JPS6014873Y2 - 掘削機用制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、掘削機において拡底掘削を行なう場合に予
じめ設定された拡底角度が得られるように払底深度に対
して自動的に拡底ビットの開動量を調整する掘削機用制
御装置に関する。

従来、掘削機における掘削式底部に拡底穴部を形成する
ために用いられる拡底ビットの制御は、予定された拡底
深度に達した時点で、拡底ビットを開き始め、掘削深度
と拡底量とを比較し、希望する拡底角度となるように拡
底ビットの動きを絶えず運転員が監視・操作しなければ
ならないという煩雑な操作が要求され、操作者の負担は
もちろんのこと予定された拡底掘削を正確に行なうこと
が出来ない実状にある。

この考案の目的は、操作員が拡底角度を予じめ設定して
おくのみで予定掘削深度で拡底ビットの作動をスタート
せしめると、自動的に掘削深度及び拡底ビットの開き移
動量から設定角度による拡底掘削を行なうことができる
掘削機用制御装置を提供するものである。

したがって、この考案によれば、掘削機の拡底ビット開
動量を調整する掘削機用制御装置において、拡底ビット
を開く作動機構の変位量を検知する検出手段と、該検出
手段で得た変位量から初期位置に対する拡底ビットの開
き移動量を求める変換器と、設定された払底角度を用い
て掘削深度から拡底ビットの基準開き移動量を求める比
率設定器と、この比率設定器と前記変換器との出力を比
較して基準値に対する偏差を取り出す比較器と、この比
較器の偏差出力に応じ払底ビット作動機構を調整する手
段とで成ることを特徴とする掘削機用制御装置を提供す
るものである。

以下図面に基づいて、この考案の望ましい実施例を説明
する。

第１図は、この考案の制御装置で作動制御される掘削機
の先端部における拡底ビットの１例を取り出し、地上設
備と共に表した説明図である。

拡底ビット４は、中空主軸８により回動される主ビット
３に続いて設けられる。

払底ビット４の開動は、油圧シリンダ１で作動されるピ
ストンロッド２の昇降によりリンク機構を介し、軸９を
中心に回転されることで外側に開かれ、払底掘削を行な
う。

掘削機の掘削深度は、地上に深度計５を設置し、掘削機
本体に固定したテープ７の繰り出し長さを計測すること
で測定される。

深度計５としてはテープ７の繰り出しに応じてパルスを
送出すパルス発振器を用い、パルス信号をデジタル／ア
ナログ変換することで深度信号が得られる。

一方、拡底ビット４を作動するシリンダロッド２の移動
量は、位置検出器６で、シリンダロッド２の変位を検出
することで測定される。

第２図は、掘削穴の底部に形成される払底掘削の一例を
示すもので、球根状の基礎ぐいを形造るために行なわれ
る。

このように拡底掘削は、図示の拡底角度（α）を決定す
ることにより得られる。

従って、拡底角度（α）で決まる傾斜線に追述するよう
に、第１図に示す拡底ビット４の開き移動量（１）を、
掘削深度に応じて調整すれば良いことが知れる。

第１図に示す、シリンダロッド２の直線運動を拡底ビッ
ト４の回転運動に変換するリンク機構では、拡底ビット
の初期位置、即ち垂直状態からの回転角（θ）がＯ〜６
０°程度の範囲では、シリンダロッド２の変位（Ｌｃ）
に略比例するものとみなすことができる。

それ故、拡底ビットの開き移動量（１）は、１＝に＊Ｌ
ｃ４．＊ｓｉｎθ （１）但し、Ｌ；拡底
ビットの長さ に；比例定数 となる。

ここで、（Ｌ）及び（θ）は定数として与えられること
から、位置検出器６によりシリンダロッド２の変位を検
出すれば、シリンダロッド２の作動による拡底ビット４
の開き移動量を第１式から求めることができる。

また、掘削深度（ＬＤ）に対する予定された拡底掘削の
斜線部の基準開き移動量（１０）は、第２図の如く、 １ｏ＝ ＬＤｔａｎ ａ
（２）で与えられる。

ここで（ｔａｎα）は、予め払底角を与えることから定
数であり、掘削機深度から第（２）式にて基準開き移動
量（１０）を求めることができる。

第３図は、この考案の制御装置の一実施例を示す回路ブ
ロック図である。

拡底ビットの作動機構となるピストンロッドの変位量を
検出する位置検出器６の検出信号（ｆ）は、正弦変換器
１０で変換されて（ｓｉｎθ）の値とされ、増幅器１２
で（Ｋ−ト・Ｌ）倍されて払底量（１）を演算出力する
。

即ち、位置検出器６の変位出力にて前記第（１）式の演
算を正弦変換器１０及び増幅器１２で実行する。

一方、深度計５の深度深度信号は比率設定器１６に与え
られ、前記第（２）式の演算を実行して基準拡底量（１
０）を求める。

このため比率設定器１６には、予じめ拡底角度（α）を
設定しておくものとする。

比較器１８は、増幅器１２よりの実際の拡底ビットの拡
底量（１）と、比率設定器１６よりの基準拡底量（１０
）を入力し、両者を比較し、基準拡底量（１０）に対す
る払底量（１）の偏差を取り出す。

具体的にはこの偏差信号の極性が判別されて、正又は負
極性のパルス信号が取り出される。

この極性パルス信号により出力回路２０が駆動され、出
力回路２０はソレノイドバルブ２２をオン・オフさせる
。

偏差信号の極性が負であるとソレノイドバルブ２２が励
磁され、油圧シリンダ１のシリンダロッド２は上昇され
、拡底ビットは広げられる。

位置検出器６はシリンダロッド２の動きを検出し、正弦
変換器１０及び増幅器１２を介して、比較器１８に払底
量（１）の変化を伝え、基準拡底量（ｌｏ）にバランス
すると、ソレノイドバルブ２２はオフとされ、液圧シリ
ンダ１は停止する。

逆に、比較器１８の偏差が正になると、ソレノイドバル
ブ２２は、オフの状態におかれ、油圧シリンダ１による
ピストンロッド２の作動は行なわれない。

もちろん、高い精度を得るためには、ソレノイドバルブ
２２を三方切換弁とし、偏差信号の正又は負の両方に対
し、油圧シリンダ１への作動油圧を制御してもよい。

かくして、掘削機の掘削の進行に応じて、拡底ビットの
開きが設定された拡底角度に追述して自動的に開かれ、
予定された拡底掘削を遠戚することができる。

以上説明した如く、この考案の掘削機用制御装置によっ
て、運転員は予じめ必要とする拡底掘削を得るための角
度を設定しておき、予定深度に掘り進んだ時点で、この
考案の制御装置をスタートさせるだけで、予定された拡
底掘削が自動的に、且つ高い精度で行なうことができ、
運転員の負担の軽減はもちろんのこと、理想に近い掘削
作業の実現を遠戚したものでもある。

【図面の簡単な説明】

第１図は掘削機における拡底ビットの一例を取り出し、
開動機構の作業量に対する拡底量の関係を表すための説
明図、第２図は、払底掘削される掘削式底部の形状を示
す説明図、第３図は、この考案の制御装置の一実施例を
示す回路ブロック図である。 １・・・・・・油圧シリンダ、２・・・・・・シリンダ
ロッド、３・・・・・・主ビット、４・・・・・・拡底
ビット、５・・・・・・深度計、６・・・・・・位置検
出器、７・・・・・・テープ、８・・・・・・中空主軸
、９・・・・・・軸、１０・・・・・・正弦変換器、１
２・・・・・・増幅器、１６・・・・・・比率設定器、
１８・・・・・・比較器、２０・・・・・・出力回路、
２２・・・・・・ソレノイドバルブ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 掘削機の拡底ビット開動量を調整する掘削機用制御装置
   において、 拡底ビットを開く作動機構の変位量を検知する検出手段
   と、試検出手段で得た変位量から初期位置に対する払底
   ビットの開き移動量を求める変換器と、設定された払底
   角度を用いて掘削深度から拡底ビットの基準開き移動量
   を求める比率設定器と、該比率設定器と前記変換器との
   出力をを比較して基準値に対する偏差を取り出す比較器
   と、該批較器の偏差出力に応じ払底ビット作動機構を調
   整する手段とをもって成ることを特徴とする掘削機用制
   御装置。