JPS63219789A - ア−ム式作業機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、アースオーガ等の作業用アタッチメントを有
するアーム式作業機に関する。

Ｂ、従来の技術 この種のアーム式作業機の従来例として、第７図に示す
ように、油圧ショベル本体にアースオーガを装着したも
のが知られている。

第７図において、油圧ショベル本体は、上部旋回体１と
下部走行体２とにより構成され、上部旋回体１にはブー
ム３．ブーム用油圧シリンダ４゜連結用油圧シリンダ５
が設けられている。ブーム３にはリーダ６の上・部が、
連結用油圧シリンダ５にはリーダ６の下部がそれぞれ連
結されている。

リーダ６にはオーガマシン７が装着され、リーダ６の上
端に設けられたモータ８によって駆動されるチェーン９
により上下運動可能である（第８図）。このオーガマシ
ン７にはモータと減速機が内蔵され、オーガスクリュ１
０を駆動する。

掘削作業を行うにあたり、まずリーダ６を所定位置に位
置決めしてオーガスクリュ１０を回転させ、オーガマシ
ン７の自重により地面に孔を穿設する。

この種のアースオーガ付油圧ショベルを輸送用車両に乗
せて輸送するには、第９図に示すようにブーム３を倒し
てその下方にリーダ６を抱き込むようにしている。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 ところで、輸送長さしは、道路交通法により所定の制限
値Ｌｍａｘ以下にする必要があるため、第９図に示すよ
うな輸送姿勢の場合、リーダ６の長さが限定されアース
オーガ作業時の高さｈ　（第７図）が制約を受けてしま
う。

本発明の目的は、第１および第２の軌跡制御用アームを
設け、各アームを軌跡制御によって駆動させることによ
りリーダを廃し、上記問題点を解決したアーム式作業機
を提供することにある。

Ｄ９問題点を解決するための手段 一実施例を示す第１図および第４図により説明すると、
本発明は、作業機本体に回動可能に連結された軌跡制御
用第１アーム２４と、この軌跡制御用第１アーム２４の
先端に回動可能に連結された軌跡制御用第２アーム２７
とを少なくとも備えたアーム式作業機に適用される。そ
して、前述の問題点は、軌跡制御用第２アーム２７の先
端に吊持される作業用アタッチメント３１．３２と、軌
跡制御時に操作される操作手段４３ａと、操作手段４３
ａからの指令信号により第１および第２のアーム２４．
２７を軌跡制御して、地面との姿勢角を所定の値に保持
しつつ作業用アタッチメント３１．３２を昇降させる軌
跡制御手段４１とを具備することにより解決される。

Ｅ０作用 操作手段４３ａを操作すると、その指令信号により軌跡
制御手段４１は軌跡制御演算を行ない。

この演算結果に基づいて、軌跡制御演算１．第２アーム
２４．２７を駆動させるべく駆動信号を出力する。これ
により、各アーム２４．２７が所定量駆動され、その結
果１作業用アタッチメント３１．３２が地面との姿勢角
を所定の値に保持しつつ昇降する。作業用アタッチメン
トがアースオーガであれば、地面に対して垂直に昇降す
る。

Ｆ、実施例 一第１の実施例− 第１図〜第５図に基づいて、本発明の第１の実施例を説
明する。なお、第７図と同様な箇所には同一の符号を付
して説明する。

第１図において、上部旋回体１には第１のアーム２１が
回動支点２２に回動可能に取付けられ、この第１のアー
ム２１は第１のアーム用シリンダ２３によって駆動され
る。第１のアーム２１の先端には第２のアーム２４が回
動支点２５に回動可能に取付けられ、この第２のアーム
２４は第２のアーム用シリンダ２６によって駆動される
。第２のアーム２４の先端には第３のアーム２７が回動
支点２８に回動可能に取付けられ、この第３のアーム２
７は第３のアーム用シリンダ２９によって駆動される。

第２図に示すように、第３のアーム２７の先端には、ピ
ン３０によりオーガマシン３１が取付けられ、このオー
ガマシン３１に内蔵されたモータと減速機によってオー
ガスクリュ３２が駆動される。すなわち、オーガマシン
３１は第３のアーム２７に吊持され、オーガスクリュ３
２は鉛直方向に延設する。また、第１のアーム２１の回
動支点２２近傍には、第１のアーム２１の対地角α、（
第３図）を検出する対地角度計３３が設けられ、第２の
アーム２４の回動支点２５および第３のアーム２７との
回動支点２８にはそれぞれ相対角度θ２．θ３（第３図
）を検出する相対角度計３４．３５が設けられている。

対地角度計３３として重錘振子式角度計、相対角度計３
４．３５としてポテンショメータまたはロータリエンコ
ーダが用いられる。

第４図に油圧回路および制御系を示す。

対地角度計３３．相対角度計３４．３５の出力α１．θ
２．θ、はマイクロプロセッサ等を有する演算制御回路
４１に入力される。４２はアーム長設定器であり第１〜
第３のアーム２１，２４゜２７の基準長さＱ０〜ｒｔｙ
　（第３図）をキーで設定し演算制御回路４１に入力す
る。また、４３は。

軌跡制御用操作レバー４３ａの操作量に応じた作業速度
でアースオーガ３１を同一作業半径のまま昇降させる速
度信号設定装置であり、ここから速度指令信号Ｖが演算
制御回路４１に入力される。演算制御回路４１は、例え
ば特公昭６１−４５０２５号に開示されているような軌
跡制御演算を行う。本例では、第３のアーム２７の先端
軌跡が作業半径Ｒ＝一定となるような軌跡制御を行う。

すなわち、アースオーガ３１を垂直に押圧すべく各油圧
シリンダ２６．２９の伸縮量を演算し、各油圧シリンダ
２６．２９の伸縮を制御する電磁比例弁４５．４６に駆
動信号ｉ工ｌ　１２を出力する。この電磁比例弁４５．
４６は、油圧ポンプ４７ａ、４７ｂと各油圧シリンダ２
６．２９との間に設けられ、入力される駆動信号に応じ
た切換位置および開口面積が設定される。第１のアーム
用シリンダ２３および第３のアーム用シリンダ２９は、
それぞれパイロット式方向切換弁４８゜４９を介してそ
れぞれ油圧ポンプ４７ａ、４７ｂと接続可能となってい
る。そして、操作レバー５０ａによりパイロットバルブ
５０を操作して方向切換弁４８を、操作レバー５１ａに
よりパイロットバルブ５１を操作して方向切換弁４９を
それぞれ切換制御することによりアーム２１．２７用の
油圧シリンダ２３．２９を単独で駆動できる。

また、第２のアーム用シリンダ２６についても、操作レ
バー４３ａを所定の方向に（前後方向が軌跡制御用であ
れば左右方向）操作して電磁比例弁４５を切り換えるこ
とによって単独で駆動することが可能である。

以上の実施例において、第２のアーム２４．第３のアー
ム２７が軌跡制御用第１アーム、軌跡制御用第２アーム
を、オーガマシン３１およびオーガスクリュ３２が作業
用アタッチメントを、軌跡制御用操作レバー４３ａが操
作手段を、演算制御回路４１が軌跡制御手段をそれぞれ
構成する。

このように構成された作業車両においては、第１〜第３
のアーム駆動用操作レバー５０ａ。

４３ａ、５１ａにより所望の作業半径Ｒ０を得る。

次いで、軌跡制御用操作レバー４３ａを例えば前後方向
に操作すると、操作開始時の作業半径Ｒ０が次のように
して設定される。

今、第３図に示すように、第１〜第３のアーム２１．２
４．２７の基準長さく各連結点距離）をＱｉ〜α１、対
地角度計３３で検出される第１のアーム２１の対地角を
Ｃ０，相対角度計３４゜３５でそれぞれ検出される第２
．第３のアーム２４．２７の相対角度を０２．θ、とす
ると、作業半径Ｒは。

Ｒ＝　Ｑ１ｃｏｓａ１＋　ＱｚｃｏｓＣａｘ−θ、）＋
　Ｑ　、ｃｏｓ（ａ、−θ２−θ、）で表される。この
式に基づいて作業半径Ｒ６が設定される。

軌跡制御用レバー４３ａを操作すると、上述のようにＲ
ｏが設定されるとともに、速度信号設定装置４３はレバ
ー４３ａの操作量に応じた速度でアースオーガ３１を降
下させるべく速度信号Ｖを設定し演算制御回路４１に出
力する。演算制御回路４１は、相対角度計３４．３５か
らの入力信号により第１図に示すアーム２７の先端位置
ｃｏの座標（ＲＯ９ＹＯ）およびアーム２４の先端位置
Ｂ。の座標を演算する。そして、ｃｏからΔＹ４だけ下
方のアーム２７における先端位置の目標点Ｃ工の座標（
Ｒ，、Ｙ、−ΔＹ工）を求めるとともに、第３のアーム
２７の先端が目標点Ｃ１まで移動した場合に第２のアー
ム２４の先端が位置すべき目標点Ｂ工の座標を演算する
。

このＣ１，Ｂ１に関する演算結果と速度指令信号Ｖとか
ら各油圧シリンダ２６．２９の伸縮量を演算し、その結
果に基づいて電磁比例弁４５．４６に駆動信号ｉよｌ’
１２を出力する。電磁比例弁４５゜４６は、入力された
駆動信号１ｔ＋　１２に応じて所定の位置に切り換わり
、油圧ポンプ４７ａ。

４７ｂからの吐出油が電磁比例弁４５．４６を介して各
シリンダ２６．２９にそれぞれ供給される。

これによりシリンダ２６．２９は所定の速度で伸縮する
ので各アーム２４．２７が回動し、その先端が位置Ｂ□
１位置Ｃ１にそれぞれ移動する。その結果、オーガマシ
ン３１がΔＹ工だけ降下する。

次いで、演算制御回路４１は、Ｃ□からΔＹ２だけ下方
の目標点Ｃ２の座標（Ｒ，、Ｙ、−ΔＹニーΔＹ２）、
および第３のアーム２７の先端が目標点Ｃ２に移動する
場合に第２のアーム２４の先端が位置すべき目標点Ｂ２
の座標を演算する。

以上のような動作を逐次行なうことによりオーガマシン
３１が地面と垂直のまま下降し、孔が穿設される。

次に、第５図により、このアースオーガ付油圧ショベル
の輸送例について説明する。

輸送車両上において、第１〜第３のアーム２１゜２４．
２７を図示のごとく折りたたみ、オーガマシン３１を寝
かせた状態で輸送する。この輸送姿勢によれば輸送長さ
が従来と比べ短くなる一第２の実施例− 第６図に基づいて第２の実施例を説明する。なお、第１
図と同様な箇所には同一の符号を付して相異点のみ説明
する。

第６図において、上部旋回体１には第１のアーム（軌跡
制御用第１アーム）６１が回動支点６２に回動可能に取
付けられ、この第１のアームは第１のアーム用シリンダ
６３によって駆動される。

第１のアーム６１の先端には第２のアーム（軌跡制御用
第２アーム）６４が回動支点６５に回動可能に取付けら
れ、この第２のアーム６４は第２のアーム用シリンダ６
６によって駆動される。第２のアーム６４の先端には第
１の実施例と同様にオーガマシン３］、が吊持され、オ
ーガスクリュ３２が鉛直方向に延設される。また、第１
のアーム６１の回動支点６２近傍には対地角度α１を検
出する対地角度計７３が、第２のアーム６４の回動支点
６５には相対角度θ２を検出する相対角度計７４が設け
られている。

動作は、第１の実施例と同様であり、説明を省略する。

なお、アームの本数は２本以上ならば何本でもよく、ア
ーム駆動アクチュエータは油圧シリンダに限定されず、
周知のトルクアクチュエータ等でもよい。また、軌跡制
御に際しては、第２のアームまたは第３のアームを固定
したり、その他の拘束条件にて行ってもよい。更に、作
業半径一定という軌跡制御以外１例えば杭を斜めに打ち
込むような対地姿勢角一定といった軌跡制御でもよい。

更にまた、第２の実施例を油圧ショベルに適用した場合
、第１のアームがブームに、第２のアームがアームにそ
れぞれ相当し、第２のアームの先端にパケットを設けた
構成となる。

Ｇ８発明の効果 本発明によれば、軌跡制御用第２アームの先端に作業用
アタッチメントを吊持し、軌跡制御により地面との姿勢
角を所定の値に保持しつつ昇降させるようにしたので、
従来のり−ダが不要となり輸送性が改善されるとともに
安心感が得られる。

また、従来と同じ輸送長さでより長い作業用アタッチメ
ントの使用が可能となり掘削性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の実施例を示し、第１図および
第６図は第１および第２の実施例におけるアースオーガ
の作業例を示す図、第２図は第３アームの先端とオーガ
マシンとの取付は部を示す図、第３図は各アームの対地
角度および相対角度を示すモデル図、第４図は制御系を
示すブロック図、第５図はオーガマシンの輸送例を示す
図である。 第７図〜第９図は従来例を示し、第７図および第９図は
第１図および第５図に相当する従来例をそれぞれ示す図
、第８図はブーム、リーダ、オーガマシンの取付は部を
示す第７図の■−■線矢視図である。 ２１：第１のアーム　　　２４：第２のアーム２７：第
３のアーム ２３．２６，２９：油圧シリンダ ３３：対地角度計　３４，３５：相対角度計４１：演算
制御回路 ４３：速度信号設定装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 作業機本体に回動可能に連結された軌跡制御用第１アー
   ムと、この軌跡制御用第１アームの先端に回動可能に連
   結された軌跡制御用第２アームとを少なくとも備えたア
   ーム式作業機において、前記軌跡制御用第２アームの先
   端に吊持される作業用アタッチメントと、 軌跡制御時に操作される操作手段と、 この操作手段からの指令信号により前記第１および第２
   のアームを軌跡制御して、地面との姿勢角を所定の値に
   保持しつつ作業用アタッチメントを昇降させる軌跡制御
   手段とを具備することを特徴とするアーム式作業機。