三次元空間搬送装置及び三次元空間搬送方法
【課題】少ない操作ボタンでオペレータに東西南北上下の６方向を意識させないで搬送装置を操作することができる三次元搬送装置を提供する。
【解決手段】本発明は、搬送対象物を保持して三次元空間において搬送する保持搬送部を有する装置本体部を備え、操作部からの命令に基づいて保持搬送部を三次元空間内において移動させる三次元空間搬送装置である。装置本体部に、保持搬送部をそれぞれ独立してＸ、Ｙ、Ｚ軸方向へ移動させるための三つのモータ２１〜２３が設けられるとともに、操作ペンダント９に、操作部本体の位置情報及び傾斜情報を検出するための３軸式の電子コンパスセンサー回路１１と、装置本体部の三つのモータ２１〜２３を動作させるための少なくとも一つの操作スイッチとが設けられ、電子コンパスセンサー回路１１にて検出された情報に基づいて三つのモータ２１〜２３を動作させるように構成されている。
【解決手段】本発明は、搬送対象物を保持して三次元空間において搬送する保持搬送部を有する装置本体部を備え、操作部からの命令に基づいて保持搬送部を三次元空間内において移動させる三次元空間搬送装置である。装置本体部に、保持搬送部をそれぞれ独立してＸ、Ｙ、Ｚ軸方向へ移動させるための三つのモータ２１〜２３が設けられるとともに、操作ペンダント９に、操作部本体の位置情報及び傾斜情報を検出するための３軸式の電子コンパスセンサー回路１１と、装置本体部の三つのモータ２１〜２３を動作させるための少なくとも一つの操作スイッチとが設けられ、電子コンパスセンサー回路１１にて検出された情報に基づいて三つのモータ２１〜２３を動作させるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば天井走行クレーンのような三次元空間搬送装置を用いて搬送対象物を搬送する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、代表的な三次元空間搬送装置として天井走行クレーンが用いられている。
例えば、図１０に示すように、従来の天井走行クレーン１０１は、建物の内部に平行に敷設された走行レール１０２上を車輪１０３を介して走行する一対のサドル１０４間に直線状のクレーンガーダ１０５を架け渡し、このクレーンガーダ１０５に移動可能な巻上機１０６を移動可能に装着して構成されている。
【０００３】
この巻上機１０６には、巻上用支持体１０７としてワイヤロープを用いた電気ホイストやロードチェーンを用いた電気チェーンブロック等が使用され、巻上機１０６から垂下されたフック１０８に、搬送物（図示せず）に掛回した玉掛用具を掛けて吊り上げ、操作ペンダント１０９からの指令によって、巻上機１０６を建物の任意の位置に移動させて搬送作業を行う。
【０００４】
このようなクレーンの操作は、一般的には、図１１（ａ）又は図１１（ｂ）に示すような有線式又は無線式の操作ペンダント１０９Ａ、１０９Ｂに、東・西・南・北・上・下の６個の押しボタン１１０〜１１５を配置し、各押しボタン１１０〜１１５を順次押すことにより行われているが、不慣れなオペレータにとっては、クレーンの動作方向と操作ペンダント１０９Ａ、１０９Ｂの東・西・南・北の押しボタン１１０〜１１３がどのように対応しているのか非常に分かりづらい。
【０００５】
従来技術において、操作ペンダント１０９の押しボタン１１０〜１１５とクレーン動作方向との対応が不明の場合は、東・西・南・北何れかの押しボタン１１０〜１１３を試し押して、まず各ボタン押下によってクレーンの動作方向を確認した後、本作業に入るため、迅速な作業ができないという問題があった。
【０００６】
また、クレーン等を長期にわたって使用した場合、このような操作用のボタンに油等の汚れが付着したり、ボタン本体に刻印してある文字が掠れて判別しづらくなるという問題もあった。
これらの問題点を解決するため、下記特許文献１及び特許文献２に示すような技術も提案されている。
【０００７】
特許文献１及び特許文献２に記載されたものでは、共にオペレータに東西南北の方向を意識させないでクレーンを使用できるようにしているが、次のような問題点がある。
特許文献１では、有線式の操作ペンダントが提案されている。この有線式の操作ペンダントを使用した装置は、水平方向の検出にアブソリュート式エンコーダを用いて、現在操作ペンダントの方向を検出するようにしているが、有線式であるため、操作ペンダントの接続ケーブルが搬送物に干渉し煩わしい。
【０００８】
さらに、この特許文献１に係る装置では、磁気センサーと圧電ジャイロを使って水平方向の方位角を検出する制御方式を採用している。この方式では、磁気センサーで検出した方位を基準とし、その基準方位角に、圧電ジャイロからの角速度値を時間積分して、加算し方位角を算出していると考えられる。しかし、この制御方式では、次のような問題が考えられる。
【０００９】
（１）圧電ジャイロからのアナログ角速度値をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換して、マイコン等によって読み込み、積分（加算）処理した場合、使用時間と共にＡ／Ｄ変換時の量子化誤差による累積誤差が大きくなるため、正確な方位を検出することができなくなる。また、圧電ジャイロの角速度値は熱によって大きな温度ドリフトが発生するため、積分計算によって算出した方位角の精度はさらに悪化する。
【００１０】
（２）上記の累積誤差をクリアするためには、定期的に基準方位位置で基準方位の再設定操作が必要になる。このようなクリア操作を頻繁に行う必要がある装置は、オペレータにとっては極端に使い勝手が悪くなるため、運用面を考えた場合実用的ではない。このような装置であれば、既存の「東」「西」「南」「北」と記された従来の操作ペンダントの方が、基準位置の設定は不要で、しかも操作も単純で分かりやすいため、使い勝手は優れていると言える。
【００１１】
一方、特許文献２には、磁気方位センサーを使って水平回転方向を検出することが記載されているが、磁気センサーをクレーンフック部、即ち搬送物の近くに実装しているため、フック部又は搬送物が磁性体の場合、磁性体の外乱磁気によって磁気センサーが影響を受けてしまい、この取付け状態では正確に水平方向を検出することができない場合があると考えられる。
【００１２】
さらに上記各文献に記載の装置は、共に水平方向についてセンサーによってオペレータにクレーンの方角を意識させないようにしてはいるものの、上下方向については従来の操作ペンダントとほぼ同じ構成で、操作ペンダントの操作パネルのボタン又はスイッチ等の数もそれほど少なくなっていない。
【特許文献１】特開２００７−３９２３２号公報
【特許文献２】特開２００４−６７２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、前記問題点を解消するためになされたもので、少ない操作ボタンでオペレータに東西南北上下の６方向を意識させないで搬送装置を操作することができる三次元空間搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、搬送対象物を保持して三次元空間において搬送する保持搬送部を有する装置本体部を備え、操作部からの命令に基づいて前記保持搬送部を三次元空間内において移動させる三次元空間搬送装置であって、前記装置本体部に、前記保持搬送部をそれぞれ独立して異なる３軸方向へ移動させるための三つの駆動機構が設けられるとともに、前記操作部に、当該操作部本体の位置情報及び傾斜情報を検出するための方位角・仰角センサーと、前記装置本体部の前記三つの駆動機構を動作させるための少なくとも一つの操作スイッチとが設けられ、前記方位角・仰角センサーにて検出された情報に基づいて前記三つの駆動機構を動作させるように構成されているものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記操作スイッチとして、前記保持搬送部を前方向へ移動させるための前進スイッチを備えるものである。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記操作スイッチとして、前記保持搬送部を後方向へ移動させるための後進スイッチを更に備えるものである。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の発明において、前記装置本体部と、前記操作部とが、無線送受信によって情報の伝達を行うように構成されているものである。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の三次元空間搬送装置を用いて搬送対象物を搬送する方法であって、前記操作部の操作スイッチをオンすることにより、当該操作部本体の現在の方位角情報及び仰角情報を前記方位角・仰角センサーによって読み取るステップと、予め記憶した基準方位角情報と、読み取られた前記現在の方位角情報とに基づいて当該操作部本体の回転角情報を算出するステップと、前記仰角情報と前記回転角情報とに基づいて前記三つの駆動機構をそれぞれ動作させ、当該操作部本体の向けられた方向に前記保持搬送部を移動させるステップとを有するものである。
【００１５】
本発明の場合、操作部の動作スイッチ（例えば前進スイッチ）をオンすることにより、当該操作部本体の現在の方位角情報及び仰角情報を前記方位角・仰角センサーによって読み取り、予め記憶した基準方位角情報と、読み取られた現在の方位角情報に基づいて操作部本体の回転角情報を算出し、得られた仰角情報と回転角情報とに基づいて三つの駆動機構をそれぞれ動作させ、操作部本体の向けられた方向に保持搬送部を移動させる。
このように、本発明によれば、操作部を操作しているオペレータは、保持搬送部を東西南方上下どの方向に動かしているのか全く意識することなく、操作部本体が向けられた方向に保持搬送部を移動させることができる。
また、本発明によれば、保持搬送部を東西南北上下の６方向に動かすのに、少なくとも操作部に１ヶの操作スイッチが装備されていれば三次元空間搬送装置を動かすことができるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、三次元空間搬送装置のオペレータは、三次元空間搬送装置を移動させる場合、手に持っている操作部（操作ペンダント）を三次元空間搬送装置の移動方向に向けて例えば前進ボタン（又は後進ボタン）を押すだけでよい。これにより、従来の三次元空間搬送装置のように、操作ペンダントに配置された複数のモータ駆動ボタンと、装置が設置されている東西南北上下の６方向を対応させてボタン操作をする必要がなくなるため、ボタン操作に不慣れなオペレータでも操作ボタン表示を見て確認することなく、作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００１７】
また、本発明によれば、操作部の操作ボタンを見ることなく三次元空間搬送装置を操作することができるため、作業を安全に行うことができる。
さらに、操作部に配置するスイッチ数を少なくすることができるため、操作ペンダントを安価に、さらに軽く、また小さく製作することができる。その結果、従来の操作ペンダントと比較すると、本発明による操作ペンダントを長時間持って作業を行っても、作業者の疲労度が少なくなるという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る三次元空間搬送装置の実施の形態の外観構成を示す斜視図である。
図１に示すように、本実施の形態の天井走行クレーン（三次元空間搬送装置）１は、建物の内部に平行に敷設された走行レール２上を車輪３を介して走行する一対のサドル４間に直線状のクレーンガーダ５を架け渡し、このクレーンガーダ５に移動可能な巻上機６を移動可能に装着して構成されている。
この巻上機６には、巻上用支持体７としてワイヤロープを用いた電気ホイストやロードチェーンを用いた電気チェーンブロック等が使用される。
【００１９】
そして、操作ペンダント９（操作部）からの無線による指令によって、巻上機６から垂下されたフック（保持搬送部）８に、搬送物（図示せず）に掛回した玉掛用具を掛けて吊り上げ、この状態で巻上機６を三次元空間の任意の位置に移動させるようになっている。
【００２０】
図２（ａ）は、本実施の形態の無線操作ペンダントの回路構成を示すブロック図である。
図２（ａ）に示すように、本実施の形態における無線操作ペンダントの回路部１０は、操作ペンダント９の向けられた方向（方位角、仰角）を検出する電子コンパスセンサー回路１１と、設置した三次元空間搬送装置の磁北に対する方位角データを格納しておく基準座標記憶回路１２と、後述する各種ボタン操作情報を管理するボタン操作管理回路１３と、モータ駆動命令を無線送信出力する無線送信回路１４と、上述の各回路全体を制御する操作ペンダント制御回路１５とを有している。
【００２１】
ここで、電子コンパスセンサー回路１１は、図示しない方位角・仰角センサーを有し、この方位角・仰角センサーにて検出された操作ペンダント９の方位角データ及び仰角データを操作ペンダント制御回路１５に対して送出するようになっている。
【００２２】
基準座標記憶回路１２は、設置した三次元空間搬送装置の磁北に対する方位角データ、即ち基準方位角データを操作ペンダント制御回路１５から受け取り、また操作ペンダント制御回路１５に対して送出する。
無線送信回路１４は、モータ駆動命令を受け取り、これを送信アンテナ１６から三次元空間搬送装置の装置本体側の回路部２０に対して無線送信出力する。
【００２３】
図２（ｂ）は、本実施の形態の三次元空間搬送装置本体の回路構成を示すブロック図である。
図２（ｂ）に示すように、本実施の形態の搬送装置本体側の回路部２０は、走行（Ｘ）軸、横行（Ｙ）軸、上下（Ｚ）軸毎に取り付けられたＸ軸モータ２１、Ｙ軸モータ２２及びＺ軸モータ２３と、これら各モータ２１〜２３を駆動するＸ軸モータ駆動回路２４、Ｙ軸モータ駆動回路２５、Ｚ軸モータ駆動回路２６とを有している。
【００２４】
また、搬送装置本体側の回路部２０は、操作ペンダント９から無線送信されたモータ駆動命令データを受信する無線受信回路２７と、無線受信回路２７から入力されたモータ駆動命令に基づいてＸ軸〜Ｚ軸駆動回路２４〜２６を制御するモータ制御回路２８とを有している。
【００２５】
図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明における操作ペンダントの例を示す外観構成図である。
図３（ａ）に示す操作ペンダント９Ａにおいては、ペンダント本体３１に、電源入ボタン３２、電源切ボタン３３、前進ボタン３４、座標教示ボタン３５が設けられている。
これら電源入ボタン３２、電源切ボタン３３、前進ボタン３４、座標教示ボタン３５は、それぞれ上記ボタン操作管理回路１３に接続されている。
【００２６】
本実施の形態の場合、電源入ボタン３２を押すと、操作ペンダント９Ａの電源がオンする。また、電源切ボタン３３を押すと、操作ペンダント９Ａの電源がオフする。さらに、前進ボタン３４を押すと、後述するように、操作ペンダント９Ａ（ペンダント本体３１）の向けられた方向に保持搬送部であるフック８が動作する。
【００２７】
一方、座標教示ボタン３５は、三次元空間搬送装置の設置方向と、操作ペンダント９Ａによる操作方向を一致させるときに使用する。座標教示ボタン３５は通常の操作では使用しないため、座標教示を行わない場合は、ボタンカバー３６等を被せておくと誤操作を防止することができる。
【００２８】
図３（ｂ）に示す操作ペンダント９Ｂにおいては、ペンダント本体３１に、上述した機能を有する電源入ボタン３２、電源切ボタン３３、前進ボタン３４、座標教示ボタン３５に加えて後進ボタン３７が設けられている。
【００２９】
これら電源入ボタン３２、電源切ボタン３３、前進ボタン３４、後進ボタン３７、座標教示ボタン３５は、上述したボタン操作管理回路１３に接続されている。
ここで、後進ボタン３７を押すと、操作ペンダント９Ｂ（ペンダント本体３１）の向けられた方向と反対方向に保持搬送部であるフック８が動作する。
【００３０】
図３（ｃ）に示す操作ペンダント９Ｃにおいては、ペンダント本体３１に、上述した機能を有する電源入ボタン３２、電源切ボタン３３、前進ボタン３４、後進ボタン３７が設けられており、図３（ｂ）に示す操作ペンダントから座標教示ボタン３５が省略されている。
【００３１】
本実施の形態においては、例えば、前進ボタン３４と後進ボタン３７を同時に押すことにより、図３（ａ）（ｂ）に示す操作ペンダント９Ｂの座標教示ボタン３５と同等の機能を実行するように構成されている。
【００３２】
図４は、本発明における、操作ペンダントと、磁北と走行（Ｘ）軸基準方位角θbの関係と基準座標の教示方法についての説明図である。
ここでは、図３（ａ）に示す操作ペンダント９Ａを例にとって説明する。
【００３３】
図４において、三次元空間搬送装置の操作ペンダント９Ａを、設置した同装置の走行（Ｘ）軸の＋方向に向ける。
この状態で操作ペンダント９Ａの座標教示ボタン３５を押すと、操作ペンダント９Ａの制御回路１５が、ボタン操作管理回路１３によって座標教示ボタン３５が押下されたことを確認し、この時点における操作ペンダント９Ａの基準方位角データθb（θbは磁北に対する走行（Ｘ）軸の方位角）を電子コンパスセンサー回路１１から読み出し、このデータを基準座標記憶回路１２に格納する。
【００３４】
図５は、本発明における、操作ペンダントのＸ軸方位角θb、現在方位角θm、方向角θc、仰角φmの関係を示す説明図、図６は、操作ペンダントの回転角θcとＸＹ軸方向のモータ駆動命令発行エリアの設定を示す説明図である。
また、図７は、操作ペンダントの仰角φmとＺ軸方向のモータ駆動命令発行エリアの設定を示す説明図、図８は、操作ペンダントにおける前進ボタンを押した場合の各軸モータ駆動命令発行時の制御フロー図である。
【００３５】
以下、図５〜図８を用い、例えば、操作ペンダント９Ａ〜９Ｃの前進ボタン３４が押下されたときの回路動作について説明する（説明の都合上操作ペンダント９とする）。
操作ペンダント９の前進ボタン３４が押されると（ステップＳ１）、制御回路１５は、このときの操作ペンダント９の方位角θmと仰角φmを電子コンパスセンサー回路１１から読み出す（ステップＳ２）。
【００３６】
この場合、操作ペンダント９が走行（Ｘ）軸に対してどの程度回転しているのかを示す方向角θc（方向角は、Ｘ軸に対して反時計回り方向の角度）を、基準座標記憶回路１２に格納された基準方位角データθbと、前記方位角θmを用いて次式で算出する（ステップＳ３）。
【００３７】
θc ＝ θb−θm・・・式（１）
そして、式（１）で算出した方向角θcと、電子コンパスセンサー回路１１から読み込んだ仰角φmに基づいて、以下に説明するように、ＸＹＺ軸についてのモータ駆動命令を発行する。
【００３８】
本実施の形態では、上述した仰角φm（−９０°〜＋９０°）が＋４５°以上の場合は、図７に従い、Ｚ（上下）軸モータ２３に対する＋方向への駆動命令を発行し（ステップＳ４、Ｓ５）、逆に仰角φmが−４５°以下の場合は、Ｚ（上下）軸モータ２３に対する−方向への駆動命令を発行する（ステップＳ６、Ｓ７）。
【００３９】
次に、仰角φm（検出範囲−９０°〜＋９０°）が＋４５°より小さく、かつ、−４５°より大きい場合は、図６に従い、Ｘ軸モータ駆動回路２４又はＹ軸モータ駆動回路２５に対して駆動命令を発行する。
【００４０】
ここで、方向角θcがＸ（走行）軸に対して−４５°〜＋４５°の範囲にある場合には、Ｘ軸モータ駆動回路２４に対する＋方向への駆動命令を発行し（ステップＳ８、Ｓ９）、方向角θcが＋１３５°〜＋２２５°の範囲にある場合は、Ｘ軸モータ駆動回路２４に対する−方向への駆動命令を発行する（ステップＳ１０、Ｓ１１）。
【００４１】
さらに、方向角θcが＋４５°より大きく、かつ、＋１３５°より小さい場合は、Ｙ軸モータ駆動回路２５に対する＋方向への駆動命令を発行し（ステップＳ１２、Ｓ１３）、また、方向角θcが＋２２５°より大きく、かつ、＋３１５°より小さい場合は、Ｙ軸モータ駆動回路２５に対する−方向への駆動命令を発行する（ステップＳ１４、Ｓ１５）。
【００４２】
図９は、操作ペンダントにおける後進ボタンを押した場合の各軸モータ駆動命令発行時の制御フロー図である。
この場合は、前進ボタン３４を押した場合と仰角φm及び方向角θcを用いた判断方法は同じであるが、各モータ２１〜２３への駆動命令は、前進ボタン３４を押した場合と逆方向へのモータ駆動命令を発行している。
【００４３】
なお、操作ペンダント９に後進ボタン３７を装備した場合、操作ペンダント９のボタン数は増えるが、操作ペンダント９の向きを変えなくても逆方向へ動かすことが可能になり、作業によっては操作し易くなる場合がある。
【００４４】
本例において、操作ペンダント９の後進ボタン３７が押されると（ステップＳ１）、制御回路１５は、このときの操作ペンダント９の方位角θmと仰角φmを電子コンパスセンサー回路１１から読み出す（ステップＳ２）。
【００４５】
そして、上記基準座標記憶回路１２に格納された基準方位角データθbと、上記方位角θmを用い、上記式（１）によって方向角θcを算出する（ステップＳ３）。
そして、式（１）で算出した方向角θcと、電子コンパスセンサー回路１１から読み込んだ仰角φmに基づいて、以下に説明するように、ＸＹＺ軸についてのモータ駆動命令を発行する。
【００４６】
本実施の形態では、上述した仰角φm（−９０°〜＋９０°）が＋４５°以上の場合は、図７に従い、Ｚ（上下）軸モータ２３に対する−方向への駆動命令を発行し（ステップＳ４、Ｓ５）、逆に仰角φmが−４５°以下の場合は、Ｚ（上下）軸モータ２３に対する＋方向への駆動命令を発行する（ステップＳ６、Ｓ７）。
【００４７】
次に、仰角φm（検出範囲−９０°〜＋９０°）が＋４５°以下で、かつ、−４５°以下の場合は、図６に従い、Ｘ軸モータ駆動回路２４又はＹ軸モータ駆動回路２５に対して駆動命令を発行する。
【００４８】
ここで、方向角θcがＸ（走行）軸に対して−４５°以上で、かつ、＋４５°以下の場合には、Ｘ軸モータ駆動回路２４に対する−方向への駆動命令を発行し（ステップＳ８、Ｓ９）、方向角θcが＋１３５°以上で、かつ、＋２２５°以下の場合は、Ｘ軸モータ駆動回路２４に対する＋方向への駆動命令を発行する（ステップＳ１０、Ｓ１１）。
【００４９】
さらに、方向角θcが＋４５°より大きく、かつ、＋１３５°より小さい場合は、Ｙ軸モータ駆動回路２５に対する−方向への駆動命令を発行し（ステップＳ１２、Ｓ１３）、また、方向角θcが＋２２５°より大きく、かつ、＋３１５°より小さい場合は、Ｙ軸モータ駆動回路２５に対する＋方向への駆動命令を発行する（ステップＳ１４、Ｓ１５）。
【００５０】
以上述べたように本実施の形態によれば、三次元空間搬送装置のオペレータは、三次元空間搬送装置を動作させる場合、手に持っている操作ペンダント９を三次元空間搬送装置の保持搬送部の移動方向に向けて例えば前進ボタン３４（又は後進ボタン３７）を押すだけでよい。
【００５１】
これにより、従来の三次元空間搬送装置のように、操作ペンダントに配置された複数のモータ駆動ボタンと、装置が設置されている東西南北上下の６方向を対応させてボタン操作をする必要がなくなるため、ボタン操作に不慣れなオペレータでも操作ボタン表示を見て確認することなく、作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００５２】
また、本実施の形態によれば、操作ペンダント９の操作ボタンを見ることなく三次元空間搬送装置を操作することができるため、作業を安全に行うことができる。
さらに、操作ペンダント９に配置するボタン数を少なくすることができるため、操作ペンダントを安価に、さらに軽く、また小さく製作することができる。その結果、従来の操作ペンダントと比べ、操作ペンダント９を長時間持って作業を行っても、作業者の疲労度が少なくなるという利点もある。
【００５３】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上述の実施の形態においては、無線式操作ペンダントを用いて本発明の説明を行ったが、有線式ペンダントを使用した三次元空間搬送装置においても、本発明を適用することができる。
【００５４】
本説明では、同時に駆動できる軸（モータ）を１ヶとして説明したが、複数のモータを同時に動かすようにすれば、三次元空間において直線補間制御を行うことができる。このように三次元空間を直線補間制御することにより、三次元空間搬送装置を操作ペンダントによって指示されている方向に、電子コンパスセンサー回路からの方位角、仰角情報を使って、正確に動かすことが可能になる。
【００５５】
また、本発明は、天井走行クレーンのみならず、種々の三次元空間搬送装置に適用することができるものである。
さらに、上述の実施の形態では、直交軸系の三次元空間搬送装置を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、例えば産業用ロボットのような多関節型空間搬送装置や、円筒座標型空間搬送装置にも適用することができる。
【００５６】
さらにまた、上述の実施の形態では、電子コンパスセンサーを用いて操作ペンダントの方位角情報及び仰角情報を検出するようにしたが、本発明はこれに限られず、当該操作ペンダントの位置情報を検出する位置センサーと、重力加速度を検出する加速度センサーを別々に設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る三次元空間搬送装置の実施の形態の外観構成を示す斜視図
【図２】（ａ）：同実施の形態の無線操作ペンダントの回路構成を示すブロック図（ｂ）：同実施の形態の三次元空間搬送装置本体の回路構成を示すブロック図
【図３】（ａ）〜（ｃ）：本発明における操作ペンダントの例を示す外観構成図
【図４】磁北と走行（Ｘ）軸基準方位角θbの関係を示す説明図
【図５】操作ペンダントの基準方位角θb、現在方位角θm、方向角θc、仰角φmの関係を示す説明図
【図６】操作ペンダントの回転角θcとＸＹ軸方向のモータ駆動命令発行エリアの設定を示す説明図
【図７】操作ペンダントの仰角φmとＺ軸方向のモータ駆動命令発行エリアの設定を示す説明図
【図８】操作ペンダントにおける前進ボタンを押した場合の各軸モータ駆動命令発行時の制御フロー図
【図９】操作ペンダントにおける後進ボタンを押した場合の各軸モータ駆動命令発行時の制御フロー図
【図１０】従来の三次元空間搬送装置として天井走行クレーンの外観構成を示す斜視図
【図１１】（ａ）（ｂ）：従来技術における操作ペンダントの例を示す外観構成図
【符号の説明】
【００５８】
１…天井走行クレーン（三次元空間搬送装置）
２…走行レール
５…クレーンガーダ
６…巻上機
８…フック（保持搬送部）
９…操作ペンダント（操作部）
１０…無線操作ペンダントの回路部
２０…搬送装置本体側の回路部
３１…ペンダント本体（操作部本体）
３４…前進ボタン（操作スイッチ）
３７…後進ボタン（操作スイッチ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば天井走行クレーンのような三次元空間搬送装置を用いて搬送対象物を搬送する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、代表的な三次元空間搬送装置として天井走行クレーンが用いられている。
例えば、図１０に示すように、従来の天井走行クレーン１０１は、建物の内部に平行に敷設された走行レール１０２上を車輪１０３を介して走行する一対のサドル１０４間に直線状のクレーンガーダ１０５を架け渡し、このクレーンガーダ１０５に移動可能な巻上機１０６を移動可能に装着して構成されている。
【０００３】
この巻上機１０６には、巻上用支持体１０７としてワイヤロープを用いた電気ホイストやロードチェーンを用いた電気チェーンブロック等が使用され、巻上機１０６から垂下されたフック１０８に、搬送物（図示せず）に掛回した玉掛用具を掛けて吊り上げ、操作ペンダント１０９からの指令によって、巻上機１０６を建物の任意の位置に移動させて搬送作業を行う。
【０００４】
このようなクレーンの操作は、一般的には、図１１（ａ）又は図１１（ｂ）に示すような有線式又は無線式の操作ペンダント１０９Ａ、１０９Ｂに、東・西・南・北・上・下の６個の押しボタン１１０〜１１５を配置し、各押しボタン１１０〜１１５を順次押すことにより行われているが、不慣れなオペレータにとっては、クレーンの動作方向と操作ペンダント１０９Ａ、１０９Ｂの東・西・南・北の押しボタン１１０〜１１３がどのように対応しているのか非常に分かりづらい。
【０００５】
従来技術において、操作ペンダント１０９の押しボタン１１０〜１１５とクレーン動作方向との対応が不明の場合は、東・西・南・北何れかの押しボタン１１０〜１１３を試し押して、まず各ボタン押下によってクレーンの動作方向を確認した後、本作業に入るため、迅速な作業ができないという問題があった。
【０００６】
また、クレーン等を長期にわたって使用した場合、このような操作用のボタンに油等の汚れが付着したり、ボタン本体に刻印してある文字が掠れて判別しづらくなるという問題もあった。
これらの問題点を解決するため、下記特許文献１及び特許文献２に示すような技術も提案されている。
【０００７】
特許文献１及び特許文献２に記載されたものでは、共にオペレータに東西南北の方向を意識させないでクレーンを使用できるようにしているが、次のような問題点がある。
特許文献１では、有線式の操作ペンダントが提案されている。この有線式の操作ペンダントを使用した装置は、水平方向の検出にアブソリュート式エンコーダを用いて、現在操作ペンダントの方向を検出するようにしているが、有線式であるため、操作ペンダントの接続ケーブルが搬送物に干渉し煩わしい。
【０００８】
さらに、この特許文献１に係る装置では、磁気センサーと圧電ジャイロを使って水平方向の方位角を検出する制御方式を採用している。この方式では、磁気センサーで検出した方位を基準とし、その基準方位角に、圧電ジャイロからの角速度値を時間積分して、加算し方位角を算出していると考えられる。しかし、この制御方式では、次のような問題が考えられる。
【０００９】
（１）圧電ジャイロからのアナログ角速度値をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換して、マイコン等によって読み込み、積分（加算）処理した場合、使用時間と共にＡ／Ｄ変換時の量子化誤差による累積誤差が大きくなるため、正確な方位を検出することができなくなる。また、圧電ジャイロの角速度値は熱によって大きな温度ドリフトが発生するため、積分計算によって算出した方位角の精度はさらに悪化する。
【００１０】
（２）上記の累積誤差をクリアするためには、定期的に基準方位位置で基準方位の再設定操作が必要になる。このようなクリア操作を頻繁に行う必要がある装置は、オペレータにとっては極端に使い勝手が悪くなるため、運用面を考えた場合実用的ではない。このような装置であれば、既存の「東」「西」「南」「北」と記された従来の操作ペンダントの方が、基準位置の設定は不要で、しかも操作も単純で分かりやすいため、使い勝手は優れていると言える。
【００１１】
一方、特許文献２には、磁気方位センサーを使って水平回転方向を検出することが記載されているが、磁気センサーをクレーンフック部、即ち搬送物の近くに実装しているため、フック部又は搬送物が磁性体の場合、磁性体の外乱磁気によって磁気センサーが影響を受けてしまい、この取付け状態では正確に水平方向を検出することができない場合があると考えられる。
【００１２】
さらに上記各文献に記載の装置は、共に水平方向についてセンサーによってオペレータにクレーンの方角を意識させないようにしてはいるものの、上下方向については従来の操作ペンダントとほぼ同じ構成で、操作ペンダントの操作パネルのボタン又はスイッチ等の数もそれほど少なくなっていない。
【特許文献１】特開２００７−３９２３２号公報
【特許文献２】特開２００４−６７２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、前記問題点を解消するためになされたもので、少ない操作ボタンでオペレータに東西南北上下の６方向を意識させないで搬送装置を操作することができる三次元空間搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、搬送対象物を保持して三次元空間において搬送する保持搬送部を有する装置本体部を備え、操作部からの命令に基づいて前記保持搬送部を三次元空間内において移動させる三次元空間搬送装置であって、前記装置本体部に、前記保持搬送部をそれぞれ独立して異なる３軸方向へ移動させるための三つの駆動機構が設けられるとともに、前記操作部に、当該操作部本体の位置情報及び傾斜情報を検出するための方位角・仰角センサーと、前記装置本体部の前記三つの駆動機構を動作させるための少なくとも一つの操作スイッチとが設けられ、前記方位角・仰角センサーにて検出された情報に基づいて前記三つの駆動機構を動作させるように構成されているものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記操作スイッチとして、前記保持搬送部を前方向へ移動させるための前進スイッチを備えるものである。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記操作スイッチとして、前記保持搬送部を後方向へ移動させるための後進スイッチを更に備えるものである。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の発明において、前記装置本体部と、前記操作部とが、無線送受信によって情報の伝達を行うように構成されているものである。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の三次元空間搬送装置を用いて搬送対象物を搬送する方法であって、前記操作部の操作スイッチをオンすることにより、当該操作部本体の現在の方位角情報及び仰角情報を前記方位角・仰角センサーによって読み取るステップと、予め記憶した基準方位角情報と、読み取られた前記現在の方位角情報とに基づいて当該操作部本体の回転角情報を算出するステップと、前記仰角情報と前記回転角情報とに基づいて前記三つの駆動機構をそれぞれ動作させ、当該操作部本体の向けられた方向に前記保持搬送部を移動させるステップとを有するものである。
【００１５】
本発明の場合、操作部の動作スイッチ（例えば前進スイッチ）をオンすることにより、当該操作部本体の現在の方位角情報及び仰角情報を前記方位角・仰角センサーによって読み取り、予め記憶した基準方位角情報と、読み取られた現在の方位角情報に基づいて操作部本体の回転角情報を算出し、得られた仰角情報と回転角情報とに基づいて三つの駆動機構をそれぞれ動作させ、操作部本体の向けられた方向に保持搬送部を移動させる。
このように、本発明によれば、操作部を操作しているオペレータは、保持搬送部を東西南方上下どの方向に動かしているのか全く意識することなく、操作部本体が向けられた方向に保持搬送部を移動させることができる。
また、本発明によれば、保持搬送部を東西南北上下の６方向に動かすのに、少なくとも操作部に１ヶの操作スイッチが装備されていれば三次元空間搬送装置を動かすことができるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、三次元空間搬送装置のオペレータは、三次元空間搬送装置を移動させる場合、手に持っている操作部（操作ペンダント）を三次元空間搬送装置の移動方向に向けて例えば前進ボタン（又は後進ボタン）を押すだけでよい。これにより、従来の三次元空間搬送装置のように、操作ペンダントに配置された複数のモータ駆動ボタンと、装置が設置されている東西南北上下の６方向を対応させてボタン操作をする必要がなくなるため、ボタン操作に不慣れなオペレータでも操作ボタン表示を見て確認することなく、作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００１７】
また、本発明によれば、操作部の操作ボタンを見ることなく三次元空間搬送装置を操作することができるため、作業を安全に行うことができる。
さらに、操作部に配置するスイッチ数を少なくすることができるため、操作ペンダントを安価に、さらに軽く、また小さく製作することができる。その結果、従来の操作ペンダントと比較すると、本発明による操作ペンダントを長時間持って作業を行っても、作業者の疲労度が少なくなるという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る三次元空間搬送装置の実施の形態の外観構成を示す斜視図である。
図１に示すように、本実施の形態の天井走行クレーン（三次元空間搬送装置）１は、建物の内部に平行に敷設された走行レール２上を車輪３を介して走行する一対のサドル４間に直線状のクレーンガーダ５を架け渡し、このクレーンガーダ５に移動可能な巻上機６を移動可能に装着して構成されている。
この巻上機６には、巻上用支持体７としてワイヤロープを用いた電気ホイストやロードチェーンを用いた電気チェーンブロック等が使用される。
【００１９】
そして、操作ペンダント９（操作部）からの無線による指令によって、巻上機６から垂下されたフック（保持搬送部）８に、搬送物（図示せず）に掛回した玉掛用具を掛けて吊り上げ、この状態で巻上機６を三次元空間の任意の位置に移動させるようになっている。
【００２０】
図２（ａ）は、本実施の形態の無線操作ペンダントの回路構成を示すブロック図である。
図２（ａ）に示すように、本実施の形態における無線操作ペンダントの回路部１０は、操作ペンダント９の向けられた方向（方位角、仰角）を検出する電子コンパスセンサー回路１１と、設置した三次元空間搬送装置の磁北に対する方位角データを格納しておく基準座標記憶回路１２と、後述する各種ボタン操作情報を管理するボタン操作管理回路１３と、モータ駆動命令を無線送信出力する無線送信回路１４と、上述の各回路全体を制御する操作ペンダント制御回路１５とを有している。
【００２１】
ここで、電子コンパスセンサー回路１１は、図示しない方位角・仰角センサーを有し、この方位角・仰角センサーにて検出された操作ペンダント９の方位角データ及び仰角データを操作ペンダント制御回路１５に対して送出するようになっている。
【００２２】
基準座標記憶回路１２は、設置した三次元空間搬送装置の磁北に対する方位角データ、即ち基準方位角データを操作ペンダント制御回路１５から受け取り、また操作ペンダント制御回路１５に対して送出する。
無線送信回路１４は、モータ駆動命令を受け取り、これを送信アンテナ１６から三次元空間搬送装置の装置本体側の回路部２０に対して無線送信出力する。
【００２３】
図２（ｂ）は、本実施の形態の三次元空間搬送装置本体の回路構成を示すブロック図である。
図２（ｂ）に示すように、本実施の形態の搬送装置本体側の回路部２０は、走行（Ｘ）軸、横行（Ｙ）軸、上下（Ｚ）軸毎に取り付けられたＸ軸モータ２１、Ｙ軸モータ２２及びＺ軸モータ２３と、これら各モータ２１〜２３を駆動するＸ軸モータ駆動回路２４、Ｙ軸モータ駆動回路２５、Ｚ軸モータ駆動回路２６とを有している。
【００２４】
また、搬送装置本体側の回路部２０は、操作ペンダント９から無線送信されたモータ駆動命令データを受信する無線受信回路２７と、無線受信回路２７から入力されたモータ駆動命令に基づいてＸ軸〜Ｚ軸駆動回路２４〜２６を制御するモータ制御回路２８とを有している。
【００２５】
図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明における操作ペンダントの例を示す外観構成図である。
図３（ａ）に示す操作ペンダント９Ａにおいては、ペンダント本体３１に、電源入ボタン３２、電源切ボタン３３、前進ボタン３４、座標教示ボタン３５が設けられている。
これら電源入ボタン３２、電源切ボタン３３、前進ボタン３４、座標教示ボタン３５は、それぞれ上記ボタン操作管理回路１３に接続されている。
【００２６】
本実施の形態の場合、電源入ボタン３２を押すと、操作ペンダント９Ａの電源がオンする。また、電源切ボタン３３を押すと、操作ペンダント９Ａの電源がオフする。さらに、前進ボタン３４を押すと、後述するように、操作ペンダント９Ａ（ペンダント本体３１）の向けられた方向に保持搬送部であるフック８が動作する。
【００２７】
一方、座標教示ボタン３５は、三次元空間搬送装置の設置方向と、操作ペンダント９Ａによる操作方向を一致させるときに使用する。座標教示ボタン３５は通常の操作では使用しないため、座標教示を行わない場合は、ボタンカバー３６等を被せておくと誤操作を防止することができる。
【００２８】
図３（ｂ）に示す操作ペンダント９Ｂにおいては、ペンダント本体３１に、上述した機能を有する電源入ボタン３２、電源切ボタン３３、前進ボタン３４、座標教示ボタン３５に加えて後進ボタン３７が設けられている。
【００２９】
これら電源入ボタン３２、電源切ボタン３３、前進ボタン３４、後進ボタン３７、座標教示ボタン３５は、上述したボタン操作管理回路１３に接続されている。
ここで、後進ボタン３７を押すと、操作ペンダント９Ｂ（ペンダント本体３１）の向けられた方向と反対方向に保持搬送部であるフック８が動作する。
【００３０】
図３（ｃ）に示す操作ペンダント９Ｃにおいては、ペンダント本体３１に、上述した機能を有する電源入ボタン３２、電源切ボタン３３、前進ボタン３４、後進ボタン３７が設けられており、図３（ｂ）に示す操作ペンダントから座標教示ボタン３５が省略されている。
【００３１】
本実施の形態においては、例えば、前進ボタン３４と後進ボタン３７を同時に押すことにより、図３（ａ）（ｂ）に示す操作ペンダント９Ｂの座標教示ボタン３５と同等の機能を実行するように構成されている。
【００３２】
図４は、本発明における、操作ペンダントと、磁北と走行（Ｘ）軸基準方位角θbの関係と基準座標の教示方法についての説明図である。
ここでは、図３（ａ）に示す操作ペンダント９Ａを例にとって説明する。
【００３３】
図４において、三次元空間搬送装置の操作ペンダント９Ａを、設置した同装置の走行（Ｘ）軸の＋方向に向ける。
この状態で操作ペンダント９Ａの座標教示ボタン３５を押すと、操作ペンダント９Ａの制御回路１５が、ボタン操作管理回路１３によって座標教示ボタン３５が押下されたことを確認し、この時点における操作ペンダント９Ａの基準方位角データθb（θbは磁北に対する走行（Ｘ）軸の方位角）を電子コンパスセンサー回路１１から読み出し、このデータを基準座標記憶回路１２に格納する。
【００３４】
図５は、本発明における、操作ペンダントのＸ軸方位角θb、現在方位角θm、方向角θc、仰角φmの関係を示す説明図、図６は、操作ペンダントの回転角θcとＸＹ軸方向のモータ駆動命令発行エリアの設定を示す説明図である。
また、図７は、操作ペンダントの仰角φmとＺ軸方向のモータ駆動命令発行エリアの設定を示す説明図、図８は、操作ペンダントにおける前進ボタンを押した場合の各軸モータ駆動命令発行時の制御フロー図である。
【００３５】
以下、図５〜図８を用い、例えば、操作ペンダント９Ａ〜９Ｃの前進ボタン３４が押下されたときの回路動作について説明する（説明の都合上操作ペンダント９とする）。
操作ペンダント９の前進ボタン３４が押されると（ステップＳ１）、制御回路１５は、このときの操作ペンダント９の方位角θmと仰角φmを電子コンパスセンサー回路１１から読み出す（ステップＳ２）。
【００３６】
この場合、操作ペンダント９が走行（Ｘ）軸に対してどの程度回転しているのかを示す方向角θc（方向角は、Ｘ軸に対して反時計回り方向の角度）を、基準座標記憶回路１２に格納された基準方位角データθbと、前記方位角θmを用いて次式で算出する（ステップＳ３）。
【００３７】
θc ＝ θb−θm・・・式（１）
そして、式（１）で算出した方向角θcと、電子コンパスセンサー回路１１から読み込んだ仰角φmに基づいて、以下に説明するように、ＸＹＺ軸についてのモータ駆動命令を発行する。
【００３８】
本実施の形態では、上述した仰角φm（−９０°〜＋９０°）が＋４５°以上の場合は、図７に従い、Ｚ（上下）軸モータ２３に対する＋方向への駆動命令を発行し（ステップＳ４、Ｓ５）、逆に仰角φmが−４５°以下の場合は、Ｚ（上下）軸モータ２３に対する−方向への駆動命令を発行する（ステップＳ６、Ｓ７）。
【００３９】
次に、仰角φm（検出範囲−９０°〜＋９０°）が＋４５°より小さく、かつ、−４５°より大きい場合は、図６に従い、Ｘ軸モータ駆動回路２４又はＹ軸モータ駆動回路２５に対して駆動命令を発行する。
【００４０】
ここで、方向角θcがＸ（走行）軸に対して−４５°〜＋４５°の範囲にある場合には、Ｘ軸モータ駆動回路２４に対する＋方向への駆動命令を発行し（ステップＳ８、Ｓ９）、方向角θcが＋１３５°〜＋２２５°の範囲にある場合は、Ｘ軸モータ駆動回路２４に対する−方向への駆動命令を発行する（ステップＳ１０、Ｓ１１）。
【００４１】
さらに、方向角θcが＋４５°より大きく、かつ、＋１３５°より小さい場合は、Ｙ軸モータ駆動回路２５に対する＋方向への駆動命令を発行し（ステップＳ１２、Ｓ１３）、また、方向角θcが＋２２５°より大きく、かつ、＋３１５°より小さい場合は、Ｙ軸モータ駆動回路２５に対する−方向への駆動命令を発行する（ステップＳ１４、Ｓ１５）。
【００４２】
図９は、操作ペンダントにおける後進ボタンを押した場合の各軸モータ駆動命令発行時の制御フロー図である。
この場合は、前進ボタン３４を押した場合と仰角φm及び方向角θcを用いた判断方法は同じであるが、各モータ２１〜２３への駆動命令は、前進ボタン３４を押した場合と逆方向へのモータ駆動命令を発行している。
【００４３】
なお、操作ペンダント９に後進ボタン３７を装備した場合、操作ペンダント９のボタン数は増えるが、操作ペンダント９の向きを変えなくても逆方向へ動かすことが可能になり、作業によっては操作し易くなる場合がある。
【００４４】
本例において、操作ペンダント９の後進ボタン３７が押されると（ステップＳ１）、制御回路１５は、このときの操作ペンダント９の方位角θmと仰角φmを電子コンパスセンサー回路１１から読み出す（ステップＳ２）。
【００４５】
そして、上記基準座標記憶回路１２に格納された基準方位角データθbと、上記方位角θmを用い、上記式（１）によって方向角θcを算出する（ステップＳ３）。
そして、式（１）で算出した方向角θcと、電子コンパスセンサー回路１１から読み込んだ仰角φmに基づいて、以下に説明するように、ＸＹＺ軸についてのモータ駆動命令を発行する。
【００４６】
本実施の形態では、上述した仰角φm（−９０°〜＋９０°）が＋４５°以上の場合は、図７に従い、Ｚ（上下）軸モータ２３に対する−方向への駆動命令を発行し（ステップＳ４、Ｓ５）、逆に仰角φmが−４５°以下の場合は、Ｚ（上下）軸モータ２３に対する＋方向への駆動命令を発行する（ステップＳ６、Ｓ７）。
【００４７】
次に、仰角φm（検出範囲−９０°〜＋９０°）が＋４５°以下で、かつ、−４５°以下の場合は、図６に従い、Ｘ軸モータ駆動回路２４又はＹ軸モータ駆動回路２５に対して駆動命令を発行する。
【００４８】
ここで、方向角θcがＸ（走行）軸に対して−４５°以上で、かつ、＋４５°以下の場合には、Ｘ軸モータ駆動回路２４に対する−方向への駆動命令を発行し（ステップＳ８、Ｓ９）、方向角θcが＋１３５°以上で、かつ、＋２２５°以下の場合は、Ｘ軸モータ駆動回路２４に対する＋方向への駆動命令を発行する（ステップＳ１０、Ｓ１１）。
【００４９】
さらに、方向角θcが＋４５°より大きく、かつ、＋１３５°より小さい場合は、Ｙ軸モータ駆動回路２５に対する−方向への駆動命令を発行し（ステップＳ１２、Ｓ１３）、また、方向角θcが＋２２５°より大きく、かつ、＋３１５°より小さい場合は、Ｙ軸モータ駆動回路２５に対する＋方向への駆動命令を発行する（ステップＳ１４、Ｓ１５）。
【００５０】
以上述べたように本実施の形態によれば、三次元空間搬送装置のオペレータは、三次元空間搬送装置を動作させる場合、手に持っている操作ペンダント９を三次元空間搬送装置の保持搬送部の移動方向に向けて例えば前進ボタン３４（又は後進ボタン３７）を押すだけでよい。
【００５１】
これにより、従来の三次元空間搬送装置のように、操作ペンダントに配置された複数のモータ駆動ボタンと、装置が設置されている東西南北上下の６方向を対応させてボタン操作をする必要がなくなるため、ボタン操作に不慣れなオペレータでも操作ボタン表示を見て確認することなく、作業を容易かつ迅速に行うことができる。
【００５２】
また、本実施の形態によれば、操作ペンダント９の操作ボタンを見ることなく三次元空間搬送装置を操作することができるため、作業を安全に行うことができる。
さらに、操作ペンダント９に配置するボタン数を少なくすることができるため、操作ペンダントを安価に、さらに軽く、また小さく製作することができる。その結果、従来の操作ペンダントと比べ、操作ペンダント９を長時間持って作業を行っても、作業者の疲労度が少なくなるという利点もある。
【００５３】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上述の実施の形態においては、無線式操作ペンダントを用いて本発明の説明を行ったが、有線式ペンダントを使用した三次元空間搬送装置においても、本発明を適用することができる。
【００５４】
本説明では、同時に駆動できる軸（モータ）を１ヶとして説明したが、複数のモータを同時に動かすようにすれば、三次元空間において直線補間制御を行うことができる。このように三次元空間を直線補間制御することにより、三次元空間搬送装置を操作ペンダントによって指示されている方向に、電子コンパスセンサー回路からの方位角、仰角情報を使って、正確に動かすことが可能になる。
【００５５】
また、本発明は、天井走行クレーンのみならず、種々の三次元空間搬送装置に適用することができるものである。
さらに、上述の実施の形態では、直交軸系の三次元空間搬送装置を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、例えば産業用ロボットのような多関節型空間搬送装置や、円筒座標型空間搬送装置にも適用することができる。
【００５６】
さらにまた、上述の実施の形態では、電子コンパスセンサーを用いて操作ペンダントの方位角情報及び仰角情報を検出するようにしたが、本発明はこれに限られず、当該操作ペンダントの位置情報を検出する位置センサーと、重力加速度を検出する加速度センサーを別々に設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る三次元空間搬送装置の実施の形態の外観構成を示す斜視図
【図２】（ａ）：同実施の形態の無線操作ペンダントの回路構成を示すブロック図（ｂ）：同実施の形態の三次元空間搬送装置本体の回路構成を示すブロック図
【図３】（ａ）〜（ｃ）：本発明における操作ペンダントの例を示す外観構成図
【図４】磁北と走行（Ｘ）軸基準方位角θbの関係を示す説明図
【図５】操作ペンダントの基準方位角θb、現在方位角θm、方向角θc、仰角φmの関係を示す説明図
【図６】操作ペンダントの回転角θcとＸＹ軸方向のモータ駆動命令発行エリアの設定を示す説明図
【図７】操作ペンダントの仰角φmとＺ軸方向のモータ駆動命令発行エリアの設定を示す説明図
【図８】操作ペンダントにおける前進ボタンを押した場合の各軸モータ駆動命令発行時の制御フロー図
【図９】操作ペンダントにおける後進ボタンを押した場合の各軸モータ駆動命令発行時の制御フロー図
【図１０】従来の三次元空間搬送装置として天井走行クレーンの外観構成を示す斜視図
【図１１】（ａ）（ｂ）：従来技術における操作ペンダントの例を示す外観構成図
【符号の説明】
【００５８】
１…天井走行クレーン（三次元空間搬送装置）
２…走行レール
５…クレーンガーダ
６…巻上機
８…フック（保持搬送部）
９…操作ペンダント（操作部）
１０…無線操作ペンダントの回路部
２０…搬送装置本体側の回路部
３１…ペンダント本体（操作部本体）
３４…前進ボタン（操作スイッチ）
３７…後進ボタン（操作スイッチ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送対象物を保持して三次元空間において搬送する保持搬送部を有する装置本体部を備え、操作部からの命令に基づいて前記保持搬送部を三次元空間内において移動させる三次元空間搬送装置であって、
前記装置本体部に、前記保持搬送部をそれぞれ独立して異なる３軸方向へ移動させるための三つの駆動機構が設けられるとともに、
前記操作部に、当該操作部本体の方位角情報及び仰角情報を検出するための方位角・仰角センサーと、前記装置本体部の前記三つの駆動機構を動作させるための少なくとも一つの操作スイッチとが設けられ、
前記方位角・仰角センサーにて検出された情報に基づいて前記三つの駆動機構を動作させるように構成されている三次元空間搬送装置。
【請求項２】
前記操作スイッチとして、前記保持搬送部を前方向へ移動させるための前進スイッチを備える請求項１記載の三次元空間搬送装置。
【請求項３】
前記操作スイッチとして、前記保持搬送部を後方向へ移動させるための後進スイッチを更に備える請求項２記載の三次元空間搬送装置。
【請求項４】
前記装置本体部と、前記操作部とが、無線送受信によって情報の伝達を行うように構成されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の三次元空間搬送装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の三次元空間搬送装置を用いて搬送対象物を搬送する方法であって、
前記操作部の操作スイッチをオンすることにより、当該操作部本体の現在の方位角情報及び仰角情報を前記方位角・仰角センサーによって読み取るステップと、
予め記憶した基準方位角情報と、読み取られた前記現在の方位角情報とに基づいて当該操作部本体の回転角情報を算出するステップと、
前記仰角情報と前記回転角情報とに基づいて前記三つの駆動機構をそれぞれ動作させ、当該操作部本体の向けられた方向に前記保持搬送部を移動させるステップとを有する三次元空間搬送方法。
【請求項１】
搬送対象物を保持して三次元空間において搬送する保持搬送部を有する装置本体部を備え、操作部からの命令に基づいて前記保持搬送部を三次元空間内において移動させる三次元空間搬送装置であって、
前記装置本体部に、前記保持搬送部をそれぞれ独立して異なる３軸方向へ移動させるための三つの駆動機構が設けられるとともに、
前記操作部に、当該操作部本体の方位角情報及び仰角情報を検出するための方位角・仰角センサーと、前記装置本体部の前記三つの駆動機構を動作させるための少なくとも一つの操作スイッチとが設けられ、
前記方位角・仰角センサーにて検出された情報に基づいて前記三つの駆動機構を動作させるように構成されている三次元空間搬送装置。
【請求項２】
前記操作スイッチとして、前記保持搬送部を前方向へ移動させるための前進スイッチを備える請求項１記載の三次元空間搬送装置。
【請求項３】
前記操作スイッチとして、前記保持搬送部を後方向へ移動させるための後進スイッチを更に備える請求項２記載の三次元空間搬送装置。
【請求項４】
前記装置本体部と、前記操作部とが、無線送受信によって情報の伝達を行うように構成されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の三次元空間搬送装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の三次元空間搬送装置を用いて搬送対象物を搬送する方法であって、
前記操作部の操作スイッチをオンすることにより、当該操作部本体の現在の方位角情報及び仰角情報を前記方位角・仰角センサーによって読み取るステップと、
予め記憶した基準方位角情報と、読み取られた前記現在の方位角情報とに基づいて当該操作部本体の回転角情報を算出するステップと、
前記仰角情報と前記回転角情報とに基づいて前記三つの駆動機構をそれぞれ動作させ、当該操作部本体の向けられた方向に前記保持搬送部を移動させるステップとを有する三次元空間搬送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２３７５３（Ｐ２００９−２３７５３Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８６４８４（Ｐ２００７−１８６４８４）
【出願日】平成１９年７月１８日（２００７．７．１８）
【出願人】（０００１１００２２）トーヨーコーケン株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１８日（２００７．７．１８）
【出願人】（０００１１００２２）トーヨーコーケン株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
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