JPH0441219B2 - - Google Patents
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- JPH0441219B2 JPH0441219B2 JP15720784A JP15720784A JPH0441219B2 JP H0441219 B2 JPH0441219 B2 JP H0441219B2 JP 15720784 A JP15720784 A JP 15720784A JP 15720784 A JP15720784 A JP 15720784A JP H0441219 B2 JPH0441219 B2 JP H0441219B2
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- angle
- arm
- working arm
- working
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 2
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/36—Component parts
- E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
- E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
- E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
- E02F3/437—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like providing automatic sequences of movements, e.g. linear excavation, keeping dipper angle constant
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Paleontology (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
置など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
置など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の作
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つの方向および法面に垂直な方向への作業
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方向を法面の
最大傾斜角方向に取り、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
つた任意の方向および該法面に対して上下方向に
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の作
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つの方向および法面に垂直な方向への作業
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方向を法面の
最大傾斜角方向に取り、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
つた任意の方向および該法面に対して上下方向に
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。第１図は油圧シヨベル
のフロント部（ブーム３、アーム４、バケツト
５）を法面の最大傾斜角（φ）方向Ｔに向けて掘
削する状態を示し、図のT′方向は旋回体２が旋
回角θだけ旋回した方向を示す。
面の設定傾斜角度を示す。第１図は油圧シヨベル
のフロント部（ブーム３、アーム４、バケツト
５）を法面の最大傾斜角（φ）方向Ｔに向けて掘
削する状態を示し、図のT′方向は旋回体２が旋
回角θだけ旋回した方向を示す。
第３図は第１図のフロント部の位置関係および
アーム先端点Ａの速度を示し、第４図および第５
図は第２図のフロント部の位置関係およびアーム
先端点Ａの速度を示すものである。
アーム先端点Ａの速度を示し、第４図および第５
図は第２図のフロント部の位置関係およびアーム
先端点Ａの速度を示すものである。
今、第３図および第４図に示すように、アーム
先端点Ａの法面最大傾斜線方向の速度をVT、こ
の傾斜線に直角な方向の速度をVN、法面に沿つ
た水平方向の速度をVHとする。
先端点Ａの法面最大傾斜線方向の速度をVT、こ
の傾斜線に直角な方向の速度をVN、法面に沿つ
た水平方向の速度をVHとする。
第４図において、VT、VNの水平方向および鉛
直方向の速度成分Ｖ・X、VYは、 VX＝VTcosφ−VNsinφ ……(1) VY＝VTsinφ＋VNcosφ ……(2) で表わされる。
直方向の速度成分Ｖ・X、VYは、 VX＝VTcosφ−VNsinφ ……(1) VY＝VTsinφ＋VNcosφ ……(2) で表わされる。
一方、第３図に示すように旋回体が旋回角θの
T′方向において、VHおよび(1)式より求められる
VXのT′方向およびこれに直交する方向の速度成
分Vx、Vθは、 Vx＝Vxcosθ＋VHsinθ ……(3) Vθ＝−Vxsinθ＋VHcosθ ……(4) と表わされる。
T′方向において、VHおよび(1)式より求められる
VXのT′方向およびこれに直交する方向の速度成
分Vx、Vθは、 Vx＝Vxcosθ＋VHsinθ ……(3) Vθ＝−Vxsinθ＋VHcosθ ……(4) と表わされる。
第５図において、Ｘ，Ｙ座標を旋回体２および
フロント部に固定されたものとすれば、この座標
での鉛直方向成分Vyは、 Vy＝VY ……(5) である。
フロント部に固定されたものとすれば、この座標
での鉛直方向成分Vyは、 Vy＝VY ……(5) である。
そこで、(1)〜(5)式をまとめれば、
Vx＝（VTcosφ−VNsinφ）cosθ＋VHsinθ ……(6)
Vy＝TTsinφ＋VNcosφ ……(7)
V〓＝−（VTcosφ−VNsinφ）sinθ＋VHcosθ
……(8) と表わすことができる。
……(8) と表わすことができる。
また、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とし、 ∠BOX＝β、∠ABO−90゜＝αとすれば、xA、
yAは、 xA＝Lbcosβ＋Lasin（β＋α） ……(9) yA＝Lbsinβ−Lacos（β＋α） ……(10) 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とし、 ∠BOX＝β、∠ABO−90゜＝αとすれば、xA、
yAは、 xA＝Lbcosβ＋Lasin（β＋α） ……(9) yA＝Lbsinβ−Lacos（β＋α） ……(10) となる。
ここで、ｘ・A＝Vx・ｙ・A＝Vyであるから、上記
(9)、(10)式を微分してブーム角速度β・およびアーム
角速度α・について整理すれば、 β・＝｛−Vxsin（β＋α）＋Vycos（β＋α）｝ ／Lbcosα ……(11) α・＝〔Vx｛Lbcosβ−Lasin（β＋α）｝＋Vy
｛Lbsinβ−Lacos（β＋α）｝〕／LbLacosα ……(12) となる。
(9)、(10)式を微分してブーム角速度β・およびアーム
角速度α・について整理すれば、 β・＝｛−Vxsin（β＋α）＋Vycos（β＋α）｝ ／Lbcosα ……(11) α・＝〔Vx｛Lbcosβ−Lasin（β＋α）｝＋Vy
｛Lbsinβ−Lacos（β＋α）｝〕／LbLacosα ……(12) となる。
また、旋回角角速度θ・は、
θ・＝Vθ／（LS＋xA） ……(13)
となり(13)式に(9)式を代入すれば、
θ・＝Vθ／｛LS＋Lbcosβ＋Lasin（β＋α）｝
……(14) となる。
……(14) となる。
以上の(1)〜(14)式で明らかなように、アーム先端
点Ａに法面上の最大傾斜角方向および水平方向の
速度VT、VHおよび法面に垂直な速度VNを与える
ことにより、ブーム３、アーム４および旋回体２
の角速度β・，α・，θ・を(11)、(12)、(14)式で演算
するこ
とができ、この角速度でブーム３、アーム４およ
び旋回体２を動かせば、アーム先端点ＡはVH、
VT、VNの合成速度で移動させることができる。
点Ａに法面上の最大傾斜角方向および水平方向の
速度VT、VHおよび法面に垂直な速度VNを与える
ことにより、ブーム３、アーム４および旋回体２
の角速度β・，α・，θ・を(11)、(12)、(14)式で演算
するこ
とができ、この角速度でブーム３、アーム４およ
び旋回体２を動かせば、アーム先端点ＡはVH、
VT、VNの合成速度で移動させることができる。
すなわち、法面に沿つた速度VTと法面の水平
方向の速度VHを与え、法面角度の変化に伴う上
下方向の修正を法面に垂直な速度VNを与えるこ
とによつてアーム先端点Ａの法面に沿つた移動及
び垂直方向の補正又は法面に対する上下方向の作
業を行うことが可能となる。
方向の速度VHを与え、法面角度の変化に伴う上
下方向の修正を法面に垂直な速度VNを与えるこ
とによつてアーム先端点Ａの法面に沿つた移動及
び垂直方向の補正又は法面に対する上下方向の作
業を行うことが可能となる。
しかし実際上は種々の制御誤差により必ずしも
所望の動きが得られない場合もあるので、上記の
ようにβ・，α・，θ・を制御すると共にβ・，α・，
θ・を
積分した値を角度の目標値β・，α・，θ・とし、実際
の角度β、α、θと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。
所望の動きが得られない場合もあるので、上記の
ようにβ・，α・，θ・を制御すると共にβ・，α・，
θ・を
積分した値を角度の目標値β・，α・，θ・とし、実際
の角度β、α、θと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６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の法面の最大傾斜角方向
速度信号VT、法面水平方向速度信号VHおよび法
面に垂直な速度信号VNを与える速度指令レバー
で３軸ジヨイステイクレバーにより構成される。
１１はレバー１０の操作量に応じてVT、VH、VN
を出力すると共にレバー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
ーム角度βを検出するブーム角度計、１７はアー
ム４のアーム角度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VT、
VH、VN、旋回角度計からの旋回角度θおよび法
面傾斜角設定器からの法面傾斜信号φを入力し、
上記(6)、(7)、(8)式に基いて速度成分Vθ、Vx、
Vyを演算する速度演算器、１９は速度演算器１
８からの速度成分Vθ、ブーム角度計１６からの
ブーム角度βおよびアーム角度計１７からのアー
ム角度αを入力し、上記(14)式に基いて旋回角速度
θ・を演算し、旋回角速度の目標値θ・を出力する角
速度演算器、２０は速度演算器１８からの速度成
分Vx、Vy、ブーム角度計１６からのブーム角度
βおよびアーム角度計１７からのアーム角度αを
入力し、上記(11)、(12)式に基いてブーム角速度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。２１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からの検出角度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、旋回目標角
度θ・を出力する積分器、２２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１
６からの検出角度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、ブーム目標角度β・を出力する積分
器、２３は速度演算器１１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、アーム
目標角度α・を出力する積分器である。積分器２
１，２２，２３の演算をそれぞれ式(15)、(16)、(17)で
表わす。
速度信号VT、法面水平方向速度信号VHおよび法
面に垂直な速度信号VNを与える速度指令レバー
で３軸ジヨイステイクレバーにより構成される。
１１はレバー１０の操作量に応じてVT、VH、VN
を出力すると共にレバー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
ーム角度βを検出するブーム角度計、１７はアー
ム４のアーム角度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VT、
VH、VN、旋回角度計からの旋回角度θおよび法
面傾斜角設定器からの法面傾斜信号φを入力し、
上記(6)、(7)、(8)式に基いて速度成分Vθ、Vx、
Vyを演算する速度演算器、１９は速度演算器１
８からの速度成分Vθ、ブーム角度計１６からの
ブーム角度βおよびアーム角度計１７からのアー
ム角度αを入力し、上記(14)式に基いて旋回角速度
θ・を演算し、旋回角速度の目標値θ・を出力する角
速度演算器、２０は速度演算器１８からの速度成
分Vx、Vy、ブーム角度計１６からのブーム角度
βおよびアーム角度計１７からのアーム角度αを
入力し、上記(11)、(12)式に基いてブーム角速度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。２１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からの検出角度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、旋回目標角
度θ・を出力する積分器、２２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１
６からの検出角度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、ブーム目標角度β・を出力する積分
器、２３は速度演算器１１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、アーム
目標角度α・を出力する積分器である。積分器２
１，２２，２３の演算をそれぞれ式(15)、(16)、(17)で
表わす。
θ・＝∫0 tθ・dt＋θ0 ……(15)
β・＝∫0 tβ・dt＋β0 ……(16)
α・＝∫0 tα・dt＋α0 ……(17)
２４は上記積分器２１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、
２５は上記積分器２２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、２
６は上記積分器２３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、２７
は偏差ΔθにゲインK1を乗ずる係数器、２８は偏
差ΔβにゲインK2を乗ずる係数器、２９は偏差Δα
にゲインK3を乗ずる係数器、３０は角速度演算
器１９の出力θ・に係数器２７の出力K1Δθを加算
してθ・＋K1Δθを演算する加算器、３１は角速度
演算器２０の出力β・に係数器２８の出力K2Δβを
加算してβ・＋K2Δβを演算する加算器、３２は角
速度演算器２０の出力α・に係数器２９の出力
K3Δαを加算して、α・＋K2Δαを演算する加算器、
３３，３４，３５はそれぞれ加算器３０，３１，
３２の出力に制御上の補正や補償を行う補償増巾
器である。３６，３７，３８はそれぞれ補償増巾
器３３，３４，３５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、
２５は上記積分器２２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、２
６は上記積分器２３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、２７
は偏差ΔθにゲインK1を乗ずる係数器、２８は偏
差ΔβにゲインK2を乗ずる係数器、２９は偏差Δα
にゲインK3を乗ずる係数器、３０は角速度演算
器１９の出力θ・に係数器２７の出力K1Δθを加算
してθ・＋K1Δθを演算する加算器、３１は角速度
演算器２０の出力β・に係数器２８の出力K2Δβを
加算してβ・＋K2Δβを演算する加算器、３２は角
速度演算器２０の出力α・に係数器２９の出力
K3Δαを加算して、α・＋K2Δαを演算する加算器、
３３，３４，３５はそれぞれ加算器３０，３１，
３２の出力に制御上の補正や補償を行う補償増巾
器である。３６，３７，３８はそれぞれ補償増巾
器３３，３４，３５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６図には示さないが、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。
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。
上記のように構成した第６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、VNが出
力される。そして、速度演算器１８では、速度信
号VH、VT、VN、旋回角度計からの旋回角度θお
よび法面傾斜角設定器からの傾斜角信号φを入力
し、上記(6)、(7)、(8)式で示した速度成分Vθ、
Vx、Vyが演算される。角速度演算器１９は速度
成分Vθ、ブーム角度β、アーム角度αを入力し、
上記(14)式で示した旋回角度の目標値θ・を演算出力
し、角速度演算器２０は速度成分Vx、Vy、ブー
ム角度βおよびアーム角度αを入力し、上記(11)、
(12)式で示したブーム、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β・，α・，θ
・
によつて流量制御装置３６，３７，３８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２１，２２，２３によつてβ・，
α・，θ・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
れらの偏差Δθ、Δβ、Δαがあるときは旋回体２、
ブーム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
掘削をすることが可能となる。また、速度指令レ
バー１０で法面に沿つた水平方向と最大傾斜角方
向の移動速度を指令するので、法面を基準とした
操作が容易であり、特に、オペレータが作業機上
にいないリモコンなどの操作に適する。また法面
に垂直な方向の速度を指令するので、法面の傾斜
方向から外れた任意の方向での補正が容易であ
り、かつ法面への押しつけ動作を行うことが可能
である。
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、VNが出
力される。そして、速度演算器１８では、速度信
号VH、VT、VN、旋回角度計からの旋回角度θお
よび法面傾斜角設定器からの傾斜角信号φを入力
し、上記(6)、(7)、(8)式で示した速度成分Vθ、
Vx、Vyが演算される。角速度演算器１９は速度
成分Vθ、ブーム角度β、アーム角度αを入力し、
上記(14)式で示した旋回角度の目標値θ・を演算出力
し、角速度演算器２０は速度成分Vx、Vy、ブー
ム角度βおよびアーム角度αを入力し、上記(11)、
(12)式で示したブーム、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β・，α・，θ
・
によつて流量制御装置３６，３７，３８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２１，２２，２３によつてβ・，
α・，θ・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
れらの偏差Δθ、Δβ、Δαがあるときは旋回体２、
ブーム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
掘削をすることが可能となる。また、速度指令レ
バー１０で法面に沿つた水平方向と最大傾斜角方
向の移動速度を指令するので、法面を基準とした
操作が容易であり、特に、オペレータが作業機上
にいないリモコンなどの操作に適する。また法面
に垂直な方向の速度を指令するので、法面の傾斜
方向から外れた任意の方向での補正が容易であ
り、かつ法面への押しつけ動作を行うことが可能
である。
なお、第６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
つの方向および垂直な方向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の法面に沿
つて任意の方向に移動することが可能である。
つの方向および垂直な方向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の法面に沿
つて任意の方向に移動することが可能である。
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図は第１図の作業腕の位置関係およびアーム
先端点の速度を示す図、第４図は第２図のアーム
先端点の速度を示す図、第５図は、フロント部に
固定したＸ−Ｙ座標上での作業腕の位置関係およ
びアーム先端点の速度を示す図、第６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……速度演算
器、１９，２０……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図は第１図の作業腕の位置関係およびアーム
先端点の速度を示す図、第４図は第２図のアーム
先端点の速度を示す図、第５図は、フロント部に
固定したＸ−Ｙ座標上での作業腕の位置関係およ
びアーム先端点の速度を示す図、第６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……速度演算
器、１９，２０……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つの方向および
法面に垂直な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１方向を法面の最大傾斜角方向に取り、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および該法面に
対して上下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 |
|---|---|---|---|
| JP15720784A JPS6136426A (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 |
|---|---|---|---|
| JP15720784A JPS6136426A (ja) | 1984-07-30 | 1984-07-30 | 腕式作業機の作業具軌跡制御装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3628592A Division JPH0627407B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 腕式作業機の作業具軌跡制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6136426A JPS6136426A (ja) | 1986-02-21 |
| JPH0441219B2 true JPH0441219B2 (ja) | 1992-07-07 |
Family
ID=15644544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15720784A Granted JPS6136426A (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) | JPS6136426A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10927536B2 (en) | 2019-06-14 | 2021-02-23 | Toto Ltd. | Sanitary washing device |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5160239A (en) * | 1988-09-08 | 1992-11-03 | Caterpillar Inc. | Coordinated control for a work implement |
| US5424623A (en) * | 1993-05-13 | 1995-06-13 | Caterpillar Inc. | Coordinated control for a work implement |
-
1984
- 1984-07-30 JP JP15720784A patent/JPS6136426A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10927536B2 (en) | 2019-06-14 | 2021-02-23 | Toto Ltd. | Sanitary washing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6136426A (ja) | 1986-02-21 |
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