JPH03217523A - 建設機械の作業機干渉防止装置 - 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 この発明は、主として油圧シヨヘルなと建設機械の作業
機干渉回避装置に関する。

従来の技術 側溝堀り用作業機を装着した油圧ショベルでは上部旋回
体のフロント部に側溝堀りブームを取付け、その側溝堀
りブーム先端部に順次アーム，パケットを連結し、屈折
作業運動を行うようにしている。それで、作業機を運転
室の前方側でオフセットして掘削積込作業を行うと、作
業機の運動範囲内に運転室と干渉する区域が存在し、非
常に危険であった。そのために、上記作業機の動作を検
出する屈折動作検出手段を設け、その屈折動作検出手段
からの信号にもとつき、作業機の上記干渉を防止する対
策が種々堪案されていた。

発明か解決しようとする課題 作業機の運動範囲内に運転室と干渉する区域か存在する
のて、掘削積込作業時にパケットを運転室に干渉衝突さ
せることがあった。この事故は運転室を破損すると同時
に、運転者に災害をもならしていた。

この発明は上記の課題を解決し、作業機の停止処理位置
か運転室外周面から所定の距離を保つように設定した前
方側，上面側，側面側各設定面をそなえた作業機干渉回
避装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記の課題を解決するために講じたこの発明の手段は、 （１）イ．運転室の前面側，上面側および側面側に沿っ
てそれぞれ前方側設定面，上面側設定面および側方側設
定面を設定し、かつ運転室の前面，上面および側面から
上記各設定面までのそれぞれ所要距離を作業機の動きに
対応する設定値で設定し、 口．作業機の先端部が運転室に向かって接近しその先端
部の位置がすべての上記設定面より運転室側に移動した
とき作業機の作動を停止処理するように構成した。

〈２）イ．特許請求の範囲第１項記載の作業機干渉回避
装置において、前方側，上方側，側方側設定面における
作業機の停止処理位置が運転室の外周面から所定の距離
を保つように、上記設定面に対して補正設定値を付加せ
しめるように構成しな。

作　　　　　　用 （１）イ．作業時における作業機の動きは、アーム引き
操作，ブーム上げ操作，オフセット操作などにより運転
室の前面，上面，側面に対して接近する作動速度が異な
る。これらの作動速度にもとづいて、運転室の前面，上
面および側面から前方側，上方側および側方側の各設定
面までのそれぞれ所要距離は設定されている。

ロ．作業機の先端部か運転室に向かって接近しその先端
部の位置がすべての上記設定面より運転室側に移動した
とき、コントローラからリモコン弁用パイロット回路の
電磁弁に指令信号が出力される。上記電磁弁の作動によ
りリモコン弁用パイロット回路は遮断状態となるので、
作業機の停止処理か行われる。

（２）イ．上記各設定面か互いに交わって接する交接部
に、たとえば運転室の角稜部からの距離を設定する補正
設定値を付加せしめるようにした。

それにより、作業機の停止処理位置を運転室の外周面（
角稜部を含む）から所定の距離に保つことかてきる。

実　　　　　施　　　　　例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。第２図は、油圧ショベル１の側面図てある。図にお
いて、２は油圧ショベル１の下部走行体、３は上部旋回
体、４は上部旋回体３のフロント部に装着した作業機、
５は作業機４の側溝堀りブーム、６は側溝堀りブーム５
のリアブーム７はフロントブーム、８はアッパブーム、
９はアーム、１０はパケット、１１はブームシリンダ、
１２はアームシリンダ、１３はパケットシリンダ、１４
はリアブーム６根付部のピン結合部、１５はフロントブ
ーム７基端部のピン結合部、１６はアーム９基端部のピ
ン結合部、２１は運転室、５ｏはアーム９先端部とパケ
ット１０基端部とを連結するピン結合部、１７はピン結
合部１４に取付けたブーム用ボテンショメータ、１８は
ピン結合部１５に取付けたオフセット用ボテンショメー
夕、１つはピン結合部１６に取付けたアーム用ボテンシ
ョメー夕、αはブーム傾斜角、βはアーム回転角、Ｌ１
はリアブーム長さ、Ｌ２はフロントブーム長さ、Ｌ３は
アッパフレーム長さ、Ｌ４はアーム長さである。第３図
は、第２図における油圧ショベル１の平面図である。図
において、２０はオフセットシリンダ、γはオフセット
角、Ｌ５はオフセット寸法である。第４図は、油圧ショ
ベル１の運転室２１周辺に設定した設定面を示す側面図
である。第５図は、第４図のＡより見た平面図である。

第１図は、この発明にかかる作業機干渉回避装置２２を
示す回路図である。図において、２３Ｌ．２３Ｒは左右
の走行モータ、２４はブームシリンタ１１制御用パイロ
ット切換弁、２５はハケットシリタ１３制御用パイロッ
ト切換弁、２６はアームシリンタ１２制御用パイロット
切換弁、２７はオフセットシリンダ２０制御用パイロッ
ト切換弁２９．３０はそれそれ可変容量型油圧ポンプ、
３つはパイロットポンプ、４０は油タンク、４１．４２
はパイロット切換弁２４，〜，２７を操作するリモコン
弁、４３はリモコン弁４１．４２のパイロット回路に設
けられた電磁弁、４４は電磁弁４３のソレノイド、４５
はコントローラ、４６はメモリ、４７は停止処理解除用
スイッチ、４８は継電器接である。なおコンＩ・ローラ
４５のメモリ４６には、運転室２１の外側に設定する設
定面とそれに対応する作業機４の各部長さＬ１，〜，Ｌ
，、各部回転角α，β，γなどテータか記憶されている
。

次に、この発明にかかる作業機干渉回避装置２２の構成
を第１図〜第５図について述べる。運転室２１の前面側
，上面側および側面側に沿ってそれぞれ前方側設定面Ｘ
−Ｘ，上方側設定面Ｙ−Ｙおよひ側方側設定面Ｚ−Ｚを
設定し、かつ運転室２１の前面，上面および側面から上
記各設定面までのそれぞれ所要距離Ｔ１，Ｔ２およひＴ
３を作業機４の動きに対応する設定値で設定した。そし
て作業機４の先端部が運転室２１に向かって接近しその
先端部（ピン結合部５０）の位置がすべての上記設定面
より運転室２１側に移動ずるとき、作業機４の作動を停
止処理するように構成した。

また、前方側設定面Ｘ−Ｘ，上方側設定面Ｙ　−　Ｙ，
側方側設定面Ｚ−Ｚにおける作業機４の停止処理位置が
運転室２１の外周面から所定の距離を保つように、上記
設定面に対して補正設定値を付加せしめるように構成し
た。

次に、この発明にかかる作業機干渉回避装置２２の作用
機能について述べる。作業時における作業機４の動きは
、アーム引き操作，ブーム上げ操作，オフセット操作な
どにより運転室２１の前面，上面，側面に対して接近す
る作動速度か異なる。

これらの作動速度にもとづいて、運転室２１の前面，上
面および側面から前方側，上方側およひ側方側の各設定
面Ｘ−Ｘ，Ｙ−ＹおよひＺ−Ｚまてのそれぞれ所要距離
Ｔ，，Ｔ２およびＴ３は設定されている。そして作業機
４の動きは、屈折動作検出手段てあるフーム用，オフセ
ット用，アーム用の各ボテンショメータ１７，１８．１
９により検出され、その検出信号がそれぞれコントロー
ラ４５に入力される。上記検出信号にもとづきコントロ
ーラ４５は判断し、ピン結合部５０か運転室２１に向か
って接近しそのピン結合部５０の位置かすべての上記設
定面より運転室２１側に移動したとき、コントローラ４
５より電磁弁４３に指令信号か出力される。電磁弁４３
は開通油路位置イより遮断油路位置口に切換わるのて、
リモコン弁４１．４２用パイロット回路は遮断状態とな
る。

リモコン弁４１．４２は操作不能となるのて、作業機４
の停止処理か行われる。また上記各設定面Ｘ−Ｘ，Ｙ−
Ｙ，Ｚ−Ｚか互いに交わって接する交接部に、たとえば
運転室２１の角稜部からの距離を設定する補正設定値を
付加せしめるようにした。それにより上記交接部は曲面
状設定面Ｒ（第４図における曲面状設定面Ｒは曲線状に
示されるが、この側面視形状を近似的直線状にしてもよ
い）に設定できるとともに、作業機４の停止処理位置を
運転室２１の外周面（角稜部を含む）から所定の距離に
保つことができる。第６図は、設定面Ｘ−ｘとＹ−Ｙと
の交接部を示す側面図である。

仮にパケット１０のピン結合部５０（アーム９先端部の
ピン結合部５０である）が設定面Ｘ−ＸとＹ−Ｙとの交
線位置Ｑに到達したとき作業機４の停止処理を行うと、
運転室２１の角稜部ハとパケット１０のツース端二との
距離は最小でも寸法Ｗである。ところか上記曲面状設定
面Ｒにピン結合部５０か到達したとき作業機４の停止処
理を行うように設定すると、運転室２１の角稜部ハとパ
ケット１０のツース端二との距離を最小限の寸法Ｗにす
ることができる。すなわち補正設定値の上記のような付
加により、作業機４の作業範囲を可能な限り調整拡大で
きる。上記曲面状設定面Ｒと同様に、設定面Ｘ−ＸとＺ
−Ｚとの交接部においても第５図のように曲面状設定面
Ｒ゛が設定できる８したがって設定面Ｘ−Ｘ，Ｙ−Ｙ，
Ｚ−Ｚの交接部においても、運転室２１に対する補正設
定値を付加することかできる。

なお作業機４か上記設定面にて停止処理状態になったと
きには、スイッチ４７を操作する。スイッチ４７からの
操作信号はコントローラ４５に入力される。コントロー
ラ４５からの出力信号は継電器接点４８に作用するので
、電磁弁４３のソレノイド４４は非通電となる。電磁弁
４３は開通油路位置イに復帰し、リモコン弁４１．４２
の操作は可能となる。

なお作業機干渉回避装置２２ては、ブーム用オフセット
用，アーム用ボテンショメータ１７，１８．１９を設け
ているが、それに加えてパケット用ボテンショメータ（
図示しない）をアーム先端部のピン結合部５０に設ける
と、ハケット１０のツース端位置を検出できるので、よ
り効果的である。

また、ボテンショメータ以外の検出器を用いる方法とし
て、各油圧シリンダの伸縮長さを検出するストロークセ
ンサをそれぞれ取付け、その作業機先端部検出手段によ
っても、この作業機干渉回避装置は実施可能てある。

発明の効果 この発明にかかる作業機干渉回避装置では、運転室の前
面側，上面側およひ側面側に沿ってそれぞれ前方側設定
面，上方側設定面および側方側設定面を設定した。しか
も運転室の前面，上面および側面から上記各設定面まで
のそれぞれ所要距離を作業機の動きに対応する設定値で
設定しな。それにより、作業機の作業時にアーム引き操
作　ブーム上け操作，オフセット操作などを行い、作業
機の先端部が運転室に向かって接近しその先端部の位置
がすべての上記設定面より運転室側に移動したとき、作
業機の作動速度の速い方の側には、運転室から設定面ま
での距離を比較的大きくできるので、安全性か確保でき
る。また、前方側，上方側，側方側設定面に対して補正
設定値を付加せしめるようにしたので、上記設定面の交
接部に曲面状設定面を設定することができる。それによ
り作業機の停止処理位置を運転室の外周面（角稜部を含
む）から所定の距離に保つことができるのて作業機を可
能な限り運転室に接近させて作業を行うことができる。

したかってこの発明にかかる作業機干渉回避装置ては、
作業機の動きに対応して合理的かつ安全に作業機干渉を
回避できるとともに、作業機の作業範囲を可能な限り調
整拡大できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にがかる作業機干渉回避装置を示す回
路図、第２図は油圧ショベルの側面図、第３図は第２図
における油圧ショベルの平面図、第４図は油圧ショベル
の運転室周辺に設定した設定面を示す側面図、第５図は
第４図のＡより見た平面図、第６図は設定面の交接部を
示す側面図である。 ４　−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−一作業機１　７，　　１　８．　　１
　９−一−−ボテンショメータ２　１　−−−−−−−
−−−−−−−−−〜−−−一−−−一−一−運転室２
　２−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−一作業機干渉回避装置４３　　　　　　　電磁
弁 ４５　　　　　　　コントローラ ５０，１４，１５．１６−一−−ピン結合部以　　　　
　上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上部旋回体のフロント部に、オフセット操作によ
   り運転室側に向かって屈折作業運動可能な作業機を取付
   け、その作業機の動作の先端部位置を検出する動作位置
   検出手段を設け、その動作位置検出手段からの信号にも
   とづき作業機が運転室に干渉するのを回避せしめるよう
   にした作業機干渉回避装置において、運転室の前面側、
   上面側および側面側に沿ってそれぞれ前方側設定面、上
   方側設定面および側方側設定面を設定し、かつ運転室の
   前面、上面および側面から上記各設定面までのそれぞれ
   所要距離を作業機の動きに対応する設定値で設定し、作
   業機の先端部が運転室に向かつて接近しその先端部の位
   置がすべての上記設定面より運転室側に移動したとき作
   業機の作動を停止処理するように構成したことを特徴と
   する作業機干渉回避装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の作業機干渉回避装置
   において、前方側、上方側、側方側設定面における作業
   機の停止処理位置が運転室の外周面から所定の距離を保
   つように、上記設定面に対して補正設定値を付加せしめ
   るように構成したことを特徴とする作業機干渉回避装置
   。