KR19980703286A - Operation reaction force control device of operation lever of work machine - Google Patents
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Abstract
가속도 검출 수단(14)에서 검출된 가속도 α가 커짐에 따라 커지는 조작 반력 F를 조작 레버(1)에 대해 부여함으로써, 짐의 흔들림을 유효하게 억제하는 조작이 가능할 뿐만 아니라, 조작자의 피로를 경감할 수 있도록 한 것이다.By giving the operation lever 1 an operation reaction force F that increases as the acceleration α detected by the acceleration detection means 14 to the operation lever 1, not only the operation that effectively suppresses the shaking of the load is possible, but also the fatigue of the operator can be reduced. I would have to.
Description
크레인의 윈치 작업에 있어서, 윈치를 작동시키는 조작 레버의 조작성을 향상시키는 것을 목적으로 하여, 조작 레버에 조작 반력을 부여하도록 한 조작 반력 제어 장치는 이미 공지되어 있다.In the winch operation of a crane, the operation reaction force control apparatus which provided the operation reaction force to the operation lever for the purpose of improving the operability of the operation lever which operates a winch is already known.
예를 들어, 일본국 실공소 62-14077호 공보에는, 매달린 짐의 중량의 크기에 비례하여 커지도록 조작 반력을 변화시키는 제어 장치가 개시되어 있다.For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 62-14077 discloses a control device for changing the operation reaction force so as to increase in proportion to the magnitude of the weight of the hanging load.
또한, 일본국 특공평 5-5755호 공보에는, 매달린 짐의 중량뿐만이 아니라, 레버 조작량(윈치의 감아 올리는 속도)에 따라, 조작 반력을 생성하고, 이것을 윈치 조작 레버에 부여하도록 하여, 더욱 더 레버의 조작성을 향상시키고 있다.In addition, Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-5755 discloses not only the weight of the hanging baggage but also the operating reaction force in accordance with the lever operation amount (winding speed of the winch), which is applied to the winch operation lever to further increase the lever. The operability of the is improved.
그러나, 상기한 종래 기술은, 윈치 작업에 있어서는 유효하여도, 크레인의 선회 작업이나 작업기(붐)의 기복 작업시에 적용되는 경우에는 반드시 유효하지는 않다.However, the above-mentioned prior art is not necessarily effective even when it is effective in winch operation, when it is applied at the time of turning work of a crane and ups and downs of a work machine (boom).
즉, 도 5에 도시한 바와 같이 크레인(20)의 붐(21)을 화살표 A, B 방향으로 기복 작동시킨 경우에는, 조작자쪽에서의 붐(21)의 가속도를 알 수 없고 붐(21)의 움직임이 파악되지 않기 때문에, 조작 레버에 의한 붐(21)의 미묘한 운동 제어가 어렵고, 짐의 흔들림이 일어나고, 매달린 짐(22)이 화살표 C, D 방향으로 진자와 같은 진동적인 상대 운동을 일으킨다.That is, as shown in FIG. 5, when the boom 21 of the crane 20 is undulated in the directions of arrows A and B, the acceleration of the boom 21 on the operator side is unknown and the boom 21 moves. Since this is not grasped | ascertained, the delicate movement control of the boom 21 by an operation lever is difficult, the load shakes, and the suspended load 22 produces | generates the vibratory relative motion like pendulum in the arrow C, D direction.
또한, 상부 선회체(23)를 선회 작동시킨 경우에도, 마찬가지로, 선회 방향으로 매달린 짐(22)의 흔들림이 발생하게 된다.In addition, even when the upper swing body 23 is swing-operated, shaking of the load 22 suspended in the swing direction similarly occurs.
그래서, 이러한 짐의 흔들림을 적절히 억제할 수 있는 조작 반력을 조작 레버에 부여할 필요성이 있으나, 매달린 짐의 중량이나 레버의 조작량 따위의 정보에만 기초한 조작 반력을 조작 레버에 부여하는 상기한 종래 기술로서는 대처할 수 없었다.Therefore, although there is a necessity to impart an operation reaction force capable of appropriately suppressing the shaking of the load to the operation lever, the above-mentioned prior art which gives the operation lever an operation reaction force based only on information such as the weight of the hanging load or the operation amount of the lever. I could not cope.
또한, 매달린 짐의 중량에 비례하는 조작 반력을 부여하는 종래 기술을 적용한 경우에는, 무거운 짐에 대해 작업기를 장시간 조작하는 경우와, 작업기를 큰 일정 속도로 장시간 조작하는 경우 등에는, 큰 조작 반력이 오랫동안 조작 레버에 작용하게 되어 조작자가 쉽게 피로를 느끼게 되는 문제점이 있었다.Moreover, when the prior art which gives an operation reaction force proportional to the weight of a hanging load is applied, when operating a work machine for a long time with heavy loads, and when operating a work machine at a large constant speed for a long time, a large operation reaction force is applied. There has been a problem that the operator acts on the operation lever for a long time and easily feels fatigue.
본 발명은, 크레인 등의 작업 기계에 있어서, 붐 등의 작업기를 작동시키는 조작 레버에 부여되는 조작 반력을 제어하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for controlling an operation reaction force applied to an operation lever for operating a work machine such as a boom in a work machine such as a crane.
도 1은 본 발명에 따른 작업기의 조작 레버의 조작 반력 제어장치의 실시예의 구성을 보인 도시도.1 is a view showing the configuration of an embodiment of the operation reaction force control device of the operation lever of the work machine according to the present invention.
도 2는 작업기 가속도와 조작 반력의 관계를 보인 제어 특성도.2 is a control characteristic diagram showing the relationship between the work machine acceleration and the operation reaction force.
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 보인 도시도.3 is a view showing another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 보인 도시도.4 is a view showing another embodiment of the present invention.
도 5는 실시예에 적용되는 크레인 차량의 측면도.5 is a side view of a crane vehicle applied to the embodiment.
본 발명은, 상기한 문제점을 감안하여, 짐의 흔들림을 적절히 억제하는 조작을 용이하게 행할 수 있고, 조작자의 피로를 경감할 수 있는 조작 반력 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an operation reaction force control device that can easily perform an operation for appropriately suppressing the shaking of a load and can reduce fatigue of an operator.
따라서, 본 발명에서는, 작업기를 작동시키는 조작 레버에 대해, 조작 방향과는 반대 방향으로 조작 반력을 부여하도록 한 작업기의 조작 레버의 조작 반력 제어장치에 있어서, 상기 작업기의 가속도를 검출하는 가속도 검출 수단과, 상기 가속도 검출 수단에서 검출된 가속도가 커짐에 따라 커지는 조작 반력을 상기 조작 레버에 대해 부여하는 조작 반력 부여 수단을 구비하고 있다.Therefore, in the present invention, in the operation reaction force control device of the operation lever of the work machine, the operation reaction force control device for applying the operation reaction force in the direction opposite to the operation direction to the operation lever for operating the work machine, the acceleration detection means for detecting the acceleration of the work machine And operation reaction force imparting means for imparting an operation reaction force that increases as the acceleration detected by the acceleration detection means increases to the operation lever.
이러한 구성에 의하면, 가속도 검출 수단에서 검출된 가속도가 커짐에 따라 커지는 조작 반력을 상기 조작 레버에 대해 부여하도록 하고 있다.According to such a structure, the operation reaction force which becomes large as the acceleration detected by the acceleration detection means becomes large is provided to the said operation lever.
즉, 작업기에 짐의 흔들림이 발생한 경우, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같은 작업기(21)에 매달린 짐(22)이, 작업기 진행 방향(선회 조작에서는 작업기(23)의 회전 방향, 기복 조작에서는 C 또는 D 방향)으로 짐의 흔들림이 발생한 경우에는, 작업기(21) 또는 (23)을 가속 또는 감속시켜 짐의 흔들림을 억제하기 위한 조작을 행할 필요가 있다.That is, when the load shakes in the work machine, for example, the load 22 suspended on the work machine 21 as shown in FIG. 5 is moved in the work machine direction (the rotation direction of the work machine 23 and the ups and downs in the turning operation). In the case where the shaking of the load occurs in the C or D direction), it is necessary to perform an operation for suppressing the shaking of the load by accelerating or decelerating the work machine 21 or 23.
그래서, 작업기의 가속도가 커짐에 따라 조작 반력이 커지도록 조작 반력을 변화시키도록 함으로써, 조작 반력에 기초하여, 작업기의 가속, 감속 상태를 파악할 수 있다. 그 결과, 작업기를, 가속 또는 감속시켜 짐의 흔들림을 억제하기 위한 조작(작업기에 대한 짐의 상대적인 운동의 제어)이, 조작 반력을 실마리로 하여 용이하게 수행될 수 있고, 짐의 흔들림을 유효하게 억제하는 것이 가능해진다.Thus, by changing the operation reaction force so that the operation reaction force increases as the acceleration of the work machine increases, the acceleration and deceleration states of the work machine can be grasped based on the operation reaction force. As a result, an operation (control of relative motion of the load relative to the work machine) for accelerating or decelerating the work machine can be easily performed by using the operation reaction force as a clue, and the shake of the load can be effectively effected. It becomes possible to suppress it.
또한, 가속 상태 또는 감속 상태를 제외한 일정 속도의 경우에는, 큰 조작 반력이 조작 레버에 작용하지 않기 때문에, 무거운 짐에 대해 작업기를 장시간 조작하는 경우나, 작업기를 큰 일정 속도로 장시간 조작하는 경우에도, 큰 조작 반력이 장시간 조작 레버에 부여되는 일이 없어지고, 조작자의 피로를 비약적으로 경감할 수 있다.In addition, in the case of the constant speed except the acceleration state or the deceleration state, since large operation reaction force does not act on the operation lever, even when operating the work machine for a long time on a heavy load or when operating the work machine at a large constant speed for a long time. The large operation reaction force is not given to the operation lever for a long time, and the fatigue of the operator can be drastically reduced.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 작업기의 조작 레버의 조작 반력 제어 장치의 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described an embodiment of the operation reaction force control device of the operation lever of the work machine according to the present invention.
실시예에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 크레인(20)의 작업기인 붐(21)의 기복을 조작하는 조작 레버에 부여되는 조작 반력을 제어하는 경우를 상정하여 설명한다.In the example, as shown in FIG. 3, the case where it controls the operation reaction force provided to the operation lever which operates the ups and downs of the boom 21 which is the work machine of the crane 20 is demonstrated.
도 1은, 도 3에 도시한 크레인(20)의 운전실 내에 설치된 조작 레버(1)의 조작 반력을 제어하는 장치의 구성을 보인 도면이다.FIG. 1: is a figure which shows the structure of the apparatus which controls the operation reaction force of the operation lever 1 provided in the cab of the crane 20 shown in FIG.
즉, 조작 레버(1)가 화살표 방향(붐(21)을 상승시키는 방향)으로 조작되면, 원격 조작 밸브(2)의 작업기 상승용 피스톤, 하강용 피스톤(3)(4)중에, 조작 방향에 대응하는 피스톤(3)이 조작판(1a)을 통해 하강한다. 또한, 조작 레버(1)가 역방향(붐(21)을 하강시키는 방향)으로 조작되면, 피스톤(4)이 마찬가지로 하강한다.That is, when the operation lever 1 is operated in the direction of an arrow (the direction which raises the boom 21), in the operation direction among the pistons for the work machine ascending and the descending pistons 3 and 4 of the remote operation valve 2, The corresponding piston 3 descends via the operation plate 1a. In addition, when the operation lever 1 is operated in the reverse direction (direction of lowering the boom 21), the piston 4 similarly descends.
양 피스톤(3)(4)의 아래쪽에는 각각 작업기 상승용 스풀(5), 하강용 스풀(6)이 설치되어 있고, 상기 하강된 피스톤에 대응하는 쪽의 스풀(5) 또는 (6)이, 계량 스프링(7) 또는 (8)에 의해 눌려짐으로써, 아래쪽으로 움직인다. 여기서는, 피스톤(3)이 하강하기 때문에, 스풀(5)이 아래쪽으로 움직인다.A lower work spool 5 and a lower spool 6 are respectively provided below the pistons 3 and 4, and the spool 5 or 6 on the side corresponding to the lowered piston is It is moved downward by being pressed by the metering spring 7 or 8. Since the piston 3 descends here, the spool 5 moves downward.
이 결과, 미세 제어공(f)을 통해, 유압 펌프(15)의 토출구에 연통되는 펌프 압력실(Pp)과 드레인실(D)과의 연결, 차단이 반복된다. 이윽고, 하강한 피스톤에 대응하는 쪽의 관로(16) 또는 (17)의 포트압(P1) 또는 (P2)는, 계량 스프링(7) 또는 (8)을 압축하는 힘(레버(1)의 조작 스트로크량에 비례함)에 상당하는 압력까지 상승하고, 양자가 드레인실(D)과 펌프 압력실(Pp)의 중간 위치에서 균형을 이루게 된다.As a result, the connection between the pump pressure chamber Pp and the drain chamber D which communicates with the discharge port of the hydraulic pump 15 through the fine control hole f is repeated. Then, the port pressure P1 or P2 of the pipe line 16 or 17 of the side corresponding to the lowered piston is a force for compressing the metering spring 7 or 8 (operation of the lever 1). To a pressure equivalent to the stroke amount), and both are balanced at an intermediate position between the drain chamber D and the pump pressure chamber Pp.
즉, 포트압(P1) 또는 (P2)는, 조작 레버(1)의 조작 스트로크량에 비례하는 크기까지 상승하고, 이러한 크기의 포트압(P1) 또는 (P2)가 제어 밸브(9)의 파일럿 포트(9a) 또는 (9b)에 작용한다. 여기서는, 조작 레버(1)가, 빔 상승 방향으로 조작되고, 그 조작 스트로크량에 비례하는 포트압(P1)이 제어 밸브(9)의 파일럿 포트(9a)에 작용한다. 그 결과, 제어 밸브(9)가 작동하고, 그 밸브 개방도에 따른 속도로, 붐(21)의 구동용 유압 실린더가 구동되고, 붐(21)이 상승한다. 또한, 포트압(P2)이 제어 밸브(9)의 파일럿 포트(9b)에 작용한 경우에는, 제어 밸브(9)가 역방향으로 움직이고, 상기 유압 실린더를 통해, 붐(21)이 하강하게 된다.That is, the port pressure P1 or P2 rises to a magnitude proportional to the operation stroke amount of the operation lever 1, and the port pressure P1 or P2 of this magnitude is piloted by the control valve 9. Acts on port 9a or 9b. Here, the operation lever 1 is operated in the beam raising direction, and the port pressure P1 proportional to the operation stroke amount acts on the pilot port 9a of the control valve 9. As a result, the control valve 9 operates, and at the speed according to the valve opening degree, the hydraulic cylinder for driving the boom 21 is driven, and the boom 21 is raised. In addition, when the port pressure P2 acts on the pilot port 9b of the control valve 9, the control valve 9 moves in the reverse direction, and the boom 21 is lowered through the hydraulic cylinder.
조작 레버(1)의 축(1b)의 근원에는, 모터(10)의 회전축(10a)이 연결되어 있고, 모터(10)의 회전에 따라 조작 레버(1)를 조작 방향 내지 조작 방향과는 반대 방향으로 경사 회전시킬 수 있도록 되어 있다.The rotary shaft 10a of the motor 10 is connected to the root of the shaft 1b of the operation lever 1, and the operation lever 1 is reversed from the operation direction to the operation direction in accordance with the rotation of the motor 10. It is possible to rotate inclined in the direction.
모터(10)는, 제어기(11)에서 출력되는 전기 지령 신호(전압)에 따라, 그 회전 방향 및 그 회전 토오크가 변화된다.The rotation direction and the rotation torque of the motor 10 change with the electric command signal (voltage) output from the controller 11.
관로(16)(17)에는, 관로내압력(P1)(P2)을 각각, 붐 상승 방향의 레버 조작량(P1), 붐 하강 방향의 레버 조작량(P2)으로서 검출하는 압력 센서(12)(13)가 각각 설치되어 있고, 레버 조작량 검출 수단으로서의 압력 센서(12)(13)의 각 검출압(P1)(P2)은, 제어기(11)에 출력된다.In the pipelines 16 and 17, the pressure sensors 12 and 13 respectively detect the pipeline internal pressures P1 and P2 as the lever operation amount P1 in the boom up direction and the lever operation amount P2 in the boom down direction, respectively. Are respectively provided, and each of the detection pressures P1 and P2 of the pressure sensors 12 and 13 as the lever operation amount detection means is output to the controller 11.
가속도 검출기(14)는, 붐(21)이 상승 내지는 하강할 때의 가속도를 검출하는 검출기로서, 예를 들어 속도 센서(예를 들어, 로터리 엔코더 또는 레이저 속도 센서가 사용된다)와, 이 속도 센서의 출력을 미분하여 가속도 α를 출력하는 미분 회로와의 조합으로 구성되어 있다. 또한, 가속도 센서(14)로서, 서보형 가속도 센서 등을 사용하여도 좋다. 가속도 검출기(14)의 검출 가속도 α는 제어기(11)에 출력된다.The acceleration detector 14 is a detector for detecting the acceleration when the boom 21 is raised or lowered, for example, a speed sensor (for example, a rotary encoder or a laser speed sensor is used), and the speed sensor. It is composed of a combination with a differential circuit that differentiates the output of and outputs the acceleration α. As the acceleration sensor 14, a servo type acceleration sensor or the like may be used. The detection acceleration α of the acceleration detector 14 is output to the controller 11.
더욱이, 상기 미분 회로의 기능을 제어기(11)에 추가하여도 좋다.Furthermore, the function of the differential circuit may be added to the controller 11.
또한, 상기 레버 조작량 검출 수단으로서, 상기 압력 센서(12)(13) 대신에, 조작 레버(1)의 조작량을 회전량으로서 검출하는 포텐쇼미터 등을 사용하여도 좋다.As the lever operation amount detection means, a potentiometer or the like which detects the operation amount of the operation lever 1 as the rotation amount may be used instead of the pressure sensors 12 and 13.
더욱이, 레버 조작량을, 붐(21)의 속도로서 검출하여도 좋고, 상기 가속도 검출기(14)를 속도 센서와 미분 회로와의 조합으로 구성한 경우에는, 그 속도 센서의 검출치를 그대로 레버의 조작량 검출치로서 사용할 수 있고, 레버 조작량 검출 수단을 별도로 설치할 필요가 없어서 비용 절감을 이룰 수 있다.Furthermore, when the lever operation amount may be detected as the speed of the boom 21, and the acceleration detector 14 is configured by a combination of a speed sensor and a differential circuit, the detection value of the speed sensor is directly detected as it is. It can be used as, and it is possible to achieve cost reduction by not having to separately install the lever operation amount detecting means.
또한, 압력(P1)(P2)을 붐(21)의 속도로 보고, 압력(P1)(P2)을 미분함으로써, 붐(21)의 가속도 α를 검출하도록 하여도 좋다.The acceleration P of the boom 21 may be detected by looking at the pressures P1 and P2 at the speed of the boom 21 and differentiating the pressures P1 and P2.
제어기(11)에서는, 가속도 검출기(14)에서 검출된 붐 가속도 α, 압력 센서(12)(13)에서 검출된 레버 조작량(P1)(P2)에 기초하여, 조작 레버(1)의 조작 방향과는 반대 방향으로 부여되어야 할 조작 반력 F(도 1 참조)를 후술하는 바와 같이 구하고, 이 조작 반력 F에 대응하는 전기 지령 신호를 생성하고, 이 전기 지령 신호를 모터(10)에 대하여 출력한다.In the controller 11, the operation direction of the operation lever 1 is based on the boom acceleration α detected by the acceleration detector 14 and the lever operation amounts P1 and P2 detected by the pressure sensors 12 and 13. Obtains an operation reaction force F (see FIG. 1) to be applied in the opposite direction as described below, generates an electric command signal corresponding to this operation reaction force F, and outputs this electric command signal to the motor 10.
도 2는, 이러한 반력 제어의 제어 특성을 보인 그래프로서, 붐 가속도 α와, 레버 조작량(P1)(P2)과, 레버 조작 반력 F와의 관계를 제어 특성 L(L1∼LM∼L2)으로서 표시하고 있다. 이러한 관계는, 제어기(11)의 메모리에 기억되어 있다.Fig. 2 is a graph showing the control characteristics of the reaction force control, and shows the relationship between the boom acceleration α, the lever operation amount P1 (P2), and the lever operation reaction force F as control characteristics L (L1 to LM to L2). have. This relationship is stored in the memory of the controller 11.
도 2로부터도 알 수 있는 바와 같이, 붐(21)의 가속도 α가 커짐에 따라, 조작 반력 F가 차차로 커지도록, 제어 특성 L이 설정되어 있다.As can be seen from FIG. 2, as the acceleration α of the boom 21 increases, the control characteristic L is set so that the operation reaction force F increases gradually.
또한, 레버 조작량(P1)(P2)이 커짐에 따라, 제어 특성이 L1→LM→L2로 순차적으로 변화되고, 조작 반력 F가 차차로 커지도록 하는 제어 특성 L1∼LM∼L2가 설정되어 있다.Further, as the lever operation amounts P1 and P2 increase, control characteristics L1 to LM to L2 are set so that the control characteristic sequentially changes from L1 to LM to L2, and the operation reaction force F increases gradually.
좀더 상세히 설명하면,In more detail,
- 붐 가속도 α가 부(負)인 경우에는, 붐 감속시(레버 조작에 의한 붐(21)의 속도의 방향이 가속도 방향과는 반대인 때)에 있어서의 조작 반력 반전을 방지하지 위해, 조작 반력 F를 0에 가까운 낮은 값으로 설정하고 있다.-When the boom acceleration α is negative, the operation is not prevented when the boom deceleration (when the direction of the speed of the boom 21 by the lever operation is opposite to the acceleration direction) is prevented. The reaction force F is set to a low value close to zero.
- 또한, 짐의 흔들림의 억제보다도 레버(1)의 미세한 조작을 요구하는 일이 많은 레버 조작량이 적은 영역에서는, 조작 반력 F를 작게 하여 붐(21)의 미세한 제어를 쉽게 할 필요가 있다. 그래서, 레버 조작량이 적어짐에 따라 조작 반력 F가 보다 작아지도록 제어 특성을 L2→LM→L1로 순차적으로 변화시키도록 하고 있다.-In addition, in the area where the lever operation amount which requires more fine control of the lever 1 than the control of the shaking of the load is small, it is necessary to make the operation reaction force F small and to make fine control of the boom 21 easy. Therefore, as the lever operation amount decreases, the control characteristic is sequentially changed from L2? LM? L1 so that the operation reaction force F becomes smaller.
- 또한, 붐(21)의 가속도 α가 극단적으로 커지는 때에는, 조작 반력 F를 크게 하고, 오조작 등에 의한 붐(21)의 급격한 움직임을 억제할 필요가 있다. 그래서, 붐 가속도 α가 큰 영역에서는, 작은 영역보다도, 제어 특성 L의 경사가 커지도록 조작 반력 F를 비선형으로 변화시키도록 하고 있다.In addition, when the acceleration α of the boom 21 becomes extremely large, it is necessary to increase the operation reaction force F and to suppress the sudden movement of the boom 21 due to an incorrect operation or the like. Therefore, in the area | region where boom acceleration (alpha) is large, operation reaction force F is changed nonlinearly so that the inclination of control characteristic L may become larger than the small area | region.
제어기(11)에서는, 현재의 레버 조작량(P1)(P2)이 소정의 제 1 문턱값 이하로 된 경우에는, 제어 특성으로서 L1이 선택된다. 그리고, 레버 조작량(P1)(P2)이 상기 제 1 문턱값보다도 큰 값으로서 설정된 제 2 문턱값 이상으로 된 경우에는, 제어 특성 L2가 선택된다. 그리고, 레버 조작량(P1)(P2)이 상기 제 1 문턱값보다도 크고 상기 제 2 문턱값보다도 작은 값으로 된 경우에는, 화살표로 표시한 바와 같이 L1∼L2의 범위에서, 조작량이 커짐에 따라 조작 반력 F가 커지도록 하는 제어 특성 LM 이 선택된다.In the controller 11, when the current lever operation amount P1 or P2 becomes equal to or less than the first predetermined threshold, L1 is selected as the control characteristic. And when the lever operation amount P1 (P2) becomes more than the 2nd threshold value set as a value larger than the said 1st threshold value, control characteristic L2 is selected. And when the lever operation amount P1 (P2) becomes a value larger than the said 1st threshold value and smaller than the said 2nd threshold value, as indicated by the arrow, it operates as the operation amount becomes large in the range of L1-L2. The control characteristic LM is selected to cause the reaction force F to increase.
더구나, 이렇게 선택된 제어 특성 L에 기초하여, 현재의 붐 가속도 α에 대응하는 조작 반력 F를 구하고, 이 조작 반력 F에 대응하는 전기 지령 신호를 생성하고, 모터(10)에 출력한다. 이에 의해, 모터(10)가 구동되고, 조작 레버(1)에는 조작 반력 F가 부여된다.Moreover, based on the control characteristic L thus selected, the operation reaction force F corresponding to the current boom acceleration α is obtained, and an electric command signal corresponding to this operation reaction force F is generated and output to the motor 10. Thereby, the motor 10 is driven and the operation reaction force F is applied to the operation lever 1.
이 결과, 조작자로서는 조작 레버(1)에 부여된 조작 반력 F에 기초하여, 작업기로서의 붐(21)의 가속, 감속 상태를 파악할 수 있게 되고, 붐(21)을 가속 또는 감속시켜 짐의 흔들림을 억제하는 조작을, 조작 반력 F를 실마리로 하여 용이하게 수행할 수 있게 되고, 짐의 흔들림을 유효하게 억제할 수 있게 된다.As a result, the operator can grasp the acceleration and deceleration state of the boom 21 as the work machine on the basis of the operation reaction force F applied to the operation lever 1, and the boom 21 is accelerated or decelerated to shake the load. The operation to suppress can be easily performed with the operation reaction force F as a clue, and the shake of the load can be effectively suppressed.
또한, 가속 상태 또는 감속 상태를 제외한 일정 속도의 경우에는, 큰 조작 반력 F가 조작 레버(1)에 작용하지 않기 때문에, 무거운 짐에 대해 붐(21)을 장시간 조작할 경우나, 붐(21)을 큰 일정 속도로 장시간 조작하는 경우에도, 큰 조작 반력 F가 장시간 조작 레버(1)에 부여되는 것이 없어지고, 조작자의 피로가 비약적으로 경감된다.In addition, in the case of the constant speed except the acceleration state or the deceleration state, since a large operation reaction force F does not act on the operation lever 1, when the boom 21 is operated for a long time with respect to a heavy load, or the boom 21 Even when the operation is performed for a long time at a large constant speed, the large operation reaction force F is not applied to the operation lever 1 for a long time, and the fatigue of the operator is greatly reduced.
더욱이, 상기 도 2에 도시한 제어 특성 L은 일례에 지나지 않으며, 작업 조건 등에 따라 여러 가지 패턴을 설정할 수 있다.Moreover, the control characteristic L shown in FIG. 2 is only an example, and various patterns can be set according to working conditions.
예를 들어, 실시예에서는 레버 조작량에 따라 제어 특성 L을 변화시키도록 하고 있으나, 레버 조작량의 크기 여하에 상관없이 제어 특성 L을 고정(예를 들어, L1으로 고정)하는 것도 가능하다.For example, although the control characteristic L is changed according to the lever operation amount in the embodiment, it is also possible to fix the control characteristic L (for example, fix it to L1) regardless of the magnitude of the lever operation amount.
도 3 및 도 4에 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다.3 and 4 show another embodiment of the present invention.
이 실시예에 있어서는, 운전자가 보다 정확하게 붐 선단의 기복 운동을 파악할 수 있도록 하기 위해, 붐 기복 운동의 가속도를 검출하기 위한 검출기를 붐 선단에 설치하도록 하고 있다. 또한, 가속도 센서는 고가이기 때문에, 상기 붐 기복 운동의 가속도를 검출하기 위한 검출기로서는, 붐 각도 또는 붐 위치를 검출하는 센서를 채용하고, 이들 센서의 검출치를 2단계 미분함으로써 붐 가속도를 구하도록 하고 있다.In this embodiment, in order to enable the driver to grasp the ups and downs of the boom tip more accurately, a detector for detecting the acceleration of the boom ups and downs movement is provided at the boom tip. In addition, since the acceleration sensor is expensive, as a detector for detecting the acceleration of the boom up and down movement, a sensor for detecting the boom angle or the boom position is employed, and the boom acceleration is obtained by differentiating the detected values of these sensors in two steps. have.
즉, 크레인의 운전자에게 있어서, 붐 선단의 전후 방향의 위치는, 붐의 기복각 θ(도 3 참조)와 붐의 길이 L로부터 추정할 수 있으나, 붐 선단은, 휨, 붐의 진동, 바람 등에 의한 붐 이동 등의 영향을 받아, 복잡한 운동을 일으킨다.That is, for the driver of the crane, the position of the front and rear direction of the boom tip can be estimated from the relief angle θ (see FIG. 3) of the boom and the length L of the boom, but the boom tip may be used for bending, boom vibration, wind, etc. Influenced by the boom movement, causing complex movement.
따라서, 상기 가속도계를 붐을 기복 시키기 위한 기복 실린더(30)에 설치하고, 이 가속도계에 의해 붐의 기복 가속도를 측정하고, 이 측정치에 대응하는 토오크를 조작 반력으로서 부여하는 방법 등에서는, 크레인 운전자가 붐 선단의 운동을 정확히 파악한다고는 말하기 어렵다. 또한, 기복 실린더(30)와 붐(21)과는 링크 결합되어 있기 때문에, 기복 실린더(30)의 신축 속도와 붐 기복 각속도의 관계는 선형으로는 되지 않고, 이것에 의해서도, 가속도계를 기복 실린더(3)에 설치하는 방법이 크레인 운전자에 의해 붐의 선단의 운동을 파악하기가 어려운 경우가 야기될 수 있다.Therefore, in the method in which the accelerometer is installed in the undulation cylinder 30 for undulating the boom, the undulation acceleration of the boom is measured by this accelerometer, and the torque corresponding to the measured value is given as the operation reaction force, the crane driver It is difficult to say exactly how the boom fleet is moving. In addition, since the linkage between the undulation cylinder 30 and the boom 21 is linked, the relationship between the expansion and contraction speed of the relief cylinder 30 and the boom relief angular velocity does not become linear. The installation method in 3) may be difficult to grasp the motion of the tip of the boom by the crane operator.
이 때문에, 이 실시예에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 붐 각θ를 검출하는 붐 각 검출기(25)를 붐(21)의 선단에 부착하고 있다.For this reason, in this embodiment, as shown in Fig. 3, the boom angle detector 25 for detecting the boom angle θ is attached to the tip of the boom 21.
이 각도 검출기(25)의 출력은, 도 4에 도시한 바와 같이, 제어기(11)에 입력된다.The output of this angle detector 25 is input to the controller 11, as shown in FIG.
제어기(11)에서는, 각도 검출기(25)에서 입력된 붐 각 θ의 전후 방향(정확하게는 붐(21)에 대해서 전후 방향이고, 차체의 전후 방향은 아니다)의 성분 cosθ를 연산하고, 이 연산치 cosθ를 2단계 미분함으로써, 붐 선단의 가속도의 전후 방향의 성분 -cosθ를 구한다. 그리고, 제어기(11)는, 앞서 설명한 실시예와 마찬가지로, 이렇게 하여 구한 붐 선단의 가속도의 전후 방향의 성분 -cosθ, 압력 센서(12)(13)에서 검출된 레버 조작량(P1)(P2)에 기초하여, 조작 레버(1)의 조작 방향과는 반대 방향으로 부여되어야 할 조작 반력 F를 도 2에 도시한 관계로부터 구하고, 이 조작 반력 F에 대응하는 전기 지령 신호를 생성하고, 이 전기 지령 신호를 모터(10)에 대해 출력한다. 이에 의해, 모터(10)가 구동되고, 조작 레버(1)에는, 붐 선단의 가속도의 전후 방향의 성분 -cosθ에 비례하는 조작 반력 F가 부여된다.The controller 11 calculates the component cosθ of the front and rear directions of the boom angle θ input from the angle detector 25 (exactly, it is the front and rear direction with respect to the boom 21 and not the front and rear directions of the vehicle body), and this calculated value is calculated. By differentiating cosθ in two steps, the component -cosθ in the front-rear direction of the acceleration of the boom tip is obtained. And the controller 11, similarly to the above-described embodiment, is applied to the component -cosθ in the front-rear direction of the acceleration of the boom tip thus obtained and the lever operation amount P1 (P2) detected by the pressure sensors 12 and 13. On the basis of this, the operation reaction force F to be applied in the direction opposite to the operation direction of the operation lever 1 is obtained from the relationship shown in Fig. 2, an electric command signal corresponding to this operation reaction force F is generated, and this electric command signal Is output to the motor 10. Thereby, the motor 10 is driven and the operation lever 1 is given the operation reaction force F which is proportional to the component -cos (theta) of the front-back direction of the acceleration of a boom tip.
이와 같이, 이 실시예에 있어서는, 붐 선단의 전후 방향의 가속도에 비례하는 토오크가 반력으로서 기복 조작 레버에 인가된다. 이로 인해, 크레인의 운전자는 기복 조작 레버를 조작하면서 붐 선단의 전후 방향의 움직임(가속도)을 감지할 수 있고, 이에 의해 붐 선단의 움직임(위치, 속도)을 예측하는 것도 가능하다. 따라서, 매달린 짐을 이동시킬 때에, 가능한 한 매달린 짐의 흔들림이 발생하지 않도록 붐 조작을 행하는 일도 가능해진다. 또한, 붐을 기복 하였을 때에, 매달린 짐에 발생하는 진자 운동을 방지하기 위해서는, 붐 선단을 매달린 짐의 바로 위에 두면 좋으나, 이러한 조작을 행할 때에도 본 실시예는 유효하다. 또한, 이 실시예에 있어서는, 붐 선단의 가속도를 검출하기 위한 센서로서, 값이 싼 붐 각 센서를 채용하고, 이 센서의 출력을 2단계 미분함으로써 붐 선단의 가속도를 구하도록 하였기 때문에, 장치 비용이 절감되는 일도 가능해진다.Thus, in this embodiment, torque proportional to the acceleration in the front-rear direction of the boom tip is applied to the relief operation lever as a reaction force. For this reason, the driver of a crane can detect the movement (acceleration) of the front-back direction of a boom tip, operating a relief operation lever, and it is also possible to predict the movement (position, speed) of a boom tip by this. Therefore, when moving the hanging baggage, it is also possible to perform the boom operation so that the shaking of the hanging baggage does not occur as much as possible. In addition, in order to prevent pendulum movement occurring in a suspended load when the boom is undulated, the tip of the boom may be placed directly above the suspended load, but this embodiment is effective even when such an operation is performed. In this embodiment, a low-cost boom angle sensor is employed as a sensor for detecting the acceleration of the boom tip, and the acceleration of the boom tip is determined by differentiating the output of the sensor in two stages. This saving can also be achieved.
또한, 상기 실시예에 있어서는, 붐 선단의 전후 방향의 가속도를 구하였으나, 붐 선단의 상하 방향의 가속도를 구하고, 이 가속도에 비례하는 힘을 조작 반력으로서 기복 레버에 인가하여도 좋다.In addition, in the said embodiment, although the acceleration of the front-back direction of the boom tip was calculated | required, the acceleration of the up-down direction of the boom tip may be calculated | required, and the force proportional to this acceleration may be applied to a relief lever as an operation reaction force.
또한, 상기 실시예에서는, 붐 선단의 붐 각을 구하는 붐 각 센서를 채용하였으나, 붐 선단의 위치를 구하는 위치 센서를 설치하고, 이 위치 센서에의 출력을 2단계 미분함으로써 붐 선단의 가속도를 구하여도 좋다.Further, in the above embodiment, the boom angle sensor for obtaining the boom angle of the boom tip is employed, but the position sensor for obtaining the position of the boom tip is provided, and the acceleration of the boom tip is obtained by differentiating the output to the position sensor in two stages. Also good.
그리고, 상기 각각의 실시예에서는, 작업기로서 크레인의 붐을 상정하고 있으나, 짐의 흔들림을 억제하기 위해 구동되는 작업기라면, 어떠한 작업기에도 적용할 수 있다.In each of the above embodiments, the boom of the crane is assumed as a work machine, but any work machine can be applied as long as the work machine is driven to suppress the shaking of the load.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 짐의 흔들림을 유효하게 억제하는 조작이 용이해진다. 또한, 레버 조작 중에 있어서의 조작자의 피로가 비약적으로 경감된다.As described above, according to the present invention, an operation for effectively suppressing the shaking of the load becomes easy. In addition, fatigue of the operator during lever operation is drastically reduced.
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