JPH0313377B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油圧シヨベルのバツクホウやローダシ
ヨベルなどのバケツト刃先の移動軌跡すなわち掘
削軌跡を制御する方法に関するものである。

第１図は油圧シヨベルを示す図で、走行可能な
シヨベル本体上の旋回体１の前部にはブーム２が
ブームシリンダ５によつて回動可能に枢着され、
またブーム２の先端にはアーム３がアームシリン
ダ６によつて回動可能に枢着され、さらにアーム
３の先端にはバケツト４がバケツトシリンダ７に
よつて回動可能に枢着されている。各シリンダは
運転席８に配置された操作レバーにより操作され
る。単純な掘削作業は、これらの油圧シリンダを
順次操作することによつて行なえるが、斜面の仕
上げ作業や溝底を水平に掘削する作業のようにバ
ケツト４を一定の直線に沿つて動かす場合には、
各油圧シリンダを同時に操作しなければならな
い。従来、このような作業を行なえるのは非常に
熟練した運転者に限られ、ほとんどの場合は手作
業に頼つているため作業能率が劣る。

第１図に示す油圧シヨベルにおいて、のよ
うな直線に沿つて掘削を行なうためには、バケツ
ト４の取付位置であるアーム３の先端部Ｃを
P′Q′のような直線に沿つて動かす移動軌跡の制御
と、バケツト４の刃先が掘削面に対して一定の角
度を保つようなバケツト姿勢の制御とを同時に行
なう必要がある。アーム先端の移動軌跡の制御は
ブームシリンダ５およびアームシリンダ６の同時
操作により、また、バケツト４の姿勢の制御はバ
ケツトシリンダ７の操作により行なわれる。

アーム３先端の移動軌跡を制御するための種々
の発明、考案がなされている。たとえば、特開昭
49−132801などがある。しかし、これらの装置に
おいては、軌跡を制御するのに、アームシリンダ
６、ブームシリンダ５の位置や角度を常にフイー
ドバツクして制御しているので、油圧シヨベルの
ように慣性体の重量が大きく、また作動油の圧縮
性のため、系の安定性、速応性に問題があり、ハ
ンチングをおこしたり、制御系に遅れが生じて、
実際に要求されるスピードで制御できないなどの
実現性に欠ける問題点がある。この問題を解決す
べく第２図に示す方法が提案されている。

第２図はアーム先端の移動軌跡を制御するため
の従来の制御装置の一例を示したものである。図
において、１０，１１はそれぞれブームシリンダ
５、アームシリンダ６に接続された可変吐出量ポ
ンプ、１２，１３はポンプ１０，１１の吐出量、
吐出方向を決めるすなわち斜板の傾転量、傾転方
向を決める吐出量コントローラである。この吐出
量コントローラ１２，１３は制御装置２６（説明
後述）の信号により制御される。１４，１５はポ
ンプ１０，１１の斜板の傾転量、傾転方向すなわ
ち吐出量、吐出方向を検出する変位計、１６，１
７はドレンから逃げた油や、シリンダ５，６のボ
トム側とロツド側の面積差により管路に不足する
作動油の補給をするチヤージポンプ、１８，１９
はシヤトルバルブ、２０，２１は余分の油をタン
ク２９に戻すためのフラツシングバルブ、２２，
２３は管路の圧力を常に一定圧力に保持するリリ
ーフバルブ、２４，２５はチヤージポンプ１６，
１７の吐出側管路に設けられたリリーフバルブ、
２６は吐出量コントローラ１２，１３を制御する
制御装置、２７はポンプ１０（吐出量コントロー
ラ１２）を操作するためのブームレバー、２８は
ポンプ１１（吐出量コントローラ１３）を操作す
るためのアームレバー、３０はブーム２とアーム
３との相対角度を検出する角度計である。

第３図は第２図に示した制御装置２６の一例を
示す図である。図において２６ａ，２６ｂ，２６
ｄは増幅器、２６ｅは掛算器、２６ｆは加算器、
２６ｇ，２６ｈは比較器、２６ｉはスイツチ、２
６ｊはブーム２とアーム３との相対角度を検出す
る角度計３０の出力信号θを入力し、信号θを掘
削する軌跡に応じた関数に基づいて信号Ｑに変換
する関数発生器である。

つぎに上述した従来の掘削制御装置の動作につ
いて説明する。まず、軌跡制御をしないときに
は、スイツチ２６ｉを開いておく。このとき、ア
ームレバー２８を操作すると、アームレバー２８
の操作信号AMLが増幅器２６ａを経て、吐出量
コントローラ１３にP_AMとして送られ、ポンプ１
１の斜板が作動し、ポンプ１１の吐出量が変化す
る。この結果アームシリンダ６がポンプ１１の吐
出量に応じて変位する。この変位量は信号P_AMOと
して変位計１５から出力される。この信号P_AMOは
比較器２６ｇに送られて、偏差P_AM−P_AMOが増幅
器２６ａに送られ、P_AM＝P_AMOとなるようにポン
プ１１の斜板が制御される。同様に、ブームレバ
ー２７の操作量に応じた速度でブームシリンダ５
が作動される。

つぎに、軌跡制御を行う場合について説明す
る。この場合にはスイツチ２６ｉを閉じておく。
このとき、関数発生器２６ｊから信号θをある関
数に基づいて変換した信号が出力される。この関
数発生器２６ｊは例えばアーム先端Ｃを設定軌跡
上′′に動かすには、ブーム２とアーム３との相
対角度がある角度のときブームシリンダ５をアー
ムシリンダ６の速度の何倍の速度で作動させれば
よいかを決めるものであり、上記関数はあらかじ
め計算して、関数発生器２６ｊに記憶させてお
く。そして、関数発生器２６ｊの出力信号Ｑと増
幅器２６ｄの出力信号KP_AMOが掛算器２６ｅに入
力される。これにより掛算器２６ｅからは信号
QKP_AMOが出力される。そして、信号QKP_AMOが
加算器２６ｆを介して増幅器２６ｂに入力され、
増幅器２６ｂの出力信号P_BOによつて吐出量コン
トローラ１２が制御され、ポンプ１０の吐出量す
なわちブームシリンダ５の速度が制御される。し
たがつてオペレータがアームレバー２８を適宜操
作すると、その操作信号に基づいて、ブーム２が
あらかじめ関数発生器２６ｊに設定された関数に
従つてアーム３と関連した動作を行ない、アーム
先端Ｃが設定された軌跡上を動く。このように、
フイードバツクをとらないで軌跡を制御できるの
で、ハンチングもなく、大きいスピードで制御す
ることができる。

しかし、この装置においては、関数発生器２６
ｊに記憶させておく関数は、各種の検出器、装置
が正常であることを前提にして、計算している
が、実際には各種の誤差がある。例えば、アーム
３とブーム２の相対角度を検出する角度計のゼロ
点およびゲインのずれがあつた場合やアームレバ
ー２８、ブームレバー２７の操作量に応じた速度
でアームシリンダ７、ブームシリンダ５が作動し
ない場合、すなわち、第３図におけるAML信号
とアームシリンダ７の速度V_AMが第４図の実線の
ようになつているような場合である。これらの誤
差は、装置組立時における取付け時や時間が経過
することによつて生ずる経年変化などにより、ど
うしても生ずるものなので、実際上なくすことは
できない誤差である。従来例ではこれらの誤差が
あると、アーム３の先端Ｃの軌跡は設定した軌跡
と大幅にずれてしまう欠点があつた。

本発明は上述の事柄にもとづいてなされたもの
で、掘削軌跡制御装置を構成する各装置にゼロ点
のずれやゲインのずれがあつても、アームの先端
の軌跡を設定通りに制御することができる油圧シ
ヨベルの掘削軌跡制御方法を提供することを目的
とする。

本発明は上記の目的を達成するために、関数発
生器に記憶された関数に基づいて軌跡制御を行な
つた場合の軌跡と設定した軌跡とを比較して、ア
ームの先端の軌跡のずれ量を測定し、この測定量
から関数の誤差量を演算して、関数発生器の関数
を補正することによつて、アームの先端の軌跡が
設定した軌跡になるように制御するようにしたも
のである。

以下本発明を添附図面の一実施例に基づいて詳
しく説明する。

第５図は第１図におけるブーム２、アーム３の
位置関係を示すために、ブーム２の回動点Ａを座
標原点としたＸ−Ｙ座標系にアーム回動点Ｂおよ
びバケツト回動点Ｃ（アーム３の先端Ｃ）を夫々
示したものである。第５図において各部の角度お
よび長さをつぎのように定める。

Ｘ軸：Ａ，Ｂ，Ｃを含む平面とＡを含み車輛接地
面と平行な平面との交線 Ｙ軸：Ａを通り、車輛接地面に垂直な直線 L₁： L₂： Ｌ： α：Ｙ軸と線分ABのなす角（ブーム角） θ：線分ABと線分BCのなす角（アーム角） γ：線分ABと線分ACのなす角 各回動点Ａ，Ｂには角度検出器、例えばポテン
シヨメータ（図示せず）が配設されている。

第６図は本発明に用いられる制御装置の一実施
例を示したもので、図において、５０，５１はブ
ーム角αとアーム角θを検出する角度検出器、５
２，５３はアーム３の先端Ｃの軌跡の速度成分
dx／dt、dy／dtを与える装置である。これは、レバー を２本用いて、それぞれの速度成分dx／dt、dy／dtを 与えてもよいし、速度レバーとｘ／ｙを与えるレ
バーもしくはポテンシヨメータであつてもよい。
５４は軌跡制御開始スイツチ４９がONしたとき
の軌跡制御開始時におけるブーム角α₀（角度検出
器５０より与えられる）とアーム角θ₀（角度検出
器５１より与えられる）およびアーム３の先端Ｃ
の軌跡の速度成分dx／dt、dy／dtよりブーム角速度指 令値α₀（ポンプ１０の吐出量）とアーム角速度指
令値θ₀（ポンプ１１の吐出量）を演算する演算器、
５５，５６はブーム角αとアーム角θの各角速度
α〓₁、θ〓₁を検出する微分器、５７，５８はブームポ
ンプ吐出量コントローラ１２への出力α〓₂とアーム
ポンプ吐出量コントローラ１３への出力θ〓₂を軌跡
制御を行なつたときのブーム角速度α〓₁およびアー
ム角速度θ〓₁でそれぞれ割り算し、α〓₂／α〓₁とθ
〓₂／θ〓₁
とをそれぞれ求める割り算器、５９，６０は割り
算器５７，５８の出力α〓₂／α〓₁とθ〓₂／θ〓₁とを
それぞ
れブーム角α、アーム角θに対して記憶しておく
記憶装置である。この記憶装置５９，６０は軌跡
制御開始スイツチ４９のONと同時に記憶されて
いた内容を次段の記憶装置６１，６２に転送し、
そして新らたな入力値を逐次記憶する。６１，６
２は制御開始スイツチ４９のONと同時に記憶装
置５９，６０から転送された内容を記憶し、ブー
ム角α、アーム角θの変化に応じて、記憶されて
いる値を逐次出力する記憶装置である。この記憶
装置６１，６２はｎ−１回目の軌跡制御によつて
ブーム角α、アーム角θに対応して記憶したα₂／
α₁とθ₂／θ₁とをｎ回目の軌跡制御のブーム角α、
アーム角θに対応して、記憶されているｎ−１回
目のα〓₂／α〓₁とθ〓₂／θ〓₁の値を逐次出力する。
６３，
６４は演算器５４の出力値α〓₀、θ〓₀と記憶装置６
１，６２の出力値α〓₂／α〓₁、θ〓₂／θ〓₁とを掛算
する掛
算器、６５，６６は手動−自動の切換スイツチで
ある。この切換スイツチ６５，６６を図の状態に
しておくと、ブームレバー２７、アームレバー２
８の操作量に対応した信号がポンプ吐出量コント
ローラ１２，１３に送られて、ブームシリンダ
５、アームシリンダ６が動く。切換スイツチ６
５，６６を切換えると、掛算器６３，６４の信号
がポンプ吐出量コントローラ１２，１３に送られ
アーム３の先端Ｃが設定された軌跡になるよう
に、ブームシリンダ５、アームシリンダ６が動
く。

次に上述した制御装置の動作を説明する。ま
ず、切換スイツチ６５，６６を手動側にしてアー
ム３の先端Ｃを任意の位置に設定する。次に切換
スイツチ６５，６６を自動側に倒す。そして、希
望すべき軌跡のＸ、Ｙ軸の速度成分dx／dt、dy／dtを 与えると共に軌跡制御開始スイツチ４９をONす
ると、演算器５４で初期のブーム角α₀およびアー
ム角θ₀とＸ、Ｙ軸の速度成分dx／dt、dy／dtに基づい て、ブーム角速度指令値α〓₀、アーム角速度指令値
θ〓₀を演算し、そして出力する。この演算方法は
種々あり、例えば特開昭49−132801の最急降下法
などがある。そして、記憶装置６１，６２の出力
が常に１であれば、α〓₂＝α〓₀、θ〓₂＝θ〓₀となり
α〓₀、θ〓₀
がそのまま吐出量コントローラ１２，１３へ入力
されポンプ１０，１１の吐出量が制御され、ブー
ムシリンダ５、アームシリンダ６の速度が制御さ
れ、アーム３の先端Ｃの軌跡が制御される。ま
た、ブームシリンダ５、アームシリンダ６の変化
に対応してブーム角α、アーム角θも変化し、そ
れらの変化が角度検出器５０，５１で検出され、
微分器５５，５６で微分される。そして、割り算
器５７，５８でそれぞれの値α〓₁、θ〓₁でブームポン
プ吐出量コントローラ１２への入力値α〓₂とアーム
ポンプ吐出量コントローラ１３への入力値θ〓₂を割
り算し、ブーム角α、アーム角θに対応して記憶
装置５９，６０に記憶する。第７図はブームポン
プ吐出量コントローラ１２への入力値α〓₂と実際に
動いたブーム角速度α〓₁の一例を示したものであ
り、第８図はブームシリンダ５が第７図のように
動いた場合に記憶装置５９に記憶されたデータの
一例を示したものである。

次に、また手動でアーム３の先端Ｃを任意の位
置（通常前回の位置とほぼ同じ位置）に設定す
る。そして、再びdx／dt dy／dtを与え軌跡制御開始 スイツチ４９をONすると、記憶装置５９，６０
の記憶内容が記憶装置６１，６２に転送される。
そして、演算器５４の演算出力値α〓₀、θ〓₀と第８図
に示した記憶値（アームに対しては別の記憶値が
ある。）とを掛算器６３，６４で掛算することに
より、例えば、第７図のａからｂまでは吐出量コ
ントローラ１２への入力値α〓₂に対して、実際のブ
ーム角速度α〓₁が小さく出てしまうので、第８図の
a′からb′のように１より大きい値と演算出力値α₀
とを掛算し、第７図のｃからｄまでは吐出量コン
トローラ１２への入力値α〓₂に対して、負の速度が
大きく出てしまうので、第８図のc′からd′のよう
に１より小さい値と演算出力値α〓₀とを掛算するこ
とにより、演算出力値α〓₀を補正して、吐出量コン
トローラ１２，１３への入力とする。

以上説明した補正動作を次に図を用いて詳しく
説明する。第９図は、例えば吐出量コントローラ
１２の特性を示したもので、入力α〓₂に対して出力
であるブーム角速度α〓₁が図中実線であるべき特性
のものが破線のような特性になつていた場合、す
なわちゲインが変化していた場合の一例である。

この場合には、まず、演算器５４の出力α₀がブ
ーム角速度α₁を1.5（図中e₁）にすべく吐出量コン
トローラ１２へe₂の信号を出力するが、破線で示
すような特性のために、実際には0.75（図中f₁）
の速度しか得られない。したがつて次の軌跡制御
時には、演算器５４の出力α〓₀（＝1.5）にα〓₂／α
〓₁＝
1.5／0.75＝２の値を掛算した３の値（図中g₂）を
吐出量コントローラ１２へ出力する。その結果、
ブーム角速度α〓₁は1.5（図中e₁）になり、設定した
速度と一致する。

第１０図は第９図と同じく吐出量コントローラ
１２の特性を示したもので、この図の場合はゼロ
点がずれていた場合である。

この場合には第９図の場合と同様に、まず、演
算器５４の出力α〓₀がブーム角速度α〓₁を1.5（図中
h₁）にすべく吐出量コントローラ１２へh₂の信号
を出力するが、破線のような特性のために、実際
には１（図中i₁）の速度しか得られない。したが
つて次の軌跡制御時には演算器５４の出力α〓₀（＝
1.5）にα〓₂／α〓₁＝1.5／１＝1.5の値を掛算した2.2
5
の値（図中j₂）を吐出量コントローラ１２へ出力
する。その結果、ブーム角速度α〓₁は２（図中j₁）
となり、設定した速度（1.5）より大きい値とな
る。そして、次の軌跡制御時にはα〓（＝1.5）に
α〓₂／α〓₁＝2.5／２＝1.25の値を掛算した1.875の値
（図中k₂）を吐出量コントローラ１２へ出力する。
その結果、ブーム角速度α〓₁は1.375（図中k₁）とな
り、前回、前々回の軌跡制御時におけるブーム角
速度α〓₁の誤差より小さくなる。そして、軌跡制御
毎にこの補正動作を行なうことにより、設定速度
α〓₁＝1.5に徐々に近づくことがわかる。

第１１図は本発明に用いられる制御装置の他の
実施例を示すもので、図において第６図と同符号
のものは同じ部分を示している。第１１図におい
て、７１，７２は吐出コントローラ１２，１３へ
の出力α〓₂、θ〓₂とブーム角速度α〓₁、θ〓₁の差を
とる減
算器、７３，７４は演算器５４の出力値α〓₀、θ〓₀と
記憶装置６１，６２の出力値α〓₂−α〓₁、θ〓₂−θ
〓₁を加
える加算器である。

上述した制御装置による補正動作を図を用いて
説明する。第１２図は第９図と同様に吐出量コン
トローラ１２のゲインが変化していた場合の一例
である。この場合には、まず、演算器５４の出力
α〓₀がブーム角速度α〓₁を1.5（図中l₁）にすべく吐
出
量コントローラ１２へl₂の信号を出力するが、破
線のような特性のために、実際には0.75（図中
m₁）の速度しか得られない。したがつて次の軌
跡制御時には、演算器５４の出力α〓₀（＝1.5）にα〓
₂
−α〓₁＝0.75の値を加算した2.25の値（図中n₂）を
吐出量コントローラ１２へ出力する。その結果ブ
ーム角速度α₁は1.125（図中n₁）となり、前回より
設定した速度（1.5）に近い値になる。そして、
軌跡制御毎にこの補正を行なうことにより、設定
速度α〓₁＝1.5に徐々に近づく。また、第９図のよ
うに吐出量コントローラ１２のゼロ点がずれてい
た場合には、１回の補正で設定速度にすることが
可能であることはすぐわかる。

第１３図は本発明に用いられる制御装置のもう
一つの実施例を示すもので、図において第６図と
同符号のものは同じ装置を示している。７５は演
算器で、この演算器７５はアーム３の先端Ｃを設
定軌跡上に動かす場合にアーム角度θがある角度
のときブーム角速度α〓をアーム角速度θ〓の何倍で
動かせば良いかを決めるものである。７６，７
７，７９は掛算器、８０は割算器、７８は演算器
で、この演算器７８はアーム３の先端Ｃが設定軌
跡上を動いているときのブーム角α〓とアーム角θ〓
からブーム角速度α〓とアーム角速度θ〓との比を求
めるものである。

次に、上述した演算器７５，７８の演算内容に
ついて詳しく説明する。

第３図において、アーム３の先端Ｃの座標
（Ｘ、Ｙ）は次式によつて求まる。

ｘ＝L₁sinα＋L₂sin（α＋θ） ……(1) ｙ＝L₁cosα＋L₂cos（α＋θ） ……(2) 式(1)、(2)を時間で微分すると、 dx／dt＝ｘ〓＝L₁cosα・α〓 ＋L₂cos（α＋θ）・（α〓＋θ〓）……(3) dy／dt＝ｙ〓＝−L₁sinα・α〓 −L₂sin（α＋θ）・（α〓＋θ〓）……(4) となる。ここで、たとえば、アーム３の先端Ｃを
水平方向に平行に移動させる場合には式(4)＝０と
すれば良い。

L₁・sinα・α〓＋L₂・sin（α＋θ） ・（α〓＋θ〓）＝０ ……(5) L₁・sinα・α〓＋L₂・sin（α＋θ） ・α〓＋L₂・sin（α＋θ）・θ〓＝０ ……(6) ∴α／θ＝L₂・sin（α＋θ）／L₁・sinα＋L₂・sin（
α＋θ）……(7) となる。次に、ｙを一定にするためのブーム角α
とアーム角θの関係を求める。

まず、角度γとアーム角θとの関係は正弦定理
より、 sinγ＝−L₂／Ｌsin（θ＋180゜） ……(8) ∴γ＝sin^-1（−L₂／Ｌsin（θ＋180゜）……(9) ここでＬ＝L² ₁＋L² ₂−2L₁L₂cos（θ＋180゜） また、軌跡制御開始時のアーム３の先端Ｃの位
置をy₀とすると、 ｙ＝y₀＝Lsin（90゜−（α＋γ） ……(10) ∴α＝90゜−γ−sin^-1（y₀／Ｌ） ……(11) よつて、式(9)を式(11)に代入して次式を得る。

α＝90゜−sin^-1（L₂／Ｌsin（θ
＋180゜））−sin^-1（y₀／Ｌ）……(12) したがつて、軌跡制御開始スイツチ４９がON
したときのブーム角αとアーム角θとから、アー
ム３の先端Ｃの高さy₀を求める。次にこのy₀とア
ーム角θを順次式(12)に代入することにより、アー
ム３の先端Ｃが水平移動するためのブーム角度α
が求まる。このαとθを式(7)に代入することによ
り、アーム角θに対するブーム角速度α〓とアーム
角速度θ〓の比を求めることができる。演算器７５
では以上説明した演算を軌跡制御開始スイツチ４
９がONしたときに行ない、第１４図に示すよう
な値を記憶しておく。

演算器７８では軌跡制御時におけるブーム角
α、アーム角θを逐次取り込み、式(7)を用いて演
算しα〓₁／θ〓₁を計算する。

次に上述した制御装置の動作を説明する。ま
ず、切換スイツチ６５を手動側にしてアーム３の
先端Ｃを任意の位置に設定する。次に切換スイツ
チ６５を自動側に倒す。そして、軌跡制御開始ス
イツチ４９をONすると、演算器７５は前記した
演算を行ない、例えば第１４図に示すような値を
演算し、記憶する。次にアームレバー２８を操作
すると、操作量に応じたアーム角速度指令値θ〓₀が
ポンプ吐出量コントローラ１３に送られ、アーム
シリンダ６が動き、アーム角θが変化する。演算
器７５ではこの時々刻々と変化するアーム角θを
取り込み、アーム角θに対応した値α₀／θ₀を時々刻 刻と出力する。そして、この値とアーム角速度指
令値θ〓₀を掛算器７６で掛算し、ブーム角速度指令
値α〓₀を得る。そして、記憶装置６１の出力がアー
ム角θに対応して常に１であればα〓₂＝α〓₀となり、
α〓₂が吐出量コントローラ１２へ入力され、ポンプ
１０の吐出量が制御される。この結果ブームシリ
ンダ５の速度が制御され、アーム３の先端Ｃの軌
跡が制御される。また、ブームシリンダ５、アー
ムシリンダ６の動きに対応してブーム角α、アー
ム角θも動く。演算器７８では、このブーム角
α、アーム角θを逐次取り込み、式(7)を用いて
α〓₁／θ₁を逐次演算する。そして、掛算器７９で
α〓₁／θ〓₁とアーム角速度指令値θ〓₀を掛算する。
次
に、この出力値α〓₁θ〓₀／θ〓₁で吐出量コントロー
ラ１
３への入力値α〓₂を割算器８０で割り算し、α〓₂θ〓
₁／
α〓₁θ〓₀を得る。そして、アーム角θに対応して記憶
装置５９に記憶する。

次に、また手動でアーム３の先端Ｃを任意の位
置（通常前回の位置とほぼ同じ位置）に設定す
る。そして、再び軌跡制御開始スイツチ４９を
ONすると記憶装置５９の内容が記憶装置６１に
転送される。そして、アームレバー２８を操作す
ることにより、ブーム角速度指令値α〓₀がアーム角
θに対応して時々刻々出力される。このブーム角
速度指令値α〓₀と記憶装置６１の出力α〓₂θ〓₁／α
〓₁θ〓₀を
掛算器７７で掛算し、α〓₂＝α₂θ₁／α₁θ₀α〓₀なる
信号を吐 出量コントローラ１２へ出力する。すなわち、た
とえばアーム角θの実際の速度が指令値より大き
く出る場合（θ〓₁＞θ〓₀）は、ブーム角速度指令値α
〓₀
よりも大きい値α〓₂を吐出量コントローラ１２へ出
力する。また、ブーム角αの実際の速度が指令値
より大きく出る場合（α〓₁＞α〓₂）は、ブーム角速度
指令値α〓₀よりも小さい値α〓₂を吐出量コントローラ
１２へ出力する。したがつて、吐出量コントロー
ラ１２，１３などにゲインやゼロ点の誤差があつ
ても、設定した速度に制御することができ、アー
ム３の先端Ｃの軌跡を制御することができる。

なお、上述の実施例においては、ハード演算器
を用いたが、マイクロコンピユータを用いても良
い。また、上述の実施例ではアーム３の先端Ｃの
軌跡制御について説明したが、バケツト４の軌跡
を制御する場合でも、角速度指令値と実際の角速
度から設定した軌跡になるように指令値を補正す
ることができる。さらに、上述の実施例では、ア
ーム３の先端Ｃの軌跡制御を行なう指令値とし
て、アーム角θとブーム角αの角速度を与えた
が、アームシリンダ６、ブームシリンダ５の速度
を与えても良い。また、アーム角θ、ブーム角α
をポテンシヨメータで検出したが、アームシリン
ダ６、ブームシリンダ５の変位を検出してもよ
い。さらに、第６図、第１１図の実施例では、ア
ーム角速度θ、ブーム角速度α〓を角度から微分し
ているが、角速度計をつけてもよい。また、第１
３図に示す実施例では、軌跡制御開始スイツチ４
９がONしたときのα₀、θ₀からy₀を求めて、アー
ム３の先端Ｃを水平移動させるべきα₀／θ₀を演算し ているが、時々刻々とy₀を演算してα₀／θ₀を演算し ても良い。

以上説明したように、本発明によれば、掘削軌
跡制御装置を構成する各装置に何らかの原因でゼ
ロ点のずれやゲインのずれがあつても軌跡を設定
通りに制御することができるので、掘削軌跡作業
精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は油圧シヨベルの構成を示す側面図、第
２図および第３図は従来の掘削制御装置の一例を
示す構成図、第４図は従来の装置によつて得られ
るポンプの特性を表わす図、第５図は本発明の原
理を説明するために供するアーム、ブームの座標
位置、角度等を定義するための説明図、第６図は
本発明に用いられる制御装置の一例の構成を示す
図、第７図〜第１０図はその動作説明のための特
性図、第１１図は本発明に用いられる制御装置の
他の例の構成を示す図、第１２図はその動作説明
のための特性図、第１３図は本発明に用いられる
制御装置のさらに他の例の構成を示す図、第１４
図はその動作説明のための特性図である。 ２……ブーム、３……アーム、４……バケツ
ト、１２，１３……吐出量コントローラ、２７，
２８……操作レバー、５２，５３……角度検出
器、５４，７５，７８……演算器、５９，６０，
６１，６２……記憶装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 走行可能なシヨベル本体上の旋回体前部に、
   ブームシリンダによつて回動されるブームを枢着
   し、このブームの先端にアームシリンダによつて
   回動されるアームを枢着し、このアームの先端に
   バケツトを取付けた油圧シヨベルにおいて、操作
   盤により掘削面の勾配や掘削速度などの条件を与
   え、それらの条件の下で軌跡制御を行うに必要な
   各油圧シリンダの速度（または角速度）を演算器
   を用いて計算し、その演算結果に基いて軌跡制御
   を行つた場合の実際の速度と演算した速度との誤
   差量を演算して記憶し、次に行う軌跡制御時にこ
   の誤差量を用いて演算器の計算結果値を補正した
   演算値に基き軌跡制御を行う工程を逐次繰返し、
   制御された実際の軌跡を設定した軌跡に近づける
   ようにしたことを特徴とする油圧シヨベルの掘削
   軌跡制御方法。