JPS582299B2 - ユアツシヨベル ノ アンソクカクセイギヨソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油圧ショベルの安息角制御装置に関するもので
ある。

油圧ショベルは第１図に示すように旋回体１に支持され
ているブーム２を俯仰させる油圧式のブームシリンダＣ
１、ブーム２の先端部に取付けられているアーム３を揺
動させる油圧式のアームシリンダＣ２、アーム３の先端
部に取付けられているバケット４を傾動させる油圧式の
バケットシリンダＣ３を具えており、各シリンダは運転
席５に配置されたレバーにより操作される。

地盤の固い場所での作業や平担の場所での作業では余り
問題とはならないが、地盤の柔らかい場所、山の上およ
び水中ショベルによる海底での作業においてはショベル
により掘削した穴にショベル自体が落ち込む危険がある
。

このため、第１図に示すように安息角を定めることが必
要となる。

本発明は上記の点に鑑み、油圧ショベルの作業において
、安息角を予め設定しておき、油圧ショベルのバケット
先端が設定安息角以上にならないように制御し、作業の
危険を防ぐようにしたものである。

以下本発明の一実施態様を図面について説明する。

第１図に示す油圧ショベルにおいて、ブーム２の回転中
心Ｏを原点に選び、水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸と
定めれば、バケット先端の位置を表わす座標（ｘ，ｙ）
の値はアーム３とブーム２との相対角変位α（アームシ
リンダＣ２の変位に対応する角変位）、ブーム２と車体
との間の角変位β（ブームシリンダＣ１の変位に対応す
を角変位）、アーム３とバケット４との相対角変位γ（
バケットシリンダＣ３の変位に対応する角変位）および
車体の傾斜角θを変数とする関数で表わされる。

各角変位α，β，γはポテンショメータで検出され、車
体の傾斜θはジャイロスコープ、振り子などで検出され
る。

第１図において、各部の長さを下記のように定める。

面一ａ，σ弔一ｂ，Ω＝ｃ，倉一ｄ．而′＝ｅ ． Ｃ
Ｄ’＝ ｆ ． ＤＤ’一ｇ ， ＣＨ＝ｈ ， ＥＨ
＝ ｉ．ＨＦ＝ｊ ，ＦＧ＝ｋ ，ＯＩ−１ ，ＩＪ＝
ｍ更に、ＱＣ，ＣＨ，ＦＧが車体傾斜角θの延長線とな
す角度を第１図に示した方向を正にとり、それぞれω１
，ω２，ω３とする。

まずバケット先端の位置の座標（ｘ，ｙ）を求める式は
次のようになる。

Ｘ−（ ｃ十ｅ＋ｆ ）ｃｏｓ（ω１＋θ）＋ｈＣＯＳ
（ω２十θ） ＋ ｊｓ１ｎ（ ω２＋θ）十ｋＣＯＳ
（ω３＋θ）−（１）Ｙ−（ ｃ十ｅ＋ｆ ）ｓｉｎ（
ω１＋θ） ＋ ｈｓｉｎ （ ω，， ＋θ） −
３ｃｏｓ（ ω２＋θ） ＋ ｋｓｉｎ（ ω３＋θ片
・（２）（１） ， （２）式において， ω１−β十ｊａｎ−’ （ ｂ／ａ）−ｔａｎ−１（
ｄ／。

）一晋一β＋κ１ （ Ａ：１ ＝ｔａｎ ’ （ｂ／ａ）−ｔａｎ ’
（ ｄ／。

）一晋）ω２＝ （ π＋ωｌ ） 一ｃｔ−ｔａｎ−
１（ｇ／ｆ）一ｔａｎ”−’ （ ｉ／ｈ）一β一α＋
ｋ２（ ｋ２＝ｋ， −ｔａｎ−’ （ ｇ／ ０−ｔ
ａｎ−’ （ ”／ｈ）＋ｙｒ）ω３＝γ一一一ω２−
γ−β十α＋ｋ３ （ ｋ３＝−ｋ２−−） バケット先端の座標（ｘ．ｙ）の値が求すると、油圧シ
ョベルの走行体の前部の点Ｊとバケット４の先端Ｇを結
んだ直線が水平となす傾斜角φは次式により求めること
ができる。

第２図に式（１） ， （２） ， （３）からバケッ
ト先端の座標（ｘ，ｙ）および傾斜角ｆを求める演算回
路を示す。

第２図において、Ａ１〜Ａ７は加算器ＦＧ１〜ＦＧ３は
余弦関数発生器、ＰＯ１〜ＰＯｓは正弦関数発生器、Ｐ
１〜Ｐ８はボテンショメータ、ＭＧは逆正接関数発生器
を示す。

次に第２図により求めたバケット先端の傾斜角ｆを予め
設定した安息角，ｆｏと比較し、実際の傾斜角ｆが設定
安息角ｆｏより大きくなったとき、レバーをそれ以上倒
してもブームおよびアームが下がらないようにする油圧
回路を第３図および第４図に示す。

第３図はブーム油圧回路を、第４図はアーム油圧回路を
示し、ブーム、アーム各油圧シリンダはレバー５，５′
を左右に動かすことにより伸縮するものとし、傾斜角ｆ
が設定安息ｆｏに至らない状態を示す。

バケット先端の傾斜ｆが設定安息角，ｆｏになった場合
には電磁弁６，６′が作動し、供給油はあるリリーフ圧
で油圧源７，７′に戻され、戻り油はブロツクされるた
め、ブーム、アーム各油圧シリンダはレバー５，５′を
ブーム又はアームを下げ方向に引いても動くことができ
なくなる。

次に、レバー５．５’をブーム又はアームのどちらか一
方を上げ方向に引くとリミットスイッチ８，８′に当り
、リミットスイッチ８，８′から信号が出る。

この信号により電磁弁６，６′への電流が切れ、電磁弁
６，６′が元の状態に戻り、ブーム又はアームシリンダ
のどちらか一方が上方へ移動するため、傾斜角ｆが設定
安息角ｆｏからはずれる。

この結果、レバーを引かなかったシリンダ油圧回路の電
磁弁も元の状態に戻り、通常の作業が可能となる。

上述のように、傾斜角ｆが設定安定角，ｆｏになると、
ブーム又はアームを下げ方向にレバーを引いても各シリ
ンダは動かず、上げ方向にレバーを引くと、油圧回路は
元の状態に戻る。

第５図は傾斜角ｆが設定安定角ｉｏになった場合、電磁
弁を働かせるための電気回路を示す。

傾斜角ｆと設定安息角ｆｏとを比較し、ｆが４゛ｏより
大きくなった場合には出力増幅器９からの信号がＯＮさ
れる。

出力増幅器９とリミットスイッチ８又は８′からの信号
とを比較し、出力増幅器９とリジントスイツチ８又は８
′からの信号が両方ともＯＮであったなら、論理回路１
０ ． １ ０’を介して電磁弁６，６′に電流が流
れ、出力増幅器９がＯＮであってもリミットスイッチ８
又ぎからの信号のどちらかがＯＦＦであったならリミッ
トスイッチ８又８′からの信号がＯＦＦである油圧回路
の電磁弁には電流が流れない。

又出力増幅器９の信号がＯＦＦであったなら、リミット
スイッチ８，８′からの信号がＯＮとなっても電磁弁６
，６′には電流が流れない。

なお上述のリミットスイッチ８，ぎはリミットスイッチ
が動作するときＯＦＦ信号を出し、動作していないとき
ＯＮ信号を出すものである。

以上説明したように本発明によれば油圧ショベル作業に
おいて、安息角を予め設定しておき、傾斜角ｆが設定安
息角ｆｏ以上にならぬように制御するようにしたので、
例えば柔らかい場所、山の上および水中ショベルによる
海底での作業においてもショベルにより掘削した穴にシ
ョベル自体の落ち込む危険性がなく作業の安全度を著る
しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は油圧ショベルの側面図、第２図は本発明装置を
具備する油圧ショベルのアーム先端位置および車体の傾
斜を検出するため必要な入力信号を得るための演算回路
図、第３図および第４図は本発明装置におけるブームお
よびアームの油圧回路図、第５図は本発明装置における
リミットスイッチと電磁弁との関連を示す電気回路図で
ある。 ２・・・・・・ブーム、３・・・・・・アーム、４・・
・・・・バケット、ｆ・・・・・・傾斜角、ｆｏ・・・
・・・設定安息角、６，６′・・・・・・電磁弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 油圧ショベルのブーム、アームおよびバケットの取
   付部に各角変位検出器を、車体に車体傾斜角検出器をそ
   れぞれ取付け、これらの検出器からの出力信号により油
   圧ショベルの走行体の前部の点Ｊとバケットの先端Ｇを
   結んだ直線が水平となす傾斜角を計算し、該傾斜角を、
   予め設定した設定安息角と比較する装置を設け、前記傾
   斜角が設定安息角より大きくなったとき、その位置より
   バケット先端の下降を阻止する弁を油圧回路に挿入した
   ことを特徴とする油圧ショベルの安息角制御装置。