JPS6252092B2 - - Google Patents
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- JPS6252092B2 JPS6252092B2 JP594980A JP594980A JPS6252092B2 JP S6252092 B2 JPS6252092 B2 JP S6252092B2 JP 594980 A JP594980 A JP 594980A JP 594980 A JP594980 A JP 594980A JP S6252092 B2 JPS6252092 B2 JP S6252092B2
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- Japan
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- light receiver
- inclination angle
- laser beam
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- 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)
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、パワーシヨベルの制御装置に関し、
とくには整地作業の容易化を図るための装置に関
する。
とくには整地作業の容易化を図るための装置に関
する。
パワーシヨベルはブルドーザやグレーダのよう
に整地作業だけを目的としているものではない。
従つて、このパワーシヨベルで整地作業を行なう
場合には、オペレータに熟練度が要求される。
に整地作業だけを目的としているものではない。
従つて、このパワーシヨベルで整地作業を行なう
場合には、オペレータに熟練度が要求される。
そこで整地作業の容易化を図るべくブーム、ア
ームおよびバケツトの各回動角を検出し、これら
の検出値に基づいてバケツト刃先を直線に沿つて
移動させる制御装置が提案されているが、この制
御装置は累積誤差が大きいために制御精度が悪
く、整地作業の仕様を満足させることが困難であ
る等の欠点があつた。
ームおよびバケツトの各回動角を検出し、これら
の検出値に基づいてバケツト刃先を直線に沿つて
移動させる制御装置が提案されているが、この制
御装置は累積誤差が大きいために制御精度が悪
く、整地作業の仕様を満足させることが困難であ
る等の欠点があつた。
本発明目的は、上記従来の欠点を除去すること
にある。
にある。
本発明では、予定仕上面に平行するレーザビー
ムを基準としたバケツトの高さ偏差を検出し、こ
の偏差が無くなるようにブームシリンダを制御し
ている。
ムを基準としたバケツトの高さ偏差を検出し、こ
の偏差が無くなるようにブームシリンダを制御し
ている。
また目標傾斜角に対するバケツトの傾斜角偏差
を検出し、この偏差がなくなるようにバケツトシ
リンダを制御している。
を検出し、この偏差がなくなるようにバケツトシ
リンダを制御している。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
る。
第１図において、レーザビームＬは、バケツト
４の高さ基準として図示されていないレーザ投光
器より投射される。このビームＬは、予定仕上面
１０ａに平行する方向に投射され、同図では仕上
面１０ａが水平であることから、水平方向に投射
されている。
４の高さ基準として図示されていないレーザ投光
器より投射される。このビームＬは、予定仕上面
１０ａに平行する方向に投射され、同図では仕上
面１０ａが水平であることから、水平方向に投射
されている。
パワーシヨベル１のバケツト４の回動支点側４
ｅには支柱２０を介して受光器２１が取付けられ
ている。この受光器２１は、レーザビームＬに対
するそれ自身の高さずれ量Δhoを検出するもの
であり、その受光面２１ａの上下方向中央位置を
基準とするビームＬの入射位置に対応した極性お
よび大きさの信号を出力する。
ｅには支柱２０を介して受光器２１が取付けられ
ている。この受光器２１は、レーザビームＬに対
するそれ自身の高さずれ量Δhoを検出するもの
であり、その受光面２１ａの上下方向中央位置を
基準とするビームＬの入射位置に対応した極性お
よび大きさの信号を出力する。
支柱２１は、バケツト４の底面４ｃと直角をな
すように上記支点４ｅに取付けられており、した
がつて底面４ｃを図示のように水平にした場合、
支柱２０及び受光器２１の受光面２１ａが鉛直を
なし、また第２図に示すように、底面４ｃが予定
掘削図（水平面）対して角度θｂだけ傾斜すれ
ば、受光器２１の受光面２１ａも鉛直面に対して
角度θｂだけ傾斜する。
すように上記支点４ｅに取付けられており、した
がつて底面４ｃを図示のように水平にした場合、
支柱２０及び受光器２１の受光面２１ａが鉛直を
なし、また第２図に示すように、底面４ｃが予定
掘削図（水平面）対して角度θｂだけ傾斜すれ
ば、受光器２１の受光面２１ａも鉛直面に対して
角度θｂだけ傾斜する。
受光器２１の背部に取付けられた傾斜計２２
は、該受光器２１の傾斜角を検出し、対応する傾
斜角信号を出力する。
は、該受光器２１の傾斜角を検出し、対応する傾
斜角信号を出力する。
上記受光器２１の出力信号は、バケツト４の刃
先４ａの高さ変化量を示すので、この信号を利用
してバケツトの高さを一定に制御することができ
る。
先４ａの高さ変化量を示すので、この信号を利用
してバケツトの高さを一定に制御することができ
る。
すなわち、第１図においてバケツト刃先４ａの
高さが変化すると、この高さ変化量に対応した信
号が受光器２１から出力される。したがつて、受
光器２１の出力信号に基づいて該信号の値が零と
なるように、つまりビームＬが受光器２１の上下
方向中央位置に入射するようにバケツト４の高さ
を制御すればバケツト刃先４ａのレベリングを行
なうことができる。
高さが変化すると、この高さ変化量に対応した信
号が受光器２１から出力される。したがつて、受
光器２１の出力信号に基づいて該信号の値が零と
なるように、つまりビームＬが受光器２１の上下
方向中央位置に入射するようにバケツト４の高さ
を制御すればバケツト刃先４ａのレベリングを行
なうことができる。
ところで、第１図ではレーザビームＬが丁度受
光器２１の中心位置に入射しているが、レーザビ
ームＬの設定高さによつては該ビームＬが同図に
点線で示す如く受光器２１の上下方向中央位置か
らΔh1だけずれて入射することもありうる。かか
る場合、受光器２１の受光基準位置をその中心位
置からΔh1だけずらす必要があるが、これには、
受光器２１で検出されるずれ量Δh0（＝Δh1）か
ら上記Δh1を減じればよい。なお、Δh0はビーム
Ｌが受光器２１の中心位置に入射したときに０と
なり、また中心位置から上方および下方に入射し
た場合に正および負の値となる。
光器２１の中心位置に入射しているが、レーザビ
ームＬの設定高さによつては該ビームＬが同図に
点線で示す如く受光器２１の上下方向中央位置か
らΔh1だけずれて入射することもありうる。かか
る場合、受光器２１の受光基準位置をその中心位
置からΔh1だけずらす必要があるが、これには、
受光器２１で検出されるずれ量Δh0（＝Δh1）か
ら上記Δh1を減じればよい。なお、Δh0はビーム
Ｌが受光器２１の中心位置に入射したときに０と
なり、また中心位置から上方および下方に入射し
た場合に正および負の値となる。
一方、第１図において、バケツト底面４ｃとバ
ケツト回動支点８間の距離をHb、この回動支点
８からバケツト底面４ｃに下した垂直の足の位置
４ｄとバケツト先端４ａ間の距離をlbとした場
合、第２図に示すようにバケツト４の底面４ｃが
予定仕上面１０ａ（水平面）に対して角度θｂだ
け傾斜したときの回動支点８と面１０ａ間の距離
hbは次式で表わされる。
ケツト回動支点８間の距離をHb、この回動支点
８からバケツト底面４ｃに下した垂直の足の位置
４ｄとバケツト先端４ａ間の距離をlbとした場
合、第２図に示すようにバケツト４の底面４ｃが
予定仕上面１０ａ（水平面）に対して角度θｂだ
け傾斜したときの回動支点８と面１０ａ間の距離
hbは次式で表わされる。
hb≒Hb＋lbsinθｂ…(1)
つまり、バケツト４が角度θｂだけ傾斜する
と、受光器２１の高さがほぼlbsinθｂだけ変化
し、これに伴つて該受光器２１のレーザビーム受
光位置が変化する。これは、バケツト傾斜角θｂ
に応じて受光器２１の出力信号を補正する必要が
あることを意味している。
と、受光器２１の高さがほぼlbsinθｂだけ変化
し、これに伴つて該受光器２１のレーザビーム受
光位置が変化する。これは、バケツト傾斜角θｂ
に応じて受光器２１の出力信号を補正する必要が
あることを意味している。
第３図は、以上の点を考慮した本発明の実施例
を示す。なお、この実施例ではブームシリンダ５
およびバケツトシリンダ７が自動制御されるが、
ブーム２、アーム３およびバケツト４を手動で操
作する場合、図示していない手動優先手段により
操作が優先される。
を示す。なお、この実施例ではブームシリンダ５
およびバケツトシリンダ７が自動制御されるが、
ブーム２、アーム３およびバケツト４を手動で操
作する場合、図示していない手動優先手段により
操作が優先される。
同図において、バケツト角設定器３０は、バケ
ツト４の目標傾斜角θbs（水平面を基準とする
傾斜角）を設定するものであり、設定角θbsに
対応した信号を出力する。また、基準高さ設定器
３１は、受光器２１の受光基準位置を設定するも
のであり、たとえば第１図に示した入射基準位置
シフト量Δh1が設定される。もちろん、レーザビ
ームが受光器２１の中心に入射しているときにバ
ケツト４の高さが適性である場合には、Δh1＝０
がこの設定器３１で設定される。
ツト４の目標傾斜角θbs（水平面を基準とする
傾斜角）を設定するものであり、設定角θbsに
対応した信号を出力する。また、基準高さ設定器
３１は、受光器２１の受光基準位置を設定するも
のであり、たとえば第１図に示した入射基準位置
シフト量Δh1が設定される。もちろん、レーザビ
ームが受光器２１の中心に入射しているときにバ
ケツト４の高さが適性である場合には、Δh1＝０
がこの設定器３１で設定される。
スイツチ回路３４，３６は、受光器２１の出力
信号に基づいて該受光器がレーザビームを受光し
ているときにそれぞれ閉成作動される。
信号に基づいて該受光器がレーザビームを受光し
ているときにそれぞれ閉成作動される。
つぎにこの実施例の作用を説明する。
まずオペレータは、ブーム２、アーム３および
バケツト４を夫々適宜手動操作して、作業領域ま
でバケツト４を下げ、これによつて受光器２１に
レーザビームＬを受光させる。
バケツト４を夫々適宜手動操作して、作業領域ま
でバケツト４を下げ、これによつて受光器２１に
レーザビームＬを受光させる。
手動操作を停止すると、現在スイツチ回路３４
が開成された状態にあることから作動増幅器３２
の出力信号、すなわち目標傾斜角θbsと実際の
バケツト傾斜角（バケツト底面４ｃの水平面に対
する傾斜角）θｂとの偏差Δθｂを示す信号がス
イツチ回路３４を介してバケツト駆動回路３６に
入力され、これによつて油圧回路３８は上記偏差
Δθｂが零となるようにバケツトシリンダ７を作
動する。
が開成された状態にあることから作動増幅器３２
の出力信号、すなわち目標傾斜角θbsと実際の
バケツト傾斜角（バケツト底面４ｃの水平面に対
する傾斜角）θｂとの偏差Δθｂを示す信号がス
イツチ回路３４を介してバケツト駆動回路３６に
入力され、これによつて油圧回路３８は上記偏差
Δθｂが零となるようにバケツトシリンダ７を作
動する。
一方、演算回路３３では、傾斜計２２で検出さ
れるバケツト傾斜角θｂと、受光器２２で検出さ
れる高さずれ量Δh0と、高さ設定器３１で設定さ
れる基準入射位置シフト量Δh1とに基づき、Δ
H2＝Δh0＋Δh1−lbsinθｂ…(2) なる演算を実行する。ただし、lbsinθｂは、バ
ケツト４が時計回り方向に傾斜したときに正の値
をとる。
れるバケツト傾斜角θｂと、受光器２２で検出さ
れる高さずれ量Δh0と、高さ設定器３１で設定さ
れる基準入射位置シフト量Δh1とに基づき、Δ
H2＝Δh0＋Δh1−lbsinθｂ…(2) なる演算を実行する。ただし、lbsinθｂは、バ
ケツト４が時計回り方向に傾斜したときに正の値
をとる。
(2)式に示すΔＨはレーザビームＬに対するバケ
ツト刃先４ａの真の高さずれ量を示し、演算回路
３３からはこのずれ量ΔＨに対応した信号が出力
される。そして、この信号は現在閉成状態にある
スイツチ回路３５を介してブーム駆動回路３７に
に入力され、これによつて油圧回路３９はΔＨが
零となるようにブームシリンダ５を作動させる。
ツト刃先４ａの真の高さずれ量を示し、演算回路
３３からはこのずれ量ΔＨに対応した信号が出力
される。そして、この信号は現在閉成状態にある
スイツチ回路３５を介してブーム駆動回路３７に
に入力され、これによつて油圧回路３９はΔＨが
零となるようにブームシリンダ５を作動させる。
かくして、この実施例によればバケツト４の傾
斜角が設定角θbsに保持されるようにバケツト
シリンダ７が作動され、またバケツト刃先４ａの
高さが一定の高さとなるようにブームシリンダ５
が作動される。したがつてアーム３を手動操作す
るだけでもつてレーザビームＬに沿つた直線掘削
を行なうことができる。また、バケツト角の変更
に伴なう受光器２１の検出誤差lbsinθｂが自動
補正されるので、精度の高い掘削結果を得ること
ができる。
斜角が設定角θbsに保持されるようにバケツト
シリンダ７が作動され、またバケツト刃先４ａの
高さが一定の高さとなるようにブームシリンダ５
が作動される。したがつてアーム３を手動操作す
るだけでもつてレーザビームＬに沿つた直線掘削
を行なうことができる。また、バケツト角の変更
に伴なう受光器２１の検出誤差lbsinθｂが自動
補正されるので、精度の高い掘削結果を得ること
ができる。
なお、パワーシヨベルには、ブーム２、アーム
３およびバケツト４を手動操作する手段が備えら
れているが、第３図にはかかる手段を示していな
い。また、この実施例では上記自動制御に対して
手動操作を優先させているが、同図ではこの優先
を可能にする手段が省略されている。
３およびバケツト４を手動操作する手段が備えら
れているが、第３図にはかかる手段を示していな
い。また、この実施例では上記自動制御に対して
手動操作を優先させているが、同図ではこの優先
を可能にする手段が省略されている。
第４図は、傾斜角度αの法面掘削の態様を示し
ている。法面を掘削する場合には、同図に示すよ
うこの法面に平行してレーザビームＬが投射さ
れ、かつバケツト設定器３０で目標バケツト角α
＋θｂが設定される。
ている。法面を掘削する場合には、同図に示すよ
うこの法面に平行してレーザビームＬが投射さ
れ、かつバケツト設定器３０で目標バケツト角α
＋θｂが設定される。
なお、第２図、第４図に示した角度θｂは通
常、小角度であることから、(2)式のlbsinθの項
を除いた形で高さ制御を行つても実用上不都合は
生じない。
常、小角度であることから、(2)式のlbsinθの項
を除いた形で高さ制御を行つても実用上不都合は
生じない。
本発明によれば、累積誤差が大きいという従来
装置の問題点を解決して、精度の高い整地作業を
パワーシヨベルに行なわせることができる。
装置の問題点を解決して、精度の高い整地作業を
パワーシヨベルに行なわせることができる。
第１図は受光器および傾斜計の配置態様を示し
た概念図、第２図はレーザビームに対してバケツ
トが傾斜した状態を示す概念図、第３図は本発明
に係る制御装置の一実施例を示すブロツク図、第
４図は法面掘削の態様を示す説明図である。 １…パワーシヨベル、２…ブーム、３…アー
ム、４…バケツト、５〜７…シリンダ、２１…受
光器、２２…傾斜計、３０，３１…設定器、３３
…演算回路、３４，３５…スイツチ回路、３６，
３７…駆動回路、３８，３９…油圧回路、Ｌ…レ
ーザビーム。
た概念図、第２図はレーザビームに対してバケツ
トが傾斜した状態を示す概念図、第３図は本発明
に係る制御装置の一実施例を示すブロツク図、第
４図は法面掘削の態様を示す説明図である。 １…パワーシヨベル、２…ブーム、３…アー
ム、４…バケツト、５〜７…シリンダ、２１…受
光器、２２…傾斜計、３０，３１…設定器、３３
…演算回路、３４，３５…スイツチ回路、３６，
３７…駆動回路、３８，３９…油圧回路、Ｌ…レ
ーザビーム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ バケツトの目標傾斜角を設定する傾斜角設定
手段と、 上記バケツトの実際の傾斜角を検出する傾斜角
検出手段と、 上記目標傾斜角と実際の傾斜角との偏差を求め
る手段と、 上記偏差が無くなるようにバケツトシリンダを
駆動するバケツトシリンダ駆動手段と、 予定仕上面に平行したレーザビームを投射する
投光手段と、 上記バケツトに付設され、上記レーザビームの
入射位置に基づいて該レーザビームに対する上記
バケツトの高さずれ量を検出する受光手段と、 上記高さずれ量が無くなるようにブームシリン
ダを駆動するブームシリンダ駆動手段 とを備えることを特徴とするパワーシヨベルの制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP594980A JPS56105030A (en) | 1980-01-22 | 1980-01-22 | Automatic controller for working machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP594980A JPS56105030A (en) | 1980-01-22 | 1980-01-22 | Automatic controller for working machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56105030A JPS56105030A (en) | 1981-08-21 |
| JPS6252092B2 true JPS6252092B2 (ja) | 1987-11-04 |
Family
ID=11625138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP594980A Granted JPS56105030A (en) | 1980-01-22 | 1980-01-22 | Automatic controller for working machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56105030A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04106229A (ja) * | 1990-08-27 | 1992-04-08 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 掘削機の掘削深さ検出装置 |
| JPH0754003B2 (ja) * | 1991-02-07 | 1995-06-07 | 東亜建設工業株式会社 | バックホウの掘削位置自動検出装置 |
| DE4211388A1 (de) * | 1991-11-11 | 1993-05-13 | Spectra Physics Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines planums mittels eines loeffelbaggers |
| JPH05210698A (ja) * | 1992-01-31 | 1993-08-20 | Toshiba Corp | 機械翻訳システム |
| JPH0577343U (ja) * | 1992-03-27 | 1993-10-22 | 前田建設工業株式会社 | 掘削装置 |
| EP0731221A4 (en) * | 1993-11-30 | 1997-12-29 | Komatsu Mfg Co Ltd | LINEAR EXCAVATION CONTROL DEVICE FOR HYDRAULIC EXCAVATOR |
| JP3699976B2 (ja) * | 2000-06-09 | 2005-09-28 | コベルコクレーン株式会社 | 溝掘削機、溝掘削機における溝壁形状表示方法および溝壁形状修正方法 |
| WO2017152916A1 (en) | 2016-03-09 | 2017-09-14 | Leica Geosystems Technology A/S | Measuring equipment for determining the result of earthmoving work |
| CN112281940B (zh) * | 2020-10-19 | 2022-09-09 | 三一重机有限公司 | 一种挖掘机和挖掘机的控制方法 |
-
1980
- 1980-01-22 JP JP594980A patent/JPS56105030A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56105030A (en) | 1981-08-21 |
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