KR100230828B1 - 건설기계의 프론트 제어장치, 영역설정방법 및조작패널 - Google Patents

건설기계의 프론트 제어장치, 영역설정방법 및조작패널 Download PDF

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다까시 나까가와
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세구치 류이치
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Abstract

본 발명에 있어서의 설정기(7)는 다이렉트티치설정을 행하기 위한 다이렉트설정스위치(7a)와, 수치입력설정을 행하기 위한 업다운키(7b1, 7b2)로 이루어지는 수치입력스위치(7b)와, 설정방식을 다이렉트티치설정에서 수치입력설정으로 전환하는 설정전환스위치(7c1)와, 설정전환스위치(7c1)가 눌러지면 점등하는 LED(7c2)와, 영역제한 굴삭제어를 개시하기 위한 영역제한 스위치(7d1)와, 영역제한 스위치 (7d1)가 눌러지면 점등하는 LED(7d2)와, 설정전환스위치(7c1)가 눌러져 있지 않을 때는 프론트장치(1A)의 버킷과의 선단위치를 수치로 표시하고, 설정전환 스위치 (7c1)가 눌러지면 수치입력에 의하여 설정된 수치를 표시하는 액정 등의 표시화면 (7e)을 구비하고 있다. 이로써 건설기계의 프론트제어장치에 있어서 여러 가지 작업현장에서 최적의 영역설정수단을 선택할 수 있고, 각종 작업에 적합하고 또한 신속하게 대응할 수 있게 된다.

Description

건설기계의 프론트제어장치, 영역설정방법 및 조작패널{FRONT CONTROL SYSTEM, AREA SETTING METHOD AND CONTROL PANEL FOR CONSTRUCTION MACHINE}
본 발명은 다관절형의 프론트장치를 구비한 건설기계, 특히 아암, 부움, 버킷 등의 프론트부재로 이루어지는 프론트장치를 구비한 유압셔블 등의 건설기계에 있어서, 프론트장치가 움직일 수 있는 영역을 제한한 굴삭을 행하는 영역제한 굴삭제어 등, 프론트제어를 행하는 프론트제어장치, 그 프론트제어에 있어서의 영역설정방법 및 그 조작패널에 관한 것이다.
건설기계의 대표예로 유압셔블이 있다. 유압셔블에서는 오퍼레이터가 프론트장치를 구성하는 부움, 아암 등의 프론트부재를 각각의 수동조작레버에 의하여 조작하고 있다. 이들 프론트부재는 각각이 관절부에 의하여 연결되어 회동운동을 행하는 것이기 때문에 이들 프론트부재를 조작하여 소정의 영역을 굴삭하거나 소정의 평면을 굴삭하는 것은 상당히 곤란한 작업이다. 또 시가지 등에서 작업하는 경우는 프론트장치가 주위의 전선, 벽 등의 물체에 간섭하지 않도록 주의하지 않으면 안된다.
그래서 굴삭작업을 용이하게 하거나 프론트와 주위의 물체와의 간섭을 방지하기 위한 각종 제안이 되어 있다.
예를 들어 일본국 특개평 4-136324호 공보에서는 침입불가 영역의 직전에 감속영역을 설정하고, 프론트장치의 일부, 예를 들어 버킷이 감속영역으로 침입하면, 조작레버의 조작신호를 작게 하여 프론트장치를 감속하고, 버킷이 침입불가 영역의 경계에 이르면 정지하도록 하고 있다. 또 영역의 설정방법으로서는 오퍼레이터가 버킷의 날끝을 목표경계상으로 가지고 가서 스위치를 눌러 영역을 설정하는 방법(다이렉트티치 설정방법), 수치입력키로 필요한 수치를 입력하여 영역을 설정하는 방법(수치입력 설정방법)중 어느 하나를 채용하고 있다.
또 국제공개공보 WO95/30059호 공보에서는 굴삭가능 영역을 설정하고, 프론트장치의 일부, 예를 들어 버킷이 굴삭가능 영역의 경계에 근접하면, 버킷의 해당경계를 향하는 방향의 움직임만을 감속하고, 버킷이 굴삭가능 영역의 경계에 이르면, 버킷은 굴삭가능 영역의 밖으로는 나오지 않으나, 굴삭가능 영역의 경계를 따라서는 움직일 수 있게 하고 있다. 영역의 설정방법으로서는 오퍼레이터가 버킷의 날끝을 목표경계상으로 가지고 가서 스위치를 눌러 영역을 설정하는 방법(다이렉트티치 설정방법)이 나타나 있다.
그런데 프론트장치의 침입을 제한하는 영역을 설정할 때, 어느 설정방법이 편리한지는 작업의 내용에 따라 다르다.
예를 들어 굴삭을 행하는 범위가 특히 도면 등에 의하여 수자로 규정되어 있지 않은 경우의 러프한 굴삭을 행하는 경우의 작업현장에 있어서, 대략적으로 고르기작업을 행하는 경우는 직접 버킷의 선단을 굴삭하고 싶은 장소에 맞추어 작업자의 설정조작, 예를 들어 버튼 등을 누르는 등의 조작으로 버킷선단의 좌표치로부터 영역을 설정하는(다이렉트티치설정)것이 편리하다. 그러나 작업현장에 따라서는 유압셔블이 있는 지면상으로부터 몇m의 깊이만큼 굴삭을 한다는 지정이 있는 경우도 있다. 이 경우에는 미리 굴삭가능영역을 실제의 수치로 설정하는(수치입력설정)것이 편리하다. 또한 흙속에 묻힌 배관(수도관등)을 지면상으로부터 차례로 굴삭하여 파서찾아내는 경우의 작업에서는 어느정도는 제어없이 대강 굴삭하고, 어느 깊이에서 영역제한 굴삭제어를 이용하여 굴삭하고 싶은 경우도 있다. 이 경우, 어느정도 제어없이 대강 굴삭한 후, 그 위치를 다이렉트티치로 설정하고, 그 위치를 기준으로 하여 조금씩 깊이를 설정하고, 조금씩 몇cm인가 스텝으로 박피를 벗기는 것처럼 조심히 굴삭하여 목적의 배관을 파서찾아내도록 하는 것이 편리하다.
상기 종래기술에서는 영역설정수단으로서는 다이렉트티치설정이나 수치입력설정중 어느 하나의 수단밖에 구비하고 있지 않기 때문에 여러 작업현장에서 최적의 영역설정수단을 선택할 수 없고, 각종 작업에 적절하고 신속하게 대응할 수 없다는 문제가 있었다.
또 상기한 바와 같이 영역을 설정하여 프론트제어를 행하고 있는 도중에 일시적으로 제어를 중단하고 싶은 경우가 있다. 예를 들어 흙속에 수도관 등을 매설하는 작업의 경우, 어느 정도의 소정의 홈을 굴삭한 후, 이번에는 유압셔블에 의하여 관을 매달아올려 관을 소정의 위치에 설치한 후, 다시 홈을 굴삭한다. 즉 홈굴삭과 관매설을 교대로 반복한다. 이와 같은 작업의 홈굴삭에 예를 들어 영역제한 굴삭제어를 이용할 경우, 소정의 홈을 굴삭한 후 조작패널상의 제어개시 스위치를 오프로 하여 영역제한 굴삭제어를 종료시켜 소망의 크레인작업을 행한 후, 다시 제어개시스위치를 온으로 하여 영역을 재설정하여 홈굴삭작업을 행하게 되기 때문에 조작이 번잡하게 되어 오퍼레이터에 초조감이 생긴다.
본 발명의 제 1목적은 여러 작업현장에서 최적인 영역설정수단을 선택할 수 있고, 각종 작업에 적절하고 신속하게 대응할 수 있는 건설기계의 프론트제어장치, 영역설정방법 및 그 조작패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2목적은 프론트제어의 일시해제를 행할 수 있고, 또 일시해제후, 간단하게 프론트제어로 복귀할 수 있는 건설기계의 프론트제어장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 건설기계의 프론트제어장치를 그 유압구동장치와 함께 나타낸 도,
도 2는 본 발명이 적용되는 유압셔블의 외관을 나타낸 도,
도 3는 설정기의 외관을 나타낸 도,
도 4는 제어유닛의 제어기능을 나타낸 기능블록도,
도 5는 본 실시예의 영역제한 굴삭제어에 있어서의 굴삭영역의 설정방법을 나타낸 도,
도 6은 영역설정 연산부에서의 처리내용을 나타낸 플로우챠트,
도 7은 버킷선단속도의 제한치를 구할 때의 설정영역의 경계로부터의 거리와의 관계를 나타낸 도,
도 8은 버킷선단이 설정영역내에 있는 경우와, 설정영역의 경계상에 있는 경우와, 설정영역외에 있는 경우의 부움에 의한 버킷선단속도의 보정동작의 차이를 나타낸 도,
도 9는 버킷선단이 설정영역내에 있을 때의 보정동작궤적의 일예를 나타낸 도,
도 10은 버킷선단이 설정영역외에 있을 때의 보정동작궤적의 일예를 나타낸 도,
도 11은 본 발명의 제 2실시예에 의한 건설기계의 프론트제어장치를 그 유압구동장치와 함께 나타낸 도,
도 12는 제어유닛의 제어기능을 나타낸 도,
도 13은 본 발명의 상기 실시예의 변형예를 설명하기 위한 제어유닛의 제어기능을 나타낸 도,
도 14는 본 발명의 다른 변형예를 설명하기 위한 영역설정 연산부의 처리내용을 나타낸 플로우챠트,
도 15는 본 발명의 또다른 변형예를 설명하기 위한 영역설정 연산부의 처리내용을 나타낸 플로우챠트,
도 16은 본 발명의 프론트제어장치의 설정기의 실시예를 나타낸 도,
도 17은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 건설기계의 프론트제어장치를 그 유압구동장치와 함께 나타낸 도,
도 18은 다이렉트설정스위치 및 일시해제스위치가 설치된 조작레버의 글립부분의 외관을 나타낸 도,
도 19는 제어유닛의 제어기능을 나타낸 기능블록도,
도 20은 영역제한 제어전환 연산부의 처리내용을 나타낸 플로우챠트,
도 21은 본 발명의 상기 실시예의 변형예를 설명하기 위한 제어유닛의 제어기능을 나타낸 도,
도 22는 영역설정 연산부의 처리내용을 나타낸 플로우챠트이다.
(1) 상기 제 1목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상하방향으로 회동가능한 복수의 프론트부재에 의하여 구성되는 다관절형의 프론트장치와, 상기 복수의 프론트부재를 구동하는 복수의 유압액츄에이터와, 복수의 조작수단으로부터의 조작신호에 의하여 구동되고, 상기 복수의 유압액츄에이터에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 복수의 유압제어밸브를 가지는 건설기계에 구비되고, 상기 프론트장치를 미리 설정된 영역내에서 움직이도록 제어하는 건설기계의 프론트제어장치에 있어서, 다이렉트설정스위치를 가지며, 이 다이렉트설정스위치의 지시로 다이렉트티치에 의하여 상기 프론트장치가 움직일 수 있는 영역을 설정하는 제 1영역설정수단과 수치입력스위치를 가지며, 이 수치입력스위치에 의한 수치입력으로 상기 프론트장치가 움직일 수 있는 영역을 설정하는 제 2영역설정수단과, 상기 제 1영역설정수단과 제 2영역설정수단중 어느 한쪽을 유효화하는 설정선택수단을 구비하는 것으로 한다.
이상과 같이 구성한 본 발명에서는 다이엑트티치설정을 행할 수 있는 제 1영역설정수단과 수치입력설정을 행할 수 있는 제 2영역설정수단의 양쪽의 영역설정수단을 구비하고, 그들중 한쪽을 설정선택수단으로 선택할 수 있기 때문에 여러 작업현장에 있어서 최적인 영역설정수단을 선택하여 각종 작업에 적절하고 신속하게 대응할 수 있다.
(2) 상기 (1)에 있어서, 본 발명의 프론트제어장치는 바람직하게는 상기 제 2영역설정수단의 수치입력스위치에 의하여 입력된 수치를 표시하는 표시수단을 더 구비한다.
이로써 오퍼레이터는 표시수단에 표시된 수치를 보면서 수치입력설정을 행할 수 있게 되어 정확하고 신속하게 수치입력설정을 행할 수 있다.
(3) 또 상기 (1)에 있어서 바람직하게는 상기 설정선택수단은 설정변환스위치를 가지며, 이 설정변환스위치가 조작되지 않을 때는 상기 제 1영역설정수단 및 제 2영역설정수단중 한쪽에 의한 설정을 가능하게 하고, 상기 설정전환스위치가 조작되면, 상기 제 1영역설정수단 및 제 2영역설정수단의 다른 쪽에 의한 설정을 가능하게 한다.
이로써 제 1영역설정수단 및 제 2영역설정수단의 한쪽의 스위치를 조작하면, 설정전환스위치를 조작하지 않아도 그 한쪽의 영역설정수단의 설정을 행할 수 있고, 설정전환스위치를 조작하면, 다른 쪽의 영역설정수단의 설정으로 전환되고, 설정의 전환을 최소의 스위치조작으로 합리적으로 행할 수 있다.
(4) 상기 (3)에 있어서, 바람직하게는 상기 설정선택수단은 상기 제 1영역설정수단의 다이렉트설정스위치가 조작되면, 상기 설정전환스위치의 조작상태에 관계없이 상기 제 1영역설정수단에 의한 설정을 가능하게 하고, 상기 설정전환스위치가 조작되면, 상기 제 2영역설정수단에 의한 설정을 가능하게 하는 것이다.
이로써 제 1영역설정수단의 다이렉트설정스위치를 조작하면, 설정전환스위치를 조작하지 않아도 다이렉트티치설정을 행할 수 있고, 다이렉트티치설정을 우선한 영역설정을 행할 수 있다.
(5) 또 상기 (4)에 있어서, 본 발명의 프론트제어장치는 표시수단과, 상기 설정전환스위치가 조작되지 않을 때는 상기 표시수단에 상기 프론트장치의 현재의 위치를 표시시키고, 상기 설정전환스위치가 조작되면, 상기 제 2영역설정수단의 수치입력스위치에 의하여 입력된 수치를 표시시키는 표시전환수단을 더 구비한다.
이로써 프론트제어중 및 다이렉트티치설정중은 표시수단에 프론트장치의 현재의 위치가 표시되고, 오퍼레이터는 그 위치를 표시수단에 의해 확인하면서 작업을 행할 수 있고, 수치입력설정중은 수치입력된 수치가 표시수단에 표시되고, 오퍼레이터는 표시수단에 표시된 수치를 보면서 설정을 행할 수 있다.
(6) 또 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 상기 제 2영역설정수단의 수치입력스위치는 어느 기준치로부터 수치를 증가시키는 제 1수치입력키와, 어느 기준치로부터 수치를 감소시키는 제 2수치입력키를 가진다.
이로써 오퍼레이터는 두 개의 키를 이용하여 수치입력설정을 자유롭게 행할 수 있다.
(7) 또한 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 상기 제 2영역설정수단은 상기 프론트장치가 도달하지 않는 위치의 값을 초기치로서 미리 설정하고 있고, 상기 수치입력스위치에 의하여 이 초기치를 기준으로 하여 수치를 변경하고, 상기 영역을 설정하는 것이다.
이로써 제 2영역설정수단에 의해 수치입력설정을 행할 때, 프론트장치가 도달하지 않는 위치의 값을 기준으로 하여 소망의 위치에 영역을 설정할 수 있다.
(8) 또 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 상기 제 2영역설정수단은 상기 다이렉트티치에 의하여 설정된 수치를 기준으로 하여 상기 수치입력스위치에 의하여 수치를 변경하고, 상기 영역을 설정하는 것이다.
이로써 흙속에 묻힌 배관을 지면상에서 차례로 굴삭하여 찾아내는 경우와 같은 작업에서는 어느 정도 제어없이 대강 굴삭하고, 어느 깊이에서 다이렉트티치에 의하여 설정된 위치를 기준으로 하여 수치입력에 의하여 조금씩 깊이를 설정하고, 조금씩 몇cm의 스텝으로 박피를 벗기는 것처럼 조심스럽게 굴삭할 수 있고, 목적 배관을 파손하지 않고 신속하게 굴삭하여 찾을 수 있다.
(9) 또한 상기 (1)에 있어서, 본 발명의 프론트제어장치는 바람직하게는 상기 프론트장치의 제어를 행할지의 여부를 선택하는 제어선택스위치와, 상기 제어선택스위치를 조작하여 프론트제어를 선택한 때는 그 때마다 설정영역의 초기치로서 상기 프론트장치가 도달하지 않는 위치의 값을 설정하는 초기설정수단을 더 구비한다.
이로써 프론트제어를 선택한 때는 최초는 항상 프론트장치가 도달하지 않는 위치가 설정되게 되고 프론트장치는 그것이 동작할 수 있는 범위에서 자유롭게 움직일 수 있고, 그 동작범위내에서 영역을 자유롭게 설정할 수 있다.
(10) 또 상기 제 2목적을 달성하기 위해서 본 발명은 상기 (1)의 건설기계의 프론트제어장치에 있어서, 상기 프론트장치가 상기 제 1영역설정수단 및 제 2영역설정수단중 어느 한쪽으로 설정된 영역내에서 움직이도록 상기 조작신호를 보정하고, 프론트장치의 동작을 제어하는 제어수단과, 일시해제스위치와, 상기 일시해제스위치가 눌러지면, 상기 제어수단에 의한 프론트장치의 제어를 일시적으로 해제하는 제어해제수단을 더 구비하는 것으로 한다.
이와같이 일시해제스위치를 설치하여 제어수단에 의한 프론트제어의 일시적 해제를 가능하게 함으로써 통상의 굴삭과 영역제한제어에 의한 굴삭을 간단하게 전환할 수 있고, 영역제한제어에 의한 굴삭이 편리한 홈굴삭과 통상의 굴삭이 편리한 관매설을 교대로 반복하여 행하는 흙속에 수도관 등을 매설하는 작업과 같이 통상의 굴삭과 영역제한제어에 의한 굴삭을 겸용하는 굴삭작업을 신속하고 원활하게 행할 수 있다.
(11) 상기 (10)에 있어서, 바람직하게는 상기 일시해제스위치는 상기 복수의 조작레버수단중 하나인 레버글립상에 설치되어 있다.
이와 같이 일시해제스위치를 조작레버수단의 레버글립상에 설치함으로써 통상의 굴삭과 영역제한제어에 의한 굴삭을 오퍼레이터는 조작레버로부터 손을 떼지 않고 신속하게 전환할 수 있다.
(12) 또 상기 (10)에 있어서, 바람직하게는 상기 다이렉트설정스위치 및 수치입력스위치는 운전실에 장비된 박스타입의 조작패널상에 설치되고, 상기 일시해제스위치는 상기 복수의 조작레버수단의 하나인 레버글립상에 설치되어 있다.
이로써 오퍼레이터는 작업개시전은 조작패널상의 다이렉트설정스위치 또는 수치입력스위치를 이용하여 굴삭영역을 설정할 수 있고, 작업중은 조작레버수단의 레버글립상에 설치된 일시해제스위치를 이용하여 통상의 굴삭과 영역제한제어에 의한 굴삭을 조작레버로부터 손을 떼지 않고 신속하게 전환할 수 있다.
(13) 상기 (12)에 있어서, 바람직하게는 상기 제 1영역설정수단은 상기 레버글립상에 설치되고, 상기 프론트장치가 움직일 수 있는 영역의 설정을 지시하는 또하나의 다이렉트설정스위치를 더 가진다.
이와 같이 조작레버수단의 레버글립상에 일시해제스위치만이 아니라 또하나의 다이렉트설정스위치를 설치함으로써 영역을 설정하는 경우도 오퍼레이터는 조작레버로부터 손을 떼지 않고, 신속하게 영역을 설정할 수 있고, 영역의 설정이 번거롭지 않다.
(14) 상기 (13)에 있어서, 바람직하게는 상기 레버글립상에 설치되는 일시해제스위치와 다이렉트설정스위치는 표면의 형상이 서로 다르다.
이로써 영역설정스위치와 일시해제스위치가 동일조작레버에 설치되어 있어도 오퍼레이터는 스위치를 보지 않아도 스위치에 닿는 것만으로 그 스위치의 역할을 알 수 있기 때문에 작업을 신속하고 원활하게 행할 수 있다.
(15) 상기 (11) 또는 (12)에 있어서, 바람직하게는 상기 일시해제스위치가 설치되는 조작레버수단은 유압셔블의 부움용 조작레버수단이다.
이와 같이 일시해제스위치를 프론트장치의 상하방향의 움직임을 지배하는 부움의 조작레버수단의 조작레버에 설치함으로써 조작레버를 조작하여 부움을 움직이면서 같은 손으로 일시해제스위치를 눌러 통상의 굴삭과 영역제한제어에 의한 굴삭을 전환할 수 있기 때문에 굴삭작업을 용이하게 행할 수 있다. 또 이 조작레버수단의 조작레버에 다이렉트설정스위치를 설치한 경우는 조작레버를 조작하여 부움을 움직이면서 같은 손으로 영역을 설정할 수 있기 때문에 영역을 설정하는 높이조절을 용이하게 행할 수 있고, 미묘한 설정을 용이하게 행할 수 있다.
(16) 상기 (10)에 있어서, 바람직하게는 상기 제어해제수단은 상기 일시해제스위치가 눌러지면, 상기 제어수단에 의한 조작신호의 보정을 중단하는 수단이다.
이와 같이 조작신호의 보정을 중단함으로써 프론트장치의 제어가 일시적으로 해제된다.
(17) 상기 (10)에 있어서, 상기 제어해제수단은 상기 일시해제스위치가 눌러지면, 상기 영역의 경계 설정을 상기 프론트장치가 도달할 수 없는 위치로 일시적으로 변경하는 수단이어도 된다.
이와 같이 영역경계의 설정을 일시적으로 변경함으로써 그 동안 프론트장치의 제어가 실질적으로 무효가 되어 프론트장치의 제어가 일시적으로 해제된다.
(18) 또 상기 제 1목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상하방향으로 회동가능한 복수의 프론트부재에 의하여 구성되는 다관절형의 프론트장치를 미리 설정된 영역내에서 움직이도록 제어하는 프론트제어에서의 영역설정방법에 있어서, 상기 프론트장치를 기준으로 하는 위치로 이동하고, 그 위치를 다이렉트티치에 의하여 기억하고, 이어서 수치입력에 의하여 그 위치를 기준으로 하여 깊이를 설정하고, 그 결과, 얻어진 수치로 상기 프론트장치가 움직일 수 있는 영역을 설정하는 것이다.
이로써 상기 (8)과 같이 흙속에 묻힌 배관을 지면상에서 차례로 굴삭하여 찾아내는 경우의 작업에서는 목적하는 배관을 신속하게 굴삭하여 찾아낼 수 있다.
(19) 또 상기 제 1목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상하방향으로 회동가능한 복수의 프론트부재에 의하여 구성되는 다관절형의 프론트장치와, 상기 복수의 프론트부재를 구동하는 복수의 유압액츄에이터와, 복수의 조작수단으로부터의 조작신호에 의하여 구동되고, 상기 복수의 유압액츄에이터에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 복수의 유압제어밸브를 가지는 건설기계에 구비되고, 상기 프론트장치를 미리 설정된 영역내에서 움직이도록 제어하는 건설기계의 프론트제어장치의 조작패널에 있어서, 다이렉트티치에 의하여 상기 프론트장치가 움직일 수 있는 영역의 설정을 지시하는 다이렉트설정스위치와, 수치입력에 의하여 상기 프론트장치가 움직일 수 있는 영역의 설정을 지시하는 수치입력스위치와, 상기 다이렉트설정스위치에 의한 설정의 지시와 상기 수치입력에 의한 설정의 지시중 어느 하나를 유효화하는 설정전환스위치를 구비하는 것으로 한다.
이로써 상기 (1)에 설명한 바와 같이 여러 작업현장에 있어서, 최적의 영역설정수단을 선택하고, 각종 작업에 적절하고 신속하게 대응할 수 있다.
(20) 상기 (19)에 있어서, 조작패널은 바람직하게는 상기 수치입력스위치에 의하여 입력된 수치를 표시하는 표시수단을 더 구비한다.
이로써 오퍼레이터는 표시수단에 표시된 수치를 보면서 정확하게 수치입력에 의한 설정을 행할 수 있다.
(21) 또 상기 (19)에 있어서, 조작패널은 바람직하게는 상기 설정전환스위치가 조작되지 않을 때는 상기 프론트장치의 현재의 위치를 표시하고, 상기 설정전환스위치가 조작되면, 상기 수치입력스위치에 의하여 입력된 수치를 표시하는 표시수단을 더 구비한다.
이로써 오퍼레이터는 표시수단에 의하여 프론트장치의 위치정보도 얻을 수 있다.
(22) 또 상기 (19)에 있어서, 바람직하게는 상기 수치입력스위치는 어느 기준치로부터 수치를 증가시키는 제 1수치입력키와 어느 기준치로부터 수치를 감소시키는 제 2수치입력키를 가진다.
(23) 또 상기 (19)에 있어서, 조작패널은 바람직하게는 상기 프론트장치의 제어를 행할지의 여부를 선택하는 제어선택스위치를 더 구비하고, 상기 제어선택스위치에 의하여 프론트장치의 제어를 행하는 것을 선택하면, 상기 다이렉트설정스위치 및 수치입력스위치에 의한 설정의 지시가 가능하게 된다.
(실시예)
이하 본 발명을 유압셔블의 영역제한 굴삭제어장치에 적용한 경우의 실시예를 도면을 이용하여 설명한다.
먼저 본 발명의 제 1실시예를 도 1 내지 도 10을 이용하여 설명한다.
도 1에 있어서, 본 발명이 적용되는 유압셔블은 유압펌프(2)와, 이 유압펌프 (2)로부터의 압유에 의하여 구동되는 부움실린더(3a), 아암실린더(3b), 버킷실린더 (3c), 선회모터(3d) 및 좌우의 주행모터(3e, 3f)를 포함하는 복수의 유압액츄에이터와, 이들 유압액츄에이터(3a ~ 3f)의 각각에 대응하여 설치된 복수의 조작레버장치(4a ~ 4f)와, 유압펌프(2)와 복수의 유압액츄에이터(3a ~ 3f)간에 접속되고, 조작레버장치(4a ~ 4f)의 조작신호에 의하여 제어되고, 유압액츄에이터(3a ~ 3f)에 공급되는 압유의 유량을 제어하는 복수의 유량제어밸브(5a ~ 5f)와, 유압펌프(2)와 유량제어밸브(5a ~ 5f)간의 압력이 설정치 이상이 된 경우에 개방하는 릴리프밸브 (6)를 가지며, 이들은 유압셔블의 피구동부재를 구동하는 유압구동장치를 구성하고 있다.
유압셔블은 도 2에 나타낸 바와 같이 수직방향으로 각각 회동하는 부움(1a), 아암(1b) 및 버킷(1c)으로 이루어지는 다관절형의 프론트장치(1A)와, 상부선회체 (1d) 및 하부주행체(1e)로 이루어지는 차체(1B)로 구성되고, 프론트장치(1A)의 부움(1a)의 기단은 상부선회체(1d)의 앞부에 지지되어 있다. 부움(1a), 아암(1b), 버킷(1c), 상부선회체(1d) 및 하부주행체(1e)는 각각 부움실린더(3a), 아암실린더 (3b), 버킷실린더(3c), 선회모터(3d) 및 좌우의 주행모터(3e, 3f)에 의하여 각각 구동되는 피구동부재를 구성하고, 그들의 동작은 상기 조작레버장치(4a ~ 4f)에 의하여 지시된다.
또 조작레버장치(4a ~ 4f)는 유압파일롯방식이고, 각각 오퍼레이터에 의하여 조작되는 조작레버(40a ~ 40f)의 조작량과 조작방향에 따른 파일롯압을 파일롯라인 (44a ~ 49b)을 개재하여 대응하는 유량제어밸브(5a ~ 5f)의 유압구동부(50a ~ 55b)에 공급하고, 이들 유량제어밸브를 구동한다.
이상과 같은 유압셔블에 본 실시예에 의한 영역제한굴삭제어장치가 설치되어 있다. 이 제어장치는 미리 작업에 따라 프론트장치의 소정 부위, 예를 들어 버킷 (1c)의 선단이 움직일 수 있는 굴삭영역의 설정을 지시하는 설정기(7)와, 부움 (1a), 아암(1b)및 버킷(1c)의 각각의 회동지지점에 설치되고, 프론트장치(1A)의 위치와 자세에 관한 상태량으로서 각각의 회동각을 검출하는 각도검출기(8a, 8b, 8c)과, 차체(1B)의 전후방향의 경사각을 검출하는 경사각 검출기(8d)와, 아암용 조작레버장치(4b)의 파일롯라인(45a, 45b)에 설치되고, 조작레버장치(4b)의 조작량으로서 파일롯압을 검출하는 압력검출기(61a, 61b)와 1차포트측이 파일롯펌프(43)에 접속되어 전기신호에 따라 파일롯펌프(43)로부터의 파일롯압을 감압하여 출력하는 비례전자밸브(10a)와 부움용 조작레버장치(4a)의 파일롯라인(44a)과 비례전자밸브 (10a)의 2차포트측에 접속되고, 파일롯라인(44a)내의 파일롯압과 비례전자밸브 (10a)로부터 출력되는 제어압의 고압측을 선택하고, 유량제어밸브(5a)의 유압구동부(50a)로 유도하는 셔틀밸브(12)와, 부움용 조작레버장치(4a)의 파일롯라인(44b)에 설치되고, 전기신호에 따라 파일롯라인(44b)내의 파일롯압을 감압하여 출력하는 비례전자밸브(10b)와, 설정기(7)의 설정신호, 각도검출기(8a, 8b, 8c)와 경사각 검출기(8d)의 검출신호, 압력검출기(61a, 61b)의 검출신호를 입력하고, 버킷(1c)의 선단이 움직일 수 있는 굴삭영역을 설정함과 동시에 영역을 제한한 굴삭제어를 행하기 위한 조작신호의 보정을 행하는 전기신호를 비례전자밸브(10a, 10b)에 출력하는 제어유닛(9)으로 구성되어 있다.
설정기(7)는 설정신호를 제어유닛(9)에 출력하여 굴삭제한영역의 설정을 지시하는 것으로 도 3에 나타낸 바와 같이 다이렉트티치설정을 행하기 위한 다이렉트설정스위치(7a)와, 수치입력설정을 행하기 위한 업키(7b1) 및 다운키(7b2)로 이루어지는 수치입력스위치(7b)와, 설정방식을 다이렉트티치설정으로부터 수치입력설정으로 전환할 때에 눌러지는 설정전환스위치(7c1)와, 설정전환스위치(7c1)가 눌러지면 점등하는 LED(7c2)와, 영역제한 굴삭제어를 행할 때 눌러지는 영역제한스위치 (7d1)와, 영역제한스위치(7d1)가 눌러지면 점등하는 LED(7d2)와, 설정전환스위치 (7c1)가 눌러져 있지 않을 때는 프론트장치(1A)의 버킷과의 선단위치를 수치로 표시하고, 설정전환스위치(7c1)가 눌러지면, 수치입력에 의하여 설정된 수치를 표시하는 액정 등의 표시화면(7e)을 구비하고 있다.
또 설정기(7)는 예를 들어 박스타입의 조작패널로 이루어지는 것이며, 운전실 내의 운전석 앞쪽에 표준으로 설치되는 조작패널의 위쪽에 있고 오퍼레이터의 시야를 가리지 않는 위치, 예를 들어 운전실의 앞쪽 코너부에 설치되어 있다.
제어유닛(9)의 제어기능을 도 4에 나타낸다. 제어유닛(9)은 프론트자세연산부(9a), 영역설정연산부(9b), 버킷선단속도의 제한치연산부(9c), 아암실린더속도연산부(9d), 아암에 의한 버킷선단속도연산부(9e), 부움에 의한 버킷선단속도의 제한치연산부(9f), 부움실린더속도의 제한치연산부(9g), 부움파일롯압의 제한치연산부 (9h), 영역제한제어의 전환연산부(9r), 부움용 밸브지령연산부(9i), 표시전환 제어연산부(9s)의 각 기능을 가지고 있다.
프론트자세연산부(9a)에서는 각도검출기(8a ~ 8c)및 경사각 검출기(8d)로 검출한 부움, 아암, 버킷의 회동각 및 차체(1B)전후의 경사각에 의거하여 프론트장치 (1A)의 위치와 자세를 연산한다. 그 일예를 도 5에 의하여 설명한다. 이 예는 프론트장치(1A)의 버킷포올끝(선단)(P1)의 위치를 계산하는 경우의 것이고, 설명의 간략화를 위해 경사각 검출기(8d)의 검출치는 생략한다.
도 5에 있어서, 제어유닛(9)의 기억장치에는 프론트장치(1A) 및 차체(1B)의 각부의 치수가 기억되어 있고, 프론트자세 연산부(9a)에서는 이들 데이터와, 각도검출기(8a, 8b, 8c)로 검출한 회동각(α,β,γ)의 각각의 값을 이용하여 버킷선단 (P1)의 위치를 계산한다. 이때 P1의 위치는 예를 들어 부움(1a)의 회동지지점을 원점으로 한 XY좌표계의 좌표치(X, Y)로서 구한다. XY좌표계는 본체(1B)에 고정한 수직면내에 있는 직행좌표계이다. 부움(1a)의 회동지지점과 아암(1b)의 회동지지점과의 거리를 L1, 아암(1b)의 회동지지점과 버킷(1c)의 회동지지점의 거리를 L2, 버킷(1c)의 회동지지점과 버킷(1c)의 선단과의 거리를 L3라 하면, 회동각(α,β,γ)으로부터 XY좌표계의 좌표치(X, Y)는 하기식으로 구한다.
X=L1sinα+ L2sin(α+β) + L3sin(α+β+γ)
Y=L1cosα+ L2cos(α+β) + L3cos(α+β+γ)
영역설정 연산부(9b)에서는 설정기(7)로부터의 지시로 다이렉트설정스위치 (7a)를 이용한 다이렉트티치설정 또는 수치입력스위치(7b)를 이용한 수치입력설정중 어느 하나에 의하여 버킷(1c)의 선단이 움직일 수 있는 굴삭영역의 설정연산을 행한다. 그 일예를 도 5 및 도 6을 이용하여 설명한다. 이 예는 굴삭영역의 경계 (L)를 깊이(h1)의 X축과 평행한 직선으로서 설정하는 경우의 것이다.
도 6에 있어서, 본 실시예의 영역제한 굴삭제어는 먼저, 영역제한스위치 (7d1)를 온으로 함(누름)으로써 개시되고(스텝 100), 영역제한 스위치(7d1)가 온으로 되면, LED(7d2)를 점등한 후(스텝 110), 굴삭영역의 경계(L)(깊이(h1))의 초기치로서 버킷이 도달하지 않을 정도의 깊은 위치의 값을 설정한다(스텝 120). 이로써 영역제한스위치(7d1)를 온으로 한 상태에서는 프론트장치(1A)가 그것이 동작할 수 있는 범위에서 자유롭게 움직일 수 있고, 그 동작범위내에서 굴삭영역을 자유롭게 설정할 수 있게 된다. 여기서는 일예로서 굴삭영역의 경계(L)의 초기치는 Y=-20m로 하여둔다.
다음에 다이렉트설정스위치(7a), 수치입력스위치(7b), 설정전환스위치(7c1)의 조작의 조합에 의하여 이하와 같이 굴삭영역의 경계(L)를 설정한다.
(a) 다이렉트티치설정
오퍼레이터의 조작으로 버킷(1c)의 선단점(P1)을 목적위치로 움직하게 한 후, 다이렉트설정스위치(7a)를 누른다. 영역설정연산부(9b)는 다이렉트설정스위치 (7a)가 눌러지면, 항상 그때의 프론트자세연산부(9a)에서 계산된 버킷선단(P1)의 Y좌표치의 값, Y=Y1, Y2, Y4를 이용하여
설정치=Y좌표치(Y1)(스텝 140)
설정치=Y좌표치(Y2)(스텝 160)
설정치=Y좌표치(Y4)(스텝 220)
으로 굴삭영역의 경계(L)를 설정한다(ⓛ스텝 130→140→150→240→130→240; ②스텝 130→140→150→160→240→130→240: ③스텝 130→190→200 또는 210→220→240→130→240).
(b) 수치입력설정
설정전환스위치(7c1)를 눌러 수치입력설정을 선택한 경우, 그후, 다이렉트티치설정을 한 번도 행하지 않은 경우는 수치입력스위치(7b)의 업키(7b1) 및 다운키 (7b2)를 조작하면, 상기의 초기치Y=-20m를 기준으로 하고, 이 수치에 업다운키 (7b1, 7b2)에 의한 변경량(dY3, dY4)을 가산하고,
설정치=-20+dY3(스텝 200)
설정치=-20+dY4(스텝 230)
으로 굴삭영역의 경계(L)를 설정한다(ⓛ스텝 130→190→200→210→240→130→240; ②스텝 130→190→200 또는 210→230→240→130→240).
(c) 다이렉트티치설정→수치입력설정
일단 다이렉트티치설정을 한 후, 설정전환스위치(7c1)를 눌러 수치입력설정을 선택하고, 수치입력키(7b)의 업키(7b1) 및 다운키(7d2)를 조작한 경우는 다이렉트티치의 설정치(Y1)를 기준으로 하여 이 수치에 업다운키(7b1, 7b2)에 의한 변경량(dY2)을 가산하고,
설정치=Y1+dY2(스텝 180)
으로 굴삭영역의 경계(L)를 설정한다(스텝 130→140→150→170→180→240→ 130→240).
또 일단, 이와 같이 Y1+dY2를 설정하여도 상기(a)와 같이 다이렉트설정스위치 (7a)가 눌러지면, 다이렉트티치설정이 우선하고, 이후, 설정전환스위치(7c1)를 눌러 업다운키(7b1, 7b2)의 조작으로 수치를 입력하면, 새로운 다이렉트티치의 설정치(Y1)를 기준으로 하여
설정치=Y1+dY2(스텝 180)
의 계산이 행하여지고, 굴삭영역의 경계(L)를 설정한다(스텝 130→140→150→170→180→240→130→140→150→170→180→240→130→240).
여기서 다이렉트티치설정으로서 도 5에 나타낸 바와 같이 버킷의 선단을 지면상에 두고, 이 지면의 위치를 설정한 경우는 다운키(7b2)에 의하여 입력되는 변경량(dY2)은 깊이(h1)이고, 오퍼레이터는 결과로서 깊이(h1)를 수치입력하게 된다.
이상의 (b)및 (c)에 있어서, 업다운키(7b1, 7b2)를 조작하여 설정되는 변경량은 그 입력치가 특히 규정되는 것은 아니나, 프론트장치(1A)가 도달할 수 없는 위치의 값을 설정하여도 실제로는 의미가 없다. 따라서 업다운키(7b1, 7b2)를 조작하여 설정되는 변경량은 프론트장치(1A)가 도달할 수 있는 범위내의 값으로 규정한다. 여기서는 일예로서 ±20m까지로 하고, 그것이상의 값은 입력할 수 없는 것으로 한다.
본 실시예의 영역제한 굴삭제어를 종료하는 경우는 영역제한스위치(7d1)를 다시한번 누르면 해당 스위치가 오프하고(스텝 240), 안전을 위해 다시 굴삭영역의 경계(L)의 설정치를 초기치인 Y=-20m로 리세트하고(스텝 250), LED(7d2)를 소등한 후(스텝 260), 제어를 종료한다(스텝 270).
그리고 영역설정연산부(9b)에서는 이상과 같이 굴삭영역의 경계(L)를 설정한 후, 설정한 굴삭영역의 경계(L)의 직선식을 세워 해당 직선상에 원점을 가지고 해당 직선을 일축으로 하는 직교좌표계(XaYa)좌표계를 세워 XY좌표계로부터 XaYa좌표계로의 변환데이터를 구한다.
버킷선단속도의 제한치연산부(9c)에서는 버킷선단의 경계(L)로부터의 거리 (D)에 의거하여 버킷선단속도의 경계(L)에 수직인 성분의 제한치(a)를 계산한다. 이것은 제어유닛(9)의 기억장치에 도 7에 나타낸 바와 같은 관계를 기억하여 두고, 이 관계를 판독하여 행한다.
도 7에 있어서, 횡축은 버킷선단의 경계(L)로부터의 거리(D)를 나타내고, 종축은 버킷선단속도의 경계(L)에 수직인 성분의 제한치(a)를 나타내고, 횡축의 거리 (D) 및 종축의 속도제한치(a)는 XaYa좌표계와 동일하게 각각 설정영역밖으로부터 설정영역안으로 향하는 방향을 (+)방향으로 하고 있다. 이 거리(D)와 제한치(a)의 관계는 버킷선단이 설정영역내에 있을 때에는 그 거리(D)에 비례한 (-)방향의 속도를 버킷선단속도의 경계(L)에 수직인 성분의 제한치(a)로 하고, 버킷선단이 영역외에 있을 때에는 그 거리(D)에 비례한 (+)방향의 속도를 버킷선단속도의 경계(L)에 수직인 성분의 제한치(a)로 하도록 정해져 있다. 따라서 설정영역내에서는 버킷선단속도의 경계(L)에 수직인 성분이 (-)방향에서 제한치를 넘어선 경우에만 감속되고, 설정영역외에서는 버킷선단이 (+)방향으로 증속되게 된다.
아암실린더속도연산부(9d)에서는 압력검출기(61a, 61b)로 검출한 유량제어밸브(5b)에 대한 지령치(파일롯압)와, 아암의 유량제어밸브(5b)의 유량특성에 의하여 아암실린더속도를 추정한다.
아암에 의한 버킷선단속도연산부(9e)에서는 아암실린더속도와 프론트자세연산부(9a)에서 구한 프론트장치(1A)의 위치와 자세에 의하여 아암에 의한 버킷선단속도(b)를 연산한다.
부움에 의한 버킷선단속도의 제한치연산부(9f)에서는 연산부(9e)에서 구한 아암에 의한 버킷선단속도(b)를 영역설정연산부(9b)에서 구한 변환데이터를 이용하여 XY좌표계로부터 XaYa좌표계로 변환하고, 아암에 의한 버킷선단속도(bx, by)를 연산하고, 연산부(9c)에서 구한 버킷선단속도의 경계(L)에 수직인 성분의 제한치 (a)와 그 아암에 의한 버킷선단속도의 경계(L)에 수직인 성분(by)에 의하여 부움에 의한 버킷선단속도의 경계(L)에 수직인 성분의 제한치(c)를 연산한다. 이것을 도 8을 이용하여 설명한다.
도 8에 있어서, 버킷선단속도의 제한치연산부(9c)에서 구해지는 버킷선단속도의 경계(L)에 수직인 성분의 제한치(a)와 아암에 의한 버킷선단속도연산부(9e)에서 구해지는 아암에 의한 버킷선단속도(b)의 경계(L)에 수직인 성분(by)의 차 (a-by)가 부움에 의한 버킷선단속도의 경계(L)에 수직인 성분의 제한치(c)이고, 부움에 의한 버킷선단속도의 제한치연산부(9f)에서는 c=a-by의 식에서 제한치(c)를 계산한다.
제한치(c)의 의미에 관하여 버킷선단이 설정영역내에 있는 경우, 경계상에 있는 경우, 설정영역외에 있는 경우로 나누어 설명한다.
버킷선단이 설정영역내의 경우에는 버킷선단속도는 버킷선단의 경계(L)로 부터의 거리(D)에 비례하여 버킷선단속도의 경계(L)에 수직인 성분의 제한치(a)에 제한되고, 이로써 부움에 의한 버킷선단속도의 경계(L)에 수직인 성분은 c(=a-by)에 제한된다. 즉 버킷선단속도(b)의 경계(L)에 수직인 성분(by)이 c를 넘어선 경우에는 부움은 c로 감속된다.
버킷선단이 설정영역의 경계(L)상에 있는 경우에는 버킷선단속도의 경계(L)에 수직인 성분의 제한치(a)는 0이 되고, 설정영역외로 향하는 아암에 의한 버킷선단속도(b)는 속도(c)의 부움올림에 의한 보정동작에 의하여 취소되고, 버킷선단속도의 경계(L)에 수직인 성분(by)도 0이 된다.
버킷선단이 영역외인 경우에는 버킷선단속도의 경계(L)에 수직인 성분은 버킷선단의 경계(L)로부터의 거리(D)에 비례한 상향속도(a)로 제한됨으로서 항상 설정영역내로 복원하도록 속도(c)의 부움올림에 의한 보정동작이 행하여진다.
부움실린더속도의 제한치연산부(9g)에서는 부움에 의한 버킷선단속도의 경계 (L)에 수직인 성분의 제한치(c)와 프론트장치(1A)의 위치와 자세에 의거하여 상기 변환데이터를 이용한 좌표변환에 의하여 부움실린더속도의 제한치를 연산한다.
부움파일롯압의 제한연산부(9h)에서는 부움의 유량제어밸브(5a)의 유량특성에 의거하여 연산부(9g)에서 구한 부움실린더속도의 제한치에 대응하는 부움파일롯압의 제한치를 구한다.
영역제한제어의 전환연산부(9r)에서는 영역제한스위치(7d1)가 온이고(눌러져 있고) 영역제한 굴삭제어가 선택되어 있는 경우는 부움파일롯압의 제한치로서 연산부(9h)에서 계산한 값을 그대로 출력하고, 영역제한스위치(7d1)가 오프(눌러져 있지 않음)이고 영역제한 굴삭제어가 선택되어 있지 않은 경우는 부움파일롯압의 제한치로서 최대치를 출력한다.
부움용 밸브지령연산부(9i)에서는 연산부(9r)로부터의 파일롯압의 제한치를 입력하고, 이 값이 + 인 경우에는 부움올림측의 비례전자밸브(10a)에 제한치에 대응하는 전압을 출력하고, 유량제어밸브(5a)의 유압구동부(50a)의 파일롯압을 해당 제한치로 하고, 부움내림측의 비례전자밸브(10b)에 0의 전압을 출력하여 유량제어밸브(5a)의 유압구동부(50b)의 파일롯압을 0으로 한다. 또 제한치가 - 인 경우에는 부움내림측의 유량제어밸브의 유압구동부(50b)의 파일롯압을 제한하도록 제한치에 대응하는 전압을 비례전자밸브(10b)에 출력하고, 부움올림측의 비례전자밸브 (10a)에는 0의 전압을 출력하여 유량제어밸브(5a)의 유압구동부(50a)의 파일롯압을 0으로 한다.
표시전환연산부(9s)에서는 설정전환스위치(7c1)가 오프이고(눌러져 있지 않고), 수치입력설정이 선택되어 있지 않은 경우는 프론트자세연산부(9a)에서 계산된 버킷의 선단(P1)의 위치를 수치로 표시하고, 설정전환스위치(7c1)가 온이고(눌러져 있고), 수치입력설정이 선택되어 있는 경우는 수치입력설정에 의하여 설정되어 있는 위치를 수치로 표시한다.
이상과 같이 구성한 본 실시예에 있어서, 영역제한스위치(7d1)를 온으로 하고, 영역제한 굴삭제어를 행하는 경우의 동작을 설명한다. 작업예로서 버킷선단의 위치결정을 행하고자 하여 부움용 조작레버장치(4a)의 조작레버를 부움내림방향으로 조작하여 부움을 내리는 경우(부움내림동작)와, 바로앞 방향으로 굴삭하고자 하여 아암용 조작레버장치(4b)의 조작레버를 아암클라우드방향으로 조작하여 아암클라우드하는 경우(아암클라우드조작)에 관하여 설명한다.
버킷선단의 위치결정을 행하고자 하여 부움용 조작레버장치(4a)의 조작레버를 부움내림방향으로 조작하면, 그 조작레버장치(4a)의 지령치인 파일롯압이 파일롯라인(44b)을 개재하여 유량제어밸브(5a)의 부움내림측 유압구동부(50b)에 부여된다. 한편, 이것과 동시에 연산부(9c)에서는 도 7에 나타낸 관계로부터 버킷선단과 설정영역의 경계(L)로부터의 거리(D)에 비례한 버킷선단속도의 제한치a(＜0)가 계산되고, 연산부(9f)에서는 부움에 의한 버킷선단속도의 제한치c=a(＜0)가 계산되어 부움파일롯압의 제한치연산부(9h)에서는 제한치(c)에 따른 - 부움지령의 제한치가 계산되고, 밸브지령연산부(9i)에서는 부움내림측의 유량제어밸브의 유압구동부 (50b)의 파일롯압을 제한하도록 제한치에 대응하는 전압을 비례전자밸브(10b)에 출력하고, 부움올림측의 비례전자밸브(10a)에는 0의 전압을 출력하여 유량제어밸브 (5a)의 유압구동부(50a)의 파일롯압을 0으로 한다. 이때 버킷선단이 설정영역의 경계(L)로부터 멀 때는 연산부(9h)에서 구한 부움파일롯압의 제한치의 절대치는 크고, 이것보다 조작레버장치(4a)의 파일롯압쪽이 작기 때문에 비례전자밸브(10b)는 조작레버장치(4a)의 파일롯압을 그대로 출력하고, 이에 따라 조작레버장치(4a)의 파일롯압에 따라 부움이 내려간다.
상기와 같이 부움이 내려가고, 버킷선단이 설정영역의 경계(L)에 근접함에 따라 연산부(9f)에서 계산되는 부움에 의한 버킷선단속도의 제한치c=a(＜0)는 커지고(｜a｜또는 ｜c｜는 작아지고), 연산부(9h)에서 구한 대응하는 부움지령의 제한치(＜0)의 절대치는 작아진다. 그리고 이 제한치의 절대치가 조작레버장치(4a)의 지령치보다도 작아져 밸브지령연산부(9i)로부터 비례전자밸브(10b)에 출력되는 전압이 그것에 따라 작아지면, 비례전자밸브(10b)는 조작레버장치(4a)의 파일롯압을 감압하여 출력하고, 유량제어밸브(5a)의 부움내림측의 유압구동부(50b)에 주어지는 파일롯압을 제한치(c)에 따라 서서히 제한한다. 이로써 설정영역의 경계(L)에 근접함에 따라 부움내림속도가 서서히 제한되고, 버킷선단이 설정영역의 경계(L)에 도달하면, 부움은 정지한다. 따라서 버킷선단의 위치결정을 간단하고 원활하게 할 수 있다.
또 버킷선단이 설정영역의 경계(L)에서 불거져 나온 경우는 연산부(9c)에서는 도 7에 나타낸 관계로부터 버킷선단과 설정영역의 경계(L)로부터의 거리(D)에 비례한 버킷선단속도의 제한치a(=c)가 + 의 값으로서 계산되고, 밸브지령연산부 (9i)에서는 제한치(c)에 따른 전압을 비례전자밸브(10a)에 출력하고, 부움올림측의 유량제어밸브(5a)의 유압구동부(50a)에 제한치(a)에 따른 파일롯압을 전달한다. 이로써 부움은 거리(D)에 비례한 속도로 영역내로 복원하도록 올림방향으로 움직이게 되고, 버킷선단이 설정영역의 경계(L)까지 되돌아오면 정지한다. 따라서 버킷선단의 위치결정을 더욱 원활하게 행할 수 있다.
또 바로 앞방향으로 굴삭하고자 하여 아암용 조작레버장치(4b)의 조작레버를 아암클라우드방향으로 조작하면 그 조작레버장치(4b)의 지령치인 파일롯압이 유량제어밸브(5b)의 아암클라우드측의 유압구동부(51a)에 주어지고, 아암은 바로앞 방향으로 내리도록 움직이게 된다. 한편, 이것과 동시에 조작레버장치(4b)의 파일롯압이 압력검출기(61a)로 검출되고, 연산부(9d)에 입력되어 아암실린더속도가 계산되고, 연산부(9e)에서 아암에 의한 버킷선단속도(b)가 연산된다. 또 연산부(9c)에서는 도 7에 나타낸 관계로부터 버킷선단과 설정영역의 경계(L)로부터의 거리(D)에 비례한 버킷선단속도의 제한치a(＜0)가 계산되고, 연산부(9f)에서는 부움에 의한 버킷선단속도의 제한치c=a-by가 계산된다. 이때 버킷선단이 설정영역의 경계(L)로부터 멀게 a＜by(｜a｜＞｜by｜)일 때는 제한치(c)는 -의 값으로서 계산되고, 밸브지령연산부(9i)에서는 부움내림측의 유량제어밸브의 유압구동부(50b)의 파일롯압을 제한하도록 제한치에 대응하는 전압을 비례전자밸브(10b)로 출력하고, 부움올림측의 비례전자밸브(10a)에는 0의 전압을 출력하여 유량제어밸브(5a)의 유압구동부 (50a)의 파일롯압을 0으로 한다. 이 때 조작레버장치(4a)는 조작되고 있지 않기 때문에 유량제어밸브(5a)의 유압구동부(50b)에는 파일롯압은 출력되지 않는다. 이로서 조작레버장치(4b)의 파일롯압에 따라 아암이 바로 앞방향으로 움직이게 된다.
상기와 같이 아암이 바로 앞방향으로 움직이게 되고, 버킷선단이 설정영역의 경계(L)에 근접함에 따라 연산부(9c)에서 계산되는 버킷선단속도의 제한치(a)는 커지고(｜a｜는 작아지고), 이 제한치(a)가 연산부(9e)에서 계산되는 아암에 의한 버킷선단속도(b)의 경계(L)에 수직인 성분(by)보다도 커지면 연산부(9f)에서 계산되는 부움에 의한 버킷선단속도의 제한치c=a-by는 + 의 값이 되고, 밸브지령연산부 (9i)에서는 부움올림측의 비례전자밸브(10a)에 제한치에 대응하는 전압을 출력하고, 유량제어밸브(5a)의 유압구동부(50a)의 파일롯압을 해당 제한치로 하고, 부움내림측의 비례전자밸브(10b)에 0의 전압을 출력하여 유량제어밸브(5a)의 유압구동부(50b)의 파일롯압을 0으로 한다. 이로써 버킷선단속도의 경계(L)에 수직인 성분이 버킷선단과 경계(L)로 부터의 거리(D)에 비례하여 서서히 제한되도록 부움올림에 의한 보정동작이 행하여지고, 아암에 의한 버킷선단속도가 보정되어 있지 않은 경계(L)에 평행한 성분(bx)과 이 제한치(c)에 의한 보정된 속도에 의하여 도 9에 나타낸 바와 같은 방향변환제어가 행하여지고, 설정영역의 경계(L)를 따른 굴삭을 행할 수 있다.
또 버킷선단이 설정영역의 경계에서 불거져 나온 경우는 연산부(9c)에서는 도 7에 나타낸 관계로부터 버킷선단과 설정영역의 경계(L)로부터의 거리(D)에 비례한 버킷선단속도의 제한치(a)가 + 값으로서 계산되고, 연산부(9f)에서 계산되는 부움에 의한 버킷선단속도의 제한치c=a-by(＞0)는 제한치(a)에 비례하여 커지고, 밸브지령연산부(9i)로부터 부움올림측의 비례전자밸브(10a)에 출력되는 전압은 제한치(c)를 따라 증대한다. 이로써 설정영역외에서는 거리(D)에 비례한 버킷선단속도로 영역내로 복원하도록 부움올림에 의한 보정동작이 행하여지고, 아암에 의한 버킷선단속도가 보정되어 있지 않은 경계(L)에 평행한 성분(bx)과 이 제한치(c)에 의하여 보정된 속도에 의하여 도 10에 나타낸 바와 같이 설정영역의 경계(L)를 따라 서서히 리턴하면서 굴삭을 행할 수 있다. 따라서 아암을 클라우드하는 것만으로 원활하게 설정영역의 경계(L)를 따른 굴삭을 행할 수 있다.
이상과 같이 본 실시예에 의하면, 버킷선단이 설정영역내에 있는 경우는 버킷선단속도의 설정영역의 경계(L)에 수직인 성분은 버킷선단의 경계(L)로부터의 거리(D)에 비례하여 제한치(a)에 의하여 제한되기 때문에 부움내림동작에서는 버킷선단의 위치결정을 간단하고 원활하게 행할 수 있고, 아암클라우드조작에서는 설정영역의 경계를 따라 버킷선단을 움직일 수 있고, 영역을 제한한 굴삭을 능률좋고 원활하게 행할 수 있다.
또 버킷선단이 설정영역외에서는 버킷선단의 경계(L)로부터의 거리(D)에 비례하여 제한치(a)에 의하여 프론트장치가 설정영역으로 리턴하도록 제어되기 때문에 프론트장치를 빠르게 움직였을 때에도 설정영역의 경계를 따라 프론트장치를 움직일 수 있고, 영역을 제한한 굴삭을 정확하게 행할 수 있다.
또 이때 상기와 같이 미리 방향변환제어로 감속되어 있기 때문에 설정영역 밖으로의 침입량은 적어지고, 설정영역으로 리턴할 때의 쇼크는 대폭 완화된다. 따라서 프론트장치를 빠르게 움직였을 때에도 영역을 제한한 굴삭을 원활하게 행할 수 있고, 영역을 제한한 굴삭을 원활하게 행할 수 있다.
또 본 실시예에서는 영역제한 굴삭제어의 굴삭영역을 설정하는 수단으로서 다이렉트티치설정과 수치입력설정의 양쪽의 영역설정수단을 구비하고 있기 때문에 여러 작업현장에 있어서, 최적의 영역설정수단을 선택할 수 있고, 각종 작업에 신속하게 대응할 수 있어 적절하고 신속한 굴삭작업을 행할 수 있다.
예를 들면, 굴삭을 행하는 범위가 특히 도면 등에 의하여 숫자로 규정되어 있지 않는 경우의 러프한 굴삭을 행하는 작업현장에 있어서, 대충 정지작업을 행하는 경우는 직접 버킷의 선단을 굴삭하고 싶은 장소에 맞추어 다이렉트설정스위치 (7a)를 누르면 상기 (a)의 다이렉트티치설정기능에 의하여 신속하게 굴삭영역을 설정할 수 있다.
한편, 작업현장에 따라서는 유압셔블이 있는 지면상에서 몇 m의 깊이만 굴삭을 한다는 지정이 있는 경우도 있다. 이 경우에는 설정전환스위치(7c1)를 누르고 수치입력스위치(7b)로 지정된 깊이를 입력하면, 상기 (b)의 수치입력설정기능에 의하여 신속하게 소망의 굴삭영역을 설정할 수 있고, 최적의 제어를 행할 수 있다.
또한 흙속에 묻힌 배관(수도관등)을 지면상에서 차례로 굴삭하여 찾아내는 경우의 작업에서는 어느 정도 제어없이 러프하게 굴삭을 한 후, 상기 (c)의 설정기능을 이용하여 그 위치를 다이렉트티치로 설정하고, 이 위치를 기준으로 하여 조금씩 수치입력으로 깊이를 설정함으로써 어느 정도까지는 러프하게 재빨리 굴삭을 할 수 있고, 그것으로부터 조금씩 몇cm씩 스텝으로 박피를 벗기듯이 조심스럽게 굴삭하여 목적의 배관을 파손하지 않고, 신속하게 굴삭하여 찾아낼 수 있다.
또 설정전환스위치(7c1)는 수치입력스위치(7b)에 의한 수치입력설정을 선택할 때에만 누르도록 되어 있기 때문에 다이렉트티치설정을 행할 때는 다이렉트설정스위치(7a)를 누르는 것만으로 되고, 설정의 전환을 최소의 스위치조작으로 합리적으로 행할 수 있음과 동시에 다이렉트티치설정을 우선한 영역설정을 행할 수 있다.
또한 설정전환스위치(7c1)가 눌러져 있지 않을 때는 표시화면(7e)에 프론트장치(1a)의 버킷선단의 현재 위치를 표시시키고, 설정전환스위치(7c1)가 눌러지면, 상기 설정의 전환과 함께 수치입력설정스위치(7b)에 의하여 입력된 수치를 표시화면(7e)에 표시시키기 때문에 영역제한 굴삭제어중 및 다이렉트티치설정중은 오퍼레이터는 버킷선단의 현재의 위치를 표시화면(7e)상에서 확인하면서 작업을 행할 수 있고, 수치입력설정중은 오퍼레이터는 수치입력된 수치를 표시화면상(7e)에서 보면서 설정을 행할 수 있다.
또 영역제한스위치(7d1)를 눌러 영역제한 굴삭제어를 선택하였을 때는 그 때마다 굴삭영역의 초기치로서 프론트장치가 도달하지 않는 위치의 값(상기 예에서는 -20m)이 설정되기 때문에 프론트장치는 그것이 동작할 수 있는 범위에서 자유롭게 움직일 수 있고, 그 동작범위내에서 영역을 자유롭게 설정할 수 있다.
본 발명의 제 2실시예를 도 11 및 도 12에 의하여 설명한다. 본 실시예는 조작레버장치로서 전기식을 이용한 유압셔블에 본 발명을 적용한 것이다.
도 11에 있어서, 본 실시예가 적용되는 유압셔블은 유압파일롯방식의 조작레버장치(4a ~ 4f)대신 전기식의 조작레버장치(14a ~ 14f)를 구비하고 있다. 조작레버장치(14a ~ 14f)는 조작레버의 조작량과 조작방향에 따른 전압을 전기신호로서 출력하고, 이 전기신호를 제어유닛(A)을 개재하여 유량제어밸브(15a ~ 15f)의 양단에 설치된 전기유압 변환수단, 예를 들어 비례전자밸브를 구비한 전자구동부(30a, 30b ~ 35a, 35b)의 대응하는 것에 공급한다.
설정기(7)는 도 3에 나타낸 제 1실시예의 것과 동일하다.
제어유닛(9A)의 제어기능을 도 12에 나타낸다. 제어유닛(9A)은 프론트자세연산부(9a), 영역설정연산부(9b), 버킷선단속도의 제어치연산부(9c), 아암실린더속도연산부(9Ad), 아암에 의한 버킷선단속도연산부(9e), 부움에 의한 버킷선단속도의 제한치연산부(9f), 부움실린더속도의 제한치연산부(9g), 부움지령의 제한치연산부 (9Ah), 부움지령의 조정연산부(9j), 부움용 밸브지령연산부(9Ai), 아암용 밸브지령연산부(9k), 표시전환제어연산부(9s)의 각 기능을 가지고 있다.
아암실린더속도연산부(9Ad)에서는 각도검출기(8b)에 의하여 검출한 아암의 회동각을 이용하고, 좌표변환에 의하여 아암실린더변위를 구하고, 그것을 미분하여 직접 아암실린더속도를 구한다. 또한 아암의 조작레버장치(4b)의 조작신호를 이용하여 아암실린더속도를 구하여도 된다.
부움지령의 제한연산부(9Ah)에서는 부움의 유량제어밸브(15a)의 유량특성에 의거하여 연산부(9g)에서 구한 부움실린더속도의 제한치에 대응하는 부움지령치의 제한치를 구한다.
부움지령의 조정연산부(9j)에서는 설정기(7)(도 3 참조)의 영역제한스위치 (7d1)가 온이고(눌러져 있고), 영역제한 굴삭제어가 선택되어 있는 경우는 연산부 (9Ah)에서 구한 부움지령의 제한치와 조작레버장치(14a)의 지령치를 비교하여 큰 쪽을 출력하고 영역제한스위치(7d1)가 오프(눌러져 있지 않음)이고 영역제한 굴삭제어가 선택되어 있지 않는 경우는 조작레버장치(14a)의 지령치를 출력한다. 여기서 조작레버장치(14a)의 지령치는 XaYa좌표계와 동일하고, 설정영역외에서 설정영역내로 향하는 방향(부움올림방향)을 (+)방향으로 하고 있다. 또 연산부(9j)에서 부움지령의 제한치와 조작레버장치(14a)의 지령치중 큰 쪽을 출력하는 것은 버킷선단이 설정영역내일 경우에는 제한치(c)가 (-)이기 때문에 양자의 절대치중 작은 쪽을 출력하는 것이고, 버킷선단이 영역외일 경우에는 제한치(c)가 (+)이기 때문에 양자의 절대치중 큰쪽을 출력하는 것이다.
부움용 밸브지령연산부(9Ai)에서는 부움지령의 조정연산부(9j)로부터의 지령치를 입력하고, 그 값이 +인 경우에는 유량제어밸브(15a)의 부움올림구동부(30a)에 대응하는 전압을 출력하고, 부움내림구동부(30b)에는 0의 전압을 출력하고, 지령치가 - 인 경우에는 반대로 한다.
아암용 밸브지령연산부(9k)에서는 조작레버장치(14b)의 지령치를 입력하고, 해당 지령치가 +인 경우에는 유량제어밸브(15b)의 아암클라우드구동부(31a)에 대응하는 전압을 출력하고, 아암덤핑구동부(31b)에는 0의 전압을 출력하고, 지령치가 -인 경우에는 반대로 한다.
도시생략하였으나, 조작레버장치(14c ~ 14f)의 지령치에 대해서도 동일하게 밸브지령연산부가 설치되고, 각각의 유량제어밸브의 구동부에 지령치에 따른 전압을 출력한다.
그외의 기능은 제 1실시예와 동일하다.
이상과 같이 구성한 본 실시예에서는 버킷선단의 위치결정을 행하고자 하여 부움용 조작레버장치(14a)의 조작레버를 부움내림방향으로 조작하면, 그 조작레버장치(14a)의 지령치가 최대치 연산부(9j)에 입력된다. 한편, 이것과 동시에 연산부(9c)에서는 도 7에 나타낸 관계로부터 버킷선단과 설정영역의 경계(L)로부터의 거리(D)에 비례한 버킷선단속도의 제한치a(＜0)가 계산되고, 연산부(9f)에서는 부움에 의한 버킷선단속도의 제한치c=a(＜0)가 계산되고, 부움지령의 제한치연산부 (9Ah)에서는 제한치(c)에 따른 - 의 부움지령의 제한치가 계산된다. 이때 버킷선단이 설정영역의 경계(L)로부터 멀 때는 연산부(9Ah)에서 구한 부움지령의 제한치보다 조작레버장치(14a)의 지령치의 쪽이 크기 때문에 부움지령의 최대치 연산부 (9j)에서는 조작레버장치(14a)의 지령치가 선택되고, 이 지령치는 -이기 때문에 밸브지령연산부(9Ai)에서는 유량제어밸브(15a)의 부움내림구동부(30b)에 대응하는 전압을 출력하고, 부움올림구동부(30a)에는 0의 전압을 출력하고, 이로써 조작레버장치(14a)의 지령치에 따라 부움이 내려간다.
상기와 같이 부움이 내려가고, 버킷선단이 설정영역의 경계(L)에 근접함에 따라 연산부(9f)에서 계산되는 부움에 의한 버킷선단속도의 제한치c=a(＜0)는 커지고 (｜a｜또는 ｜c｜는 작아지고), 연산부(9Ah)에서 구한 대응하는 부움지령의 제한치가 조작레버장치(14a)의 지령치보다도 커지면, 부움지령의 최대치연산부(9j) 에서는 해당 제한치가 선택되고, 밸브지령연산부(9Ai)에서는 제한치(c)에 따라 유량제어밸브(15a)의 부움내림구동부(30b)에 출력하는 전압을 서서히 제한한다. 이로써 설정영역의 경계(L)에 근접함에 따라 부움내림속도가 서서히 제한되고, 버킷선단이 설정영역의 경계(L)에 도달하면, 부움은 정지한다. 따라서 버킷선단의 위치결정을 간단하고 원활하게 할 수 있다.
또 상기 제어는 속도제어이기 때문에 프론트장치(1A)의 속도가 극단으로 커지거나 급격하게 조작레버장치(14a)를 조작한 경우에는 유압회로상의 지연 등 제어상의 응답지연이나 프론트장치(1A)에 인가되는 관성력 등에 의하여 버킷선단이 설정영역의 경계(L)에서 불거질 가능성이 있다. 이와같이 버킷선단이 불거져 나온 경우는 연산부(9c)에서는 도 7에 나타낸 관계로부터 버킷선단과 설정영역의 경계 (L)로부터의 거리(D)에 비례한 버킷선단속도의 제한치a(=c)가 + 값으로서 계산되고, 밸브지령연산부(9Ai)에서는 제한치(c)에 따른 전압을 유량제어밸브(15a)의 부움올림구동부(30a)로 출력한다. 이로써 부움은 거리(D)에 비례한 속도로 영역내로 복원하도록 올림방향으로 움직이게 되고, 버킷선단이 설정영역의 경계(L)까지 리턴하면 정지한다. 따라서 버킷선단의 위치결정을 더욱 원활하게 행할 수 있다.
또 바로 앞 방향으로 굴삭하고자 하여 아암용 조작레버장치(14b)의 조작레버를 아암클라우드방향으로 조작하면 그 조작레버장치(14b)의 지령치가 아암용 밸브지령연산부(9k)에 입력되고, 유량제어밸브(15b)의 아암클라우드구동부(31a)에 대응하는 전압을 출력하고, 아암은 바로 앞방향으로 내리도록 움직이게 된다. 한편, 이것과 동시에 조작레버장치(14b)의 지령치가 연산부(9Ad)에 입력되어 아암실린더속도가 계산되고, 연산부(9e)에서 아암에 의한 버킷선단속도(b)가 연산된다. 또 연산부(9c)에서는 도 7에 나타낸 관계로부터 버킷선단과 설정영역의 경계(L)로부터의 거리(D)에 비례한 버킷선단속도의 제한치a(＜0)가 계산되고, 연산부(9f)에서는 부움에 의한 버킷선단속도의 제한치c=a-by가 계산된다. 이때 버킷선단이 설정영역의 경계(L)로부터 멀고 a＜by(｜a｜＞｜by｜)일 때는 제한치(c)는 - 의 값으로서 계산되고, 부움지령의 최대치연산부(9j)에서는 조작레버장치(14a)의 지령치(=0)가 선택되고, 밸브지령연산부(9Ai)에서는 유량제어밸브(15a)의 부움올림구동부(30a) 및 부움내림구동부(30b)에 0의 전압을 출력한다. 이로써 조작레버장치(14b)의 지령치에 따라 아암이 바로 앞방향으로 움직이게 된다.
상기와 같이 아암이 바로 앞방향으로 움직이게 되고, 버킷선단이 설정영역의 경계(L)에 근접함에 따라 연산부(9c)에서 계산되는 버킷선단속도의 제한치(a)는 커지고(｜a｜는 작아지고), 이 제한치(a)가 연산부(9e)에서 계산되는 아암에 의한 버킷선단속도(b)의 경계(L)에 수직인 성분(by)보다도 커지면, 연산부(9f)에서 계산되는 부움에 의한 버킷선단속도의 제한치c=a-by는 + 의 값이 되고, 부움지령의 최대치연산부(9j)에서는 연산부(9Ah)에서 계산된 제한치가 선택되고, 밸브지령연산부 (9Ai)에서는 제한치(c)에 따른 전압을 유량제어밸브(15a)의 부움올림구동부(30a)로 출력한다. 이로써 버킷선단속도의 경계(L)에 수직인 성분이 버킷선단과 경계(L)로부터의 거리(D)에 비례하여 서서히 제한되도록 부움올림에 의한 보정동작이 행하여지고, 아암에 의한 버킷선단속도의 보정되어 있지 않은 경계(L)에 평행한 성분(bx)과 이 제한치(c)에 의한 보정된 속도에 의하여 도 9에 나타낸 바와 같은 방향변환제어가 행하여지고, 설정영역의 경계(L)를 따른 굴삭을 행할 수 있다.
또 이 경우도 상기와 동일한 이유로 버킷선단이 설정영역의 경계(L)에서 불거져 나올 가능성이 있다. 이와 같이 버킷선단이 불거져 나온 경우, 연산부(9c)에서는 도 7에 나타낸 관계로부터 버킷선단과 설정영역의 경계(L)로부터의 거리(D)에 비례한 버킷선단속도의 제한치(a)가 + 의 값으로서 계산되고, 연산부(9f)에서 계산되는 부움에 의한 버킷선단속도의 제한치c=a-by(＞0)는 제한치(a)에 비례하여 커지고, 밸브지령연산부(9Ai)로부터 유량제어밸브(15a)의 부움올림구동부(30a)에 출력되는 전압은 제한치(c)를 따라 증대한다. 이로써 설정영역외에서는 거리(D)에 비례한 버킷선단속도로 영역내로 복원하도록 부움올림에 의한 보정동작이 행하여지고, 아암에 의한 버킷선단속도가 보정되지 않은 경계(L)에 평행한 성분(bx)과 이 제한치(c)에 의하여 보정된 속도에 의하여 도 10에 나타내 바와 같이 설정영역의 경계(L)를 따라 서서히 리턴하면서 굴삭을 행할 수 있다. 따라서 아암을 클라우드하는 것만으로 원활하게 설정영역의 경계(L)를 따른 굴삭을 행할 수있다.
이상과 같이 본 실시예에 의하면, 조작레버장치로서 전기식을 채용한 것에 있어서, 제 1실시예와 동일한 영역제한 굴삭제어를 행할 수 있다.
또 설정기(7) 및 영역설정연산부(9b)에 의한 굴삭영역의 설정에 관해서도 제 1실시예와 동일효과가 얻어진다.
여기서 상기 실시예에서는 설정기(7)의 영역제한스위치(7d1)가 눌러진 단계에서 굴삭영역의 초기치에 의거하여 영역제한 굴삭제어를 즉시 시작하도록 하였으나, 다이렉트티치설정 또는 수치입력설정이 행하여진 단계에서 비로소 영역제한 굴삭제어를 개시하도록 하여도 된다.
도 13은 본 발명의 제 3실시예로서 이와 같은 변형예를 나타낸다. 이 도면은 제 2실시예의 도 12에 상당하는 것으로 부움지령의 조정연산부(9Bj)에서는 영역제한스위치(7d1)가 오프(눌러져 있지 않고)이고 영역제한 굴삭제어가 선택되어 있지 않은 경우는 조작레버장치(14a)의 지령치를 출력하고, 영역제한스위치(7d1)가 온이고(눌러져 있고), 영역제한 굴삭제어가 선택되어 있는 경우에도 다이렉트설정스위치(7a) 및 수치입력스위치(7b)가 눌러지기 전이면, 조작레버장치(14a)의 지령치를 출력하고, 영역제한스위치(7d1)가 온이고(눌러져 있고), 영역제한 굴삭제어가 선택되어 있는 경우에서 다이렉트설정스위치(7a) 및 수치입력스위치(7b)중 어느 하나가 눌러져서, 영역이 설정되면, 연산부(9Ah)에서 구한 부움지령의 제한치와 조작레버장치(14a)의 지령치를 비교하여 큰 쪽을 출력한다.
상기 실시예에서는 설정기(7)의 영역제한스위치(7d1)를 오프로 하고 영역제한 굴삭제어를 종료시킨 경우, 굴삭영역을 항상 초기치 Y=-20m로 리세트하도록 하였으나, 지금까지 설정한 값을 제어유닛(9)에 기억시켜 두고, 다음에 제어개시시점에서 전회의 굴삭영역의 설정치로부터 시작하도록 하여도 된다.
도 14는 본 발명의 제 4실시예로서 이와 같은 변형예를 나타낸다. 이 도면은 제 1실시예의 도 6에 상당하는 것으로 스텝 240에서 영역제한스위치(7d1)가 오프가 된 후, 스텝 250C에서는 지금까지 설정한 값을 기억하고, 다음의 제어개시시 스텝 120C에서 굴삭영역의 설정치로서 전회의 설정치를 이용한다.
상기 실시예에서는 수치입력으로 설정되는 값을 증감시킬 때의 기준치는 다이렉트티치로 설정된 값을 기준으로 하였으나, 수치입력설정으로 증감되는 값의 기준치는 항상 일정(예를 들어 항상 Y=0을 기준으로 한다)하게 하여도 된다.
도 15는 본 발명의 제 5실시예로서 이와 같은 변형예를 나타낸다. 이 도면도 제 1실시예의 도 6에 상당하는 것으로 스텝 180D, 200D, 230D에서는 설정치 =dY2, dY3, dY4와 수치입력의 변경량을 그대로 설정한다.
또 수치입력설정으로 증감되는 값의 기준치는 지면으로부터 부움(1a)의 회동지지점의 높이로 하여도 되고, 이 경우는 수치입력의 설정치는 지면으로부터의 깊이가 되어 아주 적합하다.
본 발명의 제 6실시예로서 프론트제어장치의 설정기의 다른 예를 도 16을 이용하여 설명한다.
도 12에 있어서, 500은 설정기를 구성하는 박스타입의 조작패널이고, 이 조작패널(500)은 메인스위치(501), 다이렉트설정스위치(502), 수치입력설정용 업스위치(503a) 및 다운스위치(503b), 저속모드스위치(504), 표시전환스위치(505), 0설정스위치(506)의 각종 스위치와, 이들 스위치에 관한 각종 LED(510 ~ 516)와 예열경보램프(517)와, 액정표시화면(520)을 가지며, 이들은 패널본체(530)에 구비되어 있다.
메인스위치(501)는 본 발명이 관계되는 영역제한 굴삭제어를 개시할지의 여부를 선택하는 스위치이고, 도 3에 나타낸 영역제한스위치(7d1)에 상당하는 것이다. 이 스위치(501)를 누르면 (온으로 하면)통상모드로부터 영역제한 굴삭제어모드로 전환하는 제어개시신호가 제어유닛(9)에 출력되고, 예를 들어 제 1실시예에서 설명한 굴삭영역의 설정 및 영역제한 굴삭제어가 실행가능하게 된다. 또 동시에 LED(510)가 점등하고, 영역제한 굴삭제어모드에 있는 것을 오퍼레이터에 알린다.
다이렉트설정스위치(502)는 다이렉트티치에 의하여 굴삭영역의 설정을 행하기 위한 것이고, 도 3에 나타낸 다이렉트설정스위치(7a)에 상당한다. 이 스위치 (502)를 누르면, 다이렉트티치설정신호가 제어유닛(9)에 출력되고, 상기한 바와 같이 그때의 프론트장치(1A)의 소정의 부위, 예를 들어 버킷(1c)의 선단위치가 계산되고, 그 계산치에 의하여 굴삭영역이 설정된다. 동시에 LED(511)가 점등하고, 굴삭영역이 설정되어 있는 것을 오퍼레이터에 알린다.
수치입력설정용 업스위치(503a) 및 다운스위치(503b)는 수치입력에 의하여 굴삭영역의 설정을 행하는 스위치이고, 도 3에 나타낸 업키(7b1) 및 다운키(7b2)에 상당하는 것이다. 이들 스위치중 어느 하나를 누르면, 예를 들어 0을 기준으로 하여 미리 결정한 단위량, 수치가 증가 또는 감소하고, 이 수치가 액정표시화면(520)상에 표시된다. 또 해당수치가 수치입력설정신호로서 제어유닛(9)에 출력되고, 이 수치에 의하여 굴삭영역이 설정된다. 동시에 LED(511)가 점등하고, 굴삭영역이 설정되어 있는 것을 오퍼레이터에 알린다. 업스위치(503a)를 누르면, 수치는 증가하고, 다운스위치(503b)를 누르면 수치는 감소한다.
저속모드스위치(504)는 예를 들어 제 1실시예에서 설명한 영역제한 굴삭제어를 속도우선의 작업모드로 할지 정밀도우선의 작업모드로 할지를 선택하는 스위치이고, 이것을 누르지 않고, 오프로 한 때는 속도우선의 작업모드가 선택되고, 압력검출기(61a, 61b)의 검출신호를 그대로 이용하여 효율이 좋은 영역제한 굴삭제어를 행할 수 있고, 모드스위치(504)를 눌러 온으로 하면, 정밀도우선의 작업모드가 선택되고, 압력검출기(61a, 61b)의 검출신호의 레벨이 감소하고 이 감소한 값을 이용하여 정밀도가 좋은 영역제한 굴삭제어를 행할 수 있다.
표시전환스위치(505)는 액정표시화면(520)의 표시내용을 전환하는 스위치이고, 도 3에 나타낸 설정전환스위치(7c1)에 상당하는 것이다. 도 16에 나타낸 「깊이」를 선택하면 LED(513)가 점등하고, 액정표시화면(520)에 제어유닛(9)으로 계산된 버킷(1c)의 선단위치의 깊이(또는 높이)가 표시되고「버킷각」을 선택하면, LED(514)가 점등하고, 액정표시화면(520)에 제어유닛(9)으로 계산된 버킷(1c)의 각도가 표시되고, 「좌우경사」를 선택하면, LED(515)가 점등하고, 액정표시화면 (520)에 제어유닛(9)으로 계산된 차체(1B)(도 2 참조)의 좌우 경사의 각도가 표시되고, 「수치설정」을 선택하면, LED(516)가 점등하고, 상기한 바와 같이 업스위치 (503a) 및 다운스위치(503b)를 이용하여 수치입력에 의하여 굴삭영역을 설정하는 것이 가능하게 된다.
0설정스위치(506)는 표시전환스위치(505)에 의하여 「깊이」 및 「버킷각」을 선택하였을 때, 그 기준을 설정하는 스위치이고, 이것을 누르지 않고 오프하였을 때는 「깊이」에 관해서는 차체(1B)가 위치하는 지면을 기준(0)으로 하여 깊이가 계산, 표시되고, 「버킷각」에 관해서는 수평방향을 기준(0)으로 하여 각도가 계산, 표시되고, 스위치(506)를 눌러 온으로 하면, 「깊이」에 관해서는 그때의 버킷의 선단위치를 기준으로 하여 깊이가 계산, 표시되고, 「버킷각」에 관해서도 그때의 버킷방향을 기준으로 하여 각도가 계산, 표시된다.
예열경보램프(517)는 작동유의 온도상태를 표시하는 것이고, 오일온도검출기 (13)로부터의 신호를 기초로 제어유닛(9)에 의하여 점등상태가 제어된다. 예를 들어 온도검출기(13)로 검출된 작동유의 온도가 제 1오일온도영역과, 제 1오일온도영역보다도 높은 제 2오일온도영역, 제 2오일온도영역보다도 높은 제 3오일온도영역의 세 개의 오일온도영역중 어느 것에 있는지가 판단되고, 작동오일의 온도가 제 3오일온도영역에 있을 때는 경보램프(517)는 점등하지 않고, 작동유의 온도가 제 2오일온도영역에 있을 때는 경보램프(517)는 점멸하고, 작동오일의 온도가 제 1오일온도영역에 있을 때는 경보램프(14)는 연속점등하고, 영역제한제어를 강제중지시킨다. 이로써 오퍼레이터는 오일온도상태가 세 개의 영역중 어느 것에 있는 지를 인식할 수 있고, 영역제한 굴삭제어를 정밀도 좋게 안전하게 행할 수 있다.
이상과 같이 구성한 본 실시예에 의하면, 오퍼레이터는 조작패널(500)을 이용하여 용이하게 제어모드의 전환조작 및 영역의 설정조작을 행할 수 있게 됨과 동시에 위치와 자세에 관한 필요한 정보를 얻을 수 있다. 또 조작패널(500)상의 예열경보램프(517)에 의하여 현재의 오일온도의 상태를 자세하게 알 수 있고, 영역제한 굴삭제어를 정밀도 좋게 안전하게 행할 수 있다.
본 발명의 제 7실시예를 도 17 ~ 도 20에 의하여 설명한다. 본 실시예는 일시해제스위치에 의하여 프론트제어의 일시해제를 행할 수 있고, 또 일시해제 후, 간단하게 프론트제어로 복귀할 수 있도록 한 것이다. 도면중 도 1, 도 4에 나타낸 부재 또는 기능과 동등한 것에는 동일부호를 부여하고 있다.
도 17에 있어서, 본 실시예의 프론트제어장치는 제 1실시예의 구성에 더하여 버킷(1c)의 선단이 움직일 수 있는 굴삭영역을 다이렉트티치에 의하여 설정하는 제 2다이렉트설정스위치(70a)와, 영역제한 굴삭제어의 일시해제를 지시하는 일시해제스위치(70b)를 더 구비하고, 이들 스위치(70a, 70b)로부터의 신호는 제 1실시예에서 기술한 신호와 함께 제어유닛(9E)에 입력된다.
다이렉트설정스위치(70a)와, 일시해제스위치(70b)는 도 18에 나타낸 바와 같이 부움용 조작레버장치(4a)의 조작레버(40a)의 글립(70)상에 설치되어 있다. 다이렉트설정스위치(70a)는 오퍼레이터가 누르고 있는 동안에만 온이 되는 모우멘터리작동 스위치이고, 다이렉트설정스위치(70a)를 누름으로써 영역설정신호가 제어유닛(9E)에 출력되고, 예를 들어 도 3에 나타낸 다이렉트설정스위치(7a)와 동일하게 다이렉트티치에 의한 굴삭영역의 설정, 갱신을 지시한다. 일시해제스위치(70b)도 오퍼레이터가 누르고 있는 동안에만 온이 되는 모우멘터리작동의 스위치이고, 일시해제스위치(70b)를 누르고 있는 동안은 영역제한 굴삭제어를 일시적으로 해제하고, 통상의 굴삭상태로 한다. 또 이 두 개의 스위치(70a, 70b)는 그 표면형상이 다르고, 오퍼레이터가 손가락으로 접촉하는 것만으로 그 차이를 알 수 있도록 한 표면형상을 하고 있다.
여기서 조작레버장치(4a ~ 4d)에 관해서는 부움, 아암, 버킷, 선회에 대응하여 개개의 부호를 부여하였으나, 실제로는 부움용 조작레버장치(4a)와 버킷용 조작레버장치(4c), 아암용 조작레버장치(4b)와 선회용 조작레버장치(4d)는 각각 한 개의 조작레버장치로 구성되고, 한 개의 조작레버를 이차원적으로 움직임으로써 부움 및/또는 버킷, 아암 및/또는 선회용으로서의 조작신호(파일롯압)를 출력하는 것이다.
제어유닛(9E)의 제어기능을 도 19에 나타낸다. 제어유닛(9E)의 제어기능은 영역설정연산부(9Eb) 및 영역제한 제어의 전환연산부(9Er)가 도 4에 나타낸 영역설정연산부(9b) 및 영역제한 제어의 전환연산부(9r)와 하기점에서 다른 것을 제외하고, 제 1실시예의 제어유닛(9)과 동일하다.
영역설정연산부(9Eb)에서는 도 3에 나타낸 설정기(7)의 다이렉트설정스위치 (7a)를 이용한 다이렉트티치설정 또는 수치입력스위치(7b)를 이용한 수치입력설정과, 조작레버(40a)상의 다이렉트설정스위치(70a)를 이용한 다이렉트티치설정중 어느 하나에 의하여 버킷(1c)의 선단이 움직일 수 있는 굴삭영역의 설정연산을 행한다.
즉 본 실시예에서는 설정기(7)의 다이렉트설정스위치(7a)와 조작레버(40a)상의 다이렉트설정스위치(70a)의 두 개의 스위치중 어느 하나를 이용하여도 다이렉트티치에 의한 굴삭영역의 설정이 가능하다. 다이렉트설정스위치(70a)를 눌렀을 때의 영역설정연산부(9Eb)의 연산처리는 다이렉트설정스위치(7a)를 눌렀을 때의 연산처리와 동일하며, 예를 들어 도 6에 나타낸 플로우챠트에 있어서, 「7a」를「70a」로 치환한 처리순서가 실행된다. 도 6의 처리순서를 대신하여 도 14, 도 15에 나타낸 처리순서가 실행되어도 된다.
영역제한제어의 전환연산부(9Er)에서는 영역제한스위치(7d1) 및 일시해제스위치(70b)로부터의 신호의 온, 오프에 따라 연산부(9h)에서 계산한 값을 전환하여 출력한다. 이 상세를 도 20에 플로우챠트로 나타낸다.
도 20에 있어서, 영역제한스위치(7d1)가 온이고(눌러져 있고) 영역제한 굴삭제어의 개시가 지시되어 있고, 또한 일시해제스위치(70b)가 오프이고(눌러져 있지 않음), 제어의 일시적해제가 지시되어 있지 않는 경우는 부움파일롯압의 제한치로서 연산부(9h)에서 계산한 값을 그대로 출력하고(스텝 300→310→320), 영역제한스위치(7d1)가 오프이고(눌러져 있지 않고), 영역제한 굴삭제어의 개시가 지시되어 있지 않은 경우 또는 일시해제스위치(70b)가 온이고(눌러져 있고), 제어의 일시적 해제가 지시되어 있는 경우는 부움파일롯압의 제한치로서 최대치를 출력한다(스텝 300 →320 또는 →310→330).
이상과 같이 구성한 본 실시예에 있어서 영역제한스위치(7d1)를 온으로 하고, 일시해제스위치(70b)를 오프로 하고, 영역제한 굴삭제어를 행하는 경우의 동작은 제 1실시예에 있어서, 영역제한스위치(7d1)를 온으로 하여 행한 동작과 동일하다.
영역제한 굴삭제어의 동작중에 영역제한 굴삭제어를 일시적으로 해제하고 싶은 경우는 오퍼레이터는 부움용 조작레버장치(4a)의 조작레버(40a)의 글립(70)상에 설치된 일시해제스위치(70b)를 온으로 한다(누른다). 이와 같이 일시해제스위치 (70b)가 눌러지면, 영역제한 제어의 전환연산부(9r)에서는 그동안 상기와 같이 부움파일롯압의 제한치로서 연산부(9h)에서 계산한 값이 아니고 최대치를 밸브지령연산부(9i)로 출력한다. 이 때문에 연산부(9a ~ 9h)에서 계산된 영역제한 굴삭제어을 위한 처리가 무효화되고, 해당 제어가 중단된다. 그리고 그후 일시해제스위치 (70b)로부터 손가락을 떼면, 일시해제스위치(70b)는 다시 오프로 되고, 영역제한제어의 전환연산부(9r)로부터는 부움파일롯압의 제한치로서 연산부(9h)에서 계산한 값이 출력되고, 굴삭영역을 재설정하지 않아도 영역제한 굴삭제어에 간단하게 리턴된다.
이상과 같이 본 실시예에서는 일시해제스위치(70b)를 설치하였기 때문에 통상의 굴삭과 영역제한제어에 의한 굴삭을 간단하게 전환할 수 있고, 영역제한제어에 의한 굴삭이 편리한 홈굴삭과 통상의 굴삭이 편리한 관매설을 교대로 반복하여 행하는 흙속에 수도관 등을 매설하는 작업과 같이 통상의 굴삭과 영역제한제어에 의한 굴삭을 겸용하는 굴삭작업을 신속하고 원활하게 행할 수 있다.
또 일시해제스위치(70b)를 부움용 조작레버장치(4a)의 조작레버(40a)의 글립 (70)상에 설치하였기 때문에 통상의 굴삭과 영역제한제어에 의한 굴삭을 오퍼레이터는 조작레버로부터 손을 떼지 않고 재빠르게 전환할 수 있다.
또한 부움용 조작레버장치(4a)의 조작레버(40a)의 글립(70)상에 일시해제스위치(70b)뿐만 아니라 다이렉트설정스위치(70a)도 설치하였기 때문에 다이렉트티치로 굴삭영역을 설정하는 경우도 오퍼레이터는 조작레버로부터 손을 떼지 않고 신속하게 영역을 설정할 수 있고, 영역의 설정이 번거롭지 않다.
또 다이렉트설정스위치(70a)를 프론트장치(1A)의 상하방향의 움직임을 지배하는 부움의 조작레버장치(4a)의 조작레버(40a)에 설치하였기 때문에 조작레버 (40a)를 조작하여 부움을 움직이면서 같은 손으로 다이렉트설정스위치(70a)를 눌러 영역을 설정할 수 있기 때문에 영역을 설정하는 높이 조절을 용이하게 행할 수 있고, 미묘한 설정을 용이하게 행할 수 있다.
또한 다이렉트설정스위치(70a)와 일시해제스위치(70b)가 동일조작레버에 설치되어 있어도 스위치표면의 형상이 다르기 때문에 오퍼레이터는 스위치를 주시하지 않고서도 스위치에 촉감만으로 그 스위치의 역할을 알 수 있기 때문에 작업을 신속하고 원활하게 행할 수 있다.
또한 상기 실시예에서는 설정기(7)와, 조작레버(40a)의 양쪽에 다이렉트설정스위치(7a, 70a)를 각각을 설치하였으나, 다이렉트설정스위치(7a)만 또는 다이렉트설정스위치(70a)만이어도 된다.
본 발명의 제 8실시예를 도 21 및 도 22를 이용하여 설명한다. 도면중 도 4, 도 19에 나타낸 기능과 동등한 기능에는 동일부호를 부여하고 있다. 본 실시예는 일시해제스위치를 눌렀을 때 상기 제 7실시예와 다른 방법으로 제어를 중단하는 것이다.
도 21에 있어서, 영역설정연산부(9Fb)에서는 일시해제스위치(70b)가 눌러져 있는 동안 영역의 설정을 일시적으로 초기화하고, 일시해제스위치(70b)가 원래로 리턴하면, 일시해제스위치(70b)가 눌러지기 전의 설정으로 복귀시킨다. 이 상세를도 22에 플로우챠트로 나타낸다.
도 22에 있어서, 먼저 영역제한스위치(7d1)가 온으로 되면(누른다), 굴삭영역의 경계(L)(깊이 h1)의 초기치로 하여 버킷이 도달하지 않을 정도로 깊은 위치의 값을 예를 들어 상기한 바와 같이 Y=-20m으로 설정하고, 이 값을 보존한다(스텝 400→410).
다음에 다이렉트설정스위치(70a) 및 일시해제스위치(70b)중 어느 쪽이 눌러졌는지에 따라 이하와 같이 굴삭영역의 경계(L)를 설정한다.
(a) 다이렉트설정스위치(70a)가 눌러진 경우,
오퍼레이터의 조작으로 버킷(1c)의 선단점(P1)을 목적위치로 움직인 후, 다이렉트설정스위치(70a)를 누르면, 그때의 프론트자세연산부(9a)에서 계산된 버킷선단(P1)의 Y좌표치의 값, Y=Y1을 이용하여
설정치=Y좌표치(Y1)
로 굴삭영역의 경계(L)를 설정하고, 그 값을 보존한다(스텝 420→421→422→ 430→440→450→420으로 리턴한다).
(b) 일시해제스위치(70b)가 눌러져 있는 경우
일시해제스위치(70b)가 눌리면, 굴삭영역의 경계(L)로서 영역제한 스위치 (7d1)가 눌러져 있는 경우의 초기치와 동일값, 즉 버킷이 도달하지 않을 정도 깊은 위치의 값(-20m)을 설정한다(스텝 430→431→450→420→430으로 리턴한다). 단, 이 값은 보존하지 않는다.
(c) 일시해제스위치(70b)가 원래(오프)로 리턴된 경우,
일시해제스위치(70b)로부터 오퍼레이터가 손가락을 떼내 원래(오프)로 리턴하면, 보존되어 있는 값이 호출되고,
설정치=보존되어 있는 값
으로 굴삭영역의 경계(L)를 설정한다(스텝 430→440 →450 →420→430으로 리턴한다).
영역제한 굴삭제어를 종료하는 경우는 영역제한스위치(7d1)를 다시 한 번 누르면 해당스위치가 오프하고(스텝 450), 안전을 위해 다시 굴삭영역의 경계(L)의 설정치를 초기치의 Y=-20m로 리세트한 후(스텝 460), 제어를 종료한다.
이상과 같이 일시해제스위치(70b)가 눌러졌을 때에 굴삭영역의 경계(L)로서 버킷이 도달하지 않을 정도 깊은 위치의 값 -20m을 설정하여 일시적으로 초기화함에 의해서도 영역제한 굴삭제어를 실질적으로 무효화할 수 있고, 해당 제어를 일시적으로 해제할 수 있다.
본 실시예에 의해서도 상기의 실시예와 동일효과가 얻어진다.
이상 본 발명의 대표적인 실시예를 몇 개 설명하였으나, 본 발명은 이들에 한정되지 않고, 각종 변형이 가능하다. 그 몇 개의 예를 이하에 나타낸다.
(1) 프론트장치(1A)의 위치와 자세에 관한 상태량을 검출하는 수단으로서 회동각을 검출하는 각도계를 이용하였으나, 실린더의 스트로크를 검출하여도 된다.
(2) 영역제한 굴삭제어를 행하기 위한 설정영역의 경계(L)에 대한 거리(D)로서 버킷선단에 관하여 설명하였으나, 간이적으로 실시하면 아암선단핀으로부터의 거리를 취해도 된다. 또 프론트장치와의 간섭을 방지하여 안전성을 도모하기 위하여 영역을 설정하는 경우는 그 간섭이 일어날 수 있는 다른 부위이더라도 된다.
(3) 적용되는 유압구동장치는 클로즈센터타입의 유량제어밸브를 가지는 클로즈센터시스템으로 하였으나, 오픈센터타입의 유량제어밸브를 이용한 오픈센터시스템이어도 된다.
(4) 유압셔블의 프론트제어로서 영역제한 굴삭제어의 예를 나타내었으나, 프론트와 주위물체와의 간섭을 방지하는 간섭방지제어 등의 그외의 프론트제어에 본 발명을 적용하여도 된다.
(5) 일시해제스위치로서 누르고 있는 동안만 온이 되는 모우멘터리작동 스위치를 이용하였으나, 한 번 누르면 온위치를 유지하여 제어가 계속해서 중단되고, 다시 한 번 누르면 오프가 되어 다시 제어가 개시되는 올터네이트작동의 스위치를 이용하여도 된다.
(6) 일시해제스위치는 부움용 조작레버에 설치하였으나, 아암용 조작레버에 설치하여도 된다.
(7) 일시해제스위치를 설치한 실시예는 조작레버장치로서 유압파일롯방식을 이용하였으나, 전기식 조작레버장치이어도 된다.

Claims (23)

  1. 상하방향으로 회동가능한 복수의 프론트부재에 의하여 구성되는 다관절형의 프론트장치와, 상기 복수의 프론트부재를 구동하는 복수의 유압액츄에이터와, 복수의 조작수단으로부터의 조작신호에 의하여 구동되고, 상기 복수의 유압액츄에이터에 공급되는 압력유의 유량을 제어하는 복수의 유압제어밸브를 가지는 건설기계에 구비되고, 상기 프론트장치를 미리 설정된 영역내에서 움직이도록 제어하는 건설기계의 프론트제어장치에 있어서,
    다이렉트설정스위치를 가지고, 이 다이렉트설정스위치의 지시로 다이렉트티치에 의하여 상기 프론트장치가 움직일 수 있는 영역을 설정하는 제 1영역설정수단;
    수치입력스위치를 가지고, 이 수치입력스위치에 의한 수치입력으로 상기 프론트장치가 움직일 수 있는 영역을 설정하는 제 2영역설정수단; 및
    상기 제 1영역설정수단과 제 2영역설정수단중 어느 한쪽을 유효화하는 설정선택수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 프론트제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2영역설정수단의 수치입력스위치에 의하여 입력된 수치를 표시하는 표시수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 프론트제어장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 설정선택수단은 설정전환스위치를 가지고, 이 설정전환스위치가 조작되지 않을 때는 상기 제 1영역설정수단 및 제 2영역설정수단중 한쪽에 의한 설정을 가능하게 하고, 상기 설정전환스위치가 조작되면 상기 제 1영역설정수단 및 제 2영역설정수단중 다른 쪽에 의한 설정을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 프론트제어장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 설정선택수단은 상기 제 1영역설정수단의 다이렉트설정스위치가 조작되면, 상기 설정전환스위치의 조작상태에 관계없이 상기 제 1영역설정수단에 의한 설정을 가능하게 하고, 상기 설정전환스위치가 조작되면, 상기 제 2영역설정수단에 의한 설정을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 프론트제어장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    표시수단; 및
    상기 설정전환스위치가 조작되지 않을 때는 상기 표시수단에 상기 프론트장치의 현재의 위치를 표시시키고, 상기 설정전환스위치가 조작되면, 상기 제 2영역설정수단의 수치입력스위치에 의하여 입력된 수치를 표시시키는 표시전환수단을 더구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 프론트제어장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2영역설정수단의 수치입력스위치는 어느 기준치로부터 수치를 증가시키는 제 1수치입력키와, 어느 기준치로부터 수치를 감소시키는 제 2수치입력키를 가지는 것을 특징으로 하는 건설기계의 프론트제어장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2영역설정수단은, 상기 프론트장치가 도달하지 않는 위치의 값을 초기치로서 미리 설정하고 있고, 상기 수치입력스위치에 의하여 이 초기치를 기준으로 하여 수치를 변경하고, 상기 영역을 설정하는 것임을 특징으로 하는 건설기계의 프론트제어장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2영역설정수단은 상기 다이렉트티치에 의하여 설정된 수치를 기준으로 하여 상기 수치입력스위치에 의하여 수치를 변경하고, 상기 영역을 설정하는 것임을 특징으로 하는 건설기계의 프론트제어장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 프론트장치의 제어를 행할 지의 여부를 선택하는 제어선택스위치와, 상기 제어선택스위치를 조작하여 프론트제어를 선택하였을 때는 그 때마다 설정영역의 초기치로서 상기 프론트장치가 도달하지 않는 위치의 값을 설정하는 초기설정수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 프론트제어장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 프론트장치가 상기 제 1영역설정수단 및 제 2영역설정수단중 어느 하나로 설정된 영역내에서 움직이도록 상기 조작신호를 보정하고, 프론트장치의 동작을 제어하는 제어수단;
    일시해제스위치; 및
    상기 일시해제스위치가 눌러지면, 상기 제어수단에 의한 프론트장치의 제어를 일시적으로 해제하는 제어해제수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 프론트제어장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 일시해제스위치는 상기 복수의 조작레버수단중 하나의 레버글립상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 건설기계의 프론트제어장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 다이렉트설정스위치 및 수치입력스위치는 운전실에 장비된 박스타입의 조작패널상에 설치되고, 상기 일시해제스위치는 상기 복수의 조작레버수단중 하나의 레버글립상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 건설기계의 프론트제어장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1영역설정수단은 상기 레버글립상에 설치되고, 상기 프론트장치가 움직일 수 있는 영역의 설정을 지시하는 또 하나의 다이렉트설정스위치를 더 가지는 것을 특징으로 하는 건설기계의 프론트제어장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 레버글립상에 설치되는 일시해제스위치와 다이렉트설정스위치는 표면의 형상이 서로 다른 것을 특징으로 하는 건설기계의 프론트제어장치.
  15. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 일시해제스위치가 설치되는 조작레버수단은 유압셔블의 부움용 조작레버수단인 것을 특징으로 하는 건설기계의 프론트제어장치.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 제어해제수단은 상기 일시해제스위치가 눌러지면, 상기 제어수단에 의한 조작신호의 보정을 중단하는 수단인 것을 특징으로 하는 건설기계의 프론트제어장치.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 제어해제수단은 상기 일시해제스위치가 눌러지면, 상기 영역의 경계 설정을 상기 프론트장치가 도달할 수 없는 위치로 일시적으로 변경하는 수단인 것을 특징으로 하는 건설기계의 프론트제어장치.
  18. 상하방향으로 회동가능한 복수의 프론트부재에 의하여 구성되는 다관절형의 프론트장치를 미리 설정된 영역내에서 움직이도록 제어하는 프론트제어의 영역설정방법에 있어서,
    상기 프론트장치를 기준이 되는 위치로 이동하고, 그 위치를 다이렉트티치에 의하여 기억하고, 이어서 수치입력에 의하여 그 위치를 기준으로 하여 깊이를 설정하고, 그 결과 얻어진 수치로 상기 프론트장치가 움직일 수 있는 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 영역설정방법.
  19. 상하방향으로 회동가능한 복수의 프론트부재에 의하여 구성되는 다관절형의 프론트장치와, 상기 복수의 프론트부재를 구동하는 복수의 유압액츄에이터와, 복수의 조작수단으로부터의 조작신호에 의하여 구동되고, 상기 복수의 유압액츄에이터에 공급되는 압력유의 유량을 제어하는 복수의 유압제어밸브를 가지는 건설기계에 구비되고, 상기 프론트장치를 미리 설정된 영역내에서 움직이도록 제어하는 건설기계의 프론트제어장치의 조작패널에 있어서,
    다이렉트티치에 의하여 상기 프론트장치가 움직일 수 있는 영역의 설정을 지시하는 다이렉트설정스위치;
    수치입력에 의하여 상기 프론트장치가 움직일 수 있는 영역의 설정을 지시하는 수치입력스위치; 및
    상기 다이렉트설정스위치에 의한 설정의 지시와 상기 수치입력에 의한 설정의 지시중 어느 한쪽을 유효화하는 설정전환스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 조작패널.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 수치입력스위치에 의하여 입력된 수치를 표시하는 표시수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 조작패널.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 설정전환스위치가 조작되지 않을 때는 상기 프론트장치의 현재 위치를 표시하고, 상기 설정전환스위치가 조작되면, 상기 수치입력스위치에 의하여 입력된 수치를 표시하는 표시수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 조작패널.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 수치입력스위치는 어느 기준치로부터 수치를 증가시키는 제 1수치입력키와, 어느 기준치로부터 수치를 감소시키는 제 2수치입력키를 가지는 것을 특징으로 하는 조작패널.
  23. 제 19항에 있어서,
    상기 프론트장치의 제어를 행할 지의 여부를 선택하는 제어선택스위치를 더 구비하고, 상기 제어선택스위치에 의하여 프론트장치의 제어를 행하는 것을 선택하면, 상기 다이렉트설정스위치 및 수치입력스위치에 의한 설정의 지시가 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 조작패널.
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100593099B1 (ko) * 1998-12-31 2006-09-22 두산인프라코어 주식회사 굴삭기 계기판넬의 조작방법
JP2002047694A (ja) * 2000-07-31 2002-02-15 Komatsu Ltd 建設機械の表示装置
JP3729048B2 (ja) * 2000-09-20 2005-12-21 コベルコ建機株式会社 建設機械の稼働状態表示装置
DE20108012U1 (de) * 2001-05-11 2001-10-18 U T S Umwelt Und Technologie S Arbeitsgerät für Erdarbeiten
US6711838B2 (en) * 2002-07-29 2004-03-30 Caterpillar Inc Method and apparatus for determining machine location
WO2004029369A1 (ja) * 2002-09-26 2004-04-08 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. 建設機械
US6843004B2 (en) 2003-01-15 2005-01-18 Robert G. Loeb Heavy equipment safety device
JP2004220433A (ja) * 2003-01-16 2004-08-05 Komatsu Ltd 移動機械の管理システム
US7010367B2 (en) * 2003-10-16 2006-03-07 Caterpillar Inc. Operator interface for a work machine
US7007415B2 (en) * 2003-12-18 2006-03-07 Caterpillar Inc. Method and system of controlling a work tool
US7810260B2 (en) * 2007-12-21 2010-10-12 Caterpillar Trimble Control Technologies Llc Control system for tool coupling
JP4700077B2 (ja) 2008-03-26 2011-06-15 株式会社クボタ 作業機の表示装置
US8556779B2 (en) * 2008-12-29 2013-10-15 Precor Incorporated Exercise device with gliding footlink pivot guide
US9777465B2 (en) * 2009-09-04 2017-10-03 Philip Paull Apparatus and method for enhanced grading control
KR101593281B1 (ko) * 2011-07-25 2016-02-11 가부시끼 가이샤 구보다 작업기 및 작업기의 데이터 통신 시스템
KR101689674B1 (ko) * 2012-09-25 2017-01-09 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 건설기계용 오토 그레이딩 시스템 및 그 제어방법
JP5476450B1 (ja) * 2012-11-19 2014-04-23 株式会社小松製作所 掘削機械の表示システム及び掘削機械
JP6101498B2 (ja) 2013-01-31 2017-03-22 ヤンマー株式会社 作業車両
US20160006947A1 (en) * 2013-02-08 2016-01-07 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Surroundings monitoring device for slewing-type work machine
DE112013000165B4 (de) * 2013-04-12 2019-02-07 Komatsu Ltd. Steuersystem für eine Baumaschine und Steuerverfahren
CN105492698B (zh) 2013-08-22 2018-05-08 洋马株式会社 作业车辆
JP5732598B1 (ja) 2014-09-10 2015-06-10 株式会社小松製作所 作業車両
EP3020868B1 (en) * 2014-11-14 2020-11-04 Caterpillar Inc. Machine of a kind comprising a body and an implement movable relative to the body with a system for assisting a user of the machine
EP3021178B1 (en) * 2014-11-14 2020-02-19 Caterpillar Inc. System using radar apparatus for assisting a user of a machine of a kind comprising a body and an implement
JP6532797B2 (ja) 2015-10-08 2019-06-19 日立建機株式会社 建設機械
JP6691482B2 (ja) * 2016-02-08 2020-04-28 株式会社小松製作所 作業車両および動作制御方法
DE112016000064B4 (de) * 2016-03-29 2020-10-22 Komatsu Ltd. Steuervorrichtung für Arbeitsmaschine, Arbeitsmaschine und Verfahren zur Steuerung der Arbeitsmaschine
EP3438353B1 (en) * 2016-03-31 2021-01-27 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Drive control device of construction machine
WO2016148311A1 (ja) * 2016-04-08 2016-09-22 株式会社小松製作所 作業車両の制御システム、制御方法、及び作業車両
AU2017202252B2 (en) * 2016-04-15 2021-04-08 Joy Global Surface Mining Inc Automatic tilt control
JP6666208B2 (ja) * 2016-07-06 2020-03-13 日立建機株式会社 作業機械
JP6634363B2 (ja) * 2016-11-16 2020-01-22 日立建機株式会社 作業機械
JP6779759B2 (ja) * 2016-11-21 2020-11-04 日立建機株式会社 建設機械
KR20180130110A (ko) * 2016-11-29 2018-12-06 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 작업기 제어 장치 및 작업 기계
JP6707047B2 (ja) * 2017-03-17 2020-06-10 日立建機株式会社 建設機械
JP6934514B2 (ja) * 2017-04-27 2021-09-15 株式会社小松製作所 作業車両の制御システム、方法、及び作業車両
JP6966312B2 (ja) 2017-12-14 2021-11-10 日立建機株式会社 作業機械
WO2019189030A1 (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 住友建機株式会社 ショベル
EP3779070A4 (en) * 2018-03-26 2021-11-17 Sumitomo (S.H.I.) Construction Machinery Co., Ltd. EXCAVATOR
EP3812517A4 (en) * 2018-06-19 2021-09-15 Sumitomo (S.H.I.) Construction Machinery Co., Ltd. EXCAVATOR AND INFORMATION PROCESSING DEVICE
CN111997135A (zh) * 2020-08-26 2020-11-27 三一重机有限公司 工程机械的先导控制方法、装置、控制器及存储介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970001759A (ko) * 1995-06-09 1997-01-24 오까다 하지메 건설기계의 영역제한 굴삭제어장치

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3920972A (en) 1974-07-16 1975-11-18 Cincinnati Milacron Inc Method and apparatus for programming a computer operated robot arm
US4288196A (en) 1979-06-14 1981-09-08 Sutton Ii James O Computer controlled backhoe
US4420812A (en) 1979-09-14 1983-12-13 Tokico, Ltd. Teaching- playback robot
JPS5898530A (ja) 1981-12-09 1983-06-11 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧シヨベルの直線掘削制御装置
US4829418A (en) 1987-04-24 1989-05-09 Laser Alignment, Inc. Apparatus and method for controlling a hydraulic excavator
WO1990005816A1 (en) 1988-11-22 1990-05-31 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Work automation method and apparatus for electronic control type hydraulic driving machine
JP2824078B2 (ja) 1989-03-27 1998-11-11 株式会社クボタ バックホウ
JPH0794735B2 (ja) 1990-09-27 1995-10-11 株式会社小松製作所 掘削作業機の作業領域制御装置
GB2251232B (en) 1990-09-29 1995-01-04 Samsung Heavy Ind Automatic actuating system for actuators of excavator
JP3215502B2 (ja) 1992-05-19 2001-10-09 株式会社小松製作所 作業機動作範囲制限装置
JP3056254B2 (ja) 1994-04-28 2000-06-26 日立建機株式会社 建設機械の領域制限掘削制御装置
JPH0820974A (ja) 1994-07-11 1996-01-23 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の作業範囲制限装置
JP3182304B2 (ja) 1994-12-07 2001-07-03 日立建機株式会社 油圧ショベルの掘削制御装置
JP3455369B2 (ja) * 1996-06-26 2003-10-14 日立建機株式会社 建設機械のフロント制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970001759A (ko) * 1995-06-09 1997-01-24 오까다 하지메 건설기계의 영역제한 굴삭제어장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN1066232C (zh) 2001-05-23
CN1169495A (zh) 1998-01-07
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EP0816578B1 (en) 2003-05-07
DE69721637T2 (de) 2004-02-26
EP0816578A3 (en) 1998-09-30
EP0816578A2 (en) 1998-01-07
KR980002493A (ko) 1998-03-30
US6169948B1 (en) 2001-01-02

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