JPS59195937A - 油圧シヨベルの直線掘削制御装置 - Google Patents
油圧シヨベルの直線掘削制御装置Info
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- JPS59195937A JPS59195937A JP6827183A JP6827183A JPS59195937A JP S59195937 A JPS59195937 A JP S59195937A JP 6827183 A JP6827183 A JP 6827183A JP 6827183 A JP6827183 A JP 6827183A JP S59195937 A JPS59195937 A JP S59195937A
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- 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
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は油圧ショベルの直線掘削制御装置、さらに詳し
くは、油圧ショベルのパケット刃先の動作軌跡を任意の
直線に制御する装置に関するものである。
くは、油圧ショベルのパケット刃先の動作軌跡を任意の
直線に制御する装置に関するものである。
油圧ショベルは一般に旋回体に設けたブームと、このブ
ームを俯仰させるブームシリンダ′と、ブームの先端に
取付けたアームと、このアームを揺動させるアームシリ
ンダと、このアームの先端に取り付けたパケットと、こ
のパケットを揺動させるパケットシリンダを備えている
。通常、各シリンダは運転席に配置した操作レバーによ
って操作される。この油圧ショベルのパケットによつ１
、単純な掘削作業を行う場合には、各レバーの操作に、
ｒ、シ、各シリンダを順次操作すれば良いが、斜面の仕
上げ作業や溝底を水平に掘削する作業のように、パケッ
ト刃先を一定の直線に沿って動かす場合には値数のシリ
ンダに対応するレノく−を同時に操作しなければならず
、相当の熟練を必要とするばかりでなく、作業能率が良
好でない。
ームを俯仰させるブームシリンダ′と、ブームの先端に
取付けたアームと、このアームを揺動させるアームシリ
ンダと、このアームの先端に取り付けたパケットと、こ
のパケットを揺動させるパケットシリンダを備えている
。通常、各シリンダは運転席に配置した操作レバーによ
って操作される。この油圧ショベルのパケットによつ１
、単純な掘削作業を行う場合には、各レバーの操作に、
ｒ、シ、各シリンダを順次操作すれば良いが、斜面の仕
上げ作業や溝底を水平に掘削する作業のように、パケッ
ト刃先を一定の直線に沿って動かす場合には値数のシリ
ンダに対応するレノく−を同時に操作しなければならず
、相当の熟練を必要とするばかりでなく、作業能率が良
好でない。
この問題を解決するために油圧ショベルにおけるパケッ
ト刃先の直線移動操作、いわゆる直線掘削を自動化する
方策がｌ々提案されている。その一方策として、特公昭
５４−３７４０６号公報に記載されたものがある。この
直線掘削制御装置ではアーム先端の移動速度を与える操
作レバーと掘削面の角度及びノ・ケットＦ！Ｌ角度を設
定するダイヤル類、及び自動手動切換えスイッチ等から
構成される操作盤からの指令に基づいて、演算制御装置
にて所望の掘削軌跡を実現するだめのブーム、アーム及
びパケットの動作角度を演算し、その演算結果に対して
油圧サーボ機構によシ、ブーム、アーム及びパケットの
動作角度を追従させるものである。
ト刃先の直線移動操作、いわゆる直線掘削を自動化する
方策がｌ々提案されている。その一方策として、特公昭
５４−３７４０６号公報に記載されたものがある。この
直線掘削制御装置ではアーム先端の移動速度を与える操
作レバーと掘削面の角度及びノ・ケットＦ！Ｌ角度を設
定するダイヤル類、及び自動手動切換えスイッチ等から
構成される操作盤からの指令に基づいて、演算制御装置
にて所望の掘削軌跡を実現するだめのブーム、アーム及
びパケットの動作角度を演算し、その演算結果に対して
油圧サーボ機構によシ、ブーム、アーム及びパケットの
動作角度を追従させるものである。
ところがこの直線掘削制御装置では旋回体とブーム、ブ
ームとアーム、アームとパケットのそれぞれの相対角度
を基準として制御しているため、車体が水平に対して傾
斜している場合には自動掘削した掘削面の角度が設定し
た角度と異なってし壕う欠点がある。
ームとアーム、アームとパケットのそれぞれの相対角度
を基準として制御しているため、車体が水平に対して傾
斜している場合には自動掘削した掘削面の角度が設定し
た角度と異なってし壕う欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明は油圧ショベルの車体が水平面に対して傾いてい
る場合でも、４１ｇ削面の角度が予め設定された角度に
自動的に」屈削制御することができる油圧ショベルの直
線掘削制御装置を提供することを目的としている。
る場合でも、４１ｇ削面の角度が予め設定された角度に
自動的に」屈削制御することができる油圧ショベルの直
線掘削制御装置を提供することを目的としている。
本発明の直線掘削制御装置は、油圧ショベルの旋回体に
車体傾斜検出器を設け、この車体傾斜検出器の出力信号
によって掘削角度の設定値を補正することによって、油
圧ショベルの本体が水平に対して傾斜して設置された場
合でも、掘削面の角度が設定１直と一致するよつな直線
掘削”１６１」御するものである。
車体傾斜検出器を設け、この車体傾斜検出器の出力信号
によって掘削角度の設定値を補正することによって、油
圧ショベルの本体が水平に対して傾斜して設置された場
合でも、掘削面の角度が設定１直と一致するよつな直線
掘削”１６１」御するものである。
第１図は本発明の制御装置の−・例を備えた油圧ショベ
ルのフロント機構を示すもので、図において１は油圧シ
ョベル本体系を溶成する旋回体、２は旋回体１に設けた
ブーム、３はブーム２の先端に取付けたアーム、４はア
ーム３の先端に取付けたパケットである。これらのブー
ム２、アーム３およびパケット４はそれぞれブームシリ
ンダＣ１、アームシリンダＣ２及びパケットシリンダＣ
３によって操作される。これらのブーム２、アーム３及
びパケット４の相対角度は各枢着点まだはその近傍に設
けた検出器５〜７によって検出される。
ルのフロント機構を示すもので、図において１は油圧シ
ョベル本体系を溶成する旋回体、２は旋回体１に設けた
ブーム、３はブーム２の先端に取付けたアーム、４はア
ーム３の先端に取付けたパケットである。これらのブー
ム２、アーム３およびパケット４はそれぞれブームシリ
ンダＣ１、アームシリンダＣ２及びパケットシリンダＣ
３によって操作される。これらのブーム２、アーム３及
びパケット４の相対角度は各枢着点まだはその近傍に設
けた検出器５〜７によって検出される。
また車体（旋回体）１の水平面に対する傾斜は振子式傾
斜計またはジャイロなどの傾斜検出器８によって検出さ
れる。検出器５〜８の検出値は検出回路９によって入力
側へ伝えられる。
斜計またはジャイロなどの傾斜検出器８によって検出さ
れる。検出器５〜８の検出値は検出回路９によって入力
側へ伝えられる。
油圧ショベルの運転席（図示せず）には入力装置１０が
設置されている。この入力装置１０は掘削面Ｗの勾配を
設定するためのダイヤル類及び掘削速度の大きさを与え
る操作レバー及び油圧ショベルを従来通シの操作方法で
操作するだめの操作レバー類を備えており、入力装置１
０から演算制御装置１１には直線掘削速度ｖｔ、掘削面
の勾配φ、パケット操作速度指令γ、が入力される。
設置されている。この入力装置１０は掘削面Ｗの勾配を
設定するためのダイヤル類及び掘削速度の大きさを与え
る操作レバー及び油圧ショベルを従来通シの操作方法で
操作するだめの操作レバー類を備えており、入力装置１
０から演算制御装置１１には直線掘削速度ｖｔ、掘削面
の勾配φ、パケット操作速度指令γ、が入力される。
演算制御装置１１は直腸掘削速度Ｖｔと掘削面Ｗの勾配
φ及び車体傾斜検出値φ。に基づいてくくケラト先端の
速度成分■工、ｖｙを演算し、パケット先端Ｐ（ｘ、ｙ
）が所望の掘削軌跡、すなわち掘削開始点１） ０ （
Ｘ Ｏ＋ ’Ｉ ｏ ）を通９、掘削角度φの直線に沿
って移動するために必要なブームシリンダＣＩ 、、ア
ームシリンダＣ２及びパケットシリンダＣ３の動作送置
を演算し、更に各シリンダの有効受圧面積を乗じて各シ
リンダへ供°給すべき圧油の流量を演算する。
φ及び車体傾斜検出値φ。に基づいてくくケラト先端の
速度成分■工、ｖｙを演算し、パケット先端Ｐ（ｘ、ｙ
）が所望の掘削軌跡、すなわち掘削開始点１） ０ （
Ｘ Ｏ＋ ’Ｉ ｏ ）を通９、掘削角度φの直線に沿
って移動するために必要なブームシリンダＣＩ 、、ア
ームシリンダＣ２及びパケットシリンダＣ３の動作送置
を演算し、更に各シリンダの有効受圧面積を乗じて各シ
リンダへ供°給すべき圧油の流量を演算する。
以ド、第１図に示したように、油圧シリンダに連結した
油圧ポンプの吐出流量を変えることによって油圧シリン
ダの速度を制御する、いわゆるポンプ１間両システムを
例にとって本発明の詳細な説明する。
油圧ポンプの吐出流量を変えることによって油圧シリン
ダの速度を制御する、いわゆるポンプ１間両システムを
例にとって本発明の詳細な説明する。
ポンプ制御システムの場合には演算制御装置１１の出力
はポンプ制御装置１２に送られる。
はポンプ制御装置１２に送られる。
ポンプ制御装置１２はそれぞれの油圧ポンプ１３．１４
．１５の斜板傾転量を恢出する検出器１３ ａ、ｉ４ａ
、１５ａから得られる斜板傾転位置イキ号とポンプ斜板
傾転位置信号（ポンプ吐出流量信号）と比較し、両者の
間に誤差があると、その誤差が小さくなる方向に各ポン
プ１３〜１５の斜板傾転位置を制御する。
．１５の斜板傾転量を恢出する検出器１３ ａ、ｉ４ａ
、１５ａから得られる斜板傾転位置イキ号とポンプ斜板
傾転位置信号（ポンプ吐出流量信号）と比較し、両者の
間に誤差があると、その誤差が小さくなる方向に各ポン
プ１３〜１５の斜板傾転位置を制御する。
油圧ポンプ１３〜１５の吐出する圧油はそれぞれ直接各
シリンダＣｌ−Ｃａに導かれる。これによシ、油圧ショ
ベルのパケット４の先端は所望の直線軌跡に沿って移動
する。なお第１図の油圧回路では簡単化するために油圧
ポンプと片ロンドの油圧シリンダを直結して表記してい
るが、実際の油圧回路では、油圧シリンダの伸縮に伴っ
て生ずるポンプの吐出流量と吸込み流量との過不足を補
うためにチャージポンプ、フラッシング弁等の油圧機器
を備えている。
シリンダＣｌ−Ｃａに導かれる。これによシ、油圧ショ
ベルのパケット４の先端は所望の直線軌跡に沿って移動
する。なお第１図の油圧回路では簡単化するために油圧
ポンプと片ロンドの油圧シリンダを直結して表記してい
るが、実際の油圧回路では、油圧シリンダの伸縮に伴っ
て生ずるポンプの吐出流量と吸込み流量との過不足を補
うためにチャージポンプ、フラッシング弁等の油圧機器
を備えている。
第１図に示された演算制御装置１１について更に詳しく
説明する。
説明する。
第２図は演算制御装置１１の機能ブロック図でおる。演
算制御装置１１はパケット先端速度演算ブロック１６、
角度角速度演算ブロック１７、サーボ制御ブロック１８
およびポンプ流量変換ブロックエ９から構成されている
。
算制御装置１１はパケット先端速度演算ブロック１６、
角度角速度演算ブロック１７、サーボ制御ブロック１８
およびポンプ流量変換ブロックエ９から構成されている
。
パケット先端速度演算ブロック１６では入力装置１０の
速度入力レバー２０からの接線速度信号Ｖ、と掘削面勾
配設定ダイヤル２１からの掘削面勾配信号φ及び車体傾
斜検出器８からの車体傾斜信号φ０からパケット先端の
速度成分■工と■アを演算する部分である。この演算ブ
ロック１６における入出力の関係は次のように表記する
ことができる。
速度入力レバー２０からの接線速度信号Ｖ、と掘削面勾
配設定ダイヤル２１からの掘削面勾配信号φ及び車体傾
斜検出器８からの車体傾斜信号φ０からパケット先端の
速度成分■工と■アを演算する部分である。この演算ブ
ロック１６における入出力の関係は次のように表記する
ことができる。
ｖ Ｘ＝ ｖ 、 ｃｏｓ （φ−φｏ ）
”’（ｉ）■アーＶ ｔ ｓｉｎ （φ−φ０）
・・・（２）すなわち第３図に示したように、車
体１が油圧ショベルのフロント機＋１１（ブーム２．ア
ーム３゜パケット４）の動作面内で、水平からφ０だけ
傾斜している場合には、掘削面Ｗの勾配が水平向Ｈ，Ｌ
、に対してφとなるように直線掘削するためには、油圧
ショベル上に固定して設定した座標系から児だ掘削面の
勾配をφ。たけ補正してやる必要がある。
”’（ｉ）■アーＶ ｔ ｓｉｎ （φ−φ０）
・・・（２）すなわち第３図に示したように、車
体１が油圧ショベルのフロント機＋１１（ブーム２．ア
ーム３゜パケット４）の動作面内で、水平からφ０だけ
傾斜している場合には、掘削面Ｗの勾配が水平向Ｈ，Ｌ
、に対してφとなるように直線掘削するためには、油圧
ショベル上に固定して設定した座標系から児だ掘削面の
勾配をφ。たけ補正してやる必要がある。
第４図にバケット先端速度演算ブロック１６の実行処理
内容をブロック線図で表記したものである。第４図にお
いて、ＡＤは加算ブロック、ＣＯは余弦関数ブロック、
Ｓ■は正弦関数ブロック、ＭＶは乗算ブロックを示す。
内容をブロック線図で表記したものである。第４図にお
いて、ＡＤは加算ブロック、ＣＯは余弦関数ブロック、
Ｓ■は正弦関数ブロック、ＭＶは乗算ブロックを示す。
角度角速度演算ブロック１７はパケット先端速度演算ブ
ロック１６の出力であるパケット先端速度成分ｙ、、ｙ
、とパケット操作レバー２２からのパケット速度指令値
ｉ、及び検出回路９からのブーム２、アーム３、パケッ
ト４の相対角度信号β、α、γに基づいて、ブーム２、
アーム３、パケット４の相対角速度指令信号７” ｒ
、 Ｑ ｒ 、 ｒ ｒならびに相対角度指令信号β２
．α１．γ、を演算してサーボ制御ブロック１８に出力
する。
ロック１６の出力であるパケット先端速度成分ｙ、、ｙ
、とパケット操作レバー２２からのパケット速度指令値
ｉ、及び検出回路９からのブーム２、アーム３、パケッ
ト４の相対角度信号β、α、γに基づいて、ブーム２、
アーム３、パケット４の相対角速度指令信号７” ｒ
、 Ｑ ｒ 、 ｒ ｒならびに相対角度指令信号β２
．α１．γ、を演算してサーボ制御ブロック１８に出力
する。
この演算を実行するために油圧ショベルにおける各部の
角度及び長さを第３図に基づいて次のように定める。ブ
ームフートピンの位置Ｏを座標原点とし、車体ｌが水平
に設置された状態での水平方向及び垂直方向にＸ、Ｙ座
標系（この座標系は油圧ショベル本体に固定）を構成す
る。ブーム２に対するアーム３の回動支点をＡ、アーム
３に対１−るパケット４の回動支点をＢ、パケット先端
をＰとし、 ／ＡＯＸ二β、１ＢｈＯ−９０°−α 。
角度及び長さを第３図に基づいて次のように定める。ブ
ームフートピンの位置Ｏを座標原点とし、車体ｌが水平
に設置された状態での水平方向及び垂直方向にＸ、Ｙ座
標系（この座標系は油圧ショベル本体に固定）を構成す
る。ブーム２に対するアーム３の回動支点をＡ、アーム
３に対１−るパケット４の回動支点をＢ、パケット先端
をＰとし、 ／ＡＯＸ二β、１ＢｈＯ−９０°−α 。
／ＰＢＡ−９０°＝γ 、０Ａ＝Ｌｂ。
ＡＢ＝Ｌ、、 ＢＰ ＝Ｌｄ
このように角度と長さを定めるとパケット先端Ｐにおけ
る速度成分ｖｘ、ｖｙ及びパケット回動角速度−とブー
ム２の角速度ｊ及びアーム３の角速度＆の関係は次式の
ように書き表わす゛ことができる。
る速度成分ｖｘ、ｖｙ及びパケット回動角速度−とブー
ム２の角速度ｊ及びアーム３の角速度＆の関係は次式の
ように書き表わす゛ことができる。
１−Ｃｖ、（Ｌ、５ｉｎ（β＋αンーＬｄ（β＋α十γ
））−１−ｖ、（Ｉ、、ｃｏｓ（β十α）＋Ｌｄｓｉｎ
（β＋α十γ月Ｌ−’ＬａＣＡＳＴ ・ｒ ：ｌ］／
（Ｌｂ（Ｌ、ＣＯ３ＣＬ＋ｂｄｓｉｎ（α＋γ）））
−（３）ｃＭ＝（ｖｘ（Ｌｂｃｏｓ
ｌｊ＋Ｌａ５ｉｎ （β」−α）−Ｌ 、 ＣＯ３（β
＋α＋ｒ）） ”ｙ（Ｌｂｓｉｎβ十Ｌ 、 ＣＯ５
（β＋α） ＋Ｌａ ｓｉｎ （β＋α十γ）１（Ｌｂ
Ｌ ｄｓｉｎ（α＋γ ） ＋Ｌ、 Ｌ、 ｃｏｓ
γ ） 〕／〔Ｌｂ（ＣＯ５α＋Ｉ、ｄｓｉｎ（α＋γ
））） ’ −（４）すなわちブーム２．アーム３
の角速度”＋ｊをそれぞれ（３）式、（４）式のように
制御すれは・（ケソト先端Ｐは所望の直線上を移動する
。しかし実際上は種々の制御誤差によって必ずしも所望
の動きは得られないので、角速度だけでなく、時々刻々
の理想的な角度β１．Ｃ２，γ２をも演算し、実際の角
度β、α、γと比較して修正する必要がある。
））−１−ｖ、（Ｉ、、ｃｏｓ（β十α）＋Ｌｄｓｉｎ
（β＋α十γ月Ｌ−’ＬａＣＡＳＴ ・ｒ ：ｌ］／
（Ｌｂ（Ｌ、ＣＯ３ＣＬ＋ｂｄｓｉｎ（α＋γ）））
−（３）ｃＭ＝（ｖｘ（Ｌｂｃｏｓ
ｌｊ＋Ｌａ５ｉｎ （β」−α）−Ｌ 、 ＣＯ３（β
＋α＋ｒ）） ”ｙ（Ｌｂｓｉｎβ十Ｌ 、 ＣＯ５
（β＋α） ＋Ｌａ ｓｉｎ （β＋α十γ）１（Ｌｂ
Ｌ ｄｓｉｎ（α＋γ ） ＋Ｌ、 Ｌ、 ｃｏｓ
γ ） 〕／〔Ｌｂ（ＣＯ５α＋Ｉ、ｄｓｉｎ（α＋γ
））） ’ −（４）すなわちブーム２．アーム３
の角速度”＋ｊをそれぞれ（３）式、（４）式のように
制御すれは・（ケソト先端Ｐは所望の直線上を移動する
。しかし実際上は種々の制御誤差によって必ずしも所望
の動きは得られないので、角速度だけでなく、時々刻々
の理想的な角度β１．Ｃ２，γ２をも演算し、実際の角
度β、α、γと比較して修正する必要がある。
時々刻々の目標角度β１．Ｃ１，γ、は目標角速度ｐｒ
、ルｒ１７’ｒと初期値β０．Ｃ０，γ０を用いて、 β、（り一戸 、ｙ’、ｄ τ 十β０
・・・（５）α、（ｔ）−ｆ’ル、ｄτ十α０
・・・（６）γ 、（リ−ｆ”７．ｄｒ”、ゴｏ
・（７）として演算できる。
、ルｒ１７’ｒと初期値β０．Ｃ０，γ０を用いて、 β、（り一戸 、ｙ’、ｄ τ 十β０
・・・（５）α、（ｔ）−ｆ’ル、ｄτ十α０
・・・（６）γ 、（リ−ｆ”７．ｄｒ”、ゴｏ
・（７）として演算できる。
第５図は以上の演算をブロック線図の形で表現したもの
である。すなわち入力装置１０及びパケット先端速度ブ
ロック１６の出力Ｖｚ、Ｖｙ。
である。すなわち入力装置１０及びパケット先端速度ブ
ロック１６の出力Ｖｚ、Ｖｙ。
ン、及び検出回路９から得られる掘削開始時のプ” ２
＋ ７−ム３．パケット４の相対角度β０゜α。、γ
０を入力として油圧ショベルのブーム２゜アーム３．・
・ケラト４の目標角速度７？、、（１，。
＋ ７−ム３．パケット４の相対角度β０゜α。、γ
０を入力として油圧ショベルのブーム２゜アーム３．・
・ケラト４の目標角速度７？、、（１，。
ン、ならびに目標角度β１．Ｃ１，γ、を演算して出力
するものである。
するものである。
第５図における各ブロックＡＤ、ＭＶ、ＳＩ。
ＣＯは第４図と同様である。この他にＤＩは除算ブロッ
ク、ＩＮは積分ブロック、には係数ブロックである。
ク、ＩＮは積分ブロック、には係数ブロックである。
次にサーボ制御ブロック１８について詳細に説明する。
第６図はサーボ制御ブロックにおける処理内容を示すブ
ロック線図である。図に゛おける記号は第５図と同様に
ＡＤは加算器を、Ｋは係数器を表わす。すなわち、アー
ム系について説明すると、角度角速度演算ブロック１７
の出力であるアーム角度指令値α１と実際のアーム角度
αとを比較してその差をと９、その値ε６に係数Ｋａを
かけた結果と、角度角速度演算ブロック１７の出力であ
るアーム角速度指令値ａ、を加算して、新たなアーム角
速度指令値ｄを出力する。プーム系。
ロック線図である。図に゛おける記号は第５図と同様に
ＡＤは加算器を、Ｋは係数器を表わす。すなわち、アー
ム系について説明すると、角度角速度演算ブロック１７
の出力であるアーム角度指令値α１と実際のアーム角度
αとを比較してその差をと９、その値ε６に係数Ｋａを
かけた結果と、角度角速度演算ブロック１７の出力であ
るアーム角速度指令値ａ、を加算して、新たなアーム角
速度指令値ｄを出力する。プーム系。
出力する。
次にポンプ流量変換ブロック１９について第７図を用い
て説明する。第７図において２２〜２４はショベルの各
部材の角度信号α、β、γを入力として、各部材のシリ
ンダ速度と角速度との比を出力する関数発生器である。
て説明する。第７図において２２〜２４はショベルの各
部材の角度信号α、β、γを入力として、各部材のシリ
ンダ速度と角速度との比を出力する関数発生器である。
すなわち、関数発生器２２にアーム角度αを入力すると
、そのαに対するシリンダ速度シ２とアーム角速度αの
比が出きのアームシリンタ゛速度Ｚ２が倚られる。ブー
ムシリング速度Ｚｔ＋パケットシリンダ速度Ｚ３も同様
にして得られる。これらのシリンダ速度に油圧シリンダ
ＣＩ ＋ Ｃ２ＨＣ３の受圧面積を乗すると油圧ポンプ
１３，１４．１５の吐出すべき流量が得られるが、イ田
圧ショベルに用いられる油圧シリンダは片ロンドシリン
ダであるため、前圧シリンダの受圧面積としてヘッド側
の面積を選ぶかロンド側の面積を選ぶかが問題となる。
、そのαに対するシリンダ速度シ２とアーム角速度αの
比が出きのアームシリンタ゛速度Ｚ２が倚られる。ブー
ムシリング速度Ｚｔ＋パケットシリンダ速度Ｚ３も同様
にして得られる。これらのシリンダ速度に油圧シリンダ
ＣＩ ＋ Ｃ２ＨＣ３の受圧面積を乗すると油圧ポンプ
１３，１４．１５の吐出すべき流量が得られるが、イ田
圧ショベルに用いられる油圧シリンダは片ロンドシリン
ダであるため、前圧シリンダの受圧面積としてヘッド側
の面積を選ぶかロンド側の面積を選ぶかが問題となる。
油圧ショベルとしてポンプ制御方式を実施例として採シ
上げて説明して来ているので、油圧閉回路に設けた７ラ
ソシング弁の位置によって油圧シリンダの有効受圧面積
を判定づ゛るカ法について説明する。
上げて説明して来ているので、油圧閉回路に設けた７ラ
ソシング弁の位置によって油圧シリンダの有効受圧面積
を判定づ゛るカ法について説明する。
第８図はアームシリンダＣ２と油圧ポンプ１４を含む油
圧回路の回路図である。この回路には片ロツドシリンタ
”Ｃ２が押し出でれるときに生ずる回路内の圧油の不足
分及び油圧閉回路から外部へ流出する漏れ分を補＆）だ
めのチャージポンプ２５、油圧シリンダが引込まれると
きに生ずる圧油の余剰分をタンクに戻−」−だめのフラ
ッシング弁２６、低圧リリーフ弁２７、チェック弁２８
．２９などが設けられている。
圧回路の回路図である。この回路には片ロツドシリンタ
”Ｃ２が押し出でれるときに生ずる回路内の圧油の不足
分及び油圧閉回路から外部へ流出する漏れ分を補＆）だ
めのチャージポンプ２５、油圧シリンダが引込まれると
きに生ずる圧油の余剰分をタンクに戻−」−だめのフラ
ッシング弁２６、低圧リリーフ弁２７、チェック弁２８
．２９などが設けられている。
フラッシング弁２６は油圧シリンダＣ２のロンド側とヘ
ッド側のいずれか低い方の回路を低圧リリーフ弁に接続
する。したがって、油圧シリンダＣ２の移動速度は油圧
ポンプ１４の吐出流量を、ヘッド側かロンド側か、いず
れか高圧側の受圧面積で除した値となる。
ッド側のいずれか低い方の回路を低圧リリーフ弁に接続
する。したがって、油圧シリンダＣ２の移動速度は油圧
ポンプ１４の吐出流量を、ヘッド側かロンド側か、いず
れか高圧側の受圧面積で除した値となる。
いまフラッシング弁２５にリミットスイッチ３０を設け
、ヘッド側の圧力が筒いとき、すなわち、フラッシング
弁が状態工のときに１菖゛号Ｓａが出力されるようにし
ておく。この状態では油圧シリンダＣ２の有効受圧面積
はヘッド側の面積Ａｌｌ＋となり、そうでないとき、す
なわち信号Ｓａが出力され々いときは油圧シリンダＣ２
の鳴動受圧面積はロンド側の受圧面積Ａ２１１となる。
、ヘッド側の圧力が筒いとき、すなわち、フラッシング
弁が状態工のときに１菖゛号Ｓａが出力されるようにし
ておく。この状態では油圧シリンダＣ２の有効受圧面積
はヘッド側の面積Ａｌｌ＋となり、そうでないとき、す
なわち信号Ｓａが出力され々いときは油圧シリンダＣ２
の鳴動受圧面積はロンド側の受圧面積Ａ２１１となる。
第７図の右側部分はこの原理を用いて油圧ポンプが吐出
すべき流量ｑａを求めるためのブロックである。すなわ
ち、リミットスイッチからの信号Ｓ、、Ｓｒ、Ｓｒによ
って、油圧シリンダ速度Ｚ２ 、Ｚｌ 、Ｚ３に乗する
べき面積に相当する係数器を切換えて、正しい吐出流量
が得られるように構成している。
すべき流量ｑａを求めるためのブロックである。すなわ
ち、リミットスイッチからの信号Ｓ、、Ｓｒ、Ｓｒによ
って、油圧シリンダ速度Ｚ２ 、Ｚｌ 、Ｚ３に乗する
べき面積に相当する係数器を切換えて、正しい吐出流量
が得られるように構成している。
このようにして、演算制御装置１１によって得られた流
量指令信号ｑａ、ｑβ、ｑ、はそれぞれポンプ制御装置
１２に送られる。
量指令信号ｑａ、ｑβ、ｑ、はそれぞれポンプ制御装置
１２に送られる。
ポンプ制御装置１２ではこの流量指令信号に応じた流量
を各ポンプ１３，１４．１５が吐出するように、それぞ
れのポンプの斜板傾転位置を制御する。
を各ポンプ１３，１４．１５が吐出するように、それぞ
れのポンプの斜板傾転位置を制御する。
このように油圧ショベルの直線掘削制御装置を構成する
と、油圧ショベルのパケット先端は、入力装置１０の操
作レバー２０によって与えられた速度で、傾きφの直線
軌跡上を移動し、しかも、パケット４の姿勢角γは入力
装置１０のパケット操作ツバ−２２によって随時操作が
可能である。
と、油圧ショベルのパケット先端は、入力装置１０の操
作レバー２０によって与えられた速度で、傾きφの直線
軌跡上を移動し、しかも、パケット４の姿勢角γは入力
装置１０のパケット操作ツバ−２２によって随時操作が
可能である。
そして、パケット４の姿勢角γを任意に変えてもパケッ
ト４の先端Ｐは所望の直線軌跡上からずれることがない
。
ト４の先端Ｐは所望の直線軌跡上からずれることがない
。
更に、油圧ショベルの車体１が水平状態から傾いて設置
された場合でも、掘削面Ｗの水′平面からの勾配は入力
装置１０の勾配角度設定ダイヤル２１によって設定され
た設定値φと等しくなる。
された場合でも、掘削面Ｗの水′平面からの勾配は入力
装置１０の勾配角度設定ダイヤル２１によって設定され
た設定値φと等しくなる。
なお、以上の説明において演算制御装置１１の内容を判
シ易くするためにアナログ的表現で説明したが、この演
算制御装置１１をマイクロコンピユータ等のディジタル
的手段によって構成しても不発明の主旨から外れるもの
ではない。
シ易くするためにアナログ的表現で説明したが、この演
算制御装置１１をマイクロコンピユータ等のディジタル
的手段によって構成しても不発明の主旨から外れるもの
ではない。
甘だ実施例の説明で油圧シリンダへ供給する圧油の流量
制御手段として可変吐出量ポンプを用いたが、本発明の
制御装置は油圧制御弁（サーボ弁）を用いても構成でき
ることは言うまでもない。
制御手段として可変吐出量ポンプを用いたが、本発明の
制御装置は油圧制御弁（サーボ弁）を用いても構成でき
ることは言うまでもない。
以上述べたように、本発明による油圧ショベルの直線掘
削制御装置を用いると、油圧ショベル本体が水平面に対
して傾いて設置された場合でも、掘削面の勾配が、予め
設定された角度に自動的に制御されるので、車体の設置
または勾配角度設定ダイヤルを微妙に調整する必要がな
いため、操作性が著しく向上する。
削制御装置を用いると、油圧ショベル本体が水平面に対
して傾いて設置された場合でも、掘削面の勾配が、予め
設定された角度に自動的に制御されるので、車体の設置
または勾配角度設定ダイヤルを微妙に調整する必要がな
いため、操作性が著しく向上する。
第１図は本発明の制御装置の一例を備えた油圧ショベル
の構成を示す図、第２図は本発明を構成する演算制御装
置の機能ブロック図、第３図は油圧ショベルの幾何学的
関係を示す図、第４図は本発明を構成するパケット先端
速度演算ブロックの内容を示すブロック線図、第５図は
本発明を構成する角度角速度演算ブロックの内容を示す
ブロック線図、第６図は本発明を構成するサーボ制御ブ
ロックの内容を示すブロック線図、第７図は本発明を構
成するポンプ流量変換ブロックの内容を示すブロック線
図、第８図は片ロンドシリンダを含む油圧閉回路の回路
構成図である。 １・・・旋回体、２・・・ブーム、３・・・アーム、４
・・・パケット、Ｃ１・・・ブームシリンダ、Ｃ２・・
・アームシリンダ、Ｃ３・・・パケットシリンダ、５〜
７・・・検出器、８・・・傾斜検出器、９・・・検出回
路、１ｏ・・・入力装置、１１・・・演算制御装置、１
２・・・ポンプ制御装置、１３〜１５・・・油圧ポンプ
、１３ａ〜１５ａ・・・検出器。
の構成を示す図、第２図は本発明を構成する演算制御装
置の機能ブロック図、第３図は油圧ショベルの幾何学的
関係を示す図、第４図は本発明を構成するパケット先端
速度演算ブロックの内容を示すブロック線図、第５図は
本発明を構成する角度角速度演算ブロックの内容を示す
ブロック線図、第６図は本発明を構成するサーボ制御ブ
ロックの内容を示すブロック線図、第７図は本発明を構
成するポンプ流量変換ブロックの内容を示すブロック線
図、第８図は片ロンドシリンダを含む油圧閉回路の回路
構成図である。 １・・・旋回体、２・・・ブーム、３・・・アーム、４
・・・パケット、Ｃ１・・・ブームシリンダ、Ｃ２・・
・アームシリンダ、Ｃ３・・・パケットシリンダ、５〜
７・・・検出器、８・・・傾斜検出器、９・・・検出回
路、１ｏ・・・入力装置、１１・・・演算制御装置、１
２・・・ポンプ制御装置、１３〜１５・・・油圧ポンプ
、１３ａ〜１５ａ・・・検出器。
Claims (1)
- 油圧ショベルのフロント機構であるブーム、アーム、パ
ケットをそれぞれのシリンダによって操作し、パケット
の刃先を所望の直線軌跡上を移動させるものにおいて、
掘削速度指令手段からの掘削速度指令値と掘削面の勾配
設定手段からの掘削勾配設定値とからパケット先端の直
交速度成分を演算出力するパケット先端速度演算ブロッ
クに、車体傾斜検出器からの車体傾斜信号をとシ込んで
、上記直交速度成分を修正して、油圧ショベルの車体の
傾斜にかかわらず、所望の勾配の直線掘削軌跡を得るこ
とができるようにしたことを特徴とづる油圧ショベルの
直線掘削制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6827183A JPS59195937A (ja) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | 油圧シヨベルの直線掘削制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6827183A JPS59195937A (ja) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | 油圧シヨベルの直線掘削制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59195937A true JPS59195937A (ja) | 1984-11-07 |
Family
ID=13368922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6827183A Pending JPS59195937A (ja) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | 油圧シヨベルの直線掘削制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59195937A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5062264A (en) * | 1990-07-24 | 1991-11-05 | The University Of British Columbia | Hydraulic control system |
| US5160239A (en) * | 1988-09-08 | 1992-11-03 | Caterpillar Inc. | Coordinated control for a work implement |
| WO1993009300A1 (fr) * | 1991-10-29 | 1993-05-13 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Procede pour selectionner le mode de fonctionnement automatique d'un engin de chantier |
| US5532668A (en) * | 1994-09-02 | 1996-07-02 | Fennell; Robert B. | Universal fuse holder and cut-out with built-in safety features and method |
| EP0803614A1 (en) * | 1996-04-26 | 1997-10-29 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Locus control system for construction machines |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5437406A (en) * | 1977-08-29 | 1979-03-19 | Oki Electric Ind Co Ltd | Preventing system for malicious alteration of subscriber information |
-
1983
- 1983-04-20 JP JP6827183A patent/JPS59195937A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5437406A (en) * | 1977-08-29 | 1979-03-19 | Oki Electric Ind Co Ltd | Preventing system for malicious alteration of subscriber information |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5160239A (en) * | 1988-09-08 | 1992-11-03 | Caterpillar Inc. | Coordinated control for a work implement |
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| US5446981A (en) * | 1991-10-29 | 1995-09-05 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Method of selecting automatic operation mode of working machine |
| US5532668A (en) * | 1994-09-02 | 1996-07-02 | Fennell; Robert B. | Universal fuse holder and cut-out with built-in safety features and method |
| EP0803614A1 (en) * | 1996-04-26 | 1997-10-29 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Locus control system for construction machines |
| US5918527A (en) * | 1996-04-26 | 1999-07-06 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Locus control system for construction machines |
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