JP6140105B2 - Excavator - Google Patents
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Description
本発明は、オフセット式のフロント作業機を備えた油圧ショベルに係わり、特に、オフセット式のフロント作業機が運転室(キャブ)に近づいた時に、フロント作業機の動作を自動停止させて両者の衝突を回避する干渉防止装置を備えた油圧ショベルに関する。 The present invention relates to a hydraulic excavator provided with an offset type front work machine, and particularly when the offset type front work machine approaches a cab, the operation of the front work machine is automatically stopped to cause a collision between the two. The present invention relates to a hydraulic excavator provided with an interference preventing device for avoiding the above.
オフセット式のフロント作業機を備えた油圧ショベル(以下、オフセット式油圧ショベルという)は、フロント作業機のオフセット操作により、道路に沿っての溝掘り作業や住宅に挟まれた路上の様な狭所での掘削・旋回・積込み作業が容易となるという利点がある。しかし、オフセット式油圧ショベルでは、フロント作業機がオフセット操作されるため、フロント作業機の姿勢によってはフロント作業機(特にバケット)が運転室(キャブ)に衝突(干渉)するおそれがある。このようなフロント作業機とキャブとの干渉を防止するため、オフセット式油圧ショベルは、干渉防止制御を行う干渉防止装置を備えるのが一般的である。 A hydraulic excavator equipped with an offset-type front work machine (hereinafter referred to as an offset-type hydraulic excavator) can be used to dig grooves along the road or on narrow streets between houses by offset operation of the front work machine. There is an advantage that excavation, swiveling, and loading work are easy. However, in the offset hydraulic excavator, since the front work machine is offset, the front work machine (particularly the bucket) may collide (interfere) with the cab (cab) depending on the attitude of the front work machine. In order to prevent such interference between the front work machine and the cab, the offset hydraulic excavator is generally provided with an interference prevention device that performs interference prevention control.
この干渉防止装置の制御では、例えば特許文献1又は2に記載のように、通常、運転室の周囲に外側から内側に向かって減速領域と停止領域を設定し、例えばアームクラウド動作かつ/又はブーム上げ動作によりバケットが減速領域に侵入すると、アームクラウド動作/又はブーム上げ動作に係わる流量制御弁のパイロットラインに設けられた電磁比例減圧弁により、流量制御弁に与えられる指令パイロット圧を減圧してアームクラウド動作かつ/又はブーム上げ動作を減速し、バケットが停止領域に侵入すると電磁比例減圧減弁を全閉してアームクラウド動作かつ/又はブーム上げ動作を自動停止させる。
In the control of this interference prevention device, as described in
特許文献1に記載の油圧ショベルでは、停止領域の内側に更に禁止領域を設定し、例えば電磁比例減圧弁のスティック等の不具合或いは故障によって、意図せずバケットが停止領域を超えて禁止領域に侵入した場合に、油圧システムのパイロット系の元圧をタンク圧に減圧して油圧ショベルの操作を不能とし、油圧ショベルの全動作を停止させる。油圧ショベルが操作不能となった場合、オペレータが常時操作できない位置に設けられたオルタネート式の解除スイッチをサービスマンがON位置に切替操作して干渉防止制御を解除し、フロント作業機を操作して禁止領域の外へ移動させた後、解除スイッチをOFF位置に切替操作して干渉防止制御を復帰させることにより、油圧ショベルを元の状態に復帰させることができる。 In the hydraulic excavator described in Patent Document 1, a prohibition area is further set inside the stop area, and the bucket unintentionally enters the prohibition area beyond the stop area due to, for example, a malfunction or failure of an electromagnetic proportional pressure reducing valve stick or the like. In this case, the original pressure of the pilot system of the hydraulic system is reduced to the tank pressure to disable the operation of the excavator, and the entire operation of the excavator is stopped. When the hydraulic excavator becomes inoperable, the service person switches the alternate release switch provided at a position where the operator cannot always operate to the ON position to release the interference prevention control, and operates the front work machine. After moving out of the prohibited area, the hydraulic excavator can be returned to the original state by switching the release switch to the OFF position and returning the interference prevention control.
一方、特許文献2に記載の油圧ショベルには、押下位置から非押下位置に自動的に復帰するモーメンタリ式の一時解除スイッチが設けられており、操作者は、一方の手でこの一時解除スイッチを押下操作しながら、他方の手でフロント作業機を操作することにより、減速領域又は停止領域内でも干渉防止制御の影響を受けることなくフロント作業機を効率良く動作させることができる。
On the other hand, the hydraulic excavator described in
禁止領域内でフロント作業機を操作する場面としては、禁止領域内に侵入したフロント作業機を禁止領域外へ移動させる場合だけでなく、例えば機体をトラックに積み込んで搬送する際など、機体の収容スペースを極力小さくするためにフロント作業機を禁止領域内へ移動させる場合がある。 Operating the front work machine in the prohibited area includes not only moving the front work machine that has entered the prohibited area to the outside of the prohibited area, but also accommodating the machine, for example, when loading and transporting the machine on a truck. In order to make the space as small as possible, the front work machine may be moved into the prohibited area.
特許文献1に記載の油圧ショベルでは、オルタネート式の解除スイッチを切替操作することにより、干渉防止制御を解除できる。従って、通常の操作者にもこの解除スイッチの切替操作を許容すれば、禁止領域内でも干渉防止制御による影響を受けずかつ両手でフロント作業機を操作することが可能となり、操作性を向上できる。しかしながら、解除スイッチを切替操作したことを失念し、あるいは解除スイッチが切替操作されていることを知らない等、干渉防止制御が有効であると信じ込んでいる操作者がフロント作業機を操作した場合に、フロント部材を運転室に干渉させる蓋然性が高くなるため、安易に解除スイッチの操作を許容することは、安全性上好ましくない。 In the hydraulic excavator described in Patent Literature 1, the interference prevention control can be canceled by switching the alternate release switch. Therefore, if a normal operator is allowed to switch the release switch, it is possible to operate the front work machine with both hands without being affected by the interference prevention control even in the prohibited area, and the operability can be improved. . However, when an operator who believes that the interference prevention control is effective, such as forgetting that the release switch is switched or not knowing that the release switch is switched, operates the front work machine. Since the probability of causing the front member to interfere with the driver's cab increases, it is not preferable in terms of safety to allow the operation of the release switch easily.
一方、特許文献2に記載の油圧ショベルでは、モーメンタリ式の一時解除スイッチの押下操作中に限り干渉防止制御が解除されるため、操作者は干渉防止制御が解除状態にあることを常に認識でき、一時解除スイッチから手を離せば干渉防止制御が即時復帰するため、安全性に優れている。また、禁止領域内では、一方の手が一時解除スイッチの操作で塞がっており、片手でフロント作業機を操作しなければならないものの、フロント作業機を禁止領域外へ移動させる場合、すなわちフロント作業機を運転室から遠ざける場合は、フロント作業機が運転室に干渉する蓋然性は低くそれほど高い操作性は要求されないため、片手操作でも作業に支障は無い。しかしながら、フロント作業機を禁止領域内へ移動させる場合、すなわちフロント作業機を運転室に近づける場合は、フロント作業機を運転室に干渉させる蓋然性が高く慎重な操作が要求されるため、片手での操作は不便である。
On the other hand, in the hydraulic excavator described in
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、干渉防止制御による安全性を確保しつつ、フロント作業機の操作性を向上できる油圧ショベルを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a hydraulic excavator that can improve the operability of a front work machine while ensuring safety by interference prevention control.
(1)上記目的を達成するために、本発明は、運転室を有する機体本体と、前記機体本体に上下方向に回動可能に取り付けられたオフセット式のフロント作業機と、前記フロント作業機を構成する複数のフロント部材の動作を指示する操作装置と、前記複数のフロント部材をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動するエンジンと、前記運転室の周囲に外側から内側に向かって、順次、停止領域と禁止領域とを設定し、前記複数のフロント部材の少なくとも1つを動作させることで前記フロント作業機が前記停止領域に侵入した場合は、前記フロント部材の動作を停止させることで前記フロント作業機の動作を停止させ、前記フロント作業機が前記停止領域を越えて前記禁止領域に侵入した場合は、前記機体本体及び前記フロント作業機の全動作を停止させかつ前記機体本体及び前記フロント作業機の全操作を不能とする干渉防止制御を行う干渉防止装置とを備えた建設機械において、第1位置と第2位置とを有し、前記第1位置から前記第2位置に押下操作した後、押下操作を解放すると前記第1位置に復帰するモーメンタリ動作式のスイッチ装置と、前記スイッチ装置の操作モードを第1モードと第2モードのいずれかに切り換える操作装置とを備え、前記干渉防止装置は、前記スイッチ装置の操作モードが前記第1モードにあるときは、前記スイッチ装置が前記第2位置に押し下げられている間だけ前記干渉防止制御を解除し、前記スイッチ装置の操作モードが前記第2モードにあるときに前記スイッチ装置が前記第2位置に押下操作されたときは、前記干渉防止制御を解除しかつ押下操作が解放されて前記スイッチ装置が前記第1位置に復帰した後も前記干渉防止制御の解除状態を維持するものとする。 (1) In order to achieve the above object, the present invention includes a machine body having a cab, an offset-type front work machine attached to the machine body so as to be rotatable in the vertical direction, and the front work machine. An operating device for instructing the operation of a plurality of front members, a plurality of hydraulic actuators for respectively driving the plurality of front members, a hydraulic pump for supplying pressure oil to the plurality of hydraulic actuators, and driving the hydraulic pump A stop region and a prohibition region are sequentially set from the outside to the inside around the cab, and the front work machine is stopped by operating at least one of the plurality of front members. When entering the area, the operation of the front work machine is stopped by stopping the operation of the front member. Interference for performing interference prevention control that stops all operations of the machine body and the front work machine and disables all operations of the machine body and the front work machine when entering the prohibited area beyond the stop area A momentary machine that has a first position and a second position, and that returns to the first position when the pressing operation is released after the pressing operation is performed from the first position to the second position. An operation-type switch device; and an operation device that switches an operation mode of the switch device to either the first mode or the second mode. The interference prevention device is configured such that the operation mode of the switch device is set to the first mode. In some cases, the interference prevention control is canceled only while the switch device is pushed down to the second position, and the operation mode of the switch device is changed to the second mode. When the switch device is pushed down to the second position, the interference prevention control is canceled and the push-down operation is released and the switch device returns to the first position. The release state of shall be maintained.
このように構成した本発明においては、スイッチ装置の操作モードとして、スイッチ装置が押し下げられている間だけ干渉防止制御を解除する第1モードと、スイッチ装置が押下操作されたときに干渉防止制御を解除しかつ押下操作が解放された後も干渉防止制御の解除状態を維持する第2モードとを備えたことにより、干渉防止制御の安全性を確保しつつ、フロント作業機の操作性を向上できる。 In the present invention configured as described above, as the operation mode of the switch device, the first mode in which the interference prevention control is canceled only while the switch device is pressed down, and the interference prevention control is performed when the switch device is pressed down. By providing the second mode for releasing the interference prevention control even after the release and pressing operation is released, the operability of the front work machine can be improved while ensuring the safety of the interference prevention control. .
(2)上記(1)において、好ましくは、前記操作装置は、前記エンジンを始動するためのキースイッチであり、前記エンジンの始動時に前記キースイッチがON操作されている間は、前記スイッチ装置の操作モードは前記第2モードに設定され、前記スイッチ装置の操作モードが前記第2モードに設定されている間に前記スイッチ装置が前記第2位置に押下操作されなかったときは、前記スイッチ装置の操作モードは前記第1モードに設定されるものとする。 (2) In the above (1), preferably, the operating device is a key switch for starting the engine. While the key switch is being turned ON when the engine is started, The operation mode is set to the second mode, and when the switch device is not pushed down to the second position while the operation mode of the switch device is set to the second mode, The operation mode is set to the first mode.
このように、スイッチ装置の操作モードが第2モードに設定されるのをエンジン始動時に限定し、スイッチ装置の操作モードが第2モードに設定されている間に意図せずスイッチ装置が押下操作されて干渉防止制御が解除されることを防ぐことにより、安全性を向上できる。 As described above, the operation mode of the switch device is set to the second mode only when the engine is started, and the switch device is unintentionally pressed down while the operation mode of the switch device is set to the second mode. Thus, safety can be improved by preventing the interference prevention control from being released.
(3)上記(1)において、好ましくは、前記操作装置は、前記スイッチ装置の操作モードを前記第1モードと前記第2モードのいずれに設定するかを選択するモード切換スイッチであり、前記モード切換スイッチが前記第1モードを選択したときは、前記スイッチ装置の操作モードは前記第1モードに設定され、前記第2モードを選択したときは、前記スイッチ装置の操作モードは前記第2モードに設定されるものとする。 (3) In the above (1), preferably, the operation device is a mode changeover switch for selecting whether the operation mode of the switch device is set to the first mode or the second mode, When the changeover switch selects the first mode, the operation mode of the switch device is set to the first mode, and when the second mode is selected, the operation mode of the switch device is set to the second mode. It shall be set.
これにより、スイッチ装置の操作モードを第1モードと第2モードとで適宜切り換えることが可能となり、フロント作業機の操作性をさらに向上できる。 Thereby, the operation mode of the switch device can be appropriately switched between the first mode and the second mode, and the operability of the front work machine can be further improved.
(4)上記(1)乃至(3)において、好ましくは、前記スイッチ装置の操作モードが前記第2モードにあるときに前記スイッチ装置が前記第2位置に押下操作されて前記干渉防止制御が解除されたときに報知作動する報知装置を更に備えたものとする。 (4) In the above (1) to (3), preferably, when the operation mode of the switch device is in the second mode, the switch device is pushed down to the second position and the interference prevention control is released. It is further provided with a notification device that performs a notification operation when the notification is made.
これにより、スイッチ装置の押下操作が解放された後に干渉防止制御の解除状態が維持されているときは、作業者に注意が喚起されるため、安全性を向上できる。 As a result, when the release state of the interference prevention control is maintained after the pressing operation of the switch device is released, the operator is alerted and the safety can be improved.
(5)上記(4)において、好ましくは、前記報知装置は、前記スイッチ装置の操作モードが前記第2モードにあるときに前記スイッチ装置が前記第2位置に押下操作されて前記干渉防止制御が解除されかつ前記フロント作業機が前記禁止領域に侵入したときは、前記フロント作業機が前記禁止領域に侵入していないときよりも高い報知レベルで報知作動するものとする。 (5) In the above (4), preferably, the notification device performs the interference prevention control when the switch device is pushed down to the second position when the operation mode of the switch device is in the second mode. When the front work machine is released and the front work machine enters the prohibited area, the notification operation is performed at a higher notification level than when the front work machine does not enter the prohibited area.
これにより、スイッチ装置の押下操作が解放された後も干渉防止制御の解除状態が維持されておりかつフロント作業機が禁止領域に侵入したときは、より強く作業者に注意が喚起されるため、安全性をさらに向上できる。 As a result, when the release state of the interference prevention control is maintained even after the pressing operation of the switch device is released and the front work machine enters the prohibited area, the operator is more strongly alerted, Safety can be further improved.
本発明によれば、干渉防止装置としての安全性を確保しつつ、フロント作業機の操作性を向上できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the operativity of a front work machine can be improved, ensuring the safety | security as an interference prevention apparatus.
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1の実施の形態>
〜構成〜
図1及び図2はオフセット式油圧ショベルの外観を示す図であり、図1は側面図を、図2は上面図を示している。
<First Embodiment>
~Constitution~
1 and 2 are views showing the external appearance of an offset hydraulic excavator. FIG. 1 is a side view and FIG. 2 is a top view.
オフセット式油圧ショベルは、図1及び図2に示すように、上下方向(垂直方向)にそれぞれ回動するブーム(第1ブーム)101a,アーム101b、バケット101c及び左右方向(水平方向)に回動するオフセット(第2ブーム)101d及びシリンダステー101eを含む複数のフロント部材からなる多関節型のフロント作業機102と、上部旋回体101f及び下部走行体101gからなる車体103とで構成されている。フロント作業機102のブーム101aの基端部分は上部旋回体101fの前側中央部分に上下方向に回動可能に支持され、オフセット101dの基端部分はブーム101aの上端部分に左右方向に回動可能に連結され、シリンダステー101eの前側部分はオフセット101dの先端部分に左右方向に回動可能に連結され、アーム101bの基端部分はシリンダステー101eの先端部分に前後方向に回動可能に連結され、バケット101cはアーム101bの先端部分に上下方向に回動可能に連結されている。ブーム101a、アーム101b、バケット101c、オフセット101d、上部旋回体101f及び下部走行体101gはそれぞれブームシリンダ3a、アームシリンダ3b、バケットシリンダ3c、オフセットシリンダ3d、旋回モータ(図示せず)及び左右の走行モータ3f,3gにより駆動される。図2から分かるように、オフセット101dのオフセットシリンダ3dの反対側において、ブーム101aの上端部分の側面とシリンダステー101eの側面はそれぞれ連結部材101h,101jを介してロッド101kにより連結され、オフセット101dとロッド101kとブーム101aの上端部分と連結部材101jとで平行リンク機構を構成している。上部旋回体101fは作業者が乗車する運転室を備えたキャブ104を有している。下部走行体101gの前側部分にはブレード101mが上下方向に回動可能に連結されており、ブレード101mは図示しないブームシリンダにより駆動される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the offset hydraulic excavator rotates in a vertical direction (vertical direction), a boom (first boom) 101a, an
図3は、運転席右側部分の斜視図である。図3(a)において、運転席の右側には右コントロールボックス40が配設されており、コントロールボックス40の上面前方部分には右操作レバー41、左側面部分にはブレード操作レバー42、上面後方部分にはエンジンを始動するためのキースイッチ43が設けられている。作業者は、図示しない左操作レバー及び右操作レバー41を操作することにより、後述の流量制御弁5a〜5c,5eを切換制御し、フロント作業機102の俯仰動及び上部旋回体101fの旋回を制御する。コントロールボックス40の後側には、コンソールボックス50が配設されており、コンソールボックス50の上面パネル51には、各種スイッチが設けられている。また、コンソールボックス50の内部には、上面パネル51の操作穴52に指先を差し込むことにより押下操作が可能な干渉防止制御解除スイッチ(以下、単に解除スイッチという)53が設けられている。解除スイッチ53は、第1位置と第2位置とを有し、第1位置から第2位置に押下操作した後、押下操作を解放すると第1位置に復帰するモーメンタリ動作式のスイッチ装置を構成している。なお、通常作業時は、解除スイッチ53の誤操作を防止するため、図3(b)に示すように、操作穴52はスイッチカバー54で塞がれている。図3(a)において、運転席の右側前方には、各種情報が表示される表示画面61と、この表示画面61の下側位置に設けられた複数のボタンを有する操作部62とを備えた表示装置60が配設されている。図4は、表示装置60の表示画面61を示す拡大図である。図4に示すように、表示画面61には、水温、油温、燃料残量等の油圧ショベルの状態に関する情報が表示される。
FIG. 3 is a perspective view of the right side portion of the driver seat. In FIG. 3A, a
図5は、本実施の形態に係るオフセット式油圧ショベルの油圧システム及び制御システムを示す図である。図5において、本発明が係わるオフセット式油圧ショベルの油圧システムは、メインポンプとしての油圧ポンプ2と、この油圧ポンプ2からの圧油により駆動されるブームシリンダ3a、アームシリンダ3b、バケットシリンダ3c、オフセットシリンダ3d、旋回モータ3e及び左右の走行モータ3f,3gを含む複数のアクチュエータと、これら油圧アクチュエータ3a〜3gのそれぞれに対応して設けられた操作レバー装置4a〜4gと、油圧ポンプ2と複数の油圧アクチュエータ3a〜3g間に接続され、操作レバー装置4a〜4gの指令パイロット圧によって中立位置から切り換えられ、油圧アクチュエータ3a〜3gに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁5a〜5gと、安全弁としてのメインリリーフ弁6とを有している。なお、図5においては図示を省略しているが、ブレードシリンダの駆動に係わる部分も油圧システムに含まれる。図5における操作レバー装置4a〜4c,4eの各操作レバーと図3で説明した左右操作レバー(右操作レバー41のみ図示)とは、例えば次のように対応している。操作レバー装置4aの操作レバーは右操作レバー41の前後方向の操作に対応し、操作レバー装置4bの操作レバーは左操作レバーの左右方向の操作に対応し、操作レバー装置4cの操作レバーは右操作レバー41の左右方向の操作に対応し、操作レバー装置4eの操作レバーは左操作レバーの前後方向の操作に対応する。 操作レバー装置4a〜4gはリモコン弁(減圧弁)を内蔵した油圧パイロット式であり、パイロットポンプ7の吐出油路7aにパイロット圧供給油路7bを介して接続され、パイロットポンプ7で生成される油圧(一次圧)に基づいて、それぞれ作業者により操作される操作レバーの操作量と操作方向に応じた指令パイロット圧(二次圧)を生成する。これらの指令パイロット圧はパイロットライン10a〜16bを介して対応する流量制御弁5a〜5gの油圧駆動部20a〜26bに導かれる。パイロットポンプ7の吐出油路7aはパイロットポンプ7の吐出圧を一定に保持するパイロットリリーフ弁8を備えている。
FIG. 5 is a diagram showing a hydraulic system and a control system of the offset hydraulic excavator according to the present embodiment. In FIG. 5, the hydraulic system of the offset hydraulic excavator according to the present invention includes a
図5において、オフセット式油圧ショベルの制御システムは干渉防止装置を構成するものであり、ブーム101a、アーム101b、オフセット101dのそれぞれの回動支点に設けられ、フロント作業機102の位置と姿勢に関する状態量としてそれぞれの回動角を検出する角度センサ31a,31b,31cと、角度センサ31a,31b,31cの信号を入力し、干渉防止制御の演算処理を行う制御ユニット32と、パイロットライン10a,11a,13bに設けられ、制御ユニット32から出力される電気信号により駆動される電磁比例減圧弁33a,33b,33cと、パイロットポンプ7の吐出油路7aとパイロット圧供給油路7bとの間に配置された電磁切換式の油圧ロック弁34と、解除スイッチ53、キースイッチ43と、表示装置60とを備えている。電磁比例減圧弁33a,33b,33cは操作レバー装置4a,4b,4dにより生成された指令パイロット圧を電気信号に応じて減圧し、その減圧した指令パイロット圧がパイロットライン10a,11a,13bを介して流量制御弁5a,5b,5dの油圧駆動部20a,21a,23bに導かれる。油圧ロック弁34は、通常時は、制御ユニット32から出力されるON信号により図示左側の位置に切り換えられており、この場合は、パイロットポンプ7の吐出圧が一次圧としてパイロット圧供給油路7bに導かれ、操作レバー装置4a〜4gはそれぞれの操作レバーの操作により指令パイロット圧を生成可能である。制御ユニット32から出力されていたON信号がOFF信号に切り換わると油圧ロック弁34は図示右側の位置に切り換えられ、パイロットポンプ7の吐出油路7aとパイロット圧供給油路7bとの接続を遮断し、パイロット圧供給油路7bをタンクに接続する。これにより操作レバー装置4a〜4gは操作レバーを操作しても指令パイロット圧を生成不能であり、油圧システムが動作不能となる。その結果、油圧ショベルの全動作が停止する。
In FIG. 5, the control system of the offset hydraulic excavator constitutes an interference prevention device, and is provided at each pivot fulcrum of the
図6及び図7はオフセット式油圧ショベルにおける干渉防止制御の制御領域を示す図であり、図6は制御領域を油圧ショベルの側面から見た図であり、図7は制御領域を油圧ショベルの上面から見た図である。図6及び図7において、キャブ(運転室)104の周囲に外側から内側に向かって、順次、減速領域A、停止領域B、禁止領域Cが設定されている。減速領域Aは駆動されているフロント部材の動作速度を減速させることでフロント作業機102の動作速度を減速する領域であり、停止領域Bは駆動されているフロント部材の動作を停止させることでフロント作業機102の動作を停止させる領域である。禁止領域Cは、万一、フロント作業機102が停止領域Bを超えて禁止領域Cに侵入したときに、油圧システムを動作不能とすることで油圧ショベルの全動作を停止させる領域である。
6 and 7 are diagrams showing the control region of the interference prevention control in the offset type hydraulic excavator, FIG. 6 is a view of the control region as seen from the side of the hydraulic excavator, and FIG. 7 is the top view of the hydraulic excavator. It is the figure seen from. 6 and 7, a deceleration area A, a stop area B, and a forbidden area C are sequentially set around the cab (operator's cab) 104 from the outside toward the inside. The deceleration area A is an area where the operating speed of the
〜制御〜
次に、図8を用いて上述した本発明の動作原理を実現する制御ユニット32の制御機能について説明する。図8は、制御ユニット32の処理手順を示すフロー図である。図8のフローを構成する各ステップについて順に説明する。
~control~
Next, the control function of the
まず、エンジン始動後、エンジン始動時に解除スイッチ53が押下操作されたか否かを判定する(ステップS100)。ステップS100でNO(エンジン始動時に解除スイッチ53が押下操作されていない)と判定した場合は、解除スイッチ53が押下中か否かを判定する(ステップS110)。ステップS110でNO(解除スイッチ53が押下中でない)と判定した場合は、バケット101cの位置を計算する。具体的には、制御ユニット32は、角度センサ31a,31b,31cからの角度信号を入力し、角度センサ31a,31b,31cにより検出したブーム101a、アーム101b、オフセット101dの回動角と予めメモリ(例えばROM)に記憶してある各フロント部材の寸法等からバケット101cの位置を計算する。この場合、バケット101cの位置としては、バケット101cがキャブ104の前面及び頂部に向かうよう操作されたときの第1近接位置と、バケット101cがキャブ104の右側面に向かうようオフセット操作されたときの第2近接位置の2つの位置を計算することが好ましい。例えば、図6又は図7に示すように、第1近接位置は、アーム101bの先端部におけるバケット101cの回動支点を中心にしたバケット先端までの半径Rbの仮想円上のキャブ104に最も近い点の位置であり、第2近接位置は、キャブ104内の運転席から見てバケット101cの左側側面の例えば中央の位置である。
First, after the engine is started, it is determined whether or not the
ステップS120に続き、干渉防止制御を実行する(ステップS120)。この干渉防止制御は、図9に示す演算テーブルを用いて次のように実行される。 図9において、横軸はバケット101cの第1近接位置又は第2近接位置とキャブ104の前側の基準線Fとの距離Dであり、縦軸は電磁比例減圧弁33a,33b,33cの前後圧力比Rpである。距離Dと前後圧力比Rpの関係は、距離Dが第1設定値D1以上であるときは前後圧力比Rpは100%であり、距離Dが第1設定値D1より小さくなると圧力比Rpは100%から次第に小さくなり、距離Dが第2設定値D2に達すると0%となるように設定されている。第1設定値D1は図6及び図7の境界線E1に対応し、第2設定値D2は図6及び図7の境界線E2に対応する。第2設定値D2より小さい側(原点に近い側)には第3設定値D3がある。この第3設定値D3は図6及び図7の境界線E3に対応する。また、第1設定値D1以上(原点から遠い側)の領域は非制御領域であり、第1設定値D1と第2設定値D2との間の領域は減速領域Aに相当し、第2設定値D2と第3設定値D3との間の領域は停止領域Bに相当し、第3設定値D3以下の領域は禁止領域Cに相当する。図9に示した演算テーブルは制御ユニット32のメモリに記憶されている。
Following step S120, interference prevention control is executed (step S120). This interference prevention control is executed as follows using the calculation table shown in FIG. In FIG. 9, the horizontal axis is the distance D between the first proximity position or the second proximity position of the
制御ユニット32は、バケット101cの第1近接位置とキャブ104の前側の基準線Fとの距離Dを図9に示した干渉防止制御の制限値演算テーブルに参照して電磁比例減圧弁33a,33bの前後圧力比Rpを計算し、この前後圧力比Rpに相当する制御電流を電気信号として電磁比例減圧弁33a,33bに出力する。また、制御ユニット32は、バケット101cの第2位置とキャブ104の側面側の基準線Fとの距離Dを図9に示した演算テーブルに参照して電磁比例減圧弁33cの前後圧力比Rpを計算し、この前後圧力比Rpに相当する制御電流を電気信号として電磁比例減圧弁33cに出力する。
The
これにより、フロント作業機102の少なくとも1つのフロント部材を動作させることでバケット101cの先端(第1近接位置)又は左側側面(第2近接位置)が減速領域Aに侵入すると、電磁比例減圧弁33a,33b,33cの関連するものを制御して指令パイロット圧を減圧し、当該フロント部材の動作速度を徐々に低下させることで、フロント作業機102の動作を徐々に減速する。さらに、バケット101cの先端又は左側側面が減速領域Aを超えて停止領域Bに達すると、制御ユニット32は、図9に示した干渉防止制御の制限値演算テーブルに基づいて前後圧力比0%に相当する制御電流を出力し、電磁比例減圧弁33a,33b,33cの対応するものを全閉して指令パイロット圧をタンク圧まで減圧し、当該フロント部材の動作を停止させる。
Thus, when the front end (first proximity position) or the left side surface (second proximity position) of the
図8に戻り、ステップS130に続き、フロント作業機102(本実施の形態では、バケット101cの第1近接位置又は第2近接位置)が禁止領域C内に侵入したか否かを判定する(ステップS140)。ステップS140でNO(フロント作業機102が禁止領域Cに侵入していない)と判定した場合は、油圧ロック弁34にON信号を出力し、パイロットポンプ7の吐出油路7aとパイロット圧供給油路7bとを連通する(ステップS150)。一方、ステップS140でYES(フロント作業機102が禁止領域Cに侵入した)と判定した場合は、油圧ロック弁34にON信号を出力し、パイロットポンプ7の吐出油路7aとパイロット圧供給油路7bとの接続を遮断する(ステップS160)。
Returning to FIG. 8, following step S130, it is determined whether or not the front work machine 102 (in this embodiment, the first proximity position or the second proximity position of the
ステップS110でYES(解除スイッチ53が押下中である)と判定した場合は、電磁比例減圧弁33a,33b,33cを全開して干渉防止制御を解除し(ステップS170)、油圧ロック弁34にON信号を出力してパイロットポンプ7の吐出油路7aとパイロット圧供給油路7bとを連通する(ステップS180)。これにより、禁止領域Cにおいて、解除スイッチ53の押下中に限りフロント作業機102を操作することが可能となる。
If YES in step S110 (the
ステップS150,S160又はS180に続き、エンジンが停止しない限り(ステップS190でYESと判定しない限り)、ステップS110に戻り、ステップS110以降の処理を繰り返す。上述したステップS110〜S180の処理によって、解除スイッチ53を押し下げている間だけ干渉防止制御が解除される解除スイッチ53の操作モード(第1モード)が実現される。
Following step S150, S160, or S180, unless the engine stops (unless it is determined YES in step S190), the process returns to step S110, and the processes after step S110 are repeated. By the processing in steps S110 to S180 described above, an operation mode (first mode) of the
ステップ100でYES(エンジン始動時に解除スイッチ53が押下操作された)と判定した場合は、バケット位置を計算し(ステップS200)、電磁比例減圧弁33a,33b,33cを全開して干渉防止制御を解除し(ステップS210)、油圧ロック弁34にON信号を出力することでパイロットポンプ7の吐出油路7aとパイロット圧供給油路7bとを連通する(ステップS220)。これにより、作業者は禁止領域Cにおいてフロント作業機102を両手で操作することが可能となる。ステップS200に続き、フロント作業機102が禁止領域Cに侵入したか否かを判定する(ステップS230)。ステップS230でNO(フロント作業機102が禁止領域Cに侵入していない)と判定した場合は、図4に示すように、表示画面61の一部を構成するインジケータ領域64を点滅表示する(ステップS240)。一方、ステップS230でYES(フロント作業機102が禁止領域に侵入した)と判定した場合は、インジケータ領域64を高速で点滅表示する(ステップS250)。このように、表示装置60は、作業者に注意を喚起する報知装置としての機能を有する。なお、表示画面61におけるインジケータ領域64の位置、大きさには特に限定されない。
If it is determined as YES in step 100 (the
ステップS240又はS250に続き、エンジンが停止しない限り(ステップS260でYESと判定しない限り)、ステップS200に戻り、ステップS200以降の処理を繰り返す。上述したステップS100,S200〜S250の処理によって、解除スイッチ53が押下操作され、押下操作が解放された後も干渉防止制御の解除状態が維持される解除スイッチ53の操作モード(第2モード)が実現される。
Following step S240 or S250, unless the engine stops (unless it is determined YES in step S260), the process returns to step S200, and the processes in and after step S200 are repeated. The operation mode (second mode) of the
〜効果〜
上記のように構成した本実施の形態においては、エンジンの始動時にキースイッチ43がON操作されている間は、解除スイッチ53の操作モードが第2モードに設定され、その間に解除スイッチ53が押下操作されなかったときは、従来と同様の操作モードである第1モードに設定され、解除スイッチ53を押し下げている間だけ干渉防止制御が解除される。一方、エンジンの始動時にキースイッチ43がON操作され、解除スイッチ53の操作モードが第2モードに設定されている間に解除スイッチ53が押下操作されたときは、干渉防止制御が解除されかつ押下操作が解放された後も干渉防止制御の解除状態が維持される。
~effect~
In the present embodiment configured as described above, the operation mode of the
これにより、フロント作業機102が意図せず禁止領域Cに侵入した場合は、キースイッチ43のみをON操作してエンジンを始動することにより、従来と同様に片手操作でフロント作業機102を禁止領域Cの外に移動させることができ、干渉防止制御の安全性を確保できる。一方、機体をトラックに積み込んで搬送する際など、機体の収容スペースを極力小さくするためにフロント作業機102を意図的に禁止領域Cに移動させる場合は、解除スイッチ53を押し下げながらキースイッチ43をON操作してエンジンを始動することにより、禁止領域Cにおいて干渉防止制御の影響を受けずかつ両手でフロント作業機102を操作することが可能となり、フロント作業機102の操作性を向上できる。
As a result, when the
また、解除スイッチ53の操作モードが第2モードに設定されるのをエンジン始動時に限定し、解除スイッチ53の操作モードが第2モードに設定されている間に意図せず解除スイッチ53が押下操作されて干渉防止制御が解除されることを防ぐことにより、安全性を向上できる。
In addition, the operation mode of the
さらに、第2モードにおいて解除スイッチ53が押下操作され、押下操作が解放された後に干渉防止制御の解除状態が維持されているときは、表示装置60の表示画面61のインジケータ領域64を点滅表示(報知作動)することにより作業者に注意が喚起され、さらにフロント作業機102が禁止領域Cに侵入したときは点滅速度(報知レベル)を上げることにより、より強く作業者に注意を喚起されるため、安全性を向上できる。
Furthermore, when the
<第2の実施の形態>
図10は、本発明の第2の実施の形態に係るオフセット式油圧ショベルの運転席左側部分の斜視図である。図10において、第1の実施の形態(図3)との相違点は、解除スイッチ53の操作モードを第1モードと第2モードのいずれに設定するかを選択するモード切換スイッチ63を表示装置60の操作部62に設けた点である。なお、モード切換スイッチ63を設ける位置は特に限定されない。
<Second Embodiment>
FIG. 10 is a perspective view of the left side portion of the driver's seat of the offset hydraulic excavator according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 10, the difference from the first embodiment (FIG. 3) is that the
図11は、第2の実施の形態に係るオフセット式油圧ショベルが備える油圧システム及び制御システムを示す図である。図11において、第1の実施の形態(図5)との相違点は、キースイッチ43に代えてモード切換スイッチ63の出力信号を制御ユニット32に入力している点である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a hydraulic system and a control system included in the offset hydraulic excavator according to the second embodiment. In FIG. 11, the difference from the first embodiment (FIG. 5) is that the output signal of the
図12は、本実施の形態における制御ユニット32の処理手順を示すフロー図である。図中、図8に示したフローを構成する処理と同様の処理には、図8において付した符号と同じ符号を付している。以下、図8に示したフローと相違する部分を中心に説明する。
FIG. 12 is a flowchart showing the processing procedure of the
まず、エンジン始動後にモード切換スイッチ63がON位置にあるか否かを判定する(ステップS101)。ステップS101でNO(モード切換スイッチ63がOFF位置にある)と判定した場合は、ステップS110以降の処理を実行し、エンジンが停止しない限り(ステップS190でYESと判定しない限り)、ステップS101に戻り、ステップS101以降の処理を繰り返す。
First, it is determined whether or not the
ステップS101でYES(モード切換スイッチ63がON位置にある)と判定した場合は、ステップS181で解除フラグがONか否かを判定する(ステップS181)。ここでの解除フラグは、解除スイッチ53が押下操作される度にOFFからON又はONからOFFに切り換わるフラグである。
If YES in step S101 (
ステップS191でYES(解除フラグがONである)と判定した場合は、ステップS200以降の処理を実行し、エンジンが停止しない限り(ステップS260でYESと判定しない限り)、ステップS101に戻り、ステップS101以降の処理を繰り返す。 If it is determined YES in step S191 (the release flag is ON), the processing after step S200 is executed, and unless the engine stops (unless it is determined YES in step S260), the process returns to step S101, and step S101. The subsequent processing is repeated.
ステップS191でNO(解除フラグがOFFである)と判定した場合は、バケット位置を計算し(ステップS192)、干渉防止制御を実行する(ステップS193)。ステップS193に続き、フロント作業機102が禁止領域Cに侵入したか否かを判定する(ステップS194)。ステップS194でNO(フロント作業機102が禁止領域Cに侵入していない)と判定した場合は、油圧ロック弁34にON信号を出力してパイロットポンプ7の吐出油路7aとパイロット圧供給油路7bとを連通する(ステップS195)。一方、ステップS194でYES(フロント作業機102が禁止領域Cに侵入した)と判定した場合は、油圧ロック弁34にON信号を出力してパイロットポンプ7の吐出油路7aとパイロット圧供給油路7bとの接続を遮断する(ステップS196)。これにより、作業者は禁止領域Cにおいてフロント作業機102を両手で操作することが可能となる。
If it is determined NO in step S191 (the release flag is OFF), the bucket position is calculated (step S192), and interference prevention control is executed (step S193). Following step S193, it is determined whether or not the
ステップS195又はS196に続き、エンジンが停止しない限り(ステップS260でYESと判定しない限り)、ステップS101に戻り、ステップS101以降の処理を繰り返す。上述したステップS191,S200〜S250の処理によって、解除スイッチ53が押下操作され、押下操作が解放された後も干渉防止制御の解除状態が維持される解除スイッチ53の操作モード(第2モード)が実現される。
Following step S195 or S196, the process returns to step S101 unless the engine stops (unless it is determined YES in step S260), and the processes in and after step S101 are repeated. The operation mode (second mode) of the
上記のように構成した本実施の形態においては、モード切換スイッチ63がOFF位置にあるときは、解除スイッチ53の操作モードが第1モードに設定され、解除スイッチ53を押し下げている間だけ干渉防止制御が解除される。一方、モード切換スイッチ63がON位置にあるときは、解除スイッチ53の操作モードが第2モードに設定され、解除スイッチ53が押下操作され、押下操作が解放された後も干渉防止制御の解除状態が維持される。
In the present embodiment configured as described above, when the
これにより、フロント作業機102が意図せず禁止領域Cに侵入した場合は、モード切換スイッチ63をOFF位置に設定しておくことにより、従来と同様に片手操作でフロント作業機102を禁止領域Cの外に移動させることができ、干渉防止制御の安全性を確保できる。一方、機体をトラックに積み込んで搬送する際など、機体の収容スペースを極力小さくするためにフロント作業機102を意図的に禁止領域Cに移動させる場合は、モード切換スイッチ63をON位置に設定するとともに解除スイッチ53を押下操作することにより、禁止領域Cにおいて干渉防止制御の影響を受けずかつ両手でフロント作業機102を操作することが可能となり、フロント作業機102の操作性を向上できる。
As a result, when the
また、モード切換スイッチ63を設けたことにより、解除スイッチ53の操作モードを第1モードと第2モードとで適宜切り換えることが可能となり、フロント作業機102の操作性をさらに向上できる。
Further, by providing the
さらに、第1の実施の形態と同様に、第2モードにおいて解除スイッチ53が押下操作され、押下操作が解放された後に干渉防止制御の解除状態が維持されているときは、表示装置60の表示画面61のインジケータ領域64を点滅表示することにより作業者に注意が喚起され、さらにフロント作業機102が禁止領域Cに侵入したときは高速で点滅表示することにより、より強く作業者に注意が喚起されるため、安全性を向上できる。
Further, as in the first embodiment, when the
<その他の実施の形態>
第1及び第2の実施の形態においては、報知装置を表示装置60で構成したが、本発明はこれに限られず、ブザー音を吹鳴することで報知作動し、ブザー音の音調を変更することで報知レベルを上げるブザー装置で構成しても良い。
<Other embodiments>
In 1st and 2nd embodiment, although the alerting | reporting apparatus was comprised with the
また、第2の実施の形態においては、図12に示した通り、モード切換スイッチがON位置にあることを以て解除スイッチ53の操作モードを第2モードに設定する構成としたが、本発明はこれに限られず、モード切換スイッチ63がON位置にあることに加え、例えばエンジン回転数がアイドル回転数以下であることを条件に加えても良い。さらに、ブレード101mの角度を検出する角度センサを設け、ブレード101mが接地位置にあることを条件に加えても良い。これにより、通常作業時に解除スイッチ53の操作モードが不用意に第2モードに設定されることを防止でき、安全性を向上できる。
In the second embodiment, as shown in FIG. 12, the operation mode of the
2 油圧ポンプ(メインポンプ)
3a ブームシリンダ
3b アームシリンダ
3c バケットシリンダ
3d オフセットシリンダ
3e 旋回モータ
3f,3g 走行モータ
4a〜4b 操作レバー装置
5a〜5g 流量制御弁
6 メインリリーフ弁
7 パイロットポンプ
7a 吐出油路
7b パイロット圧供給油路
8 パイロットリリーフ弁
10a〜16b パイロットライン
20a〜26b 油圧駆動部
31a,31b,31c 角度センサ
32 制御ユニット
33a,33b,33c 電磁比例減圧弁
34 油圧ロック弁
40 右コントロールボックス
41 右操作レバー
42 ブレード操作レバー
43 キースイッチ
50 コンソールボックス
51 上面パネル
52 操作穴
53 干渉防止制御解除スイッチ
54 スイッチカバー
60 表示装置
61 表示画面
62 操作部
63 モード切換スイッチ
64 インジケータ領域
101a ブーム
101b アーム
101c バケット
101d オフセット
101e シリンダステー
101f 上部旋回体
101g 下部走行体
101h,101j 連結部材
101k ロッド
102 フロント作業機
103 車体
104 キャブ
A 減速領域
B 停止領域
C 禁止領域
D1 第1設定値
D2 第2設定値
D3 第3設定値
E1〜E3 境界線
F 基準線
2 Hydraulic pump (main pump)
Claims (5)
前記機体本体に上下方向に回動可能に取り付けられたオフセット式のフロント作業機と、
前記フロント作業機を構成する複数のフロント部材の動作を指示する操作装置と、
前記複数のフロント部材をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動するエンジンと、
前記運転室の周囲に外側から内側に向かって、順次、停止領域と禁止領域とを設定し、前記複数のフロント部材の少なくとも1つを動作させることで前記フロント作業機が前記停止領域に侵入した場合は、前記フロント部材の動作を停止させることで前記フロント作業機の動作を停止させ、前記フロント作業機が前記停止領域を越えて前記禁止領域に侵入した場合は、前記機体本体及び前記フロント作業機の全動作を停止させかつ前記機体本体及び前記フロント作業機の全操作を不能とする干渉防止制御を行う干渉防止装置とを備えた建設機械において、
第1位置と第2位置とを有し、前記第1位置から前記第2位置に押下操作した後、押下操作を解放すると前記第1位置に復帰するモーメンタリ動作式のスイッチ装置と、
前記スイッチ装置の操作モードを第1モードと第2モードのいずれかに切り換える操作装置とを備え、
前記干渉防止装置は、前記スイッチ装置の操作モードが前記第1モードにあるときは、前記スイッチ装置が前記第2位置に押し下げられている間だけ前記干渉防止制御を解除し、前記スイッチ装置の操作モードが前記第2モードにあるときに前記スイッチ装置が前記第2位置に押下操作されたときは、前記干渉防止制御を解除しかつ押下操作が解放されて前記スイッチ装置が前記第1位置に復帰した後も前記干渉防止制御の解除状態を維持することを特徴とする建設機械。 A fuselage body having a cab;
An offset type front work machine attached to the machine body so as to be rotatable in the vertical direction;
An operating device for instructing the operations of a plurality of front members constituting the front work machine;
A plurality of hydraulic actuators for respectively driving the plurality of front members;
A hydraulic pump for supplying pressure oil to the plurality of hydraulic actuators;
An engine for driving the hydraulic pump;
A stop area and a prohibition area are sequentially set around the operator's cab from the outside to the inside, and the front work machine enters the stop area by operating at least one of the plurality of front members. The operation of the front work machine is stopped by stopping the operation of the front member, and when the front work machine enters the prohibited area beyond the stop area, the main body and the front work In a construction machine comprising an interference prevention device for performing interference prevention control that stops all operations of the machine and disables all operations of the machine body and the front work machine,
A momentary operation type switch device that has a first position and a second position, and that returns to the first position when the pressing operation is released after the pressing operation from the first position to the second position;
An operation device that switches the operation mode of the switch device to either the first mode or the second mode;
When the operation mode of the switch device is in the first mode, the interference prevention device releases the interference prevention control only while the switch device is pushed down to the second position, and operates the switch device. When the switch device is pushed down to the second position when the mode is in the second mode, the interference prevention control is canceled and the push-down operation is released, and the switch device returns to the first position. A construction machine that maintains the release state of the interference prevention control after the operation.
前記操作装置は、前記エンジンを始動するためのキースイッチであり、
前記エンジンの始動時に前記キースイッチがON操作されている間は、前記スイッチ装置の操作モードは前記第2モードに設定され、前記スイッチ装置の操作モードが前記第2モードに設定されている間に前記スイッチ装置が前記第2位置に押下操作されなかったときは、前記スイッチ装置の操作モードは前記第1モードに設定されることを特徴とする建設機械。 The construction machine according to claim 1,
The operating device is a key switch for starting the engine,
While the key switch is being turned ON when the engine is started, the operation mode of the switch device is set to the second mode, and the operation mode of the switch device is set to the second mode. The construction machine according to claim 1, wherein when the switch device is not pushed down to the second position, the operation mode of the switch device is set to the first mode.
前記操作装置は、前記スイッチ装置の操作モードを前記第1モードと前記第2モードのいずれに設定するかを選択するモード切換スイッチであり、
前記モード切換スイッチが前記第1モードを選択したときは、前記スイッチ装置の操作モードは前記第1モードに設定され、前記第2モードを選択したときは、前記スイッチ装置の操作モードは前記第2モードに設定されることを特徴とする建設機械。 The construction machine according to claim 1,
The operation device is a mode changeover switch for selecting whether the operation mode of the switch device is set to the first mode or the second mode,
When the mode selector switch selects the first mode, the operation mode of the switch device is set to the first mode, and when the second mode is selected, the operation mode of the switch device is the second mode. Construction machine characterized by being set to mode.
前記スイッチ装置の操作モードが前記第2モードにあるときに前記スイッチ装置が前記第2位置に押下操作されて前記干渉防止制御が解除されたときに報知作動する報知装置を更に備えたことを特徴とする建設機械。 In the construction machine of Claims 1-3,
The apparatus further comprises a notification device that performs a notification operation when the switch device is pushed to the second position and the interference prevention control is released when the operation mode of the switch device is the second mode. And construction machinery.
前記報知装置は、前記スイッチ装置の操作モードが前記第2モードにあるときに前記スイッチ装置が前記第2位置に押下操作されて前記干渉防止制御が解除されかつ前記フロント作業機が前記禁止領域に侵入したときは、前記フロント作業機が前記禁止領域に侵入していないときよりも高い報知レベルで報知作動することを特徴とする建設機械。 The construction machine according to claim 4,
In the notification device, when the operation mode of the switch device is in the second mode, the switch device is pushed down to the second position, the interference prevention control is released, and the front work machine is in the prohibited region. A construction machine that, when intruded, performs a notification operation at a higher notification level than when the front work machine has not entered the prohibited area.
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