JP2007084288A

JP2007084288A - Working machine

Info

Publication number: JP2007084288A
Application number: JP2005275762A
Authority: JP
Inventors: Shigeya Tada; 茂也多田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2007-04-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a working machine for maintaining a constant ground angle of a working tool mounted at the front end of a working arm. <P>SOLUTION: When a functioning switch 83 is on, a special use controller 80 changes over the contact of a relay 84 so that a control signal from the special use controller 80 is input to a body controller 60. The special use controller 80 computes the control signal and outputs it to the body controller 60 to cancel a change in the ground angle of a grapple bucket 14 due to an attitude change of a front working arm 101. The body controller 60 controls the set pressure of proportional solenoid pressure reducing valve 51a, 51b. When the functioning switch 83 is off, the special use controller 80 changes over the contact of the relay 84 so that an operation signal form a working tool lever device 70 is input to the body controller 60. The body controller 60 controls the set pressure of the proportional solenoid pressure reducing valves 51a, 51b in accordance with the control input of an operation lever 71. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、作業具が取り付けられる多関節の作業腕を有する作業機械に関する。 The present invention relates to a work machine having a multi-joint work arm to which a work tool is attached.

多関節の作業腕の先端に吊り下げ式の作業具が取り付けられた作業機械が知られている。この作業機械では、作業腕の姿勢にかかわらず、吊り下げ式の作業具の向きがその自重によって鉛直下向きとなる（特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art A work machine is known in which a suspended work tool is attached to the tip of a multi-joint work arm. In this work machine, regardless of the posture of the work arm, the direction of the suspended work tool is vertically downward due to its own weight (see Patent Document 1).

特開平８−４０６８１号公報JP-A-8-40681

しかし従来の作業機械では、作業腕の姿勢が変化すると吊り下げ式の作業具が揺れ、鉛直下向きに維持するのが困難であった。 However, in the conventional work machine, when the posture of the work arm is changed, the suspension type work tool is shaken, and it is difficult to maintain the work arm vertically downward.

（１）請求項１の発明による作業機械は、多関節の作業腕と、作業腕の先端に取り付けられて、アクチュエータによって作業腕に対する角度が変更される作業具と、作業具の対地角を検出する検出手段と、作業腕の姿勢変化にかかわらず、検出手段で検出された作業具の対地角があらかじめ定めた角度となるようにアクチュエータを制御する姿勢制御手段とを備えることを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の作業機械において、検出手段は、作業具に設けられた対地角センサであり、姿勢制御手段は、対地角センサで検出した作業具の対地角度があらかじめ定めた角度となるようにアクチュエータをフィードバック制御することを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の作業機械において、あらかじめ定めた角度を設定する対地角設定手段をさらに備え、姿勢制御手段は、作業腕の姿勢変化にかかわらず、作業具が対地角設定手段で設定したあらかじめ定めた角度となるようにアクチュエータを制御することを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項３に記載の作業機械において、対地角設定手段は、あらかじめ定めた角度を設定するスイッチを含み、スイッチが操作されると、スイッチが操作されたときに検出手段で検出された作業具の対地角をあらかじめ定めた角度として設定することを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の作業機械において、あらかじめ定めた角度があっても、検出手段で検出した作業具の対地角にかかわらず、姿勢制御手段により作業具が作業腕に対して任意の角度位置に駆動されるようにアクチュエータを制御するモードに切り替えるモード切り替え手段をさらに備えることを特徴とする。 (1) A work machine according to a first aspect of the present invention detects a multi-joint work arm, a work tool attached to the tip of the work arm, the angle of the work tool being changed by an actuator, and a ground angle of the work tool. And a posture control means for controlling the actuator so that the ground angle of the work tool detected by the detection means becomes a predetermined angle irrespective of the posture change of the work arm.
(2) The invention according to claim 2 is the work machine according to claim 1, wherein the detection means is a ground angle sensor provided in the work tool, and the posture control means is a work tool detected by the ground angle sensor. The actuator is feedback-controlled so that the ground angle becomes a predetermined angle.
(3) The invention according to claim 3 is the work machine according to claim 1 or 2, further comprising ground angle setting means for setting a predetermined angle, wherein the posture control means is adapted to change the posture of the work arm. Regardless, the actuator is controlled so that the working tool has a predetermined angle set by the ground angle setting means.
(4) The invention according to claim 4 is the work machine according to claim 3, wherein the ground angle setting means includes a switch for setting a predetermined angle, and when the switch is operated, the switch is operated. The ground angle of the work tool detected by the detecting means is set as a predetermined angle.
(5) The invention of claim 5 is the work machine according to any one of claims 1 to 4, regardless of the ground angle of the work implement detected by the detection means, even if there is a predetermined angle. The apparatus further includes mode switching means for switching to a mode for controlling the actuator so that the work tool is driven to an arbitrary angular position with respect to the work arm by the posture control means.

本発明によれば、作業腕の姿勢変化にかかわらず、検出手段で検出された作業具の対地角があらかじめ定めた角度となるようにアクチュエータを制御するように構成した。これにより、作業腕の姿勢が変化しても、作業腕の先端に取り付けられた作業具の対地角を一定に維持できるので、吊り下げ式の作業具を用いたときのように、作業腕の姿勢変化によって作業具が揺れることがなくなり、作業しやすく、作業効率が向上する。 According to the present invention, the actuator is controlled so that the ground angle of the work implement detected by the detecting means becomes a predetermined angle regardless of the change in the posture of the work arm. As a result, even if the posture of the work arm changes, the ground angle of the work tool attached to the tip of the work arm can be kept constant. The work tool is not shaken by the posture change, the work is easy, and the work efficiency is improved.

−−−第１の実施の形態−−−
図１〜３を参照して、本発明による作業機械の第１の実施の形態を説明する。図１は、本発明が適用される作業機械の一例である油圧ショベルをベースとした作業機械を側面からみた図である。作業機械１００においては、走行体１に旋回体３が旋回可能に取り付けられている。旋回体３の前部には運転室４が取り付けられている。運転室４の後方にはエンジンおよび油圧ポンプを含む主要駆動装置５が設けられている。 --- First embodiment ---
A first embodiment of a work machine according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view of a working machine based on a hydraulic excavator as an example of a working machine to which the present invention is applied. In work machine 100, revolving unit 3 is attached to traveling unit 1 so as to be capable of turning. A driver's cab 4 is attached to the front of the swivel body 3. A main driving device 5 including an engine and a hydraulic pump is provided behind the cab 4.

旋回体３には多関節の腕を有するフロント作業腕１０１が取り付けられている。フロント作業腕１０１は、ブームシリンダ１１により上下方向に揺動自在に旋回体３に取り付けられたブーム１０と、ブーム１０に連結されてアームシリンダ１３により上下方向に揺動自在に取り付けられたアーム１２と、アーム１２の先端部分に連結されて作業具シリンダ１５により上下方向に回動自在に取り付けられた作業具であるチルト式のグラップルバケット１４とを有する。 A front work arm 101 having an articulated arm is attached to the revolving body 3. The front work arm 101 includes a boom 10 attached to the swing body 3 so as to be swingable up and down by a boom cylinder 11, and an arm 12 connected to the boom 10 and attached so as to be swingable up and down by an arm cylinder 13. And a tilt type grapple bucket 14 which is a work tool connected to the tip portion of the arm 12 and attached to the work tool cylinder 15 so as to be rotatable in the vertical direction.

グラップルバケット１４は、アーム１２の先端に取り付けられるグラップルバケット本体２０と、対象物を把持できるように対向する２本を一組として、把持方向を９０度ずらして設けられた２組（計４本）の把持爪２１と、それぞれの把持爪２１を駆動する４つのシリンダ３０とを有する。グラップルバケット本体２０には、グラップルバケット１４の対地角を検出する角度センサ８１が設けられている。 The grapple bucket 14 includes a grapple bucket main body 20 attached to the tip of the arm 12 and two sets facing each other so that the object can be gripped. ) And four cylinders 30 for driving the respective gripping claws 21. The grapple bucket body 20 is provided with an angle sensor 81 that detects the ground angle of the grapple bucket 14.

図２は、作業機械１００の作業具シリンダ１５を駆動する油圧回路および電気回路を示す図である。この油圧回路および電気回路には、メインポンプ４０と、コントロール弁４１と、メインリリーフ弁４２と、作動油タンク４３とが設けられている。また、この油圧回路および電気回路には、油圧回路の各構成機器を制御するために、パイロットポンプ５０と、比例電磁式減圧弁５１ａ，５１ｂと、リリーフ弁５２と、本体コントローラ６０と、作業具レバー装置７０とが設けられている。また、後述するグラップルバケット１４の姿勢制御を行うために、専用コントローラ８０と、上述した角度センサ８１と、電源スイッチ８２と、機能スイッチ８３と、リレー８４とが設けられている。作業具レバー装置７０は、いわゆる電気レバーと呼ばれる操作装置であり、操作レバー７１の操作量に応じた制御信号を出力する。 FIG. 2 is a diagram illustrating a hydraulic circuit and an electric circuit that drive the work implement cylinder 15 of the work machine 100. The hydraulic circuit and the electric circuit are provided with a main pump 40, a control valve 41, a main relief valve 42, and a hydraulic oil tank 43. In addition, the hydraulic circuit and the electric circuit include a pilot pump 50, proportional electromagnetic pressure reducing valves 51a and 51b, a relief valve 52, a main body controller 60, and a work tool in order to control each component of the hydraulic circuit. A lever device 70 is provided. In addition, a dedicated controller 80, the above-described angle sensor 81, a power switch 82, a function switch 83, and a relay 84 are provided to perform posture control of the grapple bucket 14 described later. The work tool lever device 70 is an operation device called a so-called electric lever, and outputs a control signal corresponding to the operation amount of the operation lever 71.

図示しないエンジンによりメインポンプ４０が駆動されると、作動油タンク４３の作動油がコントロール弁４１を介して作業具シリンダ１５のボトム室またはロッド室へ供給される。作業具シリンダ１５へ供給される圧油の最高圧力は、メインリリーフ弁４２によって規定される。コントロール弁４１は、比例電磁式減圧弁５１ａ，５１ｂからのパイロット圧油によってスプールが駆動されて、作業具シリンダ１５への圧油の流れを制御する。なお、比例電磁式減圧弁５１ａ，５１ｂは、後述するように、本体コントローラ６０から出力される励磁信号によって制御される。パイロット圧油の最高圧力は、リリーフ弁５２によって規定される。 When the main pump 40 is driven by an engine (not shown), the hydraulic oil in the hydraulic oil tank 43 is supplied to the bottom chamber or the rod chamber of the work tool cylinder 15 via the control valve 41. The maximum pressure of the pressure oil supplied to the work tool cylinder 15 is defined by the main relief valve 42. In the control valve 41, the spool is driven by the pilot pressure oil from the proportional electromagnetic pressure reducing valves 51a and 51b, and the flow of the pressure oil to the work tool cylinder 15 is controlled. The proportional electromagnetic pressure reducing valves 51a and 51b are controlled by an excitation signal output from the main body controller 60, as will be described later. The maximum pressure of the pilot pressure oil is defined by the relief valve 52.

本体コントローラ６０は、後述するように、リレー８４の接点切り替えによって、作業具レバー装置７０から出力される制御信号、または、専用コントローラ８０から出力される制御信号のいずれかに基づいて、比例電磁式減圧弁５１ａ，５１ｂの設定圧力を制御する。専用コントローラ８０は、リレー８４の接点を切り替える信号を出力するとともに、リレー８４を介して本体コントローラ６０に後述する制御信号を出力する。 As will be described later, the main body controller 60 is based on either a control signal output from the work implement lever device 70 or a control signal output from the dedicated controller 80 by switching the contact of the relay 84. The set pressure of the pressure reducing valves 51a and 51b is controlled. The dedicated controller 80 outputs a signal for switching the contact of the relay 84 and outputs a control signal to be described later to the main body controller 60 via the relay 84.

角度センサ８１は、上述したようにグラップルバケット本体２０に取り付けられて、グラップルバケット１４の対地角を検出して専用コントローラ８０に出力する。電源スイッチ８２は、専用コントローラ８０の電源のオン／オフするスイッチである。機能スイッチ８３は、グラップルバケット１４の姿勢制御を行うか否かを選択するスイッチである。 The angle sensor 81 is attached to the grapple bucket body 20 as described above, detects the ground angle of the grapple bucket 14, and outputs it to the dedicated controller 80. The power switch 82 is a switch for turning on / off the power of the dedicated controller 80. The function switch 83 is a switch that selects whether or not to perform posture control of the grapple bucket 14.

−−−グラップルバケット１４の姿勢制御について−−−
グラップルバケット１４の姿勢制御は、次のように行われる。電源スイッチ８２がオンされた状態で機能スイッチ８３がオンされると、専用コントローラ８０から出力される制御信号に基づいて本体コントローラ６０が比例電磁式減圧弁５１ａ，５１ｂの設定圧力を制御するように、専用コントローラ８０はリレー８４の接点を切り替える。また、専用コントローラ８０は、機能スイッチ８３がオンされたときの角度センサ８１の出力信号からグラップルバケット１４の対地角を演算して記憶する。そして、フロント作業腕１０１の姿勢変化に関わらず、機能スイッチ８３がオンされたときのグラップルバケット１４の対地角を維持するように本体コントローラ６０へ制御信号を出力する。 --- About attitude control of grapple bucket 14 ---
The posture control of the grapple bucket 14 is performed as follows. When the function switch 83 is turned on while the power switch 82 is turned on, the main body controller 60 controls the set pressure of the proportional electromagnetic pressure reducing valves 51a and 51b based on the control signal output from the dedicated controller 80. The dedicated controller 80 switches the contact of the relay 84. The dedicated controller 80 calculates and stores the ground angle of the grapple bucket 14 from the output signal of the angle sensor 81 when the function switch 83 is turned on. A control signal is output to the main body controller 60 so as to maintain the ground angle of the grapple bucket 14 when the function switch 83 is turned on regardless of the posture change of the front work arm 101.

すなわち、電源スイッチ８２がオンされた状態で機能スイッチ８３がオンされると、フロント作業腕１０１の姿勢変化によるグラップルバケット１４の対地角変化を打ち消すように、制御信号が専用コントローラ８０で演算されて本体コントローラ６０へ出力される。これにより、フロント作業腕１０１の姿勢が変化しても、グラップルバケット１４の対地角がフィードバック制御によって、機能スイッチ８３がオンされたときの対地角に維持される。 That is, when the function switch 83 is turned on while the power switch 82 is turned on, the control signal is calculated by the dedicated controller 80 so as to cancel the ground angle change of the grapple bucket 14 due to the posture change of the front work arm 101. It is output to the main body controller 60. Thereby, even if the attitude | position of the front work arm 101 changes, the ground angle of the grapple bucket 14 is maintained by the feedback control to the ground angle when the function switch 83 is turned on.

電源スイッチ８２がオフされるか、電源スイッチ８２がオンされた状態で機能スイッチ８３がオフされると、操作レバー７１の操作量に基づいて本体コントローラ６０が比例電磁式減圧弁５１ａ，５１ｂの設定圧力を制御するように、専用コントローラ８０はリレー８４の接点を切り替える。これにより、従来の作業機械と同様に、操作レバー７１の操作量に基づいて作業具シリンダ１５を速度指令で駆動できる。すなわち、操作レバー７１の操作によって、アーム１２の先端においてグラップルバケット１４が任意の角度位置に回動される。 When the power switch 82 is turned off or the function switch 83 is turned off with the power switch 82 turned on, the main body controller 60 sets the proportional electromagnetic pressure reducing valves 51a and 51b based on the operation amount of the operation lever 71. The dedicated controller 80 switches the contact of the relay 84 so as to control the pressure. Thereby, the work implement cylinder 15 can be driven by the speed command based on the operation amount of the operation lever 71 as in the conventional work machine. That is, the grapple bucket 14 is rotated to an arbitrary angular position at the tip of the arm 12 by the operation of the operation lever 71.

上述した作業機械１００では、たとえば、次のように操作できる。まず、電源スイッチ８２または機能スイッチ８３の少なくともいずれか一方がオフされた状態で、操作レバー７１の操作によってグラップルバケット１４を任意の対地角に回動させる。その後、電源スイッチ８２および機能スイッチ８３の双方がオンされると、以後、フロント作業腕１０１の姿勢が変化しても、グラップルバケット１４の対地角は変化しない。 The work machine 100 described above can be operated as follows, for example. First, with at least one of the power switch 82 and the function switch 83 being turned off, the grapple bucket 14 is rotated to an arbitrary ground angle by the operation of the operation lever 71. Thereafter, when both the power switch 82 and the function switch 83 are turned on, the ground angle of the grapple bucket 14 does not change even if the posture of the front work arm 101 changes thereafter.

このため、グラップルバケット１４の対地角を一定に保った状態で行うことが必要とされる様々な作業において、フロント作業腕１０１の姿勢変化に応じて作業具レバー装置７０の操作レバー７１の操作を行わなくてもグラップルバケット１４の対地角を一定に保てる。再び、電源スイッチ８２または機能スイッチ８３の少なくともいずれか一方がオフされると、操作レバー７１の操作によってグラップルバケット１４を任意の対地角に回動できる。 For this reason, the operation lever 71 of the work implement lever device 70 is operated in accordance with a change in the posture of the front work arm 101 in various operations that need to be performed with the ground angle of the grapple bucket 14 kept constant. Even if it is not performed, the ground angle of the grapple bucket 14 can be kept constant. When at least one of the power switch 82 and the function switch 83 is turned off again, the grapple bucket 14 can be rotated to an arbitrary ground angle by the operation of the operation lever 71.

たとえば、グラップルバケット１４によって把持する荷を昇降させるような作業を行う場合、グラップルバケット１４が常に鉛直下向きとなることが望ましい。このような作業を行う際には、たとえば、電源スイッチ８２をオンした状態で機能スイッチ８３をオフして、操作レバー７１の操作によってグラップルバケット１４を鉛直下向きに回動させ、その後、機能スイッチ８３をオンすることで、フロント作業腕１０１の姿勢が変化しても、グラップルバケット１４の姿勢は鉛直下向きに維持される。 For example, when performing an operation such as lifting or lowering a load held by the grapple bucket 14, it is desirable that the grapple bucket 14 is always vertically downward. When performing such work, for example, the function switch 83 is turned off while the power switch 82 is turned on, and the grapple bucket 14 is rotated vertically downward by the operation of the operation lever 71. By turning on, even if the posture of the front work arm 101 changes, the posture of the grapple bucket 14 is maintained vertically downward.

また、河川の堤防などの法面施工を行う際には、グラップルバケット１４に代えて、図３に示すような法面施工用バケット３１を作業具として用いることで、法面施工を容易にできる。 In addition, when slope work such as a river bank is performed, the slope work bucket 31 as shown in FIG. 3 is used as a work tool in place of the grapple bucket 14 so that the slope work can be facilitated. .

上述した第１の実施の形態の作業機械１００では、次の作用効果を奏する。
（１）フロント作業腕１０１の姿勢が変化しても、フロント作業腕１０１の先端に取り付けられた作業具の対地角を一定に維持できるので、吊り下げ式の作業具を用いたときのように、フロント作業腕１０１の姿勢変化によって作業具が揺れることがなくなり、作業しやすく、作業効率が向上する。 The work machine 100 according to the first embodiment described above has the following operational effects.
(1) Even if the posture of the front work arm 101 changes, the ground angle of the work tool attached to the tip of the front work arm 101 can be maintained constant, as in the case of using a suspended work tool. The work tool is not shaken due to the posture change of the front work arm 101, so that the work is easy and the work efficiency is improved.

（２）グラップルバケット本体２０に設けられた角度センサ８１によって、グラップルバケット１４の対地角を検出するように構成した。これにより、グラップルバケット１４の対地角を一定に維持するために必要な角度センサは１つだけであるので、コストアップがわずかである。また、角度センサ８１に基づいてフィードバック制御を行うことによって、フロント作業腕１０１の姿勢が変化しても、グラップルバケット１４の対地角が、機能スイッチ８３がオンされたときの対地角に維持される。これにより、簡単な構成でグラップルバケット１４の対地角を一定に維持できるので、故障が少なく、信頼性が高い。 (2) The angle sensor 81 provided in the grapple bucket body 20 is configured to detect the ground angle of the grapple bucket 14. Thereby, since only one angle sensor is required to maintain the ground angle of the grapple bucket 14 at a constant level, the cost increase is slight. Further, by performing feedback control based on the angle sensor 81, the ground angle of the grapple bucket 14 is maintained at the ground angle when the function switch 83 is turned on even if the posture of the front work arm 101 changes. . Thereby, since the ground angle of the grapple bucket 14 can be kept constant with a simple configuration, there are few failures and high reliability.

（３）フロント作業腕１０１の姿勢変化にかかわらず、グラップルバケット１４の姿勢を鉛直下向きに維持できるので、荷の昇降作業でフロント作業腕１０１の姿勢が変化しても、グラップルバケット１４が揺れることがないので、作業を高速化できるとともに作業者の疲労を低減できる。 (3) Since the posture of the grapple bucket 14 can be maintained vertically downward regardless of the change in the posture of the front work arm 101, the grapple bucket 14 is shaken even if the posture of the front work arm 101 is changed during the lifting and lowering operation of the load. Therefore, the work speed can be increased and the fatigue of the operator can be reduced.

（４）機能スイッチ８３のオンオフによって、グラップルバケット１４の姿勢制御を行うか、従来どおり操作レバー７１の操作でグラップルバケット１４の角度位置を変更するかを選択できるように構成した。これにより、作業内容に応じてグラップルバケット１４の姿勢制御の要不要を作業者が選択できるので、様々な作業に適した汎用性ある作業機械を実現できる。 (4) The function switch 83 can be turned on and off to select whether to control the posture of the grapple bucket 14 or to change the angular position of the grapple bucket 14 by operating the operation lever 71 as in the past. Thereby, since the operator can select whether or not the posture control of the grapple bucket 14 is necessary according to the work content, a versatile work machine suitable for various work can be realized.

（５）グラップルバケット１４の姿勢制御は、任意の対地角で制御できるように構成した。これにより、作業内容に応じた対地角を設定できるので、様々な作業で作業効率を向上できる。 (5) The posture control of the grapple bucket 14 is configured so that it can be controlled at an arbitrary ground angle. Thereby, since the ground angle according to the work content can be set, work efficiency can be improved in various work.

（６）機能スイッチ８３をオンすると、グラップルバケット１４の対地角が、機能スイッチ８３がオンされたときの対地角に維持されるように構成した。これにより、維持すべきグラップルバケット１４の対地角の設定が容易となる。 (6) When the function switch 83 is turned on, the ground angle of the grapple bucket 14 is maintained at the ground angle when the function switch 83 is turned on. Thereby, the setting of the ground angle of the grapple bucket 14 to be maintained becomes easy.

（７）作業具レバー装置７０からの制御信号を本体コントローラ６０へ出力する信号線の途中にリレー８４を挿入し、リレー８４の接点切り替えによって、作業具レバー装置７０から出力される制御信号、または、専用コントローラ８０から出力される制御信号のいずれかに基づいて、比例電磁式減圧弁５１ａ，５１ｂの設定圧力を制御するように構成した。これにより、従来の作業機械においても、作業具レバー装置から本体コントローラへ制御信号を出力する信号線の途中にリレー８４を挿入することで、上述のように専用コントローラ８０から出力される制御信号に基づいて、比例電磁式減圧弁５１ａ，５１ｂの設定圧力を制御できる。したがって、従来の作業機械であっても、簡単な改造を施すことで、上述した作用効果を奏する作業機械とすることができる。 (7) A control signal output from the work tool lever device 70 by inserting the relay 84 in the middle of a signal line for outputting a control signal from the work tool lever device 70 to the main body controller 60 and switching the contact of the relay 84, or Based on one of the control signals output from the dedicated controller 80, the set pressure of the proportional electromagnetic pressure reducing valves 51a and 51b is controlled. Thus, even in the conventional work machine, the control signal output from the dedicated controller 80 as described above can be obtained by inserting the relay 84 in the middle of the signal line for outputting the control signal from the work implement lever device to the main body controller. Based on this, the set pressure of the proportional electromagnetic pressure reducing valves 51a, 51b can be controlled. Therefore, even if it is a conventional working machine, it can be set as the working machine which has the effect mentioned above by performing simple modification.

−−−第２の実施の形態−−−
図４を参照して、本発明による作業機械の第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。第２の実施の形態の作業機械１００では、パイロットポンプ５０の圧油を作業具レバー装置１７０で直接制御する点で、第１の実施の形態と異なる。すなわち、本実施の形態の作業具レバー装置１７０は、油圧レバー式の操作装置であり、パイロットポンプ５０の圧油を直接制御するパイロット弁を有する。 --- Second Embodiment ---
A second embodiment of the work machine according to the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different points will be mainly described. Points that are not particularly described are the same as those in the first embodiment. The work machine 100 according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the pressure oil of the pilot pump 50 is directly controlled by the work implement lever device 170. That is, the work implement lever device 170 of the present embodiment is a hydraulic lever type operation device, and has a pilot valve that directly controls the pressure oil of the pilot pump 50.

図４は、作業機械１００の作業具シリンダ１５を駆動する油圧回路および電気回路を示す図である。この油圧回路および電気回路には、メインポンプ４０と、コントロール弁４１と、メインリリーフ弁４２と、作動油タンク４３とが設けられている。また、この油圧回路および電気回路には、油圧回路の各構成機器を制御するために、パイロットポンプ５０と、比例電磁式減圧弁５１ａ，５１ｂと、リリーフ弁５２と、電磁切替弁５５と、作業具レバー装置１７０とが設けられている。また、グラップルバケット１４の姿勢制御を行うために、専用コントローラ８０と、角度センサ８１と、電源スイッチ８２と、機能スイッチ８３とが設けられている。 FIG. 4 is a diagram illustrating a hydraulic circuit and an electric circuit that drive the work implement cylinder 15 of the work machine 100. The hydraulic circuit and the electric circuit are provided with a main pump 40, a control valve 41, a main relief valve 42, and a hydraulic oil tank 43. In addition, the hydraulic circuit and the electric circuit include a pilot pump 50, proportional electromagnetic pressure reducing valves 51a and 51b, a relief valve 52, an electromagnetic switching valve 55, and a work for controlling each component of the hydraulic circuit. A tool lever device 170 is provided. In addition, a dedicated controller 80, an angle sensor 81, a power switch 82, and a function switch 83 are provided to control the posture of the grapple bucket 14.

コントロール弁４１は、電磁切替弁５５によって切り替えられて供給される作業具レバー装置１７０、または、比例電磁式減圧弁５１ａ，５１ｂからのパイロット圧油によってスプールが駆動されて、作業具シリンダ１５への圧油の流れを制御する。 The spool of the control valve 41 is driven by the pilot tool oil supplied from the work tool lever device 170 or the proportional electromagnetic pressure reducing valves 51a and 51b, which is switched and supplied by the electromagnetic switching valve 55, to the work tool cylinder 15. Control the flow of pressure oil.

−−−グラップルバケット１４の姿勢制御について−−−
グラップルバケット１４の姿勢制御は、次のように行われる。電源スイッチ８２がオンされた状態で機能スイッチ８３がオンされると、専用コントローラ８０は、比例電磁式減圧弁５１ａ，５１ｂからのパイロット圧油でコントロール弁４１のスプールを駆動するように電磁切替弁５５を切り替える。また、専用コントローラ８０は、機能スイッチ８３がオンされたときの角度センサ８１の出力信号からグラップルバケット１４の対地角を演算して記憶する。そして、フロント作業腕１０１の姿勢変化に関わらず、機能スイッチ８３がオンされたときのグラップルバケット１４の対地角を維持するように、比例電磁式減圧弁５１ａ，５１ｂの設定圧力を制御する制御信号を出力する。 --- About attitude control of grapple bucket 14 ---
The posture control of the grapple bucket 14 is performed as follows. When the function switch 83 is turned on while the power switch 82 is turned on, the dedicated controller 80 switches the electromagnetic switching valve so that the spool of the control valve 41 is driven by the pilot pressure oil from the proportional electromagnetic pressure reducing valves 51a and 51b. 55 is switched. The dedicated controller 80 calculates and stores the ground angle of the grapple bucket 14 from the output signal of the angle sensor 81 when the function switch 83 is turned on. A control signal for controlling the set pressure of the proportional electromagnetic pressure reducing valves 51a and 51b so that the ground angle of the grapple bucket 14 when the function switch 83 is turned on is maintained regardless of the posture change of the front work arm 101. Is output.

すなわち、電源スイッチ８２がオンされた状態で機能スイッチ８３がオンされると、フロント作業腕１０１の姿勢の変化によるグラップルバケット１４の対地角の変化を打ち消すようにコントロール弁４１のスプールを駆動するための制御信号が専用コントローラ８０で演算されて比例電磁式減圧弁５１ａ，５１ｂへ出力される。これにより、フロント作業腕１０１の姿勢が変化しても、グラップルバケット１４の対地角がフィードバック制御によって、機能スイッチ８３がオンされたときの対地角に維持される。 That is, when the function switch 83 is turned on while the power switch 82 is turned on, the spool of the control valve 41 is driven so as to cancel the change in the ground angle of the grapple bucket 14 due to the change in the posture of the front work arm 101. The control signal is calculated by the dedicated controller 80 and output to the proportional electromagnetic pressure reducing valves 51a and 51b. Thereby, even if the attitude | position of the front work arm 101 changes, the ground angle of the grapple bucket 14 is maintained by the feedback control to the ground angle when the function switch 83 is turned on.

電源スイッチ８２がオフされるか、電源スイッチ８２がオンされた状態で機能スイッチ８３がオフされると、専用コントローラ８０は、作業具レバー装置１７０からのパイロット圧油でコントロール弁４１のスプールを駆動するように電磁切替弁５５を切り替える。これにより、従来の作業機械と同様に、操作レバー１７１の操作量に基づいて作業具シリンダ１５を速度指令で駆動できる。すなわち、操作レバー１７１の操作によって、アーム１２の先端においてグラップルバケット１４が任意の角度位置に回動される。 When the power switch 82 is turned off or the function switch 83 is turned off with the power switch 82 turned on, the dedicated controller 80 drives the spool of the control valve 41 with the pilot pressure oil from the work implement lever device 170. Thus, the electromagnetic switching valve 55 is switched. Thereby, like the conventional work machine, the work tool cylinder 15 can be driven by the speed command based on the operation amount of the operation lever 171. That is, the grapple bucket 14 is rotated to an arbitrary angular position at the tip of the arm 12 by the operation of the operation lever 171.

上述した第２の実施の形態の作業機械１００では、第１の実施の形態の作業機械の作用効果に加えて、次の作用効果を奏する。
（１）油圧レバー式の作業具レバー装置１７０と、コントロール弁４１との間に電磁切替弁５５を挿入し、比例電磁式減圧弁５１ａ，５１ｂからのパイロット圧油によってもコントロール弁４１のスプールが駆動されるように構成した。これにより、油圧レバー式の作業具レバー装置を有する従来の作業機械に対しても、比例電磁式減圧弁５１ａ，５１ｂ、電磁切替弁５５、専用コントローラ８０、角度センサ８１、電源スイッチ８２、および機能スイッチ８３を追加することで、グラップルバケット１４の姿勢制御が可能な作業機械を容易に実現できる。 The work machine 100 according to the second embodiment described above has the following effects in addition to the effects of the work machine according to the first embodiment.
(1) An electromagnetic switching valve 55 is inserted between the hydraulic lever type work implement lever device 170 and the control valve 41, and the spool of the control valve 41 is also pulled by the pilot pressure oil from the proportional electromagnetic pressure reducing valves 51a and 51b. It was configured to be driven. As a result, the proportional electromagnetic pressure reducing valves 51a and 51b, the electromagnetic switching valve 55, the dedicated controller 80, the angle sensor 81, the power switch 82, and the function can be applied to a conventional work machine having a hydraulic lever type work implement lever device. By adding the switch 83, a work machine capable of controlling the attitude of the grapple bucket 14 can be easily realized.

−−−変形例−−−
（１）上述の説明では、機能スイッチ８３がオンされると、そのときのグラップルバケット１４の対地角が維持されるように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、グラップルバケット１４の対地角が任意の対地角であっても、機能スイッチ８３がオンされると、たとえば鉛直下向きなどの、あらかじめ定められた所定の対地角にグラップルバケット１４が回動されて、その対地角を維持するように構成してもよい。また、任意の対地角を入力して設定する対地角設置器を運転室４に設けて、機能スイッチ８３がオンされると、グラップルバケット１４の対地角が対地角設置器で設定された対地角に維持されるように構成してもよい。 ---- Modified example ---
(1) In the above description, when the function switch 83 is turned on, the ground angle of the grapple bucket 14 at that time is maintained, but the present invention is not limited to this. For example, even if the ground angle of the grapple bucket 14 is an arbitrary ground angle, when the function switch 83 is turned on, the grapple bucket 14 is rotated to a predetermined ground angle such as vertically downward, for example. The ground angle may be maintained. In addition, when a ground angle setting device that is set by inputting an arbitrary ground angle is provided in the cab 4 and the function switch 83 is turned on, the ground angle of the grapple bucket 14 is set by the ground angle setting device. It may be configured to be maintained.

（２）上述の説明では、アーム１２の先端部分に連結される作業具は、グラップルバケット１４や法面施工用バケット３１であるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、作業具として、チルト式の作業具であるフォークグラップルやリフティングマグネットなど、チルト式の各作業具を用いることができる。 (2) In the above description, the work tool connected to the tip portion of the arm 12 is the grapple bucket 14 or the slope construction bucket 31, but the present invention is not limited to this. For example, tilt-type work tools such as fork grapples and lifting magnets that are tilt-type work tools can be used as the work tools.

（３）上述した第１の実施の形態では、電源スイッチ８２がオンされた状態で機能スイッチ８３がオンされると、専用コントローラ８０から出力される制御信号に基づいて本体コントローラ６０が比例電磁式減圧弁５１ａ，５１ｂの設定圧力を制御するように構成されているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図５に示すように、作業機械１００について、専用コントローラ８０および本体コントローラ６０の機能を有する１つのコントローラ１６０によって、比例電磁式減圧弁５１ａ，５１ｂの設定圧力を制御するようにしてもよい。このように構成することで、いわゆる電気レバー式の操作装置を有する従来の作業機械のコントローラを上述したコントローラ１６０に置き換え、角度センサ８１および機能スイッチ８３を追加することで、従来の作業機械であってもグラップルバケット１４の姿勢制御を行うことが可能となる。
（４）上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。 (3) In the first embodiment described above, when the function switch 83 is turned on while the power switch 82 is turned on, the main body controller 60 is based on the control signal output from the dedicated controller 80, and the proportional electromagnetic system is used. Although it is configured to control the set pressure of the pressure reducing valves 51a and 51b, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 5, for the work machine 100, the set pressure of the proportional electromagnetic pressure reducing valves 51 a and 51 b may be controlled by one controller 160 having the functions of the dedicated controller 80 and the main body controller 60. . With this configuration, the controller of the conventional work machine having a so-called electric lever type operation device is replaced with the controller 160 described above, and the angle sensor 81 and the function switch 83 are added, so that the conventional work machine can be obtained. However, the posture control of the grapple bucket 14 can be performed.
(4) You may combine each embodiment and modification which were mentioned above, respectively.

以上の実施の形態および変形例において、たとえば、作業腕はフロント作業腕１０１に、検出手段および対地角センサは角度センサ８１に、スイッチは機能スイッチ８３にそれぞれ対応する。姿勢制御手段は、第１の実施の形態における本体コントローラ６０と専用コントローラ８０、第２の実施の形態における専用コントローラ８０、および、変形例におけるコントローラ１６０に対応する。対地角設定手段は、作業具レバー装置７０，１７０、角度センサ８１、機能スイッチ８３、および、専用コントローラ８０またはコントローラ１６０によって実現される。モード切り替え手段は、第１の実施の形態における機能スイッチ８３と専用コントローラ８０とによって、第２の実施の形態における機能スイッチ８３と専用コントローラ８０と電磁切替弁５５とによって、および、変形例における機能スイッチ８３とコントローラ１６０とによって実現される。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。 In the above embodiments and modifications, for example, the working arm corresponds to the front working arm 101, the detection means and the ground angle sensor correspond to the angle sensor 81, and the switch corresponds to the function switch 83, respectively. The attitude control means corresponds to the main body controller 60 and the dedicated controller 80 in the first embodiment, the dedicated controller 80 in the second embodiment, and the controller 160 in the modification. The ground angle setting means is realized by the work tool lever devices 70 and 170, the angle sensor 81, the function switch 83, and the dedicated controller 80 or the controller 160. The mode switching means includes the function switch 83 and the dedicated controller 80 in the first embodiment, the function switch 83, the dedicated controller 80, and the electromagnetic switching valve 55 in the second embodiment, and the function in the modification. This is realized by the switch 83 and the controller 160. The above description is merely an example, and when interpreting the invention, there is no limitation or restriction on the correspondence between the items described in the above embodiment and the items described in the claims.

第１の実施の形態の作業機械１００を側面からみた図である。It is the figure which looked at the working machine 100 of 1st Embodiment from the side surface. 作業機械１００の作業具シリンダ１５を駆動する油圧回路および電気回路を示す図である。It is a figure which shows the hydraulic circuit and electric circuit which drive the working-tool cylinder 15 of the working machine 100. FIG. 法面施工用バケット３１の側面図である。It is a side view of the bucket 31 for slope construction. 第２の実施の形態の作業機械１００の作業具シリンダ１５を駆動する油圧回路および電気回路を示す図である。It is a figure which shows the hydraulic circuit and electric circuit which drive the working-tool cylinder 15 of the working machine 100 of 2nd Embodiment. 作業機械１００の作業具シリンダ１５を駆動する油圧回路および電気回路の変形例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a modification of a hydraulic circuit and an electric circuit for driving a work implement cylinder 15 of the work machine 100.

Explanation of symbols

１０ブーム１２アーム
１４グラップルバケット３１法面施工用バケット
１５作業具シリンダ４１コントロール弁
５１ａ，５１ｂ比例電磁式減圧弁５５電磁切替弁
６０本体コントローラ７０，１７０作業具レバー装置
８０専用コントローラ８１角度センサ
８３機能スイッチ８４リレー
１０１フロント作業腕１６０コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Boom 12 Arm 14 Grapple bucket 31 Slope construction bucket 15 Work tool cylinder 41 Control valve 51a, 51b Proportional electromagnetic pressure reducing valve 55 Electromagnetic switching valve 60 Main body controller 70, 170 Work tool lever device 80 Dedicated controller 81 Angle sensor 83 Function Switch 84 Relay 101 Front work arm 160 Controller

Claims

With articulated working arms,
A work tool attached to a tip of the work arm and having an angle with respect to the work arm changed by an actuator;
Detecting means for detecting a ground angle of the work implement;
A work machine comprising posture control means for controlling the actuator so that the ground angle of the work tool detected by the detection means becomes a predetermined angle regardless of the posture change of the work arm. .

The work machine according to claim 1,
The detection means is a ground angle sensor provided in the work implement;
The work machine characterized in that the posture control means feedback-controls the actuator so that a ground angle of the work tool detected by the ground angle sensor becomes a predetermined angle.

In the work machine according to claim 1 or 2,
A ground angle setting means for setting the predetermined angle;
The work machine is characterized in that the posture control means controls the actuator so that the work tool has the predetermined angle set by the ground angle setting means regardless of a change in the posture of the work arm.

The work machine according to claim 3,
The ground angle setting means includes a switch for setting the predetermined angle, and when the switch is operated, the ground angle of the work tool detected by the detection means when the switch is operated is A work machine characterized by being set as a predetermined angle.

In the work machine according to any one of claims 1 to 4,
Even if the predetermined angle is present, the posture control means drives the work tool to an arbitrary angular position with respect to the work arm regardless of the ground angle of the work tool detected by the detection means. A work machine further comprising mode switching means for switching to a mode for controlling the actuator.