JP2013245456A - Work attachment control device for construction machine, and construction machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a work attachment control device for a construction machine that prevents interference between a guard and a tip attachment when a work attachment is moved mainly from an in-vehicle-width attitude, and the construction machine.SOLUTION: There is provided a work attachment control device 101 for a hydraulic shovel that includes a shovel body, and a work attachment having a boom, an arm, an offset mechanism, and a bucket. In the work attachment control device 101, a boom angle sensor 111, an arm angle sensor 113, and an offset angle sensor 115 detect values associated with the attitude of the work attachment. When detecting the work attachment being in an attitude within a predetermined stop range on the basis of the values associated with the attitude, a controller 109 stops a discharging-side operation of the bucket by a bucket discharging stop electromagnetic proportional valve 129.

Description

本発明は、建設機械の作業アタッチメント制御装置及び建設機械に関する。   The present invention relates to a construction machine work attachment control device and a construction machine.

オフセット型の油圧ショベルについて図8及び図9に基づき説明する。油圧ショベルは、クローラ式の下部走行体2A上に上部旋回体2Bが搭載され、上部旋回体2Bに作業アタッチメント3が装着されて構成される。   An offset hydraulic excavator will be described with reference to FIGS. The hydraulic excavator is configured such that an upper swing body 2B is mounted on a crawler-type lower traveling body 2A, and a work attachment 3 is mounted on the upper swing body 2B.

作業アタッチメント3は、ブームフットピン4を中心として起伏自在なブーム5と、ブーム5の先端にブームトップピン6まわりに回動可能に取付けられたアーム7と、アーム7の先端にアームトップピン8まわりに回動可能に取付けられたバケット9とを備え、作業アタッチメント3の起伏及び屈折動作により掘削、荷積み等の各種作業が行われる。   The work attachment 3 includes a boom 5 that can be raised and lowered around a boom foot pin 4, an arm 7 that is pivotally attached to the tip of the boom 5 around the boom top pin 6, and an arm top pin 8 that is attached to the tip of the arm 7. The bucket 9 is pivotally mounted around it, and various operations such as excavation and loading are performed by the undulation and bending operation of the work attachment 3.

ブーム5は、リアブーム5aとフロントブーム(オフセットブームともいう)5bとから成り、リアブーム5aに対するフロントブーム5bの左右回動運動によりアーム7及びバケット9が左右に平行に移動(オフセット)して側溝掘り作業等が行われる。図9は左側にオフセットさせた状態を示し、αはそのオフセット角度である。   The boom 5 includes a rear boom 5a and a front boom (also referred to as an offset boom) 5b. The arm 7 and the bucket 9 move (offset) in parallel to the left and right by the left and right pivoting movement of the front boom 5b with respect to the rear boom 5a. Work is performed. FIG. 9 shows a state offset to the left side, and α is the offset angle.

また、作業アタッチメント3には、ブーム5を回動させるブームシリンダ10、アーム7を回動させるアームシリンダ11、バケット9を回動させるバケットシリンダ12、フロントブーム5bを左右回動させるオフセットシリンダ13(図9)が設けられる。   Also, the work attachment 3 includes a boom cylinder 10 that rotates the boom 5, an arm cylinder 11 that rotates the arm 7, a bucket cylinder 12 that rotates the bucket 9, and an offset cylinder 13 that rotates the front boom 5b left and right ( FIG. 9) is provided.

上部旋回体2Bには、前部左右一側(通常は図示のように前部左側。以下、この例で説明する)に運転室14が設置され、この運転室14内で各種操作が行われる。運転室14の右側には、上部旋回体2Bの意匠面を構成するガード16が設けられている。   The upper swing body 2B is provided with a cab 14 on one side of the front left and right sides (usually the left side of the front as shown in the figure, which will be described below in this example), and various operations are performed in the cab 14. . On the right side of the cab 14, a guard 16 that constitutes the design surface of the upper swing body 2 </ b> B is provided.

このような油圧ショベルにおいて、バケット9と運転室14との干渉を防止する手段として、運転室14の前方に干渉領域(アームトップピン8が侵入するとバケット9と運転室14との干渉が起こり得る領域)を設定し、アームトップピン8がこの干渉領域に入ると、作業アタッチメントの動作(通常はブーム上げ、アーム引き、左オフセットの各動作)を自動停止させることが知られている(例えば、特許文献1参照。)。   In such a hydraulic excavator, as a means for preventing interference between the bucket 9 and the cab 14, an interference region (interference between the bucket 9 and the cab 14 may occur when the arm top pin 8 enters the front of the cab 14. It is known that when the arm top pin 8 enters this interference area, the operation of the work attachment (usually boom raising, arm pulling, and left offset operations) is automatically stopped (for example, (See Patent Document 1).

特開平3−156037号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-156037

上述したような建設機械(例えば油圧ショベル)において、ガードや作業アタッチメントの寸法によっては、運転室だけではなくガードに対しても先端アタッチメント(例えばバケット)が干渉する場合がある。特に、車幅内旋回姿勢(図1に示す姿勢)にした後に掘削作業に移るときに、オペレータの操作によって、先端アタッチメントがガードに干渉する場合がある。   In the construction machine (for example, a hydraulic excavator) as described above, depending on the dimensions of the guard and the work attachment, the tip attachment (for example, bucket) may interfere not only with the cab but also with the guard. In particular, when an excavation operation is performed after the turning posture within the vehicle width (the posture shown in FIG. 1), the tip attachment may interfere with the guard by the operation of the operator.

そこで本発明は、主に車幅内旋回姿勢から作業アタッチメントを動かす場合に、ガードと先端アタッチメントとの干渉を防止する建設機械の作業アタッチメント制御装置及び建設機械を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a construction machine work attachment control device and a construction machine that prevent interference between a guard and a tip attachment when the work attachment is moved mainly from a turning posture within a vehicle width.

上記目的を達成するために、本発明は、建設機械本体と、ブームとアームとオフセット機構と先端アタッチメントとを有する作業アタッチメントとを備えた建設機械の作業アタッチメント制御装置であって、前記作業アタッチメントの姿勢に関連する値を検出する検出手段と、前記検出手段によって、前記姿勢に関連する値に基づき前記作業アタッチメントの姿勢が所定の停止範囲にあると検出された場合に、前記先端アタッチメントの放出側動作を停止(禁止)する停止手段とを備える建設機械の作業アタッチメント制御装置を提供している。   To achieve the above object, the present invention provides a work attachment control device for a construction machine comprising a construction machine main body, a work attachment having a boom, an arm, an offset mechanism, and a tip attachment, A detection means for detecting a value related to a posture; and a discharge side of the tip attachment when the detection means detects that the posture of the work attachment is within a predetermined stop range based on the value related to the posture A work attachment control device for a construction machine is provided that includes a stopping means for stopping (prohibiting) the operation.

ここで、前記停止手段による放出側動作の停止を解除する解除手段を更に備えるのが好ましい。   Here, it is preferable to further include a release means for releasing the stop of the discharge side operation by the stop means.

また、前記検出手段によって、前記作業アタッチメントの姿勢が前記停止範囲とは異なる減速範囲にあると検出された場合に、前記先端アタッチメントの放出側動作を減速する減速手段を更に備え、前記減速手段は、前記作業アタッチメントの姿勢が前記停止範囲から離れるにつれて前記放出側動作の減速の程度を小さくするのが好ましい。   In addition, when the detection means detects that the posture of the work attachment is in a deceleration range different from the stop range, the detection unit further includes a deceleration unit that decelerates the discharge-side operation of the tip attachment. It is preferable to reduce the degree of deceleration of the discharge side operation as the posture of the work attachment moves away from the stop range.

また、前記建設機械本体は、前記作業アタッチメントが取り付けられる上部旋回体と、前記上部旋回体が搭載される下部走行体とを備え、前記停止手段は、前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回中心と前記アームの所定部分との距離が所定値未満である場合に前記先端アタッチメントの放出側動作を停止するのが好ましい。   Further, the construction machine main body includes an upper swing body to which the work attachment is attached and a lower traveling body on which the upper swing body is mounted, and the stop means rotates the upper swing body with respect to the lower traveling body. It is preferable that the discharge side operation of the tip attachment is stopped when the distance between the center and the predetermined portion of the arm is less than a predetermined value.

また本発明は、建設機械本体と、ブームとアームとオフセット機構と先端アタッチメントとを有する作業アタッチメントと、前記作業アタッチメントの姿勢に関連する値を検出する検出手段と、前記検出手段によって、前記姿勢に関連する値に基づき前記作業アタッチメントの姿勢が所定の停止範囲にあると検出された場合に、前記先端アタッチメントの放出側動作を停止する停止手段とを有する制御装置とを備える建設機械を提供している。   Further, the present invention provides a construction machine main body, a work attachment having a boom, an arm, an offset mechanism, and a tip attachment, a detection means for detecting a value related to the posture of the work attachment, and the detection means to the posture. A construction machine comprising: a control device having stop means for stopping the discharge side operation of the tip attachment when it is detected that the posture of the work attachment is within a predetermined stop range based on a related value; Yes.

請求項1記載の建設機械の作業アタッチメント制御装置及び請求項5記載の建設機械によれば、作業アタッチメントの姿勢が所定の停止範囲にある状況で、オペレータが誤って先端アタッチメントの放出側動作を行い先端アタッチメントが建設機械本体に干渉することが防止される。   According to the construction machine work attachment control device according to claim 1 and the construction machine according to claim 5, the operator mistakenly performs the discharge side operation of the tip attachment in a situation where the posture of the work attachment is within a predetermined stop range. The tip attachment is prevented from interfering with the construction machine body.

請求項2記載の建設機械の作業アタッチメント制御装置によれば、停止手段によって放出側動作が停止された場合に、その解除を行うことにより作業を続行することができる。   According to the construction machine work attachment control device of the second aspect, when the discharge side operation is stopped by the stopping means, the work can be continued by releasing the operation.

請求項3記載の建設機械の作業アタッチメント制御装置によれば、放出側動作の停止が解除される位置において急激に放出側動作が行われることがなく、放出側動作を滑らかに行うことができる。   According to the construction machine work attachment control device of the third aspect, the discharge side operation is not performed suddenly at the position where the stop of the discharge side operation is released, and the discharge side operation can be performed smoothly.

請求項4記載の建設機械の作業アタッチメント制御装置によれば、アームの所定部分を基準として放出側動作の停止を行うことにより、的確に放出側動作の停止を行うことができる。   According to the work attachment control device for a construction machine according to the fourth aspect, the discharge side operation can be accurately stopped by stopping the discharge side operation with reference to a predetermined portion of the arm.

本発明の実施形態による油圧ショベル(車幅内旋回姿勢)を示す右側面図。The right view which shows the hydraulic shovel (turning posture in a vehicle width) by embodiment of this invention. 図1の油圧ショベルにおいて、車幅内旋回姿勢からバケットを放出側に動作させた状態を示す右側面図。The right side view which shows the state which operated the bucket to the discharge | release side from the turning posture in a vehicle width in the hydraulic shovel of FIG. 図1の油圧ショベルを示す平面図。The top view which shows the hydraulic shovel of FIG. 本発明の実施形態による建設機械の作業アタッチメント制御装置を示すブロック図。The block diagram which shows the work attachment control apparatus of the construction machine by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による油圧ショベルにおけるバケットの制御に関連する部分の回路図。The circuit diagram of the part relevant to control of the bucket in the hydraulic excavator by embodiment of this invention. 本発明の実施形態によるバケット減速・停止制御の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the bucket deceleration / stop control by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による油圧ショベルにおける、アーム先端位置とバケット放出パイロット圧との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the arm tip position and the bucket discharge | release pilot pressure in the hydraulic shovel by embodiment of this invention. 公知のオフセット型油圧ショベルを示す左側面図。The left view which shows a well-known offset type hydraulic excavator. 公知のオフセット型油圧ショベルを示す平面図。The top view which shows a well-known offset type hydraulic excavator.

本発明の実施の形態による建設機械の作業アタッチメント制御装置について図1から図7に基づき説明する。なお、油圧ショベルそのものの構造は従来と同じであるため、図8及び図9と同一の部分には同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。   A construction machine work attachment control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Since the structure of the hydraulic excavator itself is the same as the conventional one, the same parts as those in FIGS. 8 and 9 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1及び図2は、本実施形態による油圧ショベル1を右側(運転室14がある側とは反対側)から見た図である。図1はいわゆる車幅内旋回姿勢を示しており、バケット9は掘削側に折り畳まれている。図3は、図1の車幅内旋回姿勢にある油圧ショベル1を上方から見た図であり、オフセット機構によりアーム7及びバケット9が右側にオフセットされている。この状態で、バケット9とガード16とは、鉛直方向に重なった位置にある。   FIG.1 and FIG.2 is the figure which looked at the hydraulic excavator 1 by this embodiment from the right side (the side opposite to the side with the cab 14). FIG. 1 shows a so-called turning posture in the vehicle width, and the bucket 9 is folded to the excavation side. FIG. 3 is a view of the hydraulic excavator 1 in the vehicle width turning posture of FIG. 1 as viewed from above. The arm 7 and the bucket 9 are offset to the right by the offset mechanism. In this state, the bucket 9 and the guard 16 are in a position overlapping in the vertical direction.

このような油圧ショベル1において、掘削作業等を行う姿勢から車幅内旋回姿勢(図1)に作業アタッチメント3を動かす場合、通常、オペレータは注意して操作を行うため、バケット9がガード16に干渉するおそれは小さい。一方、車幅内旋回姿勢から作業アタッチメント3を前方へ動かす場合は、オペレータは安全側に動かしているという意識があり、注意が払われない可能性が高い。このときに、不用意にバケット9を放出側(図2の状態)に動かしてガード16とバケット9の爪先とが干渉することがある。   In such a hydraulic excavator 1, when the work attachment 3 is moved from a posture for excavation work or the like to a turning posture in the vehicle width (FIG. 1), the operator normally performs the operation with care, and therefore the bucket 9 is attached to the guard 16. There is little risk of interference. On the other hand, when the work attachment 3 is moved forward from the turning posture within the vehicle width, there is a high possibility that the operator is aware that the operator is moving to the safe side and attention is not paid. At this time, the guard 9 and the toe of the bucket 9 may interfere with each other by inadvertently moving the bucket 9 to the discharge side (state shown in FIG. 2).

図4に、油圧ショベル1の作業アタッチメント制御装置101を示す。制御装置101は、コントローラ109、ブーム角度センサ111、アーム角度センサ113、オフセット角度センサ115、自動停止解除スイッチ117、ブーム上げ停止電磁比例弁121、アーム引き停止電磁比例弁123、オフセット左停止電磁比例弁125、オフセット右停止電磁比例弁127、及び、バケット放出停止電磁比例弁129を備える。   FIG. 4 shows the work attachment control device 101 of the hydraulic excavator 1. The control device 101 includes a controller 109, a boom angle sensor 111, an arm angle sensor 113, an offset angle sensor 115, an automatic stop release switch 117, a boom raising stop electromagnetic proportional valve 121, an arm pulling stop electromagnetic proportional valve 123, and an offset left stop electromagnetic proportional. A valve 125, an offset right stop electromagnetic proportional valve 127, and a bucket discharge stop electromagnetic proportional valve 129 are provided.

コントローラ109は運転室14内に設けられている。コントローラ109は、上記角度センサ111〜115及び自動停止解除スイッチ117からの信号を入力して、種々の演算処理を行い、上記電磁比例弁121〜129に信号を出力する。また、コントローラ109内のメモリには、リアブーム5a、フロントブーム5b、アーム7の各部寸法が記憶されている。   The controller 109 is provided in the cab 14. The controller 109 receives signals from the angle sensors 111 to 115 and the automatic stop release switch 117, performs various arithmetic processes, and outputs signals to the electromagnetic proportional valves 121 to 129. The memory in the controller 109 stores the dimensions of the rear boom 5a, the front boom 5b, and the arm 7.

ブーム角度センサ111は、油圧ショベル1のブームフットピン4(図8参照)に設けられている。ブーム角度センサ111は、ブームシリンダ10の伸長及び縮小に伴ってブーム5が動く度に、ブーム5の角度を検出し、当該角度に対応する電圧値をコントローラ109に入力する。   The boom angle sensor 111 is provided on the boom foot pin 4 (see FIG. 8) of the excavator 1. The boom angle sensor 111 detects the angle of the boom 5 every time the boom 5 moves as the boom cylinder 10 expands and contracts, and inputs a voltage value corresponding to the angle to the controller 109.

アーム角度センサ113はブームトップピン6に設けられている。アーム角度センサ113は、アームシリンダ11の伸長及び縮小に伴ってアーム7が動く度に、アーム7の角度を検出し、当該角度に対応する電圧値をコントローラ109に入力する。   The arm angle sensor 113 is provided on the boom top pin 6. The arm angle sensor 113 detects the angle of the arm 7 every time the arm 7 moves as the arm cylinder 11 expands and contracts, and inputs a voltage value corresponding to the angle to the controller 109.

オフセット角度センサ115は、オフセットピン18(図9参照)に設けられている。オフセット角度センサ115は、オフセットシリンダ13の伸長及び縮小に伴ってオフセット角度が変化する度に、オフセット角度を検出し、当該角度に対応する電圧値をコントローラ109に入力する。   The offset angle sensor 115 is provided on the offset pin 18 (see FIG. 9). The offset angle sensor 115 detects the offset angle each time the offset angle changes as the offset cylinder 13 expands and contracts, and inputs a voltage value corresponding to the angle to the controller 109.

自動停止解除スイッチ117は、運転室14内に設けられ、後述するようにバケット9の放出動作が自動停止された場合に、オペレータがこのスイッチを操作することにより自動停止状態を解除するためのものである。   The automatic stop release switch 117 is provided in the cab 14 and is used by an operator to release the automatic stop state by operating this switch when the discharge operation of the bucket 9 is automatically stopped as will be described later. It is.

ブームシリンダ10、アームシリンダ11、バケットシリンダ12、及び、オフセットシリンダ13の作動方向及び速度は、運転室14内に設けられる操作レバーによりコントロールされる。ブーム上げ停止電磁比例弁121、アーム引き停止電磁比例弁123、オフセット左停止電磁比例弁125、オフセット右停止電磁比例弁127、バケット放出停止電磁比例弁129は、前記操作レバーに直結されている油圧リモコン弁と、対応するシリンダのコントロールバルブとの間に設けられている。   The operating direction and speed of the boom cylinder 10, arm cylinder 11, bucket cylinder 12, and offset cylinder 13 are controlled by operating levers provided in the cab 14. The boom raising stop electromagnetic proportional valve 121, the arm pulling stop electromagnetic proportional valve 123, the offset left stop electromagnetic proportional valve 125, the offset right stop electromagnetic proportional valve 127, and the bucket release stop electromagnetic proportional valve 129 are hydraulic pressures directly connected to the operation lever. It is provided between the remote control valve and the control valve of the corresponding cylinder.

ブーム上げ停止電磁比例弁121は、供給される電流値とその二次圧とが比例するタイプのものであり、二次圧でブームシリンダ10用コントロールバルブのスプールを中立位置から移動させることによってブーム5の動きを制御する。よって、コントローラ109からの指令信号に基づきブーム上げ電磁比例弁121に供給される電流値を制御することにより、ブーム上げ動作を停止又は減速させることが可能である。   The boom raising / stopping electromagnetic proportional valve 121 is of a type in which the supplied current value is proportional to the secondary pressure thereof, and the boom is controlled by moving the spool of the control valve for the boom cylinder 10 from the neutral position with the secondary pressure. Control the movement of 5. Therefore, the boom raising operation can be stopped or decelerated by controlling the current value supplied to the boom raising electromagnetic proportional valve 121 based on the command signal from the controller 109.

アーム引き停止電磁比例弁123、オフセット左停止電磁比例弁125及びオフセット右停止電磁比例弁127もブーム上げ停止電磁比例弁121と同様のタイプのものである。アーム引き停止電磁比例弁123は、コントローラ109からの指令信号に基づいてアーム引き動作を停止又は減速させる。オフセット左停止電磁比例弁125及びオフセット右停止電磁比例弁127は、コントローラ109からの指令信号に基づいて、それぞれ左オフセット動作及び右オフセット動作を停止又は減速させる。   The arm pulling stop electromagnetic proportional valve 123, the offset left stop electromagnetic proportional valve 125, and the offset right stop electromagnetic proportional valve 127 are of the same type as the boom raising stop electromagnetic proportional valve 121. The arm pulling stop electromagnetic proportional valve 123 stops or decelerates the arm pulling operation based on a command signal from the controller 109. The offset left stop electromagnetic proportional valve 125 and the offset right stop electromagnetic proportional valve 127 stop or decelerate the left offset operation and the right offset operation, respectively, based on a command signal from the controller 109.

図5は、油圧ショベル1におけるバケット9の制御に関連する部分の回路図である。バケット放出停止電磁比例弁129は、操作レバー20に直結されている油圧リモコン弁(図示せず)とコントロールバルブ22との間に設けられている。詳しくは後述するが、コントローラ109は、上記各センサより作業アタッチメント3の姿勢に関連する信号を受信して、所定の演算を行い、演算結果に応じた信号をバケット放出停止電磁比例弁129に出力する。それにより、バケット放出パイロット圧が制御され(図7参照)、コントロールバルブ22を介してバケット9(バケットシリンダ12)の放出側動作を減速又は停止する制御が行われる。   FIG. 5 is a circuit diagram of a portion related to the control of the bucket 9 in the excavator 1. The bucket discharge stop electromagnetic proportional valve 129 is provided between the control valve 22 and a hydraulic remote control valve (not shown) directly connected to the operation lever 20. As will be described in detail later, the controller 109 receives a signal related to the posture of the work attachment 3 from each of the sensors, performs a predetermined calculation, and outputs a signal according to the calculation result to the bucket discharge stop electromagnetic proportional valve 129. To do. Thereby, the bucket discharge pilot pressure is controlled (see FIG. 7), and the control for decelerating or stopping the discharge side operation of the bucket 9 (bucket cylinder 12) is performed via the control valve 22.

<ブーム、アーム及びオフセットの減速・停止制御>
ブーム、アーム及びオフセットの減速・停止制御について簡単に説明する。運転室14及びガード16の前面及び上面に干渉防止エリアを設定し、干渉防止エリアの境界に関する情報をコントローラ109に記憶しておく。コントローラ109は、各角度センサの信号と、予め記憶されているリアブーム5a、フロントブーム5b、アーム7の各部寸法とに基づき、アーム先端の位置(アームトップピン8の位置)を演算する。そして、コントローラ109は、アーム先端の位置と前記干渉防止エリアとの距離を演算し、干渉防止エリアに近づくと減速し、干渉防止エリアに到達すると停止するような信号を各電磁比例弁に出力する。この制御は公知(特開平3−156037号公報)であるから、詳細な説明を省略する。
<Deceleration / stop control of boom, arm and offset>
The boom / arm / offset deceleration / stop control will be briefly described. An interference prevention area is set on the front and upper surfaces of the cab 14 and the guard 16, and information related to the boundary of the interference prevention area is stored in the controller 109. The controller 109 calculates the position of the arm tip (the position of the arm top pin 8) based on the signals of the angle sensors and the dimensions of the rear boom 5a, the front boom 5b, and the arm 7 stored in advance. Then, the controller 109 calculates the distance between the position of the arm tip and the interference prevention area, and outputs a signal to each electromagnetic proportional valve that decelerates when approaching the interference prevention area and stops when reaching the interference prevention area. . Since this control is publicly known (Japanese Patent Laid-Open No. 3-1556037), detailed description is omitted.

<バケット放出動作の減速・停止制御>
次に、本発明の実施形態によるバケット放出動作の減速・停止制御の手順について図6のフローチャートに基づき説明する。この制御は、上述したブーム、アーム及びオフセットの減速・停止制御と並行して、所定のタイミングで実行される。
<Deceleration / stop control of bucket discharge operation>
Next, the procedure of the deceleration / stop control of the bucket discharging operation according to the embodiment of the present invention will be described based on the flowchart of FIG. This control is executed at a predetermined timing in parallel with the boom / arm / offset deceleration / stop control described above.

まずS1で、コントローラ109は、ブーム角度センサ111、アーム角度センサ113、及び、オフセット角度センサ115の出力値より、各相対角度を演算する。   First, in S <b> 1, the controller 109 calculates each relative angle from the output values of the boom angle sensor 111, the arm angle sensor 113, and the offset angle sensor 115.

S3では、記憶されているリアブーム5a、フロントブーム5b、アーム7の各部寸法と、S1で求めた各相対角度とから、アーム先端位置(アームトップピン8の位置)を求め、更に、旋回中心を原点とする半径R(アーム先端位置と旋回中心との距離)を計算する。   In S3, the arm tip position (the position of the arm top pin 8) is obtained from the stored dimensions of the rear boom 5a, front boom 5b, and arm 7, and the relative angles obtained in S1, and the turning center is further determined. The radius R (the distance between the arm tip position and the turning center) as the origin is calculated.

S5では、半径Rが所定距離R1未満であるか否かの判断を行う。所定距離R1は、例えば、バケット9の歯先がガード16に干渉する作業半径+100mmの距離に設定される。半径Rが所定距離R1未満である場合(停止範囲)(S5:Yes)、バケット放出動作を停止するための信号をバケット放出停止電磁比例弁129へ出力する(S7)。つまり、平面視で、アーム先端位置が旋回中心を原点とする半径R1の円の内側に入っている場合、オペレータがバケット9を放出側に動かそうとしてもバケット9を動作させないようにする。バケット放出動作が停止された後、オペレータが自動停止解除スイッチ117を操作すると、コントローラ109からバケット放出停止電磁比例弁129へバケット放出動作の停止を解除する信号が出力され、バケットの放出側操作を行うことができるようになる。この場合、オペレータはバケット9がガード16に干渉する危険性を認識しつつ操作を行うので、干渉するおそれは少ない。   In S5, it is determined whether or not the radius R is less than the predetermined distance R1. The predetermined distance R1 is set, for example, to a distance of working radius + 100 mm at which the tooth tip of the bucket 9 interferes with the guard 16. When the radius R is less than the predetermined distance R1 (stop range) (S5: Yes), a signal for stopping the bucket discharge operation is output to the bucket discharge stop electromagnetic proportional valve 129 (S7). That is, when the arm tip position is inside the circle of radius R1 with the turning center as the origin in plan view, the bucket 9 is prevented from moving even if the operator tries to move the bucket 9 to the discharge side. After the bucket discharge operation is stopped, when the operator operates the automatic stop release switch 117, a signal for releasing the stop of the bucket discharge operation is output from the controller 109 to the bucket discharge stop electromagnetic proportional valve 129, and the operation on the discharge side of the bucket is performed. Will be able to do. In this case, since the operator performs an operation while recognizing the danger that the bucket 9 interferes with the guard 16, there is little possibility of interference.

一方、半径Rが所定距離R1以上である場合(減速範囲)(S5:No)、コントローラ109は、Rに応じてバケット放出停止電磁比例弁129に信号を出力する(S9)。より具体的には、図7のグラフに実線で示すように、R=R1のときバケット放出パイロット圧がゼロとなるような信号をバケット放出停止電磁比例弁129に出力し、RとR1との差(R−R1)が大きくなるに従って(つまりアーム先端位置が放出動作の停止領域から離れるに従って)バケット放出パイロット圧が大きくなるような信号をバケット放出停止電磁比例弁129に出力する。従って、バケット9が放出動作の停止領域から離れるにつれて放出動作の減速の程度が小さくなる。なお、本実施形態では、図7に実線で示すように、バケット放出パイロット圧が一次遅れで増加するように制御が行われる。   On the other hand, when the radius R is equal to or greater than the predetermined distance R1 (deceleration range) (S5: No), the controller 109 outputs a signal to the bucket discharge stop electromagnetic proportional valve 129 according to R (S9). More specifically, as indicated by the solid line in the graph of FIG. 7, when R = R1, a signal that causes the bucket discharge pilot pressure to become zero is output to the bucket discharge stop electromagnetic proportional valve 129, and R and R1 A signal is output to the bucket discharge stop electromagnetic proportional valve 129 so that the bucket discharge pilot pressure increases as the difference (R−R1) increases (that is, as the arm tip position moves away from the discharge operation stop region). Therefore, the degree of deceleration of the discharge operation decreases as the bucket 9 moves away from the stop region of the discharge operation. In the present embodiment, control is performed so that the bucket discharge pilot pressure increases with a first-order delay, as indicated by the solid line in FIG.

このように電磁比例弁を用いることにより、RとR1との差(R−R1)が大きくなるに従ってバケット放出速度が徐々に大きくなるように制御される。よって、例えば掘削作業を行おうとする場合、バケットの操作レバー20を放出側に大きく操作した状態でバケット9を旋回中心から離していき、R=R1を超えたときに急激にバケット9が放出側に動くことを防止することができる。   By using the electromagnetic proportional valve in this manner, the bucket discharge speed is controlled to gradually increase as the difference between R and R1 (R-R1) increases. Therefore, for example, when excavation work is to be performed, the bucket 9 is moved away from the turning center in a state in which the operation lever 20 of the bucket is largely operated to the discharge side, and when R = R1 is exceeded, the bucket 9 suddenly Can be prevented from moving.

本発明によるショベルの作業アタッチメント制御装置は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。   The excavator work attachment control device according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made within the scope described in the claims.

上述した実施形態では、旋回中心を原点とするアーム先端位置の半径Rが所定距離R1未満である場合に、バケット放出動作を停止するようにしたが、このような実施形態に限られない。例えば、ブーム角度センサ111及びアーム角度センサ113からの信号に基づき、ブーム5の角度及びアーム7の角度が所定の範囲内にあることを判断したときにバケット放出動作を停止してもよい。このとき、ブーム5及びアーム7の角度に加えて、オフセットの角度を考慮してもよい。かかる変形例によれば、アーム先端位置を計算することなく、角度に基づいてバケット放出動作を停止するため、演算処理の負担を小さくすることができる。   In the above-described embodiment, the bucket discharging operation is stopped when the radius R of the arm tip position with the turning center as the origin is less than the predetermined distance R1, but the invention is not limited to such an embodiment. For example, the bucket discharging operation may be stopped when it is determined that the angle of the boom 5 and the angle of the arm 7 are within a predetermined range based on signals from the boom angle sensor 111 and the arm angle sensor 113. At this time, in addition to the angles of the boom 5 and the arm 7, an offset angle may be considered. According to such a modification, the bucket discharge operation is stopped based on the angle without calculating the arm tip position, so that it is possible to reduce the processing load.

上述した実施形態では、バケット放出動作の減速・停止を行うために電磁比例弁(バケット放出停止電磁比例弁129)を用いたが、ON/OFF制御を行う電磁弁を用いることも可能である。この場合、アーム先端位置とバケット放出パイロット圧との関係は図7の点線で示すようなものとなり、R<R1ではバケット放出パイロット圧がゼロ、R≧R1ではバケット放出パイロット圧が一定値となる。   In the above-described embodiment, the electromagnetic proportional valve (bucket discharge stop electromagnetic proportional valve 129) is used to decelerate and stop the bucket discharge operation. However, it is also possible to use an electromagnetic valve that performs ON / OFF control. In this case, the relationship between the arm tip position and the bucket discharge pilot pressure is as shown by the dotted line in FIG. 7, where the bucket discharge pilot pressure is zero when R <R1, and the bucket discharge pilot pressure is constant when R ≧ R1. .

上述した実施形態では、バケット放出動作の減速範囲において、バケット放出パイロット圧が一次遅れで増加するように制御が行われたが、このような実施形態に限られず、例えば直線的に増加するように制御が行われてもよい。   In the above-described embodiment, control is performed so that the bucket discharge pilot pressure increases with a first-order delay in the deceleration range of the bucket discharge operation. However, the embodiment is not limited to such an embodiment, and for example, increases linearly. Control may be performed.

上述した実施形態では、作業アタッチメントの姿勢に関連する値を検出する検出手段として、角度センサ(ブーム角度センサ111、アーム角度センサ113、オフセット角度センサ115)を用いたが、このような実施形態に限られない。例えば、各シリンダの伸縮長さを検出するストロークセンサや、鉛直方向と基準方向との角度(傾き)を検出する傾斜センサを用いてもよい。   In the embodiment described above, angle sensors (boom angle sensor 111, arm angle sensor 113, offset angle sensor 115) are used as detection means for detecting a value related to the posture of the work attachment. Not limited. For example, a stroke sensor that detects the expansion / contraction length of each cylinder or an inclination sensor that detects an angle (inclination) between the vertical direction and the reference direction may be used.

上述した実施形態では、先端アタッチメントとしてバケットを備えた油圧ショベルの制御装置について説明したが、先端アタッチメントはバケットに限られない。先端アタッチメントとして圧砕機、ブレーカ等を備えた建設機械の制御装置に本発明を適用してもよい。   In the embodiment described above, the control device for the hydraulic excavator provided with the bucket as the tip attachment has been described, but the tip attachment is not limited to the bucket. You may apply this invention to the control apparatus of the construction machine provided with the crusher, the breaker, etc. as a tip attachment.

以上のように本発明にかかる建設機械の作業アタッチメント制御装置は、建設作業等に使用される油圧ショベル等の作業アタッチメント制御装置として有用である。   As described above, the construction machine work attachment control device according to the present invention is useful as a work attachment control device such as a hydraulic excavator used for construction work or the like.

1 油圧ショベル、 2A 下部走行体、 2B 上部旋回体、
3 作業アタッチメント、 4 ブームフットピン、 5 ブーム、
5a リアブーム、 5b フロントブーム、 6 ブームトップピン、
7 アーム、 8 アームトップピン、 9 バケット、
10 ブームシリンダ、 11 アームシリンダ、 12 バケットシリンダ、
13 オフセットシリンダ、 14 運転室、 16 ガード、
18 オフセットピン、 20 操作レバー、 22 コントロールバルブ
101 作業アタッチメント制御装置、 109 コントローラ、
111 ブーム角度センサ、 113 アーム角度センサ、
115 オフセット角度センサ、 117 自動停止解除スイッチ、
121 ブーム上げ停止電磁比例弁、 123 アーム引き停止電磁比例弁、
125 オフセット左停止電磁比例弁、 127 オフセット右停止電磁比例弁、
129 バケット放出停止電磁比例弁
1 hydraulic excavator, 2A lower traveling body, 2B upper turning body,
3 work attachments, 4 boom foot pins, 5 booms,
5a Rear boom, 5b Front boom, 6 Boom top pin,
7 arm, 8 arm top pin, 9 bucket,
10 Boom cylinder, 11 Arm cylinder, 12 Bucket cylinder,
13 Offset cylinder, 14 cab, 16 guard,
18 Offset pin, 20 Operation lever, 22 Control valve 101 Work attachment control device, 109 Controller,
111 Boom angle sensor, 113 Arm angle sensor,
115 Offset angle sensor, 117 Automatic stop release switch,
121 Boom raising stop solenoid proportional valve, 123 Arm pulling stop solenoid proportional valve,
125 Offset left proportional solenoid valve, 127 Offset right proportional solenoid valve,
129 Bucket release stop solenoid proportional valve

Claims (5)

建設機械本体と、ブームとアームとオフセット機構と先端アタッチメントとを有する作業アタッチメントとを備えた建設機械の作業アタッチメント制御装置であって、
前記作業アタッチメントの姿勢に関連する値を検出する検出手段と、
前記検出手段によって、前記姿勢に関連する値に基づき前記作業アタッチメントの姿勢が所定の停止範囲にあると検出された場合に、前記先端アタッチメントの放出側動作を停止する停止手段と、を備えることを特徴とする建設機械の作業アタッチメント制御装置。
A construction machine work attachment control device comprising a construction machine main body, a work attachment having a boom, an arm, an offset mechanism, and a tip attachment,
Detecting means for detecting a value related to the posture of the work attachment;
Stop means for stopping the discharge side operation of the tip attachment when the detection means detects that the posture of the work attachment is within a predetermined stop range based on a value related to the posture. A construction machine work attachment control device.
前記停止手段による放出側動作の停止を解除する解除手段を更に備えることを特徴とする請求項1記載の建設機械の作業アタッチメント制御装置。   The work attachment control device for a construction machine according to claim 1, further comprising release means for releasing the stop of the discharge side operation by the stop means. 前記検出手段によって、前記作業アタッチメントの姿勢が前記停止範囲とは異なる減速範囲にあると検出された場合に、前記先端アタッチメントの放出側動作を減速する減速手段を更に備え、
前記減速手段は、前記作業アタッチメントの姿勢が前記停止範囲から離れるにつれて前記放出側動作の減速の程度を小さくすることを特徴とする請求項1又は2記載の建設機械の作業アタッチメント制御装置。
When the detection unit detects that the posture of the work attachment is in a deceleration range different from the stop range, the detection unit further includes a deceleration unit that decelerates the discharge side operation of the tip attachment,
3. The work attachment control device for a construction machine according to claim 1, wherein the deceleration unit reduces the degree of deceleration of the discharge side operation as the posture of the work attachment moves away from the stop range.
前記建設機械本体は、前記作業アタッチメントが取り付けられる上部旋回体と、前記上部旋回体が搭載される下部走行体とを備え、
前記停止手段は、前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回中心と前記アームの所定部分との距離が所定値未満である場合に前記先端アタッチメントの放出側動作を停止することを特徴とする請求項1から3のうち何れか一記載の建設機械の作業アタッチメント制御装置。
The construction machine main body includes an upper swing body to which the work attachment is attached, and a lower traveling body on which the upper swing body is mounted,
The said stop means stops the discharge | release side operation | movement of the said tip attachment when the distance of the turning center of the said upper turning body with respect to the said lower traveling body and the predetermined part of the said arm is less than predetermined value. Item 4. The work attachment control device for a construction machine according to any one of Items 1 to 3.
建設機械本体と、
ブームとアームとオフセット機構と先端アタッチメントとを有する作業アタッチメントと、
前記作業アタッチメントの姿勢に関連する値を検出する検出手段と、前記検出手段によって、前記姿勢に関連する値に基づき前記作業アタッチメントの姿勢が所定の停止範囲にあると検出された場合に、前記先端アタッチメントの放出側動作を停止する停止手段とを有する制御装置と、を備えることを特徴とする建設機械。
The construction machine body,
A work attachment having a boom, an arm, an offset mechanism, and a tip attachment;
Detecting means for detecting a value related to the posture of the work attachment; and when the detection means detects that the posture of the work attachment is within a predetermined stop range based on the value related to the posture. And a control device having stop means for stopping the attachment-side operation of the attachment.
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