特開 2024-164614 吊具装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024164614

(43)【公開日】2024-11-27

(54)【発明の名称】吊具装置

(51)【国際特許分類】

   B66C 1/42 20060101AFI20241120BHJP

【ＦＩ】

B66C1/42 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023080225

(22)【出願日】2023-05-15

(71)【出願人】

【識別番号】591156799

【氏名又は名称】ユニパルス株式会社

(72)【発明者】

【氏名】山本 一樹

(72)【発明者】

【氏名】山本 雄

(72)【発明者】

【氏名】嶋本 篤

【テーマコード（参考）】

3F004

【Ｆターム（参考）】

3F004AA07

3F004AB14

3F004AG04

3F004AG06

3F004EA21

3F004EA40

(57)【要約】

【課題】作業者の負担を軽減して荷役作業の改善を図った吊具装置の提供。
【解決手段】荷役物４０の昇降を行う荷役装置１に係合して、荷役物４０を保持する吊具装置２０であって、プロセッサ部２１ａと、センサ部２４と、操作部２２と、吊具装置送受信部２１ｃと、を有し、プロセッサ部２１ａは、センサ部２４及び操作部２２からの信号を受信して、演算して吊具装置送受信部２１ｃを経由して荷役装置１と通信を行い、センサ部２４は、保持する荷役物４０の荷役物検出手段２４ａと、荷役物４０のリリースを検出する荷役物リリース検出手段２４ｂと、荷役物４０の保持状態を検出する荷役物保持状態検出手段２４ｃと、の少なくとも１つ以上を有する、

【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷役物の昇降を行う荷役装置に係合して、前記荷役物を保持する吊具装置であって、
プロセッサ部と、センサ部と、操作部と、送受信部と、を有し、
前記プロセッサ部は、前記センサ部及び前記操作部からの信号を受信して、演算して前記送受信部を経由して前記荷役装置と通信を行い、
前記センサ部は、保持する前記荷役物の荷役物検出手段と、前記荷役物のリリースを検出する荷役物リリース検出手段と、前記荷役物の保持状態を検出する荷役物保持状態検出手段と、の少なくとも１つ以上を有する、吊具装置。

【請求項2】

前記荷役物を保持するための保持部と、
前記保持部の保持間隔を調整する調整部と、
前記センサ部は前記荷役物の被保持間隔を検出する被保持間隔検出手段を有し、
前記プロセッサ部は、前記被保持間隔検出手段が検出した前記被保持間隔をもとに演算して前記保持部の保持間隔を前記調整部へ送信し、
前記調整部は前記保持部の保持間隔を前記プロセッサ部からの信号を基に調整する請求項１に記載の吊具装置。

【請求項3】

前記プロセッサ部は、前記荷役物保持状態検出手段から送信された信号を受信して演算し、前記調整部へ前記保持間隔を送信する請求項２に記載の吊具装置。

【請求項4】

表示部をさらに備え、
前記プロセッサ部は、前記荷役装置、前記操作部及び前記センサ部からの信号を基に演算して、操作の状態、前記荷役物の有無の状態及び前記荷役物の保持状態を前記表示部に表示させる請求項１に記載の吊具装置。

【請求項5】

荷役物の昇降を行う荷役装置及び前記荷役装置と協働して前記荷役物を移動させる移動装置に係合して、前記荷役物を保持する吊具装置であって、
プロセッサ部と、センサ部と、操作部と、送受信部と、を有し、
前記プロセッサ部は、前記センサ部及び前記操作部からの信号を受信して、演算して前記送受信部を経由して前記荷役装置及び前記移動装置と通信を行い、
前記センサ部は、保持する前記荷役物の荷役物検出手段と、前記荷役物のリリースを検出する荷役物リリース検出手段と、前記荷役物の保持状態を検出する荷役物保持状態検出手段と、の少なくとも１つ以上を有する、吊具装置。

【請求項6】

荷役物の昇降を行う荷役装置及び前記荷役装置と協働して前記荷役物を移動させる移動装置に係合して、前記荷役物を保持する吊具装置であって、
プロセッサ部と、センサ部と、操作部と、送受信部と、表示部と、を有し、
前記プロセッサ部は、前記センサ部及び前記操作部からの信号を受信して、演算して前記送受信部を経由して前記荷役装置及び前記移動装置と通信を行い、
前記荷役装置、前記移動装置、前記操作部及び前記センサ部からの信号を基に演算して、操作の状態、前記荷役物の有無の状態及び前記荷役物の保持状態を前記表示部に表示させる吊具装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、製造分野の製造組立てや搬送などに用いて、荷役物を昇降させる際にモータによるアシストで重量バランスさせ僅かな操作力で上下移動させる荷役装置に係止されて当該荷役装置と協働する吊下装置である。

【背景技術】

【0002】

従来から工業製品の組立てを行う工場では、大きな重量を有する工具、作業用機器、製品、半完成品などを移動させる荷役装置を使用している。その荷役装置の中でも、大きな重量の荷役物に対してバランス状態を作り出し、使用者が軽い操作力で任意の高さに昇降移動できるように助力（アシスト力）を発生させる荷役装置が一部で使用されている。このように助力を発生させる荷役装置は、電動モータによって助力を行い、バランス状態を作り出し、荷役物に小さな操作力を加えることでスムーズに移動させている。したがって単に上下動作を電動モータで行うものとは異なり、荷役物の荷重やこれに加わる操作力を例えば荷重検出器で検出して、回転角検出器と繋がったＡＣサーボモータ等で外力の印加による重量変化を元に加速度を調整して細かいバランス制御を行うように構成されている場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－０１８９５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１には、操作部からの指令によって制御部がバランスを保つ技術が開示されている。このような荷役装置によって吊具装置を介して係止した荷役物を扱う際に、作業者は操作スイッチを押して操作指令を行うことが必要である。しかしながら作業者が行う操作負担が多く、改善の余地があった。

【0005】

このような問題に鑑みて、本発明は作業者の負担を軽減して荷役作業の改善を図った吊具装置の提供を目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る吊具装置は、上記の目的を達成するために、
荷役物の昇降を行う荷役装置に係合して、荷役物を保持する吊具装置であって、
プロセッサ部と、センサ部と、操作部と、送受信部と、を有し、
プロセッサ部は、センサ部及び操作部からの信号を受信して、演算して送受信部を経由して荷役装置と通信を行い、
センサ部は、保持する荷役物の荷役物検出手段と、荷役物のリリースを検出する荷役物リリース検出手段と、荷役物の保持状態を検出する荷役物保持状態検出手段と、の少なくとも１つ以上を有するように構成されている。

【0007】

また、荷役物を保持するための保持部と、
保持部の保持間隔を調整する調整部と、
センサ部は荷役物の被保持間隔を検出する被保持間隔検出手段を有し、
プロセッサ部は、被保持間隔検出手段が検出した被保持間隔をもとに演算して保持部の保持間隔を調整部へ送信し、
調整部は保持部の保持間隔をプロセッサ部からの信号を基に調整するように構成されている。

【0008】

また、プロセッサ部は、荷役物保持状態検出手段から送信された信号を受信して演算し、調整部へ保持間隔を送信するように構成されている。

【0009】

また、表示部をさらに備え、
プロセッサ部は、荷役装置、操作部及びセンサ部からの信号を基に演算して、操作の状態、荷役物の有無の状態及び荷役物の保持状態を表示部に表示させるように構成されている。

【0010】

また、荷役物の昇降を行う荷役装置及び荷役装置と協働して荷役物を移動させる移動装置に係合して、荷役物を保持する吊具装置であって、
プロセッサ部と、センサ部と、操作部と、送受信部と、を有し、
プロセッサ部は、センサ部及び操作部からの信号を受信して、演算して送受信部を経由して荷役装置及び移動装置と通信を行い、
センサ部は、保持する荷役物の荷役物検出手段と、荷役物のリリースを検出する荷役物リリース検出手段と、荷役物の保持状態を検出する荷役物保持状態検出手段と、の少なくとも１つ以上を有するように構成されている。

【0011】

また、荷役物の昇降を行う荷役装置及び荷役装置と協働して荷役物を移動させる移動装置に係合して、荷役物を保持する吊具装置であって、
プロセッサ部と、センサ部と、操作部と、送受信部と、表示部と、を有し、
プロセッサ部は、センサ部及び操作部からの信号を受信して、演算して送受信部を経由して荷役装置及び移動装置と通信を行い、
荷役装置、移動装置、操作部及びセンサ部からの信号を基に演算して、操作の状態、荷役物の有無の状態及び荷役物の保持状態を表示部に表示させるように構成されている。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る吊具装置と、これを係止する荷役装置との構成図である。

【図2】本発明の実施形態に係る吊具装置に繋がる荷役装置の内部構成図である。

【図3】本発明の実施形態に係る吊具装置と、これを係止する荷役装置との電子回路のブロック構成図である。

【図4】本発明の実施形態に係る吊具装置の構成図である。

【図5】本発明の実施形態に係る吊具装置の構成図である。

【図6】本発明の実施形態に係る吊具装置の構成図である。

【図7】本発明の実施形態に係る吊具装置と、これを係止する荷役装置と、吊具装置を移動可能にする移動装置の構成図である。

【図8】本発明の実施形態に係る吊具装置と、これを係止する荷役装置と、吊具装置を移動可能にする移動装置との電子回路のブロック構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態に係る吊具装置について、図面を基に詳細な説明を行う。図１は本発明の実施形態の一例である吊具装置２０とこれを係止する荷役装置１との構成図である。なお本実施形態は例示であってこれに限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変形が可能である。

【0014】

吊具装置２０は、主要な部材として、支柱３０と、アーム３１と、ベース板２８ａ、２８ｂと、モータ部（調整部）２６と、保持部２９ａ、２９ｂと、各種センサと、操作部２２と、表示部２３と、吊具装置制御部２１と、を含んで構成されている。

【0015】

支柱３０は、荷役装置１の吊り具用フック５に係止される。支柱３０は、アーム３１が制限された角度範囲で回転できるように、アーム３１を支持している。そしてアーム３１は、ベース板２８ａ、２８ｂと連結されている。アーム３１は、支柱３０を支点として制限された角度範囲で回転した時、任意の角度でベース板２８ａとベース板２８ｂのｚ方向の位置を揃える機構のアームである。なおアーム３１には、支柱３０を支点とした回転を固定する不図示のロック機構を有している。

【0016】

ベース板２８ａ、２８ｂは、複数のアーム３１を制限された角度範囲で回転自在に支持している。 ベース板２８ａ、２８ｂは、吊具装置制御部２１、操作部２２、表示部２３、モータ部（調整部）２６、センサ部２４を固定している。

【0017】

モータ部（調整部）２６は、荷役物４０を保持する保持部２９ａ、２９ｂの間隔をｘ方向に調整する機構である。モータ部（調整部）２６は、モータ２６ａと、ネジ２６ｂと、ナット２６ｃと、ボールスプラインなどこれらを支持する部材を含んでいる。モータ２６ａは、例えばステッピングモータであって、モータ２６ａがネジ２６ｂを回転させることで、ナット２６ｃがプラスｘ方向若しくはマイナスｘ方向に移動できる。したがってナット２６ｃに固定されている保持部２９ａ、２９ｂのｘ方向の間隔は、ナット２６ｃの移動範囲に応じて変更することができる。またモータ２６ａをサーボモータ、ネジ２６ｂをボールネジとして、保持部２９ａ、２９ｂのｘ方向の動きを連続的に円滑に調整制御する構成であっても良い。なお保持部２９ａ、２９ｂのｘ方向の現位置を得るためにモータ部（調整部）２６は、ロータリーエンコーダ若しくはリニアエンコーダなどのスケールを有していても良い。

【0018】

保持部２９ａ、２９ｂは、荷役物４０をｘ方向で挟み込み、荷役物４０がｚ方向に滑りにくい部材を荷役物４０に接触する部分に設けている。保持部２９ａ、２９ｂは、断面がおおよそＬ字型の金属部材で、ナット２６ｃに固定されている。

【0019】

センサ部２４について説明する。各種センサを含むセンサ部２４は、例えば測距センサ（荷役物検出手段）２４ａ、光電センサ（荷役物リリース検出手段）２４ｂ、歪みセンサ（荷役物保持状態検出手段）２４ｃ、せん断摩擦センサ（荷役物保持状態検出手段）２４ｄ、などである。センサ部２４は、これに限らず、吊具装置２０の機構及び構成部材に応じて設けられて良い。

【0020】

荷役物検出手段としての測距センサ２４ａは、例えば測距センサ２４ａの鉛直下側にある物品との距離を非接触で検出して、距離値を送信する。測距センサ２４ａは、レーザ方式、超音波方式、光電方式など、扱う荷役物４０の種類、形状に応じたものが好ましい。したがって測距センサ２４ａは、荷役物４０と吊具装置２０との位置関係を検出することができる。

【0021】

荷役物リリース検出手段としての光電センサ２４ｂ、例えばアーム３１の位置を検出する。本実施形態では、光電センサ２４ｂは、ベース板２８ａ上に配置され、断面が略コの字型の両突部を有する透過型光電センサである。光電センサ２４ｂは、アーム３１が光電センサ２４ｂの各突部に配置された発光素子、受光素子間の遮蔽の有無でアーム３１の位置を検出する。図１の状態は、保持部２９ａ、２９ｂがｘ方向で最大に開いた状態であって、この時、アーム３１は光電センサ２４ｂの略コの字の間に食い込んで遮蔽していて、保持部２９ａ、２９ｂが開いた状態であることを光電センサ２４ｂからの出力信号で検出することができる。また前にも述べたように、保持部２９ａ、２９ｂがｘ方向で最大に開いた状態でその位置が保持されるように、不図示のロック機構がアーム３１に設けられている。

【0022】

荷役物保持状態検出手段としての歪みセンサ２４ｃは、例えば歪みゲージであって、保持部２９ａ、２９ｂの曲げ部付近に添着されている。歪みセンサ２４ｃは、保持部２９ａ、２９ｂが荷役物４０を保持した際に弾性変形して歪みを出力する。したがって、歪みセンサ２４ｃは、荷役物４０の保持の有無及び保持状態を検出することができる。歪みセンサ２４ｃは、歪みを電気信号に変換するホイートストーンブリッジ回路を含んでいる。

【0023】

荷役物保持状態検出手段としてのせん断摩擦センサ２４ｄは、例えばシート状の圧力センサである。圧力センサを用いることによって力の強さ、分布、範囲、移動の速度などを測定できることから、保持した荷役物４０が保持部２９ａ、２９ｂから滑り落ちて移動する挙動を演算によって検出して、荷役物４０の保持状態を検出することができる。

【0024】

操作部２２は、荷役装置１及び吊具装置２０の操作の指令をするスイッチ群である。また表示部２３は、荷役装置１及び吊具装置２０の状態を表示するディスプレイである。本実施形態では、操作部２２と表示部２３とは一体となった液晶タッチパネルであるが、これに限るものではない。作業者が手袋を装着して操作を行う場合などで、操作部２２を比較的大型の釦とする場合がある。

【0025】

荷役物４０の被保持間隔に対して、保持部２９ａ、２９ｂのｘ方向の幅すなわち保持間隔を設定するための被保持間隔検出手段としての画像センサ部２７は、吊具装置２０の鉛直下方の物体の形状を得るためのカメラである。画像センサ部２７は、測距センサ２４ａと一体となっていても良い。

【0026】

吊具装置制御部２１は、操作部２２、表示部２３、モータ部（調整部）２６、センサ部２４、画像センサ部２７と電気的に繋がって、吊具装置２０の制御を行う。吊具装置制御部２１は、荷役装置１の荷役装置本体部２と通信を行い、荷役装置１と連携して荷役物の荷役作業をアシストする。吊具装置制御部２１は、モータ部（調整部）２６と電気的に繋がって、保持部２９ａ、２９ｂのｘ方向の移動を制御することができる。また吊具装置制御部２１は、モータ２６ａを駆動するモータ駆動部２５を含んでいる場合がある。もちろんモータ２６ａがモータ駆動部と一体型となったものである場合はこの限りでない。

【0027】

なお本実施形態では不図示であるが、吊具装置２０には、吊具装置制御部２１、操作部２２、表示部２３、モータ部（調整部）２６、センサ部２４へ給電する電源が搭載されていて、例えば電源は充電可能な二次電池である。

【0028】

次に荷役装置１について説明する。荷役装置１は、荷役装置本体部２と、吊下げフック３と、リンクチェーン４と、吊り具用フック５と、グリップ６と、を含んで構成されている。荷役装置本体部２は、リンクチェーン４を介して、吊具装置２０に荷役物４０を保持させて、荷役物４０の昇降を行う。吊り具用フック５は、この荷役装置本体部２から鉛直下方向へ伸びたリンクチェーン４の下方端部に設けられている。荷役装置本体部２の天面部には吊下げフック３が設けられている。したがって荷役装置本体部２は建物の梁や、水平移動用のレールに沿って水平方向に移動自在な移動ブロックなどに吊して使用することができる。

【0029】

吊り具用フック５は、リンクチェーン４の一端に設けられた荷役物用のフックであって、本実施形態では吊具装置２０を吊下げる部材で、汎用性のある形状である。

【0030】

グリップ６は、吊り具用フック５とリンクチェーン４との接続部を覆って設けられた中空円筒状の部材である。作業者はグリップ６を握って、吊り具用フック５及び吊具装置２０を目的の場所に移動させて荷役作業を行うことができる。

【0031】

図２は本発明の実施形態の荷役装置１の荷役装置本体部２の一部を省略した斜視構成図である。荷役装置本体部２はカバーを備えていて、その内部には荷役装置制御部１０、モータ部１１、昇降作動部１６、重量検出部１２、位置検出部１３等が収納されている。

【0032】

荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、その他の記憶装置及び入出力装置を備えて、リンクチェーン４及び昇降作動部１６を介して吊り具用フック５の上下移動の制御等を行う。また荷役装置制御部１０は、荷役装置本体部２を構成する電気電子部品等に電気を供給する回路を含んでいる。

【0033】

モータ部１１は、吊り具用フック５及び吊具装置２０を上下移動させるための駆動源である。モータ部１１のモータの負荷側には減速機が取り付けられている。このモータは例えば交流サーボモータである。

【0034】

この減速機はモータの回転速度を所定の速度に減速している。減速機は例えば波動歯車減速機である。波動歯車減速機は、ウェーブジェネレータと、フレクスプラインと、サーキュラスプラインとを有している。ウェーブジェネレータは、楕円状のカムの外周に薄肉のボールベアリングが嵌め込まれ、全体が楕円形状をしている。ベアリングの内輪は楕円カムに固定されていて、外輪はボールを介して弾性変形する。フレクスプラインは、外周に多数の外歯が形成され、ウェーブジェネレータに外嵌されて、ウェーブジェネレータの回転により円周方向へ撓まされる位置が変化するようにした弾性変形可能なものである。サーキュラスプラインは、フレクスプラインの外周側にあってフレクスプラインの外歯と嵌合する内歯を備えている。そして動力は、モータと連結したウェーブジェネレータからフレクスプラインに回転出力として繋げた出力軸１５へ取り出されて伝達される。このモータ部１１の減速機に例えば波動歯車減速機のようなバックラッシが微小なものを使用することで、モータの正逆回転切り換えを頻繁に行って上下移動を行う時に、切り換え時の制御不能な領域をなくし、スムーズな操作感を実現できる。なお減速機は波動歯車減速機に限るものではない。

【0035】

出力軸１５は、減速機にて回転速度を減速し、増大させたトルクを出力する回転軸であり、昇降作動部１６と連結し、昇降作動部１６を連続的に正逆に回転させるものである。

【0036】

リンクチェーン４は吊索であって、半円弧部とこれに繋がる直線部からなる長円形の環が交差して交互に連接されたものである。リンクチェーン４の一端は吊り具用フック５に繋がっていて、他端（無負荷側）はチェーン収納部１７に収納されている。

【0037】

昇降作動部１６は、駆動源のモータ部１１からの動力の伝達によって回転する回転部材を含んで構成される。本実施形態では昇降作動部１６の回転部材は中空円柱の形状であって、中空部で出力軸１５と繋がっていて、リンクチェーン４を巻回し、リンクチェーン４の巻き上げ及び繰り出しを行う。リンクチェーン４が巻回される位置は、おおよそ吊下げフック３の鉛直下付近であって、荷役装置本体部２の重心位置に近いところに設けられる。リンクチェーン４は昇降作動部１６の外側円柱面に設けられたポケット溝に嵌入されておおよそ１８０度ほど巻回される。本実施形態では吊索は、吊り具用フック５に繋がって昇降作動部１６に巻回されるものにリンクチェーン４を用いたが、これに限らずワイヤーロープであっても良い。ワイヤーロープを使用した時は、昇降作動部１６はドラム形状で、ワイヤーロープはその一端が固定されて回転部材に巻回される。

【0038】

位置検出部１３はモータ部１１の反負荷側に連結されている。位置検出部１３はモータの回転角位置を検出する。位置検出部１３は例えばアブソリュートエンコーダであって、光学式にてモータの回転角位置を検出して位置値を荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０へ送信する。したがってこの位置検出部１３は、吊り具用フック５の荷役装置本体部２からの繰出し値すなわち吊具装置２０の昇降位置を検出することができる。

【0039】

重量検出部１２は、起歪体と起歪体に貼られた歪みゲージを備えている。起歪体は昇降作動部１６に巻きつけられているリンクチェーン４から伝達される力を検出できるように弾性変形する形状を有している。歪みゲージは重量に応じて起歪体に生ずる歪みを電気信号に変換するホイートストーンブリッジ回路に組み込まれ、重量検出部１２は昇降作動部１６に加わる重量を検出して、重量値を荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０へ送信する。

【0040】

そして荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０が荷役装置本体部２内の昇降作動部１６の近傍に配置されている。荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０は、位置検出部１３から位置値（繰出し値）を、重量検出部１２から重量値をそれぞれ受信し、これらを基に演算を行い、モータ部１１を制御する。荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０を含む電装部は、荷役装置本体部２を粉粒や水滴のかかる場所での使用も可能にするためにカバー内に配置されている。

【0041】

本実施形態では、位置検出部１３はモータ部１１の反負荷側に配置したがこれに限らず、減速機の出力である出力軸１５や昇降作動部１６に設けられても良く、また両方に設けられても良い。さらに光学式に限らず磁気式や静電容量式等であっても良い。

【0042】

また重量検出部１２は昇降作動部１６に加わる重量を検出できれば良く、減速機と昇降作動部１６との間に設けた回転軸の捻れからトルクを検出するような回転型の構造や、モータ部１１が受ける反力を検出するフランジ型や鼓型の構造のものであっても良い。さらに歪みゲージ式に限らず磁歪式や静電容量式等であっても良い。

【0043】

荷役装置送受信部１４が、荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０の回路基板の一部に配置されている。荷役装置送受信部１４は、吊具装置２０と無線にて通信するための電子回路を有している。

【0044】

図３は本発明の実施形態に係る吊具装置２０と荷役装置１の電子回路のブロック構成図である。荷役装置１は、荷役装置本体部２を含んで構成されている。吊具装置２０は、吊具装置制御部２１と、操作部２２と、表示部２３と、センサ部２４と、モータ部（調整部）２６と、画像センサ部２７と、を含んで構成されている。吊具装置制御部２１は、少なくともプロセッサ部２１ａと、記憶部２１ｂと、吊具装置送受信部２１ｃと、を有している。そして、吊具装置２０の構成によっては選択的に、画像処理部２１ｄやモータ駆動部２５を有する。画像処理部２１ｄは、画像センサ部２７から出力された画像の情報を、プロセッサ部２１ａで利用できる信号に変換して出力する。またモータ駆動部２５は、モータ部２６のモータ２６ａを駆動する電流を発生させる。吊具装置送受信部２１ｃは、荷役装置本体部２の荷役装置送受信部１４と相互通信を行う。

【0045】

荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０は荷役装置本体部２全体の制御を行っている。荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０は、モータ部１１を駆動する駆動回路を含んでいる。そして荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０は、重量検出部１２から昇降作動部１６に加わる重量値を受信し、位置検出部１３からモータ部１１の回転角の位置値を受信し、荷役装置送受信部１４と信号の送受信を行う。荷役装置送受信部１４と荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０とは有線で繋がっていて、極めて短い時間間隔で高速に信号の送受信を行う。なお荷役装置制御部１０内には、記憶部１０ａと、演算部１０ｂとが含まれていて、演算部１０ｂは、保持手段１０ｃと、バランス手段１０ｄとを含んでいる。また記憶部１０ａは、荷役装置制御部１０内にあってもよいが、荷役装置制御部１０外であっても良い。

【0046】

荷役装置送受信部１４は、吊具装置２０の吊具装置送受信部２１ｃと無線にて通信を行う。荷役装置送受信部１４及び吊具装置送受信部２１ｃは無線通信を行う電子回路で構成され、電波による送信器と受信器を有する他、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを有する場合がある。

【0047】

吊具装置制御部２１は吊具装置２０全体の制御を行っている。吊具装置制御部２１内のプロセッサ部２１ａはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であって、操作部２２による操作指令を受けて、操作の指令信号を吊具装置送受信部２１ｃへ送信する。そして吊具装置送受信部２１ｃはプロセッサ部２１ａから受信した操作の指令を、荷役装置送受信部１４へ無線にて送信する。この指令を含んだ信号には、吊具装置２０と荷役装置本体部２とのペアリングを行う識別情報が付与されている。またプロセッサ部２１ａは、画像処理部２１ｄ及び測距センサ２４ａからの信号をもとに、保持部２９ａ、２９ｂのｘ方向の設定位置を演算し、モータ駆動部２５へ指令の信号を送信することができる。モータ駆動部２５は、プロセッサ部２１ａからの信号を基に、モータ部（調整部）２６を駆動する。

【0048】

次いで操作部２２に設けられている操作手段である各操作釦の役割について説明する。作業者が表示部２３に表示されているバランス釦を押すと操作部２２からバランス指令が送信され、荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０はこれを受信してバランス制御へ移行する。すなわち荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０は、バランス釦が押された時、重量検出部１２が昇降作動部１６に加わる重量値を検出して出力した重量値を記憶部１０ａにより登録重量として記憶し、その後バランス手段１０ｄによって登録重量と昇降作動部１６に加わる重量との差をゼロにする制御値を演算して、モータ部１１を制御する。この制御を本発明ではバランス制御と言い、このバランス制御中の吊具装置２０及び荷役物４０の状態をバランス状態と言う。換言すると、荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０は、登録した重量で生じるリンクチェーン４のテンションと、昇降作動部１６検出した重量で生じるリンクチェーン４のテンションとが同じになるように制御値を演算してモータ部１１を制御することがバランス制御である。そして作業者がこのバランス制御中に吊具装置２０や荷役物４０に鉛直下向きの外力を加えると、昇降作動部１６に加わる重量が大きくなることから、荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０はこれを登録重量へ近づけるように制御値を演算し、リンクチェーン４を繰り出す方向にモータ部１１を制御し、吊具装置２０及び荷役物４０は下降する。一方、作業者がこのバランス制御中に吊具装置２０や荷役物４０に鉛直上向きの外力を加えると、昇降作動部１６に加わる重量が小さくなることから、荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０はこれを登録重量へ近づけるように制御値を演算し、リンクチェーン４を巻き上げる方向にモータ部１１を制御し、吊具装置２０及び荷役物４０は上昇する。そして作業者が外力の印加をやめると、重量検出部１２が検出する重量が登録重量と等しくなるので吊具装置２０及び荷役物４０は静止した状態となる。

【0049】

一方で、作業者が表示部２３に表示されている保持釦を押すと、荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０は保持指令を受信し、昇降作動部１６を現在位置にて保持、すなわち吊り具用フック５及び操作部２２の昇降位置を保つようにモータ部１１を制御する。

【0050】

作業者が表示部２３に表示されている上昇釦若しくは下降釦を押すと、荷役装置本体部２の荷役装置制御部１０はこれを受けてモータ部１１を制御して、吊り具用フック５を上昇若しくは下降させる。作業者は表示部２３に表示されている上昇釦若しくは下降釦を連続的に押すことで、モータ部１１により吊り具用フック５及び吊具装置２０を連続的に昇降させることができる。また荷役装置本体部２が保持状態及びバランス状態いずれにあっても、作業者が上昇釦若しくは下降釦を押すと、上昇若しくは下降を行い、押した上昇釦若しくは下降釦から手を離すと保持状態に戻る。

【0051】

図４から図６は、作業者が本発明の実施形態に係る吊具装置２０を用い、荷役物４０を扱う際の図である。なお図４から図６では、荷役装置１の部分は省略している。

【0052】

図４において、吊具装置２０の鉛直下方向には、荷役物４０が床４１に置かれている。荷役物４０は、直方体形状の段ボールなどの箱である。 吊具装置２０の保持部２９ａ、２９ｂは開いた状態で、アーム３１は鉛直方向に圧縮された状態である。ベース板２８ａに取り付けられた測距センサ（荷役物検出手段）２４ａが比較的遠距離を計測できるセンサである場合は、荷役物４０との距離を測距して距離の信号を出力して、吊具装置制御部２１はこれを受信して、表示部２３に表示することができる。またベース板２８ａに取り付けられた画像センサ部２７が荷役物４０の画像を読み取り、画像処理部２１ｄにて抽出した形状と、測距センサ２４ａからの距離の信号と合わせて、プロセッサ部２１ａは荷役物４０のｘ方向の被保持間隔の寸法ａを割り出すことができる。そしてプロセッサ部２１ａは、保持部２９ａ、２９ｂのｘ方向の保持間隔において、荷役物４０を保持するのに過不足がある場合、モータ部（調整部）２６を駆動させて、荷役物４０の幅寸法ａに適した間隔に設定することができる。なお画像センサ部２７が省略されている場合には、作業者は操作部２２にて荷役物４０の寸法を入力することで、プロセッサ部２１ａは、モータ部（調整部）２６を駆動させて、荷役物４０の幅寸法ａに適した保持部２９ａ、２９ｂのｘ方向の間隔Ａを設定することができる。

【0053】

図５（ａ）は、荷役物４０を保持する直前の吊具装置２０と荷役物４０を表している。そして図５（ｂ）は荷役物４０を保持して、床４１から荷役物４０を持ち上げた際の吊具装置２０と荷役物４０を表している。図５（ａ）では、吊具装置２０の保持部２９ａ、２９ｂのｘ方向の間隔が、幅Ａの荷役物４０を保持するのに適合した寸法Ａに設定されている。この時、アーム３１は光電センサ（荷役物リリース検出手段）２４ｂを遮っている状態である。次いで作業者が、アーム３１の不図示のロック機構を解除して、操作部２２の上昇釦を押して吊具装置２０を持ち上げると、次第にアーム３１は鉛直方向に伸びて、保持部２９ａ、２９ｂの間隔が狭くなり、保持部２９ａ、２９ｂが荷役物４０に当接する。そして荷役物４０が床４１から離れ、荷役物４０は吊具装置２０に保持される。この時、アーム３１は光電センサ（荷役物リリース検出手段）２４ｂを遮らず、吊具装置２０が荷役物４０を保持した状態になっているとプロセッサ部２１ａは判断する。

【0054】

図６は、ｘ方向の幅寸法がｂである荷役物４０を保持する直前の吊具装置２０と荷役物４０を表している。画像センサ部２７と、測距センサ２４ａからの距離の信号と合わせて、プロセッサ部２１ａは荷役物４０のｘ方向の寸法ｂを割り出すことができる。また画像センサ部２７が省略されている場合には、作業者は操作部２２にて荷役物４０の寸法ｂを入力することで、プロセッサ部２１ａは、モータ部（調整部）２６を駆動させて、荷役物４０の幅寸法ｂに適した保持部２９ａ、２９ｂのｘ方向の間隔Ｂを設定することができる。そして、荷役物保持状態検出手段としての歪みセンサ２４ｃや荷役物保持状態検出手段としてのせん断摩擦センサ２４ｄを保持部２９ａ、２９ｂに配置することで、この保持部２９ａ、２９ｂのｘ方向の間隔が適切であるかを知ることができるため、荷役物４０の保持の安定化を図ることができる。

【0055】

以上説明したように、本発明の吊具装置によれば、吊具装置にプロセッサを設置して吊具装置に配置されたセンサの情報を処理して、荷役装置との通信を行うことができるため、作業者の負担を軽減して荷役作業の改善を図ることができる。

【0056】

図７は本発明の実施形態に係る吊具装置２０と、これを係止する荷役装置１と、吊具装置２０を移動可能にする移動装置５０の構成図である。

【0057】

移動装置５０は、例えばシリアルリンクのマニピュレータを搭載したアーム型ロボットである。移動装置５０は、床４１などに固定されて荷役物４０を持ち上げて移動する。しかしながら、対象物が移動装置５０の可搬重量を超える重量の物品であった場合には、荷役装置１が移動装置５０の鉛直方向の重量成分を少なくとも一部負担してアシストを行う。移動装置５０は、その先端部にハンドル部５４と力検出部５３を有していている。ハンドル部５４は、移動させる対象物に固定されたり、移動させる対象物を保持したりなど、移動させる物によって定められる。力検出部５３は例えば６分力計であって、ハンドル部５４に加わる力を検出する。移動装置５０のマニピュレータは、モータ部５２によってアームを連結したものである。モータ部５２はエンコーダを有して、モータ部５２の回転位置を検出する。本実施形態では、移動装置５０のハンドル部５４は、吊具装置２０の支柱３０を支持して、吊具装置２０を水平に保ちつつ移動可能にしたものである。

【0058】

図８は本発明の実施形態に係る吊具装置２０と、これを係止する荷役装置１と、吊具装置２０を移動可能にする移動装置５０との電子回路のブロック構成図である。移動装置５０は、移動装置制御部５１と、モータ部５２と、力検出部５３とを含んでいる。移動装置制御部５１は、記憶部５１ａと演算部５１ｂを含んでいる。記憶部５１ａは、対象物を移動させる空間の座標、モータ部５２のエンコーダから受信した位置情報、力検出部５３から受信したハンドル部５４が受けた力の情報などを記憶している。演算部５１ｂは、モータ部５２のエンコーダから位置情報を受信し、力検出部５３からハンドル部５４が受けた力の情報を受信し、モータ部５２の制御のための演算を行って、モータ部５２の制御を行う。また移動装置制御部５１は、荷役装置１の荷役装置制御部１０と有線若しくは無線で通信して、吊具装置２０の移動のための制御を協働して行う。

【0059】

この構成で、吊具装置２０の表示部２３は、荷役装置１の動作状態と共に、移動装置５０の情報も表示することができる。もちろん、吊具装置送受信部２１ｃと直接的に移動装置５０の通信部と繋がって、移動装置５０の情報を表示しても良い。そして吊具装置２０の操作部２２によって移動装置５０の操作を行うことも可能である。この場合、荷役物４０の種類、サイズ、移動地点の変更などを吊具装置２０によって容易に切り替えることも可能になる。

【0060】

この構成であれば、荷役物４０が長尺の大きな重量物で、移動先に嵌合をもって水平方向や斜めに挿入される場合など、移動装置５０の自動運転移動では困難な荷役作業も可能となる。

【0061】

本発明を好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば本実施形態では、荷役物は挟持によって保持されるものを用いて説明したが、荷役物をエア吸引によって保持するものであっても良い。その場合、吊具装置には吸引パッドやエア配管が設けられて電磁弁の開閉で荷役物の保持と開放の切換えを行うことができる。調整部は吸引パッドの位置を荷役物の寸法や形状に合わせて調整することができる。そしてエア配管の経路に圧力センサや流量センサを挿入して、荷役物の保持状態を表示部に表示することも可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0062】

本発明の活用例として、荷役物の移動を助力して行う荷役機械への適用が可能である。

【符号の説明】

【0063】

１ ：荷役装置
２ ：荷役装置本体部
３ ：吊下げフック
４ ：リンクチェーン
５ ：吊り具用フック
６ ：グリップ
１０ ：荷役装置制御部
１０ａ ：記憶部
１０ｂ ：演算部
１０ｃ ：保持手段
１０ｄ ：バランス手段
１１ ：モータ部
１２ ：重量検出部
１３ ：位置検出部
１４ ：荷役装置送受信部
１５ ：出力軸
１６ ：昇降作動部
１７ ：チェーン収納部
２０ ：吊具装置
２１ ：吊具装置制御部
２１ａ ：プロセッサ部
２１ｂ ：記憶部
２１ｃ ：吊具装置送受信部
２１ｄ ：画像処理部
２２ ：操作部
２３ ：表示部
２４ ：センサ部
２４ａ ：測距センサ（荷役物検出手段）
２４ｂ ：光電センサ（荷役物リリース検出手段）
２４ｃ ：歪みセンサ（荷役物保持状態検出手段）
２４ｄ ：せん断摩擦センサ（荷役物保持状態検出手段）
２５ ：モータ駆動部
２６ ：モータ部（調整部）
２６ａ ：モータ
２６ｂ ：ネジ
２６ｃ ：ナット
２７ ：画像センサ部（被保持間隔検出手段）
２８ａ、２８ｂ ：ベース板
２９ａ、２９ｂ ：保持部
３０ ：支柱
３１ ：アーム
４０ ：荷役物
４１ ：床
５０ ：移動装置
５１ ：移動装置制御部
５１ａ ：記憶部
５１ｂ ：演算部
５２ ：モータ部
５３ ：力検出部
５４ ：ハンドル部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】