JPH10245866A - Shovel device - Google Patents

Shovel device

Info

Publication number
JPH10245866A
JPH10245866A JP5138597A JP5138597A JPH10245866A JP H10245866 A JPH10245866 A JP H10245866A JP 5138597 A JP5138597 A JP 5138597A JP 5138597 A JP5138597 A JP 5138597A JP H10245866 A JPH10245866 A JP H10245866A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bucket
boom
control
sensor
actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5138597A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaro Morishita
勇太郎 森下
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.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP5138597A priority Critical patent/JPH10245866A/en
Publication of JPH10245866A publication Critical patent/JPH10245866A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control the attitude of a bucket accurately by installing a speed control means controlling the working speed of a bucket actuator so that target angular velocity required for maintaining an anti-car body attitude in the bucket is measured by a bucket sensor to a controller. SOLUTION: The angular velocity of a boom is measured by a boom sensor 27 while target angular velocity required for maintaining a specified anti-car body attitude in a bucket is obtained on the basis of the angular velocity by artificially controlling the boom at the time of control, in which the bucket is kept in the specified anti-car body attitude. A speed control means D drives a bucket cylinder C2 as a bucket actuator so as to obtain the target angular velocity, and the working speed of the bucket cylinder C2 is controlled so as to measure the target angular velocity by a bucket sensor 28. Accordingly, since control based on speed is conducted, the attitude of the bucket can be controlled accurately even when the boom is worked in any manner.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車体に対して揺動
昇降自在に支持されたブームの先端位置に揺動自在にバ
ケットを支持し、ブームを揺動駆動するブームアクチュ
エータとバケットを揺動駆動するバケットアクチュエー
タとを備え、車体に対するブームの揺動量を計測するブ
ームセンサと、ブームに対するバケットの揺動量を計測
するバケットセンサとの計測結果に基づきブームアクチ
ュエータの作動時にバケットアクチュエータの駆動によ
りバケットの対車体姿勢を制御する制御装置を備えたシ
ョベル装置に関し、詳しくは、ブームの作動と連動して
バケットの姿勢を自動的に制御する技術の改良に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boom actuator for driving a boom to swing and a bucket to swing at a tip end of a boom supported to swing up and down with respect to a vehicle body. A bucket actuator that measures the amount of swing of the boom with respect to the vehicle body, and a bucket sensor that measures the amount of swing of the bucket with respect to the boom. The present invention relates to a shovel device having a control device for controlling a posture with respect to a vehicle body, and more particularly, to an improvement in technology for automatically controlling a posture of a bucket in conjunction with operation of a boom.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、上記構成のショベル装置として車
体に対するブームの揺動姿勢を計測するセンサと、ブー
ムに対するバケットの揺動姿勢を計測するセンサとを備
え、ブームを作動させた場合には、ブームの揺動姿勢に
基づいてバケットの開口を水平姿勢に維持するためのバ
ケットの揺動姿勢を目標角度に設定して制御を行うもの
が考えられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a shovel device having the above-described configuration includes a sensor for measuring a swinging posture of a boom with respect to a vehicle body and a sensor for measuring a swinging posture of a bucket with respect to the boom. There has been proposed a method in which the swinging posture of the bucket for maintaining the opening of the bucket in the horizontal posture based on the swinging posture of the boom is set to a target angle and controlled.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ここでショベル装置で
土砂等を移動する作業を考えるに、この作業ではブーム
を下降させ、かつ、バケットの開口を車体の前方方向に
向けた状態で車体を前進させて土砂を掬い取り、この後
にバケットの開口を上方に向けると共にブームの上昇で
バケットを持ち上げて車体を移動させるものとなるが、
この作業ではブームの上昇作動でバケットを持ち上げる
際にはバケットの開口が水平状態を維持することが土砂
等のこぼれ落ちを少なくするものとなる。
Considering the operation of moving earth and sand with a shovel device, the vehicle is moved forward with the boom lowered and the opening of the bucket directed toward the front of the vehicle. And then scoop up the earth and sand, after which the opening of the bucket is turned upward and the bucket is lifted by raising the boom to move the car body,
In this operation, when the bucket is lifted by the raising operation of the boom, maintaining the horizontal state of the opening of the bucket reduces the spilling of earth and sand.

【0004】しかし、バケットの開口を水平姿勢に維持
する目的から従来のようにブームの揺動角に基づいてバ
ケットを揺動制御するものでは、ブームが所定姿勢にあ
るタイミングにおいてバケットの目標姿勢を設定する制
御形態となるので、ブームの作動時に制御を行った場合
にはバケットが目標姿勢に達したタイミングにおいてブ
ームの姿勢が既に変化していることも多く正確な制御を
行い難いばかりでなく、円滑な制御を行えない面もあ
る。
However, in order to maintain the opening of the bucket in a horizontal position, the conventional swing control of the bucket based on the swing angle of the boom is performed. Because the control form is set, if the control is performed during the operation of the boom, the posture of the boom is often changed at the timing when the bucket reaches the target posture, and it is not only difficult to perform accurate control, In some cases, smooth control cannot be performed.

【0005】本発明の目的は、ブームの作動を継続する
場合でもバケットの開口を水平姿勢に維持する制御等の
バケットの姿勢の制御を精度高く、円滑に行い得るショ
ベル装置を合理的に構成する点にある。
It is an object of the present invention to rationally configure a shovel device capable of accurately and smoothly controlling the posture of a bucket, such as maintaining the opening of the bucket in a horizontal posture even when the operation of the boom is continued. On the point.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の特徴(請
求項1)は冒頭に記したように、車体に対して揺動昇降
自在に支持されたブームの先端位置に揺動自在にバケッ
トを支持し、ブームを揺動駆動するブームアクチュエー
タとバケットを揺動駆動するバケットアクチュエータと
を備え、車体に対するブームの揺動量を計測するブーム
センサと、ブームに対するバケットの揺動量を計測する
バケットセンサとの計測結果に基づきブームアクチュエ
ータの作動時にバケットアクチュエータの駆動によりバ
ケットの対車体姿勢を制御する制御装置を備えたショベ
ル装置であって、前記ブームの人為制御時における角速
度を前記ブームセンサからの信号に基づいて計測し、こ
の計測結果に基づいて前記バケットが対車体姿勢を維持
するに必要な目標角速度を求め、この目標角速度が前記
バケットセンサで計測されるよう前記バケットアクチュ
エータの作動速度を制御する速度制御手段を前記制御装
置に備えてある点にあり、その作用は次の通りである。
According to a first aspect of the present invention, as described at the outset, a boom swingably moves up and down with respect to a vehicle body. A boom sensor that supports the bucket and drives the boom to swing and a bucket actuator that drives the bucket to swing, the boom sensor measures the swing amount of the boom with respect to the vehicle body, and the bucket sensor measures the swing amount of the bucket with respect to the boom A shovel device having a control device for controlling the attitude of the bucket relative to the vehicle body by driving the bucket actuator when the boom actuator is actuated based on the measurement result, wherein the angular velocity during the artificial control of the boom is signaled from the boom sensor. Based on the measurement result, and based on the measurement result, the target required for the bucket to maintain the posture with respect to the vehicle body. Seeking speed, there speed control means for controlling the operating speed of the bucket actuator to the target angular velocity is measured by the bucket sensor that are provided in the control device, its operation is as follows.

【0007】本発明の第2の特徴(請求項2)は請求項
1において、前記ブームセンサとバケットセンサとの計
測結果に基づいてバケットの対車体姿勢が予め設定され
た目標姿勢から外れている場合には前記バケットアクチ
ュエータを駆動してバケットの姿勢を目標姿勢に操作す
る補正制御手段の制御を前記速度制御手段の制御に代え
て行うよう前記制御装置の制御動作を設定してある点に
あり、その作用は次の通りである。
According to a second feature of the present invention (claim 2), in claim 1, the attitude of the bucket relative to the vehicle body deviates from a preset target attitude based on the measurement results of the boom sensor and the bucket sensor. In this case, the control operation of the control device is set so that the control of the correction control means for driving the bucket actuator to operate the attitude of the bucket to the target attitude is performed instead of the control of the speed control means. The operation is as follows.

【0008】本発明の第3の特徴(請求項3)は請求項
2において、前記速度制御手段におけるバケットアクチ
ュエータの制御量と前記補正制御手段におけるバケット
アクチュエータの制御量との比較により制御量の大きい
側の制御を選択して行うよう前記制御装置の制御動作を
設定してある点にあり、その作用は次の通りである。
A third feature of the present invention (claim 3) is that, in claim 2, the control amount is large by comparing the control amount of the bucket actuator in the speed control means with the control amount of the bucket actuator in the correction control means. The point is that the control operation of the control device is set so as to select and perform the control on the side, and the operation is as follows.

【0009】〔作用〕上記第1の特徴によると、バケッ
トを所定の対車体姿勢に維持する制御時には、ブームを
人為制御することにより、ブームセンサでブームの角速
度が計測されると共に、この角速度に基づいてバケット
が所定の対車体姿勢を維持するに必要な目標角速度が求
められ、この目標角速度を得るよう速度制御手段がバケ
ットアクチュエータを駆動し、かつ、バケットセンサで
目標角速度が計測されるようアクチュエータの作動速度
を制御するものとなる。つまり、従来例のように特定の
タイミングでのブームの姿勢とバケットの姿勢とを対応
させる制御を行うものと比較すると、本発明では速度に
基づいた制御を行う結果、ブームがどのような速度で作
動してもバケットの姿勢制御を精度高く行い得るものと
なり、しかも、バケットの作動時の角速度をフィードバ
ックさせるので更に制御精度を高め得るものとなってい
る。
According to the first feature, during the control for maintaining the bucket in a predetermined posture with respect to the vehicle body, the boom sensor measures the angular velocity of the boom by artificially controlling the boom. A target angular velocity required for the bucket to maintain a predetermined body attitude with respect to the vehicle body is determined based on the calculated value. The speed control means drives the bucket actuator to obtain the target angular velocity, and the bucket sensor measures the target angular velocity. This controls the operation speed. That is, as compared with the conventional example, in which the control based on the speed is performed according to the speed of the boom, the speed of the boom is different from that of the conventional example, in which the control based on the speed is performed so that the attitude of the boom and the attitude of the bucket at a specific timing correspond to each other. Even when the bucket is operated, the bucket attitude can be controlled with high accuracy, and further, since the angular velocity at the time of the bucket operation is fed back, the control precision can be further increased.

【0010】上記第2の特徴によると、速度制御手段で
の制御途中に何らかの原因でバケットの対車体姿勢が目
標姿勢から外れた場合にも補正制御手段がバケットアク
チュエータを駆動してバケットの姿勢の対車体姿勢を目
標姿勢に維持することを可能にするものとなる。
According to the second feature, even when the attitude of the bucket with respect to the vehicle body deviates from the target attitude for some reason during control by the speed control means, the correction control means drives the bucket actuator to change the bucket attitude. This makes it possible to maintain the vehicle body posture at the target posture.

【0011】上記第3の特徴によると、制御時には速度
制御手段によるバケットアクチュエータの制御量と補正
制御手段によるバケットアクチュエータの制御量とが比
較され、制御装置が大きい側の制御が自動的に選択され
るので、作業者が特別に操作を行わずともバケットを目
標姿勢に維持し得るものとなる。
According to the third feature, at the time of control, the control amount of the bucket actuator by the speed control means and the control amount of the bucket actuator by the correction control means are compared, and the control on the larger side by the control device is automatically selected. Therefore, the bucket can be maintained at the target posture without any special operation by the operator.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1に示すように、前車輪1及び
後車輪2を備えた車体3の前部位置にエンジン4を配置
し、中央部にステアリングハンドル5と運転座席6とを
配置して農用トラクタが構成されている。このトラクタ
の前部位置に補助フレーム7を介してショベル装置Aを
備えている。前記補助フレーム7はトラクタの車体フレ
ームに対して分離自在に連結固定されたものであり、シ
ョベル装置Aは補助フレーム7に対して分離自在に支持
されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, an agricultural tractor is configured by arranging an engine 4 at a front position of a vehicle body 3 having a front wheel 1 and a rear wheel 2, and arranging a steering handle 5 and a driver seat 6 at a central portion. ing. A shovel device A is provided at a front position of the tractor via an auxiliary frame 7. The auxiliary frame 7 is detachably connected to and fixed to the body frame of the tractor, and the shovel device A is supported on the auxiliary frame 7 so as to be separable.

【0013】図1及び図2に示すように、ショベル装置
Aは補助フレーム7に対して分離自在に取付けられた中
間フレーム11と、この中間フレーム11に対して横向
き姿勢のブーム軸12周りで揺動自在に支持された左右
一対のブーム13と、このブーム13の先端位置に横向
き姿勢のバケット軸14周りで揺動自在に支持されるバ
ケット15と、車体3に対してブーム13を駆動昇降す
るブームアクチュエータとしての左右一対の複動型のブ
ームシリンダC1と、ブーム13に対してバケット15
を駆動揺動するバケットアクチュエータとしての左右一
対の複動型のバケットシリンダC2とを備えて構成され
ている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the shovel device A swings around an intermediate frame 11 which is detachably attached to the auxiliary frame 7 and a boom axis 12 which is oriented laterally with respect to the intermediate frame 11. A pair of left and right booms 13 that are movably supported, a bucket 15 that is swingably supported around a bucket shaft 14 in a lateral position at the distal end of the boom 13, and the boom 13 that is driven up and down with respect to the vehicle body 3 A pair of left and right double-acting boom cylinders C1 as a boom actuator, and a bucket 15
And a pair of left and right double-acting bucket cylinders C2 as bucket actuators for driving and swinging.

【0014】前記バケット15は前記バケット軸14周
りで揺動自在にブーム先端に支承されたブラケット18
に対しバケット15に固設したヒッチ19をピンを介し
て着脱自在に支持してあり、ブーム先端部に横向き姿勢
の揺動軸20周りで揺動自在に支持した揺動リンク21
の揺動端と、ブラケット18に横向き姿勢の支持軸22
周りで揺動自在に支持したロッド23とを横向き姿勢の
中間軸24を介して枢支連結し、この中間軸24とブー
ム13の中間位置との間に前記バケットシリンダC2が
介装され、前記中間フレーム11とブーム13の中間位
置との間にブームシリンダC1が介装されている。
The bucket 15 includes a bracket 18 supported at the end of a boom so as to be swingable about the bucket shaft 14.
The swing link 21 has a hitch 19 fixedly mounted on the bucket 15 detachably supported via a pin, and is supported at the tip end of the boom so as to be swingable about a swing shaft 20 in a lateral posture.
And a support shaft 22 in a sideways posture on the bracket 18.
A pivot 23 is pivotally connected to a rod 23 swingably supported therearound via an intermediate shaft 24 in a lateral posture, and the bucket cylinder C2 is interposed between the intermediate shaft 24 and an intermediate position of the boom 13, A boom cylinder C1 is interposed between the intermediate frame 11 and an intermediate position of the boom 13.

【0015】図1に示すように、前記運転座席6の前方
位置にショベル装置Aを制御する操作レバー26が配置
され、ブーム軸12と同軸芯位置に、該ブーム軸12周
りで車体3に対するブーム13の回動量を計測するポテ
ンショメータ型のブームセンサ27を備え、前記揺動軸
29と同軸芯位置に揺動リンク21の揺動量を計測する
ポテンショメータ型のバケットセンサ28を備えてい
る。
As shown in FIG. 1, an operation lever 26 for controlling the shovel device A is disposed at a position in front of the driver's seat 6, and a boom with respect to the vehicle body 3 around the boom shaft 12 at a position coaxial with the boom shaft 12. 13 is provided with a potentiometer-type boom sensor 27 for measuring the amount of rotation, and a potentiometer-type bucket sensor 28 for measuring the swing amount of the swing link 21 at a position coaxial with the swing shaft 29.

【0016】図4に示すように、ショベル装置Aの制御
系が構成され、この制御系ではマイクロプロセッサを備
えた制御装置29に対して前記操作レバー26の複数の
操作位置、及び、操作量を計測するレバーセンサ30か
らの信号と、操作レバー26に備えたレバースイッチ3
1からの信号と、ブームセンサ27からの信号と、バケ
ットセンサ28からの信号とが入力する系が形成される
と共に、前記ブームシリンダC1を制御する電磁比例型
のブーム制御弁V1のソレノイドと、前記バケットシリ
ンダC2を制御する電磁比例型のバケット制御弁V2の
ソレノイドとに制御信号を出力する系が形成されてい
る。
As shown in FIG. 4, a control system of the shovel device A is constructed. In this control system, a plurality of operation positions and operation amounts of the operation lever 26 are controlled with respect to a control device 29 having a microprocessor. The signal from the lever sensor 30 to be measured and the lever switch 3 provided on the operation lever 26
1, a signal from the boom sensor 27, and a signal from the bucket sensor 28 are formed, and a solenoid of an electromagnetic proportional boom control valve V1 for controlling the boom cylinder C1 is provided. A system for outputting a control signal to a solenoid of an electromagnetic proportional bucket control valve V2 for controlling the bucket cylinder C2 is formed.

【0017】又、ブーム制御弁V1、バケット制御弁V
2は夫々ともソレノイドに供給される電流値が大きいほ
ど開度を大きくするよう比例関係が設定されたものであ
り、制御装置29は間歇信号のデューティ比の調節でP
WM式に制御電流の値を調節するよう制御動作が設定さ
れている。
The boom control valve V1 and the bucket control valve V
2 has a proportional relationship set so that the opening degree increases as the current value supplied to the solenoid increases, and the control device 29 adjusts the duty ratio of the intermittent signal to adjust the P.
The control operation is set so as to adjust the value of the control current according to the WM equation.

【0018】このショベル装置Aは、前記操作レバー2
6の操作でブームシリンダC1、バケットシリンダC2
を制御して、バケット15の上昇及び下降、バケット1
5の掬い姿勢への設定、バケット15の開口15Aの水
平姿勢への設定、バケット15のダンプ姿勢への切換え
等を行い得るよう構成され、本発明では前記レバースイ
ッチ31をON操作した場合には作業者のブーム14の
制御に連動して制御装置29がバケット15の開口15
Aを車体3に対して自動的に水平姿勢に維持する制御
(以下、水平制御ルーチンと称する)を行うよう制御動
作が設定されている。
The shovel device A includes the operation lever 2
By the operation of 6, the boom cylinder C1 and the bucket cylinder C2
To raise and lower the bucket 15,
5 is set to the scooping position, the opening 15A of the bucket 15 is set to the horizontal position, and the bucket 15 is switched to the dumping position. In the present invention, when the lever switch 31 is turned ON, The control device 29 controls the opening of the bucket 15
The control operation is set to perform control (hereinafter, referred to as a horizontal control routine) for automatically maintaining A in a horizontal posture with respect to the vehicle body 3.

【0019】この水平制御ルーチンは制御装置の動作の
中にサブルーチンとして設定され、その動作は図5のフ
ローチャートに示すように設定されている。つまり、こ
の制御では、先ずブームセンサ27の信号値を所定のイ
ンターバル毎に入力し減算を行うことでブーム角速度ω
sを計測すると共に、このブーム角速度ωsを計測した
時点でのバケットセンサ28からの信号値をバケットセ
ンサ角θtとして計測し、この計測値ωs,θtとメモ
リデータとに基づいてバケットセンサ28で計測される
べき目標角速度ωdを設定する(#101,#102ス
テップ)。
This horizontal control routine is set as a subroutine in the operation of the control device, and the operation is set as shown in the flowchart of FIG. That is, in this control, first, the signal value of the boom sensor 27 is input at predetermined intervals and is subtracted, so that the boom angular velocity ω
s, and the signal value from the bucket sensor 28 at the time when the boom angular velocity ωs is measured is measured as the bucket sensor angle θt, and is measured by the bucket sensor 28 based on the measured values ωs, θt and the memory data. The target angular velocity ωd to be performed is set (# 101, # 102 steps).

【0020】具体的には、ブーム13が一定の角速度で
作動する場合にはバケット15を決まった角速度で作動
させることでバケット15の開口15Aを水平に維持す
る制御が可能となるものの、このショベル装置Aではバ
ケットセンサ28が揺動リンク21の揺動量からバケッ
ト15の揺動量を計測するよう構成されているので、バ
ケット15を決まった角速度で作動させた場合でもバケ
ットセンサ28はバケット15の揺動角に対応する所定
の特性で変化するものとなっており(この特性は2次関
数で表し得る)、このような理由から、前述のように2
つの計測値ωs,θtと、前記特性を特定するため予め
設定されたメモリデータとに基づいてバケット15の開
口15Aを水平姿勢に維持するためにバケットセンサ1
5で計測されるべき目標角速度ωdの値を求めて設定す
るものとなっている。
More specifically, when the boom 13 operates at a constant angular speed, the bucket 15 is operated at a predetermined angular speed to control the opening 15A of the bucket 15 to be horizontal. In the device A, since the bucket sensor 28 is configured to measure the swing amount of the bucket 15 from the swing amount of the swing link 21, even when the bucket 15 is operated at a fixed angular velocity, the bucket sensor 28 is It changes with a predetermined characteristic corresponding to the moving angle (this characteristic can be expressed by a quadratic function).
The bucket sensor 1 is used to maintain the opening 15A of the bucket 15 in a horizontal posture based on the two measured values ωs, θt and memory data set in advance to specify the characteristics.
5, the value of the target angular velocity ωd to be measured is obtained and set.

【0021】尚、メモリデータは制御装置29のメモリ
(図示せず)に保持されたデータであり、バケットセン
サ角θtはバケットセンサ28で計測される値であり、
ブーム13に対するバケット15の現実の揺動角度を表
したものではない。
The memory data is data held in a memory (not shown) of the control device 29, and the bucket sensor angle θt is a value measured by the bucket sensor 28.
It does not represent the actual swing angle of the bucket 15 with respect to the boom 13.

【0022】次に、バケットセンサ28の信号値を所定
インターバル毎に入力して減算を行うことでバケットセ
ンサ28の角速度ωtを計測し、この角速度ωtと前記
目標角速度ωdとを比較して偏差を求めると共に、この
偏差に基づいて偏差が大きいほどバケット弁V2の開度
を大きくする特性に従って開度Cvを設定してマイクロ
プロセッサのレジスタ、あるいは、制御装置29のメモ
リ等に値を保持する(#103,#104ステップ)。
Next, the angular velocity ωt of the bucket sensor 28 is measured by inputting and subtracting the signal value of the bucket sensor 28 at predetermined intervals, and the angular velocity ωt is compared with the target angular velocity ωd to calculate a deviation. At the same time, based on this deviation, the opening Cv is set in accordance with the characteristic that the larger the deviation is, the larger the opening of the bucket valve V2 is, and the value is held in the register of the microprocessor or the memory of the control device 29 (# 103, # 104 steps).

【0023】次に、ブームセンサ27で計測されるブー
ム角θsに基づいてブーム13がブーム角θsの姿勢に
ある場合にバケット15の開口を水平姿勢に設定するた
めにバケットセンサ28で計測されるべき目標角θdを
設定し、これと同時にバケットセンサ28で計測される
バケット角θtを計測し、夫々の値θdとθtとの偏差
に基づいて偏差が大きいほどバケット弁V2の開度を大
きくする特性で開度Cpを設定してマイクロプロセッサ
のレジスタ、あるいは、制御装置29のメモリ等に値を
保持する(#105〜#107ステップ)。
Next, when the boom 13 is in the posture of the boom angle θs based on the boom angle θs measured by the boom sensor 27, measurement is performed by the bucket sensor 28 to set the opening of the bucket 15 to the horizontal posture. The target angle θd is set, and at the same time, the bucket angle θt measured by the bucket sensor 28 is measured. Based on the deviation between the respective values θd and θt, the opening degree of the bucket valve V2 increases as the deviation increases. The opening degree Cp is set by the characteristic, and the value is held in the register of the microprocessor or the memory of the control device 29 (Steps # 105 to # 107).

【0024】このように、バケット15の角速度の制御
を行う処理でバケット弁V2の目標とする開度Cvが設
定され、バケット15の姿勢の制御を行う処理でバケッ
ト弁V2の目標とする開度Cpが設定された後には、開
度Cv、開度Cp夫々の値を比較して大きい側の開度を
選択し、選択された開度を得るようバケット弁V2のソ
レノイドに対して制御電流を供給するものとなっている
(#108〜#110ステップ)。そして、バケット弁
V2が制御された後には、バケットシリンダC2の駆動
力によってバケット15が姿勢変更を行うものとなり、
この姿勢変更状態時には、偏差が大きいほど弁の開度を
大きくして高速度で夫々のシリンダを作動させるものと
なっており、この水平制御ルーチンの処理を繰り返すこ
とで偏差が小さくなる方向へのフィードバック制御が行
われるものとなっている。尚、この制御のうち#101
〜#104ステップ及び#109ステップで請求項1の
速度制御手段Dが構成され、105〜#107ステップ
及び#110ステップで請求項2の補正制御手段Eが構
成されている。
As described above, the target opening Cv of the bucket valve V2 is set in the processing for controlling the angular velocity of the bucket 15, and the target opening Cv for the bucket valve V2 is set in the processing for controlling the attitude of the bucket 15. After Cp is set, the values of the opening Cv and the opening Cp are compared to select the larger opening, and the control current is supplied to the solenoid of the bucket valve V2 so as to obtain the selected opening. It is supplied (steps # 108 to # 110). After the bucket valve V2 is controlled, the bucket 15 changes its attitude by the driving force of the bucket cylinder C2,
In this attitude change state, the larger the deviation is, the larger the valve opening is, and each cylinder is operated at a high speed. By repeating the process of the horizontal control routine, the deviation is reduced. Feedback control is performed. In this control, # 101
Steps # 104 to # 109 constitute the speed control means D of claim 1, and steps 105 to # 107 and # 110 constitute the correction control means E of claim 2.

【0025】このように、本発明では、#101〜#1
04ステップの処理にも示したようにブーム13の昇降
作動時のブーム13の角速度に基づいてバケット15の
開口15Aを水平に維持するために必要な速度でバケッ
ト15を揺動させるフィードバック制御と、#105〜
#107ステップの処理にも示したようにブーム13の
昇降作動時のブーム13の揺動角に基づいてバケット1
5の開口15Aを水平姿勢に維持するために必要な量だ
けバケット15を揺動させるフィードバック制御との何
れか一方の制御を選択して行い得るよう制御動作が設定
されると共に、この選択をバケット弁V2の開度を大き
く操作する側を実行するよう選択のルールを設定するこ
とで、速度制御による円滑な作動を可能にすると同時に
姿勢制御によりバケット15の姿勢制御の制動を向上で
きるものとなっている。
As described above, in the present invention, # 101 to # 1
Feedback control for swinging the bucket 15 at a speed necessary to maintain the opening 15A of the bucket 15 horizontal based on the angular velocity of the boom 13 during the raising / lowering operation of the boom 13 as shown in the process of step 04, # 105-
As shown in the process of step # 107, the bucket 1 is moved based on the swing angle of the boom 13 when the boom 13 is raised and lowered.
The control operation is set so that either one of the feedback control and the feedback control for swinging the bucket 15 by an amount necessary to maintain the opening 15A in the horizontal position can be performed. By setting a selection rule to execute the side that greatly increases the opening of the valve V2, smooth operation by speed control is enabled, and at the same time, the braking of the attitude control of the bucket 15 can be improved by the attitude control. ing.

【0026】特に、例えば土砂を掬い取り移送する作業
を行う場合では図2の(イ)に示すように、バケット1
5の開口15Aを前方に向けて車体3を前進させてバケ
ット15に土砂を掬い取った直後にレバースイッチ31
をON操作することで、水平制御ルーチンを実行できる
ものであり、このレバースイッチ31のON操作時にブ
ーム13が殆ど作動していない場合には、バケット15
の開口15Aを水平に設定する処理(#105〜#10
7ステップ)で設定されるバケット弁V2の開度Cp
が、バケット15の開口15Aを水平に維持するための
速度制御の処理(#101〜#104ステップ)で設定
されるバケット弁V2の開度Cvより必然的に大きいの
でバケット15の開口15Aを水平姿勢に設定する制御
が優先的に行われる結果、バケット15の開口15Aが
水平姿勢に向かうようバケットシリンダC2が制御され
るものとなり、この制御の途中に図2(ロ)に示すよう
にブーム13を上昇させる制御を行った場合でもバケッ
ト15の開口15Aを水平姿勢に向ける方向へのバケッ
トシリンダC2の作動を停止させることなく、ブーム1
3の速度に基づいてバケット15の開口15Aを水平に
維持するための速度制御が行われる結果、円滑にバケッ
ト15の姿勢を制御して土砂の零れ落ちのない作業を可
能にするものとなっており、更に、図2(ハ)に示すよ
うに、バケット15が必要とする高さに達した後にはレ
バースイッチ31のOFF操作で水平制御を解除し操作
レバー26の操作でバケット15をダンプ操作してバケ
ット15内の土砂を排出し得るものとなっている。
In particular, for example, when performing an operation of scooping and transferring earth and sand, as shown in FIG.
Immediately after scooping the earth and sand into the bucket 15 by moving the vehicle body 3 with the opening 15A of
Is turned on, the horizontal control routine can be executed. When the boom 13 is hardly operated when the lever switch 31 is turned on, the bucket 15 is turned on.
For setting horizontal opening 15A (# 105 to # 10)
Opening Cp of the bucket valve V2 set in step 7)
Is necessarily larger than the opening Cv of the bucket valve V2 set in the speed control process (steps # 101 to # 104) for maintaining the opening 15A of the bucket 15 horizontal. As a result of the priority control for setting the posture, the bucket cylinder C2 is controlled so that the opening 15A of the bucket 15 is oriented to the horizontal posture, and during this control, the boom 13 is moved as shown in FIG. Even when the control for raising the boom 1 is performed, the operation of the bucket cylinder C2 in the direction in which the opening 15A of the
As a result of the speed control for maintaining the opening 15A of the bucket 15 horizontal based on the speed of No. 3, the attitude of the bucket 15 is smoothly controlled to enable the work without falling of the earth and sand. Further, as shown in FIG. 2C, after the bucket 15 reaches the required height, the horizontal control is released by turning off the lever switch 31 and the bucket 15 is dumped by operating the operation lever 26. Then, the earth and sand in the bucket 15 can be discharged.

【0027】〔別実施の形態〕本発明は上記実施の形態
以外に、例えば、バケットセンサをバケットの揺動軸の
軸芯上に配置することが可能であり、ブームセンサ、バ
ケットセンサをロータリエンコーダで構成することも可
能である。又、本発明ではバケットを水平以外の姿勢に
維持する制御に適用することも可能である。
[Other Embodiments] In the present invention, in addition to the above-described embodiment, for example, a bucket sensor can be arranged on the axis of a swinging shaft of a bucket. It is also possible to configure with. Further, the present invention can be applied to control for maintaining the bucket in a posture other than horizontal.

【0028】[0028]

【発明の効果】従って、ブームの作動を継続する場合で
もバケットの開口を所定の姿勢に維持する制御を精度高
く円滑に行い得るショベル装置が合理的に構成されたの
である(請求項1)。又、補正制御によってショベルの
対車体姿勢の精度を向上させ得るものとなり(請求項
2)、自動的な選択によって作業者が特別な操作を行わ
ずともショベルの対車体姿勢の精度を向上できるものと
なった(請求項3)。
Therefore, a shovel device which can smoothly and precisely control the opening of the bucket in a predetermined posture even when the operation of the boom is continued has been rationally constituted (claim 1). Further, the accuracy of the posture of the shovel with respect to the vehicle body can be improved by the correction control (claim 2), and the accuracy of the posture of the shovel with respect to the vehicle body can be improved by automatic selection without a special operation by the operator. (Claim 3).

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

【図1】ショベル装置を備えたトラクタの側面図FIG. 1 is a side view of a tractor provided with a shovel device.

【図2】制御時におけるバケットの作動形態を連続的に
示した側面図
FIG. 2 is a side view continuously showing an operation mode of a bucket during control.

【図3】操作レバーの斜視図FIG. 3 is a perspective view of an operation lever.

【図4】制御系のブロック回路図FIG. 4 is a block circuit diagram of a control system.

【図5】制御動作を示すフローチャートFIG. 5 is a flowchart showing a control operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 車体 13 ブーム 15 バケット 27 ブームセンサ 28 バケットセンサ 29 制御装置 C1 ブームアクチュエータ C2 バケットアクチュエータ D 速度制御手段 E 補正手段 ωd 目標角速度 ωs 角速度 3 Body 13 Boom 15 Bucket 27 Boom Sensor 28 Bucket Sensor 29 Controller C1 Boom Actuator C2 Bucket Actuator D Speed Control Means E Correction Means ωd Target Angular Speed ωs Angular Speed

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車体に対して揺動昇降自在に支持された
ブームの先端位置に揺動自在にバケットを支持し、ブー
ムを揺動駆動するブームアクチュエータとバケットを揺
動駆動するバケットアクチュエータとを備え、車体に対
するブームの揺動量を計測するブームセンサと、ブーム
に対するバケットの揺動量を計測するバケットセンサと
の計測結果に基づきブームアクチュエータの作動時にバ
ケットアクチュエータの駆動によりバケットの対車体姿
勢を制御する制御装置を備えたショベル装置であって、 前記ブームの人為制御時における角速度を前記ブームセ
ンサからの信号に基づいて計測し、この計測結果に基づ
いて前記バケットが対車体姿勢を維持するに必要な目標
角速度を求め、この目標角速度が前記バケットセンサで
計測されるよう前記バケットアクチュエータの作動速度
を制御する速度制御手段を前記制御装置に備えてあるシ
ョベル装置。
1. A boom actuator for swingably driving a boom and a bucket actuator for swingably driving a boom at a tip end of a boom supported for swinging up and down with respect to a vehicle body. And controlling the attitude of the bucket with respect to the vehicle body by driving the bucket actuator when the boom actuator is actuated based on the measurement results of the boom sensor that measures the swing amount of the boom with respect to the vehicle body and the bucket sensor that measures the swing amount of the bucket with respect to the boom. A shovel device including a control device, wherein the angular velocity during artificial control of the boom is measured based on a signal from the boom sensor, and the bucket is required to maintain the posture with respect to the vehicle body based on the measurement result. A target angular velocity is obtained, and before the target angular velocity is measured by the bucket sensor, Shovel speed control means for controlling the operating speed of the bucket actuator are provided to the controller device.
【請求項2】 前記ブームセンサとバケットセンサとの
計測結果に基づいてバケットの対車体姿勢が予め設定さ
れた目標姿勢から外れている場合には前記バケットアク
チュエータを駆動してバケットの姿勢を目標姿勢に操作
する補正制御手段の制御を前記速度制御手段の制御に代
えて行うよう前記制御装置の制御動作を設定してある請
求項1記載のショベル装置。
2. When the attitude of the bucket relative to the vehicle body deviates from a preset target attitude based on the measurement results of the boom sensor and the bucket sensor, the bucket actuator is driven to change the attitude of the bucket to the target attitude. 2. The shovel apparatus according to claim 1, wherein the control operation of the control device is set so that the control of the correction control means operated in place of the control of the speed control means is performed.
【請求項3】 前記速度制御手段におけるバケットアク
チュエータの制御量と前記補正制御手段におけるバケッ
トアクチュエータの制御量との比較により制御量の大き
い側の制御を選択して行うよう前記制御装置の制御動作
を設定してある請求項2記載のショベル装置。
3. The control operation of the control device is performed so as to select a control having a larger control amount by comparing a control amount of a bucket actuator in the speed control unit with a control amount of the bucket actuator in the correction control unit. The shovel device according to claim 2, wherein the shovel device is set.
JP5138597A 1997-03-06 1997-03-06 Shovel device Pending JPH10245866A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5138597A JPH10245866A (en) 1997-03-06 1997-03-06 Shovel device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5138597A JPH10245866A (en) 1997-03-06 1997-03-06 Shovel device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10245866A true JPH10245866A (en) 1998-09-14

Family

ID=12885490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5138597A Pending JPH10245866A (en) 1997-03-06 1997-03-06 Shovel device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10245866A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6609315B1 (en) * 2002-10-31 2003-08-26 Deere & Company Automatic backhoe tool orientation control
US7222444B2 (en) 2004-10-21 2007-05-29 Deere & Company Coordinated linkage system for a work vehicle
US8340875B1 (en) * 2011-06-16 2012-12-25 Caterpillar Inc. Lift system implementing velocity-based feedforward control
US8886415B2 (en) 2011-06-16 2014-11-11 Caterpillar Inc. System implementing parallel lift for range of angles
EP2924176A2 (en) 2014-03-27 2015-09-30 Kubota Corporation Front loader
JP2015194015A (en) * 2014-03-31 2015-11-05 株式会社クボタ front loader
JP2015194014A (en) * 2014-03-31 2015-11-05 株式会社クボタ front loader

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6609315B1 (en) * 2002-10-31 2003-08-26 Deere & Company Automatic backhoe tool orientation control
US7222444B2 (en) 2004-10-21 2007-05-29 Deere & Company Coordinated linkage system for a work vehicle
US8340875B1 (en) * 2011-06-16 2012-12-25 Caterpillar Inc. Lift system implementing velocity-based feedforward control
US8886415B2 (en) 2011-06-16 2014-11-11 Caterpillar Inc. System implementing parallel lift for range of angles
EP2924176A2 (en) 2014-03-27 2015-09-30 Kubota Corporation Front loader
EP2924176A3 (en) * 2014-03-27 2015-10-21 Kubota Corporation Front loader
US9238899B2 (en) 2014-03-27 2016-01-19 Kubota Corporation Front loader
JP2015194015A (en) * 2014-03-31 2015-11-05 株式会社クボタ front loader
JP2015194014A (en) * 2014-03-31 2015-11-05 株式会社クボタ front loader

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110894730B (en) Motor grader
US9637889B2 (en) Automated moldboard draft control system and method
EP2924176B1 (en) Front loader
US8985233B2 (en) System and method for controlling a rotation angle of a motor grader blade
CN108699803B (en) Control method of motor grader and motor grader
CN110894729B (en) Motor grader
JPH10245866A (en) Shovel device
CN212896535U (en) Land leveler
JPH09224407A (en) Working machine ascending/descending controller of earth-moving vehicle
US11654910B2 (en) Wheel lean automation system and method for self-propelled work vehicles
JP3236340B2 (en) Rotary tilling device lift control device
JP2651075B2 (en) Hydraulic actuator control device for earth moving machine
US11821162B2 (en) System and method for adaptive calibration of blade position control on self-propelled work vehicles
JP2559714B2 (en) Tractor
JPH05202532A (en) Work operating device of articulated construction machine
WO2021186850A1 (en) Motor grader and method for controlling motor grader
JP2520159B2 (en) Backhoe backhoe device operation structure
JP3916555B2 (en) Agricultural machine rolling control device
JPH05295754A (en) Working machine manipulating device for hydraulic excavator
JPH11115791A (en) Steering wheel operating angle control device in working vehicle
JP2587304B2 (en) Inclination control device for working part in work vehicle
JPH05195546A (en) Hydraulic actuator controller in earth-moving machine
JP3459741B2 (en) Backhoe
JP3332410B2 (en) Tilting device lifting control device
JPH09248012A (en) Work machine plowing depth controller for crawler type earthwork vehicle and method therefor