KR100240299B1

KR100240299B1 - 3관절형 굴삭기의 조작제어장치

Info

Publication number: KR100240299B1
Application number: KR1019980701379A
Authority: KR
Inventors: 모리오 오시나; 미츠오 소노다; 에이지 에가와; 준지 츠무라
Original assignee: 세구치 류이치; 히다치 겡키 가부시키가이샤
Priority date: 1996-08-15
Filing date: 1997-08-07
Publication date: 2000-06-01
Also published as: US6101437A; CN1198791A; CN1075853C; KR19990044146A; EP0857831A1; JP3775687B2; WO1998006909A1

Abstract

본 발명에 있어서, 제1 아암(3)으로의 속도지령치(X1)는 c, d의 조작량에 따라 정해지고, 제1 아암을 올리는 d쪽을 정, 내리는 c쪽을 부로 하여, 제1 아암의 정격속도에 대응하는 풀레버 조작시의 속도지령치를 1로 하면, X1은 -1＜X1＜1로 된다. 제3 아암(5)으로의 속도지령치(X3)는 e, f의 조작량에 따라 정해지고, 제3 아암의 덤프 f쪽을 정, 크라우드 e쪽을 부로 하여, 제3 아암의 정격속도에 대응하는 풀레버 조작시의 속도지령치를 1로 하면, X3은 -1＜X3＜1로 된다. 이때, 제2 아암(4)에 대한 속도지령치(X2)는 제2 아암의 올림쪽을 정으로 하면, X2=K1×X1+K3×X3으로서 부여된다. 이에 의해, 3관절형 굴삭기의 조작제어장치에 있어서, 3관절형 굴삭기가 가지는 넓은 작업영역을 오퍼레이터의 통상의 기량의 범위에서 2관절형 굴삭기의 동등한 조작감각으로 연속적으로 조작가능하게 된다.

Description

3관절형 굴삭기의 조작제어장치

종래의 일반적인 굴삭기의 구조를 제14도에 나타낸다. 작업 프론트(100)는 붐(101) 및 아암(102)의 두가지로 구성되며, 굴삭작업을 행하는 버킷(103)이 이 끝단에 설치되어 있다. 작업의 주체인 버킷(103)의 위치결정이 붐(101), 아암(102)라는 회동가능한 두가지의 구조요소에 의하며 행하여지고 있으므로, 2관절형의 굴삭기라고 칭한다.

이에 대하여, 최근 2피스 붐형이라고 불리워지는 굴착기가 사용되고 있다. 이것을 제15도에 나타낸다. 2피스 붐형의 굴삭기는 제14도에 나타낸 일반적인 굴삭기에 대하여, 작업 프론트(100A)의 붐(101)을 2분할하여 제1붐(104) 및 제2붐(105)로 한 것으로, 버킷(1O3)의 위치결정에 관여하는 관절의 수에서 3관절형 굴삭기라고 부르기로 한다.

3관절형 굴삭기는, 2관절형 굴삭기에서는 어려웠던 굴삭기의 발밑의 작업을 행할 수 있다고 하는 이점은 가지고 있다. 즉, 2관절형 굴삭기로도 제14도에 나타낸 바와 같은 자세를 취함으로써 발밑까지 버킷(103)을 가지고 오는 것이 가능하나, 이와 같이 아암(102)가 수평이 된 상태로는 굴삭작업은 할 수 없다. 이에 대하여, 3관절형 굴삭기는 제15도에 나타낸 바와 같이 아암(102)를 대략 수직으로 한 상태에서 버킷(103)를 발밑으로 가지고 올 수 있고, 이에 의해 발밑의 작업이 가능하게 된다. 또, 발밑에서 멀리 떨어진 위치의 작업에 대해서도 제1붐(104)과 제2붐(105)을 직선에 가깝게 신장함으로써, 2관절형 굴삭기에 비하여보다 멀리까지 작업하는 것이 가능하다.

3관절형 굴삭기의 다른 이점으로서, 선회반경을 작게 할 수 있는 점이 있다. 굴삭한 토사를 덤프카 등에 싣기 위하여 상부선회체(106)를 선회하여 작업 프론트(100A)외 방향을 바꾸는데, 이때, 2관절형 굴삭기는 붐(101)의 전 길이가 네크가 되어 선회에 필요한 반경을 작게 하기가 어렵다. 3관절형 굴삭기의 경우에는 제1붐(104)을 대략 수직으로 일으키고 제2붐(105)을 대략 수평으로 누임으로써 선회에 필요한 반경을 작게 하는 것이 가능하여, 좁은 공사현장에시의 작업에 유리하게 된다.

이어서, 종래의 조작방식에 대하여 서술한다. 제16도에 일반적인 2관절형 굴삭기의 조작레버의 예를 나타낸다. 통상의 굴삭작업에서는 붐·아암·버킷·선회의 4동작이 빈번하게, 또한 복합적으로 조작된다. 이들 4동작이 두 개의 조작레버(107,108)에 2동작씩 할당되어 있고, 오퍼레이터는 좌우의 손으로 각각의 레버를 조작함으로써 굴삭작업을 행한다. 이밖의 조작레비로서, (도시생략)주행용 레버(통상 페달도 부가되어 있다)가 있다. 주행용 레버는 다른 레버(107, 108)와는 독립적으로 사용되는 일이 많아 여기에서는 고려하지 않는다.

제17도는 3관절형 굴삭기의 조작레버의 예이다. 상술한 바와 같이, 3관절형 굴삭기는 멀리에서부터 발밑까지 광범위한 작업이 가능한데, 이를 실현하기 위해서는 2관절형 굴삭기의 붐(101)에 상당하는 제1붐(104) 외에, 다시 제2붐(105)을 조작해야만 한다. 이미 두 개의 조작레버(107, 108)에는 4동작이 할당되어 있으므로, 시소형의 페달(109)을 신설하여 제2붐(105)의 조작을 행하고 있다. 예를 들어, 일본국 특개소 62-33937호 공보의 제4도 참조.

또, 3관절형 굴삭기의 제어장치로서 일본국 특개평 7-180173호 공보의 제안이 있다. 이 제안에서는, 2개의 조작레버를 버킷 끝단의 X방향 및 Y방향의 이동속도를 각자 지시하는 것으로 하고, 이들 이동속도를 합성한 속도벡터신호에 의지하여 소정의 연산처리를 행하고, 수평끌기작업을 행할 때에, 버킷 끝단의 이동을 폭넓은 범위에 걸쳐 연속하여 제어할 수 있고, 또한 소망하는 궤적에 따라 정밀도 좋게 버킷을 이동시킬 수 있도록 하고 있다.

본 발명은 3관절형, 즉 굴삭용 버킷을 제외하고 3개의 관절과 아암을 가지는 굴삭기외 조작제어장치에 관한 것이며, 특히, 종래의 2관절형 굴삭기와 같은 조작수단을 이용하여, 3관절형 굴삭기로서의 이점을 이용가능한 조작제어장치에 관한것이다.

제1도는 본 발명의 적용대상인 3관절형 굴삭기의 구조를 설명하는 도.

제2도는 본 발명의 일 실시형태에 의한 3관절형 굴삭기의 조작제어장치의 시스템 구성을 유압회로와 함께 나타낸 도.

제3도는 본 발명의 일 실시형태에 의한 3관절헝 굴삭기의 조작제어장치의 조작레버장치외 조작방법을 실려하는 도.

제4도는 본 발명의 일 실시형태에 의한 3관절형 굴삭기의 조작제어장치의 콘트롤러의 기능을 나타낸 블록선도.

제5도는 보조게인을 가변으로 하는 본 발명의 다른 일시형태의 제4도와 같은 블록선도.

제6도는 보조게인을 가변으로 하는 본 발명의 또다른 실시형태의 제4도와 같은 블록선도.

제7도는 보조게인을 가변으로 하는 본 발명의 또다른 실시형태의 제4도와 같은 블록선도.

제8도는 보조게인을 가변으로 하는 본 발명의 또다른 실시형태의 제4도와 같은 블록선도.

제9도는 가산기 대신에 최대치 선택기를 이용하는 본 발명의 다른 실시형태의 제4도와 같은 블록선도.

제10도는 제9도에 나타낸 최대치 선택기의 상세를 나타낸 블록선도.

제11도는 유압파일롯방식의 조작레버장치를 가지는 굴삭기에 본 발명을 적용한 실시형태를 나타내는 제2도와 같은 도.

제12도는 제11도에 나타낸 콘트롤러외 기능을 나타낸 제4도와 같은 블록선도.

제13도는 압력계 대신에 차압계를 이용한 실시형태를 나타낸 블록선도.

제14도는 종래의 2관절형 굴삭기의 구조를 설명하는 도.

제15도는 종래의 3관절형 굴삭기의 일례로서의 2피스 붐형 굴삭기의 구조를 설명하는 도.

제16도는 종래의 2관절형 굴삭기의 조작계를 설명하는 도.

제17도는 종래의 2피스 붐형 굴삭기의 조작레버장치의 조작방법을 설명하는 도.

상술한 바와 같이 구성된 3관절형 굴삭기의 조작계는, 3관절화함으로써 넓은 작업영역이 얻어졌으나, 이 영역을 연속적으로 조작하기가 어렵다고 하는 문제점이 있다. 즉 제2붐(105)의 조작을 페달(109)에 의해 발로 행하고 있기 때문에, 레버를 손으로 조작하는 것과 같은 미묘한 조성이 어렵고, 그외의 제1붐(104)이나 아암(102), 버킷(103)의 조작과 협조하여 동작하게 할 수 없다. 따라서, 대부분의 경우, 먼곳와 작업을 행할 때에는 제2붐(105)을 신장한 상태로 고정하고, 또, 근처의 작업을 행할 때에는 제2붐(105)을 수축한 상태로 고정하여 작업을 행하고 있는 것이 통상이다.

또, 일본국 특개평 7-180173호 공보의 제어장치는, 2개의 조작레버로 3관절형 굴삭기의 제1붐, 제2붐, 아암, 버킷을 조작할 수 있도록 하고 있는데, 조작레버는 버킷 끝단의 X방향 및 Y방향의 이동속도를 각각 지시하는 특수한 것이 되어있어, 통상의 조작레버와는 대폭으로 조작성이 다르다. 이 때문에, 종래의 방식에 익숙해져 있는 오퍼레이터에게는 조작하기 어렵다.

본 발명의 목적은, 3관절형 굴삭기가 가지는 넓은 작업영역을 오퍼레이터의 통상의 기량 범위에서 종래의 2관절형 굴삭기와 동등한 조작감각으로 연속적으로 조작가능하게 하는 3관절형 굴삭기의 조작제어장치를 제공하는 것이다.

(1) 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 굴삭기 본체와, 굴삭기 본체에 회동이 가능하게 설치된 제1 아암과, 제1 아암에 회동이 가능하게 설치된 제2 아암과, 제2 아암에 회동이 가능하게 설치된 제3 아암과, 제3 아암에 회동이 가능하게 설치된 굴삭용 버킷과, 제1 아암을 구동하는 제1 아암 실린더, 제2 아암을 구동하는 제2 아암 실린더, 제3 아암을 구동하는 제3 아암 실린더, 굴삭용 버킷을 구동하는 버킷 실린더를 포함하는 유압구동회로를 가지는 3관절형 굴삭기에 설치되며, 제1조작레버를 가지고 그 조작에 따른 제1 아암의 속도를 지령하는 제1 아암 조작수단과, 제2조작레버를 가지고 그 조작에 따른 제3 아암의 속도를 지령하는 제3 아암 조작수단을 구비하며, 상기 제1 아암 조작수단 및 제3 아암 조작수단의 각각으로부터의 조작신호에 의거하여 상기 유압구동회로의 제1 아암 실린더 및 제3 아암 실린더를 구동하는 3관절형 굴삭기의 조작제어장치에 있어서, 상기 제1 아암 조작수단으로부터외 조작신호가 나타내는 속도지령치에 제1 아암 보조게인을 곱한 제1값과 상기 제3 아암 조작수단으로부터의 조작신호가 나타내는 속도지령치에 제3 아암 보조게인을 곱한 제2값과의 연산치를 제2 아암의 속도지령치로 하는 제2 아암 지령수단과, 이 제2 아암의 속도지령치를 신호로 변환하는 출력수단을 구비하며, 이 출력수란으로부터의 신호에 의거하여 상기 유압구동회로의 제2 아암 실린더를 구동하는 것으로 한다.

먼저, 종래기술에 대하여, 붐을 2분한 2피스 붐형의 굴사기를 예로 기술을 진행시켜 왔으나, 아암을 2분할한 경우에도 3관절형 굴삭기로서의 기능은 동일하다. 그래서 설명을 일반화하는 의미에서, 본원 명세서 속에서는 3개의 관절로 각각 회동하는 부재를 제1 아암, 제2 아암, 제3 아암이라고 부르기로 한다.

본 발명은, 상기와 같이 3관절형 굴삭기가 가지는 넓은 작업영역을 오퍼레이터의 통상의 기량 범위에서 연속적으로 조작가능한 3관절형 굴삭기의 조작제이장치를 제안하는 것이며, 이것을 가능하게 하기 위하여, 본 발명에서는 2관절형 굴삭기와 같은 두 개의 조작레버만으로 3개의 관절을 조작할 수 있도록 하는 것이다.

즉, 3관절형 굴삭기에 있어서는, 제1 아암을 올리는 동작에 대하여 제2 아암을 올리는 동작이 버킷의 이동방향에 관하여 대략 같은 효과를 가지고, 또, 제1 아암을 내리는 동작에 대하여 제2 아암을 내리는 동작이 버킷의 이동방향에 관하여 대략 같은 효과를 가진다. 마찬가지로, 제3 아암을 덤프하는 동작(압출하는 동작)에 대하여 제2 아암을 올리는 동작이 버킷의 이동방향에 관하여 대략 같은 효과를 가지며, 또, 제3 아암을 크라우드하는 동작(인입하는 동작)에 대하여 제2 아암을 내리는 동작이 버킷의 이동방향에 관하여 대략 같은 효과를 가진다.

본 발명은, 이점에 착안하여 이루어진 것으로, 종래의 2관절형 굴삭기와 마찬가지로, 제1 아암과 제3 아암용의 조작레버(제1 및 제2조작레버)만을 가지며, 제2 아암은 제1 아암 및 제3 아암을 보조하도록 작용한다고 위치하게 하여, 제1 아암 및 제3 아암의 조작량에 각각의 보조 강도를 나타내는 게인을 곱한 것의 연산치, 예를 들어 그것들의 합을 제2 아암과 조작량으로 하고 있다.

이와 같이 구성함으로써, 2관절형 굴삭기와 같은 조작을 하는 것만으로, 버킷은 2관절형 굴삭기와 대략 같은 동작을 하고, 또한 제2 아암도 오퍼레이터의 의지에 따른 방향으로 버킷이 향하도록 신축하므로, 3관절형 굴삭기의 특징인 넓은 작업범위를 종래의 2관전형 굴삭기와 동등한 조작감각으로 연속적으로 조작하는 것이 가능하게 된다.

(2) 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는, 상기 제2 아암 지령수단을 상기 제2 아암의 속도지령치가 되는 연산치로서, 상기 제1값과 제2값의 합을 구하는 가산수단을 가진다.

(3) 또, 상기 (1)에 있어서, 상기 제2 아암 지령수단은 상기 제2 아암의 속도지령치가 되는 연산치로서, 상기 제1값과 제2값의 절대치의 최대치를 구하는 선택수단을 가져도 좋다.

(4) 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는, 굴삭기 본체의 놓여진 면에 대한 제1 아암의 회동각도를 검출하는 수단을 더욱 가지며, 상기 제2 아암 지령수단은 상기 검출수단으로부터의 신호를 입력하며, 제1 아암이 굴삭기 본체의 놓여진 면에 대하여 수직으로 접근한 때에 제3 아암 보조게인을 작게 한다.

제1 아암이 수직에 가까워진 경우에는, 제2 아암은 버킷을 상하로 동작하게 함으로써, 조작자가 제3 아암을 조작하고 있을 때에 의도하고 있는 전후의 움직임이 되지 않는다. 그래서, 본 발명에서는, 제1 아암이 수직에 가까워지면 제3 아암 보조게인을 내림으로써 제3 아암을 조작해도 제2 아암이 움직이기 어렵게 되고, 이것에 의해 조작자에게 위화감을 주지 않게 된다.

(5) 또, 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는, 굴삭기 본체의 놓여진 면에 대한 제1 아암의 회동각도를 검출하는 수단을 더욱 구비하고, 상기 제2 아암 지령수단은 상기 검출수단으로부터의 신호를 입력하며 제1 아암이 굴삭기 본체의 놓여진면에 대하여 수평에 가까워진 때에 제1 아암 보조게인을 작게 한다.

제1 아암이 수평에 가까워진 경우에는, 제2 아암은 버킷을 전후로 동작시키게 되고, 조작자가 제1 아암을 조작하고 있을 때에 의도하고 있는 상하의 움직임이 되지 않는다. 그래서, 본 발명에서는, 제1 아암이 수평에 가까워지면 제1 아암 보조게인을 내림으로써 제1 아암을 조작해도 제2 아암이 움직이기 어렵게 되고, 이것에 의해 조작자에게 위화감을 주지 않게 된다.

(6) 또한, 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는, 굴삭기 본체의 놓여진 면에 대한 제2 아암의 회동각도를 검출하는 수단을 더욱 구비하고, 상기 제2 아암 지령수단은 상기 검출수단으로부터의 신호를 입력하여 제2 아암이 굴삭기 본체의 놓여진 면에 대하여 수평에 가까워진 때에 제3 아암 보조게인을 작게 한다.

제2 아암이 수평에 가까워진 경우에는 제2 아암은 버킷을 상하로 동작시키는 것이 되고, 조작자가 제3 아암을 조작하고 있을 때에 의도하고 있는 전후의 움직임이 되지 않는다. 그래서, 본 발명에서는, 제2 아암이 수평에 가까워지면 제3 아암 보조게인을 내림으로써 제3 아암을 조작해도 제2 아암이 움직이기 어렵게 되고, 이것에 의해 조작자에게 위화감을 주지 않게 된다.

(7) 또, 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는 제1 아암 실린더의 스트로크를 검출하는 수단을 더욱 가지며, 상기 제2 아암 지령수단은 상기 검출수단으로부터의 신호를 입력하여 제1 아암 실린더가 스트로크 엔드에 도달한 때 또는 스트로크엔드에 가까워진 때에 제1 아암 보조게인을 크게 한다.

이와 같이 구성한 본 발명에서는 제1 아암 실린더가 스트로크 엔드에 도달한 때 또는 스트로크 엔드에 가까워지면, 제2 아암이 빠르게 움직이게 되고, 이에 의해 제1 아암 실린더의 스트로크 엔드에서 버킷이 급감속하는 것을 방지하여 조작자에게 위화감을 주지않게 된다.

(8) 또한, 상기 (1)에 있어서, 바람직하게는, 제3 아암 실린더의 스트로크를 검출하는 수단을 더욱 가지며, 상기 제2 아암 지령수단은 상기 검출수단으로부터의 신호를 입력하여 제3 아암 실린더가 스트로크 엔드에 도달한 때 또는 스트로크 엔트에 가까워진 때에 제3 아암 보조게인을 크게 한다.

이와 같이 구성한 본 발명에서는, 제3 아암 실린더가 스트로크 엔드에 도달한 때 또는 스트로크 엔드에 가까워지면, 제2 아암이 빠르게 움직이게 되어, 이에 의해 제3 아암 실린더의 스트로크 엔드에서 버킷이 급감속하는 것을 방지하여 조작자에게 위화감을 주지않게 된다.

(9) 또, 상기 (1)에 있어서, 상기 유압구동회로는 상기 제1 아암 실린더, 제2 아암 실린더, 제3 아암 실린더에 공급되는 압유의 유량을 각각 제어하는 제1 유량제어밸브, 제2 유량제어밸브, 제3 유량제어밸브를 가지는 것인 경우, 바람직하게는, 상기 제1, 제2, 제3 유량제어밸브의 각각에 조작용 파일롯압을 유도하는 파일롯회로를 더욱 구비하며, 이 파일롯회로는 상기 제2 유량제어밸브에 조작파일롯압을 유도하는 한쌍의 파일롯라인과, 이 한쌍의 파일롯라인에 각각 배치되며, 상기 출력수단으로부터의 출력신호에 의해 작동하는 한쌍의 비례감압배를 가지는 것으로 한다.

이와 같이 파일롯라인에 비례감압밸브를 설치하고, 이 비례감압밸브를 작동시킴으로써 출력수단으로부터의 신호에 의해 용이하게 제2 아암 실린더를 구동할 수 있다.

(10) 또한, 상기 (1)에 있어서, 상기 제1 아암 조작수단 및 제3 아암 조작수단은 상기 조작신호로서 전기신호를 출력하는 전기레버방식인 경우, 바람직하게는, 상기 제2 아암 지령수단은 상기 제1 아암 조작수단 및 제3 아암 조작수단의 전기신호를 입력하여, 이들의 전기신호로부터 상기 속도지령치를 구한다.

(11) 또, 상기 (1)에 있어서, 상기 제1 아암 조작수단 및 제3 아암 조작수단은 상기 조작신호로서 파일롯압을 출력하는 유압파일롯방식인 경우, 바람직하게는, 상기 제1 아암 조작수단 및 제3 아암 조작수단의 각각의 파일롯압을 검출하는 수단을 더욱 구비하며, 상기 제2 아암 지령수단은 상기 검출수단으로부터의 신호를 입력하여 이들 신호로부터 상기 속도지령치를 구한다.

이하에 본 발명의 실시형태를 도면을 이용하여 설명한다.

먼저, 본 발명의 제1실시형태를 제1도 내지 제4도에 의해 설명한다.

제1도에 있어서, 굴삭기(1)가 가지는 작업 프론트(2)는 각각 상하방향으로 회동가능하게 설치된 제1 아암(3), 제2 아암(4), 제3 아암(5)으로 이루어지는 3관절형이며, 그 기본단은 굴삭기 본체(13)(상부선회체)에 지지되고, 그 끝단에 굴삭용 버킷(6)이 상하방향으로 회동가능하게 설치되어 있다. 제1 아암(3)은 제1 아암 실린더(7), 제2 아암(4)은 제2 아암 실린더(8), 제3 아암(5)은 제3 아암 실린더(9)로 각각 구동되며, 버킷(6)은 버킷실린더(10)로 구동된다.

제2도에 유압회로의 일례를 나타낸다. 도면 중, 60은 제1 아암 실린더(7), 제2 아암 실린더(8), 제3 아암 실린더(9), 버킷실린더(10)를 포함하는 유압구동 회로이며, 유압펌프(20)로부터 분출된 작동유는 유량제어밸브(21, 22, 23, 24)를 거쳐, 제1 아암 실린더(7), 제2 아암 실린더(8), 제3 아암 실린더(9), 버킷실린더(10)로 공급된다. 이밖에 도시생략한 선회용 유압모터, 주행용 유압모터가 있으며, 이들도 마찬가지로 접속되어 있다. 여기에서는 제1 아암 실린더(7)에 대하여 동작을 설명하는데, 다른 실린더에 대해서도 마찬가지로 동작한다.

또, 61은 유량제어밸브(21, 22, 23, 24)에 조작용의 파일롯압력을 유도하는 파일롯회로이며, 파일롯유압원(62)과, 유량제어밸브(21)에 설치된 한쌍의 파일롯라인(63a, 63b) 및 유량제어밸브(22, 23, 24)에 설치된 같은 파일롯라인(64a, 64b, 65a, 65b, 66a, 66b)(일부만 도시)과, 파일롯라인(63a, 63b)에 배치된 비례감압밸브(29, 30) 및 파일롯라인(64a, 64b, 65a, 65b, 66a, 66b)에 설치된 같은 비례감압 밸브(도시생략)으로 구성되어 있다.

유량제어밸브(21)는 비작동시에는 스프링(27, 28)에 지탱되어 중립위치에 있으며, 각 포트는 블록되므로, 제1 아암 실린더(7)는 움직이지 않는다. 비례감압밸브(29, 30)에 의해 조정된 파일롯압력이 유량제어밸브(21)의 파일롯압력실(25, 26)로 유도되어 있고, 어느쪽엔가 파일롯압력이 서면 이 압력에 의한 힘과 스프링(27, 28)의 균형의 위치로 밸브체는 변위하고, 그 변위량에 따른 유량이 제1 아암 실린더(7)로 보내져 제1 아암 실린더(7)는 신축한다. 유량제어밸브(22, 23, 24)에 대해서도 마찬가지이다.

비례감압밸브(29, 30) 및 도시생략한 다른 비례감압밸브는 콘트롤러(31)로부터의 신호에 의해 조정되고, 또한 콘트롤러(31)에는 조작레버장치(11, 12)로부터의 조작신호가 입력되어 있다. 조작레버장치(11, 12)는 조작신호로서 전기신호를 출력하는 전기레버방식이며, 조작레버장치(11, 12)의 조작레버(11a, 12a)가 조작되면, 그 조작량에 따라 제1 아암 실린더(7), 제2 아암 실린더(8), 제3 아암 실린더(9), 버킷실린더(10)를 임의의 속도로 구동할 수 있다.

조작레버장치(11, 12)의 조작방법의 상세를 제3도에 나타낸다.

제3도에 있어서, 버킷 및 선회에 관한 조작은 종래의 굴삭기의 완전히 같고, 오른쪽에 배치된 조작레버장치(11)의 조작레버(11a)를 오른쪽(a)방향으로 조작하면, 조작량에 따른 속도로 버킷(6)은 덤프쪽(열리는 쪽)으로 동작한다. 마찬가지로, 조작레버(11a)를 왼쪽(b)방향으로 조작하면, 조작량에 따른 속도로 버킷(6)은 크라우드쪽(긁어모으는 쪽)으로 동작한다. 본체(13)를 구성하는 상부선회체의 선회동작에 대해서는 왼쪽에 배치된 조작레버장치(12)의 조작레버(12a)를 전(g) 또는 후(h)로 조작함으로써 조작량에 따른 속도로 상부선회체를 오른쪽선회 또는 왼쪽선회를 행한다.

종래, 제1 아암(3)만을 동작하게 하고 있었던 조작레버장치(11)의 조작레버(11a)의 전후방향(c, d방향)은, 본 발명에서는, 그 조작량에 따른 속도로 제1 아암(3)을 상하시킬 뿐만 아니라, 그 조작량에 제1 아암 보조게인(K1)을 곱한 값에 따른 속도로 제2 아암(4)도 동작하게 한다.

또, 종래, 제3 아암(5)만을 동작하게 하고 있었던 조작레버장치(12)의 조작레버(12a)의 좌우방향(f, e방향)은, 본 발명에서는, 그 조작량에 따른 속도로 제3 아암(5)을 덤프 또는 크라우드하게 할 뿐만 아니라, 그 조작량에 제3 아암 보조게인(K3)을 곱한 값에 따른 속도로 제2 아암(4)도 동작하게 한다.

즉, 제1 아암(3)으로의 속도지령치(X1)는 조작레버(11a)의 c, d방향의 조작량에 따라 정해지고, 제1 아암을 올리는 쪽(d쪽)을 정(正), 내리는 쪽(c쪽)을 부(負)로 하여, 제1 아암의 정격속도에 대응하는 풀레버조작시의 속도지령치를 1이라고 하면, X1은

-1＜X1＜1

이 된다.

또, 제3 아암(5)으로의 속도지령치(X3)는 조작레버(12a)의 e, f방향의 조작량에 따라 정해지고, 제3 아암의 덤프쪽(f쪽)을 정, 크라우드쪽(e쪽)을 부로 하여, 제3 아암의 정격속도에 대응하는 풀레버조작시의 속도지령치를 1이라고 하면, X3은,

-1＜X3＜1

이 된다.

이때, 제2 아암(4)에 대한 속도지령치(X2)는 제2 아암의 올리는 쪽을 정이라고 하면,

X2=K1×X1+K3×X3

으로 주어진다.

상기의 동작을, 콘트롤러(31)의 기능을 표현한 블록선도로서 나타낸 것이 제4도이다.

제4도에 있어서, 조작레버장치(11)에서 주어지는 제1 아암(3)으로의 조작신호 및 조작레버장치(12)에서 주어지는 제3 아암(5)으로의 조작신호는 각각 콘트롤러(31)에 설치된 속도지령치함수(32, 33)에 유도되고, 제1 아암 및 제3 아암의 속도지령치(X1, X3)로 변환된다. 속도지령함수(32, 33)는 주로 중립 부근에 불감대를 부여하거나, 조작레버(11a, 11b)의 조작량과 작동자의 속도지령치 사이에 직선적이 아닌 관계를 부여하기 위한 것이며, 경우에 따라서는 생략할 수 있다.

제2 아암의 속도지령치(X2)는 제1 아암 및 제3 아암의 속도지령치(X1, X3)와 콘트롤러(31)에 미리 기억되어 있는 블록(50, 51)에 나타내는 제1 아암 보조게인(K1) 및 제3 아암 보조게인(K3)으로부터 승산기(40, 41)와 가산기(42)에 의하여 상술한 사고방식에 따라,

X2=K1×X1+K3×X3

으로서 얻어진다.

34 내지 39는 포화함수이다. 제1 아암(3)의 동작에 관하여 포화함수(34, 35)의 작용을 설명한다.

제1 아암속도지령치(X1)는, 콘트롤러(31)의 내부에서는 올리는 쪽을 정, 내리는 쪽을 부로하는 하나의 값으로 나타내고 있다. 이에 대하여 실제의 유압회로는, 제1 아암 올림의 경우에는 비례감압밸브(30)룰 여자(勵磁)하고, 내림의 경우에는 비례감압밸브(29)를 여자할 필요가 있다. 이 변환을 행하기 위하여 포화함수가 사용된다. 즉, 제1 아암 속도지령치(X1)가 정인 경우, 포화함수(34)는 그 지령치를 그대로 비례감압밸브(30)로 송출하나, 포화함수(35)에 따라 비례감압밸브(29)에는 신호가 송출되지 않는다(0이 송출된다).

또, 제1 아암 속도지령치(X1)가 부인 경우, 포화함수(35)는 그 지령치의 정부는 반전시키나, 크기는 그대로 비례감압밸브(29)로 송출한다. 이때, 포화함수(34)에 의해 비례감압밸브(30)에는 신호가 송출되지 않는다(0은 송출된다).

포화함수(36, 37; 38, 39)에 대해서도 마찬가지이며, 각각 제2 아암 속도지령치(X2), 제3 아암 속도지령치(X3)의 정부에 따라 비례감압밸브(67 또는 68; 69 또는 70)에 신호가 송출된다. 비례감압밸브(67 또는 68; 69 또는 70)는 제2도에 나타낸 파일롯라인(64a, 64b; 65a, 65b)에 배치되는, 제2도에는 도시생략하였던 비례감압밸브이다.

이상과 같이 구성한 본 실시형태의 동작을 설명한다. 이하의 동작에서는, 예를 들어 K1=K2=0.5가 설정되어 있는 경우를 생각한다.

제1 아암(3)을 올리려고 조작레버(11a)를 d방향으로 풀조작하면, X1=1이 되어, 제1 아암(3)이 울리는 방향으로 정격속도로 동작하는 동시에, 제2 아암(4)의 지령치가 X2=0.5가 되므로, 이것을 보조하도록 제2 아암(4)도 올리는 방향으로 정격속도의 절반의 속도로 움직이게 된다. 제1 아암(3)을 내리려고 조작레버(11a)가 c방향으로 풀조작된 경우에는 X1=-1, X2=-0.5가 되므로, 제1 아암의 정격속도로 내려지는 것을 보조하도록 제2 아암(4)도 정격속도의 절반의 속도로 내리는 방향으로 움직인다.

이어서, 제3 아암(5)을 덤프하려고 조작레버(12a)를 f방향으로 풀조작하면, X3=1이 되어 제3 아암(5)이 덤프방향으로 정격속도로 동작하는 동시에, 제2 아암(4)의 지령치가 X2=0.5로 되므로, 이것을 보조하도록 제2 아암(4)도 올리는 방향으로 정격속도의 절반의 속도로 움직이게 된다. 제3 아암(5)을 크라우드시키려고 조작레버(12a)가 e방향으로 풀조작된 경우에는, X3=-1, X2=-0.5로 되므로, 제3 아암(5)이 정격속도로 크라우드하는 것을 보조하도록 제2 아암(5)도 정격속도의 절반의 속도로 내리는 방향으로 움직인다.

또한, 제1 아암(3)의 올림 및 제3 아암(5)의 덤프를 행하는 조작레버(11a)의 d방향의 풀조작 및 조작레버(12a)의 f방향의 풀조작이 동시에 행하여진 경우에는 X1=1, X3=1로 되므로, X2=1로 되며 모든 아암이 관절을 열리는 방향으로 정격속도로 움직이게 된다.

또, 제1 아암(3)의 올림 및 제3 아암(5)의 크라우드를 행하는 조작레버(11a)의 d방향의 풀조작 및 조작레버(12a)의 e방향의 풀조작이 동시에 행하여진 경우에는 X1=1, X3=-1로 되므로, X2=0으로 되며, 이 경우에는 제2 아암(4)은 움직이지 않는다. 이것은, 제1 아암(3)에는 관절을 열리는 방향으로 지시가 나와 있음에 대하여, 제3 아암(5)에는 관절을 닫히도록 지시가 나왔기 때문에, 쌍방을 보조하려고 하는 제2 아암(4)의 동작이 상쇄되기 때문이다.

이상과 같이, 본 실시형태에 의하며 3관절형 굴삭기에 대하여, 종래의 2관절형 굴삭기와 같은 두 개의 조작레버(11a, 12a)로 제2 아암(4)을 포함하는 3관절을, 오퍼레이터에게 위화감을 주지 않고 동작시키는 것이 가능하며, 3관절형 굴삭기의 특징인 넓은 작업범위를 종래의 2관절형 굴삭기와 동등한 조작감각으로 연속 적으로 조작할 수 있다.

또한, 이상에서는, 보조게인(K1, K3)이 0.5인 경우를 설명하였으나, 이 값은 작업 상황이나 오퍼레이터의 취향에 따라 임의의 값을 취할 수 있다. 예를 들어 보조게인이 클수록 넓은 작업영역내를 기민하게 동작할 수 있고, 반대로 보조게인이 작을수록 종래의 굴삭기의 조작감각에 가까운 조작을 행할 수 있다.

또, 이 예에서는 제1 아암 보조게인(K1)과 제3 아암 보조게인(K3)이 같은 경우를 설명하였으나, 굴삭기의 사용자나 오퍼레이터의 취향에 따라서는 다른 값을 취해도 좋다. 예를 들어, 제3 아암쪽이 종래의 움직임에 가까운 동작을 하고 싶다면 제3 아암 보조게인(K3)을 작게 설정하거나 그 반대로 가능하다.

또한, 제1 아암 보조게인(K1)과 제3 아암 보조게인(K3)의 설정 방법에 대해서는 이하에 서술하는 바와 같이 변화하는 값으로 하는 것도 가능하다.

종래, 일반적으로 사용되고 있는 제14도에 나타내는 바와 같은 2관절형 굴삭기에서는 그 구조에서, 붐(101)은 버킷(103)의 위치를 상하로 이동시키고 싶을 때에 사용하는 경우가 많다. 또, 아암(102)은 버킷(103)의 위치를 전후(직전/멀리함)로 이동시키고 싶을 때에 사용하는 경우가 많다. 이와 같은 사용방법에 대한 위화감을 보다 적게 하는 방법으로서, 작업프론트의 자세에 따라 보조게인(K1, K3)을 변화시키는 것도 유효하다.

제5도에, 보조게인(K3)을 가변으로 한 실시형태를 나타낸다. 제1 아암(3)과 본체(13) 사이의 회동지점에 포텐쇼미터로 이루어지는 제1 아암 각도검출센서(43)을 설치하여(제1도 참조) 이 신호를 콘트롤러(31A)로 유도하고(제2도 참조) 함수(44)에 의해, 예를 들어 통상 0.5 정도로 설정되어 있는 제3 아암 보조게인(K3)을 굴삭기 본체(13)가 놓여진 면에 대한 제1 아암(3)의 각도가 90도에 가까워짐에 따라서 서서히 작아지도록 하여 이것을 블록(51A)의 값으로 한다.

이와 같이 구성된 실시형태에서는, 제1 아암(3)이 수직에 가까워지면 제3 아암(5)을 조작해도 제2 아암(4)이 움직이기 어려워진다. 이것은, 제3 아암(5)은 2관절형 굴삭기의 아암(102)의 조작레버를 조작한 것과 똑같이 동작하게 하기 위해서이고, 즉 버킷위치를 전후로 동작시키려고 하는 조작자의 의지를 반영한 동작을 하게 하기 위해서이다. 즉, 제1 아암(3)이 수직에 가까워진 경우에는 제2 아암(4)은 버킷(6)을 상하로 동작하게 하는 것이 되고, 조작자가 제3 아암(5)을 조작하고 있을 때에 의도하고 있는 전후의 움직임이 되지 않으므로, 게인(K3)을 내림으로써 그 동작을 억제하고 조작자에게 위화감을 주지 않도록 하는 것이다.

제1 아암 각도검출센서(43)는 제1 아암(3)과 본체(13) 사이의 회동지점에 포텐쇼미터를 설치하고, 제1 아암각도를 검출한다고 하였으나, 제1 아암 실린더(7)의 스트로크를 검출하는 위치검출장치를 설치하여 기하학적 관계에서 소방하는 각도를 연산해도 좋다.

제6도는 보조게인(K1)을 가변으로 한 실시형태를 나타낸다. 제5도의 실시형태와 마찬가지로 제1 아암 각도검출센서(43)를 설치하여 이 신호를 콘트롤러(31B)로 유도하여(제2도 참조) 함수(45)에 의하여, 예를 들어 통상 0.5 정도로 설정되어 있는 제1 아암 보조게인(K1)을 굴삭기 본체(13)가 놓여진 면에 대한 제1 아암(3)의 각도가 0도에 가까워짐에 따라서 서서히 작아지도록 하여 이것을 블록(50A)의 값으로 한다.

이와 같이 구성된 실시형태에서는, 제1 아암(3)이 수평에 가까워지면 제1 아암(3)을 조작해도 제2 아암(4)이 움직이기 어려워진다. 이것은, 제1 아암(3)은 2관절형 굴삭기의 붐(101)의 조작레버를 조작한 것과 똑같이 동작하도록 하기 위해서이고, 즉, 버킷위치를 상하로 동작하게 하려고 하는 조작자의 의지를 반영한 동작을 하게 하기 위해서이다. 즉, 제1 아암(3)이 수평에 가까워진 경우에는 제2 아암(4)은 버킷(6)을 전후로 동작하게 하는 것이 되어 조작자가 제1 아암(3)을 조작하고 있을 때에 의도하고 있는 상하의 움직임이 되지 않으므로, 게인(K1)을 내림으로써 그 동작을 억제하고 조작자에게 위화감을 주지 않도록 하는 것이다.

제7도는, 보조게인(K3)을 가변으로 한 다른 실시형태를 나타낸다. 제5도의 실시형태와 마찬가지로 제1 아암 각도검출센서(43)를 설치하는 동시에, 제1 아암(3)과 제2 아암(4) 사이의 회동지점에 제1 아암(3)에 대한 제2 아암(4)의 상대 각도를 검출하는 포텐쇼미터로 이루어지는 각도검출센서(46)를 설치하여(제1도 참조) 이들의 신호를 콘트롤러(31C)로 유도하여(제2도 참조) 제2 아암 절대각도 연산부(47)에 의해 굴삭기 본체(13)에 대한 제2 아암(4)의 절대각도를 연산한다. 이 제2 아암의 절대각도는 함수(45)로 유도된다. 함수(45)로는 예를 들어 통상 0.5 정도로 설정되어 있는 제3 아암 보조게인(K3)을 굴삭기 본체(13)가 놓여진 면에 대한 제2 아암(4)의 각도(제2 아암 절대각도)가 0도에 가까워진 때에 서서히 작아지도록 하고 이것을 블록(51A)의 값으로 한다.

이와 같이 구성된 실시형태에서는, 제2 아암(4)이 수평에 가까워지면, 제3 아암(5)을 조작해도 제2 아암(4)이 움직이기 어려워진다. 이것은 제3 아암(5)은 2관절형 굴삭기의 아암(102)의 조작레버를 조작한 것과 똑같이 동작하도록 하기 위해서이고, 즉 버킷위치를 전후로 동작시하게 하려고 조작자의 의지를 반영한 동작을 하게 하기 위해서이다. 즉, 제2 아암(4)이 수평에 가까워진 경우에는 제2 아암(4)은 버킷(6)을 상하로 동작하게 되어 조작자가 제3 아암(5)을 조작하고 있을 때에 의도하고 있는 전후의 이동이 되지 않으므로, 게인(K3)을 내림으로써 그 동작을 억제하고 조작자에게 위화감을 주지 않도록 하는 것이다.

제2 아암의 절대각도는 제1 아암(3)과 본체(13) 사이의 상대각도와, 제2 아암과 제1 아암의 상대각도를 검출하여, 기하학적 관계에서 연산수단으로 구하는 방식을 나타내었으나, 제2 아암(4)에 경사센서를 설치하여 직접 대지(對地) 각도를 검출해도 좋다.

제8도는 보조게인(K1)을 가변으로 한 실시형태를 나타낸다. 제1 아암 실린더(7)의 스트로크를 검출하는 센서(48)를 설치하여(제1도 참조) 이 신호를 콘트롤러(31D)로 유도하고(제2도 참조), 함수(49)에 의해 예를 들어 통상 0.5 정도로 설정되어 있는 제1 아암 보조게인(K1)을 제1 아암 실린더(7)가 최장 또는 최단의 스트로크 엔드에 접근한 때에 갑자기 커지도록 하여 이것을 블록(50A)의 값으로 한다.

이와 같이 구성된 실시형태에서는, 제1 아암 실린더(7)가 스트로크 엔드에 가까워지면, 갑자기 제2 아암(4)이 빠르게 움직이게 된다. 이것은 조작레버(11a)를조작하여 제1 아암(3)이 지령치(X1)의 속도로 동작하고 또한 제3 아암(4)이 지령치(Xl)에 제1 아암 보조게인(K1)을 곱한 속도로 동작하고있을 때에, 제1 아암 실린더(7)가 스트로크 엔드에 도달하여 급정지한 경우에, 버킷(6)의 동작은 급감속하나, 이와 같은 조작자가 의도하지 않은 동작을 완화시키기 위해서이다. 즉, 제1 아암 실린더(7)가 스트로크 엔드에서 정지한 경우에는 게인(K1)을 크게 하여 제2 아암(4)을 가속함으로써 버킷(6)이 급감속하는 것을 방지하고, 조작자에게 위화감을 주지 않도록 하는 것이다.

제1 아암 실린더(7)의 스트로크를 검출하는 센서(48)는 실린더의 길이를 검출하는 센서를 설치하는 것을 상정하여 설명하였으나, 제1 아암(3)과 본체(13) 사이의 회동지점에 제1도에 나타낸 바와 같이 포텐쇼미터(3)를 설치해서 각도를 검출하여 기하학적 관계로부터 그때의 스트로크를 연산해도 좋다.

또, 제1 아암 실린더(7)의 스트로크 엔드만을 검출하는 리미트 스위치를 설치하여, 스위치가 변환된 때에 제1보조게인을 크게 해도 좋다.

또한, 제8도의 실시형태에서는, 제1 아암 실린더(7)가 스트로크 엔드에 가까워진 때 또는 스트로크 엔드에 도달한 때에 게인(K1)을 크게 하며 제2 아암(4)을 가속하는 경우에 대하여 설명하였으나, 제2 아암 실린더(9)의 스트로크를 검출하는 같은 센서(49)를 설치하고(제1도 참조). 제3 아암 실린더(9)가 스트로크 엔드에 가까워진 때 또는 스트로크 엔드에 도달한 때에 게인(K3)을 크게 하여 제2 아암(4)을 가속함으로써, 버킷(6)의 급감속을 방지하도록 해도 좋다.

제9도 및 제10도는 지령치(X1)에 보조게인(K1)을 곱한 값과 지령치(X3)에 보조게인(K3)을 곱한 값에서 제2 아암(4)의 지령치(X2)를 산출하는 것에 가산기(42)를 이용하지 않는 실시형태를 나타낸다.

승산기(40, 41)의 출력은 최대치 선택기(42A)로 부여된다. 최대치 선택기(42A)는 제10도에 나타낸 바와 같이, 스위치변환부(75)와 스위치(76, 77)와 가산기(75)로 구성되고, 스위치변환부(75)는 절대치 연산기(75a. 75b)와 감산기(75c)와 변환신호연산기(75d, 75e)로 이루어져 있다. 승산기(47, 41)로 계산된 값(K1X1, K3X3)은 각각 연산기(75a, 75b)로 절대치 |K1X1| 및 |K3X3|이 취해지고, 감산기(75c)에서 △KX=|K1X1|-|3KX3|을 계산하며, △KX가 0 또는 정일 때는 연산기(75d)로부터 온 신호가 스위치(76)로 부여되고, △KX가 부일 때는 연산기(75e)로부터 온 신호가 스위치(77)로 부여된다. 이에 의해, |K1X1|≥|K3X3| 일 때는 스위치(76), 가산기(78)에 의해 제2 아암의 속도지령치(X2)가 X2=K1X1로서 얻어지며, |K1X1|＜|K3X3|일 때는 스위치(77), 가산기(78)에 의해 제2 아암의 속도 지령치(X2)가 X2=K3X3으로서 얻어진다.

이와 같이 제2 아암의 속로지령치로서, |K1X1| 및 |K3X3|의 최대치를 구함으로써도 K1X1과 K3X3의 합을 연산하는 것과 대략 마찬가지의 움직임을 얻을 수 있고, 제1실시형태와 같은 효과를 얻을 수 있다.

제11도 및 제12도는 유압 파일롯 방식의 조작레버장치를 가지는 굴삭기에 본 발명을 적용한 실시형태를 나타낸다. 도면 중 제2도 내지 제4도에 나타낸 부재 또는 기능과 동등한 것에는 같은 부호를 붙이고 있다.

제11도에 있어서, 11A, 11B는 유량제어밸브(21, 23)에 대한 조작신호로서 파일롯압(Pc, Pd; Pf, Pe)을 출력하는 유압 파일롯 방식의 조작레버장치이며, 조작레버장치(11A, 11B)로부터 출력된 파일롯압(Pc, Pd; Pf, Pe)은 파일롯라인(63a, 또는 63b, 65a 또는 65b)을 거쳐 유량제어밸브(21, 23)의 파일롯압력실(25, 26)로 유도되고, 유량제어밸브(21, 23)를 변환조작한다. 유량제어밸브(24)의 파일롯라인(66a. 66b)에도 같은 유압 파일롯 방식의 조작레버장치(도시생략)가 설치되어 있다. 또, 파일룻라인(63a, 63b; 65a, 65b)에는 제1실시형태와 같은 비례감압밸브는 설치되어 있지 않고, 제2 아암(4)용의 파일롯라인(64a, 64b)에만 비례감암밸브(67, 68)가 설치되어 있다.

조작레버장치(11A, 11B)의 조작방법은 제3도에 나타낸 제1 실시형태의 것과 같고, 조작레버(11a)의 c방향이 제1 아암내림, d방향이 제1 아암올림 및 제2 아암올림이며, 조작레버(12a)의 f방향이 제3 아암덤프 및 제2 아암올림, e방향이 제3 아암크라우드 및 제2 아암내림이다.

파일롯라인(63a, 63b; 65a, 65b)에는 압력센서(80, 81, 82, 83)가 접속되고, 콘트롤러(31E)에는 이들 압력센서로부터의 검출신호가 입력되어 있다.

콘트롤러(31E)의 처러기능을 제12도에 나타낸다. 압력센서(80, 81 및 82, 83)로부터의 검출신호는 각각 감산기(84, 85)를 거쳐 승산기(40, 41)로 유도된다. 감산기(84, 85)는 각각 압력센서(80, 81 및 82, 83)의 검출신호로부터 제1 실시형태의 제1 아암 속도지령치(X1), 제3 아암의 속도지령치(X3)와 등가인 지령치를 얻기 위해서이다. 즉, 압력센서(80)에서 검출된 제1 아암내림쪽(c쪽)의 파일롯압(Pc)은 감산기(84)에 의해 부의 값으로서 취해지고, 압력센서(81)에서 검출된 제1 아암올림쪽(d)의 파일롯압(Pd)은 감산기(84)에 의해 정의 값으로서 취해지며, 제1 아암올림방향을 정, 내림방향을 부로 한 속도지령치(X1)가 얻어진다. 또, 압력센서(82)에 의해 검출된 제3 아암의 덤프쪽(f쪽)의 파일롯압(Pf)은 감산기(85)에 의해 정의 값으로서 취해지고, 압력센서(83)에 의해 검출된 제3 아암의 크라우드쪽(e쪽)의 파일롯압(Pe)은 감산기(85)에 의해 부의 값으로서 취해지며, 제3 아암의 덤프방향을 정, 크라우드방향을 부로 한 속도지령치(X3)가 얻어진다.

또한, 압력센서(80, 81 및 82, 83)를 대신하여 제13도에 나타낸 차압센서(86, 87)를 이용해도 좋고, 이 경우는 차압센서(86, 87)의 검출신호를 그대로 제1 아암속도지령치(X1), 제3 아암의 속도지령치(X3)로서 사용할 수 있다.

승산기(40, 41) 이후의 처리는 제4도에 나타낸 제1 실시형태와 같다. 즉, 제2 아암의 속도지령치(X2)는 제1 아암 및 제3 아암의 속도지령치(X1, X3)와 콘트롤러(31E)에 미리 기억되어 있는 블록(50, 51)에 나타내는 제1 아암 보조게인(K1) 및 제3 아암 보조게인(K3)으로부터, 승산기(40, 41)와 가산기(42)에 의하여,

X2=K1×X1+K3×X3

으로서 얻어진다.

제2 아암 속도지령치(X2)가 정인 경우, 포화함수(36)는 그 지령치를 그대로 비례감압밸브(67)로 송출하나, 포화함수(37)에 의해 비례감압밸브(68)에는 신호가 송출되지 않는다(0이 송출된다). 제2 아암 속도지령치(X2)가 부인 경우, 포화함수(37)는 그 지령치의 정부를 반전시키나, 크기는 그대로 비례감압밸브(68)에 송출한다. 이때, 포화함수(36)에 피하여 비례감압밸브(67)에는 신호가 송출되지 않는다(0이 송출된다).

이상과 같이 구성한 본 실시형태의 동작은 제1 아암(3)용의 유량제어밸브(21), 제3 아암(5)용의 유량제어밸브(23)가 유압 파일롯 방식의 조작레버장치(11A, 12A)로부터 출력된 파일롯압으로 직접 구동되는 점출 제외하고 제1 실시형태와 같다. 따라서, 본 실시형태에 의해서도 3관절형 굴삭기에 대하여, 종래의 2관절형 굴삭기와 같은 두 개의 조작레버(11a, 12a)로 제2 아암(4)을 포함하는 3관절을 오퍼레이터에게 위화감을 주지 않고 동작하게 하는 것이 가능하며, 3관절형 굴삭기의 특징인 넓은 작업범위를 종래의 2관절형 굴삭기와 같은 조작감각으로 연속적으로 조작할 수 있다.

본 발명에 의하면, 3관절형 굴삭기에 대하여, 종래의 2관절형 굴삭기와 같은 두 개의 조작레버로 제2 아암을 포함하는 3관절을 오퍼레이터에게 위화감을 주지않고 동작하게 하는 것이 가능하며, 3관절형 굴삭기의 특징인 넓은 작업범위를 종래의 2관절형 굴삭기와 동등한 조작감각으로 연속적으로 조작할 수 있다.

Claims

굴삭기 본체(13)와, 굴삭기 본체에 회동이 가능하게 설치된 제1 아암(3)과, 제1 아암에 회동이 가능하게 설치된 제2 아암(4)과, 제2 아암에 회동이 가능하게 설치된 제3 아암(5)과, 제3 아암에 회동이 가능하게 설치된 굴삭용 버킷(6)과, 제1 아암을 구동하는 제1 아암 실린더(7), 제2 아암을 구동하는 제2 아암 실린더(8), 제3 아암을 구동하는 제3 아암 실린더(9), 굴삭용 버킷을 구동하는 버킷실린더(10)를 포함하는 유압구동회로(60)를 가지는 3관절형 굴삭기(1)에 설치되며, 제1 조작레버(11a)를 가지고 그 조작에 따른 제1 아암(3)의 속도를 지령하는 제1 아암 조작수단(11)과, 제2 조작레버(12a)를 가지고 그 조작에 따른 제3 아암(5)의 속도를 지령하는 제3 아암 조작수단(12)을 구비하고, 상기 제1 아암 조작수단(11) 및 제3 아암 조작수단(12)의 각각으로부터의 조작신호에 의거하여 상기 유압구동회로(60)의 제1 아암 실린더(7) 및 제3 아암 실린더(9)를 구동하는 3관절형 굴삭기의 조작제어장치에 있어서, 상기 제1 아암 조작수단(11)으로부터의 조작신호가 나타내는 속도지령치(X1)에 제1 아암 보조게인(K1)을 곱한 제1값과 상기 제3 아암 조작수단(12)으로부터의 조작신호가 나타내는 속도지령치(X3)에 제3 아암 보조게인(K3)을 곱한 제2 값과의 연산치를 제2 아암(4)의 속도지령치(X2)로 하는 제2 아암 지령수단(32, 33, 40, 41, 42, 50, 51)과, 이 제2 아암(4)의 속도지령치(X2)를 신호로 변환하는 출력수단(36, 37)을 구비하며, 이 출력수단으로부터의 신호에 의거하여 상기 유압구동회로(60)의 제2 아암 실린더(8)를 구동하는 것을 특징으로 하는 3관절형 굴삭기의 조작제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 아암 지령수단(32, 33, 40, 41, 42, 50, 51)은, 상기 제2 아암(4)의 속도지령치(X2)가 되는 연산치로서, 상기 제1 값과 제2 값의 합을 구하는 가산수단(42)을 가지는 것을 특징으로 하는 3관절형 굴삭기의 조작제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 아암 지령수단(32, 33, 40, 41, 42A, 50, 51)은 상기 제2 아암(4)의 속도지령치(X2)가 되는 연산치로서, 상기 제1 값과 제2 값의 절대치의 최대치를 구하는 선택수단(42A)을 가지는 것을 특징으로 하는 3관절형 굴삭기의 조작제어장치.
제1항에 있어서, 상기 굴삭기 본체(13)가 놓여진 면에 대한 제1 아암(3)의 회동각도를 검출하는 수단(43)을 더욱 가지고, 상기 제2 아암 지령수단(32, 33, 40, 41, 42, 44, 50, 51A)은 상기 검출수단(43)으로부터의 신호를 입력하고, 제1 아암(3)이 굴삭기 본체(13)가 놓여진 면에 대하여 수직에 가까워진 때에, 제3 아암 보조게인(K3)을 작게 하는 것을 특징으로 하는 3관절형 굴삭기의 조작제어장치.
제1항에 있어서, 상기 굴삭기 본체(13)가 늘여진 면에 대한 제1 아암(3)의 회동각도를 검출하는 수단(43)을 더욱 가지고, 상기 제2 아암 지령수단(32, 33, 40, 41, 42, 45, 51A, 51)은 상기 검출수단(43)으로부터의 신호를 입력하고, 제1 아암(3)이 굴삭기 본체(13)가 놓여진 면에 대하여 수평에 가까워진 때에, 제1 아암 보조게인(K1)을 작게 하는 것을 특징으로 하는 3관절형 굴삭기의 조작제어장치.
제1항에 있어서, 상기 굴삭기 본체(13)가 놓여진 면에 대한 제2 아암(4)의 회동각도를 검출하는 수단(43, 46, 47)을 더욱 가지고, 상기 제2 아암 지령수단(32, 33, 40, 41, 42, 45. 50, 51A)은 상기 검출수단(43, 46, 47)으로부터의 신호를 입력하고, 제2 아암(4)이 굴삭기 본체(13)가 놓여진 면에 대하여 수평에 가까워진 때에 제3 아암 보조게인(K3)을 작게 하는 것을 특징으로 하는 3관절형 굴삭기의 조작제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 아암 실린더(7)의 스트로크를 검출하는 수단(48)을 더욱 가지고, 상기 제2 아암 지령수단(32, 33, 40, 41, 42, 49, 50A, 51)은 상기 검출수단(48)으로부터의 신호를 입력하고, 제1 아암 실린더(7)가 스트로크 엔드에 도달한 때, 또는 스트로크 엔드에 가까워진 때에 제1 아암 보조게인(K1)을 크게 하는 것을 특징으로 하는 3관절형 굴삭기의 조작제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제3 아암 실린더(9)의 스트로크를 검출하는 수단(49)을 더욱 가지고, 상기 제2 아암 지령수단(32, 33, 40, 41, 42, 50, 51)은 상기 검출수단(49)으로부터의 신호를 입력하고, 제3 아암 실린더(9)가 스트로크 엔드에 도달한 때, 또는 스트로크 엔드에 가까워진 때에 제3 아암 보조게인(K3)을 크게 하는 것을 특징으로 하는 3관절형 굴삭기의 조작제어장치.
상기한 유압구동회로는 상기 제1 아암 실린더(7), 제2 아암 실린더(8), 제3 아암 실린더(9)에 공급되는 압유의 유량을 각각 제어하는 제1 유량제어밸브(21), 제2 유량제어밸브(22), 제3 유량제어밸브(23)를 가지는 제1 항에 기재된 3관절형 굴삭기(1)의 조작제어장치에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 유량제어밸브(21, 22, 23)의 각각에 조작용 파일롯압을 유도하는 파일롯회로(61)를 더욱 구비하고, 이 파일롯회로는 상기 제2 유량제어밸브(22)에 조작파일롯압을 유도하는 한쌍의 파일롯 라인(64a. 64b)과, 이 한쌍의 파일롯 라인에 각각 배치되며, 상기 출력수단(36, 37)으로부터의 출력신호에 의해 작동하는 한쌍의 비례감압밸브(67, 68)를 가지는 것을 특징으로 하는, 3관절형 굴삭기의 조작제어장치.
상기 제1 아암 조작수단(11) 및 제3 아암 조작수단(12)은 상기 조작신호로서 전기신호를 출력하는 전기레버방식인 제1항에 기재된 3관절형 굴삭기(1)의 조작제어 장치에 있어서, 상기한 제2 아암 지령수단(32, 33, 40, 41, 42, 50, 51)은 상기 제1 아암 조작수단(11) 및 제3 아암 조작수단(12)의 전기신호를 입력하고, 이들 전기신호로부터 상기 속도지령치(X1, X3)를 구하는 것을 특징으로 하는 3관절형 굴삭기의 조작제어장치.
상기 제1 아암 조작수단(11A) 및 제3 아암 조작수단(12A)은 상기 조작신호로서 파일롯압을 출력하는 유압파일롯방식인 제1항에 기재된 3관절형 굴삭기(1)의 조작제어장치에 있어서, 상기 제1 아암 조작수단(11A) 및 제3 아암 조작수단(12A)의 각각의 파일롯압을 검출하는 수단(80, 81, 82, 83; 86, 87)을 더욱 구비하고, 상기 제2 아암 지령수단(40, 41, 42, 50, 51, 84, 85)은 상기 검출수단(80, 81, 82, 83; 86, 87)으로부터의 신호를 입력하고, 이들 신호로부터 상기 속도지령치(X1, X3)를 구하는 것을 특징으로 하는 3관절형 굴삭기의 조작제어장치.