JPH0447087B2 - - Google Patents

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JPH0447087B2
JPH0447087B2 JP56118554A JP11855481A JPH0447087B2 JP H0447087 B2 JPH0447087 B2 JP H0447087B2 JP 56118554 A JP56118554 A JP 56118554A JP 11855481 A JP11855481 A JP 11855481A JP H0447087 B2 JPH0447087 B2 JP H0447087B2
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JP
Japan
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master
master device
speed vector
instruction
work machine
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP56118554A
Other languages
English (en)
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JPS5820834A (ja
Inventor
Kozo Ono
Eiki Izumi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP11855481A priority Critical patent/JPS5820834A/ja
Publication of JPS5820834A publication Critical patent/JPS5820834A/ja
Publication of JPH0447087B2 publication Critical patent/JPH0447087B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; 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
    • E02F3/36Component parts
    • E02F3/42Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E02F3/437Control 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、マスター装置の動き又は動きを表わ
す演算出力にならつて、複数の作業部材から成る
作業機本体が動作するマスタースレーブ機構の制
御装置に関し、油圧シヨベル、油圧クレーン、マ
ニピユレータなどに好適なものである。
油圧シヨベルなどの土木・建設機械の分野で
は、複数の作業部材から成る作業機本体と相似に
形成されたモデルをマスター装置とし、作業機本
体をスレーブ装置として、マスター装置の出力に
よつてサーボ系を制御し、作業機本体をならい動
作させるものが、従来提案されている。(特公昭
47−177号公報参照)この場合には、オペレータ
は作業機本体の目標軌跡通りにマスター装置を動
かさなければならないので、オペレータの腕の動
きが激しく、長時間の操縦を行うと、疲労がはな
はだしい。またインチング操作性が良くない。こ
の欠点を除くものとして、マスター装置に指示速
度ベクトルを各成分信号を与えるものが、従来、
特公昭54−37405号公報により提案されている。
これを第1図に示す。指示入力装置1の操作レバ
ー1aは、指示速度の方向及び大きさ、即ち指示
速度ベクトルに応じてその操作方向及び操作量が
操作されるものである。指示入力装置1は指示速
度ベクトルv→のX方向及びyの方向の成分信号vX
及びvYを出力する。マスター装置2は成分信号
vx,vyの入力により、バケツト取付点Pが指示速
度ベクトルv→に比例した速度ベクトルV→で移動す
るためのアクチユエータ動作信号S1,S2をブーム
駆動系及びアーム駆動系に対して出力する。これ
によつて、バケツト取付点Pは成分信号vx,vy
比例した速度ベクトル成分Vx,Vyが合成された
速度ベクトルV→で移動する。第1図において、3
は油圧シヨベル本体、4はブーム、5はブームシ
リンダ、6はアーム、7はアームシリンダ、8は
バケツト、9はバケツトシリダである。第1図に
示される装置をブロツク図で示すと、第2図のよ
うになる。ブーム駆動系及びアーム駆動系がサー
ボ系10を構成し、ブーム4及びアーム6が作業
機本体11を構成する。なお、バケツト8の先端
の速度ベクトルを指示する場合には、サーボ系1
0にバケツト駆動系が加わり、作業機本体11に
バケツト8が加わる。第2図において、マスター
装置2、サーボ系10及び作業機本体11がマス
タースレーブ機構12となる。
第2図の装置において、指示速度ベクトルv→の
成分信号vx,vyが急激に変化すると、サーボ系1
0の追従能力が限界を越えてしまい、作業機本体
11の動作とマスター装置2の動きとにずれが生
じてしまう。特に、ブーム駆動系とアーム駆動系
とで応答遅れが相違するのみではなく、その相違
がブーム4及びアーム6の姿勢によつて異なるた
めに、バケツト取付点Pの速度ベクトルV→の成分
Vx,Vyが指示速度ベクトルv→の成分信号vx,vy
に比例しなくなり、指示速度ベクトルv→の方向と
は異なつた方向にバケツト取付点Pが運動してし
まう不都合がある。
本発明の目的は、上述した問題点を解決し、指
示速度ベクトルが急激に変化しても、作業機本体
の所定点を、マスター装置の動きとずれることな
く、指示速度ベクトルによつて指示される方向
に、運動させることができるマスタースレーブ機
構の制御装置を提供することである。
この目的を達成するために、本発明は、指示入
力装置とマスター装置との間の指示速度ベクトル
成分信号の各信号ラインに、同一の線形遅れ要素
をそれぞれ挿入し、マスター装置に入力する指示
速度ベクトルの各成分信号の大きさの変化をゆる
やかにすると共に、成分信号の比を線形遅れ要素
に入力する前の比と同じに保つようにしたことを
特徴とする。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に
説明する。
第3図は本発明の一実施例を示す。第2図と同
様な部分は同一符号にて示す。マスター装置2
は、作業機本体11と相似な実体モデルのみなら
ず、作業機本体11の動作と相似な動きを演算に
より示す、実体モデルと等価な演算モデルをも含
む広い意味のものである。指示入力装置1は、手
動による操作レバーの操作により指示速度ベクト
ルv→の成分信号vx,vyをマスター装置2に対して
出力するものである。指示入力装置1とマスター
装置2との間の指示速度ベクトル成分信号vx,vy
の信号ライン13、14には、線形遅れ要素1
5,16が挿入される。線形遅れ要素15,16
は入力する成分信号vx,vyに遅れを与え、遅れ成
分信号ux,uyを出力するもので、遅れ定数Tは任
意に設定可能なものである。線形遅れ要素15,
16同一の線形遅れ要素である必要である。簡単
な例で言えば、入力する成分信号vx,vyと出力す
る遅れ成分信号ux,uyとの間に下記の関係が成立
するものである。
ux=1/1+T・svx,uy=1/1+T・svy なお、上式においてはTは遅れ定数、sはラブ
ラス演算子である。同一の線形遅れ要素とは常に uy/ux=vy/vx が保たれる性質を持つ遅れ要素であり、上式は線
形遅れ要素の代表的な一次遅れ要素を示す式であ
る。遅れ定数Tは、サーボ系10を構成する各作
業部材駆動系に発生する応答遅れのうちの最大の
ものに合わせて設定される。
運転者が指示入力装置1の操作レバーを急激に
操作して、指示入力装置1から出力する指示速度
ベクトル成分信号vx,vyが大きく変化しても、そ
の変化は線形遅れ要素15,16によつてゆるや
かに変化に変えられ、即ちゆるやかに変化する遅
れ成分信号ux,uyに変換されて、マスター装置2
に入力するために、マスター装置2から出力され
るアクチユエータ動作信号S1,S2の変化は、サー
ボ系10が追従可能な範囲のものとなり、作業機
本体11の動作とマスター装置2の動きとの間に
ずれがなくなる。
また、同一の線形遅れ要素15,16によつて
uy/ux=vy/vxが常に保たれるので、作業機本体
11の所定点の実際の速度ベクトルV→の成分Vx
Vyの比は Vy/Vx=vy/vx となり、作業機本体11の所定点の実際の運動方
向は、指示速度ベクトルv→の方向と一致する。
第4図は本発明の他の実施例を示す。作業機本
体11の各作業部材の変位yi及び/もしくは速度
y〓iが検出機17,18により検出され、それらに
対応するマスター装置2内の変位xi及び/もしく
は速度x〓iが検出器19,20により検出される。
最大偏差演算回路21の偏差演算回路22は、a
|xi−yim+b|x〓i−y〓in(a≧0、b≧0、m
>0、n>0但しa=b−0を除く)を演算す
る。場合によつては、a=1、b=0、m=1と
して、|xi−yi|を演算し、場合によつては、a
=0、b=1、n=1として、|x〓i−y〓i|を演算
する。定数a、bは位置偏差と速度偏差との相対
的な重み付けを定めるもの、指数m、nは偏差の
大小に対する重み付けを定めるものである。この
ようにして演算された偏差をδiとし、偏差δiのう
ち最大値Δを最大値演算回路23が求める。遅れ
定数自動設定回路24は、最大値Δが大きい程、
線形遅れ要素15,16の遅れ定数Tを大きく設
定する。この場合、刻々変化する最大値Δの値に
遂次対応した遅れ定数Tを設定する必要は必ずし
もない。むしろ、変化する最大値Δの値がある許
容値を越えたとき、それまでの設定値Tをさらに
少し大きくし、その後はその値を保持するといつ
た形の自動設定の仕方が適している。
サーボ系2の各アクチユエータはその状態によ
つて応答遅れが変わる。例えば、油圧シヨベルの
アーム6を駆動するアームシリンダ7において
は、アーム6が垂直に吊り下がつた状態ではアー
ムシリンダ7には荷重がかからないので、アーム
シリンダ7内の油圧は低く、空気を大きく含んで
いるため、油の見かけ上の圧縮性は大きい。した
がつてこの状態からアームシリンダ7が動作する
時には応答遅れは大きい。アーム6が垂直からあ
る角度を保つて静止している状態では、アームシ
リンダ7にアーム6及びバケツト8の重量が荷重
としてかかり、アームシリンダ7に保持圧が発生
する。したがつてアームシリンダ7内の油の見か
け上の圧縮性は小さく、この状態からアームシリ
ンダ7が動作してアーム6を更に垂直からの角度
が大きくなる方向に駆動する時には、応答遅れが
小さくなる。このように作業機本体11の姿勢に
よつてサーボ系10に含まれるアクチユエータの
応答遅れが変わる。第4図の実施例によれば、作
業機本体11の姿勢によつてサーボ系10の応答
遅れが変ると、その応答遅れの変化が直ちに検出
されて、それに応じて線形遅れ要素15,16の
遅れ定数Tも変わるので、常に最適の遅れ定数T
を設定することができる。
指示入力装置1が出力する指示速度ベクトル成
分信号vx,vyは電気信号が最適であるが、これに
限定されるのではなく、油圧信号、空圧信号、機
械的変位信号などを用いることもできる。
以上説明したように、本発明によれば、指示入
力装置とマスター装置との間の指示速度ベクトル
成分信号の各信号ラインに、同一の線形遅れ要素
をそれぞれ挿入したから、指示入力装置が出力す
る指示速度ベクトルの各成分信号の大きさが急激
に変化しても、マスター装置に入力する成分信号
の大きさの変化はゆるやかで、且つその成分信号
の比は線形遅れ要素に入力する前の比と同じ保た
れる。したがつて、サーボ系が追従できるように
なると同時に、複数の作業部材から成る作業機本
体の所定点の速度ベクトルの成分比が指示速度ベ
クトル成分信号の比と等しくなり、これによつ
て、作業機本体の所定点を、マスター装置の動き
とずれることなく、指示速度ベクトルによつて指
示される方向に、運動させることができる。
入力に対して遅れが存在するのはその装置の性
能の限界であり、また、マスタースレーブ機構を
用いない通常の作業機の動作でも入力に対する遅
れが生じることは、運転者がよく分つている。そ
れ故、指示入力装置から出力される指示速度ベク
トルの値より作業本体の速度が遅れても、運転者
は所望の位置に達するまで自分の目で確認するこ
とによつて修正するので、特に不都合はないと同
時に、通常の動作の感覚で操作することができ
る。
更に、線形遅れ要素は、マスター装置として演
算モデルを用いた場合にもその入力側に接続する
ことができるから、本発明は演算マスタースレー
ブ方式にも適用することができる。また、指示速
度ベクトル成分信号の急激な変化に対しては遅れ
が大きく作用し、ゆつくりな変化に対しては遅れ
が殆んど作用せず、且つその間の遅れの作用が連
続的に変わるため、作業機本体の動作を円滑にす
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のマスタースレーブ機構を備えた
油圧シヨベルの概略図、第2図は従来のマスター
スレーブ機構の制御装置を示すブロツク図、第3
図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第4図
は本発明の他の実施例を示すブロツク図である。 1……指示入力装置、2……マスター装置、1
1……作業機本体、12……マスタースレーブ機
構、13,14……信号ライン、15,16……
線形遅れ要素、P……バケツト取付点、v→……指
示速度ベクトル、vx,vy……成分信号、ux,uy
…遅れ成分信号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数の作業部材から成る作業機本体の動作と
    相似な動きを示すマスター装置にならつて、作業
    機本体が動作するマスタースレーブ機構に対し
    て、作業機本体の所定点の指示速度ベクトルの各
    成分信号をマスター装置に入力する指示入力装置
    を設けたマスタースレーブ機構の制御装置におい
    て、 指示入力装置とマスター装置との間の指示速度
    ベクトル成分信号の各信号ラインに、同一の線形
    遅れ要素をそれぞれ挿入し、 マスター装置に入力する指示速度ベクトルの各
    成分信号の大きさの変化をゆるやかにすると共
    に、成分信号の比を線形遅れ要素に入力する前の
    比と同じに保つようにしたことを特徴とするマス
    タースレーブ機構の制御装置。
JP11855481A 1981-07-30 1981-07-30 マスタ−スレ−ブ機構の製御装置 Granted JPS5820834A (ja)

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JP11855481A JPS5820834A (ja) 1981-07-30 1981-07-30 マスタ−スレ−ブ機構の製御装置

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JPS5820834A JPS5820834A (ja) 1983-02-07
JPH0447087B2 true JPH0447087B2 (ja) 1992-08-03

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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6030728A (ja) * 1983-07-29 1985-02-16 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧ショベルの直線掘削制御装置
JPS6033940A (ja) * 1983-08-02 1985-02-21 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧ショベルの直線掘削制御装置
JPS6114328A (ja) * 1984-06-27 1986-01-22 Hitachi Constr Mach Co Ltd 作業機の操作装置
WO1991008261A1 (en) * 1989-11-24 1991-06-13 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Thermoplastic resin composition

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4948102A (ja) * 1972-09-13 1974-05-10
JPS5437405A (en) * 1977-08-29 1979-03-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical output stabilizing method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4948102A (ja) * 1972-09-13 1974-05-10
JPS5437405A (en) * 1977-08-29 1979-03-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical output stabilizing method

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JPS5820834A (ja) 1983-02-07

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