JPH0781285B2 - バックホウの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ブーム、アーム及びバケットが備えられたバ
ックホウ装置の旋回台の運転部横側方箇所に取付け、前
記バケットを前記旋回台に対して横偏位調節する横シフ
トシリンダを設けたバックホウの制御装置に関する。

〔従来の技術〕

上記バックホウは、横シフトシリンダによるバケット横
偏位調節をすることにより、バックホウ装置を旋回台側
にコンパクトに格納して小半径で旋回することが可能に
なったものである。

この種バックホウ装置において、従来、バックホウ装置
の動きを目で確認しながら、ブームバルブ及びアームバ
ルブの人為切換え操作によってブームシリンダ及びアー
ムシリンダを人為制御することにより、作業状態にある
バックホウ装置を前記格納状態に格納するようになって
いた。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、バックホウ装置の旋回台側への格納をするに当た
り、ブームバルブやアームバルブを中立位置に自動復帰
しないように駆動位置に維持操作する必要があるとか、
バックホウ装置が所定の格納位置に正確に移動するよう
に注意する必要があり、手間が掛かると共に熟練や経験
が必要になっていた。

殊に、バックホウ装置をすくい取り土砂の保持状態のま
まで格納状態にすると共に旋回操作し、機体に対して土
砂すく取り位置とは反対側の箇所にすくい取り土砂を排
出する等の作業をする場合には、バックホウ装置を作業
状態から格納状態に切換えるためのシリンダ操作に併わ
せ、ブーム及びアームの揺動にかかわらずすくい取り土
砂がこぼれ落ちないようにバケットを水平姿勢に維持す
るためのバケットシリンダ操作をする必要があることか
ら、より一層の熟練や経験が必要になっていた。

本発明の目的は、熟練や経験の有無にかかわらず楽にか
つ安全に操作したり作業できるバックホウ装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、目的達成のために、冒頭に記したバックホウ
の制御装置において、 前記ブームの前記旋回台に対する上下揺動角を検出する
ブーム角センサ、前記アームの前記ブームに対する揺動
角を検出するアーム角センサ、及び、前記バケットの前
記旋回台に対する横偏位量を検出する横偏位センサを設
け、 前記ブーム角センサ、前記アーム角センサ及び前記横偏
位センサ夫々による検出結果に基いて前記ブームシリン
ダ、前記アームシリンダ及び前記横シフトシリンダを自
動操作し前記バックホウ装置を前記旋回台から前方に突
出する作業状態から前記旋回台側に引退する格納状態に
自動的に切換える格納制御手段を作動状態と非作動状態
に切換え自在に設け、 前記バケットの水平姿勢を検出する水平センサによる検
出結果に基いてバケットシリンダを自動操作して前記バ
ケットを水平姿勢に維持するバケット姿勢制御手段を、
前記格納制御手段の作動状態で作動する状態で設けてあ
る。その作用及び効果は次のとおりである。

〔作 用〕

格納制御手段を作動状態に切換え操作すると、ブーム角
センサ、アーム角センサ及び横偏位センサによる検出結
果に基づいて格納制御手段がブームシリンダ、アームシ
リンダ及び横シフトシリンダを自動操作し、バックホウ
装置が作業状態から格納状態に自動的に切換わる。

この格納時に、バケット姿勢制御手段に人為的に作動さ
せたり、自動的に作動させると、水平センサによる検出
結果に基いてバケット姿勢制御手段がバケットシリンダ
を自動操作し、バケットがバックホウ装置の格納作動に
かかわらず水平姿勢を維持する。

〔発明の効果〕

熟練者や経験者であってもなかっても、自動格納の始動
操作をしたり、自動格納とバケット姿勢制御の両始動操
作をするだけで、バックホウ装置を旋回台側に正確に格
納できると共にバケットを水平姿勢に維持でき、すくい
取り土砂をバックホウ装置の小旋回操作により運搬して
排出する等の作業が安全に、しかも、楽にかつ能率よく
できるようになった。

〔実施例〕

次に実施例を示す。

第２図に示すように、クローラ式走行装置（１）及びド
ーザ装置（３）を備えた走行機体（２）に対して、搭乗
運転部（４）及び原動部（５）、並びに、バックホウ装
置（６）を設けている全旋回型の旋回台（７）を軸心
（Ｙ）周りで回動自在に取付け、排土作業も可能なバッ
クホウ作業者を構成してある。

前記ハックホウ装置（６）は、先端にバケット（８）を
横軸心周りで屈折揺動可能に枢支したアーム（９）と、
このアーム（９）を先端で横軸心周りで屈折揺動可能に
枢支したブーム（10）とからなり、このブーム（10）を
搭乗運転部（４）の横側方箇所で旋回台（７）に上下揺
動可能に枢支して構成されている。

第２図中（C₁）はブーム（10）を上下揺動させる油圧式
ブームシリンダであり、（C₂）はアーム（９）をブーム
（10）に対して屈折揺動させる油圧式アームシリンダで
あり、（C₃）はバケット（８）をアーム（９）に対して
屈折揺動させる油圧式バケットシリンダである。

次に、第１図及び第２図に示すように、前記バケット
（８）をブーム（10）の旋回台（７）への取付端部（10
a）に対して前記旋回台（７）の横方向に平行移動させ
る横偏位機構（14）について説明する。前記ブーム（1
0）を、旋回台（７）への取付端部（10a）を含む基端部
（10A）と、この基端部（10A）の先端にブーム揺動軸心
と直交する軸心（Ｘ）周りで相対揺動可能に連結された
中間部（10B）と、この中間部（10B）の先端に前記軸心
（Ｘ）と平行な軸心周りで相対揺動可能に連結された先
端部（10C）とで構成し、この先端部（10C）にアーム
（９）を屈折揺動可能に連結してある。したがって、前
記ブーム（10）の基端部（10A）に対して中間部（10B）
は、旋回台（７）の横方向に揺動可能である。このよう
なブーム（10）の折れ曲り構造に対して、前記基端部
（10A）と中間部（10B）との間に、この中間部（10B）
の基端部（10A）に対する相対揺動を現出させるブーム
折曲げ用の横シフトシリンダ（C₄）を架設してある。そ
して、基端部（10A）と先端部（10C）との間に両者（10
A），（10C）の相対揺動を許容する連結ロッド（15）が
架設され、基端部（10A）に対して枢支された中間部（1
0B）と連結ロッド（15）、及び、これら中間部（10B）
と連係ロッド（15）との先端同志を連結する先端部（10
C）とで平行４連リンクが構成されている。

したがって、横シフトシリンダ（C₄）を基準長さに設定
すると、ブーム（10）、アーム（９）が旋回台（７）の
前後方向に沿った通常の姿勢にあり、この状態でバケッ
ト（８）はブーム（10）の前方に位置する非偏位姿勢に
ある。この状態で横シフトシリンダ（C₄）を伸縮させる
と、前記中間部（10B）が旋回台横方向に折曲げ揺動し
て、バケット（８）がブーム（10）の横側方に偏位する
とともに同時にアーム（９）を折込み揺動させると、バ
ケット（８）がブーム（10）の横側方で搭乗運転部
（４）とは反対側に移行した偏位姿勢に切換る。この場
合に横偏位機構（14）は平行４連リンク式であるから、
前記先端部（10C）は前記基端部（10A）に対して平行な
状態に維持され、バケット（８）はブーム（10）の取付
端部（10a）に対して旋回台（７）の横方向に平行移動
している。

次にバケット（８）の非偏位姿勢から偏位姿勢に切換え
る場合或いはその反対の場合に採用される順序作動制御
手段（Ａ）をフローチャートを参考に説明する。まず、
制御に必要なセンサ関係を説明すると、バケット（８）
に対しては水平状態を検出する重力式の水平センサ（1
1）、アーム（９）とブーム（10）との連結揺動軸心位
置にアーム揺動角検出センサ（12）、ブーム（10）の旋
回台（７）に対する取付端部（10a）揺動軸心位置にブ
ーム揺動角検出センサ（13）、前記ブームの中間部（10
B）と基端部（10A）との連結揺動支点位置に中間部（10
B）の基端部（10A）に対する折曲げ角を検出してバケッ
ト（８）の横偏位量を示す横偏位角検出センサ（16）、
アーム揺動角設定器（17）、ブーム揺動角設定器（1
8）、ブーム（10）の上昇限位置を検出するブーム上昇
リミット（19）、アーム（９）のブーム（10）に対する
折込み揺動端を検出する折込み揺動端リミット（20）
を、夫々、設けてある。これらセンサからの信号を受け
て各油圧シリンダを作動制御するコンピュータ内装の制
御装置（21）を設けてある。以上、センサ、制御装置
（21）、及び、油圧シリンダ等を順序作動制御装置
（Ａ）と称する。

第６図のメインフロー図で示すように、旋回スイッチが
操作されれば旋回制御が行われるとともに、現状復帰制
御によって、バケット（８）は旋回前の位置に自動的に
復帰される。一方、堀削作業中に横偏位機構（14）が作
動して、それが、バケット（８）の搭乗運転部（４）へ
の侵入を招く結果になるような場合、つまり、バケット
（８）が搭乗運転部（４）側への横偏位第２設定角を越
えた場合には、バケット（８）の搭乗運転部（４）への
侵入回避制御を行う構成となっている。

まず、旋回制御について説明する。まず、第８図（イ）
で示すように、ブーム（10）を上限リミット（19）が作
動するまで上昇させるとともに、同時にアーム（９）を
折込み揺動させる。アーム（９）はバケット（８）がブ
ーム（10）に衝突しない範囲内での第１設定角まで折込
み揺動する。アーム（９）が第１設定角になると揺動を
停止し、横偏位機構（14）が作動する。ここでアーム
（10）に対してバケット（８）が横偏位して横偏位第１
設定角になると横偏位機構（14）を停止し、再度アーム
（９）を折込み揺動させ、アーム検出角が第２設定角に
なるとアーム（９）を停止し、バケット（８）を偏位姿
勢に設定できる（このアームに対する第２設定角はアー
ム折込み揺動端と同一角度でもよい）。この旋回制御の
場合に、第８図（ロ）で示すように、バケット（８）は
常に水平センサ（11）の検出結果に基づいて制御されて
おり、水平姿勢を維持して土砂等の漏出しを抑える構成
となっている。

第９図に示す現状復帰制御の場合には、旋回第（７）を
旋回前位置まで旋回復帰させ、次にバケット（８）の偏
位姿勢に対応した位置にあるブーム（10）を下降させる
とともに、まず、アーム（９）を第１設定角まで前方に
向けてブーム（10）から離れる方向に揺動させて一旦停
止させる。そこで、横偏位機構（14）を作動させてブー
ム（９）が旋回制御前の現状位置に戻ればその作動を停
止させる。そして、再度アーム（９）を前方に揺動させ
てコンピュータが記憶した元の揺動角度位置まで復帰さ
せる。これで、バケット（８）、アーム（９）、ブーム
（10）が旋回前の現状位置に復帰したことになる。

次に、前記横偏位機構（14）を作動させてバケット
（８）をブーム取付端部（10a）に対して左右に任意の
偏位量で横偏位させて側溝堀作業を行う場合等に運転者
の操作ミスでバケット（８）が搭乗運転部（４）内に侵
入したり搭乗運転部（４）内に土砂を排出することの回
避を図ってある。すなわち、横偏位検出角が第２設定角
を越えるとバケット（８）の搭乗運転部（４）内への侵
入があるとしてバケットの搭乗運転部への侵入回避制御
を行うようにしてある。まず、この制御ではブーム（1
0）が設定角及びアーム（９）が第３設定角を共に越え
る場合には、バケット（８）を搭乗運転部（４）から離
れるように、ブーム（10）、アーム（９）を上昇作動さ
せるとともに横偏位機構（14）を作動させる。ブーム
（10）、アーム（９）の少なくとも一方が前記設定角・
第３設定角に該当しない場合にはバケット搭乗運転部侵
入回避制御は行わない。

つまり、制御装置（21）が第６図及び第７図のフローに
基いて自動作動する安全制御手段を構成しており、前記
検出センサ（12），（13）及び（16）夫々による検出結
果が前記第３設定角または前記設定角または前記第２設
定角より大であるか否かを比較判別すると共に、３つの
検出センサ（12），（13）及び（16）の全てによる検出
結果が設定角または第２設定角または第３設定角より大
であればバケット（８）が運転部（４）に対して接近し
た回避制御必要位置に在ると判断し、この判断をした時
には、ブームシリンダ（C₁）、アームシリンダ（C₂）及
び横シフトシリンダ（C₄）を作動するように自動的に操
作してバケット（８）を運転部（４）に侵入しないよう
に運転部（４）から離間移動させるのである。

また、制御装置（21）が格納制御手段を構成しており、
第６図及び第８図に示すフローに基いて自動作動し、バ
ックホウ装置（６）を第２図の如く旋回台（７）から前
方に突出する作業状態から第３図及び第４図の如く旋回
台側に引退する格納状態に自動的に切換えるように構成
してある。

すなわち、旋回スイッチの切換え操作をすることによ
り、格納制御手段が作動状態と非作動状態に切換わるの
である。そして、作動状態になると、センサ（12），
（13）及び（16）による検出結果、設定器（17）並びに
リミット（19）及び（20）からの情報に基いてバルブ操
作をすることによってブームシリンダ（C₁）、アームシ
リンダ（C₂）及び横シフトシリンダ（C₄）を自動操作
し、バケット（８）がブーム（10）の横側方に偏位する
ように、かつ、バックホウ装置（６）の全体が旋回台
（７）の旋回半径内に位置するようにバックホウ装置
（６）を操作するのである。

さらに、制御装置（21）がバケット姿勢制御手段を構成
しており、第８図（ロ）に示すフローに基いて自動作動
し、バックホウ装置（６）が前記作業状態から前記格納
状態に自動切換えされる際に、バケット（８）を水平姿
勢に維持するように構成してある。

すなわち、バケット姿勢制御手段が前記格納制御手段の
作動状態において作動し、水平センサ（11）による検出
結果に基いてバルブ操作をすることにより、バケット
（８）がブーム（10）及びアーム（９）の揺動作動にか
かわらず水平姿勢になるようにバケットシリンダ（C₃）
を自動操作するのである。

〔別実施例〕

バケット（８）を横偏位させる機構としてはブーム（1
0）全体が旋回台（７）への取付端部（10a）から折れ曲
り揺動してもよく、又は、アーム（９）が先端部だけ折
れ曲り揺動するものでもよい。

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

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るバックホウの制御装置の実施例を示
し、第１図は横偏位機構の作動によって横偏位したバケ
ットを示す平面図、第２図は全体側面図、第３図は旋回
時のバケットの偏位姿勢を示す側面図、第４図は第３図
に対応した平面図、第５図は制御ブロック図、第６図は
全体制御メインフロー図、第７図はバケットの搭乗運転
部への侵入回避制御に対するサブルーチン図、第８図
（イ）は旋回時のバケット偏位姿勢の移行を示すフロー
図、第８図（ロ）はバケット水平制御における割込みフ
ロー図、第９図はバケットの偏位姿勢から元の非偏位姿
勢に復帰する場合のフロー図である。 （６）……バックホウ装置、（７）……旋回台、（８）
……バケット、（９）……アーム、（10）……ブーム、
（11）……水平センサ、（12）……アーム角センサ、
（13）……ビーム角センサ、（16）……横偏位センサ、
（C₁）……ブームシリンダ、（C₂）……アームシリン
ダ、（C₃）……バケットシリンダ、（C₄）……横シフト
シリンダ。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−127023（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−17234（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−32255（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブーム（10）、アーム（９）及びバケット
   （８）が備えられたバックホウ装置（６）を旋回台
   （７）の運転部横側方箇所に取付け、前記バケット
   （８）を前記旋回台（７）に対して横偏位調節する横シ
   フトシリンダ（C₄）を設けたバックホウの制御装置であ
   って、 前記ブーム（10）の前記旋回台（７）に対する上下揺動
   角を検出するブーム角センサ（13）、前記アーム（９）
   の前記ブーム（10）に対する揺動角を検出するアーム角
   センサ（12）、及び、前記バケット（８）の前記旋回台
   （７）に対する横偏位量を検出する横偏位センサ（16）
   を設け、 前記ブーム角センサ（13）、前記アーム角センサ（12）
   及び前記横偏位センサ（16）夫々による検出結果に基い
   て前記ブームシリンダ（C₁）、前記アームシリンダ
   （C₂）及び前記横シフトシリンダ（C₄）を自動操作し前
   記バックホウ装置（６）を前記旋回台（７）から前方に
   突出する作業状態から前記旋回台側に引退する格納状態
   に自動的に切換える格納制御手段を作動状態と非作動状
   態に切換え自在に設け、 前記バケット（８）の水平姿勢を検出する水平センサ
   （11）による検出結果に基いてバケットシリンダ（C₃）
   を自動操作して前記バケット（８）を水平姿勢に維持す
   るバケット姿勢制御手段を、前記格納制御手段の作動状
   態で作動する状態で設けてあるバックホウの制御装置。