JPH1018339A - 建設機械のアーム位置制御方法及びその制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建設機械のアーム位置決め操作を自動的に行
うようにして、未熟練のオペレータでも運転操作が容易
となるようにする。 【解決手段】 設定器３２により前記アームの目標対地
角γｔ及び回転中心ポイントＬt を設定し、自動切換ス
イッチ３１をオン操作した後に、第１ブーム角θ1 ，第
２ブーム角θ2 ，オフセットブームのオフセット角θ3
，アーム角θ4 を検出する第１〜第４検出手段１６，
１７，１８，１９からの信号を受けて作業機部材５，
７，９，１１，１２の長さ L1 〜L5により算出されるア
ーム実対地角γa と、アーム目標対地角γｔとの偏差Δ
γ（＝γa-γt ）を演算し、その演算結果に基づいて各
アクチュエータ６，８，１３を駆動して、自動的にアー
ム１２を所定角度に位置決めするように前記各方向切換
弁２３，２４，２６を所定の開口量するように指令出力
する制御装置３０を備えたものである。

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建
設機械に装着する作業機部材の関節部の角度を演算し
て、アームの位置決めを自動的に行う位置制御方法及び
その制御装置に係り、特にオフセットブーム式作業機を
備えた建設機械のアーム位置制御方法及びその制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の油圧ショベルの作業機は、車体か
ら順次連結されるブーム、アーム及びバケットの３つの
関節形となっている。このバケットの先端を作業対象物
に位置決めするときは、ブームを上げ方向または下げ方
向、アームの掘削方向またはダンプ方向及びバケットの
掘削方向またはダンプ方向を複合操作を行う必要があ
り、その操作には熟練を要する。現在の都市土木作業に
おいては、各種のアタッチメントを備えた油圧ショベル
が用いられている。この都市土木作業には、道路を作る
ための掘削作業、掘削した土砂のダンプトラックへの積
込み作業、転石やコンクリートを破砕するブレーカ作
業、道路に側溝を作るための側溝堀り作業等の多くの作
業がある。最近、これらの多くの作業が１台の油圧ショ
ベルで行えるようにした、オフセットブーム式作業機が
用いられている。このオフセットブーム式作業機は前述
のブーム、アーム及びバケットの３つの関節形に加え
て、ブームを横方向へオフセットする機能が追加となっ
ている。

【０００３】ところで、都市土木作業で用いられるオフ
セットブーム式作業機を備えた油圧ショベルは、作業現
場が市街地であるため通行人や電柱、建物の壁等の障害
物に接触しないようにするために作業機を車幅内に折り
畳めるようにしているので、作業機を車幅内に折り畳む
ときに車体や運転室に干渉しないようにするための、作
業機の軌跡制御、減速制御や危険領域に入ったときの警
告灯（音）等に関する先行特許（実公平３−７２７６７
号、実開平３−５７５１号、特開平４−２５４６２５
号）が多数出願されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
オフセットブーム式作業機を備えた油圧ショベルにおい
ては、ブームの上げ方向または下げ方向、アームの掘削
方向またはダンプ方向及びバケットの掘削方向またはダ
ンプ方向の操作に加えてブームを横方向にオフセットす
る４方向の複合操作が必要となり、さらに操作が難しく
なり熟練オペレータでないと運転ができないとの問題が
ある。特に、オフセットブーム式作業機においては、作
業機を最大リーチ付近まで伸ばして側溝掘り作業や転石
等を小割りするブレーカ作業を行うと、作業機先端の位
置決め操作が難しいとの問題があり、オフセットブーム
式作業機を未熟練のオペレータでも簡単に操作できるよ
うにする必要がある。また、前述のようにオフセットブ
ーム式作業機に関する先行特許が多数出願されている
が、本発明のオフセットブーム式作業機の位置制御を自
動的に行えるようにしたものは出願されていない。

【０００５】本発明は上記従来の問題点に着目し、建設
機械のアーム位置決め操作を自動的に行うようにして、
未熟練のオペレータでも運転操作が容易となるようにし
た建設機械のアーム位置制御方法及びその制御装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するために、本発明に係る油圧ショベルの作業機位
置制御方法の第１発明は、車体より順次連結されるブー
ム、アーム、及びアームに取着されたバケットあるいは
ブレーカ等からなる作業機部材と、この作業機部材を揺
動させる各アクチュエータへ圧油を供給する各方向切換
弁とを備え、前記ブームに取着されたアームの支点を回
動し作業機部材の先端を作業対象物に位置決めする建設
機械のアーム位置制御方法であって、アームの回転中心
ポイントＬt の固定及びアーム目標対地角γt を設定
し、このアーム目標対地角γt と、複数の作業機部材の
長さＬ1 〜Ｌ5 と作業機部材の各連結部の角度θ1 〜θ
4 により算出されるアーム実対地角γa との偏差Δγ
（＝γa −γt ）を演算し、その演算結果に基づいて前
記各方向切換弁を所定の開口量とし各アクチュエータを
駆動して、自動的にアームを所定角度に位置決め制御す
ることを特徴とする。上記制御方法によれば、アーム目
標対地角γt と、車体より順次連結される作業機部材の
長さＬ1 〜Ｌ5 と作業機部材の各連結部の角度θ1 〜θ
4 から演算されるアーム実対地角γａとの偏差Δγを演
算し、その演算結果に基づいて作業対象物に対してアー
ムを所定角度に制御するようにしたので、建設機械のア
ーム位置決め制御が自動的に行われ、未熟練のオペレー
タでも容易に運転操作が可能となり作業性が向上する。

【０００７】第２発明は、第１発明の制御方法におい
て、前記アーム目標対地角γｔを可変に設定可能にした
ことを特徴とする。この制御方法によれば、アーム目標
対地角γｔを可変に設定できるので、車体に対してアー
ムはオペレータの所望する所定角度に制御することがで
きる。したがって、作業現場の土地条件（凹凸路、傾斜
地等）と作業条件（掘削、転石の小割り等）によって、
オペレータは任意にアーム目標対地角γｔを変更するこ
とができるので、アームの位置決め制御が容易となり作
業性が向上する。

【０００８】第３発明は、第１発明の制御方法におい
て、車体傾斜角δ1 が車体の設定値δA より異なるとき
は補正値δa を演算し、その補正値δa に応じて前記各
方向切換弁を補正された開口量とし各アクチュエータを
駆動して、自動的にアームを所定角度に位置決め制御す
ることを特徴とする。この制御方法によれば、車体の傾
斜に対応して、各方向切換弁の開口量を補正するように
したので、車体が傾斜してもアームはオペレータの所望
する所定角度に制御することができる。したがって、作
業現場の土地条件（凹凸路、傾斜地等）と作業条件（掘
削、転石の小割り等）によって、車体が傾斜してもアー
ムの位置決め制御が容易となり作業性が向上する。

【０００９】第４発明は、第１発明の制御方法におい
て、前記アーム目標対地角γｔと、変更となった作業機
部材長さＬA と作業機部材の各連結部の角度θ1a〜θ4a
により算出されるアーム実対地角γａとの偏差Δγ（＝
γa −γt ）を演算し、その演算結果に基づいて前記各
方向切換弁を所定の開口量とし各アクチュエータを駆動
して、自動的にアームを所定角度に位置決め制御するこ
とを特徴とする。この制御方法によれば、各種の作業に
応じて、作業機部材の長さが変更となっても、各方向切
換弁の開口量を補正するようにしたので、車体が傾斜し
てもアームはオペレータの所望する所定角度に制御する
ことができる。したがって、各種のアタッチメント（シ
ョートアームやロングブームを用いたバケット、破砕
機、把持装置等）に応じた掘削作業、ブレーカ作業等の
アーム位置決め制御が容易となり作業性が向上する。

【００１０】第５発明は、本発明に係る油圧ショベルの
作業機位置制御方法の第１発明は、車体より順次連結さ
れるブーム、アーム、及びアームに取着されたバケット
あるいはブレーカ等からなる作業機部材と、この作業機
部材を揺動させる各アクチュエータへ圧油を供給する各
方向切換弁とを備え、前記ブームに取着されたアームの
支点を回動し作業機部材の先端を作業対象物に位置決め
する建設機械のアーム位置制御方法であって、アームの
回転中心ポイントＬt の固定及びアーム目標対地角γt
を設定し、このアーム目標対地角γt と、複数の作業機
部材の長さＬ1〜Ｌ5 と作業機部材の各連結部の角度θ1
〜θ4 により求められるアーム実対地角γa との偏差
Δγ（＝γa −γt ）を算出し、この偏差値Δγと、限
界誤差Δγe とが｜Δγ｜＞γe のときに求められるア
ームの目標対地角速度ｄγ／ｄｔに対応して前記各方向
切換弁を所定の開口量とし各アクチュエータを駆動し
て、自動的にアームを所定角度に位置決め制御すること
を特徴とする。上記構成によれば、図４に示す設定器３
２に入力されるアームの目標対地角γｔと、車体より順
次連結される作業機部材の長さと L1 〜L5と作業機部材
連結部の角度θ1 〜θ4 により求められるアーム実対地
角γａとの偏差Δγが｜Δγ｜＞γe のときに求められ
るアームの目標対地角速度ｄγ／ｄｔから演算し、車体
に対してアームを所定角度に制御するようにしたので、
アームはオペレータの所望する所定角度に位置決め制御
が正確に行うことができる。したがって、建設機械のア
ーム位置決め制御が自動的に行われるので、未熟練のオ
ペレータでも容易に運転操作が可能となり作業性が向上
する。

【００１１】第６発明は、本発明に係る油圧ショベルの
作業機位置制御方法の第１発明は、車体より順次連結さ
れるブーム、アーム、及びアームに取着されたバケット
あるいはブレーカ等からなる作業機部材と、この作業機
部材を揺動させる各アクチュエータへ圧油を供給する各
方向切換弁とを備え、前記ブームに取着されたアームの
支点を回動し作業機部材の先端を作業対象物に位置決め
する建設機械のアーム位置制御装置において、アーム目
標対地角γｔ及び回転中心ポイントＬｔを設定する設定
器(32)と、前記作業機部材を自動制御に切換える自動切
換スイッチ(31)と、前記第１ブーム角θ1 を検出する第
１検出手段(17)と、前記第２ブーム角θ2 を検出する第
２検出手段(18)と、オフセットブームのオフセット角θ
3 を検知する第３検出手段(16)と、前記アーム角θ4 を
検出する第４検出手段(19)とを有し、前記設定器(32)に
より前記アームの目標対地角γｔ及び作業対象物の掘削
または破砕を開始する起点となるアーム回転中心ポイン
トＬt を設定し、前記自動切換スイッチ(31)をオン操作
した後に、前記第１〜第４検出手段(16,17,18,19)から
の信号を受けて複数の作業機部材(5,7,9,11,12) の長さ
Ｌ1 〜Ｌ5 により算出されるアーム実対地角γa とアー
ム目標対地角γｔとの偏差Δγ（＝γa −γt ）を演算
し、その演算結果に基づいて各アクチュエータ(6,8,13)
を駆動して、自動的にアーム(12)を所定角度に位置決め
するために前記各方向切換弁(23,24,26)を所定の開口量
とするように指令出力する制御装置(30)を備えた構成と
したものである。上記構成によれば、図４に示す設定器
３２に入力されるアームの目標対地角γｔと、車体より
順次連結される作業機部材の長さと L1 〜L5と作業機部
材連結部の角度θ1 〜θ4 により求められるアーム実対
地角γａとの偏差Δγから演算して、その演算結果に基
づいて各アクチュエータ６，８，１３を駆動して、自動
的にアーム１２を所定角度に位置決めするように前記各
方向切換弁２３，２４，２６を所定の開口量するように
したので、アームはオペレータの所望する所定角度に位
置決め制御が行うことができる。したがって、建設機械
のアーム位置決め制御が自動的に行われるので、未熟練
のオペレータでも容易に運転操作が可能となり作業性が
向上する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る油圧ショベ
ルの作業機位置制御方法及びその位置制御装置の一実施
例を図面を参照して説明する。先ず、油圧ショベルのオ
フセットブーム式作業機について図１乃至図３により説
明する。図１に示す油圧ショベル１の下部走行体２は図
示しない走行モータにより走行自在となっている。この
下部走行体２の上部にはスイングサークル４を介して図
示しない旋回モータにより旋回可能な上部旋回体３（以
下、車体３と言う。）を装着している。次に、オフセッ
トブーム式作業機について説明する。第１ブーム５の一
端は車体３に取着されている。この第１ブーム５を駆動
する第１ブームシリンダ６（以下、第１アクチュエータ
６と言う。）のボトム側は車体３に取着し、ロッド側は
第１ブーム５の上端部に取着している。第１ブーム５は
第１アクチュエータ６の伸縮駆動により上下揺動自在と
なっている。第１ブーム５は第２ブーム７と連結してい
る。この第２ブーム７を駆動する第２ブームシリンダ８
（以下、第２アクチュエータ８と言う。）のボトム側は
第１ブーム５に取着し、ロッド側は第２ブーム７の端部
に取着している。第２ブーム７は第２アクチュエータ８
の伸縮駆動により上下揺動自在となっている。

【００１３】図１のＺ視図を図３により説明する。オフ
セットブーム１１の一端は第２ブーム７と連結し、他端
はブラケット９と連結している。このオフセットブーム
１１を駆動するオフセットシリンダ１０（以下、オフセ
ット用アクチュエータ１０と言う。）のボトム側は第２
ブームに取着し、ロッド側はブラケット９に取着してい
る。オフセットブーム１１はオフセット用アクチュエー
タ１０の伸縮駆動により横方向に揺動自在となってい
る。ロッド１１ａの一端は第２ブーム７に取着し、他端
はブラケット９に取着している。このロッド１１ａは第
２ブーム７に対してブラケット９が回転、揺動させない
ために配設しているものである。ブラケット９はアーム
１２と連結している。このアーム１２を駆動するアーム
シリンダ１３（以下、アーム用アクチュエータ１３と言
う。）はブラケット９に支承され、ロッドはアーム１２
に取着している。図１に示すアーム１２はアーム用アク
チュエータ１３の伸縮駆動により掘削・ダンプ方向に揺
動自在となっている。前記オフセットブーム１１がオフ
セットしないとき、あるいは、横方向に揺動してオフセ
ット角（θ3 ）が０°以上となっても、前記ロッド１１
ａによりブラケット９に連結されるアーム１２の作業姿
勢は変わらないようにしてある。これにより、オフセッ
トブーム１１がオフセットしたとき、あるいは、オフセ
ットしないときでもアーム１２は掘削・ダンプ方向に揺
動自在となっている。このアーム１２はバケット１４と
連結している。バケット１４を駆動するバケットシリン
ダ１５（以下、バケット用アクチュエータ１５と言
う。）のボトム側はアーム１２に取着し、ロッド側はリ
ンク１５ａ，リンク１５ｂを介してバケット１４と連結
している。バケット１４はバケット用アクチュエータ１
５の伸縮駆動により掘削・ダンプ方向に揺動自在となっ
ている。図１に示す１７は第１ブーム角センサ、１８は
第２ブーム角センサ、１９はアーム角センサ、図３に示
す１６はオフセット角センサである。

【００１４】図２は、図１に示すバケット１４に換えて
ブレーカ１４Ａを装着したものである。ブレーカ１４Ａ
に内蔵される図示しないインパクタによりチゼル１４ａ
を打撃して転石等を小割りするものである。油圧ショベ
ルは作業現場の作業条件により各種のアタッチメント
（バケット、ブレーカ、破砕機、切断機や把持装置等）
が準備されている。この各種アタッチメントを装着した
オフセットブーム式作業機先端の位置決め操作に熟練が
要するものであり、本発明はその位置決め操作を容易に
して未熟練のオペレータでも運転操作できるようにした
ものである。

【００１５】次に、本発明に係るアームの位置決め制御
回路の第１実施例について、図４，図５により説明す
る。先ず、図４に示すエンジン２０により駆動される可
変容量型油圧ポンプ２１（以下、油圧ポンプ２１と言
う。）を備えている。この油圧ポンプ２１は管路２２か
ら分岐する管路２２ａを介して第１方向切換弁２３と接
続している。この油圧ポンプ２１は管路２２から分岐す
る管路２２ｂを介して第２方向切換弁２４と接続してい
る。また、油圧ポンプ２１は管路２２から分岐する管路
２２ｃを介して第３方向切換弁２５と接続している。さ
らに油圧ポンプ２１は管路２２から分岐する管路２２ｄ
を介して第４方向切換弁２６と接続している。そして、
油圧ポンプ２１は管路２２を介して第５方向切換弁２７
と接続している。前記第１方向切換弁２３は管路２３
ｃ，２３ｄを介して第１アクチュエータ６と接続してい
る。前記第２方向切換弁２４は管路２４ｃ，２４ｄを介
して第２アクチュエータ８と接続している。前記第３方
向切換弁２５は管路２５ｃ，２５ｄを介してオフセット
用アクチュエータ１０と接続している。前記第４方向切
換弁２６は管路２６ｃ，２６ｄを介してアーム用アクチ
ュエータ１３と接続している。前記第５方向切換弁２７
は管路２７ｃ，２７ｄを介してバケット（ブレーカ）用
アクチュエータ１５と接続している。

【００１６】前述の第１ブーム５の揺動角を検出する第
１ブーム角センサ１７（以下、第１検出手段１７と言
う。），第２ブーム７の揺動角を検出する第２ブーム角
センサ１８（以下、第２検出手段１８と言う。），アー
ム１２の揺動角を検出するアーム角センサ１９（以下、
第３検出手段１９と言う。），図３に示すオフセット角
センサ１６（以下、第４検出手段と言う。）で検出され
た信号は制御装置３０に入力している。前記オフセット
ブーム式作業機先端の位置決め操作を自動に切換える自
動切換スイッチ３１は制御装置３０と接続している。図
１，図２に示す回転中心ポイントＬt ，後述するアーム
目標対地角γt を設定する設定器３２は制御装置３０と
接続している。このアーム目標対地角γt は設定器３２
により可変に設定可能となっている。次に、手動による
操作手段について説明する。ポテンショメータ３６は電
気式操作手段３５の操作変位に対応する電圧信号Ｖ1 を
発生し、この電圧信号Ｖ1 は制御装置３０に出力する。
この制御装置３０はポテンショメータ３６から入力され
る信号Ｖ1 に基づき第１〜第５方向切換弁２３，２４，
２５，２６，２７のうちのいずれかを作動するための指
令信号ｉ01〜ｉ10を演算し、これらの信号ｉ01〜ｉ10は
制御装置３０内の増幅器によって増幅された後、指令信
号ｉ01〜ｉ10が第１〜第５方向切換弁２３，２４，２
５，２６，２７の各操作部２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２
４ｂ，２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７
ｂに入力される。

【００１７】前記制御装置３０から出力される指令信号
について説明する。指令信号ｉ01は第１方向切換弁２３
の操作部２３ａに入力し、指令信号ｉ02は同弁２３の操
作部２３ｂに入力している。指令信号ｉ03は第２方向切
換弁２４の操作部２４ａに入力し、指令信号ｉ04は同弁
２４の操作部２４ｂに入力している。指令信号ｉ05は第
３方向切換弁２５の操作部２５ａに入力し、指令信号ｉ
06は同弁２５の操作部２５ｂに入力している。指令信号
ｉ07は第４方向切換弁２６の操作部２６ａに入力し、指
令信号ｉ08は同弁２６の操作部２６ｂに入力している。
指令信号ｉ09は第５方向切換弁２７の操作部２７ａに入
力し、指令信号ｉ10は同弁２７の操作部２７ｂに入力し
ている。

【００１８】次に、図１，図３に示すオフセットブーム
式作業機の各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の座標図について図５に
より説明する。第１ブーム５は原点０を中心としてＸ−
Ｙ方向に揺動する。その揺動角はθ1であり、原点０と
ａ点を結ぶ距離Ｌ1 が第１ブーム５の長さである。第２
ブーム７はａ点を中心としてＸ−Ｙ方向に揺動する。こ
の第２ブーム７は距離Ｌ22, Ｌ21によりａ点とｂ点を結
んでおり、ａ点から延長するａ1 点との線分ａ，ａ1 と
線分ａ1 ，ｂとのなす角θ2 が揺動角である。オフセッ
トブーム１１はｂ点を中心としてＺ方向に揺動する。そ
の揺動角はθ3 であり、ｂ点とｃ点を結ぶ距離Ｌ3 がオ
フセットブーム１１の長さである。ブラケット９はｃ点
とｄ点を結ぶ距離Ｌ4 を有する。アーム１２はブラケッ
ト９を介してｃ点を中心としてＸ−Ｙ方向に揺動する。
その揺動角はθ４（角ｃｄｅ）であり、ｄ点とｅ点を結
ぶ距離Ｌ5 がアーム12の長さである。このｄ点から垂直
におろした線ｆと線分ｄｅとのなす角γ（以下、アーム
対地角γと言う。）がアーム１２の作業姿勢である。こ
のように３軸に揺動するオフセットブーム式作業機は原
点０から第１ブーム５，第２ブーム７，オフセットブー
ム１１及びアーム１２を順次作動させて、アーム１２の
先端ｅ点を位置決めするものである。この座標図にはバ
ケットは固定状態にあるものとして表していない。この
ｅ点の位置決めをすることは、即ち、図１，図２に示す
バケット１４またはブレーカ１４Ａの回転中心ポイント
Ｌt を決めることである。そして、アーム対地角γによ
り図１，図２に示すバケット１４またはブレーカ１４Ａ
の作業姿勢となる。

【００１９】図５のオフセットブーム式作業機の各軸
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各ポイントの座標、アーム対地角γの
関数式について、図５，図６により説明する。第１ブー
ム５フート（原点０）はＸ0 ＝０，Ｙ0 ＝０，Ｚ0 ＝０
である。(1) 第１ブーム５のトップ（ａ点）の各軸Ｘ，
Ｙ，Ｚ方向の座標は、 Ｘ1 ＝Ｌ1 ×ｃｏｓθ1 ……（１） Ｙ1 ＝Ｌ1 ×ｓｉｎθ1 ……（２） Ｚ1 ＝０ (2) 第２ブーム７のトップ（ｂ点）の各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方
向の座標は、 Ｘ2 ＝Ｘ1 ＋Ｌ22×（θ1 −θ2 ）−Ｌ21×ｃｏｓ（θ1 ＋θ2 ）……（３） Ｙ2 ＝Ｙ1 −Ｌ22×（θ1 ＋θ2 ）−Ｌ21×ｃｏｓ（θ1 ＋θ2 ）……（４） Ｚ2 ＝０ (3) オフセットブーム１１のトップ（ｃ点）各軸Ｘ，
Ｙ，Ｚ方向の座標は、 Ｘ3 ＝Ｘ2 −Ｌ3 ｃｏｓθ3 ×ｃｏｓ（θ1 ＋θ2 ）……（５） Ｙ3 ＝Ｙ2 −Ｌ3 ｃｏｓθ3 ×ｓｉｎ（θ1 ＋θ2 ）……（６） Ｚ3 ＝Ｌ3 ×ｓｉｎθ3 ……（７） (4) ブラケット９のトップ（ｄ点）各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方向
の座標は、 Ｘ4 ＝Ｘ3 −Ｌ4 ×ｃｏｓ（θ1 ＋θ2 ） ……（８） Ｙ4 ＝Ｙ3 −Ｌ4 ×ｓｉｎ（θ1 ＋θ2 ） ……（９） Ｚ4 ＝Ｚ3 (5) アーム１２のトップ（ｅ点）各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の
座標は、 Ｘ5 ＝Ｘ4 ＋Ｌ5 ×ｃｏｓ（θ1 ＋θ2 ＋θ4 ） ……（１０） Ｙ5 ＝Ｙ4 ＋Ｌ5 ×ｓｉｎ（θ1 ＋θ2 ＋θ4 ） ……（１１） Ｚ5 ＝Ｚ3 (6) アーム対地角γは、 γ＝θ1 ＋θ2 ＋θ4 −２７０° ……（１２） 上記の（１）〜（１２）式によりオフセットブーム式作
業機の各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各ポイントの座標、アーム
対地角γが求められる。前記各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各ポ
イントの座標及びアーム対地角γの関数式は図４に示す
制御装置３０に記憶されている。この制御装置３０に
は、オフセットブーム式作業機の第１ブーム５の長さＬ
1，第２ブーム７の長さＬ21, Ｌ22, オフセットブーム
１１の長さＬ3 ，ブラケット９の長さＬ4 ，アーム１２
の長さＬ5 が記憶されている。これらのＬ1 〜Ｌ5 と、
図４に示す第１，第２ブーム角センサ１７，１８，アー
ム角センサ１９，オフセット角センサ１６で検出される
角度θ1,θ2,θ3,θ4とから各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各ポ
イントの座標が演算されると共に、アーム目標対地角速
度ｄγ／ｄｔが演算されるようになっている。これによ
り第１ブーム５，第２ブーム７及びアーム１２の目標角
速度ｄθ1 ／ｄt,ｄθ2 ／ｄt,ｄθ4 ／ｄt が設定され
る。

【００２０】次に、図１乃至図５の作動について説明す
る。先ず、設定器３２によりアームの目標対地角γt 及
び回転中心ポイントＬt を設定する。次に、自動切換ス
イッチ３１をオン操作してオフセットブーム式作業機を
自動制御に切換える。次に、第１〜第４検出手段１６，
１７，１８，１９から信号により第１ブーム角θ1,第２
ブーム角θ2,オフセット角θ3,アーム角θ4 が制御装置
３０に入力される。これにより、制御装置３０は以下の
演算が行われる。アームの実対地角γａ（＝θ1+θ2+θ
4 −２７０°）を演算し、前記アームの目標対地角γt
とアームの実対地角γａとの偏差Δγを算出する。この
偏差値Δγと、アームの目標対地角γt に対してアーム
の実対地角γａがどこまで近づけるか判定するための限
界誤差Δγｅとが、｜Δγ｜≦Δγｅのときはアームの
位置決め自動制御は行わず、｜Δγ｜＞Δγｅのときは
アームの位置決め自動制御を開始する。これにより、ア
ーム目標対地角速度ｄγ／ｄｔを算出し、次いで第１ブ
ーム５，第２ブーム７及びアーム１２の目標角速度ｄθ
1 ／ｄt,ｄθ2 ／ｄt,ｄθ4 ／ｄt が設定される。これ
らの各目標角速度ｄθ1 ／ｄt,ｄθ2 ／ｄt,ｄθ4 ／ｄ
t を所定の関数により演算し、その演算結果により第
１，第２，第４方向切換弁２３，２４，２６の開口量を
求め、同弁２３，２４，２６を所定の開口量となるよう
に制御装置３０から指令信号ｉ01, ｉ02, ｉ03, ｉ04,
ｉ07, ｉ08が出力される。

【００２１】指令信号ｉ01が第１方向切換弁２３の操作
部２３ａに入力されたときは、同弁２３がａ位置に切換
わり、油圧ポンプ２１から吐出される圧油は管路２２か
ら分岐管路２２ａを介して管路２３ｄを通って第１アク
チュエータ６のヘッド室６ａに流入する。これにより、
同アクチュエータ６は短縮駆動する。指令信号ｉ02が第
１方向切換弁２３の操作部２３ｂに入力されたときは、
同弁２３がｂ位置に切換わり、油圧ポンプ２１から吐出
される圧油は管路２２から分岐管路２２ａを介して管路
２３ｃを通って第１アクチュエータ６のボトム室６ｂに
流入する。これにより、同アクチュエータ６は伸長駆動
する。指令信号ｉ03が第２方向切換弁２４の操作部２４
ａに入力されたときは、同弁２４がａ位置に切換わり、
油圧ポンプ２１から吐出される圧油は管路２２から分岐
管路２２ｂを介して管路２４ｄを通って第２アクチュエ
ータ８のヘッド室８ａに流入する。これにより、同アク
チュエータ８は短縮駆動する。指令信号ｉ04が第２方向
切換弁２４の操作部２４ｂに入力されたときは、同弁２
４がｂ位置に切換わり、油圧ポンプ２１から吐出される
圧油は管路２２から分岐管路２２ｂを介して管路２４ｃ
を通って第２アクチュエータ８のボトム室８ｂに流入す
る。これにより、同アクチュエータ８は伸長駆動する。
指令信号ｉ07が第４方向切換弁２６の操作部２６ａに入
力されたときは、同弁２６がａ位置に切換わり、油圧ポ
ンプ２１から吐出される圧油は管路２２から分岐管路２
２ｄを介して管路２６ｄを通って第４アクチュエータ１
３のヘッド室１３ａに流入する。これにより、同アクチ
ュエータ１３は短縮駆動する。指令信号ｉ08が第４方向
切換弁２６の操作部２６ｂに入力されたときは、同弁２
６がｂ位置に切換わり、油圧ポンプ２１から吐出される
圧油は管路２２から分岐管路２２ｄを介して管路２６ｃ
を通って第４アクチュエータ１３のボトム室１３ｂに流
入する。これにより、同アクチュエータ１３は伸長駆動
する。このように、第１，第２及び第４アクチュエータ
を短縮または伸長駆動して、アームの自動位置決め制御
が行われる。これにより、車体に対してアームを所定角
度に制御するようにしたので、自動的にオペレータが所
望するアームの位置決めが行うことができる。したがっ
て、油圧ショベルのアームの位置決め制御が自動的に行
われるので、未熟練のオペレータでも容易に運転操作が
可能となる。

【００２２】前記自動切換スイッチ３１がオフのとき
は、手動による電気式操作手段３５の操作により各方向
切換弁２３，２４，２５，２６，２７の切換えが可能と
なっている。ポテンショメータ３６は電気式操作手段３
５の操作変位に対応する電圧信号Ｖ1 を発生し、この電
圧信号Ｖ1 は制御装置３０に出力する。この制御装置３
０はポテンショメータ３６から入力される信号Ｖ1 に基
づき第１〜第５方向切換弁２３，２４，２５，２６，２
７のうちのいずれかを作動するための指令信号ｉ01〜ｉ
10を演算し、これらの信号ｉ01〜ｉ10は制御装置３０内
の増幅器によって増幅された後、指令信号ｉ01〜ｉ10が
第１〜第５方向切換弁２３，２４，２５，２６，２７の
各操作部２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２
５ｂ，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂに入力される。
指令信号ｉ01, ｉ02, ｉ03, ｉ04, ｉ07, ｉ08による第
１，第２及び第４方向切換弁２３，２４，２６，第１，
第２及び第４アクチュエータ６，８，１３の作動は上記
アームの自動位置決め制御で説明したものと同一であ
り、ここでは説明を省略する。

【００２３】指令信号ｉ05が第３方向切換弁２５の操作
部２５ａに入力されたときは、同弁２５がａ位置に切換
わり、油圧ポンプ２１から吐出される圧油は管路２２か
ら分岐管路２２ｃを介して管路２５ｄを通ってオフセッ
ト用アクチュエータ１０のヘッド室１０ａに流入する。
これにより、同アクチュエータ１０は短縮駆動する。指
令信号ｉ06が第３方向切換弁２５の操作部２５ｂに入力
されたときは、同弁２５がｂ位置に切換わり、油圧ポン
プ２１から吐出される圧油は管路２２から分岐管路２２
ｃを介して管路２５ｃを通ってオフセット用アクチュエ
ータ１０のボトム室１０ｂに流入する。これにより、同
アクチュエータ１０は伸長駆動する。指令信号ｉ09が第
５方向切換弁２７の操作部２７ａに入力されたときは、
同弁２７がａ位置に切換わり、油圧ポンプ２１から吐出
される圧油は管路２２から管路２７ｄを通ってバケット
用アクチュエータ１５のヘッド室１５ａに流入する。こ
れにより、同アクチュエータ１５は短縮駆動する。指令
信号ｉ10が第５方向切換弁２７の操作部２７ｂに入力さ
れたときは、同弁２７がｂ位置に切換わり、油圧ポンプ
２１から吐出される圧油は管路２２から管路２７ｃを通
ってバケット用アクチュエータ１５のボトム室１５ｂに
流入する。これにより、同アクチュエータ１５は伸長駆
動する。このように、自動切換スイッチ３１をオフのと
きは電気式操作手段３５の手動操作により各アクチュエ
ータ６，８，１０，１３，１５の短縮または伸長駆動が
可能となっている。

【００２４】本発明に係る第１の制御フローチャートを
図９に基づいて説明する。Ｓ１にてアーム目標対地角γ
t,回転中心ポイントＬt を図４に示す設定器３２により
入力する。Ｓ２にて図４に示す自動切換スイッチ３１の
オンかを判定しており、ＮＯのときはＳ１に戻り、ＹＥ
Ｓのときは、Ｓ３にて第１ブーム角θ1,第２ブーム角θ
2,オフセット角θ3,アーム角θ4 を検出する。Ｓ４にて
アーム実対地角γa,各回転中心ポイントのＸa,Ｙa,Ｚa
座標を測定する。Ｓ５にてアーム目標対地角γt とアー
ム実対地角γa の偏差Δγ(=γa-γt)を算出する。Ｓ６
にて偏差値Δγは限界誤差Δγe に対して｜Δγ｜≦Δ
γe か判定しており、このΔγがΔγe より大きいとき
はＳ３に戻り、ΔγがΔγe より小さいか又は同一のと
きはＳ７に移り、Ｓ７にてアーム目標対地角速度ｄγ／
ｄｔを算出する。この場合、ｄＸa ／ｄｔ＝ｄＹa ／ｄ
ｔ＝ｄＺa ／ｄｔ＝０として回転中心ポイントの座標は
固定としている。Ｓ８にて第１ブーム，第２ブーム及び
アームの目標角速度ｄθ1 ／ｄｔ，ｄθ2 ／ｄｔ，ｄθ
4 ／ｄｔが設定される。この場合、オフセットのｄθ3
／ｄｔ＝０としている。Ｓ９にて第１ブーム用方向切換
弁２３の開口量Ｃ1 ，第２ブーム用方向切換弁２４の開
口量Ｃ2 ，アーム用方向切換弁２６の開口量Ｃ3 は、各
目標角速度ｄθ1 ／ｄｔ，ｄθ2 ／ｄｔ，ｄθ4 ／ｄ
ｔ, 制御装置３０に記憶されている所定関数ｆ1 によ
り、 Ｃ1 ＝ｆ1 （ｄθ1 ／ｄｔ） Ｃ2 ＝ｆ1 （ｄθ2 ／ｄｔ） Ｃ3 ＝ｆ1 （ｄθ4 ／ｄｔ） を求める。次に、Ｓ１０にて第１ブーム用方向切換弁２
３，第２ブーム用方向切換弁２４及びアーム用方向切換
弁２６の制御電流値ｉ1 ，ｉ2 ，ｉ3 は、制御装置３０
に記憶されている所定関数ｆA により、 ｉ1 ＝ｆA （Ｃ1 ） ｉ2 ＝ｆA （Ｃ2 ） ｉ3 ＝ｆA （Ｃ3 ） を求める。制御電流値ｉ1 は図４に示す制御装置３０か
ら第１ブーム用方向切換弁２３の操作部２３ａ及び操作
部２３ｂへの指令信号ｉ01，ｉ02に相当する。制御電流
値ｉ2 は図４に示す制御装置３０から第２ブーム用方向
切換弁２４の操作部２４ａ及び操作部２４ｂへの指令信
号ｉ03，ｉ04に相当する。制御電流値ｉ3 は図４に示す
制御装置３０からアーム用方向切換弁２６の操作部２６
ａ及び操作部２６ｂへの指令信号ｉ07，ｉ08に相当す
る。この演算された制御電流値ｉ1 〜ｉ3 により、Ｓ１
１にて第１ブーム用方向切換弁２３，第２ブーム用方向
切換弁２４及びアーム用方向切換弁２６に指令出力す
る。Ｓ１２にて自動切換スイッチ３１のオンかを判定し
ており、ＹＥＳのときはＳ３に戻り、ＮＯのときはエン
ドとなる。

【００２５】本発明に係る第２の制御フローチャートを
図１０に基づいて説明する。Ｓ２１にてアーム目標対地
角γt,回転中心ポイントＬt を図４に示す設定器３２に
より入力する。Ｓ２２にて図４に示す自動切換スイッチ
３１のオンかを判定しており、ＮＯのときはＳ２１に戻
り、ＹＥＳのときは、Ｓ２３にて第１ブーム角θ1,第２
ブーム角θ2,オフセット角θ3,アーム角θ4 を検出す
る。Ｓ２４にてアーム実対地角γa,各回転中心ポイント
のＸa,Ｙa,Ｚa 座標を測定する。Ｓ２５にてアーム目標
対地角γt とアーム実対地角γa の偏差Δγ(=γa-γt)
を算出する。Ｓ２６にて偏差値Δγは限界誤差Δγe に
対して｜Δγ｜≦Δγe か判定しており、このΔγがΔ
γe より大きいときはＳ２３に戻り、ΔγがΔγe より
小さいか又は同一のときはＳ２７に移り、Ｓ２７にて第
１ブーム用方向切換弁２３の開口量Ｃ1 ，第２ブーム用
方向切換弁２４の開口量Ｃ2 ，アーム用方向切換弁２６
の開口量Ｃ3 は、第１ブーム角θ1,第２ブーム角θ2,ア
ーム角θ4 と制御装置３０に記憶されている所定関数ｆ
1により、 Ｃ1 ＝ｆ1 （θ1 ） Ｃ2 ＝ｆ1 （θ2 ） Ｃ3 ＝ｆ1 （θ4 ） を求める。次に、Ｓ２８にて第１ブーム用方向切換弁２
３，第２ブーム用方向切換弁２４及びアーム用方向切換
弁２６の制御電流値ｉ1 ，ｉ2 ，ｉ3 は、制御装置３０
に記憶されている所定関数ｆA により、 ｉ1 ＝ｆA （Ｃ1 ） ｉ2 ＝ｆA （Ｃ2 ） ｉ3 ＝ｆA （Ｃ3 ） を求める。制御電流値ｉ1 は図４に示す制御装置３０か
ら第１ブーム用方向切換弁２３の操作部２３ａ及び操作
部２３ｂへの指令信号ｉ01，ｉ02に相当する。制御電流
値ｉ2 は図４に示す制御装置３０から第２ブーム用方向
切換弁２４の操作部２４ａ及び操作部２４ｂへの指令信
号ｉ03，ｉ04に相当する。制御電流値ｉ3 は図４に示す
制御装置３０からアーム用方向切換弁２６の操作部２６
ａ及び操作部２６ｂへの指令信号ｉ07，ｉ08に相当す
る。この演算された制御電流値ｉ1 〜ｉ3 により、Ｓ２
９にて第１ブーム用方向切換弁２３，第２ブーム用方向
切換弁２４及びアーム用方向切換弁２６に指令出力す
る。Ｓ３０にて自動切換スイッチ３１のオンかを判定し
ており、ＹＥＳのときはＳ２３に戻り、ＮＯのときはエ
ンドとなる。

【００２６】次に、本発明に係るアームの位置決め制御
回路の第２実施例について、図７により説明する。尚、
第１実施例の図１乃至図６と基本構成は同一となってお
り詳細の説明は省略する。車体角傾斜センサ３３が追加
された本構成によれば、設定器３２によりアームの目標
対地角γt 及び回転中心ポイントＬt を設定する。この
ときアームの目標対地角γｔは車体の傾斜角δ1 により
補正するようにしたものである。これにより、作業現場
が傾斜地で車体が傾斜しても、予め設定されたアームの
目標対地角γｔを補正するようにしたので、アーム１２
はオペレータの所望する所定角度に位置決め制御するこ
とができる。したがって、油圧ショベルのアームの位置
決め制御が自動的に行われるので、未熟練のオペレータ
でも容易に運転操作が可能となる。

【００２７】本発明に係る第３の制御フローチャートを
図１１に基づいて説明する。Ｓ４１にてアーム目標対地
角γt,回転中心ポイントＬt を図４に示す設定器３２に
より入力する。また図７に示す車体角傾斜センサ３３か
ら車体傾斜角δ1 を入力する。Ｓ４２にて図４に示す自
動切換スイッチ３１のオンかを判定しており、ＮＯのと
きはＳ４１に戻り、ＹＥＳのときは、Ｓ４３にて第１ブ
ーム角θ1,第２ブーム角θ2,オフセット角θ3,アーム角
θ4 を検出する。Ｓ４４にてアーム実対地角γa,各回転
中心ポイントのＸa,Ｙa,Ｚa 座標を測定する。Ｓ４５に
てアーム目標対地角γt とアーム実対地角γa の偏差Δ
γ(=γa-γt)を算出する。Ｓ４６にて偏差値Δγは限界
誤差Δγe に対して｜Δγ｜≦Δγe か判定しており、
このΔγがΔγe より大きいときはＳ４３に戻り、Δγ
がΔγe より小さいか又は同一のときはＳ４７に移り、
Ｓ４７にて車体傾斜角δ1 は設定値δＡに対してδ1 ＝
δＡか判定しており、δ1 とδＡが同一のときはＳ５０
に移り、Ｓ５０にて第１ブーム用方向切換弁２３の開口
量Ｃ1 ，第２ブーム用方向切換弁２４の開口量Ｃ2 ，ア
ーム用方向切換弁２６の開口量Ｃ3 は、第１ブーム角θ
1,第２ブーム角θ2,アーム角θ4 と制御装置３０に記憶
されている所定関数ｆ2により、 Ｃ1 ＝ｆ2 （θ1 ） Ｃ2 ＝ｆ2 （θ2 ） Ｃ3 ＝ｆ2 （θ4 ） を求める。Ｓ４７にてδ1 がδＡより小さいか又は大き
いときはＳ４８に移り、Ｓ４８にて車体傾斜角δ1 に対
する補正値δa を算出する。Ｓ４９にて第１ブーム用方
向切換弁２３の開口量Ｃ1 ，第２ブーム用方向切換弁２
４の開口量Ｃ2 ，アーム用方向切換弁２６の開口量Ｃ3
は、第１ブーム角θ1,第２ブーム角θ2,アーム角θ4 ，
補正値δa ，制御装置３０に記憶されている所定関数ｆ
2 により、 Ｃ1 ＝ｆ2 （θ1 ・δa ）Ｃ2 ＝ｆ2 （θ2 ・δa ） Ｃ3 ＝ｆ2 （θ4 ・δa ） を求める。次に、Ｓ４９またはＳ５０からＳ５１に移
り、Ｓ５１にて第１ブーム用方向切換弁２３，第２ブー
ム用方向切換弁２４及びアーム用方向切換弁２６の制御
電流値ｉ1 ，ｉ2 ，ｉ3 は、制御装置３０に記憶されて
いる所定関数ｆB により、 ｉ1 ＝ｆB （Ｃ1 ） ｉ2 ＝ｆB （Ｃ2 ） ｉ3 ＝ｆB （Ｃ3 ） を求める。制御電流値ｉ1 は図４に示す制御装置３０か
ら第１ブーム用方向切換弁２３の操作部２３ａ及び操作
部２３ｂへの指令信号ｉ01，ｉ02に相当する。制御電流
値ｉ2 は図４に示す制御装置３０から第２ブーム用方向
切換弁２４の操作部２４ａ及び操作部２４ｂへの指令信
号ｉ03，ｉ04に相当する。制御電流値ｉ3 は図４に示す
制御装置３０からアーム用方向切換弁２６の操作部２６
ａ及び操作部２６ｂへの指令信号ｉ07，ｉ08に相当す
る。この演算された制御電流値ｉ1 〜ｉ3 により、Ｓ５
２にて第１ブーム用方向切換弁２３，第２ブーム用方向
切換弁２４及びアーム用方向切換弁２６に指令出力す
る。Ｓ５３にて自動切換スイッチ３１のオンかを判定し
ており、ＹＥＳのときはＳ４３に戻り、ＮＯのときはエ
ンドとなる。

【００２８】次に、本発明に係るアームの位置決め制御
回路の第３実施例について、図８により説明する。尚、
第１実施例の図１乃至図６と同一構成となっており詳細
の説明は省略する。作業機長さ設定器３４が追加された
本構成によれば、図５に示す第１ブーム５の長さＬ1,第
２ブーム７の長さＬ22, Ｌ21, オフセットブーム１１の
長さＬ3,ブラケット９の長さＬ4,アーム１２の長さＬ5,
のうちのいずれかを変更するときは、設定器３４により
作業機長さの変更が可能となっている。本構成によれ
ば、アーム目標対地角γｔと、車体より順次連結される
作業機部材の長さが変わったときは、変更となった作業
機部材の各連結部の角度から演算されるアーム実対地角
γａとの偏差Δγに基づいて演算し、車体に対してアー
ムを所定角度に制御するようにしたものである。したが
って、各種のアタッチメント（ショートアームやロング
ブームを用いたバケット、破砕機、把持装置等）に応じ
た掘削作業、ブレーカ作業等のアームの位置決め制御が
自動的に行われ、未熟練のオペレータでも容易に運転操
作が可能となる。

【００２９】本発明に係る第４の制御フローチャートを
図１２に基づいて説明する。Ｓ５１にてアーム目標対地
角γt,回転中心ポイントＬt を図４に示す設定器３２に
より入力する。また図８に示す作業機長さ設定器３４に
より変更となる作業機長さＬA を入力する。Ｓ５２にて
図４に示す自動切換スイッチ３１のオンかを判定してお
り、ＮＯのときはＳ５１に戻り、ＹＥＳのときは、Ｓ５
３にて第１ブーム角θ1,第２ブーム角θ2,オフセット角
θ3,アーム角θ4 を検出する。Ｓ５４にて変更となる作
業機長さＬA に対して作業機連結部の角度θ1,θ2,θ3,
θ4 を補正し、θ1a, θ2a, θ3a, θ4aを算出する。Ｓ
５５にてアーム実対地角γa,各回転中心ポイントのＸa,
Ｙa,Ｚa 座標を測定する。Ｓ５６にてアーム目標対地角
γt とアーム実対地角γa の偏差Δγ(=γa-γt)を算出
する。Ｓ５７にて偏差値Δγは限界誤差Δγe に対して
｜Δγ｜≦Δγe か判定しており、このΔγがΔγe よ
り小さいか又は同一のときはＳ５３に戻り、ΔγがΔγ
e より大きいときはＳ５８に移り、Ｓ５８にて第１ブー
ム用方向切換弁２３の開口量Ｃ1 ，第２ブーム用方向切
換弁２４の開口量Ｃ2 ，アーム用方向切換弁２６の開口
量Ｃ3 は、補正された第１ブーム角θ1a, 第２ブーム角
θ2a, アーム角θ4aと制御装置３０に記憶されている所
定関数ｆ2 により、 Ｃ1 ＝ｆ2 （θ1a） Ｃ2 ＝ｆ2 （θ2a） Ｃ3 ＝ｆ2 （θ4a） を求める。次に、Ｓ５９にて第１ブーム用方向切換弁２
３，第２ブーム用方向切換弁２４及びアーム用方向切換
弁２６の制御電流値ｉ1 ，ｉ2 ，ｉ3 は、制御装置３０
に記憶されている所定関数ｆB により、 ｉ1 ＝ｆB （Ｃ1 ） ｉ2 ＝ｆB （Ｃ2 ） ｉ3 ＝ｆB （Ｃ3 ） を求める。制御電流値ｉ1 は図４に示す制御装置３０か
ら第１ブーム用方向切換弁２３の操作部２３ａ及び操作
部２３ｂへの指令信号ｉ01，ｉ02に相当する。制御電流
値ｉ2 は図４に示す制御装置３０から第２ブーム用方向
切換弁２４の操作部２４ａ及び操作部２４ｂへの指令信
号ｉ03，ｉ04に相当する。制御電流値ｉ3 は図４に示す
制御装置３０からアーム用方向切換弁２６の操作部２６
ａ及び操作部２６ｂへの指令信号ｉ07，ｉ08に相当す
る。この演算された制御電流値ｉ1 〜ｉ3 により、Ｓ６
０にて第１ブーム用方向切換弁２３，第２ブーム用方向
切換弁２４及びアーム用方向切換弁２６に指令出力す
る。Ｓ６１にて自動切換スイッチ３１のオンかを判定し
ており、ＹＥＳのときはＳ５３に戻り、ＮＯのときはエ
ンドとなる。

【００３０】本願発明の一実施例としてオフセットブー
ム式作業機について説明したが、オフセットブーム以外
の２ピースブームとアームを組合わせた作業機、あるい
は、標準仕様のブームとアームを組合わせた作業機にも
適用できることは言うまでもない。本願発明はアームの
位置決めが自動的に制御されることにより運転操作が容
易となり、建設機械として有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】油圧ショベルの側面図である。

【図２】作業機アタッチメントにブレーカを装着した図
である。

【図３】図１のＺ視図である。

【図４】本発明に係る油圧ショベルの作業機位置制御回
路図である。

【図５】同、作業機の各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の座標図であ
る。

【図６】同、作業機の各ポイントの座標、アームの対地
角γの関数式の説明図である。

【図７】同、第２実施例の車体傾斜角センサ用いたとき
の説明図である。

【図８】同、第３実施例の作業機長さ設定器を用いたと
きの説明図である。

【図９】同、第１の作業機位置制御フローチャートであ
る。

【図１０】同、第２の作業機位置制御フローチャートで
ある。

【図１１】同、第３の作業機位置制御フローチャートで
ある。

【図１２】同、第４の作業機位置制御フローチャートで
ある。

【符号の説明】

１ 油圧ショベル ３ 上部旋回体（車体） ５ 第１ブーム ６ 第１アクチュエータ ７ 第２ブーム ８ 第２アクチュエータ ９ ブラケット １０ オフセット用アクチュエータ １１ オフセットブーム １２ アーム １３ アーム用アクチュエータ １４ バケット １４Ａ ブレーカ １７ 第１検出手段 １８ 第２検出手段 １６ 第３検出手段 １９ 第４検出手段 ２３ 第１方向切換弁 ２４ 第２方向切換弁 ２５ 第３方向切換弁 ２６ 第４方向切換弁 ２７ 第５方向切換弁 ３０ 制御装置 ３１ 自動切換スイッチ ３２ 設定器 ３３ 車体傾斜角センサ ３４ 作業機長さ設定器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 和則 大阪府枚方市上野３−１−１ 株式会社小 松製作所大阪工場内 (72)発明者 三宅 利彦 東京都港区赤坂２−３−６ 株式会社小松 製作所本社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体より順次連結されるブーム、アー
   ム、及びアームに取着されたバケットあるいはブレーカ
   等からなる作業機部材と、この作業機部材を揺動させる
   各アクチュエータへ圧油を供給する各方向切換弁とを備
   え、前記ブームに取着されたアームの支点を回動し作業
   機部材の先端を作業対象物に位置決めする建設機械のア
   ーム位置制御方法であって、アームの回転中心ポイント
   Ｌt の固定及びアーム目標対地角γt を設定し、このア
   ーム目標対地角γt と、複数の作業機部材の長さＬ1 〜
   Ｌ5 と作業機部材の各連結部の角度θ1 〜θ4 により算
   出されるアーム実対地角γa との偏差Δγ（＝γa −γ
   t ）を演算し、その演算結果に基づいて前記各方向切換
   弁を所定の開口量とし各アクチュエータを駆動して、自
   動的にアームを所定角度に位置決め制御することを特徴
   とする建設機械のアーム位置制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の建設機械のアーム位置制
   御方法において、前記アーム目標対地角γｔを可変に設
   定可能にしたことを特徴とする建設機械のアーム位置制
   御方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の建設機械のアーム位置制
   御方法において、車体傾斜角δ1 が車体の設定値δA よ
   り異なるときは補正値δa を演算し、その補正値δa に
   応じて前記各方向切換弁を補正された開口量とし各アク
   チュエータを駆動して、自動的にアームを所定角度に位
   置決め制御することを特徴とする建設機械のアーム位置
   制御方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の建設機械のアーム位置制
   御方法において、前記アーム目標対地角γｔと、変更と
   なった作業機部材長さＬA と作業機部材の各連結部の角
   度θ1a〜θ4aにより算出されるアーム実対地角γａとの
   偏差Δγ（＝γa −γt ）を演算し、その演算結果に基
   づいて前記各方向切換弁を所定の開口量とし各アクチュ
   エータを駆動して、自動的にアームを所定角度に位置決
   め制御することを特徴とする建設機械のアーム位置制御
   方法。
5. 【請求項５】 車体より順次連結されるブーム、アー
   ム、及びアームに取着されたバケットあるいはブレーカ
   等からなる作業機部材と、この作業機部材を揺動させる
   各アクチュエータへ圧油を供給する各方向切換弁とを備
   え、前記ブームに取着されたアームの支点を回動し作業
   機部材の先端を作業対象物に位置決めする建設機械のア
   ーム位置制御方法であって、アームの回転中心ポイント
   Ｌt の固定及びアーム目標対地角γt を設定し、このア
   ーム目標対地角γt と、複数の作業機部材の長さＬ1 〜
   Ｌ5 と作業機部材の各連結部の角度θ1 〜θ4 により求
   められるアーム実対地角γa との偏差Δγ（＝γa −γ
   t ）を算出し、この偏差値Δγと、限界誤差Δγe とが
   ｜Δγ｜＞γe のときに求められるアームの目標対地角
   速度ｄγ／ｄｔに対応して前記各方向切換弁を所定の開
   口量とし各アクチュエータを駆動して、自動的にアーム
   を所定角度に位置決め制御することを特徴とする建設機
   械のアーム位置制御方法。
6. 【請求項６】 車体より順次連結されるブーム、アー
   ム、及びアームに取着されたバケットあるいはブレーカ
   等からなる作業機部材と、この作業機部材を揺動させる
   各アクチュエータへ圧油を供給する各方向切換弁とを備
   え、前記ブームに取着されたアームの支点を回動し作業
   機部材の先端を作業対象物に位置決めする建設機械のア
   ーム位置制御装置において、アーム目標対地角γｔ及び
   回転中心ポイントＬｔを設定する設定器(32)と、前記作
   業機部材を自動制御に切換える自動切換スイッチ(31)
   と、前記第１ブーム角θ1 を検出する第１検出手段(17)
   と、前記第２ブーム角θ2 を検出する第２検出手段(18)
   と、オフセットブームのオフセット角θ3 を検知する第
   ３検出手段(16)と、前記アーム角θ4 を検出する第４検
   出手段(19)とを有し、前記設定器(32)により前記アーム
   の目標対地角γｔ及び作業対象物の掘削または破砕を開
   始する起点となるアーム回転中心ポイントＬtを設定
   し、前記自動切換スイッチ(31)をオン操作した後に、前
   記第１〜第４検出手段(16,17,18,19) からの信号を受け
   て複数の作業機部材(5,7,9,11,12) の長さＬ1 〜Ｌ5 に
   より算出されるアーム実対地角γa とアーム目標対地角
   γｔとの偏差Δγ（＝γa −γt ）を演算し、その演算
   結果に基づいて各アクチュエータ(6,8,13)を駆動して、
   自動的にアーム(12)を所定角度に位置決めするために前
   記各方向切換弁(23,24,26)を所定の開口量とするように
   指令出力する制御装置(30)を備えたことを特徴とする建
   設機械のアーム位置制御装置。