JP2922726B2 - 掘削機のバケット誘導システム - Google Patents
掘削機のバケット誘導システムInfo
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Manipulator (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、土砂掘削用の掘削機に
設けられたバケットの誘導システムに関するものであ
る。
設けられたバケットの誘導システムに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、建設現場では省力化のために、各
種作業に使用する作業機械の自動化が推進されている。
その例としては、土砂の搬出、搬入を行うトラック等の
土砂運搬車や、現場内において土砂の移送を行うパワー
ショベル及びブルドーザ等の掘削機の走行制御がある。
そして、従来は、各々の装置を個別に走行制御している
のが通常である。
種作業に使用する作業機械の自動化が推進されている。
その例としては、土砂の搬出、搬入を行うトラック等の
土砂運搬車や、現場内において土砂の移送を行うパワー
ショベル及びブルドーザ等の掘削機の走行制御がある。
そして、従来は、各々の装置を個別に走行制御している
のが通常である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えばパワ
ーショベルで集積して一箇所に堆積した土砂をトラック
の荷台に移送する場合等、掘削機と土砂運搬車とがある
程度接近し連係して作業を行う際には、両者の間が接近
し過ぎないように、各々の制御において所定の間隔を確
保するように位置制御している。しかしながら、掘削機
と土砂運搬車との一方又は両方に位置制御のずれが生じ
ると、両者の間が接近し過ぎて作業を良好に行えなくな
ったり、両者が接触して故障の要因となる不具合があっ
た。また、このことは、土砂運搬車が有人で走行されて
いる場合にも起こり得る不具合であった。
ーショベルで集積して一箇所に堆積した土砂をトラック
の荷台に移送する場合等、掘削機と土砂運搬車とがある
程度接近し連係して作業を行う際には、両者の間が接近
し過ぎないように、各々の制御において所定の間隔を確
保するように位置制御している。しかしながら、掘削機
と土砂運搬車との一方又は両方に位置制御のずれが生じ
ると、両者の間が接近し過ぎて作業を良好に行えなくな
ったり、両者が接触して故障の要因となる不具合があっ
た。また、このことは、土砂運搬車が有人で走行されて
いる場合にも起こり得る不具合であった。
【０００４】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、掘削機と土砂運搬車とが接近して連係作業を行う際
に、両者の間に必要な間隔を確実に確保するようにでき
る掘削機のバケット誘導システムを提供することを目的
とする。
で、掘削機と土砂運搬車とが接近して連係作業を行う際
に、両者の間に必要な間隔を確実に確保するようにでき
る掘削機のバケット誘導システムを提供することを目的
とする。
【０００５】前記目的を達成するために本発明は、建設
現場に配置された掘削機のバケットと、該建設現場に向
かって移動する土砂運搬車との距離が所定距離以上確保
されるように、前記バケットを誘導するためのシステム
であって、前記掘削機に設けられ、前記掘削機と前記土
砂運搬車との距離を測距する測距手段と、前記掘削機と
前記土砂運搬車との距離が所定距離以下となったとき
に、前記バケットが前記土砂運搬車から離間するように
制御する制御手段とを備え、前記掘削機は、前記バケッ
トが先端に枢着された上下方向に揺動可能なアームと、
該アームを揺動させるアーム駆動手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記掘削機と前記土砂運搬車との距離
が所定距離以下となったときに前記アーム駆動手段を制
御するように構成されていることを特徴とする。
現場に配置された掘削機のバケットと、該建設現場に向
かって移動する土砂運搬車との距離が所定距離以上確保
されるように、前記バケットを誘導するためのシステム
であって、前記掘削機に設けられ、前記掘削機と前記土
砂運搬車との距離を測距する測距手段と、前記掘削機と
前記土砂運搬車との距離が所定距離以下となったとき
に、前記バケットが前記土砂運搬車から離間するように
制御する制御手段とを備え、前記掘削機は、前記バケッ
トが先端に枢着された上下方向に揺動可能なアームと、
該アームを揺動させるアーム駆動手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記掘削機と前記土砂運搬車との距離
が所定距離以下となったときに前記アーム駆動手段を制
御するように構成されていることを特徴とする。
【０００６】また、本発明は、前記掘削機は、該掘削機
を走行させる走行手段と、該走行手段を駆動させる走行
駆動手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記掘削機
と前記土砂運搬車との距離が所定距離以下となったとき
に前記走行駆動手段を制御するものとした。
を走行させる走行手段と、該走行手段を駆動させる走行
駆動手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記掘削機
と前記土砂運搬車との距離が所定距離以下となったとき
に前記走行駆動手段を制御するものとした。
【０００７】また、本発明は、前記掘削機は、前記バケ
ットを支持する旋回台と、該旋回台を旋回させる旋回台
駆動手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記掘削機
と前記土砂運搬車との距離が所定距離以下となったとき
に前記旋回台駆動手段を制御するものとした。さらに、
本発明は、前記測距手段は、前記バケットの外面の箇所
に設けられた超音波センサまたはレーザ測距装置を有
し、前記測距手段による前記掘削機と前記土砂運搬車と
の距離の測距は、前記超音波センサまたはレーザ測距装
置によって測距された前記バケットの外面の箇所と前記
土砂運搬車の所定箇所間の距離と、前記掘削機の所定箇
所と前記バケットの外面の箇所間の距離と、前記土砂運
搬車の前記所定箇所と前記土砂運搬車の後端箇所間の距
離と、前記掘削機の前端箇所と前記掘削機の所定箇所間
の距離とに基づいて算出されることで行われるものとし
た。
ットを支持する旋回台と、該旋回台を旋回させる旋回台
駆動手段とをさらに備え、前記制御手段は、前記掘削機
と前記土砂運搬車との距離が所定距離以下となったとき
に前記旋回台駆動手段を制御するものとした。さらに、
本発明は、前記測距手段は、前記バケットの外面の箇所
に設けられた超音波センサまたはレーザ測距装置を有
し、前記測距手段による前記掘削機と前記土砂運搬車と
の距離の測距は、前記超音波センサまたはレーザ測距装
置によって測距された前記バケットの外面の箇所と前記
土砂運搬車の所定箇所間の距離と、前記掘削機の所定箇
所と前記バケットの外面の箇所間の距離と、前記土砂運
搬車の前記所定箇所と前記土砂運搬車の後端箇所間の距
離と、前記掘削機の前端箇所と前記掘削機の所定箇所間
の距離とに基づいて算出されることで行われるものとし
た。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例による誘導システムが適
用されたパワーショベルとこれを用いて掘削する土砂と
を示す側面図、図２は図１のパワーショベルの概略構成
を示すブロック図である。
する。図１は本発明の一実施例による誘導システムが適
用されたパワーショベルとこれを用いて掘削する土砂と
を示す側面図、図２は図１のパワーショベルの概略構成
を示すブロック図である。
【０００９】図１において１はパワーショベル（掘削機
に相当）、２は土砂、３は土砂２が堆積された地面、４
は土砂２の搬送を行うトラック（土砂運搬車に相当）、
Ｐは土砂２の堆積箇所（建設現場に相当）である。パワ
ーショベル１は、クローラ１１（走行手段に相当）と、
クローラ１１上に水平旋回可能に設けられた旋回台１２
と、旋回台１２の前部に上下方向へ揺動可能に枢着され
た第１アーム１３と、第１アーム１３の先端に上下方向
へ揺動可能に枢着された第２アーム１４と、第２アーム
１４の先端１４２に上下方向へ揺動可能に枢着されたバ
ケット１５と、これらを駆動するための駆動機構１６
と、パワーショベル１全体の動作を制御するコントロー
ルボックス１７とを備えている。
に相当）、２は土砂、３は土砂２が堆積された地面、４
は土砂２の搬送を行うトラック（土砂運搬車に相当）、
Ｐは土砂２の堆積箇所（建設現場に相当）である。パワ
ーショベル１は、クローラ１１（走行手段に相当）と、
クローラ１１上に水平旋回可能に設けられた旋回台１２
と、旋回台１２の前部に上下方向へ揺動可能に枢着され
た第１アーム１３と、第１アーム１３の先端に上下方向
へ揺動可能に枢着された第２アーム１４と、第２アーム
１４の先端１４２に上下方向へ揺動可能に枢着されたバ
ケット１５と、これらを駆動するための駆動機構１６
と、パワーショベル１全体の動作を制御するコントロー
ルボックス１７とを備えている。
【００１０】一方、トラック４は、不図示のディーゼル
エンジンにより駆動されるクローラ４１と、クローラ４
１上に設けられた荷台４２と、荷台４２の前端に立設さ
れた立設片４３とを備えている。
エンジンにより駆動されるクローラ４１と、クローラ４
１上に設けられた荷台４２と、荷台４２の前端に立設さ
れた立設片４３とを備えている。
【００１１】パワーショベル１のクローラ１１には、ク
ローラ１１に対する旋回台１２の旋回角及び旋回時の角
速度を検出する旋回角センサ１１１が設けられている。
旋回台１２には、パワーショベル１の傾斜の度合を検出
する傾斜角センサ１２１と、パワーショベル１の前方を
撮像するテレビカメラ１２２と、旋回台１２に対する第
１アーム１３の揺動角及び揺動時の角速度を検出する第
１アーム角度センサ１２３とが設けられている。
ローラ１１に対する旋回台１２の旋回角及び旋回時の角
速度を検出する旋回角センサ１１１が設けられている。
旋回台１２には、パワーショベル１の傾斜の度合を検出
する傾斜角センサ１２１と、パワーショベル１の前方を
撮像するテレビカメラ１２２と、旋回台１２に対する第
１アーム１３の揺動角及び揺動時の角速度を検出する第
１アーム角度センサ１２３とが設けられている。
【００１２】また、第１アーム１３には、第１アーム１
３に対する第２アーム１４の揺動角及び揺動時の角速度
を検出する第２アーム角度センサ１３１が設けられ、第
２アーム１４には、第２アーム１４に対するバケット１
５の揺動角及び揺動時の角速度を検出するバケット角度
センサ１４１が設けられている。さらに、バケット１５
の外面１５１で前記第２アーム１４の先端１４２の枢着
箇所の近傍（特許請求の範囲のバケットの外面の箇所に
相当）には超音波センサ１８が設けられている。
３に対する第２アーム１４の揺動角及び揺動時の角速度
を検出する第２アーム角度センサ１３１が設けられ、第
２アーム１４には、第２アーム１４に対するバケット１
５の揺動角及び揺動時の角速度を検出するバケット角度
センサ１４１が設けられている。さらに、バケット１５
の外面１５１で前記第２アーム１４の先端１４２の枢着
箇所の近傍（特許請求の範囲のバケットの外面の箇所に
相当）には超音波センサ１８が設けられている。
【００１３】一方、駆動機構１６は図２に示すように油
圧ポンプ１６１とディーゼルエンジン１６２とを備えて
おり、クローラ１１、旋回台１２、及び第１，第２アー
ム１３，１４には、油圧ポンプ１６１からの圧油を受け
て旋回台１２、第１，第２アーム１３，１４、及びバケ
ット１５を旋回、揺動させるための、旋回用油圧モータ
（以下、油圧モータと略記する）１６３や揺動用油圧シ
リンダ１６４（以下、油圧シリンダと略記する）が、駆
動機構１６の一部として設けられている。そして、油圧
ポンプ１６１と、油圧モータ１６３及び油圧シリンダ１
６４との間は、トルク調整用の比例制御弁１６５を介し
て、油圧回路１６６により接続されている。また、クロ
ーラ１１とディーゼルエンジン１６２との間は、変速機
構１６８及び操舵機構１６９を備える動力伝達機構１６
７により接続されている。
圧ポンプ１６１とディーゼルエンジン１６２とを備えて
おり、クローラ１１、旋回台１２、及び第１，第２アー
ム１３，１４には、油圧ポンプ１６１からの圧油を受け
て旋回台１２、第１，第２アーム１３，１４、及びバケ
ット１５を旋回、揺動させるための、旋回用油圧モータ
（以下、油圧モータと略記する）１６３や揺動用油圧シ
リンダ１６４（以下、油圧シリンダと略記する）が、駆
動機構１６の一部として設けられている。そして、油圧
ポンプ１６１と、油圧モータ１６３及び油圧シリンダ１
６４との間は、トルク調整用の比例制御弁１６５を介し
て、油圧回路１６６により接続されている。また、クロ
ーラ１１とディーゼルエンジン１６２との間は、変速機
構１６８及び操舵機構１６９を備える動力伝達機構１６
７により接続されている。
【００１４】コントロールボックス１７には図２に示す
ように、主制御装置１７１と駆動制御装置１７２とが設
けられており、主制御装置１７１には、前記旋回角セン
サ１１１、傾斜角センサ１２１、第１アーム角度センサ
１２３、第２アーム角度センサ１３１、バケット角度セ
ンサ１４１、超音波センサ１８、記憶回路１７３、及び
キーボード１７４が接続されている。
ように、主制御装置１７１と駆動制御装置１７２とが設
けられており、主制御装置１７１には、前記旋回角セン
サ１１１、傾斜角センサ１２１、第１アーム角度センサ
１２３、第２アーム角度センサ１３１、バケット角度セ
ンサ１４１、超音波センサ１８、記憶回路１７３、及び
キーボード１７４が接続されている。
【００１５】記憶回路１７３には、主制御装置１７１の
制御プログラムや、旋回台１２、第１，第２アーム１
３，１４、及びバケット１５に設けられた油圧モータ１
６３及び油圧シリンダ１６４の、後述するトラック４と
の間隔測定時における動作パターンデータ等が格納され
ている。また、駆動制御装置１７２には、油圧ポンプ１
６１と前記油圧回路１６６に介設された比例制御弁１６
５とが接続されており、さらに、ディーゼルエンジン１
６２の駆動、停止や、変速機構１６８によるクローラ１
１の速度調整や操舵機構１６９によるクローラ１１の操
舵等を含む動力伝達機構１６７による動力伝達を制御す
る運転制御回路１７５が接続されている。
制御プログラムや、旋回台１２、第１，第２アーム１
３，１４、及びバケット１５に設けられた油圧モータ１
６３及び油圧シリンダ１６４の、後述するトラック４と
の間隔測定時における動作パターンデータ等が格納され
ている。また、駆動制御装置１７２には、油圧ポンプ１
６１と前記油圧回路１６６に介設された比例制御弁１６
５とが接続されており、さらに、ディーゼルエンジン１
６２の駆動、停止や、変速機構１６８によるクローラ１
１の速度調整や操舵機構１６９によるクローラ１１の操
舵等を含む動力伝達機構１６７による動力伝達を制御す
る運転制御回路１７５が接続されている。
【００１６】尚、本実施例では、アームが第１，第２ア
ーム１３，１４で構成され、旋回台駆動手段が油圧ポン
プ１６１、油圧モータ１６３、比例制御弁１６５、及び
油圧回路１６６により構成され、アーム駆動手段が油圧
ポンプ１６１、油圧シリンダ１６４、比例制御弁１６
５、及び油圧回路１６６により構成され、走行駆動手段
がディーゼルエンジン１６２及び動力伝達機構１６７に
より構成されている。また、本実施例では、測距手段が
超音波センサ１８と主制御装置１７１で構成されている
と共に、制御手段が旋回角センサ１１１、第１アーム角
度センサ１２３、第２アーム角度センサ１３１、バケッ
ト角度センサ１４１、主制御装置１７１、駆動制御装置
１７２、及び記憶回路１７３で構成され、形状認識手段
が主制御装置１７１で構成されている。
ーム１３，１４で構成され、旋回台駆動手段が油圧ポン
プ１６１、油圧モータ１６３、比例制御弁１６５、及び
油圧回路１６６により構成され、アーム駆動手段が油圧
ポンプ１６１、油圧シリンダ１６４、比例制御弁１６
５、及び油圧回路１６６により構成され、走行駆動手段
がディーゼルエンジン１６２及び動力伝達機構１６７に
より構成されている。また、本実施例では、測距手段が
超音波センサ１８と主制御装置１７１で構成されている
と共に、制御手段が旋回角センサ１１１、第１アーム角
度センサ１２３、第２アーム角度センサ１３１、バケッ
ト角度センサ１４１、主制御装置１７１、駆動制御装置
１７２、及び記憶回路１７３で構成され、形状認識手段
が主制御装置１７１で構成されている。
【００１７】次に、本実施例の誘導システムによるバケ
ット１５の誘導動作について、図３を参照して説明す
る。ここで説明するのは、図１に示す土砂２の堆積箇所
Ｐで待機しているパワーショベル１の近傍にトラック４
が移動している際の誘導動作であり、トラック４は、図
３に示すように、同図中不図示の土砂２の堆積箇所Ｐに
向けて後退（図３中矢印Ｘ方向）している。一方、土砂
２の堆積箇所Ｐで停止しているパワーショベル１は、第
１，第２アーム１３，１４をトラック４に向けた状態
で、トラック４が土砂２の堆積箇所Ｐへ到着するのを待
機している。
ット１５の誘導動作について、図３を参照して説明す
る。ここで説明するのは、図１に示す土砂２の堆積箇所
Ｐで待機しているパワーショベル１の近傍にトラック４
が移動している際の誘導動作であり、トラック４は、図
３に示すように、同図中不図示の土砂２の堆積箇所Ｐに
向けて後退（図３中矢印Ｘ方向）している。一方、土砂
２の堆積箇所Ｐで停止しているパワーショベル１は、第
１，第２アーム１３，１４をトラック４に向けた状態
で、トラック４が土砂２の堆積箇所Ｐへ到着するのを待
機している。
【００１８】さて、パワーショベル１とトラック４との
間に必要な間隔が確保されるようにパワーショベル１を
誘導するに当たっては、パワーショベル１の超音波セン
サ１８を用いて、パワーショベル１とトラック４との間
隔の測定を行う。そこで、バケット１５の姿勢を図３中
の斜線で示すようにし、これにより超音波センサ１８を
トラック４の立設片４３に指向させるための、第１，第
２アーム１３，１４及びバケット１５の揺動量を規定す
るのに必要な設定値をキーボード１７４から入力する。
間に必要な間隔が確保されるようにパワーショベル１を
誘導するに当たっては、パワーショベル１の超音波セン
サ１８を用いて、パワーショベル１とトラック４との間
隔の測定を行う。そこで、バケット１５の姿勢を図３中
の斜線で示すようにし、これにより超音波センサ１８を
トラック４の立設片４３に指向させるための、第１，第
２アーム１３，１４及びバケット１５の揺動量を規定す
るのに必要な設定値をキーボード１７４から入力する。
【００１９】具体的には、超音波センサ１８の地面３か
らの高さｈと、旋回台１２の旋回中心点Ｏから第２アー
ム１４の先端１４２までの距離、つまり、旋回台１２の
旋回中心点Ｏから超音波センサ１８が設けられたバケッ
ト１５の外面１５１までの距離Ｌと、パワーショベル１
及びトラック４の間に必要な間隔Ｌ１との３つの設定値
をキーボード１７４から入力する。これらの設定値がキ
ーボード１７４から入力設定されると、主制御装置１７
１は記憶回路１７３を検索し、旋回台１２、第１，第２
アーム１３，１４、及びバケット１５の姿勢を入力され
た高さｈと距離Ｌとに応じた姿勢とするための、油圧ポ
ンプ１６１から油圧モータ１６３及び油圧シリンダ１６
４への圧油の供給パターンに関する動作パターンデータ
を取り出す。
らの高さｈと、旋回台１２の旋回中心点Ｏから第２アー
ム１４の先端１４２までの距離、つまり、旋回台１２の
旋回中心点Ｏから超音波センサ１８が設けられたバケッ
ト１５の外面１５１までの距離Ｌと、パワーショベル１
及びトラック４の間に必要な間隔Ｌ１との３つの設定値
をキーボード１７４から入力する。これらの設定値がキ
ーボード１７４から入力設定されると、主制御装置１７
１は記憶回路１７３を検索し、旋回台１２、第１，第２
アーム１３，１４、及びバケット１５の姿勢を入力され
た高さｈと距離Ｌとに応じた姿勢とするための、油圧ポ
ンプ１６１から油圧モータ１６３及び油圧シリンダ１６
４への圧油の供給パターンに関する動作パターンデータ
を取り出す。
【００２０】取り出された動作パターンデータは主制御
装置１７１から駆動制御装置１７２に転送され、駆動制
御装置１７２では、転送された圧油の供給パターン通り
に油圧ポンプ１６１から油圧モータ１６３及び油圧シリ
ンダ１６４へ圧油が供給されるように、油圧回路１６６
系を制御する。
装置１７１から駆動制御装置１７２に転送され、駆動制
御装置１７２では、転送された圧油の供給パターン通り
に油圧ポンプ１６１から油圧モータ１６３及び油圧シリ
ンダ１６４へ圧油が供給されるように、油圧回路１６６
系を制御する。
【００２１】このようにして、超音波センサ１８が地面
３から高さｈの位置でトラック４の立設片４３（特許請
求の範囲の土砂運搬車の所定箇所に相当）に指向される
と、超音波センサ１８から出射された超音波がトラック
４の立設片４３に照射され、その反射波が超音波センサ
１８で受波されて、該トラック４の立設片４３と、超音
波センサ１８が設けられたバケット１５の外面１５１と
の距離Ｌ２が、一般的な超音波測距法に従って測距さ
れ、その結果が主制御装置１７１により検出される。
３から高さｈの位置でトラック４の立設片４３（特許請
求の範囲の土砂運搬車の所定箇所に相当）に指向される
と、超音波センサ１８から出射された超音波がトラック
４の立設片４３に照射され、その反射波が超音波センサ
１８で受波されて、該トラック４の立設片４３と、超音
波センサ１８が設けられたバケット１５の外面１５１と
の距離Ｌ２が、一般的な超音波測距法に従って測距さ
れ、その結果が主制御装置１７１により検出される。
【００２２】これと同時に主制御装置１７１は、例えば
記憶回路１７３内にあらかじめ記憶された、旋回台１２
の旋回中心点Ｏ（特許請求の範囲の掘削機の所定箇所に
相当）からクローラ１１の前端１１２（図３）（特許請
求の範囲の掘削機の前端箇所に相当）までの距離Ｌ３
と、トラック４の荷台４２の長さＬ４、すなわち立設片
４３からトラック４の後端までの距離（特許請求の範囲
の土砂運搬車の前記所定箇所と前記土砂運搬車の後端箇
所間の距離に相当）とを検索しこれを取り出す。そし
て、主制御装置１７１は、超音波センサ１８で測距した
距離Ｌ２と、キーボード１７４から入力された距離Ｌ
と、記憶回路１７３から取り出された距離Ｌ３及び距離
Ｌ４とに基づいて、実際のパワーショベル１からトラッ
ク４までの距離Ｌ５（特許請求の範囲の掘削機と土砂運
搬車との距離に相当）の値を、Ｌ５＝Ｌ＋Ｌ２−（Ｌ３
＋Ｌ４）の式から算出し、算出された距離Ｌ５を目標と
する距離Ｌ１と比較する。
記憶回路１７３内にあらかじめ記憶された、旋回台１２
の旋回中心点Ｏ（特許請求の範囲の掘削機の所定箇所に
相当）からクローラ１１の前端１１２（図３）（特許請
求の範囲の掘削機の前端箇所に相当）までの距離Ｌ３
と、トラック４の荷台４２の長さＬ４、すなわち立設片
４３からトラック４の後端までの距離（特許請求の範囲
の土砂運搬車の前記所定箇所と前記土砂運搬車の後端箇
所間の距離に相当）とを検索しこれを取り出す。そし
て、主制御装置１７１は、超音波センサ１８で測距した
距離Ｌ２と、キーボード１７４から入力された距離Ｌ
と、記憶回路１７３から取り出された距離Ｌ３及び距離
Ｌ４とに基づいて、実際のパワーショベル１からトラッ
ク４までの距離Ｌ５（特許請求の範囲の掘削機と土砂運
搬車との距離に相当）の値を、Ｌ５＝Ｌ＋Ｌ２−（Ｌ３
＋Ｌ４）の式から算出し、算出された距離Ｌ５を目標と
する距離Ｌ１と比較する。
【００２３】そして、トラック４が前記矢印Ｘ方向に後
退している間、距離Ｌ５と距離Ｌ１との比較結果を主制
御装置１７１で監視し、Ｌ５≧Ｌ１の状態ではそのまま
待機し、Ｌ５＜Ｌ１となったときには、距離（Ｌ１−Ｌ
５）の分だけパワーショベル１を矢印Ｘ方向に移動させ
る指令を、駆動制御装置１７２を介して運転制御回路１
７５に出力する。
退している間、距離Ｌ５と距離Ｌ１との比較結果を主制
御装置１７１で監視し、Ｌ５≧Ｌ１の状態ではそのまま
待機し、Ｌ５＜Ｌ１となったときには、距離（Ｌ１−Ｌ
５）の分だけパワーショベル１を矢印Ｘ方向に移動させ
る指令を、駆動制御装置１７２を介して運転制御回路１
７５に出力する。
【００２４】この指令を受け取った運転制御回路１７５
では、距離（Ｌ１−Ｌ５）の分だけパワーショベル１を
矢印Ｘ方向に移動させるためのクローラ１１の駆動量を
算出し、これに基づいてディーゼルエンジン１６２を駆
動させ、且つ、動力伝達機構１６７を制御してパワーシ
ョベル１を移動させる。この移動により、バケット１５
をトラック４から離間させバケット１５とトラック４と
の距離を所定距離以上確保することができ、例えば、バ
ケット１５からトラック４の荷台４２に土砂２を放出す
る際に、土砂２の放出箇所をトラック４の停止位置によ
らず常に一定にすることができる。
では、距離（Ｌ１−Ｌ５）の分だけパワーショベル１を
矢印Ｘ方向に移動させるためのクローラ１１の駆動量を
算出し、これに基づいてディーゼルエンジン１６２を駆
動させ、且つ、動力伝達機構１６７を制御してパワーシ
ョベル１を移動させる。この移動により、バケット１５
をトラック４から離間させバケット１５とトラック４と
の距離を所定距離以上確保することができ、例えば、バ
ケット１５からトラック４の荷台４２に土砂２を放出す
る際に、土砂２の放出箇所をトラック４の停止位置によ
らず常に一定にすることができる。
【００２５】このように、本実施例の誘導システムによ
れば、パワーショベル１のバケット１５の外面１５１に
超音波センサ１８を設け、この超音波センサ１８でバケ
ット１５の外面１５１の箇所とトラック４の立設片４３
との間の距離を測距し、その距離に基づいてトラック４
とパワーショベル１との間の距離を算出し、その結果に
基づいてパワーショベル１がトラック４との間隔を調整
するように移動するものとしたので、掘削機と土砂運搬
車とが接近して連係作業を行う際に、両者の間に必要な
間隔を確実に確保するようにできる。
れば、パワーショベル１のバケット１５の外面１５１に
超音波センサ１８を設け、この超音波センサ１８でバケ
ット１５の外面１５１の箇所とトラック４の立設片４３
との間の距離を測距し、その距離に基づいてトラック４
とパワーショベル１との間の距離を算出し、その結果に
基づいてパワーショベル１がトラック４との間隔を調整
するように移動するものとしたので、掘削機と土砂運搬
車とが接近して連係作業を行う際に、両者の間に必要な
間隔を確実に確保するようにできる。
【００２６】尚、本実施例では、パワーショベル１とト
ラック４との間隔がＬ５＜Ｌ１となったときに、距離
（Ｌ１−Ｌ５）の分だけパワーショベル１を矢印Ｘ方向
に移動させるものとしたが、パワーショベル１を移動さ
せる代わりに第１，第２アーム１３，１４、及びバケッ
ト１５を揺動させ、或は旋回台１２を旋回させて、バケ
ット１５からトラック４の荷台４２に放出される土砂２
の放出箇所を、トラック４の停止位置によらず常に一定
にするようにしてもよい。
ラック４との間隔がＬ５＜Ｌ１となったときに、距離
（Ｌ１−Ｌ５）の分だけパワーショベル１を矢印Ｘ方向
に移動させるものとしたが、パワーショベル１を移動さ
せる代わりに第１，第２アーム１３，１４、及びバケッ
ト１５を揺動させ、或は旋回台１２を旋回させて、バケ
ット１５からトラック４の荷台４２に放出される土砂２
の放出箇所を、トラック４の停止位置によらず常に一定
にするようにしてもよい。
【００２７】また、本実施例では、超音波センサ１８か
らの超音波をトラック４の立設片４３に照射して、この
立設片４３と超音波センサ１８が設けられたバケット１
５の外面１５１との距離Ｌ２を測距するものとしたが、
例えば超音波をトラック４の荷台４２の後端に照射し
て、該荷台４２の後端と超音波センサ１８との距離を測
距してもよく、トラック４側の測距箇所は実施例で示し
た箇所に限定されない。さらに、主制御装置１７１で測
距された距離から、パワーショベル１とトラック４との
間隔を算出する方式についても、実施例で示した方式以
外のものであってもよい。
らの超音波をトラック４の立設片４３に照射して、この
立設片４３と超音波センサ１８が設けられたバケット１
５の外面１５１との距離Ｌ２を測距するものとしたが、
例えば超音波をトラック４の荷台４２の後端に照射し
て、該荷台４２の後端と超音波センサ１８との距離を測
距してもよく、トラック４側の測距箇所は実施例で示し
た箇所に限定されない。さらに、主制御装置１７１で測
距された距離から、パワーショベル１とトラック４との
間隔を算出する方式についても、実施例で示した方式以
外のものであってもよい。
【００２８】また、本実施例では、パワーショベル１の
バケット１５の外面１５１に超音波センサ１８を設ける
ものとしたが、第２アーム１４の先端に超音波センサを
吊り下げるように設けたり、パワーショベル１の前部に
設ける等、超音波センサの配設箇所は任意である。さら
に、測距手段としては、超音波センサに限らずレーザ測
距装置等を用いることもできるが、超音波センサを用い
れば、レーザ測距装置等に比べて重量を軽くすることが
できるので、測距装置の耐衝撃性を向上させることがで
きる。そして、本実施例では、走行手段がクローラであ
る場合について説明したが、走行輪等であってもよい。
バケット１５の外面１５１に超音波センサ１８を設ける
ものとしたが、第２アーム１４の先端に超音波センサを
吊り下げるように設けたり、パワーショベル１の前部に
設ける等、超音波センサの配設箇所は任意である。さら
に、測距手段としては、超音波センサに限らずレーザ測
距装置等を用いることもできるが、超音波センサを用い
れば、レーザ測距装置等に比べて重量を軽くすることが
できるので、測距装置の耐衝撃性を向上させることがで
きる。そして、本実施例では、走行手段がクローラであ
る場合について説明したが、走行輪等であってもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、建
設現場に配置された掘削機のバケットと、該建設現場に
向かって移動する土砂運搬車との距離が所定距離以上確
保されるように、前記掘削機に設けられた測距手段で該
掘削機から前記土砂運搬車までの距離を測距し、前記掘
削機と前記土砂運搬車との距離が所定距離以下となった
ときに、前記バケットが前記土砂運搬車から離間するよ
うに制御手段が制御するようにしたので、掘削機と土砂
運搬車とが接近して連係作業を行う際に、両者の間に必
要な間隔を確実に確保するようにできる。
設現場に配置された掘削機のバケットと、該建設現場に
向かって移動する土砂運搬車との距離が所定距離以上確
保されるように、前記掘削機に設けられた測距手段で該
掘削機から前記土砂運搬車までの距離を測距し、前記掘
削機と前記土砂運搬車との距離が所定距離以下となった
ときに、前記バケットが前記土砂運搬車から離間するよ
うに制御手段が制御するようにしたので、掘削機と土砂
運搬車とが接近して連係作業を行う際に、両者の間に必
要な間隔を確実に確保するようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による誘導システムが適用さ
れたパワーショベルとこれを用いて掘削する土砂とを示
す側面図である。
れたパワーショベルとこれを用いて掘削する土砂とを示
す側面図である。
【図２】図１のパワーショベルの概略構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】本実施例の誘導システムによるバケットの誘導
動作について説明する説明図である。
動作について説明する説明図である。
１ パワーショベル（掘削機） ２ 土砂 ４ トラック（土砂運搬車） １１ クローラ（走行手段） １２ 旋回台 １３ 第１アーム（アーム） １４ 第２アーム（アーム） １４２ 第２アーム先端（アーム先端） １５ バケット １５１ バケット外面 １６１ 油圧ポンプ（アーム駆動手段、旋回台駆動手
段） １６２ ディーゼルエンジン（走行駆動手段） １６３ 油圧モータ（旋回台駆動手段） １６４ 油圧シリンダ（アーム駆動手段） １６５ 比例制御弁（アーム駆動手段、旋回台駆動手
段） １６６ 油圧回路（アーム駆動手段、旋回台駆動手段） １６７ 動力伝達機構（走行駆動手段） １７１ 主制御装置（測距手段、制御手段、形状認識手
段） １７２ 駆動制御装置（制御手段） １７３ 記憶回路（制御手段） １８ 超音波センサ（測距手段、超音波測距計） Ｐ 土砂堆積箇所（建設現場）
段） １６２ ディーゼルエンジン（走行駆動手段） １６３ 油圧モータ（旋回台駆動手段） １６４ 油圧シリンダ（アーム駆動手段） １６５ 比例制御弁（アーム駆動手段、旋回台駆動手
段） １６６ 油圧回路（アーム駆動手段、旋回台駆動手段） １６７ 動力伝達機構（走行駆動手段） １７１ 主制御装置（測距手段、制御手段、形状認識手
段） １７２ 駆動制御装置（制御手段） １７３ 記憶回路（制御手段） １８ 超音波センサ（測距手段、超音波測距計） Ｐ 土砂堆積箇所（建設現場）
Claims (4)
- 【請求項１】 建設現場に配置された掘削機のバケット
と、該建設現場に向かって移動する土砂運搬車との距離
が所定距離以上確保されるように、前記バケットを誘導
するためのシステムであって、 前記掘削機に設けられ、前記掘削機と前記土砂運搬車と
の距離を測距する測距手段と、 前記掘削機と前記土砂運搬車との距離が所定距離以下と
なったときに、前記バケットが前記土砂運搬車から離間
するように制御する制御手段とを備え、 前記掘削機は、前記バケットが先端に枢着された上下方
向に揺動可能なアームと、該アームを揺動させるアーム
駆動手段とをさらに備え、 前記制御手段は、前記掘削機と前記土砂運搬車との距離
が所定距離以下となったときに前記アーム駆動手段を制
御するように構成されていること、 を特徴とする掘削機のバケット誘導システム。 - 【請求項２】 前記掘削機は、該掘削機を走行させる走
行手段と、該走行手段を駆動させる走行駆動手段とをさ
らに備え、前記制御手段は、前記掘削機と前記土砂運搬
車との距離が所定距離以下となったときに前記走行駆動
手段を制御する請求項１記載の掘削機のバケット誘導シ
ステム。 - 【請求項３】 前記掘削機は、前記バケットを支持する
旋回台と、該旋回台を旋回させる旋回台駆動手段とをさ
らに備え、前記制御手段は、前記掘削機と前記土砂運搬
車との距離が所定距離以下となったときに前記旋回台駆
動手段を制御する請求項１記載の掘削機のバケット誘導
システム。 - 【請求項４】 前記測距手段は、前記バケットの外面の
箇所に設けられた超音波センサまたはレーザ測距装置を
有し、前記測距手段による前記掘削機と前記土砂運搬車
との距離の測距は、前記超音波センサまたはレーザ測距
装置によって測距された前記バケットの外面の箇所と前
記土砂運搬車の所定箇所間の距離と、前記掘削機の所定
箇所と前記バケットの外面の箇所間の距離と、前記土砂
運搬車の前記所定箇所と前記土砂運搬車の後端箇所間の
距離と、前記掘削機の前端箇所と前記掘削機の所定箇所
間の距離とに基づいて算出されることで行われる請求項
１、２又は３記載の掘削機のバケット誘導システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4199228A JP2922726B2 (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | 掘削機のバケット誘導システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4199228A JP2922726B2 (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | 掘削機のバケット誘導システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0619546A JPH0619546A (ja) | 1994-01-28 |
| JP2922726B2 true JP2922726B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=16404287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4199228A Expired - Fee Related JP2922726B2 (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | 掘削機のバケット誘導システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2922726B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0878443A (ja) * | 1994-09-05 | 1996-03-22 | Shinkawa Ltd | キュア装置 |
| JP3106341B2 (ja) * | 1994-11-25 | 2000-11-06 | 株式会社新川 | キュア装置 |
| JP3079500B2 (ja) * | 1994-11-25 | 2000-08-21 | 株式会社新川 | キュア装置 |
| US6615570B2 (en) * | 2001-06-28 | 2003-09-09 | Deere & Company | Header position control with forward contour prediction |
| JP5417973B2 (ja) * | 2009-05-08 | 2014-02-19 | コベルコ建機株式会社 | 油圧シリンダの電子クッション制御装置 |
-
1992
- 1992-07-01 JP JP4199228A patent/JP2922726B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0619546A (ja) | 1994-01-28 |
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