JPH0617589B2

JPH0617589B2 - 掘削機の制御装置

Info

Publication number: JPH0617589B2
Application number: JP24899686A
Authority: JP
Inventors: 弥祐小斉; 淳一古木
Original assignee: Tokimec Inc
Current assignee: Tokimec Inc
Priority date: 1986-10-20
Filing date: 1986-10-20
Publication date: 1994-03-09
Anticipated expiration: 2009-03-09
Also published as: JPS63103135A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、掘削機の制御装置に係り、とくにルーチンワ
ークとして掘削作業等を行う場合に好適な掘削機の制御
装置に関する。

〔従来の技術〕一般に、ブルドーザ等を用いて作業を行う場合にあって
は、例えば同じ経路を走行して所定深さ（高さ）の掘削
等を繰返して行いたいとする状況がしばしば生じてい
る。

この内、同じ深さの掘削等を繰返して行う場合には、そ
の多くはオペレータの勘に頼ってコントロールレバーが
操作されている。また、特に正確な掘削を期する場合に
は、例えばレーザビームを用いるという手法が採られて
いる。この手法では、ブルドーザの所定距離隔てた前方
にレーザビーム発生器を水平に配設し、このレーザビー
ム発生器から出力されるレーザビームをブルドーザの排
土板の所定位置に装着されたレーザビーム検出器にて検
出し、この検出データに基づいてオペレータがコントロ
ールレバーを手動操作していた。

一方、同じ経路を繰返して走行させるというルーチンワ
ークに対しても、その殆んどが毎回手動操作によって行
われていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前述した従来技術にあっては、その多く
が手動操作によっているため、試行錯誤的に掘削作業等
が行われ、正確な掘削が困難なばかりか、例えば同じ経
路を走行して所定高さの掘削等を繰返して行う場合に
は、とくに操作が煩わしくその能率が低下し、強いては
作業能率全体を著しく低下せしめるという状況にあっ
た。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来技術の有する状況に鑑みなされた
もので、所望の掘削位置及び掘削高さを予め設定し、そ
の掘削位置に到達すると予め設定した掘削高さとなるよ
うアームの角度を自動的に制御するとともに、学習走行
後には学習した走行路を自動走行させ、これによって操
作を簡単化させるとともに作業能率のより一層の向上を
図ることのできる掘削機の制御装置を提供することを、
その目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明では、任意の基準面から走行開始前にお
けるブルドーザ等の車体の基準固定点までの車体高さを
設定するための初期高さ設定器と、この初期高さ設定器
で与えられた車体高さの走行時における変化を所定タイ
ミング毎に演算し該演算値に基づいて前記基準面から当
該ブルドーザ等による掘削点までの掘削高さを演算する
掘削高さ演算機構とを備え、所望の掘削位置及びその掘
削高さを予め設定するための掘削データ設定器と、当該
ブルドーザ等の走行位置を演算しつつ該演算値が前記掘
削位置の設定値近傍に達した場合には、前記掘削高さに
対応する設定データを出力せしめる掘削データ処理機構
とを備え、この掘削データ処理機構と前記掘削高さ演算
機構とから出力されるデータに基づいて前記掘削高さが
前記設定値に等しくなるよう掘削用のアームの角度を自
動的に制御せしめるアーム角度制御機構とを備えるとと
もに、セットモード及びリセットモードを有するモード
設定器と、このモード設定器が「セットモード」の場合
には当該ブルドーザ等の学習走行時における所定タイミ
ング毎の走行位置及び速度を記憶し、且つ、「リセット
モード」の場合には当該記憶情報に基づいて前記学習走
行を再現せしめるよう走行を制御する自動走行制御機構
とを備える等の構成とし、これによって前記目的を達成
しようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第９図に基づい
て説明する。本実施例はブルドーザについて実施した場
合を示す。

第１図において、１２は初期高さ設定器を示し、１４は
掘削高さ演算機構を示し、更に１６は掘削高さ表示器を
示す。初期高さ設定器１２は、ブルドーザ１８（第２図
参照）の運転席の所定位置に設けられており、オペレー
タは初期高さ設定器１２を介して走行開始前に任意の車
体高さＨ_Ｓ（初期値）を掘削高さ演算機構１４に与える
ことができるようになっている。この車体高さＨ_Ｓは、
本実施例では、或る任意の基準面Ｓ_Ｏとブルドーザ１８
の車体の一部としてのキャタピラ１８Ａの重心（基準固
定点）Ｏとの間の走行開始前の高さとして設定される
（第７図参照）。ここで、基準面Ｓ_Ｏを地表面とすれ
ば、Ｈ_Ｓ＝Ｄ（Ｄ：第７図参照）となり、固定値とす
ることができる。

また、前記掘削高さ演算機構１４は、第１図の如く、第
１の演算器２０を有しており、この第１の演算器２０の
入力側に、傾斜角検出器２２，キャタピラ回転数検出器
２４，アーム角度検出器２６が装備され構成されてい
る。この内、第１の演算器２０は、機能的には、ブルド
ーザ１８の走行距離を所定タイミング毎に演算する走行
距離演算部２０Ａと、当該ブルドーザ１８による掘削面
（作業面）の高さを演算する主演算部２０Ｂとにより構
成されている。

前記キャタピラ回転数検出器２４は、キャタピラ１８Ａ
の回転数を検出しこれに対応した回転数信号Ｔ_ｎ（ｎ＝
１，２，３，…；以下同じ）を前記走行距離演算部２０
Ａに出力する機能を有しており、キャタピラ１８Ａを駆
動する駆動系に装備されている。このため、走行距離演
算部２０Ａでは、入力する回転数信号Ｔ_ｎに基づいて所
定タイミング毎の走行距離ΔＬ_ｎを演算しこれに対応す
る信号を前記主演算部２０Ｂに出力する。

ここで、前記キャタピラ回転数検出器２４と走行距離演
算部２０Ａとによって、走行距離検出手段２８が構成さ
れている。

前記傾斜角度検出器２２は、ブルドーザ１８の所定位置
に装備されている。傾斜角検出器２２は、第２図に示す
ように、キャタピラ１８Ａの重心Ｏを介して前部の中心
点Ｃ_Ｆと後部の中心点Ｃ_Ｒとを通る直線Ｅ〔車両の走行
（前後）方向〕が、重心Ｏを通る水平線Ｍとの間に成す
角度θ_ｎを検出し、この検出値に対応する電気信号を所
定タイミング毎に主演算部２０Ｂに出力する機能を有し
ている。ここで、Ｃ_Ｆ，Ｃ_Ｒ間の流さを２Ｂとする。ま
たＯＣ_Ｆ（＝ＯＣ_Ｒ）＝Ｂとする。

前記アーム角度検出器２６は、ブルドーザ１８の排土板
１８Ｃに至るアーム１８Ｂ（第２図参照）の所定位置に
配設されている。アーム角度検出器２６は、前記直線Ｅ
とアーム１８Ｂの延設方向Ｑとが成す角度α_ｎを検出
し、これに対応する電気信号を主演算部２０Ｂへ所定タ
イミング毎に出力する機能を有している。

ここで、本実施例では、上記延設方向Ｑの予め定めた掘
削に対応する点を掘削点Ｐとし、この掘削点Ｐを通る水
平面を掘削面Ｒとする。またＰＣ_Ｆ間の長さをＡとす
る。

更に、前記主演算部２０Ｂは、機能的には第３図に示す
ように、入力する傾斜角信号θ_ｎ，走行距離信号Δ
Ｌ_ｎ，アーム角度信号α_ｎ，及び車体高さ初期値Ｈ_ｎに
基づいて、前記基準面Ｓ_Ｏから掘削点Ｐまでの掘削高さ
Ｈ_Ｐを演算する第１ないし第４の演算手段２０Ｂ_ａない
し２０Ｂ_ｄによって構成されている。

具体的には、第１の演算手段２０Ｂ_ａは、傾斜角信号θ
_ｎと走行距離信号ΔＬ_ｎとに基づいてキャタピラ１８Ａ
の重心Ｏの高さ変化分ΔＨ_ｎ及びその積分値Ｈ_ｎを演算
するようになっている。第２の演算手段２０Ｂ_ｂは、第
１の演算手段２０Ｂ_ａの演算結果及び車体高さ初期値Ｈ
_Ｓに基づいてある基準面Ｓ_Ｏからの重心Ｏまでの車体高
さＨの演算を担い、第３の演算手段２０Ｂ_ｃは、傾斜角
信号θ_ｎ及びアーム角度信号α_ｎに基づいて、後述する
ＰＣ_Ｆ間の垂直成分Ｈ_Ａ及びＯＣ_Ｆ間の垂直成分Ｈ
_Ｂ（第８図参照）の演算を担うようになっている。更
に、第４の演算手段２０Ｂ_ｄは、第２，第３の演算手段
２０Ｂ_ｂ，２０Ｂ_ｃの演算結果に基づいて、掘削高さＨ
_Ｐを演算し、この結果を前記掘削高さ表示器１６に出力
するという構成になっている。

また、掘削高さ表示器１６では、主演算部２０Ｂでの最
終的な演算結果Ｈ_Ｐが数値で表示されるようになってい
る。この表示は、ブルドーザ１８の走行に伴って逐一そ
の内容が更新され表示される。

また、本実施例は、第１図に示す如く、ブルドーザ１８
の運転席に設けられた掘削データ設定器３０と、この掘
削データ設定器３０で予め設定されたデータを処理し制
御する掘削データ処理機構３２とを備えている。この
内、掘削データ設定器３０は、所望の掘削位置（Ｘ_ｍ，
Ｙ_ｍ）における所望の掘削高さＨ_SETを設定できるよう
構成されており、これらのデータに対する信号を掘削デ
ータ処理機構３２に出力する。

前記掘削データ処理機構３２は、第２の演算器３４を有
しており、この第２の演算器３４の入力側に方位検出器
３６，初期位置設定器３８とが装備され構成されるとと
もに、前記走行距離検出手段２８の出力信号ΔＬ_ｎも入
力するようになっている。そして、この内、方位検出器
３６は本実施例ではジャイロにより構成されており、ブ
ルドーザ１８の方位信号φ_ｎを所定タイミング毎に出力
する。また、初期位置設定器３８は、走行開始前の位置
（Ｘ_Ｓ，Ｙ_Ｓ）を設定でき、これに対応する信号を出力
するようになっている。

前記第２の演算器３４は、機能的には、第４図に示す如
く、位置演算手段３４Ａとデータ比較制御手段３４Ｂと
により構成されている。この内、位置演算手段３４Ａ
は、後述するように、前記方位信号φ_ｎ，走行距離信号
ΔＬ_ｎ，及び処理位置信号（Ｘ_Ｓ，Ｙ_Ｓ）とに基づいて
走行時におけるブルドーザ１８の現在位置（Ｘ_ｎ，
Ｙ_ｎ）を演算し、これに対応する信号をデータ比較制御
手段３４Ｂに出力するようになっている。また、データ
比較制御手段３４Ｂは、位置信号（Ｘ_ｎ，Ｙ_ｎ）と、掘
削データ設定器３０から出力される位置信号（Ｘ_ｍ，Ｙ
_ｍ）とを比較するとともに、（Ｘ_ｎ，Ｙ_ｎ）が（Ｘ_ｍ，
Ｙ_ｍ）の所定近傍に達した場合にのみ、前記所望の掘削
高さＨ_SETを出力するようになっている。

更に、本実施例では、第１図に示すように、前記掘削高
さ演算機構１４及び掘削データ処理機構３２とブルドー
ザ１８のアーム１８Ｂとの間に、アーム角度制御機構４
０が装備されている。このアーム角度制御機構４０は、
前記掘削高さ演算機構１４と掘削データ処理機構３２と
の出力データＨ_Ｐ，Ｈ_SETを入力信号とする指令アーム
角度演算器４２を備えており、この演算器４２の出力側
に加算器４４，サーボアンプ４６，モータ４８，及び油
圧駆動手段５０を縦続装備して構成されている。この
内、加算器４４の一方の入力端には、前記アーム角度信
号α_ｎが印加されるようになっている。また、モータ４
８には図示しない切換手段によって切り換られ、手動操
作用の手動操作信号が入力するようになっている。更
に、油圧駆動手段５０は、モータ４８によって回転され
る油圧ポンプとこれに連結されたシリンダ等により構成
され、このシリンダが前記アーム１８Ｂを間接的に上下
駆動せしめるようになっている。

また、前記指令アーム角度演算器４２は、ここでは、 α_Ｓ＝Ｋ∫（Ｈ_SET−Ｈ_Ｐ）ｄｔ（Ｋ：定数）の式によ
って、指令アーム角度α_Ｓ〔Ｄ_eg／Ｓ_ec・Ｍ〕を演算
し、これを加算器４４に出力する（但し、Ｈ_SET＝０の
とき、α_Ｓ＝０とする）。加算器４４では、α_Ｓとα_ｎ
とを加算し、この差信号をサーボアンプ４６に出力す
る。サーボアンプ４６は入力する信号を増幅しモータ４
８を回転駆動せしめる。このため、モータ４８の回転に
付勢され、油圧駆動手段５０が作動し、これによって角
度信号α_Ｓとα_ｎが等しくなるようアーム１８Ｂが制御
されるようになっている。即ち、Ｈ_Ｐ＝Ｈ_SETとなるよ
うアーム１８Ｂの角度α_ｎが制御される。

更に、本実施例では、第１図に示すように、前記掘削高
さ演算機構１４と掘削データ処理機構３２とに、同じル
ートの走行を何度も繰り返して作業を行う場合を考慮し
て、自動走行制御機構５２が併設されている。具体的に
は、自動走行制御機構５２は、第３の演算器５４と、ス
テアリングコントローラ５６，及び速度コントローラ５
８とにより構成されている。また、自動走行制御機構５
２の入力側には、オペレータが切換可能な「セットモー
ド」と「リセットモード」を有し、これらに対応したカ
セット信号Ｓ又はリセット信号ＲＳを出力するモード設
定器６０が装備されている。

前記第３の演算器５４は、機能的には、第５図に示すよ
うに位置演算手段５４Ａと、この位置演算手段５４Ａの
出力データを記憶するメモリ手段５４Ｂと、このメモリ
手段の記憶情報に基づいて前記ステアリングコントロー
ラ５６にステアリング制御信号を出力し且つ前記速度コ
ントローラ５８に速度制御信号を適宜出力する走行制御
手段５４Ｃとにより構成されている。そして、前述のセ
ット，リセット信号Ｓ，ＲＳは前記各手段５４Ａ，５４
Ｂ，５４Ｃに各々作用し、その動作切換が行われるよう
になっている。

前記位置演算手段５４Ａは、「セットモード」，即ち学
習走行時にあっては、前記方位信号φ_ｎ，初期位置信号
（Ｘ_Ｓ，Ｙ_Ｓ），及び走行距離信号ΔＬ_ｎを入力し、こ
れらのデータに基づき前記掘削データ処理機構３２の位
置演算手段３４Ａと同様に、ブルドーザ１８の走行位置
（Ｘ_ｎ，Ｙ_ｎ）及びこの位置情報から速度を演算する。
そして、この演算値をメモリ手段５４Ｂに入力し格納す
る。反対に、「リセットモード」時にあっては、走行制
御手段５４Ｃが作動し、前記メモリ手段５４Ｂの記憶情
報に基づいて学習走行時の走行を再現するようにステア
リング制御信号及び速度制御信号を出力する。この場
合、ステアリング制御信号は、第６図に示すように、学
習走行時に記憶した（Ｘ_１，Ｙ_１）及び（Ｘ_２，Ｙ_２）
点と、現在位置（Ｘ，Ｙ）との三点及びブルドーザ１８
の方位信号φ_ｎにより算出されるようになっている。即
ち、ブルドーザ１８の方位が、φ_ｎ−θ_ｃになるようス
テアリング制御信号が形成される。

このため、上述のようにして形成された制御信号によっ
て作動するステアリングコントローラ５６，速度コント
ローラ５８は、ブルドーザ１８のステアリング６２，ア
クセル６４を各々制御する。従って、「セットモード」
時に学習した走行が、「リセットモード」時には自動走
行として再現されることになる。ここで、ステアリング
６２，アクセル６４は、必要に応じて手動にても操作で
きる構成になっている。

ところで、前述した第１，第２，第３の演算器２０，３
４，５４及び指令アーム角度演算器４２は、ハードウエ
アとしては、各々ＣＰＵ（中央処理装置）及び各種のメ
モリ等を有して成るマイクロ・コンピュータによって構
成されている。このため、前述した各種の演算，制御等
は、予め格納されるプログラムの内容に基づいて行われ
る。

次に、本実施例の作用について説明する。

まず、掘削高さＨ_Ｐを測定する場合につき第７，８図に
基づいて説明する。

いま、ブルドーザ１８が第７図中のに示す初期状態に
おいて、車体高さ初期値Ｈ_Ｓが与えられた後、矢印Ｘの
方向に走行しながら掘削作業を行うとする。この場合、
第１の演算器２０は所定の微小タイミングΔｔ毎に前述
した各検出器２２，２４，２６から検出データを取り込
む。そして、Δｔが（ｎ−１）回繰り返された（ｎ−
１）・Δｔ後のブルドーザ１８の位置が第７図中のに
示す状態（以下、「（ｎ−１）回目の状態」という）と
なり、その次のｎ・Δｔ後の位置が同図中のに示す状
態（以下、「ｎ回目の状態」という）となったとする。
この（ｎ−１）回目の状態とｎ回目の状態との間の走行
距離ΔＬ_ｎはキャタピラ回転数Ｔ_ｎから走行距離検出手
段２８において演算され、その結果は第１の演算手段２
０Ｂ_ａに出力される。また、（ｎ−１）回目の状態にお
ける傾斜角度はθ_n-1であるから、（ｎ−１）回目から
ｎ回目の状態へ移行する間の重心Ｏ点の高さ変化分ΔＨ
_ｎは、一般式として、 ΔＨ_ｎ＝ΔＬ_ｎｓｉｎθ_n-1 ……(1) で示される。この高さ変化分を１回目からｎ回目までを
積分とすると、Ｈ_ｎ＝ΔＨ_１＋ΔＨ_２＋…＋ΔＨ_ｎ ……(2) となり、これらのΔＨ_ｎ及びＨ_ｎは第１の演算手段２０
Ｂ_ａによって演算される。また、ある基準面Ｓ_Ｏからｎ
回目の状態の重心Ｏまでの高さＨは、Ｈ＝Ｈ_ｓ＋Ｈ_ｎ ……(3) となり、これが第２の演算手段２０Ｂ_ｂによって演算さ
れる。

更に、ｎ回目の状態におけるキャタピラ１８Ａとアーム
１８Ｂの位置関係は、第８図に示されている。この第８
図において、Ｈ_Ａ＝Ａｓｉｎ（α_ｎ−θ_ｎ） ……(4) Ｈ_Ｂ＝ｓｉｎθ_ｎ ……(5) の関係があり、これらが第３の演算手段２０Ｂ_ｃによっ
て演算される。従って、いま演算しようとしている掘削
高さＨ_Ｐは、Ｈ_Ｐ＝Ｈ＋Ｈ_Ｂ−Ｈ_Ａとなり、第(2)ないし(5)式を使って、Ｈ_Ｐ＝Ｈ_Ｓ＋Ｈ_n-1＋ΔＨ_ｎ＋Ｂｓｉｎθ_ｎ −Ａｓｉｎ（α_ｎ−θ_ｎ） ……(6) 但し、Ｈ_n-1＝ΔＨ_１＋ΔＨ_２＋…＋ΔＨ_n-1 とする。この第(6)式によれば、Ｈ_Ｓの値は既知であ
り、他の値は検出データを基に算出されることから、Ｈ
_Ｐの値が第４の演算手段２０Ｂ_ｄによって直ちに求めら
れ、この値が掘削高さ表示器１６において表示される。

次に、掘削データ処理機構３２及び自動走行制御機構５
２における位置演算手段３４Ａ及び５４Ａの演算動作に
ついて説明する。

（ｎ−１）回目の状態とｎ回目の状態との位置関係は、
第９図に示すようになっているとする。この第９図にお
いて、（ｎ−１）回目とｎ回目との状態間のＸ，Ｙ成分
の各々の変化分は、 ΔＸ_ｎ＝ΔＬ_ｎ′・ｓｉｎφ_ｎ ……(7) ΔＹ_ｎ＝ΔＬ_ｎ′・ｃｏｓφ_ｎ ……(8) となる。ここで、 ΔＬ_ｎ′＝ΔＬ_ｎｃｏｓθ_n-1 である（第７図参照）。従って、求めようとするブルド
ーザ１８の位置（Ｘ_ｎ，Ｙ_ｎ）は、Ｘ_ｎ＝Ｘ_Ｓ＋ΔＸ_１＋ΔＸ_２＋…＋ΔＸ_ｎ……(9) Ｙ_ｎ＝Ｙ_Ｓ＋ΔＹ_１＋ΔＹ_２＋…＋ΔＹ_ｎ……(10) となり、位置演算手段３４Ａ，５４Ａは第(9)(10)式に
基づいて所定タイミング毎に演算を行いその結果を出力
する。

次に、全体の作用を説明する。

まず、オペレータは、モード設定器６０を「セットモー
ド」とする。これによって学習走行をさせることができ
る。また、オペレータは、掘削作業開始前（走行前）に
初期高さ設定器１２から任意の車体高さＨ_Ｓを指定する
とともに、掘削データ設定器３０から所望の掘削位置
（Ｘ_ｍ，Ｙ_ｍ）及びその掘削高さＨ_SETを、また初期位
置設定器３８から初期位置（Ｘ_Ｓ，Ｙ_Ｓ）を指令する。

そして、走行を開始すると、掘削データ処理機構３２で
は前述の如くブルドーザ１８の現在走行位置（Ｘ_ｎ，Ｙ
_ｎ）が演算される。

この（Ｘ_ｎ，Ｙ_ｎ）が（Ｘ_ｍ，Ｙ_ｍ）の所定近傍に到達
しない間は、掘削データ処理機構３２からＨ_SETは出力
されない。この間、前述の如く、掘削高さ演算機構１４
によって掘削高さＨ_Ｐがオペレータの操作したアーム角
度α_ｎに基づいて演算され、掘削高さ表示器１６で表示
される。しかし、アーム角度制御機構４０に対しては、
Ｈ_Ｐの入力のみであってＨ_SETの入力がないため、指令
アーム角度演算器４２は指令アーム角度α_Ｓ＝０とす
る。このため、アーム１８Ｂの角度は一定のまま、目的
地（Ｘ_ｍ，Ｙ_ｍ）へ向かうこととなる。

そして、現在走行位置（Ｘ_ｎ，Ｙ_ｎ）が目的地（Ｘ_ｍ，
Ｙ_ｍ）の所定近傍域に達すると、前述のように掘削デー
タ処理機構３２からＨ_SETが出力される。このため、ア
ーム角度制御機構４０によって、Ｈ_Ｐ＝Ｈ_SETとなるよ
うにアーム角度α_ｎが前述の如く制御される。この結
果、目的地（Ｘ_ｍ，Ｙ_ｍ）において所望の掘削高さＨ
_SETが自動的にセットされる。また、その時の掘削高さ
Ｈ_Ｐ（＝Ｈ_SET）が掘削高さ表示器１６で表示され、こ
れを目視で確認できる。

このように、事前に掘削データを設定しておくことによ
って、オペレータが走行位置を別手段で測定し確認しな
がら目的地へ到達し、掘削高さをセットするときの煩し
さが省かれ、操作が著しく簡単化されることとなる。

なお、上述の場合において、掘削データを予め設定しな
い場合には、単に掘削高さＨ_Ｐのみが表示されることと
なる。

一方、上述の学習走行においては、オペレータが手動で
運転した場合の行路及びその速度が逐一、自動走行制御
機構５２の位置演算手段５４Ａによって前述の如く演算
され、メモリ手段５４Ｂに記憶される。

次に、モード設定器６０を「リセットモード」にして、
走行開始すると、この場合には自動走行となる。つま
り、自動走行制御機構５２のメモリ手段５４Ｂに記憶さ
れているデータに基づいて走行制御手段５４Ｃが作動
し、前述した如くステアリングコントローラ５６，速度
コントローラ５８に信号を送り、学習走行時の走行を再
現することとなる。この場合、掘削データ設定器３０の
設定内容をクリアにしていなければ、自動走行によって
目的地（Ｘ_ｍ，Ｙ_ｍ）に到達した後、所望の掘削高さＨ
_SETに対するアーム角度設定が自動的に行われることと
なる。また、実際の掘削高さＨ_Ｐも逐一表示されてい
る。このように制御が行われるため、例えば同じ行路を
辿ってルーチンワークを何度も繰り返すような場合、上
述の自動走行を実施させることによって著しい操作能率
向上となる。勿論、自動走行を必要としない場合には、
常に「リセットモード」にしておけばよい。

以上のように、本実施例では、まず手動掘削の場合には
所定タイミング毎に掘削高さが測定され表示されるた
め、オペレータはその表示値を目視することによって掘
削高さを確認でき、より正確な掘削を行うことができ
る。また、本実施例では、掘削データを予約設定するこ
とができるのみならず、学習走行後には自動走行をもさ
せることができることから、一層の操作性の改善及び作
業能率の向上を図ることができる。更に、手動掘削及び
自動掘削を適宜組み合わせて作業を行うこともできる。

また、装置全体をブルドーザと一体に装備できることか
ら、従来例のレーザビームを使う場合のように車体外に
測定用機器等を配設するという煩しさが解消されるとと
もに、使用距離範囲を長く設定でき、全体として作業能
率が著しく向上することとなる。更に、適当な走行距離
毎に車体高さ初期値Ｈ_Ｓの設定を繰り返して行うことに
より、ブルドーザを操作したまま連続的に使用すること
ができる。

なお、上述した実施例において、掘削データ設定器３０
に対するデータ設定の手法として、複数の位置（Ｘ_ｍ，
Ｙ_ｍ）におけるＨ_SET（ｍ）（ｍ＝１，２，３，…）を
指定してもよいし、また所定の区域に分割して指定して
もよい。更に、走行位置（Ｘ_ｎ，Ｙ_ｎ）の関数として、
例えばＨ_SET＝Ｋ_１・（Ｘ_ｎ−Ｘ_Ｇ）（ただしＸ_ｎ≧Ｘ_Ｇ）Ｈ_SET＝Ｋ_２（ただしＸ_ｎ＜Ｘ_Ｇ）によって指定してもよく（ここで、Ｋ_１，Ｋ_２，Ｘ_Ｇは
定数）、この場合には、第１０図のような傾斜面を有す
る掘削高さを指定できる。

また、方位信号φ_ｎはステアリング６２から直接とる構
成としてもよい。

更に、本発明は必ずしもブルドーザに限定されることな
く、ブルドーザと同等の機能を備えた掘削機装置であれ
ば、例えばパワーショベル等の如く、手前に引き上げる
動作のアームを備えたものに対しても同様に実施可能な
ものである。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成され機能するため、これによ
ると、所望の掘削位置及びその掘削高さを予め設定する
ことができ、その掘削位置に到達すると設定した掘削高
さになるようブルドーザのアーム角度が自動的に制御さ
れることから、操作が容易となり、また、同じ経路を何
回も繰り返して掘削等を行わせる場合には、学習走行を
させ、これ以降は学習走行時の走行を再現するよう自動
走行させることができ、これらによって操作が著しく簡
単化され、操作能率及び作業能率を大幅に向上させるこ
とができという従来にない優れた掘削機の制御装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
ブルドーザの各部の位置関係を示す説明図、第３図は第
１図中の主演算部を示す機能ブロック図、第４図は第１
図中の第２の演算器を示す機能ブロック図、第５図は第
１図中の第３の演算器を示す機能ブロック図、第６図は
自動走行時の演算処理の一例を示す説明図、第７図は走
行時におけるキャタピラの重心の高さ変化を示す説明
図、第８図は掘削高さＨ_Ｐの高さ関係を示す説明図、第
９図は第２及び第３の演算器による位置演算処理の一例
を示す説明図、第１０図は掘削データの与え方のその他
の例を示す説明図である。１２……初期高さ設定器、１４……掘削高さ演算機構、
１６……掘削高さ表示器、１８……ブルドーザ、１８Ａ
……車体の一部としてのキャタピラ、１８Ｂ……アー
ム、３０……掘削データ設定器、３２……掘削データ処
理機構、４０……アーム角度制御機構、５２……自動走
行制御機構、６０……モード設定器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】任意の基準面から走行開始前におけるブル
ドーザ等の車体の基準固定点までの車体高さを設定する
ための初期高さ設定器と、この初期高さ設定器で与えら
れた車体高さの走行時における変化を所定タイミング毎
に演算し該演算値に基づいて前記基準面から当該ブルド
ーザ等による掘削点までの掘削高さを演算する掘削高さ
演算機構とを備え、所望の掘削位置及びその掘削高さを予め設定するための
掘削データ設定器と、当該ブルドーザ等の走行位置を演
算しつつ該演算値が前記掘削位置の設定値近傍に達した
場合には、前記掘削高さに対応する設定データを出力せ
しめる掘削データ処理機構とを備え、この掘削データ処理機構と前記掘削高さ演算機構とから
出力されるデータに基づいて前記掘削高さが前記設定値
に等しくなるよう掘削用のアームの角度を自動的に制御
せしめるアーム角度制御機構とを備えるとともに、セットモード及びリセットモードを有するモード設定器
と、このモード設定器が「セットモード」の場合には当
該ブルドーザ等の学習走行時における所定タイミング毎
の走行位置及び速度を記憶し、且つ、「リセットモー
ド」の場合には当該記憶情報に基づいて前記学習走行を
再現せしめるよう走行を制御する自動走行制御機構とを
備えたことを特徴とする掘削機の制御装置。