CN1336469A - 油压式挖掘车辆 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种当操作者手动选择作业模式时,可以不要求熟练度地控制多个致动器的联合动作,进行所需作业的油压式挖掘车辆。在具备至少二个部位是通过各油压促动器操作的作业机、在设置于向前述各促动器的压力油供应回路中并与运转操作杆相连的压力控制和促动器之间分别设置压力补偿阀的油压式挖掘车辆中,其结构为,根据配设在驾驶室中的作业马达选择装置选择的作业模式,利用从具有可变压力补偿值函数存储装置的控制器中发出的控制信号,使前述压力补偿阀动作,控制向促动器的压力油供给量。

Description

油压式挖掘车辆

技术领域

本发明涉及油压挖掘机那样的具有挖掘作业机的油压式挖掘车辆。

背景技术

在现有技术中，如图6所示，在用油压挖掘机进行的各种作业之中，对于采用铲斗101进行的沿箭头A所示的平整地面的作业(一般称为挖取作业)，由于起重臂102的提升操作(箭头B)和悬臂103的挖掘操作(箭头C)必须同时进行，各操作液压缸104、105的动作必须联合进行。在这种情况下，由于悬臂103向重力方向运动，所以从作业起始点a开始的铲斗轨迹如图中虚线b所示挖入作为目标的地平线的下侧。为了不发生这种挖入，对操作人员的技术要求高，因此要求运转操作非常熟练。

并且，在对作业机使用重的配件的情况下，如图7(a)所示(与前面所述的相同部位、机械采用相同的标号)，在采用解体作业用的破碎机106进行作业时，安装在悬臂103前端的破碎机106的重量比一般的铲斗重，而且大多升到高处进行操作。并且，在进行深挖作业的情况下，如图7(b)所示，为了确保作业机的上升速度，对于起重臂102和悬臂103之间的关系，必须减缓对使起重臂102上升的一侧的压力补偿阀(图中未示出)的节流，提高起重臂102一侧的操作液压缸104的动作速度。在前述任何一种情况下，当进行起重臂102的上升操作和悬臂103的操作的同时复合操作时，如果不掌握两者的操作液压缸104、105动作控制的要领，就不能顺利地实施目的作业。在这种作业时，也是由操作者的技术来解决的，换而言之，其现状是依赖于操作者的熟练程度。

并且，作为与本发明相关的现有技术，对于在使多个促动器同时动作的油压控制时所采用的压力补偿阀，本申请人在先申请的特开平11-316611号公报中已经公开。该压力补偿阀由于根据控制压力的大小压力补偿特性变化，所以可通过改变控制压力获得所需的压力补偿特性。

但是，如前面所述，对于使多个促动器联合动作进行有效的作业未能予以解决，在进行前述同时联合操作时仍然依赖操作人员的熟练程度，在进行这种作业时，存在熟练度不高操作人员不能进行有效的作业的问题。

本发明是鉴于这种情况提出的，其目的是提供一种通过操作者手动选择作业模式，可以不要求熟练度地控制多个致动器的联合动作，进行所需的作业的油压式挖掘车辆。

发明内容

为了实现前述目的，根据第一个发明的油压式挖掘车辆为一种具备至少二个部位是通过各油压促动器操作的作业机、在向前述各油压促动器的压力油供应通路上分别设置方向控制阀和压力补偿阀的油压式挖掘车辆中，其特征为，配备有：

(a)可选择前述作业机的各种作业模式的作业模式选择装置，

(b)控制前述各压力补偿阀的节流量的电磁操作阀，

(c)存储用于设定向前述各油压促动器的压力油供应比例的可变压力补偿值函数的可变压力补偿值函数记忆装置，

(d)利用由前述作业模式选择装置选择的作业模式，参照前述可变压力补偿值函数存储装置，使前述各电磁操作阀动作以控制前述各油压促动器的压力油供应量的控制装置。

在本发明中，在可变压力补偿值函数存储装置中预先设定向多个油压促动器的压力油供应比例值，当操作者利用作业模式选择装置选择作业模式时，多个油压促动器的压力油供应通路中的压力补偿阀的节流量受到控制，将压力补偿度控制在与作业见合的状态下。因而，当操作者运转操作杆时，操作与其连接的电磁操作阀，保持并控制供应给各油压促动器的工作压力油的供应量的补偿度。简而言之，采用本发明，若由作业模式选择装置选择作业模式，则在所选择的条件下，例如，可将两个工作部位设定成不同的工作状态，可按一个部位先，一个部位后的方式进行控制。因而，能够以与操作者技术无关地所设定的顺序对多个油压促动器进行联合操作。

在本发明中，在前述可变压力补偿值函数存储装置中，存储相对于其中一个油压促动器的压力油供应比例而言，增加另一个油压促动器的压力油供应比例大强补偿值函数。并且，也可以存储相对于其中一个油压促动器的压力油供应比例而言，减小另一个油压促动器的压力油供应比例的弱补偿值函数。这样，在悬臂操作中使用前面的强补偿函数存储装置，相反，在起重臂操作中，使用弱补偿值函数存储装置进行固定的压力补偿，在伴随配有悬臂和起重臂的作业机的联合作业中，具有可以规定两者的作业条件，进行合理操作的优点。

并且，在本发明中，在前述作业模式选择装置中，同时设有作业模式选择开关和可变程度调节开关，优选地由该可变程度调节开关可以改变利用前述可变压力补偿值函数存储装置的压力补偿阀的压力补偿度。因此，具有除初期设定之外，可以按照作业条件调节多个促动器的动作状态设定的优点。

其次，根据第二发明的油压式挖掘车辆为一种具有至少二个部位是通过各油压促动器操作的作业机、在向前述各油压促动器的压力油供给通路上分别设置方向控制阀和压力补偿阀的油压式挖掘车辆，其特征为，配备有：

(a)可选择前述作业机的各种作业模式的作业模式选择装置，

(b)控制前述各压力补偿阀的节流量的电磁操作阀，

(c)根据从前述作业模式选择装置发出的电信号使前述各电磁操作阀动作，控制向前述各油压促动器的压力油供给量的电阻器。

采用本发明，当用作业模式选择装置选择作业模式时，利用所选择的电信号使电阻器动作，同时，使得与其连接的电磁操作阀动作，由该电磁操作阀转换成油压信号，并在作业中将压力补偿阀的压力补偿度控制在平衡状态下。于是，例如，对于一个压力补偿阀可以进行与利用另一个压力补偿阀的设定条件不同的压力补偿，相对于另一个油压促动器可以改变所选择的一侧的油压促动器的动作状态。因而，过去依赖操作者技术的同时联合操作可以通过使多个油压促动器根据设定进行动作，可提高作业效率。

附图说明

图1是代表本发明的第一个实施例的油压控制回路图。

图2是表示在本实施例的油压式挖掘车辆中的工作状态的流程图。

图3是代表本发明的第二个实施例的主要部分的油压控制回路图。

图4是代表本发明的第三个实施例的油压控制回路图。

图5是表示在第三个实施例的油压式挖掘车辆中的工作状态的流程图。

图6是说明在利用油压挖掘机进行挖取作业中存在的问题的图示。

图7是表示利用油压挖掘机的现有的作业方式的图示，(a)是配有重量大的配件的作业机的情况，(b)的表示深挖作业情况下的一个例子的图示。

具体实施方式

下面，参照附图说明根据本发明的油压式挖掘车辆的具体实施例。

图1表示代表本发明第一个实施例的油压控制回路图。

该实施例是表示适用于油压挖掘机的例子，设有利用安装在本体上的引擎(ENG)驱动的油压泵1，设有从该油压泵1向起重臂操作用油压缸2(在本发明中相当于油压促动器)和悬臂操作用油压缸3(在本发明中相当于油压促动器)的各底侧供应压力油的工作压力油供给回路4、5。该工作油油压回路4、5中分别设有压力控制阀6、7，在压力控制阀6、7和油压缸2、3之间分别设置压力补偿阀10、10a。

左右运转操作杆11、12分别连接到前述压力控制阀6、7上，并且通过压力开关13、13a电连接到控制器14上。而且，在向前述两油压缸2、3的工作压力油供给回路4、5中，从压力补偿阀10、10a的出口侧油路4′、5′分别向液压控制回路15、15a输出工作负荷压，液压控制回路15、15a与梭阀16相连。

在前述各压力补偿阀10、10a上分别连接有接受从液压控制用油压泵8而来的液压控制压力油的电磁操作阀17、17a，通过接受从控制器14而来的控制信号的电磁操作阀17、17a，以分别操作压力补偿阀10、10a的方式分别连接电信号回路30、31。

在前述控制器14中装入公知的控制装置，同时，在可变压力补偿值函数存储装置中预先输入、存储有设定联合作业时向起重臂操作用油压缸2和悬臂操作用油压缸3的工作压力油供给比例的指令值，并且，输入、存储有设定前述工作压力油供给比例的可变条件的值。前述工作压力油供给比例在通常的作业中向两油压缸2、3的工作压力油供给比例为1∶1。与此相对，例如在挖掘作业的情况下，向起重臂操作用的油压缸2和悬臂操作用的油压缸3的供给比例被设定为，

起重臂操作用∶悬臂操作用＝1∶0.8

并且，在采用重量大的配件进行作业或深掘作业等情况下，

起重臂操作用∶悬臂操作用＝0.9∶1。

并且，对于这些值并无限制。

对于这种控制器14，在图中未示出的驾驶室中设置配有作为作业模式选择装置的例如二个对应于作业形态的选择操作开关(操作按钮)18a、18b的监控器18。该监控器18通过信号回路与前述监控器14连接，在驾驶室中操作者进行伴随联合动作的作业时，通过前述选择操作开关18a、18b可选择对应于作业形态的起重臂和悬臂的工作条件。并且，在该监控器18中付设有可变程度调节开关19(类似音量开关(的结构)，可使借助前述选择操作开关18a、18b的固定控制量更加细微地变化、动作。

在上述本实施例中，例如在进行挖取作业的情况下，当操作者利用设置在运转室中的选择操作开关18a、18b按下目的作业的(一方的)操作按钮时，从被选择的选择操作开关向控制器14发送指令信号，适合于这种情况下的挖取作业的指令值从控制器14向电磁操作阀17(17a)发送信号。即，向起重臂操作用油压缸2的工作压力油供给回路4中的压力补偿阀10的电磁操作阀17、和悬臂操作用油压缸3的工作压力油供给回路5中的压力补偿阀10a的电磁操作阀17a发送规定的信号，相对于利用这些电磁操作阀17、17a向起重臂操作用的油压缸2的给油，向悬臂操作用油压缸3的给油是以节流的方式按规定比例操作两压力补偿阀10、10a。具体地说，以悬臂挖掘侧的压力补偿阀10a的节流程度大的方式操作。

从而，悬臂的动作速度相对于起重臂的动作速度慢，换而言之，在挖掘作业时，利用安装在悬臂前端的铲斗进行平整地面的作业时，在进行将铲斗牵引向自己一方的操作中，以起重臂的上升速度略微大于悬臂的牵引速度的状态进行操作(参照图6)。从而，当进行平整地面的操作时，在现有技术中，铲斗从地表面挖入进行精整的过程中，靠与操作者经验有关的技术来控制悬臂和起重臂的动作，而在本发明中，不需要特别的技术，在设定了铲斗括平角度之后，只需操作者操作起重臂和悬臂就可以进行正确的平整。

并且，在悬臂一侧作用大的负荷的方式进行作业的情况下(深挖作业和使用重量大的配件的作业，参照图7(a)、(b)，当按下监控器18中与前述不同的操作按钮时，利用从该操作开关发出的信号由监控器14选择适合于采用重量大的配件的操作作业的指令值。并且，与其相应的指令信号被送给各电磁操作阀17、17a，操作压力补偿阀10、10a，与前述所述相反，与向悬臂操作用油压缸3的工作压力油供应相比，以规定比例对向起重臂操作用油压缸2的工作压力油供应进行节流。具体而言，降低起重臂上升侧的压力补偿阀10a的节流程度。于是，在设定对应于作业情况的悬臂和起重臂的动作条件之后，由操作者操作操作杆11、12，由于相对于起重臂操作用油压缸2的动作速度而言悬臂操作用油压缸3的动作速度稍快，所以，例如在深掘作业的情况下，在用产斗进行提升挖掘土的操作过程中，一边保持将悬臂牵引向自身一方的状态，一边合理地进行提升起重臂的操作，可以有效地利用产斗对砂土进行梳拢。

并且，当在悬臂的前端安装象解体破碎机那样的重量大的配件并进行解体作业时，可防止悬臂的速度低于起重臂的上升速度。进而，在一边用破碎机夹住物件一边提升起重臂的情况下，过去，为了保持在破碎机减压的情况下夹住物体，要提高泵压，从而，泵的排出压降低，并且，为了对起重臂提升用压力补偿阀进行流量调整，要降低起重臂的上升速度。而在本实施例的情况下，通过降低起重臂上升压力补偿的面积比而降低泵压，流量比以起重臂上升优选，可提高起重臂的上升速度。

并且，当使起重臂或悬臂之一主动地动作时，在有必要根据作业状况调整其动作的情况下，若操作附设在监控器18上的可变程度调节开关19进行程度调节，则可以相应于其设定值由控制器14根据初期设定值对控制指令值进行修正，改变向两油压缸的工作压力油的供给比例，进行所需的动作。并且，当设定向上述两油压缸2、3的工作压力油的供给比例时，若任何一方的向油压缸的供给条件一定，则可以仅控制向另一方的油压缸的供给条件就能达到目的。

当通过这种起重臂和悬臂的复合动作进行的作业结束时，若通过前述监控器18中的选择操作按钮解除作业模式选择的选择，则由控制器14解除对压力补偿阀10、10a的指令，恢复正常运转。并且，此后检测在通向两油压缸2、3的工作压力供给回路4、5中的油压缸的负荷压，由棱阀16进行压力调整。

下面，根据图2所示的流程图说明本实施例的油压式挖掘车辆的工作状态。

S1：判断设置在驾驶室中的监控器18上的选择作业模式的选择操作开关18a、18b的按钮是否被按下。在按下选择操作开关18a、18b的情况下，进入作为进行特殊作业(例如控制作业)的情况的步骤S2。在未按下选择操作开关18a、18b的情况下(NO)，进入作为正常作业的步骤S8。

S2：判断是否进行作为特殊作业的起重臂、悬臂联合操作。若是联合操作(YES)则进入步骤S3。若是单独操作(NO)则进入步骤S6。

S3：在选择联合操作的情况下，选择与作业相应的规定的压力补偿程度。简而言之，若为前述挖取作业，则在控制器14中选择与其相应的压力补偿程度。

S4：从控制器14向悬臂侧电磁操作阀17a发送相应于选定的压力补偿程度的指令信号，使该电磁操作阀17a动作。

S5：根据由联合操作的操作杆11、12的操作信号量利用电磁操作阀17、17a操作压力补偿阀10、10a，通过该压力补偿控制向油压缸2、3的工作压力油的供给，使作业机联合动作进行目的作业。当该联合操作结束时，再次返回步骤S1。

S6：在步骤S2的判断中，在起重臂和悬臂为单独操作的情况下，从压力控制阀6、7输出与由操作杆11、12的操作信号量相应的油压信号。

S7：在单独操作时根据操作杆11、12的操作信号量使作业机动作。当该单独操作结束时，再次返回S1

S8：在步骤S1的判断中，为正常作业的情况下，象一般作业时那样，从压力控制阀6、7输出相应于各操作杆11、12的操作信号量的油压信号。

S9：根据各操作杆11、12的联合操作的操作信号量使作业机动作。当进行正常操作的作业机操作结束时，返回步骤S1。

这样，在本实施例中，利用设置在驾驶室中的选择操作开关18a、18b选择对应于目的作业的作业模式，  然后利用压力补偿阀10、10a控制由控制器14预先设定的向作业机的工作用油压缸(起重臂操作用、悬臂操作用)2、3的工作压力油的供给量的比例(补偿度)，然后通过操作操作杆可完成目的作业。因此，即使降低操作者的熟练度，也可以使作业机合理顺滑地动作，达到预期的目的。

其次，参照图3对本发明的第二个实施例加以说明。在前述第一个实施例中，采用通过控制器14，利用电磁操作阀17、17a操作压力补偿阀10、10a的节流的结构，但在本实施例中，采用对用于操作压力补偿阀10、10a的电磁操作阀17、17a的信号进行电操作的结构。除此之外，与第一个实施例基本上没有区别。因此，与第一个实施例共通的部分采用相同的符合，并省略对其详细说明。

在本实施例中，从设在监控器18上的选择操作开关18a、18b中间经过电阻器21、22向电磁操作阀17、17a发出指令信号，通过电磁操作阀17、17a对压力补偿阀10、10a发送油压信号。并且，对于前述电阻器21、22，既可以是固定电阻器也可以是可变电阻器。

在以上述方式构成的本实施例中，在作业机的联合动作时与第一实施例的动作一样，根据选择的作业模式控制起重臂操作用和悬臂操作用油压缸2、3的动作。因此，与第一实施例一样，具有无需操作者有很高的技术就可以很容易地完成作业的效果。

图4所示为表示第三实施例的油压回路图。该实施例为使用电气式操作杆的情况的例子。另外，在本实施例中，由于其基本结构与第一实施例相同，所以与第一实施例共通的部分采用相同的符合，并省略对其说明。

在本实施例中，附设有用于传递电操作杆25、26的操作的电位计(图中未示出)，由操作杆的操作产生的电压利用电位计向控制器14输出电信号(通常，在上限5V、下限0V，在2.5V左右的范围设置中立带，从中立位置开始的操作杆操作初期没有感应。)，与其相应的控制信号通过电磁比例阀27、27a向设置在各油压缸2、3的工作压力油供给回路4、5中的压力控制阀6、7的操作部传递油压信号。并且，与前述第一实施例一样，从电磁操作阀17、17a向设在前述各压力控制阀6、7的出口侧和各油压缸2、3的输入侧之间的压力补偿阀10、10a输出油压信号，以从控制器14传递指令信号的方式将电信号回路30、31连接到电磁操作阀17、17a上。

在本实施例中，与前述实施例一样，利用设在驾驶室中的监控器18上的选择操作开关18a、18b(操作按钮)，当在需要联合操作时选择作业模式的时候，将选择的操作信号输入控制器14。利用该控制器14将相应于选择作业模式的操作指令信号传递给电磁操作阀17、17a，使与之对应的压力补偿阀10、10a节流或减弱，控制向相应的操作用油压缸2、3的工作压力油供给量。因此，相对于一方的操作用油压缸使另一方的操作用油压缸的工作压力油的供给量节流或减弱，使两油压缸2、3的工作压力油的供给比例不同。从而，使悬臂和起重臂的工作速度产生差异，使之根据所选择的作业进行动作，可方便地达到所需的目的。

其次，根据图5所示的流程图说明根据该第三实施例的油压式挖掘车辆的工作状态。

T1：判断设置在驾驶室中的选择监控器18上的作业模式的选择操作开关18a，18b的按钮是否按下。在选择操作开关18a。18b被按下的情况下，进入作为进行特殊作业(例如挖取作业)的情况的步骤T2。在选择操作开关18a、18b没被按下的情况下(NO)，进入作为正常作业的步骤T8。

T2：判断是否进行作为特殊作业的起重臂、悬臂联合操作。若进行联合操作(YES)则进入步骤3。若进行单独作业(NO)则进入步骤6。

T3：在选择联合作业的情况下，选择相应于作业情况的规定的压力补偿程度。简而言之，若进行前述挖取作业，则在控制器14中选定与其相应的压力补偿程度。

T4：从控制器14向悬臂侧电磁操作阀17a(起重臂侧电磁操作阀17)发送相应于选定的压力补偿程度的指令信号，使电磁操作阀17a(电磁操作阀17)动作。

T5：根据电磁操作阀17a(电磁操作阀17)所产生的油压信号操作压力补偿阀10a(压力补偿阀10)，利用该压力补偿控制向油压缸3(油压缸2)的工作压力油供给，进行使作业机联合动作的目的作业。根据联合操作的操作杆25、26的操作信号量由控制器14向电磁比例阀27、27a进行输出，利用该电磁比例阀27、27a，压力控制阀6、7维持前述压力补偿程度并控制油压缸2、3的动作。当该联合操作结束时再次返回步骤T1。

T6：在步骤T2的判断中，在起重臂和悬臂的动作操作为单独操作的情况下，向控制器14输出相应于操作杆25、26的操作信号量的电信号。

T7：从控制器14向电磁比例阀27、27a输出由单独操作的操作杆25、26所产生的操作信号量，根据电磁比例阀27、27a所产生的油压信号使作业机对应于前述操作信号动作。当该单独操作结束时，再次返回步骤T1。

T8：在步骤T1的判断中，在为正常作业的情况下，如一般作业时那样，从控制器14输出相应于各操作杆25、26的操作信号量的电信号。

T9：使作业机根据各操作杆25、26所产生的联合操作的操作杆操作信号量动作。当正常操作的作业机操作结束时，返回步骤T1。

这样，在第三实施例中，若利用设在驾驶室中的选择操作开关18a、18b选择相应于目的作业的作业模式，则利用压力补偿阀10、10a控制由控制器14预先设定的向作业机的工作用油压缸(起重臂操作用、悬臂操作用)的工作压力油的供给量的比例(补偿度)，之后通过操作电操作杆可完成目的作业。因此，在操作者的熟练度低时，也可使作业机合理顺利地动作，达到预期的目的。

在上述说明中，以油压缸作为控制促动器为例，但本发明也可适用于采用其它形式的油压工作机器的情况。

Claims (5)

1、一种油压式挖掘车辆，具备至少二个部位是通过各油压促动器操作的作业机、在向前述各油压促动器的压力油供应通路上分别设置方向控制阀和压力补偿阀，其特征为，配备有：

(a)可选择前述作业机的各种作业模式的作业模式选择装置，

(b)控制前述各压力补偿阀的节流量的电磁操作阀，

(c)存储用于设定向前述各油压促动器的压力油供应比例的可变压力补偿值函数的可变压力补偿值函数记忆装置，

(d)利用由前述作业模式选择装置选择的作业模式，参照前述可变压力补偿值函数存储装置，使前述各电磁操作阀动作以控制前述各油压促动器的压力油供应量的控制装置。

2、如权利要求1所述的油压式挖掘车辆，其特征为，在前述可变压力补偿值函数存储装置中，存储相对于其中一个油压促动器的压力油供应比例而言，增加另一个油压促动器的压力油供应比例的强补偿值函数。

3、如权利要求1所述的油压式挖掘车辆，其特征为，在前述可变压力补偿值函数存储装置中，存储相对于其中一个油压促动器的压力油供应比例而言，减小另一个油压促动器的压力油供应比例的弱补偿值函数。

4、如权利要求1所述的油压式挖掘车辆，其特征为，在前述作业模式选择装置中同时设有作业模式选择开关和可变程度调节开关，由该可变程度调节开关改变前述可变压力补偿值函数存储装置产生的压力补偿阀的压力补偿度。

5、一种油压式挖掘车辆，具备至少二个部位是通过各油压促动器操作的作业机、在向前述各油压促动器的压力油供给通路上分别设置方向控制阀和压力补偿阀，其特征为，配备有：

(a)可选择前述作业机的各种作业模式的作业模式选择装置，

(b)控制前述各压力补偿阀的节流量的电磁操作阀，

(c)根据从前述作业模式选择装置发出的电信号使前述各电磁操作阀动作，控制向前述各油压促动器的压力油供给量的电阻器。

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