CN114008277B - 挖土机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种防止非操作者意图的驱动器的动作的挖土机。本发明的挖土机具备:控制阀,根据先导压控制供给至驱动器的工作油;电气式操作装置,输出操作信号;门锁装置;门锁阀,设置于向所述控制阀供给先导压的先导管路,根据所述门锁装置的状态而打开或关闭,切换锁止状态和解除状态;比例阀,设置于所述先导管路;及控制部,被输入所述操作信号,控制所述比例阀,所述控制部进行如下处理:在所述门锁阀通过所述门锁装置处于所述锁止状态且所述电气式操作装置被操作时,判定为误操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种挖土机。
背景技术
例如,专利文献1中公开有一种作业车辆,其具备:先导阀,输出与操作部件的操作相应的先导压;驱动器控制阀门,根据先导压控制液压驱动器;及锁止阀,切断向驱动器控制阀门的先导压的供给,若解除锁止阀后不到规定时间内先导压成为规定压力以上,则将锁止阀切换为锁止状态。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2013/179517号
发明内容
发明要解决的技术课题
然而,专利文献1所公开的方法中,检测先导压来检测操作部件的操作/误操作。因此,存在在先导压上升至规定压力以上之前的期间,驱动器稍微动作的课题。
因此,鉴于上述课题,本发明的目的在于提供一种防止非操作者意图的驱动器的动作的挖土机。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的,本发明的一实施方式中,提供一种挖土机,其具备:控制阀,根据先导压控制供给至驱动器的工作油;电气式操作装置,输出操作信号;门锁装置;门锁阀,设置于向所述控制阀供给先导压的先导管路,根据所述门锁装置的状态而打开或关闭,切换锁止状态和解除状态;比例阀,设置于所述先导管路;及控制部,被输入所述操作信号,控制所述比例阀,所述控制部进行如下处理:在所述门锁阀通过所述门锁装置处于所述锁止状态且所述电气式操作装置被操作时,判定为误操作。
发明效果
根据上述实施方式,能够提供一种防止非操作者意图的驱动器的动作的挖土机。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的挖土机的侧视图。
图2是表示图1的挖土机的基本系统的结构例的图。
图3是表示搭载于图1的挖土机的液压系统的结构例的图。
图4是表示与控制器中的自动控制的执行相关的功能要件的关系的一例的框图。
图5是表示计算各种指令值的功能要件的结构例的框图。
图6是概略表示本实施方式所涉及的挖土机的电气式操作系统的结构的一例的图。
图7是表示控制器的控制的一例的流程图。
具体实施方式
图1是作为本发明的实施方式所涉及的挖掘机的挖土机100的侧视图。在挖土机100的下部行走体1,经由回转机构2可回转地搭载有上部回转体3。在上部回转体3安装有动臂4。在动臂4的前端安装有斗杆5,在斗杆5的前端设置有作为端接附件的铲斗6。
动臂4、斗杆5及铲斗6构成作为附件的一例的挖掘附件。因此,动臂4通过动臂缸7被驱动,斗杆5通过斗杆缸8被驱动,铲斗6通过铲斗缸9被驱动。
具体而言,与动臂操作杆的倾倒相应地动臂缸7被驱动,与斗杆操作杆的倾倒相应地斗杆缸8被驱动,与铲斗操作杆的倾倒相应地铲斗缸9被驱动。同样地,与右行走杆的倾倒相应地右侧行走用液压马达1R(参考图2。)被驱动,与左行走杆的倾倒相应地左侧行走用液压马达1L(参考图2。)被驱动,与回转操作杆的倾倒相应地回转用液压马达2A(参考图2。)被驱动。如此,与各杆的操作相应地相对应的驱动器被驱动,由此执行基于操作者的手动操作的挖土机100的控制(以下,称为“手动控制”。)。
并且,在动臂4安装有动臂角度传感器S1,在斗杆5安装有斗杆角度传感器S2,在铲斗6安装有铲斗角度传感器S3。
动臂角度传感器S1构成为检测动臂4的转动角度。在本实施方式中,动臂角度传感器S1为加速度传感器,能够检测动臂4相对于上部回转体3的转动角度(以下,称为“动臂角度”。)。动臂角度例如在使动臂4下降到最低时成为最小角度,随着提升动臂4而变大。
斗杆角度传感器S2构成为检测斗杆5的转动角度。在本实施方式中,斗杆角度传感器S2为加速度传感器,能够检测斗杆5相对于动臂4的转动角度(以下,称为“斗杆角度”。)。斗杆角度例如在使斗杆5最大限度关闭时成为最小角度,随着打开斗杆5而变大。
铲斗角度传感器S3构成为检测铲斗6的转动角度。在本实施方式中,铲斗角度传感器S3为加速度传感器,能够检测铲斗6相对于斗杆5的转动角度(以下,称为“铲斗角度”。)。铲斗角度例如在使铲斗6最大限度关闭时成为最小角度,随着打开铲斗6而变大。
动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2及铲斗角度传感器S3分别可以是利用可变电阻器的电位差计、检测所对应的液压缸的冲程量的冲程传感器、检测绕连结销的转动角度的旋转编码器、惯性测量单元、陀螺仪传感器、加速度传感器与陀螺仪传感器的组合等。
在上部回转体3设置有作为驾驶室的驾驶室10,且搭载有发动机11等动力源。在上部回转体3安装有控制器30、显示装置40、输入装置42、声音输出装置43、存储装置47、紧急停止开关48、机体倾斜传感器S4、回转角速度传感器S5、摄像装置S6、通信装置T1及测位装置P1。
控制器30构成为作为进行挖土机100的驱动控制的控制装置发挥作用。在本实施方式中,控制器30由包含CPU、RAM及ROM等的计算机构成。由控制器30提供的各功能例如通过由CPU执行存储于ROM的程序来实现。各功能例如包含引导操作者对挖土机100的手动操作的设备引导功能及自动支援操作者对挖土机100的手动操作的设备控制功能。控制器30中包含的设备引导装置50(参考图2。)构成为能够执行设备引导功能及设备控制功能。
显示装置40构成为显示各种信息。显示装置40可以经由CAN等通信网络与控制器30连接,也可以经由专用线与控制器30连接。
输入装置42构成为操作者能够对控制器30输入各种信息。输入装置42例如包含设置于驾驶室10内的触摸面板、旋钮开关及膜片开关等中的至少一个。
声音输出装置43构成为输出声音信息。声音输出装置43例如可以是与控制器30连接的车载扬声器,也可以是蜂鸣器等报警器。在本实施方式中,声音输出装置43根据来自控制器30的指令输出各种声音信息。
存储装置47构成为存储各种信息。存储装置47例如为半导体存储器等非易失性存储介质。存储装置47可以存储在挖土机100的动作中由各种设备输出的信息,也可以存储在开始挖土机100的动作之前经由各种设备获取的信息。存储装置47例如可以存储经由通信装置T1等获取的与目标施工面相关的数据。目标施工面可以由挖土机100的操作者设定,也可以由施工管理者等设定。
紧急停止开关48构成为作为用于停止挖土机100的动作的开关发挥作用。紧急停止开关48例如为在驾驶室10内设置在就坐于驾驶座的操作者能够操作的位置的开关。在本实施方式中,紧急停止开关48是在驾驶室10内设置于操作者的脚下的脚踏开关。紧急停止开关48若被操作者操作,则对发动机控制单元输出指令,使发动机11停止。应予说明,紧急停止开关48也可以是设置于驾驶座周围的手推开关。
机体倾斜传感器S4构成为检测上部回转体3的倾斜。在本实施方式中,机体倾斜传感器S4为检测上部回转体3相对于假想水平面的倾斜的加速度传感器。机体倾斜传感器S4可以是加速度传感器和陀螺仪传感器的组合,也可以是惯性测量单元等。机体倾斜传感器S4例如检测上部回转体3绕前后轴的倾斜角(侧倾角)及绕左右轴的倾斜角(俯仰角)。上部回转体3的前后轴及左右轴例如在作为挖土机100的回转轴上的一点的挖土机中心点上彼此正交。
摄像装置S6构成为获取挖土机100周边的图像。在本实施方式中,摄像装置S6包含拍摄挖土机100前方的空间的前置摄像机S6F、拍摄挖土机100左方的空间的左侧摄像机S6L、拍摄挖土机100右方的空间的右侧摄像机S6R及拍摄挖土机100后方的空间的后置摄像机S6B。
摄像装置S6例如为具有CCD或CMOS等成像元件的单眼摄像机,将所拍摄的图像输出至显示装置40。摄像装置S6也可以构成为作为空间识别装置S7(参考图2。)发挥作用。空间识别装置S7构成为能够检测存在于挖土机100周围的三维空间的物体。物体例如为人、动物、挖土机、设备或建筑物等中的至少一个。空间识别装置S7也可以构成为能够计算空间识别装置S7或挖土机100与由空间识别装置S7检测出的物体之间的距离。空间识别装置S7可以是超声波传感器、毫米波雷达、单眼摄像机、立体摄像机、LIDAR、距离图像传感器或红外线传感器等。
前置摄像机S6F例如安装于驾驶室10的顶棚即驾驶室10的内部。但是,前置摄像机S6F也可以安装于驾驶室10的屋顶即驾驶室10的外部。左侧摄像机S6L安装于上部回转体3的上表面左端,右侧摄像机S6R安装于上部回转体3的上表面右端,后置摄像机S6B安装于上部回转体3的上表面后端。
通信装置T1构成为控制与位于挖土机100的外部的外部设备之间的通信。在本实施方式中,通信装置T1控制经由卫星通信网、移动电话通信网、近距离无线通信网及因特网等中的至少一个来进行的与外部设备的通信。
测位装置P1构成为测定上部回转体3的位置。测位装置P1构成为能够测定上部回转体3的朝向。测位装置P1例如为GNSS罗盘,检测上部回转体3的位置及朝向,对控制器30输出检测值。因此,测位装置P1还能够作为检测上部回转体3的朝向的朝向检测装置发挥作用。朝向检测装置可以是安装于上部回转体3的方位传感器。并且,也可以构成为通过回转角速度传感器S5测定上部回转体3的位置及朝向。
回转角速度传感器S5构成为检测上部回转体3的回转角速度。回转角速度传感器S5可以构成为能够检测或者计算上部回转体3的回转角度。在本实施方式中,回转角速度传感器S5为陀螺仪传感器。回转角速度传感器S5可以是分解器、旋转编码器或惯性测量单元等。
图2是表示挖土机100的基本系统的结构例的框图,以双重线表示机械动力传递线路,以实线表示工作油管路,以虚线表示先导管路,以点线表示电控制线路。
挖土机100的基本系统主要包含发动机11、调节器13、主泵14、先导泵15、控制阀17、操作装置26、吐出压力传感器28、控制器30及比例阀31等。
发动机11为挖土机100的驱动源。在本实施方式中,发动机11为以维持规定的转速的方式动作的柴油发动机。发动机11的输出轴与主泵14及先导泵15的各个输入轴连结。
主泵14构成为经由工作油管路将工作油供给至控制阀17。在本实施方式中,主泵14为斜板式可变容量型液压泵。
调节器13构成为控制主泵14的吐出量。在本实施方式中,调节器13根据来自控制器30的指令调节主泵14的斜板偏转角,由此控制主泵14的吐出量。控制器30例如接收操作装置26及吐出压力传感器28等的输出,根据需要对调节器13输出指令,改变主泵14的吐出量。
先导泵15构成为经由先导管路向包含比例阀31的液压控制设备供给工作油。在本实施方式中,先导泵15为固定容量型液压泵。但是,也可以省略先导泵15。此时,可以由主泵14实现先导泵15所担负的功能。即,主泵14可以与向控制阀17供给工作油的功能独立地具备在通过节流器等降低工作油的压力之后向比例阀31等供给工作油的功能。
控制阀17为控制挖土机100的液压系统的液压控制装置。在本实施方式中,控制阀17包含控制阀门171~176。控制阀17能够通过控制阀门171~176,将由主泵14吐出的工作油选择性地供给至一个或多个液压驱动器。控制阀门171~176控制从主泵14向液压驱动器流动的工作油的流量及从液压驱动器向工作油罐流动的工作油的流量。液压驱动器包含动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、左侧行走用液压马达1L、右侧行走用液压马达1R及回转用液压马达2A。回转用液压马达2A可以是作为电动驱动器的回转用电动发电机。
操作装置26是操作者为了驱动器的操作而使用的装置。驱动器包含液压驱动器及电动驱动器中的至少一者。在本实施方式中,操作装置26具有分别与驱动器(动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、左侧行走用液压马达1L、右侧行走用液压马达1R、回转用液压马达2A)对应的杆(动臂操作杆、斗杆操作杆、铲斗操作杆、左行走杆、右行走杆、回转操作杆)。操作装置26检测各杆的操作方向及操作量,将检测出的操作方向及操作量作为操作数据(电信号)输出至控制器30。
吐出压力传感器28构成为检测主泵14的吐出压力。在本实施方式中,吐出压力传感器28对控制器30输出检测出的值。
比例阀31(电磁比例阀)配置于连接先导泵15和控制阀17(控制阀门171~176)的管路,构成为能够变更该管路的流路面积。在本实施方式中,比例阀31为根据由控制器30输出的指令而动作的电磁阀。例如,在手动控制时,控制器30根据操作装置26的操作方向及操作量,控制比例阀31的开度。由此,能够根据操作者对操作装置26的操作,经由比例阀31将由先导泵15吐出的工作油供给至控制阀17内的所对应的控制阀门171~176的先导端口。并且,比例阀31作为设备控制用控制阀门发挥作用。因此,控制器30能够与操作者对操作装置26的操作无关地,经由比例阀31,将由先导泵15吐出的工作油供给至控制阀17内的所对应的控制阀门171~176的先导端口。通过该结构,即使在未进行针对特定操作装置26的操作的情况下,控制器30也能够使与该特定操作装置26相对应的液压驱动器进行动作。
接着,对控制器30中包含的设备引导装置50进行说明。设备引导装置50例如构成为执行设备引导功能。在本实施方式中,设备引导装置50例如将目标施工面与附件的作业部位之间的距离等作业信息传达给操作者。与目标施工面相关的数据例如预先存储于存储装置47。并且,与目标施工面相关的数据例如以基准坐标系表达。基准坐标系例如为世界测地系统。操作者可以将施工现场的任意点定为基准点,根据目标施工面上的各点与基准点的相对位置关系来设定目标施工面。附件的作业部位例如为铲斗6的铲尖或铲斗6的背面等。设备引导装置50经由显示装置40及声音输出装置43等中的至少一个,将作业信息传达给操作者,由此引导挖土机100操作。
设备引导装置50可以执行自动支援操作者对挖土机100的手动操作的设备控制功能。例如,设备引导装置50可以在操作者通过手动进行挖掘操作时,使动臂4、斗杆5及铲斗6中的至少一个以目标施工面与铲斗6的前端位置之间的距离维持规定值的方式自动进行动作。
在本实施方式中,设备引导装置50组装于控制器30,但也可以是与控制器30独立地设置的控制装置。此时,设备引导装置50例如与控制器30同样地由包含CPU、RAM及ROM等的计算机构成。并且,由设备引导装置50提供的各功能通过由CPU执行存储于ROM等的程序来实现。并且,设备引导装置50和控制器30通过CAN等通信网络连接为能够彼此通信。
具体而言,设备引导装置50从动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、机体倾斜传感器S4、回转角速度传感器S5、摄像装置S6、测位装置P1、通信装置T1及输入装置42等中的至少一个获取信息。并且,设备引导装置50例如根据所获取的信息计算铲斗6与目标施工面之间的距离,并通过声音及光(图像显示)中的至少一者,将铲斗6与目标施工面之间的距离的大小传达给挖土机100的操作者。
并且,设备引导装置50为了能够执行自动支援手动操作的设备控制功能,具有位置计算部51、距离计算部52、信息传递部53及自动控制部54。
位置计算部51构成为计算对象的位置。在本实施方式中,位置计算部51计算附件的作业部位在基准坐标系中的坐标点。具体而言,位置计算部51根据动臂4、斗杆5及铲斗6各自的转动角度计算铲斗6的铲尖的坐标点。位置计算部51可以不仅计算铲斗6的铲尖中央的坐标点,还计算铲斗6的铲尖左端的坐标点及铲斗6的铲尖右端的坐标点。此时,可以利用机体倾斜传感器S4的输出。
距离计算部52构成为计算2个对象之间的距离。在本实施方式中,距离计算部52计算铲斗6的铲尖与目标施工面之间的铅垂距离。距离计算部52也可以计算铲斗6的铲尖的左端及右端各自的坐标点与目标施工面之间的距离(例如,铅垂距离),使得设备引导装置50能够判定挖土机100是否正对着目标施工面。
信息传递部53构成为能够向挖土机100的操作者传达各种信息。在本实施方式中,信息传递部53将距离计算部52计算出的距离的大小传达给挖土机100的操作者。具体而言,信息传递部53利用视觉信息及听觉信息,将铲斗6的铲尖与目标施工面之间的铅垂距离的大小传达给挖土机100的操作者。
例如,信息传递部53也可以利用基于声音输出装置43的间歇音,将铲斗6的铲尖与目标施工面之间的铅垂距离的大小传达给操作者。此时,信息传递部53可以如下,即,铅垂距离越小,越缩短间歇音的间隔。信息传递部53可以使用连续音,也可以改变声音的高低或强弱等来表示铅垂距离的大小的不同。并且,在铲斗6的铲尖成为低于目标施工面的位置时,信息传递部53可以发出警报。警报例如为明显大于间歇音的连续音。
信息传递部53可以将铲斗6的铲尖与目标施工面之间的铅垂距离的大小作为作业信息来显示于显示装置40。显示装置40例如将从摄像装置S6接收的图像数据和从信息传递部53接收的作业信息一同显示于画面。信息传递部53例如可以利用模拟仪的图像或条形图指示器的图像等,将铅垂距离的大小传达给操作者。
自动控制部54构成为通过使驱动器自动进行动作来支援操作者对挖土机100的手动操作。例如,在操作者通过手动进行斗杆关闭操作时,自动控制部54可以使动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9中的至少一个以使目标施工面与铲斗6的铲尖之间的距离维持在规定值的方式自动进行伸缩。此时,操作者例如仅通过向关闭方向操作斗杆操作杆,就能够一边维持目标施工面与铲斗6的铲尖之间的距离一边关闭斗杆5。这样的自动控制也可以构成为在作为输入装置42之一的规定的开关被按压时执行。即,自动控制部54可以在规定的开关被按压时,将挖土机100的动作模式从手动控制模式切换为自动控制模式。手动控制模式意味着执行手动控制的动作模式,自动控制模式意味着执行自动控制的动作模式。规定的开关例如为设备控制开关(以下,称为“MC开关42A”。),可以作为按钮开关配置于操作杆的把持部。此时,操作者可以通过再次按压MC开关42A,将挖土机100的动作模式从自动控制模式切换为手动控制模式,也可以通过按压作为与MC开关42A不同的开关的设备控制停止开关(以下,称为“MC停止开关42B”。),将挖土机100的动作模式从自动控制模式切换为手动控制模式。MC停止开关42B可以与MC开关42A相邻而配置,也可以配置于其他操作杆的把持部。或者,还可以省略MC停止开关42B。
或者,这样的自动控制可以构成为在MC开关42A被按压时执行。此时,操作者例如仅通过一边按压位于斗杆操作杆的把持部的MC开关42A一边向斗杆关闭方向操作斗杆操作杆,就能够一边维持目标施工面与铲斗6的铲尖之间的距离一边关闭斗杆5。这是因为动臂缸7及铲斗缸9与基于斗杆缸8的斗杆关闭动作相对应地自动追随而进行动作。并且,操作者能够仅通过使手指离开MC开关42A就能够中止自动控制。以下,将一边维持目标施工面与铲斗6的铲尖之间的距离一边使挖掘附件自动进行动作的控制称为作为自动控制(设备控制功能)之一的“自动挖掘控制”。
自动控制部54可以在MC开关42A等规定的开关被按压时,为了使上部回转体3正对着目标施工面而使回转用液压马达2A自动旋转。此时,操作者仅通过按压规定的开关或者仅通过在按压规定的开关的状态下操作回转操作杆,就能够使上部回转体3正对着目标施工面。或者,操作者仅通过按压规定的开关,就能够使上部回转体3正对着目标施工面且开始设备控制功能,即,能够将挖土机100的状态设为能够执行自动控制的状态。以下,将使上部回转体3正对着目标施工面的控制称为作为自动控制(设备控制功能)之一的“自动正对控制”。
自动控制部54也可以构成为在MC开关42A等规定的开关被按压时,自动执行动臂提升回转或动臂下降回转。此时,操作者仅通过按压规定的开关或者仅通过在按压规定的开关的状态下操作回转操作杆,就能够开始动臂提升回转或动臂下降回转。以下,将使动臂提升回转或动臂下降回转自动开始的控制称为作为自动控制(设备控制功能)之一的“自动复合回转控制”。
在本实施方式中,自动控制部54能够通过个别且自动地调节作用于与各驱动器相对应的控制阀门的先导压力来使各驱动器个别且自动进行动作。
自动控制部54可以构成为在满足规定条件的情况下停止自动控制。“满足规定条件的情况”例如可以包含“与挖土机100的动作相关的信息示出与通常不同的趋势的情况”。以下,将在满足规定条件的情况下停止自动控制的功能称为“紧急停止功能”。
“与挖土机100的动作相关的信息”例如为“与对操作装置26的操作相关的信息”。自动控制部54例如可以构成为在操作装置26急剧地被操作时判定为“与挖土机100的动作相关的信息示出与通常不同的趋势”。或者,“与挖土机100的动作相关的信息”也可以是“与对搭载于上部回转体3的回转操作杆的操作相关的信息”。此时,自动控制部54例如可以构成为如下,即,进行了使上部回转体3向与通过作为自动控制的自动正对控制或自动复合回转控制执行的回转相反的方向回转的操作时,判定为“与挖土机100的动作相关的信息示出与通常不同的趋势”。并且,可以构成为如下,即,判定为“与挖土机100的动作相关的信息示出与通常不同的趋势”时,自动控制部54停止自动控制。
“满足规定条件的情况”例如可以包含“上部回转体3的倾斜成为规定的状态的情况”等“挖土机100的不稳定性增大的情况”。“上部回转体3的倾斜成为规定的状态的情况”例如包含“上部回转体3的俯仰角成为规定角度的情况”、“俯仰角的变化速度(变化率)的绝对值成为规定值以上的情况”及“俯仰角的变化量成为规定值以上的情况”等。对于侧倾角也相同。此时,自动控制部54可以构成为根据机体倾斜传感器S4的输出停止自动控制。具体而言,自动控制部54可以如下,即,根据机体倾斜传感器S4的输出检测出上部回转体3的俯仰角成为规定角度时,停止自动控制,将挖土机100的动作模式从自动控制模式切换为手动控制模式。
并且,“满足规定条件的情况”例如可以包含“作为设置于操作者脚下的脚踏开关的紧急停止开关48被踩踏的情况”。
接着,参考图3,对搭载于挖土机100的液压系统的结构例进行说明。图3表示搭载于图1的挖土机100的液压系统的结构例。图3与图2相同,以双重线表示机械动力传递线路,以实线表示工作油管路,以虚线表示先导管路,以点线表示电控制线路。
液压系统使工作油从通过发动机11被驱动的左主泵14L经由左中间旁通管路40L或左并联管路42L循环至工作油罐,且使工作油从通过发动机11被驱动的右主泵14R经由右中间旁通管路40R或右并联管路42R循环至工作油罐。左主泵14L及右主泵14R与图2的主泵14相对应。
左中间旁通管路40L为通过配置于控制阀17内的控制阀门171、173、175L及176L的工作油管路。右中间旁通管路40R为通过配置于控制阀17内的控制阀门172、174、175R及176R的工作油管路。控制阀门175L及175R与图2的控制阀门175相对应。控制阀门176L及176R与图2的控制阀门176相对应。
控制阀门171是为了向左侧行走用液压马达1L供给由左主泵14L吐出的工作油且向工作油罐排出由左侧行走用液压马达1L吐出的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
控制阀门172是为了向右侧行走用液压马达1R供给由右主泵14R吐出的工作油且向工作油罐排出由右侧行走用液压马达1R吐出的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
控制阀门173是为了向回转用液压马达2A供给由左主泵14L吐出的工作油且向工作油罐排出由回转用液压马达2A吐出的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
控制阀门174是为了向铲斗缸9供给由右主泵14R吐出的工作油且向工作油罐排出铲斗缸9内的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
控制阀门175L是为了向动臂缸7供给由左主泵14L吐出的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
控制阀门175R是为了向动臂缸7供给由右主泵14R吐出的工作油且向工作油罐排出动臂缸7内的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
控制阀门176L是为了向斗杆缸8供给由左主泵14L吐出的工作油且向工作油罐排出斗杆缸8内的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
控制阀门176R是为了向斗杆缸8供给由右主泵14R吐出的工作油且向工作油罐排出斗杆缸8内的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
左并联管路42L为与左中间旁通管路40L并行的工作油管路。在通过左中间旁通管路40L的工作油的流动被控制阀门171、173、175L中的某一个限制或者切断时,左并联管路42L能够向更靠下游的控制阀门供给工作油。右并联管路42R为与右中间旁通管路40R并行的工作油管路。在通过右中间旁通管路40R的工作油的流动被控制阀门172、174、175R中的某一个限制或者切断时,右并联管路42R能够向更靠下游的控制阀门供给工作油。
左调节器13L构成为能够控制左主泵14L的吐出量。在本实施方式中,左调节器13L例如根据左主泵14L的吐出压力来调节左主泵14L的斜板偏转角,由此控制左主泵14L的吐出量。右调节器13R构成为能够控制右主泵14R的吐出量。在本实施方式中,右调节器13R例如根据右主泵14R的吐出压力来调节右主泵14R的斜板偏转角,由此控制右主泵14R的吐出量。左调节器13L及右调节器13R与图2的调节器13相对应。左调节器13L例如与左主泵14的吐出压力的增大相应地调节左主泵14L的斜板偏转角来减少吐出量。对于右调节器13R也相同。这是为了避免以吐出压力与吐出量的乘积表示的主泵14的吸收马力超过发动机11的输出马力。
左吐出压力传感器28L为吐出压力传感器28的一例,检测左主泵14L的吐出压力,并对控制器30输出检测出的值。对于右吐出压力传感器28R也相同。
在此,对在图3的液压系统中采用的负控控制进行说明。
在左中间旁通管路40L,在位于最下游的控制阀门176L与工作油罐之间配置有左节流器18L。由左主泵14L吐出的工作油的流动通过左节流器18L受到限制。并且,左节流器18L产生用于控制左调节器13L的控制压力。左控制压力传感器19L为用于检测控制压力的传感器,对控制器30输出检测出的值。在右中间旁通管路40R,在位于最下游的控制阀门176R与工作油罐之间配置有右节流器18R。由右主泵14R吐出的工作油的流动通过右节流器18R受到限制。并且,右节流器18R产生用于控制右调节器13R的控制压力。右控制压力传感器19R为用于检测控制压力的传感器,对控制器30输出检测出的值。
控制器30根据控制压力来调节左主泵14L的斜板偏转角,由此控制左主泵14L的吐出量。控制器30进行如下控制,即,控制压力越大越减少左主泵14L的吐出量,控制压力越小越增大左主泵14L的吐出量。右主泵14R的吐出量也以相同的方式控制。
具体而言,如图3所示,在挖土机100中的液压驱动器均未被操作的待机状态的情况下,由左主泵14L吐出的工作油经由左中间旁通管路40L而到达左节流器18L。并且,由左主泵14L吐出的工作油的流动使在左节流器18L的上游产生的控制压力增大。其结果,控制器30使左主泵14L的吐出量减少至容许最小吐出量,抑制所吐出的工作油通过左中间旁通管路40L时的压力损耗(抽吸损失)。另一方面,某一液压驱动器被操作时,由左主泵14L吐出的工作油经由与操作对象的液压驱动器相对应的控制阀门,流入操作对象的液压驱动器。并且,由左主泵14L吐出的工作油的流动使到达左节流器18L的量减少或者消失,使在左节流器18L的上游产生的控制压力降低。其结果,控制器30使左主泵14L的吐出量增大,使充分的工作油在操作对象的液压驱动器循环,确保操作对象的液压驱动器的驱动。对于由右主泵14R吐出的工作油也相同。
通过如上述的结构,图3的液压系统在待机状态下,能够抑制左主泵14L及右主泵14R各自中的不必要的能量消耗。不必要的能量消耗包含由左主泵14L吐出的工作油在左中间旁通管路40L中产生的抽吸损失及由右主泵14R吐出的工作油在右中间旁通管路40R中产生的抽吸损失。并且,图3的液压系统在使液压驱动器进行动作时,能够从左主泵14L及右主泵14R各自向工作对象的液压驱动器供给必要充分的工作油。
接着,对使驱动器自动进行动作的结构进行说明。动臂操作杆26A为操作装置26的一例,用于操作动臂4。动臂操作杆26A检测操作方向及操作量,将检测出的操作方向及操作量作为操作数据(电信号)输出至控制器30。手动控制时,向动臂提升方向操作了动臂操作杆26A时,控制器30根据动臂操作杆26A的操作量控制比例阀31AL的开度。由此,利用由先导泵15吐出的工作油,使与动臂操作杆26A的操作量相应的先导压作用于控制阀门175L的右侧先导端口和控制阀门175R的左侧先导端口。并且,手动控制时,向动臂下降方向操作了动臂操作杆26A时,控制器30根据动臂操作杆26A的操作量控制比例阀31AR的开度。由此,利用由先导泵15吐出的工作油,使与动臂操作杆26A的操作量相应的先导压作用于控制阀门175R的右侧先导端口。
比例阀31AL、31AR构成作为比例阀31的一例的动臂比例阀31A。比例阀31AL根据由控制器30调节的电流指令进行动作。控制器30调节基于从先导泵15经由比例阀31AL导入到控制阀门175L的右侧先导端口及控制阀门175R的左侧先导端口的工作油的先导压。比例阀31AR根据由控制器30调节的电流指令进行动作。控制器30调节基于从先导泵15经由比例阀31AR导入到控制阀门175R的右侧先导端口的工作油的先导压。比例阀31AL、31AR能够调节先导压,以使控制阀门175L、175R能够在任意的阀位置停止。
通过该结构,在自动挖掘控制时,控制器30能够与基于操作者的动臂提升操作无关地,将由先导泵15吐出的工作油经由比例阀31AL供给至控制阀门175L的右侧先导端口及控制阀门175R的左侧先导端口。即,控制器30能够使动臂4自动提升。并且,控制器30能够与基于操作者的动臂下降操作无关地,将由先导泵15吐出的工作油经由比例阀31AR供给至控制阀门175R的右侧先导端口。即,控制器30能够使动臂4自动下降。
斗杆操作杆26B是操作装置26的一例,用于操作斗杆5。斗杆操作杆26B检测操作方向及操作量,将检测出的操作方向及操作量作为操作数据(电信号)输出至控制器30。手动控制时,向斗杆打开方向操作了斗杆操作杆26B时,控制器30根据斗杆操作杆26B的操作量控制比例阀31BR的开度。由此,利用由先导泵15吐出的工作油,使与斗杆操作杆26B的操作量相应的先导压作用于控制阀门176L的左侧先导端口和控制阀门176R的右侧先导端口。并且,手动控制时,向斗杆关闭方向操作了斗杆操作杆26B时,控制器30根据斗杆操作杆26B的操作量控制比例阀31BL的开度。由此,利用由先导泵15吐出的工作油,使与斗杆操作杆26B的操作量相应的先导压作用于控制阀门176L的右侧先导端口和控制阀门176R的左侧先导端口。
比例阀31BL、31BR构成作为比例阀31的一例的斗杆比例阀31B。比例阀31BL根据由控制器30调节的电流指令进行动作。控制器30调节基于从先导泵15经由比例阀31BL导入到控制阀门176L的右侧先导端口及控制阀门176R的左侧先导端口的工作油的先导压。比例阀31BR根据由控制器30调节的电流指令进行动作。控制器30调节基于从先导泵15经由比例阀31BR导入到控制阀门176L的左侧先导端口及控制阀门176R的右侧先导端口的工作油的先导压。比例阀31BL、31BR能够调节先导压,以使控制阀门176L、176R能够在任意的阀位置停止。
通过该结构,控制器30能够与基于操作者的斗杆关闭操作无关地,将由先导泵15吐出的工作油经由比例阀31BL供给至控制阀门176L的右侧先导端口及控制阀门176R的左侧先导端口。即,控制器30能够使斗杆5自动关闭。并且,控制器30能够与基于操作者的斗杆打开操作无关地,将由先导泵15吐出的工作油经由比例阀31BR供给至控制阀门176L的左侧先导端口及控制阀门176R的右侧先导端口。即,控制器30能够使斗杆5自动打开。
由此,在自动挖掘控制中,斗杆缸8及动臂缸7根据斗杆操作杆26B的操作量自动进行动作,由此执行作业部位的速度控制或者位置控制。
挖土机100可以具备用于使上部回转体3自动左回转、右回转的结构、用于使铲斗6自动打开或关闭的结构及用于使下部行走体1自动前进、后退的结构。此时,与回转用液压马达2A相关的液压系统部分、与铲斗缸9的操作相关的液压系统部分、与左侧行走用液压马达1L的操作相关的液压系统部分及与右侧行走用液压马达1R的操作相关的液压系统部分可以构成为和与动臂缸7的操作相关的液压系统部分等相同。
接着,参考图4对基于控制器30的自动控制的详细内容进行说明。图4是表示与控制器30中的自动控制的执行相关的功能要件F2~F6的关系的一例的框图。
如图4所示,控制器30具有与自动控制的执行相关的功能要件F2~F6。功能要件可以由软件构成,也可以由硬件构成,还可以由软件和硬件的组合构成。
功能要件F2构成为生成目标轨道。在本实施方式中,功能要件F2参考存储于存储装置47的设计数据,生成斜面修整工作时铲斗6的铲尖应遵循的轨道。
功能要件F3构成为能够切换挖土机100的动作模式。在本实施方式中,功能要件F3在接收到来自MC开关42A的ON指令时,将挖土机100的动作模式从手动控制模式切换为自动控制模式,在接收到来自MC停止开关42B的OFF指令时,将挖土机100的动作模式从自动控制模式切换为手动控制模式。
若切换为自动控制模式,则作为操作装置26的输出的操作数据被供给至功能要件F5。若切换为手动控制模式,则作为操作装置26的输出的操作数据被供给至功能要件F6。
功能要件F4构成为计算当前的铲尖位置。在本实施方式中,功能要件F4根据由动臂角度传感器S1检测出的动臂角度α、由斗杆角度传感器S2检测出的斗杆角度β及由铲斗角度传感器S3检测出的铲斗角度γ,计算铲斗6的铲尖的坐标点作为当前的铲尖位置。功能要件F4在计算当前的铲尖位置时,可以利用机体倾斜传感器S4的输出。
功能要件F5构成为在选择了自动控制模式时计算下一个铲尖位置。在本实施方式中,功能要件F5在选择了自动控制模式时,根据由操作装置26输出的操作数据、由功能要件F2生成的目标轨道及由功能要件F4计算出的当前的铲尖位置,计算规定时间后的铲尖位置作为目标铲尖位置。
功能要件F6构成为计算用于使驱动器进行动作的指令值。在本实施方式中,在选择了自动控制模式时,为了使当前的铲尖位置向目标铲尖位置移动,功能要件F6根据由功能要件F5计算出的目标铲尖位置,计算动臂指令值α*、斗杆指令值β*及铲斗指令值γ*中的至少一个。
并且,在选择了手动控制模式时,为了实现与操作数据相应的驱动器的动作,功能要件F6根据操作数据,计算动臂指令值α*、斗杆指令值β*及铲斗指令值γ*中的至少一个。
在选择了自动控制模式时,即使在动臂操作杆26A没有被操作时,功能要件F6也根据需要计算动臂指令值α*。这是为了使动臂4自动进行动作。对于斗杆5及铲斗6也相同。
另一方面,在选择了手动控制模式时,在动臂操作杆26A没有被操作时,功能要件F6不会计算动臂指令值α*。这是因为在手动控制模式下,只要动臂操作杆26A没有被操作,则不会使动臂4进行动作。对于斗杆5及铲斗6也相同。
接着,参考图5对功能要件F6的详细内容进行说明。图5是表示计算各种指令值的功能要件F6的结构例的框图。
如图5所示,控制器30还具有与指令值的生成相关的功能要件F11~F13、F21~F23及F31~F33。功能要件可以由软件构成,也可以由硬件构成,还可以由软件和硬件的组合构成。
功能要件F11~F13是与动臂指令值α*相关的功能要件,功能要件F21~F23是与斗杆指令值β*相关的功能要件,功能要件F31~F33是与铲斗指令值γ*相关的功能要件。
功能要件F11、F21及F31构成为生成对比例阀31输出的电流指令。在本实施方式中,功能要件F11对动臂比例阀31A(参考图3。)输出动臂电流指令,功能要件F21对斗杆比例阀31B(参考图3。)输出斗杆电流指令,功能要件F31对铲斗比例阀31C输出铲斗电流指令。
功能要件F12、F22及F32构成为计算构成滑阀的阀芯的位移量。在本实施方式中,功能要件F12根据动臂阀芯位移传感器S11的输出,计算构成与动臂缸7相关的控制阀门175的动臂阀芯的位移量。功能要件F22根据斗杆阀芯位移传感器S12的输出,计算构成与斗杆缸8相关的控制阀门176的斗杆阀芯的位移量。功能要件F23根据铲斗阀芯位移传感器S13的输出,计算构成与铲斗缸9相关的控制阀门174的铲斗阀芯的位移量。
功能要件F13、F23及F33构成为计算工作体的转动角度。在本实施方式中,功能要件F13根据动臂角度传感器S1的输出,计算动臂角度α。功能要件F23根据斗杆角度传感器S2的输出,计算斗杆角度β。功能要件F33根据铲斗角度传感器S3的输出,计算铲斗角度γ。
具体而言,功能要件F11基本上以使由功能要件F6生成的动臂指令值α*与由功能要件F13计算出的动臂角度α之差成为零的方式,生成对动臂比例阀31A的动臂电流指令。此时,功能要件F11以使从动臂电流指令导出的目标动臂阀芯位移量与由功能要件F12计算出的动臂阀芯位移量之差成为零的方式,调节动臂电流指令。并且,功能要件F11将该调节后的动臂电流指令输出至动臂比例阀31A。
动臂比例阀31A根据动臂电流指令改变开口面积,使与动臂指令电流的大小相对应的先导压作用于控制阀门175的先导端口。控制阀门175根据先导压移动动臂阀芯,使工作油流入动臂缸7。动臂阀芯位移传感器S11检测动臂阀芯的位移,并将该检测结果反馈给控制器30的功能要件F12。动臂缸7随着工作油的流入而伸缩,使动臂4上下移动。动臂角度传感器S1检测上下移动的动臂4的转动角度,并将该检测结果反馈给控制器30的功能要件F13。功能要件F13将计算出的动臂角度α反馈给功能要件F4。
功能要件F21基本上以使由功能要件F6生成的斗杆指令值β*与由功能要件F23计算出的斗杆角度β之差成为零的方式,生成对斗杆比例阀31B的斗杆电流指令。此时,功能要件F21以使从斗杆电流指令导出的目标斗杆阀芯位移量与由功能要件F22计算出的斗杆阀芯位移量之差成为零的方式,调节斗杆电流指令。并且,功能要件F21将该调节后的斗杆电流指令输出至斗杆比例阀31B。
斗杆比例阀31B根据斗杆电流指令改变开口面积,使与斗杆指令电流的大小相对应的先导压作用于控制阀门176的先导端口。控制阀门176根据先导压移动斗杆阀芯,使工作油流入斗杆缸8。斗杆阀芯位移传感器S12检测斗杆阀芯的位移,并将该检测结果反馈给控制器30的功能要件F22。斗杆缸8随着工作油的流入而伸缩,使斗杆5打开或关闭。斗杆角度传感器S2检测打开或关闭的斗杆5的转动角度,并将该检测结果反馈给控制器30的功能要件F23。功能要件F23将计算出的斗杆角度β反馈给功能要件F4。
同样地,功能要件F31基本上以使由功能要件F6生成的铲斗指令值γ*与由功能要件F33计算出的铲斗角度γ之差成为零的方式,生成对铲斗比例阀31C的铲斗电流指令。此时,功能要件F31以使从铲斗电流指令导出的目标铲斗阀芯位移量与由功能要件F32计算出的铲斗阀芯位移量之差成为零的方式,调节铲斗电流指令。并且,功能要件F31将该调节后的铲斗电流指令输出至铲斗比例阀31C。
铲斗比例阀31C根据铲斗电流指令改变开口面积,使与铲斗指令电流的大小相对应的先导压作用于控制阀门174的先导端口。控制阀门174根据先导压移动铲斗阀芯,使工作油流入铲斗缸9。铲斗阀芯位移传感器S13检测铲斗阀芯的位移,并将该检测结果反馈给控制器30的功能要件F32。铲斗缸9随着工作油的流入而伸缩,使铲斗6打开或关闭。铲斗角度传感器S3检测打开或关闭的铲斗6的转动角度,并将该检查结果反馈给控制器30的功能要件F33。功能要件F33将计算出的铲斗角度γ反馈给功能要件F4。
如上所述,控制器30按每个工作体构成三级反馈环路。即,控制器30构成与阀芯位移量相关的反馈环路、与工作体的转动角度相关的反馈环路及与铲尖位置相关的反馈环路。因此,控制器30在自动控制时能够以高精度控制铲斗6的铲尖的动作。
[电气式操作系统]
接着,参考图6对本实施方式所涉及的挖土机100的电气式操作系统进行进一步说明。图6是概略表示本实施方式所涉及的挖土机100的电气式操作系统的结构的一例的图。应予说明,在图6中,作为电气式操作系统的一例,以使动臂4上下移动的动臂操作系统为例进行说明。应予说明,电气式操作系统还能够同样适用于用于使下部行走体1前进、后退的行走操作系统、用于使上部回转体3回转的回转操作系统、用于使斗杆5打开或关闭的斗杆操作系统及用于使铲斗6打开或关闭的铲斗操作系统等。
图6所示的电气式操作系统具备作为电气式操作杆的动臂操作杆26A、先导泵15、先导压动作型控制阀17、动臂提升操作用的比例阀31AL、动臂下降操作用的比例阀31AR、控制器30、门锁杆60及门锁阀62。
在作为操作装置的一例的动臂操作杆26A(操作信号生成部)设置有能够检测操作量(倾倒量)和倾倒方向的编码器或电位差计等传感器。通过动臂操作杆26A的传感器检测出的与动臂操作杆26A的操作相对应的操作信号(电信号)被输入至控制器30。
比例阀31AL设置于从先导泵15向控制阀17(参考图3所示的控制阀门175L、175R)的动臂提升侧先导端口供给工作油的先导管路。比例阀31AL是能够调整开度的电磁阀,根据作为来自控制器30的控制信号的动臂提升操作信号(电信号)来控制比例阀31AL的开度。通过控制比例阀31AL的开度,控制作用于动臂提升侧先导端口的、作为动臂提升操作信号(压力信号)的先导压。同样地,比例阀31AR设置于从先导泵15向控制阀17(参考图2所示的控制阀门175L、175R)的动臂下降侧先导端口供给工作油的先导管路。比例阀31AR是能够调整开度的电磁阀,根据作为来自控制器30的控制信号的动臂下降操作信号(电信号)来控制比例阀31AR的开度。通过控制比例阀31AR的开度,控制作用于动臂下降侧先导端口的、作为动臂下降操作信号(压力信号)的先导压。
控制器30输出控制比例阀31AL、31AR的开度的动臂提升操作信号(电信号)、动臂下降操作信号(电信号)。由此,控制器30能够经由比例阀31AL、31AR、控制阀17(控制阀门175L、175R)控制从主泵14L、14R向动臂缸7供给的工作油的流量及流动方向,从而控制动臂4的动作。
例如,进行挖土机100的手动操作时,控制器30根据动臂操作杆26A的操作信号(电信号)生成并输出动臂提升操作信号(电信号)或动臂下降操作信号(电信号)。并且,例如进行挖土机100的自动控制时,控制器30根据所设定的程序等生成并输出动臂提升操作信号(电信号)或动臂下降操作信号(电信号)。
门锁杆60设置于驾驶室10内的出入口附近。门锁杆60设置成能够摆动。操作者通过提拉门锁杆60使其成为大致水平来将门锁定阀62设为解除状态,通过按下门锁杆60来将门锁定阀62设为锁止状态。在提拉门锁杆60的状态下,门锁杆60阻挡驾驶室10的出入口来限制操作者离开驾驶室10。另一方面,在下压门锁杆60的状态下,门锁杆60打开驾驶室10的出入口,允许操作者离开驾驶室10。
极限开关61是在提拉门锁杆60的状态下成为ON(通电),在下压门锁杆60的状态下成为OFF(切断)的开关。
门锁阀62是设置于先导泵15与比例阀31(31AL、31AR)之间的先导管路的开闭阀。门锁阀62例如为在通电时打开且在不通电时关闭的电磁阀。在门锁阀62的电源电路配置有极限开关61。由此,极限开关61为ON时,门锁阀62开阀。极限开关61为OFF时,门锁阀62闭阀。即,在门锁阀62为解除状态时,门锁阀62开阀。另一方面,门锁阀62为锁止状态时,门锁阀62闭阀。
锁止状态检测传感器63检测门锁阀62是处于解除状态还是处于锁止状态。例如,锁止状态检测传感器63是设置于连接门锁阀62和极限开关61的电路的电压传感器(或电流传感器),通过检测极限开关61的ON/OFF,检测门锁阀62的解除状态/锁止状态。检测结果输出至控制器30。应予说明,锁止状态检测传感器63可以是通过直接检测杆的位置来检测门锁阀62的解除状态/锁止状态的结构。
图7是表示控制器30的控制的一例的流程图。应予说明,以假设在控制流程开始时、门锁阀62通过门锁杆60处于锁止状态来进行说明。
在步骤S101中,控制器30判定是否检测到了动臂操作杆26A的倾倒。应予说明,控制器30根据动臂操作杆26A的操作信号(电信号),检测动臂操作杆26A的倾倒。检测到动臂操作杆26A的倾倒时(S101、是),控制器30的处理进入步骤S102。未检测到动臂操作杆26A的倾倒时(S101、否),控制器30的处理进入步骤S107。
在步骤S102中,控制器30判定为动臂操作杆26A的误操作。应予说明,控制器30进行如下处理:在判定为误操作时,使动臂操作杆26A的操作信号(电信号)无效,不向比例阀31AL、31AR输出动臂提升操作信号(电信号)及动臂下降操作信号(电信号)。并且,在步骤S102中,门锁阀62闭阀,来自先导泵15的工作油不会供给至比例阀31AL、31AR。因此,动臂缸7不驱动。并且,上述中,设为控制器30不向比例阀31AL、31AR输出操作信号(电信号)来进行了说明,但并不限定于此。控制器30也可以进行如下处理:在判定为误操作时,通过向极限开关输出电信号来使门锁阀62闭阀,由此使操作杆的操作无效。此时,极限开关可以设置与极限开关61不同的极限开关。
在步骤S103中,控制器30将表示动臂操作杆26A的倾倒的显示显示于显示装置40。例如,在显示装置40显示表示杆的倾倒的图标。由此,向操作者通知动臂操作杆26A的倾倒。
在步骤S104中,控制器30根据锁止状态检测传感器63的检测信号,判定门锁阀62是否通过门锁杆60处于解除状态。当处于解除状态时(S104、是),控制器30的处理进入步骤S105。不是解除状态时(S104、否),控制器30的处理返回步骤S101。
在步骤S105中,控制器30使比例阀31的控制无效。即,控制器30使动臂操作杆26A的操作信号(电信号)无效,不向比例阀31AL、31AR输出动臂提升操作信号(电信号)及动臂下降操作信号(电信号)。应予说明,在步骤S105中,门锁阀62开阀,来自先导泵15的工作油供给至比例阀31AL、31AR。然而,由于使比例阀31的控制无效,因此并不向控制阀17供给工作油。因此,动臂缸7不驱动。
并且,控制器30发出警报。例如,控制器30除了向显示装置40的显示以外,还从声音输出装置43输出表示动臂操作杆26A的倾倒的声音。由此,能够准确地向操作者通知动臂操作杆26A的倾倒。
在步骤S106中,控制器30根据锁止状态检测传感器63的检测信号,判定门锁阀62是否通过门锁杆60处于锁止状态。当处于锁止状态时(S106、是),控制器30的处理返回步骤S101。不是锁止状态时(S106、否),控制器30的处理重复步骤S105至步骤S106。
在步骤S107中,控制器30根据锁止状态检测传感器63的检测信号,判定门锁阀62是否通过门锁杆60处于解除状态。当处于解除状态时(S107、是),控制器30的处理进入步骤S108。不是解除状态时(S107、否),控制器30的处理返回步骤S101。
在步骤S108中,控制器30判定是否检测到了动臂操作杆26A的倾倒。应予说明,控制器30根据动臂操作杆26A的操作信号(电信号),检测动臂操作杆26A的倾倒。检测到动臂操作杆26A的倾倒时(S108、是),控制器30的处理进入步骤S109。未检测到动臂操作杆26A的倾倒时(S108、否),控制器30的处理重复步骤S108。
在步骤S109中,控制器30根据动臂操作杆26A的操作量及操作方向,控制比例阀31AL、31AR。即,在步骤S109中,门锁阀62开阀,来自先导泵15的工作油被供给至比例阀31AL、31AR。并且,控制器30使动臂操作杆26A的操作信号(电信号)有效,根据动臂操作杆26A的操作信号(电信号),向比例阀31AL、31AR输出动臂提升操作信号(电信号)及动臂下降操作信号(电信号)。由此,向控制阀17的先导端口供给先导压,向动臂缸7供给工作油。因此,动臂4随着动臂操作杆26A的操作而上下移动。
在此,在挖土机中,通过门锁杆60将门锁阀62从锁止状态设为解除状态时,由于操作者的衣服等挂在操作装置26的杆等,有时会发生非操作者意图的杆的倾倒。此时,在以往的挖土机中,有可能发生非操作者意图的驱动器的失灵。
相对于此,根据本实施方式所涉及的挖土机100,在门锁阀62通过门锁杆60处于锁止状态的情况下操作装置26被操作时(S101、是),能够检测为误操作(S102)。并且,通过作为操作装置26使用电气式操作装置,即使在门锁阀62通过门锁杆60处于锁止状态的情况下,也能够检测误操作(杆的倾倒)。并且,通过向操作者通知操作装置26的杆的倾倒,能够在通过门锁杆60将门锁阀62设为解除状态之前促使将操作装置26的杆恢复到中立状态(S103)。
并且,通过在操作装置26的杆的中立状态下通过门锁杆60将门锁阀62设为解除状态(S101、否,S107、是),操作装置26的操作信号(电信号)变得有效(S108、S109)。由于操作装置26的杆成为中立状态,能够防止刚通过门锁杆60将门锁阀62设为解除状态之后发生非操作者意图的驱动器的误动作。
另一方面,即使在操作装置26的杆倾倒的状态下通过门锁杆60将门锁阀62设为解除状态来使门锁阀62开阀(S101、是,S104、是),通过使操作装置26的操作信号(电信号)无效,能够防止非操作者意图的驱动器的失灵(S105)。并且,通过发出警报,能够准确地向操作者通知驱动器的动作变得无效(S105)。
并且,在使比例阀31的控制无效的情况下,通过门锁杆60将门锁阀62设为锁止状态(S106、是),将操作装置26的杆恢复到中立状态之后(S101、否),再次通过门锁杆60将门锁阀62设为解除状态(S107、是),由此比例阀31的控制变得有效(S108、S109)。由此,能够准确地防止发生非操作者意图的驱动器的误动作。
以上,对本发明的优选实施方式进行了详细说明。然而,本发明并不受限于上述实施方式。上述实施方式可不脱离本发明范围而适用各种变形及置换等。并且,只要不产生技术上的矛盾,则能够组合分开说明的特征。
控制器30可以在通过空间识别装置S7检测到物体进入到挖土机100的规定范围内时,判断物体的种类和到物体为止的距离。并且,所侵入的物体为人时,即使在步骤S107中判定为解除状态,控制器30也会使向操作装置26的比例阀的操作信号(电信号)无效。由此,能够实现施工现场的安全性的提高。
并且,可以如下,即,人进入到挖土机100的规定范围内时,控制器30通过向极限开关输出电信号来使门锁阀62维持闭阀,由此使操作装置26的操作无效。由此,能够实现施工现场的安全性的提高。
并且,控制器30可以经由通信装置T1向管理装置(未图示)发送误操作的判定记录。应予说明,向管理装置的发送信息包含误操作的判定记录、挖土机100的设备编号、操作者信息、日期和时间等。
并且,在上述实施方式中,设为控制器30通过使回转用液压马达2A自动进行动作来使上部回转体3正对着目标施工面。但是,控制器30也可以通过使回转用电动发电机自动进行动作来使上部回转体3正对着目标施工面。
并且,在上述实施方式中,操作数据根据操作装置或远程操作用操作装置而生成,但也可以通过规定的动作程序自动生成。
并且,控制器30也可以通过使其他驱动器进行动作来使上部回转体3正对着目标施工面。例如,控制器30可以通过使左侧行走用液压马达1L及右侧行走用液压马达1R自动进行动作来使上部回转体3正对着目标施工面。
本申请主张基于2019年8月8日申请的日本专利申请2019-146179号的优先权,通过参考将该日本专利申请的全部内容援用于此。
符号说明
100-挖土机,1R-右侧行走用液压马达(驱动器),1L-左侧行走用液压马达(驱动器),2A-回转用液压马达(驱动器),7-动臂缸(驱动器),8-斗杆缸(驱动器),9-铲斗缸(驱动器),17-控制阀,171~176-控制阀门,26-操作装置,26A-动臂操作杆(操作装置),26B-斗杆操作杆(操作装置),30-控制器(控制部),31-比例阀,31A-动臂比例阀,40-显示装置(通知部),43-声音输出装置(通知部),60-门锁杆(门锁装置),62-门锁阀。
Claims (4)
1.一种挖土机,其具备:
控制阀,根据先导压控制供给至驱动器的工作油;
电气式操作装置,输出作为电信号的操作信号;
门锁装置;
门锁阀,设置于向所述控制阀供给先导压的先导管路,根据所述门锁装置的状态而打开或关闭,切换锁止状态和解除状态;
比例阀,设置于所述先导管路;及
控制部,被输入所述操作信号,控制所述比例阀,
所述控制部进行如下处理:
在所述门锁阀通过所述门锁装置处于所述锁止状态且所述电气式操作装置被操作时,判定为误操作。
2.根据权利要求1所述的挖土机,其还具备通知部,该通知部在判定为误操作时向操作者通知该内容。
3.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述控制部进行如下处理:
在判定为误操作时,使所述操作信号无效。
4.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述控制部进行如下处理:
若所述电气式操作装置处于中立状态且所述门锁阀通过所述门锁装置从所述锁止状态切换为所述解除状态,则使所述操作信号有效,
根据所述操作信号控制所述比例阀。
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