JPH11236719A

JPH11236719A - ３関節型作業機の操作制御装置

Info

Publication number: JPH11236719A
Application number: JP3861298A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Sonoda; 光夫園田; Morio Oshina; 守雄大科; Eiji Egawa; 栄治江川; Junji Tsumura; 淳二津村
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 1999-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】３関節型作業機の持つ広い作業領域を、オペレ
ータの通常の技量の範囲で、従来の２関節型作業機と同
等の操作感覚で連続的に操作可能とし、かつオペレータ
の操作に対し違和感のない動作が得られるようにする。【解決手段】加算部６４で圧力センサ６０，６１の出力
の差を求め、第１アーム３の動作速度Ｘ１を算出し、加
算部６５で圧力センサ６２，６３の出力の差を求め、第
３アーム５の動作速度Ｘ３を算出し、動作速度Ｘ１にゲ
イン算出部４４から出力される第１アーム補助ゲインＫ
１が乗じられ、動作速度Ｘ３にゲイン算出部４６から出
力される第３アーム補助ゲインＫ３が乗じられ、このＫ
１，Ｋ３の和から第２アーム４用の指令速度Ｘ２を求め
る。ゲイン算出部４４，４６では角度検出センサ４３，
４５からの角度信号θ２，θ３が小さくなると小さくな
るＫ１，Ｋ３を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３関節型、即ち作
業具を除いて３個の関節とアームを有する３関節型作業
機の操作制御装置に係わり、特に、従来の２関節型掘削
機等の作業機と同様の手段を用いて、３関節型作業機と
しての利点を利用可能な操作制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多関節型作業機の代表例である油圧ショ
ベルの作業フロントは、一般的に上下方向に回動可能な
ブームとアームで構成され、作業具としての掘削用バケ
ットがアームの先端に取り付けられている。作業具であ
るバケットの位置決めはブームとアームの２つの回動可
能な部材の操作より行われるので、本明細書ではこの油
圧ショベルを２関節型作業機と呼ぶ。

【０００３】これに対し、近年２ピースブーム型の作業
機が使われている。これは、一般的な２関節型作業機の
ブームを２分割して第１ブーム及び第２ブームとしたも
のであり、第１ブームに対する第２ブームの取付角度を
変更することにより作業範囲を広く取ることができる。
また、旋回半径が小さくなる姿勢を取ることもでき、狭
い現場での作業も可能である。この作業機は、作業具で
あるバケットの位置決めに関与する部材が第１ブーム、
第２ブーム及びアームの３つの回動可能な部材であるこ
とから、本明細書では３関節型作業機と呼ぶことにす
る。

【０００４】２関節型作業機においては、ブーム、アー
ム、バケットの動作と、上部旋回体の旋回動作を操作す
るために、２本の操作レバーが用いられている。１本の
操作レバーに２つの動作が割り当てられており、オペレ
ータは左右の手でそれぞれのレバーを操作することで作
業を行っている。

【０００５】これに対して、３関節型作業機では、２関
節型作業機の４動作に第２ブームの動作が加わるため、
もう１つの操作装置を用意する必要がある。一般には両
手が２本の操作レバーでふさがっているため、足で操作
するようにペダルが用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の３関節型作業機
の操作においては、第２ブームの操作装置としてペダル
が用いられているため、手によるレバー操作のような微
妙な調整が難しい。そのため、第２ブームを第１ブーム
やアームと協調して操作することができない。従って、
ほとんどの場合、第２ブームは作業前の作業フロントの
姿勢変更のためだけに操作され、作業中には操作されな
いのが通常である。

【０００７】そこで、３関節型作業機を新たな操作装置
を必要とせず２関節型作業機と同等の操作感覚で連続的
に操作可能とすることを目的として、本件出願人は特願
平８−２１５８０８号で、第１ブームとアームのそれぞ
れの操作レバーの指令速度にそれぞれ補助ゲインを乗
じ、その演算値を第２ブームの指令速度とする３関節型
作業機の操作制御装置を発明し、出願した。

【０００８】この特願平８−２１５８０８号の発明によ
れば、第２ブームを第１ブームやアームの動きに連動し
て操作できるようになった。また、オペレータの操作意
図と第２ブームの動きに違和感がないように、各リンク
の姿勢に応じて補助ゲインを可変とするようにもなって
いる。しかし、補助ゲインを可変とするのは、掘削機本
体の置かれた面に対する作業フロントの姿勢に応じてい
るため、第１ブームと第２ブームの取付角度やアームと
第２ブーム取付角度如何によっては作業フロントの動き
に大きな違和感が生じる場合がある。

【０００９】つまり、第１アームと第２アームとの連動
においては、第１アームと第２アームの取付角度が小さ
くなると第１アームを動作させた時の第２アーム先端の
移動方向と第２アームを動作させたときの第２アームの
先端の移動方向が大きく異なってくる。これにより第１
アーム操作レバーを操作して第３アームを移動させよう
としたオペレータにとっては第３アームが意図しない方
向に移動し、大きな違和感を感じることになる。

【００１０】また、第２アームと第３アームとの連動に
おいては、第２アームと第３アームの取付角度が小さく
なると第２アームを動作させた時の第３アーム先端の移
動方向と第３アームを動作させたときの第３アームの先
端の移動方向が大きく異なってくる。これにより第３ア
ーム操作レバーを操作して作業具を移動させようとした
オペレータにとっては、作業具が意図しない方向に移動
し、大きな違和感を感じることになる。

【００１１】本発明の目的は、３関節型作業機の持つ広
い作業領域を、オペレータの通常の技量の範囲で、従来
の２関節型作業機と同等の操作感覚で連続的に操作可能
とし、かつオペレータの操作に対し違和感のない動作が
得られる３関節型作業機の操作制御装置を提供すること
である。

【００１２】なお、これまで、３関節型作業機として２
ピースブーム型の作業機を例としたため、第１ブーム、
第２ブーム、アームという記述を用いてきたが、説明を
一般化するために、以下の本明細書中ではそれらの３部
材を第１アーム、第２アーム、第３アームと呼ぶことに
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が採用した構成及びこれに付随する特徴は次の
ようである。

【００１４】（１）まず、本発明は、作業機本体と、作
業機本体に回動可能に取り付けられた第１アームと、第
１アームに回動可能に取り付けられた第２アームと、第
２アームに回動可能に取り付けられた第３アームと、第
３アームに取り付けられた作業具と、第１アーム、第２
アーム、第３アーム及び作業具を駆動する駆動装置とを
有する３関節型作業機に設けられ、前記第１アームの速
度を指令する第１アーム操作手段と、前記第３アームの
速度を指令する第３アーム指令手段とを有し、これら第
１アーム操作手段及び第３アーム操作手段により前記駆
動装置を作動し、第１アーム及び第３アームを操作する
３関節型作業機の操作制御装置において、前記第１アー
ムの動作速度及び第３アームの動作速度を検出する動作
速度検出手段と、前記第１アームと第２アームとの取付
角度を検出する角度検出手段と、前記動作速度検出手段
で検出した第１アームの動作速度に第１アーム補助ゲイ
ンを乗じた値と前記動作速度検出手段で検出した第３ア
ームの動作速度に第３アーム補助ゲインを乗じた値との
演算値を前記第２アームの指令値とする第２アーム指令
手段と、この第２アーム指令手段に設けられ、前記角度
検出手段により検出された取付角度に応じて前記第１ア
ーム補助ゲインを変化させるゲイン可変手段とを備える
ものとする。

【００１５】このように第２アーム指令手段を設けるこ
とにより、特願平８−２１５８０８号の発明と同様に第
２アームを第１アームや第３アームの動きに連動して操
作できるようになり、３関節型作業機の持つ広い作業領
域を、オペレータの通常の技量の範囲で、従来の２関節
型作業機と同等の操作感覚で連続的に操作可能となる。

【００１６】また、上記のように角度検出手段とゲイン
可変手段を設けることにより、第１アーム操作手段を操
作して第１アームと第２アームを動作させたときの違和
感を小さくすることができる。

【００１７】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記ゲイン可変手段は前記第１アームと第２アームの取
付角度が小さくなると、前記第１アーム補助ゲインを小
さくする。

【００１８】上記取付角度が小さい場合、第２アームを
動作させたときの第２アーム先端の動作方向はオペレー
タの意図する、第１アームを動作させたときの第２アー
ム先端の動作方向に対して大きく異なったものとなる。
そこでこの場合、第１アーム補助ゲインの大きさを小さ
くすることで、第１アームを操作しても第２アームが動
きにくくなり、オペレータに違和感を与えないようにな
る。

【００１９】（３）また、上記（１）において、好まし
くは、前記ゲイン可変手段は前記第１アームと第２アー
ムの取付角度が、第１アームの基端の取付位置と第２ア
ームの先端位置とを結ぶ線と第２アームとでなす角度が
９０度となる角度より小さい場合、前記第１アーム補助
ゲインを負の値とする。

【００２０】取付角度が上記角度より小さい場合、第２
アームを動作させたときの第２アーム先端の移動方向
は、オペレータの意図する、第１アームを動作させたと
きの第２アーム先端の動作方向に対して、逆方向の成分
が発生する。そこでこの場合、第１アーム補助ゲインを
負の値とすることでこの逆方向の成分をなくし、第１ア
ーム操作時にオペレータに違和感を与えないようにす
る。

【００２１】（４）また、本発明は、作業機本体と、作
業機本体に回動可能に取り付けられた第１アームと、第
１アームに回動可能に取り付けられた第２アームと、第
２アームに回動可能に取り付けられた第３アームと、第
３アームに取り付けられた作業具と、第１アーム、第２
アーム、第３アーム及び作業具を駆動する駆動装置とを
有する３関節型作業機に設けられ、前記第１アームの速
度を指令する第１アーム操作手段と、前記第３アームの
速度を指令する第３アーム指令手段とを有し、これら第
１アーム操作手段及び第３アーム操作手段により前記駆
動装置を作動し、第１アーム及び第３アームを操作する
３関節型作業機の操作制御装置において、前記第１アー
ムの動作速度及び第３アームの動作速度を検出する動作
速度検出手段と、前記第２アームと第３アームとの取付
角度を検出する角度検出手段と、前記動作速度検出手段
で検出された第１アームの動作速度に第１アーム補助ゲ
インを乗じた値と前記動作速度検出手段で検出された第
３アームの動作速度に第３アーム補助ゲインを乗じた値
との演算値を前記第２アームの指令値とする第２アーム
指令手段と、この第２アーム指令手段に設けられ、前記
角度検出手段により検出された取付角度に応じて前記第
３アーム補助ゲインを変化させるゲイン可変手段とを備
えるものとする。

【００２２】このように第２アーム指令手段を設けるこ
とにより、特願平８−２１５８０８号の発明と同様に第
２アームを第１アームや第３アームの動きに連動して操
作できるようになり、３関節型作業機の持つ広い作業領
域を、オペレータの通常の技量の範囲で、従来の２関節
型作業機と同等の操作感覚で連続的に操作可能となる。

【００２３】また、上記のように角度検出手段とゲイン
可変手段を設けることにより、第３アーム操作手段を操
作して第２アームと第３アームを動作させたときの違和
感を小さくすることができる。

【００２４】（５）上記（４）において、好ましくは、
前記ゲイン可変手段は前記第２アームと第３アームの取
付角度が小さくなると第３アーム補助ゲインを小さくす
る。

【００２５】上記取付角度が小さい場合、第２アームを
動作させたときの第３アーム先端の動作方向はオペレー
タの意図する、第３アームを動作させたときの第３アー
ム先端の動作方向に対して大きく異なったものとなる。
そこでこの場合、第３アーム補助ゲインの大きさを小さ
くすることで、第３アームを操作しても第２アームが動
きにくくなり、オペレータに違和感を与えないようにな
る。

【００２６】（６）また、上記（４）において、好まし
くは、前記ゲイン可変手段は前記第２アームと第３アー
ムの取付角度が、第２アームの基端の取付位置と第３ア
ームの先端位置とを結ぶ線と第３アームとでなす角度が
９０度となる角度より小さい場合、前記第３アーム補助
ゲインを負の値とする。

【００２７】取付角度が上記角度より小さい場合、第２
アームを動作させたときの第３アーム先端の移動方向
は、オペレータの意図する、第３アームを動作させたと
きの第３アーム先端の動作方向に対して、逆方向の成分
が発生する。そこでこの場合、第３アーム補助ゲインを
負の値とすることでこの逆方向の成分をなくし、第３ア
ーム操作時にオペレータに違和感を与えないようにす
る。

【００２８】（７）更に、上記（１）又は（４）におい
て、好ましくは、前記動作速度検出手段は前記第１アー
ム操作手段及び第３アーム操作手段の指令信号を検出
し、この指令信号から前記第１アーム及び第３アームの
動作速度を求める。

【００２９】このように第１アーム操作手段及び第３ア
ーム操作手段の指令信号から動作速度を求めることによ
り、第１アームの動作速度及び第３アームの動作速度を
直接検出せずに当該動作速度を知ることができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１〜
図３を用いて説明する。

【００３１】図１において、作業機１の持つ作業フロン
ト２は、上下方向に回動可能な第１アーム３、第２アー
ム４、第３アーム５からなる３関節型であり、その基端
は作業機本体（上部旋回体）１３に支持され、その先端
に上下方向に回動可能な掘削作業用のバケット６が取り
付けられている。第１アーム３は第１アームシリンダ
７、第２アーム４は第２アームシリンダ８、第３アーム
５は第３アームシリンダ９でそれぞれ駆動され、バケッ
ト６はバケットシリンダ１０で駆動される。

【００３２】また、第２アーム４のリンクピン位置に角
度検出センサ４３が、第３アーム５のリンクピン位置に
角度検出センサ４５が取り付けられている。

【００３３】図２に油圧回路の一例を示す。

【００３４】油圧ポンプ２０から吐出された作動油は流
量制御弁２１，２２，２３，２４を介して、第１アーム
シリンダ７、第２アームシリンダ８、第３アームシリン
ダ９、バケットシリンダ１０に供給される。この他に、
図示しない旋回用油圧モータ、走行用油圧モータがあ
り、これらも同様に接続されている。これら油圧ポンプ
２０、流量制御弁２１，２２，２３，２４、第１アーム
シリンダ７、第２アームシリンダ８、第３アームシリン
ダ９、バケットシリンダ１０は第１アーム３、第２アー
ム４、第３アーム５、バケット６を駆動する駆動装置を
構成する。

【００３５】第１アームシリンダ７を操作するために、
操作レバー１１ａを有する操作レバー装置１１が設けら
れており、操作レバー１１ａを図示のｃ−ｄ方向に操作
することにより信号パイロット圧が流量制御弁２１に与
えられ、流量制御弁２１が右方向もしくは左方向に切り
換わる。これにより油圧ポンプ２０からの吐出油が第１
アームシリンダ７へ供給され、第１シリンダ７が収縮又
は伸長動作する。このように操作レバー１１ａを操作す
ることで、その操作量に応じて第１アームシリンダ７を
任意の速度で駆動することができる。

【００３６】第３アームシリンダ９を操作するために、
操作レバー１２ａを有する操作レバー装置１２が設けら
れており、操作レバー１２ａを図示のｆ−ｅ方向に操作
することで、第１アームシリンダ７と同様にその操作量
に応じて第３アームシリンダ９を任意の速度で駆動でき
る。

【００３７】また、バケットシリンダ１０についても、
図示はしないが、操作レバー装置１１の操作レバー１１
ａをｃ−ｄ方向と直交する方向に操作することで、その
操作量に応じて任意の速度で駆動できるようになってお
り、操作レバー装置１２の操作レバー１２ａをｆ−ｅ方
向と直交する方向に操作した場合は、図示しない旋回モ
ータがその操作量に応じて任意の速度で駆動できるよう
になっている。

【００３８】操作レバー装置１１及び操作レバー装置１
２の出力管路には圧力センサ６０，６１，６２，６３が
取り付けられており、操作レバー１１ａ，１２ａが操作
されたときの信号パイロット圧を検出する。圧力センサ
６０，６１，６２，６３の出力と角度検出センサ４３，
４５の出力はコントローラ３１に入力される。

【００３９】コントローラ３１はこれらの入力から必要
な演算を行い、比例減圧弁２９，３０へ信号を出力す
る。比例減圧弁２９，３０はコントローラ３１からの出
力に応じて調整された信号圧力を流量制御弁２２に与え
る。これにより油圧ポンプ２０からの吐出油が第２アー
ムシリンダ８へ供給される。このようにして、コントロ
ーラ３１からの出力に応じて第２アームシリンダ８は任
意の速度で駆動することができる。

【００４０】図３にブロック線図でコントローラ３１の
機能の一例を示す。

【００４１】図３において、加算部６４では圧力センサ
６１の出力と圧力センサ６０の出力の差を求め、第１ア
ーム３の動作速度Ｘ１を算出する。同様に、加算部６５
では圧力センサ６２の出力と圧力センサ６３の出力の差
を求め、第３アーム５の動作速度Ｘ３を算出する。

【００４２】第１アーム３の動作速度Ｘ１には、乗算部
４０において、ゲイン算出部４４から出力される第１ア
ーム補助ゲインＫ１が乗じられ、また、第３アーム５の
動作速度Ｘ３には、乗算部４１において、ゲイン算出部
４６から出力される第３アーム補助ゲインＫ３が乗じら
れる。この２つの信号から加算部４２によって和が演算
され、第２アーム４用の指令速度Ｘ２が求められる。そ
して、指令速度Ｘ２は信号変換部３６，３７によって、
比例減圧弁２９，３０への制御信号に変換され、この制
御信号を比例減圧弁２９，３０に出力することにより流
量制御弁２２が動作し、油圧ポンプ２０からの吐出油が
第２アームシリンダ８へ供給され、第２アーム４が回動
する。

【００４３】これにより、特願平８−２１５８０８号の
発明と同様に、操作レバー１１ａが操作されると、その
操作量に応じて第１アーム３が動作すると共に、第２ア
ーム４は第１アーム補助ゲインＫ１に応じた速度比で第
１アーム３に連動して動作し、操作レバー１２ａが操作
されると、その操作量に応じて第３アーム５が動作する
と共に、第２アーム４は第３アーム補助ゲインＫ３に応
じた速度比で第３アームに連動して動作する。このた
め、３関節型作業機の持つ広い作業領域を、オペレータ
の通常の技量の範囲で、従来の２関節型作業機と同等の
操作感覚で連続的に操作可能となる。

【００４４】また、本発明では、第１アーム補助ゲイン
Ｋ１及び第３アーム補助ゲインＫ３としてそれぞれゲイ
ン算出部４４，４６で算出した値を用いるので、操作レ
バー１１ａを操作して第１アーム３と第２アーム４を動
作させたときの違和感及び操作レバー１２ａを操作して
第２アーム４と第３アーム５を動作させたときの違和感
を小さくすることができる。以下、この点を詳細に説明
する。

【００４５】（１）３関節型作業機において、第１アー
ム３を動作させた場合の第２アーム４の先端位置の移動
方向と、第２アーム４を動作させた場合の第２アーム４
の先端位置の移動方向を比較すると、第１アーム３と第
２アーム４とでなす角度θ２が小さくなるに従い移動方
向の差が大きくなる。これは、第１アーム４を操作して
第２アーム４の先端に取り付けられた第３アーム５を移
動しようした場合に、第２アーム４が連動して動作する
ことで異なる方向への移動量が大きくなり、違和感が大
きいことを意味する。

【００４６】そこで本発明では、ゲイン算出部４４にお
いて、角度検出センサ４３からの角度信号θ２が小さく
なると第１アーム補助ゲインＫ１が小さくなるように設
定し、角度検出センサ４３からの角度信号θ２を用い
て、第１アーム補助ゲインＫ１を算出している。これ
は、第１アーム３と第２アーム４とでなす角度θ２が小
さい場合、第２アーム４が動きにくくなり、第１アーム
３を操作した時の違和感を無くすものである。

【００４７】（２）第１アーム３と第２アーム４とでな
す角度θ２が変化した場合、第１アーム３を動作させた
場合の第２アーム４の先端位置の移動方向と、第２アー
ム４を動作させた場合の第２アーム４の先端位置の移動
方向が９０度となる角度θ２ｉが存在する。θ２がこの
θ２ｉより小さい場合、第２アーム４を動作させると、
第１アーム３を動作させた場合の移動方向と反対方向に
移動する成分が発生する。

【００４８】そこで本発明では、ゲイン算出部４４にお
いて、θ２がθ２ｉより小さい場合、第１アーム補助ゲ
インＫ１が負の値となるように設定してある。これは、
第２アーム４が動作したときの反対方向への成分を逆転
させて、同じ方向とすることで、第１アーム３を操作し
た時の違和感を無くすものである。

【００４９】尚、このθ２ｉは次のようにして求められ
る。

【００５０】θ２ｉ＝ｃｏｓ^-1（Ｌ₂／Ｌ₁）Ｌ₁：第１アーム３のリンク長さＬ₂：第２アーム４のリンク長さ上記のゲイン算出部４４の演算は、第１アーム３と第２
アーム４の取付角度θ２が、第１アーム３の基端の取付
位置と第２アーム４の先端位置とを結ぶ線と第２アーム
４とでなす角度が９０度となる角度より小さい場合、第
１アーム補助ゲインＫ１を負の値としたことに相当す
る。

【００５１】（３）また、３関節型作業機において、第
３アーム５を動作させた場合の第３アーム５の先端位置
の移動方向と、第２アーム４を動作させた場合の第３ア
ーム５の先端位置の移動方向を比較すると、第２アーム
４と第３アーム５とでなす角度θ３が小さくなるに従い
移動方向の差が大きくなる。これは、第３アーム５を操
作して第３アーム５の先端に取り付けられたバケット６
を移動しようした場合に、第２アーム４が連動して動作
することで異なる方向への移動量が大きくなり、違和感
が大きいことを意味する。

【００５２】そこで本発明では、ゲイン算出部４６にお
いて、角度検出センサ４５からの角度信号θ３が小さく
なると第３アーム補助ゲインＫ３が小さくなるように設
定し、角度検出センサ４５からの角度信号θ３を用いて
第３アーム補助ゲインＫ３を算出している。これは、第
２アーム４と第３アーム５とでなす角度θ３が小さい場
合、第２アーム４が動きにくくなり、第３アーム５を操
作した時の違和感を無くすものである。

【００５３】（４）第２アーム４と第３アーム５とでな
す角度θ３が変化した場合、第３アーム５を動作させた
場合の第３アーム５の先端位置の移動方向と、第２アー
ム４を動作させた場合の第３アーム５の先端位置の移動
方向が９０度となる角度θ３ｉが存在する。θ３がこの
θ３ｉより小さい場合、第２アーム４を動作させると、
第３アーム５を動作させた場合の移動方向と反対方向に
移動する成分が発生する。

【００５４】そこで本発明では、ゲイン算出部４６にお
いて、θ３がθ３ｉより小さい場合、第３アーム補助ゲ
インＫ３が負の値となるように設定してある。これは、
第２アーム４が動作したときの反対方向への成分を逆転
させて、同じ方向とすることで、第３アーム５を操作し
た時の違和感を無くすものである。

【００５５】尚、このθ３ｉは次のようにして求められ
る。

【００５６】θ３ｉ＝ｃｏｓ^-1（Ｌ₃／Ｌ₂）Ｌ₂：第２アーム４のリンク長さＬ₃：第３アーム５のリンク長さ以上のゲイン算出部４６での演算は、第２アーム４と第
３アーム５の取付角度θ３が、第２アーム４の基端の取
付位置と第３アーム５の先端位置とを結ぶ線と第３アー
ム５とでなす角度が９０度となる角度より小さい場合、
第３アーム補助ゲインＫ３を負の値とすることに相当す
る。

【００５７】なお、以上の実施形態では、操作レバー装
置１１，１２の出力管路にそれぞれ２つの圧力センサを
取り付け、その信号の差を求めて第１アーム３の動作速
度Ｘ１と第３アーム５の動作速度Ｘ３を算出している
が、代わりに１つの差圧センサを用いても良いし、速度
センサを用いて第１アーム３と第３アーム５の動作速度
を直接検出しても良い。

【００５８】また、角度θ２及び角度θ３を検出するた
めに角度検出センサをリンクピン位置に取り付けている
が、各シリンダの長さを検出し、機構的な演算により角
度を求めても良い。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、３関節型作業機を従来
の２関節型作業機と同様の操作感覚で２本の操作レバー
を用いて、オペレータに違和感を与えずに、３関節型作
業機の特徴である広い作業範囲を連続的に操作可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用対象である３関節型作業機の外観
を示す図である。

【図２】本発明の一実施形態による３関節型作業機の操
作制御装置のシステム構成を駆動装置の油圧回路と共に
示す図である。

【図３】本発明の一実施形態による３関節型作業機の操
作制御装置のコントローラの機能を示すブロック線図で
ある。

【符号の説明】

１３関節型掘削機２作業フロント３第１アーム４第２アーム５第３アーム６バケット７第１アームシリンダ８第２アームシリンダ９第３アームシリンダ１０バケットシリンダ１１操作レバー１２操作レバー２１〜２４流量制御弁２９，３０比例減圧弁３１コントローラ３６，３７信号変換部４０，４１乗算部４２加算部４３，４５角度検出センサ４４，４６ゲイン算出部６０，６１，６２，６３圧力センサ６４，６５加算部Ｋ１第１アーム補助ゲインＫ３第３アーム補助ゲインＸ１第１アームの動作速度Ｘ２第２アームの指令速度Ｘ３第３アームの動作速度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者津村淳二茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作業機本体と、作業機本体に回動可能に取
り付けられた第１アームと、第１アームに回動可能に取
り付けられた第２アームと、第２アームに回動可能に取
り付けられた第３アームと、第３アームに取り付けられ
た作業具と、第１アーム、第２アーム、第３アーム及び
作業具を駆動する駆動装置とを有する３関節型作業機に
設けられ、前記第１アームの速度を指令する第１アーム操作手段
と、前記第３アームの速度を指令する第３アーム指令手
段とを有し、これら第１アーム操作手段及び第３アーム
操作手段により前記駆動装置を作動し、第１アーム及び
第３アームを操作する３関節型作業機の操作制御装置に
おいて、前記第１アームの動作速度及び第３アームの動作速度を
検出する動作速度検出手段と、前記第１アームと第２アームとの取付角度を検出する角
度検出手段と、前記動作速度検出手段で検出した第１アームの動作速度
に第１アーム補助ゲインを乗じた値と前記動作速度検出
手段で検出した第３アームの動作速度に第３アーム補助
ゲインを乗じた値との演算値を前記第２アームの指令値
とする第２アーム指令手段と、この第２アーム指令手段に設けられ、前記角度検出手段
により検出された取付角度に応じて前記第１アーム補助
ゲインを変化させるゲイン可変手段とを備えることを特
徴とする３関節型作業機の操作制御装置。
【請求項２】請求項１記載の３関節型作業機の操作制御
装置において、前記ゲイン可変手段は前記第１アームと
第２アームの取付角度が小さくなると、前記第１アーム
補助ゲインを小さくすることを特徴とする３関節型作業
機の操作制御装置。
【請求項３】請求項１記載の３関節型作業機の操作制御
装置において、前記ゲイン可変手段は前記第１アームと
第２アームの取付角度が、第１アームの基端の取付位置
と第２アームの先端位置とを結ぶ線と第２アームとでな
す角度が９０度となる角度より小さい場合、前記第１ア
ーム補助ゲインを負の値とすることを特徴とする３関節
型作業機の操作制御装置。
【請求項４】作業機本体と、作業機本体に回動可能に取
り付けられた第１アームと、第１アームに回動可能に取
り付けられた第２アームと、第２アームに回動可能に取
り付けられた第３アームと、第３アームに取り付けられ
た作業具と、第１アーム、第２アーム、第３アーム及び
作業具を駆動する駆動装置とを有する３関節型作業機に
設けられ、前記第１アームの速度を指令する第１アーム操作手段
と、前記第３アームの速度を指令する第３アーム指令手
段とを有し、これら第１アーム操作手段及び第３アーム
操作手段により前記駆動装置を作動し、第１アーム及び
第３アームを操作する３関節型作業機の操作制御装置に
おいて、前記第１アームの動作速度及び第３アームの動作速度を
検出する動作速度検出手段と、前記第２アームと第３アームとの取付角度を検出する角
度検出手段と、前記動作速度検出手段で検出された第１アームの動作速
度に第１アーム補助ゲインを乗じた値と前記動作速度検
出手段で検出された第３アームの動作速度に第３アーム
補助ゲインを乗じた値との演算値を前記第２アームの指
令値とする第２アーム指令手段と、この第２アーム指令手段に設けられ、前記角度検出手段
により検出された取付角度に応じて前記第３アーム補助
ゲインを変化させるゲイン可変手段とを備えることを特
徴とする３関節型作業機の操作制御装置。
【請求項５】請求項４記載の３関節型作業機の操作制御
装置において、前記ゲイン可変手段は前記第２アームと
第３アームの取付角度が小さくなると、前記第３アーム
補助ゲインを小さくすることを特徴とする３関節型作業
機の操作制御装置。
【請求項６】請求項４記載の３関節型作業機の操作制御
装置において、前記ゲイン可変手段は前記第２アームと
第３アームの取付角度が、第２アームの基端の取付位置
と第３アームの先端位置とを結ぶ線と第３アームとでな
す角度が９０度となる角度より小さい場合、前記第３ア
ーム補助ゲインを負の値とすることを特徴とする３関節
型作業機の操作制御装置。
【請求項７】請求項１又は４記載の３関節型作業機の操
作制御装置において、前記動作速度検出手段は前記第１
アーム操作手段及び第３アーム操作手段の指令信号を検
出し、この指令信号から第１アーム及び第３アームの動
作速度を求めることを特徴とする３関節型作業機の操作
制御装置。