JP2574671B2 - パワ−シヨベルにおける作業機の制御装置 - Google Patents
パワ−シヨベルにおける作業機の制御装置Info
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- JP2574671B2 JP2574671B2 JP60224381A JP22438185A JP2574671B2 JP 2574671 B2 JP2574671 B2 JP 2574671B2 JP 60224381 A JP60224381 A JP 60224381A JP 22438185 A JP22438185 A JP 22438185A JP 2574671 B2 JP2574671 B2 JP 2574671B2
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/36—Component parts
- E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
- E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
- E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパワーショベルにおける作業機の制御装置に
関し、特に各作業機を複合動作させる場合の補正装置に
関する。
関し、特に各作業機を複合動作させる場合の補正装置に
関する。
従来、パワーショベルの操作性向上のために、操作レ
バーによって作業機先端部（アーム先端点あるいはバケ
ット刃先点）の速度ベクトルを指令するようにし、この
指令した速度ベクトルの方向および速度で作業機先端部
を移動させるためのブーム回動速度、アーム回動速度等
を求め、これらの回動速度でブーム、アーム等を自動で
同時制御するようにしたものがある（特開昭55-3003
8）。
バーによって作業機先端部（アーム先端点あるいはバケ
ット刃先点）の速度ベクトルを指令するようにし、この
指令した速度ベクトルの方向および速度で作業機先端部
を移動させるためのブーム回動速度、アーム回動速度等
を求め、これらの回動速度でブーム、アーム等を自動で
同時制御するようにしたものがある（特開昭55-3003
8）。
しかしながら、上記速度ベクトルに対応した回動速度
指令によって作業機先端部を速度制御する際にブーム、
アーム、バケットの各種作業のうちいずれか１つ又は複
数が流量飽和を起こした場合、あるいは各作業機の応答
遅れ、負荷外乱、制御系の定常偏差等の速度外乱が生じ
た場合、速度ベクトルで指令した目標軌跡から作業機先
端部がずれるといった問題があった。
指令によって作業機先端部を速度制御する際にブーム、
アーム、バケットの各種作業のうちいずれか１つ又は複
数が流量飽和を起こした場合、あるいは各作業機の応答
遅れ、負荷外乱、制御系の定常偏差等の速度外乱が生じ
た場合、速度ベクトルで指令した目標軌跡から作業機先
端部がずれるといった問題があった。
例えば、第５図に示すように、水平の直線掘削を行な
うための速度ベクトルを与えると、この速度ベクトル
に対応した回動速度指令によって、ブーム１は反時計
回り方向CCW、アーム２は時計回り方向に回動するが、
いま前述の流量飽和等がアーム２に発生し、アーム回動
速度がその指令値まで達しなかったとすると、アーム先
端の軌跡はCC′のように上方に向かう。
うための速度ベクトルを与えると、この速度ベクトル
に対応した回動速度指令によって、ブーム１は反時計
回り方向CCW、アーム２は時計回り方向に回動するが、
いま前述の流量飽和等がアーム２に発生し、アーム回動
速度がその指令値まで達しなかったとすると、アーム先
端の軌跡はCC′のように上方に向かう。
このように、流量飽和等が発生する毎に、速度ベクト
ル指令による目標軌跡と実機の軌跡がずれてしまうの
で、掘削や運搬など各種作業が思うように実施できなく
なり、またオペレータの意図しない方向へ作業機が動く
可能性もあり、安全面についても問題があった。
ル指令による目標軌跡と実機の軌跡がずれてしまうの
で、掘削や運搬など各種作業が思うように実施できなく
なり、またオペレータの意図しない方向へ作業機が動く
可能性もあり、安全面についても問題があった。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、流量飽和
等によって各作業機のうちいずれか１つ又は複数が指令
速度まで実機速度が達しない時、作業機先端部が目標の
方向からずれないようにすることができるパワーショベ
ルにおける作業機の制御装置を提供することにある。
等によって各作業機のうちいずれか１つ又は複数が指令
速度まで実機速度が達しない時、作業機先端部が目標の
方向からずれないようにすることができるパワーショベ
ルにおける作業機の制御装置を提供することにある。
本発明によれば、作業機先端部の移動すべき速度ベク
トルを指令し、この指令した通りに作業機先端部を移動
させるためのブーム回動速度指令およびアーム回動速度
指令を求め、これらの回動速度指令に基づいて作業機ア
クチュエータを複合制御する装置において、実機のブー
ム回動速度およびアーム回動速度を検出する回動速度検
出手段と、この回動速度検出手段によって検出したブー
ム回動速度に対するアーム回動速度の比が、ブーム回動
速度指令に対するアーム回動速度指令の比と一致するよ
うに、回動速度指令のうちいずれか一方を補正する手段
とを具備して構成されている。
トルを指令し、この指令した通りに作業機先端部を移動
させるためのブーム回動速度指令およびアーム回動速度
指令を求め、これらの回動速度指令に基づいて作業機ア
クチュエータを複合制御する装置において、実機のブー
ム回動速度およびアーム回動速度を検出する回動速度検
出手段と、この回動速度検出手段によって検出したブー
ム回動速度に対するアーム回動速度の比が、ブーム回動
速度指令に対するアーム回動速度指令の比と一致するよ
うに、回動速度指令のうちいずれか一方を補正する手段
とを具備して構成されている。
すなわち、速度ベクトル指令通りに作業機先端部を移
動させるに必要なブーム回動速度指令およびアーム回動
速度指令を求め、これらの回動速度指令に基づいて作業
機アクチュエータを複合制御中に、作業機アクチュエー
タのうちのいずれか１つ又は複数が流量飽和等によって
指令速度通りに動かない場合、すなわちブーム回動速度
指令に対するアーム回動速度指令の比と実機のブーム回
動速度に対するアーム回動速度の比が不一致となる場合
には、回動速度指令の比に実機の回動速度の比が一致す
るように、回動速度指令のうちの一方の回動速度指令を
補正する。これにより、作業機先端部の移動方向は指令
された方向と一致するようになる。
動させるに必要なブーム回動速度指令およびアーム回動
速度指令を求め、これらの回動速度指令に基づいて作業
機アクチュエータを複合制御中に、作業機アクチュエー
タのうちのいずれか１つ又は複数が流量飽和等によって
指令速度通りに動かない場合、すなわちブーム回動速度
指令に対するアーム回動速度指令の比と実機のブーム回
動速度に対するアーム回動速度の比が不一致となる場合
には、回動速度指令の比に実機の回動速度の比が一致す
るように、回動速度指令のうちの一方の回動速度指令を
補正する。これにより、作業機先端部の移動方向は指令
された方向と一致するようになる。
以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。
まず、本発明を原理的に説明する。第４図はパワーシ
ョベルのブーム１、アーム２、バケット３の各作業機を
模式的に示したもので、各作業機を含む平面をxy座標平
面とし、ブーム１の回動点Ａを座標原点としている。
ョベルのブーム１、アーム２、バケット３の各作業機を
模式的に示したもので、各作業機を含む平面をxy座標平
面とし、ブーム１の回動点Ａを座標原点としている。
ここで、アーム先端点Ｃを指令した速度ベクトル通り
に移動させる制御について説明すると、アーム先端点Ｃ
の座標（xc,yc）は、次式、 で与えられる。ここで、l1およびl2はそれぞれブーム長
（線分ABの長さ）およびアーム長（線分BCの長さ）を示
し、αおよびβはそれぞれブーム角およびアーム角を示
す。
に移動させる制御について説明すると、アーム先端点Ｃ
の座標（xc,yc）は、次式、 で与えられる。ここで、l1およびl2はそれぞれブーム長
（線分ABの長さ）およびアーム長（線分BCの長さ）を示
し、αおよびβはそれぞれブーム角およびアーム角を示
す。
次に、上記第（１）式の座標（xc,yc）を時間微分
し、ｘ軸およびｙ軸方向の速度成分（c，c）を求め
ると次式のようになる。c ＝l1cosα＋（＋）l2cos（α＋β）c ＝−l1sinα−（＋）l2sin（α＋β） …（２） したがって、アーム先端点Ｃを速度（c，c）とな
るように速度制御するためには、上記第（２）式を満足
するブーム回動速度およびアーム回動速度、すなわ
ち次式によって求められるブーム回動速度およびアー
ム回動速度でブーム１およびフーム２の回動速度制御
を行なえばよい。
し、ｘ軸およびｙ軸方向の速度成分（c，c）を求め
ると次式のようになる。c ＝l1cosα＋（＋）l2cos（α＋β）c ＝−l1sinα−（＋）l2sin（α＋β） …（２） したがって、アーム先端点Ｃを速度（c，c）とな
るように速度制御するためには、上記第（２）式を満足
するブーム回動速度およびアーム回動速度、すなわ
ち次式によって求められるブーム回動速度およびアー
ム回動速度でブーム１およびフーム２の回動速度制御
を行なえばよい。
さて、上記のようにして求められる回動速度によって
各作業機を複合制御する際に、各作業機のうちいずれか
が流量飽和を起こした場合、あるいは各作業機の応答遅
れ、負荷外乱、制御系の定常偏差等の速度外乱が生じた
場合でも、速度ベクトル指令の各速度成分の比（ref
／ref）と実機の速度ベクトルの各速度成分の比（
／）とを一定に保ちさえすれば、目標の方向と実機の
方向がずれることはない。
各作業機を複合制御する際に、各作業機のうちいずれか
が流量飽和を起こした場合、あるいは各作業機の応答遅
れ、負荷外乱、制御系の定常偏差等の速度外乱が生じた
場合でも、速度ベクトル指令の各速度成分の比（ref
／ref）と実機の速度ベクトルの各速度成分の比（
／）とを一定に保ちさえすれば、目標の方向と実機の
方向がずれることはない。
また、上記第（３）式はある任意の動作点ではα，β
は定数とみなされるので線形である。よってアーム先端
点Ｃの移動方向を目標方向に一致させるには、実機のブ
ーム回動速度に対するアーム回動速度の比（／）を
ブーム回動速度指令に対するアーム回動速度指令の比
（ref／ref）に一致させればよい。
は定数とみなされるので線形である。よってアーム先端
点Ｃの移動方向を目標方向に一致させるには、実機のブ
ーム回動速度に対するアーム回動速度の比（／）を
ブーム回動速度指令に対するアーム回動速度指令の比
（ref／ref）に一致させればよい。
例えば、ブームが流量飽和をおこして指令速度通りに
動かない場合、すなわち｜｜＜｜ref｜になった場
合、アーム回動速度指令refを、 に置き換えれば、実機の速度比（／）は目標方向に
対応した比に保たれる。逆に、アームが流量飽和をおこ
したら、ブーム回動速度指令refを、 にすればよい。
動かない場合、すなわち｜｜＜｜ref｜になった場
合、アーム回動速度指令refを、 に置き換えれば、実機の速度比（／）は目標方向に
対応した比に保たれる。逆に、アームが流量飽和をおこ
したら、ブーム回動速度指令refを、 にすればよい。
また、流量飽和以外の原因によって、｜｜＜｜
ref｜あるいは｜｜＜｜ref｜となる場合も、上記と
同様にして回動速度指令を補正することにより、実機を
目標方向に移動させることができる。
ref｜あるいは｜｜＜｜ref｜となる場合も、上記と
同様にして回動速度指令を補正することにより、実機を
目標方向に移動させることができる。
例えばと大きい方を規準として、小さい方の回動
速度指令を次式に示すように補正する。
速度指令を次式に示すように補正する。
なお、refとrefの大きい方を規準としてもよい。
また、流量飽和の問題を除外して考えるならば、小さい
方を規準としてもよいし、更には／refと／ref
の小さい方を規準とし、規準以外の作業機の回動速度指
令に対して上記小さい比を乗算して回動速度指令を補正
してもよい。
また、流量飽和の問題を除外して考えるならば、小さい
方を規準としてもよいし、更には／refと／ref
の小さい方を規準とし、規準以外の作業機の回動速度指
令に対して上記小さい比を乗算して回動速度指令を補正
してもよい。
次に、本発明をアーム先端点を速度ベクトル指令通り
に移動させる一実施例に基づいて説明する。第１図は本
発明の一実施例を示すブロック図で、特に作業機が流量
飽和によって指令通りに動かない場合に関して示してい
る。
に移動させる一実施例に基づいて説明する。第１図は本
発明の一実施例を示すブロック図で、特に作業機が流量
飽和によって指令通りに動かない場合に関して示してい
る。
同図において、操作レバー10は運転席の適宜位置に片
持梁状に配設されるジョイスティックの操作レバーで、
その操作方向によってアーム先端点Ｃの進行方向を指令
し、その操作量によってアーム先端点Ｃの進行方向を指
令し、その操作量によってアーム先端点Ｃの進行速度を
指令する。この操作レバー10によって設定されるアーム
先端点Ｃの進行方向および進行速度、すなわちアーム先
端点Ｃの速度ベクトルの各速度成分（▲ref c▼，▲
ref c▼）を示す信号は、座標変換回路11に加えられる。
なお、操作レバー10が操作されていないときにはこの操
作レバー10は中立位置をとり、上記各速度指令は全て０
となる。
持梁状に配設されるジョイスティックの操作レバーで、
その操作方向によってアーム先端点Ｃの進行方向を指令
し、その操作量によってアーム先端点Ｃの進行方向を指
令し、その操作量によってアーム先端点Ｃの進行速度を
指令する。この操作レバー10によって設定されるアーム
先端点Ｃの進行方向および進行速度、すなわちアーム先
端点Ｃの速度ベクトルの各速度成分（▲ref c▼，▲
ref c▼）を示す信号は、座標変換回路11に加えられる。
なお、操作レバー10が操作されていないときにはこの操
作レバー10は中立位置をとり、上記各速度指令は全て０
となる。
座標変換回路11の他の入力には、ブーム角検出器21お
よびアーム角検出器31からそれぞれ実機のブーム角αお
よびアーム角βを示す信号が加えられている。座標変換
回路11は、入力する速度ベクトルの各速度成分（▲
ref c▼，▲ref c▼）を示す信号、ブーム角αおよびア
ーム角βを示す信号に基づいて、アーム先端点Ｃを上記
速度ベクトル通りに移動させるために必要なブーム回動
速度refおよびアーム回動速度refを算出する（第
（３）式参照）。
よびアーム角検出器31からそれぞれ実機のブーム角αお
よびアーム角βを示す信号が加えられている。座標変換
回路11は、入力する速度ベクトルの各速度成分（▲
ref c▼，▲ref c▼）を示す信号、ブーム角αおよびア
ーム角βを示す信号に基づいて、アーム先端点Ｃを上記
速度ベクトル通りに移動させるために必要なブーム回動
速度refおよびアーム回動速度refを算出する（第
（３）式参照）。
このようにして算出したブーム回動速度refを示す
信号は切替スイッチ22の接点22a、除算器23および乗算
器24に加えられ、同様にアーム回動速度refを示す信
号は切替スイッチ32の接点32a、除算器33および乗算器3
4に加えられる。
信号は切替スイッチ22の接点22a、除算器23および乗算
器24に加えられ、同様にアーム回動速度refを示す信
号は切替スイッチ32の接点32a、除算器33および乗算器3
4に加えられる。
除算器23は他の入力にブーム回動速度演算回路25から
ブーム１の実際の回動速度を示す信号が加えられてお
り、これらの２入力の除算（／ref）を行ない、そ
の商を示す信号を乗算器34の他の入力に加える。なお、
ブーム回動速度演算回路25は、ブーム角検出器21から加
わるブーム角αの単位時間当りの差分演算を行なうこと
によりブーム回動速度を求めるようにしている。
ブーム１の実際の回動速度を示す信号が加えられてお
り、これらの２入力の除算（／ref）を行ない、そ
の商を示す信号を乗算器34の他の入力に加える。なお、
ブーム回動速度演算回路25は、ブーム角検出器21から加
わるブーム角αの単位時間当りの差分演算を行なうこと
によりブーム回動速度を求めるようにしている。
同様に除算器33は他の入力にアーム回動速度演算回路
35からアーム２の実際の回動速度を示す信号が加えら
れており、これらの２入力の除算（／ref）を行な
い、その商を示す信号を乗算器24の他の入力に加える。
35からアーム２の実際の回動速度を示す信号が加えら
れており、これらの２入力の除算（／ref）を行な
い、その商を示す信号を乗算器24の他の入力に加える。
乗算器24および34はそれぞれ２入力を乗算し、その積
を示す信号を切替スイッチ22および32の接点22bおよび3
42bに加える。すなわち、切替スイッチ22の接点22bに
は、ref×（／ref）を示す信号が加えられ、切替
スイッチ32の接点32bには、ref×（／ref）を示
す信号が加えられる。
を示す信号を切替スイッチ22および32の接点22bおよび3
42bに加える。すなわち、切替スイッチ22の接点22bに
は、ref×（／ref）を示す信号が加えられ、切替
スイッチ32の接点32bには、ref×（／ref）を示
す信号が加えられる。
切替スイッチ22は接点22aおよび22bに加わる信号のう
ち、いずれか一方を選択し、その選択した信号を、ブー
ム１の回動速度の目標値として加算点26に加える。なお
切替スイッチ22の可動接片22cの切替えは、後述する流
量飽和検出器39の出力によって行なわれ、流量飽和検出
器39から切替信号が加えられると、その可動接片22cを
接点22bに切り替える。
ち、いずれか一方を選択し、その選択した信号を、ブー
ム１の回動速度の目標値として加算点26に加える。なお
切替スイッチ22の可動接片22cの切替えは、後述する流
量飽和検出器39の出力によって行なわれ、流量飽和検出
器39から切替信号が加えられると、その可動接片22cを
接点22bに切り替える。
加算点26の他の入力には、ブーム回動速度を示すフ
ィードバック量が加えられており、加算点26はここで目
標回動速度に対する偏差をとり、その偏差信号をPID補
償器27に加える。
ィードバック量が加えられており、加算点26はここで目
標回動速度に対する偏差をとり、その偏差信号をPID補
償器27に加える。
PID補償器27は上記偏差を速かに打消し、かつ安定し
た制御を行なうように入力信号の比例・積分・微分補償
を行ない、その補償を行なった信号をそれぞれ流量制御
弁28および流量飽和検出器29に出力する。
た制御を行なうように入力信号の比例・積分・微分補償
を行ない、その補償を行なった信号をそれぞれ流量制御
弁28および流量飽和検出器29に出力する。
流量制御弁28は、第２図に示すように入力信号が−Vs
からVsの範囲内にあるときには、入力信号応じた流量の
圧油をブームシリンダ４に供給し、また、入力信号が上
記範囲を越える場合には流量飽和を起こし、一定の飽和
流量の圧油をブームシリンダ４に供給する。したがっ
て、入力信号が上記範囲内にあるときには、ブーム１は
目標回動速度となるように回動制御されるが、入力信号
が上記範囲外にあるときには、ブーム１は飽和流量によ
って定まる一定の回動速度で回動制御される。
からVsの範囲内にあるときには、入力信号応じた流量の
圧油をブームシリンダ４に供給し、また、入力信号が上
記範囲を越える場合には流量飽和を起こし、一定の飽和
流量の圧油をブームシリンダ４に供給する。したがっ
て、入力信号が上記範囲内にあるときには、ブーム１は
目標回動速度となるように回動制御されるが、入力信号
が上記範囲外にあるときには、ブーム１は飽和流量によ
って定まる一定の回動速度で回動制御される。
流量飽和検出器29は入力信号が−VsからVsの範囲内に
あるか否かによって流量飽和を起こしているか否か検出
し、流量飽和を起こしていることを検出（入力信号が上
記範囲外にあることを検出）すると、切替スイッチ32に
切替信号を出力する。
あるか否かによって流量飽和を起こしているか否か検出
し、流量飽和を起こしていることを検出（入力信号が上
記範囲外にあることを検出）すると、切替スイッチ32に
切替信号を出力する。
また、アーム２の制御系についても上記と同様に、切
替スイッチ32は接点32aおよび32bに加わる信号のうち、
いずれか一方を流量飽和検出器29からの出力によって選
択し、その選択した信号を、アーム２の回動速度の目標
値として加算点36に加える。
替スイッチ32は接点32aおよび32bに加わる信号のうち、
いずれか一方を流量飽和検出器29からの出力によって選
択し、その選択した信号を、アーム２の回動速度の目標
値として加算点36に加える。
加算点36の他の入力にはアーム回動速度を示すフィ
ードバック量が加えられており、加算点36はここで目標
回動速度に対する偏差をとり、その偏差信号をPID補償
器37を介してそれぞれ流量制御弁38および流量飽和検出
器39に出力する。
ードバック量が加えられており、加算点36はここで目標
回動速度に対する偏差をとり、その偏差信号をPID補償
器37を介してそれぞれ流量制御弁38および流量飽和検出
器39に出力する。
流量制御弁38は第２図に示すように入力信号が−Vsか
らVsの範囲内にあるときには、入力信号に応じた流量の
圧油をアームシリンダ５に供給し、入力信号が上記範囲
を越える場合には流量飽和起こし、一定の飽和流量の圧
油をアームシリンダ５に供給する。また、流量飽和検出
器39は入力信号が上記範囲外にあることを検出すると、
切替スイッチ22に切替信号を出力する。
らVsの範囲内にあるときには、入力信号に応じた流量の
圧油をアームシリンダ５に供給し、入力信号が上記範囲
を越える場合には流量飽和起こし、一定の飽和流量の圧
油をアームシリンダ５に供給する。また、流量飽和検出
器39は入力信号が上記範囲外にあることを検出すると、
切替スイッチ22に切替信号を出力する。
したがって、流量飽和検出器29および39のいずれもが
流量飽和を検出しないときには、ブーム回動速度指令
refおよびアーム回動速度指令refに基づいてブーム１
およびアーム２が制御されるため、アーム先端点Ｃは操
作レバー10によって指令された速度ベクトル通りに移動
することになる。
流量飽和を検出しないときには、ブーム回動速度指令
refおよびアーム回動速度指令refに基づいてブーム１
およびアーム２が制御されるため、アーム先端点Ｃは操
作レバー10によって指令された速度ベクトル通りに移動
することになる。
一方、例えばアーム２の流量飽和を起こした場合に
は、切替スイッチ22は流量飽和検出器39からの切替信号
によってその可動接片22cが接点22bに切り替えられる。
したがって、このときの目標とするブーム回動速度指令
は、refからref×（／ref）に切り替えられ
る。
は、切替スイッチ22は流量飽和検出器39からの切替信号
によってその可動接片22cが接点22bに切り替えられる。
したがって、このときの目標とするブーム回動速度指令
は、refからref×（／ref）に切り替えられ
る。
これにより、ブーム３側には流量飽和がなく、ブーム
３が上記切り替えられた目標回動速度通りに動くとする
と、実機のブーム回動速度に対するアーム回動速度
の比は、次式、 に示すように、操作レバー10によって指令されたブーム
回動速度指令refに対するアーム回動速度指令refの
比と一致する。したがって、アーム先端点Ｃは操作レバ
ー10によって指令された速度ベクトルの方向と同一方向
に移動することになる。なお、ブーム２側が流量飽和を
起こした場合にも、上記と同様にアーム先端点Ｃの移動
方向は指令された方向と一致するように制御される。
３が上記切り替えられた目標回動速度通りに動くとする
と、実機のブーム回動速度に対するアーム回動速度
の比は、次式、 に示すように、操作レバー10によって指令されたブーム
回動速度指令refに対するアーム回動速度指令refの
比と一致する。したがって、アーム先端点Ｃは操作レバ
ー10によって指令された速度ベクトルの方向と同一方向
に移動することになる。なお、ブーム２側が流量飽和を
起こした場合にも、上記と同様にアーム先端点Ｃの移動
方向は指令された方向と一致するように制御される。
第３図は本発明の他の実施例を示すブロック図であ
る。この実施例と第１図に示した実施例との相違点は、
第１図においては切替スイッチ22および32の切替えを、
それぞれ流量飽和検出器39および29の出力によって行な
っているのに対し、第３図においては判別回路40の出力
によって行なっている点にある。したがって、ここでは
第１図と同一箇所には同じ番号を付し、その詳細な説明
は省略し、判別回路40による切替スイッチ22および32の
切替えについてのみ説明する。
る。この実施例と第１図に示した実施例との相違点は、
第１図においては切替スイッチ22および32の切替えを、
それぞれ流量飽和検出器39および29の出力によって行な
っているのに対し、第３図においては判別回路40の出力
によって行なっている点にある。したがって、ここでは
第１図と同一箇所には同じ番号を付し、その詳細な説明
は省略し、判別回路40による切替スイッチ22および32の
切替えについてのみ説明する。
判別回路40には、それぞれ除算器23および37からブー
ム回動速度指令refに対する実機のブーム回動速度
の比（／ref）およびアーム回動速度指令refに対
する実機のアーム回動速度の比（／ref）を示す
信号が加えられている。
ム回動速度指令refに対する実機のブーム回動速度
の比（／ref）およびアーム回動速度指令refに対
する実機のアーム回動速度の比（／ref）を示す
信号が加えられている。
判別回路40はこれらの２入力信号から、上記２つの比
の大小を判別し、 のときには、切替スイッチ22のみに切替信号を出力し、
一方、 のときには、切替スイッチ32のみに切替信号を出力す
る。
の大小を判別し、 のときには、切替スイッチ22のみに切替信号を出力し、
一方、 のときには、切替スイッチ32のみに切替信号を出力す
る。
したがって、上記比の大きい方の作業機、すなわち回
動速度指令に対して実機の回動速度がより忠実に応答す
る側の作業機の回動速度指令が、その回動速度指令と小
さい方の比とが乗算されてなる回動速度指令に修正され
る。
動速度指令に対して実機の回動速度がより忠実に応答す
る側の作業機の回動速度指令が、その回動速度指令と小
さい方の比とが乗算されてなる回動速度指令に修正され
る。
なお、バケットも同時制御する場合、すなわち実機の
ブーム回動速度とアーム回動速度との和の符号を反転し
た値を、バケット回動速度の目標値として、バケット対
地角一定制御を行なう場合にも、ブーム１、アーム２、
バケット３の３つの作業機関において上述の手法を用い
て、バケット刃先点Ｄが指令した方向に移動するように
補正することができる。
ブーム回動速度とアーム回動速度との和の符号を反転し
た値を、バケット回動速度の目標値として、バケット対
地角一定制御を行なう場合にも、ブーム１、アーム２、
バケット３の３つの作業機関において上述の手法を用い
て、バケット刃先点Ｄが指令した方向に移動するように
補正することができる。
以上説明したように本発明によれば、作業機先端点を
速度ベクトル指令通りに移動させるために各作業機を複
合制御する場合に、各作業機のうちのいずれか１つ又は
複数の実機速度が各種要因によって指令速度と異なって
も、他の作業機の指令速度を補正することにより、作業
機先端部が指令方向からずれないようにすることができ
る。
速度ベクトル指令通りに移動させるために各作業機を複
合制御する場合に、各作業機のうちのいずれか１つ又は
複数の実機速度が各種要因によって指令速度と異なって
も、他の作業機の指令速度を補正することにより、作業
機先端部が指令方向からずれないようにすることができ
る。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の流量制御弁の入出力特性を示すグラフ、第３図
は本発明の他の実施例を示すブロック図、第４図はパワ
ーショベルの作業機各部の角度および長さを示すために
用いた図、第５図は従来の問題点を説明するために用い
たパワーショベルの該略図である。 １……ブーム、２……アーム、３……バケット、４……
ブームシリンダ、４……アームシリンダ、10……操作レ
バー、11……座標変換回路、21……ブーム角検出器、2
2,23……切替スイッチ、23,33……除算器、24,34……乗
算器、25……ブーム回動速度演算回路、27,37……PID補
償器、28,38……流量制御弁、29,39……流量飽和検出
器、31……アーム角検出器、35……アーム回動速度演算
回路、40……判別回路。
第１図の流量制御弁の入出力特性を示すグラフ、第３図
は本発明の他の実施例を示すブロック図、第４図はパワ
ーショベルの作業機各部の角度および長さを示すために
用いた図、第５図は従来の問題点を説明するために用い
たパワーショベルの該略図である。 １……ブーム、２……アーム、３……バケット、４……
ブームシリンダ、４……アームシリンダ、10……操作レ
バー、11……座標変換回路、21……ブーム角検出器、2
2,23……切替スイッチ、23,33……除算器、24,34……乗
算器、25……ブーム回動速度演算回路、27,37……PID補
償器、28,38……流量制御弁、29,39……流量飽和検出
器、31……アーム角検出器、35……アーム回動速度演算
回路、40……判別回路。
Claims (4)
- 【請求項１】作業機先端部の移動すべき速度ベクトルを
設定する速度ベクトル設定手段と、 ブーム角およびアーム角をそれぞれ検出する角度検出手
段と、 ブーム回動速度およびアーム回動速度を夫々検出する回
動速度検出手段と、 前記速度ベクトル設定手段によって設定された速度ベク
トルおよび前記角度検出手段の検出角度に基づいて作業
機先端部の速度ベクトルが上記設定された速度ベクトル
に一致するようにそれぞれブーム回動速度指令およびア
ーム回動速度指令を求める第１の演算手段と、 前記第１の演算手段によって求めたブーム回動速度指令
およびアーム回動速度指令に基づいてそれぞれブームシ
リンダおよびアームシリンダへの圧油供給流量を制御す
る流量制御手段と、 前記回動速度検出手段によって検出したブーム回動速度
に対するアーム回動速度の比が、前記第１の演算手段に
よって求めたブーム回動速度指令に対するアーム回動速
度指令の比と一致するように前記第１の演算手段から出
力される回動速度指令のうちいずれか一方を補正する第
２の演算手段と、 を具えたパワーショベルにおける作業機の制御装置。 - 【請求項２】前記第２の演算手段は、 ブームシリンダおよびアームシリンダへの圧油供給流量
の流量飽和を検出する手段と、 前記第１の演算手段によって求めた回動速度指令のうち
流量飽和が生じた作業機の回動速度指令に対するその作
業機の実際の回動速度の比を求める手段と、 この求めた比を流量飽和が生じない他の作業機の回動速
度指令に乗算する手段と、 を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
パワーショベルにおける作業機の制御装置。 - 【請求項３】前記第２の演算手段は、 前記回動速度検出手段によって検出した回動速度のうち
大きい方の回動速度を検出する手段と、 前記第１の演算手段によって求めた回動速度指令のうち
実際の回動速度が大きい作業機の回動速度指令に対する
その作業機の回動速度の比を求める手段と、 この求めた比を回動速度の小さい他の作業機の回動速度
指令に乗算する手段と、 を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
パワーショベルにおける作業機の制御装置。 - 【請求項４】前記第２の演算手段は、 前記回動速度検出手段によって検出した回動速度および
前記第１の演算手段によって求めた回動速度指令からブ
ーム回動速度指令と実際のブーム回動速度との比および
アーム回動速度指令と実際のアーム回動速度指令との比
を求める手段と、 前記求めた比のうち小さい方の比を比の大きい他の作業
機の回動速度指令に乗算する手段と、 を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
パワーショベルにおける作業機の制御装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60224381A JP2574671B2 (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | パワ−シヨベルにおける作業機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60224381A JP2574671B2 (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | パワ−シヨベルにおける作業機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6282127A JPS6282127A (ja) | 1987-04-15 |
| JP2574671B2 true JP2574671B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=16812857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60224381A Expired - Lifetime JP2574671B2 (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | パワ−シヨベルにおける作業機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2574671B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0680252B2 (ja) * | 1986-04-23 | 1994-10-12 | 日立建機株式会社 | 油圧式掘削機の掘削制御装置 |
| JPH07197485A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-01 | Komatsu Ltd | 建設機械の作業機制御装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS566567A (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-23 | Ricoh Co Ltd | Picture signal correcting circuit |
| JPS58146625A (ja) * | 1982-02-25 | 1983-09-01 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | マスタ−スレ−ブ制御装置 |
| JPS59195938A (ja) * | 1983-04-20 | 1984-11-07 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧シヨベルの直線掘削制御装置 |
| JPS6030728A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-16 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧ショベルの直線掘削制御装置 |
| JPH0633606B2 (ja) * | 1985-05-18 | 1994-05-02 | 日立建機株式会社 | 油圧シヨベルの掘削制御方法 |
-
1985
- 1985-10-08 JP JP60224381A patent/JP2574671B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6282127A (ja) | 1987-04-15 |
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