JPH0654017B2 - 油圧シヨベルのアタツチメント制振装置 - Google Patents
油圧シヨベルのアタツチメント制振装置Info
- Publication number
- JPH0654017B2 JPH0654017B2 JP18439886A JP18439886A JPH0654017B2 JP H0654017 B2 JPH0654017 B2 JP H0654017B2 JP 18439886 A JP18439886 A JP 18439886A JP 18439886 A JP18439886 A JP 18439886A JP H0654017 B2 JPH0654017 B2 JP H0654017B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- attachment
- boom
- vibration
- vibration damping
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2203—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
- E02F9/2207—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function for reducing or compensating oscillations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は油圧ショベルのアタッチメント制振装置に関
するものである。
するものである。
（従来技術） 油圧ショベルのアタッチメントは、ブームやアーム等に
よる大きな慣性とシリンダ内の作動油による比較的柔か
いバネによって構成された系であるため、作動状態から
停止させても振動が残留する。その残留振動は、作業
性、作業能率を損わせるだけでなく、運転席にも伝達し
て運転者の肉体的、精神的疲労を助長することになる。
よる大きな慣性とシリンダ内の作動油による比較的柔か
いバネによって構成された系であるため、作動状態から
停止させても振動が残留する。その残留振動は、作業
性、作業能率を損わせるだけでなく、運転席にも伝達し
て運転者の肉体的、精神的疲労を助長することになる。
従来、アタッチメントの作動速度を制御する方法として
は、例えば特開昭６０−２３５２８号公報に示されるも
のが知られている。この装置では、事前に制振効果が期
待できる作動速度関数を定式化しておき、この関数に従
うように作動速度を制御し、これによってアタッチメン
トの残留振動を制振させるようにしている。この方法で
はアタッチメントの作動速度が制限されることがあり、
またアタッチメントの作動速度や停止の際の挙動が運転
者の操作感覚とずれる等の問題があり、作業の妨げとな
る要因を含んでいる。
は、例えば特開昭６０−２３５２８号公報に示されるも
のが知られている。この装置では、事前に制振効果が期
待できる作動速度関数を定式化しておき、この関数に従
うように作動速度を制御し、これによってアタッチメン
トの残留振動を制振させるようにしている。この方法で
はアタッチメントの作動速度が制限されることがあり、
またアタッチメントの作動速度や停止の際の挙動が運転
者の操作感覚とずれる等の問題があり、作業の妨げとな
る要因を含んでいる。
（発明の目的） この発明はこのような従来の欠点を解消するためになさ
れものであり、アタッチメントの速度が制限されず、運
転者の操作感覚とずれるおそれもない油圧ショベルのア
タッチメントの制振装置を提供するものである。
れものであり、アタッチメントの速度が制限されず、運
転者の操作感覚とずれるおそれもない油圧ショベルのア
タッチメントの制振装置を提供するものである。
（発明の構成） この発明は、油圧ショベルのアタッチメントの制振を行
う装置であって、操作レバーの操作角検出手段と、アタ
ッチメントの角度検出手段と、上記各手段からの信号を
処理する信号処理手段と、上記信号処理手段からの出力
でアタッチメントを駆動する駆動装置とを有し、上記信
号処理手段は操作レバーからの信号が不感帯域にあると
きは角度センサーからの変位信号を２回微分して加速度
信号を求め、この加速度信号に基き制振信号を求めて駆
動手段に送り、不感帯域以外のときは操作レバーからの
信号のみを駆動手段に送るように構成されているもので
ある。
う装置であって、操作レバーの操作角検出手段と、アタ
ッチメントの角度検出手段と、上記各手段からの信号を
処理する信号処理手段と、上記信号処理手段からの出力
でアタッチメントを駆動する駆動装置とを有し、上記信
号処理手段は操作レバーからの信号が不感帯域にあると
きは角度センサーからの変位信号を２回微分して加速度
信号を求め、この加速度信号に基き制振信号を求めて駆
動手段に送り、不感帯域以外のときは操作レバーからの
信号のみを駆動手段に送るように構成されているもので
ある。
上記構成では、操作を行っていない操作レバーの不感帯
でのみブームの制動に対応してブームが操作される。
でのみブームの制動に対応してブームが操作される。
（実施例） 第１図において、油圧ショベルのアッパーフレーム（図
示せず）にはブームシリンダ２によって作動されるブー
ム１が取付けられ、このブーム１の角度変位を検出する
角度センサー３がブーム１の基部に取付けられている。
そしてこの角度センサー３からの検出信号Ｖθ２はＡ／
Ｄ変換器４を通してＣＰＵ５に送られ、また上記ブーム
１を操作する操作レバー６の操作位置は、図示しないポ
テンショメータ等の検出器によって検出され、その検出
信号Ｖθ１はＡ／Ｄ変換器７を通して上記ＣＰＵ５に送
られるようにしている。
示せず）にはブームシリンダ２によって作動されるブー
ム１が取付けられ、このブーム１の角度変位を検出する
角度センサー３がブーム１の基部に取付けられている。
そしてこの角度センサー３からの検出信号Ｖθ２はＡ／
Ｄ変換器４を通してＣＰＵ５に送られ、また上記ブーム
１を操作する操作レバー６の操作位置は、図示しないポ
テンショメータ等の検出器によって検出され、その検出
信号Ｖθ１はＡ／Ｄ変換器７を通して上記ＣＰＵ５に送
られるようにしている。
上記ＣＰＵ５からの信号Ｖ０はＤ／Ａ変換器８を通して
電磁比例減圧弁９に送られ、この電磁比例減圧弁９によ
りコントロールバルブ１０を制御し、このコントロール
バルブ１０により上記ブームシリンダ２を作動させ、ブ
ーム１を所定角度変位させるようにしている。
電磁比例減圧弁９に送られ、この電磁比例減圧弁９によ
りコントロールバルブ１０を制御し、このコントロール
バルブ１０により上記ブームシリンダ２を作動させ、ブ
ーム１を所定角度変位させるようにしている。
上記ＣＰＵ５では、操作レバー６からの信号Ｖθ１の絶
対値が一定値以上のときは、特別な演算を行わずにＡ／
Ｄ変換７の信号のみをＤ／Ａ変換器８を通して電磁比例
減圧弁９に送り、その信号の大きさに比例するストロー
ク分だけコントロールバルブ１０のストロークを作動さ
せ、ブームシリンダ２を作動させるようにしている。す
なわち、不感帯以外の通常の操作状態では、操作レバー
６からの操作信号Ｖθ１のみがＣＰＵ５を通して送ら
れ、角度センサー３からの信号Ｖθ２はＣＰＵ５では読
み捨てられる。なお、この際角度センサー３からの信号
は位置制御等の他の制御に利用してもよい。
対値が一定値以上のときは、特別な演算を行わずにＡ／
Ｄ変換７の信号のみをＤ／Ａ変換器８を通して電磁比例
減圧弁９に送り、その信号の大きさに比例するストロー
ク分だけコントロールバルブ１０のストロークを作動さ
せ、ブームシリンダ２を作動させるようにしている。す
なわち、不感帯以外の通常の操作状態では、操作レバー
６からの操作信号Ｖθ１のみがＣＰＵ５を通して送ら
れ、角度センサー３からの信号Ｖθ２はＣＰＵ５では読
み捨てられる。なお、この際角度センサー３からの信号
は位置制御等の他の制御に利用してもよい。
一方、操作レバー６からの信号Ｖθ１の絶対値が一定値
Ｖｃ以下の大きさ、すなわち操作レバー６が不感帯にあ
るときは、ＣＰＵ５で角度センサー３からの信号Ｖθ２
が２回微分され、相対加速度信号として電磁比例減圧弁
９に送られ、これによって後述の原理に基いてブームシ
リンダ２の制御がなされ、アタッチメントの制振が行わ
れるようにしている。
Ｖｃ以下の大きさ、すなわち操作レバー６が不感帯にあ
るときは、ＣＰＵ５で角度センサー３からの信号Ｖθ２
が２回微分され、相対加速度信号として電磁比例減圧弁
９に送られ、これによって後述の原理に基いてブームシ
リンダ２の制御がなされ、アタッチメントの制振が行わ
れるようにしている。
第２図は上記制御のＣＰＵ５内での処理を示すフローチ
ャートであり、操作レバー６からの信号Ｖθ１は、ステ
ップＳ１で所定の設定値Ｖｃより大きいか否かが判断さ
れ、信号Ｖθ１の絶対値がＶｃより大きい場合には不感
帯以外の状態であるとして、ステップＳ２でＶθ１に係
数βをかけた値Ｖ０として出力される。すなわち、操作
レバー６からの信号がそのまま通過してそれに対応する
量のブームの操作がなされる。
ャートであり、操作レバー６からの信号Ｖθ１は、ステ
ップＳ１で所定の設定値Ｖｃより大きいか否かが判断さ
れ、信号Ｖθ１の絶対値がＶｃより大きい場合には不感
帯以外の状態であるとして、ステップＳ２でＶθ１に係
数βをかけた値Ｖ０として出力される。すなわち、操作
レバー６からの信号がそのまま通過してそれに対応する
量のブームの操作がなされる。
一方、信号Ｖθ１の絶対値がＶｃより小さい場合、すな
わち不感帯にある場合には、ステップＳ３に移る。ステ
ップＳ３ではブーム１の角度センサー３から送られた信
号Ｖθ２が２回微分され、その値Ｖθ２にαを掛けた値
Ｖ０が出力される。すなわち、この場合には操作レバー
６からの信号によるのではなく、角度センサー３からの
信号によってブームシリンダ２の操作がなされる。この
操作量はＣＰＵ５で求められた相対加速度に基いて定め
られ、この出力に基き電磁比例減圧弁９、コントロール
バルブ１０およびブームシリンダ２を通してブーム２の
制振が行われる。
わち不感帯にある場合には、ステップＳ３に移る。ステ
ップＳ３ではブーム１の角度センサー３から送られた信
号Ｖθ２が２回微分され、その値Ｖθ２にαを掛けた値
Ｖ０が出力される。すなわち、この場合には操作レバー
６からの信号によるのではなく、角度センサー３からの
信号によってブームシリンダ２の操作がなされる。この
操作量はＣＰＵ５で求められた相対加速度に基いて定め
られ、この出力に基き電磁比例減圧弁９、コントロール
バルブ１０およびブームシリンダ２を通してブーム２の
制振が行われる。
上記制振のためのフィードバックの原理は以下の通りで
ある。まずアタッチメント（第１図の例ではブーム１）
の残留振動時の運動方程式を求めると、 Ｐ：ブームシリンダの圧力 Ｋ：作動油の体積弾性係数 Ｖ：ブームシリンダ内の作動油体積 ｋ：ブームシリンダの等価バネ係数 （圧力と流量積との関係） Ａ：ブームシリンダの断面積 ｒ：ブームシリンダとブームフットとの間の距離 （第１図参照） Ｉ：アタッチメントの慣性モーメント ｘ：流量積（ｘ＝∫Ｑｄｔ） ｘ０：ブームシリンダに流れ込む流量積 Ｍ＝アタッチメントに作用するモーメント θ：アタッチメントの回転角とすると、 Ｐ＝（Ｋ／Ｖ）ｘ＝ｋｘ ｘ＝Ａｒθ Ｐ＝Ｍ／Ａｒ Ｍ／Ａｒ＝ｋｘ＝ｋＡｒθ Ｍ＝（Ａｒ）２ｋθ したがって運動方程式は、 Ｉ＋（Ａｒ）２ｋ（θ−θ０）＝０ ここで、θ＝ｘ／Ａ・ｒより （Ｉ／Ａｒ）＋（Ａｒ）２ｋ｛ｘ／Ａｒ−ｘ０／Ａ
ｒ｝＝０ ｛Ｉ／（Ａｒ）２｝＋ｋ（ｘ−ｘ０）＝０………
（１） 上記（１）式のｘ０の項にアタッチメントの加速度に比
例した流量積をフィードバックした場合の運動方程式は
以下のようになる。
ある。まずアタッチメント（第１図の例ではブーム１）
の残留振動時の運動方程式を求めると、 Ｐ：ブームシリンダの圧力 Ｋ：作動油の体積弾性係数 Ｖ：ブームシリンダ内の作動油体積 ｋ：ブームシリンダの等価バネ係数 （圧力と流量積との関係） Ａ：ブームシリンダの断面積 ｒ：ブームシリンダとブームフットとの間の距離 （第１図参照） Ｉ：アタッチメントの慣性モーメント ｘ：流量積（ｘ＝∫Ｑｄｔ） ｘ０：ブームシリンダに流れ込む流量積 Ｍ＝アタッチメントに作用するモーメント θ：アタッチメントの回転角とすると、 Ｐ＝（Ｋ／Ｖ）ｘ＝ｋｘ ｘ＝Ａｒθ Ｐ＝Ｍ／Ａｒ Ｍ／Ａｒ＝ｋｘ＝ｋＡｒθ Ｍ＝（Ａｒ）２ｋθ したがって運動方程式は、 Ｉ＋（Ａｒ）２ｋ（θ−θ０）＝０ ここで、θ＝ｘ／Ａ・ｒより （Ｉ／Ａｒ）＋（Ａｒ）２ｋ｛ｘ／Ａｒ−ｘ０／Ａ
ｒ｝＝０ ｛Ｉ／（Ａｒ）２｝＋ｋ（ｘ−ｘ０）＝０………
（１） 上記（１）式のｘ０の項にアタッチメントの加速度に比
例した流量積をフィードバックした場合の運動方程式は
以下のようになる。
ｘｓｐ：コントロールバルブのスプールストローク ｋｄｚ：加速度フィードバックゲイン θ：ブームの回転角 ｘ０：流量積 Ｘｒ：目標値 ｋ０：流量変換係数 ｘｓｐ＝−ｋｄｚ・ ０＝ｋ０・ｘｓｐ ＝−ｋ０・ｋｄｚ・ ｘ０＝−ｋ０・ｋｄｚ・………（２） 上記（２）式を（１）式に代入すると ｛Ｉ／（Ａｒ）２｝＋ｋ（ｘ＋ｋ０・ｋｄｚ・｝
＝０ ｛Ｉ／（Ａｒ）２｝＋（ｋ／Ａｒ）・ｋ・ｋｄｚ・
＋ｋｘ＝０………（３） 上記（３）式において、加速度フィードバックゲインｋ
ｄｚは減衰項に含まれ、したがって、アタッチメントの
制振効果を発揮させることができる。
＝０ ｛Ｉ／（Ａｒ）２｝＋（ｋ／Ａｒ）・ｋ・ｋｄｚ・
＋ｋｘ＝０………（３） 上記（３）式において、加速度フィードバックゲインｋ
ｄｚは減衰項に含まれ、したがって、アタッチメントの
制振効果を発揮させることができる。
（発明の効果） 以上のようにアタッチメント用の操作レバーの不感帯で
のみ制振制御を行うようにしているために、アタッチメ
ントの作動速度に無関係であり、通常の作業を妨げるこ
となく、制振効果を発揮させることができる。しかも制
振はアタッチメント（ブーム）作動用のブームシリンダ
を利用して行うようにしているため、別に制振装置を設
ける必要がなく、装置全体を安価に製作することができ
る。
のみ制振制御を行うようにしているために、アタッチメ
ントの作動速度に無関係であり、通常の作業を妨げるこ
となく、制振効果を発揮させることができる。しかも制
振はアタッチメント（ブーム）作動用のブームシリンダ
を利用して行うようにしているため、別に制振装置を設
ける必要がなく、装置全体を安価に製作することができ
る。
第１図はこの発明の実施例を示す装置のブロック図、第
２図はそのＣＰＵ内のフローチャートである。 １……ブーム、２……ブームシリンダ、３……角度セン
サー、５……ＣＰＵ、６……操作レバー、９……電磁比
例減圧弁、１０……コントロールバルブ。
２図はそのＣＰＵ内のフローチャートである。 １……ブーム、２……ブームシリンダ、３……角度セン
サー、５……ＣＰＵ、６……操作レバー、９……電磁比
例減圧弁、１０……コントロールバルブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−60931（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−18841（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】油圧ショベルのアタッチメントの制振を行
う装置であって、操作レバーの操作角検出手段と、アタ
ッチメントの角度検出手段と、上記各手段からの信号を
処理する信号処理手段と、上記信号処理手段からの出力
でアタッチメントを駆動する駆動装置とを有し、上記信
号処理手段は操作レバーからの信号が不感帯域にあると
きは角度センサーからの変位信号を２回微分して加速度
信号を求め、この加速度信号に基き制振信号を求めて駆
動手段に送り、不感帯域以外のときは操作レバーからの
信号のみを駆動手段に送るように構成されていることを
特徴とする油圧ショベルのアタッチメント制振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18439886A JPH0654017B2 (ja) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | 油圧シヨベルのアタツチメント制振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18439886A JPH0654017B2 (ja) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | 油圧シヨベルのアタツチメント制振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6340026A JPS6340026A (ja) | 1988-02-20 |
| JPH0654017B2 true JPH0654017B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=16152471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18439886A Expired - Lifetime JPH0654017B2 (ja) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | 油圧シヨベルのアタツチメント制振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0654017B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03192995A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-22 | Nachi Fujikoshi Corp | 遠隔制御装置 |
| JP2554991Y2 (ja) * | 1991-09-26 | 1997-11-19 | 新キャタピラー三菱株式会社 | 油圧ショベルのフロント制振システム |
| JPH07234727A (ja) * | 1994-02-21 | 1995-09-05 | Komatsu Ltd | 作業機の振動抑制装置およびその方法 |
-
1986
- 1986-08-05 JP JP18439886A patent/JPH0654017B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6340026A (ja) | 1988-02-20 |
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