JPH05106237A - 掘削機の掘削制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オペレータの操作によって所定の形状、大き
さの穴を掘削できるようにする。 【構成】 上部車体３の旋回角とブーム５の角度、アー
ム６の角度、バケット７の角度によりバケット７の先端
部の位置を検出し、掘削する穴の形状・大きさに合せて
各掘削面を決定し、この掘削面に応じて各リミッタを設
定し、オペレータの操作により旋回動作、ブーム上下動
作、アーム上下動作、バケットダンプ掘削動作して穴を
掘削し、この掘削時にバケット先端部が設定したリミッ
タを越える方向の動作を制限する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パワーショベル等の掘
削機の掘削制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】走行体を備えた下部車体に上部車体を３
６０度旋回自在に取付け、この上部車体にブーム、アー
ム、バケットより成る腕式掘削作業機を上下回動自在に
取付けた掘削機は、旋回モータ、ブームシリンダ、アー
ムシリンダ、バケットシリンダに圧油を供給する方向制
御弁を備え、これら方向制御弁をオペレータが操作する
ことで旋回動作、ブーム昇降動作、アーム昇降動作、バ
ケット上下回動動作して地面等を掘削する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような掘削機にお
いてバケット先端部を直線的に移動するには複数の方向
制御弁を同時操作する必要があって大変面倒となるか
ら、所定大きさの矩形状穴を掘削することが大変困難と
なるばかりか、掘削面を目視しながら注意深く掘削する
必要があり、夜間等バケット先端部が見えない場合には
掘削できないことがある。なお、従来よりバケット先端
部を直線的に移動させる掘削制御方法が種々提案されて
いる。例えば、ブームの角度、アームの角度、バケット
の角度によってバケット先端部の位置を検出し、予め設
定した直線に沿って移動するように各方向制御弁を自動
的に切換える掘削制御方法が提案されている。しかしな
がら前述の掘削制御方法は主として法面仕上掘削や水平
仕上掘削を目的として、ブーム、アーム、バケットを動
作制御する方法であるから、精度の良い仕上面を得るた
めにブーム、アーム、バケットを微小に遅い速度で動作
制御しており、時間当り掘削量が少なく作業速度が落ち
ちるために掘削能率が通常のオペレータによる掘削作業
に比べて著しく低下し、この掘削制御方法により前述の
矩形状穴を掘削できないばかりか、仮に従来の掘削制御
方法を前述の矩形状穴の掘削に適用したとしても掘削能
率が著しく低下してしまう。

【０００４】そこで、本発明は前述の課題を解決できる
ようにした掘削機の掘削制御方法を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】旋回する上部車体３にブ
ーム５、アーム６、バケット７を上下揺動自在に順次取
付け、基準点に対するバケット先端部７ａの位置を検出
可能とした掘削機で所定形状の穴を掘削する際に、掘削
する穴の形状に応じた掘削面に対向するリミッタを設定
し、オペレータの操作によって旋回動作、ブーム上下動
作、アーム上下動作、バケットダンプ、掘削動作して掘
削する時に前記検出したバケット先端部７ａの位置が設
定したリミッタを越える方向の動作を規制するようにし
た掘削機の掘削制御方法。

【０００６】

【作 用】オペレータの操作によって旋回動作、ブー
ム上下動作、アーム上下動作、バケットダンプ掘削動作
を行って掘削する際に、バケット先端部位置が設定した
リミッタを越えることがいなように各動作を規制するか
ら、所定の形状・大きさの穴をバケット先端部を目視せ
ずに容易に掘削できるし、設定したリミッタ内では通常
と同様にオペレータの操作で掘削できて掘削速度を速く
して掘削能率を向上できる。

【０００７】

【実 施 例】図１に示すように、走行体１を備えた下
部車体２に上部車体３を旋回モータ４を備えた旋回機構
で旋回自在に取付け、この上部車体３にブーム５、アー
ム６、バケット７をブームシリンダ８、アームシリンダ
９、バケットシリンダ１０で上下回動自在に取付けて掘
削機を構成している。前記各シリンダ、旋回モータには
図２に示すように旋回用用方向制御弁１１、ブーム用方
向制御弁１２、アーム用方向制御弁１３、バケット用方
向制御弁１４によってポンプ１５の圧油が供給され、こ
れら各方向制御弁はコントローラ１６からの指令で切換
えられ、そのコントローラ１６には操作レバー１７から
左旋回、右旋回信号、ブーム上げ・下げ信号、アーム上
げ・下げ信号、バケット上げ・下げ信号が入力され、そ
の入力された信号に基づいて各方向制御弁を切換え作動
する。なお、コントローラ１６でパイロット圧切換弁を
切換えて各方向制御弁にパイロット圧を供給して切換え
作動することも可能である。

【０００８】オペレータによる通常の掘削動作の一例を
図３に基づいて説明する。 掘削開始位置までの動作 図３の（ａ）に示すように、ブーム５下げ動作、アーム
６を下げ動作、バケット７を上げ動作（以下ダンプ動作
という）し、バケット先端部７ａが地面ＧＬに接したこ
とを目視又はブーム５の負荷増加により検知してバケッ
ト先端部７ａが掘削開始位置となったと判断する。以上
の動作によりアーム６を予め下げ動作し、バケット７を
予じめダンプ動作してブーム５を下げ動作しても良い。 掘削開始当初 図３の（ｂ）に示すように、ブーム５とバケット７を停
止してアーム６を下げ動作してバケット７で地面ＧＬを
掘削する。 第１の掘削途中 図３の（ｃ）に示すように、ブーム５を上げ動作し、ア
ーム６を下げ動作し、バケット７を停止させる。この
時、掘削負荷が大きい場合にはバケット７を下げ動作
（以下掘削動作という）して掘削力を向上して掘削す
る。 第２掘削途中 図３の（ｄ）に示すようにブーム５停止、アーム６下げ
動作、バケット７を掘削動作して掘削する。実際には
との動作が不連続に行われる。 掬い込み排出動作 図３の（ｅ）に示すようにバケット７を掘削動作、ブー
ム５、アーム６を上げ動作してバケット７を地面ＧＬよ
り上方に移動させてバケットを土砂がこぼれ落ちない略
水平な旋回姿勢とし、上部車体３を旋回してバケット７
をダンプ動作してバケット７内の土砂を排出する。

【０００９】オペレータによる通常の掘削面仕上動作の
一例を図４に基づいて説明する。 前方縦掘削面の仕上動作。 図４の（ａ）に示すように、バケット７を停止させた状
態でブーム５を下げ動作しながらアーム６を上げ動作し
てバケット先端部７ａを仕上げたい直線の前方縦掘削面
に沿って鉛直に下降する。 底掘削面の仕上動作 図４の（ｂ）に示すようにアーム６の傾きθが鉛直より
前方の場合には、バケット７を停止してブーム５を上げ
動作しながらアーム６を下げ動作させてバケット先端部
７ａを仕上げたい直線状の底掘削面に沿って水平移動さ
せる。図４の（ｃ）に示すようにアーム６の傾きθが鉛
直より後方の場合にはブーム５を下げ動作しながらアー
ム６を下げ動作してバケット先端部７ａを底掘削面に沿
って水平移動させる。 後方縦掘削面の仕上動作 図４の（ｄ）に示すように、ブーム５を上げ動作しなが
らアーム６を上げ動作してバケット先端部７ａを直線的
な仕上げたい後方縦掘削面に沿って鉛直に移動させる。 左右縦掘削面の仕上動作 図４の（ｅ）に示すように、底掘削面の仕上動作と同様
にブーム５、アーム６を動作して旋回中心からバケット
先端部７ａまでの長さ（作業機リーチ）を短くしながら
上部車体３を旋回させる。以上の様に各掘削面のオペレ
ータによる仕上作業はオペレータは複数の方向制御弁を
同時操作して行なう面倒な操作が必要となってオペレー
タの熟練を要する。

【００１０】次に方形状穴を掘削する制御方法の一例を
説明する。 ・バケット先端部７ａの位置検出 図５に示すように、ブーム５の角度αを検出するブーム
角度センサ２０、アーム６の角度βを検出するアーム角
度センサ２１、バケット７の角度γを検出するバケット
角度センサ２２を設け、それらの値をコントローラ１６
に入力して下記（１）式で上部車体３の旋回中心３ａか
らバケット先端部７ａまでの距離Ｌと下記（２）式で地
表ＧＬからバケット先端部７ａまでの距離Ｈを演算す
る。 Ｌ＝Ｌ₀ ＋Ｌ₁ ×ｃｏｓα＋Ｌ₂ ×ｃｏｓβ＋Ｌ₃ ×ｃｏｓγ …（１） Ｈ＝（Ｈ₀ ＋Ｌ₁ ＋ｓｉｎα）−Ｌ₂ ×ｓｉｎβ−Ｌ₃ ×ｓｉｎγ…（２） 但し、Ｌ₁ はブーム長さ、Ｌ₂ はアーム長さ、Ｌ₃ はバ
ケット長さ、Ｈ₀ は地表ＧＬからブーム枢着点までの距
離、Ｌ₀ はブーム枢着点から旋回中心３ａまでの距離で
ある。前記Ｌ、Ｈは前述の（１）式、（２）式によらず
従来より知られている他の式によって演算しても良い。
例えば、図６に示すα、β、γ、をとって各センサーで
相対角度を検出すれば、α、β、γをそれぞれθ₁ 〜θ
₃ より下記の式にて表わされる。 α＝θ₁ β＝π−（θ＋θ₂ ） γ＝π−（θ₃ −β） ＝２π−（θ₁ ＋θ₂ ＋θ₃ ） 図７に示すように前述の（１）式と上部車体３の旋回角
θ₄ から（３）式によって上部車体３が旋回した時の旋
回中心３ａからバケット先端部７ａまでの前後方向の距
離Ｌ₄ を演算し、（４）式によって旋回中心３ａからバ
ケット先端部７ａまでの左右方向の距離Ｌ₅ を演算す
る。 Ｌ₄ ＝Ｌ×ｃｏｓθ₄ …（３） Ｌ₅ ＝Ｌ₄ ×ｔａｎθ₄ ＝（Ｌ×ｃｏｓθ₄ ）×ｔａｎθ₄ …（４） これらの各距離、高さは図８の（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに旋回中心３ａを基準位置（０，０，０）としてｘ、
ｙ、ｚ座標として記憶される。

【００１１】・掘削範囲の設定 図９に示すように、バケット先端部７ａを掘削する方形
状穴Ａの頂点Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ に置いてスイッチ等の設
定器を作動して各頂点Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ の座標Ｐ₁ （ｘ
₁ 、ｙ₁ 、ｚ₁ ）、Ｐ₂ （ｘ₂ 、ｙ₂ 、ｚ₂ ）、Ｐ
₃ （ｘ₃ 、ｙ₃ 、ｚ₃ ）をコントローラ１６で演算して
記憶する。これと同時に深さＹをコントローラ１６に入
力する。これにより掘削範囲を以下の様にｘ、ｙ、ｚ座
標に補正して記憶する。 Ｘ₁ ＝ｘ₃ 、Ｚ₁ ＝ｚ₁ 、Ｘ₂ ＝（ｘ₁ ＋ｘ₂ ）／２＝｜ｘ₁ ＋ｘ₂ ｜ Ｚ₂ ＝ｚ₂ Ｙ＝Ｙ なお、図１０に示すようにＸ₁ 、Ｘ₂ 、Ｚ₁ 、Ｚ₂ 、Ｙ
をテンキーなどの設定機でコントローラ１６に入力して
掘削範囲を記憶しても良い。

【００１２】・掘削動作範囲の設定と動作の制限 前述の掘削範囲に共づいて図１１（ａ）、（ｂ）に示す
ように掘削動作範囲リミッタＡ₁ 、Ａ₂ 、Ａ₃ 、Ａ₄ 、
Ａ₅ 、Ａ₆ 、Ａ₇ を設定する。Ａ₁ が左右方向に向う前
方縦掘削面でｘ座標｜ｘ₁ ＋ｘ₂ ｜として設定され、Ａ
₂ が底掘削面でｙ座標（ｙ₂ ）として設定され、Ａ₃ が
後方縦掘削面でｘ座標（ｘ₃ ）として設定され、Ａ₄ が
前後方向に向う右縦掘削面でｚ座標（ｚ₄ ）として設定
され、Ａ₅ が前後方向に向う左縦掘削面でｚ座標
（ｚ₅ ）として設定され、Ａ₆ が地表ＧＬよりｙ_H だけ
高い地表接地リミッタで、ｙ座標（ｙ₆ ）として設定さ
れ、Ａ₇ が旋回時のリミッタで旋回角θとｘ、ｙ、ｚ座
標で設定される。そして、バケット先端部７ａがリミッ
タＡ₆ より下方の時にはリミッタＡ₁ 、Ａ₂ 、Ａ₃ 、Ａ
₄ 、Ａ₅ の掘削動作範囲リミッタが機能してバケット先
端部７ａが各リミッタを越える方向には動作しないよう
に動作を制限し、バケット先端部７ａがリミッタＡ₆ よ
り上方の時にはリミッタＡ₆ 、Ａ₇ が機能してバケット
先端部７ａが上部車体、下部車体、下部走行体に干渉し
ないようにする。

【００１３】次に各リミッタが機能する場合について説
明する。図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、バケット
先端部７ａの位置Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）よりｙ＜ｙ_H である
からＡ₁ 〜Ａ₅ のリミッタが対象となり、バケット先端
部７ａのｘ座標がｘ≦ｘ_{｜1+2 ｜}の時にリミッタＡ₁ が
機能し、ｙ座標がｙ≦ｙ₂ の時にリミッタＡ₂ が機能
し、ｘ座標がｘ≧ｘ₃ の時にリミッタＡ₃ が機能し、ｚ
座標がｚ≦ｚ₄ の時にリミッチＡ₄ が機能し、ｚ座標が
ｚ≧ｚ₅ の時にＡ₅ が機能する。具体的には設定した複
数の掘削範囲リミッタと作業機先端部７ａの位置とのベ
クトル（位置の差）をそれぞれ求める。この時各リミッ
タ毎に方向性を定めておき、掘削範囲外に進入した場合
には−の値となるようにする。

【００１４】例えば、図１３に示すようにｘ座標成分の
リミッタとしてＡ₁とＡ₃ を設定したが、リミッタＡ₁
の場合にはベクトルｄｘ＝ｘ_{｜1+2 ｜}−ｘ、リミッタＡ
₃ の場合にはベクトルｄｘ＝ｘ−ｘ₁ として算出する。
したがって、バケット先端部７ａの位置が図１３で
Ｐ₁ 、Ｐ₂ 、Ｐ₃ 、Ｐ₄ のときのベクトルｄｘは、 Ｐ₁ の位置の時のベクトルｄｘ₁ ＝ｘ_{｜1+2 ｜}−ｘ＝−
ｄｘ₁₁ Ｐ₂ の位置の時のベクトルｄｘ₁ ＝ｘ_{｜1+2 ｜}−ｘ＝ｄ
ｘ₁₂ Ｐ₃ の位置の時のベクトルｄｘ₂ ＝ｘ−ｘ₃ ＝ｄｘ₂₁ Ｐ₄ の位置の時のベクトルｄｘ₂ ＝ｘ−ｘ₃ ＝−ｄｘ₂₂ として算出する。同様に設定した各リミッタ毎にベクト
ルｄｘ₁ 、ｄｘ₂ 、ｄｙ、ｄｚ₁ 、ｄｚ₂ を算出し、こ
の内最小の値を持つベクトルを選択し、そのベクトルが
リミッタを越えた時に動作を制限する。

【００１５】ただし、ベクトルが設定値Ｆ以下の時には
リミッタによって動作を制限しないようにして掘削範囲
以外では自由に動作できるようにする。例えば図１４の
（ａ）に示すようにバケット先端部７ａとリミッタＡ₁
のベクトルｄｘ₁ が設定値Ｆ以下の時には動作制限をし
ないようにする。同様に図１４の（ｂ）、（ｃ）に示す
ようにバケット先端部７ａがＰａの位置の時にはｙ＜ｙ
_H であるからリミッタＡ₂ より深く掘る動作を禁止し、
Ｐｂの位置の時には全てのリミッタより設定値Ｆ以上離
れているので動作制限をしない。

【００１６】・ブーム、アーム、バケットの動作制限 図１５に示すように、ブーム５の動作の支点Ｐ
₀ （ｘ₀ 、ｙ₀ ）とバケット先端位置Ｐ（ｘ、ｙ）の関
係及び設定値Ｌ₁ （Ｌ₁ ＝ｘ₂ ）によってブーム５の動
作の制限を行なう。図１５に示す状態ではバケット先端
部７ａが設定値Ｌ₁ に達しているのでブーム５の動作へ
の制限を下記のように働かせる。支点Ｐ₀ 及びバケット
先端位置Ｐのｙ座標の比較を行ない、ｙ＜ｙ₀ の時には
上げ方向Ｂ動作Ｔ信号をキャンセルし下げ方向Ｃの動作
信号をそのままとしてブーム５の上げ動作を規制し、ｙ
＞ｙ₀ の時には上げ方向Ｂの動作信号をそのままとし下
げ方向ｃの動作信号をキャンセルしてブーム５の下げ動
作を規制する。ブーム６、バケット７も同様にして動作
制限する。

【００１７】・作業機の動作制限の詳細 バケット先端部７ａの位置Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）、作業機支
点の位置Ｐｉ（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ）とする。但し、旋回
中心がｉ＝０、ブーム支点がｉ＝１、アーム支点がｉ＝
２、バケット支点がｉ＝３とする。 （１）リミッタＡ₁ による旋回動作制限。 図１６の（ａ）に示すように、ｉ＝０でｚ≧ｚｉの時に
はＤ方向への旋回動作を制限し、ｚ＜ｚｉの時にはＥ方
向への旋回動作を規制する。 （２）リミッタＡ₁ による上下方向の動作制限。 図１６の（ｂ）に示すようにｉ＝１又は２又は３でｙ≧
ｙｉの時には下げ方向ｃの動作を制限し、ｙ＜ｙｉの時
には上げ方向Ｂの動作を制限する。 （３）リミッタＡ₃ による旋回動作の制限 図１６ａ（ｃ）に示すように、ｉ＝０でＺ≧ｚｉの時に
はＥ方向への旋回動作を制限し、ｚ＜ｚｉの時にはＤ方
向への旋回動作を制限する。 （４）リミッタＡ₃ による上下方向の動作の制限 図１６の（ｄ）に示すように、ｉ＝１又は２又は３でｙ
≧ｙｉの時には下げ方向ｃの動作を制限し、ｙ＜ｙｉの
時には上げ方向Ｂの動作を制限する。 （５）リミッタＡ₄ による旋回動作の制限 図１６の（ｅ）に示すように、ｉ＝０でｚｄ≧０の時に
Ｅ方向の旋回動作を制限する。 （６）リミッタＡ₄ による上下方向の動作の制限 図１６の（ｆ）に示すように、ｚｄ≧０の時、ｉ＝１又
は２又は３でｙ≧ｙｉの時に下げ方向ｃの動作を制限
し、ｙ＜ｙｉの時に上げ方向Ｂの動作を制限する。 （７）リミッタＡ４による旋回動作の制限 図１６の（ｇ）に示すように、ｚｄ＜０の時にはＥ方向
の旋回動作を制限する。 （８）リミッタＡ₄ による上下方向の動作制限 図１６の（ｈ）に示すように、ｚｄ，０でｉ＝１〜２に
おいてｙ≧ｙｉの時には上げ方向Ｂの動作を制限し、ｙ
＜ｙｉの時には下げ方向の動作を制限する。 （９）リミッタＡ₅ による旋回動作の制限 図１６の（ｉ）に示すように、ｚｄ≦０の時にＤ方向の
旋回動作を制限する。 （１０）リミッタＡ₅ による上下方向の動作の制限 図１６の（ｊ）に示すように、ｚｄ≦０でｉ＝１又は２
又は３においてｙ≧ｙｉの時は下げ方向ｃの動作を制限
し、ｙ＜ｙｉの時は上げ方向Ｂの動作を制限する。同様
にｚｄ＞０でｉ＝１又は２又は３においてｙ≧ｙｉの時
は上げ方向Ｂの動作を制限し、ｙ＞ｙｉの時は下げ方向
ｃの動作を制限する。 （１１）リミッタＡ₂ による上下方向の動作制限 図１６の（ｋ）の実線に示す状態で、ｘ≧ｘｉの時に下
げ方向ｃの動作を制限し、図１６の（ｋ）の破線に示す
状態でｘ＜ｘｉの時に下げ方向Ｃの動作を制限する。 以上の掘削動作の制限とは、例えば図２に示す操作レバ
ー１７より動作信号をコンローラ１６に入力した時に、
そのコントローラ１６から各方向制御弁に切換え信号を
出力しないようにすることである。

【００１８】次に方形状穴のオペレータによる掘削操作
を説明する。前述のように掘削範囲を設定した後にオペ
レータは図３に示すように通常の掘削動作を行なうべく
通常時の操作と同様に操作レバーを操作して掘削を開始
する。この時、オペレータはバケット先端部を目視して
掘削範囲境界を意識することなく操作してもリミッタと
動作制限によりバケット先端部が掘削範囲外で地表に接
することがなく境界付近であっても最大速度で地表に接
する、つまり掘削開始位置まで動作できる。例えば、図
３の（ａ）に示すようにブーム、アーム、バケットを動
作して掘削開始する際に図１７に示すようにバケット先
端部７ａがリミッタＡ₆を越えた位置でリミッタＡ₁ に
達するとアーム上げ動作、バケットダンプ動作が制限さ
れてリミッタＡ₁ を越えることが防止されてバケット先
端部７ａはＦ₁ で示す軌跡に沿って移動する。また、図
３の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すようにブーム、アー
ム、バケットを動作して掘削する際にバケット先端部７
ａがリミットＡ₃ に達するとアームの下げ動作、バケッ
トの掘削動作を制限するからバケット先端部７ａがリミ
ッタＡ₃ を越えることがなく、この後に図３の（ｅ）に
示すような掬い込み動作を行なう。以上の掘削動作を示
すと図１８に示すようになり、バケット先端部７ａの軌
跡はＦ₁ 、Ｆ₂ 、Ｆ₃ 、Ｆ₄ で示され、Ｆ₁ 、Ｆ₂ の時
にはリミッタＡ₁ で動作が制限され、Ｆ₄ の時はリミッ
タＡ₃ で規制され、Ｆ₃ の時には通常の掘削動作と同様
となる。また、図１９に示すように底掘削面を掘削する
時にリミッタＡ₂ に達すると前述と同様にアームの下げ
動作、バケットの掘削動作を制限して掬い込み動作し、
この時のバケット先端部７ａの軌跡はＦ₅ となる。同様
にしてバケット先端部７ａがリミッタＡ₄ 、Ａ₅ を越え
ないように動作を制限する。掘削した土砂を排土する場
合には図２０に示すようにバケット先端部７ａがリミッ
タＡ₆ より上方となってリミッタＡ₁ 、Ａ₂ 、Ａ₃ 、Ａ
₄ 、Ａ₅ が機能しなくなるから、自由な排出位置まで旋
回して排出できるし、リミッタＡ₇ によってバケット先
端部７ａが上部車体等に干渉することを防止できる。以
上の様に通常と同様な操作によって図２１（ａ）、
（ｂ）に示すように設定した方形状穴Ａと略同一形状の
穴Ａ₁ を掘削できる。

【００１９】図４に示すような通常の仕上げ動作と同様
にしてオペレータの操作によって仕上げ動作を行なう。
この時も前述と同様にバケット先端部７ａがリミッタＡ
₁ 、Ａ₂ 、Ａ₃ 、Ａ₄ 、Ａ₅ を越える方向の動作は規制
され、それによってバケット先端部７ａがリミッタ
Ａ₁ 、Ａ₂ 、Ａ₃ 、Ａ₄ 、Ａ₅ より離れるからそのリミ
ッタに接近する方向に動作し、この動作が繰り返して行
なわれることで最終的に所定形状の矩形状穴が掘削でき
る。例えば、図４の（ａ）に示すようにして前部縦掘削
面を仕上げ動作する際には、オペレータは操作レバーを
操作してブーム下げ信号とアーム上げ信号を出力する
が、図２２の（ａ）に示すようにバケット先端部７ａが
リミッタＡ₁ を越えるとコントローラによりアーム６の
上げ動作が規制されてブーム５の下げ動作のみが行なわ
れるから図２２の（ｂ）に示すようにバケット先端部７
ａがリミッタＡ ₁ と微小距離ｄｘだけ離れ、これによっ
てアーム６の上げ動作の規制が解除されてアーム６が上
げ動作してバケット先端部７ａがリミッタＡ₁ に接近す
る。この動作が微小時間で繰り返して行なわれることで
バケット先端部７ａはリミッタＡ₁ に沿って降下して前
部縦掘削面を仕上げできる。以上の動作をフローチャー
トで示すと図２３に示すようになる。

【００２０】

【発明の効果】オペレータの操作によって旋回動作、ブ
ーム上下動作、アーム上下動作、バケットダンプ掘削動
作を行って掘削する際に、バケット先端部位置が設定し
たリミッタを越えることがいなように各動作を規制する
から、所定の形状・大きさの穴をバケット先端部を目視
せずに容易に掘削できるし、設定したリミッタ内では通
常と同様にオペレータの操作で掘削できて掘削速度を速
くして掘削能率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】掘削機の正面図である。

【図２】掘削機の制御回路図である。

【図３】（ａ）ないし（ｅ）は通常の掘削動作パターン
を示す説明図である。

【図４】（ａ）ないし（ｅ）は通常の仕上げ動作パター
ンを示す説明図である。

【図５】バケット先端部位置の検出説明図である。

【図６】バケット先端部位置の検出動作の他の例を示す
説明図である。

【図７】バケット先端部位置の検出動作説明図である。

【図８】（ａ）、（ｂ）は基準点とバケット先端部位置
の関係を示す平面図、正面図である。

【図９】掘削範囲の設定を説明する斜視図である。

【図１０】掘削範囲の設定の他の例を示す説明用の斜視
図である。

【図１１】（ａ）、（ｂ）はリミッタの設定を説明する
平面図、正面図である。

【図１２】（ａ）、（ｂ）は機能するリミッタを選択す
る説明用の平面図、底面図である。

【図１３】ｘ座標方向のリミッタとバケット先端部位置
の差のベクトルを説明する正面図である。

【図１４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はベクトルが設定値
以上の時の説明用の正面図、平面図、正面図である。

【図１５】ブームの動作制限の説明用の正面図である。

【図１６】（ａ）、（ｂ）（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、
（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）、（ｋ）は各
リミッタによる動作制限の説明図である。

【図１７】掘削開始位置の説明図である。

【図１８】掘削動作の説明図である。

【図１９】底部掘削面の掘削動作制限の説明図である。

【図２０】排土動作の説明図である。

【図２１】（ａ）、（ｂ）は概略形状に掘削した穴の平
面図、正面図である。

【図２２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は仕上動作時の動作
制限を示す説明図である。

【図２３】フローチャートである。

【符号の説明】

３…上部車体、５…ブーム、６…アーム、７…バケッ
ト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋回する上部車体３にブーム５、アーム
   ６、バケット７を上下揺動自在に順次取付け、基準点に
   対するバケット先端部７ａの位置を検出可能とした掘削
   機で所定形状の穴を掘削する際に、掘削する穴の形状に
   応じた掘削面に対向するリミッタを設定し、オペレータ
   の操作によって旋回動作、ブーム上下動作、アーム上下
   動作、バケットダンプ、掘削動作して掘削する時に前記
   検出したバケット先端部７ａの位置が設定したリミッタ
   を越える方向の動作を規制するようにした掘削機の掘削
   制御方法。