JP2852984B2 - 建設機械の並進操作方法 - Google Patents
建設機械の並進操作方法Info
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- JP2852984B2 JP2852984B2 JP4019261A JP1926192A JP2852984B2 JP 2852984 B2 JP2852984 B2 JP 2852984B2 JP 4019261 A JP4019261 A JP 4019261A JP 1926192 A JP1926192 A JP 1926192A JP 2852984 B2 JP2852984 B2 JP 2852984B2
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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
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
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- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば油圧パワーショ
ベルのような建設機械の並進操作方法に関するものであ
る。
ベルのような建設機械の並進操作方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】油圧パワーショベルなど、主として土木
工事を行う建設機械が広く使用されていることは周知で
ある。従来使用されている油圧パワーショベル１は、図
５に示すように、キャタピラから成る下部走行体２に取
り付けた台座４に、旋回自在に上部旋回体６を取り付
け、バケットなどの工具８は、互いに関節１０で枢着さ
れた前部アーム１２、後部アーム１４、前部ブーム１
６、後部ブーム１８（以下これらを総称するときには腕
１２〜１８で表す）によって支持し、油圧シリンダから
なる駆動部２０によって、腕１２〜１８の屈曲操作を行
うようにしている。そして、後部アーム１４と前部ブー
ム１６とは、それぞれ、工具側と上部旋回体側とに分割
し、その間に旋回部２２を設けて、工具８の向く方向を
旋回制御できるようにしている。なお、図５に示した工
具８は、掘削用バケットであり、前部アーム１２に対し
て工具８を揺動させる工具駆動部２４を設けている。
工事を行う建設機械が広く使用されていることは周知で
ある。従来使用されている油圧パワーショベル１は、図
５に示すように、キャタピラから成る下部走行体２に取
り付けた台座４に、旋回自在に上部旋回体６を取り付
け、バケットなどの工具８は、互いに関節１０で枢着さ
れた前部アーム１２、後部アーム１４、前部ブーム１
６、後部ブーム１８（以下これらを総称するときには腕
１２〜１８で表す）によって支持し、油圧シリンダから
なる駆動部２０によって、腕１２〜１８の屈曲操作を行
うようにしている。そして、後部アーム１４と前部ブー
ム１６とは、それぞれ、工具側と上部旋回体側とに分割
し、その間に旋回部２２を設けて、工具８の向く方向を
旋回制御できるようにしている。なお、図５に示した工
具８は、掘削用バケットであり、前部アーム１２に対し
て工具８を揺動させる工具駆動部２４を設けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、本出願人
は、先に、後部アーム１４の先端部２６の位置・姿勢を
操作する方法を発明し、これを既に提案している。この
方法は、先端部２６の軸方向をＺＥ軸、関節１０の揺動
方向をＸＥ軸、これらと直交する軸をＹＥ軸とするＯＥ
−ＸＥＹＥＺＥ座標系（以下手首座標系という）２８を
設定し、ＸＥ方向、Ｙ Ｅ 方向、ＺＥ方向の並進操作指
令、及び、ＸＥ，ＹＥ，ＺＥ軸のそれぞれの周りの旋回
方向ψ，θ，φの操作指令をジョイスティック（図示せ
ず）から入力し、後部アーム１４の先端部２６の位置・
姿勢を操作するものである。
は、先に、後部アーム１４の先端部２６の位置・姿勢を
操作する方法を発明し、これを既に提案している。この
方法は、先端部２６の軸方向をＺＥ軸、関節１０の揺動
方向をＸＥ軸、これらと直交する軸をＹＥ軸とするＯＥ
−ＸＥＹＥＺＥ座標系（以下手首座標系という）２８を
設定し、ＸＥ方向、Ｙ Ｅ 方向、ＺＥ方向の並進操作指
令、及び、ＸＥ，ＹＥ，ＺＥ軸のそれぞれの周りの旋回
方向ψ，θ，φの操作指令をジョイスティック（図示せ
ず）から入力し、後部アーム１４の先端部２６の位置・
姿勢を操作するものである。
【０００４】しかしながら、前記手首座標系２８で操作
指令を与える先行発明の方法では、関節１０及び旋回部
２２からなる６関節の動作に伴って、ＸＥ軸、ＹＥ軸、
ＺＥ軸の方向が変化するので、運転席（図示せず）に設
けたジョイスティックなどを操作する方向と、後部アー
ム１４の先端部２６の動作方向の関係が複雑に変化し、
操作感覚を掴むことが困難で、操作しずらいという問題
があり、なお改善の必要が認められる。更に、前部ブー
ム１６に旋回部２２を設けないフロント機構の油圧パワ
ーショベルでは、機構の制約から、ＸＥ軸方向、ＹＥ軸
方向の並進動作、及び、ψ方向、θ方向の旋回動作がで
きないという問題があった。
指令を与える先行発明の方法では、関節１０及び旋回部
２２からなる６関節の動作に伴って、ＸＥ軸、ＹＥ軸、
ＺＥ軸の方向が変化するので、運転席（図示せず）に設
けたジョイスティックなどを操作する方向と、後部アー
ム１４の先端部２６の動作方向の関係が複雑に変化し、
操作感覚を掴むことが困難で、操作しずらいという問題
があり、なお改善の必要が認められる。更に、前部ブー
ム１６に旋回部２２を設けないフロント機構の油圧パワ
ーショベルでは、機構の制約から、ＸＥ軸方向、ＹＥ軸
方向の並進動作、及び、ψ方向、θ方向の旋回動作がで
きないという問題があった。
【０００５】本発明は、以上の問題に着目して成された
ものであり、運転席に設けた操作器の並進操作方向と、
前記後部アーム先端部の動作方向との相対関係が、各関
節の動作によって変化せず、並進操作時の操作感覚を操
作員が容易に掴むことのできる建設機械の並進操作方法
を提供することを目的としている。
ものであり、運転席に設けた操作器の並進操作方向と、
前記後部アーム先端部の動作方向との相対関係が、各関
節の動作によって変化せず、並進操作時の操作感覚を操
作員が容易に掴むことのできる建設機械の並進操作方法
を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めの本発明の建設機械の並進操作方法の構成は、建設機
械の下部走行体に旋回自在に設けられた上部旋回体と連
結した後部ブームに、前部ブームと後部アームと前部ア
ームを順に各関節部分で屈曲可能に連結し、該前部アー
ムの先端に、工具を屈曲自在に取り付けると共に、前記
後部アームに旋回部を設けて該後部アームの先端部を旋
回自在に形成した建設機械において、 前記上部旋回体に
設けられた運転席の前方方向を第１方向、前記運転席の
鉛直方向を第２方向、該第１，第２方向に直交する方向
を第３方向とするキャビン座標系の各方向に対する前記
後部アームの前記先端部の並進及び旋回指令をそれぞれ
入力する複数の操作手段と、 該操作手段の並進及び旋回
速度指令から、前記後部アームの前記先端部を、前記キ
ャビン座標系の前記各方向に対して並進及び旋回させる
ための、各前記関節、前記上部旋回体及び前記旋回部の
操作量を演算して制御する制御手段とを備えて、 前記キ
ャビン座標系の前記操作手段における操作量に従って、
前記後部アームの前記先端部を前記キャビン座標系の前
記各方向に対して並進及び旋回させるものである。
めの本発明の建設機械の並進操作方法の構成は、建設機
械の下部走行体に旋回自在に設けられた上部旋回体と連
結した後部ブームに、前部ブームと後部アームと前部ア
ームを順に各関節部分で屈曲可能に連結し、該前部アー
ムの先端に、工具を屈曲自在に取り付けると共に、前記
後部アームに旋回部を設けて該後部アームの先端部を旋
回自在に形成した建設機械において、 前記上部旋回体に
設けられた運転席の前方方向を第１方向、前記運転席の
鉛直方向を第２方向、該第１，第２方向に直交する方向
を第３方向とするキャビン座標系の各方向に対する前記
後部アームの前記先端部の並進及び旋回指令をそれぞれ
入力する複数の操作手段と、 該操作手段の並進及び旋回
速度指令から、前記後部アームの前記先端部を、前記キ
ャビン座標系の前記各方向に対して並進及び旋回させる
ための、各前記関節、前記上部旋回体及び前記旋回部の
操作量を演算して制御する制御手段とを備えて、 前記キ
ャビン座標系の前記操作手段における操作量に従って、
前記後部アームの前記先端部を前記キャビン座標系の前
記各方向に対して並進及び旋回させるものである。
【０００７】前記運転席は、走行装置の上に取り付ける
ことができ、また、該運転席及び前記後部ブームは鉛直
方向を軸に旋回自在にした旋回体に設けることができ
る。本発明の建設機械に走行装置を取り付けた場合に、
後部アームの前記姿勢は、建設機械の走行装置の地面を
基準面とした基準座標系に基づいて指定することができ
る。したがって、地面が傾斜している場合には、鉛直方
向とは、該地面に対する垂直方向を意味する。
ことができ、また、該運転席及び前記後部ブームは鉛直
方向を軸に旋回自在にした旋回体に設けることができ
る。本発明の建設機械に走行装置を取り付けた場合に、
後部アームの前記姿勢は、建設機械の走行装置の地面を
基準面とした基準座標系に基づいて指定することができ
る。したがって、地面が傾斜している場合には、鉛直方
向とは、該地面に対する垂直方向を意味する。
【０００８】前記屈曲及び旋回の制御は、各関節に取り
付けた関節位置センサのフィードバック信号から、基準
座標系での位置を位置座標変換値として求め、これと、
建設機械の運転席に設けたジョイスティックなどの操作
器から入力され、運転席に固定した前記キャビン座標系
での並進速度指令及び旋回速度指令を、位置座標変換値
として求め、該位置座標変換値と前記基準座標系での位
置座標変換値との差分をとり、その値を前記手首座標系
での値に座標変換し、この値に位置ゲインを乗じて得ら
れる数値を、関節角速度の微小変化として関節角速度変
換し、その値を油圧制御系などの制御系に出力すること
によって制御することができる。
付けた関節位置センサのフィードバック信号から、基準
座標系での位置を位置座標変換値として求め、これと、
建設機械の運転席に設けたジョイスティックなどの操作
器から入力され、運転席に固定した前記キャビン座標系
での並進速度指令及び旋回速度指令を、位置座標変換値
として求め、該位置座標変換値と前記基準座標系での位
置座標変換値との差分をとり、その値を前記手首座標系
での値に座標変換し、この値に位置ゲインを乗じて得ら
れる数値を、関節角速度の微小変化として関節角速度変
換し、その値を油圧制御系などの制御系に出力すること
によって制御することができる。
【０００９】前記操作手段として、ジョイスティック、
ペダルなど従来から使用されている操作器を用いること
ができるが、これに限定されない。前記工具は、特に限
定されず、例えば、油圧パワーショベルの掘削用バケッ
トなどの土木・建設用工具を意味する。
ペダルなど従来から使用されている操作器を用いること
ができるが、これに限定されない。前記工具は、特に限
定されず、例えば、油圧パワーショベルの掘削用バケッ
トなどの土木・建設用工具を意味する。
【００１０】
【作用】本発明方法は、後部アーム先端部の並進速度指
令を、運転席に固定したキャビン座標系で与えるように
したので、操作員からみた操作指令方向が、各関節の動
作によって変化しないように作用する。したがって、ジ
ョイスティック、ペダルなどの操作器の操作方向と、後
部アーム部の並進操作指令方向の関係を、各アーム及び
ブームの屈曲角、及び、旋回角に関係なく、常に同じ関
係に維持させることができる。
令を、運転席に固定したキャビン座標系で与えるように
したので、操作員からみた操作指令方向が、各関節の動
作によって変化しないように作用する。したがって、ジ
ョイスティック、ペダルなどの操作器の操作方向と、後
部アーム部の並進操作指令方向の関係を、各アーム及び
ブームの屈曲角、及び、旋回角に関係なく、常に同じ関
係に維持させることができる。
【００１１】
【実 施 例】以下添付の図面を対照して、一実施例に
より本発明方法を具体的に説明する。図１〜図３に示す
本実施例の油圧パワーショベル１は、図５に示す油圧パ
ワーショベル１の前部ブーム１６に旋回部２２を省略し
た外は、外見上の構造を同様のものを使用した。したが
って、同様の部材には同じ符号を付して説明を省略す
る。本実施例においては、図１及び図２に示すとおり、
ＯＢ−ＸＢＹＢＺＢ座標系、ＯＣ−ＸＣＹＣＺＣ座標
系、及びＯＥ−ＸＥＹＥＺＥ座標の３種類の座標系を設
定した。
より本発明方法を具体的に説明する。図１〜図３に示す
本実施例の油圧パワーショベル１は、図５に示す油圧パ
ワーショベル１の前部ブーム１６に旋回部２２を省略し
た外は、外見上の構造を同様のものを使用した。したが
って、同様の部材には同じ符号を付して説明を省略す
る。本実施例においては、図１及び図２に示すとおり、
ＯＢ−ＸＢＹＢＺＢ座標系、ＯＣ−ＸＣＹＣＺＣ座標
系、及びＯＥ−ＸＥＹＥＺＥ座標の３種類の座標系を設
定した。
【００１２】ＯＢ−ＸＢＹＢＺＢ座標系（以下基準座標
系３０という）は、下部走行体２に固定した座標系であ
り、走行体２の直進方向をＸＢ軸、垂直方向をＺＢ軸、
これらの軸に直交する軸をＹＢ軸とする座標系である。
また、ＯＣ−ＸＣＹＣＺＣ座標系（以下キャビン座標系
３２という）は、運転席３３がある上部旋回体６に固定
した座標系であり、運転席正面をＹＣ軸（前記第１の方
向）、上部旋回体６の旋回軸方向をＺＣ軸（前記第２の
方向）、こられの軸に直交する軸をＹＣ軸（前記第３の
方向）とする座標系である。
系３０という）は、下部走行体２に固定した座標系であ
り、走行体２の直進方向をＸＢ軸、垂直方向をＺＢ軸、
これらの軸に直交する軸をＹＢ軸とする座標系である。
また、ＯＣ−ＸＣＹＣＺＣ座標系（以下キャビン座標系
３２という）は、運転席３３がある上部旋回体６に固定
した座標系であり、運転席正面をＹＣ軸（前記第１の方
向）、上部旋回体６の旋回軸方向をＺＣ軸（前記第２の
方向）、こられの軸に直交する軸をＹＣ軸（前記第３の
方向）とする座標系である。
【００１３】そして、ＯＥ−ＸＥＹＥＺＥ座標系は手首
座標２８であり、図５に定義した座標系である。そし
て、ＸＣ軸方向もしくはＺＣ軸方向の並進動作は、後部
ブーム１８の屈曲（以下後部ブーム屈曲という）３４、
前部ブーム１６の屈曲（以下前部ブーム屈曲という）３
６、後部アーム１４の屈曲（以下後部アーム屈曲とい
う）３８の合成運動によって作り出すことができる。
座標２８であり、図５に定義した座標系である。そし
て、ＸＣ軸方向もしくはＺＣ軸方向の並進動作は、後部
ブーム１８の屈曲（以下後部ブーム屈曲という）３４、
前部ブーム１６の屈曲（以下前部ブーム屈曲という）３
６、後部アーム１４の屈曲（以下後部アーム屈曲とい
う）３８の合成運動によって作り出すことができる。
【００１４】また、ＹＣ軸方向の並進動作は上部旋回体
６の旋回４０、後部アーム１４の先端部２６の旋回４２
の合成運動によって作り出すことができる。本実施例の
前記の屈曲動作、旋回動作、及び、並進動作を行わせる
操作器は、図２、図３に示すとおり、一対の電気ジョイ
スティック４４，４６（以下、４４を左ジョイスティッ
クといい、４６を右ジョイスティックという）、一対の
ペダル４８，５０（以下、４８を左ペダルといい、５０
を右ペダルという）、左ジョイスティック４４に取り付
けた左切換スイッチ５２（図３）、及び、右ジョイステ
ィック４６に取り付けた右切換スイッチ５４（図３）に
よって行うようにした。以下これらを総称するときは操
作器４４〜５４と記載する。
６の旋回４０、後部アーム１４の先端部２６の旋回４２
の合成運動によって作り出すことができる。本実施例の
前記の屈曲動作、旋回動作、及び、並進動作を行わせる
操作器は、図２、図３に示すとおり、一対の電気ジョイ
スティック４４，４６（以下、４４を左ジョイスティッ
クといい、４６を右ジョイスティックという）、一対の
ペダル４８，５０（以下、４８を左ペダルといい、５０
を右ペダルという）、左ジョイスティック４４に取り付
けた左切換スイッチ５２（図３）、及び、右ジョイステ
ィック４６に取り付けた右切換スイッチ５４（図３）に
よって行うようにした。以下これらを総称するときは操
作器４４〜５４と記載する。
【００１５】左切換スイッチ５２は、左ジョイスティッ
ク４４を左に倒す操作方向６６と右に倒す操作方向６８
に傾けて行う操作指令を、前部アーム１２の屈曲（以下
前部アーム屈曲という）５６に対して行う場合と、後部
アーム１４の屈曲（以下後部アーム屈曲という）３８に
対して行う場合とに、割付けを切り換えるスイッチであ
り、右切換スイッチ５４は、キャビン座標系３２の並進
操作指令を行う並進モードと、各関節軸を１対１の対応
だけで操作する単軸モードとに切り換えるスイッチであ
る。
ク４４を左に倒す操作方向６６と右に倒す操作方向６８
に傾けて行う操作指令を、前部アーム１２の屈曲（以下
前部アーム屈曲という）５６に対して行う場合と、後部
アーム１４の屈曲（以下後部アーム屈曲という）３８に
対して行う場合とに、割付けを切り換えるスイッチであ
り、右切換スイッチ５４は、キャビン座標系３２の並進
操作指令を行う並進モードと、各関節軸を１対１の対応
だけで操作する単軸モードとに切り換えるスイッチであ
る。
【００１６】右切換スイッチ５４を並進モードに切り換
えると、各腕１２〜１８は以下のように制御される。即
ち、右ペダル５０を左傾５８させるとＸＣ軸の負方向に
並進速度指令を与え、右傾６０させるとＸＣ軸の正方向
に並進速度指令を与える。また、左ジョイスティック４
４を、前方６２に押すとＹＣ軸の負方向に並進速度指令
を与え、手前６４に引くとＹＣ軸の正方向に並進速度指
令を与え、左方６６に倒すと後部アーム１４を上げる速
度指令を、右方６８に倒すと後部アーム１４を下げる速
度指令を与える。また、右ジョイスティック４６を前方
７０に押すとＺＣ軸の負方向に並進速度指令を与え、手
前７２に引くとＺＣ軸の正方向に並進速度指令を与え
る。以上説明したように、並進動作を行わせる各操作５
８〜７２を、左右ジョイスティック４４，４６、左右ペ
ダル４８，５０に割付けたので、後部アーム１４の先端
部２６を、任意の方向の並進動作を合成することができ
る。
えると、各腕１２〜１８は以下のように制御される。即
ち、右ペダル５０を左傾５８させるとＸＣ軸の負方向に
並進速度指令を与え、右傾６０させるとＸＣ軸の正方向
に並進速度指令を与える。また、左ジョイスティック４
４を、前方６２に押すとＹＣ軸の負方向に並進速度指令
を与え、手前６４に引くとＹＣ軸の正方向に並進速度指
令を与え、左方６６に倒すと後部アーム１４を上げる速
度指令を、右方６８に倒すと後部アーム１４を下げる速
度指令を与える。また、右ジョイスティック４６を前方
７０に押すとＺＣ軸の負方向に並進速度指令を与え、手
前７２に引くとＺＣ軸の正方向に並進速度指令を与え
る。以上説明したように、並進動作を行わせる各操作５
８〜７２を、左右ジョイスティック４４，４６、左右ペ
ダル４８，５０に割付けたので、後部アーム１４の先端
部２６を、任意の方向の並進動作を合成することができ
る。
【００１７】更に、前記並進モードにおいて、左ペダル
４８を左傾７４させると後部アーム１４の先端部２６を
左旋回させる速度指令を与え、右傾７６させると後部ア
ーム１４の先端部２６を右旋回させる速度指令を与え、
右ジョイスティック４６を左方７８に倒すと工具（本実
施例はバケット）８を上げる速度指令を与え、右傾８０
させると工具８を下げる速度指令を与えることができ
る。したがって、並進動作と平行して、建設作業（本実
施例では掘削作業）を行うことができる。
４８を左傾７４させると後部アーム１４の先端部２６を
左旋回させる速度指令を与え、右傾７６させると後部ア
ーム１４の先端部２６を右旋回させる速度指令を与え、
右ジョイスティック４６を左方７８に倒すと工具（本実
施例はバケット）８を上げる速度指令を与え、右傾８０
させると工具８を下げる速度指令を与えることができ
る。したがって、並進動作と平行して、建設作業（本実
施例では掘削作業）を行うことができる。
【００１８】並進モードでの前記建設作業を行う操作、
即ち、左ペダルの４８の左傾７４，右傾７６操作による
後部アーム１４の先端部２６の旋回動作、及び、右ジョ
イスティック４６の左方７８，右方８０に倒す操作によ
る工具８の上げ下け動作は、右切換スイッチ５４を単軸
モードに切り換えても、そのまま同じ動作をさせること
ができる。そして、単軸モードにおいては、左切換スイ
ッチ５２を切換ることにより、左ジョイスティック４４
の左方６６・右方６８に倒す操作を各々の切換 位置で後
部アーム１４および前部アーム１２の速度指令に割付け
ることができる。
即ち、左ペダルの４８の左傾７４，右傾７６操作による
後部アーム１４の先端部２６の旋回動作、及び、右ジョ
イスティック４６の左方７８，右方８０に倒す操作によ
る工具８の上げ下け動作は、右切換スイッチ５４を単軸
モードに切り換えても、そのまま同じ動作をさせること
ができる。そして、単軸モードにおいては、左切換スイ
ッチ５２を切換ることにより、左ジョイスティック４４
の左方６６・右方６８に倒す操作を各々の切換 位置で後
部アーム１４および前部アーム１２の速度指令に割付け
ることができる。
【００１９】単軸モードにおけるその他の制御は、以下
のように行われる。即ち、右ペダル５０を左傾５８させ
ると後部ブーム１８を下げる速度指令を与え、右傾６０
させると後部ブーム１８を上げる速度指令を与え、左ジ
ョイスティック４４を、前方６２に押すと上部旋回体６
に右旋回速度指令を与え、手前６４に引くと上部旋回体
６に左旋回速度指令を与え、右ジョイスティック４６を
前方７０に押すと前部ブーム１６を下げる速度指令を与
え、手前７２に引くと前部ブーム１６を上げる速度指令
を与える。
のように行われる。即ち、右ペダル５０を左傾５８させ
ると後部ブーム１８を下げる速度指令を与え、右傾６０
させると後部ブーム１８を上げる速度指令を与え、左ジ
ョイスティック４４を、前方６２に押すと上部旋回体６
に右旋回速度指令を与え、手前６４に引くと上部旋回体
６に左旋回速度指令を与え、右ジョイスティック４６を
前方７０に押すと前部ブーム１６を下げる速度指令を与
え、手前７２に引くと前部ブーム１６を上げる速度指令
を与える。
【００２０】以上の動作を纏めると次の表が得られる。 次に、操作器４４〜５４を操作することによって、後部
アーム先端部２６の位置、姿勢を制御する方法は次のよ
うにして行う。即ち、上部旋回体６の旋回を、基準座標
系３０のＺＢ軸に対するＺＣ軸（キャビン座標系３２）
の角度から検出し、後部ブーム１８の屈曲３４を、キャ
ビン座標系３２に対する後部ブーム１８の折れ角から検
出し、前部ブーム１６の屈曲３６を、後部ブーム１８に
対する折れ角から検出し、後部アーム１４の屈曲３８
を、前部ブーム１６に対する折れ角から検出し、これら
検出値から求めることができる。
アーム先端部２６の位置、姿勢を制御する方法は次のよ
うにして行う。即ち、上部旋回体６の旋回を、基準座標
系３０のＺＢ軸に対するＺＣ軸（キャビン座標系３２）
の角度から検出し、後部ブーム１８の屈曲３４を、キャ
ビン座標系３２に対する後部ブーム１８の折れ角から検
出し、前部ブーム１６の屈曲３６を、後部ブーム１８に
対する折れ角から検出し、後部アーム１４の屈曲３８
を、前部ブーム１６に対する折れ角から検出し、これら
検出値から求めることができる。
【００２１】図４によって前記各検出値から後部アーム
１４の姿勢を制御する制御回路を説明する。図に示す関
節位置センサ８２は、各屈曲３４，３６，３８，５６及
び各旋回４０，４２ごとに設けており、各関節位置セン
サ８２の出力するフィードバック信号は、それぞれの信
号に対して設けた位置座標変換回路８４において、基準
座標系３０の位置・姿勢座標値を求める。また、ジョイ
スティック４４，４６、ペダル４８，５０などの操作器
から入力される、キャビン座標系３２による並進、旋回
速度指令を、位置座標変換回路８６に与え、該変換回路
８６において、基準座標系３０の位置・姿勢座標値に変
換する。前記変換回路８６から出力される位置・姿勢座
標の指令値と、位置座標変換回路８４から出力される位
置・姿勢座標の現在値とを、加算器８８において差分を
演算し、その結果を座標変換回路９０で手首座標系２８
に変換し、制御量演算回路９２において、前記変換値に
位置ゲインを乗じて位置・姿勢の微小調整量を演算し、
得られた値を、関節角速度変換回路９４で、各関節１
０、上部旋回体６及び旋回部２２ごとの位置・姿勢の角
速度微小変化値に変換し、油圧制御系９６に出力する。
該フィードバック制御ループの各演算は、コンピュータ
で処理させることができる。
１４の姿勢を制御する制御回路を説明する。図に示す関
節位置センサ８２は、各屈曲３４，３６，３８，５６及
び各旋回４０，４２ごとに設けており、各関節位置セン
サ８２の出力するフィードバック信号は、それぞれの信
号に対して設けた位置座標変換回路８４において、基準
座標系３０の位置・姿勢座標値を求める。また、ジョイ
スティック４４，４６、ペダル４８，５０などの操作器
から入力される、キャビン座標系３２による並進、旋回
速度指令を、位置座標変換回路８６に与え、該変換回路
８６において、基準座標系３０の位置・姿勢座標値に変
換する。前記変換回路８６から出力される位置・姿勢座
標の指令値と、位置座標変換回路８４から出力される位
置・姿勢座標の現在値とを、加算器８８において差分を
演算し、その結果を座標変換回路９０で手首座標系２８
に変換し、制御量演算回路９２において、前記変換値に
位置ゲインを乗じて位置・姿勢の微小調整量を演算し、
得られた値を、関節角速度変換回路９４で、各関節１
０、上部旋回体６及び旋回部２２ごとの位置・姿勢の角
速度微小変化値に変換し、油圧制御系９６に出力する。
該フィードバック制御ループの各演算は、コンピュータ
で処理させることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の建設機械
の並進操作方法は、並進操作指令を、運転席に固定した
キャビン座標系により、後部アームの先端部を操作点と
して制御するようにしたので、操作器の並進操作方向
と、後部アーム先端部の動作方向の相対的関係が、各関
節の動作に伴って変化することなく、常に同じとするこ
とができる。したがって、並進操作を行う際に、手首座
標系の向きの変化を意識する必要がないため、操作員
は、操作感覚に支障なく操作指令を与えることができ
る。
の並進操作方法は、並進操作指令を、運転席に固定した
キャビン座標系により、後部アームの先端部を操作点と
して制御するようにしたので、操作器の並進操作方向
と、後部アーム先端部の動作方向の相対的関係が、各関
節の動作に伴って変化することなく、常に同じとするこ
とができる。したがって、並進操作を行う際に、手首座
標系の向きの変化を意識する必要がないため、操作員
は、操作感覚に支障なく操作指令を与えることができ
る。
【００２３】また、後部ブームの旋回軸を有しないフロ
ント機構の建設機械であっても、キャビン座標系のＸＣ
軸方向、ＺＣ軸方向の並進動作ならびにＹＣ軸方向の近
似並進動作が可能であるため、効率よく作業点への位置
決め操作が行える。なお、上記に示した操作器の操作方
向と並進・旋回操作への割付は、一例を示したものであ
る。
ント機構の建設機械であっても、キャビン座標系のＸＣ
軸方向、ＺＣ軸方向の並進動作ならびにＹＣ軸方向の近
似並進動作が可能であるため、効率よく作業点への位置
決め操作が行える。なお、上記に示した操作器の操作方
向と並進・旋回操作への割付は、一例を示したものであ
る。
【図１】本発明方法の実施例の油圧パワーショベルに設
定した座標系を説明するための側面図である。
定した座標系を説明するための側面図である。
【図２】図１の工具を支持する腕と運転席とを模型的に
記載した斜視図である。
記載した斜視図である。
【図３】図２に示す操作器の操作方向と符号との関係の
説明図である。
説明図である。
【図４】図１の実施例の制御系統を説明するブロック回
路図である。
路図である。
【図５】先行発明方法による油圧パワーショベルに設定
した座標系を説明するための側面図である。
した座標系を説明するための側面図である。
１ 油圧パワーショベル ２ 下部走行体 ４ 台座 ６ 上部旋回体 ８ 工具 １０ 関節 １２ 前部アーム １４ 後部アーム １６ 前部ブーム １８ 後部ブーム ２２ 旋回部 ２６ 先端部 ２８ 手首座標系 ３０ 基準座標系 ３２ キャビン座標系 ３３ 運転席 ３４ 後部ブーム屈曲 ３６ 前部ブーム
屈曲 ３８ 後部アーム屈曲 ４０ 上部旋回体
旋回 ４２ 後部アーム先端部旋回 ４４ 左ジョイス
ティック ４６ 右ジョイスティック ４８ ペダル ５０ 右ペダル ５２ 左切換スイ
ッチ ５４ 右切換スイッチ ５６ 前部アーム
屈曲 ＸＣ キャビン座標系のＸ軸（第１の方向） ＹＣ キャビン座標系のＹ軸（第３の方向） ＺＣ キャビン座標系のＺ軸（第２の方向）
屈曲 ３８ 後部アーム屈曲 ４０ 上部旋回体
旋回 ４２ 後部アーム先端部旋回 ４４ 左ジョイス
ティック ４６ 右ジョイスティック ４８ ペダル ５０ 右ペダル ５２ 左切換スイ
ッチ ５４ 右切換スイッチ ５６ 前部アーム
屈曲 ＸＣ キャビン座標系のＸ軸（第１の方向） ＹＣ キャビン座標系のＹ軸（第３の方向） ＺＣ キャビン座標系のＺ軸（第２の方向）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野坂 寛 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社 高砂研究所内 (72)発明者 石瀬 文彦 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社 高砂研究所内 (72)発明者 鮫島 誠 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社 高砂研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−25626（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−25627（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−33937（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E02F 3/43 E02F 3/38
Claims (1)
- 【請求項１】 建設機械の下部走行体に旋回自在に設け
られた上部旋回体と連結した後部ブームに、前部ブーム
と後部アームと前部アームを順に各関節部分で屈曲可能
に連結し、該前部アームの先端に、工具を屈曲自在に取
り付けると共に、前記後部アームに旋回部を設けて該後
部アームの先端部を旋回自在に形成した建設機械におい
て、 前記上部旋回体に設けられた運転席の前方方向を第１方
向、前記運転席の鉛直方向を第２方向、該第１，第２方
向に直交する方向を第３方向とするキャビン座標系の各
方向に対する前記後部アームの前記先端部の並進及び旋
回指令をそれぞれ入力する複数の操作手段と、 該操作手段の並進及び旋回速度指令から、前記後部アー
ムの前記先端部を、前記キャビン座標系の前記各方向に
対して並進及び旋回させるための、各前記関節、前記上
部旋回体及び前記旋回部の操作量を演算して制御する制
御手段とを備えて、 前記キャビン座標系の前記操作手段における操作量に従
って、前記後部アームの前記先端部を前記キャビン座標
系の前記各方向に対して並進及び旋回させる建設機械の
並進操作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4019261A JP2852984B2 (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | 建設機械の並進操作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4019261A JP2852984B2 (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | 建設機械の並進操作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06185092A JPH06185092A (ja) | 1994-07-05 |
| JP2852984B2 true JP2852984B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=11994501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4019261A Expired - Fee Related JP2852984B2 (ja) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | 建設機械の並進操作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2852984B2 (ja) |
-
1992
- 1992-02-04 JP JP4019261A patent/JP2852984B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06185092A (ja) | 1994-07-05 |
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