DE112016000072B4

DE112016000072B4 - Baumaschinensteuersystem, baumaschine und baumaschinensteuerverfahren

Info

Publication number: DE112016000072B4
Application number: DE112016000072.3T
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Iwamura; Jin Kitajima; Yoshiro Iwasaki; Yuto Fujii; Takashi Yokoo
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2036-06-01
Also published as: JP6099834B1; CN106460362B; DE112016000072T5; KR101839467B1; JPWO2016186219A1; KR20170136489A; WO2016186219A1; US20170342679A1; US10017913B2; CN106460362A

Abstract

Eine Baumaschinensteuersystem weist folgendes auf: eine Zielkonstruktionsbodenformerzeugungseinheit, die eine Zielkonstruktionsbodenform erzeugt, die eine Zielform eines Grabungsziels angibt; eine Arbeitsgerät-Steuerbefehlsbestimmungseinheit, die einen Befehl zum Antreiben des Arbeitsgeräts in einer Arbeitsgerät-Betätigungsebene senkrecht zu mindestens einer von einer Auslegerachse, einer Stielachse und einer Löffelachse auf der Grundlage eines Betätigungszustands von mindestens einem von einem Stiel und einem Löffel und einem Abstand zwischen dem Löffel und der Zielkonstruktionsbodenform ausgibt; und eine Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit, die einen Befehl zur Durchführung einer Kippsteuerung des Löffels um eine Kippachse auf der Grundlage eines Kippzustands des Löffels und des Abstands zwischen dem Löffel und der Zielkonstruktionsbodenform ausgibt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Baumaschinensteuersystem, eine Baumaschine und ein Baumaschinensteuerverfahren.
HINTERGRUND
Auf einem Fachgebiet, das eine Baumaschine wie einen Bagger, wie in WO 2014/ 167 718 A1 offenbart, einschließt, ist eine Baumaschine bekannt, die ein Arbeitsgerät so steuert, dass sich eine Spitze eines Löffels entlang einer Zielkonstruktionsbodenform bewegt, die eine Zielform eines Grabungsziels angibt.
In der Patentschrift wird eine Steuerung der Betätigung von mindestens einem von einem Auslegerzylinder, einem Stielzylinder, und einem Löffelzylinder des Arbeitsgeräts, so dass sich der Löffel entlang der Zielkonstruktionsbodenform bewegt, als Stoppassistenzsteuerung bezeichnet. Bei der Stoppassistenzsteuerung wird eine Zielgeschwindigkeit des Löffels auf der Grundlage eines Abstands zwischen dem Löffel und der Zielkonstruktionsbodenform bestimmt, eine Zielgeschwindigkeit eines Auslegers wird auf der Grundlage der bestimmten Zielgeschwindigkeit des Löffels und einer Bewegungsgeschwindigkeit eines Löffels, die sich von mindestens einem von einem Stielbetätigungsbetrag und einem Löffelbetätigungsbetrag einer Bedienperson ableitet, berechnet, und der Auslegerzylinder wird auf der Grundlage der berechneten Zielgeschwindigkeit des Auslegers gesteuert.
DE 11 2014 000 077 T5 offenbart ein Steuersystem für eine Baumaschine, bei welcher die Bewegung eines Auslegerzylinder automatisch, das heißt unabhängig von einer Eingabe eines Benutzers, derart geregelt wird, dass ein Löffel nicht in eine vorgegebene Zielfläche eingreift.
Zusammenfassung
Technisches Problem
Bekannt ist eine Baumaschine mit einem Kipplöffel, der ein um eine Kippachse rotierender Löffel ist. Hier ist eine Technologie erforderlich, bei der sich der Kipplöffel entlang einer geneigten Zielkonstruktionsbodenform bewegt, so dass auch die geneigte Zielkonstruktionsbodenform durch den Kipplöffel konstruiert wird. Wenn allerdings die Stoppassistenzsteuerung der einschlägigen Technik einfach auf den Kipplöffel angewandt wird, besteht die Möglichkeit, dass sich der Kipplöffel nicht so leicht entlang der Zielkonstruktionsbodenform bewegen kann, wenn die Zielgeschwindigkeit des Auslegers auf der Grundlage der Bewegungsgeschwindigkeit des Löffels berechnet wird, die sich aus einem Kippbetätigungsbetrag durch eine Bedienperson ableitet.
Eine Aufgabe eines Aspekts der Erfindung besteht darin, ein Baumaschinensteuersystem, eine Baumaschine, und ein Baumaschinensteuerverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, eine geneigte Zielkonstruktionsbodenform unter Verwendung eines Kipplöffels zu konstruieren.
Lösung des Problems
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Baumaschinensteuersystem für eine Baumaschine mit einem Arbeitsgerät einschließlich eines Auslegers, der um eine Auslegerachse bezüglich eines Fahrzeugkörpers drehbar ist, eines Stiels, der um eine Stielachse parallel zur Auslegerachse bezüglich des Auslegers drehbar ist, und eines Löffels, der um eine Löffelachse parallel zur Stielachse und eine bezüglich des Stiels zur Löffelachse senkrechte Kippachse drehbar ist, folgendes auf: eine Zielkonstruktionsbodenformerzeugungseinheit, die eine Zielkonstruktionsbodenform erzeugt, die eine Zielform eines Grabungsziels angibt; eine Arbeitsgerät-Steuerbefehlsbestimmungseinheit, die einen Befehl zum Antreiben des Arbeitsgeräts in einer Arbeitsgerät-Betätigungsebene senkrecht zu mindestens einer der Auslegerachse, der Stielachse, und der Löffelachse auf der Grundlage eines Betätigungszustands von mindestens einem des Stiels und des Löffels und eines Abstands zwischen dem Löffel und der Zielkonstruktionsbodenform ausgibt; eine Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit, die eine Kippzielgeschwindigkeit des Löffels während der Kipp-Stoppsteuerung auf der Grundlage des Abstands zwischen dem Löffel und der Zielkonstruktionsbodenform bestimmt; und eine Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit, die einen Befehl zur Durchführung der Kipp-Stoppsteuerung des Löffels um die Kippachse auf der Grundlage eines Kippzustands des Löffels und des Abstands zwischen dem Löffel und der Zielkonstruktionsbodenform ausgibt, wobei die Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit den Befehl auf der Grundlage der Kippzielgeschwindigkeit ausgibt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Baumaschine folgendes auf: einen oberen Schwenkkörper; einen unteren Fahrkörper, der den oberen Schwenkkörper trägt; ein Arbeitsgerät, das einen Ausleger, einen Stiel und einen Löffel aufweist und durch den oberen Schwenkkörper getragen wird; und das Baumaschinensteuersystem gemäß dem ersten Aspekt.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Baumaschinensteuerverfahren zur Steuerung einer Baumaschine mit einem Arbeitsgerät einschließlich eines Auslegers, der um eine Auslegerachse bezüglich eines Fahrzeugkörpers drehbar ist, eines Stiels, der um eine Stielachse parallel zur Auslegerachse bezüglich des Auslegers drehbar ist, und eines Löffels, der um eine Löffelachse parallel zur Stielachse und um eine bezüglich des Stiels zur Löffelachse senkrechte Kippachse drehbar ist, folgendes auf: Ausgeben eines Befehls zum Antreiben des Arbeitsgeräts in einer Arbeitsgerät-Betätigungsebene senkrecht zu mindestens einer der Auslegerachse, der Stielachse und der Löffelachse auf der Grundlage eines Betätigungszustands von mindestens einem des Stiels und des Löffels und eines Abstands zwischen dem Löffel und einer Zielkonstruktionsbodenform, die eine Zielform eines Grabungsziels angibt; Bestimmen einer Kippzielgeschwindigkeit des Löffels während der Kipp-Stoppsteuerung auf der Grundlage des Abstands zwischen dem Löffel und der Zielkonstruktionsbodenform; und Ausgeben eines Befehls zur Durchführung der Kipp-Stoppsteuerung des Löffels um die Kippachse auf der Grundlage eines Kippzustands des Löffels und des Abstands zwischen dem Löffel und der Zielkonstruktionsbodenform, wobei der Befehl auf Grundlage der Kippzielgeschwindigkeit ausgegeben wird.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß dem Aspekt der Erfindung ist es möglich, ein Baumaschinensteuersystem, eine Baumaschine, und ein Baumaschinensteuerverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, eine geneigte Zielkonstruktionsbodenform unter Verwendung eines Kipplöffels zu konstruieren. Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist eine perspektivische Ansicht und erläutert ein Beispiel einer Baumaschine gemäß der Ausführungsform.
2 ist eine seitliche Querschnittsansicht und erläutert ein Beispiel eines Löffels gemäß der Ausführungsform.
3 ist eine Vorderansicht und erläutert ein Beispiel des Löffels gemäß der Ausführungsform.
4 ist eine schematische Ansicht von der Seite und erläutert einen Bagger gemäß der Ausführungsform.
5 ist eine schematische Ansicht von hinten und erläutert den Bagger gemäß der Ausführungsform.
6 ist schematische Ansicht von oben und erläutert den Bagger gemäß der Ausführungsform.
7 ist eine schematische Ansicht von der Seite und erläutert den Löffel gemäß der Ausführungsform.
8 ist eine schematische Ansicht von vorne und erläutert den Löffel gemäß der Ausführungsform.
9 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel eines Hydrauliksystems gemäß der Ausführungsform.
10 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel des Hydrauliksystems gemäß der Ausführungsform.
11 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel eines Hydrauliksystems gemäß der Ausführungsform.
12 ist ein Funktionsblockschaubild und erläutert ein Beispiel eines Steuersystems gemäß der Ausführungsform.
13 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel eines in einem Löffel gemäß der Ausführungsform eingestellten Regulierungspunkts.
14 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel von Zielkonstruktionsdaten gemäß der Ausführungsform.
15 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel einer Zielkonstruktionsbodenform gemäß der Ausführungsform.
16 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel einer Kippbetätigungsebene gemäß der Ausführungsform.
17 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel eines Verfahrens zur Steuerung eines Baggers gemäß der Ausführungsform.
18 ist eine Darstellung und erläutert ein Beispiel einer Beziehung zwischen einer Zielgeschwindigkeit und einem senkrechten Abstand gemäß der Ausführungsform.
19 ist eine Darstellung und erläutert ein Beispiel einer Beziehung zwischen einer Restriktionsgeschwindigkeit und einem Bedienabstand gemäß der Ausführungsform.
20 ist eine Darstellung und erläutert ein Beispiel einer Beziehung zwischen einer Restriktionsgeschwindigkeit und einem Bedienabstand gemäß der Ausführungsform.
21 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert ein Beispiel eines Verfahrens zur Steuerung des Baggers gemäß der Ausführungsform.
22 ist eine schematische Darstellung und erläutert einen Einsatz des Löffels gemäß der Ausführungsform.
23 ist eine schematische Darstellung und erläutert einen Einsatz des Löffels gemäß der Ausführungsform.
24 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel eines Verfahrens zur Steuerung des Baggers gemäß der Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Hier werden im Folgenden Ausführungsformen gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht darauf begrenzt. Die im Folgenden zu beschreibenden Komponenten der Ausführungsformen können in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass ein Teil der Komponenten nicht verwendet wird.
In der nachstehenden Beschreibung wird die Positionsbeziehung der Komponenten auf der Grundlage eines Globalkoordinatensystems (ein XgYgZg-Koordinatensystem) und eines lokalen Koordinatensystems (ein XYZ Koordinatensystem) erläutert. Das Globalkoordinatensystem ist ein Koordinatensystem, das eine durch ein Globales Navigationssatellitensystem (GNSS) wie ein Globales Positionierungssystem (GPS) definierte absolute Position angibt. Das lokale Koordinatensystem ist ein Koordinatensystem, das eine relative Position einer Baumaschine bezüglich einer Referenzposition angibt.
[Baumaschine]
1 ist eine perspektivische Ansicht und erläutert ein Beispiel einer Baumaschine 100 gemäß der Ausführungsform. In der Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Baumaschine 100 ein Bagger ist. In der Beschreibung nachstehend wird die Baumaschine 100 entsprechend als Bagger 100 bezeichnet.
Wie in 1 erläutert, weist der Bagger 100 ein Arbeitsgerät 1, das durch Hydrauliköl betätigt wird folgendes auf: einen oberen Schwenkkörper 2, der ein Fahrzeugkörper ist, der das Arbeitsgerät 1 trägt, einen unteren Fahrkörper 3, der eine Fahrvorrichtung ist, die den oberen Schwenkkörper 2 trägt, eine Betätigungsvorrichtung 30, die zur Betätigung des Arbeitsgerät 1 verwendet wird, und eine Steuervorrichtung 50, die das Arbeitsgerät 1 steuert. Der obere Schwenkkörper 2 ist in der Lage, um eine Schwenkachse RX zu schwenken, während er durch den unteren Fahrkörper 3 getragen wird.
Der obere Schwenkkörper 2 weist ein Fahrerhaus 4, in das eine Bedienperson gelangt, und einen Maschinenraum 5, der einen Motor und eine Hydraulikpumpe aufnimmt, auf. Das Fahrerhaus 4 weist einen Fahrersitz 4S auf, auf dem die Bedienperson sitzt. Der Maschinenraum 5 ist hinter dem Fahrerhaus 4 angeordnet.
Der untere Fahrkörper 3 weist ein Paar von Gleisketten 3C auf. Durch die Rotation der Gleisketten 3C bewegt sich der Bagger 100. Weiterhin kann der untere Fahrkörper 3 einen Reifen aufweisen.
Das Arbeitsgerät 1 wird durch den oberen Schwenkkörper 2 getragen. Das Arbeitsgerät 1 weist einen Ausleger 6, der an die oberen Schwenkkörper 2 durch einen Auslegerbolzen verbunden ist, einen Stiel 7, der an die Ausleger 6 durch einen Stielbolzen verbunden ist, und einen Löffel 8, der an den Stiel 7 durch einen Löffelbolzen verbunden ist, und einen Kippbolzen auf. Der Löffel 8 weist eine Spitze 9 auf. In der Ausführungsform ist die Spitze 9 des Löffels 8 eine gerade Schneidkante, die im Löffel 8 vorgesehen ist. Weiterhin kann die Spitze 9 des Löffels eine konvexe Scharkante sein, die im Löffel 8 vorgesehen ist.
Der Ausleger 6 ist um eine Auslegerachse AX1 drehbar, die eine Rotationsachse bezüglich des oberen Schwenkkörpers 2 ist. Der Stiel 7 ist um eine Stielachse AX2 drehbar, die eine Rotationsachse bezüglich des Auslegers 6 ist. Der Löffel 8 ist jeweils um eine Löffelachse AX3, die eine Rotationsachse ist, und eine Kippachse AX4, die eine Rotationsachse senkrecht zur Löffelachse AX3 bezüglich des Stiels 7 ist, drehbar. Die Rotationsachse AX1, die Rotationsachse AX2, und die Rotationsachse AX3 sind parallel zueinander. Die Rotationsachsen AX1, AX2 und AX3 sind senkrecht zu einer Achse parallel zur Schwenkachse RX. Die Rotationsachsen AX1, AX2 und AX3 sind parallel zur Y-Achse des lokalen Koordinatensystems. Die Schwenkachse RX ist parallel zur Z-Achse des lokalen Koordinatensystems. Eine Richtung parallel zu den Rotationsachsen AX1, AX2 und AX3 gibt eine Fahrzeug-Breitenrichtung des oberen Schwenkkörpers 2 an. Eine Richtung parallel zur Schwenkachse RX gibt eine vertikale Richtung des oberen Schwenkkörpers 2 an. Eine Richtung senkrecht zu den Rotationsachsen AX1, AX2, und AX3 und der Schwenkachse RX gibt eine Richtung von hinten vorwärts des oberen Schwenkkörpers 2 an. Eine Richtung, in der das Arbeitsgerät 1 vorliegt, wenn die Bedienperson auf dem Fahrersitz 4S sitzt, gibt eine Frontrichtung an.
Das Arbeitsgerät 1 wird durch die Energie betrieben, die durch einen Hydraulikzylinder 10 erzeugt wird. Der Hydraulikzylinder 10 weist einen Auslegerzylinder 11, der den Ausleger 6 betätigt, einen Stielzylinder 12, der den Stiel 7 betätigt, und einen Löffelzylinder 13 und einen Kippzylinder 14, die den Löffel 8 bedienen, auf.
Weiterhin weist das Arbeitsgerät 1 einen Ausleger-Hubsensor 16, der einen Auslegerhub erfasst, der einen Auslenkbetrag des Auslegerzylinders 11 angibt, einen Stiel-Hubsensor 17, der einen Stielhub erfasst, der einen Auslenkbetrag des Stielzylinders 12 angibt, einen Löffel-Hubsensor 18, der einen Löffelhub erfasst, der einen Auslenkbetrag des Löffelzylinders 13 angibt, und einen Kippsensor 19, der einen Kipphub erfasst, der einen Auslenkbetrag des Kippzylinders 14 angibt, auf. Der Ausleger-Hubsensor 16 ist am Auslegerzylinder 11 angeordnet. Der Stiel-Hubsensor 17 ist am Stielzylinder 12 angeordnet. Der Löffel-Hubsensor 18 ist am Löffelzylinder 13 angeordnet. Der Kippsensor 19 ist am Kippzylinder 14 angeordnet.
Die Betätigungsvorrichtung 30 ist am Fahrerhaus 4 angeordnet. Die Betätigungsvorrichtung 30 weist ein Betätigungselement auf, das von der Bedienperson des Baggers 100 betätigt wird. Die Bedienperson betätigt die Betätigungsvorrichtung 30, um das Arbeitsgerät 1 zu bedienen. In der Ausführungsform weist die Betätigungsvorrichtung 30 einen rechten Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30R, einen linken Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30L, einen Kipp-Betätigungshebel 30T und ein Betätigungspedal 30F auf.
Der Ausleger 6 wird gesenkt, wenn der rechte Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30R in einer neutralen Position vorwärts betätigt wird, und der Ausleger 6 wird angehoben, wenn der rechte Arbeitsgerät-Betätigungshebel rückwärts betätigt wird. Der Löffel 8 führt einen Kippvorgang durch, wenn der rechte Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30R in einer neutralen Position nach rechts betätigt wird, und der Löffel 8 führt einen Grabungsvorgang durch, wenn der rechte Arbeitsgerät-Betätigungshebel nach links betätigt wird.
Der Stiel 7 führt einen Kippvorgang durch, wenn der linke Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30L in einer neutralen Position vorwärts betätigt wird, und der Stiel 7 führt einen Grabungsvorgang durch, wenn der linke Arbeitsgerät-Betätigungshebel rückwärts betätigt wird. Der obere Schwenkkörper 2 schwenkt nach rechts, wenn der linke Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30L in einer neutralen Position nach rechts betätigt wird, und der obere Schwenkkörper 2 schwenkt nach links, wenn der linke Arbeitsgerät-Betätigungshebelnach links betätigt wird.
Weiterhin können die Betätigungsrichtungen des rechten Arbeitsgerät-Betätigungshebels 30R und des linken Arbeitsgerät-Betätigungshebels 30L, die Betätigungsrichtung des Arbeitsgeräts 1 und die Schwenkrichtung des oberen Schwenkkörpers 2 die Beziehung auch nicht aufweisen.
Die Steuervorrichtung 50 weist eine Computeranlage auf. Die Steuervorrichtung 50 weist einen Prozessor wie eine Central Processing Einheit (CPU), eine Speichervorrichtung, darunter ein nichtflüchtiger Speicher wie einen ROM (Read Only Memory) oder RAM (Random Access Memory), und eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelleneinrichtung auf.
[Löffel]
Als Nächstes wird der Löffel 8 gemäß der Ausführungsform beschrieben. 2 ist eine seitliche Querschnittsansicht und erläutert ein Beispiel des Löffels 8 gemäß der Ausführungsform. 3 ist eine Vorderansicht und erläutert ein Beispiel des Löffels 8 gemäß der Ausführungsform. In der Ausführungsform ist der Löffel 8 ein Kipplöffel.
Wie in 2 und 3 erläutert, weist das Arbeitsgerät 1 den Löffel 8 auf, der um die Löffelachse AX3 und die Kippachse AX4 senkrecht zur Löffelachse AX3 bezüglich des Stiels 7 drehbar ist. Der Löffel 8 ist an die Stiel 7 durch einen Löffelbolzen 8B drehbar verbunden. Weiterhin wird der Löffel 8 durch den Stiel 7 durch einen Kippbolzen 8T drehbar getragen.
Der Löffel 8 ist mit einem vorderen Endabschnitt des Stiels 7 durch ein Gelenkelement 90 verbunden. Der Löffelbolzen 8B verbindet den Stiel 7 und das Gelenkelement 90 miteinander. Der Kippbolzen 8T verbindet das Gelenkelement 90 und den Löffel 8 miteinander. Der Löffel 8 ist durch das Gelenkelement 90 mit dem Stiel 7 drehbar verbunden.
Der Löffel 8 weist eine Bodenplatte 81, eine Rückseitenplatte 82, eine obere Platte 83, eine Seitenplatte 84, und eine Seitenplatte 85 auf. Der Löffel 8 weist eine Halterung 87 auf, die am oberen Teilabschnitt der oberen Platte 83 vorgesehen ist. Die Halterung 87 ist an der vorder- und rückseitigen Position der oberen Platte 83 vorgesehen. Die Halterung 87 ist mit dem Gelenkelement 90 und dem Kippbolzen 8T verbunden.
Das Gelenkelement 90 weist ein Plattenelement 91, eine Halterung 92, die auf einer Oberseite des Plattenelements 91 vorgesehen ist, und eine Halterung 93, die auf einer Unterseite des Plattenelements 91 vorgesehen ist, auf. Die Halterung 92 ist mit dem Stiel 7 und einem zweiten Verbindungsbolzen 95P verbunden. Die Halterung 93 ist am oberen Teilabschnitt der Halterung 87 vorgesehen und ist mit dem Kippbolzen 8T und der Halterung 87 verbunden.
Der Löffelbolzen 8B verbindet die Halterung 92 des Gelenkelements 90 mit dem vorderen Endabschnitt des Stiels 7. Der Kippbolzen 8T verbindet die Halterung 93 des Gelenkelements 90 mit der Halterung 87 des Löffels 8. Das Gelenkelement 90 und der Löffel 8 sind um die Löffelachse AX3 bezüglich des Stiels 7 drehbar. Der Löffel 8 ist um die Kippachse AX4 bezüglich des Gelenkelements 90 drehbar.
Das Arbeitsgerät 1 weist ein erstes Gelenkelement 94, das an die Stiel 7 durch einen ersten Gelenkbolzen 94P drehbar verbunden ist, und ein zweites Gelenkelement 95, das mit der Halterung 92 durch den zweiten Gelenkbolzen 95P drehbar verbunden ist, auf. Ein Basisendabschnitt des ersten Gelenkelements 94 ist durch den ersten Gelenkbolzen 94P mit dem Stiel 7 verbunden. Ein Basisendabschnitt des zweiten Gelenkelements 95 ist mit der Halterung 92 durch den zweiten Gelenkbolzen 95P verbunden. Ein vorderer Endabschnitt des ersten Gelenkelements 94 und ein vorderer Endabschnitt des zweites Gelenkelements 95 sind durch einen Löffelzylinder-Kopfbolzen 96 miteinander verbunden.
Ein vorderer Endabschnitt des Löffelzylinders 13 ist mit dem vorderen Endabschnitt des ersten Gelenkelements 94 und dem vorderen Endabschnitt des zweites Gelenkelements 95 durch den Löffelzylinder-Kopfbolzen 96 drehbar verbunden. Wenn der Löffelzylinder 13 teleskopisch betätigt wird, rotiert das Gelenkelement 90 zusammen mit dem Löffel 8 um die Löffelachse AX3.
Der Kippzylinder 14 ist jeweils mit einer Halterung 97 , die am Gelenkelement 90 vorgesehen ist, und einer Halterung 88, die am Löffel 8 vorgesehen ist, verbunden. Eine Stange des Kippzylinders 14 ist mit der Halterung 97 durch einen Bolzen verbunden. Ein Körper des Kippzylinders 14 ist mit der Halterung 88 durch einen Bolzen verbunden. Wenn der Kippzylinder 14 teleskopisch betätigt wird, rotiert der Löffel 8 um die Kippachse AX4. Weiterhin ist die Verbindungsstruktur des Kippzylinders 14 gemäß der Ausführungsform lediglich ein Beispiel und ist nicht darauf begrenzt.
Damit rotiert der Löffel 8 durch die Betätigung des Löffelzylinders 13 um die Löffelachse AX3. Der Löffel 8 rotiert durch die Betätigung des Kippzylinders 14 um die Kippachse AX4. Wenn der Löffel 8 um die Löffelachse AX3 rotiert, rotiert der Kippbolzen 8T zusammen mit dem Löffel 8.
[Erfassungssystem]
Als Nächstes wird ein Erfassungssystem 400 des Baggers 100 gemäß der Ausführungsform beschrieben. 4 ist eine schematische Ansicht von der Seite und erläutert den Bagger 100 gemäß der Ausführungsform. 5 ist eine schematische Ansicht von hinten und erläutert den Bagger 100 gemäß der Ausführungsform. 6 ist eine schematische Ansicht von oben und erläutert den Bagger 100 gemäß der Ausführungsform. 7 ist eine schematische Ansicht von der Seite und erläutert den Löffel 8 gemäß der Ausführungsform. 8 ist eine schematische Ansicht von vorne und erläutert den Löffel 8 gemäß der Ausführungsform.
Wie in 4, 5, und 6 erläutert, weist das Erfassungssystem 400 eine Positionsberechnungsvorrichtung 20, die eine Position des oberen Schwenkkörpers 2 berechnet, und eine Arbeitsgerätwinkelberechnungsvorrichtung 24, die einen Winkel des Arbeitsgeräts 1 berechnet, auf.
Die Positionsberechnungsvorrichtung 20 weist folgendes auf: einen Fahrzeugkörperpositionsrechner 21, der eine Position des oberen Schwenkkörpers 2 erfasst, einen Stellungsrechner 22, der eine Stellung des oberen Schwenkkörpers 2 erfasst, und einen Orientierungsrechner 23, der eine Orientierung des oberen Schwenkkörpers 2 erfasst.
Der Fahrzeugkörperpositionsrechner 21 weist einen GPS-Empfänger auf. Der Fahrzeugkörperpositionsrechner 21 ist am oberen Schwenkkörper 2 vorgesehen. Der Fahrzeugkörperpositionsrechner 21 weist eine durch das Globalkoordinatensystem definierte absolute Position Pg des oberen Schwenkkörpers 2 nach. Die absolute Position Pg des oberen Schwenkkörpers 2 weist Koordinatendaten in eine Xg-Achsenrichtung, Koordinatendaten in eine Yg-Achsenrichtung, und Koordinatendaten in eine Zg-Achsenrichtung auf.
Der obere Schwenkkörper 2 ist mit einer Vielzahl von GPS-Antennen 21A vorgesehen. Die GPS-Antenne 21A empfängt eine Radiowelle von einem GPS-Satelliten und gibt ein auf der Grundlage der empfangenen Radiowelle erzeugtes Signal an den Fahrzeugkörperpositionsrechner 21 aus. Der Fahrzeugkörperpositionsrechner 21 weist eine durch das Globalkoordinatensystem definierte Aufstellposition Pr der GPS-Antenne 21A auf der Grundlage eines von der GPS-Antenne 21A gelieferten Signals nach. Der Fahrzeugkörperpositionsrechner 21 weist die absolute Position Pg des oberen Schwenkkörpers 2 auf der Grundlage der Aufstellposition Pr des GPS-Antenne 21A nach.
Zwei GPS-Antennen 21A sind in der Fahrzeug-Breitenrichtung vorgesehen. Der Fahrzeugkörperpositionsrechner 21 weist jeweils eine Aufstellposition Pra von einer GPS-Antenne 21A und eine Aufstellposition Prb der anderen GPS-Antenne 21A nach. Der Fahrzeugkörperpositionsrechner 21A führt ein Berechnungsverfahren auf der Grundlage mindestens einer der Position Pra und der Position Prb durch, um die absolute Position Pg des oberen Schwenkkörpers 2 zu berechnen. In der Ausführungsform ist die absolute Position Pg des oberen Schwenkkörpers 2 die Position Pra. Weiterhin kann die absolute Position Pg des oberen Schwenkkörpers 2 die Position Prb oder eine Position zwischen der Position Pra und der Position Prb sein.
Der Stellungsrechner 22 weist eine inertiale Messeinheit (IMU) auf. Der Stellungsrechner 22 ist am oberen Schwenkkörper 2 vorgesehen. Der Stellungsrechner 22 berechnet einen Neigungswinkel des oberen Schwenkkörpers 2 bezüglich einer durch das Globalkoordinatensystem definierten horizontalen Ebene (eine XgYg-Ebene). Der Neigungswinkel des oberen Schwenkkörpers 2 bezüglich der horizontalen Ebene weist einen Rollwinkel θ1, der den Neigungswinkel des oberen Schwenkkörpers 2 in der Fahrzeug-Breitenrichtung angibt, und einen Steigungswinkel θ2, der den Neigungswinkel des oberen Schwenkkörpers 2 in die Richtung von vorne nach hinten angibt, auf.
Der Orientierungsrechner 23 berechnet die Orientierung des oberen Schwenkkörpers 2 bezüglich einer Referenzorientierung, die durch das Globalkoordinatensystem auf der Grundlage der Aufstellposition Pra von einer GPS-Antenne 21A und der Aufstellposition Prb der anderen GPS-Antenne 21A definiert ist. Die Referenzorientierung ist zum Beispiel Norden. Der Orientierungsrechner 23 berechnet die Orientierung des oberen Schwenkkörpers 2 bezüglich der Referenzorientierung durch die Durchführung eines Berechnungsverfahrens auf der Grundlage der Position Pra und der Position Prb. Der Orientierungsrechner 23 berechnet eine Linie, die die Position Pra und die Position Prb verbindet, und berechnet die Orientierung des oberen Schwenkkörpers 2 bezüglich der Referenzorientierung auf der Grundlage eines durch die berechnete Linie und die Referenzorientierung gebildeten Winkels. Die Orientierung des oberen Schwenkkörpers 2 bezüglich der Referenzorientierung weist einen Gierwinkel θ3 auf, der ein durch die Referenzorientierung und die Orientierung des oberen Schwenkkörpers 2 gebildeter Winkel ist.
Wie in 4, 7, und 8 erläutert, berechnet die Arbeitsgerätwinkelberechnungsvorrichtung 24 einen Auslegerwinkel α, der einen Neigungswinkel des Auslegers 6 bezüglich der Z-Achse des lokalen Koordinatensystems angibt, auf der Grundlage des durch den Ausleger-Hubsensor 16 nachgewiesenen Auslegerhubs. Die Arbeitsgerätwinkelberechnungsvorrichtung 24 berechnet einen Stielwinkel β, der einen Neigungswinkel des Stiels 7 bezüglich des Auslegers 6 angibt, auf der Grundlage des durch den Stiel-Hubsensor 17 nachgewiesenen Stielhubs. Die Arbeitsgerätwinkelberechnungsvorrichtung 24 berechnet einen Löffelwinkel γ, der einen Neigungswinkel der Spitze 9 des Löffels 8 bezüglich des Stiels 7 angibt, auf der Grundlage des durch den Löffel-Hubsensor 18 nachgewiesenen Löffelhubs. Die Arbeitsgerätwinkelberechnungsvorrichtung 24 berechnet einen Kippwinkel δ, der einen Neigungswinkel des Löffels 8 bezüglich der XY-Ebene angibt, auf der Grundlage des durch den Kippsensor 19 nachgewiesenen Kipphubs. Die Arbeitsgerätwinkelberechnungsvorrichtung 24 berechnet einen Kippachsenwinkel ε, der einen Neigungswinkel der Kippachse AX4 bezüglich der XY-Ebene angibt, auf der Grundlage des durch den Ausleger-Hubsensor 16 nachgewiesenen Auslegerhubs, des durch den Stiel-Hubsensor 17 nachgewiesenen Stielhubs, und des durch den Löffel-Hubsensor 18 nachgewiesenen Kipphubs.
Weiterhin können der Auslegerwinkel α, der Stielwinkel β, der Löffelwinkel γ, der Kippwinkel δ, und der Kippachsenwinkel εzum Beispiel durch Winkelsensoren nachgewiesen werden, die in dem Arbeitsgerät 10 statt der Hubsensoren vorgesehen sind. Weiterhin kann ein Winkel des Arbeitsgeräts 10 optisch durch eine Stereokamera oder einen Laserscanner nachgewiesen werden, und der Auslegerwinkel α, der Stielwinkel β, der Löffelwinkel γ, der Kippwinkel δ, und der Kippachsenwinkel ε können unter Verwendung des Nachweisergebnisses berechnet werden.
[Hydrauliksystem]
Als Nächstes wird ein Hydrauliksystem 300 des Baggers 100 gemäß der Ausführungsform beschrieben. 9, 10 und 11 sind schematische Darstellungen und erläutern ein Beispiel des Hydrauliksystems 300 gemäß der Ausführungsform. Der Hydraulikzylinder 10, der den Auslegerzylinder 11, den Stielzylinder 12, den Löffelzylinder 13 und den Kippzylinder 14 erfasst, wird durch das Hydrauliksystem 300 angetrieben. Das Hydrauliksystem 300 liefert Hydrauliköl an den Hydraulikzylinder 10, um den Hydraulikzylinder 10 anzutreiben. Das Hydrauliksystem 300 weist ein Durchflusssteuerventil 25 auf. Das Durchflusssteuerventil 25 steuert eine Hydrauliköl-Zufuhrmenge und eine Hydrauliköl-Fließrichtung bezüglich des Hydraulikzylinders 10. Der Hydraulikzylinder 10 weist eine kappenseitige Ölkammer 10A und eine stangenseitige Ölkammer 10B auf. Die kappenseitige Ölkammer 10A ist ein Raum zwischen einer Zylinderkopfabdeckung und einem Kolben. Die stangenseitige Ölkammer 10B ist ein Raum, in dem die Kolbenstange angeordnet ist. Wenn das Hydrauliköl an die kappenseitige Ölkammer 10A durch einen Ölkanal 35A geliefert wird, verlängert sich der Hydraulikzylinder 10. Wenn das Hydrauliköl an die stangenseitige Ölkammer 10B durch einen Ölkanal 35B geliefert wird, verkürzt sich der Hydraulikzylinder 10.
9 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel des Hydrauliksystems 300, das den Stielzylinder 12 betätigt. Das Hydrauliksystem 300 weist folgendes auf: eine variable Hydraulikhauptpumpe 31 vom Verdrängertyp, die das Hydrauliköl liefert, eine Pilotdruckpumpe 32, die das Pilotöl liefert, Ölkanäle 33A und 33B durch die das Pilotöl fließt, Drucksensoren 34A und 34B, die an den Ölkanälen 33A und 33B angeordnet sind, Steuerventile 37A und 37B, die den Pilotdruck einstellen, der auf das Durchflusssteuerventil 25 wirkt, die Betätigungsvorrichtung 30, die den rechten Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30R und den linken Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30L aufweist, die zum Einstellen des Pilotdrucks für das Durchflusssteuerventil 25 verwendet werden, und die Steuervorrichtung 50. Der rechte Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30R und der linke Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30L der Betätigungsvorrichtung 30 sind Hydrauliktyp-Pilot-Betätigungsvorrichtungen.
Das Hydrauliköl, das aus der Hydraulik-Hauptpumpe 31 zugeführt wird, wird durch das Richtungssteuerventil 25 an den Stielzylinder 12 zugeführt. Das Durchflusssteuerventil 25 ist ein Gleitschieber-Durchflusssteuerventil, das einen Schieber in einer Stangenform in der Achsenrichtung bewegt, um eine Hydrauliköl-Fließrichtung umzuschalten. Wenn sich der Schieber in Achsenrichtung bewegt, werden die Lieferung des Hydrauliköls an die kappenseitigen Ölkammer 10A des Stielzylinders 12 und die Lieferung des Hydrauliköls an die stangenseitige Ölkammer 10B umgeschaltet. Weiterhin wird, wenn sich der Schieber in Achsenrichtung bewegt, die Hydrauliköl-Zufuhrmenge pro Zeiteinheit für den Stielzylinder 12 eingestellt. Wenn die Hydrauliköl-Zufuhrmenge für den Stielzylinder 12 eingestellt ist, wird eine Zylindergeschwindigkeit eingestellt.
Das Durchflusssteuerventil 25 wird durch die Betätigungsvorrichtung 30 betätigt. Das Pilotöl, das von der Pilotdruckpumpe 32 zugeführt wird, wird an die Betätigungsvorrichtung 30 geliefert. Weiterhin kann das Pilotöl, das von der Hydraulik-Hauptpumpe 31 zugeführt und im Druck durch das Druckreduktionsventil vermindert wird, an die Betätigungsvorrichtung 30 geliefert werden. Die Betätigungsvorrichtung 30 weist ein Pilotdruckeinstellventil auf. Die Steuerventile 37A und 37B werden auf der Grundlage des Betätigungsbetrag der Betätigungsvorrichtung 30 betätigt, so dass der auf den Schieber des Durchflusssteuerventils 25 wirkende Pilotdruck eingestellt wird. Das Durchflusssteuerventil 25 wird durch den Pilotdruck angetrieben. Wenn der Pilotdruck durch die Betätigungsvorrichtung 30 eingestellt wird, werden der Bewegungsbetrag, die Bewegungsgeschwindigkeit und die Bewegungsrichtung des Schiebers in Achsenrichtung eingestellt.
Das Durchflusssteuerventil 25 weist eine erste Druckaufnahmekammer und eine zweite Druckaufnahmekammer auf. Wenn der linke Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30L betätigt wird, um aus der neutralen Position zu einer Seite hin geneigt zu werden, so dass der Schieber durch den Pilotdruck des Ölkanals 33A bewegt wird, wird das Hydrauliköl von der Hydraulik-Hauptpumpe 31 an die erste Druckaufnahmekammer geliefert, und das Hydrauliköl wird durch den Ölkanal 35A an die kappenseitige Ölkammer 10A geliefert. Wenn der linke Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30L betätigt wird, um aus der neutralen Position zur anderen Seite hin geneigt zu werden, so dass der Schieber durch den Pilotdruck des Ölkanals 33B bewegt wird, wird das Hydrauliköl von der Hydraulik-Hauptpumpe 31 an die zweite Druckaufnahmekammer geliefert, und das Hydrauliköl wird durch den Ölkanal 35B an die stangenseitige Ölkammer 10B geliefert.
Der Drucksensor 34A weist den Pilotdruck des Ölkanals 33A nach. Der Drucksensor 34B weist den Pilotdruck des Ölkanals 33B nach. Die Nachweissignale der Drucksensoren 33A und 33B werden an die Steuervorrichtung 50 ausgegeben. Die Steuervorrichtung 50 stellt den Pilotdruck durch Ausgeben eines Steuersignals zur Steuerung der Steuerventile 37A und 37B ein.
Wenn das Hydrauliköl an die kappenseitige Ölkammer 10A des Stielzylinders 12 geliefert wird, wird der Stielzylinder 12 verlängert, so dass der Stiel 7 einen Grabungsvorgang durchführt. Wenn das Hydrauliköl an die stangenseitige Ölkammer 10B des Stielzylinders 12 geliefert wird, wird der Stielzylinder 12 verkürzt, so dass der Stiel 7 einen Kippvorgang durchführt.
Das Hydrauliksystem 300, der den Löffelzylinder 13 betätigt, besitzt die gleiche Konfiguration wie das Hydrauliksystem 300, das den Stielzylinder 12 betätigt. Wenn das Hydrauliköl an die kappenseitige Ölkammer 10A des Löffelzylinders 13 geliefert wird, wird der Löffelzylinder 13 verlängert, so dass der Löffel 8 einen Grabungsvorgang durchführt. Wenn das Hydrauliköl an die stangenseitige Ölkammer 10B des Löffelzylinders 13 geliefert wird, wird der Löffelzylinder 13 verkürzt, so dass der Löffel 8 einen Kippvorgang durchführt.
Weiterhin können der rechte Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30R und der linke Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30L der Betätigungsvorrichtung 30 auch nicht pilothydraulisch sein. Der rechte Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30R und der linke Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30L können ein elektronischer Hebeltyp sein, bei dem ein elektrisches Signal auf der Grundlage des Betätigungsbetrags (der Neigungswinkel) des rechten Arbeitsgerät-Betätigungshebeln 30R und des linken Arbeitsgerät-Betätigungshebels 30L an die Steuervorrichtung 50 ausgegeben und das Durchflusssteuerventil 25 auf der Grundlage des Steuersignals der Steuervorrichtung 50 direkt gesteuert wird.
10 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel des Hydrauliksystems 300, das den Auslegerzylinder 11 betätigt. Das Hydrauliksystem 300 weist ein Durchflusssteuerventil 25, das eine Hydrauliköl-Zufuhrmenge an den Auslegerzylinder 11 einstellt, Ölkanäle 33A, 33B, und 33C durch die das Pilotöl fließt, Steuerventile 39A, 39B, und 39C, die an den Ölkanälen 33A, 33B, und 33C angeordnet sind, Drucksensoren 34A und 34B, die an den Ölkanälen 33A und 33B angeordnet sind, und eine Steuervorrichtung 50, die die Steuerventile 39A, 39B, und 39C steuert, auf.
Die Steuerventile 39A, 39B, und 39C sind elektromagnetische Proportionalsteuerventile. Die Steuerventile 39A, 39B, und 39C stellen den Pilotdruck auf der Grundlage eines Steuersignals aus der Steuervorrichtung 50 ein. Das Steuerventil 39A stellt den Pilotdruck des Ölkanals 33A ein. Das Steuerventil 39B stellt den Pilotdruck des Ölkanals 33B ein. Das Steuerventil 39C stellt den Pilotdruck des Ölkanals 33C ein.
Die Steuervorrichtung 50 kann den Pilotdruck, der auf eine erste Druckaufnahmekammer des Durchflusssteuerventils 25 wirkt, durch Steuern des Steuerventils 39B verringern. Die Steuervorrichtung 50 kann den Pilotdruck, der auf eine zweite Druckaufnahmekammer des Durchflusssteuerventils 25 wirkt, durch Steuern des Steuerventils 39A verringern. Die Steuervorrichtung 50 steuert das Steuerventil 39A auf der Grundlage eines Nachweissignals des Drucksensors 34A. Die Steuervorrichtung 50 steuert die Steuerventil 39B auf der Grundlage eines Nachweissignals des Drucksensors 34B. Die Steuervorrichtung 50 stellt den Pilotdruck durch Ausgeben eines Steuersignals an die Steuerventile 39A und 39B ein. Wenn der Pilotdruck eingestellt ist, wird der Auslegerzylinder 11 gesteuert.
In der Ausführungsform wird das Steuerventil 39C auf der Grundlage des aus der Steuervorrichtung 50 für die Stoppassistenzsteuerung ausgegebenen Steuersignals betätigt. Das Pilotöl, das aus der Pilotdruckpumpe 32 zugeführt wird, fließt zum Ölkanal 33C, der mit dem Steuerventil 39C versehen ist. Der Ölkanal 33C und der Ölkanal 33A sind durch ein Wechselventil 40 miteinander verbunden. Das Wechselventil 40 liefert das Pilotöl mit einem hohen Pilotdruck in Ölkanal 33A und Ölkanal 33C an das Durchflusssteuerventil 25.
Wenn das Hydrauliköl an die kappenseitige Ölkammer 10A des Auslegerszylinders 11 geliefert wird, wird der Auslegerzylinder 11 verlängert, so dass der Ausleger 6 angehoben wird. Wenn das Hydrauliköl an die stangenseitige Ölkammer 10B des Auslegerszylinders 12 geliefert wird, wird der Auslegerzylinder 11 verkürzt, so dass der Ausleger 6 gesenkt wird.
Wenn die Stoppassistenzsteuerung nicht durchgeführt wird, wird das Durchflusssteuerventil 25 auf der Grundlage des Pilotdrucks angetrieben, der durch die Betätigung des linken Arbeitsgerät-Betätigungshebels 30L eingestellt wird. Wenn die Stoppassistenzsteuerung durchgeführt wird, steuert die Steuervorrichtung 50 die Steuerventile 39A, 39B, und 39C, so dass das Durchflusssteuerventil 25 auf der Grundlage des durch das Steuerventil 39C eingestellten Pilotdrucks angetrieben wird.
11 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel des Hydrauliksystems 300, das den Kippzylinder 14 betätigt. Das Hydrauliksystem 300 weist folgendes auf: das Durchflusssteuerventil 25, das die Hydrauliköl-Zufuhrmenge für den Kippzylinder 14 einstellt, die Steuerventile 37A und 37B, die den Pilotdruck einstellen, der auf das Durchflusssteuerventil 25 wirkt, ein Steuerventil 39, das zwischen der Pilotdruckpumpe 32 und dem Betätigungspedal 30F angeordnet ist, den Kipp-Betätigungshebel 30T und das Betätigungspedal 30F der Betätigungsvorrichtung 30, und die Steuervorrichtung 50. In der Ausführungsform ist das Betätigungspedal 30F der Betätigungsvorrichtung 30 eine Pilothydraulik-Betätigungsvorrichtung. Der Kipp-Betätigungshebel 30T der Betätigungsvorrichtung 30 ist eine Betätigungsvorrichtung in der Art eines elektronischen Hebels. Der Kipp-Betätigungshebel 30T weist einen Betätigungsknopf auf, der jeweils am rechten Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30R und linken Arbeitsgerät-Betätigungshebel 30L vorgesehen ist.
Das Betätigungspedal 30F der Betätigungsvorrichtung 30 ist mit der Pilotdruckpumpe 32 verbunden. Weiterhin ist das Betätigungspedal 30F an einen Ölkanal 38A angeschlossen, in dem das aus dem Steuerventil 37A zugeführte Pilotöl durch ein Wechselventil 36A fließt. Weiterhin ist das Betätigungspedal 30F an einen Ölkanal 38B angeschlossen, in dem das aus dem Steuerventil 37B zugeführte Pilotöl durch ein Wechselventil 36B fließt. Wenn das Betätigungspedal 30F betätigt wird, werden der Druck des Ölkanals 33A zwischen dem Betätigungspedal 30F und dem Wechselventil 36A und der Druck des Ölkanals 33B zwischen dem Betätigungspedal 30F und dem Wechselventil 36B eingestellt.
Wenn der Kipp-Betätigungshebel 30T bedient wird, wird ein durch die Betätigung des Kipphebels 30T erzeugtes Betätigungssignal an die Steuervorrichtung 50 ausgegeben. Die Steuervorrichtung 50 erzeugt ein Steuersignal auf der Grundlage des aus dem Kipp-Betätigungshebel 30T zur Steuerung der Steuerventile 37A und 37B ausgegebenen Betätigungssignals. Die Steuerventile 37A und 37B sind elektromagnetische Proportionalsteuerventile. Das Steuerventil 37A öffnet oder schließt den Ölkanal 38A auf der Grundlage des Steuersignals. Das Steuerventil 37B öffnet oder schließt den Ölkanal 38B auf der Grundlage des Steuersignals.
Wenn die Kippsteuerung nicht durchgeführt wird, wird der Pilotdruck auf der Grundlage des Betätigungsbetrags der Betätigungsvorrichtung 30 eingestellt. Wenn die Kippsteuerung durchgeführt wird, stellt die Steuervorrichtung 50 den Pilotdruck durch Ausgeben eines Steuersignals an die Steuerventile 37A und 37B ein.
[Steuersystem]
Als Nächstes wird eine Steuersystem 200 des Baggers 100 gemäß der Ausführungsform beschrieben. 12 ist ein Funktionsblockschaubild und erläutert ein Beispiel des Steuersystems 200 gemäß der Ausführungsform.
Wie in 12 erläutert, weist das Steuersystem 200 folgendes auf: die Steuervorrichtung 50, die das Arbeitsgerät 1 steuert, eine Positionsberechnungsvorrichtung 20, eine Arbeitsgerätwinkelberechnungsvorrichtung 24, das Steuerventil 37 (37A, 37B), das Steuerventil 39 (39A, 39B, 39C), und eine Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70.
Die Positionsberechnungsvorrichtung 20 weist die absolute Position Pg des oberen Schwenkkörpers 2, die Stellung des oberen Schwenkkörpers 2 einschließlich Rollwinkel θ1 und Steigungswinkel θ2, und die Orientierung des oberen Schwenkkörpers 2 einschließlich Gierwinkel θ3 nach.
Die Positionsberechnungsvorrichtung 20 weist den Fahrzeugkörperpositionsrechner 21, den Stellungsrechner 22 und den Orientierungsrechner 23 auf. Die Positionsberechnungsvorrichtung 20 erfasst die absolute Position Pg des oberen Schwenkkörpers 2, die Stellung des oberen Schwenkkörpers 2 einschließlich Rollwinkel θ1 und Steigungswinkel θ2 und die Orientierung des oberen Schwenkkörpers 2 einschließlich Gierwinkel θ3.
Die Arbeitsgerätwinkelberechnungsvorrichtung 24 erfasst den Winkel des Arbeitsgeräts 1, einschließlich Auslegerwinkel a, Stielwinkel β, Löffelwinkel γ, Kippwinkel δ und Kippachsenwinkel ε.
Das Steuerventil 37 (37A, 37B) stellt die Hydrauliköl-Zufuhrmenge für den Kippzylinder 14 ein. Das Steuerventil 37 wird auf der Grundlage des Steuersignals aus der Steuervorrichtung 50 betätigt.
Das Steuerventil 39 (39A, 39B, 39C) stellt die Hydrauliköl-Zufuhrmenge an den Auslegerzylinder 11 ein. Das Steuerventil 39 wird auf der Grundlage eines Steuersignals aus der Steuervorrichtung 50 betätigt.
Die Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70 weist eine Computeranlage auf. Die Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70 erzeugt Zielkonstruktionsdaten, die eine Ziel-Bodenform angeben, die eine Zielform einer Baustelle ist. Die Zielkonstruktionsdaten geben eine dreidimensionale Zielform an, die durch Konstruktion unter Verwendung des Arbeitsgeräts 1 erhalten wird.
Die Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70 ist an einem entfernten Ort getrennt von Bagger 100 vorgesehen. Die Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70 wird zum Beispiel mit der Ausrüstung einer Bauverwaltungsfirma bereitgestellt. Die Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70 und die Steuervorrichtung 50 können drahtlos miteinander kommunizieren. Die durch die Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70 erzeugten Zielkonstruktionsdaten werden drahtlos an die Steuervorrichtung 50 übermittelt.
Weiterhin können die Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70 und die Steuervorrichtung 50 miteinander durch eine Leitung verbunden sein, so dass die Zielkonstruktionsdaten von der Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70 an die Steuervorrichtung 50 übermittelt werden. Weiterhin kann die Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70 ein Aufzeichnungsmedium aufweisen, das die Zielkonstruktionsdaten speichert, und die Steuervorrichtung 50 kann eine Vorrichtung aufweisen, die in der Lage ist, die Zielkonstruktionsdaten aus dem Aufzeichnungsmedium zu lesen.
Weiterhin kann die Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70 an Bagger 100 vorgesehen sein. Die Zielkonstruktionsdaten können aus einer externen Verwaltungsvorrichtung übermittelt werden, die eine Konstruktion mit der Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70 des Baggers 100 drahtgebunden oder drahtlos verwaltet, so dass die Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70 die dahin übermittelten Zielkonstruktionsdaten speichert.
Die Steuervorrichtung 50 weist folgendes auf: eine Fahrzeugkörperpositionsdatenerfassungseinheit 51, eine Arbeitsgerätwinkeldatenerfassungseinheit 52, eine Regulierungspunktpositionsdatenberechnungseinheit 53A, eine Kandidaten-Regulierungspunktdatenberechnungseinheit 53B, eine Zielkonstruktionsbodenformerzeugungseinheit 54, eine Arbeitsgerät-Betätigungsebenenberechnungseinheit 55, eine Kippbetätigungsebenenberechnungseinheit 56, eine Kippzielbodenformberechnungseinheit 57, eine Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58, eine Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59, eine Arbeitsgerät-Steuerbefehlsbestimmungseinheit 60, eine Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit 61, eine Speichereinheit 62, und eine Eingabe/Ausgabe-Einheit 63.
Die Funktionen der Fahrzeugkörperpositionsdatenerfassungseinheit 51, der Arbeitsgerätwinkeldatenerfassungseinheit 52, der Regulierungspunktpositionsdatenberechnungseinheit 53A, der Kandidaten-Regulierungspunktdatenberechnungseinheit 53B, der Zielkonstruktionsbodenformerzeugungseinheit 54, der Arbeitsgerät-Betätigungsebeneberechnungseinheit 55, der Kippbetätigungsebenenberechnungseinheit 56, der Kippzielbodenformberechnungseinheit 57, der Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58, der Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59, der Arbeitsgerät-Steuerbefehlsbestimmungseinheit 60 und der Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit 61 werden durch den Prozessor der Steuervorrichtung 50 dargestellt. Die Funktion der Speichereinheit 62 wird durch eine Speichervorrichtung der Steuervorrichtung 50 dargestellt. Die Funktion der Eingabe/Ausgabe-Einheit 63 wird durch eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstellenvorrichtung der Steuervorrichtung 50 dargestellt. Die Eingabe/AusgabeEinheit 63 ist mit der Positionsberechnungsvorrichtung 20, der Arbeitsgerätwinkelberechnungsvorrichtung 24, dem Steuerventil 37, dem Steuerventil 39 und der Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70 verbunden und führt einen Datenaustausch mit der Fahrzeugkörperpositionsdatenerfassungseinheit 51, der Arbeitsgerätewinkeldatenerfassungseinheit 52, der Regulierungspunktpositionsdatenberechnungseinheit 53A, der Kandidaten-Regulierungspunktdatenberechnungseinheit 53B, der Zielkonstruktionsbodenformerzeugungseinheit 54, der Arbeitsgerät-Betätigungsebeneberechnungseinheit 55, der Kippbetätigungsebenenberechnungseinheit 56, der Kippzielbodenformberechnungseinheit 57, der Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58, der Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59, der Arbeitsgerät-Steuerbefehlsbestimmungseinheit 60, der Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit 61, und der Speichereinheit 62 durch.
Die Speichereinheit 62 speichert Spezifikationsdaten des Baggers 100 einschließlich Arbeitsgerätedaten.
Die Fahrzeugkörperpositionsdatenerfassungseinheit 51 erfasst Fahrzeugkörperpositionsdaten von der Positionsberechnungsvorrichtung 20 über die Eingabe/Ausgabe-Einheit 63. Die Fahrzeugkörperpositionsdaten weisen die absolute Position Pg des oberen Schwenkkörpers 2, die durch das Globalkoordinatensystem definiert werden, die Stellung des oberen Schwenkkörpers 2 einschließlich Rollwinkel θ1 und Steigungswinkel θ2, und die Orientierung des oberen Schwenkkörpers 2 einschließlich Gierwinkel θ3 auf.
Die Arbeitsgerät-Winkeldatenerfassungseinheit 52 erfasst Arbeitsgerätwinkeldaten von der Arbeitsgerätwinkelberechnungsvorrichtung 24 über die Eingabe/Ausgabe-Einheit 63. Die Arbeitsgerätwinkeldaten werden zum Nachweis des Winkels des Arbeitsgeräts 1 einschließlich Auslegerwinkel α, Stielwinkel β, Löffelwinkel γ, KippwinkelS und Kippachsenwinkel ε verwendet.
Die Regulierungspunktpositionsdatenberechnungseinheit 53A berechnet Positionsdaten eines in Löffel 8 eingestellten Regulierungspunkten RP auf der Grundlage von einer Zielkonstruktionsbodenform, Breitedaten des Löffels 8 und Außenflächendaten des Löffels 8. Eine Regulierungspunktpositionsdatenberechnungseinheit 53 berechnet die Positionsdaten des in Löffel 8 eingestellten Regulierungspunkten RP auf der Grundlage der Fahrzeugkörperpositionsdaten, die durch die Fahrzeugkörperpositionsdatenerfassungseinheit 51 erfasst werden, der Arbeitsgerätwinkeldaten, die durch die Arbeitsgerät-Winkeldatenerfassungseinheit 52 erfasst werden, und der Arbeitsgerätdaten, die in der Speichereinheit 59 gespeichert werden.
Wie in 4 erläutert, weisen die Arbeitsgerätdaten eine Auslegerlänge L1, eine Stiellänge L2, eine Löffellänge L3, eine Kipplänge L4 und eine Löffelbreite L5 auf. Die Auslegerlänge L1 ist ein Abstand zwischen Auslegerachse AX1 und Stielachse AX2. Die Stiellänge L2 ist ein Abstand zwischen Stielachse AX2 und Löffelachse AX3. Der Löffellänge L3 ist ein Abstand zwischen Löffelachse AX3 und Spitze 9 des Löffels 8. Die Kipplänge L4 ist ein Abstand zwischen Löffelachse AX3 und Kippachse AX4. Der Löffelbreite L5 ist ein Abstand zwischen Seitenplatte 84 und Seitenplatte 85.
13 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel des in Löffel 8 eingestellten Regulierungspunkts RP gemäß der Ausführungsform. Wie in 13 erläutert, ist eine Vielzahl von Kandidaten-Regulierungspunkten RPc, die Kandidaten des Regulierungspunkt RP sind, der bei der Kippsteuerung verwendet wird, in Löffel 8 eingestellt. Der Kandidaten-Regulierungspunkt RPc ist an der Spitze 9 des Löffels 8 und der Außenfläche des Löffels 8 eingestellt. Die Vielzahl von Kandidaten-Regulierungspunkten RPc ist in der Spitze 9 in einer Löffel-Breitenrichtung eingestellt. Weiterhin ist die Vielzahl von Kandidaten-Regulierungspunkten RPc auf der Außenfläche des Löffels 8 eingestellt.
Weiterhin weisen die Arbeitsgerätdaten Löffel-Außenformdaten auf, die eine Form und Dimension des Löffels 8 angeben. Der Löffel-Außenformdaten weisen Breitedaten des Löffels 8 auf, die die Löffelbreite L5 angeben. Weiterhin weisen die Löffel-Außenformdaten die Außenflächendaten des Löffels 8 einschließlich Umrissdaten der Außenfläche des Löffels 8 auf. Weiterhin weisen die Löffel-Außenformdaten Koordinatendaten der Vielzahl von Kandidaten-Regulierungspunkten RPc des Löffels 8 auf der Grundlage der Spitze 9 des Löffels 8 auf.
Die Kandidaten-Regulierungspunktdatenberechnungseinheit 53B berechnet Positionsdaten der Vielzahl von Kandidaten-Regulierungspunkten RPc, die Kandidaten für den Regulierungspunkt RP sind. Die Kandidaten-Regulierungspunktdatenberechnungseinheit 53B berechnet die relativen Positionen der Vielzahl von Kandidaten-Regulierungspunkten RPc bezüglich einer Referenzposition P0 des oberen Schwenkkörpers 2. Weiterhin berechnet die Regulierungspunktpositionsdatenberechnungseinheit 53 die absoluten Positionen der Vielzahl von Kandidaten-Regulierungspunkten RPc.
Die Kandidaten-Regulierungspunktdatenberechnungseinheit 53B kann die relativen Positionen der Vielzahl von Kandidaten-Regulierungspunkten RPc des Löffels 8 bezüglich der Referenzposition P0 des oberen Schwenkkörpers 2 auf der Grundlage der Arbeitsgerätdaten einschließlich Auslegerlänge L1, Stiellänge L2, Löffellänge L3, Kipplänge L4, und der Löffel-Außenformdaten und Arbeitsgerätwinkeldaten einschließlich Auslegerwinkel a, Stielwinkel β, Löffelwinkel γ, Kippwinkel δund Kippachsenwinkel berechnens. Wie in 4 erläutert, ist die Referenzposition P0 des oberen Schwenkkörpers 2 in der Schwenkachse RX des oberen Schwenkkörpers 2 eingestellt. Weiterhin kann die Referenzposition P0 des oberen Schwenkkörpers 2 in der Auslegerachse AX1 eingestellt sein.
Weiterhin kann die Kandidaten-Regulierungspunktdatenberechnungseinheit 53B die absolute Position Pa des Löffels 8 auf der Grundlage der relative Position des Löffels 8 bezüglich der Referenzposition P0 des oberen Schwenkkörpers 2 und die durch die Positionsberechnungsvorrichtung 20 nachgewiesene absolute Position Pg des oberen Schwenkkörpers 2 berechnen. Die relative Position zwischen der absoluten Position Pg und der Referenzposition P0 sind die gegebenen Daten, die sich aus den Spezifikationsdaten des Baggers 100 ableiten. Die Kandidaten-Regulierungspunktdatenberechnungseinheit 53B kann die absoluten Positionen der Vielzahl von Kandidaten-Regulierungspunkten RPc des Löffels 8 auf der Grundlage der Fahrzeugkörperpositionsdaten, einschließlich absolute Position Pg des oberen Schwenkkörpers 2, relative Position des Löffels 8 bezüglich der Referenzposition P0 des oberen Schwenkkörpers 2, Arbeitsgerätdaten und Arbeitsgerätwinkeldaten berechnen.
Weiterhin ist der Kandidaten-Regulierungspunkt RPc nicht auf einen Punkt begrenzt, so lange die Breitedaten des Löffels 8 und die Außenflächendaten des Löffels 8 in dem Punkt mit eingeschlossen sind.
Die Zielkonstruktionsbodenformerzeugungseinheit 54 erzeugt eine Zielkonstruktionsbodenform CS, die die Zielform des Grabungsziels auf der Grundlage der Zielkonstruktionsdaten angibt, die von der Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70 geliefert und in der Speichereinheit 62 gespeichert werden. Die Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70 kann dreidimensionale Ziel-Bodenformdaten, die die Zielkonstruktionsdaten sind, an die Zielkonstruktionsbodenformerzeugungseinheit 54 liefern und kann eine Vielzahl von Elementen der Linien- oder Punktdaten, die einen Teil der Zielform angeben, an die Zielkonstruktionsbodenformerzeugungseinheit 54 liefern. In der Ausführungsform wird angenommen, dass die Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70 Liniendaten, die einen Teil der Zielform angeben, als Zielkonstruktionsdaten an die Zielkonstruktionsbodenformerzeugungseinheit 54 liefert.
14 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel für Zielkonstruktionsdaten CD gemäß der Ausführungsform. Wie in 14 erläutert, geben die Zielkonstruktionsdaten CD eine Ziel-Bodenform einer Baustelle an. Die Ziel-Bodenform weist eine Vielzahl von Zielkonstruktionsbodenformen CS auf, die durch ein dreieckiges Vieleck ausgedrückt werden. Jede aus der Vielzahl von Zielkonstruktionsbodenformen CS gibt die Zielform des Grabungsziels in dem Arbeitsgerät 1 an. In den Zielkonstruktionsdaten CD ist ein Punkt AP mit dem nächsten senkrechten Abstand bezüglich des Löffels 8 in der Zielkonstruktionsbodenform CS definiert. Weiterhin ist in den Zielkonstruktionsdaten CD eine Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP, die senkrecht zur Löffelachse AX3 ist, entlang von Punkt AP und Löffel 8 definiert. Die Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP ist eine Betätigungsebene, in der sich die Spitze 9 des Löffels 8 durch die Betätigung von mindestens einem des Auslegerzylinders 11, des Stielzylinders 12 und des Löffelzylinders 13 bewegt, und ist parallel zur XZ-Ebene. Die Regulierungspunktpositionsdatenberechnungseinheit 53A berechnet die Positionsdaten des Regulierungspunkts RP, der in einer Position mit dem nächsten senkrechten Abstand bezüglich des Punktes AP der Zielkonstruktionsbodenform CS definiert ist, auf der Grundlage der Zielkonstruktionsbodenform CS und der Außenformdaten des Löffels 8.
Die Zielkonstruktionsbodenformerzeugungseinheit 54 erfasst eine Linie LX, die eine Schnittlinie zwischen der Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP und der Zielkonstruktionsbodenform CS ist. Weiterhin erfasst die Zielkonstruktionsbodenformerzeugungseinheit 54 eine Linie LY, die durch einen Punkt AP hindurchläuft und die Linie LX in der Zielkonstruktionsbodenform CS schneidet. Die Linie LY gibt eine Schnittlinie zwischen einer seitlichen Betätigungsebene und der Zielkonstruktionsbodenform CS an. Die seitliche Betätigungsebene gibt eine Ebene an, die senkrecht zur Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP ist und durch den Punkt AP hindurchläuft. Die Linie LY erstreckt sich in der Richtung seitlich zu Löffels 8 in der Zielkonstruktionsbodenform CS.
15 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel der Zielkonstruktionsbodenform CS gemäß der Ausführungsform. Die Zielkonstruktionsbodenformerzeugungseinheit 54 erfasst die Linie LX und die Linie LY und erzeugt die Zielkonstruktionsbodenform CS, die die Zielform des Grabungsziels auf der Grundlage der Linien LX und LY angibt. Wenn die Zielkonstruktionsbodenform CS durch den Löffel 8 ausgegraben wird, bewegt die Steuervorrichtung 50 den Löffel 8 entlang der Linie LX, die eine Schnittlinie zwischen der Zielkonstruktionsbodenform CS und der Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP ist, die durch den Löffel 8 hindurch verläuft.
Die Arbeitsgerät-Betätigungsebeneberechnungseinheit 55 berechnet die Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP, die senkrecht zu mindestens einer der Auslegerachse AX1, der Stielachse AX2, und der Löffelachse AX3 ist und durch den Löffel 8 hindurchläuft, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 14 und 15 auf der Grundlage der Fahrzeugkörperpositionsdaten und Arbeitsgerätwinkeldaten beschrieben.
Die Kippbetätigungsebenenberechnungseinheit 56 berechnet die Kippbetätigungsebene TP, die senkrecht zur Kippachse AX4 ist und durch den Löffel 8 hindurch verläuft.
16 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel der Kippbetätigungsebene TP gemäß der Ausführungsform. 16 erläutert die Kippbetätigungsebene TP, wenn die Kippachse AX4 nicht parallel zur Zielkonstruktionsbodenform CS ist.
Wie in 16 erläutert, gibt die Kippbetätigungsebene TP eine Betätigungsebene an, die senkrecht zur Kippachse AX4 ist und durch den in Löffel 8 eingestellten Regulierungspunkt RP hindurchläuft. 16 erläutert die Kippbetätigungsebene TP, die durch den in der Spitze 9 eingestellten Regulierungspunkt RP hindurchläuft. Die Kippbetätigungsebene TP ist eine Betätigungsebene, in der sich der Regulierungspunkt RP des Löffels 8 (die Spitze 9) durch die Betätigung des Kippzylinders 14 bewegt. Wenn mindestens einer des Auslegerzylinders 11, des Stielzylinders 12, und des Löffelzylinders 13 betätigt wird, so dass sich ein Kippachsenwinkel ε, der eine Richtung der Kippachse AX4 angibt, ändert, ändert sich auch die Neigung der Kippbetätigungsebene TP.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Arbeitsgerätwinkelberechnungsvorrichtung 24 den Kippachsenwinkel εberechnen, der den Neigungswinkel der Kippachse AX4 bezüglich der XY Ebene angibt. Der Kippachsenwinkel ε wird durch die Arbeitsgerät-Winkeldatenerfassungseinheit 52 erfasst. Weiterhin werden die Positionsdaten des Regulierungspunkts RP durch die Regulierungspunktpositionsdatenberechnungseinheit 53A berechnet. Die Kippbetätigungsebenenberechnungseinheit 56 kann die Kippbetätigungsebene TP auf der Grundlage des Kippachsenwinkels ε der Kippachse AX4, der durch die Arbeitsgerät-Winkeldatenerfassungseinheit 52 erfasst wird, und der Position des Regulierungspunkts RP, der durch die Regulierungspunktpositionsdatenberechnungseinheit 53A berechnet wird, berechnen.
Wenn die Kippbetätigungsebene TP berechnet wird, wird ein Bedienabstand Da, der den Abstand zwischen dem Regulierungspunkt RP des Löffels 8 und der Kippzielbodenform ST angibt, berechnet. Eine ausführliche Beschreibung wird nachstehend angegeben.
Die Kippzielbodenformberechnungseinheit 57 berechnet die Kippzielbodenform ST, in der sich die Zielkonstruktionsbodenform CS und die Kippbetätigungsebene TP gegenseitig schneiden. Wie in 16 erläutert, wird die Kippzielbodenform ST durch eine Schnittlinie zwischen der Zielkonstruktionsbodenform CS und der Kippbetätigungsebene T angegeben. Wenn sich der Kippachsenwinkel ε, der eine Richtung der Kippachse AX4 ist, ändert, ändert sich eine Position der Kippzielbodenform ST.
Die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58 bestimmt eine Zielgeschwindigkeit Vb des Auslegers 6 während der Stoppassistenzsteuerung auf der Grundlage eines Abstands zwischen dem Löffel 8 und der Zielkonstruktionsbodenform CS. In der Ausführungsform bestimmt die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58 die Zielgeschwindigkeit Vb des Auslegers 6 in der Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP (die YZ-Ebene) auf der Grundlage des senkrechten Abstands Db, der der kürzeste Abstand zwischen der Linie LX und dem Löffel 8 in der Normalrichtung der Linie LX ist.
17 ist eine schematische Darstellung und erläutert eine Kipp-Stoppsteuerung, die ein Beispiel der Stoppassistenzsteuerung und der Kippsteuerung gemäß der Ausführungsform ist. In der in 17 beschriebenen Stoppassistenzsteuerung wird eine Steuerung auf der Grundlage eines Regulierungspunkts RPb durchgeführt, und ein Regulierungspunkt während der Kipp-Stoppsteuerung wird zur leichteren Beschreibung als Regulierungspunkt RPa verwendet. Allerdings können der Regulierungspunkt RPb und der Regulierungspunkt RPa als der gleiche Regulierungspunkt RP betrachtet werden. Als erstes wird die Stoppassistenzsteuerung beschrieben. Wie in 17 erläutert, werden die Linie LX und die Geschwindigkeitsrestriktionsinterventionslinie ILb definiert. Die Geschwindigkeitsrestriktionslinie ILb ist parallel zur Linie LX und ist in einer Position getrennt von der Linie LX durch einen Linienabstand Hb definiert. Es ist wünschenswert, den Linienabstand Hb einzustellen, so dass das Gefühl der Bedienperson bei der Betätigung nicht beeinträchtigt wird.
Die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58 erfasst den senkrechten Abstand Db, der der kürzeste Abstand zwischen der Linie LX und dem Löffel 8 in der Normalrichtung der Zielkonstruktionsbodenform CS ist. In dem Beispiel in 17 erläuterten Beispiel ist der senkrechte Abstand Db zwischen der Linie LX und dem Regulierungspunkt RPb der Außenfläche des Löffels 8 definiert. Weiterhin erfasst die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58 eine Geschwindigkeit des Arbeitsgeräts 1 entsprechend einer Geschwindigkeit des Löffels 8 am Regulierungspunkt RPb des Löffels 8 als Reaktion auf den senkrechten Abstand Db als eine Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit Vt.
18 ist eine Darstellung und erläutert ein Beispiel einer Beziehung zwischen die senkrechten Abstand Db und das Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit Vt am Regulierungspunkt RPb des Löffels 8 gemäß der Ausführungsform. Wie in 18 erläutert, ist die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit Vt eine Geschwindigkeit, die als Reaktion auf den senkrechten Abstand Db einheitlich bestimmt wird. Die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit Vt wird nicht eingestellt, wenn der senkrechte Abstand Db länger ist als der Linienabstand Hb und wird eingestellt, wenn der senkrechte Abstand Db gleich oder kürzer ist als der Linienabstand Hb. Wenn der senkrechte Abstand Db kürzer wird, wird die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit Vt kürzer. Wenn der senkrechte Abstand Db Null wird, wird auch die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit Vt Null. Der senkrechte Abstand Db, der erhalten wird, wenn der Löffel 8 in die Zielkonstruktionsbodenform CS nicht vordringt, ist ein positiver Wert. Der senkrechten Abstand Db, der erhalten wird, wenn der Löffel 8 in die Zielkonstruktionsbodenform CS vordringt, ist ein negativer Wert. Der nichtinvasive Zustand, in dem der Löffel 8 nicht in die Zielkonstruktionsbodenform CS vordringt, gibt einen Zustand an, wobei der Löffel 8 oberhalb der Zielkonstruktionsbodenform CS vorliegt, d.h. der Löffel ist in einer Position vorhanden, die nicht über die Zielkonstruktionsbodenform CS hinausgeht. Der invasive Zustand, wobei der Löffel 8 in die Zielkonstruktionsbodenform CS vordringt, gibt einen Zustand an, wobei der Löffel 8 unterhalb der Zielkonstruktionsbodenform CS vorliegt, d.h. der Löffel liegt in einer Position vor, die über die Zielkonstruktionsbodenform CS hinausgeht. Im nicht invasiven Zustand ist der Löffel 8 von der Zielkonstruktionsbodenform CS angehoben. Dann, im invasiven Zustand, gräbt der Löffel 8 die Zielkonstruktionsbodenform CS aus. Der senkrechte Abstand Db, der erhalten wird, wenn der Regulierungspunkt RPb des Löffels 8 mit der Zielkonstruktionsbodenform CS übereinstimmt, wird zu Null.
In der Ausführungsform wird eine Geschwindigkeit, in der sich der Löffel 8 von der unteren Seite der Zielkonstruktionsbodenform CS nach oben bewegt, auf einen positiven Wert eingestellt, und eine Geschwindigkeit, in der sich der Löffel 8 von der oberen Seite der Zielkonstruktionsbodenform CS nach unten bewegt, wird auf einen negativen Wert eingestellt. D.h. eine Geschwindigkeit, in der sich der Löffel 8 in Richtung der oberen Seite der Zielkonstruktionsbodenform CS bewegt, wird auf einen positive Wert eingestellt, und eine Geschwindigkeit, in der sich der Löffel 8 in Richtung der unteren Seite der Zielkonstruktionsbodenform CS bewegt, wird auf einen negativen Wert eingestellt.
Die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58 bestimmt den positiven oder negativen Wert der Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit Vt des Löffels 8, so dass der Regulierungspunkt RPb des Löffels 8 nicht in die Zielkonstruktionsbodenform CS vordringt. Weiterhin bestimmt die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58 die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit Vt des Löffels 8, so dass ein absoluter Wert der Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit Vt des Löffels 8 größer wird, wenn der senkrechte Abstand Db länger wird, und der absolute Wert der Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit Vt des Löffels 8 kleiner wird, wenn der senkrechte Abstand Db kürzer wird.
Die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58 berechnet eine Bewegungsgeschwindigkeit Va am Regulierungspunkt RPb des Löffels 8 auf der Grundlage des Betätigungsbetrags der Betätigungsvorrichtung 30. In der Ausführungsform wird, wenn die Betätigungsvorrichtung 30 betätigt wird, die Bewegungsgeschwindigkeit Va des Löffels 8 auf der Grundlage der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 30 basierend auf den Erfassungswerten der Drucksensoren 34A und 34B berechnet. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 9 beschrieben, ändern sich, wenn die Betätigungsvorrichtung 30 betätigt wird, die Pilotdruckwerte der Ölkanäle 33A und 33B als Reaktion auf den Betätigungsbetrag des linken Arbeitsgerät-Betätigungshebels 30L. Die Speichereinheit 62 speichert Korrelationsdaten, die eine Korrelation zwischen dem als Reaktion auf die Betätigung des Hebels eingestellten Pilotdruck und den Bewegungsbeträgen des Schiebers und des Zylinders angeben. Die Korrelationsdaten sind gegebenen Daten, die durch eine Tabelle oder eine Korrelationsgleichung definiert sind. Die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58 berechnet auch eine Geschwindigkeit des Stielzylinders als Reaktion auf die Betätigung des Hebels auf die gleiche Weise. Nach der Berechnung einer Zylindergeschwindigkeit des Stielzylinders 12 und einer Zylindergeschwindigkeit des Löffelzylinders 13 wandelt die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58 die Zylindergeschwindigkeit des Stielzylinders 12 und die Zylindergeschwindigkeit des Löffelzylinders 13 in die Bewegungsgeschwindigkeit Va am Regulierungspunkt RP um.
Die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58 berechnet eine relative Geschwindigkeit Vs des Regulierungspunkts RPb bezüglich der Zielkonstruktionsbodenform CS aus der berechneten Bewegungsgeschwindigkeit Va des Regulierungspunkts RPb des Löffels 8. Die relative Geschwindigkeit Vs ist eine relative Geschwindigkeit zwischen der Zielkonstruktionsbodenform CS und dem Löffel 8 in der Normalrichtung der Zielkonstruktionsbodenform CS. Mit anderen Worten gibt die relative Geschwindigkeit Vs eine Bewegungsgeschwindigkeit an, wenn sich der Regulierungspunkt RPb in Richtung der Zielkonstruktionsbodenform CS bewegt.
Die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58 bestimmt die Zielgeschwindigkeit Vb am Regulierungspunkt Rb gemäß der Rotation des Auslegers 6 in der Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP, so dass die aktuelle relative Geschwindigkeit des Löffels 8 bezüglich der Zielkonstruktionsbodenform CS zur Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit Vt wird, auf der Grundlage der relativen Geschwindigkeit Vs, die aus dem Pilotdruck berechnet wird, der sich als Reaktion auf den Betätigungsbetrag des Arbeitsgerät-Betätigungshebels 30L ändert, und der Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit Vt des Löffels 8, die auf der Grundlage des senkrechten Abstands Db bestimmt wird. D.h. die Zielgeschwindigkeit Vb des Auslegers 6 wird bestimmt, so dass die relative Geschwindigkeit Vs des Löffels 8 auf der Grundlage der Betätigung von mindestens einem des Stielzylinders 12 und des Löffelzylinders 13 durch die Bewegung des Auslegers 6 aufgehoben wird und sich der Löffel 8 mit der Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit Vt bewegt, wenn mindestens einer des Stielzylinders 12 und des Löffelzylinders 13 durch die Betätigung des Arbeitsgerät-Betätigungshebels 30L betätigt wird. In der Ausführungsform wird eine Konfiguration beschrieben, in der die Zielgeschwindigkeit Vb des Auslegers 6 geändert wird, aber es kann eine Konfiguration verwendet werden, in der die Zielgeschwindigkeit eines anderen Arbeitsgeräts wie eines Stiels 7 geändert wird.
Die Arbeitsgerät-Steuerbefehlsbestimmungseinheit 60 gibt einen Befehl zum Antreiben des Arbeitsgeräts 1 in der Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP, die senkrecht zur Auslegerachse AX1, der Stielachse AX2, und der Löffelachse AX3 ist, auf der Grundlage eines Betätigungszustands von mindestens einem des Stiels 7 und des Löffels 8 und eines Abstands zwischen dem Löffel 8 und der Zielkonstruktionsbodenform CS aus. Die Arbeitsgerät-Steuerbefehlsbestimmungseinheit 60 gibt einen Befehl zum Antreiben des Auslegers 6 in der Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP auf der Grundlage der durch die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58 bestimmten Zielgeschwindigkeit Vb des Auslegers 6 in der Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP aus. D.h. die Arbeitsgerät-Steuerbefehlsbestimmungseinheit 60 gibt einen Befehl zum Antreiben des Auslegerzylinders 11, der den Ausleger 6 in der Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP auf der Grundlage der durch die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58 bestimmten Zielgeschwindigkeit Vb des Auslegers 6 antreibt, aus. In der Ausführungsform wie vorstehend unter Bezugnahme auf 10 beschrieben, gibt die Arbeitsgerät-Steuerbefehlsbestimmungseinheit 60 ein Steuersignal an das Steuerventil 39C aus. Da das Steuerventil 39C gesteuert wird, so dass der Pilotdruck des Ölkanals 33C gesteuert wird, wird die Bewegung des Schiebers des Durchflusssteuerventils 25 eingestellt. Wenn die Bewegung des Schiebers eingestellt ist, wird die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 11, der den Ausleger 6 antreibt, eingestellt. Wenn die Zylindergeschwindigkeit des Auslegers 11 eingestellt ist, wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Auslegers 6 eingestellt. Die Arbeitsgerät-Steuerbefehlsbestimmungseinheit 60 gibt ein Steuersignal an das Steuerventil 39C aus, so dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Auslegers 6 zur Zielgeschwindigkeit Vb wird.
Als Nächstes wird die Kipp-Stoppsteuerung beschrieben. Die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 bestimmt die Kippgeschwindigkeit des Löffels 8 während der Kipp-Stoppsteuerung als Kippzielgeschwindigkeit (Kipp-Restriktionsgeschwindigkeit) U auf der Grundlage des Abstands zwischen dem Löffel 8 und der Zielkonstruktionsbodenform CS. In der Ausführungsform bestimmt die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 die Zielgeschwindigkeit U des Löffels 8 auf der Kippbetätigungsebene TP auf der Grundlage des Betriebsabstands Da, der ein Abstand zwischen dem Löffel 8 und der Kippzielbodenform ST ist. In der Ausführungsform wird eine Steuerung auf der Grundlage des Betriebsabstands Da beschrieben, jedoch kann auch eine Steuerung auf der Grundlage des senkrechten Abstands Db durchgeführt werden.
Die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 bestimmt die Zielgeschwindigkeit U für die Kippgeschwindigkeit des Löffels 8 auf der Grundlage des Bedienabstands Da. Die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 begrenzt die Kippgeschwindigkeit, wenn der Bedienabstand Da gleich oder kürzer ist als ein Linienabstand Ha, der ein Schwellenwert ist. In der Beschreibung nachstehend wird die Zielgeschwindigkeit U für die Kippgeschwindigkeit des Löffels 8 entsprechend als Restriktionsgeschwindigkeit U bezeichnet.
17 ist eine schematische Darstellung und erläutert die Kipp-Stoppsteuerung gemäß der Ausführungsform. Wie in 17 erläutert, wird die Kippzielbodenform ST definiert und die Geschwindigkeitsrestriktionsinterventionslinie ILa wird definiert. Die Geschwindigkeitsrestriktionslinie ILa ist parallel zur Kippzielbodenform ST und wird an einer Position getrennt von der Kippzielbodenform ST durch den Linienabstand Ha definiert. Es ist wünschenswert, den Linienabstand Ha so einzustellen, dass das Gefühl der Bedienperson beim Betätigen nicht beeinträchtigt wird. Die Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit 61 begrenzt die Kippgeschwindigkeit des Löffels 8, wenn mindestens ein Teil des Kipplöffels 8 die Geschwindigkeitsrestriktionsinterventionslinie ILa überschreitet, so dass der Bedienabstand Da gleich oder kürzer wird als der Linienabstand Ha. Die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 bestimmt die Restriktionsgeschwindigkeit U für die Kippgeschwindigkeit des Löffels 8, der die Geschwindigkeitsrestriktionsinterventionslinie ILa überschreitet. In dem Beispiel in 17 wird, da ein Teil des Löffels 8 die Geschwindigkeitsrestriktionsinterventionslinie ILa überschreitet, so dass der Bedienabstand Da kürzer ist als der Linienabstand Ha, die Kippgeschwindigkeit begrenzt.
Die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 erfasst den Bedienabstand Da zwischen der Kippzielbodenform ST und dem Regulierungspunkt RP in einer Richtung parallel zur Kippbetätigungsebene TP. Weiterhin erfasst die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 die Restriktionsgeschwindigkeit U als Reaktion auf den Bedienabstand Da. Wenn die Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit 61 bestimmt, dass der Bedienabstand Da gleich oder kürzer ist als der Linienabstand Ha, wird die Kippgeschwindigkeit begrenzt. In der Ausführungsform gibt der Bedienabstand Da einen Abstand zwischen der Spitze 9 und der Kippzielbodenform ST an.
19 ist eine Darstellung und erläutert ein Beispiel einer Beziehung zwischen dem Bedienabstand Da und der Restriktionsgeschwindigkeit U gemäß der Ausführungsform. Wie in 19 erläutert, ist die Restriktionsgeschwindigkeit U eine Geschwindigkeit, die als Reaktion auf den Bedienabstand Da einheitlich bestimmt wird. Die Restriktionsgeschwindigkeit U wird nicht eingestellt, wenn der Bedienabstand Da länger ist als der Linienabstand Ha, und wird eingestellt, wenn der Bedienabstand Da gleich oder kürzer ist als der Linienabstand Ha. Die Restriktionsgeschwindigkeit U wird geringer, wenn der Bedienabstand Da kürzer wird. Wenn dann der Bedienabstand Da zu Null wird, wird auch die Restriktionsgeschwindigkeit U zu Null. Weiterhin wird in 19 eine Richtung, die sich näher an die Zielkonstruktionsbodenform CS bewegt, durch eine negative Richtung angegeben.
20 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel einer Bedienung des Löffels 8 gemäß der Ausführungsform. Die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 berechnet eine Bewegungsgeschwindigkeit Vr in einer Richtung, in der sich die Spitze 9, die der Regulierungspunkt RPa ist, in Richtung der Zielkonstruktionsbodenform CS (die Kippzielbodenform ST) bewegt, gemäß der Kippung auf der Grundlage des Betätigungsbetrags des Kipp-Betätigungshebels 30T der Betätigungsvorrichtung 30. Die Bewegungsgeschwindigkeit Vr gibt eine Bewegungsgeschwindigkeit des Regulierungspunkts RPa in einer Ebene parallel zur Kippbetätigungsebene TP an. Die Bewegungsgeschwindigkeit Vr gibt eine Geschwindigkeitskomponente an, die senkrecht zur Kippzielbodenform ST ist. Die Bewegungsgeschwindigkeit Vr wird für jeden der Vielzahl von Regulierungspunkten RP einschließlich Spitze 9 (der Regulierungspunkt RPa) berechnet.
In der Ausführungsform wird, wenn der Kipp-Betätigungshebel 30T betätigt wird, die Bewegungsgeschwindigkeit Vr auf der Grundlage eines Signals, wie Spannung, die aus dem Kipp-Betätigungshebel 30T ausgegeben wird, berechnet. Wenn der Kipp-Betätigungshebel 30T betätigt wird, wird ein Signal, wie eine Spannung als Reaktion auf den Betätigungsbetrag des Kipp-Betätigungshebels 30T aus dem Kipp-Betätigungshebel 30T ausgegeben. Nach der Berechnung der Zylindergeschwindigkeit des Kippzylinders 14 wandelt die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 die Zylindergeschwindigkeit in die Bewegungsgeschwindigkeit Vr des Regulierungspunkts RPa des Löffels 8 entsprechend einem Betätigungsbetrag des Betätigungshebels um.
Die Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit 61 gibt einen Befehl zur Durchführung der Kippsteuerung des Löffels 8 um die Kippachse AX4 auf der Grundlage des Abstands zwischen dem Löffel 8 und der Zielkonstruktionsbodenform CS und dem Kippzustand des Löffels 8 aus. Wenn die Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit 61 bestimmt, dass der Bedienabstand Da gleich oder kürzer ist als der Linienabstand Ha, wird die Bewegungsgeschwindigkeit Vr des Regulierungspunkts RP in der Zielkonstruktionsbodenform CS auf die Restriktionsgeschwindigkeit U reguliert. Die Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit 61 gibt ein Steuersignal an das Steuerventil 37 aus, um die Bewegungsgeschwindigkeit Vr der Spitze 9 des Löffels 8 zu unterdrücken. Die Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit 61 gibt ein Steuersignal an das Steuerventil 37 aus, so dass die Bewegungsgeschwindigkeit Vr der Spitze 9 des Löffels 8 als Reaktion auf den Bedienabstand Da zur Restriktionsgeschwindigkeit U wird. Demnach wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Spitze 9 des Kipplöffels 8 langsamer, wenn die Spitze 9 der Zielkonstruktionsbodenform CS (die Kippzielbodenform ST) näher kommt und wird Null, wenn die Spitze 9 die Zielkonstruktionsbodenform CS erreicht.
[Steuerverfahren]
Als Nächstes wird ein Beispiel eines Verfahrens zur Steuerung des Baggers 100 gemäß der Ausführungsform beschrieben. 21 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert ein Beispiel des Verfahrens zur Steuerung des Baggers 100 gemäß der Ausführungsform. In der Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, in dem die geneigte Zielkonstruktionsbodenform CS durch den kippbaren Löffel 8 konstruiert wird.
Die Zielkonstruktionsbodenformerzeugungseinheit 54 erzeugt die Zielkonstruktionsbodenform CS auf der Grundlage der Linie LX und der Linie LY, die den Zielkonstruktionsdaten entsprechen, die von der Zielkonstruktionsdatenerzeugungsvorrichtung 70 geliefert und in die Speichereinheit 62 gespeichert werden (Schritt S10) .
Die Regulierungspunktpositionsdatenberechnungseinheit 53A berechnet die Positionsdaten von jedem in Löffel 8 eingestellten Regulierungspunkt RP auf der Grundlage der Arbeitsgerätwinkeldaten, die durch die Arbeitsgerät-Winkeldatenerfassungseinheit 52 erfasst werden, der Arbeitsgerätdaten, die in der Speichereinheit 62 gespeichert sind, und der Zielkonstruktionsbodenform CS (Schritt S20) .
Die Arbeitsgerät-Betätigungsebeneberechnungseinheit 55 berechnet die Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP, die eine Betätigungsebene ist, in der sich der Löffel 13 durch die Betätigung von mindestens einem des Auslegerzylinders 11, des Stielzylinders 12 und des Löffelzylinders 13 bewegt (Schritt S30).
Die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58 berechnet den senkrechten Abstand Db zwischen dem Regulierungspunkt RP (RPb) und der Zielkonstruktionsbodenform CS (Schritt S40).
Die Zielgeschwindigkeit Vb wird auf der Grundlage des senkrechten Abstands Db bestimmt. Wenn der senkrechte Abstand Db gleich oder kürzer ist als der Linienabstand Hb, bestimmt die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58 die Zielgeschwindigkeit Vb des Auslegers 6 zum Einstellen der Bewegungsgeschwindigkeit des Löffels 8 auf die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit Vt (Schritt S50).
Die Arbeitsgerät-Steuerbefehlsbestimmungseinheit 60 steuert die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 11 durch Ausgeben eines Steuersignals an das Steuerventil 39C, um den Ausleger 6 bei der Zielgeschwindigkeit Vb zu bedienen (Schritt S60). Die Stoppassistenzsteuerung wird entsprechend durchgeführt.
Die Kippbetätigungsebenenberechnungseinheit 56 berechnet die Kippbetätigungsebene TP, die senkrecht zur Kippachse AX4 ist und durch die Spitze 9 entsprechend dem Regulierungspunkt RPa hindurchläuft (Schritt S70).
Die Kippzielbodenformberechnungseinheit 57 berechnet die Kippzielbodenform ST, in der sich die Zielkonstruktionsbodenform CS und die Kippbetätigungsebene TP gegenseitig schneiden (Schritt S80).
Die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 berechnet den Bedienabstand Da zwischen der Spitze 9 und der Kippzielbodenform ST (Schritt S90).
Die Restriktionsgeschwindigkeit U wird auf der Grundlage des Bedienabstands Da bestimmt. Wenn der Bedienabstand Da gleich oder kürzer ist als der Linienabstand Ha, bestimmt die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 die Restriktionsgeschwindigkeit U als Reaktion auf den Bedienabstand Da (Schritt S100).
Die Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit 61 berechnet ein Steuersignal für das Steuerventil 37 auf der Grundlage der Bewegungsgeschwindigkeit Vr der Spitze 9 des Löffels 8, die aus dem Betätigungsbetrag des Kipp-Betätigungshebels berechnet wird, und der Restriktionsgeschwindigkeit U, die durch die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 bestimmt wird. Die Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit 61 berechnet ein Steuersignal zum Einstellen die Bewegungsgeschwindigkeit Vr bei der Restriktionsgeschwindigkeit U und gibt das Steuersignal an das Steuerventil 37 aus. Das Steuerventil 37 steuert den Pilotdruck auf der Grundlage des von der Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit 61 ausgegebenen Steuersignals. Demnach wird die Bewegungsgeschwindigkeit Vr der Spitze 9 des Löffels 8 begrenzt (Schritt S110).
[Auswirkung]
Wie vorstehend beschrieben wird gemäß der Ausführungsform die Stoppassistenzsteuerung, die durch einen Befehl zum Antreiben des Arbeitsgeräte 1 in der Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP senkrecht zu mindestens einer der Auslegerachse AX1, der Stielachse AX2 und der Löffelachse AX3 durchgeführt wird, zusammen mit der Kipp-Stoppsteuerung durchgeführt, die durch einen Befehl zum Kippen des Löffels 8 um die Kippachse AX4 durchgeführt wird. Ein Fall, wobei die Bedienperson eine geneigte Ebene unter Verwendung der Kipp-Stoppsteuerung und der Stoppassistenzsteuerung konstruiert, wird beschrieben unter Bezugnahme auf 22.
Die Bedienperson führt eine Aufgabe gemäß einer nachstehenden Verfahrensweise durch, während der Stiel und der Löffel für den Grabungsvorgang betätigt werden, so dass eine Löffel-Grabungsfläche während der Kipp-Betätigung gegen die Zielkonstruktionsbodenform CS gepresst wird. Wie in 22(A) erläutert wird, wenn sich der Löffel 8 näher an die Zielkonstruktionsbodenform CS bewegt, eine Interventionssteuerung für den Ausleger 6 auf der Grundlage der Stoppassistenzsteuerung gemäß der Betätigung des Stiels 7 und des Löffels 8 durchgeführt , und die Kipp-Stoppsteuerung wird gemäß der Betätigung des Löffels 8 problemlos gestartet, wie in 22(B) erläutert.
Wenn der Stiel 7 und der Löffel 8 kontinuierlich zusammen mit der Kipp-Betätigung betätigt werden, wie in 22(C) erläutert, erreicht der Löffel 8 die Zielkonstruktionsbodenform CS. Die Kippgeschwindigkeit wird zu einem Zeitpunkt Null, zu dem die Spitze (die Linie) 9 des Löffels 8, die die Zielkonstruktionsbodenform CS kontaktiert, oder der Grabungsbereich der Rückseite des Löffels 8 im Wesentlichen parallel ist zur Zielkonstruktionsbodenform CS (die Kippzielbodenform ST bei der Kipp-Stoppsteuerung) während der Grabung unter Verwendung des Löffels 8. Als Nächstes wird ein Zustand, in dem die Zielkonstruktionsbodenform CS und der Grabungsbereich zueinander parallel sind, von der Kipp-Stoppsteuerung gehalten. Dabei wird in der Stoppassistenzsteuerung eine Auslegerinterventionssteuerung ohne Berücksichtigung der Kipp-Betätigung durchgeführt, und ein Grabungsvorgang wird entlang der Zielkonstruktionsbodenform CS (die Linie LX in der Stoppassistenzsteuerung) durchgeführt.
Demnach wir der Grabungsbereich des Löffels nicht von der Zielkonstruktionsbodenform CS abgehoben, während die Zielkonstruktionsbodenform CS und der Grabungsbereich kontinuierlich parallel zueinander sind.
Wenn der Bediener einen Grabungsvorgang durchführt, einschließlich eines Vorgangs, bei dem die Grabungsfläche des Löffels 8 gegen die Zielkonstruktionsbodenform CS gedrückt wird, während der Löffel 8 entsprechend der Betätigung durch die Betätigungsvorrichtung 30, dann ist es erforderlich, den Grabungsvorgang exakt durchzuführen, so dass die Zielkonstruktionsbodenform CS nicht vom Löffel verletzt wird. Wenn sich nur ein Teil des Löffels 8 entlang der Linie LX bewegt, kann der optimale Wert des Kippwinkels des Löffels 8 bezüglich der Zielkonstruktionsbodenform CS nicht bestimmt werden, und nur ein Teil der Spitze kontaktiert die Zielkonstruktionsbodenform CS oder wird von der Zielkonstruktionsbodenform CS abgehoben. Als Ergebnis tritt ein Grabungsverlust (Nichtgrabung) auf.
Gemäß der Ausführungsform wird die Stoppassistenzsteuerung zusammen mit der Kipp-Stoppsteuerung zur Steuerung des Kippzylinders 14 auf der Grundlage des Abstands zwischen dem Löffel 8 und der Kippzielbodenform ST statt einer Konfiguration durchgeführt, in der die Stoppassistenzsteuerung zur Steuerung des Auslegerzylinders 11 nur auf den Kipplöffel 8 angewandt wird. Da also der Kippwinkel des Kipplöffels 8 auf einen optimalen Wert eingestellt werden kann und die Spitze 9 des Löffels 8 parallel zur Zielkonstruktionsbodenform CS sein kann, kann die Spitze 9 des Löffels 8 entlang der Zielkonstruktionsbodenform CS (die Linie LX) bewegt werden, während die Zielkonstruktionsbodenform CS (die Kippzielbodenform ST) nicht vom Löffel 8 durchdrungen wird.
23 ist eine schematische Darstellung und erläutert eine Aktion des Löffels 8 gemäß der Ausführungsform. 23 erläutert ein Beispiel, in der die Stoppassistenzsteuerung durchgeführt und die Kipp-Stoppsteuerung nicht durchgeführt wird. Wenn die Kipp-Stoppsteuerung nicht durchgeführt wird, wird die Restriktionsgeschwindigkeit U nicht berechnet. Unter der Annahme, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Löffels 8 auf der Grundlage der Betätigung des Kipp-Betätigungshebels 30T durch die Bedienperson Vr ist und die Geschwindigkeitskomponente der Bewegungsgeschwindigkeit Vr in der Normalrichtung der Zielkonstruktionsbodenform CS Vra ist, wird die relative Geschwindigkeit des Löffels 8 bezüglich der Zielkonstruktionsbodenform CS zu einer Summe der Bewegungsgeschwindigkeit Vs des Löffels 8 auf der Grundlage der Betätigung des Arbeitsgerät-Betätigungshebels 30L durch die Bedienperson und der Bewegungsgeschwindigkeit Vra des Löffels 8 auf der Grundlage des Betätigung des Kipp-Betätigungshebels 30T durch die Bedienperson. Als Ergebnis berechnet die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58 die Zielgeschwindigkeit Vb des Auslegers 6, so dass sich die Summe der Bewegungsgeschwindigkeit Vs und der Bewegungsgeschwindigkeit Vra aufhebt. D.h. auch wenn der Löffel 8 gekippt wird, wird der Kippzylinder 14 nicht gesteuert, und nur der Auslegerzylinder 11 wird gesteuert. Demnach wird der Ausleger 6 zu stark angehoben. Als Ergebnis ist es schwer, die Spitze 9 des Löffels 8 entlang der geneigten Zielkonstruktionsbodenform CS zu bewegen.
Gemäß der Ausführungsform wird der Kippzylinder 14 auf der Grundlage der Bewegungsgeschwindigkeit Vr des Kipplöffels 8 gesteuert. Somit wird, da es möglich ist, es zu unterbinden, dass der Ausleger 6 zu stark angehoben wird, die Zielkonstruktionsbodenform CS hochpräzise konstruiert.
Weiterhin werden in der Ausführungsform die Kippbetätigungsebene TP und die Kippzielbodenform ST definiert, und die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 bestimmt die Zielgeschwindigkeit U des Löffels 8 in der Kippbetätigungsebene ST auf der Grundlage des Bedienabstands Da zwischen dem Löffel 8 und der Kippzielbodenform ST. Die Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit 61 steuert den Kippzylinder 14 auf der Grundlage der durch die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 bestimmten Zielgeschwindigkeit U. Es ist somit möglich, eine Konstruktion durchzuführen, während die Spitze 9 des Kipplöffels 8 dazu gebracht wird, der Kipp-Zielkonstruktionsbodenform CS hochpräzise zu folgen.
Weiterhin werden in der Ausführungsform die Stoppassistenzsteuerung zur Steuerung der Bewegung des Arbeitsgeräts 1 in der Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP und die Kipp-Stoppsteuerung zur Steuerung des Kippens des Löffels 3 in der Kippbetätigungsebene TP unabhängig durchgeführt. D.h. bei der Stoppassistenzsteuerung wird die Zielgeschwindigkeit Vb des Auslegers 6 in der Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP auf der Grundlage des senkrechten Abstands Db in der Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP bestimmt, und der Auslegerzylinder 11 wird gesteuert, so dass sich der Ausleger 6 bei der Zielgeschwindigkeit Vb bewegt. D.h. die auf das Kippen des Löffels 8 bezogene relative Geschwindigkeit zwischen der Zielkonstruktionsbodenform CS und dem Löffel 8 wird nicht in der Stoppassistenzsteuerung wiedergegeben. Indes wird bei der Kipp-Stoppsteuerung die Zielgeschwindigkeit U des Löffels 8 in der Kippbetätigungsebene TP auf der Grundlage des Bedienabstands Da in der Kippbetätigungsebene TP bestimmt, und der Kippzylinder 14 wird gesteuert, so dass der Löffel 8 bei der Zielgeschwindigkeit U gekippt wird. D.h. die auf die Bewegung des Auslegers 6 bezogene relative Geschwindigkeit zwischen der Zielkonstruktionsbodenform CS und dem Löffel 8 wird nicht in der Kipp-Stoppsteuerung wiedergegeben. Demnach ist es möglich, eine Konstruktion durchzuführen, während die Spitze 9 des Kipplöffels 8 zum hochpräzisen Befolgen der Kipp-Zielkonstruktionsbodenform CS gebracht wird.
<Zweite Ausführungsform>
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. 24 ist eine schematische Darstellung und erläutert ein Beispiel eines Verfahrens zur Steuerung des Baggers 100 gemäß der Ausführungsform. Wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform berechnet die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 die Zielgeschwindigkeit U des Löffels 8 in der Kippbetätigungsebene TP.
In der Ausführungsform berechnet die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 eine Zielgeschwindigkeit Ua des Löffels 8 in der Normalrichtung der Linie LX von der berechnet Zielgeschwindigkeit U. D.h. die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 berechnet die Geschwindigkeitskomponente Ua der Zielgeschwindigkeit U in der Normalrichtung der Linie LX.
Die Arbeitsgerät-Steuerbefehlsbestimmungseinheit 60 gibt einen Befehl aus auf der Grundlage der durch die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 59 berechneten Zielgeschwindigkeit Ua des Löffels 8 in der Normalrichtung der Linie LX und der durch die Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 58 berechneten Zielgeschwindigkeit Vs des Löffels 8 in der Normalrichtung der Linie LX. In der Ausführungsform wird die Zielgeschwindigkeit Vb des Auslegers 6 berechnet, so dass sich eine Summe der Zielgeschwindigkeit Ua und der Zielgeschwindigkeit Vs aufhebt, d.h. es wird eine Beziehung „Vs + Va = Vt + Vb“ entwickelt und die Arbeitsgerät-Steuerbefehlsbestimmungseinheit 60 gibt ein Steuersignal an die Steuerventil 39C aus, so dass sich der Ausleger 6 bei der Zielgeschwindigkeit Vb bewegt. Auf diese Weise wird die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 11 gesteuert.
Gemäß der Ausführungsform wird die Zielgeschwindigkeit Ua für das Kippen des Löffels 8 in der Stoppassistenzsteuerung wiedergegeben. Wenn eine Geschwindigkeit, in der sich der Löffel 8 an die Zielkonstruktionsbodenform CS annähert, in der Stoppassistenzsteuerung nicht kippbezogen wiedergegeben wird, besteht die Möglichkeit, dass der Löffel 8 die Zielkonstruktionsbodenform CS etwas ausgraben kann. Gemäß der Ausführungsform ist es möglich, die Spitze 9 des Löffels 8 entlang der Zielkonstruktionsbodenform CS mit höherer Präzision zu bewegen.
Weiterhin wird in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Auslegerzylinder 11 in der Stoppassistenzsteuerung gesteuert. In der Stoppassistenzsteuerung kann der Stielzylinder 12, der das Arbeitsgerät 1 betätigt, in der Arbeitsgerät-Betätigungsebene WP gesteuert werden, oder der Auslegerzylinder 13 kann darin gesteuert werden.
Weiterhin wird in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eine Steuerung für den Kippzylinder 14, der den Löffel 8 kippt, auf der Grundlage des Bedienabstands Da durchgeführt. Eine Steuerung für den Kippzylinder 14, der den Löffel 8 kippt, kann bezogen auf den senkrechten Abstand Db durchgeführt werden.
Weiterhin wird in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Löffel-Stoppsteuerung für das Kippen des Löffels 8 in der Zielkonstruktionsbodenform CS durchgeführt. Wie bei der Stoppassistenzsteuerung unter Verwendung des Auslegerzylinders 11 kann die Kipp-Stoppassistenzsteuerung zur Steuerung des Kipplöffels 14 durchgeführt werden, so dass die Spitze 9 des Löffels 8 der Zielkonstruktionsbodenform CS folgt.
Weiterhin wird in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Kipplöffel 8 an der Kippzielbodenform ST gestoppt. Die Kipp-Stoppsteuerung kann durchgeführt werden, so dass das Kippen des Löffels 8 in einer Regulierungsposition gestoppt wird, die von der Kippzielbodenform ST verschieden ist und bezüglich der Kippzielbodenform ST eine Regulierungspositionsbeziehung einnimmt.
Weiterhin ist in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Baumaschine 100 ein Bagger. Die in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform beschriebenen Komponenten können auf eine Baumaschine, darunter ein vom Bagger verschiedenes Arbeitsgerät, angewandt werden.
Weiterhin kann in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Arbeitsgerät 1 mit einer den Löffel 8 drehbar tragenden Rotationsachse zusätzlich zur Löffelachse AX3 und Kippachse AX4, versehen sein.
Weiterhin kann in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der obere Schwenkkörper 2 durch einen hydraulischen Druck oder Strom, der durch einen elektrischen Aktor erzeugt wird, schwingen. Weiterhin kann das Arbeitsgerät 1 durch Strom, der durch einen elektrischen Aktor erzeugt wird, statt durch den Hydraulikzylinder 10 betätigt werden.
Bezugszeichenliste

1: ARBEITSGERÄT
2: OBERER SCHWENKKÖRPER
3: UNTERER FAHRKÖRPER
3C: GLEISKETTE
4: FAHRERHAUS
5: MASCHINENRAUM
6: AUSLEGER
7: STIEL
8: LÖFFEL
8B: LÖFFELBOLZEN
8T: KIPPBOLZEN
9: SPITZE
10: HYDRAULIKZYLINDER
10A: KAPPENSEITIGE ÖLKAMMER
10B: STANGENSEITIGE ÖLKAMMER
11: AUSLEGERZYLINDER
12: STIELZYLINDER
13: LÖFFELZYLINDER
14: KIPPZYLINDER
16: AUSLEGERHUBSENSOR
17: STIELHUBSENSOR
18: LÖFFELHUBSENSOR
19: KIPP-HUBSENSOR
20: POSITIONSBERECHNUNGSVORRICHTUNG
21: FAHRZEUGFKÖRPERPOSITIONSRECHNER
22: STELLUNGSRECHNER
23: ORIENTIERUNGSRECHNER
24: LÖFFELPOSITIONSBERECHNUNGSVORRICHTUNG
25: DURCHFLUSSSTEUERVENTIL
30: BETÄTIGUNGSVORRICHTUNG
30F: BETÄTIGUNGSPEDAL
30L: BETÄTIGUNGSHEBEL
30T: KIPP-BETÄTIGUNGSHEBEL
31: HAUPTHYDRAULIKPUMPE
32: PILOTHYDRAULIKPUMPE
33A, 33B: ÖLKANAL
34A, 34B: DRUCKSENSOR
35A, 35B: ÖLKANAL
36A, 36B: WECHSELVENTIL
37A, 37B: STEUERVENTIL
38A, 38B: ÖLKANAL
39A, 39B, 39C: STEUERVENTIL
40: WECHSELVENTIL
50: STEUERVORRICHTUNG
51: FAHRZEUGKÖRPERPOSITIONSDATENERFASSUNGSEINHEIT
52: LÖFFELPOSITIONSDATENERFASSUNGSEINHEIT
53A: REGULIERUNGSPUNKTPOSITIONSDATENBERECHNUNGSEINHEIT
53B: KANDIDATEN-REGULIERUNGSPUNKTPOSITIONSDATENBERECHNUNGSEINHEIT
54: ZIELKONSTRUKTIONSBODENFORMERZEUGUNGSEINHEIT
55: ARBEITSGERÄT-BETÄTIGUNGSEBENENBERECHNUNGSEINHEIT
56: KIPP-BETÄTIGUNGSEBENENERECHNUNGSEINHEIT
57: KIPP-ZIELBODENFORMBERECHNUNGSEINHEIT
58: ARBEITSGERÄT-ZIELGESCHWINDIGKEITSBESTIMMUNGSEINHEIT
59: KIPP-ZIELGESCHWINDIGKEITSBESTIMMUNGSEINHEIT
60: ARBEITSGERÄT-STEUERBEFEHELSBESTIMMUNGSEINHEIT
61: KIPP-STEUERBEFEHELSBESTIMMUNGSEINHEIT
62: SPEICHEREINHEIT
63: EINGABE/AUSGABE-EINHEIT
70: ZIELKONSTRUKTIONSDATENERZEUGUNGSVORRICHTUNG
81: BODENPLATTE
82: HINTERE PLATTE
83: OBERE PLATTE
84: SEITENPLATTE
85: SEITENPLATTE
86: ÖFFNUNGSABSCHNITT
87: HALTERUNG
88: HALTERUNG
90: VERBINDUNGSELEMENT
91: PLATTENELEMENT
92: HALTERUNG
93: HALTERUNG
94: ERSTES GELENKELEMENT
94P: ERSTER GELENKBOLZEN
95: ZWEITES GELENKELEMENT
95P: ZWEITER GELENKBOLZEN
96: LÖFFELZYLINDER-KOPFBOLZEN
97: HALTERUNG
100: BAGGER (BAUMASCHINE)
200: STEUERSYSTEM
300: HYDRAULIKSYSTEM
AP: PUNKT
AX1: AUSLEGERACHSE
AX2: STIELACHSE
AX3: LÖFFELACHSE
AX4: KIPPACHSE
CD: ZIELKONSTRUKTIONSDATEN
CS: ZIELKONSTRUKTIONSBODENFORM
L1: AUSLEGERLÄNGE
L2: STIELLÄNGE
L3: LÖFFELLÄNGE
L4: KIPP-LÄNGE
L5: LÖFFELBREITE
LX: LINIE
LY: LINIE
RP: REFERENZPUNKT
RX: SCHWENKACHSE
ST: KIPP-ZIELBODENFORM
TP: KIPP-BETÄTIGUNGSEBENE
α: AUSLEGERWINKEL
β: STIELWINKEL
γ: LÖFFELWINKEL
δ: KIPPWINKEL
ε: KIPPACHSENWINKEL
θ1: ROLLWINKEL
θ2: STEIGUNSWINKEL
θ3: GIERWINKEL

Claims

Baumaschinensteuersystem (200) für ein Baumaschine (100) mit einem Arbeitsgerät (1), das einen Ausleger (6), der um eine Auslegerachse (AX1) bezüglich eines Fahrzeugkörpers drehbar ist, einen Stiel (7), der um eine Stielachse (AX2) parallel zur Auslegerachse (AX1) bezüglich des Auslegers (6) drehbar ist, und einen Löffel (8), der um eine Löffelachse (AX3) parallel zur Stielachse (AX2) drehbar ist und um eine Kippachse (AX4) senkrecht zur Löffelachse (AX3) bezüglich des Stiels (7), beinhaltet, wobei das Baumaschinensteuersystem folgendes aufweist: eine Zielkonstruktionsbodenformerzeugungseinheit (54), die eine Zielkonstruktionsbodenform (CS) erzeugt, die eine Zielform eines Grabungsziels angibt; eine Arbeitsgerät-Steuerbefehlsbestimmungseinheit (60), die einen Befehl zum Antreiben des Arbeitsgeräts (1) in einer Arbeitsgerät-Betätigungsebene senkrecht zu mindestens einer der Auslegerachse (AX1), der Stielachse (AX2), und der Löffelachse (AX3) auf der Grundlage eines Betätigungszustands von mindestens einem des Stiels (7) und des Löffels (8) und eines Abstands zwischen dem Löffel (8) und der Zielkonstruktionsbodenform ausgibt; eine Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit (59), die eine Kippzielgeschwindigkeit (U) des Löffels (8) während einer Kipp-Stoppsteuerung auf der Grundlage des Abstands zwischen dem Löffel (8) und der Zielkonstruktionsbodenform (CS) bestimmt; und eine Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit (61), die einen Befehl zur Durchführung einer Kipp-Stoppsteuerung des Löffels (8) um die Kippachse (AX4) bezogen auf einen Kippzustand des Löffels (8) und des Abstands zwischen dem Löffel (8) und der Zielkonstruktionsbodenform ausgibt, wobei die Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit (61) den Befehl auf der Grundlage der Kippzielgeschwindigkeit ausgibt.
Baumaschinensteuersystem (200) nach Anspruch 1, das weiterhin folgendes aufweist: eine Kippbetätigungsebenenberechnungseinheit (56), die eine Kippbetätigungsebene, die durch den Löffel (8) hindurchläuft und senkrecht zur Kippachse (AX4) ist, berechnet; eine Kippzielbodenformberechnungseinheit (57), die eine Kippzielbodenform berechnet, in der sich die Zielkonstruktionsbodenform und die Kippbetätigungsebene gegenseitig schneiden; und die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit (59), die die Kippzielgeschwindigkeit des Löffels (8) in der Kippbetätigungsebene auf der Grundlage eines Abstands zwischen dem Löffel (8) und der Kippzielbodenform bestimmt.
Baumaschinensteuersystem (200) nach Anspruch 2, wobei die Kippsteuerbefehlsbestimmungseinheit (61) einen Befehl zum Antreiben eines Kippzylinders (14) ausgibt, der den Löffel (8) auf der Grundlage der durch die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit (59) bestimmten Kippzielgeschwindigkeit kippt.
Baumaschinensteuersystem (200) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Kippzielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit (59) die Kippzielgeschwindigkeit des Löffels (8) in einer Normalrichtung der Zielkonstruktionsbodenform berechnet.
Baumaschinensteuersystem (200) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, das weiterhin folgendes aufweist: eine Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit (58), die eine Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit des Arbeitsgeräts (1) in der Arbeitsgerät-Betätigungsebene auf der Grundlage eines senkrechten Abstands bestimmt, der ein kürzester Abstand zwischen der Zielkonstruktionsbodenform (CS) und dem Löffel (8) in der Normalrichtung der Zielkonstruktionsbodenform (CS) ist, wobei die Arbeitsgerät-Steuerbefehlsbestimmungseinheit (60) einen Befehl zum Steuern von mindestens einem des Auslegers (6) und des Stiels (7) auf der Grundlage der Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit ausgibt.
Baumaschinensteuersystem (200) nach Anspruch 5, wobei die Arbeitsgerät-Steuerbefehlsbestimmungseinheit (60) einen Befehl zum Antreiben eines Hydraulikzylinders ausgibt, der mindestens einen des Auslegers (6) und des Stiels (7) in der Arbeitsgerät-Betätigungsebene auf der Grundlage der Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit antreibt.
Baumaschinensteuersystem (200) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Arbeitsgerät-Steuerbefehlsbestimmungseinheit (60) den Befehl auf der Grundlage der Kippzielgeschwindigkeit und der Arbeitsgerät-Zielgeschwindigkeit ausgibt.
Baumaschine (100), die folgendes aufweist: einen oberen Schwenkkörper (2); einen unteren Fahrkörper (3), der den oberen Schwenkkörper (2) trägt; ein Arbeitsgerät (1), das einen Ausleger (6), einen Stiel (7) und einen Löffel (8) aufweist und durch den oberen Schwenkkörper (2) getragen wird; und das Baumaschinensteuersystem (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Baumaschinensteuerverfahren zur Steuerung einer Baumaschine (100) mit einem Arbeitsgerät (1) einschließlich eines Auslegers (6), der um eine Auslegerachse (AX1) bezüglich eines Fahrzeugkörpers (2) drehbar ist, eines Stiels (7), der um eine Stielachse (AX2) parallel zur Auslegerachse (AX1) bezüglich des Auslegers (6) drehbar ist, und eines Löffels (8), der um eine Löffelachse (AX3) parallel zur Stielachse (AX2) drehbar ist und um eine bezüglich des Stiels (7) zur Löffelachse (AX3) senkrechte Kippachse (AX4), das folgendes aufweist: Ausgeben eines Befehls zum Antreiben des Arbeitsgeräts (1) in einer Arbeitsgerät-Betätigungsebene senkrecht zu mindestens einer der Auslegerachse (AX1), der Stielachse (AX2), und der Löffelachse (AX3) auf der Grundlage eines Betätigungszustands von mindestens einem des Stiels (7) und des Löffels (8) und eines Abstands zwischen dem Löffel (8) und einer Zielkonstruktionsbodenform, die eine Zielform eines Grabungsziels angibt; Bestimmen einer Kippzielgeschwindigkeit (U) des Löffels (8) während einer Kipp-Stoppsteuerung auf der Grundlage des Abstands zwischen dem Löffel (8) und der Zielkonstruktionsbodenform (CS) und Ausgeben eines Befehls zur Durchführung der Kipp-Stoppsteuerung des Löffels (8) um die Kippachse (AX4) auf der Grundlage eines Kippzustands des Löffels (8) und des Abstands zwischen dem Löffel (8) und der Zielkonstruktionsbodenform, wobei der Befehl auf der Grundlage der Kippzielgeschwindigkeit ausgegeben wird.