JP2000096601A - 作業機の角度制御方法及びその制御装置 - Google Patents
作業機の角度制御方法及びその制御装置Info
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- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/36—Component parts
- E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
- E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
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- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フロントエンドローダのバケットへの掘削、
積込作業において、非熟練オペレータでも容易に、かつ
能率的に行なえる作業機の角度制御方法及びその制御装
置を提供する。 【解決手段】 車体の前部のブーム3と、ブーム3の先
端部のバケット4とを有するフロントエンドローダの作
業機の角度制御装置において、自動掘削スタートボタン
34と、ブーム角度検出手段40と、バケット角度検出
手段41と、ブーム操作弁(13)及びバケット操作弁14
を制御する電磁比例制御弁20と、自動掘削スタートボ
タン34からの開始信号を入力したとき、自動掘削モー
ドになり、ブーム3を所定速度で上昇させる制御信号を
電磁比例制御弁20に出力すると共に、ブーム角度検出
手段40及びバケット角度検出手段41からのそれぞれ
の信号を入力して所定の演算を行い、予め記憶している
自動掘削モードに基づいて、ブーム角度に対応してバケ
ット4を所定角度チルトさせる制御信号を電磁比例制御
弁20に出力するコントローラ25とを有する。
積込作業において、非熟練オペレータでも容易に、かつ
能率的に行なえる作業機の角度制御方法及びその制御装
置を提供する。 【解決手段】 車体の前部のブーム3と、ブーム3の先
端部のバケット4とを有するフロントエンドローダの作
業機の角度制御装置において、自動掘削スタートボタン
34と、ブーム角度検出手段40と、バケット角度検出
手段41と、ブーム操作弁(13)及びバケット操作弁14
を制御する電磁比例制御弁20と、自動掘削スタートボ
タン34からの開始信号を入力したとき、自動掘削モー
ドになり、ブーム3を所定速度で上昇させる制御信号を
電磁比例制御弁20に出力すると共に、ブーム角度検出
手段40及びバケット角度検出手段41からのそれぞれ
の信号を入力して所定の演算を行い、予め記憶している
自動掘削モードに基づいて、ブーム角度に対応してバケ
ット4を所定角度チルトさせる制御信号を電磁比例制御
弁20に出力するコントローラ25とを有する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両前部にブーム
とバケットとを有するフロントエンドローダの作業機制
御に関する。
とバケットとを有するフロントエンドローダの作業機制
御に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のフロントエンドローダのバケット
による掘削及び積み込み方法を、図1を参照して説明す
る。図1は、ホイール式フロントエンドローダの側面図
である。フロントエンドローダ1は車体2の前部にブー
ム3とバケット4とよりなる作業機5を有しており、主
として破砕された岩石あるいは土砂等の積載物6をバケ
ット4により掘削して積み込み、ダンプトラック等に積
載する作業を行う。フロントエンドローダ1の作業機5
の操作にはブーム操作とバケット操作とがあり、積載物
6を掘削してバケット4に積み込む作業は、積載物6の
山に車両を前進させながらブーム上昇操作とバケットチ
ルト(上げ方向)操作とを交互に行うことによって行わ
れる。
による掘削及び積み込み方法を、図1を参照して説明す
る。図1は、ホイール式フロントエンドローダの側面図
である。フロントエンドローダ1は車体2の前部にブー
ム3とバケット4とよりなる作業機5を有しており、主
として破砕された岩石あるいは土砂等の積載物6をバケ
ット4により掘削して積み込み、ダンプトラック等に積
載する作業を行う。フロントエンドローダ1の作業機5
の操作にはブーム操作とバケット操作とがあり、積載物
6を掘削してバケット4に積み込む作業は、積載物6の
山に車両を前進させながらブーム上昇操作とバケットチ
ルト(上げ方向)操作とを交互に行うことによって行わ
れる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
バケットによる掘削、積込作業は、オペレータが車両を
前進させながらブーム操作レバーとバケット操作レバー
とを操作し、ブーム上昇作動とバケットチルト作動とを
交互に行ってバケットに積載物を積み込んでいるが、こ
のときのブーム角度及びバケット角度の制御はオペレー
タの感覚によって行われている。そして、このブーム角
度とバケット角度の関係は積載物の土質や積込作業条件
等により異なり、また作業能率に大きな影響を及ぼす。
したがって、この作業にはかなりのオペレータの技量及
び熟練度が必要となるが、オペレータの技量によって積
載物のバケット内への積込量がかなり異なり、熟練して
ないオペレータでは作業能率が低下する。そして、熟練
オペレータの確保が困難であると共に、熟練オペレータ
にとってもブーム上昇操作とバケットチルト操作とを交
互に行うことは煩雑で、疲労を伴い、能率低下を招くと
いう問題がある。
バケットによる掘削、積込作業は、オペレータが車両を
前進させながらブーム操作レバーとバケット操作レバー
とを操作し、ブーム上昇作動とバケットチルト作動とを
交互に行ってバケットに積載物を積み込んでいるが、こ
のときのブーム角度及びバケット角度の制御はオペレー
タの感覚によって行われている。そして、このブーム角
度とバケット角度の関係は積載物の土質や積込作業条件
等により異なり、また作業能率に大きな影響を及ぼす。
したがって、この作業にはかなりのオペレータの技量及
び熟練度が必要となるが、オペレータの技量によって積
載物のバケット内への積込量がかなり異なり、熟練して
ないオペレータでは作業能率が低下する。そして、熟練
オペレータの確保が困難であると共に、熟練オペレータ
にとってもブーム上昇操作とバケットチルト操作とを交
互に行うことは煩雑で、疲労を伴い、能率低下を招くと
いう問題がある。
【0004】本発明は上記の問題点に着目し、バケット
への掘削、積込作業において、非熟練オペレータでも容
易に、かつ能率的に行なえ、熟練オペレータにとっても
疲労を低減できる作業機の角度制御方法及びその制御装
置を提供することを目的としている。
への掘削、積込作業において、非熟練オペレータでも容
易に、かつ能率的に行なえ、熟練オペレータにとっても
疲労を低減できる作業機の角度制御方法及びその制御装
置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段、作用および効果】上記の
目的を達成するために、本発明に係る第1発明の作業機
の角度制御方法は、車体の前部に昇降自在に取着された
ブームと、ブームの先端部に上下方向に回動自在に取着
されたバケットとの作業機を有するフロントエンドロー
ダの作業機の角度制御方法において、予め、掘削時のブ
ーム角度に対するバケット角度の所定の関係を表す自動
掘削モードを記憶し、掘削時には、ブームとバケットと
を手動で自動掘削開始位置に操作した後、自動掘削を開
始して、前記記憶した自動掘削モードのブーム角度とバ
ケット角度の関係に基づいて、ブーム上昇及びバケット
チルトの駆動を制御してそれぞれの角度を制御する方法
としている。
目的を達成するために、本発明に係る第1発明の作業機
の角度制御方法は、車体の前部に昇降自在に取着された
ブームと、ブームの先端部に上下方向に回動自在に取着
されたバケットとの作業機を有するフロントエンドロー
ダの作業機の角度制御方法において、予め、掘削時のブ
ーム角度に対するバケット角度の所定の関係を表す自動
掘削モードを記憶し、掘削時には、ブームとバケットと
を手動で自動掘削開始位置に操作した後、自動掘削を開
始して、前記記憶した自動掘削モードのブーム角度とバ
ケット角度の関係に基づいて、ブーム上昇及びバケット
チルトの駆動を制御してそれぞれの角度を制御する方法
としている。
【0006】上記方法によれば、オペレータは手動で自
動掘削開始位置まで作業機を操作した後、自動掘削の開
始をコントローラに指示することにより、バケットは予
め記憶された自動掘削モードに基づいて、ブームの上昇
角度に対応して自動的に所定量チルトする。したがっ
て、オペレータは掘削、積込作業の作業機操作が容易に
なり、未熟練者でも容易に効率的な作業を行えると共
に、熟練者においても操作が楽になり疲労を軽減でき
る。
動掘削開始位置まで作業機を操作した後、自動掘削の開
始をコントローラに指示することにより、バケットは予
め記憶された自動掘削モードに基づいて、ブームの上昇
角度に対応して自動的に所定量チルトする。したがっ
て、オペレータは掘削、積込作業の作業機操作が容易に
なり、未熟練者でも容易に効率的な作業を行えると共
に、熟練者においても操作が楽になり疲労を軽減でき
る。
【0007】本発明に係る第2発明は、車体の前部に昇
降自在に取着されたブーム3と、ブーム3の先端部に上
下方向に回動自在に取着されたバケット4と、ブーム操
作レバー30及びバケット操作レバー32からの操作信
号に基づいてブーム3の昇降作動及びバケット4のチル
ト・ダンプ作動をそれぞれ制御するブーム操作弁13及
びバケット操作弁14とを有するフロントエンドローダ
の作業機の角度制御装置において、ブーム3及びバケッ
ト4による自動掘削開始を指示する自動掘削スタートボ
タン34と、ブーム3の上昇角度を検出するブーム角度
検出手段40と、バケット4のチルト角度を検出するバ
ケット角度検出手段41と、入力するブーム3及びバケ
ット4の各制御信号によりブーム操作弁(13)及びバケッ
ト操作弁14を制御する電磁比例制御弁20と、自動掘
削スタートボタン34からの開始信号を入力したとき、
自動掘削モードになり、ブーム3を所定速度で上昇させ
る制御信号を電磁比例制御弁20に出力すると共に、ブ
ーム角度検出手段40及びバケット角度検出手段41か
らのそれぞれの信号を入力して所定の演算を行い、予め
記憶している自動掘削モードに基づいて、上昇するブー
ム角度に対応してバケット4を所定角度チルトさせる制
御信号を電磁比例制御弁20に出力するコントローラ2
5とを有する構成としている。
降自在に取着されたブーム3と、ブーム3の先端部に上
下方向に回動自在に取着されたバケット4と、ブーム操
作レバー30及びバケット操作レバー32からの操作信
号に基づいてブーム3の昇降作動及びバケット4のチル
ト・ダンプ作動をそれぞれ制御するブーム操作弁13及
びバケット操作弁14とを有するフロントエンドローダ
の作業機の角度制御装置において、ブーム3及びバケッ
ト4による自動掘削開始を指示する自動掘削スタートボ
タン34と、ブーム3の上昇角度を検出するブーム角度
検出手段40と、バケット4のチルト角度を検出するバ
ケット角度検出手段41と、入力するブーム3及びバケ
ット4の各制御信号によりブーム操作弁(13)及びバケッ
ト操作弁14を制御する電磁比例制御弁20と、自動掘
削スタートボタン34からの開始信号を入力したとき、
自動掘削モードになり、ブーム3を所定速度で上昇させ
る制御信号を電磁比例制御弁20に出力すると共に、ブ
ーム角度検出手段40及びバケット角度検出手段41か
らのそれぞれの信号を入力して所定の演算を行い、予め
記憶している自動掘削モードに基づいて、上昇するブー
ム角度に対応してバケット4を所定角度チルトさせる制
御信号を電磁比例制御弁20に出力するコントローラ2
5とを有する構成としている。
【0008】上記構成によれば、オペレータが自動掘削
スタートボタンを操作すると自動掘削モードになり、こ
の後はコントローラにより、自動的にブームを上昇させ
ると共に、予め設定されて記憶されている自動掘削モー
ドに基づいて、上昇するブームの角度に対応するバケッ
ト角度の位置に自動的にバケットを制御し、これにより
掘削、積込が行われる。したがって、掘削作業時の操作
が極めて簡単になり、オペレータの疲労も大幅に低減さ
れる。
スタートボタンを操作すると自動掘削モードになり、こ
の後はコントローラにより、自動的にブームを上昇させ
ると共に、予め設定されて記憶されている自動掘削モー
ドに基づいて、上昇するブームの角度に対応するバケッ
ト角度の位置に自動的にバケットを制御し、これにより
掘削、積込が行われる。したがって、掘削作業時の操作
が極めて簡単になり、オペレータの疲労も大幅に低減さ
れる。
【0009】本発明に係る第3発明は、車体の前部に昇
降自在に取着されたブーム3と、ブーム3の先端部に上
下方向に回動自在に取着されたバケット4と、ブーム操
作レバー30及びバケット操作レバー32からの操作信
号に基づいてブーム3の昇降作動及びバケット4のチル
ト・ダンプ作動をそれぞれ制御するブーム操作弁13及
びバケット操作弁(14)とを有するフロントエンドローダ
の作業機の角度制御装置において、ブーム3及びバケッ
ト4による自動掘削開始を指示する自動掘削スタートボ
タン34と、ブーム3の上昇角度を検出するブーム角度
検出手段40と、バケット4のチルト角度を検出するバ
ケット角度検出手段41と、入力するブーム3及びバケ
ット4の各制御信号によりブーム操作弁13及びバケッ
ト操作弁14を制御する電磁比例制御弁20と、自動掘
削スタートボタン34からの開始信号を入力したとき、
自動掘削モードになり、ブーム操作レバー30からの信
号に基づいてブーム3を上昇させる制御信号を電磁比例
制御弁20に出力すると共に、ブーム角度検出手段40
及びバケット角度検出手段41からのそれぞれの信号を
入力して所定の演算を行い、予め記憶している自動掘削
モードに基づいて、上昇するブーム角度に対応してバケ
ット4を所定角度チルトさせる制御信号を電磁比例制御
弁20に出力するコントローラ15とを有す構成として
いる。
降自在に取着されたブーム3と、ブーム3の先端部に上
下方向に回動自在に取着されたバケット4と、ブーム操
作レバー30及びバケット操作レバー32からの操作信
号に基づいてブーム3の昇降作動及びバケット4のチル
ト・ダンプ作動をそれぞれ制御するブーム操作弁13及
びバケット操作弁(14)とを有するフロントエンドローダ
の作業機の角度制御装置において、ブーム3及びバケッ
ト4による自動掘削開始を指示する自動掘削スタートボ
タン34と、ブーム3の上昇角度を検出するブーム角度
検出手段40と、バケット4のチルト角度を検出するバ
ケット角度検出手段41と、入力するブーム3及びバケ
ット4の各制御信号によりブーム操作弁13及びバケッ
ト操作弁14を制御する電磁比例制御弁20と、自動掘
削スタートボタン34からの開始信号を入力したとき、
自動掘削モードになり、ブーム操作レバー30からの信
号に基づいてブーム3を上昇させる制御信号を電磁比例
制御弁20に出力すると共に、ブーム角度検出手段40
及びバケット角度検出手段41からのそれぞれの信号を
入力して所定の演算を行い、予め記憶している自動掘削
モードに基づいて、上昇するブーム角度に対応してバケ
ット4を所定角度チルトさせる制御信号を電磁比例制御
弁20に出力するコントローラ15とを有す構成として
いる。
【0010】上記構成によれば、オペレータは自動掘削
スタートボタンを操作して自動掘削モードとし、ブーム
操作レバーを操作してブームを上昇させる。ブームの上
昇に伴って、ブームが所定角度に達した時に予め定めた
自動掘削モードに基づいて自動的にバケットが所定角度
チルトし、このチルト角度の自動制御が繰り返しされ
る。これにより、掘削、積込作業は容易になると共に、
オペレータの意思によって作業を進めることができるの
で、作業性が非常に向上する。
スタートボタンを操作して自動掘削モードとし、ブーム
操作レバーを操作してブームを上昇させる。ブームの上
昇に伴って、ブームが所定角度に達した時に予め定めた
自動掘削モードに基づいて自動的にバケットが所定角度
チルトし、このチルト角度の自動制御が繰り返しされ
る。これにより、掘削、積込作業は容易になると共に、
オペレータの意思によって作業を進めることができるの
で、作業性が非常に向上する。
【0011】本発明に係る第4発明は、車体の前部に昇
降自在に取着されたブーム3と、ブーム3の先端部に上
下方向に回動自在に取着されたバケット4と、ブーム操
作レバー30及びバケット操作レバー32からの操作信
号に基づいてブーム3の昇降作動及びバケット4のチル
ト・ダンプ作動をそれぞれ制御するブーム操作弁13及
びバケット操作弁14とを有するフロントエンドローダ
の作業機の角度制御装置において、ブーム3及びバケッ
ト4による自動掘削開始を指示する自動掘削スタートボ
タン34と、ブーム3の上昇角度を検出するブーム角度
検出手段40と、入力するブーム3及びバケット4の各
制御信号によりブーム操作弁13及びバケット操作弁1
4を制御する電磁比例制御弁20と、自動掘削スタート
ボタン34からの開始信号を入力したとき、自動掘削モ
ードになり、ブーム操作レバー30からの信号に基づい
てブーム3を上昇させる制御信号を電磁比例制御弁20
に出力すると共に、ブーム角度検出手段40からの信号
を入力して所定の演算を行い、予め記憶している自動掘
削モードに基づいて、上昇するブーム角度に対応してバ
ケット4を所定の時間チルトさせる制御信号を電磁比例
制御弁20に出力するコントローラ25とを有する構成
としている。
降自在に取着されたブーム3と、ブーム3の先端部に上
下方向に回動自在に取着されたバケット4と、ブーム操
作レバー30及びバケット操作レバー32からの操作信
号に基づいてブーム3の昇降作動及びバケット4のチル
ト・ダンプ作動をそれぞれ制御するブーム操作弁13及
びバケット操作弁14とを有するフロントエンドローダ
の作業機の角度制御装置において、ブーム3及びバケッ
ト4による自動掘削開始を指示する自動掘削スタートボ
タン34と、ブーム3の上昇角度を検出するブーム角度
検出手段40と、入力するブーム3及びバケット4の各
制御信号によりブーム操作弁13及びバケット操作弁1
4を制御する電磁比例制御弁20と、自動掘削スタート
ボタン34からの開始信号を入力したとき、自動掘削モ
ードになり、ブーム操作レバー30からの信号に基づい
てブーム3を上昇させる制御信号を電磁比例制御弁20
に出力すると共に、ブーム角度検出手段40からの信号
を入力して所定の演算を行い、予め記憶している自動掘
削モードに基づいて、上昇するブーム角度に対応してバ
ケット4を所定の時間チルトさせる制御信号を電磁比例
制御弁20に出力するコントローラ25とを有する構成
としている。
【0012】上記構成によれば、自動掘削モードでのバ
ケットチルトの駆動を時間的に制御しているので、バケ
ット角度検出手段を必要とせずに構造が簡単になり、ま
た制御ソフトもシンプルとなる。また、オペレータは掘
削、積込作業を容易に行うことができる。
ケットチルトの駆動を時間的に制御しているので、バケ
ット角度検出手段を必要とせずに構造が簡単になり、ま
た制御ソフトもシンプルとなる。また、オペレータは掘
削、積込作業を容易に行うことができる。
【0013】本発明に係る第5発明は、第2、3又は4
発明の作業機の角度制御装置において、走行速度を前進
2速から前進1速に変速するキックダウンスイッチ35
を有する構成としている。
発明の作業機の角度制御装置において、走行速度を前進
2速から前進1速に変速するキックダウンスイッチ35
を有する構成としている。
【0014】上記構成によれば、自動掘削スタートボタ
ンに加えてキックダウンスイッチを設けたため、掘削、
積込作業において前進2速で走行し、掘削開始と同時に
キックダウンスイッチを操作して前進1速に切り換え、
駆動力を増大させると共に、自動掘削を行うことができ
る。したがって、掘削、積込作業の効率を向上すること
ができる。
ンに加えてキックダウンスイッチを設けたため、掘削、
積込作業において前進2速で走行し、掘削開始と同時に
キックダウンスイッチを操作して前進1速に切り換え、
駆動力を増大させると共に、自動掘削を行うことができ
る。したがって、掘削、積込作業の効率を向上すること
ができる。
【0015】本発明に係る第6発明は、第2、3又は4
発明の作業機の角度制御装置において、コントローラ2
5に接続し、予め所定のブーム上昇角度に対応するバケ
ットチルト角度、あるいは所定のブーム上昇角度に対応
するバケットチルト時間を設定した複数種類の自動掘削
モードの内のいずれか一つを選択可能なモード選択手段
42を有する構成としている。
発明の作業機の角度制御装置において、コントローラ2
5に接続し、予め所定のブーム上昇角度に対応するバケ
ットチルト角度、あるいは所定のブーム上昇角度に対応
するバケットチルト時間を設定した複数種類の自動掘削
モードの内のいずれか一つを選択可能なモード選択手段
42を有する構成としている。
【0016】上記構成によれば、モード選択手段により
複数種類の自動掘削モードの内の一つを任意に選択可能
なため、土質や作業条件等に最適の掘削モードを選択で
き、作業効率を向上することができる。
複数種類の自動掘削モードの内の一つを任意に選択可能
なため、土質や作業条件等に最適の掘削モードを選択で
き、作業効率を向上することができる。
【0017】本発明に係る第7発明は、第2、3又は4
発明の作業機の角度制御装置において、走行速度を前進
2速から前進1速に変速するキックダウンスイッチ35
と、コントローラ25に接続し、予め所定のブーム上昇
角度に対応するバケットチルト角度、あるいは所定のブ
ーム上昇角度に対応するバケットチルト時間を設定した
複数種類の自動掘削モードの内のいずれか一つを選択可
能なモード選択手段42とを有する構成としている。
発明の作業機の角度制御装置において、走行速度を前進
2速から前進1速に変速するキックダウンスイッチ35
と、コントローラ25に接続し、予め所定のブーム上昇
角度に対応するバケットチルト角度、あるいは所定のブ
ーム上昇角度に対応するバケットチルト時間を設定した
複数種類の自動掘削モードの内のいずれか一つを選択可
能なモード選択手段42とを有する構成としている。
【0018】上記構成によれば、土質や作業条件等に最
適の掘削モードを選択できると共に、キックダウンスイ
ッチを操作することにより掘削時の駆動力を増加するこ
とができるので、一層の作業効率の向上が図れる。
適の掘削モードを選択できると共に、キックダウンスイ
ッチを操作することにより掘削時の駆動力を増加するこ
とができるので、一層の作業効率の向上が図れる。
【0019】本発明に係る第8発明は、第2又は3発明
の作業機の角度制御装置において、エンジン回転数を検
出し、コントローラ25に検出信号を出力するエンジン
回転数検出器43を有すると共に、コントローラ25
は、エンジン回転数検出信号に基づいて判断した負荷の
大きさに対応して、前記記憶している複数種類の自動掘
削モードの内から選択し、選択した掘削モードに基づい
てバケットの作動を制御する構成としている。
の作業機の角度制御装置において、エンジン回転数を検
出し、コントローラ25に検出信号を出力するエンジン
回転数検出器43を有すると共に、コントローラ25
は、エンジン回転数検出信号に基づいて判断した負荷の
大きさに対応して、前記記憶している複数種類の自動掘
削モードの内から選択し、選択した掘削モードに基づい
てバケットの作動を制御する構成としている。
【0020】上記構成によれば、エンジン回転検出器に
より検出したエンジン回転数に基づいて負荷の大きさを
判断し、負荷に対して最も能率的となる自動掘削モード
の選択が可能となる。これにより、負荷に合った掘削が
できるので作業効率の向上が図れる。
より検出したエンジン回転数に基づいて負荷の大きさを
判断し、負荷に対して最も能率的となる自動掘削モード
の選択が可能となる。これにより、負荷に合った掘削が
できるので作業効率の向上が図れる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る作業機の角
度制御方法及びその制御装置の実施形態について、図面
を参照して詳述する。図1は、本発明に係る作業機の角
度制御方法及びその制御装置が適用されるフロントエン
ドローダを表しており、以下ではホイール式フロントエ
ンドローダを例として説明する。フロントエンドローダ
1は、走行自在な車体2の前部に昇降自在に取着したブ
ーム3と、ブーム3の先端部に上下方向に回動自在に取
着されたバケット4とからなる作業機5を有している。
ブーム3及びバケット4の操作は、車体2上に搭載され
た運転室内に設けられたそれぞれの操作レバーにより行
われる。
度制御方法及びその制御装置の実施形態について、図面
を参照して詳述する。図1は、本発明に係る作業機の角
度制御方法及びその制御装置が適用されるフロントエン
ドローダを表しており、以下ではホイール式フロントエ
ンドローダを例として説明する。フロントエンドローダ
1は、走行自在な車体2の前部に昇降自在に取着したブ
ーム3と、ブーム3の先端部に上下方向に回動自在に取
着されたバケット4とからなる作業機5を有している。
ブーム3及びバケット4の操作は、車体2上に搭載され
た運転室内に設けられたそれぞれの操作レバーにより行
われる。
【0022】図2は、作業機の角度制御装置の制御系統
図である。作業機油圧ポンプ12の吐出回路16上に介
装された油圧パイロット式のブーム操作弁13とバケッ
ト操作弁14とはそれぞれブームシリンダ10とバケッ
トシリンダ11とに接続され、タンデム回路を構成して
いる。ブーム操作弁13はA(ブーム上昇)位置、B
(中立)位置、C(ブーム下降)位置、D(浮き)位置
を有する4位置切換弁であり、バケット操作弁14はE
(チルト)位置、F(中立)位置、G(ダンプ)位置を
有する3位置切換弁である。ブーム操作弁13及びバケ
ット操作弁14のパイロット受圧部はそれぞれ電磁比例
制御弁20を介してパイロットポンプ15と接続されて
いる。電磁比例制御弁20はブーム下げ電磁比例制御弁
21、ブーム上げ電磁比例制御弁22、バケットダンプ
電磁比例制御弁23及びバケットチルト電磁比例制御弁
24により構成され、ブーム下げ電磁比例制御弁21及
びブーム上げ電磁比例制御弁22はブーム操作弁13の
各パイロット受圧部に接続され、バケットダンプ電磁制
御弁23及びバケットチルト電磁制御弁24はバケット
操作弁14の各パイロット受圧部に接続されている。ま
た、各電磁比例制御弁21,22,23,24のソレノ
イド指令部は、コントローラ25からのそれぞれの指令
信号を入力している。
図である。作業機油圧ポンプ12の吐出回路16上に介
装された油圧パイロット式のブーム操作弁13とバケッ
ト操作弁14とはそれぞれブームシリンダ10とバケッ
トシリンダ11とに接続され、タンデム回路を構成して
いる。ブーム操作弁13はA(ブーム上昇)位置、B
(中立)位置、C(ブーム下降)位置、D(浮き)位置
を有する4位置切換弁であり、バケット操作弁14はE
(チルト)位置、F(中立)位置、G(ダンプ)位置を
有する3位置切換弁である。ブーム操作弁13及びバケ
ット操作弁14のパイロット受圧部はそれぞれ電磁比例
制御弁20を介してパイロットポンプ15と接続されて
いる。電磁比例制御弁20はブーム下げ電磁比例制御弁
21、ブーム上げ電磁比例制御弁22、バケットダンプ
電磁比例制御弁23及びバケットチルト電磁比例制御弁
24により構成され、ブーム下げ電磁比例制御弁21及
びブーム上げ電磁比例制御弁22はブーム操作弁13の
各パイロット受圧部に接続され、バケットダンプ電磁制
御弁23及びバケットチルト電磁制御弁24はバケット
操作弁14の各パイロット受圧部に接続されている。ま
た、各電磁比例制御弁21,22,23,24のソレノ
イド指令部は、コントローラ25からのそれぞれの指令
信号を入力している。
【0023】ブーム操作レバー30にはブーム操作量を
検出する第1ポテンショメータ31が取着され、またバ
ケット操作レバー32にはバケット操作量を検出する第
2ポテンショメータ33が取着されており、それぞれの
検出信号はコントローラ25に入力されている。また、
ブーム操作レバー30には自動掘削スタートボタン34
が設けられており、その掘削スタート信号はコントロー
ラ25に入力されている。バケット操作レバー32には
変速レバー(図示せず)を操作することなく前進2速か
ら前進1速に変速可能なキックダウンスイッチ35が設
けられ、図示しない変速制御装置と接続されている。さ
らに、コントローラ25は詳細は後述するブーム角度検
出手段40、バケット角度検出手段41、モード選択手
段42及びエンジン回転数検出器43とそれぞれ接続さ
れている。なお、図中*印を付したキックダウンスイッ
チ35、バケット角度検出手段41、モード選択手段4
2及びエンジン回転数検出器43は、システムの構成に
よっては不要である。また、キックダウンスイッチ35
は自動掘削スタートボタン34と兼用してもよい。
検出する第1ポテンショメータ31が取着され、またバ
ケット操作レバー32にはバケット操作量を検出する第
2ポテンショメータ33が取着されており、それぞれの
検出信号はコントローラ25に入力されている。また、
ブーム操作レバー30には自動掘削スタートボタン34
が設けられており、その掘削スタート信号はコントロー
ラ25に入力されている。バケット操作レバー32には
変速レバー(図示せず)を操作することなく前進2速か
ら前進1速に変速可能なキックダウンスイッチ35が設
けられ、図示しない変速制御装置と接続されている。さ
らに、コントローラ25は詳細は後述するブーム角度検
出手段40、バケット角度検出手段41、モード選択手
段42及びエンジン回転数検出器43とそれぞれ接続さ
れている。なお、図中*印を付したキックダウンスイッ
チ35、バケット角度検出手段41、モード選択手段4
2及びエンジン回転数検出器43は、システムの構成に
よっては不要である。また、キックダウンスイッチ35
は自動掘削スタートボタン34と兼用してもよい。
【0024】次に、図2に基づいて作動について説明す
る。オペレータがブーム操作レバー30又はバケット操
作レバー32を操作すると、コントローラ25は第1ポ
テンショメータ31又は第2ポテンショメータ33から
各操作レバー30,32の操作量信号を入力し、この操
作量信号に対応する作業機速度制御指令を各電磁比例制
御弁21,22,23,24に出力する。各電磁比例制
御弁21,22,23,24はこの作業機速度制御指令
の大きさに応じた圧力の各パイロット油圧を対応するブ
ーム操作弁13又はバケット操作弁14のパイロット受
圧部に出力し、これによってブームシリンダ10又はバ
ケットシリンダ11はそれぞれのパイロット油圧に応じ
た速度で、対応する方向に作動する。
る。オペレータがブーム操作レバー30又はバケット操
作レバー32を操作すると、コントローラ25は第1ポ
テンショメータ31又は第2ポテンショメータ33から
各操作レバー30,32の操作量信号を入力し、この操
作量信号に対応する作業機速度制御指令を各電磁比例制
御弁21,22,23,24に出力する。各電磁比例制
御弁21,22,23,24はこの作業機速度制御指令
の大きさに応じた圧力の各パイロット油圧を対応するブ
ーム操作弁13又はバケット操作弁14のパイロット受
圧部に出力し、これによってブームシリンダ10又はバ
ケットシリンダ11はそれぞれのパイロット油圧に応じ
た速度で、対応する方向に作動する。
【0025】一方、コントローラ25は自動掘削スター
トボタン34からの掘削スタート信号を入力すると自動
掘削を開始し、ブーム角度検出手段40、バケット角度
検出手段41、モード選択手段42及びエンジン回転数
検出器43からの各信号を入力し、後述する所定の演算
を行なって作業機速度制御指令を電磁比例制御弁20の
各ソレノイド指令部に出力してブーム角度とバケット角
度とを制御し、自動掘削を行う。このとき、キックダウ
ンスイッチ35を操作して車速を前進2速から前進1速
に変速することにより駆動力が大きくなり、掘削効率が
向上する。前述のように自動掘削スタートボタン34と
キックダウンスイッチ35を兼用すると、自動掘削開始
と同時にキックダウンがなされ、掘削作業は一層容易
に、かつ能率的に行なえるようになる。
トボタン34からの掘削スタート信号を入力すると自動
掘削を開始し、ブーム角度検出手段40、バケット角度
検出手段41、モード選択手段42及びエンジン回転数
検出器43からの各信号を入力し、後述する所定の演算
を行なって作業機速度制御指令を電磁比例制御弁20の
各ソレノイド指令部に出力してブーム角度とバケット角
度とを制御し、自動掘削を行う。このとき、キックダウ
ンスイッチ35を操作して車速を前進2速から前進1速
に変速することにより駆動力が大きくなり、掘削効率が
向上する。前述のように自動掘削スタートボタン34と
キックダウンスイッチ35を兼用すると、自動掘削開始
と同時にキックダウンがなされ、掘削作業は一層容易
に、かつ能率的に行なえるようになる。
【0026】次に、図3に基づいてブーム角度検出手段
40及びバケット角度検出手段41によるブーム角度及
びバケット角度の検出について説明する。図3は、フロ
ントエンドローダの作業機5の側面図である。ブーム3
の基端部は車体2にピン7により回動自在に取着され、
車体2とブーム3はブームシリンダ10により連結され
ている。ブームシリンダ10を伸長するとブーム3はピ
ン7を中心として回動して上昇し、縮小すると下降す
る。また、ブーム3の先端部にはバケット4がピン8に
より回動自在に取着され、バケット4とブーム3はリン
ク9を介してバケットシリンダ11により連結されてい
る。バケットシリンダ11を伸長するとバケット4はチ
ルトし、縮小するとダンプする。
40及びバケット角度検出手段41によるブーム角度及
びバケット角度の検出について説明する。図3は、フロ
ントエンドローダの作業機5の側面図である。ブーム3
の基端部は車体2にピン7により回動自在に取着され、
車体2とブーム3はブームシリンダ10により連結され
ている。ブームシリンダ10を伸長するとブーム3はピ
ン7を中心として回動して上昇し、縮小すると下降す
る。また、ブーム3の先端部にはバケット4がピン8に
より回動自在に取着され、バケット4とブーム3はリン
ク9を介してバケットシリンダ11により連結されてい
る。バケットシリンダ11を伸長するとバケット4はチ
ルトし、縮小するとダンプする。
【0027】上記のような作業機5において、ブーム角
度は、ピン7とピン8とを結ぶ線A−Aと、ピン7を通
る鉛直線B−Bとの成す角θ1 で表される。また、バケ
ット角度は線A−Aと、ピン8を通りバケット4の底面
4aに平行な線C−Cとの成す角θ2 で表される。よっ
て、ブーム3が上昇するとブーム角度θ1 は大きくな
り、バケット4がチルトするとバケット角度θ2 は大き
くなる。ブーム角度検出手段40の一例として、ブーム
3の基端部のピン7部に第3ポテンショメータ44が取
着されており、バケット角度検出手段41の一例とし
て、バケット4の回動中心のピン8部に第4ポテンショ
メータ45が取着されている。
度は、ピン7とピン8とを結ぶ線A−Aと、ピン7を通
る鉛直線B−Bとの成す角θ1 で表される。また、バケ
ット角度は線A−Aと、ピン8を通りバケット4の底面
4aに平行な線C−Cとの成す角θ2 で表される。よっ
て、ブーム3が上昇するとブーム角度θ1 は大きくな
り、バケット4がチルトするとバケット角度θ2 は大き
くなる。ブーム角度検出手段40の一例として、ブーム
3の基端部のピン7部に第3ポテンショメータ44が取
着されており、バケット角度検出手段41の一例とし
て、バケット4の回動中心のピン8部に第4ポテンショ
メータ45が取着されている。
【0028】次に、図4及び図5に基づいて、第1実施
形態に係わる作業機の角度制御方法を説明する。本発明
においては、ブーム角度とバケット角度を互いに所定の
関係を保持しながら制御することにより、種々の掘削モ
ードで掘削するようにしている。図4は、第1実施形態
に係わる各掘削モードでのブーム角度とバケット角度の
関係の一例を表すグラフであり、横軸はブーム角θLS、
縦軸はバケット角θBSを示している。各曲線は、モード
1、モード2、モード3の3種類を表している。各モー
ド曲線上にはコントローラ25により後述の演算処理の
際に用いられる処理パラメータの段階iに対応する点が
それぞれ設定されていて、段階iはここでは0からnま
で変化するものとする。なお、エンジン回転数により掘
削時の負荷の大きさを判定できるので、エンジン回転数
の所定範囲ごとに掘削モードを切り換えて、負荷に合っ
た掘削モードを設定することも可能である。なお、図4
に示したグラフの線の形状、種類数、段階は土質や作業
条件等に適合させて最適に設定されるものである。
形態に係わる作業機の角度制御方法を説明する。本発明
においては、ブーム角度とバケット角度を互いに所定の
関係を保持しながら制御することにより、種々の掘削モ
ードで掘削するようにしている。図4は、第1実施形態
に係わる各掘削モードでのブーム角度とバケット角度の
関係の一例を表すグラフであり、横軸はブーム角θLS、
縦軸はバケット角θBSを示している。各曲線は、モード
1、モード2、モード3の3種類を表している。各モー
ド曲線上にはコントローラ25により後述の演算処理の
際に用いられる処理パラメータの段階iに対応する点が
それぞれ設定されていて、段階iはここでは0からnま
で変化するものとする。なお、エンジン回転数により掘
削時の負荷の大きさを判定できるので、エンジン回転数
の所定範囲ごとに掘削モードを切り換えて、負荷に合っ
た掘削モードを設定することも可能である。なお、図4
に示したグラフの線の形状、種類数、段階は土質や作業
条件等に適合させて最適に設定されるものである。
【0029】図5は第1実施形態におけるコントローラ
25の演算処理フローチャートであり、同図に基づいて
作業機の角度制御方法について説明する。ここで、コン
トローラ25は図4に示した各掘削モードの曲線を記憶
しているものとする。 1)ステップ51で、オペレータは土質、作業条件等か
ら最適の掘削モードをモード選択手段42によりコント
ローラ25に指示し、コントローラ25は記憶している
掘削モードの中から指示された掘削モードを選定する。
なお、エンジン回転数検出器43を設けた場合には、コ
ントローラ25はエンジン回転数検出器43からの信号
を入力し、負荷に合った掘削モードを選定する。 2)ステップ52で、オペレータは自動掘削スタートボ
タン34を操作し、コントローラ25に自動掘削開始を
指示する。 3)ステップ53で、コントローラ25は自動掘削をi
=0段階から開始する。 4)ステップ54で、コントローラ25はブーム上げ電
磁比例制御弁21に制御信号を出力してブーム3の上昇
を開始させ、ブーム角度θ1 は増大する。 5)ステップ55で、コントローラ25は掘削モードに
基づき、ブーム角度θ1≧θLSi か否かを演算して判定
する。NOの場合にはステップ54の前に戻り、YES
の場合にはステップ56に進む。 6)ステップ56で、コントローラ25は図4に示した
第1実施形態の掘削モードに基づき、バケットチルト電
磁比例制御弁24に制御信号を出力し、バケット4をチ
ルトさせる。したがって、バケット角度θ2 は増大す
る。 7)ステップ57で、コントローラ25は掘削モードに
基づきθ2 ≧θBSi か否かを演算して判定する。NOの
場合にはステップ56の前に戻り、YESの場合にはス
テップ58に進む。 8)ステップ58で、次の段階i=i+1に進む。 9)ステップ59で、コントローラ25は最終段階に到
達したか否か、すなわち、ブーム角度θ1 ≧θLSn か否
かを演算して判定する。NOの場合にはステップ54の
前に戻って次の段階の行程を同様に繰り返す。 10)ステップ59でYESの場合にはステップ60で
自動掘削は完了し、一般のマニアルモードに移行する。
以上で1回目のバケット4への自動掘削、積込作業が終
了し、2回目以降は再び掘削モード選択から開始する。
25の演算処理フローチャートであり、同図に基づいて
作業機の角度制御方法について説明する。ここで、コン
トローラ25は図4に示した各掘削モードの曲線を記憶
しているものとする。 1)ステップ51で、オペレータは土質、作業条件等か
ら最適の掘削モードをモード選択手段42によりコント
ローラ25に指示し、コントローラ25は記憶している
掘削モードの中から指示された掘削モードを選定する。
なお、エンジン回転数検出器43を設けた場合には、コ
ントローラ25はエンジン回転数検出器43からの信号
を入力し、負荷に合った掘削モードを選定する。 2)ステップ52で、オペレータは自動掘削スタートボ
タン34を操作し、コントローラ25に自動掘削開始を
指示する。 3)ステップ53で、コントローラ25は自動掘削をi
=0段階から開始する。 4)ステップ54で、コントローラ25はブーム上げ電
磁比例制御弁21に制御信号を出力してブーム3の上昇
を開始させ、ブーム角度θ1 は増大する。 5)ステップ55で、コントローラ25は掘削モードに
基づき、ブーム角度θ1≧θLSi か否かを演算して判定
する。NOの場合にはステップ54の前に戻り、YES
の場合にはステップ56に進む。 6)ステップ56で、コントローラ25は図4に示した
第1実施形態の掘削モードに基づき、バケットチルト電
磁比例制御弁24に制御信号を出力し、バケット4をチ
ルトさせる。したがって、バケット角度θ2 は増大す
る。 7)ステップ57で、コントローラ25は掘削モードに
基づきθ2 ≧θBSi か否かを演算して判定する。NOの
場合にはステップ56の前に戻り、YESの場合にはス
テップ58に進む。 8)ステップ58で、次の段階i=i+1に進む。 9)ステップ59で、コントローラ25は最終段階に到
達したか否か、すなわち、ブーム角度θ1 ≧θLSn か否
かを演算して判定する。NOの場合にはステップ54の
前に戻って次の段階の行程を同様に繰り返す。 10)ステップ59でYESの場合にはステップ60で
自動掘削は完了し、一般のマニアルモードに移行する。
以上で1回目のバケット4への自動掘削、積込作業が終
了し、2回目以降は再び掘削モード選択から開始する。
【0030】上記方法によれば、オペレータは自動掘削
スタートボタン34を操作すれば、後はすべて自動的に
バケット4の掘削、積込が行われるため、作業は極めて
容易であり、未熟練者でも容易に対応できる。
スタートボタン34を操作すれば、後はすべて自動的に
バケット4の掘削、積込が行われるため、作業は極めて
容易であり、未熟練者でも容易に対応できる。
【0031】次に、図6及び図7を参照して第2実施形
態を説明する。図6は第2実施形態に係わる掘削モード
でのブーム角度とバケット角度の関係の一例を表すグラ
フであり、横軸はブーム角度θLS、縦軸はこのブーム角
度θLSに対応するバケットチルト駆動時間(以後、バケ
ットチルト時間と言う)を示している。同図にはモード
1及びモード2の2種類を表しており、ブーム角θLSの
所定範囲にそれぞれ対応する前記処理パラメータの段階
i毎に、ステップ的にバケットチルト時間を設定してい
る。なお、図6に示したグラフの線の形状、種類数、段
階は土質や作業条件等に適合させて最適に設定されるも
のであり、予めコントローラ25に記憶させておく。
態を説明する。図6は第2実施形態に係わる掘削モード
でのブーム角度とバケット角度の関係の一例を表すグラ
フであり、横軸はブーム角度θLS、縦軸はこのブーム角
度θLSに対応するバケットチルト駆動時間(以後、バケ
ットチルト時間と言う)を示している。同図にはモード
1及びモード2の2種類を表しており、ブーム角θLSの
所定範囲にそれぞれ対応する前記処理パラメータの段階
i毎に、ステップ的にバケットチルト時間を設定してい
る。なお、図6に示したグラフの線の形状、種類数、段
階は土質や作業条件等に適合させて最適に設定されるも
のであり、予めコントローラ25に記憶させておく。
【0032】図7は第2実施形態におけるコントローラ
25の演算処理フローチャートであり、同図に基づいて
本実施形態の角度制御方法について説明する。ここで、
コントローラ25は図6に示した各掘削モードの特性デ
ータ(ブーム角度とバケットチルト時間の関係を表すデ
ータ)を記憶しているものとする。 1)ステップ71で、オペレータはモード選択手段42
によりコントローラ25に選択した掘削モードを指示
し、コントローラ25は記憶している掘削モードの中か
ら指示された掘削モードを選定する。なお、エンジン回
転検出器43を設けた場合には、コントローラ25はエ
ンジン回転検出器43からの信号を入力し、負荷に合っ
た掘削モードを選定する。 2)ステップ72で、オペレータは自動掘削スタートボ
タン34でコントローラ25に自動掘削開始を指示す
る。 3)ステップ73で、コントローラ25は自動掘削をi
=0段階から開始する。 4)ステップ74で、オペレータはブーム操作レバー3
0を上昇操作する。 5)ステップ75で、ブーム3は上昇し、ブーム角度θ
1 は増大する。 6)ステップ76で、コントローラ25は掘削モードに
基づき、ブーム角度θ1≧θLSi か否かを演算して判定
する。NOの場合にはステップ74の前に戻り、YES
の場合にはステップ77に進む。 7)ステップ77で、コントローラ25は図4に示した
第1実施形態の掘削モードに基づき、バケットチルト電
磁比例制御弁24に制御信号を出力し、バケット4をチ
ルトさせる。したがって、バケット角度θ2 は増大す
る。 8)ステップ78で、コントローラ25は掘削モードに
基づき、バケット角度θ2 ≧θBSi か否かを演算して判
定する。NOの場合にはステップ77の前に戻る。YE
Sの場合にはステップ79に進む。 9)ステップ79で、次の段階i=i+1に進む。 10)ステップ80で、コントローラ25は最終段階に
到達したか否か、すなわち、ブーム角度θ1 ≧θLSn か
否かを演算して判定する。NOの場合にはステップ74
の前に戻って次の段階の行程を同様に繰り返す。 11)ステップ80でYESの場合にはステップ81で
自動掘削は完了し、一般のマニアルモードに移行する。
25の演算処理フローチャートであり、同図に基づいて
本実施形態の角度制御方法について説明する。ここで、
コントローラ25は図6に示した各掘削モードの特性デ
ータ(ブーム角度とバケットチルト時間の関係を表すデ
ータ)を記憶しているものとする。 1)ステップ71で、オペレータはモード選択手段42
によりコントローラ25に選択した掘削モードを指示
し、コントローラ25は記憶している掘削モードの中か
ら指示された掘削モードを選定する。なお、エンジン回
転検出器43を設けた場合には、コントローラ25はエ
ンジン回転検出器43からの信号を入力し、負荷に合っ
た掘削モードを選定する。 2)ステップ72で、オペレータは自動掘削スタートボ
タン34でコントローラ25に自動掘削開始を指示す
る。 3)ステップ73で、コントローラ25は自動掘削をi
=0段階から開始する。 4)ステップ74で、オペレータはブーム操作レバー3
0を上昇操作する。 5)ステップ75で、ブーム3は上昇し、ブーム角度θ
1 は増大する。 6)ステップ76で、コントローラ25は掘削モードに
基づき、ブーム角度θ1≧θLSi か否かを演算して判定
する。NOの場合にはステップ74の前に戻り、YES
の場合にはステップ77に進む。 7)ステップ77で、コントローラ25は図4に示した
第1実施形態の掘削モードに基づき、バケットチルト電
磁比例制御弁24に制御信号を出力し、バケット4をチ
ルトさせる。したがって、バケット角度θ2 は増大す
る。 8)ステップ78で、コントローラ25は掘削モードに
基づき、バケット角度θ2 ≧θBSi か否かを演算して判
定する。NOの場合にはステップ77の前に戻る。YE
Sの場合にはステップ79に進む。 9)ステップ79で、次の段階i=i+1に進む。 10)ステップ80で、コントローラ25は最終段階に
到達したか否か、すなわち、ブーム角度θ1 ≧θLSn か
否かを演算して判定する。NOの場合にはステップ74
の前に戻って次の段階の行程を同様に繰り返す。 11)ステップ80でYESの場合にはステップ81で
自動掘削は完了し、一般のマニアルモードに移行する。
【0033】上記方法によれば、オペレータはブーム上
昇作動は自分の意思で行うこととなり、環境状況に合わ
せた作業を進めることができ、作業の効率化が期待でき
る。
昇作動は自分の意思で行うこととなり、環境状況に合わ
せた作業を進めることができ、作業の効率化が期待でき
る。
【0034】次に、第3実施形態を説明する。図8は本
実施形態に係わる作業機の角度制御方法のフローチャー
トである。ここで、コントローラ25は前記図6に示し
た第2実施形態と同様の掘削モードの特性データを記憶
しているものとする。 1)ステップ91で、オペレータはモード選択手段42
によりコントローラ25に掘削モードを指示し、コント
ローラ25は記憶した掘削モードの中から指示された掘
削モードを選定する。 2)ステップ92で、オペレータは自動掘削スタートボ
タン34を操作してコントローラ25に自動掘削開始を
指示する。 3)ステップ93で、コントローラ25は自動掘削をi
=0段階から開始する。 4)ステップ94で、オペレータはブーム操作レバー3
0を上昇操作する。 5)ステップ95で、ブーム3は上昇し、ブーム角度θ
1 は増大する。 6)ステップ96で、コントローラ25は掘削モードに
基づき、ブーム角度θ1≧θLSi か否かを演算して判定
する。NOの場合にはステップ74の前に戻る。YES
の場合にはステップ97に進む。 7)ステップ97で、コントローラ25は図6に示した
第2実施形態の掘削モードに基づき、バケット4を所定
時間チルトさせる。 8)ステップ98で、次の段階i=i+1に進む。 9)ステップ99で、コントローラ25は最終段階に到
達したか否か、すなわち、ブーム角度θ1 ≧θLSn か否
かを演算して判定する。NOの場合にはステップ74の
前に戻り次の段階の行程を同様に繰り返す。 10)ステップ99でYESの場合には、ステップ10
0で自動掘削は完了し、一般のマニアルモードに移行す
る。
実施形態に係わる作業機の角度制御方法のフローチャー
トである。ここで、コントローラ25は前記図6に示し
た第2実施形態と同様の掘削モードの特性データを記憶
しているものとする。 1)ステップ91で、オペレータはモード選択手段42
によりコントローラ25に掘削モードを指示し、コント
ローラ25は記憶した掘削モードの中から指示された掘
削モードを選定する。 2)ステップ92で、オペレータは自動掘削スタートボ
タン34を操作してコントローラ25に自動掘削開始を
指示する。 3)ステップ93で、コントローラ25は自動掘削をi
=0段階から開始する。 4)ステップ94で、オペレータはブーム操作レバー3
0を上昇操作する。 5)ステップ95で、ブーム3は上昇し、ブーム角度θ
1 は増大する。 6)ステップ96で、コントローラ25は掘削モードに
基づき、ブーム角度θ1≧θLSi か否かを演算して判定
する。NOの場合にはステップ74の前に戻る。YES
の場合にはステップ97に進む。 7)ステップ97で、コントローラ25は図6に示した
第2実施形態の掘削モードに基づき、バケット4を所定
時間チルトさせる。 8)ステップ98で、次の段階i=i+1に進む。 9)ステップ99で、コントローラ25は最終段階に到
達したか否か、すなわち、ブーム角度θ1 ≧θLSn か否
かを演算して判定する。NOの場合にはステップ74の
前に戻り次の段階の行程を同様に繰り返す。 10)ステップ99でYESの場合には、ステップ10
0で自動掘削は完了し、一般のマニアルモードに移行す
る。
【0035】上記方法によれば、バケット4のチルトは
時間で設定されているため、負荷の大小に係わらずバケ
ットチルト時間は一定である。したがって、掘削、積込
作業を一定のリズムで進めることができ、効率的に作業
を進めることができる。なお、本方法においては、バケ
ットチルトは角度制御ではないため、図2におけるバケ
ット角度検出手段41は不要となる。
時間で設定されているため、負荷の大小に係わらずバケ
ットチルト時間は一定である。したがって、掘削、積込
作業を一定のリズムで進めることができ、効率的に作業
を進めることができる。なお、本方法においては、バケ
ットチルトは角度制御ではないため、図2におけるバケ
ット角度検出手段41は不要となる。
【0036】以下に、他の実施形態について説明する。
図2において、ブーム操作弁13とバケット操作弁14
とはタンデム回路を構成しているが、図示しないパラレ
ル回路とし、ブーム3とバケット4との同時操作を可能
としても良い。
図2において、ブーム操作弁13とバケット操作弁14
とはタンデム回路を構成しているが、図示しないパラレ
ル回路とし、ブーム3とバケット4との同時操作を可能
としても良い。
【0037】図2において、掘削モードが一種類の場合
にはモード選択手段42は不要となり、前記各フローチ
ャートの掘削モード選択ステップは無くなる。
にはモード選択手段42は不要となり、前記各フローチ
ャートの掘削モード選択ステップは無くなる。
【0038】図3において、ブーム角度θ1 及びバケッ
ト角度θ2 を検出する第3ポテンショメータ44及び第
4ポテンショメータ45は、ブームシリンダ10及びバ
ケットシリンダ11のストロークセンサであっても良
い。あるいは、ブーム角度θ1及びバケット角度θ2 の
代わりに、ブーム操作弁13及びバケット操作弁14の
バルブ開口時間を用いても良い。
ト角度θ2 を検出する第3ポテンショメータ44及び第
4ポテンショメータ45は、ブームシリンダ10及びバ
ケットシリンダ11のストロークセンサであっても良
い。あるいは、ブーム角度θ1及びバケット角度θ2 の
代わりに、ブーム操作弁13及びバケット操作弁14の
バルブ開口時間を用いても良い。
【0039】上述の制御方法及び制御装置において、図
示しないが、自動掘削解除手段(例えば自動掘削解除ス
イッチ)を設けて自動掘削作業途中で自動掘削を解除
し、マニアルモードに移行できるようにしても良い。な
お、前記の制御方法ではバケット操作レバー32は使用
されない。したがって、自動掘削解除手段は、自動掘削
作業途中でバケット操作レバー32を操作した場合に自
動掘削が解除されるように構成しても良い。
示しないが、自動掘削解除手段(例えば自動掘削解除ス
イッチ)を設けて自動掘削作業途中で自動掘削を解除
し、マニアルモードに移行できるようにしても良い。な
お、前記の制御方法ではバケット操作レバー32は使用
されない。したがって、自動掘削解除手段は、自動掘削
作業途中でバケット操作レバー32を操作した場合に自
動掘削が解除されるように構成しても良い。
【0040】上述の制御方法において、コントローラに
一回目の掘削、積込時のオペレータの操作信号をティー
チングモードとして記憶させ、二回目以降、このティー
チングモードをプレイバックして自動的に掘削、積込す
るようにしても良い。
一回目の掘削、積込時のオペレータの操作信号をティー
チングモードとして記憶させ、二回目以降、このティー
チングモードをプレイバックして自動的に掘削、積込す
るようにしても良い。
【図1】フロントエンドローダの側面図である。
【図2】本発明の作業機の角度制御装置の制御系統図で
ある。
ある。
【図3】ブーム角度及びバケット角度の説明図である。
【図4】第1実施形態の掘削モードを示すグラフであ
る。
る。
【図5】第1実施形態の制御方法のフローチャートであ
る。
る。
【図6】第2実施形態の掘削モードを示すグラフであ
る。
る。
【図7】第2実施形態の制御方法のフローチャートであ
る。
る。
【図8】第3実施形態の制御方法のフローチャートであ
る。
る。
3…ブーム、4…バケット、10…ブームシリンダ、1
1…バケットシリンダ、12…作業機油圧ポンプ、13
…ブーム操作弁、14…バケット操作弁、20…電磁比
例制御弁、21…ブーム下げ電磁比例制御弁、22…ブ
ーム上げ電磁比例制御弁、23…バケットダンプ電磁比
例制御弁、24…バケットチルト電磁比例制御弁、25
…コントローラ、30…ブーム操作レバー、31…第1
ポテンショメータ、32…バケット操作弁、33…第2
ポテンショメータ、34…自動掘削スタートボタン、3
5…キックダウンスイッチ、40…ブーム角度検出手
段、、41…バケット角度検出手段、42…モード選択
手段、43…エンジン回転数検出器、44…第3ポテン
ショメータ、45…第4ポテンショメータ。
1…バケットシリンダ、12…作業機油圧ポンプ、13
…ブーム操作弁、14…バケット操作弁、20…電磁比
例制御弁、21…ブーム下げ電磁比例制御弁、22…ブ
ーム上げ電磁比例制御弁、23…バケットダンプ電磁比
例制御弁、24…バケットチルト電磁比例制御弁、25
…コントローラ、30…ブーム操作レバー、31…第1
ポテンショメータ、32…バケット操作弁、33…第2
ポテンショメータ、34…自動掘削スタートボタン、3
5…キックダウンスイッチ、40…ブーム角度検出手
段、、41…バケット角度検出手段、42…モード選択
手段、43…エンジン回転数検出器、44…第3ポテン
ショメータ、45…第4ポテンショメータ。
Claims (8)
- 【請求項1】 車体の前部に昇降自在に取着されたブー
ム(3) と、ブーム(3)の先端部に上下方向に回動自在に
取着されたバケット(4) との作業機を有するフロントエ
ンドローダの作業機の角度制御方法において、 予め、掘削時のブーム角度に対するバケット角度の所定
の関係を表す自動掘削モードを記憶し、掘削時には、ブ
ーム(3) とバケット(4) とを手動で自動掘削開始位置に
操作した後、自動掘削を開始して、前記記憶した自動掘
削モードのブーム角度とバケット角度の関係に基づい
て、ブーム(3) 上昇及びバケット(4) チルトの駆動を制
御してそれぞれの角度を制御することを特徴とする作業
機の角度制御方法。 - 【請求項2】 車体の前部に昇降自在に取着されたブー
ム(3) と、ブーム(3) の先端部に上下方向に回動自在に
取着されたバケット(4) と、ブーム操作レバー(30)及び
バケット操作レバー(32)からの操作信号に基づいてブー
ム(3) の昇降作動及びバケット(4) のチルト・ダンプ作
動をそれぞれ制御するブーム操作弁(13)及びバケット操
作弁(14)とを有するフロントエンドローダの作業機の角
度制御装置において、ブーム(3) 及びバケット(4) によ
る自動掘削開始を指示する自動掘削スタートボタン(34)
と、ブーム(3) の上昇角度を検出するブーム角度検出手
段(40)と、バケット(4) のチルト角度を検出するバケッ
ト角度検出手段(41)と、入力するブーム(3) 及びバケッ
ト(4) の各制御信号によりブーム操作弁(13)及びバケッ
ト操作弁(14)を制御する電磁比例制御弁(20)と、自動掘
削スタートボタン(34)からの開始信号を入力したとき、
自動掘削モードになり、ブーム(3) を所定速度で上昇さ
せる制御信号を電磁比例制御弁(20)に出力すると共に、
ブーム角度検出手段(40)及びバケット角度検出手段(41)
からのそれぞれの信号を入力して所定の演算を行い、予
め記憶している自動掘削モードに基づいて、上昇するブ
ーム角度に対応してバケット(4) を所定角度チルトさせ
る制御信号を電磁比例制御弁(20)に出力するコントロー
ラ(25)とを有することを特徴とする作業機の角度制御装
置。 - 【請求項3】 車体の前部に昇降自在に取着されたブー
ム(3) と、ブーム(3) の先端部に上下方向に回動自在に
取着されたバケット(4) と、ブーム操作レバー(30)及び
バケット操作レバー(32)からの操作信号に基づいてブー
ム(3) の昇降作動及びバケット(4) のチルト・ダンプ作
動をそれぞれ制御するブーム操作弁(13)及びバケット操
作弁(14)とを有するフロントエンドローダの作業機の角
度制御装置において、ブーム(3) 及びバケット(4) によ
る自動掘削開始を指示する自動掘削スタートボタン(34)
と、ブーム(3) の上昇角度を検出するブーム角度検出手
段(40)と、バケット(4) のチルト角度を検出するバケッ
ト角度検出手段(41)と、入力するブーム(3) 及びバケッ
ト(4) の各制御信号によりブーム操作弁(13)及びバケッ
ト操作弁(14)を制御する電磁比例制御弁(20)と、自動掘
削スタートボタン(34)からの開始信号を入力したとき、
自動掘削モードになり、ブーム操作レバー(30)からの信
号に基づいてブーム(3) を上昇させる制御信号を電磁比
例制御弁(20)に出力すると共に、ブーム角度検出手段(4
0)及びバケット角度検出手段(41)からのそれぞれの信号
を入力して所定の演算を行い、予め記憶している自動掘
削モードに基づいて、上昇するブーム角度に対応してバ
ケット(4) を所定角度チルトさせる制御信号を電磁比例
制御弁(20)に出力するコントローラ(25)とを有すること
を特徴とする作業機の角度制御装置。 - 【請求項4】 車体の前部に昇降自在に取着されたブー
ム(3) と、ブーム(3) の先端部に上下方向に回動自在に
取着されたバケット(4) と、ブーム操作レバー(30)及び
バケット操作レバー(32)からの操作信号に基づいてブー
ム(3) の昇降作動及びバケット(4) のチルト・ダンプ作
動をそれぞれ制御するブーム操作弁(13)及びバケット操
作弁(14)とを有するフロントエンドローダの作業機の角
度制御装置において、ブーム(3) 及びバケット(4) によ
る自動掘削開始を指示する自動掘削スタートボタン(34)
と、ブーム(3) の上昇角度を検出するブーム角度検出手
段(40)と、入力するブーム(3) 及びバケット(4) の各制
御信号によりブーム操作弁(13)及びバケット操作弁(14)
を制御する電磁比例制御弁(20)と、自動掘削スタートボ
タン(34)からの開始信号を入力したとき、自動掘削モー
ドになり、ブーム操作レバー(30)からの信号に基づいて
ブーム(3) を上昇させる制御信号を電磁比例制御弁(20)
に出力すると共に、ブーム角度検出手段(40)からの信号
を入力して所定の演算を行い、予め記憶している自動掘
削モードに基づいて、上昇するブーム角度に対応してバ
ケット(4) を所定の時間チルトさせる制御信号を電磁比
例制御弁(20)に出力するコントローラ(25)とを有するこ
とを特徴とする作業機の角度制御装置。 - 【請求項5】 請求項2、3又は4記載の作業機の角度
制御装置において、走行速度を前進2速から前進1速に
変速するキックダウンスイッチ(35)を有することを特徴
とする作業機の角度制御装置。 - 【請求項6】 請求項2、3又は4記載の作業機の角度
制御装置において、コントローラ(25)に接続し、予め所
定のブーム上昇角度に対応するバケットチルト角度、あ
るいは所定のブーム上昇角度に対応するバケットチルト
時間を設定した複数種類の自動掘削モードの内のいずれ
か一つを選択可能なモード選択手段(42)を有することを
特徴とする作業機の角度制御装置。 - 【請求項7】 請求項2、3又は4記載の作業機の角度
制御装置において、走行速度を前進2速から前進1速に
変速するキックダウンスイッチ(35)と、コントローラ(2
5)に接続し、予め所定のブーム上昇角度に対応するバケ
ットチルト角度、あるいは所定のブーム上昇角度に対応
するバケットチルト時間を設定した複数種類の自動掘削
モードの内のいずれか一つを選択可能なモード選択手段
(42)とを有することを特徴とする作業機の角度制御装
置。 - 【請求項8】 請求項2又は3記載の作業機の角度制御
装置において、エンジン回転数を検出し、コントローラ
(25)に検出信号を出力するエンジン回転数検出器(43)を
有すると共に、コントローラ(25)は、エンジン回転数検
出信号に基づいて判断した負荷の大きさに対応して、前
記記憶している複数種類の自動掘削モードの内から選択
し、選択した掘削モードに基づいてバケットの作動を制
御することを特徴とする作業機の角度制御装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10288859A JP2000096601A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 作業機の角度制御方法及びその制御装置 |
KR1019990034587A KR100604689B1 (ko) | 1998-09-25 | 1999-08-20 | 작업기의 각도 제어방법 및 그 제어장치 |
US09/401,303 US6246939B1 (en) | 1998-09-25 | 1999-09-23 | Method and apparatus for controlling angles of working machine |
DE19945967A DE19945967A1 (de) | 1998-09-25 | 1999-09-24 | Verfahren und Vorrichtung zum Steuern von Winkeln einer Arbeitsmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10288859A JP2000096601A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 作業機の角度制御方法及びその制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000096601A true JP2000096601A (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=17735685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10288859A Pending JP2000096601A (ja) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | 作業機の角度制御方法及びその制御装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6246939B1 (ja) |
JP (1) | JP2000096601A (ja) |
KR (1) | KR100604689B1 (ja) |
DE (1) | DE19945967A1 (ja) |
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KR20110069942A (ko) * | 2009-12-18 | 2011-06-24 | 두산인프라코어 주식회사 | 건설기계의 작업기 위치제어장치 및 작업기 위치제어방법 |
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CN113047366A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-06-29 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 挖掘装载机控制方法、装置、系统及挖掘装载机 |
WO2022080334A1 (ja) * | 2020-10-12 | 2022-04-21 | 株式会社小松製作所 | 作業車両の制御システム、作業車両の制御方法、および作業車両 |
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