JPH03275820A - 多関節建設機械の作業機操作装置 - Google Patents

多関節建設機械の作業機操作装置

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JPH03275820A
JPH03275820A JP7425990A JP7425990A JPH03275820A JP H03275820 A JPH03275820 A JP H03275820A JP 7425990 A JP7425990 A JP 7425990A JP 7425990 A JP7425990 A JP 7425990A JP H03275820 A JPH03275820 A JP H03275820A
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arm
arms
lever
working machine
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JP7425990A
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Toyohiko Yoyasu
豊彦 養安
Hiroyuki Iwami
石見 博之
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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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〕 この発明はパワーショベルなどの多関節作業機を有する
建設機械に関し、特に該多関節建設機械の作業機操作レ
バーの改良に関する。
〔従来の技術〕
一般に油圧式パワーショベルは、第6図に示すように作
業機としてブーム1、アーム2、バケット3を有し、こ
れらブーム1、アーム2、バケット3はブームシリンダ
4、ブームシリンダ5、バケットシリンダ6によって駆
動される。また、車体7は履帯8上で旋回する。これら
作業機]〜3は通常運転室内に配された2本の作業機操
作レバーによって操作される。
従来この作業機操作レバーは、第7図(平面図)に示す
ように、レバーボックスに略垂直に配設された2本のレ
バー9.1oで構成され、一方の操作レバー10てブー
ム1の上下とバケット3のチルト(掘削側への回転)/
ダンプ(排土側への回転)を行い、他方の操作レバー9
てアーム2の前後回転と旋回体7の左右旋回を行う。
すなわち従来の操作レバーては、ブーム]と旋回体7は
オペレータから見て前後方向のレバー移動により駆動さ
れるが、アーム2とバケット3はオペレータから見て左
右方向のレバー移動により駆動されるようになっており
、アーム2とバケット3のレバー操作方向はその実際の
作業機回転方向と一致していない。
〔発明が解決しようとする課題〕
このように、従来の作業機操作レバーではその操作方向
と実際の作業機運動方向が完全に一致しておらず、未熟
なオペレータにとっては運転しづらいと言う問題かある
。特に、最近は過酷な土木作業に人員を集めるのが難し
くなっており、未熟なオペレータが増加する傾向にある
この発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、人
間の感覚にマツチして各作業機を駆動し得るようにして
、未熟なオペレータでも簡単に作業機を運転できるよう
にした多関節建設機械の作業機操作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〕
この発明では、作業機として複数のアームと先端のアー
ムに取り付けられるバケットを有する多関節建設機械に
おいて、前記複数のアーム(こ対する回転速度指令を与
える作業機操作レノ\−を前記複数のアームおよびバケ
ットを含む平面に略平行な平面上を2次元変位自在に車
体に取り付けるとともに、この作業機操作レバーの変位
方向と一致する方向にバケット回動支点を移動させるよ
うに前記複数のアームに対する速度制御を行う制御手段
を具えるようにする。
〔作用〕
かかる構成によれば、複数のアームに対する速度指令を
与える作業機操作レバーは上下方向にではなく左右方向
に取り付け、該作業機操作レバーをこれら複数のアーム
およびバケットを含む平面上を2次元移動自在にする。
そして、この作業機操作レバーの変位方向と同じ方向に
バケットの回動支点が移動するように各アームを速度制
御する。
〔実施例〕
以下、この発明を添付図面に示す実施例にしたがって詳
細に説明する。
第1図はこの発明を第6図に示したようなパワーショベ
ルに適用した場合の運転席内部を概略的に示すもので、
作業機操作レバーLVIはブーム1およびアーム2を駆
動操作するもので、作業機操作レバーLV2はバケット
3および旋回体7を駆動操作するものである。
作業機操作レバーLVIは、第2図にも示すように(第
2図はオペレータから操作レバ一部を見た図)、運転席
の床に対して略平行に取り付けられており、ブーム1、
アーム2およびバケット3を含む平面上を自在に2次元
変位できるようになっている。この作業機操作レバーL
VIは、第3図に示すように、バケット3の回動支点B
に対する速度指令VLを与えるもので、この速度指令V
Lの方向に一致する方向にバケット3の回動支点Bが移
動するようブーム1およアーム2が回転駆動される。す
なわち、作業機操作レバーLVIの変位方向V Lとバ
ケット3の回動支点Bの移動方向VBは完全に一致する
。また、作業機操作レバーLV 1の変位量はバケット
3の回動支点Bの移動速度に対応している。なお、この
作業機操作レバーLVIの変位方向VLは車体を基準と
した相対角度を示すもので、絶対的な方向を示すもので
はない。
作業機操作レバーLV2は、レバーLVIとは違って通
常とおう垂直方向に配設されており、その前後移動によ
ってバケット3のチルト(掘削側への回転)/ダンプ(
排土側への回転)を行い、左右移動によって旋回体7の
左右旋回を行う。
第4図は制御駆動系の構成例を示すもので、作業機操作
レバーLVI、LV2の各変位方向および変位量はレバ
ー変位検出器20.21て検出され、それらの検出出力
はコントローラ3oに入力される。また、ブーム角セン
サ40.アーム角センサ41、バケット角センサ42に
よってブーム角α、アーム角β、バヶッI・角γ(第5
図参照)かそれぞれ検出され、各検出値α、β、γがコ
ントローラ30に入力されている。
コントローラ30の動作を説明する前に、作業機各部の
位置を第5図に示すように定義する。
原点0 (0,0)ニブ−・ム1の回動支点点A、 (
Xa 、 Ya):アーム2の回動支点点B (Xb 
、 Yb):バケット3の回動支点点C(Xc 、 Y
c)・バケット3の刃先点X軸 :点0.A、B、Cを
含む平面と点Oを含む車両旋回面との交点 Y軸 :点Oを通り車両旋回面に垂直な直線L1  :
点OSA間の長さ(既知) L2  :点ASB間の長さ(既知) L3  :点B、C間の長さ(既知) ブーム角α :Y軸に対する線分OAの角度アーム角β
 :Y軸に対する線分ABの角度バケット角γ:線分A
Bに対する線分BCの角度 以上のように定義すると、点A、Hの座標は次式のよう
になる。
点A Xa=Llsinα Ya=L1cosα 点B Xb −Ll  s  inα+L2  s inβY
b  =Ll  cosa+L2  cos β・・(
2) 次ぎに、上記(2)式を微分し、点Blこお(するX軸
、Y軸方向の速度成分Xb゛、Yb’を求めれ4J、次
式のようになる。
xb’〜α’Llcosα+β”L2cosβYb’−
−a’ Ll s i na−β’L2sinβ・・・
(3) ただし、α“はブーム1の回転速度、β′はアーム2の
回転速度である。
この(3)式をα゛ β′について解けば、希望するX
bo、Yb“を得るためのα° β′を下記(4)式の
ように求めることができる。
a’ −一(Xb’s i nβ+Yb′CO6β)/
11sin(α−β) β’ = (Xb’s i n a +¥b’c o 
s a)/L2sin(α−β) すなわちコントローラ30ては、レノ(−変位検出器2
0から入力された/ぐケ・ソト回動支点Bの速度ベクト
ルXb゛、Yb’とブーム角センサ40、アーム角セン
サ41により検出したブーム角α、アーム角βを先の第
(4)式に代入することによりブーム1の回転速度α′
とアーム2の回転速度βを求める。
また、コントローラ30はレバー変位検出器21から人
力されたバケット3の回転速度指令γをバケット駆動系
52に入力する。
ところで、ブームシリンダ4への供給流量は車体に対す
るブーム1の回転速度α°に対応し、アームシリンダ5
への供給流量はブーム1に対するアーム2の回転速度β
゛−α゛に対応している。
したがって、コントローラ30は上記(4)式で得たα
”とβ′からβ°−α°を求め、流量信号α°をブーム
駆動系50へ、流量信号β“−αをアーム駆動系51へ
、流量信号γ°をバケ・ソト駆動系へ入力することで、
各作業機1.2.3を駆動する。
このようにこの実施例では、作業機操作レバーLVIを
オペレータの前方に横方向に配し、この作業機操作レバ
ーLV]の変位方向と一致する方向にバケット回動支点
Bか移動するようブーム1およびアーム2を駆動制御す
るようにし、かつバケット3の操作方向もバケットの運
動方向と一致させるようにしたので、作業機の操作感覚
か人間の感覚にマツチするようになり、誤操作が減少す
ると共に、複雑な複合操作を容易に威し得るようになる
なおこの実施例ては、レバーLV2を略垂直方向に配設
するようにしたが、このレバーLV2もレバーLV]と
同しく水平方向に配設してもよい。
さらに、このレバーLV2の前後左右変位へのバケット
3および旋回体7の駆動割り付は態様も任意である。
また、上記実施例では、本発明をバケットのほかにブー
ム、アームという2つの作業機を有するパワーショベル
に適用するようにしたが、本発明をバケット以外に3つ
以上の作業機(アーム)を有する他の建設機械に適用す
るようにしても良い。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、複数のアームに
対する速度指令を与える作業機操作レバーは上下方向に
ではなく左右方向に取り付ζ、す、該操作レバーをこれ
ら複数のアームおよびバケットを含む平面上を2次元変
位移動自在に構成し、この作業機操作レバーの変位方向
と同じ方向にバケットの回動支点が移動するように前記
各アームを速度制御するようにしたので、 (1−)作業機の回転方向とレバーの変位方向が一致し
、人間の直感にマツチした運転ができるようになり、未
熟なオペレータでも作業機を誤操作少なく簡単に運転で
きるようになる (2)オペレータはバケット回動支点およびバケット刃
先のみを注意して運転すればよく、複雑な複合操作を素
人オペレータでも簡単に成し得るようになる (3)関節か増えた場合でも操作レバーは1−本で済む
ので、多関節建設機械への対応か容易とななとの優れた
効果をそうする。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例について作業機操作レバー
近傍を示す斜視図、第2図は2つの作業機操作レバーを
運転者側から見た図、第3図は作業機操作レバーの動き
とバケット回動支点の動きとの対応関係を示す図、第4
図は上記実施例の制御系の構成を示すブロック図、第5
図は作業機各部の座標を定義するために用いた図、第6
図はパワーショベルを示す図、第7図は従来の作業機操
作レバーを示す平面図である。 1・・ブーム 2・・・アーム 3・・・バケット4・
・・ブームシリンダ 5・・・アームシリンダ6・・・
バケットシリンダ 7・・・車体  8・・・履帯30
・・・コントローラ LVI、Lv2・・・作業機操作レバ 第3図 第4図 第2図 第5 図 第6 図 !!+1 前 第7 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 作業機として複数のアームと先端のアームに取り付けら
    れるバケットを有する多関節建設機械において、 前記複数のアームに対する回転速度指令を与える作業機
    操作レバーを前記複数のアームおよびバケットを含む平
    面に略平行な平面上を2次元変位自在に車体に取り付け
    るとともに、 この作業機操作レバーの変位方向と一致する方向にバケ
    ット回動支点を移動させるように前記複数のアームに対
    する速度制御を行う制御手段を具えるようにしたことを
    特徴とする多関節建設機械の作業機操作装置。
JP7425990A 1990-03-23 1990-03-23 多関節建設機械の作業機操作装置 Expired - Fee Related JP2869807B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0561245U (ja) * 1992-01-24 1993-08-13 株式会社小松製作所 多関節建設機械の作業機操作装置
KR100335362B1 (ko) * 1996-03-30 2002-10-18 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 굴삭기의제어장치

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JPH0561245U (ja) * 1992-01-24 1993-08-13 株式会社小松製作所 多関節建設機械の作業機操作装置
KR100335362B1 (ko) * 1996-03-30 2002-10-18 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 굴삭기의제어장치

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