JPH11100868A - エクスカベーターハウジングを位置決めする装置及び方法 - Google Patents
エクスカベーターハウジングを位置決めする装置及び方法Info
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- JPH11100868A JPH11100868A JP10219935A JP21993598A JPH11100868A JP H11100868 A JPH11100868 A JP H11100868A JP 10219935 A JP10219935 A JP 10219935A JP 21993598 A JP21993598 A JP 21993598A JP H11100868 A JPH11100868 A JP H11100868A
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
- E02F9/10—Supports for movable superstructures mounted on travelling or walking gears or on other superstructures
- E02F9/12—Slewing or traversing gears
- E02F9/121—Turntables, i.e. structure rotatable about 360°
- E02F9/123—Drives or control devices specially adapted therefor
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
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- E02F9/12—Slewing or traversing gears
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- E02F9/128—Braking systems
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S388/923—Specific feedback condition or device
- Y10S388/929—Fluid/granular material flow rate, pressure, or level
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- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 機械ハウジングを回転可能に位置決めする装
置及び方法を提供すること。 【解決手段】 ポンプが、モータへの加圧流体を生成
し、それに応答してモーターが機械ハウジングを回転さ
せる。コントロールバルブが、ポンプからモーターへの
流体の流れを調整する。位置センサーが、ハウジングの
回転位置を検知し、それに応答して実際の位置シグナル
を発生する。ハウジングの所望回転位置を示すシグナル
を発生するデバイスが設けられる。コントローラーが、
所望及び実際の位置シグナルを比較し、それに応答して
エラーシグナルを発生し、ハウジング加速度を表す可変
ゲイン値をエラーシグナルに乗算し、コントロールシグ
ナルをコントロールバルブに供給し、所望位置に該ハウ
ジングを回転させる。
置及び方法を提供すること。 【解決手段】 ポンプが、モータへの加圧流体を生成
し、それに応答してモーターが機械ハウジングを回転さ
せる。コントロールバルブが、ポンプからモーターへの
流体の流れを調整する。位置センサーが、ハウジングの
回転位置を検知し、それに応答して実際の位置シグナル
を発生する。ハウジングの所望回転位置を示すシグナル
を発生するデバイスが設けられる。コントローラーが、
所望及び実際の位置シグナルを比較し、それに応答して
エラーシグナルを発生し、ハウジング加速度を表す可変
ゲイン値をエラーシグナルに乗算し、コントロールシグ
ナルをコントロールバルブに供給し、所望位置に該ハウ
ジングを回転させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、エクスカベー
ターハウジングを位置決めする装置に関し、特に、加速
度フィードバックを用いてエクスカベーターハウジング
を位置決めする装置に関する。
ターハウジングを位置決めする装置に関し、特に、加速
度フィードバックを用いてエクスカベーターハウジング
を位置決めする装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】典型的なエクスカーベーターハウジング
位置決めシステムは、旋回用ギアトレインに組合わせた
ギア組立体を回転させ、該旋回用ギアトレインによりハ
ウジングを回転させる液圧モーターを有する。エクスカ
ベーターハウジングを所望位置に位置決めするために、
閉ループ制御システムを用いることができる。実際に
は、操作者は、スタート位置から該ハウジングを加速さ
せ、所望位置に達する前に該ハウジングを減速させるこ
とによって該エクスカベーターハウジングを所望位置に
回転させる。しかし、負荷が種々異なる回転ハウジング
に生じる慣性力のために、専門の操作者であってもハウ
ジングを所望位置に正確に回転させることは困難であ
る。特に、一旦該エクスカベーターが回転動作を始める
と、この回転によって生じる慣性力のために、ハウジン
グは所望の位置をオーバーシュートすることは普通であ
る。エクスカベーターが丘の斜面で作動しているとき
や、エクスカベーターの作業具が、最大の荷重を負担し
ているときには、この問題は、さらに悪化する。
位置決めシステムは、旋回用ギアトレインに組合わせた
ギア組立体を回転させ、該旋回用ギアトレインによりハ
ウジングを回転させる液圧モーターを有する。エクスカ
ベーターハウジングを所望位置に位置決めするために、
閉ループ制御システムを用いることができる。実際に
は、操作者は、スタート位置から該ハウジングを加速さ
せ、所望位置に達する前に該ハウジングを減速させるこ
とによって該エクスカベーターハウジングを所望位置に
回転させる。しかし、負荷が種々異なる回転ハウジング
に生じる慣性力のために、専門の操作者であってもハウ
ジングを所望位置に正確に回転させることは困難であ
る。特に、一旦該エクスカベーターが回転動作を始める
と、この回転によって生じる慣性力のために、ハウジン
グは所望の位置をオーバーシュートすることは普通であ
る。エクスカベーターが丘の斜面で作動しているとき
や、エクスカベーターの作業具が、最大の荷重を負担し
ているときには、この問題は、さらに悪化する。
【０００３】さらに、エクスカベーターの掘削及びダン
プ作業サイクルを調整する自動制御の発達と共に、慣性
力を補償して回転を正確に制御するために、エクスカベ
ーターの回転中に生じる慣性力を監視する方法が必要で
ある。残念ながら、慣性力を直接監視するには、幾つか
のセンサーの使用を必要とし、そのためにその分だけ機
械のコストが上昇する。
プ作業サイクルを調整する自動制御の発達と共に、慣性
力を補償して回転を正確に制御するために、エクスカベ
ーターの回転中に生じる慣性力を監視する方法が必要で
ある。残念ながら、慣性力を直接監視するには、幾つか
のセンサーの使用を必要とし、そのためにその分だけ機
械のコストが上昇する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
の１つ又はそれ以上を克服することを目的としている。
の１つ又はそれ以上を克服することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様とし
て、機械ハウジングを回転位置決めするための装置及び
方法が開示されている。ポンプが、加圧した流体をモー
ターに供給し、モーターがそれに応答して機械ハウジン
グを回転させる。制御バルブは、ポンプからモーターへ
の流体の流れを調整する。位置センサーは、ハウジング
の回転位置を検知し、それに応答して実際位置シグナル
を発生する。ハウジングの所望回転位置を示すシグナル
を発生するためのデバイスが設けられる。コントローラ
ーは、所望及び実際の位置シグナルを比較し、それに応
答してエラーシグナルを発生し、該ハウジングの加速度
を表す可変的なゲインの値でエラーシグナルを乗算し、
制御シグナルを、所望位置に該ハウジングを回転させる
制御バルブに供給する。
て、機械ハウジングを回転位置決めするための装置及び
方法が開示されている。ポンプが、加圧した流体をモー
ターに供給し、モーターがそれに応答して機械ハウジン
グを回転させる。制御バルブは、ポンプからモーターへ
の流体の流れを調整する。位置センサーは、ハウジング
の回転位置を検知し、それに応答して実際位置シグナル
を発生する。ハウジングの所望回転位置を示すシグナル
を発生するためのデバイスが設けられる。コントローラ
ーは、所望及び実際の位置シグナルを比較し、それに応
答してエラーシグナルを発生し、該ハウジングの加速度
を表す可変的なゲインの値でエラーシグナルを乗算し、
制御シグナルを、所望位置に該ハウジングを回転させる
制御バルブに供給する。
【０００６】
【実施例】本発明は、特にエクスカベーターハウジング
の回転位置を制御するのに適している。本発明は、以下
においてエクスカベーターハウジングの位置決めに関し
て説明するが、本発明は、フロントシャベル等どのよう
なタイプの回転機械にも同様に適用できる。本発明は、
トルクが一定であると仮定した場合、慢性力に加速度が
反比例するという原理を利用している。従って、一旦該
エクカベーターハウジングの回転加速度が求められる
と、慣性力をエクスカベーターハウジングを位置決めす
る場合の考慮要因とすることができる。典型的なエクス
カベーター１００が、図１に関して示される。ハウジン
グ１０５は、車台１１０の上部にある。作業器１１５
は、ハウジング１０５に搭載される。図示されるよう
に、作業器１１５は、ブーム１２０、スティック１２
５、バケット１３０を有する。駆動アセンブリ１４０
は、車台１１０に対してハウジングを回転させる。
の回転位置を制御するのに適している。本発明は、以下
においてエクスカベーターハウジングの位置決めに関し
て説明するが、本発明は、フロントシャベル等どのよう
なタイプの回転機械にも同様に適用できる。本発明は、
トルクが一定であると仮定した場合、慢性力に加速度が
反比例するという原理を利用している。従って、一旦該
エクカベーターハウジングの回転加速度が求められる
と、慣性力をエクスカベーターハウジングを位置決めす
る場合の考慮要因とすることができる。典型的なエクス
カベーター１００が、図１に関して示される。ハウジン
グ１０５は、車台１１０の上部にある。作業器１１５
は、ハウジング１０５に搭載される。図示されるよう
に、作業器１１５は、ブーム１２０、スティック１２
５、バケット１３０を有する。駆動アセンブリ１４０
は、車台１１０に対してハウジングを回転させる。
【０００７】駆動アセンブリ１４０の一例は、図２に示
されている。ポンプ２０５は、加圧された流体を液圧モ
ーター２１０に供給する。加圧された流体を受けること
に応じて該モーターは、ドライブシャフト２１５を回転
させる。該ドライブシャフト２１５は、ギアトレイン２
２５を介してドライブギア２２０に連結される。該ギア
トレイン２２５は、当業界によく知られているような複
数のプラネタリーギアセットを含む。該ドライブギア２
２０は、該エクスカベーターの車台１１０に取付けられ
る大径リングギア２３０とかみ合う。ここに、該ドライ
ブギア２２０は、エクスカベーターハウジング１０５の
延長部として示され、大径リングギア２３０の周辺を回
転し、車台１１０に対してハウジング１０５を回転させ
る。３方向液圧制御バルブ２３５は、供給ラインＰ1、Ｐ
2 を介して該モーター２１０を出入する流体の流れを調
整する。典型的な例では、制御バルブ２３５は、電子コ
ントローラー２４０によって制御されるパイロットバル
ブ（示されない）によって操作される。しかし、ここで
の説明の目的として、該コントローラー２４０は、３方
向バルブ２３５の作動を直接制御するものと仮定する。
好ましい実施例において、該コントローラー２４０は、
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び読取専用メモリ
（ＲＯＭ）を有するマイクロプロセッサーベースのシス
テムであり、制御処理用の計算ユニットを用いる。該コ
ントローラー２４０は、操作者インターフェース２４５
からコマンドを受ける。該操作者インターフェース２４
５は、該エクスカベーターハウジング１０５の所望速度
及び／又は位置を示すコマンドシグナルを発生できる電
子操作レバーを有する。自動エクスカベーター制御が望
まれる場合、該コントローラー自身は、所望位置及び／
又は速度コマンドシグナルを発生するように構成でき
る。
されている。ポンプ２０５は、加圧された流体を液圧モ
ーター２１０に供給する。加圧された流体を受けること
に応じて該モーターは、ドライブシャフト２１５を回転
させる。該ドライブシャフト２１５は、ギアトレイン２
２５を介してドライブギア２２０に連結される。該ギア
トレイン２２５は、当業界によく知られているような複
数のプラネタリーギアセットを含む。該ドライブギア２
２０は、該エクスカベーターの車台１１０に取付けられ
る大径リングギア２３０とかみ合う。ここに、該ドライ
ブギア２２０は、エクスカベーターハウジング１０５の
延長部として示され、大径リングギア２３０の周辺を回
転し、車台１１０に対してハウジング１０５を回転させ
る。３方向液圧制御バルブ２３５は、供給ラインＰ1、Ｐ
2 を介して該モーター２１０を出入する流体の流れを調
整する。典型的な例では、制御バルブ２３５は、電子コ
ントローラー２４０によって制御されるパイロットバル
ブ（示されない）によって操作される。しかし、ここで
の説明の目的として、該コントローラー２４０は、３方
向バルブ２３５の作動を直接制御するものと仮定する。
好ましい実施例において、該コントローラー２４０は、
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び読取専用メモリ
（ＲＯＭ）を有するマイクロプロセッサーベースのシス
テムであり、制御処理用の計算ユニットを用いる。該コ
ントローラー２４０は、操作者インターフェース２４５
からコマンドを受ける。該操作者インターフェース２４
５は、該エクスカベーターハウジング１０５の所望速度
及び／又は位置を示すコマンドシグナルを発生できる電
子操作レバーを有する。自動エクスカベーター制御が望
まれる場合、該コントローラー自身は、所望位置及び／
又は速度コマンドシグナルを発生するように構成でき
る。
【０００８】コントローラー２４０は、モーターセンサ
ー２５０又はハウジングセンサー２５５から位置及び／
又は速度情報を受ける。モーターセンサー２５０は、ド
ライブシャフト２１５の回転に応答してモーター位置及
び／又は速度シグナルを発生する。ハウジングセンサー
２５５は、エクスカベーターハウジング１０５の回転に
応答して、ハウジング位置及び／又は速度シグナルを発
生する。各センサーは、該エクスカベーターハウジング
１０５の回転位置を示すシグナルを発生する、という点
において、何れも本発明によって等しく用いられる。配
置センサー２５０、２５５は、ホール効果センサー、リ
ゾルバ、タコメータ、回転ポテンシオメーター等のよう
な周知のデバイスを含むものでよい。位置シグナルは、
エクスカベーターハウジング１０５の位置を表すだけで
なく、エクスカベーターハウジング１０５の速度も表
す。これは、コントローラー２４０によって達成され、
位置シグナルを微分し、それによって速度シグナルを発
生する。或いは、エクスカベーターハウジング１０５の
回転速度を表す情報を別のセンサー（示されない）を用
いることによって生じさせることもできる。
ー２５０又はハウジングセンサー２５５から位置及び／
又は速度情報を受ける。モーターセンサー２５０は、ド
ライブシャフト２１５の回転に応答してモーター位置及
び／又は速度シグナルを発生する。ハウジングセンサー
２５５は、エクスカベーターハウジング１０５の回転に
応答して、ハウジング位置及び／又は速度シグナルを発
生する。各センサーは、該エクスカベーターハウジング
１０５の回転位置を示すシグナルを発生する、という点
において、何れも本発明によって等しく用いられる。配
置センサー２５０、２５５は、ホール効果センサー、リ
ゾルバ、タコメータ、回転ポテンシオメーター等のよう
な周知のデバイスを含むものでよい。位置シグナルは、
エクスカベーターハウジング１０５の位置を表すだけで
なく、エクスカベーターハウジング１０５の速度も表
す。これは、コントローラー２４０によって達成され、
位置シグナルを微分し、それによって速度シグナルを発
生する。或いは、エクスカベーターハウジング１０５の
回転速度を表す情報を別のセンサー（示されない）を用
いることによって生じさせることもできる。
【０００９】コントローラー２４０によって使用される
制御システムのブロック図が、図３に関して示される。
所望位置シグナルは、第１加算接合部３０５で実際の又
は参照位置シグナルと比較され、位置エラーシグナルを
発生する。該位置エラーシグナルは、第１ゲイン段階３
１０で位置ゲイン値によって乗算され、所望の又は参照
速度シグナルを発生する。該所望速度シグナルは、第２
加算接合部３１５で実際の速度シグナルと比較され、速
度エラーシグナルを発生する。該実際の速度シグナル
は、第１微分ブロック３２０で実際の位置シグナルを微
分することによって発生される。速度エラーシグナル
は、第２ゲイン段階３２５で速度ゲイン値によって乗算
され、制御シグナルを発生する。従って、制御シグナル
は、制御バルブ２３５に供給され、エクスカベーターハ
ウジング１０５を所望位置に所望速度で制御可能に回転
させる。
制御システムのブロック図が、図３に関して示される。
所望位置シグナルは、第１加算接合部３０５で実際の又
は参照位置シグナルと比較され、位置エラーシグナルを
発生する。該位置エラーシグナルは、第１ゲイン段階３
１０で位置ゲイン値によって乗算され、所望の又は参照
速度シグナルを発生する。該所望速度シグナルは、第２
加算接合部３１５で実際の速度シグナルと比較され、速
度エラーシグナルを発生する。該実際の速度シグナル
は、第１微分ブロック３２０で実際の位置シグナルを微
分することによって発生される。速度エラーシグナル
は、第２ゲイン段階３２５で速度ゲイン値によって乗算
され、制御シグナルを発生する。従って、制御シグナル
は、制御バルブ２３５に供給され、エクスカベーターハ
ウジング１０５を所望位置に所望速度で制御可能に回転
させる。
【００１０】本発明においては、エクスカベーターハウ
ジング１０５の加速度を監視して、慣性力の変化に対処
することにより有利な結果を得る。更に、エクスカベー
ターハウジング１０５の加速度は、位置及び速度ゲイン
値を求めるために用いられる。エクスカベーターハウジ
ングの加速度は、第２微分ブロック３３０で実際の速度
シグナルを微分することによって求められる。好ましい
実施例において、エクスカベーターハウジングの加速度
は、標準のピーク検知技術を用いることによって、すな
わち、一定期間にわたり加速度のサンプリングを行うこ
とによって求められる。第２微分ブロック３３０の結果
は、加速度シグナルであり、その大きさは、ルックアッ
プテーブル３３５に含まれる数値と比較され、位置及び
速度ゲイン値を生成する。
ジング１０５の加速度を監視して、慣性力の変化に対処
することにより有利な結果を得る。更に、エクスカベー
ターハウジング１０５の加速度は、位置及び速度ゲイン
値を求めるために用いられる。エクスカベーターハウジ
ングの加速度は、第２微分ブロック３３０で実際の速度
シグナルを微分することによって求められる。好ましい
実施例において、エクスカベーターハウジングの加速度
は、標準のピーク検知技術を用いることによって、すな
わち、一定期間にわたり加速度のサンプリングを行うこ
とによって求められる。第２微分ブロック３３０の結果
は、加速度シグナルであり、その大きさは、ルックアッ
プテーブル３３５に含まれる数値と比較され、位置及び
速度ゲイン値を生成する。
【００１１】ルックアップテーブル３３５は、コントロ
ーラー２４０のＲＡＭ又はＲＯＭに配置された多次元の
ルックアップテーブルを表し、複数の加速度シグナルの
大きさと一致する複数の位置及び速度ゲイン値Ｋ1、Ｋ2
を記憶するために使用される。メモリーに記憶された特
性の数は、システムの所望の正確さにより定められる。
コントローラー２４０は、加速度シグナルの大きさをメ
モリーに記憶された数値と比較し、対応する所望位置及
び速度ゲイン値Ｋ1、Ｋ2 を選択する。検知された数値
が、メモリーに記憶された個々の数値の間に来る場合、
補間法を用いてゲイン値を定めてもよい。テーブルの数
値は、シミュレーション及び経験的データの統計から得
られる。ルックアップテーブルについて説明したが、一
層の正確さが要求される場合には、該ルックアップテー
ブルに代えて実験式を用いることも当業界でよく知られ
ている。従って、位置及び速度ゲイン値Ｋ1、Ｋ2 は、可
変であり、エクスカベーターハウジングの加速度に応じ
て定まる。ゲイン値は、エクスカベーターハウジング１
０５の加速度を表し、負荷慣性力に逆に比例するため、
この制御システムは、エクスカベーターハウジング１０
５の位置をより正確に制御できる。
ーラー２４０のＲＡＭ又はＲＯＭに配置された多次元の
ルックアップテーブルを表し、複数の加速度シグナルの
大きさと一致する複数の位置及び速度ゲイン値Ｋ1、Ｋ2
を記憶するために使用される。メモリーに記憶された特
性の数は、システムの所望の正確さにより定められる。
コントローラー２４０は、加速度シグナルの大きさをメ
モリーに記憶された数値と比較し、対応する所望位置及
び速度ゲイン値Ｋ1、Ｋ2 を選択する。検知された数値
が、メモリーに記憶された個々の数値の間に来る場合、
補間法を用いてゲイン値を定めてもよい。テーブルの数
値は、シミュレーション及び経験的データの統計から得
られる。ルックアップテーブルについて説明したが、一
層の正確さが要求される場合には、該ルックアップテー
ブルに代えて実験式を用いることも当業界でよく知られ
ている。従って、位置及び速度ゲイン値Ｋ1、Ｋ2 は、可
変であり、エクスカベーターハウジングの加速度に応じ
て定まる。ゲイン値は、エクスカベーターハウジング１
０５の加速度を表し、負荷慣性力に逆に比例するため、
この制御システムは、エクスカベーターハウジング１０
５の位置をより正確に制御できる。
【００１２】以上、本発明を、上記の好ましい実施例に
ついて特に示し、説明したが、様々な別の実施例が、本
発明の精神及び範囲から外れることなく実現可能であ
る。
ついて特に示し、説明したが、様々な別の実施例が、本
発明の精神及び範囲から外れることなく実現可能であ
る。
【００１３】
【産業上の利用可能性】本発明の利点は、例によって最
も良く示される。エクスカベーター１００は、作業場で
物質を掘削しており、バケット１３０に最大荷重を受け
た状態で、ダンプ位置にエクスカベーターハウジング１
０５を右回りに回転させているものと仮定する。コント
ローラー２４０は、バルブ２３５の位置を制御し、供給
ラインＰ 1 を介して流体の流れをモーター２１０に供給
し、該ハウジング１０５を右回りに回転させる。コント
ローラー２４０は、エクスカベーターハウジング位置情
報を受け、ハウジング回転加速度を求め、それによって
制御ゲインを調節する。バケット１３０は、最大荷重状
態であるため、エクスカベーターハウジングの加速度
は、比較的遅い。コントローラー２４０は、”低い”又
は遅い応答制御ゲインを採用し、高い慣性力に対する調
節を行い、エクスカベーターハウジング１０５を無視で
きる程度のオーバーシュートで所望の位置に正確に位置
できるようにすることが好ましい。バケット１３０が物
質をダンプすると、コントローラー２４０は、バルブ２
３５の位置を制御し、供給ラインＰ2 を介して流体の流
れをモーター２１０に供給し、ハウジング１０５を左回
りに回転させる。しかし、バケット１３０は空のため、
負荷は無視できる程度であり、従ってハウジング１０５
を比較的高い加速度で回転できる。従って、該コントロ
ーラー２４０は、”高い”又は速い応答制御ゲインを採
用し、低い慣性力に対する調節を行い、エクカベーター
ハウジング１０５を再び無視できる程度のオーバーシュ
ートで所望位置に正確に位置決めする。
も良く示される。エクスカベーター１００は、作業場で
物質を掘削しており、バケット１３０に最大荷重を受け
た状態で、ダンプ位置にエクスカベーターハウジング１
０５を右回りに回転させているものと仮定する。コント
ローラー２４０は、バルブ２３５の位置を制御し、供給
ラインＰ 1 を介して流体の流れをモーター２１０に供給
し、該ハウジング１０５を右回りに回転させる。コント
ローラー２４０は、エクスカベーターハウジング位置情
報を受け、ハウジング回転加速度を求め、それによって
制御ゲインを調節する。バケット１３０は、最大荷重状
態であるため、エクスカベーターハウジングの加速度
は、比較的遅い。コントローラー２４０は、”低い”又
は遅い応答制御ゲインを採用し、高い慣性力に対する調
節を行い、エクスカベーターハウジング１０５を無視で
きる程度のオーバーシュートで所望の位置に正確に位置
できるようにすることが好ましい。バケット１３０が物
質をダンプすると、コントローラー２４０は、バルブ２
３５の位置を制御し、供給ラインＰ2 を介して流体の流
れをモーター２１０に供給し、ハウジング１０５を左回
りに回転させる。しかし、バケット１３０は空のため、
負荷は無視できる程度であり、従ってハウジング１０５
を比較的高い加速度で回転できる。従って、該コントロ
ーラー２４０は、”高い”又は速い応答制御ゲインを採
用し、低い慣性力に対する調節を行い、エクカベーター
ハウジング１０５を再び無視できる程度のオーバーシュ
ートで所望位置に正確に位置決めする。
【００１４】エクスカベーターハウジングの加速度に関
する情報を用いることによって、コントローラー２４０
は、エクスカベーターの機構システムに作用する慣性力
の影響を予測でき、従ってコントローラー２４０は、オ
ーバーシュートの原因となる状況を減少又は除去できる
形でエクスカベーターハウジングを正確に位置決めする
ための制御ゲインを得ることができる。このように、本
発明は、オーバーシュートを最小限にすることによって
機械性能を最大にし、従って、高い生産性をもたらす。
既に説明したように、本発明は、エクスカベーターの手
動又は自動操作に適用できる。さらに、本発明は、可変
負荷を持つ回転慣性体の正確な位置制御に適用すること
ができる。本発明の他の態様、目的、利点は、図面、要
約、添付の請求の範囲を研究することによって得られ
る。
する情報を用いることによって、コントローラー２４０
は、エクスカベーターの機構システムに作用する慣性力
の影響を予測でき、従ってコントローラー２４０は、オ
ーバーシュートの原因となる状況を減少又は除去できる
形でエクスカベーターハウジングを正確に位置決めする
ための制御ゲインを得ることができる。このように、本
発明は、オーバーシュートを最小限にすることによって
機械性能を最大にし、従って、高い生産性をもたらす。
既に説明したように、本発明は、エクスカベーターの手
動又は自動操作に適用できる。さらに、本発明は、可変
負荷を持つ回転慣性体の正確な位置制御に適用すること
ができる。本発明の他の態様、目的、利点は、図面、要
約、添付の請求の範囲を研究することによって得られ
る。
【図１】液圧エクスカベーターの図である。
【図２】液圧エクスカベーターの駆動アセンブリと関連
する電子液圧回路図である。
する電子液圧回路図である。
【図３】駆動アセンブリを制御する制御システムのブロ
ック図である。
ック図である。
１００ エクスカベーター １０５ ハウジング １１０ 車台 １１５ 作業具 １２０ ブーム １２５ スティック １３０ バケット １４０ 駆動アセンブリ ２０５ ポンプ ２１０ 液圧モーター ２１５ ドライブシャフト ２２０ ドライブギア ２２５ ギアトレイン ２３０ リングギア ２３５ 液圧制御バルブ ２４０ 電子コントローラー ２４５ 操作者インターフェース ２５０ モーターセンサー ２５５ ハウジングセンサー ３０５ 第１加算接合部 ３１０ 第１ゲイン段階 ３１５ 第２加算接合部 ３２０ 第１微分ブロック ３２５ 第２ゲイン段階 ３３０ 第２微分ブロック ３３５ ルックアップテーブル
Claims (8)
- 【請求項１】 機械ハウジングを回転位置決めする装置
であって、 加圧された流体を生じさせるポンプと、 加圧された流体を受け、それに応答して機械ハウジング
を回転させるモーターと、 該ポンプから前記モーターへの流体の流れを調整する制
御バルブと、 該ハウジングの回転位置を検知し、それに応答して実際
の位置シグナルを発生する位置センサーと、 該ハウジングの所望回転位置を示すシグナルを発生する
手段と、 所望及び実際の位置シグナルを比較し、それに応答して
位置エラーシグナルを発生し、ハウジングの加速度を表
す可変ゲインの値を前記位置エラーシグナルに乗算し、
該ハウジングを所望位置に回転させる制御シグナルを前
記制御バルブに伝えるコントローラーと、から構成され
る装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の装置であって、前記位
置シグナルを受け、該位置シグナルを微分し、それに応
答して該ハウジングの回転速度を示す速度シグナルを発
生する手段を有する装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の装置であって、該コン
トローラーは、前記位置エラーシグナルに可変ゲインの
値を乗算して所望速度シグナルを生成し、前記所望速度
シグナルを実際の速度シグナルと比較し、その比較に応
答して速度エラーシグナルを発生する装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載の装置であって、該コン
トローラーは、可変ゲインの値に前記速度エラーシグナ
ルを乗算し、それに応答して所望速度で該ハウジングを
回転させる制御シグナルを生成する装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の装置であって、該速度
シグナルを受け、該速度シグナルを微分し、それに応答
して該ハウジングの回転加速度を示す加速度シグナルを
発生する手段を含む装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の装置であって、該ハウ
ジングの加速度シグナルの大きさに応じて位置及び速度
についての可変ゲインの値を定める手段を有する装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載の装置であって、複数の
加速度の大きさに対応する複数の位置及び速度ゲインの
値を記憶するルックアップテーブルを有する装置。 - 【請求項８】 請求項７に記載の装置であって、該コン
トローラーは、該加速度シグナルの大きさを該ルックア
ップテーブルに記憶された加速度シグナルの大きさと比
較して、対応する位置及び速度についてのゲインの値を
選択する装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/905,510 US6052636A (en) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | Apparatus and method for positioning an excavator housing |
| US08/905510 | 1997-08-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11100868A true JPH11100868A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=25420959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10219935A Withdrawn JPH11100868A (ja) | 1997-08-04 | 1998-08-04 | エクスカベーターハウジングを位置決めする装置及び方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6052636A (ja) |
| JP (1) | JPH11100868A (ja) |
| DE (1) | DE19835268A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US8836323B2 (en) | 2010-12-13 | 2014-09-16 | Caterpillar Inc. | System and method for determining slue position |
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| JPH02225730A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-07 | Komatsu Ltd | 油圧掘削機械における上部旋回体の制御装置 |
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| JP2736569B2 (ja) * | 1991-01-23 | 1998-04-02 | 新キャタピラー三菱株式会社 | 油圧パワーショベルの操作方法 |
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| JP2566745B2 (ja) * | 1994-04-29 | 1996-12-25 | 三星重工業株式会社 | 電子制御油圧掘削機の自動平坦作業方法 |
| US5528498A (en) * | 1994-06-20 | 1996-06-18 | Caterpillar Inc. | Laser referenced swing sensor |
| US5704429A (en) * | 1996-03-30 | 1998-01-06 | Samsung Heavy Industries Co., Ltd. | Control system of an excavator |
-
1997
- 1997-08-04 US US08/905,510 patent/US6052636A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-08-04 DE DE19835268A patent/DE19835268A1/de not_active Withdrawn
- 1998-08-04 JP JP10219935A patent/JPH11100868A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19835268A1 (de) | 1999-03-11 |
| US6052636A (en) | 2000-04-18 |
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