JPH10115517A - 作業機の角度センサ補正装置 - Google Patents
作業機の角度センサ補正装置Info
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- JPH10115517A JPH10115517A JP27015396A JP27015396A JPH10115517A JP H10115517 A JPH10115517 A JP H10115517A JP 27015396 A JP27015396 A JP 27015396A JP 27015396 A JP27015396 A JP 27015396A JP H10115517 A JPH10115517 A JP H10115517A
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- angle sensor
- boom
- angle
- arm
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 取付時の高精度の調整を不要とし、基準位置
における設計上の標準値を用いずに正確な角度検出を可
能とする作業機の角度センサ補正装置の提供。 【解決手段】 油圧ショベルを基準面に移動し、ブー
ム、アームに任意の姿勢を採らせ、それらの任意位置と
基準面との垂直距離を測定し、各測定値をパーソナルコ
ンピュータ２０から入力すると、コントローラ１０のＣ
ＰＵ１１は、各測定値から得られるブーム角センサ３０
とアーム角センサ３１の理論上の各角度を演算し、これ
ら各角度と上記姿勢におけるブーム角センサ３０とアー
ム角センサ３１の検出値との差を補正値として記憶装置
に格納する。以後、ブーム角センサ３０とアーム角セン
サ３１の検出値を当該補正値で補正する。
における設計上の標準値を用いずに正確な角度検出を可
能とする作業機の角度センサ補正装置の提供。 【解決手段】 油圧ショベルを基準面に移動し、ブー
ム、アームに任意の姿勢を採らせ、それらの任意位置と
基準面との垂直距離を測定し、各測定値をパーソナルコ
ンピュータ２０から入力すると、コントローラ１０のＣ
ＰＵ１１は、各測定値から得られるブーム角センサ３０
とアーム角センサ３１の理論上の各角度を演算し、これ
ら各角度と上記姿勢におけるブーム角センサ３０とアー
ム角センサ３１の検出値との差を補正値として記憶装置
に格納する。以後、ブーム角センサ３０とアーム角セン
サ３１の検出値を当該補正値で補正する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
作業機に備えられている角度センサの検出値を補正する
ための作業機の角度センサ補正装置に関する。
作業機に備えられている角度センサの検出値を補正する
ための作業機の角度センサ補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】油圧ショベル等の作業機は、ブーム、ア
ーム、バケット等の複数の腕より成るフロント機構を有
し、オペレータが当該フロント機構の各腕を操作するこ
とにより所望の作業を行なう。近年、作業機による作業
を、より容易、正確、かつ、迅速に行なうため、マイク
ロコンピュータを用いた制御手段が採用されるようにな
っている。この制御の多くは、作業機の車体とブームと
の間の角度、ブームとアームとの間の角度、アームとバ
ケットとの間の角度に基づくフロント機構の姿勢制御で
あるので、それらの角度を検出する角度センサが用いら
れる。このような角度センサを図７および図８により説
明する。
ーム、バケット等の複数の腕より成るフロント機構を有
し、オペレータが当該フロント機構の各腕を操作するこ
とにより所望の作業を行なう。近年、作業機による作業
を、より容易、正確、かつ、迅速に行なうため、マイク
ロコンピュータを用いた制御手段が採用されるようにな
っている。この制御の多くは、作業機の車体とブームと
の間の角度、ブームとアームとの間の角度、アームとバ
ケットとの間の角度に基づくフロント機構の姿勢制御で
あるので、それらの角度を検出する角度センサが用いら
れる。このような角度センサを図７および図８により説
明する。
【０００３】図７は角度センサの取付部分を示す図、図
８は図７に示す取付部分を同図中の矢印VIII方向から見
た図である。これらの図で、１は車体に取り付けられた
フレーム、２はフレーム１に接続ピンを介して回転可能
に装着されたブーム、３００はブーム２の回転角を検出
するブーム角度センサである。ブーム角度センサ３００
は、これをフレーム１に固定するためのブラケット３０
１、ブラケット３０１にあけられた調整穴３０４、セン
サケース３０２、回転軸３０３、およびブラケット３０
１を固定するボルト３０５より成る。なお、センサケー
ス３０２内には、図示されていないが検出本体、例えば
ポテンショメータが設置され、回転軸３０３の回転量に
比例した電気信号が出力されるようになっている。４は
ブーム２と回転軸３０３とを連結する連結部材である。
８は図７に示す取付部分を同図中の矢印VIII方向から見
た図である。これらの図で、１は車体に取り付けられた
フレーム、２はフレーム１に接続ピンを介して回転可能
に装着されたブーム、３００はブーム２の回転角を検出
するブーム角度センサである。ブーム角度センサ３００
は、これをフレーム１に固定するためのブラケット３０
１、ブラケット３０１にあけられた調整穴３０４、セン
サケース３０２、回転軸３０３、およびブラケット３０
１を固定するボルト３０５より成る。なお、センサケー
ス３０２内には、図示されていないが検出本体、例えば
ポテンショメータが設置され、回転軸３０３の回転量に
比例した電気信号が出力されるようになっている。４は
ブーム２と回転軸３０３とを連結する連結部材である。
【０００４】ブーム２が回転すると、その回転は連結部
材４により回転軸３０３に伝達され、ブーム角度センサ
３００からはブーム２の回転角度に比例した電気信号が
出力され、これによりブーム角度が検出される。アーム
の角度を検出するアーム角度センサおよびバケットの角
度を検出するバケット角度センサの構成も、上記ブーム
角度センサ３００と同じである。
材４により回転軸３０３に伝達され、ブーム角度センサ
３００からはブーム２の回転角度に比例した電気信号が
出力され、これによりブーム角度が検出される。アーム
の角度を検出するアーム角度センサおよびバケットの角
度を検出するバケット角度センサの構成も、上記ブーム
角度センサ３００と同じである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記制御手段において
は、各角度の検出値が正確でなければ精度の良い制御を
行なうことはできない。そこで、各角度センサから正確
な検出値を得るため、調整穴３０４が設けられ、現在の
ブーム２の角度と一致する検出値が出力されるように回
転軸３０３を中心にブーム角度センサ３００を回動さ
せ、一致した位置でボルト３０５によりブーム角度セン
サ３００を固定する方法が採られている。他の角度セン
サについても同様である。しかし、上記調整穴による角
度センサの取り付けには、微妙な調整が必要であり、こ
のため、調整を行なうには高度の熟練を要し、又、高度
の熟練者でも正確な調整は極めて困難であり、しかも、
調整に長時間を要する。
は、各角度の検出値が正確でなければ精度の良い制御を
行なうことはできない。そこで、各角度センサから正確
な検出値を得るため、調整穴３０４が設けられ、現在の
ブーム２の角度と一致する検出値が出力されるように回
転軸３０３を中心にブーム角度センサ３００を回動さ
せ、一致した位置でボルト３０５によりブーム角度セン
サ３００を固定する方法が採られている。他の角度セン
サについても同様である。しかし、上記調整穴による角
度センサの取り付けには、微妙な調整が必要であり、こ
のため、調整を行なうには高度の熟練を要し、又、高度
の熟練者でも正確な調整は極めて困難であり、しかも、
調整に長時間を要する。
【０００６】さらに、特開平３−７０００１号公報に
は、作業機構を予め定められた基準位置にセットしたと
きの設計上の標準値を予めＲＯＭに記憶させておき、セ
ンサの取換え時等において、作業機構を基準位置にセッ
トし、そのときの当該センサの検出値を取り込み、この
検出値と上記標準値との差を補正値として使用すること
が記載されている。この手段を油圧ショベル等の作業機
に適用すると上記の微妙な調整は不要となる。
は、作業機構を予め定められた基準位置にセットしたと
きの設計上の標準値を予めＲＯＭに記憶させておき、セ
ンサの取換え時等において、作業機構を基準位置にセッ
トし、そのときの当該センサの検出値を取り込み、この
検出値と上記標準値との差を補正値として使用すること
が記載されている。この手段を油圧ショベル等の作業機
に適用すると上記の微妙な調整は不要となる。
【０００７】しかし、上記の手段において、作業機構の
基準位置としては、当該作業機構の変位の範囲における
中間位置を採用することはできず、必然的に当該作業機
構の終端位置を採用せざるを得ない。例えば、上記手段
を油圧ショベルに適用する場合には、ブーム、アーム、
バケットの各駆動シリンダをストロークエンドとするフ
ロントの姿勢を現出させなければならない。ところが、
このようなストロークエンドの状態は実作業中では極め
て希にしか発生せず、実作業のほとんどは駆動シリンダ
の伸縮のリミットの中間のストロークが使用される。こ
のように、当該リミット位置は実作業で使用する範囲か
ら外れた位置であること、又、当該リミット位置では製
作精度の誤差が最も大きく現れることを考慮すると、角
度センサの基準位置として駆動シリンダの伸縮のリミッ
ト位置を採用するのは適切ではなく、正確な補正値を得
ることはできない。さらに、上記手段は、設計上の標準
値を予めＲＯＭに記憶させねばならず面倒でもある。
基準位置としては、当該作業機構の変位の範囲における
中間位置を採用することはできず、必然的に当該作業機
構の終端位置を採用せざるを得ない。例えば、上記手段
を油圧ショベルに適用する場合には、ブーム、アーム、
バケットの各駆動シリンダをストロークエンドとするフ
ロントの姿勢を現出させなければならない。ところが、
このようなストロークエンドの状態は実作業中では極め
て希にしか発生せず、実作業のほとんどは駆動シリンダ
の伸縮のリミットの中間のストロークが使用される。こ
のように、当該リミット位置は実作業で使用する範囲か
ら外れた位置であること、又、当該リミット位置では製
作精度の誤差が最も大きく現れることを考慮すると、角
度センサの基準位置として駆動シリンダの伸縮のリミッ
ト位置を採用するのは適切ではなく、正確な補正値を得
ることはできない。さらに、上記手段は、設計上の標準
値を予めＲＯＭに記憶させねばならず面倒でもある。
【０００８】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、高精度の調整による取り付けを行なわなく
ても、又、基準位置における設計上の標準値を用いなく
ても、正確な角度を得ることができる作業機の角度セン
サ補正装置を提供することにある。
題を解決し、高精度の調整による取り付けを行なわなく
ても、又、基準位置における設計上の標準値を用いなく
ても、正確な角度を得ることができる作業機の角度セン
サ補正装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、車体に可回動に取り付けられた
ブーム、および前記車体と前記ブームとの間の角度を検
出する角度センサを備えた作業機において、前記ブーム
を任意の姿勢とした状態で前記作業機を基準面に停止さ
せたときの前記ブームの任意の位置から前記基準面又は
この基準面に平行な面までの垂直距離と、前記車体およ
び前記ブームに関する既知の値とに基づいて前記角度セ
ンサで検出されるべき角度を演算する第１の演算手段
と、前記任意の姿勢における前記角度センサの検出値と
前記第１の演算手段で算出された当該第１の角度センサ
で検出されるべき角度との差を演算する第２の演算手段
と、この第２の演算手段で算出された差の値を前記角度
センサの検出値の補正値として格納する記憶部とを設け
たことを特徴とする。
め、請求項１の発明は、車体に可回動に取り付けられた
ブーム、および前記車体と前記ブームとの間の角度を検
出する角度センサを備えた作業機において、前記ブーム
を任意の姿勢とした状態で前記作業機を基準面に停止さ
せたときの前記ブームの任意の位置から前記基準面又は
この基準面に平行な面までの垂直距離と、前記車体およ
び前記ブームに関する既知の値とに基づいて前記角度セ
ンサで検出されるべき角度を演算する第１の演算手段
と、前記任意の姿勢における前記角度センサの検出値と
前記第１の演算手段で算出された当該第１の角度センサ
で検出されるべき角度との差を演算する第２の演算手段
と、この第２の演算手段で算出された差の値を前記角度
センサの検出値の補正値として格納する記憶部とを設け
たことを特徴とする。
【００１０】又、請求項２の発明は、車体に可回動に取
り付けられたブーム、このブームに可回動に取り付けら
れたアーム、前記車体と前記ブームとの間の角度を検出
する第１の角度センサ、および前記ブームと前記アーム
との間の角度を検出する第２の角度センサを備えた作業
機において、前記ブームと前記アームを任意の姿勢とし
た状態で前記作業機を基準面に停止させたときの前記ブ
ームと前記アームの任意の位置から前記基準面又はこの
基準面に平行な面までの各垂直距離と、前記車体、前記
ブームおよび前記アームに関する既知の値とに基づいて
前記第１の角度センサで検出されるべき角度と前記第２
の角度センサで検出されるべき角度とを演算する第１の
演算手段と、前記任意の姿勢における前記第１の角度セ
ンサの検出値と前記第１の演算手段で算出された当該第
１の角度センサで検出されるべき角度との差、および前
記第２の角度センサの検出値と前記第１の演算手段で算
出された当該第２の角度センサで検出されるべき角度と
の差を演算する第２の演算手段と、この第２の演算手段
で算出された各差の値を前記第１の角度センサおよび前
記第２の角度センサの各検出値の各補正値として格納す
る記憶部とを設けたことを特徴とする。
り付けられたブーム、このブームに可回動に取り付けら
れたアーム、前記車体と前記ブームとの間の角度を検出
する第１の角度センサ、および前記ブームと前記アーム
との間の角度を検出する第２の角度センサを備えた作業
機において、前記ブームと前記アームを任意の姿勢とし
た状態で前記作業機を基準面に停止させたときの前記ブ
ームと前記アームの任意の位置から前記基準面又はこの
基準面に平行な面までの各垂直距離と、前記車体、前記
ブームおよび前記アームに関する既知の値とに基づいて
前記第１の角度センサで検出されるべき角度と前記第２
の角度センサで検出されるべき角度とを演算する第１の
演算手段と、前記任意の姿勢における前記第１の角度セ
ンサの検出値と前記第１の演算手段で算出された当該第
１の角度センサで検出されるべき角度との差、および前
記第２の角度センサの検出値と前記第１の演算手段で算
出された当該第２の角度センサで検出されるべき角度と
の差を演算する第２の演算手段と、この第２の演算手段
で算出された各差の値を前記第１の角度センサおよび前
記第２の角度センサの各検出値の各補正値として格納す
る記憶部とを設けたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る
角度センサ補正装置のブロック図である。この図で、３
０は油圧ショベルのブーム角度センサ、３１は同じくア
ーム角度センサ、３２は同じくバケット角度センサを示
す。１０は油圧ショベルに搭載されているコントローラ
であり、マイクロコンピュータを用いて構成されてい
る。１１は当該マイクロコンピュータの中央処理ユニッ
ト（ＣＰＵ）、１２は同じくマイクロコンピュータの記
憶装置である。２０はパーソナルコンピュータを示し、
コントローラ１０への入力やコントローラ１０からのデ
ータ入力により所要の演算、制御を行なう。なお、上記
記憶装置１２には、バックアップされたリードオンリメ
モリ（ＲＡＭ）、又は、フラッシュメモリ、小型のハー
ドディスク、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリが用いら
れる。
に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る
角度センサ補正装置のブロック図である。この図で、３
０は油圧ショベルのブーム角度センサ、３１は同じくア
ーム角度センサ、３２は同じくバケット角度センサを示
す。１０は油圧ショベルに搭載されているコントローラ
であり、マイクロコンピュータを用いて構成されてい
る。１１は当該マイクロコンピュータの中央処理ユニッ
ト（ＣＰＵ）、１２は同じくマイクロコンピュータの記
憶装置である。２０はパーソナルコンピュータを示し、
コントローラ１０への入力やコントローラ１０からのデ
ータ入力により所要の演算、制御を行なう。なお、上記
記憶装置１２には、バックアップされたリードオンリメ
モリ（ＲＡＭ）、又は、フラッシュメモリ、小型のハー
ドディスク、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリが用いら
れる。
【００１２】図２は角度の演算を説明する図である。こ
の図では、実際の作業で頻繁に表われる姿勢とされた油
圧ショベルの側面が示されている。図２で、２はブー
ム、３０、３１、３２は図１に示すブーム角度センサ、
アーム角度センサ、およびバケット角度センサ、５は油
圧ショベルの下部走行体、６は上部旋回体（ブームを取
り付ける車体）、７はブーム２に可回動に取り付けられ
たアーム、８はアーム７に可回動に取り付けられたバケ
ットである。Ｈ0 は走行体５が位置する基準面、Ｈ1 は
基準面Ｈ0 の延長面を示す。
の図では、実際の作業で頻繁に表われる姿勢とされた油
圧ショベルの側面が示されている。図２で、２はブー
ム、３０、３１、３２は図１に示すブーム角度センサ、
アーム角度センサ、およびバケット角度センサ、５は油
圧ショベルの下部走行体、６は上部旋回体（ブームを取
り付ける車体）、７はブーム２に可回動に取り付けられ
たアーム、８はアーム７に可回動に取り付けられたバケ
ットである。Ｈ0 は走行体５が位置する基準面、Ｈ1 は
基準面Ｈ0 の延長面を示す。
【００１３】ここで、Ｌ30を基準面Ｈ0 とブーム角度セ
ンサ３０の回転中心との間の垂直距離（既知）、Ｌ31を
延長面Ｈ1 とアーム角度センサ３１の回転中心との間の
垂直距離、Ｌ32を延長面Ｈ1 とバケット角度センサ３２
の回転中心との間の垂直距離、ブーム角度センサ３０と
アーム角度センサ３１との中心間の距離をＬ01、アーム
角度センサ３２とバケット角度センサ３２との中心間の
距離をＬ12とすると、ブーム角αおよびアーム角βは次
式で表される。 α＝ｓｉｎ-1［（Ｌ31−Ｌ30）／Ｌ01］……（１） β＝（90°−α）＋ｃｏｓ-1［（Ｌ31−Ｌ32）／Ｌ12］……（２） 図３は角度の他の演算を説明する図である。この図で、
図２に示す部分と同一部分には同一符号が付してある。
図２に示す角度演算の場合は、各角度センサの軸から基
準面Ｈ0 又は延長面Ｈ1 までの垂直距離に基づいて各角
度α、βを演算した。しかし、必ずしも各角度センサの
軸からの距離を測定する必要はなく、距離の測定が容易
な位置を予め選定しておき、当該位置からの距離を測定
してもよい。図３に示す場合は、アーム角度センサ３１
およびバケット角度センサ３２の軸からの測定に代えて
ブーム２およびアーム７の出っ張った位置ＰB 、ＰA か
らの測定を行う。ΔＬB 、ΔＬA は角度センサ３１、３
２の軸と位置ＰB 、ＰA との間の垂直距離である。この
場合、ブーム２とアーム７を概略図示のような姿勢とす
ることにより、予め測定された距離ΔＬB 、ΔＬA を用
いてブーム角αおよびアーム角βの演算を行うことがで
きる。なお、距離ΔＬB 、ΔＬA は他の数値に比較して
極めて小さいので、ブーム２とアーム７の姿勢が図示の
姿勢と多少異なっても、その相違による角度α、βの演
算に与える影響はほとんどない。ここで、図示のよう
に、位置ＰB 、ＰA と延長面Ｈ1 との間の垂直距離をＬ
B0、ＬA0とすると、ブーム角αおよびアーム角βは次式
で表される。 α＝ｓｉｎ-1［（ＬB0＋ΔＬB −Ｌ30）／Ｌ01］……（３） β＝（90°−α）＋ｃｏｓ-1［（ＬB0＋ΔＬB −ＬA0−ΔＬA ）／Ｌ12］ ……（４） 図４は図３に示す距離ＬB0の測定装置の断面図である。
距離ＬB0、ＬA0は人手により測定してもよいが、自動的
な測定も可能である。図４は自動的な測定に使用される
装置である。図４の（ａ）は発光素子と受光素子を用い
た測定であり、５０ａ、５０ｂは延長面Ｈ1 に垂直に設
けられた支持体、５１は支持体５０ａに上下方向に配列
された発光素子、５２は支持体５０ｂに上下方向に発光
素子５１と対向して配列された受光素子である。各受光
素子５２には番号が付されており、発光素子５１からの
光を受けた受光素子５２の番号により距離ＬB0を自動的
に得ることができる。
ンサ３０の回転中心との間の垂直距離（既知）、Ｌ31を
延長面Ｈ1 とアーム角度センサ３１の回転中心との間の
垂直距離、Ｌ32を延長面Ｈ1 とバケット角度センサ３２
の回転中心との間の垂直距離、ブーム角度センサ３０と
アーム角度センサ３１との中心間の距離をＬ01、アーム
角度センサ３２とバケット角度センサ３２との中心間の
距離をＬ12とすると、ブーム角αおよびアーム角βは次
式で表される。 α＝ｓｉｎ-1［（Ｌ31−Ｌ30）／Ｌ01］……（１） β＝（90°−α）＋ｃｏｓ-1［（Ｌ31−Ｌ32）／Ｌ12］……（２） 図３は角度の他の演算を説明する図である。この図で、
図２に示す部分と同一部分には同一符号が付してある。
図２に示す角度演算の場合は、各角度センサの軸から基
準面Ｈ0 又は延長面Ｈ1 までの垂直距離に基づいて各角
度α、βを演算した。しかし、必ずしも各角度センサの
軸からの距離を測定する必要はなく、距離の測定が容易
な位置を予め選定しておき、当該位置からの距離を測定
してもよい。図３に示す場合は、アーム角度センサ３１
およびバケット角度センサ３２の軸からの測定に代えて
ブーム２およびアーム７の出っ張った位置ＰB 、ＰA か
らの測定を行う。ΔＬB 、ΔＬA は角度センサ３１、３
２の軸と位置ＰB 、ＰA との間の垂直距離である。この
場合、ブーム２とアーム７を概略図示のような姿勢とす
ることにより、予め測定された距離ΔＬB 、ΔＬA を用
いてブーム角αおよびアーム角βの演算を行うことがで
きる。なお、距離ΔＬB 、ΔＬA は他の数値に比較して
極めて小さいので、ブーム２とアーム７の姿勢が図示の
姿勢と多少異なっても、その相違による角度α、βの演
算に与える影響はほとんどない。ここで、図示のよう
に、位置ＰB 、ＰA と延長面Ｈ1 との間の垂直距離をＬ
B0、ＬA0とすると、ブーム角αおよびアーム角βは次式
で表される。 α＝ｓｉｎ-1［（ＬB0＋ΔＬB −Ｌ30）／Ｌ01］……（３） β＝（90°−α）＋ｃｏｓ-1［（ＬB0＋ΔＬB −ＬA0−ΔＬA ）／Ｌ12］ ……（４） 図４は図３に示す距離ＬB0の測定装置の断面図である。
距離ＬB0、ＬA0は人手により測定してもよいが、自動的
な測定も可能である。図４は自動的な測定に使用される
装置である。図４の（ａ）は発光素子と受光素子を用い
た測定であり、５０ａ、５０ｂは延長面Ｈ1 に垂直に設
けられた支持体、５１は支持体５０ａに上下方向に配列
された発光素子、５２は支持体５０ｂに上下方向に発光
素子５１と対向して配列された受光素子である。各受光
素子５２には番号が付されており、発光素子５１からの
光を受けた受光素子５２の番号により距離ＬB0を自動的
に得ることができる。
【００１４】図４の（ｂ）はレーザビーム（又は超音波
ビーム）を用いて距離ＬB0を測定する装置が示されてい
る。この図で、５４は延長面Ｈ1 に置かれた超音波プロ
ーブ、Ｂ540 は超音波プローブ５４から放射された超音
波ビーム、Ｂ541 はブーム２の所定位置（位置ＰB ）に
反射した超音波ビームを示す。超音波プローブ５４が超
音波ビームＢ540 を放射してからその反射波Ｂ541 を受
信するまでの時間を測定すれば、この測定時間と既知の
空気中の超音波速度から距離ＬB0を自動的に得ることが
できる。上記超音波プローブ５４に代えて光の干渉を利
用したレーザ測長器を用いることもできる。なお、アー
ム７の所定位置（位置ＰA ）についても図４（ａ）、
（ｂ）に示す装置で測定できるのは当然である。
ビーム）を用いて距離ＬB0を測定する装置が示されてい
る。この図で、５４は延長面Ｈ1 に置かれた超音波プロ
ーブ、Ｂ540 は超音波プローブ５４から放射された超音
波ビーム、Ｂ541 はブーム２の所定位置（位置ＰB ）に
反射した超音波ビームを示す。超音波プローブ５４が超
音波ビームＢ540 を放射してからその反射波Ｂ541 を受
信するまでの時間を測定すれば、この測定時間と既知の
空気中の超音波速度から距離ＬB0を自動的に得ることが
できる。上記超音波プローブ５４に代えて光の干渉を利
用したレーザ測長器を用いることもできる。なお、アー
ム７の所定位置（位置ＰA ）についても図４（ａ）、
（ｂ）に示す装置で測定できるのは当然である。
【００１５】次に、図１に示す角度センサ補正装置の動
作を、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
オペレータは油圧ショベルを図２、３に示す基準面Ｈ0
上に移動させ、ブーム２およびアーム７を、例えば図
２、３に示すような任意の姿勢とする。次いで、オペレ
ータ又は係員は、携行したパーソナルコンピュータ２０
をコントローラ１０と接続し、補正値（後述する）の設
定を指令する。コントローラ１０のＣＰＵ１１は、パー
ソナルコンピュータ２０からの上記指令がない場合は、
各角度センサ３０、３１、３２の検出角度を入力して通
常の制御を行うが、上記指令があった場合（図５に示す
手順Ｓ1 ）には、ブーム角度センサ３０およびアーム角
度センサ３１の上記姿勢における各検出値α0 、β0 を
入力し（手順Ｓ3 、Ｓ4 ）、ブーム２の任意位置（例え
ば図３に示す位置ＰB ）の延長面Ｈ1 に対する垂直距離
ＬB の入力を待つ（手順Ｓ5 ）。オペレータ又は係員
は、距離ＬB を実測して、あるいは図４に示すような測
定装置の測定結果を見て、パーソナルコンピュータ２０
からコントローラ１０へ距離ＬB を入力する。なお、測
定装置を使用している場合には、当該測定装置の出力端
子をコントローラ１０の入力端子に接続し、ＣＰＵ１１
が直接測定装置から距離ＬB を読み込んでもよい。
作を、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
オペレータは油圧ショベルを図２、３に示す基準面Ｈ0
上に移動させ、ブーム２およびアーム７を、例えば図
２、３に示すような任意の姿勢とする。次いで、オペレ
ータ又は係員は、携行したパーソナルコンピュータ２０
をコントローラ１０と接続し、補正値（後述する）の設
定を指令する。コントローラ１０のＣＰＵ１１は、パー
ソナルコンピュータ２０からの上記指令がない場合は、
各角度センサ３０、３１、３２の検出角度を入力して通
常の制御を行うが、上記指令があった場合（図５に示す
手順Ｓ1 ）には、ブーム角度センサ３０およびアーム角
度センサ３１の上記姿勢における各検出値α0 、β0 を
入力し（手順Ｓ3 、Ｓ4 ）、ブーム２の任意位置（例え
ば図３に示す位置ＰB ）の延長面Ｈ1 に対する垂直距離
ＬB の入力を待つ（手順Ｓ5 ）。オペレータ又は係員
は、距離ＬB を実測して、あるいは図４に示すような測
定装置の測定結果を見て、パーソナルコンピュータ２０
からコントローラ１０へ距離ＬB を入力する。なお、測
定装置を使用している場合には、当該測定装置の出力端
子をコントローラ１０の入力端子に接続し、ＣＰＵ１１
が直接測定装置から距離ＬB を読み込んでもよい。
【００１６】距離ＬB が入力されると、ＣＰＵ１１は、
距離ＬB および既知の値に基づいて上記（３）式の演算
を行い、ブーム角センサ３０の基準値αを求める（手順
Ｓ6）。次いで、基準値αから検出値α0 を減算して補
正値Δαを得（手順Ｓ7 ）、これを記憶装置１２に格納
する（手順Ｓ8 ）。同様に、ＣＰＵ１１は、任意位置
（例えば図３に示す位置ＰA ）の延長面Ｈ1 に対する垂
直距離ＬA のオペレータ又は係員からの入力を待ち、又
は測定装置の測定値を読み込む（手順Ｓ9 ）。次いで、
上記（４）式によりアーム角センサ３１の基準値βを演
算し（手順Ｓ10）、基準値βから検出値β0 を減算して
補正値Δβを得（手順Ｓ11）、これを記憶装置１２に格
納して（手順Ｓ12）、処理を終了する。オペレータ又は
係員はコントローラ１０とパーソナルコンピュータ２０
との接続を解除し、オペレータは油圧ショベルを作業現
場へ移動させる。以後、ブーム角センサ３０およびアー
ム角センサ３１の検出値は補正値Δα、Δβで補正さ
れ、これにより、正確な角度での制御が行われる。
距離ＬB および既知の値に基づいて上記（３）式の演算
を行い、ブーム角センサ３０の基準値αを求める（手順
Ｓ6）。次いで、基準値αから検出値α0 を減算して補
正値Δαを得（手順Ｓ7 ）、これを記憶装置１２に格納
する（手順Ｓ8 ）。同様に、ＣＰＵ１１は、任意位置
（例えば図３に示す位置ＰA ）の延長面Ｈ1 に対する垂
直距離ＬA のオペレータ又は係員からの入力を待ち、又
は測定装置の測定値を読み込む（手順Ｓ9 ）。次いで、
上記（４）式によりアーム角センサ３１の基準値βを演
算し（手順Ｓ10）、基準値βから検出値β0 を減算して
補正値Δβを得（手順Ｓ11）、これを記憶装置１２に格
納して（手順Ｓ12）、処理を終了する。オペレータ又は
係員はコントローラ１０とパーソナルコンピュータ２０
との接続を解除し、オペレータは油圧ショベルを作業現
場へ移動させる。以後、ブーム角センサ３０およびアー
ム角センサ３１の検出値は補正値Δα、Δβで補正さ
れ、これにより、正確な角度での制御が行われる。
【００１７】上記の動作は、コントローラ１０が補正値
を演算する動作であるが、パーソナルコンピュータ２０
によっても補正値を演算することができる。これを図６
に示すフローチャートを参照して説明する。油圧ショベ
ルが基準面Ｈ0 上にあり、ブーム２およびアーム７が上
記任意の姿勢とされ、パーソナルコンピュータ２０がコ
ントローラ１０と接続された状態で、オペレータ又は係
員がパーソナルコンピュータ２０へ補正値の設定を指令
すると（手順Ｓ21）、パーソナルコンピュータ２０のＣ
ＰＵ（図示されていない）は、コントローラ１０を介し
てブーム角センサ３０およびアーム角センサ３１の上記
姿勢における各検出値α0 、β0 を入力し（手順Ｓ22、
Ｓ23）、距離ＬB 、ＬA の入力を待つ（手順Ｓ24、
Ｓ25）。なお、測定装置を使用している場合には、当該
測定装置の出力端子をパーソナルコンピュータ２０の入
力端子に接続し、パーソナルコンピュータ２０のＣＰＵ
１１が直接測定装置から距離ＬB 、ＬA を読み込んでも
よい。距離ＬB 、ＬA が入力されると、パーソナルコン
ピュータ２０のＣＰＵは、上述の動作と同様に、ブーム
角センサ３０の基準値αおよび補正値Δαを演算する
（手順Ｓ26、Ｓ27）。次いで、アーム角センサ３１の基
準値βおよび補正値Δβを演算し（手順Ｓ28、Ｓ29）、
得られた補正値Δα、Δβをコントローラ１０へ出力し
て（手順Ｓ30）処理を終了する。コントローラ１０は、
送信された補正値Δα、Δβを記憶装置１２に格納す
る。
を演算する動作であるが、パーソナルコンピュータ２０
によっても補正値を演算することができる。これを図６
に示すフローチャートを参照して説明する。油圧ショベ
ルが基準面Ｈ0 上にあり、ブーム２およびアーム７が上
記任意の姿勢とされ、パーソナルコンピュータ２０がコ
ントローラ１０と接続された状態で、オペレータ又は係
員がパーソナルコンピュータ２０へ補正値の設定を指令
すると（手順Ｓ21）、パーソナルコンピュータ２０のＣ
ＰＵ（図示されていない）は、コントローラ１０を介し
てブーム角センサ３０およびアーム角センサ３１の上記
姿勢における各検出値α0 、β0 を入力し（手順Ｓ22、
Ｓ23）、距離ＬB 、ＬA の入力を待つ（手順Ｓ24、
Ｓ25）。なお、測定装置を使用している場合には、当該
測定装置の出力端子をパーソナルコンピュータ２０の入
力端子に接続し、パーソナルコンピュータ２０のＣＰＵ
１１が直接測定装置から距離ＬB 、ＬA を読み込んでも
よい。距離ＬB 、ＬA が入力されると、パーソナルコン
ピュータ２０のＣＰＵは、上述の動作と同様に、ブーム
角センサ３０の基準値αおよび補正値Δαを演算する
（手順Ｓ26、Ｓ27）。次いで、アーム角センサ３１の基
準値βおよび補正値Δβを演算し（手順Ｓ28、Ｓ29）、
得られた補正値Δα、Δβをコントローラ１０へ出力し
て（手順Ｓ30）処理を終了する。コントローラ１０は、
送信された補正値Δα、Δβを記憶装置１２に格納す
る。
【００１８】このように、本実施の形態では、基準面に
おいてブームおよびアームに任意の姿勢をさせ、ブーム
およびアームの任意の位置と基準面の延長面との間の垂
直距離を求め、この距離および上記姿勢でのブーム角セ
ンサとアーム角センサの検出値に基づいてブーム角セン
サとアーム角センサの補正値を求めるようにしたので、
以後、この補正値によりブーム角センサとアーム角セン
サの検出値を補正すれば、正確なブーム角およびアーム
角を得ることができ、したがって、ブーム角センサおよ
びアーム角センサの取付けに際しては、高精度の調整を
行なう必要はなく、取付けを容易に行うことができる。
又、補正値を算出する場合、ブームおよびアームの姿勢
を実作業において採られる姿勢とすることができるの
で、より正確な補正値を得ることができ、又、従来装置
のように基準位置における設計上の標準値を用いる必要
もない。
おいてブームおよびアームに任意の姿勢をさせ、ブーム
およびアームの任意の位置と基準面の延長面との間の垂
直距離を求め、この距離および上記姿勢でのブーム角セ
ンサとアーム角センサの検出値に基づいてブーム角セン
サとアーム角センサの補正値を求めるようにしたので、
以後、この補正値によりブーム角センサとアーム角セン
サの検出値を補正すれば、正確なブーム角およびアーム
角を得ることができ、したがって、ブーム角センサおよ
びアーム角センサの取付けに際しては、高精度の調整を
行なう必要はなく、取付けを容易に行うことができる。
又、補正値を算出する場合、ブームおよびアームの姿勢
を実作業において採られる姿勢とすることができるの
で、より正確な補正値を得ることができ、又、従来装置
のように基準位置における設計上の標準値を用いる必要
もない。
【００１９】なお、上記実施の形態の説明では、ブーム
角センサとアーム角センサの補正について説明したが、
ブーム角センサの補正だけであってもよいのは当然であ
る。又、補正値をコントローラのみで、又は、パーソナ
ルコンピュータのみで演算する例について説明したが、
いずれか一方で基準値を演算し、他方でこれに基づき補
正値を演算することもできる。
角センサとアーム角センサの補正について説明したが、
ブーム角センサの補正だけであってもよいのは当然であ
る。又、補正値をコントローラのみで、又は、パーソナ
ルコンピュータのみで演算する例について説明したが、
いずれか一方で基準値を演算し、他方でこれに基づき補
正値を演算することもできる。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明では、ブー
ム、又はブームとアームを任意の姿勢とした状態で作業
機を基準面に停止させたときのブーム、又はブームとア
ームの任意の位置から基準面又はこの基準面に平行な面
までの垂直距離に基づいてブーム角センサ、又はブーム
角センサとアーム角センサで検出されるべき基準値を演
算し、上記任意の姿勢におけるブーム角センサ、又はブ
ーム角センサとアーム角センサの検出値と各基準値との
差を演算して各補正値を算出するようにしたので、この
補正値によりブーム角センサとアーム角センサの検出値
を補正すれば、正確なブーム角およびアーム角を得るこ
とができ、したがって、ブーム角センサおよびアーム角
センサの取付けに際しては、高精度の調整を行なう必要
はなく、取付けを容易に行うことができる。又、補正値
を算出する場合、ブームおよびアームの姿勢を実作業に
おいて採られる姿勢とすることができるので、より正確
な補正値を得ることができ、又、従来装置のように基準
位置における設計上の標準値を用いる必要もない。
ム、又はブームとアームを任意の姿勢とした状態で作業
機を基準面に停止させたときのブーム、又はブームとア
ームの任意の位置から基準面又はこの基準面に平行な面
までの垂直距離に基づいてブーム角センサ、又はブーム
角センサとアーム角センサで検出されるべき基準値を演
算し、上記任意の姿勢におけるブーム角センサ、又はブ
ーム角センサとアーム角センサの検出値と各基準値との
差を演算して各補正値を算出するようにしたので、この
補正値によりブーム角センサとアーム角センサの検出値
を補正すれば、正確なブーム角およびアーム角を得るこ
とができ、したがって、ブーム角センサおよびアーム角
センサの取付けに際しては、高精度の調整を行なう必要
はなく、取付けを容易に行うことができる。又、補正値
を算出する場合、ブームおよびアームの姿勢を実作業に
おいて採られる姿勢とすることができるので、より正確
な補正値を得ることができ、又、従来装置のように基準
位置における設計上の標準値を用いる必要もない。
【図１】本発明の実施の形態に係る角度センサ補正装置
のブロック図である。
のブロック図である。
【図２】角度の演算を説明する図である。
【図３】角度の他の演算を説明する図である。
【図４】図３に示す距離ＬB0の測定装置の断面図であ
る。
る。
【図５】図１に示す装置の動作を説明するフローチャー
トである。
トである。
【図６】図１に示す装置の動作を説明するフローチャー
トである。
トである。
【図７】角度センサの取付部分を示す図である。
【図８】図７に示す取付部分を矢印VIII方向から見た図
である。
である。
１０ コントローラ １１ ＣＰＵ １２ 記憶装置 ２０ パーソナルコンピュータ ３０ ブーム角センサ ３１ アーム角センサ ３２ バケット角センサ
Claims (6)
- 【請求項１】 車体に可回動に取り付けられたブーム、
および前記車体と前記ブームとの間の角度を検出する角
度センサを備えた作業機において、前記ブームを任意の
姿勢とした状態で前記作業機を基準面に停止させたとき
の前記ブームの任意の位置から前記基準面又はこの基準
面に平行な面までの垂直距離と、前記車体および前記ブ
ームに関する既知の値とに基づいて前記角度センサで検
出されるべき角度を演算する第１の演算手段と、前記任
意の姿勢における前記角度センサの検出値と前記第１の
演算手段で算出された当該第１の角度センサで検出され
るべき角度との差を演算する第２の演算手段と、この第
２の演算手段で算出された差の値を前記角度センサの検
出値の補正値として格納する記憶部とを設けたことを特
徴とする作業機の角度センサ補正装置。 - 【請求項２】 車体に可回動に取り付けられたブーム、
このブームに可回動に取り付けられたアーム、前記車体
と前記ブームとの間の角度を検出する第１の角度セン
サ、および前記ブームと前記アームとの間の角度を検出
する第２の角度センサを備えた作業機において、前記ブ
ームと前記アームを任意の姿勢とした状態で前記作業機
を基準面に停止させたときの前記ブームと前記アームの
任意の位置から前記基準面又はこの基準面に平行な面ま
での各垂直距離と、前記車体、前記ブームおよび前記ア
ームに関する既知の値とに基づいて前記第１の角度セン
サで検出されるべき角度と前記第２の角度センサで検出
されるべき角度とを演算する第１の演算手段と、前記任
意の姿勢における前記第１の角度センサの検出値と前記
第１の演算手段で算出された当該第１の角度センサで検
出されるべき角度との差、および前記第２の角度センサ
の検出値と前記第１の演算手段で算出された当該第２の
角度センサで検出されるべき角度との差を演算する第２
の演算手段と、この第２の演算手段で算出された各差の
値を前記第１の角度センサおよび前記第２の角度センサ
の各検出値の各補正値として格納する記憶部とを設けた
ことを特徴とする作業機の角度センサ補正装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２において、前記各
垂直距離は、光により測定されることを特徴とする作業
機の角度センサ補正装置。 - 【請求項４】 請求項１又は請求項２において、前記記
憶部は、前記作業機に搭載されたバッテリによりバック
アップされているＲＡＭであることを特徴とする作業機
の角度センサ補正装置。 - 【請求項５】 請求項１又は請求項２において、前記記
憶部は、不揮発性メモリであることを特徴とする作業機
の角度センサ補正装置。 - 【請求項６】 請求項５において、前記不揮発性メモリ
は、ＥＥＰＲＯＭであることを特徴とする作業機の角度
センサ補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27015396A JPH10115517A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 作業機の角度センサ補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27015396A JPH10115517A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 作業機の角度センサ補正装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10115517A true JPH10115517A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17482289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27015396A Pending JPH10115517A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 作業機の角度センサ補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10115517A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102506228A (zh) * | 2011-11-01 | 2012-06-20 | 陈瑞骞 | 用于水龙头的监测装置、具有监测装置的水龙头及监测方法 |
| CN102607499A (zh) * | 2012-03-12 | 2012-07-25 | 华南农业大学 | 一种车载农田三维地形测量装置 |
| CN102620705A (zh) * | 2012-04-01 | 2012-08-01 | 中联重科股份有限公司 | 回转机构的回转角度检测方法、装置、系统与工程机械 |
| JP2015068071A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 日立建機株式会社 | 建設機械 |
| JP2018035644A (ja) * | 2016-09-02 | 2018-03-08 | コベルコ建機株式会社 | 作業機械 |
| WO2018168553A1 (ja) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | 日立建機株式会社 | 建設機械 |
-
1996
- 1996-10-11 JP JP27015396A patent/JPH10115517A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102506228A (zh) * | 2011-11-01 | 2012-06-20 | 陈瑞骞 | 用于水龙头的监测装置、具有监测装置的水龙头及监测方法 |
| CN102607499A (zh) * | 2012-03-12 | 2012-07-25 | 华南农业大学 | 一种车载农田三维地形测量装置 |
| CN102620705A (zh) * | 2012-04-01 | 2012-08-01 | 中联重科股份有限公司 | 回转机构的回转角度检测方法、装置、系统与工程机械 |
| JP2015068071A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 日立建機株式会社 | 建設機械 |
| JP2018035644A (ja) * | 2016-09-02 | 2018-03-08 | コベルコ建機株式会社 | 作業機械 |
| WO2018168553A1 (ja) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | 日立建機株式会社 | 建設機械 |
| JP2018155027A (ja) * | 2017-03-17 | 2018-10-04 | 日立建機株式会社 | 建設機械 |
| KR20190112058A (ko) * | 2017-03-17 | 2019-10-02 | 히다찌 겐끼 가부시키가이샤 | 건설 기계 |
| US11149413B2 (en) | 2017-03-17 | 2021-10-19 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Construction machine |
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