JPH0251010B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0251010B2
JPH0251010B2 JP18928881A JP18928881A JPH0251010B2 JP H0251010 B2 JPH0251010 B2 JP H0251010B2 JP 18928881 A JP18928881 A JP 18928881A JP 18928881 A JP18928881 A JP 18928881A JP H0251010 B2 JPH0251010 B2 JP H0251010B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bucket
arm
angle
signal
cylinder
Prior art date
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Expired
Application number
JP18928881A
Other languages
English (en)
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JPS5891234A (ja
Inventor
Kunio Kashiwagi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP18928881A priority Critical patent/JPS5891234A/ja
Publication of JPS5891234A publication Critical patent/JPS5891234A/ja
Publication of JPH0251010B2 publication Critical patent/JPH0251010B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; 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
    • E02F3/36Component parts
    • E02F3/42Drives 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。
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。
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。
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。
この目的を達成するため、この発明においては
バケツト角が設定角以上になつたとき、上記バケ
ツト角が上記設定角にほぼ等しくなるようにバケ
ツトシリンダを縮小するとともに、上記設定角を
アーム角速度に応じて変化させる。
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、16はアーム操作レバー13がアーム引込み
操作位置でかつバケツト操作レバー12が中立位
置のときに制御信号Aを出力する制御指令装置、
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、26はアーム3のブ
ーム2に対する相対角すなわちアーム角Bに応じ
たアーム角信号βを出力するアーム角検出器、2
7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、18は信号β〓に反比例した設定角信
号γnaxを求める演算器で、信号γnax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に対応する。19は信号
γと信号γnaxとの差すなわち偏差角信号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、21は信号kΔγを増幅、補償す
る増幅器、22は係数器20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11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、制御指令装置16から制御
信号Aが出力され、スイツチ22がオンになる。
この場合、アーム3が引込まれていき、信号γが
増加するが、信号γが信号γnaxより小さいときに
は、加減算器19の出力は零であるから、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、加減算器19から信
号Δγが出力され、バケツトシリンダ7が縮小し、
バケツト4はバケツト角Γが設定角Γnaxよりも大
きくなろうとする分だけバケツトシリンダ7の縮
小により戻される。この場合、バケツト角Γは設
定角Γnaxよりも偏差角ΔΓだけ大きくなり、この
偏差角ΔΓはアーム角速度B〓にほぼ比例して大き
くなるため、設定角Γnaxが一定の場合には、バケ
ツト4がアーム3に当たるおそれがあるが、この
発明では設定角Γnaxをアーム角速度B〓反比例した
値にしているので、アーム角速度B〓が大きくなつ
たときには、設定角Γnaxが小さくなるから、偏差
角ΔΓが大きくなつたとしても、バケツト4はア
ーム3に当たる直前の位置に保持される。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16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。
第5図はこの発明に係る他のローデイングシヨ
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
30(説明後述)に信号を送る比較器、30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、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、
31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31は制御信号Aが出力
されたときオンとなる。
この装置においては、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が増加するが、信号γが信号
γnaxより小さいときには、制御指令装置30から
制御信号Aが出力されないから、スイツチ31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30から制御信号Aが出力され、ス
イツチ31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。したがつて、第5図に示す装置では第3
図に示す装置よりも精度よくバケツト角Γを設定
角Γnaxに保持することができるが、Γ≧Γnaxにな
つてスイツチ31がオンになつた直後には、遅れ
のために偏差角ΔΓが生ずる。この偏差角ΔΓはス
イツチ31がオンになつたときのアーム角速度B〓
にほぼ比例するので、設定角Γnaxが一定の場合に
は、スイツチ31がオンになつたときのアーム角
速度B〓が大きいと、偏差角ΔΓが大きくなり、バ
ケツト4がアーム3に当たるおそれがあるのに対
して、この発明では設定角Γnaxをアーム角速度B〓
に反比例した値としているので、スイツチ31が
オンになつたときのアーム角速度B〓が大きいとき
には、設定角Γnaxが小さくなつているから、スイ
ツチ31がオンになつたときのアーム角速度B〓が
大きく、スイツチ31がオンになつた直後の偏差
角ΔΓが大きくなつたとしても、バケツト4がア
ーム3に当たることはない。
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が設定角Γnax
上になつたとき、バケツト角Γが設定角Γnaxにほ
ぼ等しくなるようにバケツトシリンダ7を縮小す
るとともに、設定角Γnaxをアーム角速度B〓に反比
例して変化させるバケツト角制限制御を行なうか
ら、バケツト4がアーム3に当たることはなく、
かつバケツト4はアーム3に当たる直前に保持さ
れる。
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、第3図に示す実施例においては、アーム3の
引込み操作を行なつたときにバケツト角制限制御
を行なつたが、アーム3の操作にかかわらずバケ
ツト角制限制御をしてもよく、この場合にもバケ
ツト角Γが設定角Γnaxを越えると、バケツトシリ
ンダ7が信号kΔγに応じた速度で縮小するととも
に、設定角Γnaxがアーム角速度B〓に反比例して変
化する。さらに、第5図に示す実施例において
も、アーム3の引込み操作を行なつたときにバケ
ツト角制限制御を行なつたが、アーム3の操作が
行なわれてい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
た速度で縮小し、バケツト角Γが設定角Γnaxに保
持される。また、上述実施例においては、設定角
Γnaxをアーム角速度B〓に反比例して変化させた
が、設定角Γnaxをアーム角速度B〓の所定の関数と
して変化させてもよい。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kΔγ、信号y〓
+kΔγのような制御信号と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1
0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kΔγ、信号y〓+kΔγのような制御信号に応じ
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。
【図面の簡単な説明】
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
ないし第5図はそれぞれ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……演算器、19……加減算器、2
0……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、30……制御指令装置、31……スイツチ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 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、バケツト角が設定角
    以上になつたとき、上記バケツト角が上記設定角
    にほぼ等しくなるように上記バケツトシリンダを
    縮小するとともに、上記設定角をアーム角速度に
    応じて変化させる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。
JP18928881A 1981-11-27 1981-11-27 ロ−デイングシヨベルのバケツト制御方法 Granted JPS5891234A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18928881A JPS5891234A (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

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18928881A JPS5891234A (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
JPS5891234A JPS5891234A (ja) 1983-05-31
JPH0251010B2 true JPH0251010B2 (ja) 1990-11-06

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ID=16238811

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JP18928881A Granted JPS5891234A (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

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JPS5891234A (ja) 1983-05-31

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