JPWO2020194559A1 - 油圧ショベル - Google Patents
油圧ショベル Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2020194559A1 JPWO2020194559A1 JP2021508515A JP2021508515A JPWO2020194559A1 JP WO2020194559 A1 JPWO2020194559 A1 JP WO2020194559A1 JP 2021508515 A JP2021508515 A JP 2021508515A JP 2021508515 A JP2021508515 A JP 2021508515A JP WO2020194559 A1 JPWO2020194559 A1 JP WO2020194559A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- traveling
- traveling body
- antenna
- controller
- 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.)
- Granted
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 52
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 33
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 17
- 238000013461 design Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 7
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
Images
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
-
- 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
- E02F3/76—Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
- E02F3/80—Component parts
- E02F3/84—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems
- E02F3/844—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically
- E02F3/845—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically using mechanical sensors to determine the blade position, e.g. inclinometers, gyroscopes, pendulums
-
- 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
- E02F3/76—Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
- E02F3/80—Component parts
- E02F3/84—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems
- E02F3/844—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically
- E02F3/847—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically using electromagnetic, optical or acoustic beams to determine the blade position, e.g. laser beams
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2004—Control mechanisms, e.g. control levers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/26—Indicating devices
- E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
- E02F9/265—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)
-
- 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
- E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
- E02F3/963—Arrangements on backhoes for alternate use of different tools
- E02F3/964—Arrangements on backhoes for alternate use of different tools of several tools mounted on one machine
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Paleontology (AREA)
Abstract
Description
−油圧ショベル−
図1は本発明の第1実施形態に係る油圧ショベルの側面図、図2は平面図である。本願明細書では走行体を基準に前後を定義し、排土装置50が設置された側を前、その反対側を後とする。図1及び図2に示した油圧ショベルは、走行体10、旋回体20、作業機40、排土装置50及びコントローラ(コンピュータ)60を備えている。
走行体10は、左右の走行装置11を備えている。左右の走行装置11はクローラ式であり、サイドフレーム11a、従動輪11b、駆動輪11c、走行モータ(図3)、減速機11e、履帯11fをそれぞれ備えている。サイドフレーム11aは走行装置11のフレームであり、左右のサイドフレーム11aとこれらを連結するセンタフレームとで平面視でH型のトラックフレームが構成される。サイドフレーム11aは前後方向に延び、前後方向の一方側(本例では前側)に従動輪11bを、他方側(本例では後側)に駆動輪11cを支持している。走行モータは左右のサイドフレーム11aの前後方向の他方側に支持されており、減速機11eを介して出力軸が駆動輪11cに連結されている。左右の走行装置11において、それぞれ従動輪11bと駆動輪11cとの間に履帯11fが掛け回されている。走行モータが駆動されると減速機11eを介して駆動輪11cに回転動力が伝達され、駆動輪11cと従動輪11bとの間で履帯11fが循環駆動する。
旋回体20は走行体10の上部に旋回可能に設けられており、旋回フレーム21、カウンタウェイト22、シートベース23、運転席24、フロアパネル25等を備えている。旋回フレーム21は旋回体20のベースフレームであり、旋回輪26を介して走行体10のセンタフレームの上部に旋回可能に設けられている。旋回フレーム21における後側のエリアには、エンジン29(図1中の破線)やエンジン29によって駆動される油圧ポンプ30a,30b(図3)等の機器類が搭載されている。本実施形態では油圧ポンプを駆動する原動機としてエンジン29(内燃機関)を用いた場合を例示したが、エンジン29の代わりに電動機を用いる場合もある。旋回フレーム21における右前部分には作動油タンク及び燃料タンクが搭載されており、これらはタンクカバー27で覆われている。また、旋回フレーム21の前部には支持ブラケット31が設けられている。支持ブラケット31には鉛直な軸を介してスイングポスト37が連結される。スイングポスト37がスイングシリンダ38により左右に回動駆動される。カウンタウェイト22は作業機40とのバランスをとるための錘であり、旋回フレーム21の後縁部に上下に延在して設けられている。カウンタウェイト22の後縁部の旋回半径が油圧ショベルの後方旋回径となるが、本実施形態の油圧ショベルは小型機種であり、後方旋回径が走行体10の車幅程度に抑えられている。
作業機40は土砂の掘削等の作業をするために旋回体20の前部に設けた多関節型のアーム型のフロント作業装置(本例ではスイングポスト式)であり、作業腕41及びアタッチメント44を含んでいる。作業腕41は、ブーム42、アーム43、ブームシリンダ84、アームシリンダ85及びアタッチメントシリンダ86を備えている。ブーム42は旋回体20の前部(上記スイングポスト37)に、アーム43はブーム42の先端に、アタッチメント44はアーム43の先端に、それぞれ連結されている。ブーム42、アーム43及びアタッチメント44はいずれも左右に水平に延びるピンを支点にして回動する。図1では作業腕41にアタッチメント44としてバケットを装着した例を表しているが、装着されるアタッチメントの種類はこれに限られず、ブレーカやグラップル等の他のアタッチメントに適宜交換可能である。また、ブームシリンダ84は旋回体20(スイングポスト37)及びブーム42に、アームシリンダ85はブーム42及びアーム43に、それぞれ両端が連結されている。アタッチメントシリンダ86は、基端がアーム43に連結される一方、先端がリンク48を介してアーム43の先端部及びアタッチメント44に連結されている。ブームシリンダ84、アームシリンダ85及びアタッチメントシリンダ86はいずれも油圧アクチュエータであり、油圧ポンプから吐出される作動油で駆動され、伸縮動作により作業機40を駆動する。
排土装置50は、走行体10のトラックフレーム(センタフレーム)の前部に設けられている。図2に示すように、排土装置50は、リフトアーム51、ブレード52、リフトシリンダ87、アングルシリンダ88及びチルトシリンダ89を含んで構成されている。リフトアーム51は平面視でV字状の部材であり、基端側が走行体10のセンタフレームの前部に上下に回動可能に連結されている。ブレード52は左右方向に延びる板状の部材であり、複数軸の自由度を持つ自在ピン56を介して後面側の中央部がリフトアーム51の先端側に連結されており、リフトアーム51を介して走行体10に連結されている。リフトシリンダ87、アングルシリンダ88及びチルトシリンダ89はブレード52を駆動する油圧アクチュエータである。
図3は本実施形態の油圧ショベルに備わった駆動システムの概略図である。このシステムは、エンジン29、エンジンコントローラ29a、油圧ポンプ30a,30b、レギュレータ30Aa,30Ab、自動制御用バルブユニット34、方向切換弁ユニット36、減圧弁71〜79、及びコントローラ60を含んでいる。
エンジンコントローラ29aはエンジン29の回転数を制御する制御装置であり、コントローラ60から入力される目標エンジン回転数に実際のエンジン回転数が一致するように、エンジン29の燃料噴射量や燃料噴射タイミングを調整する。
油圧ポンプ30a,30bは各種油圧アクチュエータを駆動する作動油を吐出する可変容量型のポンプであり、エンジン29によって回転駆動されて回転数と容積の積に比例した作動油を吐出する。レギュレータ30Aa,30Abは油圧ポンプ30a,30bの容積(傾転)を制御する装置であり、コントローラ60から入力される指令により駆動される。油圧アクチュエータとして、図3では、走行モータ81,82、旋回モータ83、ブームシリンダ84、アームシリンダ85、アタッチメントシリンダ86、リフトシリンダ87、アングルシリンダ88、チルトシリンダ89が図示してある。スイングシリンダ38については図示省略してある。走行モータ81,82は左右の走行装置11をそれぞれ駆動する油圧モータ、旋回モータ83は旋回体20を旋回駆動する油圧モータである。ブームシリンダ84、アームシリンダ85、アタッチメントシリンダ86、リフトシリンダ87、アングルシリンダ88、チルトシリンダ89については、前述した通りである。
方向切換弁ユニット36は複数の図示しないパイロット駆動式の方向切換弁(不図示)を含んで構成されている。各方向切換弁は減圧弁71〜79のうち対応するものから出力されるパイロット圧で駆動され、油圧ポンプ30a,30bから吐出される作動油の方向(又は方向及び流量)を制御して対応する油圧アクチュエータに供給する。
減圧弁71〜79は、パイロットポンプ(不図示)から吐出される作動油を一次圧として、オペレータの操作に応じてパイロット圧を生成し出力する。減圧弁71〜79は、対応する操作装置(例えば操作レバー33)の操作が機械的に伝達されて動作する。図3では図の繁雑防止のために各油圧アクチュエータに対応して減圧弁を各1つ図示してあるが、実際には各油圧アクチュエータの駆動方向毎に対応する減圧弁が存在し、減圧弁71〜79は各2つ存在している。
自動制御用バルブユニット34は、排土装置50の自動制御(領域制限掘削制御とも称する)を実行するためのバルブ群である。この自動制御用バルブユニット34は、コントローラ60又は他のコンピュータユニットからの信号により駆動する複数の電磁駆動式の減圧弁(不図示)で構成されている。本例における排土装置50の自動制御では、整地対象用地の設計地形の3Dデータとリンクして目標面を超えて地面を掘削しないように、所定のプログラムに従って必要時にオペレータの操作に介入し目標面付近でブレード52の動作速度や軌道を自動調整する。いわゆる情報化施工である。リフトシリンダ87及びチルトシリンダ89のうち少なくともリフトシリンダ87が自動制御の対象となる。排土装置50の自動制御機能の有効時には、走行時に設計地形又はこれに基づく目標面に下端が沿って移動するようにブレード52の姿勢が自動制御される。自動制御用バルブユニット34を構成する各減圧弁は、オペレータが操作する減圧弁74〜79の信号出力ラインや減圧弁74〜79をバイパスしてパイロットポンプと方向切換弁ユニット36とを接続する油路に設けられている。オペレータの操作に応じて減圧弁74〜79から出力されるパイロット圧又は減圧弁74〜79をバイパスしたパイロットポンプの吐出油を元圧として、コントローラ60の指令に応じて自動制御用バルブユニット34でパイロット圧が生成される。このパイロット圧により方向切換弁ユニット36が駆動され、排土装置50が制御される。
コントローラ60は、油圧ショベルの機体制御に関する各種情報や制御指令値を演算し電気指令信号を出力する制御装置(コンピュータ)であり、CPUや各種メモリ等を含んで構成されている。特に本実施形態のコントローラ60は、1本のGNSSアンテナ94aの位置情報に基づいて走行体10の方位(以下、走行体方位と略称する)を演算し、ブレード52の位置情報を演算する機能を備えている。そして、コントローラ60は、演算したブレード52の位置情報に基づいて予め記憶された目標面に近づくようにブレード52を上下させる制御を行う。演算するブレード52の位置情報は、例えば設計地形の3Dデータと同じ座標系(例えば地球基準のグローバル座標系)又はこれと相互変換可能な座標系(自機である油圧ショベル基準のローカル座標系)のデータである。ブレード52の位置情報がブレード52の自動制御の基礎情報の1つとなる。ブレード52の位置情報の演算アルゴリズムについては後述する。
操作センサ91は左側の走行装置11の動作を指示する操作(左側の走行レバー32の操作)を検出するセンサである。操作センサ92は右側の走行装置11の動作を指示する操作(右側の走行レバー32の操作)を検出するセンサである。操作センサ91,92には、それぞれ減圧弁71,72から出力されるパイロット圧を検出する圧力センサが採用してある。図の繁雑防止のため図3では操作センサ91,92を各1つのみ図示してあるが、実際には各2つの減圧弁71,72に対応して操作センサ91,92が各2つ備わっている。なお、圧力センサは操作センサの一例に過ぎず、例えば各走行レバー32の回転変位を検出する位置センサ(ロータリーエンコーダ等)を操作センサ91,92に採用することもできる。
モニタ90は、コントローラ60からの信号に従ってコントローラ60で演算された情報(ブレード52の位置情報を含む)を出力する出力装置であり、運転席24の前方(本例では右斜め前)に位置するように旋回体20に設けられている。但し、出力装置は、モニタ90のような文字や図形を表示出力する種類の出力装置には限定されない。例えばランプ等を用いた表示出力をする出力装置、スピーカ等の音声出力する出力装置、プリンタ等の出力装置、記録媒体への出力装置、データを無線出力(送信)する出力装置等、種々の出力装置をモニタ90と共に又は代わりに用いることができる。また、本実施形態ではコントローラ60でブレード52の自動制御を実行することとし、ブレード52の位置情報に基づく排土装置50の動作指令信号がコントローラ60から自動制御用バルブユニット34に出力される。なお、ブレード52の自動制御の実行を他のコントローラユニットに分担させる構成とする場合もある。この場合、コントローラ60で演算されたブレード52の位置情報は、ブレード52の自動制御の基礎情報としてそのコンピュータユニットに出力される。
図4はコントローラ60によるブレード52の位置の演算アルゴリズムを表すブロック図である。このアルゴリズムの本質は、アンテナ水平座標を追尾してGNSSアンテナ94aの軌道から走行体方位を特定し、走行体方位とブレード52の相対高さに基づいてブレード52の位置情報(水平座標及び高さ)を演算することである。走行体方位とは、走行体10の正面(前面)が向く方向(旋回中心Cに対して排土装置50が位置する方向)である。同図に示した演算アルゴリズムには、アンテナ位置演算101、走行体方位演算102、ブレード水平座標演算103、ブレード相対高さ演算104、ブレード高さ演算105、及びブレードチルト角演算106が含まれる。これらアンテナ位置演算101等はそれぞれ目的値を演算するアルゴリズムをブロックで表したものであるが、各々の目的値を演算する回路又はその一部として物理的に構成することもできる。勿論、単一の回路で図4に示した演算アルゴリズムの全体を実行する構成とすることもできる。
図5はコントローラ60によるブレード52の位置情報の出力手順を表すフローチャートである。同図に示した手順はモードスイッチSW(図3)でブレード52の手動操作モードが選択されている場合には実行されず、電源が投入されていてブレード52の位置情報の自動演算モードが選択されている場合にのみコントローラ60により実行される。同図の手順は短い制御周期(例えば1ms)で繰り返し実行される。
同図の処理を開始すると、コントローラ60は、走行体方位演算102の一環として操作センサ91,92の信号に基づいて油圧ショベル(走行体10)が転向走行中であるかを判定する。例えば左右の走行レバー32の双方が異なる方向に操作されている場合、一方のみが操作されている場合、双方が同じ方向に操作されているが操作量に設定値を超える差がある場合、走行体方位演算102の一環として転向走行中であると判定される。コントローラ60は、転向走行中でなければ手順をステップS20に移し、転向走行中であれば手順をステップS70に移す。
ステップS20では、コントローラ60は、アンテナ位置演算101で演算したアンテナ水平座標の軌道を基に、走行体方位演算102の一環として走行体10が直進走行中であるかを判定する。直線走行とは、走行体10の向きが一定の走行動作であり、アンテナ水平座標の軌道の曲率が0(ゼロ)又は設定値未満であるかで判定できる。コントローラ60は、直進走行中であれば手順をステップS30に移し、直進走行中でなければ手順をステップS40に移す。
ステップS30では、コントローラ60は、走行体方位演算102としてアンテナ水平座標の軌道から油圧ショベルの進行方向を算出し、算出した進行方向を走行体方位としてメモリに記憶してステップS60に手順を移す。
停車中でアンテナ水平座標が変位しない場合等は、コントローラ60はステップS20からステップS40に手順を移し、1制御周期前に記憶した走行体方位が有効値か(NaN:Not a Numberでないか)を走行体方位演算102の一環として判定する。現在は直進走行していなくても、過去に直進走行しその後に転向走行していなければ(1制御周期前の走行体方位がNaNでない限り)、走行体方位の有効値(NaN以外の値)が記憶されている(ステップS30,S50,S70)。コントローラ60は、1制御周期前に記憶された走行体方位の値が有効値(≠NaN)であればステップS40からステップS50に、無効な値(=NaN)であれば転向走行中の場合と同様にステップS70に手順を移す。
ステップS50では、コントローラ60は、走行体方位演算102の一環としてメモリに記憶された1制御周期前の走行体方位の値を現在の制御周期の走行体方位の値としてメモリに記憶し、ステップS60に手順を移す。
ステップS60では、コントローラ60は、現在の走行体方位と機体情報とに基づいて、ブレード水平座標を演算し(図3のブレード水平座標演算103)、またブレード高さ及びブレードチルト角を演算する(同図のブレード高さ演算105及びブレードチルト角演算106)。演算されたブレード水平座標、ブレード高さ、ブレードチルト角は、出力装置(例えばモニタ90)に出力される。こうして演算値を出力装置に出力したら、コントローラ60はステップS10に手順を戻す。
走行体10の転向走行が検出された場合、又はアンテナ水平座標が直進変位せず1制御周期前の走行体方位の値がNaNである場合、コントローラ60はステップS70に手順を移す。ステップS70では、コントローラ60はブレード52の位置情報(水平座標及び高さ)の演算を停止し、走行体方位演算102の一環として走行体方位が不明である旨を表すNaN(Not a Number)を走行体方位の値として記憶してステップS80に手順を移す。
走行体方位が不明な状態では、ブレード52の位置情報を算出しないようにしてある。ステップS80では、コントローラ60はブレード52の位置が不明である旨を出力装置に出力し、ステップS10に手順を戻す。このように、コントローラ60は、転向走行操作が検出されている間は、ブレード52の水平座標及び高さの演算を停止する。コントローラ60からブレード52の位置が不明である旨が出力されることで、その旨が出力装置において出力される(例えばモニタ90にその旨が表示出力される)。
(1)本実施形態によれば、1本のGNSSアンテナ94aの位置情報から走行体方位を特定し、走行体方位とストロークセンサ95,96や傾斜センサ97の測定値からブレード52の位置情報を演算することができる。旋回体20にGNSSアンテナ94aを設置してブレード52の位置情報を演算できるため、ブレード52にGNSSアンテナ94aを設置する必要がなく、土砂や作業機40とGNSSアンテナ94aとの接触も回避できる。少ないセンサでブレード52の位置を算出でき、また高価なGNSSアンテナ94aが複数必要ないため、機体価格の低廉化により情報化施工機の普及にも繋がり、ひいては整地対象用地の造成作業の効率化に広く貢献し得る。加えて、ブレード52の位置情報の演算の基礎情報が多いと演算の複雑化や応答速度の低下が懸念されるが、本実施形態のように少ないセンサ(基礎情報)でシステムが成立するので演算が簡略化でき、良好な応答性を確保することができる。
図6は本発明の第2実施形態に係る油圧ショベルに備わったコントローラによるブレードの位置の演算アルゴリズムを表すブロック図、図7はそのコントローラによるブレードの位置情報の出力手順を表すフローチャートである。図6及び図7は第1実施形態の図4及び図5に対応する図である。図6及び図7において図4及び図5と符号を共用した要素は図4及び図5の同一符号の要素と同一又は対応するアルゴリズム又は処理を表しており、適宜説明を省略する。
図8は本発明の第3実施形態に係る油圧ショベルに備わったコントローラによるブレードの位置の演算アルゴリズムを表すブロック図、図9はそのコントローラによるブレードの位置情報の出力手順を表すフローチャートである。図8及び図9は第1実施形態の図4及び図5に対応する図である。図8及び図9において図4及び図5と符号が共用する要素は図4及び図5の同一符号の要素と同一又は対応するアルゴリズム又は処理を表しており、適宜説明を省略する。
以上の実施形態ではGNSSアンテナ94aが1本である場合を例示して説明したが、GNSSアンテナ94aが2本であっても上記実施形態は成立する。2本のうちのいずれかのGNSSアンテナ94aの位置情報を用いることもできるし、例えば2つの中間点のアンテナ位置情報を用いることもできる。また測位にGNSSを採用した例を説明したが、他の衛星測位システム(例えばRNSS)を採用することもできる。
Claims (7)
- 走行体と、前記走行体の上部に旋回可能に設けた旋回体と、前記旋回体に連結された作業機と、前記走行体に連結したブレード及び前記ブレードを昇降させるリフトシリンダを含んで構成した排土装置と、前記走行体を操作する走行レバーと、前記走行レバーの操作を検出する操作センサと、前記走行体に対する前記ブレードの高さを測定する高さセンサと、前記旋回体に搭載した衛星測位システム用のアンテナと、前記ブレードの位置情報を演算し、前記位置情報に基づいて予め記憶された目標面に近づくように前記ブレードを上下させる制御を行うコントローラとを備えた油圧ショベルにおいて、
前記コントローラは、
前記操作センサの信号に基づき、転向走行操作がされていないと判定された状態で、
前記アンテナの位置情報から求められる前記アンテナの軌道から前記走行体が直進走行していると判定された場合に、前記直進走行の走行方向を前記走行体の方位として演算し、
前記走行体の方位と、予め記憶されている前記アンテナの位置及び前記ブレードの位置関係に関する情報とに基づいて前記ブレードの水平座標を演算し、
前記アンテナの位置と、前記高さセンサの測定値と、予め記憶されている前記アンテナの位置及び前記ブレードの位置関係に関する情報とに基づいて、前記ブレードの高さを演算して前記ブレードの位置情報を算出する
ことを特徴とする油圧ショベル。 - 請求項1に記載の油圧ショベルにおいて、前記コントローラは、前記操作センサの信号を基に転向走行操作が検出されている間、前記ブレードの水平座標及び高さの演算を停止させることを特徴とする油圧ショベル。
- 請求項2に記載の油圧ショベルにおいて、前記コントローラは、前記ブレードの水平座標及び高さの演算の停止中は前記ブレードを上昇させることを特徴とする油圧ショベル。
- 請求項1に記載の油圧ショベルにおいて、前記アンテナは、前記旋回体の旋回中心に設置されていることを特徴とする油圧ショベル。
- 請求項1に記載の油圧ショベルにおいて、
前記アンテナは、前記旋回体の旋回中心とは異なった位置に設置されており、
前記走行体に対する前記旋回体の旋回角を測定する旋回角度センサを備え、
前記コントローラは、前記走行体の方位と、前記旋回角度センサの測定値と、予め記憶されている前記アンテナの位置及び前記ブレードの位置関係に関する情報とに基づいて前記ブレードの水平座標を算出することを特徴とする油圧ショベル。 - 請求項1に記載の油圧ショベルにおいて、
前記ブレードを傾斜させるチルトシリンダと、
前記ブレードのチルト角を測定するチルト角センサとを備え、
前記コントローラは、前記チルト角センサの測定値を基に前記ブレードのチルト角を演算するに際に、前記操作センサの信号に基づいて後進走行中であると判定した場合、前記ブレードのチルト角を前進走行時と正負反対に演算することを特徴とする油圧ショベル。 - 請求項1に記載の油圧ショベルにおいて、
前記コントローラで演算された位置情報を出力する出力装置を備え、
前記ブレードの水平座標と高さを前記出力装置に出力することを特徴とする油圧ショベル。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2019/013042 WO2020194559A1 (ja) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | 油圧ショベル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6912687B2 JP6912687B2 (ja) | 2021-08-04 |
JPWO2020194559A1 true JPWO2020194559A1 (ja) | 2021-09-13 |
Family
ID=72609698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021508515A Active JP6912687B2 (ja) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | 油圧ショベル |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11851842B2 (ja) |
EP (1) | EP3798368B1 (ja) |
JP (1) | JP6912687B2 (ja) |
KR (1) | KR102422582B1 (ja) |
CN (1) | CN112334618B (ja) |
WO (1) | WO2020194559A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115373405B (zh) * | 2022-10-24 | 2023-02-03 | 农业农村部南京农业机械化研究所 | 一种块茎类作物联合收获机控制系统及控制方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54150802A (en) * | 1978-05-16 | 1979-11-27 | Komatsu Mfg Co Ltd | Blade automatic controller of bulldozer and its method |
JPH0711665A (ja) * | 1993-06-23 | 1995-01-13 | Komatsu Ltd | ブルドーザのドージング装置 |
JPH07197486A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-01 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械のブレード制御装置 |
JPH07243225A (ja) * | 1994-03-07 | 1995-09-19 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械の油圧駆動装置 |
JPH07317098A (ja) * | 1994-05-23 | 1995-12-05 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 排土板付き作業機 |
US5950426A (en) * | 1996-02-01 | 1999-09-14 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd. | Hydraulic circuit for hydraulic machine |
WO2018179963A1 (ja) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 株式会社小松製作所 | 作業車両の制御システム、作業機の軌跡設定方法、及び作業車両 |
WO2018179577A1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
US20180340315A1 (en) * | 2017-05-23 | 2018-11-29 | Caterpillar Trimble Control Technologies Llc | Blade control below design |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51126232A (en) | 1975-04-25 | 1976-11-04 | Yuri Roll Kikai Kk | Applicator derive in coating machine for thermoplastic resins |
US7317977B2 (en) | 2004-08-23 | 2008-01-08 | Topcon Positioning Systems, Inc. | Dynamic stabilization and control of an earthmoving machine |
US8463512B2 (en) | 2011-09-30 | 2013-06-11 | Komatsu Ltd. | Construction machine |
JP5285805B1 (ja) * | 2012-10-26 | 2013-09-11 | 株式会社小松製作所 | ブレード制御装置、作業機械及びブレード制御方法 |
JP5391345B1 (ja) * | 2013-03-08 | 2014-01-15 | 株式会社小松製作所 | ブルドーザ及びブレード制御方法 |
US10174479B2 (en) * | 2016-12-13 | 2019-01-08 | Caterpillar Inc. | Dual blade implement system |
WO2018123470A1 (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 株式会社小松製作所 | 建設機械の制御装置及び建設機械の制御方法 |
-
2019
- 2019-03-26 EP EP19920780.4A patent/EP3798368B1/en active Active
- 2019-03-26 KR KR1020207035257A patent/KR102422582B1/ko active IP Right Grant
- 2019-03-26 CN CN201980043176.6A patent/CN112334618B/zh active Active
- 2019-03-26 US US17/059,930 patent/US11851842B2/en active Active
- 2019-03-26 JP JP2021508515A patent/JP6912687B2/ja active Active
- 2019-03-26 WO PCT/JP2019/013042 patent/WO2020194559A1/ja unknown
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54150802A (en) * | 1978-05-16 | 1979-11-27 | Komatsu Mfg Co Ltd | Blade automatic controller of bulldozer and its method |
JPH0711665A (ja) * | 1993-06-23 | 1995-01-13 | Komatsu Ltd | ブルドーザのドージング装置 |
JPH07197486A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-01 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械のブレード制御装置 |
JPH07243225A (ja) * | 1994-03-07 | 1995-09-19 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械の油圧駆動装置 |
JPH07317098A (ja) * | 1994-05-23 | 1995-12-05 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 排土板付き作業機 |
US5950426A (en) * | 1996-02-01 | 1999-09-14 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd. | Hydraulic circuit for hydraulic machine |
WO2018179577A1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
WO2018179963A1 (ja) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 株式会社小松製作所 | 作業車両の制御システム、作業機の軌跡設定方法、及び作業車両 |
US20180340315A1 (en) * | 2017-05-23 | 2018-11-29 | Caterpillar Trimble Control Technologies Llc | Blade control below design |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20210207339A1 (en) | 2021-07-08 |
EP3798368B1 (en) | 2023-05-03 |
CN112334618A (zh) | 2021-02-05 |
US11851842B2 (en) | 2023-12-26 |
KR102422582B1 (ko) | 2022-07-20 |
EP3798368A4 (en) | 2022-01-05 |
JP6912687B2 (ja) | 2021-08-04 |
CN112334618B (zh) | 2022-05-17 |
KR20210006445A (ko) | 2021-01-18 |
EP3798368A1 (en) | 2021-03-31 |
WO2020194559A1 (ja) | 2020-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9663917B2 (en) | Work vehicle, bucket device, and method for obtaining tilt angle | |
JP7188940B2 (ja) | 制御装置、積込機械、および制御方法 | |
CN114164888B (zh) | 液压挖掘机 | |
US9689145B1 (en) | Work vehicle and method for obtaining tilt angle | |
US20050046599A1 (en) | Work machine display system | |
WO2019012701A1 (ja) | 作業機械および作業機械の制御方法 | |
JP6912687B2 (ja) | 油圧ショベル | |
JP7198366B2 (ja) | 作業機械 | |
JP7314429B2 (ja) | 作業機械 | |
JP2020158961A (ja) | 作業機械、システムおよび作業機械の制御方法 | |
CN112384660B (zh) | 作业机械 | |
WO2021192831A1 (ja) | 作業機械 | |
WO2019012699A1 (ja) | 作業機械および作業機械の制御方法 | |
JP6894464B2 (ja) | 作業機械、作業機械の制御方法、施工管理装置および施工管理装置の制御方法 | |
JP2021011694A (ja) | 作業機械および作業機械の制御方法 | |
CN114787455B (zh) | 作业机械的控制系统、作业机械以及作业机械的控制方法 | |
JP7375260B2 (ja) | 作業機械 | |
JP7349956B2 (ja) | 施工方法及び施工システム | |
JP2024055125A (ja) | 作業機械 | |
JP2021001435A (ja) | 作業機械および作業機械の制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A524 | Written submission of copy of amendment under article 19 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A527 Effective date: 20201216 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201216 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210622 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210708 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6912687 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |