KR20200100594A - 쇼벨 - Google Patents

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KR20200100594A
KR20200100594A KR1020207007699A KR20207007699A KR20200100594A KR 20200100594 A KR20200100594 A KR 20200100594A KR 1020207007699 A KR1020207007699 A KR 1020207007699A KR 20207007699 A KR20207007699 A KR 20207007699A KR 20200100594 A KR20200100594 A KR 20200100594A
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히로유키 츠카모토
타카시 니시
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스미토모 겐키 가부시키가이샤
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Abstract

쇼벨(100)은, 하부주행체(1)와, 하부주행체(1)에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체(3)와, 상부선회체(3)에 탑재된 캐빈(10)과, 상부선회체(3)에 장착된 어태치먼트와, 어태치먼트에 관한 소정의 조작입력에 따라, 버킷(6)을 목표시공면(TP)에 관하여 이동시키는 컨트롤러(30)와, 지면의 경연에 관한 정보를 표시하는 표시장치(40)를 구비한다.

Description

쇼벨
본 개시는, 쇼벨에 관한 것이다.
종래, 버킷날끝을 경사면의 하단부터 상단까지 설계면을 따라 이동시킴으로써 법면(法面)을 형성하는 작업에 있어서, 버킷날끝의 위치를 자동적으로 조정하는 작업기제어시스템이 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 이 시스템은, 버킷날끝의 위치를 자동적으로 조정함으로써, 형성되는 법면을 설계면에 맞출 수 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2013-217137호
그러나, 상술한 시스템은, 설계면을 따르도록 버킷날끝의 위치를 자동적으로 조정할 뿐이다. 이 때문에, 완성면으로서 형성되는 법면은, 부드러운 부분과 단단한 부분이 혼재하고 있을 우려가 있다. 즉, 경도가 불균일한 완성면이 형성되어 버릴 우려가 있다.
따라서, 보다 균질한 완성면의 형성을 지원하는 쇼벨을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨은, 하부주행체와, 상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와, 상기 상부선회체에 탑재된 운전실과, 상기 상부선회체에 장착된 어태치먼트와, 상기 어태치먼트에 관한 소정의 조작입력에 따라, 상기 어태치먼트를 구성하는 엔드어태치먼트를 목표시공면에 관하여 이동시키는 제어장치와, 지면의 경연(硬軟)에 관한 정보를 표시하는 표시장치를 구비한다.
상술한 수단에 의하여, 보다 균질한 완성면의 형성을 지원하는 쇼벨이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨의 측면도이다.
도 2는 도 1의 쇼벨의 구동계의 구성예를 나타내는 도이다.
도 3은 도 1의 쇼벨에 탑재되는 유압시스템의 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 4a는 도 1의 쇼벨에 탑재되는 유압시스템의 일부를 뽑아낸 도이다.
도 4b는 도 1의 쇼벨에 탑재되는 유압시스템의 일부를 뽑아낸 도이다.
도 4c는 도 1의 쇼벨에 탑재되는 유압시스템의 일부를 뽑아낸 도이다.
도 5는 머신가이던스부의 구성예를 나타내는 도이다.
도 6은 쇼벨에 작용하는 힘의 관계를 나타내는 개략도이다.
도 7은 법면완성작업 시의 어태치먼트의 측면도이다.
도 8은 이상차압과 비탈머리거리와의 관계의 일례를 나타내는 도이다.
도 9는 법면완성지원제어에 의하여 형성된 법면을 나타내는 도이다.
도 10은 시공지원화면의 표시예이다.
도 11은 공간인식장치를 구비한 쇼벨의 상면도이다.
도 12는 쇼벨의 관리시스템의 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 굴삭기로서의 쇼벨(100)의 측면도이다. 쇼벨(100)의 하부주행체(1)에는 선회기구(2)를 통하여 상부선회체(3)가 선회 가능하게 탑재되어 있다. 상부선회체(3)에는 붐(4)이 장착되어 있다. 붐(4)의 선단에는 암(5)이 장착되고, 암(5)의 선단에는 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)이 장착되어 있다. 버킷(6)은, 법면버킷이어도 된다.
붐(4), 암(5), 버킷(6)은, 어태치먼트의 일례로서의 굴삭어태치먼트를 구성하고 있다. 그리고, 붐(4)은 붐실린더(7)에 의하여 구동되고, 암(5)은, 암실린더(8)에 의하여 구동되며, 버킷(6)은, 버킷실린더(9)에 의하여 구동된다. 붐(4)에는 붐각도센서(S1)가 장착되고, 암(5)에는 암각도센서(S2)가 장착되며, 버킷(6)에는 버킷각도센서(S3)가 장착되어 있다.
붐각도센서(S1)는 붐(4)의 회동(回動)각도를 검출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 붐각도센서(S1)는 가속도센서이며, 상부선회체(3)에 대한 붐(4)의 회동각도(이하, "붐각도"라고 함)를 검출할 수 있다. 붐각도는, 예를 들면 붐(4)을 가장 하강시켰을 때에 최소각도가 되고, 붐(4)을 상승시킴에 따라 커진다.
암각도센서(S2)는 암(5)의 회동각도를 검출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 암각도센서(S2)는 가속도센서이며, 붐(4)에 대한 암(5)의 회동각도(이하, "암각도"라고 함)를 검출할 수 있다. 암각도는, 예를 들면 암(5)을 가장 접었을 때에 최소각도가 되고, 암(5)을 펼침에 따라 커진다.
버킷각도센서(S3)는 버킷(6)의 회동각도를 검출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 버킷각도센서(S3)는 가속도센서이며, 암(5)에 대한 버킷(6)의 회동각도(이하, "버킷각도"라고 함)를 검출할 수 있다. 버킷각도는, 예를 들면 버킷(6)을 가장 접었을 때에 최소각도가 되고, 버킷(6)을 펼침에 따라 커진다.
붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3)는 각각, 가변저항기를 이용한 퍼텐쇼미터, 대응하는 유압실린더의 스트로크양을 검출하는 스트로크센서, 연결핀 둘레의 회동각도를 검출하는 로터리인코더, 자이로센서, 또는 가속도센서와 자이로센서의 조합인 관성계측장치(Inertial Measurement Unit) 등이어도 된다.
본 실시형태에서는, 붐실린더(7)에는 붐로드압센서(S7R) 및 붐보텀압센서(S7B)가 장착되어 있다. 암실린더(8)에는 암로드압센서(S8R) 및 암보텀압센서(S8B)가 장착되어 있다. 버킷실린더(9)에는 버킷로드압센서(S9R) 및 버킷보텀압센서(S9B)가 장착되어 있다.
붐로드압센서(S7R)는 붐실린더(7)의 로드측유실의 압력(이하, "붐로드압"이라고 함)을 검출하고, 붐보텀압센서(S7B)는 붐실린더(7)의 보텀측유실의 압력(이하, "붐보텀압"이라고 함)을 검출한다. 암로드압센서(S8R)는 암실린더(8)의 로드측유실의 압력(이하, "암로드압"이라고 함)을 검출하고, 암보텀압센서(S8B)는 암실린더(8)의 보텀측유실의 압력(이하, "암보텀압"이라고 함)을 검출한다. 버킷로드압센서(S9R)는 버킷실린더(9)의 로드측유실의 압력(이하, "버킷로드압"이라고 함)을 검출하고, 버킷보텀압센서(S9B)는 버킷실린더(9)의 보텀측유실의 압력(이하, "버킷보텀압"이라고 함)을 검출한다.
상부선회체(3)에는 운전실인 캐빈(10)이 마련되고 또한 엔진(11) 등의 동력원이 탑재되어 있다. 또, 상부선회체(3)에는, 컨트롤러(30), 표시장치(40), 입력장치(42), 소리출력장치(43), 기억장치(47), 측위장치(V1), 기체경사센서(S4), 선회각속도센서(S5), 촬상장치(S6) 및 통신장치(T1) 등이 장착되어 있다.
컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 구동제어를 행하는 주제어부로서 기능하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, CPU, RAM 및 ROM 등을 포함하는 컴퓨터로 구성되어 있다. 컨트롤러(30)의 각종 기능은, 예를 들면 ROM에 보존된 프로그램을 CPU가 실행함으로써 실현된다. 각종 기능은, 예를 들면 조작자에 의한 쇼벨(100)의 수동직접조작 또는 수동원격조작을 가이드(안내)하는 머신가이던스기능, 조작자에 의한 쇼벨(100)의 수동직접조작 또는 수동원격조작을 자동적으로 지원하는 머신컨트롤기능, 및 쇼벨(100)을 무인으로 동작시키는 자동제어기능 등을 포함한다. 컨트롤러(30)에 포함되는 머신가이던스부(50)는, 머신가이던스기능, 머신컨트롤기능 및 자동제어기능을 실행할 수 있도록 구성되어 있다.
표시장치(40)는, 각종 정보를 표시하도록 구성되어 있다. 표시장치(40)는, CAN 등의 통신네트워크를 통하여 컨트롤러(30)에 접속되어 있어도 되고, 전용선을 통하여 컨트롤러(30)에 접속되어 있어도 된다.
입력장치(42)는, 조작자가 각종 정보를 컨트롤러(30)에 입력할 수 있도록 구성되어 있다. 입력장치(42)는, 예를 들면 캐빈(10) 내에 설치된 터치패널, 조작레버 등의 선단에 설치된 노브스위치, 및 표시장치(40)의 주위에 설치된 누름버튼스위치 등 중 적어도 하나이다.
소리출력장치(43)는, 소리 또는 음성을 출력하도록 구성되어 있다. 소리출력장치(43)는, 예를 들면 컨트롤러(30)에 접속되는 스피커여도 되고, 버저 등의 경보기여도 된다. 본 실시형태에서는, 소리출력장치(43)는 컨트롤러(30)로부터의 소리출력지령에 따라 각종의 소리 또는 음성을 출력한다.
기억장치(47)는, 각종 정보를 기억하도록 구성되어 있다. 기억장치(47)는, 예를 들면 반도체메모리 등의 불휘발성 기억매체이다. 기억장치(47)는, 쇼벨(100)의 동작 중에 각종 기기가 출력하는 정보를 기억해도 되고, 쇼벨(100)의 동작이 개시되기 전에 각종 기기를 통하여 취득하는 정보를 기억해도 된다. 기억장치(47)는, 예를 들면 통신장치(T1) 등을 통하여 취득되는 목표시공면에 관한 데이터를 기억하고 있어도 된다. 목표시공면은, 쇼벨(100)의 조작자가 설정한 것이어도 되고, 시공관리자 등이 설정한 것이어도 된다.
측위장치(V1)는, 상부선회체(3)의 위치를 측정하도록 구성되어 있다. 측위장치(V1)는, 상부선회체(3)의 방향을 측정할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 측위장치(V1)는, 예를 들면 GNSS컴퍼스이며, 상부선회체(3)의 위치 및 방향을 검출하여, 검출값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 이 때문에, 측위장치(V1)는 상부선회체(3)의 방향을 검출하는 방향검출장치로서 기능할 수 있다. 방향검출장치는, 상부선회체(3)에 장착된 방위센서 등이어도 된다.
기체경사센서(S4)는 상부선회체(3)의 경사를 검출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 기체경사센서(S4)는, 가상수평면에 대한 상부선회체(3)의 전후축 둘레의 전후경사각 및 좌우축 둘레의 좌우경사각을 검출하는 가속도센서이다. 상부선회체(3)의 전후축 및 좌우축은, 예를 들면 쇼벨(100)의 선회축 상의 일점인 쇼벨중심점에서 서로 직교한다. 기체경사센서(S4)는, 가속도센서와 자이로센서의 조합이어도 되고, 관성계측장치여도 된다.
선회각속도센서(S5)는, 상부선회체(3)의 선회각속도를 검출하도록 구성되어 있다. 선회각속도센서(S5)는, 상부선회체(3)의 선회각도를 검출 혹은 산출할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 본 실시형태에서는, 선회각속도센서(S5)는, 자이로센서이다. 선회각속도센서(S5)는, 리졸버 또는 로터리인코더 등이어도 된다.
촬상장치(S6)는 쇼벨(100)의 주변의 화상을 취득하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 촬상장치(S6)는 쇼벨(100)의 전방의 공간을 촬상하는 전방카메라(S6F), 쇼벨(100)의 좌측의 공간을 촬상하는 좌측카메라(S6L), 쇼벨(100)의 우측의 공간을 촬상하는 우측카메라(S6R), 및 쇼벨(100)의 후방의 공간을 촬상하는 후방카메라(S6B)를 포함한다.
촬상장치(S6)는, 예를 들면 CCD 또는 CMOS 등의 촬상소자를 갖는 단안(單眼)카메라이며, 촬상한 화상을 표시장치(40)에 출력한다. 촬상장치(S6)는, 스테레오카메라 또는 거리화상카메라 등이어도 된다.
전방카메라(S6F)는, 예를 들면 캐빈(10)의 천장, 즉 캐빈(10)의 내부에 장착되어 있다. 단, 전방카메라(S6F)는, 캐빈(10)의 지붕, 또는 붐(4)의 측면 등, 캐빈(10)의 외부에 장착되어 있어도 된다. 좌측카메라(S6L)는, 상부선회체(3)의 상면좌단에 장착되고, 우측카메라(S6R)는, 상부선회체(3)의 상면우단에 장착되며, 후방카메라(S6B)는, 상부선회체(3)의 상면후단에 장착되어 있다.
통신장치(T1)는, 쇼벨(100)의 외부에 있는 외부기기와의 통신을 제어하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 통신장치(T1)는, 위성통신망, 휴대전화통신망 및 인터넷망 등 중 적어도 하나를 통한 외부기기와의 통신을 제어한다.
도 2는, 쇼벨(100)의 구동계의 구성예를 나타내는 블록도이며, 기계적동력전달라인, 작동유라인, 파일럿라인 및 전기제어라인을 각각 이중선, 실선, 파선 및 점선으로 나타내고 있다.
쇼벨(100)의 구동계는, 주로, 엔진(11), 레귤레이터(13), 메인펌프(14), 파일럿펌프(15), 컨트롤밸브(17), 조작장치(26), 토출압센서(28), 조작압센서(29), 컨트롤러(30), 비례밸브(31) 및 셔틀밸브(32) 등을 포함한다.
엔진(11)은, 쇼벨(100)의 구동원이다. 본 실시형태에서는, 엔진(11)은, 예를 들면 소정의 회전수를 유지하도록 동작하는 디젤엔진이다. 엔진(11)의 출력축은, 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)의 입력축에 연결되어 있다.
메인펌프(14)는, 작동유라인을 통하여 작동유를 컨트롤밸브(17)에 공급하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 메인펌프(14)는, 사판(斜板)식가변용량형 유압펌프이다.
레귤레이터(13)는, 메인펌프(14)의 토출량을 제어하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 레귤레이터(13)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 따라 메인펌프(14)의 사판경전각(傾轉角)을 조절함으로써 메인펌프(14)의 토출량을 제어한다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는 조작압센서(29) 등의 출력에 따라 레귤레이터(13)에 대하여 제어지령을 출력함으로써 메인펌프(14)의 토출량을 변화시킨다.
파일럿펌프(15)는, 파일럿라인을 통하여 조작장치(26) 및 비례밸브(31) 등을 포함하는 각종 유압제어기기에 작동유를 공급하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 파일럿펌프(15)는, 고정용량형 유압펌프이다. 단, 파일럿펌프(15)는, 생략되어도 된다. 이 경우, 파일럿펌프(15)가 담당하고 있던 기능은, 메인펌프(14)에 의하여 실현되어도 된다. 즉, 메인펌프(14)는, 컨트롤밸브(17)에 작동유를 공급하는 기능과는 별도로, 스로틀 등에 의하여 작동유의 압력을 저하시킨 후에 조작장치(26) 및 비례밸브(31) 등에 작동유를 공급하는 기능을 구비하고 있어도 된다.
컨트롤밸브(17)는, 쇼벨(100)에 있어서의 유압시스템을 제어하는 유압제어장치이다. 본 실시형태에서는, 컨트롤밸브(17)는, 제어밸브(171~176)를 포함한다. 컨트롤밸브(17)는, 제어밸브(171~176)를 통하여, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유를 1 또는 복수의 유압액추에이터에 선택적으로 공급할 수 있다. 제어밸브(171~176)는, 메인펌프(14)로부터 유압액추에이터에 흐르는 작동유의 유량, 및 유압액추에이터로부터 작동유탱크에 흐르는 작동유의 유량을 제어한다. 유압액추에이터는, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 좌측주행용 유압모터(1L), 우측주행용 유압모터(1R), 및 선회용 유압모터(2A)를 포함한다. 선회용 유압모터(2A)는, 전동액추에이터로서의 선회용 전동발전기여도 된다.
조작장치(26)는, 조작자가 액추에이터의 조작을 위하여 이용하는 장치이다. 액추에이터는, 유압액추에이터 및 전동액추에이터 중 적어도 일방을 포함한다. 본 실시형태에서는, 조작장치(26)는, 파일럿라인을 통하여, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 컨트롤밸브(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 공급한다. 파일럿포트의 각각에 공급되는 작동유의 압력(파일럿압)은, 원칙으로서 유압액추에이터의 각각에 대응하는 조작장치(26)의 조작방향 및 조작량에 따른 압력이다. 조작장치(26) 중 적어도 하나는, 파일럿라인 및 셔틀밸브(32)를 통하여, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 컨트롤밸브(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 단, 조작장치(26)는, 전기신호를 이용하여 제어밸브(171~176)를 동작시키도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 제어밸브(171~176)는 전자스풀밸브로 구성되어 있어도 된다.
토출압센서(28)는, 메인펌프(14)의 토출압을 검출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 토출압센서(28)는, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.
조작압센서(29)는, 조작장치(26)를 이용한 조작자의 조작내용을 검출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 조작압센서(29)는, 액추에이터의 각각에 대응하는 조작장치(26)의 조작방향 및 조작량을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작장치(26)의 조작내용은, 조작압센서 이외의 다른 센서를 이용하여 검출되어도 된다.
비례밸브(31)는, 파일럿펌프(15)와 셔틀밸브(32)를 접속하는 관로에 배치되고, 그 관로의 유로면적을 변경할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 비례밸브(31)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령에 따라 동작한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 조작장치(26)의 조작과는 관계없이, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31) 및 셔틀밸브(32)를 통하여, 컨트롤밸브(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 공급할 수 있다.
셔틀밸브(32)는, 2개의 입구포트와 1개의 출구포트를 갖는다. 2개의 입구포트 중 일방은 조작장치(26)에 접속되고, 타방은 비례밸브(31)에 접속되어 있다. 출구포트는, 컨트롤밸브(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 접속되어 있다. 그 때문에, 셔틀밸브(32)는, 조작장치(26)가 생성하는 파일럿압과 비례밸브(31)가 생성하는 파일럿압 중 높은 쪽을, 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 특정의 조작장치(26)에 대한 조작이 행해지지 않는 경우여도, 그 특정의 조작장치(26)에 대응하는 유압액추에이터를 동작시킬 수 있다.
다음으로 도 3을 참조하여, 쇼벨(100)에 탑재되는 유압시스템의 구성예에 대하여 설명한다. 도 3은, 도 1의 쇼벨(100)에 탑재되는 유압시스템의 구성예를 나타내는 개략도이다. 도 3은, 도 2와 동일하게, 기계적동력전달라인, 작동유라인, 파일럿라인 및 전기제어라인을 각각, 이중선, 실선, 파선 및 점선으로 나타내고 있다.
유압시스템은, 엔진(11)에 의하여 구동되는 메인펌프(14L, 14R)로부터, 센터바이패스관로(C1L, C1R), 패럴렐관로(C2L, C2R)를 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시키고 있다. 메인펌프(14L, 14R)는, 도 2의 메인펌프(14)에 대응한다.
센터바이패스관로(C1L)는, 컨트롤밸브(17) 내에 배치된 제어밸브(171, 173, 175L 및 176L)를 통과하는 작동유라인이다. 센터바이패스관로(C1R)는, 컨트롤밸브(17) 내에 배치된 제어밸브(172, 174, 175R 및 176R)를 통과하는 작동유라인이다. 제어밸브(175L) 및 제어밸브(175R)는, 도 2의 제어밸브(175)에 대응한다. 제어밸브(176L) 및 제어밸브(176R)는, 도 2의 제어밸브(176)에 대응한다.
제어밸브(171)는, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 좌측주행용 유압모터(1L)에 공급하고, 또한 좌측주행용 유압모터(1L)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.
제어밸브(172)는, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 우측주행용 유압모터(1R)에 공급하고, 또한 우측주행용 유압모터(1R)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.
제어밸브(173)는, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 선회용 유압모터(2A)에 공급하고, 또한 선회용 유압모터(2A)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.
제어밸브(174)는, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 버킷실린더(9)에 공급하고, 또한 버킷실린더(9) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위한 스풀밸브이다.
제어밸브(175L)는, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)에 공급하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다. 제어밸브(175R)는, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)에 공급하고, 또한 붐실린더(7) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.
제어밸브(176L)는, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 암실린더(8)에 공급하고, 또한 암실린더(8) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다. 제어밸브(176R)는, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 암실린더(8)에 공급하고, 또한 암실린더(8) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.
패럴렐관로(C2L)는, 센터바이패스관로(C1L)에 병행하는 작동유라인이다. 패럴렐관로(C2L)는, 제어밸브(171, 173 및 175L) 중 적어도 하나에 의하여 센터바이패스관로(C1L)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다. 패럴렐관로(C2R)는, 센터바이패스관로(C1R)에 병행하는 작동유라인이다. 패럴렐관로(C2R)는, 제어밸브(172, 174 및 175R) 중 적어도 하나에 의하여 센터바이패스관로(C1R)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다.
레귤레이터(13L)는, 메인펌프(14L)의 토출압 등에 따라 메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절함으로써, 메인펌프(14L)의 토출량을 제어한다. 레귤레이터(13R)는, 메인펌프(14R)의 토출압 등에 따라 메인펌프(14R)의 사판경전각을 조절함으로써, 메인펌프(14R)의 토출량을 제어한다. 레귤레이터(13L) 및 레귤레이터(13R)는, 도 2의 레귤레이터(13)에 대응한다. 레귤레이터(13L)는, 예를 들면 메인펌프(14L)의 토출압의 증대에 따라 메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절하여 토출량을 감소시킨다. 레귤레이터(13R)에 대해서도 동일하다. 토출압과 토출량과의 곱으로 나타내어지는 메인펌프(14)의 흡수파워(흡수마력(馬力))가 엔진(11)의 출력파워(출력마력)를 초과하지 않도록 하기 위함이다.
토출압센서(28L)는, 토출압센서(28)의 일례이며, 메인펌프(14L)의 토출압을 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 토출압센서(28R)에 대해서도 동일하다.
여기에서, 도 3의 유압시스템으로 채용되는 네거티브컨트롤제어에 대하여 설명한다.
센터바이패스관로(C1L)에는, 가장 하류에 있는 제어밸브(176L)와 작동유탱크와의 사이에 스로틀(18L)이 배치되어 있다. 메인펌프(14L)가 토출한 작동유의 흐름은, 스로틀(18L)로 제한된다. 그리고, 스로틀(18L)은 레귤레이터(13L)를 제어하기 위한 제어압을 발생시킨다. 제어압센서(19L)는, 그 제어압을 검출하기 위한 센서이며, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.
센터바이패스관로(C1R)에는, 가장 하류에 있는 제어밸브(176R)와 작동유탱크와의 사이에 스로틀(18R)이 배치되어 있다. 메인펌프(14R)가 토출한 작동유의 흐름은, 스로틀(18R)로 제한된다. 그리고, 스로틀(18R)은 레귤레이터(13R)를 제어하기 위한 제어압을 발생시킨다. 제어압센서(19R)는, 그 제어압을 검출하기 위한 센서이며, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.
컨트롤러(30)는, 제어압센서(19L)가 검출한 제어압 등에 따라 메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절함으로써, 메인펌프(14L)의 토출량을 제어한다. 컨트롤러(30)는, 제어압이 클수록 메인펌프(14L)의 토출량을 감소시키고, 제어압이 작을수록 메인펌프(14L)의 토출량을 증대시킨다. 동일하게, 컨트롤러(30)는, 제어압센서(19R)가 검출한 제어압 등에 따라 메인펌프(14R)의 사판경전각을 조절함으로써, 메인펌프(14R)의 토출량을 제어한다. 컨트롤러(30)는, 제어압이 클수록 메인펌프(14R)의 토출량을 감소시키고, 제어압이 작을수록 메인펌프(14R)의 토출량을 증대시킨다.
구체적으로는, 도 3에서 나타나는 바와 같이, 쇼벨(100)에 있어서의 유압액추에이터가 모두 조작되어 있지 않은 대기상태인 경우, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는, 센터바이패스관로(C1L)를 통하여 스로틀(18L)에 이른다. 그리고, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유의 흐름은, 스로틀(18L)의 상류에서 발생하는 제어압을 증대시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14L)의 토출량을 허용최소토출량까지 감소시키고, 토출한 작동유가 센터바이패스관로(C1L)를 통과할 때의 압력손실(펌핑로스)을 억제한다. 동일하게, 대기상태의 경우, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유는, 센터바이패스관로(C1R)를 통과하여 스로틀(18R)에 이른다. 그리고, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유의 흐름은, 스로틀(18R)의 상류에서 발생하는 제어압을 증대시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14R)의 토출량을 허용최소토출량까지 감소시키고, 토출한 작동유가 센터바이패스관로(C1R)를 통과할 때의 압력손실(펌핑로스)을 억제한다.
한편, 어느 하나의 유압액추에이터가 조작된 경우, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는, 조작대상의 유압액추에이터에 대응하는 제어밸브를 통하여, 조작대상의 유압액추에이터에 흘러든다. 그리고, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유의 흐름은, 스로틀(18L)에 이르는 양을 감소 혹은 소실시켜, 스로틀(18L)의 상류에서 발생하는 제어압을 저하시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14L)의 토출량을 증대시켜, 조작대상의 유압액추에이터에 충분한 작동유를 순환시키고, 조작대상의 유압액추에이터의 구동을 확실하게 한다. 동일하게, 어느 하나의 유압액추에이터가 조작된 경우, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유는, 조작대상의 유압액추에이터에 대응하는 제어밸브를 통하여, 조작대상의 유압액추에이터에 흘러든다. 그리고, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유의 흐름은, 스로틀(18R)에 이르는 양을 감소 혹은 소실시켜, 스로틀(18R)의 상류에서 발생하는 제어압을 저하시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14R)의 토출량을 증대시켜, 조작대상의 유압액추에이터에 충분한 작동유를 순환시키고, 조작대상의 유압액추에이터의 구동을 확실하게 한다.
상술한 바와 같은 구성에 의하여, 도 3의 유압시스템은, 대기상태에 있어서는, 메인펌프(14L) 및 메인펌프(14R)에 있어서의 불필요한 에너지소비를 억제할 수 있다. 불필요한 에너지소비는, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유가 센터바이패스관로(C1L)에서 발생시키는 펌핑로스, 및 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유가 센터바이패스관로(C1R)에서 발생시키는 펌핑로스를 포함한다. 또, 도 3의 유압시스템은, 유압액추에이터를 작동시키는 경우에는, 메인펌프(14L) 및 메인펌프(14R)로부터 필요충분한 작동유를 작동대상의 유압액추에이터에 공급할 수 있다.
다음으로, 도 4a~도 4c를 참조하여, 액추에이터를 자동적으로 동작시키는 구성에 대하여 설명한다. 도 4a~도 4c는, 유압시스템의 일부를 뽑아낸 도이다. 구체적으로는, 도 4a는, 붐실린더(7)의 조작에 관한 유압시스템부분을 뽑아낸 도이며, 도 4b는, 암실린더(8)의 조작에 관한 유압시스템부분을 뽑아낸 도이고, 도 4c는, 버킷실린더(9)의 조작에 관한 유압시스템부분을 뽑아낸 도이다.
도 4a에 있어서의 붐조작레버(26A)는, 조작장치(26)의 일례이며, 붐(4)을 조작하기 위하여 이용된다. 붐조작레버(26A)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 조작내용에 따른 파일럿압을 제어밸브(175L) 및 제어밸브(175R)의 각각의 파일럿포트에 작용시킨다. 구체적으로는, 붐조작레버(26A)는, 붐상승방향으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(175L)의 우측파일럿포트와 제어밸브(175R)의 좌측파일럿포트에 작용시킨다. 또, 붐조작레버(26A)는, 붐하강방향으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(176R)의 우측파일럿포트에 작용시킨다.
조작압센서(29A)는, 조작압센서(29)의 일례이며, 붐조작레버(26A)에 대한 조작자의 조작내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작내용은, 예를 들면 조작방향 및 조작량(조작각도) 등이다.
비례밸브(31AL) 및 비례밸브(31AR)는, 비례밸브(31)의 일례이며, 셔틀밸브(32AL) 및 셔틀밸브(32AR)는, 셔틀밸브(32)의 일례이다. 비례밸브(31AL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 비례밸브(31AL)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31AL) 및 셔틀밸브(32AL)를 통하여 제어밸브(175L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31AR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 비례밸브(31AR)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31AR) 및 셔틀밸브(32AR)를 통하여 제어밸브(175R)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31AL)는, 제어밸브(175L) 및 제어밸브(175R)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다. 비례밸브(31AR)는, 제어밸브(175R)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 붐상승조작과는 관계없이, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31AL) 및 셔틀밸브(32AL)를 통하여, 제어밸브(175L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 붐(4)을 자동적으로 상승시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 붐하강조작과는 관계없이, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31AR) 및 셔틀밸브(32AR)를 통하여, 제어밸브(175R)의 우측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 붐(4)을 자동적으로 하강시킬 수 있다.
도 4b에 있어서의 암조작레버(26B)는, 조작장치(26)의 다른 일례이며, 암(5)을 조작하기 위하여 이용된다. 암조작레버(26B)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 조작내용에 따른 파일럿압을 제어밸브(176L) 및 제어밸브(176R)의 각각의 파일럿포트에 작용시킨다. 구체적으로는, 암조작레버(26B)는, 암접기방향으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(176L)의 우측파일럿포트와 제어밸브(176R)의 좌측파일럿포트에 작용시킨다. 또, 암조작레버(26B)는, 암펼치기방향으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(176L)의 좌측파일럿포트와 제어밸브(176R)의 우측파일럿포트에 작용시킨다.
조작압센서(29B)는, 조작압센서(29)의 다른 일례이며, 암조작레버(26B)에 대한 조작자의 조작내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작내용은, 예를 들면 조작방향 및 조작량(조작각도) 등이다.
비례밸브(31BL) 및 비례밸브(31BR)는, 비례밸브(31)의 다른 일례이며, 셔틀밸브(32BL) 및 셔틀밸브(32BR)는, 셔틀밸브(32)의 다른 일례이다. 비례밸브(31BL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 비례밸브(31BL)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31BL) 및 셔틀밸브(32BL)를 통하여 제어밸브(176L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31BR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 비례밸브(31BR)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31BR) 및 셔틀밸브(32BR)를 통하여 제어밸브(176L)의 좌측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31BL) 및 비례밸브(31BR)의 각각은, 제어밸브(176L) 및 제어밸브(176R)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 암접기조작과는 관계없이, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31BL) 및 셔틀밸브(32BL)를 통하여, 제어밸브(176L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 암(5)을 자동적으로 접을 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 암펼치기조작과는 관계없이, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31BR) 및 셔틀밸브(32BR)를 통하여, 제어밸브(176L)의 좌측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 암(5)을 자동적으로 펼칠 수 있다.
도 4c에 있어서의 버킷조작레버(26C)는, 조작장치(26)의 또 다른 일례이며, 버킷(6)을 조작하기 위하여 이용된다. 버킷조작레버(26C)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 조작내용에 따른 파일럿압을 제어밸브(174)의 파일럿포트에 작용시킨다. 구체적으로는, 버킷조작레버(26C)는, 버킷펼침방향으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(174)의 우측파일럿포트에 작용시킨다. 또, 버킷접기방향으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(174)의 좌측파일럿포트에 작용시킨다.
조작압센서(29C)는, 조작압센서(29)의 또 다른 일례이며, 버킷조작레버(26C)에 대한 조작자의 조작내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.
비례밸브(31CL) 및 비례밸브(31CR)는, 비례밸브(31)의 또 다른 일례이며, 셔틀밸브(32CL) 및 셔틀밸브(32CR)는, 셔틀밸브(32)의 또 다른 일례이다. 비례밸브(31CL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 비례밸브(31CL)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31CL) 및 셔틀밸브(32CL)를 통하여 제어밸브(174)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31CR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 비례밸브(31CR)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31CR) 및 셔틀밸브(32CR)를 통하여 제어밸브(174)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31CL) 및 비례밸브(31CR)의 각각은, 제어밸브(174)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 버킷접기조작과는 관계없이, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31CL) 및 셔틀밸브(32CL)를 통하여, 제어밸브(174)의 좌측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)을 자동적으로 접을 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 버킷펼치기조작과는 관계없이, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31CR) 및 셔틀밸브(32CR)를 통하여, 제어밸브(174)의 우측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)을 자동적으로 펼칠 수 있다.
쇼벨(100)은, 상부선회체(3)를 자동적으로 선회시키는 구성, 및 하부주행체(1)를 자동적으로 전진·후진시키는 구성을 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 선회용 유압모터(2A)의 조작에 관한 유압시스템부분, 좌측주행용 유압모터(1L)의 조작에 관한 유압시스템부분, 및 우측주행용 유압모터(1R)의 조작에 관한 유압시스템부분은, 붐실린더(7)의 조작에 관한 유압시스템부분 등과 동일하게 구성되어도 된다.
다음으로, 도 5를 참조하여, 컨트롤러(30)에 포함되어 있는 머신가이던스부(50)에 대하여 설명한다. 머신가이던스부(50)는, 예를 들면 머신가이던스기능을 실행하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 머신가이던스부(50)는, 예를 들면 목표시공면과 어태치먼트의 작업부위와의 거리 등의 작업정보를 조작자에게 전한다. 목표시공면에 관한 데이터는, 예를 들면 시공이 완료되었을 때의 시공면에 관한 데이터이며, 기억장치(47)에 미리 기억되어 있다. 목표시공면에 관한 데이터는, 예를 들면 기준좌표계로 표현되어 있다. 기준좌표계는, 예를 들면 세계측지계이다. 세계측지계는, 지구의 무게중심에 원점을 두고, X축을 그리니치자오선과 적도와의 교점의 방향으로, Y축을 동경 90도의 방향으로, 그리고 Z축을 북극의 방향으로 취하는 3차원직교 XYZ좌표계이다. 조작자는, 시공현장의 임의의 점을 기준점으로 정하고, 목표시공면을 구성하는 각 점과 기준점과의 상대적인 위치관계에 의하여 목표시공면을 설정해도 된다. 어태치먼트의 작업부위는, 예를 들면 버킷(6)의 치선 또는 버킷(6)의 배면 등이다. 머신가이던스부(50)는, 표시장치(40) 및 소리출력장치(43) 등의 적어도 하나를 통하여 작업정보를 조작자에게 전함으로써 쇼벨(100)의 조작을 가이드한다.
머신가이던스부(50)는, 조작자에 의한 쇼벨(100)의 수동직접조작 및 수동원격조작을 자동적으로 지원하는 머신컨트롤기능을 실행해도 된다. 예를 들면, 머신가이던스부(50)는, 조작자가 수동으로 굴삭조작을 행하고 있을 때에, 목표시공면과 버킷(6)의 선단위치가 일치하도록 붐(4), 암(5) 및 버킷(6) 중 적어도 하나를 자동적으로 동작시켜도 된다. 혹은, 머신가이던스부(50)는, 쇼벨(100)을 무인으로 동작시키는 자동제어기능을 실행해도 된다.
본 실시형태에서는, 머신가이던스부(50)는, 컨트롤러(30)에 도입되고 있지만, 컨트롤러(30)와는 별도로 마련된 제어장치여도 된다. 이 경우, 머신가이던스부(50)는, 예를 들면 컨트롤러(30)와 동일하게, CPU 및 내부메모리를 포함하는 컴퓨터로 구성된다. 그리고, 머신가이던스부(50)의 각종 기능은, 내부메모리에 보존된 프로그램을 CPU가 실행함으로써 실현된다. 또, 머신가이던스부(50)와 컨트롤러(30)는 CAN 등의 통신네트워크를 통하여 서로 통신 가능하게 접속된다.
구체적으로는, 머신가이던스부(50)는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4), 선회각속도센서(S5), 촬상장치(S6), 측위장치(V1), 통신장치(T1) 및 입력장치(42) 등으로부터 정보를 취득한다. 그리고, 머신가이던스부(50)는, 예를 들면 취득한 정보에 근거하여 버킷(6)과 목표시공면과의 사이의 거리를 산출하고, 소리 및 화상표시에 의하여, 버킷(6)과 목표시공면과의 사이의 거리의 크기를 쇼벨(100)의 조작자에게 전하도록 한다. 이 때문에, 머신가이던스부(50)는, 위치산출부(51), 거리산출부(52), 정보전달부(53) 및 자동제어부(54)를 갖는다.
위치산출부(51)는, 측위대상의 위치를 산출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 위치산출부(51)는, 어태치먼트의 작업부위의 기준좌표계에 있어서의 좌표점을 산출한다. 구체적으로는, 위치산출부(51)는, 붐(4), 암(5) 및 버킷(6)의 각각의 회동각도로부터 버킷(6)의 치선의 좌표점을 산출한다.
거리산출부(52)는, 2개의 측위대상 간의 거리를 산출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 거리산출부(52)는, 버킷(6)의 치선과 목표시공면과의 사이의 연직거리를 산출한다.
정보전달부(53)는, 각종 정보를 쇼벨(100)의 조작자에게 전하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 정보전달부(53)는, 거리산출부(52)가 산출한 각종 거리의 크기를 쇼벨(100)의 조작자에게 전한다. 구체적으로는, 정보전달부(53)는, 시각정보 및 청각정보를 이용하여, 버킷(6)의 치선과 목표시공면과의 사이의 연직거리의 크기를 쇼벨(100)의 조작자에게 전한다.
예를 들면, 정보전달부(53)는, 소리출력장치(43)에 의한 단속음을 이용하여, 버킷(6)의 치선과 목표시공면과의 사이의 연직거리의 크기를 조작자에게 전해도 된다. 이 경우, 정보전달부(53)는, 연직거리가 작아질수록, 단속음의 간격을 짧게 해도 된다. 정보전달부(53)는, 연속음을 이용해도 되고, 소리의 높낮이 및 강약 등 중 적어도 하나를 변화시켜 연직거리의 크기의 차이를 나타내도록 해도 된다. 또, 정보전달부(53)는, 버킷(6)의 치선이 목표시공면보다 낮은 위치가 된 경우에는 경보를 발해도 된다. 경보는, 예를 들면 단속음보다 현저하게 큰 연속음이다.
정보전달부(53)는, 버킷(6)의 치선과 목표시공면과의 사이의 연직거리의 크기를 작업정보로서 표시장치(40)에 표시시켜도 된다. 표시장치(40)는, 예를 들면 촬상장치(S6)로부터 수신한 화상데이터와 함께, 정보전달부(53)로부터 수신한 작업정보를 화면에 표시한다. 정보전달부(53)는, 예를 들면 아날로그미터의 화상, 또는 막대그래프 인디케이터의 화상 등을 이용하여 연직거리의 크기를 조작자에게 전하도록 해도 된다.
자동제어부(54)는, 액추에이터를 자동적으로 동작시킴으로써 조작자에 의한 쇼벨(100)의 수동직접조작 및 수동원격조작을 지원하도록 구성되어 있다. 예를 들면, 자동제어부(54)는 조작자가 수동으로 암접기조작을 행하고 있는 경우에, 목표시공면과 버킷(6)의 치선의 위치가 일치하도록 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9) 중 적어도 하나를 자동적으로 신축시켜도 된다. 이 경우, 조작자는 예를 들면 암조작레버를 접기방향으로 조작하는 것만으로, 버킷(6)의 치선을 목표시공면에 일치시키면서, 암(5)을 접을 수 있다. 이 자동제어는, 입력장치(42) 중 하나인 소정의 스위치가 압하(押下)되었을 때에 실행되도록 구성되어 있어도 된다. 소정의 스위치는, 예를 들면 머신컨트롤스위치(이하, "MC스위치"라고 함)이며, 노브스위치로서 조작장치(26)의 선단에 배치되어 있어도 된다.
자동제어부(54)는, 상부선회체(3)를 목표시공면에 정대향시키기 위하여 선회용 유압모터(2A)를 자동적으로 회전시켜도 된다. 이 경우, 조작자는 소정의 스위치를 압하하는 것만으로, 상부선회체(3)를 목표시공면에 정대향시킬 수 있다. 혹은, 조작자는 소정의 스위치를 압하하는 것만으로, 상부선회체(3)를 목표시공면에 정대향시키고 또한 머신컨트롤기능을 개시시킬 수 있다.
본 실시형태에서는, 자동제어부(54)는 각 액추에이터에 대응하는 제어밸브에 작용하는 파일럿압을 개별적으로 또한 자동적으로 조정함으로써 각 액추에이터를 자동적으로 동작시킬 수 있다.
자동제어부(54)는, 법면완성작업을 지원하기 위하여 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9) 중 적어도 하나를 자동적으로 신축시켜도 된다. 법면완성작업은, 버킷(6)의 배면을 지면에 누르면서 목표시공면을 따라 버킷(6)을 앞쪽으로 당기는 작업이다. 자동제어부(54)는, 예를 들면 조작자가 수동으로 암접기조작을 행하고 있는 경우에, 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9) 중 적어도 하나를 자동적으로 신축시킨다. 버킷(6)의 배면을 완성 전의 법면인 경사면에 누르면서, 완성 후의 법면에 상당하는 목표시공면을 따라 버킷(6)을 이동시키기 위함이다. 이 법면완성에 관한 자동제어(이하, "법면완성지원제어"라고 함)는, 법면완성스위치 등의 소정의 스위치가 압하되었을 때에 실행되도록 구성되어 있어도 된다. 이 법면완성지원제어에 의하여, 조작자는 암조작레버(26B)를 접기방향으로 조작하는 것만으로, 법면완성작업을 실행할 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하여, 컨트롤러(30)에 의한 작업반력의 산출에 대하여 설명한다. 다만, 도 6은 쇼벨(100)에 작용하는 힘의 관계를 나타내는 개략도이다. 도 6의 예에서는, 쇼벨(100)은, 지형이 목표시공면(도 6에서는 수평면)의 형상과 동일해지도록 작업부위를 목표시공면을 따라 이동시킬 때, 암(5)의 접기동작에 대응하여 붐(4)을 상하동시킨다. 이때, 암(5)의 접기동작 시에 발생하는 암추력(推力)이 붐실린더(7)로 전달된다. 그래서, 암추력이 붐실린더(7)로 전달될 때의 힘의 관계를 이하에 설명한다.
도 6에 있어서, 점(P1)은, 상부선회체(3)와 붐(4)과의 연결점을 나타내고, 점(P2)은, 상부선회체(3)와 붐실린더(7)의 실린더와의 연결점을 나타낸다. 또, 점(P3)은 붐실린더(7)의 로드(7C)와 붐(4)과의 연결점을 나타내고, 점(P4)은 붐(4)과 암실린더(8)의 실린더와의 연결점을 나타낸다. 또, 점(P5)은 암실린더(8)의 로드(8C)와 암(5)과의 연결점을 나타내고, 점(P6)은 붐(4)과 암(5)과의 연결점을 나타낸다. 또, 점(P7)은 암(5)과 버킷(6)과의 연결점을 나타내고, 점(P8)은 버킷(6)의 선단을 나타내며, 점(P9)은 버킷(6)의 배면(6b)에 있어서의 소정 점(Pa)을 나타낸다. 다만, 도 6은 명료화를 위하여, 버킷실린더(9)의 도시를 생략하고 있다.
또, 도 6은 점(P1) 및 점(P3)을 연결하는 직선과 수평선과의 사이의 각도를 붐각도(θ1)로 하고, 점(P3) 및 점(P6)을 연결하는 직선과 점(P6) 및 점(P7)을 연결하는 직선과의 사이의 각도를 암각도(θ2)로 하며, 점(P6) 및 점(P7)을 연결하는 직선과 점(P7) 및 점(P8)을 연결하는 직선과의 사이의 각도를 버킷각도(θ3)로 하여 나타낸다.
또한, 도 6에 있어서 거리(D1)는, 기체의 부상이 발생할 때의 회전중심(RC)과 쇼벨(100)의 무게중심(GC)과의 사이의 수평거리, 즉 쇼벨(100)의 질량(M) 및 중력가속도(g)의 곱인 중력(M·g)의 작용선을 포함하는 직선과 회전중심(RC)과의 사이의 거리를 나타낸다. 그리고, 거리(D1)와 중력(M·g)의 크기와의 곱은, 회전중심(RC) 둘레의 제1 힘의 모멘트의 크기를 나타낸다. 다만, 기호 "·"는 "×"(승산기호)를 나타낸다.
회전중심(RC)의 위치는, 예를 들면 선회각속도센서(S5)의 출력에 근거하여 결정된다. 예를 들면, 하부주행체(1)의 전후축과 상부선회체(3)의 전후축과의 사이의 각도인 선회각도가 0도인 경우에는, 하부주행체(1)가 접지면과 접촉하는 부분 중 후단이 회전중심(RC)이 되고, 선회각도가 180도인 경우에는, 하부주행체(1)가 접지면과 접촉하는 부분 중 전단이 회전중심(RC)이 된다. 또, 선회각도가 90도 또는 270도인 경우에는, 하부주행체(1)가 접지면과 접촉하는 부분 중 측단이 회전중심(RC)이 된다.
또, 도 6에 있어서 거리(D2)는, 회전중심(RC)과 점(P9)과의 사이의 수평거리, 즉 작업반력(FR) 중 지면(도 6에서는 수평면)에 수직인 성분(FR1)의 작용선을 포함하는 직선과 회전중심(RC)과의 사이의 거리를 나타낸다. 성분(FR2)은, 작업반력(FR) 중 지면에 평행한 성분이다. 그리고, 거리(D2)와 성분(FR1)의 크기와의 곱은, 회전중심(RC) 둘레의 제2 힘의 모멘트의 크기를 나타낸다. 다만, 도 6의 예에서는, 작업반력(FR)은, 연직축에 대하여 작업각도(θ)를 형성하고, 작업반력(FR)의 성분(FR1)은, FR1=FR·cosθ로 나타내어진다. 또, 작업각도(θ)는, 붐각도(θ1), 암각도(θ2) 및 버킷각도(θ3)에 근거하여 산출된다. 이 작업반력(FR) 중 지면(도 6에서는 수평면)에 수직인 성분(FR1)은, 목표시공면에 대하여 수직방향으로 지면이 눌리는 것을 나타내고 있다.
또, 도 6에 있어서 거리(D3)는, 점(P2) 및 점(P3)을 연결하는 직선과 회전중심(RC)과의 사이의 거리, 즉 붐실린더(7)의 로드(7C)를 끌어내려고 하는 힘(FB)의 작용선을 포함하는 직선과 회전중심(RC)과의 사이의 거리를 나타낸다. 그리고, 거리(D3)와 힘(FB)의 크기와의 곱은, 회전중심(RC) 둘레의 제3 힘의 모멘트의 크기를 나타낸다. 도 6의 예에서는, 붐실린더(7)의 로드(7C)를 끌어내려고 하는 힘(FB)은, 버킷(6)의 배면(6b)에 있어서의 소정 점(Pa)인 점(P9)에 작용하는 작업반력에 의하여 초래된다.
또, 도 6에 있어서 거리(D4)는, 작업반력(FR)의 작용선을 포함하는 직선과 점(P6)과의 사이의 거리를 나타낸다. 그리고, 거리(D4)와 작업반력(FR)의 크기와의 곱은, 점(P6) 둘레의 제1 힘의 모멘트의 크기를 나타낸다.
또, 도 6에 있어서 거리(D5)는, 점(P4) 및 점(P5)을 연결하는 직선과 점(P6)과의 사이의 거리, 즉 암(5)을 접는 암추력(FA)의 작용선을 포함하는 직선과 점(P6)과의 사이의 거리를 나타낸다. 그리고, 거리(D5)와 암추력(FA)의 크기와의 곱은, 점(P6) 둘레의 제2 힘의 모멘트의 크기를 나타낸다.
여기에서, 작업반력(FR)의 성분(FR1)이 회전중심(RC) 둘레로 쇼벨(100)을 부상시키려고 하는 힘의 모멘트의 크기는, 붐실린더(7)의 로드(7C)를 끌어내려고 하는 힘(FB)이 회전중심(RC) 둘레로 쇼벨(100)을 부상시키려고 하는 힘의 모멘트의 크기로 치환 가능하다고 가정한다. 이 경우, 회전중심(RC) 둘레의 제2 힘의 모멘트의 크기와 회전중심(RC) 둘레의 제3 힘의 모멘트의 크기와의 관계는 이하의 (1)식으로 나타내어진다.
FR1·D2=FR·cosθ·D2=FB·D3…(1)
또, 암추력(FA)이 점(P6) 둘레로 암(5)을 접으려고 하는 힘의 모멘트의 크기와 작업반력(FR)이 점(P6) 둘레로 암(5)을 펼치려고 하는 힘의 모멘트의 크기는 균형을 이루고 있는 것으로 생각할 수 있다. 이 경우, 점(P6) 둘레의 제1 힘의 모멘트의 크기와 점(P6) 둘레의 제2 힘의 모멘트의 크기와의 관계는 이하의 (2)식 및 (2)'식으로 나타내어진다. 다만, 기호 "/"는 "÷"(제산(除算)기호)를 나타낸다.
FA·D5=FR·D4…(2)
FR=FA·D5/D4…(2)'
또, (1)식 및 (2)식으로부터, 붐실린더(7)의 로드(7C)를 끌어내려고 하는 힘(FB)은, 이하의 (3)식으로 나타내어진다.
FB=FA·D2·D5·cosθ/(D3·D4)…(3)
또한, 도 6의 X-X단면도로 나타내는 바와 같이, 붐실린더(7)의 로드측유실(7R)에 면하는 피스톤의 환상수압면의 면적을 면적(AB)으로 하고, 로드측유실(7R)에 있어서의 작동유의 압력을 붐로드압(PB)으로 하면, 붐실린더(7)의 로드(7C)를 끌어내려고 하는 힘(FB)은, FB=PB·AB로 나타내어진다. 따라서, (3)식은, 이하의 (4)식 및 (4)'식으로 나타내어진다. 다만, 붐로드압(PB)은, 붐로드압센서(S7R)의 출력에 근거한다.
PB=FA·D2·D5·cosθ/(AB·D3·D4)…(4)
FA=PB·AB·D3·D4/(D2·D5·cosθ)…(4)'
또, 거리(D1)는 상수이며, 거리(D2~D5)는, 작업각도(θ)와 동일하게, 굴삭어태치먼트의 자세, 즉 붐각도(θ1), 암각도(θ2) 및 버킷각도(θ3)에 따라 정해지는 값이다. 구체적으로는, 거리(D2)는, 붐각도(θ1), 암각도(θ2) 및 버킷각도(θ3)에 따라 정해지고, 거리(D3)는, 붐각도(θ1)에 따라 정해지며, 거리(D4)는, 버킷각도(θ3)에 따라 정해지고, 거리(D5)는, 암각도(θ2)에 따라 정해진다.
컨트롤러(30)는, 상술한 계산식을 이용하여 작업반력(FR)을 산출할 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 법면완성작업 중에 작업반력(FR)을 산출함으로써, 작업반력(FR) 중 법면에 수직인 성분의 크기를 누르는 힘의 크기로서 산출할 수 있다. 다만, 암추력(FA)(도 6 참조)에 의하여 초래되는 작업반력(FR)은, 붐실린더(7)의 로드(7C)를 끌어내려고 하는 힘이 된다.
다음으로, 도 7을 참조하여, 법면완성지원제어의 상세에 대하여 설명한다. 도 7은, 법면완성작업 시의 어태치먼트의 측면도이며, 법면의 연직단면을 포함한다.
도 7의 예에서는, 법면완성작업 중 작업반력(FR)은, 버킷(6)의 배면(6b)에 있어서의 소정 점(Pa)으로부터 뻗는 실선화살표로 나타내는 바와 같이 경사면의 내리막방향을 향하고 있다. 그리고, 작업반력(FR) 중 법면에 수직인 성분(FR1)의 크기는 누르는 힘의 크기에 대응한다. 작업각도(θ)는, 붐각도(θ1), 암각도(θ2) 및 버킷각도(θ3)에 근거하여 산출된다. 그리고, 암추력(FA)(도 6 참조)에 의하여 초래되는 작업반력(FR)은, 붐실린더(7)의 로드(7C)를 끌어내려고 하는 힘이 된다.
쇼벨(100)의 조작자는, 법면의 거친 마무리가 끝난 단계에서, 목표시공면(TP) 중 비탈끝(法尻)에 대응하는 위치(Pb)에서 버킷(6)의 배면(6b)에 있어서의 소정 점(Pa)을 목표시공면(TP)에 일치시킨다. "법면의 거친 마무리가 끝난 단계"에서는, 법면은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 목표시공면(TP) 위에 어느 정도의 두께(W)의 흙이 남아 있는 상태에 있다. 조작자는, 위치(Pb)에서 소정 점(Pa)을 목표시공면(TP)에 일치시키거나, 혹은 근방까지 이동시킨 상태로 법면완성스위치를 압하하여, 암조작레버(26B)를 암접기방향으로 조작한다. 다만, 도 7은 암조작레버(26B)가 암접기방향으로 조작된 후의 상태를 나타내고 있다.
머신가이던스부(50)의 자동제어부(54)는, 법면완성스위치의 압하에 따라 법면완성지원제어를 개시한다. 그리고, 자동제어부(54)는 조작자의 암접기조작에 따라 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9) 중 적어도 하나를 자동적으로 신축시킨다. 버킷(6)의 배면(6b)을 법면에 누르면서, 버킷(6)을 화살표(AR1)로 나타내는 방향으로 이동시키기 위함이다. 즉, 버킷(6)의 배면(6b)에 있어서의 소정 점(Pa)을 목표시공면(TP)을 따라 이동시키기 위함이다. 이와 같이, 자동제어부(54)는 레버조작량에 따른 위치제어 혹은 속도제어에 의하여, 버킷(6)의 배면(6b)에 있어서의 소정 점(Pa)을 목표시공면(TP)을 따른 방향으로 이동시킨다. 위치제어의 경우에는, 자동제어부(54)는 레버조작량이 클수록, 현재의 소정 점(Pa)으로부터 목표시공면(TP) 상의 떨어진 위치를 목표위치로 하여 소정 점(Pa)을 이동시킨다. 속도제어의 경우에는, 자동제어부(54)는 레버조작량이 클수록, 목표시공면(TP)을 따라 소정 점(Pa)이 빠르게 이동하도록, 속도지령값을 생성하여 소정 점(Pa)을 이동시킨다. 동일하게, 목표시공면(TP)의 수직방향에 있어서도, 자동제어부(54)는 버킷(6)의 배면(6b)에 있어서의 소정 점(Pa)이 목표시공면(TP)과 일치하도록 위치제어 혹은 속도제어를 행한다. 위치제어의 경우에는, 자동제어부(54)는 소정 점(Pa)이 목표시공면(TP)상의 일점과 일치하도록, 혹은 목표시공면(TP)로부터 소정의 범위 내에 있는 일점과 일치하도록, 목표시공면(TP)상의 위치를 목표위치로 하여 위치제어를 행한다. 속도제어의 경우에는, 자동제어부(54)는 소정 점(Pa)이 목표시공면(TP)에 근접함에 따라 속도지령값이 작아지도록 속도제어를 행한다. 이와 같이, 자동제어부(54)는 위치제어 혹은 속도제어에 의하여, 버킷(6)의 배면(6b)에 있어서의 소정 점(Pa)을 목표시공면(TP)을 따라 이동시킨다.
자동제어부(54)는, 예를 들면 수평면에 대하여 각도 α를 형성하고 있는 목표시공면(TP)을 따라 소정 점(Pa)이 이동하도록, 암접기조작에 의한 암각도(θ2)(도 6 참조)의 감소에 따라 붐각도(θ1)(도 6 참조)를 자동적으로 증대시킨다. 즉, 자동제어부(54)는 붐실린더(7)를 자동적으로 신장시킨다. 이때, 자동제어부(54)는 버킷(6)의 배면(6b)과 목표시공면(TP)과의 사이에서 각도 β가 유지되도록 버킷각도(θ3)(도 6 참조)를 자동적으로 증대시켜도 된다. 즉, 자동제어부(54)는 버킷실린더(9)를 자동적으로 수축시켜도 된다.
이와 같이, 자동제어부(54)는 버킷(6)의 배면(6b)에 의하여, 지면이 눌려 목표시공면(TP)이 되도록, 지면과 버킷(6)의 배면(6b)과의 사이에 있는 흙을 압축하면서 버킷(6)을 당겨올림으로써, 법면을 수직으로 누르는 힘을 발생시키면서 버킷(6)의 배면(6b)에 있어서의 소정 점(Pa)을 목표시공면(TP)을 따라 이동시킬 수 있다.
자동제어부(54)는, 법면완성지원제어를 실행하고 있을 때에, 버킷(6)의 배면(6b)이 지면을 누르는 힘인 누름힘을 감시하도록 구성되어 있어도 된다. 법면완성지원제어에 의하여 형성된 법면의 부드러운 부분을 찾아내기 때문이다. 예를 들면, 자동제어부(54)는 버킷(6)의 배면(6b)에 있어서의 소정 점(Pa)을 목표시공면(TP)에 대하여 이동시킬 때의 작업반력을 검출함으로써, 지면의 경연에 관한 정보를 취득해도 된다. 작업반력의 검출에는, 예를 들면 붐로드압과 붐보텀압과의 차압을 이용해도 된다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 암추력(FA)에 의하여 초래되는 작업반력(FR)은 붐실린더(7)의 로드(7C)를 끌어내려고 하는 힘이 된다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 자동제어부(54)는 붐로드압과 붐보텀압과의 차압(이하, "붐차압"이라고 함)을 계속적으로 감시한다. 도 8은, 각도 α의 목표시공면에 관한 붐차압과 비탈머리(法肩)거리(L)와의 관계의 일례를 나타내는 도이다. 비탈머리거리(L)는, 비탈머리와 소정 점(Pa)과의 거리이다. 비탈머리에 대응하는 위치(Pt)는, 예를 들면 기준좌표계에 있어서의 좌표점으로서 사전에 설정되어 있다. 도 8의 실선은, 붐차압의 실제의 추이(推移)를 나타내고, 파선은 이상적인 붐차압인 이상차압(DP)의 추이를 나타낸다. 이상차압(DP)은, 목표시공면의 각도 α, 및 어태치먼트의 자세 등 중 적어도 하나에 따라 변화한다. 그 때문에, 이상차압(DP)의 추이는, 과거의 데이터 등에 근거하여 미리 설정되어 있다. 붐차압의 실제의 추이가 이상차압(DP)의 추이와 일치하는 것은, 법면완성지원제어에 의하여 형성된 법면이 균일한 경도를 갖는 것, 즉 부드러운 부분을 포함하지 않는 것을 의미한다. 도 8은, 비탈머리거리(L)가 감소함에 따라, 즉 버킷(6)이 쇼벨(100)의 기체에 접근함에 따라 이상차압(DP)이 작아지는 관계를 나타내고 있다. 도 8에서는, 이상차압(DP)과 비탈머리거리(L)와의 관계는, 선형인 관계로서 나타나 있지만, 비선형인 관계여도 된다. 또, 도 8은 실제의 붐차압이 이상차압(DP)보다 낮은 상태를 사선영역(H1)으로 나타내고, 실제의 붐차압이 이상차압(DP)보다 높은 상태를 사선영역(H2)으로 나타내고 있다. 사선영역(H1)은, 법면의 부드러운 부분에 대응하고, 사선영역(H2)은, 법면의 단단한 부분에 대응한다.
자동제어부(54)는, 예를 들면 소정의 제어 주기마다, 위치산출부(51)가 산출한 소정 점(Pa)의 현재위치로부터 비탈머리거리(L)를 산출한다. 그리고, 자동제어부(54)는 도 8에 나타내는 바와 같은 관계를 기억한 룩업테이블을 참조하여, 비탈머리거리(L)에 대응하는 이상차압(DP)을 도출한다. 또, 자동제어부(54)는 붐보텀압센서(S7B) 및 붐로드압센서(S7R)의 각각의 검출값으로부터 붐차압을 도출한다. 그리고, 자동제어부(54)는 그 붐차압과 이상차압(DP)에 근거하여, 법면완성지원제어에 의하여 형성된 법면이 부드러운지 단단한지를 판정한다.
자동제어부(54)는, 예를 들면 현재의 붐차압이 이상차압(DP)보다 작은 경우, 법면완성지원제어에 의하여 형성된 법면이 부드럽다고 판정한다. 현재의 붐차압이 이상차압(DP)보다 큰 경우에는, 자동제어부(54)는 법면완성지원제어에 의하여 형성된 법면이 단단하다고 판정한다. 현재의 붐차압이 이상차압(DP)에 동일한 경우에는, 자동제어부(54)는 법면완성지원제어에 의하여 형성된 법면이 표준적인 경도를 갖는다고 판정한다.
자동제어부(54)는, 붐차압 대신에, 암추력(FA)을 직접 검출하기 위하여 암로드압과 암보텀압과의 차압(이하, "암차압"이라고 함)을 감시함으로써, 법면완성지원제어에 의하여 형성된 법면이 부드러운지 단단한지를 판정해도 된다. 또, 자동제어부(54)는 붐차압 대신에, 버킷로드압과 버킷보텀압과의 차압을 감시함으로써, 법면완성지원제어에 의하여 형성된 법면이 부드러운지 단단한지를 판정해도 된다. 또한, 자동제어부(54)는 굴삭반력 등의 작업반력 중 법면에 수직인 성분(FR1)을 감시함으로써, 법면완성지원제어에 의하여 형성된 법면이 부드러운지 단단한지를 판정해도 된다. 다만, 작업반력은, 도 6에서 설명된 바와 같이, 붐각도, 암각도, 버킷각도, 붐로드압, 및 붐실린더(7)의 로드측유실(7R)에 면하는 피스톤의 환상수압면의 면적 등에 근거하여 산출된다.
이와 같은 제어에 의하여, 버킷(6)의 배면(6b)에 있어서의 소정 점(Pa)은, 법면이 부드러운지 단단한지에 관계없이, 목표시공면(TP)을 따라 이동한다.
자동제어부(54)는, 예를 들면 목표시공면(TP) 중 비탈머리에 대응하는 위치(Pt)에 버킷(6)의 배면(6b)에 있어서의 소정 점(Pa)이 도달할 때까지, 혹은 법면완성스위치가 다시 압하될 때까지, 상술한 법면완성지원제어를 계속적으로 실행한다. 자동제어부(54)는, 소정 점(Pa)이 위치(Pt)에 도달한 경우, 표시장치(40) 및 소리출력장치(43) 등 중 적어도 하나를 통하여, 그 취지를 조작자에게 알리도록 구성되어 있어도 된다.
도 9는, 법면완성지원제어에 의하여 형성된 법면인 단면도이며, 도 7에 대응한다. 도 9는, 머신가이던스부(50)가 찾아낸 법면의 부드러운 부분(R1)을 간격이 넓은 사선패턴으로 나타내고, 단단한 부분(R2)을 간격이 좁은 사선패턴으로 나타내고 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 머신가이던스부(50)는, 작업대상의 흙이 부드러운지 단단한지에 관계없이, 목표시공면(TP)에 관한 데이터로 나타난 형상대로 법면을 형성할 수 있다. 또한, 머신가이던스부(50)는, 형성된 법면에 있어서의 부드러운 부분의 위치 및 범위에 관한 정보를 취득할 수 있어, 그 정보를 조작자에게 제시함으로써, 형성된 법면에 있어서의 부드러운 부분의 위치 및 범위를 조작자에게 인식시킬 수 있다. 형성된 법면에 있어서의 단단한 부분의 위치 및 범위에 대해서도 동일하다.
머신가이던스부(50)는, 이상차압(DP)으로부터 실제의 붐차압을 뺐을 때의 차가 소정값을 초과한 경우, 즉 지면이 부드럽다고 판단할 수 있는 경우, 경보를 출력시켜도 된다. 예를 들면, 머신가이던스부(50)는 지면이 부드러운 취지를 나타내는 텍스트메시지를 표시장치(40)에 표시시켜도 되고, 그 취지를 나타내는 음성메시지를 소리출력장치(43)로부터 출력시켜도 된다. 이 경우, 머신가이던스부(50)는, 어태치먼트의 움직임을 정지시켜도 된다. 지면이 단단하다고 판단할 수 있는 경우, 즉 실제의 붐차압이 이상차압(DP)보다 높은 경우에 대해서도 동일하다.
머신가이던스부(50)는, 예를 들면 1스트로크의 법면완성작업 시에 비탈끝부터 비탈머리까지 버킷(6)을 움직인 후에, 그 1스트로크의 법면완성작업에 의하여 형성된 법면에 관한 이상차압(DP)과 실제의 붐차압과의 사이의 차의 분포를 도출하도록 구성되어 있어도 된다. 차의 분포는, 예를 들면 비탈끝과 비탈머리를 연결하는 선분 상에서 소정 간격으로 배치된 각 점에 관한 차의 값으로 나타내어진다.
그리고, 머신가이던스부(50)는, 각 점에 관한 차의 값의 각각과 기준값을 비교한다. 기준값은, 예를 들면 미리 등록되어 있는 값이어도 되고, 작업현장마다 설정되는 값이어도 된다.
머신가이던스부(50)는, 예를 들면 모든 차의 값이 기준값(X)(전형적으로는 수MPa) 이하인 경우, 즉 형성된 법면에 있어서의 각 점에 관한 차의 값이 이상차압(DP)±X의 범위 내에 있는 경우, 형성된 법면에는 경연의 편차가 없다고 판정한다. 한편, 머신가이던스부(50)는, 적어도 하나의 점에 관한 차의 값이 기준값을 웃도는 경우에는, 형성된 법면에는 경연의 편차가 있다고 판정한다. 이때, 머신가이던스부(50)는, 절대좌표계 또는 상대좌표계에 있어서 어느 위치(좌표)가 목표로 하는 표면경도로 시공되어 있지 않은 것인지를 인식한다. 그리고, 머신가이던스부(50)는, 이 위치(좌표)에 관한 정보에 근거하여, 화면표시에 의한 되메움작업 혹은 연삭작업으로의 조작자의 유도, 및 어태치먼트의 제어 등을 행할 수 있다.
형성된 법면에는 경연의 편차가 있다고 판정한 경우, 즉 누르는 힘 부족 또는 누르는 힘 초과의 부분이 존재한다고 판정한 경우, 머신가이던스부(50)는, 경보를 출력시켜도 된다. 누르는 힘 부족 또는 누르는 힘 초과의 부분이 존재하는 것을 쇼벨(100)의 조작자에게 알리기 위함이다.
머신가이던스부(50)는, 붐차압이 이상차압(DP)보다 높은 경우에서, 또한 그 차가 소정의 임곗값을 웃돈 경우, 그 차가 소정의 임곗값 이하가 되도록 붐(4), 암(5) 및 버킷(6) 중 적어도 하나를 자동적으로 동작시켜도 된다. 과도하게 누르는 힘에 기인하여 잭업이 일어나 버리는 것을 방지하기 위함이다. 예를 들면, 머신가이던스부(50)는, 붐실린더(7)를 신장시켜 붐(4)을 상승시킴으로써, 잭업이 일어나 버리는 것을 방지해도 된다.
머신가이던스부(50)는, 법면에 있어서의 부드러운 부분(R1)에 관한 정보를 표시장치(40)에 표시할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 머신가이던스부(50)는, 표시장치(40)에 표시되어 있는 법면에 관한 화상의 위에, 부드러운 부분(R1)에 관한 화상을 중첩표시해도 된다. 단단한 부분(R2)에 대해서도 동일하다.
도 10은, 시공 영역에 있어서의 법면에 관한 화상을 포함하는 시공지원화면(V40)의 표시예를 나타낸다. 시공지원화면(V40)은, 쇼벨(100)로부터 보아 하향구배의 법면을 바로 위로부터 본 상태를 나타내는 도형을 포함한다. 도형의 일부는, 촬상장치(S6)가 촬상한 화상이어도 된다.
도 10의 예에서는, 시공지원화면(V40)은, 법면완성(최종완성)이 끝난 상태를 나타내는 화상(G1), 거친 마무리가 끝난 상태를 나타내는 화상(G2), 법면에 있어서의 부드러운 부분(R1)을 나타내는 화상(G3), 비탈끝을 나타내는 화상(G5), 비탈머리를 나타내는 화상(G6), 및 쇼벨(100)을 나타내는 화상(G10)을 포함한다.
화상(G1)은, 최종완성이 끝난 법면, 즉 법면완성지원제어에 의하여 형성된 법면의 범위를 나타낸다. 화상(G2)은, 거친 마무리가 끝난 법면, 즉 이제부터 최종완성이 실시되는 법면의 범위를 나타낸다. 화상(G10)은, 쇼벨(100)의 실제의 움직임에 따라 변화하도록 표시되어도 된다. 단, 화상(G10)은 생략되어도 된다.
쇼벨(100)의 조작자는, 시공지원화면(V40)을 봄으로써, 법면에 있어서의 부드러운 부분(R1)의 위치 및 범위를 직감적으로 파악할 수 있다. 이 때문에, 조작자는 예를 들면 부드러운 부분(R1)에 흙을 담고 또한 전압(겉다짐)함으로써 법면을 보강하며 또한 정형할 수 있다.
쇼벨(100)의 조작자는, 흙이 담기고 또한 전압된 정형부분에 대하여 다시 법면완성를 실시할 때에 법면완성지원제어를 이용해도 된다. 조작자는, 예를 들면 그 정형부분 중 비탈끝에 가장 가까운 위치(정형부분의 하단)에서 버킷(6)의 배면(6b)에 있어서의 소정 점(Pa)을 목표시공면(TP)에 일치시킨 상태로 법면완성스위치를 압하한다. 자동제어부(54)는, 그 정형부분 중 비탈끝에 가장 가까운 위치에서 소정 점(Pa)이 목표시공면(TP)에 일치하도록, 어태치먼트를 자동적으로 움직여도 된다. 이때, 자동제어부(54)는 법면완성지원제어의 대상범위를 수정해도 된다. 예를 들면, 자동제어부(54)는 비탈머리에 대응하는 위치(Pt)는 아니고, 그 정형부분 중 비탈머리에 가장 가까운 위치(정형부분의 상단)에 버킷(6)의 배면(6b)에 있어서의 소정 점(Pa)이 도달했을 때에 이번 법면완성지원제어의 실행을 종료시켜도 된다. 이미 법면완성작업이 실시된 법면 중 정형부분 이외의 부분은, 두번째 누름이 불필요하기 때문이다. 다만, 자동제어부(54)는 소정 점(Pa)이 그 정형부분의 상단에 도달한 경우, 표시장치(40) 및 소리출력장치(43) 등 중 적어도 하나를 통하여, 그 취지를 조작자에게 알리도록 구성되어 있어도 된다.
도 10의 예에서는, 시공지원화면(V40)은, 법면을 바로 위로부터 본 상태를 나타내는 도형을 포함하지만, 법면의 연직단면을 나타내는 도형을 포함하도록 구성되어 있어도 된다. 또, 시공지원화면(V40)은, 부드러운 부분(R1)을 나타내는 화상(G3)과 구별 가능하게, 부드러운 부분(R1)이 보강되고 또한 정형된 상태를 나타내는 화상을 포함하도록 구성되어 있어도 된다.
머신가이던스부(50)는, 정형 등에 관한 정보를 기억해 두어도 된다. 부드러운 부분(R1)에 흙을 담고 또한 전압하는 작업 등의 계획 외의 작업의 내용을 시공관리자 등이 파악할 수 있도록 하기 위함이다. 정형에 관한 정보는, 예를 들면 정형이 행해진 범위, 정형에 필요로 한 시간, 및 부드러운 부분(R1)을 보강하기 위하여 이용한 흙의 양 등 중 적어도 하나를 포함한다. 이 구성에 의하여, 시공관리자 등은, 법면 등의 시공대상을 완성도관리에 더하여, 상세한 현장관리, 상세한 진척관리, 및 작업공정의 적절한 수정 등이 가능해진다.
머신가이던스부(50)는, 도 11에 나타내는 바와 같은 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여, 법면 등의 시공대상에 관한 정보를 취득할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 도 12는, 공간인식장치(70)를 구비한 쇼벨의 상면도이다.
공간인식장치(70)는, 쇼벨(100)의 주위의 삼차원공간에 존재하는 물체를 인식할 수 있도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 공간인식장치(70)는, 공간인식장치(70) 또는 쇼벨(100)과, 공간인식장치(70)가 인식한 물체와의 사이의 거리를 산출할 수 있도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 공간인식장치(70)는, 예를 들면 초음파센서, 밀리파레이더, 단안카메라, 스테레오카메라, LIDAR, 거리화상센서 또는 적외선센서 등이다. 도 11에 나타내는 예에서는, 공간인식장치(70)는, 상부선회체(3)에 장착된 4개의 LIDAR로 구성되어 있다. 구체적으로는, 공간인식장치(70)는, 캐빈(10)의 상면전단에 장착된 전방센서(70F), 상부선회체(3)의 상면후단에 장착된 후방센서(70B), 상부선회체(3)의 상면좌단에 장착된 좌측센서(70L), 및 상부선회체(3)의 상면우단에 장착된 우측센서(70R)로 구성되어 있다.
후방센서(70B)는, 후방카메라(S6B)에 인접하여 배치되고, 좌측센서(70L)는, 좌측카메라(S6L)에 인접하여 배치되며, 또한 우측센서(70R)는 우측카메라(S6R)에 인접하여 배치되어 있다. 전방센서(70F)는, 캐빈(10)의 천판을 사이에 두고 전방카메라(S6F)에 인접하여 배치되어 있다. 단, 전방센서(70F)는, 캐빈(10)의 천장에, 전방카메라(S6F)에 인접하여 배치되어 있어도 된다.
머신가이던스부(50)는, 예를 들면 전방센서(70F)가 인식한 법면에 관한 정보에 근거하여, 법면에 있어서의 부드러운 부분(R1)을 보강하기 위하여 담긴 흙을 나타내는 화상을 생성하여, 시공지원화면(V40)으로 그 화상을 표시시켜도 된다. 이 구성에 의하여, 머신가이던스부(50)는, 법면에 있어서의 부드러운 부분(R1)을 보강하기 위하여 담긴 흙에 관한 정보를 보다 알기 쉽게 쇼벨(100)의 조작자에게 인식시킬 수 있다. 이때, 머신가이던스부(50)는, 절대좌표계 또는 상대좌표계에 있어서 어느 위치(좌표)가 목표로 하는 표면경도로 시공되어 있지 않은 것인지를 인식한다. 그리고, 머신가이던스부(50)는, 이 위치(좌표)에 관한 정보에 근거하여, 화면표시에 의한 표면경도 보강작업 등으로의 조작자의 유도, 및 어태치먼트의 제어 등을 행할 수 있다. 즉, 부드러운 부분(R1) 및 단단한 부분(R2)의 위치가 인식되기 때문에, 부드러운 부분(R1) 및 단단한 부분(R2)은 목표위치로서 설정될 수 있다. 이로써, 머신가이던스부(50)는, 버킷(6)이 자동으로 목표위치까지 도달하도록, 부드러운 부분(R1) 혹은 단단한 부분(R2)을 목표위치로 한 버킷위치제어를 행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 하부주행체(1)와, 하부주행체(1)에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체(3)와, 상부선회체(3)에 장착된 어태치먼트와, 제어장치로서의 컨트롤러(30)와, 표시장치(40)를 구비하고 있다. 컨트롤러(30)는, 어태치먼트에 관한 소정의 조작입력에 따라, 엔드어태치먼트를 목표시공면(TP)에 관하여 이동시키도록 구성되어 있다. 또, 표시장치(40)는, 목표시공면(TP)을 따른 버킷(6)의 이동에 의하여 초래되는 지면의 경연에 관한 정보를 표시하도록 구성되어 있다.
이 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 보다 균질한 완성면의 형성을 지원할 수 있다. 쇼벨(100)은, 예를 들면 법면완성지원제어에 의하여 형성된 법면에 있어서의 부드러운 부분(R1)의 위치 및 범위를 직감적으로 조작자에게 전할 수 있기 때문이다. 즉, 부드러운 부분(R1)의 위치 및 범위를 파악한 조작자는, 쇼벨(100)으로 부드러운 부분(R1)에 흙을 담고 또한 전압함으로써 법면을 보강하며 또한 정형할 수 있기 때문이다.
지면의 경연에 관한 정보는, 예를 들면 엔드어태치먼트를 목표시공면을 따라 이동시켰을 때의 지면으로부터의 반력의 검출값으로부터 도출된다. 예를 들면, 도 7에 나타내는 바와 같이 버킷(6)을 목표시공면(TP)을 따라 이동시켰을 때의 지면으로부터의 반력의 검출값으로부터 도출된다.
지면으로부터의 반력은, 예를 들면 붐차압, 암차압 및 작업반력 등 중 적어도 하나로서 검출된다. 지면으로부터의 반력은, 예를 들면 어태치먼트의 자세에 따라 변화하는 유압실린더에 있어서의 작동유의 압력에 근거하여 산출된다. 구체적으로는, 지면으로부터의 반력은, 예를 들면 어태치먼트의 자세에 따라 변화하는 붐실린더(7)의 로드측유실에 있어서의 작동유의 압력인 붐로드압과, 붐실린더(7)의 보텀측유실에 있어서의 작동유의 압력인 붐보텀압과의 사이의 차압에 근거하여 산출된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명했다. 그러나, 본 발명은, 상술한 실시형태에 제한되는 경우는 없다. 상술한 실시형태는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 다양한 변형 또는 치환 등이 적용될 수 있다. 또, 각각 설명된 특징은, 기술적인 모순이 발생하지 않는 한 조합이 가능하다.
예를 들면, 상술한 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트에 관한 소정의 조작입력에 따라, 어태치먼트를 구성하는 엔드어태치먼트를 목표시공면(TP)을 따라 이동시키도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)에 포함되는 머신가이던스부(50)에 있어서의 자동제어부(54)는, 암조작레버(26B)에 대한 암접기조작에 따라, 버킷(6)의 배면(6b)을 목표시공면(TP)을 따라 이동시키도록 구성되어 있다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 자동제어부(54)는, 예를 들면 비탈면다지기 작업을 지원할 수 있도록 구성되어 있어도 된다.
구체적으로는, 자동제어부(54)는 붐조작레버(26A)에 대한 붐하강조작에 따라, 목표시공면(TP)에 대하여 수직으로 버킷(6)을 접촉시키도록 구성되어 있어도 된다.
보다 구체적으로는, 쇼벨(100)의 조작자는, 법면의 상공의 원하는 위치에 버킷(6)을 이동시키고, 소정의 스위치를 누르면서 붐조작레버(26A)를 붐하강방향으로 조작한다.
이때, 자동제어부(54)는 버킷(6)의 배면(6b)과 목표시공면(TP)이 평행해지도록, 붐실린더(7)의 수축에 따라 암실린더(8) 및 버킷실린더(9) 중 적어도 하나를 자동적으로 신축시킨다. 버킷(6)의 배면(6b)이 접촉한 경사면이 목표시공면(TP)과 평행해지도록 하기 위함이다.
그리고, 자동제어부(54)는 버킷(6)의 배면(6b)에 있어서의 소정 점(Pa)의 위치를 감시하면서, 소정 점(Pa)의 위치가 목표시공면(TP)과 일치하도록, 붐실린더(7)의 수축에 따라 암실린더(8) 및 버킷실린더(9) 중 적어도 하나를 자동적으로 신축시킨다.
그리고, 자동제어부(54)는 소정 점(Pa)이 목표시공면(TP)에 도달하면, 조작자에 의한 붐하강조작과는 관계없이, 버킷(6)의 배면(6b)을 경사면에 밀어넣으려고 하는 어태치먼트의 움직임을 정지시킨다.
이와 같이, 자동제어부(54)는 버킷(6)의 위치의 피드백제어를 실행함으로써, 버킷(6)의 배면(6b)에 의하여 형성되는 법면이 목표시공면(TP)과 일치하도록 하고 있다.
그 후, 쇼벨(100)의 조작자는, 붐조작레버(26A)를 붐상승방향으로 조작하여 버킷(6)을 공중에 들어 올려, 법면의 상공의 원하는 위치에 버킷(6)을 이동시킨다.
쇼벨(100)의 조작자는, 상술한 조작을 반복하여 실행함으로써, 비탈면다지기에 의하여 법면인 전역을 단단하게 할 수 있다.
정보전달부(53)는, 소정 점(Pa)이 목표시공면(TP)에 도달했을 때의 실제의 붐차압으로부터, 형성된 법면의 경연을 인식하고, 법면의 경연에 관한 화상을 표시장치(40)에 표시하도록 구성되어 있어도 된다.
또, 상술한 실시형태에서는, 머신가이던스부(50)는, 거친 마무리가 끝난 단계의 법면에 버킷(6)의 배면(6b)을 누르면서, 버킷(6)을 목표시공면(TP)을 따라 이동시키고, 그때에 검출되는 붐차압에 근거하여 법면의 경연을 판정하고 있다. 그러나, 머신가이던스부(50)는, 예를 들면 거친 굴삭이 끝난 단계의 법면에 버킷(6)의 치선을 누르면서, 버킷(6)을 목표시공면(TP)에 관하여 이동시키고, 그때에 검출되는 붐차압, 암차압 및 작업반력 등 중 적어도 하나에 근거하여 법면의 경연을 판정해도 된다. "거친 굴삭이 끝난 단계의 법면"은, 예를 들면 목표시공면(TP)에 대응하는 지면 위에 10cm 정도의 약간의 두께의 흙의 층이 남아 있는 상태의 법면을 의미한다.
또, 상술한 실시형태에서는, 머신가이던스부(50)는, 거친 마무리가 끝난 단계의 법면에 버킷(6)의 배면(6b)을 누르면서, 버킷(6)을 목표시공면(TP)을 따라 이동시키고, 그때에 검출되는 붐차압에 근거하여 법면의 경연을 판정하고 있다. 그러나, 머신가이던스부(50)는, 거친 마무리 시에 검출되는 붐차압, 암차압 및 작업반력 등 중 적어도 하나에 근거하여 법면의 경연을 판정해도 된다.
또, 상술한 실시형태에서는 머신가이던스부(50)는, 지면의 경연에 관한 정보를, 목표시공면(TP), 비탈머리에 대응하는 위치(Pt), 비탈머리를 나타내는 화상(G6), 비탈머리거리(L), 비탈끝에 대응하는 위치(Pb), 및 비탈끝을 나타내는 화상(G5) 등의 시공도정보와 관련지어 표시장치(40)에 표시하도록 구성되어 있다. 여기에서, 시공도정보는, 규준틀에 관한 정보, 및 이차원 또는 삼차원의 시공도면데이터 등을 포함하고 있어도 된다.
또, 상술한 실시형태에서는, 법면완성지원제어는, 쇼벨(100)로부터 보아 하향구배의 법면을 형성할 때에 실행되었지만, 쇼벨(100)로부터 보아 상향구배의 법면을 형성할 때에 실행되어도 된다. 또, 수평인 완성면을 형성할 때에 실행되어도 된다.
또, 쇼벨(100)은, 도 12에 나타내는 바와 같은 쇼벨의 관리시스템(SYS)을 구성해도 된다. 도 12는, 쇼벨의 관리시스템(SYS)의 구성예를 나타내는 개략도이다. 관리시스템(SYS)은, 쇼벨(100)을 관리하는 시스템이다. 본 실시형태에서는, 관리시스템(SYS)은, 주로 쇼벨(100), 지원장치(200) 및 관리장치(300)로 구성된다. 관리시스템(SYS)을 구성하는 쇼벨(100), 지원장치(200) 및 관리장치(300)는 각각 1대여도 되고, 복수대여도 된다. 본 실시형태에서는, 관리시스템(SYS)은, 1대의 쇼벨(100)과, 1대의 지원장치(200)와, 1대의 관리장치(300)를 포함한다.
지원장치(200)는, 휴대단말장치이며, 예를 들면 작업현장에 있는 작업자 등이 휴대하는 노트 PC, 태블릿 PC 또는 스마트폰 등의 컴퓨터이다. 지원장치(200)는, 쇼벨(100)의 조작자가 휴대하는 컴퓨터여도 된다.
관리장치(300)는, 고정단말장치이며, 예를 들면 작업현장 외의 관리센터 등에 설치되는 서버컴퓨터이다. 관리장치(300)는, 가반성(可搬性)의 컴퓨터(예를 들면, 노트 PC, 태블릿 PC 또는 스마트폰 등의 휴대단말장치)여도 된다.
그리고, 시공지원화면(V40)은, 지원장치(200)의 표시장치에 표시되어도 되고, 관리장치(300)의 표시장치에 표시되어도 된다.
본원은, 2017년 12월 27일에 출원한 일본 특허출원 2017-252609호에 근거하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 일본 특허출원의 전체내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.
1…하부주행체
1L…좌측주행용 유압모터
1R…우측주행용 유압모터
2…선회기구
2A…선회용 유압모터
3…상부선회체
4…붐
5…암
6…버킷
6b…배면
7…붐실린더
8…암실린더
9…버킷실린더
10…캐빈
11…엔진
13, 13L, 13R…레귤레이터
14, 14L, 14R…메인펌프
15…파일럿펌프
17…컨트롤밸브
18L, 18R…스로틀
19L, 19R…제어압센서
26…조작장치
26A…붐조작레버
26B…암조작레버
26C…버킷조작레버
28, 28L, 28R…토출압센서
29, 29A, 29B, 29C…조작압센서
30…컨트롤러
31, 31AL, 31AR, 31BL, 31BR, 31CL, 31CR…비례밸브
32, 32AL, 32AR, 32BL, 32BR, 32CL, 32CR…셔틀밸브
40…표시장치
42…입력장치
43…소리출력장치
47…기억장치
50…머신가이던스부
51…위치산출부
52…거리산출부
53…정보전달부
54…자동제어부
70…공간인식장치
70B…후방센서
70F…전방센서
70L…좌측센서
70R…우측센서
100…쇼벨
171~176, 175L, 175R, 176L, 176R…제어밸브
C1L, C1R…센터바이패스관로
C2L, C2R…패럴렐관로
S1…붐각도센서
S2…암각도센서
S3…버킷각도센서
S4…기체경사센서
S5…선회각속도센서
S6…촬상장치
S6B…후방카메라
S6F…전방카메라
S6L…좌측카메라
S6R…우측카메라
S7B…붐보텀압센서
S7R…붐로드압센서
S8B…암보텀압센서
S8R…암로드압센서
S9B…버킷보텀압센서
S9R…버킷로드압센서
T1…통신장치
TP…목표시공면
V1…측위장치

Claims (11)

  1. 하부주행체와,
    상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와,
    상기 상부선회체에 탑재된 운전실과,
    상기 상부선회체에 장착된 어태치먼트와,
    상기 어태치먼트에 관한 소정의 조작입력에 따라, 상기 어태치먼트를 구성하는 엔드어태치먼트를 목표시공면에 관하여 이동시키는 제어장치와,
    지면의 경연에 관한 정보를 표시하는 표시장치를 구비하는, 쇼벨.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지면의 경연에 관한 정보는, 상기 지면으로부터의 반력의 검출값으로부터 도출되는, 쇼벨.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 어태치먼트를 움직이는 유압실린더를 구비하고,
    상기 지면으로부터의 반력은, 상기 어태치먼트의 자세에 따라 변화하는 상기 유압실린더에 있어서의 작동유의 압력에 근거하여 산출되는, 쇼벨.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지면의 경연에 관한 정보는, 시공도정보와 관련지어 상기 표시장치에 표시되는, 쇼벨.
  5. 하부주행체와,
    상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와,
    상기 상부선회체에 장착된 작업부위와,
    상기 작업부위에 관한 소정의 조작입력에 따라, 상기 작업부위를 목표시공면에 관하여 이동시키는 제어장치를 구비하는, 쇼벨.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어장치는, 지면의 경연에 관한 정보를 취득하는, 쇼벨.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지면의 경연에 관한 정보는, 엔드어태치먼트를 상기 목표시공면에 관하여 이동시켰을 때의 상기 지면으로부터의 반력에 근거하여 산출되는, 쇼벨.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 작업부위를 상기 목표시공면의 수직방향으로 위치제어 혹은 속도제어하는, 쇼벨.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 버킷의 위치의 피드백제어를 실행하는, 쇼벨.
  10. 제1항에 있어서,
    붐로드압과 붐보텀압의 차압인 붐차압은, 상기 어태치먼트의 자세의 변화에 따라 변화하는, 쇼벨.
  11. 제1항에 있어서,
    암로드압과 암보텀압의 차압인 암차압은, 상기 어태치먼트의 자세의 변화에 따라 변화하는, 쇼벨.
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