JPH07158123A - スライドアームを備えた作業機の干渉防止方法および位置制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アームを伸縮しても作業機と車体とが干渉し
ないようにする。 【構成】 バケットの刃先先端位置Ｘを求め、Ｘが予め
定めた距離Ｘ₀ まで車体に接近したか否かを調べる（ス
テップ７０、７１）。Ｘ≦Ｘ₀ のときには、アームを伸
長させることを禁止する（ステップ７２）。そして、ア
ームの最縮状態に対する伸長（スライド）量を調べ、ス
ライド量が２００ｍｍ以上であれば、ブーム上げ操作、
アーム掘削操作、アームの左方向へのオフセット操作を
停止する（ステップ７３、７４）。また、スライド量が
２００ｍｍより小さい場合には、ブーム角θ₁ が９０度
以上かを判断し、θ₁ ＜９０°であれば、前記のステッ
プ７４の処理をする。しかし、θ₁ ≦９０°ならば、ブ
ーム上げ、アーム掘削、オフセット左の操作を停止する
とともに、ブーム下げ操作をも停止する（ステップ７
６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、作業機の干渉防止方法
および位置制御方法に係り、特にブームの先端に設けた
アームがテレスコピックに伸縮するパワーショベルなど
の作業機の干渉防止方法および位置制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、広範囲かつ多様な作業を行えるよ
うに、バケットを取り付けたアームを伸縮できるパワー
ショベルが用いられるようになっている。図８は、伸縮
可能なアームを備え、アームを車体の左右方向にオフセ
ットできるパワーショベルの側面図である。

【０００３】図８において、パワーショベルは、下部走
行体１０に旋回装置１２を介して上部旋回体１４が設け
てあり、この旋回体１４に操作室（運転室）１６が設置
してある。また、上部旋回体１４には、作業機１８が設
けてある。作業機１８は、ブーム１９が第１ブーム２０
と第２ブーム２８とからなり、第１ブーム２０の基端部
がフートピン２２を介して旋回体１４に枢着してある。
そして、第１ブーム２０と上部旋回体１４との間には、
ブームシリンダ２４が配設してあって、ブームシリンダ
２４を作動させることによりブーム１９を矢印２６のよ
うに上下方向に回動できるようになっている。

【０００４】第２ブーム２８は、第１ブーム２０の先端
部に枢着してある。そして、第２ブーム２８と第１ブー
ム２０との間には、ブラケットを介してオフセットシリ
ンダ３０が設けてあり、第２ブーム２８を図８の紙面に
直交した方向に回動できるようにして、図９に示す様に
アーム３２が実線の状態から破線の状態に移動する場合
や、破線の状態から実線の状態に移動するいわゆるオフ
セットできるようにしてある。また、第２ブーム２８の
先端部には、第３ブーム２９が枢着してあり、第３ブー
ム２９の先端にアーム３２を貫通させたアームホルダ３
４が枢着してある。そして、アームホルダ３４と第３ブ
ーム２９との間には、アームシリンダ３６が設けてあ
り、このアームシリンダ３６を作動することにより、ア
ームホルダ３４を介してアーム３２を矢印３８のように
第３ブーム２９に対して回動できるようになっている。
さらに、アームホルダ３４には図示しないモータ等のア
クチュエータが設けてあり、アクチュエータによってア
ーム３２の先端側を矢印４０のように、アームホルダ３
４に対してテレスコピックに伸縮できるようになってい
る。

【０００５】アーム３２の先端部には、バケット４２が
枢着してある。このバケット４２は、アームホルダ３４
に取り付けたバケットシリンダ４４のロッドにリンク機
構を介して接続してあり、バケットシリンダ４４を作動
することにより、矢印４６のようにアーム３２に対して
回動できるようにしてある。

【０００６】このように構成してある従来のスライドア
ームを備えた作業機１８においては、バケット４２の刃
先が車体の一部である操作室１６と干渉しないようにし
ている。すなわち、図１０に斜線をもって示したよう
に、操作室１６の周囲には作業機１８の進入禁止領域５
０が設定してあり、バケット４２の刃先が操作室１６か
ら予め定めた距離（例えば、３０ｃｍ）に近づくと、バ
ケット４２の接近が自動的に停止させられ、作業機１８
が操作室１６に接触しないようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の作業
機１８と操作室との干渉防止方法は、アーム３２が最短
（最縮）または最長状態のときに、操作室１６の３０ｃ
ｍ手前で停止するようになっている。そして、たとえバ
ケット４２の刃先を操作室１６の手前３０ｃｍの位置に
保持していたとしても、操作室１６の右側に位置してい
る車体のタンクカバー５２等の外装が、図１１の斜線で
示したようになっている場合、アーム３２を右方向にオ
フセットすると、バケット４２がタンクカバー５２など
にに干渉してしまう。

【０００８】一方、従来から作業機１８を所定の位置に
自動的に停止させることが行われている。例えば、図１
２（Ａ）のようにブームを矢印５４の如く下方に回動し
てバケット４２を所定の位置（例えば、バケット４２の
刃先が地面５６と接触する位置）に停止させる場合、い
わゆる深さモードと呼ばれる制御方法が採用され、第１
ブーム２０が水平線に対して所定の角度になると、ブー
ム１９の下方への回動が自動的に停止するようになって
いる。

【０００９】また、トンネル内などでパワーショベルを
使用する場合、ブーム１９を高く上げ過ぎると、作業機
１８がトンネルの天井と干渉するおそれがある。例え
ば、図１３（Ａ）に示したように、バケット４２によっ
て土砂を掬った状態でブーム１９を矢印５８のように上
方に回動させると、アーム３２の後端部６０が天井６２
にぶつかってしまう場合がある。そこで、従来は、いわ
ゆる高さモードと称する自動停止方法を採用し、天井６
２の高さに合わせて、ブーム１９が水平線に対して所定
の角度以上上方に回動できないようにしていた。

【００１０】ところが、前記した深さモードまたは高さ
モードは、モードを設定したときのアーム３２の長さを
一定に保持している場合にのみ有効である。このため、
例えば深さモードを設定した後に、アーム３２を伸長
（アームホルダ３４よりバケット４２側を長く）する
と、図１２（Ｂ）のようにバケット４２が地面５６に激
突し、作業機１８を破損したりするおそれがある。一
方、高さモードを設定した後にアーム３２を縮め、アー
ムホルダ３４よりバケット４２側を短くすると、アーム
３２のアームホルダ３４より後端側が長くなり、図１３
（Ｂ）のようにアーム３２の後端部６０が天井にぶつか
り、やはり作業機１８を損傷したり、天井面を覆ってい
る部材や梁などを破損したりする。

【００１１】本発明は、前記従来技術の欠点を解消する
ためになされたもので、アームを伸縮しても作業機が車
体と干渉することがないスライドアームを備えた作業機
の干渉防止方法を提供することを目的としている。ま
た、本発明は、アームの長さを変えたとしても、作業機
が地面やトンネルの天井などにぶつかることがないスラ
イドアームを備えた作業機の位置制御方法を提供するこ
とを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係るスライドアームを備えた作業機の干
渉防止方法は、ブームの先端部に伸縮するアームを備え
た作業機の先端が、車体の周囲の予め定めた範囲に進入
するのを防止するスライドアームを備えた作業機の干渉
防止方法において、前記作業機の先端が前記車体から所
定の距離に接近した場合に、前記先端の前記車体への接
近動作を停止するとともに、前記アームの伸長量を検出
し、検出値が所定値以上のときに、前記ブームの上げ操
作とアーム掘削操作とを不能にすることを特徴としてい
る。

【００１３】作業機が、アームをブームの軸線と直交し
た方向に移動可能なオフセット機能を有している場合、
作業機の先端が車体から所定の距離に接近したときのア
ームの伸長量が所定値以上のとき、アームのオフセット
操作を不能とすることができる。さらに、作業機の先端
が車体から所定の距離に接近したときのアームの伸長量
が所定値より小さい場合に、ブームの基準線に対する角
度を検出し、このブーム角が予め定めた値以上のとき
に、ブームの下げ操作を不能にするとよい。

【００１４】また、上記の目的を達成する本発明に係る
スライドアームを備えた作業機の位置制御方法の第１
は、ブームの先端部に伸縮するアームを備えた作業機の
先端部を、所定の深さ位置に下降させて停止する作業機
の位置制御方法において、前記アームの先端部の位置を
検出し、この先端部を予め定めた深さに停止させること
を特徴としている。

【００１５】さらに、本発明に係るスライドアームを備
えた作業機の位置制御方法の第２は、ブームの先端部に
伸縮するアームを備えた作業機の、前記アームの後端部
が所定高さになったときに、前記ブームの上方への回動
を停止するスライドアームを備えた作業機の位置制御方
法において、前記ブームの基準線に対する角度または前
記アームの後端部の高さのいずれか一方が予め定めた値
になったときに、前記ブームの上方への回動操作と前記
アームを縮める操作とを不能にすることを特徴としてい
る。

【００１６】

【作用】上記の如く構成した本発明の干渉防止方法によ
れば、作業機の先端が車体から所定の距離に接近したと
きに、先端の車体への接近動作を停止するとともに、ア
ームの伸長量を検出し、検出値が所定値以上のときに、
ブームの上げ操作とアーム掘削操作とを不能にするた
め、作業機が車体と干渉するのを防ぐことができる。

【００１７】また、作業機が、アームをブームの軸線と
直交した方向に移動可能なオフセット機能を有している
場合、作業機の先端が車体から所定の距離に接近したと
きのアームの伸長量が所定値以上のとき、アームオフセ
ット操作を不能にしたことにより、オフセットにより作
業機が操作室（運転室）やタンクカバーなどの外装に接
触するような事故をなくすことができる。そして、作業
機の先端が車体から所定の距離に接近したときのアーム
の伸長量が所定より小さい場合に、ブームの基準線に対
する角度を検出し、このブーム角が予め定めた値以上の
ときに、ブームの下げ操作を不能にすると、ブームを下
げることによる作業機と車体との干渉を防止できる。

【００１８】一方、本発明の作業機の位置制御方法によ
れば、いわゆる深さモードの際に、アームの先端部の位
置を検出し、この先端部を予め定めた深さに停止させる
ようにしているため、従来のブーム角による制御と異な
り、アームの伸縮量が変化しても、作業機が地面などに
激突するのを避けることができる。また、いわゆる高さ
モードの場合に、ブームの基準線に対する角度またはア
ームの後端部の高さのいずれか一方が予め定めた値にな
ったときに、ブームの上方への回動操作とアームを縮め
る操作とを不能にしているため、作業機の上端がトンネ
ルの天井などにぶつかるのを防止することができる。

【００１９】

【実施例】本発明に係るスライドアームを備えた作業機
の干渉防止方法および位置制御方法の好ましい実施例
を、添付図面に従って詳説する。なお、前記従来技術に
おいて説明した部分に対応する部分については、同一の
符号を付し、その説明を省略する。

【００２０】図８に示したように、第１ブーム２０の枢
着点（フートピン２２位置）をＯ、第２ブーム２８の第
１ブーム２０への枢着点をＡ、アームホルダ３４の第３
ブーム２９への枢着点をＢ、バケット４２のアーム３２
への枢着点（アームトップピン位置）をＣ、アーム３２
の後端部６０をＤ、バケット４２の刃先をＥとし、図２
に示したように、ＯＡの長さをＬ₁ 、ＡＢの長さを
Ｌ₂ 、ＢＣの長さをＬ₃ とし、ＣＤの長さ、すなわちア
ーム３２の長さをＬ₄ とする。そして、図９に示したよ
うに、枢着点Ｏを原点として水平方向前方にｘ軸、垂直
方向上方にｙ軸を取り、図２のように第１ブーム２０が
基準線であるｘ軸となす角（ブーム角）をθ₁ 、第１ブ
ーム２０と第２ブーム２８とのなす角をα、第２ブーム
２８と線分ＢＣとがなす角をθ₂ 、線分ＢＣとアーム３
２とがなす角をβ、線分ＢＣとバケット４２とのなす角
をθ₃ とする。

【００２１】各枢着点Ｏ、Ｂ、Ｃのそれぞれには、例え
ばポテンショメータのような角度センサを設け、θ₁ 、
θ₂ 、θ₃ が検出できるようにしてある（いずれも図示
せず）。但し、角度センサθ₂ が検出する角度と線分Ｂ
Ｃと第２ブーム２８とがなす角度は図３に示すようにア
ーム３２が伸縮することにより変化する。アーム３２を
最縮にしたときの線分ＢＣと第２ブーム２８とがなす角
度θ₂ とし、アーム３２を最伸にしたときの線分ＢＣと
第２ブーム２８とがなす角度θ₂'とし、アーム３２のス
ライド量Ｓとすれば、角度θ₂ と角度θ₂'の差Δθ₂ と
スライド量Ｓとを掛け算した値、Δθ₂ ×Ｓが補正すべ
き角度である。また、枢着点Ａにも角度センサが設けて
あり、第２ブーム２８の第１ブーム２０に対する回動量
（オフセット角）、すなわちアーム３２のオフセット量
を検出できるようにしてあるが、本実施例の説明におい
ては、アーム３２がオフセットしていない、第１ブーム
２０と第２ブーム２８と第３ブーム２９との軸線が一致
している場合について説明する。

【００２２】まず、バケット４２が車体と干渉するのを
防止する方法は、パワーショベルに搭載したコントロー
ラによって、図１のステップ７０の如く、バケット４２
の刃先Ｅのｘ座標を求める。刃先Ｅのｘ座標Ｘは、図４
に示したように、

【数１】Ｘ＝Ｘ₁ ＋Ｘ₂ −Ｘ₃ −Ｘ₄ である。ここに、Ｘ₁ は第１ブーム２０のｘ軸への投影
長さ、Ｘ₂ は第２ブーム２８のｘ軸への投影長さ、Ｘ₃
は線分ＢＣのｘ軸への投影長さ、Ｘ₄ はバケット４２の
ｘ軸への投影長さである。

【００２３】図４から明らかなように、

【数２】Ｘ₁ ＝Ｌ₁ ｃｏｓθ₁

【数３】Ｘ₂ ＝Ｌ₂ ｃｏｓφ₁ である。そして、

【数４】φ₁ ＝θ₁ −（π−α）＝θ₁ ＋α−π であるから、

【数５】Ｘ₂ ＝Ｌ₂ ｃｏｓ｛（θ₁ ＋α）−π｝ ＝−Ｌ₂ ｃｏｓ（θ₁ ＋α） となる。

【００２４】さらに、

【数６】Ｘ₃ ＝ＢＣｓｉｎφ₂ ＝Ｌ₃ ｓｉｎφ₂

【数７】φ₂ ＝（π／２）−θ₂ −φ₁ ＝（３π／２）−θ₁ −θ₂ −α

【数８】 ∴Ｘ₃ ＝Ｌ₃ ｓｉｎ｛（３π／２）−θ₁ −θ₂ −α｝ ＝−Ｌ₃ ｃｏｓ（θ₁ ＋θ₂ ＋α） となる。また、

【数９】Ｘ₄ ＝Ｌ₅ ｃｏｓφ₃

【数１０】φ₃ ＝（π／２）−φ₂ −（π−θ₃ ） ＝θ₁ ＋θ₂ ＋θ₃ ＋α−２π

【数１１】 ∴Ｘ₄ ＝Ｌ₅ ｃｏｓ（θ₁ ＋θ₂ ＋θ₃ ＋α−２π） ＝Ｌ₅ ｃｏｓ（θ₁ ＋θ₂ ＋θ₃ ＋α）

【００２５】従って、刃先Ｅのｘ座標Ｘは、

【数１２】Ｘ＝Ｘ₁ ＋Ｘ₂ −Ｘ₃ −Ｘ₄ ＝Ｌ₁ ｃｏｓθ₁ −Ｌ₂ ｃｏｓ（θ₁ ＋α）＋Ｌ₃ ｃｏ
ｓ（θ₁ ＋θ₂ ＋α）−Ｌ₅ ｃｏｓ（θ₁ ＋θ₂ ＋θ₃
＋α） として求められる。

【００２６】ところで、Ｌ₃ は、アームホルダ３４より
先端側のアーム３２の伸長量（スライド量）Ｓの線分Ｂ
Ｃへの投影長さであり、

【数１３】Ｌ₃ ＝Ｓｃｏｓβ となる。ただし、線分ＢＣとアーム３２とのなす角β
は、アーム３２のスライド量Ｓとともに変化するため、

【数１４】β＝β₀ −Δθ である。

【００２７】ここに、β₀ はアーム３２の最縮（最短）
時におけるアーム３２と線分ＢＣとのなす角であり、Δ
θはアーム３２の伸縮によるアーム３２と線分ＢＣとの
なす角の変化分である。また、θ₂ も、アーム３２をｘ
軸に対して一定の角度に保ったとしても、アーム３２の
伸縮によって変化する。従って、θ₂ は、アーム３２を
最縮にしたときの第２ブーム２８と線分ＢＣとのなす角
をθ₂₀とすれば、

【数１５】θ₂ ＝θ₂₀−Δθ と表すことができる。そして、実施例においては、β₀
＝１３°５３′とし、アーム３２の最縮状態における線
分ＢＣの長さをＬ_S とし、

【数１６】Ｌ₃ ＝Ｌ_S ＋０．９７８７Ｓ として、枢着点Ｂと枢着点Ｃとの距離を求めるようにし
た。

【００２８】このようにしてバケット４２の刃先Ｅの位
置Ｘを求めたら、ステップ７１のように、Ｘ≦Ｘ₀ を判
断する。すなわち、刃先Ｅが原点Ｏから予め定めた距離
Ｘ₀より近い位置にあるか否かを判断する。この予め定
めた距離Ｘ₀ は、例えば車体から３００ｍｍ離れた位置
であって、車体右側のタンクカバーの外形式が、−５９
０ｍｍ≦ｙ＜６９２．４ｍｍのとき、ｘ＝７２０ｍｍと
すると、

【数１７】Ｘ≦Ｘ₀ ＝１０２０ｍｍ となる。

【００２９】〔数１７〕式を満足していないときには、
すなわち刃先が車体から予め定めた範囲より離れている
場合には、ステップ７０に戻ってさらに刃先Ｅの位置Ｘ
を求める。一方、ステップ７１において、〔数１７〕式
を満足し、バケット４２が車体から予め定めた距離以下
に近づいている場合には、ステップ７２に進んでアーム
３２の伸長を禁止し、バケット４２が車体と干渉するの
を防止する。また、アーム３２の最縮状態に対する伸長
量（スライド量）Ｓを調べ、スライド量Ｓが所定値（実
施例の場合２００ｍｍ）以下であるか否かを判断する
（ステップ７３）。

【００３０】Ｓ＞２００ｍｍであれば、ステップ７４の
ようにブームの上げ操作、アーム掘削操作の停止指令を
出力し、これらの操作を不能にする。そして、図８に示
したパワーショベルの如く、アーム３２のオフセット機
能を有している場合には、左側へのオフセット操作を不
能にする。なお、アーム３２が左側にオフセットされた
状態の場合には、右方向へのオフセット操作を不能にす
るようにしてよい。

【００３１】ステップ７３において、スライド量Ｓ≦２
００ｍｍである場合、ブーム角θ₁を調べ、θ₁ ≧９０
°であるか否かを判断する（ステップ７５）。もし、θ
₁ ＜９０°であれば、前記したステップ７４の操作を不
能にする。また、θ₁ ≧９０°の場合には、ステップ７
４と同様に、ブーム上げ操作、アーム掘削操作、左方向
へのオフセット操作を不能にするとともに、ブーム下げ
操作も不能とする（ステップ７６）。これにより、アー
ム３２が伸縮可能な構造となっていても、バケット４２
が車体と干渉することを防止することができる。

【００３２】ブームを下方に回動させてバケット４２を
所定位置に停止させる、いわゆる深さモードの場合、ア
ーム３２の先端部、すなわちバケット４２を枢着したア
ームトップピンの位置を検出し、アームトップピンのｙ
方向の座標を基準にして作業機１８の停止位置を制御す
る。図５は、バケット４２の枢着点Ｃのｙ座標の求め方
を示したものである。

【００３３】枢着点Ｃの深さ位置Ｙ_d は、図５から明ら
かなように、

【数１８】Ｙ_d ＝Ｙ₁ −Ｙ₂ −Ｙ₃ として求められる。そして、

【数１９】Ｙ₁ ＝Ｌ₁ ｓｉｎθ₁

【数２０】Ｙ₂ ＝Ｌ₂ ｓｉｎ（π−θ₁ −α） ＝Ｌ₂ ｓｉｎ（θ₁ ＋α） である。また、Ｙ₃ は、すなわち線分ＢＣのｙ軸への投
影長さは、アーム３２が第２ブーム２８に対していかな
る角度をとったとしても、アーム３２がｘ軸に対して垂
直であると仮定して求める。従って、Ｙ₃ はＬ₃ と等し
く、アーム３２のスライド量をＳとすれば、

【数２１】Ｙ₃ ＝Ｌ₃ ＝Ｌ_S ＋０．９７８７Ｓ となる。従って、

【数２２】Ｙ_d ＝Ｌ₁ ｓｉｎθ₁ −Ｌ₂ ｓｉｎ（θ₁ ＋
α）−（Ｌ_S ＋０．９７８７Ｓ） となる。

【００３４】このようにして、枢着点Ｃの深さ方向位置
Ｙ_d を求め、このＹ_d が目標の深さＹ₀ の上方の所定位
置（例えば、Ｙ₀ の上方２５０ｍｍ）まで下降したとき
に、ブームの下げ操作を停止する指令を出すことによ
り、作業機１８が慣性によってさらに下方に移動したと
しても、バケット４２が地面に衝突するなどの事故を防
ぐことができる。しかも、従来のブーム角θ₁ によって
制御していた場合と異なり、アームトップピンの位置を
検出して制御するため、アーム３２を伸縮させた場合で
あっても、バケット４２が地面に衝突することを防ぐこ
とができる。

【００３５】次に、作業機１８の上端部がトンネルの天
井などにぶつかるのを防ぐ、いわゆる高さモードの場
合、実施例においては、ブーム角θ₁ とアーム３２の後
端部Ｄの位置とによって制御する。図６は、アーム３２
の後端部Ｄのｙ座標Ｙ_h の求め方を示した図である。な
お、図６に示した矢印８０は、アーム３２のスライド方
向を示している。

【００３６】図６に示すように、Ｙ_h は、

【数２３】Ｙ_h ＝Ｙ₁ ＋Ｙ₂ −Ｙ₃ ＋Ｙ₄ である。Ｙ₁ は、前記した〔数１９〕によって求めるこ
とができる。そして、Ｙ₂ は、

【数２４】Ｙ₂ ＝Ｌ₂ ｓｉｎφ₁ ＝Ｌ₂ ｓｉｎ｛（θ₁ ＋α）−π｝ ＝−Ｌ₂ ｓｉｎ（θ₁ ＋α） また、Ｙ₃ は、

【数２５】Ｙ₃ ＝Ｌ₃ ｃｏｓφ₂ ＝Ｌ₃ ｃｏｓ｛（３π／２）−θ₁ −θ₂ −α｝ ＝−Ｌ₃ ｓｉｎ（θ₁ ＋θ₂ ＋α） である。さらに、Ｙ₄ は、

【数２６】Ｙ₄ ＝Ｌ₄ ｓｉｎφ₄ として求めることができる。

【００３７】そして、

【数２７】φ₄ ＝（π／２）−β−φ₂ ＝（π／２）−β−｛（３π／２）−θ₁ −θ₂ −α｝ ＝θ₁ ＋θ₂ ＋α−β−π であるから、

【数２８】Ｙ₄ ＝Ｌ₄ ｓｉｎ（θ₁ ＋θ₂ ＋α−β−
π） ＝−Ｌ₄ ｓｉｎ（θ₁ ＋θ₂ ＋α−β） となる。従って、Ｙ_h は、次式のようになる。

【数２９】Ｙ_h ＝Ｌ₁ ｓｉｎθ₁ −Ｌ₂ ｓｉｎ（θ₁ ＋
α）＋Ｌ₃ ｓｉｎ（θ₁ ＋θ₂ ＋α）−Ｌ₄ ｓｉｎ（θ
₁ ＋θ₂ ＋α−β） ただし、ここにβは〔数１５〕によって表され、Ｌ₃ は
〔数１７〕として求められる。

【００３８】そして、実施例の高さモードにおいては、
ブーム角θ₁ とアーム３２の後端部Ｄの位置Ｙ_h とによ
って作業機１８の位置を制御する。すなわち、図示しな
いコントローラは、図７のステップ９０、９１に示した
ように、ブーム１９の角度を検出するセンサが出力する
ブーム角θ₁ を読み込むとともに、各種センサの検出信
号に基づいて、アーム３２の後端部Ｄの高さ位置（ｙ座
標）Ｙ_h を演算する。そして、コントローラは、読み込
んだθ₁ を、天井の高さに応じて予め設定したブーム１
９の上限角θ_H と比較し、θ_H とθ₁ との差を求め、こ
の差が予め定めた減速開始角度（例えば、９度）以内に
なったか否かを調べる（ステップ９２）。

【００３９】θ_H −θ₁ が減速開始角度以内であると、
すなわちθ_H −θ₁ ≦９°であると、ブームを上げる速
度を減速する（ステップ９４）。しかし、θ_H −θ₁ ＞
９°の場合には、アーム３２の後端部Ｄが予め設定した
上限値Ｙ_H に対して、予め定めた減速開始距離（実施例
の場合、３５０ｍｍ）以下になったか否か判断する（ス
テップ９３）。そして、Ｙ_H −Ｙ_h ≦３５０ｍｍであれ
ば、ブームの上げ速度を小さくする（ステップ９４）。
しかし、Ｙ_H −Ｙ_h ＞３５０ｍｍの場合には、ステップ
９０に戻って、前記の処理を繰り返す。

【００４０】ステップ９４において、ブームの上げ速度
を減速したコントローラは、さらにブーム角θ₁ と後端
部Ｄの高さ位置Ｙ_h とを監視し、θ_H −θ₁ とＹ_H −Ｙ
_h とが、ブームの上げ操作を停止させるために設定した
値（実施例の場合、１度と５０ｍｍ）になったか否かを
調べる（ステップ９５、９６）。そして、θ_H −θ₁≦
１°またはＹ_H −Ｙ_h ≦５０ｍｍとなると、ブームの上
げ操作の停止指令を出力するとともに、アーム３２を縮
める操作を禁止する（ステップ９７）。一方、θ_H −θ
₁ ＞１°およびＹ_H −Ｙ_h ＞５０ｍｍである場合には、
ステップ９５、９６の処理が繰り返される。

【００４１】このように、実施例の高さモードにおいて
は、ブーム角θ₁ ばかりでなく、アーム３２の後端部の
高さＹ_h をも監視しているため、アーム３２の伸縮状態
が変化した場合であっても、作業機１８がトンネルの天
井などにぶつかるおそれがなく、安全性を向上できると
ともに、作業機１８の破損などを避けることが可能とな
る。

【００４２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のスライ
ドアームを備えた作業機の干渉防止方法によれば、作業
機の先端が車体から所定の距離に接近したときに、先端
の車体への接近動作を停止するとともに、アームの伸長
量を検出し、検出値が所定値以上のときに、ブームの上
げ操作とアーム掘削操作とを不能にするため、作業機が
車体と干渉するのを防ぐことができる。

【００４３】また、作業機が、アームをブームの軸線と
直交した方向に移動可能なオフセット機能を有している
場合、作業機の先端が車体から所定の距離に接近したと
きのアームの伸長量が所定値以上の場合に、アームのオ
フセット操作を不能にしたことにより、アームがオフセ
ットされることにより、作業機が操作室（運転室）など
に接触するような事故をなくすことができる。さらに、
作業機の先端が車体から所定の距離に接近したときのア
ームの伸長量が所定より小さい場合に、ブームの基準線
に対する角度を検出し、このブーム角が予め定めた値以
上のときに、ブームの下げ操作を不能したため、ブーム
を下げることによる作業機と車体との干渉を防止でき
る。

【００４４】また、本発明のスライドアームを備えた作
業機の位置制御方法によれば、いわゆる深さモードの際
に、アームの先端部の位置を検出し、この先端部を予め
定めた深さに停止させるようにしているため、ブーム角
による制御と異なり、アームの伸縮量が変化しても、作
業機が地面などに激突するのを避けることができる。そ
して、いわゆる高さモードの場合に、ブームの基準線に
対する角度またはアームの後端部の高さのいずれか一方
が予め定めた値になったときに、ブームの上方への回動
操作とアームを縮める操作とを不能にしているため、作
業機の上端がトンネルの天井などにぶつかるのを防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るスライドアームを備えた
作業機の干渉防止方法を説明するフローチャートであ
る。

【図２】実施例に係る作業機のブーム、アーム、バケッ
トの関係を模式的に示した線図である。

【図３】スライドアームのスライド量により角度が変化
することを説明する図である。

【図４】実施例に係る干渉防止方法におけるバケットの
先端部のｘ座標の求め方を説明する図である。

【図５】実施例に係る深さモードにおけるアーム先端位
置のｙ座標の求め方を説明する図である。

【図６】実施例に係る高さモードにおけるアーム後端部
位置のｙ座標の求め方を説明する図である。

【図７】実施例に係る高さモードを説明するフローチャ
ートである。

【図８】スライドアームを備えたパワーショベルの側面
図である。

【図９】アームのオフセットを模式的に説明するための
図である。

【図１０】従来の干渉防止のためのバケット進入禁止領
域の説明図である。

【図１１】パワーショベルのタンクカバーの外形を示す
図である。

【図１２】従来のスライドアームを備えた作業機の深さ
モードの説明図である。

【図１３】従来のスライドアームを備えた作業機の高さ
モードの説明図である。

【符号の説明】

１８ 作業機 １９ ブーム ２０ 第１ブーム ２８ 第２ブーム ２９ 第３ブーム ３０ オフセットシリンダ ３２ アーム ３４ アームホルダ ４２ バケット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブームの先端部に伸縮するアームを備え
   た作業機の先端が、車体の周囲の予め定めた範囲に進入
   するのを防止するスライドアームを備えた作業機の干渉
   防止方法において、前記作業機の先端が前記車体から所
   定の距離に接近した場合に、前記先端の前記車体への接
   近動作を停止するとともに、前記アームの伸長量を検出
   し、検出値が所定値以上のときに、前記ブームの上げ操
   作とアーム掘削操作とを不能にすることを特徴とするス
   ライドアームを備えた作業機の干渉防止方法。
2. 【請求項２】 前記作業機は、前記アームが前記ブーム
   の軸線と直交した方向に移動可能なオフセット機能を有
   しており、前記作業機の先端が前記車体から所定の距離
   に接近したときの前記アームの伸長量が所定値以上の場
   合に、前記アームのオフセット操作を不能とすることを
   特徴とする請求項１に記載のスライドアームを備えた作
   業機の干渉防止方法。
3. 【請求項３】 前記作業機の先端が前記車体から所定の
   距離に接近したときの前記アームの伸長量が前記所定値
   より小さい場合に、前記ブームの基準線に対する角度を
   検出し、このブーム角が予め定めた値以上のときに、前
   記ブームの下げ操作を不能にすることを特徴とする請求
   項１または２に記載のスライドアームを備えた作業機の
   干渉防止方法。
4. 【請求項４】 ブームの先端部に伸縮するアームを備え
   た作業機の先端部を、所定の深さ位置に下降させて停止
   する作業機の位置制御方法において、前記アームの先端
   部の位置を検出し、この先端部を予め定めた深さに停止
   させることを特徴とするスライドアームを備えた作業機
   の位置制御方法。
5. 【請求項５】 ブームの先端部に伸縮するアームを備え
   た作業機の、前記アームの後端部が所定高さになったと
   きに、前記ブームの上方への回動を停止するスライドア
   ームを備えた作業機の位置制御方法において、前記ブー
   ムの基準線に対する角度または前記アームの後端部の高
   さのいずれか一方が予め定めた値になったときに、前記
   ブームの上方への回動操作と前記アームを縮める操作と
   を不能にすることを特徴とするスライドアームを備えた
   作業機の位置制御方法。