JPH07207712A - 建設機械の作業範囲制限装置 - Google Patents
建設機械の作業範囲制限装置Info
- Publication number
- JPH07207712A JPH07207712A JP6730794A JP6730794A JPH07207712A JP H07207712 A JPH07207712 A JP H07207712A JP 6730794 A JP6730794 A JP 6730794A JP 6730794 A JP6730794 A JP 6730794A JP H07207712 A JPH07207712 A JP H07207712A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- front member
- monitor
- monitor point
- prohibited area
- boom
- 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.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 フロント部材を駆動するアクチュエータの動
作速度を極力落とさずに、フロント部材と障害物との接
触事故を確実に防止できる建設機械の作業範囲制限装置
を提供する。 【構成】 フロント部材６を構成するブーム３とアーム
４およびバケット５にそれぞれモニタポイントＭ１〜Ｍ
４を設定し、フロント部材６の操作時に、各モニタポイ
ントＭ１〜Ｍ４毎に現在の座標と所定時間ｔ0後の座標
とを演算し、いずれかのモニタポイントＭ１〜Ｍ４が所
定時間ｔ0後に予め設定された上方の侵入禁止領域に到
達すると予測判断された場合、そのモニタポイントの現
在座標から侵入禁止領域までの距離に応じて減速の度合
いＫを求め、このＫの値を現在のアクチュエータの動作
速度に乗じて該アクチュエータを減速する。また、モニ
タポイントＭ１〜Ｍ４の１つが侵入禁止領域に到達する
と、Ｋ＝０を現在のアクチュエータの動作速度に乗じて
アクチュエータを停止する。
作速度を極力落とさずに、フロント部材と障害物との接
触事故を確実に防止できる建設機械の作業範囲制限装置
を提供する。 【構成】 フロント部材６を構成するブーム３とアーム
４およびバケット５にそれぞれモニタポイントＭ１〜Ｍ
４を設定し、フロント部材６の操作時に、各モニタポイ
ントＭ１〜Ｍ４毎に現在の座標と所定時間ｔ0後の座標
とを演算し、いずれかのモニタポイントＭ１〜Ｍ４が所
定時間ｔ0後に予め設定された上方の侵入禁止領域に到
達すると予測判断された場合、そのモニタポイントの現
在座標から侵入禁止領域までの距離に応じて減速の度合
いＫを求め、このＫの値を現在のアクチュエータの動作
速度に乗じて該アクチュエータを減速する。また、モニ
タポイントＭ１〜Ｍ４の１つが侵入禁止領域に到達する
と、Ｋ＝０を現在のアクチュエータの動作速度に乗じて
アクチュエータを停止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベル等の建設
機械に備えられるフロント部材の作業範囲制限装置に関
する。
機械に備えられるフロント部材の作業範囲制限装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】油圧ショベル等の建設機械の作業現場に
おいては、上方に電線や看板等の障害物が存在したり、
地中にガス管や水道管等の障害物が存在することがあ
り、このような作業現場で作業を続行すると、作業中に
フロント部材がこれらの障害物を破損したり、場合によ
ってはオペレータに災害が及ぶこともある。そこで、従
来より、特開平３−２０８９２３号公報や特開平４−１
３６３２４号公報に開示されているように、油圧ショベ
ルにフロント部材の作業範囲を制限する作業範囲制限装
置を設け、この作業範囲制限装置によって、上下方向や
前方等に存在する障害物とフロント部材との衝突を回避
するようにしたものが提案されている。
おいては、上方に電線や看板等の障害物が存在したり、
地中にガス管や水道管等の障害物が存在することがあ
り、このような作業現場で作業を続行すると、作業中に
フロント部材がこれらの障害物を破損したり、場合によ
ってはオペレータに災害が及ぶこともある。そこで、従
来より、特開平３−２０８９２３号公報や特開平４−１
３６３２４号公報に開示されているように、油圧ショベ
ルにフロント部材の作業範囲を制限する作業範囲制限装
置を設け、この作業範囲制限装置によって、上下方向や
前方等に存在する障害物とフロント部材との衝突を回避
するようにしたものが提案されている。
【０００３】これらの公報に記載された作業範囲制限装
置は、予め所定位置に侵入禁止領域を設定し、フロント
部材の一部が前記侵入禁止領域の手前側の減速領域に侵
入すると、該フロント部材を駆動するアクチュエータの
動作速度を落とし、フロント部材の最も高い位置にある
部分が前記侵入禁止領域に到達すると、前記アクチュエ
ータの動作を停止するように構成されている。
置は、予め所定位置に侵入禁止領域を設定し、フロント
部材の一部が前記侵入禁止領域の手前側の減速領域に侵
入すると、該フロント部材を駆動するアクチュエータの
動作速度を落とし、フロント部材の最も高い位置にある
部分が前記侵入禁止領域に到達すると、前記アクチュエ
ータの動作を停止するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来の作業範囲制限装置では、侵入禁止領域の手前側の空
間に一定の幅で減速領域が設定されるため、この減速領
域はフロント部材の慣性力が最大の時にも確実に減速で
きる値、つまり、最悪のケースを基準とした十分に大き
な値に設定する必要がある。このため、フロント部材を
小旋回姿勢にした場合のように、ブームの上げとアーム
のクラウドを最大にしてブームピン回りの慣性モーメン
トが小さい場合も、慣性力が最大の時と同じ高さでフロ
ント部材の減速が始まってしまい、本来は減速をする必
要がない姿勢での減速の頻度が高くなり、アクチュエー
タの動作速度が変わることを好まないオペレータにとっ
ては操作しにくいものであった。
来の作業範囲制限装置では、侵入禁止領域の手前側の空
間に一定の幅で減速領域が設定されるため、この減速領
域はフロント部材の慣性力が最大の時にも確実に減速で
きる値、つまり、最悪のケースを基準とした十分に大き
な値に設定する必要がある。このため、フロント部材を
小旋回姿勢にした場合のように、ブームの上げとアーム
のクラウドを最大にしてブームピン回りの慣性モーメン
トが小さい場合も、慣性力が最大の時と同じ高さでフロ
ント部材の減速が始まってしまい、本来は減速をする必
要がない姿勢での減速の頻度が高くなり、アクチュエー
タの動作速度が変わることを好まないオペレータにとっ
ては操作しにくいものであった。
【０００５】本発明は、このような従来技術の実情に鑑
みてなされたもので、その目的は、フロント部材を駆動
するアクチュエータの動作速度を極力落とさずに、上方
や下方等に存在する障害物に対する接触事故を確実に防
止できる建設機械の作業範囲制限装置を提供することに
ある。
みてなされたもので、その目的は、フロント部材を駆動
するアクチュエータの動作速度を極力落とさずに、上方
や下方等に存在する障害物に対する接触事故を確実に防
止できる建設機械の作業範囲制限装置を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記した本発明の目的
は、建設機械の作業機本体と、この作業機本体に回転可
能に連結された複数の関節形可動部からなるフロント部
材と、このフロント部材の位置を検出する位置検出手段
とを備え、前記フロント部材がその動作範囲に設定され
た侵入禁止領域に到達したとき、該フロント部材の動作
を停止させる建設機械の作業範囲制限装置において、前
記フロント部材の所定箇所にモニタポイントを設定し、
前記フロント部材の動作時に、前記モニタポイントの現
在座標と所定時間後の座標を演算する座標演算手段と、
前記モニタポイントが所定時間後に前記侵入禁止領域に
到達するか否かを判断する判定手段と、前記モニタポイ
ントが所定時間後に前記侵入禁止領域に到達すると判断
された場合、そのモニタポイントの現在座標と前記侵入
禁止領域との距離に応じて前記フロント部材の動作速度
を減速処理する減速手段と、前記モニタポイントが前記
侵入禁止領域に到達したとき、前記フロント部材の動作
を停止処理する停止手段とを備えることによって達成さ
れる。
は、建設機械の作業機本体と、この作業機本体に回転可
能に連結された複数の関節形可動部からなるフロント部
材と、このフロント部材の位置を検出する位置検出手段
とを備え、前記フロント部材がその動作範囲に設定され
た侵入禁止領域に到達したとき、該フロント部材の動作
を停止させる建設機械の作業範囲制限装置において、前
記フロント部材の所定箇所にモニタポイントを設定し、
前記フロント部材の動作時に、前記モニタポイントの現
在座標と所定時間後の座標を演算する座標演算手段と、
前記モニタポイントが所定時間後に前記侵入禁止領域に
到達するか否かを判断する判定手段と、前記モニタポイ
ントが所定時間後に前記侵入禁止領域に到達すると判断
された場合、そのモニタポイントの現在座標と前記侵入
禁止領域との距離に応じて前記フロント部材の動作速度
を減速処理する減速手段と、前記モニタポイントが前記
侵入禁止領域に到達したとき、前記フロント部材の動作
を停止処理する停止手段とを備えることによって達成さ
れる。
【０００７】また、上記した本発明の目的は、前記モニ
タポイントを前記フロント部材の所定箇所に複数設定
し、前記フロント部材の動作時に、各モニタポイント毎
の現在座標と所定時間後の座標を演算する座標演算手段
と、前記モニタポイントが所定時間後に前記侵入禁止領
域に到達するか否かを判断する判定手段と、いずれかの
モニタポイントが所定時間後に前記侵入禁止領域に到達
すると判断された場合、そのモニタポイントの現在座標
と前記侵入禁止領域との距離に応じて前記フロント部材
の動作速度を減速処理する減速手段と、各モニタポイン
トのいずれか１つが前記侵入禁止領域に到達したとき、
前記フロント部材の動作を停止処理する停止手段とを備
えることによって達成される。
タポイントを前記フロント部材の所定箇所に複数設定
し、前記フロント部材の動作時に、各モニタポイント毎
の現在座標と所定時間後の座標を演算する座標演算手段
と、前記モニタポイントが所定時間後に前記侵入禁止領
域に到達するか否かを判断する判定手段と、いずれかの
モニタポイントが所定時間後に前記侵入禁止領域に到達
すると判断された場合、そのモニタポイントの現在座標
と前記侵入禁止領域との距離に応じて前記フロント部材
の動作速度を減速処理する減速手段と、各モニタポイン
トのいずれか１つが前記侵入禁止領域に到達したとき、
前記フロント部材の動作を停止処理する停止手段とを備
えることによって達成される。
【０００８】
【作用】フロント部材の各関節角は位置検出手段である
角度センサ等により検出され、その検出信号からフロン
ト部材の所定箇所に設定された１または複数のモニタポ
イントの座標が演算される。フロント部材の操作時に、
モニタポイントの現在の座標が演算されると共に、位置
検出手段からの検出信号と操作レバーからのレバー信号
とに基づいて、所定時間後におけるモニタポイントの座
標が演算され、所定時間後にモニタポイントが予め設定
された侵入禁止領域に到達すると判断された場合、その
モニタポイントの現在位置から侵入禁止領域までの距離
に応じて減速指令信号が生成され、この減速指令信号に
従ってアクチュエータの動作速度が減速される。モニタ
ポイントが複数設定された場合は、各モニタポイント毎
に減速指令信号が生成され、この減速指令信号が複数あ
る場合は、最も減速の割合が大きい信号を減速指令信号
として、アクチュエータの動作速度が減速される。ま
た、モニタポイントの少なくとも１つが侵入禁止領域に
到達した場合、停止指令信号が生成され、この信号に従
ってアクチュエータの動作は停止される。
角度センサ等により検出され、その検出信号からフロン
ト部材の所定箇所に設定された１または複数のモニタポ
イントの座標が演算される。フロント部材の操作時に、
モニタポイントの現在の座標が演算されると共に、位置
検出手段からの検出信号と操作レバーからのレバー信号
とに基づいて、所定時間後におけるモニタポイントの座
標が演算され、所定時間後にモニタポイントが予め設定
された侵入禁止領域に到達すると判断された場合、その
モニタポイントの現在位置から侵入禁止領域までの距離
に応じて減速指令信号が生成され、この減速指令信号に
従ってアクチュエータの動作速度が減速される。モニタ
ポイントが複数設定された場合は、各モニタポイント毎
に減速指令信号が生成され、この減速指令信号が複数あ
る場合は、最も減速の割合が大きい信号を減速指令信号
として、アクチュエータの動作速度が減速される。ま
た、モニタポイントの少なくとも１つが侵入禁止領域に
到達した場合、停止指令信号が生成され、この信号に従
ってアクチュエータの動作は停止される。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明の第１実施例に係る油圧ショベルの側
面図であり、同図において、１は下部走行体、２は運転
室２ａを有する上部旋回体で、これら下部走行体１と上
部旋回体２とで作業機本体を構成している。３は上部旋
回体２に回動可能に連結されたブーム、４はブーム３に
回動可能に連結されたアーム、５はアーム４に回動可能
に連結されたバケットであり、これらブーム３とアーム
４およびバケット５とからなる複数の関節形可動部でフ
ロント部材６を構成している。７はブーム３を駆動する
ブームシリンダ、８はアーム４を駆動するアームシリン
ダ、９はバケット５を駆動するバケットシリンダであ
り、これら各シリンダ７〜９は運転室２ａ内に設けた操
作レバー１０によって動作される。１１はブーム３と上
部旋回体２とのピン結合部、１２はブーム３とアーム４
とのピン結合部、１３はアーム４とバケット５とのピン
結合部である。１４はブーム３のピン結合部１１に取り
付けられたブーム角センサであり、上部旋回体２とブー
ム３との相対角度、すなわちブーム角を検出する。１５
はアーム４のピン結合部１２に取り付けられたアーム角
センサであり、ブーム３とアーム４との相対角度、すな
わちアーム角を検出する。また、Ｍ１はブーム３の上面
に設定されたモニタポイント、Ｍ２とＭ３はアーム４後
端の２箇所に設定されたモニタポイント、Ｍ４はバケッ
ト５の刃先円のうち最も高い位置に設定されたモニタポ
イントであり、各モニタポイントＭ１〜Ｍ４はフロント
部材６のあらゆる姿勢において最も高くなる可能性があ
る位置にそれぞれ設定されている。なお、図２に各モニ
タポイントＭ１〜Ｍ４を含む各部の寸法を表してある。
る。図１は本発明の第１実施例に係る油圧ショベルの側
面図であり、同図において、１は下部走行体、２は運転
室２ａを有する上部旋回体で、これら下部走行体１と上
部旋回体２とで作業機本体を構成している。３は上部旋
回体２に回動可能に連結されたブーム、４はブーム３に
回動可能に連結されたアーム、５はアーム４に回動可能
に連結されたバケットであり、これらブーム３とアーム
４およびバケット５とからなる複数の関節形可動部でフ
ロント部材６を構成している。７はブーム３を駆動する
ブームシリンダ、８はアーム４を駆動するアームシリン
ダ、９はバケット５を駆動するバケットシリンダであ
り、これら各シリンダ７〜９は運転室２ａ内に設けた操
作レバー１０によって動作される。１１はブーム３と上
部旋回体２とのピン結合部、１２はブーム３とアーム４
とのピン結合部、１３はアーム４とバケット５とのピン
結合部である。１４はブーム３のピン結合部１１に取り
付けられたブーム角センサであり、上部旋回体２とブー
ム３との相対角度、すなわちブーム角を検出する。１５
はアーム４のピン結合部１２に取り付けられたアーム角
センサであり、ブーム３とアーム４との相対角度、すな
わちアーム角を検出する。また、Ｍ１はブーム３の上面
に設定されたモニタポイント、Ｍ２とＭ３はアーム４後
端の２箇所に設定されたモニタポイント、Ｍ４はバケッ
ト５の刃先円のうち最も高い位置に設定されたモニタポ
イントであり、各モニタポイントＭ１〜Ｍ４はフロント
部材６のあらゆる姿勢において最も高くなる可能性があ
る位置にそれぞれ設定されている。なお、図２に各モニ
タポイントＭ１〜Ｍ４を含む各部の寸法を表してある。
【００１０】図３は図１の油圧ショベルに備えられる作
業範囲制限装置を示す回路図であり、前述したブームシ
リンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、ブ
ーム角センサ１４およびアーム角センサ１５については
同一符号を付してある。同図において、１６，１７は前
記操作レバー１０の一例として用いられる電気レバー、
１８はコントローラ、１９は旋回モータ、２０〜２３は
方向切換弁、２４は原動機、２５は油圧ポンプ、２６は
パイロット油圧ポンプ、２７は比例減圧弁ユニット、２
８，２９は比例減圧弁ユニット２７を構成する比例減圧
弁、３０は侵入禁止領域を設定する設定器、３１はマイ
クロコンピュータ、３２は位置制限スイッチである。電
気レバー１６の操作方向のうち、矢印Ｖ1，Ｖ2はバケッ
トシリンダ９、矢印Ｂ1，Ｂ2はブームシリンダ７にそれ
ぞれ対応し、また電気レバー１７の操作方向のうち、矢
印Ａ1，Ａ2はアームシリンダ８に、矢印Ｓ1，Ｓ2は旋回
モータ１９にそれぞれ対応する。また、ｉ1，ｉ2はそれ
ぞれＢ1，Ｂ2に対応する信号、ｒ1，ｒ2は信号ｉ1，ｉ2
と設定器３０からの信号ｘおよびマイクロコンピュータ
３１からの信号ｙに基づいて決定される比例減圧弁駆動
信号であり、比例減圧弁２８，２９は信号ｒ1，ｒ2の大
きさに基づいた出力圧力をブーム用方向切換弁２０のパ
イロット受け部に出力する。他の方向切換弁２１〜２３
も同様であり、これら方向切換弁２１〜２３もコントロ
ーラ１８から比例減圧弁ユニット２７に出力される比例
減圧弁駆動信号の大きさに基づいて駆動される。また、
方向切換弁２０〜２３は油圧ポンプ２５から各アクチュ
エータに供給される圧油の流れを制御し、例えば前述の
如く、信号ｒ1，ｒ2に基づく比例減圧弁ユニット２７か
らの出力圧力によって方向切換弁２０が駆動されるとブ
ームシリンダ７が短縮または伸長し、同様に、比例減圧
弁ユニット２７からの出力圧力によって方向切換弁２３
が駆動されると上部旋回体２が旋回する。
業範囲制限装置を示す回路図であり、前述したブームシ
リンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、ブ
ーム角センサ１４およびアーム角センサ１５については
同一符号を付してある。同図において、１６，１７は前
記操作レバー１０の一例として用いられる電気レバー、
１８はコントローラ、１９は旋回モータ、２０〜２３は
方向切換弁、２４は原動機、２５は油圧ポンプ、２６は
パイロット油圧ポンプ、２７は比例減圧弁ユニット、２
８，２９は比例減圧弁ユニット２７を構成する比例減圧
弁、３０は侵入禁止領域を設定する設定器、３１はマイ
クロコンピュータ、３２は位置制限スイッチである。電
気レバー１６の操作方向のうち、矢印Ｖ1，Ｖ2はバケッ
トシリンダ９、矢印Ｂ1，Ｂ2はブームシリンダ７にそれ
ぞれ対応し、また電気レバー１７の操作方向のうち、矢
印Ａ1，Ａ2はアームシリンダ８に、矢印Ｓ1，Ｓ2は旋回
モータ１９にそれぞれ対応する。また、ｉ1，ｉ2はそれ
ぞれＢ1，Ｂ2に対応する信号、ｒ1，ｒ2は信号ｉ1，ｉ2
と設定器３０からの信号ｘおよびマイクロコンピュータ
３１からの信号ｙに基づいて決定される比例減圧弁駆動
信号であり、比例減圧弁２８，２９は信号ｒ1，ｒ2の大
きさに基づいた出力圧力をブーム用方向切換弁２０のパ
イロット受け部に出力する。他の方向切換弁２１〜２３
も同様であり、これら方向切換弁２１〜２３もコントロ
ーラ１８から比例減圧弁ユニット２７に出力される比例
減圧弁駆動信号の大きさに基づいて駆動される。また、
方向切換弁２０〜２３は油圧ポンプ２５から各アクチュ
エータに供給される圧油の流れを制御し、例えば前述の
如く、信号ｒ1，ｒ2に基づく比例減圧弁ユニット２７か
らの出力圧力によって方向切換弁２０が駆動されるとブ
ームシリンダ７が短縮または伸長し、同様に、比例減圧
弁ユニット２７からの出力圧力によって方向切換弁２３
が駆動されると上部旋回体２が旋回する。
【００１１】ブーム角αBとアーム角αAはブーム角セン
サ１４とアーム角センサ１５からそれぞれ検出され、マ
イクロコンピュータ３１は、これらブーム角αBとアー
ム角αAを変数として各モニタポイントＭ１〜Ｍ４の現
在の高さを演算する座標演算手段と、こうして求められ
た現在の各モニタポイントＭ１〜Ｍ４の高さと電気レバ
ー１６，１７からの現在のレバー出力信号とを基に、各
モニタポイントＭ１〜Ｍ４の所定時間ｔ0後の高さを演
算する座標演算手段とを内蔵している。さらに、マイク
ロコンピュータ３１は、各モニタポイントＭ１〜Ｍ４が
所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達するか否かを判断
する判定手段と、各モニタポイントＭ１〜Ｍ４毎に現在
座標と侵入禁止領域との距離に応じて後述する減速の度
合いＫ（Ｋ1〜Ｋ4）を演算する演算手段とを内蔵してお
り、その演算結果Ｋの値は信号ｙとしてコントローラ１
８に出力される。一方、コントローラ１８は、各モニタ
ポイントＭ１〜Ｍ４の少なくとも１つが所定時間ｔ0後
に侵入禁止領域に到達すると判断された場合、前記減速
の度合いＫを現在のレバー出力信号に乗じて、フロント
部材の動作速度を減速処理する減速手段と、各モニタポ
イントＭ１〜Ｍ４の少なくとも１つが侵入禁止領域に到
達したとき、Ｋ＝０を現在のレバー出力信号に乗じて、
フロント部材の動作を停止処理する停止手段とを内蔵し
ている。
サ１４とアーム角センサ１５からそれぞれ検出され、マ
イクロコンピュータ３１は、これらブーム角αBとアー
ム角αAを変数として各モニタポイントＭ１〜Ｍ４の現
在の高さを演算する座標演算手段と、こうして求められ
た現在の各モニタポイントＭ１〜Ｍ４の高さと電気レバ
ー１６，１７からの現在のレバー出力信号とを基に、各
モニタポイントＭ１〜Ｍ４の所定時間ｔ0後の高さを演
算する座標演算手段とを内蔵している。さらに、マイク
ロコンピュータ３１は、各モニタポイントＭ１〜Ｍ４が
所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達するか否かを判断
する判定手段と、各モニタポイントＭ１〜Ｍ４毎に現在
座標と侵入禁止領域との距離に応じて後述する減速の度
合いＫ（Ｋ1〜Ｋ4）を演算する演算手段とを内蔵してお
り、その演算結果Ｋの値は信号ｙとしてコントローラ１
８に出力される。一方、コントローラ１８は、各モニタ
ポイントＭ１〜Ｍ４の少なくとも１つが所定時間ｔ0後
に侵入禁止領域に到達すると判断された場合、前記減速
の度合いＫを現在のレバー出力信号に乗じて、フロント
部材の動作速度を減速処理する減速手段と、各モニタポ
イントＭ１〜Ｍ４の少なくとも１つが侵入禁止領域に到
達したとき、Ｋ＝０を現在のレバー出力信号に乗じて、
フロント部材の動作を停止処理する停止手段とを内蔵し
ている。
【００１２】次に、本実施例の動作を主に図４のフロー
チャートに従って説明する。まず、作業を開始する前
に、オペレータは位置制限スイッチ３２をＯＮした後
（Ｓ−１）、設定器３０によって上方に侵入禁止領域を
設定する（Ｓ−２）。この侵入禁止領域を決める方法と
しては、例えばブーム３を上方の障害物の近くまで上
げ、その高さをブーム角から演算したり、障害物までの
距離を物差し等で実測する方法がある。なお、本発明に
おいて、侵入禁止領域とはフロント部材の一部が障害物
に衝突する可能性がある境界線を意味し、実際はある程
度の安全値を見越して障害物の手前に設定される。この
ようにして侵入禁止領域が設定されると、コントローラ
１８は設定器３０からの信号ｘに基づいて減速の度合い
をＫ1，Ｋ2，Ｋ3，Ｋ4＝１に設定する（Ｓ−３）。侵入
禁止領域を設定した後、オペレータが操作レバー１０
（電気レバー１６，１７）を操作すると、前述の如く、
その操作量に応じて各シリンダ７〜９や旋回モータ１９
等のアクチュエータが動作し、油圧ショベルは掘削等の
作業を行う。かかる作業中に、ブーム角センサ１４とア
ーム角センサ１５から検出されるブーム角αBとアーム
角αAは常にマイクロコンピュータ３１に入力され（Ｓ
−４）、マイクロコンピュータ３１はこれらのブーム角
αBとアーム角αAを変数として各モニタポイントＭ１〜
Ｍ４の現在の高さを演算する。
チャートに従って説明する。まず、作業を開始する前
に、オペレータは位置制限スイッチ３２をＯＮした後
（Ｓ−１）、設定器３０によって上方に侵入禁止領域を
設定する（Ｓ−２）。この侵入禁止領域を決める方法と
しては、例えばブーム３を上方の障害物の近くまで上
げ、その高さをブーム角から演算したり、障害物までの
距離を物差し等で実測する方法がある。なお、本発明に
おいて、侵入禁止領域とはフロント部材の一部が障害物
に衝突する可能性がある境界線を意味し、実際はある程
度の安全値を見越して障害物の手前に設定される。この
ようにして侵入禁止領域が設定されると、コントローラ
１８は設定器３０からの信号ｘに基づいて減速の度合い
をＫ1，Ｋ2，Ｋ3，Ｋ4＝１に設定する（Ｓ−３）。侵入
禁止領域を設定した後、オペレータが操作レバー１０
（電気レバー１６，１７）を操作すると、前述の如く、
その操作量に応じて各シリンダ７〜９や旋回モータ１９
等のアクチュエータが動作し、油圧ショベルは掘削等の
作業を行う。かかる作業中に、ブーム角センサ１４とア
ーム角センサ１５から検出されるブーム角αBとアーム
角αAは常にマイクロコンピュータ３１に入力され（Ｓ
−４）、マイクロコンピュータ３１はこれらのブーム角
αBとアーム角αAを変数として各モニタポイントＭ１〜
Ｍ４の現在の高さを演算する。
【００１３】各モニタポイントＭ１〜Ｍ４の現在の高さ
を演算する式は以下の通りである（ここで、式中の各定
数は図２に示されており、また、ブーム角はブーム下げ
方向をプラス、アーム角はクラウド方向をプラスとす
る）。 Ｍ１＝-Ｌb1・sinαB+Ｌb2・cosαB+Ｔ0 ………………………… Ｍ２＝Ｌa1・sin(αB+αA)+Ｌa2・cos(αB+αA)-ＬＢ・sinαB+Ｔ0 ………………………… Ｍ３＝Ｌa3・sin(αB+αA)+Ｌa4・cos(αB+αA)-ＬＢ・sinαB+Ｔ０ ………………………… Ｍ４＝−ＬＡ・sin(αB+αA)-ＬＢ・sinαB+ＬＶ+Ｔ0 ………………………… 作業中に各モニタポイントＭ１〜Ｍ４の高さは刻々変化
するが、電気レバー１６，１７の出力信号のうち、ブー
ム３の上・下（矢印Ｂ1，Ｂ2）とアーム４のクラウド・
ダンプ（Ａ1，Ａ2）に対応するレバー出力信号はコント
ローラ１８を介してマイクロコンピュータ３１に送出さ
れ（Ｓ−５）、マイクロコンピュータ３１は、これらの
レバー出力信号と上記の如く演算された現在の各モニタ
ポイントＭ１〜Ｍ４の高さとを基に、各モニタポイント
Ｍ１〜Ｍ４の所定時間ｔ0後の高さも演算する。以下、
その演算式について説明する。
を演算する式は以下の通りである（ここで、式中の各定
数は図２に示されており、また、ブーム角はブーム下げ
方向をプラス、アーム角はクラウド方向をプラスとす
る）。 Ｍ１＝-Ｌb1・sinαB+Ｌb2・cosαB+Ｔ0 ………………………… Ｍ２＝Ｌa1・sin(αB+αA)+Ｌa2・cos(αB+αA)-ＬＢ・sinαB+Ｔ0 ………………………… Ｍ３＝Ｌa3・sin(αB+αA)+Ｌa4・cos(αB+αA)-ＬＢ・sinαB+Ｔ０ ………………………… Ｍ４＝−ＬＡ・sin(αB+αA)-ＬＢ・sinαB+ＬＶ+Ｔ0 ………………………… 作業中に各モニタポイントＭ１〜Ｍ４の高さは刻々変化
するが、電気レバー１６，１７の出力信号のうち、ブー
ム３の上・下（矢印Ｂ1，Ｂ2）とアーム４のクラウド・
ダンプ（Ａ1，Ａ2）に対応するレバー出力信号はコント
ローラ１８を介してマイクロコンピュータ３１に送出さ
れ（Ｓ−５）、マイクロコンピュータ３１は、これらの
レバー出力信号と上記の如く演算された現在の各モニタ
ポイントＭ１〜Ｍ４の高さとを基に、各モニタポイント
Ｍ１〜Ｍ４の所定時間ｔ0後の高さも演算する。以下、
その演算式について説明する。
【００１４】まず、電気レバー１６，１７を最大操作量
にしてブーム３とアーム４とを駆動した際の経過時間ｔ
に対するブーム角αBとアーム角αAが、それぞれ図５と
図６のようになったとする。この場合、ブーム３はブー
ムシリンダ７が最縮の状態、アーム４はアームシリンダ
８が最縮の状態をｔ＝０としており、すなわち、最大操
作量でブーム３を上げ、アーム４をダンプしている状態
である。時間ｔに対するブーム角αBは、ブームシリン
ダ長さをＢＣＬ、ブームシリンダ最縮長さをＢＣ
Ｌmin、ブームシリンダ最伸長さをＢＣＬmax、ブームシ
リンダ最大速度をＢＶmaxとすると、次式で表される。 ＢＣＬ＝ＢＶmax・ｔ+ＢＣＬmin（ＢＣＬ≦ＢＣＬmax） Ｐ＝ＢＣＬ2-Ｌb3 2-Ｌb4 2-Ｌf1 2-Ｌf2 2 Ｑ＝４Ｐ2・Ｌf2 2-(４Ｌf1 2+４Ｌf2 2){Ｐ2-４Ｌf1 2(Ｌb3 2+Ｌb4 2)} ＺB＝〔２Ｐ・Ｌf2+√（Ｑ）〕／（４Ｌf1 2+４Ｌf2 2） ＸB＝√(Ｌb3 2+Ｌb4 2-ＺB 2) αB＝αB´-ｔａｎ~1（ＺB／ＸB）…………… 同様に、時間ｔに対するアーム角αAは、アームシリン
ダ長さをＡＣＬ、アームシリンダ最縮長さをＡＣ
Ｌmin、アームシリンダ最伸長さをＡＣＬmax、アームシ
リンダ最大速度をＡＶmaxとすると、次式で表される。 ＡＣＬ＝ＡＶmax・ｔ+ＡＣＬmax（ＡＣＬ≦ＡＣＬmax） Ｒ＝ＡＣＬ2-Ｌa5 2-Ｌa6 2-(ＬＢ-Ｌb5)2-Ｌb6 2 Ｓ＝４Ｒ2(ＬＢ-Ｌb5)2 -{４(ＬＢ-Ｌb5)2+４Ｌb6 2}{Ｒ2-４Ｌb6 2(Ｌa5 2+Ｌa6 2)} ＺA＝〔２Ｒ(ＬＢ-Ｌb5)Ｌf2+√（Ｓ）〕／(ＬＢ-Ｌb5)2+４Ｌb6 2） ＸA＝-√(Ｌa5 2+Ｌa6 2-ＺA 2) αA＝αA´-９０°-ｔａｎ~1（ＺA／ＸA）…………… これら，式にフロント部材６の各部の実寸法を代入
すると、時間ｔに対するブーム角αBとアーム角αAは図
５と図６の実線で示すように非直線となり、これら非直
線を一次式で近似すると図５と図６の一点鎖線で示すよ
うになり、次式で表される。 ブーム角αBの近似直線＝−Ｃ1ｔ＋Ｄ1 アーム角αAの近似直線＝−Ｃ2ｔ＋Ｄ2 （ここで、−Ｃ1，−Ｃ2はそれぞれの１次式の傾き、Ｄ
1，Ｄ2はそれぞれの１次式の切片である。） これらブーム角αBの近似直線とアーム角αAの近似直線
の傾きＣ1，Ｃ2は、ブームシリンダ速度とアームシリン
ダ速度とにそれぞれ比例し、例えばブームシリンダ速度
が半分になると傾きＣ1も半分になる。よって、ブーム
シリンダとアームシリンダの速度がレバーからの速度指
令値に従うと仮定すると、時間ｔに対するブーム角αB
とアーム角αAは次式で表される。 αB＝−Ｃ1・ＲB・ｔ＋Ｄ1 αA＝−Ｃ2・ＲA・ｔ＋Ｄ2 （ただし、ＲB＝ブームシリンダの速度指令値／ブーム
シリンダの最高速度、ＲA＝アームシリンダの速度指令
値／アームシリンダの最高速度） ここで、時間ｔ＝０におけるブーム角およびアーム角と
は、現在のブーム角およびアーム角を意味するため、現
在のブーム角およびアーム角をそれぞれαB0，αA0とす
ると、時間ｔに対するブーム角αBおよびアーム角αAは
以下のように表せる。 αB＝−Ｃ1・ＲB・ｔ＋αB0…………… αA＝−Ｃ2・ＲA・ｔ＋αA0…………… これら，式を先の〜式に代入することにより、
所定時間ｔ0後の各モニタポイントＭ１〜Ｍ４の高さＭ
１´〜Ｍ４´は次式で求められる。 Ｍ１´＝-Ｌb1・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0)+Ｌb2・cos(-Ｃ1
・ＲB・ｔ0+αB0)+Ｔ0 Ｍ２´＝Ｌa1・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0-Ｃ2・ＲA・ｔ0+α
A0)+Ｌa2・cos(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0-Ｃ2・ＲA・ｔ0+αA0)-
ＬＢ・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0)+Ｔ0 Ｍ３´＝Ｌa3・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0-Ｃ2・ＲA・ｔ0+α
A0)+Ｌa4・cos(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0-Ｃ2・ＲA・ｔ0+αA0)-
ＬＢ・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0)+Ｔ0 Ｍ４´＝-ＬＡ・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0-Ｃ2・ＲA・ｔ0+α
A0)-ＬＢ・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0)+ＬＶ+Ｔ0 なお、ブーム３を上げ、アーム４をクラウドする場合
は、ブームとアームの速度指令値にマイナスを付ければ
良い。
にしてブーム３とアーム４とを駆動した際の経過時間ｔ
に対するブーム角αBとアーム角αAが、それぞれ図５と
図６のようになったとする。この場合、ブーム３はブー
ムシリンダ７が最縮の状態、アーム４はアームシリンダ
８が最縮の状態をｔ＝０としており、すなわち、最大操
作量でブーム３を上げ、アーム４をダンプしている状態
である。時間ｔに対するブーム角αBは、ブームシリン
ダ長さをＢＣＬ、ブームシリンダ最縮長さをＢＣ
Ｌmin、ブームシリンダ最伸長さをＢＣＬmax、ブームシ
リンダ最大速度をＢＶmaxとすると、次式で表される。 ＢＣＬ＝ＢＶmax・ｔ+ＢＣＬmin（ＢＣＬ≦ＢＣＬmax） Ｐ＝ＢＣＬ2-Ｌb3 2-Ｌb4 2-Ｌf1 2-Ｌf2 2 Ｑ＝４Ｐ2・Ｌf2 2-(４Ｌf1 2+４Ｌf2 2){Ｐ2-４Ｌf1 2(Ｌb3 2+Ｌb4 2)} ＺB＝〔２Ｐ・Ｌf2+√（Ｑ）〕／（４Ｌf1 2+４Ｌf2 2） ＸB＝√(Ｌb3 2+Ｌb4 2-ＺB 2) αB＝αB´-ｔａｎ~1（ＺB／ＸB）…………… 同様に、時間ｔに対するアーム角αAは、アームシリン
ダ長さをＡＣＬ、アームシリンダ最縮長さをＡＣ
Ｌmin、アームシリンダ最伸長さをＡＣＬmax、アームシ
リンダ最大速度をＡＶmaxとすると、次式で表される。 ＡＣＬ＝ＡＶmax・ｔ+ＡＣＬmax（ＡＣＬ≦ＡＣＬmax） Ｒ＝ＡＣＬ2-Ｌa5 2-Ｌa6 2-(ＬＢ-Ｌb5)2-Ｌb6 2 Ｓ＝４Ｒ2(ＬＢ-Ｌb5)2 -{４(ＬＢ-Ｌb5)2+４Ｌb6 2}{Ｒ2-４Ｌb6 2(Ｌa5 2+Ｌa6 2)} ＺA＝〔２Ｒ(ＬＢ-Ｌb5)Ｌf2+√（Ｓ）〕／(ＬＢ-Ｌb5)2+４Ｌb6 2） ＸA＝-√(Ｌa5 2+Ｌa6 2-ＺA 2) αA＝αA´-９０°-ｔａｎ~1（ＺA／ＸA）…………… これら，式にフロント部材６の各部の実寸法を代入
すると、時間ｔに対するブーム角αBとアーム角αAは図
５と図６の実線で示すように非直線となり、これら非直
線を一次式で近似すると図５と図６の一点鎖線で示すよ
うになり、次式で表される。 ブーム角αBの近似直線＝−Ｃ1ｔ＋Ｄ1 アーム角αAの近似直線＝−Ｃ2ｔ＋Ｄ2 （ここで、−Ｃ1，−Ｃ2はそれぞれの１次式の傾き、Ｄ
1，Ｄ2はそれぞれの１次式の切片である。） これらブーム角αBの近似直線とアーム角αAの近似直線
の傾きＣ1，Ｃ2は、ブームシリンダ速度とアームシリン
ダ速度とにそれぞれ比例し、例えばブームシリンダ速度
が半分になると傾きＣ1も半分になる。よって、ブーム
シリンダとアームシリンダの速度がレバーからの速度指
令値に従うと仮定すると、時間ｔに対するブーム角αB
とアーム角αAは次式で表される。 αB＝−Ｃ1・ＲB・ｔ＋Ｄ1 αA＝−Ｃ2・ＲA・ｔ＋Ｄ2 （ただし、ＲB＝ブームシリンダの速度指令値／ブーム
シリンダの最高速度、ＲA＝アームシリンダの速度指令
値／アームシリンダの最高速度） ここで、時間ｔ＝０におけるブーム角およびアーム角と
は、現在のブーム角およびアーム角を意味するため、現
在のブーム角およびアーム角をそれぞれαB0，αA0とす
ると、時間ｔに対するブーム角αBおよびアーム角αAは
以下のように表せる。 αB＝−Ｃ1・ＲB・ｔ＋αB0…………… αA＝−Ｃ2・ＲA・ｔ＋αA0…………… これら，式を先の〜式に代入することにより、
所定時間ｔ0後の各モニタポイントＭ１〜Ｍ４の高さＭ
１´〜Ｍ４´は次式で求められる。 Ｍ１´＝-Ｌb1・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0)+Ｌb2・cos(-Ｃ1
・ＲB・ｔ0+αB0)+Ｔ0 Ｍ２´＝Ｌa1・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0-Ｃ2・ＲA・ｔ0+α
A0)+Ｌa2・cos(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0-Ｃ2・ＲA・ｔ0+αA0)-
ＬＢ・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0)+Ｔ0 Ｍ３´＝Ｌa3・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0-Ｃ2・ＲA・ｔ0+α
A0)+Ｌa4・cos(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0-Ｃ2・ＲA・ｔ0+αA0)-
ＬＢ・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0)+Ｔ0 Ｍ４´＝-ＬＡ・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0-Ｃ2・ＲA・ｔ0+α
A0)-ＬＢ・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0)+ＬＶ+Ｔ0 なお、ブーム３を上げ、アーム４をクラウドする場合
は、ブームとアームの速度指令値にマイナスを付ければ
良い。
【００１５】このように、マイクロコンピュータ３１
は、現在の各モニタポイントＭ１〜Ｍ４の高さの他に、
上記演算式に従って所定時間ｔ0後における各モニタポ
イントＭ１〜Ｍ４の高さＭ１´〜Ｍ４´を演算し、各モ
ニタポイントＭ１〜Ｍ４毎に所定時間ｔ0後に上方の侵
入禁止領域に到達するか否かを判定する（Ｓ−６，Ｓ−
９，Ｓ−１２，Ｓ−１５）。そして、各モニタポイント
の少なくとも１つが所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到
達すると判断された場合、そのモニタポイントの現在位
置と侵入禁止領域との距離に応じて減速の度合いＫ1〜
Ｋ4を演算し（Ｓ−７，Ｓ−１０，Ｓ−１３，Ｓ−１
６）、各モニタポイントが所定時間ｔ0後に侵入禁止領
域に到達しないと判断された場合、Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3，Ｋ4
＝１とし（Ｓ−８，Ｓ−１１，Ｓ−１４，Ｓ−１７）、
その演算結果Ｋ1〜Ｋ4をコントローラ１８に出力する。
コントローラ１８は、Ｓ−１８において各Ｋ1〜Ｋ4の値
を比較し、そのうち最小の値を減速の度合いＫ＝ｍｉｎ
（Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3，Ｋ4）として現在のレバー出力信号に
乗じ（Ｓ−１９）、この値に応じた比例減圧弁駆動信号
を比例減圧弁ユニット２７に出力して比例減圧系を駆動
する（Ｓ−２０）。その結果、各方向切換弁２０〜２３
は比例減圧弁駆動信号の大きさに応じて駆動され、アク
チュエータが駆動される（Ｓ−２１）。
は、現在の各モニタポイントＭ１〜Ｍ４の高さの他に、
上記演算式に従って所定時間ｔ0後における各モニタポ
イントＭ１〜Ｍ４の高さＭ１´〜Ｍ４´を演算し、各モ
ニタポイントＭ１〜Ｍ４毎に所定時間ｔ0後に上方の侵
入禁止領域に到達するか否かを判定する（Ｓ−６，Ｓ−
９，Ｓ−１２，Ｓ−１５）。そして、各モニタポイント
の少なくとも１つが所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到
達すると判断された場合、そのモニタポイントの現在位
置と侵入禁止領域との距離に応じて減速の度合いＫ1〜
Ｋ4を演算し（Ｓ−７，Ｓ−１０，Ｓ−１３，Ｓ−１
６）、各モニタポイントが所定時間ｔ0後に侵入禁止領
域に到達しないと判断された場合、Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3，Ｋ4
＝１とし（Ｓ−８，Ｓ−１１，Ｓ−１４，Ｓ−１７）、
その演算結果Ｋ1〜Ｋ4をコントローラ１８に出力する。
コントローラ１８は、Ｓ−１８において各Ｋ1〜Ｋ4の値
を比較し、そのうち最小の値を減速の度合いＫ＝ｍｉｎ
（Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3，Ｋ4）として現在のレバー出力信号に
乗じ（Ｓ−１９）、この値に応じた比例減圧弁駆動信号
を比例減圧弁ユニット２７に出力して比例減圧系を駆動
する（Ｓ−２０）。その結果、各方向切換弁２０〜２３
は比例減圧弁駆動信号の大きさに応じて駆動され、アク
チュエータが駆動される（Ｓ−２１）。
【００１６】上記した速度の度合いＫの演算式は、予め
設定された侵入禁止領域の高さをＨL、あるモニタポイ
ントが所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達すると判断
された時の高さをＨ0、そのモニタポイントの現在の高
さをＨ1とすると、 Ｋ＝（ＨL−Ｈ1）／（ＨL−Ｈ0） （ただし０≦Ｋ≦１）……… によって表される。
設定された侵入禁止領域の高さをＨL、あるモニタポイ
ントが所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達すると判断
された時の高さをＨ0、そのモニタポイントの現在の高
さをＨ1とすると、 Ｋ＝（ＨL−Ｈ1）／（ＨL−Ｈ0） （ただし０≦Ｋ≦１）……… によって表される。
【００１７】例えば、図７に示すように、高さＨLの位
置に予め侵入禁止領域が設定され、電気レバー１６を矢
印Ｂ1方向に傾けてブーム３を矢印イ方向に単独で上げ
動作中に、Ｓ−９においてモニタポイントＭ２が高さＨ
0の位置で所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達すると判
断された場合、侵入禁止領域の下方に（ＨL−Ｈ0）の大
きさの減速領域が設定されたことになる。モニタポイン
トＭ２の現在の高さＨ1がＨ0に達しない場合は減速を必
要としない時であり、この場合は、（ＨL−Ｈ1）＞（Ｈ
L−Ｈ0）でＫ2≧１となるが、０≦Ｋ2≦１の条件からＫ
2＝１である（Ｓ−１１）。ブーム３の上げ動作が続行
され、図７に示すように、モニタポイントＭ２の現在の
高さＨ1がＨ0を越えると、すなわちモニタポイントＭ２
が上記減速領域に侵入すると、（ＨL−Ｈ1）＜（ＨL−
Ｈ0）で０≦Ｋ2≦１となるため、マイクロコンピュータ
３１は上記式によって演算したＫ2をコントローラ１
８に出力する（Ｓ−１０）。そして、Ｓ−１９において
コントローラ１８はこのＫ2（０≦Ｋ2≦１）をアクチュ
エータであるブームシリンダ７の現在の動作指令信号ｉ
1に乗じ、この値に応じて比例減圧弁駆動信号ｒ1を比例
減圧弁ユニット２７の比例減圧弁２８に出力するため、
比例減圧弁２８は信号ｒ1の大きさに基づいた出力圧力
をブーム用方向切換弁２０の右側のパイロット受け部に
出力し、該ブームシリンダ７の動作速度は電気レバー１
６の操作量に対じた動作速度に比べて減じられ、ブーム
３の上げ速度は遅くなる。
置に予め侵入禁止領域が設定され、電気レバー１６を矢
印Ｂ1方向に傾けてブーム３を矢印イ方向に単独で上げ
動作中に、Ｓ−９においてモニタポイントＭ２が高さＨ
0の位置で所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達すると判
断された場合、侵入禁止領域の下方に（ＨL−Ｈ0）の大
きさの減速領域が設定されたことになる。モニタポイン
トＭ２の現在の高さＨ1がＨ0に達しない場合は減速を必
要としない時であり、この場合は、（ＨL−Ｈ1）＞（Ｈ
L−Ｈ0）でＫ2≧１となるが、０≦Ｋ2≦１の条件からＫ
2＝１である（Ｓ−１１）。ブーム３の上げ動作が続行
され、図７に示すように、モニタポイントＭ２の現在の
高さＨ1がＨ0を越えると、すなわちモニタポイントＭ２
が上記減速領域に侵入すると、（ＨL−Ｈ1）＜（ＨL−
Ｈ0）で０≦Ｋ2≦１となるため、マイクロコンピュータ
３１は上記式によって演算したＫ2をコントローラ１
８に出力する（Ｓ−１０）。そして、Ｓ−１９において
コントローラ１８はこのＫ2（０≦Ｋ2≦１）をアクチュ
エータであるブームシリンダ７の現在の動作指令信号ｉ
1に乗じ、この値に応じて比例減圧弁駆動信号ｒ1を比例
減圧弁ユニット２７の比例減圧弁２８に出力するため、
比例減圧弁２８は信号ｒ1の大きさに基づいた出力圧力
をブーム用方向切換弁２０の右側のパイロット受け部に
出力し、該ブームシリンダ７の動作速度は電気レバー１
６の操作量に対じた動作速度に比べて減じられ、ブーム
３の上げ速度は遅くなる。
【００１８】アクチュエータが動作し続けると、別のモ
ニタポイントが所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達す
ることがある。例えば、図７に示す姿勢からブーム３の
上げ動作が続行されると、モニタポイントＭ２に続いて
モニタポイントＭ３も所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に
到達すると判断される。この場合も同様にしてモニタポ
イントＭ３に対する減速の度合いＫ3が演算され（Ｓ−
１０）、Ｓ−１８においてコントローラ１８はモニタポ
イントＭ２に対するＫ2の値とモニタポイントＭ３に対
するＫ3の値とを比較し、Ｓ−１９において小さい方の
値をブームシリンダ７の動作速度に乗じる。さらに別の
モニタポイントが所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達
すると判断された場合、例えば図７に示すフロント６の
姿勢からアームシリンダ８が伸縮され、アーム４が矢印
ロ方向にダンプ動作されると、モニタポイントＭ４も所
定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達すると判断される。
このように、所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達する
と予測されるモニタポイントが複数ある場合は、Ｓ−１
８においてそれぞれのモニタポイントに対して演算され
たＫの値（Ｋ1〜Ｋ4）を比較し、最小の値を現在のアク
チュエータの動作速度に乗じる。
ニタポイントが所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達す
ることがある。例えば、図７に示す姿勢からブーム３の
上げ動作が続行されると、モニタポイントＭ２に続いて
モニタポイントＭ３も所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に
到達すると判断される。この場合も同様にしてモニタポ
イントＭ３に対する減速の度合いＫ3が演算され（Ｓ−
１０）、Ｓ−１８においてコントローラ１８はモニタポ
イントＭ２に対するＫ2の値とモニタポイントＭ３に対
するＫ3の値とを比較し、Ｓ−１９において小さい方の
値をブームシリンダ７の動作速度に乗じる。さらに別の
モニタポイントが所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達
すると判断された場合、例えば図７に示すフロント６の
姿勢からアームシリンダ８が伸縮され、アーム４が矢印
ロ方向にダンプ動作されると、モニタポイントＭ４も所
定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達すると判断される。
このように、所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達する
と予測されるモニタポイントが複数ある場合は、Ｓ−１
８においてそれぞれのモニタポイントに対して演算され
たＫの値（Ｋ1〜Ｋ4）を比較し、最小の値を現在のアク
チュエータの動作速度に乗じる。
【００１９】また、モニタポイントＭ１〜Ｍ４の１つが
侵入禁止領域に到達すると、上記式中のＨLとＨ1が等
しくＫ＝０となるため、例えばブーム３が動作されてい
る場合は、このＫ＝０を電気レバー１６の出力信号ｉ1
もしくはｉ2に乗じて比例減圧弁駆動信号ｒ1もしくはｒ
2を最小値とし、方向切換弁２０を中立位置にする。こ
れにより、アクチュエータであるブームシリンダ７の動
作速度は０となり、アクチュエータは停止する。
侵入禁止領域に到達すると、上記式中のＨLとＨ1が等
しくＫ＝０となるため、例えばブーム３が動作されてい
る場合は、このＫ＝０を電気レバー１６の出力信号ｉ1
もしくはｉ2に乗じて比例減圧弁駆動信号ｒ1もしくはｒ
2を最小値とし、方向切換弁２０を中立位置にする。こ
れにより、アクチュエータであるブームシリンダ７の動
作速度は０となり、アクチュエータは停止する。
【００２０】なお、各モニタポイントＭ１〜Ｍ４が侵入
禁止領域から遠ざかる方向、すなわち、フロント部材６
が下方へ移動する場合は、各モニタポイントＭ１〜Ｍ４
が侵入禁止領域へ到達するおそれがないため、アクチュ
エータの動作速度を減じる必要はなく、その場合の減速
の度合いＫは１である。
禁止領域から遠ざかる方向、すなわち、フロント部材６
が下方へ移動する場合は、各モニタポイントＭ１〜Ｍ４
が侵入禁止領域へ到達するおそれがないため、アクチュ
エータの動作速度を減じる必要はなく、その場合の減速
の度合いＫは１である。
【００２１】このように、上記第１実施例にあっては、
フロント部材６を構成するブーム３とアーム４およびバ
ケット５にそれぞれモニタポイントＭ１〜Ｍ４を設定
し、マイクロコンピュータ３１に内蔵された座標演算手
段を用いて、フロント部材６の操作時に、各モニタポイ
ントＭ１〜Ｍ４の現在の高さと所定時間ｔ0後の高さを
演算し、いずれかのモニタポイントが所定時間ｔ0後に
予め設定された上方の侵入禁止領域に到達すると予測さ
れた場合、そのモニタポイントの現在座標から侵入禁止
領域までを減速領域としたため、アクチュエータの動作
速度に応じて減速領域の大きさを変えることができる。
このため、本来は減速をする必要がない姿勢での減速の
頻度が少なくなり、オペレータにとっては、アクチュエ
ータの動作速度が不所望に変わる頻度が少なくなる、と
いう操作上の利点がある。
フロント部材６を構成するブーム３とアーム４およびバ
ケット５にそれぞれモニタポイントＭ１〜Ｍ４を設定
し、マイクロコンピュータ３１に内蔵された座標演算手
段を用いて、フロント部材６の操作時に、各モニタポイ
ントＭ１〜Ｍ４の現在の高さと所定時間ｔ0後の高さを
演算し、いずれかのモニタポイントが所定時間ｔ0後に
予め設定された上方の侵入禁止領域に到達すると予測さ
れた場合、そのモニタポイントの現在座標から侵入禁止
領域までを減速領域としたため、アクチュエータの動作
速度に応じて減速領域の大きさを変えることができる。
このため、本来は減速をする必要がない姿勢での減速の
頻度が少なくなり、オペレータにとっては、アクチュエ
ータの動作速度が不所望に変わる頻度が少なくなる、と
いう操作上の利点がある。
【００２２】また、いずれかのモニタポイントが予測さ
れた減速領域内に侵入した場合、そのモニタポイントの
現在座標と侵入禁止領域との距離に応じて減速の度合い
Ｋを求め、このＫの値を現在のアクチュエータの動作速
度に乗じて減速するようにしたため、各モニタポイント
Ｍ１〜Ｍ４と侵入禁止領域との距離に応じた減速処理が
実行され、フロント部材６を侵入禁止領域に到達する前
に確実に減速することができる。したがって、フロント
部材６の各部を駆動するアクチュエータの動作速度を極
力落とさずに、フロント部材６と上方の障害物との接触
事故を確実に防止することができる。
れた減速領域内に侵入した場合、そのモニタポイントの
現在座標と侵入禁止領域との距離に応じて減速の度合い
Ｋを求め、このＫの値を現在のアクチュエータの動作速
度に乗じて減速するようにしたため、各モニタポイント
Ｍ１〜Ｍ４と侵入禁止領域との距離に応じた減速処理が
実行され、フロント部材６を侵入禁止領域に到達する前
に確実に減速することができる。したがって、フロント
部材６の各部を駆動するアクチュエータの動作速度を極
力落とさずに、フロント部材６と上方の障害物との接触
事故を確実に防止することができる。
【００２３】さらに、各モニタポイントＭ１〜Ｍ４の１
つが侵入禁止領域に接近したとしても、そのモニタポイ
ントが所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達しないと判
断された場合は、アクチュエータの動作速度を落とすこ
となく、通常の操作速度でフロント部材６の各部を駆動
することができる。例えば、図７に示すように、ブーム
を侵入禁止領域の近くまで上げた後、この姿勢でブーム
を停止したままアームのみを矢印ロ方向にダンプ動作す
ることを想定した場合、ブームの上端に設定されたモニ
タポイントＭ１と、アームの後端に設定されたモニタポ
イントＭ２，Ｍ３は、ダンプ動作を続けても侵入禁止領
域に到達しないと判断されるため、バケットの刃先円の
うち最も高い位置に設定されたモニタポイントＭ４が所
定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達すると判断されるま
で、アクチュエータは通常の速度で動作される。
つが侵入禁止領域に接近したとしても、そのモニタポイ
ントが所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達しないと判
断された場合は、アクチュエータの動作速度を落とすこ
となく、通常の操作速度でフロント部材６の各部を駆動
することができる。例えば、図７に示すように、ブーム
を侵入禁止領域の近くまで上げた後、この姿勢でブーム
を停止したままアームのみを矢印ロ方向にダンプ動作す
ることを想定した場合、ブームの上端に設定されたモニ
タポイントＭ１と、アームの後端に設定されたモニタポ
イントＭ２，Ｍ３は、ダンプ動作を続けても侵入禁止領
域に到達しないと判断されるため、バケットの刃先円の
うち最も高い位置に設定されたモニタポイントＭ４が所
定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達すると判断されるま
で、アクチュエータは通常の速度で動作される。
【００２４】図８は本発明の第２実施例に係る油圧ショ
ベルの側面図、図９は該油圧ショベルに備えられる作業
深さ制限装置の処理内容を示すフローチャートであり、
図１〜図３に対応する部分には同一符号を付してある。
本実施例が前述した第１実施例と相違する点は、前記各
モニタポイントＭ１〜Ｍ４に加えて、バケット５の刃先
円のうち最も低い位置に深さをモニタするモニタポイン
トＭ５を設定したことにあり、それ以外の構成は基本的
に同じである。
ベルの側面図、図９は該油圧ショベルに備えられる作業
深さ制限装置の処理内容を示すフローチャートであり、
図１〜図３に対応する部分には同一符号を付してある。
本実施例が前述した第１実施例と相違する点は、前記各
モニタポイントＭ１〜Ｍ４に加えて、バケット５の刃先
円のうち最も低い位置に深さをモニタするモニタポイン
トＭ５を設定したことにあり、それ以外の構成は基本的
に同じである。
【００２５】このように構成された第２実施例におい
て、上方の高さ制限に関しては前述した通りであるた
め、ここでは重複する説明を省略し、下方の深さ制限に
関する動作を主に図３の回路図と図９のフローチャート
とに従って説明する。まず、作業を開始する前に、オペ
レータは位置制限スイッチ３２をＯＮした後（Ｓ−２
２）、設定機３０によって地中（下方）に侵入禁止領域
を設定する（Ｓ−２３）。この侵入禁止領域を決める方
法としては、例えば施工図面からガス管や水道管等の障
害物の位置を求めたり、これら障害物までの距離を実測
する方法があり、このようにして侵入禁止領域が設定さ
れると、コントローラ１８は設定機３０からの信号ｘに
基づいて減速の度合いをＫ＝１に設定する（Ｓ−２
４）。侵入禁止領域を設定した後、オペレータが操作レ
バー１０（電気レバー１６，１７）を操作すると、前述
の如く、その操作量に応じて各シリンダ７〜９や旋回モ
ータ１９等のアクチュエータが動作し、油圧ショベルは
掘削等の作業を行う。かかる作業中に、ブーム角センサ
１４とアーム角センサ１５から検出されるブーム角αB
とアーム角αAは常にマイクロコンピュータ３１に入力
され（Ｓ−２５）、マイクロコンピュータ３１はこれら
のブーム角αBとアーム角αAを変数としてモニタポイン
トＭ５の現在の深さを演算する。モニタポイントＭ５の
深さを演算する式は以下の通りである。 Ｍ５＝-ＬＡ・sin(αB+αA)-ＬＢ・sinαB-ＬＶ+Ｔ0 （Ｍ５が地面より高い時にＭ５＞０、Ｍ５が地面より高
い時にＭ５＜０） 作業中にモニタポイントＭ５の深さは刻々変化するが、
マイクロコンピュータ３１は、電気レバー１６，１７か
らの現在のレバー出力信号を取り込み（Ｓ−２６）、こ
れらレバー出力信号と上記の如く演算された現在のモニ
タポイントＭ５の深さとを基に、モニタポイントＭ５の
所定時間ｔ0後の深さも演算する。所定時間ｔ0後のモニ
タポイントＭ５の深さＭ５´は、各モニタポイントＭ１
〜Ｍ４の場合と同様に次式で求められる。 Ｍ５´＝-ＬＡ・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0-Ｃ2・ＲA・ｔ0+α
A0)-ＬＢ・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0)-ＬＶ-Ｔ0 なお、ブーム３を下げ、アーム４をクラウドする場合
は、ブームとアームの速度指令値の符号を逆にすれば良
い。
て、上方の高さ制限に関しては前述した通りであるた
め、ここでは重複する説明を省略し、下方の深さ制限に
関する動作を主に図３の回路図と図９のフローチャート
とに従って説明する。まず、作業を開始する前に、オペ
レータは位置制限スイッチ３２をＯＮした後（Ｓ−２
２）、設定機３０によって地中（下方）に侵入禁止領域
を設定する（Ｓ−２３）。この侵入禁止領域を決める方
法としては、例えば施工図面からガス管や水道管等の障
害物の位置を求めたり、これら障害物までの距離を実測
する方法があり、このようにして侵入禁止領域が設定さ
れると、コントローラ１８は設定機３０からの信号ｘに
基づいて減速の度合いをＫ＝１に設定する（Ｓ−２
４）。侵入禁止領域を設定した後、オペレータが操作レ
バー１０（電気レバー１６，１７）を操作すると、前述
の如く、その操作量に応じて各シリンダ７〜９や旋回モ
ータ１９等のアクチュエータが動作し、油圧ショベルは
掘削等の作業を行う。かかる作業中に、ブーム角センサ
１４とアーム角センサ１５から検出されるブーム角αB
とアーム角αAは常にマイクロコンピュータ３１に入力
され（Ｓ−２５）、マイクロコンピュータ３１はこれら
のブーム角αBとアーム角αAを変数としてモニタポイン
トＭ５の現在の深さを演算する。モニタポイントＭ５の
深さを演算する式は以下の通りである。 Ｍ５＝-ＬＡ・sin(αB+αA)-ＬＢ・sinαB-ＬＶ+Ｔ0 （Ｍ５が地面より高い時にＭ５＞０、Ｍ５が地面より高
い時にＭ５＜０） 作業中にモニタポイントＭ５の深さは刻々変化するが、
マイクロコンピュータ３１は、電気レバー１６，１７か
らの現在のレバー出力信号を取り込み（Ｓ−２６）、こ
れらレバー出力信号と上記の如く演算された現在のモニ
タポイントＭ５の深さとを基に、モニタポイントＭ５の
所定時間ｔ0後の深さも演算する。所定時間ｔ0後のモニ
タポイントＭ５の深さＭ５´は、各モニタポイントＭ１
〜Ｍ４の場合と同様に次式で求められる。 Ｍ５´＝-ＬＡ・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0-Ｃ2・ＲA・ｔ0+α
A0)-ＬＢ・sin(-Ｃ1・ＲB・ｔ0+αB0)-ＬＶ-Ｔ0 なお、ブーム３を下げ、アーム４をクラウドする場合
は、ブームとアームの速度指令値の符号を逆にすれば良
い。
【００２６】このように、マイクロコンピュータ３１
は、現在のモニタポイントＭ５の深さの他に、所定時間
ｔ0後におけるモニタポイントＭ５の深さＭ５´を演算
し、モニタポイントＭ５が所定時間ｔ0後に侵入禁止領
域に到達するか否かを判断する（Ｓ−２７）。そして、
所定時間ｔ0後にモニタポイントＭ５が下方の侵入禁止
領域に到達すると予測された場合、マイクロコンピュー
タ３１は、Ｓ−２８においてモニタポイントＭ５の現在
位置とこの侵入禁止領域との距離に応じて減速の度合い
Ｋを演算し、その演算結果Ｋをコントローラ１８に出力
する。また、所定時間ｔ0後にモニタポイントＭ５が下
方の侵入禁止領域に到達しないと判断された場合、マイ
クロコンピュータ３１は、Ｓ−２９においてＫ＝１とし
てコントローラ１８に出力する。コントローラ１８は、
このＫ（０≦Ｋ≦１またはＫ＝１）を現在のレバー出力
信号に乗じ（Ｓ−３０）、その値に応じた比例減圧弁駆
動信号を比例減圧弁ユニット２７に出力して比例減圧系
を駆動する（Ｓ−３１）。その結果、各方向切換弁２０
〜２３は比例減圧弁駆動信号の大きさに応じて駆動さ
れ、アクチュエータが駆動される（Ｓ−３２）。ここ
で、減速の度合いＫの演算式は、予め設定された侵入禁
止領域の深さをＤL、モニタポイントＭ５が所定時間ｔ0
後に侵入禁止領域に到達すると判断された時の深さをＤ
0、そのモニタポイントの現在の深さをＤ1とすると、 Ｋ＝（ＤL−Ｄ1）／（ＤL−Ｄ0） （ただし０≦Ｋ≦
１）によって表される。
は、現在のモニタポイントＭ５の深さの他に、所定時間
ｔ0後におけるモニタポイントＭ５の深さＭ５´を演算
し、モニタポイントＭ５が所定時間ｔ0後に侵入禁止領
域に到達するか否かを判断する（Ｓ−２７）。そして、
所定時間ｔ0後にモニタポイントＭ５が下方の侵入禁止
領域に到達すると予測された場合、マイクロコンピュー
タ３１は、Ｓ−２８においてモニタポイントＭ５の現在
位置とこの侵入禁止領域との距離に応じて減速の度合い
Ｋを演算し、その演算結果Ｋをコントローラ１８に出力
する。また、所定時間ｔ0後にモニタポイントＭ５が下
方の侵入禁止領域に到達しないと判断された場合、マイ
クロコンピュータ３１は、Ｓ−２９においてＫ＝１とし
てコントローラ１８に出力する。コントローラ１８は、
このＫ（０≦Ｋ≦１またはＫ＝１）を現在のレバー出力
信号に乗じ（Ｓ−３０）、その値に応じた比例減圧弁駆
動信号を比例減圧弁ユニット２７に出力して比例減圧系
を駆動する（Ｓ−３１）。その結果、各方向切換弁２０
〜２３は比例減圧弁駆動信号の大きさに応じて駆動さ
れ、アクチュエータが駆動される（Ｓ−３２）。ここ
で、減速の度合いＫの演算式は、予め設定された侵入禁
止領域の深さをＤL、モニタポイントＭ５が所定時間ｔ0
後に侵入禁止領域に到達すると判断された時の深さをＤ
0、そのモニタポイントの現在の深さをＤ1とすると、 Ｋ＝（ＤL−Ｄ1）／（ＤL−Ｄ0） （ただし０≦Ｋ≦
１）によって表される。
【００２７】例えば、図１０に示すように、深さＤLの
位置に予め侵入禁止領域が設定され、電気レバー１６を
図３の矢印Ｂ2方向に傾けてブーム３を矢印ハ方向に単
独で下げ動作中に、モニタポイントＭ５が深さＤ0の位
置で所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達すると判断さ
れた場合、侵入禁止領域の上方に（ＤL−Ｄ0）の大きさ
の減速領域が設定されたことになる。モニタポイントＭ
５の現在の深さＤ1がＤ0に達しない場合は減速を必要と
しない時であり、この場合は、（ＤL−Ｄ1）＞（ＤL−
Ｄ0）でＫ≧１となるが、０≦Ｋ≦１の条件からＫ＝１
となり、マイクロコンピュータ３１はこのＫ＝１をコン
トローラ１８に出力する（Ｓ−２９）。ブーム３の下げ
動作が続行され、図１０に示すように、モニタポイント
Ｍ５の現在の深さＤ1がＤ0を越えると、すなわちモニタ
ポイントＭ５が上記減速領域に侵入すると、（ＤL−
Ｄ1）＜（ＤL−Ｄ0）で０≦Ｋ≦１となるため、マイク
ロコンピュータ３１は上記Ｋをコントローラ１８に出力
する（Ｓ−２８）。そして、コントローラ１８はこのＫ
（Ｋ＝１または０≦Ｋ≦１）をアクチュエータであるブ
ームシリンダ７の現在の動作指令信号ｉ2に乗じ、この
値に応じて比例減圧弁駆動信号ｒ2を比例減圧弁ユニッ
ト２７の比例減圧弁２９に出力するため、比例減圧弁２
９は信号ｒ2の大きさに基づいた出力圧力をブーム用方
向切換弁２０の左側のパイロット受け部に出力し、該ブ
ームシリンダ７の動作速度は電気レバー１６の操作量に
対じた動作速度に比べて減じられ、ブーム３の下げ速度
は遅くなる。
位置に予め侵入禁止領域が設定され、電気レバー１６を
図３の矢印Ｂ2方向に傾けてブーム３を矢印ハ方向に単
独で下げ動作中に、モニタポイントＭ５が深さＤ0の位
置で所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達すると判断さ
れた場合、侵入禁止領域の上方に（ＤL−Ｄ0）の大きさ
の減速領域が設定されたことになる。モニタポイントＭ
５の現在の深さＤ1がＤ0に達しない場合は減速を必要と
しない時であり、この場合は、（ＤL−Ｄ1）＞（ＤL−
Ｄ0）でＫ≧１となるが、０≦Ｋ≦１の条件からＫ＝１
となり、マイクロコンピュータ３１はこのＫ＝１をコン
トローラ１８に出力する（Ｓ−２９）。ブーム３の下げ
動作が続行され、図１０に示すように、モニタポイント
Ｍ５の現在の深さＤ1がＤ0を越えると、すなわちモニタ
ポイントＭ５が上記減速領域に侵入すると、（ＤL−
Ｄ1）＜（ＤL−Ｄ0）で０≦Ｋ≦１となるため、マイク
ロコンピュータ３１は上記Ｋをコントローラ１８に出力
する（Ｓ−２８）。そして、コントローラ１８はこのＫ
（Ｋ＝１または０≦Ｋ≦１）をアクチュエータであるブ
ームシリンダ７の現在の動作指令信号ｉ2に乗じ、この
値に応じて比例減圧弁駆動信号ｒ2を比例減圧弁ユニッ
ト２７の比例減圧弁２９に出力するため、比例減圧弁２
９は信号ｒ2の大きさに基づいた出力圧力をブーム用方
向切換弁２０の左側のパイロット受け部に出力し、該ブ
ームシリンダ７の動作速度は電気レバー１６の操作量に
対じた動作速度に比べて減じられ、ブーム３の下げ速度
は遅くなる。
【００２８】また、モニタポイントＭ５が下方の侵入禁
止領域に到達すると、Ｋ＝０となるため、例えばブーム
３が動作されている場合は、このＫ＝０を電気レバー１
６の出力信号ｉ1もしくはｉ2に乗じて比例減圧弁駆動信
号ｒ1もしくはｒ2を最小値とし、方向切換弁２０を中立
位置にする。これにより、ブームシリンダ７の動作速度
は０となり、ブームシリンダ７は停止する。なお、モニ
タポイントＭ５が下方の侵入禁止領域から遠ざかる方
向、すなわち、フロント部材６が上方へ移動する場合
は、モニタポイントＭ５が侵入禁止領域へ到達するおそ
れがないため、アクチュエータの動作速度を減じる必要
はなく、その場合の減速の度合いＫは１である。
止領域に到達すると、Ｋ＝０となるため、例えばブーム
３が動作されている場合は、このＫ＝０を電気レバー１
６の出力信号ｉ1もしくはｉ2に乗じて比例減圧弁駆動信
号ｒ1もしくはｒ2を最小値とし、方向切換弁２０を中立
位置にする。これにより、ブームシリンダ７の動作速度
は０となり、ブームシリンダ７は停止する。なお、モニ
タポイントＭ５が下方の侵入禁止領域から遠ざかる方
向、すなわち、フロント部材６が上方へ移動する場合
は、モニタポイントＭ５が侵入禁止領域へ到達するおそ
れがないため、アクチュエータの動作速度を減じる必要
はなく、その場合の減速の度合いＫは１である。
【００２９】このように、上記第２実施例にあっては、
フロント部材６を構成するブーム３とアーム４およびバ
ケット５にそれぞれモニタポイントＭ１〜Ｍ５を設定
し、マイクロコンピュータ３１に内蔵された座標演算手
段を用いて、フロント部材６の操作時に、各モニタポイ
ントＭ１〜Ｍ５の現在の座標と所定時間ｔ0後の座標と
を演算し、いずれかのモニタポイントが所定時間ｔ0後
に予め設定された上方あるいは下方の侵入禁止領域に到
達すると予測された場合、そのモニタポイントの現在座
標から侵入禁止領域までを減速領域としたため、アクチ
ュエータの動作速度に応じて減速領域の大きさを変える
ことができる。このため、本来は減速をする必要がない
姿勢での減速の頻度が少なくなり、オペレータにとって
は、アクチュエータの動作速度が不所望に変わる頻度が
少なくなる、という操作上の利点がある。
フロント部材６を構成するブーム３とアーム４およびバ
ケット５にそれぞれモニタポイントＭ１〜Ｍ５を設定
し、マイクロコンピュータ３１に内蔵された座標演算手
段を用いて、フロント部材６の操作時に、各モニタポイ
ントＭ１〜Ｍ５の現在の座標と所定時間ｔ0後の座標と
を演算し、いずれかのモニタポイントが所定時間ｔ0後
に予め設定された上方あるいは下方の侵入禁止領域に到
達すると予測された場合、そのモニタポイントの現在座
標から侵入禁止領域までを減速領域としたため、アクチ
ュエータの動作速度に応じて減速領域の大きさを変える
ことができる。このため、本来は減速をする必要がない
姿勢での減速の頻度が少なくなり、オペレータにとって
は、アクチュエータの動作速度が不所望に変わる頻度が
少なくなる、という操作上の利点がある。
【００３０】また、いずれかのモニタポイントが予測さ
れた減速領域内に侵入した場合、そのモニタポイントの
現在座標と侵入禁止領域との距離に応じて減速の度合い
Ｋを求め、このＫの値を現在のアクチュエータの動作速
度に乗じて減速するようにしたため、各モニタポイント
Ｍ１〜Ｍ５と侵入禁止領域との距離に応じた減速処理が
実行され、フロント部材６を侵入禁止領域に到達する前
に確実に減速することができる。したがって、フロント
部材６の各部を駆動するアクチュエータの動作速度を極
力落とさずに、フロント部材６と上方あるいは下方の障
害物との接触事故を確実に防止することができる。
れた減速領域内に侵入した場合、そのモニタポイントの
現在座標と侵入禁止領域との距離に応じて減速の度合い
Ｋを求め、このＫの値を現在のアクチュエータの動作速
度に乗じて減速するようにしたため、各モニタポイント
Ｍ１〜Ｍ５と侵入禁止領域との距離に応じた減速処理が
実行され、フロント部材６を侵入禁止領域に到達する前
に確実に減速することができる。したがって、フロント
部材６の各部を駆動するアクチュエータの動作速度を極
力落とさずに、フロント部材６と上方あるいは下方の障
害物との接触事故を確実に防止することができる。
【００３１】さらに、各モニタポイントＭ１〜Ｍ５の１
つが侵入禁止領域に接近したとしても、そのモニタポイ
ントが所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達しないと判
断された場合は、アクチュエータの動作速度を落とすこ
となく、通常の操作速度でフロント部材６の各部を駆動
することができる。例えば、図１０に示すように、ブー
ム３を下方の侵入禁止領域の近くまで下げた後、この姿
勢でブーム３を停止したままアーム４のみを矢印ニ方向
にクラウド動作することを想定した場合、バケット５の
刃先円の最も低い位置に設定されたモニタポイントＭ５
は、ダンプ動作を続けても侵入禁止領域に到達しないと
判断されるため、モニタポイントＭ５が所定時間ｔ0後
に侵入禁止領域に到達すると判断されるまで、アクチュ
エータは通常の速度で動作される。
つが侵入禁止領域に接近したとしても、そのモニタポイ
ントが所定時間ｔ0後に侵入禁止領域に到達しないと判
断された場合は、アクチュエータの動作速度を落とすこ
となく、通常の操作速度でフロント部材６の各部を駆動
することができる。例えば、図１０に示すように、ブー
ム３を下方の侵入禁止領域の近くまで下げた後、この姿
勢でブーム３を停止したままアーム４のみを矢印ニ方向
にクラウド動作することを想定した場合、バケット５の
刃先円の最も低い位置に設定されたモニタポイントＭ５
は、ダンプ動作を続けても侵入禁止領域に到達しないと
判断されるため、モニタポイントＭ５が所定時間ｔ0後
に侵入禁止領域に到達すると判断されるまで、アクチュ
エータは通常の速度で動作される。
【００３２】なお、本発明による建設機械の作業範囲制
限装置は上記各実施例に限定されず、種々の変形例が可
能である。例えば、上記各実施例では、操作レバーとし
て電気レバーを用いた場合について説明したが、その代
りに油圧パイロットレバーを用いることも可能であり、
また、フロント部材の各関節角を検出する手段として、
上記各実施例で挙げた角度センサの代わりにシリンダの
ストロークセンサ等を用いることも可能である。
限装置は上記各実施例に限定されず、種々の変形例が可
能である。例えば、上記各実施例では、操作レバーとし
て電気レバーを用いた場合について説明したが、その代
りに油圧パイロットレバーを用いることも可能であり、
また、フロント部材の各関節角を検出する手段として、
上記各実施例で挙げた角度センサの代わりにシリンダの
ストロークセンサ等を用いることも可能である。
【００３３】また、上記各実施例では、比例減圧弁ユニ
ットからのパイロット圧によって各方向切換弁を切換え
動作する場合について説明したが、アクチュエータの動
作速度を減じる手段として、油圧ポンプと方向切換弁と
を接続する管路に可変形流量調整弁を付設し、この可変
形流量調整弁をコントローラからの駆動信号で動作させ
ることにより、方向切換弁への圧油量を制御するように
しても良い。あるいは、油圧ポンプとアクチュエータを
接続する管路に、圧油の流れ方向を決定する電磁切換弁
と圧油の流量を決定する可変形流量調整弁とを設け、コ
ントローラからの別々の駆動信号に基づいて、これら電
磁切換弁をＯＮ−ＯＦＦ的に切換えると共に可変形流量
調整弁を可変的に動作させることにより、アクチュエー
タに供給される圧油の流れと量を制御するようにしても
良い。
ットからのパイロット圧によって各方向切換弁を切換え
動作する場合について説明したが、アクチュエータの動
作速度を減じる手段として、油圧ポンプと方向切換弁と
を接続する管路に可変形流量調整弁を付設し、この可変
形流量調整弁をコントローラからの駆動信号で動作させ
ることにより、方向切換弁への圧油量を制御するように
しても良い。あるいは、油圧ポンプとアクチュエータを
接続する管路に、圧油の流れ方向を決定する電磁切換弁
と圧油の流量を決定する可変形流量調整弁とを設け、コ
ントローラからの別々の駆動信号に基づいて、これら電
磁切換弁をＯＮ−ＯＦＦ的に切換えると共に可変形流量
調整弁を可変的に動作させることにより、アクチュエー
タに供給される圧油の流れと量を制御するようにしても
良い。
【００３４】さらに、上記各実施例では、モニタポイン
トをフロント部材の所定箇所に４〜５つ設定した場合に
ついて説明したが、モニタポイントの数や位置はこれら
に限定されず、フロント部材の形状や侵入禁止領域の設
定位置等応じて適宜増減しても良い。例えば、掘削深さ
のみを制御する場合は、バケットの刃先円の最も低い位
置に１つのモニタポイントを設定すれば良く、また、フ
ロント部材の先端にブレーカを付けてトンネル掘進等を
行う場合は、侵入禁止領域を高さ方向と深さ方向のみな
らず、前方や手前方向にも設定し、これら各侵入禁止領
域に応じてモニタポイントの数と位置を設定すれば良
い。
トをフロント部材の所定箇所に４〜５つ設定した場合に
ついて説明したが、モニタポイントの数や位置はこれら
に限定されず、フロント部材の形状や侵入禁止領域の設
定位置等応じて適宜増減しても良い。例えば、掘削深さ
のみを制御する場合は、バケットの刃先円の最も低い位
置に１つのモニタポイントを設定すれば良く、また、フ
ロント部材の先端にブレーカを付けてトンネル掘進等を
行う場合は、侵入禁止領域を高さ方向と深さ方向のみな
らず、前方や手前方向にも設定し、これら各侵入禁止領
域に応じてモニタポイントの数と位置を設定すれば良
い。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フロント部材を駆動するアクチュエータの動作速度を極
力落とさずに、障害物に対する接触事故を確実に防止す
ることができ、操作性に優れた建設機械の作業範囲制限
装置を提供することができる。
フロント部材を駆動するアクチュエータの動作速度を極
力落とさずに、障害物に対する接触事故を確実に防止す
ることができ、操作性に優れた建設機械の作業範囲制限
装置を提供することができる。
【図１】本発明の第１実施例に係る油圧ショベルの側面
図である。
図である。
【図２】図１の油圧ショベルの各モニタポイントと各部
の寸法を示す説明図である。
の寸法を示す説明図である。
【図３】図１の油圧ショベルに備えられる作業高さ制限
装置を示す回路図である。
装置を示す回路図である。
【図４】該作業高さ制限装置の処理内容を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図５】操作レバーをフルスロットルにしてブームを操
作した際の時間経過とブーム角との関係を示す説明図で
ある。
作した際の時間経過とブーム角との関係を示す説明図で
ある。
【図６】操作レバーをフルスロットルにしてアームを操
作した際の時間経過とアーム角との関係を示す説明図で
ある。
作した際の時間経過とアーム角との関係を示す説明図で
ある。
【図７】図１の油圧ショベルの動作状態を示す説明図で
ある。
ある。
【図８】本発明の第２実施例に係る油圧ショベルの側面
図である。
図である。
【図９】図８の油圧ショベルに備えられる作業深さ制限
装置の処理内容を示すフローチャートである。
装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図１０】図８の油圧ショベルの動作状態を示す説明図
である。
である。
【符号の説明】 １ 下部走行体 ２ 上部旋回体 ２ａ 運転室 ３ ブーム ４ アーム ５ バケット ６ フロント部材 ７ ブームシリンダ ８ アームシリンダ ９ バケットシリンダ １０ 操作レバー １１〜１３ ピン結合部 １４ ブーム角センサ １５ アーム角センサ １６，１７ 電気レバー １８ コントローラ １９ 旋回モータ ２０〜２３ 方向切換弁 ２７ 比例減圧弁ユニット ２８，２９ 比例減圧弁 ３０ 設定器 ３１ マイクロコンピュータ ３２ 位置制限スイッチ Ｍ１〜Ｍ５ モニタポイント
Claims (4)
- 【請求項１】 建設機械の作業機本体と、この作業機本
体に回転可能に連結された複数の関節形可動部からなる
フロント部材と、このフロント部材の位置を検出する位
置検出手段とを備え、前記フロント部材がその動作範囲
に設定された侵入禁止領域に到達したとき、該フロント
部材の動作を停止させる建設機械の作業範囲制限装置に
おいて、前記フロント部材の所定箇所にモニタポイント
を設定し、前記フロント部材の動作時に、前記モニタポ
イントの現在座標と所定時間後の座標を演算する座標演
算手段と、前記モニタポイントが所定時間後に前記侵入
禁止領域に到達するか否かを判断する判定手段と、前記
モニタポイントが所定時間後に前記侵入禁止領域に到達
すると判断された場合、そのモニタポイントの現在座標
と前記侵入禁止領域との距離に応じて前記フロント部材
の動作速度を減速処理する減速手段と、前記モニタポイ
ントが前記侵入禁止領域に到達したとき、前記フロント
部材の動作を停止処理する停止手段とを備えたことを特
徴とする建設機械の作業範囲制限装置。 - 【請求項２】 建設機械の作業機本体と、この作業機本
体に回転可能に連結された複数の関節形可動部からなる
フロント部材と、このフロント部材の位置を検出する位
置検出手段とを備え、前記フロント部材がその動作範囲
に設定された侵入禁止領域に到達したとき、該フロント
部材の動作を停止させる建設機械の作業範囲制限装置に
おいて、前記モニタポイントを前記フロント部材の所定
箇所に複数設定し、前記フロント部材の動作時に、各モ
ニタポイント毎の現在座標と所定時間後の座標を演算す
る座標演算手段と、前記モニタポイントが所定時間後に
前記侵入禁止領域に到達するか否かを判断する判定手段
と、いずれかのモニタポイントが所定時間後に前記侵入
禁止領域に到達すると判断された場合、そのモニタポイ
ントの現在座標と前記侵入禁止領域との距離に応じて前
記フロント部材の動作速度を減速処理する減速手段と、
各モニタポイントのいずれか１つが前記侵入禁止領域に
到達したとき、前記フロント部材の動作を停止処理する
停止手段とを備えたことを特徴とする建設機械の作業範
囲制限装置。 - 【請求項３】 請求項１または２の記載において、前記
侵入禁止領域が前記フロント部材の動作範囲上方に設定
されていることを特徴とする建設機械の作業範囲制限装
置。 - 【請求項４】 請求項１または２の記載において、前記
侵入禁止領域が地中に設定されていることを特徴とする
建設機械の作業範囲制限装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-300053 | 1993-11-30 | ||
| JP30005393 | 1993-11-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07207712A true JPH07207712A (ja) | 1995-08-08 |
Family
ID=17880138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6730794A Pending JPH07207712A (ja) | 1993-11-30 | 1994-04-05 | 建設機械の作業範囲制限装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07207712A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09105152A (ja) * | 1995-10-11 | 1997-04-22 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械の作業範囲制限制御装置 |
| JPH09111798A (ja) * | 1995-10-16 | 1997-04-28 | Sumitomo Constr Mach Co Ltd | 建設機械の作業機干渉防止装置 |
| JPH09195307A (ja) * | 1996-01-22 | 1997-07-29 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械の干渉防止装置 |
| JPH11241363A (ja) * | 1998-02-25 | 1999-09-07 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械のフロント制御装置 |
| JP2000110192A (ja) * | 1998-10-07 | 2000-04-18 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | 作業用機械の干渉回避制御装置 |
| JP2000110191A (ja) * | 1998-10-07 | 2000-04-18 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | 作業用機械の干渉回避制御装置 |
| JP2000328608A (ja) * | 1999-05-19 | 2000-11-28 | Kubota Corp | バックホウ |
| JP2015214855A (ja) * | 2014-05-12 | 2015-12-03 | 東洋建設株式会社 | 浚渫作業システム及び浚渫作業方法 |
| JP2018172943A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | コベルコ建機株式会社 | 干渉監視装置 |
| JP2018193704A (ja) * | 2017-05-15 | 2018-12-06 | コベルコ建機株式会社 | 作業機械の自動制御装置 |
| CN109072589A (zh) * | 2016-04-28 | 2018-12-21 | 神钢建机株式会社 | 工程机械 |
| CN114096716A (zh) * | 2020-03-25 | 2022-02-25 | 日立建机株式会社 | 作业机械的驾驶支援系统 |
-
1994
- 1994-04-05 JP JP6730794A patent/JPH07207712A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09105152A (ja) * | 1995-10-11 | 1997-04-22 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械の作業範囲制限制御装置 |
| JPH09111798A (ja) * | 1995-10-16 | 1997-04-28 | Sumitomo Constr Mach Co Ltd | 建設機械の作業機干渉防止装置 |
| JPH09195307A (ja) * | 1996-01-22 | 1997-07-29 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械の干渉防止装置 |
| JPH11241363A (ja) * | 1998-02-25 | 1999-09-07 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械のフロント制御装置 |
| JP2000110192A (ja) * | 1998-10-07 | 2000-04-18 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | 作業用機械の干渉回避制御装置 |
| JP2000110191A (ja) * | 1998-10-07 | 2000-04-18 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | 作業用機械の干渉回避制御装置 |
| JP2000328608A (ja) * | 1999-05-19 | 2000-11-28 | Kubota Corp | バックホウ |
| JP2015214855A (ja) * | 2014-05-12 | 2015-12-03 | 東洋建設株式会社 | 浚渫作業システム及び浚渫作業方法 |
| CN109072589A (zh) * | 2016-04-28 | 2018-12-21 | 神钢建机株式会社 | 工程机械 |
| US10876275B2 (en) | 2016-04-28 | 2020-12-29 | Kobelco Construction Machinery Co., Ltd. | Construction machine |
| CN109072589B (zh) * | 2016-04-28 | 2021-10-08 | 神钢建机株式会社 | 工程机械 |
| JP2018172943A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | コベルコ建機株式会社 | 干渉監視装置 |
| JP2018193704A (ja) * | 2017-05-15 | 2018-12-06 | コベルコ建機株式会社 | 作業機械の自動制御装置 |
| CN114096716A (zh) * | 2020-03-25 | 2022-02-25 | 日立建机株式会社 | 作业机械的驾驶支援系统 |
| CN114096716B (zh) * | 2020-03-25 | 2023-12-05 | 日立建机株式会社 | 作业机械的驾驶支援系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101336345B (zh) | 用于控制车辆部件移动的方法 | |
| US5490081A (en) | Working tool operation range limiting apparatus | |
| KR100227197B1 (ko) | 건설기계의 간섭방지장치 | |
| JPH08333768A (ja) | 建設機械の領域制限掘削制御装置 | |
| WO2014167718A1 (ja) | 建設機械の制御システム及び制御方法 | |
| JPH07207712A (ja) | 建設機械の作業範囲制限装置 | |
| JP7046031B2 (ja) | 油圧ショベル | |
| WO2020166241A1 (ja) | 監視装置及び建設機械 | |
| JPH0971965A (ja) | 建設作業機の作業範囲制限装置 | |
| JP3310783B2 (ja) | 作業機の干渉防止装置 | |
| JP2003184133A (ja) | 油圧作業機の振動抑制装置 | |
| JP3198249B2 (ja) | 建設機械の干渉防止装置 | |
| JP2020159142A (ja) | 作業機械 | |
| JP4741521B2 (ja) | 油圧ショベルのフロント制御装置 | |
| JPH07292708A (ja) | 建設機械の作業範囲制限装置 | |
| JP2021050492A (ja) | 油圧ショベル | |
| JPH0820974A (ja) | 建設機械の作業範囲制限装置 | |
| JPH07292707A (ja) | 建設機械の作業範囲制限装置 | |
| JP2913250B2 (ja) | 建設機械の作業高さ制限装置 | |
| JP3468331B2 (ja) | 建設機械の干渉防止装置 | |
| JPH08302753A (ja) | 油圧建設機械 | |
| JP3466371B2 (ja) | 建設機械の干渉防止装置 | |
| JP3386797B2 (ja) | バックホーの油圧シリンダ制御装置 | |
| JP3895439B2 (ja) | 建設機械の作業アタッチメント停止制御装置 | |
| JP2021055262A (ja) | 油圧ショベル |