KR100335363B1 - Excavator control equipment - Google Patents

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KR100335363B1
KR100335363B1 KR1019960013962A KR19960013962A KR100335363B1 KR 100335363 B1 KR100335363 B1 KR 100335363B1 KR 1019960013962 A KR1019960013962 A KR 1019960013962A KR 19960013962 A KR19960013962 A KR 19960013962A KR 100335363 B1 KR100335363 B1 KR 100335363B1
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이정철
이진한
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볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비
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Abstract

본 발명은 굴삭기의 제어장치에 관한 것으로, 특히 하부주행체와 상부 선회체가 구비되며, 상기 상부선회체에 부착되는 다수의 관절로 아우러진 작업장치와, 선회장치 및 주행장치와, 상기 각각의 작업장치 및 선회장치와 주행장치를 구동하는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터에 공급되는 유량을 조절하는 유압제어밸브, 및 각 작업장치의 회전각을 검출하는 센서를 구비한 굴삭기의 제어장치에 있어서, 조작자에 의하여 조작됨에 따라 각각 3방향 운동의 제어가 가능하며 각각의 조작방향에 대하여 중립에서 벗어난 양에 비례하는 전기적신호를 출력하는 한쌍의 조작장치와, 기능 선택 스위치가 다수 설치되며, 기능의 선택에 따라 소정신호를 출력함과 동시에 선택된 기능을 디스플레이하는 스위치보드, 및 상기 조작장치와 스위치보드 및 상기 각 관절센서로로부터 신호를 입력받아서 복수의 작업장치 제어신호를 상기 유압제어밸브에 공급하여 각 액츄에이터에 공급되는 유량을 제어하는 제어기를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 다관절 작업장치의 제어장치에 관한 것이다.In particular, the present invention relates to a control apparatus for an excavator, and more particularly to a control apparatus for an excavator, which is equipped with a lower traveling body and an upper revolving body and includes a plurality of articulated working devices attached to the upper revolving structure, An apparatus for controlling an excavator having an actuator for driving a device, a swing device and a traveling device, a hydraulic control valve for controlling a flow rate supplied to the actuator, and a sensor for detecting a rotation angle of each working device, A pair of operation devices capable of controlling the three-directional motion in accordance with the operation and outputting an electric signal proportional to an amount deviated from the neutral in each operation direction, a plurality of function selection switches, A switch board for outputting a signal and displaying a selected function at the same time, Receiving a signal from the sensor to the feed a plurality of working device control signal to the hydraulic control valve is characterized by configured by comprising a controller for controlling the flow rate supplied to the actuator to a control device of a joint working device.

Description

굴삭기의 제어장치Excavator control equipment

본 발명은 굴삭기의 제어장치에 관한 것으로, 특히 조직장치와 이에 의하여 구동되는 작업장치 사이에 직관적인 제어관계를 제공하여 조작장치의 움직임과 작업장치의 움직임이 서로 논리적인 상관관계를 갖게하여 작업자로 하여금 다자유도의 작업장치를 용이하게 조작할 수 있도록 하는 굴삭기의 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a control apparatus for an excavator, and more particularly, to an intuitive control relation between an organizational apparatus and a work apparatus driven thereby to provide a logical correlation between a movement of the operation apparatus and a movement of the work apparatus, To a control device for an excavator which allows a work device of multiple degrees of freedom to be easily operated.

일반적으로, 굴삭기는 다수개의 관절로 이루어진 작업장치 및 선회장치와 주행장치를 구비하며, 이것을 작동하기 위해 많은 수의 레버나 페달등의 조작장치가 필요하였다.Generally, an excavator has a working device composed of a plurality of joints, a swing device and a traveling device, and a large number of operating devices such as levers and pedals are required to operate the excavator.

그러나, 조작장치와 작업장치 사이에 논리적인 상관관계가 적기 때문에 비 숙련된 작업자에게는 평탄작업 등 고도의 조작기술을 요하는 작업을 행하기 어려우며, 다수의 조작장치를 높은 정도로 조작하기 위해서는 많은 시간과 노력이 필요하였다.However, since there is little logical correlation between the operation device and the work device, it is difficult for untrained workers to perform operations requiring a high level of operation technology such as flat work, and in order to operate a large number of operation devices to a high degree, Effort was needed.

또한, 숙련된 작업자라 할지라도 많은 수의 조작장치를 조작하다보면 피로와 스트레스가 쉽게 발생하여 작업능률이 저하되는 불합리한 점이 있었다.In addition, even a skilled worker has a disadvantage that the operation efficiency of the worker is reduced due to fatigue and stress easily when operating a large number of operation devices.

전술한 단점을 극복하기 위하여 실제로 작업장치의 소형모형으로 조작 징치를 제작하여 위치를 추종하는 장치(US4059196, 일특개 소62-33944, 일특개 평5-257551)가 고안되기도 하였으나 이는 작업시 위치를 계속 추종하여야 하므로 불편할 뿐 아니라 조작장치 또한 복잡하였다.In order to overcome the above-mentioned disadvantages, a device (US 4059196, Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-33944, Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-257551) designed to manufacture an operation fixture by a small model of a working device and to follow its position has been devised, Not only inconvenient, but also the manipulation device was complicated because it had to follow.

또한, 기존의 수직평면에 설치되어 사용하던 조작장치를 수평평면에 설치하여 조작장치와 작업장치의 평면을 동일하게 하여 직관적인 작업이 수행되도록 하는고안(일특고 소58-22613, 일특개 소59-131066, US5160239, US5424623, EPO361666A1, 일실개 평4-134570, 일특개 평 3-275819)이 있었으나 작업시의 안전장치가 부족하고 선회작업 및 주행 조작은 기존의 틀을 벗어나지 못하여 여전히 조작성에 문제가 있었다.In addition, it is also contemplated that an operation device installed on a conventional vertical plane is installed on a horizontal plane so that the operation device and the working device are identical to each other in plane so as to perform an intuitive operation (Japanese Patent Application Publication No. 58-22613, -131066, US5160239, US5424623, EPO361666A1, and Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-134570, Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-275819), but the safety device at the time of operation was insufficient and the turning operation and the driving operation were not out of the existing frame, there was.

한편, 각각의 장비마다 조작방식이 다르기 때문에 조작자의 기호에 맞게 조작방식을 선택할 수 있는 발명(일특개 평5-156665, 일특개 소 64-31153, 일특개 평 4-30034)를 직관적인 조작방법을 포함하지 못하고 조작장치와 작업장치 사이의 단순한 일대일 대응만을 고려하였기 때문에 숙련된 조작을 위해서 상당히 많은 노력이 필요하였다.On the other hand, since an operation method is different for each equipment, an invention that can select an operation method according to an operator's preference (Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-156665, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 64-31153, Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-30034) And only a simple one-to-one correspondence between the operating device and the working device was considered, a great deal of effort was required for skilled operation.

따라서, 본 발명의 목적은, 다관절의 작업장치 및 주행장치와 선회장치를 양손으로 자유롭게 조작할 수 있는 굴삭기의 제어장치를 제공하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a control device for an excavator which can freely operate a multi-joint work device, a traveling device and a pivoting device with both hands.

본 발명의 다른 목적은, 조작자와 작업장치의 사이에서 직관적인 제어관계를 제공하여 조작장치의 움직임과 작업장치의 움직임이 서로 논리적인 상관관계를 갖게하여 작업자로 하여금 다자유도의 작업장치를 손쉽게 조작할 수 있도록 하는 글삭기의 제어장치를 제공하는 것에 있다.It is another object of the present invention to provide an intuitive control relationship between an operator and a work apparatus, so that the movement of the operation apparatus and the movement of the work apparatus are logically correlated with each other so that an operator can easily operate And to provide a control device for a printing machine that can perform printing.

본 발명의 또 다른 목적은, 장비의 기능을 다양하게 설정하여 조작자로 하여금 상황에 따라 적절하게 이 기능을 선택하게 하여 고도의 숙련된 조작기술을 이용하는 작업을 용이하게 하는 굴삭기의 제어장치를 제공하는 것에 있다.Yet another object of the present invention is to provide a control apparatus for an excavator which facilitates an operation using a highly skilled operation technique by setting various functions of the equipment so that the operator can select the function appropriately according to the situation It is on.

전술한 본 발명의 목적은, 하부주행체에 대하여 선회하는 상부선회체의 선단에 부착되는 붐, 상기 붐 선단에 부착되는 암 및 상기 암 선단에 부착되는 버켓 등의 다수의 관절로 이루어진 작업장치와, 상기 하부주행체에 대하여 상부가 선회하도록 구동하는 선회장치와, 상기 하부주행체의 좌우 트랙을 구동하는 주행장치와, 상기 각각의 작업장치 및 선회장치와 주행장치를 구동하는 액츄에이터인 작업실린더 및 유압모터와, 소정의 신호에 의하여 각 액츄에이터에 유입되는 유량을 조절하는 유압제어밸브와, 상기 붐과 상부선회체 사이에 설치되어 상부선회체에 대한 붐의 상대회전각을 검출하는 붐각도 검출센서와, 상기 붐과 암 사이에 설치되어 붐에 대한 암의 상대회전각을 검출하는 암각도 검출센서와, 상기 암과 버켓 사이에 설치되어 암에 대한 버켓의 상대각을 검출하는 버켓각 검출센서를 구비한 굴삭기의 제어장치에 있어서, 조작자에 의하여 조작됨에 따라 각각 3방향 운동의 제어가 가능하며 각각의 조작방향에 대하여 중립에서 벗어난 양에 비례하는 전기적신호를 출력하는 한쌍의 조작장치와, 기능 선택 스위치가 다수 설치되며, 기능의 선택에 따라 소정신호를 출력함과 동시에 선택된 기능을 디스플레이하는 스위치보드, 및 상기 조작장치와 스위치보드 및 상기 각 관절센서로부터 신호를 입력받아서 복수의 작업장치 제어신호를 상기 유압제어밸브에 공급하여 각 액츄에이터에 공급되는 유량을 제어하는 제어기를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 다관절 작업장치의 제어장치를 제공함에 의해 달성된다.The above-described object of the present invention is achieved by a working device comprising a plurality of joints, such as a boom attached to a front end of an upper revolving structure turning with respect to a lower traveling body, an arm attached to a front end of the boom, A traveling device for driving left and right tracks of the lower traveling body; a working cylinder as an actuator for driving the traveling devices and the traveling devices; A boom angle detection sensor installed between the boom and the upper revolving body for detecting a relative rotation angle of the boom with respect to the upper revolving body; a hydraulic control valve for regulating the flow rate of the hydraulic fluid supplied to each actuator by a predetermined signal; A rocking angle detection sensor provided between the boom and the arm for detecting a relative rotation angle of the arm with respect to the boom, A control device for an excavator having a bucket angle detection sensor for detecting a relative angle of a bucket, the control device being capable of controlling three-directional motions in response to an operation by an operator, A switch board that is provided with a plurality of function selection switches for outputting a red signal and outputs a predetermined signal according to a function selection and simultaneously displays a selected function; And a controller for receiving a signal from the hydraulic control valve and controlling the flow rate supplied to the actuators by supplying a plurality of work device control signals to the hydraulic control valve. .

본 발명의 바람직한 특징 1에 의하면, 상기 조작장치는, 상기 작업장치의 작업평면과 동일한 조작평면을 가지도록 수직평면에 설치되며, 조작량 및 조작방향에 따라 상기 작업장치를 구동하는 제 1 조작장치, 및 수평평면에 설치되며, 조작량 및 조작방향에 따라 주행장치 및 선회장치를 구동하는 제 2 조작장치를 구비하여구성된다.According to a preferred aspect 1 of the present invention, the operating device is provided on a vertical plane so as to have the same operating plane as the working plane of the working device, and includes a first operating device for driving the working device in accordance with the operation amount and the operating direction, And a second operating device provided on the horizontal plane for driving the traveling device and the turning device in accordance with the operation amount and the operating direction.

본 발명의 바람직한 특징 2에 의하면, 상기 제 1 조작장치는, 제 1 축에 대하여 왕복하는 첫 번째 조작방향과, 제 1 축에 직교하는 제 2 축에 대하여 왕복하는 두 번째 조작방향, 및 제 1 축과 제 2 축이 이루는 평면에 직교하는 제 3 축에 대하여 회전하는 세 번째 조작방항으로 조작된다.According to a preferred second aspect of the present invention, the first operating device has a first operation direction reciprocating with respect to the first axis, a second operation direction reciprocating with respect to the second axis orthogonal to the first axis, And is operated in a third operating direction rotating about a third axis orthogonal to the plane formed by the axis and the second axis.

본 발명의 바람직한 특징 3에 의하면, 상기 제 2 조작장치는, 제 1 축에 대하여 왕복하는 첫 번째 조작방향과, 제 1 축과 직교하는 제 2 축에 대하여 왕복하는 두 번째 조작방향, 및 제 1 축과 제 2 축이 이루는 평면에 직교하는 제 3 축에 대하여 회전하는 세 번째 조작방향을 가지며, 상기 3방향의 조작방향은 상기 주행장치의 전후주행, 주행장치의 좌우회전 및 선회장치의 좌우선회 동작에 각각 순차적으로 대응된다.According to a preferred aspect 3 of the present invention, the second operating device has a first operating direction reciprocating with respect to the first axis, a second operating direction reciprocating with respect to the second axis orthogonal to the first axis, And a third operating direction that is rotated with respect to a third axis orthogonal to the plane formed by the axis and the second axis, and the operating directions of the three directions are the forward and backward travel of the traveling device, the left and right rotation of the traveling device, Respectively.

본 발명의 바람직한 특징 4에 의하면, 상기 제 2 조직장치의 원주면에 설치되며, 온상태시 상기 제 2 조작장치에 의한 세 번째의 조작방향에 대한 신호를 상기 제어기에 출력하는 선회선택 스위치를 더 구비한다.According to a preferred aspect 4 of the present invention, there is further provided a turn selection switch provided on a circumferential surface of the second organization apparatus, for outputting a signal for a third operation direction by the second operation apparatus to the controller in an on state Respectively.

본 발명의 바람직한 특징 5에 의하면, 상기 상부선회체와 상기 하부주행체 사이에 설치되며, 하부주행체에 대한 상부선회체의 상대각을 감지하여 상기 제어기에 출력하는 선회센서를 더 구비한다.According to still another aspect of the present invention, there is further provided a turning sensor installed between the upper revolving body and the lower traveling body and sensing the relative angle of the upper revolving body with respect to the lower traveling body and outputting the sensed relative angle to the controller.

본 발명의 바람직한 특징 6에 의하면, 상기 선회센서에서 감지한 하부주행체에 대한 상부선회계에 대한 상대각이 180도를 기존으로 하여 제 2 조작장치의 첫 번째 조작방향에 의한 하부주행체의 전진 밀 후진작동이 교번되어 조작자의 좌표로는 항상 전방 및 후방의 조작개념이 일치하도록 제어한다.According to a preferred aspect 6 of the present invention, the relative angle of the lower traveling body sensed by the turning sensor to the upper tilting system is 180 degrees, and the forward traveling speed of the lower traveling body due to the first operating direction of the second operating device The backward operation is alternately controlled so that the operator's coordinates always coincide with the forward and rearward operating concepts.

본 발명의 바람직한 특징 7에 의하면, 상기 스위치보드는, 작업대상의 굴곡면에 대한 평탄작업을 수행할 것인가를 결정하는 평단작업 스위치와,According to a preferred seventh aspect of the present invention, the switch board includes a flat work switch for determining whether to perform a flat work on a curved surface to be worked,

작업중에 상기 버킷의 절대각도를 일정하게 유지할 것인가를 결정하는 버킷각유지 스위치와, 평탄작업의 경우 작업대상 평탄면의 각도를 설정하는 각도설정 스위치와, 상기 조작장치의 조작을 수동 및 자동모드로 전환하는 모드선택스위치, 및 장비의 조작상태와 조작방식 등의 여러 정보를 디스플레이하는 표시부를 구비하여 구성된다.A bucket angle holding switch for determining whether to keep the absolute angle of the bucket constant during a work, an angle setting switch for setting an angle of a flat surface to be worked in the case of a flat work, And a display unit for displaying various information such as an operation state of the equipment and an operation mode.

본 발명의 바람직한 특징 8에 의하면, 상기 모드선택 스위치에 의하여 수동모드가 선택되면 제 1 조작장치의 첫 번째 조작방향은 붐의 동작을, 두 번째 조작방향은 암의 동작을, 세 번째 조작방향은 버켓의 동작을 각각 제어(수동조작)한다.According to a preferred feature 8 of the present invention, when the manual mode is selected by the mode selection switch, the first operation direction of the first operation device is the operation of the boom, the second operation direction is the operation of the arm, Control the operation of the bucket (manual operation).

본 발명의 바람직한 특징 9에 의하면, 상기 모드선택 스위치에 의하여 자동모드가 선택되면 제 1 조작장치의 첫 번째와 두 번째 조작방향에 의한 방향 및 조작량에 의하여 상기 버켓의 피봇점이 추종됨과 동시에 세번째 조작방향에 의한 방향 및 조작량에 의하여 상기 버켓이 조작되도록 제어(자동조작)한다.According to the preferred feature 9 of the present invention, when the automatic mode is selected by the mode selection switch, the pivot point of the bucket is followed by the direction and the manipulated amount in the first and second operating directions of the first operating device, (Automatic operation) so that the bucket is operated by the direction and the operation amount of the bucket.

본 발명의 바람직한 특징 10에 의하면, 상기 제 1 조작장치의 원주면에 설치되며, 온상태시 상기 제 1 조작장치의 세 번째의 조작방향에 의한 방향 및 조작량에 대한 소정신호를 상기 제어기에 출력하는 버켓신택 스위치를 더 구비한다.According to a preferred feature 10 of the present invention, the control device is provided on the circumferential surface of the first operating device and outputs a predetermined signal to the controller in the direction of the third operating direction of the first operating device and the manipulated variable in the ON state And further comprises a bucket informer switch.

본 발명의 바람직한 특징 11에 의하면, 상기 자동조작중에 상기 버켓 각유지 스위치가 선택되면 상기 자동조작을 수행하면서 버켓의 암에 대한 상대각도를 더추종하여 이미 조작자에 의하여 설정된 버켓의 절대각을 유지하며, 동시에 버켓의 조작이 있을 경우에는 조작자의 조작에 우선하여 버켓을 제어하고 버켓의 최종각도를 다시 추종하여야 할 절대각도로 하도록 제어한다.According to a preferred feature 11 of the present invention, when the bucket angle holding switch is selected during the automatic operation, the relative angle of the bucket with the arm is further followed while maintaining the absolute angle of the bucket set by the operator When the bucket is operated at the same time, the bucket is controlled prior to the operation of the operator so that the final angle of the bucket is controlled to be the absolute angle to be followed again.

본 발명의 바람직한 특징 12에 의하면, 상기 평탄작업 스위치가 선택되면 상기 자동조작이 자동적으로 선택되며, 상부선회체와 붐의 상대각도, 붐과 암의 상대각도 및 암과 버켓의 상대각도를 검출하여 자동조작에 의한 제 1 조작장치의 첫 번째 조작방향 및 두 번째 조작방향에 의한 방향 및 조작량에 의하여 버켓의 선단이 추종되고 동시에 세 번째 조작 방향에 의한 방향 및 조작량에 의하여 버켓의 조작되도록 제어한다.According to the preferred feature 12 of the present invention, when the flat work switch is selected, the automatic operation is automatically selected, and the relative angle of the upper swing body and the boom, the relative angle of the boom and the arm, and the relative angle of the arm and the bucket are detected The front end of the bucket is followed by the direction and the amount of the operation by the first operation direction and the second operation direction of the first operation device by the automatic operation and simultaneously the bucket is operated by the direction and the operation amount by the third operation direction.

본 발명의 바람직한 특징 13에 의하면, 평탄작업 스위치와 버켓각유지 스위치가 동시에 선택되면 제 1 조작장치의 자동조작에 의한 조작량 및 조작방향에 의하며 버켓 선단의 위치가 추종하도록 제어하며, 동시에 세번째 조작방향에 의한 조작신호가 있으면 버켓 선단의 위치는 움직이지 않는 상태에서 조작자의 조작에 우선하여 버켓이 제어되고 버켓의 작동 신호가 없을 경우에는 절대 수평면에 대한 이미 설정된 버켓의 절대각도를 일정하게 유지하도록 제어한다.According to a preferred feature 13 of the present invention, when the flat operation switch and the bucket angle maintenance switch are simultaneously selected, the control is performed so that the position of the bucket tip follows the operation amount by the automatic operation of the first operation device and the operation direction, The bucket is controlled in such a manner that the position of the bucket tip does not move and the bucket is controlled prior to the operation of the operator and when there is no operation signal of the bucket, do.

본 발명의 바람직한 특징 14에 의하면, 상기 제 1 조작장치의 선단에 설치되며, 상기 제어기와 연결되이 온상태시 상기 제 1 조작장치의 소정의 조작방향 및 조작량에 의하여 추종되는 추종점이 상기 각도설정 스위치에서 설정한 작업평면에서 작동되도록 제어하는 스위치를 더 구비한다.According to a preferred aspect of the present invention, a tracking point, which is provided at a front end of the first operating device and is followed by a predetermined operating direction and a manipulated variable of the first operating device in a state of being connected to the controller, To be operated in a working plane set by the user.

본 발명의 바람직한 특징 15에 의하면, 평탄작업중에 상기 스위치가 선택되면 상기 제 1 조작장치의 첫 번째 조작방향 및 두 번째 조작방향에 의한 방향 및 조작량에 의하며 추종되는 버켓의 선단이 상기 각도설정 스위치에서 설정한 일정각도를 가지는 작업평면에서 작동되도록 제어한다.According to a preferred feature 15 of the present invention, when the switch is selected during the flat operation, the tip of the bucket which is followed by the direction and the manipulated variable according to the first operating direction and the second operating direction of the first operating device, And controls it to operate in the working plane having the set constant angle.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

첨부도면 제 1 도는 본 발명의 일실시예에 의한 굴삭기의 선회장치 및 주행장치에 대한 제어장치를 나타내는 개략도이고, 제 2 도는 본 발명의 일실시예에 의한 굴삭기의 작업장치에 대한 제어장치를 나타내는 개략도이며, 제 3 도는 제 2 도의 간략도이다.FIG. 1 is a schematic view showing a control device for a turning device and a traveling device of an excavator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic view showing a control device for a working device for an excavator according to an embodiment of the present invention And FIG. 3 is a schematic view of FIG. 2.

참고도면 제 1 도 및 제 2 도에 도시된 바와 같이, 장비에 장착된 작업장치(100)가 있으며 이는 장비 상부에 부착되는 첫 번째 링키지인 붐(40)과, 붐의 선단에 부착되는 두 번째 링키지인 암(50) 및 암 선단에 연결되는 작업기구인 버켓(60)이 설치되며, 이 작업기구는 작업장치마다 다를 수 있다.As shown in Figures 1 and 2, there is a working device 100 mounted on the machine, which comprises a boom 40, which is the first linkage attached to the top of the machine, A linking arm 50 and a bucket 60, which is a working mechanism connected to the arm end, are provided, and this working mechanism may be different for each working device.

이와 같은 굴삭기는 하부주행체(79)와 이 하부주행체에 대해 선회가능하도록 결합된 상부선회체(70) 및 이 상부선회체의 전방부에 결합되며, 복수개의 관절에 의해 각도변환이 가능한 작업장치(100)로 이루어진다.Such an excavator is composed of a lower traveling body 79, an upper swing body 70 pivotally coupled to the lower traveling body, and a work which is coupled to the front part of the upper swing body and can be angularly changed by a plurality of joints (100).

작업장치(100)는 수직평면에서 작동되며, 붐(40)의 피봇점이나 장비상부(70)를 회전시킴에 의해 작동영역인 복수의 수직평면을 가진다.The working device 100 is operated in a vertical plane and has a plurality of vertical planes which are the working areas by rotating the pivot point of the boom 40 or the equipment top 70.

붐(40)은 유압실린더(41)에 의해 작동되고 작업장치(100)를 상하로 움직이며, 암(50)를 유압실린(51)에 의해 장비로부터 멀거나 가까운 곳으로 작업기구를 움직이고 버켓(60)은 유압실린더(61)에 의해 열거나 닫는 운동을 한다.The boom 40 is operated by the hydraulic cylinder 41 and moves the work apparatus 100 up and down so that the arm 50 can be moved by the hydraulic cylinder 51 to move the work tool farther or farther away from the equipment, 60 are opened or closed by the hydraulic cylinder 61.

붐(40)과 상부선회체(70)의 사이에는 상부선회체에 대한 붐의 상대회전 각을 검출하는 붐각도 검출센서(46)와, 붐(40)과 암(50)의 사이에는 붐에 대한 암의 상대회전각을 검출하는 암각도 검출센서(56), 및 암(50)과 버켓(60)의 사이에는 암에 대한 버켓의 상매각을 검출하는 버켓각 검출센서(66)가 설치된다.A boom angle detection sensor 46 is provided between the boom 40 and the upper swing body 70 to detect the relative rotation angle of the boom with respect to the upper swing body. A rocket angle detection sensor 56 for detecting the relative rotation angle of the arm and a bucket angle detection sensor 66 for detecting the phase angle of the bucket with respect to the arm are provided between the arm 50 and the bucket 60 .

각 작업실린더(41, 51, 61)에 공급되는 유량은 유압제어밸브(42, 52,62)에 의해 조정되며, 선회동작과 주행동작의 경우에 각각의 유압모터(74, 84, 194)로 공급되는 유량은 유압제어밸브(76, 86, 196)에 의해 조작되고 이 유압제어밸브와 작업자와의 사이에는 조작장치(20, 30), 스위치보드(90), 및 제어기(10)가 설치된다.The flow rates supplied to the working cylinders 41, 51 and 61 are adjusted by the hydraulic pressure control valves 42, 52 and 62 and are controlled by the respective hydraulic motors 74, 84 and 194 in the case of the swing operation and the traveling operation The supplied flow rate is operated by the hydraulic control valves 76, 86 and 196 and the operating devices 20 and 30, the switch board 90 and the controller 10 are installed between the hydraulic control valve and the operator .

선회모터(74)는 장비의 상부선회체(70)를 구동하며, 좌 주행모터(84)는 장비의 좌 주행을 담당하고 우 주행모터(194)는 우 주행을 담당한다.The swing motor 74 drives the upper swing body 70 of the equipment. The left traveling motor 84 is responsible for the left traveling of the equipment and the right traveling motor 194 is for the right traveling.

전기식 조이스틱 등으로 구성된 조작장치(20, 30)는 조작자의 좌우에 각각 설치되어 3방향의 운동이 가능한 구조이다. 운전석의 일측에 설치된 제 1 조작장치(20)는, 제 2 도에 도시된 바와 같이, 수평면에 장착되어 작업장치의 작업영역인 수직평면과 동일한 조작평면에서 상하방향인 제 1 축(X축)으로 왕복하는 첫 번째의 조작방향(21, 22)과, 제 1 축에 직교하는 전후방향인 제 2 축(Y축)으로 왕복하는 두 번째 조작방향(23, 24)과, 제 1 축과 제 2 축이 이루는 평면에 직교하는 제 3 축(Z축)에 대하여 회전하는 세 번째 조작방향(26, 27)를 가진다.The operating devices 20 and 30 constituted by an electric joystick or the like are respectively provided on the right and left sides of the operator to allow movement in three directions. As shown in FIG. 2, the first operating device 20 provided on one side of the driver's seat is mounted on a horizontal plane and is movable in a vertical direction (X-axis) , A second operating direction (23, 24) reciprocating in a forward and backward direction (Y-axis) orthogonal to the first axis and a first operating direction (21, 22) And a third operating direction (26, 27) rotating about a third axis (Z axis) orthogonal to the plane formed by the two axes.

또한, 운전석의 타측에 설치된 제 2 조작장치(30)는, 제 1 도에 도시된 바와 같이, 수직면에 장착되어 작업장치(100)의 작업영역인 수직평면과 직교하는 조작평면에서 전후방향인 제 2 축(Y축)으로 왕복하는 첫 번째의 조작방향(31, 32)과, 제2 축에 직교하는 좌우방향인 제 3 축(Z축)으로 왕복하는 두 번째 조작방향(33, 34)과, 제 2 축과 제 3 축이 이루는 평면에 직교하는 제 1 축(X축)에 대하여 회전하는 세 번째 조작방향(36, 37)를 가진다.As shown in FIG. 1, the second operating device 30 provided on the other side of the driver's seat is provided with a front- (33, 34) reciprocating in a first operating direction (31, 32) reciprocating in two axes (Y axis) and a third axis (Z axis) in a lateral direction orthogonal to the second axis , And a third operating direction (36, 37) rotating about a first axis (X axis) orthogonal to the plane formed by the second axis and the third axis.

전술한 제 1 조작장치(20)와 제 2 조작장치(30)는, 각각의 조작방향에 대하여 중립에서 벗어난 양에 비례하는 전기적 신호를 발생하고 이 전기적 신호는 스위치보드(90)의 조작과 함께 제어기(10)에 입력되어 처리된다.The above-described first operating device 20 and second operating device 30 generate an electrical signal proportional to an amount deviated from the neutral in each operating direction, and this electrical signal is transmitted to the switch board 90 together with the operation of the switch board 90 Is input to the controller 10 and processed.

스위치보드(90)는 이미 프로그램화된 작업기능의 선택이 가능하도록 다수의 기능 스위치가 설치되어 조작자의 선택에 따라 작업기능이 제어기(10)에 전달되어 실행되도록 하는 역할을 하며, 장비의 조작상태나 조작 방식 등의 여러 정보를 조작자에게 알려 주기위한 표시부(95)와, 조작장치의 조작을 수동 및 자동모드로 변환하는 모드선택 스위치(91)와, 일정한 경사면에 대한 평탄작업을 할 경우에 사용되는 평탄작업 스위치(92)와, 작업중에 버켓(60)의 절대각도를 일정하게 유지할 것인가를 결정하는 버켓각유지 스위치(94), 및 평탄작업의 경우 작업대상 평탄면의 각도를 설정해주는 각도설정 스위치(93)가 설치되어 있다.The switch board 90 is provided with a plurality of function switches so as to be able to select a program function that has already been programmed, so that the task function is transmitted to the controller 10 according to the selection of the operator, A mode selection switch 91 for converting the operation of the operating device into a manual mode and an automatic mode, and a mode selection switch 91 for use in a case of performing a flat operation on a certain sloped surface A bucket angle holding switch 94 for determining whether to keep the absolute angle of the bucket 60 constant during operation, and a bucket angle holding switch 94 for setting the angle of the flat surface to be worked A switch 93 is provided.

여기서 각도설정 스위치(95)는 연속적인 각도설정이 가능하도록 전위차계(포텐시오메타)나 업-다운 스위치 등이 사용된다.Here, a potentiometer (potentiometer) or an up-down switch or the like is used so that the angle setting switch 95 can set a continuous angle.

바람직하게는, 제 1 조작장치(20)와 제 2 조작장치(30)에는 첫 번째 또는 두 번째 조작방향에 대한 조작시 원하지 않는 세 번째 조작방향에 대한 출력이 발생될 수 있으므로 이를 방지하기 위하여 각각의 조작장치의 원주면에 버켓안전 스위치(28) 및 선회안전 스위치(38)가 설치되어 있다. 즉, 버켓안전 스위치 및 선회안전 스위치를 온상태한 경우에만 각각의 조작장치의 세 번째 조작방향에 대한 조작이 출력된다.Preferably, the first operating device 20 and the second operating device 30 are provided with an output for an undesired third operating direction when operating in the first or second operating direction, The bucket safety switch 28 and the turn safety switch 38 are provided on the circumferential surface of the operating device of the vehicle. That is, only when the bucket safety switch and the turn safety switch are turned on, the operation for the third operation direction of each operation device is outputted.

제어기(10)는 전술한 스위치보드(90) 및 조작장치(20, 30)의 신호와 각 관절센서(46, 56, 66)로부터 신호를 입력받아서 복수의 작업장치 제어신호를 유압제어밸브(42, 52, 62, 76, 86, 196)에 진달하며, 유압제어밸브는 제어기(10)로부터 전달받은 제어신호에 의하며 각 작업실린더(41, 51, 61) 및 모터(74, 84, 194)의 유량을 제어하여 작업장치, 선회장치 및 주행장치를 조작자의 의지대로 움직이게 한다.The controller 10 receives signals from the aforementioned switch board 90 and the operating devices 20 and 30 and signals from the respective joint sensors 46 and 56 and 66 and outputs a plurality of work device control signals to the hydraulic control valve 42 51 and 61 and the motors 74, 84, and 194 in accordance with the control signal transmitted from the controller 10, The flow rate is controlled to move the working device, the turning device and the traveling device to the operator's will.

이와 같이 구성된 상태에서 제 2 도에 의거하여 작업장치(100)와 관련된 제어장치에 대하여 먼저 설명한다.The control device associated with the working device 100 will be described first with reference to FIG. 2 in the thus configured state.

스위치보드의 모드선택 스위치(91)의 상태가 수동일 경우에 제 1 조작 장치(20)와 작업장치(100)의 관계는 다음과 같다.When the state of the mode selection switch 91 of the switch board is the same, the relationship between the first operating device 20 and the working device 100 is as follows.

이와 같은 수동조작의 경우에 제 1 조작장치의 조작면과 작업장치의 작동면이 동일한 수직평면이므로 논리직인 상관관계의 추정이 용이하여 직관적인 제어가 가능하다.In the case of such a manual operation, since the operating surface of the first operating device and the operating surface of the working device are the same vertical plane, it is easy to estimate the logical direct correlation and intuitive control is possible.

한편, 자동모드가 선택되면, 버켓의 피봇점(63)이 제 1 조작장치(20)의 첫 번째 조작방향과 두 번째 조작방향의 조합에 의한 방향 및 조작량에 의하여 추종되도록 제어기(10)를 사용하여 붐(40)과 암(50)의 상대각도를 제어한다. 이 때, 제이기(10)에의 입력은 제 1 조작장치의 조작방향 및 조작량이 되고 출력은 붐 관절 및 암 관절의 상대각도가 된다. 바람직하게는, 각 관절의 상대각도는 관절각도 검출센서(46, 56, 66)에 의해 측정되어 제어기(10)로 입력되고 이러한 관절각도 점출센서로는 리졸버나포텐시오미터 또는 엔코더등이 사용된다.On the other hand, when the automatic mode is selected, the controller 10 is used so that the pivot point 63 of the bucket is followed by the direction and the manipulated variable by the combination of the first operating direction and the second operating direction of the first operating device 20 And controls the relative angle of the boom (40) and the arm (50). At this time, the input to the dispenser 10 is the operating direction and the manipulated variable of the first operating device, and the output is the relative angle of the boom joint and the arm joint. Preferably, the relative angles of the respective joints are measured by the joint angle detection sensors 46, 56 and 66 and input to the controller 10, and a resolver separator or encoder is used as the joint angle lead-out sensor .

이 상태예서 세 번째 조작방향에 의해 버켓(60)을 조작할 수 있으며, 이 때 버켓(60)의 움직임은 세 번째 조작방향인 회전방향(26, 27)에 의해서만 결정되나 제 1 조작장치(20)의 조작시 원하지 않는 동작이 발생할 수 있으므로 버켓안전 스위치(28)가 작동될 경우에만 버켓(60)의 신호가 제어기(10)에서 처리되도록 한다. 그러므로 조작자는 버켓의 작동시에는 항상 버켓안전 스위치(28)을 누른 상태에서 작동하여야 한다.The bucket 60 can be operated by the third operating direction in this state and the movement of the bucket 60 is determined only by the rotational directions 26 and 27 which are the third operating directions, The signal of the bucket 60 is processed by the controller 10 only when the bucket safety switch 28 is activated. Therefore, the operator must always operate the bucket safety switch 28 while pushing the bucket.

제어기(10)는 버켓의 피봇점(63)를 제 1 조작장치의 조작방향 및 조작링에 일치하기 위하여 붐과 암의 상대각도 Θ1과, Θ2를 제어하여야 하는 바, 붐과 암의 상대각도는, 제 3 도에 도시된 바와 같이, 버켓의 피봇점(63)에 대한 위치를 (x2,y2)라 하고 붐의 길이를 I1, 암의 길이를 I2, 추종 하여야 할 버켓의 피봇점(63)의 속도를 V2라 한다면 이는 수평성분 V2X와 수직성분 V2y로 나눌 수 있으며 이를 이용하여 다음과 같이 계산될 수 있다.The controller 10 must control the relative angles? 1 and? 2 of the boom and the arm in order to match the pivot point 63 of the bucket with the operating direction of the first operating device and the operating ring, As shown in FIG. 3, the angle is defined as (x 2 , y 2 ) the position of the bucket with respect to the pivot point 63, the length of the boom I 1 , the length of the arm I 2 , If the velocity of the pivot point 63 of the pivot point 63 is V 2 , it can be divided into a horizontal component V 2X and a vertical component V 2y , which can be calculated as follows.

또한, 스위치보드(90)의 평탄직입스위치(92)기 선택되면 자동모드선택의 여부와 상관없이 그 자체만으로 자동모드가 선택되도록 설정된다. 이때, 제어기(10)는 조작자의 조직에 의한 제 1 조작장치(20)의 조작방향 및 조작량에 의하여 버켓선단(64)의 위치를 추종하도록 재어한다. 즉, 버켓(60)의 각도를 일정각도로 제한하지 않고 전 범위를 사용하면서 제 1 조작장치(20)의 조작량 및 조작방향에 의하여 자동모드작동에서 추종하던 버켓의 피봇점(63)을 버켓의 선단(64)으로 바꾸어 추종하도록 암에 대한 버켓의 상대각도(Θ3)를 제어하여 이미 설정된 버켓의 절대각도를 유지한다. 이 때, 세 번째 조작방향의 작동신호에 의하여 버켓(60)을 작동시키면 이에 따라 버켓은 동작하고 최종 버켓의 각도를 다시 추종하여야 할 버켓의 절대각도로 다시 설정된다.Also, when the flat direct-connect switch 92 of the switch board 90 is selected, the automatic mode is set to be selected by itself regardless of whether or not the automatic mode is selected. At this time, the controller 10 controls the position of the bucket tip 64 in accordance with the operating direction and the manipulated variable of the first operating device 20 by the operator's organization. That is, the pivot point 63 of the bucket, which has followed the automatic mode operation by the operation amount of the first operating device 20 and the operating direction, while using the entire range without limiting the angle of the bucket 60 to a certain angle, The relative angle (? 3 ) of the bucket with respect to the arm is controlled so as to follow the leading end 64 to maintain the absolute angle of the already set bucket. At this time, when the bucket 60 is operated by the operation signal in the third operating direction, the bucket is operated and the angle of the final bucket is set again to the absolute angle of the bucket to be followed again.

바람직하게는, 스위치보드(90)의 평탄직업스위치(92)가 선택된 상태에서 작동되면 버켓선단(64)의 위치가 스위치보드(90)의 각도설정스위치(93)에서 설정된 각도를 가지는 평면에서만 제어되도록 제 1 조작장치(20)의 선단에 스위치(29)를 설치한다. 이 때, 추종방향 및 추종속도는 제 1 조작장치의 두 번째 조작방향에 따른다. 이와 같은 상태에서 조작자에 의한 제 1 조작장치의 세 번째 조작방향에 의한 버켓작동신호가 있으면 조작방향 및 조작량에 의하여 버켓은 조작된다.Preferably, when the flat occupation switch 92 of the switch board 90 is operated in the selected state, the position of the bucket tip 64 is controlled only in a plane having an angle set by the angle setting switch 93 of the switch board 90 The switch 29 is provided at the front end of the first operating device 20. [ At this time, the tracking direction and the tracking speed follow the second operating direction of the first operating device. In this state, if there is a bucket operation signal by the operator in the third operation direction of the first operation device, the bucket is operated by the operation direction and the operation amount.

또한, 평탄작업중에 버켓각유지 스위치(94)가 선택되면 전술한 모든 작업은 버켓의 일정한 절대각도가 유지되도록 제어된다.Further, when the bucket angle holding switch 94 is selected during the flat work, all the above-mentioned operations are controlled so that the constant absolute angle of the bucket is maintained.

전술한 버켓선단의 제어를 위해, 먼저, 버켓선단(64)에 대한 위치를 (x3, y3)라 하고 버켓의 길이를 I3그리고 Θa를 절대수평면에 대한 버켓의 각도라고 한다면 버켓의 피봇점(63)의 위치는 다음과 같다.In order to control the bucket tip, if the position of the bucket tip 64 is (x 3 , y 3 ) and the length of the bucket is I 3 and Θ a is the angle of the bucket relative to the absolute horizontal plane, The position of the pivot point 63 is as follows.

여기서 결정된 버켓의 피봇점(63)의 위치 (x2, y2)를 사용하여 전술한 식(1)과 (2)에서 붐(40)과 암(50)의 상대각도 Θ1및 Θ2를 구하고 버켓(60)의 암(50)에 대한 상대각도 Θ3는 다음 식으로 구해진다.The relative angles? 1 and? 2 of the boom 40 and the arm 50 in the aforementioned equations (1) and (2) are calculated using the position (x 2 , y 2 ) of the pivot point 63 determined here And the relative angle? 3 of the bucket 60 with respect to the arm 50 is obtained by the following equation.

또 버켓선단(64)의 속도를 기준으로 제어하면서 버켓의 각도를 일정하게 유지하기 위한 식은 다음과 같다. 먼저, 요구되는 버켓선단(64)의 속도 V3는 다음의 식에 의하여 버켓의 피봇점(63)의 속도 V2로 표현된다.In order to maintain the angle of the bucket constant while controlling the speed of the bucket tip 64, the following equation is established. First, the speed V 3 of the bucket tip 64 as required is represented by the speed V 2 of the pivot point 63 of the bucket by the following formula.

여기에서 구한 버켓의 피봇점(63)으 속도(V2)는 식(1)과 (2)에 의해 붐 및 암 관절의 각속도로 변환되어 제어된다. 또, 버켓의 각도를 일정각도로 제한하지 않고 전 범위에서 사용하면서 조작장치의 조작방향 및 조작량을 버켓의 선단(64)이추종하는 방법으로서 다음식이 사용될 수 있다. 먼저 각 관절의 각속도와 버켓선단(64)의 속도에는 다음과 같은 관계가 존재한다.The velocity (V 2 ) of the pivot point 63 of the bucket obtained here is converted and controlled by the angular velocity of the boom and the arm joint according to equations (1) and (2). The following equation can be used as a method in which the tip 64 of the bucket follows the operating direction and the manipulated variable of the operating device while using the bucket in the full range without restricting the angle of the bucket to a certain angle. First, the following relationship exists between the angular velocity of each joint and the velocity of the bucket tip (64).

여기서 J는 다음과 같다.Here, J is as follows.

여기에서 각 관절의 각속도 [Θ] 는 다음으로 구해진다.Here, the angular velocity [Θ] of each joint is obtained as follows.

이상으로 조작장치의 직관적인 조작을 위한 여러 가지의 조작방식을 설명하였는 바, 이를 요약하면 다음과 같다.As described above, various manipulation methods for intuitive manipulation of the manipulation device have been described.

첫 번째의 방식은 스위치보드(90)에서 자동모드가 선택되었을 경우, 제 1 조작장치(20)의 첫 번째(21, 22)와 두 번째(23, 24)의 조작방향 및 조작량에 비례하여 버켓의 피봇점(63)을 추종하며, 세 번째 조작방향의 작동신호에 의한 버켓의 조작이 있으면 이것에 의하여 버켓이 조작된다.In the first method, when the automatic mode is selected in the switch board 90, the amount of operation of the buckets 20, 22 and 24 is increased in proportion to the operating direction of the first 21, 22 and the second 23, 24 of the first operating device 20, The bucket is operated by the operation signal of the third operating direction when the bucket is operated.

두 번째의 방식은 자동모드(91)가 선택되고 버켓각유지 스위치(94)가 선택되었을 경우, 버켓(60)의 절대각이 일정하게 유지된 상태에서 조작장치(20)의 첫 번째(21, 22)와 두 번째(23, 24)의 조작방향 및 조작량에 비례하여 버켓의 피봇점를추종하며, 세 번째 조작방향의 작동신호에 의한 버켓의 조작이 있으면 이것에 의해 버켓이 조작된다.The second method is that when the automatic mode 91 is selected and the bucket angle holding switch 94 is selected, the first (21, 22) and the second (23, 24) and the operation amount of the bucket by the operation signal of the third operation direction, the bucket is operated by this operation.

세 번째의 방식은 평탄작업스위치(92)가 선택되었을 경우, 조작장치(20)의 첫 번째(21, 22)와 두 번째(23, 24)의 조작방향 및 조작량에 비례하여 버켓의 선단(64)을 추종하며, 세 번째 조작방향 작동신호에 의한 버켓의 조작이 있으면 이것에 의해 버켓이 조작된다.The third method is that when the flat work switch 92 is selected, the tip end 64 of the bucket (in the direction of the arrow) is proportional to the operating direction and the manipulated variable of the first 21, 22 and the second 23, 24 of the operating device 20 ), And if there is operation of the bucket by the third operation direction operation signal, the bucket is operated by this.

네 번째의 방식은 편탄작업스위치(92)가 선택되고 버켓각유지스위치가 동시에 선택된 경우, 버켓(60)의 절대각이 조작자가 지정에 의하여 일정하게 유지된 상태에서 조작장치(20)의 첫 번째(21, 22)와 두 번째(23, 24)의 조작방향 및 조작량에 비례하여 버켓의 선단(64)을 추종하며, 세 번째 조작방향의 작동신호에 의한 버켓의 조작(26, 27)이 있으면 이것에 의해 버켓이 조작된다.In the fourth method, when the flatness operation switch 92 is selected and the bucket angle maintaining switch is simultaneously selected, the absolute angle of the bucket 60 is kept constant by the operator, The tip end 64 of the bucket is followed in proportion to the operating direction and the manipulated variable of the first and second actuators 21 and 22 and the manipulation amount of the second actuator 23 and 24, This allows the bucket to be operated.

다섯 번째의 방식은 평탄작업스위치(92)가 선택되고 첫 번째 조작장치(20)의 스위치(29)가 선택된 경우, 버켓의 선단(64)은 첫 번째 조작장치의 두 번째 조작방향(23, 24)의 조작량 및 조작방향에 비례하여 스위치보드(90)의 각도설정 스위치(93)에서 설정한 일정각도를 가지는 작업평면을 추종하도록 제어된다.In the fifth method, when the flat operation switch 92 is selected and the switch 29 of the first operating device 20 is selected, the tip 64 of the bucket is moved in the second operating direction 23, 24 of the first operating device And a work plane having a predetermined angle set by the angle setting switch 93 of the switch board 90 in proportion to the operating direction.

전술한 다섯가지의 조작방식은 스위치보드의 표시부(95)에 표시되어 조작자로 하여금 현재의 조작방식을 알 수 있게 한다.The above-described five operating modes are displayed on the display unit 95 of the switchboard so that the operator can know the present operating mode.

다음으로, 제 1 도에 도시된 바에 의하여 선회장치와 주행장치에 관련된 제어장치에 대해 설명한다.Next, a control device related to the swing device and the traveling device as shown in Fig. 1 will be described.

제 2 조작장치(30)에서의 첫 번째 조작방향(31, 32)의 조작중 전방방향(31)의 조작은 우 트랙(80)과 좌 트랙(190)을 전방(81, 191)으로 동작시키며, 후방방향(32)으로의 조작은 우 트랙(80)과 좌 트랙(190)을 후방(82, 192)으로 조작시킨다.The operation of the forward direction 31 during the operation of the first operating direction 31 and 32 in the second operating device 30 causes the right track 80 and the left track 190 to move forward And the operation in the backward direction 32 causes the right track 80 and the left track 190 to move backward (82, 192).

두 번째 조작방향의 오른쪽 방향(33) 조작은 좌 트랙을 전진방향(81)으로 우 트랙을 후진방향(192)으로 작동시켜 장비를 우회진시키는 작동을 하며, 왼쪽 방향(34)의 조작은 좌 트랙을 후진방향(82)으로 우 트랙을 전진방향(191)으로 작동시켜 장비를 좌회전시키는 작동을 한다.The operation in the rightward direction 33 of the second operation direction is an operation of moving the left track in the forward direction 81 and the right track in the backward direction 192 so as to bypass the apparatus, The track is operated in the backward direction 82 and the right track is moved in the forward direction 191 to turn the equipment left.

제 2 조작장치(30) 세 번째 조작방향인 X축에 대한 시계방향(36)의 조작은 조작량에 따라 상부선회체의 시계방향(72)의 속도를 발생시키며 반시계방향(37)의 조작은 상부선회계를 반시계방향(73)으로 회전시킨다.The operation of the clockwise direction 36 with respect to the X axis as the third operation direction of the second operation device 30 generates the speed of the upper sash in the clockwise direction 72 according to the operation amount and the operation of the counterclockwise direction 37 Turn the upper tilting system counterclockwise (73).

이 때, 선회안전 스위치(38)에 의하여 첫 번째 조작방향과 두 번째 조작방향의 조작중에 조작자가 원하지 않는 선회조작이 방지된다.At this time, the turning safety switch 38 prevents an unintended turning operation by the operator during the operation of the first operation direction and the second operation direction.

바람직하게는, 제 4 도에 도시된 바와 같이, 제 2 조작장치를 주행을 위해 사용하는 경우, 조작장치에 설치되는 절위차계 등의 위치검출기(38, 39)는 세 번째 방향 즉, 전방(31)에나 후방(32)에 대하여 법선 방향에 설치되어 전방이나 후방조작의 경우 서로가 동일한 출력을 발생하는 구조이여야 한다.Preferably, when the second operating device is used for traveling, as shown in FIG. 4, the position detectors 38 and 39 such as a dead angle measuring device installed in the operating device are disposed in the third direction, that is, Or in the normal direction with respect to the rear side 32, and in the case of forward or backward operation, the same output is generated.

또한, 주행을 담담하는 제 2 조작장치(30)의 전기적신호는 제어기(10)를 사용하여 선화센서(75)로부터 측정한 하부주행체(79) 대한 상부선회체(70)의 상대각이 180도를 넘지 않는 경우에는 제 2 조작장치의 전방방향조작(31)의 경우 장비를 전방으로 갈 수 있도록 트랙의 진행방항(81, 91)이 되도록 제어되며, 상대각이 180도를 넘는 경우에는 제 2 조작장치의 전방방향조작(32)의 경우 조작자의 방향에서 장비가 제 2 조작장치의 조작방향과 일치하도록 트랙을 후방방향(82, 92)으로 제어하여 조작자의 좌표로는 항상 전방 및 후방의 조작개념이 일치하도록 한다.The electric signal of the second manipulating device 30 that is sensitive to running is obtained when the relative angle of the upper rotating body 70 for the lower traveling body 79 measured by the linearizing sensor 75 using the controller 10 is 180 In the case of the forward movement of the second operation device 31, the forward movement of the track is controlled so as to allow the forward movement of the device. When the relative angle exceeds 180 degrees, In the case of the forward direction operation 32 of the second operation device, the track is controlled in the backward direction 82, 92 so that the equipment is aligned with the operation direction of the second operation device in the direction of the operator, Ensure that the concepts of operation are consistent.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 굴삭기의 제어장치에 의하면, 각각 3 방향의 운등이 가능한 한쌍의 조작장치를 설치함으로써 6자유도의 장비가 양손만으로 손쉽게 조작되어 조작자의 피로와 스트레스를 방지하여 작업능률을 증진시킬 수 있으며, 조작자와 작업장치 사이에서 직관적인 관계를 추정할 수 있는 조작방식을 제공하여 단시간에 숙련된 조작이 가능하게 하며, 조작기능을 다양하게 설정하여 고도의 숙련된 조작 기술을 요하는 작업이 용이하게 되어 작업효율을 항상시키는 효과가 있다.As described above, according to the control apparatus for an excavator according to the present invention, by providing a pair of operating devices capable of operating in three directions, it is possible to easily operate the equipment of six degrees of freedom with only two hands to prevent fatigue and stress of the operator, And provides an operation method that can estimate the intuitive relationship between the operator and the working device, enabling skilled operation in a short period of time. By setting various operation functions, it is possible to provide highly skilled operation technology So that the efficiency of operation is always maintained.

제 1 도는 본 발명의 일실시예에 의한 굴삭기의 선회정치 및 주행장치에 대한 제어장치를 나타내는 개략도,FIG. 1 is a schematic view showing a turning control of an excavator and a control device for a traveling device according to an embodiment of the present invention;

제 2 도는 본 발명의 일실시에에 의한 굴삭기의 작업장치에 대한 제어장치를 나타내는 개략도,FIG. 2 is a schematic view showing a control device for a working device of an excavator according to an embodiment of the present invention,

제 3 도는 제 2 도의 간략도,FIG. 3 is a simplified view of FIG. 2,

제 4 도는 제 1 도 중, 조작장치의 내부센서의 배치를 나타내는 개략도이다.Fig. 4 is a schematic view showing the arrangement of the internal sensors of the operating device in Fig. 1;

*도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명Description of reference numerals used in the main parts of the drawings

10: 제어기10: Controller

20: 제 1 조작장치20: First operating device

21, 22: 첫 번째 조작방향21, 22: First operating direction

23, 24: 두 번째 조작방향23, 24: Second operating direction

26, 27: 세 번째 조작방향26, 27: Third operating direction

30: 제 2 조작장치30: Second operating device

31, 32: 첫 번째 조작방향31, 32: First operating direction

33, 34: 두 번째 조작방향33, 34: Second operating direction

36, 37: 세 번째 조작방향36, 37: Third operating direction

40: 붐40: Boom

41, 51, 61: 액츄에이터41, 51, 61: actuators

42, 52, 62: 유압제어밸브42, 52, 62: Hydraulic control valve

46, 56, 66: 관절각 검출센서46, 56, 66: joint angle detection sensor

50: 암50: Cancer

60: 버켓60: Bucket

70: 상부선회체70: Upper revolving body

74, 84, 194: 유압모터74, 84, 194: Hydraulic motor

76, 86, 196: 유압제어밸브76, 86, 196: Hydraulic control valve

79: 하부주행체79: Lower traveling body

80, 190: 트랙80, 190: track

90: 스위치보드90: Switchboard

91: 모드선택 스위치91: Mode selection switch

92: 평탄작업 스위치92: Flat working switch

93: 각도설정 스위치93: Angle setting switch

94: 버켓각유지 스위치94: Bucket angle holding switch

95: 표시부95: Display

100: 작업장치100: working device

Claims (1)

제 1 축에 대하여 왕복하는 첫 번째 조작방향, 상기 제 1 축에 직교하는 제 2 축에 대하여 왕복하는 두 번째 조작방향, 제 1 축과 제 2 축이 이루는 평면에 직교하는 제 3 축에 대하여 회전하는 세 번째 조작방향으로 조작되도록 구성되고, 조작량 및 조작방향에 따라 상기 작업장치를 구동하게 되도록, 작업장치의 작업평면과 동일한 조작평면을 가지도록 수직평면에 설치되는 제 1 조작장치;A first operating direction for reciprocating with respect to the first axis, a second operating direction for reciprocating with respect to the second axis orthogonal to the first axis, a second operating direction for rotating about a third axis orthogonal to the plane formed by the first axis and the second axis, A first operating device provided on a vertical plane so as to have the same operating plane as a working plane of the working device so as to drive the working device in accordance with an operation amount and an operating direction; 상기 제 1 축에 대하여 왕복하는 첫 번째 조작방향, 상기 제 1 축에 직교하는 제 2 축에 대하여 왕복하는 두 번째 조작방향, 제 1 축과 제 2 축이 이루는 평면에 직교하는 제 3 축에 대하여 회전하는 세 번째 조작방향을 가지게 되고, 상기 3방향의 조작방향이 상기한 주행장치의 전후 주행 및 주행장치의 좌우회전, 그리고 선회장치의 좌우선회 동작에 각각 순차적으로 대응되도록 조작되며, 조작량 및 조작방향에 따라 주행장치 및 선회장치를 구동하게 되도록, 수평평면에 설치되는 제2 조작장치;A first operating direction for reciprocating with respect to the first axis, a second operating direction for reciprocating with respect to the second axis orthogonal to the first axis, and a second operating direction for reciprocating about a third axis orthogonal to the plane formed by the first and second shafts And the operating directions of the three directions are operated so as to sequentially correspond to the front and rear travel of the traveling device and the left and right rotation of the traveling device and the left and right pivoting motion of the pivoting device, A second operating device installed on a horizontal plane so as to drive the traveling device and the turning device according to the direction; 작업대상의 굴곡면에 대한 평탄작업을 수행할 것인가를 결정하게 되되, 상부 선회체와 붐의 상대각도, 붐과 암의 상대각도, 암과 버켓의 상대각도를 검출하여 자동조작에 의한 제 1 조작장치의 첫 번째 조작방향 및 두 번째 조작방향과 조작략에 의하여 버킷의 선단이 추종되도록 함과 아울러, 세 번째 조작방향 및 조작량에 의해 버킷을 제어조작하게 되도록 작용되는 평탄작업 스위치;The relative angle of the boom and the arm and the relative angle of the arm and the bucket are detected and the first operation by the automatic operation is detected. A flat operation switch operable to allow the tip of the bucket to follow the first operation direction and the second operation direction of the apparatus and to control the bucket by the third operation direction and the operation amount; 작업중에 버킷의 절대각도를 일정하게 유지할 것인가를 결정하는 버킷각유지스위치;A bucket angle holding switch for determining whether to maintain the absolute angle of the bucket constant during operation; 평탄작업의 경우 작업대상 평탄면의 각도를 설정하는 각도설정 스위치;An angle setting switch for setting an angle of a flat surface to be worked in the case of a flat work; 상기 조작장치의 조작을 수동 및 자동모드로 전환하되, 수동모드가 선택될 경우 제 1 조작장치의 첫 번째 조작방향은 붐의 동작을, 두 번째 조작방향은 암의 동작을, 세 번째 조작방향은 버킷의 동작을 각각 제어하게 되도록 제어되고, 자동모드가 선택될 경우 제 1 조작장치의 첫 번째와 두 번째 조작방향에 의한 방향 및 조작량에 의하여 상기 버킷의 피봇점이 추종됨과 동시에 세 번째 조작방향에 의한 방향 및 조작량에 의하여 상기 버킷이 조작되도록 제어되는 모드선택스위치;When the manual mode is selected, the first operation direction of the first operation device is the operation of the boom, the second operation direction is the operation of the arm, the third operation direction is the operation direction of the arm, And when the automatic mode is selected, the pivot point of the bucket is followed by the direction and the manipulated variable in the first and second operating directions of the first operating device, and at the same time, A mode selection switch which is controlled so that the bucket is operated by a direction and an operation amount; 장비의 조작상태와 조작방식 등의 정보를 디스플레이하는 표시부; 상기 각 관절센서로부터 신호를 입력받아서 복수의 작업장치 제어신호를 상기 유압제어밸브에 공급하여 각 액츄에이터에 공급되는 유량을 제어하는 제어기;A display unit for displaying information such as an operation state and an operation mode of the equipment; A controller receiving a signal from each joint sensor and supplying a plurality of work device control signals to the hydraulic control valve to control a flow rate supplied to each actuator; 상기한 제 2 조작장치의 원주면에 설치되며, 온상태시 상기한 제 2 조작장치에 의한 세 번째의 조작방향에 대한 신호를 상기 제어기로 출력할 수 있도록 구비되는 선회선택 스위치;A turning selection switch provided on a circumferential surface of the second operating device and capable of outputting a signal for a third operating direction by the second operating device to the controller in the ON state; 상기 상부선회체와 상기 하부주행체 사이에 설치되며, 하부주행체에 대한 상부선회체의 상대각을 감지하여 상기 제어기에 출력하는 선회센서:A swing sensor installed between the upper swing body and the lower swing body to sense the relative angle of the upper swing body with respect to the lower swing body and output to the controller; 상기 제 1 조작장치의 세 번째의 조작방향에 의한 방향 및 조작량에 대한 신호를 상기 제어기에 출력할 수 있게 되도록, 상기 제 1 조작장치의 원주면에 설치되는 버킷선택 스위치;A bucket selection switch provided on a circumferential surface of the first operating device so as to be able to output to the controller a signal of a direction and a manipulated variable in a third operating direction of the first operating device; 기 설정된 버킷의 절대각을 유지시키게 되고, 동시에 버킷이 조작될 때 조작자의 조작에 우선하여 버킷을 제어하게 되며, 버킷의 최종각도를 다시 추종하여야 할 절대각도로 제어하게 되는 버킷각유지 스위치;A bucket angle holding switch for maintaining the absolute angle of the predetermined bucket and controlling the bucket in preference to an operator's operation when the bucket is operated at the same time and controlling the final angle of the bucket to an absolute angle to be followed again; 온되었을 때 상기 제 1 조작장치의 소정 조작방향 및 조작량에 의한 추종점이 각도설정 스위치에 의해 설정된 작업평면에서 작동되도록, 상기 제어기에 연결되는 상태하에서 상기 제 1 조작장치의 선단에 설치되는 스위치를 포함하게 되도록 구성되는 다관절 작업장치의 제어장치.And a switch installed at a front end of the first operating device under a condition connected to the controller such that a follow-up point based on a predetermined operating direction and an operating amount of the first operating device when the first operating device is turned on is operated on a working plane set by the angle setting switch And a control unit for controlling the operation of the multi-joint work unit.
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