CN1064427C - 建筑机械用的限定区域挖掘控制系统 - Google Patents

Abstract

预先设定一个前部装置1A可在其中移动的区域。当把作业方式选择开关20接通，并且前部设置在设定区内接近其边界线时，利用通过减小从控制杆单元4a-4c输入的操作信号得到的信号，而当使作业方式选择开关20被断开时，实际上利用这些操作信号，使前部装置的预期速度矢量受到调整，使得它沿着朝向设定区边界线方向的分量被减小。当前部装置在设定区外边时，使预期速度矢量受到调整，以使前部装置返回设定区。于是，可以有效地和平稳地在一个被限定的区域内进行挖掘，并且操作者可以按其意愿选择准确性优先作业方式和速度优先作业方式中的一种。

Description

建筑机械用的限定区域挖掘控制系统

本发明涉及一种建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，具体地说，涉及一种装备于建筑机械，如液压挖掘机的限定区域挖掘控制系统，所述液压挖掘机具有成多节的前部装置，并能在限制该前部装置可动范围情况下进行挖掘。

液压挖掘机被公知为一种有代表性的建筑机械。液压挖掘机由前部装置和主体构成，其中前部装置包括一个悬臂、一个吊杆和一个挖斗，它们各自可在竖直方向上枢轴转动，主体则包括上部结构和底架。前部装置悬臂的底端被支承在上部结构的前部，这种液压挖掘机中包含悬臂的各前部构件由相应的手动操纵杆操纵。但是由于各前部构件通过绞接轴互相连接，以便枢轴转动，所以很难实现在预定范围内的挖掘作业。由于上述原因，JP-A-4-136324提出一种有助于这种挖掘作业的限定区域挖掘控制系统。所提出的限定区域挖掘控制系统包括测定前部装置姿态的机构；根据该测定机构的信号计算前部装置位置的机构；认识禁止所述前部装置入内的禁止进入区的机构；杠杆进给量计算机构，它用来确定前部装置的位置与认识禁止进入区的边界线之间的距离d，然后输出被一个与d有关的函数相乘的杠杆操作信号的乘积，当距离d大于一个确定值时，该函数取1值，当距离d小于该确定值时，该函数取0和1之间的值；以及用来根据杠杆进给量计算机构的信号控制传动机构运动的传动机构控制装置。采用所提出的系统的结构，由于杠杆的操作信号受到制约，与到禁止进入区的边界线有关，即使是操作者错误地企图将挖斗的前端移入禁止进入区时，挖斗的前端也会自动地平稳停在所述边界线处，或者对于挖斗前端向着所述边界线的移动，操作者可以注意接近所述禁止进入区，根据前部装置速度的降低判断并收回挖斗的前端。

然而，前述相关技术具有如下的问题。

采用JP-A-4-136324所公开的相关技术，由于杠杆进给量计算机构对传动机构控制装置输出杠杆动作信号直接被与d有关的函数乘的乘积，当挖斗前端接近禁止进入区边界线时，挖斗前端渐渐被缓慢地降下，并停在所述禁止进入区边界线处。所以，能够避免操作者试图将挖斗前端移入禁止进入区时另外将产生的冲击。但是，这种相关技术被设计成用来降低所述挖斗前端的速度，以致总是要把这种速度降至与挖斗前端移动的方向无关。因此，在沿着禁止进入区边界线进行挖掘的情况下，当随着吊杆的动作，挖斗前端接近禁止进入区时，也使得沿禁止进入区边界线方向挖掘的速度被降低。这就要求操作者控制悬臂杠杆，每次降低挖掘速度都要移动挖斗前端，使之离开禁止进入区，以避免挖掘速度的下降。结果，当沿着禁止进入区进行挖掘时，就使工作效率极为受损。另一方面，要提高工作效率，就必须在离开禁止进入区的一定距离处进行挖掘，这就造成不能挖掘预定的区域。

本发明的第一个目的是要提供一种建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，采用本系统可以有效地、平稳地进行在限定区域内的挖掘。

本发明的第二个目的是要提供一种建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，采用本系统，即使在操作机构突然被操作时，也能准确地进行在限定区域内的挖掘。

本发明的第三个目的是要提供一种建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，采用本系统，当在限定区域内进行挖掘时，操作者可以随其自己的意思选择准确性优先作业方式和速度优先作业方式中的一种。(1)为实现上述第一和第二目的，按照本发明，一种建筑机械用的限定区域挖掘控制系统包括：多个被驱动的部件，它们包含多个前部组件，构成一个多节的前部装置，并在竖直方向上可枢轴转动；多个液压传动机构，分别驱动多个被驱动的部件；多个操纵机构，用来指挥多个被驱动部件的动作；以及多个按照来自多个操纵机构的动作信号被驱动的液压控制阀门，用来控制送到多个液压传动机构的液压流体的流速。本控制系统还包括：区域设定机构，用来设定前部装置的可动范围；第一检测装置，用来检测与前部装置的位置及姿态有关的状态变化；第一计算装置，用来根据第一检测装置的信号计算前部装置的位置及姿态；第一信号调整机构当所述前部装置接近设定区域的边界线时，用来根据第一计算装置算得的值至少调整在多个操纵机构中与第一特定前部组件相关的操纵机构的操作信号，以减小该操作信号；第二信号调整机构，至少根据由第一信号调整机构减小的操作信号及由第一计算装置算得的值用以计算控制前部装置的速度，并根据所述用于控制的速度至少调整在多个操纵机构中与第二特定前部组件相关的操纵机构的操作信号，以使前部装置在设定区内沿着向着设定区域边界线方向的移动速度降低。

在有如上述构成的本发明中，第二信号调整机构调整与第二特定前部组件相关的操纵机构的操作信号，使前部装置在设定的区域内沿着向着设定区域边界线的方向的移动速度降低。类似于JP-A-6-92367和JP-A-6-92368为优先权的作为国际申请提出的基本发明PCT／JP9S／00843，实行方向改变的控制，用以减慢前部装置沿着向着设定区边界线的方向的移动，使前部装置能够沿着设定区域的边界线移动。结果，可以有效地和平稳地实现在限定区域内的挖掘。

由于在上面引证的基本发明中方向改变的控制是作为速度控制来实现的，如果对前部装置的操作信号是非常的大，或者如果突然操作所述操纵机构，则由于控制过程中响应的滞后，如液压回路的延迟、前部装置的惯性力等等，就可能使前部装置离开所设定的区域。

在本发明中，根据操纵机构的操作信号进行方向改变控制的计算，所述操作信号已受到第一信号调整机构调整而被减小。因此，即使对前部装置的操作信号非常大，也使前部装置的移动减小；而且即使突然操作所述操纵机构，也能使所述前部装置慢慢地开始移动。因此，在任何情况下，使控制过程中响应滞后的影响被减轻，并抑制前部装置惯性的影响。于是，能够减少前部装置伸出所设定区域的量，并能准确地沿设定区域的边界线移动前部装置。(2)为实现上面的第三目的，按照本发明，上面(1)中的控制系统还包括作业方式选择机构，用以选择是否使来自操纵机构的操作信号受到第一信号调整机构调整而被减小，当此作业方式选择机构工作，选择不受第一信号调整机构调整时，该第一信号调整机构不调整所述操作信号，同时第二信号调整机构至少根据此来受调整的信号及第一计算装置算得的值计算用来控制前部装置的速度，并根据该控制速度至少调整在多个操纵机构中与第二特定前部组件相关的操纵机构的操作信号，使得沿着向着设定区域边界线方向的移动速度降低。

由于这一特征，根据所述作业方式选择机构选择的方式实现用第一信号调整机构的操作信号调整，并根据选择的结果实现方向改变的控制。

当利用已受到第一信号调整机构调整的操作信号实现方向改变的控制时，由于即使操作者想要快速移动前部装置，前部装置的快速移动也受到抑制，所以作业效率可能要下降。在本发明中，当作业方式选择机构选择操作信号受第一信号调整机构调整时，可像上面所说的那样，使前部装置以小的伸出到设定区域以外的量移动，而当作业方式选择机构不选操作信号受第一信号调整机构调整时，则实际上利用操纵机构的操作信号实现方向改变控制。因此，可以根据操作信号的大小移动前部装置，而不会降低工作效率。

于是，采用本发明，当把挖掘作业控制在限定的区域内时，操作者可依自己的意愿按照从准确性优先作业方式(其中前部装置伸长设定区域的量比较小)和速度优先作业方式(其中可使前部装置快速移动)中选出的最佳方式进行作业。(3)在上面的(1)或(2)中，第一信号调整机构最好包括用来调整来自与第一特定前部组件相关的操纵机构的操作信号的机构，以便减小该操作信号，使得随着前部装置与设定区域边界线之间的距离减小，该操作信号减小一个较大的量。

通过如此调整所述操作信号，即使以非常高的速度移动前部装置，所述前部装置的移动速度也随着该前部装置接近设定区域的边界线而被降低。因此，使控制过程中响应滞后的影响被减小，也使前部装置惯性的影响受到抑制，使前部装置能够平稳地沿着设定区域的边界线移动。另外，由于前部装置的移动速度随其接近设定区域的边界线而降低，因而，当前部装置靠近设定区域的边界线时，它能够平稳地工作，而不会突然改变作业的感觉。(4)在上面的(3)中，第一信号调整机构最好还包括用来调整从与第一特定前部组件相关的操纵机构输入的的操作信号的机构，以便随着第一特定前部组件与设定区域的边界线之间形成的角减小，使该操作信号减小一个比较大的量。

通过如此调整所述操作信号，由于前部装置的移动速度随其延伸到较远的位置而减慢，所以该前部装置在它延伸较远(前部装置差不多离开所设定的区域)的情况下能够更加平稳地沿着设定区域的边界线移动。(5)在上面的(1)或(2)中，第一信号调整机构最好还包括用来调整来自与第一特定前部组件相关的操纵机构的操作信号的机构，以便通过对所述操作信号进行低通滤波处理减小该操作信号。

通过如此调整所述操作信号，使通过低通滤波处理减小该信号，当操纵机构突然受到操作时，在操作信号上升阶段，该信号被减小。因此，正如前述特点那样，即使操纵机构突然受到操作，前部装置也能慢慢开始移动，使控制过程中响应滞后的影响减小，也使前部装置惯性的影响受到抑制。(6)在上面的(1)或(2)中，其中至少在多个操纵机构中与第一和第二特定前部组件相关的操纵机构是液压导引型的，它输出导引压力作为操作信号，而且一个包含液压导引型操纵机构的操作系统驱动相应的液压控制阀，所述控制系统还包括第二检测装置，用于检测与第一特定前部组件相关的操纵机构的输入量，并且第一信号调整机构包括输入来自第二检测装置的输入信号及由第一计算装置算得的值的第二计算装置，用以在前部装置于设定区内接近边界线时，根据第二检测装置的信号计算导引压力的极限值，还有第一导引压力控制机构，用来控制从相应的操纵装置传送的导引压力，使加给液压控制阀的导引压力不超过所述极限值。

由于这种特点，在带液压导引型操纵机构的操纵系统情况下，当前部装置接近设定区的边界线时，第一信号调整机构还可以调整并减小与第一特定前部组件相关的操纵机构的操作信号(导引压力)。(7)在上面的(6)中，所述操纵系统最好包括第一导引管线，用以将导引压力引到与第一特定前部组件相关的液压控制阀，而且第一导引压力控制机构包括用于输出相应于所述导引压力极限值的电信号的装置，还有被布置在第一导引管线中并由所述电信号驱动的第一电力-液压转换装置。(8)在上面的(6)中，所述控制系统最好还包括第三检测装置，用来检测由第一导引压力控制机构控制的导引压力，而且第二信号调整机构包括第三计算装置，用于根据来自第三检测装置的信号计算加给与第二特定前部组件相关的液压控制阀的导引压力，还有第二导引压力控制机构，用来控制从相应的操纵装置传送的导引压力，使得产生由第三计算装置算得的导引压力。(9)在上面的(8)中，所述操纵系统最好包括第二导引管线，用以将导引压力引到与第二特定前部组件相关的液压控制阀，而且第二导引压力控制机构包括：用于输出相应于第三计算装置算得的导引压力的电信号的装置；被所述电信号驱动的第二电力-液压转换装置，它用来传送所述导引压力；还有被布置在第二导引管线内的装置，用来从与第二特定前部组件相关的操纵机构传送的导引压力及从第二电力-液压转换装置传送的导引压力中选择较高的一种。(10)在上面的(1)或(2)中，第一特定前部组件最好包括液压挖掘机的至少一个吊杆，第二特定前部组件包括该液压挖掘机的至少一个悬臂。

图1是表示本发明第一实施例建筑机械用的限定区域挖掘系统以及其液压驱动系统的图解；

图2是表示一种应用本发明的液压挖掘机设备以及该挖掘机周围一个设定区域形状的示意图；

图3是表示设定坐标系方法和第一实施例限定区域挖掘控制中所用区域的示意图；

图4是表示第一实施例中设定区域一个实例的示意图；

图5是表示一个控制单元中执行的控制步骤流程图；

图6是一个表示第一实施例在减速区和复位区内一种调整预期速度矢量方法的图示；

图7是表示从挖斗前端到设定区域边界线的距离与时间常数之间关系的曲线；

图8是表示从挖斗前端到设定区域边界线的距离与减小因数之间关系的曲线；

图9是表示杠杆信号减小控制细节的流程图；

图10是一个表示通过低通滤波处理操纵杆输入变化的图示；

图11是表示从挖斗前端到设定区域边界线的距离与减小矢量因数之间关系的曲线；

图12是表示在方向改变控制下挖斗前端移动所沿路径的一个实例的图解；

图13是表示从挖斗前端到设定区域边界线的距离与复位矢量之间关系的曲线；

图14是表示在复位控制下挖斗前端移动所沿路径的一个实例的图解；

图15是表示本发明第二实施例建筑机械用的限定区域挖掘系统以及其液压驱动系统的图解；

图16是表示液压操纵型控制杆单元细节的示意图；

图17是表示控制单元控制功能的功能方框图；

图18是表示补偿倾斜角方法的示意图；

图19是表示操纵杆减速控制部分执行的控制步骤细节的流程图；

图20是表示导引压力与流速控制阀的输液速率之间关系的图解；

图21是表示方向改变控制部分执行的处理步骤流程图；

图22是表示从挖斗前端到设定区域边界线的距离Ya与方向改变控制部分中因数h之间关系的曲线；

图23是表示方向改变控制部分执行的另一个处理步骤流程图；

图24是表示距离Fa与函数Vcyf=f(Ya)之间关系的曲线；

图25是表示复位控制部分执行的处理步骤流程图；

图26是表示本发明第三实施例建筑机械用的限定区域挖掘系统以及其液压驱动系统的图解；

图27是表示控制单元控制功能的功能方框图；

图28是表示在挖斗前端速度极限值被确定之后，从挖斗前端到设定区域边界线的距离与所采用的挖斗前端速度极限值之间关系的曲线；

图29是表示挖斗前端在设定区内、在设定区的边界线上和在设定区外情况时，由悬臂调整挖斗前端速度的操作区别的图示；

图30是表示杠杆信号减小控制计算部分执行的处理步骤流程图；

图31是表示杠杆信号减小控制转换部分执行的处理步骤流程图。

以下参照各附图描述用于液压挖掘机的本发明的几个实施例。

首先将参照图1至10说明本发明的第一实施例；

图1中，应用本发明的液压挖掘机包括：液压泵2；由来自液压泵2的液压流体驱动的多个液压传动机构，它们包括悬臂油缸3a、吊杆油缸3b、挖斗油缸3c、回转电机3d和左右轨道电机3e、3f；分别相应于液压传动机构3a-3f被设置的多个控制杆单元14a-14f；连接在液压泵2与多个液压传动机构3a-3f之间的多个流速控制阀门15a-15f，所述各流速控制阀门受到来自控制杆单元14a-14f的相应操作信号Sa-Sf的控制，以控制送到液压传动机构3a-3f的液压流体的相应流速；以及一个减压阀6，当液压泵2与流速控制阀门15a-15f之间的压力超过预定值时，将其打开。上述组件共同组成液压驱动系统，用来驱动液压挖掘机的驱动组件。本实施例中的控制杆单元14a-14f为电气杠杆型的，输出电信号，作为操作信号Sa-Sf。流速控制阀门15a-15f的相对端部有电力-液压转换装置，如包括比例电磁阀的螺线管驱动部分30a、30b-35a、35b，而且，与输入的大小及操作者沿其操纵控制杆单元14a-14f的方向有关的电信号Sa-Sf被送至流速控制阀门15a-15f的螺线管驱动部分30a、30b-35a、35b。

如图2所示，液压挖掘机由一个多节前部装置1A和一个主体1B组成，所述前部装置包括悬臂1a、吊杆1b和挖斗1c，它们每个都能在竖直方向上枢轴地转动，所述主体包括上部结构1d和底架1e。前部装置1A的悬臂1a在其基端被支撑于所述上部结构1d的前部。悬臂1a、吊杆1b、挖斗1c、上部结构1d和底架1e用为被驱动部件，它们分别被悬臂油缸3a、吊杆油缸3b、挖斗油缸3c、回转电机3d和左右轨道电机3e、3f驱动。这些被驱动部件按照控制杆单元14a-14f的指令工作。

本实施例的限定区域挖掘控制系统被装备在如上述结构的液压挖掘机中。所述控制系统包括：设定装置7，用来给出指令，以设定一个挖掘区域，所述前部装置的预定部分，如挖斗1c的前端可按事先预定的作业程序在该区域内移动；作业方式转换开关20，用来选择速度优先作业方式或准确性优先作业方式；角度传感器8a、8b、8c分别装配在悬臂1a、吊杆1b和挖斗1c的枢轴处，用以随着相对于前部装置1A的位置和姿态的状态变化检测它们的转角；控制单元9A用来接收来自控制杆单元14a-14f的操作信号Sa-Sf、来自设定装置7的工作过程安排信号、来自作业方式转换开关20的选择信号，以及来自角度传感器8a、8b、8c的检测信号，设定挖斗1c的前端可以在其中移动的挖掘区域，并调整操作信号Sa-Sf。

设定装置7包括装配在控制板或手柄上的控制结构，如开关，用以将工作过程安排信号输出给控制单元9A，以指示挖掘区域的设定。可将其它适宜的辅助装置，如显示装置装设在控制板上。作为一种选择，可采用任何其它适宜的方法，如用IC卡、条形码、激光器和无线电通信等指示挖掘区域的设定。

作业方式转换开关20是比如由操作者选择地接通或断开的选择开关(变化结束后换成保持其状态)。当把作业方式转换开关20断开时，选择速度优先作业方式，而当将其接通时，选择准确性优先作业方式。

控制单元9A包括区域设定部分和限定区域挖掘控制部分。区域设定部分根据设定装置7的指令执行设定挖斗1c前端可在其中移动的挖掘区域的计算。以下将参照图3描述一种设定挖掘区域方法的实例。要说明的是，本例中是在竖直面内设定挖掘区域的。

图3中，在按照操作者操纵前部装置已将挖斗1C的前端移至P1点的位置之后，响应设定装置7的指令，计算这时挖斗1C的这个前端位置，随后使设定装置7工作，输入从该位置到挖掘区域边界线上点P1^*的深度h1，以便按照深度来设定。继而，在将挖斗1C的前端移至P2点的位置之后，按照与上面同样的方法，响应设定装置7的指令，计算这时挖斗1C的前端位置，并且随之使设定装置7工作，输入从该位置到挖掘区域边界线上点P2^*的深度h2，以便按照深度来设定。这之后，推算出表示连接两点P1^*和P2^*的直线的公式，并将此直线设定为挖掘区域的边界线。

控制单元9A将前部装置1A和主体1B的各种尺寸存在它的存储器中，同时区域设定部分根据所存的数据及转角α、β、γ的值计算两点P1和P2的位置，所述各转角分别由角度传感器8a、8b、8c测得。作为例子，这时将两点P1和P2的位置确定为以悬臂1a的枢轴点为坐标原点的XY坐标系内的坐标值(X1，Y1)，(X2，Y2)。XY坐标系是固定于主体1B上的直角坐标系，并假设处于竖直平面内。给定悬臂1a的枢轴点与吊杆1b的枢轴点之间的距离为L1，吊杆1b的枢轴点与挖斗1c的枢轴点之间的距离为L2，以及挖斗1c的枢轴点与挖斗1c前端之间的距离为L3，则利用下式，由转角α、β、γ确定XY坐标系内的坐标值(X1，Y1)，(X2，Y2)：

X=L1sinα+L2sin(α+β)+L3sin(α+β+γ)

Y=L1cosα+L2cos(α+β)+L3cos(α+β+γ)

区域设定部分通过有如下面那样计算设定区边界线上两点P1^*和P2^*的Y坐标值，确定它们的坐标值：

Y1^*=Y1-h1

Y2^*=Y2-h2得到表示连接两点P1^*和P2^*的直线的公式如下：

Y=(Y2^*-Y1^*)X／(X2-X1)+

                   (X2Y1^*-X1Y2^*)／(X2-X1)

然后，设置一个坐标原点在上述直线上、由同一条直线确定一个轴的直角坐标系，例如具有由P2^*点确定的坐标原点的XaYa坐标系，并确定从XY坐标系到XaYa坐标系的变换数据。

当上例中利用单独一条直线设定挖掘区域的边界线时，可以通过多条直线的互相组合，在竖直平面内设定具有任意所需形状的挖掘区域。图4表示后一种情况的一个例子，其中利用三条直线A1、A2和A3设定所述挖掘区域。在这种情况下，可以通过对每一条直线A1、A2和A3实行与上述同样的操作和计算，设定挖掘区域的边界线。

控制单元9A中的限定区域挖掘控制部分根据通过上述过程设定的区域(以下常称设定区)执行控制，以便按照图5所示的流程限定前部装置1A可移动的区域。以下在参照图5的流程说明限定区域挖掘控制部分控制作用的同时，进行本实施例工作过程的描述。

首先，在步骤200输入来自控制杆单元14a-14f的操作信号Sa-Sf，并在步骤210输入由角度传感器8a、8b、8c测得的悬臂1a、吊杆1b及挖斗1c的转角。

然后，在步骤250，根据测得的转角α、β、γ以及控制单元9A的存储器内所存的前部装置1A的各种尺寸计算前部装置1A预定部分，如挖斗1c前端的位置。这时，类似于上面由区域设定部分所执行的程序，先作为XY坐标系中的值计算挖斗1c的前端位置。然后利用区域设定部分中确定的变换数据，将这些XY坐标系中的值变换成XaYa坐标系中的值。从而，最终计算挖斗1c的前端位置在XaYa坐标系中的值。

接下去在步骤225中确定挖斗1c前端是否在图6所示的减速区内，该减速区位于已如上述设定的设定区边界线内并接近该边界线。如果挖斗1c的前端在该减速区内，则程序进到步骤257，确定作业方式转换开关20是否为接通亦或是断开。如果作业方式转换开关20被接通，则程序进到步骤260，而如果它被断开，则程序进到步骤270。

在步骤260，控制单元执行减小来自前部装置1A控制杆单元14a-14c的操作信号Sa-Sc的程序(以下常称操作杆信号减小程序)。

在步骤270，在挖斗1c前端处，预期速度矢量Vc受来自控制杆单元14a-14c操作信号Sa-Sc指示，这里的操作信号已在步骤260经历了减速程序。控制单元9A的存储器还存储来自控制杆单元14a-14c的操作信号Sa-Sc与通过流速控制阀门15a-15c的供液流速之间的相互关系。由来自操作杆单元14a-14c的操作信号Sa-Sc确定通过流速控制阀门15a-15c供液流速的对应值，从这些供液流速值确定液压油缸3a-3c的预期驱动速度，并根据这些预期驱动速度及前部装置1A的各种尺寸计算挖斗前端处的预期速度矢量Vc。这时，类似于步骤250中挖斗前端位置的计算，通过先计算矢量Vc在XY坐标系中的值，再利用区域设定部分确定的变换数据将这些值变换成XaYa坐标系中值，计算预期速度矢量Vc在XaYa坐标系中的值。这里，预期速度矢量Vc在XaYa坐标系中的Xa坐标值Vcx代表预期速度矢量Vc沿平行于设定区域边界线方向的速度分量，而Ya坐标值Vcy代表预期速度矢量Vc沿垂直于设定区域边界线方向的速度分量。

随后，在步骤280，调整预期速度矢量Vc，使前部装置1A减速，这之后，程序进到步骤290。

另外，如果在步骤255时确定挖斗1c的前端不在减速区，则在步骤270A中计算受控制杆单元14a-14c的原操作信号Sa-Sc指令的挖斗1c前端处的预期速度矢量Vc之后，程序进到步骤290。在步骤270A时，除了原操作信号Sa-Sc未使其经历减速程序即被用为控制杆单元14a-14c的操作信号外，预期速度矢量Vc的计算与步骤270时一样。

此后，在步骤290确定挖斗1c的前端是否在图6所示的设定区外面，该设定区已如上面说明的那样被设定。如果挖斗1c的前端在该设定区外面，则程序进到步骤300，那时，调整预期速度矢量Vc，使挖斗1c的前端回到该设定区域。如果挖斗1c的前端不在该设定区外面，则程序进到步骤310。

随后，在步骤310，计算与在步骤280或300所得到的调整后的预期速度矢量Vc对应的流速控制阀门15a-15c的操作信号Sa-Sc。这一过程是步骤260中执行的计算预期速度矢量Vc的逆过程。

然后，在步骤320，控制单元输出在步骤200时所输入的操作信号Sa-Sf，或者在步骤310时算得的操作信号Sa-Sc，以及在步骤200时输入的操作信号Sd-Sf，继而回到开始。

以下将参照图7-12描述在步骤255时确定挖斗前端是否在减速区内，步骤260时的操作信号Sa-Sc减速处理，以及在步骤280时为减速控制对预期速度矢量Vc的调整。

作为用来设定减速区范围的值，控制单元9A的存储器存储如图6所示的离设定区边界线的距离Ya1。在步骤255中，从步骤250所确定的挖斗1c前端位置的Ya坐标值确定挖斗前端位置与设定区边界线之间的距离D1。随后，若距离D1小于距离Ya1，则确定挖斗前端已进入减速区。

控制单元9A的存储器还存储图7所示的从挖斗1c前端到设定区边界线的距离D1与时间常数tg之间的相互关系，以及图8所示的所述距离D1与杠杆信号减小因数hg之间的相互关系。将所述距离D1与时间常数tg之间的相互关系设定为，当所述距离D1大于距离Ya1时，时间常数tg等于0(tg=0)，并且当所述距离D1小于距离Ya1时，随距离D1减小，时间常数tg增大，而当距离D1=0时，它取最大值(tg=tgmax)。另外，将所述距离D1与减小因数hg之间的相互关系设定为，当在所述距离D1大于距离Ya1时，减小因数hg等于1(hg=1)，而所述距离D1小于距离Ya1时，随着距离D1减小，减小因数hg按照下式减小：

hg=Csin(θg)·D1+hgmin并且在D1=0时，它取最小值(tg=tgmin(≠0))上式中的C为常数，θg是由连接挖斗1c的前端与吊杆销钉(吊杆1b可绕其枢轴地转动，即安装角度传感器8b的位置)的直线相对于挖掘区域边界线所成的角，如图3所示。换句话说，θg越小时，减小因数hg在更早些的时候(从离挖掘区域边界线更远的位置)开始减小。

如图9所示，在步骤260中，首先在步骤261时，由步骤255确定的距离D1及图7和8表示的关系计算预定时刻的时间常数tg和减小因数hg。这时，像上面所说的那样，由于减小因数hg是连接挖斗1c的前端与吊杆1b枢轴中心的直线相对于挖掘区域的边界线形成的角θg的函数，所以计算减小因数hg时先确定角θg。通过根据检测到的转角α、β、γ以及控制单元9A的存储器内所存的前部装置1A的各种尺寸计算挖斗1c的前端位置和吊杆1b枢轴中心的位置，然后再从这些位置值及连接区域设定部分中所确定的两点P1^*和P2^*的直线的公式计算角θg，从而确定角θg。

随后，在步骤262中，利用时间常数tg对操作信号Sa-Sc实行低通滤波处理，从而得到第一减小的操作信号Sa1-Sc1。在步骤263中，以减小因数hg乘第一减小的操作信号Sa1-Sc1，得到第二减小的操作信号Sa2-Sc2。

这里，按照以下的计算公式进行步骤262中的低通滤波处理：

输出=X_n-1+(1-e^-aT)(X_n-X_n-1)其中X_n：在先期取样期间输入的操作信号

X_n-1：在先期取样期间的输出值

a=1／tg

T=一个操作过程的时间

在步骤262中关于操作信号Sa-Sc进行低通滤波处理意味着所输入的具有阶梯波形的原操作信号Sa-Sc被调整成上升更慢的第一减小的操作信号Sa1-Sc1，如图10所示，并且造成使杠杆动作明显地减慢。另外，随着距离D1的减小，低通滤波处理所用的时间常数tg增大，这意味着随着挖斗1c的前端更靠近挖掘区的边界，迫使第一减小的操作信号Sa1-Sc1上升得更慢。因而，随着挖斗1c的前端愈靠近挖掘区的边界，操作信号Sa-Sc上升的适量减少程度逐渐加大。

另外，在步骤263中，以减小因数hg乘第一减小的操作信号Sa1-Sc1意味着，由于随着距离D1的减小，hg取较小的值，所以随着挖斗1c的前端愈靠近挖掘取区的边界，使第二减小的操作信号Sa2-Sc2减小。而且在这种情况下，随着挖斗1c的前端愈靠近挖掘区的边界，还使操作信号Sa-Sc水平的减少量逐渐加大。此外，有如上述，hg是连接挖斗1c的前端与吊杆1b枢轴中心的直线相对于挖掘区边界线所成角θg的正弦函数，并在θg角较小的情况下，它取较小的值。所以，当把前部装置1A伸到较远的位置时，第二减小的操作信号Sa2-Sc2变小，使以较大的量减小操作信号Sa-Sc。于是，当在把前部装置1A延伸得较远的情况下进行操作时，使操作信号Sa-Sc以较大的量减小，这里所说的延伸得较远的情况中，挖斗1c前端的速度矢量具有较大的沿朝向挖掘区边界方向的分量，并且前部装置的前端愈加可能离开所述挖掘区域。

控制单元9A的存储器还存储图11所示的从挖斗1c前端到设定区边界的距离D1与减小矢量因数h之间的相互关系。将距离D1与因数h之间的关系设定成，在距离D1大于距离Ya1时，因数h等于0(h=0)，在距离D1小于距离Ya1时，随着D1的减小，因数h逐渐增大，而当距离D1=0时，因数h等于1(h=1)。

在步骤280时，将预期速度矢量Vc调整成，使在挖斗1c前端处沿朝向挖掘区域边界方向预期速度矢量Vc的矢量分量，即其垂直于挖掘区域边界的矢量分量减小，这就是说，已在步骤260被计算的XaYa坐标系中的Ya坐标值Vcy减小。具体地说，由控制单元9A的存储器中所存图11所示关系计算与步骤255中确定的距离D1对应的减小矢量因数h。使预期速度矢量Vc的Ya坐标值(垂直矢量分量)Vcy被算得的减小矢量因数h乘，进而再被-1乘，得到减速矢量VR(=-h Vcy)。然后把VR加到Vcy上。这里的减速矢量VR是一个速度矢量，它与Vcy取向相反，并且随着从挖斗1c前端到设定区边界的距离D1减小而从Ya1逐渐增大，之后在D1=0时，它变成等于-Vcy(VR=-Vcy)。因此，通过将减速矢量VR加到预期速度矢量Vc的垂直矢量分量Vcy上，使该垂直矢量分量Vcy减小，随着距离D1从Ya1减小，垂直矢量分量Vcy减小的量逐渐加大。最终使预期速度矢量Vc被调整成预期速度矢量Vca。

图12表示一个路径的例子，每当上述调整后的预期速度矢量Vca进行减速控制时，使挖斗1c的前端沿此途径移动。具体地说，给定预期速度矢量Vc向斜下方取向并为常量，它的平行分量Vcx保持相同，它的竖直分量Vcy随着挖斗1c的前端更加靠近设之区的边界(即随着距离D1从Ya)起减小)而逐渐减小。由于调整后的预期速度矢量Vca是所述平行分量与竖直分量的合成，所以如图12所示，所述路径呈曲线状，它被弯曲成当接近设定区的边界线时逐渐与之平行。另外，由于在D1=0的情况下，h=1，并且VR=-Vcy，所以调整后的预期速度矢量Vca在设定区的边界线上与平行分量Vcx一致。

这样，在步骤280的减速控制中，由于挖斗1c前端向设定区边界的移动被减慢，所以挖斗1c前端移动所沿的方向最终转换为沿着设定区边界的方向。考虑到这点，也可将步骤280时的减速控制称为方向改变控制。

下面将参照图13和14描述用来确定挖斗前端是否在设定区外边的步骤290，以及在步骤300时的预期速度矢量Vc调整，用以在设定区外的复位控制。

在步骤290时，由步骤250中所确定的挖斗1c前端位置的Ya坐标值，确定设定区外的挖斗前端位置与设定区边界线之间的距离D2。如果距离D2的值由负变到正，则确定挖斗前端已移出设定区。

控制单元9A的存储器还存储图13所示的从挖斗1c前端到设定区边界的距离D2与复位矢量AR之间的相互关系。将距离D2与复位矢量AR之间的关系设定成，使复位矢量AR随着距离D2的增加而逐渐增大。

在步骤300时，将预期速度矢量Vc调整成，使挖斗1c的前端处预期速度矢量Vc沿垂直于设定区边界线方向的矢量分量(它已在步骤260被计算，即XaYa坐标系中的Ya坐标值Vcy)变成沿向着设定区边界线的垂直分量。具体地说，将Vcy的逆矢量Acy加到垂直矢量分量Vcy上，以抵销它，并分离出平行矢量分量Vcx。采用这种调整，可防止挖斗1c的前端更远地移出设定区。此后，由存储器中所存的图13中所示关系计算相应于这时挖斗1c前端与设定区边界线之间距离D2的复位矢量AR。将算得的复位矢量AR设定为预期速度矢量Vc的垂直分量Vcya。这里，复位矢量AR是一个逆速度矢量，它随着挖斗1c的前端与设定区边界线之间距离D2的减少而逐渐减小。因此，通过将复位矢量AR设定为预期速度矢量Vc的垂直速度分量Vcy，使预期速度矢量Vc被调整为预期速度矢量Vca，其垂直矢量分量Vcya随距离D2的减少而逐渐减小

图14表示一个路径的例子，每当上述调整后的预期速度矢量Vca进行复位控制时，使挖斗1c的前端沿此途径移动。具体地说，给定预期速度矢量Vc向斜下方取向并为常量，它的平行分量Vcx保持相同，而由于复位矢量AR与距离D2成正比，所以它的竖直分量Vcy随着挖斗1c的前端更加靠近设定区的边界(即随着距离D1从Ya1起减小)而逐渐减小。由于调整后的预期速度矢量Vca是所述平行分量与竖直分量的合成，所以如图14所示，所述路径呈曲线状，它被弯曲成当接近设定区的边界线时逐渐与之平行。

由此，在步骤300的复位控制中，由于控制挖斗1c的前端返回设定区，所以将复位区限定在所述设定区外边。另外，在所述的复位控制中，同样也使挖斗1c前端向着设定区的边界线的移动被减慢，并且挖斗1c前端移动所沿的方向最终被变换成沿着设定区边界线的方向。考虑到这点，也可将复位控制称为方向改变控制。

在上面的方案中，控制杆单元14a-14f构成多个操纵装置，用于指令多个被驱动部件，即悬臂1a、吊杆1b、挖斗1c、上部结构1d和底架1e的动作。设定装置7以及控制单元9A中的区域设定部分的功能件构成区域设定机构，用以设定前部装置可移动的区域。角度传感器8a-8c构成第一检测装置，用于检测与前部装置1A的位置和姿态有关的状态变化。图5中的手段250构成第一计算装置，用来根据来自作为检测与前部装置1A的位置和姿态有关的状态变化用的第一检测装置的角度传感器8a-8c的信号计算前部装置1A的位置和姿态。另外，假定吊杆1b是第一特定前部组件，并且悬臂1a是第二特定前部组件，则手段260构成第一信号调整机构，当前部装置1A在区域内处于设定区的边界线附近时，根据第一计算装置250算得的值，(在本实施例的操作信号Sa-Sc中)至少用来调整来自多个控制杆单元14a-14f中间与第一特定前部组件1b相关的控制杆单元14b的操作信号Sb。手段270和280构成第二信号调整机构，至少根据受到第一信号调整机构260减小的操作信号Sa2-Sc2，以及由第一计算装置250算得的值，计算用于前部装置1A控制的速度Vc，并根据该用于控制的速度Vc，(在本实施例的操作信号Sa-Sc中)至少调整来自多个控制杆单元14a-14f中间与第二特定前部组件1a相关的控制杆单元14a的操作信号Sa，使得在所述设定区内，前部装置沿向着设定区边界线的移动速度被降低。

再有，作业方式转换开关20和图5中的手段257构成作业方式选择机构，用以选择是否调整控制杆单元14a-14f的操作信号Sa-Sc，以便由第一信号调整机构使之减小。当使作业方式选择机构20、257工作在选择不受第一信号调整机构调整时，第一信号调整机构260不调整操作信号Sa-Sc，同时第二信号调整机构270、280至少根据未受调整的操作信号Sa-Sc及第一计算装置250算得的值计算用于前部装置1A控制的速度Vc，并根据此用于控制的速度Vc至少调整(本实施例的操作信号Sa-Sc中的)来自与第二特定前部组件1a相关的控制杆单元14a的操作信号Sa。

采用有如上述构成的这个实施例，当挖斗1c前端离开设定区的边界时，在步骤270A中不调整预期速度矢量Vc，而且可按正常方式完成作业。当挖斗1c前端在速度区内较为靠近边界时，在步骤280中调整预期速度矢量Vc，使得沿着向着设定区边界线方向的矢量分量(即垂直于边界线的矢量分量)被减小。于是，挖斗前端沿垂直于设定区边界线方向的移动受到控制而被减慢，但沿着设定区边界线方向的速度分量不被减小，使挖斗1c前端能像图12所示那样沿着设定区的边界线移动。因而，能够在限定挖斗1c前端可移动区域的情况下有效地进行挖掘。

当由作业方式转换开关20选择准确性优先作业方式时，使来自控制杆单元14a-14f的操作信号Sa-Sc在步骤260受到低通滤波处理和杠杆信号减小处理，通过这些，使操作信号Sa-Sc本身随挖斗1c的前端位置与设定区边界线之间的距离而减小。于是，在步骤280中，有如上述那样，使通过这些处理所得到的操作信号Sa2-Sc2受到调整。当由作业方式转换开关20选择速度优先作业方式时，有如上述那样，在步骤280中直接使来自控制杆单元14a-14f的操作信号Sa-Sc受到调整，而不被减小。于是，在任何情况下，都可于步骤280中进行减速控制(方向改变控制)。

由于在步骤280中是作为速度控制实现方向改变控制的，所以如果前部装置1A的速度非常大，或者如果使控制杆单元14b突然受到操纵，则由于控制过程中的响应滞后，如液压线路中的延迟，以及前部装置1A的惯性力等原因，可能使前部装置1A在很大程度上离开所设定的区域。

本实施例中，通过接通作业方式转换开关20，选择准确性优先作业方式，在步骤280中，利用已在步骤260经过低通滤波处理和杠杆信号减小处理的操作信号Sa2-Sc2进行方向改变控制。因此，随着挖斗1c的前端接近设定区边界，即使来自控制杆单元14a-14f的操作信号很大，也会使前部装置1A的过快移动受到抑制。此外，即使控制杆单元14a-14f突然受到操纵，也允许液压传动机构3a-3c不仅平稳地开始移动，而且一旦开始移动，还取得一个较慢的速度。这减轻了控制过程中响应滞后，如液压线路中延迟的影响，以及惯性的影响。于是，能够减少在步骤280中的减速控制期间前部装置1A伸出到设定区外的量，并能沿着设定区的边界线准确地移动前部装置1A。

其间，在步骤280中采用已在步骤260经过低通滤波处理和杠杆信号减小处理的操作信号Sa2-Sc2进行方向改变控制时，甚至在操纵者想要较快地移动前部装置1A时，由于前部装置1A的快速移动受到抑制，可能使工作效率下降。本实施例中，当接通作业方式转换开关20，选择准确性优先作业方式时，可使前部装置1A移动，但减少了前部装置1A伸出到设定区外的量，而当断开作业方式转换开关20，选择速度优先作业方式时，由于在步骤280利用操作信号Sa-Sc实现方向改变控制，所以可使前部装置1A根据操作信号Sa-Sc的大小移动，而不降低工作效率，所述操作信号Sa-Sc实际是来自控制杆单元14a-14c的。

因此，采用这个实施例，当在限定区域内进行挖掘时，操作者可依其意愿，变换作业方式转换开关20，按优选的作业方式操作，这样的方式可选自挖斗1c的前端伸出到设定区外的量较小的准确性优先作业方式，亦或是可使前部装置1A快速移动的速度优先作业方式。

再有，采用本实施例，如果在步骤280中的方向改变控制期间，挖斗1c的前端伸出到设定区外一定程度，则在步骤300时使预期速度矢量Vc受到调整，造成挖斗1c的前端返回设定区，从而使挖斗前端受到控制，在其已伸出到设定区外之后迅速移回到设定区。因而能更为准确地进行在限定区域内的挖掘。

另外，采用本实施例，当挖斗1c的前端受到控制，使其移回设定区时，预期速度矢量Vc沿垂直于设定区边界线方向的矢量分量被调整成沿向着设定区边界线方向的矢量分量，而不使在沿设定区边界线方向的速度分量减小。因此，还可以使挖斗1c的前端沿着设定区的边界线平稳地移到设定区外边。就此而言，由于沿向着设定区边界线方向的矢量分量受到调整，成为随着挖斗1c的前端与设定区边界线之间的距离D2减小而变得愈小，因而，在复位控制期间，挖斗前端按照调整后的预期速度矢量Vca沿其移动的路径成曲线形状，如图14所示，它被弯曲成当接近设定区的边界线时逐渐与之平行。于是，能以愈为平稳的方式使挖斗的前端移回设定区。

下面将参照图15至25描述本发明的第二实施例。这些图中，与图1中等效的部件以相同的参考标号表示。

参照图15，被装备在实现本实施例的液压机上的液压驱动系统包括多个分别相应于传动机构3a-3f被设置的控制杆单元4a-4f，还包括多个连接在液压泵2与多个液压传动机构3a-3f之间的多个流速控制阀门5a-5f，这些流速控制阀门还各据来自控制杆单元4a-4f的相应操作信号受到控制，用以控制送到液压传动机构3a-3f的液压流体的相应流速。

各控制杆单元4a-4f都是液压导引型的，利用导引压力驱动对应的流速控制阀门5a-5f之一。如图16所示，每个控制杆单元4a-4f包括一个由操作者操纵的控制杠杆40，和一对减压阀41、42，用以根据通过操纵所述操纵杆40输入的量和方向产生导引压力。减压阀41、42被连到泵43的主出入口，二次出入口则通过导引管线44a、44b；45a、45b；46a、46b；47a、47b；48a、48b；49a、49b连到对应的流速控制阀门液压传动部分50a、50b；51a、51b；52a、52b；53a、53b；54a、54b；55a；55b之一。

一个装备于有如上述结构的液压挖掘机中的本实施例的限定区域挖掘控制系统还包括：设定装置7、作业方式转换开关20和角度传感器8a、8b、8c。还包括：倾斜角传感器8d，用来检测主体1B在前后方向上的倾斜角度θ；比例电磁阀10a在主出入口侧与主控泵43相连，用于根据加于其上的电信号降低来自主控泵43的导引压力，并输出被降低的导引压力；换向阀12与悬臂的控制杆单元4a的导引管线44a及比例电磁阀10a的二次出入口侧相连，用于选择导引管线44a中的导引压力与比例电磁阀10a所提供的控制压力中较高的一个，并将所选的压力引入流速控制阀5a的液压传动部分50a；比例电磁阀10b、10c，10d分别安装在悬臂的控制杆单元4a的导引管线44b中和吊杆的控制杆单元4b的导引管线45a、45b中，用于根据加于其上的相应电信号降低相应导引管线的导引压力，并输出被降低的导引压力；压力传感器60a、60b；61a、61b被安装在导引管线44a、44b；45a、45b中换向阀12的入口侧和比例电磁阀10b、11a、11b的主出入口侧，用以检测作为输入量的相应导引压力，控制杆单元4a、4b正是由这种压力被操纵的；压力传感器61c、61d被安装在导引管线45a、45b中比例电磁阀11a、11b的二次出入口侧，用以检测由比例电磁阀11a、11b加给流速控制阀门5b的液压传动部分51a、51b的相应导引压力；以及控制单元9，它接收来自设定装置7的工作过程安排信号、来自作业方式转换开关20的选择信号、来自角度传感器8a、8b、8c和倾斜角传感器8d的检测信号，以及来自压力传感器60a、60b；61a、61b；61c、61d的检测信号，并将电信号输出给比例电磁阀10a-11b。

控制单元9的控制功能被示于图17中。控制单元9包括各种功能，它们由区域设定计算部分9a、前部姿态计算部分9b、预期油缸速度计算部分9c、预期前端速度矢量计算部分9d、方向改变控制部分9e、后期调整预期油缸速度计算部分9f、复位控制部分9g、后期调整预期油缸速度计算部分9h、预期油缸速度选择器9i、预期导引压力计算部分9j、阀门指令计算部分9k，以及杠杆信号减小处理部分9m执行。

区域设定计算部分9a根据设定装置7的指令执行挖掘区域设定计算，所述区域是挖斗1c前端可动的区域。设定挖掘区域的方式与上述参照图3描述的第一实施例中区域设定部分执行的方式一样。于是，要确定从XY坐标系到XaYa坐标系的变换数据，其中XaYa坐标系的原点和一个坐标轴都在设定区的边界线上(参见图3)。

当主体1B如图18所示那样被倾斜时，使挖斗前端与地面之间的相对位置关系改变，就不能正确地进行挖掘区域的设定。因此，本实施例中，利用倾斜角传感器8d检测主体1B的倾斜角θ，并将倾斜角θ的检测值输入前部姿态计算部分9b，它计算在XbYb坐标系中的挖斗前端位置，所述XbYb坐标系是由XY坐标系转过θ角给出的。这样，即使主体1B被倾斜，也能正确地设定挖掘区域。应予说明的是，即使主体倾斜，但在校正了主体的倾斜之后开始作业的情况下，或者在主体将不会倾斜的作业场所进行挖掘的情况下，并不总需要倾斜角传感器。

前部姿态计算部分9b根据被存在控制装置9的存储器中的前部装置1A和主体1B的各种尺寸，以及分别由角度传感器8a、8b、8c测得的转角α、β、γ计算前部装置1A预定部分的位置，作为XY坐标系中的值。

在杠杆信号减小控制部分9m中，确定挖斗1c的前端是否如图6所示那样在减速区内，此区位于已被区域设定计算部分9a设定的设定区边界内或者接近该边界线。如果挖斗1c的前端在该减速区内，则当由作业方式转换开关20选择准确性优先作业方式时，进行杠杆信号减小处理，以减小来自前部装置1A吊杆的控制杆单元14b的操作信号(导引压力)。

图19是表示杠杆信号减小控制部分9m中所执行的操作步骤流程图。首先，在步骤150时，确定挖斗1c的前端是否已进入减速区。作为用来设定减速区范围的值，控制单元9的存储器存储如图6所示的离开设定区边界的距离Ya1。具体地说，在步骤150时，利用在区域设定计算部分9a中得到的变换数据，将由前部姿态计算部分9b确定的XY坐标系中的挖斗1c前端位置变换成在XaYa坐标系中的值，并且，由挖斗前端位置的Ya坐标值确定在设定区内挖斗1c的前端位置与设定区边界线之间的距离D1。于是，如果距离D1小于距离Ya1，则确定挖斗的前端已进入减速区。如果在步骤150确定挖斗的前端已进入减速区，则程序进到步骤152，确定作业方式转换开关20究竟是被接通，还是被断开。如果作业方式转换开关20被接通，则程序进到步骤160。

在步骤160中，计算时间常数tg和减小因数hg。tg和hg的这种计算与第一实施例中一样，因此下面将不再描述。

然后程序进到步骤161。给出由压力传感器61a、61b测得的作为吊杆操作信号的导引压力是Pa、Pb，在步骤161，利用算时间常数tg对导引压力Pa、Pb执行低通滤波处理，以得出经调整的导引压力是Pa1、Pb1。低通滤波处理中的这种计算也与第一实施例中一样，因此以下将不予描述。

继而，在步骤162时，确定通过对应于经调整的导引压力Pa1、Pb1的流速控制阀门5b的供液流速，并从所确定的流速计算吊杆油缸3b的速度VAC1、VAD1。控制单元9的存储器还存储有如图20所示的导引压力PBU、PBD、PAC、PAD与通过流速控制阀门5a、5b的供液流速VB、VA之间的相互关系。利用这些存储的关系，控制单元确定通过流速控制阀门5b的供液流速，并在步骤162中计算吊杆油缸的速度VAC1、VAD1。应予说明的是，可以通过预先计算导引压力与油缸速度之间的关系，再将计算的结果存在控制单元9的存储器中，直接从导引压力确定所述油缸的速度。

接着，在步骤163，从图20所示的关系确定吊杆油缸3b的倾卸情况下油缸速度最大值VACmax及其卸载情况下油缸速度最小值VADmin(绝对值的最大值)。然后用减小因数hg乘这个最大值VACmax和最小值VADmin，得到相应油缸速度的经调整的最大值VAC2和经调整的最小值VAD2。

接下去在步骤164时，将VAC1和VAC2之间的最小值设定成吊杆油缸3b的卸载情况下预期油缸速度VAC，而将VAD1和VAD2之间的最大值(VAD1及VAD2绝对值之间的最小值)设定成吊杆油缸3b的倾卸情况下预期油缸速度VAD。于是，在VAC1＞VAC2和VAD1＜VAD2的情况下，选择VAC2和VAD2，从而将预期油缸速度的最大值和最小值VAC、VAD分别限定为经调整的最大值VAC2和经调整的最小值VAD2。

这之后在步骤165中，从预期油缸速度VAC、VAD计算导引管线45a、45b中的预期导引压力Pa2、Pb2。这一过程是步骤162中所执行的吊杆油缸速度计算的逆过程。

此后，从步骤165中算得的预期导引压力Pa2、Pb2，在步骤166中计算为得到这些预期导引压力所需的比例电磁阀11a、11b的操作值。

另一方面，如果距离D1大于距离Ya1，并且在步骤150时确定挖斗1c的前端位置不在减速区内，或者如果作业方式转换开关20在步骤152时确定被断开，则程序进到步骤170，输出使比例电磁阀11a、11b开启最大的阀门操作值。

这里，就像第一实施例那样，在步骤161对导引压力Pa、Pb进行低通滤波处理意味着，输入的呈阶梯形的初始导引压力Pa、Pb被调整成上升更慢的经调整的导引压力Pa1、Pb1，如图10所示，结果是杠杆的操作明显地减慢。还有，随着距离D1的减小，加大低通滤波处理中用的时间常数tg意味着，随着挖斗1c的前端愈靠近挖掘区的边界线，迫使经调整的导引压力Pa1、Pb1上升得更慢。因而，随着挖斗1c的前端愈靠近挖掘区的边界线，导引压力Pa1、Pb1的大小减小的量逐渐加大。

另外，在步骤163中，以减小因数hg乘油缸速度的最大值VACmax和最小值VADmin，得到油缸速度的经调整的最大值VAC2和经调整的最小值VAD2，这意味着由于随着距离D1的减小hg取较小的值，所以经调整的最大值VAC2，以及经调整的最小值VAD2的绝对值都随着随着挖斗1c的前端愈靠近挖掘区的边界线而减小。此外，hg是连接挖斗1c的前端与吊杆1b枢轴中心的直线相对于挖掘区域的边界线形成的角θg的正弦函数，并且在较小的θg角处，hg取较小的值。因此，当前部装置1A伸到较远的位置时，经调整的最大值VAC2，以及经调整的最小值VAD2的绝对值都减小。于是，当在步骤164中将VAC2、VAD2选作预期油缸速度VAC、VAD时，随着随着挖斗1c的前端愈靠近挖掘区的边界线和前部装置1A伸得较远，预期导引压力Pa2、Pb2减小较大的量。

预期油缸速度计算部分9c接收由压力传感器60a、60b、61c、61d测得的导引压力值，从图20所示的上述关系确定通过流速控制阀门5a、5b的供液流速，并从所确定的供液流速计算悬臂油缸3a和吊杆油缸3b的预期速度。

预期前端速度矢量计算部分9d从前部姿态计算部分9b确定的挖斗前端位置、预期油缸速度计算部分9c确定的预期油缸速度，以及控制单元9的存储器中所存的各种尺寸，如L1、L2和L3确定挖斗1c前端的预期速度矢量Vc。这时，首先将预期速度矢量Vc确定为如图3所示的XY坐标系中的值，然后再利用预先由区域设定计算部分9a确定的从XY坐标系到XaYa坐标系的变换数据，通过将XY坐标系中的值变换成XaYa坐标系中的值，确定为XaYa坐标系中的值。这里，预期速度矢量Vc在XaYa坐标系中的Xa坐标值Vcx表示一个沿平行于设定区边界线方向的矢量分量，而其Ya坐标值Vcy表示一个沿垂直于设定区边界线方向的矢量分量。

当挖斗1c前端位于设定区域内接近其边界时，并且预期速度矢量Vc具有沿向着设定区边界线的分量时，方向改变控制部分9e调整此速度矢量分量，使得它随着随着随着挖斗前端愈靠近挖掘区的边界线而逐渐被减小。换句话说，使得一个小于沿竖直方向的速度分量Vcy并定向地离开该速度区的矢量分量(逆矢量)被加到矢量分量Vcy上。

图21是表示方向改变控制部分9e中所执行的控制步骤流程图。首先在步骤100确定预期速度矢量Vc垂直于设定区边界线的分量，即XaYa坐标系中的Ya坐标是正的还是负的。如果Ya坐标值Vcy是正的，这意味着挖斗前端具有指向离开设定区边界的设定矢量。于是，程序进到步骤101，在这里将预期速度矢量Vc的Xa坐标值Vcx和Ya坐标值Vcy设定为调整后的矢量分量Vcxa、Vcya。如果Ya坐标值Vcy是负的，这意味着挖斗前端具有指向向着设定区边界的设定矢量。于是，程序进到步骤102，为了进行方向改变控制，在这里将预期速度矢量Vc的Xa坐标值Vcx设定为调整后的矢量分量Vcxa，而将通过以因数h乘Ya坐标值Vcy所得的值设定为调整后的矢量分量Vcya。

正如图22中所示那样，这里，当挖斗1c前端与设定区边界之间的距离Ya大于预定值Ya1时，因数h的值取1，当所述距离Ya小于预定值Ya1时，随着距离Ya减小，因数h的值从1逐渐减小，而当所述距离Ya变为0时，即当挖斗前端到达设定区的边界时，因数h的值取0。h与Ya间的这种关系被存在控制单元9的存储器中。

在方向改变控制部分9e中，利用预先由区域设定计算部分9a所确定的从XY坐标系到XaYa坐标系的变换数据，将计算部分9b确定的挖斗1c前端位置变换成XaYa坐标系中的值。然后，由Ya坐标值确定挖斗1c前端与设定区边界之间的距离Ya，并根据图22的关系，由距离Ya确定因数h。

通过有如上述那样调整预期速度矢量Vc的垂直矢量分量Vcy，使该垂直矢量分量Vcy被减小，以致随着所述距离Ya的减小，使该垂直矢量分量Vcy减小的量加大。于是，使预期速度矢量Vc被调整成预期速度矢量Vca。

当按上述调整后的预期速度矢量Vca进行方向改变控制时，挖斗1c前端移动所沿的路径与上面参照图12描述的第一实施例一样。

图23是表示方向改变控制部分9e中所执行的控制步骤又一例子的流程图。在这个例子中，如果在步骤100确定预期速度矢量Vc垂直于设定区边界的分量Vcy(即预期速度矢量Vc的Ya坐标值)为负，则程序进到步骤102A，在这里，由控制单元9的存储器中所存的、图24所示的函数关系Vcyf=f(Ya)确定对应于挖斗1c前端与设定区边界之间距离Ya的、减小了的Ya坐标值Vcyf，然后，将Ya坐标值Vcyf与Vcy中较小的一个设定为调整后的矢量分量Vcya。这给出一种进步，即当慢慢移动挖斗1c的前端时，即使挖斗前端较为靠近设定区的边界，再也不会使挖斗的速度降低，而能随着操作者的每个操作完成动作。

尽管挖斗前端预期速度矢量的竖直分量像上面所说的那样被减小，但由于流速控制阀门及其它液压设备的制造差所引起的误差，很难做到在垂直距离Ya=0处竖直速度分量零(0)，常使挖斗前端跑出设定区。然而，在本实施例中，由于有如上面所说进行了杠杆信号减小控制，而且还实现了后面将要述及的复位控制，所以几乎可将挖斗前端控制在设定区域的边界线上进行作业。由于采用联合实行杠杆信号减小控制和复位控制，所以，就可将图10和13所示的关系设定为，使因数h及减小以后的Ya坐标值Vchf在垂直距离Ya=0处略成上述的零(0)。

另一方面，在上述控制中保持预期速度矢量的水平分量(Xa坐标值)相同，但并不总是需要使水平分量保持相同。所述水平分量可能增大以使挖斗前端速度升高，也可能使所述水平分量减小，以使挖斗前端速度降低。

后期调整预期油缸速度计算部分9f由方向改变控制部分9e所确定的调整后预期速度矢量计算悬臂油缸3a的预期油缸速度。这一过程是预期前端速度矢量计算部分9d中所执行计算的逆过程。

在此，在向所述主体收紧吊杆，以进行挖掘作业(即收紧吊杆操作)的情况下，由于可因悬臂1a的抬起而使预期速度矢量Vc的竖直分量Vcy减小，所以所述计算部分9f计算向上移动悬臂1a的预期油缸速度。另外，通过悬臂下降与吊杆卸载的联合操作(即联合的吊杆卸载操作)，在沿推挖斗的方向操作挖斗前端的情况下，当从靠近主体的位置(最近位置)进行这种吊杆卸载操作时，给出在离开设定区方向上的预期矢量。在这种情况下，由于可以通过将悬臂操作从悬臂下降转换为悬臂升起而使预期速度矢量Vc的竖直分量Vcy减小，所以所述计算部分9f计算用以将悬臂操作从悬臂下降转换为悬臂升起的预期油缸速度。

当挖斗前端离开设定区时，在复位控制部分9g中，根据离开设定区边界线的距离调整预期速度矢量，以使挖斗前端返回设定区。换句话说，把油缸油缸大于沿竖直方向的矢量分量Vcy并且取向朝着设定区的矢量(逆矢量)加到矢量分量Vcy上。

图25是表示复位控制部分9g所执行的控制步骤的流程图。首先在步骤110确定挖斗1c的前端与设定区边界线之间的距离Ya是否为正亦或是为负。这里，通过利用从XY坐标系到XaYa坐标系的变换数据将前端姿态计算部分9b所确定的前端位置变换成XaYa坐标系中的值确定距离Ya，然后再如上述那样，求得被转换的Ya坐标值。如果距离Ya为正，就意味着挖斗的前端仍在设定区内。于是，程序进到步骤111，那时，将预期速度矢量Vc的Xa坐标值Vcx和Ya坐标值Vcy每一个都设定为0，以实现上述优先权所说的方向改变控制。如果距离Ya为负，则意味着挖斗前端已移出设定区。于是，程序进到步骤112，那时，为了复位控制，将预期速度矢量Vc的Xa坐标值Vcx设定为调整后的矢量分量Vcxa，而将通过以因数-K乘挖斗前端与设定区边界线之间的距离Ya所得的值设定为调整后的矢量分量Vcya。这里，因数K是从控制特性的观点确定的适宜的值，而-K Vcy表示一个沿逆方向的速度矢量，它随着距离Ya减小而变小。因此，K可为一个函数，随着距离Ya减小，其值逐渐减小。在这种情况下，随着距离Ya减小，-K Vcy按较大的变化率减小。

通过如上述那样调整预期速度矢量Vc的竖直矢量分量Vcy，使预期速度矢量Vc被调整成预期速度矢量Vca，从而，随着距离Ya减小，使得竖直矢量分量Vcy减小。

当按上述调整后的预期速度矢量Vca进行复位控制时，挖斗1c前端移动所沿的路径与上面参照图14描述的第一实施例一样。于是，由于通过复位控制部分9g使挖斗1c前端受到控制而返回设定区域，所以，使复位区域被限定在所述设定区的外边。

后期调整预期悬臂油缸速度计算部分9h从复位控制部分9g所确定的调整后预期速度矢量计算悬臂油缸3a的预期油缸速度。这个过程是预期前端速度矢量计算部分9d所执行的计算的逆过程。在复位控制中，所述计算部分9h计算向上移动悬臂1a的预期油缸速度，用以使挖斗前端随着悬臂1a的上抬而返回设定区。

预期油缸速度选择器9i从所述预期悬臂油缸速度计算部分9f确定的用于方向改变控制的预期油缸速度值和所述预期悬臂油缸速度计算部分9h确定的用于复位控制的预期悬臂油缸速度值中选择较大的一个(最大值)，然后再将所选择的值设定为要输出的预期悬臂油缸速度。

这里，当挖斗前端与设定区边界线之间的距离Ya为正时，在图25的步骤111中将预期速度矢量分量设定为0，并且在图21的步骤101或102中所设定的预期速度矢量分量总是具有较大的值。因此，选择由所述预期悬臂油缸速度计算部分9f确定的用于方向改变控制的预期悬臂油缸速度。当所述距离Ya为负并且预期速度矢量的竖直分量Vcy也为负时，在图21的步骤102中将调整后的竖直分量Vcya设定为0，因为h=0，而在图25的步骤112中所设定的竖直分量总是具有较大的值。因此，选择由所述预期悬臂油缸速度计算部分9h确定的用于复位控制的预期悬臂油缸速度值。当所述距离Ya为负而预期速度矢量的竖直分量Vcy为正时，选择由所述预期悬臂油缸速度计算部分9f或9h确定的预期油缸速度值，据此，在图21的步骤101中设定的预期速度矢量Vc与图25的步骤112中的竖直分量KYa中的一个具有较大的值。顺带地，作为一种选择，比如除了选择最大值之外，可将选择器9i安排成取两种分量之和。

预期导引压力计算部分9j由要输出的、被预期油缸速度选择器9i选择的预期油缸速度计算管线44a、44b中的导引压力。在一过程是预期油缸速度计算部分9c中所执行的计算的逆过程。

阀门指令计算部分9k从预期导引压力计算部分9j算得的预期导引压力计算比例电磁阀10a、10b所需的指令值，用以增大这些预期导引压力。由放大器将这些指令值放大，并作为电信号输出给比例电磁阀10a、10b。

当实现方向改变控制(减速控制)时，如上面所说的那样，在收紧吊杆操作的情况下，使悬臂抬起，并且在悬臂上升情况下通过将电信号输出给与管线44a相关的比例电磁阀10a，实现悬臂抬起。在位于比其垂直于地面的状态更接近主体的吊杆位置联合动作的吊杆卸载情况下，使悬臂的动作从悬臂降下转换到悬臂抬起，以减慢缷载吊杆移动。通过在悬臂降下情况下使输出给位于导引管线44b中的比例电磁阀10b的电信号为零，并对比例电磁阀10a输出一个电信号，实现这种从悬臂降下到悬臂抬起的转换。在复位控制中，在悬臂抬起情况下，将一个电信号输出给与导引管线44a相关的比例电磁阀10a。在另一种情况时，将与来自控制杆单元4a的导引压力相应的电信号输出给比例电磁阀10b，以产生所述导引压力。

在上面的布置中，当前部装置1A在设定区域内接近其边界线时，假定吊杆1b为第一特定前部组件，悬臂1a是第二特定前部组件，杠杆信号减小控制部分9m及比例电磁阀11a、11b构成第一信号调整机构，用来根据作为第一计算装置的前部姿态计算部分9b算得的值，至少调整与来自多个控制杆单元4a-4f中间的第一特定前部组件1b相关的控制杆单元4b的操作信号Pa或Pb，以减小操作信号Pa或Pb。预期油缸速度计算部分9c、预期前端速度矢量计算部分9d、方向改变控制部分9e、后期调整预期油缸速度计算部分9f、预期油缸速度选择器9i、预期导引压力计算部分9j、阀门指令计算部分9k、比例电磁阀10a、10b以及换向阀12构成第二信号调整机构，用来至少根据被第一信号调整机构260减小了的操作信号Pa2或Pb2(本实施例中为Pa2或Pb2以及来自控制杆单元4a的操作信号)和由第一计算装置算得的值计算控制前部装置1A用的速度Vc，并且根据用于控制的速度Vc至少调整与来自多个控制杆单元4a-4f中间的第二特定前部组件1a相关的控制杆单元4a的操作信号(本实施例中为控制杆单元4a、4b的操作信号)，使得前部装置在设定区内沿着朝向设定区边界线的移动速度被减小。

另外，作业方式转换开关20及图19中的手段152构成作业方式选择机构，用来选择控制杆单元4b的操作信号Pa或Pb是否受到第一信号调整机构的调整而被减小。当作业方式转换开关20、152工作于选择未受第一信号调整机构调整时，第一信号调整机构9m、11a、11b不调整操作信号Pa或Pb，同时第二信号调整机构9c、9d、9e等至少根据未受调整的操作信号Pa或Pb(本实施例中为Pa或Pb以及控制杆单元4a的操作信号)和第一计算装置9h算得的值计算用于前部装置1A控制的速度Vc，并根据此用于控制的速度Vc至少调整与第二特定前部组件1a相关的控制杆单元4a的操作信号(本实施例中为控制杆单元4a、4b的操作信号)。

下面将描述具有上述布置的本实施例的工作情况，以下的描述将如上述同样的作业实例那样来进行，也即为挖掘地面的目的而向主体收紧吊杆(即收紧吊杆操作)的情况，以及通过悬臂降下及吊杆卸载的联合动作沿推的方向方向操作挖斗前端的情况(即与吊杆卸载联合的操作)。

当为挖掘地面之目的而向主体收紧吊杆时，挖斗1c的前端逐渐接近设定区的边界线。如果挖斗前端与设定区边界线之间的距离变得小于Ya1，则方向改变控制部分9a进行调整，以减小挖斗前端处预期速度矢量Vc沿朝向设定区边界线方向的矢量分量(即垂直边界线的矢量分量)，从而实现对挖斗前端的方向改变控制(减速控制)，具体地说，后期调整预期悬臂油缸速度计算部分9f计算油缸沿悬臂油缸3a扩张方向的速度，预期导引压力计算部分9j计算悬臂抬起情况下导引管线44a中的预期导引压力，而阀门指令计算部分9k向比例电磁阀10a输出电信号。因此，比例电磁阀10a输出与计算部分9j算得的预期导引压力相应的控制压力，换向阀12选择此控制压力，并引向悬臂抬起时悬臂流速控制阀门5a的液压传动部分50a。随着比例电磁阀10a的如此动作，挖斗前端沿垂直于设定区边界方向的移动受到控制，慢慢降下来，但不使沿设定区边界方向的速度分量减小。因此，可如图12所示那样，使挖斗1c的前端沿设定区边界移动。这样，就能在限定挖斗1c前端可移动的区域时有效地进行挖掘。

即使像上面叙述的那样，当挖斗1c的前端在设定区内靠近边界线时受到减速控制时，如果前部装置1A的移动很快，或者如果突然使控制杆单元4b受到操纵，由于控制过程中的响应滞后，以及前部装置1A的惯性，挖斗1c的前端可能一定程度地离开设定区域。在本实施例中，这时，通过接通作业方式转换开关20，选择精确性优先作业方式，使得在杠杆信号减小处理部分9m中降低加给吊杆的流速控制阀门5b液压传动部分51a、51b的导引压力。于是，即使前部装置1A的移动速度很大，随着挖斗1c的前端接近设定区边界，也会使前部装置1A过快的移动受到抑制。此外，即使突然使控制杆单元4b受到操纵，也能使吊杆油缸3b平稳地开始移动。但在开始移动之后，还取较慢的速度。这抑制了液压回路中滞后的影响，以及惯性的影响。这样，在减速控制期间，能减小前部装置1A凸出到设定区域外边的程度。并能准确地沿着设定区的边界线移动前部装置1A。

另外，通过断开作业方式转换开关20，选择速度优先作业方式，从杠杆信号减小处理部分9m输出用以最大地打开比例电磁阀11a、11b的阀门指令值，并将控制杆单元4b的导引压力加给吊杆的流速控制阀门5b的液压传动部分51a、51b。于是，可使前部装置1A根据导引压力的大小移动，不会降低作业效率。

在通过与悬臂降下联合的动作沿着推挖斗前端的方向使之动作同时吊杆卸载的情况下，当从靠近主体的位置(最近的位置)进行吊杆卸载操作时，给出沿离开设定区方向的预期矢量。另外，在这种情况下，如果挖斗前端与设定区边界线之间的距离变得小于Ya1，为了挖斗前端的方向改变控制(减速控制)，方向改变控制部分9e进行预期速度矢量Vc的调整。具体地说，后期调整预期悬臂油缸速度计算部分9f计算沿悬臂油缸3a扩张方向的油缸速度，预期导引压力计算部分9j计算悬臂抬起情况下导引管线44a中的预期导引压力，而使在悬臂降下情况下导引管线44b中的预期导引压力为零，并且阀门指令计算部分9k向比例电磁阀10a输出电信号，而切断对比例电磁阀10b的输出。于是，比例电磁阀10b使导引管线44b中的导引压力降低为零(0)，同时比例电磁阀10a输出与预期导引压力相应的控制压力，此压力要作为导引管线44a中的导引压力而产生。由于比例电磁阀10a、10b的这种动作，按照与上面吊杆收紧操作的情况一样的方式进行方向改变控制。因此，可使挖斗1c前端沿着设定区边界快速移动，能有效地进行挖掘，限定挖斗1c前端可移动的范围。

如果通过接通作业方式转换开关20，选择精确性优先作业方式，则使在杠杆信号减小处理部分9m中降低加给吊杆的流速控制阀门5b液压传动部分51a、51b的导引压力。因此，如果突然使控制杆单元4b受到操纵，则不仅能使使吊杆油缸3b平稳地开始移动，并且开始移动之后，还取较慢的速度。这抑制了液压回路中滞后的影响，以及惯性的影响。这样，在减速控制期间，能减小前部装置1A凸出到设定区域外边的程度，并能准确地沿着设定区的边界线移动前部装置1A。

另外，通过断开作业方式转换开关20，选择速度优先作业方式，从杠杆信号减小处理部分9m输出用以最大地打开比例电磁阀11a、11b的阀门指令值，并将控制杆单元4b的导引压力加给吊杆的流速控制阀门5b的液压传动部分51a、51b，可使前部装置1A根据导引压力的大小移动，而不会降低作业效率。

如上所述，在带液压操纵型控制杆单元的操纵系统所需的液压挖掘机中，本实施例也能给出与第一实施例中同样的进步。

现在参照图26至31描述本发明的第三实施例。这些图中用相同的参考标号表示图1至15中那些等效的部件。

参照图26，在本实施例中所理解的液压挖掘机中所需之液压驱动系统是与图15中所示一样的。在这样的液压驱动系统中所包含的本实施例限定区域挖掘控制系统除了不设图15中所示的压力传感器60a、60b，以及控制单元9B具有下述控制功能之外，与图15中所示相同。

控制单元9B的控制功能被示于图27中。控制单元9B包括各种功能，它们由区域设定计算部分9a、前部姿态计算部分9b、挖斗前端速度极限值计算部分9C、吊杆油缸速度计算部分9D、吊杆相关挖斗前端速度计算部分9E、悬臂相关挖斗前端速度极限值计算部分9F、悬臂油缸速度极限值计算部分9G、油缸导引压力极限值计算部分9H、油缸相关阀门指令计算部分9I、杠杆信号减小控制计算部分9M、杠杆信号减小控制转换部分9S，以及吊杆相关阀门指令计算部分9K执行。

区域设定计算部分9a和前部装置姿态计算部分9b的处理功能与图17所示第二实施例中相同。

挖斗前端速度极限值计算部分9C根据挖斗前端到边界线L的距离D，计算挖斗前端速度垂直于设定区边界线L的分量的极限值。利用控制单元9B的存储器中预先所存的如图28所示的关系并读出所存的关系进行这一计算。

图28中的横轴表示挖斗前端到边界线L的距离D，纵轴表示挖斗前端速度垂直于边界线L分量的极限值a。正如XaYa坐标系一样，横轴上的距离D和纵轴上的速度极限值a都是沿着从设定区域外向着设定区域内被规定为正(+)。将距离D和极限值a间的关系设定为：当挖斗前端在设定区域内时，速度沿负(-)方向与距离D成正比地给出挖斗前端速度垂直于边界线L的分量，而当挖斗前端在设定区域外时，速度沿正(+)方向与距离D成正比地给出挖斗前端速度垂直于边界线L的分量。因此，在设定区域内，只有当挖斗前端速度垂直于边界线L的分量大于沿负(-)方向的极限值时，才使挖斗前端慢慢降下，而在设定区域外，则沿正(+)方向使挖斗前端增速。

吊杆油缸速度计算部分9D根据指令值(导引压力)和流速控制阀5b的流速特性计算用于控制的吊杆油缸速度，所述指令值由压力传感器61c、61d检测，被加给吊杆的流速控制阀5b。

吊杆相关挖斗前端速度计算部分9E根据吊杆油缸速度以及前部姿态计算部分9b确定的前部装置1A的位置和状态，计算吊杆相关挖斗前端速度(速度矢量)b。

悬臂相关挖斗前端速度极限值计算部分9F利用区域设定计算部分9a确定的变换数据，将已由计算部分9E确定的吊杆相关挖斗前端速度b从XY坐标系变换到XaYa坐标系，计算吊杆相关挖斗前端速度(bx、by)，然后还根据计算部分9c确定的挖斗前端速度垂直于边界线L的极限值a和吊杆相关挖斗前端速度垂直于边界线L的分量by，计算悬臂相关挖斗前端速度垂直于边界线L的极限值c。现在参照图29描述这一过程。

在图29中，挖斗前端速度极限值计算部分9c确定的挖斗前端速度垂直于边界线L分量的极限值a与吊杆相关挖斗前端速度计算部分9E确定的挖斗前端速度b垂直于边界线L分量by之间的差(a-by)给出悬臂相关挖斗前端速度垂直于边界线L的极限值c。然后，悬臂相关挖斗前端速度极限值计算部分9F由公式c=a-by计算极限值c。

将分别以下情况描述极限值c的含义，即挖斗前端在设定区域内的情况、挖斗前端在设定区域边界线上的情况，和挖斗前端在设定区域外的情况。

当挖斗前端在设定区域内时，将挖斗前端速度以与挖斗前端到边界线L的距离D成比例的方式限制在挖斗前端速度垂直于边界线L分量的极限值a，而且，因此悬臂相关挖斗前端速度垂直于边界线L的分量被限制成c(=a-by)。如果挖斗前端速度b垂直于边界线L分量大于c，则将其减慢至c。

当挖斗前端在设定区域边界线L上时，将挖斗前端速度垂直于边界线L分量的极限值a设定为0，并且通过在速度c时对悬臂抬起的校正操作，抵销朝向设定区域外的吊杆相关挖斗前端速度b。于是，挖斗前端速度垂直于边界线L的分量by变成0。

当挖斗前端在设定区域外时，将挖斗前端速度垂直于边界线L的分量以与挖斗前端到边界线L的距离D成比例的方式限制为向上速度a。为此，总是进行在速度c下的悬臂抬起校正操作，使挖斗前端回到设定区内。

悬臂油缸速度极限值计算部分9G根据悬臂相关挖斗前端速度垂直边界线L的极限值c，及前部装置1A的位置和姿态，通过利用前述变换数据的坐标变换计算悬臂油缸速度极限值。

悬臂导引压力极限值计算部分9H根据悬臂的流速控制阀门5a的流速特性，确定由计算部分9G确定的、与悬臂油缸速度极限相关的油缸导引压力极限值。

悬臂相关阀门指令计算部分9I接收来自计算部分9H的导引压力极限值。当此极限值为正时，计算部分9I根据悬臂抬起情况，对比例电磁阀10a输出一个相应于该极限值的电压，从而使流速控制阀门5a液压传动部分50a的导引压力限制在该极限值，同时根据悬臂降下情况，对比例电磁阀10b输出一个零(0)电压。当此极限值为负时，计算部分9I根据悬臂降下情况，对比例电磁阀10b输出一个相应于该极限值的电压，从而使流速控制阀门5a液压传动部分50b的导引压力限制在该极限值，同时根据悬臂抬起情况，对比例电磁阀10a输出一个零(0)电压。

杠杆信号减小控制计算部分9M执行操作杆信号减小程序，以减小前部装置1A吊杆的控制杆单元4b的操作信号(导引压力)。

图30是表示杠杆信号减小控制计算部分9M中执行的处理步骤的流程图。首先在步骤155，利用区域设定计算部分9a中得到的变换数据，将由前部姿态计算部分9b确定的挖斗1c前端在XY坐标系中的位置变换成XaYa坐标系中的值，并由挖斗前端位置得到的Ya坐标值确定设定区内挖斗1c前端位置与设定区边界间的距离D。这之后，通过实行与图19所示的步骤160-165类似的处理，计算导引管线45a、45b中为了杠杆信号减小控制而拟被减小的预期导引压力Pa2、Pb2。

杠杆信号减小控制转换部分9S选择地输出由计算部分9M根据挖斗1c前端是否在减速区内，或者根据作业方式选择开关20是否接通亦或是打开算得的值。这种转换过程的细节被表示于图31中。

参见图31，在步骤180中，首先确定作业方式选择开关20是否被压下(被接通)。如果被压下，则程序进到步骤181，在步骤181中，确定挖斗1c前端是否已进入减速区内。作为设定减速区范围的值，控制单元9B的存储器存储有如图8所示的离开设定区边界线的距离Ya1。具体地说，在步骤181中，如果由杠杆信号减小控制计算部分9M于步骤155中所确定的距离D小于距离Ya1，则确定挖斗1c前端已进入减速区内。如果在步骤181中确定挖斗1c前端已进入减速区内，则程序进到步骤182，在那里输出由计算部分9M算得的值。如果距离D为负值，则在D=0时继续将算得的预期导引压力作为吊杆导引压力的极限值输出。另一方面，如果在步骤180中作业方式选择开关20未被压下(被断开)，或者如果距离D大于距离Ya1，并且在步骤181中确定挖斗1c前端不在减速区内，则程序进到步骤183，输出一个最大值，作为吊杆导引压力的极限值。

吊杆相关阀门指令计算部分9K接收来自转换部分9S的吊杆导引压力的极限值。当该极限值为正时，计算部分9K对在吊杆收紧情况的比例电磁阀11a输出一个与此极限值相应的电压，从而使流速控制阀门5b液压传动部分51a的导引压力限制在该极限值，同时还对在吊杆卸载情况的比例电磁阀11b输出一个零(0)电压。当该极限值为负时，计算部分9K对在吊杆卸载情况的比例电磁阀11b输出一个与此极限值相应的电压，从而使流速控制阀门5b液压传动部分51b的导引压力限制在该极限值，同时还对在吊杆收紧情况的比例电磁阀11a输出一个零(0)电压。

在上面的布置中，假定吊杆1b为第一特定前部组件，而悬臂1a为第二特定前部组件，操作杆信号减小控制计算部分9M及比例电磁阀11a、11b构成第一信号调整机构，用于当前部装置1A在设定区内靠近边界线时，根据作为第一计算装置的前部姿态计算部分9b算得的值，至少调整多个控制杆单元4a-4f中间与第一特定前部组件相关的控制杆单元4b的操作信号，以减小操作信号。挖斗前端速度极限值计算部分9C、吊杆油缸速度计算部分9D、吊杆相关挖斗前端速度计算部分9E、悬臂相关挖斗前端速度极限值计算部分9F、悬臂油缸速度极限值计算部分9G、悬臂导引压力极限值计算部分9H，悬臂相关阀门指令计算部分9I，比例电磁阀门10a和换向阀12构成第二信号调整机构，用以至少根据因第一信号调整机构而被减小了的操作信号以及由第一计算装置算得的值计算为控制前部装置1A所用的速度b，并根据该控制速度b至少控制来自多个控制杆单元4a-4f中间与第二特定前部组件1a相关的控制杆单元4a的操作信号，以便在设定区内使前部装置沿向着设定区边界方向的移动速度被减小。

另外，作业方式选择开关20和操作杆信号减小控制转换部分9S构成作业方式选择机构，用于选择是否使控制杆单元4b的操作信号受到第一信号调整机构的调整而被减小。当作业方式选择机构20、9S工作而选择不受第一信号调整机构调整时，第一信号调整机构9M、11a、11b不调整所述操作信号，第二信号调整机构9c、9d、9e等至少根据未受调整的操作信号及由第一计算装置9b算得的值计算控制前部装置1A用的速度b，并根据该速度b至少调整与第二特定前部组件1a相关的控制杆单元4a的操作信号。

以下将描述具有上述结构之本实施例的工作情况。下面将关于几个作业实例进行叙述，即以定位挖斗前端为目的沿悬臂降下方向操纵悬臂的控制杆单元4a使悬臂更低的情况(即悬臂降下操作)，和以向着主体挖掘地面为目的沿吊杆收紧方向操纵吊杆的控制杆单元4b使吊杆收紧的情况(即吊杆收紧操作)。

当以定位挖斗前端为目的，沿悬臂降下方向操纵悬臂的控制杆单元4a的操纵杆时，通过导引管线44b将代表控制杆单元4a指令值的导引压力加给在悬臂降下情况下流速控制阀门5a的液压传动部分50b。与此同时，计算部分9C根据图28所示的关系计算与挖斗前端到设定区边界线L的距离D成正比的挖斗前端速度的极限值a(＜0)，计算部分9F计算悬臂相关挖斗前端速度的极限值c=a(＜0)，而油缸导引压力极限值计算部分9H计算与极限值c相应的负油缸导引压力极限值，同时阀门指令计算部分9I对比例电磁阀10b输出一个与所述极限值相应的电压，从而限制在悬臂降下情况下流速控制阀门5a的液压传动部分50b的导引压力，还对比例电磁阀10a输出一个零(0)电压，以使在悬臂抬起情况下流速控制阀门5a的液压传动部分50a的导引压力成零。这里，当挖斗前端远离设定区边界线L时，由计算部分9H所得的悬臂导引压力极限值的绝对值大于从控制杆单元4a输入的导引压力，于是，比例电磁阀10b输出自控制杆单元4a输入的导引压力。因此，悬臂根据从控制杆单元4a输入的该导引压力被逐渐下移。

随着有如上述那样悬臂被逐渐下移，并且挖斗前端愈加靠近设定区的边界线L，使得由计算部分9F计算的悬臂相关挖斗前端速度的极限值c=a(＜0)增大(其绝对值｜a｜或｜c｜减小)，并使由计算部分9H计算的相应悬臂指令极限值(＜0)的绝对值减小。于是，当所述极限值的绝对值变得小于控制杆单元4a的指令值，同时从阀门指令计算部分9I输出给比例电磁阀10b的电压被相应地减小时，比例电磁阀10b减小并输出从控制杆单元4a输入的导引压力，以便根据极限值c逐渐地限制加给在悬臂降下情况下流速控制阀门5a的液压传动部分50b的导引压力。这样，随着挖斗前端接近设定区的边界线L，使悬臂降下的速度逐渐受到限制，并且在挖斗前端抵达设定区的边界线L时，使悬臂停止。结果就能容易且平稳地将挖斗前端定位。

当挖斗前端离开到设定区的边界线L外面时，由计算部分9C根据图28的关系，将与挖斗前端到设定区边界线L的距离D成正比的挖斗前端速度的绝对值a(=c)作为正值计算，同时从阀门指令计算部分9I输出给比例电磁阀10a一个与极限值c相应的电压，用以将一个与极限值a相应的导引压力加给在悬臂抬起情况下流速控制阀门5a的液压传动部分50a。从而使悬臂在与距离D成比例的速度下沿着悬臂抬起的方向移动，以便向着设定区复位，之后，当挖斗前端回到设定区的边界线L时，使悬臂停止。结果能更平稳地使挖斗前端被定位。

另外，在以向着主体挖掘地面为目的，沿吊杆收紧方向操纵吊杆的控制杆单元4b使吊杆收紧的情况下，将从比例电磁阀11a输出的导引压力(后面有述)加给在吊杆收紧情况下流速控制阀门5b的液压传动部分51a，引起吊杆向着主体下移。

与此同时，由压力传感器61c检测加给流速控制阀门5b的液压传动部分51a的导引压力(即比例电磁阀11a的输出压力)，并输出给计算吊杆油缸速度的计算部分9D，随后计算部分9E计算吊杆相关挖斗前端速度b，另外，计算部分9C根据图28的关系计算与挖斗前端到设定区边界线L的距离D成正比的挖斗前端速度的极限值a(＜0)，同时计算部分9F计算悬臂相关挖斗前端速度的极限值c=a-by。这里，当挖斗前端像满足关系a＜by(｜a｜＞｜by｜)那样远离设定区的边界线L时，作为负值来计算指令值c。于是，阀门指令计算部分9I输出给比例电磁阀10b一个与所述极限值相应的电压，以便将悬臂降下情况下流速控制阀门5a的液压传动部分50b的导引压力限制成该极限值，同时还对比例电磁阀10a输出一个零(0)电压，以使悬臂抬起情况下流速控制阀门5a的液压传动部分50a的导引压力成零。这时，由于未使控制杆单元4a动作，因此，没有导引压力被加给流速控制阀门5a的液压传动部分50b。结果，吊杆根据加给流速控制阀门5b的液压传动部分51a的导引压力，渐渐移向主体。

随着吊杆逐渐移向主体，并且如上面所述那样挖斗前端愈加靠近设定区边界线L，使由计算部分9C计算的挖斗前端速度极限值a增大(绝对值｜a｜减小)。于是，当极限值a变得大于由计算部分9E算得的吊杆相关挖斗前端速度b垂直于边界线L的分量by时，作为正值由计算部分9F计算悬臂相关挖斗前端速度的极限值c=a-by，同时阀门指令计算部分9I对悬臂抬起情况下的比例电磁阀10a输出一个与极限值c相应的电压，为的是将流速控制阀门5a的液压传动部分50a的导引压力限制成该极限值，并对悬臂降下情况下的比例电磁阀10b输出一个零(0)电压，以使流速控制阀门5a的液压传动部分50b的导引压力成零。因此，进行悬臂抬起操作，以调整挖斗前端速度，使挖斗前端速度垂直于边界线L的分量以与从前端到边界线L的距离D成比例的方式逐渐受到限制。于是，利用吊杆相关挖斗前端速度平行于边界线L的未调整分量bx和根据极限值c调整的垂直于边界线L的速度分量，以图12所示同样的方式实现减速方向改变控制，同时能沿设定区边界线L进行挖掘。

另外，当挖斗前端已移出到设定区的边界线L之外时，由计算部分9C根据图28中所示的关系，作为正值计算与从前端到设定区边界线L的距离D成比例的挖斗前端速度的极限值a，由计算部分9F计算的悬臂相关挖斗前端速度的极限值c=a-by(＞0)以与极限值a成比例的方式增大，并且根据极限值c，使由阀门指令计算部分9I输出给悬臂抬起情况下的比例电磁阀10a的电压增大。因此，在挖斗前端离开设定区的情况下，实行悬臂抬起的操作，用以调整挖斗前端速度，以使挖斗前端在与距离D成比例的速度下复位到设定区。从而，在以与图14所示同样的方式下，使挖斗前端逐渐返回设定区边界线L，并沿其移动的同时，在吊杆相关挖斗前端速度平行于边界线L的未调整分量bx与根据极限值c调整的垂直于边界线L的速度分量的联合之下，进行挖掘。因此，通过收紧吊杆，可沿设定区边界线L平稳地进行挖掘。

此外，在上面的吊杆收紧操作中，由压力传感器61a检测代表吊杆控制杆单元4b指令值的导引压力，并将压力传感器61a的检测信号加给操作杆信号减小控制计算部分9M，该计算部分计算用于操作杆信号减小控制的预期导引压力。在这种情况下，当挖斗前端像满足关系D≥Ya1那样远离设定区的边界线L时，或者当作业方式选择开关20被断开时，作为吊杆导引压力的极限值，操作杆信号减小控制转换部分9S输出一个最大值，而不是由计算部分9M所计算的预期导引压力，同时，阀门指令计算部分9K对吊杆收紧情况下的比例电磁阀11a输出一个相应的电压，用以最大限度地打开比例电磁阀11a。因此，由控制杆单元4b输入的导引压力被加给吊杆收紧情况下流速控制阀门5b的液压传动部分51b。结果，随着控制杆单元4b的每次操作，操作者将吊杆向着主体移下。

当不仅随着吊杆移向主体挖斗前端按照满足关系D＜Ya1那样接近设定区的边界线L，而且还使作业方式选择开关20被接通时，作为吊杆导引压力的极限值，操作杆信号减小控制转换部分9S输出由计算部分9M计算的预期导引压力，用于杠杆信号减小控制，并且阀门指令计算部分9K对吊杆收紧情况下的比例电磁阀11a输出一个与所述极限值相应的电压，为的是将流速控制阀门5b液压传动部分51a的导引压力限制成所述极限值。因此，随着挖斗愈靠近设定区的边界线L而使吊杆被减慢。

正如从上面的叙述所看到的那样，本实施例也能给出与第一及第二实施例类似的进步。

在以上各实施例中，利用时间常数tg的低通滤波处理过程，以及用减小因数hg乘操作信号的减速过程都在杠杆信号减小控制中被进行。但也可以只进行以减小因数hg乘操作信号的减速过程。

再有，在以上各实施例中，是将挖斗前端选为前部装置的预定部分的。但是，从以较为简单的方式实现本发明的观点看，可将吊杆前部的一个销钉选为前部装置的一个预定部件。另外，当为防止前部装置的干扰及保证安全的目的而设定一个区域时，前部装置的预定部分可以是任何参与这种干扰的其它部分。

虽然已将应用本发明的液压驱动系统作为包含中心位置封闭型的流速控制阀15a-15f的中心位置封闭系统予以描述，但本发明也能应用于包含中心开口型流速控制阀的中心开口系统。

挖斗前端和设定区边界线间的距离相对于减速矢量、时间常数tg、减小因数hg及复位矢量的相互关系并不限于以上各实施例中所设定的相互关系，而是可按各种方式设定。

以上各实施例被构造成使得当挖斗前端离开设定区的边界时，实际上输出预期速度矢量。但即使在这样的条件下，还可以为任何其它目的而使预期速度矢量受到调整。

虽然已将预期速度矢量沿着朝向设定区边界线方向的矢量分量作为垂直于设定区边界线来描述，但也可以于垂直方向不同，只要能使挖斗前端在沿着设定区边界线的方向上移动即可。

在上面的第二实施例等中，其中本发明被应用于带液压操纵型控制杆单元的液压挖掘机，比例电磁阀10a、10b、11a、11b被用为电力-液压转换装置和减压装置。但是也可以用任何其它适宜的电力-液压转换装置代替这些比例电磁阀。

另外，虽然已将控制杆单元14a-14f和流速控制阀15a-15f都描述为液压操纵型的，但只需要至少对于悬臂和吊杆的控制杆单元14a、14b和流速控制阀15a、15b为液压操纵型的即可。

按照本发明，由于在前部装置接近设定区的边界时，使前部装置向着设定区边界的移动减慢，所以能在一个被限定的区域内有效地进行挖掘。

另外，由于操纵机构的操作信号本身被减小，所以即使在操纵机构突然被操作时，也能在一个被限定的区域内平稳地进行挖掘。

还有，当在一个被限定的区域内进行挖掘时，操作者可以按其意愿选择准确性优先作业方式和速度优先作业方式中的一种。

Claims (10)

1．一种建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，它包括：多个被驱动的部件(1a-1e)，它们包含多个前部组件(1a-1c)，构成一个多节的前部装置(1A)，并在竖直方向上可枢轴转动；多个液压传动机构(3a-3f)，分别驱动多个所述被驱动的部件；多个控制机构(14a-14f；4a-4f)，用来指挥所述多个被驱动部件的动作；以及多个按照来自所述多个操纵机构的动作信号被驱动的液压控制阀门(15a-15f；5a-5f)，用来控制送到所述多个液压传动机构的液压流体的流速，其特征在于，所述控制系统还包括：

区域设定机构(7；7，9a)，用来设定所述前部装置(1A)的可动范围；

第一检测装置(8a-8d)，用来检测与所述前部装置(1A)的位置及姿态有关的状态变化；

第一计算装置(250；9b)，用来根据所述第一检测装置的信号计算所述前部装置(1A)的位置及姿态；

第一信号调整机构(260；9m，11a，11b；9M，11a，11b)，当所述前部装置(1A)在设定区内接近其边界线时，用来根据所述第一计算装置算得的值至少调整在多个控制机构(14a-14f；4a-4f)中与第一特定前部组件(1b)相关的控制机构(14b，4b)的一个操作信号，以减小该操作信号；

第二信号调整机构(270，280；9c-9f，10a，10b，12；9D-9I，10a，10b，12)，至少根据由所述第一信号调整机构减小的操作信号及由所述第一计算装置算得的值用以计算控制所述前部装置(1A)的速度(Vc；b)，并根据所述用于控制的速度至少调整在所述多个操纵机构中与第二特定前部组件(1a)相关的控制机构(14a；4a)的操作信号，以使所述前部装置在设定区内沿着朝向设定区域边界线方向的移动速度(Vcy；by)降低。

2．一种如权利要求1所述的建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，其特征在于，还包括：

作业方式选择机构(20，257；20，9m，152；20，9S)，用以选择是否使来自操纵机构的操作信号受到所述第一信号调整机构调整而被减小，

当所述作业方式选择机构工作，选择不受所述第一信号调整机构(260；9m，11a，11b；9M，11a，11b)调整时，该第一信号调整机构不调整操作信号，同时所述第二信号调整机构(270，280；9c-9f，10a，10b，12；9D-9I，10a，10b，12)至少根据此未受调整的信号及所述第一计算装置(250；9b)算得的值计算用来控制所述前部装置(1A)的速度(Vc；b)，并根据该用于控制的速度至少调整在所述多个控制机构(14a-14f；4a-4f)中与第二特定前部组件(1a)相关的控制机构(14a；4a)的操作信号，使得沿着朝向设定区域边界线方向的移动速度(Vcy；by)降低。

3．一种如权利要求1所述的建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，其特征在于，所述第一信号调整机构(260；9m，11a，11b；9M，11a，11b)包括用来调整来自与所述第一特定前部组件(1b)相关的所述控制机构(14b；4b)的操作信号的机构(261，262；160，161，164)，以便减小该操作信号，使得随着所述前部装置(1A)与设定区域边界线之间的距离减小，该操作信号减小一个较大的量，并且在设定区边界线上，操作信号不成为零。

4．一种如权利要求3所述的建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，其特征在于，所述第一信号调整机构(260；9m，11a，11b；9M，11a，11b)还包括用来调整来自与所述第一特定前部组件相关的所述控制机构(14b；4b)的操作信号的机构(261，263；160，163，164)，以便随着所述第一特定前部组件(1b)与设定区边界线之间形成的角(θg)减小，使该操作信号减小一个较大的量。

5．一种如权利要求3所述的建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，其特征在于，所述第一信号调整机构(260；9m，11a，11b；9M，11a，11b)还包括用来调整来自与所述第一特定前部组件(1b)相关的所述控制机构(14b；4b)的操作信号的机构(261，262；160，161，164)，以便通过对操作信号进行低通滤波处理减小该操作信号。

6．一种如权利要求1所述的建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，其特征在于，至少在所述多个控制机构(4a-4f)中与所述第一和第二特定前部组件(1b，1a)相关的所述控制机构(4b，4a)是液压导引型的，它输出导引压力作为操作信号，而且一个包含所述液压导引型控制机构(4b，4a)的操作系统驱动相应的液压控制阀(5b，5a)，

所述控制系统还包括第二检测装置(61a，61b)，用于检测与所述第一特定前部组件(1b)相关的所述控制机构(4b)的输入量，

第一信号调整机构(260；9m，11a，11b；9M，11a，11b)，包括输入来自所述第二检测装置(61a，61b)的信号及由所述第一计算装置算得的值的第二计算装置(160-165)，用以在所述前部装置(1A)于设定区内接近边界线时，根据来自所述第二检测装置(61a，61b)的信号计算导引压力的极限值，还有第一导引压力控制机构(166，11a，11b；9K，11a，11b)，用来控制从相应的控制装置(4b)传送的导引压力，使加给所述液压控制阀(5b)的导引压力不超过所述极限值。

7．一种如权利要求6所述的建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，其特征在于，所述操纵系统包括第一导引管线(45a，45b)，用以将导引压力引到与第一特定前部组件(1b)相关的液压控制阀(5b)，而且所述第一导引压力控制机构包括用于输出相应于所述导引压力极限值的电信号的装置(166；9K)，还有被布置在所述第一导引管线(45a，45b)中并由所述电信号驱动的第一电力-液压转换装置(11a，11b)。

8．一种如权利要求6所述的建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括第三检测装置(61c，61d)，用来检测由所述第一导引压力控制机构(166，11a，11b；9K，11a，11b)控制的导引压力，而且所述第二信号调整机构(9c-9f，10a，10b，12；9D-9I，10a，10b，12)包括第三计算装置(9j；9H)，用于根据来自所述第三检测装置(61c，61d)的信号计算加给与所述第二特定前部组件(1a)相关的所述液压控制阀(5a)的导引压力，还有第二导引压力控制机构(9k，10a，10b，12；9I，10a，10b，12)，用来控制从相应的操纵装置(4a)传送的导引压力，使得产生由所述第三计算装置算得的导引压力。

9．一种如权利要求8所述的建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，其特征在于，所述操纵系统包括第二导引管线(44a，44b)，用以将导引压力引到与第二特定前部组件(1a)相关的液压控制阀(5a)，而且所述第二导引压力控制机构包括：用于输出相应于由所述第三计算装置(9j；9H)算得的导引压力的电信号的装置(9k；9I)；被所述电信号驱动的第二电力-液压转换装置(10a，10b)，它用来传送所述导引压力；还有被布置在所述第二导引管线(44a)内的装置(12)，用来从与所述第二特定前部组件(1a)相关的所述控制机构(4a)传送的导引压力及从所述第二电力-液压转换装置(10a)传送的导引压力中选择较高的一个。

10．一种如权利要求1所述的建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，其特征在于，所述第一特定前部组件包括液压挖掘机的至少一个吊杆(1b)，第二特定前部组件包括该液压挖掘机的至少一个悬臂(1a)。

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