JPH0827841A - Restriction device of working range of construction machine - Google Patents

Restriction device of working range of construction machine

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Publication number
JPH0827841A
JPH0827841A JP16025794A JP16025794A JPH0827841A JP H0827841 A JPH0827841 A JP H0827841A JP 16025794 A JP16025794 A JP 16025794A JP 16025794 A JP16025794 A JP 16025794A JP H0827841 A JPH0827841 A JP H0827841A
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JP
Japan
Prior art keywords
traveling
work
construction machine
warning
work range
Prior art date
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Pending
Application number
JP16025794A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Fujishima
一雄 藤島
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.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication of JPH0827841A publication Critical patent/JPH0827841A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent an operator from forgetting reset of an entrance forbidding zone when a working machine is transferred. CONSTITUTION:A monitor point is set at a specified position of a boom, an arm, and a bucket constituting a front member. A micro computor 31 operates the present coordinates of respective monitor points on controlling the front members. And the decelerating degree K is obtained in accordance with the distance of these coordinates and the preset entrance forbidding zone. This K is multiplied by the actuation speed of the present actuator to decelerate or stop the actuator and restrict the working area. When the working machine moves while restricting the working zone, the microcomputer 31 counts pulse signals from rotary encorders 38a, 38b rotating in the synchronous motion with the traveling motors 34, 35 and operates the transferred distance of the working machine body from the counted figures. An alarm device 33 is actuated on the basis of the operated result.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a work range limiting device for a front member provided in a construction machine such as a hydraulic excavator.

【0002】[0002]

【従来の技術】建設機械の一例として挙げられる油圧シ
ョベルは、下部走行体と該下部走行体に旋回可能に設け
られた上部旋回体とで作業機本体を構成すると共に、前
記上部旋回体に回転可能に連結されたブームとアームお
よびバケットとでフロント部材を構成し、このフロント
部材の屈折作業運動を操作することにより、掘削や積み
込み等の種々の作業を行うようになっている。ところ
が、このような作業を行う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、そのような作業
状況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4−136324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。
2. Description of the Related Art A hydraulic excavator, which is an example of a construction machine, constitutes a working machine body with a lower traveling body and an upper revolving body rotatably provided on the lower traveling body, and rotates on the upper revolving body. A boom, an arm, and a bucket which are operably connected to each other form a front member, and various operations such as excavation and loading are performed by operating a bending work motion of the front member. However, at the work site where such work is performed, there may be obstacles such as electric wires and signs above the ground, and there may be obstacles such as gas pipes and water pipes underground. If the work is continued in a situation, the front member may damage these obstacles during the work, or even the operator may be injured. Therefore, conventionally, Japanese Patent Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Patent No. 208923 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-136324, a hydraulic excavator is provided with a work range limiting device for limiting the work range of a front member, and by this work range limiting device, the work range limiting device moves in the vertical direction, forward direction, or the like. There has been proposed a device which avoids a collision between an existing obstacle and a front member.

【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、フロント部材の一部が前記侵入禁止
領域に到達すると、前記アクチュエータの動作を自動停
止するように構成されている。
In the work range limiting devices described in these publications, an intrusion prohibition area is set in advance at a predetermined position, and when a part of the front member intrudes into the deceleration area on the front side of the intrusion prohibition area, the front member is closed. The operation speed of the actuator for driving the actuator is reduced, and when a part of the front member reaches the invasion prohibited area, the operation of the actuator is automatically stopped.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
作業範囲制限装置において、侵入禁止領域は停止してい
る作業機本体を基準として設定されるため、作業中に作
業機本体が移動すると、既に設定された侵入禁止領域が
本来制限したい領域からずれることがある。例えば作業
機本体が傾斜地を移動した場合、作業機本体の移動量は
上下と前後の全ての方向の侵入禁止領域に対してずれを
生じ、また作業機本体が平坦地を移動した場合、作業機
本体の移動量は上下方向の侵入禁止領域に対してずれを
生じないが、前後方向の侵入禁止領域に対して大きなず
れを生じ、このように作業機本体が移動した後もそのま
ま作業を続行すると、フロント部材が侵入禁止領域内に
侵入して障害物に接触したり、それとは逆にフロント部
材が障害物の遥か手前で自動停止してしまうことにな
る。しかしながら、前述した従来の作業範囲制限装置で
は、侵入禁止領域を設定した後の作業機本体の移動につ
いて何ら考慮されていないため、作業中に作業機本体が
移動した場合は侵入禁止領域を再度設定し直さなければ
ならず、作業効率が低下するという問題があった。ま
た、侵入禁止領域を設定するのはオペレータであるた
め、作業機本体が移動した後に侵入禁止領域の再設定を
し忘れるという人為的ミスを犯す可能性があり、その場
合は作業範囲を適正に制限制御することができなくなる
という問題があった。
By the way, in such a work range limiting device, the invasion prohibition area is set with reference to the stopped working machine body. The set intrusion prohibition area may deviate from the area you want to restrict. For example, when the work machine body moves on a sloping ground, the amount of movement of the work machine body deviates from the intrusion prohibited area in all directions, up and down, and when the work machine body moves on a flat ground, The amount of movement of the main body does not deviate from the intrusion prohibited area in the vertical direction, but it makes a large deviation from the intrusion prohibited area in the front-rear direction. The front member may enter the intrusion-prohibited area and come into contact with an obstacle, or, on the contrary, the front member may automatically stop far before the obstacle. However, in the above-mentioned conventional work range limiting device, since no consideration is given to the movement of the working machine body after setting the intrusion prohibition area, if the working machine body moves during work, the intrusion prohibition area is set again. There is a problem in that work efficiency is reduced because it has to be redone. In addition, since it is the operator who sets the intrusion prevention area, it is possible to make a human error of forgetting to reset the intrusion prevention area after the work machine body has moved. There was a problem that it became impossible to perform limit control.

【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、作業機本体が移動し
た場合には警告によってオペレータに侵入禁止領域の再
設定を促し、上下方向や前方向等に存在する障害物に対
するフロント部材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ことにある。
The present invention has been made in view of the circumstances of the prior art as described above, and an object thereof is to prompt an operator to reset an intrusion prohibited area by a warning when the working machine body moves, and to move in the vertical direction. Another object of the present invention is to provide a work range limiting device for a construction machine capable of reliably preventing a front member from coming into contact with an obstacle existing in the front direction, etc.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、走行体および旋回体からなる作業機本体
と、この旋回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、前記作業機本体の走行移動状態
を検出する検出装置を備え、作業範囲を制限制御しなが
ら作業を行っている際に、前記作業機本体の走行移動状
態を前記検出装置によって検出し、この検出結果に基づ
いて生成された警告信号により警告を発する警告装置を
備えたことを、最も主要な特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a working machine main body composed of a traveling body and a revolving structure, and a plurality of articulated movable parts rotatably connected to the revolving structure. And a position detecting means for detecting the position of the front member, and when the front member reaches an intrusion prohibited area set in its operation range, the operation of the front member is stopped. In the work range limiting device, a detection device for detecting the traveling movement state of the working machine body is provided, and the traveling movement state of the working machine body is detected by the detection device when performing work while limiting the working range. The most main feature is that it is provided with a warning device that detects and issues a warning by a warning signal generated based on the detection result.

【0007】[0007]

【作用】作業を開始する前に、オペレータは作業現場に
存在する障害物を考慮して、作業機本体の上方や下方あ
るいは前方等の所定位置に侵入禁止領域を設定する。し
かる後、作業機本体を停止した状態でフロント部材を操
作すると、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モニタポイントの座標
が演算される。そして、モニタポイントが既に設定され
た侵入禁止領域に到達すると、フロント部材を駆動する
アクチュエータの動作を自動停止することにより、作業
範囲の制限制御が行われる。
Before starting the work, the operator sets an intrusion prohibited area at a predetermined position above, below or in front of the work machine body in consideration of obstacles existing at the work site. Thereafter, when the front member is operated with the work machine main body stopped, each joint angle of the front member is detected by an angle sensor or the like which is a position detecting means, and the monitor signal set at a predetermined position of the front member is detected from the detection signal. The coordinates of the points are calculated. Then, when the monitor point reaches the preset intrusion prohibition area, the operation of the actuator that drives the front member is automatically stopped, whereby the work range limiting control is performed.

【0008】また、このように作業範囲を制限制御しな
がら作業を行っている際に、オペレータが走行用レバー
等を操作し、この操作により走行モータが駆動されて作
業機本体が移動すると、作業機本体の移動状態がロータ
リーエンコーダやリミットスイッチ等の検出装置によっ
て検出され、マイクロコンピュータに入力される。そし
て、マイクロコンピュータでは、検出装置からの検出結
果と予め設定された許容値とを比較し、作業機本体の移
動量が許容値を越えたと判断した場合に警告信号を生成
し、この警告信号により警告装置を作動させる。
Further, when the operator operates a traveling lever or the like while performing the work while limiting and controlling the work range as described above, and the traveling motor is driven by this operation to move the work machine body, the work is performed. The movement state of the machine body is detected by a detection device such as a rotary encoder or a limit switch, and is input to the microcomputer. Then, in the microcomputer, the detection result from the detection device is compared with a preset allowable value, and when it is determined that the movement amount of the working machine body exceeds the allowable value, a warning signal is generated, and the warning signal is generated. Activate the warning device.

【0009】[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、M5はバケット5の刃先円のうち最も前方に設
定されたモニタポイント、M6はバケット5の刃先円の
うち最も低い位置に設定されたモニタポイントである。
なお、図2に各モニタポイントM1〜M6を含む各部の
寸法を表してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a hydraulic excavator according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a lower traveling body, 2 is an upper revolving structure having a driver's cab 2a, The body 2 and the working machine main body are configured. Reference numeral 3 denotes a boom rotatably connected to the upper swing body 2, 4 denotes an arm rotatably connected to the boom 3, and 5 denotes a bucket rotatably connected to the arm 4. The front member 6 is composed of a plurality of articulated movable parts including the arm 4 and the bucket 5. Reference numeral 7 is a boom cylinder for driving the boom 3, 8 is an arm cylinder for driving the arm 4, 9 is a bucket cylinder for driving the bucket 5, and each of these cylinders 7 to 9 is operated by an operation lever 10 provided in the cab 2a. Be operated. Reference numeral 11 is a pin connecting portion between the boom 3 and the upper swing body 2, and 12 is a boom 3 and an arm 4.
And 13 is a pin coupling portion between the arm 4 and the bucket 5. Reference numeral 14 is a boom angle sensor attached to the pin coupling portion 11 of the boom 3, and detects a relative angle between the upper swing body 2 and the boom 3, that is, a boom angle. 15
Is an arm angle sensor attached to the pin coupling portion 12 of the arm 4, and detects a relative angle between the boom 3 and the arm 4, that is, an arm angle. Further, M1 is a monitor point set on the upper surface of the boom 3, M2 and M3 are monitor points set at two positions at the rear end of the arm 4, and M4 is a monitor set at the highest position of the cutting edge circle of the bucket 5. A point, M5 is a monitor point that is set to the most front of the blade edge circle of the bucket 5, and M6 is a monitor point that is set to the lowest position of the blade edge circle of the bucket 5.
Note that FIG. 2 shows the dimensions of each part including the monitor points M1 to M6.

【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、20,21,
22,23,36,37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、28,29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は範
囲制限スイッチ、33は運転室2a内に設置された警報
装置、34,35は走行モータである。また、38a,
38bは作業機本体の走行状態を検出する検出装置とし
てのロータリーエンコーダであり、これらロータリーエ
ンコーダ38a,38bはそれぞれ走行モータ34,3
5の回転に同期してパルス信号を発生する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a work range limiting device provided in the hydraulic excavator of FIG. 1, and the boom cylinder 7, arm cylinder 8, bucket cylinder 9, boom angle sensor 14 and arm angle sensor 15 described above are shown. The same reference numerals are attached. In the figure, 16 and 17 are electric levers used as an example of the operation lever 10,
18 is a controller, 19 is a swing motor, 20, 21,
22, 23, 36 and 37 are directional control valves, 24 is a prime mover,
25 is a hydraulic pump, 26 is a pilot hydraulic pump, 27
Is a proportional pressure reducing valve unit, 28 and 29 are proportional pressure reducing valves constituting the proportional pressure reducing valve unit 27, 30 is a setting device for setting an intrusion prohibition region, 31 is a microcomputer, 32 is a range limiting switch, and 33 is inside the cab 2a. The alarm devices, 34 and 35 installed in the vehicle are traveling motors. Also, 38a,
Reference numeral 38b is a rotary encoder as a detection device for detecting the traveling state of the working machine body. These rotary encoders 38a and 38b are traveling motors 34 and 3, respectively.
A pulse signal is generated in synchronization with the rotation of 5.

【0011】前記電気レバー16の操作方向のうち、矢
印V1,V2はバケットシリンダ9に、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2
8,29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。さらに、i3,i4はそれぞれA1,A2に対応する信
号、r3,r4は信号i3,i4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2
8,29は信号r3,r4の大きさに基づいた出力圧力を
アーム用方向切換弁21のパイロット受け部に出力す
る。他の方向切換弁22,23も同様であり、これら方
向切換弁22,23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。一方、方向切換弁36,37は図示せ
ぬ走行用レバーおよび走行用パイロット圧油によって駆
動され、走行モータ34,35に供給される圧油の流れ
を制御し、走行モータ34,35はこの圧油により回転
する。
Among the operating directions of the electric lever 16, the arrows V 1 and V 2 correspond to the bucket cylinder 9, the arrows B 1 and B 2 correspond to the boom cylinder 7, and the electric lever 17 is used.
Arrows A 1 and A 2 of the operating directions of the arm cylinder 8
Further, arrows S 1 and S 2 correspond to the swing motor 19, respectively. Further, i 1 and i 2 are signals corresponding to B 1 and B 2 , respectively, and r 1 and r 2 are signals i 1 and i 2 and the signal x from the setter 30.
And the proportional pressure reducing valve drive signal determined based on the signal y from the microcomputer 31.
Reference numerals 8 and 29 output the output pressure based on the magnitudes of the signals r 1 and r 2 to the pilot receiver of the boom directional control valve 20. Further, i 3 and i 4 are signals corresponding to A 1 and A 2 , respectively, and r 3 and r 4 are signals i 3 and i 4 and the signal x from the setter 30.
And the proportional pressure reducing valve drive signal determined based on the signal y from the microcomputer 31.
Reference numerals 8 and 29 output the output pressure based on the magnitudes of the signals r 3 and r 4 to the pilot receiving portion of the arm directional control valve 21. The other directional control valves 22 and 23 are similar, and these directional control valves 22 and 23 are also driven based on the magnitude of the proportional pressure reducing valve drive signal output from the controller 18 to the proportional pressure reducing valve unit 27. Further, the direction switching valves 20 to 23 control the flow of pressure oil supplied from the hydraulic pump 25 to each actuator, and, for example, as described above, by the output pressure from the proportional pressure reducing valve unit 27 based on the signals r 1 and r 2 . When the direction switching valve 20 is driven, the boom cylinder 7 is shortened or extended, and similarly, when the direction switching valve 23 is driven by the output pressure from the proportional pressure reducing valve unit 27, the upper swing body 2 revolves. On the other hand, the direction switching valves 36 and 37 are driven by a traveling lever and traveling pilot pressure oil (not shown) to control the flow of the pressure oil supplied to the traveling motors 34 and 35. It is rotated by oil.

【0012】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〜M6の現
在の座標を演算し、各モニタポイントM1〜M6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〜K6)を演算する演算手段を内蔵してお
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。コントローラ18は、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〜M6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。
The boom angle α B and the arm angle α A are detected by the boom angle sensor 14 and the arm angle sensor 15, respectively, and the microcomputer 31 sets the boom angle α B and the arm angle α A as variables to monitor points M1 to M1. calculates the current coordinates of the M6, it incorporates a calculating means for calculating the degree of deceleration K (K 1 ~K 6) to be described later in accordance with the distance between the monitoring point M1~M6 current coordinates for each and forbidden entry area And the value of the operation result K is signal y as the controller 1
8 is output. The controller 18 multiplies the current degree of deceleration K by the current lever output signal to decelerate the operating speed of the front member, and when at least one of the monitor points M1 to M6 reaches the intrusion prohibited area, A stop means for multiplying the current lever output signal by K = 0 to stop the operation of the front member is incorporated.

【0013】次に、本実施例を前方の範囲制限に適用し
た場合の動作について、主に図4のフローチャートと図
5の説明図に従って説明する。なお、図5中のRLは侵
入禁止領域までの距離、RSは減速領域までの距離をそ
れぞれ示している。
Next, the operation when the present embodiment is applied to the forward range limitation will be described mainly with reference to the flowchart of FIG. 4 and the explanatory view of FIG. It should be noted that RL in FIG. 5 indicates the distance to the intrusion prohibited area, and RS indicates the distance to the deceleration area.

【0014】まず、作業を開始する前に、オペレータは
範囲制限スイッチ32をONした後(S−1)、設定器
30によって前方に侵入禁止領域を設定する(S−
2)。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性を見越して障害物の手
前に設定される。
First, before starting the work, the operator turns on the range limiting switch 32 (S-1), and then sets the intrusion prohibited area in front by the setting device 30 (S-).
2). In the present invention, the intrusion prohibited area means a boundary line where a part of the front member may collide with an obstacle, and is actually set in front of the obstacle in view of a certain degree of safety.

【0015】このようにして侵入禁止領域が設定される
と、その手前側(前方)に一定幅の減速領域も設定さ
れ、コントローラ18は設定器30からの信号xに基づ
いて、前方の範囲制限において最も遠いモニタポイント
となりうるM2,M3,M5に対する減速の度合いをそ
れぞれK2,K3,K5=1に初期設定する(S−3)。
そして、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α
B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M2,M3,M5の現在のX軸方向の座標を演算す
る。
When the intrusion prohibition area is set in this manner, a deceleration area having a constant width is also set on the front side (front side) of the intrusion prohibition area, and the controller 18 limits the front range based on the signal x from the setter 30. each K 2, K 3, is initialized to K 5 = 1 farthest monitoring point and can become M2, M3, M5 degree of deceleration for the in (S-3).
When the operator operates the operation lever 10 (electric levers 16 and 17) after setting the intrusion prohibition area, the actuators such as the cylinders 7 to 9 and the turning motor 19 operate according to the operation amount as described above. However, the hydraulic excavator performs work such as excavation. During such work, the boom angle α detected by the boom angle sensor 14 and the arm angle sensor 15
B and the arm angle α A are always input to the microcomputer 31 (S-4), and the microcomputer 31 uses the boom angle α B and the arm angle α A as variables to determine the current X of each monitor point M2, M3, M5. Calculate the coordinates in the axial direction.

【0016】各モニタポイントM2,M3,M5の現在
のX座標(XM2、XM3、XM5)を演算する式は以下の通
りである(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)。
The formula for calculating the current X coordinate (X M2 , X M3 , X M5 ) of each monitor point M2, M3, M5 is as follows (each constant in the formula is shown in FIG. 2). ,Also,
The boom angle is positive in the boom lowering direction, and the arm angle is positive in the cloud direction).

【0017】 XM2=-La1・cos(αBA)+La2・sin(αBA)+LB・cosαB+S0…… XM3=-La3・cos(αBA)+La4・sin(αBA)+LB・cosαB+S0…… XM5=LA・cos(αBA)+LB・cosαB+LV+S0……………………… 作業中に各モニタポイントM2,M3,M5のX座標は
刻々変化するが、マイクロコンピュータ31は、上記
〜式で求められたX座標を基に、各モニタポイントM
2,M3,M5に対する減速の度合いK2,K3,K5
以下の式に従って演算し(S−5〜S−7)、その演算
結果をコントローラ18に信号yとして出力する。
X M2 = -L a1 · cos (α B + α A ) + L a2 · sin (α B + α A ) + LB · cos α B + S 0 …… X M3 = -L a3 · cos (α B + α A ) + L a4・ sin (α B + α A ) + LB ・ cos α B + S 0・ ・ ・ X M5 = LA ・ cos (α B + α A ) + LB ・ cos α B + LV + S 0 The X-coordinates of the monitor points M2, M3, and M5 change every moment during the work, but the microcomputer 31 determines each monitor point based on the X-coordinates obtained by the above formulas. M
2, M3, degree K 2 of the deceleration for M5, K 3, K 5 were calculated according to the following formula (S-5~S-7), and outputs the result of operation to the controller 18 as a signal y.

【0018】 K2=(RL−XM2)/(RL−RS)………………………… ただし、K2>1の場合K2=1、K2<0の場合K2=0 K3=(RL−XM3)/(RL−RS)………………………… ただし、K3>1の場合K3=1、K3<0の場合K3=0 K5=(RL−XM5)/(RL−RS)………………………… ただし、K5>1の場合K5=1、K5<0の場合K5=0 このように、マイクロコンピュータ31からコントロー
ラ18に減速の度合いK1〜K4が出力されると、コント
ローラ18は、S−8において各K2,K3,K5の値を
比較し、そのうち最小の値を減速の度合いK=min
(K2,K3,K5)として現在のレバー出力信号に乗じ
(S−9)、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−10)。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−11)。
[0018] K 2 = (R L -X M2 ) / (R L -R S) .............................. However, K 2> In the case of 1 K 2 = 1, the case of K 2 <0 K 2 = 0 K 3 = ( R L -X M3) / (R L -R S) .............................. However, K 3> for 1 K 3 = 1, K 3 < 0 Case K 3 = 0 K 5 = ( RL- X M5 ) / ( RL- RS ) ………………………… However, if K 5 > 1, K 5 = 1 and K 5 <0. if K 5 = 0 Thus, the controller 18 degree K 1 ~K 4 deceleration from the microcomputer 31 is output, the controller 18, each of K 2 in S-8, K 3, K 5 values And the minimum value among them is the degree of deceleration K = min
The current lever output signal is multiplied as (K 2 , K 3 , K 5 ) (S-9), and a proportional pressure reducing valve drive signal corresponding to this value is output to the proportional pressure reducing valve unit 27 to drive the proportional pressure reducing system. (S-10). As a result, the directional control valves 20 to 23 are driven according to the magnitude of the proportional pressure reducing valve drive signal, and the actuator is driven (S-11).

【0019】例えば、図5に示すように、RLの位置に
侵入禁止領域が、RSの位置に減速領域が設定され、電
気レバー17を図3の矢印A1方向に傾けてアーム4を
矢印イ方向へ単独でダンプ動作した場合を想定すると、
モニタポイントM5の現在座標XM5がRSに達しない場
合は、上記式で(RL−XM5)>(RL−RS)でK5
1となるが、K5>1=1の条件からK5=1がコントロ
ーラ18に出力され、アームシリンダ8は電気レバー1
7の操作量に対じた動作速度で駆動される。この状態か
らアーム4のダンプ動作が続行され、モニタポイントM
5の現在座標XM5がRS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、(RL
M5)<(RL−RS)で0≦K5≦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K5
をコントローラ18に出力する。コントローラ18はこ
のK5をアクチュエータであるアームシリンダ8の現在
の動作指令信号i3に乗じ、この値に応じて比例減圧弁
駆動信号r3を比例減圧弁ユニット27の比例減圧弁2
8に出力するため、比例減圧弁28は信号r3の大きさ
に基づいた出力圧力をアーム用方向切換弁21の右側の
パイロット受け部に出力し、該アームシリンダ8の動作
速度は電気レバー17の操作量に対じた動作速度に比べ
て減じられ、アーム4のダンプ速度は遅くなる。さらに
アーム4のダンプ動作が続行され、モニタポイントM5
の現在座標XM5がRLに到達すると、すなわちモニタポ
イントM5が上記侵入禁止領域に侵入すると、上記式
中のRLとXM5が等しくK5=0となるため、マイクロコ
ンピュータ31はK5=0をコントローラ18に出力す
る。コントローラ18はこのK5=0をアームシリンダ
8の現在の動作指令信号i3に乗じて比例減圧弁駆動信
号r3を最小値とし、方向切換弁21を中立位置にす
る。これにより、アクチュエータであるアームシリンダ
8の動作速度は0となり、アーム4は自動停止する。
For example, as shown in FIG. 5, an intrusion prohibited region is set at the position of R L and a deceleration region is set at the position of R S , and the electric lever 17 is tilted in the direction of arrow A 1 in FIG. Assuming a case where a dump operation is performed independently in the direction of arrow a,
If the current coordinate X M5 monitor point M5 does not reach the R S, (R L -X M5 ) by the formula> (R L -R S) in K 5>
1, but K 5 = 1 is output to the controller 18 under the condition of K 5 > 1 = 1, and the arm cylinder 8 moves to the electric lever 1
It is driven at an operation speed corresponding to the operation amount of 7. From this state, the dump operation of the arm 4 is continued, and the monitor point M
When the current coordinate X M5 of 5 exceeds R S, that is, when the monitor point M5 enters the deceleration area, ( RL
X M5) <(for a 0 ≦ K 5 ≦ 1 with R L -R S), K microcomputer 31 was calculated by the equation 5
Is output to the controller 18. The controller 18 multiplies this K 5 by the current operation command signal i 3 of the arm cylinder 8 which is an actuator, and according to this value the proportional pressure reducing valve drive signal r 3 is output to the proportional pressure reducing valve 2 of the proportional pressure reducing valve unit 27.
8, the proportional pressure reducing valve 28 outputs an output pressure based on the magnitude of the signal r 3 to the pilot receiving portion on the right side of the arm directional control valve 21, and the operating speed of the arm cylinder 8 is the electric lever 17. The operation speed is reduced as compared with the operation speed corresponding to the operation amount, and the dump speed of the arm 4 becomes slower. Further, the dump operation of the arm 4 is continued, and the monitor point M5
When the current coordinate X M5 of R 3 reaches R L , that is, when the monitor point M 5 enters the intrusion prohibition region, R L and X M5 in the above equation are equal to K 5 = 0, so that the microcomputer 31 uses K 5 = 0 is output to the controller 18. The controller 18 multiplies the current operation command signal i 3 of the arm cylinder 8 by this K 5 = 0 to minimize the proportional pressure reducing valve drive signal r 3 and sets the directional control valve 21 to the neutral position. As a result, the operating speed of the arm cylinder 8, which is an actuator, becomes 0, and the arm 4 automatically stops.

【0020】また、図5に示す姿勢に限らず、ブーム3
やアーム4が単独あるいは複合操作され、モニタポイン
トM5に加えてモニタポイントM2やモニタポイントM
3も減速領域や侵入禁止領域に侵入する場合がある。こ
のような場合は、上記と同様にしてそれぞれのモニタポ
イントM2,M3,M5に対してK2,K3,K5が演算
され、コントローラ18はこれらK2,K3,K5の値を
比較し、そのうち最小の値を現在のアクチュエータの動
作速度に乗じる。
The boom 3 is not limited to the posture shown in FIG.
And the arm 4 are operated individually or in combination, and in addition to the monitor point M5, the monitor point M2 and the monitor point M
3 may also enter the deceleration area or the intrusion prohibition area. In such a case, K 2 , K 3 , and K 5 are calculated for the respective monitor points M2, M3, and M5 in the same manner as described above, and the controller 18 calculates the values of these K 2 , K 3 , and K 5 . Compare and multiply the current value of the operating speed of the actuator by the minimum value.

【0021】以上のS−1〜S−11の動作により前方
の範囲制限が行われるが、このような動作中にロータリ
ーエンコーダ38a,38bは走行モータ34,35に
同期して回転し、その回転によって発生したパルス信号
は常にマイクロコンピュータ31に入力される。マイク
ロコンピュータ31はこれらロータリーエンコーダ38
a,38bからのパルス信号をカウントし(S−1
2)、そのカウント値ΔNa,ΔNbから作業機本体の移
動量da,dbを演算する(S−13)。
Although the forward range is restricted by the above-described operations of S-1 to S-11, the rotary encoders 38a and 38b rotate in synchronization with the traveling motors 34 and 35 during such operation, and the rotation thereof. The pulse signal generated by is always input to the microcomputer 31. The microcomputer 31 uses these rotary encoders 38
The pulse signals from a and 38b are counted (S-1
2) Then, the movement amounts d a and d b of the working machine main body are calculated from the count values ΔN a and ΔN b (S-13).

【0022】すなわち、走行モータ34,35の1回転
についてロータリーエンコーダ38a,38bからそれ
ぞれN回のパルス信号が発せられ、走行モータ34,3
5の中心軸から地面までの距離をrとすると、前方の範
囲制限を行っている最中に下部走行体1が図5のX軸上
を走行した場合に、作業機本体(下部走行体1)の移動
量dは、 d=2πr×ΔN/N…………………… として求められる。マイクロコンピュータ31は、上記
式で求められた作業機本体の移動量da,dbと予め設
定しておいた許容値d0とを比較し(S−14)、da
bの両方がd0より小さいと判断された場合は、警報を
発せずにS−3に復帰する。また、S−14でdaとdb
のいずれかがd0より大きいと判断された場合は、コン
トローラ18内で警告信号が生成され、この警告信号に
よって運転室2a内に設置された警報装置33が作動さ
れる。この警報装置33はブザーやランプあるいはコン
ピュータによる電子音声等であり、これらを単独あるい
は併用することにより、作業機本体が前後方向に移動し
たことをオペレータに聴覚あるいは視覚的に認識させる
(S−15)。S−15で警報装置33から警告が発せ
られると、オペレータは前方に設定された侵入禁止領域
を再設定することを促され、オペレータが前方の侵入禁
止領域を再設定すると(S−16)、コントローラ18
内で停止信号が生成され、この停止信号によって警報装
置33の作動が停止し(S−17)、作業機本体の移動
量dは0にクリアされてS−3に復帰する。
In other words, the rotary encoders 38a and 38b respectively generate pulse signals N times for one revolution of the traveling motors 34 and 35, and the traveling motors 34 and 3 are rotated.
When the distance from the central axis of 5 to the ground surface is r, when the lower traveling body 1 travels on the X axis in FIG. The moving amount d of) is obtained as d = 2πr × ΔN / N .... The microcomputer 31 compares the movement amounts d a and d b of the working machine body obtained by the above formula with the preset allowable value d 0 (S-14), and determines both d a and d b . If is determined to be smaller than d 0 , the process returns to S-3 without issuing an alarm. Also, in S-14, d a and d b
If any of the above is determined to be larger than d 0 , a warning signal is generated in the controller 18, and the warning signal activates the alarm device 33 installed in the cab 2a. The alarm device 33 is a buzzer, a lamp, an electronic voice by a computer, or the like, and by using these alone or in combination, the operator is made to hear or visually recognize that the working machine main body has moved in the front-rear direction (S-15). ). When a warning is issued from the alarm device 33 in S-15, the operator is prompted to reset the intrusion prohibited area set in the front, and when the operator resets the intrusion prohibited area in the front (S-16), Controller 18
A stop signal is generated therein, the operation of the alarm device 33 is stopped by this stop signal (S-17), and the movement amount d of the working machine main body is cleared to 0 and returns to S-3.

【0023】なお、S−14において許容値d0を設定
する理由は、例えばオペレータが走行用レバーを操作し
ていないにも拘らず、フロント部材6を動作させた時の
慣性や作業機本体の振動等によって作業機本体が僅かに
位置変動する場合があるからであり、このような作業機
本体の僅かな位置変動に対していちいち警報装置33を
作動していては、かえって作業の妨げになるからであ
る。このような理由から本実施例では、作業機本体の微
少な位置変動に対する不感帯として許容値d0を設定
し、ロータリーエンコーダ38a,38bからの出力が
不感帯以上の変動であるかを判断する必要があり、ロー
タリーエンコーダ38a,38bからの出力が数パルス
程度の場合は、これを不感帯内の変動であると判断して
警報装置33を作動しないようにしてある。
The reason why the allowable value d 0 is set in S-14 is, for example, the inertia when the front member 6 is operated and the working machine main body, even though the operator does not operate the traveling lever. This is because the work machine main body may slightly change its position due to vibrations and the like, and if the alarm device 33 is activated for each small position change of the work machine main body, it will rather hinder the work. Because. For this reason, in this embodiment, it is necessary to set the permissible value d 0 as a dead zone for a minute position change of the working machine main body and judge whether the outputs from the rotary encoders 38a and 38b are in the dead zone or more. If the output from the rotary encoders 38a and 38b is about several pulses, it is determined that this is a fluctuation within the dead zone and the alarm device 33 is not activated.

【0024】図6は本発明の第2実施例に係る作業範囲
制限装置の回路図であり、図1〜図5に対応する部分に
は同一符号を付してある。この第2実施例が前述した第
1実施例と相違する点は、作業機本体の走行状態を検出
する検出装置としてロータリーエンコーダ38a,38
bの代わりに加速度計39を用いたことにあり、それ以
外の構成と動作は、作業機本体の移動量dを演算する部
分(図4におけるS−13)を除いて基本的に同じであ
り、重複する説明は省略してある。
FIG. 6 is a circuit diagram of a work range limiting device according to the second embodiment of the present invention. The parts corresponding to those of FIGS. 1 to 5 are designated by the same reference numerals. The second embodiment differs from the first embodiment described above in that rotary encoders 38a, 38 are used as detection devices for detecting the traveling state of the working machine body.
This is because the accelerometer 39 is used instead of b, and other configurations and operations are basically the same except for the portion (S-13 in FIG. 4) that calculates the movement amount d of the working machine body. , Duplicate description is omitted.

【0025】すなわち、加速度計39の出力をgとする
と、作業機本体(下部走行体1)の移動量dは、この出
力gを時間に対して2回積分することにより、 d=∬gdt…………………… として求められるため、マイクロコンピュータ31は、
上記式で求められた作業機本体の移動量da,dbと予
め設定しておいた許容値d0とを比較し、その比較結果
に基づいて、第1実施例の図4におけるS−14〜S−
18の動作を実行する。
That is, assuming that the output of the accelerometer 39 is g, the movement amount d of the working machine main body (lower traveling body 1) is calculated by integrating the output g twice with respect to time: d = ∬gdt ... …………………, so the microcomputer 31
The movement amounts d a and d b of the working machine main body obtained by the above formula are compared with a preset allowable value d 0, and based on the comparison result, S- in FIG. 14-S-
18 operations are executed.

【0026】図7は本発明の第3実施例に係る作業範囲
制限装置の回路図であり、図1〜図5に対応する部分に
は同一符号を付してある。この第3実施例が前述した第
1実施例と相違する点は、作業機本体の走行状態を検出
する検出装置としてロータリーエンコーダ38a,38
bの代わりにポテンショメータ42,43を用いたこと
にあり、それ以外の構成は基本的に同じであり、重複す
る説明は省略してある。
FIG. 7 is a circuit diagram of a work range limiting device according to a third embodiment of the present invention, in which parts corresponding to those in FIGS. The third embodiment differs from the first embodiment described above in that the rotary encoders 38a, 38 are used as detection devices for detecting the traveling state of the working machine body.
Since the potentiometers 42 and 43 are used instead of b, the other configurations are basically the same, and duplicate description is omitted.

【0027】図7において、40,41は第1実施例で
図示省略された走行用レバーであり、ポテンショメータ
42,43は走行用レバー40,41にそれぞれ設けら
れてその傾き量(操作量)を検出する。前述したよう
に、走行用レバー40,41が操作されると、図示せぬ
走行用パイロット圧油により方向切換弁36,37が駆
動され、走行モータ34,35が回転する。また、
1,q2はそれぞれ走行用レバー40,41の傾き量に
対応する出力信号であり、これらの信号q1,q2はコン
トローラ18に入力される。
In FIG. 7, reference numerals 40 and 41 denote traveling levers not shown in the first embodiment, and potentiometers 42 and 43 are provided on the traveling levers 40 and 41, respectively, and their inclination amounts (operation amounts) are set. To detect. As described above, when the traveling levers 40 and 41 are operated, the traveling pilot pressure oil drives the direction switching valves 36 and 37, and the traveling motors 34 and 35 rotate. Also,
q 1 and q 2 are output signals corresponding to the inclination amounts of the traveling levers 40 and 41, respectively, and these signals q 1 and q 2 are input to the controller 18.

【0028】次に、このように構成された第3実施例を
前方の範囲制限に適用した場合の動作を図8のフローチ
ャートに従って説明する。なお、図8において、S−1
〜S−11までの動作は前述した第1実施例と同じであ
るため、S−12以降の作業機本体が移動した場合の動
作についてのみ説明する。
Next, the operation in the case where the third embodiment having such a configuration is applied to the forward range limitation will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 8, S-1
Since the operations from to S-11 are the same as those in the first embodiment described above, only the operations when the working machine body after S-12 moves will be described.

【0029】すなわち、下部走行体1を走行させるべく
走行用レバー40,41が操作されると、その傾き量q
1,q2がポテンショメータ42,43によって検出され
(S−12)、これらポテンショメータ42,43から
出力された信号q1,q2はコントローラ18を介してマ
イクロコンピュータ31に入力される。マイクロコンピ
ュータ31は、これらq1,q2と予め設定しておいた許
容値q0とを比較し(S−13)、q1とq2の両方がq0
より小さいと判断された場合は、警報を発せずにS−3
に復帰する。また、S−13でq1とq2のいずれかがq
0より大きいと判断された場合は、コントローラ18内
で警告信号が生成され、この警告信号によって警報装置
33が作動される(S−14)。S−14で警報装置3
3から警告が発せられると、オペレータは前方に設定さ
れた侵入禁止領域を再設定することを促され、オペレー
タが前方の侵入禁止領域を再設定すると(S−15)、
コントローラ18内で停止信号が生成され、この停止信
号によって警報装置33の作動が停止し(S−16)、
S−3に復帰する。なお、上記許容値q0は走行用レバ
ーの微少操作に対する不感帯として設定されたもので、
オペレータが走行用レバーを「遊び」の範囲内で微少操
作し、ポテンショメータ42,43から出力値が極めて
小さい場合は、これを不感帯内の変動であると判断して
警報装置33を作動しないようにしてある。
That is, when the traveling levers 40 and 41 are operated to cause the lower traveling structure 1 to travel, the amount of inclination q
1 , q 2 are detected by the potentiometers 42, 43 (S-12), and the signals q 1 , q 2 output from these potentiometers 42, 43 are input to the microcomputer 31 via the controller 18. The microcomputer 31 compares these q 1 and q 2 with a preset allowable value q 0 (S-13), and both q 1 and q 2 are q 0.
If it is determined to be smaller, S-3 without issuing an alarm.
Return to. In S-13, either q 1 or q 2 is q
When it is determined that the value is greater than 0 , a warning signal is generated in the controller 18, and the warning device 33 is activated by the warning signal (S-14). Alarm device 3 at S-14
When a warning is issued from No. 3, the operator is prompted to reset the intrusion prohibited area set in the front, and when the operator resets the intrusion prohibited area in the front (S-15),
A stop signal is generated in the controller 18, and the stop signal stops the operation of the alarm device 33 (S-16).
Return to S-3. The permissible value q 0 is set as a dead zone for a slight operation of the traveling lever,
When the operator slightly operates the traveling lever within the range of "play" and the output values from the potentiometers 42 and 43 are extremely small, it is determined that this is a variation within the dead zone and the alarm device 33 is not activated. There is.

【0030】図9は本発明の第4実施例に係る作業範囲
制限装置の回路図であり、図1〜図5に対応する部分に
は同一符号を付してある。この第4実施例が前述した第
1実施例と相違する点は、作業機本体の走行状態を検出
する検出装置としてロータリーエンコーダ38a,38
bの代わりに圧力センサ44〜47を用いたことにあ
り、それ以外の構成は基本的に同じであり、重複する説
明は省略してある。前記圧力センサ44〜47は方向切
換弁36,37のパイロット管路に設けられ、これら管
路を流れる走行用パイロット圧油のパイロット圧力を検
出するものであり、圧力センサ44〜47の出力p1
4はコントローラ18を介してマイクロコンピュータ
31に入力される。そして、図示省略した走行用レバー
が操作されると、走行用パイロット圧油により方向切換
弁36,37が駆動され、走行モータ34,35が回転
する。
FIG. 9 is a circuit diagram of a work range limiting device according to a fourth embodiment of the present invention, in which parts corresponding to those in FIGS. 1 to 5 are designated by the same reference numerals. The fourth embodiment differs from the first embodiment described above in that rotary encoders 38a, 38 are used as detection devices for detecting the traveling state of the working machine body.
Since the pressure sensors 44 to 47 are used instead of b, the other configurations are basically the same, and the duplicated description is omitted. The pressure sensors 44 to 47 are provided in the pilot pipes of the direction switching valves 36 and 37, and detect the pilot pressure of the traveling pilot pressure oil flowing through these pipes, and the outputs p 1 of the pressure sensors 44 to 47 are detected. ~
p 4 is input to the microcomputer 31 via the controller 18. When a traveling lever (not shown) is operated, the traveling pilot pressure oil drives the direction switching valves 36 and 37, and the traveling motors 34 and 35 rotate.

【0031】図10はこの第4実施例を前方の範囲制限
に適用した場合の動作を示すフローチャートである。同
図から明らかなように、このフローチャートは図8のフ
ローチャートにおけるq1,q2をp1〜p4に、q0をp0
にそれぞれ置換しただけであり、それ以外は前述した第
3実施例の場合と同様であるため、ここでは重複する説
明を省略する。
FIG. 10 is a flow chart showing the operation when the fourth embodiment is applied to the forward range restriction. As is clear from the figure, this flow chart shows q 1 and q 2 in the flow chart of FIG. 8 as p 1 to p 4 , and q 0 as p 0.
However, the other explanations are omitted here because they are the same as in the case of the third embodiment described above.

【0032】上述した第1〜4実施例におけるS−1〜
S−11までの動作は、前方の範囲制限を行う場合につ
いての説明であるが、これら各実施例は前方以外の範囲
制限にも適用可能である。例えば掘削深さを制御するよ
うに下方の範囲制限を行う場合は、地面の下方に侵入禁
止領域を設定し、この侵入禁止領域とバケット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M6の現
在座標との距離に応じて、下方の範囲制限を行えば良
い。また、高さ方向の範囲制限を行う場合は、作業機本
体の上方に侵入禁止領域を設定し、この侵入禁止領域と
各モニタポイントM1〜M4の現在座標との距離に応じ
て、上方の範囲制限を行えば良い。ただし、作業機本体
が傾斜の全くない水平面上を移動した場合は、上下の侵
入禁止領域と作業機本体との相対位置は変化せず、侵入
禁止領域の再設定は不要となるが、実際の作業現場で傾
斜が全くないことはほとんど考えられないため、これら
上方と下方の範囲制限に関しても有効となる。
S-1 to S-1 in the first to fourth embodiments described above
The operation up to S-11 has been described for the case where the forward range limitation is performed, but each of these embodiments is also applicable to range limitations other than the forward range limitation. For example, when the lower range is restricted so as to control the excavation depth, an intrusion prohibited area is set below the ground, and the intrusion prohibited area and the monitor point M6 set at the lowest position of the cutting edge circle of the bucket 5 are set. The lower range may be limited in accordance with the distance from the current coordinates of. Further, when the range limitation in the height direction is performed, an intrusion prohibition area is set above the work machine main body, and an upper range is determined according to the distance between this intrusion prohibition area and the current coordinates of the monitor points M1 to M4. You just have to limit it. However, when the working machine body moves on a horizontal surface without any inclination, the relative position between the upper and lower intrusion prohibition areas and the working machine body does not change, and it is not necessary to reset the intrusion prohibition area. Since it is almost unlikely that there will be no inclination at the work site, it is also effective for these upper and lower range restrictions.

【0033】さらに、単一方向の範囲制限のみならず複
数方向の範囲制限を行うことも可能であり、例えばフロ
ント部材6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、侵入禁止領域を上下両方向と前方に設定
し、これら各侵入禁止領域と各モニタポイントM1〜M
6との距離に応じて、上下方向と前方の三方向について
範囲制限を行えば良い。
Further, it is possible not only to limit the range in a single direction, but also to limit the range in a plurality of directions. It is set in both up and down directions and in the front, and these intrusion prohibited areas and monitor points M1 to M are set.
The range may be limited in three directions, the up-down direction and the front direction, depending on the distance from the position 6.

【0034】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、上記第3実施例で説明したポテンシ
ョメータの代わりにリミットスイッチを用い、走行用レ
バーの傾き量が一定値を越えた時にこのリミットスイッ
チをON動作させ、そのON信号によって警告信号を生
成するようにしても良い。
The work range limiting device for a construction machine according to the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications are possible. For example, a limit switch is used instead of the potentiometer described in the third embodiment, and when the tilt amount of the traveling lever exceeds a certain value, the limit switch is turned on and a warning signal is generated by the ON signal. You can

【0035】また、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、
さらに、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。
In each of the above embodiments, the electric lever is used as the operating lever, but a hydraulic pilot lever can be used instead of the electric lever.
Further, as a means for detecting each joint angle of the front member, a cylinder stroke sensor or the like may be used instead of the angle sensor described in each of the above embodiments.

【0036】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。
Further, in each of the above-described embodiments, the case where the switching operation of each directional switching valve is performed by the pilot pressure from the proportional pressure reducing valve unit has been described, but as a means for reducing the operating speed of the actuator, a hydraulic pump and a directional switching valve are used. A variable flow rate adjusting valve may be attached to a pipe line connecting the valve and the variable flow rate adjusting valve may be operated by a drive signal from the controller to control the pressure oil amount to the directional control valve. Alternatively, an electromagnetic switching valve that determines the flow direction of pressure oil and a variable flow rate adjustment valve that determines the flow rate of pressure oil are provided in the pipeline that connects the hydraulic pump and the actuator, and based on separate drive signals from the controller. Then, the flow and amount of the pressure oil supplied to the actuator may be controlled by switching these electromagnetic switching valves ON-OFF and variably operating the variable flow rate adjusting valve.

【0037】また、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6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
に応じて適宜増減することも可能である。
Further, in each of the above-mentioned embodiments, the case where six monitor points are set at predetermined positions of the front member has been described. However, the number and positions of the monitor points are not limited to this, and the shape of the front member and the intrusion prohibition are prohibited. It is also possible to appropriately increase or decrease according to the set position of the area and the like.

【0038】さらに、上記各実施例では、作業機本体の
移動量が所定値を越えた時に警告装置を単に作動させる
場合について説明したが、作業機本体の移動量が大きく
なるに従って警告の種類や大きさを変えることも可能で
あり、例えば作業機本体の移動量が大きくなるに従っ
て、ブザーを大きくしたり電子音声の警報内容を変えれ
ば、侵入禁止領域の再設定の必要性をオペレータに対し
てより効果的に知らせることができる。
Furthermore, in each of the above-described embodiments, the case where the warning device is simply activated when the movement amount of the working machine body exceeds the predetermined value has been described. It is also possible to change the size, for example, if the buzzer is enlarged or the alarm content of the electronic voice is changed as the amount of movement of the work machine increases, the operator is notified of the necessity of resetting the intrusion prohibited area. You can inform more effectively.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
作業範囲を制限制御しながら作業を行っている最中に作
業機本体が移動すると、侵入禁止領域の再設定を促す警
告が自動的に発せられるため、侵入禁止領域の再設定を
し忘れるという人為的ミスを防止して、作業現場に存在
する障害物とフロント部材との接触を確実に回避するこ
とができる。
As described above, according to the present invention,
If the work machine body moves while performing work while limiting the work range, a warning prompting you to reset the intrusion prevention area is automatically issued. It is possible to prevent physical mistakes and reliably avoid contact between an obstacle existing at the work site and the front member.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1 is a side view of a hydraulic excavator according to a first embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing dimensions of each monitor point and each part of the hydraulic excavator of FIG.

【図3】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る。
3 is a circuit diagram showing a work range limiting device provided in the hydraulic excavator of FIG. 1. FIG.

【図4】図3の作業範囲制限装置の処理内容を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of the work range limiting device in FIG.

【図5】図1の油圧ショベルの前方の範囲制限動作を示
す説明図である。
5 is an explanatory view showing a range limiting operation in front of the hydraulic excavator of FIG. 1. FIG.

【図6】本発明の第2実施例に係る作業範囲制限装置の
回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram of a work range limiting device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3実施例に係る作業範囲制限装置の
回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram of a work range limiting device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】図7の作業範囲制限装置の処理内容を示すフロ
ーチャートである。
8 is a flowchart showing the processing contents of the work range limiting device of FIG.

【図9】本発明の第4実施例に係る作業範囲制限装置の
回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram of a work range limiting device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】図9の作業範囲制限装置の処理内容を示すフ
ローチャートである。
10 is a flowchart showing the processing contents of the work range limiting device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 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 20,21,22,23,36,37 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 33 警報装置 34,35 走行モータ 38a,38b ロータリーエンコーダ(検出装置) 39 加速度計(検出装置) 40,41 走行用レバー 42,43 ホテンショメータ(検出装置) 44,45,46,47 圧力センサ(検出装置) M1〜M6 モニタポイント 1 Lower Traveling Body 2 Upper Revolving Body 2a Driver's Cab 3 Boom 4 Arm 5 Bucket 6 Front Member 7 Boom Cylinder 8 Arm Cylinder 9 Bucket Cylinder 10 Operating Lever 14 Boom Angle Sensor 15 Arm Angle Sensor 16, 17 Electric Lever 18 Controller 19 Swing Motor 20, 21, 22, 23, 36, 37 Directional switching valve 27 Proportional pressure reducing valve unit 28, 29 Proportional pressure reducing valve 30 Setting device 31 Microcomputer 32 Position limit switch 33 Alarm device 34, 35 Traveling motor 38a, 38b Rotary encoder (detection) Device) 39 Accelerometer (detection device) 40, 41 Traveling lever 42, 43 Photometer (detection device) 44, 45, 46, 47 Pressure sensor (detection device) M1 to M6 Monitor points

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 走行体および旋回体からなる作業機本体
と、この旋回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、 前記作業機本体の走行移動状態を検出する検出装置を備
え、作業範囲を制限制御しながら作業を行っている際
に、前記作業機本体の走行移動状態を前記検出装置によ
って検出し、この検出結果に基づいて生成された警告信
号により警告を発する警告装置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。
1. A work machine main body composed of a traveling structure and a revolving structure, a front member composed of a plurality of articulated movable parts rotatably connected to the revolving structure, and position detection means for detecting the position of the front member. A work range limiting device for a construction machine, which stops the operation of the front member when the front member reaches an intrusion prohibited area set in the operation range, and detects the traveling movement state of the work machine body. When the work is performed while limiting the work range, the traveling movement state of the working machine main body is detected by the detection device, and a warning is generated by a warning signal generated based on the detection result. A work range limiting device for a construction machine, which is provided with a warning device for issuing a warning.
【請求項2】 請求項1の記載において、前記検出装置
が走行モータの回転に同期してパルス信号を発生するロ
ータリーエンコーダであり、このパルス信号に基づいて
前記作業機本体の移動量を検出し、この移動量が予め設
定した所定値を越えた時に前記警告信号を生成すること
を特徴とする建設機械の作業範囲制限装置。
2. The rotary encoder according to claim 1, wherein the detection device is a rotary encoder that generates a pulse signal in synchronization with rotation of a traveling motor, and detects the movement amount of the working machine main body based on the pulse signal. A work range limiting device for a construction machine, wherein the warning signal is generated when the movement amount exceeds a preset predetermined value.
【請求項3】 請求項1の記載において、前記検出装置
が前記作業機本体に加わる加速度を検出する加速度計で
あり、この加速度計から出力される信号に基づいて前記
作業機本体の移動量を検出し、この移動量が予め設定し
た所定値を越えた時に前記警告信号を生成することを特
徴とする建設機械の作業範囲制限装置。
3. The accelerometer according to claim 1, wherein the detection device is an accelerometer that detects an acceleration applied to the working machine body, and the movement amount of the working machine body is determined based on a signal output from the accelerometer. A work range limiting device for a construction machine, which detects the movement amount and generates the warning signal when the movement amount exceeds a preset predetermined value.
【請求項4】 請求項1の記載において、前記検出装置
が前記走行体の走行を指令する操作装置の操作量を検出
するポテンショメータであり、このポテンショメータの
出力値が予め設定した所定値を越えた時に前記警告信号
を生成することを特徴とする建設機械の作業範囲制限装
置。
4. The potentiometer according to claim 1, wherein the detection device is a potentiometer that detects an operation amount of an operation device that commands the traveling of the traveling body, and the output value of the potentiometer exceeds a preset predetermined value. A work range limiting device for a construction machine, wherein the warning signal is sometimes generated.
【請求項5】 請求項1の記載において、前記検出装置
が前記走行体の走行を指令する操作レバーの操作量に応
じて動作されるリミットスイッチであり、前記操作レバ
ーの操作量が一定量を越えた時に前記リミットスイッチ
から切換信号を発生し、この切換信号により前記警告信
号を生成することを特徴とする建設機械の作業範囲制限
装置。
5. The limit switch according to claim 1, wherein the detection device is a limit switch that is operated in accordance with an operation amount of an operation lever that commands traveling of the traveling body, and the operation amount of the operation lever is a constant amount. A work range limiting device for a construction machine, wherein a switching signal is generated from the limit switch when the limit is exceeded, and the warning signal is generated by the switching signal.
【請求項6】 請求項1の記載において、前記検出装置
が走行モータに作動油を供給する方向切換弁のパイロッ
ト圧力を検出する圧力センサであり、この圧力センサの
出力値が予め設定した所定値を越えた時に前記警告信号
を生成することを特徴とする建設機械の作業範囲制限装
置。
6. The pressure sensor according to claim 1, wherein the detection device is a pressure sensor that detects a pilot pressure of a directional control valve that supplies hydraulic oil to a traveling motor, and an output value of the pressure sensor is a predetermined value set in advance. A work range limiting device for a construction machine, wherein the warning signal is generated when the temperature exceeds the limit.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかの記載におい
て、前記警告装置が警報であることを特徴とする建設機
械の作業範囲制限装置。
7. The work range limiting device for a construction machine according to claim 1, wherein the warning device is an alarm.
【請求項8】 請求項1〜6のいずれかの記載におい
て、前記警告装置がランプであることを特徴とする建設
機械の作業範囲制限装置。
8. The work range limiting device for a construction machine according to claim 1, wherein the warning device is a lamp.
【請求項9】 請求項1〜6のいずれかの記載におい
て、前記警告装置がコンピュータによる電子音声である
ことを特徴とする建設機械の作業範囲制限装置。
9. The work range limiting device for a construction machine according to claim 1, wherein the warning device is an electronic voice from a computer.
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