JP5194712B2 - Work machine - Google Patents
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Description
本発明は対象物の掴み/離し動作を行う作業装置を備えた破砕機等の作業機械に関するものである。 The present invention relates to a working machine such as a crusher provided with a working device that performs a gripping / separating operation of an object.
作業装置として破砕装置を備えた破砕機(解体機ともいう)の例を図4に示す。 FIG. 4 shows an example of a crusher (also called a dismantling machine) provided with a crushing device as a working device.
同図において、1はクローラ式の下部走行体、2はこの下部走行体1上に旋回自在に搭載された上部旋回体で、これらによってベースマシン3が構成され、このベースマシン3の上部旋回体2に関節(屈伸)運動を行う作業アタッチメント4が装着される。 In the figure, reference numeral 1 is a crawler type lower traveling body, and 2 is an upper revolving body mounted on the lower traveling body 1 so as to be capable of swiveling. A base machine 3 is constituted by these, and an upper revolving body of the base machine 3. A work attachment 4 for performing joint (bending and stretching) motion is attached to 2.
この作業アタッチメント4は、ブーム5と、このブーム5の先端にピン連結されたアーム6とを備え、このアーム6の先端に作業装置としての破砕装置7が取付けられる。ここではブーム5として、第1及び第2両ブーム体5a,5bがピン連結されたセパレートブームを用いた場合を例示している。
The work attachment 4 includes a boom 5 and an arm 6 pin-connected to the tip of the boom 5, and a
図中、8はブーム5(アタッチメント全体)を起伏させる第1ブームシリンダ、9はブーム5の第2ブーム体5bを起伏作動させる第2ブームシリンダ、10はアーム6を起伏作動させるアームシリンダ、11は破砕装置7を上下回動させる破砕装置シリンダである。
In the figure, 8 is a first boom cylinder for raising and lowering the boom 5 (the entire attachment), 9 is a second boom cylinder for raising and lowering the
破砕装置7は、一対の破砕体7a,7bを図示しない油圧シリンダ(以下、掴みシリンダという)で開閉させることにより、コンクリート塊等の破砕対象物の掴み/離し動作を行うように構成されている。
The crushing
なお、この明細書において、「掴み」動作とは、対象物を単に掴む動作だけでなく、例示の破砕装置7のように掴んで破砕する動作を含む。
In this specification, the “grabbing” operation includes not only an operation of grasping an object but also an operation of grasping and crushing as in the crushing
このような破砕機において、不安定な作業姿勢での作業によって機械が転倒することを防止するため、シリンダ圧(荷重)、関節角度(作業半径)、上部旋回体2の旋回角度、機械傾斜角度等の各種パラメータから機械の安定度を割り出し、予め定めた不安定姿勢であると判別した場合に、オペレータに注意を促すための表示と警報動作を行うとともに、機械のより不安定側への一切の動作(たとえば作業アタッチメント4の倒し動作や旋回動作等)を自動的に停止させる技術が公知である(特許文献1参照)。
しかし、公知技術のように不安定姿勢になると、危険回避制御として、オペレータの意思と無関係に不安定側への一切の動作を自動的に停止させるやり方では、停止の反動やショックによって機械が停止前よりも不安定な状態に陥る場合がある。 However, if the posture becomes unstable as in the known art, the method of automatically stopping all operations to the unstable side regardless of the operator's intention as the risk avoidance control will cause the machine to stop due to stop reaction or shock. It may fall into a more unstable state than before.
また、不安定姿勢から安定姿勢に移行する過程において、不安定側への一切の動作が制限されることで、周辺の建物その他の障害物を回避するために一時的に不安定側動作を要する場合に対応できないという問題があった。 Also, in the process of transitioning from an unstable posture to a stable posture, all movements to the unstable side are restricted, so an unstable side operation is required temporarily to avoid surrounding buildings and other obstacles. There was a problem that it could not handle the case.
そこで本発明は、不安定姿勢での作業続行を防止しながら、危険回避制御による弊害を除去することができる作業機械提供するものである。 Accordingly, the present invention provides a work machine that can eliminate the adverse effects of risk avoidance control while preventing work from continuing in an unstable posture.
請求項1の発明は、ベースマシンに、関節運動を行う作業アタッチメントが取付けられるとともに、この作業アタッチメントの先端に、アクチュエータにより駆動されて対象物の掴み/離し動作を行う作業装置が設けられた作業機械において、上記作業アタッチメントの関節角度や荷重、機械の傾斜角度等の機械の作業姿勢を検出する作業姿勢検出手段と、コントローラとを備え、このコントローラは、上記作業姿勢検出手段からの検出信号に基づいて機械の作業姿勢が予め定めた不安定姿勢である否かを判別し、不安定姿勢と判別したときに、危険回避制御として、上記アクチュエータを制御して、上記作業アタッチメントの関節運動であるアタッチメント動作、上記ベースマシンの旋回動作等の機械動作及び上記作業装置の離し動作は許容しながら作業装置の掴み動作のみを制限するように構成されたものである。 According to the first aspect of the present invention, a work attachment for performing a joint motion is attached to the base machine, and a work device that is driven by an actuator to perform a grasping / separating operation of an object is provided at the tip of the work attachment. The machine includes a work posture detecting means for detecting a work posture of the machine such as a joint angle and a load of the work attachment, a tilt angle of the machine, and a controller. The controller receives a detection signal from the work posture detecting means. Based on this, it is determined whether or not the working posture of the machine is a predetermined unstable posture, and when it is determined as an unstable posture, the actuator is controlled as a joint motion of the work attachment as risk avoidance control. Attachment operation, machine operation such as turning operation of the base machine, and release operation of the work device are allowed. Those that are configured to limit only the gripping operation of the working device while.
請求項2の発明は、請求項1の構成において、コントローラは、上記危険回避制御である作業装置の掴み動作の制限として、上記掴み動作を停止させるように構成されたものである。 A second aspect of the present invention, in the configuration of claim 1, the controller, as a limitation of the gripping operation of the working device is the danger avoidance control, in which is configured to stop the掴 seen operation.
請求項3の発明は、請求項1の構成において、コントローラは、コントローラは、上記危険回避制御である作業装置の掴み動作の制限として、上記掴み動作を減速させるように構成されたものである。 The invention according to claim 3, in the configuration of claim 1, the controller, the controller, as a limitation of the gripping operation of the working device is the danger avoidance control, in which is configured to decelerate the掴 seen operation .
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかの構成において、作業装置を駆動する油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータの作動を制御するコントロールバルブを備えた油圧回路中に作業装置の掴み動作を制限する制御弁が設けられ、コントローラはこの制御弁に制御信号を出力するように構成されたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to third aspects, the gripping operation of the work device is performed in a hydraulic circuit including a hydraulic actuator that drives the work device and a control valve that controls the operation of the hydraulic actuator. And a controller configured to output a control signal to the control valve.
請求項5の発明は、請求項4の構成において、コントロールバルブとして油圧パイロット弁が用いられ、このコントロールバルブのパイロットラインに制御弁が設けられたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the fourth aspect, a hydraulic pilot valve is used as a control valve, and a control valve is provided in a pilot line of the control valve.
本発明によると、機械が不安定姿勢になったときに、危険回避制御として、作業装置の掴み動作のみを制限する(請求項2では停止させ、請求項3では減速させる)ため、不安定姿勢での作業が実質的にできなくなる。
According to the present invention, when the machine is in an unstable posture, as the danger avoidance control, only the gripping operation of the work device is limited (stopped in
従って、作業を続けるためには安定姿勢に戻すしかなくなること、掴み動作ができなくなることでオペレータに不安定姿勢であることを明確に認識させ得ることの二点により、不安定姿勢での作業続行を防止することができる。 Therefore, in order to continue the work, it is only possible to return to a stable posture, and the operator can clearly recognize that the posture is unstable due to the fact that the gripping operation cannot be performed, so the work can be continued in an unstable posture. Can be prevented.
しかも、制限するのは作業装置の掴み動作のみであるため、不安定側の動作すべてを停止させる公知技術と異なり、制限動作による反動やショックが発生しない。このため、機械がより不安定な状態に陥るおそれがない。 Moreover, since only the gripping operation of the working device is limited, unlike the known technique that stops all the unstable side operations, no reaction or shock due to the limiting operation occurs. For this reason, there is no possibility that the machine will fall into a more unstable state.
また、掴み動作のみを制限し、作業アタッチメントの倒し動作等の他の動作は制限しないため、安定姿勢に移行するための障害物回避動作が可能となる。 Further, since only the gripping operation is limited and other operations such as the work attachment tilting operation are not limited, an obstacle avoidance operation for shifting to a stable posture is possible.
さらに、作業装置の離し動作も制限しないため、対象物を掴んだ状態であればこれを離すことで安定姿勢に速やかに復帰させることができる。 Furthermore, since the releasing operation of the working device is not limited, if the object is held, it can be quickly returned to the stable posture by releasing it.
以上の点により、不安定姿勢での作業続行を防止しながら、危険回避制御による弊害を除去することができる。 From the above points, it is possible to eliminate the adverse effects of the risk avoidance control while preventing the work from continuing in an unstable posture.
加えて、掴み動作以外の機械動作は制限しない、つまり多くのアクチュエータの制限機能が不要となるため、回路構成が簡単となり、コストダウンし得るとともに、回路設計の点で有利となる。 In addition, the machine operation other than the gripping operation is not restricted, that is, the restriction function of many actuators is not required, so that the circuit configuration is simplified, the cost can be reduced, and the circuit design is advantageous.
具体的には、請求項4、5の発明にように、作業装置を駆動する油圧アクチュエータ回路(請求項5ではコントロールバルブのパイロットライン)のみに制御弁を設け、これをコントローラで制御するだけでよい。 Specifically, as in the inventions of claims 4 and 5, a control valve is provided only in the hydraulic actuator circuit for driving the working device (in claim 5, the pilot line of the control valve), and this is controlled only by the controller. Good.
本発明の実施形態を図1〜図3によって説明する。ここでは破砕機を適用対象として例にとっている。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, the crusher is taken as an example of application.
第1実施形態(図1,2参照)
図1において、12は破砕装置7を掴み/離し駆動する油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ(以下、掴みシリンダという)、13はその油圧源としての油圧ポンプで、この両者間に油圧パイロット式切換弁であるコントロールバルブ14が設けられている。
First embodiment (see FIGS. 1 and 2)
In FIG. 1, 12 is a hydraulic cylinder (hereinafter referred to as a gripping cylinder) as a hydraulic actuator for gripping / separating the crushing
このコントロールバルブ14の両側パイロットライン15,16にはリモコン弁17が接続され、このリモコン弁17の操作により、コントロールバルブ14が中立位置aと掴み位置bと離し位置cとの間で切換わって掴みシリンダ12の伸縮動作(破砕装置7の掴み/離し動作)が制御される。18はリモコン弁17のパイロット油圧源としてのパイロットポンプである。
A
コントロールバルブ14の両側パイロットライン15,16のうち、掴み側パイロットライン15に、コントローラ19によって制御される電磁切換弁である制御弁20が設けられている。
Among the
この制御弁20は、ソレノイド出力のON/OFFにより、掴み側パイロットライン15を開通させる開通位置イと、タンクTに連通させるタンク位置ロとの間で切換わる。
The
従って、制御弁20が開通位置イにあるときはコントロールバルブ14が掴み位置bに作動可能となり、タンク位置ロに切換わるとコントロールバルブ14がパイロット圧を断たれて掴み位置bに作動不能となる。
Therefore, when the
つまり、制御弁20が開通位置イにあれば図4の破砕装置7の掴み動作が可能となり、タンク位置ロに切換わると掴み動作ができなくなる(離し動作は可能)。
That is, if the
コントローラ19には、図4中の作業アタッチメント4のブーム角度やアーム角度(関節角度)、ブームシリンダ圧(荷重)、機械の傾斜角度、上部旋回体2の旋回角度等を検出する複数のセンサから成る作業姿勢検出手段21からの検出信号が入力される。
The
コントローラ19は、この検出信号に基づいて現在の機械の安定度を割り出して、機械の現在の作業姿勢が予め定めた不安定姿勢か否かを判別し、不安定姿勢と判別すると制御弁20に対して危険回避のための所定の制御を行うとともに、警報器22を作動させる。
The
この点の作用を図2のフローチャートを用いて説明する。 The operation of this point will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS1で安定度を算出し、ステップS2で不安定姿勢か否かを判別する。 In step S1, the stability is calculated, and in step S2, it is determined whether or not the posture is unstable.
ここでNO(安定姿勢と判別)の場合は、ステップS3に移行し、制御弁20に対して通常出力信号、すなわち開通位置イにセットするための信号(ソレノイド電流)が出力される。
In the case of NO (determined as a stable posture) here, the process proceeds to step S3, and a normal output signal, that is, a signal (solenoid current) for setting to the open position a is output to the
一方、YES(不安定姿勢と判別)の場合は、ステップS4で出力停止処理、すなわち制御弁20を開通位置イにセットする信号の出力を停止させる処理を行う。
On the other hand, in the case of YES (determined as an unstable posture), in step S4, output stop processing, that is, processing for stopping output of a signal for setting the
また、ステップS5で警報器22に信号を出力し、オペレータに注意を促すための警報動作(モニタ画面への表示と警報音の発生の一方または双方)を行わせる。
In step S5, a signal is output to the
こうして、不安定姿勢のときは、リモコン弁17が掴み操作されてもコントロールバルブ14が掴み位置bに切換わらず、破砕装置7の掴み動作が停止する。
Thus, in the unstable posture, even if the
従って、作業を続けるためには機械を安定姿勢に戻す操作を行うしかなくなる。また、掴み動作ができなくなることでオペレータに不安定姿勢であることを明確に認識させることができる。この二点により、不安定姿勢での作業続行を防止することができる。 Therefore, the only way to continue the work is to return the machine to a stable posture. Further, since the gripping operation cannot be performed, the operator can clearly recognize that the posture is unstable. With these two points, it is possible to prevent work from continuing in an unstable posture.
しかも、停止させるのは破砕装置7の掴み動作のみであって、他の機械動作(アタッチメント動作や旋回動作等)は安定側か不安定側かにかかわらず許容されるため、不安定側への一切の機械動作を停止させる公知技術と異なり、停止による反動やショックが発生しない。このため、機械がより不安定な状態に陥るおそれがない。
Moreover, only the gripping operation of the crushing
また、掴み動作のみを制限し、作業アタッチメントの倒し動作等の他の動作は許容するため、安定姿勢に移行するために建物等の障害物を回避するための動作が可能となる。 In addition, since only the gripping operation is limited and other operations such as a tilting operation of the work attachment are allowed, an operation for avoiding an obstacle such as a building is possible in order to shift to a stable posture.
さらに、破砕装置7の離し動作は可能であるため、対象物を掴んだ状態であればこれを離すことで安定姿勢に速やかに復帰させることができる。
Furthermore, since the releasing operation of the crushing
以上の点により、不安定姿勢での作業を防止しながら、公知技術のような危険回避制御による弊害を除去することができる。 From the above points, it is possible to eliminate the adverse effects of risk avoidance control as in the known technology while preventing work in an unstable posture.
加えて、掴み動作以外の機械動作は停止させない、つまり多くのアクチュエータの停止機能が不要となり、この実施形態のように掴みシリンダ12の回路中(コントロールバルブ14の掴み側パイロットライン15)中に制御弁20を設け、これだけをコントローラ19で制御すればよいため、回路構成が簡単となり、コストダウンし得るとともに、回路設計の点で有利となる。
In addition, machine operations other than the gripping operation are not stopped, that is, many actuator stop functions are unnecessary, and control is performed in the circuit of the gripping cylinder 12 (the gripping
なお、安定側への機械動作によって機械が安定姿勢に復帰すると、図2のステップS2からステップS3に移行して通常処理状態に戻り、破砕装置7の掴み動作が再び可能となる。
When the machine returns to a stable posture by the machine operation toward the stable side, the process proceeds from step S2 to step S3 in FIG. 2 to return to the normal processing state, and the crushing operation of the crushing
第2実施形態(図3参照)
第1実施形態との相違点のみを説明する。
Second embodiment (see FIG. 3)
Only differences from the first embodiment will be described.
第1実施形態では、危険回避制御として、電磁切換弁である制御弁20をタンク位置ロに切換えて破砕装置7の掴み動作を停止させるようにしたのに対し、第2実施形態では、掴み側パイロットライン15に電磁比例減圧弁である制御弁23を設け、不安定姿勢となったときにコントローラ19によりこの制御弁23を制御してパイロット圧を低下させ、破砕装置7の掴み動作を減速させるように構成している。
In the first embodiment, as the risk avoidance control, the
こうすれば、掴み動作そのものは可能でも、減速することで現実的には掴み動作が困難となるため、基本的に第1実施形態と同様に、不安定姿勢での作業続行を防止しながら、公知技術のような危険回避制御による弊害を除去する点の効果を得ることができる。 In this way, even if the gripping operation itself is possible, it becomes difficult to actually perform the gripping operation by decelerating. Therefore, basically, as in the first embodiment, while continuing the work in an unstable posture, It is possible to obtain the effect of eliminating the harmful effects caused by the risk avoidance control as in the known technique.
ところで、電磁切換弁または電磁比例減圧弁である制御弁20,23を図1中の掴みシリンダ12の掴み側管路中に設け、同シリンダ12の掴み動作を直接停止または減速させるように構成してもよい。
By the way, the
また、本発明は、作業装置として上記実施形態で挙げた対象物を破砕する破砕装置7を備えた破砕機に限らず、対象物を掴んで運搬するグラップルやクラムセルを備えた運搬機械を含めて、掴み/離し動作を行う作業装置を備えた作業機械に広く適用することができる。
Further, the present invention is not limited to the crusher provided with the crushing
1 下部走行体
2 上部旋回体
3 ベースマシン
4 作業アタッチメント
7 破砕装置
12 作業装置用アクチュエータとしての掴みシリンダ
14 コントロールバルブ
15 コントロールバルブの両側パイロットライン
17 リモコン弁
19 コントローラ
20 制御弁
21 作業姿勢検出手段
22 警報器
23 制御弁
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