CN104641046B - 液压挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制作业机对设计面的侵入的液压挖掘机。在与动臂下降用液控口连接的动臂下降用液控管路设置有动臂用比例电磁阀。第一压力传感器检测在操作杆与动臂用比例电磁阀之间的动臂下降用液控管路产生的压力。控制器根据由第一压力传感器检测出的压力来控制动臂用比例电磁阀的开度。控制器将相对于动臂下降用比例电磁阀输出的电流值从零平缓增加。

Description

液压挖掘机

技术领域

本发明涉及一种液压挖掘机。

背景技术

关于以往的液压挖掘机，在日本特开平7-207697号公报(专利文献1)中公开了设置在与动臂用液控切换阀的动臂下降用液控口连接的管路具备带有节流部的油路位置的电磁切换阀的结构。此外，专利文献1中公开了在动臂下降用液控口侧设置压力传感器而将该压力传感器检测的压力信号向控制器输入的结构。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-207697号公报

发明内容

发明要解决的课题

近年来，在作业车辆中，已知在从外部获取设计面信息后进行作业机的位置检测、根据检测到的作业机的位置来自动控制作业机的施工方法。

在使用液压挖掘机的平整土地作业中，在使铲斗的刃尖与设计面对位的情况下，为了避免铲斗的刃尖陷入设计面，进行在刃尖与设计面接触的位置使作业机的动作自动停止的控制。为了进行铲斗的刃尖的精密的对位，优选操作液压挖掘机的操作员将操作杆向动臂下降侧持续操作到作业机自动停止。

如此将操作杆向动臂下降侧持续操作时，在作业机的自动停止后车身产生摇动而在刃尖从设计面向上离开的瞬间执行动臂下降。其结果为，存在刃尖侵入设计面的可能性。

本发明是鉴于上述的课题而完成的，其目的在于，提供一种能够抑制作业机侵入设计面的技术。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的液压挖掘机具备动臂、动臂用液控切换阀、动臂下降用液控管路、动臂下降用比例电磁阀、操作杆、第一压力传感器和控制器。动臂用液控切换阀具有动臂下降用液控口，对动臂进行动作控制。动臂下降用液控管路与动臂下降用液控口连接。动臂下降用比例电磁阀设于动臂下降用液控管路。操作杆用于供操作员进行操作。第一压力传感器检测在操作杆与动臂下降用比例电磁阀之间的动臂下降用液控管路产生的压力。控制器根据由第一压力传感器检测出的压力来控制动臂用比例电磁阀的开度。控制器将相对于动臂用比例电磁阀输出的电流值从零平缓增加。

根据本发明的液压挖掘机，通过使动臂的下降动作相对于操作员的操作的响应速度降低，能够抑制因车身的摇动造成刃尖暂时从设计面向上方离开时再次执行动臂下降。由此，能够防止车身的摇动结束后刃尖位于比设计面靠下方而侵入设计面的不良情况。

在上述的液压挖掘机中，控制器相对于动臂下降用比例电磁阀输出指示开度增加的指令信号时的每单位时间的电流的增加量小于控制器相对于动臂下降用比例电磁阀输出指示开度减少的指令信号时的每单位时间的电流的减少量。这样，能够在不需要动臂的下降动作时迅速停止动臂的下降动作。

在上述的液压挖掘机中，动臂用液控切换阀还具有动臂上升用液控口。液压挖掘机还具备动臂上升用液控管路、动臂上升用比例电磁阀和第二压力传感器。动臂上升用液控管路与动臂上升用液控口连接。动臂上升用比例电磁阀设于动臂上升用液控管路。第二压力传感器检测在操作杆与动臂上升用比例电磁阀之间的动臂上升用液控管路产生的压力。控制器根据由第二压力传感器检测出的压力来控制动臂上升用比例电磁阀的开度。控制器相对于动臂下降用比例电磁阀输出指示开度增加的指令信号时的每单位时间的电流的增加量小于控制器相对于动臂上升用比例电磁阀输出指示开度增加的指令信号时的每单位时间的电流的增加量。这样，能够维持动臂的上升操作的响应速度并且能够降低动臂的下降操作的响应速度。

上述的液压挖掘机还具备具有刃尖的铲斗。控制器以使刃尖的位置不低于施工设计数据的位置的方式控制动臂。这样，由于能够符合施工设计数据地进行平整土地作业，因此能够提高使用液压挖掘机的平整土地作业的质量及效率。

在上述的液压挖掘机中，控制器经由卫星通信而与外部之间收发信息。这样，能够实现基于外部之间收发的信息的信息化施工，从而能够实现使用液压挖掘机的高效率并且高精度的平整土地作业。

发明效果

如以上说明所述，根据本发明，在将铲斗的刃尖与设计面对位的情况下，即使在作业机的自动停止后车身发生摇动，也能够抑制刃尖暂时从设计面向上方离开时再次执行动臂下降。由此，能够防止车身的摇动结束后刃尖位于比设计面靠下方而侵入设计面的不良情况。

附图说明

图1为表示本发明一实施方式的液压挖掘机的结构的简略立体图。

图2为液压挖掘机的驾驶室内部的立体图。

图3为表示相对于液压挖掘机进行信息的收发的简略结构的示意图。

图4为在液压挖掘机中应用的液压回路图。

图5为使用液压挖掘机的平整土地作业中的、作业机的对位前的简略图。

图6为使用液压挖掘机的平整土地作业中的、作业机的对位后的简略图。

图7为表示应用本发明前的液压挖掘机的动臂下降指令时的电流的变化的曲线图。

图8为表示实施方式的液压挖掘机的动臂下降指令时的电流的变化的曲线图。

图9为表示实施方式的液压挖掘机的动臂上升指令时的电流的变化的曲线图。

图10为表示增加比例电磁阀开度时的电流值的增加的曲线图。

图11为表示减少比例电磁阀的开度时的电流值的减少的曲线图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。

首先，对能够应用本发明思想的液压挖掘机的结构进行说明。

图1为表示本发明一实施方式的液压挖掘机1的结构的简略立体图。如图1所示，液压挖掘机1主要具备下部行驶体2、上部回旋体3和作业机5。由下部行驶体2和上部回旋体3构成作业车辆主体。

下部行驶体2具有左右一对履带。通过一对履带旋转，液压挖掘机1能够自行。上部回旋体3相对于下部行驶体2被设置为能够回旋。

上部回旋体3包含作为用于供操作员操作液压挖掘机1的空间的驾驶室4。驾驶室4包含于作业车辆主体。上部回旋体3在后方侧B包含收纳发动机的发动机室和平衡重。需要说明的是，在本实施方式中，将操作员落座在驾驶室4内时的操作员的前方侧(正面侧)称为上部回旋体3的前方侧F，将与之相反的一侧、换句话说将操作员的后方侧称为上部回旋体3的后方侧B，将落座状态下的操作员的左侧称为上部回旋体3的左侧L，将落座状态下的操作员的右侧称为上部回旋体3的右侧R。以下，假设上部回旋体3的前后左右与液压挖掘机1的前后左右一致。

进行砂土挖掘等作业的作业机5被上部回旋体3轴支承为能够沿上下方向动作。作业机5具有：能够沿上下方向动作地安装于上部回旋体3的前方侧F的大致中央部的动臂6；能够沿前后方向动作地安装于动臂6的前端部的斗杆7；能够沿前后方向动作地安装于斗杆7的前端部的铲斗8。铲斗8在其前端具有刃尖8a。动臂6、斗杆7以及铲斗8分别构成为被作为液压工作缸的动臂工作缸9、斗杆工作缸10以及铲斗工作缸11驱动。

驾驶室4配置在上部回旋体3的前方侧F的左侧L。作业机5相对于驾驶室4而言设置在作为驾驶室4的一方的侧部侧的右侧R。需要说明的是，驾驶室4与作业机5的配置并不限定于图1所示的示例，例如也可以在配置于上部回旋体3的前方右侧的驾驶室4的左侧设置作业机5。

图2为液压挖掘机1的驾驶室4内部的立体图。如图2所示，在驾驶室4的内部配置有操作员朝向前方侧F落座的驾驶席24。驾驶室4包含覆盖驾驶席24而配置的车顶部分和支承车顶部分的多个支柱。多个支柱具有：相对于驾驶席24而言配置在前方侧F的前支柱；相对于驾驶席24而言配置在后方侧B的后支柱；配置在前支柱与后支柱之间的中间支柱。各个支柱沿着与水平面正交的垂直方向延伸，并与驾驶室4的底板部和车顶部分连结。

被各个支柱和驾驶室4的底板部及屋顶部分包围的空间形成驾驶室4的室内空间。驾驶席24被收容在驾驶室4的室内空间，并配置在驾驶室4的底板部的大致中央部。在驾驶室4的左侧L的侧面设置有用于供操作员上下驾驶室4的车门。

相对于驾驶席24而言在前方侧F配置有前窗。前窗由透明材料形成，落座在驾驶席24上的操作员能够通过前窗目视确认驾驶室4的外部。例如，如图2所示，落座于驾驶席24上的操作员通过前窗能够直接观察挖掘砂土的铲斗8。

在驾驶室4内部的前方侧F设置有监视装置26。监视装置26配置在驾驶室4内的右前侧的角部，被从驾驶室4的底板部延伸的支承台支承。监视装置26相对于前支柱而言配置在驾驶席24侧。从落座在驾驶席24上的操作员观察，监视装置26配置在前支柱的跟前侧。

监视装置26用于多种目的，因此具备：具有各种监视功能的平面状的显示面26d；具有分配了多功能的多个开关的开关部27；通过声音表现在显示面26d显示的内容的声音发生器28。该显示面26d由液晶监视器、有机EL监视器等图像监视器构成。开关部27由多个按键开关形成，然而并不限定于此，也可以为触控面板式的触控开关。

在驾驶席24的前方侧F设置有左右各履带的行驶操作杆(左右行驶操作杆)22a、22b。左右行驶操作杆22a、22b构成用于操作下部行驶体2的行驶操作部22。

在驾驶席24的右侧R设置有用于供搭乘在驾驶室4中的操作员操作作业机5的动臂6及铲斗8的驱动的第一操作杆44。在驾驶席24的右侧R还设置有安装有各种开关类的开关面板29。在驾驶席24的左侧L设置有用于供操作员操作作业机5的斗杆7的驱动及上部回旋体3的回旋的第二操作杆45。

在监视装置26的上方配置有监视器21。监视器21具有平面状的显示面21d。将图2所示的监视装置26的显示面26d与监视器21的显示面21d进行比较，设计为显示面21d大于显示面26d。例如可以使监视装置26具有7英寸的显示面26d，使监视器21具有12英寸的显示面21d。

监视器21安装在一对前支柱中的接近作业机5侧的右侧R的前支柱。监视器21在落座于驾驶席24上的操作员的朝向右前方的视线中配置于前支柱的跟前侧。在驾驶室4的右侧R具备作业机5的液压挖掘机1中，通过将监视器21安装在右侧R的前支柱，操作员能够以较小的视线移动量观察作业机5与监视器21这双方。

图3为表示相对于液压挖掘机1进行信息的收发的简略结构的示意图。液压挖掘机1具备控制器20。控制器20具有控制作业机5的动作、上部回旋体3的回旋及下部行驶体2的行驶驱动等功能。控制器20与监视器21经由双向的网络通信电缆23而连接，从而形成液压挖掘机1内的通信网络。监视器21及控制器20经由网络通信电缆23而能够相互收发信息。需要说明的是，监视器21及控制器20分别以微型计算机等计算机装置为主体而被构成。

在控制器20与外部的监视台96之间，能够进行信息的收发。在本实施方式中，控制器20与监视台96经由卫星通信而进行通信。在控制器20上连接有具有卫星通信天线92的通信终端91。如图1所示，卫星通信天线92搭载于上部回旋体3。地上的监视台96经由互联网等而与网络管制站95连接，该网络管制站95通过专用线路与利用专用通信线路同通信卫星93进行通信的通信地球站94连结。由此，经由通信终端91、通信卫星93、通信地球站94及网络管制站95，而在控制器20与规定的监视台96之间收发数据。

对在本实施方式的液压挖掘机1中采用信息化施工系统的示例进行说明。由三维CAD(Computer Aided Design)作成的施工设计数据预先保存在控制器20中。监视器21在画面上实时更新显示从外部接收的液压挖掘机1的当前位置，从而操作员始终能够确认液压挖掘机1的作业状态。

控制器20实时比较施工设计数据与作业机5的位置及姿势，并根据其比较结果来驱动液压回路，由此来控制作业机5。更具体地讲，对按照施工设计数据的应当施工的位置(设计面)与铲斗8的位置进行比较，控制为铲斗8的刃尖8a不会位于比设计面低的位置，从而避免挖入设计面以上。由此，能够提高施工效率及施工精度，从而能够容易地进行高质量的建筑施工。

图4为应用于液压挖掘机1的液压回路图。在图4所示的本实施方式的液压系统中，第一液压泵31及第二液压泵32被发动机33驱动。第一液压泵31及第二液压泵32为用于驱动动臂工作缸9、斗杆工作缸10、铲斗工作缸11及行驶马达16、17等的液压促动器的驱动源。从第一液压泵31及第二液压泵32排出的工作油经由主操作阀34而向液压促动器供给。供给至液压促动器的工作油经由主操作阀34而向罐35排出。

主操作阀34具有斗杆用液控切换阀36、动臂用液控切换阀37、左行驶用液控切换阀38、右行驶用液控切换阀39及铲斗用液控切换阀40。斗杆用液控切换阀36控制向斗杆工作缸10的工作油的供给及排出。动臂用液控切换阀37控制向动臂工作缸9的工作油的供给及排出。左行驶用液控切换阀38控制向左行驶马达17的工作油的供给及排出。右行驶用液控切换阀39控制向右行驶马达16的工作油的供给及排出。铲斗用液控切换阀40控制向铲斗工作缸11的工作油的供给及排出。

斗杆用液控切换阀36、动臂用液控切换阀37、左行驶用液控切换阀38、右行驶用液控切换阀39及铲斗用液控切换阀40分别具有一对液控口p1、p2。根据供给至各液控口p1、p2的油的压力(液控压力)来控制各液控切换阀36～40。

通过操作第一操作杆装置41及第二操作杆装置42来控制施加于斗杆用液控切换阀36、动臂用液控切换阀37及铲斗用液控切换阀40的各液控口p1、p2的液控压力。通过操作图2所示的左右行驶操作杆22a、22b来控制施加于左行驶用液控切换阀38及右行驶用液控切换阀39的液控压力。操作员通过操作第一操作杆装置41及第二操作杆装置42来控制作业机5的动作及上部回旋体3的旋转动作。操作员通过操作左右行驶操作杆22a、22b来控制下部行驶体2的行驶动作。

第一操作杆装置41具有由操作员操作的第一操作杆44和第一液控压力控制阀41A、第二液控压力控制阀41B、第三液控压力控制阀41C及第四液控压力控制阀41D。与第一操作杆44的前后左右的四个方向对应地设置有第一液控压力控制阀41A、第二液控压力控制阀41B、第三液控压力控制阀41C、第四液控压力控制阀41D。

第二操作杆装置42具有由操作员操作的第二操作杆45和第五液控压力控制阀42A、第六液控压力控制阀42B、第七液控压力控制阀42C及第八液控压力控制阀42D。与第二操作杆45的前后左右的四个方向对应地设置有第五液控压力控制阀42A、第六液控压力控制阀42B、第七液控压力控制阀42C及第八液控压力控制阀42D。

第一操作杆44及第二操作杆45连接有用于操作作业机5用的液压工作缸9、10、11及回旋马达的驱动的、各自的液控压力控制阀41A～41D、42A～42D。在左右行驶操作杆22a、22b上连接有用于操作左右行驶马达16、17的驱动的、各自的液控压力控制阀。

第一液控压力控制阀41A具有第一泵端口X1、第一罐端口Y1和第一供排端口Z1。第一泵端口X1与泵流路51连接。第一罐端口Y1与罐流路52连接。泵流路51及罐流路52与存积工作油的罐35连接。在泵流路51设置有第三液压泵50。第三液压泵50为独立于上述的第一液压泵31及第二液压泵32的泵。但是，也可以取代第三液压泵50而使用第一液压泵31或者第二液压泵32。第一供排端口Z1与第一液控管路53连接。

第一液控压力控制阀41A根据第一操作杆44的操作而切换为输出状态和排出状态。第一液控压力控制阀41A在输出状态下使第一泵端口X1与第一供排端口Z1连通，而将与第一操作杆44的操作量对应的压力的工作油从第一供排端口Z1向第一液控管路53输出。此外，第一液控压力控制阀41A在排出状态下使第一罐端口Y1与第一供排端口Z1连通。

第二液控压力控制阀41B具有第二泵端口X2、第二罐端口Y2和第二供排端口Z2。第二泵端口X2与泵流路51连接。第二罐端口Y2与罐流路52连接。第二供排端口Z2与第二液控管路54连接。

第二液控压力控制阀41B根据第一操作杆44的操作而切换为输出状态和排出状态。第二液控压力控制阀41B在输出状态下使第二泵端口X2与第二供排端口Z2连通，而将与第一操作杆44的操作量对应的压力的工作油从第二供排端口Z2向第二液控管路54输出。此外，第二液控压力控制阀41B在排出状态下使第二罐端口Y2与第二供排端口Z2连通。

第一液控压力控制阀41A与第二液控压力控制阀41B成对，而与互为反向的第一操作杆44的操作方向对应。例如，第一液控压力控制阀41A与第一操作杆44的向前方向的操作对应，第二液控压力控制阀41B与第一操作杆44的向后方向的操作对应。第一液控压力控制阀41A与第二液控压力控制阀41B通过第一操作杆44的操作而被择一选择。当第一液控压力控制阀41A处于输出状态时，第二液控压力控制阀41B成为排出状态。当第一液控压力控制阀41A处于排出状态时，第二液控压力控制阀41B成为输出状态。

第一液控压力控制阀41A控制向动臂用液控切换阀37的第二液控口p2的工作油的供给及排出。第二液控压力控制阀41B控制向动臂用液控切换阀37的第一液控口p1的工作油的供给及排出。与第一操作杆44的操作对应地控制相对于动臂工作缸9的工作油的供给及排出，从而控制动臂工作缸9的伸长与收缩。由此，根据第一操作杆44的操作，来控制动臂6的向上升方向或者下降方向的动作。

动臂用液控切换阀37的第一液控口p1具有在进行使动臂6上升的动作时供给工作油的、作为动臂上升用液控口的功能。动臂用液控切换阀37的第二液控口p2具有在进行使动臂6下降的动作时供给工作油的、作为动臂下降用液控口的功能。

由液压传感器63来检测经由第一液控压力控制阀41A向第一液控管路53供给的液控压力。液压传感器63将与检测出的液控压力对应的作为电检测信号的压力信号P3输出至控制器20。此外，由液压传感器64来检测经由第二液控压力控制阀41B向第二液控管路54供给的液控压力。液压传感器64将与检测出的液控压力对应的作为电检测信号的压力信号P4输出至控制器20。

在将第一操作杆装置41及第二操作杆装置42与主操作阀34连接的液压路径中设置有中继区70。中继区70以包含多个比例电磁阀73～79的方式构成。比例电磁阀73设于第一液控管路53。液压传感器63设置在第一液控管路53内的、第一液控压力控制阀41A与比例电磁阀73之间。比例电磁阀74设于第二液控管路54。液压传感器64设置在第二液控管路54内的、第二液控压力控制阀41B与比例电磁阀74之间。比例电磁阀73、74被设置为用于根据第一操作杆44的操作而控制动臂6的上下动作。

控制器20根据液压传感器63检测出的第一液控管路53的液控压力来控制比例电磁阀73。液压传感器63具有检测根据第一操作杆44的操作而在第一液控压力控制阀41A与比例电磁阀73之间的第一液控管路53内产生的液压的、作为第一压力传感器的功能。控制器20根据由液压传感器63检测出的液压，向比例电磁阀73输出指令信号G3而调节其开度，由此使在第一液控管路53流动的工作油的流量变化而控制向动臂用液控切换阀37的第二液控口p2传递的液压。

控制器20根据由液压传感器63检测出的液压，来控制比例电磁阀73的开度，对比例电磁阀73输出指示动臂下降的指令信号。根据传递至第二液控口p2的液压的大小来调整使动臂6下降时的动臂6的速度。

而且，控制器20根据液压传感器64检测出的第二液控管路54的液控压力，来控制比例电磁阀74。液压传感器64具有检测根据第一操作杆44的操作而在第二液控压力控制阀41B与比例电磁阀74之间的第二液控管路54内产生的液压的、作为第二压力传感器的功能。控制器20根据由液压传感器64检测出的液压，向比例电磁阀74输出指令信号G4而调节其开度，由此使在第二液控管路54流动的工作油的流量变化而控制向动臂用液控切换阀37的第一液控口p1传递的液压。

控制器20根据由液压传感器64检测出的液压，来控制比例电磁阀74的开度，对比例电磁阀74输出指示动臂上升的指令信号。根据传递至第一液控口p1的液压的大小来调整使动臂6上升时的动臂6的速度。

在第二液控管路54设置有梭形滑阀80。梭形滑阀80具有两个入口端口与一个出口端口。梭形滑阀80的出口端口经由第二液控管路54而与动臂用液控切换阀37的第一液控口p1连接。梭形滑阀80的入口端口的一方经由第二液控管路54而与第二液控压力控制阀41B连接。梭形滑阀80的入口端口的另一方与泵流路55连接。

泵流路55从泵流路51分支。泵流路55的一端与泵流路51连接，泵流路55的另一端与梭形滑阀80连接。由第三液压泵50移送的工作油经由泵流路51而向第一操作杆装置41及第二操作杆装置42流动，此外，经由泵流路51、55而向梭形滑阀80流动。

梭形滑阀80为高压优先型的梭形滑阀。梭形滑阀80对与入口端口的一方连接的第二液控管路54内的液压和与入口端口的另一方连接的泵流路55内的液压进行比较，而选择高压侧的压力。梭形滑阀80将第二液控管路54和泵流路55中的高压侧的流路与出口端口连通，从而将在该高压侧的流路流动的工作油向动臂用液控切换阀37的第一液控口p1供给。

在泵流路55中设置有包含于中继区70的比例电磁阀75。比例电磁阀75为动臂上升强制介入用的阀。比例电磁阀75接收从控制器20输出的指令信号G5而调节其开度。控制器20无论由操作员进行的第一操作杆装置41的操作如何，都输出比例电磁阀75的指令信号G5而调节其开度，由此使在泵流路55中流动的工作油的流量变化，从而控制向动臂用液控切换阀37的第一液控口p1传递的液压。控制器20通过比例电磁阀75的开度调节来控制动臂6的强制的上升动作。

第三液控压力控制阀41C及第四液控压力控制阀41D具有与上述的第一液控压力控制阀41A及第二液控压力控制阀41B同样的结构。第三液控压力控制阀41C及第四液控压力控制阀41D与第一液控压力控制阀41A及第二液控压力控制阀41B同样地成对，通过第一操作杆44的操作而被择一选择。例如，第三液控压力控制阀41C与第一操作杆44的向左方向的操作对应，第四液控压力控制阀41D与第一操作杆44的向右方向的操作对应。

第三液控压力控制阀41C与泵流路51、罐流路52及第三液控管路56连接。第三液控压力控制阀41C控制向铲斗用液控切换阀40的第二液控口p2的工作油的供给及排出。第四液控压力控制阀41D与泵流路51、罐流路52及第四液控管路57连接。第四液控压力控制阀41D控制向铲斗用液控切换阀40的第一液控口p1的工作油的供给及排出。根据第一操作杆44的操作，控制相对于铲斗工作缸11的工作油的供给及排出，从而控制铲斗工作缸11的伸长与收缩。由此，根据第一操作杆44的操作，来控制铲斗8的向挖掘方向或者开放方向的动作。

由液压传感器66来检测经由第三液控压力控制阀41C而供给至第三液控管路56的工作油的压力(液控压力)。液压传感器66将与检测出的工作油的液控压力对应的压力信号P6向控制器20输出。比例电磁阀76设置在将第三液控压力控制阀41C与铲斗用液控切换阀40的第二液控口p2连接的第三液控管路56。控制器20根据由液压传感器66检测出的液压，向比例电磁阀76输出指令信号G6，来控制向铲斗用液控切换阀40的第二液控口p2传递的液压。根据向第二液控口p2传递的液压的大小，来调整使铲斗8沿挖掘方向移动时的铲斗8的速度。

由液压传感器67来检测经由第四液控压力控制阀41D而向第四液控管路57供给的工作油的压力(液控压力)。液压传感器67将与检测出的工作油的液控压对应的压力信号P7向控制器20输出。比例电磁阀77设置在将第四液控压力控制阀41D与铲斗用液控切换阀40的第一液控口p1连接的第四液控管路57。控制器20根据由液压传感器67检测出的液压，向比例电磁阀77输出指令信号G7，来控制向铲斗用液控切换阀40的第一液控口p1传递的液压。根据向第一液控口p1传递的液压的大小，来调整使铲斗8沿开放方向移动时的铲斗8的速度。

第五液控压力控制阀42A、第六液控压力控制阀42B、第七液控压力控制阀42C及第八液控压力控制阀42D具有与上述的第一液控压力控制阀41A、第二液控压力控制阀41B、第三液控压力控制阀41C、第四液控压力控制阀41D同样的结构。第五液控压力控制阀42A与第六液控压力控制阀42B成对，通过第二操作杆45的操作而被择一选择。第七液控压力控制阀42C与第八液控压力控制阀42D成对，通过第二操作杆45的操作而被择一选择。

例如，第五液控压力控制阀42A与第二操作杆45的向前方向的操作对应，第六液控压力控制阀42B与第二操作杆45的向后方向的操作对应，第七液控压力控制阀42C与第二操作杆45的向左方向的操作对应，第八液控压力控制阀42D与第二操作杆45的向右方向的操作对应。

第五液控压力控制阀42A与泵流路51、罐流路52及第五液控管路60连接。第六液控压力控制阀42B与泵流路51、罐流路52及第六液控管路61连接。根据经由第五液控压力控制阀42A而向第五液控管路60供给的工作油的压力及经由第六液控压力控制阀42B而向第六液控管路61供给的工作油的压力，来控制使上部回旋体3回旋的未图示的电动马达。该电动马达在第五液控管路60中供给有工作油的情况和第六液控管路61中供给有工作油的情况下，向相反方向旋转驱动。根据第二操作杆45的操作方向及操作量，来控制上部回旋体3的回旋方向与回旋速度。

第七液控压力控制阀42C与泵流路51、罐流路52及第七液控管路58连接。第七液控压力控制阀42C控制向斗杆用液控切换阀36的第一液控口p1的工作油的供给及排出。第八液控压力控制阀42D与泵流路51、罐流路52及第八液控管路59连接。第八液控压力控制阀42D控制向斗杆用液控切换阀36的第二液控口p2的工作油的供给及排出。根据第二操作杆45的操作，来控制相对于斗杆工作缸10的工作油的供给及排出，从而控制斗杆工作缸10的伸长与收缩。由此，根据第二操作杆45的操作，来控制斗杆7相对于动臂6进行相对旋转的动作。

由液压传感器68来检测经由第七液控压力控制阀42C而向第七液控管路58供给的工作油的压力(液控压力)。液压传感器68将与检测出的工作油的液控压力对应的压力信号P8向控制器20输出。比例电磁阀78设置在将第七液控压力控制阀42C与斗杆用液控切换阀36的第一液控口p1连接的第七液控管路58。控制器20根据由液压传感器68检测出的液压，向比例电磁阀78输出指令信号G8，来控制向斗杆用液控切换阀36的第一液控口p1传递的液压。根据向第一液控口p1传递的液压的大小，来调整使斗杆7沿伸展方向、即斗杆7从上部回旋体3分离的方向移动时的斗杆7的速度。

由液压传感器69来检测经由第八液控压力控制阀42D而向第八液控管路59供给的工作油的压力(液控压力)。液压传感器69将与检测出的工作油的液控压力对应的压力信号P9向控制器20输出。比例电磁阀79设置在将第八液控压力控制阀42D与斗杆用液控切换阀36的第二液控口p2连接的第八液控管路59。控制器20根据由液压传感器69检测出的液压，向比例电磁阀79输出指令信号G9，来控制向斗杆用液控切换阀36的第二液控口p2传递的液压。根据向第二液控口p2传递的液压的大小，来调整使斗杆7沿弯曲方向、即斗杆7向上部回旋体3接近的方向移动时的斗杆7的速度。

第一操作杆44及第二操作杆45的操作方向与作业机5的动作及上部回旋体3的旋转动作的对应关系也可以成为能够将设定切换成所希望的模式。例如，第一液控压力控制阀41A和第二液控压力控制阀41B可以与第一操作杆44的向前后方向的操作分别对应，也可以与向左右方向的操作分别对应。

以下说明使用具备以上的结构的液压挖掘机1的平整土地作业。图5为使用液压挖掘机1的平整土地作业中的、作业机5的对位前的简略图。图6为使用液压挖掘机1的平整土地作业中的、作业机5的对位后的简略图。图5、图6所示的设计面S表示按照被预先保存在控制器20(图4)中的施工设计数据的、作为目标的地形。控制器20根据施工设计数据与作业机5的当前位置信息，来控制作业机5。

在从图5所示的作业机5存在于设计面S的上方的状态起将铲斗8的刃尖8a与设计面S对位的情况下，操作作业机5的操作员进行将第一操作杆44向第一液控压力控制阀41A侧持续操作而使动臂6下降的操作。根据该操作员的操作，如图5中的箭头所示，动臂6下降，铲斗8的刃尖8a接近设计面S。

为了避免铲斗8的刃尖8a向比设计面S靠下方移动而造成铲斗8的刃尖8a陷入设计面S，进行在刃尖8a与设计面S接触的位置使作业机5的动作自动停止的控制。控制器20在铲斗8的刃尖8a欲向比设计面S靠下方移动时，执行使动臂6自动停止的停止控制，从而避免铲斗8的刃尖8a低于设计面S。此时，控制器20输出减少比例电磁阀73的开度的指令信号G3。由此，处于开状态的比例电磁阀73成为全闭状态。如此，如图6所示，进行铲斗8的刃尖8a的向设计面S的对位。

第一液控管路53与动臂用液控切换阀37的第二液控口p2连接，具有作为动臂下降用液控管路的功能。第二液控管路54及泵流路55经由梭形滑阀80而与动臂用液控切换阀37的第一液控口p1连接，具有作为动臂上升用液控管路的功能。设置在第一液控管路53的比例电磁阀73具有作为动臂用比例电磁阀的功能。设置在第二液控管路54的比例电磁阀74具有作为动臂上升用比例电磁阀的功能。设置在泵流路55的比例电磁阀75具有作为动臂上升用比例电磁阀的功能。

需要说明的是，第二液控管路54及泵流路55均具有作为动臂上升用液控管路的功能。更详细地讲，第二液控管路54作为动臂通常上升用液控管路而发挥功能，泵流路55作为动臂强制上升用液控管路而发挥功能。此外，比例电磁阀74能够表现为动臂通常上升用比例电磁阀，比例电磁阀75能够表现为动臂强制上升用比例电磁阀。

液压传感器63对根据第一操作杆44的操作而在第一液控压力控制阀41A与比例电磁阀73之间的第一液控管路53内产生的液压进行检测。控制器20根据由液压传感器63检测出的液压，向比例电磁阀73输出指令信号G3，来控制比例电磁阀73的开度。液压传感器64对根据第一操作杆44的操作而在第二液控压力控制阀41B与比例电磁阀74之间的第二液控管路54内产生的液压进行检测。控制器20根据由液压传感器64检测出的液压，向比例电磁阀74输出指令信号G4，来控制比例电磁阀74的开度。控制器20向比例电磁阀75输出指令信号G5，来控制比例电磁阀75的开度。

图7为表示应用本发明前的液压挖掘机1的动臂下降指令时的电流的变化的曲线图。图7中的两个曲线图的横轴均表示时间。图7中的下侧的曲线图的纵轴表示控制器20在传送指令信号G3时相对于比例电磁阀73输出的电流，将其称为动臂下降EPC电流。比例电磁阀73是电流值为零时的开度为零(全闭)、开度与电流值的增加相对应地连续增大的规格的阀。图7中的上侧的曲线图的纵轴表示铲斗8的刃尖8a与设计面S之间的距离。

如图7中的上侧的曲线图所示，通过操作员的动臂下降操作，从时刻零起随着时间经过，铲斗8的刃尖8a与设计面S的距离减少。控制器20计算铲斗8的刃尖8a与设计面S之间的距离。当铲斗8的刃尖8a到达设计面S而使得刃尖8a与设计面S之间的距离成为零时，如图7中的下侧的曲线图所示，动臂下降EPC电流的值成为零，动臂6的下降动作自动停止。

此时，操作液压挖掘机1的操作员将第一操作杆44向动臂下降侧持续操作至作业机5自动停止。而且，操作员以随着铲斗8的刃尖8a接近设计面S而使作业机5的移动速度变小的方式逐渐减小第一操作杆44的倾斜角度，从而来减小动臂下降EPC电流。由此，能够实现铲斗8的刃尖8a向设计面S的精密的对位并且能缓和动臂6自动停止时的冲击。

当在设计面S将动臂6自动停止的控制起作用时，作业机5相对于液压挖掘机1的作业车辆主体移动的相对速度急剧变化，因此液压挖掘机1的作业车辆主体发生摇动。由于该摇动，如图7中的上侧的曲线图所示，铲斗8的刃尖8a与设计面S之间的距离再次增加。当通过自动控制使得作业机5停止后操作员仍将第一操作杆44向动臂下降侧持续操作时，在因作业车辆主体的摇动而使得刃尖8a从设计面S暂时向上方离开的瞬间执行动臂下降。其结果为，如图7中的上侧的曲线图所示，在作业车辆主体的摇动结束后，刃尖8a侵入设计面S。

本实施方式的液压挖掘机1是为了解决该现象而完成的。图8为表示实施方式的液压挖掘机1中的动臂下降指令时的电流的变化的曲线图。图8中的两个曲线图的横轴均表示时间。图8中的下侧的曲线图的纵轴与图7同样地表示动臂下降EPC电流。图8中的上侧的曲线图的纵轴与图7同样地表示铲斗8的刃尖8a与设计面S之间的距离。

比较图8中的下侧的曲线图与图7中的下侧的曲线图，在图8所示的本实施方式的液压挖掘机1中，在动臂6下降时，控制器20相对于比例电磁阀73输出的电流值的增加变得平缓，电流值从零平缓增加。如图8中的下侧的曲线图所示，在本实施方式的液压挖掘机1中，控制器20相对于比例电磁阀73输出指示开度增加的指令信号时的每单位时间的电流的增加量小于控制器20相对于比例电磁阀73输出指示开度减少的指令信号时的每单位时间的电流的减少量。

图9为表示本实施方式的液压挖掘机1中的动臂上升指令时的电流的变化的曲线图。图9中的曲线图的横轴表示时间。图9中的曲线图的纵轴表示控制器20在传送指令信号G4或者G5时相对于比例电磁阀74或者比例电磁阀75输出的电流，将其称为动臂上升EPC电流。使图8中的下侧的曲线图与图9中的曲线图的纵轴及横轴两方的比例尺相同。

比较图9中的曲线图与图8中的下侧的曲线图，在本实施方式的液压挖掘机1中，控制器20相对于比例电磁阀73输出指示开度增加的指令信号时的每单位时间的电流的增加量小于控制器20相对于比例电磁阀74、75输出指示开度增加的指令信号时的每单位时间的电流的增加量。

说明每单位时间的电流的增加量。图10为表示增加比例电磁阀的开度时的电流值的增加的曲线图。如图10所示，将在某时刻t1向比例电磁阀输出的EPC电流的值设为i1，将在时刻t1以后的某时刻t2向比例电磁阀输出的EPC电流的值设为i2。在i2＞i1的关系成立且时刻t2的EPC电流的值与时刻t1的EPC电流的值相比增加的情况下，每单位时间的电流的增加量为用EPC电流的增加量除以从时刻t1至时刻t2的时间而得到的值。

如上，每单位时间的电流的增加量通过以下的式来计算。

(每单位时间的电流的增加量)＝(i2i1)/(t2t1)

说明每单位时间的电流的减少量。图11为表示减少比例电磁阀的开度时的电流值的减少的曲线图。如图11所示，将在某时刻t3向比例电磁阀输出的EPC电流的值设为i3，将在时刻t3以后的某时刻t4向比例电磁阀输出的EPC电流的值设为i4。在i3＞i4的关系成立且时刻t4的EPC电流的值与时刻t3的EPC电流的值相比减少的情况下，每单位时间的电流的减少量为用EPC电流的减少量除以从时刻t3至时刻t4的时间得到的值。

如上，每单位时间的电流的减少量通过以下的式来计算。

(每单位时间的电流的减少量)＝(i3i4)/(t4t3)

接下来，说明本实施方式的作用效果。

根据本实施方式，如图8所示，当动臂6下降时，控制器20相对于比例电磁阀73输出的电流值从零平缓增加。图8所示的动臂下降EPC电流并非以阶梯函数状急剧增加，而是随着时间的经过逐渐增加。动臂下降EPC电流相对于时间具有梯度地增加。控制器20在比例电磁阀73的开度增加时，执行使动臂下降EPC电流的增加在时间上延迟输出的控制，以使得比例电磁阀73的开度相对于时间的经过顺畅地增大。

比较图7所示的应用本发明前的曲线图与图8所示的本实施方式的曲线图，就电流值从零值起增加到达相同值的时间而言，本实施方式更长。通过将增大动臂下降EPC电流时的增幅率减小，从而将打开比例电磁阀73时的电流的增加率相对减小，由此比例电磁阀73的灵敏度降低，比例电磁阀73的开阀速度变小。

比例电磁阀73具有在从全闭状态增加开度的情况下当电流值从零增加至规定阈值时开始开动作的规格。比例电磁阀73也可以为动臂下降EPC电流增加至额定电流的40％时开始开动作的规格。对于这种规格的比例电磁阀73，控制器20输出平缓增加的电流值。由此，能够使动臂6的下降动作相对于操作员的操作的响应速度降低。

例如，以在图8所示的动臂下降EPC电流增加的时间内电流值不增加至动臂6开始移动的规定阈值的方式设定动臂下降EPC电流的每单位时间的增加量即可。需要说明的是，动臂下降EPC电流增加的时间能够在确定作业车辆的摇动的周期之后，根据该周期求出。

由此，即使因作业车辆主体的摇动造成铲斗8的刃尖8a暂时从设计面S分离，动臂6也不会移动，而能够维持作业机5相对于作业车辆主体的相对位置。由于能够抑制发生作业车辆主体的摇动时再次执行动臂下降，因此能够防止因铲斗8的刃尖8a位于比设计面S靠下方造成的向设计面S的侵入。

而且，如图8所示，控制器20相对于比例电磁阀73输出指示开度增加的指令信号时的每单位时间的电流的增加量小于控制器20相对于比例电磁阀73输出指示开度减少的指令信号时的每单位时间的电流的减少量。对向比例电磁阀73输出的电流值增加时和向比例电磁阀73输出的电流值减少时进行比较，就电流值以相同的差量变化所需的时间而言，电流值增加时更长。比例电磁阀73的开度每单位时间增加的比例小于比例电磁阀73的开度每单位时间减少的比例。

通过减小将比例电磁阀73打开时的电流的增加率，如上所述，能够防止作业机5对设计面S的侵入。另一方面，与将比例电磁阀73打开时的电流的增加率相比，通过相对增大将比例电磁阀73关闭时的电流的减少率，使得比例电磁阀73的闭阀速度相对增大。

在自动控制中，将比例电磁阀73关闭的情况相当于铲斗8的刃尖8a充分靠近设计面S而已经不需要动臂6的下降指令的情况。在该情况下，优选将继续进行动臂6的下降动作的时间缩短而迅速停止动臂6的下降动作。通过相对增大比例电磁阀73的闭阀速度，能够使动臂6的下降动作迅速停止，因此能够更可靠地避免对设计面S进行过度的下挖。由此，能够提高使用液压挖掘机1实施使地面平整的作业时的效率及质量。

而且，如图8、图9所示，控制器20相对于比例电磁阀73输出指示开度增加的指令信号时的每单位时间的电流的增加量小于控制器20相对于比例电磁阀74、75输出指示开度增加的指令信号时的每单位时间的电流的增加量。当向比例电磁阀73与比例电磁阀74、75各自输出的电流值增加时，比较电流值从零值起增加而到达相同值的时间，比例电磁阀73花费更长的时间。比例电磁阀73的开度每单位时间增加的比例小于比例电磁阀74、75的开度每单位时间增加的比例。

通过减小将比例电磁阀73打开时的电流的增加率，如上所述，能够防止作业机5向设计面S的侵入。另一方面，比较将比例电磁阀73打开时的电流的增加率，通过相对增大将比例电磁阀74、75打开时的电流的增加率，使得比例电磁阀74、75的开阀速度相对增大。通过增大比例电磁阀74、75的灵敏度，当操作员进行动臂上升操作时，能够将动臂6迅速上升。

当过度减小将比例电磁阀73的开度增加时的电流的增加率，对操作员的操作的响应性降低。因此，操作员操作第一操作杆44后到动臂6进行动作需要花费时间，从而可能对操作员施加有感到动臂6的动作迟钝的压力。由此，期望在对手动操作时的作业机5的动作的响应性不带来影响的范围内减小将比例电磁阀73的开度增加时的电流的增加率。增加比例电磁阀73的开度时的电流的增加率例如设定在减少比例电磁阀73的开度时或者增加比例电磁阀74、75的开度时的、电流变化率的1/100倍以上1/2倍以下的范围内。

应当认为本次公开的实施方式的全部内容为示例而并非对本发明进行限定的内容。本发明的范围由权利要求示出而并不是由上述说明示出，包含与权利要求等同意义以及范围内的所有变更。

符号说明

1 液压挖掘机，2 下部行驶体，3 上部回旋体，4 驾驶室，5 作业机，6 动臂，7 斗杆，8 铲斗，8a 刃尖，9 动臂工作缸、20 控制器，34 主操作阀，35 罐，37 动臂用液控切换阀，41 第一操作杆装置，41A～41D、42A～42D 液控压力控制阀，42 第二操作杆装置，44 第一操作杆，45 第二操作杆，50 第三液压泵，51、55 泵流路，52 罐流路，53、54、56～61 液控管路，63、64、66～69 液压传感器，70 中继区，73～79 比例电磁阀，80 梭形滑阀，G3～G9 指令信号，P3、P4、P6～P9 压力信号，S 设计面，p1 第一液控口，p2 第二液控口。

Claims (5)

1.一种液压挖掘机，其具备：

动臂；

动臂用液控切换阀，其具有动臂下降用液控口，对所述动臂进行动作控制；

动臂下降用液控管路，其与所述动臂下降用液控口连接；

操作杆，其用于供操作员操作，

所述液压挖掘机的特征在于，该液压挖掘机还具备：

动臂下降用比例电磁阀，其设于所述动臂下降用液控管路；

第一压力传感器，其检测在所述操作杆与所述动臂下降用比例电磁阀之间的所述动臂下降用液控管路产生的压力；

控制器，其根据由所述第一压力传感器检测出的压力来控制所述动臂下降用比例电磁阀的开度，

所述控制器使相对于所述动臂下降用比例电磁阀输出的电流值从零平缓增加。

2.如权利要求1所述的液压挖掘机，其中，

所述控制器相对于所述动臂下降用比例电磁阀输出指示开度增加的指令信号时的每单位时间的电流的增加量小于所述控制器相对于所述动臂下降用比例电磁阀输出指示开度减少的指令信号时的每单位时间的电流的减少量。

3.如权利要求1或权利要求2所述的液压挖掘机，其中，

所述动臂用液控切换阀还具有动臂上升用液控口，

所述液压挖掘机还具备：

动臂上升用液控管路，其与所述动臂上升用液控口连接；

动臂上升用比例电磁阀，其设于所述动臂上升用液控管路；

第二压力传感器，其检测在所述操作杆与所述动臂上升用比例电磁阀之间的所述动臂上升用液控管路产生的压力，

所述控制器根据由所述第二压力传感器检测出的压力来控制所述动臂上升用比例电磁阀的开度，

所述控制器相对于所述动臂下降用比例电磁阀输出指示开度增加的指令信号时的每单位时间的电流的增加量小于所述控制器相对于所述动臂上升用比例电磁阀输出指示开度增加的指令信号时的每单位时间的电流的增加量。

4.如权利要求1或权利要求2所述的液压挖掘机，其中，

该液压挖掘机还具备具有刃尖的铲斗，

所述控制器以使所述刃尖的位置不低于施工设计数据的位置的方式控制所述动臂。

5.如权利要求1或权利要求2所述的液压挖掘机，其中，

所述控制器经由卫星通信而与外部之间收发信息。