JPH02232430A - Controller for depth of excavation of hydraulic shovel - Google Patents

Controller for depth of excavation of hydraulic shovel

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Publication number
JPH02232430A
JPH02232430A JP5146489A JP5146489A JPH02232430A JP H02232430 A JPH02232430 A JP H02232430A JP 5146489 A JP5146489 A JP 5146489A JP 5146489 A JP5146489 A JP 5146489A JP H02232430 A JPH02232430 A JP H02232430A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
rotation angle
excavation depth
operating lever
angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5146489A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Oshima
寛 大島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP5146489A priority Critical patent/JPH02232430A/en
Publication of JPH02232430A publication Critical patent/JPH02232430A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36Component parts
    • E02F3/42Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like

Abstract

PURPOSE:To improve the accuracy of excavation by controlling a hydraulic shovel so that the depth of excavation by a working machine is brought to one set by a setting means on the basis of each angle of rotation detected by the detecting means of each arm section in response to the operation of one control lever. CONSTITUTION:A control lever 11 for a boom 2 and a control lever 14 for a boom 1 and the like are installed to a working machine 1 while a controller 20 with a computer CPU 22 for control and a console panel 30 are mounted. Each rotational-angle detector 7, 8, 9 of the boom 1, the arm 2 and a bucket 3 is input to the CPU 22 while the relationship of the angles of each arm section of the working machine 1 is stored previously in the CPU 22 in response to the aimed depth of excavation. When the levers are operated, a device is controlled so as to be brought to depth set while using the angles of other arm sections as desired values in response to the angle of the specified arm section by the CPU 22 as the future position of the arm section is predicted in response to the response delay of each section and the device is controlled. Accordingly, the accuracy of control can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はブームおよびアーム及びバゲット等からなる作
業機の姿勢を自在に操作しうる油圧ショベルにおける掘
削深さ制御装置に係わり、特に複数のレバー操作を必要
とせずに、少なくとも一個の操作レバーの操作によって
所定の設定深さ経路どうりに作業機先端の移動軌跡が辿
るようにした油圧ショベルにおける掘削深さ制御装置に
関する. [従来の技術1 周知のように、油圧ショベルとしては上下方向にそれぞ
れ回転するブーム、アームおよびパケットからなる作業
機を備えたものがある.この様な油圧シゴベルではブー
ム、アーム等の各腕部をそれぞれの手動繰作レバーによ
って操作しているが、それぞれが関節部によって連結さ
れ回転運動を行う複数の腕部を操作して、作業機例えば
パケットの先端を所定の軌跡どうりに操作することは非
常に困難な作業である.この様な困難な作業を容易にす
るために各種の自動制{1手段が提案されている.例え
ば特公昭58  36135’掘削機に於ける掘削深さ
の制御方法Aにおいては作業機刃先深さと深さ設定値と
の差を求め、その値に応じてその値が零になるようにブ
ームシリンダを制御する方法が提案されている. また、特開昭58−17939 r油圧ショベル等の作
業具軌跡制御装置Jおよび特公昭6234888 1’
腕式作業機の作業具軌跡制御方法1においては、複数の
腕部から構成された腕式作業機において他方の作業腕の
操作時に、各作業腕の検出角度から演算設定された制?
31速度信号に目擦位置と実際位置との差に応じた位置
補正信号を加算した信号に応じた角速度で一方の作業腕
を動作するように制御している.また、特公昭62−3
8495 Fパワーショベルの制御装置jにおいては、
侮= M iとなるように速瓜成分のみを制{ヰする方
法が提案されている. また,特開昭61−270421 F油圧ショベルの平
面−掘削・整形制御装置1においては、アームレバーに
応じたブームシリンダ速度を演算し、その速度に応じた
油圧回路の油の流量を開ループ方法で与えることで制御
する方法を提案している. [発明が解決しようとする課題1 しかしながら、特公昭5g−361.35rl屈削機に
於ける掘削深さの制御方法jにおいては、アームレバー
操作によりアーム作業機が動き、アームが動いた角度を
演算してブームに指令が出るため,ブームの応答遅れが
大きく精度が悪い また、刃先深さの誤差を直接ブームシリンダ駆動油圧回
路への流量の指令にしているが、ブームシリンダ変位と
刃先深さの比率はアーム角度及びブーム回転角度より大
[1】に変化ずるため、誤差を補正するための制御ゲイ
ンをどのような場合にも不安定にならないような低い値
に設定しなければならないので精度よく掘削することが
出來ない. 特fH1昭5 8−1 7 9 3 9 ’油圧シ:l
 ヘル”J(1)作業具軌跡制御装置1および特公昭6
1−34888r腕式作業機の作業具軌跡制御方法1に
おいては、いづれも角度信号からの微分演算により求め
た速度信号に位置補正信号を加算して速変指令値として
いるために精度のよい速度指令信号を得ることが出来ず
、また、水平以外の軌跡を掘削しようとすることが困難
である.また、特公昭62−38495 rバワーショ
ベルの制御装置Aおよび特開昭61−270421r油
圧シコベルの平面掘削・整形制御装置1においては、速
度指令、ないしは開ループ方式であるため,油圧回路に
おいて負荷圧力の変動によって流量特性が変動したり、
油温の変化やエンジン回転数変化等の外乱が生じたため
に深さ方向についての誤差が発生した場合に、その位置
ずれを補正する機能はなくて平行に掘削しようと制御す
るために誤差が発生しやすく掘削精度が悪いと言う問題
がある. そこで本発明では上記各問題点を解決して制131M度
のよい油圧ショベルの掘削深さ制御装置を提供すること
を目的としている. し課題を解決するための手段] 本発明は,それぞれがアクチュエータによって駆動され
る複数の腕部と該各腕部を連結するそれぞれの関節とか
ら少なくともなる作業機を倫える油圧ショベルにおいて
、前記各腕部の回転角をそれぞれ検出する検出手段と、
前記複数の腕部の内の少なくとも一個の腕部をその操作
量に対応して制御駆動する繰作レバー及び該操作レバー
の操作角を検出する手段と、所望の掘削深さを設定する
為の掘削深さ設定手段と、前記少なくとも一個の操作レ
バーの操作に対応し、前記各腕部の回転角をそれぞれ検
出する検出手段によって検出された各回転角に基づいて
該作業機の掘削深さが前記掘削深さ設定手段によって設
定された深さになるように制御するための演算制御機能
を備えるようにし,第2、第3の発明においては前記操
作レバーによって手動操作される腕部の回転角に対応し
て目的とする設定掘削深さに掘削するために必要な他の
自動IIJ御される腕部の回転角を算出するために閏数
発生装置を備えるようにし、第4の発明においては演算
算出した腕部の回転角と制御される該腕部の検出回転角
が一致するように制御するようにし、また、第5の発明
では腕部の未来位置を予測して制御するようにするとと
もに第6、第7の発明においては前記操作レバーによっ
て手動操作される腕部の予測される未来位置における回
転角に対応して目的とする設定掘削深さに掘削するため
に必要な他の自動制御される腕部の回転角を算出するた
めの閏数発生装置を備えるようにしたことを特徴とし、
第8の発明においては演算算出した腕部の予測回転角に
対して制御される該腕部の検出回転角が一致するごとく
制御するようにすることを特徴としている.[作用] 本発明によれば、油圧ショベルの持つ作業機の各腕部の
角度の関係を目標とする掘削深さに対応して予め求めて
おき、所定の一つの腕部の角度に対応して他の腕部の角
度を目標値として制御を行うようにしなのでIII m
中の演算量が少なくなってMI御装置の演算サイクルタ
イムを短縮することが出来、また腕部の未來位置を予測
して制御するようにしたので予測の時定数を各腕部の応
答遅れ時間に見合って調整することによって各部位の応
答遅れに対応して予測した目原角度を指令値に出来るの
で作業機先端の操作軌跡に関する制御精度が向上した.
また、各部の関係式を予め演算して記憶回路に記憶して
おき必要な時に呼び出すようにしたので制御装置の演算
サイクルタイムを短くすることが出来たので、さらに精
度を向−トするというすぐれた効果を得ることが出来る
. し実施例] 以下本発明に係わる油圧ショベルの掘削深さ制御装置の
実施例を図面を参照して詳細に説明する. 第1図、第2図には本発明に係わる油圧ショベルの一実
施例の構成図と作業機系の演算に必要な座標系を示して
おり、第3図には本発明に係わる油圧ショベルの掘削深
さ制御装置のシステム構成の一実施例を、第4図には本
発明に係わる油圧ショベルの掘削深さM御装置のシステ
ムの内の制御回路の詳細説明の為の一実施回路例のブロ
ック図を示し、第5図には上述の作業機系の特性の一例
を示している. 第1図には油圧ショベルの側面が示されており、第2図
には作業機の構成を簡略化して直角のr7iJR系で表
現している.図に示すように、般の油圧ショベルは車体
本体10に対して上下方向にそれぞれ回転するブーム1
、アーム2およびパケット3の三個の回転腕部がらなる
tR造体を作業機として備えている.ブーム1は長さタ
1で車体本体に対してO点を中心にして油圧シリンダ4
によって直角座控系における垂直軸からの角度αをなし
て回転可能に装着されていて、前記O点に取り付けた回
転角検出器7例えばボテンショメータによって回転角度
が検出出来るようになっている.アーム2は長さ』2で
ブーム1に対してB点を中心にして油圧シリンダ5によ
って回転角βをなして回転可能に装着されていて前記B
点に取り付けた回転角検出器8PAえばボテンショメー
夕によって回転角度が検出出来るようになっている.バ
ッケト3はその先端にある刃先点Dまでの長さ93でア
ーム2に対してC点を中心にして油圧シリンダ6によっ
て回転角γをなして回転可能に装着されていて、前記C
点に取り付けた回転角検出器9例えばボテンショメー夕
によって回転角度が検出出来るようになっている.アー
ム2の回転中心B点に対してバゲヴトの刃先D点を結ぶ
直線はブームに対してアームの回転角度βとパケットの
回転角度γの合成運動によって回転角β0をなして回転
し、前記B点と前記D点との距離は【,2をなしている
.従って、第2図において線分DBと線分CBの挾む角
すなわち回転角β0と回転角βの差はΔβで示している
. 次に第3図によって本発明に係わる油圧ショベルの掘削
深さ制御装置のシステム椙成の一実施例を示す.図にお
いて1から9までは第1図、第2図に前述した作業機を
示しており、11はアーム2の回転操作用の操作レバー
であって手動操作弁13を操作して油圧シリンダ5に接
続された油圧回路における油の流れを制御してアーム2
の回転を操作している.12は該操作レバーの操作角の
検出器例えばボテンショメー夕である.また、14はブ
ーム1の回転操作用の操作レバーであって手動操作弁1
5を.操作して油圧シリンダ4に接続された油圧回路に
おける油の流れをルImしてブーム1の回転を操作して
いる. 30は操作バネルであって深さ設定器31と自動手動切
り替えモードスイッチ32を含んでいる.20はIII
 御装置であって、入力インタフェース21と記憶機能
を持つ制御用コンピュータ22および制御信号の出力用
ドライバ23を含んでいる.制御装置20からの制御信
号は手動自動切り替え弁16とブーム1の油圧シリンダ
4のi611御用電磁比@制御弁17をM御している.
また、ブーム、アーム、バゲットの各回転角検出器7、
8、9は入力インタフェース21を経由して制御用コン
ピュータ22に入力されている. 次に図によって本システムの動作を説明する.作業条件
が決まると作業仕様に従って深さ設定器31によって所
定の作業深さを設定する.設定された深さを示す信号は
入力インタフェース21を経由して制御用コンピュータ
22に入力される.自動手動切り替えモードスイッチ3
2の操作によって自動モードが設定されると、深さ設定
器31と同様に入力インタフェース2lを経由して制御
用コンピュータ22の自動制御動作を開始させ、制御用
コンピュータ22からの信号はドライバ23によって出
力増幅されて手動自動切り替え弁16を自動にきりかえ
て電磁比例制御弁17を稼動状態にし、手動操作弁l5
を動作不能状態にする. オペレータがアームの手動操作レバー11を操作ずると
手動操作レバーの操作角ψが入力インタフェース21に
よって制御用コンピュータ22の動作に適した信号に変
換されて入力される.制御用コンピュータ22には該操
作レバーの操作角と回転角検出器8から出力されている
アームの現在の回転角βは入力インタフェース21によ
って制御用コンピュータ22の動作に適した信号に変換
されて入力され、該角度信号から、該油圧ショベルの設
計条件から定められた駆動系の機能によって予め設計し
記憶されている制御用コンピュータ22の持つ演算機能
によってアームの回転角速度と目原回転角瓜を演算推定
し、同じく作業機の動作性能に合わせて予め定められた
一定時間後の該腕部の回転角度を演算予測するとともに
該予測値に対応してして予め深さ設定器31によって入
力されている設定掘削深さに基づく軌跡どうりに掘削す
るために他の自動制御されるべき腕部、例えばブームの
駆動指令値を記憶装置に予め記録されている記憶内部か
ら取り出し,回転角検出器7がち出力され入力インタフ
ェース21によって制御用コンピュータ22の動作に適
した信号に変換されて入力されているブームの現在の回
転角αと比較し、その偏差を無くすようにブームを回転
させるために油圧シリンダ4への油量を$1 f31ず
るための指令信号を作成する.該指令信号はドライバ2
3によって適切な出力に増幅した後電磁比例制御弁l7
を駆動し、油圧回路の油量を制御して油圧シリンダ4を
自動操作してブームlを所定の速度で所定の回転角に自
動的に回転させる. 次に−F述の説明ではI1御用コンピュータの働きとし
て説明した制御機能を第4図のブロック図と第5図の特
性図によって説明する.本説明では説明の便宜上ハード
ウエアによる回路として説明している.従ってコンピュ
ータ処理の為には本説明に基づく内容に従ってプログラ
ムを作成すればよい. 41はバケ・ノト操作用レバーであってパケットi f
’#=用手.動操作弁42を操作してバゲット駆動用の
油圧シリンダ5を動作させ、パケットの回転角γはパケ
ットの回転軸に取り付けられた角度検出器9によって検
出される. 角戊検出器9によって検出されたパケットの回転角γは
アーム・刃先全長演算回路43において、予め記録され
ているアームの長さ』2とバケ・ットの刃先長さ93と
からアームの回転中心から刃先までの長さI− 2を演
算算出させ、アームオフセット角演算回路44において
パケット回転角度γと前記演算算出したL2及び予め記
録されているアームの長さで2とバケットの刃先長さ乃
3とからアームオフセッ1一角Δβを演′js算出し、
加算回路46によってアームの回転角度検出器8からの
計測値βと演算算出したアームオフセット角Δβとから
ブームとアームの回転中心から刃先を結ぶ線分の挾む角
即ちアーム刃先角βOを算出する. 前述したパケット回転角度検出器9は必ずしも必要とせ
ず,パケットを一定の位置に保持する等の制御機能によ
って−L記L 2及び△βを算定ずることも可能である
. アーム2の操作用レバー11は油圧弁13を撞作してア
ーム駆動用油圧シリンダ5を動作させ、アームの回転角
βはアームの回転軸に収り付けられた角度検出器8によ
って検出される.また、アームの操作レバーの操作角φ
は角度検出器12によって検出され、操作レバーの操作
角に対応して予め設計された油圧回路を含む機構条件に
よって作成記録されている演算式によってアームシリン
ダの推定速度◇八をアームシリンダ推定速度演算回路4
7において演算算出ずる.アームシリンダの推定速度O
Aは、アームリンク補正回路48に入力し、アームリン
ク補正回路48は予め作成されたアーム機横の設計条件
から定められた演算式によってアーム推定回転角速度六
を算出する.アーム推定回転角速度iは、アーム角度予
測演算回路49に前述したアーム刃先角度β0とともに
入力されて予め定められてアーム角度予測演算回路49
に記録されている一定時間後のアーム刃先角の予測値β
rを出力する.このアーム刃先角の予測値βrは掘削深
さ設定器31の出力トIと前述L 2とともに関数発生
装置51に入力し、関数発生装置51は予め機構条件に
よって作成された演算条件に従ってブーム回転角目標値
αrを演算算出し、て出力する. ブーム回転角目凛値αrはブーム回転角度検出器7の出
力αとの間で減算回路52で減算され、ブーム回転角度
m差Δαを出力する.ブーム回転角度偏差Δαは比例ゲ
イン乗算回路53に入力されてブーム回転角速度指令値
aを出力し、さらにブーム回転角速度指令値hはブーム
リンク補正回路54によってブームシリンダ速度指令値
vBに変換され、制御増幅回路55を介してブーム制御
弁17に入力してブーム駆動用の油圧ジリンダ4を駆動
してブームを回転させている. 次に、前述した第2図に示した座凛系にしたがって第4
図によって各演算回路において行っている演算式を説明
する. また演算結果の主要な結果を第5113に示す.アーム
・刃先全長演算回路43においては、アーム・刃先全長
演算式: L2−(Jll22+J)32−2]2 .Ct3 c
 o s 7 )1/!・・・・・・(1) アームオフセット角演算回路44においては,アームオ
フセット角演算式・ △β−sun−1(.03  sin7/I−2  )
−(2>以上はパケット回転角γが一定であれば即ちパ
ケットが固定していれば一定の値となる。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an excavation depth control device for a hydraulic excavator that can freely control the posture of a working machine consisting of a boom, an arm, a baguette, etc. This invention relates to an excavation depth control device for a hydraulic excavator in which the movement trajectory of the tip of a working implement follows a predetermined set depth path by operating at least one operating lever without requiring any operation. [Prior Art 1] As is well known, some hydraulic excavators are equipped with a working machine consisting of a boom, an arm, and a packet that rotate in the vertical direction. In this type of hydraulic lift bell, each arm such as the boom and arm is operated by a manual operation lever, but each arm is connected by a joint and rotates. For example, manipulating the tip of a packet to follow a predetermined trajectory is an extremely difficult task. Various automatic control methods have been proposed to make this difficult task easier. For example, in method A of controlling the excavation depth of an excavator, the difference between the depth of the cutting edge of the working machine and the depth setting value is determined, and the boom cylinder is adjusted according to that value so that the value becomes zero. A method to control this has been proposed. In addition, Japanese Patent Publication No. 58-17939 r Work tool trajectory control device for hydraulic excavators, etc. and Japanese Patent Publication No. 6234888 1'
In method 1 for controlling the trajectory of an arm-type working machine, when operating the other working arm of an arm-type working machine configured with a plurality of arms, a control is calculated and set from the detected angle of each working arm.
One working arm is controlled to operate at an angular velocity according to a signal obtained by adding a position correction signal corresponding to the difference between the eye rubbing position and the actual position to the 31 speed signal. In addition, special public service 1986-3
In the control device j of the 8495F power excavator,
A method has been proposed in which only the quick melon component is controlled so that M = M i. In addition, in the planar excavation and shaping control device 1 of the Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-270421F hydraulic excavator, an open loop method is proposed in which the boom cylinder speed is calculated according to the arm lever, and the oil flow rate of the hydraulic circuit according to the speed is calculated. We are proposing a method to control this by giving . [Problem to be Solved by the Invention 1] However, in the method j for controlling the excavation depth in the Japanese Patent Publication Showa 5g-361.35rl bending machine, the arm working machine moves by operating the arm lever, and the angle at which the arm moves is measured. Since a command is issued to the boom based on the calculation, there is a large response delay of the boom and poor accuracy.In addition, the error in the depth of the cutting edge is directly used as a flow rate command to the boom cylinder drive hydraulic circuit, but the difference between the boom cylinder displacement and the depth of the cutting edge is Since the ratio changes by [1] more than the arm angle and boom rotation angle, the control gain for correcting the error must be set to a low value that will not become unstable in any case, so accuracy cannot be improved. It is not possible to excavate well. Special fH1 Showa 5 8-1 7 9 3 9 'Hydraulic system: l
Hell” J (1) Work tool trajectory control device 1 and special public Sho 6
1-34888r In method 1 for controlling the trajectory of an arm-type work implement, a position correction signal is added to a speed signal obtained by differential calculation from an angle signal to obtain a speed change command value, so that accurate speed can be achieved. It is not possible to obtain a command signal, and it is difficult to excavate a trajectory other than horizontal. Furthermore, since the control device A of the JP-A-62-38495 r bower shovel and the surface excavation/shaping control device 1 of the JP-A-61-270421 r Hydraulic Shobel are speed command or open loop systems, the load pressure is not controlled in the hydraulic circuit. The flow characteristics may fluctuate due to fluctuations in
If an error occurs in the depth direction due to a disturbance such as a change in oil temperature or a change in engine speed, there is no function to correct the positional deviation, and the error occurs because the control is performed to excavate in parallel. The problem is that it is easy to drill and the accuracy of excavation is poor. Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide an excavation depth control device for a hydraulic excavator with good controllability. Means for Solving the Problem] The present invention provides a hydraulic excavator equipped with a working machine comprising at least a plurality of arms each driven by an actuator and respective joints connecting the arms. detection means for detecting the rotation angle of each arm;
A working lever for controlling and driving at least one arm of the plurality of arms in accordance with the amount of operation thereof, a means for detecting the operating angle of the operating lever, and a means for setting a desired excavation depth. The excavation depth of the working machine is determined based on each rotation angle detected by the excavation depth setting means and the detection means corresponding to the operation of the at least one operating lever and detecting the rotation angle of each of the arms. In the second and third aspects of the present invention, the rotation angle of the arm manually operated by the operating lever is provided. In accordance with the fourth invention, a leap number generator is provided in order to calculate the rotation angle of the arm controlled by the automatic IIJ which is necessary to excavate to the desired set excavation depth. Control is performed so that the calculated rotation angle of the arm matches the detected rotation angle of the arm to be controlled, and in the fifth invention, the future position of the arm is predicted and controlled. In addition, in the sixth and seventh aspects of the invention, other automatic controls are provided for excavating to a desired set excavation depth in accordance with a rotation angle at a predicted future position of the arm manually operated by the operating lever. It is characterized by being equipped with a leap number generator for calculating the rotation angle of the controlled arm,
The eighth aspect of the invention is characterized in that control is performed so that the detected rotation angle of the arm to be controlled matches the predicted rotation angle of the arm that has been calculated. [Function] According to the present invention, the relationship between the angles of each arm of the working machine of the hydraulic excavator is determined in advance in accordance with the target excavation depth, and the relationship between the angles of each arm of the working machine of the hydraulic excavator is determined in advance in accordance with the target excavation depth, and Therefore, control is performed using the angle of the other arm as a target value.
The amount of calculations in the MI controller is reduced, which reduces the calculation cycle time of the MI control device.Also, since the future positions of the arms are predicted and controlled, the time constant for prediction can be adjusted to the response delay time of each arm. By making adjustments accordingly, the target angle predicted in response to the response delay of each part can be used as the command value, improving control accuracy regarding the operating trajectory of the tip of the work equipment.
In addition, since the relational expressions for each part are calculated in advance and stored in the memory circuit and recalled when necessary, the calculation cycle time of the control device can be shortened, resulting in further improvements in accuracy. You can get the desired effect. Embodiments] Hereinafter, embodiments of the excavation depth control device for a hydraulic excavator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Figures 1 and 2 show a configuration diagram of an embodiment of a hydraulic excavator according to the present invention and a coordinate system necessary for calculation of the work equipment system, and Figure 3 shows a diagram of an embodiment of a hydraulic excavator according to the present invention. An example of the system configuration of the excavation depth control device is shown in FIG. 4, and FIG. A block diagram is shown, and Fig. 5 shows an example of the characteristics of the above-mentioned working machine system. Figure 1 shows the side view of a hydraulic excavator, and Figure 2 shows a simplified representation of the construction of the working machine as a right-angled r7iJR system. As shown in the figure, a general hydraulic excavator has a boom 1 that rotates vertically relative to the vehicle body 10.
The working machine is equipped with a tR structure consisting of three rotating arms, arm 2 and packet 3. The boom 1 has a length of Ta 1 and is centered on the O point with respect to the vehicle body.
It is mounted so as to be rotatable at an angle α from the vertical axis in the right-angled seat support system, and the rotation angle can be detected by a rotation angle detector 7, such as a potentiometer, attached to the O point. The arm 2 has a length of '2' and is rotatably mounted to the boom 1 at a rotation angle β by a hydraulic cylinder 5 about a point B.
The rotation angle detector 8PA attached to the point can detect the rotation angle using a potentiometer. The bucket 3 has a length 93 up to the cutting edge point D at its tip, and is rotatably attached to the arm 2 at a rotation angle γ about the point C by a hydraulic cylinder 6.
The rotation angle can be detected by a rotation angle detector 9 attached to a point, such as a potentiometer. A straight line connecting the point B of the rotation center of the arm 2 and the point D of the cutting edge of the bagevut rotates at a rotation angle β0 with respect to the boom due to the combined movement of the rotation angle β of the arm and the rotation angle γ of the packet, The distance between and the above point D is [,2. Therefore, in FIG. 2, the angle between the line segment DB and the line segment CB, that is, the difference between the rotation angle β0 and the rotation angle β is shown as Δβ. Next, FIG. 3 shows an embodiment of a system for controlling the excavation depth of a hydraulic excavator according to the present invention. In the figure, numerals 1 to 9 indicate the working machines described above in Figs. arm 2 by controlling the flow of oil in the connected hydraulic circuit.
The rotation of is being manipulated. Reference numeral 12 denotes a detector for the operating angle of the operating lever, such as a potentiometer. Reference numeral 14 denotes a control lever for rotating the boom 1, and is a manual control valve 1.
5. The rotation of the boom 1 is controlled by controlling the oil flow in the hydraulic circuit connected to the hydraulic cylinder 4. Reference numeral 30 denotes an operation panel that includes a depth setting device 31 and an automatic/manual switching mode switch 32. 20 is III
The control device includes an input interface 21, a control computer 22 with a storage function, and a control signal output driver 23. The control signal from the control device 20 controls the manual automatic switching valve 16 and the i611-operated electromagnetic ratio @ control valve 17 of the hydraulic cylinder 4 of the boom 1.
In addition, each rotation angle detector 7 of the boom, arm, and baguette,
8 and 9 are input to the control computer 22 via the input interface 21. Next, the operation of this system will be explained using diagrams. Once the working conditions are determined, a predetermined working depth is set using the depth setter 31 according to the working specifications. A signal indicating the set depth is input to the control computer 22 via the input interface 21. Automatic manual switching mode switch 3
When the automatic mode is set by the operation 2, the automatic control operation of the control computer 22 is started via the input interface 2l in the same way as the depth setting device 31, and the signal from the control computer 22 is transmitted by the driver 23. The output is amplified, the manual automatic switching valve 16 is switched to automatic, the electromagnetic proportional control valve 17 is put into operation, and the manually operated valve l5 is switched to automatic mode.
Make it inoperable. When the operator operates the manual operating lever 11 of the arm, the operating angle ψ of the manual operating lever is converted by the input interface 21 into a signal suitable for the operation of the control computer 22 and is input. The operating angle of the operating lever and the current rotation angle β of the arm output from the rotation angle detector 8 are converted into signals suitable for the operation of the control computer 22 by the input interface 21 and input to the control computer 22. Then, from the angle signal, the rotation angular velocity of the arm and the target rotation angle are calculated using the calculation function of the control computer 22, which is designed and stored in advance according to the function of the drive system determined from the design conditions of the hydraulic excavator. The angle of rotation of the arm is calculated and predicted after a predetermined period of time corresponding to the operating performance of the work equipment, and the rotation angle is inputted in advance by the depth setting device 31 in accordance with the predicted value. In order to excavate according to the trajectory based on the set excavation depth, the drive command value for other arms to be automatically controlled, such as the boom, is retrieved from the memory stored in advance in the storage device, and the rotation angle detector 7 The input interface 21 converts the signal into a signal suitable for the operation of the control computer 22, compares it with the input current rotation angle α of the boom, and uses a hydraulic cylinder to rotate the boom so as to eliminate the deviation. Create a command signal to shift the oil amount to 4 by $1 f31. The command signal is the driver 2
After amplifying the output to an appropriate level by 3, the electromagnetic proportional control valve 17
The hydraulic cylinder 4 is automatically operated by controlling the amount of oil in the hydraulic circuit to automatically rotate the boom l at a predetermined speed and a predetermined rotation angle. Next, in the explanation given in -F, the control function described as the function of the I1 computer will be explained using the block diagram in FIG. 4 and the characteristic diagram in FIG. 5. In this explanation, for convenience of explanation, the circuit is explained as a hardware circuit. Therefore, for computer processing, you only need to create a program according to the contents based on this explanation. 41 is a lever for operating the bucket and notebook;
'# = Manual. The hydraulic cylinder 5 for driving the baguette is operated by operating the hydraulic control valve 42, and the rotation angle γ of the packet is detected by the angle detector 9 attached to the rotation shaft of the packet. The rotation angle γ of the packet detected by the angle detector 9 is determined by the arm/cutting edge total length calculation circuit 43 from the arm length recorded in advance 2 and the bucket cutting edge length 93. The length I-2 from the center to the cutting edge is calculated, and the arm offset angle calculation circuit 44 calculates the packet rotation angle γ, the calculated L2, the pre-recorded arm length 2, and the bucket cutting edge length. From No. 3, calculate the arm offset 1 angle Δβ,
An adder circuit 46 calculates the angle between the line segment connecting the rotation center of the boom and the arm to the cutting edge, ie, the arm cutting edge angle βO, from the measured value β from the arm rotation angle detector 8 and the calculated arm offset angle Δβ. .. The packet rotation angle detector 9 described above is not necessarily required, and it is also possible to calculate L2 and Δβ using a control function such as holding the packet at a fixed position. The operating lever 11 of the arm 2 operates the hydraulic valve 13 to operate the arm driving hydraulic cylinder 5, and the rotation angle β of the arm is detected by the angle detector 8 mounted on the rotation axis of the arm. .. Also, the operating angle of the arm operating lever is φ
is detected by the angle detector 12, and the estimated speed of the arm cylinder ◇ is calculated by the calculation formula created and recorded based on the mechanical conditions including the hydraulic circuit designed in advance corresponding to the operating angle of the operating lever. circuit 4
Calculate the calculation in step 7. Estimated speed of arm cylinder O
A is input to the arm link correction circuit 48, and the arm link correction circuit 48 calculates the estimated arm rotational angular velocity 6 using an arithmetic expression determined from the design conditions of the side of the arm machine created in advance. The arm estimated rotational angular velocity i is input to the arm angle prediction calculation circuit 49 together with the arm cutting edge angle β0 described above, and is determined in advance.
The predicted value β of the arm cutting edge angle after a certain period of time recorded in
Output r. This predicted value βr of the arm cutting edge angle is inputted to the function generator 51 together with the output I of the excavation depth setter 31 and the above-mentioned L2, and the function generator 51 generates the boom rotation angle according to calculation conditions created in advance based on the mechanical conditions. The target value αr is calculated and output. The boom rotation angle target value αr is subtracted from the output α of the boom rotation angle detector 7 by a subtraction circuit 52 to output a boom rotation angle m difference Δα. The boom rotation angular deviation Δα is input to the proportional gain multiplication circuit 53 to output the boom rotation angular velocity command value a, and the boom rotation angular velocity command value h is further converted to the boom cylinder speed command value vB by the boom link correction circuit 54 for control. It is input to the boom control valve 17 via the amplifier circuit 55 to drive the boom driving hydraulic cylinder 4 to rotate the boom. Next, according to the locus system shown in Figure 2 mentioned above, the fourth
The calculation formulas performed in each calculation circuit are explained using diagrams. The main results of the calculation are shown in No. 5113. In the arm/cutting edge total length calculation circuit 43, the arm/cutting edge total length calculation formula: L2-(Jll22+J)32-2]2. Ct3 c
o s 7 ) 1/! (1) The arm offset angle calculation circuit 44 uses the arm offset angle calculation formula: △β-sun-1 (.03 sin7/I-2)
-(2> or more is a constant value if the packet rotation angle γ is constant, that is, if the packet is fixed.

関数発生装置51に於ける演算式は、まずブ一ム回転中
心Oとバヶ・2ト刃先Dとの間の長さLOとブーム回転
角目凛値αrを算出する、Lo 一( .0 12 +
 L22 +2.01 L2 cosβr )V2− 
(3)11r:π,z”’2−3 1 n  ( H/
 LO )cos  ( (J)t2+Lo2−L22
)/2.QL Lo )・・・・・・ (4 ) 以上の(3)(4.)式によりアーム刃先角の予測値β
rに対するブーム回転角目標値αrを求めることが出来
る.これは掘削深さHおよびアームパケット刃先長さr
,2に応じて算出しても良いし[1およびI、2をパラ
メータとしてβrに対するブーム回転角αのテーブルを
予め記憶装置に設定しておいても良い. アームシリンダ推定速度演算回路47においては、 アームシリンダ推定速度演算式: ◇八二ft  (φ)         中・・・(5
)これはアームの手動操作弁の特性によって決定され第
5図aのような特性になる. アームリンク補正回路48においては、アームリンク補
正式・ ;t=oAX7z  (β》         ・・・
・・・(6)f2  (β)はアームリンク横成によっ
て決定され第5図bのような関数になる. 加算回&846においては、 加算式: β0 =β+Δβ             ・・・・
・・(7)アーム回転角度予測演算回路49においては
、アーム回転角度予測B算式: βr=β0+ΔT7         ・・・・・・(
8)ここにΔTは該油圧ショベルの横造その他の条件で
きまる予測時定数である. このβrは前記関数発生装置に入力しブーム回転角目標
値αrを出方する. αrとαの減算回路52によってブーム角度偏差が求め
られる. 減算式: Δα=αr−α          ・・・・・・(9
》比例ゲイン乗算回路53においては、 比例ゲイン乗算式: a−KΔα            ・・・・・・(1
0)ここにKは比例ゲインである. ブームリンク補正回路53においては、ブームリンク補
正式: VB=a/f3 (a’)         −=−<
11>ここに/3  (α)はブームのリンク構成によ
って決定され第5図Cのような関数になる.」二連の説
明において深さ設定器によって深さを設定するように説
明したが、ル1#4装置に記憶機能を持つコンピュータ
を用いて場合は,作業仕様にあわせて、単に単純な深さ
の一定値のみではなくて深さの継続である複雑な形状の
掘削軌跡を設定するようにすることが可能であり、また
操作の開始時に作業機の姿勢や刃先位置が設定値と大き
く外れているときにも予め条件を定めて作業機の各腕部
の現在の回転角度から最適経路で目的とする設定深さま
たは軌跡に適合する位置まで自動制御するための信号を
作成出来るようにすることも可能である.また作業機で
あるパケットの刃先位置のみではなく作業条件にあわせ
て刃先方向を含めて設定しておくことも可能である. また,上述の説明においては作業機の手動腕部からの情
報と操作指令とから自動操作されるべき腕部の操作指令
値を予め記録されている記憶内容から求めるように説明
したが、記憶内容としては、予め計算しておいた数値を
記したテーブルでも演算式を記録しモおいてもよく、ま
た、一定時間後の位置を予測して制御するように説明し
たが、作業機の条件によっては単純に現在の情報のみを
基準にした制御を行っても良い.また、アームレバーを
操作することによりブームを制御したがブームレバーを
操作してアームを制御しても良い.さらに、作業機を構
成する腕部はブームとアームであり作業機はパケットと
して説明したがさらに複雑な作a機構造であっても演算
式が複雑になるだけであって上述と同様の思想の発展に
よって実施することが可能である. [発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、油圧ショベルの持
つ作業機の各腕部の角度の関係を目漂とする掘削深さに
対応して予め求めておき、所定の一つの腕部の角度に対
応して池の腕部の角度を目原値として制御を行うように
したので制御中の演算屋が少なくなって制御装置の演算
サイクルタイムを短縮することが出来、丈な腕部の未來
位置を予測して制御するようにしたので予測の時定数を
各腕部の応答遅れ時間に見合って調整することによって
各部位の応答遅れに対応して予測した目原角度を指令値
に出来るので作業機先端の操作軌跡に関する制御精度が
向上した.また、各部の関係式を予め演算して記憶回路
に記憶しておき必要な時に呼び出すようにしたので制御
装置の演算サイクルタイムを短くすることが出来たので
、さらに精度を向上ずることが出来るというすぐれた効
果かえられる.
The calculation formula in the function generator 51 is Lo 1 (.0 12 +
L22 +2.01 L2 cosβr )V2-
(3) 11r: π, z'''2-3 1 n (H/
LO)cos((J)t2+Lo2-L22
)/2. QL Lo )・・・・・・ (4) Using the above equations (3) and (4.), the predicted value β of the arm cutting edge angle is
The boom rotation angle target value αr for r can be found. This is the excavation depth H and arm packet cutting edge length r
, 2, or a table of the boom rotation angle α relative to βr may be set in advance in the storage device using [1 and I, 2 as parameters. In the arm cylinder estimated speed calculation circuit 47, the arm cylinder estimated speed calculation formula: ◇82 ft (φ) Medium... (5
) This is determined by the characteristics of the manually operated valve in the arm, resulting in the characteristics shown in Figure 5a. In the arm link correction circuit 48, the arm link correction formula: ;t=oAX7z (β)...
...(6) f2 (β) is determined by arm link horizontal formation and becomes a function as shown in Figure 5b. In addition times &846, addition formula: β0 = β + Δβ ・・・・
(7) The arm rotation angle prediction calculation circuit 49 uses the arm rotation angle prediction formula B: βr=β0+ΔT7 (
8) Here, ΔT is a predicted time constant determined by the horizontal construction of the hydraulic excavator and other conditions. This βr is input to the function generator to output the boom rotation angle target value αr. The boom angle deviation is determined by a subtraction circuit 52 between αr and α. Subtraction formula: Δα=αr−α ・・・・・・(9
>>In the proportional gain multiplication circuit 53, the proportional gain multiplication formula: a-KΔα...(1
0) Here K is the proportional gain. In the boom link correction circuit 53, the boom link correction formula: VB=a/f3 (a') -=-<
11>Here /3 (α) is determined by the link configuration of the boom and becomes a function as shown in Figure 5C. In the two series of explanations, it was explained that the depth was set using a depth setting device, but if a computer with a memory function is used as the Le 1 #4 device, it is possible to simply set the depth according to the work specifications. It is possible to set an excavation trajectory with a complex shape that is a continuation of the depth rather than just a constant value, and it is also possible to set a drilling trajectory with a complex shape that is a continuation of the depth.Also, it is possible to set a drilling trajectory with a complex shape that is a continuation of the depth. To make it possible to create a signal for automatically controlling the current rotation angle of each arm of a working machine to a position matching a desired set depth or trajectory along an optimal route by setting conditions in advance even when is also possible. It is also possible to set not only the position of the cutting edge of the packet, which is a working machine, but also the direction of the cutting edge to suit the working conditions. In addition, in the above explanation, it was explained that the operation command value of the arm to be automatically operated is obtained from the pre-recorded memory contents from the information from the manual arm of the work equipment and the operation command, but the memory contents As explained above, it is possible to record the calculation formula in a table with pre-calculated values, and to control by predicting the position after a certain period of time. However, depending on the conditions of the work equipment, may simply perform control based only on current information. Also, although the boom was controlled by operating the arm lever, the arm may also be controlled by operating the boom lever. Furthermore, the arms that make up the work machine are a boom and an arm, and although the work machine has been described as a packet, even if the work machine has a more complicated structure, the calculation formula will only become more complicated, and the same idea as above will apply. It is possible to implement this through development. [Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the relationship between the angles of the respective arms of the working equipment of the hydraulic excavator is determined in advance in accordance with the target excavation depth, and Since control is performed using the angle of the pond's arm as a target value in response to the angle of the two arms, the number of calculation operators during control is reduced, reducing the calculation cycle time of the control device. Since the future position of each arm is predicted and controlled, by adjusting the prediction time constant according to the response delay time of each arm, the predicted target angle can be adjusted according to the response delay of each part. Since it can be used as a command value, the control accuracy regarding the operation trajectory of the tip of the work equipment has been improved. In addition, since the relational expressions for each part are calculated in advance and stored in the memory circuit and recalled when necessary, the calculation cycle time of the control device can be shortened, making it possible to further improve accuracy. You can get excellent results.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係わる一実施例の油圧シコベルの構成
図. 第2Ejiは第1図に示した実施例の油圧ショベルの作
業機系の演算に必要な座標図. 第3図は本発明に係わる一実施例の油圧ショベルのシス
テムtM成図. 第4図は本発明に係わる一実施例の油圧ショベルの制御
回路のブロック図. 第5図は本発明に係わる一実施例の油圧ショベルの作業
機系の特性図. 1 ・・・ブーム 2 ・・・アーム 3 ・・・パケット 4、5、6、45・・・油圧シリンダ 7、8、9、l2・・・角度検出器 IO ・・・油圧ショベル 11.14、41・・・操作レバー l3、l5、42・・・手動操作弁 16 ・・・切り替え弁 17 ・・・電磁比例ffil1御弁 20 ・・・制御装置 4 3 , 4 8、 ・・入力インタフェース ・・・コンピュータ ー・・ドライバ ・・・操作パネル ・・・深さ設定器 ・・・スイッチ 44、47.49・・・演算回路 ・・・加算回路 54 ・・・補正回路 ・・・関数発生装置 ・・・減算回路 ・・・乗算回路 ・・増幅回路 尾 Qll
FIG. 1 is a configuration diagram of a hydraulic cicobel according to an embodiment of the present invention. The second Eji is a coordinate diagram necessary for calculation of the working machine system of the hydraulic excavator of the embodiment shown in FIG. FIG. 3 is a system tM diagram of a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram of a control circuit of a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a characteristic diagram of a working machine system of a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention. 1...Boom 2...Arm 3...Packet 4, 5, 6, 45...Hydraulic cylinder 7, 8, 9, l2...Angle detector IO...Hydraulic excavator 11.14, 41...Operation levers l3, l5, 42...Manual operation valve 16...Switching valve 17...Solenoid proportional ffil1 control valve 20...Control device 43, 48,...Input interface... - Computer - Driver - Operation panel - Depth setting device - Switches 44, 47, 49 - Arithmetic circuit - Addition circuit 54 - Correction circuit - Function generator...・Subtraction circuit...Multiplication circuit...Amplification circuit tail Qll

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、それぞれがアクチュエータによつて駆動される複数
の腕部と該各腕部を連結するそれぞれの関節とから少な
くともなる作業機を備える油圧ショベルにおいて、前記
各腕部の回転角をそれぞれ検出する検出手段と、前記複
数の腕部の内の少なくとも一個の腕部をその操作量に対
応して制御駆動する操作レバー及び該操作レバーの操作
角を検出する手段と、所望の掘削深さを設定する為の掘
削深さ設定手段とを備え、前記少なくとも一個の操作レ
バーの操作に対応し、前記各腕部の回転角をそれぞれ検
出する検出手段によって検出された各回転角に基づいて
該作業機による掘削深さが前記掘削深さ設定手段によっ
て設定された深さになるように制御するための演算制御
機能を備えたことを特徴とする油圧ショベルの掘削深さ
制御装置。 2、前記演算制御機能は、前記操作レバーによって手動
操作される腕部の回転角に対応して目的とする設定掘削
深さに掘削するために必要な他の自動制御される腕部の
回転角を算出するための関数発生装置を備えていること
を特徴とする請求第1項記載の油圧ショベルの掘削深さ
制御装置。 3、前記関数発生装置は、前記操作レバーによって手動
操作される腕部の回転角に対応して目的とする設定掘削
深さに掘削する他の自動制御される腕部の回転角の値を
記憶装置に予め記録していることを特徴とする請求第2
項記載の油圧ショベルの掘削深さ制御装置。 4、それぞれがアクチュエータによって駆動される複数
の腕部と該各腕部を連結するそれぞれの関節とから少な
くともなる作業機を備える油圧ショベルにおいて、前記
各腕部の回転角をそれぞれ検出する検出手段と、前記複
数の腕部の内の少なくとも一個の腕部をその操作量に対
応して制御駆動する操作レバー及び該操作レバーの操作
角を検出する手段と、所望の掘削深さを設定する為の掘
削深さ設定手段と、前記少なくとも一個の操作レバーの
操作に対応して該作業機の掘削深さが前記掘削深さ設定
手段によって設定された深さになるように他の自動制御
される腕部の回転角を算出する演算機能を備え、目的と
する設定掘削深さに掘削するために必要な該演算機能に
よる算出値と、制御される各腕部の回転角をそれぞれ検
出する検出手段によって検出された各回転角とが一致す
るごとく制御するようにしたことを特徴とする油圧ショ
ベルの掘削深さ制御装置。 5、それぞれがアクチュエータによって駆動される複数
の腕部と該各腕部を連結するそれぞれの関節とから少な
くともなる作業機を備える油圧ショベルにおいて、前記
各腕部の回転角をそれぞれ検出する検出手段と、前記複
数の腕部の内の少なくとも一個の腕部をその操作量に対
応して制御駆動する操作レバー及び該操作レバーの操作
角を検出する手段と、所望の掘削深さを設定する為の掘
削深さ設定手段とを備え、前記少なくとも一個の操作レ
バーの操作に従って該操作レバーの操作角から該操作レ
バーによって操作される腕部の回転角速度を演算推定し
、一定時間後の該腕部の回転角度を演算予測するととも
に該回転角度に対応して他の制御される腕部の目標角を
算出するようにし、前記各腕部の回転角をそれぞれ検出
する検出手段によって検出された各回転角に基づいて該
作業機による掘削深さが前記掘削深さ設定手段によって
設定された深さになるように制御するための演算制御機
能を備えたことを特徴とする油圧ショベルの掘削深さ制
御装置。 6、前記演算制御機能は、前記操作レバーによって手動
操作される腕部の一定時間後において予測される回転角
に対応して目的とする設定掘削深さに掘削する他の自動
制御される腕部の目標回転角を算出するための関数発生
装置を備えていることを特徴とする請求第4項記載の油
圧ショベルの掘削深さ制御装置。 7、前記関数発生装置は、前記操作レバーによって手動
操作される腕部の一定時間後において予測される回転角
に対応して目的とする設定作業深さに掘削する他の自動
制御される腕部の目標回転角の値を記憶装置に記録され
ていることを特徴とする請求第5項記載の油圧ショベル
の掘削深さ制御装置。 8、それぞれがアクチュエータによって駆動される複数
の腕部と該各腕部を連結するそれぞれの関節とからなる
作業機を備える油圧ショベルにおいて、前記各腕部の回
転角をそれぞれ検出する検出手段と、前記複数の腕部の
内の少なくとも一個の腕部をその操作量に対応して制御
駆動する操作レバー及び該操作レバーの操作角を検出す
る手段と、所望の掘削深さを設定する為の掘削深さ設定
手段と、前記少なくとも一個の操作レバーの操作に従っ
て該操作レバーの操作角から該操作レバーによって操作
される腕部の回転角速度を演算推定し、一定時間後の該
腕部の回転角度を演算予測するとともに該回転角度に対
応して他の制御される腕部の目標回転角を算出するよう
にした演算機能とを備え、目的とする設定掘削深さに掘
削するために必要な該演算機能により算出した予測値に
対し、制御される各腕部の回転角をそれぞれ検出する検
出手段によって検出される各回転角が一致するごとく制
御するようにしたことを特徴とする油圧ショベルの掘削
深さ制御装置。
[Scope of Claims] 1. In a hydraulic excavator equipped with a working machine comprising at least a plurality of arms each driven by an actuator and respective joints connecting the arms, rotation of each arm a detection means for detecting each angle; a control lever for controlling and driving at least one of the plurality of arms in accordance with the amount of operation thereof; and a means for detecting the operation angle of the control lever; and an excavation depth setting means for setting an excavation depth, corresponding to the operation of the at least one operating lever, and corresponding to each rotation angle detected by the detection means for respectively detecting the rotation angle of each arm. 1. An excavation depth control device for a hydraulic excavator, comprising an arithmetic control function for controlling the excavation depth by the working machine to the depth set by the excavation depth setting means based on the excavation depth setting means. 2. The arithmetic control function calculates other automatically controlled rotation angles of the arm necessary for excavating to the desired set excavation depth in response to the rotation angle of the arm manually operated by the operating lever. 2. The excavation depth control device for a hydraulic excavator according to claim 1, further comprising a function generator for calculating the excavation depth. 3. The function generator stores a value of a rotation angle of another automatically controlled arm for excavating to a desired set excavation depth corresponding to a rotation angle of the arm manually operated by the operating lever. Claim 2 characterized in that it is recorded in advance in the device.
An excavation depth control device for a hydraulic excavator as described in . 4. In a hydraulic excavator equipped with a working machine comprising at least a plurality of arms each driven by an actuator and respective joints connecting the arms, a detection means for detecting the rotation angle of each arm; , an operating lever for controlling and driving at least one arm of the plurality of arms in accordance with the amount of operation thereof, a means for detecting an operating angle of the operating lever, and a means for setting a desired excavation depth. excavation depth setting means; and another automatically controlled arm so that the excavation depth of the work implement is set by the excavation depth setting means in response to the operation of the at least one operating lever. It is equipped with a calculation function that calculates the rotation angle of each arm, and uses a detection means that detects the calculated value by the calculation function necessary to excavate to the desired set excavation depth and the rotation angle of each controlled arm. An excavation depth control device for a hydraulic excavator, characterized in that control is performed so that detected rotation angles match each other. 5. In a hydraulic excavator equipped with a working machine comprising at least a plurality of arms each driven by an actuator and respective joints connecting the arms, a detection means for detecting the rotation angle of each arm; , an operating lever for controlling and driving at least one arm of the plurality of arms in accordance with the amount of operation thereof, a means for detecting an operating angle of the operating lever, and a means for setting a desired excavation depth. and calculating and estimating the rotational angular velocity of the arm operated by the operating lever from the operating angle of the operating lever according to the operation of the at least one operating lever, and calculating the rotational angular velocity of the arm operated by the operating lever after a certain time. The rotation angle is calculated and predicted, and the target angle of the other controlled arm is calculated in accordance with the rotation angle, and each rotation angle is detected by the detection means that detects the rotation angle of each arm. An excavation depth control device for a hydraulic excavator, characterized in that the excavation depth control device for a hydraulic excavator is equipped with an arithmetic control function for controlling the excavation depth by the work machine to the depth set by the excavation depth setting means based on . 6. The arithmetic control function is configured to control another automatically controlled arm that excavates to a desired set excavation depth in accordance with the rotation angle predicted after a certain period of time of the arm manually operated by the operating lever. 5. The excavation depth control device for a hydraulic excavator according to claim 4, further comprising a function generator for calculating a target rotation angle. 7. The function generator is configured to provide another automatically controlled arm that excavates to a desired set working depth in accordance with a rotation angle predicted after a certain period of time of the arm manually operated by the operating lever. 6. The excavation depth control device for a hydraulic excavator according to claim 5, wherein the value of the target rotation angle is recorded in the storage device. 8. In a hydraulic excavator equipped with a working machine comprising a plurality of arms each driven by an actuator and respective joints connecting the arms, a detection means for detecting the rotation angle of each arm; An operating lever for controlling and driving at least one of the plurality of arms in accordance with the amount of operation thereof, means for detecting an operating angle of the operating lever, and excavation for setting a desired excavation depth. and a depth setting means, and according to the operation of the at least one operating lever, calculate and estimate the rotational angular velocity of the arm operated by the operating lever from the operating angle of the operating lever, and calculate the rotational angle of the arm after a certain period of time. Equipped with a calculation function that performs calculation prediction and calculates the target rotation angle of other controlled arm parts corresponding to the rotation angle, and the calculation function necessary for excavating to the desired set excavation depth. Excavation depth of a hydraulic excavator, characterized in that control is performed so that each rotation angle detected by a detection means for detecting the rotation angle of each arm to be controlled coincides with a predicted value calculated by a function. control device.
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