JP2749253B2 - Excavator bucket edge position detection method - Google Patents

Excavator bucket edge position detection method

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JP2749253B2
JP2749253B2 JP24815693A JP24815693A JP2749253B2 JP 2749253 B2 JP2749253 B2 JP 2749253B2 JP 24815693 A JP24815693 A JP 24815693A JP 24815693 A JP24815693 A JP 24815693A JP 2749253 B2 JP2749253 B2 JP 2749253B2
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front working
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、任意形状のバケットで
あってもそのバケットを装着したショベルのフロント作
業機系について自動的に必要なデータを収集し、自動的
にバケット刃先位置等を検出する方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention automatically collects necessary data on a front working machine system of a shovel equipped with a bucket of any shape and automatically detects a position of a blade edge of the bucket. How to do it.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4に示されるように、ショベルは下部
走行体11に旋回軸受12を介して上部旋回体およびフロン
ト作業機系が設けられている。フロント作業機系は、ブ
ーム13、スティック14およびバケット15が順次軸支さ
れ、その各部材がブームシリンダ16、スティックシリン
ダ17およびバケットシリンダ18により回動される。この
バケットシリンダ18の先端の動きはアイドラリンク19の
揺動をともなってロッド20を介しバケット15に伝えられ
る。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 4, a shovel is provided with an upper swing body and a front working machine system via a swing bearing 12 on a lower traveling body 11. In the front working machine system, a boom 13, a stick 14, and a bucket 15 are sequentially supported, and each member thereof is rotated by a boom cylinder 16, a stick cylinder 17, and a bucket cylinder 18. The movement of the tip of the bucket cylinder 18 is transmitted to the bucket 15 via the rod 20 with the swing of the idler link 19.

【0003】フロント作業機系には、各部材の回動角ま
たは各シリンダの作動ストロークを検出するセンサ、例
えば回転形または直動形のポテンショメータ等が設けら
れているから、これらのセンサによってブーム13、ステ
ィック14およびバケット15の動作量をモニターすること
ができる。
The front working machine system is provided with sensors for detecting the rotation angle of each member or the operation stroke of each cylinder, for example, a rotary or direct-acting potentiometer. , The movement amount of the stick 14 and the bucket 15 can be monitored.

【0004】このようなショベルにおいて、バケットチ
ップ15a の刃先(以下、バケット刃先1という)のフロ
ント作業機系における座標位置を算出するためには、次
のデータA〜Fが必要である。
In such a shovel, the following data A to F are required to calculate the coordinate position of the cutting edge of the bucket tip 15a (hereinafter referred to as bucket edge 1) in the front working machine system.

【0005】A.ブームリンク角(またはブームシリン
ダ16のストローク) B.ブーム形状(ブーム13のピン位置) C.スティックリンク角(またはスティックシリンダ17
のストローク) D.スティック形状(スティック14のピン位置) E.バケットリンク角(実際には土砂の問題等によりバ
ケットシリンダ18のストロークまたはアイドラリンク19
の角度をモニタする) F.バケット形状(バケット・スティック接続ピン3に
対するバケット刃先1およびバケット・ロッド接続ピン
2の各相対位置) さらに、バケット背面15b の水平面に対する角度θb
算出するためには、上記データA〜Fに加えて、G.バ
ケット形状(ピン3および刃先1間の直線とバケット背
面15b との間に挟まれたバケット背面角α) を算出する必要がある。
A. Boom link angle (or stroke of boom cylinder 16) Boom shape (pin position of boom 13) Stick link angle (or stick cylinder 17
Stroke) D. Stick shape (pin position of stick 14) Bucket link angle (actually, the stroke of bucket cylinder 18 or idler link 19
Monitor the angle of F). Bucket shape (the relative positions of the bucket cutting edge 1 and the bucket rod connection pin 2 with respect to the bucket stick connection pin 3) Further, in order to calculate the angle θ b of the bucket back surface 15b with respect to the horizontal plane, in addition to the above data A to F And G. It is necessary to calculate the bucket shape (bucket angle α between the straight line between the pin 3 and the cutting edge 1 and the bucket back surface 15b).

【0006】この種のフロント作業機系において、ブー
ム13およびスティック14は交換されることがほとんどな
いが、バケット15は必要に応じて形状の異なるものと交
換される。そして、そのバケット形状(刃先1およびピ
ン2の位置、バケット背面角α)はバリエーションが多
く、各々の形状を計測し入力する必要がある。
[0006] In this type of front working machine system, the boom 13 and the stick 14 are rarely replaced, but the bucket 15 is replaced with one having a different shape as required. There are many variations in the bucket shape (the positions of the blade edge 1 and the pin 2 and the bucket back angle α), and it is necessary to measure and input each shape.

【0007】ここで、バケット形状Fは、図5に示され
るように、バケット15に関してバケット・スティック接
続ピン3を原点とするX−Y座標において、バケット刃
先1のX座標値X13と、バケット・ロッド接続ピン2の
X座標値X23およびY座標値Y23との3サイズが分かれ
ばよい。
Here, as shown in FIG. 5, the bucket shape F is defined by an X-coordinate value X 13 of the bucket edge 1 and a bucket 3 sizes may knowing the rod connecting pin 2 of the X-coordinate value X 23 and Y-coordinate values Y 23.

【0008】さらに、バケット背面15b の水平面に対す
る角度θb を算出するためには、上記三つの数値X13
23、Y23に加えて、バケット形状Gのバケット背面角
αの数値が分かればよい。
Further, in order to calculate the angle θ b of the bucket back surface 15b with respect to the horizontal plane, the above three numerical values X 13 ,
The numerical value of the bucket back angle α of the bucket shape G only needs to be known in addition to X 23 and Y 23 .

【0009】従来は、これらの数値を求めるために予め
バケット形状を実際に計測し、その数値を入力データと
してコンピュータへ入力していたものである。
Conventionally, in order to obtain these numerical values, the bucket shape was actually measured in advance, and the numerical values were input to a computer as input data.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このため、バケットの
バリエーションごとに、またはバケットに改造を施す度
にバケット形状を計測し、データとして外部からコンピ
ュータへ入力する必要があり、しかも、バケットの形状
はバリエーションが多く、各々の形状を計測して入力す
ることは容易でない。
Therefore, it is necessary to measure the bucket shape for each variation of the bucket or each time the bucket is modified, and to input the data as an external data to a computer. There are many variations, and it is not easy to measure and input each shape.

【0011】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、任意形状のバケットであっても、そのバケットを
ショベルのフロント作業機系に装着したまま動かすこと
により、自動的に必要なデータを収集してバケット刃先
位置等を検出できる方法を提供することを目的とするも
のである。
The present invention has been made in view of the above points, and even if a bucket having an arbitrary shape is moved while the bucket is mounted on a front working machine system of a shovel, necessary data is automatically obtained. It is an object of the present invention to provide a method capable of detecting the position of a blade edge and the like by collecting the data.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、フロント作業機系を備えたショベルにおいて、この
ショベルのフロント作業機系に任意形状のバケットを装
着したまま、平坦面上でフロント作業機系を動かして任
意の異なるバケット角度にてバケット刃先を複数回接地
させ、その接地時におけるフロント作業機系の各部作動
量をモニターし、そのデータを演算処理することによ
り、フロント作業機系におけるバケット刃先位置を検出
する構成のバケット刃先位置検出方法である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a shovel having a front working machine system, wherein a front work machine system of the shovel has a front work machine system mounted on a flat surface while a bucket of an arbitrary shape is mounted. By moving the work machine system and grounding the bucket blade edge several times at arbitrary different bucket angles, monitoring the working amount of each part of the front work machine system at the time of the grounding, and processing the data, the front work machine system Is a method for detecting the position of the blade edge of the bucket.

【0013】請求項2に記載の発明は、請求項1のバケ
ット刃先位置検出方法に加えて、平坦面上でバケット背
面を接地させ、その接地時におけるフロント作業機系の
各部作動量をモニターし、そのデータを演算処理するこ
とにより、バケット背面の水平面に対する角度を検出す
る構成である。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the bucket edge position detecting method of the first aspect, the back surface of the bucket is grounded on a flat surface, and the operation amount of each part of the front working machine system at the time of the grounding is monitored. By calculating the data, the angle of the back surface of the bucket with respect to the horizontal plane is detected.

【0014】[0014]

【作用】請求項1に記載の発明は、任意形状のバケット
をショベルのフロント作業機系に装着した状態で、その
フロント作業機系を動かしてバケット刃先を異なる複数
姿勢で接地させ、その各接地時のフロント作業機系(ブ
ーム、スティックおよびバケット)の各リンク角をモニ
ターして、バケット・スティック接続ピンに対するバケ
ット刃先位置を求めることにより、フロント作業機系に
おけるバケット刃先位置を自動的に検出する。
According to the first aspect of the present invention, in a state in which a bucket of an arbitrary shape is mounted on a front working machine system of a shovel, the front working machine system is moved to ground the cutting edge of the bucket in a plurality of different postures. By monitoring each link angle of the front work machine system (boom, stick and bucket) at the time, and finding the bucket blade position with respect to the bucket stick connection pin, the bucket blade position in the front work machine system is automatically detected. .

【0015】請求項2に記載の発明は、請求項1の複数
姿勢に加えてバケット背面を接地させた姿勢でバケット
背面角を検出することにより、バケット背面の水平面に
対する角度を検出する。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the plurality of attitudes of the first aspect, the angle of the bucket rear surface with respect to the horizontal plane is detected by detecting the bucket rear angle in a posture in which the bucket rear surface is grounded.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明を図面に示される一実施例を参
照して詳細に説明する。なお、種々の演算は、フロント
作業機系の各作動部にそれぞれ設けられたセンサからの
作動量検出信号に基づき、ショベルに搭載されたコンピ
ュータにより自動的に処理して行うものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to an embodiment shown in the drawings. Note that various calculations are automatically performed by a computer mounted on the shovel based on an operation amount detection signal from a sensor provided in each operation unit of the front working machine system.

【0017】(フロント作業機系におけるバケット刃先
位置の算出方法) 〈目標〉図4において、バケットチップ15a の刃先(以
下、バケット刃先1という)のフロント作業機系におけ
る座標値を算出するためには、例えば次のようなデータ
が必要である。
(Method of Calculating Bucket Edge Position in Front Work Machine System) <Target> In FIG. 4, in order to calculate the coordinate value of the edge of the bucket tip 15a (hereinafter referred to as bucket edge 1) in the front work machine system. For example, the following data is required.

【0018】A.ブームリンク角(またはブームシリン
ダ16のストローク) B.ブーム形状(ブーム13のピン位置) C.スティックリンク角(またはスティックシリンダ17
のストローク) D.スティック形状(スティック14のピン位置) E.バケットリンク角(実際には土砂の問題等によりバ
ケットシリンダ18のストローク、アイドラリンク19の長
さおよびロッド20の長さから算出する) F.バケット形状(ピン3に対する刃先1およびピン2
の相対位置) ここで、上記Fのバケット形状は、バケット・スティッ
ク接続ピン3に対するバケット刃先1およびバケット・
ロッド接続ピン2の相対位置により決まり、図5はその
一例を表わしたものである。なお、図5における原点は
ピン3だけに限定されず、刃先1であってもピン2であ
っても良い。
A. Boom link angle (or stroke of boom cylinder 16) Boom shape (pin position of boom 13) Stick link angle (or stick cylinder 17
Stroke) D. Stick shape (pin position of stick 14) Bucket link angle (actually calculated from the stroke of bucket cylinder 18, the length of idler link 19, and the length of rod 20 due to earth and sand problems) Bucket shape (Cutting edge 1 and Pin 2 for Pin 3
Here, the bucket shape of F is defined by the bucket blade 1 and the bucket
It is determined by the relative position of the rod connecting pin 2, and FIG. 5 shows an example thereof. The origin in FIG. 5 is not limited to the pin 3 but may be the blade 1 or the pin 2.

【0019】すなわち、バケット形状を確定するには、
バケット・スティック接続ピン3を基準とするバケット
刃先1のX座標値X13、バケット・ロッド接続ピン2の
X座標値X23およびY座標値Y23の3サイズが分かれば
良い。
That is, to determine the bucket shape,
It is only necessary to know the three sizes of the X coordinate value X 13 of the bucket cutting edge 1 based on the bucket stick connection pin 3, the X coordinate value X 23 and the Y coordinate value Y 23 of the bucket rod connection pin 2.

【0020】以下に、図1および図2に示されるよう
に、バケット15をショベルのフロント作業機系に装着し
たままで、バケット刃先1を接地させることにより、バ
ケット形状を算出する方法を提案する。
Hereinafter, as shown in FIGS. 1 and 2, a method for calculating the bucket shape by grounding the bucket edge 1 while the bucket 15 is mounted on the front working machine system of the shovel is proposed. .

【0021】〈条件〉今、上記A〜Eまでの数値が分か
っているとき、図1および図2に示されたピン位置のう
ち算出可能なものは、ピン3,4,5の位置のみであ
る。
<Conditions> Now, when the numerical values A to E are known, of the pin positions shown in FIGS. 1 and 2, only the positions of pins 3, 4, and 5 can be calculated. is there.

【0022】さらに、地面が平坦であるとすると、バケ
ット刃先1のY座標も算出可能である。
Further, if the ground is flat, the Y coordinate of the bucket edge 1 can be calculated.

【0023】すなわち、図1においてバケット刃先1の
X座標X1 と、バケット・ロッド接続ピン2のX座標X
2 、およびY座標Y2 とを算出すれば、バケット形状を
確定することが可能となる。
[0023] That is, the X coordinate X 1 of the bucket edge 1 in Fig. 1, the bucket rod connection pins 2 X coordinate X
By calculating 2, and the Y-coordinate Y 2, it is possible to determine the bucket shape.

【0024】ここでは、図1に示されるようにバケット
15のリンク角を変化させた任意の例えば3姿勢にてバケ
ット刃先1を接地させた時に得られるデータから、ピン
3に対するバケット刃先1およびピン2の相対位置を算
出することにより、バケット形状を確定することとす
る。ブーム13およびスティック14の各リンク角も任意で
よい。
Here, as shown in FIG.
The bucket shape is determined by calculating the relative positions of the bucket blade 1 and the pin 2 with respect to the pin 3 from the data obtained when the bucket blade 1 is grounded in any of three postures with the link angle changed, for example. I decided to. The link angles of the boom 13 and the stick 14 may be arbitrary.

【0025】なお、以下の算出方法は、高い測定精度が
得られる3姿勢によるデータ3回入力に対する演算式で
説明するが、入力演算方法は3回入力に限定されるもの
ではなく、例えば2姿勢による2回入力でも良く、要す
るに複数回入力であれば良い。
The following calculation method will be described using an arithmetic expression for inputting data three times in three orientations at which high measurement accuracy can be obtained. However, the input operation method is not limited to three inputs, and may be, for example, two input positions. May be input twice, that is, it may be input plural times.

【0026】〈算出方法〉図1におけるX1 ,X2 ,Y
2 を算出する手法を以下に示す。
<Calculation method> X 1 , X 2 , Y in FIG.
The method of calculating 2 is shown below.

【0027】平坦面上でバケット刃先1を任意の3姿勢
で接地させた時の各ピン位置を図1および下記の表1に
示す。
FIG. 1 and Table 1 below show the pin positions when the bucket blade 1 is grounded in any three positions on a flat surface.

【0028】[0028]

【表1】 バケット・スティック接続ピン3の位置を原点として考
えたとき、バケット刃先1のY座標位置は、地表面〜ピ
ン3の高さhとして表すことができる。
[Table 1] When the position of the bucket stick connection pin 3 is considered as the origin, the Y coordinate position of the bucket cutting edge 1 can be expressed as the ground surface to the height h of the pin 3.

【0029】今、バケット形状が不明であるとき、ピン
3およびピン4〜4″の位置はブーム13およびスティッ
ク14の各リンク角と、バケットシリンダ18のストローク
より算出される。
When the shape of the bucket is unknown, the positions of the pins 3 and the pins 4 to 4 ″ are calculated from the link angles of the boom 13 and the stick 14 and the stroke of the bucket cylinder 18.

【0030】バケット刃先1′,1″およびピン2′,
2″の各点は、刃先1およびピン2がピン3(原点)を
中心にそれぞれθ1 およびθ2 回転した位置にあるの
で、それらの座標値は、次の直角座標の回転に係る変換
マトリクスを用いた式で表される。
The bucket blades 1 ', 1 "and the pins 2',
Each point of 2 ″ is located at a position where the cutting edge 1 and the pin 2 are rotated by θ 1 and θ 2 around the pin 3 (origin), respectively, and their coordinate values are calculated by a conversion matrix related to the rotation of the next rectangular coordinate. Is represented by the following equation.

【0031】[0031]

【式1】 また、ピン2−4,2′−4′,2″−4″の各ピン間
距離は、ロッド20の長さrで常に一定である。
(Equation 1) The distance between the pins 2-4, 2'-4 'and 2 "-4" is always constant with the length r of the rod 20.

【0032】以上の条件より、バケット刃先1〜1″、
ピン2〜2″の各位置は、次の5式により表すことがで
きる。
From the above conditions, the bucket cutting edges 1 to 1 ″,
Each position of the pins 2-2 "can be represented by the following five equations.

【0033】[0033]

【式2】 上式中で不明な数は、X1 ,θ1 ,θ2 ,X2 ,Y2
五つであるから、これらは上記5式により算出される。
(Equation 2) The unknown numbers in the above equation are five of X 1 , θ 1 , θ 2 , X 2 , and Y 2 , and these are calculated by the above five equations.

【0034】先ず、(1)式および(2)式よりX1
消去すると、
First, when X 1 is eliminated from the equations (1) and (2),

【0035】[0035]

【式3】 次に、(3)式、(4)式および(5)式よりX2 ,Y
2 をθ1 ,θ2 で表すと、
(Equation 3) Next, according to the equations (3), (4) and (5), X 2 , Y
If 2 is represented by θ 1 and θ 2 ,

【0036】[0036]

【式4】 上記(7)式および(8)式を(3)式のX2 ,Y2
それぞれ代入した式を(9)式とする。
(Equation 4) Formulas (9) are obtained by substituting the formulas (7) and (8) into X 2 and Y 2 in the formula (3).

【0037】次に、(6)式よりNext, from equation (6),

【0038】[0038]

【式5】 上記(11)式を(9)式のθ2 へ代入した式を(1
2)式とすると、この(12)式よりθ1 が算出され
る。さらに、このθ1 を(11)式へ代入することによ
り、θ2 が算出される。
(Equation 5) The equation obtained by substituting equation (11) for θ 2 in equation (9) is (1)
Assuming equation (2), θ 1 is calculated from equation (12). Further, θ 2 is calculated by substituting θ 1 into equation (11).

【0039】次に、このθ1 およびθ2 を(1)式、
(7)式および(8)式へ代入することにより、X1
2 ,Y2 をそれぞれ算出することが可能である。
Next, θ 1 and θ 2 are expressed by the following equations (1).
By substituting into equations (7) and (8), X 1 ,
X 2 and Y 2 can be calculated respectively.

【0040】このようにして、算出されたX1 ,X2
2 は、バケット・スティック接続ピン3を基準とする
バケット刃先1およびバケット・ロッド接続ピン2の座
標値であり、これらによりバケット形状を特定すること
ができる。
The calculated X 1 , X 2 ,
Y 2 is the coordinate value of the bucket cutting edge 1 and the bucket rod connection pin 2 with respect to the bucket stick connection pin 3, and the bucket shape can be specified by these.

【0041】次に、マルチプランを用いた算出方法を説
明する。
Next, a calculation method using the multi-plan will be described.

【0042】1.θ1 を変数とする。ここでは仮に1/
1000 radを代入する。
1. Let θ 1 be a variable. Here, temporarily
Substitute 1000 rad.

【0043】2.(11)式を用い、θ2 を算出する。2. Using the equation (11), θ 2 is calculated.

【0044】3.(7)式および(8)式よりそれぞれ
2 ,Y2 を算出する。
3. X 2 and Y 2 are calculated from the equations (7) and (8).

【0045】4.X2 ,Y2 を(3)式へ代入する。4. X 2 and Y 2 are substituted into equation (3).

【0046】5.(3)式が満足するまでθ1 の値を変
えてゆく。
5. (3) Yuku by changing the value of θ 1 until you are satisfied.

【0047】ここでは1/1000 radきざみにプラス
してゆく。
Here, the value is added in increments of 1/1000 rad.

【0048】6.(3)式を満足するθ1 のときの
2 ,Y2 を算出する。
6 Calculate X 2 and Y 2 at θ 1 satisfying the expression (3).

【0049】7.(1)式よりX1 を算出する。7. (1) to calculate the X 1 from the formula.

【0050】以上の1〜7の手法でX1 ,X2 ,Y2
算出される。
X 1 , X 2 , and Y 2 are calculated by the above methods 1 to 7.

【0051】次に、図1にてバケット・スティック接続
ピン3を中心に座標系を時計方向へtan-1(h/X1
回転させれば、図5に示されるようなバケット刃先1と
バケット・スティック接続ピン3とを水平にした座標系
で表すことができるので、バケット・ロッド接続ピン2
のバケット・スティック接続ピン3に対するX座標値X
23およびY座標値Y23と、バケット刃先1のバケット・
スティック接続ピン3に対するX座標値X13とを下記の
式により算出できる。
Next, referring to FIG. 1, the coordinate system is shifted clockwise around the bucket stick connection pin 3 by tan -1 (h / X 1 ).
By rotating the bucket rod 1 and the bucket stick connection pin 3 as shown in FIG. 5, the bucket rod connection pin 2 can be represented by a horizontal coordinate system.
Coordinate value X for the bucket stick connection pin 3
23 and Y-coordinate values Y 23, bucket of the bucket blade tip 1
An X-coordinate value X 13 for the stick connection pin 3 can be calculated by the following equation.

【0052】[0052]

【式6】 (バケット背面15b の水平面に対する角度θb の算出方
法) 〈目標〉次に、図4に示された任意のバケット形状にお
いて、バケット背面15b の水平面に対する角度θb を算
出するためには、次のデータが必要である。
(Equation 6) (Bucket method of calculating the angle theta b with respect to the horizontal plane of the rear 15b) <target> Next, in any bucket shape shown in FIG. 4, in order to calculate the angle theta b with respect to the horizontal plane of the bucket rear 15b is the following Data is needed.

【0053】A.ブームリンク角(またはブームシリン
ダ16のストローク) B.ブーム形状(ブーム13のピン位置) C.スティックリンク角(またはスティックシリンダ17
のストローク) D.スティック形状(スティック14のピン位置) E.バケットリンク角(実際には土砂の問題等によりバ
ケットシリンダ18のストローク、アイドラリンク19の長
さおよびロッド20の長さから算出する) F.バケット形状(ピン3に対する刃先1およびピン2
の相対位置) G.バケット形状(バケット背面角α) すなわち、バケット背面15b の水平面に対する角度θb
を算出するためには、バケット・スティック接続ピン3
に対するバケット刃先1のX座標値X13、バケット・ロ
ッド接続ピン2のX座標値X23およびY座標値Y23に加
えて、バケット・スティック接続ピン3およびバケット
刃先1間の直線とバケット背面15b とのなすバケット背
面角αの、計四つの数値を求める必要がある。
A. Boom link angle (or stroke of boom cylinder 16) Boom shape (pin position of boom 13) Stick link angle (or stick cylinder 17
Stroke) D. Stick shape (pin position of stick 14) Bucket link angle (actually calculated from the stroke of bucket cylinder 18, the length of idler link 19, and the length of rod 20 due to earth and sand problems) Bucket shape (Cutting edge 1 and Pin 2 for Pin 3
Relative position). Bucket shape (bucket back angle α) That is, angle θ b of bucket back 15b with respect to the horizontal plane
To calculate the bucket stick connection pin 3
In addition to the X coordinate value X 13 of the bucket cutting edge 1, the X coordinate value X 23 and the Y coordinate value Y 23 of the bucket rod connecting pin 2, the straight line between the bucket stick connecting pin 3 and the bucket cutting edge 1 and the bucket back surface 15 b It is necessary to obtain a total of four numerical values of the bucket back angle α formed by

【0054】ここで、バケット形状を確定するバケット
刃先位置X13およびピン位置X23、Y23の3数値は、既
に説明した方法で算出されるので、残るバケット背面角
αの算出方法のみを説明する。
Here, since the three numerical values of the bucket edge position X 13 and the pin positions X 23 and Y 23 for determining the bucket shape are calculated by the method already described, only the method of calculating the remaining bucket back angle α will be described. I do.

【0055】〈算出方法〉図3に示されるように、バケ
ット15をショベルのフロント作業機系に装着したまま
で、バケット背面15b を地面と密着するように接地させ
ることにより、バケット背面角αを算出する。以下に、
その背面角αの算出方法を説明する。
<Calculation method> As shown in FIG. 3, the bucket back surface angle α is set by contacting the bucket back surface 15b with the ground while keeping the bucket 15 attached to the front working machine system of the shovel. calculate. less than,
A method of calculating the back angle α will be described.

【0056】今、A〜Fまでの数値が分かっているの
で、図3に示された中で算出可能なものは、バケット刃
先1およびピン2,3,4,5の各位置である。
Since the numerical values A to F are now known, the ones that can be calculated in FIG. 3 are the positions of the bucket edge 1 and the pins 2, 3, 4, and 5.

【0057】平坦面上にて、図3に示されたようにバケ
ット背面15b が地面と接地されるようにフロント作業機
系を操作させたとき、バケット背面角αは次のように算
出される。
When the front working machine system is operated on a flat surface such that the bucket back surface 15b is in contact with the ground as shown in FIG. 3, the bucket back angle α is calculated as follows. .

【0058】 α= tan-1{(Y3 −Y1 )/(X3 −X1 )} なお、バケット刃先1のフロント作業機系における座標
値は(X1 ,Y1 )、ピン3の座標値は(X3 ,Y3
とする。
Α = tan −1 {(Y 3 −Y 1 ) / (X 3 −X 1 )} Note that the coordinate value of the bucket edge 1 in the front working machine system is (X 1 , Y 1 ), Coordinate values are (X 3 , Y 3 )
And

【0059】最後に、以上の実施例(計算式および図面
を含む)は垂直直交座標によって表示したが、極座標に
よって表示することも可能であり、本発明は座標系の表
示形式にとらわれない。
Finally, in the above embodiment (including the calculation formula and the drawing), the display is made by the vertical rectangular coordinates, but the display may be made by the polar coordinates, and the present invention is not limited to the display format of the coordinate system.

【0060】[0060]

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、バケッ
トを装着したショベルのフロント作業機系を動作し、バ
ケット刃先を複数回接地させて自動的に必要なデータを
収集することにより、任意のバケット形状であってもそ
のバケット形状をフロント作業機系に装着したまま簡単
に確定認識した上で、自動的にバケット刃先位置を検出
できる。
According to the first aspect of the present invention, by operating the front working machine system of the shovel equipped with the bucket, the cutting edge of the bucket is grounded a plurality of times, and the necessary data is automatically collected. Even if the bucket shape is arbitrary, the bucket shape can be automatically detected after the bucket shape is easily fixed while being attached to the front working machine system.

【0061】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
のバケット刃先位置に加えてバケット背面角を検出する
ことにより、バケット背面の水平面に対する角度をも、
バケットをフロント作業機系に装着したまま簡単に検出
できる。さらに、このバケットを利用して、バケット背
面を地面に接地させることによりその地面の水平面に対
する傾斜角度を測定することも可能である。
According to the invention described in claim 2, according to claim 1
By detecting the bucket back angle in addition to the bucket edge position, the angle of the bucket back to the horizontal plane can also be determined.
The bucket can be easily detected while attached to the front work machine system. Further, by using this bucket, the inclination angle of the ground with respect to the horizontal plane can be measured by contacting the back surface of the bucket with the ground.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のバケット刃先位置検出方法の一実施例
を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing one embodiment of a bucket blade edge position detecting method according to the present invention.

【図2】同上検出方法におけるバケット刃先の接地状態
を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a ground contact state of a bucket blade edge in the detection method according to the first embodiment.

【図3】同上検出方法に付加されたバケット背面角検出
方法を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a bucket back angle detection method added to the above detection method.

【図4】ショベルの概略を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a shovel.

【図5】バケット形状を確定するための要素を示す説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing elements for determining a bucket shape.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バケット刃先 15 バケット 15b バケット背面 θb バケット背面の水平面に対する角度1 angle relative bucket edge 15 bucket 15b bucket back theta b horizontal plane of the bucket rear

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 フロント作業機系を備えたショベルにお
いて、 ショベルのフロント作業機系に任意形状のバケットを装
着したまま、平坦面上でフロント作業機系を動かして任
意の異なるバケット角度にてバケット刃先を複数回接地
させ、その接地時におけるフロント作業機系の各部作動
量をモニターし、そのデータを演算処理することによ
り、フロント作業機系におけるバケット刃先位置を検出
することを特徴とするショベルのバケット刃先位置検出
方法。
1. A shovel provided with a front working machine system, wherein a bucket of an arbitrary shape is mounted on the front working machine system of the shovel, and the bucket is moved at an arbitrary different bucket angle by moving the front working machine system on a flat surface. The shovel is characterized in that the cutting edge is grounded a plurality of times, the working amount of each part of the front working machine system at the time of the grounding is monitored, and the data is subjected to arithmetic processing to detect the bucket blade position in the front working machine system. Bucket edge position detection method.
【請求項2】 請求項1のバケット刃先位置検出方法に
加えて、平坦面上でバケット背面を接地させ、その接地
時におけるフロント作業機系の各部作動量をモニター
し、そのデータを演算処理することにより、バケット背
面の水平面に対する角度を検出することを特徴とするシ
ョベルのバケット刃先位置検出方法。
2. A bucket edge position detecting method according to claim 1, wherein the back surface of the bucket is grounded on a flat surface, the operation amount of each part of the front working machine system at the time of the grounding is monitored, and the data is arithmetically processed. A method for detecting the position of a blade edge of a shovel, wherein the angle of the back surface of the bucket with respect to a horizontal plane is detected.
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