JPS60133125A - 油圧シヨベルのならい掘削制御方法及び装置 - Google Patents
油圧シヨベルのならい掘削制御方法及び装置Info
- Publication number
- JPS60133125A JPS60133125A JP24092583A JP24092583A JPS60133125A JP S60133125 A JPS60133125 A JP S60133125A JP 24092583 A JP24092583 A JP 24092583A JP 24092583 A JP24092583 A JP 24092583A JP S60133125 A JPS60133125 A JP S60133125A
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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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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- 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】
（発明の技術分野）
本発明は油圧ショベルの平面又は曲面のならい掘削制御
に関するものである。
に関するものである。
（発明の技術的背景及びその問題点）
従来油圧ショベルに於ける平面あるいは曲面の掘削・仕
上操作は、オペレータがブーム、アーム、パケット操作
用の各レバーを複合操作することにより行っていた（第
３図）が精度の良い仕上面を得るにはレバー操作に高度
の熟練を要し、オペレータの疲労が著しく、作業効率が
低下するという問題点があった。
上操作は、オペレータがブーム、アーム、パケット操作
用の各レバーを複合操作することにより行っていた（第
３図）が精度の良い仕上面を得るにはレバー操作に高度
の熟練を要し、オペレータの疲労が著しく、作業効率が
低下するという問題点があった。
又平面又は曲面の仕上げ作業を自動化する試みもなされ
ていた（特公昭５７−４３７０１号）。これによると、
平面仕上げ作業を自動化する場合、油圧ショベルのブー
ム、アーム、パケットの各取付部に回転角検出器を取付
け、これらの回転角よりパケット爪先の本体に対する相
対７ｆ１．置を演算し、爪先位置が平面上を動く様にブ
ーム、アーム、パケット用アクチュエータを制御してい
た。この場合仕上げ面の精度は各検出器の精度にブーム
、アーム、パケットの長さを乗じたものの和となり、十
分な仕上げ面精度を得るには、高価な検出器が必要であ
った。またパケット爪先位置を演算する為演算部が複雑
かつ演算時間がかかるため、応答遅れが生じる等の問題
があった。
ていた（特公昭５７−４３７０１号）。これによると、
平面仕上げ作業を自動化する場合、油圧ショベルのブー
ム、アーム、パケットの各取付部に回転角検出器を取付
け、これらの回転角よりパケット爪先の本体に対する相
対７ｆ１．置を演算し、爪先位置が平面上を動く様にブ
ーム、アーム、パケット用アクチュエータを制御してい
た。この場合仕上げ面の精度は各検出器の精度にブーム
、アーム、パケットの長さを乗じたものの和となり、十
分な仕上げ面精度を得るには、高価な検出器が必要であ
った。またパケット爪先位置を演算する為演算部が複雑
かつ演算時間がかかるため、応答遅れが生じる等の問題
があった。
（発明の目的）
本発明は（１）油圧ショベルに於てパケット爪先となら
い面との高さ偏差を検出し、該検出値に基いてブームシ
リンダ等のアクチュエータを作動させて掘削することに
よって掘削面の仕上精度の向上を図ること、及び（２）
高さ偏差の検出を自動検出し、この検出値にもとすいて
ブームシリンダ等のアクチュエータを制御して作動させ
ることにより、 ａ）オペレータの疲労を低減し、 ｂ）掘削仕上面の精度向上を図り、かつＣ）作業効率の
向上 を可能とすることを目的とするものである。
い面との高さ偏差を検出し、該検出値に基いてブームシ
リンダ等のアクチュエータを作動させて掘削することに
よって掘削面の仕上精度の向上を図ること、及び（２）
高さ偏差の検出を自動検出し、この検出値にもとすいて
ブームシリンダ等のアクチュエータを制御して作動させ
ることにより、 ａ）オペレータの疲労を低減し、 ｂ）掘削仕上面の精度向上を図り、かつＣ）作業効率の
向上 を可能とすることを目的とするものである。
（発明の概要）
１）油圧ショベルのパケットに装着した検出器によりパ
ケット爪先とならい面の高さ偏差を検出し、該検出信号
に基いて偏差を修正するようにブームシリンダ等のアク
チュエータを作動させるようにしたことを特徴とする油
圧ショベルのならい掘削制御方法。
ケット爪先とならい面の高さ偏差を検出し、該検出信号
に基いて偏差を修正するようにブームシリンダ等のアク
チュエータを作動させるようにしたことを特徴とする油
圧ショベルのならい掘削制御方法。
並びに、２）この方法を自動的に実施する装置として油
圧ショベルに於て、検出器にてパケット爪先とならい面
の高さ偏差を検出し、これを位置制御用フィードバック
信号に変換し、該信号を演算制御装置を介して流量制御
弁へ導き、ブームシリンダ等のアクチュエータを自動的
に作動させるように構成したことを特徴とするものであ
る。
圧ショベルに於て、検出器にてパケット爪先とならい面
の高さ偏差を検出し、これを位置制御用フィードバック
信号に変換し、該信号を演算制御装置を介して流量制御
弁へ導き、ブームシリンダ等のアクチュエータを自動的
に作動させるように構成したことを特徴とするものであ
る。
（発明の実施例）
第１図は本発明が実施される油圧ショベルの概略全体図
で１は油圧ショベル本体、２はブーム、３はアームで該
アーム３の先端にパケット４がとりつけられいてる。と
ころで、油圧ショベルによって、平面又は曲面を掘削・
仕上げるには、パケット４の爪先の移動軌跡が所望の平
面又は曲面となる様にブーム２、アーム３．パケット４
を回動しなければならない６ 今この平面又は曲面の１部が既に作られている場合には
、パケットの爪先をこの平面又は曲面にならって動かせ
ば新しい平面又は曲面を作ることができ、更にこの新し
い平面又は曲面を次のならい面としてパケットの爪先を
動かせばさらに次の平面又は曲面ができ、この操作を繰
返すことによって、所望の区域を同一の平面又は曲面に
仕上げることができる。
で１は油圧ショベル本体、２はブーム、３はアームで該
アーム３の先端にパケット４がとりつけられいてる。と
ころで、油圧ショベルによって、平面又は曲面を掘削・
仕上げるには、パケット４の爪先の移動軌跡が所望の平
面又は曲面となる様にブーム２、アーム３．パケット４
を回動しなければならない６ 今この平面又は曲面の１部が既に作られている場合には
、パケットの爪先をこの平面又は曲面にならって動かせ
ば新しい平面又は曲面を作ることができ、更にこの新し
い平面又は曲面を次のならい面としてパケットの爪先を
動かせばさらに次の平面又は曲面ができ、この操作を繰
返すことによって、所望の区域を同一の平面又は曲面に
仕上げることができる。
第２図はこのならい作業中のパケット廻りの拡大図であ
る。５はパケット４に取付けられたバケツ１−の爪先７
とならい面６との高さの偏差を検出する検出器であって
、高さ偏差がある場合には、この偏差に応じた信号を出
力或は表示する様に構成されている。
る。５はパケット４に取付けられたバケツ１−の爪先７
とならい面６との高さの偏差を検出する検出器であって
、高さ偏差がある場合には、この偏差に応じた信号を出
力或は表示する様に構成されている。
第４図は本考案のブーム２．アーム３、パケット４の操
作制御、駆動系統のブロック図である。
作制御、駆動系統のブロック図である。
第４図に示す様に本考案の自動制御装置では、従来（第
３図）に比べ自動手動切換スイッチ８、演算制御装置９
、検出器５及び演算制御装置９と検出器５との間の表示
装置１９がブームの駆動回路に付加されている。従って
、手動操作によりならい掘削を行なう場合、オペレータ
は検出信号の表示装置■２を見ながらブーム或はアーム
等のアクチュエータを偏差を修正する方向に操作すれば
良く、従来の如く掘削面を見ながら操作する必要はない
。
３図）に比べ自動手動切換スイッチ８、演算制御装置９
、検出器５及び演算制御装置９と検出器５との間の表示
装置１９がブームの駆動回路に付加されている。従って
、手動操作によりならい掘削を行なう場合、オペレータ
は検出信号の表示装置■２を見ながらブーム或はアーム
等のアクチュエータを偏差を修正する方向に操作すれば
良く、従来の如く掘削面を見ながら操作する必要はない
。
また、本考案の自動制御装置によりならい掘削を行う場
合、オペレータがパケット４をほぼならい面に近い高さ
にセットした後、自動・手動切換スイッチ８を自動側に
切換えると検出器５によって検出されたパケットの爪先
とならい面６との高さ偏差δに応じた信号が演算制御装
置９へ送られる。演算制御装置９は上記偏差δをなくす
ようブーム流量制御弁１０へ信号を送りブームシリンダ
１１を作動させる。するとパケットの爪先７はならい面
６上に正確にセットされる。次にオペレータがアーム操
作レバーａパケット操作レバーｂを作動させ掘削を開始
すると、演算制御装置９は検出器５によって測定された
パケット爪７とならい面６との高さ偏差δをなくすよう
ブーム流量制御弁１０へ信号を送りブームシリンダ１１
はパケット爪先７が常にならい面６上にあるように自動
運転される。
合、オペレータがパケット４をほぼならい面に近い高さ
にセットした後、自動・手動切換スイッチ８を自動側に
切換えると検出器５によって検出されたパケットの爪先
とならい面６との高さ偏差δに応じた信号が演算制御装
置９へ送られる。演算制御装置９は上記偏差δをなくす
ようブーム流量制御弁１０へ信号を送りブームシリンダ
１１を作動させる。するとパケットの爪先７はならい面
６上に正確にセットされる。次にオペレータがアーム操
作レバーａパケット操作レバーｂを作動させ掘削を開始
すると、演算制御装置９は検出器５によって測定された
パケット爪７とならい面６との高さ偏差δをなくすよう
ブーム流量制御弁１０へ信号を送りブームシリンダ１１
はパケット爪先７が常にならい面６上にあるように自動
運転される。
なお、自動・手動切換スイッチ８はブーム操作レバーＣ
とブーム流量制御弁１０との間に限定されるものではな
く、アーム操作レバーａとアーム流量制御弁との間に設
け、検出信号によりアームを制御するようにしても良い
。
とブーム流量制御弁１０との間に限定されるものではな
く、アーム操作レバーａとアーム流量制御弁との間に設
け、検出信号によりアームを制御するようにしても良い
。
次に偏差の検出器について説明する。第２図に示す如く
パケットの側部に検出器５をとりつけているが、この検
出器５は取付部５ａと地面との長さを測る測長センサー
であり、第５図に示す様に、パケット爪先と検出器先端
５ｂが同一平面上にある時は、検出器先端５ｂはパケッ
ト爪先の真横にあり、検出器５は取付部５ａとパケット
爪先との距離（基準距離）を測長するように取付けられ
ている。第６、第７図は手動操作等により作られた基準
面１５上に検出器先端５ｂがあり、パケット掘削面が基
準面１５よりそれぞれ高い場合、低い場合を示す。
パケットの側部に検出器５をとりつけているが、この検
出器５は取付部５ａと地面との長さを測る測長センサー
であり、第５図に示す様に、パケット爪先と検出器先端
５ｂが同一平面上にある時は、検出器先端５ｂはパケッ
ト爪先の真横にあり、検出器５は取付部５ａとパケット
爪先との距離（基準距離）を測長するように取付けられ
ている。第６、第７図は手動操作等により作られた基準
面１５上に検出器先端５ｂがあり、パケット掘削面が基
準面１５よりそれぞれ高い場合、低い場合を示す。
令弟８図に示すように例えば検出器測長距離と検出器出
力が比例関係にあるとすると、第６図、第７図の場合検
出器出力は基準出力との間に偏差ｅ。
力が比例関係にあるとすると、第６図、第７図の場合検
出器出力は基準出力との間に偏差ｅ。
、ｅえを生じ、掘削面１６が基準面１５と段差があるこ
とを検出することができる。
とを検出することができる。
なお、上記の例では地面と接する接触式の測長センサー
の例を用いて示したが、言うまでもなく第９図に示す様
に地面と測長センサーとの間に介在物１７を介して測長
するもの、また第１０図に示す様に例えば超音波あるい
は光等の非接触式の測長手段１８を用いて測長するもの
等も使用することができる。
の例を用いて示したが、言うまでもなく第９図に示す様
に地面と測長センサーとの間に介在物１７を介して測長
するもの、また第１０図に示す様に例えば超音波あるい
は光等の非接触式の測長手段１８を用いて測長するもの
等も使用することができる。
以上の様に本考案は平面又は曲面の掘削・仕上げ操作で
最も困難なパケットの爪先７の位置を検出し手動又は自
動的にブームシリンダ１１等のアクチュエータを作動さ
せるようにした為精度の良い仕上げ面を得ることができ
る。又自動ならい掘削は−たんセットすると自動的に掘
削が行なわれるのでオペレータの疲労を低減でき、ひい
ては作業効率の向上を可能としている。
最も困難なパケットの爪先７の位置を検出し手動又は自
動的にブームシリンダ１１等のアクチュエータを作動さ
せるようにした為精度の良い仕上げ面を得ることができ
る。又自動ならい掘削は−たんセットすると自動的に掘
削が行なわれるのでオペレータの疲労を低減でき、ひい
ては作業効率の向上を可能としている。
さらに、パケットをつけた検出器により、基準面との間
の偏差信号ｅ、、ｅえをアクチュエータ制御部にフィー
ドバックすれば、パケット爪先の位置制御ができる。こ
のように本考案による検出器のパケット爪先位置検出精
度は検出器単体の検出精度のみで決まる為従来に比べそ
の精度が格段と向上されるのは勿論検出器がたったｌコ
の為コストダウンを計ることができる。
の偏差信号ｅ、、ｅえをアクチュエータ制御部にフィー
ドバックすれば、パケット爪先の位置制御ができる。こ
のように本考案による検出器のパケット爪先位置検出精
度は検出器単体の検出精度のみで決まる為従来に比べそ
の精度が格段と向上されるのは勿論検出器がたったｌコ
の為コストダウンを計ることができる。
第１図は本発明を実施した油圧ショベルの正面図。
第２図はパケット周辺の詳細斜視図。
第３図は従来式油圧ショベルの掘削作業における油圧部
、動回路図。 第４図は本発明方式による駆動回路図。 第５図は本発明の検出器。 第６図は基準体面より掘削面が高い場合の検出器の状態
を示す。 第７図は同じく基準面より掘削面が低い場合を示す。 第８図は検出器測長距離と検出器出方との関係グラフ。 第９図と第１０図は検出器の他の実施例で、第９図は地
面と副長センサーとの間に介在物が存在する場合、第１
０図は波長による非接触式を示す。 図において； １ 油圧ショベル本体 ２ ブーム ３ アーム ４ パケット ５ 検出器 ６ ならい面 ５ａ 取付部 ５ｂ 検出器先端 ７ パケット爪先 ８ 切換スイッチ ９ 演算制御装置 １０ ブーム流量制御弁１１ ブー
ムシリンダ １２．１３．１４ 回転角検出器 １５ 基準面 １６ 掘削面 １７ 介在物 １８ 音波 １９ （検出器の）表示装置 以上 出願人 住友重機械工業株式会社 代理人弁理士大橋 勇 第５ｆｉ ４ 第８図 ｂ 第９図 第１○図
、動回路図。 第４図は本発明方式による駆動回路図。 第５図は本発明の検出器。 第６図は基準体面より掘削面が高い場合の検出器の状態
を示す。 第７図は同じく基準面より掘削面が低い場合を示す。 第８図は検出器測長距離と検出器出方との関係グラフ。 第９図と第１０図は検出器の他の実施例で、第９図は地
面と副長センサーとの間に介在物が存在する場合、第１
０図は波長による非接触式を示す。 図において； １ 油圧ショベル本体 ２ ブーム ３ アーム ４ パケット ５ 検出器 ６ ならい面 ５ａ 取付部 ５ｂ 検出器先端 ７ パケット爪先 ８ 切換スイッチ ９ 演算制御装置 １０ ブーム流量制御弁１１ ブー
ムシリンダ １２．１３．１４ 回転角検出器 １５ 基準面 １６ 掘削面 １７ 介在物 １８ 音波 １９ （検出器の）表示装置 以上 出願人 住友重機械工業株式会社 代理人弁理士大橋 勇 第５ｆｉ ４ 第８図 ｂ 第９図 第１○図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■）油圧ショベルのパケットに装着した検出器によりパ
ケット爪先とならい面の高さ偏差を検出し、該検出信号
に基いて偏差を修正するようアクチュエータを作動する
ようにしたことを特徴とする油圧ショベルのならい掘削
制御方法。 ２）油圧ショベルに於て、検出器［こでパケット爪先と
ならい面の高さ偏差を検出し、これを位置制御用フィー
ドバック信号に変換し、該信号を演算制御装置を介して
流量制御弁へ導き、アクチュエータを自動的に作動させ
るように構成したことを特徴とする油圧ショベルのなら
い掘削制御装置。 ３）切換スイッチ又は押ボタンにより自動操作と手動操
作とを選択しうるようにしたことを特徴とする特許請求
の範囲２）記載の油圧シミベルのならい掘削制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24092583A JPS60133125A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 油圧シヨベルのならい掘削制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24092583A JPS60133125A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 油圧シヨベルのならい掘削制御方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60133125A true JPS60133125A (ja) | 1985-07-16 |
Family
ID=17066683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24092583A Pending JPS60133125A (ja) | 1983-12-22 | 1983-12-22 | 油圧シヨベルのならい掘削制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60133125A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015214855A (ja) * | 2014-05-12 | 2015-12-03 | 東洋建設株式会社 | 浚渫作業システム及び浚渫作業方法 |
| US10329733B2 (en) | 2015-06-16 | 2019-06-25 | Cpac Systems Ab | Method and electronic control unit for determining a vertical position |
-
1983
- 1983-12-22 JP JP24092583A patent/JPS60133125A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015214855A (ja) * | 2014-05-12 | 2015-12-03 | 東洋建設株式会社 | 浚渫作業システム及び浚渫作業方法 |
| US10329733B2 (en) | 2015-06-16 | 2019-06-25 | Cpac Systems Ab | Method and electronic control unit for determining a vertical position |
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