CN1066231C - 建筑机械的前部控制装置及油温显示装置 - Google Patents

Abstract

一种即使在驱动油温度低时也可以精确、安全地进行前部控制的、建筑机械的前部控制装置。在其油温检测运算部9P，预先设定了把油温分为最低的第1区域A、稍微偏低的第2区域B及通常温度的第3区域C的3个区域的分界值T₁、T₂；当油温处于第1区域A时，使警报灯14连续点亮，当油温处于第2油温区域B时，使警报灯14闪、灭，当油温处于第3区域C时，使警报灯14熄灭。

Description

建筑机械的前部控制装置及油温显示装置

本发明涉及具有多关节型的前部装置的建筑机械上的，尤其是具有电前臂、悬臂、铲斗等前部部件构成的前部装置的油压挖掘机等建筑机械上的前部控制装置及该前部控制装置上的油温显示装置，该前部控制装置是进行区域限制挖掘控制等前部控制，该区域限制挖掘即限制前部装置的可动作区域而进行挖掘。

建筑机械的代表例有油压挖掘机。在油压挖掘机上，操作人员利用各自的手动操作杆操作构成前部装置的悬臂、前臂等前部部件。由于这些前部部件是分别由关节部连接开转动的，因此，操作这些前部部件挖掘指定的区域或指定的平面是非常困难的工作。同时，在市镇地域作业时，还要注意前部装置不能影响周围的电线、墙壁等物体。

因此，就有了使挖掘作业容易化或防止前部与周围物体相干涉的种种提案。

如：在特开平4-136324号公报中，在接近不可侵入区域的部分设定了减速区域，当前部装置的一部分、如铲斗进入减速区域时，就减小操作杆的操作信号，使前部装置减速，当铲斗到达不可侵入区域边界时就停止。

另外，在国际公开公报WO95/30059号公报中，设定了可挖掘区域；当前装置的一部分、例如铲斗接近可挖掘区域的边界时，就只使铲斗面向该边界方向的运动减速，当铲斗到达可挖掘区域的边界时，铲斗虽不向可挖区域之外走，但仍可以沿着可挖掘区域的边界工作。

另一方面，在油压挖掘机等靠油压驱动作业部件的机械中，由原动机驱动油压泵旋转，从而使压油(动力油)自油压泵中流出，驱动油压传动装置。在这样的油压机械中，与普通车辆一样，起动时需要原动机的预热运转；在实现上，为了将预热运转状态这一情况通知操作人员，设计了检测原动机冷却水温度的温度计和预热指示灯。当水温在所定温度以下时，预热指示灯点亮，当达到所定温度以上时，预热指示灯熄灭。

但是，靠油压驱动的机械一般地说都有下述倾向：驱动油温度低则粘度上升，因而机械的应答性就会下降。这一点即使在上述前部控制装置上也不例外，当驱动油的温度低到极端时，就会由于油压机器的应答延迟而引起控制精度的降低。特别是在进行如上所述的前部控制装置中，当铲斗的前端位于设定区域的边界附近时，如果急剧地操作操作杆，铲斗的前端就会越过设定区域的边界，侵入不允许进入的区域。

另外，虽然如上所述，在油压挖掘机等油压机械上设有当原动机的冷却水在所定温度以下时点亮的预热指示灯，但由于原动机的冷却水是靠原动机加热的，而与此相对，油压机械的驱动油是由其通过配管，各种阀等时的节流损失而被加热的，所以原动机的冷却水温度与驱动油温度开不直接对应。因此，操作人员仅靠预热指示灯的点亮、熄灭的情报并不能判断是否可以实施前部控制，还是会产生与上述同样的问题。

本发明的目的是提供在驱动油温度低时也能精确而安全地进行前部控制的建筑机械的前部控制装置及其油温显示装置。

(1)为了达到上述目的，本发明提供了设置于建筑机械上的，控制下述前部装置在预先设定的区域内作业的建筑机械的前部控制装置；这里所说的建筑机械包括由上下方向可回转的多个前部部件构成的多关节型的前部装置和驱动前述多个前部部件的多个油压传动装置以及由来自多个操作装置的信号驱动的、控制供给前述多个油压传动装置的压油的流量的多个油压控制阀；其中包括：检测驱动油温度的油温检测装置和判断用前述油湿检测装置测出的驱动油的温度处于第一油温区域和比第一油温区域高的第二油温区域、比第二油温区域高的第三油温区域的至少3个油温区域中的哪一个油温区域，并当驱动油的温度处于第1及第2油温区域时，按第1油温区域和第2油温区域以不同的方式发出警报的警报装置。

利用上述装置，操作人员可以一边观察操作建筑机械时的重要因素-油温是否低或低到什么程度，一边进行作业。即由于可以预见当油温处于第2温度区域时(稍微偏低时)应答性较低，所以会有意识地精心地操作建筑机械，从而提高前部控制的精度。同时由于当油温处于第一温度区域时(相当低时)不适于进行前部控制，因此就不利用前部控制而用通常的操作装置进行作业。这样，即使驱动油的温度较低也可以精确、安全地进行前部控制。

(2)在上述(1)中，最好是在前述警报装置具有操作人员可以凭视觉观察的警报显示装置，并通过使该警报显示装置工作而发出警报。

这样，操作人员就可以凭视觉观察油温是否低，及低到什么程度。

(3)另外，在上述(1)中，最好是，在前述警报装置当驱动油的温度处于前述第1油温区域时，连续地发出警报，当驱动油的温度处于前述第2油温区域时间断地发出警报。

这样，操作人员在油温低时就可以观察、区别究竟处于第1油温区域还是第2油温区域。

(4)在上述(3)中，最好是，前述警报装置，在驱动油处于前述第2油温区域时，随着温度的降低，发出警报的间隔就会缩短。

这样，即使油温处于稍微偏低的第2油温区域时，操作人员也可以知道其处于第2油温区域的什么位置。

(5)另外，在上述(1)中，最好是，前述警报装置当驱动油的温度处于前述第1油温区域时，在发出警报的同时，就会强制中止前述前部装置的控制。

这样，由于当油温相当低时，就强制不进行前部控制，所以可以防止尽管油温很低、仍然错误地实施前部控制。

(6)在上述(1)中，前述多个操作装置是通过各自的导引管向前述多个油压控制阀对应的部位供给与操作量相应的控制压力并驱动它们的油压控制方式，前述油温检测装置安装在前述前部装置的控制的油压控制阀的导引管上，测出这些导引管内的驱动油的温度。

这样操作人员就可以得到油温不易上升的导引管即与前部控制直接相关的部分的油温情报，并根据这一情报更加精确、安全地进行前部控制。

(7)另外，为了实现上述目的，本发明提供了使由上下方向可转动的多个前部部件构成的多关节型前部装置在预先设定的区域内作业的建筑机械的前部控制装置上的油温显示装置；在该油温显示装置上备有检测驱动油温度的油温检测装置和警报显示以及警报控制装置；该警报控制装置用以判断用前述油温检测装置检测出的驱动油的温度是处于第1油温区域和比第1油温区域更高的第2油温区域，比第2油温区域更高的第3油温区域的至少3个油温区域中的哪个油温区域，并在第1油温区域和第2油温区域使警报显示装置以不同的方式发出警报。

这样，就可以如上述(1)所述，更精确可靠地进行前部控制。

(8)进一步，为了实现上述目的，本发明在控制由上下方向可转动的多个前部部件构成的多关节型前部装置、使其在预先设定的区域内作业的建筑机械的前部控制装置上的油温显示装置上，设有检测驱动油温度的油温检测装置和输入来自前述油温检测装置的信号进行规定的演算处理的警报控制装置以及警报显示装置；该警报显示装置根据前述警报控制装置的信号而动作，相对于第1油温区域和比第1油温区域更高的第2油温区域、比第2油温区域更高的第3油温区域的至少3个油温区域，当驱动油的温度处于第1及第2油温区域时，以第1油温区域和第2油温区域不同的方式发出警报。

这样，就可以如上述(1)所述，更精确安全地进行前部控制。

(9)另外，在上述(7)或(8)中，最好是前述警报显示装置含有装备在驾驶室的箱式操作盘上的警报灯。

这样，操作人员在驾驶座上就可以知道油温的状态，从而精确而可靠地进行前部控制。

图1是本发明第1实施形态下的建筑机械的前部控制装置及其油压驱动装置。

图2是适用本发明的油压挖掘机的外观。

图3是显示控制单元的控制机能的机能程序图。

图4是本实施形态的区域限制挖控制的可挖掘区域的设定方法。

图5是计算铲斗前端速度的限制值时，该值与铲斗距设定区域边界的距离间的关系。

图6是当铲斗前端处于设定区域内和设定区域边界上及设定区域外时，由悬臂进行的铲斗前端速度补正动作的差异。

图7是显示由油温检测运算部把油温分成3个油温区域的概念的说明图。

图8是显示油温检测运算部的处理内容的程序方框图。

图9是当铲斗前端处于设定区域内时的补正动作轨迹之一例。

图10是当铲斗前端处于设定区域外时的被正动作轨迹之一例。

图11是本发明第2实施形态下的建筑机械的前部控制装置及其油压驱动装置。

图12是用于本发明前部控制的操作盘的实施形态。

下面，参照图1-图10说明本发明应用于油压挖掘机的区域限制挖掘控制装置时的实施形态。

在图1中，应用本发明的油压挖掘机具有油压泵2和包括由该油压泵2排除的压油驱动的悬臂油缸3a、前臂油缸3b、铲斗油缸3c、回转马达3d及左右的行走马达3e、3f在内的多个油压传动装置和与这些油压传动装置3a-3f分别对应而设的多个操作杆装置4a-4f以及接在油压泵2和多个油压传动装置3a-3f之间，由操作杆装置4a-4f的操作信号控制的，控制供给油压传动装置3a-3f的压油流量的多个流量控制阀5a-5f和当油压泵2与流量控制阀5a-5f之间的压力达到设定值以上时打开的溢流阀6；它们构成驱动油压挖掘机的被驱动部件的油压驱动装置。

如图2所示，油压挖掘机由多关节型的前部装置1A和车体1B构成：其中多关节型的前部装置1A由分别沿垂直方向转动的悬臂1a、前臂1b及铲斗1c构成，车体1B由上部回转体1d及下部行走体1e构成，前部装置1A上的悬臂1a的根部被支撑在上部回转体1d的前部。悬臂1a、前臂1b、铲斗1c、上部回转体1d以及下部行走体1e分别被悬臂油缸3a、前臂油缸3b、铲斗油缸3c、回转马达3d及左右的行走马达3e、3f驱动，构成被驱动部件，它们的动作由上述操作杆装置4a-4f给出指示。

另外，操作装置4a-4f为油压控制方式，把分别与操作人员操作的操作杆40a-40f的操作量及操作方向相对应的控制压经由导引管44a-49b供给到对应的流量控制阀5a-5f的油压驱动部50a-55b，驱动这些流量控制阀。

本实施形态的区域限制挖掘控制装置被设计在以上所述的油压挖掘机上。该控制装置包括：设定器7、角度检测器8a、8b、8c、倾斜角检测器8d、油温检测器13、压力检测器61a、61b、警报灯14、比例电磁阀10a、梭阀12、比例电磁阀10b和控制单元9，其中设定器7是预先根据作业情况，指示前部装置的所定部位-如铲斗1c的前端可动的可挖掘区域的设定；角度检测器8a、8b、8c设在悬臂1a、前臂1b及铲斗1c的各自的转动支点上，检测作为关于前部装置1A的位置与姿势的状态量的各自的回转角；倾斜有检测器8d检测车体1B的前后方向的倾斜角；油温检测器13检测驱动油的温度并输出与之相应的电信号；压力检测器61a、61b设在前臂用的操作杆装置4b的导引管45a、45b上，检测作为操作杆装置4b操作量之控制压力；比例电磁阀10a的第一开口侧接在控制泵43上，根据电信号减小并输出来自控制泵43的控制压力；梭阀12按在悬臂用的操作杆装置4a的导引管44a和比例电磁阀10a的第二开口一侧，从导引管44a内的控制压和由比例电磁阀10a输出的控制压中选择较高的一侧导引到流量控制阀5a的油压驱动部50a；比例电磁阀10b设置在悬臂用操作杆装置4a的导引管44b上，根据电信号降低并输出导引管44b内的控制压力；控制单元9根据输入的设定器7的设定信号、角度检测器8a、8b、8c和倾斜角检测器8d的检测信号、油温检测器13的检测信号、压力检测器61a、61b的检测信号设定铲斗1c的前端可操作的可挖掘区域，同时把补正用于进行区域限制挖掘控制的操作信号的电信号输出到比例电磁阀10a、10b上开且当驱动油温度降低时，使警报灯14点亮，并发出警报。

设定器7是利用设在操作盘或手把上的开关等操作装置，把设定信号输出到控制单元9上，指示挖掘区域的设定的，操作盘上可以有显示装置等其它辅助装置。另外，也可以用IC卡方法、条形码方法、激光方法、无线通讯方法等其它方法。

油温检测器13可以接在能够检测驱动油温度的部位，在本实施形态下，作为一个例子按在油压泵2入口侧的配管上。

控制单元9的控制机能如图3所示。控制单元9A具有前部姿势运算部9a，区域设定运算部9b，铲斗前端速度限制值运算部9c，前臂油缸速度运算部9d，根据前臂的铲斗前端速度运算部9e，根据悬臂的铲斗前端速度限制值运算部9f，悬臂油缸速度限制值运算部9g，悬臂控制压力限制值运算部9h，油温检测运算部9p，LED控制运算部9q，区域限制控制转换运算部9r，悬臂用阀指令运算部9i等各机能。

前部姿势运算部根据用角度检测器8a-8c以及倾斜角控测器8d检测出的悬臂、前臂、铲斗的回转角及车体1B的前后倾斜角运算前部装置1A的位置和姿势。

区域设定运算部9b，按设定器7的指示进行铲斗1c的前端可操作的挖掘区域的设定运算。该设定运算可以利用直接指导(ダィしクトぇ-チ)、数值输入的任一方式进行。作为一例，利用图4说明直接指导例。

在图4中，由操作人员把铲斗1c的前端移动到点p的位置后，按设定器7的指示计算此时的铲斗1c的前端位置，进而按设定器7指示的倾斜角ζ设定限定区域的边界L。

这时，前部装置1A及车体1B的各部尺寸被记忆在控制单元9的记忆装置上，区域设定运算部9b利用前部姿势运算部9a得到的这些数据和由角度检测器8a，8b，8c检出的回转角以及由倾斜角检测器8d检测出的车体1b的倾斜角计算点p的位置。此时在如以悬臂1a的回转支点为原点的XY座标系下求得点p位置的坐标值。XY座标系是固定在车体1B的垂直面内的直角座标系。

并且，把由点p的位置和设定器7指示的倾斜角ζ得到的限制区域边界L画一条直线。在该直线上找一原点，并以该直线为一轴，建立如以点p为原点的XaYa的直角座标系，求得由XY座标系向XaYa座标系转换的数据。

铲斗前端速度的限制值运算部9c，根据铲斗前端距边界L的距离D，计算铲斗前端速度垂直于边界L的垂直分速度的限制值a。这是把图5所示的关系预先记忆在控制单元9的记忆装置上，读出该关系而进行的。

在图5中，横轴显示铲斗前端距边界L的距离D，纵轴显示铲斗前端速度垂直于边界L的垂直分速度的限制值a，横轴距离D及纵轴速度限制值a和XaYa座标系相同，分别以自设定区域外向设定区域内的方向为(+)方向。该距离D和限制值a的关系如下设定，当铲斗前端在设定区域内时，把与该距离D成比例的(-)方向的速度设定为铲斗前端速度的垂直于边界L的垂直分速度的限制值a，当铲斗前端在设定区域外时，把与该距离D成比例的(+)方向的速度设定为铲斗前端速度的垂直于边界L的垂直分速度限制值a。所以，在设定区域内，铲斗前端速度的垂直于边界L的垂直分速度只在当在(-)方向上超过限制值时被减速，在设定区域外，铲斗前端按(+)方向增速。

另外，虽然铲斗前端距设定区域边界L的距离D和铲斗前端速度限制值a设定为成直线比例关系，但是，并不限于此，可以有种种设定。

前臂油缸速度运算部9d，根据由压力检测器61a、61b测出的给予流量控制阀5b的指令值(控制压力)和前臂的流量控制阀5b的流量特性，推定前臂油缸的速度。

根据前臂的铲斗前端速度运算部9e根据前臂油缸速度和由前部姿势运算部9a求得的前部装置1A的位置和姿势，运算基于前臂的铲斗前端速度b。

根据悬臂的铲斗前端速度限制值运算部9f，把由运算部9e求得的根据前臂的前端速度b利用区域设定运算部9b求得的转换数据，自XY座标系转换到XY座标系，并运算根据前臂的铲斗前端速度(bx，by)，根据运算部9c求得的铲斗前端速度的垂直于边界L的垂直分速度的限制值a和该基于前臂的铲斗前端速度的垂直于边界L的垂直分速度by运算基于悬臂的铲斗前端速度的垂直于边界L的垂直分速度的限制值C。这一点由图6说明。

在图6中，由铲斗前端速度的限制值运算部9c求得的铲斗前端速度的垂直于边界L的垂直分速度的限制值a和基于前臂的铲斗前端速度运算部9e求得的基于前臂的铲斗前端速度b的垂直于边界L的垂直分速度by之差(a-by)就是基于悬臂的铲斗前端速度的垂直于边界L的垂直分速度的限制值c；基于悬臂的铲斗前端速度的限制值运算部9f按c=a-by的公式来计算限值值c。

关于限制值c的意义按铲斗前端在设定区域内、在边界上、在设定区域外分别加以说明。

当铲斗前端在设定区域内时，铲斗前端速度与铲斗前端距边界L的距离D成比例，被限制为铲斗前端速度的垂直于边界L的垂直分速度的限制值a，这样，基于悬臂的铲斗前端速度的垂直于边界L的垂直分速度被限制为C(=a-by)。也就是说当铲斗前端速度b的垂直于边界的垂直分速度by超过C时，悬臂就被减速到C。

当铲斗前端在设定区域的边界L上时，铲斗前端速度的垂直于边界L的垂直分速度限制值a为0，向设定区域外的基于前臂的铲斗前端速度b通过速度c的由悬臂上升而进行的补正动作被取消，铲斗前端速度垂直于边界的垂直分速度by也是0。

当铲斗前端在区域外时，铲斗前端速度的垂直于边界L的垂直分速度由于被限制为与铲斗前端距边界L的距离D成比例地向上的速度a，所以不断地进行速度c的由提升悬臂而实施的补正动作，以使它返回设定区域内。

悬臂油缸速度的限制值运算部9g，根据基于悬臂的铲斗前端速度的垂直于边界L的垂直分速度的限制值C和前部装置1A的位置和姿势，通过用上述变换数据的座标转换运算悬臂油缸速度的限制值。

悬臂控制压力的限制值运算部9h，根据悬臂的流量控制阀5a的流量特性，求出对应于由运算部9g求得的悬臂油缸速度的限制值的悬臂控制压力的限制值。

油温控制运算部9p，根据予先设定的图表把来自油温检测器13的信号变换成油温。同时如图7所示，将油温分为最低的第1油温区域A，稍微偏低的第2油温区域B、通常温度的第3油温区域C这3个油温区域的分界值T₁、T₂被予先设定，比较该油温的分界值T₁、T₂和检测出的油温，而进行警报控制处理。

图8用程序方框图显示警报控制处理的详细情况。在图8中，当检测出的温度在第1油温区域A时，使警报灯14连续点亮步骤100→110→1207，当检测出的油温在第2油温区域B时，使警报灯14闪、灭(步骤100→110→130→140)，当油温在第3油温区域C时，使警报灯14不亮(步骤100→110→130→150)。

LED控制运算部9q，根据油温控制运算9p的处理结果，当检测出的油温处于第1油温区域A时，使警报灯14连续点亮通知操作人员油温相当低，当油温处于第2油温区域B时，使警报灯14闪灭，通知操作人员油温稍低，当油温处于第3油温区域C时，使警报灯不亮，通知操作人员油温正常。

同时，当检测出的油温处于第2油温区域B时，在第2油温区域的油温范围内，还要进一步进行改变警报灯14闪、灭间隔的处理。这时，假定油温控制值为T(T₁＜T＜T₂)，邻接第1油温区域A的油温时的闪、灭周期为t₁，邻接第3油温区域C的油温时的闪、灭周期为t₂，目标闪、灭周期为t，则可以按下式计算t。

t=((T-T₁)/(T₂-T₁))(t₂-t₁)+t₁

这样，操作人员就可以通过警报灯14的闪、灭间隔，预测油温在同一第2油温区域B范围内时，是处于高温一侧还是处于低温一侧。

区域限制控制的切换运算部9r，当油温处于第1油温区域A时，作为悬臂控制压力的限制值输出最大值；当油温处于第2油温区域B及第3油温区域C时，作为悬臂控制压力的限制值原样输出运算部9h计算出的值。这里之所以把悬臂控制压力的限制值定为最大值，是为了中止区域限制控制。

悬臂用阀指令运算部9i，输入来自运算部9r的控制压力的限制值，当该值为正时，向悬臂提升侧的比例电磁阀10a输出对应于限制值的电压，使流量控制阀5a的油压驱动部50a的控制压力为该限制值，向悬臂下降侧的比例电磁阀10b输出0电压，使流量控制阀5a的油压驱动部50b的控制压为0。当限制值为负数时，为了限制悬臂下降侧的流量控制阀的油压驱动部50b的控制压力把对应于限制值的电压输出到比例电磁阀10b，而向悬臂提升侧的比例电磁阀10a输出0电压，使流量控制阀5a的油压驱动部50a的控制压为0。

如上所述，油温检测器13、控制单元9的油温检测运算部9p、LED控制运算部9q及警报灯14构成当驱动油的温度低时也可以精确、安全地进行前部控制的油温显示装置。

以下说明如上构成的本实施形态的动作。作为操作例，就下述两种情况做一说明：假定欲使铲斗前端定位，把悬臂用操作杆装置4a的操作杆向悬臂下降的方向操作，使悬臂下降的情况(悬臂下降动作)和假定向挖掘机紧前方挖掘，把前臂用操作杆装置4b的操作杆向推压操作方向操作，使前臂推压操作的情况(前臂推压操作)。

当想要使铲斗前端的定位时，只要把悬臂用操作杆装置4a的操作杆向悬臂下降方向操作，该操作杆装置4a的指令值即控制压力就会经由导引管44b供给到流量阀5a的悬臂下降侧的油压驱动部50b。另一方面，与此同时，在运算部9c，与铲斗前端距设定区域边界L的距离D成比例的铲斗前端连度的限制值a(＜0)被按图7所示的关系进行计算，在运算部9f计算基于悬臂的铲斗前端速度的限制值c=a(＜0)，在悬臂控制压的限制值运算部9h计算与限制值c对应的负的悬臂指令的限制值，在阀指令运算部9i为了限制悬臂下降侧的流量控制阀的油压驱动部50b的控制压力，把对应于限制值的电压输出到比例电磁阀10b，把0电压输出到悬臂提升侧的比例电磁阀10a，使流量控制阀5a的油压驱动部50a的控制压力为0。此时，当铲斗前端距设区域边界L远时，运算部9h求得的悬控制压的限制值的绝对值就大，而操作杆装置4a的控制压就小，因此，比例电磁阀10b就把操作杆装置4a的控制压力和原样输出，这样悬臂就对应于操作杆装置4a的控制压力下降。

如上所述，随着悬臂下降、铲斗前端向设定区域的边界L接近，运算部9f计算的基于悬臂的铲斗前端速度的限制值c=a(＜0)就会变大(｜a｜或｜c｜就会变小)，运算部9h求得的对应的悬臂指令的限制值(＜0)的绝对值就会变小。而且，该限制值的绝对值会变得比操作杆装置4a的指令值还要小，由阀指令运算部9i输出到比例电磁阀10b的电压就会随之而变小，此时，比例电磁阀10b就会降低并输出操作杆装置4a的控制压力，按限制值C逐渐限制供给流量控制阀5a的悬臂下降侧的油压驱动部50b的控制压力。这样，随着接近设定区域的边界L，悬臂下降速度逐渐被限制，当铲斗前端到达设定区域的边界L时，悬臂就停止。因此，铲斗前端的定位简单易行。

另外，当铲斗前端超出设定区域的边界L时，运算部9c按图7所示的关系以正值计算与铲斗前端距设定区域边界L的距离D成比例的铲斗前端速度的限制值a(=c)；阀指令运算部9i把对应于限制值c的电压输出到比例电磁阀10a，把对应于限制值a的控制压供给到悬臂提升侧的流量控制阀5a的油压驱动部50a。这样，悬臂就会以与距离D成比例的速度向上升方向移动，使其向区域内返回，当铲斗前端返回到设定区域边界L时就停止。因此，铲斗前端定位就更加易行。

当挖掘紧前方时，只要把前臂用操作杆装置4b的操作杆向推压操作方向操作，该操作杆装置4b的指令值即控制压就会被供给到流量控制阀5b的前臂推压操作侧的油压驱动部51a，前臂就向紧前方下降。另一方面，与此同时，压力检测器61a就会检测出操作杆装置4b的控制压，输入到运算部9d，计算出前臂油缸速度，由运算部9e运算基于前臂的铲斗前端速度b。另外运算部9c利用图7所示的关系计算与铲斗前端和设定区域边界L的距离D成比例的铲斗前端速度的限制值a(＜0)，运算部9f计算基于悬臂铲斗前端速度的限制值c=a-by)。这时，当铲斗前端远离设定区域的边界L，a＜by(｜a｜＞｜by｜)时，限制值c作为负值计算，阀指令运算部9i将对应限制值的电压输出到比例电磁阀50b，以限制悬臂下降侧流量控制阀的油压驱动部50b的控制压，悬臂上升侧的比例电磁阀10a上输出0电压，使流量控制阀5a的油压驱动部50a的控制压为0。这时，由于操作杆装置4a没有操作，控制压不被输出到流量控制阀5a的油压驱动部50b上。由此，根据操作杆装置4b的控制压前臂向紧前方移动。

如上所述，随着前臂向紧前方移动，铲斗前端接近设定区域的边界L，由运算部9c计算的铲斗前端速度的限制值变大(｜a｜变小)，该限制值a就会变得比由运算部9e计算的基于前臂铲斗前端速度b垂直于边界L的垂直分速度by大，此时，在运算部9f计算的基于前臂铲斗前端速度的限制值c=a-by为正值，阀指令运算部9i将对应限制值的电压输出到悬臂上升侧的比例电磁阀10a上，使流量控制阀5a的油压驱动部50a的控制压设为该限制值，在悬臂下降侧的比例电磁阀10b上输出0电压，使流量控制阀5a的油压驱动部50b的控制压为0。因此，为了与铲斗前端距边界L的距离D成比例的逐渐地控制铲斗前端速度的垂直边界L的垂直分速度，进行基于悬臂上升的补正动作，通过基于前臂的铲斗前端速度的未补正的边界L的平行分速度bx和基于该限制值c补正的速度，进行如图9所示的方向变换控制，沿着设定区域的边界L进行挖掘。

另外，当铲斗前端超出设定区域的边界时，运算部9c按如图7所示的关系，作为正值计算与铲斗前端和设定区域的边界L的距离D成比例的铲斗前端速度控制值a，运算部9f计算的基于悬臂铲斗前端速度的限制值c=a-by(＞0)与限制值a成比例地增大，由阀指令运算部9i输出到悬臂上升侧的比例电磁阀10a上的电压随限制c而增大。因此，在设定区域外为了按距离成比例的铲斗前端速度恢复到区域内，进行基于悬臂上升的补正动作，通过基于前臂未补正的铲斗前端速度平行于边界L的平行分速度by和由该限制值c补正的速度，按如图10所示，沿着设定区域的边界L逐渐边返回边挖掘。所以，只要前臂推压操作，就可以沿设定区域的边界L进行平滑地挖掘。

以上动作是驱动油温度在第2油温区域B以及第3油温区域C时的情况，驱动油的温度在第3油温区域时，警报灯14不点亮，操作人员可以知道油温不低，可以放心地进行由上述区域限制挖掘控制进行的悬臂下降动作以及前臂运行动作。另外，驱动油温度在第2油温区域B时，警报灯14闪、灭，通知操作人员油温稍低。为此，操作人员能够认识到油温低机械应答性能低，从而可以预先进行认识到应答性低时的细心的操作，这样就可以精确安全地进行基于上述区域限制挖掘控制的悬臂下降动作以及前臂推压动作。而且，通过警报灯14的闪、灭间隔，通知操作人员油温在相同的第2油温区域B的范围内低到何种程度。为此，操作人员能够知道油温的变化，根据油温的情况进行操作，提高方便程度。

另一方面，当驱动油的温度处于第1油温区域A时，警报灯14连续点亮，通知操作人员油温相当低，同时，区域限制控制的转换运算部9r以最大值作为悬臂控制压的限制值输出，强制中止区域限制控制。这样，当油温相当低时，就不会错误地实施区域限制控制，防止由于油压机器的应答迟缓而使铲斗前端越过设定区域的边界进入不可进入的区域。

根据以上所述的本实施形态，当铲斗前端处于设定区域内时，由于铲斗前端速度的垂直于设定区域边界L的垂直分速度与铲斗前端距边界L的距离D成比例、被限制值a所限制，所以，可以简单、顺利地通过悬臂下降动作对铲斗前端的定位，通过前臂的推压操作使铲斗前端沿设定区域的边界移动，从而可以高效流畅地进行限制区域挖掘。

另外，当铲斗前端在设定区域外时，由于由与铲斗前端距边界L的距离D成比例的限制值a控制，使前部装置返回设定区域，因此，即使前部装置快速动作时，也可以使前部装置沿设定区域的边界动作，从而正确地进行限制区域挖掘。

此时，如上所述，由于预先由方向转换控制使其减速，因此，侵入设定区域外的量就会减少，且大幅度地缓和了返回设定区域时的冲击。所以，即使在前部装置快速动作时，也可以顺利地进行限制区域挖掘，可以圆满地进行限制区域挖掘。

进一步，在本实施形态下，由于油温由油温检测器检测，而当油温相当低时，警报灯11会连续点亮，操作人员可以得知油温相当低，同时强制中止区域限制挖掘控制，因而，防止了当油温相当低时，错误地实施区域限制控制；由于当油温稍微偏低时，警报灯11会闪、灭，操作人员可以得知机械的应答性低这一情况，预先进行得知应答性低时的精心操作，从而可以精确、安全地进行区域限制控制下的挖掘。

图11说明本发明的第2实施形态。图中，与图1所示的部件同等的部件使用了相同的符号。本实施形态显示油温检测器连接部位的另一侧。

在图11中，油温检测器13A连接在前臂用操作杆装置4b的导引管45a上的压力检测器61a和流量控制阀5b的油压驱动部51a之间，该油温检测器13A的检测信号被输入控制单元9，与第1实施形态一样进行警报控制处理，使警报灯14点亮，闪、灭或熄灭。

导引管44a-49b用于把操作操作杆装置4a-4f时产生的控制压力传送到流量控制阀5a-5f的油压驱动部50a-55b，因传送该控制压力而在导引管44a-49b内产生的驱动油的流动是极其微小的。因此，导引管44a-49b内的驱动油与连在油压泵2上的主配管内的驱动油相比，油温难于上升。另外，在本发明中，利用前部控制进行的沿设定区域边界L的挖掘是在如上所述，当前臂1b被沿环形方向操作时(导引管45a发生控制压力时)进行的。

因而，在本实施形态下，油温检测器13A接在驱动油温度难于上升且与前部控制直接相关的导引管即导引管45a上，并检测其油温。由此，操作人员可以得到与前部控制相关部分的油温情报，并以该情报为依据更加精确、安全地进行区域限制挖掘。

另外，作为与前部控制相关的导引管还有当利用前部控制进行沿设定区域边界L的挖掘时，使悬臂1a向上动作的悬臂提升用导引管44a，即使如图11假想线所示在该导引管44a上设置油温检测器13B，也可以得到与上述同样的效果。

图12说明本发明前部控制装置设定器的实施形态。本实施形态是由盒形操作盘构成设定器的。

在图12中，500是盒形的操作盘，该操作盘500具有主开关501、直接设定开关502、数值输入设定用的上升开关503a以及下降开关503b、低速方式开关504、显示切换开关505、0设定开关506等各种开关和与这些开关相关的各种LED 510-516和暖机警报灯517以及液晶显示画面520，它们设置在盘本体530上。

主开关501是选择是否开始本发明所说的区域限制挖掘控制的开关，按下该开关(使其为ON)时，由通常方式向区域限制挖掘控制方式转换的控制开始信号就由控制单元9输出，如第1实施形态说明了的图3所示的挖掘区域的设定及区域限制挖掘控制就可以实际进行。同时LED510点灯，通知操作人员目前处于区域限制挖掘控制方式。

直接设定开关502是为了利用在第1形态中作为一例叙述的直接指导进行挖掘区域的设定而设的开关，当按下该开关时，直接指导设定信号就由控制单元9输出，如前所述，此时前部装置1A的所定部位如铲斗1c的前端位置被计算，并利用该计算值设定挖掘区域。同时，LED511点灯，通知操作人员挖掘区域已被设定。

数值输入设定用上升开关503a及下降开关503b是利用数值输入进行挖掘区域设定的开关，按这些开关的其中之一时，假如以0为基准而预先设定的单位量、数值就会增加或减少，该数值被显示在液昌显示画面520上。同时，该数值被控制单元9作为数值输入设定信号输出，根据该数值设定挖掘区域。同时LED 511点灯，通知操作人员挖掘区域已被设定。按上升开关503a则数值增加，按下降开关503b则数值减小。

低速方式开关504是对如第1实施形态说明的图3所示的区域限制挖掘控制按速度优选的作业方式还是按精度优先的作业方式进行选择的开关，不按它即使它OFF时，选择速度优先的作业方式，可以直接利用压力检测器61a、61b的检测信号高效率地进行区域限制挖掘控制；当按下方式开关504使之处于ON时，则选择精度优先的控制方式，压力检测器61a、61b的检测信号水平被减小，从而可以利用该减小了的值进行高精度的区域限制挖掘控制。

显示切换开关505是切换液晶显示画面520的显示内容的开关，当选择“深度”时，513点亮，液晶显示画面520上显示由控制单元9计算的铲斗1c的前端位置的深度(或高度)；当选择“铲斗角”时，LED514点灯，液晶显示画面520上显示由控制单元9计算的铲斗1c的角度；当选择“左右倾斜”时，LED515点灯，液晶显示画面520上显示由控制单元9计算的车体1B(参照图2)的左右的倾斜角度；当选择“数值设定”时，LED在516点亮，如上所述，可以利用上述开关503a及下降开关503h根据数值输入设定挖掘区域。

0设定开关506是在显示切换开关505选择“深度”及“铲斗角度”时，设定其基准的开关，不按它，使其置于OFF时，有关“深度”：以车体1B所处的地面为基准(O)计算、显示深度，有关“铲斗角度”：以水平方向为基准(O)计算、显示角角；当按下开关506使其置于ON时，有关“深度”：以此时的铲斗前端位置为基准计算、显示深度，有关“铲斗角度”：以此时的铲斗方向为基准计算、显示角度。

暖机警报灯517相当于如图1所示的本发明油温显示装置的一部分的警报灯14，如前所述，当驱动油的温度处于第3油温区域C(参照图7)时，警报灯517不亮，操作人员可以得知油温不低；当驱动油的温度处于第2油温区域B(参照图7)时，警报灯517闪、灭，通知操作人员油温稍微偏低；当驱动油的温度处于第1油温区域A(参照图7)时，警报灯14连续点亮，通知操作人员温度相当低，同时强行中止区域限制控制。

盒形操作盘500与例如通常装备在油压挖掘机驾驶室内的驾驶座前方的操作盘另设，设置在不挡操作人员视野的位置如驾驶室前部的角部。操作人员利用该操作盘可以容易地进行控制方式的切换操作及区域设定操作，同时可以得到有关位置和姿势的必要的情报。同时，利用操作盘500上的暖机警报灯517可以详细地得知目前的油温状态，精确、安全地进行区域限制挖掘控制。

以上说明了几个本发明的代表性的实施形态，但本发明并不限于经此，可以有种种变形。

如在上述实施形态中，使用了警报灯，但也可以用蜂鸣器取而代之。

另外，当油温相当低时(处于第1油温区域时)，强制中止了区域限制挖掘控制，但也可以只由警报灯通知该情况，此时可由操作人员的判断来中止区域限制挖掘控制。

另外，述实施形态中，操作杆装置采用了油压控制方式，但也可以是电操作杆装置。

作为相对于为了进行区域限制挖掘控制而设的设定区域的边界L的距离D，就其距铲斗前端的情况进行了叙述，但如果简单地实施的话也可以取距前臂前端销的距离。另外，在为了防止与前部装置的干涉、提高安全性而设定区域的情况，也可以是能够引起这种干涉的其他部位。

进一步，适用的油压驱动装置选择了有闭锁中央型流量控制阀的闭锁中央型系统，但也可以选用用中央开放型流量控制阀的中央开放系统。

另外，作为油压挖掘机的前部控制，叙述了区域限制挖掘控制的例子，但本发明也适用于防止前部和周围物体相干涉的防干涉的防干涉控制等其他前部控制。

Claims (9)

1．一种建筑机械的前部控制装置，设置在建筑机械上，该建筑机械包括：在具有由上下方向可转动的多个前部部件构成的多关节型的前部装置，驱动前述多个前部部件的多个油压传动装置，由来自多个操作装置的信号驱动、控制供给前述多个油压传动装置的压油流量的多个油压控制阀；并控制前述前部装置在预先设定的区域内操作，其特征在于：包括：

检测驱动油温度的油温检测装置和，

警报装置，该装置判断由前述油温检测装置检测出的驱动油的温度处于第1油温区域和比第1油温区域更高的第2油温区域、比第2油温区域更高的第3油温区域的至少3个油温区域中的哪一油温区域，并且当驱动油的温度处于第1及第2油温区域时，在第1油温区域和第2油温区域以不同的方式发出警报。

2．一种如权利要求1记载的建筑机械的前部控制装置，其特征在于：前述警报装置具有操作人员可用视觉观察的警报显示装置，并通过使该警报显示装置动作而发出警报。

3．一种如权利要求1记载的建筑机械的前部控制装置，其特征在于：前述警报装置当驱动油的温度处于前述第1油温区域时，连续地发出警报；当驱动油的温度处于前述第2油温区域时，间断地发出警报。

4．一种如权利要求3记载的建筑机械的前部控制装置，其特征在于：前述警报装置当驱动油的温度处于前述第2油温区域时，使随着温度降低发出警报的间隔缩短。

5．一种如权利要求1记载的建筑机械的前部控制装置，其特征在于：前述警报装置当驱动油的温度处于前述第1油温区域时，在发出警报的同时会强制中止前述前部装置的控制。

6．一种如权利要求1记载的建筑机械的前部控制装置，其特征在于：前述多个操作装置为经由各自的导引管把与操作量相应的控制压供给到前述多个油压控制阀对应的部件并驱动之的油压控制方式：前述温度检测装置安装在有关前述前部装置的控制的油压控制阀的导引管上，测出该导引管内的驱动油的温度。

7．一种控制由上下方向可回转的多个前部部件构成的多关节型前部装置在预先设定的区域内操作的建筑机械的前部控制装置上的油温显示装置，其特征在于包括：

检测驱动油温度的油温检测装置，

警报显示装置，以及

警报控制装置，该警报控制装置，判断由前述油温检测装置检测出的驱动油的温度处于第1油温区域、比第1油温区域更高的第2油温区域和比第2油温区域更高的第3油温区域的至少3个油温区域中的哪一个油温区域，当驱动油温度处于前述第1油温区域及第2油温区域时，在第1油温区域和第2油温区域以不同的方式向前述警报显示装置发出警报。

8．一种控制由上下方向可转动的多个前部部件构成的多关节型前部装置在预先设定的区域内操作的建筑机械的前部控制装置上的油温显示装置，其特征在于包括：

检测驱动油温度的油温检测装置，

输入来自前述油温检测装置的信号，进行规定的运算处理的警报控制装置，以及

警报显示装置，根据米自前述警报控制装置的信号动作，相对于第1油温区域、比第1油温区域更高的第2油温区域和比第2油温区域更高的第3油温区域的至少3个油温区域，当驱动油的温度处于第1及第2油温区域时，在第1油温区域和第2油温区域以不同的方式发出警报。

9．一种如权利要求7或8记载的油温显示装置，其特征在于：前述警报显示装置含有设在装备于驾驶室的盒式操作盘上的警报灯。

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