JPH07158104A - Excavation controller of hydraulic shovel - Google Patents
Excavation controller of hydraulic shovelInfo
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- JPH07158104A JPH07158104A JP30645893A JP30645893A JPH07158104A JP H07158104 A JPH07158104 A JP H07158104A JP 30645893 A JP30645893 A JP 30645893A JP 30645893 A JP30645893 A JP 30645893A JP H07158104 A JPH07158104 A JP H07158104A
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- Japan
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- excavation
- setting
- locus
- reference point
- working device
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- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は油圧ショベルの掘削制御
装置に係わり、特に掘削軌跡の設定にしたがって作業装
置の掘削動作を制御する油圧ショベルの掘削制御装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic excavator excavation control device, and more particularly to a hydraulic excavator excavation control device that controls the excavation operation of a work device in accordance with the setting of an excavation trajectory.
【0002】[0002]
【従来の技術】建設機械の代表例である油圧ショベルは
上下方向にそれぞれ回転するブーム、アーム、及びバケ
ットからなる作業装置を備えている。このような油圧シ
ョベルではブームなどの各腕部をそれぞれの手動操作レ
バーによって操作しているが、これら各腕部はそれぞれ
が関節部によって連結され回転運動を行うものであるた
め、複数の腕部を操作して、例えばバケットの先端を所
定の軌跡通りに動かし所定の領域を掘削することは、非
常に困難な作業である。ここで、作業としては法面の直
線掘削、配管埋設のための掘削深さ制限、壁際の掘削制
限、安全上のためのショベル本体足元の安息角制限など
が挙げられる。2. Description of the Related Art A hydraulic excavator, which is a typical example of a construction machine, is equipped with a working device including a boom, an arm, and a bucket that rotate in the vertical direction. In such a hydraulic excavator, each arm part such as a boom is operated by each manual operation lever. However, since each arm part is connected by a joint part to perform a rotary motion, a plurality of arm parts are operated. It is a very difficult work to operate the, for example, to move the tip of the bucket along a predetermined trajectory to excavate a predetermined area. Here, examples of the work include straight line excavation on the slope, excavation depth limitation for burying pipes, excavation limitation on the wall, and angle of repose at the foot of the shovel body for safety.
【0003】このような作業を容易にするために、従
来、各種の掘削制御装置が提案されている。例えば、特
開昭55−119837号公報に記載の『作業機の直線
掘削制御装置』においては、掘削軌跡の傾斜を勾配角度
として予めポテンショメータで設定することで作業装置
の掘削軌跡の設定を行い、作業装置(作業機)の先端を
その勾配角度に沿って直線移動させ直線掘削を行ってい
る。In order to facilitate such work, various types of excavation control devices have been conventionally proposed. For example, in the "linear excavation control device for working machine" described in JP-A-55-119837, the excavation locus of the working device is set by setting the inclination of the excavation trajectory as a gradient angle in advance with a potentiometer. Straight excavation is performed by linearly moving the tip of the working device (working machine) along the inclination angle.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
55−119837号公報に記載の従来技術にあって
は、作業装置の掘削軌跡を設定するにはポテンショメー
タで設定する掘削軌跡の勾配角度、すなわち掘削面の角
度を予め認識していなければならず、また車体が傾いて
いるときには掘削面の角度が設定した勾配角度と一致せ
ず、正確な掘削が行えないという問題があった。However, in the prior art disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 55-119837, the gradient angle of the excavation locus set by the potentiometer, that is, the excavation locus of the working device is set. The angle of the excavation surface must be recognized in advance, and when the vehicle body is tilted, the angle of the excavation surface does not match the set inclination angle, which causes a problem that accurate excavation cannot be performed.
【0005】本発明の目的は、車体が傾いているときで
も正確かつ容易に作業装置の掘削軌跡の設定が行える油
圧ショベルの掘削制御装置を提供することである。An object of the present invention is to provide an excavation control device for a hydraulic excavator, which enables accurate and easy setting of the excavation locus of the working device even when the vehicle body is tilted.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために次の構成を採用する。すなわち、油圧ショ
ベルの作業装置の先端位置を検出する検出手段と、前記
作業装置の掘削軌跡の設定を行う設定手段とを備え、前
記掘削軌跡の設定にしたがって前記作業装置の掘削動作
を制御する油圧ショベルの掘削制御装置において、前記
設定手段は、目標軌跡の基準となる2つの基準点から前
記目標軌跡上の2つの設定点までの深さを入力する第1
手動操作手段と、前記作業装置の先端を前記2つの基準
点に動かしたときに得られる前記検出手段の検出値と前
記深さとから前記2つの設定点の位置を演算する第1設
定演算手段と、前記2つの設定点の位置からこれら2つ
の設定点を結んだ直線式を計算して前記掘削軌跡の設定
を行う第2設定演算手段とを有する構成とする。The present invention adopts the following constitution in order to achieve the above object. That is, a hydraulic means for controlling the excavation operation of the working device according to the setting of the excavation locus, the detecting device detecting the tip position of the working device of the hydraulic excavator, and the setting means for setting the excavation locus of the working device. In the excavator excavation control device, the setting means inputs a depth from two reference points serving as a reference of the target trajectory to two set points on the target trajectory.
A manual operation means, and a first setting calculation means for calculating the positions of the two set points from the detection value of the detection means and the depth obtained when the tip of the working device is moved to the two reference points. , A second setting calculation means for calculating the linear equation connecting these two set points from the positions of the two set points and setting the excavation locus.
【0007】上記掘削制御装置において、好ましくは、
前記第1設定演算手段は、前記2つの基準点のいずれを
選択するかを指示する第2手動操作手段と、前記第2手
動操作手段で選択された基準点毎に対応する設定点の位
置を演算する演算手段とを備える。In the above excavation control device, preferably,
The first setting calculation means indicates a second manual operation means for instructing which of the two reference points is selected and a position of the set point corresponding to each reference point selected by the second manual operation means. And a computing means for computing.
【0008】[0008]
【作用】以上のように構成した本発明においては、まず
オペレータが作業装置の先端位置を2つの基準点の1つ
に動かし、この位置で第1手動操作手段を操作して基準
点から対応する設定点までの深さを入力する。一方、作
業装置の先端が基準点の1つに動かされると、検出手段
ではその基準点の位置を検出し、第1設定演算手段では
その検出値と入力した深さとから対応する設定点の位置
が演算される。次に、オペレータは作業装置の先端位置
をもう1つの基準点に動かし、その基準点から対応する
設定点までの深さを入力すると、同様にもう1つの設定
点の位置が演算される。第2設定演算手段では、求めら
れた2つの設定点の位置からこれら2つの設定点を結ん
だ直線式を計算して掘削軌跡の設定を行う。このように
本発明においては、実際の作業装置の先端位置を基準点
として、その点から深さにより目標軌跡の設定点を指定
し掘削軌跡を設定するので、容易に作業装置の掘削軌跡
の設定を行うことができる。また、実際の作業装置の先
端位置を基準点として掘削軌跡の設定を行うので、車体
が傾いていても正確な掘削軌跡の設定が可能となる。In the present invention constructed as described above, the operator first moves the tip end position of the working device to one of the two reference points and operates the first manual operation means at this position to respond from the reference point. Enter the depth to the set point. On the other hand, when the tip of the working device is moved to one of the reference points, the detection means detects the position of the reference point, and the first setting calculation means detects the position of the corresponding set point from the detected value and the input depth. Is calculated. Next, the operator moves the tip end position of the work device to another reference point, inputs the depth from the reference point to the corresponding set point, and similarly the position of the other set point is calculated. The second setting calculation means calculates a linear equation connecting these two set points from the obtained positions of the two set points to set the excavation locus. As described above, in the present invention, since the excavation locus is set by designating the set point of the target locus by the depth from the actual tip position of the working device as a reference point, the excavation locus of the working device can be easily set. It can be performed. Further, since the excavation locus is set using the actual tip position of the working device as a reference point, it is possible to set the accurate excavation locus even if the vehicle body is tilted.
【0009】[0009]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図7により
説明する。図1において、本発明が適用される油圧ショ
ベルは、油圧ポンプ2と、この油圧ポンプ2からの圧油
により駆動されるブームシリンダ3a、アームシリンダ
3b及びバケットシリンダ3cと、操作レバー4a,4
b,4cと、油圧ポンプ2と各シリンダの間に接続さ
れ、操作レバー4a,4b,4cの操作信号によって制
御され、シリンダ3a,3b,3cに供給される圧油の
流量をそれぞれ制御する流量制御弁5a,5b,5c
と、油圧ポンプ2と流量制御弁5a,5b,5cの間の
圧力が設定値以上になった場合に開くリリーフ弁6とを
備えた油圧駆動装置を有している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, a hydraulic excavator to which the present invention is applied includes a hydraulic pump 2, a boom cylinder 3a, an arm cylinder 3b and a bucket cylinder 3c driven by pressure oil from the hydraulic pump 2, and operating levers 4a and 4a.
b, 4c, the hydraulic pump 2 and each cylinder, which are controlled by the operation signals of the operation levers 4a, 4b, 4c, and control the flow rate of the pressure oil supplied to the cylinders 3a, 3b, 3c, respectively. Control valves 5a, 5b, 5c
And a relief valve 6 that opens when the pressure between the hydraulic pump 2 and the flow control valves 5a, 5b, 5c exceeds a set value.
【0010】また、油圧ショベルは、図2に示すよう
に、上下方向にそれぞれ回転するブーム1a、アーム1
b及びバケット1cからなる作業装置1を備え、ブーム
シリンダ3a、アームシリンダ3b及びバケットシリン
ダ3cはブーム1a、アーム1b及びバケット1cをそ
れぞれの関節部を中心として回動する。As shown in FIG. 2, the hydraulic excavator has a boom 1a and an arm 1 which rotate in the vertical direction.
The work device 1 including the b and the bucket 1c is provided, and the boom cylinder 3a, the arm cylinder 3b, and the bucket cylinder 3c rotate the boom 1a, the arm 1b, and the bucket 1c around their joints.
【0011】以上のように構成した油圧ショベルに本実
施例の掘削制御装置が設けられている。この掘削制御装
置は、作業装置1の掘削軌跡の設定に用いる設定器7
と、ブーム1a、アーム1b及びバケット1cの各関節
角度を検出する角度検出器8a,8b,8cと、操作レ
バー4a,4b,4cからの操作信号と、角度検出器8
a,8b,8cからの検出信号と設定器7からの設定信
号を入力し、作業装置の掘削軌跡の設定を行うと共に、
流量制御弁5a,5b,5cに操作信号を出力する制御
ユニット9とから構成されている。The excavation control system of this embodiment is provided in the hydraulic excavator constructed as described above. This excavation control device includes a setting device 7 used for setting an excavation locus of the work device 1.
And angle detectors 8a, 8b and 8c for detecting the joint angles of the boom 1a, the arm 1b and the bucket 1c, operation signals from the operation levers 4a, 4b and 4c, and the angle detector 8
The detection signals from a, 8b, and 8c and the setting signal from the setting device 7 are input to set the excavation locus of the working device, and
The flow rate control valves 5a, 5b and 5c are composed of a control unit 9 which outputs an operation signal.
【0012】設定器7は、掘削動作の制御を行うか(O
N)、掘削軌跡の設定を行うか(OFF)をオペレータ
が選択するON・OFFスイッチ7aと、目標軌跡の基
準となる2つの基準点のいずれを選択するかをオペレー
タが指示する1/2切換ボタン7bと、基準点から目標
軌跡の設定点までの深さをオペレータが指定する+/−
増減ボタン7cとを有している。Whether the setting device 7 controls the excavation operation (O
N), ON / OFF switch 7a for the operator to select whether the excavation locus is set (OFF), and 1/2 switching for instructing the operator which of the two reference points to be the reference of the target locus to be selected. The operator designates the button 7b and the depth from the reference point to the set point of the target trajectory +/-
It has an increase / decrease button 7c.
【0013】本実施例における掘削軌跡の設定の考え方
は概ね次のようである。すなわち、図2において、作業
装置1の先端位置を基準点P1,P2に動かして、その位
置で深さh1,h2を入力して深さにより設定点P1*,P
2*を指定し、設定点P1*,P 2*の2点を結んだ直線式を
計算して掘削軌跡の設定を行う。制御ユニット7では、
この考えに基づき掘削軌跡を設定し、この掘削軌跡の設
定にしたがって作業装置1の掘削動作を制御する。以
下、その詳細を図3に示すフローチャートを参照して説
明する。Concept of setting excavation locus in this embodiment
Is roughly as follows. That is, in FIG.
Set the tip position of the device 1 to the reference point P.1, P2Move to that place
Depth h1, H2Enter and set point P depending on the depth1 *, P
2 *And set point P1 *, P 2 *The straight line formula connecting the two points
Calculate and set the excavation trajectory. In the control unit 7,
The excavation trajectory is set based on this idea and the excavation trajectory is set.
The excavation operation of the work device 1 is controlled in accordance with the set rules. Since
The details will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.
Reveal
【0014】図3において、先ず手順100において、
掘削動作の制御を行うか(ON)、掘削軌跡の設定を行
うか(OFF)を設定器7のON/OFF切換えボタン
7aで選択する。最初は掘削軌跡の設定を行うのである
からOFF側のボタンを押し、手順110に進む。手順
110では基準点となる2点P1,P2のどちらを選択す
るか(i=1,2)を設定器7の1/2切換えボタン7
bで選択する。最初は基準点P1を選択するのであるか
ら、「1」側のボタンを押し、手順120に進む。手順
120では作業装置1の先端で実際に基準点P1の指示
を行う。具体的には、オペレータが操作レバー4a,4
b,4cを操作して作業装置1の先端位置、すなわちバ
ケット1cの先端位置を基準点P1に動かし、角度検出
器8a,8b,8cで検出した関節角度よりその基準点
P1の位置をXY座標系の座標値(X1,Y1)として求
める。次に手順130において、基準点P1から設定点
P1*までの深さh1の入力を設定器7の+/−増減ボタ
ン7cで行う。次に手順140で設定点P1*のY座標の
計算、Y1*=Y1−h1を行い、設定点P1*の設定を行
う。Referring to FIG. 3, first in step 100,
The ON / OFF switching button 7a of the setting device 7 is used to select whether to control the excavation operation (ON) or to set the excavation trajectory (OFF). Since the excavation locus is initially set, the button on the OFF side is pressed and the procedure proceeds to step 110. In step 110, the 1/2 switching button 7 of the setter 7 determines which of the two points P 1 and P 2 to be the reference points to be selected (i = 1, 2).
Select with b. Since the reference point P 1 is initially selected, the button on the “1” side is pressed and the process proceeds to step 120. In step 120, the reference point P 1 is actually specified at the tip of the work device 1. Specifically, the operator operates the operation levers 4a, 4
b, 4c are operated to move the tip position of the work device 1, that is, the tip position of the bucket 1c to the reference point P1, and the position of the reference point P1 is determined from the joint angle detected by the angle detectors 8a, 8b, 8c. Obtained as the coordinate value (X 1 , Y 1 ) of the system. Next, in step 130, the depth h 1 from the reference point P 1 to the set point P 1 * is input by the +/− increase / decrease button 7c of the setter 7. Then the calculation of the set point P 1 * Y coordinate in Step 140, Y 1 * = Y 1 performs -h 1, to set point P 1 * settings.
【0015】このようにして設定点P1*の設定が完了す
ると始めに戻り、今度は基準点P2について上述の手順
を繰り返す。すなわち、手順110では設定器7の1/
2切換えボタン7bの「1」側のボタンを押し、手順1
20では作業装置1の先端を基準点P2に動かし、その
基準点P2の位置をXY座標系の座標値(X2,Y2)と
して求め、手順130において、基準点P2から設定点
P2*までの深さh2の入力を設定器7の+/−増減ボタ
ン7cで行い、手順140で設定点P2*のY座標の計
算、Y2*=Y2−h2を行い、設定点P2*の設定を行う。When the setting of the set point P 1 * is completed in this way, the procedure returns to the beginning, and this time, the above procedure is repeated for the reference point P 2 . That is, in step 110, 1 / of the setting device 7
2 Press the button on the "1" side of the switching button 7b to
Tip 20 in the working device 1 is moved to the reference point P 2, and obtains the position of the reference point P 2 as coordinate value of the XY coordinate system (X 2, Y 2), in step 130, the set point from the reference point P 2 performed in P 2 * until the depth h 2 enter the setting device 7 of +/- decrease button 7c, the calculation of set point P 2 * Y coordinate in Step 140, Y 2 * = Y 2 -h 2 was carried out , Set point P 2 * is set.
【0016】以上のようにして2つの設定点P1*,P2*
を設定した後、掘削動作の制御を行う場合には、設定器
7の切換えボタン7aのON側を選択し、手順100か
ら手順200に進む。手順200では2つの設定点
P1*,P2*を結んだ直線式を、 Y=(Y2−Y1)X/(X2−X1) +(X2Y1−X1Y2)/(X2−X1) により計算し、掘削軌跡の設定を行う。次に手順210
において、その掘削軌跡の設定にしたがって掘削動作の
制御を行い、初めに戻る。As described above, the two set points P 1 * and P 2 *
When the excavation operation is controlled after setting, the ON side of the switching button 7a of the setting device 7 is selected and the process proceeds from step 100 to step 200. In step 200, a linear equation connecting the two set points P 1 * and P 2 * is expressed by Y = (Y 2 −Y 1 ) X / (X 2 −X 1 ) + (X 2 Y 1 −X 1 Y 2 ) was calculated by / (X 2 -X 1), to set the drilling trajectory. Then, step 210
At, the excavation operation is controlled according to the setting of the excavation trajectory, and the process returns to the beginning.
【0017】以上の構成において、角度検出器8a,8
b,8cとその検出角度より作業装置1の先端位置を演
算する制御ユニット9の機能は油圧ショベルの作業装置
の先端位置を検出する検出手段を構成し、設定器7と図
3に示す手順100〜200は作業装置1の掘削軌跡の
設定を行う設定手段を構成する。In the above construction, the angle detectors 8a, 8
b, 8c and the function of the control unit 9 for calculating the tip position of the working device 1 from the detected angles constitute a detecting means for detecting the tip position of the working device of the hydraulic excavator, and the setting device 7 and the procedure 100 shown in FIG. ˜200 constitutes setting means for setting the excavation locus of the working apparatus 1.
【0018】また、設定器7の+/−増減ボタン7cと
図3に示す手順100,130は目標軌跡の基準となる
2つの基準点P1,P2から目標軌跡上の2つの設定点P
1*,P2*までの深さを入力する第1手動操作手段を構成
し、設定器7の1/2切換えボタン7bと図3に示す手
順100,110,120,140は作業装置1の先端
を2つの基準点P1,P2に動かしたときに得られる上記
検出手段の検出値と上記深さとから2つの設定点P1*,
P2*の位置を演算する第1設定演算手段を構成し、図3
に示す手順200は2つの設定点P1*,P2*の位置から
これら2つの設定点を結んだ直線式を計算して掘削軌跡
の設定を行う第2設定演算手段を構成する。Further, the +/- increase / decrease button 7c of the setter 7 and the steps 100 and 130 shown in FIG. 3 are two reference points P 1 and P 2 which are the reference of the target locus to two set points P on the target locus.
The first manual operation means for inputting the depths up to 1 * , P 2 * is constituted, and the 1/2 switching button 7b of the setting device 7 and the steps 100, 110, 120, 140 shown in FIG. Two set points P 1 * , based on the detection value of the detection means and the depth obtained when the tip is moved to the two reference points P 1 and P 2 .
The first setting calculation means for calculating the position of P 2 * is configured, and is shown in FIG.
The procedure 200 shown in 1) constitutes the second setting calculation means for setting the excavation locus by calculating the linear equation connecting the two set points P 1 * and P 2 * from the positions.
【0019】更に、設定器7の1/2切換えボタン7b
は2つの基準点P1,P2のいずれを選択するかを指示す
る第2手動操作手段を構成し、図3に示す手順100,
110,120,140は、その第2手動操作手段で選
択された基準点毎に対応する設定点の位置を演算する演
算手段を構成する。Further, the 1/2 switching button 7b of the setting device 7
Constitutes a second manual operation means for instructing which of the two reference points P 1 and P 2 is to be selected, and the procedure 100 shown in FIG.
The reference numerals 110, 120, 140 constitute a calculation means for calculating the position of the set point corresponding to each reference point selected by the second manual operation means.
【0020】次に、手順210で行われる掘削動作の制
御の詳細を図4〜図7を用いて説明する。本実施例は、
掘削軌跡を用いて行う掘削動作の制御として、特願平4
−348534号の先願発明のように掘削軌跡で掘削動
作範囲の境界面を確定し、掘削動作範囲を制限する領域
制限掘削制御を行うものである。Next, details of the control of the excavation operation performed in step 210 will be described with reference to FIGS. In this example,
As a control of the excavation operation performed using the excavation locus, Japanese Patent Application No.
As in the prior application of Japanese Patent No. 348534, the boundary surface of the excavation operation range is determined on the excavation locus, and the area limited excavation control for limiting the excavation operation range is performed.
【0021】図4はその領域制限掘削制御を示すフロー
チャートであり、手順211において、各操作レバー4
a,4b,4cの操作信号を入力し、次に手順212に
おいて、各角度検出器8a,8b,8cにより検出した
各関節角度を入力する。次に手順213において、各関
節角度に基づき作業装置1の位置と姿勢を計算する。次
に手順214において、作業装置1の先端位置が上記の
ように設定した掘削軌跡により郭定される掘削動作範囲
内にあるか否かを判定する。図5にその様子を示す。図
中、Cが設定した掘削軌跡、すなわち掘削動作範囲の境
界面である。作業装置1の先端位置が制限領域内にない
場合には手順215に進み、制限領域内に戻るように操
作信号を修正し、制限領域内にあるときには手順216
に進む。次に手順216において、操作信号を出力し、
始めに戻る。FIG. 4 is a flow chart showing the area limiting excavation control. In step 211, each operation lever 4 is operated.
The operation signals a, 4b, and 4c are input, and then in step 212, the joint angles detected by the angle detectors 8a, 8b, and 8c are input. Next, in step 213, the position and orientation of the work apparatus 1 are calculated based on each joint angle. Next, in step 214, it is determined whether or not the tip position of the work device 1 is within the excavation operation range defined by the excavation trajectory set as described above. This is shown in FIG. In the figure, C is the excavation trajectory set, that is, the boundary surface of the excavation operation range. If the tip end position of the work device 1 is not within the restricted area, the procedure proceeds to step 215, the operation signal is corrected to return to the restricted area, and if it is within the restricted area, the procedure 216 is performed.
Proceed to. Next, in step 216, an operation signal is output,
Return to the beginning.
【0022】手順215における操作信号の修正方法に
ついて、図5〜図7に基づき説明する。A method of correcting the operation signal in step 215 will be described with reference to FIGS.
【0023】各操作レバー4a,4b,4cで与えられ
た操作信号により、作業装置1には操作ベクトルAが生
じ、作業装置1の先端位置が制限領域内にある場合には
そのまま流量制御弁5a,5b,5cに出力されて作業
装置1の進行方向となるが、制限領域外にある場合には
作業装置の先端位置が制限領域内に戻るように操作信号
を修正して出力する。その修正方法は、まず操作信号に
よって与えられる作業装置1の先端の操作ベクトルAに
対して制限領域境界面Cに垂直な成分AV をキャンセル
するように操作信号を修正し、平行成分AH のみ抽出す
る。この修正によって作業装置1の先端は制限領域外に
さらに進もうとする動作が阻止される。そして次に、作
業装置1の先端と制限領域境界面Cとの距離すなわち偏
差Dに比例した速度ベクトルを求め、これを制限領域境
界面Cに垂直に制限領域内に戻る成分AR とする。図6
に偏差Dと戻る成分AR との関係を示す。次に、この戻
る成分AR と先ほどの平行成分ベクトルAH とを合成し
て修正ベクトルAM を求め、各流量制御弁5a,5b,
5cに配分され、修正された操作信号として出力する。An operation vector A is generated in the working device 1 by the operation signal given by each of the operating levers 4a, 4b, 4c, and when the tip end position of the working device 1 is within the restricted region, the flow rate control valve 5a is kept as it is. , 5b, 5c to be the traveling direction of the working apparatus 1, but when it is outside the restricted area, the operation signal is corrected and output so that the tip position of the working apparatus returns to the inside of the restricted area. The correction method is as follows. First, the operation signal is corrected so as to cancel the component A V perpendicular to the restricted area boundary surface C with respect to the operation vector A of the tip of the work device 1 given by the operation signal, and only the parallel component A H is obtained. Extract. By this modification, the tip of the work device 1 is prevented from moving further out of the restricted area. Then, next, a velocity vector proportional to the distance between the tip of the work apparatus 1 and the limit area boundary surface C, that is, the deviation D is obtained, and this is taken as a component A R that returns to the inside of the limit area perpendicular to the limit area boundary surface C. Figure 6
Shows the relationship between the deviation D and the returning component A R. Next, the return component A R and the parallel component vector A H obtained above are combined to obtain a correction vector A M , and the flow rate control valves 5a, 5b,
5c and outputs as a corrected operation signal.
【0024】制限領域外から制限領域内に戻る軌跡の一
例を図7に示す。操作信号により与えられる操作ベクト
ルAが斜め下方に一定であるときには、その平行成分A
H は一定となり、また戻る成分AR は偏差Dに比例する
ので制限領域内に近づくほど小さくなる。したがって、
修正ベクトルAM はその合成であるので、軌跡は図7の
ように制限領域教界面Cに近づくにつれて平行となる曲
線状となる。FIG. 7 shows an example of a trajectory that returns from outside the restricted area to inside the restricted area. When the operation vector A given by the operation signal is constant diagonally downward, its parallel component A
H becomes constant, and the returning component A R is proportional to the deviation D, and therefore becomes smaller as it approaches the limit region. Therefore,
Since the correction vector A M is a combination thereof, the locus becomes a curved line that becomes parallel as it approaches the restricted area teaching surface C as shown in FIG. 7.
【0025】以上明らかな通り本実施例によれば、実際
の作業装置の先端位置を基準点として、その点から深さ
により目標軌跡の設定点を指定し掘削軌跡を設定できる
ので、容易に作業装置の掘削軌跡の設定を行うことがで
きる。また、実際の作業装置の先端位置を基準点として
掘削軌跡の設定を行うので、車体が傾いていても正確な
掘削軌跡の設定が可能となる。As is apparent from the above, according to the present embodiment, the excavation locus can be set by designating the set point of the target locus by the depth from the actual tip position of the working device as a reference point, so that the work can be performed easily. The excavation locus of the device can be set. Further, since the excavation locus is set using the actual tip position of the working device as a reference point, it is possible to set the accurate excavation locus even if the vehicle body is tilted.
【0026】なお、以上の実施例では、掘削軌跡を用い
る掘削動作の制御例として、掘削軌跡を掘削動作範囲の
境界面として用いる領域制限掘削制御を説明したが、掘
削軌跡を作業装置の先端の移動軌跡として用いる軌跡制
御等、他の掘削制御を行っても良い。In the above embodiment, the area limiting excavation control using the excavation trajectory as the boundary surface of the excavation operation range has been described as an example of the control of the excavation trajectory using the excavation trajectory. Other excavation control such as trajectory control used as a movement trajectory may be performed.
【0027】また、作業装置1の位置と姿勢を検出する
検出手段として作業装置の各関節の角度を検出する角度
検出器8a〜8cを用いたが、油圧シリンダ3a,3
b,3cのストロークを検出する変位検出器を用いても
よく、これによっても同様に作業装置1の位置と姿勢を
検出し、同様の効果を得ることができる。Further, the angle detectors 8a to 8c for detecting the angles of the joints of the working device are used as the detecting means for detecting the position and the posture of the working device 1, but the hydraulic cylinders 3a, 3 are used.
A displacement detector that detects the strokes b and 3c may be used, and the position and orientation of the work device 1 can be similarly detected and the same effect can be obtained.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明によれば、実際の作業装置の先端
位置を基準点として、その点から深さにより目標軌跡の
設定点を指定し掘削軌跡を設定できるので、容易に作業
装置の掘削軌跡の設定を行うことができる。また、実際
の作業装置の先端位置を基準点として掘削軌跡の設定を
行うので、車体が傾いていても正確な掘削軌跡の設定が
可能となる。According to the present invention, since the excavation locus can be set by designating the set point of the target locus by the depth from the actual tip position of the working device as a reference point, the excavation of the working device can be easily performed. The trajectory can be set. Further, since the excavation locus is set using the actual tip position of the working device as a reference point, it is possible to set the accurate excavation locus even if the vehicle body is tilted.
【図1】本発明の一実施例による油圧ショベルの掘削制
御装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an excavation control device for a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の掘削軌跡の設定の考え方を説明する図
である。FIG. 2 is a diagram illustrating a concept of setting an excavation trajectory according to the present invention.
【図3】掘削軌跡の設定手順を示すフローチャートであ
る。FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for setting an excavation locus.
【図4】掘削動作の制御手順を示すフローチャートであ
る。FIG. 4 is a flowchart showing a control procedure of excavation operation.
【図5】作業装置の位置と姿勢に応じた操作信号の修正
方法を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a method of correcting an operation signal according to a position and a posture of a work device.
【図6】作業装置と制限領域境界面との距離偏差と戻る
成分との関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a distance deviation between a work device and a boundary surface of a restricted area and a returning component.
【図7】制限領域外から制限領域内に戻る軌跡の一例を
示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a trajectory that returns from outside the restricted area to inside the restricted area.
1 作業装置 1a ブーム 1b アーム 1c バケット 2 油圧ポンプ 3a,3b,3c 油圧シリンダ 4a,4b,4c 操作レバー 5a,5b,5c 流量制御弁 6 リリーフ弁 7 設定器(設定手段) 7a ON/OFF切換えボタン 7b 1/2切換えボタン(第1設定演算手段;第2手
動操作手段) 7c +/−増減ボタン(第1手動操作手段) 8a,8b,8c 角度検出器(検出手段) 9 制御ユニット(検出手段:設定手段) 手順100〜200 設定手段 手順100,110,120,140 第1設定演算手
段;演算手段 手順200 第2設定演算手段 手順130 第1手動操作手段1 Working device 1a Boom 1b Arm 1c Bucket 2 Hydraulic pump 3a, 3b, 3c Hydraulic cylinder 4a, 4b, 4c Operating lever 5a, 5b, 5c Flow control valve 6 Relief valve 7 Setting device (setting means) 7a ON / OFF switching button 7b 1/2 switching button (first setting calculation means; second manual operation means) 7c +/- increase / decrease button (first manual operation means) 8a, 8b, 8c Angle detector (detection means) 9 Control unit (detection means) : Setting means) Procedures 100 to 200 Setting means Procedures 100, 110, 120, 140 First setting calculation means; Calculation means Procedure 200 Second setting calculation means Procedure 130 First manual operation means
Claims (2)
出する検出手段と、前記作業装置の掘削軌跡の設定を行
う設定手段とを備え、前記掘削軌跡の設定にしたがって
前記作業装置の掘削動作を制御する油圧ショベルの掘削
制御装置において、 前記設定手段は、目標軌跡の基準となる2つの基準点か
ら前記目標軌跡上の2つの設定点までの深さを入力する
第1手動操作手段と、前記作業装置の先端を前記2つの
基準点に動かしたときに得られる前記検出手段の検出値
と前記深さとから前記2つの設定点の位置を演算する第
1設定演算手段と、前記2つの設定点の位置からこれら
2つの設定点を結んだ直線式を計算して前記掘削軌跡の
設定を行う第2設定演算手段とを有することを特徴とす
る油圧ショベルの掘削制御装置。1. A detection means for detecting a tip position of a working device of a hydraulic excavator, and a setting means for setting an excavation locus of the working device, the excavation operation of the working device according to the setting of the excavation trajectory. In the excavation control device for a hydraulic excavator to be controlled, the setting means includes first manual operation means for inputting a depth from two reference points serving as a reference of a target trajectory to two set points on the target trajectory, First setting calculation means for calculating the positions of the two set points from the detection value of the detection means and the depth obtained when the tip of the work device is moved to the two reference points; and the two set points. An excavation control device for a hydraulic excavator, comprising: a second setting calculation means that calculates a linear equation connecting these two set points from the position of 1 to set the excavation locus.
装置において、前記第1設定演算手段は、前記2つの基
準点のいずれを選択するかを指示する第2手動操作手段
と、前記第2手動操作手段で選択された基準点毎に対応
する設定点の位置を演算する演算手段とを備えることを
特徴とする油圧ショベルの掘削制御装置。2. The excavation control device for a hydraulic excavator according to claim 1, wherein the first setting calculation means is a second manual operation means for instructing which of the two reference points is to be selected, and the second manual operation means. An excavation control device for a hydraulic excavator, comprising: a calculation unit that calculates a position of a set point corresponding to each reference point selected by a manual operation unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30645893A JPH07158104A (en) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | Excavation controller of hydraulic shovel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30645893A JPH07158104A (en) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | Excavation controller of hydraulic shovel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07158104A true JPH07158104A (en) | 1995-06-20 |
Family
ID=17957255
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30645893A Pending JPH07158104A (en) | 1993-12-07 | 1993-12-07 | Excavation controller of hydraulic shovel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07158104A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112639211A (en) * | 2018-09-12 | 2021-04-09 | 株式会社小松制作所 | Working machine, control device, and control method |
-
1993
- 1993-12-07 JP JP30645893A patent/JPH07158104A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112639211A (en) * | 2018-09-12 | 2021-04-09 | 株式会社小松制作所 | Working machine, control device, and control method |
CN112639211B (en) * | 2018-09-12 | 2022-09-27 | 株式会社小松制作所 | Working machine, control device, and control method |
US11946219B2 (en) | 2018-09-12 | 2024-04-02 | Komatsu Ltd. | Work machine, control device, and control method |
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