JPH0615774B2 - Excavator Excavation Control Device - Google Patents
Excavator Excavation Control DeviceInfo
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- JPH0615774B2 JPH0615774B2 JP24899486A JP24899486A JPH0615774B2 JP H0615774 B2 JPH0615774 B2 JP H0615774B2 JP 24899486 A JP24899486 A JP 24899486A JP 24899486 A JP24899486 A JP 24899486A JP H0615774 B2 JPH0615774 B2 JP H0615774B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、掘削機の掘削制御装置に係り、とくに連続走
行しながら掘削作業を行う場合に好適な掘削機の掘削制
御装置に関する。The present invention relates to an excavation control device for an excavator, and more particularly to an excavation control device for an excavator suitable for performing excavation work while continuously traveling.
一般に、ブルドーザ等を用いて掘削作業を行う場合にあ
っては、予め決められた深さ(高さ)の掘削を正確に行
いたいとする状況がしばしば生じている。Generally, when excavation work is performed using a bulldozer or the like, there are often situations where it is desired to accurately perform excavation at a predetermined depth (height).
このような場合、その多くは、オペレータの勘に頼って
コントロールレバーが手動操作されていた。また、特に
正確な掘削を期する場合には、例えばレーザビームを用
いるという手法も採られている。このレーザビームを用
いる手法では、例えば第8図に示すように、ブルドーザ
2の所定距離隔てた前方にレーザビーム発生器4を水平
に配設し、このレーザビーム発生器4から出力されるレ
ーザビームをブルドーザ2の排土板2Aの所定位置に装
着されたレーザビーム検出器6にて検出し、この検出デ
ータに基づいてオペレータがコントロールレバーを手動
操作していた。In such a case, in many cases, the control lever is manually operated depending on the intuition of the operator. In addition, a method of using a laser beam, for example, is also adopted in the case of particularly accurate excavation. In the method using the laser beam, for example, as shown in FIG. 8, a laser beam generator 4 is horizontally arranged in front of the bulldozer 2 at a predetermined distance, and the laser beam output from the laser beam generator 4 is output. Was detected by the laser beam detector 6 mounted at a predetermined position on the earth discharging plate 2A of the bulldozer 2, and the operator manually operated the control lever based on the detected data.
しかしながら、上述した従来技術の内、前者のオペレー
タの勘に頼る手法では、正確な掘削が困難であり、また
試行錯誤的に掘削が繰り返される場合が多く、操作に手
間が掛かり、また多くの熱練を要するという問題点があ
った。一方、後者のレーザビームを用いる手法では、別
体としてのレーザビーム発生器4を水平に且つ所定高さ
に設定しなければならないこと、またレーザビーム発生
器4の電源を準備しなければならない等、作業準備に多
くの手間が掛かる一方、レーザビームの使用可能距離が
短いこと、また霧中等では使用できないこと、更に物影
では使用できないこと等、使用面に多くの制約があり、
これがため作業全体として著しく能率が低下するという
問題点があった。However, of the above-mentioned conventional techniques, the method relying on the intuition of the former operator makes accurate excavation difficult, and in many cases the excavation is repeated by trial and error, which requires a lot of time and effort for operation. There was a problem that training was required. On the other hand, in the latter method using a laser beam, the laser beam generator 4 as a separate body must be set horizontally and at a predetermined height, and the power source of the laser beam generator 4 must be prepared. However, while it takes a lot of work to prepare for work, there are many restrictions in terms of use, such as the short usable distance of the laser beam, the fact that it cannot be used in fog, and it cannot be used in shadows.
Therefore, there is a problem that the efficiency as a whole is significantly reduced.
本発明は、かかる従来技術の有する状況に鑑みなされた
もので、とくに、掘削高さを設定値に自動設定せしめ、
これによって操作の簡単化を図ることのできる掘削機の
掘削制御装置を提供することを、その目的とする。The present invention has been made in view of the situation of the related art, and in particular, the excavation height is automatically set to a set value,
It is an object of the present invention to provide an excavation control device for an excavator that can simplify the operation.
そこで、本発明では、任意の基準面から走行開始前にお
けるブルドーザ等の車体の基準固定点までの車体高さを
設定するための初期高さ設定器の、この初期高さ設定器
で与えられた車体高さの走行時における変化を所定タイ
ミング毎に検出し、この検出値に基づいて前記基準面か
ら当該ブルドーザ等による掘削点までの掘削高さを演算
する掘削高さ演算機構とを備えるとともに、前記掘削高
さを所望の値に設定するための掘削高さ設定器と、この
掘削高さ設定器と前記掘削高さ演算機構とから出力され
るデータに基づいて前記掘削高さが設定値に等しくなる
よう掘削用のアームの角度を自動的に制御せしめるアー
ム角度制御機構とを備える等の構成とし、これによって
前記目的を達成しようとするものである。Therefore, in the present invention, an initial height setting device for setting the vehicle body height from an arbitrary reference surface to a reference fixed point of the vehicle body such as a bulldozer before starting traveling is given by this initial height setting device. Detecting a change in vehicle body height at each predetermined timing, and with an excavation height calculation mechanism that calculates the excavation height from the reference surface to the excavation point by the bulldozer or the like based on the detected value, An excavation height setter for setting the excavation height to a desired value, and the excavation height is set to a set value based on data output from the excavation height setter and the excavation height calculation mechanism. The present invention aims to achieve the above-mentioned object by adopting a configuration including an arm angle control mechanism for automatically controlling the angles of excavating arms so as to be equal.
走行開始前に初期高さ設定器より車体高さを設定してお
けば、走行時には掘削高さ演算機構によって掘削高さが
所定タイミング毎に演算される。また、上記掘削高さを
掘削高さ設定器により所望の値に設定すれば、この掘削
高さ設定器と掘削高さ演算機構とから出力されるデータ
に基づいてアーム角度制御機構が作用し、掘削高さが設
定値に等しくなるよう掘削用のアームが制御される。If the vehicle body height is set by the initial height setting device before starting traveling, the excavation height calculating mechanism calculates the excavation height at every predetermined timing during traveling. If the excavation height is set to a desired value by the excavation height setter, the arm angle control mechanism operates based on the data output from the excavation height setter and the excavation height calculation mechanism, The excavation arm is controlled so that the excavation height becomes equal to the set value.
以下、本発明の一実施例を第1図ないし第5図に基づい
て説明する。本実施例はブルドーザについて実施した場
合を示す。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5. The present embodiment shows a case where it is carried out for a bulldozer.
第1図において、12は初期高さ設定器を示し、14は
掘削高さ演算機構を示し、更に16は掘削高さ表示器を
示す。初期高さ設定器12は、ブルドーザ18(第2図
参照)の運転席の所定位置に設けられており、オペレー
タは初期高さ設定器12を介して走行開始前に任意の車
体高さHs(初器値)を掘削高さ演算機構14に与える
ことができるようになっている。この車体高さHsは、
本実施例では、或る任意の基準面Soとブルドーザ18
の車体の一部としてのキャタピラ18Aの重心(基準固
定点)Oとの間の走行開始前の高さとして設定される
(第4図参照)。ここで、基準面Soを地表面とすれ
ば、Hs=D(D:第4図参照)となり、固定値とす
ることができる。In FIG. 1, 12 is an initial height setting device, 14 is an excavation height calculation mechanism, and 16 is an excavation height indicator. The initial height setting device 12 is provided at a predetermined position on the driver's seat of the bulldozer 18 (see FIG. 2), and the operator sets an arbitrary vehicle body height H s via the initial height setting device 12 before starting traveling. The (initial value) can be given to the excavation height calculation mechanism 14. This body height H s is
In this embodiment, an arbitrary reference plane S o and bulldozer 18 are used.
It is set as the height before the start of traveling between the center of gravity (reference fixed point) O of the caterpillar 18A as a part of the vehicle body (see FIG. 4). Here, if the reference surface S o is the ground surface, H s = D (D: see FIG. 4), and a fixed value can be obtained.
また、前記掘削高さ演算機構14は、第1図の如く、演
算器20を有しており、この演算器20の入力側に、傾
斜角検出器22,キャタピラ回転数検出器24,アーム
角度検出器26が装備され構成されている。この内、演
算器20は、機能的には、ブルドーザ18の走行距離を
所定タイミング毎に演算する走行距離演算部20Aと、
当該ブルドーザ18による掘削面(作業面)の高さを演
算する主演算部20Bとにより構成されている。Further, as shown in FIG. 1, the excavation height calculation mechanism 14 has a calculator 20, and an inclination angle detector 22, a caterpillar rotation speed detector 24, an arm angle are provided on the input side of the calculator 20. A detector 26 is equipped and configured. Among them, the arithmetic unit 20 is functionally provided with a traveling distance calculation unit 20A that calculates the traveling distance of the bulldozer 18 at predetermined timings.
The bulldozer 18 includes a main calculation unit 20B that calculates the height of the excavation surface (work surface).
前記キャタピラ回転数検出器24は、キャタピラ18A
の回転数を検出しこれに対応した回転数信号Tn(n=
1,2,3,…;以下同じ)を前記走行距離演算部20
Aに出力する機能を有しており、キャタピラ18Aを駆
動する駆動系に装備されている。このため、走行距離演
算部20Aでは、入力する回転数信号Tnに基づいて所
定タイミング毎の走行距離ΔLnを演算しこれに対応す
る信号を前記主演算部20Bに出力する。The caterpillar rotation speed detector 24 is a caterpillar 18A.
The rotation speed signal T n (n = n
1, 2, 3, ...
It has a function of outputting to A and is equipped in a drive system for driving the caterpillar 18A. Therefore, the traveling distance calculation unit 20A calculates the traveling distance ΔL n at each predetermined timing based on the input rotation speed signal T n , and outputs a signal corresponding to this to the main calculation unit 20B.
ここで、前記キャタピラ回転数検出器24と走行距離演
算部20Aとによって、走行距離検出手段28が構成さ
れている。Here, the caterpillar rotation speed detector 24 and the traveling distance calculation unit 20A constitute traveling distance detecting means 28.
前記傾斜角検出器22は、ブルドーザ18の所定位置に
装備されている。傾斜角検出器22は、第2図に示すよ
うに、キャタピラ18Aの重心Oを介して前部の中心点
CFと後部の中心点CRとを通る直線E〔車両の走行
(前後)方向〕が、重心Oを通る水平線Mとの間に成る
角度θnを検出し、この検出値に対応する電気信号を所
定タイミング毎に主演算部20Bに出力する機能を有し
ている。ここで、CF,CR間の長さを2Bとする。ま
たOCF(=OCR)=Bとする。The tilt angle detector 22 is mounted at a predetermined position of the bulldozer 18. Inclination angle detector 22, as shown in FIG. 2, the travel of the linear E [vehicle passing through the center point C F and the rear of the center point C R of the front through the center of gravity O of the caterpillar 18A (front-rear) direction ] Has a function of detecting an angle θ n formed with a horizontal line M passing through the center of gravity O and outputting an electric signal corresponding to the detected value to the main calculation unit 20B at every predetermined timing. Here, the length between C F and C R is 2B. Further, OC F (= OC R ) = B.
前記アーム角度検出器26は、ブルドーザ18の排土板
18Cに至るアーム18B(第2図参照)の所定位置に
配設されている。アーム角度検出器26は、前記直線E
とアーム18Bの延設方向Qとが成す角度αnを検出
し、これに対応する電気信号を主演算部20Bへ所定タ
イミング毎に出力する機能を有している。The arm angle detector 26 is arranged at a predetermined position of the arm 18B (see FIG. 2) that reaches the earth discharging plate 18C of the bulldozer 18. The arm angle detector 26 uses the straight line E
Has a function of detecting an angle α n formed by the extension direction Q of the arm 18B and outputting an electric signal corresponding to the angle α n to the main arithmetic unit 20B at every predetermined timing.
ここで、本実施例では、上記延設方向Qの予め定めた掘
削に対応する点を掘削点Pおし、この掘削点Pを通る水
平面を掘削面Rとする。またPCF店の長さをAとす
る。Here, in this embodiment, a point corresponding to a predetermined excavation in the extension direction Q is an excavation point P, and a horizontal plane passing through the excavation point P is an excavation surface R. Also, the length of the PC F store is A.
更に、前記主演算部20Bは、機能的には第3図に示す
ように、入力する傾斜角信号θn,走行距離信号Δ
Ln,アーム角度信号αn,及び車体高さ初期値Hsに
基づいて、前記基準面Soから掘削点Pまでの掘削高さ
Hpを演算する第1ないし第4の演算手段20Baない
し20Bdによって構成されている。Further, as shown in FIG. 3, the main arithmetic unit 20B is functionally provided with the input inclination angle signal θ n and traveling distance signal Δ.
First to fourth calculating means 20B a for calculating the excavation height H p from the reference surface S o to the excavation point P based on L n , the arm angle signal α n , and the vehicle body height initial value H s. Through 20B d .
具体的には、第1の演算手段20Baは、傾斜角信号θ
nと走行距離信号ΔLnとに基づいてキャタピラ18A
の重心Oの高さ変化分ΔHn及びその積分値Hnを演算
するようになっている。第2の演算手段20Bbは、第
1の演算手段20Baの演算結果及び車体高さ初期値H
sに基づいてある基準面Soから重心Oまでの車体高さ
Hの演算を担い、第3の演算手段20Bcは、傾斜角信
号θn及びアーム角度信号αnに基づいて、後述するP
CF間の垂直成分HA及びOCF間の垂直成分HB(第
5図参照)の演算を担うようになっている。更に、第4
の演算手段20Bdは、第2,第3の演算手段20
Bb,20Bcの演算結果に基づいて、掘削高さHpを
演算し、この結果を前記掘削高さ表示器16に出力する
という構成になっている。Specifically, the first computing means 20B a uses the tilt angle signal θ.
n based on the traveling distance signal ΔL n
The height change amount ΔH n of the center of gravity O and its integrated value H n are calculated. The second calculation means 20B b calculates the calculation result of the first calculation means 20B a and the vehicle body height initial value H.
responsible for operation of the vehicle height H from the reference plane S o to the center of gravity O that is based on s, third arithmetic means 20B c, based on the inclination angle signal theta n and the arm angle signal alpha n, described below P
It is adapted to calculate the vertical component H A between C F and the vertical component H B between OC F (see FIG. 5). Furthermore, the fourth
The calculating means 20B d of the second and third calculating means 20
The excavation height H p is calculated based on the calculation results of B b and 20 B c , and the result is output to the excavation height indicator 16.
また、掘削高さ表示器16では、主演算部20Bでの最
終的な演算結果Hpが数値で表示されるようになってい
る。この表示は、ブルトーザ18の走行に伴って逐一そ
の内容が更新され表示される。Further, the excavation height indicator 16 is adapted to display the final calculation result H p in the main calculation section 20B as a numerical value. This display is updated and displayed one by one as the bulltozer 18 travels.
また、本実施例は、第1図に示す如く、ブルドーザ18
の運転席に設けられた掘削高さ設定器39と、この掘削
高さ設定器39で設定されたデータと、前記掘削高さ演
算器14で演算結果に基づいて動作するアーム角度制御
機構40とが装備されている。この内、掘削高さ設定器
39は、所望の掘削高さHSET を設定できるよう構成さ
れており、このデータに対する信号をアーム角度制御機
構40に出力する。In addition, in this embodiment, as shown in FIG.
An excavation height setter 39 provided in the driver's seat, data set by the excavation height setter 39, and an arm angle control mechanism 40 that operates based on the calculation result by the excavation height calculator 14. Is equipped with. Of these, the excavation height setting device 39 is configured to set a desired excavation height H SET , and outputs a signal corresponding to this data to the arm angle control mechanism 40.
アーム角度制御機構40は、前記掘削高さ演算機構14
と掘削高さ設定器39との出力データHp,HSET を入
力信号とする指令アーム角度演算器42を備えており、
この演算器42の出力側に加算器44,サーボアンプ4
6,モータ48,及び油圧駆動手段50を縦続装備して
構成されている。この内、加算器44の一方の入力端に
は、前記アーム角度信号αnが印加されるようになって
いる。また、モータ48には図示しない切換手段によっ
て切り換られ、手動操作用の手動操作信号が入力するよ
うになっている。更に、油圧駆動手段50は、モータ4
8によって回転される油圧ポンプとこれに連結されたシ
リンダ等により構成され、このシリンダが前記アーム1
8Bを間接的に上下駆動せしめるようになっている。The arm angle control mechanism 40 includes the excavation height calculation mechanism 14
And a command arm angle calculator 42 that uses output data H p and H SET of the excavation height setting device 39 as input signals,
An adder 44 and a servo amplifier 4 are provided on the output side of the arithmetic unit 42.
6, the motor 48 and the hydraulic drive means 50 are cascaded. Among them, the arm angle signal α n is applied to one input end of the adder 44. The motor 48 is switched by a switching means (not shown) so that a manual operation signal for manual operation is input. Further, the hydraulic drive means 50 is used for the motor 4
8 is constituted by a hydraulic pump rotated by 8 and a cylinder connected to the hydraulic pump.
8B can be indirectly driven vertically.
また、前記指令アーム角度演算器42は、ここでは、 αs=K∫(HSET −Hp)dt(K:定数)の式によ
って、指令アーム角度αs〔Deg/Sec・M〕を演算
し、これを加算器44に出力する(但し、HSET =0の
とき、αs=0とする)。加算器44では、αsとαn
とを加算し、この差信号をサーボアンプ46に出力す
る。サーボアンプ46は入力する信号を増幅しモータ4
8を回転駆動せしめる。このため、モータ48の回転に
付勢され、油圧駆動手段50が作動し、これによって角
度信号αsとαnが等しくなるようアーム18Bの角度
αnが制御されるようになっている。即ち、Hp=H
SETとなるようアーム18Bの角度αnが制御され
る。In addition, the command arm angle calculator 42 uses the formula α s = K∫ (H SET −H p ) dt (K: constant) to calculate the command arm angle α s [D eg / S ec · M]. Is calculated and output to the adder 44 (however, when H SET = 0, α s = 0). In the adder 44, α s and α n
And are added, and this difference signal is output to the servo amplifier 46. The servo amplifier 46 amplifies the input signal and the motor 4
8 is driven to rotate. Therefore, the rotation of the motor 48 urges the hydraulic drive means 50 to operate, whereby the angle α n of the arm 18B is controlled so that the angle signals α s and α n become equal. That is, H p = H
The angle α n of the arm 18B is controlled so as to achieve SET .
ところが、前述した演算器20及び指令アーム角度演算
器42は、ハードウエアとしては、各々CPU(中央処
理装置)及び各種のメモリ等を有して成るマイクロ・コ
ンピュータによって構成されている。このため、前述し
た各種の演算,制御等は、予め格納されるプログラムの
内容に基づいて行われる。However, the arithmetic unit 20 and the command arm angle arithmetic unit 42 described above are each constituted by a microcomputer having a CPU (central processing unit) and various memories as hardware. Therefore, the above-described various calculations and controls are performed based on the contents of the program stored in advance.
次に、本実施例の作用について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.
まず、掘削高さHpを測定する場合につき第4,5図に
基づいて説明する。First, the case of measuring the excavation height H p will be described with reference to FIGS.
いま、ブルドーザ18が第4図中のに示す初期状態に
おいて、車体高さ初期値Hsが与えられた後、矢印Xの
方向に走行しながら掘削作業を行うとする。この場合、
演算器20は所定の微小タイミングΔt毎に前述した各
検出器22,24,26から検出データを取り込む。そ
して、Δtが(n−1)回繰り返された(n−1)・Δ
t後のブルドーザ18の位置が第4図中のに示す状態
(以下、「(n−1)回目の状態」という)となり、そ
の次のn・Δt後の位置が同図中のに示す状態(以
下、「n回目の状態」という)となったとする。この
(n−1)回目の状態とn回目の状態との間の走行距離
ΔLnはキャタピラ回転数Tnから走行距離検出手段2
8において演算され、その結果は第1の演算手段20B
aに出力される。また、(n−1)回目の状態における
傾斜角度はθn-1 であるから、(n−1)回目からn回
目の状態へ移行する間の重心O点の高さ変化分ΔH
nは、一般的として、 ΔHn=ΔLnsinθn-1 ……(1) で示される。この高さ変化分を1回目からn回目までを
積分すると、 Hn=ΔH1+ΔH2+…+ΔHn・・・(2) となり、これらのΔHn及びHnは第1の演算手段20
Baによって演算される。また、ある基準面Soからn
回目の状態の重心Oまでの高さHは、 H=Hs+Hn……(3) となり、これが第2の演算手段20Bbによって演算さ
れる。Now, bulldozer 18 in the initial state shown in in FIG. 4, after the body height initial value H s is given, and performing the excavating work while traveling in the direction of the arrow X. in this case,
The arithmetic unit 20 fetches the detection data from each of the detectors 22, 24 and 26 described above at every predetermined minute timing Δt. Then, Δt is repeated (n-1) times (n-1) · Δ
The position of the bulldozer 18 after t becomes the state shown in in FIG. 4 (hereinafter, referred to as “(n−1) th state”), and the position after the next n · Δt is the state shown by in FIG. (Hereinafter, referred to as “nth state”). The travel distance ΔL n between the (n−1) th state and the nth state is calculated from the track rotation speed T n by the travel distance detecting means 2.
8 and the result is the first calculation means 20B.
It is output to a. Further, since the inclination angle in the (n-1) th state is θ n-1 , the height change ΔH of the center of gravity O point during the transition from the (n-1) th state to the nth state.
Generally, n is represented by ΔH n = ΔL n sin θ n-1 (1). Integrating this height variation from the first to n-th, H n = ΔH 1 + ΔH 2 + ... + ΔH n ··· (2) next, these [Delta] H n and H n is the first computation means 20
Calculated by B a . In addition, a certain reference plane S o to n
The height H to the center of gravity O of the rotating first state, H = H s + H n ...... (3) becomes, which is calculated by the second arithmetic means 20B b.
更に、n回目の状態におけるキャタピラ18Aとアーム
18Bの位置関係は、第5図に示されている。この第5
図において、 HA=Asin(αn−θn) ……(4) HB=Bsinθn ……(5) の関係があり、これらが第3の演算手段20Bcによっ
て演算される。従って、掘削高さHpは、 Hp=H+HB−HA となり、第(2)ないし(5)式を使って、 Hp=Hs+Hn-1 +ΔHn+Bsinθn −Asin(αn−θn) ……(6) 但し、Hn-1 =ΔH1+ΔH2+…+ΔHn-1 とする。
この第(6)式によれば、Hsの値は既知であり、他の値
は検出データを基に算出されることから、Hpの値が第
4の演算手段20Bdによって直ちに求められ、この値
が掘削高さ表示器16において表示される。Further, the positional relationship between the caterpillar 18A and the arm 18B in the state of the nth time is shown in FIG. This fifth
In the figure, there is a relation of H A = Asin (α n −θ n ) ... (4) H B = B sin θ n (5), which are calculated by the third calculating means 20B c . Accordingly, excavation height H p is, H p = H + H B -H A next, to the (2) without using the equation (5), H p = H s + H n-1 + ΔH n + Bsinθ n -Asin (α n -θ n) ...... (6) However, the H n-1 = ΔH 1 + ΔH 2 + ... + ΔH n-1.
According to the equation (6), the value of H s is known, and the other values are calculated based on the detection data. Therefore, the value of H p is immediately obtained by the fourth computing means 20B d . This value is displayed on the excavation height indicator 16.
次に,全体の作用を説明する。Next, the overall operation will be described.
まず、オペレータは、掘削作業開始前(走行前)に初期
高さ設定器12から任意の車体高さHsを指定する。そ
して、走行させ、目的地において掘削高さ設定器39か
ら所望の掘削高さHSET を指令する。そうすると、アー
ム角度制御機構40によって、Hp=HSET となるよう
にアーム角度αnが前述の如く制御される。この結果、
目的地において所望の掘削高さHSET が自動的にセット
される。また、その時の掘削高さHp(=HSET )が掘
削高さ表示器16で表示され、これを目視で確認でき
る。First, the operator specifies an arbitrary vehicle body height Hs from the initial height setting device 12 before starting excavation work (before traveling). Then, the vehicle is made to travel, and the desired excavation height HSET is commanded from the excavation height setter 39 at the destination. Then, the arm angle control mechanism 40 controls the arm angle α n as described above so that H p = H SET . As a result,
The desired excavation height HSET is automatically set at the destination. Further, the excavation height H p (= H SET ) at that time is displayed on the excavation height indicator 16 and can be visually confirmed.
このように、掘削高さを設定することによって、目的地
での掘削高さをセットするときの煩しさが省かれ、操作
が著しく簡単化されることとなる。By setting the excavation height in this manner, the trouble of setting the excavation height at the destination is omitted, and the operation is significantly simplified.
一方、上述の場合において、掘削高さを設定しない場合
には、単に実際の掘削高さHpの測定及び表示のみがな
されることとなる。On the other hand, in the above-mentioned case, when the excavation height is not set, only the actual excavation height H p is measured and displayed.
以上のように、本実施例では、まず掘削時には所定タイ
ミング毎に掘削高さが測定され表示されるため、オペレ
ータはその表示値を目視することによって掘削高さを確
認でき、より正確な掘削を行うことができる。また、本
実施例では、掘削高さを設定し、アーム角度を設定値に
自動調整して掘削高さを自動設定できることから、一層
の操作性の改善及び作業能率の向上を図ることができ
る。As described above, in the present embodiment, since the excavation height is first measured and displayed at each predetermined timing during excavation, the operator can confirm the excavation height by visually checking the displayed value, and perform more accurate excavation. It can be carried out. Further, in this embodiment, since the excavation height can be set and the arm angle can be automatically adjusted to the set value to automatically set the excavation height, it is possible to further improve operability and work efficiency.
また、装置全体をブルドーザと一体に装備できることか
ら、従来例のレーザビームを使う場合のように車体外に
測定用機器等を配設するという煩しさが解消されるとと
もに、使用距離範囲を長く設定でき、全体として作業能
率が著しく向上することとなる。更に、適当な走行距離
毎に車体高さ初期値Hsの設定を繰り返して行うことに
より、ブルドーザを操作したまま連続的に使用すること
ができる。Moreover, since the entire device can be integrated with the bulldozer, the trouble of arranging measuring instruments and the like outside the vehicle body as in the case of using the conventional laser beam is eliminated, and the operating distance range can be set longer. As a result, the work efficiency as a whole is significantly improved. Further, by repeatedly setting the vehicle body height initial value H s for each appropriate traveling distance, the bulldozer can be continuously used while being operated.
なお、上述した実施例においては、排土板18Cに至る
アーム18Bが直線的なものについて示したが、本発明
は必ずしもこれに限定されることなく、例えば第6に示
すような屈曲自在な構造のアーム18Dであってもよ
い。即ち、このアーム18Dは、第1のアーム部18
D′と第2のアーム部18D″とが図示の如く屈曲自在
に連結されており、オペレータからの指令に基づいて、
例えば掘削点がP1(α1,β1)からP2点(α2,
β2)へと移動できるようになっている。この場合、P
1,P2点の掘削高さを同じにしようとすると、前述し
たように、角度αを固定としβを制御するか、又は、角
度βを固定としαを制度するかのどちらかにするとよ
い。In addition, in the above-mentioned embodiment, although the arm 18B reaching the earth scavenging plate 18C is shown as a linear one, the present invention is not necessarily limited to this, for example, a bendable structure as shown in the sixth. It may be the arm 18D. That is, the arm 18D is the first arm portion 18
D'and the second arm portion 18D "are flexibly connected as shown in the drawing, and based on a command from the operator,
For example, the excavation point is from P 1 (α 1 , β 1 ) to P 2 point (α 2 ,
Be able to move to β 2 ). In this case, P
If it is attempted to make the excavation heights of 1 and P 2 the same, as described above, either the angle α is fixed and β is controlled, or the angle β is fixed and α is fixed. .
また、アーム角度制御機構40は、第7図のような構成
としてもよい。この第7図の構成では、比較増幅器52
とモータドライバ54とがモータ48の前段に装備され
ている。そして、比較増幅器52は、実際の掘削高さH
pと設定された掘削高さHSET とを入力し、HSET >H
pならば例えば時計回り方向を指示する所定のCW信号
をモータドライバ54に出力し、HSET =Hpとなるま
でモータ48を時計回り方向に回転せしめる。Further, the arm angle control mechanism 40 may be configured as shown in FIG. In the configuration of FIG. 7, the comparison amplifier 52
And a motor driver 54 are provided in front of the motor 48. Then, the comparison amplifier 52 determines the actual excavation height H
Input p and the set excavation height H SET, and H SET > H
If p , for example, a predetermined CW signal indicating a clockwise direction is output to the motor driver 54, and the motor 48 is rotated clockwise until H SET = H p .
一方、キャタピラ回転数検出器24は、前後進が判別で
きる構成のものを使用してもよい。また、掘削高さ表示
器16にプリンタを接続する構成とし、データHpを記
録するとしてもよい。On the other hand, the caterpillar rotation speed detector 24 may be of a structure that can determine forward and backward movement. Further, the excavation height indicator 16 may be connected to a printer and the data H p may be recorded.
更に、前記演算部20A,20Bにおける演算には誤差
を軽減するため種々の方式があり、例えば前記第(1)
式を ΔHn=ΔLnsin〔(θn-1 +θn)/2〕として
演算を行ってもよく、更に、走行距離ΔLnは左右のキ
ャタピラの平均値をとるとしてもよい。Furthermore, there are various methods for reducing errors in the arithmetic operations in the arithmetic units 20A and 20B. For example, in the above (1)
The calculation may be performed with the formula ΔH n = ΔL n sin [(θ n-1 + θ n ) / 2], and the travel distance ΔL n may be the average value of the left and right tracks.
更に、本発明は必ずしもブルドーザに限定されることな
く、ブルドーザと同等の機能を備えた掘削機械装置であ
れば、例えばパラーショベル等の如く、手前に引き上げ
る動作のアームを備えたものに対しても同様に実施可能
なものである。Further, the present invention is not necessarily limited to a bulldozer, and may be any excavating machine device having a function equivalent to that of a bulldozer, for example, a para excavator or the like having an arm for pulling up. It can be similarly implemented.
本発明は以上のように構成され作用することから、これ
によれば、掘削高さを設定値に自動設定できるため、従
来例のように試行錯誤を繰り返して行う場合とは異な
り、迅速且つ正確に掘削高さがセットされ、著しい操作
の簡単化が図られるとともに、ブルドーザ等の車体に一
体装備することができるため、従来例のようにレーザビ
ームを用いる場合とは異なり、走行距離(使用距離範
囲)をより長く設定でき、適当な走行距離毎に車体高さ
の初期値設定を繰り返すことによりブルドーザ等を操作
したまま連続使用することができ、これによって、著し
く作業能率を向上せしめることができるという従来にな
い優れた掘削機の掘削制御装置を提供することができ
る。Since the present invention is configured and operates as described above, according to this, since the excavation height can be automatically set to the set value, it is quick and accurate unlike the case of repeating trial and error like the conventional example. Since the excavation height is set in the car, the operation is significantly simplified, and it can be integrated with the vehicle body such as a bulldozer, unlike the case of using a laser beam as in the conventional example, (Range) can be set longer, and by continuously setting the initial value of the vehicle height for each appropriate mileage, it is possible to continuously use it while operating the bulldozer, etc., which can significantly improve work efficiency. That is, it is possible to provide an unprecedented excellent excavation control device for an excavator.
第1図は本発明の一実施例を示す機能ブロック図、第2
図はブルドーザの各部の位置関係を示す説明図、第3図
は第1図中の主演算部を示す機能ブロック図、第4図は
走行状態におけるキャタピラの重心の高さ変化を示す説
明図、第5図は掘削高さHpの高さ関係を示す説明図、
第6図はアームのその他の例を示す説明図、第7図はア
ーム角度制御機構のその他の例を示すブロック図、第8
図は従来例を示す説明図である。 12……初期高さ設定器、14……掘削高さ演算機構、
16……掘削高さ表示器、18……ブルドーザ、18A
……車体の一部としてキャタピラ、18B……アーム、
39……掘削高さ設定器、40……アーム角度制御機
構。FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is an explanatory view showing the positional relationship of each part of the bulldozer, FIG. 3 is a functional block diagram showing the main calculation part in FIG. 1, and FIG. 4 is an explanatory view showing the height change of the center of gravity of the caterpillar in a running state, FIG. 5 is an explanatory view showing the height relationship of the excavation height H p ,
FIG. 6 is an explanatory view showing another example of the arm, FIG. 7 is a block diagram showing another example of the arm angle control mechanism, and FIG.
The figure is an explanatory view showing a conventional example. 12 ... Initial height setting device, 14 ... Excavation height calculation mechanism,
16 ... Excavation height indicator, 18 ... Bulldozer, 18A
...... As a part of the body, caterpillar, 18B ...... arm,
39 ... Excavation height setting device, 40 ... Arm angle control mechanism.
Claims (1)
ドーザ等の車体の基準固定点までの車体高さを設定する
ための初期高さ設定器と、この初期高さ設定器で与えら
れた車体高さの走行時における変化を所定タイミング毎
に検出し、この検出値に基づいて前記基準面から当該ブ
ルドーザ等による掘削点までの掘削高さを演算する掘削
高さ演算機構とを備えるとともに、 前記掘削高さを所望の値に設定するための掘削高さ設定
器と、この掘削高さ設定器と前記掘削高さ演算機構とか
ら出力されるデータに基づいて前記掘削高さが設定値に
等しくなるよう掘削用のアームの角度を自動的に制御せ
しめるアーム角度制御機構とを備えたことを特徴とする
掘削機の掘削制御装置。1. An initial height setting device for setting a height of a vehicle body from an arbitrary reference surface to a reference fixed point of a vehicle body such as a bulldozer before starting traveling, and a vehicle body given by the initial height setting device. A change in height during traveling is detected at predetermined timings, and an excavation height calculation mechanism that calculates the excavation height from the reference surface to the excavation point by the bulldozer or the like based on the detected value is provided. The excavation height setter for setting the excavation height to a desired value, and the excavation height equal to the set value based on the data output from the excavation height setter and the excavation height calculation mechanism. And an arm angle control mechanism that automatically controls the angle of the arm for excavation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24899486A JPH0615774B2 (en) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | Excavator Excavation Control Device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24899486A JPH0615774B2 (en) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | Excavator Excavation Control Device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63103133A JPS63103133A (en) | 1988-05-07 |
JPH0615774B2 true JPH0615774B2 (en) | 1994-03-02 |
Family
ID=17186435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24899486A Expired - Lifetime JPH0615774B2 (en) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | Excavator Excavation Control Device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0615774B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2646282B2 (en) * | 1990-04-24 | 1997-08-27 | 株式会社小松製作所 | Blade height control device for tracked vehicles |
-
1986
- 1986-10-20 JP JP24899486A patent/JPH0615774B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63103133A (en) | 1988-05-07 |
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