CN104514240A - 建筑机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供建筑机械，利用简单低价的结构、且与建筑机械的机体的姿势无关地改善遥控器的操作性。控制器(70)根据来自遥控器(5)的操作信号和来自陀螺传感器(8)的输出而与机体(12)的姿势相应地对液压泵(1)的排出量进行校正控制。这样，由于根据机体(12)的姿势而对液压泵(1)的排出量进行校正控制，因此能够利用简单低价的结构、且即使在斜面上等各种各样的机体姿势时都能够确保与通常的水平面上同等的操作性，能够改善遥控器(5)的操作性。

Description

建筑机械

技术领域

本发明涉及例如液压挖掘机、起重机等建筑机械。

背景技术

以往，作为建筑机械，有日本特开平4-366235号公报(专利文献1)所述的建筑机械。

该以往的建筑机械具备：行进装置；该行进装置上的回转体；陀螺传感器，其检测该回转体的倾斜角度；作业机构，其由安装于回转体的动臂、臂和铲斗构成；动臂用液压致动器、臂用液压致动器和铲斗用液压致动器；流量方向控制阀，其对针对动臂用液压致动器的流量和方向进行控制；以及控制单元，其根据陀螺传感器的输出来控制该流量方向控制阀。

并且，利用上述动臂而使回转体抬起规定量，当陀螺传感器检测出回转体倾斜时，通过控制单元而经先导压力用压力控制阀来控制流量方向控制阀，使动臂用液压致动器向将建筑机械抬起的一侧的相反侧动作，防止过大的抬起，防止由于过大的抬起而导致的冲击性的落下，防止行进装置及电路等的故障。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平4-366235号公报

但是，根据上述以往的建筑机械，虽然能够防止过大的抬起和由此导致的冲击性的落下，但存在由于回转体的姿势而使操作性变差这样的问题。

具体而言，在液压挖掘机等建筑机械中，如图9所示，通过控制阀3来控制从液压泵1向回转台用液压马达2的工作油的供给方向和供给量，该控制阀3根据来自操作用遥控阀5的先导压力及操作信号来进行控制。

另外，41是动臂用液压缸，并且与和液压马达2同样的未图示的控制阀连接。虽未图示，但针对动臂用液压缸、铲斗用液压缸等每个液压致动器设置有控制阀。

上述控制阀3是滑阀，并且如图10中示意性地示出那样，具有旁路节流通道31、入口节流通道32和出口节流通道33。通过在滑阀处机械加工而成的未图示的槽状的通道而如图10中的各线图所示那样地预先确定该旁路节流通道31、入口节流通道32和出口节流通道33的相对于操作量的开口面积(开口特性)。

此外，图9所示的控制器7从操作用遥控阀5接收表示操作对象、操作量、操作方向的操作信号(操作用遥控阀的先导压力及操作杆角电信号等)，根据操作对象、操作量和操作方向来运算最适合的排出量，将表示该最适合的排出量的排出量指令信号输出至液压泵1而对液压泵1的排出量进行控制。另外，虽未图示，但也有时控制器7将负控制压信号(通过传感器而检测到由泵剩余流量产生的压力的电信号)等接收进来而对液压泵的排出量进行控制。如图10中的液压泵1的横的实线的线图所示那样地设定液压泵1的相对于上述操作信号的排出量。

另外，由于利用滑阀的机械加工而成的槽状的通道来确定上述控制阀3的开口特性，因此该开口特性无法容易地变更，按作业频率高的机体的平坦地的条件来确定。换言之，若要改变控制阀3的开口特性，则变成极其复杂的控制，成本变高，无法现实地改变开口特性。

另一方面，液压挖掘机的使用条件根据作业现场而千差万别，根据作业姿势及作业状态等条件的组合，有时操作性大大变差。

例如，在通过液压马达2来对机体进行回转操作的情况下，若按在平坦地上的回转操作的最适合条件来设定控制阀3，则在倾斜地上的作业中在向负载增大的提升侧操作时，存在这样的问题：由于相对于平坦地而回转的负载增大，因此需要高于通常的操作量，操作性变差。这是因为，打比方来说，变成与汽车在坡道起步时油门踩踏量变多同样的状态，操作性变差。

发明内容

因此，本发明的课题在于，利用简单低价的结构、且与建筑机械的机体的姿势无关地抑制遥控器的操作性变差。

为了解决上述课题，本发明的建筑机械的特征在于，

该建筑机械具备：

行进装置；

机体，其设置于该行进装置；

陀螺传感器，其检测上述机体的姿势；

液压泵；

致动器；

控制阀，其对提供至上述致动器的油进行控制；

遥控器，其操作上述液压泵和控制阀；以及

控制器，其根据来自上述陀螺传感器的输出而与上述机体的姿势相应地对上述液压泵的排出量进行校正控制。

根据上述结构，上述控制器根据来自上述陀螺传感器的输出而与上述机体的姿势相应地对上述液压泵的排出量进行校正控制。

这样，由于与上述机体的姿势相应地对上述液压泵的排出量进行校正控制，因此能够利用简单低价的结构在各种机体姿势下都确保与通常时同等的操作性，能够与建筑机械的机体的姿势无关地抑制遥控器的操作性变差。

作为对上述液压泵的排出量进行校正控制的方法，例如有如下方法：根据机体的姿势来提高泵排出量相对于操作信号的变化的增益，使开始操作时的泵压力上升。

在一个实施方式中，

上述控制器根据上述机体的姿势而将上述液压泵的排出量校正控制成：在上述致动器的负载增大时，上述液压泵的排出量增大。

根据上述实施方式，由于上述控制器根据上述机体的姿势而将上述液压泵的排出量校正控制成：在上述致动器的负载增大时，上述液压泵的排出量增大，因此，即使例如致动器处于提升负载的状态，也能够按与通常同等的遥控器的操作量开始操作，能够抑制操作性变差。

在一个实施方式中，

上述机体包括上述行进装置上的回转台，

上述致动器包括使上述回转台回转的液压马达，

在上述回转台倾斜的状态下，在上述液压马达向使得该回转台在提升负载的方向上回转的方向旋转时，上述控制器在使上述液压泵的排出量增大的方向上进行校正控制。

根据上述实施方式，在上述回转台倾斜的状态下，在上述液压马达向使得该回转台在提升负载的方向上回转的方向旋转时，上述控制器在使上述液压泵的排出量增大的方向上进行校正控制，因此，能够按与通常同等的遥控器的操作量使回转台开始回转，能够抑制操作性变差。

在一个实施方式中，

上述建筑机械具备：

动臂，其设置在上述回转台上；以及

动臂旋转角传感器，其检测上述动臂的旋转角，

上述控制器按根据上述动臂的倒伏度而预先确定的校正系数对在使上述排出量增大的方向上被校正控制后的上述液压泵的排出量进一步地进行校正，其中上述动臂的倒伏度基于上述动臂旋转角传感器的输出。

根据上述实施方式，由于根据上述动臂的倒伏度而预先确定的校正系数对在使上述排出量增大的方向上被校正控制后的上述液压泵的排出量进一步地进行校正，因此，能够进一步地抑制遥控器的操作性、操作感变差。

在一个实施方式中，

上述控制阀包括入口节流通道、出口节流通道和旁路节流通道。

根据上述实施方式，上述控制阀包括入口节流通道、出口节流通道和旁路节流通道，在操作性、操作感变好的基础上，进而根据上述陀螺传感器的输出而与机体的姿势相应地通过控制器对液压泵的排出量进行校正控制，因此，能够抑制由于机体的姿势变化而导致的操作性、操作感变差。

在一个实施方式中，

上述遥控器是遥控阀。

根据上述实施方式，由于上述遥控器是遥控阀，因此，能够根据操作量来控制作为液压信号的先导压力，并输出与操作量相应的作为电信号的操作信号。

但是，上述遥控阀也可以是仅产生液压信号的遥控阀。

发明效果

根据本发明，由于控制器根据来自陀螺传感器的输出而与机体的姿势相应地来对液压泵的排出量进行校正控制，因此能够利用简单低价的结构、且与建筑机械的机体的姿势无关地改善遥控器的操作性。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的建筑机械的主视图。

图2是上述第一实施方式的要部的框图。

图3是上述第一实施方式的要部的回路图。

图4是说明上述第一实施方式的控制器的动作的流程图。

图5是示出上述第一实施方式的液压泵的排出量的校正控制的线图。

图6是说明上述第一实施方式的建筑机械的动作的概略侧视图。

图7是说明上述第一实施方式的建筑机械的动作的概略平面图。

图8是说明本发明的第二实施方式的建筑机械的控制器的动作的流程图。

图9是以往例的要部的框图。

图10是以往例的要部的回路图。

标号说明

1  液压泵

2  液压马达

3  控制阀

5  遥控阀

7、70  控制器

8  陀螺传感器

11 行进装置

12 机体

23 回转台

25 动臂

31 旁路节流通道

32 入口节流通道

33 出口节流通道

40 作业机

51 动臂旋转角传感器

具体实施方式

下面，通过图示的实施方式对本发明详细地进行说明。

(第一实施方式)

如图1所示，作为该第一实施方式的建筑机械的一个示例的液压挖掘机具备行进装置11和设置于该行进装置11的机体12，该机体12具有：下部21，其被行进装置11支承；以及上部的回转台23，其借助于回转机构22而以能够回转的方式设置于该下部21。在该回转台23的前方单侧设置有驾驶室24，将动臂25以能够俯仰的方式设置在回转台23的前方的中央处。将臂26以能够上下地旋转的方式设置在该动臂25的前端，将铲斗27以能够旋转的方式设置在该臂26的前端。

通过动臂用液压缸41而使上述动臂25俯仰，通过臂用液压缸42而使臂26旋转，通过铲斗用液压缸43而使铲斗27旋转。上述液压缸41、42、43是致动器的一个示例。

在上述回转台23的上方设置有：液压马达2，其用于使该回转台23借助于回转机构22而回转；回转角传感器45，其检测回转台23的回转角；以及陀螺传感器8，其检测回转台23的姿势。

此外，通过动臂旋转角传感器51来检测上述动臂25的旋转角，通过臂旋转角传感器52来检测上述臂26的旋转角，通过铲斗旋转角传感器53来检测上述铲斗27的旋转角。

上述回转台23、动臂25、臂26、铲斗27、液压马达2、动臂用液压缸41、臂用液压缸42和铲斗用液压缸43等构成作业机40。

图2是该第一实施方式的建筑机械的要部的框图。如图2所示，通过控制阀3来控制从液压泵1向回转台用液压马达2的工作油的供给方向和供给量，该控制阀3根据来自作为遥控器的一例的操作用遥控阀5的先导压力来进行控制。

此外，在驱动上述动臂25(参照图1)的作为致动器的液压缸41处也如图2所示那样地与液压马达2同样地连接有未图示的控制阀，控制来自液压泵1的油。虽未图示，但针对臂用液压缸42、铲斗用液压缸43等每个致动器设置有控制阀。

上述控制阀3是滑阀，如图3中示意性地示出那样具有旁路节流通道31、入口节流通道32和出口节流通道33。利用在滑阀处机械加工而成的未图示的槽状的通道而如在图3的各线图中用实线所示那样预先确定该旁路节流通道31、入口节流通道32和出口节流通道33的相对于操作量的开口面积(开口特性)。通过采用具有这样的开口特性的控制阀3，从而操作性、操作感变好。

此外，如图2所示，上述陀螺传感器8向控制器70输出表示机体姿势信息、即机体12的相对于水平面的倾斜角(回转台23的相对于水平面的倾斜角)和回转台23的朝向、即作业机40的俯视观察时的朝向(动臂25的俯视观察时的朝向)的信号。上述控制器70根据从作为遥控器的一例的操作用遥控阀5接收的操作信号(与操作杆角相应的压力及角度信号)和作为上述陀螺传感器8的输出的上述机体姿势信息而制作出排出量指令信号并输出至液压泵1。

根据该排出量指令信号，如在图3中在液压泵1的横的线图中用虚线示出那样地对液压泵1的排出量进行校正控制。在该线图中，实线是相对于液压泵1的排出量未被校正的通常时的操作量的液压泵1的排出量。另外，上述液压泵1是可变容量型的液压泵，但也可以采用固定容量型的液压泵来控制旋转速度而对排出量进行控制。

按图4所示的步骤S1～S4的顺序来进行该校正控制。如图4所示，首先，上述控制器70将陀螺传感器8的输出接收进来(步骤S1)，判断回转台23是否倾斜预先确定的值以上(步骤S2)。若为否，则重复该步骤S2的判断，若为是，则进入到步骤S3。

在步骤S3中，根据来自陀螺传感器8的机体姿势信息和来自操作用遥控阀5的操作信号来判断回转台23的回转方向是否为负载增大的方向。若在步骤S3中判断为否，则结束该校正，若判断为是，则进入到步骤S4，按预先存储在未图示的存储器中的图5中用虚线示出的模式对液压泵1的相对于操作量的排出量进行校正控制。

根据该图5中的用虚线示出的模式，增大开始操作的增益，使在开始动作设想位置处的液压泵1的排出量比通常时增加，提高泵压力，对由于倾斜而引起的液压马达2的负载的增加进行校正。

在上述结构的建筑机械中，当前，如图6所示，建筑机械位于倾斜预先确定的值以上的斜面上。并且，利用操作用遥控阀5而如在图6和图7中箭头X所示那样地使机体12的回转台23在提升负载的方向回转。

此时，上述控制器70根据来自陀螺传感器8的机体姿势信息而判断为回转台23倾斜预先确定的值以上(图4中的步骤S2)，并且，根据来自上述陀螺传感器8的机体姿势信息和来自操作用遥控阀5的操作信号而判断为回转台23的箭头X的回转方向是负载增大的方向(步骤S23)。并且，按图5中虚线所示的模式对液压泵1的相对于操作量的排出量进行校正控制(步骤S4)。

如该图5中的虚线所示，增大开始操作的增益，使在开始动作的设想位置处的液压泵1的排出量比通常时增加，提高泵压力，对由于倾斜而引起的液压马达2的负载的增加进行处理。

由此，即使在建筑机械处于斜面上、回转台23向提升负载的方向回转时，也能够按与位于水平的平坦地的通常时同等的操作量开始回转，能够抑制操作性、操作感变差。

(第二实施方式)

作为该第二实施方式的建筑机械的一个示例的液压挖掘机，按图1所示的动臂旋转角传感器51的输出对图5所示的校正时的液压泵1的排出量的模式进一步地进行校正，仅这点与第一实施方式的液压挖掘机不同。

因此，由于第二实施方式的硬件与第一实施方式相同，因此引用图1～3、图5及其说明，下面仅对不同的结构进行说明。

该第二实施方式的图8所示的流程图与第一实施方式的图4所示的流程图仅在追加了步骤S5这点上与图4不同，因此，关于步骤S1～S4，引用第一实施方式的说明而省略，下面仅对步骤S5进行说明。

控制器70在图8的步骤S5中将根据动臂25(参照图1)的倒伏度而预先确定的校正系数与在步骤S4中求出的如图5中的虚线所示那样地校正后的液压泵1的排出量相乘，对液压泵1的排出量进一步地进行校正。该校正系数被预先存储在未图示的存储器中，在动臂25的倒伏度最大时(最接近回转台23上的平面时)，该校正系数最大，该校正系数随着动臂25的倒伏度变小(动臂25立起)而逐渐地变小。并且，根据上述动臂旋转角传感器51的输出而从上述存储器中读出该校正系数。

这里，在建筑机械位于斜面上、回转台23向提升负载的方向回转时，负载的大小不仅受回转台23的倾斜角影响，还受动臂25的倒伏度影响，动臂25越倒伏，负载变得越大，因此，控制器70根据通过动臂旋转角传感器51检测出的动臂25的旋转角而按与动臂25的倒伏度相应的校正系数(例如，超过1.0并至1.5之间的数)来进行校正，使得进一步地增大用图5中的虚线示出的液压泵1的校正排出量。由此，能够进一步地抑制遥控器5的操作性、操作感变差。

另外，该校正也可以除了采用动臂旋转角传感器51的输出以外还采用臂旋转角传感器52的输出、或者采用臂旋转角传感器52和铲斗旋转角传感器53的输出而根据整个作业机40的倒伏度(高低度)来进行。但是，由于在作业机40中动臂25的倒伏度是负载增大的主要因素，因此，在该第二实施方式中，根据动臂25的旋转角来确定校正系数。

这样，控制器70根据与动臂25的旋转角度相应地变化的校正系数来对根据回转体23的倾斜角和动臂25的倒伏度而校正的校正排出量逐次地进行校正，由于将液压泵1的排出量控制成该校正后的校正排出量，因此能够进一步地抑制遥控器5的操作性、操作感变差。

在上述第一、第二实施方式中，如图5中的虚线的折线所示那样地对液压泵1的相对于操作量的排出量进行校正，但该校正不限于折线，也可以沿着未图示的直线或弯曲的曲线来进行校正。

此外，在上述第一和第二实施方式中，在根据来自上述陀螺传感器8的输出即机体姿势信息和来自操作用遥控阀5的操作信号而使回转台23沿着提升负载的方向回转时，在增大液压泵1的排出量的方向上对液压泵1的排出量进行校正控制，但也可以在回转台23向提升负载的方向回转时在减少液压泵1的排出量的方向上进行降低增益的校正控制。

此外，在上述第一、第二实施方式中，在机体12位于斜面、回转台23在提升负载的方向回转时，在增大液压泵1的排出量的方向上对液压泵1的排出量进行校正控制，但对由于机体位于斜面而负载的状态发生变化的哪个液压致动器也可以应用同样的校正。

此外，在上述第一、第二实施方式中，作为遥控器而采用了输出先导液压信号和电信号的操作用遥控阀5，但也可以采用仅输出电信号的遥控器。

此外，在上述第一、第二实施方式中，控制阀3是具有入口节流通道32、出口节流通道33和旁路节流通道31的单一的阀，但控制阀也可以是由分别与入口节流通道、出口节流通道和旁路节流通道对应的多个阀构成的复合阀。此外，控制阀也可以是具有入口节流通道和出口节流通道而不具有旁路节流通道的控制阀。

此外，在上述第一、第二实施方式中，建筑机械是液压挖掘机，但本发明不限于液压挖掘机，还能够应用于如起重机等的建筑机械。例如，也可以是如汽车起重机等那样具有动臂和臂而不具有回转台的建筑机械。

也可以对在上述第一、第二实施方式和变形例中所述的构成要素适当地进行组合，此外，当然也可以适当地选择、置换或者删除。

Claims (6)

1.一种建筑机械，其特征在于，

该建筑机械具备：

行进装置(11)；

机体(12)，其设置于该行进装置(11)；

陀螺传感器(8)，其检测上述机体(11)的姿势；

液压泵(1)；

致动器(2)；

控制阀(3)，其对提供至上述致动器(2)的油进行控制；

遥控器(5)，其操作上述液压泵(1)和控制阀(3)；以及

控制器(70)，其根据来自上述陀螺传感器(8)的输出而与上述机体(12)的姿势相应地对上述液压泵(1)的排出量进行校正控制。

2.根据权利要求1所述的建筑机械，其特征在于，

上述控制器(70)根据上述机体(12)的姿势而将上述液压泵(1)的排出量校正控制成：在上述致动器(2)的负载增大时，上述液压泵(1)的排出量增大。

3.根据权利要求1或2所述的建筑机械，其特征在于，

上述机体(12)包括上述行进装置(11)上的回转台(23)，

上述致动器(2)包括使上述回转台(23)回转的液压马达(2)，

在上述回转台(23)倾斜的状态下，在上述液压马达(2)向使得该回转台(23)在提升负载的方向上回转的方向旋转时，上述控制器(70)在使上述液压泵(1)的排出量增大的方向上进行校正控制。

4.根据权利要求3所述的建筑机械，其特征在于，

上述建筑机械具备：

动臂(25)，其设置在上述回转台(23)上；以及

动臂旋转角传感器(51)，其检测上述动臂(25)的旋转角，

上述控制器(70)按根据上述动臂(25)的倒伏度而预先确定的校正系数对在使上述排出量增大的方向上被校正控制后的上述液压泵(1)的排出量进一步地进行校正，其中上述动臂(25)的倒伏度基于上述动臂旋转角传感器(51)的输出。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的建筑机械，其特征在于，

上述控制阀(3)包括入口节流通道(32)、出口节流通道(33)和旁路节流通道(31)。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的建筑机械，其特征在于，

上述遥控器(5)是遥控阀(5)。