JP2792925B2 - Work machine trajectory control device - Google Patents

Work machine trajectory control device

Info

Publication number
JP2792925B2
JP2792925B2 JP1184138A JP18413889A JP2792925B2 JP 2792925 B2 JP2792925 B2 JP 2792925B2 JP 1184138 A JP1184138 A JP 1184138A JP 18413889 A JP18413889 A JP 18413889A JP 2792925 B2 JP2792925 B2 JP 2792925B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
angle
arm
work attachment
speed
speed command
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1184138A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0351420A (en
Inventor
順市 成沢
徹 内野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP1184138A priority Critical patent/JP2792925B2/en
Publication of JPH0351420A publication Critical patent/JPH0351420A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2792925B2 publication Critical patent/JP2792925B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は少なくとも軌跡制御される2本のアームを有
する作業機の軌跡制御装置に関する。
The present invention relates to a trajectory control device for a working machine having at least two arms whose trajectory is controlled.

B.発明の背景 第8図(a)は本出願人が先に提案した多関節基礎用
作業機(以下、作業機)の一例を示す。この作業機は、
下部走行体LT上に上部旋回体USを旋回可能に設けて成
り、上部旋回体US上に第1アーム1,第2アーム2,第3ア
ーム3及びこれらを駆動する第1シリンダ5,第2シリン
ダ6,第3シリンダ7を有し、第3アーム3の先端にオー
ガ掘削ユニット6を装着したものである。ここで、DRは
オーガドリルである。また、第8図(b)に示すよう
に、第3アーム3の先端に回転掘削バケット4を装着し
第4シリンダ8でその姿勢を制御する作業機も提案され
ている。
B. Background of the Invention FIG. 8 (a) shows an example of an articulated foundation working machine (hereinafter referred to as a working machine) previously proposed by the present applicant. This work machine
The upper revolving unit US is rotatably provided on the lower traveling unit LT, and the first arm 1, the second arm 2, the third arm 3, and the first cylinder 5 and the second arm 2 for driving these are provided on the upper revolving unit US. It has a cylinder 6 and a third cylinder 7, and has an auger excavation unit 6 attached to the tip of the third arm 3. Here, DR is an auger drill. Further, as shown in FIG. 8 (b), there has been proposed a working machine in which a rotary excavation bucket 4 is mounted on the tip of a third arm 3 and the posture thereof is controlled by a fourth cylinder 8.

このような作業機で孔を穿設する場合、一般の垂直施
工では第3アーム3の先端を地面に対して垂直方向に操
作する必要がある。このため、本出願人は第9図に示す
ような軌跡制御装置を先に提案した。
When drilling holes with such a working machine, it is necessary to operate the tip of the third arm 3 in a direction perpendicular to the ground in general vertical construction. For this reason, the present applicant has previously proposed a trajectory control device as shown in FIG.

第9図において、200は軌跡制御用の操作レバーであ
り、この操作レバー200を操作することにより軌跡制御
対象部位である第3アーム3の先端のXおよびY方向の
速度が指令される。100は角度計101〜103を有する角度
検出部であり、角度計101は大地に対する第1アーム1
の角度を検出し、角度計102は第2アーム2の第1アー
ム1に対する相対角度を検出し、角度計103は第3アー
ム3の第2アーム2に対する相対角度を検出する。400
は角速度制御値演算部であり、XおよびY方向の速度指
令値,と角度計101〜103の検出値とが入力され第2,
第3アーム2,3の角速度制御値2,を演算する。500
は駆動制御値演算部であり、角速度制御値2,が入
力されて駆動制御値Q2,Q3を演算する。この駆動制御値Q
2,Q3により電気油圧変換弁12,13を制御して第2,第3ア
ーム2,3の油圧シリンダ6,7が伸縮制御されて第3アーム
3の先端が軌跡制御される。例えば、第3アーム3の先
端のX座標を一定として垂直に移動させたいときには、
操作レバー200によりY方向の速度指令値のみを角速
度制御値演算部400に入力すれば良い。
In FIG. 9, reference numeral 200 denotes an operation lever for trajectory control. By operating this operation lever 200, the speeds in the X and Y directions of the tip of the third arm 3, which is a trajectory control target site, are commanded. 100 is an angle detection unit having angle meters 101 to 103, and the angle meter 101 is a first arm 1 for the ground.
The goniometer 102 detects the relative angle of the second arm 2 to the first arm 1, and the goniometer 103 detects the relative angle of the third arm 3 to the second arm 2. 400
Is an angular velocity control value calculation unit, which receives the velocity command values in the X and Y directions and the detection values of the angle meters 101 to 103, and
The angular velocity control values 2 , 3 of the third arms 2 , 3 are calculated. 500
Is a driving control value calculation unit, calculates a drive control value Q 2, Q 3 is the angular velocity control value 2, 3 are input. This drive control value Q
2, Q 3 by the second controls the electro-hydraulic converter valve 12, the hydraulic cylinders 6, 7 of the third arm 2 and 3 the tip of the third arm 3 is the trajectory control is scale control. For example, when it is desired to vertically move the tip of the third arm 3 while keeping the X coordinate constant,
Only the speed command value in the Y direction needs to be input to the angular speed control value calculation unit 400 by the operation lever 200.

C.発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような軌跡制御装置には次のよう
な問題がある。
C. Problems to be Solved by the Invention However, such a trajectory control device has the following problems.

オーガ掘削ユニットを装着した作業機では、掘削開始
時に第3アーム3の先端のX方向の座標を定め、上述し
たような軌跡制御が行なわれるが、オーガドリルDRを連
結する際、上部旋回体を旋回しアーム姿勢を変えて継ぎ
足しするドリルを吊持するので、掘削再開時に必ず第3
アーム3先端を作業開始時の位置(座標原点と呼ぶ)に
復帰させる必要があり、その原点復帰操作が難しい。
In the working machine equipped with the auger drilling unit, the coordinates of the tip of the third arm 3 in the X direction are determined at the start of the excavation, and the trajectory control is performed as described above. Since the drill that swings and changes the posture of the arm to suspend the drill is suspended, the third drill must be
It is necessary to return the tip of the arm 3 to the position at the start of the work (referred to as the coordinate origin), and it is difficult to perform the operation of returning to the origin.

回転掘削バケットを装着した作業機による穿孔作業
は、掘削と排土を繰返し行うので、排土後の回転掘削バ
ケットを掘削位置に復帰させるとともにその姿勢も前回
(角度原点と呼ぶ)と一致させる必要があり、操作が煩
雑である。
The drilling operation by the work machine equipped with the rotary excavation bucket repeatedly excavates and unloads the soil, so it is necessary to return the excavated rotary excavation bucket to the excavation position and make its posture match the previous one (called the angle origin). And the operation is complicated.

本発明の技術的課題は、軌跡制御対象部位を座標原点
に簡単に復帰させるとともに、回転掘削バケットなどの
作業アタッチメントの姿勢を角度原点に簡単に復帰させ
ることにある。
A technical object of the present invention is to easily return a locus control target portion to a coordinate origin and easily return a posture of a work attachment such as a rotary excavation bucket to an angle origin.

D.課題を解決するための手段 一実施例を示す図面により本発明を説明すると、請求
項1の発明は第1図に示すとおり、関節を介して回動可
能に連結された2本以上のアーム2,3と、アーム2,3の先
端に交換可能に取り付けられる作業アタッチメントDR
と、それらのアーム2,3を駆動するアクチュエータ6,7
と、入力信号に応じてそのアクチュエータ6,7によるア
ーム2,3の移動量および移動方向を予め定めた軌跡に沿
って制御する制御手段500とを有する作業機の軌跡制御
装置に適用される。そして、各アーム2,3の角度を検出
して角度信号を出力する角度検出手段100と、作業アタ
ッチメントDRの所定の座標原点を設定する原点設定手段
320と、作業アタッチメントDRの予め定めた方向におけ
る速度を指令するために操作されて第1の速度指令信号
を出力する第1の速度指令手段200と、原点設定手段320
によって設定された作業アタッチメントDRの座標原点に
向かう速度ベクトルを生成するとともに、その速度ベク
トルで作業アタッチメントDRを座標原点に向けて移動す
る際に、作業アタッチメントDRを座標原点に近づくにつ
れ減ぜられる速度特性によって移動させるための第2の
速度指令信号を演算して出力する第2の速度指令手段30
0と、第1または第2の速度指令信号を選択する選択手
段330と、選択された速度指令信号と検出された角度に
基づいて、軌跡制御されるアーム2,3の角速度制御値を
演算し、その角速度制御値を上記入力信号として制御手
段500へ供給する演算手段400とを具備することによって
上記技術的課題を解決する。
D. Means for Solving the Problems The present invention will be described with reference to the drawings showing one embodiment. As shown in FIG. 1, the invention of claim 1 includes two or more rotatably connected via joints. Arms 2 and 3 and work attachment DR interchangeably attached to the ends of arms 2 and 3
And actuators 6 and 7 that drive those arms 2 and 3
And a control means 500 for controlling the amount and direction of movement of the arms 2 and 3 by the actuators 6 and 7 in accordance with an input signal along a predetermined trajectory. An angle detecting means 100 for detecting an angle of each of the arms 2 and 3 and outputting an angle signal, and an origin setting means for setting a predetermined coordinate origin of the work attachment DR
320, first speed command means 200 operated to command the speed of the work attachment DR in a predetermined direction and outputting a first speed command signal, and origin setting means 320
Generates a velocity vector heading toward the coordinate origin of the work attachment DR set by, and when moving the work attachment DR toward the coordinate origin with the velocity vector, the speed at which the work attachment DR is reduced as approaching the coordinate origin. A second speed command means 30 for calculating and outputting a second speed command signal for moving according to characteristics
0, selecting means 330 for selecting the first or second speed command signal, and calculating the angular speed control value of the trajectory controlled arms 2, 3 based on the selected speed command signal and the detected angle. The technical problem is solved by providing an arithmetic means 400 for supplying the angular velocity control value to the control means 500 as the input signal.

請求項2の発明のように、原点設定手段320は作業ア
タッチメントDRを交換したときに新たに設定可能とする
のが好ましい。
As in the second aspect of the present invention, it is preferable that the origin setting means 320 can be newly set when the work attachment DR is replaced.

また、請求項3の発明は第5図に示すとおり、上記ア
ーム2,3、それらのアクチュエータ6,7、および制御手段
500に加えて、アーム3先端に交換可能に装着される作
業アタッチメント4およびそのアクチュエータ8と、第
1の入力信号に応じてアーム用アクチュエータ6,7を制
御するとともに、第2の入力信号に応じてアタッチメン
ト用アクチュエータ8を制御する制御手段550を具備す
る作業機の軌跡制御装置に適用される。そして、各アー
ム2,3および作業アタッチメント4の角度を検出して角
度信号を出力する角度検出手段100と、作業アタッチメ
ント4の所定方向における速度を指令するために操作さ
れて速度指令信号を出力する速度指令手段200と、作業
アタッチメント4の所定の姿勢角度を設定する角度原点
設定手段320と、作業アタッチメントDRを予め設定され
た上記所定方向に軌跡制御する軌跡制御モードと作業ア
タッチメント4を予め記憶した姿勢角度に復帰する復帰
制御モードとを選択する選択手段330と、軌跡制御モー
ドが選択されている場合、速度指令信号と検出された角
度に基づいて軌跡制御されるアーム2,3の角速度制御値
を演算し、上記1の入力信号として制御手段500に入力
する第1の演算手段400と、復帰制御モードが選択され
ている場合、角度原点設定手段320によって予め設定さ
れている作業アタッチメント4の所定の姿勢角度に向け
て作業アタッチメント4を回動する際、その回動速度を
姿勢角度に近づくにつれ減ぜられる速度特性によって回
動させるための角速度制御値を演算し、第2の入力信号
として制御手段550に入力する第2の演算手段450とを具
備することにより、上記技術的課題を解決する。
As shown in FIG. 5, the invention according to claim 3 includes the arms 2, 3, the actuators 6, 7, and the control means.
In addition to 500, the work attachment 4 and its actuator 8 which are exchangeably mounted at the tip of the arm 3 and the arm actuators 6 and 7 are controlled in accordance with the first input signal, and the work attachment 4 is controlled in accordance with the second input signal. The present invention is applied to a trajectory control device of a working machine having a control means 550 for controlling the attachment actuator 8. Then, an angle detecting means 100 for detecting an angle of each of the arms 2 and 3 and the work attachment 4 and outputting an angle signal, and outputting a speed command signal by being operated to instruct a speed of the work attachment 4 in a predetermined direction. Speed command means 200, angle origin setting means 320 for setting a predetermined posture angle of work attachment 4, trajectory control mode for controlling work attachment DR in the predetermined direction set in advance, and work attachment 4 are stored in advance. Selecting means 330 for selecting a return control mode for returning to the attitude angle; and, when the trajectory control mode is selected, the angular velocity control values of the arms 2, 3 whose trajectory is controlled based on the velocity command signal and the detected angle. And the first calculating means 400 for inputting the first input signal to the control means 500, and when the return control mode is selected, the angle When rotating the work attachment 4 toward a predetermined posture angle of the work attachment 4 preset by the setting means 320, the work attachment 4 is rotated by a speed characteristic that is decreased as approaching the posture angle. The above technical problem is solved by providing a second calculating means 450 for calculating an angular velocity control value and inputting it to the control means 550 as a second input signal.

請求項4の発明のように、作業アタッチメントDRの所
定の座標原点と作業アタッチメント4の姿勢角度を設定
する原点設定手段320と、作業アタッチメントDRを予め
設定された上記所定方向に軌跡制御する軌跡制御モード
と作業アッタチメントDRを予め記憶した座標原点へそし
て作業アタッチメント4を予め設定された姿勢角度に復
帰する復帰制御モードとを選択する選択手段330とを備
え、座標原点への復帰速度特性および姿勢角度への復帰
速度特性を原点に近づくにつれて減速するような特性と
するのが好ましい。
An origin setting means 320 for setting a predetermined coordinate origin of the work attachment DR and an attitude angle of the work attachment 4, and a trajectory control for controlling the work attachment DR in the predetermined direction. Selecting means 330 for selecting a mode and a return control mode for returning the work attachment 4 to the coordinate origin in which the work attachment DR is stored in advance and the work attachment 4 to a preset posture angle, and a return speed characteristic and a posture angle to the coordinate origin. It is preferable to set the return speed characteristic to the characteristic such that the speed is reduced as approaching the origin.

E.作用 −請求項1− 第1の速度指令信号が選択されると、演算手段400
は、アーム3先端を第1の速度指令手段200の指令にし
たがった方向に軌跡制御するための角速度制御値を演算
する。この角速度制御値は制御手段500に入力され、ア
ーム3先端を軌跡制御するようにアクチュエータ6,7を
駆動する。第2の速度指令手段300は、アーム3先端を
記憶されている座標原点に向けて移動するための第2の
速度指令信号を演算する。選択手段330でこの第2の速
度指令信号が選択されると、角速度制御値演算手段400
は、アーム3先端を座標原点に向けて移動するような角
速度制御値を演算する。この角速度制御値は制御手段50
0に入力され、アーム3先端を座標原点に一致させるよ
うにアクチュエータ7を駆動する。第2の速度指令信号
は、現在のアーム3先端の位置を座標原点へ直線軌跡上
を移動して復帰する速度ベクトルを演算し、さらに、座
標原点に近づくにつれて速度が減速するような特性とし
て与えられる。
E. Operation-Claim 1-When the first speed command signal is selected, the arithmetic means 400
Calculates an angular velocity control value for controlling the trajectory of the tip of the arm 3 in the direction according to the instruction of the first velocity instruction means 200. This angular velocity control value is input to the control means 500, and drives the actuators 6, 7 so as to control the trajectory of the tip of the arm 3. The second speed command means 300 calculates a second speed command signal for moving the tip of the arm 3 toward the stored coordinate origin. When the second speed command signal is selected by the selection means 330, the angular velocity control value calculation means 400
Calculates an angular velocity control value that moves the tip of the arm 3 toward the coordinate origin. This angular velocity control value is stored in the control means 50.
The actuator 7 is driven so as to make the tip of the arm 3 coincide with the coordinate origin. The second speed command signal calculates a speed vector for returning the current position of the tip of the arm 3 to the coordinate origin on a linear trajectory and further returning the speed vector as the speed approaches the coordinate origin. Can be

−請求項3− 選択手段330により軌跡制御モードが選択されると請
求項1と同様な軌跡制御が行なわれるとともに、復帰制
御モードが選択されると、次のような姿勢角度への復帰
動作が行なわれる。第2の演算手段450は、記憶した任
意の姿勢角度に作業アタッチメント4の姿勢を制御する
ような角速度制御値を演算する。その角速度制御値は制
御手段550に入力され、この信号を受けて制御手段550は
作業アタッチメント4が設定された姿勢角度に復帰する
ようにアクチュエータ8を駆動する。角速度制御値は、
姿勢角度に近づくにつれて角速度が減速するような特性
として与えられる。
-Claim 3-When the trajectory control mode is selected by the selection means 330, the trajectory control similar to that of Claim 1 is performed, and when the return control mode is selected, a return operation to the following attitude angle is performed. Done. The second calculating means 450 calculates an angular velocity control value for controlling the attitude of the work attachment 4 to the stored arbitrary attitude angle. The angular velocity control value is input to the control means 550, and upon receiving this signal, the control means 550 drives the actuator 8 so that the work attachment 4 returns to the set posture angle. The angular velocity control value is
This is given as a characteristic such that the angular velocity decreases as the posture angle approaches.

F.実施例 −第1の実施例− 第1図〜第4図は本発明を第8図(a)に示す作業機
に適用した場合の一実施例を示す。
F. Embodiment -First Embodiment- Figs. 1 to 4 show an embodiment in which the present invention is applied to the working machine shown in Fig. 8 (a).

第3図のようにこの作業機の座標を定義し、以下の説
明はこの座標に従う。第3図に示すように、点Oを第1
アーム1の回動支点とし、第1〜第3のアーム1〜3の
長さをL1〜L3、アーム1の対地角度をα,第2アーム2
の第1アーム1に対する相対角度および第3アーム3の
第2アーム2に対する相対角度をT2,T3、各アーム先端
の座標を(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)とすると
き、各座標はそれぞれ、 と表すことができる。したがって、第3アーム3先端の
速度3,は、 =−・L1sin α −(−)・L2sin(α−T2) −(−)・L3sin(α−T2−T3) …(3) =−・L1cos α +(−)・L2cos(α−T2) +(−)・L3cos(α−T2−T3) …(4) と表すことができる。
The coordinates of the work machine are defined as shown in FIG. 3, and the following description will follow these coordinates. As shown in FIG.
The length of the first to third arms 1 to 3 is L 1 to L 3 , the angle of the arm 1 to ground is α, the second arm 2
Are the relative angles of the first arm 1 with respect to the first arm 1 and the third arm 3 with respect to the second arm 2, T 2 and T 3 , the coordinates of the tip of each arm are (X 1 , Y 1 ), (X 2 , Y 2 ) When (X 3 , Y 3 ), each coordinate is It can be expressed as. Therefore, the third arm 3 tip speed of 3, 3, = - · L 1 sin α - (- 2) · L 2 sin (α-T 2) - (- 2 - 3) · L 3 sin (α- T 2 -T 3) ... (3 ) = - · L 1 cos α + (- 2) · L 2 cos (α-T 2) + (- 2 - 3) · L 3 cos (α-T 2 -T 3 ) ... (4)

周知のとおり3本のアームを有する多関節作業機にお
いては、アーム先端を軌跡制御するには拘束条件を定め
て2本のアームを駆動するが、実施例では、第1アーム
を固定とし、第2,第3アームを駆動するようにしてい
る。
As is well known, in an articulated working machine having three arms, to control the trajectory of the arm tip, two arms are driven by defining a constraint condition. In the embodiment, the first arm is fixed and the second arm is driven. 2. The third arm is driven.

すなわち、拘束条件を式で表すと次のとおりである。 That is, the constraint condition is expressed by the following equation.

=0 ここで、(3),(4)式の3,を速度指令信号
,とし、上記条件を式(3)(4)に代入して軌跡
制御のために駆動する2本のアームの角速度2,
求めると、 次に、制御装置を第1図に基づいて説明する。
= 0, where 3 and 3 in the equations (3) and (4) are speed command signals, and the above conditions are substituted into the equations (3) and (4) to drive the two arms driven for trajectory control. When the angular velocities 2 and 3 are obtained, Next, the control device will be described with reference to FIG.

制御装置は,角度検出部100と、第1の速度指令部200
と、第2の速度指令部300と、角速度制御値演算部(演
算手段)400と、駆動制御値演算部(制御手段)500とが
図のように接続されて構成されている。
The control device includes an angle detection unit 100 and a first speed command unit 200
, A second speed command unit 300, an angular velocity control value calculation unit (calculation means) 400, and a drive control value calculation unit (control means) 500, as shown in the figure.

角度検出部100は角度検出器101〜103で構成される。
角度検出器101は、第1アーム1の回動支点付近に取付
けられ、周知の振り子機構とポテンショメータにより第
1アームの対地角αを検出し、角度検出器102,103は、
第2,第3アーム2,3の回動支点に取付けられ、周知のレ
バー機構とポテンショメータにより、それぞれ第1アー
ム1と第2アーム2との相対角T2,第2アーム2と第3
アーム3との相対角T3を検出する。これらの角度は第2
の速度指令部300、角速度制御値演算部400、駆動制御値
演算部500へ入力される。
The angle detector 100 includes angle detectors 101 to 103.
The angle detector 101 is attached near the pivot point of the first arm 1, detects the ground angle α of the first arm with a well-known pendulum mechanism and a potentiometer, and the angle detectors 102 and 103
Attached to the pivots of the second and third arms 2 and 3, the relative angle T 2 between the first arm 1 and the second arm 2 , the second arm 2 and the third arm 3 are respectively known by a well-known lever mechanism and a potentiometer.
Detecting a relative angle T 3 of the arm 3. These angles are the second
Are input to the speed command unit 300, the angular velocity control value calculation unit 400, and the drive control value calculation unit 500.

第1の速度指令部200は、第3アーム3先端の水平
(X)および垂直(Y)方向の速度指令値1,を指
令するもので、例えばレバー機構とポテンショメータに
より、レバーの操作角度に相応した信号を出力する。
The first speed command unit 200 commands the speed command values 1 , 1 in the horizontal (X) and vertical (Y) directions at the tip of the third arm 3 and, for example, uses a lever mechanism and a potentiometer to adjust the lever operation angle. Output the corresponding signal.

第2の速度指令部300は、第3アーム3の先端座標を
現在位置から予め記憶した座標原点へ移動するような速
度指令値2,を演算出力する。復帰すべき座標原点
はスイッチ320が操作されたときに第2の速度指令部300
に記憶される。第1の速度指令値1,と第2の速度
指令値2,はスイッチ330(選択手段)によってそ
のいずれか一組が選択され速度指令値,として角速
度制御値演算部400へ入力される。
The second speed command unit 300 computes and outputs speed command values 2 , 2, which move the tip coordinates of the third arm 3 from the current position to the coordinate origin stored in advance. The coordinate origin to be returned is determined by the second speed command unit 300 when the switch 320 is operated.
Is stored. Any one of the first speed command values 1 , 1 and the second speed command values 2 , 2 is selected by the switch 330 (selecting means) and input to the angular speed control value calculation unit 400 as a speed command value. .

角速度制御値演算回路400は、角度α,T2,T3及び速度
指令値,から、(5)式,(6)式に基づいて第2,
第3アーム2,3の角速度制御値2,を演算し、これ
らを第1の駆動制御値演算部500へ入力する。
The angular velocity control value calculation circuit 400 calculates the second , second angle from the angles α, T 2 , T 3 and the speed command value based on the equations (5) and (6).
Calculate the angular velocity control values 2 and 3 of the third arms 2 and 3 and input them to the first drive control value calculation section 500.

駆動制御値演算部500は、次の式に基づいて角速度制
御値2,及び角度T2,T3から第2,第3アームシリン
ダ6,7の流量制御値Q2,Q3を演算し、電気油圧変換弁12,1
3に入力する。
The drive control value calculation unit 500 calculates the flow control values Q 2 , Q 3 of the second and third arm cylinders 6, 7 from the angular velocity control values 2 , 3 and the angles T 2 , T 3 based on the following equation. , Electro-hydraulic conversion valve 12,1
Enter 3

Qn=n・gn(Tn)・An …(7) ここで、gn(Tn)はリンク補正係数 Anはシリンダ受圧面積 電気油圧変換弁12,13には不図示の油圧源から圧油が
導かれており、電気油圧変換弁12,13は、入力される流
量制御値Q2,Q3に応じた流量および方向で圧油を第2,第
3アーム2,3用のシリンダ6,7に供給し、軌跡制御が行な
われる。
Qn = n · gn (Tn) · An (7) where gn (Tn) is a link correction coefficient An is a cylinder pressure receiving area Pressure oil is guided to the electrohydraulic conversion valves 12 and 13 from a hydraulic source (not shown). The electro-hydraulic conversion valves 12 and 13 supply pressure oil to the cylinders 6 and 7 for the second and third arms 2 and 3 at a flow rate and a direction corresponding to the input flow rate control values Q 2 and Q 3. Then, trajectory control is performed.

操作レバー10は、コントロールバルブ11へ手動操作量
に応じたパイロット油圧を与え、コントロールバルブ11
の開口面積と切換方向を制御する。コントロールバルブ
11は、操作レバー10からのパイロット油圧により、シリ
ンダ5へ送る圧油の流量および方向を制御する。すなわ
ち、第1アーム1は操作レバー10により任意に回動可能
である。
The control lever 10 applies pilot hydraulic pressure to the control valve 11 in accordance with the amount of manual operation, and the control valve 11
The opening area and the switching direction are controlled. Control valve
Numeral 11 controls the flow rate and direction of the pressure oil sent to the cylinder 5 by the pilot oil pressure from the operation lever 10. That is, the first arm 1 can be freely rotated by the operation lever 10.

第2図は、第2の速度指令値2,を演算する第2
の速度指令部300を示す。
Figure 2 is a calculates the second velocity command value 2, 2 2
Of the speed command unit 300 of FIG.

第2図において、301は座標演算ブロックであり、各
アーム角度α,T2,T3から第3アーム3先端の座標X,Yを
演算する。
In FIG. 2, reference numeral 301 denotes a coordinate calculation block which calculates the coordinates X, Y of the tip of the third arm 3 from the respective arm angles α, T 2 , T 3 .

第3図の座標定義から、第3アーム3先端の座標X,Y
は次のように演算される。
From the coordinate definition in FIG. 3, the coordinates X, Y of the tip of the third arm 3
Is calculated as follows.

X=L1・cos α+L2・cos(α−T2)+L3・cos(α−T2−T3) …(7) X=L1・sin α+L2・sin(α−T2)+L3・sin(α−T2−T3) …(8) で表わされる。X = L 1 · cos α + L 2 · cos (α−T 2 ) + L 3 · cos (α−T 2 −T 3 ) (7) X = L 1 · sin α + L 2 · sin (α−T 2 ) + L 3 · sin (α−T 2 −T 3 )... (8)

302は記憶器で、スイッチ320からスイッチ指令S2が入
力されたときの第3アーム3先端の座標X,Yを、原点X0,
Y0として記憶する。原点(X0,Y0)と第2の速度指令
2,との関係を第4図で説明する。
Reference numeral 302 denotes a storage unit which stores the coordinates X, Y of the tip of the third arm 3 when the switch command S2 is input from the switch 320 to the origins X 0 ,
It is stored as Y 0. Origin (X 0 , Y 0 ) and second speed command
The relationship between 2 , and 2 will be described with reference to FIG.

(X,Y)にある第3アーム3先端の座標を原点(X0,
Y0)に向かって速度Vで軌跡制御する場合、速度VはX,
Y方向の速度指令2,の合成であるから、 ここで、ΔX=X0−X …(11) ΔY=Y0−Y …(12) (11)式のΔXは第2図の加算点303で演算され、(1
2)式のΔYは加算点304で演算される。(9),(10)
式の分母 は乗算器305,306,加算器307および開平器308によって演
算される。
The coordinates of the tip of the third arm 3 at (X, Y) are set to the origin (X 0 ,
When trajectory control is performed at a speed V toward Y 0 ), the speed V is X,
Since it is the synthesis of the speed commands 2 and 2 in the Y direction, Here, ΔX = X 0 −X (11) ΔY = Y 0 −Y (12) ΔX in the equation (11) is calculated at the addition point 303 in FIG.
2) is calculated at the addition point 304. (9), (10)
Denominator of the expression Is calculated by multipliers 305 and 306, adder 307 and square rooter 308.

311は関数発生器であり、 に対して速度Vを出力する。実施例では に対してV=0 がある距離以上でV=V0とし、その間は直線的に変化さ
せている。
311 is a function generator, Output the speed V. In the embodiment V = 0 At a certain distance or more, V = V 0, and during that time, it is changed linearly.

(9),(10)の式2,は除算器309,310および
除算器312,313によって演算される。
(9), is calculated by equation 2, 2 dividers 309 and 310 and a divider 312, 313 (10).

次に本装置の動作について説明する。 Next, the operation of the present apparatus will be described.

(1)原点復帰制御モード 角度検出器101〜103で検出された角度に基づいて、第
2の速度指令部300の座標演算ブロック301で第3アーム
3先端の座標が演算される。第3アームの先端が復帰す
べき座標原点としたい位置にあるときにスイッチ320を
操作すると、そのときの座標が原点の座標(X0,Y0)と
して第2の速度指令部300の記憶器302に記憶され、以後
第3アーム3先端の座標(X,Y)と原点の座標(X0,Y0
に基づいて、(9)式,(10)式から第2の速度指令値
2,が第2の速度指令部300で演算される。スイッ
チ330を操作して接点bを閉じるとこの原点復帰制御モ
ードと成り、第2の速度指令値2,が選択されて角
速度制御値演算部400へ入力され、角速度制御値2,
が演算される。第2,第3アーム2,3の角速度制御値
2,は駆動制御値演算部500にてリンク補正され、
第2,第3のシリンダ6,7の流量制御値Q2,Q3に変換され
る。これらの流量制御値Q2,Q3は電気油圧変換弁12,13に
供給され、油圧源からの圧油が所定方向、所定流量にて
第2,第3シリンダ6,7に供給される。これにより第2,第
3アーム2,3が回動して第3アーム3先端の軌跡が原点
方向に制御される。第3アーム3先端の座標が原点に近
づくにつれ、第2の速度指令部300内の関数発生器311の
出力Vが減少して行き、ほぼ原点に一致すると停止す
る。
(1) Origin return control mode Based on the angles detected by the angle detectors 101 to 103, the coordinates of the tip of the third arm 3 are calculated in the coordinate calculation block 301 of the second speed command unit 300. When the switch 320 is operated when the tip of the third arm is at the position to be set as the coordinate origin to be returned, the coordinates at that time are stored in the memory of the second speed command unit 300 as the coordinates (X 0 , Y 0 ) of the origin. The coordinates are stored in 302, and thereafter, the coordinates (X, Y) of the tip of the third arm 3 and the coordinates of the origin (X 0 , Y 0 )
From the equations (9) and (10), the second speed command value
2 , 2 are calculated by the second speed command unit 300. When the switch 330 is operated to close the contact point b, the home position return control mode is established, the second speed command value 2 , 2 is selected and input to the angular speed control value calculation unit 400, and the angular speed control value 2 , 2
3 is calculated. Angular velocity control values of the second and third arms 2 and 3
2 and 3 are link-corrected by the drive control value calculation unit 500,
It is converted into the flow control values Q 2 , Q 3 of the second and third cylinders 6,7. These flow control values Q 2 and Q 3 are supplied to the electrohydraulic conversion valves 12 and 13, and pressure oil from a hydraulic source is supplied to the second and third cylinders 6 and 7 in a predetermined direction and at a predetermined flow rate. As a result, the second and third arms 2, 3 rotate, and the trajectory of the tip of the third arm 3 is controlled in the direction of the origin. As the coordinates of the tip of the third arm 3 approach the origin, the output V of the function generator 311 in the second speed command unit 300 decreases, and stops when it substantially matches the origin.

(2)軌跡制御モード また、スイッチ330が接点a側に切り替わっていると
きは軌跡制御モードとなり、操作レバー200の第1の速
度指令値1,が選択されて角速度制御値演算部400
へ入力される。角速度制御値演算部400は、入力される
第1の速度指令値2,と、角度α,T2,T3から角速度
制御値2,を演算して駆動制御値演算部500に入力
する。その結果、上述と同様に第2,第3のアーム2,3の
油圧シリンダ6,7が駆動されて第3アーム3の先端が軌
跡制御される。例えば、操作レバー200からY方向の速
度指令値のみを指令すれば、第3アーム3の先端はX
座標一定のままY方向に移動し、X方向の速度指令値
のみを指令すれば、第3アーム3の先端はY座標一定の
ままX方向に移動する。
(2) Trajectory control mode When the switch 330 is switched to the contact a side, the mode is the trajectory control mode, and the first speed command values 1 and 1 of the operation lever 200 are selected and the angular speed control value calculation unit 400
Is input to Angular velocity control value calculation unit 400 includes a first speed command value 2, 2 input, the angle alpha, by calculating the T 2, T 3 from the angular velocity control value 2, 3 and inputs to the drive control value calculation unit 500 . As a result, the hydraulic cylinders 6, 7 of the second and third arms 2, 3 are driven as described above, and the tip of the third arm 3 is controlled in trajectory. For example, if only the speed command value in the Y direction is commanded from the operation lever 200, the tip of the third arm 3 is
If the moving is performed in the Y direction while keeping the coordinates constant and only the speed command value in the X direction is commanded, the tip of the third arm 3 moves in the X direction while keeping the Y coordinates constant.

このように本実施例では、従来の軌跡制御装置に、2
つの操作スイッチ320,330と、第2の速度指令演算部300
を追加するのみで、原点復帰機能を容易に、安価に構成
することができる。また、原点座標へ復帰させるための
速度指令を原点と第3アーム先端の座標のみで設定して
いるので、軌跡は常に原点に向い最短経路で復帰できる
また、常時、(9)式,(10)式を演算しているので軌
跡のいずれが蓄積されることもない。さらに、復帰の途
中で第1アームを任意に駆動してもよく、またどこから
復帰を開始してもよい。
Thus, in the present embodiment, the conventional trajectory control device
Operating switches 320 and 330 and a second speed command calculating unit 300
, The home return function can be easily and inexpensively configured. Also, since the speed command for returning to the origin coordinates is set only by the coordinates of the origin and the tip of the third arm, the trajectory can always return to the origin by the shortest path. Since the equation is calculated, none of the trajectories is accumulated. Further, the first arm may be arbitrarily driven during the return, or the return may be started from anywhere.

−第2の実施例− 第5図は、本発明を第8図(b)に示す回転掘削バケ
ットに適用した第2の実施例の制御装置の構成を示す。
Second Embodiment FIG. 5 shows a configuration of a control device according to a second embodiment in which the present invention is applied to the rotary excavation bucket shown in FIG. 8B.

第5図は、第1図の実施例に点線枠で示すバケット角
の原点復帰機能を追加したものであり、以下追加部分に
ついて説明する。
FIG. 5 shows the embodiment of FIG. 1 in which a function of returning to the original point of the bucket angle indicated by a dotted frame is added, and the added portion will be described below.

制御装置は、第1の実施例の構成要素に加えてバケッ
ト角検出器104と、第2の角速度制御値演算部(第2の
演算手段)450と、第2の駆動制御値演算部550とで構成
されている。なお、400を第1の角速度制御値演算部
(第1の演算手段)、500を第1の駆動制御値演算部と
呼ぶ。
The control device includes a bucket angle detector 104, a second angular velocity control value calculator (second calculator) 450, a second drive control value calculator 550, in addition to the components of the first embodiment. It is composed of Note that 400 is referred to as a first angular velocity control value calculation unit (first calculation unit), and 500 is referred to as a first drive control value calculation unit.

バケット角検出器104は、バケットの回動支点に取付
けられ、周知のレバー機構とポテンショメータにより、
第3アーム3とバケット4との相対角T4を検出する。こ
の角度T4はバケット角と呼ばれ、第7図に示すようにバ
ケット4の中心線が第3アーム3の中心線となす角度で
ある。この角度T4は第2の角速度制御値演算部450およ
び第2の駆動制御値演算部550へ入力される。
The bucket angle detector 104 is attached to a pivot point of the bucket, and has a well-known lever mechanism and a potentiometer.
Detecting a relative angle T 4 of the third arm 3 and the bucket 4. This angle T 4 is called a bucket angle, and is an angle between the center line of the bucket 4 and the center line of the third arm 3 as shown in FIG. The angle T 4 is input to the second angular velocity control value calculation unit 450 and the second drive control value calculation unit 550.

第2の角速度制御値演算部450は、角度α,T2,T3,T4
基づいて、バケット角を復帰すべき角度原点と一致させ
るようなバケット4の角度制御値を演算出力する。
復帰すべき角度原点はスイッチ320が操作されたとき、
第2の角速度制御値演算部450に記憶される。
The second angular velocity control value calculation unit 450 calculates and outputs an angle control value 4 of the bucket 4 based on the angles α, T 2 , T 3 , and T 4 so that the bucket angle matches the angle origin at which the bucket angle should be returned. .
When the switch 320 is operated, the angle origin to be returned
It is stored in the second angular velocity control value calculation section 450.

バケット角の原点復帰機能はスイッチ330の操作によ
って選択され、スイッチ330が接点b側に切り替えられ
原点復帰が選択されると、バケットの角速度制御値
は第2の駆動制御値演算部550へ入力される。
The home position return function of the bucket angle is selected by the operation of the switch 330, and when the switch 330 is switched to the contact b side to select the home position return, the bucket angular velocity control value 4
Is input to the second drive control value calculation unit 550.

第2の駆動制御値演算部550は、角速度制御値
よび角度T4からバケットシリンダ8の流量制御値Q4を演
算し、電気油圧変換弁14に入力する。この演算は上述の
リンク補正と同様に行なわれる。
The second drive control value calculation unit 550 calculates the flow control value Q 4 of the bucket cylinder 8 from the angular speed control value 4 and the angle T 4 and inputs the calculated value to the electro-hydraulic conversion valve 14. This calculation is performed in the same manner as the link correction described above.

電気油圧変換弁14に油圧源から油圧が導かれており、
入力される流量制御値Q4に応じた流量および方向で油圧
をバケット用シリンダ8に供給し、バケット角制御が行
なわれる。
Hydraulic pressure is guided from a hydraulic pressure source to the electro-hydraulic conversion valve 14,
The hydraulic pressure is supplied to the bucket cylinder 8 at a flow rate and direction corresponding to the flow rate control value Q 4 input, the bucket angle control is performed.

なお図では省略されているが、第2、第3アーム2,3
およびバケット4の手動制御用に、操作レバーとコント
ロールバルブが設置されており、コントールバルブから
の圧油と電気油圧変換弁からの圧油は合流されるように
なっている。
Although omitted in the figure, the second and third arms 2, 3
An operation lever and a control valve are provided for manual control of the bucket 4 and the pressure oil from the control valve and the pressure oil from the electro-hydraulic conversion valve are merged.

第6図はバケット4の角速度制御値を演算する第
2の角速度制御値演算部450の詳細を示す。
FIG. 6 shows the details of the second angular velocity control value calculation section 450 for calculating the angular velocity control value 4 of the bucket 4.

第7図の座標定義から、X軸に対するバケット角δは
加算点451〜453で次のように演算される。
From the coordinate definitions in FIG. 7, the bucket angle δ with respect to the X axis is calculated as follows at the addition points 451 to 453.

δ=α−T2−T3−T4 …(13) 455は記憶器で、スイッチ320からスイッチ指令S2が入
力されたときのバケット角δを角度原点δとして記憶
する。加算点454では角度δとδとの差すなわち角度
偏差が演算され、この角度偏差に比例するようにバケッ
トの角速度制御値が演算出力される。すなわち =K・(δ−δ) …(14) バケット角速度制御値は角度偏差δ−δに、係
数器456によってKを掛けることによって得られる。
δ = α−T 2 −T 3 −T 4 (13) A storage unit 455 stores the bucket angle δ when the switch command S 2 is input from the switch 320 as the angle origin δ 0 . Difference or angular deviation between the summing point 454 in the angle [delta] and [delta] 0 is calculated, the angular velocity control value 4 of the bucket is calculated output to be proportional to the angular deviation. That is, 4 = K · (δ−δ 0 ) (14) The bucket angular velocity control value 4 is obtained by multiplying the angle deviation δ−δ 0 by K by the coefficient unit 456.

次に本装置の動作について説明する。 Next, the operation of the present apparatus will be described.

(1)角度原点復帰制御モード 角度検出器101〜104で検出された角度に基づいて、第
2の角速度制御値演算部450によりX軸に対するバケッ
ト角δが演算される。復帰すべき角度原点としたいバケ
ット角度でスイッチ320を操作すると、そのときの角度
が角度原点δとして第2の角速度制御値演算部450の
記憶器455に記憶され、以後、角度δとδの差に比例
する角速度制御値が第2の角速度制御値演算部450
で(14)式により演算される。
(1) Angle home position return control mode Based on the angles detected by the angle detectors 101 to 104, the bucket angle δ with respect to the X axis is calculated by the second angular velocity control value calculator 450. When the switch 320 is operated at the bucket angle to be set as the angle origin to be returned, the angle at that time is stored in the storage unit 455 of the second angular velocity control value calculation unit 450 as the angle origin δ 0 , and thereafter, the angles δ and δ 0 The angular velocity control value 4 proportional to the difference between
Is calculated by equation (14).

スイッチ330を接点b側に切り替えてバケット角の原
点復帰制御モードを選択すると、角速度制御値が第
2の駆動制御値演算部550に入力される。角速度制御値
は角度T4に基づいてリンク補正され、バケットシリ
ンダ8の流量制御値Q4に変換される。
When the switch 330 is switched to the contact b side to select the bucket angle origin return control mode, the angular velocity control value 4 is input to the second drive control value calculation unit 550. Angular velocity control value
4 is link-corrected based on the angle T 4 and is converted into a flow rate control value Q 4 for the bucket cylinder 8.

この流量制御値Q4は電気油圧変換弁14に供給され、油
圧源からの圧油が所定方向、所定流量にてバケットシリ
ンダ8に供給される。これにより、バケット4が回動し
て、バケット角が原点方向へ制御される。バケット角が
角度原点に近づくにつれ、角速制御値は減少して行
きほぼ原点に一致すると停止する。
The flow rate control value Q 4 are supplied to the electro-hydraulic conversion valve 14, pressure oil from the hydraulic source is supplied to the bucket cylinder 8 at a predetermined direction, predetermined flow rate. Thereby, the bucket 4 rotates, and the bucket angle is controlled in the direction of the origin. As the bucket angle approaches the angle origin, the angular velocity control value 4 decreases, and stops when it substantially matches the origin.

この実施例では、この原点復帰制御モード時におい
て、スイッチ330を接点b側に切換えると第1の実施例
で説明したように第3アーム3の先端も座標原点に復帰
する。また、スイッチ330を接点a側に切換えておけ
ば、上述した軌跡制御モードとなる。
In this embodiment, when the switch 330 is switched to the contact b side in this origin return control mode, the tip of the third arm 3 also returns to the coordinate origin as described in the first embodiment. If the switch 330 is switched to the contact a side, the above-described trajectory control mode is set.

本実施例によれば、スイッチ330とb側に切り替える
だけで、第3アーム3先端の軌跡対象部位を座標原点に
復帰できるとともにアタッチメント4の姿勢角度を角度
原点へ復帰させることができる。
According to the present embodiment, the trajectory target portion at the tip of the third arm 3 can return to the coordinate origin and the attitude angle of the attachment 4 can return to the angle origin only by switching to the switches 330 and b.

なお、本発明を適用するにあたっては以上の実施例の
各構成要素を次のようにしても良い。
In applying the present invention, each component of the above embodiment may be configured as follows.

アーム数は3本に限定されない。The number of arms is not limited to three.

制御アームを第2,第3アームとしたが、他の組み合わ
せでも良く、また、2本の制御アームを自動的に切り替
えても良い。
Although the control arms are the second and third arms, other combinations may be used, and the two control arms may be automatically switched.

各アームを油圧シリンダで駆動したが、油圧に限定さ
れず、また油圧モータ、油圧ロータリアクチなどその他
のアクチュエータを用いることができる。
Although each arm is driven by a hydraulic cylinder, the invention is not limited to hydraulic pressure, and other actuators such as a hydraulic motor and a hydraulic rotary actuator can be used.

アースオーガや回転掘削バケット等に使用できる旨述
べたが、その他の各種作業用アタッチメントにも使用で
きる。
Although it has been described that it can be used for earth augers and rotary excavating buckets, it can also be used for other various work attachments.

第1アーム1の角度を上部旋回体に対する相対角で検
出し、作業機本体の傾斜角を検出して相対角を補正して
も良い。
The angle of the first arm 1 may be detected as a relative angle with respect to the upper swing body, and the inclination angle of the work implement body may be detected to correct the relative angle.

速度指令をX,Yの2方向としたが、どちらか一方向と
しても良く、その場合は、本出願人による特願昭63−10
8099号に開示したように他の方向を軌跡偏差の修正のた
めの速度指令とすることができる。あるいは、その他の
方向でも良い。
Although the speed command is set in two directions of X and Y, it may be set in either one direction.
Another direction can be used as a speed command for correcting the trajectory deviation as disclosed in No. 8099. Alternatively, other directions may be used.

角度検出器として、磁気抵抗素子を用いたもの、差動
コイルを用いたもの、光学式、磁気式のロータリエンコ
ーダを用いたものなどポテンショメータに限定されな
い。
The angle detector is not limited to a potentiometer, such as one using a magnetoresistive element, one using a differential coil, one using an optical or magnetic rotary encoder.

アタッチメントの角度原点復帰機能のみで制御装置を
構成しても良い。
The control device may be configured with only the angle home position return function of the attachment.

G.発明の効果 請求項1の発明によれば、第1の速度指令信号により
所望の方向の作業アタッチメントを軌跡制御できるとと
もに、作業アタッチメントがどの位置にあっても選択手
段により原点復帰制御を選択することにより、任意の位
置で記憶した座標原点へ作業アタッチメントを簡単に移
動できる。そして、その復帰の際に、座標原点に近づく
につれて速度が減速されるから、オペレータは座標原点
を意識することなく停止時のショックを緩和できる。
G. Effects of the Invention According to the first aspect of the invention, the trajectory of the work attachment in a desired direction can be controlled by the first speed command signal, and the origin return control is selected by the selection means regardless of the position of the work attachment. By doing so, the work attachment can be easily moved to the coordinate origin stored at an arbitrary position. Then, at the time of the return, the speed is reduced as approaching the coordinate origin, so that the operator can reduce the shock at the time of stopping without being conscious of the coordinate origin.

請求項3の発明によれば、上記軌跡制御が行なえると
ともに、作業アタッチメントの姿勢がどのような場合で
あっても、選択手段により原点復帰制御モードを選択す
れば、任意の姿勢で記憶した角度原点へ作業アタッチメ
ントの姿勢角度を簡単に制御できる。そして、その復帰
の際に、姿勢角度に近づくにつれて角速度が減速される
から、オペレータは設定されている姿勢角度を意識する
ことなく停止時のショックを緩和できる。
According to the third aspect of the present invention, the trajectory control can be performed, and regardless of the posture of the work attachment, if the origin return control mode is selected by the selection means, the angle stored in an arbitrary posture can be obtained. The posture angle of the work attachment to the origin can be easily controlled. Then, at the time of the return, the angular velocity is reduced as approaching the posture angle, so that the operator can reduce the shock at the time of stopping without being conscious of the set posture angle.

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

第1図〜第4図は第1の実施例を説明するもので、第1
図はその全体構成図、第2図は第2の速度指令部の詳細
ブロック図、第3図は座標を定義する図、第4図は第2
の速度指令値を説明する図である。 第5図〜第7図は第2の実施例を説明するもので、第5
図はその全体構成図、第6図は第2の角速度制御値演算
部の詳細ブロック図、第7図はバケット角を説明する図
である。 第8図(a)はオーガ掘削ユニットを装着した作業機の
側面図、第8図(b)は回転掘削バケットの側面図、第
9図は従来の軌跡制御装置の全体構成図である。 1〜3:アーム、4:回転掘削バケット 5〜8:油圧シリンダ、11〜14:電気油圧変換弁 100:角度検出部、101〜104:角度検出器 200:第1の速度指令部、300:第2の速度指令部 320,330:選択スイッチ 400,450:角速度制御値演算部 500,550:駆動制御値演算部
FIGS. 1 to 4 illustrate the first embodiment.
2 is a detailed block diagram of a second speed command unit, FIG. 3 is a diagram for defining coordinates, and FIG.
FIG. 5 is a diagram for explaining a speed command value of FIG. FIGS. 5 to 7 illustrate the second embodiment.
6 is a detailed block diagram of a second angular velocity control value calculation unit, and FIG. 7 is a diagram for explaining a bucket angle. FIG. 8 (a) is a side view of a working machine equipped with an auger excavation unit, FIG. 8 (b) is a side view of a rotary excavation bucket, and FIG. 9 is an overall configuration diagram of a conventional trajectory control device. 1-3: arm, 4: rotary drilling bucket 5-8: hydraulic cylinder, 11-14: electro-hydraulic conversion valve 100: angle detector, 101-104: angle detector 200: first speed commander, 300: Second speed command section 320, 330: selection switch 400, 450: angular velocity control value calculation section 500, 550: drive control value calculation section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E02F 3/43 E21B 44/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) E02F 3/43 E21B 44/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】関節を介して回動可能に連結された2本以
上のアームと、 前記アームの先端に交換可能に取り付けられる作業アタ
ッチメントと、 それらのアームを駆動するアクチュエータと、 入力信号に応じてそのアクチュエータによるアームの移
動量および移動方向を予め設定された軌跡に沿って制御
する制御手段とを有する作業機の軌跡制御装置におい
て、 各アームの角度を検出して角度信号を出力する角度検出
手段と、 前記作業アタッチメントの所定の座標原点を設定する原
点設定手段と、 前記作業アタッチメントの予め定めた方向における速度
を指令するために操作されて第1の速度指令信号を出力
する第1の速度指令手段と、 前記原点設定手段によって設定された前記作業アタッチ
メントの座標原点に向かう速度ベクトルを生成するとと
もに、その速度ベクトルで前記作業アタッチメントを前
記座標原点に向けて移動する際に、前記作業アタッチメ
ントを前記座標原点に近づくにつれ減ぜられる速度特性
によって移動させるための第2の速度指令信号を演算し
て出力する第2の速度指令手段と、 前記第1または第2の速度指令信号を選択する選択手段
と、 前記選択された速度指令信号と前記検出された角度に基
づいて、軌跡制御されるアームの角速度制御値を演算
し、その角速度制御値を前記入力信号として前記制御手
段へ供給する演算手段とを具備することを特徴とする作
業機の軌跡制御装置。
At least two arms rotatably connected via joints, a work attachment exchangeably attached to a tip of the arms, an actuator for driving those arms, and an input signal And a control means for controlling the amount and direction of movement of the arm by the actuator along a predetermined trajectory, wherein the angle detection for detecting the angle of each arm and outputting an angle signal Means, origin setting means for setting a predetermined coordinate origin of the work attachment, and a first speed which is operated to command a speed of the work attachment in a predetermined direction and outputs a first speed command signal. Instructing means, and generating a velocity vector heading toward the coordinate origin of the work attachment set by the origin setting means. And calculating a second speed command signal for moving the work attachment with a speed characteristic reduced as approaching the coordinate origin when the work attachment is moved toward the coordinate origin with the speed vector. Speed command means for outputting the selected speed command signal, selecting means for selecting the first or second speed command signal, and trajectory control based on the selected speed command signal and the detected angle. A trajectory control device for a working machine, comprising: an arithmetic unit that calculates an angular velocity control value of the arm and supplies the angular velocity control value to the control unit as the input signal.
【請求項2】関節を介して回動可能に連結された2本以
上のアームと、 前記アームの先端に交換可能に取り付けられる作業アタ
ッチメントと、 それらのアームを駆動するアクチュエータと、 入力信号に応じてそのアクチュエータによるアームの移
動量および移動方向を予め設定された軌跡に沿って制御
する制御手段とを有する作業機の軌跡制御装置におい
て、 各アームの角度を検出して角度信号を出力する角度検出
手段と、 前記交換された作業アタッチメントの所定の座標原点を
設定する原点設定手段と、 前記作業アタッチメントの予め定めた方向における速度
を指令するために操作されて第1の速度指令信号を出力
する第1の速度指令手段と、 前記原点設定手段によって設定された前記作業アタッチ
メントの座標原点に向かう速度ベクトルを生成するとと
もに、その速度ベクトルで前記作業アタッチメントを前
記座標原点に向けて移動する際に、前記作業アタッチメ
ントを前記座標原点に近づくにつれ減ぜられる速度特性
によって移動させるための第2の速度指令信号を演算し
て出力する第2の速度指令手段と、 前記第1または第2の速度指令信号を選択する選択手段
と、 前記選択された速度指令信号と前記検出された角度に基
づいて、軌跡制御されるアームの角速度制御値を演算
し、その角速度制御値を前記入力信号として前記制御手
段へ供給する演算手段とを具備することを特徴とする作
業機の軌跡制御装置。
2. An arm that is rotatably connected via a joint, at least two arms, a work attachment that is exchangeably attached to a tip of the arm, an actuator that drives those arms, And a control means for controlling the amount and direction of movement of the arm by the actuator along a predetermined trajectory, wherein the angle detection for detecting the angle of each arm and outputting an angle signal Means, origin setting means for setting a predetermined coordinate origin of the exchanged work attachment, and a first speed command signal which is operated to command a speed of the work attachment in a predetermined direction and outputs a first speed command signal. 1 speed command means, and a speed vector toward the coordinate origin of the work attachment set by the origin setting means. And a second speed command for moving the work attachment with a speed characteristic that decreases as the work attachment approaches the coordinate origin when the work attachment is moved toward the coordinate origin at the speed vector while generating the torque. Second speed command means for calculating and outputting a signal; selecting means for selecting the first or second speed command signal; trajectory based on the selected speed command signal and the detected angle A trajectory control device for a working machine, comprising: an arithmetic unit that calculates an angular velocity control value of the arm to be controlled and supplies the angular velocity control value to the control unit as the input signal.
【請求項3】関節を介して回動可能に連結された2本以
上のアームと、 前記アームの先端に交換可能に取り付けられる作業アタ
ッチメントと、 それらのアームを駆動するアーム用アクチュエータと、 前記作業アタッチメントを駆動するアタッチメント用ア
クチュエータと、 第1の入力信号に応じて前記アーム用アクチュエータに
よる前記アームの移動を、第2の入力信号により前記ア
タッチメント用アクチュエータによる前記作業アタッチ
メントの移動を制御する制御手段とを有する作業機の軌
跡制御装置において、 各アームおよび作業アタッチメントの角度を検出して角
度信号を出力する角度検出手段と、 前記作業アタッチメントの所定方向における速度を指令
するために操作されて速度指令信号を出力する速度指令
手段と、 前記作業アタッチメントの所定の姿勢角度を設定する角
度原点設定手段と、 前記作業アタッチメントを予め設定された前記所定方向
に軌跡制御する軌跡制御モードと前記角度原点設定手段
によって設定した姿勢角度に復帰させる復帰制御モード
とを選択する選択手段と、 前記軌跡制御モードが選択されている場合、前記速度指
令信号と前記検出された角度に基づいて軌跡制御される
アームの角速度制御値を演算し、前記第1の入力信号と
して前記制御手段に入力する第1の演算手段と、 前記復帰制御モードが選択されている場合、前記角度原
点設定手段によって予め設定されている前記作業アタッ
チメントの所定の姿勢角度に向けて作業アタッチメント
を回動する際、その回動速度を前記姿勢角度に近づくに
つれ減ぜられる速度特性によって回動させるための角速
度制御値を演算し、前記第2の入力信号として前記制御
手段に入力する第2の演算手段とを具備することを特徴
とする作業機の軌跡制御装置。
3. An arm that is rotatably connected via a joint, at least two arms, a work attachment that is exchangeably attached to a tip of the arm, an arm actuator that drives those arms, and the work. Attachment actuator for driving the attachment, Control means for controlling the movement of the arm by the arm actuator in response to a first input signal, and controlling the movement of the work attachment by the attachment actuator in accordance with a second input signal. A trajectory control device for a working machine, comprising: an angle detection unit that detects an angle of each arm and a work attachment and outputs an angle signal; and a speed command signal operated to command a speed of the work attachment in a predetermined direction. Speed command means for outputting Angle origin setting means for setting a predetermined attitude angle of the attachment; a trajectory control mode for controlling the trajectory of the work attachment in the predetermined direction; and a return control mode for returning to the attitude angle set by the angle origin setting means. And selecting the first input. When the trajectory control mode is selected, an angular velocity control value of an arm whose trajectory is controlled is calculated based on the speed command signal and the detected angle, and the first input A first calculating means for inputting a signal as a signal to the control means, and when the return control mode is selected, a work attachment directed to a predetermined posture angle of the work attachment set in advance by the angle origin setting means. When turning, the turning speed is reduced by the speed characteristic which is reduced as approaching the posture angle. Because of calculating the angular velocity control value, the second working machine of the trajectory control device according to claim as an input signal that includes a second calculating means for inputting to said control means.
【請求項4】関節を介して回動可能に連結された2本以
上のアームと、 前記アームの先端に交換可能に取り付けられる作業アタ
ッチメントと、 それらのアームを駆動するアーム用アクチュエータと、 前記作業アタッチメントを駆動するアタッチメント用ア
クチュエータと、 第1の入力信号に応じて前記アーム用アクチュエータに
よる前記アームの移動を、第2の入力信号により前記ア
タッチメント用アクチュエータによる前記作業アタッチ
メントの移動を制御する制御手段とを有する作業機の軌
跡制御装置において、 各アームおよび作業アタッチメントの角度を検出して角
度信号を出力する角度検出手段と、 前記作業アタッチメントの所定の座標原点および所定の
姿勢角度を設定する原点設定手段と、 前記作業アタッチメントを前記予め設定された方向に軌
跡制御する軌跡制御モードと前記原点設定手段によって
設定した前記座標原点および姿勢角度に復帰させる復帰
制御モードとを選択する選択手段と、 作業アタッチメントの予め定めた方向における速度を指
令するために操作されて第1の速度指令信号を出力する
第1の速度指令手段と、 前記原点設定手段によって設定された前記作業アタッチ
メントの座標原点に向かう速度ベクトルを生成するとと
もに、その速度ベクトルで前記作業アタッチメントを前
記座標原点に向けて移動する際に、前記作業アタッチメ
ントを前記座標原点に近づくにつれ減ぜられる速度特性
によって移動させるための第2の速度指令信号を演算し
て出力する第2の速度指令手段と、 前記軌跡制御モードが選択されている場合、前記第1の
速度指令信号と前記検出された角度に基づいて軌跡制御
されるアームの角速度制御値を演算し、前記第1の入力
信号として前記制御手段に入力する一方、前記復帰制御
モードが選択されている場合、前記第2の速度指令信号
と前記検出された角度に基づいて軌跡制御されるアーム
の角速度制御値を演算し、前記第1の入力信号として前
記制御手段に入力する第1の演算手段と、 前記復帰制御モードが選択されている場合、前記原点設
定手段によって予め設定されている前記作業アタッチメ
ントの所定の姿勢角度に向けて作業アタッチメントを回
動する際、その回動速度を前記姿勢角度に近づくにつれ
減ぜられる速度特性によって回動させるための角速度制
御値を演算し、前記第2の入力信号として前記制御手段
に入力する第2の演算手段とを具備することを特徴とす
る作業機の軌跡制御装置。
4. An arm that is rotatably connected via a joint, at least two arms, a work attachment that is exchangeably attached to a tip of the arm, an arm actuator that drives those arms, and the work. Attachment actuator for driving the attachment, Control means for controlling the movement of the arm by the arm actuator in response to a first input signal, and controlling the movement of the work attachment by the attachment actuator in accordance with a second input signal. In the trajectory control apparatus for a working machine having: an angle detecting means for detecting an angle of each arm and a work attachment and outputting an angle signal; and an origin setting means for setting a predetermined coordinate origin and a predetermined posture angle of the work attachment. And the work attachment Selection means for selecting a trajectory control mode for performing trajectory control in a set direction and a return control mode for returning to the coordinate origin and posture angle set by the origin setting means; and a command for a speed of the work attachment in a predetermined direction. A first speed command means that is operated to output a first speed command signal to generate a speed vector heading toward the coordinate origin of the work attachment set by the origin setting means; A second speed command signal for calculating and outputting a second speed command signal for moving the work attachment with a speed characteristic reduced as approaching the coordinate origin when the work attachment is moved toward the coordinate origin; Speed command means, and when the trajectory control mode is selected, the first speed command Calculating the angular velocity control value of the arm whose trajectory is controlled based on the detected angle and inputting it to the control means as the first input signal, while the return control mode is selected, First calculating means for calculating an angular velocity control value of an arm whose trajectory is controlled based on a second speed command signal and the detected angle, and inputting the angular velocity control value to the control means as the first input signal; When the control mode is selected, when rotating the work attachment toward a predetermined posture angle of the work attachment set in advance by the origin setting means, the rotation speed is reduced as the work attachment approaches the posture angle. And a second calculating means for calculating an angular velocity control value for turning according to the speed characteristic to be applied and inputting the angular velocity control value to the control means as the second input signal. Trajectory control device for a working machine, characterized and.
JP1184138A 1989-07-17 1989-07-17 Work machine trajectory control device Expired - Lifetime JP2792925B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1184138A JP2792925B2 (en) 1989-07-17 1989-07-17 Work machine trajectory control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1184138A JP2792925B2 (en) 1989-07-17 1989-07-17 Work machine trajectory control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0351420A JPH0351420A (en) 1991-03-05
JP2792925B2 true JP2792925B2 (en) 1998-09-03

Family

ID=16148037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1184138A Expired - Lifetime JP2792925B2 (en) 1989-07-17 1989-07-17 Work machine trajectory control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2792925B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3794771B2 (en) * 1996-10-17 2006-07-12 株式会社小松製作所 Hydraulic excavator work machine control device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59195938A (en) * 1983-04-20 1984-11-07 Hitachi Constr Mach Co Ltd Linear excavation controller for oil-pressure shovel
JP2553329B2 (en) * 1986-03-17 1996-11-13 株式会社小松製作所 Power shovel controller

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0351420A (en) 1991-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5572809A (en) Control for hydraulically operated construction machine having multiple tandem articulated members
US4910673A (en) Apparatus for controlling arm movement of industrial vehicle
JP2001098585A (en) Excavating work guidance device and excavation control device for construction machine
CN111794298B (en) System for controlling movement of multiple links of an excavator
JP2792925B2 (en) Work machine trajectory control device
EP0293057B1 (en) Apparatus for controlling arm movement of industrial vehicle
JPH076212B2 (en) Position control device for power shovel
JPH0776453B2 (en) Work machine trajectory control device
JP2662271B2 (en) Work machine trajectory control device
JP2601865B2 (en) Work machine trajectory control device
JP2672724B2 (en) Trajectory control device with articulated arm
JPH0414531A (en) Controller for operating machine
JP2824167B2 (en) Manual operation device for improving operability of hydraulic excavator
JP3682352B2 (en) Front control device for construction machinery
JP2983783B2 (en) Work machine constant speed trajectory control device
JP2000355957A (en) Zone restrictive excavation controller for hydraulic shovel
JP2798748B2 (en) Automatic setting device for attitude of work attachment
JPH08246493A (en) Digging range-presetting apparatus for control of restricted range to be digged by construction machine
JP2605172B2 (en) Work machine trajectory control device
JP2662272B2 (en) Trajectory control device for working machine with telescopic boom
JP2869807B2 (en) Working machine operating device for articulated construction machinery
JPH03107026A (en) Locus control device for working machine
JPH04136323A (en) Drilling depth control device for drilling machine
JP2699097B2 (en) Bucket edge depth control device for construction machinery
JPS6145025B2 (en)