JP2018111922A - 掘削機 - Google Patents
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Abstract
Description
実施形態における起伏シリンダ134およびバケットシリンダ153)と、前記掘削装置もしくは前記掘削油圧シリンダに作用する力を検出する作用力センサと、前記掘削部位置センサにより検出された前記掘削部の位置、および前記作用力センサにより検出された前記掘削装置もしくは前記掘削油圧シリンダに作用する力に基づいて前記掘削部に作用する掘削反力を計算し、算出された掘削反力を用いて前記地面の硬さを測定する地盤強度測定部(例えば、実施形態における地盤強度測定部215)とを備えて構成される。
能である。そこで、本発明に係る掘削機は、掘削装置の先端部に設けられた掘削部の位置を検出する掘削部位置センサと、掘削装置もしくは掘削油圧シリンダに作用する力を検出する作用力センサとを備え、これらのセンサにより検出された前記掘削部の位置および、掘削装置もしくは掘削油圧シリンダに作用する力に基づいて前記掘削部に作用する掘削反力を計算し、算出された掘削反力を用いて掘削地面の硬さを測定する地盤強度測定部をさらに備えて構成される。
3および送気設備E4にも供給されている。
けられた旋回フレーム121とを有して構成される。走行フレーム111の上面側前後には、前後左右の4個の走行ローラ113が設けられている。前後左右の走行ローラ113はそれぞれ、走行フレーム111に対して左右方向にスライド移動自在に設けられている。走行フレーム111には左右2個の走行モータ114が設けられている。左右の走行モータ114はそれぞれ、不図示のギヤボックスを介して左側もしくは右側の2個の走行ローラ113を回転駆動させるように構成されている。走行体110は、左右の走行モータ114により前後左右の走行ローラ113を回転駆動させて左右の走行レール4に沿って走行移動するように構成されている。
り、当該制御バルブのスプールを駆動して当該アクチュエータを作動させることもできるように構成されている。
出されたそれぞれの情報は、コントロールユニット165のメインコントローラ165aに送信される。メインコントローラ165aは、走行体位置測定部211と、バケット位置測定部212と、地盤形状測定部213とを有して構成されている。
びに、左右の起伏シリンダ134およびバケットシリンダ153に作用する作動油圧に基づいて、バケット152に作用する掘削反力を求めるように構成されている。
、図5(b)に示すようにシリンダの作動変位量に対して掘削反力が増加し、ある時点で掘削反力が急激に減少して再び増加した場合には、当該掘削地面は硬いものの掘削が可能な地盤(可破壊地盤)であると分類できる。
る。これは、例えば上述したように、掘削可能上限値が、ブーム130の起伏位置、ブーム130の伸縮量およびバケット152の揺動位置に応じて変化する値であるということに基づく。すなわち、起伏シリンダ134の作動油圧が同じでもブームの起伏位置および伸長量に応じてバケットから地面に作用する掘削力が変化するし、バケットシリンダ153の作動油圧が同じでもバケット152の揺動位置に応じてバケット152から地面に作用する掘削力が変化するということに鑑みたものである。例えば、地盤強度推定マップにおいて、硬くて掘削が困難な地盤(難地盤)であると推定されたような地面を掘削するときには、この地面を掘削できる掘削力を発揮できる作動姿勢範囲内でのみブーム130の起伏、伸縮作動およびバケット152の揺動を許容し、それを外れる作動は規制するというような制御を行う。すなわち、地盤の堅さに応じて所定の作動規制を行うもので、軟らかくて掘削が容易な地盤(軟弱地盤)であると推定された地面を掘削するときには、作動規制は行わず、ブーム130およびバケット152を最大限に作動させても掘削作業を許可する制御を行うようになっている。
されている。このとき、衝突判定部217は、走行体110、ブーム130およびバケット152の作動速度も考慮して判定するようになっている。
の掘削地面において、掘削させたくない箇所を設定すれば、掘削許可範囲も自由に設定することができる。
110 走行体(本体部)
130 ブーム(掘削装置)
134 起伏シリンダ(掘削油圧シリンダ)
150 バケットアタッチメント(掘削装置)
152 バケット(掘削部)
153 バケットシリンダ(掘削油圧シリンダ)
165 コントロールユニット
165a メインコントローラ(掘削制御部)
165c ブーム・バケット用コントローラ(掘削制御部)
201 走行体位置センサ(本体部位置センサ)
202 旋回角度センサ(掘削部位置センサ)
203 ブーム起伏角度センサ(掘削部位置センサ)
204 ブーム伸長量センサ(掘削部位置センサ)
205 バケット揺動角度センサ(掘削部位置センサ)
208 第1掘削油圧センサ
209 第2掘削油圧センサ
211 走行体位置測定部(本体部位置センサ)
212 バケット位置測定部(掘削部位置センサ)
215 地盤強度測定部
Claims (7)
- 作業室の天井に取り付けられ、前記天井に沿って移動する本体部と、
前記本体部に上下方向に揺動可能に枢結され、先端に掘削部を有して前記作業室の地面を掘削する掘削装置と、
前記本体部に対する前記掘削装置の前記掘削部の位置を検出する掘削部位置センサと、
前記本体部に対して前記掘削装置を上下方向に揺動させて前記掘削部により前記地面を掘削させる掘削油圧シリンダと、
前記掘削装置もしくは前記掘削油圧シリンダに作用する力を検出する作用力センサと、
前記掘削部位置センサにより検出された前記掘削部の位置、および前記作用力センサにより検出された前記掘削装置もしくは前記掘削油圧シリンダに作用する力に基づいて前記掘削部に作用する掘削反力を計算し、算出された掘削反力を用いて前記地面の硬さを測定する地盤強度測定部とを備えて構成されることを特徴とする掘削機。 - 前記作用力センサは、前記掘削油圧シリンダに供給される作動油圧を検出する掘削油圧センサにより構成され、
前記地盤強度測定部は、前記掘削部位置センサおよび前記掘削油圧センサにより検出された前記掘削部の位置および前記掘削油圧シリンダへの作動油圧に基づいて前記掘削反力を計算することを特徴とする請求項1に記載の掘削機。 - 前記天井における前記本体部の位置を検出する本体部位置センサを備え、
前記地盤強度測定部は、前記本体部位置センサにより検出された前記本体部の位置に基づいて、前記掘削反力を用いて測定した前記地面の硬さの分布を前記地面の掘削表面に亘って表す地盤強度測定マップを作成することを特徴とする請求項1もしくは2に記載の掘削機。 - 前記地盤強度測定部は、前記地面の掘削表面の硬さを、その周囲の既に掘削した地面と同じ硬さであると推定し、前記地盤強度測定マップに基づいて、前記地面の掘削表面の硬さの分布を表す地盤強度推定マップを作成することを特徴とする請求項3に記載の掘削機。
- 前記地盤強度推定マップにおいて推定した前記地面の掘削表面の硬さに応じて、前記掘削装置および前記掘削油圧シリンダを駆動させて前記地面の掘削表面を掘削する制御を行う掘削制御部を備えることを特徴とする請求項4に記載の掘削機。
- 前記掘削制御部は、前記地盤強度推定マップにおいて推定した前記地面の掘削表面の硬さに応じて、前記掘削装置の許容作業姿勢範囲を変更する制御を行うことを特徴とする請求項5に記載の掘削機。
- 前記地盤強度測定部は、前記地盤強度推定マップに基づいて前記地面の掘削表面を掘削すると、前記掘削反力を用いて前記地面の硬さを測定し、前記地盤強度推定マップを修正して前記地盤強度測定マップを作成することを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の掘削機。
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