JP2018003388A - 作業機械 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御対象の目標面A上およびその上方の領域内で作業装置1Aが動くように、油圧アクチュエータ3a,3b,3cに操作信号を出力する領域制限制御を実行する制御ユニット9を備える作業機械において、制御ユニット9は、バケット1cの先端(第1基準点)P1とバケット1cの後端(第2基準点)Q1の動作平面における位置を算出する位置演算部21と、動作平面における第1基準点P1及び第2基準点Q1から制御対象の目標面Aまでの距離PC1,QC1をそれぞれ算出する第1距離演算部22とを備える。制御ユニット9は、領域制限制御中に距離PC1,QC1のうち小さい方の距離が閾値T1以下のとき、操作レバー装置4から出力される操作信号を、当該操作信号の対象の油圧アクチュエータ3bの動作速度が低減するように補正する。
【選択図】 図15
Description
X=L1・sinα+L2・sin(α+β)+L3・sin(α+β+γ)…(1)
Y=L1・cosα+L2・cos(α+β)+L3・cos(α+β+γ)…(2)
減速係数K=1−(1−距離係数Kd)×(1−角度係数Ka)…(3)
アームシリンダ速度上限値La=アームシリンダ最大速度×減速係数K…(4)
アームシリンダ目標速度=オペレータ操作によるアームシリンダ速度×減速係数K…(5)
アーム目標パイロット圧=アームパイロット圧×減速係数K…(6)
(b)制御対象面の下方に制御点が在り、かつ、アームによる制御点速度の垂直成分byが上向き((+)方向)の場合は、アームによる制御点速度の垂直成分byと制限値aのうち、絶対値の大きい方を目標値dとして採用する。その結果、ブームによる制御点速度の垂直成分cは、制限値aの絶対値が大きい場合にa−byとなり、垂直成分byの絶対値が大きい場合にゼロとなる。
(c)制御対象面の上方に制御点が在り、かつ、アームによる制御点速度の垂直成分byが下向き((−)方向)の場合は、アームによる制御点速度の垂直成分byと制限値aのうち、絶対値の小さい方を目標値dとして採用する。その結果、ブームによる制御点速度の垂直成分cは、制限値aの絶対値が小さい場合にa−byとなり、垂直成分byの絶対値が小さい場合にゼロとなる。
(d)制御対象面の上方に制御点が在り、かつ、アームによる制御点速度の垂直成分byが上向き((+)方向)の場合は、アームによる制御点速度の垂直成分by(方向は上向き)を目標値dとして採用する。その結果、ブームによる制御点速度の垂直成分cはゼロとなる。
そして、制御対象面上に制御点(多くの場合はバケット1cの爪先)がある場合は制限値aはゼロであり、制御点速度の垂直成分がゼロに保持されるため、制御対象面付近で例えばアーム9をクラウド動作させれば制御点速度の水平成分により制御対象面に沿った掘削動作が実現される。
なお、変曲点C近傍の同じ位置で上限値Laの垂直成分と制限値aを比較した場合、上限値Laの垂直成分が制限値aより小さくなるように減速係数Kを設定することが好ましい。例えば、図17は変曲点C近傍の距離R1未満で上限値Laの垂直成分が制限値aより小さくなるように減速係数Kを設定した例である(説明簡略のため角度係数Ka=0とした)。このように減速係数Kを設定すると変曲点C近傍(図17における距離R1未満の範囲)では通常の領域制限制御よりもバケット1cが減速されるので、目標面が複数ある場合にも適切な減速制御が実施され、作業機の目標面への侵入を防止できる。
Claims (4)
- 複数の被駆動部材を連結して構成され、所定の動作平面上で動作する多関節型の作業装置と、
操作信号を基に前記複数の被駆動部材をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータのうち操作者の所望する油圧アクチュエータに前記操作信号を出力する操作装置と、
制御対象の目標面上およびその上方の領域内で前記作業装置が動くように、前記複数の油圧アクチュエータの少なくとも1つに前記操作信号を出力、又は前記複数の油圧アクチュエータの少なくとも1つに出力された前記操作信号を補正する領域制限制御を実行する制御装置とを備える作業機械において、
前記制御装置は、
前記動作平面上で異なる角度で接続し、前記制御対象の目標面となり得る2つの線分と、前記2つの線分の交点である変曲点の前記動作平面における位置と、前記作業装置の先端部分に設定された第1基準点及び第2基準点が記憶された記憶装置と、
前記作業装置の姿勢を基に、前記動作平面における前記第1基準点及び前記第2基準点の位置を算出する位置演算部と、
前記動作平面における前記第1基準点及び前記第2基準点から前記制御対象の目標面までの距離をそれぞれ算出する第1距離演算部とを備え、
前記第1基準点及び前記第2基準点から前記制御対象の目標面までの距離のうち小さい方の距離が閾値以下のとき、前記操作装置から出力される操作信号を、当該操作信号の対象の油圧アクチュエータの動作速度が低減するように補正する
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項1に記載の作業機械において、
前記第1基準点及び前記第2基準点を前記制御対象の目標面に射影して得られる2つの射影点の前記動作平面における位置を算出する射影位置演算部と、
前記動作平面における前記2つの射影点の位置から前記変曲点までの距離をそれぞれ算出する第2距離演算部とをさらに備え、
前記制御装置が前記操作信号の対象の油圧アクチュエータの前記動作速度を低減する場合、その低減の度合いは、前記2つの射影点から前記変曲点までの距離のうち小さい方の距離が小さいほど大きく設定されている
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項2に記載の作業機械において、
前記制御対象の目標面上及びその延長線上において前記変曲点が前記2つの射影点の間に存在するか否かを判定する判定部をさら備え、
前記制御装置は、前記第1基準点及び前記第2基準点から前記制御対象の目標面までの距離のうち小さい方の距離が前記閾値以下のときであって、前記判定部で前記変曲点が前記2つの射影点の間に存在すると判定されたとき、前記操作信号の対象の油圧アクチュエータの動作速度の低減度合いが、前記2つの射影点から前記変曲点までの距離のうち小さい方の距離を基に設定される低減度合いの最大値以上の値に設定されるように、前記操作装置から出力される操作信号を補正する
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項3に記載の作業機械において、
前記制御対象の目標面の目標面角度と次の制御対象の目標面の目標面角度の差分の絶対値である角度変化量を算出する角度変化量演算部をさらに備え、
前記制御装置が前記操作信号の対象の油圧アクチュエータの前記動作速度を低減する場合、その低減の度合いは、前記角度変化量が大きいほど大きく設定されている
ことを特徴とする作業機械。
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