JPH06322793A - 作業機の角度検出器較正方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業機各部の角度検出器の較正を機種に依存
せずに、また調整を要しない簡易な方法で、一度に作業
機各部全体に対して正確に行うことのできる作業機の角
度検出器較正方法及び装置を提供。 【構成】 原点設定前にオフセット右最大に位置させて
作業機各部11、12、14の予め定めた姿勢を原点として予
め設定する作業機各部の理論原点角度を入力する原点角
度設定器62と、原点設定時に、作業機各部11、12、14の
前記各姿勢に対応した角度検出器31、32、33の実際の角
度信号を入力し検出角度を算出する角度算出器61と、角
度設定器62に設定された理論原点角度と実際の検出角度
との角度偏差を算出する角度偏差算出器63と、通常動作
時は角度偏差を角度算出器が算出する検出角度に加算す
る補正を行う角度偏差加算器65と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、第１ブーム、オフセッ
ト装置を有する第２ブーム及びアームを有する作業機の
各部が、それぞれ角度検出器を備え、運転室干渉防止機
能もしくは外物との干渉防止を行う動作制限機能を有す
る、パワーショベル等の建設機械の作業機の角度検出器
較正方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】運転室干渉防止機能もしくは動作制限機
能を行うためには、常に作業機各部の角度を検出し、ブ
ーム先端及びアーム先端の位置を算出する必要がある。
しかし、角度検出器が出力する角度信号はアナログ電圧
として表れるのみであり、絶対的な角度情報ではないた
め、角度算出器により角度信号を実際の角度情報に変換
する。この時、角度の算出を行うための基準である作業
機各部の原点位置における角度、及びその時の検出器の
出力電圧を基準値に固定しておく必要がある。この際、
検出器の取付角度の誤差による出力電圧の誤差がそのま
ま角度誤差になった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、従来の装置
では、角度検出器の取付の際は、角度検出器と作業機各
部との連結機構を含む角度検出機構の取付部分を、検出
器の出力電圧が基準値になるように、機械的に精密に取
付けることにより、機体毎に取付角度の調整を行なって
いた。又、作業機の原点角度は作業機の機種によっても
異なるため、検出器の出力電圧が機種毎に異なる値にな
り、かつそれぞれに対し取付角度の調整を行なえるよう
な、調整可能な機械的取付機構が必要となった。さらに
原点設定作業は第１ブームを最大上げ、アームを最大ク
ラウド、及びオフセットを左最大の位置を原点として行
うが、この位置は図２の１点鎖線で示すように、バケッ
ト15が運転室３と干渉し得る位置であり危険を伴うた
め、一度に作業機各部の全てを原点設定できないという
課題があった。

【０００４】本発明の課題は、作業機各部の角度検出器
の較正を機種に依存せずに、また調整を要しない簡易な
方法で、一度に作業機各部全体に対して正確に行うこと
のできる作業機の角度検出器較正方法及び装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、特許
請求の範囲記載の作業機の角度検出器較正方法及び装置
を提供することによって上述した従来技術の課題を解決
した。

【作用】これにより作業機各部の角度検出器の正確な較
正を機種に依存せずに、簡易な操作で行う事ができ、ま
たこの較正位置はバケットと運転室との干渉が起きない
位置であるため、一度に作業機各部の全部を較正できる
ものとなった。

【０００６】

【実施例】以下添付した図１乃至図４に基づきこの発明
を詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す作業
機の角度検出器較正方法及び装置が使用されるパワーシ
ョベルの側面図、図２は図１のパワーショベルを平面図
でみたときのオフセットを、実線で示す右最大の位置、
及び１点鎖線で示す左最大の位置、にしたときのバケッ
ト15の動作範囲を示す平面図、図３は図１のパワーショ
ベルの運転室干渉防止における側面干渉危険領域を示す
説明図、図４は本発明の一実施例を示す作業機の角度検
出器較正装置の構成を示すブロック図である。図１のパ
ワーショベルは下部走行体１及び上部旋回体２からな
る。上部旋回体２は上部旋回体２の一方側に設けられた
運転室３、上部旋回体２の中央に設うけられた作業機10
を含む。

【０００７】作業機10は、ロアブームである第１ブーム
11、アッパブームである第２ブーム12、第２ブーム12に
回動可能に取付けられたシリンダステー４、シリンダス
テー４に上下動可能に取付けられたアーム14、及びアー
ム14に取付けられたバケット15の可動各部を有し、第１
ブーム11はシリンダ21で最大上げと最大下げの姿勢の間
を駆動され、オフセット装置を構成する第２ブーム12、
シリンダステー４、平行リンク６及びオフセットシリン
ダ22は、オフセットシリンダ22により第２ブーム12を第
１ブーム11に対して横方向に最大に回動し、シリンダス
テー４が平行リンク６により第１ブーム11に平行に回動
すると、アーム14に取付けられたバケット15は図２の平
面図でみてオフセットを運転室３からみて、実線で示す
右最大の位置、及び１点鎖線で示す左最大の位置、に位
置させる。バケット15はシリンダ24により最大クラウド
とダンプの姿勢の間を駆動される。71は第１ブーム11の
下端枢動軸位置、72は第１ブーム11を駆動する油圧シリ
ンダ21の下端枢動軸位置を示す。第１ブーム11、第２ブ
ーム12、アーム14にはそれぞれの角度を検出するための
ブーム角検出器31、オフセット角検出器33、アーム角検
出器32、が配置され、各角度検出器及び各角度検出器を
作業機各部と連結する図示しない連結機構が角度検出機
構を構成する。

【０００８】本発明の作業機の角度検出器較正装置は、
各角度検出器31、32、33の原点設定前に、第１ブーム11
を最大上げ、アーム14を最大クラウド即ち一番縮めた姿
勢に、及びオフセットシリンダ22により第２ブーム12を
第１ブーム11に対して最大に回動しオフセットを運転室
３からみて右最大の位置、にした姿勢をそれぞれ原点と
して、通常設計的に算出した理論値として予め設定する
作業機各部の理論原点角度を入力する原点角度設定器62
と、原点設定時に、作業機各部11、12、14の前記各姿勢
に対応した角度検出器31、32、33の実際の角度信号を入
力し検出角度を算出する角度算出器61と、角度設定器62
に設定された理論原点角度と実際の検出角度との角度偏
差を算出する角度偏差算出器63と、この角度偏差を記憶
する角度偏差記憶器64と、通常動作時は角度偏差を各角
度算出器が算出する検出角度に加算する補正を行う角度
偏差加算器65と、を有する。

【０００９】原点設定は電源投入時に原点設定指令信号
入力が無効状態の時にのみ、この信号入力が有効状態に
変化した時に行う。電源投入時に原点設定指令信号入力
が有効状態であったり、原点設定が１度行われるとそれ
以降は行われない。これにより、原点設定指令信号入力
の配線系統等の断線及び短絡事故の内、電源投入時前か
らの断線状態が通電中に短絡する状態以外の事故によ
る、誤った原点設定の実行を防止している。

【００１０】原点設定操作は、まず電源遮断状態で原点
設定指令信号入力を無効状態にし、電源を投入し作業機
を第１ブーム11を最大上げ、アーム14を最大クラウド、
及びオフセットを反運転席側最大に位置させる。その後
電源通電のままの状態で原点設定指令信号入力を有効状
態にすると原点設定を完了する。この時、原点角度設定
器62内に保有する機種毎の理論原点角度と、角度検出器
31、32、33の実際の角度信号を入力し角度検出器31、3
2、33の取付角度偏差を角度偏差算出器63で算出し、こ
れを角度偏差記憶器64内に記憶する。通常動作時は作業
機各部11、12、14の算出角度に、角度偏差記憶器64内に
記憶した角度偏差を加える補正を行う事により、正確な
角度情報を出力する。かつオフセットを運転室３からみ
て遠い位置にして運転室３と干渉しない姿勢で原点設定
を行うので、作業機全体を一度に安全な状態で原点設定
を行う事ができる。さらに、取付後に図示しない連結機
構を含む角度検出機構の変形、角度検出器31、32、33の
経年変形等により、実際の角度信号が変化した場合も、
前記各角度偏差を変更する事により、原点設定を較正装
置内部で行うことができ、取付を再度行う必要がない。

【００１１】運転室干渉防止機能としては、角度検出器
からの角度信号によりアームピン51の位置を算出し、バ
ケット15の先端が運転室に最短である場合のバケット15
の角度を想定し、その先端が運転室３と干渉する領域に
一定の余裕を領域を加えた干渉危険領域41に入ろうとす
ると、シリンダ21〜23の干渉方向への動作を禁止するこ
とにより第１ブーム11、第２ブーム12、およびアーム14
の干渉方向への動作を規制する。また、アーム減速領域
43ではアーム14の干渉方向への動作を減速し、ブーム減
速領域42ではさらに第１ブーム11の干渉方向への動作を
減速する。

【００１２】動作制限機能としては限られた作業範囲内
において外物との干渉防止を行う事を目的とし、パワー
ショベルの前後左右、および上下について動作可能な範
囲を設定し、その範囲を越える動作を規制する。

【００１３】

【発明の効果】以上の説明したように本発明によれば、
角度検出器の取付時の誤差は角度偏差として較正装置内
部で算出及び記憶されるため、角度検出器の機械的に精
密な取付を必要とせずを簡易な操作で正確な原点設定行
う事ができ、かつオフセットを運転室３からみて遠い位
置にして運転室と干渉しない姿勢で原点設定を行うの
で、作業機全体を一度に安全な状態で原点設定を行う事
ができる。さらに、取付後に連結機構を含む角度検出機
構の変形、角度検出器の経年変形等により作業機各部の
角度信号出力が変化した場合も、前記各角度偏差を変更
する事により、原点設定を較正装置内部で行うことがで
き、取付を再度行う必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す作業機の角度検出器較
正方法及び装置が使用されるパワーショベルの側面図。

【図２】図１のパワーショベルを平面図でみたときのバ
ケット15の動作範囲を示す平面図

【図３】図１のパワーショベルの運転室干渉防止におけ
る側面干渉危険領域を示す説明図

【図４】本発明の一実施例を示す作業機の角度検出器較
正装置の構成を示すブロック図。

【符号の説明】 ３．運転室 10. 作業機 11．第１ブーム 12．第２ブーム 14．アーム 15．バケット 21〜24．シリンダ 31．ブーム角検出器 32．アーム角検出器 33．オフセット角検出器 41．干渉危険領域 62 原点角度設定器 63 角度偏差算出器 64．角度偏差記憶器 65．角度偏差加算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 孝治 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１ブーム、オフセット装置を有する第
   ２ブーム及びアームをむ作業機の各部に、それぞれブー
   ム角度検出器、オフセット角度検出器及びアーム角度検
   出器を含む各角度検出器を備え、前記各角度検出器の検
   出結果に基づいて演算を行い前記アーム先端の位置を算
   出し、運転室干渉防止もしくは外物との干渉防止を行う
   動作制限機能を有する作業機の角度検出器較正方法にお
   いて、前記各角度検出器の原点設定前に前記オフセット
   装置でオフセットを運転室からみて遠い位置に位置さ
   せ、かつ前記作業機各部の予め定めた姿勢を原点として
   予め設定する前記作業機各部の各理論原点角度を制御装
   置に入力し、原点設定時に、前記作業機各部の前記各姿
   勢に対応した前記各角度検出器の実際の角度信号を前記
   制御装置に入力し検出角度を算出し、前記各理論原点角
   度と前記各姿勢に対応した実際の前記各検出角度との各
   角度偏差を算出し、前記各角度偏差を記憶し、通常動作
   時には、前記各角度偏差を前記各角度検出器の角度信号
   から算出された各検出角度に加算する補正を行う、こと
   を特徴とする作業機の角度検出器較正方法。
2. 【請求項２】 前記各理論原点角度を任意に設定する事
   により、角度検出器の較正を任意の位置で行えるように
   した請求項１記載の作業機の角度検出器較正方法。
3. 【請求項３】 第１ブーム、オフセット装置を有する第
   ２ブーム及びアームを含む作業機の各部に、それぞれブ
   ーム角度検出器、オフセット角度検出器及びアーム角度
   検出器を含む各角度検出器を備え、前記各角度検出器の
   検出結果に基づいて演算を行い前記アーム先端の位置を
   算出し、運転室干渉防止もしくは外物との干渉防止を行
   う動作制限機能を有する作業機の角度検出器較正装置に
   おいて、前記各角度検出器の原点設定前に前記オフセッ
   ト装置でオフセットを運転室からみて遠い位置に位置さ
   せ、かつ前記作業機各部の予め定めた姿勢を原点として
   予め設定する前記作業機各部の各理論原点角度を入力す
   る原点角度設定器と、原点設定時に、前記作業機各部の
   前記各姿勢に対応した前記各角度検出器の実際の角度信
   号を入力し検出角度を算出する角度算出器と、前記原点
   角度設定器に設定された各理論原点角度と前記各姿勢に
   対応した実際の前記各検出角度との各角度偏差を算出す
   る角度偏差算出器と、前記各角度偏差を記憶する角度偏
   差記憶器と、通常動作時に前記各角度偏差を前記角度算
   出器が算出する各検出角度に加算する補正を行う角度偏
   差加算器と、を有することを特徴とする作業機の角度検
   出器較正装置。