JPS61200226A - Position control device for power shovel - Google Patents

Position control device for power shovel

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JPS61200226A
JPS61200226A JP3841985A JP3841985A JPS61200226A JP S61200226 A JPS61200226 A JP S61200226A JP 3841985 A JP3841985 A JP 3841985A JP 3841985 A JP3841985 A JP 3841985A JP S61200226 A JPS61200226 A JP S61200226A
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bucket
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speed
angle
boom
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Tomoaki Sugiura
友昭 杉浦
Yukio Yoshimura
吉村 幸夫
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Komatsu Ltd
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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36Component parts
    • E02F3/42Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E02F3/437Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like providing automatic sequences of movements, e.g. linear excavation, keeping dipper angle constant

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Abstract

PURPOSE:To facilitate linear excavation and slope excavation through provision of arbitrary locus of the edge point of a bucket, by providing a position control part which comprises a speed instruction part, a coordinate conversion part, a boom cylinder, an arm cylinder, and the flow rate control systems of a bucket cylinder. CONSTITUTION:A position control device comprises a speed instruction part 30, a coordinate conversion part 40, a boom cylinder 4, an arm cylinder 5, and flow rate control systems 50, 60, and 70 of a bucket cylinder 6. In the case of horizontal excavation, a lever 31 of the speed instruction part 30 is brought into a neutral position in relation to a rotation direction and a direction (y), and only in the case of a direction (x), horizontal excavation is performed in a state to incline a lever 31. If the lever 31 is inclined only in the direction (y), the edge point of the bucket 3 is moved in a vertical direction. In the case of slope excavation, if the lever 31 is inclined in the directions (x) and (y), the edge point of the bucket 3 is linearly moved at an angle, determined by a speed ratio depending upon an inclination direction, as an angle 0 to earth is left to be kept at a constant value.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はパワーショベルの位置制御装置に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a position control device for a power shovel.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に油圧式パワーショベルは第5図に示すようにプー
ム1.アーム2.バケット3及びこれらを駆動するブー
ムシリンダ4.アームシリンダ5゜バケットシリンダ6
を具備しており、各シリンダ4〜6は夫々運転室内圧配
備された操作レバー(図示せず)Kより手動操作される
。そして、オペレータが手動操作により作業機の姿勢を
制御してバケット位置を設定するようになっている。こ
のため、オペレータに高度な技術が要求される。
Generally, a hydraulic power excavator has a poom 1 as shown in Fig. 5. Arm 2. Bucket 3 and boom cylinder 4 that drives them. Arm cylinder 5゜Bucket cylinder 6
Each of the cylinders 4 to 6 is manually operated by a control lever (not shown) K provided within the operating chamber. Then, the operator manually controls the attitude of the working machine and sets the bucket position. Therefore, advanced skills are required of the operator.

特に、バケットによる地ならし作業すなわち、バケット
の平行移動制御は極めて困難であり、法面の地ならし作
業等においては不可能に近い。
In particular, grading work using a bucket, that is, controlling the parallel movement of the bucket, is extremely difficult, and almost impossible in grading work on slopes.

第6図に、このような問題点を解決するための1従来技
術を示す。
FIG. 6 shows one conventional technique for solving such problems.

かかる構成においては、アーム2の先端点C(バケット
30回動支点)に着目し、各設定器10および11にお
いて故点CにおけるX軸およびy軸方向の速度成分X。
In this configuration, focusing on the tip point C of the arm 2 (rotation fulcrum of the bucket 30), each setting device 10 and 11 calculates the velocity component X in the X-axis and y-axis directions at the end point C.

およびYcを目標値Xc  および@ref Yc  として設定するようKしている。and Yc as target value Xc and @ref K is set to be set as Yc.

いま、作業機各部の位置を第7図に示すように定義する
。すなわち、 原点0(0,0):プーム1の回動支点点B(zb、y
b):アーム2の回動支点点C(”c、!/c):バケ
ット3の回動支点点D(xd、ya):バケット3の刃
先点とする。ここで、 X軸:点o 、B、C,Dを含む平面と点0を含む車輌
旋回面との交線 y軸:点Oを通り、車輌旋回面に垂直な直線である。ま
た、第7図において Ll:点0.B間の長さ L2:点B、C間の長さ り、二点C,D間の長さ α:y軸に対する線分OBのなす角 β二線分OBの延長線に対する線分BCのなす角 γ:線分BCの延長線に対する線分CDのなす角(刃先
角) である。以上のよって定義すると、点Cの座標(”c、
yc)は次式のように表わされる。
Now, the positions of each part of the working machine are defined as shown in FIG. That is, origin 0 (0, 0): rotation fulcrum point B (zb, y
b): Rotation fulcrum point C of arm 2 (“c,!/c): Rotation fulcrum point D (xd, ya) of bucket 3: Point of cutting edge of bucket 3. Here, X axis: Point o , B, C, and D and the vehicle turning plane including point 0. Y-axis: A straight line passing through point O and perpendicular to the vehicle turning plane. In FIG. 7, Ll: point 0. Length between B L2: Length between points B and C, length between two points C and D α: Angle formed by line segment OB with respect to the y-axis β Formation of line segment BC with respect to the extension line of two line segments OB Angle γ: Angle (cutting edge angle) formed by the line segment CD with respect to the extension line of the line segment BC. Defined as above, the coordinates of point C ("c,
yc) is expressed as follows.

3:c=L、sinα+L2sin(α+β)  −−
−・−・(1)yC=L、cosα+L、cos(α+
β)・・・・・・・・(2)これら(1)(2)式を時
間について微分し、点CにおけるX軸およびy軸方向の
速度成分”c + 3’cを求めると次式のようになる
3: c=L, sin α+L2 sin (α+β) --
−・−・(1) yC=L, cosα+L, cos(α+
β)・・・・・・・・・(2) Differentiate these equations (1) and (2) with respect to time to find the velocity component in the become that way.

;。=L、acosα+L、(&十k) cos (α
+β)・・・・・・(3) 31c=−L1asinα−L2(C1+79 ) s
in (α+β)・・・ ・・・(4) ここでh:角αの時間的変化(プーム1の回動速度)λ
:角βの時間的変化(アーム2の回動速V)である。
;. =L, acosα+L, (&10k) cos (α
+β)...(3) 31c=-L1asinα-L2(C1+79)s
in (α+β)... (4) where h: temporal change in angle α (rotating speed of poom 1) λ
: Temporal change in angle β (rotational speed V of arm 2).

これら(3)(4)式を&、矛について解けば、下式の
如く、希望する:”c + :/cを得るためのミ、λ
が求められる。
If we solve these equations (3) and (4) for &, we get the following equation: ``c + : Mi to obtain /c, λ
is required.

・・・・・・・・・(5) すなわち、第6図の座標変換部13では、各設定器10
および11からそれぞれ入力されたアーム先端点の速度
指APXc  およびYc  に基づき上記(5)式に
示した変換を行なうことにより、プーム10角速度指令
α  およびアーム2の角速度指令βを出力する。
(5) That is, in the coordinate conversion section 13 in FIG. 6, each setting device 10
The angular velocity command α of the poom 10 and the angular velocity command β of the arm 2 are outputted by performing the conversion shown in the above equation (5) based on the speed fingers APXc and Yc of the arm tip points inputted from 11 and 11, respectively.

そして、この座標変換部13で導出された各角速度指令
α 、β  および設定器】2により直接設定されたバ
ケット角速度指令γ  を各加算点14゜15および1
6にそれぞれ入力する。各加算点14 、15および1
6忙おいては、該入力された夫々の角速度指令α  、
β およびγ と各作業機(ブーム。
Then, each angular velocity command α, β derived by this coordinate conversion unit 13 and the bucket angular velocity command γ directly set by the setting device ]2 are added to each addition point 14°15 and 1
6, respectively. Each addition point 14, 15 and 1
6, the respective input angular velocity commands α,
β and γ and each work equipment (boom).

アーム、バケット)に設置された角度センサ19の各検
出出力から導出した各作業機の角速度検出値&、λおよ
びンとの偏差(、” ref  、” )、<表”−;
i)および(、+1 ref  、++ >を夫々演算
し、該導出した各偏差を夫々の流量制御装置17へ入力
する。
Deviations from the angular velocity detection values &, λ, and n of each work machine derived from the detection outputs of the angle sensors 19 installed on the arms and buckets (, ref, ”), <Table”-;
i) and (, +1 ref , ++ >, respectively) and input the derived deviations to the respective flow rate control devices 17 .

各流量制御装置17では、これら各偏差が零となるよう
にブームシリンダ加、アームシリンダ21およびバケッ
トシリンダnへの圧油供給流量を夫々制御することによ
り、各時点における各作業機の回転角α、βおよびγを
決定する。
Each flow rate control device 17 controls the pressure oil supply flow rate to the boom cylinder application, the arm cylinder 21, and the bucket cylinder n so that each of these deviations becomes zero, thereby adjusting the rotation angle α of each work machine at each point in time. , β and γ.

このように、この従来装置では、アーム先端点Cの移動
速度(Xc 、 Yc )およびバケットの回動アーム
回動速度)と前記直接指定したバケットの回動速度γに
よって各作業機ブーム、アーム、バケットの動きを夫々
制御するようにしている。
In this way, in this conventional device, each work equipment boom, arm, The movement of the buckets is controlled individually.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、この従来技術によれば、アーム先端点の平行移
動は容易であるが、バケット先端点の平行移動となると
未だオペレータの技術に頼るところが大きい。例えば水
平掘削を行なう場合、オペレータは設定器10の他に設
定器12を操作しないことには、バケット刃先点の軌跡
は水平とならない。
However, according to this prior art, although it is easy to move the arm end point in parallel, parallel movement of the bucket end point still relies heavily on the skill of the operator. For example, when performing horizontal excavation, unless the operator operates the setting device 12 in addition to the setting device 10, the locus of the bucket cutting edge point will not be horizontal.

また、法面掘削時においては、バケット対地角度θ(第
7図参照)は一定にしておくのが望ましいか、上記従来
技術ではバケット対地角度θはブーム1.アーム2およ
びバケット3のとる位置(α。
Also, when excavating a slope, is it desirable to keep the bucket ground angle θ (see Fig. 7) constant? The positions taken by arm 2 and bucket 3 (α.

β、γ)により変化するので、これを一定にして掘削を
行なうにはオペレータにかなり高度な技術を要する。
β, γ), so the operator needs quite advanced skills to keep these values constant during excavation.

この発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、
簡単な操作で精度良く直線掘削、法面掘削等の作業をな
し得ろパワーショベルの位置制御装置を提供しようとす
るものである。
This invention was made in view of these circumstances.
The present invention aims to provide a position control device for a power shovel that can perform tasks such as straight line excavation, slope excavation, etc. with high precision and simple operation.

〔問題点を解決するための手段および作用〕この発明で
は、バケット先端点(、rd、yd)に着目し、該バケ
ット先端点のX軸、y軸方向の速指令値として与え、こ
れら指令値とブーム、アーム、バケットの実際の角度の
検出値とに基づき、ブーム回動速度α、アーム回動速度
βおよびバケット回動速度γの各目標値を導出し、これ
ら導出した各目標値に夫々応じてブームシリンダ、アー
ムシリンダおよびバケットシリンダへの圧油供給流量を
制御するようにする。なお、前記バケット対地角速駅−
θの変わりにバケットの回動速度ンを指令値とすること
もできる。
[Means and effects for solving the problem] In this invention, we focus on the bucket tip point (,rd, yd), give it as speed command values in the X-axis and y-axis directions of the bucket tip point, and calculate these command values. Based on the detected values of the actual angles of the boom, arm, and bucket, target values of boom rotation speed α, arm rotation speed β, and bucket rotation speed γ are derived, and each of these derived target values is The flow rate of pressure oil supplied to the boom cylinder, arm cylinder, and bucket cylinder is controlled accordingly. In addition, the bucket-to-ground angular velocity station -
Instead of θ, the rotation speed of the bucket can also be used as the command value.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明の一実施例を示すものである。 FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.

同第1図において速度指令部側ではバケット刃先点DO
X軸方向およびy軸方向の速度成分、r、d 。
In Figure 1, on the speed command unit side, the bucket cutting edge point DO
Velocity components in the x-axis and y-axis directions, r, d.

発efおよびバケット対地角速度−δref(第7図参
照)を指令する。速饗指令部Iを図示のような電気レバ
ーで構成したとすると、該レバーのX軸方向およびy軸
方向の傾斜に応じたxd  、yd  を出力すること
ができ、さらに該レバー自体の回動(捩り)に応じた一
〇 を出力することができる。
It commands the departure ef and the bucket ground angular velocity -δref (see FIG. 7). If the speed control unit I is configured with an electric lever as shown in the figure, it can output xd and yd according to the inclination of the lever in the X-axis direction and the y-axis direction, and furthermore, it can output the rotation of the lever itself. It is possible to output 10 according to (torsion).

この電気レバー加はレバー31が水平方向となるように
取付けられ、このため各作業機の移動方向と該レバー3
1の移動方向が実際に一致するようになっている。レバ
ー31が中立であれば、各出力は零となる。速度指令部
側で指定された3つの指令部−ref   ” ref 号’d、’ldおよび−θ は座標変換部40に入力さ
れる。
This electric lever is installed so that the lever 31 is in the horizontal direction, so that the movement direction of each work machine and the lever 31 are
The moving directions of 1 actually match. When the lever 31 is in the neutral position, each output becomes zero. The three command parts -ref " ref 'd, 'ld and -θ designated on the speed command part side are input to the coordinate transformation part 40.

ここで、バケット3の刃先点りの座標(Xd。Here, the coordinates of the tip of the bucket 3 (Xd.

ya)は第7図に示した位置関係から次式のようになる
ya) is expressed by the following equation based on the positional relationship shown in FIG.

xd二LISI+1α+L2sir+ (α+β)+L
3SIJ1(α+β+γ)・・・・・・・(6) 、!/ d −” L + C06α十■ノ、 t、w
 (α+β)+L 8.ん6(α+β+γ )−・・・
・・・ (力 また、バケット3とx軸との角度すなわち対地角度θは
同第7図から次式び)ようになる。
xd2 LISI+1α+L2sir+ (α+β)+L
3SIJ1 (α+β+γ)・・・・・・(6) ,! / d -” L + C06α 1■ノ, t, w
(α+β)+L 8. N6(α+β+γ)−・・・
(The force and the angle between the bucket 3 and the x-axis, that is, the angle θ relative to the ground, are given by the following formula from FIG. 7).

θ=−π−(α+β+γ)       ・・・・・・
・・・(8)これら(6) 、 (7)および(8)式
を時間について微分し、点りにおけるX軸およびy軸方
向の速度成分Jl’d。
θ=−π−(α+β+γ) ・・・・・・
(8) Differentiate these equations (6), (7), and (8) with respect to time to obtain the velocity component Jl'd in the X-axis and y-axis directions at the point.

ydおよびバケット対地角速度−〇を求めると次式のよ
うになる。
yd and the bucket ground angular velocity −〇 are calculated as follows.

11、(功(α+β)+L、0)S(α十β+γ)L 
t 5In(α+β)−L3sin(α+β+γ)この
(9)式をα、βおよびγについて解くと、次式のよう
になる。
11, (Go (α + β) + L, 0) S (α + β + γ) L
t 5In(α+β)−L3sin(α+β+γ) When this equation (9) is solved for α, β, and γ, the following equation is obtained.

−L、■(α+β) L、cosα+L t ” (α+β)−L、■α (但し辿β←0) この(10式が本実施例の基礎式であり、@1図の座標
変換部40では速度指令部側から入力された指令信号”
d、yd  および−〇 と各作業機の実際の角度α、
βおよびγとに基づき、上記(10)式に従った座標変
換を行ない、ブーム1.アーノ・@ref 2およびバケット3の夫々の角速度指令α  。
−L, ■(α+β) L, cosα+L t ” (α+β) −L, ■α (However, trace β←0) This (10 formula is the basic formula of this embodiment, and the coordinate transformation unit 40 in Figure @1 Command signal input from the speed command section
d, yd and −〇 and the actual angle α of each work machine,
Based on β and γ, coordinate transformation is performed according to equation (10) above, and boom 1. Erno@ref Angular velocity command α of each of 2 and bucket 3.

β およびrrefを出力する。この変換のための’ 
ref 構成としては例えばマイクロコンピュータを利用した構
成、あるいは三角関数発生器、四則演算器などによるハ
ードウェア構成などをあげることができる。
Output β and rref. for this conversion'
Examples of the ref configuration include a configuration using a microcomputer, or a hardware configuration using a trigonometric function generator, an arithmetic unit, and the like.

座標変換部40から出力される各作業機(ブーム1、ア
ーム2.バケット3)の角速度指4a”’。
Angular velocity fingers 4a'' of each working machine (boom 1, arm 2, bucket 3) output from the coordinate conversion unit 40.

β およびrrefはそれぞれ各作業機を駆動する” 
ref 各シリンダの供給流量制御系(資)、60および70へ
送られ、各供給流量制御系間、60および70において
各シリンダへ供給する圧油の流量が制御される。
β and rref each drive each work machine.”
ref is sent to the supply flow rate control system (equipment) of each cylinder, 60 and 70, and between the supply flow rate control systems 60 and 70, the flow rate of pressure oil supplied to each cylinder is controlled.

例えば、ブーム角速度指令α はブーム回動速度αの目
標値としてブームシリンダ4の供給流量制御系間へ送ら
れ、加算点51において該α目標値計1と現実のブーム
回動速度αとの偏差が求められる。すなわち、このブー
ムシリンダ制御系間において、角度検出器52はブーム
1の回動支点Oに取付けたポテンショメータ(図示せず
)で車体に対するブーム角αを検出しており、角速度演
算器53ではこの検出角αを微分して現実の回動速度α
を求め、この値αを加算点61にフィードバックし”r
ef    ” ている。加算点51で算出された偏差(α −α)は補
償器64に入力され、該補償器64および電油変換器6
5を介することにより、該偏差(α −α)が零となる
べくブームシリンダ4に圧油が供給される。
For example, the boom angular velocity command α is sent to the supply flow rate control system of the boom cylinder 4 as the target value of the boom rotation speed α, and at the addition point 51, the difference between the α target value meter 1 and the actual boom rotation speed α is is required. That is, between the boom cylinder control system, the angle detector 52 detects the boom angle α relative to the vehicle body using a potentiometer (not shown) attached to the rotation fulcrum O of the boom 1, and the angular velocity calculator 53 detects this detection. Differentiate the angle α to find the actual rotational speed α
is calculated, this value α is fed back to the addition point 61, and “r
ef”. The deviation (α − α) calculated at the addition point 51 is input to the compensator 64, and the compensator 64 and the electro-hydraulic converter 6
5, pressure oil is supplied to the boom cylinder 4 so that the deviation (α - α) becomes zero.

アームシリンダ5およびバケットシリンダ6の各供給流
量制御系60および70も前記ブームシリンダ4の供給
流量制御系間と同様に構成されており、ぞれぞれ入力さ
れたアーム角速度指令βおよびバゲット角速度指令ンを
各目標値として前記同様の流量制御を行なう。
The supply flow rate control systems 60 and 70 of the arm cylinder 5 and bucket cylinder 6 are also configured in the same manner as the supply flow rate control system of the boom cylinder 4, and the arm angular velocity command β and baguette angular velocity command inputted thereto, respectively. The flow rate control is performed in the same manner as described above, using each target value.

かかる第1図に示す構成において、バケット対地角度θ
を一定にして水平掘削を行なう場合、速度指令部30に
おいてレバー31を回動方向およびy方向に関しては中
立とし、X方向に関してのみレバー31を傾斜させれば
、対地角度θは一定のままバケット3の刃先点を水平方
向に移動することができる。また、レバー31をy方向
に関してのみ傾斜させれば、対地角度θは一定のままバ
ケット3の刃先点を垂直方向に移動することができる。
In the configuration shown in FIG. 1, the bucket ground angle θ
When performing horizontal excavation while keeping the angle θ constant, if the lever 31 in the speed command unit 30 is set neutral in the rotating direction and the y direction, and the lever 31 is tilted only in the The cutting edge point can be moved horizontally. Furthermore, by tilting the lever 31 only in the y direction, the cutting edge point of the bucket 3 can be moved in the vertical direction while keeping the ground angle θ constant.

さらに法面掘削の際には、レバー31をX方向およびy
方向の両方向に傾斜させるようにすれば、該傾斜方向に
応じた速度比で決定される角度で対地角度θは一定のま
まバケット3の刃先点を直線的に移動させることができ
る。
Furthermore, when excavating a slope, move the lever 31 in the X and Y directions.
By tilting the bucket 3 in both directions, the tip of the bucket 3 can be linearly moved at an angle determined by the speed ratio corresponding to the tilt direction while keeping the ground angle θ constant.

ところで、上記第1図に示す構成において、オペレータ
が直接指令する指令値としては、バケット刃先点のX軸
、y軸方向の速度成分Z a” 、 y a”の代わり
に掘削角ψ  、バケット掘削速度υrefを用いるよ
うにしてもよい。この場合、これら値”d  、yd 
 、ψ およびυ  の間には下式のような関係がある
ので、 第2図に示すように座標変換部40の前に上記(11)
式に従った変換を行なう変換部32を設けるようにすれ
ば、座標変換部40に対しては前述同様”d  +ef yd および−〇 か入力され、これ以降前記同様の演
算制御を行なうようにすれば、第1図に示したものと同
等の機能を達成することができる。
By the way, in the configuration shown in FIG. 1 above, the command values directly commanded by the operator include the excavation angle ψ and the bucket excavation angle instead of the velocity components Z a'' and y a'' of the bucket cutting edge point in the X-axis and y-axis directions. The speed υref may also be used. In this case, these values “d, yd
, ψ and υ as shown in the following equation, the above (11) is applied before the coordinate transformation unit 40 as shown in FIG.
If the conversion section 32 is provided to perform conversion according to the formula, "d + ef yd and -0" are input to the coordinate conversion section 40 as described above, and the same arithmetic control as described above is performed from then on. For example, a function equivalent to that shown in FIG. 1 can be achieved.

第3図にこの発明の他の実施例を示す。FIG. 3 shows another embodiment of the invention.

この第3図に示す実施例においても先の実施例同様バケ
、ット3の刃先点りに着目し、速度指令部あからはバケ
ット刃先点りのX軸方向およびy軸方向の速度成分”d
 、 3’dが出力されるが、この実施例では速度指令
部あにおける他の1つの指令要素としてバケット角速度
ンを設定するようにした。これら3つの指令信号のうち
”d、 ydは座標変換部45に入力される。
In the embodiment shown in FIG. 3, as in the previous embodiment, attention is paid to the point of the cutting edge of the bucket 3, and the speed command section Akara shows the velocity components of the point of the bucket's cutting edge in the X-axis direction and the y-axis direction. d
, 3'd are output, but in this embodiment, the bucket angular velocity n is set as another command element in the speed command section A. Of these three command signals, "d" and "yd" are input to the coordinate conversion section 45.

ここでバケット3の刃先点の座標(xd、ya)は前記
(6)および(力式に示したように次式で示される。
Here, the coordinates (xd, ya) of the cutting edge point of the bucket 3 are expressed by the following equation as shown in the above (6) and (force equation).

xd=L、sLnα+L 、sin (α+β)+Ls
=(α+β+r )−(6)3’d=L1”’α+L 
2 ノくα+β)+L、−(α十β+γ) ・(7)こ
れら(6) 、 (7)式を時間微分し、点りにおける
X軸およびy軸方向の速度成分−”d 、 ydを求め
ると次式のようになる。
xd=L, sLnα+L, sin (α+β)+Ls
=(α+β+r)-(6)3'd=L1"'α+L
2 × α + β) + L, − (α + β + γ) ・(7) Differentiate these equations (6) and (7) with time to find the velocity components in the X-axis and y-axis directions at the point −”d, yd and becomes as follows.

この(12)式をα、βについて解くと次式のようL 
11(α+β)−LsCoS(α+β+γ)1.1ao
aα+L−叡α+β)+L、■(d+β+γ)第3図の
座標変換部45では、速度指令部おから入力された指令
信号xd およびyd  と、各作業機の実際の角度α
、βおよびγとに基づき、上記(13)式に従った座標
変換を行ない、ブーム1およ”  ref びアーム2の各角速度指令α およびβ を出力する。
Solving this equation (12) for α and β gives the following equation L
11(α+β)-LsCoS(α+β+γ)1.1ao
aα+L−叡α+β)+L,■(d+β+γ)The coordinate conversion unit 45 in FIG.
, β, and γ, coordinate transformation according to the above equation (13) is performed, and angular velocity commands α and β of boom 1, ref, and arm 2 are output.

これら角速度指令α 、β は前記同様各流量制御系の
加算点51.61に加えられ、該別’ref” 算点51 、61で算出された偏差(α −α)、(β
−β)に基づきプーム1およびアーム2が夫々駆動され
る。
These angular velocity commands α and β are added to the addition points 51 and 61 of each flow control system as described above, and the deviations (α − α) and (β
-β), the poom 1 and the arm 2 are respectively driven.

一方、速度設定部あて設定されたバケット角速度″rr
efは加算点71に入力され、該加算点71にお” r
ef いて該目標値γ  と実際のバケット角速度γと” r
ef    ” の偏差(γ −γ)が求められる。そして前記同様この
偏差(rref −2)が零七なるようにバケット3が
駆動される。
On the other hand, the bucket angular velocity "rr" set for the speed setting section
ef is input to the addition point 71, and "r" is input to the addition point 71.
ef, the target value γ, the actual bucket angular velocity γ, and "r
The deviation (γ - γ) of ef'' is determined. Then, as before, the bucket 3 is driven so that this deviation (rref -2) becomes 07.

すなわち、この実施例では、次(14)式に従ってブー
ム1.アーム2およびバケット3の夫々の角速度指令α
  、β およびンrefを求め、これら” ref 
   ’ ref ’ ref    ’ ref       ” re
f角速度指令α  、β およびγ に従ってブーム、
アームおよびバケットを駆動するようにする。
That is, in this embodiment, boom 1. Angular velocity command α of arm 2 and bucket 3
, β and ref, and these ref
' ref ' ref ' ref ' re
boom according to f angular velocity commands α, β and γ;
Make the arm and bucket drive.

L t a−s (α+β)−L3co8(α+β+γ
)L 、 cys(1+ L2.、 (α+β)+Ls
ccs(α十β+γ)かかる@3図に示す構成によれば
、例えば水平掘削を行なう際には、速度指令部あにおい
てレバー31をy方向に関しては中立とし、回転方向に
関しては一定の回転を与え、X方向に関して一定角傾斜
させるようにすれば、バケット3の刃先点を水平方向に
移動することができる。この場合、対地角θは一定とは
ならない。なお、この際掘削条件によってはバケット3
を固定するようにしてもよい。
L t a-s (α+β)-L3co8(α+β+γ
)L, cys(1+L2., (α+β)+Ls
ccs (α + β + γ)@3 According to the configuration shown in Figure 3, when performing horizontal excavation, for example, the lever 31 at the speed command unit is set neutral in the y direction and given constant rotation in the rotation direction. , by tilting at a constant angle with respect to the X direction, the point of the cutting edge of the bucket 3 can be moved in the horizontal direction. In this case, the ground angle θ is not constant. At this time, depending on the excavation conditions, bucket 3
may be fixed.

かかる構成においては、バケットの刃先点の移動を制御
するよう圧しているため、バケットの刃先点の精度良い
軌跡を得ることができる。
In this configuration, since pressure is applied to control the movement of the blade edge point of the bucket, a highly accurate locus of the blade edge point of the bucket can be obtained.

なお、かかる実施例においても、第4図に示すように、
バケット掘削速度υ  、掘削角度ψrefおよびバケ
ット角速度γを指令値とし、変換部32において該指令
値υ および掘削角度ψ をバケット刃先点のX軸およ
びy軸方向の速度成分’ ref xd およびyd  に変換し、この変換値”d 、 
ydとバケット角速度γとを座標変換部45に入力する
ようにしてもよい。
In addition, also in this embodiment, as shown in FIG.
Using the bucket excavation speed υ, excavation angle ψref, and bucket angular velocity γ as command values, the conversion unit 32 converts the command value υ and excavation angle ψ into velocity components 'ref xd and yd of the bucket cutting edge point in the X-axis and y-axis directions. Then, this converted value “d”,
yd and the bucket angular velocity γ may be input to the coordinate conversion unit 45.

なお、上記実施例では速度設定手段として1本のレバー
で3要素に関する指令を与えることができる電気レバー
を用いるようにしたが、勿論、通常の3本のレバーによ
る構成を採用してもよい。
In the above embodiment, an electric lever that can give commands regarding three elements with one lever is used as the speed setting means, but of course, a configuration using a normal three levers may also be adopted.

また、上記実施例では各作業機の角速度は微分演算によ
り求めるようにしたが、該角速度を検出する検出器を各
作業機に取付けるようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the angular velocity of each working machine is determined by differential calculation, but a detector for detecting the angular velocity may be attached to each working machine.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明によれば、バケット刃先
点の軌跡を制御するようにしたためくオペレータは簡単
な操作でバケット刃先点の任意の軌跡を得ることができ
、これにより、従来困難とされていた直接掘削、法面掘
削等の作業を容易になし得るようになる。
As explained above, according to the present invention, an operator who wants to control the trajectory of the bucket cutting edge point can obtain an arbitrary trajectory of the bucket cutting edge point with a simple operation, which was previously considered difficult. Work such as direct excavation and slope excavation, which had previously been carried out, can now be carried out easily.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

81図はこの発明の第1の実施例を示すブロック図、第
2図は同第1の実施例の変形例を説明するためのブロッ
ク図、第3図はこの発明の第2の実施例を示すブロック
図、第4図は同第2の実施例を説明するためのブロック
図、第5図は油圧式パワーショベルの構成を示す図、第
6図は従来装置の一構成例を示すブロック図、第7図は
パワーショベル各部の座標位置等を定義するための説明
図である。 1・・・ブーム、2・・・アーム、3・・・バケット、
4・・・ブームシリンダ、5・・・アームシリンダ、6
・・・バケットシリンダ、13 、40 、45・・・
座標変換部、蜀、35・・・速度設定部、50 、60
 、70・・・供給流量制御系、51゜第5図 す(0,0) 第6図
FIG. 81 is a block diagram showing a first embodiment of the invention, FIG. 2 is a block diagram illustrating a modification of the first embodiment, and FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the invention. FIG. 4 is a block diagram for explaining the second embodiment, FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a hydraulic power shovel, and FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional device. , FIG. 7 is an explanatory diagram for defining the coordinate positions, etc. of each part of the power shovel. 1...Boom, 2...Arm, 3...Bucket,
4...Boom cylinder, 5...Arm cylinder, 6
...Bucket cylinder, 13, 40, 45...
Coordinate conversion section, Shu, 35... Speed setting section, 50, 60
, 70... Supply flow rate control system, 51° Fig. 5 (0,0) Fig. 6

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ブーム、アームおよびバケットを含む平面を座標
平面としてバケット刃先点のx軸方向の移動速度成分を
設定するx成分速度設定手段と、前記座標平面における
バケット刃先点のy軸方向の移動速度成分を設定するy
成分速度設定手段と、 前記x軸方向に対してバケットがなす角の速度を設定す
る対地角速度設定手段と、 ブーム角、アーム角およびバケット角を検出する夫々の
角度検出手段と、 前記x成分、y成分および対地角速度設定手段で夫々設
定された各設定値と、前記角度検出手段の各検出値とに
基づき、該設定値に対応するブーム回動速度、アーム回
動速度およびバケット回動速度の各目標値を演算出力す
る夫々の座標変換手段と、 これら座標変換手段で導出した各目標値に夫々応じてブ
ームシリンダ、アームシリンダおよびバケットシリンダ
への圧油供給流量を制御する夫々の流量制御系とを具え
たパワーショベルの位置制御装置。
(1) An x-component speed setting means for setting a moving speed component of the bucket tip point in the x-axis direction using a plane including the boom, arm, and bucket as a coordinate plane, and a moving speed of the bucket tip point in the y-axis direction on the coordinate plane. Set the components y
component velocity setting means; ground angular velocity setting means for setting the angular velocity of the bucket with respect to the x-axis direction; angle detection means for detecting the boom angle, arm angle, and bucket angle; and the x-component; Based on each set value set by the y component and ground angular velocity setting means, and each detected value of the angle detection means, the boom rotation speed, arm rotation speed, and bucket rotation speed corresponding to the set values are determined. Respective coordinate conversion means that calculate and output each target value, and each flow control system that controls the flow rate of pressure oil supplied to the boom cylinder, arm cylinder, and bucket cylinder according to each target value derived by these coordinate conversion means, respectively. A power shovel position control device equipped with
(2)前記x成分およびy成分速度設定手段は、入力さ
れた掘削速度および掘削角に基づき前記バケット刃先点
のx軸およびy軸方向の移動速度成分を夫々算出し、こ
れら算出値を該x成分およびy成分速度設定手段におけ
る設定値として前記座標変換手段に出力する特許請求の
範囲第(1)項記載のパワーショベルの位置制御装置。
(2) The x-component and y-component speed setting means calculates moving speed components of the bucket cutting edge point in the x-axis and y-axis directions, respectively, based on the input excavation speed and excavation angle, and converts these calculated values into the x-axis and y-axis directions, respectively. The position control device for a power shovel according to claim 1, wherein the position control device for a power shovel is outputted to the coordinate conversion means as set values in the component and y-component speed setting means.
(3)ブーム、アームおよびバケットを含む平面を座標
平面としてバケット刃先点のx軸方向の移動速度成分を
設定するx成分速度設定手段と、前記座標平面における
バケット刃先点のy軸方向の移動速度成分を設定するy
成分速度設定手段と、 バケットの回動速度を設定するバケット角速度設定手段
と、ブーム角、アーム角およびバケット角を検出する夫
々の角度検出手段と、 前記x成分およびy成分速度設定手段で夫々設定された
各設定値と前記角度検出手段の各検出値とに基づき該設
定値に対応するブーム回動速度、アーム回動速度の各目
標値を演算出力する夫々の座標変換手段と、 これら座標変換手段で導出した各目標値および前記バケ
ット角速度設定手段で設定したバケット回動速度に夫々
応じてブームシリンダ、アームシリンダおよびバケット
シリンダへの圧油供給流量を制御する夫々の流量制御系
とを具えたパワーショベルの位置制御装置。
(3) an x-component speed setting means for setting a moving speed component of the bucket cutting edge point in the x-axis direction using a plane including the boom, arm, and bucket as a coordinate plane; and a moving speed of the bucket cutting edge point in the y-axis direction in the coordinate plane. Set the components y
component speed setting means; bucket angular speed setting means for setting the rotating speed of the bucket; angle detection means for detecting the boom angle, arm angle, and bucket angle; and the x-component and y-component speed setting means, respectively. coordinate conversion means for calculating and outputting target values of boom rotation speed and arm rotation speed corresponding to the set values based on the set values set and the detected values of the angle detection means; and a flow rate control system that controls the flow rate of pressure oil supplied to the boom cylinder, arm cylinder, and bucket cylinder in accordance with each target value derived by the means and the bucket rotation speed set by the bucket angular speed setting means. Power excavator position control device.
(4)前記x成分およびy成分速度設定手段は、入力さ
れた掘削速度および掘削角に基づき前記バケット刃先点
のx軸およびy軸方向の移動速度成分を夫々算出し、こ
れら算出値を該x成分およびy成分速度設定手段におけ
る設定値として前記座標変換手段に出力する特許請求の
範囲第(3)項記載のパワーショベルの位置制御装置。
(4) The x-component and y-component speed setting means calculates moving speed components of the bucket cutting edge point in the x-axis and y-axis directions based on the input excavation speed and excavation angle, and converts these calculated values into the x-axis and y-axis directions, respectively. The position control device for a power shovel according to claim 3, wherein the position control device for a power shovel is outputted to the coordinate conversion means as set values in the component and y-component speed setting means.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03240113A (en) * 1990-02-19 1991-10-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Work machine controller for constructional machine
JPH0427028A (en) * 1990-05-23 1992-01-30 Hitachi Constr Mach Co Ltd Device for controlling attitude angle of working machine
JPH05210698A (en) * 1992-01-31 1993-08-20 Toshiba Corp Machine translation system
JPH0577343U (en) * 1992-03-27 1993-10-22 前田建設工業株式会社 Drilling rig
EP0803614A1 (en) * 1996-04-26 1997-10-29 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Locus control system for construction machines
WO1998024985A1 (en) * 1996-12-03 1998-06-11 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd. Controller of construction machine
CN111753374A (en) * 2020-06-26 2020-10-09 北京百度网讯科技有限公司 Speed determination method, device, equipment and computer storage medium
CN115030258A (en) * 2022-05-30 2022-09-09 内蒙古电投能源股份有限公司 Automatic loading method for remotely operating electric shovel
CN115387426A (en) * 2022-08-29 2022-11-25 三一重机有限公司 Method, device and equipment for controlling working machine and working machine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5854136A (en) * 1981-09-28 1983-03-31 Hitachi Constr Mach Co Ltd Control method for excavating trace of hydraulic shovel
JPS5968437A (en) * 1983-03-28 1984-04-18 Hitachi Constr Mach Co Ltd Automatic operator for straight-line excavation by hydraulic shovel

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5854136A (en) * 1981-09-28 1983-03-31 Hitachi Constr Mach Co Ltd Control method for excavating trace of hydraulic shovel
JPS5968437A (en) * 1983-03-28 1984-04-18 Hitachi Constr Mach Co Ltd Automatic operator for straight-line excavation by hydraulic shovel

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03240113A (en) * 1990-02-19 1991-10-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Work machine controller for constructional machine
JPH0427028A (en) * 1990-05-23 1992-01-30 Hitachi Constr Mach Co Ltd Device for controlling attitude angle of working machine
JPH05210698A (en) * 1992-01-31 1993-08-20 Toshiba Corp Machine translation system
JPH0577343U (en) * 1992-03-27 1993-10-22 前田建設工業株式会社 Drilling rig
EP0803614A1 (en) * 1996-04-26 1997-10-29 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Locus control system for construction machines
US5918527A (en) * 1996-04-26 1999-07-06 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Locus control system for construction machines
WO1998024985A1 (en) * 1996-12-03 1998-06-11 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd. Controller of construction machine
CN111753374A (en) * 2020-06-26 2020-10-09 北京百度网讯科技有限公司 Speed determination method, device, equipment and computer storage medium
CN111753374B (en) * 2020-06-26 2023-08-25 北京百度网讯科技有限公司 Speed determination method, device, equipment and computer storage medium
CN115030258A (en) * 2022-05-30 2022-09-09 内蒙古电投能源股份有限公司 Automatic loading method for remotely operating electric shovel
CN115387426A (en) * 2022-08-29 2022-11-25 三一重机有限公司 Method, device and equipment for controlling working machine and working machine
CN115387426B (en) * 2022-08-29 2023-11-28 三一重机有限公司 Control method, device and equipment of working machine and working machine

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