JP2001098586A - Automatic operating shovel - Google Patents

Automatic operating shovel

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JP2001098586A
JP2001098586A JP28172199A JP28172199A JP2001098586A JP 2001098586 A JP2001098586 A JP 2001098586A JP 28172199 A JP28172199 A JP 28172199A JP 28172199 A JP28172199 A JP 28172199A JP 2001098586 A JP2001098586 A JP 2001098586A
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JP
Japan
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shovel
abnormality
unit
automatic operation
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP28172199A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Nagano
好幸 永野
Toru Kurenuma
榑沼  透
Hideto Ishibashi
英人 石橋
Akira Hashimoto
昭 橋本
Hajime Yasuda
元 安田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
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 provide an automatic operating shovel having a function of detecting abnormality of an automatic operating unit. SOLUTION: In an automatic operating shovel having a hydraulic shovel and an automatic operating unit 66 being arranged in this hydraulic shovel and performing prescribed repetitive operation on this hydraulic shovel by successively reading out a teaching position stored by teaching, an abnormality processing means 65 is provided to output an abnormal signal when detecting abnormality in a detecting object signal by monitoring the detecting object signal outputted from the automatic operating unit 66 to detect an abnormal state of the automatic operating unit 66.

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備えられる自動運
転ユニットの異常検出を行う機能を備えた自動運転ショ
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 having a function of detecting an abnormality of an automatic driving unit provided in the automatic driving shovel.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、建設機械の代表例として油圧ショ
ベルが知られているが、近年、油圧ショベルによる掘削
から放土までの一連の単調な繰り返し作業に、自動運転
ショベルを使用することが考えられている。しかしこの
場合、マニュアル運転に比ベて、より一層の安全性が求
められる。即ち、自動運転中に万一異常が発生した場
合、確実に自動運転を停止し人為的な対策が行われるま
で安全な状態を保持する必要がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a hydraulic excavator has been known as a typical example of construction equipment. In recent years, it has been considered that an automatic driving excavator is used for a series of monotonous repetitive operations from excavation to dumping by a hydraulic excavator. Have been. However, in this case, further safety is required as compared with manual operation. That is, if an abnormality occurs during the automatic operation, it is necessary to stop the automatic operation without fail and maintain a safe state until an artificial measure is taken.

【0003】一方、自動運転ショベルには自動運転制御
用や異常処理用の複数のユニットが搭載されている。こ
れらユニット間の通信にはRS−232C(シリアル通
信規格)やLANのようなシリアル通信が使用されるこ
とが多い。もしこの通信ラインがダウンしてしまった場
合、異常を通知する手段がない。このため自動運転ユニ
ットが異常を検出しても異常処理ユニットに異常状態が
伝えられず、ショベル停止、手動連転切換等の異常処理
が行われない恐れがある。これを防ぐために特開平11
−81392号公報では、シリアル通信ラインの他に別
途異常状態を伝達する伝達手段として複数のワイアード
線やバスを設けて、伝達ラインを強化している。異常を
検出した自動運転ユニットは通常の通信ラインにコマン
ドを出力するとともに別途設けた伝達ラインに異常状態
を出力し、異常処理ユニットはその信号を受けて処理を
行うようにしている。
On the other hand, an automatic operation shovel has a plurality of units for automatic operation control and abnormality processing. For communication between these units, serial communication such as RS-232C (serial communication standard) or LAN is often used. If this communication line goes down, there is no means to notify an abnormality. For this reason, even if the automatic operation unit detects an abnormality, the abnormal state is not transmitted to the abnormality processing unit, and there is a possibility that abnormality processing such as shovel stop, manual continuous rotation switching, and the like may not be performed. To prevent this, Japanese Patent Application Laid-Open
In JP-A-81392, a plurality of wired lines or buses are separately provided as a transmission means for transmitting an abnormal state in addition to a serial communication line, and the transmission line is strengthened. The automatic operation unit that detects the abnormality outputs a command to a normal communication line and outputs an abnormal state to a separately provided transmission line, and the abnormality processing unit receives the signal and performs processing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平11−
81392号公報の方法では、自動連転ユニットが正常
に働いていることが前提とされる。もし、自動運転ユニ
ット自体が暴走している場合は、異常処理ユニットは暴
走状態を検出することはできない。このため実際は異常
が発生しているにもかかわらず、自動運転ユニットが暴
走しているためその異常状態を異常処理ユニットに伝え
られず処理が行われない恐れがある。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No.
In the method of JP 81392, it is assumed that the automatic interlocking unit is working normally. If the automatic operation unit itself is running away, the abnormal processing unit cannot detect the runaway state. For this reason, even though an abnormality has actually occurred, the automatic operation unit is running away, so that the abnormal state may not be transmitted to the abnormality processing unit, and the processing may not be performed.

【0005】本発明の目的は、上記の問題点にを鑑み
て、自動運転ユニット自体の動作状態を常に監視し、も
し、自動運転ショベルが暴走している恐れがある場合に
は、即座に自動運転を停止するか、または自動運転から
手動運転状態に切り換える機能を持った自動運転ショベ
ルを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to constantly monitor the operation state of the automatic driving unit itself, and if there is a possibility that the automatic driving shovel is going out of control, the automatic operation is immediately performed. An object of the present invention is to provide an automatic operation shovel having a function of stopping operation or switching from automatic operation to manual operation.

【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】第1の手段は、油圧ショベルと、この油圧
ショベルに設けられ、教示して記憶された教示位置を順
次読み出して、この油圧ショベルに所定の繰り返し動作
を行わせる自動運転ユニットとを備える自動運転ショベ
ルにおいて、前記自動運転ユニットから出力される被検
出信号を監視して、前記被検出信号に異常を検知した時
は異常信号を出力する異常処理手段を備え、前記自動運
転ユニットの異常状態を検知することを特徴とする。
The first means comprises a hydraulic shovel and an automatic operation unit provided on the hydraulic shovel, for sequentially reading out teaching positions stored by teaching and causing the hydraulic shovel to perform a predetermined repetitive operation. The automatic driving shovel includes an abnormality processing unit that monitors a detected signal output from the automatic driving unit and outputs an abnormal signal when an abnormality is detected in the detected signal, and detects an abnormal state of the automatic driving unit. Is detected.

【0008】第2の手段は、第1の手段において、前記
異常処理手段から出力される前記異常信号により、当該
自動運転ショベルの自動運転を停止させる停止手段を備
えることを特徴とする。
The second means is characterized in that, in the first means, there is provided a stop means for stopping the automatic operation of the automatic driving shovel in response to the abnormality signal output from the abnormality processing means.

【0009】第3の手段は、第1の手段において、前記
異常処理手段から出力される前記異常信号により、当該
自動運転ショベルを自動運転から手動運転に切り換える
切換え手段を備えることを特徴とする。
The third means is characterized in that in the first means, there is provided switching means for switching the automatic operation shovel from automatic operation to manual operation according to the abnormality signal output from the abnormality processing means.

【0010】第4の手段は、第1の手段ないし第3の手
段のいずれか1つの手段において、前記異常処理手段
は、前記異常信号の出力後も、異常解除操作が行われる
まで、前記異常信号の出力状態を保持する保持手段を備
えることを特徴とする。
[0010] The fourth means is any one of the first means to the third means, wherein the abnormality processing means keeps the abnormality processing after the output of the abnormality signal until an abnormality clearing operation is performed. It is characterized by comprising a holding means for holding a signal output state.

【0011】第5の手段は、第1の手段ないし第3の手
段のいずれか1つの手段において、前記異常処理手段
は、初期化時の所定期間、前記自動運転ユニットから出
力される被検出信号の監視を停止する停止手段を備える
ことを特徴とする。
A fifth means is the first means according to any one of the first means to the third means, wherein the abnormality processing means is a detected signal output from the automatic operation unit for a predetermined period at the time of initialization. A stopping means for stopping monitoring of the data.

【0012】第6の手段は、第1の手段ないし第3の手
段のいずれか1つの手段において、前記異常処理手段
は、外部信号により前記自動運転ユニットから出力され
る被検出信号の監視を停止する停止手段を備えることを
特徴とする。
A sixth means is the first means, wherein the abnormality processing means stops monitoring a detected signal output from the automatic operation unit by an external signal. It is characterized by having a stopping means to perform.

【0013】[0013]

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

【0014】図1は、本実施形態に係わる自動運転ショ
ベル及びその作業形態の一例を示す側面図である。
FIG. 1 is a side view showing an example of the automatic driving shovel according to the present embodiment and its working form.

【0015】同図において、1はストックヤードに貯留
された土石を掘削して、後述するクラッシヤ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
ホィールローダ、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 and releasing the excavated soil to a crusher 3, which will be described later. 3 is a crusher for crushing debris discharged by the automatic driving shovel body 1, 4 is a wheel loader for loading the crushed crushed stone on a transport dump truck not shown, and 5 is an automatic driving shovel body. 1 is an operation box installed at an arbitrary place suitable for performing the reproduction operation.

【0016】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たアーム13と、アーム13の
先端に回動可能に設けたバケット14と、ブーム12,
アーム13,バケット14をそれぞれ回動動作させるた
めのシリンダ15,16,17と、自動連転ショベル本
体1の動力であるエンジン80と、自動運転ショベル本
体1の自動運転以外の機能を制御する本体制御部86
と、自動運転機能の制御を行う自動運転装置6と、教示
操作を行う操作パネル9と、自動運転装置6が各シリン
ダに送り込む油量を制御するための比例電磁弁81と、
操作ボックス5との間で信号の送受信を行うアンテナ6
1を有する無線機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
An arm 13 rotatably provided at the tip of the arm, a bucket 14 rotatably provided at the tip of the arm 13, a boom 12,
Cylinders 15, 16 and 17 for rotating the arm 13 and the bucket 14, respectively, an engine 80 which is a power source of the self-rotating shovel main body 1, and a main body for controlling functions of the automatic driving shovel main body 1 other than the automatic operation. Control unit 86
An automatic operation device 6 for controlling an automatic operation function, an operation panel 9 for performing a teaching operation, a proportional solenoid valve 81 for controlling an amount of oil that the automatic operation device 6 sends to each cylinder,
Antenna 6 for transmitting / receiving signals to / from operation box 5
1 is provided.

【0017】さらに、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1
12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が設けられている。
Further, 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 1 for detecting a turning angle between the revolving unit 11 and the boom 12.
12, 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.

【0018】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
クラッシヤ3によって破砕された土石を示す。
The crusher 3 comprises a traveling body 30, a hopper 31, and a conveyor 32, and 33 denotes debris crushed by the crusher 3.

【0019】また、操作ボックス5は、自動運転ショベ
ル本体1を非常停止するための非常停止ボタン52と、
自動運転ショベル本体1に再生操作を行わせるための再
生操作部53と、自動運転ショベル本体1のエンジン回
転数を操作するためのエンジン操作部54と、自動運転
ショベル本体1の無線機との間で信号の送受信を行うア
ンテナ51を有する無線機とを備える。
The operation box 5 includes an emergency stop button 52 for emergency stop of the self-driving shovel body 1,
Between the regeneration operation unit 53 for causing the automatic driving shovel main unit 1 to perform a reproduction operation, the engine operation unit 54 for operating the engine speed of the automatic driving shovel main unit 1, and the wireless device of the automatic driving shovel main unit 1. And a wireless device having an antenna 51 for transmitting and receiving signals.

【0020】図2は、本実施形態に係る自動運転ショベ
ル本体1に備えられる、操作パネル9、自動運転装置
6、比例電磁弁81、シャトル弁82、メインコントロ
ールバルブ83およびアクチュエータ15〜17を示す
ブロック図である。
FIG. 2 shows an operation panel 9, an automatic operation device 6, a proportional solenoid valve 81, a shuttle valve 82, a main control valve 83, and actuators 15 to 17 provided in the automatic operation shovel body 1 according to the present embodiment. It is a block diagram.

【0021】同図において、61は作業位置の教示や内
部データの表示等を行うためのマンマシンユニット、6
2は、教示の結果、記憶された教示位置に基づいて自動
運転ショベル本体1の目標軌跡を生成する軌道生成ユニ
ット、63は軌道生成ユニット62によって生成された
目標軌跡に従ってサーボ処理を行うサーボユニットであ
り、マンマシンユニット61、軌道生成ユニット62、
およびサーボユニット63は全体としてショベルの自動
運転に係る制御を行う自動運転ユニット66を構成す
る。さらに、64は自動運転ショベル本体1の各部各種
の故障検出を行う故障検出ユニット、65はサーボユニ
ット63から出力されるパルス信号等の被検出信号を検
出して、パルス信号の周期がおかしい等の異常を検出し
た場合は後述する安全装置67を動作させる、または故
障検出ユニット64により検出された故障検出に基づい
て安全装置67を動作させる異常処理ユニット、67は
異常処理ユニット65が異常を検出した時は、例えば、
後述するON/OFF弁リレー84を介してON/OF
F弁85を遮断する信号を出力して、自動運転ショベル
本体1を安全な状態に保持するための制御を行う安全装
置、82は自動運転または手動運転への切り換え制御を
行うシャトル弁、83はメインコントロールバルブ、6
62,663は自動運転用ユニット66間に配設される
シリアル通信ライン、664は異常処理ユニット65が
異常を検出した際、マンマシンユニット61,軌道生成
ユニット62およびサーボユニット63等の各ユニット
に異常状態であることを伝達するライン、665はサー
ボユニット63が異常を検出するためのパルス信号を異
常処理ユニット65に伝達するためのライン、666は
サーボユニット63からON/OFF弁を制御する信号
を伝達するライン、667は被検出信号を無効にし異常
処理ユニット65の出力を正常状態に保持する伝達する
ラインである。
In the figure, reference numeral 61 denotes a man-machine unit for teaching a work position, displaying internal data, and the like.
Reference numeral 2 denotes a trajectory generation unit that generates a target trajectory of the automatic driving shovel body 1 based on a stored teaching position as a result of teaching, and 63 denotes a servo unit that performs servo processing according to the target trajectory generated by the trajectory generation unit 62. Yes, man-machine unit 61, trajectory generation unit 62,
The servo unit 63 and the servo unit 63 as a whole constitute an automatic operation unit 66 that controls the automatic operation of the shovel. Further, reference numeral 64 denotes a failure detection unit for detecting various failures of various parts of the automatic driving shovel body 1, and 65 detects a signal to be detected such as a pulse signal output from the servo unit 63, and determines whether the period of the pulse signal is incorrect. When an abnormality is detected, the abnormality processing unit operates the safety device 67 described later, or operates the safety device 67 based on the failure detection detected by the failure detection unit 64. The abnormality processing unit 65 detects the abnormality. Time, for example,
ON / OF via an ON / OFF valve relay 84 described later
A safety device that outputs a signal for shutting off the F valve 85 and performs control for maintaining the automatic operation shovel body 1 in a safe state, 82 is a shuttle valve that controls switching to automatic operation or manual operation, and 83 is a shuttle valve. Main control valve, 6
Reference numerals 62 and 663 denote serial communication lines provided between the automatic operation units 66, and reference numeral 664 denotes a unit for the man-machine unit 61, the trajectory generation unit 62, and the servo unit 63 when the abnormality processing unit 65 detects an abnormality. A line for transmitting an abnormal state, 665 is a line for transmitting a pulse signal for the servo unit 63 to detect an abnormality to the abnormality processing unit 65, and 666 is a signal for controlling the ON / OFF valve from the servo unit 63. 667 is a line for invalidating the detected signal and maintaining the output of the abnormality processing unit 65 in a normal state.

【0022】ここで、サーボユニット63は、正常動作
時は伝達ライン665を介して一定周期のパルス信号を
出力しており、サーボユニット63が暴走したりまた異
常を検出してパルス信号の出力を停止させた場合は、異
常処理ユニット65はパルス信号の停止や発生周期の乱
れを検出して安全装置67に異常処理信号を出力し、O
N/OFF弁85を遮断し、それによって比例電磁弁8
1の動作を無効にする。
Here, during normal operation, the servo unit 63 outputs a pulse signal of a constant cycle via the transmission line 665. When the servo unit 63 runs out of control or detects an abnormality, the servo unit 63 outputs the pulse signal. When the operation is stopped, the abnormality processing unit 65 detects the stop of the pulse signal or disturbance of the generation cycle, and outputs an abnormality processing signal to the safety device 67.
The N / OFF valve 85 is shut off, so that the proportional solenoid valve 8
1 operation is invalidated.

【0023】図3は、図2に示すサーボユニット63の
ハードウェア構成およびサーボユニット63と他の構成
との接続関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a hardware configuration of the servo unit 63 shown in FIG. 2 and a connection relationship between the servo unit 63 and another configuration.

【0024】同図において、631はサーボユニット6
3におけるサーボ制御を行うための演算処理を行うCP
U、632はサーボ制御プログラムが記憶されているメ
モリ、633はサーボ処理の結果出力される駆動信号を
比例電磁弁81に出力する電磁弁駆動回路、634は角
度センサ111〜114の値をデジタルデータに変換す
るA/Dコンバータ、635は異常処理ユニット65に
パルス信号を出力するデジタル出力回路、637は軌道
生成ユニット62とデータ通信を行うためのシリアル通
信入出力部である。
In the figure, reference numeral 631 denotes a servo unit 6
CP performing arithmetic processing for performing servo control in 3
U and 632 are memories in which servo control programs are stored, 633 is an electromagnetic valve driving circuit that outputs a drive signal output as a result of servo processing to the proportional electromagnetic valve 81, and 634 is digital data representing the values of the angle sensors 111 to 114. 635, a digital output circuit for outputting a pulse signal to the abnormality processing unit 65; and 637, a serial communication input / output unit for performing data communication with the trajectory generation unit 62.

【0025】ここで、サーボユニット63は軌道生成ユ
ニット62から送られてくる目標位置とA/Dコンバー
タ634から取り込まれる現在位置を基にCPU631
上で比例電磁弁81に出力すべき駆動信号を演算し、電
磁弁駆動回路633を介して比例電磁弁81に出力す
る。電磁弁駆動回路633から出力された駆動電流は、
比例電磁弁81で電気ー油圧変換され、メインコントロ
ールバルブ83を通してアクチュエータ15〜17に伝
達され駆動する。
Here, the servo unit 63 controls the CPU 631 based on the target position sent from the trajectory generation unit 62 and the current position fetched from the A / D converter 634.
A drive signal to be output to the proportional solenoid valve 81 is calculated above and output to the proportional solenoid valve 81 via the solenoid valve driving circuit 633. The drive current output from the solenoid valve drive circuit 633 is
Electro-hydraulic conversion is performed by the proportional solenoid valve 81, and transmitted to the actuators 15 to 17 through the main control valve 83 to be driven.

【0026】一方、サーボユニット63は、CPU63
1内のタイマで時間計測を行い、伝達ライン665を介
して異常処理ユニット65に一定周期のパルス信号を送
る。
On the other hand, the servo unit 63
The timer in 1 is used to measure time, and a pulse signal having a constant cycle is sent to the abnormality processing unit 65 via the transmission line 665.

【0027】図4は、図2に示す安全装置67,比例電
磁弁81、シャトル弁82、メインコントロールバルブ
83およびアクチュエータ15〜17の具体的構成を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration of the safety device 67, the proportional solenoid valve 81, the shuttle valve 82, the main control valve 83, and the actuators 15 to 17 shown in FIG.

【0028】同図において、84は正常動作時はサーボ
ユニット63がON/OFF弁を制御する信号bを伝送
するライン666を通して異常処理ユニット65を経由
して送られるON信号により閉じられ、異常動作時は異
常処理ユニット65から出力されるOFF信号により開
かれるON/OFF弁リレー、85はON/OFF弁リ
レー84がON信号により閉じられた時、ポンプから比
例電磁弁81へ圧油を流通させ、ON/OFF弁リレー
84がOFF信号により閉じられた時、ポンプから比例
電磁弁81へ圧油の流通を遮断するON/OFF弁であ
り、ON/OFF弁リレー84およびON/OFF弁8
5は安全装置を構成する。なお、その他の構成は図2乃
至図3に示す同符号の構成に対応するので説明を省略す
る。
In the figure, reference numeral 84 indicates that the servo unit 63 is closed by an ON signal sent through the abnormality processing unit 65 through a line 666 transmitting a signal b for controlling the ON / OFF valve during normal operation, and the abnormal operation is performed. The ON / OFF valve relay opened by the OFF signal output from the abnormality processing unit 65 at the time, and the pressure oil 85 flows from the pump to the proportional solenoid valve 81 when the ON / OFF valve relay 84 is closed by the ON signal. , When the ON / OFF valve relay 84 is closed by the OFF signal, the ON / OFF valve cuts off the flow of the pressure oil from the pump to the proportional solenoid valve 81. The ON / OFF valve relay 84 and the ON / OFF valve 8
5 constitutes a safety device. Other configurations correspond to the configurations of the same reference numerals shown in FIGS.

【0029】同図において、手動運転時においては、O
N/OFF弁リレー84がOFF状態にあるためON/
OFF弁85がOFF状態にあり、ポンプの圧油は比例
電磁弁81には流れない。そのためマニュアル操作レバ
ーからの圧油だけがシャトル弁82を通してメインコン
トロールバルブ83に流れ込みアクチュエータ15〜1
7を駆動する。このためマニュアル操作レバーの操作の
みが有効となる。
In the figure, during manual operation, O
ON / OFF because the N / OFF valve relay 84 is OFF.
The OFF valve 85 is in the OFF state, and the pressure oil of the pump does not flow to the proportional solenoid valve 81. Therefore, only the pressure oil from the manual operation lever flows into the main control valve 83 through the shuttle valve 82 and the actuators 15-1
7 is driven. Therefore, only the operation of the manual operation lever is valid.

【0030】自動運転時にはON/OFF弁リレー84
がON状態であるためON/OFF弁85がON状態に
あり、ポンプの圧油が自動運転用の比例電磁弁81に流
れ込む。サーボユニット63が設定しただけの圧油がシ
ヤトル弁82、メインコントロールバルブ83を通って
アクチュエータ15〜17に流れ込み自動運転が行われ
る。
During automatic operation, the ON / OFF valve relay 84
Is in the ON state, the ON / OFF valve 85 is in the ON state, and the pressure oil of the pump flows into the proportional solenoid valve 81 for automatic operation. The pressure oil just set by the servo unit 63 flows through the shuttle valve 82 and the main control valve 83 to the actuators 15 to 17, and the automatic operation is performed.

【0031】ここで、異常処理ユニット65が異常を検
出すると、ON/OFF弁リレー84はOFFされ、そ
れによってON/OFF弁85もOFFされ、サーボユ
ニット63から比例電磁弁81への出力は無効とされ
る。比例電磁弁81が無効になると、自動運転が停止
し、シャトル弁82を介してマニュアル操作レバーから
の手動運転のみが可能になる。
Here, when the abnormality processing unit 65 detects an abnormality, the ON / OFF valve relay 84 is turned off, whereby the ON / OFF valve 85 is also turned off, and the output from the servo unit 63 to the proportional solenoid valve 81 is invalidated. It is said. When the proportional solenoid valve 81 becomes invalid, the automatic operation is stopped, and only the manual operation from the manual operation lever via the shuttle valve 82 becomes possible.

【0032】次に、異常処理ユニット65における異常
処理について図5及び図6を用いて説明する。
Next, the abnormality processing in the abnormality processing unit 65 will be described with reference to FIGS.

【0033】図5は異常処理ユニット65の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the abnormality processing unit 65.

【0034】同図において、651はサーボユニット6
3からのパルス信号、ON/OFF弁切換信号を入力す
る入力部、652はパルス信号をカウントするカウンタ
であり、後述する基本パルス出力657で定期的にリセ
ットされる。653はカウンタ652から出力されるカ
ウンタ値をデコードするデコーダ、654は異常状態を
保持する異常状態ラッチであり、入力信号の立ち上がり
でHigh出力を保持し、後述するパワーONラッチ6
59の出力がLowの状態、つまり電源ONから一定時
間は入力状態に係わらず正常状態を保持し、立ち上がり
の不安定な状態での異常検出ミスを防ぐ。また無効信号
667が無効状態の場合も正常状態を保持する。655
はON/OFF弁リレー84ヘ切換信号を出力する出力
部であり、入力部651からのON/OFF弁切換信号
がONであり、異常状態ラッチ654の出力が正常状態
の時のみON/OFF弁リレーをONにする信号を出力
する。656は基本クロックを発生する基本クロック出
力部、657はクロックの立ち上がりでパルスを出力す
る基本パルス出力部であり、基本パルス出力部657か
らの信号はカウンタ652を一定周期でリセットすると
共に後述するパワーONカウンタ658にクロック信号
を供給する。658は電源ONから一定時間計測するた
めのパワーONカウンタ、659は電源ON状態を保持
するパワーONラッチであり、入力信号の立ち上がりで
High出力を保持する。
In the figure, reference numeral 651 denotes a servo unit 6
An input unit 652 for inputting a pulse signal and an ON / OFF valve switching signal from 3 is a counter for counting pulse signals, and is periodically reset by a basic pulse output 657 described later. Numeral 653 is a decoder for decoding the counter value output from the counter 652, and 654 is an abnormal state latch for holding an abnormal state, which holds a High output at the rising edge of an input signal.
An output 59 is in a low state, that is, a normal state is maintained for a certain period of time after the power is turned on, regardless of the input state, thereby preventing an error detection error in an unstable rising state. Also, when the invalidation signal 667 is in the invalid state, the normal state is maintained. 655
Is an output unit for outputting a switching signal to the ON / OFF valve relay 84, the ON / OFF valve only when the ON / OFF valve switching signal from the input unit 651 is ON and the output of the abnormal state latch 654 is in a normal state. Outputs a signal to turn on the relay. Reference numeral 656 denotes a basic clock output unit that generates a basic clock, and 657 denotes a basic pulse output unit that outputs a pulse at the rising edge of the clock. The signal from the basic pulse output unit 657 resets the counter 652 at a constant cycle and sets the power to be described later. A clock signal is supplied to the ON counter 658. Reference numeral 658 denotes a power-on counter for measuring a predetermined time after power-on, and 659 denotes a power-on latch for holding a power-on state, and holds a High output at the rising of an input signal.

【0035】なお、異常処理ユニット65の各部の入出
力部に示す数字は図6に示す各信号に対応する。
The numbers shown in the input / output sections of each section of the abnormality processing unit 65 correspond to the signals shown in FIG.

【0036】図6は図5に示す異常処理ユニット65の
各部における信号のタイミングを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the timing of signals at various parts of the abnormality processing unit 65 shown in FIG.

【0037】この例では基本クロックの周期を100m
s、パワーON時間を5sに設定している。時点aで電
源ONしてからパワーONカウンタ658は5s間Lo
w状態を保持し、5s経過した時点bでHighにな
る。同時に時点cにおいて、この立ち上がりでパワーO
Nラッチ659の出力がHighになる。この後パワー
ONラッチ659は電源OFFまでHigh状態を保持
し続ける。5s経過後は、時点dに示すように、サーボ
ユニット63からのパルスが入力される。同時に時点e
において、パルス入力はカウンタ652でカウントアッ
プされ、その値がデコーダ653でデコードされる。そ
の後、時点fでは図5に示すようにデコーダ出力がHi
ghのため異常状態ラッチ654にクロックは入らず異
常状態ラッチ654はLow出力を保待する。同時に時
点fにおいて、カウンタ652がリセットされる。次の
100ms経過時には、サーボユニット63からパルス
入力がなく、デコーダ653の出力はLow状態である
が、無効信号が無効状態であるため時点hにおいてもL
ow状態を保持する。次の100ms経過時には、サー
ボユニット63からパルス入力がなくデコーダ653の
出力はLow状態であり、無効信号も有効状態であるた
め、時点kにおいても基本パルス出力により同時に時点
iで異常状態ラッチ654にクロックが入り、High
状態を出力する。時点jにおいて出力部655はOFF
になりON/OFF弁リレー84にOFF信号を出力
し、さらにON/OFF弁85を遮断し、自動運転を停
止する。この後、正常にパルスが入力されても異常状態
は異常状態ラッチ654で保持されるので、ON/OF
F弁85の遮断状態は保持される。
In this example, the period of the basic clock is 100 m
s and the power ON time are set to 5 s. After the power is turned on at time point a, the power ON counter 658 is Lo for 5 seconds.
The w state is maintained, and becomes High at the time point b when 5 seconds have elapsed. At the same time, at the time point c, the power O
The output of the N latch 659 becomes High. Thereafter, the power-on latch 659 keeps the High state until the power is turned off. After a lapse of 5 seconds, a pulse is input from the servo unit 63 as shown at a time point d. At the same time e
In, the pulse input is counted up by a counter 652, and the value is decoded by a decoder 653. Thereafter, at time point f, the decoder output becomes Hi as shown in FIG.
No clock enters the abnormal state latch 654 because of gh, and the abnormal state latch 654 keeps the Low output. At the same time, at the time point f, the counter 652 is reset. At the elapse of the next 100 ms, there is no pulse input from the servo unit 63 and the output of the decoder 653 is in the low state.
ow state is maintained. At the elapse of the next 100 ms, there is no pulse input from the servo unit 63 and the output of the decoder 653 is in the low state, and the invalid signal is also in the valid state. Clock on, High
Output status. Output unit 655 is OFF at time j
And outputs an OFF signal to the ON / OFF valve relay 84, further shuts off the ON / OFF valve 85, and stops automatic operation. Thereafter, even if a pulse is input normally, the abnormal state is held by the abnormal state latch 654, so that ON / OF is performed.
The shutoff state of the F valve 85 is maintained.

【0038】[0038]

【発明の効果】本願請求項1の発明によれば、自動運転
ユニットから出力される被検出信号を監視して、被検出
信号に異常を検知した時は異常信号を出力する異常処理
手段を備えたので、自動運転ユニットの異常状態を常時
監視することができる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided abnormality processing means for monitoring a detected signal output from the automatic driving unit and outputting an abnormal signal when an abnormality is detected in the detected signal. Therefore, the abnormal state of the automatic operation unit can be constantly monitored.

【0039】本願請求項2乃至請求項3の発明によれ
ば、異常処理手段から出力される異常信号により、自動
運転ショベルの自動運転を停止させるようにしたので、
自動運転ユニットの暴走による自動運転ショベルの不測
の動作を防止することができる。
According to the second and third aspects of the present invention, the automatic operation of the automatic operation shovel is stopped by the abnormality signal output from the abnormality processing means.
It is possible to prevent an unexpected operation of the automatic driving shovel due to a runaway of the automatic driving unit.

【0040】本願請求項4の発明によれば、異常信号の
出力後も、異常解除操作が行われるまで、異常信号の出
力状態を保持するので、自動運転ユニットの暴走による
自動運転ショベルの不測の動作をより確実に防止するこ
とができる。
According to the invention of claim 4 of the present application, even after the output of the abnormal signal, the output state of the abnormal signal is maintained until the abnormality is released, so that the automatic operation shovel is not unexpectedly operated due to runaway of the automatic operation unit. The operation can be more reliably prevented.

【0041】本願請求項5の発明によれば、異常処理手
段は、初期化時の所定期間、自動運転ユニットから出力
される被検出信号の監視を停止するので、初期化時の動
作の不安定時期において誤って自動運転ユニットが異常
であるとの判断を下すことを防止することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the abnormality processing means stops monitoring the detected signal output from the automatic operation unit for a predetermined period at the time of initialization, the operation at the time of initialization becomes unstable. It is possible to prevent the automatic driving unit from being erroneously determined to be abnormal at the time.

【0042】本願請求項6の発明によれば、異常処理手
段は、外部信号により自動運転ユニットから出力される
被検出信号の監視を停止するので、単独の動作確認に有
効である。
According to the invention of claim 6 of the present application, the abnormality processing means stops monitoring the detected signal output from the automatic operation unit by an external signal, and is therefore effective for checking the operation alone.

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

【図1】本発明の一実施形態に係わる自動運転ショベル
及びその作業形態の一例を示す側面図である。
FIG. 1 is a side view showing an example of an automatic driving shovel and an operation form thereof according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態に係る自動運転ショベル本体1に備
えられる、操作パネル9、自動運転装置6、比例電磁弁
81、シャトル弁82、メインコントロールバルブ83
およびアクチュエータ15〜17を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 shows an operation panel 9, an automatic operation device 6, a proportional solenoid valve 81, a shuttle valve 82, and a main control valve 83 provided in the automatic operation shovel body 1 according to the present embodiment.
FIG. 18 is a block diagram showing actuators and actuators 15 to 17.

【図3】図2に示すサーボユニット63のハードウェア
構成およびサーボユニット63と他の構成との接続関係
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a hardware configuration of a servo unit 63 shown in FIG. 2 and a connection relationship between the servo unit 63 and another configuration.

【図4】図2に示す安全装置67,比例電磁弁81、シ
ャトル弁82、メインコントロールバルブ83およびア
クチュエータ15〜17の具体的構成を示す図である。
4 is a diagram showing a specific configuration of a safety device 67, a proportional solenoid valve 81, a shuttle valve 82, a main control valve 83, and actuators 15 to 17 shown in FIG.

【図5】異常処理ユニット65の構成を示すブロック図
である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an abnormality processing unit 65.

【図6】図5に示す異常処理ユニット65の各部におけ
る信号のタイミングを示す図である。
6 is a diagram showing timings of signals in respective units of the abnormality processing unit 65 shown in FIG.

【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 クラッシヤ 4 ホィールローダ 5 操作ボックス 6 自動運転装置 9 操作パネル 61 マンマシンユニット 62 軌道生成ユニット 63 サーボユニット 64 故障検出ユニット 65 異常処理ユニット 66 自動運転ユニット 67 安全装置 81 比例電磁弁 82 シャトル弁 83 メインコントロールバルブ 15〜17 アクチュエータ 111〜114 角度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automatic operation shovel main body 2 Stockyard 3 Crasher 4 Wheel loader 5 Operation box 6 Automatic operation device 9 Operation panel 61 Man-machine unit 62 Trajectory generation unit 63 Servo unit 64 Failure detection unit 65 Abnormality processing unit 66 Automatic operation unit 67 Safety device 81 Proportional solenoid valve 82 Shuttle valve 83 Main control valve 15-17 Actuator 111-114 Angle sensor

フロントページの続き (72)発明者 石橋 英人 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 橋本 昭 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 安田 元 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Fターム(参考) 2D003 AA01 AC10 BA03 BA04 BA07 CA03 DA03 DA04 DB04 DC07Continuing on the front page (72) Inventor Hideto Ishibashi 650, Kandamachi, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. inside the Tsuchiura Plant (72) Inventor Akira Hashimoto 650, Kandamachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Within the Tsuchiura Plant (72) Gen Yasuda, Inventor F-term (reference) 2D003 AA01 AC10 BA03 BA03 BA04 CA03 DA03 DA04 DB04 DC07

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 油圧ショベルと、この油圧ショベルに設
けられ、教示して記憶された教示位置を順次読み出し
て、この油圧ショベルに所定の繰り返し動作を行わせる
自動運転ユニットとを備える自動運転ショベルにおい
て、 前記自動運転ユニットから出力される被検出信号を監視
して、前記被検出信号に異常を検知した時は異常信号を
出力する異常処理手段を備え、前記自動運転ユニットの
異常状態を検知することを特徴とする自動運転ショベ
ル。
1. An automatic operation shovel comprising: a hydraulic shovel; and an automatic operation unit provided on the hydraulic shovel and sequentially reading a taught and stored teaching position to cause the hydraulic shovel to perform a predetermined repetitive operation. An abnormality processing unit that monitors a detected signal output from the automatic operation unit and outputs an abnormality signal when an abnormality is detected in the detected signal, and detects an abnormal state of the automatic operation unit. An automatic driving excavator characterized by the following.
【請求項2】 請求項1において、 前記異常処理手段から出力される前記異常信号により、
当該自動運転ショベルの自動運転を停止させる停止手段
を備えることを特徴とする自動運転ショベル。
2. The method according to claim 1, wherein the abnormality signal output from the abnormality processing unit is:
An automatic operation shovel comprising a stopping means for stopping automatic operation of the automatic operation shovel.
【請求項3】 請求項1において、 前記異常処理手段から出力される前記異常信号により、
当該自動運転ショベルを自動運転から手動運転に切り換
える切換え手段を備え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 the abnormality signal output from the abnormality processing unit is
An automatic operation shovel comprising a switching means for switching the automatic operation shovel from automatic operation to manual operation.
【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれか1つ
の請求項において、において、 前記異常処理手段は、前記異常信号の出力後も、異常解
除操作が行われるまで、前記異常信号の出力状態を保持
する保持手段を備えることを特徴とする自動運転ショベ
ル。
4. The abnormality processing device according to claim 1, wherein the abnormality processing unit outputs the abnormality signal even after the abnormality signal is output until an abnormality canceling operation is performed. An automatic driving shovel comprising a holding means for holding a state.
【請求項5】 請求項1ないし請求項3のいずれか1つ
の請求項において、 前記異常処理手段は、初期化時の所定期間、前記自動運
転ユニットから出力される被検出信号の監視を停止する
停止手段を備えることを特徴とする自動運転ショベル。
5. The abnormality processing unit according to claim 1, wherein the abnormality processing unit stops monitoring a detected signal output from the automatic driving unit for a predetermined period at the time of initialization. An automatic driving shovel comprising a stopping means.
【請求項6】 請求項1ないし請求項3のいずれか1つ
の請求項において、 前記異常処理手段は、外部信号により前記自動運転ユニ
ットから出力される被検出信号の監視を停止する停止手
段を備えることを特徴とする自動運転ショベル。
6. The abnormality processing device according to claim 1, wherein the abnormality processing unit includes a stop unit that stops monitoring a signal to be detected that is output from the automatic operation unit by an external signal. A self-driving shovel characterized in that:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010502918A (en) * 2006-09-05 2010-01-28 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Drive system and method for monitoring hydraulic drive
JP2021059945A (en) * 2019-10-09 2021-04-15 住友重機械工業株式会社 Shovel
JP7404184B2 (en) 2020-07-20 2023-12-25 株式会社小松製作所 System and method for controlling work machines

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