JPS58173232A - モ−タグレ−ダの自動制御装置 - Google Patents

モ−タグレ−ダの自動制御装置

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Publication number
JPS58173232A
JPS58173232A JP5587582A JP5587582A JPS58173232A JP S58173232 A JPS58173232 A JP S58173232A JP 5587582 A JP5587582 A JP 5587582A JP 5587582 A JP5587582 A JP 5587582A JP S58173232 A JPS58173232 A JP S58173232A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
angle
inclination angle
blade
circle
detected
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
JP5587582A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Mitamura
三田村 宏
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.)
KOMATSU ZOKI KK
Komatsu Ltd
Original Assignee
KOMATSU ZOKI KK
Komatsu Ltd
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 KOMATSU ZOKI KK, Komatsu Ltd filed Critical KOMATSU ZOKI KK
Priority to JP5587582A priority Critical patent/JPS58173232A/ja
Publication of JPS58173232A publication Critical patent/JPS58173232A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/76Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E02F3/80Component parts
    • E02F3/84Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems
    • E02F3/844Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically
    • E02F3/845Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically using mechanical sensors to determine the blade position, e.g. inclinometers, gyroscopes, pendulums

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明社モータグレーダの自動制御装置に関する。
道路や大規模農園の整地作業用の建設機械としてモータ
グレーダは広く普及している。周知の通り道路や大規模
農園では水はけその他の目的のため仕上は平面を一定の
傾斜角でI地しておシ、この仕上は平面の傾斜角を一定
のものとする丸め従来より様々な工夫がなされている。
第1図はアーティキ為レートタイプのモータグレーダの
平WJ図、第2図はその@面図であシモータグレーダに
よる整地作業ではブレードlの移動軌跡が仕上げ平面と
な夛、ブレードlの移動軌跡はモータグレーダの推進方
向に対するグレードの三次元的態勢によ、−)て定まる
。そこで従来はこのブレード1401i勢をブレードl
の仰角及びグレード1q)推進角という二つの成分に分
けて検出し、この検出信号を制御系にフィードバックす
ることによって仕上は平面の傾斜角の均一化を図ってい
友。
ところで従来はこのブレード1の推進角を検出するえめ
の手段としてサークル20回転角を検出する九めのセン
サを設けるのが一般的で11、この良め従来の方法でF
iササ−ル2を支持するドローバ3がシフト動作をしえ
り、このドローバ3を支持する7レーム4がアーティキ
エレート動作をした場合、ブレード1の推進角に大きな
誤差がでるという問題が発生し九う 本発F!AFiこのような欠点に鑑みてなされ喪もので
ありドローバ3のシフト時や7レーム4のアーテイキー
レート時に%仕上げ平向の傾斜角を均一化できるモータ
グレーダの自動制御装置を提供することを目的とする。
卸も、本発#4においてはドローバ3のシフト角やフレ
ーム4のアーティキエレート角によってサークル(ハ)
転角を補正してブレード1の推進角を得ておシ、これに
よってドローバ3のシフト時中フレーム4のアーティキ
ュレート時にも仕上は平面の傾斜角を均一化している。
以下回向を参照して本発明の一実施例を詳細に説明する
第3図は本発明の一実施例を示すブロック図てあシ、こ
の実施例では第1演算手段101Fiサークル回転角セ
ンサ21によって検出され友す゛−クル回転角αをドロ
ーバシフト角センナ乙によって検出され喪ドローバシフ
ト角βで補正してブレード推進角rを算用している。こ
のブレード推進角rは第2演算手段102に加えられて
おり、It!2演算手段102tjこのブレード推進角
γと、ブレード傾斜角センサ幻によって検出され喪ブレ
ード傾斜角−と車体前後傾斜角センt24によって検出
された車体前後傾斜角Cとを変数として演算処理を行な
い仕上げ平面の傾斜角−を得ている。
先ず、サークル回転角センナ21t:t、具体的には第
4図に示すように油圧毫−夕5の回転をサークル2Kf
fiえるピニオンギヤ6の回転軸に*り付けられたシャ
フトエンコーダによって構成することができ、サークル
2が存在する平面におけるサークル2の中心を回転軸と
したサークル20回転角αを検出する。ブレードlはサ
ークルの下面Kll定されサークル2と同時に回転する
のであるから、ドローバ30長手方向の軸線がモータグ
レーダの推進方向を向いているaS、このサークル回転
角αはブレード推進角βと近位的に一致することになる
、 そこでWJl演算手段101 Fiドローバシフト角セ
ンナnから加えられるドローバシフト角βが0@の時は
、サークル回転角センt21から加えられるす一クル(
ロ)転角αをそのttブレード推進角rとして第2演算
手段102に加える。
ところが、ドローバ3がシフト動作をすると、そのドロ
ーバシフト角βの影響でサークル(ハ)転角αとドロー
バ推進角γの間には大きな誤差が生じてくる。第5図は
フレーム4・ドローバ3・サークル2・ブレード1の関
係を模式的に示したものであり、線分ABが7レーム4
に線分ACがドローバ3に、線分DIがブレード1に各
々対応している。又図中、/EcFがサークル回転角セ
ンサ21によって検出されるサークル回転であり、/l
ACがドローバシフト角センサnによって検出されるド
ロ−バシフト角βである。(但し、線ACと線分CF社
直交する。) 千′して、モータグレーダの推進方向#′1線分ムBと
平行即ちフレーム4と平行であるのでZE CGがドロ
ーバ推進角rとなる。(但し線分ムBと線分Caは直交
する。) そこで第1演算手段101Fiドローバシフト角センナ
22によって検出され友ドローバシフト角βに基いてサ
ークル回転角センサ21によって検出され喪サークル回
転角αを補正してドローバシフト角rを算出し、これを
第2演算十段102に加える。
尚、このドローバシフト角センサ22ハ具体的には第6
図に示すように、ドローバ3をフレーム4に連結する自
在継手の近傍に設置され九ボテンシ冒メータで構成され
ており、その本体22−aを7レーム4に固定されその
プラック22−bを緩衝器8を介してドローバ3に連結
されており、自在−手7を支点tしたドローバ3の横方
向への移動角を検出する。尚、緩衝器8に祉そのほぼ全
長に渡って溝部81が穿けられており、その溝部81内
をプラックρ−bの先端が摺動することによシドローバ
3の上下方向の動作を徴収するようKfkされている。
このようにしてブレード推進角rが加えられると、第2
演算手段102tlこのブレード推進角rとブレード傾
斜角センサnから加えられるブレード傾斜角1と車体前
後傾斜角セン+24から加えられる車体前後傾斜角セン
サ24から加えられる車体前後傾斜角Cとを変数として
演算処理を行ない、仕上げ平面の傾斜角−を算出する1 WJ7図は水平面・走行面・ブレード1osa係を模式
的に示し友ものでToや、この図社次のように見る。。
平EIHIJKは水平面を平面Ji[LMFi走行面を
線分JNFiブレードlの刃先を各々示しており、モー
タグレーダは走行内JKLM上を線分JKに直角に線分
JKから線分LMに向って走行している。従って IJ
Mが車体前後傾斜角センサUによって検出される車体前
後傾斜角6になる。次に線分N8はブレードlの左端(
lpち点N)から水平面HIJKに降ろした!Il線で
あり、従って1NJ8がブレード傾斜角センナ23によ
って検出されるブレード傾斜角JK@当する。次に点O
Fi線分Nigと走行面JKLMとの交点であり、ZO
JRが第1演算手段から加えられるブレード推進角γに
相当する。この状態でモータグレーダが走行するとグレ
ードの右端は線分JM上を通過し、ブレードの左端は点
Nを包み線分JMに平行な直線上を通過するので仕上げ
向は点J・点証・点Nを包含する平面になる。従ってブ
レードの左端の点Nから線分JMK直交する線分NPを
引くと、1)Jp。
が仇上げ平面の傾斜角0になる。第2演算手段102は
このLM P Oに相当する傾斜角−をLOJRに相当
するブレード推進角rと1NJ8に相当するブレード傾
斜角δとZIJMK相当する車体前後傾斜角1とによっ
て算出する。
先ずZIJM即ち車体前後傾斜角8によって走行面JK
LMが定まる。続いてZOJR即ちブレード推進角rK
よって走行面JKLMK包含される線分OJが定まる。
続いてLNJ8即ちブレード傾斜角δが定まると線分J
NC)長さ即ちブレードlの長さは一定であるので、点
Oの座標が定まる。即ち、a12演算手N]02Fiこ
こまでの演算によって線分OJの長さと線分θBの長さ
を算出できる。
次Km分OJの長さとブレード推進角rによって線分o
po長さが定まる。又、−分JNの長さとブレード傾斜
角−によって線分N&の長さが定まる2、この線分N8
の長さと1分OSO*さから線分ONの長さが定まり、
この−分0)JC)長さと線分opo長さから10 P
 NIaち仕上は平面の傾斜角−が定まる。
第2演算手段102Fiブレード推進角γ・ブレード傾
斜角δ・車体前後傾斜角Cを変数としてここまでの演算
を行なって仕上は角−を算出する。
尚、ブレード傾斜角センサ23Fi第4図、纂8図に示
すように具体的にはブレード1に本体を固定されブラソ
フの動きを重力に委ねたボテフシ1メータで構成するこ
とができ、又車体前後傾斜角センサスも第9図に示すよ
うにその本体を車体9に固定され、ブラソフの動きを1
力に委ねぇポテンシ■メータで構成することができる。
又、第1演算手段101 、第2演算手段102U1個
のマイクロコンピュータによって構成されメモリδ内の
処理プログラム及び三角函数のデータテーブルに基いて
上記の演算処理を行なって傾斜角0を算出し、これを比
軟回路nに加える。この比較回路nの一方の入力には傾
斜角設定1S26から目標傾斜角−′が加えられておシ
比I2−路27Fiこの両者の偏差Cを駆動回路nに伝
える。その結果駆動鑓路28Fi加えられ九偏差Cに応
じてソレノイドパルプ尋の電油変換巻回を駆動する。従
って、ブレードIKよって仕上げられる仕上げ平面の傾
斜角−は予設定の目標傾斜角−′に追従する。
次に第10図は、本発明の他の実施例を示してお夛、こ
のl!施例によれば、7レーム4がアーティキエレート
動作をし良場合にも仕上げ平面の傾斜角0を均一化でき
る。即ち、纂10図に示す実施例では第3図の実施例に
おけるドローバシフト角センt22の代りにアーティキ
エレート角センナ羽を設けており第1演算手段10]i
jアーティキエレート角女ンナ32によって検出された
アーティキエレート角ダによってサークル(ハ)転角α
を補正してブレード推進角rを得ている。
第11図は単体9・フレーム′4・ドローバ3・サーク
ル2・ブレード1の関係を模式的に表わしており、線分
abがフレーム4に、A!ii分bcが単体9に、−分
adがドローバ3に、線分efがブレードIK相当する
。又、図中、lfdgがサークル回転角αに相当し、←
但し、線分gdと線分1di、[IiL角)、:abh
がアーティキエレート角すに相当する。(但し線分bh
と線分bcl′i同−lL線上にある) −tt、て、モータグレーダの推進方向は線分bcと平
行でめるので乙fdiがブレード推進角rに相当する。
そこで第1演算手段101はアーティキエレート角セン
サ32に゛よりて検出されるアーティキ為し−ト角ηに
基いてサークル回転角セン?21によって検出されるサ
ークル回転角αを補正してブレード推進角γを算出し、
このグレード推進角rt第2演算手段102に加えてい
る。
このようにしてブレード推進角rが第2演算手!R10
2に加えられた後は本実施例は上述し九第3図に示す実
施例と全く同様に作用し、仕上げ平面の傾斜角−は目標
傾斜角θ′に追従する8尚、アーティキエレート勇士ン
す32tl第9図に示すように具体的にはその本体を単
体9にプラッタをフレーム4に固定されたボテンシlメ
ータで構成することができる。又、尚、アーテイキ為レ
ート動作が運転席とエンジンルーム関でなされる形式の
モータグレーダの場合はアーテイキエレートセンす諺の
位置が変化することはいう壕でもない。
以上11判し九様に本発明によればドローノく3のシフ
ト動作や7レーム4のアーテイキλレートー作が行なわ
れても常に仕上げ平面の傾斜角#は目標傾斜角−′に追
従するので、ドローノ(3による整地作業の仕上シ精度
が向上する。
尚、上記においてはドローノくシフト角セン′V″ηと
アーティキエレート角センサ諺を単一で使用する例につ
いて説明したが、この内センサを同時に用いて、アーテ
イキ為し−ト角ηとドロー/(シフト角βによってサー
クル回転角αを補正してブレード推遊角rt算出しても
よい。
父、上記においては演算手段としてマイクロコンピュー
タを用いた例を示したが、差動アンプ等によって演算手
段を構成してもよい。
又、上記においては用いられるセンナを特定した実施例
を示したが、ナークリ圓転角αによってブレード推進角
rを得る手段を持つ自動制御l装置全般に渡りて本lh
明は適用し得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はモータグレーダの平面図、第2図はモータグレ
ーダの@面図、W、3図第1θ図は本発明の実施例のブ
ロック図、第4図、第6図、第S図。 第9図は各センサの散り付は位置を示す図、第5図、第
11図はモータグレーダ各部の関係を模式的に示す図、
[7図はブレードと走行面、水平面の関係を示す図でめ
る。 l・・・7’L/−)”、2・・・サークル、3・・・
ドローバ、4・・・7レーム、9・・・車体、21・−
サークル回転角センナ、n・・・ドローバシフト角セン
ナ、路・・・ブレード傾斜角センサ、24・・車体前後
傾斜角センナ、101 、102・・・演算手段、羽・
・アーティキュレート角センナ 1rlIi 第2図 第( 第5図     第11図 第7図 ;図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 0) 単体の各所に配設されたセ/すから得られるブレ
    ードの長手方向の傾斜角、車体の全長方向の傾斜角、サ
    ークルの回転角から仕上げ平面の傾斜角を算出するal
    llの手段と、駆動系を制御して前記算出されえ仕上は
    平面の傾斜角を目標値に追従させる第20手段とを具え
    る毫−タグレーダ0自動制御装置において、ドローバの
    シフト角を検出する第30手段と、検出され九ドローバ
    のシフト角により前記サークル回転角を補正する第40
    手段とを具えるモータグレーダの自動制御l装置。 e) 単体の各所に配設され九センすから得うれるブレ
    ードの長手方向の傾斜角、車体の全長方向の傾斜角、サ
    ークルの1転角から仕上げ平面osi*角を算出する@
    1(0手段と、駆動系を制御して前記算出されえ仕上は
    平面の傾斜角を目標値に追従させるWA20手段とを具
    えるモータグレーダの自動制御装置において、車体又F
    i7レームのアーティキュレート角を検出する第3の手
    段と検出されたアーティキュレート角により前記サーク
    ル回転角を補止する第4の子役とを具えるモータグレー
    ダの自動如」I11装議′。 Q) 車体の各所に配設されたセ/すから得られるブレ
    ードの長手方向の傾斜角、車体の全長方向の傾斜角、サ
    ークルの回転角から仕上げ平面の傾斜角を算出する第1
    の手段と、駆動系を制御して前記算出され九仕上げ平向
    の傾斜角を目標値に追従させる第2の手段とを具えるモ
    ータグレーダの自動−jlI41装置において、ドロー
    ノくのシフト角ヲ検出する第3の手段と単体又はフレー
    ムのアーティキュレート角を検出する第4の手段と検出
    されたシフト角及びアーティキュレート角により前記サ
    ークル回転角を補正する第5の手段とを具えるモータグ
    レーダの自動制御装置。
JP5587582A 1982-04-02 1982-04-02 モ−タグレ−ダの自動制御装置 Pending JPS58173232A (ja)

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JPS58173232A true JPS58173232A (ja) 1983-10-12

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ID=13011265

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JP (1) JPS58173232A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4926948A (en) * 1989-06-28 1990-05-22 Spectra Physics, Inc. Method and apparatus for controlling motorgrader cross slope cut
US5078215A (en) * 1990-05-29 1992-01-07 Spectra-Physics Laserplane, Inc. Method and apparatus for controlling the slope of a blade on a motorgrader
US5107932A (en) * 1991-03-01 1992-04-28 Spectra-Physics Laserplane, Inc. Method and apparatus for controlling the blade of a motorgrader
WO2013013521A1 (zh) * 2011-07-27 2013-01-31 湖南三一智能控制设备有限公司 一种平地机找平控制系统和控制方法及平地机

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