JPH02176903A - 作業機干渉防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は掘削積込用車両のようなｆヤ業車両における作
業機の運転室や車両等の干渉回避物との干渉を防止する
作業機干渉防止装置に関するものである。

［従来の技術］ 屈折運動する関節形の作業機腕リンク機構の一部を、横
方向・＼オフセットし得るようにした並行四辺形構成を
有するパワーショベル等の作業車両においては、作業機
を運転室の前方側にオフセットのうえ掘削積込ｆヤ業す
ると作業機の運動範囲内に運転室と干渉する区域が含ま
れているために危険な作業機操作となっている。

［発明が解決しようとする課題］ かかる危険操作の解消とて、運転室と干渉するエリアに
作業機が侵入してきたときにブザーを鳴らす手段がある
が、この場合、とっさにブザーに感応して作業機操作を
止める必要があり、安全に安心して１％業することがで
きず作業性の低下をきたしていた。

［課題を解決するための手段及び作用］上記課題を解決
するために本発明は、作業機の可動範囲内に作業機との
干渉を避けるべき干渉回避１分を搭載したｆｔ業車両に
おいて、作業機が干渉回避物と干渉する作業機停止域を
記憶手段に記憶し、該作業機停止域を作動油温度により
演算補正し、作業機の動１ヤを検出する屈折動ｆヤ検出
手段からの信号をもとに前記補正（ヤ業機（９止域に作
業機が入っか否か判断する判断手段と、該ｔ１断手段ら
の指令により作業機の動作を停止せる作業機の動作停止
手段を備えた構成にしである。

［実施例］ 以下、本発明を図面に基すいて説明する。第１図に掘削
積込車両としての側面を示し、第２図に同平面図を示し
、第３図に同作業車両における作業機の一部を省略した
側面図、第４図に同平面図を示す。

作業車両は足回りＩのフレーム２に旋回機構３を発して
設けられた車体としての上部旋回体４を備えており、こ
の上部旋回体４のフレーム５には旋回中心Ｐに対して左
側に運転室６が搭載してあり、また前記フレーム５には
作業機７が搭載しである。　前記作業機７は、第１ブー
ム８を備えており、この第１ブーム８はその基端部で前
記フレーム５の取付はブラケット１２にビン１３により
起伏可能に取イ・１けてあり、第１ブーム８の先端部に
は第２ブーム９がビン１０により左右方向に揺（ｉｈ　
＋＋ｒ能に取付けである。

第１ブーム８の先端には下部ブラケット１５．１６とが
固設してあり、また上部旋回体４のフレーム５にはシリ
ンダ取付ブラケット１７が固設しである。このシリンダ
取付ブラケット１７にはブームシリンダ１８の基端部が
ビン１９により揺±力可能に取付けてありブームシリン
ダ１８のピストン１ツド２０は下側のブラケツＩ・１４
にビン２１で連結しである。

前記第２ブーム９の先端部右側にはブラケット２２が固
設してあり、第１ブーム右側のブラケ１）１６にはオフ
セントシリンダ２３の基端部がビン２４により左右方向
に揺動可能に取付けてあり、オフセットシリンダ２３の
ピストンロッド２５は第２ブーム９のブラケット２２に
ビン２６で連結しである。前記第２１・−ム９の先端部
には第３ブーム２７が左右方向に揺動可能にビン２８に
よすＪ欠付けてあり、この第３ブーム２７の先端左側似
はブラケット２９が固設しである。

第１ブーム８の左側のブラケット１５にはリンク３０の
基端部がビン３．１で連結してあり、リンク３０の先端
部が前記ブラケット２９にビン３２で連結しである。

第３ブーム２７の先端部にはアーム３３がビン３４によ
り上下方向に揺動可能に取付けである。

第３ブーム２７の後端部にはアームシリンダ３５の基端
部がビン３Ｇで揺動可能に取付けてあり、アームシリン
ダ３５のピストンロッド３７はアーム３３の後端部にビ
ン３８で取付けである。

前記アーム３３の先端部にはパケット３９がビン４０に
より上下方向に揺動可能に取付けてありまたパケット３
９のブラケット４１及びアーム３３の先部にはそれぞれ
リンク４２．４５により連結してあり、前記アーム３３
のブラケット４６にはパケットシリンダ４７の基端部が
ビン４８により取付けてあって、このバケットシリンダ
４７のピストンロッド４９は前記リンク４２．４３の先
端部にビン５０により連結しである。

第５図は作業機７の位置検出用ポテンショメータの取付
けを示す図で、第１ブーム８の基部側面に１１第１ブー
ム８の位置を検出するブーｌ、角センサとしてのブーム
用ポテンショメータ９９が装着してあり、また第３ブー
ム２７にはアーム３３の位置を検出するアーム角センサ
としてのアーム用ポテンショメータ１００が装着してあ
り、またオフセットリンク部には第２ブーム９のオフセ
ット量を検出するオフセット角センサとしてのオフセ・
１ト用ポテンシヨメータ１０１が装着しである。

前記ブーム用ポテンショメータ９９の装着状態を第６図
に示す。

すなわち、第１ブーム８の基部側面にはブーム用ポテン
ショメータ９９が取付けである。このブーム用ポテンシ
ョメータ９９の回転軸１０４にはアーム部材１０５が固
着してあり、このアーム部材１０５にはヨーク１０６一
端部がビン１０７で連結してあり、ヨーク１０６の他端
部は取付ブラケット１０８にビン１０９で連結しである
。

前記アーム用ポテンショメータ１００の装着状態を第７
図及び第８図に示す。

即ち、第３ブーム２７の先端部側面にはホルダ１１０が
ボルト１１１で固着してあり、このホルダ１１０に保持
部材１１０’　を介してアーム用ポテンショメータ１０
０が固着してあり、このアーム用ポテンショメータ１０
０の回転軸１１２の軸心は前記ビン３４の軸線１１３の
延長上に位置している。そしてこの回転軸１１２にはア
ーム部材１１４が固簀してあり、このアーム部材１１４
の先部にはこれの軸線方向に沿うガイド孔１１５が形成
しである。そして、このガイド孔１１５に前記アーム３
３に突設されたロンド１１６が摺動可能に挿入しである
。前記オフセット用ポテンショメータ１０１の装置状態
を第９図及び第１０図に示す。即ち、第１ブーム８の右
側のブラケット１６の上面にはホルダ１１７がボルト１
１８で固着してあり、このホルダ１１７にオフセット用
ポテンショメータ１０１が固着してあり、このオフセッ
ト用ポテンショメータ１０１の回転軸１１９の軸心は前
記ビン２４の軸線１２０の延長上に位置している。そし
てこの回転軸１１９にはアーム部材＋２１が固ｎしてあ
り、このアーム部材１２１の先部にはこれの軸線方向に
沿うガイド化１２２が形成しである。そして、このガイ
ド孔１２２に前記リンク３０に突設されたロッド１２３
が摺動可能に挿入しである。

前記ブーム、アーム及びオフセット用ポテンショメータ
９９．１００．１０１及び作動油の流路内に取り付けら
れた油温センサ１３２は第１１図に示すようにそれぞれ
にインターフェース１２４１２５．１２６．１３３を介
してマルチプレクサ１２７の入力側に接続してあり、マ
ルチプレクサ１２７の出力側はＡ／Ｄコンバータ１２８
ｅ介してコンピュータ１２９の入力側に接続してあり、
コンピュータ１２９にはメモリ１３０が接続しである。

そしてコンピュータ１２９の出力側インターフェース１
３１を介して電磁弁６８（７ｊＥ１３図参照）のソレノ
イド７９に接続しである。

第１３図は作業機干渉防止装置における安全回路であり
、図中５４は作業機レバーであり、この作業機レバー５
４は支点５Ｓを中心に回動するようにしてあり、作業機
レバー５４の脚部５６にはアーム５７が取付けである。

５８は中央部に揺動支点５９を有するレバーであり、こ
のレバー５９の一端部はｆヤ動シリンダ６０のピストン
ロンドロ１にビン６２で連結してあり、この作動シリン
ダ６０の口・Ｉド側室６４にはＪターンスプリング６３
が収容しである。作動シＪンダ６０の口・ノドＯｊす室
６４及びボトム側室６５は管路６６．６７を介して電磁
弁６８のポート６８ａ、６８１）接続しあるソレノイド
であり、コンピュータ１２９のインターフェース１３１
よりの電気信号により作動する。このようにソレノイド
７９への；ＩＩ！電により電磁弁６８のポジションが切
換わり、ポンプ６９からの油圧が作動シリンダ６０のボ
トム側室６５にｆヤ用し、ピストンロッド６１を介して
レバー５８が時計回り方向に回動してアーム５７に干渉
し、作業機レバー５４を矢印の方向に回動させて中立位
置に戻す。このために作業機レバー５４に連係するブー
ム、アーム及びオフセントの各操作弁（図示省略）が中
立状態になりブームシリンダ１８、アームシリンダ３５
及びオフセットシリンダ２３の作動が停止し作業機７の
動きが停止する。

次に、作動を説明する。

前記作業機レバー５４の操作により各操作弁が操イ１ゴ
されてブームシリンダ８、アームシリンダ３５及びオフ
セットシリンダ２３が伸縮動して第１ブーム８、アーム
３３及び第２ブーム以下先側のらのが作動するのである
が、第１ブーム８の位置は、この第１ブーム８が回動す
ることにより、ヨーク１０６、アーム部材１０５を介し
てブーム用ポテンショメータ９９により検出される。

またアーム３３の位置は、アーム３３がガイド孔１１５
内を慴動してアーム部材１１４を押し、アーム用ホテン
ショメータ１００の回転軸１１２を回転させることによ
り、このアーム用ポテンショメータ９９により検出され
る。

また、第２ブーム９のオフセット量は、第２ブーム９が
回動することにより、リンク３０のロッド１２３がカイ
ト孔１２２内を摺動してアーム部材１２１を押し、オフ
セット用ポテンショメータ１０１により検出される。

前記ブーム、アーム、オフセット用ポテンショメータ９
９．１００．１０１が検出した検出信号はマルチプレク
サ１２７、Ａ／Ｄコンバーター１２８を経てコンピュー
タ１２９に入力される。

コンピュータ１２９おける作業位置算出方法は第１７図
及び第１８図のようにブーム振り角をａ、オフセット角
をβ、アーム振り角をγ、δδ８、Ｌ、〜Ｌ４、Ａ、Ｂ
を定数とするとき、前記方向位置Ｘは。

Ｘ　＝　Ｌ　＋Ｓ　：ｎａ　＋　Ｌ、Ｃｏｓβ・５ｉｎ
（α＋δ１）＋Ｌ、５ｉｎ（ａ＋δ１＋δ、） ＋Ｌ４Ｓｉｎ（ｙ＋β＋γ＋δ、＋δ、）＋Ａによる。

また左右方向位置Ｙは、 Ｙ＝Ｌ＊Ｓｉｎβによる。

また上下方向位置Ｚは、 Ｚ＝ＬＣｏｓａ＋Ｌ＊Ｃｏｓβ（ａ＋δ１）＋　Ｉ−：
＋Ｃｏｓ　（ａ　＋δ、＋δ２）＋Ｌ−ａｃｏｓ（ａ＋
β＋δ、＋δ、）十Ｂによる。

ブーム振り角ａとアーム振り角γとオフセット角βの関
係を第１２図に示す。第１２図中■はオフセット角β＋
：８０°〜−８．４’時の停止曲線であり、■は左オフ
セット角β＝１５＠時の停止曲線であり、■は左オフセ
ット角β＝３０°時の停止曲線であり、■は左最大のオ
フセット角β＝４３２９６時の停止曲線である。

しかし、以上説明してきた各オフセ・１ト角に対する停
止曲線で示される作業機７の停止域は停止指令によりた
だちに作業機７が停止する場合であるが、実際はコンピ
ュータ１２９からの電気信号により、作動油の油圧を作
用させて作業機レバー５４を回動させて中立位置に戻し
て作業機７の動きを停止するまで作動油の粘度により、
時間の遅れ生じ、この時間の遅れの間に作業機７が動い
てしまい運転室と干渉してしまうので、作動油の粘度に
より作業機７の停止域を補正してやる必要がある。

しかし、作動油の粘度は容易に計測できないため作動油
の温度を代用特性として補正する。

即ち、コンピュータ１２９が電気信号を電磁弁６８に送
って作業機７が停止するまでの作業機７の移動量ｍを作
動油の温度の関数としてあらかじめ実験等により求め、
作業機７の停止域を移動量ｍだけ補正して広くして補正
停止域としてコンピュータ１２９のメモリ１３０に記憶
させて置く。

この様な構成として作業機７が補正停止域に入るとコン
ピュータ１２９の出力側インターフェース１３１を介し
て第１３図に示す作業機干渉防止装置における安全回路
に電気信号を送る。電気信号を受けると前述したように
作業機レバー５４を矢印の方向に回動させて中立位置に
戻し、作業機レバー５４に連係するブーム、アーム及び
オフセットの各操作弁（図示省略）が中立状態になりブ
ームシリンダ１８、アームシリンダ３５及びオフセット
シリンダ２３の作動が停止し作業機７の動きが停止する
。

次に、これらの作動を第１４図に示すフローチャートに
より説明する。８０１でスタートして、Ｓ０２で作業機
の各部に装着しであるポテンシヨメータの測定値をリー
ドする、５０３で作業機位置を演算し、５０４作動油温
度測定し、５０５で補正作業機停止域を設定する、８０
６で作業機が補正停止域か否か判断してｙｅｓならＳＯ
７の作業機の作動停止指令を発して作業機を停止し、ｎ
（）なら５０２の前に戻る。

−なお、第１ブーム８の位置、第２ブーム９のオフセッ
ト量及びアーム３３の位置を検出する手段は本実施例に
限定されるものでなく他のいかなる手段を用いても良い
。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明に係る作業機干渉防止装置
は作業機の可動範囲内に作業機との干渉を避けるべき干
渉回避物を搭載した作業車両において１作業機が干渉回
避物と干渉する作業機停止域を記憶手段に記憶し、作業
機停止域を作動油温度により演算補正し、作業機の動作
を検出する屈折動作検出手段からの信号をもとに作業機
が該補正された作業機停止域に入ったかどうか判断する
判ｌ折手段と、この判断手段らの指令により作業機の動
１ヤを停止せる作業機の動作停止手段を備えたことを特
徴とする作業機干渉防止装置とするものである。

従って、作業機が運転室や車両本体等の干渉回避物と干
渉する位置に来ると自動的に停止し１作業機の運転室や
車両本体等の干渉回避物・＼の干渉を未然に防ぐことが
できて安全に且つ安心して作業を行うことができて作業
性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は掘削積込車両としての側面を示し、第２図は同
平面図を示し、第３図は同作業車両における作業機の一
部を省略した側面図、第４図に同平面図を示し、第５図
は作業機７の位置検出用ポテンショメータの取付けを示
し、第６図はブーム用ポテンショメータ９９の装着状態
を示す図で、第７図及び第８図はアーム用ポテンショメ
ータ１００の装着、状態を示し、第９図及び第１０図は
オフ七１ト用ポテンショメータ１０１の装着状態を示し
、第１１図は安全回路（電磁弁制御回路）の構成説明図
を示し１、第１２図はブーム角、アーム角、オフセット
角の関係図をしめし、第１３図はｆｔ業機レバーを自動
的に中立位置にもどす１Ｉｉｌｌ１９ＩＩ装置を示し、
第１４図はフローチャート図を示す。図中、６；運転室
、７；作業機、５４；作業機レバーである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 作業機の可動範囲内に作業機との干渉を避けるべき干渉
   回避物を搭載した作業車両において、作業機が干渉回避
   物と干渉する作業機停止域を記憶手段に記憶し、該作業
   機停止域を作動油温度により演算補正し、作業機の動作
   を検出する屈折動作検出手段からの信号をもとに作業機
   が該補正された作業機停止域に入ったか否か判断する判
   断手段と、該判断手段らの指令により作業機の動作を停
   止せる作業機の動作停止手段を備えたことを特徴とする
   作業機干渉防止装置。