JPH0723619B2 - 油圧駆動装置 - Google Patents

油圧駆動装置

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JPH0723619B2
JPH0723619B2 JP61252820A JP25282086A JPH0723619B2 JP H0723619 B2 JPH0723619 B2 JP H0723619B2 JP 61252820 A JP61252820 A JP 61252820A JP 25282086 A JP25282086 A JP 25282086A JP H0723619 B2 JPH0723619 B2 JP H0723619B2
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JP
Japan
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discharge amount
variable displacement
displacement hydraulic
hydraulic pump
speed
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JP61252820A
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JPS63107621A (ja
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知彦 安田
幸雄 青柳
桂一郎 宇野
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • 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
    • E02F3/437Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like providing automatic sequences of movements, e.g. linear excavation, keeping dipper angle constant

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、油圧シヨベルのフロントアタツチメントなど
のようにリンク機構を有する油圧機械に備えられ、当該
リンク機構先端の移動軌跡を制御する油圧駆動装置に関
する。
<従来の技術> 従来、この種の油圧駆動装置として、例えば油圧シヨベ
ルに備えられるものがある。この油圧駆動装置は、可変
容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプの吐出量を
制御する吐出量制御手段、すなわちレギユレータと、可
変容量油圧ポンプから吐出される圧油によつて駆動する
アクチユエータ、例えばブームシリンダ、アームシリン
ダ、およびバケツトシリンダと、可変容量油圧ポンプか
らこれらのアクチユエータに供給される圧油の流れを制
御する方向切換弁と、上述のアクチユエータによつて作
動するリンク機構、つまりブーム、アーム、バケツトか
らなるフロントアタツチメントとを備えている。また、
ブームの回動角度、アームの回動角度、バケツトの回動
角度を検出し、角度信号を出力する角度検出器と、リン
ク機構の先端の移動速度すなわちバケツトの刃先の移動
速度を指示する速度指示器と、角度検出器から出力され
る角度信号、および速度指示器から出力される速度信号
に応じて所定の演算をおこない、方向切換弁を駆動する
駆動信号、およびバケツトの刃先の移動速度を制御する
吐出量指令信号を吐出量制御手段に出力する制御装置と
を備えている。そして、角度検出器から出力される角度
信号等に応じて制御装置で演算された制御偏差に基づく
フイードバツク制御により、バケツトの刃先が一定の軌
跡を描くようにフロントアタツチメント全体を作動させ
るようにしている。
<発明が解決しようとする問題点> しかしながら、上記のように構成される油圧駆動装置に
おいて、可変容量油圧ポンプの吐出量を制御するレギユ
レータへの吐出量指令信号の値が可変容量油圧ポンプの
最大吐出量に相応する値を越えてしまうと、いくら上述
のフイードバツク制御をおこなつてもバケツトの刃先を
一定の軌跡に維持することができなくなる。このような
現象を防止するために、すなわちバケツトの刃先を常時
一定の軌跡に維持するために、従来、上述した吐出量指
令信号の値が可変容量油圧ポンプの最大吐出量に相応す
る値とならないように、あらかじめ十分に小さな値に設
定する手段を設けることが考えられる。しかし、このよ
うな従来の手段では、吐出量指令信号の値を一義的な小
さな値に設定することから、バケツトの刃先を常時一定
の軌跡を描くように維持できるものの、このバケツトの
刃先の速度も常に一定した遅い速度となり、したがつて
バケツトの刃先によつておこなわれる地ならし、あるい
は法面掘削などの作業の能率の向上を見込み難い。
本発明は、上記した従来技術における実情に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、リンク機構先端の軌跡制御を
高精度におこなうことができるとともに、リンク機構先
端の移動速度の高速化を図りうる油圧駆動装置を提供す
ることにある。
<問題点を解決するための手段> この目的を達成するために本発明は、制御装置が、可変
容量油圧ポンプの吐出量が最大吐出量近くの吐出量に至
つたときに、速度指示器から出力される速度信号の値を
制限する制御手段を含む構成にしてある。
<作用> 本発明の油圧駆動装置は、上記のように構成してあるこ
とから、可変容量油圧ポンプの吐出量が最大吐出量付近
に至らない状態にあつては、制限手段による影響なく制
御装置から吐出量指令信号が吐出量制御手段に出力さ
れ、これによつて速度指示器で指示された速い移動速度
でリンク機構先端を移動させることができる。
そして、可変容量油圧ポンプの吐出量が最大吐出量付近
に至つたときにはじめて、制限手段の働きによつて吐出
量指令信号の値が小さくなり、すなわちリンク機構の移
動速度を下げるので、吐出量指令信号の値が可変容量油
圧ポンプの最大吐出量に相応する最大値を超えることが
なく、それ故、フイードバツク制御を支障なくおこなう
ことができ、リンク機構先端の軌跡制御を高精度におこ
なうことができる。
つまり、リンク機構によつておこなわれる作業全体のう
ちで、当該リンク機構先端の移動速度が低下するのは、
可変容量油圧ポンプの吐出量が最大吐出量付近の吐出量
に至つたときのみであり、したがつて作業全体を通して
は高速化を実現させることができる。
<実施例> 以下、本発明の油圧駆動装置を図に基づいて説明する。
第1図は本発明の一実施例の全体構成を示す説明図、第
2図は第1図に示す一実施例に備えられる制御装置の概
略構成を示すブロツク図で、この実施例にあつては、油
圧機械のうちの油圧シヨベルに具備された例を示してい
る。
第1図において、1、2はそれぞれ可変容量油圧ポン
プ、3、4はこれらの可変容量油圧ポンプ1、2の吐出
量をそれぞれ制御する吐出量制御手段、すなわちレギユ
レータ、5、6は可変容量油圧ポンプ1、2から吐出さ
れる圧油によつて駆動するアクチユエータ、すなわちブ
ームシリンダ、アームシリンダである。7は他のアクチ
ユエータ、すなわちバケツトシリンダで、このバケツト
シリンダ7は例えば可変容量油圧ポンプ1から吐出され
る圧油によつて駆動するようになつている。8、9はそ
れぞれ可変容量油圧ポンプ1、2からブームシリンダ
5、アームシリンダ6に供給される圧油の流れを制御す
る方向切換弁、すなわち電磁制御弁である。なお、図示
しないが可変容量油圧ポンプ1からバケツトシリンダ7
に供給される圧油の流れを制御する方向切換弁、すなわ
ち電磁制御弁も設けられている。上記した可変容量油圧
ポンプ1、ブームシリンダ5、電磁制御弁8等によつ
て、あるいは可変容量油圧ポンプ2、電磁制御弁9、ア
ームシリンダ6等によつて油圧開回路が構成されてい
る。
10はその油圧シヨベルの本体、11は本体10に回動可能に
装着されるブーム、12はこのブーム11に回動可能に装着
されるアーム、13はこのアーム12に回動可能に装着され
るバケツトで、これらのブーム11、アーム12、バケツト
13によつてフロントアタツチメントが構成され、また複
数の関節を有する1つのリンク機構が形成されている。
14はブーム11の回動角度を検出し、ブーム角度信号Eβ
を出力する角度検出器、15はブーム11とアーム12との間
の相対的回動角度を検出し、アーム角度信号Eαを出力
する角度検出器、16はアーム12とバケツト13との間の相
対的回動角度を検出し、バケツト角度信号Eγを出力す
る角度検出器で、また17は上述したリンク機構先端すな
わちバケツト13の刃先の移動速度を指示する速度信号ES
を出力する速度指示器である。
18は制御装置で、上述したレギユレータ3、4、電磁制
御弁8、9の駆動部、バケツトシリンダ7に応じて設け
られる図示しない電磁制御弁の駆動部、角度検出器14、
15、16、および速度指示器17は、この制御装置18に電気
的に接続されている。この制御装置18は例えば第2図に
示すように、ブーム角度信号Eβ、アーム角度信号E
α、バケツト角度信号Eγ等を入力し、既に知られてい
る所定の演算をおこなつてレギユレータ3、4に吐出量
指令信号Eθ1、Eθ2を、また電磁制御弁8、9の駆
動部に駆動信号EV1、EV2を、またバケツトシリンダ7に
係る図示しない電磁制御弁の駆動部に駆動信号を出力す
る演算部19と、吐出量指令信号Eθ1、Eθ2の値のう
ちの大きい方を最大値信号EMAXとして出力する最大値選
択器20と、この最大値選択器20に接続され、最大値信号
EMAXの値に応じて制御率信号ELを出力する関数発生器21
と、前述の速度指示器17から出力される速度信号ESと制
限率信号ELとを乗算し、乗算信号ESLを演算部19に出力
する乗算器22とを備えている。なお、上述した関数発生
器21における最大値信号EMAXと制限率信号ELとの関数関
係は、吐出量指令信号Eθ1、Eθ2の値、すなわち最
大値信号EMAXが前述した可変容量油圧ポンプ1、2の最
大値吐出量近くの吐出量に相応する値に至るまではEL=
1を出力し、最大値信号EMAXが最大吐出量近くの吐出量
に相応する値に至つたときに、ELが1よりも小さくなる
ように減少するような関数関係にあらかじめ設定してあ
る。
上記した最大値選択器20と、関数発生器21と、乗算器22
とによつて、可変容量油圧ポンプ1、2の吐出量が最大
吐出量近くに至つたときに、速度指示器17から出力され
る速度信号ESの値を小さくするように制限して乗算信号
ESLを出力する制限手段が構成されている。
このように構成してある実施例にあつて、バケツト13の
刃先の軌跡制御は次のようにしておこなわれる。すなわ
ち制御装置18に、角度検出器14から出力されるブーム角
度信号Eβ、角度検出器15から出力されるアーム角度信
号Eα、角度検出器16から出力されるバケツト角度信号
Eγ、および速度指示器17から出力される速度信号ESが
入力され、これらの信号Eβ、Eα、Eγ、ESに基づい
て演算部19で所定の演算がおこなわれた後、この制御装
置18からレギユレータ3、4に吐出量指令信号Eθ1、
Eθ2が出力され、電磁制御弁8、9の駆動部に駆動信
号EV1、EV2が出力され、またバケツトシリンダ7に係る
図示しない電磁制御弁の駆動部に適宜の駆動信号が出力
される。
そして、駆動信号EV1、EV2に応じて電磁制御弁8、9が
切換えられ、また図示しない駆動信号によつてバケツト
シリンダ7に対応する電磁制御弁が切換えられ、これに
より圧油の流れ方向等が制御され、可変容量油圧ポンプ
1、2の吐出油がブームシリンダ5、バケツトシリンダ
7、あるいはアームシリンダ6に供給されてこれらのア
クチユエータが駆動され、ブーム11、アーム12、バケツ
ト13が適宜回動し、また吐出量指令信号Eθ1、Eθ2
に応じてレギユレータ3、4が作動し、これによつて可
変容量油圧ポンプ1、2の吐出量が制御され、これらに
よつてバケツト13の刃先は所定の軌跡を描いて動作す
る。
このような動作がおこなわれる間、最大値選択器20から
力される最大値信号EMAXが小さい値であるとき、すなわ
ちレギユレータ3、4に出力される吐出量指令信号Eθ
1、Eθ2の値が可変容量油圧ポンプ1、2の最大吐出
量近くの吐出量に相応する値に至つていないときは、関
数発生器21から力される制限率信号ELは1であり、した
がつて乗算器22で乗算されるES・ELの積ESLはESに等し
くなり、したがつてオペレータが速度指示器17で指示し
た速度に対応する速度信号ESに応じて比較的速い速度で
バケツト13の刃先を動作することができる。
そして、最大値信号EMAXが大きな値になつたとき、すな
わち、レギユレータ3、4に出力される吐出量指令信号
Eθ1、Eθ2の値が可変容量油圧ポンプ1、2の最大
吐出量近くの吐出量に相応する値に至つたときは、関数
発器21から1より小さい値の制限率信号ELが乗算器22に
出力され、これによつて信号ESLの値は信号ESの値より
も小さくなり、この小さくなつたESLの値に基づいて演
算部19で上述の所定の演算がおこなわれ、値を小さく制
限された吐出量指令信号Eθ1、Eθ2がレギユレータ
3、4に出力され、これによつて吐出量指令信号Eθ
1、Eθ2が可変容量油圧ポンプ1、2の最大吐出量に
相応する値を超えないように制御され、またブームシリ
ンダ5、アームシリンダ6、バケツトシリンダ7の作動
速度が規制され、その結果、バケツト13の刃先の動作は
上述におけるよりも遅い速度となる。
このように構成し実施例にあつては、制御装置18から出
力される吐出量指令信号Eθ1、Eθ2の値が可変容量
油圧ポンプ1、2の最大吐出量に相応する値を超えるこ
とがないので、フイードバツク制御をおこなうことがで
き、したがつてバケツト13の刃先の軌跡制御を高精度に
おこなうことができる。
また、吐出量指令信号Eθ1、Eθ2の値が可変容量油
圧ポンプ1、2の最大吐出量に近い吐出量に相応する値
に至つたときのみ、バケツト13の刃先の動作が遅くな
り、その他の場合におけるバケツト13の刃先の動作を早
くすることができ、すなわち、可能な限りに速い速度で
バケツト13の刃先の移動をおこなわせることができ、こ
のバケツト13によつておこなわれる作業の高能率化を実
現できる。
なお、上記実施例にあつては、可変容量油圧ポンプ1、
2の吐出量が最大吐出量近くに至つた時に、吐出量指令
信号Eθ1、Eθ2の値に応じて速度指示器17から出力
される速度信号ESの値を小さく制限して信号ESLを出力
するようにしてある可変容量油圧ポンプの吐出量はその
回転数によつても変化するので、本発明はこれに限ら
ず、可変容量油圧ポンプ1、2の回転数、および該可変
容量油圧ポンプ1、2を駆動する原動機の回転数のいず
れかを検出する回転数検出器を設け、制御装置18におい
て回転数検出器から出力される信号の値により関数発生
器21の制限特性を可変とし制限率信号を乗算器22に出力
して、速度指示器17から出力される速度信号ESを信号ES
Lに制限して演算部19に入力させる構成とすることもで
きる。
また、上記では可変容量油圧ポンプ1、電磁制御弁8、
ブームシリンダ5等によつて、あるいは可変容量油圧ポ
ンプ2、電磁制御弁9、アームシリンダ等によつて油圧
開回路を構成しているが、本発明はこれに限らず、上記
のものを油圧閉回路に構成することもできる。
また、上記実施例ではリンク機構を有する油圧機械の一
例として油圧シヨベルを挙げたが、本発明はこれに限ら
ず、多関節のアームよりなるリンク機構を備えた大型の
ロボツト等に適用することもできる。
<発明の効果> 本発明の油圧駆動装置は、以上のように構成してあるこ
とから、リンク機構先端の軌跡制御を高精度におこなう
ことができるとともに、リンク機構先端の移動速度の高
速化を図ることができ、したがつて従来に比べて当該リ
ンク機構先端によつておこなわれる作業の能率の向上を
図ることのできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の全体構成を示す説明図、第
2図は第1図に示す一実施例に備えられる制御装置の概
略構成を示すブロツク図である。 1、2……可変容量油圧ポンプ、3、4……レギユレー
タ(吐出量制御手段)、5……ブームシリンダ、6……
アームシリンダ、7……バケツトシリンダ、8、9……
電磁制御弁(方向切換弁)、10……本体、11……ブー
ム、12……アーム、13……バケツト、14、15、16……角
度検出器、17……速度指示器、18……制御装置、19……
演算部、20……最大値選択器、21……関数発生器、22…
…乗算器。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧
    ポンプの吐出量を制御する吐出量制御手段と、前記可変
    容量油圧ポンプから吐出される圧油によつて駆動される
    アクチユエータと、前記可変容量油圧ポンプから前記ア
    クチユエータに供給される圧油の流れを制御する方向切
    換弁と、前記アクチユエータの駆動によつて回動するリ
    ンク機構と、該リンク機構の回動角度を検出して角度信
    号を出力する角度検出器と、前記リンク機構先端の移動
    速度を指示する速度指示器と、前記角度検出器から出力
    される角度信号および前記速度指示器から出力される速
    度信号に応じて所定の演算を行い、前記方向切換弁を駆
    動する駆動信号および前記吐出量制御手段に対して吐出
    量を指令する吐出量指令信号を出力する制御手段とを備
    えた油圧駆動装置において、前記制御手段は、前記可変
    容量油圧ポンプの吐出量が最大吐出量近くの吐出量に達
    した時に、前記速度指示器から出力される速度信号の値
    を制限する制御手段を有したことを特徴とする油圧駆動
    装置。
  2. 【請求項2】吐出量制御手段は可変容量油圧ポンプの吐
    出量を規定するレギユレータであることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の油圧駆動装置。
  3. 【請求項3】制限手段は吐出量指令信号と、可変容量油
    圧ポンプまたは該可変容量油圧ポンプを駆動する原動機
    のいずれかの回転数とに応じて、速度指示器から出力さ
    れる速度信号の値を制限することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の油圧駆動装置。
JP61252820A 1986-10-25 1986-10-25 油圧駆動装置 Expired - Lifetime JPH0723619B2 (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6275107A (ja) * 1985-09-30 1987-04-07 Komatsu Ltd 流量制御方法及び装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6275107A (ja) * 1985-09-30 1987-04-07 Komatsu Ltd 流量制御方法及び装置

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