JP7084129B2 - Excavator - Google Patents
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Description
本発明は、ショベルに関する。 The present invention relates to a shovel.
ショベルは、主として走行体(クローラ、ロワーともいう)、上部旋回体、アタッチメントを備える。上部旋回体は走行体に対して回動自在に取り付けられており、旋回モータによって位置が制御される。アタッチメントは上部旋回体に取り付けられており、作業時に使用される。 The excavator mainly includes a traveling body (also referred to as a crawler or a lower), an upper swivel body, and an attachment. The upper swivel body is rotatably attached to the traveling body, and its position is controlled by the swivel motor. The attachment is attached to the upper swing body and is used during work.
オペレータは、作業内容に応じて、アタッチメントのブーム、アーム、バケットを制御するが、このとき、車体(すなわち走行体、上部旋回体)はアタッチメントからの反力を受ける。反力が加わる向きと、車体の姿勢、地面の状況によって、ショベルの本体が浮き上がってしまう場合がある。 The operator controls the boom, arm, and bucket of the attachment according to the work content, and at this time, the vehicle body (that is, the traveling body and the upper swing body) receives the reaction force from the attachment. The body of the excavator may rise depending on the direction in which the reaction force is applied, the posture of the vehicle body, and the condition of the ground.
特許文献1には、ブームシリンダの収縮側(ロッド側)の圧力を抑制することにより、車体の浮き上がり、ひいては転倒を防止する技術が開示されている。
ショベルの浮き上がり防止のためには、ショベルの転倒支点の位置情報が必要となる。転倒支点は、上部旋回体の回転角(方向)や地面の状況に応じて変化する。一方、従来のショベルでは、汎用性を考慮して固定的な転倒支点を定めておき、ショベルの使用状況にかかわらず、常に同じ制御条件を用いて浮き上がり防止の制御が行われていた。 In order to prevent the excavator from rising, the position information of the fall fulcrum of the excavator is required. The fall fulcrum changes according to the rotation angle (direction) of the upper swivel body and the condition of the ground. On the other hand, in the conventional excavator, a fixed tipping fulcrum is set in consideration of versatility, and the control for preventing floating is always performed using the same control conditions regardless of the usage status of the excavator.
本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、ショベルの使用状況に動的に対応した浮き上がりの抑制機構を備えたショベルの提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and one of the exemplary purposes of the embodiment is to provide a shovel provided with a lift suppressing mechanism that dynamically responds to the usage situation of the shovel.
本発明のある態様はショベルに関する。ショベルは、走行体と、走行体に回動自在に設けられる上部旋回体と、ブーム、アーム、バケットを有し、上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、走行体の浮き上がりが抑制されるように、アタッチメントの動作を補正する浮き上がり抑制部と、を備える。浮き上がり抑制部における制御条件は、走行体の浮き上がりの瞬間において取得した情報にもとづいて設定される。 One aspect of the invention relates to a shovel. The excavator has a traveling body, an upper swing body rotatably provided on the traveling body, a boom, an arm, and a bucket, and the attachment attached to the upper swing body and the floating of the traveling body are suppressed. , It is provided with a floating suppression unit that corrects the operation of the attachment. The control conditions in the lift suppressing unit are set based on the information acquired at the moment when the traveling body is lifted.
浮き上がりの瞬間は、アタッチメントが車体を傾けようとする力と、それに抗う重力がバランスした状態と近似できる。したがって、浮き上がりの瞬間を検出し、そのときのショベルの状態を監視することにより、浮き上がりを抑制するための制御条件を適応的に設定でき、様々な使用状況下において浮き上がりを適切に抑制できる。 The moment of lifting can be approximated as a balance between the force that the attachment tries to tilt the vehicle body and the gravity that opposes it. Therefore, by detecting the moment of lifting and monitoring the state of the excavator at that time, the control conditions for suppressing the lifting can be adaptively set, and the lifting can be appropriately suppressed under various usage conditions.
浮き上がり抑制部は、走行体の浮き上がりの瞬間において取得した情報にもとづいて、転倒支点の位置情報を取得し、当該位置情報にもとづいて、制御条件を規定してもよい。 The lift suppressing unit may acquire the position information of the fall fulcrum based on the information acquired at the moment of the lift of the traveling body, and may specify the control conditions based on the position information.
走行体の浮き上がりの瞬間において取得される情報は、ブームシリンダが前記上部旋回体に及ぼす力F1_INITを含んでもよい。 The information acquired at the moment of lifting of the traveling body may include the force F1_INIT exerted by the boom cylinder on the upper swing body.
ショベルは、走行体または上部旋回体に取り付けられた加速度センサおよびピッチ方向の回転情報を取得する回転センサをさらに備えてもよい。浮き上がり抑制部は、加速度センサの出力および回転センサの出力にもとづいて、転倒支点の位置情報を取得してもよい。 The excavator may further include an acceleration sensor attached to the traveling body or the upper swivel body and a rotation sensor for acquiring rotation information in the pitch direction. The lift suppressing unit may acquire the position information of the fall fulcrum based on the output of the acceleration sensor and the output of the rotation sensor.
浮き上がり抑制部は、加速度センサの出力から、重力加速度の影響を除去してもよい。 The lift suppression unit may remove the influence of gravitational acceleration from the output of the acceleration sensor.
回転センサは角速度センサであってもよい。角速度センサの出力が所定値を超えたとき、および角速度センサの出力の微分値が所定値を超えたときの少なくとも一方を、走行体の浮き上がりの瞬間としてもよい。 The rotation sensor may be an angular velocity sensor. At least one of the time when the output of the angular velocity sensor exceeds a predetermined value and the differential value of the output of the angular velocity sensor exceeds a predetermined value may be the moment when the traveling body is lifted.
本発明の別の態様もまた、ショベルである。このショベルは、走行体と、走行体に回動自在に設けられる上部旋回体と、ブーム、アーム、バケットを有し、上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、走行体の浮き上がりが抑制されるように、アタッチメントの動作を補正する浮き上がり抑制部と、を備える。浮き上がり抑制部は、走行体の浮き上がりの瞬間を検出するセンサと、ブームシリンダが上部旋回体に及ぼす力F1とするとき、浮き上がりの瞬間における力F1_INITを取得し、力F1_INITにもとづいて、転倒支点の位置と関連するパラメータを取得し、当該パラメータにもとづいて、制御条件を設定する条件設定部と、制御条件にもとづいて、アタッチメントの動作を補正する補正部と、を含む。 Another aspect of the invention is also an excavator. This excavator has a traveling body, an upper swivel body rotatably provided on the traveling body, a boom, an arm, and a bucket, and the attachment attached to the upper swivel body and the floating of the traveling body are suppressed. Also provided with a lift suppression unit that corrects the operation of the attachment. The lift suppression unit acquires the force F 1_INIT at the moment of lift when the sensor that detects the moment of lift of the traveling body and the force F 1 exerted by the boom cylinder on the upper swing body are obtained, and based on the force F 1_INIT, the lift suppression unit obtains the force F 1_INIT . It includes a condition setting unit that acquires parameters related to the position of the fall fulcrum and sets control conditions based on the parameters, and a correction unit that corrects the operation of the attachment based on the control conditions.
ショベルの車体重心と走行体の転倒支点の間の距離をDA、ブームシリンダと上部旋回体との連結点と転倒支点の間の距離をDB、車体重量をM、重力加速度をgとするとき、条件設定部は、浮き上がりの瞬間に、
DBF1_INIT=DAMg
が成り立つものとして、距離DA,DBを取得し、
DBF1<DAMg
を制御条件に設定してもよい。
The distance between the center of gravity of the excavator and the overturning fulcrum of the traveling body is DA , the distance between the connection point between the boom cylinder and the upper swing body and the overturning fulcrum is DB, the vehicle body weight is M , and the gravitational acceleration is g. When, the condition setting part, at the moment of floating,
DBF 1_INIT = D A Mg
Assuming that holds true, the distances DA and DB are obtained, and
D B F 1 < DA Mg
May be set as a control condition.
条件設定部は、アタッチメントの姿勢が変化すると、制御条件に含まれるDBを変化させてもよい。 The condition setting unit may change the DB included in the control condition when the posture of the attachment changes.
本発明の別の態様もまた、ショベルである。ショベルは、走行体と、走行体に回動自在に設けられる上部旋回体と、ブーム、アーム、バケットを有し、上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、転倒支点の位置に応じた制御条件を設定し、設定した制御条件にもとづいて走行体の浮き上がりが抑制されるように、アタッチメントの動作を補正する浮き上がり抑制部と、を備える。 Another aspect of the invention is also an excavator. The excavator has a traveling body, an upper swivel body rotatably provided on the traveling body, a boom, an arm, and a bucket, an attachment attached to the upper swivel body, and control conditions according to the position of the overturning fulcrum. It is provided with a lift suppressing unit that corrects the operation of the attachment so that the lift of the traveling body is suppressed based on the set control conditions.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above components or components or expressions of the present invention that are mutually replaced between methods, devices, systems, etc. are also effective as aspects of the present invention.
さらに、この課題を解決するための手段の記載は、すべての欠くべからざる特徴を説明するものではなく、したがって、記載されるこれらの特徴のサブコンビネーションも、本発明たり得る。 Moreover, the description of the means for solving this problem does not explain all the essential features, and therefore subcombinations of these features described may also be in the present invention.
本発明によれば、ショベルの走行体の浮き上がりを抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress the lifting of the traveling body of the excavator.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings based on the preferred embodiments. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings shall be designated by the same reference numerals, and duplicate description thereof will be omitted as appropriate. Further, the embodiment is not limited to the invention, but is an example, and all the features and combinations thereof described in the embodiment are not necessarily essential to the invention.
本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Aと部材Bが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。 In the present specification, the "state in which the member A is connected to the member B" means that the member A and the member B are physically directly connected, and the member A and the member B are electrically connected to each other. It also includes cases of being indirectly connected via other members that do not substantially affect the connection state or impair the functions and effects performed by the combination thereof.
1. 第1の実施の形態
図1は、第1の実施の形態に係る建設機械の一例であるショベル1の外観を示す斜視図である。ショベル1は、主として走行体(ロワー、クローラともいう)2と、走行体2の上部に旋回装置3を介して回動自在に搭載された上部旋回体4と、を備えている。
1. 1. 1st Embodiment FIG. 1 is a perspective view which shows the appearance of
上部旋回体4には、アタッチメント12が取り付けられる。アタッチメント12は、ブーム5と、ブーム5の先端にリンク接続されたアーム6と、アーム6の先端にリンク接続されたバケット10とが取り付けられている。バケット10は、土砂、鋼材などの吊荷を捕獲するための手段である。ブーム5、アーム6およびバケット10は、それぞれブームシリンダ7、アームシリンダ8およびバケットシリンダ9によって油圧駆動される。また、上部旋回体4には、バケット10の位置や励磁動作および釈放動作を操作するオペレータ(運転者)を収容するための運転室4aや、油圧を発生するためのエンジン11といった動力源が設けられている。
An
続いて、ショベル1の浮き上がりについて説明する。
Subsequently, the floating of the
図2は、前方浮き上がりに関連するショベルの力学的なモデルを示す図である。
たとえばショベル1は、地面50の掘削作業を行っている。ブーム5が固定され、アーム閉じ動作(あるいはバケット閉じ動作)を行うと、その反力としてブームシリンダ7のロッドを上に引き上げる力が発生し、ブームシリンダ7を介して車体の前方を上に引き上げる力が発生する。F1はブームシリンダ7が上部旋回体4に及ぼす力を表している。
FIG. 2 is a diagram showing a mechanical model of an excavator associated with forward lift.
For example, the
D1は、ショベルの車体重心P3と、走行体2の後方の転倒支点P1の間の距離を表す。転倒支点P1は、走行体2の有効接地領域52のうち、アタッチメント12が延びる方向(旋回体4の向き)における最後端とみなすことができる。またD3は、ブームシリンダ7の延長線l2と、転倒支点P1の間の距離を表す。Mは車体重量、gは重力加速度である。このとき、転倒支点P1まわりに車体前方を持ち上げようとするトルクτ1は、式(1)で表される。
τ1=D3×F1 …(1)
D 1 represents the distance between the vehicle center of gravity P 3 of the excavator and the fall fulcrum P 1 behind the traveling
τ 1 = D 3 × F 1 … (1)
一方、重力が転倒支点P1まわりに車体を地面に抑え付けようとするトルクτ2は、式(2)で表される。
τ2=D1Mg …(2)
On the other hand, the torque τ 2 that gravity tries to hold the vehicle body against the ground around the fall fulcrum P 1 is expressed by the equation (2).
τ 2 = D 1 Mg… (2)
車体の前方が浮き上がらずに安定する条件は、
τ1<τ2 …(3)
であり、式(1)、(2)を代入すると、安定条件として不等式(4)を得る。
D3F1<D1Mg …(4)
となる。すなわち制御条件として不等式(4)が成り立つように、アタッチメント12の動作を補正すれば、前方の浮き上がりを防止できる。
The condition that the front of the car body is stable without rising is
τ 1 <τ 2 ... (3)
By substituting the equations (1) and (2), the inequality equation (4) is obtained as a stability condition.
D 3 F 1 <D 1 Mg… (4)
Will be. That is, if the operation of the
作業内容によっては、ショベルの後方が浮き上がる場合もある。図3は、ショベルの作業中に発生する後方浮き上がりの一例を説明する図である。ショベル1は、地面50の掘削作業を行っている。バケット10が斜面51を掘り込むように力F2が発生しており、またブーム5がバケット10を斜面51に抑え付けるように力F3が発生している。このときブームシリンダ7のロッドを引き上げる力F1が発生し、この力F1が、ショベル1の車体(走行体2、旋回装置3、旋回体4)を傾けるよう作用する。この力F1が、重力にもとづく車体を地面に抑え付けようとする力(トルク)を上回ると、車体の後方が浮き上がってしまう。
Depending on the work content, the back of the excavator may rise. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of rearward lifting that occurs during excavator work. The
図3に示すように、バケット10が地面や対象物に接触し、引っかかったり、あるいは、めり込んでいる場合、ブーム5に力が作用してもブーム5は動かず、したがってブームシリンダ7のロッドは変位しない。ロッド側油室の圧力が大きくなるとブームシリンダ7自体を持ち上げる力F1、すなわち車体を前方に傾けようとする力が大きくなる。
As shown in FIG. 3, when the
このようなケースは、バケット10が車体(走行体2)よりも下方に位置する深掘りや、図3に示すように前方斜面の整地作業で起こりえる。また、ブーム自体を操作した場合に限らず、アームやバケットを操作した場合にも生じうる。
Such a case can occur in deep digging where the
図4は、後方浮き上がりに関連するショベルの力学的なモデルを示す図である。
D2は、ショベルの車体重心P3と、走行体2の前方の転倒支点P1の間の距離を表す。転倒支点P1は、走行体2の有効接地領域52のうち、アタッチメント12が延びる方向(旋回体4の向き)における最先端とみなすことができる。またD4は、ブームシリンダ7の延長線l2と、転倒支点P1の間の距離を表す。F1はブームシリンダ7が上部旋回体4に及ぼす力であり、Mは車体重量、gは重力加速度である。このとき、転倒支点P1まわりに車体を前方に傾けようとするトルクτ1は、式(5)で表される。
τ1=D4×F1 …(5)
FIG. 4 is a diagram showing a mechanical model of the excavator associated with backward lift.
D 2 represents the distance between the vehicle center of gravity P 3 of the excavator and the fall fulcrum P 1 in front of the traveling
τ 1 = D 4 × F 1 … (5)
一方、重力が転倒支点P1まわりに車体を地面に抑え付けようとするトルクτ2は、式(6)で表される。
τ2=D2Mg …(6)
On the other hand, the torque τ 2 in which gravity tries to hold the vehicle body against the ground around the fall fulcrum P 1 is expressed by the equation (6).
τ 2 = D 2 Mg… (6)
車体の後方が浮き上がらずに安定する条件は、
τ1<τ2 …(7)
であり、式(5)、(6)を代入すると、安定条件として不等式(8)を得る。
D4F1<D2Mg …(8)
となる。すなわち制御条件として不等式(8)が成り立つように、アタッチメント12の動作を補正すれば、後方の浮き上がりを防止できる。
The condition that the rear of the car body is stable without rising is
τ 1 <τ 2 ... (7)
By substituting the equations (5) and (6), the inequality equation (8) is obtained as a stability condition.
D 4 F 1 <D 2 Mg… (8)
Will be. That is, if the operation of the
なお距離D1,D2をDA,距離D2,D4をDBとおいて、転倒支点P1を前後で入れ換えれば、前方の浮き上がりと後方の浮き上がりの制御条件は、以下のようにまとめることができる。
DBF1<DAMg
If the distances D 1 and D 2 are set to DA , the distances D 2 and D 4 are set to DB, and the fall fulcrum P 1 is exchanged in the front-rear direction, the control conditions for the front lift and the rear lift are as follows. Can be summarized.
D B F 1 < DA Mg
続いて、前方あるいは後方の浮き上がりを抑制可能なショベル1の具体的な構成を説明する。図5は、ショベル1の電気系統および油圧系統のブロック図である。なお、図5では、機械的に動力を伝達する系統を二重線で、油圧系統を太い実線で、操縦系統を破線で、電気系統を細い実線でそれぞれ示している。なおここでは油圧ショベルについて説明するが、旋回に電動機を用いるハイブリッドショベルにも本発明は適用可能である。
Subsequently, a specific configuration of the
エンジン11は、メインポンプ14及びパイロットポンプ15に接続されている。メインポンプ14には、高圧油圧ライン16を介してコントロールバルブ17が接続されている。なお、油圧アクチュエータに油圧を供給する油圧回路は2系統設けられることがあり、その場合にはメインポンプ14は2つの油圧ポンプを含む。本明細書では理解の容易化のため、メインポンプが1系統の場合を説明する。
The
コントロールバルブ17は、ショベル1における油圧系の制御を行う装置である。コントロールバルブ17には、図1に示した走行体2を駆動するための走行油圧モータ2A及び2Bの他、ブームシリンダ7、アームシリンダ8およびバケットシリンダ9が高圧油圧ラインを介して接続されており、コントロールバルブ17は、これらに供給する油圧(制御圧)をオペレータの操作入力に応じて制御する。
The
また、旋回装置3を駆動するための旋回油圧モータ21がコントロールバルブ17に接続される。旋回油圧モータ21は、旋回コントローラの油圧回路を介してコントロールバルブ17に接続されるが、図5には旋回コントローラの油圧回路は示されず、簡略化されている。
Further, a swing
パイロットポンプ15には、パイロットライン25を介して操作装置26(操作手段)が接続されている。操作装置26は、走行体2、旋回装置3、ブーム5、アーム6およびバケット10を操作するための操作手段であり、オペレータによって操作される。操作装置26には、油圧ライン27を介してコントロールバルブ17が接続され、また、油圧ライン28を介して圧力センサ29が接続される。
An operating device 26 (operating means) is connected to the
たとえば操作装置26は、油圧パイロット式の操作レバー26A~26Dを含む。操作レバー26A~26Dはそれぞれ、ブーム軸、アーム軸、バケット軸および旋回軸に対応する操作レバーである。実際には、操作レバーは二個設けられ、一方の操作レバーの縦方向、横方向に2軸が、残りの操作レバーの縦方向、横方向に残りの2軸が割り当てられる。また操作装置26は、走行軸を制御するためのペダル(不図示)を含む。
For example, the operating
操作装置26は、パイロットライン25を通じて供給される油圧(1次側の油圧)をオペレータの操作量に応じた油圧(2次側の油圧)に変換して出力する。操作装置26から出力される2次側の油圧(制御圧)は、油圧ライン27を通じてコントロールバルブ17に供給されるとともに、圧力センサ29によって検出される。すなわち圧力センサ29の検出値は、操作レバー26A~26Dそれぞれに対するオペレータの操作入力θCNTを示す。なお図5において油圧ライン27は1本で描かれているが、実際には左走行油圧モータ、右走行油圧モータ、旋回それぞれの制御指令値の油圧ラインが存在する。
The operating
コントローラ30は、ショベルの駆動制御を行う主制御部である。コントローラ30は、CPU(Central Processing Unit)および内部メモリを含む演算処理装置で構成され、CPUがメモリにロードされた駆動制御用のプログラムを実行することにより実現される。
The
さらにショベル1は、浮き上がり抑制部600を備える。浮き上がり抑制部600は、走行体2の前方のおよび/または後方の浮き上がりが抑制されるように、アタッチメント12の動作を補正する。浮き上がり抑制部600の主要部は、コントローラ30の一部として構成することができる。
Further, the
上述のように、前方浮き上がり、後方浮き上がりが発生しない制御条件は、不等式(4)、式(8)であった。不等式(4)、(8)は、距離D1,D2,D3,D4をパラメータとしており、これらの距離は、転倒支点P1に依存する。 As described above, the control conditions in which the front lift and the rear lift do not occur are the inequality equations (4) and equations (8). Inequalities (4) and (8) have distances D 1 , D 2 , D 3 , and D 4 as parameters, and these distances depend on the tipping fulcrum P 1 .
転倒支点P1は、旋回体4の向きや地面の状態に応じて移動する。図6(a)~(c)は、転倒支点P1と旋回体の向き(旋回角度θ)の関係を示す図である。ここでは後方の浮き上がりを考慮して、転倒支点が車体前方に位置するものとしている。l1は、アタッチメントが延びる方向(旋回体4の向き)と直交しており、かつ有効接地領域52のうちアタッチメント12が延びる方向における最先端を通る線を表している。転倒支点P1は、この線l1上に位置する。図6(a)~(c)に示すように、転倒支点P1が移動すると、距離D2も変化する。同様に、距離D4も、転倒支点P1の移動にともなって変化する。
The fall fulcrum P 1 moves according to the direction of the
図7は、転倒支点P1と地面(作業フィールド)の状態の関係を示す図である。実線は堅い地面50を、一点鎖線は柔かい地面50’を表す。堅い地面50の上では、転倒支点P1は、実線三角の位置に存在する。柔らかい地面50’の上では、転倒支点P1’は一点鎖線の三角の位置に存在しうる。そのほか、転倒支点P1の近傍に堅い障害物が存在していたり、走行体2が障害物に乗り上げたりしている場合には、転倒支点P1はさらに移動しうる。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the fall fulcrum P1 and the state of the ground (work field). The solid line represents the
転倒支点P1の移動は、距離D1~D4に影響を与え、したがって車体が転倒しない力学的な安定条件に影響を及ぼす。そこで浮き上がり抑制部600は、転倒支点P1の位置に応じた制御条件を設定し、設定した制御条件にもとづいて走行体の浮き上がりが抑制されるように、アタッチメント12の動作を補正する。
The movement of the overturning fulcrum P1 affects the distances D1 to D4 , and thus affects the mechanical stability conditions under which the vehicle body does not overturn. Therefore, the
以下、浮き上がり抑制部600における制御を説明する。浮き上がり抑制部600は、走行体の姿勢を監視しており、走行体2の前方(あるいは後方)が浮き上がった瞬間を検出する。そしてアタッチメント12の動作を補正する際の制御条件(上述の安定条件、一例として不等式(4)、(8))を、走行体2の浮き上がりの瞬間におけるショベル1の状態にもとづいて動的に変化させる。
Hereinafter, the control in the
浮き上がりの瞬間は、アタッチメント12が車体を傾けようとする力(トルクτ1)と、それに抗う重力(トルクτ2)がバランスした状態と近似できる。したがって、浮き上がりの瞬間を検出し、ショベル1の状態を監視することにより、浮き上がりを抑制するための制御条件を適応的に設定でき、様々な使用状況下において浮き上がりを適切に抑制できる。
The moment of lifting can be approximated to a state in which the force (torque τ 1 ) that the
図8は、浮き上がり抑制部600の制御ブロック図である。
浮き上がり抑制部600は、センサ610、条件設定部620、補正部630を備える。センサ610は、走行体の浮き上がりの瞬間を検出する。センサ610は、姿勢センサ、ジャイロセンサや加速度センサを用いることができ、ピッチ軸周りの回転を検出してもよい。
FIG. 8 is a control block diagram of the
The
センサ610によって、前回りの角加速度(あるいは角速度)が検出されると、後方浮き上がりを抑制するための制御条件が設定される。反対に、後回りの角加速度(あるいは角速度)が検出されると、前方浮き上がりを抑制するための制御条件が設定される。
When the
ブームシリンダが上部旋回体に及ぼす力F1とする。条件設定部620は、センサ610が検出した浮き上がりの瞬間における力F1_INITを取得し、取得した力F1_INITにもとづいて、転倒支点P1の位置と関連するパラメータを取得し、当該パラメータにもとづいて、制御条件を設定する。
The force F1 exerted by the boom cylinder on the upper swing body is assumed. The
前方浮き上がりを抑制する制御条件として、
D3F1<D1Mg …(4)
を用いるとする。センサ610により、後ろ回りのピッチングが検出されたとする。浮き上がりの瞬間においてトルクτ1とτ2が釣り合うから、
D3F1_INIT=D1Mg …(9)
が成り立つ。F1_INIT,Mgは既知であるから、式(9)は現在のショベル1の使用状況において、D1とD3が満たすべき関係式である。
As a control condition to suppress forward lifting
D 3 F 1 <D 1 Mg… (4)
Will be used. It is assumed that the
D 3 F 1_INIT = D 1 Mg ... (9)
Is true. Since F 1_INIT and Mg are known, the equation (9) is a relational expression that D 1 and D 3 should satisfy in the current usage situation of the
式(9)が既知であれば、距離D1,D3は幾何学的に一意に定まる。そこで条件設定部620は、式(9)および、アタッチメント12の姿勢にもとづいて、現在の距離D1_DET,D3_DETを取得する。なお距離D1を取得することは、転倒支点P1の位置情報を取得することと等価である。なぜなら、車体重心P3の位置は不変であるから、距離D1が求まれば、転倒支点P1の位置は一意に定まるからである。そしてそれ以降の制御条件を、D3_DETF1<D1_DETMgに設定する。補正部630は、設定された制御条件にもとづいてアタッチメント12の動作を補正する。
If the equation (9) is known, the distances D 1 and D 3 are geometrically uniquely determined. Therefore, the
一度取得した距離D1は、旋回体4の方向を変化させず、また地面状況が変化しない限り、同じ値を用いることができる。一方、距離D3は、ブーム5の上げ、下げに応じて変化する。そこで、条件設定部620は、ブーム5の角度が変化すると、それに応じて距離D3を変化させ、制御条件に反映させる。
The same value can be used for the distance D 1 once acquired as long as the direction of the
後方浮き上がりに関しても同じ制御が行われる。後方浮き上がりを抑制する制御条件として、不等式(8)を用いるとする。
D4F1<D2Mg …(8)
センサ610により、前回りのピッチングが検出されたとする。浮き上がりの瞬間においてトルクτ1とτ2が釣り合うから、
D4F1_INIT=D2Mg …(10)
が成り立つ。F1_INIT,Mgは既知であるから、式(10)は現在のショベル1の使用状況において、D2とD4が満たすべき関係式である。
The same control is performed for the rear lift. It is assumed that the inequality equation (8) is used as a control condition for suppressing the rearward floating.
D 4 F 1 <D 2 Mg… (8)
It is assumed that the
D 4 F 1_INIT = D 2 Mg ... (10)
Is true. Since F 1_INIT and Mg are known, the equation (10) is a relational expression that D 2 and D 4 should satisfy in the current usage situation of the
条件設定部620は、式(10)および、アタッチメント12の姿勢にもとづいて、現在の距離D2_DET,D4_DETを取得してもよい。なお距離D2を取得することと、転倒支点P1の位置情報を取得することは等価である。そしてそれ以降の制御条件を、D2_DETF1<D4_DETMgに設定する。補正部630は、設定された制御条件にもとづいてアタッチメント12の動作を補正する。
The
一度取得した距離D2は、旋回体4の方向を変化させず、また地面状況が変化しない限り、同じ値を用いることができる。一方、距離D4は、ブーム5の上げ、下げに応じて変化する。そこで、条件設定部620は、ブーム5の角度が変化すると、それに応じて距離D4を変化させ、制御条件に反映させる。
The same value can be used for the distance D 2 once acquired, as long as the direction of the
図9は、浮き上がり抑制部600の動作を説明するフローチャートである。はじめに、アタッチメント12を使用した掘削作業中か否かが判定される(S100)。アタッチメント12を使用した掘削作業中であることの判定条件は、たとえば、走行中でなく、かつ、旋回中でなく、アタッチメント12のブームシリンダ7、アームシリンダ8およびバケットシリンダ9の少なくともひとつに圧力が立っていることであってもよい。掘削作業中でない場合(S100のN)、元に戻る。なお掘削作業には、均し作業や埋め戻し作業なども含まれる。
FIG. 9 is a flowchart illustrating the operation of the
掘削作業中と判定されると(S100のY)、センサ610により浮き上がりが監視される(S102)。浮き上がりが検出されると(S102のY)、浮き上がりの瞬間におけるショベルの状態が取得される(S104)。ショベルの状態は、たとえば上述の力F1_INITである。そしてステップS104で取得したショベルの状態にもとづいて、転倒支点P1に応じたパラメータ(たとえばD1~D4)が算出され、制御条件が設定される(S106)。以降、補正部630により、設定された制御条件にもとづいて、アタッチメント12の動作が補正される。
When it is determined that excavation work is in progress (Y of S100), the lift is monitored by the sensor 610 (S102). When the lift is detected (Y in S102), the state of the excavator at the moment of the lift is acquired (S104). The state of the excavator is, for example, the above-mentioned force F 1_INIT . Then, based on the state of the excavator acquired in step S104, parameters (for example, D 1 to D 4 ) corresponding to the fall fulcrum P 1 are calculated, and control conditions are set (S106). After that, the
ブームの姿勢の変化が検出されると(S108のY)、距離D3,D4が変化するため、制御条件が修正される(S110)。作業が終了していなければ(S112のN)、引き続きブームの姿勢が監視される。作業が終了していれば(S112のY)、スタートに戻る。 When a change in the posture of the boom is detected (Y in S108) , the distances D3 and D4 change, so that the control conditions are corrected ( S110). If the work is not completed (N in S112), the boom posture is continuously monitored. If the work is completed (Y in S112), the process returns to the start.
なお、制御条件を設定する前のステップS102においては、車体は一瞬、浮き上がることになる。プロセッサとソフトウェアプログラムの適切な組み合わせを使用すれば、浮き上がりの検出後、ステップS102における1回目の浮き上がりが大きな車体の傾きに発展する前に、きわめて短時間で制御条件を設定し、アタッチメント12の動作補正を開始することが可能である。
In step S102 before setting the control conditions, the vehicle body floats for a moment. With the proper combination of processor and software program, after the lift is detected, the control conditions are set in a very short time and the
続いて、浮き上がり抑制部600によるアタッチメント12の補正を説明する。
Subsequently, the correction of the
1.1 第1構成例
図10は、第1構成例に係るショベル1の浮き上がり抑制部600およびその周辺のブロック図である。圧力センサ510,512はそれぞれ、ブームシリンダ7のロッド側油室の圧力(ロッド圧)PR、ボトム側油室の圧力(ボトム圧)PBを測定する。測定された圧力PR,PBは、浮き上がり抑制部600(コントローラ30)に入力される。
1.1 First Configuration Example FIG. 10 is a block diagram of the
コントローラ30は、力推定部602、センサ610、条件設定部620、補正部630を含む。
力F1は圧力PR,PBの関数f(PR,PB)で表される。
F1=f(PR,PB) …(5)
力推定部602は、ロッド圧PRおよびボトム圧PBにもとづいて、ブームシリンダ7が旋回体4に及ぼす力F1を計算する。
The
The force F 1 is represented by a function f ( PR , P B ) of the pressures PR and P B.
F 1 = f ( PR, P B ) ... (5)
The
一例として、ロッド側の受圧面積をAR、ボトム側の受圧面積をABとするとき、
F1=AR・PR-AB・PB
と表すことができる。力推定部602はこの式にもとづいて力F1を計算あるいは推定してもよい。
As an example, when the pressure receiving area on the rod side is AR and the pressure receiving area on the bottom side is AB ,
F 1 = AR / PR - AB / P B
It can be expressed as. The
条件設定部620は、センサ610の出力を受け、浮き上がりのタイミングを検出する。そして浮き上がりのタイミングにおける力F1にもとづいて、パラメータD1,D3(あるいはD2,D4)を計算し、制御条件を設定する。条件設定部620は、ブーム角センサ514からブームの角度に関する情報を受け、制御条件(パラメータD2,D4)に反映させてもよい。補正部630は、力F1が制御条件を満たすように、アタッチメント12の動作を補正する。
The
たとえば浮き上がり抑制部600は、ブームシリンダ7の圧力を制御する。この構成例では、補正部630は、制御条件が成り立つようにブームシリンダ7のロッド圧RRを調節する。
For example, the
電磁比例リリーフ弁520は、ブームシリンダ7のボトム側油室とタンクの間に設けられる。補正部630は、制御条件が成り立つように、電磁比例リリーフ弁520を制御し、ブームシリンダ7のシリンダ圧をリリーフする。これによりロッド圧PRが低下し、したがってF1が小さくなり、前方あるいは後方の浮き上がりを抑制することができる。
The electromagnetic
なおブームシリンダ7を制御するコントロールバルブ17のスプールの状態、言い換えればメインポンプ14からブームシリンダ7に供給される圧油の向きは特に限定されず、アタッチメント12の状態(作業内容)によっては、図10のような順方向でなく、逆方向であったり、遮蔽状態であってもよい。
The state of the spool of the
1.2 第2構成例
図11は、第2構成例に係るショベル1の浮き上がり抑制部600およびその周辺のブロック図である。図11のショベル1は、図10のショベル1の電磁比例リリーフ弁520に代えて、電磁比例制御弁530を備える。電磁比例制御弁530は、操作レバー26Aからコントロールバルブ17へのパイロットライン27Aに設けられている。浮き上がり抑制部600は、制御条件を満たすように電磁比例制御弁530への制御信号を変化させ、コントロールバルブ17への圧力を変化させ、これによりブームシリンダ7のボトム室側の圧力およびロッド側油室の圧力を変化させる。
1.2 Second Configuration Example FIG. 11 is a block diagram of the
以上、本発明を実施例にもとづいて説明した。本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例を説明する。 The present invention has been described above based on the examples. It is understood by those skilled in the art that the present invention is not limited to the above embodiment, various design changes are possible, various modifications are possible, and such modifications are also within the scope of the present invention. It is about to be. Hereinafter, such a modification will be described.
変形例1.1
実施の形態では、距離D1~D4を算出して制御条件を規定したがその限りではない。不等式(4)、(8)を変形すると、以下の不等式を得る。
F1<D1/D3×Mg …(4’)
F1<D2/D4×Mg …(8’)
Modification 1.1
In the embodiment, the distances D1 to D4 are calculated to specify the control conditions, but this is not the case. By modifying the inequalities (4) and (8), the following inequalities are obtained.
F 1 <D 1 / D 3 x Mg ... (4')
F 1 <D 2 / D 4 x Mg ... (8')
浮き上がりの瞬間において、
F1_INIT=D1/D3×Mg
F1_INIT=D2/D4×Mg
が成り立つ。したがって、条件設定部620は、浮き上がりの瞬間の力F1_INITを取得し、それ以降の制御条件を、
F1<F1_INIT
に設定してもよい。この制御条件には、もちろん正しい転倒支点P1の位置情報が反映されているが、距離D1~D4あるいは転倒支点P1の位置が明示的に計算されないことに留意されたい。
At the moment of rising
F 1_INIT = D 1 / D 3 x Mg
F 1_INIT = D 2 / D 4 x Mg
Is true. Therefore, the
F 1 <F 1_INIT
May be set to. Of course, the correct position information of the fall fulcrum P1 is reflected in this control condition, but it should be noted that the positions of the distances D1 to D4 or the fall fulcrum P1 are not explicitly calculated.
変形例1.2
実施の形態では、浮き上がりを防止するための制御条件に、力F1が明示的に含まれるが、本発明はその限りではない。力F1に代えて、力F1と相関を有する別の力を使用して、制御条件を規定してもよい。
Modification 1.2
In the embodiment, the control condition for preventing the lift is explicitly included in the force F 1 , but the present invention is not limited to this. Instead of the force F1, another force that correlates with the force F 1 may be used to specify the control conditions.
変形例1.3
実施の形態では、ブームシリンダ7の圧力を制御することにより、浮き上がりを抑制したが、それに加えて、アームシリンダやバケットシリンダの圧力を制御してもよい。
Modification 1.3
In the embodiment, the floating is suppressed by controlling the pressure of the
2. 第2の実施の形態
図12は、第2の実施の形態に係るショベルを示す図である。ショベル1は、加速度センサ40、回転センサ42および浮き上がり抑制部50を備える。加速度センサ40および回転センサ42は、旋回体4に取り付けられる。なお加速度センサ40、回転センサ42を走行体2に取り付けてもよい。加速度センサ40は、車体の前後方向(X軸方向)および鉛直方向(Z軸方向)の加速度Ax、Azを検出する。回転センサ42は、ピッチ方向の回転情報を取得する。
2. 2. The second embodiment FIG. 12 is a diagram showing a shovel according to the second embodiment. The
たとえば回転センサ42は、ジャイロセンサなどの角速度センサを用いることができる。この場合、回転センサ42の出力は、ピッチ軸周りの角速度ωpとなる。加速度センサ40と回転センサ42が一体となった市販のセンサを用いてもよい。
For example, as the
浮き上がり抑制部50は、走行体2の浮き上がりの瞬間において取得した加速度センサ40の出力および回転センサ42の出力にもとづいて、転倒支点の位置情報を取得する。
The
浮き上がり抑制部50は、回転センサ42の出力である角速度ωpが所定のしきい値を超えたときを、浮き上がりの発生タイミングと判定してもよい。あるいは浮き上がり抑制部50は、回転センサ42の出力である角速度ωpを微分して得られる角加速度ωp’が所定のしきい値を超えたときを、浮き上がりの発生タイミングと判定してもよい。
The
図13は、転倒支点の位置取得の原理を説明する図である。加速度センサ40と転倒支点P1の距離をLとする。ショベル1の転倒は、転倒支点P1周りの回転運動と捉えることができる。そのときの回転方向の加速度はL(ωp)’、遠心力方向の角加速度はLωp
2である。なお、L=√(x2+z2)である。’は時間微分を表す。
FIG. 13 is a diagram illustrating the principle of acquiring the position of the fall fulcrum. Let L be the distance between the
加速度センサ40の出力を利用することにより、回転方向および遠心力方向(径方向)の加速度Aθ、Arを取得することができる。そうすると、
Aθ=L(ωp)’
Ar=Lωp
2
が成り立つから、Lを計算することができる。Aθ、Arからは重力加速度の影響は取り除かれている。なお、zは加速度センサ40の取り付け高さであるから、既知のパラメータであり、Lが得られれば、xすなわち転倒支点P1の位置情報を得ることができる。
By using the output of the
A θ = L (ω p )'
Ar = Lω p 2
Therefore, L can be calculated. The influence of gravitational acceleration is removed from A θ and Ar . Since z is the mounting height of the
一実施例においては、以下の方法によって位置情報を取得してもよい。 In one embodiment, location information may be acquired by the following method.
図13の位置に加速度センサ40を設けたとき、式(11)を得る。
右辺第1項は、回転運動に関して成り立つ式であり、右辺第2項は重力の影響を示す項である。Ax、Azは加速度センサ40の出力である。θpは回転角を、θp’は回転角速度を、θp”は回転角加速度を表す。なお、ジャイロセンサを用いた場合、ジャイロセンサの出力ωpが、θp’として利用できる。またジャイロセンサの出力ωpの微分値を回転角加速度θp”として、ジャイロセンサの出力ωpの積分値を回転角θpとして用いることができる。
The first term on the right side is an equation that holds for rotational motion, and the second term on the right side is a term that indicates the effect of gravity. A x and A z are the outputs of the
式(11)をxを未知数として解くことにより、転倒支点P1の位置情報を得ることができる。 By solving equation (11) with x as an unknown number , the position information of the fall fulcrum P1 can be obtained.
なお行列式(11)は、単一の変数xに対して、x方向に関する1行目の式と、z方向に関する2行目の式を含んでおり冗長である。したがって、Ax,Azのいずれか一方のみを測定すれば、xを計算することができる。 Note that the determinant (11) is redundant because it includes the equation in the first row in the x direction and the equation in the second row in the z direction for a single variable x. Therefore, x can be calculated by measuring only one of A x and A z .
あるいは行列式(11)を、xとzを変数とする連立方程式として解いてもよい。 Alternatively, the determinant (11) may be solved as a simultaneous equation with x and z as variables.
図14は、位置情報を得るための処理を示すブロック図である。なお、図中、様々な処理を行う機能ブロックとして記載される各要素は、ハードウェア的には、CPU、メモリ、その他のLSIで構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組み合わせによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。 FIG. 14 is a block diagram showing a process for obtaining position information. In the figure, each element described as a functional block that performs various processes can be configured by a CPU, a memory, and other LSIs in terms of hardware, and is loaded into the memory in terms of software. It is realized by a program or the like. Therefore, it is understood by those skilled in the art that these functional blocks can be realized in various ways by hardware only, software only, or a combination thereof, and the present invention is not limited to any of them.
角速度センサの出力ωpは積分器60によって積分され、回転角θpが計算される。そして回転角θpにもとづく回転行列R(θp)62が生成され、乗算器64によって回転行列R(θp)に重力加速度gを掛け合わせることにより、式(11)の右辺第2項が計算される。そして減算器66において、加速度センサ40により得られた加速度Ax,Azから、乗算器64の出力を減ずることにより、重力の影響が除去される。
The output ω p of the angular velocity sensor is integrated by the
微分器68は、角速度センサの出力ωpを微分し、角加速度θp”を生成する。角速度ωp(θp’)および角加速度θp”は、演算器70に入力される。演算器70は、所定の計算式にもとづいて、座標x(およびz)を計算する。
The
なお、θp”は、微分演算によって得られるため、ノイズの影響を受けやすい。そこで、式(11)に含まれる2つの式を、zを既知の値として、xおよびθp”を変数とする連立方程式として解いてもよい。 Since θ p "is easily affected by noise because it is obtained by differential calculation, the two equations included in equation (11) are used with z as a known value and x and θ p " as variables. It may be solved as a simultaneous equation.
実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。 The present invention has been described using specific terms and phrases based on the embodiments, but the embodiments merely indicate the principles and applications of the present invention, and the embodiments are defined in the claims. Many modifications and arrangement changes are permitted within the scope of the above-mentioned idea of the present invention.
1…ショベル、2…走行体、2A,2B…走行油圧モータ、3…旋回装置、4…旋回体、4a…運転室、5…ブーム、6…アーム、7…ブームシリンダ、8…アームシリンダ、9…バケットシリンダ、10…バケット、11…エンジン、12…アタッチメント、14…メインポンプ、15…パイロットポンプ、17…コントロールバルブ、21…旋回油圧モータ、26…操作装置、27…パイロットライン、30…コントローラ、600…浮き上がり抑制部、602…力推定部、610…センサ、620…条件設定部、630…補正部、510,512…圧力センサ、520…電磁比例リリーフ弁、530…電磁比例制御弁。 1 ... Excavator, 2 ... Traveling body, 2A, 2B ... Traveling hydraulic motor, 3 ... Swivel device, 4 ... Swivel body, 4a ... Driver's cab, 5 ... Boom, 6 ... Arm, 7 ... Boom cylinder, 8 ... Arm cylinder, 9 ... bucket cylinder, 10 ... bucket, 11 ... engine, 12 ... attachment, 14 ... main pump, 15 ... pilot pump, 17 ... control valve, 21 ... swivel hydraulic motor, 26 ... operating device, 27 ... pilot line, 30 ... Controller, 600 ... Lifting suppression unit, 602 ... Force estimation unit, 610 ... Sensor, 620 ... Condition setting unit, 630 ... Correction unit, 510, 512 ... Pressure sensor, 520 ... Electromagnetic proportional relief valve, 530 ... Electromagnetic proportional control valve.
Claims (9)
走行体と、
前記走行体に回動自在に設けられる上部旋回体と、
ブーム、アーム、バケットを有し、前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、
前記走行体の浮き上がりが抑制されるように、前記アタッチメントの動作を補正する浮き上がり抑制部と、
を備え、
前記浮き上がり抑制部は、前記走行体の浮き上がりが生ずるたびに、浮き上がりの瞬間にブームシリンダが前記上部旋回体に及ぼす力F1_INITを取得し、力F1_INITにもとづいて転倒支点の位置情報を算出し、以降の作業中に前記転倒支点まわりに前記ブームシリンダが前記上部旋回体に及ぼす力F1が前記転倒支点まわりの重力のトルクより小さくなるように、前記アタッチメントの動作を補正することを特徴とするショベル。 Excavator
With the running body,
An upper swing body rotatably provided on the traveling body and
With an attachment that has a boom, arm, and bucket and is attached to the upper swing body,
A lift suppressing unit that corrects the operation of the attachment so that the lift of the traveling body is suppressed,
Equipped with
The lift suppressing unit acquires the force F 1_INIT exerted by the boom cylinder on the upper swing body at the moment of lift each time the traveling body is lifted, and calculates the position information of the fall fulcrum based on the force F 1_INIT . The feature is that the operation of the attachment is corrected so that the force F1 exerted by the boom cylinder on the upper swivel body around the tipping fulcrum becomes smaller than the torque of gravity around the tipping fulcrum during the subsequent work. Excavator to do.
走行体と、
前記走行体に回動自在に設けられる上部旋回体と、
ブーム、アーム、バケットを有し、前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、
前記走行体の浮き上がりが抑制されるように、前記アタッチメントの動作を補正する浮き上がり抑制部と、
前記走行体または前記上部旋回体に取り付けられた加速度センサおよびピッチ方向の回転情報を取得する回転センサと、
を備え、
前記浮き上がり抑制部は、前記走行体の浮き上がりが生ずるたびに、浮き上がりの瞬間における前記加速度センサの出力および前記回転センサの出力にもとづいて、転倒支点の位置情報を算出し、以降の作業中に前記転倒支点まわりにブームシリンダが前記上部旋回体に及ぼす力F1が前記転倒支点まわりの重力のトルクより小さくなるように、前記アタッチメントの動作を補正することを特徴とするショベル。 Excavator
With the running body,
An upper swing body rotatably provided on the traveling body and
With an attachment that has a boom, arm, and bucket and is attached to the upper swing body,
A lift suppressing unit that corrects the operation of the attachment so that the lift of the traveling body is suppressed,
An acceleration sensor attached to the traveling body or the upper swivel body, a rotation sensor for acquiring rotation information in the pitch direction, and a rotation sensor.
Equipped with
Each time the traveling body is lifted, the lift suppressing unit calculates the position information of the overturning fulcrum based on the output of the acceleration sensor and the output of the rotation sensor at the moment of lifting, and the floating fulcrum is described during the subsequent work. A shovel characterized in that the operation of the attachment is corrected so that the force F1 exerted by the boom cylinder on the upper swing body around the overturning fulcrum is smaller than the torque of gravity around the overturning fulcrum.
前記角速度センサの出力が所定値を超えたとき、および前記角速度センサの出力の微分値が所定値を超えたときの少なくとも一方を、前記走行体の浮き上がりの瞬間とすることを特徴とする請求項2または3に記載のショベル。 The rotation sensor is an angular velocity sensor.
The claim is characterized in that at least one of the time when the output of the angular velocity sensor exceeds a predetermined value and the differential value of the output of the angular velocity sensor exceeds a predetermined value is the moment when the traveling body is lifted. Excavator according to 2 or 3.
走行体と、
前記走行体に回動自在に設けられる上部旋回体と、
ブーム、アーム、バケットを有し、前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、
前記走行体の浮き上がりが抑制されるように、前記アタッチメントの動作を補正する浮き上がり抑制部と、
を備え、
前記浮き上がり抑制部は、
前記走行体の浮き上がりの瞬間を検出するセンサと、
ブームシリンダが前記上部旋回体に及ぼす力F1とするとき、前記走行体の浮き上がりが生ずるたびに、前記浮き上がりの瞬間における力F1_INITを取得し、前記力F1_INITにもとづいて、転倒支点の位置と関連するパラメータを取得し、前記転倒支点まわりに前記ブームシリンダが前記上部旋回体に及ぼす力F1が前記転倒支点まわりの重力のトルクより小さいことを規定する制御条件を設定する条件設定部と、
前記制御条件を満たすように、前記アタッチメントの動作を補正する補正部と、
を含むことを特徴とするショベル。 Excavator
With the running body,
An upper swing body rotatably provided on the traveling body and
With an attachment that has a boom, arm, and bucket and is attached to the upper swing body,
A lift suppressing unit that corrects the operation of the attachment so that the lift of the traveling body is suppressed,
Equipped with
The lift suppressing portion is
A sensor that detects the moment when the traveling body floats,
When the force F1 exerted by the boom cylinder on the upper swing body is used, every time the traveling body is lifted, the force F1_INIT at the moment of the lift is acquired, and the position of the tipping fulcrum is obtained based on the force F1_INIT . With a condition setting unit that acquires parameters related to the above and sets control conditions that specify that the force F1 exerted by the boom cylinder on the upper swing body around the overturning fulcrum is smaller than the torque of gravity around the overturning fulcrum. ,
A correction unit that corrects the operation of the attachment so as to satisfy the control condition,
Excavator characterized by containing.
DBF1_INIT=DAMg
が成り立つものとして距離DA,DBを取得し、
DBF1<DAMg
を前記制御条件に設定することを特徴とする請求項5に記載のショベル。 The distance between the center of gravity of the excavator and the overturning fulcrum of the traveling body is DA , the distance between the connection point between the boom cylinder and the upper swing body and the overturning fulcrum is DB, the vehicle body weight is M , and gravity. When the acceleration is g, the condition setting unit performs DBF 1_INIT = D A Mg at the moment of the floating.
Obtain the distances DA and DB as if
D B F 1 < DA Mg
The shovel according to claim 5, wherein the control condition is set to the above-mentioned control condition.
走行体と、
前記走行体に回動自在に設けられる上部旋回体と、
ブーム、アーム、バケットを有し、前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、
前記走行体の浮き上がりが抑制されるように、前記アタッチメントの動作を補正する浮き上がり抑制部と、
を備え、
前記浮き上がり抑制部は、前記走行体の浮き上がりが生ずるたびに、浮き上がりの瞬間にブームシリンダが前記上部旋回体に及ぼす力F1_INITを取得し、以降の作業中に、前記ブームシリンダが前記上部旋回体に及ぼす力F1が力F1_INITより小さくなるように、前記アタッチメントの動作を補正することを特徴とするショベル。 Excavator
With the running body,
An upper swing body rotatably provided on the traveling body and
With an attachment that has a boom, arm, and bucket and is attached to the upper swing body,
A lift suppressing unit that corrects the operation of the attachment so that the lift of the traveling body is suppressed,
Equipped with
Each time the traveling body is lifted, the lift suppressing unit acquires the force F1_INIT exerted by the boom cylinder on the upper swing body at the moment of the lift, and the boom cylinder causes the upper swing body during the subsequent work. A shovel characterized in that the operation of the attachment is corrected so that the force F 1 exerted on the force F 1 is smaller than the force F 1_INIT .
前記角速度センサの出力が所定値を超えたとき、および前記角速度センサの出力の微分値が所定値を超えたときの少なくとも一方を、前記走行体の浮き上がりの瞬間とすることを特徴とする請求項5から7のいずれかに記載のショベル。 The sensor is an angular velocity sensor.
The claim is characterized in that at least one of the time when the output of the angular velocity sensor exceeds a predetermined value and the differential value of the output of the angular velocity sensor exceeds a predetermined value is the moment when the traveling body is lifted. The excavator according to any one of 5 to 7 .
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