CN117062958A - 施工机械及施工机械用操作装置 - Google Patents

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CN117062958A
CN117062958A CN202280022845.3A CN202280022845A CN117062958A CN 117062958 A CN117062958 A CN 117062958A CN 202280022845 A CN202280022845 A CN 202280022845A CN 117062958 A CN117062958 A CN 117062958A
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三崎阳二
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Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
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Abstract

本发明的目的在于,提供一种提高操作性的施工机械及施工机械用操作装置。施工机械具备:操作装置,能够在第1方向及第2方向上进行操作;液压泵,供给工作油;液压致动器;换向阀,控制从所述液压泵流向所述液压致动器的工作油;及控制装置,根据所述操作装置的操作量来控制所述换向阀,所述操作装置在结构上或在配置上构成为,在所述第1方向上进行操作时,力容易逃逸到所述第2方向,或者,在所述第2方向上进行操作时,力容易逃逸到所述第1方向,关于该容易逃逸的方向,盲区相对较大。

Description

施工机械及施工机械用操作装置
技术领域
本发明涉及一种施工机械及施工机械用操作装置。
背景技术
已知一种施工机械,其具备:下部行走体;上部回转体,能够相对于下部行走体回转;附件,安装于上部回转体;回转液压马达,使上部回转体回转;及液压致动器,驱动附件(专利文献1)。并且,专利文献2中公开了一种液压式施工机械用操作装置。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平9-279637号公报
专利文献2:日本特开2019-60474号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
操作施工机械的操作装置例如能够在左右方向及前后方向上进行操作,并且一个液压致动器对应于左右方向上的操作量而动作,其他液压致动器对应于前后方向上的操作量而动作。因此,当在一个方向上对操作装置进行操作时,有可能会意外地对操作装置进行其他方向上的操作。
因此,本发明的目的在于,提供一种提高操作性的施工机械及施工机械用操作装置。
用于解决技术课题的手段
本发明的实施方式所涉及的施工机械具备:操作装置,能够在第1方向及第2方向上进行操作;液压泵,供给工作油;液压致动器;换向阀,控制从所述液压泵流向所述液压致动器的工作油;及控制装置,根据所述操作装置的操作量来控制所述换向阀,所述操作装置在结构上或在配置上构成为,在所述第1方向上进行操作时,力容易逃逸到所述第2方向,或者,在所述第2方向上进行操作时,力容易逃逸到所述第1方向,关于该容易逃逸的方向,盲区相对较大。
发明效果
根据本发明,能够提供一种提高操作性的施工机械及施工机械用操作装置。
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是图1的挖土机的俯视图。
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是表示电动式操作系统的结构例的图。
图5是驾驶室内的驾驶座的俯视立体图。
图6是操作装置的剖视图。
图7是说明操作装置的左右方向及前后方向上的复位弹簧的强度的示意图。
图8是说明操作者使操作杆向后倾倒时的操作杆的动向的示意图。
图9是表示以往的挖土机的左右方向上的操作的盲区的图。
图10是表示本实施方式的挖土机的左右方向上的操作的盲区的图。
图11是表示本实施方式的挖土机的前后方向上的操作的盲区的图。
图12是说明操作装置的左右方向及前后方向上的复位弹簧的强度的示意图。
图13是说明同时进行动臂提升动作和铲斗收回动作时的操作杆的动向的示意图。
图14是表示本实施方式所涉及的挖土机的操作装置的可操作范围和换向阀的阀芯行程量成为最大的最大操作量的一例的示意图。
图15是表示操作装置的操作的一例的图。
图16是表示操作装置的操作的另一例的图。
图17是表示变形例所涉及的挖土机的操作装置的可操作范围和换向阀的阀芯行程量成为最大的最大操作量的一例的示意图。
具体实施方式
以下,参考附图对用于实施本发明的方式进行说明。在各附图中,对相同或对应的结构标注相同或对应的符号,并省略说明。
首先,参考图1及图2对作为本发明的实施方式所涉及的挖掘机的挖土机(施工机械)100进行说明。图1是挖土机100的侧视图,图2是挖土机100的俯视图。
在本实施方式中,挖土机100的下部行走体1包括履带1C。履带1C由作为搭载于下部行走体1的行走致动器的行走液压马达2M驱动。具体而言,履带1C包括左履带1CL及右履带1CR。左履带1CL由左行走液压马达2ML驱动,右履带1CR由右行走液压马达2MR驱动。
下部行走体1上经由回转机构2可回转地搭载有上部回转体3。回转机构2由作为搭载于上部回转体3的回转致动器的回转液压马达2A驱动。
上部回转体3上安装有动臂4。动臂4的前端安装有斗杆5,斗杆5的前端安装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AT。动臂4由动臂缸7驱动,斗杆5由斗杆缸8驱动,铲斗6由铲斗缸9驱动。动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9构成附件致动器。
动臂4被支承为相对于上部回转体3可上下转动。并且,动臂4上安装有动臂角度传感器S1。动臂角度传感器S1能够检测作为动臂4的转动角度的动臂角度θ1。动臂角度θ1例如为自将动臂4降低到最低位置的状态起的上升角度。因此,动臂角度θ1在将动臂4提升到最高位置时成为最大。
斗杆5被支承为相对于动臂4可转动。并且,斗杆5上安装有斗杆角度传感器S2。斗杆角度传感器S2能够检测作为斗杆5的转动角度的斗杆角度θ2。斗杆角度θ2例如为自最大限度地收回斗杆5的状态起的张开角度。因此,斗杆角度θ2在最大限度地张开斗杆5时成为最大。
铲斗6被斗杆5可转动地支承。并且,铲斗6上安装有铲斗角度传感器S3。铲斗角度传感器S3能够检测作为铲斗6的转动角度的铲斗角度θ3。铲斗角度θ3例如为自最大限度地收回铲斗6的状态起的张开角度。因此,铲斗角度θ3在最大限度地张开铲斗6时成为最大。
在图1的实施方式中,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分别由加速度传感器和陀螺仪传感器的组合构成。但是,也可以仅由加速度传感器构成。并且,动臂角度传感器S1可以为安装于动臂缸7的行程传感器,也可以为旋转编码器、电位差计或惯性测量装置等。对于斗杆角度传感器S2及铲斗角度传感器S3也相同。
上部回转体3上设置有作为驾驶舱的驾驶室10,并且搭载有发动机11等动力源。并且,上部回转体3上安装有空间识别装置70、朝向检测装置71、测位装置73、机身倾斜传感器S4及回转角速度传感器S5等。驾驶室10的内部设置有操作装置26、控制器30、信息输入装置72、显示装置D1及声音输出装置D2等。另外,在本说明书中,为了方便起见,将上部回转体3中安装有挖掘附件AT的一侧设为前方,将安装有配重的一侧设为后方。
空间识别装置70构成为识别存在于挖土机100的周围的三维空间内的物体。并且,空间识别装置70构成为计算从空间识别装置70或挖土机100至被识别出的物体的距离。空间识别装置70例如为超声波传感器、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。在图1及图2所示的例子中,空间识别装置70包括安装于驾驶室10的上表面前端的前置传感器70F、安装于上部回转体3的上表面后端的后置传感器70B、安装于上部回转体3的上表面左端的左侧传感器70L及安装于上部回转体3的上表面右端的右侧传感器70R。也可以将识别存在于上部回转体3的上方的空间内的物体的上侧传感器安装于挖土机100。
朝向检测装置71构成为检测与上部回转体3的朝向和下部行走体1的朝向之间的相对关系相关的信息。朝向检测装置71例如可以由安装于下部行走体1的地磁传感器和安装于上部回转体3的地磁传感器的组合构成。或者,朝向检测装置71可以由安装于下部行走体1的GNSS接收机和安装于上部回转体3的GNSS接收机的组合构成。朝向检测装置71也可以为旋转编码器或旋转位置传感器等。在由回转电动发电机回转驱动上部回转体3的结构中,朝向检测装置71也可以由旋转变压器构成。朝向检测装置71例如也可以安装于与实现下部行走体1和上部回转体3之间的相对旋转的回转机构2相关联地设置的中心接头。
朝向检测装置71也可以由安装于上部回转体3的摄像机构成。此时,朝向检测装置71通过对安装于上部回转体3的摄像机拍摄到的图像(输入图像)实施已知的图像处理来检测包括在输入图像中的下部行走体1的图像。然后,朝向检测装置71通过使用已知的图像识别技术来检测下部行走体1的图像,确定下部行走体1的长度方向。然后,导出形成在上部回转体3的前后轴的方向与下部行走体1的长度方向之间的角度。上部回转体3的前后轴的方向从摄像机的安装位置导出。履带1C从上部回转体3突出,因此朝向检测装置71能够通过检测履带1C的图像来确定下部行走体1的长度方向。此时,朝向检测装置71可以合并到控制器30中。
信息输入装置72构成为挖土机的操作者能够对控制器30输入信息。在本实施方式中,信息输入装置72为靠近显示装置D1的显示部设置的开关面板。但是,信息输入装置72也可以为配置于显示装置D1的显示部上的触摸面板,也可以为配置于驾驶室10内的麦克风等声音输入装置。并且,信息输入装置72也可以为通信装置。此时,操作者能够经由智能手机等通信终端将信息输入到控制器30中。
测位装置73构成为测定当前位置。在本实施方式中,测位装置73为GNSS接收机,其检测上部回转体3的位置,并向控制器30输出检测值。测位装置73也可以为GNSS罗盘。此时,测位装置73能够检测上部回转体3的位置及朝向。
机身倾斜传感器S4构成为检测上部回转体3相对于规定平面的倾斜。在本实施方式中,机身倾斜传感器S4为检测上部回转体3相对于水平面绕前后轴的倾角及绕左右轴的倾角的加速度传感器。上部回转体3的前后轴及左右轴例如彼此正交且通过作为挖土机100的回转轴上的一点的挖土机中心点。
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。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也可以为旋转变压器或旋转编码器等。回转角速度传感器S5也可以检测回转速度。回转速度可以由回转角速度计算。
以下,将动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、机身倾斜传感器S4及回转角速度传感器S5中的至少一个还称为姿势检测装置。挖掘附件AT的姿势例如分别根据动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2及铲斗角度传感器S3的输出来检测。
显示装置D1为显示信息的装置。在本实施方式中,显示装置D1为设置于驾驶室10内的液晶显示器。但是,显示装置D1也可以为智能手机等通信终端的显示器。
声音输出装置D2为输出声音的装置。声音输出装置D2包括向驾驶室10内的操作者输出声音的装置及向驾驶室10外的工作人员输出声音的装置中的至少一个。声音输出装置D2也可以为附属于通信终端的扬声器。
操作装置26为供操作者操作致动器的装置。操作装置26设置于驾驶室10内,以使就坐于驾驶座的操作者能够进行利用。
控制器30为用于控制挖土机100的控制装置。在本实施方式中,控制器30由具备CPU、RAM、NVRAM及ROM等的计算机构成。并且,控制器30从ROM读取对应于信息获取部30a及控制部30b等功能要件的程序,并将其加载到RAM中,使CPU执行对应于各功能要件的处理。如此,各功能要件由软件实现。但是,各功能要件中的至少一个也可以由硬件或固件实现。另外,各功能要件是为了便于说明而区分的,其仍是控制器30的一部分,无需构成为能够在物理上进行区分。
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是表示搭载于挖土机100的液压系统的结构例的图。图3中用双重线、实线、虚线及点线分别示出了机械动力传递系统、工作油管路、先导管路及电气控制系统。
挖土机100的液压系统主要包括发动机11、调节器13、主泵14、先导泵15、控制阀单元17、操作装置26、吐出压力传感器28、操作传感器29及控制器30等。
在图3中,液压系统构成为能够使工作油从由发动机11驱动的主泵14经由中间旁通管路40或并联管路42循环至工作油罐。
发动机11为挖土机100的驱动源。在本实施方式中,发动机11例如为以维持规定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的输入轴分别连结。
主泵14构成为能够经由工作油管路向控制阀单元17供给工作油。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构成为能够控制主泵14的吐出量。在本实施方式中,调节器13通过根据来自控制器30的控制指令调节主泵14的斜板偏转角来控制主泵14的吐出量。
先导泵15构成为能够经由先导管路25(参考后述的图4)向液压控制设备(例如,后述的换向阀171~176的先导端口)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。也可以省略先导泵15。此时,先导泵15所负责的功能可以由主泵14实现。即,除向控制阀单元17供给工作油的功能以外,主泵14还可以具备在通过节流器等降低工作油的压力之后向液压控制设备供给工作油的功能。
控制阀单元17为控制挖土机100中的液压系统的液压控制装置。本实施方式中,控制阀单元17包括换向阀171~176。换向阀175包括换向阀175L及换向阀175R,换向阀176包括换向阀176L及换向阀176R。控制阀单元17构成为能够通过换向阀171~176向一个或多个液压致动器选择性地供给主泵14吐出的工作油。换向阀171~176例如控制从主泵14流向液压致动器的工作油的流量及从液压致动器流向工作油罐的工作油的流量。液压致动器包括动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、左行走液压马达2ML、右行走液压马达2MR及回转液压马达2A。
操作装置26为用于供操作者操作致动器的装置。操作装置26例如包括操作杆及操作踏板。致动器包括液压致动器及电动致动器中的至少一个。在本实施方式中,可以使用包括电动式操作杆的电动式操作系统。电动式操作杆的杆操作量以电信号的形式输入于控制器30。并且,先导泵15与各控制阀的先导端口之间配置有电磁阀(图4中后述的液压控制阀31X1、31X2)。电磁阀构成为根据来自控制器30的电信号来动作。根据该结构,若进行使用电动式操作杆的手动操作,则控制器30根据对应于杆操作量的电信号来控制电磁阀而使先导压增减,由此能够使各控制阀在控制阀单元17内移动。另外,各控制阀可以由电磁滑阀构成。此时,电磁滑阀根据对应于电动式操作杆的杆操作量的来自控制器30的电信号来动作。
吐出压力传感器28构成为能够检测主泵14的吐出压力。在本实施方式中,吐出压力传感器28向控制器30输出检测出的值。
操作传感器29构成为能够检测操作者对操作装置26进行的操作的内容。在本实施方式中,操作传感器29检测对应于各致动器的操作装置26的操作方向及操作量,并向控制器30输出检测出的值。例如,操作传感器29为检测操作杆的操作角度的角度传感器。操作装置26的操作内容也可以使用角度传感器以外的其他传感器来检测。
主泵14包括左主泵14L及右主泵14R。并且,左主泵14L使工作油经由左中间旁通管路40L或左并联管路42L循环至工作油罐,右主泵14R使工作油经由右中间旁通管路40R或右并联管路42R循环至工作油罐。
左中间旁通管路40L为通过配置于控制阀单元17内的换向阀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单元17内的换向阀172、174、175R及176R的工作油管路。
换向阀171是为了向左行走液压马达2ML供给左主泵14L吐出的工作油且向工作油罐排出左行走液压马达2ML吐出的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
换向阀172是为了向右行走液压马达2MR供给右主泵14R吐出的工作油且向工作油罐排出右行走液压马达2MR吐出的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
换向阀173是为了向回转液压马达2A供给左主泵14L吐出的工作油且向工作油罐排出回转液压马达2A吐出的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
换向阀174是为了向铲斗缸9供给右主泵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。
换向阀175L是为了向动臂缸7供给左主泵14L吐出的工作油而切换工作油的流动的滑阀。换向阀175R是为了向动臂缸7供给右主泵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。
换向阀176L是为了向斗杆缸8供给左主泵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。
换向阀176R是为了向斗杆缸8供给右主泵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并联的工作油管路。左并联管路42L构成为在通过左中间旁通管路40L的工作油的流动被换向阀171、173及175L中的某一个限制或切断的情况下能够向更下游的换向阀供给工作油。右并联管路42R为与右中间旁通管路40R并联的工作油管路。右并联管路42R构成为在通过右中间旁通管路40R的工作油的流动被换向阀172、174及175R中的某一个限制或切断的情况下能够向更下游的换向阀供给工作油。
调节器13包括左调节器13L及右调节器13R。左调节器13L通过根据左主泵14L的吐出压力调节左主泵14L的斜板偏转角来控制左主泵14L的吐出量。具体而言,左调节器13L例如根据左主泵14L的吐出压力的增加调节左主泵14L的斜板偏转角来减小吐出量。对于右调节器13R也相同。这是为了使由吐出压力与吐出量的积表示的主泵14的吸收功率(例如,吸收马力)不超过发动机11的输出功率(例如,输出马力)。
操作装置26包括左操作杆26L、右操作杆26R及行走杆26D。行走杆26D包括左行走杆26DL及右行走杆26DR。
左操作杆26L用于回转操作及斗杆5的操作。若在前后方向上对左操作杆26L进行操作,则利用先导泵15吐出的工作油,使对应于杆操作量的控制压力作用于换向阀176的先导端口。并且,若在左右方向上进行操作,则利用先导泵15吐出的工作油,使对应于杆操作量的控制压力作用于换向阀173的先导端口。
具体而言,左操作杆26L在向斗杆收回方向进行了操作的情况下,将工作油导入到换向阀176L的右侧先导端口,并且将工作油导入到换向阀176R的左侧先导端口。并且,左操作杆26L在向斗杆张开方向进行了操作的情况下,将工作油导入到换向阀176L的左侧先导端口,并且将工作油导入到换向阀176R的右侧先导端口。并且,左操作杆26L在向左回转方向进行了操作的情况下,将工作油导入到换向阀173的左侧先导端口,在向右回转方向进行了操作的情况下,将工作油导入到换向阀173的右侧先导端口。
右操作杆26R用于动臂4的操作及铲斗6的操作。若在前后方向上对右操作杆26R进行操作,则利用先导泵15吐出的工作油,使对应于杆操作量的控制压力作用于换向阀175的先导端口。并且,若在左右方向上进行操作,则利用先导泵15吐出的工作油,使对应于杆操作量的控制压力作用于换向阀174的先导端口。
具体而言,右操作杆26R在向动臂降低方向进行了操作的情况下,将工作油导入到换向阀175R的左侧先导端口。并且,右操作杆26R在向动臂提升方向进行了操作的情况下,将工作油导入到换向阀175L的右侧先导端口,并且将工作油导入到换向阀175R的左侧先导端口。并且,右操作杆26R在向铲斗收回方向进行了操作的情况下,将工作油导入到换向阀174的右侧先导端口,在向铲斗张开方向进行了操作的情况下,将工作油导入到换向阀174的左侧先导端口。
行走杆26D用于履带1C的操作。具体而言,左行走杆26DL用于左履带1CL的操作。左行走杆26DL可以构成为与左行走踏板联动。若在前后方向上对左行走杆26DL进行操作,则利用先导泵15吐出的工作油,使对应于杆操作量的控制压力作用于换向阀171的先导端口。右行走杆26DR用于右履带1CR的操作。右行走杆26DR可以构成为与右行走踏板联动。若在前后方向上对右行走杆26DR进行操作,则利用先导泵15吐出的工作油,使对应于杆操作量的控制压力作用于换向阀172的先导端口。
吐出压力传感器28包括吐出压力传感器28L及吐出压力传感器28R。吐出压力传感器28L检测左主泵14L的吐出压力,并向控制器30输出检测出的值。对于吐出压力传感器28R也相同。
操作传感器29包括操作传感器29LA、29LB、29RA、29RB、29DL及29DR。操作传感器29LA检测操作者在前后方向上对左操作杆26L进行的操作的内容,并向控制器30输出检测出的值。操作内容例如为杆操作方向及杆操作量(杆操作角度)等。
同样地,操作传感器29LB检测操作者在左右方向上对左操作杆26L进行的操作的内容,并向控制器30输出检测出的值。操作传感器29RA检测操作者在前后方向上对右操作杆26R进行的操作的内容,并向控制器30输出检测出的值。操作传感器29RB检测操作者在左右方向上对右操作杆26R进行的操作的内容,并向控制器30输出检测出的值。操作传感器29DL检测操作者在前后方向上对左行走杆26DL进行的操作的内容,并向控制器30输出检测出的值。操作传感器29DR检测操作者在前后方向上对右行走杆26DR进行的操作的内容,并向控制器30输出检测出的值。
控制器30接收操作传感器29的输出,并根据需要向调节器13输出控制指令,改变主泵14的吐出量。并且,控制器30接收设置于节流器18的上游的控制压力传感器19的输出,并根据需要向调节器13输出控制指令,改变主泵14的吐出量。节流器18包括左节流器18L及右节流器18R,控制压力传感器19包括左控制压力传感器19L及右控制压力传感器19R。
在左中间旁通管路40L上,在位于最下游的换向阀176L与工作油罐之间配置有左节流器18L。因此,左主泵14L吐出的工作油的流动被左节流器18L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为用于检测该控制压力的传感器,其向控制器30输出检测出的值。控制器30通过根据该控制压力调节左主泵14L的斜板偏转角来控制左主泵14L的吐出量。该控制压力越大,控制器30越减小左主泵14L的吐出量,该控制压力越小,控制器30越增加左主泵14L的吐出量。右主泵14R的吐出量也同样地受控制。
具体而言,如图3所示,在液压系统处于挖土机100中的液压致动器均未被操作的待机状态的情况下,左主泵14L吐出的工作油通过左中间旁通管路40L而到达左节流器18L。并且,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加。其结果,控制器30将左主泵14L的吐出量减小至允许最小吐出量,抑制左主泵14L吐出的工作油通过左中间旁通管路40L时的压力损耗(泵送损耗)。另一方面,在某一液压致动器被操作的情况下,左主泵14L吐出的工作油经由对应于操作对象液压致动器的换向阀流入操作对象液压致动器。并且,左主泵14L吐出的工作油的流动使到达左节流器18L的量减小或消失,从而降低在左节流器18L的上游产生的控制压力。其结果,控制器30增加左主泵14L的吐出量,从而使足够的工作油循环至操作对象液压致动器,确保操作对象液压致动器的驱动。另外,控制器30也同样地控制右主泵14R的吐出量。
根据如上结构,图3的液压系统在待机状态下能够抑制主泵14中的不必要的能耗。不必要的能耗包括主泵14吐出的工作油在中间旁通管路40中产生的泵送损耗。并且,在使液压致动器工作的情况下,图3的液压系统能够从主泵14向工作对象液压致动器可靠地供给所需足够量的工作油。
接着,对作为控制器30所具有的功能要件的信息获取部30a及控制部30b进行说明。信息获取部30a构成为获取与挖土机100相关的信息。本实施方式中,信息获取部30a构成为从动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、机身倾斜传感器S4、回转角速度传感器S5、缸压传感器、回转压力传感器(图4中后述的回转压力传感器27X1、27X2)、行走压力传感器、动臂缸行程传感器、斗杆缸行程传感器、铲斗缸行程传感器、吐出压力传感器28、操作传感器29、空间识别装置70、朝向检测装置71、信息输入装置72、测位装置73及通信装置中的至少一个获取与挖土机100相关的信息。缸压传感器例如包括动臂杆压力传感器、动臂底部压力传感器、斗杆杆压力传感器、斗杆底部压力传感器、铲斗杆压力传感器及铲斗底部压力传感器中的至少一个。
作为与挖土机100的相关的信息,信息获取部30a例如获取动臂角度、斗杆角度、铲斗角度、机身倾斜角度、回转角速度、动臂杆压力、动臂底部压力、斗杆杆压力、斗杆底部压力、铲斗杆压力、铲斗底部压力、回转压力、行走压力、动臂行程量、斗杆行程量、铲斗行程量、主泵14的吐出压力、操作装置26的操作(操作方向、操作量)、与存在于挖土机100的周围的三维空间的物体相关的信息、与上部回转体3的朝向和下部行走体1的朝向之间的相对关系相关的信息、对控制器30输入的信息及与当前位置相关的信息等中的至少一个。
并且,信息获取部30a根据获取到的与挖土机100相关的信息来获取与挖土机100的动作相关的信息。与挖土机100的动作相关的信息例如包括与挖土机100正在进行的动作相关的信息。挖土机100正在进行的动作例如包括使上部回转体3回转的单一的回转动作、一边提升动臂4一边使上部回转体3回转的动臂提升回转复合动作、一边降低动臂4一边使上部回转体3回转的动臂降低回转复合动作、一边张开斗杆5一边使上部回转体3回转的斗杆张开回转复合动作、一边收回斗杆5一边使上部回转体3回转的斗杆收回回转复合动作、一边张开铲斗6一边使上部回转体3回转的铲斗张开回转复合动作、一边收回铲斗6一边使上部回转体3回转的铲斗收回回转复合动作等。
控制部30b构成为能够根据由信息获取部30a获取的信息来控制挖土机100的动向。
接着,使用图4对挖土机100的操作系统进行说明。图4是表示电动式操作系统的结构例的图。具体而言,图4的电动式操作系统为回转操作系统的一例。另外,图4的电动式操作系统同样也可以适用于动臂操作系统、斗杆操作系统、铲斗操作系统及行走操作系统等。
电动式操作系统主要由先导压工作型控制阀单元17的换向阀173(还参考图3)、作为电动式操作杆的操作装置26、左回转操作用液压控制阀31X1、右回转操作用液压控制阀31X2、压力传感器32X1、压力传感器32X2及控制器30构成。
换向阀173控制从主泵14流向作为液压致动器的回转液压马达2A的工作油的流量。具体而言,换向阀173具有先导端口P1、P2,通过向先导端口P1、P2供给工作油(先导压)而使阀芯移动。
作为电动式操作杆的操作装置26具有操作传感器29,该操作传感器29检测操作者对操作装置26进行的操作的内容(操作方向、操作量),并向控制器30输出检测出的值。
液压控制阀31X1设置于连接先导泵15和换向阀173的先导端口P1的先导管路25上,向换向阀173的先导端口P1供给工作油(先导压)。由此,液压控制阀31X1使换向阀173的阀芯从中立位置向轴向上的一端侧(图4中为右侧)移动。从主泵14供给的工作油供给至回转液压马达2A的左侧端口,从而能够使上部回转体3进行左回转。
液压控制阀31X2设置于连接先导泵15和换向阀173的先导端口P2的先导管路25上,向换向阀173的先导端口P2供给工作油(先导压)。由此,液压控制阀31X1使换向阀173的阀芯从中立位置向轴向上的另一端侧(图4中为左侧)移动。从主泵14供给的工作油供给至回转液压马达2A的右侧端口,从而能够使上部回转体3进行右回转。
压力传感器32X1检测液压控制阀31X1的次级侧的工作油的压力。压力传感器32X1向控制器30输出检测出的值。
压力传感器32X2检测液压控制阀31X2的次级侧的工作油的压力。压力传感器32X2向控制器30输出检测出的值。
回转压力传感器27X1检测作为液压致动器的回转液压马达2A的左侧端口的工作油的压力(左回转时的负荷压力)。回转压力传感器27X1向控制器30输出检测出的值。
回转压力传感器27X2检测作为液压致动器的回转液压马达2A的右侧端口的工作油的压力(右回转时的负荷压力)。回转压力传感器27X2向控制器30输出检测出的值。
吐出压力传感器28检测主泵14的吐出压力。吐出压力传感器28向控制器30输出检测出的值。
控制器30根据由压力传感器32X1检测出的液压控制阀31X1的次级侧的工作油的压力来控制液压控制阀31X1,由此能够控制向换向阀173的先导端口P1供给的先导压。并且,控制器30根据由压力传感器32X2检测出的液压控制阀31X2的次级侧的工作油的压力来控制液压控制阀31X2,由此能够控制向换向阀173的先导端口P2供给的先导压。即,控制器30构成为能够通过控制液压控制阀31X1、31X2来控制换向阀173的阀芯行程量。
控制器30根据由操作传感器29检测出的操作装置26的操作内容(操作方向、操作量)来控制液压控制阀31X1、31X2,从而控制换向阀173的阀芯行程量。并且,控制器30根据由操作传感器29检测出的操作装置26的操作内容(操作方向、操作量)及由吐出压力传感器28检测出的主泵14的吐出压力来控制液压控制阀31X1、31X2,从而控制换向阀173的阀芯行程量。并且,控制器30根据由操作传感器29检测出的操作装置26的操作内容(操作方向、操作量)及由吐出压力传感器28检测出的主泵14的吐出压力与液压致动器的负荷压力之间的压差来控制液压控制阀31X1、31X2,从而控制换向阀173的阀芯行程量。
接着,使用图5对设置于驾驶室10的内部的操作装置26(左操作杆26L、右操作杆26R)的一例进行说明。图5是驾驶室10内的驾驶座的俯视立体图。
驾驶座的左侧前方配置有左操作杆26L,驾驶座的右侧前方配置有右操作杆26R。
若向前推倒左操作杆26L,则斗杆5张开,若向后推倒左操作杆26L,则斗杆5收回。并且,若向左推倒左操作杆26L,则俯视下上部回转体3向逆时针方向进行左回转,若向右推倒左操作杆26L,则俯视下上部回转体3向顺时针方向进行右回转。并且,若向前推倒右操作杆26R,则动臂4下降,若向后推倒右操作杆26R,则动臂4上升。并且,若向左推倒右操作杆26R,则铲斗6收回,若向右推倒右操作杆26R,则铲斗6张开。
接着,使用图6对操作装置26(左操作杆26L、右操作杆26R)的一例进行说明。图6是操作装置26的剖视图。
操作装置26具备棒状的操作杆901、凸轮902、万向接头903、盖体904、框体905、推进器911(911A、911B)、复位弹簧912(912A、912B)及行程传感器913(913A、913D)。
棒状的操作杆901经由万向接头903安装于盖体904及框体905。由此,操作杆901构成为能够在前后方向及左右方向上倾斜。
凸轮902固定于操作杆901的下方。凸轮902的下表面与从盖体904突出的推进器911的上端抵接。
盖体904及框体905容纳推进器911、复位弹簧912、行程传感器913等。并且,从上方观察操作装置26时,推进器911、复位弹簧912、行程传感器913在左侧、右侧、前方、后方设置有四组。图6是从后侧向前观察的剖视图,图示了左侧的推进器911A、复位弹簧912A、行程传感器913A及右侧的推进器911B、复位弹簧912B、行程传感器913B。并且,前方的推进器911、复位弹簧912(图7等中后述的912C)、行程传感器913及后方的推进器911、复位弹簧912(图7等中后述的912D)、行程传感器913也具有相同的结构,从而省略重复说明。
推进器911具有:筒部,配置于框体905的室906内,并且上侧被封闭;及轴部,配置于筒部的上方,并且从盖体904的孔907突出。推进器911的筒部构成为能够在框体905的室906内沿着上下方向移动。并且,构成为通过推进器911的筒部在室906内沿着上下方向移动而使推进器911的轴部沿着上下方向移动。
如后述,复位弹簧912使倾倒的操作杆901返回到中立位置。复位弹簧912为压缩弹簧,该压缩弹簧配置于推进器911的筒部内,其下端与室906的底面抵接,上端与推进器911的筒部的顶面抵接。由此,复位弹簧912向上对推进器911施力。
行程传感器913检测推进器911的上下方向上的移动量。另外,行程传感器913为检测操作者对操作装置26进行的操作的内容的操作传感器29(参考图3)的一例。由行程传感器913检测出的值输出至控制器30。
在操作者未对操作杆901进行操作的状态下,左右方向上的推进器911A、911B被复位弹簧912A、912B向上施力。由此,操作杆901构成为通过推进器911A的头部推压凸轮902的左侧的下表面且推进器911B的头部推压凸轮902的右侧的下表面而返回到左右方向上的中立位置。同样地,前后方向上的推进器911被复位弹簧912C、912D向上施力。由此,操作杆901构成为通过前方的推进器911的头部推压凸轮902的前侧的下表面且后方的推进器911的头部推压凸轮902的后侧的下表面而返回到前后方向上的中立位置。
在操作者对操作杆901进行了操作的情况下,在此,如图6所示,在操作者向左侧推倒了操作杆901的情况下,凸轮902的左侧的下表面按压推进器911A。行程传感器913A通过检测推进器911A的移动量,能够检测操作杆901的向左的操作量。对于向右、向前、向后的操作量也相同。
图7是说明操作装置26的左右方向及前后方向上的复位弹簧912A~912D的强度的示意图。图7中示出操作杆901的可操作范围920。操作杆901构成为能够在可操作范围920内在左右方向及前后方向上进行操作。并且,在图7中,用圆的大小示意地图示复位弹簧912A~912D的强度。
在此,左右方向上的复位弹簧912A、912B的弹簧系数设定为小于前后方向上的复位弹簧912C、912D的弹簧系数。在此,当操作者对操作杆901进行操作时,操作者在左右方向上推压操作杆901的力小于操作者在前后方向上推压操作杆901的力。因此,如图7所示,通过使左右方向上的复位弹簧912A、912B的弹簧系数小于前后方向上的复位弹簧912C、912D的弹簧系数,能够提高操作者的操作性。
另外,当操作者对操作杆901进行操作时,操作者向外侧(若为用左手操作的操作杆901,则向左)推压操作杆901的力小于操作者向内侧(若为用左手操作的操作杆901,则向右)推压操作杆901的力。因此,也可以通过使向外侧的复位弹簧912的弹簧系数小于向内侧的复位弹簧912的弹簧系数来提高操作者的操作性。
另外,复位弹簧912A~912D的弹簧系数并不限于图7所示的关系,也可以相等。
图8是说明操作者使操作杆901向后倾倒时的操作杆901的动向的示意图。
操作者在向配置有弹簧系数较大的复位弹簧912的方向对操作杆901进行操作时,例如,如图8所示,在从中立位置901A向后方的操作位置901B(参考空白箭头)对操作杆901进行操作时,推压操作杆901的力会逃逸到配置有弹簧系数较小的复位弹簧912的方向(图8的例子中为左右方向),例如,操作杆901会向全黑箭头所示的方向移动。因此,操作杆901移动至操作位置901C。由此,例如,在进行斗杆收回动作时,有可能会意外地输入回转动作。
另外,即使在复位弹簧912A~912D的弹簧系数相等的情况下,推压操作杆901的力也会因后方侧的复位弹簧912D的回力随着使操作杆901从中立位置901A向后倾斜而增加而左右逃逸,例如,操作杆901有可能会向全黑箭头所示的方向移动。因此,操作杆901移动至操作位置901C。由此,例如,在进行斗杆收回动作时,有可能会意外地输入回转动作。
并且,操作者在前后方向上对操作杆901(例如,左操作杆26L)进行操作时,相较于中立位置901A的外侧(左侧),趋于更容易向内侧(右侧)施力。因此,在前后方向上推压操作杆901的力会逃逸到右侧,操作杆901有可能会向中立位置901A的内侧(右侧)移动。由此,例如,在进行斗杆收回动作时,有可能会意外地输入回转动作。
并且,操作者在左右方向上对操作杆901(例如,左操作杆26L)进行操作时,相较于中立位置901A的外侧(前侧),趋于更容易向内侧(后侧)施力。因此,在左右方向上推压操作杆901的力会逃逸到后侧,操作杆901有可能会向中立位置901A的内侧(后侧)移动。由此,例如,在进行回转动作时,有可能会意外地输入斗杆收回动作。
并且,操作者在前后方向上对操作杆901(例如,右操作杆26R)进行操作时,相较于中立位置901A的外侧(右侧),趋于更容易向内侧(左侧)施力。因此,在前后方向上推压操作杆901的力会逃逸到左侧,操作杆901有可能会向中立位置901A的内侧(左侧)移动。由此,例如,在进行动臂提升动作时,有可能会意外地输入回转动作。
并且,操作者在左右方向上对操作杆901(例如,右操作杆26R)进行操作时,相较于中立位置901A的外侧(前侧),趋于更容易向内侧(后侧)施力。因此,在左右方向上推压操作杆901的力会逃逸到后侧,操作杆901有可能会向中立位置901A的内侧(后侧)移动。由此,例如,在进行铲斗张开收回动作时,有可能会意外地输入动臂提升动作。
图9是表示参考例所涉及的挖土机中相对于左右方向上的操作的盲区921的图。
设置有液压致动器相对于操作装置26的输入不进行动作的盲区921。如图9所示,在参考例所涉及的挖土机中,相对于左右方向上的操作的盲区921与前后方向上的操作量无关地恒定。因此,例如,如图8所示,在向后对操作杆901进行操作来进行斗杆收回动作时,有可能会意外地输入回转动作。
图10是表示本实施方式的挖土机100的左右方向上的操作的盲区922的图。
如图10所示,在本实施方式的挖土机100中,相对于左右方向上的操作的盲区922设定为相对于左右方向上的操作的盲区的宽度随着前后方向上的操作量的增加而增加。另外,如图4所示,本实施方式的挖土机100为电动式操作系统,能够在控制器30的控制下变更盲区的宽度。
即,在能够在左右方向(第1方向)及前后方向(第2方向)上进行操作的操作装置26中,前后方向上的操作量越增加,左右方向上的盲区越增加。例如,如图8所示,在向后对操作杆901进行操作来进行斗杆收回动作时,即使在推压操作杆901的力左右逃逸而意外地发生了左右方向上的输入的情况下,也能够通过增加作为力容易逃逸的方向的左右方向上的盲区的宽度来防止发生意外的回转动作。
图11是表示本实施方式的挖土机100的前后方向上的操作的盲区的图。
如图11所示,本实施方式的挖土机100中相对于前后方向上的操作的盲区923可以设定为随着左右方向上的操作量的增加而增加。在此,前后方向上的复位弹簧912C、912D的弹簧系数大于左右方向上的复位弹簧912A、912B的弹簧系数。由此,在使操作杆901在左右方向上倾倒时,即使推压操作杆901的力流动到前后方向,也能够通过弹簧系数较大的前后方向上的复位弹簧912C、912D返回到前后方向上的中立位置,因此能够防止前后方向上的意外的输入。但是,相对于前后方向上的操作的盲区923也可以设定为与左右方向上的操作量无关地恒定。
以上,根据本实施方式所涉及的挖土机100,在向某个方向对操作杆901进行操作时,即使操作杆901向力容易逃逸的其他方向倾倒,也能够使其他方向上的操作变盲,因此能够防止挖土机100的意外的动作。由此,能够提高挖土机100的操作性。
另外,力容易逃逸的方向例如根据配置于中立位置901A的前后左右的四个复位弹簧912A~912D的强度而定。例如,在前后方向上的复位弹簧912C、912D的弹簧系数大于左右方向上的复位弹簧912A、912B的弹簧系数的情况下,操作杆901在前后方向上进行操作时容易意外地倒向左右方向。
并且,力容易逃逸的方向例如有时会根据人的手臂的结构而定。例如,操作者在向后推倒操作杆901(左操作杆26L)时趋于稍微会向内侧(右侧)拉拢。或者,操作者在向后推倒操作杆901(右操作杆26R)时趋于稍微会向内侧(左侧)拉拢。因此,操作杆901在向后进行操作时有时会容易意外地倒向左右方向。
另外,以操作者用左手操作的操作装置26(左操作杆26L)为例进行了说明,但也可以同样适用于操作者用右手操作的操作装置26(右操作杆26R)。并且,图3等所示的操作装置26的操作方向与各液压致动器(回转液压马达2A、动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9)的动作之间的关系为一例,并不限定于此。
并且,如图11所示,在本实施方式所涉及的挖土机100中,视相对于前后方向上的操作的盲区923与左右方向上的操作量无关地恒定进行了说明,但并不限于此,也可以使前后方向上的盲区随着左右方向上的操作量的增加而增加。
并且,在本实施方式所涉及的挖土机100中,以前后方向上的复位弹簧912C、912D的弹簧系数大于左右方向上的复位弹簧912A、912B的弹簧系数的情况(参考图7、图8)为例进行了说明,但并不限于此。复位弹簧912A~912D的弹簧系数也可以相等。
在复位弹簧912A~912D的弹簧系数相等的结构中,如图10所示,也可以使左右方向上的盲区随着前后方向上的操作量的增加而增加。由此,例如,即使在向后对操作杆901进行操作来进行斗杆收回动作时,推压操作杆901的力因后方侧的复位弹簧912D的回力随着使操作杆901向后倾斜而增加而向左右逃逸,从而意外地发生左右方向上的输入的情况下,也能够通过增加作为力容易逃逸的方向的左右方向上的盲区的宽度来防止发生意外的回转动作。
并且,在复位弹簧912A~912D的弹簧系数相等的结构中,也可以使前后方向上的盲区随着左右方向上的操作量的增加而增加。由此,例如,即使在向左对操作杆901进行操作来进行左回转动作时,推压操作杆901的力因左侧的复位弹簧912A的回力随着使操作杆901向左倾斜而增加而上下逃逸,从而意外地发生上下方向上的输入的情况下,也能够通过增加作为力容易逃逸的方向的上下方向上的盲区的宽度来防止发生意外的斗杆张开收回动作。
另外,以根据操作装置26的结构(复位弹簧的弹簧系数)具有力容易逃逸的方向进行了说明,但并不限于此。也可以适用于根据操作装置26的配置具有力容易逃逸的方向的情况。即,能够在第1方向及第2方向上进行操作的操作装置26可以在结构上或在配置上构成为,在第1方向上进行操作时,力容易向第2方向逃逸,或者,在第2方向上进行操作时,力容易向第1方向逃逸,关于该容易逃逸的方向,盲区相对较大。
操作装置设置有在左右方向及前后方向上使操作杆返回到中立位置的复位弹簧。因此,在对操作杆倾斜地进行输入的情况下,例如,在对操作杆向右斜前方进行输入的情况下,需要按压前侧的复位弹簧及右侧的复位弹簧这两个复位弹簧,操作杆的操作需要较大的操作力,并且操作杆从中立位置起的操作量也较大。
图12是说明操作装置26的左右方向及前后方向上的复位弹簧912A~912D的强度的示意图。图12中示出操作杆901的可操作范围920。操作杆901构成为能够在可操作范围920内在左右方向及前后方向上进行操作。并且,在图12中,用圆的大小示意地图示复位弹簧912A~912D的强度。
在此,左右方向上的复位弹簧912A、912B的弹簧系数设定为小于前后方向上的复位弹簧912C、912D的弹簧系数。在此,当操作者对操作杆901进行操作时,操作者在左右方向上推压操作杆901的力小于操作者在前后方向上推压操作杆901的力。因此,如图12所示,通过使左右方向上的复位弹簧912A、912B的弹簧系数小于前后方向上的复位弹簧912C、912D的弹簧系数,能够提高操作者的操作性。
另外,当操作者对操作杆901进行操作时,操作者向外侧(若为用左手操作的操作杆901,则向左)推压操作杆901的力小于操作者向内侧(若为用左手操作的操作杆901,则向右)推压操作杆901的力。因此,也可以通过使向外侧的复位弹簧912的弹簧系数小于向内侧的复位弹簧912的弹簧系数来提高操作者的操作性。
另外,复位弹簧912A~912D的弹簧系数并不限于图12所示的关系,也可以相等。
图13是说明同时进行动臂提升动作和铲斗收回动作时的操作杆901的动向的示意图。
在此,对参考例所涉及的挖土机进行说明。在参考例所涉及的挖土机中,控制器30根据操作杆901的左右方向上的操作量来控制对应于铲斗缸9的换向阀174的阀芯行程量。因此,若要使换向阀174的阀芯行程量成为最大,则将操作杆901在可操作范围920的左右方向上操作至最大。并且,控制器30根据操作杆901的前后方向上的操作量来控制对应于动臂缸7的换向阀175的阀芯行程量。因此,若要使换向阀175的阀芯行程量成为最大,则将操作杆901在可操作范围920的前后方向上操作至最大。
例如,在同时进行动臂提升动作和铲斗收回动作时,操作者向后方左侧推倒操作杆901,从中立位置901A操作至操作位置901H。此时,固定于操作杆901的凸轮902(参考图6)按压复位弹簧912A及复位弹簧912D。因此,在对操作杆901向倾斜方向进行输入的情况下,需要按压两个复位弹簧,操作杆901的操作需要较大的操作力,并且从操作杆901的中立位置901A至操作位置901H的操作量也较大。向后方右侧、前方左侧、前方右侧推倒操作杆901的情况也相同。如此,操作杆901的可操作范围920存在操作力较大且操作量也较大的难操作区域925。
在参考例所涉及的挖土机中,还使用操作力较大且操作量也较大的难操作区域925进行操作。这种难操作区域925内的操作会使操作者感到疲劳。
图14是表示本实施方式所涉及的挖土机100的操作装置26的可操作范围920和换向阀的阀芯行程量成为最大的最大操作量926的一例的示意图。
如图14所示,控制器30使对应于铲斗缸9的换向阀174的阀芯行程量(控制量)成为最大的左右方向上的最大操作量926根据前后方向上的操作杆901的操作量而不同。换言之,左右方向(第2方向)上的操作杆901的操作量与阀芯行程量(控制量)成为最大的最大操作量926之间的关系根据前后方向(第1方向)上的操作量而发生变化。即,左右方向上的操作杆901的操作量与行程量(控制量)不一致,左右方向(第2方向)上的操作量与控制量之间的关系根据前后方向(第1方向)上的操作量而发生变化。
例如,在对操作杆901以操作量B1向后进行了操作的情况下,向左的最大操作量926为操作量L1。即,控制器30通过对操作杆901向左进行操作至操作量L1来进行控制,以使对应于铲斗缸9的换向阀174的阀芯行程量成为最大。
并且,在对操作杆901以操作量B2(B2>B1)向后进行了操作的情况下,向左的最大操作量926为操作量L2(L2<L1)。即,控制器30通过对操作杆901向左进行操作至操作量L2来进行控制,以使对应于铲斗缸9的换向阀174的阀芯行程量成为最大。另外,在进一步向左推倒操作杆901的情况下,换向阀174的阀芯行程量维持最大。
并且,在对操作杆901以操作量B3(B3>B2)向后进行了操作的情况下,向左的最大操作量926为操作量L3(L3<L2)。即,控制器30通过对操作杆901向左进行操作至操作量L3来进行控制,以使对应于铲斗缸9的换向阀174的阀芯行程量成为最大。另外,在进一步向左推倒操作杆901的情况下,换向阀174的阀芯行程量维持最大。
即,控制器30根据前后方向上的操作杆901的操作量(例如,B1~B3)来变更对应于铲斗缸9的换向阀174的阀芯行程量成为最大的左右方向上的最大操作量926的值(例如,L1~L3)。并且,控制器30根据最大操作量926和操作杆901的左右方向上的操作量来控制换向阀174的阀芯行程量。例如,控制器30根据最大操作量926与操作杆901的左右方向上的操作量之比来控制换向阀174的阀芯行程量。
同样地,控制器30使对应于动臂缸7的换向阀175的阀芯行程量(控制量)成为最大的前后方向上的最大操作量926根据左右方向上的操作杆901的操作量而不同。换言之,前后方向上的操作杆901的操作量与阀芯行程量(控制量)成为最大的最大操作量926之间的关系根据左右方向上的操作量而发生变化。即,前后方向上的操作杆901的操作量与行程量(控制量)不一致,前后方向上的操作量与控制量之间的关系根据左右方向上的操作量而发生变化。
例如,在对操作杆901以操作量R1向右进行了操作的情况下,向前的最大操作量926为操作量F1。即,控制器30通过对操作杆901向前进行操作至操作量F1来进行控制,以使对应于动臂缸7的换向阀175的阀芯行程量成为最大。
并且,在对操作杆901以操作量R2(R2>R1)向右进行了操作的情况下,向前的最大操作量926为操作量F2(F2<F1)。即,控制器30通过对操作杆901向前进行操作至操作量F2来进行控制,以使对应于动臂缸7的换向阀175的阀芯行程量成为最大。另外,在进一步向前推倒操作杆901的情况下,换向阀175的阀芯行程量维持最大。
并且,在对操作杆901以操作量R3(R3>R2)向右进行了操作的情况下,向前的最大操作量926为操作量F3(F3<F2)。即,控制器30通过对操作杆901向前进行操作至操作量F3来进行控制,以使对应于动臂缸7的换向阀175的阀芯行程量成为最大。另外,在进一步向前推倒操作杆901的情况下,换向阀175的阀芯行程量维持最大。
即,控制器30根据左右方向上的操作杆901的操作量(例如,R1~R3)来变更对应于动臂缸7的换向阀175的阀芯行程量成为最大的前后方向上的最大操作量926的值(例如,F1~F3)。并且,控制器30根据最大操作量926和操作杆901的前后方向上的操作量来控制换向阀175的阀芯行程量。例如,控制器30根据最大操作量926与操作杆901的前后方向上的操作量之比来控制换向阀175的阀芯行程量。
图15是表示操作装置26的操作的一例的图。操作者从中立位置901A向后推倒操作杆901,将其操作至操作位置901D。由此,控制器30使对应于动臂缸7的换向阀175的阀芯行程量成为最大。在该状态下,操作者向左推倒操作杆901,将其操作至操作位置901E。由此,控制器30使对应于铲斗缸9的换向阀174的阀芯行程量成为最大。
图16是表示操作装置26的操作的另一例的图。操作者从中立位置901A向左推倒操作杆901,将其操作至操作位置901F。由此,控制器30使对应于铲斗缸9的换向阀174的阀芯行程量成为最大。在该状态下,操作者向后推到操作杆901,将其操作至操作位置901G,由此使对应于动臂缸7的换向阀175的阀芯行程量成为最大。
根据本实施方式所涉及的挖土机100,即使不使用操作力较大且操作量也较大的难操作区域925(参考图13),也能够对动臂缸7或铲斗缸9等液压致动器进行操作。由此,能够减轻操作者的疲劳,提高操作性。
另外,以最大操作量926设定在可操作范围920内的情况为例进行了说明,但并不限于此。图17是表示变形例所涉及的挖土机100的操作装置26的可操作范围920和换向阀的阀芯行程量成为最大的最大操作量926A的一例的示意图。如图17所示,最大操作量926A也可以设定在可操作范围920外。另外,在图17所示的例子中,即使对操作杆901进行操作至最大可操作范围920,换向阀的阀芯行程量也不会成为最大。
已知一种在进行使多个液压致动器同时动作的复合动作时优先向特定液压致动器供给工作油的流量的控制。相对于此,根据图17所示的控制,即使对操作杆901进行操作至最大可操作范围920,换向阀的阀芯行程量也不会成为最大,能够向多个液压致动器分别供给工作油。由此,能够进行对应于操作者的操作的挖土机100的复合动作,从而能够提高操作性。
即,在变形例所涉及的挖土机100中,控制器30根据前后方向上的操作杆901的操作量来变更对应于铲斗缸9的换向阀174的阀芯行程量成为最大的左右方向上的最大操作量926A的值。并且,控制器30根据最大操作量926和操作杆901的左右方向上的操作量来控制换向阀174的阀芯行程量。并且,控制器30根据左右方向上的操作杆901的操作量来变更对应于动臂缸7的换向阀175的阀芯行程量成为最大的前后方向上的最大操作量926A的值。并且,控制器30根据最大操作量926和操作杆901的前后方向上的操作量来控制换向阀175的阀芯行程量。例如,控制器30根据最大操作量926与操作杆901的前后方向上的操作量之比来控制换向阀175的阀芯行程量。
由此,能够相对于操作杆901的操作来细微地操作换向阀的阀芯行程量。
并且,也可以将最大操作量926的一部分设定在可操作范围920内,并将另一部分设定在可操作范围920外。
另外,以操作装置26设置于挖土机100的驾驶室10内进行了说明,但并不限于此。也可以适用于设置于施工机械的驾驶室内的施工机械用操作装置。并且,也可以适用于从外部远程操作施工机械的施工机械用操作装置。
本申请主张基于2021年3月31日申请的日本专利申请2021-062319号的优先权,该日本专利申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
并且,本申请主张基于2021年3月31日申请的日本专利申请2021-062449号的优先权,该日本专利申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
符号说明
2A-回转液压马达(液压致动器),14-主泵(液压泵),26-操作装置,30-控制器(控制装置),100-挖土机,171~176-换向阀,901-操作杆,902-凸轮,903-万向接头,904-盖体,905-框体,911-推进器,912-复位弹簧,913-行程传感器,920-可操作范围,921~923-盲区,925-难操作区域,926-最大操作量。

Claims (11)

1.一种施工机械,其具备:
操作装置,能够在第1方向及第2方向上进行操作;
液压泵,供给工作油;
液压致动器;
换向阀,控制从所述液压泵流向所述液压致动器的工作油;及
控制装置,根据所述操作装置的操作量来控制所述换向阀,
所述操作装置在结构上或在配置上构成为,在所述第1方向上进行操作时,力容易逃逸到所述第2方向,或者,在所述第2方向上进行操作时,力容易逃逸到所述第1方向,关于该容易逃逸的方向,盲区相对较大。
2.根据权利要求1所述的施工机械,其中,
所述控制装置使所述第1方向上的盲区随着所述第2方向上的操作量的增加而增加。
3.根据权利要求1或2所述的施工机械,其具备:
第1复位弹簧,使在所述第1方向上倾倒的操作杆返回到中立位置;及
第2复位弹簧,使在所述第2方向上倾倒的所述操作杆返回到中立位置,
所述第2复位弹簧的弹簧系数大于所述第1复位弹簧的弹簧系数。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的施工机械,其中,
所述第1方向为左右方向,
所述第2方向为前后方向。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的施工机械,其中,
所述第2方向上的盲区随着所述第1方向上的操作量的增加而增加。
6.根据权利要求1或2所述的施工机械,其具备:
第1复位弹簧,使在所述第1方向上倾倒的操作杆返回到中立位置;及
第2复位弹簧,使在所述第2方向上倾倒的所述操作杆返回到中立位置,
所述第1复位弹簧的弹簧系数等于所述第2复位弹簧的弹簧系数。
7.根据权利要求1所述的施工机械,其中,
所述控制装置使所述换向阀的控制量成为最大的所述第2方向上的操作量根据所述第1方向上的操作量而不同。
8.根据权利要求7所述的施工机械,其中,
所述控制装置根据所述换向阀的控制量成为最大的所述第2方向上的操作量和所述第2方向上的操作量来控制所述换向阀的控制量。
9.根据权利要求7或8所述的施工机械,其中,
所述换向阀的控制量成为最大的所述第2方向上的操作量随着所述第1方向上的操作量的增加而减小。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的施工机械,其中,
所述操作装置具有能够进行操作的可操作范围,
所述控制装置使所述换向阀的控制量在比所述可操作范围更靠内侧成为最大。
11.一种施工机械用操作装置,其能够在第1方向及第2方向上进行操作,
所述操作装置在结构上或在配置上构成为,在所述第1方向上进行操作时,力容易逃逸到所述第2方向,或者,在所述第2方向上进行操作时,力容易逃逸到所述第1方向,关于该容易逃逸的方向,盲区相对较大。
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