JPH0788670B2 - 旋回掘削機の作業機姿勢制御装置 - Google Patents

旋回掘削機の作業機姿勢制御装置

Info

Publication number
JPH0788670B2
JPH0788670B2 JP62048926A JP4892687A JPH0788670B2 JP H0788670 B2 JPH0788670 B2 JP H0788670B2 JP 62048926 A JP62048926 A JP 62048926A JP 4892687 A JP4892687 A JP 4892687A JP H0788670 B2 JPH0788670 B2 JP H0788670B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
working machine
control
work
range
working
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP62048926A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63217022A (ja
Inventor
正純 及川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP62048926A priority Critical patent/JPH0788670B2/ja
Publication of JPS63217022A publication Critical patent/JPS63217022A/ja
Publication of JPH0788670B2 publication Critical patent/JPH0788670B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (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〕 この発明は予め設定された作業機作動範囲より作業機が
逸脱しないよう制御する旋回掘削機の作業機姿勢制御装
置に関する。
〔従来の技術〕
従来パワーショベルのような旋回掘削機には、バケット
を有する作業機が装備されていて、この作業機により掘
削作業が行なえるようになっている。また、上記のよう
な旋回掘削機で市街地のように作業範囲が限られた狭小
な作業現場で作業を行う場合、作業機が建造物などと干
渉しないように作業機を操縦する必要があり、作業機の
操縦に、熟練を要すると共に、気を使いながら作業を行
うため、運転者が早期に疲労して作業能率も悪い。かか
る不具合を改善するため、予め作業機の作動範囲を設定
し、この作業範囲外へ作業機が逸脱しないように制御す
る作業機の制御装置も、例えば特開昭59−88543号公報
などで提案される。
〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし上記従来の制御装置では、第13図で示すように作
業機イの旋回方向αの規制は行っているが、姿勢につい
ては何等制御を行っていないため、運転者は作業機の前
後方向及び上下方向の動きについては、相変らず注意を
払わなければならず、安全性が高いとは言えなかった。
この発明は上記従来の不具合点を改善する目的でなされ
たものである。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕
足まわりに対して旋回自在な上部旋回体にブーム、アー
ム及びバケットよりなる作業機を設けたものにおいて、
上記作業機のもっとも外側に位置する複数点を特異点と
して、これら特異点に特異点の位置を検出する作業機姿
勢検出手段を、また上部旋回体に旋回位置を検出する旋
回位置検出手段を設けて、これら検出手段が検出した位
置情報をもとに、作業開始時予め設定した作業範囲を上
記作業機の特異点が逸脱しないよう作業機の各部を制御
することにより、作業機が周囲の障害物と干渉するのを
防止するようにした旋回掘削機の作業姿勢制御装置。
〔実 施 例〕
この発明の一実施例を図面を参照して詳述する。
図1において1は旋回掘削機で、履帯式足まわり2上に
上部旋回体3が旋回自在に設けられおり、この上部旋回
体の前部に作業機4が装着されている。
上記作業機4はブームシリンダ5により起伏自在なブー
ム6と、ブーム6の先端に設けられ、アームシリンダ7
により回動自在なアーム8と、アーム8先端に取付け
れ、バケットシリンダ9により回動自在なバケット10と
よりなる。
上記作業機4の回動する点、例えば、11a,11b,11cに検
出器が設定されている。
また上記作業機4のもっとも外側に位置する検出端(以
下特異点という)は例えばブームシリンダ5の基端側枢
着部、ブームシリンダ5の先端とアーム8の枢着部、ア
ームシリンダ7の基端側枢着部、アームシリンダ7の先
端とチルトレバ12先端の枢着部、リンク13とバケット10
の枢着部及びバケット10先端部の計6箇所で、これら検
出器11a,11b,11cにより検出された位置信号は第2図に
示す姿勢演算手段14へ入力されて、作業機4の姿勢が演
算され、その出力が作業範囲判定手段15へ入力される。
作業範囲判定手段15には、作業現場の状況に応じて予め
作業範囲設定手段16により作業範囲(第3図の枠で囲ん
だ範囲で、Rは旋回半径水平距離、Hは高さ方向、Dは
深さ方向距離、αは作業機旋回角度を示す)が入力され
ていて、作業範囲と現在の作業機の姿勢を比較し、作業
機4が作業範囲を逸脱しないよう流量設定手段17により
作業機油圧回路に設けられた作業機制御弁18が制御され
るようになっている。
なお第4図に作業機制御弁18を電気制御弁とした場合の
制御系を、そして第5図に従来のスプール弁に流量を制
御するサーボポジショナなどの電気制御弁19を追加した
制御系をそれぞれ示す。
何れの制御系を採用してもよいものである。
次に作用を第6図ないし第10図に示すフローチャートを
混えながら説明すると、作業に当ってまず作業現場の状
況に応じて作業範囲の設定を範囲設定手段16により行
う。
この作業範囲の設定は、作業機4の特異点が周囲の障害
物と干渉しない範囲で、旋回半径水平距離、高さ方向距
離及び旋回角度などを設定する。
次に作業を開始すべく作業機操作レバ20を操作すると、
フローはステップへ進んで各操作レバ20の操作量が指
令値として制御装置21へ出力される。
なおVAはアーム操作指令、VBOはブーム操作指令、VBU
バケット操作指令を示す。
次にステップへ進んで作業機4の特異点111ないし116
を検出する検出器11a,11b,11cにより回動部の角度α,
β,γ(δ)が読込まれ、ステップへ進む。
ステップでは検出器11aないし11b,11cより入力された
位置信号により特異点111ないし116の位置が計算され
る。
なお旧特異点111ないし116の位置は予めメモリ30に記憶
されているが、休止中自重による自然下降などにより旧
位置がずれることがあるので、操作レバ20より指令値が
入力しない場合でも、ステップ及びステップのフロ
ーは実行される。
ステップで特異点111ないし116が演出されるとステッ
プへ進んで指令値VA,VBO,VBUが参照される。そしてこ
れらがすべて=0の場合は、ブーム6、アーム8及びバ
ケット10を動かす必要がないことから、ステップへ進
んで制御装置20より流量設定手段17へ流量指令VAF=0,V
BOF=0,VBUF=0が出力され、作業機制御弁18は制御さ
れずフローは終了する。
一方指令値と計算値が=0でない場合は作業機4の制御
が必要なことから、ステップへ進む。
また作業機4の制御は、高さ方向の制御と深さ制御及び
前方の制御に分けてこの順序で行なわれ、それぞれのフ
ローを第7図及び第8図に示す。
ステップでは高さ方向制御が必要かを判定し、もし必
要がない場合は、ステップへ進んで、制御値VA1=VA,
VBO1=VBO,VBU1=VBUとして、第7図に示す深さ制御フ
ローへ進む。
ステップで高さ方向制御が必要な場合はステップへ
進んで、特異点111ないし116のもっとも高い点(HMAX
をHMAX=MAX|111〜116|から検出し、さらにステップ
へ進んでHMAXの作動方向(DIR)を計算する。DIRの算出
は 旧位置−新たな指令位置で行ない、上方向=1、下方向
=−1としてステップへ進み、HMAXが作業範囲の高さ
方向の範囲H内にあるかを、DELTA=H−HMAXより判定
する。
そしてDELTA<0の場合は、範囲外としてステップへ
進んで作動方向(DIR)を判定する。
作動方向が上方の場合は範囲Hをさらに外れることにな
るため、ステップへ進んで制御値VFA=0,VBOF=0,VBU
=0として作業機の動作を停止する。
一方作動方向(DIR)が下方の場合は、HMAXが範囲外
(<0)であるが作動方向(DIR)が範囲内方向である
ことから、ステップへ進んで制御値を指令値(VA1=V
A,VBO1=VBO,VBU1=VBU)として高さ方向の制御を完了
し、次の深さ制御フローへ進む。
またステップで範囲内(≧)と判定されると、作業機
4を緩速停止させるためのサブルーチン25へ進み、ステ
ップで作動方向(DIR)が上方(>0)か下方(<
0)かが判定される。
作業機4を減速停止させるためのサブルーチン25は、予
め記憶装置(ROM)に記憶された第10図に示す流量と移
動距離の関係を呼び出して実行するためのもので、特異
点111ないし116が作業範囲の限界より例えば1000mm手前
にあるまでは100%の流量が作業機制御弁20に流れるよ
う設定されている。
そして特異点111ないし116が作業範囲の限界手前10000m
mを越えると流量を漸減されて作業機4を減速させ、限
界手前100mmで流量を5%まで減少させて作業機4を減
速停止させるもので、減速を開始してから停止するまで
の範囲をLS,LS内のある点をDELTA、そしてDELTA点の流
量をVLIMとする。
サブルーチン25のステップでは作動方向(DIR)が上
方か下方かを判断し、下方の場合はステップへ進んで
ステップと同様制御値を指令値として次の深さ制御フ
ローのへ進む。
作動方向(DIR)が上方の場合はステップへ進んで、D
ELTAとLSの比較を行い、DELTA≧LSの場合は、ステップ
へ進んで制御値を指令値とし、次の深さ制御フロー
へ進む。
またDELTA<LSの場合はステップへ進んでVMAX=MAX
(VA,VBO,VBU)とし、ステップへ進んでVLIMとVMAX
比較する。
そしてVLIM≧VMAXの場合はステップへ進んで制御値を
指令値として次の深さ制御フローへ進む。VLIM<VMAX
の場合は、ステップへ進んで から定数Kを算出し、ステップへ進む。
そしてステップへ進んで指令値に定数Kを乗して制御
値を算出(VA1=KVA,VBO1=KVBO,VBU1=KVBU)し次の深
さ制御値フローAへ進む。
以上の制御により作業機4の高さ方向の制御値が完了す
ると、次は第7図に示す深さ方向の制御へ移行する。
深さ方向制御のフローのステップでは、まず深さ方向
の制御を行うかを判定し、深さ方向の制御を行なわない
場合はステップへ進んで制御値を指令値(VA2=VA,V
BO2=VBO,VBU2=VBU)、次の前方向の制御のフロー(第
8図)のへ進む。
深さ方向の制御を行う場合は、ステプへ進んで深さの
最小値(DMIN:地表面=0とする)を特異点111ないし11
6から検出する(DMIN=MIN|111〜116|)。
そしてステップへ進んで特異点111ないし116のもっと
も低い点(DMIN)点の作動方向(DIR)を計算する。こ
の場合上方を−1、下方を1とする。
特異点111ないし116(DMIN)の作動方向(DIR)を算出
したらステップへ進んでDELTA=HMIN−Dの判定を行
う。すなわちもっとも低い特異点111ないし116(DMIN
が深さ方向の範囲(D)内にあるかを判定する。
そして範囲内(≧0)にある場合は、上記減速停止サブ
ルーチン25へ進んで、このサブルーチン25を実行する。
そして減速停止サブルーチン25が完了したら次の前方方
向制御フローへ進む。
またステップで範囲外(<0)と判定された場合は、
ステップへ進んで作動方向(DIR)が上方(<)か、
下方(>)かが判定される。
上方の場合は、現在特異点111ないし116(DMIN)は範囲
外であるが、範囲内へ戻る方向なのでステップへ進ん
で制御値を指令値とし(VA2=VA,VBO2=VBO,VBU2
VBU、次の前方方向制御フローのへ進む。
ステップで下方と判定された場合は、特異点111ない
し116(DMIN)がさらに外れる方向なのでステップへ
進んで制御流量VA2,VBO2,VBU2をそれぞれ=0とし、作
業機4の動作を停止することにより、作業機4が作業範
囲外へ逸脱するのを防止する。
一方作業機4の前方方向の制御は次のように行なわれ
る。すなわち作業機4のもっとも前方に位置する特異点
111ないし116(LMAX)が作業範囲Rを越える要因として
は第11図に示すように作業機4の旋回中心からの距離を
規制する場合(直角指令制御なし)と、第12図に示すよ
うに作業機4と壁面までの距離を規制する場合(直角
指令制御あり)とがある。
直角指令制御なしの場合 DELTA=R−LMAX 直角指令制御ありの場合 まず前方方向制御フロー(第8図)のステップで前方
方向の制御を行うかを判定し、行なわない場合はステッ
プへ進んで制御値を指令値とし(VA3=VA,VBO3=VBO,
VBU3=VBU)、第9図に示すフローのへ進む。
制御を行う場合はステップへ進んでLMAX=MMAX|111
116|とし、ステップへ進む。
そしてステップでもっとも前方に位置する特異点111
ないし116(LMAX)点の作動方向(DIR)を計算し、作動
方向が外方なら=1、内方なら=−1としてステップ
へ進む。
ステップでは直角指令制御無(第11図)か、直角指令
制御有(第12図)かを判定し、直角指令制御無の場合は
ステップへ進んでDELTA=R−LMAXにより特異点から
作業範囲限界までの距離DELTAを算出し、制御有の場合
はステップへ進んで によりDELTAを算出して、それぞれステップへ進む。
ステップではDELTAが範囲内かを判定し、もし範囲内
(≧)の場合は第6図に示す減速サブルーチンへ進んで
これを実行し、制御値VA3,VBO3,VBU3を決定し次のフロ
ー(第9図)のへ進む。
DELTAが範囲外(<0)の場合は、ステップへ進んで
作動方向(DIR)が内側(<)か、外側(>)かを判定
する。範囲外にあっても作動方向が内側の場合は、範囲
内へ戻る方向なのでステップへ進んで制御値を指令値
(VA2=VA,VBO2=VBO,VBU2=VBU)として次のフローの
へ進む。
また作動範囲方向(DIR)が外側の場合は範囲よりさら
に外れる方向なのでステップへ進んで制御流量VA3
0,VBO3=0,VBU3=0として作業機4の動作を停止するこ
とにより、作業機4が作業範囲を越えて前方の障害物と
干渉するのを防止する。
一方上記作用により得られた各制御値VA1〜VA3,VBO1〜V
BO3,VBU1〜VBU3は第9図に示すフローのステップで制
御値の中から、もっとも小さな値(MIN)が制御流量指
令値VAF,VBOF,VBUFとされる。
すなわち VAF=MIN|VA1〜VA3| VBOF=MIN|VBO1〜VBO3| VBUF=MIN|VBu1〜VBU3| そしてステップでこれら制御流量指令値VAF,VBOF,V
BUFが制御装置21よりバルブコントローラ22を介して作
業機制御弁18へ出力され、作業機4の各アクチュエータ
23へ供給される流量が制御されて、この流量により各ア
クチュエータ23が動作されることにより、作業開始時設
定した作業範囲内で作業機4を動かして掘削積込みなど
の作業が行なえるようになる。
〔発明の効果〕
この発明は以上詳述したように作業開始時、作業現場の
状況に応じて作業範囲を設定することにより、作業中は
作業機がこの作業範囲を越えない範囲で動作が自動制御
されるため、運転者は作業機が周囲の障害物と干渉しな
いよう気使いながら作業機を操作する必要がないため、
作業が安全かつ能率よく行なえると共に、運転者の疲労
軽減も図れるようになる。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を示し、第1図は旋回掘削機
の側面図、第2図は制御系のブロック図、第3図は作業
範囲を示す説明図、第4図及び第5図は作業機制御弁の
制御系を示す説明図、第6図ないし第12図は作用を示す
説明図、第13図は従来の説明図である。 2は足まわり、3は上部旋回体、4は作業機、6はブー
ム、8はアーム、10はバケット。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】足まわり2に対して旋回自在な上部旋回体
    3にブーム6、アーム8及びバケット10よりなる作業機
    4を設けたものにおいて、上記作業機4のもっとも外側
    に位置する複数点を特異点として、これら特異点に特異
    点の位置を検出する作業機姿勢検出手段を、また上部旋
    回体3に旋回位置を検出する旋回位置検出手段を設け
    て、これら検出手段が検出した位置情報をもとに、作業
    開始時予め設定した作業範囲を上記作業機4の特異点が
    逸脱しないよう作業機4の各部を制御することを特徴と
    する旋回掘削機の作業機姿勢制御装置。
JP62048926A 1987-03-05 1987-03-05 旋回掘削機の作業機姿勢制御装置 Expired - Fee Related JPH0788670B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62048926A JPH0788670B2 (ja) 1987-03-05 1987-03-05 旋回掘削機の作業機姿勢制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62048926A JPH0788670B2 (ja) 1987-03-05 1987-03-05 旋回掘削機の作業機姿勢制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63217022A JPS63217022A (ja) 1988-09-09
JPH0788670B2 true JPH0788670B2 (ja) 1995-09-27

Family

ID=12816863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62048926A Expired - Fee Related JPH0788670B2 (ja) 1987-03-05 1987-03-05 旋回掘削機の作業機姿勢制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0788670B2 (ja)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56150227A (en) * 1980-04-18 1981-11-20 Komatsu Ltd Controller for excavation of trench by oil-pressure excavator
JPS57130641A (en) * 1981-02-02 1982-08-13 Hitachi Constr Mach Co Ltd Regulating method of working range
JPS58156641A (ja) * 1982-03-12 1983-09-17 Kubota Ltd 掘削作業車
JPS59141638A (ja) * 1983-02-01 1984-08-14 Komatsu Ltd パワ−シヨベルの安全装置
JPS6012489A (ja) * 1983-06-30 1985-01-22 株式会社竹中工務店 タワークレーンの干渉制御装置
JPS61216938A (ja) * 1985-03-19 1986-09-26 Seirei Ind Co Ltd 二重旋回バツクホ−の旋回安全装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63217022A (ja) 1988-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100191391B1 (ko) 건설 기계용 영역 제한 굴삭 제어 시스템
US5490081A (en) Working tool operation range limiting apparatus
JP3679848B2 (ja) 建設機械の作業範囲制限制御装置
KR100281009B1 (ko) 2피스부움식 유압셔블의 간섭 방지장치
JP3455369B2 (ja) 建設機械のフロント制御装置
EP2022899A1 (en) Double-arm working machine
JP4223278B2 (ja) サイクルタイムを改善する作業機械制御装置
JPH0971965A (ja) 建設作業機の作業範囲制限装置
JP3441886B2 (ja) 油圧建設機械の自動軌跡制御装置
EP1302599A1 (en) Method and apparatus for voice-activated control of attachment of construction machine
JP6871946B2 (ja) 作業車両および作業車両の制御方法
JP3310783B2 (ja) 作業機の干渉防止装置
JPH0788670B2 (ja) 旋回掘削機の作業機姿勢制御装置
JP7141991B2 (ja) 油圧ショベル
JPH0820974A (ja) 建設機械の作業範囲制限装置
JP3713358B2 (ja) 建設機械のフロント制御装置
JP2916957B2 (ja) 掘削作業機の自動制御方法
JP2000355957A (ja) 油圧ショベルの領域制限掘削制御装置
JP4017279B2 (ja) 2ピースブーム作業機の第2ブーム操作動作制御装置
JPH0633618B2 (ja) 建設機械
JP2514887Y2 (ja) ブームを有する作業機の安全装置
JP3717328B2 (ja) クローラ式ブーム作業車の安全装置
JP2697499B2 (ja) 建設機械の自動掘削制御装置
JPH0788674B2 (ja) パワ−シヨベルの作業機制御装置
JPS63217021A (ja) 旋回掘削機の作業機姿勢制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees