JPS6234788A - Flexible structure working machine - Google Patents

Flexible structure working machine

Info

Publication number
JPS6234788A
JPS6234788A JP17089485A JP17089485A JPS6234788A JP S6234788 A JPS6234788 A JP S6234788A JP 17089485 A JP17089485 A JP 17089485A JP 17089485 A JP17089485 A JP 17089485A JP S6234788 A JPS6234788 A JP S6234788A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
signal
acceleration
frequency
mode
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
JP17089485A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
東海林 宏明
昭 橋本
有竹 猛
吉男 中島
本間 和男
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.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co 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 Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP17089485A priority Critical patent/JPS6234788A/en
Publication of JPS6234788A publication Critical patent/JPS6234788A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば低剛性多関節構造を有する荷役作業機
として用いられる梁構造作2411に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a beam structure 2411 used, for example, as a cargo handling machine having a low-rigidity multi-joint structure.

〔従来技術〕[Prior art]

一般に、荷役作業機等の建設機械にあっては、大型の重
量物を取扱う関係から長大なアームを複数連結し、全体
として20〜30島の摂関m機構を構成しているが、こ
の種の建設機械では各アームが大型化、重量化し、製造
原価の高騰を招いている。
In general, construction machines such as cargo handling machines have multiple long arms connected to each other to handle large and heavy objects, and the whole structure consists of 20 to 30 islands. Each arm of construction machinery has become larger and heavier, leading to a rise in manufacturing costs.

このような欠点を改良すべく、駆動用アクチュエータの
小型化、省エネルギTの面から、アームの軽暖化を図り
、全体として柔構造とした作業機が知られている。
In order to improve these drawbacks, a working machine is known in which the drive actuator is made smaller and the arm is made lighter and warmer, and the overall structure is made flexible, in order to save energy.

そごで、従来技術による柔構造作業機を第4図により説
明する。
Now, a flexible structure work machine according to the prior art will be explained with reference to FIG.

図において、1は作業機本体の一部を構成する1旋回回
体、2は該1一部旋回体lに取付けられたブラケット、
3は該ブラケット2に回動可能に設けられたアーム体で
、該アーム体3は01を中心にブラケット2に回動’I
TI能にピン結合された第1のアーム4と、該第1のア
ーム4の先端に02を中心として回動可能にビン結合さ
れた第2のアーム5とからなり、該各アーム4,5は長
さ寸法が長く、軽量化されているため1弾性的に撓み変
形するようになっている。6は第1のアーム4を作動す
る油圧シリンダ、7は第2のアーム5を作動する油圧シ
リンダである。
In the figure, 1 is a revolving body that constitutes a part of the working machine main body, 2 is a bracket that is attached to the revolving body l, and
3 is an arm body rotatably provided on the bracket 2, and the arm body 3 is rotatable on the bracket 2 around 01.
It consists of a first arm 4 that is pin-coupled to the TI function, and a second arm 5 that is rotatably coupled to the tip of the first arm 4 with a pin, and each of the arms 4, 5 Because it has a long length and is lightweight, it can be elastically deformed. 6 is a hydraulic cylinder that operates the first arm 4, and 7 is a hydraulic cylinder that operates the second arm 5.

このように構成される柔構造作業機は、第2のアーム5
の先端に把持装置、フック等の作業装置を設けることに
より、吊荷を持上げ、荷役作業を行わすことができる。
The flexible structure work machine configured in this way has a second arm 5.
By providing a working device such as a gripping device or a hook at the tip of the hoist, the suspended load can be lifted and cargo handling operations can be performed.

また、各アーム4,5は軽Jり化されているから、該各
アーム4,5を作動する油圧シリンダ6.7を小型化で
き、製造コストを削減することができ、かつ省エネルギ
化を図ることができる。
In addition, since each arm 4, 5 is made into a light J-type, the hydraulic cylinder 6.7 that operates each arm 4, 5 can be downsized, manufacturing cost can be reduced, and energy saving can be achieved. can be achieved.

しかし、このような低剛性の多関節構造作業機にあって
は、柔構造作業機の撓み、低周波の固有振動を持つ、そ
して、各アーム4,5自体には減衰作用がないから、こ
の固有振動はなかなか減衰しない持続振動となってしま
うという欠点があるそこで、従来技術による柔構造作業
機では、持続振動を抑制する方法として、アーム4.ま
たは5の先端近傍に加速度検知器(図示せず)を設け、
該加速度検知器からの加速度信号に応じて各油圧シリン
ダ6.7への作動流体の油量(または電気駄)を;倒御
することが有効と考えられている。しかし、実際にはア
ーム4.5に生ずる振動の周波数成分のうち、低次モー
ドと高次モードの周波数が非常に接近している上に、ア
ーム4.5の姿勢によりこれら各モードの周波数が変化
し、?iに加速度信号に応じて各アクチュエータへの油
量(または電IA量)を制御するだけでは、実質的に振
動を抑制するのは困難である。
However, in such a low-rigid multi-joint construction work machine, the flexible construction work machine has flexure, low-frequency natural vibration, and each arm 4, 5 itself has no damping effect. The natural vibration has the disadvantage that it becomes a sustained vibration that is not easily attenuated. Therefore, in the conventional flexible structure work machine, as a method of suppressing the sustained vibration, arm 4. Or an acceleration detector (not shown) is provided near the tip of 5,
It is considered effective to control the amount of working fluid (or electric flow) to each hydraulic cylinder 6.7 in accordance with the acceleration signal from the acceleration sensor. However, in reality, among the frequency components of the vibrations occurring in arm 4.5, the frequencies of the low-order mode and high-order mode are very close to each other, and the frequency of each of these modes varies depending on the attitude of arm 4.5. Change? It is difficult to substantially suppress vibrations simply by controlling the amount of oil (or amount of electric IA) to each actuator according to the acceleration signal.

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

本発明はこのような従来技術の欠点と問題点に着目して
なされたものである。
The present invention has been made by focusing on the drawbacks and problems of the prior art.

そこで、前述した各7−1.4.5が持つ低周波の固有
振動についてみると、第5図のような特性となる。即ち
、第5図は例えば第1アーム4を上げ方向または下げ方
向へ作動せしめたとき、アーム先端に生ずる加速度の時
間応答波形を示す0図中8は1次モード波形、9は2次
モード波形。
Therefore, when we look at the low frequency natural vibrations of each of the above-mentioned 7-1.4.5, the characteristics are as shown in FIG. That is, FIG. 5 shows the time response waveform of the acceleration generated at the tip of the arm when the first arm 4 is operated in the upward or downward direction. In the figure, 8 is the primary mode waveform, and 9 is the secondary mode waveform .

10は1次モード波形8と2次モード波形9を合成した
実際にアーム4に生ずる加速度波形である(ただし、3
次モード以上の高次の固有振動数については省略)、同
図かられかるように、柔構造作業機の1次モードと2次
モードは非常に接近している場合が多く1例えば1次モ
ードの振動数が1〜3Hz  とすると、2次モードの
振!hgIは3〜5H2となる、このように、振動モー
ドに幅があるのは、各アーム4,5の姿勢によって固有
振動数が変化するためであるが、この原因については後
述する。なお、第5図では1次モード波形8に比較して
、2次モード波形9が比較的大きくなっているが、¥隊
には1次モードが顕著でありこれに比べて2次モードは
殆んど無視できる程小さい−・方、各油圧シリンダ6.
7の変位、即ち各アーム4,5の姿勢により、1次モー
ドの固有振動数が変化する理由について検討する。第6
図は例えば第1のアーム4の固有振動数を求めるための
解析モデル図、第7図は解析モデルに必要な寸法関係を
示す第1のアーム4とブラケット2近傍の説明図である
。簡CPのために、第1のアーム4は直線運動モデルと
し、ばねKと、慣性質量m2でアーム4の運動特性を示
す、また、mlは油圧シリンダ6の慣性質量、Wはアー
ム4の重量、xは油圧シリンダ6の変位、Yはアーム4
先端での変位置、QH,Qllは油圧シリンダ6への流
入、流出流量とする。このモデルで高次のモーードを無
視し、油圧シリンダ6をばね定数Kvのばね、またmI
((rn7 を考慮し、アーム4の固有振動数ω。
10 is the acceleration waveform actually generated in the arm 4, which is a combination of the primary mode waveform 8 and the secondary mode waveform 9 (however, 3
As can be seen from the figure, the primary mode and secondary mode of a flexible structure work machine are often very close to each other (for example, the primary mode). If the frequency of the vibration is 1 to 3Hz, then the vibration of the second mode! hgI is 3 to 5H2. The reason why there is a range in the vibration mode is that the natural frequency changes depending on the posture of each arm 4, 5. The reason for this will be described later. In addition, in Fig. 5, the secondary mode waveform 9 is relatively large compared to the primary mode waveform 8, but the primary mode is noticeable in the \ group, and the secondary mode is almost invisible in comparison. Each hydraulic cylinder is so small that it can be ignored.6.
The reason why the natural frequency of the first mode changes depending on the displacement of the arms 4 and 5, that is, the posture of each arm 4 and 5, will be discussed. 6th
The figure is, for example, an analytical model diagram for determining the natural frequency of the first arm 4, and FIG. 7 is an explanatory diagram of the vicinity of the first arm 4 and the bracket 2, showing the dimensional relationship necessary for the analytical model. For simple CP, the first arm 4 is a linear motion model, and the motion characteristics of the arm 4 are expressed by a spring K and an inertial mass m2, where ml is the inertial mass of the hydraulic cylinder 6, and W is the weight of the arm 4. , x is the displacement of the hydraulic cylinder 6, Y is the arm 4
The displacement position at the tip, QH, and Qll are the inflow and outflow flow rates to the hydraulic cylinder 6. In this model, ignoring higher-order modes, the hydraulic cylinder 6 is a spring with a spring constant Kv, and mI
(Considering rn7, the natural frequency ω of arm 4.

を求めると1次の(1)式となる。The result is the first-order equation (1).

ここで、tfj 性W 量m 2は、アーム4の慣性モ
ーメントを油圧シリンダ6の等価質量にi!i換えたも
ので、この値は第7図を用いて求めることができる。即
ち、第7図でGはアーム4の重心位置、■は重心位mG
におけるアーム4の慣性モーメント、rは油圧シリンダ
6の取付は位置とアーム4の結合点01 との距離、交
は結合点01がら重心Gまでの距離、!;Loは前記結
合点O1とアーム4と油圧シリンダの結合点との距離、
φはアーム4と油圧シリンダ6のなす角度を示す、そし
て、これらの値を用いると慣性質Nm2は次式のように
なる。
Here, the tfj property W quantity m 2 is defined as the moment of inertia of the arm 4 to the equivalent mass of the hydraulic cylinder 6 i! This value can be obtained using FIG. That is, in Fig. 7, G is the center of gravity position of arm 4, and ■ is the center of gravity position mG.
The moment of inertia of the arm 4 at , r is the distance between the mounting position of the hydraulic cylinder 6 and the connection point 01 of the arm 4, and the intersection is the distance from the connection point 01 to the center of gravity G. ;Lo is the distance between the connection point O1 and the connection point between the arm 4 and the hydraulic cylinder;
φ indicates the angle formed by the arm 4 and the hydraulic cylinder 6, and using these values, the inertial property Nm2 is expressed as follows.

また、角度φは幾何学的に(3)式のようになる。Further, the angle φ is geometrically expressed as in equation (3).

 18X さらに、アーム4のばね定1aKは、慣性質征m2と同
様、アーム4のばねを油圧シリンダ6に対する等価ばね
定数としたものであり、実際にはアーム4の撓み呈から
得られる回転ばねを仮定し、その回転ばね定数を求め、
シリンダ変位Xの関数となる直線ばね定数Kを求める必
要がある。この回転ばね定数をにθとすると、直線ばね
定数には次の(4)式となる。
18X Furthermore, the spring constant 1aK of the arm 4 is the same as the inertia constant m2, and the spring constant of the arm 4 is the equivalent spring constant for the hydraulic cylinder 6, and in reality, the rotational spring obtained from the deflection of the arm 4 is Assuming that, find the rotational spring constant,
It is necessary to find a linear spring constant K that is a function of the cylinder displacement X. If this rotational spring constant is θ, then the linear spring constant is expressed by the following equation (4).

従って、(3)式から、(2)、、(4)式の慣性質屋
m2 、ばね定数にはシリンダ変位Xの関数となり、ま
た(1)式の固有振動数ω、はシリンダ変位x、mち、
アーム4の姿勢によって変化することがわかる。
Therefore, from equation (3), the inertial mass m2 and spring constant of equations (2), , and (4) are functions of cylinder displacement X, and the natural frequency ω of equation (1) is a function of cylinder displacement x, m Chi,
It can be seen that it changes depending on the attitude of the arm 4.

本発明は、前述の如くアームに生ずる固有振動はその周
波数成分をみると低次モードと高次モードが非常に接近
しており、かつアームの姿勢により各モードの周波数が
変化するということに着目し、アームに生ずる固有振動
のうち、該アームの姿勢のいかんに拘らず2次モード以
上の高次モード成分はすべてカットし、1次モードの周
波数成分を押えることにより、アームの振動抑制を速や
かに行うことができ、もって減衰特性が良好で。
The present invention focuses on the fact that, as mentioned above, when looking at the frequency components of the natural vibration generated in the arm, the low-order mode and the high-order mode are very close to each other, and the frequency of each mode changes depending on the posture of the arm. However, among the natural vibrations generated in the arm, all higher-order mode components higher than the second mode are cut regardless of the posture of the arm, and by suppressing the frequency component of the first mode, the vibration of the arm can be quickly suppressed. It has good damping characteristics.

操作性の優れた柔構造作業機を提供することを目的とす
る。
The purpose is to provide a flexible construction work machine with excellent operability.

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

L2目的を達成するために1本発明の作業機が採用する
構成の特徴は、アーム先端近傍の加速度を検出する加速
度検出手段と、該加速度検出手段からの加速度信号を周
波数分析し、1次モード波形に対応した1次モード信号
を出力する周波数分析手段と、該周波数分析手段からの
1次モード信号に基づき、前記加速度信号を通過させる
周波数帯域を変化させる可変バンドパスフィルタ手段と
、前記アームを回動すべきアクチュエータを作動する操
作レバーの操作信号と該可変バッドパスフィルタ手段を
通過した信号との差を演算し、前記アクチュエータを作
動すべき信号を出力する演算手段とからなる。
In order to achieve the L2 objective, the working machine of the present invention adopts an acceleration detecting means for detecting acceleration near the tip of the arm, frequency-analyzing the acceleration signal from the acceleration detecting means, and detecting the primary mode. frequency analysis means for outputting a first-order mode signal corresponding to the waveform; variable band-pass filter means for changing the frequency band through which the acceleration signal passes based on the first-order mode signal from the frequency analysis means; It consists of a calculation means that calculates the difference between the operation signal of the operation lever that operates the actuator to be rotated and the signal that has passed through the variable bad pass filter means, and outputs the signal that should actuate the actuator.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を第1図ないし第3図に示す実施
例に基づき詳述する。なお、第4図に示した従来技術と
同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する
Embodiments of the present invention will be described in detail below based on the embodiments shown in FIGS. 1 to 3. Components that are the same as those of the prior art shown in FIG. 4 are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted.

然るに、11はタンク、12は該タンク11からの作動
油を第1の油圧シリンダ6に供給するポンプ、13は該
ポンプ12の吐出圧を制御するリリーフ弁、14は前記
ポンプ12からの圧油を油圧シリンダ6へと切換供給す
るサーボ弁で、該サーボ弁14としては入力電流に対し
て出力流量が比例する電気−油圧サーボ弁が使用される
。また、15は上部旋回体lの運転室(図示せず)に設
けられた操作レバーで、該操作レバー−15は油圧シリ
ンダ6を伸長または縮小方向へ作動させるべく、その傾
転角に対応した速度指令信号VQを出力する。
However, 11 is a tank, 12 is a pump that supplies hydraulic oil from the tank 11 to the first hydraulic cylinder 6, 13 is a relief valve that controls the discharge pressure of the pump 12, and 14 is pressure oil from the pump 12. As the servo valve 14, an electro-hydraulic servo valve whose output flow rate is proportional to the input current is used. Further, reference numeral 15 denotes an operating lever provided in the operator's cab (not shown) of the upper revolving structure 1, and the operating lever 15 is operated at a tilt angle corresponding to the tilting angle of the hydraulic cylinder 6 in order to operate the hydraulic cylinder 6 in the extending or contracting direction. Outputs speed command signal VQ.

16は第1のアーム4の先端近傍に設けられた加速度検
出器で、該加速度検出器16はアームの先端に生じた加
速度を検出し、加速度信号αを出力する。
Reference numeral 16 denotes an acceleration detector provided near the tip of the first arm 4. The acceleration detector 16 detects the acceleration generated at the tip of the arm and outputs an acceleration signal α.

17は周波数分析器を示し、該周波数分析器17は前記
加速度検出器16からの加速度信号αの信号成分を周波
数分析し、1次モードの値に対応した1次モード信号M
1を後述の可変バンドパスフィルタ18に出力する機能
を有する。
Reference numeral 17 denotes a frequency analyzer, which frequency-analyzes the signal component of the acceleration signal α from the acceleration detector 16, and generates a first-order mode signal M corresponding to the value of the first-order mode.
1 to a variable bandpass filter 18, which will be described later.

18は可変バンドパスフィルタを示し、該フィルタ18
は前記周波数分析器17から出力された1次モード信号
M!に基づき、加速度検出器16から出力された加速度
信号αを通過させる周波数帯域を変化させることができ
る。
18 indicates a variable bandpass filter, and the filter 18
is the first mode signal M! outputted from the frequency analyzer 17. Based on this, the frequency band through which the acceleration signal α output from the acceleration detector 16 is passed can be changed.

ここで、上記した可変バンドパスフィルタ18について
述べる前に、通常のバンドパスフィルタで、所定の周波
数帯域の信号、例えば1次モードの周波数のみを濾波す
るには、当該1次モードの最小値から最大値を#1羅す
る通過帯域特性を設定すればよい、しかし、前述したよ
うに柔構造作業機にあっては、1次モードと2次モード
が非常に接近している(第5図参照)、この結果、前述
した通常のバンドパスフィルタの如く通過帯域特性をあ
まり太きく設定した場合には、最大値(広域遮断周波数
)の値よりも、2次モードの値の方が小さくなり、2次
モードの信号がこのフィルタを通過する場合があり、か
かる場合には2次モードが励起され、アームが発振して
しまう恐れがある。
Here, before discussing the above-mentioned variable bandpass filter 18, in order to filter only a signal in a predetermined frequency band, for example, the frequency of the first mode, with a normal bandpass filter, it is necessary to filter the signal from the minimum value of the first mode. It is sufficient to set a passband characteristic that has a maximum value of #1. However, as mentioned above, in flexible structure work equipment, the primary mode and secondary mode are very close to each other (see Figure 5). ), as a result, if the passband characteristic is set too thick as in the normal bandpass filter mentioned above, the value of the second mode will be smaller than the maximum value (wide cutoff frequency), A secondary mode signal may pass through this filter, and in such a case, the secondary mode may be excited and the arm may oscillate.

これに対して1本実施例における可変バンドパスフィル
タ18は1周波数分析器17からの1次モード信号M1
の中心周波数によって、通過周波数帯域が可変となるよ
うに構成されている。これを第3図により具体的に述べ
るに、1次モード信号M1の中心周波数をω0.低域遮
断周波数をω、1n、広域遮断周波数をω□×とすると
、可変バンドパスフィルタ18の通過周波数帯域の中心
周波数は前記中心周波数ω0と等しくなるように可変的
に設定され、これに応じて各遮断周波数ωs10、ω口
Xも変化するようになっている。仮に、1次モード信号
M!の中心周波数ω0が1.5H1であったとすると、
低域遮断周波数ω1nが1、OHl 、広域遮断周波数
が(a) −4yが2−OH2となるように設定される
。従って1本実施例の可変バンドパスフィルタ18によ
れば、第1のアーム4の姿勢がどのような状態にあろう
とも、加速度検出器16かもの加速度信号αが該フィル
タ18を通過するときには、2次モード以上の周波数は
確実に遮断され、1次モードの加速度信号α1のみを得
ることができる。
On the other hand, the variable bandpass filter 18 in this embodiment uses the first-order mode signal M1 from the frequency analyzer 17.
The pass frequency band is configured to be variable depending on the center frequency. To explain this more specifically with reference to FIG. 3, the center frequency of the first mode signal M1 is set to ω0. Assuming that the low cutoff frequency is ω, 1n and the wide cutoff frequency is ω□×, the center frequency of the pass frequency band of the variable bandpass filter 18 is variably set to be equal to the center frequency ω0, and the Therefore, each cutoff frequency ωs10 and ωx are also changed. Suppose that the primary mode signal M! If the center frequency ω0 of is 1.5H1,
The low cutoff frequency ω1n is set to 1, OHl, and the wide cutoff frequency is set so that (a) -4y becomes 2-OH2. Therefore, according to the variable bandpass filter 18 of this embodiment, no matter what state the first arm 4 is in, when the acceleration signal α from the acceleration detector 16 passes through the filter 18, Frequencies higher than the second mode are reliably blocked, and only the first mode acceleration signal α1 can be obtained.

さらに、19は演算装置を示し、該演算装置19は操作
レバー15からの速度指令信号VOと可変バンドパスフ
ィルタ18を通過した1次モードの加速度信号α1とが
入力され、これら各信号の差を比較演算し、サーボ弁1
4を作動すべきサーボ弁電流信号i3を出力する機能を
有する。このため、前記ンri装M19は、第2図に示
すように操作レバー15からの速度指令信号VQをこれ
に対応した電流信号io に信号変換するメータリング
特性変換回路19Aと、可変バンドパスフィルタ18か
らの1次モードの加速度信号α1に所定のフィードバッ
クゲインFgを係数として掛算し、フィードバック信号
iI を、il =Fg・α。
Further, numeral 19 indicates a calculation device, into which the speed command signal VO from the operating lever 15 and the first-order mode acceleration signal α1 passed through the variable bandpass filter 18 are input, and the difference between these signals is calculated. Compare and calculate, servo valve 1
It has a function of outputting a servo valve current signal i3 to operate the servo valve 4. Therefore, as shown in FIG. 2, the metering characteristic conversion circuit M19 includes a metering characteristic conversion circuit 19A that converts the speed command signal VQ from the operating lever 15 into a corresponding current signal io, and a variable bandpass filter. The first-order mode acceleration signal α1 from 18 is multiplied by a predetermined feedback gain Fg as a coefficient, and the feedback signal iI is obtained as il =Fg·α.

として求める係数乗算回路19Bと、前記電流信号io
とフィードバック信号11との差を、is =io −
f+ とじて求め、サーボ弁14にサーボ弁電流信号i
5を出力する比較回路19Cとから構成される。
The coefficient multiplication circuit 19B obtained as
and the feedback signal 11, is = io −
f+, and send the servo valve current signal i to the servo valve 14.
The comparator circuit 19C outputs 5.

本実施例による柔構造作業機は以上のように構成される
が1次にその作用について述べる。
The flexible structure working machine according to this embodiment is constructed as described above, and its operation will be described first.

まず、停止状態にある作業機を用いて荷物を吊上げ、荷
役作業を行うには、油圧シリンダ6用の操作レバー15
、または油圧シリンダ7用の操作レバー(図示せず)の
操作を開始し、アーム体3を構成する第1、第2のアー
ム4.5を上げ方向、下げ方向に作動することにより行
われる。即ち操作レバー15の操作開始により、該操作
レバー15からはその傾転角に応じた速度指令信号VO
が演算跡!?19に出力される。このとき、アーム体3
はまだ静止状態にあるから、加速度検出器16からの加
速度信号αは零である。この結果、演算装置19では速
度指令信号VQをメータリング特性変換回路19Aによ
って電流信号i。
First, in order to lift a load and perform cargo handling work using a work machine that is in a stopped state, the operating lever 15 for the hydraulic cylinder 6 is
, or by starting to operate the operating lever (not shown) for the hydraulic cylinder 7 and operating the first and second arms 4.5 of the arm body 3 in the upward and downward directions. That is, when the operation lever 15 starts operating, the operation lever 15 outputs a speed command signal VO corresponding to its tilt angle.
is the result of calculation! ? 19 is output. At this time, arm body 3
Since is still in a stationary state, the acceleration signal α from the acceleration detector 16 is zero. As a result, in the arithmetic unit 19, the speed command signal VQ is converted into a current signal i by the metering characteristic conversion circuit 19A.

に信号変換し、比較回路19Gを介してサーボ弁14に
サーボ弁電流信号isを出力する。これにより、前記サ
ーボ弁14はサーボ弁電流信号i;に比例した油量を油
圧シリンダ6に供給し、該油圧シリンダ6は伸長方向、
また縮小方向に作動してアーム4を動かし、吊荷の吊上
げを開始する。
The servo valve current signal is is output to the servo valve 14 via the comparison circuit 19G. As a result, the servo valve 14 supplies the hydraulic cylinder 6 with an amount of oil proportional to the servo valve current signal i;
It also operates in the contraction direction to move the arm 4 and start lifting the suspended load.

このようKして、アーム4が動作を開始することになる
が、該アーム4の動作するときの加速度は加速度検出器
16によって検出され、加速度信号αとして出力される
。そして、この加速度信号αは周波数分析器17に入力
され、1次モードの値を求めて1次モード信号Ml を
次段の可変バンドパスフィルタ18に出力する。該可変
バンドパスフィルタ18では、1次モード信号Mlの中
心周波数ω0に応じて通過周波数帯域が可変となるよう
に設定される。この結果、加速度検出器16からの加速
度信号αが可変バンドパスフィルタ18を通過するとき
には、アーム4の姿勢とは無関係に2次モード以上の高
次モード周波数が遮断され、1次モードの周波数のみが
確実に濾波されて1次モードの加速度信号α1とし、次
段の演算装置19に出力される。
In this manner, the arm 4 starts to operate, and the acceleration when the arm 4 operates is detected by the acceleration detector 16 and output as an acceleration signal α. Then, this acceleration signal α is input to the frequency analyzer 17, the value of the first-order mode is determined, and the first-order mode signal Ml is output to the variable bandpass filter 18 at the next stage. The variable bandpass filter 18 is set so that the pass frequency band is variable according to the center frequency ω0 of the first-order mode signal Ml. As a result, when the acceleration signal α from the acceleration detector 16 passes through the variable bandpass filter 18, high-order mode frequencies higher than the second-order mode are blocked regardless of the posture of the arm 4, and only the first-order mode frequency is reliably filtered to form the first-order mode acceleration signal α1, which is output to the next-stage arithmetic unit 19.

このようにして、演算袋at19に入力された1次モー
ドの加速度信号αlは、係数乗算回路19Bによってフ
ィードバックゲインFgが掛算され、フィードバック信
号i、として比較回路19Cに出力帯れる。然るに、該
比較回路19Cにはメータリング特性変換回路19Aか
ら電流信号i6 が入力されているから、フィードバッ
ク信号i1が入力されることによって。
In this way, the primary mode acceleration signal αl input to the arithmetic bag at19 is multiplied by the feedback gain Fg by the coefficient multiplication circuit 19B, and outputted as the feedback signal i to the comparison circuit 19C. However, since the current signal i6 is inputted from the metering characteristic conversion circuit 19A to the comparison circuit 19C, the feedback signal i1 is inputted thereto.

i@ −1I=i5 なる差の比較演算を行い、サーボ
弁電流信号tsをフィードバック信号としてサーボ弁1
4に出力する。かくして、アーム体3に発生する固有振
動のうち、1次モードを除去することが可能となり、ア
ーム体3の振動を抑制することができる。
A comparison calculation is performed on the difference i@-1I=i5, and the servo valve 1 is set using the servo valve current signal ts as a feedback signal.
Output to 4. In this way, it is possible to remove the primary mode of the natural vibrations generated in the arm body 3, and the vibrations of the arm body 3 can be suppressed.

本実施例は以上の如くであって、アーム体3は種々の振
動モードを有し、該アーム体3の先端に設けた作業装置
を所定位置に位置決めするとき、操作性を阻害する振動
成分は1周波数が低く先端位置の変動に影響を午える1
次モードである(2次モード以上の高次モードは周波数
が高いため。
The present embodiment is as described above, and the arm body 3 has various vibration modes, and when the working device provided at the tip of the arm body 3 is positioned at a predetermined position, there are vibration components that impede operability. 1 The low frequency affects the fluctuation of the tip position 1
(Because higher-order modes higher than the second-order mode have high frequencies.

アーム先端の位置変動の影響は小さい)、ところが、本
実施例によれば、加速度信号のうち1次モードの振動成
分のみを導出し、当該1次モードの振動成分を除去する
ことができるから、第1のアーム4の振動を良好に減衰
させるこができ、アーム体3全体としての振動抑制効果
を高め、操作性を向上させることができる。
However, according to this embodiment, it is possible to derive only the vibration component of the first mode from the acceleration signal and remove the vibration component of the first mode. The vibration of the first arm 4 can be well damped, the vibration suppressing effect of the arm body 3 as a whole can be enhanced, and the operability can be improved.

なお、本発明の実施例ではアーム体3をwSlのアーム
4、第2のアーム5とから構成したが、アーム体は1本
または3本以上のアームから構成してもよい、また、荷
役作業機に限らず、油圧クレーン等、他の柔構造を有す
る作業機にも適用しうる。
In the embodiment of the present invention, the arm body 3 is composed of the wSl arm 4 and the second arm 5, but the arm body may be composed of one or three or more arms. It can be applied not only to machines but also to other working machines with flexible structures, such as hydraulic cranes.

また、アクチュエータとして油圧シリンダ6゜7を用い
たが、油圧モータ、電動モータ等を用いてもよい、一方
、油圧シリンダ6.7をル制御する制御弁としては、サ
ーボ弁14に限ることなく、電磁比例弁等を用いてもよ
い。
Further, although the hydraulic cylinder 6.7 is used as the actuator, a hydraulic motor, an electric motor, etc. may also be used.On the other hand, the control valve for controlling the hydraulic cylinder 6.7 is not limited to the servo valve 14. An electromagnetic proportional valve or the like may also be used.

さらに、実施例では加速度検出器16は第1のアーム4
に設け、第1の油圧シリンダ6をフィードバック制御す
るものとして述べたが、加速度検出器を第2のアーム先
端近傍に設け、5S2の油圧シリンダ7を制御するよう
にしてもよい。
Furthermore, in the embodiment, the acceleration detector 16 is connected to the first arm 4.
Although it has been described that an acceleration detector is provided near the tip of the second arm and the first hydraulic cylinder 6 is feedback-controlled, an acceleration detector may be provided near the tip of the second arm to control the hydraulic cylinder 7 of the 5S2.

さらにまた、演算装置19はアナログ回路、デジタル回
路、またはハイブリッド回路等のいずれでもよく、さら
にマイクロコンピュータ内等に実現させてもよいことは
勿論である。
Furthermore, the arithmetic unit 19 may be an analog circuit, a digital circuit, a hybrid circuit, or the like, and may of course be realized within a microcomputer or the like.

〔発明の効果〕 本発明に係る柔構造作業機は以上詳細に述べた如くであ
って、アーム体に生ずる振動のうち1位置決め精度に最
も影響を与える1次モー下の振動を除去する構成とした
から、アーム体の振動減衰特性を高めることができ、操
作性を向上させることができる。
[Effects of the Invention] The flexible structure working machine according to the present invention is as described in detail above, and has a structure that eliminates the vibration under the first-order motor, which affects the positioning accuracy the most among the vibrations generated in the arm body. Therefore, the vibration damping characteristics of the arm body can be improved, and the operability can be improved.

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

第1図ないし第3図は本発明の実施例に係り。 第1図は本実施例による柔構造作業機と回路構成を示す
全体構r&図、第2図は第1図中の演算装置を示す回路
構成図、第3図は可変バンドバスフィルタのゲイン一時
間特性線図、第4図は従来技術による柔構造作業機の構
成図、第5図はアーム先端に生ずる加速度波形を示す加
速度一時間特性線図、第6図はアームの固有振動数を求
めるための解析モデル図、第7図は第6図による解析モ
デルに必要なアームとブラケット近傍の寸法関係を示す
説明図である。 l・・・上部旋回体、2・・・ブラケット、3・・・ア
ーム体、4・・・第1のアーム、5・・・第2のアーム
、6.7・・・油圧シリング、14・・・サーボ弁、1
5・・・操作レバー、16・・・加速度検出器、17・
・・周波数分析器、18・・・可変バンドパスフィルタ
、19・・・演算装置、α・・・加速度信号、vo・・
・速度指令信号、Ml・・・1次モード信号、i3・・
・サーボ弁電流信号。 特許出願人    日立建機株式会社 代理人 弁理士    広 瀬 和 彦同      
   中  村  直  樹第1図 第2図 第3図 周1休(w) 第4図 第5図 誇間
1 to 3 relate to embodiments of the present invention. Fig. 1 is an overall configuration diagram showing the flexible structure work machine and circuit configuration according to this embodiment, Fig. 2 is a circuit configuration diagram showing the arithmetic unit in Fig. 1, and Fig. 3 is a gain adjustment diagram of the variable bandpass filter. Time characteristic diagram, Figure 4 is a configuration diagram of a flexible structure work machine according to the conventional technology, Figure 5 is an acceleration-time characteristic diagram showing the acceleration waveform generated at the tip of the arm, and Figure 6 is to determine the natural frequency of the arm. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the dimensional relationship in the vicinity of the arm and bracket necessary for the analytical model shown in FIG. 6. l... Upper revolving body, 2... Bracket, 3... Arm body, 4... First arm, 5... Second arm, 6.7... Hydraulic sill, 14... ...Servo valve, 1
5... Operation lever, 16... Acceleration detector, 17.
...Frequency analyzer, 18...Variable band pass filter, 19...Arithmetic unit, α...Acceleration signal, vo...
・Speed command signal, Ml...primary mode signal, i3...
・Servo valve current signal. Patent Applicant Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Agent Patent Attorney Kazuhiko Hirose
Naoki Nakamura Figure 1 Figure 2 Figure 3 Round 1 rest (w) Figure 4 Figure 5 Hyoma

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 少なくとも1本以上の柔構造なアームからなるアーム体
と、該アーム体のアームを回動させるアクチュエータと
を備えた柔構造作業機において、前記アーム先端近傍の
加速度を検出する加速度検出手段と、該加速度検出手段
からの加速度信号を周波数分析し、1次モード波形に対
応した1次モード信号を出力する周波数分析手段と、該
周波数分析手段からの1次モード信号に基づき、前記加
速度信号を通過させる周波数帯域を変化させる可変バン
ドパスフィルタ手段と、前記アクチュエータを作動する
操作レバーの操作信号と該可変バンドパスフィルタ手段
を通過した信号との差を演算し、前記アクチュエータを
作動すべき信号を出力する演算手段とから構成したこと
を特徴とする柔構造作業機。
A flexible construction work machine comprising an arm body consisting of at least one flexible arm and an actuator for rotating the arm of the arm body, an acceleration detection means for detecting acceleration near the tip of the arm; Frequency analysis means for frequency-analyzing the acceleration signal from the acceleration detection means and outputting a first-order mode signal corresponding to the first-order mode waveform, and passing the acceleration signal based on the first-order mode signal from the frequency analysis means. A variable bandpass filter means for changing a frequency band, and a difference between an operating signal of an operating lever for operating the actuator and a signal passed through the variable bandpass filter means is calculated, and a signal for operating the actuator is output. A flexible structure work machine characterized by comprising a calculation means.
JP17089485A 1985-08-02 1985-08-02 Flexible structure working machine Pending JPS6234788A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17089485A JPS6234788A (en) 1985-08-02 1985-08-02 Flexible structure working machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17089485A JPS6234788A (en) 1985-08-02 1985-08-02 Flexible structure working machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6234788A true JPS6234788A (en) 1987-02-14

Family

ID=15913289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17089485A Pending JPS6234788A (en) 1985-08-02 1985-08-02 Flexible structure working machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6234788A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013004037A (en) * 2011-06-21 2013-01-07 Mitsubishi Electric Corp Vibration suppression method
JP2013184253A (en) * 2012-03-08 2013-09-19 Seiko Epson Corp Robot
WO2018092221A1 (en) * 2016-11-16 2018-05-24 株式会社牧野フライス製作所 Method for controlling machine tool feed shaft and feed shaft-controlling device
WO2022244441A1 (en) * 2021-05-18 2022-11-24 株式会社豊田自動織機 Manipulator

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013004037A (en) * 2011-06-21 2013-01-07 Mitsubishi Electric Corp Vibration suppression method
JP2013184253A (en) * 2012-03-08 2013-09-19 Seiko Epson Corp Robot
WO2018092221A1 (en) * 2016-11-16 2018-05-24 株式会社牧野フライス製作所 Method for controlling machine tool feed shaft and feed shaft-controlling device
JPWO2018092221A1 (en) * 2016-11-16 2019-07-11 株式会社牧野フライス製作所 Feed axis control method for machine tool and feed axis control device
WO2022244441A1 (en) * 2021-05-18 2022-11-24 株式会社豊田自動織機 Manipulator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5823369A (en) Control device for automatically stopping swiveling of cranes
US5832730A (en) Device and method for suppressing vibration of a working machine
WO2007094190A1 (en) Device for preventing sway of suspended load
JP4472949B2 (en) Jib crane control method and apparatus
Park et al. Vibration control of a telescopic handler using time delay control and commandless input shaping technique
KR20080040624A (en) Combined feedback and command shaping controller for multistate control with application to improving positioning and reducing cable sway in cranes
JPH07180192A (en) Overturn-preventing device for hydraulic backhoe
JPS6123212A (en) Controller of multi-joint structure machine
JPS6234788A (en) Flexible structure working machine
JP2003184133A (en) Vibration suppressing equipment for hydraulic work machine
KR100301627B1 (en) Operating reaction control device of operating lever of working machine
JP2002029696A (en) Turn table ladder device
JPH08319084A (en) Turning attitude control method for hanging load of crane
JP2966629B2 (en) Vibration suppression control device for working equipment in hydraulic working machine
JP2966642B2 (en) Vibration suppression control device for working equipment in hydraulic working machine
JPH11343095A (en) Boom type working machine
JP3730801B2 (en) Directional switching valve controller
JPH0518991B2 (en)
JP2862470B2 (en) Boom damping device
JPH10310374A (en) Turning stop control method and device for turning type working machine
JPS6253725B2 (en)
JPH10258987A (en) Anti-swinging device for slung load
JP3426427B2 (en) Hydraulic control device for revolving superstructure
JP3170329B2 (en) Vibration suppression device for hydraulic work machine
JPH11351204A (en) Flow rate control device of hydraulic actuator