CN111201350B - 作业机械 - Google Patents
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Abstract
一种作业机械,其具备控制器(500),该控制器(500)基于任意设定的目标面(60)的位置信息、作业装置(15)的姿势信息以及操作杆(1)的操作信息,分别运算使设定于作业装置的多个作业点候补(8a、8b)沿着目标面移动的液压缸(5)的目标速度,按照运算出的多个该目标速度中的某1个目标速度来控制液压缸(5)的速度,在该作业机械中,控制器运算在使多个作业点候补分别以相对应的目标速度(VTa、VTb)移动了的情况下在剩余的作业点候补产生的候补点速度(VTab、VTba),从该多个候补点速度中选出最难以侵入目标面的速度,按照与所选出的该候补点速度相关联的作业点候补的目标速度来控制液压缸。
Description
技术领域
本发明涉及液压挖掘机等作业机械。
背景技术
在包括液压挖掘机在内的作业机械的领域中,公知有如下控制系统:在使用作业机械进行施工之际,基于安装于作业机械的作业装置(前部作业装置)与根据施工对象的三维设计数据所生成的目标面之间的距离而修正操作员对作业装置的操作,由此半自动地进行由作业装置进行的切合目标面的挖掘成形作业。
另外,在挖掘成形作业中,不仅需要使位于作业装置的前端部的铲斗的前端不侵入目标面,也需要使作业装置的其他部分(例如铲斗的背面的鼓出部分)不侵入目标面。关于这种技术,存在专利文献1。
在专利文献1中,首先,将铲斗前端设为第1监视点,将铲斗背面的最外端的点设为第2监视点,将以第1监视点不侵入目标面的方式控制作业装置(作业机械)之际的动臂缸速度(第1调整速度)设为S1,将以第2监视点不侵入目标面的方式控制作业装置之际的动臂缸速度(第2调整速度)设为S2。并且,按照S1和S2中的较大的一者控制作业装置。即,若S1>S2,则以第1监视点为对象而以防止其侵入目标面的方式控制作业装置。另一方面,若S2>S1,则以第2监视点为对象而以防止其侵入目标面的方式控制作业装置。若如此控制作业装置,则能够在使铲斗在前后方向上移动而对例如大致水平的目标面进行成形的水平拉回作业中防止铲斗前端和背面侵入目标面。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2012/127914号小册子
发明内容
然而,在使用了专利文献1所记载的控制系统的作业机械中,虽然能够在通过动臂抬升动作必然使铲斗从目标面远离的作业(例如图10所示的水平拉回作业)中防止铲斗侵入目标面,但例如在像图11所示的作业机械与目标面60的位置关系那样通过动臂下降动作使铲斗从目标面60远离的作业中铲斗有可能侵入目标面60。
对此,在根据图18对水平拉回作业再次进行了研究之后,使用图12研究在车身的下方对图11所示那样的铅垂的目标面进行挖掘的情况。在本稿中,将在执行防止侵入目标面60的控制之际成为其控制的基准的点称为作业点(具体而言是铲斗前端8a和背面端8b)。此外,为了使研究简单,在图18、12中设为铲斗前端8a和背面端8b处于距目标面60相同的距离(即设为连接铲斗前端8a和背面端8b的铲斗底面与目标面60平行)。另外,如图18的(a)所示,铲斗前端8a的速度定义为在目标面60的上方接近目标面60的方向是负、远离目标面60的方向是正。缸速度按照作业机械中的一般定义而定义为伸长的方向是正、收缩的方向是负。
在图18中,铲斗的前端8a和背面端8b隔着包括斗杆的转动轴心在内且与目标面60垂直的假想面61而位于前后。另外,在图18、图12中,为了使说明简单,仅着眼于由于斗杆和动臂的动作而在铲斗前端8a或背面端8b产生的速度(速度矢量(Va1、Vb1、Vtgt、Vmoda、Vmodb))中的与目标面60垂直的分量。即实际上也产生与目标面60平行的分量,但省略该与目标面60平行的分量而说明。
首先,在图18的上侧所示的(a)中,对以如下方式控制作业装置的情况的动作进行说明:铲斗前端8a与目标面60之间的距离越接近,铲斗前端8a的与目标面60垂直的分量的动作目标速度Vtgt越接近零,由此防止铲斗前端8a侵入目标面60。在该情况下,若操作员进行斗杆回收操作,则如图18的(a)的空心箭头所示那样斗杆向逆时针方向以角速度Wa动作,在铲斗前端8a处向正方向产生速度Va1。铲斗前端8a的动作目标速度(其中,仅作为垂直分量)是Vtgt,该Vtgt由铲斗前端8a与目标面60之间的距离决定。为了使铲斗前端8a以Vtgt动作,需要通过动臂动作在铲斗前端8a产生负方向的修正速度Vmoda(=Vtgt-Va1)。若将在铲斗前端产生Vmoda的动臂缸速度设为Cbm1,则缸速度Cbm1的朝向是收缩的方向(即是负)。
接着,在图18的下侧所示的(b)中,对以防止铲斗背面端8b侵入目标面60的方式控制作业装置的情况的动作进行说明。斗杆的动作与铲斗前端8a的情况相同,向逆时针方向以角速度Wa动作。此时,在铲斗背面端8b处向负方向产生速度Vb1。铲斗前端8a和背面端8b距目标面60的距离相同,因此,铲斗背面端8b的动作目标速度同样是Vtgt。为了使铲斗背面端8b以Vtgt动作,需要利用动臂产生正方向的修正速度Vmodb(=Vtgt-Vb1)。若将在铲斗背面端8b产生Vmodb的动臂缸速度设为Cbm2,则缸速度Cbm2的朝向是缸伸长的方向(即为正)。
缸速度将伸长的方向定义为正,将收缩的方向定义为负,因此,Cbm2>Cbm1。此时,根据比较两个缸速度并基于较大的一者进行控制的专利文献1所记载的控制系统,在Cbm2的情况下,即以(b)的铲斗背面端8b为对象,以防止其侵入目标面60的方式控制作业装置。Va1为正,Vb1为负,因此,存在侵入目标面60的可能性的是铲斗背面端8b。即,根据专利文献1所记载的控制系统,能够在防止铲斗前端和背面端侵入目标面的同时进行半自动挖掘成形。
此外,此时,在动臂缸以收缩的方向为正而以伸长的方向为负的情况下(即,使缸速度的正负互逆的情况下),在比较上述的缸速度的大小的部分中,会将铲斗前端8a选择为控制对象,无法恰当地进行半自动挖掘成形(即铲斗背面端8b会侵入目标面60)。在未定义正负的情况下,在Cbm1与Cbm2的正负互异、大小相同的情况下,不能进行判定。
接下来,使用图12的上侧所示的(a)来说明于在车身的下方对铅垂的目标面进行挖掘的情况(图11的情况)下,以防止铲斗前端8a侵入目标面60的方式控制作业装置时的动作。于在车身的下方对图12所示那样的目标面60进行挖掘的情况下,挖掘所需要的操作员的斗杆操作成为放出操作。此时,斗杆向顺时针方向以角速度Wa动作,通过操作员操作在铲斗前端8a向负方向产生速度Va1。铲斗前端的动作目标速度设为Vtgt。Vtgt由铲斗前端8a与目标面60之间的距离决定。为了使铲斗前端以Vtgt动作,需要利用动臂产生正方向的修正速度Vmoda(=Vtgt-Va1)。若将在铲斗前端产生Vmoda的动臂缸速度设为Cbm1,则缸速度Cbm1的朝向是收缩的方向(即为负)。
接着,使用图12的下侧所示的(b)来说明以防止铲斗背面端8b侵入目标面60的方式控制作业装置的情况的动作。斗杆的动作与铲斗前端8a的情况相同,向顺时针方向以角速度Wa动作。此时,由于操作员操作而在铲斗背面端8b向负方向产生速度Vb1。铲斗前端8a和背面端8b距目标面60的距离相同,因此,铲斗背面端8b的动作目标速度同样是Vtgt。为了使铲斗背面端8b以Vtgt动作,需要利用动臂产生正方向的修正速度Vmodb(=Vtgt-Vb1)。若将在铲斗背面端8b产生Vmodb的动臂缸速度设为Cbm2,则缸速度Cbm2的朝向与Cbm1同样地是收缩的方向(即为负)。
若注意符号来比较随着斗杆动作而产生的铲斗前端8a的速度Va1和背面端8b的速度Vb1的大小,则Va1<Vb1。因而,修正速度Vmoda、Vmodb的大小关系成为Vmoda>Vmodb。在图12所示那样的目标面60的情况下,动臂缸速度Cbm1、Cbm2与修正速度Vmoda、Vmodb成正比,动臂缸越收缩,铲斗前端8a和背面端8b越远离目标面60,因此,动臂缸速度Cbm1、Cbm2与修正速度Vmoda、Vmodb的符号互逆。因而,若注意符号而比较与铲斗前端8a和背面端8b相关联的动臂缸速度Cbm1、Cbm2的大小,则成为Cbm1<Cbm2。
此时,由于Va1<Vb1,从而与铲斗背面端8b相比,铲斗前端8a更易于侵入目标面60,因此,在进行半自动挖掘成形时,期望的是以铲斗前端8a为对象控制作业装置。不过,在专利文献1所记载的控制系统中,在如图12那样成为Cbm1<Cbm2的情景下,以铲斗背面端8b为对象而以防止其侵入目标面60的方式控制作业装置。因此,铲斗前端8a会侵入目标面60。
本发明是鉴于上述的问题而做成的,其目的在于在能够进行半自动挖掘成形的作业机械中提供如下作业机械:不仅针对位于通过动臂抬升而作业点远离的位置的目标面(例如水平面)能够防止作业装置上的多个点侵入目标面,针对位于通过动臂下降而作业点远离的位置的目标面也能够防止作业装置上的多个点侵入目标面。
本发明为了达成上述目的,为一种作业机械,其具备:作业装置;液压缸,其由从液压泵排出的工作油驱动,使所述作业装置动作;操作装置,其根据操作员的操作而指示所述液压缸的动作;控制器,其基于任意设定的目标面的位置信息、所述作业装置的姿势信息以及所述操作装置的操作信息,分别运算使设定于所述作业装置的多个作业点候补沿着所述目标面移动的所述液压缸的目标速度,按照运算出的多个该目标速度中的某1个目标速度来控制所述液压缸的速度,在该作业机械中,所述控制器运算在使所述多个作业点候补分别以所述多个目标速度中的相对应的目标速度移动了的情况下在剩余的作业点候补产生的速度,按照所述多个作业点候补对在所述剩余的作业点候补产生的速度进行分组而形成多个速度组,从所述多个速度组中选出所述多个作业点候补全部进行最难以侵入目标面的动作的速度组,并且按照所述多个目标速度中的与所选出的所述速度组相关联的作业点候补的目标速度来控制所述液压缸。
发明效果
根据本发明,针对位于通过动臂下降而作业点远离的位置的目标面,也能够防止作业装置上的多个点侵入目标面。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式~第2实施方式中的作业机械的立体图。
图2是表示搭载于图1所示的作业机械的控制系统的构成图。
图3是表示图2所示的信息处理装置的详细构成的框图。
图4是表示本发明的第1实施方式中的作业点候补的设定的图。
图5是表示图3所示的候补点速度运算部的详细构成的框图。
图6是表示图3所示的作业点选择部的详细构成的框图。
图7是表示本发明的第1实施方式中的候补点速度比较部的输入值的关系和与之相伴的输出的真值表。
图8是表示本发明的第1实施方式中的铅垂面挖掘时的速度矢量的图。
图9是表示本发明的第1实施方式中的控制的流程的流程图。
图10是表示作业机械的水平面挖掘时的动作的例子的图。
图11是表示作业机械的铅垂面挖掘时的动作的例子的图。
图12是表示作业机械的铅垂面挖掘时的速度矢量的图。
图13是表示本发明的第2实施方式中的作业点候补的设定的图。
图14是表示本发明的第2实施方式中的候补点速度比较部的输入值的关系和与之相伴的输出的真值表。
图15是表示本发明的第2实施方式中的控制的流程的流程图。
图16是表示本发明的第2实施方式中的候补点速度运算部的详细构成的框图。
图17是表示本发明的第2实施方式中的作业点选择部的详细构成的框图。
图18是表示作业机械的水平面挖掘时的速度矢量的图。
图19是规定了目标面与作业点候补的偏差距离D、同作业点候补的速度矢量的与目标面垂直的分量的目标值Vtgt之间的关系的图。
图20是利用动臂动作修正基于斗杆操作而形成的铲斗前端的轨迹的情况的说明图。
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的实施方式进行说明。
<第1实施方式>
图1是表示本发明的第1实施方式的液压挖掘机的立体图。如图1所示,本实施方式的液压挖掘机具备:作为车身主体的下部行驶体9和上部旋转体10;以及多关节型的作业装置(前部作业装置)15,其安装于上部旋转体10的前方。
下部行驶体9在左右具有履带式行驶装置,由左右的行驶液压马达3b、3a(仅图示左侧3b)驱动。
上部旋转体10以能够左右旋转的方式搭载于下部行驶体9上,由旋转液压马达4旋转驱动。在上部旋转体10搭载有作为原动机的发动机14、由发动机14驱动的液压泵2、控制阀20、以及负责液压挖掘机的各种控制的控制器500(参照图2)。
作业装置15以能够摆动的方式安装于上部旋转体10的前部。作业装置15具有多关节构造,该多关节构造具有摆动自由的多个作为前部件的动臂11、斗杆12、铲斗8。动臂11通过动臂缸5的伸缩而相对于上部旋转体10摆动,斗杆12通过斗杆缸6的伸缩而相对于动臂11摆动,铲斗8通过铲斗缸7的伸缩而相对于斗杆12摆动。
图4是本实施方式中的铲斗8的立体图。在本实施方式中,作为设定于作业装置15的作业点候补,采用铲斗前端8a和铲斗背面端8b。铲斗前端8a是将铲斗前端缘投影到与铲斗8、斗杆12、动臂11的转动轴垂直的平面上的点即可,铲斗背面端8b是将铲斗背面缘投影到与铲斗转动轴垂直的平面上的点即可。在本实施方式中,设为将铲斗缘投影到与铲斗转动轴垂直且通过铲斗宽度的中央的平面上的点。
为了包括上述的作业点候补(作业点)8a、8b在内地算出作业装置15的任意点的位置,液压挖掘机具备:第1姿势传感器13a,其设置于上部旋转体10与动臂11的连结部附近,检测动臂11相对于水平面的角度(动臂角度);第2姿势传感器13b,其设置于动臂11与斗杆12的连结部附近,检测斗杆12相对于水平面的角度(斗杆角度);第3姿势传感器13c,其设置于将斗杆12和铲斗8连结的铲斗连杆8a,检测铲斗连杆8a相对于水平面的角度(铲斗角度);以及车身姿势传感器13d,其检测上部旋转体10相对于水平面的倾斜角度(侧倾角、俯仰角)。此外,作为姿势传感器13a-13d,能够使用例如IMU(Inertial Measurement Unit:惯性计量装置)。另外,第1姿势传感器13a~第3姿势传感器13c也可以是检测相对角度的传感器。
这些姿势传感器13a~13d所检测到的角度作为姿势信号输入至控制器500的信息处理部100。
另外,在上部旋转体10设置有驾驶室,在驾驶室内配置有行驶用右操作杆装置1a、行驶用左操作杆装置1b、右操作杆装置1c以及左操作杆装置1d等操作装置,这些操作装置被操作员操作而向控制器500输出操作信号(电信号)。行驶用右操作杆装置1a用于进行右行驶液压马达3a的动作指示,行驶用左操作杆装置1b用于进行左行驶液压马达3b的动作指示,右操作杆装置1c用于进行动臂缸5(动臂11)和铲斗缸7(铲斗8)的动作指示,左操作杆装置1d用于进行斗杆缸6(斗杆12)和旋转液压马达4(上部旋转体10)的动作指示。本实施方式的操作装置1a-1d是电气手柄,生成与操作量相应的电信号(操作信号)并向控制器500输出。此外,也可以将操作装置1a-1d设为液压先导式,利用压力传感器检测操作量并向控制器500输入。
控制阀20是包括多个滑阀的阀装置,该多个滑阀控制从液压泵2分别向上述的旋转液压马达4、动臂缸5、斗杆缸6、铲斗缸7以及左右的行驶液压马达3b、3a等液压执行机构供给的压力油的流动(流量和方向)。控制阀20由从控制器500输出的驱动信号(控制阀驱动信号)驱动,控制向液压执行机构3-7分别供给的压力油的流动(流量和方向)。从控制器500输出的驱动信号基于从操作杆装置1a-1d所输出的操作信号(操作信息)而生成。
—控制器500—
控制器500执行如下处理:从目标面设定装置18接收目标面信息并基于设定于车身坐标系上的目标面60的位置信息、车身坐标系中的作业装置15的姿势信息、操作杆装置1的操作信息,分别运算使设定于作业装置15的多个作业点候补8a、8b沿着目标面60移动的液压缸(动臂缸)5的目标速度,按照所运算出的该多个目标速度中的某1个目标速度控制液压缸(动臂缸)5的速度。此外,在本实施方式中,基于从操作杆装置1向控制阀20输出的驱动信号来控制斗杆缸6和铲斗缸7的速度。
图2是搭载于图1的液压挖掘机的控制器500的构成图。控制器500使用硬件而构成,该硬件例如包括:未图示的CPU(中央处理单元:Central Processing Unit);ROM(只读存储器:Read Only Memory)、HDD(硬盘驱动器:Hard Disc Drive)等存储装置,其储存用于执行由CPU进行的处理的各种程序;RAM(随机存取存储器:Random Access Memory),其成为CPU执行程序之际的作业区域。这样,通过执行被储存于存储装置的程序,如图2所示,控制器500作为如下各部发挥功能:信息处理部100,其进行生成使作业装置15的前端沿着目标面60移动之际的修正速度信号的处理;和控制阀驱动部200,其进行根据由信息处理部100生成的修正速度信号而生成控制阀20的驱动信号的处理。接着,对信息处理部100的详细情况进行说明。
—信息处理部100—
信息处理部100从右操作杆1c、左操作杆1d接收操作信号,从第1姿势传感器13a、第2姿势传感器13b、第3姿势传感器13c以及车身姿势传感器13d分别接收动臂11的姿势信息(第1姿势信息)、斗杆12的姿势信息(第2姿势信息)、铲斗8的姿势信息(第3姿势信息)以及车身姿势信息,从目标面设定装置18接收车身坐标系中的目标面60的位置信息,运算执行机构速度信号并向控制阀驱动部200发送。控制阀驱动部200根据由信息处理部100运算出的执行机构速度信号而生成并输出控制阀驱动信号,驱动控制阀20。
使用图3而对信息处理部100的详细情况进行说明。如图3所示,信息处理部100具备偏差运算部110、目标速度运算部120、执行机构速度运算部130、候补点速度运算部140、以及作业点选择部150。信息处理部100将执行机构速度运算部130的输出作为执行机构速度向控制阀驱动部200输出。以下,对各部进行说明。
偏差运算部110是基于作业装置15的姿势信息和目标面60的位置信息而针对两个作业点候补8a、8b分别运算与目标面60之间的距离偏差(即从作业点候补8a、8b到目标面60的最短距离(也称为目标面距离))的部分。首先,偏差运算部110根据来自姿势传感器13a~13d的姿势信息(包括各前部件11、12、8的尺寸信息)运算铲斗前端8a位置和铲斗背面端8b位置。接着,偏差运算部110根据运算出的铲斗前端8a和铲斗背面端8b的位置信息、以及从目标面设定装置18输入的目标面的位置信息(目标面信息),运算铲斗前端8a与目标面之间的距离Da、和铲斗背面端8b与目标面之间的距离Db,将这些作为铲斗前端8a和背面端8b的距离偏差信息(距离偏差Da、Db)向目标速度运算部120输出。此外,关于目标面60的提取处理,能够将如下的面与3维的设计数据的交线设为目标面60(第2实施方式也同样),该面是通过铲斗前端8a(铲斗背面端8b)且与作业装置15的动作平面(例如与动臂11的转动轴正交的平面)平行的面。
目标速度运算部120根据从偏差运算部110输入的铲斗前端8a和背面端8b的距离偏差信息,分别运算为了使铲斗前端8a和背面端8b沿着目标面60移动所需要的铲斗前端8a和背面端8b的速度,将该速度作为铲斗前端8a和背面端8b的目标速度VTa、VTb输出。
在此,使用图19和图20来说明目标速度运算部120中的目标速度的运算的一个例子。在本实施方式中,为了使说明简单,列举如下情况为例而说明:在作业装置15的挖掘作业之际,操作员仅利用操作杆1d对斗杆12(斗杆缸6)进行操作(即,设为操作员不进行动臂11和铲斗8的操作),并通过仅利用动臂11的动作修正由于该斗杆操作而在作业点(铲斗前端8a或铲斗背面端8b)产生的速度矢量(Va1、Vb1),从而使作业点沿着目标面60移动。在此,将对操作员的斗杆动作进行修正的动臂动作使铲斗前端8a或铲斗背面端8b产生的速度矢量设为Vmoda或Vmodb(参照图20),由此产生的修正后的铲斗前端8a或铲斗背面端8b的速度矢量成为目标速度VTa或VTb。
首先,目标速度运算部120基于由偏差运算部110运算出的距离偏差D和图19的表算出铲斗前端8a和背面端8b的速度矢量的与目标面60垂直的分量(以下,简称为“垂直分量”)的目标值(目标速度垂直分量)Vtgt(通常,Vtgt在铲斗前端8a和铲斗背面端8b取不同的值)。在由于操作员所输入的斗杆操作而在作业点候补8a、8b产生的速度矢量Va1、Vb1的垂直分量与目标值Vtgt不同的情况下,控制器500利用由半自动挖掘成形控制(也称为机械控制、区域限制控制)进行的动臂动作产生速度矢量(Vmoda、Vmodb)来修正速度矢量Va1、Vb1,以使得在作业点候补8a、8b产生的速度矢量(即目标速度VTa、VTb)的垂直分量成为Vtgt。目标速度运算部120将修正后的该速度矢量作为目标速度VTa、VTb输出。如图19所示,目标速度垂直分量Vtgt被设定成,在距离偏差D是0时为0,随着距离偏差D的增加而单调地减少,在距离偏差D超过规定的值d1的范围内,不设定目标值Vtgt(即能够输出任意的垂直分量的速度矢量)。目标速度垂直分量Vtgt的确定方法不限于图19的表,只要目标速度垂直分量Vtgt至少在距离偏差D从0到规定的正值(例如d1)为止的范围内单调减少,就能够替代。
—候补点速度运算部140—
候补点速度运算部140是运算在使多个作业点候补8a、8b分别以由目标速度运算部120运算出的多个目标速度中的相对应的目标速度移动了的情况下在剩余的作业点候补产生的速度(以下有时称为“候补点速度”)的部分。例如,在使作业点候补8a以其目标速度VTa移动了的情况下在剩余的作业点候补8b产生的速度作为候补点速度由候补点速度运算部140运算。在此,将在使作业点候补8a以目标速度VTa移动了的情况下在作业点候补8b产生的速度称为候补点速度VTab,将在使作业点候补8b以目标速度VTb移动了的情况下在作业点候补8a产生的速度称为候补点速度VTba。
使用图5来详细论述候补点速度运算部140。候补点速度运算部140具备几何学逆转换部141a、141b和几何学转换部142a、142b。
几何学逆转换部141a根据铲斗前端8a的姿势信息PIa和铲斗前端8a的目标速度VTa,运算铲斗前端8a以目标速度VTa动作之际的动臂11和斗杆12的转动速度(角速度)的组合Ωa并向几何学转换部142a输出。关于转动速度的组合Ωa的运算,在铲斗前端8a以目标速度VTa动作之际,动臂动作使铲斗前端8a产生的速度矢量是先前所述的Vmoda(参照图20),因此,动臂11的转动速度ωmod1能够根据速度Vmoda和姿势信息PIa运算。另一方面,操作员的斗杆操作使铲斗前端8a产生的速度矢量是Va1,因此斗杆12的转动速度ωa1能够根据速度Va1和姿势信息PIa运算。
几何学逆转换部141b根据铲斗背面端8b的姿势信息PIb和铲斗背面端8b的目标速度VTb,运算铲斗背面端8b以目标速度VTb动作了之际的动臂11和斗杆12的转动速度的组合Ωb并向几何学转换部142b输出。转动速度的组合Ωb的运算能够与由几何学逆转换部141a进行的内容同样地进行。
几何学转换部142a根据转动速度的组合Ωa和铲斗背面端8b的姿势信息PIb,运算铲斗前端8a(第1作业点候补)以目标速度VTa动作了之际(即,使动臂11以转动速度ωmod1动作、并使斗杆12以转动速度ωa1动作了之际)在铲斗背面端8b(第2作业点候补)产生的速度、即候补点速度VTab(第2候补点速度)。
几何学转换部142b根据转动速度的组合Ωb和铲斗前端8a的姿势信息Pia,运算铲斗背面端8b(第2作业点候补)以目标速度VTb动作了之际的铲斗前端8a(第1作业点候补)的速度、即候补点速度VTba(第1候补点速度)。
此外,在几何学逆转换部141a、141b中,也可以是,替代运算动臂11和斗杆12的转动速度的组合Ωa、Ωb,而以运算动臂缸5和斗杆缸6的动作速度的组合、并将这些动作速度的组合用作向几何学转换部142a、142b的输出的方式构成几何学逆转换部141a、141b。
在图8中示出有目标速度VTa与候补点速度VTab的关系以及目标速度VTb与候补点速度VTba的关系(其中,各速度仅提取与目标面60垂直的垂直分量而图示)。在该情况下,由于设为铲斗前端8a和铲斗背面端8b距目标面的距离相等,从而目标速度VTa和目标速度VTb成为相同的值。在铲斗前端8a以目标速度VTa动作的情况下,铲斗背面端8b以候补点速度VTab动作。铲斗背面端8b的转动半径比铲斗前端8a的转动半径小,因此,候补点速度VTab的绝对值比目标速度VTa小。在铲斗背面端8b以目标速度VTb动作的情况下,铲斗前端8a以候补点速度VTba动作。铲斗前端8a的转动半径比铲斗背面端8b的转动半径大,因此,候补点速度VTba的绝对值比目标速度VTb大。若注意符号而比较目标速度和候补点速度的大小,则成为候补点速度VTab>目标速度VTa=目标速度VTb>候补点速度VTba。目标速度以取目标速度的作业点不侵入目标面的方式被导出,因此可知,取候补点速度VTab的铲斗背面端8b不侵入目标面,取候补点速度VTba的铲斗前端8a有可能侵入目标面。
—作业点选择部150—
作业点选择部150是进行如下处理的部分:从两个候补点速度VTab、VTba中选出两个作业点候补8a、8b全部进行最难以侵入目标面60的动作的候补点速度,将与所选出的该候补点速度相关联的作业点候补选择为半自动挖掘成形控制的作业点(控制点)。本实施方式的作业点选择部150从两个候补点速度VTab、VTba中选出较大的一者,将与所选出的该候补点速度相关联的作业点候补决定为作业点。
使用图6来说明作业点选择部150。作业点选择部150具备候补点速度比较部151、姿势信息切换部152、以及目标速度切换部153。候补点速度比较部151比较从候补点速度运算部140输入的候补点速度VTab和候补点速度VTba,若候补点速度VTab>候补点速度VTba(即,在候补点速度VTab(第2候补点速度)是比候补点速度VTba(第1候补点速度)更难以侵入目标面的速度时),则将铲斗前端8a选择为作业点。另一方面,若候补点速度VTab<候补点速度VTba(即,在候补点速度VTba(第1候补点速度)是比候补点速度VTab(第2候补点速度)更难以侵入目标面的速度时),则将铲斗背面端8b选择为作业点。并且,作业点选择部150将选择了两个作业点候补8a、8b中的哪个作为点选择信息输出。在铲斗前端8a被选择为作业点的情况下,输出将图6中所示的两个两位开关(姿势信息切换部152、目标速度切换部153)切换到位置a的点选择信息a,在铲斗背面端8b被选择为作业点的情况下,输出将这两个两位开关切换到位置b的点选择信息b。将它们的关系汇总于真值表而成的图是图7。
若点选择信息所示的作业点是铲斗前端8a,则姿势信息切换部152将与铲斗前端8a相关的姿势信息PIa作为姿势信息输出,若作业点是铲斗背面端8b,则姿势信息切换部152将与铲斗背面端8b相关的姿势信息PIb作为姿势信息输出。
若点选择信息所示的作业点是铲斗前端8a,则目标速度切换部153将与铲斗前端8a相关的目标速度VTa作为目标速度输出,若作业点是铲斗背面端8b,则目标速度切换部153将与铲斗背面端8b相关的目标速度VTb作为目标速度输出。
执行机构速度运算部130使用从作业点选择部150所输出的姿势信息和目标速度,以几何学的方式运算为了使作业点以目标速度动作所需要的动臂缸5、斗杆缸6、铲斗缸7的目标速度,并向控制阀驱动部200输出。
为了达成从信息处理部100输入的液压缸5、6、7的目标速度,控制阀驱动部200生成与各液压缸5、6、7相对应的控制阀20的驱动信号(控制阀驱动信号),并将该驱动信号向控制阀20输出。通过按照该驱动信号控制液压缸5、6、7,能够使由作业点选择部150所选择的作业点(铲斗前端8a和铲斗背面端8b中的某一个)以目标速度(VTa或VTb)动作,能够防止两个作业点候补8a、8b这两者侵入目标面60。
—控制器500的处理流程—
图9是表示由上述的控制器500进行的运算的流程的流程图。控制器500以规定的控制周期开始处理(步骤S1),基于所输入的操作信号而判定操作杆1c、1d是否被操作(步骤S2)。其中,在操作杆1c、1d被操作的情况下,进入步骤S3,在并非如此的情况下,待机直到操作杆1c、1d被操作为止。
在步骤S3中,偏差运算部110根据从姿势传感器13a、13b、13c、13d获得的姿势信息PIa、PIb、以及从目标面设定装置18获得的目标面信息,运算铲斗前端8a和铲斗背面端8b与目标面60之间的偏差信息Da、Db。
在步骤S4中,目标速度运算部120根据上述偏差信息Da、Db、上述姿势信息PIa、PIb、以及从操作杆1c、1d获得的操作量信息,运算目标速度VTa、VTb。
在步骤S5中,候补点速度运算部140根据上述目标速度VTa、VTb、上述姿势信息PIa、PIb,运算在使某个作业点候补8a、8b以目标速度VTa、VTb动作了之际的另一个作业点候补的速度即候补点速度VTba、VTab。
在步骤S6中,作业点选择部150比较在步骤S5中运算出的两个候补点速度VTab、VTba的大小,将与值较大的候补点速度相对应的作业点候补选择为作业点。在铲斗前端8a被选择为作业点的情况下进入步骤S7a,在铲斗背面端8b被选择为作业点的情况下进入步骤S7b。
在步骤S7a中,作业点选择部150将与作业点8a有关的姿势信息PIa向执行机构速度运算部130输出,在接下来的步骤S8a中将与作业点8a有关的目标速度VTa向执行机构速度运算部130输出,进入步骤S9。
在步骤S7b中,作业点选择部150将与作业点8b有关的姿势信息PIb向执行机构速度运算部130输出,在接下来的步骤S8b中将与作业点8b有关的目标速度VTb向执行机构速度运算部130输出,进入步骤S9。
在步骤S9中,执行机构速度运算部130将作业点选择部150所输出的姿势信息PIa、PIb和目标速度VTa、VTb作为输入,运算动臂缸速度、斗杆缸速度、铲斗缸速度的指令值并向控制阀驱动部200输出,进入步骤S10。
在步骤S10中,控制阀驱动部200生成与在步骤S9中运算出的动臂缸速度、斗杆缸速度、铲斗缸速度相应的控制阀驱动信号并向控制各液压缸5、6、7的控制阀20输出。控制阀20根据该驱动信号被驱动从而各液压缸5、6、7动作,与其动作相应地作业装置15动作。由此,能够防止两个作业点候补8a、8b中任一个侵入目标面60。
—作用·效果—
在如以上这样构成的本实施方式的液压挖掘机中,针对设定于作业装置15的两个作业点候补8a、8b,基于其与目标面60之间的偏差信息Da、Db而分别运算目标速度VTa、VTb,也运算在使各作业点候补8a、8b以目标速度VTa、VTb移动的情况下在另一个作业点候补产生的速度(候补点速度)VTab、VTba。两个作业点候补8a、8b中的未被选择为作业点的作业点候补向目标面60的侵入成为问题的情景,是在两个作业点候补8a、8b与斗杆12的转动中心之间的距离(各作业点候补8a、8b的转动半径)存在差异的情况,当在使一个作业点候补以目标速度动作了时另一个作业点候补的速度(候补点速度)比其目标速度大时,使另一个作业点候补以目标速度动作了时的一个作业点候补的速度(候补点速度)比其目标速度小。因此,将与两个候补点速度VTab、VTba中的能更慢地侵入目标面60的候补点速度(即,两个候补点速度中的大小较大的候补点速度)相关联的作业点候补选择为作业点。若如此选择作业点,则也能够防止两个作业点候补8a、8b中的未被选择为作业点的剩余的作业点候补侵入目标面60,因此,对于处于通过动臂下降而作业点候补8a、8b远离的位置的目标面,也能够防止作业装置15上的多个作业点候补8a、8b侵入目标面60。由此,能够提高液压挖掘机的作业精度和作业效率。
此外,上述进行了说明的作业点选择的工艺是一个例子,例如,也可以利用如下方法等其他方法:比较两个作业点候补8a、8b的目标速度VTa、VTb的垂直分量而选出速度相对较小的目标速度,在存在速度比所选出的目标速度小的候补点速度的情况下,将不同于与该候补点速度相关联的作业点候补的作业点候补选择为作业点。
<第2实施方式>
以下,对本发明的第2实施方式进行说明。如图13所示,本实施方式是将铲斗8的作业点候补设定于铲斗左前端8c、铲斗右前端8d、铲斗左背面端8e、铲斗右背面端8f这4点的实施方式。本实施方式例如在将倾斜式铲斗利用到铲斗8的情况、目标面60不与动臂转动轴平行的情况下等对于防止铲斗8侵入目标面60是有效的。此外,液压挖掘机1的硬件构成与第1实施方式相同,在此,主要对控制器500内的信息处理部100的构成(软件构成)进行说明。不过,关于控制器500的构成、运算处理,对于与第1实施方式共同的部分的说明,有时适当省略。
本实施方式的控制器500也与第1实施方式同样地具备信息处理部100和控制阀驱动部200,信息处理部100具备偏差运算部110、目标速度运算部120、候补点速度运算部140、作业点选择部150以及执行机构速度运算部130。
偏差运算部110根据从来自姿势传感器13a~13d的姿势信息运算的铲斗左前端8c的位置、铲斗右前端8d的位置、铲斗左背面端8e的位置、铲斗右背面端8f的位置、和从目标面设定装置18输入的目标面信息,运算铲斗左前端8c与目标面60之间的距离Dc、铲斗右前端8d与目标面60之间的距离Dd、铲斗左背面端8e与目标面60之间的距离De、以及铲斗右背面端8f与目标面60之间的距离Df,并将这些作为铲斗左右前端和左右背面端的距离偏差信息输出。
目标速度运算部120基于铲斗左右前端8c、8d和左右背面端8e、8d的距离偏差信息,运算为了使铲斗左右前端8c、8d和左右背面端8e、8d沿着目标面60移动所需要的铲斗左右前端8c、8d和左右背面端8e、8d的速度,并将该速度作为铲斗左右前端8c、8d和左右背面端8e、8d的目标速度(VTc、VTd、VTe、VTf)输出。
—候补点速度运算部140—
图16是表示第2实施方式中的候补点速度运算部140的图。候补点速度运算部140与第1实施方式同样地具备几何学逆转换部141c、141d、141e、141f和几何学转换部142c、142d、142e、142f。
几何学逆转换部141c、141d、141e、141f根据铲斗左右前端8c、8d和左右背面端8e、8d的姿势信息、以及铲斗左右前端8c、8d和左右背面端8e、8d的目标速度(VTc、VTd、VTe、VTf),运算铲斗左右前端8c、8d和左右背面端8e、8d分别以自身的目标速度(VTc、VTd、VTe、VTf)动作了之际的动臂11和斗杆12的转动速度(角速度)的组合Ωc、Ωd、Ωe、Ωf。几何学转换部142c、142d、142e、142f根据上述转动速度的组合Ωc、Ωd、Ωe、Ωf、以及铲斗左右前端8c、8d和左右背面端8e、8d的姿势信息,运算作为剩余的作业点候补的速度的候补点速度VTcd、VTce、VTcf、VTdc、VTde、VTdf、VTec、VTed、VTef、VTfc、VTfd、VTfe。
候补点速度VTcd、VTce、VTcf是在使铲斗左前端8c以其目标速度VTc动作了的情况下在剩余的3个作业点候补(铲斗右前端8d、铲斗左背面端8e、铲斗右背面端8f)产生的速度,在此,将在该3个作业点候补产生的速度设为1个群组(速度组),作为与以目标速度VTc动作了的作业点候补8c有关的候补点速度的集合而称为候补点速度c组。另外,候补点速度VTdc、VTde、VTdf是在使铲斗右前端8d以其目标速度VTd动作了的情况下在剩余的3个作业点候补产生的速度,以后,称为候补点速度d组。以下同样地,将候补点速度VTec、VTed、VTef称为候补点速度e组,将候补点速度VTfc、VTfd、VTfe称为候补点速度f组。即,候补点速度运算部140运算在使4个作业点候补8c、8d、8e、8f分别以由目标速度运算部120运算出的4个目标速度VTc、VTd、VTe、VTf中的相对应的目标速度移动了的情况下在剩余的3个作业点候补产生的速度,并按照作业点候补对在该剩余的3个作业点候补产生的速度进行分组而形成4个速度组(候补点速度c组-f组)。
此外,也可以构成为,将几何学逆转换部141c、141d、141e、141f的输出并非设为动臂11和斗杆12的转动速度、而是设为动臂缸6和斗杆缸7的动作速度,来用作几何学转换部142c、142d、142e、142f的输入。
—作业点选择部150—
作业点选择部150是进行如下处理的部分:从由候补点速度运算部140形成的多个速度组c-f中选出作业点候补8c-8f全部进行最难以侵入目标面60的动作的1个速度组,将与所选出的该速度组相关联的作业点候补选择为半自动挖掘成形控制的作业点(控制点)。具体而言,作业点选择部150在多个速度组c-f中分别选出能最快地侵入目标面60的速度(即,最小的速度),在从多个速度组c-f所选出的能最快地侵入目标面60的速度中选出能最慢地侵入目标面60的速度(即,最大的速度),从多个速度组c-f中选出能最慢地侵入目标面60的速度所属的速度组,由此选出作业点候补8c-8f全部进行最难以侵入目标面60的动作的速度组。以下,对作业点选择部150的更详细的处理内容进行说明。
图17是表示第2实施方式中的作业点选择部150的图。作业点选择部150与第1实施方式同样地具备候补点速度比较部151、姿势信息切换部152、以及目标速度切换部153。
首先,候补点速度比较部151选出各候补点速度c-f中的最小值(即能最快地侵入目标面60的候补点速度)。由此,选出候补点速度c组的最小值、候补点速度d组的最小值、候补点速度e组的最小值、以及候补点速度f组的最小值。接着,候补点速度比较部151对候补点速度c组的最小值、候补点速度d组的最小值、候补点速度e组的最小值、以及候补点速度f组的最小值进行比较,从该4个最小值中选出最大的候补点速度所属的速度组。并且,将与所选出的速度组相关联的作业点候补设为作业点。即,若最大的候补点速度是候补点速度c组的最小值,则将铲斗左前端8c设为作业点,若最大的候补点速度是候补点速度d组的最小值,则将铲斗右前端8d设为作业点,若最大的候补点速度是候补点速度e组的最小值,则将铲斗左背面端8e设为作业点,若最大的候补点速度是候补点速度f组的最小值,则将铲斗右背面端8f设为作业点。并且,作业点选择部150将选择了4个作业点候补8c-8f中的哪个作为点选择信息输出。在铲斗左前端8c被选择为作业点的情况下,输出将图17中所示的两个四位开关(姿势信息切换部152、目标速度切换部153)切换到位置c的点选择信息c,在铲斗右前端8d被选择为作业点的情况下,输出将这两个四位开关切换到位置d的点选择信息d,在铲斗左背面端8e被选择为作业点的情况下,输出将这两个四位开关切换到位置e的点选择信息e,在铲斗右背面端8f被选择为作业点的情况下,输出将这两个四位开关切换到位置f的点选择信息f。将它们的关系汇总于真值表而成的图是图14。
对于姿势信息切换部152,若点选择信息所示的作业点是铲斗左前端8c,则将与铲斗左前端8c相关的姿势信息PIc作为姿势信息输出,若作业点是铲斗背面端8d,则将与铲斗右前端8d相关的姿势信息PId作为姿势信息输出,若作业点是铲斗左背面端8e,则将与铲斗左背面端8e相关的姿势信息PIe作为姿势信息输出,若作业点是铲斗右背面端8f,则将与铲斗右背面端8f相关的姿势信息PIf作为姿势信息输出。
对于目标速度切换部153,若点选择信息所示的作业点是铲斗左前端8c,则将与铲斗左前端8c相关的目标速度VTc作为目标速度输出,若作业点是铲斗背面端8d,则将与铲斗右前端8d相关的目标速度VTd作为目标速度输出,若作业点是铲斗左背面端8e,则将与铲斗左背面端8e相关的目标速度VTe作为目标速度输出,若作业点是铲斗右背面端8f,则将与铲斗右背面端8f相关的目标速度VTf作为目标速度输出。
执行机构速度运算部130使用从作业点选择部150所输出的姿势信息和目标速度,以几何学的方式运算为了使作业点以目标速度动作所需要的动臂缸5、斗杆缸6、铲斗缸7的目标速度,并向控制阀驱动部200输出。
—控制器500的处理流程—
图15是表示由上述的控制器500进行的运算的流程的流程图。控制器500以规定的控制周期开始处理(步骤S1),基于所输入的操作信号判定操作杆1c、1d是否被操作(步骤S2)。其中,在操作杆1c、1d被操作的情况下进入步骤S3,在并非如此的情况下,待机直到操作杆1c、1d被操作为止。
在步骤S3中,偏差运算部110根据从姿势传感器13a、13b、13c、13d获得的姿势信息PIc、PId、PIe、PIf、和从目标面设定装置18获得的目标面信息,运算铲斗左右前端8c、8d和左右背面端8e、8d与目标面60之间的偏差信息Dc、Dd、De、Df。
在步骤S4中,目标速度运算部120根据上述偏差信息Dc、Dd、De、Df、上述姿势信息PIc、PId、PIe、PIf、以及从操作杆1c、1d获得的操作量信息,运算目标速度VTc、VTd、VTe、VTf。
在步骤S5中,候补点速度运算部140根据上述目标速度VTc、VTd、VTe、VTf、和上述姿势信息PIc、PId、PIe、PIf,运算使某个作业点候补8c、8d、8e、8f以目标速度动作了之际的其他作业点候补的速度即候补点速度VTcd、VTce、VTcf、VTdc、VTde、VTdf、VTec、VTed、VTef、VTfc、VTfd、VTfe。其中,将使作业点候补c以目标速度VTc动作了之际的其他3个候补点速度VTcd、VTce、VTcf设为候补点速度c组,将使作业点候补d以目标速度VTd动作了之际的其他3个候补点速度VTdc、VTde、VTdf设为候补点速度d组,将使作业点候补e以目标速度VTe动作了之际的其他3个候补点速度VTec、VTed、VTef设为候补点速度e组,将使作业点候补f以目标速度VTf动作了之际的其他3个候补点速度VTfc、VTfd、VTfe设为候补点速度f组。
在步骤S6中,作业点选择部150对在步骤S5中运算出的上述候补点速度的各组的最小值进行比较,将与其中值最大的候补点速度相对应的作业点候补选择为作业点。在最大值属于c组的情况下,将铲斗左前端8c选择为作业点而进入步骤S7c,在最大值属于d组的情况下,将铲斗右前端8d选择为作业点而进入步骤S7d,在最大值属于e组的情况下,将铲斗左背面端8e选择为作业点而进入步骤S7e,在最大值属于f组的情况下,将铲斗右背面端8f选择为作业点而进入步骤S7f。
在步骤S7c中,作业点选择部150向执行机构速度运算部130输出与铲斗左前端8c有关的姿势信息PIc,在接下来的步骤S8c中,向执行机构速度运算部130输出与铲斗左前端8c有关的目标速度VTc,进入步骤S9。对于步骤S7d-S7f、S8d-S8f,也同样地选择输出与相对应的作业点有关的姿势信息和目标速度。
在步骤S9中,执行机构速度运算部130将作业点选择部150所输出的姿势信息和目标速度作为输入,运算与该输入相对应的动臂缸速度、斗杆缸速度、铲斗缸速度的指令值并向控制阀驱动部200输出,进入步骤S10。
在步骤S10中,控制阀驱动部200生成与在步骤S9中运算出的动臂缸速度、斗杆缸速度、铲斗缸速度相应的控制阀驱动信号并向控制各液压缸5、6、7的控制阀20输出。控制阀20根据该驱动信号被驱动从而各液压缸5、6、7动作,与其动作相应地作业装置15动作。由此,能够防止4个作业点候补8c-8f中的任一个侵入目标面60。
—作用·效果—
在如以上这样构成的本实施方式的液压挖掘机中,针对设定于作业装置15的4个作业点候补8c-8f,基于它们与目标面60之间的偏差信息Da-Df分别运算目标速度VTc-VTf,也运算在使各作业点候补8a-8f以目标速度VTa-VTf移动的情况下在剩余的3个作业点候补产生的速度(候补点速度)VTcd、VTce、VTcf、VTdc、VTde、VTdf、VTec、VTed、VTef、VTfc、VTfd、VTfe,按照4个作业点候补8c-8f将这12个候补点速度分成4个群组(c组-f组)。并且,在该4个群组中分别选出能最快地侵入目标面60的速度,在所选出的该4个速度中选出1个能最慢地侵入目标面60的速度,将与该能最慢地侵入的速度所属的速度组相关联的作业点候补选择为作业点。若如此选择作业点,则也能够防止4个作业点候补8c-8f中的未被选择为作业点的剩余的作业点候补侵入目标面60,因此,对于位于通过动臂下降而作业点候补8c-8f远离的位置的目标面,也能够防止作业装置15上的多个作业点候补8c-8f侵入目标面60。由此,能够提高液压挖掘机的作业精度和作业效率。
另外,在本实施方式中,作业点候补在作业装置15的转动轴方向(例如,动臂销的轴向)上存在多个,因此,针对在作业装置15的转动轴方向上并不均匀的目标面60(例如不与作业装置15的转动轴平行的目标面),也能够在防止铲斗前端缘和背面缘侵入目标面60的同时进行半自动挖掘成形。
<其他>
本发明并不限定于上述的实施方式,包含不脱离其主旨的范围内的各种变形例。例如,本发明并不限定于具备在上述的实施方式中进行了说明的全部构成的实施方式,也包含删除该构成的一部分而成的实施方式。另外,能够将某个实施方式的构成的一部分追加于其他实施方式的构成或置换成其他实施方式的构成。
例如,在第1实施方式和第2实施方式中,作业装置15由动臂11、斗杆12、铲斗8构成,并分别具有同一方向的转动轴,但也可以是除此以外的结构。作为例子,存在具有旋转的转动轴或倾斜转动轴的铲斗等。另外,在第2实施方式中,4个作业点候补设为铲斗外周的顶点(构成铲斗底面的4边的顶点),但也可以是,在构成铲斗底面的4边(其中,除了顶点之外)的至少1个边上进一步追加作业点候补,例如在针对具有凹凸的目标面60的作业中,防止设定于该4边中任一个边的作业点候补与目标面60的凸部接触。
在上述的各实施方式中,对作业点候补是2个和4个的情况进行了说明,但自不待言,本发明也能够适用于作业点候补的数量是3个或5个以上的情况。
另外,在上述中对在车身坐标系设定目标面的情况进行了说明,但也能够构成为,在例如液压挖掘机的上部旋转体10搭载两根GNSS天线和接收机而使得能够算出地理坐标系中的液压挖掘机的位置和方位,由此能够对设定于地理坐标系的目标面执行半自动挖掘成形控制。对于除了车身坐标系、地理坐标系以外的坐标系也同样。
另外,在上述中仅将动臂缸5作为半自动控制的对象,但也可以将斗杆缸6、铲斗缸7作为对象。
上述的控制器500的各构成、该各构成的功能以及执行处理等的一部分或全部也可以以硬件(例如以集成电路设计执行各功能的逻辑等)实现。另外,上述的控制器500的构成也可以设为通过由运算处理装置(例如CPU)读出并执行而实现该控制器5005的构成的各功能的程序(软件)。该程序的信息能够存储于例如半导体存储器(闪存、SSD等)、磁存储装置(硬盘驱动器等)以及记录介质(磁盘、光盘等)等。另外,也可以以由多个控制器、计算机分散处理控制器500所执行的处理的一部分或全部的方式构成系统。
附图标记说明
1a:行驶用右操作杆,1b:行驶用左操作杆,1c:右操作杆,1d:左操作杆,2:液压泵,3a:右行驶液压马达,3b:左行驶液压马达,4:旋转液压马达,5:动臂缸(液压执行机构),6:斗杆缸(液压执行机构),7:铲斗缸(液压执行机构),8:铲斗,8a:铲斗前端,8b:铲斗背面端,8c:铲斗左前端,8d:铲斗右前端,8e:铲斗左背面端,8f:铲斗右背面端,9:下部行驶体,10:上部旋转体,11:动臂,12:斗杆,13a:第1姿势传感器(姿势传感器),13b:第2姿势传感器(姿势传感器),13c:第3姿势传感器(姿势传感器),13d:车身姿势传感器(姿势传感器),14:原动机,15:作业装置,18:目标面设定装置,20:控制阀,100:信息处理部,110:偏差运算部,120:目标速度运算部,130:执行机构速度运算部,140:候补点速度运算部,141a:几何学逆转换部,141b:几何学逆转换部,141c:几何学逆转换部,141d:几何学逆转换部,141e:几何学逆转换部,141f:几何学逆转换部,142a:几何学转换部,142b:几何学转换部,142c:几何学转换部,142d:几何学转换部,142e:几何学转换部,142f:几何学转换部,150:作业点选择部,151:候补点速度比较部,152:姿势信息切换部,153:目标速度切换部,200:控制阀驱动部,500:控制器。
Claims (5)
1.一种作业机械,具备:
作业装置;
液压缸,其由从液压泵排出的工作油驱动,使所述作业装置动作;
操作装置,其根据操作员的操作而指示所述液压缸的动作;以及
控制器,其基于任意设定的目标面的位置信息、所述作业装置的姿势信息以及所述操作装置的操作信息,分别运算使设定于所述作业装置的多个作业点候补沿着所述目标面移动的所述液压缸的目标速度,按照运算出的多个目标速度中的某1个目标速度来控制所述液压缸的速度,该作业机械的特征在于,
所述控制器运算在使所述多个作业点候补分别以所述多个目标速度中的相对应的目标速度移动了的情况下在剩余的作业点候补产生的速度,
所述控制器按照所述多个作业点候补对在所述剩余的作业点候补产生的速度进行分组而形成多个速度组,
所述控制器从所述多个速度组中选出所述多个作业点候补全部进行最难以侵入所述目标面的动作的速度组,并且
所述控制器按照所述多个目标速度中的与所选出的所述速度组相关联的作业点候补的目标速度来控制所述液压缸。
2.根据权利要求1所述的作业机械,其特征在于,
所述控制器运算在使所述多个作业点候补分别以所述多个目标速度中的相对应的目标速度移动了的情况下在剩余的作业点候补产生的速度,
所述控制器按照所述多个作业点候补对在所述剩余的作业点候补产生的速度进行分组而形成多个速度组,
所述控制器在所述多个速度组中分别选出能最快地侵入所述目标面的速度,
所述控制器在从所述多个速度组所选出的能最快地侵入所述目标面的速度中选出能最慢地侵入所述目标面的速度,
所述控制器从所述多个速度组中选出能最慢地侵入所述目标面的速度所属的速度组,并且
所述控制器按照所述多个目标速度中的与所选出的所述速度组相关联的作业点候补的目标速度控制所述液压缸。
3.根据权利要求2所述的作业机械,其特征在于,
在将远离所述目标面的速度的方向设为正时,
能最快地侵入所述目标面的速度是最小的速度,
从能最快地侵入所述目标面的速度中选出的能最慢地侵入所述目标面的速度是最大的速度。
4.根据权利要求1所述的作业机械,其特征在于,
作为所述多个作业点候补,在所述作业装置设定有第1作业点候补和第2作业点候补,
所述控制器运算在使所述第2作业点候补以所述多个目标速度中的所述第2作业点候补的目标速度移动了的情况下在所述第1作业点候补产生的速度即第1候补点速度,
所述控制器运算在使所述第1作业点候补以所述多个目标速度中的所述第1作业点候补的目标速度移动了的情况下在所述第2作业点候补产生的速度即第2候补点速度,
在所述第1候补点速度是比所述第2候补点速度更难以侵入所述目标面的速度时,所述控制器按照所述第2作业点候补的目标速度控制所述液压缸,并且
在所述第2候补点速度是比所述第1候补点速度更难以侵入所述目标面的速度时,所述控制器按照所述第1作业点候补的目标速度控制所述液压缸。
5.根据权利要求4所述的作业机械,其特征在于,
所述作业装置具有铲斗,
所述第1作业点候补是设定于所述铲斗的前端缘上的点,
所述第2作业点候补是设定于所述铲斗的背面端缘上的点。
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