JP3849974B2

JP3849974B2 - Interference prevention control device for construction machinery

Info

Publication number: JP3849974B2
Application number: JP2001351695A
Authority: JP
Inventors: 茂小嶋; 圭一三宅
Original assignee: 新キャタピラー三菱株式会社
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2021-11-16
Also published as: JP2003147799A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械における干渉防止制御装置の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、油圧ショベル等の建設機械のなかには、機体本体に上下揺動自在に支持される第一ブームと、該第一ブームの先端部に左右揺動自在に支持される第二ブームとを備えた所謂オフセット型の作業部を装着したものがあるが、この様なものでは、作業部を移動させたときに該作業部が機体本体に接触（干渉）してしまう惧れがある。そこで、従来、作業部と機体本体との接触を回避するための種々の干渉防止制御装置が提案されているが、これら従来の干渉防止制御装置において、作業部の侵入を防止する干渉防止領域としては、オペレータの居住空間となる運転室が設定されており、これによりオペレータの保護を計ることができるようになっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記第一ブームと第二ブームとを備えたオフセット型の作業部が装着された建設機械では、通常、第一ブーム軸支部を挟んで、左方側に運転室が配される一方、右方側には、バルブ装置やバッテリ等の機器装置やタンク類が収納される収納室が配されている。この収納室に、例えば各種油圧アクチュエータに対する圧油供給排出制御を行うためのコントロールバルブ装置が収納されている場合、該コントロールバルブ装置が作業部との接触により損傷してしまうと、油圧アクチュエータをコントロールできなくなってしまう惧れがある。しかるに、前述した従来の干渉防止装置では、干渉防止領域として運転室が設定されているのみであるから、作業部を右側にオフセットした場合、作業部と収納室とが接触してしまう惧れがあって問題となり、ここに本発明が解決しようとする課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、基端部が機体本体に上下揺動自在に支持される第一ブームと、該第一ブームの先端部に左右揺動自在に支持される第二ブームとを備えたオフセット型の作業部を装着してなる建設機械において、作業部と機体本体との干渉を回避するための干渉防止領域を設定し、該干渉防止領域への作業部の侵入を防止するための干渉防止制御装置を設け、前記干渉防止領域として、作業部が右側にオフセットされている状態での作業部と機体本体右側部との干渉を防止するための右側干渉防止領域を設定するにあたり、機体本体は、第一ブーム軸支部を挟んで左方側に運転室が、右方側にバルブ装置等の機器装置やタンク類が収納される収納室がそれぞれ配される一方、右側干渉防止領域は、作業部と収納室との干渉を回避するべく設定されることを特徴とする建設機械における干渉防止制御装置である。
そして、この様にすることにより、作業部と機体本体右側部との干渉を回避できることになって、機体本体右側部の保護を計れると共に、作業部と機体本体右側部との干渉を気にすることなく効率よく作業を行えると共に、収納室に収納されている機器装置類やタンク類等の保護を計ることができる。
請求項２の発明は、請求項１において、建設機械は、クローラ式の下部走行体の上方に上部旋回体が旋回自在に支持されるショベル系建設機械であって、右側干渉防止領域の高さ方向の範囲は、下部走行体のクローラベルト上面と上部旋回体の架台フレーム下面との中間の位置から第一ブーム軸支位置に至るまでの範囲であることを特徴とする建設機械における干渉防止制御装置である。
このようにすることにより、作業部の小旋回姿勢への変姿や下部走行体近傍の作業を妨げることなく、機体本体右側部の保護を計ることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２において、１はオフセット型の油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３に装着される作業部４等の各部から構成されており、さらに該作業部４は、基端部が上部旋回体３に上下揺動自在に支持される第一ブーム５、該第一ブーム５の先端部に左右揺動自在に支持される第二ブーム６、該第二ブーム６の先端部に連結ブラケット７を介して前後揺動自在に連結されるスティック８、該スティック８の先端部に揺動自在に取付けられるバケット９、および第一ブーム５を揺動せしめるためのブーム用シリンダ１０、第二ブーム６を揺動せしめるためのオフセット用シリンダ１１、スティック８を揺動せしめるためのスティック用シリンダ１２、バケット９を揺動せしめるためのバケット用シリンダ１３等から構成されている。また、上部旋回体３には、前記第一ブーム５の軸支部６０を挟んで、左方側にキャブ（本発明の運転室に相当する）６１が配され、右方側に収納室６２が配され、さらに後方側にはエンジンルーム６３が配されているが、本実施の形態では、前記収納室６２内の前半部には、後述するコントロールバルブ等の各種バルブが組込まれたコントロールバルブユニット（図示せず）等の機器装置類が収納され、また収納室６２の後半部には、図示しない燃料タンク、作動油タンク等のタンク類が収納されている。
【０００６】
ここで、前記第一ブーム５は、ブーム用シリンダ１０が縮小することで下降し、ブームシリンダ１０が伸長することで上昇する構成となっている。また第二ブーム６は、オフセット用シリンダ１１が縮小することで左方向に移動（左オフセット）し、またオフセット用シリンダ１１が伸長することで右方向に移動（右オフセット）する構成になっている。さらにまたスティック８は、スティック用シリンダ１２が伸長することで機体後方側に揺動（スティックイン）し、スティック用シリンダ１２が縮小することで機体前方側に揺動（スティックアウト）する構成となっている。
【０００７】
次いで、前記各シリンダ１０〜１３への圧油供給制御を、図３に示す油圧回路図に基づいて説明すると、図３において、１４はメインポンプ、１５はパイロットポンプ、１６は油タンク、また１７〜２０はブーム用、オフセット用、スティック用、バケット用の各コントロールバルブであって、これら各コントロールバルブ１７〜２０は、縮小側パイロットポート１７ａ〜２０ａおよび伸長側パイロットポート１７ｂ〜２０ｂを備えたパイロット操作式の三位置切換弁から構成されている。
そして、前記各コントロールバルブ１７〜２０は、両パイロットポート１７ａ〜２０ａ、１７ｂ〜２０ｂにパイロット圧油が供給されていない状態では、対応する各シリンダ１０〜１３への圧油供給を停止する中立位置Ｎに位置しているが、縮小側パイロットポート１７ａ〜２０ａにパイロット圧油が供給されることで、シリンダ１０〜１３の縮小側油室にメインポンプ１４からの圧油を供給する縮小側位置Ｘに切換り、また伸長側パイロットポート１７ｂ〜２０ｂにパイロット圧油が供給されることで、シリンダ１０〜１３の伸長側油室にメインポンプ１４からの圧油を供給する伸長側位置Ｙに切換る構成となっている。
【０００８】
また、２１〜２４は対応する操作具の操作に基づいて前記各コントロールバルブ１７〜２０にパイロット圧油を供給するためのブーム用、オフセット用、スティック用、バケット用のパイロットバルブであって、これら各パイロットバルブ２１〜２４は、それぞれ縮小側パイロットバルブ２１Ａ〜２４Ａと伸長側パイロットバルブ２１Ｂ〜２４Ｂとから構成されている。
そしてこれらパイロットバルブ２１〜２４は、対応する操作具を縮小側または伸長側に操作することにより、該操作された側のパイロットバルブ２１Ａ〜２４Ａまたは２１Ｂ〜２４Ｂの出力ポート２１ａ〜２４ａから、操作具の操作量に対応する圧力のパイロット圧油が出力される構成となっている。
尚、図３中、２５、２６、２７はそれぞれ上部旋回体３を旋回させるための旋回用モータ、旋回用コントロールバルブ、旋回用パイロットバルブである。
【０００９】
さらに、前記ブーム用縮小側パイロットバルブ２１Ａとブーム用コントロールバルブ縮小側パイロットポート１７ａとを連結するブーム用縮小側パイロット油路、ブーム用伸長側パイロットバルブ２１Ｂとブーム用コントロールバルブ伸長側パイロットポート１７ｂとを連結するブーム用伸長側パイロット油路、スティック用伸長側パイロットバルブ２３Ｂとスティック用コントロールバルブ伸長側パイロットポート１９ｂとを連結するスティック用伸長側パイロット油路の各パイロット油路には、それぞれブーム用縮小側、ブーム用伸長側、スティック用伸長側の各電磁比例減圧弁２８、２９、３０が設けられている。
これら電磁比例減圧弁２８、２９、３０は同様のものであるため、ブーム用縮小側の電磁比例減圧弁２８を例にとって説明すると、このものは、第一〜第三ポート２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、およびソレノイド２８ｄを備えており、第一ポート２８ａは油タンク１６に、第二ポート２８ｂはブーム用縮小側パイロットバルブ２１Ａの出力ポート２１ａに、第三ポート２８ｃはブーム用コントロールバルブ１７の縮小側パイロットポート１７ａにそれぞれ接続されている。
そしてこの電磁比例減圧弁２８は、ソレノイド２８ｄが励磁していない状態では、第一ポート２８ａと第三ポート２８ｃとを連通する弁路を開き、かつ第二ポート２８ｂを閉じていて、縮小側パイロットポート１７ａの油を油タンク１６に排出するようになっているが、後述する制御部３１からの制御指令に基づいてソレノイド２８ｄが励磁することにより、第二ポート２８ｂと第三ポート２８ｃとを連通する出力用弁路を開くように構成されている。そして該出力用弁路が開くことにより、ブーム用縮小側パイロットバルブ出力ポート２１ａからのパイロット圧油がブーム用コントロールバルブ縮小側パイロットポート１７ａに出力されるようになっているが、該出力圧力は、制御部３１からソレノイド２８ｄの励磁回路に出力される制御指令に対応して増減するようになっている。
【００１０】
また、前記オフセット用縮小側パイロットバルブ２２Ａとオフセット用コントロールバルブ縮小側パイロットポート１８ａとを連結するオフセット用縮小側パイロット油路、およびオフセット用伸長側パイロットバルブ２２Ｂとオフセット用コントロールバルブ伸長側パイロットポート１８ｂとを連結するオフセット用伸長側パイロット油路の各パイロット油路には、それぞれオフセット用縮小側、オフセット用伸長側の各電磁切換弁３２、３３が設けられている。
これら電磁切換弁３２、３３は同様のものであるため、オフセット用縮小側の電磁切換弁３２を例にとって説明すると、このものは、ソレノイド３２ａを備えた二位置切換弁であって、ソレノイド３２ａが励磁していない状態では、オフセット用縮小側パイロットバルブ２２Ａから出力されるパイロット圧油をオフセット用コントロールバルブ縮小側パイロットポート１８ａに供給する供給位置Ｘに位置しているが、制御部３１からの制御指令に基づいてソレノイド３２ａが励磁することにより、前記パイロットバルブ２２Ａからパイロットポート１８ａへのパイロット圧油の供給を遮断する遮断位置Ｙに切換るように構成されている。
【００１１】
一方、前記スティック用縮小側パイロットバルブ２３Ａとスティック用コントロールバルブ縮小側パイロットポート１９ａとを連結するスティック用縮小側パイロット油路には、第一シャトル弁３４およびスティック用縮小側電磁切換弁３５が設けられている。
前記第一シャトル弁３４は、後述する回避用電磁比例減圧弁３６から出力されるパイロット圧油と、スティック用縮小側パイロットバルブ２３Ａから出力されるパイロット圧油とを入力し、該入力されたパイロット圧油のうち高圧側のものを選択してスティック用縮小側電磁切換弁３５に出力するように構成されている。
【００１２】
また、前記スティック用縮小側電磁切換弁３５は、前述した電磁切換弁３２、３３と同様の構造のものであって、ソレノイド３５ａが励磁していない状態では、前記第一シャトル弁３４から出力されるパイロット圧油をスティック用コントロールバルブ縮小側パイロットポート１９ａに供給する供給位置Ｘに位置しているが、制御部３１からの制御指令に基づいてソレノイド３５ａが励磁することにより、前記第一シャトル弁３４からパイロットポート１９ａへのパイロット圧油の供給を遮断する遮断位置Ｙに切換るように構成されている。
【００１３】
さらに、前記回避用電磁比例減圧弁３６は、前述した電磁比例減圧弁２８、２９、３０と同様の構造のものであるが、このものの第一ポート３６ａは油圧タンク１６に、第二ポート３６ｂは後述する回避用パイロット油路３７に、第三ポート３６ｃは前記第一シャトル弁３４にそれぞれ接続されている。
そしてこの回避用電磁比例減圧弁３６は、制御部３１からの作動指令に基づいてソレノイド３６ｄが励磁することにより、第二ポート３６ｂと第三ポート３６ｃとを連通する出力用弁路を開いて、回避用パイロット油路３７の圧油を第一シャトル弁３４に出力するように構成されているが、該出力圧力は、制御部３１からの制御指令に対応して増減するようになっている。
【００１４】
ここで、前記回避用パイロット油路３７は、ブーム用縮小側、伸長側の各パイロットバルブ２１Ａ、２１Ｂ、およびオフセット用縮小側パイロットバルブ２２Ａから出力されたパイロット圧油を、第二、第三シャトル弁３８、３９を介して前記回避用パイロット油路３７に供給するように構成されている。
つまり、ブーム用縮小側パイロットバルブ２１Ａとブーム用縮小側電磁比例減圧弁２８とを連結する油路の中途部からはブーム用縮小側パイロット分岐油路４０が分岐形成され、またブーム用伸長側パイロットバルブ２１Ｂとブーム用伸長側電磁比例減圧弁２９とを連結する油路の中途部からはブーム用伸長側パイロット分岐油路４１が分岐形成され、さらにオフセット用縮小側パイロットバルブ２２Ａとオフセット用縮小側電磁切換弁３２とを連結する油路の中途部からはオフセット用縮小側パイロット分岐油路４２が分岐形成されている。
そして、前記ブーム用縮小側、伸長側の各パイロット分岐油路４０、４１は、第二シャトル弁３８の入口側第一、第二ポート３８ａ、３８ｂにそれぞれ接続されているが、該第二シャトル弁３８の出口側ポート３８ｃは、第三シャトル弁３９の入口側第一ポート３９ａに接続されている。また、オフセット用縮小側パイロット分岐油路４２は第三シャトル弁３９の入口側第二ポート３９ｂに接続されており、さらに該第三シャトル弁３９の出口側ポート３９ｃは、前記回避用パイロット油路３７に接続されている。而して、ブーム用縮小側または伸長側のパイロットバルブ２１Ａまたは２１Ｂからパイロット圧油が出力された場合には、ブーム用縮小側または伸長側のパイロット分岐油路４０または４１、第二シャトル弁３８、第三シャトル弁３９を経由して回避用パイロット油路３７にパイロット圧油が供給され、またオフセット用縮小側パイロットバルブ２２Ａからパイロット圧油が出力された場合には、オフセット用縮小側パイロット分岐油路４２、第三シャトル弁３９を経由して回避用パイロット油路３７にパイロット圧油が供給されるようになっている。尚、ブーム用縮小側または伸長側のパイロットバルブ２１Ａまたは２１Ｂと、オフセット用縮小側パイロットバルブ２２Ａとの両方からパイロット圧油が出力された場合には、高圧側のパイロット圧油が回避用パイロット油路３７に供給される。
【００１５】
さらに、４３はロック用電磁弁であって、このものは、前記パイロットバルブ２１〜２４、２７の一次側（上流側）に配設されている。そしてこのロック用電磁弁４３は、オペレータがロック用操作具（図示せず）を操作することに基づいて、パイロットポンプ１５からのパイロット圧油をパイロットバルブ２１〜２４、２７に出力する非ロック位置Ｘと、パイロット圧油を出力しないロック位置Ｙとに切換るように構成されている。
【００１６】
一方、前記制御部３１は、マイクロコンピュータ等を用いて構成されるものであるが、該制御部３１は、図４のブロック図に示す如く、第一ブーム５の上部旋回体３に対する相対角度を検出するブーム角度センサ４４、第二ブーム６の第一ブーム５に対する相対角度を検出するオフセット角度センサ４５、スティック８の第二ブーム６に対する相対角度を検出するスティック角度センサ４６からの検出信号を入力し、該検出信号に基づいて、位置演算器４７により第一ブーム５、第二ブーム６、スティック８の位置を演算し、該演算結果を比較演算器４８に出力する。
また、制御部３１のメモリー３１ａには、作業部５がキャブ６１にこれ以上接近してはならないとして設定された運転室干渉防止領域（例えばキャブ６１から３００ｍｍ以内の範囲）Ｐと、作業部５が収納室６２にこれ以上接近してはならないとして設定された右側干渉防止領域Ｑとが記憶されている。
そして比較演算器４８は、前記位置演算器４７により演算された作業部５の位置と運転室干渉防止領域Ｐおよび右側干渉防止領域Ｑとを比較演算して、その演算結果を出力信号演算器５０に出力する。この場合、バケット９が最も運転室干渉防止領域Ｐや右側干渉防止領域Ｑに近づく姿勢となった状態を想定して、作業部５の位置と運転室干渉防止領域Ｐおよび右側干渉防止領域Ｑとの比較演算が行われる。
さらに、前記出力信号演算器５０には、ブーム用縮小側パイロットバルブ２１Ａからパイロット圧油が出力されたことを検知するブーム用縮小側圧力センサ５１Ａ、同様にブーム用伸長側、オフセット用縮小側、オフセット用伸長側、スティック用縮小側、およびスティック用伸長側の各パイロットバルブ２１Ｂ、２２Ａ、２２Ｂ、２３Ａ、２３Ｂからパイロット圧油が出力されたことをそれぞれ検知するブーム用伸長側、オフセット用縮小側、オフセット用伸長側、スティック用縮小側、およびスティック用伸長側の各圧力センサ５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂからの信号が入力される。
そして出力信号演算器５０は、比較演算器４８および圧力センサ５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂからの入力信号に基づき、ブーム用縮小側、ブーム用伸長側、スティック用伸長側、回避用の各電磁比例減圧弁２８、２９、３０、３６、およびオフセット用縮小側、オフセット用伸長側、スティック用縮小側の各電磁切換弁３２、３３、３５のソレノイド励磁回路に制御指令を出力するように構成されている。
【００１７】
ここで、前記右側干渉防止領域Ｑは、第二ブーム５が右側にオフセットされた状態で、作業部５と上部旋回体３の右側部との接触を防止するために設定される領域であって、本実施の形態では、上部旋回体３の右側前部の収納室６２と作業部５との接触を防止するために設定されており、例えば、図２に示す如く、右側干渉防止領域Ｑの高さ方向の範囲Ｈは、下部走行体２のクローラベルト２ａ上面と上部旋回体３の架台フレーム３ａ下面との中間の位置から、第一ブーム軸支部６０に至るように設定される。この場合、右側干渉防止領域Ｑの高さ位置が高すぎると、作業部５が小旋回姿勢（図２に鎖線で示した作業部５の姿勢）をとるときの妨げとなり、また右側干渉防止領域Ｑの高さ位置が低すぎると、下部走行体２近傍での作業の妨げになるため、右側干渉防止領域Ｑは、収納室６２と作業部５との接触を防止でき、かつ作業の妨げにならない範囲で設定される。また、本実施の形態では、収納部６２の後半部については、ブーム用シリンダ１０、オフセット用シリンダ１１、スティック用シリンダ１２の伸縮ストロークにより作業部５が収納室６２に接触する惧れがないため、右側干渉防止領域には設定されていない。
尚、右側干渉防止領域の設定は本実施の形態に限定されることなく、上部旋回体３の右側部に設けられる各種部材（例えば手摺等）と作業部との接触を防止するように設定することも、必要に応じて適宜行える。
【００１８】
次に、制御部３１における運転室干渉防止制御および右側干渉防止制御について説明すると、前記比較演算器４８において作業部５が運転室干渉防止領域Ｐおよび右側干渉防止領域Ｑから予め設定される所定範囲以上離れていると演算された場合、出力信号演算器５０は、各電磁比例減圧弁２８、２９、３０、３６、および各電磁切換弁３２、３３、３５に対し、通常時用の制御指令を出力する。
つまり、ブーム用縮小側、ブーム用伸長側、スティック用伸長側の各電磁比例減圧弁２８、２９、３０に対しては、ブーム用縮小側、ブーム用伸長側、スティック用伸長側の各圧力センサ５１Ａ、５１Ｂ、５３Ｂによりパイロット圧油の出力が検出されない場合には出力用弁路を閉じ、パイロット圧油の出力が検出されることに基づいて出力用弁路を全開するよう制御指令を出力する。また、オフセット用縮小側、オフセット用伸長側、スティック用縮小側の各電磁切換弁３２、３３、３５に対しては、供給位置Ｘに位置するよう制御指令を出力する。さらに、回避用電磁比例減圧弁３６に対しては、出力用弁路を閉じるよう制御指令を出力する。
これにより、操作具の操作に基づいてブーム用縮小側、ブーム用伸長側、スティック用縮小側、スティック用伸長側、オフセット用縮小側、オフセット用伸長側の各パイロットバルブ２１Ａ、２１Ｂ、２３Ａ、２３Ｂ、２２Ａ、２２Ｂからパイロット圧油が出力された場合、該パイロット圧油は、全開の電磁比例減圧弁２８、２９、３０、または供給位置Ｘの電磁切換弁３２、３３、３５を経由してそのままブーム用、オフセット用、スティック用の各コントロールバルブ１７、１８、１９に供給されるようになっている。
つまり、作業部５が運転室干渉防止領域Ｐおよび右側干渉防止領域Ｑから所定間隔以上離れている場合、作業部５は、操作具の操作に対応して作動する。
【００１９】
これに対し、前記比較演算器４８により作業部５が運転室干渉防止領域Ｐまたは右側干渉防止領域Ｑに対し予め設定される所定範囲以内に近づいている演算された場合、出力信号演算器５０は、ブーム用縮小側、ブーム用伸長側、スティック用伸長側の各電磁比例減圧弁２８、２９、３０に対し、減速用の制御指令を出力する。
つまり、前記各電磁比例減圧弁２８、２９、３０に対し、ブーム用縮小側、ブーム用伸長側、スティック用伸長側の各パイロットバルブ２１Ａ、２１Ｂ、２３Ｂからのパイロット圧油の出力が検知された場合に、開度量調節された状態で出力用弁路を開くようソレノイド励磁指令を出力する。この場合、各電磁比例減圧弁２８、２９、３０の出力用弁路の開度量は、作業部５が運転室干渉防止領域Ｐまたは右側干渉防止領域Ｑに近づくほど電磁比例減圧弁２８、２９、３０からの出力圧力が小さくなるように調節される。
これにより、操作具の操作に基づいてブーム用縮小側、ブーム用伸長側、スティック用伸長側の各パイロットバルブ２１Ａ、２１Ｂ、２３Ｂからパイロット圧油が出力された場合、該パイロット圧油は、電磁比例減圧弁２８、２９、３０により減圧された状態でコントロールバルブ１７、１９に供給される。
つまり、作業部５が運転室干渉防止領域Ｐまたは右側干渉防止領域Ｑの所定間隔以内に近づいた場合、ブーム下降およびブーム上昇、スティックインの各作動は、減速された状態で行なわれる。
【００２０】
さらに、前記比較演算器４８により作業部５が運転室干渉防止領域Ｐの外側境界線部に達したと演算された場合、出力信号演算器５０は、図５に示す制御指令表図に基づいて各電磁比例減圧弁２８、２９、３０、３６、および各電磁切換弁３２、３３、３５に対し、運転室干渉防止用の制御指令を出力するが、本実施の形態では、運転室干渉防止領域Ｐとしてキャブのフロント・サイド部（前部および右側部）干渉防止領域とキャブのルーフ部干渉防止領域の二つの領域が設定されていて、各領域において別々の制御がなされる。
前記図５には、操作具の操作状態と作業部５への作動指令との関係が示されているが、ここで、ブーム下降、ブーム上昇、スティックアウト、スティックイン、左オフセット、右オフセットの操作状態は、それぞれブーム用縮小側、ブーム用伸長側、スティック縮小側、スティック用伸長側、オフセット用縮小側、オフセット用伸長側の圧力センサ５１Ａ、５１Ｂ、５３Ａ、５３Ｂ、５２Ａ、５２Ｂからの検知信号の入力に基づいて判断する。
一方、ブーム下降、ブーム上昇、スティックインの作動指令については、それぞれブーム用縮小側、ブーム用伸長側、スティック用伸長側の電磁比例減圧弁２８、２９、３０に対し、出力用弁路を開くよう制御指令を出力する。この場合、ブーム下降、ブーム上昇、スティックインの作動指令は、ブーム下降、ブーム上昇、スティックインの操作がそれぞれなされている場合にのみ出力されるようになっており、該操作に基づいてパイロットバルブ２１Ａ、２１Ｂ、２３Ｂから出力されたパイロット圧油は、電磁比例減圧弁２８、２９、３０の出力用弁路を経由してブーム用、スティック用のコントロールバルブ１７、１９にそれぞれ供給され、而してブーム下降、ブーム上昇、スティックインの各作動が行われる。
また、左オフセット、右オフセットの作動指令については、オフセット用縮小側、オフセット伸長側電磁切換弁３２、３３に対し、供給位置Ｘに位置するよう制御指令を出力する。この場合、左オフセット、右オフセットの作動指令は、左オフセット、右オフセットの操作がなされている場合にのみ出力されるようになっており、該操作に基づいてパイロットバルブ２２Ａ、２２Ｂから出力されたパイロット圧油は、供給位置Ｘの電磁切換弁３２、３３を経由してオフセット用コントロールバルブ１８に供給され、而して左オフセット、右オフセットの各作動が行われる。
さらに、スティックアウトの作動指令は、スティックアウトの操作がなされている場合だけでなく、操作されていない場合でも出力される。そして、スティックアウトの操作がなされている状態でのスティックアウトの作動指令については、回避用電磁比例減圧弁３６に対し出力用弁路を閉じるよう制御指令を出力すると共に、スティック用縮小側電磁切換弁３５に対し供給位置Ｘに位置するよう制御指令を出力する。これにより、スティックアウトの操作に基づいてパイロットバルブ２３Ａから出力されたパイロット圧油は、第一シャトル弁３４および供給位置Ｘの電磁切換弁３５を経由してスティック用コントロールバルブ１９に供給され、而してスティックアウトの作動が行われる。
これに対し、スティックアウトの操作がなされていない状態でスティックアウトの作動指令が出力される場合には、図５の制御指令表図に示すごとく、ブーム下降、ブーム上昇、左オフセットの操作が単独または複合でなされていて、ブーム用縮小側、ブーム用伸長側、オフセット用縮小側パイロットバルブ２１Ａ、２１Ｂ、２２Ａの何れかから出力されたパイロット圧油が回避用パイロット油路３７に供給されている。そしてこの場合のスティックアウトの作動指令については、回避用電磁比例減圧弁３６に対し出力用弁路を開くよう制御指令を出力すると共に、スティック用縮小側電磁切換弁３５に対し供給位置Ｘに位置するよう制御指令を出力する。これにより、前記回避用パイロット油路３７のパイロット圧油が、回避用電磁比例減圧弁３６、第一シャトル弁３４および供給位置Ｘの電磁切換弁３５を経由してスティック用コントロールバルブ１９に供給され、而してスティックアウトの作動が行われる。
一方、ブーム下降停止、ブーム上昇停止、スティックイン停止の作動指令については、それぞれブーム用縮小側、ブーム用伸長側、スティック用伸長側の電磁比例減圧弁２８、２９、３０に対し、出力用弁路を閉じるよう制御指令を出力する。これにより、ブーム用、スティック用のコントロールバルブ１７、１９へのパイロット圧油の供給が断たれ、ブーム下降、ブーム上昇、スティックインの各作動は停止する。
さらに、スティックアウト停止、左オフセット停止、右オフセット停止の作動指令については、それぞれスティック用縮小側、オフセット用縮小側、オフセット伸長側の電磁切換弁３５、３２、３３に対し、遮断位置Ｙに位置するよう制御指令を出力する。これにより、スティック用、オフセット用のコントロールバルブ１９、１８へのパイロット圧油の供給が断たれ、スティックアウト、左オフセット、右オフセットの各作動は停止する。
【００２１】
そしてまず、フロント・サイド部干渉防止領域において、作業部５が運転室干渉防止領域Ｐの外側境界線部に達したときの作業部５の作動について説明すると、ブーム下降またはブーム上昇の操作が単独でなされている場合、ブーム下降またはブーム上昇とスティックインとの操作が複合でなされている場合、ブーム下降またはブーム上昇と左オフセットの操作が複合でなされている場合、スティックインと左オフセットとの操作が複合でなされている場合、ブーム下降またはブーム上昇とスティックインと左オフセットとの操作が複合でなされている場合には、スティック８が自動的にアウトして作業部５が運転室干渉防止領域Ｐ内に侵入することを回避しながら、ブーム下降、ブーム上昇、左オフセットの作動が続行される。この場合、作業部５は、運転室干渉防止領域Ｐの外側境界線部にほぼ沿うようにして移動する。
一方、スティックインまたは左オフセットの操作が単独でなされている場合には、作業部５は自動的に停止し、運転室干渉防止領域Ｐ内への侵入が防止される。
【００２２】
次に、ルーフ部干渉防止領域において、作業部５が運転室干渉防止領域Ｐの外側境界線部に達したときの作業部５の作動について説明すると、ブーム下降またはスティックインまたはスティックアウトの操作が単独でなされている場合、ブーム下降とスティックアウトとの操作が複合でなされている場合には、作業部５は自動的に停止し、運転室干渉防止領域Ｐ内への侵入が防止される。
一方、ブーム下降とスティックインとの操作が複合でなされている場合において、スティック８の揺動支点を通る垂直線に対しスティック８の角度が仰角のときには、スティック８が自動的にアウトして作業部５が運転室干渉防止領域Ｐ内に侵入することを回避しながら、ブーム下降の作動を続行することができる。この場合、作業部５は、運転室干渉防止領域Ｐの外側境界線部に沿うようにして移動する。また、スティック８の揺動支点を通る垂直線に対しスティック８の角度が俯角のときには、作業部５は自動的に停止し、運転室干渉防止領域Ｐ内への侵入が防止される。
【００２３】
一方、前記出力信号演算器５０は、比較演算器４８により作業部５が右側干渉防止領域Ｑの外側境界線部に達したと演算された場合、ブーム用縮小側、ブーム用伸長側、スティック用伸長側の各電磁比例減圧弁２８、２９、３０に対し、右側干渉防止用の制御指令を出力する。
つまり、作業部５が右側干渉防止領域Ｑの外側境界線部に達した場合、該右側干渉防止領域Ｑ内に侵入する方向に作業部５を移動させるためのパイロット圧油の供給を断つべく、対応するパイロット油路の電磁比例減圧弁２８、２９、３０に対し、出力用弁路を閉じるように制御指令を出力する。
これにより、例えば、スティックインの操作をしているときに作業部５が右側干渉防止領域Ｑに達すると、スティック用伸長側電磁比例減圧弁３０の出力用弁路が閉じ、而してスティック用コントロールバルブ伸長側パイロットポート１９ｂへのパイロット圧油の断たれて、スティックインの作動が自動的に停止する。同様に、ブーム下降あるいはブーム上昇の操作がなされている場合についても、右側干渉防止領域Ｑに作業部５が達すると、該右側干渉防止領域Ｑに侵入する方向へのパイロット圧油の供給が断たれて、該方向への作動部５の移動が自動的に停止し、これにより、右側干渉防止領域Ｑへの侵入が回避される。
尚、本実施の形態では、ブーム下降またはブーム上昇またはスティックインの操作を伴わない状態での左オフセット、右オフセット、スティックアウトの操作については、右側干渉防止領域Ｑに侵入する惧れがないため、右側干渉防止用制御においてオフセット縮小側、オフセット伸長側、スティック縮小側の各電磁切換弁３２、３３、３５に対する制御指令の出力はないが、上部旋回体３の右側部の形状等によって右側干渉防止領域Ｑに侵入する惧れのある場合には、右側干渉防止領域Ｑに侵入する方向に作業部５を移動させるためのパイロット圧油の供給を断つべく、上記各電磁切換弁３２、３３、３５に対し、遮断位置Ｙに位置するよう制御指令を出力する構成にすることもできる。
さらに、右側干渉防止用制御において、前述した運転室干渉防止用制御の場合と同様に、スティック８を自動的にアウトさせて右側干渉防止領域Ｑへの侵入を回避しながらブーム上昇、ブーム下降等の作動を続行させるように構成することも、勿論できる。
【００２４】
叙述の如く構成されたものにおいて、作業部５は、前述したように、運転室干渉防止領域Ｐおよび右側干渉防止領域Ｑから所定間隔以上離れている状態では、操作具の操作に対応して作動するが、運転室干渉防止領域Ｐまたは右側干渉防止領域Ｑの所定間隔以内に近づいた場合には自動的に減速する。さらに、作業部５が運転室干渉防止領域Ｐに達した場合には、操作具の操作状態や作業部５の位置に対応して、自動的に停止するか、あるいはスティック８が自動的にアウトして作業部５が運転室干渉防止領域Ｐに侵入することを回避しながら、ブーム６の下降および上昇、左オフセット等の作動を続行することができる。一方、作業部５が右側干渉防止領域Ｑに達した場合には、作業部５の作動は自動的に停止して、右側干渉防止領域Ｑへの侵入が回避されることになる。
【００２５】
この様に、本発明の実施の形態においては、作業部５の侵入を回避できる干渉防止領域として、作業部５とキャブ６１との接触を防止するための運転室干渉防止領域Ｐに加えて、作業部５が右側にオフセットされている状態での作業部５と収納室６２との接触を防止するための右側干渉防止領域Ｑが設定されており、この結果、収納室６２に収納されているコントロールバルブユニット等の機器装置類を確実に保護できると共に、作業部５と収納室６２との接触を気にしながら作業する必要がなくなって、効率よく作業を行うことができる。
【００２６】
しかもこのものにおいて、右側干渉防止制御は、運転室干渉防止制御に用いる角度センサ４４〜４６、油圧回路、制御等をそのまま利用して行うように構成されているから、既存の運転室干渉防止制御装置に右側干渉防止領域Ｑを設定するだけで右側干渉防止制御を行うことができるという利点がある。
【００２７】
さらに、運転室干渉防止制御において、スティック８を自動的にアウトさせるためのパイロット圧油を供給するにあたり、ブーム下降、ブーム上昇、左オフセットの操作に伴って出力されるパイロット圧油を用いる構成となっているから、回避用電磁比例減圧弁３６が故障等により誤作動してスティック８が勝手にアウトしてしまうような不具合が万一発生したとしても、前記ブーム下降、ブーム上昇、左オフセットの操作を停止すればスティック８の勝手なアウトを停止させることができる。そしてこの回路は、右側干渉防止制御において、スティック８をアウトさせて右側干渉防止領域Ｑへの作業部５の侵入を回避しながら作業を続行させるという制御を行うように構成した場合には、右側干渉防止制御にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】油圧ショベルの平面図である。
【図２】油圧ショベルの側面図である。
【図３】油圧アクチュエータの油圧回路図である。
【図４】運転室干渉防止制御および右側干渉防止制御の制御手順を示すブロック図である。
【図５】運転室干渉防止制御の制御指令を示す表図である。
【符号の説明】
２下部走行体
２ａクローラベルト
３上部旋回体
３ａ架台フレーム
４作業部
５第一ブーム
６第二ブーム
６１キャブ
６２収納室
Ｐ運転室干渉防止領域
Ｑ右側干渉防止領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of interference prevention control devices for construction machines such as hydraulic excavators.
[0002]
[Prior art]
Generally, in construction machines such as a hydraulic excavator, a first boom supported by the machine body so as to be swingable up and down and a second boom supported at the tip of the first boom so as to be swingable left and right are provided. There is one equipped with a so-called offset type working unit, but in such a case, when the working unit is moved, the working unit may come into contact (interference) with the machine body. Thus, various interference prevention control devices for avoiding contact between the working unit and the machine body have been proposed. However, in these conventional interference prevention control devices, as an interference prevention region for preventing the work unit from entering. The operator's occupancy space has been set up so that the operator can be protected.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a construction machine equipped with an offset-type working unit including the first boom and the second boom, a driver's cab is usually arranged on the left side with the first boom shaft support part interposed therebetween, On the right side, a storage chamber for storing device devices such as valve devices and batteries and tanks is arranged. For example, when a control valve device for controlling the supply and discharge of pressure oil to various hydraulic actuators is stored in this storage chamber, if the control valve device is damaged due to contact with the working portion, the hydraulic actuator is controlled. There is a risk that it will not be possible. However, in the above-described conventional interference prevention device, the cab is only set as the interference prevention area, and therefore, when the working unit is offset to the right side, there is a possibility that the working unit and the storage room may come into contact with each other. There was a problem, and there was a problem to be solved by the present invention.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been created in order to solve these problems in view of the above circumstances, and the invention according to claim 1 is such that the base end portion is supported by the body body so as to be swingable up and down. In a construction machine having an offset type working unit equipped with a first boom having a first boom and a second boom supported at the tip of the first boom so as to be swingable left and right, An interference prevention area for avoiding interference is set, and an interference prevention control device is provided for preventing the work unit from entering the interference prevention area. The As the interference prevention area, a right interference prevention area is set to prevent interference between the working part and the right side of the machine body when the working part is offset to the right side. In order to do this, the fuselage main body is arranged with a cab on the left side across the first boom shaft support part, and a storage room for storing equipment such as valve devices and tanks on the right side. The interference prevention area is set to avoid interference between the working unit and the storage room. This is an interference prevention control device for a construction machine.
And by doing in this way, it becomes possible to avoid the interference between the working unit and the right side of the machine body, and it is possible to protect the right side of the machine body and to worry about the interference between the working unit and the right side of the machine body. Work efficiently without At the same time, it is possible to protect the equipment and tanks stored in the storage room. .
The invention of claim 2 is the shovel construction machine according to claim 1, wherein the construction machine is an excavator-type construction machine in which the upper turning body is pivotably supported above the crawler type lower traveling body, and the height of the right interference prevention region is The direction range is the crawler belt of the lower traveling body Top And upper frame frame Bottom From the middle position to the first boom pivot position Is in the range This is an interference prevention control device for a construction machine.
To do this Thus, it is possible to protect the right side of the machine body without hindering the transformation of the working unit into a small turning posture or the work in the vicinity of the lower traveling body.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2, reference numeral 1 denotes an offset-type hydraulic excavator. The hydraulic excavator 1 includes a crawler-type lower traveling body 2, an upper revolving body 3 that is rotatably supported by the lower traveling body 2, The working unit 4 includes a first boom 5 that is supported by the upper revolving unit 3 so as to swing up and down. A second boom 6 that is supported at the tip of the first boom 5 so as to be able to swing left and right, a stick 8 that is connected to the tip of the second boom 6 via a connecting bracket 7 so as to swing back and forth, and the stick 8 A bucket 9 swingably attached to the front end of the boom, a boom cylinder 10 for swinging the first boom 5, an offset cylinder 11 for swinging the second boom 6, and a stick 8. Sticky for Use cylinder 12, and a bucket cylinder 13 or the like for allowing swinging the bucket 9. Further, a cab (corresponding to the cab of the present invention) 61 is disposed on the left side of the upper swing body 3 with the shaft support portion 60 of the first boom 5 interposed therebetween, and a storage chamber 62 is provided on the right side. An engine room 63 is arranged on the rear side. In the present embodiment, a control valve unit in which various valves such as a control valve described later are incorporated in the front half of the storage chamber 62. Equipment devices such as (not shown) are accommodated, and tanks such as a fuel tank and a hydraulic oil tank (not shown) are accommodated in the latter half of the accommodation chamber 62.
[0006]
Here, the first boom 5 is configured to descend when the boom cylinder 10 is reduced, and to rise when the boom cylinder 10 extends. The second boom 6 is configured to move to the left (left offset) when the offset cylinder 11 is reduced, and to move to the right (right offset) when the offset cylinder 11 extends. . Furthermore, the stick 8 is configured to swing (stick-in) to the rear side of the machine body when the stick cylinder 12 extends, and to swing (stick-out) to the front side of the machine body when the stick cylinder 12 contracts. ing.
[0007]
Next, pressure oil supply control to the cylinders 10 to 13 will be described based on a hydraulic circuit diagram shown in FIG. 3. In FIG. 3, 14 is a main pump, 15 is a pilot pump, 16 is an oil tank, and 17 -20 are control valves for boom, offset, stick, and bucket. Each of these control valves 17 to 20 is a pilot having a reduction side pilot port 17a to 20a and an extension side pilot port 17b to 20b. It consists of an operation type three-position switching valve.
And each said control valve 17-20 is a neutral position which stops the pressure oil supply to each cylinder 10-13 in the state in which pilot pressure oil is not supplied to both pilot ports 17a-20a, 17b-20b. N, but when the pilot pressure oil is supplied to the reduction-side pilot ports 17a to 20a, the reduction-side position X for supplying the pressure oil from the main pump 14 to the reduction-side oil chambers of the cylinders 10 to 13 In addition, the pilot pressure oil is supplied to the extension side pilot ports 17b to 20b, thereby switching to the extension side position Y where the pressure oil from the main pump 14 is supplied to the extension side oil chamber of the cylinders 10 to 13. It has a configuration.
[0008]
Reference numerals 21 to 24 are boom, offset, stick, and bucket pilot valves for supplying pilot pressure oil to the control valves 17 to 20 based on the operation of the corresponding operation tools. Each pilot valve 21-24 is comprised from reduction side pilot valve 21A-24A and expansion | extension side pilot valve 21B-24B, respectively.
These pilot valves 21 to 24 are operated from the output ports 21a to 24a of the operated pilot valves 21A to 24A or 21B to 24B by operating the corresponding operation tools to the reduction side or the extension side. The pilot pressure oil having a pressure corresponding to the operation amount is output.
In FIG. 3, reference numerals 25, 26, and 27 denote a turning motor, a turning control valve, and a turning pilot valve for turning the upper turning body 3, respectively.
[0009]
Further, a boom reduction side pilot oil passage connecting the boom reduction side pilot valve 21A and the boom control valve reduction side pilot port 17a, a boom extension side pilot valve 21B and a boom control valve extension side pilot port 17b, The boom extension side pilot oil passage connecting the cylinders, the stick extension side pilot valve 23B and the stick control valve extending side pilot port 19b connecting each of the pilot oil passages of the stick extension side pilot oil path are used for the boom. Electromagnetic proportional pressure reducing valves 28, 29, and 30 on the reduction side, the boom extension side, and the stick extension side are provided.
Since these electromagnetic proportional pressure reducing valves 28, 29, and 30 are the same, when the electromagnetic proportional pressure reducing valve 28 on the boom reduction side is described as an example, the first to third ports 28a, 28b, 28c, And the solenoid 28d, the first port 28a is in the oil tank 16, the second port 28b is in the output port 21a of the boom reduction side pilot valve 21A, and the third port 28c is in the reduction side pilot of the boom control valve 17. Each is connected to a port 17a.
In the state where the solenoid 28d is not excited, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 28 opens a valve path communicating the first port 28a and the third port 28c and closes the second port 28b, so that the reduction side pilot The oil from the port 17a is discharged to the oil tank 16, but the solenoid 28d is excited based on a control command from the control unit 31, which will be described later, so that the second port 28b and the third port 28c communicate with each other. The output valve path is configured to open. When the output valve path is opened, pilot pressure oil from the boom reduction side pilot valve output port 21a is output to the boom control valve reduction side pilot port 17a. The controller 31 increases or decreases in response to a control command output to the excitation circuit of the solenoid 28d.
[0010]
Also, the offset reduction pilot oil passage connecting the offset reduction pilot valve 22A and the offset control valve reduction pilot port 18a, and the offset extension pilot valve 22B and the offset control valve extension pilot port 18b. Are respectively provided on the offset reduction side and offset extension side electromagnetic switching valves 32 and 33, respectively.
Since these electromagnetic switching valves 32 and 33 are similar, the electromagnetic switching valve 32 on the reduction side for offset will be described as an example. This is a two-position switching valve provided with a solenoid 32a, and the solenoid 32a When not excited, the pilot pressure oil output from the offset reducing pilot valve 22A is located at the supply position X for supplying the pilot pressure oil to the offset control valve reducing side pilot port 18a. When the solenoid 32a is excited based on the command, the solenoid 32a is switched to the cutoff position Y that shuts off the supply of pilot pressure oil from the pilot valve 22A to the pilot port 18a.
[0011]
On the other hand, a first shuttle valve 34 and a reduction side electromagnetic switching valve 35 for the stick are provided in the reduction side pilot oil passage for the stick that connects the reduction side pilot valve 23A for the stick and the reduction side pilot port 19a for the stick. It has been.
The first shuttle valve 34 receives pilot pressure oil output from an avoidance electromagnetic proportional pressure reducing valve 36, which will be described later, and pilot pressure oil output from a reduction pilot valve 23A for the stick, and the input pilot The pressure oil is selected from the high pressure side and output to the reduction side electromagnetic switching valve 35 for the stick.
[0012]
The reduction-side electromagnetic switching valve 35 for sticks has the same structure as the electromagnetic switching valves 32 and 33 described above, and is output from the first shuttle valve 34 when the solenoid 35a is not excited. The pilot shuttle is located at a supply position X for supplying the pilot pressure oil to the stick control valve reduction side pilot port 19a. The solenoid 35a is excited on the basis of a control command from the control unit 31, whereby the first shuttle valve 34 is configured to switch to a blocking position Y that blocks the supply of pilot pressure oil from the pilot port 19a.
[0013]
Further, the avoidance electromagnetic proportional pressure reducing valve 36 has the same structure as the electromagnetic proportional pressure reducing valves 28, 29, and 30 described above, but the first port 36a of this is the hydraulic tank 16, and the second port 36b is A third port 36c is connected to the first shuttle valve 34 in an avoidance pilot oil passage 37 which will be described later.
The electromagnetic proportional pressure reducing valve 36 for avoidance opens the output valve path that communicates the second port 36b and the third port 36c when the solenoid 36d is excited based on the operation command from the control unit 31. The pressure oil in the avoidance pilot oil passage 37 is configured to be output to the first shuttle valve 34, and the output pressure is increased or decreased in response to a control command from the control unit 31.
[0014]
Here, the avoidance pilot oil passage 37 receives the pilot pressure oil output from the boom reduction side and extension side pilot valves 21A and 21B and the offset reduction side pilot valve 22A from the second and third shuttles. The avoidance pilot oil passage 37 is supplied to the avoidance pilot oil passage 37 through valves 38 and 39.
In other words, the boom reduction side pilot branch oil passage 40 is branched from the middle portion of the oil passage connecting the boom reduction side pilot valve 21A and the boom reduction side electromagnetic proportional pressure reducing valve 28, and the boom extension side pilot. A boom extension side pilot branch oil passage 41 is branched from a middle portion of the oil passage connecting the valve 21B and the boom extension side electromagnetic proportional pressure reducing valve 29, and further, the offset reduction side pilot valve 22A and the offset reduction side. An offset reducing pilot branch oil passage 42 is branched from a middle portion of the oil passage connecting the electromagnetic switching valve 32.
The boom reduction side and extension side pilot branch oil passages 40 and 41 are connected to the inlet side first and second ports 38a and 38b of the second shuttle valve 38, respectively. The outlet side port 38 c of the valve 38 is connected to the inlet side first port 39 a of the third shuttle valve 39. The offset reduction side pilot branch oil passage 42 is connected to the inlet side second port 39b of the third shuttle valve 39, and the outlet side port 39c of the third shuttle valve 39 is connected to the avoidance pilot oil passage. 37. Thus, when pilot pressure oil is output from the boom reduction side or extension side pilot valve 21A or 21B, the boom reduction side or extension side pilot branch oil passage 40 or 41, the second shuttle valve 38 is provided. When the pilot pressure oil is supplied to the avoidance pilot oil passage 37 via the third shuttle valve 39 and the pilot pressure oil is outputted from the offset reduction pilot valve 22A, the offset reduction pilot branch is provided. Pilot pressure oil is supplied to the avoidance pilot oil passage 37 via the oil passage 42 and the third shuttle valve 39. When pilot pressure oil is output from both the boom reduction side or extension side pilot valve 21A or 21B and the offset reduction side pilot valve 22A, the high pressure side pilot pressure oil is used as the avoidance pilot oil. Supplyed to the path 37.
[0015]
Further, 43 is a solenoid valve for locking, which is arranged on the primary side (upstream side) of the pilot valves 21 to 24, 27. The locking solenoid valve 43 is a non-locking position where pilot pressure oil from the pilot pump 15 is output to the pilot valves 21 to 24 and 27 based on an operator operating a locking operation tool (not shown). It is configured to switch between X and a lock position Y that does not output pilot pressure oil.
[0016]
On the other hand, the control unit 31 is configured by using a microcomputer or the like. The control unit 31 sets the relative angle of the first boom 5 with respect to the upper swing body 3 as shown in the block diagram of FIG. Detection signals from a boom angle sensor 44 to detect, an offset angle sensor 45 to detect a relative angle of the second boom 6 to the first boom 5, and a stick angle sensor 46 to detect a relative angle of the stick 8 to the second boom 6 are input. Based on the detection signal, the position calculator 47 calculates the positions of the first boom 5, the second boom 6, and the stick 8, and outputs the calculation result to the comparison calculator 48.
Further, in the memory 31 a of the control unit 31, a driver's cab interference prevention region (for example, a range within 300 mm from the cab 61) P set as the work unit 5 should not approach the cab 61 any more, and the work unit 5. Is stored in the right-hand interference prevention region Q, which is set so as not to approach the storage chamber 62 any more.
The comparison calculator 48 compares the position of the working unit 5 calculated by the position calculator 47 with the cab interference prevention area P and the right interference prevention area Q, and outputs the calculation result as an output signal calculator 50. Output to. In this case, assuming the state in which the bucket 9 is in the posture closest to the cab interference prevention region P or the right side interference prevention region Q, the position of the working unit 5, the cab interference prevention region P, the right side interference prevention region Q, The comparison operation is performed.
Further, the output signal computing unit 50 includes a boom reduction side pressure sensor 51A for detecting that pilot pressure oil is output from the boom reduction side pilot valve 21A, similarly, a boom extension side, an offset reduction side, Boom extension side and offset reduction side for detecting that pilot pressure oil has been output from the pilot valves 21B, 22A, 22B, 23A, and 23B on the offset extension side, stick reduction side, and stick extension side, respectively. The signals from the pressure sensors 51B, 52A, 52B, 53A and 53B on the offset expansion side, stick reduction side, and stick expansion side are input.
Then, the output signal calculator 50 is based on the input signals from the comparison calculator 48 and the pressure sensors 51A, 51B, 52A, 52B, 53A, 53B, the boom reduction side, the boom extension side, the stick extension side, and the avoidance side. Control commands are output to the solenoid excitation circuits of the electromagnetic proportional pressure reducing valves 28, 29, 30, 36, and the electromagnetic switching valves 32, 33, 35 on the offset reduction side, offset extension side, and stick reduction side. It is configured.
[0017]
Here, the right interference prevention region Q is a region set to prevent contact between the working unit 5 and the right side portion of the upper swing body 3 in a state where the second boom 5 is offset to the right side. In the present embodiment, it is set to prevent contact between the storage chamber 62 at the front right side of the upper swing body 3 and the working unit 5. For example, as shown in FIG. The range H in the height direction is set so as to reach the first boom shaft support portion 60 from an intermediate position between the upper surface of the crawler belt 2a of the lower traveling body 2 and the lower surface of the gantry frame 3a of the upper swing body 3. In this case, if the height position of the right interference prevention area Q is too high, the work section 5 becomes a hindrance when taking a small turning posture (the posture of the work section 5 shown by a chain line in FIG. 2), and the right interference prevention area. If the height position of Q is too low, work in the vicinity of the lower traveling body 2 is hindered. Therefore, the right interference prevention region Q can prevent contact between the storage chamber 62 and the work part 5 and hinder work. It is set within the range that does not become. In the present embodiment, the working portion 5 is not likely to come into contact with the storage chamber 62 due to the expansion / contraction strokes of the boom cylinder 10, the offset cylinder 11, and the stick cylinder 12 in the latter half of the storage portion 62. The right interference prevention area is not set.
Note that the setting of the right interference prevention region is not limited to this embodiment, and is set so as to prevent contact between various members (for example, handrails) provided on the right side of the upper swing body 3 and the working unit. This can also be performed as necessary.
[0018]
Next, the cab interference prevention control and the right interference prevention control in the control unit 31 will be described. A predetermined range in which the working unit 5 is preset from the cab interference prevention region P and the right interference prevention region Q in the comparison calculator 48. When it is calculated that the distance is more than the above, the output signal calculator 50 sends a control command for normal time to each of the electromagnetic proportional pressure reducing valves 28, 29, 30, 36 and each of the electromagnetic switching valves 32, 33, 35. Output.
In other words, for the electromagnetic proportional pressure reducing valves 28, 29, and 30 on the boom reduction side, boom extension side, and stick extension side, pressure sensors on the boom reduction side, boom extension side, and stick extension side are provided. When the output of pilot pressure oil is not detected by 51A, 51B, 53B, a control command is output to close the output valve path and fully open the output valve path based on the detection of the output of pilot pressure oil. . In addition, a control command is output so that the electromagnetic switching valves 32, 33, and 35 on the offset reduction side, offset extension side, and stick reduction side are positioned at the supply position X. Further, a control command is output to the avoidance electromagnetic proportional pressure reducing valve 36 so as to close the output valve path.
Accordingly, the pilot valves 21A, 21B, 23A, and 23B on the boom reduction side, the boom extension side, the stick reduction side, the stick extension side, the offset reduction side, and the offset extension side based on the operation of the operation tool. , 22A, 22B, the pilot pressure oil is directly passed through the fully-open electromagnetic proportional pressure reducing valves 28, 29, 30 or the electromagnetic switching valves 32, 33, 35 at the supply position X. The control valves 17, 18, 19 for boom, offset, and stick are supplied.
That is, when the work unit 5 is separated from the cab interference prevention region P and the right interference prevention region Q by a predetermined distance or more, the work unit 5 operates in response to the operation of the operation tool.
[0019]
On the other hand, when the operation unit 5 is calculated by the comparison calculator 48 to be within a predetermined range set in advance with respect to the cab interference prevention region P or the right interference prevention region Q, the output signal calculator 50 Control commands for deceleration are output to the electromagnetic proportional pressure reducing valves 28, 29, and 30 on the boom reduction side, boom extension side, and stick extension side.
That is, the output of pilot pressure oil from the pilot valves 21A, 21B, and 23B on the boom reduction side, boom extension side, and stick extension side is detected for each of the electromagnetic proportional pressure reducing valves 28, 29, and 30. In this case, a solenoid excitation command is output to open the output valve passage in a state where the opening amount is adjusted. In this case, the opening amount of the output valve path of each electromagnetic proportional pressure reducing valve 28, 29, 30 is set such that the closer the working unit 5 approaches the cab interference prevention region P or the right interference prevention region Q, the electromagnetic proportional pressure reduction valves 28, 29, The output pressure from 30 is adjusted to be small.
Thus, when pilot pressure oil is output from each of the pilot valves 21A, 21B, and 23B on the boom reduction side, boom extension side, and stick extension side based on the operation of the operation tool, the pilot pressure oil is The pressure is reduced by the proportional pressure reducing valves 28, 29 and 30 and supplied to the control valves 17 and 19.
That is, when the working unit 5 approaches within a predetermined interval of the cab interference prevention region P or the right interference prevention region Q, the boom lowering, boom raising, and stick-in operations are performed in a decelerated state.
[0020]
Further, when it is calculated by the comparison calculator 48 that the working unit 5 has reached the outer boundary line portion of the cab interference prevention region P, the output signal calculator 50 is based on the control command table shown in FIG. A control command for preventing cab interference is output to each of the electromagnetic proportional pressure reducing valves 28, 29, 30, 36 and each of the electromagnetic switching valves 32, 33, 35. As P, two areas, namely, a front side part (front and right side) interference prevention area of the cab and a roof roof part interference prevention area of the cab are set, and separate control is performed in each area.
FIG. 5 shows the relationship between the operation state of the operation tool and the operation command to the working unit 5. Here, the boom lowering, boom raising, stick-out, stick-in, left offset, and right offset are shown. Operation states are detected from pressure sensors 51A, 51B, 53A, 53B, 52A, and 52B on the boom reduction side, boom extension side, stick reduction side, stick extension side, offset reduction side, and offset extension side, respectively. Judgment based on signal input.
On the other hand, for boom lowering, boom raising, and stick-in operation commands, output valve paths are opened for the electromagnetic proportional pressure reducing valves 28, 29, and 30 on the boom reduction side, boom extension side, and stick extension side, respectively. A control command is output. In this case, the boom lowering, boom raising, and stick-in operation commands are output only when the boom lowering, boom raising, and stick-in operations are performed, respectively. The pilot pressure oil output from 21A, 21B, and 23B is supplied to the boom and stick control valves 17 and 19 via the output valve passages of the electromagnetic proportional pressure reducing valves 28, 29, and 30, respectively. Boom lowering, boom raising, and stick-in operations are performed.
As for the operation commands for the left offset and the right offset, control commands are output to the supply position X with respect to the offset reduction side and offset extension side electromagnetic switching valves 32 and 33. In this case, the operation command for the left offset and the right offset is output only when the operation for the left offset and the right offset is performed, and is output from the pilot valves 22A and 22B based on the operation. The pilot pressure oil is supplied to the offset control valve 18 via the electromagnetic switching valves 32 and 33 at the supply position X, and thus each operation of left offset and right offset is performed.
Further, the stick-out operation command is output not only when the stick-out operation is performed but also when the stick-out operation is not performed. As for the stick-out operation command when the stick-out operation is performed, a control command is output to the avoidance electromagnetic proportional pressure reducing valve 36 so as to close the output valve path, and the reduction side electromagnetic switching for the stick is performed. A control command is output so that the valve 35 is positioned at the supply position X. As a result, the pilot pressure oil output from the pilot valve 23A based on the stick-out operation is supplied to the stick control valve 19 via the first shuttle valve 34 and the electromagnetic switching valve 35 at the supply position X. Then, the stick-out operation is performed.
On the other hand, when the stick-out operation command is output in a state where the stick-out operation is not performed, as shown in the control command table of FIG. Alternatively, the pilot pressure oil output from any one of the boom reduction side, the boom extension side, and the offset reduction side pilot valves 21A, 21B, and 22A is supplied to the avoidance pilot oil passage 37. . As for the stick-out operation command in this case, a control command is output to the avoidance electromagnetic proportional pressure reducing valve 36 so as to open the output valve path, and at the supply position X with respect to the reduction-side electromagnetic switching valve 35 for stick. A control command is output to Thus, the pilot pressure oil in the avoidance pilot oil passage 37 is supplied to the stick control valve 19 via the avoidance electromagnetic proportional pressure reducing valve 36, the first shuttle valve 34, and the electromagnetic switching valve 35 at the supply position X. Thus, the stick-out operation is performed.
On the other hand, the operation commands for boom lowering stop, boom raising stop, and stick-in stop are output valves for the electromagnetic proportional pressure reducing valves 28, 29, and 30 on the boom reduction side, boom extension side, and stick extension side, respectively. A control command is output to close the road. As a result, the supply of pilot pressure oil to the boom and stick control valves 17 and 19 is cut off, and the boom lowering, boom raising and stick-in operations are stopped.
Further, the operation commands for the stick-out stop, the left offset stop, and the right offset stop are located at the shut-off position Y with respect to the electromagnetic switching valves 35, 32, and 33 on the stick reduction side, offset reduction side, and offset extension side, respectively. A control command is output to As a result, the supply of pilot pressure oil to the stick and offset control valves 19 and 18 is cut off, and the stick-out, left offset, and right offset operations are stopped.
[0021]
First, the operation of the working unit 5 when the working unit 5 reaches the outer boundary line portion of the cab interference preventing region P in the front-side interference preventing region will be described. If the boom lowering or boom raising and stick-in operations are combined, or if the boom lowering or boom raising and left offset operations are combined, the stick-in and left offset When the operation is performed in combination, when the operation of lowering the boom or raising the boom, stick-in and left offset is performed in combination, the stick 8 is automatically out and the working unit 5 prevents the cab interference. While avoiding entering the region P, the operation of lowering the boom, raising the boom, and left offset are continued. In this case, the working unit 5 moves so as to substantially follow the outer boundary line portion of the cab interference prevention region P.
On the other hand, when the stick-in or left offset operation is performed alone, the working unit 5 automatically stops and the entry into the cab interference prevention region P is prevented.
[0022]
Next, the operation of the working unit 5 when the working unit 5 reaches the outer boundary line portion of the cab interference preventing region P in the roof unit interference preventing region will be described. When the operation is performed independently, when the operations of lowering the boom and sticking out are performed in combination, the working unit 5 automatically stops and the entry into the cab interference prevention region P is prevented.
On the other hand, when the operations of lowering the boom and stick-in are performed in combination, when the angle of the stick 8 is an elevation angle with respect to the vertical line passing through the swing fulcrum of the stick 8, the stick 8 automatically goes out and works. The operation of lowering the boom can be continued while avoiding that the part 5 enters the cab interference prevention region P. In this case, the working unit 5 moves along the outer boundary line portion of the cab interference prevention region P. In addition, when the angle of the stick 8 is a depression angle with respect to the vertical line passing through the swing fulcrum of the stick 8, the working unit 5 automatically stops and the entry into the cab interference prevention region P is prevented.
[0023]
On the other hand, the output signal computing unit 50, when the comparison computing unit 48 calculates that the working unit 5 has reached the outer boundary line part of the right interference prevention region Q, the boom reduction side, the boom extension side, and the stick use A control command for preventing right side interference is output to each of the electromagnetic proportional pressure reducing valves 28, 29, 30 on the extension side.
That is, when the working unit 5 reaches the outer boundary line portion of the right interference prevention region Q, in order to cut off the supply of pilot pressure oil for moving the working unit 5 in the direction of entering the right interference prevention region Q, A control command is output to the corresponding pilot oil passage electromagnetic proportional pressure reducing valves 28, 29, 30 so as to close the output valve passage.
Thus, for example, when the working unit 5 reaches the right interference prevention region Q during the stick-in operation, the output valve path of the stick expansion side electromagnetic proportional pressure reducing valve 30 is closed, and thus the stick use. The pilot pressure oil to the control valve extension side pilot port 19b is cut off, and the stick-in operation is automatically stopped. Similarly, even when the operation of lowering the boom or raising the boom is performed, when the working unit 5 reaches the right interference prevention region Q, the supply of pilot pressure oil in the direction of entering the right interference prevention region Q is interrupted. As a result, the movement of the actuating part 5 in this direction automatically stops, thereby avoiding entry into the right interference prevention region Q.
In the present embodiment, there is no possibility of entering the right interference prevention region Q for the left offset, the right offset, and the stick-out operation without the boom lowering or boom raising or the stick-in operation. In the right interference prevention control, no control command is output to the electromagnetic switching valves 32, 33, and 35 on the offset reduction side, offset extension side, and stick reduction side, but the right side interference is caused by the shape of the right side portion of the upper swing body 3 and the like. When there is a risk of entering the prevention region Q, the electromagnetic switching valves 32, 33, For example, a control command may be output so as to be positioned at the blocking position Y.
Further, in the right side interference prevention control, as in the case of the driver's cab interference prevention control described above, the boom 8 is raised, the boom is lowered, etc. while automatically sticking out the stick 8 to avoid entering the right side interference prevention region Q. Of course, it is possible to continue the operation.
[0024]
In the configuration as described above, the working unit 5 operates in response to the operation of the operation tool in a state where the working unit 5 is separated from the cab interference prevention region P and the right interference prevention region Q by a predetermined distance or more as described above. However, when approaching within a predetermined interval of the cab interference prevention region P or the right interference prevention region Q, the vehicle automatically decelerates. Further, when the work unit 5 reaches the cab interference prevention region P, the operation unit 5 automatically stops or the stick 8 automatically goes out in accordance with the operation state of the operation tool and the position of the work unit 5. Thus, the operation such as the lowering and raising of the boom 6 and the left offset can be continued while avoiding that the working unit 5 enters the cab interference prevention region P. On the other hand, when the working unit 5 reaches the right interference prevention region Q, the operation of the working unit 5 is automatically stopped, and entry into the right interference prevention region Q is avoided.
[0025]
Thus, in the embodiment of the present invention, in addition to the cab interference prevention region P for preventing contact between the working unit 5 and the cab 61 as an interference preventing region that can avoid the intrusion of the working unit 5, A right interference prevention region Q for preventing contact between the working unit 5 and the storage chamber 62 when the working unit 5 is offset to the right side is set. As a result, the working unit 5 is stored in the storage chamber 62. Equipment devices such as the control valve unit can be reliably protected, and it is not necessary to work while paying attention to the contact between the working unit 5 and the storage chamber 62, so that work can be performed efficiently.
[0026]
In addition, in this configuration, the right side interference prevention control is configured to be performed using the angle sensors 44 to 46, the hydraulic circuit, the control, and the like used for the cab interference prevention control as they are. There is an advantage that right interference prevention control can be performed only by setting the right interference prevention area Q in the apparatus.
[0027]
Further, in the cab interference prevention control, when supplying pilot pressure oil for automatically moving the stick 8 out, the pilot pressure oil that is output when the boom is lowered, the boom is raised, and the left offset is operated is used. Therefore, even if a malfunction occurs such that the avoidance electromagnetic proportional pressure reducing valve 36 malfunctions due to a failure or the like, and the stick 8 is arbitrarily released, the boom lowering, boom raising, left offset If the operation is stopped, the arbitrary out of the stick 8 can be stopped. In the right side interference prevention control, the right side interference prevention control is configured so that the work is continued while the stick 8 is moved out and the work unit 5 is prevented from entering the right side interference prevention area Q. It can also be used for interference prevention control.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a hydraulic excavator.
FIG. 2 is a side view of a hydraulic excavator.
FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram of a hydraulic actuator.
FIG. 4 is a block diagram showing a control procedure of cab interference prevention control and right interference prevention control.
FIG. 5 is a table showing a control command for cab interference prevention control.
[Explanation of symbols]
2 Lower body
2a Crawler belt
3 Upper swing body
3a Mounting frame
4 working departments
5 First boom
6 Second boom
61 cab
62 Storage room
P cab interference prevention area
Q Right side interference prevention area

Claims

Equipped with an offset-type working unit having a first boom whose base end is supported by the machine body so as to swing up and down, and a second boom supported at the tip of the first boom so as to swing left and right in construction machine is formed by, setting the interference prevention area for avoiding interference with the working unit and the machine body, setting the interference prevention control device for preventing the intrusion of the working unit to the interference prevention area, as the interference prevention area, when the working unit sets the right interference prevention area for preventing interference between the working unit and the machine body right side in a state that is offset to the right, the fuselage body, the first boom axis A driver's cab is arranged on the left side across the branch, and a storage room for storing equipment such as valve devices and tanks is arranged on the right side. characterized in that it is set so as to avoid interference Interference prevention control device of a construction machine to be.

The construction machine according to claim 1, wherein the construction machine is an excavator-type construction machine in which an upper swing body is pivotably supported above a crawler type lower travel body, and a range in a height direction of a right interference prevention region is lower travel An interference prevention control device for a construction machine, characterized in that it is in a range from an intermediate position between the upper surface of the crawler belt of the body and the lower surface of the gantry frame of the upper swing body to the first boom shaft support position.