JPH07116722B2

JPH07116722B2 - バックホウ装置

Info

Publication number: JPH07116722B2
Application number: JP1064703A
Authority: JP
Inventors: 仁雄那須; 栄菅原; 敬典三浦
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1989-03-15
Publication date: 1995-12-13
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: JPH02243827A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、機台に対してブーム、アーム及びバケットの
夫々を一連に枢支連結し、ブーム、アーム及びバケット
の夫々を駆動揺動可能に構成して成るバックホウ装置に
関し、詳しくはブーム及びアームの揺動角を検出するポ
テンショメータを取付けるための技術に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

最近のバックホウ装置では、作業時にバケットが運転部
側に設定距離まで接近すると、バックホウ装置を自動的
に停止させるような制御や、所定の掘削面を得る制御を
行うもの等が存在しており、これらの制御を行うもので
は、ブーム及びアームの揺動角を、制御装置にフィード
バックするためポテンショメータが取付けられている。

この場合にブームを例に挙げると、ポテンショメータを
取付ける際には、機台に対してブームを所定の揺動角に
設定した状態で、ポテンショメータから予め決められた
電圧が出力されるよう、その取付時におけるポテンショ
メータの取付姿勢等を設定している。

ポテンショメータの取付け姿勢等の調節とは、ポテンシ
ョメータのケースに対する回動軸の相対回動姿勢の調節
を行うことである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前述のようにポテンショメータを取付ける際
に、ブーム等を所定の揺動角に設定した状態でポテンシ
ョメータの取付姿勢等を設定するものでは、ポテンショ
メータからの出力電圧を計測しながら、ポテンショメー
タの取付姿勢等を調節する必要がある。

さらに、ブームに対するアームの揺動角を検出するポテ
ンショメータでは、この調節のための作業を、高い位置
で行わなければならないこともあり改善の余地がある。

本発明はブーム及びアームの揺動角を検出するためのポ
テンショメータを、できるだけ手間を掛けずに取付ける
ことができるように、又、取付けたポテンショメータか
らのフィードバック信号に基いて、精度良く制御系を作
動させることができるように構成することを目的として
いる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の特徴は前述のようなバックホウ装置において、
次のように構成することにある。

機台に対するブームの揺動角を検出する第１ポテンショ
メータ、ブームに対するアームの揺動角を検出する第２
ポテンショメータを設けると共に、ブームを上昇方向の
ストロークエンドまで揺動させ、アームを掻込み方向の
ストロークエンドまで揺動させた姿勢において、第１ポ
テンショメータ及び第２ポテンショメータからの出力信
号値を制御の基準として保持する記憶手段を備えてあ
る。

〔作用〕

（ｉ）本発明のように構成すると例えば第1,2,4図、に示すよ
うに、第１及び第２ポテンショメータ（P₁,P₂）を取付
けた後に、ブーム（４）を上昇方向のストロークエンド
まで揺動させ、アーム（５）を掻込み方向のストローク
エンドまで揺動させて、このときの第１及び第２ポテン
ショメータ（P₁,P₂）からの出力信号値を、基準として
記憶手段に保持させてやる。

これにより、ブーム（４）及びアーム（５）の作動時に
は、第１及び第２ポテンショメータ（P₁）からの出力信
号値に対して、保持した基準の出力信号値を減ずる、又
は保持した基準の出力信号値をパラメータにしたテーブ
ルを読み出す等の電気処理によって、ブーム（４）及び
アーム（５）の夫々の正確な揺動角を検出できることに
なる。

（ii）これにより、第１及び第２ポテンショメータを取付ける
際には、第１及び第２ポテンショメータからの出力信号
値を計測しながら、その取付姿勢等を調節する必要はな
く、第１及び第２ポテンショメータを、およそ所定の範
囲に収まる姿勢に取付けるだけで良い。

そして、このように第１及び第２ポテンショメータを取
付けても、前項（ｉ）のようにブーム及びアームの正確
な揺動角を検出できる。

（iii）さらに、第１及び第２ポテンショメータを取付けた後
に、ブームを上昇方向のストロークエンドに、アームを
掻込み方向のストロークエンドにまで揺動させてから、
基準の出力信号値の保持が行われるので、第１及び第２
ポテンショメータを取付ける際に、ブーム及びアームの
姿勢に規制はない。

これにより、第１及び第２ポテンショメータを取付ける
際には、ブーム及びアームを周囲の状態に応じて作業し
易い姿勢に操作して、第１及び第２ポテンショメータの
取付けを行うことができる。

（iv）第１及び第２ポテンショメータの基準の出力信号値を記
憶手段に保持する際において、ブーム及びアームは、上
昇方向のストロークエンド及び掻込み方向のストローク
エンドと言う最もコンパクトな姿勢となるので、この作
業を行う為に特に大きなスペースは必要なく、狭い建屋
内等においても、この作業を支障なく行うことができ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、ブーム及びアームの揺動角を検出するた
めの第１及び第２ポテンショメータを取付ける際に、調
整を行いながら取付作業を行う必要がなく、ブーム及び
アームを任意の姿勢にして取付作業を行うことができる
ようになり、第１及び第２ポテンショメータの取付けの
作業性を向上させることができた。

そして、ブームの上昇方向のストロークエンド、及びア
ームの掻込み方向のストロークエンドと言う一義的にき
まる姿勢により基準の出力信号値の保持を行うので、基
準の出力信号値の設定も精度良く行われるのであり、こ
れに基づく制御系も精度良く作動するようになる。

又、基準の出力信号値の保持も、ブーム及びアームのコ
ンパクトな姿勢で行えるので、狭い建屋内等において
も、この保持の作業を支障なく行うことができ、さらに
作業性の向上が図れる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第４図に示すように、左右一対のクローラ走行装置
（１）を備えた走行機台（２）に、旋回機台（３））
（機台に相当）を旋回自在に設け、この旋回機台（３）
に搭乗運転部（Ａ）及び原動部（Ｂ）を設けている。そ
して、旋回機台（３）に対してブーム（４）、アーム
（５）及びバケット（６）の夫々を一連に枢支連結して
成るバックホウ装置を設け、走行機台（２）に対してド
ーザ装置（７）を設けて、掘削作業及びドーザ作業の可
能な作業車を構成する。

第４図に示すように、ブーム（４）は旋回機台（３）に
設けられたブラケット（８）に対して、アーム（５）は
ブーム（４）の揺動端部に対して、バケット（６）はア
ーム（５）の揺動端部に対して夫々横向き軸芯周りで揺
動自在に枢支連結され、ブーム（４）、アーム（５）及
びバケット（６）の夫々が第１、第２、第３油圧シリン
ダ(C₁),(C₂),(C₃)で駆動される。

ブラケット（８）は縦向き軸芯周りで揺動自在に旋回機
台（３）に設けられ、ブラケット（８）を第４油圧シリ
ンダ（C₄）で揺動させることで、バックホウ装置の全体
をスイング操作できるよう構成している。搭乗運転部
（Ａ）には運転座席（９）及び操作レバー（10）が設け
られ、バックホウ装置はこの操作レバー（10）の操作に
より制御される。

この作業車では、掘削作業時においてバケット（６）を
所定の掻込み姿勢に維持するための制御装置（11）を備
えている。この制御装置（11）は第１図に示すように、
旋回機台（３）に対するブーム（４）の揺動角を検出す
る第１ポテンショメータ（P₁）、ブーム（４）に対する
アーム（５）の揺動角を検出する第２ポテンショメータ
（P₂）、アーム（５）に対するバケット（６）の揺動角
を検出する第３ポテンショメータ（P₃）の夫々からのフ
ィードバック信号が、A/D変換器（12）を介して入力さ
れる系、及び、操作レバー（10）からの設定信号が入力
される系を備え、第１〜第４油圧シリンダ(C₁),(C₂),(C
₃),(C₄)に対応する電磁弁(V₁),(V₂),(V₃),(V₄)に制御信
号を出力する系を備えている。

これにより、掘削作業時にバケット（６）で土砂の掻込
みを行った後に、スイッチ（13）をON操作すると、第１
〜第３ポテンショメータ(P₁),(P₂),(P₃)からの出力電圧
値（出力信号値）に基づいて、第３油圧シリンダ（C₃）
を作動させ、バケット（６）の開口縁を水平姿勢に設定
する自動制御が行われる。この自動制御はブーム（４）
及びアーム（５）をいずれの方向に作動させても、バケ
ット（６）の開口縁を水平姿勢に維持するよう作動す
る。

この自動制御は、第１〜第３ポテンショメータ(P₁),
(P₂),(P₃)からの出力電圧値（出力信号値）に基いて演
算を行うことで、旋回機台（３）に対するバケット
（６）の姿勢を求め、この姿勢を前述のように水平方向
に向わせるよう作動する。そして、これはメモリ（14）
（記憶手段に相当）にセットされたプログラムに従って
行われ、スイッチ（13）のOFF操作により解除される。
さらに、メモリ（14）には、第１〜第３ポテンショメー
タ(P₁),(P₂),(P₃)の基準電圧（Vo）も保持されている。

一般にポテンショメータは、ケーシング（図示せず）に
対する回動軸（図示せず）の回動量を電圧に変換して出
力するように可変抵抗器型に構成され、その特性は第３
図に示すように略線型である。そして、このように特性
が定まっているポテンショメータを用いる場合には、回
動軸を所定の回動姿勢に設定した状態での出力電圧値
（出力信号値）を基準とすることによって、例えば、ポ
テンショメータから出力される出力電圧値（出力信号
値）から、基準として設定した出力電圧値（出力信号
値）を減ずる等の演算により、回動軸の回動操作量を求
めることが可能である。

そして、この制御系では以上のようなポテンショメータ
の性質を利用して、ブーム（４）、アーム（５）及びバ
ケット（６）の夫々の揺動角を検出する場合、ポテンシ
ョメータの取付時における調節の手間を、以下の説明の
ように省いている。

つまり、第１〜第３ポテンショメータ（P₁),(P₂),(P₃)
を、バックホウ装置に取付けた場合、第２図に示すよう
に、ブーム（４）を上昇方向のストロークエンドまで揺
動させ、アーム（５）を掻込み方向のストロークエンド
まで揺動させ、さらにバケット（６）を掻込み方向のス
トロークエンドまで揺動させたコンパクトな状態で、第
１〜第３ポテンショメータ(P₁),(P₂),(P₃)からの出力電
圧値（出力信号値）を、基準電圧（Vo）としてメモリ
（14）に保持するようになっている。

第３図のグラフでは、回動軸の回動量（Ｓ）に対する出
力電圧値（Ｖ）（出力信号値）を関数Ｖ＝f_(S)として表
してあり、ストロークエンド（So）に対する出力電圧値
（Ｖ）（出力信号値）を基準電圧（Vo）として設定する
ことで、出力電圧（Vx）を得た場合には、（Vx−Vo）×
Ｋの演算により回動軸の実回動量（Ｘ）が得られるので
ある。

〔別実施例〕

本発明は以上の実施例以外に例えば、バケット（６）を
第２図の二点鎖線で示すように放出側のストロークエン
ドまで揺動させた姿勢において、第３ポテンショメータ
（P₃）からの出力電圧値（出力信号値）をメモリ（14）
に保持するよう実施して良い。記憶手段はEP−ROM、又
はバックアップ型のスタティックRAM等の様々なものを
使用でき、第１〜第３ポテンショメータ(P₁),(P₂),(P₃)
に非線型の特性のものを用いて実施することも可能であ
る。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るバックホウ装置の実施例を示し、第
１図は制御系のブロック回路図、第２図はブーム、アー
ム、バケットの夫々をストロークエンドまで揺動させた
状態の概略図、第３図はポテンショメータの特性を表す
グラフ、第４図は作業車の全体側面図である。（３）……機台、（４）……ブーム、（５）……アー
ム、（６）……バケット、（14）……記憶手段、（P₁）
……第１ポテンショメータ、（P₂）……第２ポテンショ
メータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機台（３）に対してブーム（４）、アーム
（５）、バケット（６）夫々を一連に枢支連結し、ブー
ム（４）、アーム（５）、バケット（６）夫々を駆動揺
動可能に構成して成るバックホウ装置であって、機台（３）に対するブーム（４）の揺動角を検出する第
１ポテンショメータ（P₁）、ブーム（４）に対するアー
ム（５）の揺動角を検出する第２ポテンショメータ
（P₂）を設けると共に、ブーム（４）を上昇方向のスト
ロークエンドまで揺動させ、アーム（５）を掻込み方向
のストロークエンドまで揺動させた姿勢において、前記
第１ポテンショメータ（P₁）及び第２ポテンショメータ
（P₂）からの出力信号値を制御の基準として保持する記
憶手段（14）を備えて成るバックホウ装置。