JPH03241122A - バックホウのバケット制御装置 - 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、バケットが設定姿勢になるように、バケット
シリンダを自動的に操作するバケット制御手段を設けて
あるバックホウのバケット制御装置に関する。

〔従来の技術〕

上記バックホウにおいて、従来、バケットのアームに対
する揺動位置の変化にかかわらずバケットシリンダが一
定速度で伸縮作動するようにシリンダ操作をすることに
より、バケットの姿勢制御をするようになっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、バケットシリンダは伸縮によって現出する直線操
作力でバケットを作動させるもので、バケットはアーム
に対して回動するものであるために、バケットシリンダ
が基準ストロークを伸縮することによってバケットが作
動する角度はバケットの揺動位置によって相違すること
と、バケットの揺動位置変化にかかわらずバケットシリ
ンダの伸縮速度が一定であることとに起因し、バケット
がシリンダ作用効率の悪い揺動位置においても迅速に作
動するようにすると、バケットシリンダの作動速度を高
速にする必要があることから、バケットがシリンダ作用
効率の良い揺動位置において極めて高速で作動すること
になり、バケットの停止衝撃が大になって停止振動が大
きくなるとかすくい取り土砂がこぼれ落ち易いトラブル
が発生し易くなっていた。

本発明の目的は、上記の如きトラブルが生じにくいよう
にしながらバケット作動を高速で行わせ得る制御装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるバックホウのバケット制御装置によれば、
目的達成のために、バケットのアームに対する揺動角を
検出するバケット角センサを設けると共に、 このバケット角センサの検出に伴い自動的に前記バケッ
ト角センサによる検出角に対応する制御目標シリンダ速
度を設定する速度設定手段を設け、 前記バケットが設定姿勢になるように、前記速度設定手
段による設定制御目標シリンダ速度によってバケットシ
リンダを自動的に作動させるバケット制御手段を設けて
ある。そして、その作用及び効果は次のとおりである。

〔作　用〕

バケットがシリンダ作用効率の悪い揺動位置に在る時に
はシリンダ作用効率の良い揺動位置に在る時よりも制御
目標シリンダ速度が高速になるようして速度設定するよ
うに速度設定手段を構成する。すると、バケット制御時
に、バケットが作動してその対アーム揺動位置が変化し
ても、この変化に伴い速度設定手段がバケット角センサ
からの情報に基いて適切な速度の制御目標シリンダ速度
を自動的に設定して、この設定制御目標シリンダ速度で
バケットシリンダが作動するように操作され、作動速度
に起因する冒記した如きトラブルを伴いにくい速度範囲
での高速度でバケットが作動するようにできる。

〔発明の効果〕

前記速度設定手段の作用により、バケットの揺動位置変
化に伴うシリンダ作用効率の変化にかかわらず、バケッ
トが全作動範囲において適切な高速度で作動するように
制御され、大振動や土こぼれ等、バケット作動に起因す
るトラブルを回避しながら能率よく作業することを可能
にできた。

〔実施例〕

次に実施例を示す。

第２図に示すように、ドーザ（１）を有したクローラ式
走行機台に旋回台（２）を付設し、この旋回台（２）に
運転部（３〉及び原動部（４）を備えさせると共にバッ
クホウ装置（５）を取付けて、ドーザ付きバックホウを
構成しである。

バックホウ装置（５）を構成するブーム（６）及びブー
ムシリンダ（Ｃ１）を旋回台（２）の運転部（３）の横
側方に位置する箇所に取付けである。そして、第１図に
示すように、ブーム（６）の基端側部分（６ａ）と先端
側部分（６ｂ）とを連結する中間部分（６ｃ）をオフセ
ットシリンダ（Ｃ４）によって揺動操作できるように構
成すると共に、この揺動操作をすると、ブーム基端側部
分（６ａ）及びブーム先端側部分（６ｂ）の夫々に付設
のリンク取付はアーム（７ａ）または（７ｂ）、これら
リンク取付はアーム（７ａ）と（７ｂ）に架設しである
リンク（７）、及び、ブーム中間部分（６Ｃ）が構成す
る平行四速リンク機構の作用のためにブーム先端側部分
（６ｂ）がブーム基端側部分（６ａ）に対して旋回台横
方向に平行またはほぼ平行に移動し、アーム（８）がブ
ーム基端側部分（６ａ）に対して旋回台横方向に平行移
動するように構成しである。

つまり、オフセットシリンダ（Ｃ４）によるアーム（８
）のオフセット操作をすることにより、バケット（９）
が走行機体の横一端側に位置して側溝掘りが可能になる
ように構成し、かつ、アーム（８）のオフセット操作と
ブーム（６）及びアーム（８）の上昇操作とをすること
により、第３図及び第４図に示す如くバケット（９）が
ブーム（６）の運転部側とは反対の横側に位置すると共
にバックホウ装置（５）の全体が旋回台（２）の旋回径
内に入り込む小旋回格納状態にバックホウ装置格納がで
きるように構成しである。

第２図に示すように、ブーム（６）の旋回台（２）に対
する揺動角を検出する回転ポテンショメータ製のブーム
角センサ（Ｐｌ）を、ブームシリンダ（Ｃ１）の旋回台
（２）に対する揺動角に基いて検出するようにブームシ
リンダ（Ｃ＋）の基端部に付設し、アーム（８）のブー
ム（６）に対する揺動角を検出する回転ポテンショメー
タ製のアーム角センサ（Ｐ２）をブーム（６）の先端部
に付設し、アーム（８）のブーム基端側部分（６ａ）に
対する横シフトの方向と大きさを検出する回転ポテンシ
ョメータ製のオフセットセンサ（Ｐ４）を、ブーム中間
部分（６ｃ）のブーム基端側部分（６ａ）に対する揺動
角に基いて検出するようにブーム（６）に付設し、そし
て、第５図に示すように、前記センサ（Ｐ＋）。

（Ｐ２）及び（Ｐ３）に連係させた格納制御手段（ｌＯ
）をバルブ駆動回路（Ｄｌ）または（Ｃ２）または（Ｃ
４）を介してブームバルブ（■１）、アームバルブ（■
２）及びオフセットセンサ（ｖ、）の夫々に連係させて
、バックホウ装置（５）を旋回台（２）から前方に突出
する使用状態から前記小旋回格納状態に自動格納できる
ように構成しである。

すなわち、格納制御手段（１０）は格納スイッチ（１１
）を人為的に入り操作することによって非作動状態から
作動状態に切換わり、そして、作動状態に切換わると、
切換わり時におけるセンサ（ＰＩ）、　（Ｐ２）及び（
Ｐ３）夫々による検出結果に基いてブームシリンダ（Ｃ
１）、アームシリンダ（Ｃ２）及びオフセットシリンダ
（Ｃ４）の駆動要否及び駆動方向を判別すると共にこの
判別結果に基いてバルブ駆動回路（ＤＩ）、（Ｃ２）及
び（Ｄ、）に所定の信号を出力してバルブ（ｖｌ）、（
ｖｌ）及び（ｖ４）を自動的に操作することにより、バ
ックホウ装置（５）が使用状態から小旋回格納状態に切
換わるように、ブームシリンダ（Ｃ１）、アームシリン
ダ（Ｃ２）及びオフセットシリンダ（Ｃ４）を自動的に
作動及び停止操作するようにしである。

第２図に示すように、バケット（９）のアーム（８）に
対する揺動位置を検出する回転ポテンショメータ製のバ
ケット角センサ（ｐ４）ヲ、バケットシリンダ（Ｃ３）
とバケット（９）を連動させであるリンク（１２）のア
ーム（８）に対する揺動角に基いて検出するように前記
リンク（１２）に付設し、そして、第５図に示すように
、前記センサ（Ｐ、）及び（Ｐ２）に角度設定手段（１
３）を介して連係させたバケット水平制御手段（１４）
をバルブ駆動回路（Ｃ３）を介してバケットバルブ（■
３）に連係させると共に、バケット水平制御手段（１４
）にバケット角センサ（Ｐ３）、速度設定手段（Ｉ５）
及びパルス発生手段（１６）を連係させて、バックホウ
装置（５）を小旋回格納状態に自動格納するに際し、バ
ケット（９）をすくい取り土砂の保持が可能なように水
平姿勢に自動的に維持させ得るようにしである。

すなわち、角度設定手段（１３）はブーム角センサ（Ｐ
、）による検出ブーム角（α）、及び、アーム角センサ
（Ｐ２）による検出アーム角（β）を入力すると、それ
に伴って自動的に、その時のブーム（６）及びアーム（
８）の旋回台（２）やブーム（６）に対する揺動位置に
かかわらずバケット（９）が水平姿勢になるためのバケ
ット（９）のアーム（８）に対する角度（θ。）を検出
ブーム角（α）及び検出アーム角（β）に基いて演算し
、この算出バケット角（θ０）を制御目標バケット角（
θ。）として設定するように構成しである。

そして、速度設定手段（１５）はバケット角センサ（Ｐ
４）による検出バケット角（γ）を入力すると、それに
伴って自動的に、その時のバケット（９）のアーム（８
）に対する揺動位置にかかわらずバケット（９）が過不
足のない角速度で回動するのに必要なバケットシリンダ
（Ｃ３）の作動速度（ｖ）を、検出バケット角（γ）、
及び、第７図に示すデータ、すなわち、バケットシリン
ダ（Ｃ３）の作動速度を一定とした場合のバケット（９
）のアーム（８）に対する角度（θ）と角速度（Ｗ）と
の関係に基いて演算し、この算出作動速度（ｖ）を制御
目標シリンダ速度（ｖ）として設定するように構成しで
ある。

バケット制御手段（１４）は水平制御スイッチ（１７）
を人為的に入り操作することによって非作動状態から作
動状態に切換わり、そして、作動状態に切換わると、速
度設定手段（１５）及びパルス発生手段（１６）からの
情報に基いて速度設定手段（１５）による設定制御目標
シリンダ速度（ｖ）に比例したデユーティサイクル（Ｔ
Ｉ／Ｔ）の第６図の如きバルブ操作用パルス信号（１８
）をバルブ駆動回路（Ｄ３）に出力してバケットバルブ
（ｖ３）をシリンダ駆動状態にパルス制御することによ
り、かつ、角度設定手段（１３）による設定制御目標バ
ケット角（θ。）とバケット角センサ（Ｐ３）による検
出バケット角（γ）とが等しくまたはほぼ等しくなると
、バルブ駆動回路（Ｄ３）に停止信号を出力してバケッ
トバルブ（ｖ３）を中立状態に操作することにより、バ
ケット（９）が水平姿勢を維持するように、かつ、バケ
ットシリンダ（Ｃ３）が前記設定制御目標シリンダ速度
（ｖ）によって作動するようにバケットシリンダ（Ｃ３
）を自動操作するように構成しである。

バケット（９）の制御目標姿勢を水平姿勢以外の各種設
定姿勢とする制御を行わせる場合にも本発明は適用でき
る。従って、バケット水平制御手段（１４）を単にバケ
ット制御手段（１４）と称する。

また、アームシリンダ（Ｃ２）、ブームシリンダ（Ｃ１
）及びオフセットシリンダ（Ｃ４）の自動制御も、シリ
ンダ（ＣＩ）、　（Ｃ２）、　（Ｃ４）の操作対象物揺
動に伴う作用効率変化を考慮し、バルブ（ｖｌ）、　（
ｖ２）。

（ｖ４）のパルス信号制御によって速度調節をしながら
行うように構成しである。

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造
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バケット制御装置の実
施例を示し、第１図はバックホウ装置の平面図、第２図
はドーザ付きバックホウ全体の側面図、第３図はバック
ホウ装置小旋回格納状態の側面図、第４図はバックホウ
装置小旋回格納状態の平面図、第５図はバックホウ装置
制御系のブロック図、第６図は信号の説明図、第７図は
バケット角速度の説明図である。 （８）・・・・・・アーム、　（９）・・・・・・バケ
ット、（１４）・・・・・・バケット制御手段、（１５
）・・・・・・速度設定手段、（Ｃ３）・・・・・・バ
ケットシリンダ、（Ｐ３）・・・・・・バケット角セン
サ、　（ｖ）・・・・・・制御目標シリンダ速度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 バケット（９）のアーム（８）に対する揺動角を検出す
   るバケット角センサ（Ｐ＿３）を設けると共に、このバ
   ケット角センサ（Ｐ＿３）の検出に伴い自動的に前記バ
   ケット角センサ（Ｐ＿３）による検出角に対応する制御
   目標シリンダ速度（ｖ）を設定する速度設定手段（１５
   ）を設け、 前記バケット（９）が設定姿勢になるように、前記速度
   設定手段（１５）による設定制御目標シリンダ速度（ｖ
   ）によってバケットシリンダ（Ｃ＿３）を自動的に作動
   させるバケット制御手段（１４）を設けてあるバックホ
   ウのバケット制御装置。