JP6111354B1 - 作業機械および作業機械の干渉回避方法 - Google Patents
作業機械および作業機械の干渉回避方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6111354B1 JP6111354B1 JP2016016689A JP2016016689A JP6111354B1 JP 6111354 B1 JP6111354 B1 JP 6111354B1 JP 2016016689 A JP2016016689 A JP 2016016689A JP 2016016689 A JP2016016689 A JP 2016016689A JP 6111354 B1 JP6111354 B1 JP 6111354B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- work machine
- intervention
- work
- command
- boom
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Abstract
【課題】アームを手前に抱え込んだ姿勢であっても、干渉制御によるアームの自動的なダンプ動作により、作業機が他の物に干渉することがない作業機械を提供すること。【解決手段】作業機械は、作業機械本体から所定距離離れた位置に制御対象面を設定し、第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、制御対象面と作業機の基準との距離に基づいて、第二作業機の操作指令に対して、作業機械本体から遠ざける方向に、第二作業機を動作させる介入指令に基づき、作業機の基準と作業機械本体との干渉を回避させる手段、作業機の姿勢に基づいて、作業機の基準の高さ位置を演算する手段96D、制御手段による第二作業機への介入指令により、第二作業機の降下量を推定する手段96E、演算された作業機の基準の高さ位置と推定された降下量とに基づいて、制御手段による介入の許可判定を行う手段と、判定結果に基づき介入指令に対する制限を与える手段とを備える。【選択図】図10
Description
本発明は、作業機械および作業機械の干渉回避方法に関する。
住宅地などの狭小地で油圧ショベル等の作業機械を操作する場合、設置物等との干渉を回避するために、バケット等を油圧ショベルの旋回体になるべく接近させて操作することが多い。
しかしながら、バケット等を旋回体に接近させると、作業機の姿勢によっては、油圧ショベルのキャブ等の運転席と干渉する恐れがある。
このため、特許文献1には、バケットが牽制面に位置した状態で、運転席の作業者がブームを上昇させる操作を行うと、アームを駆動するアクチュエータが、ダンプ方向にアームを駆動して、自動的にバケットの干渉を回避する技術が開示されている。
しかしながら、バケット等を旋回体に接近させると、作業機の姿勢によっては、油圧ショベルのキャブ等の運転席と干渉する恐れがある。
このため、特許文献1には、バケットが牽制面に位置した状態で、運転席の作業者がブームを上昇させる操作を行うと、アームを駆動するアクチュエータが、ダンプ方向にアームを駆動して、自動的にバケットの干渉を回避する技術が開示されている。
しかしながら、前記特許文献1に開示された技術では、地面を掘削したり、整地作業を行っていたりしている場合や、ダンプトラックのベッセルに掘削土をダンプする場合のように、アームを鉛直下方より手前に抱え込んだ状態でバケットが牽制面近傍に位置している状態からブーム上昇操作を行った場合、自動的にダンプ方向にアームが駆動され、バケットが降下してしまい、掘削、整地した地面を荒らしたり、ベッセルに衝突して、ベッセルを傷つけてしまうという可能性がある。
本発明の目的は、アームを鉛直下方よりも手前に抱え込んだ姿勢であっても、干渉制御によってアームの自動的なダンプ動作により、作業機が他の物に干渉することがない作業機械、および作業機械の干渉回避方法を提供することにある。
本発明の第1の態様に係る作業機械は、
作業機械本体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業機を有する作業機と、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する操作指令検出手段と、
前記作業機の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
前記作業機械本体から所定距離離れた位置に制御対象面を設定し、前記操作指令検出手段により前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令に対して、前記作業機械本体から遠ざける方向に、前記第二作業機を動作させる介入指令に基づき、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる制御手段と、
前記姿勢検出手段で検出された前記作業機の姿勢に基づいて、前記作業機の基準の高さ位置を演算する高さ位置演算手段と、
前記制御手段による前記第二作業機への介入指令による動作が行われた場合の前記第二作業機の降下量を推定する降下量推定手段と、
前記高さ位置推定手段により演算された前記作業機の基準の高さ位置と、前記降下量推定手段により推定された降下量とに基づいて、前記制御手段による介入の許可判定を行う介入許可判定手段と、
前記介入許可判定手段の判定に基づき介入指令に対する制限を与える介入制限手段とを備えていることを特徴とする
作業機械本体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業機を有する作業機と、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する操作指令検出手段と、
前記作業機の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
前記作業機械本体から所定距離離れた位置に制御対象面を設定し、前記操作指令検出手段により前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令に対して、前記作業機械本体から遠ざける方向に、前記第二作業機を動作させる介入指令に基づき、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる制御手段と、
前記姿勢検出手段で検出された前記作業機の姿勢に基づいて、前記作業機の基準の高さ位置を演算する高さ位置演算手段と、
前記制御手段による前記第二作業機への介入指令による動作が行われた場合の前記第二作業機の降下量を推定する降下量推定手段と、
前記高さ位置推定手段により演算された前記作業機の基準の高さ位置と、前記降下量推定手段により推定された降下量とに基づいて、前記制御手段による介入の許可判定を行う介入許可判定手段と、
前記介入許可判定手段の判定に基づき介入指令に対する制限を与える介入制限手段とを備えていることを特徴とする
本発明の第2の態様に係る作業機械は、
走行体と、前記走行体に旋回可能に設けられた旋回体と、
前記旋回体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業を有する作業機と、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する操作指令検出手段と、
前記作業機の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
前記旋回体から所定距離離れた位置に制御対象面を設定し、前記操作指令検出手段により前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令に対して、前記旋回体から遠ざける方向に、前記第二作業機を動作させる介入指令に基づき、前記作業機の基準と前記旋回体との干渉を回避させる制御手段と、
前記姿勢検出手段で検出された前記作業機の姿勢に基づいて、前記作業機の基準の高さ位置を演算する高さ位置演算手段と、
前記制御手段による前記第二作業機への介入指令による動作が行われた場合の前記第二作業機の降下量を推定する降下量推定手段と、
前記高さ位置推定手段により演算された前記作業機の基準の高さ位置と、前記降下量推定手段により推定された降下量とに基づいて、前記制御手段による介入の許可判定を行う介入許可判定手段と、
前記介入許可判定手段の判定に基づき介入指令に対する制限を与える介入制限手段とを備えていることを特徴とする。
走行体と、前記走行体に旋回可能に設けられた旋回体と、
前記旋回体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業を有する作業機と、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する操作指令検出手段と、
前記作業機の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
前記旋回体から所定距離離れた位置に制御対象面を設定し、前記操作指令検出手段により前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令に対して、前記旋回体から遠ざける方向に、前記第二作業機を動作させる介入指令に基づき、前記作業機の基準と前記旋回体との干渉を回避させる制御手段と、
前記姿勢検出手段で検出された前記作業機の姿勢に基づいて、前記作業機の基準の高さ位置を演算する高さ位置演算手段と、
前記制御手段による前記第二作業機への介入指令による動作が行われた場合の前記第二作業機の降下量を推定する降下量推定手段と、
前記高さ位置推定手段により演算された前記作業機の基準の高さ位置と、前記降下量推定手段により推定された降下量とに基づいて、前記制御手段による介入の許可判定を行う介入許可判定手段と、
前記介入許可判定手段の判定に基づき介入指令に対する制限を与える介入制限手段とを備えていることを特徴とする。
本発明の第3の態様に係る作業機械の干渉回避方法は、
作業機械本体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業機を有する作業機と、を備えた作業機械の干渉回避方法であって、
前記作業機を操作する操作指令を検出する手順と、
前記作業機の姿勢を検出する手順と、
前記作業機械本体から所定距離離れた位置に制御対象面を設定し、操作指令が検出されたら、前記制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令に対して、前記作業機械本体から遠ざける方向に、前記第二作業機を動作させる介入指令に基づき、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる手順と、
検出された前記作業機の姿勢に基づいて、前記作業機の基準の高さ位置を演算する手順と、
前記第二作業機への介入指令による動作が行われた場合の前記第二作業機の降下量を推定する手順と、
前記作業機の基準の高さ位置と、推定された降下量とに基づいて、介入の許可判定を行う手順と、
前記介入許可の判定に基づき介入指令に対する制限を与える手順と
を実施することを特徴とする。
作業機械本体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業機を有する作業機と、を備えた作業機械の干渉回避方法であって、
前記作業機を操作する操作指令を検出する手順と、
前記作業機の姿勢を検出する手順と、
前記作業機械本体から所定距離離れた位置に制御対象面を設定し、操作指令が検出されたら、前記制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令に対して、前記作業機械本体から遠ざける方向に、前記第二作業機を動作させる介入指令に基づき、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる手順と、
検出された前記作業機の姿勢に基づいて、前記作業機の基準の高さ位置を演算する手順と、
前記第二作業機への介入指令による動作が行われた場合の前記第二作業機の降下量を推定する手順と、
前記作業機の基準の高さ位置と、推定された降下量とに基づいて、介入の許可判定を行う手順と、
前記介入許可の判定に基づき介入指令に対する制限を与える手順と
を実施することを特徴とする。
本発明によれば、高さ位置推定手段により、現在の作業機の基準の高さ位置を演算し、降下量推定手段により、第二作業機による降下量を推定することができるので、介入許可判定手段により、干渉回避制御開始時に作業機の下がらないように判定することができる。これにより作業機の基準が降下することを抑制できる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
[1]全体構成
図1、図2において、作業機械である油圧ショベル1は、走行体2、旋回体3、運転席4、を備えた作業機械本体と、作業機5とを備えて構成される。本実施形態に係る干渉回避制御における作業機械本体は、少なくとも運転席4を含んでいる。本発明に説明においては運転席4を基準として、作業者が着座した場合の視線方向を前方として、前後左右の各方向を規定する。また前後方向をx軸、左右(幅)方向をz軸、垂直方向をy軸と規定する。
走行体2は、履帯式であり、旋回体3の直下に設けられる図示を省略したトラックフレームと、このトラックフレームにおいて、走行方向に直交する車幅方向の両端に設けられた一対の走行装置21とを備えて構成される。走行装置21は、トラックフレームに突設された駆動輪および遊動輪に巻回される履帯22を備えて構成され、駆動輪を駆動させることによって、履帯22の延出方向に沿って油圧ショベル1を前後進させる。
[1]全体構成
図1、図2において、作業機械である油圧ショベル1は、走行体2、旋回体3、運転席4、を備えた作業機械本体と、作業機5とを備えて構成される。本実施形態に係る干渉回避制御における作業機械本体は、少なくとも運転席4を含んでいる。本発明に説明においては運転席4を基準として、作業者が着座した場合の視線方向を前方として、前後左右の各方向を規定する。また前後方向をx軸、左右(幅)方向をz軸、垂直方向をy軸と規定する。
走行体2は、履帯式であり、旋回体3の直下に設けられる図示を省略したトラックフレームと、このトラックフレームにおいて、走行方向に直交する車幅方向の両端に設けられた一対の走行装置21とを備えて構成される。走行装置21は、トラックフレームに突設された駆動輪および遊動輪に巻回される履帯22を備えて構成され、駆動輪を駆動させることによって、履帯22の延出方向に沿って油圧ショベル1を前後進させる。
走行体2のトラックフレーム上には、旋回体3が旋回可能に設けられている。旋回体3には、作業機械本体としての運転席4が設けられ、この運転席4内にオペレータが乗車して油圧ショベル1を操縦する。運転席4内にはオペレータシート41が設けられ、運転席4には、図1では図示を略したが、操作手段としての操作レバー71、73が設けられている。なお、本実施形態の運転席4は、キャノピータイプだが、キャブタイプであってもよい。
操作レバー71は、前後に操作すれば、第1ブーム51の下降操作、上昇操作を行うことができ、左右に操作すれば、バケット55の掘削操作、ダンプ操作を行うことができる。
操作レバー73は、前後に操作すればアーム54のダンプ操作、掘削操作を行うことができ、左右に操作すれば、旋回体3を左右に旋回させることができる。また、図1および図2では図示を省略するが、運転席4の床面42には、走行操作用の走行ペダル74、75と、オフセット操作用のオフセットペダル72とが設けられている。この運転席4の側方には、作業機5が設けられている。すなわち、運転席4と作業機5とは、旋回体3の前方を走行体2の走行方向に向けた状態において、旋回体3上で車幅方向に隣接して配置されている。
操作レバー71は、前後に操作すれば、第1ブーム51の下降操作、上昇操作を行うことができ、左右に操作すれば、バケット55の掘削操作、ダンプ操作を行うことができる。
操作レバー73は、前後に操作すればアーム54のダンプ操作、掘削操作を行うことができ、左右に操作すれば、旋回体3を左右に旋回させることができる。また、図1および図2では図示を省略するが、運転席4の床面42には、走行操作用の走行ペダル74、75と、オフセット操作用のオフセットペダル72とが設けられている。この運転席4の側方には、作業機5が設けられている。すなわち、運転席4と作業機5とは、旋回体3の前方を走行体2の走行方向に向けた状態において、旋回体3上で車幅方向に隣接して配置されている。
[2]作業機5の構成
作業機5は、第1ブーム51、第2ブーム52、ブラケット53、アーム54、およびバケット55と、これら各要素を動作させるためのブームシリンダ51A、オフセットシリンダ52A、アームシリンダ54A、およびバケットシリンダ55Aを備えている。
ここで、各シリンダ51A、52A、54A、55Aは油圧シリンダであり、その油圧源は、旋回体3に設けられた図示しないエンジン等の原動機で駆動される油圧ポンプ30(図3参照)である。
作業機5は、第1ブーム51、第2ブーム52、ブラケット53、アーム54、およびバケット55と、これら各要素を動作させるためのブームシリンダ51A、オフセットシリンダ52A、アームシリンダ54A、およびバケットシリンダ55Aを備えている。
ここで、各シリンダ51A、52A、54A、55Aは油圧シリンダであり、その油圧源は、旋回体3に設けられた図示しないエンジン等の原動機で駆動される油圧ポンプ30(図3参照)である。
第一作業機としての第1ブーム51は、基端側がフートピン51Bによって旋回体3に回動可能に設けられ、第1ブーム51の先端部と旋回体3とを第1ブーム51の下方で連結するブームシリンダ51Aの伸縮により、上下方向に動作させることができる。なお、図1では図示を略したが、第1ブーム51には、姿勢検出手段としての角度検出器であるポテンショメータ81(図4参照)が設けられており、旋回体3に対する第1ブーム51のブーム角度を検出し、検出されたブーム角度は、後述する制御ユニット8に出力される。
そして、第1ブーム51は、第1ブーム51の上下方向に屈曲した部分が面取りされた面取り部511を先端側に備えている。
そして、第1ブーム51は、第1ブーム51の上下方向に屈曲した部分が面取りされた面取り部511を先端側に備えている。
このような構成の第1ブーム51の先端に、第2ブーム52がピン51Cによって水平方向に動作可能に設けられている。
本発明における第2ブーム52はいわゆるオフセットブームで、オフセットブームは第1ブーム51に対して左右に動作可能に設けられている。本実施形態においては第2ブーム52を含む実施形態として説明しているが、第2ブームのない実施形態としてもよい。
本発明における第2ブーム52はいわゆるオフセットブームで、オフセットブームは第1ブーム51に対して左右に動作可能に設けられている。本実施形態においては第2ブーム52を含む実施形態として説明しているが、第2ブームのない実施形態としてもよい。
このような第2ブーム52の先端部と、第1ブーム51とは、それぞれの左側、つまり運転席4側において、オフセットシリンダ52Aで連結されている。すなわち、オフセットシリンダ52Aのロッドの先端が、ピン52Cによって第2ブーム52の先端部に動作可能に設けられ、オフセットシリンダ52Aのキャップが、ピン51Dによって第1ブーム51に動作可能に設けられている。なお、本実施形態では、第2ブーム52は車幅方向にオフセットするように構成されているが、本発明は、第2ブームとして、第1ブーム51に対して上下に動作可能に設けられた作業機も含まれ、双方の形態を組み合わせたブームの構成としてもよい。
さらに、第2ブーム52においては、油圧配管のうち、アームシリンダ54A用およびバケットシリンダ55A用の油圧配管が、第2ブーム52の内部に挿通されている。そして、この第2ブーム52の先端には、ブラケット53が連結されている。
さらに、第2ブーム52においては、油圧配管のうち、アームシリンダ54A用およびバケットシリンダ55A用の油圧配管が、第2ブーム52の内部に挿通されている。そして、この第2ブーム52の先端には、ブラケット53が連結されている。
ブラケット53は、図示しないピンによって、第2ブーム52の先端で水平方向に動作可能に設けられており、ブラケット53と、第1ブーム51とは、それぞれの左側において、リンクロッド52Dで連結されている。すなわち、リンクロッド52Dは、その一端がピン53Aによってブラケット53に動作可能に設けられ、他端がピン51Dによって第1ブーム51に動作可能に設けられている。
第1ブーム51、第2ブーム52、ブラケット53、およびリンクロッド52Dによって4節の平行リンク機構が構成され、第1ブーム51と第2ブーム52の先端部を連結するオフセットシリンダ52Aの伸縮により、ブラケット53が第1ブーム51の軸線に対して動作する。なお、図1では図示を略したが、第2ブーム52には、ポテンショメータ82(図4参照)が設けられており、第2ブーム52の第1ブーム51に対するオフセット角度を検出し、検出されたオフセット角度は、後述する制御ユニット8に出力される。
そして、このブラケット53の先端には、アーム54が連結されている。
第1ブーム51、第2ブーム52、ブラケット53、およびリンクロッド52Dによって4節の平行リンク機構が構成され、第1ブーム51と第2ブーム52の先端部を連結するオフセットシリンダ52Aの伸縮により、ブラケット53が第1ブーム51の軸線に対して動作する。なお、図1では図示を略したが、第2ブーム52には、ポテンショメータ82(図4参照)が設けられており、第2ブーム52の第1ブーム51に対するオフセット角度を検出し、検出されたオフセット角度は、後述する制御ユニット8に出力される。
そして、このブラケット53の先端には、アーム54が連結されている。
第二作業機としてのアーム54は、ブラケット53の先端に上下方向に動作可能に設けられている。アーム54の連結部分の近傍には、アームシリンダ54Aを取り付ける。アームシリンダ54Aの本体側はブラケット53に、アームシリンダ54Aのロッド側は、シリンダ取付部541に動作可能に設けられている。アーム54は、このアームシリンダ54Aの伸縮によって、上下方向に動作する。なお、図1では図示を略したが、アーム54には、ポテンショメータ83(図4参照)が設けられており、第2ブーム52対するアーム54のアーム角度を検出し、検出されたアーム角度は、後述する制御ユニット8に出力される。
そして、このアーム54の先端には、バケット55が連結されている。
そして、このアーム54の先端には、バケット55が連結されている。
バケット55は、実際に掘削を行ったり、掘削された土砂をダンプトラック等に積み込んだりする部分であり、アーム54の先端に横軸回りに動作可能に取り付けられている。
バケット55とアーム54のシリンダ取付部541とは、バケットシリンダ55Aで連結されており、このバケットシリンダ55Aを伸縮することで、バケット55が動作する。
バケット55とアーム54のシリンダ取付部541とは、バケットシリンダ55Aで連結されており、このバケットシリンダ55Aを伸縮することで、バケット55が動作する。
[3]油圧ショベル1の油圧回路の構成
図3には、本実施形態に係る油圧ショベル1の油圧パイロット式の油圧回路および制御ユニット8が示されている。油圧ショベル1は、前述したブームシリンダ51A、オフセットシリンダ52A、アームシリンダ54A、バケットシリンダ55Aの他に、油圧ポンプ30、および油圧モータ23、24、31を備える。
油圧ポンプ30は、作動油を供給して油圧シリンダ51A、52A、54A、55Aを伸縮駆動させるとともに、作動油を供給して油圧モータ23、24、31を回転駆動させる。油圧モータ31は、旋回体3を旋回させる旋回モータであり、油圧モータ23、24は、走行装置21の駆動輪を回転させる駆動モータである。
このような油圧回路には、パイロットラインからのパイロット圧により、スプールを駆動する流量制御弁61、62、63、64、65、66、67が設けられている。また、パイロットライン中には、電磁制御弁63C、比例電磁制御弁61C、64C、64D、およびシャトル弁64Eと、パイロット圧発生用の油圧ポンプ30Aが設けられている。
図3には、本実施形態に係る油圧ショベル1の油圧パイロット式の油圧回路および制御ユニット8が示されている。油圧ショベル1は、前述したブームシリンダ51A、オフセットシリンダ52A、アームシリンダ54A、バケットシリンダ55Aの他に、油圧ポンプ30、および油圧モータ23、24、31を備える。
油圧ポンプ30は、作動油を供給して油圧シリンダ51A、52A、54A、55Aを伸縮駆動させるとともに、作動油を供給して油圧モータ23、24、31を回転駆動させる。油圧モータ31は、旋回体3を旋回させる旋回モータであり、油圧モータ23、24は、走行装置21の駆動輪を回転させる駆動モータである。
このような油圧回路には、パイロットラインからのパイロット圧により、スプールを駆動する流量制御弁61、62、63、64、65、66、67が設けられている。また、パイロットライン中には、電磁制御弁63C、比例電磁制御弁61C、64C、64D、およびシャトル弁64Eと、パイロット圧発生用の油圧ポンプ30Aが設けられている。
ブームシリンダ51Aは、流量制御弁61を介して油圧ポンプ30と接続される。流量制御弁61は、操作レバー71とパイロットラインを介して接続され、パイロット圧によって駆動される駆動部61A、61Bを備える。ブーム操作用のパイロットラインには、比例電磁制御弁61C、および操作指令検出手段としての圧力センサ61Dが設けられている。
操作レバー71を前後方向に操作すると、パイロット圧が発生し、流量制御弁61の駆動部61A、61Bが駆動され、流量制御弁61のポジションが変更される。具体的には、駆動部61Aが押される方向に駆動されると、ブームシリンダ51Aのキャップ側に作動油が供給され、ブームシリンダ51Aが伸張して、第1ブーム51が上昇動作を行う。逆に駆動部61Bが押される方向に駆動されると、ブームシリンダ51Aのロッド側に作動油が供給され、第1ブーム51が下降動作を行う。
操作レバー71を前後方向に操作すると、パイロット圧が発生し、流量制御弁61の駆動部61A、61Bが駆動され、流量制御弁61のポジションが変更される。具体的には、駆動部61Aが押される方向に駆動されると、ブームシリンダ51Aのキャップ側に作動油が供給され、ブームシリンダ51Aが伸張して、第1ブーム51が上昇動作を行う。逆に駆動部61Bが押される方向に駆動されると、ブームシリンダ51Aのロッド側に作動油が供給され、第1ブーム51が下降動作を行う。
バケットシリンダ55Aは、流量制御弁62を介して油圧ポンプ30と接続される。流量制御弁62は、操作レバー71とパイロットラインを介して接続され、パイロット圧により駆動される駆動部62A、62Bを備える。
操作レバー71を左右方向に操作すると、パイロット圧が発生し、流量制御弁62の駆動部62A、62Bが駆動され、流量制御弁62のポジションが変更される。具体的には、駆動部62Aが押される方向に駆動されると、バケットシリンダ55Aのキャップ側に作動油が供給され、バケットシリンダ55Aが伸張して、バケット55が掘削動作を行う。逆に駆動部62Bが押される方向に駆動されると、バケットシリンダ55Aのロッド側に作動油が供給され、バケットシリンダ55Aが収縮して、バケット55がダンプ動作を行う。
操作レバー71を左右方向に操作すると、パイロット圧が発生し、流量制御弁62の駆動部62A、62Bが駆動され、流量制御弁62のポジションが変更される。具体的には、駆動部62Aが押される方向に駆動されると、バケットシリンダ55Aのキャップ側に作動油が供給され、バケットシリンダ55Aが伸張して、バケット55が掘削動作を行う。逆に駆動部62Bが押される方向に駆動されると、バケットシリンダ55Aのロッド側に作動油が供給され、バケットシリンダ55Aが収縮して、バケット55がダンプ動作を行う。
オフセットシリンダ52Aは、流量制御弁63を介して油圧ポンプ30と接続される。流量制御弁63は、オフセットペダル72とパイロットラインを介して接続され、パイロット圧により駆動される駆動部63A、63Bを備える。オフセット操作用のパイロットラインには、電磁制御弁63Cが設けられている。ここで用いる電磁制御弁63Cは比例電磁制御弁としてオフセットシリンダに対して停止以外の制御を行ってもよい。
作業者がオフセットペダル72を踏むと、パイロット圧が発生し、流量制御弁63の駆動部63A、63Bが駆動され、流量制御弁63のポジションが変更される。具体的には、駆動部63Aが押される方向に駆動されると、オフセットシリンダ52Aのキャップ側に作動油が供給され、オフセットシリンダ52Aが伸張し、第2ブーム52が運転席4から離れる方向に移動する。逆に駆動部63Bが押される方向に駆動されると、オフセットシリンダ52Aのロッド側に作動油が供給され、第2ブーム52が運転席4に接近する方向に移動する。
作業者がオフセットペダル72を踏むと、パイロット圧が発生し、流量制御弁63の駆動部63A、63Bが駆動され、流量制御弁63のポジションが変更される。具体的には、駆動部63Aが押される方向に駆動されると、オフセットシリンダ52Aのキャップ側に作動油が供給され、オフセットシリンダ52Aが伸張し、第2ブーム52が運転席4から離れる方向に移動する。逆に駆動部63Bが押される方向に駆動されると、オフセットシリンダ52Aのロッド側に作動油が供給され、第2ブーム52が運転席4に接近する方向に移動する。
アームシリンダ54Aは、流量制御弁64を介して油圧ポンプ30と接続される。流量制御弁64は、操作レバー73とパイロットラインを介して接続され、パイロット圧により駆動される駆動部64A、64Bを備える。アーム操作用のパイロットラインには、比例電磁制御弁64C、比例電磁制御弁64D、およびシャトル弁64Eが設けられている。
作業者が操作レバー73を前後方向に操作すると、パイロット圧が発生し、流量制御弁64の駆動部64A、64Bが駆動され、流量制御弁64のポジションが変更される。具体的には、駆動部64Aが押される方向に駆動されると、アームシリンダ54Aのキャップ側に作動油が供給され、アームシリンダ54Aが伸張し、アーム54が掘削動作を行う。逆に駆動部64Bが押される方向に駆動されると、アームシリンダ54Aのロッド側に作動油が供給され、アームシリンダ54Aが収縮し、アーム54がダンプ動作を行う。
作業者が操作レバー73を前後方向に操作すると、パイロット圧が発生し、流量制御弁64の駆動部64A、64Bが駆動され、流量制御弁64のポジションが変更される。具体的には、駆動部64Aが押される方向に駆動されると、アームシリンダ54Aのキャップ側に作動油が供給され、アームシリンダ54Aが伸張し、アーム54が掘削動作を行う。逆に駆動部64Bが押される方向に駆動されると、アームシリンダ54Aのロッド側に作動油が供給され、アームシリンダ54Aが収縮し、アーム54がダンプ動作を行う。
また、制御ユニット8は、入出力部8Aと、処理部8Bと、記憶部8Cとを備える。入出力部8Aは、各ポテンショメータ81〜83からの検出値、および比例電磁制御弁61C、64C、64D、電磁制御弁63Cへの指令を出力する。処理部8Bは、本件制御における各演算処理を行う。記憶部8Cは、作業機5を構成する部材の寸法と、干渉回避面SFの座標データと、処理部8Bで用いる各種制限テーブルとを記憶する。
油圧モータ31は、流量制御弁65を介して油圧ポンプ30と接続される。流量制御弁65は、操作レバー73とパイロットラインを介して接続され、パイロット圧により駆動される駆動部65A、65Bを備える。
操作レバー73を左右方向に操作すると、パイロット圧が発生し、流量制御弁65の駆動部65A、65Bが駆動され、流量制御弁65のポジションが変更され、旋回体3が旋回動作を行う。
操作レバー73を左右方向に操作すると、パイロット圧が発生し、流量制御弁65の駆動部65A、65Bが駆動され、流量制御弁65のポジションが変更され、旋回体3が旋回動作を行う。
油圧モータ23、24は、流量制御弁66、67を介して油圧ポンプ30と接続される。流量制御弁66、67は、走行ペダル74、75とパイロットラインを介して接続され、作業者が走行ペダル74、75を踏むと、パイロット圧が発生し、流量制御弁66、67のポジションが変更される。流量制御弁66、67は、変更されたポジションに応じて、油圧モータ23、24に作動油を供給することにより、左右の走行装置21の駆動輪を回転させ、油圧ショベル1を走行させる。
レバー操作量は少なくとも第1ブーム51の上昇の操作量を検出する。ブーム上昇の操作検出手段としては、パイロットラインに設けられた圧力センサ61Dを用いる。圧力センサ61Dで検出された電気信号を操作信号として制御ユニット8に出力される。
[4]制御ユニット8の機能ブロック構成
図4には、制御ユニット8の処理部8Bにおける機能ブロック図が示されている。
処理部8Bは、距離演算部84、第1制限値演算部85、第2制限値演算部86、制限速度演算部87、ブーム上昇操作判定部88、接近方向速度演算部89、制限速度減算部90、アームシリンダ制限速度演算部91、第1変換部91A、第2変換部91B、減速演算部91C、アーム制御切替部92、ブーム上昇指令制限出力部93A、アーム掘削指令制限出力部93B、アームダンプ指令値出力部93C、オフセット接近指令制限出力部93D、ダンプ許可判定部94、およびダンプ開始遅延部95を備える。
図4には、制御ユニット8の処理部8Bにおける機能ブロック図が示されている。
処理部8Bは、距離演算部84、第1制限値演算部85、第2制限値演算部86、制限速度演算部87、ブーム上昇操作判定部88、接近方向速度演算部89、制限速度減算部90、アームシリンダ制限速度演算部91、第1変換部91A、第2変換部91B、減速演算部91C、アーム制御切替部92、ブーム上昇指令制限出力部93A、アーム掘削指令制限出力部93B、アームダンプ指令値出力部93C、オフセット接近指令制限出力部93D、ダンプ許可判定部94、およびダンプ開始遅延部95を備える。
制御手段としての距離演算部84は、干渉回避面SFの座標データ、および作業機5を構成する部材の寸法を記憶部8Cから呼び出して、ポテンショメータ81、82、83で検出されたブーム角度、アーム角度、オフセット角度を用いて、作業機5の基準の干渉回避面SFからの距離を演算する。距離演算部84は、演算結果を制限速度演算部87に出力する。なお、本件発明では干渉回避面もしくは制御対象面と称しているが、実際の制御では各面を線として設定している。但し各面については幅情報を持たす面として設定してもよい。作業機5の基準は、アーム54を含む作業機5上の任意の位置でよく、例えば、バケット55の輪郭であってもよく、作業機5の基準は複数であってもよい。
第1制限値演算部85は、運転席4と作業機5の基準の距離に基づきブームシリンダ51Aのシリンダ速度に制限をかけている。具体的には、第1制限値演算部85は、運転席4と作業機5の基準の距離に応じた、ブームシリンダ51Aの速度に制限値を与えるテーブルを、記憶部8Cから呼び出して、制限値を演算する。
第2制限値演算部86は、運転席4と作業機5の基準の距離に基づきアームシリンダ54Aのシリンダ速度に制限をかけている。具体的には、第2制限値演算部86は、運転席4と作業機5の基準の距離に応じた、アームシリンダ54Aの速度に制限値を与えるテーブルを、記憶部8Cから呼び出して、制限値を演算する。なお、本第1制限値演算部85および第2制限値演算部86によりきまる制限は行われなくともよい。
第2制限値演算部86は、運転席4と作業機5の基準の距離に基づきアームシリンダ54Aのシリンダ速度に制限をかけている。具体的には、第2制限値演算部86は、運転席4と作業機5の基準の距離に応じた、アームシリンダ54Aの速度に制限値を与えるテーブルを、記憶部8Cから呼び出して、制限値を演算する。なお、本第1制限値演算部85および第2制限値演算部86によりきまる制限は行われなくともよい。
制御手段としての制限速度演算部87は、作業機5の基準の接近制限速度を演算する。
具体的には、図6に示されるように、制限速度演算部87は、距離演算部84で演算された、作業機5の基準と干渉回避面SFとの距離に応じて、作業機5の基準と干渉回避面SFの距離が小さくなるにしたがって、制限速度が小さくなるテーブルを、記憶部8Cから呼び出して接近制限速度を演算する。制限速度演算部87は、演算結果を制限速度減算部90に出力する。ここで、接近制限速度とは作業機5の基準が作業機械本体に対して接近する方向の速度を制限する速度である。
具体的には、図6に示されるように、制限速度演算部87は、距離演算部84で演算された、作業機5の基準と干渉回避面SFとの距離に応じて、作業機5の基準と干渉回避面SFの距離が小さくなるにしたがって、制限速度が小さくなるテーブルを、記憶部8Cから呼び出して接近制限速度を演算する。制限速度演算部87は、演算結果を制限速度減算部90に出力する。ここで、接近制限速度とは作業機5の基準が作業機械本体に対して接近する方向の速度を制限する速度である。
ブーム上昇操作判定部88は、圧力センサ61Dで検出された第1ブーム51の操作に伴うパイロット圧に基づいて、第1ブーム51の上昇操作指令が入力されたか否かを判定し、判定結果をアーム制御切替部92およびダンプ許可判定部94に出力する。
制御手段としての接近方向速度演算部89は、第1ブーム51の上昇操作量と、第2ブーム52のオフセット角度の変化量と、作業機5の姿勢とに基づいて、ブーム上昇操作と、オフセット動作による作業機5の基準の位置での接近方向速度を演算する。
具体的には、図7に示されるように、接近方向速度演算部89は、ブーム上昇操作量演算部89Aと、選択器89Bと、ブーム操作接近速度演算部89Cと、オフセット動作接近速度演算部89Dと、加算部89Eとを備える。
具体的には、図7に示されるように、接近方向速度演算部89は、ブーム上昇操作量演算部89Aと、選択器89Bと、ブーム操作接近速度演算部89Cと、オフセット動作接近速度演算部89Dと、加算部89Eとを備える。
ブーム上昇操作量演算部89Aは、圧力センサ61Dで検出された第1ブーム51の上昇操作におけるパイロット圧に基づいて、ブーム上昇操作量を演算する。
選択器89Bは、ブーム上昇操作量演算部89Aで演算されたブーム上昇操作量と、第1制限値演算部85で演算された第1ブーム51の上昇速度の制限値とを比較して、最小値を選択して、ブーム操作接近速度演算部89Cに出力する。
ブーム操作接近速度演算部89Cは、選択器89Bで選択された最小値と、ポテンショメータ81〜83で検出された第1ブーム51のブーム角度、アーム54のアーム角度、および第2ブーム52のオフセット角度に基づいて、ブーム上昇操作による作業機5の基準の接近方向速度を演算する。
選択器89Bは、ブーム上昇操作量演算部89Aで演算されたブーム上昇操作量と、第1制限値演算部85で演算された第1ブーム51の上昇速度の制限値とを比較して、最小値を選択して、ブーム操作接近速度演算部89Cに出力する。
ブーム操作接近速度演算部89Cは、選択器89Bで選択された最小値と、ポテンショメータ81〜83で検出された第1ブーム51のブーム角度、アーム54のアーム角度、および第2ブーム52のオフセット角度に基づいて、ブーム上昇操作による作業機5の基準の接近方向速度を演算する。
オフセット動作接近速度演算部89Dは、ポテンショメータ81〜83で検出された第1ブーム51のブーム角度、アーム54のアーム角度、および第2ブーム52のオフセット角度に基づいて、オフセット動作による作業機5の基準の位置での接近方向速度を演算する。
加算部89Eは、ブーム操作接近速度演算部89Cで演算されたブーム上昇操作による作業機5の基準の接近方向速度に、オフセット動作接近速度演算部89Dで演算されたオフセット動作による作業機5の基準の接近方向速度を加算して、制限速度減算部90に出力する。
制御手段としての制限速度減算部90は、制限速度演算部87で演算された接近制限速度から、接近方向速度演算部で演算された接近方向速度を減算する。アーム54以外の作業機5による接近方向速度を減算して、作業機5の基準が接近制限速度より速い速度で作業機械本体に接近してしまわないようにするためである。制限速度減算部90は、減算した結果をアームシリンダ制限速度演算部91に出力する。
加算部89Eは、ブーム操作接近速度演算部89Cで演算されたブーム上昇操作による作業機5の基準の接近方向速度に、オフセット動作接近速度演算部89Dで演算されたオフセット動作による作業機5の基準の接近方向速度を加算して、制限速度減算部90に出力する。
制御手段としての制限速度減算部90は、制限速度演算部87で演算された接近制限速度から、接近方向速度演算部で演算された接近方向速度を減算する。アーム54以外の作業機5による接近方向速度を減算して、作業機5の基準が接近制限速度より速い速度で作業機械本体に接近してしまわないようにするためである。制限速度減算部90は、減算した結果をアームシリンダ制限速度演算部91に出力する。
制御手段としてのアームシリンダ制限速度演算部91は、ポテンショメータ81〜83で検出された第1ブーム51のブーム角度、アーム54のアーム角度、第2ブーム52のオフセット角度と、制限速度減算部90で演算された減算結果に基づいて、アーム54の作業機5の基準の位置での制限速度を、作業機5の姿勢を考慮して、アームシリンダ54Aの制限速度に変換し、アーム54の掘削を制限するアーム掘削制限速度、もしくはアーム54のダンプの介入を行うアームダンプ指令速度を出力する。アーム54を掘削方向に動作させる場合、アームシリンダ54Aの伸長を制限するアーム掘削制限速度より、第1変換部91Aにてアーム掘削指令制限に変換する。
アーム54をダンプ方向に動作させる場合、アームシリンダ制限速度演算部91は、アームシリンダ54Aの収縮をさせるアームダンプ指令速度を出力する。アームシリンダ制限速度演算部91で出力されたアームダンプ指令速度は、減速演算部91Cを介して、第2変換部91Bに入力されて、アームシリンダ54Aを収縮させるアームダンプ指令値に変換する。ここで、減速演算部91Cでは、後述するダンプ開始遅延部95から出力される減速率をアームダンプ指令速度に乗算し、第2変換部91Bに出力する。
各変換部91A、91Bで変換された各指令値は、アーム制御切替部92に出力される。
アーム54をダンプ方向に動作させる場合、アームシリンダ制限速度演算部91は、アームシリンダ54Aの収縮をさせるアームダンプ指令速度を出力する。アームシリンダ制限速度演算部91で出力されたアームダンプ指令速度は、減速演算部91Cを介して、第2変換部91Bに入力されて、アームシリンダ54Aを収縮させるアームダンプ指令値に変換する。ここで、減速演算部91Cでは、後述するダンプ開始遅延部95から出力される減速率をアームダンプ指令速度に乗算し、第2変換部91Bに出力する。
各変換部91A、91Bで変換された各指令値は、アーム制御切替部92に出力される。
アーム制御切替部92は、ブーム上昇操作を行っている場合と、行っていない場合等の状態に応じて、アームシリンダ54Aへの指令値を切り替える。
具体的には、図8に示されるように、アーム制御切替部92は、アーム掘削指令制限を出力する切替器92Cと、アームダンプ指令値を出力する切替器92Dとを備える。
具体的には、図8に示されるように、アーム制御切替部92は、アーム掘削指令制限を出力する切替器92Cと、アームダンプ指令値を出力する切替器92Dとを備える。
アーム掘削指令制限を出力する切替器92Cは、アーム54で掘削動作を行う際に用いられ、2つの切替ポジションを備える。第1のポジションには、第1変換部91Aからの出力が入力する。
ブーム上昇操作ある場合、第1のポジションを選択し、干渉回避制御が実行される。ブーム上昇操作がない場合、第2ポジションを選択する。第2のポジションは、第2制限値演算部86で演算されたアーム54の掘削動作の速度の制限値を用いるポジションである。掘削制限速度を出力切替器で切り替えられた出力は、アーム掘削指令制限出力部93Bに出力される。
ブーム上昇操作ある場合、第1のポジションを選択し、干渉回避制御が実行される。ブーム上昇操作がない場合、第2ポジションを選択する。第2のポジションは、第2制限値演算部86で演算されたアーム54の掘削動作の速度の制限値を用いるポジションである。掘削制限速度を出力切替器で切り替えられた出力は、アーム掘削指令制限出力部93Bに出力される。
アームダンプ指令を出力する切替器92Dは、制御手段によってアーム54でダンプ動作を行う際に用いられ、アーム掘削指令制限を出力する切替器92Cと同様に、2つのポジションを備える。第1のポジションには、第2変換部91Bから出力された、アームダンプ指令を用いるポジションである。第2のポジションには、アーム54のダンプ介入を行わないアームダンプ指令ゼロが入力される。アームダンプ指令を出力する切替器で切り替えられた出力は、アームダンプ指令値出力部93Cに出力される。
ブーム上昇指令制限出力部93Aは、第1制限値演算部85で演算された第1ブーム51の上昇速度の制限値に基づいて、比例電磁制御弁61Cに電圧、電流等の指令値を出力する(図3参照)。比例電磁制御弁61Cは、流量制御弁61の駆動部61Aに作用するレバー操作によるパイロット圧に制限を与え、流量制御弁61のポジションを、ブームシリンダ51Aのキャップ側に作動油が供給されるのを制限するように変更する。
アーム掘削指令制限出力部93Bは、掘削指令制限を出力する切替器92Cの出力に基づいて、比例電磁制御弁64Cに電圧、電流等の指令値を出力する(図3参照)。比例電磁制御弁64Cは、流量制御弁64の駆動部64Aに作用するレバー操作によるパイロット圧に制限を与え、流量制御弁64のポジションを、アームシリンダ54Aのキャップ側に作動油が供給されるのを制限するように変更する。
アーム掘削指令制限出力部93Bは、掘削指令制限を出力する切替器92Cの出力に基づいて、比例電磁制御弁64Cに電圧、電流等の指令値を出力する(図3参照)。比例電磁制御弁64Cは、流量制御弁64の駆動部64Aに作用するレバー操作によるパイロット圧に制限を与え、流量制御弁64のポジションを、アームシリンダ54Aのキャップ側に作動油が供給されるのを制限するように変更する。
アームダンプ指令値出力部93Cは、アームダンプ指令を出力する切替器の出力に基づいて、比例電磁制御弁64Dに電圧、電流等の指令値を出力する(図3参照)。比例電磁制御弁64Dは、シャトル弁64Eを介して流量制御弁64の駆動部64Bにパイロット圧をかけ、流量制御弁64のポジションを、アームシリンダ54Aのロッド側に作動油が供給されるように変更する。
オフセット接近指令制限出力部93Dは、第2ブーム52の運転席4への接近方向動作について、電磁制御弁63Cに遮断指令を出力する(図3参照)。電磁制御弁63Cは、流量制御弁63の駆動部63Aにレバー操作によるパイロット圧を遮断し、オフセットシリンダ52Aのキャップ側への作動油の供給を遮断し第2ブーム52を停止する。
オフセット接近指令制限出力部93Dは、第2ブーム52の運転席4への接近方向動作について、電磁制御弁63Cに遮断指令を出力する(図3参照)。電磁制御弁63Cは、流量制御弁63の駆動部63Aにレバー操作によるパイロット圧を遮断し、オフセットシリンダ52Aのキャップ側への作動油の供給を遮断し第2ブーム52を停止する。
ダンプ許可判定部94は、ブーム上昇操作判定部88における第1ブーム51の上昇操作の判定結果と、ポテンショメータ81〜83で検出されたブーム角度、アーム角度、およびオフセット角度に基づいて、作業機5の基準の上昇判定を行い、干渉回避制御によるアーム54のダンプ動作の介入の許可判定を行う。
ダンプ許可判定部94は、図9に示されるように、作業機上昇判定部96、動作開始判定部97、およびブーム操作レベル判定部98を備える。
ダンプ許可判定部94は、図9に示されるように、作業機上昇判定部96、動作開始判定部97、およびブーム操作レベル判定部98を備える。
作業機上昇判定部96は、ブーム上昇操作判定部88による判定結果と、ポテンショメータ81〜83で検出されたブーム角度、アーム角度、オフセット角度に基づいて、作業機5の基準の上昇判定を行う。
作業機上昇判定部96は、図10に示されるように、現在高さ座標取得部96A、上昇開始時高さ座標取得部96B、アーム角度取得部96C、上昇高さ計算部96D、降下量推定部96E、および比較器96Fを備える。
作業機上昇判定部96は、図10に示されるように、現在高さ座標取得部96A、上昇開始時高さ座標取得部96B、アーム角度取得部96C、上昇高さ計算部96D、降下量推定部96E、および比較器96Fを備える。
高さ位置演算手段としての現在高さ座標取得部96Aは、ポテンショメータ81〜83で計測されたブーム角度、アーム角度、オフセット角度に基づいて、現在の作業機5の基準の高さ座標を取得する。
高さ位置演算手段としての上昇開始時高さ座標取得部96Bは、ブーム上昇操作判定部88でブーム上昇操作ありと判定された場合、第1ブーム51の上昇操作開始時の作業機5の基準の高さ座標を取得する。
アーム角度取得部96Cは、ポテンショメータ81、83で検出されたブーム角度、アーム角度に基づいて、アーム54の鉛直方向からの角度を取得する。
高さ位置演算手段としての上昇開始時高さ座標取得部96Bは、ブーム上昇操作判定部88でブーム上昇操作ありと判定された場合、第1ブーム51の上昇操作開始時の作業機5の基準の高さ座標を取得する。
アーム角度取得部96Cは、ポテンショメータ81、83で検出されたブーム角度、アーム角度に基づいて、アーム54の鉛直方向からの角度を取得する。
上昇高さ計算部96Dは、現在高さ座標取得部96Aで取得された現在の作業機5の基準の高さ位置から、上昇開始時高さ座標取得部96Bで取得されたブーム操作開始時の作業機5の基準の高さ位置を減算して作業機5の基準の上昇高さを計算する。
降下量推定手段としての降下量推定部96Eは、アーム角度取得部96Cで取得されたアーム54の鉛直方向の角度に基づいて、干渉回避制御による介入指令によってアーム54がどの程度降下するのかを推定する。
具体的には、降下量推定部96Eは、図11に示されるように、アーム54の鉛直方向からの角度に応じた、作業機5の基準の推定降下量を与えるテーブルを、記憶部8Cから呼び出して、作業機5の基準の降下量を推定する。アーム54の降下量推定は、アーム角度以外にアームシリンダ54Aの圧力を取得して推定する方法をとってもよい。
降下量推定手段としての降下量推定部96Eは、アーム角度取得部96Cで取得されたアーム54の鉛直方向の角度に基づいて、干渉回避制御による介入指令によってアーム54がどの程度降下するのかを推定する。
具体的には、降下量推定部96Eは、図11に示されるように、アーム54の鉛直方向からの角度に応じた、作業機5の基準の推定降下量を与えるテーブルを、記憶部8Cから呼び出して、作業機5の基準の降下量を推定する。アーム54の降下量推定は、アーム角度以外にアームシリンダ54Aの圧力を取得して推定する方法をとってもよい。
比較器96Fは、上昇高さ計算部96Dで計算された作業機5の基準の上昇高さと、降下量推定部96Eで推定された作業機5の基準の降下量を比較し、推定降下量より上昇したかを判定する。
動作開始判定部97は、第1ブーム51の上昇操作開始後の動作開始判定を行う。動作開始判定部97は、図12に示されるように、現在ブーム角度取得部97A、上昇開始時ブーム角度取得部97B、ブーム上昇検出角度閾値97C、ブーム角度変化計算部97D、および比較器97Eを備える。
現在ブーム角度取得部97Aは、ポテンショメータ81で検出されたブーム角度に基づいて、現在の第1ブーム51の角度を取得する。
上昇開始時ブーム角度取得部97Bは、ブーム上昇操作判定部88により、第1ブーム51の上昇操作が行われたと判定されたら、ポテンショメータ81で検出されたブーム上昇操作開始時のブーム角度を取得する。
現在ブーム角度取得部97Aは、ポテンショメータ81で検出されたブーム角度に基づいて、現在の第1ブーム51の角度を取得する。
上昇開始時ブーム角度取得部97Bは、ブーム上昇操作判定部88により、第1ブーム51の上昇操作が行われたと判定されたら、ポテンショメータ81で検出されたブーム上昇操作開始時のブーム角度を取得する。
ブーム角度変化計算部97Dは、現在ブーム角度取得部97Aで取得された現在のブーム角度から、上昇開始時ブーム角度取得部97Bで取得されたブーム上昇操作開始時のブーム角度を減算し、ブーム角度変化量として比較器97Eに出力する。
比較器97Eは、ブーム角度変化計算部97Dで計算されたブーム角度変化量と、記憶部8Cに記憶されたブーム上昇検出角度閾値97Cとを比較し、ブーム変化角度が所定角度以上増えているか(動き出しているか)を判定する。
ブーム角度変化が所定角度より大きい場合、第1ブーム51が動き出していると出力する。
比較器97Eは、ブーム角度変化計算部97Dで計算されたブーム角度変化量と、記憶部8Cに記憶されたブーム上昇検出角度閾値97Cとを比較し、ブーム変化角度が所定角度以上増えているか(動き出しているか)を判定する。
ブーム角度変化が所定角度より大きい場合、第1ブーム51が動き出していると出力する。
図9に戻って、ブーム操作レベル判定部98は、ブーム上昇操作が大きいか否かを判定する。具体的には、ブーム操作レベル判定部98は、ブーム上昇操作量が、所定の操作量を超えると、ブーム上昇操作量が大きいと判定する。
ダンプ許可判定部94は、作業機上昇判定部96、動作開始判定部97、およびブーム操作レベル判定部98から出力された判定結果に基づいて、各比較器96F、97Eでの判定結果の比較を行い、干渉回避制御における介入指令を許可するか否かを判定する。
ダンプ許可判定部94は、作業機上昇判定部96、動作開始判定部97、およびブーム操作レベル判定部98から出力された判定結果に基づいて、各比較器96F、97Eでの判定結果の比較を行い、干渉回避制御における介入指令を許可するか否かを判定する。
具体的には、ダンプ許可判定部94は、以下の条件を満たしたときに、干渉回避制御における介入指令を許可する。
条件1:ブーム上昇操作判定部88により、ブーム上昇操作ありと判定されたこと。
条件2:作業機上昇判定部96の上昇高さ計算部96Dによって計算された作業機5の基準の上昇高さが、降下量推定部96Eで推定された降下量よりも大きいこと。
条件3:動作開始判定部97のブーム角度変化計算部97Dによって計算されたブーム角度変化量が、ブーム上昇検出角度閾値97Cよりも大きいか、ブーム操作レベル判定部98によってブーム上昇操作量が大きいと判定されるか、のいずれかが該当すること。
以上の条件すべてを満たしたら、その旨を判定結果としてダンプ開始遅延部95に出力する。
条件1〜条件3のいずれかの条件を満たさない場合、ダンプ許可判定部94は、アームダンプを許可しない判定結果をダンプ開始遅延部95に出力する。
条件1:ブーム上昇操作判定部88により、ブーム上昇操作ありと判定されたこと。
条件2:作業機上昇判定部96の上昇高さ計算部96Dによって計算された作業機5の基準の上昇高さが、降下量推定部96Eで推定された降下量よりも大きいこと。
条件3:動作開始判定部97のブーム角度変化計算部97Dによって計算されたブーム角度変化量が、ブーム上昇検出角度閾値97Cよりも大きいか、ブーム操作レベル判定部98によってブーム上昇操作量が大きいと判定されるか、のいずれかが該当すること。
以上の条件すべてを満たしたら、その旨を判定結果としてダンプ開始遅延部95に出力する。
条件1〜条件3のいずれかの条件を満たさない場合、ダンプ許可判定部94は、アームダンプを許可しない判定結果をダンプ開始遅延部95に出力する。
介入制限手段としてのダンプ開始遅延部95は、ダンプ許可判定部94によって干渉回避制御の介入指令が許可された後、アーム54の介入指令による動作開始時間を遅延させる。
具体的には、ダンプ開始遅延部95は、図13に示されるように、介入指令許可後の経過時間に応じて、アーム54のダンプ指令速度を減速させる減速率のテーブルを記憶部8Cから呼び出し、アーム制御切替部92のアームダンプ指令値の出力に作用させ、アーム制御切替部92における介入指令による動作を遅延させる。なお、本実施形態では、介入指令許可後の経過時間によって減速率を演算しているが、これに限らず、第1ブーム51の上昇量(角度)に基づいて、アーム54の減速率を決めてもよい。
ここで、設定する減速率は、速度を減速する場合を小さい値とし、減速を行わない場合を大きい値とする。
一方、ダンプ開始遅延部95はダンプ許可判定部94よりアームダンプを許可しない指令を入力した場合、アームダンプ速度をゼロにするために減速率を0に設定する。
具体的には、ダンプ開始遅延部95は、図13に示されるように、介入指令許可後の経過時間に応じて、アーム54のダンプ指令速度を減速させる減速率のテーブルを記憶部8Cから呼び出し、アーム制御切替部92のアームダンプ指令値の出力に作用させ、アーム制御切替部92における介入指令による動作を遅延させる。なお、本実施形態では、介入指令許可後の経過時間によって減速率を演算しているが、これに限らず、第1ブーム51の上昇量(角度)に基づいて、アーム54の減速率を決めてもよい。
ここで、設定する減速率は、速度を減速する場合を小さい値とし、減速を行わない場合を大きい値とする。
一方、ダンプ開始遅延部95はダンプ許可判定部94よりアームダンプを許可しない指令を入力した場合、アームダンプ速度をゼロにするために減速率を0に設定する。
[5]実施形態における干渉回避制御による介入許可判定
次に、本実施形態の作用となる作業機械の干渉回避方法を、図14から図16に示されるフローチャートに基づいて説明する。
図14において、距離演算部84は、作業機5の基準と干渉回避面SFの距離を演算する(手順S1)。
第1制限値演算部85は、第1ブーム51の上昇速度の制限値を演算する(手順S2)。
ブーム上昇指令制限出力部93Aは、第1制限値演算部85で演算された第1ブーム51の上昇速度の制限値に基づいて、ブーム指令制限を出力する(手順S3)。
次に、本実施形態の作用となる作業機械の干渉回避方法を、図14から図16に示されるフローチャートに基づいて説明する。
図14において、距離演算部84は、作業機5の基準と干渉回避面SFの距離を演算する(手順S1)。
第1制限値演算部85は、第1ブーム51の上昇速度の制限値を演算する(手順S2)。
ブーム上昇指令制限出力部93Aは、第1制限値演算部85で演算された第1ブーム51の上昇速度の制限値に基づいて、ブーム指令制限を出力する(手順S3)。
制限速度演算部87は、距離演算部84で演算された作業機5の基準と干渉回避面SFの距離とに基づいて、作業機5の基準の接近制限速度を演算する(手順S4)。
接近方向速度演算部89は、圧力センサ61Dでブーム上昇操作のパイロット圧を検出したら、第1ブーム51の上昇操作量と、第2ブーム52のオフセット角度の変化量と、作業機5の姿勢とに基づいて、ブーム上昇操作と、オフセット動作による作業機5の基準位置での接近方向速度を演算する(手順S5)。
接近方向速度演算部89は、圧力センサ61Dでブーム上昇操作のパイロット圧を検出したら、第1ブーム51の上昇操作量と、第2ブーム52のオフセット角度の変化量と、作業機5の姿勢とに基づいて、ブーム上昇操作と、オフセット動作による作業機5の基準位置での接近方向速度を演算する(手順S5)。
制限速度減算部90は、制限速度演算部87で演算された作業機5の基準の接近制限速度から、接近方向速度演算部89で演算されたアーム54以外の動作による作業機5の基準の接近方向速度を減算する(手順S6)。
アームシリンダ制限速度演算部91は、制限速度減算部90の出力に基づいて、アーム掘削指令制限またはアームダンプ指令値を演算する(手順S7)。
図15に進み、ブーム上昇操作判定部88は、ブーム上昇操作があるか否かを判定する(手順S8)。
ブーム上昇操作がない(手順S8:No)と判定された場合、第2制限値演算部86は、干渉防止面との距離に基づきアーム掘削指令制限を演算しアーム掘削指令制限を出力する。(手順S9)。また切替器92Dの選択に基づきアームダンプ指令=0として出力する(手順S10:第2ポジション)。アーム掘削指令制限を出力し(手順S16)、アームダンプ指令=0として出力する(手順S17)。
アームシリンダ制限速度演算部91は、制限速度減算部90の出力に基づいて、アーム掘削指令制限またはアームダンプ指令値を演算する(手順S7)。
図15に進み、ブーム上昇操作判定部88は、ブーム上昇操作があるか否かを判定する(手順S8)。
ブーム上昇操作がない(手順S8:No)と判定された場合、第2制限値演算部86は、干渉防止面との距離に基づきアーム掘削指令制限を演算しアーム掘削指令制限を出力する。(手順S9)。また切替器92Dの選択に基づきアームダンプ指令=0として出力する(手順S10:第2ポジション)。アーム掘削指令制限を出力し(手順S16)、アームダンプ指令=0として出力する(手順S17)。
ブーム上昇操作があると判定された場合(手順S8:Yes)、ダンプ許可判定部94は、干渉回避制御を許可し、アーム制御切替部92は、干渉回避制御を許可する設定に切り替える(手順S11)。
手順S11は、具体的には、図16に示されるように、ブーム上昇操作開始時における作業機5の基準と、干渉回避面SFの距離とを演算する(手順S11A)。次に、ブーム上昇操作時の作業機5の姿勢を取得する(手順S11B)。演算された作業機5の基準と干渉回避面SFの距離を、制限速度演算部87に出力するとともに(手順S11G)、接近方向速度演算部89に出力する(手順S11H)。
ダンプ許可判定部94は、作業機5の基準の上昇高さが推定降下量よりも大きいか否かを判定する(手順S12)。
上昇高さよりも推定降下量が大きいと判定されたら(手順S12:No)、ダンプ許可判定部94は減速率を0として設定する(手順S15)。その後、アーム掘削制限を設定し(手順S16)、アームダンプ指令は減速率がゼロの為、アームダンプ指令=0として出力する(手順S17)。
ダンプ許可判定部94は、作業機5の基準の上昇高さが推定降下量よりも大きいか否かを判定する(手順S12)。
上昇高さよりも推定降下量が大きいと判定されたら(手順S12:No)、ダンプ許可判定部94は減速率を0として設定する(手順S15)。その後、アーム掘削制限を設定し(手順S16)、アームダンプ指令は減速率がゼロの為、アームダンプ指令=0として出力する(手順S17)。
上昇高さが推定降下量よりも大きいと判定されたら(手順S12:Yes)、ダンプ許可判定部94は、ブーム角度変化量が閾値よりも大きいか、またはブーム上昇操作量が大きいか否かを判定する(手順S13)。
2つの条件に該当しない場合(手順S13:No)、ダンプ許可判定部94は減速率をゼロとして設定する(手順S15)。その後、アーム掘削指令制限を設定し(手順S16)、アームダンプ指令は減速率がゼロの為、アームダンプ指令=0として出力する(手順S17)。2つの条件のいずれかに該当する場合(手順S13:Yes)、ダンプ開始遅延部95は減速率を決定し、アームシリンダ制限速度演算部91から入力されたアームダンプ指令値に減速演算部91Cで減速率を乗算し、第2変換部91Bでアームダンプ指令値に変換後、アーム制御切替部92に出力する(手順S15)。
2つの条件に該当しない場合(手順S13:No)、ダンプ許可判定部94は減速率をゼロとして設定する(手順S15)。その後、アーム掘削指令制限を設定し(手順S16)、アームダンプ指令は減速率がゼロの為、アームダンプ指令=0として出力する(手順S17)。2つの条件のいずれかに該当する場合(手順S13:Yes)、ダンプ開始遅延部95は減速率を決定し、アームシリンダ制限速度演算部91から入力されたアームダンプ指令値に減速演算部91Cで減速率を乗算し、第2変換部91Bでアームダンプ指令値に変換後、アーム制御切替部92に出力する(手順S15)。
アーム制御切替部92は、前述したいずれかの指令値を、アーム掘削指令制限出力部93Bへの出力(手順S16)し、アームダンプ指令値出力部93Cに出力(手順S17)する。
アーム掘削指令制限出力部93Bは、比例電磁制御弁64Cに電圧、電流等の指令を出力し、アームダンプ指令値出力部93Cは、比例電磁制御弁64Dに電圧、電流等の指令を出力する。
アーム掘削指令制限出力部93Bは、比例電磁制御弁64Cに電圧、電流等の指令を出力し、アームダンプ指令値出力部93Cは、比例電磁制御弁64Dに電圧、電流等の指令を出力する。
[6]実施形態の効果
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
すなわち、ダンプ許可判定部94が、上昇高さ計算部96Dと、降下量推定部96Eを備え、作業機5の基準の上昇高さと、推定降下量に基づいて、制御手段による介入指令の許可判定を行っている。したがって、図17に示されるように、油圧ショベル1が、アーム54を鉛直下方よりも、運転席4側にアーム54が位置する作業機5を手前に抱え込んだ姿勢にある状態で、ブーム上昇操作を開始した場合でも、作業機5の基準がアーム54のダンプ動作によって上昇開始時点の高さより降下することを防ぐことができる。特に、油圧ショベル1は、バケットへの積み荷の状況や、作業機の姿勢、摩擦の影響等を受けるため、第2作業機の動作を開始しようとした際に、作業機5の基準が大きく降下してしまう場合がある。そのような場合も含めて降下量を推定しておくことで、作業機が下方へ降下することが望ましくないような状況、例えばダンプトラックD1のベッセルD2の上方に作業機5があるような状況でも、ベッセルD2に作業機5が干渉することがない。
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
すなわち、ダンプ許可判定部94が、上昇高さ計算部96Dと、降下量推定部96Eを備え、作業機5の基準の上昇高さと、推定降下量に基づいて、制御手段による介入指令の許可判定を行っている。したがって、図17に示されるように、油圧ショベル1が、アーム54を鉛直下方よりも、運転席4側にアーム54が位置する作業機5を手前に抱え込んだ姿勢にある状態で、ブーム上昇操作を開始した場合でも、作業機5の基準がアーム54のダンプ動作によって上昇開始時点の高さより降下することを防ぐことができる。特に、油圧ショベル1は、バケットへの積み荷の状況や、作業機の姿勢、摩擦の影響等を受けるため、第2作業機の動作を開始しようとした際に、作業機5の基準が大きく降下してしまう場合がある。そのような場合も含めて降下量を推定しておくことで、作業機が下方へ降下することが望ましくないような状況、例えばダンプトラックD1のベッセルD2の上方に作業機5があるような状況でも、ベッセルD2に作業機5が干渉することがない。
また、動作開始判定部97を備えていることにより、第1ブーム51のレバー操作が小さいとき等、第1ブーム51の動作がレバー操作に対して時間的に遅れた場合でも、第1ブーム51の実際の動作を待って介入指令が出力される。油圧ショベル1は、摩擦の影響等を受けるため、スムーズに動きだしにくく、操作に対する作業機の動作も遅れる場合がある。このような状況でも、ブーム51上昇より、アームダンプが先行して動作しないので、作業者による操作と、アーム54の動作の感覚のずれを感じさせることがない。
ブーム操作レベル判定部98を備えていることにより、第1ブーム51のレバー操作が大きいとき、第1ブーム51の動作がレバー操作に対して時間的な遅れが短く反応し動作を開始するが、レバー操作が大きいことを判定することにより、介入指令が出力されるまでの時間的な遅れを小さくできる。これにより、作業機5の基準が作業機械本体(運転席4)に接近しすぎることを抑制することができる。
また、ダンプ開始遅延部95を備えていることにより、干渉回避制御が行われる際、制御手段の介入指令を許可した後、一定時間アームシリンダ54Aの速度を抑える。油圧ショベル1が、アームを鉛直下方より手前に抱え込んだ状態では動きだしの動作量も重力の影響で増加する。このような状況でも、急激なダンプ動作が発生することもないので、作業者が違和感を感じることもない。
ブーム操作レベル判定部98を備えていることにより、第1ブーム51のレバー操作が大きいとき、第1ブーム51の動作がレバー操作に対して時間的な遅れが短く反応し動作を開始するが、レバー操作が大きいことを判定することにより、介入指令が出力されるまでの時間的な遅れを小さくできる。これにより、作業機5の基準が作業機械本体(運転席4)に接近しすぎることを抑制することができる。
また、ダンプ開始遅延部95を備えていることにより、干渉回避制御が行われる際、制御手段の介入指令を許可した後、一定時間アームシリンダ54Aの速度を抑える。油圧ショベル1が、アームを鉛直下方より手前に抱え込んだ状態では動きだしの動作量も重力の影響で増加する。このような状況でも、急激なダンプ動作が発生することもないので、作業者が違和感を感じることもない。
[7]第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、以下の説明では、すでに説明した部分と同一の部分については、同一符号を付して、その説明を省略する。
前述した第1実施形態では、油圧ショベル1は、油圧パイロット式の油圧回路を備え、油圧回路を制御する制御ユニット8上で干渉防止手段、および干渉回避手段を機能させていた。
これに対して、本実施形態では、図18に示されるように、電機レバー式の油圧回路の制御ユニット8上で干渉回避手段を機能させる点が相違する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、以下の説明では、すでに説明した部分と同一の部分については、同一符号を付して、その説明を省略する。
前述した第1実施形態では、油圧ショベル1は、油圧パイロット式の油圧回路を備え、油圧回路を制御する制御ユニット8上で干渉防止手段、および干渉回避手段を機能させていた。
これに対して、本実施形態では、図18に示されるように、電機レバー式の油圧回路の制御ユニット8上で干渉回避手段を機能させる点が相違する。
本実施形態に係る油圧回路は、ブームシリンダ51A、オフセットシリンダ52A、アームシリンダ54A、バケットシリンダ55A、油圧モータ31、油圧モータ23、24には、それぞれ比例電磁制御弁101〜107が接続され、比例電磁制御弁101〜105は、電磁駆動部101A、101B〜105A、105Bに電気信号を出力することによってポジションを変更する。
操作レバー71、73、オフセットペダル72、走行ペダル74、75には、制御ユニット8からの電気信号線が接続され、操作レバー71、73、オフセットペダル72、走行ペダル74、75の操作は、電機信号線を介して制御ユニット8に入力される。
操作レバー71、73、オフセットペダル72、走行ペダル74、75には、制御ユニット8からの電気信号線が接続され、操作レバー71、73、オフセットペダル72、走行ペダル74、75の操作は、電機信号線を介して制御ユニット8に入力される。
操作レバー71は、第1実施形態と同様に前後方向に操作すれば、第1ブームの上昇下降操作指令が出力され、制御ユニット8を介して、電磁駆動部101A、101Bのいずれかに電気信号が出力され、比例電磁制御弁101のポジションが変更されて、ブームシリンダ51Aに作動油が供給される。
また、操作レバー71を左右方向に操作すれば、バケットの掘削、ダンプ操作指令が出力され、制御ユニット8を介して、電磁駆動部102A、102Bのいずれかに電気信号が出力され、比例電磁制御弁102のポジションが変更され、バケットシリンダ55Aに作動油が供給される。
また、操作レバー71を左右方向に操作すれば、バケットの掘削、ダンプ操作指令が出力され、制御ユニット8を介して、電磁駆動部102A、102Bのいずれかに電気信号が出力され、比例電磁制御弁102のポジションが変更され、バケットシリンダ55Aに作動油が供給される。
オフセットペダル72も同様に、オフセットペダル72を踏むと、第2ブーム52の駆動指令が出力され、制御ユニット8を介して、電磁駆動部103A、103Bのいずれかに電気信号が出力され、比例電磁制御弁103のポジションが変更され、オフセットシリンダ52Aに作動油が供給される。
操作レバー73は、第1実施形態と同様に前後方向に操作すれば、アームの掘削、ダンプ操作指令が出力され、制御ユニット8を介して、電磁駆動部104A、104Bのいずれかに電気信号が出力され、比例電磁制御弁104のポジションが変更され、アームシリンダ54Aに作動油が供給される。
操作レバー73は、第1実施形態と同様に前後方向に操作すれば、アームの掘削、ダンプ操作指令が出力され、制御ユニット8を介して、電磁駆動部104A、104Bのいずれかに電気信号が出力され、比例電磁制御弁104のポジションが変更され、アームシリンダ54Aに作動油が供給される。
また、操作レバー73を左右方向に操作すれば、旋回体3の旋回操作指令が出力され、制御ユニット8を介して、電磁駆動部105A、105Bのいずれかに電気信号が出力され、比例電磁制御弁105のポジションが変更され、油圧モータ31が左右のいずれかに旋回体を旋回させる。
走行ペダル74、75も同様に、走行ペダル74、75を踏むと、走行操作指令が出力され、制御ユニット8を介して、比例電磁制御弁106、107のポジションが変更され、油圧モータ23、24が駆動して、油圧ショベルが前後方向に走行する。
このような油圧回路を制御する制御ユニット8は、前述した第1実施形態のブロック図と同様の構成を有するが、第1実施形態のように、パイロットライン中の比例電磁制御弁61C、62D、64C、電磁制御弁63Cに制御指令を出力するのではなく、比例電磁制御弁101〜104の電磁駆動部101A、101B〜104A、104Bに直接指令を出力する点が相違する。このため、本実施形態における制御ユニット8は、第1実施形態におけるシャトル弁64Eによる指令を直接出力する機能が付加されている。
このような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の作用および効果を享受することができる。
走行ペダル74、75も同様に、走行ペダル74、75を踏むと、走行操作指令が出力され、制御ユニット8を介して、比例電磁制御弁106、107のポジションが変更され、油圧モータ23、24が駆動して、油圧ショベルが前後方向に走行する。
このような油圧回路を制御する制御ユニット8は、前述した第1実施形態のブロック図と同様の構成を有するが、第1実施形態のように、パイロットライン中の比例電磁制御弁61C、62D、64C、電磁制御弁63Cに制御指令を出力するのではなく、比例電磁制御弁101〜104の電磁駆動部101A、101B〜104A、104Bに直接指令を出力する点が相違する。このため、本実施形態における制御ユニット8は、第1実施形態におけるシャトル弁64Eによる指令を直接出力する機能が付加されている。
このような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の作用および効果を享受することができる。
1…油圧ショベル、2…走行体、3…旋回体、4…運転席、5…作業機、8…制御ユニット、8A…入出力部、8B…処理部、8C…記憶部、21…走行装置、22…履帯、23…油圧モータ、30…油圧ポンプ、30A…油圧ポンプ、31…油圧モータ、41…オペレータシート、42…床面、51…第1ブーム、511…面取り部、51A…ブームシリンダ、51B…フートピン、51C…ピン、51D…ピン、52…第2ブーム、52A…オフセットシリンダ、52C…ピン、52D…リンクロッド、53…ブラケット、53A…ピン、54…アーム、541…シリンダ取付部、54A…アームシリンダ、55…バケット、55A…バケットシリンダ、61…流量制御弁、61A…駆動部、61B…駆動部、61C…比例電磁制御弁、61D…圧力センサ、62…流量制御弁、62A…駆動部、62B…駆動部、63…流量制御弁、63A…駆動部、63B…駆動部、63C…電磁制御弁、64…流量制御弁、64A…駆動部、64B…駆動部、64C…比例電磁制御弁、64D…比例電磁制御弁、64E…シャトル弁、65…流量制御弁、65A…駆動部、66…流量制御弁、71…操作レバー、72…オフセットペダル、73…操作レバー、74…走行ペダル、81…ポテンショメータ、84…距離演算部、85…第1制限値演算部、86…第2制限値演算部、87…制限速度演算部、88…ブーム上昇操作判定部、89…接近方向速度演算部、89A…ブーム上昇操作量演算部、89B…選択器、89C…ブーム操作接近速度演算部、89D…オフセット動作接近速度演算部、89E…加算部、90…制限速度減算部、91…アームシリンダ制限速度演算部、91A…第1変換部、91B…第2変換部、91C…減速演算部、92…アーム制御切替部、92C…切替器、92D…切替器、93A…ブーム上昇指令制限出力部、93B…アーム掘削指令制限出力部、93C…アームダンプ指令値出力部、93D…オフセット接近指令制限出力部、94…ダンプ許可判定部、95…ダンプ開始遅延部、96…作業機上昇判定部、96A…現在高さ座標取得部、96B…上昇開始時高さ座標取得部、96C…アーム角度取得部、96D…計算部、96E…降下量推定部、96F…比較器、97…動作開始判定部、97A…現在ブーム角度取得部、97B…上昇開始時ブーム角度取得部、97C…ブーム上昇検出角度閾値、97D…ブーム角度変化計算部、97E…比較器、98…ブーム操作レベル判定部、101…比例電磁制御弁、101A…電磁駆動部、102…比例電磁制御弁、102A…電磁駆動部、103…比例電磁制御弁、103A…電磁駆動部、104…比例電磁制御弁、104A…電磁駆動部、105…比例電磁制御弁、105A…電磁駆動部、106…比例電磁制御弁、D1…ダンプトラック、D2…ベッセル、SF…干渉回避面。
Claims (7)
- 作業機械本体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業機を有する作業機と、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する操作指令検出手段と、
前記作業機の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
前記作業機械本体から所定距離離れた位置に制御対象面を設定し、前記操作指令検出手段により前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令に対して、前記作業機械本体から遠ざける方向に、前記第二作業機を動作させる介入指令に基づき、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる制御手段と、
前記姿勢検出手段で検出された前記作業機の姿勢に基づいて、前記作業機の基準の高さ位置を演算する高さ位置演算手段と、
前記制御手段による前記第二作業機への介入指令による動作が行われた場合の前記第二作業機の降下量を推定する降下量推定手段と、
前記高さ位置演算手段により演算された前記作業機の基準の高さ位置と、前記降下量推定手段により推定された降下量とに基づいて、前記制御手段による介入の許可判定を行う介入許可判定手段と、
前記介入許可判定手段の判定に基づき介入指令に対する制限を与える介入制限手段と、
を備えていることを特徴とする作業機械。 - 請求項1に記載の作業機械において、
前記介入許可判定手段は、前記第一作業機の上昇高さが、前記降下量推定手段により推定された前記第二作業機の降下量よりも大きく、かつ、前記第一作業機が動きだしたと判定したときに、介入許可と判定することを特徴とする作業機械。 - 請求項1に記載の作業機械において、
前記介入許可判定手段は、前記第一作業機の上昇高さが、前記降下量推定手段により推定された前記第二作業機の降下量よりも大きく、かつ、前記第一作業機の操作量が所定の閾値より大きいときに、介入許可と判定することを特徴とする作業機械。 - 請求項1または請求項3のいずれか一項に記載の作業機械において、
前記介入制限手段は介入の開始を遅延させることを特徴とする作業機械。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の作業機械において、
前記制御手段は、前記第二作業機の操作指令に対して、前記第二作業機の近づける動作を減速する指令を更に出力することを特徴とする作業機械。 - 走行体と、前記走行体に旋回可能に設けられた旋回体と、
前記旋回体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業を有する作業機と、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する操作指令検出手段と、
前記作業機の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
前記旋回体から所定距離離れた位置に制御対象面を設定し、前記操作指令検出手段により前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令に対して、前記旋回体から遠ざける方向に、前記第二作業機を動作させる介入指令に基づき、前記作業機の基準と前記旋回体との干渉を回避させる制御手段と、
前記姿勢検出手段で検出された前記作業機の姿勢に基づいて、前記作業機の基準の高さ位置を演算する高さ位置演算手段と、
前記制御手段による前記第二作業機への介入指令による動作が行われた場合の前記第二作業機の降下量を推定する降下量推定手段と、
前記高さ位置演算手段により演算された前記作業機の基準の高さ位置と、前記降下量推定手段により推定された降下量とに基づいて、前記制御手段による介入の許可判定を行う介入許可判定手段と、
前記介入許可判定手段の判定に基づき介入指令に対する制限を与える介入制限手段とを備えていることを特徴とする作業機械。 - 作業機械本体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業機を有する作業機と、を備えた作業機械の干渉回避方法であって、
前記作業機を操作する操作指令を検出する手順と、
前記作業機の姿勢を検出する手順と、
前記作業機械本体から所定距離離れた位置に制御対象面を設定し、操作指令が検出されたら、前記制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令に対して、前記作業機械本体から遠ざける方向に、前記第二作業機を動作させる介入指令に基づき、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる手順と、
検出された前記作業機の姿勢に基づいて、前記作業機の基準の高さ位置を演算する手順と、
前記第二作業機への介入指令による動作が行われた場合の前記第二作業機の降下量を推定する手順と、
前記作業機の基準の高さ位置と、推定された降下量とに基づいて、介入の許可判定を行う手順と、
前記介入許可の判定に基づき介入に対する制限を与える手順と、
を実施することを特徴とする作業機械の干渉回避方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016016689A JP6111354B1 (ja) | 2016-01-29 | 2016-01-29 | 作業機械および作業機械の干渉回避方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016016689A JP6111354B1 (ja) | 2016-01-29 | 2016-01-29 | 作業機械および作業機械の干渉回避方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6111354B1 true JP6111354B1 (ja) | 2017-04-05 |
JP2017133330A JP2017133330A (ja) | 2017-08-03 |
Family
ID=58666318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016016689A Active JP6111354B1 (ja) | 2016-01-29 | 2016-01-29 | 作業機械および作業機械の干渉回避方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6111354B1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6807293B2 (ja) | 2017-09-26 | 2021-01-06 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0689549B2 (ja) * | 1986-02-03 | 1994-11-09 | 株式会社小松製作所 | パワ−シヨベルにおける作業機制御装置 |
JPH06104985B2 (ja) * | 1989-09-21 | 1994-12-21 | 株式会社クボタ | バックホウの制御装置 |
JP3310783B2 (ja) * | 1994-07-21 | 2002-08-05 | 日立建機株式会社 | 作業機の干渉防止装置 |
JP3384217B2 (ja) * | 1995-11-30 | 2003-03-10 | 住友建機製造株式会社 | 建設機械の干渉防止装置 |
JP3464111B2 (ja) * | 1997-01-27 | 2003-11-05 | 株式会社クボタ | バックホウ |
JP3378472B2 (ja) * | 1997-07-08 | 2003-02-17 | 株式会社クボタ | バックホウ |
JP3895439B2 (ja) * | 1997-10-14 | 2007-03-22 | コベルコ建機株式会社 | 建設機械の作業アタッチメント停止制御装置 |
JPH11280106A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-12 | Yutani Heavy Ind Ltd | 建設機械の干渉防止装置 |
JP3153192B2 (ja) * | 1998-10-07 | 2001-04-03 | 新キャタピラー三菱株式会社 | 作業用機械の干渉回避制御装置 |
JP3724982B2 (ja) * | 1999-05-19 | 2005-12-07 | 株式会社クボタ | バックホウ |
JP6029992B2 (ja) * | 2013-01-29 | 2016-11-24 | 住友建機株式会社 | 建設機械の干渉防止装置 |
-
2016
- 2016-01-29 JP JP2016016689A patent/JP6111354B1/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017133330A (ja) | 2017-08-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6775089B2 (ja) | 作業機械 | |
KR102028414B1 (ko) | 작업 기계 | |
US8751117B2 (en) | Method for controlling a movement of a vehicle component | |
KR102118386B1 (ko) | 작업 기계 | |
JP3759961B2 (ja) | 2ピースブーム式油圧ショベルの干渉防止装置 | |
JP6770862B2 (ja) | 建設機械の制御装置 | |
JP6618072B2 (ja) | 作業機械 | |
CN104769189A (zh) | 作业车辆 | |
JP6843039B2 (ja) | 作業機械 | |
US20220112693A1 (en) | Monitoring device and construction machine | |
JP6111354B1 (ja) | 作業機械および作業機械の干渉回避方法 | |
JP6706094B2 (ja) | 作業機械および作業機械の干渉回避方法 | |
US20220267998A1 (en) | Construction machine | |
KR20220025031A (ko) | 건설 기계 | |
CN111868333B (zh) | 作业机械 | |
JP3310783B2 (ja) | 作業機の干渉防止装置 | |
JP6982588B2 (ja) | 作業機械 | |
JP6917941B2 (ja) | 油圧式作業機械 | |
JP7084129B2 (ja) | ショベル | |
KR102643536B1 (ko) | 유압 셔블 | |
JP6152178B1 (ja) | 作業機械および作業機械の干渉回避方法 | |
WO2022113602A1 (ja) | 積込機械の制御システム、方法、および積込機械 | |
JP2020051066A (ja) | 建設機械 | |
JPH09151478A (ja) | 建設機械の干渉防止装置 | |
JP7340123B2 (ja) | 作業機械 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170214 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170313 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6111354 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |