JPH0794731B2

JPH0794731B2 - 超小旋回パワーショベルにおける作業機干渉防止装置

Info

Publication number: JPH0794731B2
Application number: JP4409189A
Authority: JP
Inventors: 伸二前田
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1989-02-23
Filing date: 1989-02-23
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPH02221526A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はブームおよびアーム等からなる作業機の姿勢を
自在に操作しうる超小旋回パワーショベルにおける作業
機干渉防止装置に関する。

［従来の技術］周知のように、パワーショベルとしては上下方向にそれ
ぞれ旋回するブーム、アームおよびバケットからなる作
業機を備えたものがある。このようなパワーショベルで
は作業機をどのように移動しても、作業機が例えばオペ
レータ室に干渉するようなことはなく、このために作業
機の移動範囲を特に限定する必要がない。

ところが、超小旋回パワーショベルにおいては例えばア
ームがブームに対して左右方向に旋回し、かつ車両本体
方向へのアームの巻き込み量が大きくされているので、
バケットの先端がオペレータ室に干渉しうる。

また、例えばブーム自体が２つの連結された腕部を有
し、これらの腕部が上下方向にそれぞれ旋回しかつアー
ムが旋回ばかりでなく該アームの中心線回りを回転する
場合も、作業機がオペレータ室と干渉しうる。

このため、オペレータは作業機の操作に際して、作業機
がオペレータ室に干渉しないように注意せねばならなか
った。また、ブームとアームの旋回角、およびアームの
回転角等に限度をそれぞれ持たせ、これにより作業機が
オペレータ室に干渉しないようにしていた。

［発明が解決しようとする課題］このように従来の超小旋回パワーショベルでは作業が危
険を伴う領域に干渉しうるので、このため作業機の操作
に際してはオペレータに大きな心理的負担がかかってい
た。また、作業機を構成するブームとアームの旋回角、
およびアームの回転角に限度をそれぞれ持たせ、これに
より作業機が危険を伴う領域に干渉しないようにしてい
たので、作業機の姿勢に大きな制約を生じるという問題
があった。

そこで、本発明は作業機の姿勢に大きな制約を生じるこ
となく、作業機が危険な領域に干渉すること防止するこ
とが可能な超小旋回パワーショベルにおける作業機干渉
防止装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明は、複数の腕部と該各腕部を連結するそれぞれの
関節とから少なくともなる作業機を備える超小旋回パワ
ーショベルにおいて、前記各腕部の旋回角をそれぞれ検
出する検出手段と、この検出手段によって検出されて各
旋回角に基づいて前記作業機の位置を求めるとともに予
め定められた領域を設定し、前記定められた領域を作業
機の速度で補正し、求められた各作業機の位置が前記補
正された領域に達しているか否かを判定する演算手段と
この演算手段によって該作業機の位置が前記補正された
領域に達したと判定された場合は、該作業機の該領域に
たいする干渉を防止するための防止手段とを備えたこと
を特徴とする。

［作用］本発明によれば、検出された各腕の旋回角に基づいて作
業機の位置と作業機の移動速度を演算し、予め定められ
た領域を前記移動速度で補正し、該補正された領域に該
求められた作業機の位置が達した場合は、該作業機の領
域に対する干渉が防止される。

［実施例］以下、本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明
する。

第１図〜第５図は本発明に係る作業機干渉防止装置の一
実施例を示している。第１図（ａ）および（ｂ）には超
小旋回パワーショベルの側面およ平面がしめされてお
り、この超小旋回パワーショベルは上下方向にそれぞれ
旋回するブーム１、アーム２およびバケット３を作業機
として備えている。ブーム１は第２図（ａ）に示すよう
に上昇限からの旋回角αをなして上下方向に旋回する。
そして、アーム２は第２図（ａ）に示すようにブーム１
に対する旋回角βをなして上下方向に旋回する。

また、ブーム１は第１図に示すように第１の小腕部10
1、第２の小腕部102及び第３の小腕部103を有してお
り、これらの小腕部がそうごに連結されている。ここ
で、第２の小腕部102は第１の小腕部101に対して左右に
旋回し、これに伴い第１の小腕部101と第３の小腕部103
が略平行な姿勢を保つ。したがって、第３の小腕部103
に連結されているアーム２は、第２図（ｂ）に示すよう
にブーム１に対するオフセット角γをなして左右に旋回
する。

そして、ブーム１の回転軸にはポテンショメータ４が設
けられ、またアーム２の回転軸にはポテンショメータ５
が設けられ、さらにブーム１における第２の小腕部102
の回転軸にはポテンショメータ６が設けられている。こ
れらのポテンショメータ４、５および６は旋回角α、旋
回角β、およびオフセット角γをそれぞれ検出してい
る。

さて、ブーム１が十分に上昇した状態で旋回角βを小さ
くすると、アーム２の巻き込み量は大きくなる。また、
アーム２はブーム１に対する左右の旋回角γをなして旋
回する。このため、ブーム、アームおよびバケットから
なる作業機は、オペレータ室７に充分に干渉しうる。こ
こで、アーム２の先端が干渉しうるオペレータ室７の近
傍を危険領域とし、他の領域を安全領域とすると、危険
領域および安全領域は第３図にしめすように旋回角αを
横軸とし、旋回角βを縦軸とし、オフセット角γをパラ
メータとしたグラフで表すことができる。第３図におい
て、ブーム１に対するアーム２の左右方向のオフセット
角γ_１、γ_２およびγ_３（ただし、γ_１＞γ_２＞γ_３と
する）をそれぞれた場合、各境界線Ａ、ＢおよびＣをそ
れぞれ描くことができ、これらの境界線Ａ、ＢおよびＣ
を境にして斜線側が危険領域となり、また空白側が安全
領域となる。例えば、ブーム１に対するアーム２の左方
向のオフセット角がγ_１である場合、ブーム１の旋回角
をα_１にするとともに、アーム２の旋回角をβ_１にする
と、旋回角α_１と旋回角β_１で定まる座標位置X₁が境界
線Ａを境にして空白側にあるので、アーム２の先端は安
全領域にある。また、ブーム１の旋回角をα_２にすると
ともに、アーム２の旋回角をβ_２にすると、旋回角α_２
と旋回角β_２で定まる座標位置X₂が境界線Ａを境にして
斜線側にあるので、アーム２の先端は危険領域にある。

このような境界線は各旋回角α、βおよびオフセット角
γに基づき次式（１）の一次関数で近似的に表すことが
できる。

１＝κ_１α＋κ_２β＋κ_３γ …（１）ただし、κ_１、κ_２、κ_３は可変パラメータであり、こ
れらの値により境界線を適宜に設定しうる。

したがって、アーム２の先端が危険領域に入る場合は、
次式（２）の条件を満たしている。

１＞κ_１α＋κ_２β＋κ_３γ …（２）しかし、実際の作業に於ては境界線でアームを停止する
指令を出してもすぐに停止しないで時間のずれ（遅れ）
を生ずる、そのため境界線を通過して危険領域に入って
しまう。

従って、時間のずれ（遅れ）の間にアームが移動する距
離だけ補正する必要がある。その補正する量はアームが
移動する速度（ｖ）の関数となる。またアームが移動す
る速度（ｖ）は近似的に次式（３）で表すことができ
る。

ｖ＝C₁dα/dt＋C₂dβ/dt＋C₃dγ/dt …（３）ただし、ｄα/dtは旋回角αを時間（ｔ）で微分した値
であり、ｄβ/dtは旋回角βを時間（ｔ）で微分した値
であり、ｄγ/dtはオフセット角γを時間（ｔ）で微分
した値である。

また、C₁、C₂、C₃は旋回角α、旋回角β、オフセット角
γのそれぞれの角速度すなはちｄα/dt、ｄβ/dt、ｄγ
/dtがアーム２の先端の速度に寄与する割合で定める定
数で、実験により定めてもよいし計算により定めても良
い。

したがって、アーム先端の速度（ｖ）により補正された
可変パラメータをK₁、K₂、K₃、とするとアーム２の先端
が危険領域に入る場合は、次式（４）の条件を満たして
いる。

１＞K₁α＋K₂β＋K₃γ …（４）ここで、ブーム１の旋回角αを検出するポテンショメー
タ４の出力電圧をＶα、アーム２の旋回角βを検出する
ポテンショメータ５の出力電圧をＶβ、アーム２のオフ
セット角γを検出するポテンショメータ６の出力電圧Ｖ
γとすると、Ｖα、ＶβおよびＶγを次式（６）でそれ
ぞれ表すことができる。

ただし、l:定数 n₁、n₂、n₃:定数このため、上式（５）を（４）代入して整理すると、次
式（６）を導くことができる。

Ks＞K₁Vα＋K₂Vβ＋K₃Vγ …（６ただし、Ks＝K₁n₁＋K₂n₂＋K₃n₃＋ｌしたがって、ポテンショメータ４、５および６の出力電
圧Ｖα、Ｖβ、およびＶγを上式（６）に代入して、こ
の式（６）が成立すれば、アーム２の先端が危険領域に
侵入したこととなる。

第４図は上式（６）に基づく演算等を行うための制御回
路を示しており、この制御回路の動作を第５図のフロー
チャートに従って説明する。

まず、各ポテンショメータ４、５および６からの電圧Ｖ
α、ＶβおよびＶγは各バッファアンプ41、42および43
を介して入力され、異常判断回路44に加えられる。異常
判断回路44は各電圧Ｖα、ＶβおよびＶγが所定の電圧
範囲から外れているか否かにより各ポテンショメータ
４、５および６に異常を生じているか否か判断する（ス
テップ201）。すなわち、ポテンショメータは正常に動
作している限り所定の電圧範囲内の電圧を出力してお
り、このため該出力電圧が所定の電圧範囲から外れてい
ればポテンショメータに異常を生じていると判断するこ
とができる。

ここで、例えばポテンショメータ４からの電圧Ｖαが所
定の電圧範囲から外れている場合、異常判断回路44はポ
テンショメータ４に異常を生じたと判断し、ポテンショ
メータ４に対応する発光ダイオード45−１を点灯する。
この発光ダイオード45−１の点灯により、ポテンショメ
ータ４に異常を生じたことが表示される。

また、異常判断回路44はポテンショメータ４に異常を生
じたと判断すると、信号「１」を各オア回路46および47
に出力する。この信号「１」は各オア回路46および47、
介して各トランジスタ48および49に加えられ、これによ
り各トランジスタ48および49がオンとなる。そして、ト
ランジスタ48がオンとなると、ブザー50に電流が流れ
て、ブザー50が鳴動し作業機についての警告がなされ
る。一方、トランジスタ49がオンになると、ランプ51お
よび電磁弁52に電流が流れランプ51が点灯し警告する。
電磁便52は電流が流れると起動し、圧油を送出する。こ
の圧油は第１図に示すアクチュエータ８を作動させる。
アクチュエータ８は作業機を操作するための操作レバー
９に連結しており、作動すると操作量が減少するよう操
作レバー９を強制的に動かす。この結果、操作レバー９
の操作量は零となり、作業機つまりブーム１、アーム２
およびバケット３が停止する。（ステップ202）。

なお、前記ステップ201で、異常判断回路44は他の各ポ
テンショメータ５、６に異常を生じたと判断すると、各
ポテンショメータ５、６に対応する各発光ダイオード45
−２、45−３を点灯するとともに、信号「１」を各オア
回路46および47に出力する。そして、各発光ダイオード
45−２、45−３の点灯により各ポテンショメータ５、６
の異常が表示される。また信号「１」は各オア回路46、
47を介して各トランジスタ48、49に加えられ、これにに
より各トランジスタ48、49がオンとなり、ブザー50の鳴
動、ランプ51の点灯および電磁弁52の起動がなされる。
この結果、電磁弁52から圧油がアクチュエータ８を作動
させ操作レバー９の操作量が零となり、作業機が停止す
る。

次に、前記ステップ201で各ポテンショメータ４、５、
６に異常を生じていないと判断された場合、異常判断回
路44はトランジスタ49と抵抗53間に流れる電流をサンプ
リングし、その電流値により電磁弁52の状態を判断し、
さらにこの判断によりアクチュエータ８が正常に動作す
るか否かを判断する（ステップ203）。

ここで、アクチュエータ８が正常に動作しないと判断さ
れた場合、異常判断回路44はアクチュエータ８に対応す
る発光ダイオード45−４を点灯する。この発光ダイオー
ド45−４の点灯によりアクチュエータ８が正常に動作し
ていないことが表示される。

また、異常判断回路44はアクチュエータ８が正常に動作
しないと判断すると、信号「１」を各オア回路46,47に
送出する。これにより、各トランジスタ48,49は各オア
回路46,467を介して信号「１」をそれぞれ入力してオン
となり、ブザー50の鳴動、ランプ51の点灯および電磁弁
52の起動がなされる。この結果、電磁弁52から圧油がア
クチュエータ８に送出され、アクチュエータ８の作動に
より操作レバー９の操作量が零となり、作業機が停止す
る（ステップ202）。

次に、前記ステップ203でアクチュエータ８が正常に作
動すると判断された場合、前記ステップ203よりも下位
の処理がなされる。すなわち、コンパレータ53はポテン
ショメータ４からの電圧Ｖαがバッファアンプ41を介し
て−端子に加えられるとともに、予め設定された電圧V1
が＋端子に加えられており、電圧Ｖαと電圧V1を比較し
ている（ステップ204）。そして、電圧Ｖαが電圧V1未
満の場合は、コンパレータ53から信号「１」が各アンド
回路54および56に加えられる。このとき、電圧Ｖαに対
応するブームーの旋回角αが十分に小さく、このため作
業機はオペレータ室７近傍の危険領域に近づきうる。但
し、ポテンショメータ４からのＶαは旋回角αに対応し
て大きくなるものとする。

また、コンパレータ55はポテンショメータ６からの電圧
Ｖγがバッファアンプ43を介して＋端子に加えられると
ともに、予め設定された電圧V₂が−端子に加えられてお
り、電圧Ｖγと電圧V₂を比較している（ステップ20
4）。そして、電圧Ｖγが電圧V₂より大きい場合は、コ
ンパレータ55から信号「１」が各アンド回路54および56
に加えられる。このとき、電圧Ｖγに対応するアーム２
の左方向の旋回角γが十分に大きく、このため作業機は
オペレータ室７近傍の危険領域に近づきうる。ただし、
ポテンショメータ６からの電圧Ｖγは旋回角γに対応し
て大きくなるものとする。

なお、前記ステップ204で各コンパレータ53および55の
両者から信号「１」が出力されなかった場合、このステ
ップ204よりも上位のステップ201からの処理が繰り返さ
れる。

次に、前記ステップ204で各コンパレータ53および55の
両者から信号「１」が出力された場合、コノステップ20
4よりも下位の処理がなされる。すなわち、ポテンショ
メータ４からの電圧Ｖαはバッファ41を介してアンプ57
に加えられ、ここで係数K₁を掛けられ、この積K₁Vαが
加算器58に加えられる。また、ポテンショメーター５か
らの電圧Ｖβはバッファ42を介してアンプ59に加えら
れ、ここで係数K₂掛けられ、この積K₂Vβが加算器58に
加えられる。さよに、ポテンショメータ６からの電圧Ｖ
γはバッファ43を介してアンプ60に加えられ、ここで係
数K₃を掛けられ、この積K₃Vγが加算器58に加えられ
る。そして、加算器58は前記各K₁Vα、K₂Vβ、およびK₃
Vγを加算して、この和Ｋを示す電圧Vkを出力する。こ
のＫを示す電圧Vkは加算器58から各コンパレータ81およ
び82に加えられる（ステップ205）。

なお、該Ｋは上式（６）にしめされるK₁Vα＋K₂Vβ＋K₃
Vγに等しい。

コンパレータ81は前記電圧Vkを−端子に入力するととも
に、予め設定された電圧ＶBを入力しており、電圧ＶKと
電圧ＶBを比較している（ステップ206）。そして。電圧
ＶKが電圧ＶB以下であれば、コンパレータ81かよ信号
「１」がアンド回路54に加えられる。ここで、コンパレ
ータ81から信号「１」が出力された場合、次式（７）が
成立する。

ＫB＞K₁Vα＋K₂Vβ＋K₃Vγ ・・（７）ただし、ＫBは電圧ＶBに対応する値である。上式（７）
によって示される値ＫBは上式（６）によって示され）
値ＫSよりもやや大きく、このため上式（７）が成立す
るときはアーム２の先端がオペレータ室７近傍の危険領
域に侵入していなくても、危険領域に近づきつつある。

なお、前記ステップ206でコンパレータ81から信号
「１」が出力されなかった場合、このステップ206より
も上位のステップ201からの処理がおこなわれる。

次に、前記ステップ206でコンパレータ81から信号
「１」が出力された場合、アンド回路54はこの信号
「１」を入力するとともに、各コンパレータ53および55
からの信号「１」を入力するので、これに応答して信号
「１」をトランジスタ48に加える。これによりトランジ
スタ48がオンとなり、ブザー50が鳴動し、もって作業機
についての警告がなされ（ステップ207）。

すなわち、各コンパレータ53,55,81からの信号［１」が
アンド回路54にそれぞれ入力されてときは、ブーム１の
旋回角αが十分に小さく、アーム２の佐方向の旋回角γ
ガ十分に大きく、かつアーム２の先端がオペレータ室７
近傍の危険領域に近付きつつある。そして、このときに
ブザー50の鳴動によ警告がなされる。

次に、コンパレータ82は加算器58からの電圧ＶKを一端
子に入力するとともに、予め設定された電圧ＶSを入力
しており、電圧ＶKと電圧ＶSを比較している（ステップ
208）。そして、電圧ＶKが電圧ＶSより小さければ、コ
ンパレータ82から信号「１」がアンド回路56に加えられ
る。ここで、電圧ＶSは上式（６）に示され値ＫSに対応
しており、また、電圧ＶKは先に述べた様に上式（６）
に示されるK₁Vα＋K₂Vβ＋K₃Vγに対応している。従っ
て、コンパレータ82から信号「１」が出力された場合、
上式（６）が成立したときであり、アーム２の先端がオ
ペレータ室７近傍の危険領域に達したこととなる。な
お、前記ステップ208でコンパレータ82から信号「１」
が出力されなかった場合、このステップ208よりも上位
のステップ201からの処理が行われる。

次に、前記ステップ208でコンパレータ82から信号
「１」が出力された場合、アンド回路56はこの信号
「１」を入力するとともに、各コンパレータ53および55
からの信号「１」を入力するので、これに応答して信号
「１」をトランジスタ49に加える。これによりトランジ
スタ49がオンとなり、ランプ51が点灯して作業機につい
ての警告がなされるとともに、電磁弁52が起動して油圧
アクチュエータ８に送出する。これによりアクチュエー
タは作動して操作レバー９の操作量を零にし、もって作
業機が停止する（ステップ202）。すなわち、各コンパ
レータ53,55,82からの信号「１」がアンド回路56にそれ
ぞれ入力されたときは、ブーム１の旋回角αが十分に小
さく、アーム２のひだり方向の旋回角の旋回角γが十分
に大きく、かつアーム２の先端がオペレータ室７近傍の
危険領域に達している。そして、このときランプ51の点
灯による警告がなされるとともに、作業機が停止する。

このように上記実施例ではブーム１の上下方向の旋回角
αアーム２の上下方向の旋回角γに基ずいてアーム２先
端位置を演算し、この位置が予め定められた危険領域に
近づくとブザー50の鳴動による警告をし、さらりこの位
置が危険領域に達するとランプ51の点灯による警告をな
すとともに、操作レバー９の操作量を零にすることによ
り作業機を停止するようにしている。

第６図〜第９図は本発明に係る作業機干渉防止装置の他
の実施例を示している。第６図には他の超小旋回パワー
ショベルの概略構成が示されており、この超小旋回パワ
ーショベルは上下方向にそれぞれ旋回する第１の小腕部
61および第２の小腕部62からなるブーム63と、上下方向
に旋回するアーム64と、上下方向に旋回するバケット65
とを作業機として備えている。ブーム63における第１の
小腕部61は第７図に示すように車両本体に対する旋回角
α′をなして上下方向に旋回またブーム63第２の小腕部
62は第７図に示すように第１の小腕部61に対する旋回角
β′をなして上下方向に旋回する。さらに、アーム64は
第７図に示すように第２の小腕部63に対する旋回角γ′
をなして上下方向にするばかりでなく、該アームの中心
軸回りを回転し、もってバケット65を回転させる。

そして、第１の小腕部61の回転軸にはポテンショメータ
66が設けられ、また第２の小腕部62ニハポテンショメー
タ67が設けられ、さらにアーム64の回転軸にはポテンシ
ョメータ68が設けられている。これらのポテンショメー
タ66,67および68は旋回角α′、旋回角β′および旋回
角γ′をそれぞれ検出している。

さて、ブーム63は第１の小腕部61と第２の小腕部62によ
る２ピース構成であり、これらの小腕部が共に上下方向
に旋回するのでアーム64を車両本体側へ非常に大きく巻
き込むことができる。また、アーム64は旋回ばかりでな
く回転可能である。このため、ブーム、アーム及びバケ
ットからなる作業機は、オペレータ室69に十分に干渉し
うる。

ここで、第７図に示すようにアーム64の先端が干渉しう
るオペレータ室69の近傍を危険領域とする。一方、第１
の小腕部61、第２の小腕部62及びアーム64のそれぞれの
長さをl₁、l₂、及びトスれ場、これらの長さをl₁、l₂、
およびl₃を定数とし、また各旋回角α′、β′および
γ′を変数として、アーム64の先端位置を演算して求め
ることができる。

従って、求められたアーム64の先端位置が危険領域似た
っするか否かを容易に判定することができる。第８図は
アーム64の先端位置が危険領域にたっするかいなかの判
定等を行う制御位置のプロック図を示しており、この制
御装置の動作を第９図のフローチャートに従って説明す
る。

まず、各ポテンショメータ66,67および68からの電圧Ｖ
α′,Vβ′およびＶγ′は入力バッファ91を介してアナ
ログデジタル変換機92に入力され、ここでアナログデジ
タル変換機92に入力されて中央処理装置（以下CPUと
称）93に加えられる。CPU93はかく電圧Ｖα、Ｖβ、お
よびＶγをしめすそれぞれのデジタル信号を入力する
と、これらの電圧が所定の電圧範囲からはづれているか
否か各ポテンショメータ66,67および68に異常を生じて
いるか否かを判断する（ステップ301）。

ここで、各ポテンショメータ66,67及び68のうちのいず
れ化に異常を生じていると判断された場合、CPU93はあ
んぷ94を介してアンプよ94、を介してランプ95、ブザー
96及び電磁弁97にそれぞれの信号を出力する。

ランプ95は前記信号を入力すると発光し、持って消磁に
よる警告を行う。また、ブザー96は前記信号を入力する
と鳴動し、持って音による警告を行う。さらに、電磁弁
97は前記信号を入力するとき動し、圧油を送出する。

このあつゆは第６図に示すアクチュエータ70に流入し、
アクチュエータ70を作動させる。このアクチュエータ70
は作動機を操作するための操作レバー71に連結されてお
り、作動すると操作量が減少するように操作レバー71を
強制的に動かす。この結果、操作レバー71の操作量は例
となり、外装さりょうに追うどうする作業機つまりブー
ム63、アーム64およびバケット65が停止する（ステップ
302）。次に、前記ステップ301で各ポテンショメータ6
6,67及び68に異常を生じていないと判断された場合、CP
U93は電磁弁97の状態を判断する。すなわち、電磁便97
に流れる電流は入力バッファ91に入力されて電流−電圧
変換され、さらに変換された電圧がアナログデジタル変
換され、変換されたデジタル信号がCPU93に加えられ
る。

CPU93はこのデジタル信号にょってしめされる電磁弁97
の電流にもとずいて電磁弁97の状態を判断し、さらにこ
の判断に基づいてアクチュエータ70が正常に動作するか
否かを判断する（ステップ303）。

ここで空くちゅえーた70が正常に動作しないと判断され
た場合、CPU93はアンプ94を介してランプ95、ブザー96
及び電磁弁97を介してランプ95、ブザー96及び電磁弁97
それぞれの信号を出力する。

これいにより、らんぷ95は点灯し、ブザー96は鳴動し、
電磁弁97は起動して圧油をアクチュエータ70に送出す
る。この結果、アクチュエータ70に送出する。この結
果、アクチュエータ70は作動して操作レバー71の操作量
を減少させて零にし、もって作業機が停止する。（ステ
ップ302）。

次に、前記ステップ303でアクチュエータ70が正常に作
動すると判断された場合、CPU93は各ポテンショメータ6
6,67及び68からのそれぞれの電圧Ｖα′,Vβ′およびＶ
γ′をサンプリングし、これらの電圧Ｖα′,Vβ′およ
びＶγ′をサンプリングし、これらの電圧Ｖα′,Vβ′
およびＶγ′に対応刷るそれぞれの旋回角α′，β′お
よびγ′を求める。（ステップ304）。そして、CPU93は
これらの旋回角のうちの旋回角β′画あらかじめ設定さ
れた角度θ以上であるか否かを判断する（ステップ30
5）。ここで、第２の小腕部62の旋回角β′が角度θ以
上であると判断された場合、アーム64の巻き込み量が少
ないのでアーム64の先端が危険領域に達する可能性がな
く、このために前記ステップ301からの処理が繰り返さ
れる。また、前記ステップ305で第２の小腕部62の旋回
角β′が角度θ未満であると判断された場合、CPU93は
リードオンリメモリ98に予じめ記憶されている第１の小
腕部61の長さl₁、第２の小腕部62の旋回角β′が角度θ
未満であると判断された場合、CPU93はリードオンメモ
リ98にあらかじめ記憶されている第１の小腕部61の長さ
l₁、第２の小腕部62の長さl₂およびアーム64の長さl₃を
読み出す。そして、CPU93はこれらの長さl₁、l₂およびl
₃と前記ステップ304で求められた各旋回角α′、β′お
よびγ′に基ずいてアーム64の先端位置を演算して求め
る（ステップ306）。さらに、CPU93はリードオンリメモ
リ98にあらかじめ記憶されているオペレータ室69近傍の
危険領域についてのデータを読出し、前記ステップ306
で求められたアーム64の先端位置が危険領域に達するか
否かを判断する（ステップ307）。ここで、アーム64の
先端位置が危険領域に達していないと判断された場合、
前記ステップ301からの処理が繰り返されることにな
る。

また、前記ステップ307でアーム64の先端位置が危険領
域似たっしていると判断された場合、CPU93はランプ9
5、ブザー96および電磁弁97にそれぞれの信号を出力す
る。これにより、ランプ95は点灯し、ブザー96は鳴動し
電磁弁97は起動して圧油をアクチュエータ70に送出す
る。この結果、アクチュエータ70は作動して操作レバー
71の操作量を減少させて零にし、作業機が停止する（ス
テップ302）。

したがって、この実施例ではブーム63に置ける第１の小
腕部61、ブーム63における第２の小腕部62、およびアー
ム64のそれぞれの旋回角α′、β′およびγ′に基ずい
てアーム64の先端位置を演算し、この位置が予め定めら
れた危険領域に達するとランプ95を点灯し、またブザー
96を鳴動し、さらに作業機を停止するようにしている。

なお、上記２つの実施例では操作レバーの操作量を減少
させて零にし、作業機を停止する。ようにしているが、
これに限らず、作業機が急停止するようにブーム、アー
ムおよびバケットを旋回させるアクチュエータを直接的
に停止させるようにしてもかまわない。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、検出された作業機
の各腕部の旋回角に基ずいて作業機の位置が求められ、
かつ予め定められた領域を設定し、前記領域を作業機の
速度により補正し、前記補正した領域に作業機の位置が
達する場合は、作業機の該領域に対する干渉を防止する
ようにしている。したがって、作業機の各腕部の旋回
角、および回転角等に限度を持たせなくとも、作業機が
該領域に干渉しない用にすることができる。このため、
作業機の姿勢に大きな制約を生じるようなことがなく、
また作業機の操作に際してはオペレータに心理的な負担
がかかることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係一実施例の超小旋回パワーショベル
を示す概略構成図、第２図は第１図に示した実施例の超
小旋回パワーショベルの動作を説明するために用いられ
た図、第３図は第１図に示した実施例の危険領域を示す
グラフ、第４図は第１図に示した実施例の制御回路を示
す回路図、第５図は第４図に示した制御回路の動作を説
明するために用いられたフローチヤート、第６図は本発
明に係る他の実施例の超小旋回パワーショベルを示す概
略構成図、第７図は第６図に示した実施例の超小旋回パ
ワーショベルの動作を説明するために用いられた図、第
８図は第６図に示した実施例の制御装置を示すブロック
図、第９図は第８図に示した制御装置の動作を説明する
ために用いられたフローチヤートである。１、63;ブーム、2,65;アーム、3,65;バケット、4,5,6,6
6,67,68,;ポテンショメータ、7,69;オペレータ室、8,7
0;アクチュエータ、9,71;操作レバー、41,42,43;バッフ
ァアンプ、44;異常判断回路、45−１〜45−4;発光ダイ
オード、46,47;オア回路、48,49;トランジスタ、50,96;
ブザー、51,95;ランプ、52,95;電磁弁、53,55,81,82;コ
ンパレータ、54,56;アンド回路、57,59,60;アンプ、58;
加算器、61;第１の小腕部、91;入力バッファ、92;アナ
ログデジタル変換器、93;中央処理装置、94;アンプ、9
8;リードオンリイメモリ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の腕部と該各腕部を連結するそれぞれ
の関節とからなる作業機を備える超小旋回パワーショベ
ルにおいて、前記各腕部の旋回角をそれぞれ検出する検
出手段と、この検出手段によって検出された各旋回角に
基づいて前記作業機の位置を求めるとともに前記作業機
の移動速度を演算し、予め定められた領域を前記作業機
の移動速度により補正し、求められた前記作業機の位置
が前記作業機の移動速度により補正された領域に達して
いるか否かを判定する演算手段と、この演算手段によって該作業機の位置が前記作業機の移
動速度により補正された領域に達したと判定された場合
は、該作業機の該領域に対する干渉を防止するための防
止手段とを備えたことを特徴とする超小旋回パワーショ
ベルにおける作業機干渉防止装置。
【請求項２】作業機は相互に連結され、かつそれぞれ上
下方向に旋回するブームおよびアームを備え、前記アー
ムは前記ブームに対して左右方向に旋回することを特徴
とする請求項（１）記載の超小旋回パワーショベルにお
ける作業機干渉防止装置。
【請求項３】作業機は相互に連結され、かつそれぞれ上
下方向に旋回するブームおよびアームを備え、前記ブー
ムは相互に連結されかつそれぞれ上下方向に旋回する第
１の小腕部および第２の小腕部を有することを特徴とす
る請求項（１）記載の超小旋回パワーショベルにおける
作業機干渉防止装置。
【請求項４】防止手段は前記作業機の位置が前記領域に
達したことを警告することを特徴とする請求項（１）記
載の超小旋回パワーショベルにおける作業機干渉防止装
置。
【請求項５】防止手段は前記作業機を操作するための操
作レバーの操作量を減少させるアクチュエータであるこ
とを特徴とする請求項（１）記載の超小旋回パワーショ
ベルにおける作業機干渉防止装置。
【請求項６】防止手段は前記作業機の動作を停止するこ
とを特徴とする請求項（１）記載の超小旋回パワーショ
ベルにおける作業機干渉防止装置。