JPS61191728A - 油圧シヨベルの掘削軌跡制御装置 - Google Patents

油圧シヨベルの掘削軌跡制御装置

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JPS61191728A
JPS61191728A JP3161985A JP3161985A JPS61191728A JP S61191728 A JPS61191728 A JP S61191728A JP 3161985 A JP3161985 A JP 3161985A JP 3161985 A JP3161985 A JP 3161985A JP S61191728 A JPS61191728 A JP S61191728A
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JP
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pressure
arm
boom
oil
hydraulic
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JP3161985A
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JPH0584330B2 (ja
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Yukio Aoyanagi
青柳 幸雄
Shuichi Ichiyama
一山 修一
Hajime Yasuda
元 安田
Kunio Kashiwagi
柏木 邦雄
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; 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
    • E02F3/36Component parts
    • E02F3/42Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E02F3/437Control 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

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は油圧ショベル特にバックホー形油圧ショベルの
掘削軌跡制御装置に関する。
〔発明の背景〕
従来、特開昭56−85037号公報に、油圧アクチュ
エータの作動方向および単に1つの負荷圧力により補正
して、ブームまたはアーム角速度目標値相当信号をフィ
ードフォワード信号として加える技術が開示されている
。この従来例は、その公報に記載された図から明らかな
ようにローダ形油圧ショベルを対象としたものである。
一般K、ローダ形油圧ショベルでは通常の作業時には油
圧アクチュエータに加わる負荷力の方向は同公報に記載
された図に示される油圧シリンダのヘッド側であり、一
定している。したがって、負荷圧力の影響を補正するに
は油圧シリンダのヘッド側の圧力のみを検出すれば十分
である。
ところが、油圧ショベルの中でも第4図に示すバックホ
ー形油圧ショベルは、同図の矢印方向に掘削しようとす
る場合、例えばアームシリンダ25では掘削反力が十分
大きければヘッド側が高圧となるが、仕上作業の場合の
ように負荷が軽微であるときは掘削反力よりもバケット
23あるいはアーム22の自重による荷重の方が大きく
、したがってロッド側の圧力の方が高圧となる。なお第
4図において、21はブーム、24はブームシリンダ、
23はバケット、26はバケットシリンダである。
したがって、このようなバックホー形油圧ショベルにあ
っては、上記従来例のように、油圧アクチュエータの流
入側、流出側のいずれか一方のみの圧力を検出しても適
切な補正を実現しえない事態が発生し、掘削軌跡が大幅
に所望の軌跡を外れる懸念がある。
〔発明の目的〕
本発明は上記した従来技術における実情に鑑みてなされ
たもので、その目的は、バックホー形油圧ショベルにお
ける掘削軌跡制御を精度良(おこなうことができる油圧
ショベルの掘削軌跡制御装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
この目的を達成するために本発明は、ブーム、アーム、
バケットを備えるとともに、これらのブーム、アーム、
バケットを駆動する油圧アクチュエータと、これらの油
圧アクチュエータの駆動圧油な制御する方向切換弁と、
これらの方向切換弁のうちブーム用方向切換弁およびア
ーム用方向切換弁の少なくともいずれか一方の方向切換
弁を操作する操作手段とを備え、ブームおよびアームの
少なくとも一方を制御することにより、バケットの刃先
を所定の軌跡に沿って移行させる油圧ショベルの掘削軌
跡制御装置において、ブームおよびアームのうちの制御
される方の部材を駆動する油圧アクチュエータの流入側
、流出側の双方の圧力を検出する圧力検出手段を設け、
この圧力検出手段から出力される信号から油圧アクチュ
エータの流入側、流出側のうちの支配的な方の信号を選
択し、その選択された信号に応じて、当該油圧アクチュ
エータに対応して設けられる操作手段に与えられる操作
指令信号を補正する構成にしである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の油圧ショベルの掘削軌跡制御装置を図に
基づいて説明する。
第1図および第2図は本発明の一実施例を示す説明図で
、第1図は概略構成を示す説明図、第2図は制御系を示
すブロック図である。これらの図特に第1図において、
1は原動機、2はこの原動機1によって駆動され圧油を
発生させる油圧ポンプ、3はこの油圧ポンプ2から供給
される圧油によって駆動する油圧アクチュエータ例えば
アームシリンダ、4は油圧アクチュエータ3の駆動圧油
を制御する方向切換弁、5はこの方向切換弁4を作動さ
せる操作手段である。また6は所定の軌跡に沿った掘削
形態を得るための速度ならびに起動および停止等を指令
する指令手段、7はブーム角度信号βを出力するブーム
角度検出器、8はアーム角度信号αを出力するアーム角
度検出器、9はバケット角度信号rを出力するバケット
角度検出器である。10.11は油圧アクチュエータ3
のヘッド側の圧力、ロッド側の圧力、すなわち流入側あ
るいは流出側の圧力を検出し、信号PH,PRを出力す
る圧力検出器、13はポンプ2の駆動回転数を検出する
回転数検出手段、すなわち駆動回転数信号Nを出力する
回転数検出器である。
12は前述した指令手段6.角度検出器7〜9、圧力検
出器10.11、回転数検出器13から出力された信号
に基づいて所定の演算、論理判断をおこない、操作手段
5に信号を出力する制一手段で第2図に示すように、指
令手段6、角度検出器7〜9かも出力された信号に基づ
いて目標角度および角速度を演算する目標角度、角速度
演算器51、フィードバック調整器52、および圧力検
出器10゜11から出力される信号に応じて補正をおこ
なう補正演算器53を備えている。なお同第2図におい
て、61は前述した油圧アクチュエータ3およびアーム
を含むアームリンク機構を示している。
このように構成しである一実施例における動作は以下の
とおりである。
制御手段12からの信号に応じて操作手段5が方向切換
弁4をta1図に示すXA方向に操作すると、油圧アク
チュエータ3の流入ポートすなわちヘッド側には油圧ポ
ンプ2からの圧油のうち、矢印のように分流調整されて
流JILQagが流入する。
ここで、流量QAHは第3図に示すように、操作量XA
、負荷圧力PH,およびポンプ2からの供給流量QAと
に応じて変化する。一方、油圧アクチュエータ3の流出
ポートすなわちロッド側から流出する流量QARは、第
1図の矢印で示す経路を経てタンクに排出され、第3図
に示すように操作1tXa、負荷圧力PR1およびポン
プ2からの供給流tQaとに応じて変化する。実際の作
動状況で、流tQAuと流量QARのどちらの特性が支
配的になるかは厳密には圧力PH,PRとそれぞれの受
圧面積との積により求められる荷重の大小により判定す
べきであるが、近似的には圧力PH1PRの大小により
、大きい方が支配的であるものと判定しても通常は問題
はない。なお、方向切換弁4を第1図のXB力方向操作
した場合には、流出側の流量QBH1流入側の流量QB
Hの特性は第3図に示すように変化する。したがって、
圧力PH1PRによる特性の変化に対応する補正を以下
のようにしておこなう。
まずWX2図に氷すように、指令手段6からの指令によ
り、制御手段12の目標角度、角速度演算器51は角度
検出器7.8.9から出力されるα、β、rに基づいて
、所定のバケット刃先軌跡を維持するように、アームの
目標角度αr、目標角速度drを演算する。そして、目
標角度αrと現実のアーム角度αとの差をフィードバッ
ク調整器52を介して目標角速度arに加え、新たなア
ーム角速度目標信号αとして補正演算器53に出力する
補正演算器53は方向切換弁4の作動方向、および圧力
検出器10.11から出力されるPH%PRのうちの支
配的な方の圧力に応じて、第3図に示される特性のうち
のいずれかを選択し、操作手段5に操作指令信号Xrを
出力する。これにより操作手段5は方向切換弁4のスプ
ールを操作量X(X、あるいはXB)だけ移動させ、油
圧ポンプ2から当該方向切換弁4を介してアームリンク
機構61を構成するアーム用の油圧アクチュエータ3に
駆動流量Q (Q AあるいはQB)が供給され、この
リンク機構61を構成するアームが所定の補正された動
作をおこなう。
なお、第3図に示した流量QAH,QBRはポンプ2か
ら供給される流量Qム(あるいはQB)に応じて変化す
るので、回転数検出器13によってポンプ2の駆動回転
数Nを検出し、この駆動回転数Nを補正演算器53に入
力して補正すれば原動機1の設定回転数の変化にも対応
することができる。
このように構成しである実施例にあっては、上述したよ
うに油圧アクチュエータ3のヘッド側の圧力PHロッド
側の圧力PRのうちの支配的な方の圧力に応じた補正を
おこなうようにしであることから、バックホー形油圧シ
ョベルにおけるように作業の形態に応じて油圧アクチュ
エータ3に加わる負荷力の方向が変化するものの補正を
正確におこなうことができ、当該バックホー形油圧ショ
ベルにおける掘削軌跡制御を精度良くおこなうことがで
きる。
なお、上記では油圧アクチュエータ3がアーム用に設定
されているが、本発明はこれに限られず、油圧アクチュ
エータ3がブーム用に設定されていてもよい。
〔発明の効果〕
本発明の油圧ショベルの掘削軌跡制御装置は以上のよう
に構成しであることから、バックホー形油圧ショベルに
おける負荷力の方向の変化に応じた補正が適切におこな
われ、当該バックホー形油圧ショベルにおける掘削軌跡
制御を精度良くおこなうことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の油圧ショベルの掘削軌跡
制御装置の一実施例を示す説明図で、第1図は概略構成
を示す説明図、第2図は制御系を示すブロック図、第3
図は第1図に示す実施例に備えられる方向切換弁におけ
る特性を示す説明図、第4図はバックホー形油圧ショベ
ルにおける掘削軌跡制御を例示する説明図である。 1・・・・・・原動機、2・・・・・・油圧ポンプ、3
・・・・・・油圧アクチュエータ、4・・・・・・方向
切換弁、5・・・・・・操作手段、6・・・・・・指令
手段、7・・・・・・ブーム角度検出器、8・・・・・
・アーム角度検出器、9・・・・・・バケット角度検出
器、10.11・・・・・・圧力検出器、12・・・・
・・制御手段、13・・・・・・回転数検出器、21・
・・・・・ブーム、22・・・・・・アーム、23・・
・・・・バケット、24・・・・・・ブームシリンダ、
25・・・・・・アームシリンダ、51・・・・・・目
標角度、角速度演算器、52・・・・・・フィードバッ
ク調整器、53・・・・・・補正演算器、61・・・・
・・アームリンク機構。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ブーム、アーム、バケットを備えるとともに、これ
    らのブーム、アーム、バケットを駆動する油圧アクチュ
    エータと、これらの油圧アクチュエータの駆動圧油を制
    御する方向切換弁と、これらの方向切換弁のうちのブー
    ム用方向切換弁およびアーム用方向切換弁の少なくとも
    いずれか一方の方向切換弁を操作する操作手段とを備え
    、ブームおよびアームの少なくとも一方を制御すること
    により、バケットの刃先を所定の軌跡に沿って移行させ
    る油圧ショベルの掘削軌跡制御装置において、上記ブー
    ムおよびアームのうち制御される方の部材を駆動する油
    圧アクチュエータの流入側、流出側の双方の圧力を検出
    する圧力検出手段を設け、この圧力検出手段から出力さ
    れる信号から当該油圧アクチュエータの流入側、流出側
    のうちの支配的な方の信号を選択し、その選択された信
    号に応じて、当該油圧アクチュエータに対応して設けら
    れる操作手段に与えられる操作指令信号を補正すること
    を特徴とする油圧ショベルの掘削軌跡制御装置。 2、ブームおよびアームのうち制御される方の部材を駆
    動する油圧アクチュエータの駆動圧油を発生させる油圧
    ポンプの駆動回転数を検出する回転数検出手段を備え、
    この回転数検出手段から出力される回転数信号に応じて
    、操作指令信号を補正することを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の油圧ショベルの掘削軌跡制御装置。
JP3161985A 1985-02-21 1985-02-21 油圧シヨベルの掘削軌跡制御装置 Granted JPS61191728A (ja)

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JPS61191728A true JPS61191728A (ja) 1986-08-26
JPH0584330B2 JPH0584330B2 (ja) 1993-12-01

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0791694A1 (en) * 1996-02-21 1997-08-27 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd. Apparatus and method for controlling a construction machine
JP2007209304A (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Makita Corp 芝刈り機
JP2014528528A (ja) * 2011-10-05 2014-10-27 ボルボ コンストラクション イクイップメント アーベー 掘削機を利用した平坦化整地作業制御システム
EP3575502A4 (en) * 2017-08-24 2020-12-02 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. HYDRAULIC WORKING MACHINE

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