JPS5817938A - 油圧シヨベル等の作業具軌跡制御方法 - Google Patents
油圧シヨベル等の作業具軌跡制御方法Info
- Publication number
- JPS5817938A JPS5817938A JP11531281A JP11531281A JPS5817938A JP S5817938 A JPS5817938 A JP S5817938A JP 11531281 A JP11531281 A JP 11531281A JP 11531281 A JP11531281 A JP 11531281A JP S5817938 A JPS5817938 A JP S5817938A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- boom
- arm
- control
- height
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/36—Component parts
- E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
- E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
- E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
- E02F3/437—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like providing automatic sequences of movements, e.g. linear excavation, keeping dipper angle constant
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Paleontology (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はローディング油圧ショベル、バックホウ油圧
ショベル等の作業具の軌跡を制御する方法に関ザるもの
である。
ショベル等の作業具の軌跡を制御する方法に関ザるもの
である。
ローディング油圧ショベル、バックホウ油圧ショベルで
水平面や法面などを掘削する際には、作業具が所定の軌
跡を描くよ゛うに、ブームおよびアームを同時にしかも
微妙に操作しなければならず高度の技術と多大の労力が
必要である。この問題を解決するためには、ブーム、ア
ームのどちらか一方を操作するだけで、作業具が自動的
に所定の軌跡を描くようにすればよく、このための方法
としては、リンクによる方法、油圧による方法、電気的
に行なう方法等が提案されているが、電気的に行危う方
法は普通の円弧状掘削との切換えが容易であり、かつ軌
跡の選択に自由度がある等の利点を有する。
水平面や法面などを掘削する際には、作業具が所定の軌
跡を描くよ゛うに、ブームおよびアームを同時にしかも
微妙に操作しなければならず高度の技術と多大の労力が
必要である。この問題を解決するためには、ブーム、ア
ームのどちらか一方を操作するだけで、作業具が自動的
に所定の軌跡を描くようにすればよく、このための方法
としては、リンクによる方法、油圧による方法、電気的
に行なう方法等が提案されているが、電気的に行危う方
法は普通の円弧状掘削との切換えが容易であり、かつ軌
跡の選択に自由度がある等の利点を有する。
第１図はローディング油圧ショベルのフロント部を示す
図である。図において１は油圧ショベル本体、２は本体
１に枢着されたブーム、３はブーム２の先端に枢着され
たアーム、４はアーム３の先端に枢着された作業具であ
るバケット、５はブーム２を 仰動するブームシリンダ
、６はアーム３を揺動するアームシリンダ、７はバケッ
ト４を回動するバケットシリンダ、８は本体１に対する
ブーム２の角度すなわちブーム角度を検出し、ブーム角
度信号αを出力する角度計、９はブーム２に対するアー
ム３の角度すなわちアーム角度を検出し、アーム角度信
号βを出力する角度計である６第２図は従来の作業具軌
跡制御方法を実施す−るための装置を示す図である。図
において１０．１１は油圧ポンプ、１２は油圧ポンプ１
０とブームシリンダ５との間に設けられた手動操作弁、
１３は手動操作弁１２を操作するだめのブーム操作レバ
ー、１４は油圧ポンプ１１とブームシリンダ５との間に
設けられた電磁制御弁、１５は角度信号α、βからバケ
ット４の高さすなわち第１図のＰ点の高さＨを演算する
高さ演算器、１６はスイッチ１７がオンになったときの
高さ演算器１５あ出力信号りを記憶叶る記憶装置、１８
は記憶装置１６の出力信号すなわち目標高さ信号ｈｏと
高さ績算器１５の出力信号すなわち実際高さ信号りとの
差を算出する加減算器、１９は加減算器１８の出力信号
すなわち高さ偏差信号Δｈを係数倍する係数器、２０は
スイッチ２１がオンのとき係数器１９の出力信号にΔｈ
を増幅および補償し、適当カブ−ムシリンダ５の速度を
与えるべく電磁制御弁１４を制御する増幅器であり、ス
イッチ１７．２１はブーム操作レバー１３を中立位置に
したときオンとなる。
図である。図において１は油圧ショベル本体、２は本体
１に枢着されたブーム、３はブーム２の先端に枢着され
たアーム、４はアーム３の先端に枢着された作業具であ
るバケット、５はブーム２を 仰動するブームシリンダ
、６はアーム３を揺動するアームシリンダ、７はバケッ
ト４を回動するバケットシリンダ、８は本体１に対する
ブーム２の角度すなわちブーム角度を検出し、ブーム角
度信号αを出力する角度計、９はブーム２に対するアー
ム３の角度すなわちアーム角度を検出し、アーム角度信
号βを出力する角度計である６第２図は従来の作業具軌
跡制御方法を実施す−るための装置を示す図である。図
において１０．１１は油圧ポンプ、１２は油圧ポンプ１
０とブームシリンダ５との間に設けられた手動操作弁、
１３は手動操作弁１２を操作するだめのブーム操作レバ
ー、１４は油圧ポンプ１１とブームシリンダ５との間に
設けられた電磁制御弁、１５は角度信号α、βからバケ
ット４の高さすなわち第１図のＰ点の高さＨを演算する
高さ演算器、１６はスイッチ１７がオンになったときの
高さ演算器１５あ出力信号りを記憶叶る記憶装置、１８
は記憶装置１６の出力信号すなわち目標高さ信号ｈｏと
高さ績算器１５の出力信号すなわち実際高さ信号りとの
差を算出する加減算器、１９は加減算器１８の出力信号
すなわち高さ偏差信号Δｈを係数倍する係数器、２０は
スイッチ２１がオンのとき係数器１９の出力信号にΔｈ
を増幅および補償し、適当カブ−ムシリンダ５の速度を
与えるべく電磁制御弁１４を制御する増幅器であり、ス
イッチ１７．２１はブーム操作レバー１３を中立位置に
したときオンとなる。
この装置においては、ブーム操作レバー１３が作動１位
置にあるときには、スイッチ１７．２１が。
置にあるときには、スイッチ１７．２１が。
オフであり、ブーム操作レバー１６の操作量に応じた速
度でブームシリンダ５が動作し、ブーム２の角速度もブ
ーム操作レバー１３の操作量に応じた値となる。そして
、ブーム操作レバー１３を中立位置に戻し、アーム３を
作動したときには、スイッチ１７．２１がオンとなり、
そのときの高さ演算器１５の出力信号りが記憶装置１６
に記憶され加減算器１８から高さ偏差信号Δｈが出力さ
れ。
度でブームシリンダ５が動作し、ブーム２の角速度もブ
ーム操作レバー１３の操作量に応じた値となる。そして
、ブーム操作レバー１３を中立位置に戻し、アーム３を
作動したときには、スイッチ１７．２１がオンとなり、
そのときの高さ演算器１５の出力信号りが記憶装置１６
に記憶され加減算器１８から高さ偏差信号Δｈが出力さ
れ。
係数器１９から信号にΔｈが出力され、増幅器２０によ
シミ磁制御弁１４が信号にΔｈに応じた量だけ切換えら
れて、ブームシリンダ５が信号にΔｈに応じた速度で作
動するから、ブーム２の角速度が信号にΔｈに応じた値
となる。このため、ブーム操作レバー１３を操作せずに
１、アーム６の操作を行なうだけで、第１図のＰ点の高
さＨを目標高さ信号り。に応じた値に保持することがで
きる。この状態で、ブーム操作レノく−１３を作動位置
にすると１．スイッチ１７．２１がオフになり２、ブー
ム２は操作レバー１６の操作量に応じた角速度で回動す
る。
シミ磁制御弁１４が信号にΔｈに応じた量だけ切換えら
れて、ブームシリンダ５が信号にΔｈに応じた速度で作
動するから、ブーム２の角速度が信号にΔｈに応じた値
となる。このため、ブーム操作レバー１３を操作せずに
１、アーム６の操作を行なうだけで、第１図のＰ点の高
さＨを目標高さ信号り。に応じた値に保持することがで
きる。この状態で、ブーム操作レノく−１３を作動位置
にすると１．スイッチ１７．２１がオフになり２、ブー
ム２は操作レバー１６の操作量に応じた角速度で回動す
る。
すなわち、従来の作業具軌跡制御方法においては、アー
ム３のみを手動制御するとき、ノくケノト４が所定の軌
跡を描くときの目標高さ信号１１゜と実際のバケット４
の高さＨに応じた実際高さ信号りとの差すなわち高さ偏
差信号Δｈを求め、高さ偏差信号Δｈにゲインを乗じた
信号にΔｈに応じた速度でブーム２を 仰動しており、
位置フィードバックによる追値制御を行な、っているた
め、フ゛−ム２をある速度で 仰動するには、常に高さ
偏差信号Δｈが零で々いことが必要である。そして、普
通は制御系のゲインｋを大きくすれば、高さ偏差信号Δ
ｈを常に小さくすることができるが、油圧ショベルのよ
うに遅れの大きい系では、ゲインｋを大きくするとノ・
ンチングを起こしてしまうから、ゲインｋを小さくしな
ければならず、この場合には高さ偏差信号Δｈがかなり
大きくなってしまい、精度のよい軌跡制御を行なうこと
ができない０ この発明は上述の問題点を解決するためになされたもの
で、作業具の軌跡を精度よく制御できる油圧ショベル等
の作業具軌跡制御方法を提供することを目的とする。
ム３のみを手動制御するとき、ノくケノト４が所定の軌
跡を描くときの目標高さ信号１１゜と実際のバケット４
の高さＨに応じた実際高さ信号りとの差すなわち高さ偏
差信号Δｈを求め、高さ偏差信号Δｈにゲインを乗じた
信号にΔｈに応じた速度でブーム２を 仰動しており、
位置フィードバックによる追値制御を行な、っているた
め、フ゛−ム２をある速度で 仰動するには、常に高さ
偏差信号Δｈが零で々いことが必要である。そして、普
通は制御系のゲインｋを大きくすれば、高さ偏差信号Δ
ｈを常に小さくすることができるが、油圧ショベルのよ
うに遅れの大きい系では、ゲインｋを大きくするとノ・
ンチングを起こしてしまうから、ゲインｋを小さくしな
ければならず、この場合には高さ偏差信号Δｈがかなり
大きくなってしまい、精度のよい軌跡制御を行なうこと
ができない０ この発明は上述の問題点を解決するためになされたもの
で、作業具の軌跡を精度よく制御できる油圧ショベル等
の作業具軌跡制御方法を提供することを目的とする。
この目的を達成するため、この発明においては第１、第
２の腕穴を有する油圧ショベル等の作業具の軌跡を制御
する方法において、少なくとも上記第１の腕穴の角速度
から上記第２の腕穴の動くべき角速度に応じた制御速度
信号を求めるとともに、初期位置および上記第１、第２
の腕穴の角度から目標位置と実際位置との差に応じた位
置偏差信号を求めて、上記第１の腕穴の操作時に、上記
制御速度信号にゲインを乗じた信号と上記位置偏差信号
に応じた信号とを加算した制御信号に応じた角速度で上
記第２の腕穴を動゛作するとともに、上記制御信号によ
る動作が終了したときの上記位置偏差信号に応じて、上
記ゲインの大きさを変える。
２の腕穴を有する油圧ショベル等の作業具の軌跡を制御
する方法において、少なくとも上記第１の腕穴の角速度
から上記第２の腕穴の動くべき角速度に応じた制御速度
信号を求めるとともに、初期位置および上記第１、第２
の腕穴の角度から目標位置と実際位置との差に応じた位
置偏差信号を求めて、上記第１の腕穴の操作時に、上記
制御速度信号にゲインを乗じた信号と上記位置偏差信号
に応じた信号とを加算した制御信号に応じた角速度で上
記第２の腕穴を動゛作するとともに、上記制御信号によ
る動作が終了したときの上記位置偏差信号に応じて、上
記ゲインの大きさを変える。
第６図はこの発明に係る油圧ショベルの作業具軌跡制御
方法を実施するための装置を示す図である。図において
２２はアーム３を操作するためのアーム操作レバー、２
３はマイクロコンピータ２５ａは操作レバー１３．２２
および角度−゛計８．９からのアナログ信号ＸＡ、ＸＢ
、α、βを順次切換えて入力するマルチプレクサ、２３
ｂはマルチプレクサ２３ａがらのアナログ信号をディジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、２３Ｃは電磁制御弁
１４の処理手順、制御演算手順などを記憶する記憶回路
、２３ｄは電磁制御弁１４を制御する出力回路、２５ｅ
は記憶回路２５ＣＫＨｅ憶された処理手順によシ、Ａ／
Ｄ変換器２３ｂからの信号に基いて出力回路２３ｄを制
御する演算回路である。
方法を実施するための装置を示す図である。図において
２２はアーム３を操作するためのアーム操作レバー、２
３はマイクロコンピータ２５ａは操作レバー１３．２２
および角度−゛計８．９からのアナログ信号ＸＡ、ＸＢ
、α、βを順次切換えて入力するマルチプレクサ、２３
ｂはマルチプレクサ２３ａがらのアナログ信号をディジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、２３Ｃは電磁制御弁
１４の処理手順、制御演算手順などを記憶する記憶回路
、２３ｄは電磁制御弁１４を制御する出力回路、２５ｅ
は記憶回路２５ＣＫＨｅ憶された処理手順によシ、Ａ／
Ｄ変換器２３ｂからの信号に基いて出力回路２３ｄを制
御する演算回路である。
そして、マイクロコンピュータ２６は第４図に示す流れ
図に従５て電磁制御弁１４を制御する。
図に従５て電磁制御弁１４を制御する。
この装置においては、ブーム操作レバー１６のみを操作
したときには、Ａ −＋ Ｂ→Ｃ−＋ Ｄ −＋ Ｅの
繰返しにより、出力回路２６゛ｄがらは信号が出方され
ないから、電磁制御弁１４は中立位置であり、また手７
動操作弁１２がブーム操作レバー１３の操作量に応じた
量だけ切換ゎるので、ブームシリンダ５には油圧ポンプ
１ｏの圧油のみが供給されるだめ、ブームシリンダ５は
ブーム操作レバー１３の操作量に応じた速度で作動する
から、ブーム２がブーム操作レバー１３の操作量に応じ
た角速度で回動する。この状態で、アーム操作レバー２
２をも操作したときには、Ａ −＋ Ｂ −＊ Ｆ −
＋ Ｇ −＋ Ｄ −＋ Ｅの繰返しにより、出力回路
２３ｄがら信号が出力されないから、電磁制御弁１４は
中立位置のままであり、ブーム２はブーム操作レバー１
３の４１量に応じた角速度で回動し続ける。また、アー
ム操作レバー２２のみを操作したときＫは、Ａ −＋
７３→Ｆ −＋ Ｇ→Ｈ→Ｉ→Ｊにより、アーム操作レ
バー２２の操作を開始したときの作業具の高さ１１に応
じた目標高さ信号り。がブーム角度信号α、アーム角度
信号βから求められ、目標高さ信号り。が記憶される。
したときには、Ａ −＋ Ｂ→Ｃ−＋ Ｄ −＋ Ｅの
繰返しにより、出力回路２６゛ｄがらは信号が出方され
ないから、電磁制御弁１４は中立位置であり、また手７
動操作弁１２がブーム操作レバー１３の操作量に応じた
量だけ切換ゎるので、ブームシリンダ５には油圧ポンプ
１ｏの圧油のみが供給されるだめ、ブームシリンダ５は
ブーム操作レバー１３の操作量に応じた速度で作動する
から、ブーム２がブーム操作レバー１３の操作量に応じ
た角速度で回動する。この状態で、アーム操作レバー２
２をも操作したときには、Ａ −＋ Ｂ −＊ Ｆ −
＋ Ｇ −＋ Ｄ −＋ Ｅの繰返しにより、出力回路
２３ｄがら信号が出力されないから、電磁制御弁１４は
中立位置のままであり、ブーム２はブーム操作レバー１
３の４１量に応じた角速度で回動し続ける。また、アー
ム操作レバー２２のみを操作したときＫは、Ａ −＋
７３→Ｆ −＋ Ｇ→Ｈ→Ｉ→Ｊにより、アーム操作レ
バー２２の操作を開始したときの作業具の高さ１１に応
じた目標高さ信号り。がブーム角度信号α、アーム角度
信号βから求められ、目標高さ信号り。が記憶される。
つぎに、Ａ→Ｂ４Ｆ’、に→Ｌ→Ｍ→Ｎ→０→Ｐ −＋
Ｑの繰返しにより、プーム角度信号α、アーム角度信
号βから実際高さｈが求められ目標高さ信号り。、実際
高さ信号りがら高さ偏差信号Δｈが求められ、アーム角
度信号βを時間、的に微分したアーム角速度信号衣が求
められ、ブー ′ム角度信号α、アーム角速度信号衣か
らバケット４が水平軌跡を描くときのブーム２の動くべ
き角速度に応じた制御速度信号外が求められ、さらに制
御速度信号外にゲインに１を乗じた信号と高さ偏差信号
Δｈにゲインに２を乗じた信号との和すなわち制御信号
ｚ１が求められ、出力信号ｚ１が出力される。このだめ
、電磁制御弁１４は制御信号ｚ１に応じた量だけ切換え
られるから、ブーム２は出力信号２１に応じた角速度で
回動されろ。
Ｑの繰返しにより、プーム角度信号α、アーム角度信
号βから実際高さｈが求められ目標高さ信号り。、実際
高さ信号りがら高さ偏差信号Δｈが求められ、アーム角
度信号βを時間、的に微分したアーム角速度信号衣が求
められ、ブー ′ム角度信号α、アーム角速度信号衣か
らバケット４が水平軌跡を描くときのブーム２の動くべ
き角速度に応じた制御速度信号外が求められ、さらに制
御速度信号外にゲインに１を乗じた信号と高さ偏差信号
Δｈにゲインに２を乗じた信号との和すなわち制御信号
ｚ１が求められ、出力信号ｚ１が出力される。このだめ
、電磁制御弁１４は制御信号ｚ１に応じた量だけ切換え
られるから、ブーム２は出力信号２１に応じた角速度で
回動されろ。
すなわち、ブーム２は制御速度信号外に応じた角速度で
回動されるから、バケット４の高さＨは一定に々る。そ
して、外乱の影響等により高さＨがアーム操作レバー２
２の操作開始時の高さＨがら変動したときには、その変
動量に比例した信号に２Δシに応じた速度で高さＨが修
正されて、高さＨは一定に保たれる。つぎに、この状態
でブーム操作レバー１３をも操作すると、Ａ→Ｂ→Ｆ−
＋に→Ｌ −＋ Ｍ −＋ Ｎ→Ｏ→Ｒ→Ｓ→Ｔ→Ｕの
繰返しにより、制御速度信号＆、にゲインに１を乗じた
信号すなわち制御信号ｚ２が求められ、出力信号ｚ２が
出力される。このため、電磁制御弁１４が制御信号ｚ２
に市じた量だけ切換えられるとともＫ、手動操作弁１２
がブーム操作レバー１６の操作量に応じた量だけ切換え
られるから、バケット４の高さＨがブーム操作レバー１
６の操作量に対応した速度で修正されるので、高さＨの
修正操作をスムーズに行なうことができる。なお、目標
高さ信号ｈｏ は修正された高さＨに応じた値となる
。つぎに、この状態でブーム操作レバー１３を中立位置
ニ戻スト、Ａ−＋Ｂ −＋ Ｆ −＋ Ｋ −＋ Ｌ
４ Ｍ −＋ Ｎ →Ｏ４Ｐ→Ｑの繰返しにより、バケ
ット４はブーム２の手動操作終了時の高さＨに保持され
る。つぎに、この状態でアーム操作レバー２２を中立位
置に戻すと、Ａ −＋ Ｂ −＋ Ｃ−＋ Ｖ−＋Ｗ−
＊ Ｘ−＋”Ｙ ｉ タハＹ２→Ｚによシ、高さ偏差信
号Δｈが正のときには、（′に１−Δｋ）をに１ とし
て記憶し、高さ偏差信号Δｈが零または負のときには、
（ｋ１＋Δｋ）を記憶したのち、Ａ −＋ Ｂ −＋
Ｃ→Ｄ −＋ Ｅの繰返しとなり、ブーム２は回、動し
ない。
回動されるから、バケット４の高さＨは一定に々る。そ
して、外乱の影響等により高さＨがアーム操作レバー２
２の操作開始時の高さＨがら変動したときには、その変
動量に比例した信号に２Δシに応じた速度で高さＨが修
正されて、高さＨは一定に保たれる。つぎに、この状態
でブーム操作レバー１３をも操作すると、Ａ→Ｂ→Ｆ−
＋に→Ｌ −＋ Ｍ −＋ Ｎ→Ｏ→Ｒ→Ｓ→Ｔ→Ｕの
繰返しにより、制御速度信号＆、にゲインに１を乗じた
信号すなわち制御信号ｚ２が求められ、出力信号ｚ２が
出力される。このため、電磁制御弁１４が制御信号ｚ２
に市じた量だけ切換えられるとともＫ、手動操作弁１２
がブーム操作レバー１６の操作量に応じた量だけ切換え
られるから、バケット４の高さＨがブーム操作レバー１
６の操作量に対応した速度で修正されるので、高さＨの
修正操作をスムーズに行なうことができる。なお、目標
高さ信号ｈｏ は修正された高さＨに応じた値となる
。つぎに、この状態でブーム操作レバー１３を中立位置
ニ戻スト、Ａ−＋Ｂ −＋ Ｆ −＋ Ｋ −＋ Ｌ
４ Ｍ −＋ Ｎ →Ｏ４Ｐ→Ｑの繰返しにより、バケ
ット４はブーム２の手動操作終了時の高さＨに保持され
る。つぎに、この状態でアーム操作レバー２２を中立位
置に戻すと、Ａ −＋ Ｂ −＋ Ｃ−＋ Ｖ−＋Ｗ−
＊ Ｘ−＋”Ｙ ｉ タハＹ２→Ｚによシ、高さ偏差信
号Δｈが正のときには、（′に１−Δｋ）をに１ とし
て記憶し、高さ偏差信号Δｈが零または負のときには、
（ｋ１＋Δｋ）を記憶したのち、Ａ −＋ Ｂ −＋
Ｃ→Ｄ −＋ Ｅの繰返しとなり、ブーム２は回、動し
ない。
すなわち、この発明に係る作業具軌跡制御方法において
は、アーム６を手動操作し、ブーム２を自動操作して、
バケット４に所定の軌跡を描せるため、に、プーム角度
信号αおよびアーム角速度信号衣から、バケット４が上
記所定の軌跡を描く場合のブーム角速度に応じた制御速
度信号α、を求めて、この制御速度信号α１、に応じた
角速度でブーム２を府仰動してオープンループ制御を行
なうそして、従来のような高さ偏差信号Δｈ等の位置偏
差信号でブーム２の角速度を制御するいわゆる位置フィ
ードバック制御方式より、この発明のようなオープンル
ープ制御の方が応答性が速く、またハンチングを起こす
ことがなく、荷の重量のような系のパーメータの変化、
バケット４が何かに当たったときのような外乱の影響が
小さければ、バケット４の軌跡を精度よく制御すること
ができろ。そして、この発明に係る作業員軌跡制御方法
においては、高さ偏差信号Δｈ、ブーム角偏差信号Δα
のような位置偏差信号による制御も行なっているから、
オープンループ制御と位置フィードバック制御とを組合
わせた制御であシ、系のパラメータ変化、外乱の影響等
が大きくとも、それによって生じた位置変化を位置フィ
ードバック制御で修正することができるので、バケット
４の軌跡をきわめて精度よく制御することができる。
は、アーム６を手動操作し、ブーム２を自動操作して、
バケット４に所定の軌跡を描せるため、に、プーム角度
信号αおよびアーム角速度信号衣から、バケット４が上
記所定の軌跡を描く場合のブーム角速度に応じた制御速
度信号α、を求めて、この制御速度信号α１、に応じた
角速度でブーム２を府仰動してオープンループ制御を行
なうそして、従来のような高さ偏差信号Δｈ等の位置偏
差信号でブーム２の角速度を制御するいわゆる位置フィ
ードバック制御方式より、この発明のようなオープンル
ープ制御の方が応答性が速く、またハンチングを起こす
ことがなく、荷の重量のような系のパーメータの変化、
バケット４が何かに当たったときのような外乱の影響が
小さければ、バケット４の軌跡を精度よく制御すること
ができろ。そして、この発明に係る作業員軌跡制御方法
においては、高さ偏差信号Δｈ、ブーム角偏差信号Δα
のような位置偏差信号による制御も行なっているから、
オープンループ制御と位置フィードバック制御とを組合
わせた制御であシ、系のパラメータ変化、外乱の影響等
が大きくとも、それによって生じた位置変化を位置フィ
ードバック制御で修正することができるので、バケット
４の軌跡をきわめて精度よく制御することができる。
また、フィードバックゲインに２を大きくとれば、最終
偏差を小さくすることができるが、ゲインに２を大きく
すると、油圧ショベルのように遅れの大きな系では必ず
ハンチングを起こしてしまうので、ゲインに２をあまシ
大きくすることができない。したがって、オープンルー
プゲインに１を適切に選ぶ必要があるが、ゲインに１
を一定とした場合には、ゲインに１が大きすぎると、信
号に１勾が大きくなるから、全体として軌跡が下りすぎ
、逆にゲインに１ が小さすぎると、信号に１α、が小
さくなるから、全体として軌跡が上り気味となる。しか
しながら、この発明の方法においては、ブーム２の自動
操作終了時の高さ偏差信号Δｈを求めて、高さ偏差信号
Δｈが正のときには（ｋ１＋Δｋ）をゲインに１ とし
て記憶し、高さ一偏差信号Δｈが零または負のときには
、（ｋｌ−Δ１く）をゲインに１ として記憶するので
、ゲインに１を常に適切な値にすることができるから、
バケット４の軌跡を非常に精度よく制御することができ
る。
偏差を小さくすることができるが、ゲインに２を大きく
すると、油圧ショベルのように遅れの大きな系では必ず
ハンチングを起こしてしまうので、ゲインに２をあまシ
大きくすることができない。したがって、オープンルー
プゲインに１を適切に選ぶ必要があるが、ゲインに１
を一定とした場合には、ゲインに１が大きすぎると、信
号に１勾が大きくなるから、全体として軌跡が下りすぎ
、逆にゲインに１ が小さすぎると、信号に１α、が小
さくなるから、全体として軌跡が上り気味となる。しか
しながら、この発明の方法においては、ブーム２の自動
操作終了時の高さ偏差信号Δｈを求めて、高さ偏差信号
Δｈが正のときには（ｋ１＋Δｋ）をゲインに１ とし
て記憶し、高さ一偏差信号Δｈが零または負のときには
、（ｋｌ−Δ１く）をゲインに１ として記憶するので
、ゲインに１を常に適切な値にすることができるから、
バケット４の軌跡を非常に精度よく制御することができ
る。
なお、上述実施例においては、油圧ショベルの作業具軌
跡制御方法について説明したが、油圧７ヨベルに限定さ
れない。また、上述実施例においテハ、ローディング油
圧ショベルのバケット軌跡制御方法について説明したが
、バックホウ油圧ショベルでも全く同様である。さらに
、上述実施例においでは、ブーム２を自動制御゛する場
合について説明したが、ブーム２を手動制御してアーム
６を自動側！してもよい。また、上述実施例においては
、ブーム角度信号α、アーム角度信号βを角度計８．９
により直接的に検出したが、シリンダ５．６の伸長量を
検出すること等により、角度信号α、βを間接的に求め
てもよい。さらに、上述実施例においては、角度信号β
を微分することにより、間接的に角速度信号表を求めた
が、直接的に角速度信号み、表を求めてもよく、シリン
ダ５６の速度やシリンダ５．６に接続された管路の流量
などの角速度信号ル、λに対応する値を用いてもよい。
跡制御方法について説明したが、油圧７ヨベルに限定さ
れない。また、上述実施例においテハ、ローディング油
圧ショベルのバケット軌跡制御方法について説明したが
、バックホウ油圧ショベルでも全く同様である。さらに
、上述実施例においでは、ブーム２を自動制御゛する場
合について説明したが、ブーム２を手動制御してアーム
６を自動側！してもよい。また、上述実施例においては
、ブーム角度信号α、アーム角度信号βを角度計８．９
により直接的に検出したが、シリンダ５．６の伸長量を
検出すること等により、角度信号α、βを間接的に求め
てもよい。さらに、上述実施例においては、角度信号β
を微分することにより、間接的に角速度信号表を求めた
が、直接的に角速度信号み、表を求めてもよく、シリン
ダ５６の速度やシリンダ５．６に接続された管路の流量
などの角速度信号ル、λに対応する値を用いてもよい。
また、上述実施例では、ブー・入操作レバー１３、アー
ム操作レバー２２の操作信号によシ操作レバー１３．２
２の操作状態を検出したが、別の自動制御信号に上りブ
ーム２、アーム６が動作される。ときには、その自動制
御信号によシ操作レバー１３．２２の操作状態を検出し
てもよく、ブーム２、アーム６の角速度信号α、表によ
シ操作レバー１６．２２の操作状態を検出してもよい。
ム操作レバー２２の操作信号によシ操作レバー１３．２
２の操作状態を検出したが、別の自動制御信号に上りブ
ーム２、アーム６が動作される。ときには、その自動制
御信号によシ操作レバー１３．２２の操作状態を検出し
てもよく、ブーム２、アーム６の角速度信号α、表によ
シ操作レバー１６．２２の操作状態を検出してもよい。
さらに、上述実施例においては、バケット４に水平軌跡
を描かせる場合について説明したが、バケット４に他の
軌跡を描かせる場合にも、この発明を適用することが可
能である。また、上述実施例においては、アーム角度信
号αおよびアーム自速−ム角速度信号表のみからまたは
ブーム角度信号α、アーム角度信号βおよびアーム角速
度信号表から制御速度信号外を求めてもよい。さらに、
上述実施例においては、位置偏差信号として高さ偏差信
号Δｈ゛を用いたが、ブーム角度偏差信号、アーム角度
偏差信号を用いてもよく、この場合には初期位置として
、ブーム角度、アーム角度を用いる。また、上述実施例
においては、ブーム２を自動制御している場合にアーム
操作レバー２２を中立位置に戻したときに、ゲインに１
の大きさを変えたが、アーム操作レバー２２を中立位置
に戻したときまたはアームシリンダ６がストロークエン
ドに達したときに、ゲインに１ の大きさを変えてもよ
い。さらに、上述実施例においては、演算部をディジタ
ル回路で構成しだが、アナログ回路で構成してもよい。
を描かせる場合について説明したが、バケット４に他の
軌跡を描かせる場合にも、この発明を適用することが可
能である。また、上述実施例においては、アーム角度信
号αおよびアーム自速−ム角速度信号表のみからまたは
ブーム角度信号α、アーム角度信号βおよびアーム角速
度信号表から制御速度信号外を求めてもよい。さらに、
上述実施例においては、位置偏差信号として高さ偏差信
号Δｈ゛を用いたが、ブーム角度偏差信号、アーム角度
偏差信号を用いてもよく、この場合には初期位置として
、ブーム角度、アーム角度を用いる。また、上述実施例
においては、ブーム２を自動制御している場合にアーム
操作レバー２２を中立位置に戻したときに、ゲインに１
の大きさを変えたが、アーム操作レバー２２を中立位置
に戻したときまたはアームシリンダ６がストロークエン
ドに達したときに、ゲインに１ の大きさを変えてもよ
い。さらに、上述実施例においては、演算部をディジタ
ル回路で構成しだが、アナログ回路で構成してもよい。
また、上述実施例においては、手動操作ａ１２、電磁制
御弁１４によりブームシリンダ５を制御したが、電磁制
御弁のみでブームシリンダ５を制御し、その電磁制御弁
をブーム操作レバー１６の操作信号と制御信号−１、ｚ
２とを加算した信号で制御してもよい。さらに、制御信
号ｚ１、ｚ２を電気油圧変換弁によってパイロット圧力
に変換し、ブーム操作レバー１３の操作信号をパイロッ
ト圧として取出し、両パイロット圧でパイロット操作形
流量制御弁を切換え、その流量制御弁でブームシリンダ
５を制御してもよい。また、電磁制御弁１４のような弁
を制御してシリンダ５．６を制御せずに、流体圧源であ
るポンプの吐出量を制御してシリンダ５．６を制御して
もよい０ 以上説明したように、この発明に係る油圧ショベル等の
作業具軌跡制御方法においては、作業具の軌跡を非常に
精度よく制御することが可能である。このように、この
発明の効果は顕著である。
御弁１４によりブームシリンダ５を制御したが、電磁制
御弁のみでブームシリンダ５を制御し、その電磁制御弁
をブーム操作レバー１６の操作信号と制御信号−１、ｚ
２とを加算した信号で制御してもよい。さらに、制御信
号ｚ１、ｚ２を電気油圧変換弁によってパイロット圧力
に変換し、ブーム操作レバー１３の操作信号をパイロッ
ト圧として取出し、両パイロット圧でパイロット操作形
流量制御弁を切換え、その流量制御弁でブームシリンダ
５を制御してもよい。また、電磁制御弁１４のような弁
を制御してシリンダ５．６を制御せずに、流体圧源であ
るポンプの吐出量を制御してシリンダ５．６を制御して
もよい０ 以上説明したように、この発明に係る油圧ショベル等の
作業具軌跡制御方法においては、作業具の軌跡を非常に
精度よく制御することが可能である。このように、この
発明の効果は顕著である。
第１図はローディング油圧ショベルのフロント部を示す
図、第２図は従来の作業具軌跡制御方法を実施するため
の装置を示す図、第６図はこの発明に係る油圧ショベル
の作業具軌跡制御方法を実施するだめの装置を示す図、
第４図は第３図に示したマイクロコンピュータの動作を
示す流れ図である。 ２°°゛ブーム ６・・・アーム４・・・バ
ケット ５・・・ブームシリンダ８．９・・・
角度計 １０．１１・・・油圧ポンプ１２・・・手
動操作弁 １６・・・ブーム操作レバー１４・・・
電磁制御弁 ２２・・・アーム操作レバー２６・・
・マイクロコンピュータ ２３ａ・・・マルチプレクサ ２３ｂ・・・Ａ／Ｄ変換器 ２３Ｃ・・・記憶回路２３
ｄ・・・出力回路 ２３ｅ・・・演算回路代理人弁
理士 中村純之助
図、第２図は従来の作業具軌跡制御方法を実施するため
の装置を示す図、第６図はこの発明に係る油圧ショベル
の作業具軌跡制御方法を実施するだめの装置を示す図、
第４図は第３図に示したマイクロコンピュータの動作を
示す流れ図である。 ２°°゛ブーム ６・・・アーム４・・・バ
ケット ５・・・ブームシリンダ８．９・・・
角度計 １０．１１・・・油圧ポンプ１２・・・手
動操作弁 １６・・・ブーム操作レバー１４・・・
電磁制御弁 ２２・・・アーム操作レバー２６・・
・マイクロコンピュータ ２３ａ・・・マルチプレクサ ２３ｂ・・・Ａ／Ｄ変換器 ２３Ｃ・・・記憶回路２３
ｄ・・・出力回路 ２３ｅ・・・演算回路代理人弁
理士 中村純之助
Claims (1)
- 第１、第２の腕穴を有する油圧ショベル等の作業具の軌
跡を制御する方法において、少なくとも上記第１の腕穴
の角速度から上記第２の腕穴の動くべき角速度に応じた
制御速度信号を求めるとともに、初期位置および上記第
１、第２の腕穴の角度から目標位置と実際位置との差に
応じた位置偏差信号を求めて、上記第１の腕穴の操作時
に、上記制御速度信号にゲインを乗じた信号と上記位置
偏差信号に応じた信号とを加算した制御信号に応じた角
速度で上記第２の腕穴を動作するとともに、上記制御信
号による動作が終了したときの上記位置偏差信号に応じ
て、上記ゲインの大きさを変えることを特徴とする油圧
ショベル等の作業具軌跡制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11531281A JPS5817938A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 油圧シヨベル等の作業具軌跡制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11531281A JPS5817938A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 油圧シヨベル等の作業具軌跡制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5817938A true JPS5817938A (ja) | 1983-02-02 |
| JPH0257166B2 JPH0257166B2 (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=14659500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11531281A Granted JPS5817938A (ja) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | 油圧シヨベル等の作業具軌跡制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5817938A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01312125A (ja) * | 1988-06-13 | 1989-12-15 | Komatsu Ltd | 腕式作業機の制御方法 |
| WO2018189765A1 (ja) * | 2017-04-10 | 2018-10-18 | 株式会社小松製作所 | 建設機械および制御方法 |
-
1981
- 1981-07-24 JP JP11531281A patent/JPS5817938A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01312125A (ja) * | 1988-06-13 | 1989-12-15 | Komatsu Ltd | 腕式作業機の制御方法 |
| WO2018189765A1 (ja) * | 2017-04-10 | 2018-10-18 | 株式会社小松製作所 | 建設機械および制御方法 |
| KR20180123000A (ko) * | 2017-04-10 | 2018-11-14 | 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 | 건설 기계 및 제어 방법 |
| JPWO2018189765A1 (ja) * | 2017-04-10 | 2020-02-20 | 株式会社小松製作所 | 建設機械および制御方法 |
| US10822769B2 (en) | 2017-04-10 | 2020-11-03 | Komatsu Ltd. | Earthmoving machine and control method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0257166B2 (ja) | 1990-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4332517A (en) | Control device for an earthwork machine | |
| US6275757B1 (en) | Device for controlling limited-area excavation with construction machine | |
| KR950009324B1 (ko) | 액츄에이터 작동속도 자동조절장치 및 그 제어방법 | |
| AU664519B2 (en) | Hydraulic control system | |
| JPS6234888B2 (ja) | ||
| JPS6234889B2 (ja) | ||
| JPS5817938A (ja) | 油圧シヨベル等の作業具軌跡制御方法 | |
| JPS5826128A (ja) | 腕式作業機のバケツト角制御方法 | |
| JPS59195938A (ja) | 油圧シヨベルの直線掘削制御装置 | |
| JPS5820835A (ja) | 腕式作業機のバケツト角制御装置 | |
| JPH0257167B2 (ja) | ||
| JP7313633B2 (ja) | 位置制御装置及び位置制御方法 | |
| JPH0325126A (ja) | 建設機械の法面作業制御装置 | |
| JPH0313377B2 (ja) | ||
| JP2000355957A (ja) | 油圧ショベルの領域制限掘削制御装置 | |
| JPS59195937A (ja) | 油圧シヨベルの直線掘削制御装置 | |
| JPH0745742B2 (ja) | 油圧ショベルの掘削制御方法 | |
| JPH1037230A (ja) | 油圧掘削機械の軌跡自動制御装置 | |
| JPS6252095B2 (ja) | ||
| JPH06193377A (ja) | 作業機の定速軌跡制御装置 | |
| KR860000755B1 (ko) | 유압회로장치의 제어시스템 | |
| JP2699097B2 (ja) | 建設機械のバケット刃先深さ制御装置 | |
| JP2966081B2 (ja) | 建設機械 | |
| JPH0480168B2 (ja) | ||
| JPS6187033A (ja) | パワ−シヨベルの制御装置 |