JPH0637783B2 - 旋回停止位置制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、水中の土砂の掘削に活用される油圧バツクホ
ウ船上に配置される、旋回体を有する作業機を具備する
土工機械に備えられる旋回停止位置制御装置に関する。

＜従来の技術＞ この種の従来の油圧バツクホウ船は、台船と、この台船
上に搭載される作業機とを備えており、作業機は旋回体
と、この旋回体に回動可能に設けられるブーム、アー
ム、バケツトからなるフロントを有している。そして、
このような油圧バツクホウ船による水中の土砂の手動掘
削作業に際しては、例えば、この油圧バツクホウ船に横
付けして土運船を配置し、運転手は、旋回体に具備され
るレバーを操作してフロントを駆動し、掘削した水中の
土砂を土運船に放土する。この場合、運転手は土運船の
積込状態を確認しながら、放土の位置を適宜ずらすよう
にして旋回体を旋回させ、土運船上の１箇所にのみ土砂
が山積みされないように配慮している。

また、このよな油圧バツクホウ船における放土作業を作
業能率の向上を考慮して自動的に実施することが考えら
れているが、これはあらかじめ定められた放土位置まで
旋回体が旋回したときに自動的に旋回体が停止して横付
けされた土運船上に放土がおこなわれるものである。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記した従来技術にあつて、例えば手動操作により放土
作業をおこなおうとする場合には、土運船の積荷すなわ
ち土砂の山の状態を運転手が確認しながら望ましい位置
まで旋回体を旋回させる煩雑な操作を要し、それ故、作
業の能率の向上を見込めない。

また、上述のように自動的に放土作業をおこなうものに
あつては、放土位置が一定であることから土運船を適宜
動かさねばならず、この点から作業の能率の向上を見込
み難い。

本発明は、上記した従来技術における実情に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、自動的に放土作業をおこなう
油圧バツクホウ船にあつて、１箇所のみの放土位置に土
砂が山積みされないようにして積込作業の能率の向上を
図りうる旋回停止位置制御装置を提供することにある。

＜問題点を解決するための手段＞ この目的を達成するために本発明は、油圧バックホウ船
上に配置される旋回体の放土時旋回角度を検出する旋回
角度センサと、放土時の旋回体の旋回停止目標角度を設
定する旋回角設定手段と、旋回停止目標角度を基準とし
て所定の角度だけずらせた別の放土時の旋回停止目標角
度を設定する旋回角シフト設定手段と、旋回体が放土時
が旋回角設定手段および旋回角シフト設定手段で設定さ
れた旋回停止目標角度まで旋回した場合に当該旋回を停
止するように指示信号を出力する旋回停止指示手段と、
この旋回停止指示手段から出力される指示信号に基づい
て、旋回角度センサから出力される旋回角度と、旋回角
設定手段および旋回角シフト設定手段によつて設定され
る旋回停止目標角度のいずれかを選択的に比較し、その
比較結果に応じて旋回体の旋回駆動を制御する旋回制御
装置に旋回停止信号を出力する情報処理装置とを設けた
構成にしてある。

＜作用＞ 本発明は、上記のように構成してあることから、旋回角
設定手段および旋回角シフト設定手段で旋回停止目標角
度、およびこの旋回停止目標角度とは異なる別の旋回停
止目標角度をあらかじめ設定しておき、旋回停止指示手
段を駆動させると、情報処理装置が例えば旋回角度セン
サの旋回角度と、旋回角設定手段で設定された旋回停止
目標角度とを比較し、ほぼ一致したときにこの情報処理
装置から旋回制御装置に旋回停止信号が出力されて旋回
体が自動的に停止し、したがつて運転手はその停止位置
において１回目の放土作業を実施し、引続いておこなわ
れる放土作業に際しては、情報処理装置は、例えば旋回
角度センサの旋回角度と旋回角シフト設定手段で設定さ
れた別の旋回停止目標角度とを比較し、ほぼ一致したと
きに旋回停止信号を出力し、これによつて旋回体に停止
して放土作業をおこなうことができ、何ら運転手の積込
状態の確認を要せずにバランス良くこの放土作業を実施
できる。

＜実施例＞ 以下、本発明の旋回停止位置制御装置を図に基づいて説
明する。

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示す説明図で、第
１図はこの油圧バツクホウ船でおこなわれる土砂の掘削
時を示す側面図、第２図は同じく放土時を示す正面図、
第３図は同じく土砂の掘削時を示す平面図、第４図はこ
の要部構成を示すブロツク図、第５図はこの実施例に備
えられる情報処理装置でおこなわれる処理手順の一例を
示すフローチヤートである。

第１〜３図に示す油圧バツクホウ船１は、水中例えば海
中掘削作業等に際して海底２に打込まれたスパツド３に
よつて固定される。油圧バツクホウ船１は海面４上に浮
かぶ台船５と、この台船５上に搭載される作業機とを有
している。作業機は、台船５に対して旋回可能に設けら
れる旋回体６と、この旋回体６に回動可能に装着される
ブーム７、このブーム７に回動可能に装着されるアーム
８、このアーム８に回動可能に装着されるバケツト９、
ブーム７を回動させるブームシリンダ１０、アーム８を
回動させるアームシリンダ１１、バケツト９を回動させ
るバケツトシリンダ１２を備えている。なお、ブーム
７、アーム８、バケツト９によつてこの作業機のフロン
トが構成され、また旋回体６にはフロントを駆動する図
示しない操作レバー等が配置される運転室が設けられて
いる。この油圧バツクホウ船１の隣には第２、３図に示
すように土運船１３が横付けされている。第２図に示す
バケツト９上には掘削した土砂１４が積込まれている。

また、旋回体６の旋回中心部には、第１図に示すように
当該旋回体６の台船５に対する旋回角度を検出する旋回
角度センサ１５を設けてあり、旋回体６の運転室には、
旋回体６の旋回停止目標角度、例えば第３図に示すよう
にフロントを前方に位置させたときを基準として土運船
１３上の位置Ａに対するほぼ９０゜の角度αを設定する
旋回角度設定手段、例えば旋回角セツトスイツチ１６
と、上述の角度αを基準として角度θ_１あるいはθ_２だ
け前後し、土運船１３上の位置Ｂ、Ｃに対応する別の旋
回停止目標角度α−θ_１、α＋θ_２を設定する旋回角シ
フト設定手段、例えば旋回角シフトセツトスイツチ１７
と、旋回体６が旋回角セツトスイツチ１６で設定される
旋回停止目標角度αまで旋回した場合に、あるいは旋回
角シフトセツトスイツチ１７で設定される旋回停止目標
角度α−θ_１、α＋θ_２まで旋回した場合に、それぞれ
旋回を停止するように指示信号を出力する旋回停止指示
手段、例えば旋回自動停止スイツチ１８を配設してあ
る。

上述した旋回角度センサ１５、旋回角セツトスイツチ１
６、旋回角シフトセツトスイツチ１７、旋回自動停止ス
イツチ１８は第４図に示すように、例えば旋回体６の運
転室内に設けられる情報処理装置１９に接続されてい
る。この情報処理装置１９は、論理判断、記憶、演算機
能を有している。また、この情報処理装置１９は同第４
図に示すように、旋回体６の駆動制御をおこなうモータ
等よりなる公知の旋回制御装置２０に接続されている。

上述した旋回角度センサ１５、旋回角セツトスイツチ１
６、旋回角シフトセツトスイツチ１７、旋回自動停止ス
イツチ１８、情報処理装置１９によつて、この実施例の
旋回停止位置制御装置が構成されている。

このような実施例にあつては、第１図に示すように、旋
回体６の運転室内のレバーを操作してブームシリンダ１
０、アームシリンダ１１、バケツトシリンダ１２を駆動
することにより、ブーム７、アーム８、およびバケツト
９からなるフロントが回動し、バケツト９によつて海底
２の土砂が掘削される。

そして、第２図に例示する土運船１３の放土に際して
は、情報処理装置１９において行われる第５図に示す処
理手順に従つて、旋回体６の停止位置制御がおこなわれ
る。

以下、この停止位置制御を第５図に基づいて説明する。

始めに、情報処理装置１９に旋回自動停止スイツチ１８
の信号と、旋回角度センサ１５の信号と、旋回角セツト
スイツチ１６の信号と、旋回角シフトセツトスイツチ１
７の信号とが読込まれる。ここで、今、この停止位置制
御を実施するために旋回自動停止スイツチ１８がＯＮに
されてＯＮ信号が読込まれ、旋回角セツトスイツチ１６
がＯＮにされて角度αに相応する信号が読込まれ、旋回
角シフトセツトスイツチ１７がＯＮにされて角度α−θ
_１、α＋θ_２が読込まれ、これらの信号が記憶される。

このような状態において、手順Ｓ１において、旋回角セ
ツトスイツチ１６がＯＮかどうか判別され、今、ＯＮで
あることから手順Ｓ２に移る。手動Ｓ２では、このとき
の旋回角度センサ１５から出力される信号すなわち旋回
角度をβとして記憶し、手順Ｓ３に移る。手順Ｓ３で
は、旋回停止目標角度が未設定かどうか（選定されてい
るかどうか）判別され、今、選定されていないことから
手順Ｓ４に移る。手順Ｓ４では、旋回停止目標角度を旋
回角セツトスイツチ１６から出力された角度、すなわち
第３図の位置Ａに対応する角度αに選定する処理をおこ
ない、手順Ｓ５に移る。手順Ｓ５では、旋回自動停止ス
イツチ１８がＯＮであるかどうか判別され、今、ＯＮで
あることから手順Ｓ６に移る。手順Ｓ６では、旋回角度
センサ１５から出力される信号βが旋回停止目標角度α
にほぼ一致するかどうか比較されて、ほぼ一致したとき
にこの情報処理装置１９から第４図に示す旋回制御装置
２０に旋回停止信号が出力される。

これによつて、第２図に示すように旋回体６、すなわち
掘削した土砂１４が積込まれたバケツト９を含むフロン
トは、運転手の手動旋回操作によることなく第３図に示
す土運船１３の位置Ａ上に移動的に停止する。ここでフ
ロントを駆動することにより、バケツト９内の土砂は土
運船１３の位置Ａ上に積込まれる。

このような放土作業に引続いて、前述したような海底２
の掘削作業がおこなわれるが、情報処理装置１９にあつ
ては第５図に示す手順Ｓ６の処理の後手順Ｓ７の判別が
おこなわれる。この手順Ｓ７では旋回停止動作が終了し
たかどうか、すなわち旋回制御装置２０による旋回駆動
制御が停止したかどうか判別され、今、この判別が満足
されることから手順Ｓ８に移る。手順Ｓ８では、旋回停
止目標角度がαかどうか判別され、今、αであることか
ら手順Ｓ９に移る。この手順Ｓ９では、先に旋回角シフ
トセツトスイツチ１７から出力され、記憶されている第
３図の位置Ｂに対応する角度α−θ_１を旋回停止目標角
度に選定する処理がおこなわれる。この手順Ｓ９の後は
始めに戻るが、次の放土のための旋回に際しては、手順
Ｓ３の判別ではＮＯと判別されることから、手順Ｓ６で
旋回停止目標角度α−θ_１すなわち土運船１３の位置Ｂ
上にフロントが自動的に停止する制御がおこなわれ、バ
ケツト９内の土砂はこの土運船１３の位置Ｂ上に積込ま
れる。

一方、情報処理装置１９では手順Ｓ８の判別にあたつ
て、今、旋回停止目標角度角度が角度α−θ_１であるこ
とからＮＯと判別され、手順Ｓ１０に移る。この手順Ｓ
１０では旋回停止目標角度はα−θ_１、かどうか判別さ
れるが、今、これが満足されることから手順Ｓ１１に移
る。手順Ｓ１１では、先に旋回角シフトセツトスイツチ
１７から出力され、記憶されている第３の位置Ｃに対応
するα＋θ_２を旋回停止目標角度に選定する処理がおこ
なわれる。この手順Ｓ１１の後は始めに戻るが、さらに
次の放土のための旋回に際しては、手順Ｓ６で旋回停止
目標角度α＋θ_２、すなわち土運船１３の位置Ｃ上にフ
ロントが自動的に停止する制御がおこなわれ、バケツト
９内の土砂はこの土運船１３の位置Ｃ上に積込まれる。

一方、情報処理装置１９では、手順Ｓ１０の判別にあた
つて、今、旋回停止目標角度がα＋θ_２であることから
ＮＯと判別され、手順Ｓ１２に移る。手順Ｓ１２では、
旋回角セツトスイツチ１６から出力され、記憶されてい
る角度αを旋回停止目標角度に選定する処理がおこなわ
れ、これに応じて前述したように、土運船１３の位置Ａ
上に旋回体６すなわちフロントが自動的に停止して、位
置Ａ上に放土がおこなわれる。

以下、同様にして放土に際して土運船１３上の位置Ａ、
Ｂ、Ｃ上に順次旋回体６すなわちフロントが自動的に停
止し、土運船１３上に放土がなされる。

このように構成してある実施例にあつては、土運船１３
への放土に際して、上述のように土運船１３上の位置
Ａ、Ｂ、Ｃ上に順次自動的に旋回体６が停止して放土が
おこなわれていることから、土運船１３上の積荷のバラ
ンスを良好に確保できるとともに、放土に際して旋回体
６の旋回操作を運転手の手動操作を要することなくおこ
なえるので作業の能率が向上する。

なお、この実施例における旋回停止位置制御と自動放土
制御、およびバケツト９の刃先の軌跡制御とを組合せて
もこなうことにより、全工程を通じて相当程度の自動掘
削制御が可能となる。

また、上記した実施例では、旋回体６を３つの異なる位
置に停止させるように構成してあるが、旋回角シフトセ
ツトスイツチ１７における角度の設定を適宜考慮するこ
とにより、旋回体６を２つの位置に、あるいは４つ以上
の位置に停止させることもできる。

＜発明の効果＞ 本発明の旋回停止位置制御装置は、以上のように構成し
てあることから、運転手の手動操作によることなくバツ
クホウ船上に配置される旋回体を複数の位置に自動的に
停止させることができ、すなわち１筒所に土砂が重なる
ことなくバランスよく自動的に土運船に積込むことがで
き、また、土砂が積込まれる土運船の位置を動かす頻度
を減らすことができ、したがつて従来に比べて土砂の積
込作業の能率を向上させることができる。さらに、放土
時の旋回停止目標角度を考慮することにより放土位置間
隔を土砂の性質に適合した間隔に設定することができ、
これにより精度の高い積込作業を実現させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は油圧バツクホウ船に適用した本発明の
旋回停止位置制御装置の一実施例を示す説明図で、第１
図はこの油圧バツクホウ船でおこなわれる土砂の掘削時
を示す側面図、第２図は同じく放土時を示す正面図、第
３図は同じく土砂の掘削時を示す平面図、第４図はこの
要部構成を示すブロツク図、第５図はこの実施例に備え
られる情報処理装置でおこなわれる処理手順の一例を示
すフローチヤートである。 １……バツクホウ船、５……台船、６……旋回体、７…
…ブーム、８……アーム、９……バケツト、１５……旋
回角度センサ、１６……旋回角セツトスイツチ、１７…
…旋回角シフトセツトスイツチ、１８……旋回自動停止
スイツチ、１９……情報処理装置、２０……旋回制御装
置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 幹雄 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 (56)参考文献 特開 昭62−288228（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−159230（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】旋回体を有し、土砂の掘削に活用される作
   業機と、この旋回体の旋回駆動を制御する旋回制御装置
   とを具備し、油圧バツクホウ船上に配置される土工機械
   に備えられ、上記旋回体の放土時の旋回角度を検出する
   旋回角度センサと、上記旋回体の放土時の旋回停止目標
   角度を設定する旋回角度設定手段と、上記旋回停止目標
   角度を基準として所定の角度だけずらせた別の放土時の
   旋回停止目標角度を設定する旋回角シフト設定手段と、
   上記旋回体が放土時に上記旋回角設定手段および旋回角
   シフト設定手段で設定された旋回停止目標角度まで旋回
   した場合に当該旋回を停止するように指示信号を出力す
   る旋回停止指示手段と、この旋回停止指示手段から出力
   される指示信号に基づいて、上記旋回角度センサから出
   力される旋回角度と、上記旋回角度設定手段および旋回
   角シフト設定手段によつて設定される旋回停止目標角度
   のいずれかを選択的に比較し、その比較結果に応じて上
   記旋回制御装置に旋回停止信号を出力する情報処理装置
   とを設けたことを特徴とする旋回停止位置制御装置。