JP2870599B2 - 建設機械の作業機干渉防止装置 - Google Patents
建設機械の作業機干渉防止装置Info
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- 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
- E02F9/2033—Limiting the movement of frames or implements, e.g. to avoid collision between implements and the cabin
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油圧ショベル等の建設機械において、作業機
の運転室との干渉を防止するための作業機干渉防止装置
に関するものである。
の運転室との干渉を防止するための作業機干渉防止装置
に関するものである。
側溝掘り作業を行うオフセット型の油圧ショベルにお
いては、上部旋回体のフロント部に側溝掘りブーム、同
ブームの先端部にアーム、このアームの先端部にパケッ
トをそれぞれ取付けて作業機を構成している。
いては、上部旋回体のフロント部に側溝掘りブーム、同
ブームの先端部にアーム、このアームの先端部にパケッ
トをそれぞれ取付けて作業機を構成している。
また、ブームをオフセット機構によって左右にオフセ
ット可能に構成し、作業機の屈折作動とこのオフセット
作動によって掘削・積込み作業を行うようにしている。
ット可能に構成し、作業機の屈折作動とこのオフセット
作動によって掘削・積込み作業を行うようにしている。
ところが、このようなオフセット型の油圧ショベルに
おいては、作業機を運転室(キャビン)側にオフセット
した状態での作業時に、作業機の作動範囲内に運転室が
存在するため、掘削・積込み作業時に作業機(パケッ
ト)が運転室と干渉するおそれがあった。
おいては、作業機を運転室(キャビン)側にオフセット
した状態での作業時に、作業機の作動範囲内に運転室が
存在するため、掘削・積込み作業時に作業機(パケッ
ト)が運転室と干渉するおそれがあった。
そこで本発明は、作業機の運転室との干渉を防止する
ことができる建設機械の作業機干渉防止装置を提供する
ものである。
ことができる建設機械の作業機干渉防止装置を提供する
ものである。
特許請求の範囲第1項の発明は、上部旋回体のフロン
ト部に、運転室側に向かってオフセット作動可能でかつ
運転室側に向かって屈折作動可能な作業機が取付けられ
た建設機械において、上記作業機の位置を検出する位置
検出手段を設け、制御手段により、 (i) 上記作業機と運転室の干渉の危険が生じる面と
しての設定面を、 イ.運転室の前面側、上面側および側面側に、 ロ.運転室との間に、作業機によって決まる各設定面
側への作動速度特性に応じた距離であって、運転室の外
形に沿うように補正を加えた距離を置いて 設定し、 (ii) 作業機が上記前面側、上面側および側面側のす
べての設定面よりも運転室側に移動したときに、作業機
と運転室の干渉を回避する干渉回避処理をとる ように構成したものである。
ト部に、運転室側に向かってオフセット作動可能でかつ
運転室側に向かって屈折作動可能な作業機が取付けられ
た建設機械において、上記作業機の位置を検出する位置
検出手段を設け、制御手段により、 (i) 上記作業機と運転室の干渉の危険が生じる面と
しての設定面を、 イ.運転室の前面側、上面側および側面側に、 ロ.運転室との間に、作業機によって決まる各設定面
側への作動速度特性に応じた距離であって、運転室の外
形に沿うように補正を加えた距離を置いて 設定し、 (ii) 作業機が上記前面側、上面側および側面側のす
べての設定面よりも運転室側に移動したときに、作業機
と運転室の干渉を回避する干渉回避処理をとる ように構成したものである。
特許請求の範囲第2項の発明は、特許請求の範囲第1
項の構成において、干渉回避処理がとられた後に、この
干渉回避処理を解除する処理解除手段を有するものであ
る。
項の構成において、干渉回避処理がとられた後に、この
干渉回避処理を解除する処理解除手段を有するものであ
る。
上記構成によると、作業機が設定面よりも運転室側に
侵入したときに、作業機と運転室との干渉を回避する干
渉回避処理がとられるため、作業機の運転室との干渉を
防止することができる。
侵入したときに、作業機と運転室との干渉を回避する干
渉回避処理がとられるため、作業機の運転室との干渉を
防止することができる。
しかも、設定面は、作業機によって決まる設定面側へ
の作動速度特性、すなわち操作の種類により作業機が運
転室に近づく速度が速いか遅いかに応じて運転室との距
離が設定されるため、不必要に大きな距離を置いて設定
される結果、作業範囲が縮小したり、距離が小さすぎる
結果、干渉防止作用が不確実となったりするおそれがな
い。
の作動速度特性、すなわち操作の種類により作業機が運
転室に近づく速度が速いか遅いかに応じて運転室との距
離が設定されるため、不必要に大きな距離を置いて設定
される結果、作業範囲が縮小したり、距離が小さすぎる
結果、干渉防止作用が不確実となったりするおそれがな
い。
この場合、油圧ショベルでいえば、相対的に、オフセ
ット作動速度が最も遅く、アーム速度が最も速く、ブー
ム速度がその中間となる。
ット作動速度が最も遅く、アーム速度が最も速く、ブー
ム速度がその中間となる。
そして、オフセット作動が運転室側面との干渉と関係
し、ブームおよびアームの作動が運転室の前面および上
面との干渉と関係する。
し、ブームおよびアームの作動が運転室の前面および上
面との干渉と関係する。
従って、各設定面の運転室との距離を、上記各作動の
速度特性に応じて設定すればよい。
速度特性に応じて設定すればよい。
また、各設定面の運転室との距離が運転室の外形に合
せて補正されるため、この距離が、不必要に大きくなっ
て作業範囲が狭められるおそれがない。
せて補正されるため、この距離が、不必要に大きくなっ
て作業範囲が狭められるおそれがない。
一方、特許請求の範囲第2項の発明によると、干渉回
避処理後、運転者の意思に基づいて設定面内での作業を
行うことができる。
避処理後、運転者の意思に基づいて設定面内での作業を
行うことができる。
本発明の実施例を第1図〜第8図によって説明する。
第1実施例(第1図〜第3図参照) 第2図は本発明の適用対象例である油圧ショベル1の
側面図である。
側面図である。
同図において、2は油圧ショベル1の下部走行体、3
は上部旋回体、4は上部旋回体3のフロント部に装着し
た作業機、5は作業機4の側溝掘りブーム、6は側溝掘
りブーム5のリアブーム、7はフロントブーム、8はア
ッパーブーム、9はアーム、10はバケット、11はブーム
シリンダ、12はアームシリンダ、13はバケットシリン
ダ、14はリアブーム6の根付部のピン結合部、15はフロ
ントブーム7の基端部のピン結合部、16はアーム9の基
端部のピン結合部、21は運転室、50はアーム9の先端部
とバケット10の基端部とを連結するピン結合部、17はピ
ン結合部14に取付けた位置検出手段としてのブーム用ポ
テンショメータ、18はピン結合部15に取付けた位置検出
手段としてのオフセット用ポテンショメータ、19はピン
結合部16に取付けた位置検出手段としてのアーム用ポテ
ンショメータ、αはブーム傾斜角、βはアーム回転角、
L1はリアブーム長さ、L2はフロントブーム長さ、L3はア
ッパーフレーム長さ、L4はアーム長さである。
は上部旋回体、4は上部旋回体3のフロント部に装着し
た作業機、5は作業機4の側溝掘りブーム、6は側溝掘
りブーム5のリアブーム、7はフロントブーム、8はア
ッパーブーム、9はアーム、10はバケット、11はブーム
シリンダ、12はアームシリンダ、13はバケットシリン
ダ、14はリアブーム6の根付部のピン結合部、15はフロ
ントブーム7の基端部のピン結合部、16はアーム9の基
端部のピン結合部、21は運転室、50はアーム9の先端部
とバケット10の基端部とを連結するピン結合部、17はピ
ン結合部14に取付けた位置検出手段としてのブーム用ポ
テンショメータ、18はピン結合部15に取付けた位置検出
手段としてのオフセット用ポテンショメータ、19はピン
結合部16に取付けた位置検出手段としてのアーム用ポテ
ンショメータ、αはブーム傾斜角、βはアーム回転角、
L1はリアブーム長さ、L2はフロントブーム長さ、L3はア
ッパーフレーム長さ、L4はアーム長さである。
第3図は同ショベルの平面図であり、20はオフセット
シリンダ、γはオフセット角、L5はオフセット寸法であ
る。
シリンダ、γはオフセット角、L5はオフセット寸法であ
る。
第1図にこの作業機干渉防止装置22の回路構成を示
す。
す。
同図において、23L,23Rは左右の走行モータ、24はブ
ームシリンダ11を制御するパイロット切換弁、25はバケ
ットシリンダ13を制御するパイロット切換弁、26はアー
ムシリンダ12を制御するパイロット切換弁、27はオフセ
ットシリンダ20を制御するパイロット切換弁、29,30は
可変容量型の油圧ポンプ、39はパイロットポンプ、40は
油タンク、41,42はパイロット切換弁24,25,26,27を操作
するリモコン弁、43はリモコン弁41,42のパイロット回
路に設けられた電磁弁、44は電磁弁43のソレノイド、45
は制御手段としてのコントローラ、46はメモリ、47は停
止処理解除スイッチ、48は継電器接点である。
ームシリンダ11を制御するパイロット切換弁、25はバケ
ットシリンダ13を制御するパイロット切換弁、26はアー
ムシリンダ12を制御するパイロット切換弁、27はオフセ
ットシリンダ20を制御するパイロット切換弁、29,30は
可変容量型の油圧ポンプ、39はパイロットポンプ、40は
油タンク、41,42はパイロット切換弁24,25,26,27を操作
するリモコン弁、43はリモコン弁41,42のパイロット回
路に設けられた電磁弁、44は電磁弁43のソレノイド、45
は制御手段としてのコントローラ、46はメモリ、47は停
止処理解除スイッチ、48は継電器接点である。
コントローラ45のメモリ46には、作業機4の各部長さ
L1〜L5、各部回転角α,β,γ、それに作業機4と運転
室21の干渉の危険が生じる面として運転室21の外側に設
定する設定面等のデータが記憶される。
L1〜L5、各部回転角α,β,γ、それに作業機4と運転
室21の干渉の危険が生じる面として運転室21の外側に設
定する設定面等のデータが記憶される。
この設定面について説明すると、第4,5図に示すよう
に運転室21の前面側に前面側設定面X−X、上面側に上
面側設定面Y−Y、側面側に側面側設定面Z−Zを、運
転室21の前面、上面、側面からそれぞれ所定距離T1,T2,
T3を置いて設定している。
に運転室21の前面側に前面側設定面X−X、上面側に上
面側設定面Y−Y、側面側に側面側設定面Z−Zを、運
転室21の前面、上面、側面からそれぞれ所定距離T1,T2,
T3を置いて設定している。
ここで、上記距離T1,T2,T3は、作業機各部の作動速度
に応じて決められる。
に応じて決められる。
すなわち、この種の油圧ショベルにおいては、一般に
オフセット作動、ブーム作動、アーム作動の三つの作動
を比較すると、相対的にオフセット作動が最も遅く、ア
ーム作動が最も速く、ブーム作動がその中間となる。
オフセット作動、ブーム作動、アーム作動の三つの作動
を比較すると、相対的にオフセット作動が最も遅く、ア
ーム作動が最も速く、ブーム作動がその中間となる。
そして、オフセット作動は作業機4の運転室側面との
干渉に関係し、ブーム作動およびアーム作動は運転室の
前面および上面との干渉に関係する。
干渉に関係し、ブーム作動およびアーム作動は運転室の
前面および上面との干渉に関係する。
そこで、このような作業機の動き(運転室21に接近す
る動きの速さ)に対応して各設定面X−X,Y−Y,Z−Zの
運転室21からの距離T1,T2,T3が定められる。
る動きの速さ)に対応して各設定面X−X,Y−Y,Z−Zの
運転室21からの距離T1,T2,T3が定められる。
また、作業機4の先端部(ピン結合部50)が運転室21
に向かって接近し、これがすべての設定面X−X,Y−Y,Z
−Zよりも運転室21側に移動したときに、コントローラ
45からの信号によって作業機4の作動を停止させるよう
にしている(この点の作用は後に詳述する)。
に向かって接近し、これがすべての設定面X−X,Y−Y,Z
−Zよりも運転室21側に移動したときに、コントローラ
45からの信号によって作業機4の作動を停止させるよう
にしている(この点の作用は後に詳述する)。
ところで、各設定面X−X,Y−Y,Z−Zは、水平、垂直
な平直面として設定されるため、これらが交わる部分で
は運転室21からの距離が不必要に大きくなり、作業機4
の作業範囲が縮小してしまう。
な平直面として設定されるため、これらが交わる部分で
は運転室21からの距離が不必要に大きくなり、作業機4
の作業範囲が縮小してしまう。
すなわち、設定面X−XとY−Yの交わる部分を例に
とると、第6図に示すように、仮にバケット10のピン結
合部(アーム先端部のピン結合部)50が設定面X−Xと
設定面Y−Yの交わる部分Qに到達したときに作業機4
の停止処理を行うと、運転室21の稜線部ハとバケット10
のツース端ニとの距離は不必要に大きくなる(第6図の
寸法W)。
とると、第6図に示すように、仮にバケット10のピン結
合部(アーム先端部のピン結合部)50が設定面X−Xと
設定面Y−Yの交わる部分Qに到達したときに作業機4
の停止処理を行うと、運転室21の稜線部ハとバケット10
のツース端ニとの距離は不必要に大きくなる(第6図の
寸法W)。
そこでこの装置においては、第4図〜第6図に示すよ
うに、各設定面X−X,Y−Y,Z−Z同士が交わる部分が曲
面状となる(曲面状設定面R,R′となる)ように、設定
値に補正を加えている。
うに、各設定面X−X,Y−Y,Z−Z同士が交わる部分が曲
面状となる(曲面状設定面R,R′となる)ように、設定
値に補正を加えている。
こうすれば、上記曲面状設定面R,R′にピン結合部50
が到達したときに作業機4の停止処理を行うと、運転室
21の稜線部(第6図のハ)とバケット10のツース端(同
ニ)との距離を最小限の寸法(同w)にすることができ
る。
が到達したときに作業機4の停止処理を行うと、運転室
21の稜線部(第6図のハ)とバケット10のツース端(同
ニ)との距離を最小限の寸法(同w)にすることができ
る。
このため、作業機4の作業範囲を可能な限り拡大する
ことができる。
ことができる。
なお、この曲面状設定面R,R′について図では文字通
りの曲面としているが、曲面近似となる直線の集まりと
してもよい。
りの曲面としているが、曲面近似となる直線の集まりと
してもよい。
コントローラ45の作用を含めた本装置の作用を次に説
明する。
明する。
作業時におけるアーム引き操作、ブーム上げ操作、オ
フセット操作等による作業機4の動きはブーム用、オフ
セット用、アーム用各ポテンショメータ17,18,19によっ
て検出され、この検出信号がそれぞれコントローラ45に
入力される。
フセット操作等による作業機4の動きはブーム用、オフ
セット用、アーム用各ポテンショメータ17,18,19によっ
て検出され、この検出信号がそれぞれコントローラ45に
入力される。
コントローラ45は、この検出信号に基づき、上記設定
面X−X,Y−Y,Z−Z,R…との関係において作業機4の作
動を制御し、作業機4の運転室21との干渉を防止する。
面X−X,Y−Y,Z−Z,R…との関係において作業機4の作
動を制御し、作業機4の運転室21との干渉を防止する。
すなわち、ピン結合部50が運転室21に接近し、すべて
の設定面X−X,Y−Y,Z−Z,R…よりも運転室21側に移動
したときに、コントローラ45から電磁弁43に指令信号が
出力される。
の設定面X−X,Y−Y,Z−Z,R…よりも運転室21側に移動
したときに、コントローラ45から電磁弁43に指令信号が
出力される。
これにより、電磁弁43が開通油路位置イから遮断油路
位置ロに切換わり、リモコン弁41,42用のパイロット回
路が遮断状態となるため、リモコン弁41,42が操作不能
となって作業機4の作動が停止する。
位置ロに切換わり、リモコン弁41,42用のパイロット回
路が遮断状態となるため、リモコン弁41,42が操作不能
となって作業機4の作動が停止する。
こうして、作業機4の運転室21との干渉が防止され
る。
る。
なお、作業機4が上記のように停止処理状態となった
ときには、スイッチ47を操作する。
ときには、スイッチ47を操作する。
このスイッチ47の操作信号はコントローラ45に入力さ
れ、これに基づくコントローラ45からの出力信号によっ
て継電器接点48が開き、電磁弁43のソレノイド44が非通
電状態となる。
れ、これに基づくコントローラ45からの出力信号によっ
て継電器接点48が開き、電磁弁43のソレノイド44が非通
電状態となる。
これにより、電磁弁43が開通油路位置イに復帰し、リ
モコン弁41,42の操作が可能となるため、運転者の意思
に基づいて設定面内での作業を行うことができる。
モコン弁41,42の操作が可能となるため、運転者の意思
に基づいて設定面内での作業を行うことができる。
ところで、ブーム用、アーム用、オフセット用各ポテ
ンショメータ17,18,19に加えてバケット用ポテンショメ
ータ(図示しない)をアーム先端部のピン結合部50に設
けると、バケット10のツース位置を検出することができ
るため、より効果的となる。
ンショメータ17,18,19に加えてバケット用ポテンショメ
ータ(図示しない)をアーム先端部のピン結合部50に設
けると、バケット10のツース位置を検出することができ
るため、より効果的となる。
また、ポテンショメータ以外の位置検出手段として、
各油圧シリンダの伸縮長さを検出するストロークセンサ
等を用いてもよい。
各油圧シリンダの伸縮長さを検出するストロークセンサ
等を用いてもよい。
上記のように本発明によるときは、作業機が、予め運
転室に沿って設定された設定面よりも運転室側に侵入し
たときに、作業機と運転室との干渉を回避する干渉回避
処理がとられるため、作業機の運転室との干渉を防止す
ることができる。
転室に沿って設定された設定面よりも運転室側に侵入し
たときに、作業機と運転室との干渉を回避する干渉回避
処理がとられるため、作業機の運転室との干渉を防止す
ることができる。
しかも、設定面は、作業機によって決まる設定面側へ
の作動速度特性(油圧ショベルの場合のオフセット操
作、アーム引き操作、ブーム上げ操作等の操作の種類に
より作業機が運転室に近づく速度が速いか遅いか)に応
じて運転室との距離が設定されるため、不必要に大きな
距離を置いて設定される結果、作業範囲が縮小したり、
距離が小さすぎる結果、干渉防止作用が不確実となった
りするおそれがない。
の作動速度特性(油圧ショベルの場合のオフセット操
作、アーム引き操作、ブーム上げ操作等の操作の種類に
より作業機が運転室に近づく速度が速いか遅いか)に応
じて運転室との距離が設定されるため、不必要に大きな
距離を置いて設定される結果、作業範囲が縮小したり、
距離が小さすぎる結果、干渉防止作用が不確実となった
りするおそれがない。
また、各設定面の運転室との距離が、運転室の外形に
合せて補正されるため、この距離が、不必要に大きくな
って作業範囲が狭められるおそれがない。
合せて補正されるため、この距離が、不必要に大きくな
って作業範囲が狭められるおそれがない。
一方、特許請求の範囲第2項の発明によると、干渉回
避処理後、運転者の意思に基づいて設定面内での作業を
行うことができる。
避処理後、運転者の意思に基づいて設定面内での作業を
行うことができる。
第1図は本発明の実施例にかかる作業機干渉防止装置の
回路構成図、第2図は油圧ショベルの側面図、第3図は
同平面図、第4図は油圧ショベルに設定した設定面を示
す側面図、第5図は第4図のA方向から見た平面図、第
6図は設定面同士が交わる部分での設定面のとり方を説
明するための一部拡大側面図である。 4……作業機、17,18,19……位置検出手段としてのポテ
ンショメータ、21……運転室、22……作業機干渉防止装
置、45……制御手段を構成するコントローラ、43……同
電磁弁、X−X,Y−Y,Z−Z……設定面、R,R′……補正
を加えた設定面、T1,T2,T3……各設定面と運転室との距
離。
回路構成図、第2図は油圧ショベルの側面図、第3図は
同平面図、第4図は油圧ショベルに設定した設定面を示
す側面図、第5図は第4図のA方向から見た平面図、第
6図は設定面同士が交わる部分での設定面のとり方を説
明するための一部拡大側面図である。 4……作業機、17,18,19……位置検出手段としてのポテ
ンショメータ、21……運転室、22……作業機干渉防止装
置、45……制御手段を構成するコントローラ、43……同
電磁弁、X−X,Y−Y,Z−Z……設定面、R,R′……補正
を加えた設定面、T1,T2,T3……各設定面と運転室との距
離。
Claims (2)
- 【請求項1】上部旋回体のフロント部に、運転室側に向
かってオフセット作動可能でかつ運転室側に向かって屈
折作動可能な作業機が取付けられた建設機械において、
上記作業機の位置を検出する位置検出手段を設け、制御
手段により、 (i) 上記作業機と運転室の干渉の危険が生じる面と
しての設定面を、 イ.運転室の前面側、上面側および側面側に、 ロ.運転室との間に、作業機によって決まる各設定面側
への作動速度特性に応じた距離であって、運転室の外形
に沿うように補正を加えた距離を置いて 設定し、 (ii) 作業機が上記前面側、上面側および側面側のす
べての設定面よりも運転室側に移動したときに、作業機
と運転室の干渉を回避する干渉回避処理をとる ように構成したことを特徴とする建設機械の作業機干渉
防止装置。 - 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の建設機械の作
業機干渉防止装置において、干渉回避処理がとられた後
に、この干渉回避処理を解除する処理解除手段を有する
ことを特徴とする建設機械の作業機干渉防止装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014582A JP2870599B2 (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 建設機械の作業機干渉防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014582A JP2870599B2 (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 建設機械の作業機干渉防止装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03217523A JPH03217523A (ja) | 1991-09-25 |
JP2870599B2 true JP2870599B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=11865158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014582A Expired - Fee Related JP2870599B2 (ja) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | 建設機械の作業機干渉防止装置 |
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---|---|
JP (1) | JP2870599B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2557499Y2 (ja) * | 1991-11-11 | 1997-12-10 | セイレイ工業株式会社 | バックホー |
JP2757089B2 (ja) * | 1992-03-26 | 1998-05-25 | 株式会社小松製作所 | 作業機干渉防止装置 |
JP3679848B2 (ja) * | 1995-12-27 | 2005-08-03 | 日立建機株式会社 | 建設機械の作業範囲制限制御装置 |
US5957989A (en) | 1996-01-22 | 1999-09-28 | Hitachi Construction Machinery Co. Ltd. | Interference preventing system for construction machine |
CN1076422C (zh) | 1997-01-07 | 2001-12-19 | 日立建机株式会社 | 两段臂架式油压挖掘机的防干扰装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01178621A (ja) * | 1987-12-30 | 1989-07-14 | Kayaba Ind Co Ltd | パワーショベル作業機のバケット制御装置 |
JP2672143B2 (ja) * | 1989-03-28 | 1997-11-05 | 株式会社クボタ | バックホウ |
-
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JPH03217523A (ja) | 1991-09-25 |
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