CN112313380B - 作业机械 - Google Patents

作业机械 Download PDF

Info

Publication number
CN112313380B
CN112313380B CN201980042419.4A CN201980042419A CN112313380B CN 112313380 B CN112313380 B CN 112313380B CN 201980042419 A CN201980042419 A CN 201980042419A CN 112313380 B CN112313380 B CN 112313380B
Authority
CN
China
Prior art keywords
arm
cylinder
boom
arm cylinder
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201980042419.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112313380A (zh
Inventor
武内弘树
泉枝穗
成川理优
廻谷修一
五十岚辉树
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Publication of CN112313380A publication Critical patent/CN112313380A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112313380B publication Critical patent/CN112313380B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • E02F9/265—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2225—Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves
    • E02F9/2228—Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves including an electronic controller
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/30—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom
    • E02F3/32—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom working downwardly and towards the machine, e.g. with backhoes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E02F3/437—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like providing automatic sequences of movements, e.g. linear excavation, keeping dipper angle constant
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2004—Control mechanisms, e.g. control levers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2232—Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps
    • E02F9/2235—Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps including an electronic controller
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264—Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2271—Actuators and supports therefor and protection therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2285—Pilot-operated systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/261—Surveying the work-site to be treated
    • E02F9/262—Surveying the work-site to be treated with follow-up actions to control the work tool, e.g. controller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2292—Systems with two or more pumps
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

本发明的作业机械具有：将作为被驱动部件的动臂、斗杆以及铲斗连结而构成的多关节型的前作业机；基于操作信号分别驱动多个被驱动部件的作为液压执行机构的动臂液压缸、斗杆液压缸以及铲斗液压缸；向多个液压执行机构中的操作者所希望的液压执行机构输出操作信号的多个操作部件；以及控制装置，其执行区域限制控制，该区域限制控制为，向多个液压执行机构中的至少一个液压执行机构输出操作信号，或对已输出的操作信号进行修正，以使前作业机在相对于由前作业机处理的作业对象而预先设定的目标面上及其上方的区域内动作，并且控制装置基于与进行区域限制控制的液压执行机构的在进行所述区域限制控制紧前的动作有关的信息来修正操作信号。由此能够提高机械控制中的挖掘施工的精度。

Description

作业机械
技术领域
本发明涉及作业机械。
背景技术
在工程机械等作业机械中，虽然操作员通过分别的操作杆来操作由动臂和斗杆等构成的前作业机，但是对这些前作业机进行复合操作以某种程度的精度挖掘规定区域的工作，对于操作不熟练的操作员仍是非常困难的。因此，近年来在作业机械中已知如下施工方法(机械控制)，其在从外部或内部获取设计面信息的基础上进行作业机械的铲斗的位置检测，基于检测到的作业机械的铲斗位置，例如以不从目标面挖掘下方的方式对前作业机进行半自动控制。
作为涉及这种机械控制的技术，例如在专利文献1中公开了一种工程机械，其具有：与多个前作业装置驱动用的执行机构对应地分别设置并对这些各执行机构的驱动分别发出指令的多个操作部件；和根据由所述各操作部件的操作发出的驱动指令来分别驱动所述执行机构的驱动机构，该工程机械中还具有：设定所述前作业装置的作业目标面的设定机构；和操作教导机构，其在通过所述各操作部件的操作而使所述前作业装置向所述作业目标面接近的情况下，根据所述前作业装置向所述作业目标面接近的程度和动作方向，教导操作员进行如成为沿着所述作业目标面的动作那样的操作。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007－009432号公报
发明内容
在具有机械控制功能的液压挖掘机等作业机械中，前作业机通过半自动控制沿着目标面进行挖掘施工。但是，在前作业机开始驱动的部位中，有时会在挖掘施工的精度中产生偏差。作为其一个原因能够举出液压缸内部压力在每个动作循环的驱动开始紧前大小不同。也就是说，若机械控制中的驱动开始紧前的液压缸内部压力在每个动作循环中不同，则会在前作业机的驱动开始时的驱动速度的精度中产生差异，其结果会导致在机械控制中的挖掘施工的精度中产生偏差。
本发明是鉴于上述问题而做出的，目的为提供能够提高机械控制中的挖掘施工的精度的作业机械。
本申请包括多个解决上述课题的方式，若举出一例的话，为一种作业机械，具有：多关节型的前作业机，其是将多个被驱动部件连结而构成的；多个液压执行机构，其基于操作信号分别驱动多个所述被驱动部件；操作装置，其向多个所述液压执行机构中的操作者所希望的液压执行机构输出所述操作信号；和控制装置，其执行区域限制控制，该区域限制控制为，向多个所述液压执行机构中的至少一个液压执行机构输出所述操作信号，或对已输出的所述操作信号进行修正，以使所述前作业机在相对于由所述前作业机处理的作业对象而预先设定的目标面上及其上方的区域内动作，该作业机械中，所述控制装置基于与进行所述区域限制控制的所述液压执行机构的在进行所述区域限制控制紧前的动作有关的信息来修正所述操作信号。
发明效果
根据本发明，能够提高机械控制中的挖掘施工的精度。
附图说明
图1是示意表示作业机械一例、即液压挖掘机的外观的侧视图。
图2是将液压挖掘机的驱动装置与其控制装置一同表示的图。
图3是详细表示图2中的切换用液压单元的图。
图4是详细表示图2中的机械控制用液压单元的图。
图5是表示液压挖掘机中的挖掘施工一例的图。
图6是表示液压挖掘机中的挖掘施工一例的图。
图7是从驱动装置中提取有关斗杆液压缸的驱动的构成来表示的图。
图8是表示以往技术中的斗杆收回时的铲斗的爪尖轨迹的图。
图9是表示在挖掘施工目标面上输入了斗杆收回操作时的、斗杆收回操作压、斗杆收回减压指令压、以及斗杆收回减压阀后压力的波形的图。
图10是表示第1实施方式的控制装置的处理功能的功能框图。
图11是表示第1实施方式的斗杆液压缸速度修正处理的流程图。
图12是将第1实施方式中的斗杆收回时的铲斗的爪尖轨迹与作为比较例的以往技术的轨迹一同表示的图。
图13是表示第1实施方式的变形例的斗杆液压缸速度修正处理的流程图。
图14是表示预先规定了斗杆液压缸的缸底压与活塞杆压间的压差和斗杆液压缸速度的比率之间的关系的比率图表的一例的图。
图15是从第2实施方式的驱动装置中提取有关斗杆液压缸的驱动的构成来表示的图。
图16是表示第2实施方式的控制装置的处理功能的功能框图。
图17是表示第2实施方式的斗杆液压缸速度修正处理的流程图。
图18是表示第2实施方式的变形例的斗杆液压缸速度修正处理的流程图。
图19是表示预先规定了斗杆放出操作量与斗杆液压缸速度的比率之间的关系的比率图表的一例的图。
图20是表示预先规定了第3实施方式的斗杆液压缸的行程距离与斗杆放出减压指令压之间的关系的指令压计算图表的一例的图。
具体实施方式
以下，边参照附图边说明本发明的实施方式。此外，在本实施方式中，作为作业机械一例而例举了具有前作业装置的液压挖掘机来说明，但只要是具有同样的前作业装置的作业机械，也能够将本发明适用于如轮式装载机那样的液压挖掘机以外的作业机械。
＜第1实施方式＞
参照图1至图12来说明本发明的第1实施方式。
图1是示意表示本实施方式的作业机械一例、即液压挖掘机的外观的侧视图。另外，图2是将液压挖掘机的驱动装置与其控制装置一同表示的图，图3是详细表示图2中的切换用液压单元的图，图4是详细表示图2中的机械控制用液压单元的图。
图1中，液压挖掘机100由下部行驶体1、在该下部行驶体1的上部配置的上部旋转体2、和与该上部旋转体2连接的前作业机3概略构成。
下部行驶体1具有左右的行驶履带4，该左右的行驶履带4由未图示的行驶液压马达驱动。
上部旋转体2经由旋转装置5与下部行驶体1连结，该旋转装置5由未图示的旋转液压马达驱动，能够使上部旋转体2相对于下部行驶体1在水平方向上旋转。
前作业机3用于进行土砂的挖掘(挖掘施工)等作业，由能够俯仰动作地设于上部旋转体2的动臂6、能够沿上下方向转动地设于动臂6顶端的斗杆7、和作为能够转动地与斗杆7顶端连结的前部附件的铲斗8构成。另外，在前作业机3设有将动臂6能够俯仰动作地驱动的动臂液压缸9、将斗杆7能够沿上下方向转动地驱动的斗杆液压缸10、将铲斗8能够转动地驱动的铲斗液压缸11，通过动臂液压缸9、斗杆液压缸10、铲斗液压缸11的液压缸活塞杆分别伸缩而使前作业机3动作，能够进行土砂的挖掘等作业。
如图2所示，液压挖掘机100的驱动装置中，可变容量型泵21以及固定容量型先导泵22由原动机23驱动。
可变容量型泵21成为用于驱动动臂液压缸9、斗杆液压缸10、铲斗液压缸11、旋转用马达12等液压执行机构的驱动源。此外，在图2中，仅表示了一个可变容量型泵21，但可以为多个。
固定容量型先导泵22成为用于驱动动臂用流量控制阀48、斗杆用流量控制阀49、铲斗用流量控制阀50、旋转用流量控制阀51等控制阀的驱动源。
从可变容量型泵21排出的工作油分别经由动臂用流量控制阀48、斗杆用流量控制阀49、铲斗用流量控制阀50、旋转用流量控制阀51等分别向动臂液压缸9、斗杆液压缸10、铲斗液压缸11、旋转用马达12等液压执行机构(以下有时称液压执行机构9～12)供给。
向液压执行机构9～12供给的工作油经由动臂用流量控制阀48、斗杆用流量控制阀49、铲斗用流量控制阀50、旋转用流量控制阀51等向油箱24排出。此外，虽然在图2中未表示，但能够由同样的方法来驱动行驶用马达和铲板、附属关系的液压执行机构。
固定容量型先导泵22与锁定阀25连接。若驾驶者没有通过设于驾驶室内的锁定杆等操作而将锁定阀25切换至通流状态，则从固定容量型先导泵22排出的工作油不会流向锁定阀25的下游侧。
锁定阀25与动臂抬升用先导压控制阀31、动臂下降用先导压控制阀32、斗杆收回用先导压控制阀33、斗杆放出用先导压控制阀34、铲斗铲装用先导压控制阀35、铲斗卸载用先导压控制阀36、旋转右转用先导压控制阀37、旋转左转用先导压控制阀38、未图示的右行驶用先导压控制阀以及左行驶用先导压控制阀等连接。
动臂抬升用先导压控制阀31及动臂下降用先导压控制阀32能够通过动臂用操作部件27而开闭。斗杆收回用先导压控制阀33及斗杆放出用先导压控制阀34能够通过斗杆用操作部件28而开闭。铲斗铲装用先导压控制阀35及铲斗卸载用先导压控制阀36能够通过铲斗用操作部件29而开闭。旋转右转用先导压控制阀37及旋转左转用先导压控制阀38能够通过旋转用操作部件30而开闭。
在动臂抬升用先导压控制阀31、动臂下降用先导压控制阀32、斗杆收回用先导压控制阀33、斗杆放出用先导压控制阀34、铲斗铲装用先导压控制阀35、铲斗卸载用先导压控制阀36、旋转右转用先导压控制阀37、旋转左转用先导压控制阀38的下游侧，连接有往复滑阀组39。从各先导压控制阀31～38排出的工作油暂时导入至往复滑阀组39。在往复滑阀组39的下游侧，连接有动臂抬升用先导配管40、动臂下降用先导配管41、斗杆收回用先导配管42、斗杆放出用先导配管43、铲斗铲装用先导配管44、铲斗卸载用先导配管45、旋转右转用先导配管46、旋转左转用先导配管47等。
在动臂抬升用先导配管40以及动臂下降用先导配管41的下游侧，连接有动臂用流量控制阀48。在斗杆收回用先导配管42以及斗杆放出用先导配管43的下游侧，连接有斗杆用流量控制阀49。在铲斗铲装用先导配管44以及铲斗卸载用先导配管45的下游侧，连接有铲斗用流量控制阀50。在旋转右转用先导配管46以及旋转左转用先导配管47的下游侧，连接有旋转用流量控制阀51。
在往复滑阀组39的下游侧，还连接有安装于可变容量型泵21的调节器26。调节器26具有根据各操作部件(动臂用操作部件27、斗杆用操作部件28、铲斗用操作部件29、旋转用操作部件30)的操作量而使可变容量型泵21的倾转变化并调整排出流量的功能。也就是说，往复滑阀组39具有基于来自各先导压控制阀31～38的操作信号压力而生成用于向调节器26供给的信号压力的作用。
各流量控制阀(动臂用流量控制阀48、斗杆用流量控制阀49、铲斗用流量控制阀50、旋转用流量控制阀51)能够根据各操作部件(动臂用操作部件27、斗杆用操作部件28、铲斗用操作部件29、旋转用操作部件30)的操作量来调整切换量。
另外，液压挖掘机100的驱动装置中，具有控制装置67、往复滑阀114、切换用液压单元A1、以及机械控制用液压单元A2。
由控制装置67接收各前作业装置的位置信息，基于该信号，以成为能够进行机械控制的恰当的先导压力的方式向切换用液压单元A1以及机械控制用液压单元A2发送指令信号进行控制。
如图3所示，在切换用液压单元A1配置有切换阀501、切换阀502、切换阀503、切换阀504、切换阀505。切换阀501～505当消磁(非通电)时处于中立位置，当励磁(通电)时切换其开度。
在不实施机械控制的情况下，没有从控制装置67输出指令信号601～605，切换阀501～505保持于中立位置。此外，来自动臂下降用先导压控制阀32的工作油在从先导配管202通过后，经由切换用液压单元A1内部的先导配管212、先导配管222、切换用液压单元A1外部的先导配管232而到达至往复滑阀组39。另外，来自斗杆收回用先导压控制阀33的工作油在从先导配管203通过后，经由切换用液压单元A1内部的先导配管213、先导配管223、切换用液压单元A1外部的先导配管233而到达至往复滑阀组39。另外，来自斗杆放出用先导压控制阀34的工作油在从先导配管204通过后，经由切换用液压单元A1内部的先导配管214、先导配管224、切换用液压单元A1外部的先导配管234而到达至往复滑阀组39。另外，来自铲斗铲装用先导压控制阀35的工作油在从先导配管205通过后，经由切换用液压单元A1内部的先导配管215、先导配管225、切换用液压单元A1外部的先导配管235而到达至往复滑阀组39。另外，来自铲斗卸载用先导压控制阀36的工作油在从先导配管206通过后，经由切换用液压单元A1内部的先导配管216、先导配管226、切换用液压单元A1外部的先导配管236而到达至往复滑阀组39。也就是说，在不实施机械控制的情况下，液压挖掘机100的驱动装置成为工作油不经由机械控制用液压单元A2的回路。
在实施机械控制的情况下，从控制装置67输出指令信号601～605，由此切换切换阀501～505的开度。此外，来自动臂下降用先导压控制阀32的工作油在从先导配管202通过后，经由切换用液压单元A1内部的先导配管212、先导配管242而流入机械控制用液压单元A2。在流入机械控制用液压单元A2之后，经由切换用液压单元A1内部的先导配管252、先导配管222、切换用液压单元A1外部的先导配管232而到达至往复滑阀组39。另外，来自斗杆收回用先导压控制阀33的工作油在从先导配管203通过后，经由切换用液压单元A1内部的先导配管213、先导配管243而流入机械控制用液压单元A2。在流入机械控制用液压单元A2之后，经由切换用液压单元A1内部的先导配管253、先导配管223、切换用液压单元A1外部的先导配管233而到达至往复滑阀组39。另外，来自斗杆放出用先导压控制阀34的工作油在从先导配管204通过后，经由切换用液压单元A1内部的先导配管214、先导配管244而流入机械控制用液压单元A2。在流入机械控制用液压单元A2之后，经由切换用液压单元A1内部的先导配管254、先导配管224、切换用液压单元A1外部的先导配管234而到达至往复滑阀组39。另外，来自铲斗铲装用先导压控制阀35的工作油在从先导配管205通过后，经由切换用液压单元A1内部的先导配管215、先导配管245而流入机械控制用液压单元A2。在流入机械控制用液压单元A2之后，经由切换用液压单元A1内部的先导配管255、先导配管225、切换用液压单元A1外部的先导配管235而到达至往复滑阀组39。另外，来自铲斗卸载用先导压控制阀36的工作油在从先导配管206通过后，经由切换用液压单元A1内部的先导配管216、先导配管246而流入机械控制用液压单元A2。在流入机械控制用液压单元A2之后，经由切换用液压单元A1内部的先导配管256、先导配管226、切换用液压单元A1外部的先导配管236而到达至往复滑阀组39。也就是说，在实施机械控制的情况下，液压挖掘机100的驱动装置成为工作油经由机械控制用液压单元A2的回路，因此通过控制机械控制用液压单元A2的各比例电磁阀(参照随后的图5)，能够进行机械控制。
如图4所示，在机械控制用液压单元A2配置有电磁切换阀701。电磁切换阀701当消磁(非通电)时其开度为零(全闭)，当励磁(通电)时将其开度打开。当实施机械控制时，接收从控制装置67输出的指令信号301将其开度打开，在不实施机械控制时，电磁切换阀701为消磁(非通电)，使其开度为零(全闭)。
在动臂抬升用先导压控制阀31的下游侧，从上游侧配置有先导配管201、往复滑阀114、先导配管211。
往复滑阀114是高压优先型的往复滑阀，具有两个入口端口和一个出口端口。往复滑阀114的一个入口端口与先导配管201连接，在出口端口连接有先导配管211。向动臂抬升用先导压控制阀31供给的工作油经由先导配管201、往复滑阀114而向先导配管211供给。
在往复滑阀114的另一个入口端口，从上游侧配置有锁定阀25、先导配管207、电磁切换阀701、先导配管208、比例电磁阀707、先导配管277。工作油没有经由动臂抬升用先导压控制阀31从固定容量型先导泵22流入往复滑阀114的另一个入口端口。也就是说，工作油不依赖动臂用操作部件27的操作量地向先导配管211供给。
比例电磁阀707是用于当机械控制时以不会挖掘目标面下的方式强制执行动臂抬升的阀。比例电磁阀707在消磁(非通电)时其开度为零(全闭)，在励磁(通电)时将其开度打开。越增加励磁力则其开度变得越大。比例电磁阀707接收从控制装置67输出的指令信号307来调整其开度。
比例电磁阀702是用于当机械控制时以不会挖掘目标面下的方式使动臂下降速度减速的阀。比例电磁阀702在消磁(非通电)时其开度为全开，在励磁(通电)时将其开度闭合。越增加励磁力则其开度变得越小。比例电磁阀702接收从控制装置67输出的指令信号302来调整其开度。
比例电磁阀703是用于当机械控制时以不会挖掘目标面下的方式、且以高精度地进行机械控制的方式使斗杆收回速度减速的阀。比例电磁阀703在消磁(非通电)时其开度为全开，在励磁(通电)时将其开度闭合。越增加励磁力则其开度变得越小。比例电磁阀703接收从控制装置67输出的指令信号303来调整其开度。
比例电磁阀704是用于当机械控制时以不会挖掘目标面下的方式、且以高精度地进行机械控制的方式使斗杆放出速度减速的阀。比例电磁阀704在消磁(非通电)时其开度为全开，在励磁(通电)时将其开度闭合。越增加励磁力则其开度变得越小。比例电磁阀704接收从控制装置67输出的指令信号304来调整其开度。
比例电磁阀705是用于当机械控制时以不会挖掘目标面下的方式、且以高精度地进行机械控制的方式使铲斗铲装速度减速的阀。比例电磁阀705在消磁(非通电)时其开度为全开，在励磁(通电)时将其开度闭合。越增加励磁力则其开度变得越小。比例电磁阀705接收从控制装置67输出的指令信号305来调整其开度。
比例电磁阀706是用于当机械控制时以不会挖掘目标面下的方式、且以高精度地进行机械控制的方式使铲斗铲装速度减速的阀。比例电磁阀706在消磁(非通电)时其开度为全开，在励磁(通电)时将其开度闭合。越增加励磁力则其开度变得越小。比例电磁阀706接收从控制装置67输出的指令信号306来调整其开度。
比例电磁阀708是用于当机械控制时以一边将铲斗8的角度保持为固定一边对施工面进行精加工的方式强制进行铲斗卸载的阀。比例电磁阀708在消磁(非通电)时其开度为零(全闭)，在励磁(通电)时将其开度打开。越增加励磁力则其开度变得越大。比例电磁阀708接收从控制装置67输出的指令信号308来调整其开度。
比例电磁阀709是用于当机械控制时以一边将铲斗8的角度保持为固定一边对施工面进行精加工的方式强制进行铲斗卸载的阀。比例电磁阀709在消磁(非通电)时其开度为零(全闭)，在励磁(通电)时将其开度打开。越增加励磁力则其开度变得越大。比例电磁阀709接收从控制装置67输出的指令信号309来调整其开度。
往复滑阀115是高压优先型的往复滑阀，具有两个入口端口和一个出口端口。往复滑阀115的一个入口端口与来自比例电磁阀705的先导配管285连接，在出口端口连接有先导配管275。往复滑阀115的另一个入口端口与来自比例电磁阀709的先导配管295连接。来自先导配管295的工作油没有经由铲斗铲装用先导压控制阀35从固定容量型先导泵22流入。也就是说，工作油不依赖铲斗用操作部件29的操作量地向先导配管295供给。
往复滑阀116是高压优先型的往复滑阀，具有两个入口端口和一个出口端口。往复滑阀116的一个入口端口与来自比例电磁阀706的先导配管286连接，在出口端口连接有先导配管276。往复滑阀116的另一个入口端口与来自比例电磁阀708的先导配管296连接。来自先导配管296的工作油没有经由铲斗卸载用先导压控制阀36从固定容量型先导泵22流入。也就是说，工作油不依赖铲斗用操作部件29的操作量地向先导配管296供给。
此外，切换用液压单元A1以及机械控制用液压单元A2不需要必须成为单元。另外，切换阀501等液压部件的一部分可以分别配置于单元A1以及A2之外。
在此，使用图5～图9来说明本实施方式的基本原理。
图5以及图6是表示液压挖掘机中的挖掘施工一例的图。
如图5以及图6所示，在液压挖掘机100的挖掘施工中，例如，首先，在由动臂用操作部件27向伸长侧驱动动臂液压缸9并使动臂6转动直到充分高度为止的状态下(图5：动臂抬升)，由斗杆用操作部件28向收缩侧驱动斗杆液压缸10直到完全收缩为止并使斗杆7转动(图5：斗杆放出)，接下来，由动臂用操作部件27向收缩侧驱动动臂液压缸9并使前作业机3转动，由此使铲斗8的顶端下降至挖掘施工的目标面的位置为止(图5：动臂下降)。接下来，向收缩侧驱动斗杆液压缸10并使斗杆7转动(图6：斗杆收回)，进行挖掘施工。在此，在机械控制中，通过控制装置67的控制来进行动臂液压缸9向伸长侧的驱动限制(图5的动臂下降时等)和动臂液压缸9向收缩侧的驱动(图6的斗杆收回时)，由此使前作业机3的例如铲斗8的顶端沿着挖掘施工的目标面移动(区域限制控制)。
图7是从驱动装置中提取有关斗杆液压缸的驱动的构成来表示的图。
如图7所示，在有关斗杆液压缸10的驱动的驱动装置上，设有检测斗杆液压缸10的缸底侧的压力的缸底压传感器52、检测活塞杆侧的压力的活塞杆压传感器53、检测将由斗杆用操作部件28驱动的斗杆收回用先导压控制阀33和斗杆液压缸10连接的斗杆收回用先导配管42中的比例电磁阀703的下游侧的压力的斗杆收回减压阀后压力传感器54、以及检测将斗杆放出用先导压控制阀34和斗杆液压缸10连接的斗杆放出用先导配管43中的比例电磁阀704的下游侧的压力的斗杆放出减压阀后压力传感器55。此外，在图7中，为了使说明简洁，省略包括往复滑阀组39的几个构成来表示。
斗杆放出操作时，来自固定容量型先导泵22的液压油经由锁定阀25、斗杆放出用先导压控制阀34、斗杆放出用先导配管43而作用于斗杆用流量控制阀49。由此，来自可变容量型泵21的液压油经由斗杆用流量控制阀49流入斗杆液压缸10的活塞杆侧。在斗杆液压缸10的活塞杆侧流入液压油，直到斗杆液压缸10的行程成为最大收缩为止，最大收缩之后，还要想流入斗杆液压缸10的活塞杆侧的液压油从配置于可变容量型泵21与斗杆用流量控制阀49之间的未图示的溢流阀通过而向油箱24排出。
在此，根据斗杆液压缸10的行程成为最大收缩为止的斗杆放出操作的操作量和操作方法，而会使斗杆液压缸10的活塞杆侧的内部压力的大小变得不同。例如，在斗杆液压缸10的行程从最大伸长的状态到达最大收缩为止，由全杆操作进行斗杆放出操作的情况下，斗杆液压缸10以比较强的势头成为最大收缩状态，因此斗杆液压缸10的活塞杆侧成为比较高的压力。另外，在将斗杆放出操作设为微操作来使斗杆液压缸10的行程成为最大收缩的情况下，斗杆液压缸10的活塞杆侧成为比较低的压力。
接着，在斗杆液压缸10从最大收缩的状态使不进行动臂下降操作的铲斗8的爪尖对位于挖掘施工的目标面上之后，通过进行斗杆收回操作而使斗杆液压缸10向伸长侧驱动。斗杆收回操作时的来自固定容量型先导泵22的液压油经由锁定阀25、斗杆收回用先导压控制阀33、斗杆收回用先导配管42作用于斗杆用流量控制阀49。由此，来自可变容量型泵21的液压油经由斗杆用流量控制阀49流入斗杆液压缸10的缸底侧。斗杆液压缸10的活塞杆侧的液压油向油箱24流动，因此推力逐渐增加。斗杆收回操作紧前的斗杆液压缸10的活塞杆压越大，斗杆收回操作紧后的液压缸伸长方向的推力越小。
在机械控制的功能为有效的情况下，若进行斗杆收回操作，则以避免铲斗8的爪尖向目标面下侵入而使爪尖沿着目标面移动的方式进行动臂抬升增压控制。动臂抬升增压量根据斗杆收回操作量、和作用于斗杆用流量控制阀49的压力等决定。
在此，即使同样地进行斗杆收回操作，也会因斗杆液压缸10的活塞杆压的大小而在斗杆液压缸10的驱动样态中显现出差异。即，当斗杆液压缸10的活塞杆压大时，斗杆液压缸10会在斗杆收回操作紧后比较平缓地驱动，在此期间动臂增压起作用，因此铲斗8的爪尖的轨迹比较追随挖掘施工目标面，或者成为相对于挖掘施工目标面比较浮起的倾向。另外，当斗杆液压缸10的活塞杆压小时，斗杆液压缸10在斗杆收回操作紧后比较迅速地驱动，由此斗杆收回操作紧后的铲斗爪尖的轨迹成为相对于挖掘施工目标面比较下沉的倾向。此处正是本发明涉及的课题。需要通过斗杆活塞杆压来区分控制方法。
图8是表示以往技术中的斗杆收回时的铲斗的爪尖轨迹的图。
如图8所示，在由微操作进行斗杆放出操作之后的斗杆收回时的爪尖的轨迹沿着目标面。另一方面，由全杆操作进行斗杆放出操作之后的斗杆收回时的爪尖的轨迹被观察到向目标面的进入。该结果的主要原因在于在斗杆液压缸10的活塞杆压小的情况下，斗杆7(斗杆液压缸10)在斗杆收回操作紧后易于变得机敏运动，在图8的例中，动臂增压控制的应答延迟的影响显著表现在铲斗8的爪尖的轨迹中。这样地，根据斗杆放出时的操作状况，具有在斗杆收回操作紧后的斗杆液压缸10的举动中产生偏差的可能性。而且，在以往技术中，对动臂增压控制使用了由斗杆收回减压阀后压力获得的斗杆液压缸速度Va，但在该控制方法中，在斗杆收回操作紧后，动臂增压控制会从斗杆收回减压阀后压力上升之后起作用。由此，会发生以动臂增压控制的应答延迟为起因的斗杆收回操作紧后的铲斗8的爪尖向目标面下的侵入。
图9是表示在挖掘施工目标面上输入了斗杆收回操作时的、斗杆收回操作压L1、斗杆收回减压指令压L2、以及斗杆收回减压阀后压力L3的波形的图。能够确认到在斗杆收回操作紧后，相对于斗杆收回减压指令压的上升，斗杆收回减压阀后压力的上升发生了延迟。本实施方式中，利用斗杆收回减压指令压L2与斗杆收回减压阀后压力L3之间的上升差异，通过由斗杆收回减压阀后压力获得的斗杆液压缸速度Va、和由斗杆收回减压指令压获得的斗杆液压缸速度Vb来进行动臂增压控制。
图10是表示控制装置的处理功能的功能框图。
如图10所示，控制装置67具有前部姿势运算部67a、区域设定运算部67b、铲斗顶端速度的限制值运算部67c、斗杆液压缸速度运算部67d、由斗杆产生的铲斗顶端速度的运算部67e、由动臂产生的铲斗顶端速度的限制值运算部67f、动臂液压缸速度的限制值运算部67g、动臂指令的限制值运算部67h、动臂用阀指令运算部67i、动臂指令的最大值运算部67j、斗杆用阀指令运算部67k、以及斗杆液压缸内压差运算部67l的各功能部。
在前部姿势运算部67a中，基于由设于动臂6、斗杆7、铲斗8的角度检测器3a～3c(例如，IMU：惯性测量装置等)以及设于上部旋转体2的倾斜角检测器3d检测到的动臂6、斗杆7、铲斗8的转动角以及上部旋转体2的前后的倾斜角来运算前作业机3的各部分的位置和姿势。
在区域设定运算部67b中，通过由操作员进行的设定器200的操作，来进行铲斗8的顶端能够动作的挖掘区域的设定运算。另外，通过由设定器200指示的倾斜角来设定目标面。
在此，在控制装置67的未图示的记忆装置中，记忆有前作业机3和上部旋转体2、下部行驶体1等液压挖掘机100的各部分的尺寸，在区域设定运算部67b中，由前部姿势运算部67a使用这些数据、和由角度检测器3a、3b、3c检测到的转动角以及由倾斜角检测器3d检测到的上部旋转体2的倾斜角来计算铲斗8的顶端的位置。
在铲斗顶端速度的限制值运算部67c中，基于铲斗8的顶端离目标面的距离来计算铲斗顶端速度中与目标面垂直的成分的限制值。
在斗杆液压缸速度运算部67d中，基于由斗杆用操作部件28产生的向斗杆用流量控制阀49的指令值(斗杆收回减压阀后压力传感器54以及斗杆放出减压阀后压力传感器55的检测结果)、和斗杆用流量控制阀49的流量特性来推定斗杆液压缸速度Va。
在由斗杆产生的铲斗顶端速度的运算部67e中，通过斗杆液压缸速度和由前部姿势运算部67a求出的前作业机3的各部分的位置和姿势来运算由斗杆7产生的铲斗顶端速度。
在斗杆液压缸内压差运算部67l中，根据检测斗杆液压缸10的缸底侧的压力的缸底压传感器52的检测结果和检测活塞杆侧的压力的活塞杆压传感器53的检测结果，来运算斗杆液压缸10的缸底侧与活塞杆侧的压差P。
在由动臂产生的铲斗顶端速度的限制值运算部67f中，基于由运算部67l求出的压差P来修正由运算部67e求出的由斗杆7产生的铲斗顶端速度(斗杆液压缸速度修正处理)，使用由区域设定运算部67b求出的转换数据从XY坐标系转换至XaYa坐标系，运算由斗杆7产生的铲斗顶端速度中与目标面垂直的成分(bx，by)，通过由运算部67c求出的铲斗顶端速度中与目标面垂直的成分的限制值和该由斗杆产生的铲斗顶端速度中与目标面垂直的成分，来运算由动臂产生的铲斗顶端速度中与目标面垂直的成分的限制值。
图11是表示斗杆液压缸速度修正处理的流程图。
图11中，控制装置67的由动臂产生的铲斗顶端速度的限制值运算部67f首先判断当施工动作开始姿势时(可以不是最大收缩)的斗杆液压缸10的缸底压与活塞杆压的压差P是否为预先规定的值(阈值P0)以上(步骤S100)，在判断结果为是的情况下，在斗杆收回操作紧后通过由斗杆收回减压阀后压力L3获得的铲斗顶端速度(使用斗杆液压缸速度Va运算)来进行动臂增压控制(步骤S110)。也就是说，由于斗杆收回操作紧前的斗杆液压缸活塞杆压为高压，所以斗杆收回操作紧后的斗杆液压缸以比较平缓的速度驱动，通过由相对于斗杆收回操作的上升迟缓的斗杆收回减压阀后压力获得的斗杆液压缸速度Va来进行动臂增压控制。
另外，在步骤S100的判断结果为否的情况下，在斗杆收回操作紧后通过由斗杆收回减压指令压L2获得的铲斗顶端速度(使用斗杆液压缸速度Vb运算)来进行动臂增压控制(步骤S101)。也就是说，由于斗杆收回操作紧前的斗杆液压缸活塞杆压为低压，所以斗杆收回操作紧后的斗杆液压缸比较机敏地驱动，通过由相对于斗杆收回操作的上升迅速的斗杆收回减压指令压获得的斗杆液压缸速度Vb来进行动臂增压控制。
返回图10。
在动臂液压缸速度的限制值运算部67g中，基于由动臂6产生的铲斗顶端速度中与目标面垂直的成分的限制值和前作业机3的各部分的位置和姿势，通过使用了转换数据的坐标转换来运算动臂液压缸速度的限制值。
在动臂指令的限制值运算部67h中，基于动臂用流量控制阀48的流量特性，求出与由运算部67g求出的动臂液压缸速度的限制值对应的动臂6的指令限制值。
在动臂指令的最大值运算部67j中，对由运算部67h求出的动臂指令的限制值、和由动臂用操作部件27产生的向动臂用流量控制阀48的指令值(跟与斗杆液压缸10对应的指令值同样地设置的动臂抬升拉回减压阀后压力传感器56以及动臂下降减压阀后压力传感器57的检测结果)进行比较，将较大的一方输出。
在动臂用阀指令运算部67i中，在从动臂指令的最大值运算部67j输出的指令值为正值的情况下，输出与关于动臂用流量控制阀48向动臂抬升侧驱动的比例电磁阀707对应的电压。
在斗杆用阀指令运算部67k中，输入由斗杆用操作部件28产生的向斗杆用流量控制阀49的指令值(斗杆收回减压阀后压力传感器54以及斗杆放出减压阀后压力传感器55的检测结果)，在该指令值为斗杆收回的指令值的情况下，输出与关于斗杆用流量控制阀49向斗杆收回侧驱动的比例电磁阀703对应的电压，对关于向斗杆放出侧驱动的比例电磁阀704输出为0的电压，在指令值为斗杆放出的指令值的情况下，操作相反。
说明如上构成的本实施方式的效果。
在具有机械控制功能的液压挖掘机等作业机械中，前作业机通过半自动控制沿着目标面进行挖掘施工。但是，在前作业机开始驱动的部位中，有时在机械控制中会在挖掘施工的精度中产生偏差。作为其一个原因能够举出液压缸内部压力在每个动作循环的驱动开始紧前大小不同。也就是说，当机械控制中的驱动开始紧前的液压缸内部压力在每个动作循环中不同时，会在前作业机的驱动开始时的驱动速度的精度中产生差异，其结果会导致在机械控制中的挖掘施工的精度中产生偏差。
相对于此，在本实施方式中，作业机械100构成为，具有：多关节型的前作业机3，其是将多个被驱动部件(动臂6、斗杆7、铲斗8)连结而构成的；多个液压执行机构(动臂液压缸9、斗杆液压缸10、铲斗液压缸11)，其基于操作信号分别驱动多个被驱动部件；操作装置(动臂用操作部件27、斗杆用操作部件28、铲斗用操作部件29)，其向多个液压执行机构中的操作者所希望的液压执行机构输出操作信号；和控制装置67，其执行区域限制控制，该区域限制控制为，向多个液压执行机构中的至少一个液压执行机构输出操作信号，或对已输出的操作信号进行修正，以使前作业机在相对于由前作业机3处理的作业对象而预先设定的目标面上及其上方的区域内动作，该作业机械中，控制装置67基于与进行区域限制控制的液压执行机构的在进行区域限制控制紧前的动作有关的信息来修正操作信号。
图12是将本实施方式中的斗杆收回时的铲斗的爪尖的轨迹与作为比较例的以往技术的轨迹一同表示的图。如图12所示，在本实施方式中，与以往技术相比较可知，铲斗8的顶端的轨迹更进一步沿着目标面移动。这样地，在本实施方式中，能够提高机械控制中的挖掘施工的精度。
＜第1实施方式的变形例＞
参照图13及图14来说明第1实施方式的变形例。
相对于第1实施方式，本变形例为，根据基于斗杆液压缸的缸底压与活塞杆压的压差P求出的比率来进行使用了斗杆液压缸速度Va、Vb的铲斗顶端速度的运算。
图13是表示本变形例的斗杆液压缸速度修正处理的流程图。另外，图14是表示预先规定了斗杆液压缸的缸底压与活塞杆压的压差和斗杆液压缸速度的比率之间的关系的比率图表的一例的图。图中，对于与第1实施方式同样的部件标注相同的附图标记，并省略说明。
图13中，控制装置67的由动臂产生的铲斗顶端速度的限制值运算部67f首先测量当施工动作开始姿势时(斗杆液压缸10的行程到达最大收缩紧前)的斗杆液压缸10的缸底压与活塞杆压的压差P(步骤S200)，通过斗杆液压缸的缸底压与活塞杆压的压差P，使用图12所示的比率图表，决定由斗杆收回减压阀后压力获得的斗杆液压缸速度Va和由斗杆收回减压指令压获得的斗杆液压缸速度Vb的权重(步骤S210)，对由权重γ算出的斗杆液压缸速度使用(γ×Va+(1－γ)×Vb)来进行动臂增压控制(步骤S220)。例如在压差P为较低压力的情况下，以积极使用由斗杆收回减压指令压获得的斗杆液压缸速度Vb的方式设定比率图表。例如，用于动臂增压控制的斗杆液压缸速度在γ＝0.2的情况下，由0.2Va+0.8Vb表示。
其他构成是与第1实施方式同样的。
以上说明的本变形例也能够获得与第1实施方式同样的效果。
＜第2实施方式＞
参照图15～图17来说明第2实施方式。
本实施方式为，基于行程到达最大收缩紧前的斗杆放出操作的操作量α来修正操作信号。
图15是从本实施方式的驱动装置中提取有关斗杆液压缸的驱动的构成来表示的图。另外，图16是表示本实施方式的控制装置的处理功能的功能框图，图17是表示本实施方式的斗杆液压缸速度修正处理的流程图。图中，对与第1实施方式同样的部件标注相同的附图标记，并省略说明。
如图15所示，在关于斗杆液压缸10的驱动的驱动装置中，设有检测将由斗杆用操作部件28驱动的斗杆收回用先导压控制阀33和斗杆液压缸10连接的斗杆收回用先导配管42中的比例电磁阀703的下游侧的压力的斗杆收回减压阀后压力传感器54、检测将斗杆放出用先导压控制阀34和斗杆液压缸10连接的斗杆放出用先导配管43中的比例电磁阀704的下游侧的压力的斗杆放出减压阀后压力传感器55、以及检测斗杆液压缸10的行程距离(活塞杆位置)的斗杆液压缸行程传感器110。此外，本实施方式中的关于斗杆液压缸10的驱动的驱动装置与第1实施方式相比较而构成为，不具有检测斗杆液压缸10的缸底侧的压力的缸底压传感器52以及检测活塞杆侧的压力的活塞杆压传感器53。
如图16所示，控制装置67具有前部姿势运算部67a、区域设定运算部67b、铲斗顶端速度的限制值运算部67c、斗杆液压缸速度运算部67d、由斗杆产生的铲斗顶端速度的运算部67e、由动臂产生的铲斗顶端速度的限制值运算部67f、动臂液压缸速度的限制值运算部67g、动臂指令的限制值运算部67h、动臂用阀指令运算部67i、动臂指令的最大值运算部67j、斗杆用阀指令运算部67k、以及斗杆液压缸内压差推定运算部67m的各功能部。
在斗杆液压缸内压差推定运算部67m中，根据检测斗杆放出用先导配管43中的比例电磁阀704的下游侧的压力的斗杆放出减压阀后压力传感器55的检测结果和斗杆液压缸行程传感器110的检测结果来运算斗杆液压缸10的斗杆放出操作量α。
图17中，控制装置67的由动臂产生的铲斗顶端速度的限制值运算部67f首先判断当施工动作开始姿势时(斗杆液压缸10的行程到达最大收缩紧前)的斗杆液压缸10的斗杆放出操作量α是否为预先规定的值(阈值α0)以上(步骤S300)，在判断结果为是的情况下，在斗杆收回操作紧后通过由斗杆收回减压阀后压力L3获得的铲斗顶端速度(使用斗杆液压缸速度Va运算)来进行动臂增压控制(步骤S310)。也就是说，由于斗杆收回操作紧前的斗杆液压缸活塞杆压为高压，所以斗杆收回操作紧后的斗杆液压缸以比较平缓的速度驱动，通过由相对于斗杆收回操作的上升迟缓的斗杆收回减压阀后压力获得的斗杆液压缸速度Va来进行动臂增压控制。
另外，在步骤S300的判断结果为否的情况下，在斗杆收回操作紧后通过由斗杆收回减压指令压L2获得的铲斗顶端速度(使用斗杆液压缸速度Vb运算)来进行动臂增压控制(步骤S301)。也就是说，由于斗杆收回操作紧前的斗杆液压缸活塞杆压为低压，所以斗杆收回操作紧后的斗杆液压缸比较机敏地驱动，通过由相对于斗杆收回操作的上升迅速的斗杆收回减压指令压获得的斗杆液压缸速度Vb来进行动臂增压控制。
其他构成是与第1实施方式同样的。
以上说明的本实施方式也能够获得与第1实施方式同样的效果。
此外，在本实施方式中，虽然构成为由斗杆液压缸行程传感器110来检测斗杆液压缸10的行程距离，但也可以构成为，例如根据分别设于前作业机3的动臂6以及斗杆7的角度检测器3a、3b的检测结果来计算动臂6与斗杆7的相对角度，根据该计算结果来计算斗杆液压缸的行程距离。
＜第2实施方式的变形例＞
参照图18以及图19来说明第2实施方式的变形例。
相对于第2实施方式，本变形例为，根据基于斗杆液压缸的斗杆放出操作量α求出的比率来进行使用斗杆液压缸速度Va、Vb的铲斗顶端速度的运算。
图18是表示本变形例的斗杆液压缸速度修正处理的流程图。另外，图19是表示预先规定了斗杆放出操作量与斗杆液压缸速度的比率之间的关系的比率图表的一例的图。图中，对与第1以及第2实施方式同样的部件标注相同的附图标记，并省略说明。
图18中，控制装置67的由动臂产生的铲斗顶端速度的限制值运算部67f首先测量当施工动作开始姿势时(斗杆液压缸10的行程到达最大收缩紧前)的斗杆液压缸10的斗杆放出操作量(步骤S400)，通过斗杆放出操作量α，使用图19所示的比率图表来决定由斗杆收回减压阀后压力获得的斗杆液压缸速度Va与由斗杆收回减压指令压获得的斗杆液压缸速度Vb的权重(步骤S410)，对由权重β算出的斗杆液压缸速度使用(β×Va+(1－β)×Vb)来进行动臂增压控制(步骤S420)。
其他构成是与第1以及第2实施方式同样的。
以上说明的本变形例也能够获得与第1实施方式同样的效果。
＜第3实施方式＞
参照图20来说明第3实施方式。
本实施方式以不依赖斗杆放出操作压而使斗杆液压缸活塞杆压为固定的方式由斗杆放出比例电磁阀对斗杆放出操作压进行减压控制。
图20是表示预先规定了斗杆液压缸的行程距离与斗杆放出减压指令压之间的关系的指令压计算图表的一例的图。图中，对与其他实施方式以及变形例同样的部件标注相同的附图标记，并省略说明。
当通过斗杆放出操作而使斗杆液压缸收缩时，在到达最大收缩为止的长度为固定值D1以内的情况下，由斗杆放出比例电磁阀使斗杆放出操作压减压。并且，在固定值D0以内，将斗杆放出比例电磁阀设为全闭，即使具有斗杆放出操作输入也不驱动斗杆液压缸。由此，能够不依赖斗杆放出操作量地，使斗杆液压缸活塞杆压一律为低压，由此能够防止每当施工动作时在斗杆收回操作紧后的举动中出现的差异。
其他构成是与其他实施方式以及变形例同样的。
以上构成的本实施方式中也能够获得与其他实施方式以及变形例同样的效果。
接下来，说明上述的各实施方式的特征。
(1)在上述实施方式中，作业机械(例如，液压挖掘机100)构成为，具有：多关节型的前作业机3，其是将多个被驱动部件(例如，动臂6、斗杆7、铲斗8)连结而构成的；多个液压执行机构(例如，动臂液压缸9、斗杆液压缸10、铲斗液压缸11)，其基于操作信号分别驱动多个所述被驱动部件；操作装置(例如，动臂用操作部件27、斗杆用操作部件28、铲斗用操作部件29)，其向多个所述液压执行机构中的操作者所希望的液压执行机构输出操作信号；和控制装置67，其执行区域限制控制，该区域限制控制为，向多个所述液压执行机构中的至少一个液压执行机构输出所述操作信号，或对已输出的所述操作信号进行修正，以使所述前作业机在相对于由所述前作业机处理的作业对象而预先设定的目标面上及其上方的区域内动作，该作业机械中，控制装置67基于与进行所述区域限制控制的所述液压执行机构的在进行所述区域限制控制紧前的动作有关的信息来修正所述操作信号。
由此，能够提高机械控制中的挖掘施工的精度。
(2)另外，在上述实施方式中，在(1)的作业机械(例如，液压挖掘机100)中，所述液压执行机构(例如，动臂液压缸9、斗杆液压缸10、铲斗液压缸11)是通过向缸底侧或活塞杆侧供给的工作油而进行伸长或缩短动作的液压缸，所述控制装置67基于进行所述区域限制控制紧前的所述液压缸的缸底侧与活塞杆侧之间的压差，来选择与由向所述液压缸输入的操作信号获得的所述液压缸的速度相应的所述操作信号的修正、和由所述液压缸的目标速度获得的所述操作信号的修正中的某一方。
(3)另外，在上述实施方式中，(1)的作业机械(例如，液压挖掘机100)中，所述液压执行机构(例如，动臂液压缸9、斗杆液压缸10、铲斗液压缸11)是通过向缸底侧或活塞杆侧供给的工作油而进行伸长或缩短动作的液压缸，所述控制装置67基于进行所述区域限制控制紧前的所述液压缸的缸底侧与活塞杆侧之间的压差，求出由向所述液压缸输入的操作信号获得的所述液压缸的速度与所述液压缸的目标速度之间的比率，并基于与所述比率相应的所述液压缸的速度和所述液压缸的目标速度来修正所述操作信号。
(4)另外，在上述实施方式中，(1)的作业机械(例如，液压挖掘机100)中，所述液压执行机构(例如，动臂液压缸9、斗杆液压缸10、铲斗液压缸11)是通过向缸底侧或活塞杆侧供给的工作油而进行伸长或缩短动作的液压缸，所述控制装置基于与进行所述区域限制控制紧前的所述液压缸相应的所述操作装置的操作量，来选择与由向所述液压缸输入的操作信号获得的所述液压缸的速度相应的所述操作信号的修正、和由所述液压缸的目标速度获得的所述操作信号的修正中的某一方。
(5)另外，在上述实施方式中，(1)的作业机械(例如，液压挖掘机100)中，所述液压执行机构(例如，动臂液压缸9、斗杆液压缸10、铲斗液压缸11)是通过向缸底侧或活塞杆侧供给的工作油而进行伸长或缩短动作的液压缸，所述控制装置67基于与进行所述区域限制控制紧前的所述液压缸相应的所述操作装置的操作量，求出由向所述液压缸输入的操作信号获得的所述液压缸的速度与所述液压缸的目标速度之间的比率，并基于与所述比率相应的所述液压缸的速度和所述液压缸的目标速度来修正所述操作信号。
(6)另外，在上述实施方式中，(1)～(5)中任一个作业机械(例如，液压挖掘机100)中，所述液压执行机构(例如，动臂液压缸9、斗杆液压缸10、铲斗液压缸11)是通过向缸底侧或活塞杆侧供给的工作油而进行伸长或缩短动作的液压缸，所述控制装置67基于所述液压缸的行程距离来控制向所述液压缸的活塞杆侧供给的工作油的油量。
＜附记＞
此外，本发明并不限定于上述实施方式，包括在不脱离其要旨的范围内的各种变形例和组合。另外，本发明并不限定为具有上述实施方式所说明的全部构成，也包括将其构成的一部分削除的方式。另外，上述的各构成、功能等可以使其一部分或全部由例如集成电路设计等来实现。另外，上述的各构成、功能等也可以通过由处理器对实现各功能的程序进行解析和执行而由软件实现。
附图标记说明
1…下部行驶体，2…上部旋转体，3…前作业机，3a～3c…角度检测器，3d…倾斜角检测器，4…行驶履带，5…旋转装置，6…动臂，7…斗杆，8…铲斗，9…动臂液压缸，10…斗杆液压缸，11…铲斗液压缸，12…旋转用马达，21…可变容量型泵，22…固定容量型先导泵，23…原动机，24…油箱，25…锁定阀，26…调节器，27…动臂用操作部件，28…斗杆用操作部件，29…铲斗用操作部件，30…旋转用操作部件，31…动臂抬升用先导压控制阀，32…动臂下降用先导压控制阀，33…斗杆收回用先导压控制阀，34…斗杆放出用先导压控制阀，35…铲斗铲装用先导压控制阀，36…铲斗卸载用先导压控制阀，37…旋转右转用先导压控制阀，38…旋转左转用先导压控制阀，39…往复滑阀组，40…动臂抬升用先导配管，41…动臂下降用先导配管，42…斗杆收回用先导配管，43…斗杆放出用先导配管，44…铲斗铲装用先导配管，45…铲斗卸载用先导配管，46…旋转右转用先导配管，47…旋转左转用先导配管，48…动臂用流量控制阀，49…斗杆用流量控制阀，50…铲斗用流量控制阀，51…旋转用流量控制阀，52…缸底压传感器，53…活塞杆压传感器，54…斗杆收回减压阀后压力传感器，55…斗杆放出减压阀后压力传感器，56…拉回减压阀后压力传感器，57…减压阀后压力传感器，67…控制装置，67a…前部姿势运算部，67b…区域设定运算部，67c…运算部，67c…限制值运算部，67d…斗杆液压缸速度运算部，67e…运算部，67e…铲斗顶端速度的运算部，67f…限制值运算部，67g…运算部，67g…限制值运算部，67h…运算部，67h…限制值运算部，67i…动臂用阀指令运算部，67j…最大值运算部，67k…斗杆用阀指令运算部，67l…运算部，67l…斗杆液压缸内压差运算部，67m…斗杆液压缸内压差推定运算部，100…液压挖掘机，110…斗杆液压缸行程传感器，114～116…往复滑阀，200…设定器，201～208、211～216、222～226、232～236、242～246、252～256、275～277、285、286、296…先导配管，301～309…指令信号，501～505…切换阀，601～605…指令信号，701…电磁切换阀，702～709…比例电磁阀。

Claims (6)

1.一种作业机械，具有：
前作业装置，其是由动臂、斗杆和铲斗构成的；
多个液压执行机构，其包括驱动所述动臂的动臂液压缸、驱动所述斗杆的斗杆液压缸、和驱动所述铲斗的铲斗液压缸；
操作装置，其向多个所述液压执行机构输出操作信号；和
控制装置，其执行动臂抬升增压控制，该动臂抬升增压控制为，基于所述斗杆液压缸的速度向所述动臂液压缸输出所述操作信号，或对已输出的所述操作信号进行修正，以使所述铲斗在相对于由所述前作业装置处理的作业对象而预先设定的目标面上及其上方的区域内动作，
所述斗杆液压缸在由所述操作装置进行斗杆放出操作时，通过向活塞杆侧供给液压油向收缩侧驱动而使所述斗杆转动，并且在由所述操作装置进行斗杆收回操作时，向缸底侧供给液压油向伸长侧驱动而使所述斗杆转动，来进行挖掘施工，
所述作业机械的特征在于，
所述控制装置在基于所述操作装置进行的斗杆收回操作紧后，基于将对于斗杆收回操作的上升由斗杆收回操作紧前的所述斗杆液压缸的活塞杆压的大小修正后的所述斗杆液压缸的速度，来进行所述动臂抬升增压控制。
2.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述控制装置通过基于进行所述动臂抬升增压控制紧前的所述斗杆液压缸的缸底侧与活塞杆侧之间的压差、将对于斗杆收回操作的上升修正后的所述斗杆液压缸的速度，来进行所述动臂抬升增压控制。
3.根据权利要求2所述的作业机械，其特征在于，
所述控制装置基于进行所述动臂抬升增压控制紧前的所述斗杆液压缸的缸底侧与活塞杆侧之间的压差，来选择与由向所述斗杆液压缸输入的操作信号获得的所述斗杆液压缸的速度相应的所述操作信号的修正、和由所述斗杆液压缸的目标速度获得的所述操作信号的修正中的某一方。
4.根据权利要求2所述的作业机械，其特征在于，
所述控制装置基于进行所述动臂抬升增压控制紧前的所述斗杆液压缸的缸底侧与活塞杆侧之间的压差，求出由向所述斗杆液压缸输入的操作信号获得的所述斗杆液压缸的速度与所述斗杆液压缸的目标速度之间的比率，并基于与所述比率相应的所述斗杆液压缸的速度和所述斗杆液压缸的目标速度来修正所述操作信号。
5.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述控制装置基于与进行所述动臂抬升增压控制紧前的所述斗杆液压缸相应的所述操作装置的操作量，来选择与由向所述斗杆液压缸输入的操作信号获得的所述斗杆液压缸的速度相应的所述操作信号的修正、和由所述斗杆液压缸的目标速度获得的所述操作信号的修正中的某一方。
6.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述控制装置基于与进行所述动臂抬升增压控制紧前的所述斗杆液压缸相应的所述操作装置的操作量，求出由向所述斗杆液压缸输入的操作信号获得的所述斗杆液压缸的速度与所述斗杆液压缸的目标速度之间的比率，并基于与所述比率相应的所述斗杆液压缸的速度和所述斗杆液压缸的目标速度来修正所述操作信号。
CN201980042419.4A 2019-03-27 2019-03-27 作业机械 Active CN112313380B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2019/013431 WO2020194620A1 (ja) 2019-03-27 2019-03-27 作業機械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112313380A CN112313380A (zh) 2021-02-02
CN112313380B true CN112313380B (zh) 2022-07-26

Family

ID=72610194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980042419.4A Active CN112313380B (zh) 2019-03-27 2019-03-27 作业机械

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11970840B2 (zh)
EP (1) EP3951069A4 (zh)
JP (1) JP7096425B2 (zh)
KR (1) KR102517099B1 (zh)
CN (1) CN112313380B (zh)
WO (1) WO2020194620A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11702819B2 (en) * 2019-11-25 2023-07-18 Deere & Company Electrohydraulic implement control system and method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04213631A (ja) * 1990-08-08 1992-08-04 Yutani Heavy Ind Ltd 作業機械の作動制御装置
JPH0881977A (ja) * 1994-09-12 1996-03-26 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 油圧ショベル
CN1229449A (zh) * 1997-06-20 1999-09-22 日立建机株式会社 建筑机械的范围限制挖掘控制装置
JP2012524192A (ja) * 2009-04-20 2012-10-11 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 作業アームの位置制御装置を備えた移動作業機械および移動作業機械の作業アームを位置制御する方法
CN104619922A (zh) * 2014-09-10 2015-05-13 株式会社小松制作所 作业车辆
CN105324540A (zh) * 2014-06-02 2016-02-10 株式会社小松制作所 建筑机械的控制系统及建筑机械的控制方法
CN108055855A (zh) * 2016-09-16 2018-05-18 日立建机株式会社 作业机械

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05187409A (ja) * 1992-01-16 1993-07-27 Yutani Heavy Ind Ltd 建設機械の油圧回路
KR0173835B1 (ko) * 1994-06-01 1999-02-18 오까다 하지모 건설기계의 영역제한 굴삭제어장치
JP4444884B2 (ja) 2005-06-28 2010-03-31 日立建機株式会社 建設機械および建設機械に用いられる制御装置
US7979181B2 (en) * 2006-10-19 2011-07-12 Caterpillar Inc. Velocity based control process for a machine digging cycle
CN102341549A (zh) * 2009-03-06 2012-02-01 株式会社小松制作所 建筑机械、建筑机械的控制方法及使计算机执行该方法的程序
JP5388787B2 (ja) * 2009-10-15 2014-01-15 日立建機株式会社 作業機械の油圧システム
JP5878811B2 (ja) * 2012-04-10 2016-03-08 日立建機株式会社 建設機械の油圧駆動装置
JP6152473B2 (ja) * 2014-05-16 2017-06-21 日立建機株式会社 作業機械の圧油エネルギ回生装置
JP6231949B2 (ja) * 2014-06-23 2017-11-15 株式会社日立建機ティエラ 建設機械の油圧駆動装置
EP3358201B1 (en) * 2015-09-29 2023-02-15 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Pressure oil energy regeneration device of work machine
KR101952820B1 (ko) * 2016-03-10 2019-02-27 히다치 겡키 가부시키 가이샤 건설 기계
JP6564739B2 (ja) * 2016-06-30 2019-08-21 日立建機株式会社 作業機械
JP6549543B2 (ja) * 2016-09-29 2019-07-24 日立建機株式会社 作業機械の油圧駆動装置
JP6889579B2 (ja) * 2017-03-15 2021-06-18 日立建機株式会社 作業機械
JP6752193B2 (ja) * 2017-12-22 2020-09-09 日立建機株式会社 作業機械
WO2020049623A1 (ja) * 2018-09-03 2020-03-12 日立建機株式会社 作業機械

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04213631A (ja) * 1990-08-08 1992-08-04 Yutani Heavy Ind Ltd 作業機械の作動制御装置
JPH0881977A (ja) * 1994-09-12 1996-03-26 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 油圧ショベル
CN1229449A (zh) * 1997-06-20 1999-09-22 日立建机株式会社 建筑机械的范围限制挖掘控制装置
JP2012524192A (ja) * 2009-04-20 2012-10-11 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 作業アームの位置制御装置を備えた移動作業機械および移動作業機械の作業アームを位置制御する方法
CN105324540A (zh) * 2014-06-02 2016-02-10 株式会社小松制作所 建筑机械的控制系统及建筑机械的控制方法
CN104619922A (zh) * 2014-09-10 2015-05-13 株式会社小松制作所 作业车辆
CN108055855A (zh) * 2016-09-16 2018-05-18 日立建机株式会社 作业机械

Also Published As

Publication number Publication date
US11970840B2 (en) 2024-04-30
EP3951069A4 (en) 2022-11-30
KR20210013143A (ko) 2021-02-03
KR102517099B1 (ko) 2023-04-04
JP7096425B2 (ja) 2022-07-05
EP3951069A1 (en) 2022-02-09
CN112313380A (zh) 2021-02-02
WO2020194620A1 (ja) 2020-10-01
US20210230843A1 (en) 2021-07-29
JPWO2020194620A1 (ja) 2021-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109757113B (zh) 作业机械
CN108699802B (zh) 作业机械
CN108699801B (zh) 作业机械
CN111032963B (zh) 作业机械
CN111032969B (zh) 作业机械
KR20180044274A (ko) 작업 기계
CN110382785B (zh) 作业机械
CN113423895B (zh) 液压挖掘机
EP3409846A1 (en) Shovel
CN111771033B (zh) 作业车辆
CN113454293A (zh) 作业机械
CN112313380B (zh) 作业机械
KR102456137B1 (ko) 쇼벨
KR20180103993A (ko) 작업 기계
JP2021050492A (ja) 油圧ショベル
JP7401715B2 (ja) 作業機械
EP3492664B1 (en) Construction machine
JP7269411B2 (ja) 作業機械
CN113767201A (zh) 作业机械
WO2022071584A1 (ja) 作業機械
CN115012471B (zh) 挖掘物料称重方法和系统、挖掘机控制器、挖掘机
EP4283049A1 (en) Work machine

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant