JPH04366235A - 建設機械の傾斜角度制御装置 - Google Patents
建設機械の傾斜角度制御装置Info
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- JPH04366235A JPH04366235A JP16912191A JP16912191A JPH04366235A JP H04366235 A JPH04366235 A JP H04366235A JP 16912191 A JP16912191 A JP 16912191A JP 16912191 A JP16912191 A JP 16912191A JP H04366235 A JPH04366235 A JP H04366235A
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- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 15
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 abstract description 21
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
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- Operation Control Of Excavators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、掘削作業を行う建設機
械において、過大なジャッキアップ防止に用いられる建
設機械の傾斜角度制御装置に関する。
械において、過大なジャッキアップ防止に用いられる建
設機械の傾斜角度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】地面の掘削や岩石の排除等の作業には建
設機械、例えば油圧ショベルが用いられる。この油圧シ
ョベルを図により説明する。図３は掘削作業中の油圧シ
ョベルの外観側面図である。一般に油圧ショベルは下部
走行体１０上にオペレータ室１１を持った上部旋回体１
２を回転可能に載置して成る本体構造部と、上部旋回体
１２に一端を支点として垂直方向に回動するブーム１４
、アーム１６、バケット１８を順次連結するとともにブ
ーム用油圧アクチュエータ２４、アーム用油圧アクチュ
エータ２６、バケット用油圧アクチュエータ２８を備え
て成る作業機構部３０とで構成されている。ブーム用油
圧アクチュエータ２４、アーム用油圧アクチュエータ２
６、バケット用油圧アクチュエータ２８を適宜駆動する
ことにより図示のようにバケット１８で地面等を掘削す
る。
設機械、例えば油圧ショベルが用いられる。この油圧シ
ョベルを図により説明する。図３は掘削作業中の油圧シ
ョベルの外観側面図である。一般に油圧ショベルは下部
走行体１０上にオペレータ室１１を持った上部旋回体１
２を回転可能に載置して成る本体構造部と、上部旋回体
１２に一端を支点として垂直方向に回動するブーム１４
、アーム１６、バケット１８を順次連結するとともにブ
ーム用油圧アクチュエータ２４、アーム用油圧アクチュ
エータ２６、バケット用油圧アクチュエータ２８を備え
て成る作業機構部３０とで構成されている。ブーム用油
圧アクチュエータ２４、アーム用油圧アクチュエータ２
６、バケット用油圧アクチュエータ２８を適宜駆動する
ことにより図示のようにバケット１８で地面等を掘削す
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記油圧シ
ョベルによる掘削作業時、岩石の存在等種々の理由によ
り掘削反力が過大になると、図３に示すように本体構造
部全体が下部走行体１０の一端を支点として持ち上げら
れて傾斜する（ジャッキアップ）状態となる場合がある
。一般に作業機構部３０が掘削作業を実施する場合、作
業機構部３０が掘削対象物に対して所要の押付力下にあ
れば能率の良い掘削作業を実行できるが、掘削対象物か
らの過大な掘削反力により本体構造部全体が所定量以上
に持ち上がって上記ジャッキアップの状態になるとそれ
以上の押付力を発生することができず掘削能率はよくな
らない。一方、図示のようなジャッキアップの状態で図
示破線のように掘削して行き、掘削点が図３に示すＡ点
に達すると掘削反力が即座に消失するので、傾斜状態に
あった本体構造部全体は重力で大地に落下するが、この
落下の衝撃は本体構造部の持ち上がりが高いほど大きい
。このようなジャッキアップ、落下が継続されると履帯
の破損、電気回路系統への衝撃の連続による電気回路系
統の故障等種々の弊害がひき起こされる。
ョベルによる掘削作業時、岩石の存在等種々の理由によ
り掘削反力が過大になると、図３に示すように本体構造
部全体が下部走行体１０の一端を支点として持ち上げら
れて傾斜する（ジャッキアップ）状態となる場合がある
。一般に作業機構部３０が掘削作業を実施する場合、作
業機構部３０が掘削対象物に対して所要の押付力下にあ
れば能率の良い掘削作業を実行できるが、掘削対象物か
らの過大な掘削反力により本体構造部全体が所定量以上
に持ち上がって上記ジャッキアップの状態になるとそれ
以上の押付力を発生することができず掘削能率はよくな
らない。一方、図示のようなジャッキアップの状態で図
示破線のように掘削して行き、掘削点が図３に示すＡ点
に達すると掘削反力が即座に消失するので、傾斜状態に
あった本体構造部全体は重力で大地に落下するが、この
落下の衝撃は本体構造部の持ち上がりが高いほど大きい
。このようなジャッキアップ、落下が継続されると履帯
の破損、電気回路系統への衝撃の連続による電気回路系
統の故障等種々の弊害がひき起こされる。
【０００４】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、掘削作業における高い掘削能率を得るために必要
な作業機構部の押付力を保持しつつ本体構造部全体の必
要以上の持ち上がりを防止し、ひいては本体構造部全体
の大地への落下による衝撃を防止することができる建設
機械の傾斜角度制御装置を提供することにある。
決し、掘削作業における高い掘削能率を得るために必要
な作業機構部の押付力を保持しつつ本体構造部全体の必
要以上の持ち上がりを防止し、ひいては本体構造部全体
の大地への落下による衝撃を防止することができる建設
機械の傾斜角度制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ブームおよびブームを駆動するブーム用
油圧アクチュエータを有する作業機構部を備えた建設機
械の傾斜角度制御装置において、建設機械における本体
構造部の実傾斜角速度を検出する実傾斜角速度検出手段
と、前記ブーム用油圧アクチュエータへの流量を制御す
る流量制御手段と、前記実傾斜角速度検出手段で検出さ
れた実傾斜角速度に基づいて前記流量制御手段に対する
制御量を演算して出力する演算制御手段とを備えたこと
を特徴とする。
に、本発明は、ブームおよびブームを駆動するブーム用
油圧アクチュエータを有する作業機構部を備えた建設機
械の傾斜角度制御装置において、建設機械における本体
構造部の実傾斜角速度を検出する実傾斜角速度検出手段
と、前記ブーム用油圧アクチュエータへの流量を制御す
る流量制御手段と、前記実傾斜角速度検出手段で検出さ
れた実傾斜角速度に基づいて前記流量制御手段に対する
制御量を演算して出力する演算制御手段とを備えたこと
を特徴とする。
【０００６】
【作用】掘削作業中において、制御手段は、実傾斜角速
度検出手段から取込んだ実傾斜角速度信号を基に流量制
御手段に対する指令値を演算し、これを当該流量制御手
段に出力する。これにより当該流量制御手段は、当該指
令値に応じてブーム用油圧アクチュエータへの流量を制
御し、ジャッキアップを減少させる方向にブームを駆動
する。
度検出手段から取込んだ実傾斜角速度信号を基に流量制
御手段に対する指令値を演算し、これを当該流量制御手
段に出力する。これにより当該流量制御手段は、当該指
令値に応じてブーム用油圧アクチュエータへの流量を制
御し、ジャッキアップを減少させる方向にブームを駆動
する。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図１は本発明の実施例に係る建設機械の傾斜角度
制御装置の系統図である。図で、２４は図３に示すもの
と同じブーム用油圧アクチュエータ、３１Ａは油圧ポン
プ、３１Ｂはパイロット回路の油圧ポンプ、３２はリリ
ーフ弁、３３はパイロット回路のリリーフ弁、３４はブ
ーム用油圧アクチュエータ２４に供給する圧油の流量を
制御するとともに、その圧油の方向を切換る流量制御弁
である。３６、３８はオペレータの操作により作動する
操作弁であり、流量制御弁３４のパイロットポートへ選
択的に圧油を供給する。４０は実傾斜角速度検出手段で
あり、例えばサグナック効果を利用した光ファイバレー
ザジャイロ等を用いて構成されており、本体構造部に備
えられてその傾斜角速度を検出し、後述する制御手段４
４（マイクロコンピュータで構成されている）に伝送す
るようになっている。４６は圧力制御弁であり、制御手
段４４からの信号に応じたパイロット圧を発生する。４
８はシャトル弁であり、圧力制御弁４６からの圧力と操
作弁３８からの圧力のうち高い方の圧力を選択する。
する。図１は本発明の実施例に係る建設機械の傾斜角度
制御装置の系統図である。図で、２４は図３に示すもの
と同じブーム用油圧アクチュエータ、３１Ａは油圧ポン
プ、３１Ｂはパイロット回路の油圧ポンプ、３２はリリ
ーフ弁、３３はパイロット回路のリリーフ弁、３４はブ
ーム用油圧アクチュエータ２４に供給する圧油の流量を
制御するとともに、その圧油の方向を切換る流量制御弁
である。３６、３８はオペレータの操作により作動する
操作弁であり、流量制御弁３４のパイロットポートへ選
択的に圧油を供給する。４０は実傾斜角速度検出手段で
あり、例えばサグナック効果を利用した光ファイバレー
ザジャイロ等を用いて構成されており、本体構造部に備
えられてその傾斜角速度を検出し、後述する制御手段４
４（マイクロコンピュータで構成されている）に伝送す
るようになっている。４６は圧力制御弁であり、制御手
段４４からの信号に応じたパイロット圧を発生する。４
８はシャトル弁であり、圧力制御弁４６からの圧力と操
作弁３８からの圧力のうち高い方の圧力を選択する。
【０００８】図２は制御手段４４の動作を示すフローチ
ャートである。制御手段４４は、掘削作業中において実
傾斜角速度検出手段４０から実傾斜角速度信号を読込む
（ステップ２０１）。ここで、本実施例において実傾斜
角速度信号を採用する理由について説明する。掘削中、
作業機構部３０の先端が急に岩盤等の堅い部分に遭遇す
ると、急速にジャッキアップが発生する。ところで、例
えばジャッキアップ防止として実傾斜角度信号を用いる
と、ジャッキアップがある角度（掘削能率を見込んだ角
度）以上にならないとジャッキアップ防止の処置は採ら
れない。それ故ジャッキアップ防止の処置が採られない
うちに作業機構部３０の先端が図３に示すＡ点に達する
と本体構造部の落下が生じるのを避けることはできなく
なる。しかし、本実施例のように、実傾斜角速度信号を
用いると、ジャッキアップの角度の如何にかかわらず傾
斜角速度をみてジャッキアップ防止の処置を採ることと
なるので、作業機構部３０の先端が急に地面の堅い部分
に遭遇しても迅速にこれに対応することができる。次に
、読込んだ実傾斜角速度信号が規定値以上であるか否か
を判断することにより、本体構造部が予め定められた所
定の傾斜角速度以上の角速度で傾斜しているか否かを判
断する（ステップ２０２）。ここで、この判断を行なう
理由は次の通りである。すなわち、掘削力が最大限に発
揮されているときの本体構造部は極く僅かの角度（約１
°〜５°程度）傾く傾向にあることから、オペレータは
掘削作業時に意識的に僅かの角度でジャッキアップさせ
る場合があり、このようなとき、ジャッキアップを抑え
る制御を行なうと掘削力が弱くなったとオペレータに感
じさせるとともに掘削効率を損なうおそれがあるからで
ある。かくて、ステップ２０２で判断した結果、本体構
造部が所定の傾斜角速度以下の速度で傾斜している、も
しくは傾斜していないと判断されたときには、ステップ
２０３により圧力制御弁４６への指令信号が現在出力さ
れているか否かを判断する。ここで、指令信号が出力さ
れていないのであれば、傾斜角速度が微小であり、かつ
、ジャッキアップを抑える制御が実行されていない場合
であるから、オペレータの意思によるジャッキアップが
なされているか、もしくはジャッキアップがなされてい
ないものとみなしてジャッキアップを抑える処理は実行
せずに最初のステップ２０１に戻るが、逆に指令信号が
出力されているのであれば、ジャッキアップを抑える制
御が実行されている場合であるから、ジャッキアップを
抑える制御をさらに継続するために次のステップ２０４
以降の処理に移る。一方、ステップ２０２の判断の結果
、本体構造部の傾斜角速度が規定値以上の場合、本体構
造部にはオペレータの意思に反してジャッキアップが発
生していると判断し、ステップ２０４以降の処理に移る
。しかして、ステップ２０４では、今回読込んだ傾斜角
速度信号に応じた圧力制御弁４６への指令信号を求めた
後、ステップ２０５で当該指令信号を圧力制御弁４６へ
と出力する。なお、当該指令信号は、例えば傾斜角速度
に比例した信号、または傾斜角速度の２乗に比例した信
号、あるいは傾斜角速度に対応する所定の特性の信号と
することができる。これにより、圧力制御弁４６が当該
指令信号に比例した圧油をシャトル弁４８を介して流量
制御弁３４のパイロットポートに出力し、ブーム用油圧
アクチュエータ２４を駆動してブーム１４を垂直上方へ
回動させて本体構造部を降下させ、ジャッキアップを解
消させる。
ャートである。制御手段４４は、掘削作業中において実
傾斜角速度検出手段４０から実傾斜角速度信号を読込む
（ステップ２０１）。ここで、本実施例において実傾斜
角速度信号を採用する理由について説明する。掘削中、
作業機構部３０の先端が急に岩盤等の堅い部分に遭遇す
ると、急速にジャッキアップが発生する。ところで、例
えばジャッキアップ防止として実傾斜角度信号を用いる
と、ジャッキアップがある角度（掘削能率を見込んだ角
度）以上にならないとジャッキアップ防止の処置は採ら
れない。それ故ジャッキアップ防止の処置が採られない
うちに作業機構部３０の先端が図３に示すＡ点に達する
と本体構造部の落下が生じるのを避けることはできなく
なる。しかし、本実施例のように、実傾斜角速度信号を
用いると、ジャッキアップの角度の如何にかかわらず傾
斜角速度をみてジャッキアップ防止の処置を採ることと
なるので、作業機構部３０の先端が急に地面の堅い部分
に遭遇しても迅速にこれに対応することができる。次に
、読込んだ実傾斜角速度信号が規定値以上であるか否か
を判断することにより、本体構造部が予め定められた所
定の傾斜角速度以上の角速度で傾斜しているか否かを判
断する（ステップ２０２）。ここで、この判断を行なう
理由は次の通りである。すなわち、掘削力が最大限に発
揮されているときの本体構造部は極く僅かの角度（約１
°〜５°程度）傾く傾向にあることから、オペレータは
掘削作業時に意識的に僅かの角度でジャッキアップさせ
る場合があり、このようなとき、ジャッキアップを抑え
る制御を行なうと掘削力が弱くなったとオペレータに感
じさせるとともに掘削効率を損なうおそれがあるからで
ある。かくて、ステップ２０２で判断した結果、本体構
造部が所定の傾斜角速度以下の速度で傾斜している、も
しくは傾斜していないと判断されたときには、ステップ
２０３により圧力制御弁４６への指令信号が現在出力さ
れているか否かを判断する。ここで、指令信号が出力さ
れていないのであれば、傾斜角速度が微小であり、かつ
、ジャッキアップを抑える制御が実行されていない場合
であるから、オペレータの意思によるジャッキアップが
なされているか、もしくはジャッキアップがなされてい
ないものとみなしてジャッキアップを抑える処理は実行
せずに最初のステップ２０１に戻るが、逆に指令信号が
出力されているのであれば、ジャッキアップを抑える制
御が実行されている場合であるから、ジャッキアップを
抑える制御をさらに継続するために次のステップ２０４
以降の処理に移る。一方、ステップ２０２の判断の結果
、本体構造部の傾斜角速度が規定値以上の場合、本体構
造部にはオペレータの意思に反してジャッキアップが発
生していると判断し、ステップ２０４以降の処理に移る
。しかして、ステップ２０４では、今回読込んだ傾斜角
速度信号に応じた圧力制御弁４６への指令信号を求めた
後、ステップ２０５で当該指令信号を圧力制御弁４６へ
と出力する。なお、当該指令信号は、例えば傾斜角速度
に比例した信号、または傾斜角速度の２乗に比例した信
号、あるいは傾斜角速度に対応する所定の特性の信号と
することができる。これにより、圧力制御弁４６が当該
指令信号に比例した圧油をシャトル弁４８を介して流量
制御弁３４のパイロットポートに出力し、ブーム用油圧
アクチュエータ２４を駆動してブーム１４を垂直上方へ
回動させて本体構造部を降下させ、ジャッキアップを解
消させる。
【０００９】本実施例においては、光ファイバレーザジ
ャイロ等の実傾斜角速度検出手段４０の働きによる本体
構造部の実傾斜角速度の測定を基に、本体構造部の過大
なジャッキアップの発生を検知し、過大なジャッキアッ
プの発生を検知したときにブーム用油圧アクチュエータ
２４の駆動を制御する流量制御弁３４の作動を制御する
ようにしたので、本体構造部の過大なジャッキアップの
防止、およびその落下による衝撃の防止をはかることが
できる。なお、上記実施例の説明では、実傾斜角速度を
得るために実傾斜角速度検出手段を用いる例について説
明したが、実傾斜角速度は、傾斜角度検出手段で実傾斜
角度を検出し、その検出値を微分することにより得るこ
ともできる。また、傾斜角速度信号を設定値と比較する
手段について説明したが、必ずしもこの手段を設ける必
要はなく、直ちに傾斜角速度に応じた制御を行なっても
良い。
ャイロ等の実傾斜角速度検出手段４０の働きによる本体
構造部の実傾斜角速度の測定を基に、本体構造部の過大
なジャッキアップの発生を検知し、過大なジャッキアッ
プの発生を検知したときにブーム用油圧アクチュエータ
２４の駆動を制御する流量制御弁３４の作動を制御する
ようにしたので、本体構造部の過大なジャッキアップの
防止、およびその落下による衝撃の防止をはかることが
できる。なお、上記実施例の説明では、実傾斜角速度を
得るために実傾斜角速度検出手段を用いる例について説
明したが、実傾斜角速度は、傾斜角度検出手段で実傾斜
角度を検出し、その検出値を微分することにより得るこ
ともできる。また、傾斜角速度信号を設定値と比較する
手段について説明したが、必ずしもこの手段を設ける必
要はなく、直ちに傾斜角速度に応じた制御を行なっても
良い。
【００１０】
【発明の効果】以上、本発明によれば、実傾斜角速度検
出手段で検出された実傾斜角速度に基づいて流量制御手
段の作動を適宜制御するようにしたので、本体構造部の
過大なジャッキアップを防止し、ひいては本体構造部の
大地への急激な落下による衝撃をも防止することができ
る。
出手段で検出された実傾斜角速度に基づいて流量制御手
段の作動を適宜制御するようにしたので、本体構造部の
過大なジャッキアップを防止し、ひいては本体構造部の
大地への急激な落下による衝撃をも防止することができ
る。
【図１】本発明の実施例に係る建設機械の傾斜角度制御
装置の系統図である。
装置の系統図である。
【図２】本実施例の制御手段の動作を示すフローチャー
トである。
トである。
【図３】掘削作業中の油圧ショベルの外観側面図である
。
。
１４ ブーム
２４ ブーム用油圧アクチュエータ
３０ 作業機構部
３４ 切換弁
３６、３８ 操作弁
４０ 実傾斜角速度検出手段
４４ 制御手段
４６ 圧力制御弁
４８ シャトル弁
Claims (3)
- 【請求項１】 ブームおよびブームを駆動するブーム
用油圧アクチュエータを有する作業機構部を備えた建設
機械の傾斜角度制御装置において、建設機械における本
体構造部の実傾斜角速度を検出する実傾斜角速度検出手
段と、前記ブーム用油圧アクチュエータへの流量を制御
する流量制御手段と、前記実傾斜角速度検出手段で検出
された実傾斜角速度に基づいて前記流量制御手段に対す
る制御量を演算して出力する演算制御手段とを備えたこ
とを特徴とする建設機械の傾斜角度制御装置。 - 【請求項２】 前記実傾斜角度検出手段は、ジャイロ
で構成されていることを特徴とする請求項１記載の建設
機械の傾斜角度制御装置。 - 【請求項３】 前記実傾斜角速度検出手段は、実傾斜
角度を検出する検出手段を備え、この検出手段で得られ
る実傾斜角度の微分値を求める手段であることを特徴と
する請求項１記載の建設機械の傾斜角度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16912191A JPH04366235A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 建設機械の傾斜角度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16912191A JPH04366235A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 建設機械の傾斜角度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04366235A true JPH04366235A (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=15880685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16912191A Pending JPH04366235A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 建設機械の傾斜角度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04366235A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110195452A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-03 | 三一重机有限公司 | 挖掘机控制方法及系统 |
| WO2020049623A1 (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP16912191A patent/JPH04366235A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020049623A1 (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
| KR20200033911A (ko) * | 2018-09-03 | 2020-03-30 | 히다찌 겐끼 가부시키가이샤 | 작업 기계 |
| JPWO2020049623A1 (ja) * | 2018-09-03 | 2020-09-10 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
| EP3848515A4 (en) * | 2018-09-03 | 2022-04-06 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | CONSTRUCTION MACHINE |
| US11352761B2 (en) | 2018-09-03 | 2022-06-07 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Work machine with jacked-up state control |
| CN110195452A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-03 | 三一重机有限公司 | 挖掘机控制方法及系统 |
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