JPH04250222A - 油圧パワーショベルの操作方法 - Google Patents

油圧パワーショベルの操作方法

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JPH04250222A
JPH04250222A JP3102129A JP10212991A JPH04250222A JP H04250222 A JPH04250222 A JP H04250222A JP 3102129 A JP3102129 A JP 3102129A JP 10212991 A JP10212991 A JP 10212991A JP H04250222 A JPH04250222 A JP H04250222A
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    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2004—Control mechanisms, e.g. control levers
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    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for

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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多様な作業に適用され
る油圧パワーショベルの操作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は、先に図４に示すように下部
走行体１０１上に上部旋回体１０２が旋回自在に搭載さ
れ、上部旋回体１０２から後部ブーム１０３，前部ブー
ム１０４，後部アーム１０５，前部アーム１０６，バケ
ット１０７のフロント部を構成する各部材を上下振り方
向に屈折関節で屈折自在に結合し、前部ブーム１０４及
び後部アーム１０５には、それぞれ長手方向を軸として
旋回自在に軸支された前部ブーム旋回軸１０８，後部ア
ーム旋回軸１０９まわりの旋回関節から構成される８自
由度からなる多自由度フロント機構を提案した。
【０００３】本フロント機構によれば、任意の方向の側
溝掘削作業や法面整正作業ならびに杭回り掘削作業等多
様な作業に適用することができる。従来の操作方法は各
関節動作それぞれに１対１で対応する操作器として、手
動レバーと足踏みペダルを設置し、これらの操作を組み
合わせて、その合成動作が所望の作業動作となるよう運
転操作していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各関節
動作それぞれに１対１で対応する操作器による従来の運
転操作方法では、法面整正作業，側溝掘削作業，杭回り
掘削作業等を行う場合以下の問題点がある。
【０００５】■　　作業箇所にバケットを姿勢決めする
際、後部アームの先端の位置を変えずに後部アーム長手
方向を作業面に対し垂直に姿勢決めし、かつバケット掘
削方向にバケットを向ける必要があるが、操作が複雑で
能率が上がらない。
【０００６】■　　作業面，作業方向に沿ったバケット
の動きを操作するためには、少なくとも操作員が、同時
に５つの操作器の協調操作を必要とし、作業員の熟練に
負うところが多く、作業能率が上がらない。
【０００７】■　　上記■，■によって、多自由度な腕
をもった機械の出現を阻害していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の油圧パワーショ
ベルの操作方法は、屈折自在に軸支された屈折関節と、
旋回自在に軸支された旋回関節によるフロント機構を有
する油圧パワーショベルにおいて、
【０００９】それぞれの関節に取り付けられた関節位置
センサのフィードバック信号から基準座標系での位置を
位置座標変換値として求め、これと油圧パワーショベル
の運転席に設けられたジョイスティックから入力され、
後部アーム先端部に固定した手首座標系での並進・回転
速度指令を位置座標変換値として求め、該位置座標変換
値と前記基準座標系での位置座標変換値との差分をとり
、その値を手首座標系での値に座標変換し、この値に位
置ゲインを乗じて得られる数値を、関節角速度の微小変
化として関節角速度変換し、その値を油圧制御系に出力
することを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明による操作方法は、姿勢決めについて、
ジョイスティックから回転指令操作することで、手首座
標系で並進・回転の指令を与えるので、後部アーム先端
の位置を変えることなく、容易に作業面に対する向きと
作業方向をきめることができ、作業箇所への並進移動も
しくは、作業面に沿った動きもまた、ジョイスティック
から並進指令操作で遂行される。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図に基づいて
詳細に説明する。図２に設定座標系を示す。下部走行体
１０１に固定した基準座標系３１であるＯＢ　−ＸＢ　
ＹＢ　ＺＢ　を設定し、後部アーム１０５の先端部に固
定した手首座標系３２であるＯＥ　−ＸＥ　ＹＥ　ＺＥ
　を設定する。点ＯＥ　の運動の自由度はＸＥ　，ＹＥ
　，ＺＥ　方向の並進３自由度と各直交軸回りのψ，θ
，φの回転３自由度の合計６自由度有り、これら６自由
度の運動または姿勢は上部旋回台旋回２００，後部ブー
ム屈折２０１，前部ブーム屈折２０２，前部ブーム旋回
２０３，後部アーム屈折２０４，後部アーム旋回２０５
の合成動作によってつくり出すことができる。
【００１２】図３は操作器の実施例でモード選択スイッ
チ１で、手首座標系の並進・回転操作指令を行う多軸モ
ードと各関節軸を１対１の対応だけで操作する単軸モー
ドを切換える。電気ジョイスティックは２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄの４組設置されており、各ジョイスティックに
より前後の傾け操作、左右の傾け操作で、２種類の操作
指令を与えることができる。
【００１３】多軸モードは、ＸＥ　正方向１１，同負方
向１２，ＹＥ　正方向１３，同負方向１４，ＺＥ　正方
向１５，同負方向１６，ψ正方向１７，同負方向１８，
θ正方向１９，同負方向２０，φ正方向２１，同負方向
２２，前部アーム下げ２３，同上げ２４，バケット下げ
２５，同上げ２６の速度操作指令を与える。作業箇所へ
の移動、掘削作業は連続的に行われるので、掘削作業を
実施する前部アームとバケットの操作が多軸モードであ
っても指令できるものである。
【００１４】単軸モードでは、後部ブーム上げ１１，同
下げ１２，上部旋回体右旋回１３，同左旋回１４，前部
ブーム上げ１５，同下げ１６，前部ブーム右旋回１７，
同左旋回１８，後部アーム上げ１９，同下げ２０，後部
アーム上げ２１，同下げ２２，前部アーム上げ２３，同
下げ２４，バケット上げ２５，同下げ２６の速度指令を
与える。
【００１５】図１に多軸モードの制御回路のブロック図
を示した。関節位置センサ５１のフィードバック信号か
ら基準座標系３１での位置姿勢を位置座標変換５２で求
め、これとジョイスティックから入力される手首座標系
３２での並進・回転速度指令を位置座標変換５３で基準
座標径３１の位置・姿勢に変換した値との差分をとり、
座標変換５４で手首座標系３２での値に変換し、位置ゲ
イン５５を乗じて得られる位置・姿勢の微小変化を関節
角速度変換５６で関節角度の微小変化に変換し、これを
油圧制御系５７に出力する。
【００１６】上述の位置フィードバック制御ループをコ
ンピュータで演算処理することにより、並進・回転の動
作が実現される。
【００１７】
【発明の効果】以上詳細に説明した本発明によれば、■
　　回転指令をジョイスティック操作するだけで、位置
を変えずに姿勢決めでき、複雑な各関節動作の単独操作
を組み合わせた操作が不要となる。■　　並進指令をジ
ョイスティック操作するだけで、作業面，作業方向に沿
った動作ができるので、複雑な各関節動作の単独操作を
組み合わせた操作が不要となる。以上から作業能率の向
上，作業精度の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す制御回路のブロック図
である。
【図２】本発明の一実施例の座標系を説明する油圧パワ
ーショベルの側面図である。
【図３】本発明の一実施例を示す操作器の説明図である
。
【図４】従来の多自由度フロント機構を具備した油圧パ
ワーショベルの側面図である。
【符号の説明】
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ　　ジョイスティック３１　　
基準座標系 ３２　　手首座標系 ５１　　関節位置センサ ５２，５３　　位置座標変換 ５４　　座標変換 ５５　　位置ゲイン ５６　　関節角速度変換 ５７　　油圧制御系 １０５　　後部アーム ２０１　　後部ブーム屈折 ２０２　　前部ブーム屈折 ２０４　　後部アーム屈折 ２００　　上部旋回台旋回 ２０３　　前部ブーム旋回 ２０５　　後部アーム旋回

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　屈折自在に軸支された屈折関節と、旋
    回自在に軸支された旋回関節によるフロント機構を有す
    る油圧パワーショベルにおいて、それぞれの関節に取り
    付けられた関節位置センサのフィードバック信号から基
    準座標系での位置を位置座標変換値として求め、これと
    油圧パワーショベルの運転席に設けられたジョイスティ
    ックから入力され、後部アーム先端部に固定した手首座
    標系での並進・回転速度指令を位置座標変換値として求
    め、該位置座標変換値と前記基準座標系での位置座標変
    換値との差分をとり、その値を手首座標系での値に座標
    変換し、この値に位置ゲインを乗じて得られる数値を、
    関節角速度の微小変化として関節角速度変換し、その値
    を油圧制御系に出力することを特徴とする油圧パワーシ
    ョベルの操作方法。
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