CN103732832A - 作业机械及作业机械的推土铲的自动控制方法 - Google Patents

作业机械及作业机械的推土铲的自动控制方法 Download PDF

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Abstract

推土机（100）包括：车体（10）、推土铲（50）、一对提升缸（60）、一对俯仰/倾斜缸（70）、一对提升行程传感器（63）和控制部（220）。控制部（220）从一对提升缸（60）的行程量一致的状态开始使一对俯仰/倾斜缸（70）以相同的速度驱动。控制部（220）在行程差（ΔS）变得比阈值（TH1）大的情况下，使右俯仰缸（71）和左俯仰/倾斜缸（72）停止。

Description

作业机械及作业机械的推土铲的自动控制方法
技术领域
本发明涉及具有推土铲的作业机械及其推土铲的自动控制方法。
背景技术
推土机、机动平地机等作业机械具有作为用于挖土的工作装置的推土铲。
在专利文献1中公开了一种作业机械，该作业机械包括使推土铲升降的一对提升缸和使推土铲前倾或后倾的一对俯仰/倾斜缸。在专利文献1的作业机械中，基于检测各提升缸和各俯仰/倾斜缸的行程量的四个行程传感器的检测值能够识别推土铲姿态。
需要说明的是，在专利文献1的作业机械中，通过使一对俯仰/倾斜缸的两者或一者驱动，能够使推土铲向前后左右倾斜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：US2005/0065689号公报
发明内容
（发明所要解决的课题）
在此，由于行程传感器通常比较昂贵，因此要求仅使用检测例如一对提升缸的行程量的两个行程传感器来识别推土铲姿态。
但是，仅基于一对提升缸的行程量，不能识别推土铲向前后左右倾斜到哪种程度。因此，如果不控制推土铲的姿态而直接进行挖掘作业，则不能高效率地进行挖掘作业。
具体地说，即使推土铲被提升到基准高度，如果推土铲前倾程度较大，则推土铲的铲尖会铲入地面过深而挖掘过多。另一方面，即使推土铲被提升到基准高度，如果推土铲后倾程度较大，则推土铲的铲尖与地面离得过远，不能充分地进行挖掘。
本发明是鉴于上述状况而做出的，目的在于提供能够基于一对提升缸的行程量将推土铲姿态自动控制为基准姿态的作业机械及作业机械的推土铲的自动控制方法。
（用于解决课题的技术方案）
第一方面的作业机械包括车体、支撑在车体上的推土铲、一对第一液压缸、一对第二液压缸、一对提升行程传感器和控制部。一对第一液压缸使推土铲升降。一对第二液压缸使推土铲向前后及左右倾斜。一对提升行程传感器检测出一对第一液压缸各自的行程量。控制部从一对第一液压缸的行程量一致的状态开始使一对第二液压缸驱动，基于一对第一液压缸的行程量的差与规定的阈值的大小关系来使一对第二液压缸的驱动停止。
根据第一方面的作业机械，通过仅利用一对提升行程传感器，使一对第二液压缸驱动，能够使推土铲恢复到基准姿态。因此，能够抑制推土铲的铲尖铲入地面过深或推土铲的铲尖离地面较远。其结果是，能够进行高效的挖掘作业。
第二方面的作业机械在第一方面的基础上，一对第二液压缸包括用于使推土铲向前后倾斜的俯仰缸和用于使推土铲向前后及左右倾斜的俯仰/倾斜缸。俯仰缸的最大行程长比俯仰/倾斜缸的最大行程长短。控制部使一对第二液压缸各自以相同的速度驱动，并且在判定为一对第一液压缸的行程量的差比规定的阈值大的情况下，使一对第二液压缸的驱动停止。
第三方面的作业机械在第一方面的基础上，一对第二液压缸包括用于使推土铲向前后倾斜的俯仰缸和用于使推土铲向前后及左右倾斜的俯仰/倾斜缸。俯仰缸的最大行程长与俯仰/倾斜缸的最大行程长相等。控制部使一对第二液压缸各自以不同的速度驱动，在判定为一对第一液压缸的行程量的差比规定的阈值小的情况下，使一对第二液压缸的驱动停止。
在第四方面的作业机械的推土铲的自动控制方法中，推土铲使用一对第一液压缸升降。推土铲的自动控制方法包括以下步骤：检测一对第一液压缸各自的位置；比较检测出的一对第一液压缸各自的位置；使推土铲进行倾斜动作直到一对第一液压缸平行；在使推土铲进行倾斜动作直到一对第一液压缸平行后，使推土铲进行俯仰动作直到一对液压缸不平行。
根据第四方面的作业机械的推土铲的自动控制方法，使推土铲进行倾斜动作（左右方向的倾斜动作）直到一对第一液压缸的位置平行，即推土铲在左右方向上处于水平位置。然后，使推土铲进行俯仰动作（前后方向的倾斜动作）直到一对第一液压缸的位置产生偏差。换言之，通过一对第一液压缸的位置判定能够进行俯仰动作的极限，将俯仰动作进行到该极限位置。根据这样的动作，能够通过一对第一液压缸的位置的比较，使推土铲在左右方向上水平地移动到能够进行俯仰动作的极限位置。
在第五方面的作业机械的推土铲的自动控制方法中，推土铲使用一对第一液压缸升降，并且，使用一对第二液压缸向前后及左右倾斜。推土铲的自动控制方法包括以下步骤：检测一对第一液压缸各自的位置；比较检测出的一对第一液压缸各自的位置；使推土铲进行倾斜动作直到一对第一液压缸平行；在使推土铲进行倾斜动作直到一对第一液压缸平行后，从一对第一液压缸平行的状态开始使一对第二液压缸以不同的速度动作，在一对第一液压缸再次成为平行的状态时，使一对第二液压缸的动作停止。
根据第五方面的作业机械的推土铲的自动控制方法，使推土铲进行倾斜动作（左右方向的倾斜动作）直到一对第一液压缸的位置平行，也就是说推土铲在左右方向上处于水平的位置。然后，在使一对第二液压缸以不同的速度动作后，在第一液压缸再次达到相同的位置时，使第二液压缸的动作停止。根据这样的动作，能够通过一对第一液压缸的位置的比较，使推土铲在左右方向上水平地移动到第二液压缸的能够进行动作的极限位置。
（发明的效果）
根据本发明，能够提供一种能够基于一对第一液压缸的行程量将推土铲姿态自动控制为基准姿态的作业机械及作业机械的推土铲的自动控制方法。
附图说明
图1是表示第一实施方式的推土机构成的前方立体图。
图2是表示第一实施方式的推土铲的驱动系统构成的后方立体图。
图3A是表示第一实施方式的一对提升缸及一对俯仰/倾斜缸构成的示意图。
图3B是表示第一实施方式的一对提升缸及一对俯仰/倾斜缸构成的示意图。
图3C是表示第一实施方式的一对提升缸及一对俯仰/倾斜缸构成的示意图。
图3D是表示第一实施方式的一对提升缸及一对俯仰/倾斜缸构成的示意图。
图4是表示第一实施方式的推土铲控制系统构成的框图。
图5A是表示第一实施方式的一对提升缸及一对俯仰/倾斜缸被驱动的情况的示意图。
图5B是表示第一实施方式的一对提升缸及一对俯仰/倾斜缸被驱动的情况的示意图。
图5C是表示第一实施方式的一对提升缸及一对俯仰/倾斜缸被驱动的情况的示意图。
图6是用于说明第一实施方式的控制装置的推土铲姿态恢复控制的流程图。
图7A是表示第二实施方式的一对俯仰/倾斜缸构成的示意图。
图7B是表示第二实施方式的一对俯仰/倾斜缸构成的示意图。
图8是用于说明第二实施方式的控制装置的推土铲姿态恢复控制的流程图。
图9A是表示第二实施方式的一对提升缸及一对俯仰/倾斜缸被驱动的情况的示意图。
图9B是表示第二实施方式的一对提升缸及一对俯仰/倾斜缸被驱动的情况的示意图。
图9C是表示第二实施方式的一对提升缸及一对俯仰/倾斜缸被驱动的情况的示意图。
图9D是表示第二实施方式的一对提升缸及一对俯仰/倾斜缸被驱动的情况的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对作业机械的一个例子即推土机进行说明。在以下的说明中，“上”“下”“前”“后”“左”“右”是以坐在驾驶席上的操作人员为基准的术语。
[第一实施方式]
（推土机100的构成）
图1是表示推土机100构成的前方立体图。图2是表示推土铲50的驱动系统构成的后方立体图。
推土机100包括：车体10、驾驶室20、行驶装置30、一对提升框架40、推土铲50、一对提升缸（第一液压缸）60和一对俯仰/倾斜缸（第二液压缸）70。另外，推土机100搭载有自动控制推土铲50姿态的推土铲控制系统200（参照图4）。后文将对推土铲控制系统200进行说明。
车体10支撑驾驶室30。车体10被行驶装置30支撑。驾驶室20内搭载有供操作人员就坐的驾驶席、用于操作行驶装置30及推土铲50的操作杆或踏板等。特别是在驾驶室20内设有用于使推土铲50的姿态恢复到基准姿态的推土铲姿态恢复按钮220（参照图4）。操作人员在一边使推土机100前进一边通过推土铲50完成一次挖掘或整地后向起点位置后退期间，为了使推土铲50恢复到基准姿态而按下推土铲姿态恢复按钮220。“推土铲50的基准姿态”是指在距离地面规定的高度上，在前后方向上具有规定的倾斜度，并且，在左右方向上不倾斜的推土铲50的姿态。在本实施方式中，处于基准姿态的推土铲50的前后方向的倾斜度是推土铲50向最后方倾斜时的倾斜度。
行驶装置30支撑车体10。行驶装置30包括一对履带31和一对链轮32。一对履带31使用一对链轮32旋转。
一对提升框架40以一对履带31的靠近车体10侧为内侧而配置在两外侧。如图2所示，一对提升框架40包括右提升框架41和左提升框架42。一对提升框架40的后端部能够旋转地安装在行驶装置30的两外侧。一对提升框架40的前端部与推土铲50连结。
推土铲50配置在车体10的前方。推土铲50被一对提升框架40、一对提升缸60及一对俯仰/倾斜缸70支撑。推土铲50使用一对提升缸60进行升降。推土铲50使用一对俯仰/倾斜缸70向前后及左右倾斜。推土铲50的下端部安装有挖掘及整地时铲入地面的铲尖51。
一对提升缸60连结在车体10和推土铲50上。如图2所示，一对提升缸60包括右提升缸61和左提升缸62。右提升缸61与左提升缸62联动并使用工作油伸缩，从而推土铲50升降。
在此，如图1所示，一对提升缸60上安装有一对提升行程传感器63。一对提升行程传感器63包括用于检测出活塞杆的位置的旋转辊和用于使活塞杆的位置恢复到原点的磁性传感器。一对提升行程传感器63检测出右提升缸61的行程量（以下称为“右提升行程量61S”）和左提升缸62的行程量（以下称为“左提升行程量62S”）。在此，“行程量”是指活塞杆从活塞杆最大程度地收缩的状态开始的移动量。提升缸60的端部连结在车体10和推土铲50上，通过检测出行程量，能够检测出提升缸60的位置。
一对俯仰/倾斜缸70连结在一对提升框架40和推土铲50上。如图2所示，一对俯仰/倾斜缸70包括右俯仰缸71和左俯仰/倾斜缸72。右俯仰缸71与左俯仰/倾斜缸72联动并以相同速度伸缩，从而推土铲50向前后倾斜。该推土铲的前后方向的倾斜动作称为俯仰动作。即，如果右俯仰缸71与左俯仰/倾斜缸72一起伸长则推土铲50前倾，如果右俯仰缸71与左俯仰/倾斜缸72一起收缩则推土铲50后倾。
另外，在右俯仰缸71不伸缩的状态下，通过仅使左俯仰/倾斜缸72伸缩，推土铲50的左侧略微升降。即，在只有左俯仰/倾斜缸72伸长的情况下推土铲50右倾，在只有左俯仰/倾斜缸72收缩的情况下推土铲50左倾。该推土铲50的左右方向的倾斜动作称为倾斜动作。推土铲50通过倾斜动作向左右方向倾斜时，在右提升缸61与左提升缸62之间产生行程量的差，液压缸位置变得不平行。在推土铲50处于不向左右倾斜的位置时，右提升缸61与左提升缸62的行程量相等，液压缸位置变得平行。
需要说明的是，在液压缸位置平行的情况下，右提升缸61与左提升缸62彼此位于同一平面上，并且右提升缸61和左提升缸62各自的轴心不相交。另一方面，在液压缸位置不平行的情况下，右提升缸61与左提升缸62不在同一平面上，并且右提升缸61和左提升缸62各自的轴心不相交。
在此，图3A～图3D是表示右提升缸61、左提升缸62、右俯仰缸71和左俯仰/倾斜缸72的构成的示意图。在图3A～图3D中，图示了推土铲50恢复到基准姿态时的各液压缸的状态。在以下的说明中，将推土铲50处于基准姿态时的各液压缸的位置称为“基准位置”。
如图3A和图3B所示，右提升缸61和左提升缸62具有彼此相同的构成。具体地说，右提升缸61的缸主体61a和活塞杆61b与左提升缸62的缸主体62a和活塞杆62b是一样的。另外，如图3A所示，右提升缸61的基准位置设定在缸主体61a的中央附近。如图3B所示，左提升缸62的基准位置设定在缸主体62a的中央附近。
另一方面，如图3C和图3D所示，右俯仰缸71与左俯仰/倾斜缸72具有彼此不同的构成。具体地说，右俯仰缸71的缸主体71a比左俯仰/倾斜缸72的缸主体72a短。因此，缸主体71a中的最大行程长大致是缸主体72a中的最大行程长的一半。右俯仰缸71的活塞杆71b与左俯仰/倾斜缸72的活塞杆72b是一样的。另外，如图3C所示，右俯仰缸71的活塞杆71b的基准位置设定在缸主体71a的基端。如图3D所示，左俯仰/倾斜缸72的活塞杆72b的基准位置与右俯仰缸71一致地设定在缸主体72a的中央附近。
需要说明的是，缸主体71a比缸主体72a短，这是为了充分确保左俯仰/倾斜缸72的行程量以使推土铲50向左右倾斜，并且限制前后倾角以使推土铲50的下端不挖入地面。
（推土铲控制系统200的构成）
接着，参照附图对搭载在推土机100上的推土铲控制系统200的构成进行说明。图4是表示推土铲控制系统200构成的框图。图5A～图5C是表示一对提升缸60和一对俯仰/倾斜缸70被驱动的情况的示意图。图5A～图5C中的虚线表示各液压缸的基准位置。
如图4所示，推土铲控制系统200包括一对提升缸60、一对提升行程传感器63、一对俯仰/倾斜缸70、推土铲姿态恢复按钮210、控制装置220、液压泵230和主阀240。一对提升缸60包括右提升缸61和左提升缸62，一对俯仰/倾斜缸70包括右俯仰缸71和左俯仰/倾斜缸72。
如果推土铲姿态恢复按钮210被操作人员按下，则将推土铲姿态恢复信号发送给控制装置220。
控制装置220通过向主阀240发送控制信号，能够从液压泵230向右提升缸61、左提升缸62、右俯仰缸71和左俯仰/倾斜缸72个别地供给工作油。即，控制装置220能够使各液压缸独立驱动。控制装置220响应来自推土铲姿态恢复按钮210的推土铲姿态恢复信号，执行使推土铲50恢复到基准姿态的“推土铲姿态恢复控制”。
首先，控制装置210基于一对提升行程传感器63的检测值，计算出右提升行程量61S和左提升行程量62S。接着，控制装置210在图5A所示右提升行程量61S与左提升行程量62S不同的情况下，仅使左俯仰/倾斜缸72驱动以使两行程量一致。然后，控制装置210在图5B所示右提升行程量61S与左提升行程量62S一致时，使左俯仰/倾斜缸72的驱动暂时停止。在左右提升行程量一致时，一对提升缸60处于平行的位置关系。在本实施方式中，在此时使左俯仰/倾斜缸72的驱动暂时停止，但是也可以不使其停止而直接进入下一道工序。
接着，控制装置210从右提升行程量61S与左提升行程量62S一致的状态开始以相同的速度驱动右俯仰缸71和左俯仰/倾斜缸72。此时，控制装置210判定右提升行程量61S和左提升行程量62S的差（以下称为“行程差ΔS”）与规定的阈值TH1（例如，3mm）的大小关系。然后，控制装置210在判定为行程差ΔS比阈值TH1大的情况下，使右俯仰缸71和左俯仰/倾斜缸72停止。
（控制装置220的动作）
接着，参照附图对控制装置220的推土铲姿态恢复控制进行说明。图6是用于说明控制装置220的推土铲姿态恢复控制的流程图。推土铲姿态恢复控制响应操作人员按下推土铲姿态恢复按钮210而启动。
在步骤S101中，控制装置220获取一对提升行程传感器63的检测值。
在步骤S102中，控制装置220基于一对提升行程传感器63的检测值，判定右提升行程量61S与左提升行程量62S的大小关系。
在步骤S102中判定为右提升行程量61S比左提升行程量62S大的情况下，在步骤S103中，控制装置220使左俯仰/倾斜缸72收缩。此时，左提升行程量62S响应左俯仰/倾斜缸72的收缩而逐渐变大（参照图5A、图5B）。
在步骤S104中，控制装置220一边使左俯仰/倾斜缸72收缩，一边判定右提升行程量61S与左提升行程量62S是否一致。如果两行程量不一致，控制装置220则重复步骤S103,S104，如果两行程量一致则使处理进入步骤S107。需要说明的是，在两行程量一致时，右俯仰缸71的行程量与左俯仰/倾斜缸72的行程量一致（参照图5B）。
在步骤S102中判定为左提升行程量62S比右提升行程量61S大的情况下，在步骤S105中，控制装置220使左俯仰/倾斜缸72伸长。此时，左提升行程量62S响应左俯仰/倾斜缸72的伸长而逐渐变小。
在步骤S106中，控制装置220一边使左俯仰/倾斜缸72伸长，一边判定右提升行程量61S与左提升行程量62S是否一致。如果两行程量不一致，控制装置220则重复步骤S105,S106，如果两行程量一致则使处理进入步骤S107。需要说明的是，与步骤S104同样，在两行程量一致时，右俯仰缸71的行程量与左俯仰/倾斜缸72的行程量一致（参照图5B）。
在步骤S107中，控制装置220从在步骤S102,S104,S106中右提升行程量61S与左提升行程量62S一致的状态开始使右俯仰缸71和左俯仰/倾斜缸72以相同的速度收缩。如果使右俯仰缸71和左俯仰/倾斜缸72以相同的速度收缩，则右提升行程量61S和左提升行程量62S维持一致的状态并且逐渐变大（参照图5B、图5C）。
在步骤S108中，控制装置220判定右提升行程量61S与左提升行程量62S的行程差ΔS是否比阈值TH1（例如，3mm）大。如果行程差ΔS不比阈值TH1大，控制装置220则重复步骤S107，如果行程差ΔS比阈值TH1大则使处理进入步骤S109。
在此，之所以行程差ΔS变得比阈值TH1大，是因为右俯仰缸71的收缩停止后左俯仰/倾斜缸72继续收缩，从而左提升行程量62S比右提升行程量61S长（参照图5C）。如上所述，之所以在右俯仰缸71的收缩停止后左俯仰/倾斜缸72继续收缩，是因为右俯仰缸71的最大行程长比左俯仰/倾斜缸72的最大行程长短（参照图3C,图3D）。
在步骤S109中，控制装置220在步骤S108中判定为行程差ΔS比阈值TH1大的情况下，使右俯仰缸71和左俯仰/倾斜缸72的收缩停止。由此，推土铲50在前后方向上具有规定的倾斜度，并且，进入实质上在左右方向上不倾斜度的状态。由于提升缸60的长度为数m而远比阈值TH1（例如3mm）大，因此，即使存在阈值TH1程度的行程差ΔS，也可以视为一对提升缸60处于平行的位置关系。这样，在本实施方式中，“一对提升缸60平行”不仅指行程差ΔS为“0”的情况，也包括行程差ΔS为阈值TH1左右的情况。
在步骤S110中，控制装置220使右提升缸61和左提升缸62以相同的速度驱动，使活塞杆61b和活塞杆62b与基准位置一致。由此，推土铲50移动到距离地面规定的高度。
至此，用于使推土铲50恢复到基准位置的推土铲姿态恢复控制完成。
（特征）
在第一实施方式中，控制部220从右提升行程量61S与左提升行程量62S一致的状态开始使右俯仰缸71和左俯仰/倾斜缸72以相同的速度驱动。由于右俯仰缸71的最大行程长比左俯仰/倾斜缸72的最大行程长大，因此在右俯仰缸71停止后左俯仰/倾斜缸72仍然能够驱动，在只有左俯仰/倾斜缸72被驱动的情况下行程差ΔS变大。控制部220在行程差ΔS变得比阈值TH1大的情况下，使右俯仰缸71和左俯仰/倾斜缸72停止。
因此，通过仅利用一对提升行程传感器63使一对俯仰/倾斜缸70驱动，能够自动地使推土铲50恢复到基准姿态。因此，能够抑制推土铲50的铲尖51铲入地面过深，或者推土铲50的铲尖51离地面过远。其结果是，能够进行高效的挖掘作业。
[第二实施方式]
下面对第二实施方式的推土机进行说明。第二实施方式与第一实施方式的不同点在于一对俯仰/倾斜缸的构成和推土铲姿态恢复控制方法。因此，以下主要对与第一实施方式的不同点进行说明。
（一对俯仰/倾斜缸70A的构成）
第二实施方式的一对俯仰/倾斜缸70A包括右俯仰缸73和左俯仰/倾斜缸74。图7A是右俯仰缸73的构成的示意图。图7B是左俯仰/倾斜缸74的构成的示意图。在图7A和图7B中，表示了推土铲50处于基准姿态时的各液压缸的状态。
如图7A和图7B所示，右俯仰缸73与左俯仰/倾斜缸74具有彼此相同的构成。具体地说，右俯仰缸73的缸主体73a与左俯仰/倾斜缸74的缸主体74a长度相同。因此，缸主体73a上的最大行程长与缸主体74a上的最大行程长相等。
右俯仰缸73的活塞杆73b与左俯仰/倾斜缸74的活塞杆74b具有相同的构成。另外，右俯仰缸73的活塞杆73b的基准位置设定在缸主体73a的基端。左俯仰/倾斜缸74的活塞杆74b的基准位置与右俯仰缸73一致地也设定在缸主体74a的基端。
需要说明的是，左俯仰/倾斜缸74的构成本身与第一实施方式的左俯仰/倾斜缸72的构成相同。两者仅在基准位置不同这一点上存在区别。
（控制装置220A的动作）
参照附图对第二实施方式的控制装置220A的推土铲姿态恢复控制进行说明。图8是用于说明控制装置220A的推土铲姿态恢复控制的流程图。图9A～图9D是表示一对提升缸60和一对俯仰/倾斜缸70A被驱动的情况的示意图。
在步骤S201中，控制装置220A获取一对提升行程传感器63的检测值。
在步骤S202中，控制装置220A基于一对提升行程传感器63的检测值，判定右提升行程量61S与左提升行程量62S的大小关系。
在步骤S202中判定为右提升行程量61S比左提升行程量62S大的情况下，在步骤S203中，控制装置220A使左俯仰/倾斜缸74收缩。此时，左提升行程量62S响应左俯仰/倾斜缸74的收缩而逐渐变大（参照图9A,图9B）。
在步骤S204中，控制装置220A一边使左俯仰/倾斜缸74收缩，一边判定右提升行程量61S与左提升行程量62S是否一致。如果两行程量不一致，控制装置220A则重复步骤S203,S204，如果两行程量一致则使处理进入步骤S207。需要说明的是，在两行程量一致时，右俯仰缸73的行程量与左俯仰/倾斜缸74的行程量一致（参照图9B）。
在步骤S202中判定为左提升行程量62S比右提升行程量61S大的情况下，在步骤S205中，控制装置220A使左俯仰/倾斜缸74伸长。此时，左提升行程量62S响应左俯仰/倾斜缸74的伸长而逐渐变小。
在步骤S206中，控制装置220A一边使左俯仰/倾斜缸74伸长，一边判定右提升行程量61S与左提升行程量62S是否一致。如果两行程量不一致，控制装置220A则重复步骤S205,S206，如果两行程量一致则使处理进入步骤S207。需要说明的是，与步骤S204同样，在两行程量一致时，右俯仰缸73的行程量与左俯仰/倾斜缸74的行程量一致（参照图9B）。
在步骤S207中，控制装置220A从步骤S202,S204,S206中右提升行程量61S与左提升行程量62S一致的状态开始使右俯仰缸73和左俯仰/倾斜缸74以不同的速度收缩。在使右俯仰缸73和左俯仰/倾斜缸74以不同的速度收缩时，一致的右提升行程量61S与左提升行程量62S的差逐渐变大（参照图9C）。
在步骤S208中，控制装置220A判定右提升行程量61S与左提升行程量62S的行程差ΔS是否比阈值TH2（例如，3mm）小。如果行程差ΔS不比阈值TH2小，控制装置220A则重复执行步骤S207，如果行程差ΔS比阈值TH2小则使处理进入步骤S209。
在此，如图9C所示，之所以行程差ΔS比阈值TH2小，是因为右俯仰缸73的收缩停止后左俯仰/倾斜缸74仍然继续收缩，从而左提升行程量62S逐渐接近右提升行程量61S（参照图9D）。如上所述，之所以右俯仰缸73的收缩停止后左俯仰/倾斜缸74继续收缩，是因为左俯仰/倾斜缸74收缩得比右俯仰缸73慢。
在步骤S209中，控制装置220A在步骤S208中判定为行程差ΔS比阈值TH2小的情况下，使右俯仰缸73和左俯仰/倾斜缸74的收缩停止。由此，推土铲50在前后方向上具有规定的倾斜度，并且，进入实质上在左右方向上不倾斜度的状态。在本实施方式中，由于提升缸60的长度比阈值TH2（例如，3mm）充分地大，因此，即使存在阈值TH1程度的行程差ΔS，也能够视为一对提升缸60平行。这样，在本实施方式中，“一对提升缸60平行”不仅指行程差ΔS为“0”的情况，也包括行程差ΔS为阈值TH2左右的情况。
在步骤S210中，控制装置220A使右提升缸61和左提升缸62以相同的速度驱动，从而使活塞杆61b和活塞杆62b与基准位置一致。由此，推土铲50移动到距离地面规定的高度。
至此，用于使推土铲50恢复到基准位置的推土铲姿态恢复控制完成。
（特征）
在第二实施方式中，控制部220从右提升行程量61S与左提升行程量62S一致的状态开始使右俯仰缸73和左俯仰/倾斜缸74以不同的速度驱动。由于右俯仰缸73的最大行程长与左俯仰/倾斜缸74的最大行程长相等，因此通过在右俯仰缸73停止后仅使左俯仰/倾斜缸74驱动，行程差ΔS变小。控制部220在行程差ΔS变得比阈值TH2小的情况下，使右俯仰缸73和左俯仰/倾斜缸74停止。
因此，通过仅利用一对提升行程传感器63使一对俯仰/倾斜缸70驱动，能够使推土铲50恢复到基准姿态。因此，能够抑制推土铲50的铲尖51挖入地面过深，或者推土铲50的铲尖51离地面较远。其结果是，能够进行高效的挖掘作业。
（其他实施方式）
通过上述实施方式对本发明进行了描述，但是本发明不应被理解为限定于构成该公开的一部分的论述和附图。根据该公开，对于本领域的技术人员来说，各种各样的代替实施方式、实施例及运用技术是显而易见的。
（A）在上述实施方式中，右俯仰缸71,73上的基准位置设定在缸主体71a,73a的基端，但是不限于此。右俯仰缸71,73上的基准位置可以设定在缸主体71a,73a的前端。即，右俯仰缸71,73上的基准位置可以设定在缸主体71a,73a的一端。在这种情况下，在图6中的步骤S103,S105,S107中对调收缩和伸长，在图8中的步骤S203,S205,S207中对调收缩和伸长。
（B）在上述实施方式中，将右俯仰缸71,73上的基准位置设定在缸主体71a,73a的基端，但是不限于此。可以将右俯仰缸71,73上的基准位置设定在缸主体71a,73a的前端与基端之间的规定的位置。在这种情况下，在上述实施方式的流程结束后，在与流程内的俯仰动作相反的方向执行规定量的俯仰动作即可。
（C）在上述实施方式中，作为作业机械的一个例子以推土机100为例进行了说明，但是作为作业机械也可以以机动平地机等为例。
（D）在上述第二实施方式中，使右俯仰缸73和左俯仰/倾斜缸74以不同的速度收缩，但不限于此。在右俯仰缸73和左俯仰/倾斜缸74的最大行程长相等的情况下，可以使右俯仰缸73和左俯仰/倾斜缸74以相同的速度收缩。在这种情况下，设置检测出右俯仰缸73和左俯仰/倾斜缸74各自的释放压力的压力传感器，基于在两缸产生的释放压力能够检测出右俯仰缸73和左俯仰/倾斜缸74是否恢复到基准位置。因此，在这种情况下，控制装置220A不需要检测出行程差ΔS比阈值TH2小。
附图标记说明
100 推土机
10 车体
20 驾驶室
40 提升框架
50 推土铲
60 一对提升缸（一对第一液压缸）
61 右提升缸
61S 右提升行程量
62 左提升缸
62S 左提升行程量
63 一对提升行程传感器
70,70A 一对俯仰/倾斜缸（一对第二液压缸）
71,73 右俯仰缸
71a,73a 缸主体
71b,73b 活塞杆
72,74 左俯仰/倾斜缸
72a,74a 缸主体
72b,74b 活塞杆
200 推土铲控制系统
210 推土铲姿态恢复按钮
220 控制装置
240 主阀
ΔS 行程差
TH1,2 阈值

Claims (5)

1.一种作业机械，包括：
车体；
推土铲，其支撑在所述车体上；
一对第一液压缸，其用于使所述推土铲升降；
一对第二液压缸，其用于使所述推土铲向前后及左右倾斜；
一对提升行程传感器，其检测出所述一对第一液压缸各自的行程量；
控制部，其从所述一对第一液压缸的行程量一致的状态开始使所述一对第二液压缸驱动，基于所述一对第一液压缸的行程量的差与规定的阈值的大小关系使所述一对第二液压缸的驱动停止。
2.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述一对第二液压缸包括用于使所述推土铲向前后倾斜的俯仰缸和用于使所述推土铲向前后及左右倾斜的俯仰/倾斜缸，
所述俯仰缸的最大行程长比所述俯仰/倾斜缸的最大行程长短，
所述控制部使所述一对第二液压缸各自以相同的速度驱动，并且在判定为所述一对第一液压缸的行程量的差比所述规定的阈值大的情况下，使所述一对第二液压缸的驱动停止。
3.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述一对第二液压缸包括用于使所述推土铲向前后倾斜的俯仰缸和用于使所述推土铲向前后及左右倾斜的俯仰/倾斜缸，
所述俯仰缸的最大行程长与所述俯仰/倾斜缸的最大行程长相等，
所述控制部使所述一对第二液压缸各自以不同的速度驱动，在判定为所述一对第一液压缸的行程量的差比所述规定的阈值小的情况下，使所述一对第二液压缸的驱动停止。
4.一种作业机械的推土铲的自动控制方法，该作业机械所具有的所述推土铲使用一对第一液压缸升降，该自动控制方法的特征在于，包括以下步骤：
检测所述一对第一液压缸各自的位置；
比较检测出的所述一对第一液压缸各自的位置；
使所述推土铲进行倾斜动作直到所述一对第一液压缸平行；
在使所述推土铲进行倾斜动作直到所述一对第一液压缸平行后，使所述推土铲进行俯仰动作直到所述一对第一液压缸不平行。
5.一种作业机械的推土铲的自动控制方法，该作业机械所具有的所述推土铲使用一对第一液压缸升降，并且使用一对第二液压缸向前后及左右倾斜，该自动控制方法的特征在于，包括以下步骤：
检测所述一对第一液压缸各自的位置；
比较检测出的所述一对第一液压缸各自的位置；
使所述推土铲进行倾斜动作直到所述一对第一液压缸平行；
在使所述推土铲进行倾斜动作直到所述一对第一液压缸平行后，从所述一对第一液压缸平行的状态开始使所述一对第二液压缸以不同的速度动作，在所述一对第一液压缸再次成为平行的状态时使所述一对第二液压缸的动作停止。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106592666A (zh) * 2016-12-22 2017-04-26 广西柳工机械股份有限公司 平地机工作装置调节机构及平地机
CN107524186A (zh) * 2016-06-22 2017-12-29 卡特彼勒公司 用于履带式拖拉机的液压提升缸安装装置
CN111094657A (zh) * 2018-03-28 2020-05-01 株式会社小松制作所 作业车辆的控制系统、方法以及作业车辆
CN111379286A (zh) * 2020-03-30 2020-07-07 济南大学 一种推土机松土器自主作业装置及包括该装置的推土机

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9593461B2 (en) 2014-05-19 2017-03-14 Caterpillar Inc. Work tool pitch control system for a machine
WO2015190937A1 (en) 2014-06-10 2015-12-17 Progressive Ip Limited Blade levelling apparatus and mounting system
US9617710B2 (en) 2014-06-18 2017-04-11 Komatsu Ltd. Work vehicle and method for controlling work vehicle
JP6419521B2 (ja) * 2014-10-10 2018-11-07 住友建機株式会社 道路機械
CN105745379B (zh) * 2014-10-30 2018-02-27 株式会社小松制作所 推土铲控制装置、作业车辆和推土铲控制方法
US9863120B2 (en) * 2015-04-29 2018-01-09 Caterpillar Inc. System and method for controlling a machine implement
US10047502B2 (en) 2015-12-10 2018-08-14 Caterpillar Inc. System and method for controlling a work implement of a machine
JP6911018B2 (ja) * 2016-05-17 2021-07-28 住友重機械工業株式会社 ショベル
US11359354B2 (en) * 2019-01-17 2022-06-14 Deere & Company Birds-eye-view as cailibration for grade control
US10995471B2 (en) * 2019-02-21 2021-05-04 Deere & Company Dozer blade for work vehicle
CN111576514B (zh) * 2020-05-28 2022-03-15 江苏徐工工程机械研究院有限公司 找平控制方法及系统、控制器、平地机
JP7503455B2 (ja) * 2020-09-01 2024-06-20 株式会社小松製作所 作業機械
JP7096388B1 (ja) * 2021-03-11 2022-07-05 株式会社日立建機ティエラ 建設機械

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1179194A (zh) * 1995-03-23 1998-04-15 株式会社小松制作所 推土机的铲斗控制装置及其控制方法
US6062317A (en) * 1999-09-03 2000-05-16 Caterpillar Inc. Method and apparatus for controlling the direction of travel of an earthworking machine
CN1651666A (zh) * 2005-03-28 2005-08-10 广西柳工机械股份有限公司 用于液压挖掘机工作装置的轨迹控制系统及方法
CN101861436A (zh) * 2007-11-21 2010-10-13 沃尔沃建筑设备公司 系统、包括该系统的工程机械及运输期间弹性支承工程机械的器具的方法
CN102168434A (zh) * 2011-03-09 2011-08-31 湖南瑞龙重工科技有限公司 一种主动式铲运机及其车架升降控制装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55105036A (en) * 1979-02-06 1980-08-12 Komatsu Ltd Automatic blade leveling apparatus for bulldozer
WO1992018706A1 (fr) * 1991-04-12 1992-10-29 Komatsu Ltd. Niveleuse pour bulldozer
JP2650240B2 (ja) * 1993-06-23 1997-09-03 株式会社小松製作所 ブルドーザのドージング装置
US5499684A (en) * 1994-08-16 1996-03-19 Caterpillar Inc. Geographic surface altering implement control system
JP3256405B2 (ja) * 1995-03-23 2002-02-12 株式会社小松製作所 ブルドーザの土工板制御装置およびその制御方法
DE19529169A1 (de) * 1995-08-08 1997-02-13 Hoffmann Elektrokohle Schleifstück für Stromabnehmer
JP3373121B2 (ja) * 1996-12-02 2003-02-04 株式会社小松製作所 ブルドーザのドージング装置
JP3794763B2 (ja) * 1996-09-13 2006-07-12 株式会社小松製作所 ブルドーザのドージング装置
JPH10147953A (ja) * 1996-11-18 1998-06-02 Komatsu Ltd ブルドーザのドージング装置
JPH10147952A (ja) * 1996-11-18 1998-06-02 Komatsu Ltd ブルドーザのドージング装置
JP3731961B2 (ja) * 1996-12-27 2006-01-05 株式会社小松製作所 ブルドーザの油圧装置
US6282453B1 (en) * 1998-12-02 2001-08-28 Caterpillar Inc. Method for controlling a work implement to prevent interference with a work machine
US7058495B2 (en) 2003-09-04 2006-06-06 Caterpillar Inc. Work implement control system and method
US7059124B2 (en) * 2003-12-01 2006-06-13 Komatsu Ltd. Hydraulic control apparatus for work machines
US8103417B2 (en) * 2007-08-31 2012-01-24 Caterpillar Inc. Machine with automated blade positioning system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1179194A (zh) * 1995-03-23 1998-04-15 株式会社小松制作所 推土机的铲斗控制装置及其控制方法
US6062317A (en) * 1999-09-03 2000-05-16 Caterpillar Inc. Method and apparatus for controlling the direction of travel of an earthworking machine
CN1651666A (zh) * 2005-03-28 2005-08-10 广西柳工机械股份有限公司 用于液压挖掘机工作装置的轨迹控制系统及方法
CN101861436A (zh) * 2007-11-21 2010-10-13 沃尔沃建筑设备公司 系统、包括该系统的工程机械及运输期间弹性支承工程机械的器具的方法
CN102168434A (zh) * 2011-03-09 2011-08-31 湖南瑞龙重工科技有限公司 一种主动式铲运机及其车架升降控制装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107524186A (zh) * 2016-06-22 2017-12-29 卡特彼勒公司 用于履带式拖拉机的液压提升缸安装装置
CN106592666A (zh) * 2016-12-22 2017-04-26 广西柳工机械股份有限公司 平地机工作装置调节机构及平地机
CN111094657A (zh) * 2018-03-28 2020-05-01 株式会社小松制作所 作业车辆的控制系统、方法以及作业车辆
US11661724B2 (en) 2018-03-28 2023-05-30 Komatsu Ltd. Control system for work vehicle, method, and work vehicle
CN111379286A (zh) * 2020-03-30 2020-07-07 济南大学 一种推土机松土器自主作业装置及包括该装置的推土机

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Publication number Publication date
WO2014024562A1 (ja) 2014-02-13
CN103732832B (zh) 2015-06-03
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JP2014031696A (ja) 2014-02-20
US8931572B2 (en) 2015-01-13
JP5442815B2 (ja) 2014-03-12

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