JP2016216909A - Shovel - Google Patents

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哲司 小野
Tetsuji Ono
哲司 小野
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shovel having a turning operation characteristic adapted to a feeling of an operator.SOLUTION: A shovel 1 comprises a crawler and an upper turning body for turning to the crawler. A turning lever 102 is provided in a driver seat of the upper turning body. A correction part 104 holds a different correction characteristic on right turning and left turning, and corrects a turning command value ωcorresponding to an operation quantity of the turning lever 102 in response to the correction characteristic corresponding to the direction. A turning device 300 turns the upper turning body based on a corrected turning command value ω.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、ショベルに関する。   The present invention relates to an excavator.

ショベルは、クローラと呼ばれる走行体、上部旋回体、走行体に対して上部旋回体を回転させる旋回装置、上部旋回体に取り付けられるアタッチメントを備える。油圧ショベルでは、上部旋回体の動力、アームやブーム、バケットの動力として、油圧が利用される。   The excavator includes a traveling body called a crawler, an upper swing body, a swing device that rotates the upper swing body with respect to the travel body, and an attachment attached to the upper swing body. In the hydraulic excavator, hydraulic pressure is used as the power of the upper swing body, the power of the arm, boom, and bucket.

図1(a)はショベルの操縦席100を示す図である。操縦席には、操作者(オペレータ)が操作する旋回レバー102が設けられる。旋回レバー102の操作方式は、規格、メーカーに応じて異なる。たとえば横旋回では、左方向に旋回レバーを倒すと左旋回、右方向に旋回レバーを倒すと右旋回する。旋回装置は、旋回レバー102の操作量、すなわち傾きを検出し、操作量に応じて目標速度を設定し、旋回体の実速度が目標速度と一致するように、旋回モータのトルクをフィードバック制御する。規格によっては、右側のレバー103が、旋回レバー動作に割り当てられる場合もある。   FIG. 1A is a diagram showing a cockpit 100 of an excavator. In the cockpit, a turning lever 102 operated by an operator (operator) is provided. The operation method of the turning lever 102 differs depending on the standard and the manufacturer. For example, in lateral turning, turning the turning lever in the left direction turns left, and turning the turning lever in the right direction turns right. The turning device detects the operation amount, that is, the inclination of the turning lever 102, sets a target speed according to the operation amount, and feedback-controls the torque of the turning motor so that the actual speed of the turning body matches the target speed. . Depending on the standard, the right lever 103 may be assigned to swivel lever operation.

ショベルをはじめとする建設機械は、不特定の操作者によって使用されるものであるが、その操作特性は、仮想的な操作者を想定して設計される。その結果、ある操作者にとっては、応答性が悪いと感じたり、逆に、ある操作者にとっては、応答性が良過ぎると感じたりするおそれがある。操作者の操作意思(感覚)と、旋回体の実際の運動が異なると、作業効率が悪化し、またハンチングなどを引き起こして、快適性あるいは安全性に影響を及ぼすおそれがある。特許文献1,2には関連技術が開示されている。   Construction machines such as excavators are used by unspecified operators, but their operating characteristics are designed assuming a virtual operator. As a result, a certain operator may feel that the responsiveness is bad, or conversely, a certain operator may feel that the responsiveness is too good. If the operator's operation intention (sense) is different from the actual motion of the swivel body, the work efficiency is deteriorated and hunting or the like may be caused, which may affect comfort or safety. Patent Documents 1 and 2 disclose related technologies.

特開2009−68197号公報JP 2009-68197 A 特開2010−007265号公報JP 2010-007265 A

本発明者は、旋回レバーについて検討した結果、以下の問題を認識するに至った。
図1(b)は、横旋回方式の旋回レバー102を示す図である。旋回レバー102は、必ずしも人間工学の見地から好ましい設計がなされているわけではない。例として、横旋回方式の旋回レバー102が、操作者の左手で操作される場合、右旋回は、左手を内側に倒す動作(i)に、左旋回は、左手を外側に倒す動作(ii)に対応することとなるが、多くの人間にとって、内側に倒す場合と外側に倒すとき場合とで、力の入れ具合は異なり、結果としてレバーを倒す速度が異なることとなる。また操作者が同じ角度傾けたつもりでも、内側に倒す場合と外側に倒すとき場合では、実際の傾きは異なりうる。このように、ある一人の操作者にとっても、右旋回と左旋回とで感覚が異なることが起こりえる。縦旋回方式の旋回レバーについても、奥側に倒すときと、手前側に倒すときで、同様の問題が生じうる。なおこのような問題を当業者の一般的な認識と捉えてはならず、本発明者が独自に認識したものである。
As a result of examining the swivel lever, the present inventor has come to recognize the following problems.
FIG. 1B is a view showing a turning lever 102 of a horizontal turning type. The swivel lever 102 is not necessarily designed to be favorable from an ergonomic point of view. As an example, when the turning lever 102 of the lateral turning type is operated with the left hand of the operator, the right turning is the action of moving the left hand inward (i), and the left turning is the action of moving the left hand outward (ii) However, for many humans, the force applied differs depending on whether it is tilted inward or outward, and as a result, the speed of tilting the lever is different. Even if the operator intends to incline the same angle, the actual inclination may differ depending on whether the operator is tilted inward or outward. In this way, even for a certain operator, it is possible that the senses differ between right turn and left turn. The same problem can occur with the vertical turning type turning lever when it is tilted to the back side and when it is tilted to the near side. It should be noted that such a problem should not be regarded as a general recognition of those skilled in the art, but is uniquely recognized by the inventor.

本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、操作者の感覚に適合した旋回操作特性を有するショベルの提供にある。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and one of exemplary purposes of an embodiment thereof is to provide an excavator having a turning operation characteristic adapted to an operator's sense.

本発明のある態様は、ショベルに関する。ショベルは、クローラと、クローラに対して旋回する上部旋回体と、上部旋回体の運転席に設けられた旋回レバーと、右旋回と左旋回に関して異なる補正特性を保持しており、旋回レバーの操作量に応じた旋回指令値を方向が対応する補正特性に応じて補正する補正部と、補正された旋回指令値にもとづいて上部旋回体を旋回させる旋回装置と、を備える。
この態様によると、旋回レバーの構造および操作者の運動の非対称性に起因する左旋回と右旋回のずれを補正し、左旋回と右旋回を同じ感覚で行うことができる。
One embodiment of the present invention relates to an excavator. The excavator has a crawler, an upper swing body that turns with respect to the crawler, a swing lever that is provided in the driver seat of the upper swing body, and different correction characteristics regarding the right turn and the left turn. A correction unit that corrects a turning command value corresponding to the operation amount according to a correction characteristic corresponding to a direction, and a turning device that turns the upper turning body based on the corrected turning command value.
According to this aspect, it is possible to correct the deviation between the left turn and the right turn due to the structure of the turning lever and the asymmetry of the movement of the operator, and the left turn and the right turn can be performed with the same feeling.

右旋回に対応する操作と左旋回に対応する操作を含む所定の標準操作が規定されてもよい。補正部は、キャリブレーションモードにおいて、操作者が、標準操作を行う意図をもって、旋回レバーを操作したときの旋回指令値を取得し、取得した旋回指令値と標準操作の結果得られるべき正しい旋回指令値である標準指令値の関係にもとづいて、補正特性を更新してもよい。
これにより、個々の操作者に最適な旋回操作特性を実現できる。
A predetermined standard operation including an operation corresponding to a right turn and an operation corresponding to a left turn may be defined. In the calibration mode, the correction unit acquires a turning command value when the operator operates the turning lever with the intention of performing the standard operation, and obtains the obtained turning command value and a correct turning command to be obtained as a result of the standard operation. The correction characteristics may be updated based on the relationship between the standard command values that are values.
Thereby, the optimal turning operation characteristic for each operator can be realized.

本発明の別の態様もまた、ショベルである。このショベルは、クローラと、クローラに対して旋回する上部旋回体と、上部旋回体の運転席に設けられた旋回レバーと、旋回レバーの操作量に応じた制御指令に応じて、上部旋回体を旋回させる旋回装置と、補正部と、を備える。右旋回に対応する操作と左旋回に対応する操作を含む所定の標準操作が規定されている。補正部は、(i)キャリブレーションモードにおいて、操作者が、標準操作を行う意図をもって、旋回レバーを操作したときの旋回指令値を取得し、取得した旋回指令値と標準操作の結果得られるべき正しい旋回指令値である標準指令値の関係にもとづいて、補正特性を生成し、(ii)通常の作業モードにおいて、補正特性にもとづいて旋回指令値を補正し、旋回装置に出力する。
これにより、個々の操作者に最適な旋回操作特性を実現できる。
Another embodiment of the present invention is also an excavator. The excavator includes a crawler, an upper revolving unit that revolves with respect to the crawler, a revolving lever provided in a driver seat of the upper revolving unit, and an upper revolving unit according to a control command corresponding to an operation amount of the revolving lever. A turning device for turning and a correction unit are provided. A predetermined standard operation including an operation corresponding to a right turn and an operation corresponding to a left turn is defined. The correction unit (i) obtains a turning command value when the operator operates the turning lever with the intention of performing the standard operation in the calibration mode, and should obtain the obtained turning command value and the result of the standard operation. A correction characteristic is generated based on the relationship of the standard command value which is a correct turning command value, and (ii) in the normal work mode, the turning command value is corrected based on the correction characteristic and output to the turning device.
Thereby, the optimal turning operation characteristic for each operator can be realized.

標準操作は、左旋回に対応する方向、右旋回に対応する方向それぞれに対して、同じ速度で旋回レバーを傾ける動作を含んでもよい。これにより、左旋回の加速と右旋回の加速を揃えることができる。   The standard operation may include an operation of tilting the turning lever at the same speed with respect to the direction corresponding to the left turn and the direction corresponding to the right turn. Thereby, the acceleration of the left turn and the acceleration of the right turn can be made uniform.

標準操作は、左旋回に対応する方向、右旋回に対応する方向それぞれに対して、同じ量だけ旋回レバーを傾ける動作を含んでもよい。   The standard operation may include an operation of tilting the turning lever by the same amount with respect to the direction corresponding to the left turn and the direction corresponding to the right turn.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。   Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.

本発明によれば、操作者の感覚に適合した旋回操作特性を実現できる。   According to the present invention, it is possible to realize a turning operation characteristic adapted to an operator's sense.

図1(a)はショベルの操縦席を示す図であり、図1(b)は横旋回方式の旋回レバーを示す図である。FIG. 1A is a view showing a cockpit of an excavator, and FIG. 1B is a view showing a lateral turning type turning lever. 実施の形態に係るショベルの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the shovel which concerns on embodiment. 実施の形態に係るショベルの旋回軸の制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of the rotating shaft of the shovel which concerns on embodiment. 図4(a)、(b)は、左旋回と右旋回の補正特性の一例を示す図である。FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating examples of correction characteristics of left turn and right turn. キャリブレーション動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a calibration operation | movement. 第1のキャリブレーションを示す波形図である。It is a wave form diagram which shows 1st calibration. 図7(a)は第2のキャリブレーションを示す波形図であり、図7(b)は補正テーブルを示す図である。FIG. 7A is a waveform diagram showing the second calibration, and FIG. 7B is a diagram showing a correction table.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。   The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

図2は、実施の形態に係るショベル1の外観を示す斜視図である。ショベル1は、主としてクローラ(走行機構ともいう)2と、クローラ2の上部に旋回機構3を介して回動自在に搭載された上部旋回体(以下、単に旋回体ともいう)4とを備えている。   FIG. 2 is a perspective view showing an external appearance of the excavator 1 according to the embodiment. The excavator 1 mainly includes a crawler (also referred to as a travel mechanism) 2 and an upper swing body (hereinafter also simply referred to as a swing body) 4 that is rotatably mounted on the crawler 2 via a swing mechanism 3. Yes.

旋回体4には、ブーム5と、ブーム5の先端にリンク接続されたアーム6と、アーム6の先端にリンク接続されたバケット10とが取り付けられている。バケット10は、土砂、鋼材などの吊荷を捕獲するための設備である。ブーム5、アーム6、及びバケット10は、アタッチメント12と総称され、それぞれブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9によって油圧駆動される。また、旋回体4には、バケット10の位置や励磁動作および釈放動作を操作する運転者を収容するための運転室4aや、油圧を発生するためのエンジン11といった動力源が設けられている。エンジン11は、例えばディーゼルエンジンで構成される。   The revolving body 4 is attached with a boom 5, an arm 6 linked to the tip of the boom 5, and a bucket 10 linked to the tip of the arm 6. The bucket 10 is a facility for capturing suspended loads such as earth and sand and steel materials. The boom 5, the arm 6, and the bucket 10 are collectively referred to as an attachment 12, and are hydraulically driven by the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9, respectively. Further, the revolving body 4 is provided with a power source such as a driver's cab 4a for accommodating a driver who operates the position of the bucket 10, excitation operation and release operation, and an engine 11 for generating hydraulic pressure. The engine 11 is composed of, for example, a diesel engine.

図3は、実施の形態に係るショベル1の旋回軸の制御系を示すブロック図である。ショベル1は、旋回レバー102、補正部104および旋回装置300を備える。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a control system for the swing axis of the excavator 1 according to the embodiment. The shovel 1 includes a turning lever 102, a correction unit 104, and a turning device 300.

旋回レバー102は、旋回体4の旋回動作を行う際に使用される。旋回レバー102を傾ける方向が、旋回方向に対応し、また傾けた角度(操作量)が旋回体4の旋回指令値となる。本実施の形態では一例として旋回指令値は、旋回体4の旋回速度を指示する速度指令値ωCNTであるものとするが、本発明はそれには限定されない。補正部104は、右旋回と左旋回に関して異なる補正特性を保持しており、旋回レバー102の操作量に応じた速度指令値ωCNTを、左右の補正特性のうち対応する一方に応じて補正する。 The turning lever 102 is used when the turning body 4 is turned. The direction in which the turning lever 102 is tilted corresponds to the turning direction, and the tilted angle (operation amount) is the turning command value of the turning body 4. In the present embodiment, as an example, the turning command value is a speed command value ω CNT that instructs the turning speed of the turning body 4, but the present invention is not limited to this. The correction unit 104 holds different correction characteristics for the right turn and the left turn, and corrects the speed command value ω CNT corresponding to the operation amount of the turning lever 102 according to the corresponding one of the left and right correction characteristics. To do.

旋回装置300は、補正された前速度指令値ωREFにもとづいて旋回体4を旋回させる。旋回装置300は、旋回モータ302、駆動手段304、回転検出手段306、旋回軸コントローラ310を備える。旋回モータ302の回転運動は、減速機308を含む旋回軸機構を介して旋回体4に伝達される。回転検出手段306は、旋回体4の旋回速度ωFBを検出する。回転検出手段306は旋回体4の回転速度を直接検出してもよいし、旋回モータ302の回転速度を検出し、減速機308の減速比を乗算することにより、旋回体4の回転速度を間接的に検出してもよい。 The turning device 300 turns the turning body 4 based on the corrected front speed command value ω REF . The turning device 300 includes a turning motor 302, a driving means 304, a rotation detecting means 306, and a turning axis controller 310. The rotational motion of the swing motor 302 is transmitted to the swing body 4 via a swing shaft mechanism including a speed reducer 308. The rotation detection unit 306 detects the turning speed ω FB of the turning body 4. The rotation detection unit 306 may directly detect the rotation speed of the swing body 4 or indirectly detect the rotation speed of the swing motor 302 and multiply the reduction ratio of the speed reducer 308 to indirectly determine the rotation speed of the swing body 4. May be detected automatically.

旋回軸コントローラ310は、旋回体4の実速度を示す速度検出値ωFBが目標速度である速度指令値ωREFと一致するように、旋回モータ302のトルク指令値τREFをフィードバック制御する。駆動手段304は、トルク指令値τREFにもとづいて旋回モータ302を駆動する。ハイブリッドショベルでは、旋回モータ302は電動モータであり、駆動手段304はインバータである。油圧ショベルでは旋回モータ302は油圧モータであり、駆動手段304は、コントロールバルブに相当する。 The swing axis controller 310 feedback-controls the torque command value τ REF of the swing motor 302 so that the speed detection value ω FB indicating the actual speed of the swing body 4 matches the speed command value ω REF that is the target speed. The driving unit 304 drives the turning motor 302 based on the torque command value τ REF . In the hybrid excavator, the turning motor 302 is an electric motor, and the driving means 304 is an inverter. In the hydraulic excavator, the turning motor 302 is a hydraulic motor, and the driving means 304 corresponds to a control valve.

旋回軸コントローラ310はたとえばPI(比例・積分)制御器であり、減算器312、PI補償器314を含む。減算器312は、速度指令値ωREFと速度検出値ωFBの誤差を検出する。PI補償器314は、誤差を比例・積分演算し、トルク指令値τREFを生成する。なおPI補償器314はPID補償器やP補償器など、別の形式の補償器を用いてもよい。 The swing axis controller 310 is, for example, a PI (proportional / integral) controller, and includes a subtractor 312 and a PI compensator 314. The subtractor 312 detects an error between the speed command value ω REF and the speed detection value ω FB . The PI compensator 314 performs a proportional / integral operation on the error to generate a torque command value τ REF . The PI compensator 314 may use another type of compensator such as a PID compensator or a P compensator.

続いて補正部104の補正特性について説明する。
たとえば、左レバー・横旋回方式の旋回レバーについて検討する。右旋回は、左手を内側に倒す動作(i)に、左旋回は、左手を外側に倒す動作(ii)に対応することとなるが、多くの人間にとって、内側に倒す場合と外側に倒すとき場合とで、力の入れ具合は異なり、結果としてレバーを倒す速度が異なることとなる。具体的には右旋回時に左腕を内側に傾けるときの方が、左旋回時に左腕を外側に傾けるときよりも力が入れやすい。したがって、右旋回を基準として制御特性を設計すると、左旋回の応答性が悪く感じることとなる。反対に左旋回を基準として制御特性を設計すると、右旋回の応答性が機敏すぎる感じることとなる。
Next, correction characteristics of the correction unit 104 will be described.
For example, consider a left lever / horizontal turning lever. The right turn corresponds to the action of moving the left hand inward (i), and the left turn corresponds to the action of moving the left hand outward (ii). Sometimes the force is applied differently, and as a result, the speed at which the lever is tilted is different. Specifically, it is easier to apply force when the left arm is tilted inward during a right turn than when the left arm is tilted outward during a left turn. Therefore, if the control characteristics are designed based on the right turn, the left turn responsiveness will be felt poor. On the other hand, if the control characteristics are designed based on the left turn, the right turn response will feel too agile.

補正部104の補正特性は、この問題を解決するために設けられる。図4(a)、(b)は、左旋回と右旋回の補正特性の一例を示す図である。上段には補正ゲインGが、下段には補正部104の入出力特性が示される。操作量は左に倒す方向を+、右に倒す方向を−として示す。たとえば標準的な旋回レバー102では、操作量(レバーの傾き)に対して、速度指令値ωCNTは実質的に比例するが、操作量のゼロ近傍には不感帯(遊び)が設けられる。 The correction characteristic of the correction unit 104 is provided to solve this problem. FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating examples of correction characteristics of left turn and right turn. The upper part shows the correction gain G, and the lower part shows the input / output characteristics of the correction unit 104. The amount of operation is shown as + for the direction to tilt to the left and-for the direction to tilt to the right. For example, in the standard turning lever 102, the speed command value ω CNT is substantially proportional to the operation amount (lever inclination), but a dead zone (play) is provided in the vicinity of zero of the operation amount.

左旋回時には、旋回レバー102に力を入れやすいことから、補正ゲインGは、図4(a)に示すように、基準値(たとえば1とする)より小さく設定される。反対に、右旋回時には、旋回レバー102に力を入れにくいことから、補正ゲインGは、図4(b)に示すように、基準値(たとえば1とする)より大きく設定される。   Since it is easy to apply force to the turning lever 102 when turning left, the correction gain G is set smaller than a reference value (for example, 1) as shown in FIG. On the other hand, since it is difficult to apply force to the turning lever 102 when turning right, the correction gain G is set larger than a reference value (for example, 1) as shown in FIG.

たとえば、補正部104は、補正特性として上段の補正ゲインGを保持しておき、旋回レバー102からの速度指令値ωCNTに、補正ゲインGを乗算し、速度指令値ωREFを生成してもよい。あるいは補正部104は、下段に示すような速度指令値ωCNTとωREFの関係をテーブルとして保持しておき、このテーブルを参照して補正を行ってもよい。 For example, the correction unit 104 holds the upper correction gain G as the correction characteristic, and multiplies the speed command value ω CNT from the turning lever 102 by the correction gain G to generate the speed command value ω REF. Good. Or the correction | amendment part 104 hold | maintains the relationship between speed command value (omega) CNT and (omega) REF as shown in a lower stage, and may correct | amend with reference to this table.

以上が実施の形態に係るショベル1の構成である。
このショベル1によれば、左旋回と右旋回で異なる補正特性を有する補正部104を設けることで、その非対称性が故に人間工学的見地から必ずしも好ましくない旋回レバー102が用いられていても、操作者の感覚に適合した操作感を実現することができる。
The above is the configuration of the excavator 1 according to the embodiment.
According to the shovel 1, by providing the correction unit 104 having different correction characteristics for the left turn and the right turn, even if the turning lever 102 that is not necessarily preferable from an ergonomic point of view due to the asymmetry is used. An operation feeling suitable for the operator's feeling can be realized.

なお、実施の形態では、横旋回方式の旋回レバーについて説明したが、縦旋回の旋回レバーを備えるショベル1についても本発明は適用可能である。たとえば旋回レバーが、奥に倒すときに力が入れやすく、手前に倒すときに力が入れにくい形状や構造を有する場合に、操作方向、すなわち旋回方向ごとに異なる補正特性を用意しておくことで、操作者の感覚に適合した操作感を実現することができる。   In the embodiment, the horizontal turning type turning lever has been described. However, the present invention can also be applied to the shovel 1 including the vertical turning turning lever. For example, if the swivel lever has a shape or structure that is easy to apply force when tilted to the back and difficult to apply force when tilted forward, different correction characteristics are prepared for each operation direction, that is, the swivel direction. In addition, it is possible to realize an operation feeling adapted to the operator's feeling.

また、ショベルによっては、旋回レバーとは別に設けられた切りかえスイッチによって、縦旋回モードと横旋回モードが切りかえ可能なものが存在する。この場合、モードごとに、補正特性を用意しておけばよい。   Some shovels can be switched between a vertical turning mode and a horizontal turning mode by a switching switch provided separately from the turning lever. In this case, a correction characteristic may be prepared for each mode.

補正特性は、出荷時において、標準的な操作者を想定して定めておいてもよいが、旋回レバー102を内側に倒すときと外側に倒すときの感覚の差は、操作者ごとに異なることが想定される。この観点から、実施の形態に係るショベル1にはキャリブレーション機能(トレーニング機能)が実装され、実際の個々の操作者に適合した補正特性を生成可能とされる。   The correction characteristics may be determined on the assumption of a standard operator at the time of shipment. However, the difference in feeling when the swivel lever 102 is tilted inward and outward is different for each operator. Is assumed. From this point of view, the excavator 1 according to the embodiment is provided with a calibration function (training function), and it is possible to generate a correction characteristic suitable for an actual individual operator.

ショベル1は、実際の作業を行う作業モードに加えて、補正特性をキャリブレーションするためのキャリブレーションモードに設定可能である。図5は、キャリブレーション動作を示すフローチャートである。キャリブレーションモードにおいて、ショベル1には、あらかじめ標準操作が規定されている。標準操作は、右旋回に対応する操作と、それと同一の左旋回に対応する操作を含む。ショベル1は、操作者に対して、標準操作の入力を促す(S100)。   The shovel 1 can be set to a calibration mode for calibrating correction characteristics in addition to a work mode for performing actual work. FIG. 5 is a flowchart showing the calibration operation. In the calibration mode, the shovel 1 has a standard operation defined in advance. The standard operation includes an operation corresponding to the right turn and an operation corresponding to the same left turn. The shovel 1 prompts the operator to input a standard operation (S100).

別の観点から言えば、ショベル1には、標準操作に対応する旋回体4の標準運動が定められている。ステップS100は、操作者に対して、旋回体4が標準運動を行うような操作入力を促すことと等価である。   From another viewpoint, the excavator 1 has a standard motion of the revolving structure 4 corresponding to the standard operation. Step S100 is equivalent to prompting the operator to perform an operation input such that the swing body 4 performs a standard motion.

続いて、操作者は、標準操作を行う意図をもって、旋回レバーを操作する(S102)。補正部104はこのときに旋回レバー102から出力される速度指令値(旋回指令値)ωCNTを取得する(S104)。補正部104には、標準操作の結果得られるべき正しい旋回指令値(標準指令値)ωREFが規定されている。補正部104は、取得した操作入力ωCNTと、標準指令値ωREFの関係にもとづいて、補正特性を生成し、あるいは更新する。 Subsequently, the operator operates the turning lever with the intention of performing the standard operation (S102). The correction unit 104 acquires the speed command value (turn command value) ω CNT output from the turn lever 102 at this time (S104). The corrector 104 defines a correct turning command value (standard command value) ω REF to be obtained as a result of the standard operation. The correction unit 104 generates or updates correction characteristics based on the relationship between the acquired operation input ω CNT and the standard command value ω REF .

これにより、実際の個々の操作者に適合した補正特性を生成できる。   As a result, it is possible to generate a correction characteristic suitable for an actual individual operator.

続いてキャリブレーションの具体例を説明する。
図6は、第1のキャリブレーションを示す波形図である。REFは標準操作を示す。たとえば、標準操作は、左旋回と右旋回それぞれに対して、旋回レバーを同じ速度で傾ける動作REF+,REF−を含む。
Next, a specific example of calibration will be described.
FIG. 6 is a waveform diagram showing the first calibration. REF indicates standard operation. For example, the standard operation includes operations REF + and REF− that tilt the turning lever at the same speed for each of the left turn and the right turn.

破線OP+,OP−は、操作者が標準操作を行う意識のもと、レバー操作したときの操作入力である。このときのωCNTとωREFの関係が下段に示される。補正部104は、上段の操作入力OP+が入力されたときに、下段のωREF+が旋回装置300に入力されるように、補正特性を生成する。また補正部104は、上段の操作入力OP−が入力されたときに、下段のωREF−が旋回装置300に入力されるように、補正特性を生成する。 Dashed lines OP + and OP− are operation inputs when the lever is operated with the consciousness of the operator performing standard operations. The relationship between ω CNT and ω REF at this time is shown in the lower part. The correction unit 104 generates correction characteristics so that the lower ω REF + is input to the turning device 300 when the upper operation input OP + is input. Further, the correction unit 104 generates a correction characteristic so that the lower ω REF− is input to the turning device 300 when the upper operation input OP− is input.

このキャリブレーションによれば、左旋回の加速と右旋回の加速を揃えることができる。ショベルが、縦旋回モードと横旋回モードが切りかえ可能である場合、使用するモードに設定した上で、このキャリブレーションを行えばよい。   According to this calibration, the acceleration of the left turn and the acceleration of the right turn can be made uniform. When the excavator can switch between the vertical turning mode and the horizontal turning mode, the calibration may be performed after setting the mode to be used.

図7(a)は、第2のキャリブレーションを示す波形図である。第2のキャリブレーションにおいて標準操作は、左旋回に対応する方向、右旋回に対応する方向それぞれに対して、同じ量だけ旋回レバーを傾ける動作を含む。図7(a)の縦軸は旋回レバー102への操作量であるレバーの傾きを、横軸は時間を示す。操作量(角度)は正規化されている。第2のキャリブレーションでは、操作者に対して以下の標準操作が指示される。
(i)右に10%傾けて止めて下さい。
(ii)左に10%傾けて止めて下さい。
(iii)右に50%傾けて止めて下さい。
(iv)左に50%傾けて止めて下さい。
(v)右に90%傾けて止めて下さい。
(vi)左に90%傾けて止めて下さい。
図7(a)には、この標準操作の指示に従い、操作者がレバー操作したときの操作入力が示される。図7(b)には、図7(a)の操作入力の結果得られる補正テーブルが示される。
FIG. 7A is a waveform diagram showing the second calibration. In the second calibration, the standard operation includes an operation of tilting the turning lever by the same amount with respect to the direction corresponding to the left turn and the direction corresponding to the right turn. In FIG. 7A, the vertical axis represents the lever tilt, which is the amount of operation of the turning lever 102, and the horizontal axis represents time. The operation amount (angle) is normalized. In the second calibration, the following standard operation is instructed to the operator.
(I) Please tilt it 10% to the right.
(Ii) Tilt to the left 10% and stop.
(Iii) Tilt to the right by 50% and stop.
(Iv) Please tilt it 50% to the left.
(V) Please tilt it 90% to the right.
(Vi) Please tilt it 90% to the left.
FIG. 7A shows an operation input when the operator operates the lever in accordance with the standard operation instruction. FIG. 7B shows a correction table obtained as a result of the operation input in FIG.

第2のキャリブレーションによれば、左旋回の加速と右旋回の速度を揃えることができる。ショベルが、縦旋回モードと横旋回モードが切りかえ可能である場合、使用するモードに設定した上で、このキャリブレーションを行えばよい。   According to the second calibration, the acceleration of the left turn and the speed of the right turn can be made uniform. When the excavator can switch between the vertical turning mode and the horizontal turning mode, the calibration may be performed after setting the mode to be used.

標準操作は特に限定されず、より一層複雑な操作を含んでもよいし、あるいは複数の操作の組み合わせであってもよい。   The standard operation is not particularly limited, and may include a more complicated operation or a combination of a plurality of operations.

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。   The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. is there. Hereinafter, such modifications will be described.

(第1変形例)
実施の形態では、旋回レバー102への操作量が旋回体4の旋回指令値であり、旋回指令値は、旋回体4の旋回速度を指示する速度指令値ωCNTであるものとしたが本発明はそれには限定されない。旋回指令値としては、速度指令の他、トルク指令、馬力指令など、他の特性であってもよい。またフィードバックについても、速度フィードバックに代えて、トルク、馬力のフィードバック制御を行ってもよい。
(First modification)
In the embodiment, the operation amount to the turning lever 102 is the turning command value of the turning body 4, and the turning command value is the speed command value ω CNT instructing the turning speed of the turning body 4. Is not limited to that. The turning command value may be other characteristics such as a torque command and a horsepower command in addition to the speed command. As for feedback, instead of speed feedback, feedback control of torque and horsepower may be performed.

(第2変形例)
実施の形態ではハイブリッドショベルを例として説明したが、旋回の動力として油圧モータを利用する油圧ショベルにも本発明は適用可能である。この変形例では、補正部104による補正に関して、モータ制御に代えて、コントロールバルブによる制御が介在することとなる。たとえば油圧モータへの旋回指令に対する補正としては、スプールの開口量を左右で物理的に異ならしめてもよい。あるいは電子式のレバー用いる場合、操作量からスプール駆動指令を算出する過程において、ソフトウェアによる補正を行ってもよい。当業者によれば、電動モータ、油圧モータを問わずに、さまざまな方法により補正処理が可能であることが理解される。
(Second modification)
In the embodiment, the hybrid excavator has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a hydraulic excavator that uses a hydraulic motor as turning power. In this modification, regarding correction by the correction unit 104, control by a control valve is interposed instead of motor control. For example, as a correction for the turning command to the hydraulic motor, the opening amount of the spool may be physically different between the left and right. Alternatively, when an electronic lever is used, correction by software may be performed in the process of calculating the spool drive command from the operation amount. It will be understood by those skilled in the art that correction processing can be performed by various methods regardless of whether the motor is an electric motor or a hydraulic motor.

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。   Although the present invention has been described using specific terms based on the embodiments, the embodiments only illustrate the principles and applications of the present invention, and the embodiments are defined in the claims. Many variations and modifications of the arrangement are permitted without departing from the spirit of the present invention.

1…ショベル、2…クローラ、2A,2B…走行油圧モータ、3…旋回機構、4…旋回体、4a…運転室、5…ブーム、6…アーム、7…ブームシリンダ、8…アームシリンダ、9…バケットシリンダ、10…バケット、11…エンジン、12…アタッチメント、102…旋回レバー、104…補正部、300…旋回装置、302…旋回モータ、304…駆動手段、306…回転検出手段、308…減速機、310…旋回軸コントローラ、312…減算器、314…PI補償器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Excavator, 2 ... Crawler, 2A, 2B ... Travel hydraulic motor, 3 ... Turning mechanism, 4 ... Turning body, 4a ... Driver's cab, 5 ... Boom, 6 ... Arm, 7 ... Boom cylinder, 8 ... Arm cylinder, 9 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Bucket cylinder, 10 ... Bucket, 11 ... Engine, 12 ... Attachment, 102 ... Turning lever, 104 ... Correction part, 300 ... Turning device, 302 ... Turning motor, 304 ... Driving means, 306 ... Rotation detecting means, 308 ... Deceleration 310, swivel axis controller, 312 ... subtractor, 314 ... PI compensator.

Claims (5)

クローラと、
クローラに対して旋回する上部旋回体と、
前記上部旋回体の運転席に設けられた旋回レバーと、
右旋回と左旋回に関して異なる補正特性を保持しており、前記旋回レバーの操作量に応じた旋回指令値を対応する前記補正特性に応じて補正する補正部と、
補正された前記旋回指令値にもとづいて前記上部旋回体を旋回させる旋回装置と、
を備えることを特徴とするショベル。
Crawler,
An upper revolving structure that revolves relative to the crawler;
A turning lever provided in a driver seat of the upper turning body;
A correction unit that holds different correction characteristics regarding right turn and left turn, and corrects a turn command value according to the operation amount of the turn lever according to the corresponding correction characteristic;
A turning device for turning the upper turning body based on the corrected turning command value;
An excavator characterized by comprising:
前記補正部は、キャリブレーションモードにおいて、操作者が、右旋回に対応する操作と左旋回に対応する操作を含む所定の標準操作を行う意図をもって、前記旋回レバーを操作したときの前記旋回指令値を取得し、取得した前記旋回指令値と前記標準操作の結果得られるべき正しい旋回指令値である標準指令値の関係にもとづいて、前記補正特性を更新することを特徴とする請求項1に記載のショベル。   In the calibration mode, the correction unit performs the turning command when the operator operates the turning lever with the intention of performing a predetermined standard operation including an operation corresponding to a right turn and an operation corresponding to a left turn. 2. The correction characteristic is updated based on a relationship between the acquired turning command value and a standard command value that is a correct turning command value to be obtained as a result of the standard operation. The excavator described. クローラと、
クローラに対して旋回する上部旋回体と、
前記上部旋回体の運転席に設けられた旋回レバーと、
前記旋回レバーの操作量に応じた旋回指令値に応じて、前記上部旋回体を旋回させる旋回装置と、
(i)操作者が、右旋回に対応する操作と左旋回に対応する操作を含む所定の標準操作を行う意図をもって、前記旋回レバーを操作したときの前記旋回指令値を取得し、取得した前記旋回指令値と前記標準操作の結果得られるべき正しい旋回指令値である標準指令値の関係にもとづいて、補正特性を生成し、(ii)通常の作業時においては、前記補正特性にもとづいて前記旋回指令値を補正し、前記旋回装置に出力する補正部と、
を備えることを特徴とするショベル。
Crawler,
An upper revolving structure that revolves relative to the crawler;
A turning lever provided in a driver seat of the upper turning body;
A turning device for turning the upper turning body according to a turning command value corresponding to an operation amount of the turning lever;
(I) The operator acquires and acquires the turning command value when the operator operates the turning lever with the intention of performing a predetermined standard operation including an operation corresponding to a right turn and an operation corresponding to a left turn. A correction characteristic is generated based on a relationship between the turning command value and a standard command value that is a correct turning command value to be obtained as a result of the standard operation, and (ii) during normal work, based on the correction characteristic. A correction unit that corrects the turning command value and outputs the correction value to the turning device;
An excavator characterized by comprising:
前記標準操作は、左旋回に対応する方向、右旋回に対応する方向それぞれに対して、同じ速度で前記旋回レバーを傾ける動作を含むことを特徴とする請求項2または3に記載のショベル。   4. The shovel according to claim 2, wherein the standard operation includes an operation of tilting the turning lever at the same speed with respect to a direction corresponding to a left turn and a direction corresponding to a right turn. 前記標準操作は、左旋回に対応する方向、右旋回に対応する方向それぞれに対して、同じ量だけ前記旋回レバーを傾ける動作を含むことを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載のショベル。   The said standard operation includes the operation | movement which inclines the said turning lever only by the same amount with respect to each of the direction corresponding to left turn, and the direction corresponding to right turn. Excavator.
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