JP2005256592A

JP2005256592A - 重装備用自動振動装置及びその方法

Info

Publication number: JP2005256592A
Application number: JP2004278394A
Authority: JP
Inventors: Dong Soo Kim; ソーキムドン
Original assignee: Volvo Construction Equipment AB
Current assignee: Volvo Construction Equipment AB
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2005-09-22
Also published as: EP1574625A1; CN1667206A; KR20050090815A; US20050203691A1; KR100621978B1

Abstract

【課題】作業条件に従って予め組み合われかつ記憶及び表示される振動信号を画面表示部から選択し、当該アクチュエータに発生させて作業を行うことができるため、停止作業における作業性が向上できる重装備用自動振動装置及びその方法を提供することにある。
【解決手段】アクチュエータの振動信号を選択することができる作業モードと、選択されたアクチュエータの振幅及び周波数を選択し得る振動モードにより予め組み合われかつ記憶及び表示される複数の振動信号のうち、作業条件に適したアクチュエータ振動信号を画面表示部から選択し得る振動信号選択手段と、選択された振動信号の出力及び解除を選択する自動振動信号出力スイッチを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、ブーム、アーム及びバケット用アクチュエータのうち少なくとも何れかのひとつのアクチュエータに振動を発生させて、地面を固める停止作業などのように簡単な繰り返し作業が自動に行われるようにした重装備用自動振動装置及びその方法に関する。

さらに詳しくは、オペレーターが、ブーム、アームなどの作業装置を用いた停止作業を行うために自動振動モードを選ぶ場合、作業条件に応じて予め組み合わされかつ記憶されていて、画面表示部に表示される振動信号を選択し、当該アクチュエータに振動を発生させ、自動に停止作業が行われ得るようにした重装備用自動振動装置及びその方法に関する。

図１に示されているように、従来技術による振動装置は、ブーム、アームなどの作業装置を駆動させる操作レバー(ジョイスティック)１と、使用者により自動振動モードを選択する自動振動スイッチ２と、作業条件に従って振幅と周波数とが予め設定された振動モードスイッチ３と、ブーム、アーム及びバケットのうちに少なくとも何れの一つを選択する作業モードスイッチ４と、操作レバー１、振動モードスイッチ３及び作業モードスイッチ４よりの入力信号を演算して振動信号を出力するコントローラ５と、コントローラ５よりの信号によって制御される切換弁８により油圧ポンプ６から作動油の供給を受けてブームなどを駆動させるアクチュエータ７(ブームシリンダ)を備える。

使用者が自動振動スイッチ２をオンに切換えると、作業モードスイッチ４と振動モードスイッチ３からの入力信号をコントローラ５で演算し、コントローラ５より出力される振動信号に従って、アクチュエータ７に作動油が供給されることで、振動による土固めが自動に行われる。

この際、コントローラ５が、操作レバー１の操作量に応じて入力される操作信号を演算し切換弁８に出力することによって、アクチュエータ７に供給される作動油により振幅及び周波数が変わり、多様な振動による土固め作業が行われる。

従来技術の振動装置は、自動振動機能を行うために振動及び振幅を設定する別の切換スイッチ３のみならず、アーム、ブーム、バケットなどの作業装置のうちに何れかの作業装置を振動させるかを決定する切換スイッチ４がさらに必要となり、且つ、本機能の使用頻度に比べて多くのスイッチが求められるという問題点を抱えていた。且つ、該スイッチが外部に露出されているため、オペレーターのミスによる機能作動が行われる惧れがあった。

本発明の目的は、使用者が停止作業など簡単な繰り返し作業を行うために自動振動モードを選択する場合、作業条件に応じて予め組み合わされて、かつ記憶及び表示される振動信号を画面表示部から選択し、当該アクチュエータに発生させて作業を行うことができるため、停止作業における作業性が向上された重装備用自動振動装置及びその方法を提供することにある。

前述した本発明の目的は、油圧ポンプに連結されて、ブーム、アーム、バケットなどの作業装置を駆動させ複数のアクチュエータと、運転者により作業装置の駆動信号を発生させる操作レバーと、油圧ポンプとアクチュエータとの間に設けられ、アクチュエータへの作動油供給を制御する方向切換弁と、方向切換弁を駆動させる弁駆動装置と、操作レバーの操作量に応じて弁駆動装置に制御信号を出力するコントローラを備える重装備に於いて、
ブーム、アーム及びバケットのうちに少なくとも何れかの一つを含むアクチュエータの振動信号が選択できる作業モードと、選択されたアクチュエータの振幅及び周波数を選択し得る振動モードにより予め組み合わされ、かつ記憶及び表示される複数の振動信号のうち、作業条件に好適なアクチュエータの振動信号を画面表示部から選択することが可能な振動信号選択手段と、選択された振動信号の出力及び解除を選択する自動振動信号出力スイッチを備えること特徴とする重装備用自動振動装置を提供することによって達成される。

望ましい実施例によると、前述したコントローラは、
操作レバーの操作量を演算する操作量計算部と、自動振動信号出力スイッチにより出力が選択される場合、振動信号選択手段により選ばれた自動振動信号を発生させる信号発生部と、信号発生部から発生された信号と操作レバーの操作量を相互演算する信号演算部と、信号演算部で演算された信号の入力を受けて、弁駆動装置に制御信号を出力する弁駆動部とを、含む。

また、前述した振動信号選択手段は、
作業装置の作業モード(ブーム振動モード、アーム振動モード、バケット振動モード、スケルトン振動モード)と、振動モード(ステップ１、ステップ２)とを画面上に出力する画面表示部と、画面表示部の一側に設けられかつ作業条件に応じて予め設定しておいた振動信号を選択し、画面表示部へ出力する第１ボタンと、画面表示部の一側に設けられかつ第１ボタンの操作により画面表示部に出力される振動信号を設定する第２ボタンからなる。

また、前述した自動振動信号出力スイッチは、画面表示部とは別度に設けられ、出力及び解除を決定する二つの状態を持ち、出力状態が選択される場合に振動信号を出力し、且つ、解除状態が選択される場合に振動信号の出力解除を行う。

さらに、前述した振動モードは、
ブーム、アーム、バケット及びスケルトンの振幅が小さい、かつ周波数が相対的に大きく設定された第１ステップと、ブーム、アーム、バケット及びスケルトンの振幅が大きい、かつ周波数が相対的に小さく設定された第２ステップとを、含む。

前述した本発明の目的は、油圧ポンプに連結されて、ブーム、アーム及びバケットの作業装置を駆動させる複数のアクチュエータと、運転者により作業装置の駆動信号を発生させる操作レバーと、油圧ポンプとアクチュエータとの間に設けられてアクチュエータへの作動油供給を制御する方向切換弁と、方向切換弁を駆動させる弁駆動装置と、操作レバーの操作量に応じて弁駆動装置に制御信号を出力するコントローラとを備える重装備用自動振動方法に於いて、ブーム、アーム及びバケットのうちに少なくとも何れかの一つを含むアクチュエータの振動信号が選択できる作業モードと、選択されたアクチュエータの振幅及び周波数を選択し得る振動モードにより予め組み合わされかつ記憶及び表示される複数の振動信号のうち、作業条件に適するアクチュエータ振動信号を画面表示部から選択する第１ステップと、
選択された自動振動信号の出力及び解除をスイッチの操作によって選択する第２ステップと、
第２ステップにおいて、第１ステップにより選択された振動信号の出力が選ばれると第１ステップから入力される振動信号と操作レバーの操作量による操作信号とを相互演算し、且つ、出力解除が選ばれると、操作量だけを演算する第３ステップと、
第３ステップで演算された振動信号を、アクチュエータを駆動させる方向切換弁に出力して、作業装置を振動駆動させる第４ステップとを、含むことを特徴とする重装備用自動振動方法を提供することによって達成される。

本発明の目的と利点は、以下の添付図面に基づいた詳細な説明により明白となる。

以下、本発明の望ましい実施例を添付図面を参照とし説明するが、これは本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者が発明を容易に実施し得る程度内で詳細に説明したものであって、これにより、本発明の技術的思想及び範囲が限定されることを意味するものではない。

図２乃至図４に示されたように、本発明による重装備用自動振動装置は、エンジン１０に連結される可変容量型油圧ポンプ１１及びパイロットポンプ１２と、油圧ポンプ１１に連結されかつブーム(図示せず)を駆動させるアクチュエータ(ブームシリンダ)１３と、油圧ポンプ１１とブームシリンダ１３との間の流路に設けられ、作動油の流れ方向を制御する方向切換弁１４とを備える。

また、運転者によりブームの駆動信号を発生させる操作レバー１７と方向切換弁１４を駆動させる弁駆動装置１１０、１１０Ａを備える。

また、ブーム、アーム及びバケットの作業装置のうちに少なくとも何れかの一つのアクチュエータが選択できる作業モードと、選択しようとする作業モードの振幅及び周波数を選択しえる振動モードとが、予め設定されている振動信号選択手段を備える。

振動信号選択手段によると、それぞれの作業条件に適した複数の振動信号は、予め組み合わされかつ記憶されていて、ディスプレー装置の画面表示部１５に表示されるため、作業条件に適したブームシリンダ１３の振動信号を画面表示部１５から選択することが可能である。

また、使用者により自動振動モードを選択する自動振動信号出力スイッチ１６と、振動信号選択手段及び自動振動信号出力スイッチ１６から入力される振動信号と操作レバー１７の操作量による操作信号とを相互演算し、演算された振動信号をブームシリンダ１３の駆動用方向切換弁１４に出力し、ブームを振動駆動させるコントローラ１８とを、備える。

この時、前記振動信号選択手段は、
作業装置の作業モード[ブーム振動モード、アーム振動モード、バケット振動モード、スケルトン(skeleton)振動モード(アームとバケットを同時に振動させることであり)]と、振動モード(ステップ１、ステップ２)とを画面上にディスプレーする画面表示部１５と、
該画面表示部１５の一側に設けられ、且つ作業条件に応じて表示される振動信号等を換えて選択し得るように表示された項目を切換えることが可能な第１ボタン１５ａと、選択された振動信号を設定することができる第２ボタン１５ｂとからなる。

また、前記振動モードは、ブーム、アーム、バケット及びスケルトンの振幅が小さい、かつ周波数が相対的に大きく設けられた第１ステップと、ブーム、アーム、バケット及びスケルトンの振幅が大きい、かつ周波数が相対的に小さく設けられた第２ステップとを含む。

一方、アクチュエータに対してはブームを駆動させるブームシリンダ１３のみを図示し一つの例にして説明したが、アームシリンダ及びバケットシリンダに対しても同様に適用されるため、これらに対する説明は省略する。

以下で、本発明による重装備用自動振動装置の作動を添付図面を参照とし詳しく説明する。

図３に示されたように、運転者により自動振動機能スタートメニューが選ばれると、振動信号を選択し得る画面が画面表示部に表れる。

図示された第１ボタン１５ａを押すと、最初の‘ブームステップ１’という項目から下方に一回のカーソル移動で‘ブームステップ２’の項目に移るようになる。このように、第１ボタン１５ａを繰り返し押すことで、各種作業条件に合わせた振動信号を選択することができる。

選択された信号に対して第２ボタン１５ｂを押すと図４に示された画面に換わって、選択された振動信号をコントローラ１８に入力する。この時、第１ボタン１５ａを再び押すと、振動信号の再選択及び自動振動機能の取り消しを行うことができる。

図５に示された如く、選ばれた振動信号に対してコントローラ１８で処理される過程を説明する。

選択された自動振動信号を選択手段から受信する(Ｓ１００参照)。
操作レバー１７の操作量及び自動振動信号出力スイッチ１６の動作信号を受信する(Ｓ２００、Ｓ３００参照)。

自動振動信号出力スイッチ１６がオンであれば、信号発生部１８Ｂから選択された振動信号の種類によって予め決められた振幅及び周波数で振動信号を出力する(Ｓ５００〜Ｓ１４００参照)。

前記信号発生部１８Ｂは、関数に具現されたり、またはテーブルに構成されて、時間に従って周期を有する振動信号が繰返し出力され得る構造からなされている。

出力された信号発生部１８Ｂの信号は、信号演算部１８Ｃで操作レバーの操作量と合算される(Ｓ１５００参照)。

合算された信号は、当該バルブの弁駆動部１８Ｄへ出力されて、各アクチュエータを動かせる。これによって、振動発生時に運転者が作業装置の一方向のみに進行することを補正したり、また、作業装置を好ましい作業位置に移動させて振動作業を行うことが可能となる。

一方、自動振動信号出力スイッチ１６がオフであれば(Ｓ４００参照)、受信した操作レバー１７の操作量信号(Ｓ２００参照)のみ弁駆動部１８Ｄに出力され、自動振動機能が待機状態となる。

図６に示されたグラフは、信号発生部１８Ｂから発生されるブームシリンダの動作信号を表す例であって、グラフのＹ軸は、ブームシリンダ１３を設定された振幅ほど上昇及び下降させる駆動信号値を表し、且つ、Ｘ軸は時間を表す。

前述したブームシリンダ１３、アーム及びバケットなどの作業装置は作業条件によって、予め組み合わされかつ記憶及び表示される振動信号を選択することによって、ブーム、アーム、バケット及びスケルトンの振幅(Ｗ１又はＷ２)が小さい、かつ周波数が相対的に大きく設定された第１ステップと、
ブーム、アーム、バケット及びスケルトンの振幅が大きい、かつ周波数が相対的に小さく設定された第２ステップにより多様な作業条件で振動駆動され得る。

以上のように、本発明の重装備用自動振動装置及びその方法によると、使用者が停止作業など簡単な繰返し作業を行うために自動振動モードを選択する場合、作業条件に応じて予め組み合わされかつ記憶及び表示される振動信号を画面表示部から選び、当該アクチュエータに発生させて作業することができるため、停止作業における作業性が向上できる効果を奏する。

従来技術による振動装置の概略図。本発明による重装備用自動振動装置の概略図。本発明による振動装置の振動信号選択手段の概略図。本発明による振動装置の振動信号選択手段の概略図。本発明による重装備用自動振動方法のフローチャート。本発明に用いられる振動信号発生部の振動信号を説明するための図面。

符号の説明

１０エンジン
１１可変容量型油圧ポンプ
１２パイロットポンプ
１３ブームシリンダ
１４方向切換弁
１５画面表示部
１５ａ第１ボタン
１５ｂ第２ボタン
１６出力スイッチ
１７操作レバー
１８Ｂ信号発生部
１８Ｃ信号演算部
１８Ｄ弁駆動部
１１０、１１０Ａ弁駆動装置

Claims

油圧ポンプに連結されて、ブーム、アーム及びバケットの作業装置を駆動させる複数のアクチュエータと、運転者により作業装置の駆動信号を発生させる操作レバーと、油圧ポンプとアクチュエータとの間に設けられかつアクチュエータへの作動油供給を制御する方向切換弁と、方向切換弁を駆動させる弁駆動装置と、操作レバーの操作量によって弁駆動装置に制御信号を出力するコントローラを備える重装備において：
ブーム、アーム及びバケットのうちに少なくとも何れかの一つを含むアクチュエータの振動信号を選択することができる作業モードと、選択されたアクチュエータの振幅及び周波数を選択し得る振動モードにより予め組み合われて、かつ記憶及び表示される複数の振動信号のなかで、作業条件に適したアクチュエータ振動信号を画面表示部から選択することができるようにした振動信号選択手段；及び
選ばれた振動信号の出力及び解除を選択する自動振動信号出力スイッチを備えることを特徴とする重装備用自動振動装置。
前記コントローラは；
前記操作レバーの操作量を演算する操作量計算部；
前記出力スイッチにより出力が選ばれた場合、前記振動信号選択手段で選択した自動振動信号を発生させる信号発生部；
前記信号発生部から発生された信号と前記操作レバーの操作量とを相互演算する信号演算部；及び
前記信号演算部で演算された信号を受けて、前記弁駆動装置に制御信号を出力する弁駆動部を含むこと特徴とする請求項１に記載の重装備用自動振動装置。
前記振動信号選択手段は、
前記作業装置の作業モード(ブーム振動モード、アーム振動モード、バケット振動モード、スケルトン振動モード)と、振動モード(ステップ１、ステップ２)とを、画面上にディスプレーする画面表示部；
前記画面表示部の一側に設けられ、作業条件に応じて予め設けられた前記振動信号を選択し、前記画面表示部に出力する第１ボタン；及び
前記画面表示部の一側に設けられ、前記第１ボタンの操作により前記画面表示部に出力される振動信号を設定させる第２ボタンからなることを特徴とする請求項１または２に記載の重装備用自動振動装置。
前記振動モードは；
前記ブーム、アーム、バケット及びスケルトンの振幅が小さい、かつ周波数が相対的に大きく設定された第１ステップ；及び
前記ブーム、アーム、バケット及びスケルトンの振幅が大きい、かつ周波数が相対的に小さく設定された第２ステップを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の重装備用自動振動装置。
油圧ポンプに連結されて、ブーム、アーム及びバケットの作業装置を駆動させる複数のアクチュエータと、運転者により作業装置の駆動信号を発生させる操作レバーと、油圧ポンプとアクチュエータとの間に設けられかつアクチュエータへの作動油供給を制御する方向切換弁と、方向切換弁を駆動させる弁駆動装置と、操作レバーの操作量によって弁駆動装置に制御信号を出力するコントローラを備える重装備用自動振動方法において：
ブーム、アーム及びバケットのうちに少なくとも何れかの一つを含むアクチュエータの振動信号を選択することができる作業モードと、選択されたアクチュエータの振幅及び周波数を選択し得る振動モードにより予め組み合われて、かつ記憶及び表示される複数の振動信号中、作業条件に適したアクチュエータ振動信号を画面表示部から選ぶ第１ステップ；
選ばれた自動振動信号の出力及び解除をスイッチの操作により選択する第２ステップ；
前記第２ステップで、前記第１ステップにより選択された振動信号の出力が選ばれると、前記第１ステップから入力される振動信号と前記操作レバーの操作量による操作信号とを相互演算し、且つ、出力解除が選ばれると、操作量のみを演算する第３ステップ；及び
前記第３ステップで演算された振動信号を前記アクチュエータを駆動させる方向切換弁に出力し、前記作業装置を振動駆動させる第４ステップを含むことを特徴とする重装備用自動振動方法。
前記振動モードは；
前記ブーム、アーム、バケット及びスケルトンの振幅が小さい、かつ周波数が相対的に大きく設定された第１ステップ；及び
前記ブーム、アーム、バケット及びスケルトンの振幅が大きい、かつ周波数が相対的に小さく設定された第２ステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の重装備用自動振動方法。