JPH03107026A - 作業機の軌跡制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ．産業上の利用分野 本発明は２本以上のアームを有する作業機，特に任意方
向軌跡制御と直線軌跡制御の両方を要求される作業機に
好適な軌跡制御装置に関する．Ｂ．発明の背景 第９図に示す多関節基礎用作業機ＣＭ（以下，作業機）
は、下部走行体ＬＴ上に上部旋回体ＵＳを旋回可能に設
けて或り、上部旋回体ＵＳ上に第１アーム１，第２７ー
ム２，第３アーム３及びこれらを馳動する第１シリンダ
５，第２シリンダ６，第３シリンダ７を有し、第３アー
ム３の先端に回転掘削パケット４を装着して第４シリン
ダ８でその姿勢を制御するものである． このような作業機の場合、回転掘削パケット４を掘削し
たい場所に位置決めし、パケット４を回転させながら移
動して掘削を行い，パケット４の中にたまった土砂を排
出するためダンプトラック等の位置にパケット４を移動
させて蓋を開いて徘土するという一連の作業が行われる
。

ここで必要なのは、パケット４を任意の方向へ移動させ
る任意方向軌跡制御であり、かつ，掘削中はパケット４
の姿勢を一定に保ちながら掘削方向へパケット４を直線
移動させる直線軌跡制御である． ところで、ショベル本体と、ブームと、アームと、アー
ム先端に取付けられたパケットとを有する油圧式パワー
ショベルにおいては，パケットの姿勢を一定に保ちなが
らパケットの位置を任意の方向に軌跡制御できる制御装
置が種々知られている．例えば、特公昭６１−４５０２
５号公報においては、パケット回動点を軌跡制御するた
め、パケット回動点の水平及び垂直方向の速度設定レバ
ーからの信号を用いてブーム及びアームの目標回動速度
を演算し，これにより各シリンダの流量制御を行い、併
せてパケット姿勢角の一定制御を行なっている． また、直線軌跡制御が可能な作業機の軌跡制御装置とし
ては本発明者が提案した特願昭６３−１０８０９９号が
ある．すなわち，軌跡制御対象点の作業方向速度を速度
指令レバーで与え，目標直線軌跡からのずれ量に応じた
修正方向速度指令を作業方向速度指令と直交する方向に
与え、これらの速度指令から各アームの角速度制御値を
演算し、これにより各シリンダの流量制御を行い直線軌
跡制御を行っている． Ｃ．発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来技術である特公昭６ｌ−４５０
２５号公報の装置は、パケットの任意方向制御には適し
ているが直線軌跡制御には適していない．すなわち、直
線軌跡制御を行うためには，作業方向の速度設定値のみ
与え、他方の速度設定値を零とすれば良いが，位置フィ
ードバックをかけていないから軌跡のずれ量が出てこれ
を補正することができない。このため，回転掘削パケッ
トでは掘削済みの孔をくずしたり、パケット側面が孔の
壁面に押しつけられて回転不能となったりする． また，特願昭６２−１３５４１３号に示した装置は、軌
跡のずれを位置フィードバックにより修正するため，作
業方向と直交する方向の速度指令値を軌跡のずれ量に応
じて与えているので直線軌跡制御には適しているが任意
方向軌跡制御には適していない．このため排土時や位置
決め時の作業効率が低下する． 本発明の技術的課題は、任意方向軌跡制御と直交軌跡制
御を操作レバーの操作のみによって任意に選択可能にす
ることにある。

Ｄ．課題を解決するための手段 本発明に係る作業機の軌跡制御装置は、回転可能に連結
された少なくとも２本以上のアームと、これら各アーム
を回動運動せしめる廓動手段と、入力信号に応じてその
駆動手段を介してアームの移動量および移動方向を制御
する制御手段とを備えた作業機に適用される． そして上述の技術的課題は次の構或で解決される。

軌跡対象部位の第１および第２の方向における第１およ
び第２の速度をそれぞれ同時にまたは択一的に指令する
速度指令手段と、この速度指令手段により第１の方向の
速度のみが指令されたときには軌跡対象部位の移動軌跡
を第１の方向に設定するとともに、第２の方向の速度の
みが指令されたときには軌跡対象部位の移動軌跡を第２
の方向に設定する軌跡方向設定手段と，各アームに関連
した角度を検出する角度検出手段と、軌跡対象部位の位
置を検出する位置検出手段と、検出された軌跡対象部位
の位置に基づいて、直線軌跡の方向と直交する方向にお
ける軌跡対象部位の該直線軌跡からのずれ量を演算する
ずれ量演算手段と、ずれ量と指令されたいずれか一方の
速度の指令値とに基づいて，軌跡と直交する方向の修正
速度指令値を演算する修正速度指令値演算手段と、第１
の速度指令のみが出力されているときにはその第１の速
度指令値を第１の方向の速度指令値として選択するとと
もに修正方向速度指令値を第２の方向速度指令値として
選択し、第２の速度指令のみが出力されているときには
その第２の速度指令値を第２の方向の速度指令値として
選択するとともに修正方向速度指令値を第１の方向の速
度指令値として選択し、第１および第２の速度指令が出
力されているときには、第１の速度指令値を第１の方向
の速度指令値として選択するとともに第２の速度指令値
を第２の方向の速度指令値として選択する速度指令値選
択手段と、第１または第２の速度指令のみが出力されて
いるときは軌跡対象部位が直線軌跡に沿って、または前
記第１および第２の速度指令がともに出力されていると
きには両速度指令値により決まる方向に沿って指令され
た速度で移動するようにアームの回動速度を第１および
第２の方向の速度指令値を用いて演算して入力信号とし
て制御手段に入力する回動速度演算手段とを具備する。

Ｅ．作用 速度指令値選択手段は、第１の速度指令のみが出力され
ているときにはその第１の速度指令値を第１の方向の速
度指令値として選択するとともに修正方向速度指令値を
第２の方向速度指令値として選択する．これにより、軌
跡対象部位は、第１の方向に向く直線上を軌跡制御され
る．そのとき、軌跡対象部位が直線上から外れるとその
ずれ量が演算される。修正方向速度指令値演算手段は、
軌跡対象部位を上記設定された直線上に戻すように、第
１の方向の速度指令値とずれ量とに基づいて修正方向速
度指令値を演算する．したがって、各アームは位置フィ
ードバックを受けながら第１の方向に軌跡制御される。

速度指令選択制御手段はまた，第２の速度指令のみが出
力されているときにはその第２の速度指令値を第２の方
向の速度指令値として選択するとともに修正方向速度指
令値を第１の方向の速度指令値として選択する。この場
合、軌跡対象部位は上述と同様な位置フィードバックを
第１の方向に受けながら第２の方向に軌跡制御される．
さらに速度指令値選択手段は，第１および第２の速度指
令が出力されているときには，第１の速度指令値を第１
の方向の速度指令値として選択するとともに第２の速度
指令値を第２の方向の速度指令値として選択する。その
結果、上記位置フィードバックを行うことなく、軌跡対
象部位が第１および第２の方向の速度指令値に応じた方
向に軌跡制御される． Ｆ．実施例 第１図〜第８図は本発明を第９図に示す作業機に適用し
た場合の一実施例を示す。

第７図のようにこの作業機の座標を定義し．以？の説明
はこの座標に従う．第７図に示すように点０を第１アー
ム１の回動支点とし、第１〜第３のアーム１〜３の長さ
をＬ■〜Ｌ，、アーム１の大地角度をα，第２アーム２
の第１アーム１に対する相対角度および第３アーム３の
第２アーム２に対する相対角度をＴ，，Ｔ３、各アーム
先端の座標を（Ｘｉ，　Ｙ．）、（ｘｚ＋　ｙｉ）　，
（Ｘ３−　Ｙ））とするとき、各座標はそれぞれ、 と表すことができる。ここでδは、制御座標を回転させ
る設定角度であり、後述するようにＯ度または９０度の
値をとる．この（１），（２）式から第３７ーム３先端
の速度Ｘ，，Ｙ３を求めると，Ｘ，＝−ａ・Ｌ．ｓｉｎ
　（ａ十δ） （”−Ｔｚ）・Ｌｚｓｉｎ（α＋δ一Ｔ２）一Ｃａ−Ｔ
ｚ−Ｔｔ）・Ｌ，ｓｉｎ（ａ＋δ−Ｔ，−Ｔ，）・・・
　（３） Ｙ３＝α６Ｌｌｃｏｓ（α＋δ） ＋（ａ−Ｔ，）・Ｌ．ｃｏｓ（ｃｘ＋δ−Ｔ，）＋　（
　ａ−Ｔ’Ｐ−Ｔａ　）・Ｌ　，ｃｏｓ（α−Ｔ２−Ｔ
３）＝・（４）と表すことができる． 周知のとおり３本のアームを有する多関節作業機におい
ては、アーム先端を軌跡制御するには拘束条件を定めて
２本のアームを駆動するが、実施例では、第１アームを
固定とし、第２，第３アームを駆動するようにしている
。

すなわち，拘束条件を式で表すと次のとおりである． こ＝Ｏ ？二で．　（３），（４）式のＸ，，Ｙ■を速度指令信
号Ｘ，Ｙとし、上記拘束条件を式（３），（４）に代入
して軌跡制御のために開動する２本のアームの角速度Ｔ
，，Ｔ３を求めると、 ＋　Ｙ　（　Ｌ２・ｓｉｎＡ，　＋　Ｌ，　・ｓｉｎＡ
，｝・・・（６） ここで、Ａ，＝α十δ一Ｔ，，　Ａ，＝α十δ−Ｔ，−
Ｔ，である。

次に制御装置を第１図に基づいて説明する．角度検出部
１５０は４つの角度検出器，１１〜１４から成る． 角度検出器１１は、第１７ーム１の回動支点付近に取付
けられ、周知の振り子機構とポテンショメータにより第
１アームの対地角αを検出し，その対地角αを修正方向
速度指令値演算回路２００へ入力する．角度検出器１２
．１３は、第２，第３アーム２，３の回動支点に取付け
られ、周知のレバー機構とポテンショメータにより、そ
れぞれ第１アーム１と第２アーム２との相対角Ｔ２，第
２７ーム２と第３７ーム３との相対角Ｔ，を検出し，各
相対角Ｔ２ｅＴ３を修正方向速度指令値演算回路２００
および第１の流量制御値演算回路４００へ入力する．角
度検出器１４は回転掘削パケット４の回転支点に取付け
られ、周知のレバー機構とポテンショメータにより第３
アーム３と回転掘削パケット４の相対角Ｔ４を検出し、
その相対角Ｔ４を第２の流量制御値演算回路５００へ入
力する． 制御レバー１０は運転席に取付けられ，例えばレバー機
構とポテンショメー夕で構威され、レバーの操作角度に
相応した信号を出力する．この信号は、第３アーム３先
端の水平および垂直方向速度指令値Ｈ，Ｖとして速度指
令値選択回路１００に入力される． 速度指令値選択回路１００は、水平および垂直方向速度
指令値Ｈ，Ｖを判定し，いずれかが零であるときは後述
する修正方向速度指令値交２をＸ方向速度指令値Ｘとし
て出力する．またこのとき，水平方向速度指令値９が零
のときは垂直方向運度招令値ＨをＹ方向速度招令値Ｙと
して出力し、垂直方向速度指令値Ｖが零であるときは水
平方向？。水平および垂直方向速度指令値Ｈ，Ｖがとも
に零でないときは水平方向速度指令値ＨをＸ方向速度指
令値文として、垂直方向速度指令値９をＹ方向速度指令
値Ｙとして出力する．速度指令値選択回路１００はまた
，Ｘ方向速度指令値Ｘに修正方向速度指令値Ｘ２が出力
されているとき選択信号Ｓ１を出力し、Ｙ方向速度指令
値Ｙに垂直方向速度指令値Ｖが出力されているとき選択
信号Ｓ２を出力し、これら選択信号Ｓ■ｔ　Ｓ，を修正
方向速度指令値演算回路２００へ入力する．修正方向速
度指令値演算回路２００は、角度α，Ｔ，，Ｔ，，選択
信号Ｓｉ，Ｓ，およびＹ方向指令゛値Ｙから修正方向速
度指令値Ｘ２を演算するとともに，Ｘ軸と第２，第３ア
ーム２，３のなす角度Ａ２，Ａ，を演算し，これらを角
速度制御値演算回路３００に入力する． 角速度制御値演算回路３００は，角度ＡｚｐＡ３ｙＴ３
及び速度指令値Ｘ，＋から第２，第３７ーム２，３の角
速度制御値Ｔ，，Ｔ．を演算し、これらを第１および第
２の流量制御値演算回路４００に入力する． 第１の流量制御値演算回路４００は，角速度制御値Ｔ，
，Ｔ，及び角度Ｔ，，Ｔ，からシリンダ５，６の流量制
御値Ｑ．，Ｑ．を演算し、電気油圧変換弁１６．１７に
入力する．第２の流量制御値演算回路５００は、角速度
制御値Ｔ，，Ｔ，及び角度Ｔ，からシリンダ７の流量制
御値Ｑ．を演算し、電気油圧変換弁１８に入力する． これらの電気油圧変換弁１６〜１８には不図示の油圧源
から圧油が導かれており，電気油圧変換弁１６〜１８は
、入力される流量制御値Ｑ２〜Ｑ４に応じた流量および
方向で圧油をシリンダ６〜８に供給する．操作レバー１
９は、コントロールバルブ１５へ手動操作量に応じたパ
イロット油圧を与え、コントロールバルブ１５の開口面
積と切換方向を制御して第エアーム用シリンダ５へ送る
圧油の流量および方向を制御する．これにより、第１ア
ームシリンダ５は操作レバー１９により任意に伸縮可能
である．また図示は省略したが、第２，第３アーム用シ
リンダ６，７および回転掘削パケット用シリンダ８につ
いても任意に伸縮可能なように操作レバーが設けられて
おり、コントロールバルブからの圧油と電気油圧変換弁
１６，１７からの圧油とが合流するように接続されてい
る．第２図は、水平，垂直方向速度指令値Ｍ，ｖを判定
して、ＸおよびＹ方向速度指令値Ｘ，Ｙを出力する速度
指令値選択回路１００を示す．水平，垂直方向速度指令
値Ｈ，Ｖはそれぞれ比較器１０１，１０２により指令値
が零であるかどうか判定され、排他的論理和回ＮＩ１０
３により比較器１０１，１０２の出力が不一致のとき選
択信号Ｓ１が出力されると共に、切替器１０４が闘動さ
れてＸ方向速度指令値Ｘ２を選択して出力する。

比較器１０１，１０２の出力が一致しているときは，選
択信号Ｓｉは出力されず，ｘ．方向速度指されると共に
、切替器１０５が駆動されてＹ方向出力する．垂直方向
速度指令値Ｖが零のときは選択信号Ｓ２は出力されず，
Ｙ方向速度指令値Ｙに水平方向速度指令値Ｈを選択して
出力する．以上の入出力関係をまとめると以下のように
なる． 表１ 第３図は、角度α，Ｔ，，Ｔ，およびＹ方向速度を演算
する修正方向速度指令値演算回路２００を示す． 今，修正方向速度指令値Ｘ２を、 ときは比較器１０２により選択信号Ｓ２が出力と定義す
る。ここで，Ｋ１は定数、ΔＸは、第８図（ｂ），（ｃ
）に示すとおり，制御レバー１０の操作開始時における
原点０から目標軌跡ＯＬまでのＸ方向距離を示す値Ｘ．
と、操作開始後に逐次求められるＸ方向距離Ｘとの偏差
であり、 ΔＸ＝Ｘ，−Ｘ　　　　　　　　　　　　・・・・・・
（８）で表わされる． ここで、Ｘ方向距離Ｘは， Ｘ＝ＬＩＩＩＣＯＳ（α＋δ）＋Ｌ１ＣＯＳ（α◆δ一
Ｔ．）＋Ｌ３・ｃｏｓ（α＋δ−Ｔ，−Ｔ，）　　　　
−（９）で表わされ，角度δの設定器２１３，切替器２
１４，加算器２０１〜２０４，余弦関数発生器２０６〜
２０８，係数器２０９〜２１１により演算される．ここ
で、δは選択信号Ｓ１が入力されているとき切替器２１
４が闘動されてＯ０，そうでないときは９０”となる．
また，加算器２０１〜２０３の各出力は、それぞれ、Ａ
１＝α十δ Ａ，冨α＋δ一丁よ Ａ２＝α＋δ−Ｔ，−Ｔ， として出力される。

加算器２０４の出力Ｘは選択信号Ｓエが入力されたとき
記憶器２１５に初期値Ｘ０として記憶され、以後，加算
器２０４からの出力Ｘと記憶１ｉ｝２１５からの出力Ｘ
６との偏差ΔＸ　（＝Ｘ，−Ｘ）が加算点２０５で得ら
れる。すなわち、（８）式の偏差ΔＸは加算点２０５で
得られる。また，（７）は、作業方向速度指令値Ｙの絶
対値を出力する絶対値変換器２１６と、この出力ＩＹＩ
と偏差ΔＸとを乗算する乗算器２１７と，乗算器２１７
からの出力ΔＸ・ＩＹＩに係数Ｋを掛けて修正方向速度
指令値Ｘ２を得る係数器２１２とによって演算される． 第４図は、角度Ａ．，Ａ，，Ｔ，，Ｙ方向速度指令値Ｙ
，およびＸ方向速度指令値Ｘが入力され、第１アーム１
に対する第２アーム２の角速度制御値Ｔ２および、第２
アーム２に対する第３アーム３の角速度制御値Ｔ，を演
算する角速度制御値演算回路３００を示す。

速度指令値Ｘ，Ｙに対する第２，３アーム２，３の角速
度制御値Ｔ，，Ｔ３は前述の（３），（４）式にて求め
られるから、角速度制御値演算回路３００は、第４図に
示すとおり、ｃｏｓＡ３，ｓｉｎＡ，，　ｃｏｓＡａ，
　ｓｉｎＡ，，　ｓｉｎＴ３をそれぞれ出力する関数発
生器３０５〜３０９と、これらの関数にＬ２あるいはＬ
３の係数を掛ける係数１１！３１０〜３１４と，Ｌ，　
・ｓｉｎＴ，にＬ１の係数を掛ける係数ｃｏｓＡ２＋Ｌ
，　・ｃｏｓＡ，），Ｙ　　（Ｌ，　・ｓｉｎＡ，＋Ｌ
，ｓｉｎ　Ａ　，　）をそれぞれ出力する乗算器３１６
〜（　Ｌ　２　・ｃｏｓＡｚ　＋　Ｌ　３・ｃｏｓＡ３
）一Ｙ　　（　Ｌ　ｚ　・ｓｉｎＡ　ｘ　＋Ｌ，・ｓｉ
ｎＡ，）をそれぞれ出力する加算点３０３，３０４と，
これらの出力により（５）式，（６）式に示した割算を
行ない、÷２，÷，を出力する割算器３２０，３２１と
から構成される。

第５図は第１の流量制御値演算回路４００を示し、入力
される角度Ｔ．，Ｔ．および角速度制御値Ｔ，，Ｔ３に
より、第２，第３シリンダ５，６の流量制御値、すなわ
ち電気油圧変換弁１６，−１７八の入力信号Ｑ．，Ｑ３
を演算する．この流量制御値Ｑ．，Ｑ．は， Ｑｉ＝Ｔ，　Ａ　ｆ　（　Ｔ２）　　・ａ　ｚ　　　　
　・・・（　１ｏ　）Ｑ２＝Ｔ）　　ｇ　（Ｔ３）−　
ａｍ　　　　　−（ｔ　１）として表わせる．なお、シ
リンダ面積ａｚｔ　ａ，は、実際にはロンド側，ボトム
側では異なるから、伸出時，収縮時に応じてａ２９　ａ
，を適宜切換えて用いる必要がある。

（１０）式，（１１）式を演算するため、この第１の流
量制御値演算回路４００は，第５図に示すとおり、リン
ク補正するためのｆ　（Ｔ２）　ｔｇ（Ｔｉ）の関数発
生器４０１，４０２と、シリンダ速度を演算する乗算器
４０３，４０４と，シリンダ速度にシリンダ面積８２ｊ
　ａ：Ｉを乗じ、流量制御値Ｑ．，Ｑ．を得る係数器４
０５．４０６とを有する． 第６図は第２の流量制御値演算回路５００を示す．入力
される角度Ｔ４は関数発生器５０２によりリンク補正さ
れる。入力される角速度制御値Ｔ，，Ｔ３は加算点で符
号を反転してから加算されて回転掘削パケットの角速度
制御値ＴＩ　（＝−　（’ｒ＊＋Ｔ３）　）となる。こ
れらは乗算器５０３で乗算された後，係数器５０４によ
りシリンダ８の面積ａ４が乗算されて回転掘削パケット
用シリンダ８の流量制御値Ｑ４が演算される．この場合
も伸縮に応じてａ４の値を切換える． 次に本装置の動作について説明する。

図示しない電源スイッチを投入するとこの装置が起動し
、角度検出器１１〜１３で検出された角度α，Ｔ，，Ｔ
３に基づいて、修正方向速度指令値演算回路２００では
第３アーム３先端の位置、すなわちＸ座標が演算される
．このとき設定角δは、操作レバー１０の垂直方向速度
指令値Ｖが零のとき９０゜、そうでないときは選択信号
Ｓ３が入力されて０１が選択される．また，制御レバー
１０が水平方向のみまたは垂直方向のみに操作されると
選択信号Ｓ１が入力され、その時点のＸ座標が初期値Ｘ
．とじて記憶器２１５に記憶保持される．次に作業中に
逐次演算される第３アーム３先端のＸ座ＩｊＩ又と初期
値Ｘ．との偏差（ず？量）ΔＸが加算点２０５で演算さ
れる．修正方向速度指令値演算回路２００は、偏差ΔＸ
と作業速度指令値Ｙの絶対値１：ｌ１との積に定数Ｋを
掛けて修正方向速度指令値Ｘ２を出力する。

速度指令値選択回路１００では、上述の選択信号Ｓ１，
Ｓ，を出力すると同時に、選択信号Ｓ■が出力される条
件では，Ｘ方向速度指令値Ｘとして修正方向速度指令値
交２を選択し、そうでないときは水平方向速度指令値Ｈ
を選択して出力する．また選択信号Ｓ■が出力される条
件では、Ｙ方向速度指令値Ｙとして垂直方向速度指令値
Ｖを選択し，そうでないときは水平方向速度指令値Ｈを
選択して出力する。すなわち，第８図（ａ）〜（ｃ）に
示すように，設定角δとＸ，Ｙ方向速度指令値が選択さ
れる。

第８図（ａ）は操作レバー１０を水平，垂直方向ともに
操作した場合で、δ＝ｏ゜，　ｉ＝Ａ，÷＝※が選択さ
れて操作レバー１０の操作に応じた任意方向軌跡制御の
ための指令値が出力される。第８図（ｂ）は、操作レパ
ー１０を垂直方向のみ操作した場合でδ＝Ｑ”　　Ｘ＝
Ｘ，，ｙ＝ｖが選択されて水平方向の偏差フィードバッ
クが働く垂直直線軌跡制御のための指令値が出力される
．第８図（Ｑ）は操作レバー１０を水平方向のみ操作し
択されて、垂直方向の偏差フィードバックが働く水平直
線軌跡制御のための指令値が出力される。

この修正方向速度指令値ＸとＹ方向速度指令値Ｙと各角
度Ａ，，Ａ３，Ｔ，とにより、角速度制御値演算回路３
００が第２，第３アーム２，３の角速度制御値Ｔ，．Ｔ
，を演算する．これらの角速度制御値Ｔ，，Ｔ，は，第
１の流量制御値演算回路４００にてリンク補正され，第
２，第３のシリンダ５，６の流量制御値Ｑ．，Ｑ．に変
換される．これらの流量制御値Ｑ．，Ｑ．は電気油圧変
換弁１６．１７に供給され，油圧源からの圧油が所定方
向，所定流量にて第２，第３シリンダ５，６に供給され
る。これにより第２，第３アーム２，３が回動して第３
アーム３先端の軌跡がＸ，Ｙ方向に制御される。

また角速度制御値Ｔ，，Ｔ，は第２の流量制御値演算回
路５００にも入力され，第２，第３アーム２，３の角速
度制御値Ｔ，，Ｔ，の和の符号を反転した角速度制御値
Ｔ，が演算され、さらにリンク補正された後、回転掘削
パケット用シリンダ８の流量制御値Ｑ４に変換される．
この流量制御値Ｑ４は電気油圧変換弁１８に供給され、
油圧源からの圧油が所定方向，所定流量にてパケット用
シリンダ８に供給される．これにより，パケット４が第
２，第３アームの角速度の和を打ち消すように回動して
、軌跡制御中のパケット４の姿勢角は一定に保たれる。

このように本実施例では、回転掘削パケット４による垂
直または水平掘削中には偏差フィードバックの働く直線
軌跡制御およびパケット角姿勢制御が働くので、掘削済
の孔をくずしたり，パケット側面が孔の壁面に押しつけ
られて回転不能となったりするおそれがな＜，Ｍ削能率
が向上する。

また、水平，垂直方向以外の操作では、レバーの操作方
向に応じた任意方向軌跡制御が可能で，俳土操作や、パ
ケットの位置決め操作が容易に行え、一連の施工を効率
良く行うことができる．なお、本発明を適用するにあた
っては以上の実施例の各構或要素を次のようにしても良
い．■アーム数は３本に限定されない． ■制御アームを第２，第３アームとしたが，他の組み合
わせでも良く、また，２本の制御アームを自動的に切り
替えても良い。

■各アームを油圧シリンダで駆動したが，油圧に限定さ
れず、また油圧モータ、油圧ロータリアクチなどその他
のアクチュエータを用いることができる． ■アースオーガやバイブロハンマをアタッチメントとし
て使用する場合には，アタッチメントの姿勢角制御は行
わない。

■第１アーム１の角度を上部旋回体に対する相対角で検
出し、作業機本体の傾斜角を検出して相対角を補正して
も良い． ■操作レバーの速度指令値は水平，垂直方向に限定され
ない．例えば、アタッチメントの作業方向と、その直角
方向としても良く、これらをスイッチにより適宜選択す
るようにしてもよい。

■角度検出器として．磁気抵抗素子を用いたもの、差動
コイルを用いたもの、光学式、磁気式のロータリエンコ
ーダを用いたものなどポテンショメータに限定されない
。

■任意方向軌跡制御が選択されたときは，姿勢制御をキ
ャンセルするようにしてもよい．■第２図のスイッチ１
０４，１０５を手動で切換えてもよい． Ｇ．発明の効果 本発明によれば、速度指令手段からいずれか一方の速度
指令値が指令されると軌跡対象部位は位置フィードバッ
クを受けながらその方向に直線軌跡制御され、また、両
方向の速度指令値が同時に指令されると両速度指令値に
応じた方向に軌跡制御されるので，例えば速度指令を与
える制御レバーの操作方法を変えるだけで施工精度のよ
い直線軌跡制御と、施工前の段取り性のよい任意方向軌
跡制御とを簡単に選択でき、施工効率が向上する．

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は一実施例を説明するもので、第１図は
その全体構或図、第２図は速度指令値選択回路の詳細回
路図，第３図は修正方向速度指令値演算回路の詳細回路
図、第４図は角速度制御値演算回路の詳細回路図、第５
図は第１の流量制御値演算回路の詳細回路図，第６図は
第２の流量制御値演算回路の詳細回路図、第７図は座標
を定義する図、第８図は速度指令の出力方法による軌跡
制御を説明する図、第９図は本発明を適用できる回転掘
削パケット付き作業機の全体構戒図である。 １〜３：アーム　　　　　　　４：回転掘削パケット５
〜８：油圧シリンダ　　　１０：制御レバー２００：修
正方向速度指令演算回路 ３００：角速度制御値演算回路 ４００，５００：流量制御値演算回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）回転可能に連結された少なくとも２本以上のアーム
   と、これら各アームを回動運動せしめる駆動手段と、入
   力信号に応じてその駆動手段を介して前記アームの移動
   量および移動方向を制御する制御手段とを備えた作業機
   の軌跡制御装置において、 軌跡対象部位の第１および第２の方向における第１およ
   び第２の速度をそれぞれ同時にまたは択一的に指令する
   速度指令手段と、 この速度指令手段により第１の方向の速度のみが指令さ
   れたときには前記軌跡対象部位の移動軌跡を前記第１の
   方向に設定するとともに、第２の方向の速度のみが指令
   されたときには前記軌跡対象部位の移動軌跡を前記第２
   の方向に設定する軌跡方向設定手段と、 前記各アームに関連した角度を検出する角度検出手段と
   、 前記軌跡対象部位の位置を検出する位置検出手段と、 検出された軌跡対象部位の位置に基づいて、前記直線軌
   跡の方向と直交する方向における前記軌跡対象部位の該
   直線軌跡からのずれ量を演算するずれ量演算手段と、 前記ずれ量と前記指令されたいずれか一方の速度の指令
   値とに基づいて、前記軌跡と直交する方向の修正速度指
   令値を演算する修正速度指令値演算手段と、 前記第１の速度指令のみが出力されているときにはその
   第１の速度指令値を第１の方向の速度指令値として選択
   するとともに修正方向速度指令値を第２の方向速度指令
   値として選択し、前記第２の速度指令のみが出力されて
   いるときにはその第２の速度指令値を第２の方向の速度
   指令値として選択するとともに修正方向速度指令値を第
   １の方向の速度指令値として選択し、前記第１および第
   ２の速度指令が出力されているときには、前記第１の速
   度指令値を第１の方向の速度指令値として選択するとと
   もに第２の速度指令値を第２の方向の速度指令値として
   選択する速度指令値選択手段と、 前記第１または第２の速度指令のみが出力されていると
   き前記軌跡対象部位が前記直線軌跡に沿って、または前
   記第１および第２の速度指令がともに出力されていると
   きには両速度指令により決まる方向に沿って指令された
   速度で移動するように前記アームの回動速度を前記第１
   および第２の方向の速度指令値を用いて演算して前記入
   力信号として前記制御手段に入力する回動速度演算手段
   とを具備することを特徴とする作業機の軌跡制御装置。