JP2000291078A - Automatically operated shovel - Google Patents

Automatically operated shovel

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JP2000291078A
JP2000291078A JP11104291A JP10429199A JP2000291078A JP 2000291078 A JP2000291078 A JP 2000291078A JP 11104291 A JP11104291 A JP 11104291A JP 10429199 A JP10429199 A JP 10429199A JP 2000291078 A JP2000291078 A JP 2000291078A
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JP
Japan
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excavation
load
working
amount
pressure
Prior art date
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Application number
JP11104291A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Hashimoto
昭 橋本
Hajime Yasuda
元 安田
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve detection precision by measuring excavated matter load during turning after excavation to calculate an amount of working during automatic operation in which the working of excavation to soil discharge is repeated. SOLUTION: In the case where an amount of working is calculated during the automatic operation of an automatically operated shovel, a working amount calculation part 63 reads the pressure data of pressure sensors 115-118 and the angle data of angle sensors 111-114 from a current pressure calculation part 73 and a current position calculation part 72 to find load by prescribed calculation. Next, a cycle is counted until soil is discharged from excavation and the excavation is performed again, and a cycle number is integrated on calculated load to calculate the amount of the working. Working amount data are stored to the storing part 54 of an operation box 5 or displayed on a display part 55. Thereby the amount of the working can be detected highly precisely, and existing pressure sensors and existing angle sensors can be utilized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動運転ショベル
に係わり、特に、自動運転ショベルにおいて高精度に作
業量の検出を可能にした自動運転ショベルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic driving shovel, and more particularly to an automatic driving shovel capable of detecting a work amount with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、油圧ショベルの掘削作業中の作業
量を算出する方法としては、放土回数をカウントし、バ
ケット容量との積から求める方法や、旋回動作スイッチ
信号を基に、その時のブームシリンダ圧力を検出して、
バケット無負荷時の保持圧との差から算出する方法等が
ある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of calculating the amount of work performed during excavation work of a hydraulic excavator, a method of counting the number of times of earth removal and obtaining the product from a product of a bucket capacity, and a method of calculating the amount of work based on a turning operation switch signal at that time are used. Detect the boom cylinder pressure,
There is a method of calculating from the difference from the holding pressure when the bucket is not loaded.

【0003】一方、近年、建設機械を自動運転するシス
テムが開発されきており、例えば、特開平9−1953
21号公報には、教示された作業を繰り返し再生して、
油圧ショベルに掘削から放土までの一連の作業を自動的
に行わせる技術が開示されている。この公知技術では、
油圧ショベルを利用して砕石作業等を行う際に、ブルド
ーザ、油圧ショベル、砕石クラッシヤを直列的に配置
し、油圧ショベルによってブルドーザが寄せ集めた土砂
を積み込み、旋回させて砕石用クラッシヤのホッパ上で
バケットダンプ、アームダンブ、ブーム上げを行って放
土させ、放土した土砂を砕石用クラッシャによって破砕
して砕石を得、再び旋回して土砂を積み込むという作業
を繰り返し行わせている。
On the other hand, in recent years, a system for automatically operating a construction machine has been developed.
No. 21, the work taught is repeatedly reproduced,
There has been disclosed a technique for causing a hydraulic excavator to automatically perform a series of operations from excavation to earth removal. In this known technique,
When performing crushing work using a hydraulic shovel, a bulldozer, a hydraulic shovel, and a crushed stone crusher are arranged in series. Bucket dumping, arm dumping, and boom raising are performed to release soil, and the released soil is crushed by a crusher for crushing stone to obtain crushed stone, and the work of turning again to load the soil is repeatedly performed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術に係
わる油圧ショベルの土量を検出する方法は、簡易な方法
であるため精度上問題があり、特に、自動運転ショベル
における作業量検出にはそのまま適用することができな
かった。
However, the method of detecting the soil volume of a hydraulic shovel according to the prior art is a simple method, and therefore has a problem in accuracy. Could not be applied.

【0005】本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、
作業量検出を精度よく行うことのできる自動運転ショベ
ルを提供することにある。
[0005] The object of the present invention, in view of the above problems,
An object of the present invention is to provide an automatic driving shovel capable of accurately detecting a work amount.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、次のような手段を採用した。
The present invention employs the following means in order to solve the above-mentioned problems.

【0007】教示して記憶された教示位置を順次読み出
して、掘削から放土までの一巡する作業を繰り返し行わ
せる自動運転ショベルにおいて、前記掘削後の旋回作業
中に掘削物の荷重を計測し、計測された荷重に基づいて
作業量を演算する作業量演算手段を設けたことを特徴と
する。
[0007] In an automatic operation shovel for sequentially reading the teaching positions stored and teaching, and repeatedly performing the work from excavation to earth removal, the load of the excavated material is measured during the turning work after the excavation, A work amount calculating means for calculating a work amount based on the measured load is provided.

【0008】また、教示して記憶された教示位置を順次
読み出して、掘削から放土までの一巡する作業を繰り返
し行わせる自動運転ショベルにおいて、前記掘削後の旋
回作業中に掘削物の荷重を複数回計測して平均荷重を求
め、該平均荷重に基づいて作業量を演算する作業量演算
手段を設けたことを特徴とする。
[0008] Further, in an automatic operation shovel in which a teaching position memorized and stored is sequentially read out and a cycle from excavation to earth removal is repeatedly performed, a load of an excavated object is controlled during a turning operation after the excavation. It is characterized in that a work amount calculating means for calculating an average load by measuring the number of times and calculating a work amount based on the average load is provided.

【0009】また、請求項1ないしは請求項2のいずれ
か1つの請求項において、前記作業量演算部における前
記荷重計測は、当該自動運転ショベルの自動運転に必要
な既設の圧力センサおよび角度センサによって計測され
た圧力データおよび角度データを利用することを特徴と
する。
Further, in any one of claims 1 and 2, the load measurement in the work amount calculation unit is performed by an existing pressure sensor and an angle sensor required for automatic operation of the automatic operation shovel. It is characterized in that measured pressure data and angle data are used.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
1〜図6を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0011】図2は、本実施形態に係わる自動運転ショ
ベルおよびその作業形態の一例を示す側面図である。
FIG. 2 is a side view showing an example of the automatic driving shovel according to the present embodiment and its working form.

【0012】同図において、1はストックヤード2に貯
留された土石を掘削して、クラッシヤ3に放土する自動
運転ショベル本体、2は図示されていないダンプトラッ
ク等によって運搬されてきた土砂等を貯留するストック
ヤード、3は自動運転ショベル本体1によって放土され
た土石を破砕するクラッシヤ、4は破砕された砕石を図
示されていない運搬用ダンプトラックに積み込むホイー
ルローダ、5は自動運転ショベル本体1の再生操作を行
うのに適した任意の場所に設置した操作ボックスであ
る。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an automatic operation shovel body for excavating debris stored in a stock yard 2 and discharging the debris to a crusher 3, and reference numeral 2 denotes soil and the like carried by a dump truck (not shown). A stock yard for storing, 3 is a crusher for crushing debris discharged by the automatically driven shovel body 1, 4 is a wheel loader for loading the crushed crushed stone on a not shown transport dump truck, and 5 is an automatically driven shovel body 1. This is an operation box installed at an arbitrary place suitable for performing the reproduction operation.

【0013】自動運転ショベル本体1は、走行体10
と、走行体10上に旋回可能に設けた旋回体11と、旋
回体11に回動可能に設けたブーム12と、ブーム12
の先端に回動可能に設けられたアーム13と、アーム1
3の先端に回動可能に設けられたバケット14と、ブー
ム12、アーム13、バケット14、とをそれぞれ回動
動作させるためのシリンダ15、16、17と、自動運
転機能の制御を行う自動運転コントローラ6と、教示操
作を行う教示操作部83と、自動運転コントローラ6が
各シリンダに送り込む油量を制御するための電磁制御弁
81と、操作ボックス5との間で信号の送受信を行う無
線機82と、計測された作業量データ等を表示する表示
部84とから構成されている。
The self-driving shovel body 1 includes a traveling body 10.
A revolving body 11 rotatably provided on the traveling body 10, a boom 12 rotatably provided on the revolving body 11, and a boom 12
Arm 13 rotatably provided at the tip of
3, a bucket 14 rotatably provided at the tip of the cylinder 3, cylinders 15, 16, 17 for rotating the boom 12, the arm 13, and the bucket 14, respectively, and automatic operation for controlling an automatic operation function. A controller 6, a teaching operation unit 83 for performing a teaching operation, an electromagnetic control valve 81 for controlling an amount of oil sent to each cylinder by the automatic operation controller 6, and a wireless device for transmitting and receiving signals between the operation box 5 82, and a display unit 84 for displaying measured work amount data and the like.

【0014】また、自動運転ショベル本体1には、旋回
体11の旋回角を検出する角度センサ111と、旋回体
11とブーム12との回動角を検出する角度センサ11
2と、ブーム12とアーム13の回動角を検出する角度
センサ113と、アーム13とバケット14の回動角を
検出する角度センサ114が設けられ、さらに、図示さ
れていない旋回モータに供給される油圧を検出する油圧
センサ115と、ブームを回動するシリンダ15に供給
される作動油の圧力を検出する油圧センサ116と、ア
ームを回動するシリンダ16に供給される作動油の圧力
を検出する油圧センサ117と、バケットを回動するシ
リンダ16に供給される作動油の圧力を検出する油圧セ
ンサ117とが設けられている。
The self-driving shovel body 1 has an angle sensor 111 for detecting a turning angle of the revolving unit 11 and an angle sensor 11 for detecting a turning angle between the revolving unit 11 and the boom 12.
2, an angle sensor 113 for detecting a rotation angle between the boom 12 and the arm 13, and an angle sensor 114 for detecting a rotation angle between the arm 13 and the bucket 14, and further supplied to a turning motor (not shown). Oil pressure sensor 115 for detecting the hydraulic pressure supplied to the cylinder 15 for rotating the boom, and a hydraulic sensor 116 for detecting the pressure of the hydraulic oil supplied to the cylinder 15 for rotating the boom. And a hydraulic sensor 117 that detects the pressure of hydraulic oil supplied to the cylinder 16 that rotates the bucket.

【0015】また、クラッシヤ3は、走行体30と、ホ
ッパ31と、コンベア32から構成されており、33は
クラッシャ3によって破砕された土石を示す。
The crusher 3 includes a traveling body 30, a hopper 31, and a conveyor 32. Reference numeral 33 denotes debris crushed by the crusher 3.

【0016】また、操作ボックス5は、非常停止ボタン
52と、再生操作を行うための再生操作部53と、各種
の作業量等の入出力データを表示する表示部55と、自
動運転ショベル本体1の無線機82との間で信号の送受
信を行う無線機51とを備える。
The operation box 5 includes an emergency stop button 52, a reproduction operation section 53 for performing a reproduction operation, a display section 55 for displaying input / output data such as various work amounts, and an automatic driving shovel body 1. And a wireless device 51 for transmitting and receiving signals to and from the wireless device 82.

【0017】図1は、本実施形態に係わる自動運転ショ
ベル本体1に搭載される車載装置および操作ボックス5
の概要を示すブロック図である。
FIG. 1 shows an in-vehicle device and an operation box 5 mounted on the self-driving shovel body 1 according to the present embodiment.
It is a block diagram showing the outline of.

【0018】なお、同図において図2に示す符号と同一
符号は同一箇所を示す。
In the figure, the same reference numerals as those shown in FIG. 2 indicate the same parts.

【0019】同図において、54は自動運転コントロー
ラ6から送信される作業量データ等を記憶する記憶部、
56は起動釦531,停止釦532を備える再生操作部
53または非常停止釦52からの指令をコマンドとして
生成し、または伝送された作業量データを記憶部54に
送出するするコマンド生成部である。
In FIG. 1, reference numeral 54 denotes a storage unit for storing work amount data and the like transmitted from the automatic operation controller 6;
Reference numeral 56 denotes a command generation unit that generates a command from the reproduction operation unit 53 having the start button 531 and the stop button 532 or the emergency stop button 52 as a command, or sends the transmitted work amount data to the storage unit 54.

【0020】6は自動運転コントローラであり、教示操
作部83からの操作により自動運転ショベル本体1の現
在位置を教示位置として後述する教示位置格納部68に
格納する教示処理部67と、教示処理部67によって再
生時の教示データを格納する教示位置格納部68と、再
生動作の手順を順次実行するための再生コマンドを格納
する再生コマンド格納部65と、再生コマンドを解釈し
て教示位置格納部68から所定の教示位置データの出力
等を指示するコマンドインタプリタ部66と、教示位置
データや目標圧力が出力処理される教示位置・目標圧力
出力処理部69と、自動運転ショベル本体1の動作が円
滑に動作するように、教示位置・目標圧力出力処理部6
9から出力される教示位置データを演算によって補間さ
れた教示位置データに作成して出力するサーボ前処理部
70と、サーボ前処理部70から出力された補間後の教
示位置データと目標圧力を後述する現在位置演算部72
から出力された現在位置データと後述する現在圧力演算
部73から出力された現在圧力データを対比して自動運
転ショベル本体1を所定の位置に制御するための駆動信
号を電磁制御弁81に出力するサーボ制御部71と、無
線機82によって受信されたコマンドを後述する再生起
動・停止処理部62に出力し、または教示操作部9から
のコマンドを教示処理部67に出力し、または作業量記
憶部64からの作業量データを無線機82に出力するコ
マンド受信部62と、再生操作部53から伝送されるコ
マンドを入力処理してコマンドインタプリタ部66に再
生起動コマンドまたは再生停止コマンドを出力する再生
起動・停止処理部62と、コマンドインタプリタ部66
からの指令により、掘削後の旋回作業中に、現在位置演
算部72および現在圧力演算部73から得られた位置デ
ータおよび圧力データに基づいてバケット14内の荷重
Wを計測し、作業量を演算する作業量演算部63と、作
業量演算部63で演算された作業量データを記憶する作
業量記憶部とから構成される。
Reference numeral 6 denotes an automatic operation controller, which includes a teaching processing unit 67 for storing the current position of the automatic operation shovel body 1 as a teaching position in a teaching position storage unit 68, which will be described later, by operating the teaching operation unit 83, and a teaching processing unit. 67, a teaching position storage unit 68 for storing teaching data at the time of playback, a playback command storage unit 65 for storing a playback command for sequentially executing the procedure of the playback operation, and a teaching position storage unit 68 for interpreting the playback command. Command interpreter unit 66 for instructing the output of predetermined teaching position data, etc., teaching position / target pressure output processing unit 69 for outputting the teaching position data and target pressure, and the operation of the automatic driving shovel body 1 smoothly. The teaching position / target pressure output processing unit 6 operates.
The servo pre-processing unit 70 creates and outputs the teaching position data output from the computer 9 into the teaching position data interpolated by the calculation, and the interpolated teaching position data and the target pressure output from the servo pre-processing unit 70 are described later. Current position calculation unit 72
The drive signal for controlling the automatic operation shovel body 1 to a predetermined position is output to the electromagnetic control valve 81 by comparing the current position data output from the controller with the current pressure data output from the current pressure calculator 73 described later. A command received by the servo control unit 71 and the wireless device 82 is output to a reproduction start / stop processing unit 62 described later, a command from the teaching operation unit 9 is output to the teaching processing unit 67, or a work amount storage unit A command receiving unit 62 that outputs the work amount data from the wireless operating device 64 to the wireless device 82; A stop processing unit 62 and a command interpreter unit 66
During the turning work after excavation, the load W in the bucket 14 is measured based on the position data and the pressure data obtained from the current position calculating section 72 and the current pressure calculating section 73, and the amount of work is calculated. And a work amount storage unit that stores the work amount data calculated by the work amount calculation unit 63.

【0021】図3は、図1に示す教示位置格納部68に
格納される教示位置データの一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the teaching position data stored in the teaching position storage section 68 shown in FIG.

【0022】同図において、P1〜Pnは、再生コマン
ド格納部65に格納されている教示コマンドのラベルP
1〜Pnに対応しており、各ラベルP1〜Pnに対応す
る自動運転ショベル本体1の各部が取るべきブーム角、
アーム角、バケット角、旋回角の各教示された値が格納
されている。
In the figure, P1 to Pn denote the labels P of the teaching commands stored in the reproduction command storage section 65.
Boom angles to be taken by each part of the self-driving shovel body 1 corresponding to each of the labels P1 to Pn,
The taught values of the arm angle, the bucket angle, and the turning angle are stored.

【0023】次に、作業量演算部63における荷重計測
に必要な演算式の一例を図4および図5を用いて説明す
る。
Next, an example of an arithmetic expression necessary for the load measurement in the work amount calculating section 63 will be described with reference to FIGS.

【0024】図4は、自動運転ショベル本体1のフロン
ト部の側面図である。
FIG. 4 is a side view of the front part of the main body 1 of the automatic driving shovel.

【0025】同図において、l7はバケット14内の荷
重の重心位置と支点Fまでの水平方向の長さ、l8は支
点Fと支点Jまでの水平方向の長さ、l9は荷重の重心
位置と支点Jまでの水平方向の長さ、lc1はブームシリ
ンダ15の軸から支点Fまでの垂線の長さ、lc2はアー
ムシリンダ16の軸の延長から支点Jまでの垂線の長
さ、Wは積み荷の荷重である。
In the figure, l 7 is the position of the center of gravity of the load in the bucket 14 and the horizontal length from the fulcrum F, l 8 is the horizontal length from the fulcrum F to the fulcrum J, and l 9 is the load The position of the center of gravity and the length in the horizontal direction from the fulcrum J, l c1 is the length of the perpendicular from the axis of the boom cylinder 15 to the fulcrum F, and l c2 is the length of the perpendicular from the extension of the axis of the arm cylinder 16 to the fulcrum J. , W is the load of the load.

【0026】図5は、自動運転ショベル本体1のフロン
ト部における各部の寸法を示す線図である。
FIG. 5 is a diagram showing the dimensions of each part at the front part of the main body 1 of the automatic driving shovel.

【0027】l10は支点Fと点G間の長さ、l11は支点
Fと点H間の長さ、θ4 は線分l10と線分l11のなす角
度、θ5はブームシリンダ15の軸と線分l10とのなす
角度、l13は点Kと点M間の長さ、l14は支点Jと点K
間の長さ、l15は支点Jと点M間の長さ、θ6は線分l
15と線分l14とのなす角度、θ7は線分l13と線分l14
のなす角度、α1は線分l11とブーム12の重心位置の
なす角度、Wbはブームの重さ、Rはアーム13および
バケット14の重心位置、l51は支点Jと重心位置Rと
のなす角度、l52は支点Fと支点J間の長さ、α2は線
分l15と線分l51のなす角度、β1は水平線と線分l10
とのなす角度、β2は線分l52と線分l11とのなす角
度、β3は線分l52と線分l14とのなす角度、Waはブ
ーム12およびアーム13の重さである。
[0027] l 10 length between the fulcrum F and point G, l 11 is the length between the fulcrum F and point H, theta 4 is the angle between the line segment l 10 and the line segment l 11, θ 5 is a boom cylinder the angle between the axis and the line segment l 10 of 15, l 13 is the length between points K and M, l 14 fulcrum J and the point K
L 15 is the length between the fulcrum J and the point M, θ 6 is the line segment l
The angle between 15 and the line segment l 14 , θ 7 is the line segment 13 and the line segment 14
Α 1 is the angle between line segment l 11 and the center of gravity of boom 12, W b is the weight of the boom, R is the center of gravity of arm 13 and bucket 14, l 51 is the fulcrum J and center of gravity R angle, l 52 is the length between the fulcrum F and the fulcrum J, alpha 2 is the line segment l 15 and the angle of the line segment l 51, beta 1 horizontal line and the line segment l 10 of
Angle between, beta 2 is an angle between the line segment l 52 and the line segment l 11, beta 3 is the angle between the line segment l 52 and the line segment l 14, Wa is the weight of the boom 12 and the arm 13 is there.

【0028】ここで、荷重WによるモーメントはW・l
7、ブームシリンダ12の反力Fbによるモーメントは
Fb・lc1であるので、 Fb・lc1=W・l7+w’l’・・・1式 ここで、w’l’=Wb・l50cos(θ4+α1
β1)−Wa{l52・cos(θ4−β1−β2)+l51
os(β1+β2+β3−θ4+θ6+α2−π)} また、荷重WによるモーメントはW・l9、アームシリ
ンダ12の反力FaによるモーメントはFa・lc2であ
るので、 Fa・lc2=W・l9+Wa・l51cos(β1+β2+β3−θ4+θ6+α2− π)=W(l7−l3)+Wa・l51cos(β1+β2+β3−θ4+θ6+α2− π)・・・2式 で表され、両式を解くと、詳細な計算は省略するが、 W={Fb・lc1−Fa・lc2−w’l’+Wa・l51cos(β1+β2+β 3−θ4+θ6+α2−π)}・・・3式 として荷重Wを求めることができる。
Here, the moment due to the load W is W · l
7 , the moment due to the reaction force Fb of the boom cylinder 12 is Fb · l c1 , so that Fb · l c1 = W · l 7 + w′l ′... 1 Here, w′l ′ = Wb · l 50 cos (θ 4 + α 1
β 1 ) −W a {l 52 · cos (θ 4 −β 1 −β 2 ) + l 51 c
os (β 1 + β 2 + β 3 −θ 4 + θ 6 + α 2 −π)} The moment due to the load W is W · l 9 , and the moment due to the reaction force Fa of the arm cylinder 12 is Fa · l c2 , so Fa L c2 = W · l 9 + Wa · l 51 cos (β 1 + β 2 + β 34 + θ 6 + α 2 -π) = W (l 7 -l 3 ) + Wa · l 51 cos (β 1 + β 2 + β 3− θ 4 + θ 6 + α 2 −π) Expression 2 When solving both equations, detailed calculations are omitted, but W = {Fb · l c1 −Fa · l c2 −w′l '+ Wa · l 51 cos (β 1 + β 2 + β 34 + θ 6 + α 2 -π)} ... The load W can be obtained as Equation 3.

【0029】ここで、反力Fb=Pb・Sb−P’b・
S’b、反力Fa=Pr・Sr−Ph・Shとして表さ
れ、Sbはブームシリンダ15のヘッド側断面積、S’
bはロッド側断面積、Pbはブームシリンダ15のヘッ
ド側圧力、P’bはロッド側圧力、Srはアームシリン
ダ16のロッド側断面積、Shはヘッド側断面積、Pr
はアームシリンダ16のロッド側圧力、Phはヘッド側
圧力である。
Here, the reaction force Fb = Pb.Sb-P'b.
S′b, reaction force Fa = Pr · Sr−Ph · Sh, where Sb is the head-side cross-sectional area of the boom cylinder 15 and S ′
b is the rod side sectional area, Pb is the head side pressure of the boom cylinder 15, P'b is the rod side pressure, Sr is the rod side sectional area of the arm cylinder 16, Sh is the head side sectional area, Pr
Is the rod side pressure of the arm cylinder 16, and Ph is the head side pressure.

【0030】従って、上記荷重Wは、角度センサ112
および113の測定値θ4、θ6、圧力センサ116’,
116”,117’,117”の測定値Pb,P’b,
Pr,Phに基づき、作業量演算部63において演算に
より求めることができる。
Therefore, the load W is calculated by the angle sensor 112
And 113, θ 4 , θ 6 , pressure sensor 116 ′,
116 ", 117 ', 117", Pb, P'b,
Based on Pr and Ph, the work amount calculation unit 63 can obtain the value by calculation.

【0031】ここで使用される角度センサや圧力センサ
は既に自動運転に用いられているものを兼用することが
できる。
The angle sensor and the pressure sensor used here may be those already used for automatic operation.

【0032】図6は、本実施形態に係わる自動運転ショ
ベルの1サイクルにおけるブームシリンダの圧力変化お
よびブームシリンダの変位を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a boom cylinder pressure change and a boom cylinder displacement in one cycle of the automatic operation shovel according to the present embodiment.

【0033】同図に示すように、旋回中はブームシリン
ダ12のロッド側圧力、ボトム側圧力は変化が小さいの
で、この期間中の適当な時期にブームシリンダ12の圧
力を検出することにより、適正な圧力を検出することが
でき、これに基づいて荷重演算を行うことにより高精度
の荷重を計測することができる。
As shown in the figure, since the rod-side pressure and the bottom-side pressure of the boom cylinder 12 change little during turning, the pressure of the boom cylinder 12 is detected at an appropriate time during this period, so that the A high-precision load can be measured by performing a load calculation based on this.

【0034】なお、圧力検出は、上記旋回作業中の決め
られた位置で検出することも可能であるが、旋回中の複
数位置で圧力検出し、その平均値を求めてもよい。
Although the pressure can be detected at a predetermined position during the turning operation, the pressure may be detected at a plurality of positions during the turning operation, and the average value thereof may be obtained.

【0035】次に、自動運転ショベル本体1の再生動作
および作業量演算について図1を用いて説明する。
Next, the regenerating operation of the automatic driving shovel body 1 and the work amount calculation will be described with reference to FIG.

【0036】再生時は、操作ボックス5の再生起動釦5
31からの指示がコマンド生成部55、無線機51、8
2、コマンド受信部61、再生起動・停止処理部62を
介してコマンドインタプリタ部66に出力される。コマ
ンドインタプリタ部66は指示を受けると、再生コマン
ド格納部65に格納されている再生コマンドをシーケン
シヤルに読み出して解釈し、教示位置データを教示位置
格納部68から教示位置・目標圧力出力処理部69に出
力させる。出力された教示位置データはサーボ前処理部
70に入力し、ここでは自動運転ショベル本体1が円滑
な速度で動作するように演算されて上述のように補間さ
れた教示位置データが作成される。これらの補間された
教示位置データはサーボ制御部71に入力され、一方、
現在位置演算部72において角度センサ111〜114
で検出されたセンサ信号を演算して現在位置データを
得、サーボ制御部71に入力する。サーボ制御部71で
は、目標となる補間された教示位置データと検出した現
在位置データに基づいて所定のサーボ制御を行い、電磁
制御弁81に駆動信号を出力する。
At the time of reproduction, the reproduction start button 5 of the operation box 5
The command from the command generator 31 and the wireless devices 51 and 8
2. Output to the command interpreter 66 via the command receiver 61 and the playback start / stop processor 62. When receiving the instruction, the command interpreter unit 66 sequentially reads out and interprets the playback command stored in the playback command storage unit 65, and transmits the teaching position data from the teaching position storage unit 68 to the teaching position / target pressure output processing unit 69. Output. The output teaching position data is input to the servo pre-processing unit 70, where the automatic driving shovel body 1 is operated so as to operate at a smooth speed, and the interpolated teaching position data is created as described above. These interpolated teaching position data are input to the servo control unit 71.
Angle sensors 111 to 114 in the current position calculation unit 72
The current position data is obtained by calculating the sensor signal detected in step (1), and is input to the servo control unit 71. The servo control unit 71 performs a predetermined servo control based on the interpolated teaching position data as a target and the detected current position data, and outputs a drive signal to the electromagnetic control valve 81.

【0037】ここまでの説明は位置制御に関する部分で
あるが、圧力制御は、位置制御と同様に、再生コマンド
格納部65に格納されている圧力に係わる再生コマンド
に従って、アクチュエータの各軸の圧力目標値をサーボ
制御部71に設定し、指定されたアクチュエータの軸に
ついて圧力制御を行うことをサーボ制御部71に指示す
る。一方、現在圧力演算部73において圧力センサ11
5〜118で検出されたセンサ信号を演算して現在圧力
データを得、サーボ制御部71に入力する。サーボ制御
部71では設定された圧力目標値と現在圧力データとに
基づいて所定のサーボ制御を行い、電磁制御弁81に駆
動信号を出力する。
Although the description so far relates to the position control, the pressure control is performed in the same manner as the position control, in accordance with the regeneration command relating to the pressure stored in the regeneration command storage unit 65. The value is set in the servo control unit 71, and the servo control unit 71 is instructed to perform pressure control on the axis of the specified actuator. On the other hand, the pressure sensor 11
The current pressure data is obtained by calculating the sensor signals detected at 5-118, and is input to the servo control unit 71. The servo controller 71 performs a predetermined servo control based on the set pressure target value and the current pressure data, and outputs a drive signal to the electromagnetic control valve 81.

【0038】作業量演算は、再生コマンド格納部65に
格納されている作業量演算に係わる再生コマンドに従っ
て、掘削後の旋回作業中の、作業量演算すべき位置に達
したら、作業量演算部63は現在圧力演算部73および
現在位置演算部72から、各部の圧力データおよび角度
データを読み取り、上記に示した各式に基づく演算を行
って荷重Wを求める。一方、掘削から放土して再び掘削
するまでのサイクルをカウントしておき、前記演算され
た荷重Wにサイクル数を積算して作業量を演算する。
The work amount calculation unit 63 performs the work amount calculation unit 63 according to the reproduction command related to the work amount calculation stored in the reproduction command storage unit 65 when it reaches the position where the work amount is to be calculated during the turning work after excavation. Reads the pressure data and angle data of each unit from the current pressure calculation unit 73 and the current position calculation unit 72, and calculates the load W by performing calculations based on the above-described equations. On the other hand, the number of cycles from excavation to earth removal and excavation is counted, and the work amount is calculated by integrating the calculated load W with the number of cycles.

【0039】演算された作業量データは操作ボックス5
に伝送され、記憶部54に記憶したりまたは表示部55
に表示することができる。
The calculated work amount data is stored in the operation box 5.
And stored in the storage unit 54 or the display unit 55
Can be displayed.

【0040】[0040]

【発明の効果】上記のごとく、本発明は、掘削後の旋回
作業中に掘削物の荷重を計測し、計測された荷重に基づ
いて作業量を演算するので、作業量の検出を精度良く行
うことができる自動運転ショベルを提供することができ
る。
As described above, the present invention measures the load of an excavated object during a turning operation after excavation and calculates the amount of operation based on the measured load, so that the amount of operation can be accurately detected. Self-driving shovel that can be provided.

【0041】また、荷重計測は、自動運転ショベルの自
動運転に必要な既設の圧力センサおよび角度センサによ
って計測された圧力データおよび角度データを利用する
ので、ハードウエアの負担がなく、作業量演算のための
ソフトウエアを追加するだけで容易に作業量の検出を行
うことができ、経済的な作業量演算手段を備えた自動運
転ショベルを提供することができる。
The load measurement uses pressure data and angle data measured by existing pressure sensors and angle sensors required for automatic operation of the automatic operation shovel, so that there is no burden on hardware and the amount of work can be calculated. The amount of work can be easily detected simply by adding software for the operation, and an automatic driving shovel equipped with economical work amount calculating means can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施形態に係わる自動運転ショベルの制御機
構の概要を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an outline of a control mechanism of an automatic driving shovel according to an embodiment.

【図2】本発明の一実施形態に係わる自動運転ショベル
の全体構成およびその作業形態を示す図である。
FIG. 2 is a view showing an entire configuration of an automatic driving shovel according to an embodiment of the present invention and a working form thereof.

【図3】図2に示す教示位置格納部68に格納される教
示位置データの一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of teaching position data stored in a teaching position storage section 68 shown in FIG. 2;

【図4】本実施形態に係わる自動運転ショベル1のフロ
ント部の側面図である。
FIG. 4 is a side view of a front portion of the automatic driving shovel 1 according to the embodiment.

【図5】本実施形態に係わる自動運転ショベル1のフロ
ント部における各部の寸法を示す線図である。
FIG. 5 is a diagram showing dimensions of each part in a front part of the automatic driving shovel 1 according to the present embodiment.

【図6】本実施形態に係わる自動運転ショベルの1サイ
クルにおけるブームシリンダの圧力変化およびブームシ
リンダの変位を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a pressure change of a boom cylinder and a displacement of the boom cylinder in one cycle of the automatic operation shovel according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 自動運転ショベル本体 2 ストックヤード 3 クラッシャ 4 ホイルローダ 5 操作器ボックス 6 自動運転コントローラ 62 再生起動・停止処理部 63 作業量演算部 64 作業量記憶部 65 再生コマンド格納部 66 コマンドインタプリタ部 68 教示位置格納部 69 教示位置・目標圧力処理部 70 サーボ前処理部 71 サーボ制御部 72 現在位置演算部 73 現在圧力演算部 12 ブーム 13 アーム 14 バケット 15 ブームシリンダ 16 アームシリンダ 17 バケットシリンダ 111〜114 角度センサ 115〜118,116’〜116”,117’〜11
7” 圧力センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automatic operation shovel body 2 Stockyard 3 Crusher 4 Wheel loader 5 Controller box 6 Automatic operation controller 62 Playback start / stop processing unit 63 Work amount calculation unit 64 Work amount storage unit 65 Playback command storage unit 66 Command interpreter unit 68 Teaching position storage Unit 69 teaching position / target pressure processing unit 70 servo preprocessing unit 71 servo control unit 72 current position calculation unit 73 current pressure calculation unit 12 boom 13 arm 14 bucket 15 boom cylinder 16 arm cylinder 17 bucket cylinder 111 to 114 angle sensor 115 to 115 118, 116'-116 ", 117'-11
7 "pressure sensor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 教示して記憶された教示位置を順次読み
出して、掘削から放土までの一巡する作業を繰り返し行
わせる自動運転ショベルにおいて、 前記掘削後の旋回作業中に掘削物の荷重を計測し、計測
された荷重に基づいて作業量を演算する作業量演算手段
を設けたことを特徴とする自動運転ショベル。
1. An automatic operation shovel in which a teaching position stored and taught is sequentially read out, and a round operation from excavation to earth removal is repeatedly performed, wherein a load of an excavated object is measured during a turning operation after the excavation. And an operation amount calculating means for calculating an operation amount based on the measured load.
【請求項2】 教示して記憶された教示位置を順次読み
出して、掘削から放土までの一巡する作業を繰り返し行
わせる自動運転ショベルにおいて、 前記掘削後の旋回作業中に掘削物の荷重を複数回計測し
て平均荷重を求め、該平均荷重に基づいて作業量を演算
する作業量演算手段を設けたことを特徴とする自動運転
ショベル。
2. An automatic operation shovel for sequentially reading a teaching position stored and teaching and repeatedly performing a work from excavation to earth removal, wherein a plurality of loads of the excavated material are changed during the turning work after the excavation. An automatic operation shovel comprising an operation amount calculating means for calculating an average load by measuring times and calculating an operation amount based on the average load.
【請求項3】 請求項1ないしは請求項2のいずれか1
つの請求項において、 前記作業量演算部における前記荷重計測は、当該自動運
転ショベルの自動運転に必要な既設の圧力センサおよび
角度センサによって計測された圧力データおよび角度デ
ータを利用することを特徴とする自動運転ショベル。
3. The method according to claim 1, wherein
In one embodiment, the load measurement in the work amount calculation unit utilizes pressure data and angle data measured by an existing pressure sensor and angle sensor required for automatic operation of the automatic operation shovel. Automatic driving excavator.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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