CN107859087B - 油压挖掘机驱动系统 - Google Patents

Abstract

一种油压挖掘机驱动系统，具备：使摇动部摇动的缸；控制向缸的工作油的供给及排出的控制阀；在受到使摇动部接近驾驶室的第一操作及使摇动部远离驾驶室的第二操作时输出与操作杆的倾倒角相应的操作信号的操作装置；与用于控制阀的第一操作的第一先导端口相连接的电磁比例阀；以及基于操作信号控制电磁比例阀的控制装置；控制装置在操作装置受到第一操作时，以使从电磁比例阀输出的先导压低于上限压的情况下与从操作装置输出的操作信号成比例、并且、摇动部越靠近驾驶室上限压越上升的形式，控制电磁比例阀。

Description

油压挖掘机驱动系统

技术领域

本发明涉及油压挖掘机驱动系统。

背景技术

一般而言，油压挖掘机中，斗杆与能相对旋转体俯仰的动臂的梢端以可摇动的形式连接，铲斗与斗杆的梢端以可摇动的形式连接。该油压挖掘机上装载的驱动系统包括使动臂俯仰的动臂缸、使斗杆摇动的斗杆缸及使铲斗摇动的铲斗缸等，从泵通过控制阀向这些油压执行器供给工作油。

例如，专利文献1中公开了一种如图8所示的油压挖掘机驱动系统100。该驱动系统100中，向斗杆缸110的工作油的供给及排出由控制阀150控制。控制阀150具有与先导操作阀140相连接的一对先导端口，向控制阀150导入的先导压越大、则控制阀150的进口节流（meter-in）侧的开口面积及出口节流（meter-out）侧的开口面积越大。

此外，驱动系统100中，与斗杆缸110的连杆（rod）侧油室112和控制阀150相连接的给排管路上设置有先导开闭阀120。先导开闭阀120在斗杆缸110的缸底（bottom）侧油室111内的压力低于规定压力时工作，并减小用于从斗杆缸110的连杆侧油室112排出的工作油的通路的开口幅度。藉此，在斗杆拉动操作时防止了斗杆缸110因斗杆及铲斗整体的自重而伸长，防止了斗杆缸110上气穴现象（cavitation）的发生。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-187409号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

然而，图8所示的驱动系统100中，先导开闭阀120以外，还需要有作为用于使该先导开闭阀120工作的阀的、根据斗杆缸110的缸底侧油室111内的压力对从先导操作阀140向先导开闭阀120导入的先导压进行减压的减压阀130。因此，驱动系统100的结构复杂、成本较高。

所以，本发明的目的在于提供一种可通过廉价的结构来防止摇动斗杆或铲斗的缸因重力的影响而发生气穴现象的油压挖掘机驱动系统。

解决问题的手段：

为解决所述问题，作为本发明的一个方面的油压挖掘机驱动系统的特征在于，具备：摇动作为摇动部的斗杆或铲斗的缸；控制对所述缸的工作油的供给及排出、且具有用于使所述摇动部接近驾驶室（cabin）的第一操作的第一先导端口及用于使所述摇动部远离所述驾驶室的第二操作的第二先导端口的控制阀；包括有操作杆且在受到所述第一操作和所述第二操作的其中之一时输出与所述操作杆的倾倒角相应的操作信号的操作装置；与所述第一先导端口相连接的电磁比例阀；以及基于所述操作信号控制所述电磁比例阀的控制装置；所述控制装置在所述操作装置受到所述第一操作时，以使从所述电磁比例阀输出的先导压低于上限压的情况下与从所述操作装置输出的操作信号成比例、并且、只要所述摇动部为斗杆时斗杆及铲斗整体的重心、所述摇动部为铲斗时铲斗的重心至少位于以通过所述摇动部的摇动中心的铅垂线为基准的所述驾驶室的相反侧时、所述摇动部越靠近所述驾驶室所述上限压越上升的形式，控制所述电磁比例阀。

根据上述结构，在第一操作时斗杆及铲斗整体或是铲斗作为重力影响部的重心（以下简称为重力影响部的重心）距离驾驶室最远时，换言之重力以向该摇动部的摇动施加最大加速的形式作用于摇动部时，从电磁比例阀输出的先导压的上限压达到最小。即，在操作装置的操作杆大幅度倾倒时控制阀的出口节流侧的最大开口面积能够随重力影响部的重心距离驾驶室越远而变得越小。因此，摇动部顺着重力进行摇动时，可以防止缸因重力的影响而发生气穴现象。而且，可以由对于第一操作使用一个电磁比例阀的廉价的结构将其实现。

也可以是所述控制装置在所述操作装置受到所述第一操作时，在所述摇动部的摇动范围的整个区域内，以所述摇动部越靠近所述驾驶室所述上限压越上升的形式，控制所述电磁比例阀。根据该结构，在第一操作时重力影响部的重心距离驾驶室最近时，换言之重力以向该摇动部的摇动施加最大减速的形式作用于摇动部时，从电磁比例阀输出的先导压的上限压达到最大。即，在操作装置的操作杆大幅度倾倒时控制阀的出口节流侧的最大开口面积能够随重力影响部的重心距离驾驶室越近而变得越大。因此，在摇动部逆着重力摇动时，操作装置的操作杆大幅度倾倒时控制阀的出口节流侧的最大开口面积增大，因此抑制了控制阀对从缸排出的工作油的节流。因此，重力影响部的重心位于以铅垂线为基准的驾驶室的同一侧时，可以减少摇动部的摇动所需的动力。

也可以是所述电磁比例阀为第一电磁比例阀、还具备与所述第二先导端口相连接的第二电磁比例阀，所述控制装置在所述操作装置受到所述第二操作时，以使从所述第二电磁比例阀输出的先导压低于上限压的情况下与从所述操作装置输出的操作信号成比例、并且、只要所述摇动部为斗杆时斗杆及铲斗整体的重心、所述摇动部为铲斗时铲斗的重心至少位于以通过所述摇动部的摇动中心的铅垂线为基准的所述驾驶室的同一侧时、所述摇动部越远离所述驾驶室所述上限压越上升的形式，控制所述第二电磁比例阀。根据该结构，在第二操作时重力影响部的重心距离驾驶室最近时，换言之重力以向该摇动部的摇动施加最大加速的形式作用于摇动部时，从第二电磁比例阀输出的先导压的上限压达到最小。即，在操作装置的操作杆大幅度倾倒时控制阀的出口节流侧的最大开口面积能够随重力影响部的重心距离驾驶室越近而变得越小。因此，摇动部顺着重力摇动时，可以防止缸因重力的影响而发生气穴现象。而且，可以由对于第二操作使用一个电磁比例阀的廉价的结构将其实现。

也可以是所述控制装置在所述操作装置受到所述第二操作时，在所述摇动部的摇动范围的整个区域内，以所述摇动部越远离所述驾驶室所述上限压越上升的形式控制所述第二电磁比例阀。根据该结构，在第二操作时重力影响部的重心距离驾驶室最远时，换言之重力以向该摇动部的摇动施加最大减速的形式作用于摇动部时，从第二电磁比例阀输出的先导压的上限压达到最大。即，在操作装置的操作杆大幅度倾倒时控制阀的出口节流侧的最大开口面积能够随重力影响部的重心距离驾驶室越远而变得越大。因此，在摇动部逆着重力摇动时，操作装置的操作杆大幅度倾倒时控制阀的出口节流侧的最大开口面积增大，因此抑制了控制阀对从缸排出的工作油的节流。因此，重力影响部的重心位于以铅垂线为基准的驾驶室的相反侧时，可以减少摇动部的摇动所需的动力。

又，作为本发明的其他方面的油压挖掘机驱动系统的特征在于，具备：摇动作为摇动部的斗杆或铲斗的缸；控制对所述缸的工作油的供给及排出、且具有用于使所述摇动部接近驾驶室的第一操作的第一先导端口及用于使所述摇动部远离所述驾驶室的第二操作的第二先导端口的控制阀；包括有操作杆且在受到所述第一操作和所述第二操作的其中之一时输出与所述操作杆的倾倒角相应的操作信号的操作装置；与所述第二先导端口相连接的电磁比例阀；以及基于所述操作信号控制所述电磁比例阀的控制装置；所述控制装置在所述操作装置受到所述第二操作时，以使从所述电磁比例阀输出的先导压低于上限压的情况下与从所述操作装置输出的操作信号成比例、并且、只要所述摇动部为斗杆时斗杆及铲斗整体的重心、所述摇动部为铲斗时铲斗的重心至少位于以通过所述摇动部的摇动中心的铅垂线为基准的所述驾驶室的同一侧时、所述摇动部越远离所述驾驶室所述上限压越上升的形式，控制所述电磁比例阀。

根据上述结构，在第二操作时重力影响部的重心距离驾驶室最近时，换言之重力以向该摇动部的摇动施加最大加速的形式作用于摇动部时，从电磁比例阀输出的先导压的上限压达到最小。即，在操作装置的操作杆大幅度倾倒时控制阀的出口节流侧的最大开口面积能够随重力影响部的重心距离驾驶室越近而变得越小。因此，摇动部顺着重力进行摇动时，可以防止缸因重力的影响而发生气穴现象。而且，可以由对于第二操作使用一个电磁比例阀的廉价的结构将其实现。

也可以是所述控制装置在所述操作装置受到所述第二操作时，在所述摇动部的摇动范围的整个区域内，以所述摇动部越远离所述驾驶室所述上限压越上升的形式控制所述电磁比例阀。根据该结构，在第二操作时重力影响部的重心距离驾驶室最远时，换言之重力以向该摇动部的摇动施加最大减速的形式作用于摇动部时，从电磁比例阀输出的先导压上限压达到最大。即，在操作装置的操作杆大幅度倾倒时控制阀的出口节流侧的最大开口面积能够随重力影响部的重心距离驾驶室越远而变得越大。因此，在摇动部逆着重力摇动时，操作装置的操作杆大幅度倾倒时控制阀的出口节流侧的最大开口面积增大，因此抑制了控制阀对从缸排出的工作油的节流。因此，重力影响部的重心位于以铅垂线为基准的所述驾驶室的相反侧时，可以减少摇动部的摇动所需的动力。

也可以是上述油压挖掘机驱动系统还具备旋转体、以及安装在所述旋转体上拍摄所述摇动部的摄像机，所述控制装置从所述摄像机拍摄的图像求得所述重心和所述摇动部的摇动中心的连线与所述铅垂线之间的摇动角，并根据该摇动角决定所述上限压。动臂缸及斗杆缸、或动臂缸、斗杆缸及铲斗缸上设置有行程传感器（stroke sensor），从这些行程传感器的检测值可以算出摇动部的摇动角。然而，这些缸上作用有大幅振动，因此使用行程传感器时需要防振措施。此外，例如摇动部为斗杆时，为了算出斗杆的摇动角，需要动臂缸的行程检测值与斗杆缸的行程检测值两者。相对于此，如果在振动较小的旋转体上安装摄像机，并从该摄像机拍摄的图像求得摇动部的摇动角，则可以由简单的结构避免振动带来的不良影响。

也可以是上述油压挖掘机驱动系统还具备可旋转地支撑所述旋转体的行走体、以及安装在所述旋转体上的检测所述旋转体的水平度的倾斜传感器，所述铅垂线为与所述旋转体的旋转轴平行的假想直线，所述控制装置基于所述倾斜传感器检测出的水平度修正从所述摄像机拍摄的图像求得的所述摇动角。根据该结构，可以不受限于地面的倾斜正确地求得摇动部的摇动角。

发明效果：

根据本发明，可通过廉价的结构来防止摇动斗杆或铲斗的缸因重力的影响而发生气穴现象。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施形态的油压挖掘机驱动系统的概略结构图；

图2是油压挖掘机的侧视图；

图3是示出送至控制阀的先导压与控制阀的开口面积之间的关系的图表；

图4是示出操作杆的倾倒角与电磁比例阀输出的先导压之间的关系的图表；

图5是示出斗杆的摇动角与电磁比例阀输出的先导压的上限压之间的关系的图表；

图6是示出大幅度倾倒操作杆使斗杆从距离驾驶室最远的位置向距离驾驶室的最近的位置摇动时控制阀的出口节流侧的开口面积随时间变化的图表；

图7是根据本发明的第二实施形态的油压挖掘机驱动系统的概略结构图；

图8是以往的油压挖掘机驱动系统的概略结构图；

符号说明：

1A、1B　油压挖掘机驱动系统；

10　油压挖掘机；

11　行走体；

12　旋转体；

14　斗杆（摇动部）；

15　铲斗（摇动部）；

22　斗杆缸；

23　铲斗缸；

41　斗杆控制阀；

42　第二先导端口；

43　第一先导端口；

44　铲斗控制阀；

45　第二先导端口；

46　第一先导端口；

51、52、53、54　电磁比例阀；

61　斗杆操作装置；

62　铲斗操作装置；

7 　控制装置；

71　摄像机；

72　倾斜传感器。

具体实施方式

（第一实施形态）

图1示出了根据本发明的第一实施形态的油压挖掘机驱动系统1A，图2示出了装载有该驱动系统1A的油压挖掘机10。

图2所示的油压挖掘机10为自行式，包括行走体11。又，油压挖掘机10包括可旋转地支撑于行走体11的旋转体12和相对旋转体12俯仰的动臂13。斗杆14可摇动地连接于动臂13的梢端，铲斗15可摇动地连接于斗杆14的梢端。旋转体12上设置有设有驾驶席的驾驶室16。

如图1所示，驱动系统1A包括未图示的左右一对的行走马达及旋转马达，还包括动臂缸21（参照图2）、斗杆缸22及铲斗缸23以作为油压执行器。动臂缸21使动臂13俯仰，斗杆缸22使斗杆14摇动，铲斗缸23使铲斗15摇动。

从主泵31通过控制阀向上述油压执行器供给工作油。主泵31由发动机30驱动。例如，通过斗杆控制阀41向斗杆缸22供给工作油，通过铲斗控制阀44向铲斗缸23供给工作油。另，其他的用于油压执行器的控制阀省略图示。主泵31可以是单泵也可以是双泵。

具体而言，斗杆控制阀41及铲斗控制阀44通过供给管路32与主泵31连接。又，斗杆控制阀41及铲斗控制阀44分别通过油箱管路35与油箱连接。

斗杆控制阀41通过一对给排管路22a、22b与斗杆缸22连接。斗杆控制阀41控制向斗杆缸22的工作油的供给及排出。斗杆控制阀41具有用于使斗杆14接近驾驶室16的斗杆拉动操作的第一先导端口43、和用于使斗杆14远离驾驶室16的斗杆推动操作的第二先导端口42。

同样地，铲斗控制阀44通过一对给排管路23a、23b与铲斗缸23连接。铲斗控制阀44控制向铲斗缸23的工作油的供给及排出。铲斗控制阀44具有用于使铲斗15接近驾驶室16的铲斗翻入操作的第一先导端口46、和用于使铲斗15远离驾驶室16的铲斗翻出操作的第二先导端口45。

此外，驱动系统1A包括用于使斗杆控制阀41动作的斗杆操作装置61、和用于使铲斗控制阀44动作的铲斗操作装置62。斗杆操作装置61包括操作杆，并在受到斗杆拉动操作和斗杆推动操作的其中之一时输出与操作杆的倾倒角相应的操作信号。铲斗操作装置62包括操作杆，并在受到铲斗翻入操作和铲斗翻出操作的其中之一时输出与操作杆的倾倒角相应的操作信号。

本实施形态中，斗杆操作装置61及铲斗操作装置62为将先导压作为操作信号输出的先导操作阀。斗杆操作装置61在受到斗杆拉动操作时（操作杆向斗杆拉动方向倾倒时）输出的先导压由第一压力计81检测，斗杆操作装置61在受到斗杆推动操作时（操作杆向斗杆推动方向倾倒时）输出的先导压由第二压力计82检测。同样地，铲斗操作装置62在受到铲斗翻入操作时（操作杆向铲斗翻入方向倾倒时）输出的先导压由第三压力计83检测，铲斗操作装置62在受到铲斗翻出操作时（操作杆向铲斗翻出方向倾倒时）输出的先导压由第四压力计84检测。将由第一～第四压力计81～84检测的先导压向控制装置7输入。

上述斗杆控制阀41的第二先导端口42通过斗杆推动先导管路63与斗杆操作装置61连接。另一方面，第一先导端口43通过斗杆拉动先导管路64与斗杆用电磁比例阀51连接。

同样地，铲斗控制阀44的第二先导端口45通过铲斗翻出先导管路65与铲斗操作装置62连接。另一方面，第一先导端口46通过铲斗翻入先导管路66与铲斗用电磁比例阀52连接。

斗杆用电磁比例阀51及铲斗用电磁比例阀52通过一次压管路34与副泵33连接。副泵33与主泵31同样由发动机30驱动。

上述控制装置7具有例如ROM、RAM等存储器和CPU。控制装置7在斗杆拉动操作时基于从斗杆操作装置61输出的操作信号（本实施形态中由第一压力计81检测的先导压）控制斗杆用电磁比例阀51，在铲斗翻入操作时基于从铲斗操作装置62输出的操作信号（本实施形态中由第三压力计83检测的先导压）控制铲斗用电磁比例阀52。

本实施形态中，各电磁比例阀51、52是输出的先导压（二次压）与指令电流呈现正相关的正比例型。不过，各电磁比例阀51、52是输出的先导压与指令电流呈现负相关的逆比例型亦可。

具体而言，控制装置7在斗杆拉动操作时，向斗杆用电磁比例阀51输送指令电流，在铲斗翻入操作时，向铲斗用电磁比例阀52输送指令电流。另，在斗杆推动操作时，将由斗杆操作装置61输出的先导压向斗杆控制阀41的第二先导端口42导入，因此根据斗杆操作装置61的操作杆的倾倒角控制斗杆控制阀41。同样地，在铲斗翻出操作时，将由铲斗操作装置62输出的先导压向铲斗控制阀44的第二先导端口45导入，因此根据铲斗操作装置62的操作杆的倾倒角控制铲斗控制阀44。

在铲斗翻入操作时，控制装置7以使从铲斗用电磁比例阀52输出的先导压与从铲斗操作装置62输出的操作信号成比例的形式、控制铲斗用电磁比例阀52。即，控制装置7向铲斗用电磁比例阀52输送与从铲斗操作装置62输出的操作信号成比例的指令电流。

本实施形态中，在斗杆拉动操作时执行基于以下说明的上限压PL的控制。即，本实施形态中，斗杆14相当于本发明的摇动部，斗杆拉动操作及斗杆推动操作分别相当于本发明的第一操作及第二操作。

在斗杆拉动操作时，控制装置7如图4所示，以使从斗杆用电磁比例阀51输出的先导压低于上限压PL的情况下与从斗杆操作装置61输出的操作信号成比例的形式、控制斗杆用电磁比例阀51。即，控制装置7在从斗杆用电磁比例阀51输出的先导压变至上限压PL为止，向斗杆用电磁比例阀51输送与从斗杆操作装置61输出的操作信号成比例的指令电流，即使进一步倾倒斗杆操作装置61的操作杆，向斗杆用电磁比例阀51输送的指令电流也维持为与上限压PL相对应的值。

此外，控制装置7以斗杆14距离驾驶室16越近则上限压PL越上升的形式控制斗杆用电磁比例阀51。本实施形态中，在斗杆14的摇动范围的整个区域内执行如此控制。

如图2所示，本实施形态中，旋转体12的驾驶室16安装有拍摄斗杆14的摄像机71。而且，控制装置7根据摄像机71拍摄的图像求得斗杆14的摇动角θ。斗杆14的摇动角θ为斗杆14及铲斗15整体的重力影响部的重心和斗杆14的摇动中心14a的连线与通过摇动中心14a的铅垂线L之间的角度。重心可以是预先确定的点，也可以是根据铲斗15姿态变化的点。

具体而言，控制装置7通过将摄像机71拍摄的图像与预先储存的基准数据相比较，算出斗杆14的摇动角θ。此时，通过斗杆14的摇动中心14a的铅垂线L为与旋转体12的水平度无关、与旋转体12的旋转轴平行的假想直线。求得斗杆14的摇动角θ后，控制装置7根据摇动角θ决定上限压PL。

斗杆14的摇动角θ在当重力影响部的重心在铅垂线L上时为0，斗杆拉动操作时在驾驶室16的远侧为正、在驾驶室16的近侧为负。

本实施形态中，如图5所示，斗杆14从距离驾驶室16最远的位置摇动至距离驾驶室16最近的位置，换言之若斗杆14的摇动角θ从最大角度θmax（正值）减小至最小角度θmin（负值），则上限压PL从P1上升至P2。因此，如图4所示，斗杆操作装置61的操作杆在完全倾倒时的最大先导压在P1与P2之间根据斗杆14的摇动角θ而变化。因此，如图3所示，斗杆操作装置61的操作杆大幅度倾倒时斗杆控制阀41的出口节流侧的最大开口面积在斗杆14的摇动角θ为最大角度θmax时缩小为A1，在斗杆14的摇动角θ为最小角度θmin时增大为A2。

例如，在斗杆14的摇动角θ为最大角度θmax的状态下，斗杆操作装置61的操作杆完全倾倒使斗杆14的摇动角θ变至最小角度θmin时，如图6所示，斗杆控制阀41的出口节流侧的开口面积首先急剧增大至A1，之后根据摇动角θ的变化缓慢上升至A2。

此外，本实施形态中，如图2所示，旋转体12上安装有倾斜传感器72。图例中倾斜传感器72配置在驾驶室16上，但倾斜传感器72配置在其他部分（例如发动机室）上亦可。倾斜传感器72检测旋转体12的水平度。而且，控制装置7基于倾斜传感器72测得的水平度修正根据摄像机71拍摄的图像求得的斗杆14的摇动角θ。例如，旋转体12前倾时，根据摄像机71拍摄的图像求得的斗杆14的摇动角θ以从该摇动角θ减去旋转体12的倾斜角（倾斜传感器72测得的水平度）的形式进行修正。

如上所述，本实施形态的驱动系统1A在斗杆拉动操作时重力影响部（斗杆14及铲斗15整体）的重心距离驾驶室16最远时，换言之重力以向该斗杆14的摇动施加最大加速的形式作用于斗杆14时，从斗杆用电磁比例阀51输出的先导压的上限压PL达到最小值P1。即，在斗杆操作装置61的操作杆大幅度倾倒时斗杆控制阀41的出口节流侧的最大开口面积能够随重力影响部的重心距离驾驶室16越远（即斗杆14的摇动角θ越大）而变得越小。因此，斗杆14顺着重力进行摇动时，可以防止斗杆缸22因重力的影响而发生气穴现象。而且，可以由对于斗杆拉动操作使用一个斗杆用电磁比例阀51的廉价的结构将其实现。

另一方面，在斗杆拉动操作时重力影响部的重心距离驾驶室16最近时，换言之重力以向该斗杆14的摇动施加最大减速的形式作用于斗杆14时，从斗杆用电磁比例阀51输出的先导压的上限压PL达到最大值P2。即，在斗杆操作装置61的操作杆大幅度倾倒时斗杆控制阀41的出口节流侧的最大开口面积能够随重力影响部的重心距离驾驶室16越近（即斗杆14的摇动角θ越小）而变得越大。因此，斗杆14逆着重力摇动时，斗杆操作装置61的操作杆大幅度倾倒时斗杆控制阀41的出口节流侧的最大开口面积增大，因此抑制了斗杆控制阀41对从斗杆缸22排出的工作油的节流。因此，重力影响部的重心位于以铅垂线L为基准的驾驶室16的同一侧时，可以减少斗杆14的摇动所需的动力。

在此说明不执行基于上限压PL的控制的情况。此时，如图3中的双点划线所示，斗杆控制阀41的出口节流侧的开口面积必须小于本实施形态的出口节流侧的开口面积（实线）。原因是，在不执行基于上限压PL的控制时斗杆控制阀41的出口节流侧的最大开口面积以最坏的条件下（斗杆14的摇动角θ为最大角度θmax，并且斗杆操作装置61的操作杆完全倾倒时）斗杆缸22不发生气穴现象的形式而进行设定。因此，在最坏的条件以外，至于从斗杆缸22排出的工作油在斗杆控制阀41被无意义的节流。

相对于此，本实施形态中，在斗杆操作装置61的操作杆大幅度倾倒时斗杆控制阀41的出口节流侧的最大开口面积根据斗杆14的摇动角θ而变化。因此，斗杆控制阀41的出口节流侧的开口面积能够明显大于不执行基于上限压PL的控制时的斗杆控制阀41的出口节流侧的开口面积。

不过，动臂缸21及斗杆缸22上设置有行程传感器，从这些行程传感器的检测值可以算出斗杆14的摇动角θ。然而，动臂缸21及斗杆缸22上作用有大幅振动，因此使用行程传感器时需要防振措施。此外，为了算出斗杆14的摇动角θ，需要动臂缸21的行程检测值与斗杆缸22的行程检测值两者。相对于此，如果按本实施形态中在振动较小的旋转体12上安装摄像机71，并从该摄像机71拍摄的图像求得斗杆14の摇动角θ，则可以由简单的结构避免振动带来的不良影响。

此外，本实施形态中，基于倾斜传感器72检测出的旋转体12的水平度修正从摄像机71拍摄的图像中求得的斗杆14的摇动角θ，因此可以不受限于地面的倾斜正确地求得斗杆14的摇动角θ。

＜变形例＞

也可以是省略铲斗用电磁比例阀52，作为先导操作阀的铲斗操作装置62通过铲斗翻入先导管路66与铲斗控制阀44的第一先导端口46连接。然而，如果设置有铲斗用电磁比例阀52，则可以在铲斗翻入操作时执行基于上限压PL的控制。或者，不在斗杆拉动操作时执行而是仅在铲斗翻入操作时执行基于上限压PL的控制亦可。此时，省略斗杆用电磁比例阀51，作为先导操作阀的斗杆操作装置61通过斗杆拉动先导管路64与斗杆控制阀41的第一先导端口43连接。

在铲斗翻入操作时执行基于上限压PL的控制的情况下，铲斗15相当于本发明的摇动部，铲斗翻入操作及铲斗翻出操作分别相当于本发明的第一操作及第二操作。此时，控制装置7与前述实施形态同样地，以使从铲斗用电磁比例阀52输出的先导压低于限压PL的情况下与从铲斗操作装置62输出的操作信号成比例的形式，控制铲斗用电磁比例阀52。即，控制装置7在从铲斗用电磁比例阀52输出的先导压变至上限压PL为止，向铲斗用电磁比例阀52输送与从铲斗操作装置62输出的操作信号成比例的指令电流，即使进一步倾倒铲斗操作装置62的操作杆，向铲斗用电磁比例阀52输送的指令电流也维持为与上限压PL相对应的值。

此外，控制装置7在铲斗15的摇动范围的整个区域内，以铲斗15距离驾驶室16越近则上限压PL越上升的形式、控制铲斗用电磁比例阀52。此时，通过驾驶室16上安装的摄像机71拍摄铲斗15亦可。而且，控制装置7从摄像机71拍摄的图像求得铲斗15（重力影响部）的重心和铲斗15的摇动中心15a（参照图2）的连线与通过摇动中心15a的铅垂线之间的角度以作为铲斗15的摇动角，并根据该摇动角决定上限压PL。

若以上述结构，可得到与前述实施形态同样的效果（前述实施形态效果中的斗杆14替换为铲斗15）。

又，前述实施形态中，在斗杆14的摇动范围的整个区域内斗杆14距离驾驶室16越近则上限压PL越上升。然而，也可以是只要重力影响部（斗杆14及铲斗15整体）的重心至少位于以铅垂线L为基准的驾驶室16的相反侧时，斗杆14距离驾驶室16越近则上限压PL越上升。这一点在铲斗翻入操作时执行基于上限压PL的控制的情况下也一样。

（第二实施形态）

接着，参照图7说明根据本发明的第二实施形态的油压挖掘机驱动系统1B。

本实施形态中，斗杆操作装置61及铲斗操作装置62为将电气信号作为操作信号向控制装置7输出的电气操纵杆（joystick）。因此，斗杆控制阀41的第二先导端口42通过斗杆推动先导管路63与斗杆用电磁比例阀53连接，铲斗控制阀44的第二先导端口45通过铲斗翻出先导管路65与铲斗用电磁比例阀54连接。另，图7中为了图面简洁仅画出了一部分的信号线。

本实施形态中，第一实施形态中说明的基于上限压PL的控制，可以仅在斗杆拉动操作时执行，也可以仅在铲斗翻入操作时执行。或者，本实施形态中，第一实施形态中说明的基于上限压PL的控制，可以仅在斗杆推动操作时执行，也可以仅在铲斗翻出操作时执行。

此外，基于上限压PL的控制在斗杆拉动操作时及斗杆推动操作时执行亦可。此时，斗杆用电磁比例阀51相当于本发明的第一电磁比例阀，斗杆用电磁比例阀53相当于本发明第二电磁比例阀。或者，基于上限压PL的控制在铲斗翻入操作时及铲斗翻出操作时执行亦可。

例如，在斗杆推动操作时执行基于上限压PL的控制的情况下，控制装置7以使从斗杆用电磁比例阀53输出的先导压低于上限压PL的情况下与从斗杆操作装置61输出的操作信号成比例的形式，控制斗杆用电磁比例阀53。又，也可以是斗杆推动操作时，控制装置7在重力影响部（斗杆14及铲斗15整体）的重心至少位于以铅垂线L为基准的驾驶室16的同一侧时，以斗杆14距离驾驶室16越远则上限压PL越上升的形式控制斗杆用电磁比例阀53。控制装置7以与第一实施形态中说明的相同的方式决定上限压PL。

斗杆14的摇动角θ在当重力影响部的重心在铅垂线L上时为0，斗杆推动操作时在驾驶室16的近侧为正、在驾驶室16的远侧为负。

根据上述结构，斗杆推动操作时，在斗杆操作装置61的操作杆大幅度倾倒时斗杆控制阀41的出口节流侧的最大开口面积能够随重力影响部的重心距离驾驶室16越近（即斗杆14的摇动角θ越大）而变得越小。因此，斗杆14顺着重力摇动时，可以防止斗杆缸22因重力的影响而发生气穴现象。而且，可以由对于斗杆推动操作使用一个斗杆用电磁比例阀53的廉价的结构将其实现。

此外，在斗杆14的摇动范围的整个区域内在斗杆14距离驾驶室16越远则上限压PL越上升的情况下，斗杆操作装置61的操作杆大幅度倾倒时斗杆控制阀41的出口节流侧的最大开口面积能够随重力影响部的重心距离驾驶室16越远（即斗杆14的摇动角θ越小）而变得越大。因此，斗杆14逆着重力摇动时，斗杆操作装置61的操作杆大幅度倾倒时斗杆控制阀41的出口节流侧的最大开口面积增大，因此抑制了斗杆控制阀41对从斗杆缸22排出的工作油的节流。因此，重力影响部的重心位于以铅垂线L为基准的驾驶室16的相反侧时，可以减少斗杆14的摇动所需的动力。

（其他的实施形态）

本发明并不只限定为上述第一及第二实施形态，在不偏离本发明要旨的范围内可有多种变形。

例如，斗杆控制阀41及铲斗控制阀44不需要一定是单一的控制阀，也可以分别区分为进口节流用的控制阀与出口节流用的控制阀。又，用电动机代替发动机30亦可。

此外，装载有驱动系统（1A或1B）的油压挖掘机10不需要一定是自行式。例如，也可以是油压挖掘机10装载在船上的情况下，旋转体12可旋转地支撑于船体。

Claims (10)

1.一种油压挖掘机驱动系统，具备：

摇动作为摇动部的斗杆或铲斗的缸；

控制对所述缸的工作油的供给及排出、且具有用于使所述摇动部接近驾驶室的第一操作的第一先导端口及用于使所述摇动部远离所述驾驶室的第二操作的第二先导端口的控制阀；

包括有操作杆且在受到所述第一操作和所述第二操作的其中之一时输出与所述操作杆的倾倒角相应的操作信号的操作装置；

与所述第一先导端口相连接的电磁比例阀；以及

基于所述操作信号控制所述电磁比例阀的控制装置；

所述控制装置在所述操作装置受到所述第一操作时，以使从所述电磁比例阀输出的先导压低于上限压的情况下与从所述操作装置输出的操作信号成比例、并且、只要所述摇动部为斗杆时斗杆及铲斗整体的重心、所述摇动部为铲斗时铲斗的重心至少位于以通过所述摇动部的摇动中心的铅垂线为基准的所述驾驶室的相反侧时、所述摇动部越靠近所述驾驶室所述上限压越上升的形式，控制所述电磁比例阀。

2.根据权利要求1所述的油压挖掘机驱动系统，其特征在于，所述控制装置在所述操作装置受到所述第一操作时，在所述摇动部的摇动范围的整个区域内，以所述摇动部越靠近所述驾驶室所述上限压越上升的形式，控制所述电磁比例阀。

3.根据权利要求1或2所述的油压挖掘机驱动系统，其特征在于，

所述电磁比例阀为第一电磁比例阀，

还具备与所述第二先导端口相连接的第二电磁比例阀，

所述控制装置在所述操作装置受到所述第二操作时，以使从所述第二电磁比例阀输出的先导压低于上限压的情况下与从所述操作装置输出的操作信号成比例、并且、只要所述摇动部为斗杆时斗杆及铲斗整体的重心、所述摇动部为铲斗时铲斗的重心至少位于以通过所述摇动部的摇动中心的铅垂线为基准的所述驾驶室的同一侧时、所述摇动部越远离所述驾驶室所述上限压越上升的形式，控制所述第二电磁比例阀。

4.根据权利要求3所述的油压挖掘机驱动系统，其特征在于，所述控制装置在所述操作装置受到所述第二操作时，在所述摇动部的摇动范围的整个区域内，以所述摇动部越远离所述驾驶室所述上限压越上升的形式，控制所述第二电磁比例阀。

5.根据权利要求1或2所述的油压挖掘机驱动系统，其特征在于，还具备：

旋转体；以及

安装在所述旋转体上拍摄所述摇动部的摄像机；

所述控制装置从所述摄像机拍摄的图像求得所述重心和所述摇动部的摇动中心的连线与所述铅垂线之间的摇动角，并根据该摇动角决定所述上限压。

6.根据权利要求5所述的油压挖掘机驱动系统，其特征在于，还具备：

可旋转地支撑所述旋转体的行走体；以及

安装在所述旋转体上的检测所述旋转体的水平度的倾斜传感器；

所述铅垂线为与所述旋转体的旋转轴平行的假想直线，

所述控制装置基于所述倾斜传感器检测出的水平度修正从所述摄像机拍摄的图像求得的所述摇动角。

7.一种油压挖掘机驱动系统，具备：

摇动作为摇动部的斗杆或铲斗的缸；

控制对所述缸的工作油的供给及排出、且具有用于使所述摇动部接近驾驶室的第一操作的第一先导端口及用于使所述摇动部远离所述驾驶室的第二操作的第二先导端口的控制阀；

包括有操作杆且在受到所述第一操作和所述第二操作的其中之一时输出与所述操作杆的倾倒角相应的操作信号的操作装置；

与所述第二先导端口相连接的电磁比例阀；以及

基于所述操作信号控制所述电磁比例阀的控制装置；

所述控制装置在所述操作装置受到所述第二操作时，以使从所述电磁比例阀输出的先导压低于上限压的情况下与从所述操作装置输出的操作信号成比例、并且、只要所述摇动部为斗杆时斗杆及铲斗整体的重心、所述摇动部为铲斗时铲斗的重心至少位于以通过所述摇动部的摇动中心的铅垂线为基准的所述驾驶室的同一侧时、所述摇动部越远离所述驾驶室所述上限压越上升的形式，控制所述电磁比例阀。

8.根据权利要求7所述的油压挖掘机驱动系统，其特征在于，所述控制装置在所述操作装置受到所述第二操作时，在所述摇动部的摇动范围的整个区域内，以所述摇动部越远离所述驾驶室所述上限压越上升的形式控制所述电磁比例阀。

9.根据权利要求7或8所述的油压挖掘机驱动系统，其特征在于，还具备：

旋转体；以及

安装在所述旋转体上拍摄所述摇动部的摄像机；

所述控制装置从所述摄像机拍摄的图像求得所述重心和所述摇动部的摇动中心的连线与所述铅垂线之间的摇动角，并根据该摇动角决定所述上限压。

10.根据权利要求9所述的油压挖掘机驱动系统，其特征在于，还具备：

可旋转地支撑所述旋转体的行走体；以及

安装在所述旋转体上的检测所述旋转体的水平度的倾斜传感器；

所述铅垂线为与所述旋转体的旋转轴平行的假想直线，

所述控制装置基于所述倾斜传感器检测出的水平度修正从所述摄像机拍摄的图像求得的所述摇动角。

Images