JPH03166425A - バックホウの制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ブーム、アーム及びバケットが備えられたバ
ックホウ装置を旋回台の運転部横倒方箇所に取付けると
共に、前記バケットを前記ブームの基端部に対して横偏
位調節する横シフトシリンダを設けて、前記ブーム、前
記アーム及び前記バケットが前記旋回台側に引退すると
共に前記バケットが前記基端部の横側方に位置する格納
状態に前記バックホウ装置が切換わるように構成したバ
ックホウの制御装置に関する。

〔従来の技術〕

上記バックホウは、横シフトシリンダによるバケット横
偏位調節をすることにより、バックホウ装置を旋回台側
にコンパクトに格納して小半径で旋回することが可能に
なったものである。

この種バックホウ装置において、従来、バックホウ装置
の動きを目で確認しながら、ブームバルブ及びアームバ
ルブの人為切換え操作によってブームシリンダ及びアー
ムシリンダを人為制御することにより、バックホウ装置
を作業状態から格納状態に切換えたり、格納状態から作
業状態に切換えるようになっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、バックホウ装置の格納状態や使用状態への切換え
をするに当たり、ブームバルブやアームバルブを中立位
置に自動復帰しないように駆動位置に維持操作する必要
があるとか、バックホウ装置が所定の格納位置や作業位
置に正確に移動するように注意する必要があり、手間が
掛かると共に熟練や経験か必要になっていた。

本発明の目的は、熟練や経験の有無にかかわらず楽にか
つ安全に操作できるバックホウ装置を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、目的達或のために、冒頭に記したバックホウ
の制御装置において、 前記ブームの前記旋回台に対する上下揺動角を検出する
ブーム角センサ、前記アームの前記ブームに対する揺動
角を検出するアーム角センサ、及び、前記バケットの前
記基端部に対する横偏位量を検出する横偏位センサを設
け、前記ブーム角センサ、前記アーム角センサ及び前記
横偏位センサ夫々による検出結果に基づいて前記ブーム
シリンダ、前記アームシリンダ及び前記横シフトシリン
ダを自動操作し、前記バックホウ装置を前記旋回台から
前方に突出する作業状態から前記格納状態に自動的に切
換える格納制御手段を、作動状態と非作動状態に切換え
操作自在に設け、 前記ブーム角センサ、前記アーム角センサ及び前記横偏
位センサ夫々による検出結果に基づいて前記ブームシリ
ンダ、前記アームシリンダ及び前記横シフトシリンダを
自動操作し、前記バックホウ装置を前記格納状態から前
記作業状態に自動的に切換える作業セット制御手段を、
作動状態と非作動状態に切換え操作自在に設けてある。

その作用及び効果は次のとおりである。

〔作　用〕

格納制御手段を作動状態に切換え操作すると、ブーム角
センサ、アーム角センサ及び横偏位センサによる検出結
果に基づいて格納制御手段がブームシリンダ、アームシ
リンダ及び横シフトシリンダを自動操作し、バックホウ
装置が作業状態から格納状態に自動的に切換わる。

作業セット制御手段を作動状態に切換わると、ブーム角
センサ、アーム角センサ及び横偏位センサによる検出結
果に基づいて作業セット制御手段がブームシリンダ、ア
ームシリンダ及び横シフトシリンダを自動操作し、バッ
クホウ装置が格納状態から作業状態に自動的に切換わる
。

〔発明の効果〕

熟練者や経験者であってもなかっでも、自動格納や自動
作業セットの始動操作をするだけで、バックホウ装置を
旋回台側に正確に格納したり、旋回台から前方に所望ど
おり突出し、土砂のすくい取りとすくい取り土砂の運搬
車への積込みとを繰り返す等、バックホウ装置を作業状
態と格納状態とに切換えながら行う作業か安全に、しか
も、楽にかつ能率よくできるようになった。

〔実施例〕

次に実施例を示す。

第２図に示すように、クローラ式走行装置（１）及びド
ーザ装置（３）を備えた走行機体（２）に対して、搭乗
運転部（４）及び原動部（５）、並びに、バックホウ装
置（６）を設けている全旋回型の旋回台（７）を軸心（
Ｙ）周りで回動自在に取付け、排土作業も可能なバック
ホウ作業車を構成してある。

前記バックホウ装置（６）は、先端にバケット（８〉を
横軸心周りで屈折揺動可能に枢支したアーム（９）と、
このアーム（９）を先端で横軸心周りで屈折揺動可能に
枢支したブーム（１０）とからなり、このブーム（１０
）を搭乗運転部（４）の横倒方箇所で旋回台（７）に上
下揺動可能に枢支して構成されている。

第２図中（Ｃ３）はブーム（１０）を上下揺動させる油
圧式ブームシリンダであり、（Ｃ３）はアーム（９）を
ブーム（１０）に対して屈折揺動させる油圧式アームシ
リンダであり、（Ｃ２）はバケット（８）をアーム（９
）に対して屈折揺動させる油圧式バケツトシリンダであ
る。

次に、第１図及び第２図に示すように、前記バケット（
８）をブーム（１０）の旋回台（７）への取付端部（１
０ａ）に対して前記旋回台（７）の横方向に平行移動さ
せる横偏位機構（１４）について説明する。前記ブーム
（１０）を、旋回台（７）への取付端部（１０ａ）を含
む基端部（１０Ａ）と、この基端部（１０Ａ）の先端に
ブーム揺動軸心と直交する軸心（Ｘ）周りで相対揺動可
能に連結された中間部（１０Ｂ）と、この中間部（１０
Ｂ）の先端に前記軸心（Ｘ）と平行な軸心周りで相対揺
動可能に連結された先端部（１０Ｃ）とで構成し、この
先端部（１０Ｃ）にアーム（９）を屈折揺動可能に連結
してある。

したがって、前記ブーム（１０）の基端部（１０Ａ）に
対して中間部（１０Ｂ）は、旋回台（７）の横方向に揺
動可能である。このようなブーム（１０）の折れ曲り構
造に対して、前記基端部（１０Ａ）と中間部（１０Ｂ）
との間に、この中間部（１０．８）の基端部（１０Ａ）
に対する相対揺動を現出させるブーム折曲げ用の横シフ
トシリンダ（Ｃ４）を架設してある。

そして、基端部（１０Ａ）と先端部（１０Ｃ）との間に
両者（１０Ａ），　（１０Ｃ）の相対揺動を許容する連
結ロッド（ｌ５）が架設され、基端部（１０Ａ）に対し
て枢支された中間部（１０Ｂ）と連結ロツド（ｌ５）、
及び、これら中間部（１０Ｂ）と連結ロッド（ｌ５）と
の先端同志を連結する先端部（１０ｃ）とで平行４連リ
ンクが構成されている。

したがって、横シフトシリンダ（Ｃ４）を基準長さに設
定すると、ブーム（１０）、アーム（９）が旋回台（７
）の前後方向に沿った通常の姿勢にあり、この状態でバ
ケツ！−（８）はブーム（１０）の前方に位置する非偏
位姿勢にある。この状態で横シフ１・シリンダ（Ｃ４）
を伸縮させると、前記中間部（１０Ｂ）が旋回台横方向
に折曲げ揺動して、バケット（８）かブーム（１０）の
横側方に偏位するとともに同時にアーム（９）を折込み
揺動させると、バケット（８）がブーム（１０）の横側
方で搭乗運転部（４）とは反対側に移行した偏位姿勢に
切換る。

この場合に横偏位機構（ｌ４）は平行４連リンク式であ
るから、前記先端部（１０Ｃ）は前記基端部（１０Ａ）
に対して平行な状態に維持され、バケット（８）はブー
ム（１０）の取付端部（１０ａ）に対して旋回台（７）
の横方向に平行移動している。

次にバケット（８）の非偏位姿勢から偏位姿勢に切換え
る場合或いはその反対の場合に採用される順序作動制御
手段（Ａ）をフローチャートを参考に説明する。まず、
制御に必要なセンサ関係を説明すると、バケット（８）
に対しては水平状態を検出する重力式の水平センサ（１
１）、アーム（９）とブーム（１０）との連結揺動軸心
位置にアーム揺動角検出センサ（１２）、ブーム（１０
）の旋回台（７）に対する取付端部（１０ａ）揺動軸心
位置にブーム揺動角検出センサ（１３）、前記ブームの
中間部（１０Ｂ）と基端部（１０Ａ）との連結揺動支点
位置に中間部（１０Ｂ）の基端部（１０Ａ）に対する折
曲げ角を検出してバケット（８）の横偏位量を示す横偏
位角検出センサ（１６）、アーム揺動角設定器（ｌ７）
、ブーム揺動角設定器（ｌ８）、ブーム（１０）の上昇
限位置を検出するブーム上昇リミッｌ−　（１９）、ア
ーム（９）のブーム（１０）に対する折込み揺動端を検
出するアーム折込み揺動端リミット（２０）を、夫々、
設け士ある。これらセンサからの信号を受けて各油圧シ
リンダを作動制御するコンピュータ内装の制御装置（２
ｌ）を設けてある。以上、センサ、制御装置（２ｌ）、
及び、油圧シリンダ等を順序作動制御装置（Ａ）と称す
る。

第６図のメインフロ一図で示すように、旋回スイッチが
操作されれば旋回制御が行われるとともに、現状復帰制
御によって、バケット（８）は旋回前の位置に自動的に
復帰される。一方、堀削作業中に横偏位機構（ｌ４）か
作動して、それが、バケット（８）の搭乗運転部（４）
への侵入を招く結果になるような場合、つまり、バケッ
ト（８）が搭乗運転部（４）側への横偏位第２設定角を
越えた場合には、バケット（８）の搭乗運転部（４）へ
の侵入回避制御を行う構成となっている。

まず、旋回制御について説明する。まず、第８図（イ）
で示すように、ブーム（１０）を上限リミット（ｌ９）
が作動するまで上昇させるとともに、同時にアーム（９
）を折込み揺動させる。アーム（９）はバケット（８）
がブーム（１０）に衝突しない範囲内での第ｌ設定角ま
で折込み揺動ずる。アーム（９）が第１設定角になると
揺動を停止し、横偏位機構（ｌ４）が作動する。ここで
ブーム（１０）に対してバケット（８）が横偏位して横
偏位第ｌ設定角になると横儒位機構（ｌ４）を停止し、
再度アーム（９）を折込み揺動させ、アーム検出角が第
２設定角になるとアーム（９）を停止し、バケット（８
）を偏位姿勢に設定できる（このアームに対する第２設
定角はアーム折込み揺動端と同一角度でもよい）。この
旋回制御の場合に、第８図０）で示すように、バケット
（８）は常に水乎センサ（１１）の検出結果に基づいて
制御されており、水平姿勢を維持して土砂等の漏出しを
抑える構成となっている。

第９図に示す現状復帰制御の場合には、旋回台（７）を
旋回前位置まで旋回復帰させ、次にバケット（８）の偏
位姿勢に対応した位置にあるブーム（１０）を下降させ
るとともに、まず、アーム（９）を第１設定角まで前方
に向けてブーム（１０）から離れる方向に揺動させて一
旦停止させる。

そこで、横偏位機構（１４）を作動させてブーム（９：
が旋回制御前の現状位置に戻ればその作動を停止させる
。そして、再度アーム（９）を前方に揺動させてコンピ
ュータが記憶した元の揺動角度位置まで復帰させる。こ
れで、バケット（８）、アーム（９）、ブーム（１０）
が旋回前の現状位置に復帰したことになる。

次に、前記横偏位機構（ｌ４）を作動させてバケット（
８）をブーム取付端部（１　０ａ）に対して左右に任意
の偏位量で横偏位させて側溝堀作業を行う場合等に運転
者の操作ミスでバケット（８）が搭乗運転部（４）内に
侵入したり搭乗運転部（４）内に土砂を排出することの
回避を図ってある。

すなわち、横偏位検出角が第２設定角を越えるとバケッ
ト（８）の搭乗運転部（４）内への侵入があるとしてバ
ケットの搭乗運転部への侵入回避制御を行うようにして
ある。まず、この制御ではブーム（１０）が設定角及び
アーム（９）が第３設定角を共に越える場合には、バケ
ット（８）を搭乗運転部（４）から離れるように、ブー
ム（１０）、アーム（９）を上昇作動させるとともに横
偏位機構（１４）を作動させる。ブーム（１０）、アー
ム（９）の少なくとも一方が前記設定角・第３設定角に
該当しない場合にはバケット搭乗運転部侵入回避制御は
行わない。

つまり、制御装置（２１）が第６図及び第７図のフロー
に基いて自動作動する安全制御手段を構成しており、前
記検出センサ（１２）．　（１３）及び（１６）夫々に
よる検出結果が前記第３設定角または前記設定角または
前記第２設定角より大であるか否かを比較判別すると共
に、３つの検出センサ（１２），　（１３）及び（１６
）の全てによる検出結果が設定角または第２設定角また
は第３設定角より大であればバケット（８）が運転部（
４）に対して接近した回避制御必要位置に在ると判断し
、この判断をした時には、ブームシリンダ（Ｃ１）、ア
ームシリンダ（Ｃ２）及び横シフトシリンダ（Ｃ４）を
作動するように自動的に操作してバケット（８）を運転
部（４）に侵入しないように運転部（４）から＃間移動
させるのである。

また、制御装置（２Ｉ）が格納制御手段を構成しており
、第６図及び第８図に示すフローに基いて自動作動し、
バックホウ装置（６）を第２図の如く旋回台（７）から
前方に突出する作業状態から第３図及び第４図の如く旋
回台側に引退する格納状態に自動的に切換えるように構
成してある。

すなわち、旋回スイッチの切換え操作をすることにより
、格納制御手段か作動状態と非作動状態に切換わるので
ある。そして、作動状態になると、センサ（１２），　
（＋３）及び（１６）による検出結果、設定器（ｌ７）
並びにリミット（１９）及び（２０）からの情報に基い
てバルブ操作をすることによってブームシリンダ（Ｃ１
）、アームシリンダ（Ｃ２）及び横シフトシリンダ（Ｃ
４）を自動操作し、バケット（８）かブーム（１０）の
横側方に偏位するように、かつ、バックホウ装置（６）
の全体が旋回台（７）の旋回半径内に位置するようにバ
ックホウ装置（６）を操作するのである。

さらには、制御装置（２１）か作業セット制御手段を構
成しており、第６図及び第９図に示すフロー図に基いて
自動作動し、バックホウ装置（６）を第３図及び第４図
に示す前記格納状態から前記作業状態に自動的に切換え
るように構成してある。

すなわち、前記旋回制御が終了すると、作業セット制御
手段が非作動状態から作動状態に切換わるのである。そ
して、作動状態に切換わると、センサ（１２），　（１
３）及び（１６）による検出結果、設定器（Ｉ７）及び
（ｌ８）からの情報、及び、制御装置（２ｌ）の記憶揺
動角に基いてバルブ操作をすることによってブームシリ
ンダ（Ｃ１）、アームシリンダ（Ｃ２）及び横シフトシ
リンダ（Ｃ４）を自動操作し、ブーム（１０）の旋回台
（７）に対する揺動位置、アーム（９）のブーム（１０
）に対する揺動位置、及び、バケット（８）のブーム基
端部（１０Ａ）に対する横偏位が格納前のものになるよ
うにバックホウ装置（６）を操作するのである。

〔別実施例〕

４ バケット（８）を横偏位させる機構としてはブーム（１
０）全体か旋回台（７）への取付端部（ｌｏａ）から折
れ曲り揺動してもよく、又は、アーム（９）が先端部だ
け折れ曲り揺動するものでもよい。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るバックホウの制御装置の実施例を示
し、第１図は横偏位機構の作動によって横偏位したバケ
ットを示す平面図、第２図は全体側面図、第３図は旋回
時のバケッ１・の偏位姿勢を示す側面図、第４図は第３
図に対応した平面図、第５図は制御ブロック図、第６図
は全体制御メインフロー図、第７図はバケットの搭乗運
転部への侵入回避制御に対するサブルーチン図、第８図
（イ）は旋回時のバケット偏位姿勢の移行を示すフロー
図、第８図（口）はバケット水平制御における割込みフ
ロー図、第９図はバケッ１・の偏位姿勢から元の非偏位
姿勢に復帰する場合のフロー図である。 （６）・・・・・・バックホウ装置、（７）・・・・・
・旋回台、（８）・・・・・・バケッＩ−、（９）・・
・・・・アーム、（１０）・・・・・ブ−４、（１０Ａ
）・・・・・・基端Ｌ　（１２）・・・・・・アーム角
センサ、（１３）・・・・・・ブーム角センサ、（１６
）・・・・・・横偏位センサ、（Ｃ１）・・・・・・ブ
ームシリンダ、（Ｃ２）・・・・・・アームシリンダ、
（Ｃ４）・・・・・横シフトシリンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ブーム（１０）、アーム（９）及びバケット（８）が備
   えられたバックホウ装置（６）を旋回台（７）の運転部
   横側方箇所に取付けると共に、前記バケット（８）を前
   記ブーム（１０）の基端部（１０Ａ）に対して横偏位調
   節する横シフトシリンダ（Ｃ＿４）を設けて、前記ブー
   ム（１０）、前記アーム（９）及び前記バケット（８）
   が前記旋回台側に引退すると共に前記バケット（８）が
   前記基端部（１０Ａ）の横側方に位置する格納状態に前
   記バックホウ装置（６）が切換わるように構成したバッ
   クホウの制御装置であって、 前記ブーム（１０）の前記旋回台（７）に対する上下揺
   動角を検出するブーム角センサ（１３）、前記アーム（
   ９）の前記ブーム（１０）に対する揺動角を検出するア
   ーム角センサ（１２）、及び、前記バケット（８）の前
   記基端部（１０Ａ）に対する横偏位量を検出する横偏位
   センサ（１６）を設け、 前記ブーム角センサ（１３）、前記アーム角センサ（１
   ２）及び前記横偏位センサ（１６）夫々による検出結果
   に基づいて前記ブームシリンダ（Ｃ＿１）、前記アーム
   シリンダ（Ｃ＿３）及び前記横シフトシリンダ（Ｃ＿４
   ）を自動操作し、前記バックホウ装置（６）を前記旋回
   台（７）から前方に突出する作業状態から前記格納状態
   に自動的に切換える格納制御手段を、作動状態と非作動
   状態に切換え操作自在に設け、 前記ブーム角センサ（１３）、前記アーム角センサ（１
   ２）及び前記横偏位センサ（１６）夫々による検出結果
   に基づいて前記ブームシリンダ（Ｃ＿１）、前記アーム
   シリンダ（Ｃ＿２）及び前記横シフトシリンダ（Ｃ＿４
   ）を自動操作し、前記バックホウ装置（６）を前記格納
   状態から前記作業状態に自動的に切換える作業セット制
   御手段を、作動状態と非作動状態に切換え操作自在に設
   けてあるバックホウの制御装置。