JPS59206534A - 油圧シヨベルの掘削位置表示装置 - Google Patents

油圧シヨベルの掘削位置表示装置

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Publication number
JPS59206534A
JPS59206534A JP7892183A JP7892183A JPS59206534A JP S59206534 A JPS59206534 A JP S59206534A JP 7892183 A JP7892183 A JP 7892183A JP 7892183 A JP7892183 A JP 7892183A JP S59206534 A JPS59206534 A JP S59206534A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
excavation
point
hydraulic excavator
packet
Prior art date
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Pending
Application number
JP7892183A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomohiko Yasuda
知彦 安田
Shuichi Ichiyama
一山 修一
Yukio Aoyanagi
青柳 幸雄
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.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co 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 Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP7892183A priority Critical patent/JPS59206534A/ja
Publication of JPS59206534A publication Critical patent/JPS59206534A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26Indicating devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (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】 本発明は油圧ショベルの掘削点の位置’に!示する油圧
ショベルの]1j位置表示装−置に関する。
油圧ショベルの掘削作業においては、オペレータは油圧
ショベルのパケットを目で追いながら操作レバーを手動
操作してこれを移動し、掘削を行なう。このように、掘
削作業は専ら人間の視覚に頼って行なわれていたため、
パケットの位置即ち掘削点の位置ビ正確に把握すること
は非常に困難であった。又、掘削作業現場が暗闇である
場合や車体のある地上面より下方を掘削する場合、又は
水面下を掘削する場合等、オペレータがパケットを視認
できない状態での掘削作業においては、掘削点の位置の
把握はオペレータの勘に頼らざるを得す、この場合操作
性が悪(なり、かつ、充分に安全を保持することができ
ないという問題があった。さらに、油圧ショベルの操作
において、オペレータは作業現場における1つの位置か
ら他の位置までの距離を正確に知る必要がある場合力を
往々にして生ずるが、運転席にいるままでこの距離を測
ることは不可能であった。
置を正確に把握することができるとともに、作業現場に
おける任意の位置間の距離を正確に知ることができる油
圧ショベルの掘削位置表示装置を提供するにある。
この目的を達成するため、本発明は、フロントリンク機
構の変位量および油圧ショベル本体の傾斜角度を検出し
、これらの変位量に基づいて所定の第1の基準点からの
掘削点の位置を演算するとともに、この演算された掘削
点の位置のうち、ある任意の掘削点を信号発生装置から
の信号により記憶手段に記憶させ、この記憶させた掘削
点を第2の基準点とし、この第2の基準点からの掘削点
の位置をも演算できるようにし、これら演算された掘削
点の位置を表示部に表示するようにしたことを特徴とす
る。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。
第1図はフロントリンク機構およびパケットの動作を説
明するための油圧ショベルの概略構成の側面図である。
図で1は油圧ショベルの本体、2は回動支点Aを中心と
して本体1に可回動に取付げられたブーム、3は回動支
点Bを中心としてブーム2に可回動に取付けられたアー
ム、4は回動支点Cを中心としてアーム3に可回動に取
付けられたパケットである。Dはパケット4の先端部を
示す。ブーム2とアーム3によりフロントリンク機構が
構成され、アーム3がない油圧ショベルの場合はブーム
2のみがフロントリンク機構を構成する。5はブーム2
を本体1に対して俯仰させるブームシリンダ、6はアー
ム3をブーム2に対して揺動させるアームシリンダ、7
はパケット4をアーム3に対して回動させるパケットシ
リンダである。各シリンダ5,6.7は操作レバー(図
示せず)により手動操作される。このような油圧ショベ
ルにおいて、パケット3の先端部りの動きを知れば、掘
削点の位置を正確に把握することができることとなる。
第2図は本体、フロントリンク機構およびパケットの座
標を示す図である。図に示される座標は回動支点Aを原
点とし、地上からみて水平軸をX軸、垂直軸をh軸とし
ている。XおよびHは、油圧ショベル本体lが角度θだ
け傾斜している場合において、油圧ショベル本体1から
みた水平軸および垂直軸である。t!は回動支点Aと回
動支点3間の距離、L2は回動支点Bと回動支点C間の
距離、tsは回動支点Cとパケット先端0間の距離を示
し、又、パケット先端りの座標を(Xム。
hム)とする。αはブーム2がX軸となす角、即ちブー
ム角、βはアーム3がブーム2となす角から90°を減
じた角、即ちアーム角、γはパケット先端りがアーム゛
3となす角、即ちパケット角である。θは前述のように
油圧ショベル本体1の傾斜角度、即ち油圧ショベルの旋
回中心軸と地上からみた垂直−とのなす角度であり、第
2図に示す方向の傾斜角度を正、反対方向の傾斜角度を
負とする。このとき、パケット先端り、即ち掘削点の位
置(Xム、hム)は次式で与えられる。
Xム=t1の(θ+α)+t2血(θ十α+β)Ls出
Cθ+α+β+γ)・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・−(1)hム=1.血(θ十α)−t、魚
(θ+α十β)+ L m魚(θ+α+β+γ)・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・0)第3
図は本発明の一実施例に係る油圧ショベルの掘削位置表
示装置のブロック図である。図で8は掘削点りの座標を
算出する演算部、9は演算部8で演算された掘削点りの
座標を表示する表示部である。9aは表示部9における
掘削点りの水平方向の距離を表示する水平距離表示部、
9bは掘削点りの垂直方向の距離を表示する垂直距離表
示部である。Sは必要時に書込み信号ETおよびリセッ
ト信号Er6を出力する信号発生器である。前記各角度
α、β、γを検出するために通常各回動支点A、B、C
には角度検出器が備えられており、これら各角度検出器
は検出した角度を電気信号に変換して出力する。Eα、
Eβ、五γはそれぞれ各角度検出器から出力される角度
α、β、γに応じた信号である。又、角度θを検出する
ために、油圧ショベル本体1に傾斜角度検出器が備えら
れており、検出した傾斜角θに応じた電気信号Eθを出
力する。演算部8では、これらの信号Eθ、Eα。
Eβ、ETに基づいて演算を行な(・、掘削点りの位置
に応じた信号EX、Ehを出力する。表示部9では、入
力信号E X I Ehに基づいて所要の表示を行なう
第4図は第3図に示す演算部のブロック図である。図で
、10,14.17,20.24は加算器、13,23
,31.32は減算器、ICl3゜18.21,25.
27は三角関数発生器、12゜16.19,22.26
.28は係数器、29゜30は記憶器である。
演算部8に入力された傾斜角信号Eθおよびブーム角信
号Eαは加算器10で角度(θ十α)に応じた信号Eθ
+αとされ、三角函数発生器11でsin (θ十α〕
に応じた信号Em(θ+α)とされ、係数器12で回動
支点A、B間の距離1.に応じた係数にえ、が乗算され
る。アーム信号Eβは加算器14で信号Eθ+αと加算
され、この加算された信号Eθ十α十βは三角I″A数
発生器15に入力されて六シ cOS(θ+α+β)に応じた信号EA(77+cz+
βジとされ、さらに回動支点B、C間の距離t2に応じ
た係数にえ。が景算される。係数器12かもの信号Eえ
、8ゎ(θ+αつと係数器16からの信号EL2゜(θ
十α+β)は減算器13で減算されて信号EL18オ(
0+α)−22゜、(θ十〇+β)となる。
加算器14の出力信号Eθ十〇+βは三角関数発生器1
8および係麟器19 t、−紅て信号Eえ、8□(θ+
α+β)となり、又、加算器1oの出カ仙号Eθ十αは
三角関数発生器21および係数器22を経て信号E、l
か(θ十〇)となり、両信号は加算器20で加算されて
′国号”t2sin(θ十α+β)十21■(θ十α)
となる。バクット角侶号Erは加算器24で、加算器1
4の出力信号Eθ十α+βと加發されて信号Eθ+α十
β+、となり、三角関数発生器25.2’7、回動支点
C,D間の距^HLt3に応じた係数Kt3を乗する係
数器26.28を経て、一方は信号Eえ3 cos(θ
十。+β十r)となって加算器17で減算器13の出力
信号と加算され、他方は信号Et3SI11(θ十〇+
βヤ、)となって減算器23で加算器20の出力信号か
ら減算される。結局、加算器17からは前記(2)式に
おけるパケット先端りの座標hAに応じた信号Eh人が
、又、減算器23からは前記(1)式におけるパケット
先端りの座標XAに応じた信号ExAがそれぞれ出力さ
れる。
今、記憶器29(記憶器29については後述)に伺等の
信号をも記憶されていなければ、信号Ehムは減算器3
1において他の信号に変換されることなくそのまま演算
部8の出力信号Ehとなる。
即ち、この場合、信号Rhは信号Ehムと等しく、回動
支点Aを座標軸の原点としたときの座標り人に応じた信
号となる。又、記憶器30(後述)に何等の信号をも記
憶されていなければ、信号E8Aは減算器32において
他の信号に変換されることなくそのまま演算部8の出力
信号Exどなる。即ち、この場合、信号EXは信号Ex
Aと等しく、回動支点Aを座標軸の原点としたときの座
標xAに応じた信号となる。
ここで、オペレータが作業中に、ある位t G 1から
他の位置G2までの距離を正確に知る必要が生じたとす
る。この場合、オペレータは油圧ショベルを操作して、
まず、そのパケット先端sDを位置G1に置(。このと
きの加算器17からの出力信号ヲEhG1又、減算器2
3からの出力信号をE X G ]とすると各信号”’
 h G1 、 EX G 1は座標軸の原点をAとし
た位置G1の座標(Xalp h G1 )に対応する
信号であり、演算部8の出力信号Eh。
EXも信号ExG□t E hG 1 と等しくなる。
次いで、第3図に示す信号発生器S乞操作して書込み信
号ETを演算部8の記憶器29および記憶器30へ入力
する。記憶器29および記憶器30は書込み信号Erの
入力によりそれぞれ加算器17の出力信号Ehcmおよ
び減算器23の出力信号EXGIをとり込み、これを記
憶する。以後、記憶器29からは信号Ehclが継続し
て出力され、記憶器30からは信号Exo□が継続して
出力されることとなる。したがって、書込み信号Erが
出力された後、パケット先端部りが位置G1にある限り
、加算器17の出力信号Ehc1と記憶器29の出力信
号Ehclと記憶器29の出力信号Ehclとは減算器
31で相殺され、又、減算器23の出力信号BXG1と
記憶器30の出力信号Exo1とは減算器32で相殺さ
れ、演算部8の出力信号E hr E XはいずれもO
となる。
次に、オペレータが油圧ショベルを操作してパケット先
端部りを他の位置G2に置(と、加算器17および減算
器23からの出力信号は座標原点暑Aとする位置G2の
座標に対応する信号となる。
このときの加算器17かもの信号をEhc2減算器23
からの信号を”XO2とすると、減算器31では信号E
ba2から信号Ehc1が減算されて演算部8の出力信
号EhはEh = Ehc2  E hGlとなり、又
、減算器32では信号EXG2から信号ExG1が減算
されて出力信号ExはEX = EXG2  ”XG。
となる。このような出力信号Eh、Exば、とりもなお
さず位置G1と位置G2との間の垂直方向および水平方
向の距離に応じた信号である。
換言すれば、パケット先端部りを位置G1に置いて記憶
器29.30に書込み信号Erを入力することにより、
位RG1が回動支点Aに代わって新もだな原点となり、
以後、演算部8の出力信号E hr E zは位置G1
を基準としこの基準点からの距離に応じた信号となる。
演算部80機能を元に戻し、パケット先端部りの位置を
、回動支点Aを原点として演算する場合には、信号発生
器Sを操作してリセット信号Ereを出力することによ
り、記憶器29.30に記憶された信号はクリヤされる
以上のように、演算部8の出力信号E hr E Xは
、その時点において選択されている座標原点となる基準
点からのパケット先端部りの垂直方向と水平方向の距離
に応じた信号である。そして、この出力信号Eh 、E
xはそれぞれ表示部9で適宜処理されて垂直距離表示部
9bおよび水平距離表示部9aに表示される。表示の態
様は数値による表示、指針による表示、図形による表示
等積々のものが考えられ、いずれの態様でも選択可能で
ある。又、表示部には垂直距離表示部9b又は水平距離
表示部9aの一方のみを設けることもできる。
オペレータは表示部9の表示をみることにより、作業現
場がどのような状態にあってもパケット先端部りの位置
を把握でき、又、任意位置間の距離を知ることができる
。したがって、例えば、溝掘削2行なう場合、現状では
オペレータ以外の作業員が掘削した溝の深さ、幅を計測
して作業を進めているが、本実施例の装置を用いること
により作業員は不要となり、オペレータが溝の深さ、幅
を計測しつつ掘削を進めることができる。
このように、本実施例では、フロントリンク機構の各角
度検出器および油圧ショベル本体の傾斜角度検出器から
の信号に基づき、油圧ショベルのブームの回動支点又は
任意に選択した位置からパケット先端部までの距離を演
算し、その演算結果を表示部に表示するようにしたので
、オペレータは常にパケット先端部の位置を正確に把握
することができるとともに、作業現場における任意の位
置間の距離を正確、容易に知ることができる。
なお、以上の実施例の説明においては、最初の原点を油
圧ショベルのブームの回動支点としたが、この位置に限
ることな(適宜位置に定めることができる。又、パケッ
ト先端部の位置を演算するようにしたが、アームとパケ
ットとの回動支点、その他掘削点の動きに近似した動き
をする部分であってもよい。さらに、フロントリンク機
構の変位量の一検出は角度検出器に限ることはな(、ブ
ームシリンダ、アームシリンダ、パケットシリンダのシ
リンダロッドの変位量の検出によるものであっても差支
えない。さらに又、演算部には、アナログ演算増幅器、
リニア素子などの能動素子や、抵抗、コンデンサなどの
受動素子を用いて構成されたアナログ演算器ばかりでな
く、入出力側にA/D変換器およびD/A変換器を有し
、CPtLROM、RAM等で構成されるマイクロコン
ピュータを用いることもできる。
以上述べたように、本発明では、フロントリンク機構の
変位量および油圧ショベル本体の傾斜角度を検出し、こ
の検出された信号に基づいて所定の基準点又は任意の基
準点から掘削点の位置までの距離を演算し、その演算結
果を表示部に表示するようにしたので、オペレータは常
に掘削点の位置Z正確に把握することができるとともに
、作業現場における任意の位置間の距離を正確かつ容易
に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は油圧ショベルの概略構成の側面図、第2図は第
1図に示す油圧ショベルの本体フロントリンク機構およ
びパケットの座標を示す図、第3図は本発明の一実施例
に係る油圧ショベルの掘削位置表示装置のブロック図、
第4図は第3図に示す演算部の具体例のブロック図であ
る。 1・・・本体、2・・・ブーム、3・・・アーム、4・
・・パケット、8・・・演算部、9・・・表示部、A・
・・本体とブームとの回動支点、D・・・パケット先端
部、S・・・リセット信号発生器。 第1 図 第2図 h 曽 第3図 Eθ Eσ E/3 E。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 本体と、この本体に可回動に取付けられたフロン
    トリンク機構と、このフロントリンク機構に連結された
    パケットとを備えた油圧ショベルにおいて、前記フロン
    トリンク機構の変位量を検出する検出手段と、前記本体
    の傾斜角度を検出する検出手段と、これら検出手段から
    の信号に基づいて所定の第1の基準点からの掘削点の位
    置を演算する手段およびある任意の掘削点を第2の基準
    点として記憶しこの第2の基準点からの掘削点の位置を
    演算する手段を有する演算部と、前記ある任意の掘削点
    を記憶させる信号を発生する信号発生装置と、前記演算
    部で演算された掘削点の位置を表示する表示部とを設け
    たことを特徴とする油圧ショベルの掘削位置表示装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記表示部は、前
    記各基準点からの掘削点の位置の水平距離および垂直距
    離のうちの少なくとも一方を表示することを特徴とする
    油圧ショベルの掘削位置表示装置。
JP7892183A 1983-05-07 1983-05-07 油圧シヨベルの掘削位置表示装置 Pending JPS59206534A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62169061U (ja) * 1986-04-11 1987-10-27

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