JPS61225429A - Controller for working machine of power shovel - Google Patents

Controller for working machine of power shovel

Info

Publication number
JPS61225429A
JPS61225429A JP6818285A JP6818285A JPS61225429A JP S61225429 A JPS61225429 A JP S61225429A JP 6818285 A JP6818285 A JP 6818285A JP 6818285 A JP6818285 A JP 6818285A JP S61225429 A JPS61225429 A JP S61225429A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bucket
cutting edge
power shovel
detection means
operating lever
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP6818285A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Takasugi
高杉 信爾
Tadayuki Hanamoto
忠幸 花本
Junji Hosokawa
順二 細川
Koji Oogaki
光司 大柿
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.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu 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 Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP6818285A priority Critical patent/JPS61225429A/en
Publication of JPS61225429A publication Critical patent/JPS61225429A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • E02F3/422Drive systems for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make the operations of working machines easier by controlling such working machines as boom, arm, and bucket in such a way as to move the cutting edge of the bucket toward directions indicated by an operating lever with attitudes of lesser excavating resistance. CONSTITUTION:The angle between the straight-line portion 3a of the cutting edge of a bucket 3 and the advancing direction of the cutting edge is detected by an earth pressure meter 16 and a frictional force meter 17, and the signal is sent to an input port 41. Also, the angle between the tangent direction of the rear curved portion of the bucket 3 and the flowing direction of soil is detected by the meter 18 and a frictional force meter 19, and the signal is sent to the input port 41. On the basis of data from the input port 41, the rotational movement amounts of boom, arm, and bucket for moving the tip of the bucket toward a direction indicated by an operating lever while keeping the excavating resistance of the bucket at smaller values are calculated and the signals are sent out to oil-pressure circuits 70, 80, and 90.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は・やワーショベルの作業機制御装置に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a work machine control device for a work shovel.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

パワーショベルのバケットを掘削抵抗の少ない所望の姿
勢で、かつバケット刃先を所望の方向あるいは軌跡に沿
って移動させるためには、ノクワーシ、ベルのシーム、
アームおよびバケットの各作業機の回動量を制御しなけ
ればならないが、これをオRレータが各作業機を回動さ
せる操作レバーを同時あるいは交互に操作することによ
り行なうにはかなり熟練を要していた。
In order to move the bucket of the power shovel in the desired posture with less digging resistance and to move the bucket cutting edge in the desired direction or along the desired trajectory, it is necessary to
It is necessary to control the amount of rotation of each work equipment, such as the arm and bucket, but it requires considerable skill for the operator to do this by simultaneously or alternately operating the control levers that rotate each work equipment. was.

これに対し、予めバケット刃先の移動軌跡(例えば、直
線、円弧等)およびその軌跡に対するバケットの姿勢を
設定し、この軌跡に沿ってバケットが所定の姿勢で移動
するように各作業機を自動制御するようにしたパワーシ
ョベルの作業機制御装置は種々考案されている。しかし
ながら、この種の装置は予め移動軌跡等を教示しなけれ
ばならないため自由度が少ないという問題がある。
For this purpose, the movement trajectory of the bucket cutting edge (for example, a straight line, circular arc, etc.) and the attitude of the bucket relative to that trajectory are set in advance, and each work machine is automatically controlled so that the bucket moves in a predetermined attitude along this trajectory. Various types of work machine control devices for power shovels have been devised. However, this type of device has a problem in that the degree of freedom is small because the movement trajectory and the like must be taught in advance.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、バケット刃
先の進行方向が指示されると、バケットを最適な姿勢で
その進行方向に移動させることができるパワーショベル
の作業機制御装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a work equipment control device for a power shovel that can move the bucket in the optimum posture in the direction of movement when the direction of movement of the bucket cutting edge is specified. With the goal.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明によれば、バケットの掘削抵抗が大きくならない
条件、すなわちバケット内部における土の流れが円滑で
、かつバケット背面が土と干渉しないという条件に基づ
いてバケットの姿勢を決定し、一方、バケット刃先の移
動方向を指示するための操作レバーを設け、バケットを
上記決定した姿勢となるように、かつ前記操作レバーに
よって指示された方向にバケット刃先を移動させるよう
にブーム、アーム、バケットの各作業機を制御するよう
にしている。
According to the present invention, the attitude of the bucket is determined based on the conditions that the excavation resistance of the bucket does not become large, that is, the soil flows smoothly inside the bucket, and the back surface of the bucket does not interfere with the soil. A control lever is provided for instructing the direction of movement of the boom, arm, and bucket, and each working machine of the boom, arm, and bucket is configured to move the bucket so that the bucket assumes the above-determined attitude and to move the bucket cutting edge in the direction specified by the control lever. I'm trying to control it.

〔作 用〕[For production]

操作レバーによってバケット刃先の移動方向を指示する
だけで、掘削抵抗の少ない最適なバケット姿勢を保ちな
がらバケット刃先を指示方向に移動させることができる
By simply instructing the moving direction of the bucket cutting edge using the operating lever, the bucket cutting edge can be moved in the specified direction while maintaining the optimum bucket posture with low digging resistance.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

まず、本発明の原理を第1図および第2図を用いて説明
する。パワーショベルによる掘削動作において、掘削抵
抗を増大する要因としては、1)バケット刃先の直線部
分3aとバケット刃先の進行方向とのなす角αが充分小
さくなっていない。
First, the principle of the present invention will be explained using FIGS. 1 and 2. In the excavation operation of a power shovel, the factors that increase excavation resistance include: 1) The angle α between the straight portion 3a of the bucket cutting edge and the advancing direction of the bucket cutting edge is not sufficiently small.

2)バケット3の後部湾曲部分3bで土を押えるように
(土の流れを止めて)掘削している。すなわち、バケッ
ト3の後部湾曲部3bの接線力〜と土の流れ方向とのな
す角βが充分小さくなっていない。
2) The rear curved portion 3b of the bucket 3 is used to press down the soil (stop the flow of soil) during excavation. That is, the angle β between the tangential force ~ of the rear curved portion 3b of the bucket 3 and the soil flow direction is not sufficiently small.

3)バケット背面と既に掘削された掘削面とが衝突して
いる(第2図)。
3) The back of the bucket collides with the excavated surface that has already been excavated (Figure 2).

等が挙げられる。etc.

したがって、上記掘削抵抗の増大要因1)、 2)。Therefore, the above-mentioned factors 1) and 2) increase the excavation resistance.

3)を回避するよ5にバケット、あるいはバケットとと
もにブーム、アームの回動量を修正してやれば、バケッ
トは少なくとも掘削抵抗の少ない姿勢となる。このよう
にしてバケットの姿勢が決まれば、ノ9ケ、ト先端を所
望の方向に移動させるために必要なブーム、アーム、バ
ケットの各作業機の回動量も決まる。
To avoid 3), if you correct the amount of rotation of the bucket, or the boom and arm along with the bucket in 5, the bucket will at least be in a position with less digging resistance. Once the attitude of the bucket is determined in this way, the amount of rotation of each working device such as the boom, arm, and bucket required to move the tip in the desired direction is also determined.

第3図は本発明によるパワーショベルの作業機制御装置
の一実施例を示す概略構成図である。同図において、回
転計10および11は操作レバー8(第5図および第6
図)の操作に関連してバケット刃先の進行方向を示す信
号を発生するもので。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a working machine control device for a power shovel according to the present invention. In the figure, the tachometers 10 and 11 are connected to the operating lever 8 (FIGS. 5 and 6).
It generates a signal indicating the direction of travel of the bucket cutting edge in relation to the operation shown in Figure).

回転計10および11はそれぞれ該進行方向のX成分お
よびY成分を示す信号を発生する。なお、操作レバー8
は第5図に示すように運転席の適宜位置に片持梁状に配
置されたジョイステックの操作レバーで、その操作方向
によってバケット刃先の進行方向を教示、するものであ
る。
Tachometers 10 and 11 generate signals indicative of the X and Y components of the direction of travel, respectively. In addition, the operation lever 8
As shown in FIG. 5, a joystick operating lever is placed in a cantilever shape at an appropriate position on the driver's seat, and the direction of movement of the bucket tip is instructed by the operating direction of the joystick operating lever.

回転計12.13.14および傾斜計15は、・やワー
ショベルの所定の基準位置(例えばプーム1の回動支点
)に対するバケット先端の位置の算出等に必要な信号を
出力するもので、回転計12゜13および14はそれぞ
れプームl、アーム2およびバケット3の各作業機の回
転角を示す信号を出力し、傾斜計15はノ臂ワーショベ
ルの前後方向の傾斜角を示す信号を出力する。
The tachometers 12, 13, and 14 and the inclinometer 15 output signals necessary for calculating the position of the tip of the bucket with respect to a predetermined reference position of the excavator (for example, the rotational fulcrum of the poom 1). A total of 12 degrees 13 and 14 output signals indicating the rotation angle of each of the working machines of the pool 1, arm 2, and bucket 3, respectively, and the inclinometer 15 outputs a signal indicating the inclination angle of the arm shovel in the longitudinal direction. .

土圧計16.18.20および摩擦力計17゜19はそ
れぞれ第7図に示すようにパケ、ドアの適所に配設され
ている。なお、土圧計20はパケ、トの背面に配設され
、その他のものはバケットの内側に配設されている。ま
た、土圧計16と摩擦力計17、土圧計18と摩擦力計
19はノ譬ケットの幅方向にずれて配設されている。
Earth pressure gauges 16, 18, and 20 and friction force gauges 17 and 19 are respectively placed at appropriate locations on the package and door, as shown in FIG. Note that the soil pressure gauge 20 is disposed on the back of the bucket, and the others are disposed inside the bucket. Further, the earth pressure gauge 16 and the friction force gauge 17, and the earth pressure gauge 18 and the friction force gauge 19 are arranged offset in the width direction of the notebook.

土圧計16および摩擦力計17はバケット刃先の直線部
分3aとバケット刃先の進行方向とのなす角α(第1図
参照)を検出するためのもので、土圧計16はここに流
入する土の直線部分3aに対する直角方向の圧力P1を
検出し、摩擦力計17はここに流入する輿の摩擦力Fl
を検出する。
The soil pressure gauge 16 and the friction force gauge 17 are used to detect the angle α (see Fig. 1) formed between the straight portion 3a of the bucket cutting edge and the traveling direction of the bucket cutting edge. The pressure P1 in the direction perpendicular to the straight line portion 3a is detected, and the friction force meter 17 detects the friction force Fl of the palanquin flowing here.
Detect.

同様に、土圧計18および摩擦力計19はノ々ケット3
の後部湾曲部3bの接線方向と土の流れ方向とのなす角
β(第1図参照)を検出するためのもので、土圧計18
はここに流入する土の上記接線方向と直角方向の圧力P
2を検出し、摩擦力計19はことに流入する土の摩擦力
F、を検出する。
Similarly, the earth pressure gauge 18 and the friction force gauge 19 are connected to the Nonoket 3.
This is to detect the angle β (see Fig. 1) between the tangential direction of the rear curved portion 3b and the direction of soil flow.
is the pressure P of the soil flowing here in the direction perpendicular to the above tangential direction
2, and the friction force meter 19 specifically detects the friction force F of the inflowing soil.

土圧計20はバケット背面が既に掘削された掘削面とが
衝突したか否かを検出するもので、バケット背面に加わ
る直角方向の圧力Q3を検出する。
The earth pressure gauge 20 detects whether the back surface of the bucket has collided with an excavated surface that has already been excavated, and detects the pressure Q3 in the right angle direction applied to the back surface of the bucket.

上記回転計、傾斜計、土圧計、摩擦力計の各検出器の出
力信号は、それぞれA/D変換器30〜40によってデ
ジタル信号に変換されて入力ポート41に加えられる。
The output signals of the tachometer, inclinometer, earth pressure meter, and friction force meter are respectively converted into digital signals by A/D converters 30 to 40 and applied to the input port 41.

記憶・演算装置42は入力ポート41からの各種データ
に基づいて、バケット3の掘削抵抗を小さい値に保持し
ながらバケット先端を操作レバー8によって指示された
方向に移動させるためのプーム1、アーム2およびバケ
ット3の各作業機の回動量を算出し、その回動量に必要
なプームシリンダ5、アームシリンダ6およびバケット
シリング7への油の流量を示す信号を出力ポート43を
介して出力する。なお、この記憶・演算装置42の詳細
は後述する。
The storage/calculation device 42 uses the poom 1 and the arm 2 to move the tip of the bucket in the direction instructed by the operating lever 8 while maintaining the excavation resistance of the bucket 3 at a small value based on various data from the input port 41. Then, the amount of rotation of each working machine of the bucket 3 is calculated, and a signal indicating the flow rate of oil to the poom cylinder 5, arm cylinder 6, and bucket cylinder 7 necessary for the amount of rotation is outputted via the output port 43. Note that details of this storage/arithmetic device 42 will be described later.

リレースイッチ61t62y63はそれぞれ出力ポート
43から加わる各シリンダへの圧油の流す方向を示す信
号によって適宜作動し、油圧回路?0.80.90の各
電磁切換弁を切り換えるための信号を出力する。一方、
出力ポート43から出力される各シリンダへの流量を示
す信号は、それぞれD/A変換器50.51.52を介
してコントロールアンプ63,64.65に加えられこ
こで適宜増幅されて油圧回路?0.80.90の各比例
流量制御弁を構成する電磁比例切換弁に加えられる。
The relay switches 61t62y63 are actuated as appropriate by signals applied from the output port 43 indicating the direction in which pressure oil flows to each cylinder, and are connected to the hydraulic circuit. A signal for switching each electromagnetic switching valve of 0.80.90 is output. on the other hand,
Signals indicating the flow rate to each cylinder output from the output port 43 are applied to control amplifiers 63, 64, 65 via D/A converters 50, 51, 52, respectively, where they are appropriately amplified and sent to the hydraulic circuit. 0.80.90 is added to the electromagnetic proportional switching valve that constitutes each proportional flow control valve.

ここで、上記油圧回路70,80.90の詳細について
説明する。なお、各油圧回路は全て同一構成のため、油
圧回路70についてのみ説明する。
Here, details of the hydraulic circuits 70, 80, and 90 will be explained. Note that since each hydraulic circuit has the same configuration, only the hydraulic circuit 70 will be explained.

第4図は油圧回路70の詳細例を示すもので、この油圧
回路はポンプ71、電磁切換弁72、電磁比例切換弁7
3、減圧膨圧力補償弁74、リターンフィルタ75、オ
イルクーラ76、メインリリーフ弁77および安全弁7
8.79から構成されている。
FIG. 4 shows a detailed example of the hydraulic circuit 70, which includes a pump 71, an electromagnetic switching valve 72, and an electromagnetic proportional switching valve 7.
3. Decompression expansion pressure compensation valve 74, return filter 75, oil cooler 76, main relief valve 77 and safety valve 7
It consists of 8.79.

電磁切換弁72はブームシリンダ5への圧油の流す方向
を切り換えるもので、ソレノイド72mがリレースイ、
チロ0からの信号によって付勢されると位置■に切り換
えられ、ブームシリンダ5を伸張する方向に圧油を供給
し、ソレノイド72bがリレースイ、チロ0からの信号
によって付勢されると位置■に切り換えられ、ブームシ
リンダ5を縮退する方向に圧油を供給する。また、ソレ
ノイド72 a * ? 2 bがいずれも付勢されな
いときには復帰用スプリングによって中立位置■に切り
換えられブームシリンダ5の圧油の流出入はなくなる。
The electromagnetic switching valve 72 switches the direction of flow of pressure oil to the boom cylinder 5, and the solenoid 72m is a relay switch,
When energized by a signal from Chiro 0, it is switched to position ■, supplying pressure oil in the direction of extending the boom cylinder 5, and solenoid 72b is activated by a signal from Chiro 0, which switches to position ■. Pressure oil is supplied in the direction in which the boom cylinder 5 is retracted. Also, solenoid 72a*? When neither 2b nor 2b is biased, the return spring switches the position to the neutral position (3), and no pressure oil flows into or out of the boom cylinder 5.

一方、電磁比例切換弁73と減圧膨圧力補償弁74は比
例流量制御弁を構成し、コントロールアンf63からの
信号によって電磁比例切換弁73のスプール位置が制御
され、ブームシリンダ5に流出入する圧油の流量を制御
する。
On the other hand, the electromagnetic proportional switching valve 73 and the pressure reduction expansion pressure compensation valve 74 constitute a proportional flow rate control valve, and the spool position of the electromagnetic proportional switching valve 73 is controlled by the signal from the control amplifier f63, and the pressure flowing into and out of the boom cylinder 5 is controlled. Control oil flow rate.

上記油圧回路70.80および90によってそれぞれブ
ームシリンダ5、アームシリンダ6およびバケットシリ
ンダ7が伸縮し、プーム1、アーム2およびバケット3
が適宜回動させられる。
The boom cylinder 5, arm cylinder 6 and bucket cylinder 7 are expanded and contracted by the hydraulic circuits 70, 80 and 90, respectively, and the boom 1, arm 2 and bucket 3 are expanded and contracted.
is rotated appropriately.

次に、第8図および第9図に示す70−チャートを参照
しながら記憶・演算装置42の動作について詳述する。
Next, the operation of the storage/arithmetic device 42 will be described in detail with reference to charts 70 shown in FIGS. 8 and 9.

まず、操作レバー8が操作されると(ステ、floo)
、その操作方向、すなわちバケット刃先の進行方向を示
す信号を入力するとともに、回転計12.13.14お
よび傾斜計15の出力信号に基づいてバケット刃先の現
在位置を算出しくステ、fl 10 )、この現在位置
を入力する(ステ、グ101)。
First, when the operating lever 8 is operated (ste, floo)
, input a signal indicating the operating direction, that is, the traveling direction of the bucket cutting edge, and calculate the current position of the bucket cutting edge based on the output signals of the tachometer 12, 13, 14 and the inclinometer 15 (fl 10 ), This current position is input (step 101).

次に、第10図に示すよ5に現在位置A1操作レバー8
によって指示された移動方向(矢印AH方向)、および
単位時間車りの所定の移動量(ΔL)から移動目標位置
Bを設定する(ステラf102)。
Next, as shown in FIG.
The movement target position B is set from the movement direction (direction of arrow AH) indicated by and the predetermined movement amount (ΔL) of the vehicle per unit time (Stella f102).

ステラf104では現在位置とステップ103で記憶し
た前回の目標位置とステップ106で記憶した前回修正
後の目標位置とを入力し、ステラ7’105ではこれら
の位置から次式に示す補正値d=〔(前回修正後の目標
位置+(前回目標位置−現在位置)/G1)−現在位置
)XGK     ・・・ (1)を算出し、これによ
り移動目標位置を修正する。
In the Stella f104, the current position, the previous target position stored in step 103, and the target position after the previous correction stored in step 106 are input, and in the Stella 7'105, from these positions, a correction value d=[ (Target position after previous correction + (previous target position - current position)/G1) - current position) XGK (1) is calculated, and the moving target position is corrected accordingly.

上記補正値dは、バケットが負荷状態等により必ずしも
指令された方向に移動しているとは限らないので、これ
を補償するためのものである。なお。
The above correction value d is for compensating for the fact that the bucket is not necessarily moving in the commanded direction due to load conditions and the like. In addition.

G、は積分補償ゲインであり、G鳶は位置補償ゲインで
ある。
G is an integral compensation gain, and G is a position compensation gain.

次に、バケット刃先の現在位置と上記修正後の移動目標
位置、およびバケット3の姿勢はそのままで移動させる
という条件で、バケット刃先を修正後の移動目標位置に
移動させるための各作業機の回動量、すなわち各シリン
ダへの油の流量を計算し、その流量を各シリンダに供給
するための指令信号を出力する(ステラ:7’107)
。なお、現在位置におけるバケット3の姿勢(例えばバ
ケット刃先の直線部分3aと水平面とのなす角)は、回
転計12913.14.傾斜計15の出力信号から検出
されていることは勿論である。
Next, the current position of the bucket cutting edge, the corrected movement target position, and the rotation of each work machine to move the bucket cutting edge to the corrected movement target position are set on the condition that the bucket 3 is moved without changing its posture. Calculates the amount of movement, that is, the flow rate of oil to each cylinder, and outputs a command signal to supply that flow rate to each cylinder (Stella: 7'107)
. Note that the attitude of the bucket 3 at the current position (for example, the angle formed between the straight portion 3a of the bucket cutting edge and the horizontal plane) is determined by the tachometer 12913.14. Of course, it is detected from the output signal of the inclinometer 15.

上記指令信号に応じて各作業機の油圧回路の電磁切換弁
、流量制御弁のスゾールが制御され(ステラ7’l O
8)、各シリンダに適宜の流量が供給され各シリンダが
伸縮する(ステ、7’109)。
The electromagnetic switching valve of the hydraulic circuit of each working machine and the susol of the flow control valve are controlled according to the above command signal (Stella 7'l O
8), an appropriate flow rate is supplied to each cylinder, and each cylinder expands and contracts (Step 7'109).

他方、ステ、7°200では第9図のフローチャートに
示す処理を行ない、バケット3の姿勢修正等を行なうた
めの指令信号を出力するようにしている。
On the other hand, at step 7°200, the process shown in the flowchart of FIG. 9 is performed, and a command signal for correcting the attitude of the bucket 3, etc. is output.

すなわち、土圧計16.i8*20および摩擦力計17
.19から圧力pl 、pl  、pmおよび摩擦力F
1wF鵞を入力しくステップ201)、ステラf202
および203ではそれぞれ−αおよび−βを次式、 pl −α=−・・・ (2) により求める。この−αおよび−βは第1図において示
した角度αおよびβの正接であり、それぞれバケット刃
先の直線部分3&およびバケット3の後部湾曲部3bに
おける土の流れの円滑度を示すパラメータとなる。
That is, soil pressure gauge 16. i8*20 and friction force meter 17
.. 19 to pressure pl, pl, pm and frictional force F
1wF goose input step 201), Stella f202
In and 203, -α and -β are respectively determined by the following equations, pl -α=-... (2). -α and -β are the tangents of the angles α and β shown in FIG. 1, and are parameters indicating the smoothness of soil flow in the straight portion 3& of the bucket cutting edge and the rear curved portion 3b of the bucket 3, respectively.

そして、ステ、プ204および205では、それぞれ算
出したーαおよび−βが掘削抵抗の小さい所定の範凹、 0≦−α≦tu20’   ”・(4)0≦−β≦−2
0°  ・・・ (5)に入りているか否かを判定する
。−αが上記第(4)式に示す範囲内にあるときは、バ
ケット刃先の角度修正を行なうための補正ダインKlを
Oにしくステ、プ206)、範囲外にあるときには補正
ダインに!を次式、 K1=kl (tanα−−20°)   ・・・ (
6)から求める(ステップ207)。同様に、−βが上
記第(5)弐に示す範囲内にあるときには、バケット後
部湾曲部を回転させるための補正ゲインに!をOにしく
ステラ7’208)、範囲外にあるときには補正ゲイン
に1を次式、 K!=kl (tanβ−−20°)   ・・・ (
7)から求める(ステ、グ209)。
Then, in steps 204 and 205, the calculated -α and -β respectively are predetermined range concavities with small excavation resistance, 0≦-α≦tu20' (4) 0≦-β≦-2
0°... Determine whether it falls within (5). When -α is within the range shown in equation (4) above, the correction dyne Kl for correcting the angle of the bucket cutting edge is set to O (step 206), and when it is outside the range, it is set to the correction dyne! The following formula, K1=kl (tanα−-20°) ... (
6) (step 207). Similarly, when -β is within the range shown in item (5) 2 above, the correction gain is used for rotating the bucket rear curved portion! If it is outside the range, set the correction gain to 1 using the following formula, K! =kl (tanβ--20°) ... (
7) (Ste, Gu 209).

一方、ステ、グ210では圧力P3が0か否かを判定し
、PsがOのときにはバケット背面の干渉回避のための
修正ダインKsをOにしくステップ211)、Psが0
でないときには修正ダインに3としである一定のゲイン
に3を設定する(ステップ212)。
On the other hand, in Step 210, it is determined whether the pressure P3 is 0 or not, and when Ps is O, the correction dyne Ks for avoiding interference on the back of the bucket is set to O (Step 211), and Ps is 0.
If not, the modified dyne is set to 3 and a certain constant gain is set to 3 (step 212).

次に、ステ、7’213では上記修正ダインに4に基づ
きバケット刃先の角度修正に必要なブーム、アーム、バ
ケットの各シリンダへの流量に1Δt1゜K、Δt2a
 e K1Δ’Smを算出する。同様に、ステップ21
4では修正ゲインに2に基づきバケット後部湾曲部を回
転させるための各シリンダへの流量に2Δt1b l 
K2Δt2b t K2Δtsbを算出し、ステ、プ2
15では修正ゲインに3に基づきバケット背面の干渉回
避のための各シリンダへの流量に3ΔL1c+に3Δt
2c e K5Δt3cを算出する。なお、上記Δt1
a〜ΔLS* eΔt1b〜ΔL5btおよびΔt1c
〜Δt3cはそれぞれノ々ケットの修正すべき動作に応
じて異なる春e4ものであるが、同一の修正動作であっ
ても、バケットの刃先位置および姿勢によって異なる。
Next, in step 7'213, the flow rate to each cylinder of the boom, arm, and bucket necessary for correcting the angle of the bucket cutting edge based on the above correction dyne is 1Δt1°K, Δt2a
e Calculate K1Δ'Sm. Similarly, step 21
4, the flow rate to each cylinder for rotating the bucket rear curved portion is 2Δt1b l based on the modified gain of 2.
K2Δt2b t Calculate K2Δtsb, step,
In 15, based on the correction gain 3, the flow rate to each cylinder to avoid interference on the back of the bucket is 3ΔL1c + 3Δt
2ce Calculate K5Δt3c. Note that the above Δt1
a~ΔLS* eΔt1b~ΔL5bt and Δt1c
~Δt3c is a spring e4 that differs depending on the movement of the bucket to be corrected, but even for the same correction movement, it differs depending on the position and posture of the blade edge of the bucket.

したがって、上記各シリンダへの流量(Δt1a〜ΔL
s c、)は、例えば各修正動作別に、かつバケットの
刃先位置および姿勢に応じて記憶しているメモリテーブ
ルから適宜読み出されるものである。
Therefore, the flow rate (Δt1a to ΔL
s c, ) is read out as appropriate from a memory table stored for each correction operation and according to the position and posture of the blade edge of the bucket, for example.

上記のようKして各修正動作別に−堅だ各シリンダへの
流量は、次式に示すように各シリンダ別に加算し。
For each corrective action as described above, the flow rate to each cylinder is added for each cylinder as shown in the following equation.

これらの流量を示す指令信号を出力する(ステップ21
6)。
A command signal indicating these flow rates is output (step 21
6).

上記指令信号は、バケット刃先を該バケットの姿勢を変
えずに指定した方向に移動させるための指令信号に重畳
され、各作業機の油圧回路の電磁切換弁、流量制御弁の
スプールを制御するために用いられる(ステップ108
)。
The above command signal is superimposed on a command signal for moving the bucket cutting edge in a specified direction without changing the attitude of the bucket, and is used to control the electromagnetic switching valve of the hydraulic circuit of each work machine and the spool of the flow control valve. (step 108)
).

そして、各シリンダが伸縮し、回転計12゜13114
の出力が変化すると、この変化した出力からバケットの
現在位置を算出しくステ、プ110)、この現在位置お
よび刃先移動方向の指令に基づいて再び上記処理を実行
する。
Then, each cylinder expands and contracts, and the tachometer reaches 12°13114
When the output changes, the current position of the bucket is calculated from this changed output (Step 110), and the above process is executed again based on the current position and the command for the direction of movement of the cutting edge.

このように1オ(レータは操作レバー8を所望方向に操
作するだけで、バケットに流入する土による抵抗を所定
範囲内とし、かつバケット背面の干渉を回避するように
バケットの姿勢を修正しながらバケットを所望方向に動
作させることができる。
In this way, by simply operating the operating lever 8 in the desired direction, the 1o(lator) adjusts the attitude of the bucket to keep the resistance of the soil flowing into the bucket within a predetermined range and to avoid interference with the back of the bucket. The bucket can be moved in any desired direction.

なお、本実施例では、操作レバーとして片持梁状に設け
たジョイスティックを採用したが、これに限らずバケッ
トの移動方向を指示するものであればいかなるものでも
よい。また、バケットに流入する土による抵抗の検出箇
所を、バケット刃先の直線部分とバケット後部湾曲部の
2箇所とじたが、バケット刃先の直線部分のみでもよく
、またここでの土による抵抗の検出は本実施例の土圧計
と摩擦力計の出力に基づいて角度αを検出する方法に限
らず、バケット刃先の直線部分の水平面に対する角度(
この角度は回転計12+13t14および傾斜計15か
ら検出できる)と操作レバーによって指示されるバケッ
ト刃先の進行方向とに基づいて求めるようにしてもよい
In this embodiment, a cantilever-shaped joystick is used as the operation lever, but the joystick is not limited to this, and any type of joystick may be used as long as it indicates the direction of movement of the bucket. In addition, although the resistance due to soil flowing into the bucket is detected at two locations, the straight part of the bucket blade edge and the curved part at the rear of the bucket, it is also possible to detect only the straight part of the bucket blade edge, and the resistance due to soil cannot be detected here. In addition to the method of detecting the angle α based on the outputs of the earth pressure meter and friction force meter in this embodiment, the angle (
This angle may be determined based on the rotating direction (which can be detected from the tachometer 12+13t14 and the inclinometer 15) and the advancing direction of the bucket cutting edge indicated by the operating lever.

また、バケットの修正動作としては、例えば一義的に土
による抵抗を低減させる場合はバケットシリンダを伸長
させ、バケット背面の干渉を回避させる場合はバケット
シリングを縮退させるようにしてもよく、土による抵抗
の低減とバケット背面の干渉回避を同時に行なわなけれ
ばならないときには、いずれか一方(例えばバケット背
面の干渉回避)を優先させるようにすればよい。
In addition, as a corrective action of the bucket, for example, if you want to primarily reduce the resistance due to soil, you may extend the bucket cylinder, and if you want to avoid interference on the back of the bucket, you may retract the bucket cylinder. When it is necessary to simultaneously reduce the amount of interference and avoid interference on the back surface of the bucket, one of them (for example, avoidance of interference on the back surface of the bucket) may be given priority.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、操作レバーによっ
てバケット刃先の移動方向を指示するだけでバケットを
掘削抵抗の少ない姿勢で所望の方向に移動させることが
でき、操作が極めて簡単になる。
As described above, according to the present invention, the bucket can be moved in a desired direction with less digging resistance by simply instructing the moving direction of the bucket cutting edge using the operating lever, making the operation extremely simple.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図および第2図はそれぞれ本発明を原理的に説明す
るために用いた図、第3図は本発明による・やワーショ
ベルの作業機制御装置の一実施例を示す概略構成図、第
4図は第3図の油圧回路の詳細を示す回路図、第5図、
第6図および第7図はそれぞれ第3図の各穫検出器の取
付位置を示すために用いた図、第8図は本発明装置の処
理動作を示スフローチャート、第9図は第8図の要部の
処理動作の詳細を示すフローチャート、第10図は第8
図のフローチャートにおけるバケットの移動目標位置の
設定方法を説明するために用いた図である。 l・・・ブーム、2・・・アーム、3・・・バケット、
4・・・ブームシリンダ、5・・・アームシリンダ、6
・・・バケットシリンダ、10〜14・・・回転計、1
5・・・傾斜計、16,18.20・・・土圧計、t7
.t9・・・摩擦力計、42・・・記憶・演算装置、7
0,80゜90・・・油圧回路。 第1図 第4図 アームシリンダゝ ら 第5図 j バグット 工圧訂 第8図
1 and 2 are diagrams used to explain the principle of the present invention, respectively, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a work machine control device for a work shovel according to the present invention. Figure 4 is a circuit diagram showing details of the hydraulic circuit in Figure 3; Figure 5;
6 and 7 are diagrams respectively used to show the mounting positions of the respective detectors in FIG. 3, FIG. 8 is a flowchart showing the processing operation of the device of the present invention, and FIG. A flowchart showing the details of the main part of the processing operation, FIG.
FIG. 3 is a diagram used to explain a method of setting a bucket movement target position in the flowchart of the figure. l...boom, 2...arm, 3...bucket,
4...Boom cylinder, 5...Arm cylinder, 6
... Bucket cylinder, 10-14 ... Tachometer, 1
5... Inclinometer, 16, 18.20... Earth pressure gauge, t7
.. t9... Friction force meter, 42... Memory/calculation device, 7
0.80°90... Hydraulic circuit. Fig. 1 Fig. 4 Arm cylinder etc. Fig. 5 j Bagut construction pressure revision Fig. 8

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)パワーショベルのバケット刃先の移動方向を指示
する操作レバーと、バケット刃先の現在位置を検出する
位置検出手段と、該位置検出手段によって検出されたバ
ケット刃先の現在位置と前記操作レバーによって指示さ
れたバケット刃先の移動方向とに基づきバケットの姿勢
を変えずに該バケット刃先を指示された移動方向に移動
させるためのパワーショベルのブーム、アームおよびバ
ケットの各回動指令を算出する第1の演算手段と、バケ
ット内部の適宜位置における土の流れの円滑度を検出す
る円滑度検出手段と、バケット背面と既に掘削された掘
削面との衝突を検出する衝突検出手段と、前記円滑度検
出手段によって検出された円滑度が予設定範囲に入り、
かつ前記衝突検出手段が衝突を検出しない方向に少なく
ともバケットの姿勢を修正する姿勢修正量を算出する第
2の演算手段と、前記第1および第2の演算手段の算出
出力に基づいてブーム、アームおよびバケットをそれぞ
れ回動制御する駆動手段とを具えたパワーショベルの作
業機制御装置。
(1) An operating lever for instructing the moving direction of the bucket cutting edge of a power shovel, a position detecting means for detecting the current position of the bucket cutting edge, and an instruction using the current position of the bucket cutting edge detected by the position detecting means and the operating lever. a first calculation for calculating rotation commands for the boom, arm, and bucket of the power shovel in order to move the bucket blade in the specified movement direction without changing the attitude of the bucket based on the specified movement direction of the bucket blade; a smoothness detection means for detecting the smoothness of soil flow at a suitable position inside the bucket; a collision detection means for detecting a collision between the back surface of the bucket and an excavated surface that has already been excavated; The detected smoothness falls within the preset range,
and second calculation means for calculating an attitude correction amount for correcting at least the attitude of the bucket in a direction in which the collision detection means does not detect a collision; A work equipment control device for a power shovel, comprising: and drive means for controlling the rotation of each bucket.
(2)前記操作レバーは片持梁状に配置したジョイステ
ィックで、その操作方向によってバケット刃先の移動方
向を指示する特許請求の範囲第(1)項記載のパワーシ
ョベルの作業機制御装置。
(2) The working machine control device for a power shovel according to claim 1, wherein the operating lever is a joystick arranged in a cantilevered manner, and the operating direction of the joystick instructs the moving direction of the bucket cutting edge.
(3)前記円滑度検出手段が検出する土の流れの検出位
置は、バケット内部の刃先部分と後部湾曲部分である特
許請求の範囲第(1)項記載のパワーショベルの作業機
制御装置。
(3) The working machine control device for a power shovel according to claim 1, wherein the soil flow detected by the smoothness detection means is a cutting edge portion and a rear curved portion inside the bucket.
(4)前記円滑度検出手段は検出位置における垂直方向
土圧力Pおよび摩擦力Fを検出する検出手段と、前記土
圧力Pおよび摩擦力Fに基づいて次式の角度、 tan^−^1(P/F) を算出する手段とからなる特許請求の範囲第(1)項記
載のパワーショベルの作業機制御装置。
(4) The smoothness detection means includes a detection means for detecting vertical soil pressure P and frictional force F at the detection position, and an angle of the following formula based on the soil pressure P and frictional force F, tan^-^1( A work machine control device for a power shovel according to claim (1), comprising means for calculating P/F).
JP6818285A 1985-03-29 1985-03-29 Controller for working machine of power shovel Pending JPS61225429A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6818285A JPS61225429A (en) 1985-03-29 1985-03-29 Controller for working machine of power shovel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6818285A JPS61225429A (en) 1985-03-29 1985-03-29 Controller for working machine of power shovel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61225429A true JPS61225429A (en) 1986-10-07

Family

ID=13366380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6818285A Pending JPS61225429A (en) 1985-03-29 1985-03-29 Controller for working machine of power shovel

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61225429A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6414430A (en) * 1987-07-06 1989-01-18 Kobe Steel Ltd Control on excavation by oil-pressure shovel
JPH01235729A (en) * 1988-03-14 1989-09-20 Mitsubishi Agricult Mach Co Ltd Attitude controller of work section
WO1990001586A1 (en) * 1988-08-02 1990-02-22 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Method and apparatus for controlling working units of power shovel
US5178510A (en) * 1988-08-02 1993-01-12 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Apparatus for controlling the hydraulic cylinder of a power shovel
WO2018096668A1 (en) * 2016-11-28 2018-05-31 株式会社小松製作所 Work vehicle and control method for work vehicle
WO2018096667A1 (en) * 2016-11-28 2018-05-31 株式会社小松製作所 Work vehicle and control method for work vehicle
KR20190087617A (en) 2017-02-21 2019-07-24 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 Control method of working vehicle and working vehicle

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6414430A (en) * 1987-07-06 1989-01-18 Kobe Steel Ltd Control on excavation by oil-pressure shovel
JPH0745742B2 (en) * 1987-07-06 1995-05-17 株式会社神戸製鋼所 Excavation control method for hydraulic excavator
JPH01235729A (en) * 1988-03-14 1989-09-20 Mitsubishi Agricult Mach Co Ltd Attitude controller of work section
US5116186A (en) * 1988-08-02 1992-05-26 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Apparatus for controlling hydraulic cylinders of a power shovel
US5178510A (en) * 1988-08-02 1993-01-12 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Apparatus for controlling the hydraulic cylinder of a power shovel
US5356259A (en) * 1988-08-02 1994-10-18 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Apparatus for controlling hydraulic cylinders of a power shovel
WO1990001586A1 (en) * 1988-08-02 1990-02-22 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Method and apparatus for controlling working units of power shovel
WO2018096668A1 (en) * 2016-11-28 2018-05-31 株式会社小松製作所 Work vehicle and control method for work vehicle
WO2018096667A1 (en) * 2016-11-28 2018-05-31 株式会社小松製作所 Work vehicle and control method for work vehicle
KR20190029740A (en) 2016-11-28 2019-03-20 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 Control method of working vehicle and working vehicle
KR20190030759A (en) 2016-11-28 2019-03-22 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 Control method of working vehicle and working vehicle
DE112016007279T5 (en) 2016-11-28 2019-06-13 Komatsu Ltd. Work vehicle and method of controlling the work vehicle
DE112016007307T5 (en) 2016-11-28 2019-06-19 Komatsu Ltd. Work vehicle and method of controlling the work vehicle
KR20190087617A (en) 2017-02-21 2019-07-24 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 Control method of working vehicle and working vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3056254B2 (en) Excavation control device for construction machinery
JP5732599B1 (en) Work vehicle
JP5732598B1 (en) Work vehicle
JP5864775B2 (en) Work vehicle
US6230090B1 (en) Interference prevention system for two-piece boom type hydraulic excavator
EP3184700B1 (en) Hydraulic control system for construction machine
CN107306500B (en) Control device for work machine, and control method for work machine
JP7146701B2 (en) excavator
JP2002167794A (en) Front control device for hydraulic backhoe
JPS61225429A (en) Controller for working machine of power shovel
JPH10259619A (en) Control device for construction machine
JP3310783B2 (en) Work machine interference prevention device
JP7314429B2 (en) working machine
US20230091185A1 (en) Hydraulic excavator
JP3468331B2 (en) Construction machine interference prevention equipment
JP2674918B2 (en) Hydraulic excavator
JP3466371B2 (en) Construction machine interference prevention equipment
JP3713358B2 (en) Front control device for construction machinery
JPH0820974A (en) Restricting device for working range of construction machine
JP3682352B2 (en) Front control device for construction machinery
JPH0414531A (en) Controller for operating machine
JPH10259618A (en) Control device for construction machine
JPH0776453B2 (en) Work machine trajectory control device
JP3727423B2 (en) Control method of electronically controlled work vehicle
JP3765461B2 (en) Construction machine work equipment controller