JP3735427B2 - Automatic driving excavator - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動運転ショベルに係わり、特に周辺装置との衝突を防止する手段を備えた自動運転ショベルに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、油圧ショベルのティーチング・プレーバック手段、いわゆる教示再生手段の一手法として、特公昭54ー7121号公報が知られている。これは教示によって作業機械内に搭載されたセンサの角度、位置等の情報を記憶し、プレーバックすることにより繰り返し同一の動作を行うもので、自己完結形のシステムになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
通常、作業現場では、油圧ショベルはトラックやクラッシャ等の他の作業機械と共同して運転される場合が多く、油圧ショベルを自動化するに当たって、他の作業機械との接触や衝突を防止しなければならない。
【0004】
しかし、上記の自己完結形のシステムでは、他の作業機械等と教示時点からの相対的な位置ずれに対する考慮がなく、特別な手段は取られていない。また、一方、接触等を防止するために、視覚センサ等の外界センサを積極的に用いて他の作業機械の位置を認識するシステムや、GPS等を用いるシステムを用いる方法等が考えられるが、これらのシステムはセンサや装置が高価なものとなり、また、検出したデータを処理して所望のデータとするための処理負担も大きく、実用的ではなかった。
【0005】
従って、本発明は、上記の問題点に鑑みて、安価なセンサを使用し、データの処理負担を軽減した接触防止機能を備えた自動運転ショベルを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、
ブーム、アーム、バケットを含むフロント機構および旋回体をそれぞれ作動するアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する電磁制御弁と、
前記旋回体と前記ブーム間、前記ブームと前記アーム間、前記アームと前記バケット間のそれぞれに形成される関節部の回転角度と前記旋回体の旋回角を検出する角度検出器と、
前記角度検出器から検出される前記フロント機構の各関節部の回転角度および前記旋回体の旋回角を教示位置データとして記憶する教示位置格納手段、およびプレーバック時に前記教示位置格納手段により記憶された教示位置データを順次読み出し、前記角度検出器から得られた前記フロント機構のプレーバック時の現在位置データと対比して、前記フロント機構が前記記憶された教示位置に至るように前記電磁制御弁を制御する指令手段から構成される自動運転コントローラと、
を備える自動運転ショベルにおいて、
該ショベル以外の他の作業機械に、当該ショベルの所定の部位との距離を検出する距離検出器を設けると共に、
前記自動運転コントローラに、
前記教示位置格納手段により記憶された教示位置データのうち所定の教示位置データを格納する判定位置格納手段と、
前記判定位置格納手段に格納した所定の教示位置データ、プレーバック時に前記角度検出器から得られた前記フロント機構の現在位置データ、および前記距離検出器から得られた前記他の作業機械と当該ショベルの所定の部位との現在距離データを入力し、前記現在距離データに基づいて、前記所定の教示位置データと前記現在位置データとを対比して前記ショベルの位置ずれを判定する位置ずれ判定手段と、
を設けたことを特徴とする。
【0007】
また、ブーム、アーム、バケットを含むフロント機構および旋回体をそれぞれ作動するアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する電磁制御弁と、
前記旋回体と前記ブーム間、前記ブームと前記アーム間、前記アームと前記バケット間のそれぞれに形成される関節部の回転角度と前記旋回体の旋回角を検出する角度検出器と、
前記角度検出器から検出される前記フロント機構の各関節部の回転角度および前記旋回体の旋回角を教示位置データとして記憶する教示位置格納手段、およびプレーバック時に前記教示位置格納手段により記憶された教示位置データを順次読み出し、前記角度検出器から得られた前記フロント機構のプレーバック時の現在位置データと対比して、前記フロント機構が前記記憶された教示位置に至るように前記電磁制御弁を制御する指令手段から構成される自動運転コントローラと、
を備える自動運転ショベルにおいて、
地上の所定の位置に、該ショベルの所定の部位との距離を検出する距離検出器を設けると共に、
前記自動運転コントローラに、
前記教示位置格納手段により記憶された教示位置データのうち所定の教示位置データを格納する判定位置格納手段と、
前記判定位置格納手段に格納した所定の教示位置データ、プレーバック時に前記角度検出器から得られた前記フロント機構の現在位置データ、および前記距離検出器から得られた前記距離検出器と当該ショベルの所定の部位との現在距離データを入力し、前記現在距離データに基づいて、前記所定の教示位置データと前記現在位置データとを対比して前記ショベルの位置ずれを判定する位置ずれ判定手段と、
を設けたことを特徴とする。
【0009】
また、前記自動運転コントローラに、前記位置ずれ判定手段における位置ずれの許容範囲を決める閾値を記憶する距離閾値格納手段を設けたことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の第1の実施形態を図1〜図4を用いて説明する。
【0011】
図3は本実施形態に係わる自動運転ショベルの全体構成図である。
【0012】
図において、1は油圧ショベル、2は水平方向に旋回可能な旋回体、3は旋回体2に結合されるブーム、4はブーム3に結合されるアーム、5はアーム4に結合されるバケットである。ブーム3、アーム4、及びバケット5によって周知のように、フロント機構が構成されている。6はクラッシャー、7はホッパ、8はクラッシャ6のホッパ7に設けられバケット5との間の距離を計測する距離センサ、9は採石、10は砕石、11はティチーングボックスおよびプレーバック操作盤としての教示・再生装置である。
【0013】
なお、距離センサ8は、位置ずれを検出したい方向に、任意の個数設置してもよく、6次元までの多次元の位置ずれを検出することが可能である。
【0014】
図に示すように、油圧ショベル1は、砕石現場において、教示・再生装置11からの指示を受け、教示された作業手順に従って、自動的に採石9を採集し、クラッシャ6のホッパ7に採石9を投入して砕石10を得る。
【0015】
図2は本実施形態に係わる自動運転ショベルの制御機構の全体構成図である。
【0016】
図において、111はティーチングを行うための教示操作部、112はプレーバックを行うための再生操作部、12および14は、それぞれシリアル通信等を行う、教示・再生装置11と自動運転コントローラ間のデータを送受信するための教示・再生装置側無線装置および車上側無線装置、13は油圧ショベル1に搭載される車上装置、15は自動運転コントローラ、16は自動運転コントローラ15から出力された駆動電流によって駆動され、アクチュエータに流入する油量または油圧を制御する電磁制御弁、17は旋回体2、ブーム3、アーム4、バケット5等の油圧ショベルの各部を作動するためのアクチュエータ、18は、旋回体2とブーム3間、ブーム3とアーム4間、アーム4とバケット5間のそれぞれに形成される関節部の回転角度と旋回体2の旋回角を検出する角度センサである。なお、図3に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【0017】
教示・再生装置11は、ティーチング時には、教示操作部111からの操作によって、無線装置12,14を介してティーチングを行い、自動運転コントローラ15は、各角度センサ18からの各検出出力を入力して演算し、所定の記憶領域に教示位置データと教示コマンドを記憶する。プレーバック時には、再生操作部112から、無線装置12,14を介してプレーバックの指示が出力される。自動運転コントローラ15は指示を受けると、記憶している教示位置データを呼び出し、角度センサ18からの角度情報と対比しながら、該教示位置データに合致するように、旋回体2、ブーム3、アーム4、バケット5をそれぞれ作動させるために各電磁制御弁16に駆動電流を出力する。各電磁制御弁16は各アクチュエータ17を油圧制御して、油圧ショベル1の自動運転を行う。
【0018】
図1は本実施形態に係わる、プレーバック時の、自動運転ショベルの機能構成図である。
【0019】
図において、151は、ティーチング時に、教示・再生装置11の教示操作部111からの操作によって油圧ショベルの任意の複数の姿勢において、角度センサ18からの角度信号を教示位置データとして格納する教示位置格納部、152は、ティーチング時に、教示・再生装置11の教示操作部111からの操作によって教示された教示コマンドを格納する教示コマンド格納部、153は教示コマンドを解釈して教示位置格納部151から所定の教示位置データの出力を指示するコマンドインタプリタ部、154は教示位置データが出力処理される教示位置出力処理部、155は、油圧ショベルが円滑に動作するように、教示位置出力処理部154から出力された教示位置データを演算によって細分化された補間教示位置データを作成し出力するサーボ前処理部、156はサーボ前処理部155から出力された補間教示位置データと現在位置演算部160から出力された現在位置データとを対比して油圧ショベルを所定の位置に制御するための駆動電流を出力するサーボ制御部、157は距離センサ8からの検出出力を現在距離データに演算する現在距離演算部、158は、教示位置格納部151から入手され、位置ずれ判定部に入力される現在距離データを、判定に使用すべきデータとして決定するために、判定位置を指示すると共に、現在位置データと対比される所定の教示位置データを格納する判定位置格納部、159はバケット5と距離センサ8との位置ずれの許容範囲を設定するためのもので、教示位置における基準位置と上下限値を記憶する距離閾値格納部、160は油圧ショベルの各部に設けられた角度センサからの出力を所定の現在位置データに演算する現在位置演算部、161は、コマンドインタプリタ部153の指示により起動開始および起動停止が制御され、現在距離演算部157、判定位置格納部158、距離閾値格納部159、および現在位置演算部160からの各データにより、バケット5の位置ずれを判定して、その結果をコマンドインタプリタ部153およびサーボ前処理部155に出力する位置ずれ判定部である。
【0021】
なお、図2および図3に示される部分と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【0022】
図4は教示コマンド格納部152に格納される教示コマンドの一例を示す図である。
【0023】
図において、vは速度を指示するコマンド、moveは動作を指示するコマンド、P1〜Pnはmoveコマンドの油圧ショベル1の各部に設けられた各関節の角度情報を示すラベルであり、各ラベルP1〜Pnのパラメータである教示位置データは教示位置格納部151に格納される。
【0024】
次に、プレーバック時の自動運転ショベルの動作を主として図1を用いて説明する。
プレーバック時は、教示・再生装置11の再生操作部112から自動運転の指示がコマンドインタプリタ部153に出力される。コマンドインタプリタ部153は指示を受けると、教示コマンド格納部152に格納されている図4に示すような教示コマンドをシーケンシャルに読み出して解釈し、例えば、コマンドがmoveコマンドの時は、教示コマンドの各ラベルP1〜Pnに対応するパラメータとしての教示位置データを教示位置格納部151から教示位置出力処理部154に出力させる。出力された教示位置データはサーボ前処理部155に入力し、ここでは油圧ショベルが円滑な速度で動作をするように演算されて各教示位置データ間のデータを補間した補間教示位置データが作成される。この補間教示位置データはサーボ制御部156に入力され、一方、現在位置演算部160において角度センサ18から得られた検出出力を演算して現在位置データを得、サーボ制御部156に入力する。サーボ制御部156は、目標となる補間教示位置データと検出した現在位置データに基づいて所定のサーボ制御を行い、電磁制御弁16に駆動電流を出力する。
【0025】
一方、現在距離演算部157は、バケット5との間の距離を計測する距離センサ8からの検出出力を、教示・再生装置11を介して入力し、演算して現在距離データを得、位置ずれ判定部161に入力する。さらに位置ずれ判定部161には、位置ずれ判定部161に入力される現在距離データを、判定に使用すべきデータとして決定するために、判定位置を指示するための所定の教示位置データと、バケット5と距離センサ8との位置ずれの許容範囲を設定する距離閾値データと、現在位置演算部160からの現在位置データとが入力される。位置ずれ判定部161は、現在距離データに基づいて、教示位置データと現在位置データとを対比して位置ずれを演算し、その位置ずれが前記距離閾値データの範囲内であるか否かを判定し、判定した結果、位置ずれが距離閾値データの範囲内にある時は、コマンドインタプリタ部153に正常信号を送出し、コマンドインタプリタ部153は次のコマンドを読んで処理を継続する。また、位置ずれが距離閾値データの範囲外にある時は、コマンドインタプリタ部153に異常信号を送出し、コマンドインタプリタ部153における次処理を停止させると共に、異常信号をサーボ前処理部155に送出する。サーボ前処理部155は処理を停止して油圧ショベル1の動作を停止させ、油圧ショベルとホッパ等の他の作業機械との接触を回避させる。
【0026】
以上のごとく、本実施形態によれば、簡単な構成で自動運転ショベルに接触防止機能を持たせることができ、また、現在距離データに基づいて、所定の教示位置データと現在位置データを対比してショベルの位置ずれを自動的に検出することができるので、自動運転ショベルとしての信頼性を向上させることができる。
【0027】
また、位置ずれの検出位置を教示によって与えることができるので、検出装置の調整が不要なため取り扱いが簡単となる。
【0028】
次に、本発明の第2の実施形態を図5を用いて説明する。
【0029】
図5は本実施形態に係わる自動運転ショベルの全体構成図である。
【0030】
なお、本実施形態では、第1の実施形態のものと距離センサ8の設置箇所が異なる以外は相違しないので、第1の実施形態と同一符号を付して説明を省略する。 図示するように、本実施形態では、距離センサ8は、油圧ショベル1の上部旋回体2の後部との距離を計測するように地上に配置されたポール上に設置する。
【0031】
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、油圧ショベル1が放土位置に達したとき、距離センサ8からの距離情報を得て、これを放土位置を教示したときの距離情報と比較することにより、位置ずれを検出することができる。
【0032】
以上のごとく、本実施形態によれば、距離センサ8の設置場所は、確認したい位置ずれを検出できる位置に簡単に配置できるので、作業現場の状況に応じて、設置場所を容易に設定することができる。
【0033】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明は、油圧ショベルの外部に距離検出器を設け、距離検出器から得られた現在距離データを基に、所定の教示位置データと角度検出器から得られた現在位置データとを対比して、油圧ショベルの位置ずれを判定するようにしたので、簡単な構成で油圧ショベルの位置ずれを検出することができ、安価な接触防止手段を備えた自動運転ショベルを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係わる、プレーバック時の自動運転ショベルの機能構成図である。
【図2】第1の実施形態に係わる、自動運転ショベルの制御機構の全体構成図である。
【図3】第1の実施形態に係わる、自動運転ショベルの全体構成図である。
【図4】図1に示される教示コマンド格納部152に格納される教示コマンドの一例を示す図である
【図5】第2の実施形態に係わる、自動運転ショベルの全体構成図である。
【符号の説明】
1 油圧ショベル
2 旋回体
3 ブーム
4 アーム
5 バケット
6 クラッシャ
7 ホッパ
8 距離センサ
15 自動運転コントローラ
151 教示位置格納部
152 教示コマンド格納部
153 コマンドインタプリタ部
154 教示位置出力処理部
155 サーボ前処理部
156 サーボ制御部
157 現在距離演算部
158 判定位置格納部
159 距離閾値格納部
160 現在位置演算部
161 位置ずれ判定部
16 電磁制御弁
17 アクチュエータ
18 角度センサ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic driving excavator, and more particularly to an automatic driving excavator provided with means for preventing a collision with a peripheral device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, Japanese Patent Publication No. Sho 54-7121 is known as a technique of teaching and playback means of a hydraulic excavator, so-called teaching reproduction means. This is a self-contained system in which information such as the angle and position of a sensor mounted in a work machine is stored by teaching and the same operation is repeated by playback.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Normally, hydraulic excavators are often operated in cooperation with other work machines such as trucks and crushers at the work site. When automating excavators, it is necessary to prevent contact and collision with other work machines. Don't be.
[0004]
However, in the above self-contained system, there is no consideration for relative displacement from other work machines or the like from the point of teaching, and no special measures are taken. On the other hand, in order to prevent contact or the like, a system that recognizes the position of another work machine by actively using an external sensor such as a visual sensor or a method that uses a system that uses GPS or the like is considered. These systems are not practical because the sensors and devices are expensive, and the processing load for processing the detected data to obtain desired data is large.
[0005]
Therefore, in view of the above problems, the present invention is to provide an automatic driving excavator having a contact prevention function using an inexpensive sensor and reducing the data processing load.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides:
An actuator that operates a front mechanism including a boom, an arm, and a bucket, and a swinging body, and
An electromagnetic control valve for driving the actuator;
An angle detector for detecting a rotation angle of a joint portion formed between the swing body and the boom, between the boom and the arm, and between the arm and the bucket, and a swing angle of the swing body;
The teaching position storage means for storing the rotation angle of each joint portion of the front mechanism and the turning angle of the revolving body detected from the angle detector as teaching position data, and the teaching position storage means stored at the time of playback. Sequentially reading the teaching position data, and comparing the current position data at the time of playback of the front mechanism obtained from the angle detector, the electromagnetic control valve is set so that the front mechanism reaches the stored teaching position. An automatic operation controller composed of command means to control;
In an automatic driving excavator comprising
The other work machines other than those 該Shi Yoberu, provided with a distance detector for detecting a distance between the predetermined part of the person 該Shi Yoberu,
In the automatic operation controller,
And determining the position storing means for storing a predetermined taught position data of taught position data stored by said taught position storage means,
Said determining a position predetermined taught position data stored in the storage means, the current position data, and the distance of the other obtained from a detector working machine and those wherein the front mechanism obtained from the angle detector at the time of playback enter the current distance data between the predetermined portion of the sheet Yoberu, on the basis of the current distance data, the position determining the positional deviation of the pre-carboxymethyl Yoberu versus the a predetermined teaching position data and the present position data Deviation determination means;
Is provided.
[0007]
In addition, an actuator that operates a front mechanism including a boom, an arm, and a bucket and a swing body,
An electromagnetic control valve for driving the actuator;
An angle detector for detecting a rotation angle of a joint portion formed between the swing body and the boom, between the boom and the arm, and between the arm and the bucket, and a swing angle of the swing body;
The teaching position storage means for storing the rotation angle of each joint portion of the front mechanism and the turning angle of the revolving body detected from the angle detector as teaching position data, and the teaching position storage means stored at the time of playback. Sequentially reading the teaching position data, and comparing the current position data at the time of playback of the front mechanism obtained from the angle detector, the electromagnetic control valve is set so that the front mechanism reaches the stored teaching position. An automatic operation controller composed of command means to control;
In an automatic driving excavator comprising
In position on the ground, provided with a distance detector for detecting a distance between the predetermined part of the person 該Shi Yoberu,
In the automatic operation controller,
And determining the position storing means for storing a predetermined taught position data of taught position data stored by said taught position storage means,
Wherein determining the position storage means a predetermined taught position data stored in the current position data, and the distance the distance obtained from the detector the detector and those 該Shi of the front mechanism obtained from the angle detector at the time of playback enter the current distance data between the predetermined portion of Yoberu, on the basis of the current distance data and determines positional misalignment of front carboxymethyl Yoberu versus the a predetermined teaching position data and the present position data deviation A determination means;
Is provided.
[0009]
Further, the automatic operation controller is provided with distance threshold storage means for storing a threshold for determining an allowable range of positional deviation in the positional deviation determination means.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0011]
FIG. 3 is an overall configuration diagram of the automatic driving shovel according to the present embodiment.
[0012]
In the figure, reference numeral 1 denotes a hydraulic excavator, 2 pivotable turning body in the horizontal direction, 3 a boom coupled to the swing body 2, 4 arm coupled to the boom 3, 5 is a bucket coupled to the arm 4 is there. As is well known, the boom 3, the arm 4 and the bucket 5 constitute a front mechanism. 6 is a crusher, 7 is a hopper, 8 is a distance sensor provided on the hopper 7 of the crusher 6 to measure the distance to the bucket 5, 9 is quarrying, 10 is crushed stone, 11 is a teaching box and a playback operation panel As a teaching / reproducing apparatus.
[0013]
The distance sensor 8 may be installed in an arbitrary number in the direction in which the positional deviation is desired to be detected, and can detect a multi-dimensional positional deviation up to six dimensions.
[0014]
As shown in the figure, the excavator 1 receives an instruction from the teaching / reproducing apparatus 11 at a crushed stone site, automatically collects the quarry 9 according to the taught work procedure, and collects the quarry 9 in the hopper 7 of the crusher 6. To obtain the crushed stone 10.
[0015]
FIG. 2 is an overall configuration diagram of the control mechanism of the automatic driving shovel according to the present embodiment.
[0016]
In the figure, 111 is a teaching operation unit for performing teaching, 112 is a reproduction operating unit for performing playback, and 12 and 14 are data between the teaching / reproducing apparatus 11 and the automatic operation controller, each performing serial communication or the like. Is a vehicle-mounted device mounted on the hydraulic excavator 1, 15 is an automatic operation controller, 16 is a drive current output from the automatic operation controller 15. An electromagnetic control valve that is driven and controls the amount or oil pressure of oil flowing into the actuator, 17 is an actuator for operating each part of the hydraulic excavator such as the swing body 2, the boom 3, the arm 4, and the bucket 5, and 18 is a swing body. between 2 and booms 3, between the boom 3 and the arm 4, the joint portions formed respectively between the arm 4 and the bucket 5 An angle sensor for detecting the rotation angle and the turning angle of the rotating body 2. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part same as the part shown by FIG. 3, and description is abbreviate | omitted.
[0017]
The teaching / reproducing device 11 performs teaching via the wireless devices 12 and 14 by the operation from the teaching operation unit 111 during teaching, and the automatic operation controller 15 inputs each detection output from each angle sensor 18. Calculate and store teaching position data and teaching commands in a predetermined storage area. At the time of playback, a playback instruction is output from the playback operation unit 112 via the wireless devices 12 and 14. When the automatic operation controller 15 receives the instruction, it calls the stored teaching position data and compares it with the angle information from the angle sensor 18 so as to match the teaching position data so that the swivel body 2, the boom 3, the arm 4. A drive current is output to each electromagnetic control valve 16 in order to operate each bucket 5. Each electromagnetic control valve 16 hydraulically controls each actuator 17 to automatically operate the hydraulic excavator 1.
[0018]
FIG. 1 is a functional configuration diagram of an automatic driving excavator during playback according to the present embodiment.
[0019]
In the figure, 151 is a teaching position storage that stores the angle signal from the angle sensor 18 as teaching position data in any of a plurality of postures of the hydraulic excavator by operation from the teaching operation unit 111 of the teaching / reproducing apparatus 11 during teaching. , 152 is a teaching command storage unit that stores a teaching command taught by an operation from the teaching operation unit 111 of the teaching / reproducing apparatus 11 during teaching, and 153 interprets the teaching command and receives a predetermined value from the teaching position storage unit 151. A command interpreter unit for instructing the output of the teaching position data, 154 is a teaching position output processing unit for outputting teaching position data, and 155 is output from the teaching position output processing unit 154 so that the hydraulic excavator operates smoothly. Interpolated teaching position data is created by subdividing the teaching position data that has been The servo preprocessing unit 156 controls the hydraulic excavator to a predetermined position by comparing the interpolation teaching position data output from the servo preprocessing unit 155 with the current position data output from the current position calculation unit 160. A servo control unit that outputs a drive current, 157 calculates a current distance calculation unit that calculates a detection output from the distance sensor 8 to current distance data, and 158 is obtained from the teaching position storage unit 151 and is input to the position deviation determination unit In order to determine the current distance data as data to be used for the determination, a determination position storage unit that indicates a determination position and stores predetermined teaching position data to be compared with the current position data, 159 is the distance from the bucket 5 A distance threshold storage unit for storing a reference position and upper and lower limit values at the teaching position, for setting an allowable range of positional deviation with respect to the sensor 8; A current position calculation unit 161 that calculates an output from an angle sensor provided in each part of the hydraulic excavator into predetermined current position data. The start and stop of activation are controlled by an instruction from the command interpreter unit 153, and a current distance calculation unit 157, the position deviation of the bucket 5 is determined based on the data from the determination position storage unit 158, the distance threshold storage unit 159, and the current position calculation unit 160, and the result is sent to the command interpreter unit 153 and the servo preprocessing unit 155. It is the position shift determination part to output.
[0021]
The same parts as those shown in FIG. 2 and FIG.
[0022]
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the teaching command stored in the teaching command storage unit 152.
[0023]
In the figure, v is a command for instructing a speed, move is a command for instructing an operation, P1 to Pn are labels indicating angle information of each joint provided in each part of the excavator 1 of the move command, Teaching position data, which is a parameter of Pn, is stored in the teaching position storage unit 151.
[0024]
Next, the operation of the automatic driving excavator during playback will be described mainly with reference to FIG.
At the time of playback, an instruction for automatic operation is output to the command interpreter unit 153 from the reproduction operation unit 112 of the teaching / reproducing apparatus 11. When the command interpreter unit 153 receives the instruction, it sequentially reads and interprets the teaching command as shown in FIG. 4 stored in the teaching command storage unit 152. For example, when the command is a move command, each command of the teaching command Teaching position data as parameters corresponding to the labels P1 to Pn is output from the teaching position storage unit 151 to the teaching position output processing unit 154. The output teaching position data is input to the servo preprocessing unit 155, where the hydraulic excavator is calculated so as to operate at a smooth speed, and interpolated teaching position data is created by interpolating the data between the teaching position data. The The interpolation teaching position data is input to the servo control unit 156, while the current position calculation unit 160 calculates the detection output obtained from the angle sensor 18 to obtain current position data and inputs the current position data to the servo control unit 156. The servo control unit 156 performs predetermined servo control based on the target interpolation teaching position data and the detected current position data, and outputs a drive current to the electromagnetic control valve 16.
[0025]
On the other hand, the current distance calculation unit 157 inputs the detection output from the distance sensor 8 that measures the distance to the bucket 5 via the teaching / reproducing device 11 and calculates the current distance data to obtain the position shift. Input to the determination unit 161. Further, the misalignment determination unit 161 includes predetermined teaching position data for instructing the determination position and bucket to determine the current distance data input to the misalignment determination unit 161 as data to be used for the determination. Distance threshold value data for setting an allowable range of positional deviation between 5 and the distance sensor 8, and current position data from the current position calculation unit 160 are input. Based on the current distance data, the position deviation determination unit 161 calculates the position deviation by comparing the taught position data and the current position data, and determines whether the position deviation is within the range of the distance threshold data. As a result of the determination, when the positional deviation is within the range of the distance threshold data, a normal signal is sent to the command interpreter unit 153, and the command interpreter unit 153 reads the next command and continues processing. When the positional deviation is outside the range of the distance threshold data, an abnormal signal is sent to the command interpreter unit 153, the next processing in the command interpreter unit 153 is stopped, and the abnormal signal is sent to the servo pre-processing unit 155. . The servo preprocessing unit 155 stops the process to stop the operation of the excavator 1 and avoids contact between the excavator and another work machine such as a hopper.
[0026]
As described above, according to this embodiment, the automatic driving excavator can be provided with a contact prevention function with a simple configuration, and predetermined teaching position data and current position data are compared based on current distance data. since the positional deviation of the sheet Yoberu can be detected automatically Te, it is possible to improve the reliability of the automatic operation shovel.
[0027]
Further, since the detection position of the misalignment can be given by teaching, it is easy to handle because there is no need to adjust the detection device.
[0028]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0029]
FIG. 5 is an overall configuration diagram of the automatic driving excavator according to the present embodiment.
[0030]
In addition, in this embodiment, since it differs from the thing of 1st Embodiment except the installation location of the distance sensor 8, the same code | symbol as 1st Embodiment is attached | subjected and description is abbreviate | omitted. As shown in the figure, in the present embodiment, the distance sensor 8 is installed on a pole arranged on the ground so as to measure the distance from the rear part of the upper swing body 2 of the excavator 1.
[0031]
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, when the excavator 1 reaches the earthing position, distance information from the distance sensor 8 is obtained and distance information when the earthing position is taught is obtained. Can be detected.
[0032]
As described above, according to the present embodiment, the installation location of the distance sensor 8 can be easily arranged at a position where the positional deviation to be confirmed can be detected, so that the installation location can be easily set according to the situation of the work site. Can do.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a distance detector outside the hydraulic excavator, and based on the current distance data obtained from the distance detector, predetermined teaching position data and current position data obtained from the angle detector As a result, the displacement of the hydraulic excavator is determined, so that the displacement of the hydraulic excavator can be detected with a simple configuration, and an automatic driving excavator equipped with inexpensive contact prevention means can be realized. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional configuration diagram of an automatic driving excavator during playback according to a first embodiment.
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a control mechanism of an automatic driving excavator according to the first embodiment.
FIG. 3 is an overall configuration diagram of an automatic driving shovel according to the first embodiment.
4 is a diagram illustrating an example of a teaching command stored in a teaching command storage unit 152 illustrated in FIG. 1. FIG. 5 is an overall configuration diagram of an automatic driving excavator according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic excavator 2 Revolving body 3 Boom 4 Arm 5 Bucket 6 Crusher 7 Hopper 8 Distance sensor 15 Automatic operation controller 151 Teaching position storage part 152 Teaching command storage part 153 Command interpreter part 154 Teaching position output process part 155 Servo pre-processing part 156 Servo Control unit 157 Current distance calculation unit 158 Determination position storage unit 159 Distance threshold storage unit 160 Current position calculation unit 161 Position deviation determination unit 16 Electromagnetic control valve 17 Actuator 18 Angle sensor

Claims (3)

ブーム、アーム、バケットを含むフロント機構および旋回体をそれぞれ作動するアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する電磁制御弁と、
前記旋回体と前記ブーム間、前記ブームと前記アーム間、前記アームと前記バケット間のそれぞれに形成される関節部の回転角度と前記旋回体の旋回角を検出する角度検出器と、
前記角度検出器から検出される前記フロント機構の各関節部の回転角度および前記旋回体の旋回角を教示位置データとして記憶する教示位置格納手段、およびプレーバック時に前記教示位置格納手段により記憶された教示位置データを順次読み出し、前記角度検出器から得られた前記フロント機構のプレーバック時の現在位置データと対比して、前記フロント機構が前記記憶された教示位置に至るように前記電磁制御弁を制御する指令手段から構成される自動運転コントローラと、
を備える自動運転ショベルにおいて、
該ショベル以外の他の作業機械に、当該ショベルの所定の部位との距離を検出する距離検出器を設けると共に、
前記自動運転コントローラに、
前記教示位置格納手段により記憶された教示位置データのうち所定の教示位置データを格納する判定位置格納手段と、
前記判定位置格納手段に格納した所定の教示位置データ、プレーバック時に前記角度検出器から得られた前記フロント機構の現在位置データ、および前記距離検出器から得られた前記他の作業機械と当該ショベルの所定の部位との現在距離データを入力し、前記現在距離データに基づいて、前記所定の教示位置データと前記現在位置データとを対比して前記ショベルの位置ずれを判定する位置ずれ判定手段と、
を設けたことを特徴とする自動運転ショベル。
An actuator that operates a front mechanism including a boom, an arm, and a bucket, and a swinging body, and
An electromagnetic control valve for driving the actuator;
An angle detector for detecting a rotation angle of a joint portion formed between the swing body and the boom, between the boom and the arm, and between the arm and the bucket, and a swing angle of the swing body;
The teaching position storage means for storing the rotation angle of each joint portion of the front mechanism and the turning angle of the revolving body detected from the angle detector as teaching position data, and the teaching position storage means stored at the time of playback. Sequentially reading the teaching position data, and comparing the current position data at the time of playback of the front mechanism obtained from the angle detector, the electromagnetic control valve is set so that the front mechanism reaches the stored teaching position. An automatic operation controller composed of command means to control;
In an automatic driving excavator comprising
The other work machines other than those 該Shi Yoberu, provided with a distance detector for detecting a distance between the predetermined part of the person 該Shi Yoberu,
In the automatic operation controller,
And determining the position storing means for storing a predetermined taught position data of taught position data stored by said taught position storage means,
Said determining a position predetermined taught position data stored in the storage means, the current position data, and the distance of the other obtained from a detector working machine and those wherein the front mechanism obtained from the angle detector at the time of playback enter the current distance data between the predetermined portion of the sheet Yoberu, on the basis of the current distance data, the position determining the positional deviation of the pre-carboxymethyl Yoberu versus the a predetermined teaching position data and the present position data Deviation determination means;
An automatic driving excavator characterized by having
ブーム、アーム、バケットを含むフロント機構および旋回体をそれぞれ作動するアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する電磁制御弁と、
前記旋回体と前記ブーム間、前記ブームと前記アーム間、前記アームと前記バケット間のそれぞれに形成される関節部の回転角度と前記旋回体の旋回角を検出する角度検出器と、
前記角度検出器から検出される前記フロント機構の各関節部の回転角度および前記旋回体の旋回角を教示位置データとして記憶する教示位置格納手段、およびプレーバック時に前記教示位置格納手段により記憶された教示位置データを順次読み出し、前記角度検出器から得られた前記フロント機構のプレーバック時の現在位置データと対比して、前記フロント機構が前記記憶された教示位置に至るように前記電磁制御弁を制御する指令手段から構成される自動運転コントローラと、
を備える自動運転ショベルにおいて、
地上の所定の位置に、該ショベルの所定の部位との距離を検出する距離検出器を設けると共に、
前記自動運転コントローラに、
前記教示位置格納手段により記憶された教示位置データのうち所定の教示位置データを格納する判定位置格納手段と、
前記判定位置格納手段に格納した所定の教示位置データ、プレーバック時に前記角度検出器から得られた前記フロント機構の現在位置データ、および前記距離検出器から得られた前記距離検出器と当該ショベルの所定の部位との現在距離データを入力し、前記現在距離データに基づいて、前記所定の教示位置データと前記現在位置データとを対比して前記ショベルの位置ずれを判定する位置ずれ判定手段と、
を設けたことを特徴とする自動運転ショベル。
An actuator that operates a front mechanism including a boom, an arm, and a bucket, and a swinging body, and
An electromagnetic control valve for driving the actuator;
An angle detector for detecting a rotation angle of a joint portion formed between the swing body and the boom, between the boom and the arm, and between the arm and the bucket, and a swing angle of the swing body;
The teaching position storage means for storing the rotation angle of each joint portion of the front mechanism and the turning angle of the revolving body detected from the angle detector as teaching position data, and the teaching position storage means stored at the time of playback. Sequentially reading the teaching position data, and comparing the current position data at the time of playback of the front mechanism obtained from the angle detector, the electromagnetic control valve is set so that the front mechanism reaches the stored teaching position. An automatic operation controller composed of command means to control;
In an automatic driving excavator comprising
In position on the ground, provided with a distance detector for detecting a distance between the predetermined part of the person 該Shi Yoberu,
In the automatic operation controller,
And determining the position storing means for storing a predetermined taught position data of taught position data stored by said taught position storage means,
Wherein determining the position storage means a predetermined taught position data stored in the current position data, and the distance the distance obtained from the detector the detector and those 該Shi of the front mechanism obtained from the angle detector at the time of playback enter the current distance data between the predetermined portion of Yoberu, on the basis of the current distance data and determines positional misalignment of front carboxymethyl Yoberu versus the a predetermined teaching position data and the present position data deviation A determination means;
An automatic driving excavator characterized by having
請求項1または請求項2の記載において、
前記自動運転コントローラに、前記位置ずれ判定手段における位置ずれの許容範囲を決める閾値を記憶する距離閾値格納手段を設けたことを特徴とする自動運転ショベル。
In the description of claim 1 or claim 2,
An automatic driving excavator, characterized in that a distance threshold value storage means for storing a threshold value for determining an allowable range of positional deviation in the positional deviation determination means is provided in the automatic driving controller.
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