JP3694411B2

JP3694411B2 - Construction equipment work equipment interference prevention device

Info

Publication number: JP3694411B2
Application number: JP34188998A
Authority: JP
Inventors: 一浩柴森; 宏之足立; 勇輔梶田; 利明西田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2018-12-01
Also published as: JP2000160604A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業機の先端が運転室を有する本体に近づいた時に該作業機の動作を自動制御して両者の衝突を回避する建設機械の作業機干渉防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ショベルなどの建設機械においては、ブームとアームおよびバケット等で構成される作業機を運転室に近接する方向へ動作した時に、作業機の先端が運転室に接触するおそれがあるため、両者の衝突を防止するための作業機干渉防止装置を備える必要がある。
【０００３】
この種の作業機干渉防止装置は、運転室の周囲に内側から外側に向かって停止領域と減速領域および安全領域を順次設定し、作業機の先端が最も外側の安全領域内にある場合は通常速度で作業機を動作させ、作業機の先端が安全領域の内側の減速領域に侵入した場合は作業機の動作速度を減速させ、作業機の先端が最も内側の停止領域に侵入した場合は作業機の動作を自動停止させるものであり、操作レバーの操作にも拘らず作業機の先端が運転室の手前位置で自動停止するため、機械の損傷を防止できる上にオペレータの安全を確保できるという利点がある。
【０００４】
しかしながら、かかる干渉防止制御が常時実行されると、例えば作業機の先端が運転室に近接した状態で細かい作業を行う際、作業機の先端が停止領域に侵入する度に自動停止してしまうため、オペレータにとっては干渉防止制御が煩わしく感じることになる。このような不都合を改善するために、従来より干渉防止制御を一時的に解除できるようにした作業機干渉防止装置が提案されており、その一例が特許第２７３９３５８号公報や特開平７−１０９７４６号公報等に開示されている。これら公報に記載された作業機干渉防止装置は、干渉防止制御を解除することのできる解除スイッチを備え、オペレータがこの解除スイッチを操作し続けている間あるいは解除スイッチ操作後の所定時間内だけ干渉防止制御を解除するとにより、運転室近傍での細かい作業を干渉防止制御に煩わされずに行うというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来技術では、オペレータが解除スイッチを操作すると、解除スイッチを操作し続けている間あるいは所定時間内だけ干渉防止制御が解除されるため、この解除状態で作業機の先端が運転室に近接する方向へ動作された場合、作業機の先端が運転室に衝突するおそれがある。特に、作業機の運転を開始する際に、操作レバーを作業機と運転室が干渉する方向に操作したままの状態で解除スイッチが操作されると、作業機が運転室に向かって急激に動作されるため、非常に危険であるという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、解除スイッチによって干渉防止制御を解除する解除処理の代わりに、減速領域と停止領域との境界面を本体に近接する方向へ変更設定する。このようにすれば、通常の干渉防止制御で設定された停止領域が本体に近接する方向へ縮まるため、その縮まった領域分だけ作業機が停止領域に侵入する頻度が少なくなり、しかも、停止領域は縮まるだけで本体の周囲に設定されたままであるため、運転室近傍での細かい作業を干渉防止制御に煩わされずに安全に行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明による建設機械の作業機干渉防止装置では、運転室を有する本体と、この本体に回動可能に設けられブーム、アーム及びバケットを有する作業機と、この作業機の先端が前記本体と干渉するのを防止するように前記作業機の動作を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記本体の周囲に内側から外側に向かって順次設定される停止領域と減速領域とを記憶する制御領域記憶手段と、前記作業機の先端と前記本体との相対距離を演算する座標演算手段と、前記座標演算手段によって演算された相対距離から前記作業機の先端が前記各領域のいずれに侵入したかを判断する比較演算手段とを有し、前記比較演算手段により前記作業機の先端が前記減速領域に侵入したと判断した時に、前記本体と近接する方向への前記作業機の動作を減速させる処理を行い、前記比較演算手段により前記作業機の先端が前記停止領域に侵入したと判断した時に、前記本体と近接する方向への前記作業機の動作を停止させる処理を行う建設機械の作業機干渉防止装置において、前記停止領域の変更を指示する操作スイッチを設け、前記制御手段は、前記操作スイッチが操作されると、前記減速領域と前記停止領域との境界面を前記本体に近接する方向へ変更設定する制御領域演算手段を備え、前記作業機の停止時または前記作業機が前記本体から離れる方向へ動作している時は、前記減速領域と前記停止領域の境界面の変更設定を有効とし、前記作業機が前記本体と近接する方向へ動作している時は、前記減速領域と前記停止領域の境界面の変更設定を無効にするように構成した。
【０００８】
このように構成すると、オペレータが操作スイッチを操作することにより、通常の干渉防止制御で設定された停止領域が本体に近接する方向へ縮まるため、その縮まった領域分だけ作業機が停止領域に侵入する頻度が少なくなり、しかも、停止領域は縮まるだけで本体の周囲に設定されたままであるため、運転室近傍での細かい作業を干渉防止制御に煩わされずに安全に行うことができる。
また、作業機の停止時または作業機が本体から離れる方向へ動作している時は、減速領域と停止領域の境界面の変更設定を有効とし、作業機が本体と近接する方向へ動作している時は、減速領域と停止領域の境界面の変更設定を無効にするため、作業機の運転開始時に、操作レバーを作業機と運転室が干渉する方向に操作したままの状態で操作スイッチが操作されたとしても、通常の干渉防止制御が実行されるため、作業機が本体と近接する方向へ急激に動作することを防止できる。
【０００９】
また、前記制御領域記憶手段が、前記減速領域の外側に設定される安全領域を記憶するとともに、前記制御領域演算手段が、前記安全領域と前記減速領域との境界面を変更せず、前記減速領域と前記停止領域との境界面を変更設定するように構成すると、停止領域が本体と近接する方向へ縮められた時、停止領域の縮められた分だけ減速領域を拡げることができる。
【００１０】
また、前記操作スイッチからの操作信号にて起動される計時手段と、この計時手段にて計時された時間が予め設定された所定時間内であるかを判断する操作時間演算手段とを設け、前記計時手段にて計時された時間が予め設定された所定時間を越えた時に、前記制御領域演算手段に対して前記減速領域と前記停止領域との境界面の変更設定を無効にする解除信号を出力するように構成すると、例えば操作スイッチの故障によって制御領域演算手段に対して前記減速領域と前記停止領域との境界面の変更設定を指令する信号が出力され続けた場合でも、一定時間後に通常の干渉防止制御に自動復帰することができる。
【００１２】
【実施例】
実施例について図面を参照して説明すると、図１は実施例に係る作業機干渉防止装置を示す回路図、図２は該作業機干渉防止装置を備えた油圧ショベルの側面図、図３は該作業機干渉防止装置のブロック図、図４は干渉回避領域の説明図、図５は旋回体から作業機先端までの距離と電磁弁に出力する電流値との関係を示す説明図、図６は干渉防止制御の処理内容を示すフローチャートである。
【００１３】
図２において、１は走行体、２は運転室２ａを有し走行体１の上部に配置された旋回体であり、これら走行体１と旋回体２とで油圧ショベルの本体を構成している。３は運転室２ａの右側の旋回体２に回転可能に連結されたロアブーム、４はロアブーム３の先端に回転可能に連結されたアッパーブーム、５はアッパーブーム４の先端に回転可能に連結されたアーム、６はアーム５の先端に回転可能に連結されたバケットであり、両ブーム３，４とアーム５及びバケット６で作業機７を構成している。８はロアブーム３を駆動するブームシリンダ、９はアッパーブーム４を駆動するオフセットシリンダ、１０はアーム５を駆動するアームシリンダ、１１はバケット６を駆動するバケットシリンダであり、アッパブーム９によってアーム５とバケット６をロアブーム３に対し横方向に平行移動する。
【００１４】
図１において、１２はブーム用操作レバー、１３はアーム用操作レバー、１４はオフセット用操作ペダルであり、これら操作レバー１２，１３と操作ペダル１４およびバケット用操作ペダル（図示省略）は運転室２ａ内に配置されている。１５はブーム用コントロールバルブ、１６はアーム用コントロールバルブ、１７はオフセット用コントロールバルブであり、オペレータがブーム用操作レバー１２を操作することにより、ブーム用コントロールバルブ１５に圧油が供給され、ブームシリンダ８が制御される。同様に、オペレータがアーム用操作レバー１３とオフセット用操作ペダル１４および図示せぬバケット用操作ペダルをそれぞれ操作することにより、アーム用コントロールバルブ１６とオフセット用コントロールバルブ１７およびバケット用コントロールバルブ（図示省略）に油圧が供給され、各シリンダ９，１０，１１が制御される。１８はロアブーム３の支点部に設けられたブーム角度検出装置であり、旋回体２とロアブーム３との相対角度を検出する。１９はアッパーブーム４の支点部に設けられたオフセット角度検出装置であり、ロアブーム３とアッパーブーム４との相対角度を検出する。２０はアーム５の支点部に設けられたアーム角度検出装置であり、アッパーブーム４とアーム５との相対角度を検出する。
【００１５】
２１はブーム用操作レバー１２とブーム用コントロールバルブ１５の左側の室とを繋ぐブーム上げ用パイロットライン２２に設けられた電磁弁、２３はブーム用操作レバー１２とブーム用コントロールバルブ１５の右側の室とを繋ぐブーム下げ用パイロットライン２４に設けられた電磁弁であり、これら電磁弁２１，２３はブーム用コントロールバルブ１５に供給する圧油の量を調整する。２５はブーム上げ用パイロットライン２２に接続された圧力検出装置であり、ブーム上げの操作量を検知する。２６はブーム下げ用パイロットライン２４に接続された圧力検出装置であり、ブーム下げの操作量を検知する。また、２７はアーム用操作レバー１３とアーム用コントロールバルブ１６の右側の室とを繋ぐアームクラウド用パイロットライン２８に設けられた電磁弁であり、アーム用コントロールバルブ１６に供給する圧油の量を調整する。２９はアームクラウド用パイロットライン２８に接続された圧力検出装置であり、アームクラウドの操作量を検知する。さらに、３０はオフセット用操作ペダル１４とオフセット用コントロールバルブ１７の右側の室とを繋ぐオフセット左用パイロットライン３１に設けられた電磁弁であり、オフセット用コントロールバルブ１７に供給する圧油の量を調整する。３２はオフセット左用パイロットライン３１に接続された圧力検出装置であり、オフセット左の操作量を検知する。３３はオペレータによって操作される操作スイッチであり、運転室２ａ内に配置されている。
【００１６】
３４は各角度検出装置１８，１９，２０と操作スイッチ３３および各圧力検出装置２５，２６，２９，３２からの信号を入力し、各電磁弁２１，２３，２７，３０への出力信号を制御する制御装置である。図３に示すように、この制御装置３４は、移動方向判定部３４ａ、スイッチ判定部３４ｂ、操作時間演算部３４ｃ、操作時間記憶部３４ｄ、座標演算部３４ｅ、制御領域演算部３４ｆ、制御領域記憶部３４ｇ、比較演算部３４ｈ、電磁弁制御部３４ｉとから構成されている。移動方向判定部３４ａでは、圧力検出装置２５，２６，２９，３２からの入力信号に基づいて、オペレータが操作レバー１２，１３や操作ペダル１４をどの方向へ操作しているか、すなわち作業機７が旋回体２と干渉する方向へ移動しているか否かを判断する。スイッチ判定部３４ｂでは、操作時間演算部３４ｃから出力されるタイマの状態信号と移動方向判定部３４ａから出力される移動方向に関する信号および操作スイッチ３３から出力される操作信号をそれぞれ入力し、タイマ信号が停止状態で、移動方向に関する信号が旋回体２に干渉しない方向または操作レバー中立信号状態で、かつ操作スイッチ３３が操作されている状態の時に、操作時間演算部３４ｃにタイマ起動指示を出力する。この操作時間演算部３４ｃでは、タイマ起動後の経過時間が操作時間記憶部３４ｄに予め設定された所定時間内であるか否かを判断し、タイマ起動後の経過時間が所定時間内であると判断された場合はスイッチ判定部３４ｂにスイッチ有効指示を出力し、タイマ起動後の経過時間が所定時間を越えたと判断された場合はスイッチ判定部３４ｂにスイッチ無効指示を出力する。スイッチ判定部３４ｂでは、操作スイッチ３３が操作され続けている状態で操作時間演算部３４ｃからスイッチ有効指示を入力した場合にのみ、制御領域演算部３４ｆに干渉防止制御の領域変更指示を出力し、それ以外の例えばスイッチ無効指示を入力した場合や、移動方向に関する信号が旋回体２に干渉する方向で操作スイッチ３３が操作された場合には、制御領域演算部３４ｆに干渉防止制御の領域変更解除信号を出力する。
【００１７】
座標演算部３４ｅでは、角度検出装置１８，１９，２０からの入力信号に基づいて、作業機７と旋回体２との相対距離を演算する。制御領域演算部３４ｆでは、制御領域記憶部３４ｇに記憶された位置情報とスイッチ判定部３４ｂからの信号を入力し、運転室２ａを含む旋回体２の周囲に図４（Ａ），（Ｂ）に示すような干渉回避領域３５（図２のハッチング部分参照）を設定する。この干渉回避領域３５は安全領域３６に接する減速領域３７とその内側の停止領域３８とからなり、制御領域演算部３４ｆでは、通常の干渉防止制御の場合、減速領域３７と停止領域３８を図４（Ａ）に示すような比率に設定し、スイッチ判定部３４ｂから入力する信号が領域変更指示である場合、図４（Ｂ）に示すように停止領域３８を旋回体２と近接する方向へ縮め、この縮めた分の領域を減速領域３７として干渉回避領域３５全体の領域比率を変更する。比較演算部３４ｈでは、座標演算部３４ｅで算出された前記の相対距離をもとに作業機７の先端が図４（Ａ）または図４（Ｂ）に示される干渉回避領域３５内に侵入しているか否かを判定し、その判定結果に応じて電磁弁制御部３４ｉに指示する制御値を演算する。電磁弁制御部３４ｉでは、この制御値をもとに電磁弁２１，２３，２７，３０に所定の制御信号を出力し、この制御信号の電流値に比例してコントロールバルブ１５，１６，１７に供給される圧油の量が調整される。
【００１８】
すなわち、制御領域演算部３４ｆが図４（Ａ）に示すような比率で干渉回避領域３５を設定し、通常の干渉防止制御が実行される場合は、図５（Ａ）に示すように、作業機７の先端が安全領域３６内にある時に、最大の電流値Ｉ₁を出力して作業機７を通常速度で動作し、作業機７の先端が減速領域３７内に侵入すると、減速開始位置での電流値Ｉ₁から停止開始位置での電流値Ｉ₂を旋回体２との距離に応じて出力して作業機７の動作速度を減速し、作業機７の先端が停止領域３８に侵入した時点で、作業機７が動作しない最低の電流値Ｉ₃を出力して作業機７を停止する。一方、制御領域演算部３４ｆが図４（Ｂ）に示すような比率で干渉回避領域３５を設定し、停止領域３８を旋回体２と近接する方向へ縮める領域変更処理が実行された場合は、図５（Ｂ）に示すように、領域変更処理に伴って縮められた領域（距離Ｌ１）で電流値Ｉ₂を出力して作業機７の動作速度を減速し、それ以外は上記した通常の干渉防止制御と同様である。
【００１９】
次に、上記実施例の動作を図６に示すフローチャートと共に説明する。
作業機７の運転が開始されると、スイッチ判定部３４ｂにおいてステップＳ１が実行され、操作時間演算部３４ｃから出力されるタイマの状態信号を入力する。ステップＳ１においてタイマ信号が停止状態である場合、すなわちタイマ起動指示が出力されていない場合、ステップＳ２が実行されて操作スイッチ３３の状態信号を入力し、操作スイッチ３３が操作中か否かを判断する。操作スイッチ３３が操作中の場合にステップＳ３が実行され、移動方向判定部３４ａから出力される移動方向に関する信号を入力し、作業機７が旋回体２に干渉しない方向（遠ざかる方向）に操作中、または操作レバーが操作されずに作業機７が停止している場合、ステップＳ４で操作時間演算部３４ｃにタイマ起動指示を出力する。タイマ起動指示が出力されると、ステップＳ１からステップＳ８に移行して操作スイッチ３３の状態信号を入力し、操作スイッチ３３が操作中か否かを再度判断する。操作スイッチ３３が未操作の場合にステップＳ９が実行され、操作時間演算部３４ｃにタイマ停止指示を出力する。ステップＳ８で操作スイッチ３３が操作中であると判断された場合、ステップＳ１０でタイマが操作時間記憶部３４ｄに予め設定された所定時間内であるか否かを判断し、タイマが所定時間内であると判断された場合は、ステップＳ１１が実行されて制御領域演算部３４ｆに干渉防止制御の領域変更指示を出力する。その結果、ステップＳ６において制御領域演算部３４ｆが干渉回避領域３５の各領域と旋回体２との相対距離を演算し、図４（Ｂ）に示すように、停止領域３８が旋回体２に近接する方向へ縮められると共に、この縮められた分の領域が減速領域３７に変更される。
【００２０】
なお、ステップＳ２において操作スイッチ３３が無操作であると判断された場合、ステップＳ３において作業機７が旋回体２に干渉する方向（近づく方向）に操作中であると判断された場合、ステップＳ１０においてタイマが所定時間を越えたと判断された場合、およびステップＳ９が実行された場合は、ステップＳ５が実行されて制御領域演算部３４ｆに干渉回避領域３５を通常領域に戻す指示を出力する。その結果、ステップＳ６において制御領域演算部３４ｆが干渉回避領域３５の各領域と旋回体２との相対距離を演算し、図４（Ａ）に示すように、停止領域３８が通常の領域に戻される。そして、ステップＳ７において領域変更された干渉回避領域３５または領域変更されない通常の干渉回避領域３５に対して干渉防止制御が実施される。
【００２１】
この干渉防止制御について説明すると、前述したように、座標演算部３４ｅで作業機７と旋回体２との相対距離を演算し、その演算結果をもとに比較演算部３４ｈで作業機７の先端が干渉回避領域３５内に侵入しているか否かを判定する。ここで、作業機７の先端が干渉回避領域３５の外側の安全領域３６にあると判断された場合、すなわち作業機７が旋回体２と衝突する危険がない場合、電磁弁制御部３４ｉは電磁弁２１，２３，２７，３０に最大の電流値Ｉ₁を出力し、電磁弁２１，２３，２７，３０は全開状態となるため、コントロールバルブ１５，１６，１７には操作レバー１２，１３と操作ペダル１４の操作量に応じた圧油が供給される。また、作業機７の先端が安全領域３６の内側の減速領域３７内に侵入したと判断された場合、作業機７の先端と旋回体２との距離に応じて電磁弁２１，２３，２７，３０に電流値Ｉ₁より小さく電流値Ｉ₂より大きい電流値を出力するため、操作レバー１２，１３と操作ペダル１４の操作量に対して遅い速度で作業機７は動作される。さらに、作業機７の先端が減速領域３７を越えて停止領域３８に侵入したと判断された場合、電磁弁制御部３４ｉは電磁弁２１，２３，２７，３０に最低の電流値Ｉ₃を出力し、電磁弁２１，２３，２７，３０は全閉状態となるため、操作レバー１２，１３と操作ペダル１４の操作に拘らずコントロールバルブ１５，１６，１７に圧油は供給されず、作業機７は旋回体２に衝突する直前で停止する。その際、領域変更処理時における停止領域３８は通常の干渉防止制御時に比べて旋回体２に近づく方向へ縮められているため、作業機７の先端が停止領域３８に侵入して自動停止する頻度は少なくなり、しかも、停止領域３８は縮まるだけで旋回体２の周囲に設定されたままであるため、作業機７の先端を旋回体２に近接させた状態での細かい作業を干渉防止制御に煩わされずに安全に行うことができる。
【００２２】
なお、上記実施例では、移動方向判定部３４ａが圧力検出装置２５，２６，２９，３２からの入力信号に基づいて作業機７の移動方向を判定する場合について説明したが、各角度検出装置１８，１９，２０から検出される作業機７の位置信号、あるいは操作レバー１２，１３や操作ペダル１４の操作量に応じて出力される電気信号を用いて作業機７の移動方向を判定することも可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２４】
本発明は、本体の周囲に設定する停止領域の変更が指示されると、通常の干渉防止制御で設定する減速領域と停止領域との境界面を本体に近接する方向へ変更設定する。これにより、停止領域が本体に近接する方向へ縮まり、停止領域が縮まった分だけ作業機が停止領域に侵入する頻度が少なくなり、しかも、停止領域は縮まるだけで本体の周囲に設定されたままであるため、オペレータにとっては運転室近傍での細かい作業を干渉防止制御に煩わされずに安全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る作業機干渉防止装置を示す回路図である。
【図２】該作業機干渉防止装置を備えた油圧ショベルの側面図である。
【図３】該作業機干渉防止装置のブロック図である。
【図４】干渉回避領域の説明図である。
【図５】旋回体から作業機先端までの距離と電磁弁に出力する電流値との関係を示す説明図である。
【図６】干渉防止制御の処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１走行体
２旋回体
２ａ運転室
７作業機
１２ブーム用操作レバー
１３アーム用操作レバー
１４オフセット用操作ペダル
１５ブーム用コントロールバルブ
１６アーム用コントロールバルブ
１７オフセット用コントロールバルブ
１８ブーム角度検出装置
１９オフセット角度検出装置
２０アーム角度検出装置
２１，２３，２７，３０電磁弁
２５，２６，２９，３２圧力検出装置
３３操作スイッチ
３４制御装置
３４ａ移動方向判定部
３４ｂスイッチ判定部
３４ｃ操作時間演算部
３４ｄ操作時間記憶部
３４ｅ座標演算部
３４ｆ制御領域演算部
３４ｇ制御領域記憶部
３４ｈ比較演算部
３４ｉ電磁弁制御部
３５干渉回避領域
３６安全領域
３７減速領域
３８停止領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a work machine interference prevention device for a construction machine that automatically controls the operation of the work machine to avoid a collision between the two when the tip of the work machine approaches a main body having a cab.
[0002]
[Prior art]
In a construction machine such as a hydraulic excavator, when a work machine including a boom, an arm, and a bucket is operated in a direction close to the cab, the tip of the work machine may come into contact with the cab. It is necessary to provide a work machine interference prevention device for preventing a collision.
[0003]
This type of work implement interference prevention device sets a stop area, a deceleration area, and a safety area sequentially from the inside to the outside around the cab, and is usually used when the tip of the work equipment is in the outermost safety area. When the work implement is operated at speed, if the tip of the work implement enters the deceleration area inside the safety area, the operation speed of the work implement is decelerated, and if the tip of the work implement enters the innermost stop area, work is performed. The operation of the machine is automatically stopped, and the tip of the work machine is automatically stopped at the position in front of the operator's cab regardless of the operation of the operation lever, so that the machine can be prevented from being damaged and the safety of the operator can be secured. There are advantages.
[0004]
However, when such interference prevention control is always performed, for example, when performing a fine work with the tip of the work machine in the vicinity of the cab, the work machine automatically stops every time the tip of the work machine enters the stop area. Therefore, the interference prevention control is troublesome for the operator. In order to improve such an inconvenience, there has been proposed a work machine interference prevention device that can temporarily cancel the interference prevention control, and examples thereof include Japanese Patent No. 2739358 and Japanese Patent Laid-Open No. 7-109746. It is disclosed in the gazette. The work implement interference prevention devices described in these publications are provided with a release switch that can release the interference prevention control, and the interference occurs while the operator continues to operate the release switch or within a predetermined time after the release switch is operated. By releasing the prevention control, fine work in the vicinity of the cab is performed without bothering by the interference prevention control.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described prior art, when the operator operates the release switch, the interference prevention control is released while the release switch is being operated or within a predetermined time. If it is moved in the direction close to the front, the tip of the work machine may collide with the cab. In particular, when starting the operation of the work machine, if the release switch is operated with the operation lever operated in the direction in which the work machine and the cab interfere with each other, the work machine operates rapidly toward the cab. Therefore, there was a problem of being very dangerous.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention changes and sets the boundary surface between the deceleration region and the stop region in a direction close to the main body instead of the canceling process of canceling the interference prevention control by the canceling switch. In this way, the stop area set in the normal interference prevention control shrinks in the direction closer to the main body, so that the work machine enters the stop area less frequently by the reduced area, and the stop area Since it is set around the main body just by contracting, it is possible to safely perform fine work in the vicinity of the cab without being bothered by interference prevention control.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the construction machine interference prevention device for a construction machine according to the present invention, a main body having an operator cab , a work machine having a boom, an arm, and a bucket rotatably provided on the main body, and a tip of the work machine interfering with the main body. Control means for controlling the operation of the work machine so as to prevent it from happening, and the control means stores a stop area and a deceleration area that are sequentially set from the inside to the outside around the body. a control area storage means, and coordinate calculating means for calculating a relative distance between the tip and the body of the working machine, in any of the relative distance calculated by the previous SL coordinate calculating means distal end of the working machine of the respective areas and a comparison operation means for determining whether penetrated, at the tip of the working machine is determined to have entered the deceleration region by said comparison operation means, the operation of the working machine in the direction coming close to the pre-Symbol body Performs deceleration causes processing, construction machine for performing the comparison operation means by at the tip of the working machine is judged to have entered into the stop region, causes stops the operation of the working machine in the direction coming close to the pre-Symbol body treatment In the work machine interference prevention apparatus, an operation switch for instructing the change of the stop area is provided, and the control means sets a boundary surface between the deceleration area and the stop area to the main body when the operation switch is operated. A control area calculation means for changing and setting in the approaching direction, and changing the boundary surface between the deceleration area and the stop area when the work machine is stopped or when the work machine is moving away from the main body The setting is validated, and the change setting of the boundary surface between the deceleration area and the stop area is invalidated when the working machine is operating in the direction approaching the main body .
[0008]
With this configuration, when the operator operates the operation switch, the stop area set in the normal interference prevention control contracts in the direction closer to the main body, so that the work machine enters the stop area by the contracted area. In addition, since the stop area is reduced and remains set around the main body, fine work in the vicinity of the cab can be safely performed without being bothered by interference prevention control.
Also, when the work machine is stopped or when the work machine is moving away from the main body, the change setting of the boundary between the deceleration area and the stop area is enabled, and the work machine operates in the direction closer to the main body. In order to invalidate the change setting of the boundary area between the deceleration area and the stop area, the operation switch is operated with the operation lever operated in the direction in which the work equipment and the cab interfere with each other at the start of operation of the work equipment. Even if the operation is performed, the normal interference prevention control is executed, so that it is possible to prevent the working machine from operating rapidly in the direction approaching the main body.
[0009]
Further, the control area storage means stores a safety area set outside the deceleration area, and the control area calculation means does not change a boundary surface between the safety area and the deceleration area, and reduces the deceleration area. when configured to set change the interface between the region and the stop zone, when the stop area is contracted in a direction close to the body, it is possible to expand the deceleration by the amount of contracted the stop region area.
[0010]
Further, provided timing means which is activated by the operation signal from the operation switch, an operation time calculating means for determining whether time measured by the time measuring unit is within a preset time, the when beyond the timed predetermined time set in advance the time by the timer means, outputs a release signal to disable the change setting of the boundary surface between the stop region and the deceleration region for the control area calculation means when configured to, for example, even when a signal instructing the change setting of the boundary surface between the deceleration region and the stop zone by a failure of the operation switch for the control area calculation unit continues to be output, normal after a predetermined time It is possible to automatically return to the interference prevention control.
[0012]
【Example】
The embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a work implement interference preventing apparatus according to the embodiment, FIG. 2 is a side view of a hydraulic excavator provided with the work implement interference preventing apparatus, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of the interference avoidance region, FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the distance from the swiveling body to the tip of the work implement, and the current value output to the solenoid valve, and FIG. It is a flowchart which shows the processing content of interference prevention control.
[0013]
In FIG. 2, 1 is a traveling body, 2 is a revolving body having a driver's cab 2a and disposed at the upper part of the traveling body 1, and the traveling body 1 and the revolving body 2 constitute a main body of a hydraulic excavator. . Reference numeral 3 denotes a lower boom that is rotatably connected to the revolving unit 2 on the right side of the cab 2 a, 4 is an upper boom that is rotatably connected to the tip of the lower boom 3, and 5 is rotatably connected to the tip of the upper boom 4. An arm 6 is a bucket rotatably connected to the tip of the arm 5, and the booms 3, 4, the arm 5 and the bucket 6 constitute a work implement 7. 8 is a boom cylinder that drives the lower boom 3, 9 is an offset cylinder that drives the upper boom 4, 10 is an arm cylinder that drives the arm 5, and 11 is a bucket cylinder that drives the bucket 6. 6 is moved parallel to the lower boom 3 in the lateral direction.
[0014]
In FIG. 1, 12 is a boom operating lever, 13 is an arm operating lever, and 14 is an offset operating pedal. These operating levers 12 and 13, the operating pedal 14 and the bucket operating pedal (not shown) are in the cab 2a. Is placed inside. Reference numeral 15 is a boom control valve, 16 is an arm control valve, and 17 is an offset control valve. When the operator operates the boom operation lever 12, pressure oil is supplied to the boom control valve 15, and the boom cylinder 8 is controlled. Similarly, when the operator operates the arm operation lever 13, the offset operation pedal 14, and the bucket operation pedal (not shown), the arm control valve 16, the offset control valve 17, and the bucket control valve (not shown). ) Is supplied with hydraulic pressure, and the cylinders 9, 10, and 11 are controlled. Reference numeral 18 denotes a boom angle detection device provided at a fulcrum portion of the lower boom 3, which detects a relative angle between the swing body 2 and the lower boom 3. Reference numeral 19 denotes an offset angle detection device provided at a fulcrum portion of the upper boom 4, which detects a relative angle between the lower boom 3 and the upper boom 4. Reference numeral 20 denotes an arm angle detection device provided at the fulcrum portion of the arm 5, which detects the relative angle between the upper boom 4 and the arm 5.
[0015]
21 is an electromagnetic valve provided on a boom raising pilot line 22 that connects the boom operating lever 12 and the left chamber of the boom control valve 15, and 23 is a chamber on the right side of the boom operating lever 12 and the boom control valve 15. Are connected to the boom lowering pilot line 24. These solenoid valves 21 and 23 adjust the amount of pressure oil supplied to the boom control valve 15. Reference numeral 25 denotes a pressure detection device connected to the boom raising pilot line 22 and detects the operation amount of raising the boom. Reference numeral 26 denotes a pressure detection device connected to the boom lowering pilot line 24, which detects the operation amount of the boom lowering. Reference numeral 27 denotes an electromagnetic valve provided in the arm cloud pilot line 28 that connects the arm operating lever 13 and the right chamber of the arm control valve 16. The amount of pressure oil supplied to the arm control valve 16 adjust. Reference numeral 29 denotes a pressure detection device connected to the arm cloud pilot line 28, which detects the operation amount of the arm cloud. Further, 30 is an electromagnetic valve provided in the offset left pilot line 31 that connects the offset operation pedal 14 and the right chamber of the offset control valve 17, and adjusts the amount of pressure oil supplied to the offset control valve 17. To do. Reference numeral 32 denotes a pressure detection device connected to the offset left pilot line 31, which detects the operation amount of the offset left. Reference numeral 33 denotes an operation switch operated by an operator, which is arranged in the cab 2a.
[0016]
34 receives signals from the angle detection devices 18, 19, 20 and the operation switch 33 and the pressure detection devices 25, 26, 29, 32, and controls output signals to the electromagnetic valves 21, 23, 27, 30. It is a control device. As shown in FIG. 3, the control device 34 includes a movement direction determination unit 34a, a switch determination unit 34b, an operation time calculation unit 34c, an operation time storage unit 34d, a coordinate calculation unit 34e, a control region calculation unit 34f, and a control region storage. 34g, the comparison calculating part 34h, and the solenoid valve control part 34i. In the movement direction determination unit 34a, based on the input signals from the pressure detection devices 25, 26, 29, and 32, the direction in which the operator operates the operation levers 12, 13 and the operation pedal 14, that is, the work machine 7 It is determined whether or not it is moving in a direction that interferes with the revolving structure 2. The switch determination unit 34b receives a timer state signal output from the operation time calculation unit 34c, a movement direction signal output from the movement direction determination unit 34a, and an operation signal output from the operation switch 33, respectively. Is in a stop state, in a direction in which a signal related to the moving direction does not interfere with the revolving structure 2 or in a state in which the operation lever is neutral, and the operation switch 33 is being operated, a timer start instruction is output to the operation time calculation unit 34c. . In this operation time calculation unit 34c, it is determined whether or not the elapsed time after the timer activation is within a predetermined time preset in the operation time storage unit 34d, and the elapsed time after the timer activation is within the predetermined time. When it is determined, a switch valid instruction is output to the switch determination unit 34b, and when it is determined that the elapsed time after the timer activation has exceeded a predetermined time, a switch invalidation instruction is output to the switch determination unit 34b. The switch determination unit 34b outputs an area change instruction for interference prevention control to the control area calculation unit 34f only when a switch valid instruction is input from the operation time calculation unit 34c while the operation switch 33 is being operated. In other cases, such as when a switch invalidation instruction is input, or when the operation switch 33 is operated in a direction in which a signal related to the movement direction interferes with the revolving structure 2, the region change cancellation of the interference prevention control is performed in the control region calculation unit 34f. Output a signal.
[0017]
The coordinate calculation unit 34e calculates the relative distance between the work implement 7 and the revolving structure 2 based on the input signals from the angle detection devices 18, 19, and 20. In the control region calculation unit 34f, the position information stored in the control region storage unit 34g and the signal from the switch determination unit 34b are input, and the surroundings of the swivel body 2 including the cab 2a are shown in FIGS. An interference avoidance region 35 (see the hatched portion in FIG. 2) as shown in FIG. This interference avoidance area 35 is composed of a deceleration area 37 in contact with the safety area 36 and a stop area 38 inside thereof, and the control area calculator 34f defines the deceleration area 37 and the stop area 38 in FIG. When the ratio is set as shown in (A) and the signal input from the switch determination unit 34b is an area change instruction, the stop area 38 is shortened in the direction approaching the revolving unit 2 as shown in FIG. Then, the area ratio of the entire interference avoidance area 35 is changed with the reduced area as the deceleration area 37. In the comparison calculation unit 34h, the tip of the work implement 7 enters the interference avoidance region 35 shown in FIG. 4A or 4B based on the relative distance calculated by the coordinate calculation unit 34e. The control value instruct | indicated to the solenoid valve control part 34i is calculated according to the determination result. The electromagnetic valve control unit 34i outputs a predetermined control signal to the electromagnetic valves 21, 23, 27, and 30 based on this control value, and supplies the control valves 15, 16, and 17 to the control valves 15, 16, and 17 in proportion to the current value of the control signal. The amount of pressure oil supplied is adjusted.
[0018]
That is, when the control area calculation unit 34f sets the interference avoidance area 35 at a ratio as shown in FIG. 4A and normal interference prevention control is executed, as shown in FIG. When the tip of the machine 7 is in the safety area 36, the maximum current value I ₁ is output to operate the work machine 7 at the normal speed, and when the tip of the work machine 7 enters the deceleration area 37, the deceleration start position The current value I ₂ at the stop start position is output from the current value I ₁ at the position according to the distance from the revolving body ₂ to reduce the operating speed of the work implement 7, and the tip of the work implement 7 enters the stop region 38. At this time, the lowest current value I ₃ at which the work machine 7 does not operate is output and the work machine 7 is stopped. On the other hand, when the control area calculation unit 34f sets the interference avoidance area 35 at a ratio as shown in FIG. 4B and the area changing process for reducing the stop area 38 in the direction approaching the revolving structure 2 is executed, As shown in FIG. 5 (B), the current value I ₂ is output in the region (distance L1) contracted in accordance with the region changing process to reduce the operating speed of the work implement 7, and otherwise the normal operation described above. This is the same as the interference prevention control.
[0019]
Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
When the operation of the work implement 7 is started, step S1 is executed in the switch determination unit 34b, and a timer state signal output from the operation time calculation unit 34c is input. When the timer signal is in the stopped state in step S1, that is, when the timer start instruction is not output, step S2 is executed to input the state signal of the operation switch 33 and determine whether or not the operation switch 33 is being operated. To do. Step S3 is executed when the operation switch 33 is being operated, and a signal relating to the movement direction output from the movement direction determination unit 34a is input, and the work implement 7 is being operated in a direction that does not interfere with the revolving unit 2 (a direction away from it). Alternatively, when the work implement 7 is stopped without operating the operation lever, a timer start instruction is output to the operation time calculation unit 34c in step S4. When the timer start instruction is output, the process proceeds from step S1 to step S8, the state signal of the operation switch 33 is input, and it is determined again whether or not the operation switch 33 is being operated. When the operation switch 33 is not operated, step S9 is executed, and a timer stop instruction is output to the operation time calculation unit 34c. If it is determined in step S8 that the operation switch 33 is being operated, it is determined in step S10 whether the timer is within a predetermined time preset in the operation time storage unit 34d, and the timer is within the predetermined time. If it is determined that there is, step S11 is executed, and an area change instruction for interference prevention control is output to the control area calculation unit 34f. As a result, in step S6, the control area calculation unit 34f calculates the relative distance between each area of the interference avoidance area 35 and the revolving structure 2, and the stop area 38 approaches the revolving structure 2 as shown in FIG. And the area corresponding to the shortened area is changed to the deceleration area 37.
[0020]
When it is determined in step S2 that the operation switch 33 is not operated, in step S3, when it is determined that the work implement 7 is operating in a direction in which the work implement 7 interferes with the revolving structure 2 (an approaching direction), step S10 is performed. If it is determined that the timer has exceeded the predetermined time in step S9, and if step S9 is executed, step S5 is executed, and an instruction to return the interference avoidance region 35 to the normal region is output to the control region calculator 34f. As a result, in step S6, the control area calculation unit 34f calculates the relative distance between each area of the interference avoidance area 35 and the revolving structure 2, and the stop area 38 is returned to the normal area as shown in FIG. It is. Then, interference prevention control is performed on the interference avoidance area 35 whose area has been changed in step S7 or the normal interference avoidance area 35 whose area has not been changed.
[0021]
The interference prevention control will be described. As described above, the coordinate calculation unit 34e calculates the relative distance between the work implement 7 and the swinging body 2, and based on the calculation result, the comparison calculation unit 34h calculates the tip of the work implement 7. Is intruding into the interference avoidance area 35. Here, when it is determined that the tip of the work machine 7 is in the safety area 36 outside the interference avoidance area 35, that is, when there is no danger of the work machine 7 colliding with the swing body 2, the solenoid valve control unit 34 i Since the maximum current value I ₁ is output to the valves 21, 23, 27, 30 and the solenoid valves 21, 23, 27, 30 are fully opened, the control valves 15, 16, 17 are provided with operation levers 12, 13 and Pressure oil corresponding to the operation amount of the operation pedal 14 is supplied. In addition, when it is determined that the tip of the work machine 7 has entered the deceleration area 37 inside the safety area 36, the electromagnetic valves 21, 23, 27, Since the current value smaller than the current value I _{1 and} larger than the current value I ₂ is output to 30, the work implement 7 is operated at a slower speed than the operation amount of the operation levers 12, 13 and the operation pedal 14. Further, when it is determined that the tip of the work machine 7 has entered the stop region 38 beyond the deceleration region 37, the solenoid valve control unit 34 i outputs the lowest current value I ₃ to the solenoid valves 21, 23, 27, ₃₀ . Since the solenoid valves 21, 23, 27 and 30 are fully closed, no pressure oil is supplied to the control valves 15, 16 and 17 regardless of the operation of the operation levers 12 and 13 and the operation pedal 14, and the work machine 7 stops immediately before colliding with the revolving unit 2. At this time, since the stop area 38 at the time of the area change process is contracted in a direction closer to the revolving body 2 than at the time of normal interference prevention control, the frequency at which the tip of the work implement 7 enters the stop area 38 and automatically stops. In addition, since the stop area 38 is only reduced and remains set around the revolving structure 2, detailed work with the tip of the work machine 7 in proximity to the revolving structure 2 is bothered by interference prevention control. It can be done safely without it.
[0022]
In addition, although the said Example demonstrated the case where the moving direction determination part 34a determined the moving direction of the working machine 7 based on the input signal from the pressure detection apparatus 25,26,29,32, each angle detection apparatus 18 is demonstrated. , 19, and 20, or the movement direction of the work implement 7 can be determined using the position signal of the work implement 7 or the electric signal output according to the operation amount of the operation levers 12, 13 and the operation pedal 14. Is possible.
[0023]
【The invention's effect】
The present invention is implemented in the form as described above, and has the following effects.
[0024]
In the present invention, when the change of the stop area set around the main body is instructed , the boundary surface between the deceleration area and the stop area set in the normal interference prevention control is changed and set in the direction approaching the main body . Thus, condensation Mari a direction stopping area close to the body, often the only working machine amount that shrank stop region enters the stop region is reduced, moreover, until set around the body just stop region shrinks Therefore, it is possible for the operator to safely perform detailed work in the vicinity of the cab without being bothered by the interference prevention control.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a work implement interference preventing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of a hydraulic excavator provided with the work implement interference prevention device.
FIG. 3 is a block diagram of the work implement interference preventing apparatus.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an interference avoidance region.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between a distance from a revolving body to a tip of a work implement and a current value output to a solenoid valve.
FIG. 6 is a flowchart showing processing details of interference prevention control.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Traveling body 2 Revolving body 2a Operator's cab 7 Working machine 12 Boom operation lever 13 Arm operation lever 14 Offset operation pedal 15 Boom control valve 16 Arm control valve 17 Offset control valve 18 Boom angle detection device 19 Offset angle Detection device 20 Arm angle detection device 21, 23, 27, 30 Solenoid valve 25, 26, 29, 32 Pressure detection device 33 Operation switch 34 Control device 34a Movement direction determination unit 34b Switch determination unit 34c Operation time calculation unit 34d Operation time storage Unit 34e coordinate calculation unit 34f control region calculation unit 34g control region storage unit 34h comparison calculation unit 34i electromagnetic valve control unit 35 interference avoidance region 36 safety region 37 deceleration region 38 stop region

Claims

A main body having a cab, a work machine rotatably provided on the main body and having a boom, an arm and a bucket, and the operation of the work machine so as to prevent the front end of the work machine from interfering with the main body. Control means for controlling,
The control means calculates a relative distance between a control area storage means for storing a stop area and a deceleration area that are sequentially set around the main body from the inside to the outside, and the tip of the working machine and the main body. A coordinate calculation means; and a comparison calculation means for determining which of the respective areas the tip of the work machine has entered from the relative distance calculated by the coordinate calculation means, and the work calculation machine by the comparison calculation means. When it is determined that the tip of the work machine has entered the deceleration area, a process of decelerating the operation of the work machine in a direction approaching the main body is performed, and the tip of the work machine enters the stop area by the comparison calculation means. In the work machine interference prevention device for a construction machine that performs processing to stop the operation of the work machine in a direction close to the main body when it is determined that
An operation switch for instructing the change of the stop area is provided,
The control means includes control area calculation means for changing and setting a boundary surface between the deceleration area and the stop area in a direction approaching the main body when the operation switch is operated ,
When the work machine is stopped or when the work machine is moving in a direction away from the main body, the change setting of the boundary surface between the deceleration area and the stop area is enabled, and the work machine comes close to the main body. A working machine interference prevention device for a construction machine , wherein the change setting of a boundary surface between the deceleration region and the stop region is invalidated when the vehicle is operating in a direction .

2. The control region storage unit according to claim 1, wherein the control region storage unit stores a safety region set outside the deceleration region, and the control region calculation unit changes a boundary surface between the safety region and the deceleration region. Without changing the boundary surface between the deceleration region and the stop region, a construction machine interference prevention device for a construction machine.

3. The time measuring means activated by an operation signal from the operation switch according to claim 1 or 2, and an operation time for judging whether a time measured by the time measuring means is within a predetermined time set in advance. Calculating means, and when the time counted by the time measuring means exceeds a predetermined time set in advance, change setting of the boundary surface between the deceleration area and the stop area is set for the control area calculating means. A construction machine interference prevention device for a construction machine, which outputs a canceling signal for invalidation.

A main body having a cab, a work machine rotatably provided on the main body and having a boom, an arm and a bucket, and the operation of the work machine so as to prevent the front end of the work machine from interfering with the main body. Control means for controlling,
The control means calculates a relative distance between a control area storage means for storing a stop area and a deceleration area that are sequentially set around the main body from the inside to the outside, and the tip of the working machine and the main body. A coordinate calculation means; and a comparison calculation means for determining which of the respective areas the tip of the work machine has entered from the relative distance calculated by the coordinate calculation means, and the work calculation machine by the comparison calculation means. When it is determined that the tip of the work machine has entered the deceleration area, a process of decelerating the operation of the work machine in a direction approaching the main body is performed, and the tip of the work machine enters the stop area by the comparison calculation means. In the work machine interference prevention device for a construction machine that performs processing to stop the operation of the work machine in a direction close to the main body when it is determined that
The control means includes a control area calculation means for changing and setting a boundary surface between the deceleration area and the stop area in a direction close to the main body when a signal instructing the change of the stop area is input ,
When the work machine is stopped or when the work machine is moving in a direction away from the main body, the change setting of the boundary surface between the deceleration area and the stop area is enabled, and the work machine comes close to the main body. A working machine interference prevention device for a construction machine , wherein the change setting of a boundary surface between the deceleration region and the stop region is invalidated when the vehicle is operating in a direction .