JP6954656B2

JP6954656B2 - Electro-hydraulic bucket, electro-hydraulic bucket control device and electro-hydraulic bucket control method

Info

Publication number: JP6954656B2
Application number: JP2019015880A
Authority: JP
Inventors: 佳典根本; 哲也岩村
Original assignee: 極東サービス株式会社
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2021-10-27
Anticipated expiration: 2039-01-31
Also published as: JP2020121873A

Description

本発明は、電動油圧式バケット及び電動油圧式バケットの制御に関するものである。特に、可変容量ポンプを備える電動油圧式バケット及び電動油圧式バケットの制御に関するものである。 The present invention relates to an electro-hydraulic bucket and a control of an electro-hydraulic bucket. In particular, it relates to the control of an electro-hydraulic bucket equipped with a variable displacement pump and an electro-hydraulic bucket.

一般に、塵芥、焼却灰、砂利、鉱石等のバラ物を掴持、搬送、放出する荷役作業を行うものとして、クレーンに吊り下げられたバケットが知られている。
特に、電動油圧式バケットは、対象物を掴む力が強く、搬送効率に優れることから、広く用いられている。 Generally, a bucket suspended from a crane is known as a cargo handling operation for grasping, transporting, and releasing loose objects such as dust, incinerator ash, gravel, ore.
In particular, the electro-hydraulic bucket is widely used because it has a strong force for gripping an object and is excellent in transport efficiency.

電動油圧式バケットは、油圧シリンダの伸縮動作により開閉されるバケット本体と、油圧シリンダを駆動する油圧ポンプと、油圧ポンプを駆動する電動機と、油圧ポンプから油圧シリンダに供給する作動油の供給路を切り換える切換弁とを備えるものが知られている。また、油圧ポンプとしては、固定容量式と可変容量式が知られているが、省エネの観点から、可変容量式の油圧ポンプを用いたものが近年着目されている。 The electro-hydraulic bucket has a bucket body that is opened and closed by the expansion and contraction operation of the hydraulic cylinder, a hydraulic pump that drives the hydraulic cylinder, an electric motor that drives the hydraulic pump, and a supply path for hydraulic oil supplied from the hydraulic pump to the hydraulic cylinder. Those provided with a switching valve for switching are known. Further, as the hydraulic pump, a fixed capacity type and a variable capacity type are known, but from the viewpoint of energy saving, a hydraulic pump using a variable capacity type hydraulic pump has been attracting attention in recent years.

このような電動油圧式バケットにおいて、バケットの損傷を回避し、安全な駆動域で継続して運転を行うためには、バケットの開閉完了時を確実に検出した上でバケットの運転を制御する必要がある。 In such an electro-hydraulic bucket, in order to avoid damage to the bucket and continuously operate in a safe drive range, it is necessary to control the operation of the bucket after reliably detecting the completion of opening and closing of the bucket. There is.

例えば、特許文献１には、電動油圧式グラブバケットに設けられた油圧ポンプの吐出圧力を圧力スイッチにより検出し、バケットの開閉動作を制御することが記載されている。また、特許文献１には、油圧ポンプとして可変容量式油圧ポンプが記載されている。 For example, Patent Document 1 describes that the discharge pressure of a hydraulic pump provided in an electro-hydraulic grab bucket is detected by a pressure switch to control the opening / closing operation of the bucket. Further, Patent Document 1 describes a variable displacement hydraulic pump as a hydraulic pump.

また、特許文献２には、可変容量式油圧ポンプを備えた電動油圧式グラブバケットの制御において、グラブバケットと操作部の間に中継ボックスを設け、グラブバケットに設けられた圧力スイッチが動作した際の信号（圧力超過信号）を無線で中継ボックスに送信し、中継ボックスから操作部に圧力超過信号を伝達することで、バケットの開閉動作を制御することが記載されている。 Further, in Patent Document 2, in the control of an electro-hydraulic grab bucket provided with a variable displacement hydraulic pump, a relay box is provided between the grab bucket and the operation unit, and when the pressure switch provided in the grab bucket operates. It is described that the opening / closing operation of the bucket is controlled by wirelessly transmitting the signal (overpressure signal) of the above to the relay box and transmitting the overpressure signal from the relay box to the operation unit.

特開２００６−２４０８１６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-240816 特開２０１６−１９０７３１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-190731

特許文献１に記載されるように、バケットの開閉動作の制御において、バケットに設けられた油圧ポンプから吐出される作動油の油圧を検出する圧力スイッチを設ける場合、圧力スイッチ制御用の信号線経路を増設する必要があるという問題がある。
一方、特許文献２には、バケットの開閉動作の制御において、新たな信号線経路を設けずに、圧力スイッチの信号を操作部に伝達することが記載されている。しかし、圧力スイッチの動作に基づく制御手段は、使用環境により、圧力スイッチ自体が破損しやすいことや、動作改良などの変更が困難であるという問題がある。
したがって、電動油圧式バケットの制御において、圧力検出以外の手段でバケットの開閉完了を検出し、バケットの運転制御を行う技術が求められている。 As described in Patent Document 1, in the control of the opening / closing operation of the bucket, when a pressure switch for detecting the oil pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump provided in the bucket is provided, a signal line path for controlling the pressure switch is provided. There is a problem that it is necessary to add more.
On the other hand, Patent Document 2 describes that, in controlling the opening / closing operation of the bucket, the signal of the pressure switch is transmitted to the operation unit without providing a new signal line path. However, the control means based on the operation of the pressure switch has a problem that the pressure switch itself is easily damaged and it is difficult to change the operation such as improvement depending on the usage environment.
Therefore, in the control of the electro-hydraulic bucket, there is a demand for a technique for detecting the completion of opening and closing of the bucket by means other than pressure detection and controlling the operation of the bucket.

一方で、従来、特許文献１及び特許文献２に示すような可変容量式油圧ポンプを用いた電動油圧式バケットにおいては、バケットの開閉完了時に油圧ポンプからの吐出量が減少するため、油圧ポンプを駆動する電動機に供給される電流は瞬時に減少する。このため、固定容量式油圧ポンプを用いた場合と異なり、可変容量式油圧ポンプを用いた電動油圧式バケットでは、油圧ポンプを駆動する電動機への電流値に基づきバケットの開閉完了時を検出することは困難であるとされてきた。 On the other hand, conventionally, in an electro-hydraulic bucket using a variable displacement hydraulic pump as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, the discharge amount from the hydraulic pump decreases when the opening and closing of the bucket is completed. The current supplied to the driving motor decreases instantly. Therefore, unlike the case where a fixed-capacity hydraulic pump is used, in an electro-hydraulic bucket using a variable-capacity hydraulic pump, the time when the bucket is opened and closed is detected based on the current value to the motor that drives the hydraulic pump. Has been considered difficult.

そこで、本発明の課題は、可変容量ポンプを備えた電動油圧式バケットにおいて、圧力スイッチによらず、バケットの開閉完了時を電流値に基づき検出し、バケットの運転制御を行うことができる電動油圧式バケット、電動油圧式バケットの制御装置及び電動油圧式バケットの制御方法を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is that in an electro-hydraulic bucket provided with a variable displacement pump, the operation of the bucket can be controlled by detecting the completion of opening and closing of the bucket based on the current value regardless of the pressure switch. It is to provide the control device of the type bucket, the electro-hydraulic bucket, and the control method of the electro-hydraulic bucket.

本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、可変容量ポンプを備えた電動油圧式バケットにおいて、油圧ユニットに供給される電流値を測定し演算解析を行う制御部を設け、制御部は演算解析の結果に基づき、バケットの開閉操作に係る信号を出力することで、バケットの開閉完了時を的確に検出し、その後のバケットの開閉操作に係る運転を適切に制御することができることを見出して本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の電動油圧式バケット、電動油圧式バケットの制御装置及び電動油圧式バケットの制御方法である。 As a result of diligent studies on the above problems, the present inventor has provided a control unit that measures the current value supplied to the hydraulic unit and performs arithmetic analysis in an electro-hydraulic bucket equipped with a variable displacement pump, and the control unit performs arithmetic analysis. By outputting a signal related to the opening / closing operation of the bucket based on the result of The invention was completed.
That is, the present invention is the following electro-hydraulic bucket, electro-hydraulic bucket control device, and electro-hydraulic bucket control method.

上記課題を解決するための本発明の電動油圧式バケットは、バケット本体と、バケット本体の開閉操作を行う油圧ユニットと、油圧ユニットの駆動を制御する制御部と、を備える電動油圧式バケットであって、油圧ユニットは、油圧シリンダと、可変容量ポンプ及び可変容量ポンプを駆動する電動機とを備え、制御部は、油圧ユニットの電源供給ライン上に設けた電流データ取得部と、電流データ取得部により得られた電流値とあらかじめ設定された所定値とを比較演算する演算部と、を備え、制御部は、演算部の演算結果に基づき、油圧ユニットの駆動に係る信号を出力することを特徴とする。
この電動油圧式バケットによれば、油圧ユニットに供給される電流データを取得する電流データ取得部、及び電流データと所定値を比較演算する演算部を備える制御部を設けることで、圧力スイッチを用いた作動油の圧力検出によらず、バケット本体の開閉完了時を検出し、その検出結果に基づく運転制御を行うことが可能となる。 The electro-hydraulic bucket of the present invention for solving the above problems is an electro-hydraulic bucket including a bucket body, a hydraulic unit for opening and closing the bucket body, and a control unit for controlling the drive of the hydraulic unit. The hydraulic unit includes a hydraulic cylinder and a variable capacity pump and an electric motor for driving the variable capacity pump. The control unit is composed of a current data acquisition unit and a current data acquisition unit provided on the power supply line of the hydraulic unit. It is equipped with a calculation unit that compares and calculates the obtained current value and a predetermined value set in advance, and the control unit is characterized by outputting a signal related to the drive of the flood control unit based on the calculation result of the calculation unit. do.
According to this electro-hydraulic bucket, a pressure switch is used by providing a current data acquisition unit that acquires current data supplied to the flood control unit and a control unit that includes a calculation unit that compares and calculates the current data and a predetermined value. It is possible to detect when the opening and closing of the bucket body is completed and perform operation control based on the detection result, regardless of the pressure detection of the hydraulic oil.

また、本発明の電動油圧式バケットの一実施態様としては、制御部は、バケット本体の開閉状態を判別する開閉判別部を備え、演算部における所定値は、バケット本体の開き切り時及び閉じ切り時に対して各々設定される値であるという特徴を有する。
この特徴によれば、制御部として開閉判別部を設け、演算部で用いる所定値を開き切り時と閉じ切り時のそれぞれに応じて設定することで、バケット本体の開閉状態に応じた運転制御を行うことが可能となる。これにより、バケット本体の開閉完了時をより精度高く検出し、運転制御の最適化を行うことを可能とすることができる。 Further, in one embodiment of the electro-hydraulic bucket of the present invention, the control unit includes an open / close determination unit for determining the open / closed state of the bucket body, and a predetermined value in the calculation unit is set when the bucket body is opened and closed and when the bucket body is closed. It has the characteristic that it is a value that is set for each time.
According to this feature, an open / close determination unit is provided as a control unit, and a predetermined value used in the calculation unit is set according to each of the opening / closing time and the closing / closing time, thereby performing operation control according to the open / closed state of the bucket body. It becomes possible to do. As a result, it is possible to detect when the opening and closing of the bucket body is completed with higher accuracy and optimize the operation control.

また、本発明の電動油圧式バケットの一実施態様としては、制御部は、演算部としてＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を用いるという特徴を有する。
この特徴によれば、条件変更が容易で高速演算に適したＰＬＣを演算部として用いることで、バケット本体の開閉完了時の検出精度を高めることができる。 Further, one embodiment of the electro-hydraulic bucket of the present invention is characterized in that the control unit uses a PLC (Programmable Logic Controller) as the calculation unit.
According to this feature, by using a PLC whose conditions can be easily changed and suitable for high-speed calculation as a calculation unit, it is possible to improve the detection accuracy when the opening and closing of the bucket body is completed.

上記課題を解決するための本発明の電動油圧式バケットの制御装置は、電動油圧式バケットに設けられる電動油圧式バケットの制御装置であって、電動油圧式バケットは、バケット本体と、バケット本体の開閉操作を行う油圧ユニットとして、油圧シリンダと、可変容量ポンプ及び可変容量ポンプを駆動する電動機とを備え、制御装置は、油圧ユニットの駆動を制御する制御部を備え、制御部は、油圧ユニットの電源供給ライン上に設けた電流データ取得部と、電流データ取得部により得られた電流値とあらかじめ設定された所定電流値とを比較演算する演算部と、を備え、制御部は、演算部の演算結果に基づき、油圧ユニットの駆動に係る信号を出力することを特徴とする。
この特徴によれば、圧力スイッチを用いた作動油の圧力検出によらず、バケット本体の開閉完了時を検出する技術を、さまざまな電動油圧式バケットにおいて利用することができる。特に、固定容量ポンプを備えた既設の電動油圧式バケットを、可変容量ポンプを備えた電動油圧式バケットに更新する際に適用することで、さまざまな付帯工事を必要とせず、簡素な取り付け作業によって更新することができる。 The electro-hydraulic bucket control device of the present invention for solving the above problems is an electro-hydraulic bucket control device provided in the electro-hydraulic bucket, and the electro-hydraulic bucket is a bucket body and a bucket body. As the hydraulic unit for opening / closing operation, a hydraulic cylinder and a variable capacity pump and an electric motor for driving the variable capacity pump are provided. The control device includes a control unit for controlling the drive of the hydraulic unit, and the control unit is the hydraulic unit. A current data acquisition unit provided on the power supply line and a calculation unit for comparing and calculating a current value obtained by the current data acquisition unit and a preset predetermined current value are provided, and the control unit is a unit of the calculation unit. It is characterized in that a signal related to the drive of the hydraulic unit is output based on the calculation result.
According to this feature, a technique of detecting when the opening and closing of the bucket body is completed can be applied to various electro-hydraulic buckets without detecting the pressure of hydraulic oil using a pressure switch. In particular, by applying it when replacing an existing electro-hydraulic bucket equipped with a fixed-capacity pump with an electro-hydraulic bucket equipped with a variable-capacity pump, various incidental work is not required and simple installation work is required. Can be updated.

上記課題を解決するための本発明の電動油圧式バケットの制御方法は、電動油圧式バケットが、バケット本体と、前記バケット本体の開閉操作を行う油圧ユニットと、前記油圧ユニットの駆動を制御する制御手段と、を備え、油圧ユニットは、油圧シリンダと、可変容量ポンプ及び可変容量ポンプを駆動する電動機とを備え、制御手段は、油圧ユニットの電源供給ラインに供給される電流データを取得する電流データ取得ステップと、電流データ取得ステップにより測定した電流値とあらかじめ設定された所定値とを比較演算する演算ステップと、演算ステップの演算結果に基づき、油圧ユニットの駆動に係る信号を出力する駆動信号出力ステップを備えることを特徴とする。
この特徴によれば、油圧ユニットに供給される電流データを取得する電流データ取得ステップと、電流データと所定値を比較演算する演算ステップと、演算ステップの結果に基づき油圧ユニットの駆動に係る信号を出力する駆動信号出力ステップを備えることで、圧力スイッチを用いた作動油の圧力検出によらず、バケット本体の開閉完了時を検出し、その検出結果に基づく運転制御を行うことが可能となる。 In the control method of the electro-hydraulic bucket of the present invention for solving the above problems, the electro-hydraulic bucket controls the bucket main body, the hydraulic unit that opens and closes the bucket main body, and the drive of the hydraulic unit. The hydraulic unit includes a hydraulic cylinder and a variable displacement pump and an electric motor for driving the variable capacitance pump, and the control means acquires current data supplied to the power supply line of the hydraulic unit. Drive signal output that outputs a signal related to the drive of the hydraulic unit based on the calculation step of the acquisition step, the calculation step of comparing and calculating the current value measured by the current data acquisition step with the preset predetermined value, and the calculation result of the calculation step. It is characterized by having steps.
According to this feature, a current data acquisition step for acquiring the current data supplied to the hydraulic unit, a calculation step for comparing the current data with a predetermined value, and a signal related to the drive of the hydraulic unit based on the result of the calculation step. By providing the drive signal output step to output, it is possible to detect when the opening and closing of the bucket body is completed and perform operation control based on the detection result, regardless of the pressure detection of the hydraulic oil using the pressure switch.

本発明によると、可変容量ポンプを備えた電動油圧式バケットにおいて、圧力スイッチによらず、バケットの開閉完了時を電流値に基づき検出し、バケットの運転制御を行うことができる電動油圧式バケット、電動油圧式バケットの制御装置及び電動油圧式バケットの制御方法を提供することができる。 According to the present invention, in an electro-hydraulic bucket provided with a variable displacement pump, an electro-hydraulic bucket capable of detecting when the opening and closing of the bucket is completed based on a current value and controlling the operation of the bucket without using a pressure switch. A control device for an electro-hydraulic bucket and a control method for an electro-hydraulic bucket can be provided.

本発明の第１の実施態様に係る電動油圧式バケットの概略説明図である。It is the schematic explanatory drawing of the electro-hydraulic bucket which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施態様に係る電動油圧式バケットの制御部によって得られる電流データの経時変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the time-dependent change of the current data obtained by the control part of the electro-hydraulic bucket which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施態様に係る電動油圧式バケットの概略説明図である。It is the schematic explanatory drawing of the electro-hydraulic bucket which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施態様に係る電動油圧式バケットの運転制御を示すフローチャート図である。It is a flowchart which shows the operation control of the electro-hydraulic bucket which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しつつ本発明に係る電動油圧式バケット、電動油圧式バケットの制御装置及び電動油圧式バケットの制御方法の実施態様を詳細に説明する。また、本発明に係る電動油圧式バケットの制御方法の説明については、本発明に係る電動油圧式バケットの運転制御に係る説明に置き換えるものとする。
なお、実施態様に記載する電動油圧式バケット及び電動油圧式バケットの制御装置については、本発明に係る電動油圧式バケット及び電動油圧式バケットの制御装置を説明するために例示したに過ぎず、これに限定されるものではない。また、実施態様に記載する電動油圧式バケットの制御方法についても、本発明に係る電動油圧式バケット及び電動油圧式バケットの制御装置を用いた電動油圧式バケットの制御方法を説明するために例示したに過ぎず、これに限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the electro-hydraulic bucket, the control device for the electro-hydraulic bucket, and the control method for the electro-hydraulic bucket according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Further, the description of the control method of the electro-hydraulic bucket according to the present invention shall be replaced with the description relating to the operation control of the electro-hydraulic bucket according to the present invention.
The electro-hydraulic bucket and the electro-hydraulic bucket control device described in the embodiment are merely exemplified for explaining the electro-hydraulic bucket and the electro-hydraulic bucket control device according to the present invention. It is not limited to. Further, the control method of the electro-hydraulic bucket described in the embodiment is also exemplified in order to explain the control method of the electro-hydraulic bucket using the electro-hydraulic bucket and the control device of the electro-hydraulic bucket according to the present invention. It is not limited to this.

本発明の電動油圧式バケットは、ワイヤーロープ等を介してクレーンに取り付けられ、対象物を掴持・搬送・放出するために使用される。対象物としては、例えば、塵芥、焼却灰、砂利、鉱石、鉄くず、ミルスケール、一般ごみ、都市ごみ等が挙げられる。なお、実施態様に記載するクレーンは、本発明に係る電動油圧式バケットを適用する一例として説明するために示したに過ぎず、クレーンの構造等を限定するものではない。 The electro-hydraulic bucket of the present invention is attached to a crane via a wire rope or the like, and is used for grasping, transporting, and discharging an object. Examples of the object include dust, incinerator ash, gravel, ore, iron scrap, mill scale, general waste, municipal waste and the like. The crane described in the embodiment is shown only for the purpose of explaining as an example of applying the electro-hydraulic bucket according to the present invention, and does not limit the structure of the crane.

〔第１の実施態様〕
図１は、本発明の第１の実施態様における電動油圧式バケットの構造を示す概略説明図である。なお、図１中の一点鎖線の矢印は、入出力可能あるいは制御可能に接続されていることを示している。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a structure of an electro-hydraulic bucket according to the first embodiment of the present invention. The arrow of the alternate long and short dash line in FIG. 1 indicates that they are connected so that they can be input / output or can be controlled.

図１に示すように、本実施態様の電動油圧式バケット１Ａは、ワイヤーロープ２を介してクレーン３に吊り下げられた状態で使用されるものである。このとき、ワイヤーロープ２を巻き取り機等（不図示）で巻き取ることで、電動油圧式バケット１Ａの昇降を行うことができる。なお、電動油圧式バケット１Ａをクレーン３へ取り付ける手段は特に限定されないが、チェーンや金具などの部材を用いて電動油圧式バケット１Ａとワイヤーロープ２を連結させることなどが挙げられる。 As shown in FIG. 1, the electro-hydraulic bucket 1A of the present embodiment is used in a state of being suspended from a crane 3 via a wire rope 2. At this time, the electro-hydraulic bucket 1A can be raised and lowered by winding the wire rope 2 with a winder or the like (not shown). The means for attaching the electro-hydraulic bucket 1A to the crane 3 is not particularly limited, and examples thereof include connecting the electro-hydraulic bucket 1A and the wire rope 2 using a member such as a chain or metal fittings.

以下、電動油圧式バケット１Ａの詳細な構造について説明する。 Hereinafter, the detailed structure of the electro-hydraulic bucket 1A will be described.

（電動油圧式バケットの構造）
図１に示すように、本実施態様の電動油圧式バケット１Ａは、バケット本体１０と、バケット本体１０の開閉操作を行う油圧ユニット２０と、油圧ユニット２０の駆動を制御する制御部３０を備えている。 (Structure of electro-hydraulic bucket)
As shown in FIG. 1, the electro-hydraulic bucket 1A of the present embodiment includes a bucket main body 10, a hydraulic unit 20 for opening and closing the bucket main body 10, and a control unit 30 for controlling the drive of the hydraulic unit 20. There is.

バケット本体１０は、対象物を掴持するためのものである。図１に示すように、バケット本体１０は、フレーム１１下部に複数本の爪部材１２が設けられ、爪部材１２はそれぞれ回転軸１３を介して開閉可能となるように取り付けられている。なお、爪部材１２の開閉動作は後述する油圧ユニット２０によって行われる。
また、バケット本体１０の爪部材１２の形状は、特に限定されず、対象物の形態、形状等に応じ、対象物の掴持に適した形状を適宜選択することができる。爪部材１２の形状の具体的な例としては、例えば、フォークバケット、グラブバケット、ポリップバケットと呼ばれる形状から選択することが挙げられる。
さらに、バケット本体１０には、壁等に衝突した際の衝撃を吸収するために、緩衝部材を設けるものとしてもよい。 The bucket body 10 is for holding an object. As shown in FIG. 1, the bucket main body 10 is provided with a plurality of claw members 12 at the lower part of the frame 11, and the claw members 12 are attached so as to be openable and closable via the rotation shaft 13. The opening / closing operation of the claw member 12 is performed by the hydraulic unit 20 described later.
The shape of the claw member 12 of the bucket body 10 is not particularly limited, and a shape suitable for gripping the object can be appropriately selected according to the shape, shape, and the like of the object. Specific examples of the shape of the claw member 12 include selecting from shapes called a fork bucket, a grab bucket, and a polyp bucket.
Further, the bucket body 10 may be provided with a cushioning member in order to absorb the impact when it collides with a wall or the like.

油圧ユニット２０は、バケット本体１０の開閉動作を行うためのものである。図１に示すように、油圧ユニット２０は、油圧シリンダ２１と、可変容量ポンプ２２と、可変容量ポンプを駆動する電動機２３とを備えており、バケット本体１０のフレーム１１内に設けられている。また、油圧ユニット２０には、可変容量ポンプ２２から油圧シリンダ２１に供給する作動油の供給先を切り換える切換弁２４を備えている。電動機２３は、可変容量ポンプ２２に接続され、さらに可変容量ポンプ２２は切換弁２４を介して油圧シリンダ２１に接続されている。なお、フレーム１１内における油圧シリンダ２１、可変容量ポンプ２２、電動機２３、切換弁２４のそれぞれの位置関係については特に限定されない。なお、油圧ユニット２０は、外部からの異物（対象物を含む）が進入しないように、カバー部材で周囲を覆うことが好ましい。 The hydraulic unit 20 is for opening and closing the bucket body 10. As shown in FIG. 1, the hydraulic unit 20 includes a hydraulic cylinder 21, a variable displacement pump 22, and an electric motor 23 for driving the variable capacitance pump, and is provided in the frame 11 of the bucket body 10. Further, the hydraulic unit 20 is provided with a switching valve 24 for switching the supply destination of the hydraulic oil supplied from the variable displacement pump 22 to the hydraulic cylinder 21. The electric motor 23 is connected to the variable displacement pump 22, and the variable capacitance pump 22 is further connected to the hydraulic cylinder 21 via a switching valve 24. The positional relationship between the hydraulic cylinder 21, the variable displacement pump 22, the motor 23, and the switching valve 24 in the frame 11 is not particularly limited. The hydraulic unit 20 is preferably covered with a cover member so that foreign matter (including an object) from the outside does not enter.

油圧シリンダ２１は、バケット本体１０の爪部材１２に作用し、開閉動作をさせるものである。油圧シリンダ２１は、バケット本体１０の爪部材１２に対して配設され、油圧シリンダ２１の伸縮動作によって、爪部材１２が開閉動作を行うように配置されている。なお、油圧シリンダ２１の配置箇所や個数は、電動油圧式バケット１全体の形状・サイズ、使用するバケット本体１０の爪部材１２の形状、及び爪部材１２の開閉動作に係る力の伝達効率等を考慮して適宜選択することができる。例えば、油圧シリンダ２１は、爪部材１２ごとに設けるものとしてもよく、一対の爪部材１２の間を架け渡すように設けるものとしてもよい。 The hydraulic cylinder 21 acts on the claw member 12 of the bucket body 10 to open and close it. The hydraulic cylinder 21 is arranged with respect to the claw member 12 of the bucket body 10, and the claw member 12 is arranged so as to open and close by the expansion and contraction operation of the hydraulic cylinder 21. The location and number of the hydraulic cylinders 21 are determined by the shape and size of the entire electro-hydraulic bucket 1, the shape of the claw member 12 of the bucket body 10 to be used, the transmission efficiency of the force related to the opening and closing operation of the claw member 12, and the like. It can be appropriately selected in consideration. For example, the hydraulic cylinder 21 may be provided for each claw member 12, or may be provided so as to bridge the pair of claw members 12.

可変容量ポンプ２２は、電動機２３によって駆動し、油圧シリンダ２１に作動油を供給するためのものである。可変容量ポンプ２２としては、一回転当たりの吐出量を可変としたものであれば特に限定されず、公知の構造を有するものを適宜選択することとしてもよい。一般に、可変容量ポンプ２２は、設定圧に達した場合、作動油の吐出量を絞るように設計されている。このとき、電動機２３にかかる負荷も減少し、電流は瞬時に小さくなる。そのため、可変容量ポンプ２２を用いた場合、作動油の油圧変化を通常のカレントセンサーで検出することは困難とされている。 The variable displacement pump 22 is driven by an electric motor 23 to supply hydraulic oil to the hydraulic cylinder 21. The variable displacement pump 22 is not particularly limited as long as the discharge amount per rotation is variable, and a pump having a known structure may be appropriately selected. Generally, the variable displacement pump 22 is designed to reduce the discharge amount of hydraulic oil when the set pressure is reached. At this time, the load applied to the motor 23 is also reduced, and the current is instantaneously reduced. Therefore, when the variable displacement pump 22 is used, it is difficult to detect the change in the hydraulic pressure of the hydraulic oil with a normal current sensor.

切換弁２４は、可変容量ポンプ２２から油圧シリンダ２１に供給する作動油の供給先を切り換えるためのものである。切換弁２４による作動油の供給先の切り換えとしては、油圧シリンダ２１のヘッド側室とロッド側室とを切り換えるものや、油圧シリンダ２１と作動油のオイルタンク（不図示）とを切り換えるものが挙げられる。
また、切換弁２４としては、作動油の油路を切り換え可能なものであれば特に限定されない。切換弁２４の具体的な例としては、例えば、ソレノイドの励磁により弁の位置が切り換わる電磁切換弁などが挙げられる。このとき、センターバイパス型の切換弁とし、切換弁２４が中立位置となった場合に、油圧シリンダ２１への作動油の供給が停止するように設計したものを用いてもよい。これにより、油圧シリンダ２１の伸縮動作及び停止をスムーズに切り換えることが可能となる。 The switching valve 24 is for switching the supply destination of the hydraulic oil supplied from the variable displacement pump 22 to the hydraulic cylinder 21. Examples of the switching of the hydraulic oil supply destination by the switching valve 24 include switching between the head side chamber and the rod side chamber of the hydraulic cylinder 21 and switching between the hydraulic cylinder 21 and the hydraulic oil oil tank (not shown).
Further, the switching valve 24 is not particularly limited as long as it can switch the oil passage of the hydraulic oil. Specific examples of the switching valve 24 include an electromagnetic switching valve whose valve position is switched by excitation of a solenoid. At this time, a center bypass type switching valve may be used that is designed so that the supply of hydraulic oil to the hydraulic cylinder 21 is stopped when the switching valve 24 is in the neutral position. This makes it possible to smoothly switch between the expansion and contraction operation and the stop of the hydraulic cylinder 21.

また、油圧ユニット２０には、油圧ユニット２０を駆動させるための電源供給ライン２５が接続されている。電源供給ライン２５は、油圧ユニット２０のうち、駆動に際して電気を必要とする構成に対して電気を供給することができるものであれば、特に限定されない。電源供給ライン２５の具体的な例としては、例えば、通電状態のまま移動が可能なキャブタイヤケーブルが挙げられる。なお、油圧ユニット２０のうち、電気を供給する構成としては、例えば、可変容量ポンプを駆動する電動機２３や電磁切換弁などが挙げられる。 Further, a power supply line 25 for driving the flood control unit 20 is connected to the flood control unit 20. The power supply line 25 is not particularly limited as long as it can supply electricity to a configuration of the hydraulic unit 20 that requires electricity for driving. Specific examples of the power supply line 25 include a cabtire cable that can be moved while being energized. Among the hydraulic units 20, examples of the configuration for supplying electricity include an electric motor 23 for driving a variable displacement pump and an electromagnetic switching valve.

上述した油圧ユニット２０によって、可変容量ポンプ２２により吐出される作動油が切換弁２４を介して油圧シリンダ２１に供給されることで、作動油の油圧により油圧シリンダ２１の伸縮動作が行われる。これにより、バケット本体１０の開閉動作が行われる。 The hydraulic unit 20 described above supplies the hydraulic oil discharged by the variable displacement pump 22 to the hydraulic cylinder 21 via the switching valve 24, so that the hydraulic oil hydraulically expands and contracts the hydraulic cylinder 21. As a result, the bucket body 10 is opened and closed.

なお、バケット本体１０の開閉動作に係る操作の指示伝達手段については、特に限定されない。例えば、バケット本体１０の開閉動作に係る運転信号の送受信手段を油圧ユニット２０に設け、外部からの運転信号に基づく操作を可能とすることや、バケット本体１０の開閉動作に係る自動運転プログラムを実行する構成を別途構築し、電動油圧式バケット１に組み込むものとすること等が挙げられる。なお、油圧ユニット２０に送受信手段を設ける場合、電源供給ライン２５が、バケット本体１０の開閉動作に係る運転信号の送受信ラインを兼ねることが好ましい。このような電源供給ライン２５としては、例えば、複数芯を備えるキャブタイヤケーブルを用いることが挙げられる。また、送受信手段の他の例としては、電源供給ライン２５とは別に送受信ラインを設けるものであってもよく、無線等の通信技術を介した送受信手段とするものであってもよい。 The operation instruction transmitting means related to the opening / closing operation of the bucket body 10 is not particularly limited. For example, the hydraulic unit 20 is provided with a means for transmitting and receiving an operation signal related to the opening / closing operation of the bucket body 10 to enable an operation based on an operation signal from the outside, and an automatic operation program related to the opening / closing operation of the bucket body 10 is executed. It is possible to separately construct a configuration to be used and incorporate it into the electro-hydraulic bucket 1. When the hydraulic unit 20 is provided with the transmission / reception means, it is preferable that the power supply line 25 also serves as a transmission / reception line for an operation signal related to the opening / closing operation of the bucket body 10. As such a power supply line 25, for example, a cabtire cable having a plurality of cores may be used. Further, as another example of the transmission / reception means, a transmission / reception line may be provided separately from the power supply line 25, or a transmission / reception means via a communication technology such as wireless may be used.

（制御部（電動油圧式バケットの制御装置））
制御部３０は、油圧ユニット２０の駆動を制御するものである。制御部３０は、油圧ユニット２０に対し、配線等により直接接続されるものであってもよく、無線等の通信技術を介して一部間接的に接続されるものであってもよい。
本実施態様の制御部３０は、電流データ取得部３１と、演算部３２とを備えている。 (Control unit (control device for electro-hydraulic bucket))
The control unit 30 controls the drive of the hydraulic unit 20. The control unit 30 may be directly connected to the flood control unit 20 by wiring or the like, or may be partially indirectly connected to the hydraulic unit 20 via a communication technology such as wireless communication.
The control unit 30 of this embodiment includes a current data acquisition unit 31 and a calculation unit 32.

電流データ取得部３１は、油圧ユニット２０に供給される電流に関するデータ（以下、「電流データＩ」という）を計測又は取得するものであり、油圧ユニット２０の電源供給ライン２５上に設けられる。電流データ取得部３１としては、電源供給ライン２５を流れる電流データＩの計測又は取得が可能なものであれば特に限定されない。電流データ取得部３１の具体的な例としては、変流器を用い、電源供給ライン２５から取得した電流データＩを後述する演算部３２に入力するものが挙げられる。これにより、電流データＩの高速サンプリングが可能となる。このとき、変流器の後段にコンバータを設け、電流データＩを演算部３２への入力に適した形に変換するものとしてもよい。また、電流データ取得部３１の他の例としては、変流器に代えて電流センサを用いるものが挙げられる。
また、本実施態様の電流データ取得部３１は、電動油圧式バケットの開閉完了時を検出するために用いる電流データＩを計測又は取得するものである。したがって、電流データ取得部３１は、電流データＩを常時計測又は取得するものであってもよく、バケット本体１０の開閉動作に係る運転信号を受信したタイミングで、電流データＩの計測又は取得を開始するものとしてもよい。 The current data acquisition unit 31 measures or acquires data related to the current supplied to the hydraulic unit 20 (hereinafter, referred to as “current data I”), and is provided on the power supply line 25 of the hydraulic unit 20. The current data acquisition unit 31 is not particularly limited as long as it can measure or acquire the current data I flowing through the power supply line 25. As a specific example of the current data acquisition unit 31, a current transformer is used to input the current data I acquired from the power supply line 25 to the calculation unit 32 described later. This enables high-speed sampling of current data I. At this time, a converter may be provided after the current transformer to convert the current data I into a form suitable for input to the calculation unit 32. Further, as another example of the current data acquisition unit 31, a current sensor is used instead of the current transformer.
Further, the current data acquisition unit 31 of the present embodiment measures or acquires the current data I used for detecting when the opening / closing of the electrohydraulic bucket is completed. Therefore, the current data acquisition unit 31 may constantly measure or acquire the current data I, and starts measuring or acquiring the current data I at the timing when the operation signal related to the opening / closing operation of the bucket body 10 is received. It may be the one to do.

図２は、電流データ取得部３１により得られる電流データＩの経時変化の一例を示したグラフである。なお、図２において、電流データＩは電流値として示している。また、図２の縦軸は電流値、横軸は時間を表している。
図２に示すように、バケット本体１０の開き切り時あるいは閉じ切り時において、油圧ユニット２０の油圧シリンダ２１内の油圧が上昇し、電動機２３の負荷が増加することにより、電流値は増加する。しかし、可変容量ポンプ２２の機能により、作動油の吐出量が減少するため、図２に示すように、電流値はすぐに減少する。したがって、図２における電流値のピーク到達時は、バケット本体１０の開閉完了時に相当することが分かる。なお、このときのピーク到達時の電流値を、以下、ピーク値Ｉ_Ｐという。 FIG. 2 is a graph showing an example of the time-dependent change of the current data I obtained by the current data acquisition unit 31. In FIG. 2, the current data I is shown as a current value. The vertical axis of FIG. 2 represents the current value, and the horizontal axis represents time.
As shown in FIG. 2, when the bucket body 10 is fully opened or closed, the oil pressure in the hydraulic cylinder 21 of the hydraulic unit 20 rises, and the load on the motor 23 increases, so that the current value increases. However, due to the function of the variable displacement pump 22, the discharge amount of the hydraulic oil is reduced, so that the current value is immediately reduced as shown in FIG. Therefore, it can be seen that the peak of the current value in FIG. 2 corresponds to the completion of opening and closing of the bucket body 10. Incidentally, the current value upon reaching peak at this time, hereinafter referred to as the peak value I _P.

演算部３２は、電流データ取得部３１により得られる電流データＩと、あらかじめ設定した所定値Ｉ_Ｓとを比較演算するものである。ここで、あらかじめ設定した所定値Ｉ_Ｓとは、バケット本体１０の開き切り時あるいは閉じ切り時において生じる電流値の推定値又は事前に測定した実測値であり、図２におけるピーク値Ｉ_Ｐ又はピーク値Ｉ_Ｐの近傍値に相当する。これにより、所定値Ｉ_Ｓを基準として、電流データ取得部３１により得られる電流データＩの経時変化に係るデータを得ることで、電流データＩがピーク値Ｉ_Ｐ又はピーク値Ｉ_Ｐの近傍値に到達するタイミング、すなわちバケット本体１０の開閉完了時を的確に検出することが可能となる。 The computer 32, the current data I obtained by the current data acquisition unit 31 is configured to compare operation with a predetermined value I _S, which is set in advance. Here, the predetermined value I _S set in advance, an estimate or actual value measured in advance of a current value caused during cutting or during closed cutting opening of the bucket body 10, the peak value I _P or peak in FIG. 2 corresponding to the vicinity of the values I _P. Thus, reference to a predetermined value I _S, to obtain data relating to changes over time of the current data I obtained from the current data acquisition unit 31, current data I in the vicinity of the peak value I _P or peak value I _P It is possible to accurately detect the arrival timing, that is, the time when the opening and closing of the bucket body 10 is completed.

演算部３２としては、電流データ取得部３１により得られる電流データＩを入力する手段と、あらかじめ設定した所定値Ｉ_Ｓを入力及び記憶する手段と、電流データＩと所定値Ｉ_Ｓを比較演算する演算手段を備えるものであればよく、構成については特に限定されない。演算部３２の具体的な例としては、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等を備えたコンピュータや、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等が挙げられる。演算部３２としては、条件変更が容易であり、高速演算が可能であることから、ＰＬＣを用いることが特に好ましい。 The arithmetic unit 32, means for inputting the current data I obtained from the current data acquisition unit 31, a means for inputting and storing a predetermined value I _S set in advance, comparing calculating current data I and a predetermined value I _S Any device may be provided with a calculation means, and the configuration is not particularly limited. Specific examples of the calculation unit 32 include a computer equipped with a CPU, ROM, RAM, HDD, etc., a PLC (Programmable Logic Controller), and the like. As the calculation unit 32, it is particularly preferable to use a PLC because the conditions can be easily changed and high-speed calculation is possible.

なお、演算部３２は、電流データＩと所定値Ｉ_Ｓを比較演算した結果を記憶する手段と、比較演算した結果同士を比較解析する手段を設けるものとしてもよい。バケット本体１０又は油圧ユニット２０の劣化が進行してきた場合、駆動に係る電源供給ライン２５からの電流の量が減少し、本来得られるはずの電流データＩの値が小さくなる。したがって、バケット本体１０の開き切り時あるいは閉じ切り時における比較演算結果同士を比較することにより、バケット本体１０又は油圧ユニット２０の劣化傾向に係る診断を行うことが可能となる。 The arithmetic unit 32 may alternatively be provided with means for storing the result of the comparison operation current data I and a predetermined value I _S, the means for comparative analysis with each other results of the comparison operation. When the bucket body 10 or the hydraulic unit 20 is deteriorated, the amount of current from the power supply line 25 related to the drive is reduced, and the value of the current data I that should be originally obtained becomes smaller. Therefore, it is possible to make a diagnosis related to the deterioration tendency of the bucket body 10 or the hydraulic unit 20 by comparing the comparison calculation results when the bucket body 10 is fully opened or closed.

また、制御部３０は、演算部３２における比較演算の結果に基づき、油圧ユニット２０の駆動に係る信号を出力する駆動信号出力手段３３を有するものである。この駆動信号出力手段３３は、上述した演算部３２に組み込まれたものとしてもよく、演算部３２とは別に独立した構成として設けるものとしてもよい。
また、駆動信号出力手段３３により出力される信号は、油圧ユニット２０の駆動を停止するものであってもよく、油圧ユニット２０の駆動を開始（再開）するものであってもよい。なお、駆動信号出力手段３３により出力する信号の実施例については後述する。 Further, the control unit 30 has a drive signal output means 33 that outputs a signal related to the drive of the hydraulic unit 20 based on the result of the comparison calculation in the calculation unit 32. The drive signal output means 33 may be incorporated in the above-mentioned calculation unit 32, or may be provided as a configuration independent of the calculation unit 32.
Further, the signal output by the drive signal output means 33 may be one that stops the drive of the hydraulic unit 20, or may be one that starts (restarts) the drive of the hydraulic unit 20. An example of a signal output by the drive signal output means 33 will be described later.

なお、制御部３０に係る構成は、本発明に係る制御装置として独立したものとすることができる。この制御装置は、既設の電動油圧式バケットに適用することができる。これにより、簡素な取り付け作業によって、本発明の電動油圧式バケット及び電動油圧式バケットの制御方法を提供することができる。特に、固定容量ポンプを備えた既設の電動油圧式バケットを、可変容量ポンプを備えた電動油圧式バケットに更新する際に適用することで、さまざまな付帯工事を必要とせず、簡素な取り付け作業によって電動油圧式バケットの更新をすることができる。 The configuration of the control unit 30 can be independent as the control device according to the present invention. This control device can be applied to an existing electro-hydraulic bucket. Thereby, the control method of the electro-hydraulic bucket and the electro-hydraulic bucket of the present invention can be provided by a simple installation work. In particular, by applying it when replacing an existing electro-hydraulic bucket equipped with a fixed-capacity pump with an electro-hydraulic bucket equipped with a variable-capacity pump, various incidental work is not required and simple installation work is required. The electro-hydraulic bucket can be updated.

（電動油圧式バケットの運転制御）
本実施態様の電動油圧式バケット及び電動油圧式バケットの制御装置における運転制御について、例示して説明する。なお、この運転制御における説明については、実施態様の例示にすぎず、これに限定されるものではない。 (Operation control of electro-hydraulic bucket)
The operation control in the electro-hydraulic bucket and the control device for the electro-hydraulic bucket of this embodiment will be described by way of example. It should be noted that the description in this operation control is merely an example of the embodiment and is not limited thereto.

本実施態様の電動油圧式バケット１Ａにおいて、主電源（不図示）から電源供給ライン２５を介して、油圧ユニット２０に電気が供給される。そして、バケット本体１０の開閉動作に係る操作の指示伝達手段からの運転信号により、電動機２３が駆動し、可変容量ポンプ２２及び切換弁２４を介して油圧シリンダ２１に作動油が供給され、バケット本体１０の開又は閉動作が行われる。このとき、電流データ取得部３１は、電源供給ライン２５を介して電流データＩを取得する（電流データ取得ステップ）。その後、演算部３２において、電流データＩと所定値Ｉ_Ｓを比較演算する（演算ステップ）。そして、電流データ取得部３１により得られた電流データＩが、あらかじめ設定した所定値Ｉ_Ｓを超えたことが演算結果として出力された場合、つまり、バケット本体１０の開閉完了時にあることが検知された場合、駆動信号出力手段３３は、油圧ユニット２０に対する停止信号を出力する（駆動信号出力ステップ）。この停止信号に基づく油圧ユニット２０の駆動の停止手段については特に限定されないが、例えば、油圧ユニット２０の切換弁２４を切り換え、油圧シリンダ２１への作動油の供給を停止するものとしてもよく、電動機２３の駆動を停止するものとしてもよい。なお、油圧ユニット２０をより安全に停止させることや再駆動の容易性の観点から、停止手段としては切換弁２４を切り換えるものとすることがより好ましい。これにより、バケット本体１０の開き切り時又は閉じ切り時に、その状態を超えてバケット本体１０が開動作又は閉動作することを防ぎ、バケット本体１０及び油圧ユニット２０を保護することができる。 In the electro-hydraulic bucket 1A of the present embodiment, electricity is supplied from the main power source (not shown) to the flood control unit 20 via the power supply line 25. Then, the electric motor 23 is driven by the operation signal from the operation instruction transmitting means related to the opening / closing operation of the bucket main body 10, and the hydraulic oil is supplied to the hydraulic cylinder 21 via the variable displacement pump 22 and the switching valve 24, and the bucket main body 10 is opened and closed. The opening or closing operation of 10 is performed. At this time, the current data acquisition unit 31 acquires the current data I via the power supply line 25 (current data acquisition step). Thereafter, the arithmetic unit 32 compares calculating the current data I and a predetermined value I _S (calculation step). Then, the current data I obtained by the current data acquisition unit 31, if it exceeds a predetermined value I _S set in advance is output as a result of calculation, that is, it is detected at the time of opening and closing the completion of the bucket body 10 If so, the drive signal output means 33 outputs a stop signal to the hydraulic unit 20 (drive signal output step). The means for stopping the drive of the hydraulic unit 20 based on this stop signal is not particularly limited, but for example, the switching valve 24 of the hydraulic unit 20 may be switched to stop the supply of hydraulic oil to the hydraulic cylinder 21. The drive of the 23 may be stopped. From the viewpoint of safer stopping of the flood control unit 20 and ease of re-driving, it is more preferable to switch the switching valve 24 as the stopping means. As a result, when the bucket body 10 is fully opened or closed, it is possible to prevent the bucket body 10 from opening or closing beyond that state, and to protect the bucket body 10 and the hydraulic unit 20.

また、演算部３２において、電流データＩと所定値Ｉ_Ｓを比較演算した結果を記憶する手段と、比較演算した結果同士を比較解析する手段を設けるものとした場合、バケット本体１０の開き切り時あるいは閉じ切り時における比較演算結果と、その前の開き切り時あるいは閉じ切り時における比較演算結果とを比較解析する。そして、比較解析結果として、電流データ取得部３１で得られる電流データＩが減少傾向にあった場合、バケット本体１０又は油圧ユニット２０の劣化が進行しているものとし、駆動信号出力手段３３は、油圧ユニット２０に対する停止信号を出力し、油圧ユニット２０の駆動を停止する。また、油圧ユニット２０の停止後、バケット本体１０又は油圧ユニット２０の交換等の更新作業を行うものとしてもよい。これにより、バケット本体１０又は油圧ユニット２０の劣化傾向を検出し、油圧ユニット２０の駆動停止、更新などの適切なメンテナンス作業を行うことが可能となる。 Further, the calculating unit 32, when it is assumed to provide a means for storing the result of the comparison operation current data I and a predetermined value I _S, the means for comparative analysis with each other results of the comparison operation, when outright opening of the bucket body 10 Alternatively, the comparison calculation result at the time of closing and closing is compared and analyzed with the comparison calculation result at the time of opening and closing or closing before that. Then, as a result of the comparative analysis, when the current data I obtained by the current data acquisition unit 31 tends to decrease, it is assumed that the bucket body 10 or the hydraulic unit 20 is deteriorating, and the drive signal output means 33 determines. A stop signal for the hydraulic unit 20 is output to stop the drive of the hydraulic unit 20. Further, after the hydraulic unit 20 is stopped, renewal work such as replacement of the bucket body 10 or the hydraulic unit 20 may be performed. As a result, it is possible to detect the deterioration tendency of the bucket body 10 or the hydraulic unit 20 and perform appropriate maintenance work such as driving stop and renewal of the hydraulic unit 20.

以上のように、本実施態様の電動油圧式バケット１Ａにおいて、電流データＩを取得する電流データ取得部３１、及び電流データＩと所定値Ｉ_Ｓを比較演算する演算部３２を備える制御部３０を設けることで、圧力スイッチを用いた作動油の圧力検出によらず、バケット本体１０の開閉完了時を検出し、その検出結果に基づく運転制御を行うことが可能となる。 As described above, in the electro-hydraulic bucket 1A of the present embodiment, the current data acquisition unit 31 acquires the current data I, and a control unit 30 comprising a computing unit 32 for comparison operation current data I and a predetermined value I _S By providing this, it is possible to detect when the opening and closing of the bucket body 10 is completed and perform operation control based on the detection result, regardless of the pressure detection of the hydraulic oil using the pressure switch.

〔第２の実施態様〕
図３は、本発明の第２の実施態様の電動油圧式バケットの構成を示す概略説明図である。
第２の実施態様の電動油圧式バケット１Ｂは、制御部３０′として、第１の実施態様の電動油圧式バケット１Ａにおける制御部３０の構成に加えて、さらにバケット本体１０の開閉状態を判別する開閉判別部３４を備えるものである。なお、本実施態様における電動油圧式バケット１Ｂの構成のうち、第１の実施態様の電動油圧式バケット１Ａの構成と同じものについては、説明を省略する。 [Second Embodiment]
FIG. 3 is a schematic explanatory view showing a configuration of an electro-hydraulic bucket according to a second embodiment of the present invention.
The electro-hydraulic bucket 1B of the second embodiment, as the control unit 30', further determines the open / closed state of the bucket body 10 in addition to the configuration of the control unit 30 in the electro-hydraulic bucket 1A of the first embodiment. It includes an open / close determination unit 34. Of the configurations of the electro-hydraulic bucket 1B in this embodiment, the same as the configuration of the electro-hydraulic bucket 1A in the first embodiment will be omitted.

本実施態様の電動油圧式バケット１Ｂは、バケット本体１０の動作状態に応じた制御を行うものである。これにより、バケット本体１０の動作状態によって油圧ユニット２０に係る負荷が異なる場合に対しても、バケット本体１０の開閉完了時を精度高く検出し、運転制御を行うことが可能となる。 The electro-hydraulic bucket 1B of the present embodiment controls according to the operating state of the bucket main body 10. As a result, even when the load related to the flood control unit 20 differs depending on the operating state of the bucket body 10, it is possible to accurately detect when the bucket body 10 has been opened and closed and perform operation control.

本実施態様の電動油圧式バケット１Ｂにおける開閉判別部３４は、バケット本体１０が開動作、閉動作、中立状態（停止）のいずれにあるかを判別するものである。また、開閉判別部３４と演算部３２を接続し、開閉判別部３４における判別結果は、演算部３２に入力可能とするものである。
開閉判別部３４としては、バケット本体１０の動作状態を把握できるものであれば特に限定されない。例えば、バケット本体１０の開閉動作に係る運転信号を受信するものや、バケット本体１０に各種センサ（傾斜センサ、位置センサ）などを設け、センサの検出結果を取得し、バケット本体１０の動作状態の判断を行うもの等が挙げられる。なお、部品数削減や検出操作の単純化・簡素化の観点から、開閉判別部３４は、バケット本体１０の開閉動作に係る運転信号を受信するものとすることが好ましい。 The open / close determination unit 34 in the electro-hydraulic bucket 1B of the present embodiment determines whether the bucket body 10 is in the open operation, the closed operation, or the neutral state (stop). Further, the open / close determination unit 34 and the calculation unit 32 are connected so that the determination result in the open / close determination unit 34 can be input to the calculation unit 32.
The open / close determination unit 34 is not particularly limited as long as it can grasp the operating state of the bucket body 10. For example, a device that receives an operation signal related to the opening / closing operation of the bucket body 10, various sensors (tilt sensor, position sensor), etc. are provided in the bucket body 10, and the detection results of the sensors are acquired to obtain the operating state of the bucket body 10. Examples include those that make judgments. From the viewpoint of reducing the number of parts and simplifying / simplifying the detection operation, it is preferable that the open / close determination unit 34 receives an operation signal related to the open / close operation of the bucket main body 10.

また、本実施態様の電動油圧式バケット１Ｂにおいて、演算部３２で用いる所定値Ｉ_Ｓは、バケット本体１０の開き切り時と閉じ切り時のそれぞれにおいて設定するものとする。例えば、バケット本体１０の開動作が完了する開き切り時の所定値Ｉ_ＳＯと、バケット本体１０の閉動作が完了する閉じ切り時の所定値Ｉ_ＳＣを設定する。これにより、バケット本体１０が開動作中である場合、所定値Ｉ_ＳＯを基準として、電流データ取得部３１により得られる電流データＩの経時変化に係るデータを得ることで、バケット本体１０の開動作完了時を的確に検出することが可能となる。一方、バケット本体１０が閉動作中である場合、所定値Ｉ_ＳＣを基準として、電流データ取得部３１により得られる電流データＩの経時変化に係るデータを得ることで、バケット本体１０の閉動作完了時を的確に検出することが可能となる。 Further, the electro-hydraulic bucket 1B of the present embodiment, the predetermined value I _S for use in the calculating portion 32 shall be set in each case shut-off and when outright opening of the bucket body 10. For example, it sets a predetermined value I _SO when outright Open Open operation of the bucket body 10 is completed, a predetermined value I _SC when shut-off closing of the bucket body 10 is completed. As a result, when the bucket main body 10 is in the open operation, the bucket main body 10 is opened by obtaining data related to the time-dependent change of the current data I obtained by the current data acquisition unit 31 with reference to _{the predetermined value ISO.} It is possible to accurately detect the time of completion. On the other hand, when the bucket main body 10 is in the closing operation, the closing operation of the bucket main body 10 is completed by obtaining the data related to the time-dependent change of the current data I obtained by the current data acquisition unit 31 with _{the predetermined value I SC as a reference.} It is possible to accurately detect the time.

また、本実施態様の電動油圧式バケット１Ｂの制御部３０′に係る構成は、本発明に係る制御装置として独立したものとすることができる。この制御装置は、既設の電動油圧式バケットに適用することができる。これにより、簡素な取り付け作業によって、本発明の電動油圧式バケット及び電動油圧式バケットの制御方法を提供することができる。特に、固定容量ポンプを備えた既設の電動油圧式バケットを、可変容量ポンプを備えた電動油圧式バケットに更新する際に適用することで、さまざまな付帯工事を必要とせず、簡素な取り付け作業によって電動油圧式バケットの更新をすることができる。 Further, the configuration of the control unit 30'of the electrohydraulic bucket 1B of the present embodiment can be independent as the control device according to the present invention. This control device can be applied to an existing electro-hydraulic bucket. Thereby, the control method of the electro-hydraulic bucket and the electro-hydraulic bucket of the present invention can be provided by a simple installation work. In particular, by applying it when replacing an existing electro-hydraulic bucket equipped with a fixed-capacity pump with an electro-hydraulic bucket equipped with a variable-capacity pump, various incidental work is not required and simple installation work is required. The electro-hydraulic bucket can be updated.

（電動油圧式バケットの運転制御）
本実施態様の電動油圧式バケット及び電動油圧式バケットの制御装置は、バケット本体の開閉状態に応じた運転制御を行うものである。
以下、本実施態様として、バケット本体の開閉状態に応じた好適な運転制御について例示して説明する。
図４は、本運転制御のフローチャートを示している。図４中の各フローチャートシンボルの右肩にある数字は、以下の説明におけるステップの数字に対応するものである。
なお、各運転制御における説明及びフローチャートについては、実施態様の例示に過ぎず、これに限定されるものではない。 (Operation control of electro-hydraulic bucket)
The electro-hydraulic bucket and the control device for the electro-hydraulic bucket of the present embodiment perform operation control according to the open / closed state of the bucket body.
Hereinafter, as the present embodiment, suitable operation control according to the open / closed state of the bucket main body will be illustrated and described.
FIG. 4 shows a flowchart of the main operation control. The numbers on the right shoulder of each flowchart symbol in FIG. 4 correspond to the numbers in the steps in the following description.
It should be noted that the description and the flowchart in each operation control are merely examples of the embodiments, and the present invention is not limited thereto.

図４に示すように、主電源をオンにし、電動機２３を駆動して、電動油圧式バケットの運転を開始する。このとき、電流データ取得部３１は、電源供給ライン２５を介して電流データＩを取得する（電流データ取得ステップ）。まず、開閉判別部３４によるバケット本体１０の動作状態を判断する（ステップ１）。なお、本実施態様では、開閉判別部３４は、バケット本体１０の開閉動作に係る運転信号に基づく判断を行うものとしている。
例えば、ステップ１において、バケット本体１０に対して開動作に係る運転信号が入力されている場合、バケット本体１０が開動作となるように切換弁２４を切り換える（ステップ２−１）。その後、演算部３２において、電流データＩと所定値Ｉ_ＳＯの比較演算を行い（ステップ３−１：演算ステップ）、電流データ取得部３１により得られた電流データＩが、所定値Ｉ_ＳＯ以上となったことが演算結果として出力された場合、つまり、バケット本体１０の開動作完了（開極限）時にあることが検出された場合（ステップ４−１）、駆動信号出力手段３３により、油圧ユニット２０に対する停止信号を出力し（ステップ５−１：駆動信号出力ステップ）、開動作状態にある切換弁２４を切り換え、作動油の供給を停止する（ステップ６−１）。その後、バケット本体１０に対して閉動作に係る運転信号が入力された場合（ステップ７−１）、駆動信号出力手段３３による信号の出力を停止する（ステップ８−１）。その後、主電源のオンオフを確認し（ステップ９）、主電源がオンであれば、ステップ１に戻り、電動油圧式バケットの運転を継続する。一方、主電源がオフであれば、電動機２３の駆動を停止し（ステップ１０）、電動油圧式バケットの運転を終了する。
また、例えば、ステップ１において、バケット本体１０に対して閉動作に係る運転信号が入力されている場合、バケット本体１０が閉動作となるように切換弁２４を切り換える（ステップ２−２）。その後、演算部３２において、電流データＩと所定値Ｉ_ＳＣの比較演算を行い（ステップ３−２：演算ステップ）、電流データ取得部３１により得られた電流データＩが、所定値Ｉ_ＳＣ以上となったことが演算結果として出力された場合、つまり、バケット本体１０の閉動作完了（閉極限）時にあることが検出された場合（ステップ４−２）、駆動信号出力手段３３により、油圧ユニット２０に対する停止信号を出力し（ステップ５−２：駆動信号出力ステップ）、閉動作状態にある切換弁２４を切り換え、作動油の供給を停止する（ステップ６−２）。その後、バケット本体１０に対して開動作に係る運転信号が入力された場合（ステップ７−２）、駆動信号出力手段３３による信号の出力を停止する（ステップ８−２）。その後、主電源のオンオフを確認し（ステップ９）、主電源がオンであれば、ステップ１に戻り、電動油圧式バケットの運転を継続する。一方、主電源がオフであれば、電動機２３の駆動を停止し（ステップ１０）、電動油圧式バケットの運転を終了する。
なお、ステップ１において、バケット本体１０に対して開閉動作に係る運転信号が入力されていない場合、バケット本体１０の開閉完了（極限）時の検出中（演算ステップ中）か否かを判断する（ステップ２−３）。ここで、開閉完了時の検出中ではない場合は、ステップ１に戻る。また、開閉完了時の検出中である場合、駆動信号出力手段３３による信号出力がタイムアウトにあるか否かを判断する（ステップ３−３）。タイムアウトにあると判断された場合、駆動信号出力手段３３による信号の出力を停止する（ステップ４−３）。その後、主電源のオンオフを確認し（ステップ９）、主電源がオンであれば、ステップ１に戻り、電動油圧式バケットの運転を継続する。一方、主電源がオフであれば、電動機２３の駆動を停止し（ステップ１０）、電動油圧式バケットの運転を終了する。 As shown in FIG. 4, the main power supply is turned on, the motor 23 is driven, and the operation of the electro-hydraulic bucket is started. At this time, the current data acquisition unit 31 acquires the current data I via the power supply line 25 (current data acquisition step). First, the open / close determination unit 34 determines the operating state of the bucket body 10 (step 1). In this embodiment, the open / close determination unit 34 makes a determination based on the operation signal related to the open / close operation of the bucket main body 10.
For example, in step 1, when the operation signal related to the opening operation is input to the bucket body 10, the switching valve 24 is switched so that the bucket body 10 is opened (step 2-1). After that, the calculation unit 32 performs a comparison calculation between the current data I and the predetermined value _ISO (step 3-1: calculation step), and the current data I obtained by the current data acquisition unit 31 is equal to or higher than _{the predetermined value ISO.} When it is output as a calculation result, that is, when it is detected that the bucket body 10 has completed the opening operation (open limit) (step 4-1), the drive signal output means 33 causes the hydraulic unit 20. (Step 5-1: Drive signal output step), the switching valve 24 in the open operating state is switched, and the supply of hydraulic oil is stopped (step 6-1). After that, when the operation signal related to the closing operation is input to the bucket main body 10 (step 7-1), the output of the signal by the drive signal output means 33 is stopped (step 8-1). After that, the on / off of the main power supply is confirmed (step 9), and if the main power supply is on, the process returns to step 1 and the operation of the electrohydraulic bucket is continued. On the other hand, if the main power supply is off, the driving of the motor 23 is stopped (step 10), and the operation of the electro-hydraulic bucket is terminated.
Further, for example, in step 1, when the operation signal related to the closing operation is input to the bucket main body 10, the switching valve 24 is switched so that the bucket main body 10 is closed (step 2-2). After that, the calculation unit 32 performs a comparison calculation between the current data I and the predetermined value I _SC (step 3-2: calculation step), and the current data I obtained by the current data acquisition unit 31 is equal to or higher than _{the predetermined value I SC.} When it is output as a calculation result, that is, when it is detected that the closing operation of the bucket body 10 is completed (closed limit) (step 4-2), the drive signal output means 33 causes the hydraulic unit 20. (Step 5-2: Drive signal output step), the switching valve 24 in the closed operation state is switched, and the supply of hydraulic oil is stopped (step 6-2). After that, when the operation signal related to the opening operation is input to the bucket main body 10 (step 7-2), the output of the signal by the drive signal output means 33 is stopped (step 8-2). After that, the on / off of the main power supply is confirmed (step 9), and if the main power supply is on, the process returns to step 1 and the operation of the electrohydraulic bucket is continued. On the other hand, if the main power supply is off, the driving of the motor 23 is stopped (step 10), and the operation of the electro-hydraulic bucket is terminated.
In step 1, when the operation signal related to the opening / closing operation is not input to the bucket main body 10, it is determined whether or not the detection is being performed (during the calculation step) when the opening / closing of the bucket main body 10 is completed (extreme) (during the calculation step). Step 2-3). Here, if the detection is not being performed when the opening / closing is completed, the process returns to step 1. Further, when the detection at the completion of opening / closing is being performed, it is determined whether or not the signal output by the drive signal output means 33 is in the timeout (step 3-3). When it is determined that the time-out has occurred, the output of the signal by the drive signal output means 33 is stopped (step 4-3). After that, the on / off of the main power supply is confirmed (step 9), and if the main power supply is on, the process returns to step 1 and the operation of the electrohydraulic bucket is continued. On the other hand, if the main power supply is off, the driving of the motor 23 is stopped (step 10), and the operation of the electro-hydraulic bucket is terminated.

以上のように、本実施態様の電動油圧式バケット１Ｂは、制御部３０′として開閉判別部３４を設け、演算部３２で用いる所定値を開き切り時と閉じ切り時のそれぞれに応じて設定することで、バケット本体１０の開閉状態に応じた運転制御を行うことが可能となった。これにより、バケット本体１０の開閉完了時をより精度高く検出し、運転制御の最適化を行うことを可能とするものである。 As described above, the electro-hydraulic bucket 1B of the present embodiment is provided with an open / close determination unit 34 as a control unit 30', and a predetermined value used by the calculation unit 32 is set according to each of the opening / closing time and the closing / closing time. As a result, it has become possible to perform operation control according to the open / closed state of the bucket body 10. This makes it possible to detect when the opening and closing of the bucket body 10 is completed with higher accuracy and optimize the operation control.

なお、上述した実施態様は電動油圧式バケット、電動油圧式バケットの制御装置及び電動油圧式バケットの制御方法の一例を示すものである。本発明に係る電動油圧式バケット、電動油圧式バケットの制御装置及び電動油圧式バケットの制御方法は、上述した実施態様に限られるものではなく、請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、上述した実施態様に係る電動油圧式バケット、電動油圧式バケットの制御装置及び電動油圧式バケットの制御方法を変形してもよい。 The above-described embodiment shows an example of an electro-hydraulic bucket, a control device for the electro-hydraulic bucket, and a control method for the electro-hydraulic bucket. The electro-hydraulic bucket, the control device for the electro-hydraulic bucket, and the control method for the electro-hydraulic bucket according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and are described above as long as the gist described in the claim is not changed. The control device for the electro-hydraulic bucket, the control device for the electro-hydraulic bucket, and the control method for the electro-hydraulic bucket according to the above embodiment may be modified.

例えば、本実施態様の電動油圧式バケットにおいて、バケット本体や油圧ユニットに対して、各種センサを設けるものとしてもよい。例えば、バケット本体に対しては、バケット本体の異常を予測するための衝撃検知センサやバケット本体の傾きを検出する傾斜センサ等を設けることが挙げられる。また、油圧ユニットに対しては、油圧ユニットの異常検知のための温度センサや油温センサ等を設けることが挙げられる。これにより、電動油圧式バケットの安定運転及び保護に着目した運転制御の精度を向上させることが可能となる。 For example, in the electro-hydraulic bucket of the present embodiment, various sensors may be provided for the bucket body and the flood control unit. For example, the bucket body may be provided with an impact detection sensor for predicting an abnormality in the bucket body, an inclination sensor for detecting the inclination of the bucket body, and the like. Further, the hydraulic unit may be provided with a temperature sensor, an oil temperature sensor, or the like for detecting an abnormality in the hydraulic unit. This makes it possible to improve the accuracy of operation control focusing on stable operation and protection of the electro-hydraulic bucket.

本発明の電動油圧式バケット、電動油圧式バケットの制御装置及び電動油圧式バケットの制御方法は、対象物を掴持・搬送・放出する荷役作業に供するバケットに適用することができる。具体的には、清掃工場やごみ焼却場における天井クレーン（ごみ、焼却灰の搬送クレーン）のバケットとして好適に利用することができる。 The electro-hydraulic bucket, the control device for the electro-hydraulic bucket, and the control method for the electro-hydraulic bucket of the present invention can be applied to a bucket used for cargo handling work of grasping, transporting, and releasing an object. Specifically, it can be suitably used as a bucket for an overhead crane (a crane for transporting waste and incinerated ash) in a cleaning plant or a waste incinerator.

また、本発明の電動油圧式バケットの制御装置は、既設の電動油圧式バケットに設けることにより、電動油圧式バケットの更新作業に利用することができる。 Further, the control device for the electro-hydraulic bucket of the present invention can be used for renewal work of the electro-hydraulic bucket by providing the control device for the electro-hydraulic bucket in the existing electro-hydraulic bucket.

１Ａ，１Ｂ電動油圧式バケット、２ワイヤーロープ、３クレーン、１０バケット本体、１１フレーム、１２爪部材、１３回転軸、２０油圧ユニット、２１油圧シリンダ、２２可変容量ポンプ、２３電動機、２４切換弁、２５電源供給ライン、３０，３０′ 制御部、３１電流データ取得部、３２演算部、３３駆動信号出力手段、３４開閉判別部、Ｉ電流データ、Ｉ_Ｐピーク値、Ｉ_Ｓ，Ｉ_ＳＣ，Ｉ_ＳＯ所定値 1A, 1B Electro-hydraulic bucket, 2 wire rope, 3 crane, 10 bucket body, 11 frame, 12 claw member, 13 rotating shaft, 20 hydraulic unit, 21 hydraulic cylinder, 22 variable capacity pump, 23 motor, 24 switching valve, 25 power supply line, 30, 30 'control unit, 31 a current data acquisition unit, 32 computing unit, 33 drive signal output means, 34 opening level determination section, I the current data, _{I P} peak _{_{_{value, I S, I SC, I}}} SO Predetermined value

Claims

With the bucket body
The hydraulic unit that opens and closes the bucket body and
An electro-hydraulic bucket including a control unit for controlling the drive of the hydraulic unit.
The hydraulic unit comprises a hydraulic cylinder, an electric motor that drives the variable displacement pump and the variable displacement pump squeezing the discharge amount of the hydraulic oil when it reaches the set pressure,
The control unit is driven by a current data acquisition unit provided on the power supply line of the hydraulic unit, a calculation unit that compares and calculates a current value obtained by the current data acquisition unit with a preset predetermined value, and a drive unit. With signal output means ,
The predetermined value is the peak value of the estimated value of the current value generated when the bucket body is opened or closed, or a value close to the peak value, or the current value generated when the bucket body is opened or closed. It is the peak value of the measured value measured in advance or the value near the peak value.
The control unit detects that the opening and closing of the bucket body is completed based on the calculation result of the calculation unit, and the drive signal output means outputs a signal related to the drive of the hydraulic unit based on the detection. An electro-hydraulic bucket that features this.

The control unit includes an open / close determination unit that determines the open / closed state of the bucket body.
The electro-hydraulic bucket according to claim 1, wherein the predetermined value in the calculation unit is a value set for each of the opening and closing times of the bucket body.

The electrohydraulic bucket according to claim 1 or 2, wherein the control unit uses a PLC (Programmable Logic Controller) as the calculation unit.

A control device for an electro-hydraulic bucket provided in an electro-hydraulic bucket.
The electro-hydraulic bucket, and the bucket main body, a hydraulic unit for opening and closing operation of the bucket body, a hydraulic cylinder, a variable displacement pump and the variable displacement pump squeezing the discharge amount of the hydraulic oil when it reaches the set pressure Equipped with a driving motor
The control device includes a control unit that controls the drive of the hydraulic unit.
The control unit includes a current data acquisition unit provided on the power supply line of the hydraulic unit, a calculation unit that compares and calculates a current value obtained by the current data acquisition unit with a preset predetermined current value. With drive signal output means ,
The predetermined value is the peak value of the estimated value of the current value generated when the bucket body is opened or closed, or a value close to the peak value, or the current value generated when the bucket body is opened or closed. It is the peak value of the measured value measured in advance or the value near the peak value.
The control unit detects that the opening and closing of the bucket body is completed based on the calculation result of the calculation unit, and the drive signal output means outputs a signal related to the drive of the hydraulic unit based on the detection. A control device for an electro-hydraulic bucket, which is characterized by this.

It is a control method for electro-hydraulic buckets.
The electro-hydraulic bucket includes a bucket main body, a hydraulic unit for opening and closing the bucket main body, and a control means for controlling the drive of the hydraulic unit.
The hydraulic unit comprises a hydraulic cylinder, an electric motor that drives the variable displacement pump and the variable displacement pump squeezing the discharge amount of the hydraulic oil when it reaches the set pressure,
The control means performs a calculation for comparing and calculating a current data acquisition step for acquiring current data supplied to the power supply line of the hydraulic unit, a current value measured by the current data acquisition step, and a preset predetermined value. Based on the step and the calculation result of the calculation step, the drive signal output step detects that the opening and closing of the bucket body is completed, and the drive signal output means outputs a signal related to the drive of the hydraulic unit based on the detection. equipped with a,
The predetermined value is the peak value of the estimated value of the current value generated when the bucket body is opened or closed, or a value close to the peak value, or the current value generated when the bucket body is opened or closed. wherein the values close der Rukoto peak value or peak value of the pre-measured value measured, the control method of the electric hydraulic bucket.