JPH11286969A - 自動運転ショベル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】自動運転ショベルの旋回途中のバケットから溢
れた土石等の落ちこぼれを防止する 【解決手段】油圧ショベルと、該油圧ショベルに設けら
れ、教示して記憶される教示位置を順次読み出して当該
油圧ショベルを掘削から放土までの一巡する動作を繰り
返し行わせる自動運転コントローラ５０と、から構成さ
れる自動運転ショベルにおいて、前記自動運転コントロ
ーラは、掘削後の所定の位置で油圧ショベルのバケッ
ト、アーム、ブーム、旋回体の少なくともいずれか１つ
に振り落し動作を行わせる振り落し手段５０３，５０
４，５０５，５０６，５０９を備えていることを特徴と
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、自動運転ショベル
に係わり、特に、掘削から放土までの一巡する作業を繰
り返し行う自動運転ショベルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設機械の代表例として油圧ショ
ベルが知られているが、近年、油圧ショベによって掘削
から放土までの一連の作業を単調に繰り返す作業の場合
には、自動運転ショベルによってその作業を行わせるよ
うになってきている。例えば、特開平９−１９５３２１
号公報には、教示された動作を繰り返し再生して、油圧
ショベルに掘削から放土までの一連の作業を自動的に行
わせる技術が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動運転シ
ョベルにおいて、土石等を掘削して積み込まれた土石等
がバケットから溢れて山盛りになった状態で、砕石用ク
ラッシャのホッパ等まで旋回しようとすると旋回途中で
バケットから溢れ出た土石等がこぼれ落ち、砕石用クラ
ッシャ等の作業機械を破損する恐れがある。

【０００４】しかし、従来の自動運転ショベルでは、旋
回途中での土石等の落ちこぼれを防止することについて
は特に考慮されていない。

【０００５】本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、
旋回途中の土石等の落ちこぼれを防止するために、土石
等の掘削終了後、バケットを上下に振って溢れた土石等
を落としてから旋回する自動運転ショベルを提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、次のような手段を採用した。

【０００７】油圧ショベルと、該油圧ショベルに設けら
れ、教示して記憶された教示位置を順次読み出して当該
油圧ショベルを掘削から放土までの一巡する動作を繰り
返し行わせる自動運転コントローラと、から構成される
自動運転ショベルにおいて、前記自動運転コントローラ
は、掘削後の所定の位置で油圧ショベルのバケット、ア
ーム、ブーム、旋回体の少なくともいずれか１つに振り
落し動作を行わせる振り落し手段を備えていることを特
徴とする。

【０００８】また、ブーム、アーム、およびバケットを
作動する油圧シリンダと旋回体を作動する油圧モータと
のそれぞれを駆動するコントロールバルブと、該コント
ロールバルブを制御する電磁弁とを備える油圧ショベル
と、該油圧ショベルに設けられ、教示して記憶された教
示位置を順次読み出して前記油圧ショベルに再生動作さ
せるための目標位置を出力する目標位置出力手段と、前
記目標位置を入力して当該油圧ショベルを目標位置に制
御するために前記電磁弁に制御信号を出力するサーボ手
段とを備える自動運転コントローラと、から構成される
自動運転ショベルにおいて、前記目標位置出力手段は、
掘削後の所定の位置で前記バケット、前記アーム、前記
ブーム、および前記旋回体の少なくとも１つに振り落し
動作を行わせるために前記所定位置と振り落し位置とを
所定回数前記目標位置として出力させる振り落し手段を
備えていることを特徴とする。

【０００９】また、請求項２に記載の自動運転ショベル
において、前記振り落し手段は、前記所定位置と前記振
り落し位置とを目標位置として出力する毎にその出力を
カウントする振り落し回数カウント手段と、前記カウン
トされた振り落し回数が前記所定回数に達したとき、次
の教示位置を目標位置として出力するように指令する振
り落し回数判定手段とを備えていることを特徴とする。

【００１０】また、請求項１ないしは請求項３のいずれ
か１つの請求項に記載の自動運転ショベルにおいて、前
記掘削後の所定の位置は、前記教示して記憶された教示
位置を用いることを特徴とする。

【００１１】また、請求項１ないしは請求項４のいずれ
か１つの請求項に記載の自動運転ショベルにおいて、前
記掘削後の所定の位置は、当該油圧ショベルのブームを
前記教示して記憶された教示位置の掘削終了位置から一
定量のブーム上げを行った位置であることを特徴とす
る。

【００１２】また、請求項１ないしは請求項５のいずれ
か１つの請求項に記載の自動運転ショベルにおいて、前
記掘削後の所定の位置は、当該油圧ショベルのアームを
前記教示して記憶された教示位置の掘削終了位置から一
定量のアームダンプを行った位置であることを特徴とす
る。

【００１３】また、請求項１ないしは請求項４のいずれ
か１つの請求項記載において、前記掘削後の所定の位置
における前記バケットの位置は、前記教示して記憶され
た掘削終了位置のバケット位置よりも、当該油圧ショベ
ル車体から一定距離離れた位置であることを特徴とす
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
１〜図８を用いて説明する。

【００１５】図３は、本実施形態に関わる自動運転ショ
ベルおよびその作業形態の一例を示す正面図である。

【００１６】図において、１はストックヤード２に貯留
された土石を掘削して、後述するクラッシャ３に放土す
る自動運転ショベル本体、３は自動運転ショベル本体１
から放土された土石を破砕するクラッシャ、４は自動運
転ショベル本体１の再生操作を行うのに適した任意の場
所に設置された操作ボックスである。

【００１７】自動運転ショベル本体１は、走行体１０
と、走行体１０上に旋回可能に設けられた旋回体１１
と、旋回体１１に回動可能に設けられたブーム１２と、
ブーム１２の先端に回動可能に設けられたアーム１３
と、アーム１３の先端に回動可能に設けられたバケット
１４と、ブーム１２、アーム１３、バケット１４とをそ
れぞれ回動動作するためのシリンダ１５、１６、１７
と、旋回体１１に設けられた運転室１８と、操作ボック
ス４との間で信号の送受信を行うアンテナ１９とから構
成されている。

【００１８】また、自動運転ショベル本体１には、旋回
体１１の旋回角を検出する角度センサ１１１、旋回体１
１とブーム１２との回動角を検出する角度センサ１１２
と、ブーム１２とアーム１３の回動角を検出する角度セ
ンサ１１３と、アーム１３とバケット１４との回動角を
検出する角度センサ１１４が設けられている。

【００１９】また、クラッシャ３は、走行体３０と、ホ
ッパ３１と、破砕部３２と、コンベア３３とから構成さ
れており、３４はクラッシャ３によって砕かれた土石を
示す。

【００２０】また、操作ボックス４は、支持台４０と、
支持台４０に固定された教示再生装置本体４１とから構
成され、教示再生装置本体４１には起動ボタン４１１
と、停止ボタン４１２と、非常停止ボタン４１３と、教
示再生装置本体４１と機械的かつ電気的に接続可能に設
けられ教示時に操作され教示操作部４１４と、教示結果
等を表示する表示部４１４０と、自動運転ショベル本体
１のアンテナ１９との間で、信号の送受信を行うアンテ
ナ４１５とを備えている。

【００２１】図２は、自動運転ショベル本体１に搭載さ
れる車載搭載装置５および操作ボックス４に設けられる
教示再生装置本体４１の構成の概要を示すブロック図で
ある。

【００２２】図において、４１６は再生時に操作される
再生操作部、４１７は教示操作部４１４または再生操作
部４１６から出力される信号を、後述する自動運転コン
トローラ５０に出力するための所定の信号を形成するコ
マンド生成部、４１８および５４はそれぞれ教示再生装
置４１と自動運転コントローラ５０間の信号を送受信す
るための無線装置である。なお、コマンド生成部４１７
は、マイクロコンピュータを使用した一般的なコントロ
ーラで構成され、入力した信号に相当する指令コードを
生成する機能を有する。

【００２３】５は車内搭載装置を示し、５０は主として
コンピュータで構成され自動運転ショベルを自動運転す
るための各種の制御を行う自動運転コントローラ、５１
は自動運転コントローラ５０から出力される駆動電流に
よって駆動される比例電磁弁、５２は比例電磁弁５１か
ら出力される油圧信号により制御され、アクチュエータ
に流入する油量または油圧を制御するコントロールバル
ブ、５３は自動運転ショベル本体１の各関節を作動する
ためのシリンダ１５、１６、１７等のアクチュエータ、
４１４’は教示操作部である。なお、図２において図３
に示す符号と同一符号は同一の構成を示すので説明を省
略する。

【００２４】教示時は、通常、運転室１８内に装着され
る教示操作部４１４’からの操作によって教示が行わ
れ、自動運転コントローラ５０はその操作に従って、各
角度センサ１１１〜１１４からの検出値を入力して演算
し、後に説明するように所定の記憶領域に教示位置デー
タとして記憶する。また、教示操作部４１４，４１４’
からの操作により所定の記憶領域に教示コマンドを設定
し記憶する。なお、この図において、教示操作部４１４
は、運転室１８内の教示操作部４１４’から外すされ
て、教示再生操作装置４１に装着されているときの状態
を示す。

【００２５】再生時は、再生操作部４１６から起動ボタ
ン４１１をオンすることによって、コマンド生成部４１
７において生成された所定の信号がアンテナ４１５およ
び１９を介して自動運転コントローラ５０に送信され、
再生処理が開始される。自動運転コントローラ５０にお
いて再生処理が開始されると、記憶している教示位置デ
ータが呼び出され、角度センサ１１１〜１１４から得ら
れた現在位置データと対比しながら、この教示位置デー
タに合致するように、旋回体１１、ブーム１２、アーム
１３、バケット１４をそれぞれ作動するために比例電磁
弁５１に駆動電流を出力する。比例電磁弁５１からさら
にコントロールバルブ５２を介して、各アクチュエータ
５３を制御し自動運転ショベル本体１の自動運転を行
う。

【００２６】図１は、図２に示す自動運転コントローラ
５０の機能構成の詳細を示すブロック図である。

【００２７】図において、５０１は角度センサ１１１〜
１１４において検出された角度信号を現在の位置データ
に演算する現在位置演算部、５０２は教示時、教示操作
部４１４または４１４’からの操作により、現在位置演
算部５０１から得られた自動運転ショベル本体１の現在
位置データを教示位置データとして出力する教示処理
部、５０３は教示操作部４１４，４１４’からの指令に
より教示処理部５０２によって設定された再生動作時の
各種の動作を指令するコマンドが格納されている教示コ
マンド格納部、５０４は教示処理部５０２から出力され
た教示位置データを格納する教示位置格納部、５０５は
再生操作部４１６からの起動信号により起動されたと
き、教示コマンド格納部５０３に格納されている教示コ
マンドを逐次解釈して、教示位置格納部５０４から所定
の教示位置データの出力を指示するコマンドインタプリ
タ部、５０６はコマンドインタプリタ部５０５からの指
令に応じて教示位置格納部５０４から教示位置データを
出力処理する教示位置出力部、５０７は自動運転ショベ
ル本体１が各教示位置データ間を円滑に動作するよう
に、教示位置出力部５０６から出力された教示位置デー
タに基づいて教示位置データ間を補間した目標位置デー
タを作成して出力する。即ち、与えられた始点（ある教
示位置）と終点（次の教示位置）間を、ある一定時間き
ざみで補間演算を行って時系列データを作成し、順次角
度目標値としてサーボ制御部５０８に出力するサーボ前
処理部、５０８はサーボ前処理部５０７から出力され補
間された目標位置データと、現在位置演算部５０１から
出力された現在位置データとを対比して、自動運転ショ
ベル本体１の各関節を所定の位置に制御するための駆動
電流を出力するサーボ制御部、５０９はコマンドインタ
プリタ部５０５からの指令によりバケット１４の所定の
教示位置でバケット１４を上下に振るためのシフト量を
演算して出力する教示位置シフト演算部である。

【００２８】図４は、教示コマンド格納部５０３に格納
される教示コマンドの一例を示す図である。

【００２９】図において、Ｌ１はコマンドではなく行ラ
ベルを表す。

【００３０】Ｖは移動速度を指定するコマンドであり、
数値が大きい程移動速度が高速であることを示す。

【００３１】ＰＡＣ（positional accuracy）は移動の
位置決め精度を指定するコマンドであり、これは所定の
教示位置に自動運転ショベルを移動させることは容易で
ないことからこの数値に示すような位置決め精度の範囲
内に達したら自動運転ショベルは当該教示位置に到達し
たものと判定するために使用される。この数値が大きい
程高精度が要求される。

【００３２】ＭＯＶＥは指定された教示位置への移動を
指令するコマンドであり、Ｐ１〜ＰｎはＭＯＶＥコマン
ドの各関節の角度情報を示すラベルである。例えば、Ｍ
ＯＶＥ Ｐ１は教示位置格納部５０４に格納される教示
位置データのうち図５に示す位置Ｎｏ. Ｐ１に移動すべ
きことを示す。

【００３３】θｂｋＳは所定の教示位置（本実施形態で
はＰ４）でバケット１４のみをシフトさせるためのシフ
ト量となるシフト角度である。

【００３４】ＦＯＲ（Ｉ＝０；Ｉ≦Ｋ；Ｉ＝Ｉ＋１）
｛・・・｝は、初期値ゼロに設定されたカウント値Ｉが
所定回数Ｋに達するまで｛ ｝内のコマンドを繰り返し
実行するコマンドである。

【００３５】Ｓ−ＯＮは、バケット１４の所定の教示位
置（Ｐ４）においてシフト角度θｂｋＳの加算を指令す
るコマンドである。

【００３６】Ｓ−ＯＦＦは、シフト角度θｂｋＳを加算
しないことを指令するコマンドである。

【００３７】ＧＯＴＯ Ｌ１は行ラベルＬ１から再び実
行を開始することを指示するコマンドである。

【００３８】なお、本実施形態では、所定の教示位置
（Ｐ４）に到達したらその位置でバケット１４を所定シ
フト角度θｂｋＳに振るように構成したが、教示位置と
は別途設定した設定位置を設け、バケット１４がその設
定位置に到達したらその位置でバケット１４を振るよう
に構成してもよい。

【００３９】図５は、教示位置格納部５０４に格納され
る教示位置データの一例を示す図である。

【００４０】図において、Ｐ１〜Ｐｎは、教示位置に対
応すると共に前記のラベルＰ１〜Ｐｎに対応しており、
各教示位置で自動運転ショベルの各部が取るべき旋回
角、ブーム角、アーム角、バケット角、の各値が設定さ
れている。

【００４１】次に、本実施形態の自動運転ショベルの動
作を図１に基づいて説明する。

【００４２】教示操作は、教示操作部４１４または４１
４’から操作される。通常は、教示操作部４１４’が自
動運転ショベル本体１の運転室１８内に装着され、運転
室から教示操作が行われる。

【００４３】教示操作部４１４’が運転室１８に装着さ
れ、教示操作が行われると、その指令は教示処理部５０
２に入力され、教示処理部５０２で現在位置演算部５０
１から現在位置データを入力して、各教示位置に対応す
る図４に示すような教示コマンドと図５に示すような教
示位置データを生成する。生成された教示コマンドと教
示位置データはそれぞれ、教示コマンド格納部５０３と
教示位置格納部５０４に格納される。

【００４４】再生処理は、起動ボタン４１１をオンする
ことによって、コマンドインタプリタ部５０５が、起動
命令により教示コマンド格納部５０３に格納されている
教示コマンドを順次読み出し実行する。教示コマンドが
ＭＯＶＥ命令の場合には、教示位置出力部５０６に、教
示位置格納部５０４から該当するパラメータを出力し、
サーボ前処理部５０７に転送する。

【００４５】サーボ前処理部５０７は、コマンドインタ
プリタ部５０５から与えられた目標速度で各関節が動作
するように角度の補間演算を行い、サーボ制御部５０８
に角度目標値を出力する。サーボ制御部５０８は、現在
位置演算部５０１で演算された現在位置データと、サー
ボ前処理部５０７から出力される角度目標値とを基に、
一般的なフィードバック制御を行い、比例電磁弁５１を
駆動するための駆動電流を出力する。これによりコント
ロールバルブ５２が制御されてアクチュエータ５３に所
定の圧油を供給し、自動運転ショベル本体１の各関節を
駆動する。

【００４６】また、サーボ前処理部５０７における補間
演算が最終目標位置（例えばＭＯＶＥ Ｐ２の場合には
Ｐ２）に達する毎に、その最終目標位置データがサーボ
制御部５０８に出力されるとサーボ前処理部５０７から
の指令により、各関節の現在位置が位置決め精度に基づ
いて設定された位置決め範囲内に到達したか否かが判定
され、判定の結果、位置決め範囲内に達していない場合
には、サーボ前処理部５０７は前記の最終目標位置をサ
ーボ制御部５０８に出力し続ける。また、各関節が所定
の位置決め範囲内に達した場合は、サーボ前処理部５０
７は最終目標位置の出力を終了し、教示位置出力部５０
６から次の教示位置（例えば、Ｐ３）との間の補間演算
を行い自動運転の動作を続行する。

【００４７】一方、自動運転ショベルが教示コマンド格
納部５０３に設定されている所定の教示位置（本実施形
態の場合はＰ４）に到達すると、コマンドインタプリタ
部５０５は、その教示位置におけるバケット１４のシフ
ト量θｂｋＳおよび繰り返し振り落し動作するためにコ
マンドを読み込む。次いで、教示位置シフト演算部５０
９はコマンドインタプリタ部５０５からの指令によりそ
の教示位置（Ｐ４）のバケット１４の教示位置と読み込
まれたシフト量θｂｋＳとに基づいてシフトされるバケ
ット１４の教示位置（Ｐ４’）を演算する。次いで、コ
マンドインタプリタ部５０５は教示位置出力部５０６に
教示位置格納部５０４からの教示位置（Ｐ４）の出力を
停止して教示位置シフト演算部５０９からシフトされた
教示位置（Ｐ４’）を出力するように指令する。次いで
コマンドインタプリタ部５０５は教示位置出力部５０６
に教示位置シフト演算部５０９からのシフトされた教示
位置（Ｐ４’）データの出力を停止して再び教示位置格
納部５０４から教示位置（Ｐ４）を出力するように指令
する。このようにして教示位置出力部５０６からは教示
位置（Ｐ４）とシフトされた教示位置（Ｐ４’）が交互
にサーボ前処理部５０７に出力され、バケット１４を教
示位置（Ｐ４）において上下に振り落し動作を行いバケ
ット１４上に溢れる土石を振り落すことができる。この
振り落し動作が教示コマンド格納部５０３に設定されて
いる所定の振り落し動作回数Ｋに達すると次の教示コマ
ンドを読み込み教示位置格納部５０４から次の教示位置
（Ｐ５）データを出力させる。

【００４８】次に、掘削時の自動運転コントローラ５０
における教示位置シフト演算部５０９の演算方法につい
て図６から図７を用いて説明する。

【００４９】図６はブーム１２の回転中心を原点Ｏとす
る自動運転ショベル本体１の各関節の寸法および角度を
示す図であり、Ｇは自動運転ショベル本体１の接地面、
Ｌｂｍはブーム長さ、Ｌａｍはアーム長さ、Ｌｂｋはバ
ケット長さ、θｓｗは旋回体１１が走行体１０となす角
度、θｂｍは水平軸Ｘとブーム１２とのなす角度、θａ
ｍはブーム１２とアーム１３とのなす角度、θｂｋはア
ーム１３とバケット１４とのなす角度である。

【００５０】図７（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ教
示位置格納部５０４に格納されている掘削時の各関節の
教示位置を示し、掘削開始位置Ｐ１、掘削中間位置Ｐ
２、掘削終了位置Ｐ３示している。図７（ｄ）は教示さ
れた振り落とし位置Ｐ４において教示位置シフト演算部
５０９によって演算されシフトされたバケット１４の振
り落とし位置Ｐ４’を示す。

【００５１】ここでは、教示コマンド格納部５０３に格
納されているデータは、バケット１４のシフト量がθｂ
ｋＳ＞０であり、旋回体θｓｗＳ、ブームθｂｍＳおよ
びアームθａｍＳがそれぞれ零である。

【００５２】自動運転における掘削動作の順序は、図７
（ａ）〜（ｂ）に示すＰ１→Ｐ２→Ｐ３→Ｐ４であり、
ここでＰ３、Ｐ４における各関節の角度をＰ３：θｓｗ
ｐ３、θｂｍｐ３、θａｍｐ３、θｂｋｐ３、およびＰ
４：θｓｗｐ４、θｂｍｐ４、θａｍｐ４、θｂｋｐ４
とすると、振り落とし動作を行うためにはバケット１４
が動けるだけの余裕が必要となるため、Ｐ３の位置から
ブーム上げを行う。この時のブーム上げ量をθｂｍｆと
すると、θｂｍｐ４は（１）式で求めることができる。

【００５３】 θｂｍｐ４＝θｂｍｐ３＋θｂｍｆ （１） また、ブーム上げを行ったのみでは、振り落とした土石
が手前側にたまってしまい掘削効率が悪くなってしまう
ことがあるので、アームダンプを行ってバケット１４を
遠ざけた方がよい。この時のアームダンプ量をθａｍｆ
とすると、θａｍｐ４は（２）式で求めることができ
る。

【００５４】 θａｍｐ４＝θａｍｐ３＋θａｍｆ （２） バケット１４は特に動作をさせる必要はないので、
（３）式のようになる。

【００５５】 θｂｋｐ４＝θｂｋｐ３ （４） しかし、荷こぼれ防止等によりＰ３と同様の姿勢を維持
したい場合は、θｂｋｐ４を（４）式で求めることがで
きる。

【００５６】 θｂｋｐ４＝θｂｋｐ３−θｂｍｆ−θａｍｆ （４） 旋回も特に動作をさせる必要はないので、（５）式のよ
うになる。

【００５７】 θｓｗｐ４＝θｓｗｐ３ （５） 以上のように、掘削終了位置Ｐ３の位置データから、振
り落とし位置Ｐ４を求めることができる。

【００５８】また、シフトされた振り落とし位置ｐ４’
での各関節の角度θｓｗｐ４’，θｂｍｐ４’，θａｍ
ｐ４’，θｂｋｐ４’は、Ｐ４の各関節角度θｓｗｐ
４，θｂｍｐ４，θａｍｐ４，θｂｋｐ４と、教示位置
格納部５０３に格納されている各シフト量θｓｗＳ，θ
ｂｍＳ，θａｍＳ，θｂｋＳとから（６）〜（９）式で
求めることができる。

【００５９】 θｓｗｐ４’＝θｓｗｐ４＋θｓｗＳ＝θｓｗｐ４ （６） θｂｍｐ４’＝θｂｍｐ４＋θｂｍＳ＝θｂｍｐ４ （７） θａｍｐ４’＝θａｍｐ４＋θａｍＳ＝θａｍｐ４ （８） θｂｋｐ４’＝θｂｋｐ４＋θｂｋＳ （９） 上記のようにして求めた教示位置Ｐ４およびＰ４’を動
作の目標位置として、Ｐ４→Ｐ４’→Ｐ４→Ｐ４’→Ｐ
４と交互に出力することにより、土石の振り落とし動作
が行われる。

【００６０】次に、自動運転コントローラ５０の教示コ
マンド格納部５０３、コマンドインタプリタ部５０５、
教示位置シフト演算部５０９、および教示位置出力部５
０６において行われる振り落とし動作の処理手順を図８
に示すフローチャートを用いて説明する。

【００６１】ここで、Ｉはカウントされる振り落し動作
の回数、Ｋは教示時に設定されて教示コマンド格納部５
０３に格納される振り落し動作回数を表す。

【００６２】まず、自動運転が行われ、ステップ１にお
いて、自動運転ショベルが教示位置Ｐ４に移動するよう
にコマンドインタプリタ部５０５は教示位置格納部５０
４から教示位置出力部５０６に教示位置Ｐ４データを出
力させる。ステップ２において自動運転ショベルが教示
位置Ｐ４に達したかどうかが判定される。このとき、ま
だ教示位置Ｐ４に達していない場合は所定の位置決め精
度の範囲内に到達するまで自動運転の動作が続行され
る。教示位置Ｐ４に達すると、ステップ３において現在
の振り落とし動作回数Ｉをゼロにセットする。次に、ス
テップ４において、現在の振り落とし回数Ｉと設定され
ている振り落とし動作回数Ｋとを比較する。比較の結
果、Ｉ＜Ｋの時はステップ５に移行し、教示位置シフト
演算部５０９において教示コマンド格納部５０３に格納
されているバケット１４のシフト量θｂｋＳと教示位置
格納部５０４の教示位置Ｐ４とからシフトされた教示位
置Ｐ４’を演算する。次いでステップ６においてコマン
ドインタプリタ部５０５は教示位置出力部５０６に教示
位置格納部５０４からの教示位置Ｐ４に代えて教示位置
シフト演算部５０９からの教示位置Ｐ４’を出力させ
る。次いでコマンドインタプリタ部５０５はステップ７
において教示位置シフト演算部５０９からの教示位置Ｐ
４’の出力を停止し、ステップ８において再び教示位置
格納部５０４から教示位置Ｐ４を出力させる。ステップ
５からステップ８までの処理によって１回の振り落し動
作が行われたことになるから、ステップ９において振り
落し動作回数Ｉをカウントアップしてステップ４からの
処理を繰り返す。ステップ４において振り落し動作回数
Ｉが所定の振り落し回数Ｋ以上になると、ステップ１０
において教示位置格納部５０４から次の教示位置Ｐ５が
出力させられる。

【００６３】上記のごとく本実施形態によれば、掘削動
作の終了後、バケット１４上の余分な土石を振り落とす
ことによって動作中のバケット１４からの土石の落下を
防止することができ、自動運転ショベルとしての安全性
を向上させることができる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、自動運
転ショベルに掘削後の所定の位置で油圧ショベルのバケ
ット、アーム、ブーム、および旋回体の少なくとも１つ
に振り落し動作を行わせる振り落し手段を設けたので、
バケット上の余分な土石を振り落とすことができ、自動
運転中にバケットから落下する土石等により作業機械を
破損させてしまうことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わる自動運転コントロ
ーラ５０の機能構成の詳細を示すブロック図である。

【図２】本実施形態に係わる自動運転ショベル本体１に
搭載される車載搭載装置５および操作ボックス４に設け
られる教示再生装置本体４１の構成の概要を示すブロッ
ク図である。

【図３】本実施形態に係わる自動運転ショベルおよびそ
の作業形態の一例を示す正面図である。

【図４】図１に示す教示コマンド格納部５０３に格納さ
れる教示コマンドの一例を示す図である。

【図５】図１に示す教示位置格納部５０４に格納される
教示位置データの一例を示す図である。

【図６】図３に示す自動運転ショベル本体１におけるブ
ーム１２の回転中心を原点Ｏとする各関節の寸法および
角度を示す図である。

【図７】図３に示す自動運転ショベル本体１の掘削時の
各関節の教示位置およびバケットの振り落し位置を示す
図である。

【図８】図１に示す自動運転コントローラ５０における
振り落とし動作の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 自動運転ショベル本体 ２ ストックヤード ３ クラッシャ ４ 操作ボックス ５ 車内搭載装置 ５０ 自動運転コントローラ ５０１ 現在位置演算部 ５０３ 教示コマンド格納部 ５０４ 教示位置格納部 ５０５ コマンドインタプリタ部 ５０６ 教示位置出力部 ５０７ サーボ前処理部 ５０８ サーボ制御部 ５０９ 教示位置シフト演算部 １１１〜１１４ 角度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 一宏 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 (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ショベルと、 該油圧ショベルに設けられ、教示して記憶される教示位
   置を順次読み出して当該油圧ショベルを掘削から放土ま
   での一巡する動作を繰り返し行わせる自動運転コントロ
   ーラと、 から構成される自動運転ショベルにおいて、 前記自動運転コントローラは、掘削後の所定の位置で油
   圧ショベルのバケット、アーム、ブーム、旋回体の少な
   くともいずれか１つに振り落し動作を行わせる振り落し
   手段を備えていることを特徴とする自動運転ショベル。
2. 【請求項２】 ブーム、アーム、およびバケットを作動
   する油圧シリンダと旋回体を作動する油圧モータとのそ
   れぞれを駆動するコントロールバルブと、該コントロー
   ルバルブを制御する電磁弁と、を備える油圧ショベル
   と、 該油圧ショベルに設けられ、教示して記憶された教示位
   置を順次読み出して前記油圧ショベルを再生動作させる
   ための目標位置を出力する目標位置出力手段と、前記目
   標位置を入力して当該油圧ショベルを目標位置に制御す
   るために前記電磁弁に制御信号を出力するサーボ手段と
   を備える自動運転コントローラと、から構成される自動
   運転ショベルにおいて、 前記目標位置出力手段は、掘削後の所定の位置で前記バ
   ケット、前記アーム、前記ブーム、および前記旋回体の
   少なくとも１つに振り落し動作を行わせるために、前記
   所定位置と振り落し位置とを所定回数前記目標位置とし
   て出力させる振り落し手段を備えていることを特徴とす
   る自動運転ショベル。
3. 【請求項３】 請求項２の記載において、 前記振り落し手段は、前記所定位置と前記振り落し位置
   とを目標位置として出力する毎にその出力をカウントす
   る振り落し回数カウント手段と、前記カウントされた振
   り落し回数が前記所定回数に達したとき、次の教示位置
   を目標位置として出力するように指令する振り落し回数
   判定手段とを備えていることを特徴とする自動運転ショ
   ベル。
4. 【請求項４】 請求項１ないしは請求項３のいずれか１
   つの請求項記載において、 前記掘削後の所定の位置は、前記教示して記憶された教
   示位置を用いることを特徴とする自動運転ショベル。
5. 【請求項５】 請求項１ないしは請求項５のいずれか１
   つの請求項記載において、 前記掘削後の所定の位置は、当該油圧ショベルのブーム
   を前記教示して記憶された教示位置の掘削終了位置から
   一定量のブーム上げを行った位置であることを特徴とす
   る自動運転ショベル。
6. 【請求項６】 請求項１ないしは請求項５のいずれか１
   つの請求項記載において、 前記掘削後の所定の位置は、当該油圧ショベルのアーム
   を前記教示して記憶された教示位置の掘削終了位置から
   一定量のアームダンプを行った位置であることを特徴と
   する自動運転ショベル。
7. 【請求項７】 請求項１ないしは請求項４のいずれか１
   つの請求項記載において、 前記掘削後の所定の位置における前記バケットの位置
   は、前記教示して記憶された掘削終了位置のバケット位
   置よりも、当該油圧ショベル車体から一定距離離れた位
   置であることを特徴とする自動運転ショベル。