JPH0441218B2 - - Google Patents
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- JPH0441218B2 JPH0441218B2 JP15720684A JP15720684A JPH0441218B2 JP H0441218 B2 JPH0441218 B2 JP H0441218B2 JP 15720684 A JP15720684 A JP 15720684A JP 15720684 A JP15720684 A JP 15720684A JP H0441218 B2 JPH0441218 B2 JP H0441218B2
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- Japan
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- slope
- arm
- working arm
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は腕式作業機の作業具軌跡制御装置、さ
らに詳しくは、作業具を法面に沿つた任意の方向
に容易に移動させる制御を行うことができる装置
に関する。
らに詳しくは、作業具を法面に沿つた任意の方向
に容易に移動させる制御を行うことができる装置
に関する。
従来、たとえば油圧シヨベルのフロントのバケ
ツトや、バケツトの代りに掴み装置または破砕機
等を装着した作業機によつて、法面掘削、ブロツ
ク積み、コンクリート破壊等の作業を法面に沿つ
て行う場合、オペレータは上記バケツトや掴み装
置等の作業具を法面に沿つて任意の方向に自由に
動かす必要がある。しかし、これ等の作業を行う
ためにオペレータは作業具が法面に沿つて移動す
るよう旋回レバー、ブームレバーおよびアームレ
バーを複合操作しなければならず、油圧シヨベル
のフロント方向が法面最大傾斜角方向から外れる
と、法面の傾斜角が変化するため、法面に沿つて
任意の方向に自由に作業具を動かすことはほとん
ど不可能に近い作業であつた。
ツトや、バケツトの代りに掴み装置または破砕機
等を装着した作業機によつて、法面掘削、ブロツ
ク積み、コンクリート破壊等の作業を法面に沿つ
て行う場合、オペレータは上記バケツトや掴み装
置等の作業具を法面に沿つて任意の方向に自由に
動かす必要がある。しかし、これ等の作業を行う
ためにオペレータは作業具が法面に沿つて移動す
るよう旋回レバー、ブームレバーおよびアームレ
バーを複合操作しなければならず、油圧シヨベル
のフロント方向が法面最大傾斜角方向から外れる
と、法面の傾斜角が変化するため、法面に沿つて
任意の方向に自由に作業具を動かすことはほとん
ど不可能に近い作業であつた。
本発明は上記従来の問題点に鑑み、法面に沿つ
た任意の方向に作業具を移動させることのできる
腕式作業機の作業具軌跡制御装置を提供すること
を目的とする。
た任意の方向に作業具を移動させることのできる
腕式作業機の作業具軌跡制御装置を提供すること
を目的とする。
この目的を達成するため本発明は、旋回体の旋
回角度と、第１作業腕の俯仰動角度と、第２作業
腕の揺動角度とをそれぞれ検出する角度検出手段
と、作業具がそれに沿つて移動すべき法面の傾斜
角を設定する法面傾斜角設定手段と、法面に沿つ
た２つの方向への作業具の移動速度をそれぞれ指
令する速度指令手段とを有し、前記２つの方向の
うちの１方向を第１、第２作業腕の運動面上に、
他の１方向を水平方向に取り、前記旋回角度の変
化にかかわらず、前記法面傾斜角設定手段で設定
された傾斜角の法面に沿つた任意の方向に作業具
が移動するように、前記それぞれの角度検出手
段、法面傾斜角設定手段、速度指令手段からの出
力値に基づいて、前記旋回体、第１作業腕および
第２作業腕の各アクチユエータの作動を制御する
ための所定の信号を出力する演算制御手段を備え
た構成にしてある。
回角度と、第１作業腕の俯仰動角度と、第２作業
腕の揺動角度とをそれぞれ検出する角度検出手段
と、作業具がそれに沿つて移動すべき法面の傾斜
角を設定する法面傾斜角設定手段と、法面に沿つ
た２つの方向への作業具の移動速度をそれぞれ指
令する速度指令手段とを有し、前記２つの方向の
うちの１方向を第１、第２作業腕の運動面上に、
他の１方向を水平方向に取り、前記旋回角度の変
化にかかわらず、前記法面傾斜角設定手段で設定
された傾斜角の法面に沿つた任意の方向に作業具
が移動するように、前記それぞれの角度検出手
段、法面傾斜角設定手段、速度指令手段からの出
力値に基づいて、前記旋回体、第１作業腕および
第２作業腕の各アクチユエータの作動を制御する
ための所定の信号を出力する演算制御手段を備え
た構成にしてある。
以下本発明の一実施例を第１図乃至第５図を用
いて説明する。
いて説明する。
第１図は作業機の一例で、走行体１上に旋回可
能に枢着された旋回体２と、旋回体２に俯仰動可
能に枢着された第１作業腕（ブーム）３と、第１
作業腕に揺動可能に枢着された第２作業腕（アー
ム）４と、第２作業腕に取付けられた作業具（バ
ケツト）５とを備えた油圧シヨベルの平面図を示
すものである。この例でバケツト５はアーム４に
回動可能に取付けられている。
能に枢着された旋回体２と、旋回体２に俯仰動可
能に枢着された第１作業腕（ブーム）３と、第１
作業腕に揺動可能に枢着された第２作業腕（アー
ム）４と、第２作業腕に取付けられた作業具（バ
ケツト）５とを備えた油圧シヨベルの平面図を示
すものである。この例でバケツト５はアーム４に
回動可能に取付けられている。
第２図は第１図に示す油圧シヨベルの側面図を
示し、旋回体２は旋回モータ６により、ブーム３
はブームシリンダ７により、アーム４はアームシ
リンダ８により、バケツト５はバケツトシリンダ
９によりそれぞれ駆動される。
示し、旋回体２は旋回モータ６により、ブーム３
はブームシリンダ７により、アーム４はアームシ
リンダ８により、バケツト５はバケツトシリンダ
９によりそれぞれ駆動される。
第２図において、φはバケツト５で掘削する法
面の設定傾斜角度を示す。バケツト５で第１図の
Ｔ方向に法面掘削を行う際には、ブーム３および
アーム４をアーム先端点Ａ（またはバケツト刃先
点Ｄ）を角度φのMN線に沿つて移動させれば良
いが、旋回体２が旋回中心Ｓ廻りに角度θだけ旋
回した状態では、ブーム３およびアーム４は
T′方向の平面内で運動をするため、掘削すべき
法面の角度は減少してφ′（第４図参照）となる。
面の設定傾斜角度を示す。バケツト５で第１図の
Ｔ方向に法面掘削を行う際には、ブーム３および
アーム４をアーム先端点Ａ（またはバケツト刃先
点Ｄ）を角度φのMN線に沿つて移動させれば良
いが、旋回体２が旋回中心Ｓ廻りに角度θだけ旋
回した状態では、ブーム３およびアーム４は
T′方向の平面内で運動をするため、掘削すべき
法面の角度は減少してφ′（第４図参照）となる。
第３図および第４図は第１図および第２図の作
業腕の位置関係を示す図で、第３図でアーム先端
点Ａが法面の最大傾斜角方向Ｔに直角な水平方向
に移動する速度をVhとすると、その速度の作業
腕運動面方向（T′）とそれに直角な方向速度成
分V′x、V〓は、最大傾斜角方向Ｔを基準とした旋
回角をθとすれば、 V′x＝Vhsinθ ……(1) V〓＝Vhcosθ ……(2) となる。
業腕の位置関係を示す図で、第３図でアーム先端
点Ａが法面の最大傾斜角方向Ｔに直角な水平方向
に移動する速度をVhとすると、その速度の作業
腕運動面方向（T′）とそれに直角な方向速度成
分V′x、V〓は、最大傾斜角方向Ｔを基準とした旋
回角をθとすれば、 V′x＝Vhsinθ ……(1) V〓＝Vhcosθ ……(2) となる。
また、第４図において、Ｘ、Ｙ座標を旋回体２
および作業腕３，４に固定されたものとし、
T′方向においてアーム先端点Ａが法面方向（但
し、法面角度はφ′となる）に移動する速度をVt
とすると、その速度のＸ、Ｙ方向の速度成分Vx，
Vyは、 Vx＝Vtcosφ′ ……(3) Vy＝Vtsinφ′ ……(4) で表わすことができる。
および作業腕３，４に固定されたものとし、
T′方向においてアーム先端点Ａが法面方向（但
し、法面角度はφ′となる）に移動する速度をVt
とすると、その速度のＸ、Ｙ方向の速度成分Vx，
Vyは、 Vx＝Vtcosφ′ ……(3) Vy＝Vtsinφ′ ……(4) で表わすことができる。
φ′はＴ方向での法面の傾斜角であるから、
φ′＝tan-1（cosθ・Tanφ） ……(5)
となる。
今、Ｘ、Ｙ座標上のアーム先端点Ａの座標を、
（xA，yA）とし、旋回中心点Ｓとブーム３の枢着
点Ｏとの距離をLS、ブーム３の枢着点Ｏとアーム
４の枢着点Ｂとの距離をLb、アーム４の枢着点
Ｂとバケツト枢着点Ａの距離をLaとすれば、旋
回速度θ・は、 θ・＝V〓／（LS＋XA） ……(6) となり、また、∠BOX＝β、∠ABO−90゜＝αと
すると、xA、yAは、 xA＝Lbcosβ＋Lasin（β＋α） ……(7) yA＝Lbsinβ−Lacos（β＋α） ……(8) となる。
（xA，yA）とし、旋回中心点Ｓとブーム３の枢着
点Ｏとの距離をLS、ブーム３の枢着点Ｏとアーム
４の枢着点Ｂとの距離をLb、アーム４の枢着点
Ｂとバケツト枢着点Ａの距離をLaとすれば、旋
回速度θ・は、 θ・＝V〓／（LS＋XA） ……(6) となり、また、∠BOX＝β、∠ABO−90゜＝αと
すると、xA、yAは、 xA＝Lbcosβ＋Lasin（β＋α） ……(7) yA＝Lbsinβ−Lacos（β＋α） ……(8) となる。
したがつて、ブーム角速度β・およびアーム角速
度α・は、(7)、(8)式をそれぞれ微分すれば、 β・＝｛−sin（β＋α）ｘ・A＋cos（β＋α）yA ｝／Lbcosα ……(9) α・＝〔｛Lbcosβ＋Lasin（β＋α）｝ｘ・A ＋｛Lbsinβ−Lacos（β＋α）｝ｙ・A〕 ／LbLacosα ……(10) となる。
度α・は、(7)、(8)式をそれぞれ微分すれば、 β・＝｛−sin（β＋α）ｘ・A＋cos（β＋α）yA ｝／Lbcosα ……(9) α・＝〔｛Lbcosβ＋Lasin（β＋α）｝ｘ・A ＋｛Lbsinβ−Lacos（β＋α）｝ｙ・A〕 ／LbLacosα ……(10) となる。
ここで、ｘ・A、ｙ・Aは、
ｘ・A＝Vx＋V′x ……(11)
ｙ・A＝Vy ……(12)
である。
以上の(1)〜(12)式より明らかなように、アーム先
端点Ａに法面上の水平方向の成分Vhおよび作業
腕運動面内方向における法面傾斜方向の速度成分
Vtを与えることにより、旋回体２、ブーム３お
よびアーム４の角速度θ・、β・、α・を(6)式および
(9)、(10)式で演算することができ、この角速度で旋
回体２、ブーム３およびアーム４を動かせば、ア
ーム先端点Ａは法面に沿つてVhとVtの合成速度
で移動させることができる。
端点Ａに法面上の水平方向の成分Vhおよび作業
腕運動面内方向における法面傾斜方向の速度成分
Vtを与えることにより、旋回体２、ブーム３お
よびアーム４の角速度θ・、β・、α・を(6)式および
(9)、(10)式で演算することができ、この角速度で旋
回体２、ブーム３およびアーム４を動かせば、ア
ーム先端点Ａは法面に沿つてVhとVtの合成速度
で移動させることができる。
しかし実際上は種々の制御誤差によつて必ずし
も所望の動きが得られない場合もあるので、上記
のようにθ・、β・、α・を制御すると共にθ・、β・
、α・
を積分した値を角度の目標値θ∧、β∧、α∧とし、実
際の角度θ、β、αとを比較して修正するフイー
ドバツク制御を加えれば制御精度が向上する。
も所望の動きが得られない場合もあるので、上記
のようにθ・、β・、α・を制御すると共にθ・、β・
、α・
を積分した値を角度の目標値θ∧、β∧、α∧とし、実
際の角度θ、β、αとを比較して修正するフイー
ドバツク制御を加えれば制御精度が向上する。
第５図は本発明の制御装置の実施例を示すもの
である。
である。
１０はアーム先端点Ａの法面に沿つた２方向の
速度信号Vh、Vtを与える速度指令レバー、１１
は指令レバー１０の操作量に応じてVh、Vtを出
力すると共に指令レバー１０が操作されたことを
示す制御指令信号を出力する速度指令器であ
る。１２は法面の傾斜角を設定する法面傾斜角設
定ダイヤル、１３はダイヤル１２の動きに連動し
て傾斜角信号φを出力する法面傾斜角設定器、１
４は旋回体２の旋回角度を検出する旋回角度計、
１５は旋回角度計１４をリセツトするリセツトス
イツチで、リセツトスイツチ１５が押されたとき
旋回角度計１４が零となる。１６はブーム３のブ
ーム角βを検出するブーム角度計、１７はアーム
４のアーム角αを検出するアーム角度計である。
１８は速度指令器１１からの速度信号Vhと旋回
角度計１４からの旋回角度θを入力し、上記(1)、
(2)式に基づいてV〓、V′xを演算する速度演算器、
１９は法面傾斜角設定器１３からの法面設定角φ
と旋回角度計１４からの旋回角度θを入力し、上
記(5)式に基づいてφ′を演算する法面角度演算器、
２０は速度指令器１１からの速度信号Vtと法面
角度演算器１９からの角度φ′を入力し、上記(3)、
(4)式に基づいてVx、Vyを演算する速度演算器で
ある。２１はブーム角度計１６およびアーム角度
計１７よりブーム角β、アーム角αを入力し、(7)
式に基づいてXAを演算する位置演算器、２２は
速度演算器１８からのV〓と位置演算器２１から
のXAを入力し、上記(6)式に基づいて旋回角速度
θ・を演算し、旋回角速度の目標値θ0を出力する角
速度演算器である。２３は速度演算器１８からの
V′xと速度演算器２０からのVxを入力し、上記(11)
式に基づいて、両速度V′xとVxを加算する加算
器、２４は速度演算器２０からのVy（＝ｙ・A）と、
加算器２３からのｘ・Aと、ブーム角度計１６およ
びアーム角度計１７からのβ、αを入力し、上記
(9)(10)式に基づいてブーム角速度β・およびアーム角
速度α・を演算し、ブーム、アームの角速度目標値
β・，α・を出力する角速度演算器である。２５は速
度指令器１１からの制御指令信号が入るまでは
旋回角度計１４の検出角度θをそのまゝ角度の目
標値θ・として出力し、制御指令信号が入ると、
その時点の旋回角度計１４の検出角度θ0を初期値
としてθ・を積分して旋回目標角度θ・を出力する積
分器、２６は速度指令器１１からの制御指令信号
が入るまではブーム角度計１６の検出角度βを
そのまゝ角度の目標値β・として出力し、制御指令
信号が入ると、その時点のブーム角度計１６の
検出角度β0を初期値としてβ・を積分してブーム目
標角度β・を出力する積分器、２７は速度指令器１
１からの制御指令信号が入るまではアーム角度
計１７からの検出角度αをそのまゝ角度の目標値
α・として出力し、制御指令信号が入ると、その
時点のアーム角度計１７の検出角度α0を初期値と
してα・を積分してアーム目標角度α・を出力する積
分器である。積分器２５，２６，２７の演算をそ
れぞれ次の式(13)、(14)、(15)で表わす。
速度信号Vh、Vtを与える速度指令レバー、１１
は指令レバー１０の操作量に応じてVh、Vtを出
力すると共に指令レバー１０が操作されたことを
示す制御指令信号を出力する速度指令器であ
る。１２は法面の傾斜角を設定する法面傾斜角設
定ダイヤル、１３はダイヤル１２の動きに連動し
て傾斜角信号φを出力する法面傾斜角設定器、１
４は旋回体２の旋回角度を検出する旋回角度計、
１５は旋回角度計１４をリセツトするリセツトス
イツチで、リセツトスイツチ１５が押されたとき
旋回角度計１４が零となる。１６はブーム３のブ
ーム角βを検出するブーム角度計、１７はアーム
４のアーム角αを検出するアーム角度計である。
１８は速度指令器１１からの速度信号Vhと旋回
角度計１４からの旋回角度θを入力し、上記(1)、
(2)式に基づいてV〓、V′xを演算する速度演算器、
１９は法面傾斜角設定器１３からの法面設定角φ
と旋回角度計１４からの旋回角度θを入力し、上
記(5)式に基づいてφ′を演算する法面角度演算器、
２０は速度指令器１１からの速度信号Vtと法面
角度演算器１９からの角度φ′を入力し、上記(3)、
(4)式に基づいてVx、Vyを演算する速度演算器で
ある。２１はブーム角度計１６およびアーム角度
計１７よりブーム角β、アーム角αを入力し、(7)
式に基づいてXAを演算する位置演算器、２２は
速度演算器１８からのV〓と位置演算器２１から
のXAを入力し、上記(6)式に基づいて旋回角速度
θ・を演算し、旋回角速度の目標値θ0を出力する角
速度演算器である。２３は速度演算器１８からの
V′xと速度演算器２０からのVxを入力し、上記(11)
式に基づいて、両速度V′xとVxを加算する加算
器、２４は速度演算器２０からのVy（＝ｙ・A）と、
加算器２３からのｘ・Aと、ブーム角度計１６およ
びアーム角度計１７からのβ、αを入力し、上記
(9)(10)式に基づいてブーム角速度β・およびアーム角
速度α・を演算し、ブーム、アームの角速度目標値
β・，α・を出力する角速度演算器である。２５は速
度指令器１１からの制御指令信号が入るまでは
旋回角度計１４の検出角度θをそのまゝ角度の目
標値θ・として出力し、制御指令信号が入ると、
その時点の旋回角度計１４の検出角度θ0を初期値
としてθ・を積分して旋回目標角度θ・を出力する積
分器、２６は速度指令器１１からの制御指令信号
が入るまではブーム角度計１６の検出角度βを
そのまゝ角度の目標値β・として出力し、制御指令
信号が入ると、その時点のブーム角度計１６の
検出角度β0を初期値としてβ・を積分してブーム目
標角度β・を出力する積分器、２７は速度指令器１
１からの制御指令信号が入るまではアーム角度
計１７からの検出角度αをそのまゝ角度の目標値
α・として出力し、制御指令信号が入ると、その
時点のアーム角度計１７の検出角度α0を初期値と
してα・を積分してアーム目標角度α・を出力する積
分器である。積分器２５，２６，２７の演算をそ
れぞれ次の式(13)、(14)、(15)で表わす。
θ・＝∫0 tθ・dt＋θ0 ……(13)
β・＝∫0 tβ・dt＋β0 ……(14)
α・＝∫0 tα・dt＋α0 ……(15)
２８は上記積分器２５の出力θ・と検出器１４の
出力θとの偏差Δθ＝θ・−θを演算する減算器、
２９は上記積分器２６の出力β・と検出器１６の出
力βとの偏差Δβ＝β・−βを演算する減算器、３
０は上記積分器２７の出力α・と検出器１７の出力
αとの偏差Δα＝α・−αを演算する減算器、３１
は偏差ΔθにゲインK1を乗ずる係数器、３２は偏
差ΔβにゲインK2を乗ずる係数器、３３は偏差Δα
にゲインK3を乗ずる係数器、３４は角速度演算
器２２の出力θ・に係数器３１の出力K1Δθを加算
してθ・＋K1Δθを演算する加算器、３５は角速度
演算器２４の出力β・に係数器３２の出力K2Δβを
加算する加算器、３６は角速度演算器２４の出力
α・に係数器３３の出力K3Δαを加算する加算器、
３７，３８，３９はそれぞれ加算器３４，３５，
３６の出力に制御上の補正や補償を行う補償増巾
器である。４０，４１，４２はそれぞれ補償増巾
器３７，３８，３９の出力により動作して旋回モ
ータ６、ブームシリンダ７、アームシリンダ８の
流量を制御する流量制御装置である。
出力θとの偏差Δθ＝θ・−θを演算する減算器、
２９は上記積分器２６の出力β・と検出器１６の出
力βとの偏差Δβ＝β・−βを演算する減算器、３
０は上記積分器２７の出力α・と検出器１７の出力
αとの偏差Δα＝α・−αを演算する減算器、３１
は偏差ΔθにゲインK1を乗ずる係数器、３２は偏
差ΔβにゲインK2を乗ずる係数器、３３は偏差Δα
にゲインK3を乗ずる係数器、３４は角速度演算
器２２の出力θ・に係数器３１の出力K1Δθを加算
してθ・＋K1Δθを演算する加算器、３５は角速度
演算器２４の出力β・に係数器３２の出力K2Δβを
加算する加算器、３６は角速度演算器２４の出力
α・に係数器３３の出力K3Δαを加算する加算器、
３７，３８，３９はそれぞれ加算器３４，３５，
３６の出力に制御上の補正や補償を行う補償増巾
器である。４０，４１，４２はそれぞれ補償増巾
器３７，３８，３９の出力により動作して旋回モ
ータ６、ブームシリンダ７、アームシリンダ８の
流量を制御する流量制御装置である。
また、第５図に示さないが、旋回体２、ブーム
３、アーム４およびバケツト５の各アクチユエー
タを手動操作する各操作レバーが旋回体２の運転
室内に設けられており、各アクチユエータを単独
又は複合操作可能になつている。
３、アーム４およびバケツト５の各アクチユエー
タを手動操作する各操作レバーが旋回体２の運転
室内に設けられており、各アクチユエータを単独
又は複合操作可能になつている。
上記のように構成した第５図の制御装置の作
用、動作について説明する。
用、動作について説明する。
まず、第１図に示す法面最大傾斜角方向Ｔに旋
回体２、ブーム３、アーム４、バケツト５を向
け、リセツトスイツチ１５を押す。これによつて
旋回角度計１４が零にセツトされる。次いで、バ
ケツト５の先端Ｄ点を第２図に示すような位置に
手動操作し、法面傾斜角設定ダイヤル１２を掘削
しようとする法面の傾斜角φに設定し、速度指令
レバー１０を操作すると、速度指令器１１から制
御指令信号が出力されると共に速度指令レバー
１０の操作量に応じた速度信号Vh、Vtが出力さ
れる。そして、速度演算器１８では、速度信号
Vhおよび旋回角度計１４よりの旋回角度θを入
力し、上記(1)、(2)式で示した直交速度成分V′x、
V〓が演算され、角度演算器１９では、φ、θを
入力し、上記(5)式で示したφ′が演算され、速度演
算器２０では、Vtおよびφ′を入力し、上記(3)、
(4)式に示したＸ、Ｙ方向速度成分Vx、Vyが演算
される。また、位置演算器２１は角度計１６，１
７よりブーム角β、アーム角αを入力し、上記(7)
式に示す位置xAを演算する。角速度演算器２２
はxAとV〓を入力し、上記(6)式に基づいて、旋回
角速度の目標値θ・を演算出力し、角速度演算器２
４はVy、V′x＋Vx、α、βを入力し、上記(9)、(10)
式に基づいてブーム、アームの角速度目標値β・，
α・を演算出力する。この角速度目標値θ・，β・，α
・
によつて流量制御装置４０，４１，４２を介して
旋回モータ６、ブームシリンダ７、アームシリン
ダ８がそれぞれ作動され、旋回体２、ブーム３、
アーム４はそれぞれθ・，β・，α・の角速度で駆動さ
れる。一方積分器２５，２６，２７によつてθ・，
β・，α・は積分され、角度計１４，１６，１７から
検出された実際の角度θ、β、αと比較され、そ
れらの間に偏差Δθ、Δβ、Δαがあるときは旋回体
２、ブーム３、アーム４の動きが補正される。
回体２、ブーム３、アーム４、バケツト５を向
け、リセツトスイツチ１５を押す。これによつて
旋回角度計１４が零にセツトされる。次いで、バ
ケツト５の先端Ｄ点を第２図に示すような位置に
手動操作し、法面傾斜角設定ダイヤル１２を掘削
しようとする法面の傾斜角φに設定し、速度指令
レバー１０を操作すると、速度指令器１１から制
御指令信号が出力されると共に速度指令レバー
１０の操作量に応じた速度信号Vh、Vtが出力さ
れる。そして、速度演算器１８では、速度信号
Vhおよび旋回角度計１４よりの旋回角度θを入
力し、上記(1)、(2)式で示した直交速度成分V′x、
V〓が演算され、角度演算器１９では、φ、θを
入力し、上記(5)式で示したφ′が演算され、速度演
算器２０では、Vtおよびφ′を入力し、上記(3)、
(4)式に示したＸ、Ｙ方向速度成分Vx、Vyが演算
される。また、位置演算器２１は角度計１６，１
７よりブーム角β、アーム角αを入力し、上記(7)
式に示す位置xAを演算する。角速度演算器２２
はxAとV〓を入力し、上記(6)式に基づいて、旋回
角速度の目標値θ・を演算出力し、角速度演算器２
４はVy、V′x＋Vx、α、βを入力し、上記(9)、(10)
式に基づいてブーム、アームの角速度目標値β・，
α・を演算出力する。この角速度目標値θ・，β・，α
・
によつて流量制御装置４０，４１，４２を介して
旋回モータ６、ブームシリンダ７、アームシリン
ダ８がそれぞれ作動され、旋回体２、ブーム３、
アーム４はそれぞれθ・，β・，α・の角速度で駆動さ
れる。一方積分器２５，２６，２７によつてθ・，
β・，α・は積分され、角度計１４，１６，１７から
検出された実際の角度θ、β、αと比較され、そ
れらの間に偏差Δθ、Δβ、Δαがあるときは旋回体
２、ブーム３、アーム４の動きが補正される。
このようにして旋回体２、ブーム３、アーム４
が精度良く目標値に追従し、アーム先端点Ａは速
度指令レバー１０の操作量に応じて法面に沿つて
移動するので、バケツト先端点Ｄを法面に沿つて
任意方向に移動して掘削することが可能となる。
が精度良く目標値に追従し、アーム先端点Ａは速
度指令レバー１０の操作量に応じて法面に沿つて
移動するので、バケツト先端点Ｄを法面に沿つて
任意方向に移動して掘削することが可能となる。
なお、第５図の制御に加えて、バケツト５の姿
勢を法面に対して一定の姿勢を保つような制御を
別途行えば、より作業性の良い法面掘削制御を行
うことができる。
勢を法面に対して一定の姿勢を保つような制御を
別途行えば、より作業性の良い法面掘削制御を行
うことができる。
また、上記実施例の演算はブロツク図を用いて
示したが、演算にはアナログ演算、デイジタル演
算のどちらを用いても良く、マイクロコンピユー
タなどを用いると最も適切である。
示したが、演算にはアナログ演算、デイジタル演
算のどちらを用いても良く、マイクロコンピユー
タなどを用いると最も適切である。
以上説明した本発明によれば、法面に沿つた２
つの方向への作業具の移動速度を与えることによ
つて、簡単な操作により作業具を法面に沿つて任
意の方向に移動することができる。また、２方向
のうちの１方向を第１、第２作業腕の運動面上に
取つたことにより、オペレータが旋回体と共に旋
回する構造の作業機上での操作が容易である。
つの方向への作業具の移動速度を与えることによ
つて、簡単な操作により作業具を法面に沿つて任
意の方向に移動することができる。また、２方向
のうちの１方向を第１、第２作業腕の運動面上に
取つたことにより、オペレータが旋回体と共に旋
回する構造の作業機上での操作が容易である。
第１図は作業機の一例となる油圧シヨベルの平
面図、第２図は第１図の油圧シヨベルの側面図、
第３図、第４図はそれぞれ第１図、第２図の作業
腕の位置関係を示す図、第５図は本発明の制御装
置を示すブロツク図である。 ２……旋回体、３……ブーム、４……アーム、
５……バケツト、６……旋回モータ、７……ブー
ムシリンダ、８……アームシリンダ、１０……速
度指令レバー、１２……法面傾斜角設定ダイヤ
ル、１４……旋回角度計、１６……ブーム角度
計、１７……アーム角度計、１８，２０……速度
演算器、１９……角度演算器、２２，２４……角
速度演算器。
面図、第２図は第１図の油圧シヨベルの側面図、
第３図、第４図はそれぞれ第１図、第２図の作業
腕の位置関係を示す図、第５図は本発明の制御装
置を示すブロツク図である。 ２……旋回体、３……ブーム、４……アーム、
５……バケツト、６……旋回モータ、７……ブー
ムシリンダ、８……アームシリンダ、１０……速
度指令レバー、１２……法面傾斜角設定ダイヤ
ル、１４……旋回角度計、１６……ブーム角度
計、１７……アーム角度計、１８，２０……速度
演算器、１９……角度演算器、２２，２４……角
速度演算器。
Claims (1)
- １ 走行体上に旋回可能に枢着された旋回体と、
その旋回体に俯仰動可能に枢着された第１作業腕
と、その第１作業腕に揺動可能に枢着された第２
作業腕と、その第２作業腕に取付けられた作業具
と、それら旋回体、第１作業腕および第２作業腕
を作動する各アクチユエータとを備えた腕式作業
機において、前記旋回体の旋回角度と、第１作業
腕の俯仰動角度と、第２作業腕の揺動角度とをそ
れぞれ検出する角度検出手段と、作業具がそれに
沿つて移動すべき法面の傾斜角を設定する法面傾
斜角設定手段と、法面に沿つた２つの方向への作
業具の移動速度をそれぞれ指令する速度指令手段
と、前記２つの方向のうちの１方向を第１、第２
作業腕の運動面上に、他の１方向を水平方向に取
り、前記旋回角度の変化にかかわらず、前記法面
傾斜角設定手段で設定された傾斜角の法面に沿つ
た任意の方向に作業具が移動するように、前記そ
れぞれの角度検出手段、法面傾斜角設定手段、速
度指令手段からの出力値に基づいて、前記旋回
体、第１作業腕および第２作業腕の各アクチユエ
ータの作動を制御するための所定の信号を出力す
る演算制御手段とを備えたことを特徴とする腕式
作業機の作業具軌跡制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15720684A JPS6136425A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 腕式作業機の作業具軌跡制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15720684A JPS6136425A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 腕式作業機の作業具軌跡制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6136425A JPS6136425A (ja) | 1986-02-21 |
| JPH0441218B2 true JPH0441218B2 (ja) | 1992-07-07 |
Family
ID=15644522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15720684A Granted JPS6136425A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 腕式作業機の作業具軌跡制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6136425A (ja) |
-
1984
- 1984-07-30 JP JP15720684A patent/JPS6136425A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6136425A (ja) | 1986-02-21 |
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