JPS62160325A - パワ−シヨベルの作業機制御装置 - Google Patents
パワ−シヨベルの作業機制御装置Info
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- JPS62160325A JPS62160325A JP299186A JP299186A JPS62160325A JP S62160325 A JPS62160325 A JP S62160325A JP 299186 A JP299186 A JP 299186A JP 299186 A JP299186 A JP 299186A JP S62160325 A JPS62160325 A JP S62160325A
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- Japan
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- bucket
- cylinder
- excavation
- cutting edge
- oil
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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)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Control Of Position Or Direction (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】
［産業上の利用分野］
本発明はパワーショベルの作業低制御装置に関するもの
である。
である。
［従来の技術］
周知のようにパワーショベルはバケット、アーム、ブー
ムおよびこれらを各別に円弧運動させるバケットシリン
ダ、アームシリンダ、ブームシリンダを有しており、バ
ケットは上記各シリンダの伸縮による円弧運動の組合せ
によって移行する。
ムおよびこれらを各別に円弧運動させるバケットシリン
ダ、アームシリンダ、ブームシリンダを有しており、バ
ケットは上記各シリンダの伸縮による円弧運動の組合せ
によって移行する。
［発明が解決しようとする問題点］
ところが、掘削作業に際しては各シリンダに対応する操
作レバーを掘削抵抗が増大しないようにバケットの姿勢
を考慮しながら捜査しなければならないため、操作に熟
練を要すると共に、バケットを満杯に近い状態で効率的
に移動させるにはさらに高度の熟練が必要となるという
問題があった。
作レバーを掘削抵抗が増大しないようにバケットの姿勢
を考慮しながら捜査しなければならないため、操作に熟
練を要すると共に、バケットを満杯に近い状態で効率的
に移動させるにはさらに高度の熟練が必要となるという
問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑み、高度の熟練を要する
ことなく効率的に掘削作業を進め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
。
ことなく効率的に掘削作業を進め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
。
［問題点を解決するための手段おＪ：び作用］本発明は
、掘削抵抗が小さく、かつ満杯に近い掘削状態となるバ
ケット刃先の移動軌跡を記憶手段に予め記憶させておき
、拐削開始に当たってこの記・肥手段から上記移動軌道
の情報を読出し、この移動軌跡の情報に沿ってバケット
刃先が移動するように制御すると共に１．実際の掘削抵
抗が設定値以上になった場合には上記移動軌跡の情報を
掘削抵抗が小さくなる方向へ修正するようにしたもので
ある。
、掘削抵抗が小さく、かつ満杯に近い掘削状態となるバ
ケット刃先の移動軌跡を記憶手段に予め記憶させておき
、拐削開始に当たってこの記・肥手段から上記移動軌道
の情報を読出し、この移動軌跡の情報に沿ってバケット
刃先が移動するように制御すると共に１．実際の掘削抵
抗が設定値以上になった場合には上記移動軌跡の情報を
掘削抵抗が小さくなる方向へ修正するようにしたもので
ある。
［実施例］
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、本
発明に係る制御装置は、捜査レバー７と中央処理装置（
ＣＰＵ）８、記憶装置９からなるマイクロコンピュータ
１０と、バケット角度センサ１１、アーム角度センサ１
２、ブーム角度センサ１３と、バケット油圧回路２１お
よびバケットシリンダ４からなるバケットアクチュエー
タ、アーム油圧回路２２およびアームシリンダ５からな
るブームアクチュエータ、ブーム油圧回路２３およびブ
ームシリンダ６からなるブームアクチュエータと、シャ
トル弁３１．３２．３３と、油圧計３４．３５．３６と
、パワーショベルの前後方向の傾斜を検出する傾斜計３
７とを備え、バケット１、アーム２．ブーム３の回動を
制御するものである。
発明に係る制御装置は、捜査レバー７と中央処理装置（
ＣＰＵ）８、記憶装置９からなるマイクロコンピュータ
１０と、バケット角度センサ１１、アーム角度センサ１
２、ブーム角度センサ１３と、バケット油圧回路２１お
よびバケットシリンダ４からなるバケットアクチュエー
タ、アーム油圧回路２２およびアームシリンダ５からな
るブームアクチュエータ、ブーム油圧回路２３およびブ
ームシリンダ６からなるブームアクチュエータと、シャ
トル弁３１．３２．３３と、油圧計３４．３５．３６と
、パワーショベルの前後方向の傾斜を検出する傾斜計３
７とを備え、バケット１、アーム２．ブーム３の回動を
制御するものである。
なお、各油圧回路は、ＣＰｔＪ８からのシリンダの伸縮
を指令する信号によってシリンダへの圧油の量および供
給方向が制御される可変容母ポンプと、ＣＰＵ８からの
シリンダの動作指令により、前記ポンプとシリンダとの
油圧回路を開閉する電磁弁等を有している。また、上記
各シャトル弁は各シリンダに圧送されている圧油を各油
圧計に導いており、各油圧計は圧油の圧力をそれぞれ計
測している。そして、これらの計測値は図示されないラ
インを介してＣＰＵ８にそれぞれ入力される。
を指令する信号によってシリンダへの圧油の量および供
給方向が制御される可変容母ポンプと、ＣＰＵ８からの
シリンダの動作指令により、前記ポンプとシリンダとの
油圧回路を開閉する電磁弁等を有している。また、上記
各シャトル弁は各シリンダに圧送されている圧油を各油
圧計に導いており、各油圧計は圧油の圧力をそれぞれ計
測している。そして、これらの計測値は図示されないラ
インを介してＣＰＵ８にそれぞれ入力される。
また、記憶装置９には、バケット１の底板が掘削面と衝
突せずに最も少ない掘削抵抗（すなわち、できるだけ小
さい掘削角度θの状態）で掘削を進めることができ、し
かも満杯に近い状態で掘削を進めることができるように
、第２図に示す如くバケット１の刃先Ｑの円弧状軌跡Ｐ
に関する情報が予め記憶されている。この軌跡Ｐに関す
る情報はバケット刃先Ｑの水平方向の移動距離Ｘと掘削
深さｆ（ｘ）を関数として記憶され、しかもΣｆ （Ｘ
）ｄｘ ｘバケット幅＝バケット満杯最×修正係数に となるような値に設定されている。
突せずに最も少ない掘削抵抗（すなわち、できるだけ小
さい掘削角度θの状態）で掘削を進めることができ、し
かも満杯に近い状態で掘削を進めることができるように
、第２図に示す如くバケット１の刃先Ｑの円弧状軌跡Ｐ
に関する情報が予め記憶されている。この軌跡Ｐに関す
る情報はバケット刃先Ｑの水平方向の移動距離Ｘと掘削
深さｆ（ｘ）を関数として記憶され、しかもΣｆ （Ｘ
）ｄｘ ｘバケット幅＝バケット満杯最×修正係数に となるような値に設定されている。
但し、Ｋはに＝１〜３が望ましい。
一方、センサ１１，１２，１３は第３図に示すようにバ
ケット１．アーム２．ブーム３の実際の角度γ、β、α
を検出してＣＰＵ８に入力し、また傾斜計３７はパワー
ショベルの前後方向の傾斜角δを検出してＣＰＬＩ８に
入力する。
ケット１．アーム２．ブーム３の実際の角度γ、β、α
を検出してＣＰＵ８に入力し、また傾斜計３７はパワー
ショベルの前後方向の傾斜角δを検出してＣＰＬＩ８に
入力する。
次に、第４図に示すフローヂャートを参照しながら本装
置の動作を説明する。
置の動作を説明する。
まず、オペレータが掘削開始指令を入力すると（ステッ
プ１０１）、ＣＰＵ８はセンサ１１〜１３および傾斜計
３７からブーム角α、アーム角β。
プ１０１）、ＣＰＵ８はセンサ１１〜１３および傾斜計
３７からブーム角α、アーム角β。
バケット角γ、傾斜角δを示す信号を読込む（ステップ
１０２）。
１０２）。
次に、上記ブーム角α、アーム角β、バケット角γに基
づいてブームシリンダ６、アームシリンダ５．バケット
シリンダ４の現在の長さＬｌ、Ｌ２．１３（第５図参照
）を検出し、（ステップ１０３）、これらの長さ１ｉ
、Ｌ２ 、Ｌ３が予め与えられた軌跡Ｐによって指示さ
れている掘削終了時の長さに該当するか否かを判別しく
ステップ１０４）、掘削終了時の長さに該当すれば掘削
終了とするが、該当しなければ軌跡Ｐで指示されている
バケット刃先Ｑの０．１秒後の位置を計綽する（ステッ
プ１０５）。そして、この０．１秒後にはバケット刃先
Ｑの位置が上記計鋒結果の位置に実際移動するのに必要
な各シリンダの目標長さＬｌｏ、 １２°、Ｌ３゛を算
出する（ステップ１０６）。
づいてブームシリンダ６、アームシリンダ５．バケット
シリンダ４の現在の長さＬｌ、Ｌ２．１３（第５図参照
）を検出し、（ステップ１０３）、これらの長さ１ｉ
、Ｌ２ 、Ｌ３が予め与えられた軌跡Ｐによって指示さ
れている掘削終了時の長さに該当するか否かを判別しく
ステップ１０４）、掘削終了時の長さに該当すれば掘削
終了とするが、該当しなければ軌跡Ｐで指示されている
バケット刃先Ｑの０．１秒後の位置を計綽する（ステッ
プ１０５）。そして、この０．１秒後にはバケット刃先
Ｑの位置が上記計鋒結果の位置に実際移動するのに必要
な各シリンダの目標長さＬｌｏ、 １２°、Ｌ３゛を算
出する（ステップ１０６）。
次に、各シリンダの現在の長さし１．Ｌ２．Ｌ３と０．
１秒後の目標長さＬｌｏ、 Ｌ２’、 Ｌ３’との偏差
（Ｌｌｏ−Ｌｌ ）、 （Ｌ２’−Ｌ２） 、 （
Ｌ３’−１３）を求め、これらの偏差を生じさせるのに
必要な各シリンダへの圧油流ｆｉＱ１ 、Ｑ２ 、Ｑ３
を算出する（ステップ１０７）。そして、この算出した
圧油流母Ｑ１ 、Ｑ２ 、Ｑ３に対応した圧油流量信号
ｅ１ 、ｅ２．ｅ３を形成し、バケット油圧回路２１．
アーム油圧回路２２．ブーム油圧回路２３にそれぞれ伝
送する（ステップ１０８）。
１秒後の目標長さＬｌｏ、 Ｌ２’、 Ｌ３’との偏差
（Ｌｌｏ−Ｌｌ ）、 （Ｌ２’−Ｌ２） 、 （
Ｌ３’−１３）を求め、これらの偏差を生じさせるのに
必要な各シリンダへの圧油流ｆｉＱ１ 、Ｑ２ 、Ｑ３
を算出する（ステップ１０７）。そして、この算出した
圧油流母Ｑ１ 、Ｑ２ 、Ｑ３に対応した圧油流量信号
ｅ１ 、ｅ２．ｅ３を形成し、バケット油圧回路２１．
アーム油圧回路２２．ブーム油圧回路２３にそれぞれ伝
送する（ステップ１０８）。
これによって、バケットシリンダ４．アームシリンダ５
．ブームシリンダ６が目標長ざまで伸縮し、バケット角
γ、アーム角β、ブーム角αが変化する。（ステップ１
０９，１１０）。
．ブームシリンダ６が目標長ざまで伸縮し、バケット角
γ、アーム角β、ブーム角αが変化する。（ステップ１
０９，１１０）。
次に、ＣＰＵ８は各油圧計３４．３５．３６によって計
測された各シリンダ４，５．６の各油圧Ｐ１ 、Ｐ２
、Ｐ３のうち、いずれかが予設定油圧Ｐよりも大きくな
っているか否かを検出する。
測された各シリンダ４，５．６の各油圧Ｐ１ 、Ｐ２
、Ｐ３のうち、いずれかが予設定油圧Ｐよりも大きくな
っているか否かを検出する。
（ステップ１１１）。そして、各油圧Ｐ１ 、 Ｐ２
。
。
Ｐ３のいずれも予設定油圧Ｐ以下であれば、このときの
掘削抵抗が掘削作業上問題ないと判定し、ステラツブ１
０５の処理に戻る。しかし、石塊に衝突するなどの原因
により、各油圧ｐ１ 、 ｐ２ 。
掘削抵抗が掘削作業上問題ないと判定し、ステラツブ１
０５の処理に戻る。しかし、石塊に衝突するなどの原因
により、各油圧ｐ１ 、 ｐ２ 。
Ｐ３のうちいずれかが予設定油圧Ｐよりも大きくなって
いるならば、このときの掘削抵抗が細則作業上問題にな
ると判定し、記憶装置９から与えられている軌跡Ｐの情
報を掘削抵抗が小さくなる方向に修正しくステップ１１
３）、前述のステップ１０５の処理に戻り、以後は修正
された軌跡Ｐの情報に基づいて０．１秒後のバケット刃
先Ｑの位置を算出する。
いるならば、このときの掘削抵抗が細則作業上問題にな
ると判定し、記憶装置９から与えられている軌跡Ｐの情
報を掘削抵抗が小さくなる方向に修正しくステップ１１
３）、前述のステップ１０５の処理に戻り、以後は修正
された軌跡Ｐの情報に基づいて０．１秒後のバケット刃
先Ｑの位置を算出する。
すなわち、例えば第６図に示す掘削位置×２において各
シリンダ４，５．６のうちいずれかの油圧が設定油圧Ｐ
よりも大きくなった場合は、促削深さｆ（ｘ）がこれよ
り浅いｆ’ （ｘ）になるように軌跡Ｐの情報を修正
し、ｘ２以後においてはｆ’ （ｘ）の掘削深さで掘
削作業を進めるように制御する。この場合、掘削深さが
浅くなった分だけバケット刃先Ｑの水平方向の移動能１
１ｉｘは長くなり、軌跡ＰもＰ′で示すように変化する
ことは言うまでもない。
シリンダ４，５．６のうちいずれかの油圧が設定油圧Ｐ
よりも大きくなった場合は、促削深さｆ（ｘ）がこれよ
り浅いｆ’ （ｘ）になるように軌跡Ｐの情報を修正
し、ｘ２以後においてはｆ’ （ｘ）の掘削深さで掘
削作業を進めるように制御する。この場合、掘削深さが
浅くなった分だけバケット刃先Ｑの水平方向の移動能１
１ｉｘは長くなり、軌跡ＰもＰ′で示すように変化する
ことは言うまでもない。
［発明の効果］
以上説明したように本発明においては、掘削抵抗が小さ
く、かつ満杯に近い掘削状態となるバケット刃先の移動
軌跡を記憶手段に予め記憶させておき、掘削開始に当た
ってこの記憶手段から上記移動軌跡の情報を読出し、こ
の移り軌跡の情報に沿ってバケット刃先が移動するよう
に制御すると共に、実際の掘削抵抗が設定値以上になっ
た場合には上記移動軌跡の情報を掘削抵抗が小さくなる
方向へ修正するようにしたため、高度の熟練を要するこ
となく、効率的に掘削作業を進めることができる。さら
に掘削抵抗が可能な限り小さな状態で作業を進行させる
ので、省エネルギーを図りつつ、掘削作業の速度も早く
することができる。
く、かつ満杯に近い掘削状態となるバケット刃先の移動
軌跡を記憶手段に予め記憶させておき、掘削開始に当た
ってこの記憶手段から上記移動軌跡の情報を読出し、こ
の移り軌跡の情報に沿ってバケット刃先が移動するよう
に制御すると共に、実際の掘削抵抗が設定値以上になっ
た場合には上記移動軌跡の情報を掘削抵抗が小さくなる
方向へ修正するようにしたため、高度の熟練を要するこ
となく、効率的に掘削作業を進めることができる。さら
に掘削抵抗が可能な限り小さな状態で作業を進行させる
ので、省エネルギーを図りつつ、掘削作業の速度も早く
することができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
バケット刃先の掘削軌跡を示す図、第３図はバケット、
アーム、ブームの各角度を表わす図、第４図は実施例の
動作を示すフローチャート、第５図はバケットシリンダ
、アームシリンダ、ブームシリンダの長さを示す図、第
６図はバケット刃先の軌跡を変える場合の説明図である
。 １・・・バケット、２・・・アーム、３・・・ブーム、
４・・・バケットシリンダ、５・・・アームシリンダ、
６・・・ブームシリンダ、７・・・操作レバー、８・・
・中央処理装置、９・・・記憶装置、１ｏ・・・マイク
ロコンピュータ、１１・・・バケット角度センサ、１２
・・・アーム角度センサ、１３・・・ブーム角度センサ
、２１・・・バケット油圧回路、２２・・・アーム油圧
回路、２３・・・ブーム油圧回路、３１，３２．３３・
・・シャトル弁、３４゜３５．３６・・・油圧計。 （（、益二１１ ト′ 第２図 第３図 第４図
バケット刃先の掘削軌跡を示す図、第３図はバケット、
アーム、ブームの各角度を表わす図、第４図は実施例の
動作を示すフローチャート、第５図はバケットシリンダ
、アームシリンダ、ブームシリンダの長さを示す図、第
６図はバケット刃先の軌跡を変える場合の説明図である
。 １・・・バケット、２・・・アーム、３・・・ブーム、
４・・・バケットシリンダ、５・・・アームシリンダ、
６・・・ブームシリンダ、７・・・操作レバー、８・・
・中央処理装置、９・・・記憶装置、１ｏ・・・マイク
ロコンピュータ、１１・・・バケット角度センサ、１２
・・・アーム角度センサ、１３・・・ブーム角度センサ
、２１・・・バケット油圧回路、２２・・・アーム油圧
回路、２３・・・ブーム油圧回路、３１，３２．３３・
・・シャトル弁、３４゜３５．３６・・・油圧計。 （（、益二１１ ト′ 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 パワーショベルのバケット、アーム、ブームの角度を検
出する第１の検出手段と、 掘削抵抗が小さく、かつ満杯に近い掘削状態となるバケ
ットの刃先の移動軌跡を記憶した記憶手段と、 上記検出手段で検出したバケット、アーム、ブームの角
度情報と上記記憶手段から読み出したバケット刃先の移
動軌跡情報に基づいてバケットの姿勢を制御する第１の
制御手段と、 バケットの掘削抵抗が設定値以上に成ったことを検出す
る第２の検出手段と、 この第２の検出手段の出力によって前記記憶手段から読
み出したバケット刃先の移動軌跡情報を掘削抵抗が小さ
くなる方向に修正する手段とを備えたパワーショベルの
作業基制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61002991A JPH0745738B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | パワ−シヨベルの作業機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61002991A JPH0745738B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | パワ−シヨベルの作業機制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62160325A true JPS62160325A (ja) | 1987-07-16 |
| JPH0745738B2 JPH0745738B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=11544841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61002991A Expired - Lifetime JPH0745738B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | パワ−シヨベルの作業機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745738B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1986
- 1986-01-10 JP JP61002991A patent/JPH0745738B2/ja not_active Expired - Lifetime
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