JPH0699948B2 - 油圧掘削機の自動振動方法及び自動振動装置 - Google Patents

油圧掘削機の自動振動方法及び自動振動装置

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JPH0699948B2
JPH0699948B2 JP63173776A JP17377688A JPH0699948B2 JP H0699948 B2 JPH0699948 B2 JP H0699948B2 JP 63173776 A JP63173776 A JP 63173776A JP 17377688 A JP17377688 A JP 17377688A JP H0699948 B2 JPH0699948 B2 JP H0699948B2
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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36Component parts
    • E02F3/42Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E02F3/438Memorising movements for repetition, e.g. play-back capability
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • 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
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    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • E02F9/221Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function for generating actuator vibration

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アーム、ブーム、及びバケットからなる作業
装置を有する油圧掘削機の掘削および転圧作業等におけ
る自動振動方法及び自動振動装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来の油圧掘削機の掘削および転圧作業時に土質によっ
て多大な負荷が加わるため作業機を振動させながら土石
をほぐしてから掘削作業を行い、また、土石の転圧作業
においても作業機を振動させて行っていた。例えば、実
開昭62−60658号公報にはバイブレーションモードを指
示するスイッチ手段を操作した際に、作業機駆動用アク
チュエータに間欠的に圧油を供給する手段を備えたもの
が開示されている。また、第5図に於て、オペレータが
操作したレバー51の操作量を電気信号に変換する装置52
から出力される信号がコントローラ53に入力され、オペ
レータの操作に応じた信号を電磁比例弁54に出力する。
即ち、コントローラ53から出力された信号は電磁比例弁
54のソレノイド55、56に入力され、該ソレノイド55、56
の信号に応じた油量が油圧ポンプ57から配管58、及び59
又は60を介して、油圧シリンダ61に供給され、該油圧シ
リンダ61からの排出油は配管63を介してタンク62に戻さ
れるよう構成されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記の実開昭62−60658号公報に開示さ
れた作業機の振動装置であると、常に作業機のシリンダ
の上げ側の振幅と下げ側の振幅を一定にすると、転圧作
業で平坦な地盤であっても締め固めて行くと地盤の締め
固め位置が下がり、空打ちして振動を充分与えることが
できないとの問題があった。更に、格子状のバケットを
前後方向に振動させて、岩石類の大きさを選別するふる
い作業では、作業機の振動におけるバケットの慣性によ
る姿勢の変化でバケット内の岩石が荷こぼれする問題が
ある。また、第5図に示す従来の装置は手動操作のみで
作業機を振動させるため充分な振動を地盤に与えること
ができないとの問題があった。
〔課題を解決するための手段〕
(1)本発明に係る作業機の自動振動方法は、油圧掘削
機のアーム、ブーム、およびバケットの各アクチュエー
タのうち少なくとも一つのアクチュエータを自動的に間
欠往復運動をさせ振動を発生させる油圧掘削機の自動振
動方法であって、前記アクチュエータの振幅、振動数は
選択された作業形態に応じて決定されて、該アクチュエ
ータの間欠往復運動を自動的に行い、且つ、該アクチュ
エータ操作用の操作レバーを介入操作した場合は、その
操作量に応じて、該アクチュエータの上げ側の振幅(e
1)の上端部と、下げ側の振幅(e2)の下端部を可変に
して自動振動させる構成とした。
(2)油圧掘削機のアーム、ブーム、およびバケットの
各アクチュエータのうち少なくとも一つのアクチュエー
タを自動的に間欠往復運動をさせて振動を発生させる油
圧掘削機の自動振動装置において、自動振動モードスイ
ッチと、作業モードスイッチと、振動モードスイッチと
を備え、この自動振動モードスイッチのオン状態で、作
業モードスイッチで選択した信号と、振動モードスイッ
チで選択した信号が入力されたコントローラで演算し、
このコントローラからの指令信号に応じて、各アクチュ
エータへ間欠的に圧油を供給する手段を設けて、各アク
チュエータの上げ側の振幅(e1)と、下げ側の振幅(e
2)をe1=e2にして自動振動させて、且つ、作業機レバ
ーを操作したときの操作量に応じた信号をコントローラ
の加算器に入力し、その加算した信号をコントローラに
て演算して、このコントローラからの指令信号に応じ
て、各アクチュエータへ間欠的に圧油を供給する手段の
作動量を変えて、各アクチュエータの上げ側の振幅(e
1)と、下げ側の振幅(e2)をe1>e2あるいはe1<e2に
して自動振動させる構成としたものである。
〔作用〕
上記構成によれば、作業機を自動振動させる時は、自動
振動モードスイッチをONにして、作業モードスイッチ
と、振動モードスイッチの選択信号をコントローラ3に
入力し、このコントローラ3からの出力信号に基づいて
コントローラ7で演算処理し、このコントローラ7から
の指令信号を受けて圧油の供給を制御する電子制御バル
ブ10,11,12,13により作業機のアクチュエータの上げ側
または下げ側の振幅を一定に制御するようになってい
る。
また、作業機レバーの操作量に応じた電気信号が前記コ
ントローラ3の加算器20に加えられて、この加算器20か
らの出力信号に基づいてコントローラ7で演算処理し、
このコントローラ7からの指令信号を受けて圧油の供給
を制御する電子制御バルブ10,11,12,13により作業機の
アクチュエータの上げ側の振幅または下げ側の振幅のい
ずれかを換えることが可能となっている。このように各
作業機のアクチュエータを振動させることが可能であ
り、各種の土質や地形に応じて掘削、転圧作業が容易と
なる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を第1図に基づいて詳述する。1a
〜1cは、左右の各作業機レバー2a〜2cの操作量をこれに
応じた電気信号に変換する装置である。3はコントロー
ラであり、振動モードスイッチ4及び作業モードスイッ
チ5からの切換振動によって、コントローラ3のメモリ
データを選択し、前記二つのモードスイッチによって選
択された振動モード及び作業モードの信号が、自動振動
モードスイッチ6をONすることによって、コントローラ
7に出力される。
即ち、振動モードスイッチ4では、Lモード:振幅大、
周波数小、Mモード:振幅中、周波数中、Sモード:振
幅小、周波数大の何れかを選択し、作業モードスイッチ
5では、Bo:ブーム振動、A:アーム振動、Bu:バケット振
動、SK:スケルトンモード(アーム、バケットが同時に
振動、以下こう呼ぶ)の何れかの作業モードを選択す
る。コントローラ7には、コントローラ3から電圧信号
KB0、KBU、KAが入力されるが、該電圧信号とブームシリ
ンダ15への指定流量との関係は、7bのように、また、該
指定流量の時間的変化は7cの通り設定されている。ま
た、ブームシリンダ15への指定流量と電流信号との関係
は、7bのように設定されているため、コントローラ7に
入力された電圧信号は最終的には、7e、7fのような電流
信号となって、電子制御油圧バルブ10〜13のソレノイド
8、9に出力される。従って、前記ソレノイド8、9に
入力される電流信号に応じてブームシリンダ15のピスト
ンロッドは所定のストローク往復運動の繰返し回数で、
矢印P、Q方向に作動される。前記、構成から成る本実
施例の装置は、次のように作動する。先ず、自動振動モ
ードスイッチ6をONし、作業モードスイッチ5をBoモー
ドに、又振動モードスイッチ4にて振動モードを設定す
ると、コントローラ3から、7aに示すパルスの電圧信号
が、コントローラ7に入力される。コントローラ7で
は、7b〜7dを介して7e、7fの電流信号が各々、電子制御
油圧バルブ10、11及び12、13のソレノイド8及び9に入
力されると、前記電流信号に応じてバルブが開孔され、
前記振動モードスイッチ4で指定した振幅及び周波数
で、ブームシリンダ15のピストンロッドが矢印P又はQ
方向に動く。
同様にして、1つの作業モードに対して3つの振動モー
ドがあるため、組合せで合計12モードの作業形態を実施
することができる。第1図に於ては、ブームシリンダ15
の駆動のみ示しているが、他の作業シリンダについても
全く同一のため省略する。第2図は、第1図の電気−油
圧回路に於けるフローチャートを示す図で、先ず、スタ
ートの後、ステップS1で自動振動モードスイッチ6をON
し、ステップS2で作業モードスイッチ5をブーム振動モ
ード、Boに設定すると、ステップS3に進み、振動モード
スイッチ4をLモードに設定すると、ステップS4でブー
ム単独振動が選択されLモードの振動メモリデータを書
き出す。オペレータが、作業機レバー1を操作すると、
この操作量は電気信号変換装置2aで、電気信号に変換さ
れ、該信号がステップS5でステップS4にて読み出された
メモリデータに加算されたブーム信号KBOがコントロー
ラ7に入力され、コントローラ内の7b〜7fで処理が行わ
れ、電流信号として、ソレノイド8及び9に入力され
る。コントローラ7から7eのブーム上信号がソレノイド
8に入力されると、そのブーム上信号に応じてポペット
弁10、11が開口し、該ポペット弁10、11の開口量に応じ
て、油圧ポンプ14から吐出された圧油がポペット弁10を
介してブームシリンダ15のボトム室に供給されるとピス
トンロッドは矢印P方向に動く。又、ブームシリンダ15
のロッド室から排出された戻油は、ポペット弁11を介し
てタンク16に戻る。次に、コントローラ7から7fのブー
ム下信号がソレノイド9に入力されると、ブーム下信号
に応じて、ポペット弁12、13が開口し、該ポペット弁1
0、11の開口量に応じた圧油が油圧ポンプ14からブーム
シリンダ15に供給されると共に、タンク16へ排出され、
ブームシリンダ15のピストンロッドは矢印Q方向に動
く。前記のように、一定周期で、ブームの上下動振動が
行われる。
第2図のS2ステップに於て、作業モードスイッチ5をア
ーム振動モード、Aに設定すると、S1、S2を介してS9ス
テップから、*BO印で記載された前記ブーム振動モード
と同様なフロー、*A印(*BO印の「ブーム」を「アー
ム」に置換したもの)を経由して、15bのようなアーム
信号が出力され、やはり前記ブーム振動モードと同じよ
うに、アームの振動が行われる。作業モードスイッチ5
をバケット振動モード:Buに設定すればS10ステップから
*Bu印(*BO印の「ブーム」を「バケット」に置換した
もの)内のフローを経由して、バケットの振動が行われ
る。また、作業モードスイッチ5をスケルトンモード、
SKに設定すると、S1、S2、S9、S10を介して*SK印(*B
O印の「ブーム」を「スケルトン」に置換したもの)内
のフローを経由して、アームとバケットの両方の振動が
行われる。なお、スケルトン作業とは、スケルトン状バ
ケット内の土砂をふるいにかける作業を語源とするが、
一般にアームとバケットを同時操作する作業のことを意
味する。
次に、第3図、第4図にて作業機の自動振動装置につい
て詳細説明する。先ず作業機を自動振動させる時は、自
動振動モードスイッチ6をONにして、作業モードスイッ
チ5と、振動モードスイッチ4の選択信号をコントロー
ラ3に入力し、この信号に基づいてコントローラ7で演
算処理し、このコントローラ7からの指令信号を受けて
アクチュエータ圧油の供給を制御する電子制御バルブ1
0,11,12,13により作業機のアクチュエータ15の上げ側の
振幅(e1)または下げ側の振幅(e2)をe1=e2の一定振
幅になるようにしてある。
また、作業機レバー1a,あるいは1b,または1cのストロー
クに応じた信号をコントローラ3の加算器20に入力し、
その加算した信号をコントローラ7にて演算して、この
コントローラ7からの指令信号に応じて、アクチュエー
タ15へ間欠的に圧油を供給する電子制御バルブ10,11,1
2,13により各作業機のアクチュエータ15の上げ側の振幅
(e1)または下げ側の振幅(e2)をe1>e2あるいはe1<
e2にして自動振動することが可能となっている。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に係る油圧掘削機の自動振
動方法及び自動振動装置によれば、油圧掘削機の掘削作
業や転圧作業等における作業機を振動させて、例えば転
圧作業で平坦な地盤であっても締め固めて行くと地盤の
締め固め位置が下がっても空打ちを防止するために、作
業機レバーの操作量に応じてアクチュエータの上げ側の
振幅(e1)の上端部と、下げ側の振幅(e2)の下端部を
可変にして自動振動させることが可能となり各種の地
形、作業条件に応じて掘削作業や転圧作業の能率が向上
し、また、バケット振動によるふるい作業での作業機の
振動におけるバケットの慣性による姿勢の変化を補正す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例である、油圧掘削機の自動繰
返し作業装置の電気油圧回路図を示す図、第2図は、第
1図のフローチャートを示す図、第3図は、第1図に於
ける自動化コントローラの詳細図、第4図は本発明の実
施例に於ける作動説明図、第5図は従来の技術を示す図
である。 1、1a、1b、1c……作業機レバー 2、2a、2b、2c……電気信号変換装置 3……コントローラ 4……振動モードスイッチ、5……作業モードスイッ
チ、6……自動振動モードスイッチ 7……コントローラ、8、9……ソレノイド、10〜13…
…電子式油圧バルブ 14……油圧ポンプ、15……ブームシリンダ 15a……ブーム信号、15b……アーム信号 15c……バケット信号、15d……スケルトン信号、16……
タンク

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】油圧掘削機のアーム、ブーム、およびバケ
    ットの各アクチュエータのうち少なくとも一つのアクチ
    ュエータを自動的に間欠往復運動をさせて振動を発生さ
    せる油圧掘削機の自動振動方法において、前記アクチュ
    エータの振幅、振動数は選択された作業形態に応じて決
    定されて、該アクチュエータの間欠往復運動を自動的に
    行い、且つ、該アクチュエータ操作用の操作レバーを介
    入操作した場合は、その操作量に応じて、該アクチュエ
    ータの上げ側の振幅(e1)の上端部と、下げ側の振幅
    (e2)の下端部を可変にして自動振動させることを特徴
    とする油圧掘削機の自動振動方法。
  2. 【請求項2】油圧掘削機のアーム、ブーム、およびバケ
    ットの各アクチュエータのうち少なくとも一つのアクチ
    ュエータを自動的に間欠往復運動をさせて振動を発生さ
    せる油圧掘削機の自動振動装置において、自動振動モー
    ドスイッチと、作業モードスイッチと、振動モードスイ
    ッチとを備え、この自動振動モードスイッチのオン状態
    で、作業モードスイッチで選択した信号と、振動モード
    スイッチで選択した信号が入力されたコントローラで演
    算し、このコントローラからの指令信号に応じて、各ア
    クチュエータへ間欠的に圧油を供給する手段を設けて、
    各アクチュエータの上げ側の振幅(e1)と、下げ側の振
    幅(e2)をe1=e2にして自動振動させて、且つ、作業機
    レバーを操作したときの操作量に応じた信号をコントロ
    ーラの加算器に入力し、その加算した信号をコントロー
    ラにて演算して、このコントローラからの指令信号に応
    じて、各アクチュエータへ間欠的に圧油を供給する手段
    の作動量を変えて、各アクチュエータの上げ側の振幅
    (e1)と、下げ側の振幅(e2)をe1>e2あるいはe1<e2
    にして自動振動させることを特徴とする油圧掘削機の自
    動振動装置。
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