JPH05331882A - Safety device of construction machine - Google Patents

Safety device of construction machine

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Publication number
JPH05331882A
JPH05331882A JP4163593A JP16359392A JPH05331882A JP H05331882 A JPH05331882 A JP H05331882A JP 4163593 A JP4163593 A JP 4163593A JP 16359392 A JP16359392 A JP 16359392A JP H05331882 A JPH05331882 A JP H05331882A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
speed
obstacle
stop
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4163593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisanobu Mori
尚暢 森
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.)
Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Yutani Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yutani Heavy Industries Ltd filed Critical Yutani Heavy Industries Ltd
Priority to JP4163593A priority Critical patent/JPH05331882A/en
Publication of JPH05331882A publication Critical patent/JPH05331882A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2025Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/2033Limiting the movement of frames or implements, e.g. to avoid collision between implements and the cabin
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/24Safety devices, e.g. for preventing overload

Abstract

PURPOSE:To increase the safety by providing a controller which carries out the operation of the values of a speed signal and a position signal, and outputs a stop signal to prevent the operating part from contacting with an obstacle and a stopping means to stop the operating part by a stop signal. CONSTITUTION:When a back hoe moves to the rear side at a crawling speed, the speed signal is set to be a position signal to start the operation of a controller 10 when an obstacle 22 invades in a rear side perceiving area 16 which forms the minimum separation distance L1 in the processing area of perceiving sensors 5 and 6 at the rear side of the back hoe. When the back hoe moves to the rear side at a medium speed, the position signal is set to make the area in which the separation distance is larger than the L1. When it moves rearward at a high speed, the position signal is set to make the area of the maximum separation distance. Furthermore, the controller 10 expands or contracts the separation distance in each area according to the value of the speed signal, and it operates a stopping means 15 when an obstacle 28 approaches the inside of the area, so as to stop the back hoe.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、建設機械の作動各部
分と障害物との離隔距離を感知センサにより検出し、そ
の感知エリア内の所定値以内に障害物の存在を感知する
と、その作動を自動的に停止させるほか、機械の作動部
分の速度を検出し、それに応じ上記感知エリア内の所定
値が最小、かつ、安全の範囲で停止手段を作用させるよ
うにする安全装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention detects the separation distance between each operating part of a construction machine and an obstacle by a sensing sensor, and when the presence of the obstacle is detected within a predetermined value within the sensing area, the operation is performed. The present invention relates to a safety device for automatically stopping the operation of the machine, detecting the speed of the operating part of the machine, and causing the stopping means to operate within a safe range where the predetermined value in the sensing area is minimum accordingly. ..

【0002】[0002]

【従来の技術】車両系建設機械の作業範囲内または立入
禁止範囲内に障害物が侵入したとき、運転者自らがそれ
を認知し、その運転操作を中止する方法のほか、かかる
場合機械を自動停止させる手段が、従来から提案されて
おり、その方法としては、上記障害物の存在を、その機
械に取付けた超音波などの探査信号発信機と、該信号の
障害物からの反射波を検出することのできる反射波検出
器により感知したり、あるいは、障害物自体、たとえ
ば、作業員等のような移動体に発信機を取付け、その発
信機からの障害物信号を、機械に搭載した受信機によっ
て感知し、それら障害物が危険範囲にあるときは自動的
に機械のエンジンを停止させたり、各部作動用の操作レ
バーの操作を無効にしたりする方法がなされていた。
2. Description of the Related Art When an obstacle enters the working range of a vehicle-type construction machine or within the exclusion zone, the driver himself / herself recognizes it and stops the driving operation. A means for stopping has been proposed in the past, and as a method therefor, the presence of the obstacle is detected, and a probe signal transmitter such as an ultrasonic wave attached to the machine and a reflected wave from the obstacle are detected. It can be detected by a reflected wave detector that can be used, or an obstacle itself, for example, a transmitter is attached to a moving body such as a worker, and an obstacle signal from the transmitter is received by the machine. When the machine detects the obstacles and the obstacles are in a dangerous range, the engine of the machine is automatically stopped, or the operation of the operation levers for operating each part is disabled.

【0003】例えば、図8は特公平2−28026号公
報にて開示され、上記後者に属する例であるが、図にお
ける移動性の障害物は作業員21である場合を示し、2
2はその頭部に取付けられた発信機、23は車両系建設
機械のうち、専ら、機体を前後に移動させることによっ
て作業を行う機械の代表例であるブルドーザで、これに
受信機24、24、...が取付けてある。図9はエン
ジン停止手段を示すブロック図であり、燃料カットソレ
ノイド25に通電している状態を示し、該ソレノイド2
5は始動スイッチ26、リレー27の常閉接点28aを
介して電源29の正極に接続されている。受信器24
は、コントローラ30に接続しており、コントローラ3
0の出力側は、リレー27のリレーコイル28bに接続
している。
For example, FIG. 8 is an example disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 2-28026, which belongs to the latter, but shows a case where the mobile obstacle in the figure is the worker 21.
Reference numeral 2 is a transmitter attached to the head of the vehicle, and reference numeral 23 is a bulldozer, which is a typical example of a vehicle construction machine that works by moving the machine body back and forth, and receivers 24, 24. ,. . . Is installed. FIG. 9 is a block diagram showing the engine stopping means, showing a state in which the fuel cut solenoid 25 is energized.
Reference numeral 5 is connected to the positive electrode of the power supply 29 via the starting switch 26 and the normally closed contact 28a of the relay 27. Receiver 24
Is connected to the controller 30 and the controller 3
The output side of 0 is connected to the relay coil 28b of the relay 27.

【0004】以上のような構成で、始動スイッチ26を
ONにすると電源29の電流は、始動スイッチ26、リ
レー27の常閉接点28aを介してソレノイド25に通
電される。ソレノイド25に通電すると図示していない
燃料コントロールリンケージを介し、燃料ガバナをフリ
ーにして燃料噴射ポンプから燃料がエンジンに流れる状
態になる。このような状態で図8に示す作業員21がブ
ルドーザ23の近傍にいると、作業員21が携帯する発
信機22の発信する信号を受信器24が受信し、受信器
24の信号はコントローラ30に入力され増幅されて、
リレー27のリレーコイル28bに通電され、その結
果、常閉接点28aはOFFとなり、ソレノイド25に
は電流は流れず、燃料噴射ポンプから燃料が流れずエン
ジンは停止するようになっている。
When the starting switch 26 is turned on in the above-described structure, the current of the power source 29 is supplied to the solenoid 25 through the starting switch 26 and the normally closed contact 28a of the relay 27. When the solenoid 25 is energized, the fuel governor is freed and the fuel flows from the fuel injection pump to the engine via a fuel control linkage (not shown). When the worker 21 shown in FIG. 8 is in the vicinity of the bulldozer 23 in such a state, the receiver 24 receives the signal transmitted by the transmitter 22 carried by the worker 21, and the signal of the receiver 24 is transmitted to the controller 30. Is input to and amplified by
The relay coil 28b of the relay 27 is energized, as a result, the normally closed contact 28a is turned off, no current flows through the solenoid 25, no fuel flows from the fuel injection pump, and the engine stops.

【0005】また、一方、パワーショベルのように作業
中は主として上部旋回体を旋回させて各部の作動をする
ような機械においては、旋回範囲内に人または障害物が
入った場合、これを感知して旋回を停止させる技術が特
公平1−271534号公報に開示されている。この技
術は、上部旋回体が旋回するときの旋回範囲を示す図1
0において、バケット33が旋回中心Oから最も遠くな
るようにブーム34、アーム35を操作したときの旋回
半径Rの円36が旋回半径となる。図の31、32は上
部旋回体の側方に取付けられた超音波センサであり、3
7が円36内に入った人その他の障害物とすると、超音
波センサ31から発信された超音波は37にあたって反
射され、該センサの受信部がこれを受信し、図11に示
す油圧回路を作動させる。
On the other hand, in a machine, such as a power shovel, in which the upper revolving structure is mainly revolved to operate each part during work, when a person or an obstacle enters the revolving range, this is detected. A technique for stopping the turning is disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-271534. This technique is shown in FIG. 1 which shows a turning range when the upper-part turning body turns.
At 0, the circle 36 having the turning radius R when the boom 34 and the arm 35 are operated so that the bucket 33 is farthest from the turning center O is the turning radius. Reference numerals 31 and 32 are ultrasonic sensors attached to the side of the upper swing body.
If 7 is a person or other obstacle that has entered the circle 36, the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic sensor 31 is reflected at 37, and the receiving portion of the sensor receives this, and the hydraulic circuit shown in FIG. Activate.

【0006】この作動を図11に基づいて述べると、エ
ンジンで駆動される油圧ポンプからの圧油は旋回バルブ
38で切換えられ、旋回モータ39は右または左旋回す
るのであるが、上記旋回バルブ38から旋回モータ39
に通じる管路の中間には電磁切換弁40が設けてあり、
これの受信部に超音波センサ31または32からの反射
超音波による信号が作用すると、該電磁切換弁は作動
し、旋回モータ39に通じる管路を遮断することによ
り、上部旋回体が障害物37に接近または衝突すること
を自動的に停止する。
This operation will be described with reference to FIG. 11. The pressure oil from the hydraulic pump driven by the engine is switched by the swing valve 38, and the swing motor 39 turns right or left. Swing motor 39
An electromagnetic switching valve 40 is provided in the middle of the pipeline leading to
When a signal based on the reflected ultrasonic wave from the ultrasonic sensor 31 or 32 acts on the receiving portion thereof, the electromagnetic switching valve is actuated, and the pipe path leading to the swing motor 39 is cut off, so that the upper swing body is blocked by the obstacle 37. Stops approaching or colliding with automatically.

【0007】上記2つの従来技術は、いづれも、各種セ
ンサがその機械の進行方向、左右方向ないしは作業工具
の作動可能範囲における危険発生の恐れのある最大危険
範囲内に障害物を感知すると、無条件に、機械のエンジ
ンを停止させたり旋回動作を停止させたり、警報を発し
たりする安全装置を作動させることにより事故の発生を
なくしようとするものである。
In any of the above-mentioned two prior arts, when various sensors detect an obstacle within the maximum danger range where danger may occur in the traveling direction of the machine, the left-right direction, or the operable range of the work tool, there is nothing. The conditions are to stop the occurrence of an accident by stopping the engine of the machine, stopping the turning motion, and operating a safety device that issues an alarm.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
は、予め複数のセンサの感知エリアを設定しておき、そ
れぞれのセンサのいづれか1つの感知エリアに障害物が
存在するようになると、安全装置が作動するようにした
ので、作業中の安全は期待できるものの作業条件には関
わりなく作動するので、作業能率の低下を来していた。
例えば、ブルドーザの進行方向の感知距離は、その機械
が最大速度で走行中であっても、障害物の存在をセンサ
が感知し安全に機体を停止させるだけの感知距離を予め
設定しておかねばならず、また、パワーショベルのよう
にバケットなどの作業工具を旋回させるようなときに
は、該バケットを旋回中心から最大の位置にしたときの
旋回範囲内の障害物の存在を感知し、その時に、上部旋
回体が最大旋回速度になっていても安全な停止がなされ
なければならないこととなる。この発明は、上記のよう
な安全装置と作業能率との間の矛盾を最小限とする安全
装置を提供することを課題とするものである。
As described above, in the prior art, if the sensing areas of a plurality of sensors are set in advance and an obstacle is present in any one of the sensing areas of the respective sensors, it is safe. Since the device is made to operate, safety can be expected during work, but it works regardless of work conditions, resulting in a decrease in work efficiency.
For example, the sensing distance in the traveling direction of the bulldozer must be set in advance so that the sensor can detect the presence of obstacles and stop the aircraft safely even when the machine is running at maximum speed. In addition, when turning a work tool such as a bucket like a power shovel, the presence of an obstacle in the turning range when the bucket is set to the maximum position from the turning center is detected, and at that time, Even if the upper revolving superstructure is at the maximum revolving speed, a safe stop must be made. An object of the present invention is to provide a safety device that minimizes the contradiction between the safety device and the work efficiency as described above.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のような手段を講じた。すなわち、 イ)機体を前後進させることにより、または、上部旋回
体を旋回させることなどにより作業装置を移動させて作
業を行う建設機械の機体の外周付近に、外方に向け、例
えば超音波センサの如き探査信号を発射し、所定の感知
エリア内にある障害物からの反射信号を感知して、それ
との関係位置を示す離隔距離を検出し、位置信号として
出力する複数の感知センサなどからなる位置検出手段を
設けるとともに、 ロ)機械の走行速度、旋回体の旋回速度などを直接また
は間接的に検出し、その大小を速度信号ないしは速度指
令量信号として出力する速度センサなどからなる速度検
出手段ないしは速度指令量検出手段と、 ハ)上記感知センサからの位置信号と速応センサからの
速度信号ないしは作動速度指令量信号が入力されると内
蔵の演算部で演算され、速度センサからの信号値が大き
ければ大きい程位置信号による機体移動部と障害物との
離隔距離が大きい時点において停止信号を出力する機能
を有するコントローラと、 ニ)該コントローラからの停止信号により、機械の走
行、上部旋回体の旋回などの作動を停止したり、制動作
用をしたり、あるいは警報を発するなどの機能を有する
停止手段と、を設ける。
In order to solve the above problems, the present invention has taken the following means. That is, a) by moving the machine body forward and backward, or by rotating the upper swing body, the work device is moved to near the outer periphery of the machine body of the construction machine for performing work, for example, an ultrasonic sensor. It is composed of multiple sensing sensors, etc. that emit a probe signal like this, detect a reflection signal from an obstacle in a predetermined sensing area, detect a separation distance indicating a position related to it, and output it as a position signal. (2) A speed detecting means including a position detecting means, and (b) a speed sensor that directly or indirectly detects the traveling speed of the machine, the turning speed of the revolving structure, and outputs the magnitude as a speed signal or a speed command amount signal. Or a speed command amount detecting means, and c) built-in when a position signal from the above-mentioned sensing sensor and a speed signal or an operating speed command amount signal from a speed response sensor are input. A controller having a function of outputting a stop signal when the distance between the moving body and the obstacle due to the position signal increases as the signal value from the speed sensor increases, and d) from the controller Stop signal having the function of stopping the operation of the machine, turning of the upper swing body, braking action, or issuing an alarm by the stop signal.

【0010】[0010]

【作用】感知センサと速度センサが出力する位置信号、
速度信号ないしは作動速度指令量信号がコントローラに
入力され、機体の移動部と障害物との間の離隔距離が所
定値以下であることを示す位置信号になると、コントロ
ーラは停止信号を出力するのであるが、このとき該コン
トローラの演算機能が働き、速度信号が大きければ大き
い程、位置信号が大きい時点、すなわち、離隔距離が大
きい時点でコントローラから停止手段に向け、停止信号
が出力される。このようにして機械の移動、上部旋回体
の旋回停止またはそれらの制動などの作動がなされるの
であるが、上述のように停止信号がコントローラから出
力される時点の感知センサからの位置信号値である障害
物との離隔距離は、速度センサからの速度信号ないしは
作動速度指令量信号に左右される。従って、停止手段の
作動開始時期は、機械の移動速度、上部旋回体の作動速
度が大なれば障害物との離隔距離が比較的大きい時点
で、作動速度が小なれば離隔距離が小さくなった時点と
なるので、必要以上の離隔距離で停止手段が作動するこ
とはない。
[Function] Position signals output by the sensing sensor and the speed sensor,
When the speed signal or the operation speed command amount signal is input to the controller and becomes a position signal indicating that the separation distance between the moving part of the machine body and the obstacle is less than a predetermined value, the controller outputs a stop signal. However, at this time, the arithmetic function of the controller operates, and the larger the speed signal is, the larger the position signal is, that is, the larger the separation distance is, the more the stop signal is output from the controller to the stop means. In this way, the machine is moved, the upper revolving superstructure is stopped, or they are braked.However, as described above, the position signal value from the sensor detects when the stop signal is output from the controller. The distance from a certain obstacle depends on the speed signal from the speed sensor or the operation speed command amount signal. Therefore, when the moving speed of the machine and the operating speed of the upper revolving superstructure are high, the distance to the obstacle is relatively large, and when the operating speed is low, the separation distance is small. Since it is the time point, the stop means will not operate at a separation distance more than necessary.

【0011】以下、この発明の実施例を図に基づいて説
明する。図1ないし図7は、この発明にかかる安全装置
を、建設機械の代表例としての全油圧式バックホウに適
用するときの1実施例図であり、図1ないし図3はバッ
クホウが後方に向け移動する際の本発明安全装置の作動
状況を、図4ないし図6はバックホウの上部旋回体を右
旋回させる際の右前方に対する本発明安全装置の作動状
況を、それぞれ説明する平面図であり、図7は本発明に
かかる安全装置の構成とそれぞれの機能を示すブロック
図である。これらの図において、1はブーム、アーム、
バケットおよび本体の油圧源により、これらを回動せし
めるアクチュエータなどから構成されるフロントアタッ
チメント、2は下部走行体で機械全体を支持し、走行を
司る構造となっており、内部には、本体の油圧源で駆動
される走行用のアクチュエータ(図示なし)を有してい
る。また、3は上部旋回体で、下部走行体2上に旋回ベ
アリングを介して回動自在に装着され、その旋回作動は
本体の油圧源で駆動されるアクチュエータ(図示なし)
によってなされる構造となっている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 7 are views showing an embodiment in which the safety device according to the present invention is applied to an all-hydraulic backhoe as a typical example of construction machinery, and FIGS. 1 to 3 show that the backhoe moves rearward. 4 to 6 are plan views for explaining the operating conditions of the safety device of the present invention when turning the upper swing body of the backhoe to the right front, respectively. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the safety device according to the present invention and the respective functions. In these figures, 1 is a boom, an arm,
The front attachment, which consists of an actuator that rotates the bucket and the hydraulic power source of the main body, etc., has a structure in which the lower traveling body supports the entire machine and controls the traveling. It has an actuator (not shown) for traveling driven by a source. An upper revolving structure 3 is rotatably mounted on the lower traveling structure 2 through a revolving bearing, and its revolving operation is driven by an oil pressure source of the main body (not shown).
The structure is made by.

【0012】上部旋回体3上には運転室4を備え、運転
者は、この運転室4内の運転席付近に配置された操作装
置を操作して機械の走行、旋回、フロントアタッチメン
ト1を自在に作動せしめて所望の作業を行うことは、一
般のバックホウと同じであるが、この発明においては、
上部旋回体3上の例えば運転室4内に、機能は後述する
如きコントローラ10、速度センサ11、停止手段15
を備え、また、機体の外周付近には、おおむね外方に向
け例えば超音波を発射し、その方向の障害物からの反射
波を受信して障害物の有無、その離隔距離を位置信号と
して出力することのできる超音波センサなどからなる位
置検出手段で、機械の後方の障害物を感知する感知セン
サ5,6あるいはフロントアタッチメント1、上部旋回
体3の旋回方向の障害物を感知する感知センサ7,8,
9などが設けてある。
A driver's cab 4 is provided on the upper revolving structure 3, and a driver operates an operating device arranged near the driver's seat in the driver's cab 4 to freely run, turn, and front-attach the machine 1. Performing the desired work by operating in the same manner as a general backhoe, in the present invention,
For example, in the cab 4 on the upper swing body 3, a controller 10, a speed sensor 11, and a stopping means 15 whose functions will be described later are provided.
In addition, in the vicinity of the outer periphery of the aircraft, for example, ultrasonic waves are directed generally outward, and the reflected wave from an obstacle in that direction is received to output the presence or absence of the obstacle and its separation distance as a position signal. Is a position detecting means including an ultrasonic sensor that can detect the obstacles 5 and 6 that detect an obstacle behind the machine or the front attachment 1 and the upper swing body 3 that detects an obstacle in the turning direction. , 8,
9 and the like are provided.

【0013】次に、上述の感知センサ5,6,7,8,
9、コントローラ10、速度センサ11、停止手段15
の構成、機能などを図7のブロック図を参照しながら説
明する。上記のうち、速度センサ11はバックホウの走
行速度または旋回速度、必要に応じてはフロントアタッ
チメント1の構成部分の作動速度の大小を電気信号の大
小として検出し、コントローラ10へ、作動箇所別の速
度信号を入力するものであり、その検出方法としては、
例えば運転者がそれぞれのアクチュエータを作動させる
操作量を検出して間接的に速度信号を得る速度検出手段
であったり、また、それぞれのアクチュエータのへ圧油
の流入・流出量を検出する方法、アクチュエータにより
駆動される回動軸の速応を検出する方法、回動部材の対
地角度の変化を検出する方法など、間接的にその速度指
令量検出手段であってもよく、これらは従来技術の手法
を用いることにより達成できる。
Next, the above-mentioned sensing sensors 5, 6, 7, 8,
9, controller 10, speed sensor 11, stopping means 15
The configuration, function, etc. of will be described with reference to the block diagram of FIG. Among the above, the speed sensor 11 detects the traveling speed or turning speed of the backhoe, and if necessary, the magnitude of the operating speed of the components of the front attachment 1 as the magnitude of the electric signal, and sends the speed to the controller 10 for each operating location. The signal is input, and the detection method is
For example, there is a speed detecting means for indirectly obtaining a speed signal by detecting the operation amount of each actuator operated by the driver, or a method for detecting the inflow / outflow amount of pressure oil to / from each actuator. The speed command amount detecting means may be indirectly used, such as a method of detecting the speed response of the rotating shaft driven by the method or a method of detecting a change in the ground angle of the rotating member. Can be achieved by using

【0014】コントローラ10は演算部と信号出力部と
を有し、演算部へ感知センサ5,6,7,8,9で得ら
れた感知エリア内の障害物と所定の機体上の移動部分と
の離隔距離などを示す位置信号と、速度センサ11で得
られた上記移動部分の速度信号ないしは作動速度指令量
信号が入力されると、該演算部は上記信号が示す速度が
早ければ早い程、信号出力部からの出力時期は、位置信
号値が示す離隔距離が大きく設定されるよう演算する。
例えばバックホウが微速で後進するときは図1に示すよ
うに、障害物22が感知センサ5,6の感知エリア内の
最小の離隔距離L1 を形成する後方感知エリア16に侵
入すると信号出力部が作動を開始する位置信号値となる
よう、その速応信号が設定し、中速で後進するときには
離隔距離がL1 よりも大きいL2 なる後方感知エリア1
7に、また、高速で後進するときには同様に、最大の離
隔距離L3 、後方感知エリア18になるように位置信号
の設定がなされる。また、他の例としてバックホウの上
部旋回体3をフロントアタッチメントと共に右旋回させ
るとき、微速での旋回速度では図4に示す如く、旋回方
向に対する離隔角応θ1 が最も小さい旋回感知エリア1
9に障害物22が接近して、始めてコントローラ10の
信号出力部を作動させるように、速度信号の入力により
位置信号値を設定するべく、演算部が演算し、これと同
様に、中速旋回、高速旋回では、図5,6に示すように
それぞれ離隔角応はθ1 ,θ2 、旋回感知エリアは2
0,21で障害物22を感知する設定となる。
The controller 10 has a calculation unit and a signal output unit, and an obstacle in the sensing area obtained by the detection sensors 5, 6, 7, 8 and 9 and a moving unit on a predetermined body are provided to the calculation unit. When the position signal indicating the separation distance of the above and the speed signal of the moving portion or the operation speed command amount signal obtained by the speed sensor 11 are input, the faster the speed indicated by the signal is, The output timing from the signal output unit is calculated so that the separation distance indicated by the position signal value is set large.
For example, when the backhoe moves backward at a slow speed, as shown in FIG. 1, when the obstacle 22 enters the rear sensing area 16 forming the minimum separation distance L1 within the sensing areas of the sensing sensors 5 and 6, the signal output unit is activated. The speed response signal is set so that it becomes the position signal value that starts, and the rear sensing area 1 where the separation distance is L2 which is larger than L1 when moving backward at medium speed.
Similarly, when moving backward at a high speed, the position signal is set so that the maximum separation distance L3 and the rear sensing area 18 are obtained. As another example, when the upper revolving structure 3 of the backhoe is turned to the right along with the front attachment, as shown in FIG. 4, at a very low turning speed, the turning sensing area 1 having the smallest separation angle response θ1 with respect to the turning direction.
When the obstacle 22 approaches 9 and the signal output unit of the controller 10 is activated for the first time, the calculation unit performs calculation so as to set the position signal value by inputting the speed signal. In high-speed turning, the divergence angle is θ1 and θ2, and the turning sensing area is 2 as shown in Figs.
At 0 and 21, the obstacle 22 is detected.

【0015】このようにして、後方感知エリア19,2
0,21などの範囲の離隔距離、離隔角度がコントロー
ラの演算部で、速度信号の値に応じて拡大、縮小され、
その範囲に障害物22が接近すると、該コントローラ1
0の出力部はこれを受け、停止手段15に対し停止信号
を出力するので、フロントアタッチメント1や機体が障
害物22に、余り接近しないでその作動を停止する。な
お、上記のフロントアタッチメント1や機体の作動速度
が早ければ早い程、停止手段15が作動しても、慣性に
より、なおその方向へ或程度移動するものであるが、本
発明では、上述したように、速度センサ11からの速度
信号ないしは作動速度指令量信号に応じてコントローラ
10が停止信号を出力すべき障害物22に対する位置
を、位置信号値として設定するので安全かつ有効な離隔
距離、角度でもって機械の作動を停止せしめる。
In this way, the rear sensing areas 19, 2 are
The separation distance and the separation angle in the range of 0, 21 and the like are enlarged or reduced according to the value of the speed signal in the calculation unit of the controller.
When the obstacle 22 approaches the range, the controller 1
The output unit of 0 receives this and outputs a stop signal to the stop means 15, so that the operation of the front attachment 1 and the machine body is stopped without coming too close to the obstacle 22. It should be noted that the faster the operating speed of the front attachment 1 and the machine body is, the more the stopping means 15 operates, even if the stopping means 15 operates. In addition, the position of the controller 10 with respect to the obstacle 22 to which the stop signal should be output according to the speed signal or the operation speed command amount signal from the speed sensor 11 is set as the position signal value, so that the distance and angle are safe and effective. Stop the operation of the machine.

【0016】また、停止手段15の1例は、図7にも例
示したように、コントローラ10からの停止信号が電油
変換器12に入力されると、ここで電気信号は油圧信号
に変換され、走行、旋回などのアクチュエータ作動用の
油圧切換弁を、その操作レバーの位置如何にかかわら
ず、切換えを無効にする油圧切換弁中立復帰手段13を
作動させたり、あるいは、必要に応じ制動手段14、内
蔵の警報器23を作動させることも可能である。このよ
うな機能を有する停止手段15は従来技術の組合わせに
より容易に実現可能なものであり、例えば、電油変換器
12として、常時は油圧源に通じるポートを閉路してい
るが、停止信号が受信部に作用すると開路する電磁弁で
あり、この圧油が油圧切換弁中立復帰手段13の油室に
作用すると、パイロット圧切換式のアクチュエータ用油
圧切換弁のパイロット圧の作動を遮断する切換弁であっ
てもよく、また、制動手段14としては、前記圧油がブ
レーキシリンダに作用すると、走行、旋回用アクチュエ
ータの出力回転軸と1体のブレーキディスクに制動力を
与える方法がある。さらに他の例としては、電油変換器
12、油圧切換弁中立復帰手段13の代わりに、走行、
旋回用アクチュエータの主回路に、停止信号で内部油路
を直接遮断する電磁切換弁を用いてもよい。
Further, in one example of the stopping means 15, when a stop signal from the controller 10 is input to the electric oil converter 12, as shown in FIG. 7, the electric signal is converted into a hydraulic signal here. , A hydraulic switching valve for operating an actuator for traveling, turning, etc., regardless of the position of the operating lever, a hydraulic switching valve neutral return means 13 for disabling the switching is operated, or a braking means 14 is provided as necessary. It is also possible to activate the built-in alarm device 23. The stop means 15 having such a function can be easily realized by a combination of conventional techniques. For example, the electro-hydraulic converter 12 normally closes a port that communicates with a hydraulic power source, but a stop signal. Is a solenoid valve that opens when it acts on the receiving portion, and when this pressure oil acts on the oil chamber of the hydraulic pressure switching valve neutral return means 13, a switching that shuts off the pilot pressure operation of the pilot pressure switching type hydraulic pressure switching valve for actuators. A valve may be used, and as the braking means 14, there is a method in which when the pressure oil acts on the brake cylinder, a braking force is applied to the output rotary shaft of the traveling / turning actuator and one brake disc. As still another example, instead of the electro-hydraulic converter 12 and the hydraulic switching valve neutral return means 13, traveling,
An electromagnetic switching valve that directly shuts off the internal oil passage by a stop signal may be used in the main circuit of the turning actuator.

【0017】以上の構成と機能とからなる本発明は、走
行、旋回などの作動速度が速度センサ11により検出さ
れ、その速度信号ないしは作動速度指令量信号がコント
ローラ10の演算部に入力され、上記作動速度が早けれ
ば早い程同時に入力される複数の感知センサの感知エリ
ア内の障害物の位置信号が大きい時点で、また、遅けれ
ば遅い程位置信号は小さい時点で、コントローラ10の
出力部から出力される停止信号が停止手段に作用を開始
するよう変化する。従って、作動速度が遅いとき、本発
明の安全装置における停止手段の作動開始時の障害物と
の間の距離または角度は、従来のものよりも小さく設定
でき、狭あいな場所における精密な作業においても安全
装置に有効に使用でき、また、強力で迅速な作業のとき
は、停止手段の作動開始時の障害物との間の距離または
角度は大きく、早い作動速度を減速し、停止させるに十
分な安全距離または角度が確保できる。
According to the present invention having the above-described configuration and function, the operating speed of traveling, turning, etc. is detected by the speed sensor 11, and the speed signal or the operating speed command amount signal is input to the arithmetic unit of the controller 10, The faster the operating speed is, the larger the position signals of the obstacles in the sensing areas of the plurality of sensing sensors, which are input simultaneously, are large, and the slower the operating signals are, the smaller the position signals are output from the output unit of the controller 10. The stop signal is changed so as to activate the stop means. Therefore, when the operating speed is slow, the distance or angle between the obstacle and the obstacle at the time of starting the operation of the safety device of the present invention can be set smaller than that of the conventional one, and in the precise work in a narrow place. Can also be used effectively as a safety device, and during strong and quick work, the distance or angle between the obstacle and the obstacle at the start of operation of the stopping means is large, and it is sufficient to slow down and stop the high operating speed. Secure a safe distance or angle.

【0018】なお、前述の図1ないし図6に示す実施例
図では、油圧バックホウの機体が後進する方向、上部旋
回体が右旋回するときのフロントアタッチメントの移動
方向についてのみの安全監視用の感知センサの配置例を
述べたが、これに限定するものではなく、この他に、複
数の感知センサの設定位置や方向、速度検出器11から
の速度信号に基づくコントローラ10の演算部で設定す
べき位置信号値を種々変更して出力部から停止信号を出
力させることにより、機械の前進時、左方向旋回時にお
ける障害物の存在を知り、自動的に、最も合理的な時点
から停止開始、制動開始、警告などが得られ、さらに
は、フロントアタッチメント、機体の特定部位と障害物
との間の異常接近に対する安全装置ともなり得ることは
云うまでもない。
In the embodiments shown in FIGS. 1 to 6, the safety backhoe is used only for the direction in which the body of the hydraulic backhoe moves backward and the direction in which the front attachment moves when the upper swing body turns right. Although the arrangement example of the sensing sensor has been described, the present invention is not limited to this, and in addition to this, the setting positions and directions of a plurality of sensing sensors, and the calculation unit of the controller 10 based on the speed signal from the speed detector 11 are used for setting. By changing the power position signal value variously and outputting a stop signal from the output section, the existence of obstacles when the machine is moving forward and turning to the left is known, and stop is automatically started from the most rational point. Needless to say, it can be used as a safety device against a start of braking, a warning, and the like, and further, a front attachment and an abnormal approach between a specific part of the body and an obstacle.

【0019】[0019]

【発明の効果】この発明では、建設機械の作動速度が早
ければ早いほど、機体または機械の特定部位と障害物と
の距離・角度が比較的大きい時点から、反面、作動速度
が遅ければ遅い程機体または機械の特定部位と障害物と
の距離・角度が小さくなってから、安全装置の停止手段
が作動するようにしたので、建設機械により比較的広い
場所で、強力、迅速な施工をする時、その作動範囲に障
害物が接近しようとすると、その早い作動速度から減速
停止に至らしめるに必要な距離・角度をもって停止手段
が作動を開始し、反面、狭隙な場所で、あるいは精密な
施工を要するときは、自動的に、遅い作動速度の機体な
どを減速停止させるだけの小さい距離・角度になってか
ら停止手段が作動を開始する。従って、作動速度に関係
なく予め設定した範囲に障害物が侵入すると停止手段が
作動し、時として必要以上の余裕をもって停止する従来
技術に比し、安全性は十分に確保されたうえに、あらゆ
る作業工種に従事する場合の作業能率の向上が計れる。
According to the present invention, the faster the operating speed of the construction machine is, the longer the distance / angle between the obstacle and the specific part of the machine or machine is, and the slower the operating speed is. When the distance / angle between the obstacle and a specific part of the machine or machine becomes smaller, the stopping means of the safety device is activated, so when performing strong and quick construction in a relatively large area with a construction machine. When an obstacle tries to approach its operating range, the stopping means will start operating at the distance and angle necessary for decelerating and stopping from its fast operating speed, but on the other hand, in a narrow space or in a precise construction. When it is necessary, the stopping means automatically starts after the distance and angle are small enough to decelerate and stop the machine body having a slow operating speed. Therefore, regardless of the operating speed, when an obstacle enters a preset range, the stopping means is activated, and in some cases, the safety is sufficiently ensured as compared with the prior art in which the stopping means sometimes stops with an extra margin. Work efficiency can be improved when engaging in work types.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】油圧バックホウが微速後進中における本発明安
全装置の作用を説明する平面図である。
FIG. 1 is a plan view illustrating an operation of a safety device of the present invention when a hydraulic backhoe is moving at a slow reverse speed.

【図2】油圧バックホウが中速後進中における本発明安
全装置の作用を説明する平面図である。
FIG. 2 is a plan view for explaining the operation of the safety device of the present invention when the hydraulic backhoe is moving backward at medium speed.

【図3】油圧バックホウが高速後進中における本発明安
全装置の作用を説明する平面図である。
FIG. 3 is a plan view illustrating the operation of the safety device of the present invention when the hydraulic backhoe is moving backward at high speed.

【図4】油圧バックホウの上部旋回体を微速で右旋回さ
せるときの本発明安全装置の作用を説明する平面図であ
る。
FIG. 4 is a plan view for explaining the operation of the safety device of the present invention when the upper swing body of the hydraulic backhoe is turned right at a slow speed.

【図5】油圧バックホウの上部旋回体を中速で右旋回さ
せるときの本発明安全装置の作用を説明する平面図であ
る。
FIG. 5 is a plan view illustrating the operation of the safety device of the present invention when the upper swing body of the hydraulic backhoe is turned right at medium speed.

【図6】油圧バックホウの上部旋回体を高速で右旋回さ
せるときの本発明安全装置の作用を説明する平面図であ
る。
FIG. 6 is a plan view for explaining the operation of the safety device of the present invention when the upper swing body of the hydraulic backhoe is swung right at high speed.

【図7】本発明の構成と機能を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing the configuration and function of the present invention.

【図8】ブルドーザに装備した従来の安全装置が障害物
を感知する状態を示す側面図である。
FIG. 8 is a side view showing a state in which a conventional safety device mounted on a bulldozer detects an obstacle.

【図9】図8の安全装置の機能を示すブロック図であ
る。
9 is a block diagram showing functions of the safety device of FIG. 8. FIG.

【図10】パワーショベルに装備した従来の安全装置が
旋回範囲内の障害物を検出する状態を示す平面図であ
る。
FIG. 10 is a plan view showing a state in which a conventional safety device mounted on a power shovel detects an obstacle within a turning range.

【図11】図10の安全装置に採用される油圧回路図で
ある。
11 is a hydraulic circuit diagram adopted in the safety device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5,6,7,8,9 感知センサ 10 コントローラ 11 速度センサ 15 停止手段 16,17,18 後方感知エリア 19,20,21 旋回方向感知エリア 22 障害物 L1 ,L2 ,L3 離隔距離 θ1 ,θ2 ,θ3 離隔角度 5, 6, 7, 8, 9 Sensing sensor 10 Controller 11 Speed sensor 15 Stopping means 16, 17, 18 Rear sensing area 19, 20, 21 Turning direction sensing area 22 Obstacles L1, L2, L3 Separation distances θ1, θ2, θ3 separation angle

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 建設機械と該建設機械周辺の障害物との
関係位置を検出する位置検出手段と、作動部分の作動速
度を信号として検出する速度検出手段と、該速度検出手
段からの速度信号ならびに上記位置検出手段からの位置
信号の値を演算し、作動部分が障害物に接触すること無
く安全に、かつ、余分の離隔距離が生じないように停止
信号を出力するコントローラと、該コントローラが出力
する停止信号により作動部分を停止に至らしめる停止手
段を設けたことを特徴とする建設機械の安全装置。
1. A position detecting means for detecting a relational position between a construction machine and an obstacle around the construction machine, a speed detecting means for detecting an operation speed of an operating portion as a signal, and a speed signal from the speed detecting means. Also, a controller that calculates the value of the position signal from the position detecting means, outputs a stop signal safely so that the operating portion does not come into contact with an obstacle, and an extra separation distance does not occur; A safety device for a construction machine, which is provided with a stop means for stopping an operating part by a stop signal output.
【請求項2】 建設機械と該建設機械周辺の障害物との
関係位置を検出する位置検出手段と、作動部分の作動速
度指令量信号を信号として検出する速度指令量検出手段
と、該速度指令量検出手段からの作動速度指令量ならび
に上記位置検出手段からの位置信号の値を演算し、作動
部分が障害物に接触すること無く安全に、かつ、余分の
離隔距離が生じないように停止信号を出力するコントロ
ーラと、該コントローラが出力する停止信号により作動
部分を停止に至らしめる停止手段を設けたことを特徴と
する建設機械の安全装置。
2. A position detecting means for detecting a relational position between a construction machine and an obstacle around the construction machine, a speed command amount detecting means for detecting an operation speed command amount signal of an operating portion as a signal, and the speed command. A stop signal is calculated so that the operating speed command amount from the amount detecting means and the value of the position signal from the position detecting means are calculated, and the operating portion does not come into contact with an obstacle safely and an extra separation distance does not occur. A safety device for a construction machine, comprising: a controller that outputs a signal, and a stop unit that stops an operating portion by a stop signal output by the controller.
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