JPH0251009B2 - - Google Patents
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- JPH0251009B2 JPH0251009B2 JP18928781A JP18928781A JPH0251009B2 JP H0251009 B2 JPH0251009 B2 JP H0251009B2 JP 18928781 A JP18928781 A JP 18928781A JP 18928781 A JP18928781 A JP 18928781A JP H0251009 B2 JPH0251009 B2 JP H0251009B2
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- JP
- Japan
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- bucket
- arm
- angle
- cylinder
- signal
- Prior art date
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Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/36—Component parts
- E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は一端がブームに枢着されたバケツト
シリンダにより回動されるバケツトを有するロー
デイングシヨベルのバケツト制御方法に関するも
のである。
シリンダにより回動されるバケツトを有するロー
デイングシヨベルのバケツト制御方法に関するも
のである。
第１図はローデイングシヨベルを示す図であ
る。図において１はシヨベル本体、２は本体１に
枢着されたブーム、３はブーム２の先端に枢着さ
れたアーム、４はアーム３の先端に枢着されたバ
ケツト、５はブーム２を俯仰動するブームシリン
ダ、６はアーム３を揺動するアームシリンダ、７
はバケツト４を回動するバケツトシリンダで、バ
ケツトシリンダ７の一端はブーム２に枢着されて
いる。８は一端がバケツトシリンダ７の他端に枢
着され、他端がアーム３に枢着されたバケツトリ
ンクで、ブーム２、アーム３、バケツトシリンダ
７、バケツトリンク８で擬似平行リンクを構成し
ている。
る。図において１はシヨベル本体、２は本体１に
枢着されたブーム、３はブーム２の先端に枢着さ
れたアーム、４はアーム３の先端に枢着されたバ
ケツト、５はブーム２を俯仰動するブームシリン
ダ、６はアーム３を揺動するアームシリンダ、７
はバケツト４を回動するバケツトシリンダで、バ
ケツトシリンダ７の一端はブーム２に枢着されて
いる。８は一端がバケツトシリンダ７の他端に枢
着され、他端がアーム３に枢着されたバケツトリ
ンクで、ブーム２、アーム３、バケツトシリンダ
７、バケツトリンク８で擬似平行リンクを構成し
ている。
このローデイングシヨベルにおいては、アーム
シリンダ６を伸長して、アーム３を押出すとき、
上記擬似平行リンクにより、バケツト４の地表面
に対する絶対角Θがほぼ一定となるから、掘削時
にバケツト４を操作する必要がない。しかしなが
ら、第２図に示すように、アームシリンダ６を縮
小して、アーム３を引込むときにも、バケツト４
の絶対角Θが一定に保たれるため、バケツト４の
アーム３に対する相対角すなわちバケツト角Γが
大きくなり、ついにはバケツト４がアーム３に当
たり、さらにアーム３を引込むと、バケツトシリ
ンダ７の圧油がリリーフし、バケツト４が強い力
でアーム３に押付けられるので、アーム３、バケ
ツト４が損傷するおそれがある。これを避けるた
めにはアーム３を引込むときに、バケツト４をダ
ンプ側に操作すればよいが、この場合にはアーム
３、バケツト４の操作を同時に行なう必要がある
から、操作が面倒である。
シリンダ６を伸長して、アーム３を押出すとき、
上記擬似平行リンクにより、バケツト４の地表面
に対する絶対角Θがほぼ一定となるから、掘削時
にバケツト４を操作する必要がない。しかしなが
ら、第２図に示すように、アームシリンダ６を縮
小して、アーム３を引込むときにも、バケツト４
の絶対角Θが一定に保たれるため、バケツト４の
アーム３に対する相対角すなわちバケツト角Γが
大きくなり、ついにはバケツト４がアーム３に当
たり、さらにアーム３を引込むと、バケツトシリ
ンダ７の圧油がリリーフし、バケツト４が強い力
でアーム３に押付けられるので、アーム３、バケ
ツト４が損傷するおそれがある。これを避けるた
めにはアーム３を引込むときに、バケツト４をダ
ンプ側に操作すればよいが、この場合にはアーム
３、バケツト４の操作を同時に行なう必要がある
から、操作が面倒である。
この発明は上述の問題点を解決するためになさ
れたもので、アームを引込むときに、バケツトの
操作をしなくとも、バケツトがアームに当たるこ
とがないローデイングシヨベルのバケツト制御方
法を提供することを目的とする。
れたもので、アームを引込むときに、バケツトの
操作をしなくとも、バケツトがアームに当たるこ
とがないローデイングシヨベルのバケツト制御方
法を提供することを目的とする。
この目的を達成するため、この発明においては
バケツト角があらかじめ定められた設定角以上に
なつたときに、アーム角速度に応じた速度でバケ
ツトシリンダを縮小するとともに、上記バケツト
角と上記設定角との差に応じて上記バケツトシリ
ンダの縮小量を修正する。
バケツト角があらかじめ定められた設定角以上に
なつたときに、アーム角速度に応じた速度でバケ
ツトシリンダを縮小するとともに、上記バケツト
角と上記設定角との差に応じて上記バケツトシリ
ンダの縮小量を修正する。
第３図はこの発明に係るローデイングシヨベル
のバケツト制御方法を実施するための装置を示す
図である。図において９は油圧ポンプ、１０は油
圧ポンプ９とバケツトシリンダ７との間に設けら
れたパイロツト式の方向切換弁、１１は方向切換
弁１０を制御するパイロツト圧を出力するパイロ
ツト操作弁、１２はパイロツト操作弁１１の操作
レバーすなわちバケツト操作レバー、１３はアー
ム操作レバー、１４，１５はそれぞれ操作レバー
１２，１３の操作状態を検出するレバー操作検出
器、１７はバケツト角Γに応じたバケツト角信号
γを出力するバケツト角検出器、１８は第４図に
示すように、バケツト４がアーム３に当たらない
ように定められた設定角Γnaxに応じた設定角信号
γnaxを出力する信号発生器、２５は信号γと信号
γnaxとを比較し、γ≧γnaxのときに制御指令装置
１６（説明後述）に信号を送る比較器、１６はア
ーム操作レバー１３がアーム引込み操作位置であ
り、バケツト操作レバー１２が中立位置であり、
かつ比較器２５から信号が出力されたとき（γ≧
γnaxのとき）に制御信号Ａを出力する制御指令装
置、１９は信号γと信号γnaxとの差すなわち偏差
信号Δγを求め、信号Δγが正の場合に、信号Δγを
出力する加減算器、２０は信号Δγを係数倍した
信号kΔγを出力する係数器、２６はアーム角Ｂに
応じたアーム角信号βを出力するアーム角検出
器、２７は信号βを微分してアーム角速度信号β〓
を出力する微分器、２８はバケツト４が信号β〓に
応じた角速度で第４図の時計方向に回動するとき
のバケツトシリンダ７の速度に応じた速度信号y〓
を算出する変換器、２９は信号kΔγと信号y〓とを
加算する加算器、２１は信号y〓＋kΔγを増幅、補
償する増幅器、２２は加算器２９と増幅器２１と
の間に設けられたスイツチで、スイツチ２２は制
御信号Ａが出力されたときオンになる。２３は増
幅器２１の出力信号に応じたパイロツト圧を出力
する電気油圧変換器、２４はパイロツト操作弁１
１のパイロツト圧、電気油圧変換器２３のパイロ
ツト圧のうち高い圧力のパイロツト圧を選択して
方向切換弁１０に加えるシヤトル弁である。
のバケツト制御方法を実施するための装置を示す
図である。図において９は油圧ポンプ、１０は油
圧ポンプ９とバケツトシリンダ７との間に設けら
れたパイロツト式の方向切換弁、１１は方向切換
弁１０を制御するパイロツト圧を出力するパイロ
ツト操作弁、１２はパイロツト操作弁１１の操作
レバーすなわちバケツト操作レバー、１３はアー
ム操作レバー、１４，１５はそれぞれ操作レバー
１２，１３の操作状態を検出するレバー操作検出
器、１７はバケツト角Γに応じたバケツト角信号
γを出力するバケツト角検出器、１８は第４図に
示すように、バケツト４がアーム３に当たらない
ように定められた設定角Γnaxに応じた設定角信号
γnaxを出力する信号発生器、２５は信号γと信号
γnaxとを比較し、γ≧γnaxのときに制御指令装置
１６（説明後述）に信号を送る比較器、１６はア
ーム操作レバー１３がアーム引込み操作位置であ
り、バケツト操作レバー１２が中立位置であり、
かつ比較器２５から信号が出力されたとき（γ≧
γnaxのとき）に制御信号Ａを出力する制御指令装
置、１９は信号γと信号γnaxとの差すなわち偏差
信号Δγを求め、信号Δγが正の場合に、信号Δγを
出力する加減算器、２０は信号Δγを係数倍した
信号kΔγを出力する係数器、２６はアーム角Ｂに
応じたアーム角信号βを出力するアーム角検出
器、２７は信号βを微分してアーム角速度信号β〓
を出力する微分器、２８はバケツト４が信号β〓に
応じた角速度で第４図の時計方向に回動するとき
のバケツトシリンダ７の速度に応じた速度信号y〓
を算出する変換器、２９は信号kΔγと信号y〓とを
加算する加算器、２１は信号y〓＋kΔγを増幅、補
償する増幅器、２２は加算器２９と増幅器２１と
の間に設けられたスイツチで、スイツチ２２は制
御信号Ａが出力されたときオンになる。２３は増
幅器２１の出力信号に応じたパイロツト圧を出力
する電気油圧変換器、２４はパイロツト操作弁１
１のパイロツト圧、電気油圧変換器２３のパイロ
ツト圧のうち高い圧力のパイロツト圧を選択して
方向切換弁１０に加えるシヤトル弁である。
この装置においては、バケツト操作レバー１２
を操作すると、パイロツト操作弁１１からのパイ
ロツト圧により方向切換弁１０が切換えられ、バ
ケツトシリンダ７が作動され、バケツト４が回動
する。また、アーム操作レバー１３をアーム引込
み操作位置にすると、アーム３が引込まれてい
き、信号γが信号γnaxより小さいときには、制御
指令装置１６から制御信号Ａが出力されないか
ら、スイツチ２２がオフなので、バケツトシリン
ダ７は作動しない。そして、信号γが信号γnaxよ
りも大きくなると、制御指令装置１６から制御信
号Ａが出力され、スイツチ２２がオンとなり、バ
ケツトシリンダ７が信号y〓＋kΔγに応じた速度で
縮小する。この場合、バケツト４は擬似平行リン
クによつてほぼアーム角速度B〓に等しい角速度で
第４図の反時計方向に回動されるとともに、バケ
ツトシリンダ７によつてアーム角速度B〓に等しい
角速度で第４図の時計方向に回動されるので、バ
ケツトシリンダ７の縮小によつて擬似平行リンク
による回動が打消され、さらに信号Δγが零にな
るように制御されるため、バケツト角Γは自動的
に設定角Γnaxに保持されるから、バケツト４がア
ーム３に当たることはない。この状態で、バケツ
ト操作レバー１２を操作すると、制御指令装置１
６から制御信号Ａが出力されなくなり、スイツチ
２２がオフとなるから、バケツト４はバケツト操
作レバー１２の操作量に応じた角速度で回動す
る。
を操作すると、パイロツト操作弁１１からのパイ
ロツト圧により方向切換弁１０が切換えられ、バ
ケツトシリンダ７が作動され、バケツト４が回動
する。また、アーム操作レバー１３をアーム引込
み操作位置にすると、アーム３が引込まれてい
き、信号γが信号γnaxより小さいときには、制御
指令装置１６から制御信号Ａが出力されないか
ら、スイツチ２２がオフなので、バケツトシリン
ダ７は作動しない。そして、信号γが信号γnaxよ
りも大きくなると、制御指令装置１６から制御信
号Ａが出力され、スイツチ２２がオンとなり、バ
ケツトシリンダ７が信号y〓＋kΔγに応じた速度で
縮小する。この場合、バケツト４は擬似平行リン
クによつてほぼアーム角速度B〓に等しい角速度で
第４図の反時計方向に回動されるとともに、バケ
ツトシリンダ７によつてアーム角速度B〓に等しい
角速度で第４図の時計方向に回動されるので、バ
ケツトシリンダ７の縮小によつて擬似平行リンク
による回動が打消され、さらに信号Δγが零にな
るように制御されるため、バケツト角Γは自動的
に設定角Γnaxに保持されるから、バケツト４がア
ーム３に当たることはない。この状態で、バケツ
ト操作レバー１２を操作すると、制御指令装置１
６から制御信号Ａが出力されなくなり、スイツチ
２２がオフとなるから、バケツト４はバケツト操
作レバー１２の操作量に応じた角速度で回動す
る。
すなわち、この発明に係るローデイングシヨベ
ルのバケツト制御方法においては、アーム３の引
込み操作を行ない、かつバケツト４の手動操作を
行なわない場合に、バケツト角Γがあらかじめ定
められた設定角Γnax以上になつたとき、アーム角
速度B〓に応じた速度でバケツトシリンダ７を縮小
するとともに、バケツト角Γと設定角Γnaxとの差
に応じてバケツトシリンダ７の縮小量を修正する
バケツト角制限制御を行なうから、バケツト角Γ
が設定角Γnaxに保持されるので、バケツト４がア
ーム３に当たることはない。
ルのバケツト制御方法においては、アーム３の引
込み操作を行ない、かつバケツト４の手動操作を
行なわない場合に、バケツト角Γがあらかじめ定
められた設定角Γnax以上になつたとき、アーム角
速度B〓に応じた速度でバケツトシリンダ７を縮小
するとともに、バケツト角Γと設定角Γnaxとの差
に応じてバケツトシリンダ７の縮小量を修正する
バケツト角制限制御を行なうから、バケツト角Γ
が設定角Γnaxに保持されるので、バケツト４がア
ーム３に当たることはない。
なお、上述実施例においては、アーム３の引込
み操作を行ない、かつバケツト４の手動操作を行
なわない場合に、バケツト角制限制御を行なつた
が、アーム３の引込み操作を行なつたときには、
バケツト４の手動操作が行なわれているか否かに
かかわらず、バケツト角制限制御を行なつてもよ
い。この場合、バケツト操作レバー１２をダンプ
操作位置にすれば、パイロツト操作弁１１のパイ
ロツト圧、電気油圧変換器２３のパイロツト圧の
高い方のパイロツト圧に応じた角速度でバケツト
４が回動し、バケツト操作レバー１２をチルト操
作位置にすれば、パイロツト操作弁１１のパイロ
ツト圧と電気油圧変換器２３のパイロツト圧との
差に応じた角速度でバケツト４が回動する。ま
た、上述実施例においては、アーム引込操作をし
たときにバケツト角制御を行なつたが、アーム操
作をしないときにもバケツト角制限制御をしても
よく、この場合には信号β〓が零であり、バケツト
４の手動操作が行なわれ、バケツト角Γが設定角
Γnaxを越えたときには、信号Δγが出力されるの
で、バケツトシリンダ７が信号kΔγに応じた速度
で縮小するから、バケツト角Γが設定角Γnaxに保
持され、バケツト４がアーム３に当たるのを防止
することができる。さらに、上述実施例において
は、バケツト操作レバー１２の操作量を油圧に変
換したが、バケツト操作レバー１２の操作量を電
気的に検出し、この信号と信号y〓を切換えあるい
は加算した信号に応じたパイロツト圧力で方向切
換弁１０を制御してもよい。また、上述実施例に
おいては、方向切換弁１０としてパイロツト式の
ものを用いたが、電磁気のものを用いてもよい。
さらに、手動操作用の方向切換弁とは別に自動制
御用の方向切換弁を設け、自動制御用の方向切換
弁を信号y〓＋kΔγに応じた量だけ切換えてもよい。
また、上述実施例においては、バケツトシリンダ
７の速度を制御する手段として方向切換弁１０を
用いたが、可変容量形油圧ポンプの吐出量により
バケツトシリンダ７の速度を制御してもよい。さ
らに、演算部はアナログ回路で構成しても、マイ
クロコンピユータなどのデジタル回路で構成して
もよい。とくに、マイクロコンピユータを用い
て、バケツト４の絶対角Θを一定に保つ制御を行
なうときには、ソフトウエアを少し追加するだけ
で本発明を実現することができる。
み操作を行ない、かつバケツト４の手動操作を行
なわない場合に、バケツト角制限制御を行なつた
が、アーム３の引込み操作を行なつたときには、
バケツト４の手動操作が行なわれているか否かに
かかわらず、バケツト角制限制御を行なつてもよ
い。この場合、バケツト操作レバー１２をダンプ
操作位置にすれば、パイロツト操作弁１１のパイ
ロツト圧、電気油圧変換器２３のパイロツト圧の
高い方のパイロツト圧に応じた角速度でバケツト
４が回動し、バケツト操作レバー１２をチルト操
作位置にすれば、パイロツト操作弁１１のパイロ
ツト圧と電気油圧変換器２３のパイロツト圧との
差に応じた角速度でバケツト４が回動する。ま
た、上述実施例においては、アーム引込操作をし
たときにバケツト角制御を行なつたが、アーム操
作をしないときにもバケツト角制限制御をしても
よく、この場合には信号β〓が零であり、バケツト
４の手動操作が行なわれ、バケツト角Γが設定角
Γnaxを越えたときには、信号Δγが出力されるの
で、バケツトシリンダ７が信号kΔγに応じた速度
で縮小するから、バケツト角Γが設定角Γnaxに保
持され、バケツト４がアーム３に当たるのを防止
することができる。さらに、上述実施例において
は、バケツト操作レバー１２の操作量を油圧に変
換したが、バケツト操作レバー１２の操作量を電
気的に検出し、この信号と信号y〓を切換えあるい
は加算した信号に応じたパイロツト圧力で方向切
換弁１０を制御してもよい。また、上述実施例に
おいては、方向切換弁１０としてパイロツト式の
ものを用いたが、電磁気のものを用いてもよい。
さらに、手動操作用の方向切換弁とは別に自動制
御用の方向切換弁を設け、自動制御用の方向切換
弁を信号y〓＋kΔγに応じた量だけ切換えてもよい。
また、上述実施例においては、バケツトシリンダ
７の速度を制御する手段として方向切換弁１０を
用いたが、可変容量形油圧ポンプの吐出量により
バケツトシリンダ７の速度を制御してもよい。さ
らに、演算部はアナログ回路で構成しても、マイ
クロコンピユータなどのデジタル回路で構成して
もよい。とくに、マイクロコンピユータを用い
て、バケツト４の絶対角Θを一定に保つ制御を行
なうときには、ソフトウエアを少し追加するだけ
で本発明を実現することができる。
以上説明したように、この発明に係るローデイ
ングシヨベルのバケツト制御方法においては、ア
ームを引込むときに、バケツトの操作をしなくと
も、バケツトがアームに当たることはないから、
アーム、バケツトが損傷するおそれがない。この
ように、この発明の効果は顕著である。
ングシヨベルのバケツト制御方法においては、ア
ームを引込むときに、バケツトの操作をしなくと
も、バケツトがアームに当たることはないから、
アーム、バケツトが損傷するおそれがない。この
ように、この発明の効果は顕著である。
第１図はローデイングシヨベルを示す図、第２
図はローデイングシヨベルの動作説明図、第３
図、第４図はこの発明に係るローデイングシヨベ
ルのバケツト制御方法を実施するための装置を示
す図である。 １……シヨベル本体、２……ブーム、３……ア
ーム、４……バケツト、５……ブームシリンダ、
６……アームシリンダ、７……バケツトシリン
ダ、８……バケツトリンク、９……油圧ポンプ、
１０……方向切換弁、１１……パイロツト操作
弁、１２……バケツト操作レバー、１３……アー
ム操作レバー、１４，１５……レバー操作検出
器、１６……制御指令装置、１７……バケツト角
検出器、１８……信号発生器、１９……加減算
器、２０……係数器、２１……増幅器、２２……
スイツチ、２３……電気油圧変換器、２４……シ
ヤトル弁、２５……比較器、２６……アーム角検
出器、２７……微分器、２８……変換器、２９…
…加算器。
図はローデイングシヨベルの動作説明図、第３
図、第４図はこの発明に係るローデイングシヨベ
ルのバケツト制御方法を実施するための装置を示
す図である。 １……シヨベル本体、２……ブーム、３……ア
ーム、４……バケツト、５……ブームシリンダ、
６……アームシリンダ、７……バケツトシリン
ダ、８……バケツトリンク、９……油圧ポンプ、
１０……方向切換弁、１１……パイロツト操作
弁、１２……バケツト操作レバー、１３……アー
ム操作レバー、１４，１５……レバー操作検出
器、１６……制御指令装置、１７……バケツト角
検出器、１８……信号発生器、１９……加減算
器、２０……係数器、２１……増幅器、２２……
スイツチ、２３……電気油圧変換器、２４……シ
ヤトル弁、２５……比較器、２６……アーム角検
出器、２７……微分器、２８……変換器、２９…
…加算器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 本体に枢着されブームシリンダにより俯仰動
されるブームと、そのブームの先端に枢着されア
ームシリンダにより揺動されるアームと、そのア
ームの先端に枢着され、一端が上記ブームに枢着
されたバケツトシリンダにより回動されるバケツ
トとを有するローデイングシヨベルの上記バケツ
トを制御する方法において、バケツト角があらか
じめ定められた設定角以上になつたときに、アー
ム角速度に応じた速度でバケツトシリンダを縮小
するとともに、上記バケツト角と上記設定角との
差に応じて上記バケツトシリンダの縮小量を修正
するバケツト角制限制御を行なうことを特徴とす
るローデイングシヨベルのバケツト制御方法。 ２ 上記アームの引込み操作を行ない、かつ上記
バケツトの手動操作を行なわないときに、上記バ
ケツト角制限制御を行なうことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のローデイングシヨベルの
バケツト制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18928781A JPS5891233A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | ロ−デイングシヨベルのバケツト制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18928781A JPS5891233A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | ロ−デイングシヨベルのバケツト制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5891233A JPS5891233A (ja) | 1983-05-31 |
| JPH0251009B2 true JPH0251009B2 (ja) | 1990-11-06 |
Family
ID=16238795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18928781A Granted JPS5891233A (ja) | 1981-11-27 | 1981-11-27 | ロ−デイングシヨベルのバケツト制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5891233A (ja) |
-
1981
- 1981-11-27 JP JP18928781A patent/JPS5891233A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5891233A (ja) | 1983-05-31 |
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