JP2018071271A - Construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機体と、機体に設けられた運転席と、機体に対して変位可能に取り付けられたアタッチメントと、を備えた建設機械に関するものである。 The present invention relates to a construction machine including an airframe, a driver's seat provided on the airframe, and an attachment attached to the airframe so as to be displaceable.
従来から、機体に対して回動可能に取り付けられたブームと、ブームに対して回動可能に取り付けられたアームと、アームに対して回動可能に取り付けられたバケットと、を有するアタッチメントを備えた建設機械が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an attachment having a boom that is pivotably attached to an airframe, an arm that is pivotally attached to the boom, and a bucket that is pivotally attached to the arm is provided. Construction machinery is known.
さらに、バケットの位置を検出する位置センサーと、機体に設けられた運転席と、位置センサーにより検出されたバケットの位置に基づいてアタッチメントの駆動を制御する制御手段と、を備えた建設機械(例えば、特許文献1)も知られている。 Further, a construction machine (e.g., a position sensor that detects the position of the bucket, a driver's seat provided in the fuselage, and a control unit that controls the drive of the attachment based on the position of the bucket detected by the position sensor) Patent Document 1) is also known.
具体的に、特許文献1に記載の制御手段は、運転席から所定距離だけ離れた牽制面を超えてバケットが運転席側に入り込もうとしたときに、アームの先端部がブームから遠ざかるように(アームがアーム押し側に回動するように)当該アームの駆動を制御する(以下、この制御をアームの回避制御という)。
Specifically, the control means described in
しかし、特許文献1のように、アームをアーム押し側に回動させると当該アームの先端に取り付けられたバケットも開き方向に回動するため、例えば、バケットに土砂等が蓄えられている場合にバケットの姿勢を維持したままアームの回避制御が実行されると、バケット内の土砂等が落下してしまう。
However, as in
そこで、例えば、バケットが運転席に対して所定の距離まで近づいたときにアームの回避制御を実行するとともにバケットを自動的に掘削側(運転席に近づく側)に回動させるようにバケットの駆動を制御する建設機械も知られている(例えば、特許文献2)。 Therefore, for example, when the bucket approaches a predetermined distance from the driver's seat, the arm avoidance control is executed and the bucket is driven so as to automatically rotate the bucket to the excavation side (side approaching the driver's seat). A construction machine that controls the machine is also known (for example, Patent Document 2).
しかしながら、特許文献2に記載の建設機械では、バケットの姿勢を考慮することなくバケットが運転席に対して所定の距離まで近づいたときにバケットを掘削側に回動させる。
However, in the construction machine described in
そのため、土砂等を蓄えていないことが明らかであるバケットの開放状態においてもバケットの掘削側への駆動制御が無駄に実行されてしまう。 Therefore, even when the bucket is in an open state where it is clear that earth and sand are not stored, drive control to the excavation side of the bucket is performed wastefully.
また、上記のようにバケットに土砂等を蓄えていないことが明らかである状況において当該バケットを掘削側へ動作させることは、オペレータの意思に反するものであり、現場の状況に適さない動作である可能性が高い。 In addition, operating the bucket to the excavation side in a situation where it is clear that no dirt or the like is stored in the bucket as described above is against the operator's intention and is not suitable for the situation at the site. Probability is high.
本発明の目的は、アームの回避制御が実行されるときに、土砂等が蓄えられている可能性の高い状況でのみバケットの掘削側への駆動制御を実行することができる建設機械を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a construction machine capable of executing drive control to the excavation side of a bucket only in a situation where there is a high possibility that earth and sand are stored when arm avoidance control is executed. There is.
上記課題を解決するために、本発明は、建設機械であって、機体と、前記機体に設けられた運転席と、前記機体に対して回動可能に取り付けられたブームと、前記ブームに対して回動可能に取り付けられたアームと、前記アームに対して回動可能に取り付けられたバケットと、を有するアタッチメントと、前記機体に対する前記バケットの位置を特定するための情報を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された情報に基づいて前記バケットが前記運転席に対して予め設定された制御開始距離まで近づいたときに前記アームを押し側に駆動制御するとともに前記バケットを掘削側に駆動制御するコントローラと、前記バケットの姿勢を特定するための情報を検出する姿勢検出手段と、を備え、前記コントローラは、前記バケットが前記制御開始距離まで近づいたときに前記姿勢検出手段により検出された情報に基づいて前記バケットの接近時姿勢を特定し、予め設定された基本姿勢に対して前記接近時姿勢が掘削側に回動しているときに当該バケットの掘削側への駆動制御を実行する一方、前記接近時姿勢が前記基本姿勢に一致するとき又は前記基本姿勢よりも開き側に回動しているときに当該バケットの掘削側への駆動制御の実行を禁止する、建設機械を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a construction machine, which includes a fuselage, a driver seat provided in the fuselage, a boom rotatably attached to the fuselage, and the boom. And an attachment having an arm pivotably attached to the arm, and a position detecting means for detecting information for identifying the position of the bucket relative to the body And when the bucket approaches a preset control start distance with respect to the driver seat based on the information detected by the position detection means, the arm is driven and controlled to the push side, and the bucket is moved to the excavation side. And a controller for controlling the driving of the bucket, and a posture detecting means for detecting information for specifying the posture of the bucket. The approaching posture of the bucket is specified based on the information detected by the posture detection means when the vehicle approaches the control start distance, and the approaching posture is set to the excavation side with respect to a preset basic posture. When the bucket is rotating, drive control to the excavation side of the bucket is performed, while when the approaching posture coincides with the basic posture or when the bucket is rotated more open than the basic posture Provided is a construction machine that prohibits execution of drive control to the excavation side of a bucket.
本発明によれば、バケットが制御開始距離まで近づき、かつ、このときのバケットの姿勢(接近時姿勢)が基本姿勢に対して掘削側に回動しているときに、当該バケットの掘削側への動作を実行することができる。 According to the present invention, when the bucket approaches the control start distance and the attitude of the bucket at this time (approaching attitude) rotates to the excavation side with respect to the basic attitude, the excavation side of the bucket Can be performed.
ここで、『基本姿勢』は、バケットに土砂等を蓄えることができる姿勢と前記バケットに土砂等を蓄えることが困難な姿勢との境界の姿勢として予め設定されたものである。 Here, the “basic posture” is set in advance as a boundary posture between a posture in which earth and sand can be stored in the bucket and a posture in which it is difficult to store earth and sand in the bucket.
そのため、本発明によれば、バケットが土砂等を蓄えられている可能性の高い姿勢にあるときにバケットの掘削側への動作を実行することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to execute the operation of the bucket toward the excavation side when the bucket is in a posture that is highly likely to store earth and sand.
一方、バケットが制御開始距離まで近づいていても、この時のバケットの姿勢(接近時姿勢)が基本姿勢に一致するとき又は基本姿勢に対して開き側(運転席から遠い側)に回動しているとき、つまり、バケットが土砂等を蓄えている可能性の低い姿勢にあるときに、当該バケットの掘削側への動作を禁止することができる。 On the other hand, even if the bucket is approaching the control start distance, the bucket posture at this time (the approaching posture) coincides with the basic posture or rotates to the opening side (the side far from the driver's seat) with respect to the basic posture. When the bucket is running, that is, when the bucket is in a posture that is unlikely to store earth and sand, the operation of the bucket toward the excavation side can be prohibited.
したがって、本発明によれば、アームの回避制御が実行されるときに、土砂等が蓄えられている可能性の高い状況でのみバケットの掘削側への駆動制御を実行することができる。 Therefore, according to the present invention, when the arm avoidance control is executed, the drive control to the excavation side of the bucket can be executed only in a situation where there is a high possibility that earth and sand are stored.
ここで、姿勢検出手段は、バケットの形状を特定するための情報を検出可能な手段(例えば、バケットまでの距離を検出可能な距離センサ等)を採用することも可能であるが、この場合、姿勢検出手段に高度な性能が要求される。 Here, the posture detecting means can adopt means capable of detecting information for specifying the shape of the bucket (for example, a distance sensor capable of detecting the distance to the bucket, etc.). The posture detection means is required to have high performance.
そこで、前記建設機械において前記姿勢検出手段は、前記バケットの前記アームに対する回動中心の位置及び前記バケットの先端部の位置を特定するための情報を検出可能であり、前記コントローラは、前記姿勢検出手段により検出された情報に基づいて、前記バケットの先端部が前記運転席を基準とした前後方向において前記回動中心よりも後ろに位置するときに前記基本姿勢に対して前記接近時姿勢が掘削側に回動していると判定する一方、前記バケットの先端部が前記回動中心の前記前後方向の位置と同じ位置又はこれよりも前に位置するときに前記基本姿勢に対して前記接近時姿勢が開き側に回動していると判定することが好ましい。 Therefore, in the construction machine, the posture detection means can detect information for specifying the position of the rotation center of the bucket with respect to the arm and the position of the tip of the bucket, and the controller detects the posture detection Based on the information detected by the means, the approaching posture is excavated with respect to the basic posture when the tip of the bucket is located behind the rotation center in the front-rear direction with respect to the driver seat. While determining that the bucket is pivoting to the side, when the tip end of the bucket is located at the same position as the front-rear direction position of the pivot center or before the position, when approaching the basic posture It is preferable to determine that the posture is rotated to the open side.
この態様によれば、回動中心の位置、及び、バケットの先端部の位置の2つ位置を特定するための情報を検出可能な姿勢検出手段を採用すればよいため、バケットの形状を特定するための姿勢検出手段を採用する場合と比較して、姿勢検出手段に要求される機能を簡素化することができ、建設機械のコストダウンを図ることができる。 According to this aspect, since the posture detecting means capable of detecting information for specifying the two positions of the position of the rotation center and the position of the tip of the bucket may be employed, the shape of the bucket is specified. Compared with the case where the posture detecting means is employed, the function required for the posture detecting means can be simplified, and the cost of the construction machine can be reduced.
具体的に、例えば、姿勢検出手段は、機体に対するブームの角度を検出可能なブームセンサと、ブームに対するアームの角度を検出可能なアームセンサと、アームに対するバケットの角度を検出可能なバケットセンサと、を有する構成とすることができる。 Specifically, for example, the posture detection means includes a boom sensor that can detect the angle of the boom with respect to the airframe, an arm sensor that can detect the angle of the arm with respect to the boom, a bucket sensor that can detect the angle of the bucket with respect to the arm, It can be set as the structure which has these.
そして、前記態様によれば、姿勢検出手段により特定された回動中心及びバケットの先端部の前後方向における位置関係に基づいて、バケットが基本姿勢に対して掘削側に回動しているか、開き側に回動しているかを判定することができる。 And according to the said aspect, based on the positional relationship in the front-back direction of the rotation center specified by the attitude | position detection means and the front-end | tip part of a bucket, the bucket is rotating to the excavation side with respect to a basic attitude, or it opens. It can be determined whether it is rotating to the side.
なお、『前記運転席を基準とした前後方向』とは、運転席に着座したオペレータの正面を前方とするときの方向である。 The “front-rear direction with respect to the driver's seat” is a direction when the front of the operator seated on the driver's seat is the front.
前記建設機械において、前記コントローラは、前記前後方向において前記運転席の前方で前記前後方向と直交する左右方向及び上下方向に沿って延びる基準面を予め記憶し、前記バケットの先端部及び前記回動中心の少なくとも一方が前記基準面に到達したときに前記制御開始距離まで前記バケットが近付いたと判定し、前記バケットの先端部が前記回動中心よりも先に前記基準面に到達したときに前記基本姿勢に対して前記接近時姿勢が掘削側に回動していると判定する一方、前記バケットの先端部が前記回動中心と同時又はこれよりも後に前記基準面に到達したときに前記基本姿勢に対して前記接近時姿勢が開き側に回動していると判定することができる。 In the construction machine, the controller stores in advance a reference plane extending in the left-right direction and the up-down direction orthogonal to the front-rear direction in front of the driver seat in the front-rear direction, and the tip of the bucket and the rotation When at least one of the centers reaches the reference plane, it is determined that the bucket has approached the control start distance, and when the tip of the bucket reaches the reference plane before the rotation center, the basic While determining that the approaching posture is rotated to the excavation side with respect to the posture, the basic posture when the tip of the bucket reaches the reference plane at the same time as or later than the rotation center On the other hand, it can be determined that the approaching posture rotates to the open side.
そのため、バケットが制御開始距離まで近づいたか否かの判定、及び、バケットが基本姿勢に対して掘削側に回動しているか開き側に回動しているかの判定のために別々の基準を用いる場合と比較して、コントローラによる制御を簡素化することができる。 Therefore, different criteria are used for determining whether the bucket has approached the control start distance and for determining whether the bucket is rotating to the excavation side or to the opening side with respect to the basic posture. Compared with the case, the control by the controller can be simplified.
前記建設機械において、前記コントローラは、前記アームの押し側への駆動制御中に前記姿勢検出手段により検出された情報に基づいて前記バケットの現在姿勢を特定し、前記現在姿勢と前記接近時姿勢との偏差を埋めるように前記バケットの掘削側への駆動制御を行うことが好ましい。 In the construction machine, the controller specifies a current posture of the bucket based on information detected by the posture detection means during drive control of the arm to the push side, and the current posture and the approach posture It is preferable to perform drive control to the excavation side of the bucket so as to fill the deviation.
この態様によれば、アームの押し側への駆動制御中に特定されたバケットの現在姿勢に基づいて当該バケットの姿勢を接近時姿勢に確実に近づけることができる。 According to this aspect, the posture of the bucket can be reliably brought close to the approaching posture based on the current posture of the bucket specified during the drive control to the pushing side of the arm.
ここで、オペレータによりバケットの操作が行われている状況においてもバケットが制御開始距離まで近づきかつ基本姿勢に対して接近時姿勢が掘削側に回動したときに、強制的にバケットを掘削側に駆動制御することも可能である。しかし、この場合、オペレータは、現場の状況に適したバケットの操作を行っている可能性が高く、このような操作を尊重することも重要である。 Here, even when the bucket is being operated by the operator, when the bucket approaches the control start distance and the approaching posture rotates to the excavation side with respect to the basic posture, the bucket is forcibly moved to the excavation side. It is also possible to control the drive. However, in this case, there is a high possibility that the operator is operating the bucket suitable for the situation in the field, and it is important to respect such operation.
そこで、前記建設機械は、前記バケットを操作するためのバケット操作手段と、バケット操作手段の操作の有無を検出するバケット操作検出器と、をさらに備え、前記コントローラは、前記接近時姿勢が前記基本姿勢に対して掘削側に回動し、かつ、前記バケット操作検出器により前記バケット操作手段の操作が行われていないと検出されたときに前記バケットの掘削側への駆動制御を行う一方、前記接近時姿勢が前記基本姿勢に対して掘削側に回動し、かつ、前記バケット操作検出器により前記バケット操作手段の操作が行われていると判定されたときに前記バケットの掘削側への駆動制御を禁止することが好ましい。 Therefore, the construction machine further includes bucket operating means for operating the bucket, and a bucket operation detector for detecting whether or not the bucket operating means is operated, and the controller is configured so that the approaching attitude is the basic attitude. The bucket rotates to the excavation side, and when the bucket operation detector detects that the operation of the bucket operation means is not performed, the bucket performs drive control to the excavation side, When the approaching posture rotates to the excavation side with respect to the basic posture and the bucket operation detector determines that the operation of the bucket operation means is being performed, the bucket is driven to the excavation side. It is preferable to prohibit the control.
この態様によれば、バケット操作手段の操作が行われているとき、つまり、オペレータによりバケットの操作が行われているときに、バケットの掘削側への駆動制御が禁止される。これにより、オペレータのバケットの操作を尊重することができる。 According to this aspect, when the operation of the bucket operation means is being performed, that is, when the operation of the bucket is being performed by the operator, drive control of the bucket to the excavation side is prohibited. Thereby, operation of an operator's bucket can be respected.
一方、アームの押し側への駆動制御は行われるため、オペレータのバケット操作を尊重しながらバケットが運転席に近づくことを有効に抑制することができる。 On the other hand, since the drive control to the pushing side of the arm is performed, it is possible to effectively suppress the bucket from approaching the driver's seat while respecting the bucket operation of the operator.
本発明によれば、アームの回避制御が実行されるときに、土砂等が蓄えられている可能性の高い状況でのみバケットの掘削側への駆動制御を実行することができる。 According to the present invention, when the arm avoidance control is executed, the drive control to the excavation side of the bucket can be executed only in a situation where there is a high possibility that earth and sand are stored.
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are examples embodying the present invention, and are not of a nature that limits the technical scope of the present invention.
図1は、本発明の実施形態に係る建設機械の一例としての油圧ショベル1を示す側面図である。
FIG. 1 is a side view showing a
図1を参照して、油圧ショベル1は、クローラ2aを有する下部走行体2と、下部走行体2上に旋回可能に設けられた上部旋回体3と、上部旋回体3に取り付けられたアタッチメント4と、を備えている。下部走行体2及び上部旋回体3は、機体の一例を構成する。
Referring to FIG. 1, a
上部旋回体3は、下部走行体2に旋回可能に取り付けられたアッパーフレーム16と、アッパーフレーム16上に設けられたキャブ17と、を備えている。キャブ17は、運転席17aと、運転席17aの周囲を取り囲むとともに運転席17aを上から覆う壁部(符号省略)と、を有する。なお、以下の説明では、運転席17aに着座したオペレータから見た前後、左右、及び上下の方向が用いられる。具体的に、前後方向は、運転席17aに着座したオペレータの正面を前方としたときの方向である。左右方向は、水平面上で前記前後方向と直交する方向である。上下方向は、前記前後方向及び前記左右方向に直交する方向である。
The
アタッチメント4は、上部旋回体3に対して左右方向に延びるブームフットピンJ1を中心として回動可能に取り付けられた基端部を有するブーム5と、ブーム5の先端部に対して左右方向に延びるアームピンJ4を中心として回動可能に取り付けられた基端部を有するアーム6と、アーム6の先端部に対して左右方向に延びるバケットピンJ5を中心として回動可能に取り付けられたバケット7と、を有する。
The attachment 4 has a
図1及び図2を参照して、ブーム5は、ブームフットピンJ1により上部旋回体3に対して回動可能に支持された基端部を有するリアブーム5aと、リアブーム5aに対して回動可能に取り付けられた基端部をそれぞれ有する一対のオフセットブーム5bと、オフセットブーム5bの先端部に回動可能に取り付けられているとともに前記アームピンJ4によりアーム6に対して回動可能に取り付けられたアッパーブーム5cと、をさらに備えている。
Referring to FIGS. 1 and 2, the
オフセットブーム5bの基端部は、ブームフットピンJ1と直交するオフセットピンJ2を中心として回動可能にリアブーム5aに取り付けられている。また、オフセットブーム5bの先端部は、オフセットピンJ2と平行なオフセットピンJ3を中心として回動可能にアッパーブーム5cに取り付けられている。2本のオフセットブーム5bは、互いに平行に配置され、2本のオフセットピンJ2は、左右方向に並び、2本のオフセットピンJ3は、左右方向に並んでいる。
The base end portion of the offset
したがって、図2において二点鎖線で示すように、両オフセットブーム5bがオフセットピンJ2を中心として右又は左に回動することにより、アッパーブーム5cの姿勢が維持されたまま当該アッパーブーム5cがリアブーム5aに対して右又は左にオフセットされる。なお、アッパーブーム5cがオフセットする場合、当該アッパーフレーム5c及びこれに接続されたアーム6及びバケット7の前後方向の位置が変化する。
Accordingly, as shown by a two-dot chain line in FIG. 2, both the offset
さらに、アタッチメント4は、リアブーム5aを上部旋回体3に対して起伏させるブーム起伏シリンダ8と、オフセットブーム5bを右又は左に回動させるオフセットシリンダ9と、ブーム5に対してアーム6を押し方向(前方向)及び引き方向(後ろ方向)に回動させるアームシリンダ10と、アーム6に対してバケット7を開き方向(前方向)及び掘削方向(後ろ方向)に回動させるバケットシリンダ11と、を備えている。
Further, the attachment 4 pushes the arm 6 against the
オフセットシリンダ9のヘッド側の端部は、一方のオフセットブーム5bの基端部に対してオフセットピンJ2と平行なピンJ6を中心として回動可能に取り付けられ、オフセットシリンダ9のロッド側の端部は、他方のオフセットブーム5bの先端部に対してピンJ6と平行なピンJ7を中心として回動可能に取り付けられている。
The end of the offset
さらに、アタッチメント4は、上部旋回体3(アッパーフレーム16)に対するブーム5の角度を検出するブーム角度センサ12(図4参照)と、リアブーム5aに対するオフセットブーム5bのオフセット角度を検出するオフセット角度センサ13(図4参照)と、ブーム5に対するアーム6の角度を検出するアーム角度センサ14と、アーム6に対するバケット7の角度を検出するバケット角度センサ15と、を備えている。これらのセンサ12〜15としては、例えば、ロータリーエンコーダを採用することができる。
Further, the attachment 4 includes a boom angle sensor 12 (see FIG. 4) that detects the angle of the
以上のように構成されたアタッチメント4を用いて作業を行う場合、アーム6をある程度引き方向に回動させた状態でブーム5を上げ方向に回動させると、バケット7が運転席17aに近づく。
When the work is performed using the attachment 4 configured as described above, the
このようなバケット7の動作を運転席17aからある程度離れた位置で抑えるために、油圧ショベル1は、バケット7が運転席17aに対して予め設定された制御開始距離まで近づいたときにアーム6を押し側に駆動するとともに必要に応じてバケット7を掘削側に駆動するようになっている。
In order to suppress the operation of the
具体的に、油圧ショベル1は、アームシリンダ10及びバケットシリンダ11を駆動するための図3に示す油圧回路18と、油圧回路18の駆動を制御する図4に示すコントローラ32と、を備えている。
Specifically, the
まず、図3を参照して油圧回路18を説明する。
First, the
油圧回路18は、アームシリンダ10及びバケットシリンダ11に対して作動油を供給するメインポンプ19と、アームシリンダ10に対する作動油の給排を制御するアーム用制御弁20と、バケットシリンダ11に対する作動油の給排を制御するバケット用制御弁21と、を備えている。
The
アーム用制御弁20は、アームシリンダ10に対する作動油の給排を停止する中立位置(図の中央位置)と、アーム6を引き方向に駆動する(アームシリンダ10を伸長させる)ためのアーム引き位置(図の右側位置)と、アーム6を押し方向に駆動する(アームシリンダ10を縮小させる)ためのアーム押し位置(図の左側位置)と、の間で切換可能である。また、アーム用制御弁20は、引き側パイロットポートと押し側パイロットポートとを有し、引き側パイロットポートにパイロット圧が供給されることによりアーム引き位置に切り換えられ、押し側パイロットポートにパイロット圧が供給されることによりアーム押し位置に切り換えられ、両パイロットポートにパイロット圧が供給されていない状態で中立位置に付勢される。
The
バケット用制御弁21は、バケットシリンダ11に対する作動油の給排を停止する中立位置(図の中央位置)と、バケット7を開き方向に駆動する(バケットシリンダ11を縮小させる)ためのバケット開き位置(図の右側位置)と、バケット7を掘削方向に駆動する(バケットシリンダ11を縮小させる)ためのバケット掘削位置(図の左側位置)と、の間で切換可能である。また、バケット用制御弁21は、開き側パイロットポートと掘削側パイロットポートとを有し、開き側パイロットポートにパイロット圧が供給されることによりバケット開き位置に切り換えられ、掘削側パイロットポートにパイロット圧が供給されることによりバケット掘削位置に切り換えられ、両パイロットポートにパイロット圧が供給されていない状態で中立位置に付勢される。
The
また、油圧回路18は、制御弁20、21に対してパイロット圧を供給するためのパイロットポンプ22と、アーム用制御弁20に対するパイロット圧を調整するためのアーム操作手段23と、バケット用制御弁21に対するパイロット圧を調整するためのバケット操作手段27と、を備えている。
The
アーム操作手段23は、操作レバー(符号省略)と、操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を出力するリモコン弁(符号省略)と、を有する。 The arm operation means 23 includes an operation lever (reference numeral omitted) and a remote control valve (reference numeral omitted) that outputs a pilot pressure corresponding to the operation amount of the operation lever.
アーム操作手段23とアーム用制御弁20の引き側パイロットポートとの間には、アーム引き比例弁24が設けられている。アーム引き比例弁24は、コントローラ32から指令が入力されていない状態でアーム操作手段23と引き側パイロットポートとを接続する位置(図の右側位置)に付勢され、コントローラ32からの指令に応じて引き側パイロットポートとタンクとを接続する位置(図の左側位置)に切り換えられる。アーム引き比例弁24は、コントローラ32からの指令値(電流値)の大きさに応じて開度を調整可能である。
An arm pulling
一方、アーム操作手段23とアーム用制御弁20の押し側パイロットポートとの間には、シャトル弁26が設けられている。シャトル弁26には、アーム操作手段23からのパイロット圧とアーム押し比例弁25からのパイロット圧との高い方のパイロット圧が押し側パイロットポートに供給されるようにアーム押し比例弁25が接続されている。アーム押し比例弁25は、アーム操作手段23の上流側の位置でパイロットポンプ22に接続され、コントローラ32からの指令が入力されていない状態でシャトル弁26をタンクに接続する位置に付勢され、コントローラ32からの指令に応じてシャトル弁26とパイロットポンプ22とを接続する位置に切り換えられる。アーム押し比例弁25は、コントローラ32から指令値(電流値)の大きさに応じて開度を調整可能である。
On the other hand, a
バケット操作手段27は、操作レバー(符号省略)と、操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を出力するリモコン弁(符号省略)と、を有する。 The bucket operation means 27 has an operation lever (reference numeral omitted) and a remote control valve (reference numeral omitted) that outputs a pilot pressure corresponding to the operation amount of the operation lever.
バケット操作手段27とバケット用制御弁21の掘削側パイロットポートとの間には、シャトル弁29が設けられている。シャトル弁29には、バケット操作手段27からのパイロット圧とバケット掘削比例弁28からのパイロット圧との高い方のパイロット圧が掘削側パイロットポートに供給されるようにバケット掘削比例弁28が接続されている。バケット掘削比例弁28は、バケット操作手段27の上流側の位置でパイロットポンプ22に接続され、コントローラ32からの指令が入力されていない状態でシャトル弁29をタンクに接続する位置に付勢され、コントローラ32から指令に応じてシャトル弁29とパイロットポンプ22とを接続する位置に切り換えられる。バケット掘削比例弁28は、コントローラ32から指令値(電流値)の大きさに応じて開度を調整可能である。
A
また、バケット操作手段27と両パイロットポートとの間には、それぞれ圧力センサ30、31が設けられている。圧力センサ30は、バケット操作手段27から掘削側パイロットポートに供給されるパイロット圧を検出し、圧力センサ31は、バケット操作手段27から開き側パイロットポートに供給されるパイロット圧を検出する。
図1、図2及び図4を参照して、コントローラ32は、バケット7が運転席17aに対して予め設定された制御開始距離まで近づいたときにアーム6を押し側に駆動制御するとともにバケット7を掘削側に駆動制御する。本実施形態における『制御開始距離』は、バケット7のアーム6に対する回動中心(バケットピンJ5の中心)及びバケット7の先端部の少なくとも一方が運転席17aの外側に設定された制御開始面C1における上下方向及び左右方向に沿って延びる基準面に到達したときのバケット7の距離である。制御開始面C1は、運転席17aの前方で上下方向及び左右方向に沿って延びる前記基準面と、運転席17aの上方で前後方向及び左右方向に沿って延びる天面と、基準面と天面とを丸み部を介して接続するための丸み面と、を有する。
Referring to FIGS. 1, 2, and 4, the
一方、コントローラ32は、バケット7が運転席17aから予め設定された制御停止距離だけ遠ざかったときにアーム6の押し側への駆動制御及びバケット7の掘削側の駆動制御を停止する。本実施形態における『制御停止距離』は、バケット7のアーム6に対する回動中心(バケットピンJ5の中心)及びバケット7の先端部の少なくとも一方が運転席17aの外側に設定された制御停止面C2における上下方向及び左右方向に沿って延びる基準面の外側(運転席17aから離れた側)に位置するときのバケット7の距離である。制御停止面C2は、制御開始面C1の外側(運転席17aから離れた側)で当該制御開始面C1と平行に設定された面である。具体的に、制御停止面C2は、運転席17aの前方で上下方向及び左右方向に沿って延びる前記基準面と、運転席17aの上方で前後方向及び左右方向に沿って延びる天面と、基準面と天面とを丸み部を介して接続するための丸み面と、を有する。このように制御停止面C2を制御開始面C1よりも外側に設定することにより、バケット7を確実に制御開始面C1よりも外側まで遠ざけることができる。
On the other hand, the
具体的に、コントローラ32は、バケット7の位置を演算する位置演算部33と、位置演算部33により演算されたバケット7の位置に基づいてアーム6の押し側の駆動制御及びバケット7の掘削側の駆動制御を自動的に実行する自動制御部34と、を備えている。
Specifically, the
位置演算部33は、ブームフットピンJ1の中心からオフセットピンJ2の中心までの長さ、オフセットピンJ2の中心からオフセットピンJ3の中心までの長さ、オフセットピンJ3の中心からアームピンJ4の中心までの長さ、アームピンJ4の中心からバケットピンJ5の中心までの長さ、及び、バケットピンJ5の中心からバケット7の先端部までの長さを含む長さ情報を予め記憶している。また、位置演算部33は、センサ12〜15により検出された角度情報を取得し、この角度情報と長さ情報とを用いてバケット7の回動中心位置(バケットピンJ5の中心位置)及びバケット7の先端部の前後方向の位置を演算する。つまり、本実施形態において、ブーム角度センサ12、オフセット角度センサ13、アーム角度センサ14及びバケット角度センサ15は、上部旋回体3(機体)に対するバケット7の位置を特定するための情報を検出する位置検出手段に相当する。
The
また、位置演算部33は、角度情報及び長さ情報を用いて上部旋回体3(機体)に対するバケット7の角度を算出する。つまり、本実施形態において、ブーム角度センサ12、オフセット角度センサ13、アーム角度センサ14及びバケット角度センサ15は、バケット7の姿勢を特定するための情報を検出する姿勢検出手段に相当する。
Further, the
そして、位置演算部33は、バケット7の回動中心位置、バケット7の先端部の位置、及び上部旋回体3に対するバケット7の位置を自動制御部34に出力する。
Then, the
自動制御部34は、バケット7の回動中心位置とバケット7の先端位置と制御開始面C1及び制御停止面C2との位置関係を比較する比較部35と、比較部35からの指令に応じて上部旋回体3に対するバケット7の角度を記憶する記憶部36と、比較部35及び記憶部36からの指令に応じて比例弁24、25、28に対する指令値(電流値)を決定する指令決定部37と、を備えている。
The
比較部35は、バケット7の回動中心の位置及びバケット7の先端部の位置の少なくとも一方が制御開始面C1の基準面(上下方向及び左右方向に沿って延びる面)に到達したとき(以下、バケット7が制御開始距離まで近づいたときという)に、アーム6の押し側への駆動制御を実行する旨を指令決定部37に出力する。一方、比較部35は、バケット7の回動中心の位置及びバケット7の先端部の位置の少なくとも一方が制御停止面C2の基準面(上下方向及び左右方向に沿って延びる面)の外側に位置するとき(以下、バケット7が制御停止距離まで遠ざかったときという)に、アーム6の押し側の駆動制御を停止する旨を指令決定部37に出力する。
The
また、比較部35は、上記のようにバケット7が制御開始距離まで近づいたときにセンサ12〜15により検出された情報に基づいてバケット7の接近時姿勢を特定し、予め設定された基本角度に対して接近時姿勢が掘削側に回動しているか否かを判定する。具体的に、比較部35は、位置演算部33からバケット7の回動中心の位置及びバケット7の先端部の位置(バケット7の接近時姿勢)を取得し、バケット7の先端部が制御開始面C1の基準面に対してバケット7の回動中心よりも先に到達したかどうかを判定する。ここで、『基本角度』は、バケット7に土砂等を蓄えることができる姿勢とバケット7に土砂等を蓄えることが困難な姿勢との境界の姿勢として予め設定されたものである。具体的に、『基本角度』は、図1の実線で示すように、バケット7の先端部とバケット7の回動中心とが前後方向で同じ位置に配置されるような(上下方向に並ぶような)バケット7の姿勢(基本姿勢)に設定されている。この基本姿勢に対してバケット7が掘削側に回動した姿勢、つまり、図1の二点鎖線で示すようにバケット7の先端部が制御開始面C1の基準面に対して回動中心の位置よりも先に到達した姿勢においてはバケット7に土砂等が蓄えられている可能性が高い。一方、バケット7が基本姿勢に一致する姿勢にあるとき又はバケット7が基本姿勢よりも開き側に回動した姿勢にあるとき、つまり、バケット7の先端部が前後方向において回動中心と同じ位置にある姿勢、又は制御開始面C1の基準面に対して回動中心よりも前にある姿勢においてはバケット7内に土砂等が蓄えられている可能性が低い。
Moreover, the
そして、比較部35は、バケット7の先端部が制御開始面C1の基準面に対してバケット7の回動中心よりも先に到達したときにはバケット7の掘削側への駆動制御を実行する旨を記憶部36に出力する。一方、比較部35は、バケット7の先端部がバケット7の回動中心と同時に制御開始面C1の基準面に到達したとき又はバケット7の回動中心よりも後に制御開始面C1の基準面に到達したときにはバケット7の掘削側への駆動制御の実行を禁止する旨の指令を記憶部36に出力する。
And the
記憶部36は、比較部35からバケット7の掘削側への駆動制御の実行の旨の指令が入力されたときに、バケット7が制御開始距離まで近づいたときにおける上部旋回体3に対するバケット7の角度(近接時姿勢における角度)を目標角度として記憶する。
The
また、記憶部36は、比較部35からバケット7の掘削側への駆動制御の実行の旨の指令が入力され、かつ、圧力センサ30、31により検出されたパイロット圧に基づいてバケット7が非操作であると判定されたときに、前記目標角度を指令決定部37に出力する。一方、比較部35からバケット7の掘削側への駆動制御の実行の旨の指令が入力された場合であっても、圧力センサ30、31により検出されたパイロット圧に基づいてバケット7が操作されていると判定されたときにバケット7の掘削側への駆動制御を禁止する。このように、本実施形態における圧力センサ30、31は、バケット操作手段27の操作の有無を検出するバケット操作検出器の一例を構成する。
In addition, the
指令決定部37は、比較部35からアーム6の押し側への駆動制御を実行する旨の指令が入力されると、アーム押し比例弁25に対する指令値(電流値)を決定する。具体的に、指令決定部37は、図6のステップT1に示す指令特性マップを予め記憶している。この指令特性マップは、バケット7の回動中心及びバケット7の先端部のうち制御開始面C1の基準面に近いものの運転席17aに対する距離と、アーム押し比例弁25に対する指令値との関係を示している。また、指令特性マップにおける符号X1は制御開始面C1の基準面の位置を示し符号X2は制御停止面C2の基準面の位置を示しており、制御停止面C2の基準面の位置X2から左に向かうに従いバケット7が運転席17aに近づくことを意味する。このように指令決定部37は、バケット7が運転席17aに近づくほど大きな指令値を決定する、つまり、バケット7が運転席17aに近づくほどアーム押し側のパイロットポートに対する大きなパイロット圧を決定する。
The
また、指令決定部37は、比較部35からアーム6の押し側への駆動制御を実行する旨の指令が入力されたときにアーム6の引き側の動作を禁止するための指令を決定する。具体的に、指令決定部37は、アーム引き側のパイロットポートをタンクに接続するようにアーム引き比例弁24を切り換えるための指令値を決定する。
In addition, the
さらに、指令決定部37は、記憶部36に記憶されたバケット7の目標角度と、アーム6の押し側への駆動制御中に位置演算部33により演算されたバケット7の現在角度(現在姿勢)と、の偏差を埋めるようにバケット掘削比例弁28に対する指令値を決定する。なお、指令決定部37は、バケット7の現在角度が目標角度よりも小さいとき、つまり、バケット7が目標角度の姿勢よりも開き側に回動しているときに限り、バケット掘削比例弁28に対する指令値を決定する。
Further, the
以下、図1、図3、図5及び図6を参照して、コントローラ32により実行される処理を説明する。
Hereinafter, processing executed by the
当該処理が開始されると、まず、後の処理で用いられる位置に関する値を算出する(ステップS1〜S3)。具体的に、ステップS1では、センサ12〜15により検出された角度に基づいて上部旋回体3(機体)に対するバケット7の角度を算出する。ステップS2では、センサ12〜14により検出された角度、ブームフットピンJ1からオフセットピンJ2までの距離、オフセットピンJ2からオフセットピンJ3までの距離、オフセットピンJ3からアームピンJ4までの距離、及びアームピンJ4からバケットピンJ5までの距離に基づいてバケット7の回動中心(バケットピン)の前後方向における位置を算出する。ステップS3では、センサ12〜15により検出された角度、ブームフットピンJ1からオフセットピンJ2までの距離、オフセットピンJ2からオフセットピンJ3までの距離、オフセットピンJ3からアームピンJ4までの距離、アームピンJ4からバケットピンJ5までの距離、及びバケットピンJ5からバケット7の先端部までの距離に基づいてバケット7の先端部の前後方向の位置を算出する。
When the processing is started, first, values related to positions used in the subsequent processing are calculated (steps S1 to S3). Specifically, in step S1, the angle of the
次いで、アーム6の押し側への駆動制御を実行している又は実行するか否かを示す制御フラグがOFFであるか否か(制御を実行していないか否か)が判定される(ステップS4)。 Next, it is determined whether or not a control flag indicating whether or not the drive control to the push side of the arm 6 is being executed is OFF (whether or not the control is being executed) (step). S4).
ここで、制御フラグがOFFであると判定されると(ステップS4でYES)、バケット7の回動中心及びバケット7の先端部の少なくとも一方が制御開始面C1に到達したか否か(バケット7が制御開始距離まで近づいたか否か)が判定される(ステップS5)。
If it is determined that the control flag is OFF (YES in step S4), whether or not at least one of the rotation center of the
ここで、バケット7が制御開始距離まで近づいたと判定されると(ステップS5でYES)、制御フラグをONに設定する(ステップS6)一方、バケット7が制御開始距離まで近づいていないと判定されると(ステップS5でNO)、制御フラグをOFFに設定する(ステップS8)。
If it is determined that the
一方、ステップS4において制御フラグがONであると判定されると(ステップS4でNO)、バケット7の回動中心及びバケット7の先端部の少なくとも一方が制御停止面C2の基準面の外側(運転席17aから離れる側)にあるか否か(制御開始距離まで近づいたバケット7が制御停止距離まで遠ざかったか否か)を判定する(ステップS7)。
On the other hand, if it is determined in step S4 that the control flag is ON (NO in step S4), at least one of the rotation center of the
ここで、バケット7の回動中心及びバケット7の先端部の少なくとも一方が制御停止面C2上又はこれよりも内側にあると判定されると(ステップS7でNO)、制御開始距離まで近づいたバケット7が制御停止距離まで遠ざかっていないため制御フラグをONに設定する(ステップS6)。
Here, when it is determined that at least one of the rotation center of the
一方、制御開始距離まで近づいたバケット7が制御停止距離まで遠ざかっていると判定されると(ステップS7でYES)、制御フラグをOFFに設定する(ステップS8)。
On the other hand, if it is determined that the
ステップS6及びステップS8において制御フラグの設定が完了すると、制御フラグがONであるか否かが判定され(ステップS9)、制御フラグがONであると判定されると図6に示す回避処理Tが実行される。 When the setting of the control flag is completed in step S6 and step S8, it is determined whether or not the control flag is ON (step S9). If it is determined that the control flag is ON, an avoidance process T shown in FIG. 6 is performed. Executed.
回避処理Tが実行されると、まず、アーム押し比例弁25に対する指令値(以下、アーム押し指令値という)、及び、アーム引き比例弁25に対する指令値(以下、アーム引き指令値という)を決定する(ステップT1)。 When the avoidance process T is executed, first, a command value for the arm push proportional valve 25 (hereinafter referred to as an arm push command value) and a command value for the arm pull proportional valve 25 (hereinafter referred to as an arm pull command value) are determined. (Step T1).
具体的に、ステップT1では、図6に示す指令特性マップとステップS2及びステップS3において算出されたバケット7の回動中心の位置及びバケット7の先端部の位置とに基づいてアーム押し指令値を決定する。また、ステップT1では、アーム引き比例弁25を切り換えるためのアーム引き指令値を決定する。そして、ステップT1では、アーム押し指令値をアーム押し比例弁25に出力するとともに、アーム引き指令値をアーム引き比例弁24に出力する。
Specifically, in step T1, the arm push command value is determined based on the command characteristic map shown in FIG. 6 and the position of the rotation center of the
次いで、バケット7が制御開始距離まで近づいたときのバケット7の角度(接近時姿勢)を目標角度として記憶することを示す角度記憶フラグがONであるか否かが判定される(ステップT2)。
Next, it is determined whether or not an angle storage flag indicating that the angle of the
ここで、角度記憶フラグがOFFであると判定されると(ステップT2でNO)、続くステップT3及びステップT4においてバケット7の掘削側への駆動制御が実行されるべき状況にあるか否かが判定される。
Here, if it is determined that the angle storage flag is OFF (NO in step T2), it is determined whether or not drive control to the excavation side of the
具体的に、ステップT3では、バケット7の先端部が制御開始面C1の基準面(上下方向及び左右方向に沿って延びる面)に対してバケット7の回動中心の位置よりも先に到達したか否かが判定される。ここでYESと判定される、つまり、バケット7の先端部がバケット7の回動中心よりも後ろに位置すると判定されると、当該バケット7に土砂等が蓄えられている可能性が高いと推定してステップT4を実行する。
Specifically, in Step T3, the tip of the
ステップT4では、オペレータによりバケット操作手段27が操作されているか否か、つまり、オペレータが作業状況に応じたバケット7の操作を行っているか否かが判定される。
In Step T4, it is determined whether or not the bucket operating means 27 is operated by the operator, that is, whether or not the operator is operating the
ここでYESと判定されると、オペレータがバケット7による特別な動作を望んでいない状況であるため、次いで、角度記憶フラグをONに設定するとともに(ステップT5)、バケット7が制御開始距離まで近づいたときのバケット7の角度を目標角度として記憶する(ステップT6)。
If “YES” is determined here, the operator does not want a special action by the
一方、ステップT3でNOと判定された場合にはバケット7に土砂等が蓄えられている可能性が低いと推定され、ステップT4でNOと判定された場合にはオペレータの操作を優先すべきと判断され、これらの場合には角度記憶フラグをOFFに設定するとともに(ステップS10)、目標角度を消去して(ステップS11)、バケット7の掘削側への駆動制御が禁止される。
On the other hand, if it is determined NO in step T3, it is estimated that there is a low possibility that dirt and the like are stored in the
ステップT2でYESと判定された場合、つまり、既に目標角度が設定されている場合には、バケット7の掘削側への駆動制御を継続すべきであるか否かがステップT7及びステップT8により判定される。具体的に、ステップT7は、ステップT3と同様の処理であり、ステップT8は、ステップT4と同様の処理である。これらステップT7、T9においてNOと判定されるとバケット7の掘削側への駆動制御を禁止するための処理が実行される(ステップS10、S11)。
If YES in step T2, that is, if the target angle has already been set, it is determined in step T7 and step T8 whether or not the drive control of the
なお、上述したステップS9において制御フラグがOFFであると判定された場合においても、バケット7の掘削側への駆動制御を禁止するための処理が実行される(ステップS10、S11)。
Even when it is determined in step S9 described above that the control flag is OFF, processing for prohibiting drive control of the
一方、目標角度が記憶された後(ステップT6の後)、及び、ステップT8の後には、現時点における上部旋回体3に対するバケット7の角度を位置演算部33により演算し、この現時点におけるバケット7の角度(以下、現時点角度という)が制御開始距離まで近づいたときのバケット7の角度(以下、制御開始時角度という)よりも小さいか否か(開いているか否か)が判定される(ステップT9)。
On the other hand, after the target angle is stored (after step T6) and after step T8, the angle of the
ここで、現時点角度が制御開始時角度よりも小さいと判定されると、制御開始時角度から現時点角度を減じた角度(両角度の偏差)を埋めるように、バケット7の掘削方向の駆動制御が実行される(ステップT10)。
Here, if it is determined that the current angle is smaller than the control start angle, drive control in the excavation direction of the
以上説明したように、バケット7が制御開始距離まで近づき、かつ、このときのバケット7の姿勢(接近時姿勢)が基本姿勢に対して掘削側に回動しているとき(ステップT3、T7でYESのときに)に、当該バケット7の掘削側への動作を実行することができる。
As described above, when the
そのため、バケット7が土砂等を蓄えられている可能性の高い姿勢にあるときにバケット7の掘削側への動作を実行することができる。
Therefore, when the
一方、バケット7が制御開始距離まで近づいていても、この時のバケット7の姿勢(接近時姿勢)が基本姿勢に一致するとき又は基本姿勢に対して開き側(運転席から遠い側)に回動しているとき(ステップT3、T7でNOのとき)、つまり、バケットが土砂等を蓄えている可能性の低い姿勢にあるときに、当該バケット7の掘削側への動作を禁止することができる。
On the other hand, even if the
したがって、アーム6の回避処理Tが実行されるときに、土砂等が蓄えられている可能性の高い状況でのみバケット7の掘削側への駆動制御を実行することができる。
Therefore, when the avoidance process T of the arm 6 is executed, the drive control of the
また、前記実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。 Moreover, according to the said embodiment, there can exist the following effects.
バケット7の回動中心の位置、及び、バケット7の先端部の位置の2つ位置を特定するための情報を検出可能な姿勢検出手段(ブーム角度センサ12、オフセット角度センサ13、アーム角度センサ14、バケット角度センサ15)を採用すればよいため、バケット7の形状を特定するための姿勢検出手段を採用する場合と比較して、姿勢検出手段に要求される機能を簡素化することができ、油圧ショベル1のコストダウンを図ることができる。
Posture detection means (
そして、姿勢検出手段により特定された回動中心及びバケット7の先端部の前後方向における位置関係に基づいて、バケット7が基本姿勢に対して掘削側に回動しているか、開き側に回動しているかを判定することができる。
And based on the positional relationship in the front-back direction of the rotation center specified by the posture detection means and the tip of the
制御開始面C1における基準面を用いてバケット7が制御開始位置に近づいたか否かの判定及びバケット7が基本姿勢に対して掘削側に回動しているか開き側に回動しているかの判定を行うことができる。そのため、これらの判定のために別々の基準を用いる場合と比較して、コントローラ32による制御を簡素化することができる。
Determination of whether or not the
アーム6の押し側への駆動制御中に特定されたバケット7の現在姿勢とバケット7が制御開始距離に近づいたときの接近時姿勢との偏差を埋めるようにフィードバック制御を行うことにより、バケット7の姿勢を接近時姿勢に確実に近づけることができる。
By performing feedback control so as to fill in the deviation between the current posture of the
バケット操作手段27の操作が行われているとき、つまり、オペレータによりバケット7の操作が行われているときに、バケット7の掘削側への駆動制御が禁止される。これにより、オペレータのバケット7の操作を尊重することができる。
When the operation of the bucket operating means 27 is being performed, that is, when the operation of the
一方、アーム6の押し側への駆動制御は行われるため、オペレータのバケット7の操作を尊重しながらバケット7が運転席に近づくことを有効に抑制することができる。
On the other hand, since the drive control to the pushing side of the arm 6 is performed, it is possible to effectively suppress the
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の態様を採用することもできる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following aspects can also be employ | adopted.
前記実施形態では、バケット7の先端部がバケット7の回動中心よりも先に制御開始面C1の基準面に到達したか否かに基づいて、バケット7の掘削側の駆動制御を実行するか否かを判定しているが、判定の条件はこれに限定されない。
In the embodiment, whether or not the excavation side drive control of the
例えば、上部旋回体3(機体)に対するバケット7の特定の角度をバケット7の基本姿勢における角度として予め記憶しておき、制御開始距離まで近づいたときのバケット7の角度が記憶されたバケット7の角度よりも掘削側の角度か否かに基づいてバケット7の掘削側の駆動制御を実行するか否かを判定してもよい。
For example, a specific angle of the
前記実施形態では、ブーム角度センサ12、オフセット角度センサ13、アーム角度センサ14及びバケット角度センサ15が位置検出手段及び姿勢検出手段として共用されているが、位置検出手段と姿勢検出手段とが別々の構成であってもよい。
In the embodiment, the
位置検出手段は、上部旋回体3(機体)に対するバケット7の位置の情報を検出可能なものであればよく、例えば、被検出物までの距離を検出可能な距離センサを用いることができる。
The position detection means only needs to be able to detect information on the position of the
姿勢検出手段として、ブーム角度センサ12、オフセット角度センサ13、アーム角度センサ14、及びバケット角度センサ15を例示したが、姿勢検出手段はこれらに限定されない。例えば、姿勢検出手段として、バケット7の形状を特定するための撮像装置や距離センサを採用することもできる。
Although the
バケット7の回動中心及びバケット7の先端部の少なくとも一方が制御開始面C1の基準面に到達したときにアーム6及びバケット7の制御を開始する例について説明したが、制御開始の条件は、これに限定されない。例えば、バケット7の回動中心及びバケット7の先端部の双方が制御開始面C1の基準面の内側に位置するときに制御を開始してもよい。また、位置検出手段として距離センサを採用した場合、バケット7において最も運転席17aに近づいた部分が制御開始面C1の基準面に到達したときにアーム6及びバケット7の制御を開始してもよい。
The example in which the control of the arm 6 and the
バケット7の回動中心及びバケット7の先端部の少なくとも一方が制御停止面C2の基準面の外側に位置するときにアーム6及びバケット7の制御を停止する例について説明したが、制御停止の条件は、これに限定されない。例えば、バケット7の回動中心及びバケット7の先端部の双方が制御停止面C2の基準面の外側に位置するときにアーム6及びバケット7の制御を停止してもよい。また、位置検出手段として距離センサを採用した場合、バケット7において最も運転席17aから遠い部分が制御停止面C2の基準面の外側に位置するときに制御を停止してもよい。
The example in which the control of the arm 6 and the
前記実施形態では、現在姿勢と接近時姿勢との偏差を埋めるようにバケット7の掘削側への駆動制御を行う例について説明したが、バケット7の駆動制御はこれに限定されない。
In the embodiment, the example in which the drive control of the
具体的に、コントローラ32(記憶部35)は、安定して土砂等を蓄えておくことができる姿勢として予め目標姿勢を記憶するとともに、コントローラ32(指令決定部37)は、現在姿勢と目標姿勢との偏差を埋めるようにバケット7の駆動制御を実行する(バケット掘削比例弁28に対する指令値を決定する)こともできる。
Specifically, the controller 32 (storage unit 35) stores the target posture in advance as an posture capable of stably storing sediment and the like, and the controller 32 (command determination unit 37) stores the current posture and the target posture. It is also possible to execute drive control of the
例えば、図1の二点鎖線で示すようなバケット7の水平姿勢を目標姿勢としてコントローラ32に記憶させることにより、アーム6の押し側への駆動制御中にバケット7を水平姿勢に近づけて土砂等を安定して蓄えておくことができる。上述のように、基本姿勢は、バケットに土砂等を蓄えることができる姿勢とバケット7に土砂等を蓄えることが困難な姿勢との境界の姿勢として設定されたものである。そのため、目標姿勢を基本姿勢から掘削側に90°回動した姿勢とすれば、土砂等を比較的に安定して蓄えることができる。
For example, by causing the
上記のようにコントローラ32が目標姿勢を予め記憶している場合、図5に示すフローチャートにおけるステップS10及びS11を省略することができる。具体的に、ステップS9でYESと判定されると回避処理Tが実行される一方、ステップS9でNOと判定されると回避処理Tを実行することなくステップS1にリターンする。さらに、図6にフローチャートにおいてステップT2〜T6を省略することができる。具体的に、ステップT1の実行後、ステップT7が実行され、ステップT7においてYESと判定されるとステップT8が実行され、ステップT8においてYESと判定されるとステップT9が実行される。ステップT7及びT8においてNOと判定されると、ステップS1にリターンする。
When the
なお、上記のように制御開始条件及び制御停止条件を調整する場合、制御開始面C1及び制御停止面C2の運転席17aからの距離は必要に応じて変更される。
When adjusting the control start condition and the control stop condition as described above, the distances from the driver's
建設機械は、油圧式のものに限定されず、ハイブリッド式又は電気式のものでもよい。 The construction machine is not limited to a hydraulic type, and may be a hybrid type or an electric type.
C1 制御開始面(基準面を含む面)
J5 バケットピン(バケットのアームに対する回動中心を定義するもの)
1 油圧ショベル(建設機械の一例)
2 下部走行体(機体の一例)
3 上部旋回体(機体の一例)
4 アタッチメント
5 ブーム
6 アーム
7 バケット
12 ブーム角度センサ(位置検出手段及び姿勢検出手段の一例)
13 オフセット角度センサ(位置検出手段及び姿勢検出手段の一例)
14 アーム角度センサ(位置検出手段及び姿勢検出手段の一例)
15 バケット角度センサ(位置検出手段及び姿勢検出手段の一例)
17a 運転席
27 バケット操作手段
30、31 圧力センサ(バケット操作検出器)
32 コントローラ
C1 Control start surface (surface including reference surface)
J5 Bucket pin (defining the rotation center for the bucket arm)
1 Hydraulic excavator (an example of construction machinery)
2 Lower traveling body (an example of the aircraft)
3 Upper revolving structure (an example of the aircraft)
4
13 Offset angle sensor (an example of position detecting means and posture detecting means)
14 Arm angle sensor (an example of position detecting means and posture detecting means)
15 Bucket angle sensor (an example of position detection means and posture detection means)
17a Driver's
32 controller
Claims (5)
機体と、
前記機体に設けられた運転席と、
前記機体に対して回動可能に取り付けられたブームと、前記ブームに対して回動可能に取り付けられたアームと、前記アームに対して回動可能に取り付けられたバケットと、を有するアタッチメントと、
前記機体に対する前記バケットの位置を特定するための情報を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された情報に基づいて前記バケットが前記運転席に対して予め設定された制御開始距離まで近づいたときに前記アームを押し側に駆動制御するとともに前記バケットを掘削側に駆動制御するコントローラと、
前記バケットの姿勢を特定するための情報を検出する姿勢検出手段と、を備え、
前記コントローラは、前記バケットが前記制御開始距離まで近づいたときに前記姿勢検出手段により検出された情報に基づいて前記バケットの接近時姿勢を特定し、予め設定された基本姿勢に対して前記接近時姿勢が掘削側に回動しているときに当該バケットの掘削側への駆動制御を実行する一方、前記接近時姿勢が前記基本姿勢に一致するとき又は前記基本姿勢よりも開き側に回動しているときに当該バケットの掘削側への駆動制御の実行を禁止する、建設機械。 A construction machine,
The aircraft,
A driver's seat provided on the aircraft,
An attachment having a boom rotatably attached to the airframe, an arm rotatably attached to the boom, and a bucket rotatably attached to the arm;
Position detecting means for detecting information for specifying the position of the bucket with respect to the airframe;
Based on the information detected by the position detecting means, when the bucket approaches the control start distance set in advance with respect to the driver's seat, the arm is driven to the push side and the bucket is driven to the excavation side. A controller to control;
Posture detecting means for detecting information for specifying the posture of the bucket,
The controller specifies an approaching posture of the bucket based on information detected by the posture detecting means when the bucket is close to the control start distance, and the approaching approach to a preset basic posture When the posture is rotated to the excavation side, drive control of the bucket to the excavation side is executed, while when the approaching posture coincides with the basic posture or to the opening side from the basic posture. A construction machine that prohibits execution of drive control to the excavation side of the bucket.
前記姿勢検出手段は、前記バケットの前記アームに対する回動中心の位置及び前記バケットの先端部の位置を特定するための情報を検出可能であり、
前記コントローラは、前記姿勢検出手段により検出された情報に基づいて、前記バケットの先端部が前記運転席を基準とした前後方向において前記回動中心よりも後ろに位置するときに前記基本姿勢に対して前記接近時姿勢が掘削側に回動していると判定する一方、前記バケットの先端部が前記回動中心の前記前後方向の位置と同じ位置又はこれよりも前に位置するときに前記基本姿勢に対して前記接近時姿勢が開き側に回動していると判定する、建設機械。 The construction machine according to claim 1,
The posture detection means can detect information for specifying the position of the rotation center of the bucket with respect to the arm and the position of the tip of the bucket,
Based on the information detected by the posture detection means, the controller determines whether the tip of the bucket is positioned behind the center of rotation in the front-rear direction with respect to the driver seat. When the approaching posture is determined to be rotating toward the excavation side, the basic position is determined when the tip of the bucket is positioned at the same position as or in front of the position in the front-rear direction of the rotation center. A construction machine that determines that the approaching posture rotates to the open side with respect to the posture.
前記コントローラは、前記前後方向において前記運転席の前方で前記前後方向と直交する左右方向及び上下方向に沿って延びる基準面を予め記憶し、前記バケットの先端部及び前記回動中心の少なくとも一方が前記基準面に到達したときに前記制御開始距離まで前記バケットが近付いたと判定し、前記バケットの先端部が前記回動中心よりも先に前記基準面に到達したときに前記基本姿勢に対して前記接近時姿勢が掘削側に回動していると判定する一方、前記バケットの先端部が前記回動中心と同時又はこれよりも後に前記基準面に到達したときに前記基本姿勢に対して前記接近時姿勢が開き側に回動していると判定する、建設機械。 A construction machine according to claim 2,
The controller stores in advance a reference plane extending in the left-right direction and the vertical direction perpendicular to the front-rear direction in front of the driver seat in the front-rear direction, and at least one of the tip end portion of the bucket and the rotation center is When the reference plane is reached, it is determined that the bucket has approached the control start distance, and when the tip of the bucket reaches the reference plane before the rotation center, the bucket is While it is determined that the approaching posture is turning to the excavation side, the approaching to the basic posture is achieved when the tip of the bucket reaches the reference plane at the same time as or after the turning center. A construction machine that determines that the time posture rotates to the open side.
前記コントローラは、前記アームの押し側への駆動制御中に前記姿勢検出手段により検出された情報に基づいて前記バケットの現在姿勢を特定し、前記現在姿勢と前記接近時姿勢との偏差を埋めるように前記バケットの掘削側への駆動制御を行う、建設機械。 The construction machine according to any one of claims 1 to 3,
The controller specifies the current posture of the bucket based on information detected by the posture detection means during drive control of the arm to the pushing side, and fills a deviation between the current posture and the posture at the time of approach. A construction machine that performs drive control to the excavation side of the bucket.
前記コントローラは、前記接近時姿勢が前記基本姿勢に対して掘削側に回動し、かつ、前記バケット操作検出器により前記バケット操作手段の操作が行われていないと検出されたときに前記バケットの掘削側への駆動制御を行う一方、前記接近時姿勢が前記基本姿勢に対して掘削側に回動し、かつ、前記バケット操作検出器により前記バケット操作手段の操作が行われていると判定されたときに前記バケットの掘削側への駆動制御を禁止する、建設機械。 The construction machine according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a bucket operation means for operating the bucket; and a bucket operation detector that detects whether or not the bucket operation means is operated,
The controller is configured to rotate the bucket when the approaching attitude rotates to the excavation side with respect to the basic attitude and the bucket operation detector detects that the bucket operation means is not operated. While performing drive control to the excavation side, it is determined that the approaching posture rotates to the excavation side with respect to the basic posture, and that the bucket operation means is operated by the bucket operation detector. A construction machine that prohibits drive control of the bucket toward the excavation side.
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