JPH09151485A - 掘削機の自動作業制御装置及び方法 - Google Patents

掘削機の自動作業制御装置及び方法

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JPH09151485A
JPH09151485A JP33581095A JP33581095A JPH09151485A JP H09151485 A JPH09151485 A JP H09151485A JP 33581095 A JP33581095 A JP 33581095A JP 33581095 A JP33581095 A JP 33581095A JP H09151485 A JPH09151485 A JP H09151485A
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automatic
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excavator
angle
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JP33581095A
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Si Cheon Lee
チェオン リー シ
Dong Jae Lee
ジャエ リー ドン
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Samsung Heavy Industries Co Ltd
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Samsung Heavy Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 堀削機により遂行される各種の作業が制御機
により自動的に遂行されることにより運転者の作業能率
及び便宜性が顕著に改善され、作業の中断なしに所望す
る新しい作業に即時変換可能で、要求される技術的構成
とコントロールパネルの外様が単純化されることにより
製造コストが切感できる堀削機の自動作業装置及び方法
を提供することである。 【解決手段】 本発明による自動作業制御装置は、堀削
機の各部の動きを感知する手段と、前記の感知手段によ
り得られたデータを基礎として現在遂行しようとする作
業の種類を判断する手段と、前記判断手段により判断さ
れた作業が自動的に遂行されるように前記の堀削機の各
部に対して所定の動作指令信号を印加する手段とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は堀削機のような建設
機械の自動作業制御装置及び制御方法に係り、より詳細
には堀削機により遂行されるこれら各種作業が制御機に
より自動的に遂行できるようにした制御装置及び制御方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】代表的な建設機械である堀削機の基本的
構成は添付図面図1に示すように、下部走行体105と
この下部走行体105に対して旋回可能のように結合さ
れた上部旋回体104及びこの上部旋回体104の前方
部に結合され、複数の関節により角度変換可能な作業装
置に成る。
【0003】一方、上記のように構成された堀削機の上
部旋回体104のスイング角とブーム101、アーム1
02及びバケット103等に成る作業装置の動作を個別
的又は複合的に操作して所望する作業を正確に遂行する
ことは困難で、高度の熟練度が要求されることである。
【0004】したがって、いくつの特定作業、特に比較
的に同一な動作が反復的に行われる作業においては運転
者の操作なしにも作業に必要な堀削機各部の動作が自動
的に遂行されるようにする技術が近来に活発に研究及び
開発されており、もう常用化になっているものも多数が
ある。
【0005】自動的に遂行されるに適合な作業の例えと
は、自動平坦作業、バケット角維持機能(バケットによ
り堀削作業をする時ブームとアームの絶対角が変わって
もバケットが常に水平面に対して一定角を維持すること
によりバケット内の土が下がらないようにする機能)が
随伴される各種作業、ダンピング(Dumping)比率調整
機能が随伴される作業及び自動振動機能が随伴される各
種作業等があげられる。
【0006】上記のような自動作業を遂行するためには
上部旋回体の旋回角度についたデータと作業装置の関節
角度についたデータ等が持続的に検出される必要がある
が、これのため図1に示すように、上部旋回体104に
対するブーム101の相対角を感知するブーム角センサ
1、ブーム101に対するアーム102の相対角を感知
するアーム角センサ2、アーム102に対するバケット
103の相対角を感知するバケット角センサ3及び下部
走行体105に対する上部旋回体104のスイング角を
感知するスイングセンサ4等が設けられる。
【0007】図7では従来の堀削機の自動作業制御装置
の一例を示している。
【0008】運転者の操作内容が操縦レバー(通常には
ジョイスティック(joi stick))を通して入力され、制
御機では操縦レバーの入力信号を受けてこれに該当する
作業命令信号を電磁比例制御弁に送り、この電磁比例制
御弁から生成されたパイロット圧力が中央制御弁(MCV:
Main Control Valve)を作動させることにより作業装置
が駆動される。一方、自動作業の遂行は、前述の制御機
が操縦レバーの入力信号と自動機能選択スイッチ(Swit
ch)の入力信号及び制御機内部にもう貯蔵された作業別
プログラムによって電磁比例制御弁に動作指令信号を出
すことにより行われる。
【0009】一方、上記のような自動作業を遂行するに
おいて、運転者は作業中に所望する機能選択ボタンを押
すことにより所望する作業の実行信号をするようになる
が、例えば、運転者がバケット角維持機能が随伴される
作業の遂行中、自動平坦作業に変換するためには、バケ
ット角維持機能の解除後自動平坦作業選択ボタンを押
し、堀削機の姿勢(初期位置)を自動平坦作業にした
後、実行信号をしなければならなかった。
【0010】つまり、運転者は自動作業の種類が変換さ
れる時ごと、作業を中断し、該当の機能選択ボタンを押
さなければならない不便さがあった。これにより、作業
能率が極度に低下されて、また各々の機能ごと別の機能
選択ボタンを具備しなければならないことにより原価上
昇になるだけでなくコントロールパネル(Control Pane
l)の外様が複雑になって運転者に拒否感を生じらせる
問題点があった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述のような
従来の問題点を解消すべくなされたもので、本発明の第
1の目的は、運転者の作業能率が顕著に改善できる堀削
機の自動作業制御装置及び方法を提供することにある。
【0012】本発明の第2の目的は、作業の中断なしに
所望する新しい作業に即時変換できる堀削機の自動作業
制御装置及び方法を提供することにある。
【0013】本発明の第3の目的は、運転者の操作便宜
性が大幅改善された堀削機の自動作業制御装置及び方法
を提供することにある。
【0014】本発明の第4の目的は、要求される技術的
構成とコントロールパネルの外様が単純化されることに
より製造コスト(Cost)が切感できる堀削機の自動作業
制御装置及び方法を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めの本発明の一態様によると、堀削機の自動作業制御装
置において、前記の堀削機の各部の動きを感知する手段
と、前記の感知手段により感知されたデータを基礎とし
て現在遂行しようとする作業の種類を判断する手段と、
前記の判断手段により判断された作業が自動的に遂行さ
れるように前記の堀削機の各部に対して所定の動作指令
信号を印加する手段とを含む堀削機の自動作業制御装置
が提供される。
【0016】前述の目的を達成するための本発明の他の
一態様によると、堀削機の自動作業制御方法において、
前記の堀削機の各部の動きを感知する手段と、前記の感
知段階から感知されたデータを基礎として現在遂行しよ
うとする作業の種類を判断する段階と、前記の判断段階
から判断された作業が自動的に遂行されるような前記の
堀削機の各部に対して所定の動作指令信号を印加する段
階とを含む堀削機の自動作業制御方法が提供される。
【0017】本発明の好ましい特徴としては、前述の本
発明の一態様による堀削機の自動作業制御装置には、前
記の判断手段により判断された結果を運転者が識別でき
る形態に変換して出力する手段と、前記の出力手段によ
り出力された内容に対して運転者が確認入力をするため
の手段がさらに含まれて、前述の本発明の他の一態様に
よる堀削機の自動作業制御方法には、前記の判断段階
後、前記の判断段階から判断された結果を運転者が識別
できる形態に変換して出力する段階と、前記の出力段階
後、前記の出力段階から出力された内容に対して運転者
が確認入力する段階がさらに含まれる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、添付図面により本発明の好
ましい実施例を説明する。
【0019】図3は本発明の一実施例による自動作業制
御装置が適用された堀削機のブロック(Block)図であ
る。
【0020】図3に示すように、堀削機の各部の動きを
感知する手段11は、下部走行体に対する上部旋回体の
旋回角を感知するスイングセンサ(Swing Sensor)4
と、上部旋回体に対するブーム(Boom)の相対角を感知
するブーム角センサ1と、ブームに対するアーム(Ar
m)の相対角を感知するアーム角センサ2及びアームに
対するバケット(Bucket)の相対角を感知するバケット
角センサ3等に構成される。
【0021】さらに、前述の感知手段(角センサ)を通
して感知されたデータ(Data)を基礎として現在の運転
者が遂行しようとする作業の種類を判断する手段が具備
された制御機12が構成される。この制御機12は前述
の判断手段の判断結果によって、電磁比例制御弁13に
作業命令信号を出し、電磁比例制御弁13から生成され
たパイロット(Pilot)圧力は中央制御弁14(MCV)を
動かせてブーム、アーム、バケットに成る作業装置の動
作と上部旋回体のスイング(Swing)動作を駆動する。
【0022】上記のような堀削機各部の動作は、従来の
ように操縦レバー(Lever)15の操作により受動的遂
行ができる。
【0023】一方、好ましくには、前述の判断手段の判
断結果、即ち現在運転者が遂行しようとする作業種類に
該当する事項を運転者が識別可能な形態に変換して出力
する出力手段と、この出力手段により出力された内容に
対して運転者が確認入力をするための確認手段16とが
構成される。この場合、確認入力手段16により入力さ
れた結果によって前述の制御機から判断された自動作業
の遂行与否が決定される。
【0024】前述の出力手段と確認入力手段を具体的な
例えにより詳細に説明する。
【0025】感知手段から得られたデータを基礎とし
て、制御機で例えば、現在の自動平坦作業を遂行しよう
とすると判断されると、運転者が肉眼で容易に識別可能
な位置に設置された緑色の燈が点滅されて自動平坦作業
の選択を運転者に承認するように知らせる。運転者が自
動作業選択確認ボタン(Button)を押すと緑色の燈が継
続的に点灯されて自動平坦作業が選択されたことを運転
者に知らせる。自動作業選択確認ボタンは、押した後継
続的にホールド(HOLD)される機能を有することが好ま
しくて、押されている間は継続的に点灯された状態に維
持される。自動作業の実行は緑色の燈が点灯された状態
で自動作業実行ボタンを押して始まり、このボタンが押
されている間は赤色の燈が点滅されて現在自動作業が実
行されていることを運転者に知らせる。自動作業実行ボ
タンはホールド機能がないので押されている間だけ自動
作業が作動され、自動作業実行ボタンの解除後にも自動
作業選択確認ボタンが押された状態では緑色の燈が継続
的に点灯された状態を維持し、この時、さらに自動作業
実行ボタンを押すと、直前に遂行された自動作業が継続
的に遂行されるようにすることが好ましい。勿論、運転
者が自動作業選択確認ボタンをさらに押して解除すると
緑色の燈が消滅されて自動作業選択が解除される。
【0026】以下、上記のように構成された自動作業制
御装置において、前述の制御機に具備された判断手段の
作業種類と判断過程を説明する。
【0027】まず、自動平坦作業の場合、図2(A)に
示すように、運転者が任意の堀削作業途中に自動平坦作
業をしようとすれば、運転者は堀削機のブームとアーム
及びバケットを自動平坦作業に適当な初期位置に置い
て、バケット角方向D1に作業装置を動かす。この時、
作業装置が初期30Cmほど又は約1〜2秒間の許容誤差
dの範囲以内で進行されると、制御機内の判断手段では
この作業を自動平坦作業と判断する。一方、バケット角
方向D1代わりに、図2(B)に示すように、バケット
端方向D2を定めて初期30Cmほど又は約1〜2秒間の
誤差許容dの範囲以内で進行されると、この作業も自動
平坦作業と判断できる。
【0028】次に、自動バケット角維持機能が随伴され
る作業の場合、図2(C)に示すように、バケットの水
平面に対する絶対角γ1が所定角度範囲内で維持される
とともに、ブームとアームの中で少なくとも一つ以上が
所定の時間間継続的に動作される場合、制御機の判断手
段ではこの作業をバケット角維持機能が随伴される作業
と判断する。一方、バケット角維持機能を判断すること
において、前述のバケットの水平面に対する絶対角γ1
代わりに、バケットのアームに対する相対角γ2が所定
の設定限度を超過するとともにブームとアームの中で少
なくとも一つ以上が所定時間間継続的に動作される場
合、この作業をバケット角維持機能が随伴される作業と
判断できる。
【0029】前述の自動平坦作業及びバケット角維持機
能が随伴される作業の判断は、本発明により具現できる
二つの実施例にすぎなくて、この外にも前述の制御機内
のプログラム(Program)を多少修正することにより多
様な実施例が具現できる。
【0030】以下、本発明による堀削機の自動作業制御
方法の実施例を図4、図5及び図6により説明する。
【0031】図4及び図5は自動平坦作業を遂行する方
法における一実施例である。
【0032】任意の堀削作業途中、前述の作業装置(ブ
ーム、アーム及びバケット)に設けられた、ブーム角セ
ンサ、アーム角センサ及びバケット角センサでは上部旋
回体に対するブームの相対角、ブームに対するアームの
相対角及びアームに対するバケットの相対角を感知する
(第1段階)。
【0033】前述の各センサから得られたデータを基礎
として、制御機に内蔵された判断手段では、バケット角
方向に誤差許容の範囲内で30Cm以上の距離又は1〜2
秒間の時間進行されるかを判断する。即ち、現在の堀削
機の各部の動きが制御機に内蔵された判断プログラムの
既設定位置を満足させるかを判断する(第2段階)。
【0034】第2段階の条件が満足されない場合、第1
段階に復帰して継続的に堀削機の各部の動きが感知さ
れ、第2段階の条件が満足される場合、運転者が識別可
能な所定位置に設けられた緑色の燈が点滅されることに
より、自動平坦作業と判断されたことを運転者に知らせ
る(第3段階)とともに、判断された自動平坦作業を運
転者が確認できるようにする(第4段階)。
【0035】第4段階で運転者が自動平坦作業であるこ
とを確認しない場合、第1段階に復帰して継続的に堀削
機に各部の動きが感知され、運転者が自動平坦作業であ
ることを確認するためには自動機能選択承認ボタン(左
側操作レバーに設置できる)を押す(第5段階)。
【0036】第5段階で運転者が自動機能選択承認ボタ
ンを押すと、緑色の燈が継続的に点灯されて自動平坦作
業が選択されたことを運転者に知らせる(第6段階)。
【0037】第5段階で運転者が自動平坦作業が選択さ
れたことを認知した後、実際に自動平坦作業を実行する
かを決定する(第7段階)。
【0038】第7段階で自動平坦作業を実行しないこと
と決定すると、第6段階に復帰して運転者の次の決定を
待機し、自動平坦作業を実行するかを決定するために
は、自動機能実行ボタン(右側操作レバーに設置でき
る)を押す(第8段階)。
【0039】第8段階で運転者が自動機能実行ボタンを
押すと、赤色の燈が点灯されて自動作業が実行中である
ことを運転者に知らせる(第9段階)。さらに、制御機
内の自動平坦作業実行プログラムが作動されて堀削機の
各部の動きを制御する(第10段階)。
【0040】第10段階による作業が終了されると赤色
の燈は消灯される(第11段階)。
【0041】一方、図6は自動バケット角維持機能を随
伴する作業を遂行する方法の一実施例である。
【0042】任意の堀削作業途中、前述の作業装置(ブ
ーム、アーム及びバケット)にブーム角センサ、アーム
角センサ及びバケット角センサでは上部旋回体に対する
ブームの相対角、ブームに対するアームの相対角及びア
ームに対するバケットの相対角を感知する(第1段
階)。
【0043】前述の各センサから得られたデータを基礎
として、制御機に内蔵された判断手段では、アームに対
するバケットの相対角が設定値を超過するかを判断す
る。即ち、現在の堀削機各部の動きが制御機に内蔵され
た判断プログラムの既設定値を満足させるかを判断する
(第2段階)。
【0044】第2段階の条件が満足されない場合、第1
段階に復帰して継続的に堀削機の各部の動きが感知さ
れ、第2段階の条件が満足される場合、運転者が識別可
能な所定位置に設けられた緑色の燈が点滅されることに
よりバケット角維持機能と判断されたことを運転者に知
らせる(第3段階)とともに判断されたバケット角維持
機能が随伴される作業を運転者が確認できるようにする
(第4段階)。
【0045】第4段階で運転者がバケット角維持機能で
あることを確認しない場合、第1段階に復帰して継続的
に堀削機の各部の動きが感知され、運転者が自動平坦作
業であることを確認するためには自動機能選択承認ボタ
ン(左側操作レバーに設置できる)を押す(第5段
階)。
【0046】第5段階で運転者が自動機能選択承認ボタ
ンを押すと、緑色の燈が継続的に点灯されてバケット角
機能が選択されたことを運転者に知らせる(第6段
階)。
【0047】第5段階で運転者がバケット角維持機能が
選択されたことを認知した後、実際にバケット角維持機
能を実行するかを決定する(第7段階)。
【0048】第7段階でバケット角維持機能を実行しな
いことと決定すると、第6段階に復帰して運転者の次の
決定を待機し、バケット角維持機能を実行することと決
定するためには、自動機能実行ボタン(右側操作レバー
に設置できる)を押す(第8段階)。
【0049】第8段階で運転者が自動機能実行ボタンを
押すと、赤色燈が点灯されて自動作業が実行中であるこ
とを運転者に知らせる(第9段階)。さらに、制御機内
のバケット角維持機能実行プログラムが作動されて堀削
機の各部の動きを制御する(第10段階)。
【0050】前述のようなこれら自動作業は、本発明に
よる自動作業制御方法の実施例にすぎなくて、場合によ
っては前述の各段階の中で相当数の段階が省略できる。
例えば、運転者の確認なしに制御機から判断された作業
がそのまま実行されるようにすることもできる。
【0051】さらに、前述の緑色の燈と赤色の燈、左右
側操作レバーに設けられた自動機能選択ボタンと自動機
能実行ボタン等の構成は当業界の通常の知識を持つ者に
より容易に変更できる。
【0052】
【発明の効果】以上の詳細な説明のように、本発明の堀
削機の自動作業制御装置及び方法は、堀削機の各部の動
きを感知して運転者が現在遂行しようとする作業の種類
を判断して、この判断された結果によって該当の堀削機
の動作が自動的に遂行されるように制御されることによ
り、運転者の作業能率が向上されるとともに作業の種類
が変化しても連続的な自動作業が遂行可能で、操作装置
及び技術的構成が大幅単純化されることにより製造コス
トが切感できる。
【0053】
【図面の簡単な説明】
【図1】堀削機の各部の構成を示す概略図である。
【図2】本発明の自動作業制御装置が適用された堀削機
により遂行される各種の作業状態を示す図面で、図2の
(A)は自動平坦作業であり、図2(B)はバケットが
固定されて遂行される自動平坦作業であり、図2の
(C)はバケット角維持機能をそれぞれ示す。
【図3】本発明による自動作業制御装置が適用された堀
削機のブロック図である。
【図4】本発明の自動作業制御方法によって遂行される
自動平坦作業の順序図である。
【図5】図4の順序図の続きである。
【図6】本発明の自動作業制御方法により遂行されるバ
ケット角維持機能順序図である。
【図7】従来の自動作業制御装置が適用された堀削機の
ブロック図である。
【符号の説明】
1 ブーム角センサ 2 アーム角センサ 3 バケット角センサ 4 スイングセンサ 101 ブーム 102 アーム 103 バケット 104 上部旋回体 105 下部走行体
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年3月15日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 削機の自動作業制御装置及び方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は削機のような建設
機械の自動作業制御装置及び制御方法に係り、より詳細
には削機により遂行されるこれら各種作業が制御機に
より自動的に遂行できるようにした制御装置及び制御方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】代表的な建設機械である削機の基本的
構成は添付図面図1に示すように、下部走行体105と
この下部走行体105に対して旋回可能のように結合さ
れた上部旋回体104及びこの上部旋回体104の前方
部に結合され、複数の関節により角度変換可能な作業装
置に成る。
【0003】一方、上記のように構成された削機の上
部旋回体104のスイング角とブーム101、アーム1
02及びバケット103等に成る作業装置の動作を個別
的又は複合的に操作して所望する作業を正確に遂行する
ことは困難で、高度の熟練度が要求されることである。
【0004】したがって、いくつの特定作業、特に比較
的に同一な動作が反復的に行われる作業においては運転
者の操作なしにも作業に必要な削機各部の動作が自動
的に遂行されるようにする技術が近来に活発に研究及び
開発されており、もう常用化になっているものも多数が
ある。
【0005】自動的に遂行されるに適合な作業の例えと
は、自動平坦作業、バケット角維持機能(バケットによ
削作業をする時ブームとアームの絶対角が変わって
もバケットが常に水平面に対して一定角を維持すること
によりバケット内の土が下がらないようにする機能)が
随伴される各種作業、ダンピング(Dumping)比
率調整機能が随伴される作業及び自動振動機能が随伴さ
れる各種作業等があげられる。
【0006】上記のような自動作業を遂行するためには
上部旋回体の旋回角度についたデータと作業装置の関節
角度についたデータ等が持続的に検出される必要がある
が、これのため図1に示すように、上部旋回体104に
対するブーム101の相対角を感知するブーム角センサ
1、ブーム101に対するアーム102の相対角を感知
するアーム角センサ2、アーム102に対するバケット
103の相対角を感知するバケット角センサ3及び下部
走行体105に対する上部旋回体104のスイング角を
感知するスイングセンサ4等が設けられる。
【0007】図7では従来の削機の自動作業制御装置
の一例を示している。
【0008】運転者の操作内容が操縦レバー(通常には
ジョイスティック(joi stick))を通して入
力され、制御機では操縦レバーの入力信号を受けてこれ
に該当する作業命令信号を電磁比例制御弁に送り、この
電磁比例制御弁から生成されたパイロット圧力が中央制
御弁(MCV:Main Control Valv
e)を作動させることにより作業装置が駆動される。一
方、自動作業の遂行は、前述の制御機が操縦レバーの入
力信号と自動機能選択スイッチ(Switch)の入力
信号及び制御機内部にもう貯蔵された作業別プログラム
によって電磁比例制御弁に動作指令信号を出すことによ
り行われる。
【0009】一方、上記のような自動作業を遂行するに
おいて、運転者は作業中に所望する機能選択ボタンを押
すことにより所望する作業の実行信号をするようになる
が、例えば、運転者がバケット角維持機能が随伴される
作業の遂行中、自動平坦作業に変換するためには、バケ
ット角維持機能の解除後自動平坦作業選択ボタンを押
し、削機の姿勢(初期位置)を自動平坦作業にした
後、実行信号をしなければならなかった。
【0010】つまり、運転者は自動作業の種類が変換さ
れる時ごと、作業を中断し、該当の機能選択ボタンを押
さなければならない不便さがあった。これにより、作業
能率が極度に低下されて、また各々の機能ごと別の機能
選択ボタンを具備しなければならないことにより原価上
昇になるだけでなくコントロールパネル(Contro
l Panel)の外様が複雑になって運転者に拒否感
を生じらせる問題点があった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述のような
従来の問題点を解消すべくなされたもので、本発明の第
1の目的は、運転者の作業能率が顕著に改善できる
機の自動作業制御装置及び方法を提供することにある。
【0012】本発明の第2の目的は、作業の中断なしに
所望する新しい作業に即時変換できる削機の自動作業
制御装置及び方法を提供することにある。
【0013】本発明の第3の目的は、運転者の操作便宜
性が大幅改善された削機の自動作業制御装置及び方法
を提供することにある。
【0014】本発明の第4の目的は、要求される技術的
構成とコントロールパネルの外様が単純化されることに
より製造コスト(Cost)が切感できる削機の自動
作業制御装置及び方法を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めの本発明の一態様によると、削機の自動作業制御装
置において、前記の削機の各部の動きを感知する手段
と、前記の感知手段により感知されたデータを基礎とし
て現在遂行しようとする作業の種類を判断する手段と、
前記の判断手段により判断された作業が自動的に遂行さ
れるように前記の削機の各部に対して所定の動作指令
信号を印加する手段とを含む削機の自動作業制御装置
が提供される。
【0016】前述の目的を達成するための本発明の他の
一態様によると、削機の自動作業制御方法において、
前記の削機の各部の動きを感知する手段と、前記の感
知段階から感知されたデータを基礎として現在遂行しよ
うとする作業の種類を判断する段階と、前記の判断段階
から判断された作業が自動的に遂行されるような前記の
削機の各部に対して所定の動作指令信号を印加する段
階とを含む削機の自動作業制御方法が提供される。
【0017】本発明の好ましい特徴としては、前述の本
発明の一態様による削機の自動作業制御装置には、前
記の判断手段により判断された結果を運転者が識別でき
る形態に変換して出力する手段と、前記の出力手段によ
り出力された内容に対して運転者が確認入力をするため
の手段がさらに含まれて、前述の本発明の他の一態様に
よる削機の自動作業制御方法には、前記の判断段階
後、前記の判断段階から判断された結果を運転者が識別
できる形態に変換して出力する段階と、前記の出力段階
後、前記の出力段階から出力された内容に対して運転者
が確認入力する段階がさらに含まれる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、添付図面により本発明の好
ましい実施例を説明する。
【0019】図3は本発明の一実施例による自動作業制
御装置が適用された削機のブロック(Block)図
である。
【0020】図3に示すように、削機の各部の動きを
感知する手段11は、下部走行体に対する上部旋回体の
旋回角を感知するスイングセンサ(Swing Sen
sor)4と、上部旋回体に対するブーム(Boom)
の相対角を感知するブーム角センサ1と、ブームに対す
るアーム(Arm)の相対角を感知するアーム角センサ
2及びアームに対するバケット(Bucket)の相対
角を感知するバケット角センサ3等に構成される。
【0021】さらに、前述の感知手段(角センサ)を通
して感知されたデータ(Data)を基礎として現在の
運転者が遂行しようとする作業の種類を判断する手段が
具備された制御機12が構成される。この制御機12は
前述の判断手段の判断結果によって、電磁比例制御弁1
3に作業命令信号を出し、電磁比例制御弁13から生成
されたパイロット(pilot)圧力は中央制御弁14
(MCV)を動かせてブーム、アーム、バケットに成る
作業装置の動作と上部旋回体のスイング(Swing)
動作を駆動する。
【0022】上記のような削機各部の動作は、従来の
ように操縦レバー(Lever)15の操作により受動
的遂行ができる。
【0023】一方、好ましくには、前述の判断手段の判
断結果、即ち現在運転者が遂行しようとする作業種類に
該当する事項を運転者が識別可能な形態に変換して出力
する出力手段と、この出力手段により出力された内容に
対して運転者が確認入力をするための確認手段16とが
構成される。この場合、確認入力手段16により入力さ
れた結果によって前述の制御機から判断された自動作業
の遂行与否が決定される。
【0024】前述の出力手段と確認入力手段を具体的な
例えにより詳細に説明する。
【0025】感知手段から得られたデータを基礎とし
て、制御機で例えば、現在の自動平坦作業を遂行しよう
とすると判断されると、運転者が肉眼で容易に識別可能
な位置に設置された緑色の燈が点滅されて自動平坦作業
の選択を運転者に承認するように知らせる。運転者が自
動作業選択確認ボタン(Button)を押すと緑色の
燈が継続的に点灯されて自動平坦作業が選択されたこと
を運転者に知らせる。自動作業選択確認ボタンは、押し
た後継続的にホールド(HOLD)される機能を有する
ことが好ましくて、押されている間は継続的に点灯され
た状態に維持される。自動作業の実行は緑色の燈が点灯
された状態で自動作業実行ボタンを押して始まり、この
ボタンが押されている間は赤色の燈が点滅されて現在自
動作業が実行されていることを運転者に知らせる。自動
作業実行ボタンはホールド機能がないので押されている
間だけ自動作業が作動され、自動作業実行ボタンの解除
後にも自動作業選択確認ボタンが押された状態では緑色
の燈が継続的に点灯された状態を維持し、この時、さら
に自動作業実行ボタンを押すと、直前に遂行された自動
作業が継続的に遂行されるようにすることが好ましい。
勿論、運転者が自動作業選択確認ボタンをさらに押して
解除すると緑色の燈が消滅されて自動作業選択が解除さ
れる。
【0026】以下、上記のように構成された自動作業制
御装置において、前述の制御機に具備された判断手段の
作業種類と判断過程を説明する。
【0027】まず、自動平坦作業の場合、図2(A)に
示すように、運転者が任意の削作業途中に自動平坦作
業をしようとすれば、運転者は削機のブームとアーム
及びバケットを自動平坦作業に適当な初期位置に置い
て、バケット角方向D1に作業装置を動かす。この時、
作業装置が初期30Cmほど又は約1〜2秒間の許容誤
差dの範囲以内で進行されると、制御機内の判断手段で
はこの作業を自動平坦作業と判断する。一方、バケット
角方向D1代わりに、図2(B)に示すように、バケッ
ト端方向D2を定めて初期30Cmほど又は約1〜2秒
間の誤差許容dの範囲以内で進行されると、この作業も
自動平坦作業と判断できる。
【0028】次に、自動バケット角維持機能が随伴され
る作業の場合、図2(C)に示すように、バケットの水
平面に対する絶対角γ1が所定角度範囲内で維持される
とともに、ブームとアームの中で少なくとも一つ以上が
所定の時間間継続的に動作される場合、制御機の判断手
段ではこの作業をバケット角維持機能が随伴される作業
と判断する。一方、バケット角維持機能を判断すること
において、前述のバケットの水平面に対する絶対角γ1
代わりに、バケットのアームに対する相対角γ2が所定
の設定限度を超過するとともにブームとアームの中で少
なくとも一つ以上が所定時間間継続的に動作される場
合、この作業をバケット角維持機能が随伴される作業と
判断できる。
【0029】前述の自動平坦作業及びバケット角維持機
能が随伴される作業の判断は、本発明により具現できる
二つの実施例にすぎなくて、この外にも前述の制御機内
のプログラム(Program)を多少修正することに
より多様な実施例が具現できる。
【0030】以下、本発明による削機の自動作業制御
方法の実施例を図4、図5及び図6により説明する。
【0031】図4及び図5は自動平坦作業を遂行する方
法における一実施例である。
【0032】任意の削作業途中、前述の作業装置(ブ
ーム、アーム及びバケット)に設けられた、ブーム角セ
ンサ、アーム角センサ及びバケット角センサでは上部旋
回体に対するブームの相対角、ブームに対するアームの
相対角及びアームに対するバケットの相対角を感知する
(第1段階)。
【0033】前述の各センサから得られたデータを基礎
として、制御機に内蔵された判断手段では、バケット角
方向に誤差許容の範囲内で30Cm以上の距離又は1〜
2秒間の時間進行されるかを判断する。即ち、現在の
削機の各部の動きが制御機に内蔵された判断プログラム
の既設定位置を満足させるかを判断する(第2段階)。
【0034】第2段階の条件が満足されない場合、第1
段階に復帰して継続的に削機の各部の動きが感知さ
れ、第2段階の条件が満足される場合、運転者が識別可
能な所定位置に設けられた緑色の燈が点滅されることに
より、自動平坦作業と判断されたことを運転者に知らせ
る(第3段階)とともに、判断された自動平坦作業を運
転者が確認できるようにする(第4段階)。
【0035】第4段階で運転者が自動平坦作業であるこ
とを確認しない場合、第1段階に復帰して継続的に
機に各部の動きが感知され、運転者が自動平坦作業であ
ることを確認するためには自動機能選択承認ボタン(左
側操作レバーに設置できる)を押す(第5段階)。
【0036】第5段階で運転者が自動機能選択承認ボタ
ンを押すと、緑色の燈が継続的に点灯されて自動平坦作
業が選択されたことを運転者に知らせる(第6段階)。
【0037】第5段階で運転者が自動平坦作業が選択さ
れたことを認知した後、実際に自動平坦作業を実行する
かを決定する(第7段階)。
【0038】第7段階で自動平坦作業を実行しないこと
と決定すると、第6段階に復帰して運転者の次の決定を
待機し、自動平坦作業を実行するかを決定するために
は、自動機能実行ボタン(右側操作レバーに設置でき
る)を押す(第8段階)。
【0039】第8段階で運転者が自動機能実行ボタンを
押すと、赤色の燈が点灯されて自動作業が実行中である
ことを運転者に知らせる(第9段階)。さらに、制御機
内の自動平坦作業実行プログラムが作動されて削機の
各部の動きを制御する(第10段階)。
【0040】第10段階による作業が終了されると赤色
の燈は消灯される(第11段階)。
【0041】一方、図6は自動バケット角維持機能を随
伴する作業を遂行する方法の一実施例である。
【0042】任意の削作業途中、前述の作業装置(ブ
ーム、アーム及びバケット)にブーム角センサ、アーム
角センサ及びバケット角センサでは上部旋回体に対する
ブームの相対角、ブームに対するアームの相対角及びア
ームに対するバケットの相対角を感知する(第1段
階)。
【0043】前述の各センサから得られたデータを基礎
として、制御機に内蔵された判断手段では、アームに対
するバケットの相対角が設定値を超過するかを判断す
る。即ち、現在の削機各部の動きが制御機に内蔵され
た判断プログラムの既設定値を満足させるかを判断する
(第2段階)。
【0044】第2段階の条件が満足されない場合、第1
段階に復帰して継続的に削機の各部の動きが感知さ
れ、第2段階の条件が満足される場合、運転者が識別可
能な所定位置に設けられた緑色の燈が点滅されることに
よりバケット角維持機能と判断されたことを運転者に知
らせる(第3段階)とともに判断されたバケット角維持
機能が随伴される作業を運転者が確認できるようにする
(第4段階)。
【0045】第4段階で運転者がバケット角維持機能で
あることを確認しない場合、第1段階に復帰して継続的
に掘削機の各部の動きが感知され、運転者が自動平坦作
業であることを確認するためには自動機能選択承認ボタ
ン(左側操作レバーに設置できる)を押す(第5段
階)。
【0046】第5段階で運転者が自動機能選択承認ボタ
ンを押すと、緑色の燈が継続的に点灯されてバケット角
機能が選択されたことを運転者に知らせる(第6段
階)。
【0047】第5段階で運転者がバケット角維持機能が
選択されたことを認知した後、実際にバケット角維持機
能を実行するかを決定する(第7段階)。
【0048】第7段階でバケット角維持機能を実行しな
いことと決定すると、第6段階に復帰して運転者の次の
決定を待機し、バケット角維持機能を実行することと決
定するためには、自動機能実行ボタン(右側操作レバー
に設置できる)を押す(第8段階)。
【0049】第8段階で運転者が自動機能実行ボタンを
押すと、赤色燈が点灯されて自動作業が実行中であるこ
とを運転者に知らせる(第9段階)。さらに、制御機内
のバケット角維持機能実行プログラムが作動されて
機の各部の動きを制御する(第10段階)。
【0050】前述のようなこれら自動作業は、本発明に
よる自動作業制御方法の実施例にすぎなくて、場合によ
っては前述の各段階の中で相当数の段階が省略できる。
例えば、運転者の確認なしに制御機から判断された作業
がそのまま実行されるようにすることもできる。
【0051】さらに、前述の緑色の燈と赤色の燈、左右
側操作レバーに設けられた自動機能選択ボタンと自動機
能実行ボタン等の構成は当業界の通常の知識を持つ者に
より容易に変更できる。
【0052】
【発明の効果】以上の詳細な説明のように、本発明の
削機の自動作業制御装置及び方法は、削機の各部の動
きを感知して運転者が現在遂行しようとする作業の種類
を判断して、この判断された結果によって該当の削機
の動作が自動的に遂行されるように制御されることによ
り、運転者の作業能率が向上されるとともに作業の種類
が変化しても連続的な自動作業が遂行可能で、操作装置
及び技術的構成が大幅単純化されることにより製造コス
トが切感できる。
【0053】
【図面の簡単な説明】
【図1】削機の各部の構成を示す概略図である。
【図2】本発明の自動作業制御装置が適用された削機
により遂行される各種の作業状態を示す図面で、図2の
(A)は自動平坦作業であり、図2(B)はバケットが
固定されて遂行される自動平坦作業であり、図2の
(C)はバケット角維持機能をそれぞれ示す。
【図3】本発明による自動作業制御装置が適用された
削機のブロック図である。
【図4】本発明の自動作業制御方法によって遂行される
自動平坦作業の順序図である。
【図5】図4の順序図の続きである。
【図6】本発明の自動作業制御方法により遂行されるバ
ケット角維持機能順序図である。
【図7】従来の自動作業制御装置が適用された削機の
ブロック図である。
【符号の説明】 1 ブーム角センサ 2 アーム角センサ 3 バケット角センサ 4 スイングセンサ 101 ブーム 102 アーム 103 バケット 104 上部旋回体 105 下部走行体

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 堀削機の自動作業制御装置において、 前記の堀削機の各部の動きを感知する手段と、前記の感
    知手段により感知されたデータを基礎として現在遂行し
    ようとする作業の種類を判断する手段と、前記の判断手
    段により判断された作業が自動的に遂行されるように前
    記の堀削機の各部に対して所定の動作指令信号を印加す
    る手段とを含む堀削機の自動作業制御装置。
  2. 【請求項2】 前記の判断手段により判断された結果を
    運転者が識別できる形態に変換して出力する手段をさら
    に含む請求項1に記載の堀削機の自動作業制御装置。
  3. 【請求項3】 前記の出力手段により出力された内容に
    対して運転者が確認入力をするための手段がさらに含ま
    れて、前記の確認入力手段により入力された結果によっ
    て前記の動作指令手段の作動与否が決定されることを特
    徴とする請求項2に記載の堀削機の自動作業制御装置。
  4. 【請求項4】 前記の感知手段は、前記の堀削機の上部
    旋回体のスイング角を感知するセンサと、前記の堀削機
    のブームの角度を感知するセンサと、前記の堀削機のア
    ームの角度を感知するセンサと、前記の堀削機のバケッ
    トの角度を感知するセンサ中で少なくとも一つ以上を含
    む請求項1〜3のいずれか1項に記載の堀削機の自動作
    業制御装置。
  5. 【請求項5】 前記の判断手段は、前記のバケットのバ
    ケット角の方向に所定の誤差許容範囲内で所定距離ほど
    進行される場合、現在遂行しようとする作業を自動平坦
    作業であることと判断することを特徴とする請求項4に
    記載の堀削機の自動作業制御装置。
  6. 【請求項6】 前記の判断手段は、前記のバケットのバ
    ケット角の方向に所定の誤差許容範囲内で所定時間ほど
    進行される場合、現在遂行しようとする作業を自動平坦
    作業であることと判断することを特徴とする請求項4に
    記載の堀削機の自動作業制御装置。
  7. 【請求項7】 前記の判断手段は、前記のバケットの水
    平面に対する絶対角が所定角度の範囲内に維持されると
    ともに前記のブーム及びアームの中で少なくとも一つ以
    上が所定時間継続的に動作される場合、現在遂行しよう
    とする作業をバケット角維持機能を随伴する作業である
    ことと判断することを特徴とする請求項4に記載の堀削
    機の自動作業制御装置。
  8. 【請求項8】 前記の判断手段は、前記のバケットのア
    ームに対する相対角が所定の設定限度を超過するととも
    に前記のブーム及びアームの中で少なくとも一つ以上が
    所定時間継続的に動作される場合、現在遂行しようとす
    る作業をバケット角維持機能を随伴する作業であること
    と判断することを特徴とする請求項4に記載の堀削機の
    自動作業制御装置。
  9. 【請求項9】 堀削機の自動作業制御方法において、 前記の堀削機の各部の動きを感知する段階と、前記の感
    知段階から感知されたデータを基礎として現在の遂行し
    ようとする作業の種類を判断する段階と、前記の判断段
    階から判断された作業が自動的に遂行されるように前記
    の堀削機の各部に対して所定の動作指令信号を印加する
    段階を含む堀削機の自動作業制御方法。
  10. 【請求項10】 前記の判断段階後、前記の判断段階か
    ら判断された結果を運転者が識別できる形態に変換して
    出力する段階をさらに含む請求項9に記載の堀削機の自
    動作業制御方法。
  11. 【請求項11】 前記の出力段階後、前記の出力段階か
    ら出力された内容に対して運転者が確認入力をする段階
    がさらに包含され、前記の確認入力段階から入力された
    結果によって前記の動作指令段階の遂行与否が決定され
    ることを特徴とする請求項10に記載の堀削機の自動作
    業制御方法。
  12. 【請求項12】 前記の感知段階は、前記の堀削機の上
    部旋回体のスイング角を感知する段階と、前記の堀削機
    のブームの角度を感知する段階と、前記の堀削機のアー
    ムの角度を感知する段階と、前記の堀削機のバケットの
    角度を感知する段階の中で少なくとも一つ以上の段階を
    含む請求項9〜11のいずれか1項に記載の堀削機の自
    動作業制御方法。
  13. 【請求項13】 前記の判断段階は、前記のバケットの
    バケット角の方向に所定の誤差許容範囲内で所定距離ほ
    ど進行される場合、現在遂行しようとする作業を自動平
    坦作業であることと判断することを特徴とする請求項1
    2に記載の堀削機の自動作業制御装置。
  14. 【請求項14】 前記の判断段階は、前記のバケットの
    バケット角の方向に所定の誤差許容範囲内で所定時間ほ
    ど進行される場合、現在遂行しようとする作業の自動平
    坦作業であることと判断することを特徴とする請求項1
    2に記載の堀削機の自動作業制御装置。
  15. 【請求項15】 前記の判断段階は、前記のバケットの
    水平面に対する絶対角が所定角度範囲内に維持されると
    ともに前記のブーム及びアームの中で少なくとも一つ以
    上が所定時間継続的に動作される場合、現在遂行しよう
    とする作業をバケット角維持機能を随伴する作業である
    ことと判断することを特徴とする請求項12に記載の堀
    削機の自動作業制御装置。
  16. 【請求項16】 前記の判断段階は、前記のバケットの
    アームに対する相対角が所定の設定限度を超過するとと
    もに前記のブーム及びアームの中で少なくとも一つ以上
    が所定の時間継続的に動作される場合、現在遂行しよう
    とする作業をバケット角の維持機能を随伴する作業であ
    ることと判断することを特徴とする請求項12に記載の
    堀削機の自動作業制御装置。
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