JP3537520B2 - 掘削制御装置 - Google Patents
掘削制御装置Info
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Description
ト等からなる作業機を有する油圧式掘削機において、作
業機を振動させるための油圧アクチュエーターの制御機
構に関する。
に、油圧アクチュエーターの振幅や周波数を作業の形態
に応じて変更して、土質の変化等の作業条件に合わせて
振動させて、掘削抵抗を減少させ、効率よく掘削できる
ようにした技術は公知となっている。例えば、特開平5
−263441号の技術である。該技術においては、振
動部位と振動の大きさや周波数の設定は、図3に示すセ
レクトスイッチ9で予め選定していた。
せる部位はバケット部のみであったり、予めセレクトス
イッチによって設定していたので、操作レバーとは別の
設定器によって設定していた為に、一旦振動しながら作
業を行うと、振動させたくないときでも振動しており、
作業がやりにくいことがあった。また、別の部位を振動
させたいときには、設定を変更する必要があり、大変面
倒な操作となっていた。
題を解決するために、次のような手段を用いるものであ
る。作業機の一部または全体を往復振動させる機能を備
えた油圧掘削作業機において、操作レバー21を前後左
右等に回動することにより、ブームシリンダー3とアー
ムシリンダー5とバケットシリンダー7を、選択的に伸
縮操作できるように構成し、該操作レバー21が操作す
る部位を、ブームシリンダー3とアームシリンダー5と
バケットシリンダー7の中の振動させたい部位として設
定すべく構成し、別に足で回動操作するフートペダル2
4を設け、該フートペダル24の踏み込み操作量に応じ
て、振動の振幅や周期を変更し、所望の大きさの振動で
作業可能としたものである。
せながら作業を行うときには、振動させたい部位は操作
レバーの回動操作する部位と一致し、そして、フートペ
ダルを踏むだけでその操作量に応じて、振動の振幅や周
期が変更されて、所望の大きさの振動で作業することが
できる。
る。図1は本発明の制御を示すブロック図である。
例ではバックホーは、本機1の前端に「く」字形のブー
ム2の下端を前後回動自在に枢支し、該ブーム2は本機
1とブーム2の中途部の間に介装した油圧アクチュエー
ターであるブームシリンダー3の伸縮によって回動され
る。この回動量はブーム2の回動基部に設けたブーム角
度センサー10によって検知され、その角度をθ1とし
てコントローラ19にフィードバックしている。また、
前記ブーム2先端にアーム4が枢支され、該アーム4と
ブーム2の間に油圧アクチュエーターとしてアームシリ
ンダー5が介装されて、該アームシリンダー5の伸縮に
よってアーム4を上下に回動可能とし、該アーム4の回
動量は該アーム4の回動基部に設けたアーム角度センサ
ー11によって検知され、その角度をθ2としている。
枢支され、該バケット6とアーム4の間に油圧アクチュ
エーターとしてバケットシリンダー7が介装されて、該
バケットシリンダー7の伸縮によってバケット6を上下
に回動可能とし、該バケット6の回動量は該バケット6
の回動基部に設けたバケット角度センサー12によって
検知され、その角度をθ3とし、θ1と同様にθ2、θ
3をコントローラ19にフィードバックしている。
ー5、バケットシリンダー7にはそれぞれメインの切換
弁である電磁比例弁13・14・15と接続されて、該
電磁比例弁13・14・15のソレノイドは、それぞれ
アンプ16・17・18を介してコントローラ19と接
続され、該コントローラ19にA/D変換器20を介し
て操作レバー21の変位センサー21aと接続されてい
る。該操作レバー21は、前記ブームシリンダー3、ア
ームシリンダー5、バケットシリンダー7を伸縮操作す
るためのレバーであり、前後左右等回動することで操作
でき、現実には本機1のキャビン内に左右の操作レバー
21L・21Rを配置して、ブームシリンダー3、アー
ムシリンダー5、バケットシリンダー7を作動できるよ
うにし、図示しない操作レバーやペダル等でブームの左
右回動や旋回、走行、ブレードの上下等も操作できるよ
うにしている。但し、電磁比例弁13・14・15はパ
イロット型の制御切換弁とし、アンプ16・17・18
を電磁切換弁として、電磁比例弁13・14・15を切
り換えるように構成することもできる。
トローラ19へ変位信号i1・i2・i3を入力する
と、その操作に応じたコントローラ19からの信号によ
って電磁比例弁13・14・15が励磁されて弁を切り
換え、ブームシリンダー3、アームシリンダー5、バケ
ットシリンダー7が伸縮されるのである。
発生器22が接続され、該振動信号発生器22にはA/
D変換器23を介してフートペダル24の回動基部に設
けた変位センサー25と接続されている。このフートペ
ダル24を足で回動させると、変位センサー25よりそ
の回動量に比例した信号がA/D変換器23を介して振
動信号発生器22に入力され、該振動信号発生器22に
よってフートペダル24の回動量に比例した振動信号を
コントローラ19に入力し、該コントローラ19より操
作レバー21で操作されたシリンダーを伸縮させて振動
させるようにしている。この振動は微小振動であって掘
削抵抗を減少させて、効率良く掘削できるようにしてい
る。
ー21の操作した部位と一致させており、その振動の大
きさ(振幅や周期)はフートペダル24の踏む量によっ
て調節するようにしている。
図2においては、フートペダル24の代わりに振動開始
・終了入力手段27をコントローラ19に接続し、振動
させたい部位は操作レバー21の操作した部位と一致さ
せており、その振動の大きさは前記操作レバー21の操
作回動量(角度)により設定し、その振動の開始と終了
は前記振動開始・終了入力手段27によって決定するよ
うに構成を図示している。
Rの回動基部に設けた変位センサー21La・21Ra
によって変位角度を検知できるが、従来では油圧ジョイ
ステックが用いられていたので、操作フィーリングが異
なる。そこで、図4においては、減圧弁内蔵型の操作レ
バー21’を用いて操作する構成を図示している。この
場合一方向の操作で一つの油圧シリンダーを伸縮するよ
うにしており、図4ではブーム2、アーム4、バケット
6を操作するうちの、ブームシリンダー3の伸縮制御に
ついて説明し、その他のシリンダーも同様の構成で制御
される。
によって駆動され、油圧ポンプP3からの圧油がメイン
切換弁であるパイロット型の切換バルブ13’を介して
ブームシリンダー3に供給される。該切換バルブ13’
を切り換えるためのパイロット油圧を与えるためにパイ
ロット油圧ポンプP1から自動制御用電磁比例弁30a
・30bと操作レバー21’の減圧弁21a’・21
b’に接続されて、自動制御用電磁比例弁30a・30
bの二次側と減圧弁21a’・21b’の二次側には、
自動・手動切換弁31a・31bの各二つの一次側ポー
トに接続されている。また、減圧弁21a’・21b’
の二次側と、自動・手動切換弁31a・31bの一次側
ポートとを繋ぐ油路途中に、圧力センサー32a・32
bが接続され、該圧力センサー32a・32bによっ
て、操作レバー21’の回動に比例した出力信号がコン
トローラ19に入力される。
は、操作レバー21’を操作することによって、減圧弁
21a’または減圧弁21b’が切り換えられて圧力セ
ンサー32aまたは32bにより検知される圧力が変化
し、その圧力に応じた信号がコントローラ19に入力さ
れて、該コントローラ19より電磁比例弁30aまたは
30bが切り換わり、パイロット油路33a又は33b
を介して切換バルブ13’を切り換えてブームシリンダ
ー3を伸縮させる。手動の場合には、自動・手動切換弁
31a・31bが切り換えられて、操作レバー21’の
操作により減圧弁21a’・21b’が切り換わり、パ
イロット油路34a・34bから自動・手動切換弁31
a・31bを介して、パイロット油路33a又は33b
から、切換バルブ13’のコントロール部にパイロット
油圧を送油して切り換え、ブームシリンダー3を伸縮さ
せる。
21によって、図5に示すような直線掘削作業を容易に
できるようにしており、直線掘削作業と設定を切り換え
て、例えば、図6の場合には、操作レバー21Lの前後
回動によって、その方向とその角度によってその手先
(バケット)の引き寄せるまたは押す方向と、その速度
(掘削速度)Vを設定できるようにし、操作レバー21
Rによってその手先の進む方向の角度θ4を設定できる
ようにしている。この場合、図5におけるt1〜t2の
間は操作レバー21L・21Rをm1の位置として、操
作レバー21Lの傾倒角に比例した速度V1で、操作レ
バー21Rの二次元(平面視でのf−g座標)の傾倒角
度である角度θ4方向へバケット6を直線的に引き寄せ
る作業を示している。同様に、t2〜t3の間は操作レ
バー21L・21Rをm2の位置として、速度V2で水
平方向(角度0)へバケット6を直線的に引き寄せる作
業であり、t3においては、操作レバー21L・21R
をm3の位置として、速度V2で垂直方向上方へバケッ
ト6を引き上げている。上記操作レバー21L・21R
の位置は前記変位センサー21aまたはブーム用圧力セ
ンサー32a・32b及び同様に構成されるその他のシ
リンダー用の圧力センサーによって検知される。
本の操作レバーで行うこともできる。この場合には、操
作レバーの傾倒方向(図6におけるf−f’方向)から
前記同様に引き寄せる方向θ4が設定され、その引き寄
せる速度(掘削速度)Vdは操作レバーの前記と直角方
向(g−g’方向)の傾倒角度Zdで設定する。
に表すことができ、このような軌道を得るためにブーム
シリンダー3及びアームシリンダー5を制御する方法と
しては、アーム追従制御と手先速度制御があり、アーム
追従制御の場合にはその制御ブロック図は図8に示す通
りであり、バケット6を目標軌道の開始位置(xd,y
d)に位置させてから、アーム4を回動するアーム操作
レバーを回動すると、先端の座標(x,y)が目標軌道
を移動するように、コントローラ19によって演算され
て、電磁比例弁13・14・15を作動させて、ブーム
シリンダー3とアームシリンダー5とバケットシリンダ
ー7を駆動するのである。
ロック図は図9に示す通りであり、バケット6を目標軌
道の開始位置(xd,yd)に位置させてから、手先速
度Vdを操作レバー21の回動によって設定すると、そ
の速度で先端の座標(x,y)が目標軌道を移動するよ
うに、コントローラ19によって演算されて、電磁比例
弁13・14・15を作動させて、ブームシリンダー3
とアームシリンダー5とバケットシリンダー7を駆動す
るのである。
ような効果を奏するものである。第1に、振動させなが
ら作業を行うときの、振動させたい部位は、操作レバー
の回動操作する部位と一致し、設定を行う必要がなく、
また変更操作の煩わしさも解消でき、設定変更のために
作業を中断することもないので、安全で作業効率も向上
できるのである。
作量に応じて、振動の振幅や周期が変更されて、所望の
振動大きさで作業することができ、振動の大きさを設定
する必要がなく、設定変更も容易にできるようになり、
フートペダルを踏むと振動が開始するので、任意に振動
の開始・停止ができて、無駄な振動を防止でき、手とは
別の操作で、作業性の向上も図れたのである。
ュエーターを作動させる油圧回路図である。
作を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 作業機の一部または全体を往復振動させ
る機能を備えた油圧掘削作業機において、操作レバー2
1を前後左右等に回動することにより、ブームシリンダ
ー3とアームシリンダー5とバケットシリンダー7を、
選択的に伸縮操作できるように構成し、該操作レバー2
1が操作する部位を、ブームシリンダー3とアームシリ
ンダー5とバケットシリンダー7の中の振動させたい部
位として設定すべく構成し、別に足で回動操作するフー
トペダル24を設け、該フートペダル24の踏み込み操
作量に応じて、振動の振幅や周期を変更し、所望の大き
さの振動で作業可能としたことを特徴とする掘削制御装
置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP30771194A JP3537520B2 (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 掘削制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30771194A JP3537520B2 (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 掘削制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08165678A JPH08165678A (ja) | 1996-06-25 |
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Family
ID=17972323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30771194A Expired - Fee Related JP3537520B2 (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | 掘削制御装置 |
Country Status (1)
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-
1994
- 1994-12-12 JP JP30771194A patent/JP3537520B2/ja not_active Expired - Fee Related
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