JPH03156037A

JPH03156037A - 作業機干渉回避装置

Info

Publication number: JPH03156037A
Application number: JP29303589A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Fujimoto; 吉明藤本
Original assignee: Yutani Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1989-11-10
Filing date: 1989-11-10
Publication date: 1991-07-04
Anticipated expiration: 2013-04-15
Also published as: JP2739358B2

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】産業上の利用分野この発明は、主として油圧ショベルなど建設機械の作業
干渉回避装置に関する。

従来の技術側溝掘り用作業機を装着した油圧ショベルでは上部旋回
体のフロント部に側溝掘りブームを取付け、その側溝掘
りブーム先端部に順次アーム、パケットを連結し、屈折
作業運動を行うようにしている。それで、作業機を運転
室の前方側でオフセットして掘削積込作業を行うと、作
業機の運動範囲内に運転室と干渉する区域が存在し、非
常に危険であった。そのために、上記作業機の動作を検
出する屈折動作検出手段を設け、その屈折動作検出手段
からの信号にもとづき、作業機の上記干渉を防止する対
策が種々塩素されていた。

発明が解決しようとする課題作業機の運動範囲内に運転室と干渉する区域が存在する
ので、掘削積込作業時にパケットを運転室に干渉衝突さ
せることがあった。この事故は運転室を破損すると同時
に、運転者に災害をもたらしていた。

この発明は上記の課題を解決し、作業機が設定された干
渉区域に侵入してきたとき、作業機の作動速度減速処理
と停止処理を行うことにより、荷こぼれすることなく、
スムーズかつ完全な干渉回避ができる作業機干渉回避装
置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段上記の課題を解決するために講じたこの発明の手段は、（１）イ、運転室の前面側、側面側および上面側に沿っ
て危険域を、またその危険域の前面側、側面側および上
面側に沿って準危険域を、またその準危険域の外側域を
安全域に設定し、口０作業機の先端部が運転室に向がっ
て接近し安全域と準危険域との区域境界面に到達したと
き作業機の作動速度を減速処理するようにし、また準危
険域と危険域との区域境界面に到達したとき作業機の作
動を停止処理するように構成した。

（２）イ、特許請求の範囲第１項記載の作業機干渉回避
装置において、危険域と準危険域との区域境界面の若干
外側位置に危険域外側境界面を、また準危険域と安全域
との区域境界面の若干外側位置に準危険域外側境界面を
設定し、口９作業機の先端部が運転室より遠去かる作動
時に上記先端部が危険域と準危険域との区域境界面に到
達したときその作動状態を継続して通過し、上記危険域
外側境界面に到達したとき減速処理状態の減速速度に復
帰し、また準危険域と安全域との区域境界面に到達した
とき上記減速処理状態を継続して通過し、上記準危険域
外側境界面に到達したとき通常の作動速度に復帰するよ
うにした。

（３）イ、特許請求の範囲第１項記載の作業機干渉回避
装置において、作業機の先端部が危険域にて停止処理状
態にあるとき、その停止処理を解除する停止処理解除手
段を設けた。

作　　　　　　用（１）イ１作業機の動きは屈折動作検出手段により検出
され、その検出信号がコントローラに入力される。上記
検出信号にもとづきコントローラは判断し、作業機の先
端部が運転室に向かって接近し安全域と準危険域との区
域境界面に到達したとき、コントローラより油圧ポンプ
用レギュレータの電磁比例弁に指令信号が出力される。

その電磁比例弁の作動により油圧ポンプの滅馬力制御が
行われるので、作業機の作動速度は減速処理される。

口、また作業機の先端部が運転室に向かって接近し準危
険域と危険域との区域境界面に到達したとき、コントロ
ーラからＩノモコン弁用パイロット回路の電磁弁に指令
信号が出力される。上記電磁弁の作動によりリモコン弁
用パイロット回路は遮断状態となるので、作業機の停止
処理が行われる。

（２）イ６作業機の先端部が運転室より遠去かる作動時
には区域境界面で、危険域外側境界面、準危険域外側境
界面の位置においてそれぞれ減速速度復帰処理１通常速
度復帰処理が行われる。

それにより、先端部が作動しているとき区域境界面など
において、作業機がチャタリング現象をおこすことはな
い。

（３）イ１作業機の先端部が危険域にて停止処理状態に
あるとき、停止処理解除用スイッチを操作するとその信
号はコントローラに入力される。

その信号にもとづきコントローラから、電磁弁用ソレノ
イドに通じる継電器接点に対して指令信号が出力される
。上記電磁弁の作動によりリモコン弁用パイロット回路
は開通状芯となるので、作業機の停止処理が解除される
。

実　　　　　施　　　　　例以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。第２図は、油圧ショベル１の側面図である。図にお
いて、２は油圧ショベル１の下部走行体、３は上部旋回
体、４は上部旋回体３のフロント部に装着した作業機、
５は作業機４の側溝掘りブーム、６は側溝掘りブーム５
のリアブーム７はフロントブーム、８はアッパブーム、
９はアーム、１０はパケット、１１はブームシリンダ、
１２はアームシリンダ、１３はパケットシリンダ１４は
リアブーム６根付部のビン結合部、１５はフロントブー
ム７基端部のビン結合部、１６はアーム９基端部のビン
結合部、１７はビン結合部〕４に取付けたブーム用ポテ
ンショメータ、１８はビン結合部１５に取付けたオフセ
ット用ポテンショメータ、１９はビン結合部１６に取付
けなアー・ム用ポテンショメータ、αはブーム傾斜角、
βけアーム回転角、Ｌｌはリアブーム長さ、Ｌ２はフロ
ントブーム長さ、Ｌ３はアッパフレーム長さ、Ｌ４はア
ーム長さである。第３図は、第２図における油圧ショベ
ル１の平面図である。図において２０はオフセットシリ
ンダ、γはオフセラ１〜角、Ｌ５はオフセット寸法であ
る。第４図は、油圧ショベル１に設定した危険域を示す
側面図である。

図において、２１は運転室、範囲Ａは危険域、範囲Ｂは
準危険域、範囲Ｃは安全域である。第１（ミ４は、この
発明にかかる作業機干渉回避装置２２を示す回路図であ
る。図において、２３Ｌ、２３Ｒは左右の走行モータ、
２４はブームシリンダ１］制御用パイロツト切換弁、２
５はパケットシリンダ１３制御用パイロツト切換弁、２
６はアームシリンダ１２制御用パイロツト切換弁、２７
はオフセットシリンダ２０制御用パイロツト切換弁、２
８はエンジン、２９．３０はそれぞれエンジン２８によ
り駆動される可変容量型油圧ポンプである第１．第２ポ
ンプ、３１．３２は第１．第２ポンプ２９．３０のそれ
ぞれレギュレータ、３３，３３′はそれぞれ第１人力弁
、３４．３４’はそれぞれ第２人力弁、３４．３４’は
それぞれ第２人力弁、３５．３５’はそれぞれ制御弁、
３６，３６゛はそれぞれサーボピストン弁、３７は電磁
比例弁、３８は電磁比例弁３７のソレノイド、３つはパ
イロットポンプ、４０は油タンク、４１，４２はパイロ
ット切換弁２４．〜．２７を操作するリモコン弁、４３
はリモコン弁４１．４２のパイロット回路に設けられた
電磁弁、４４は電磁弁４３のソレノイド、４５はコント
ローラ、４６はメモリ、４７は停止処理解除用スイッチ
、４８は継電器接点、４つはブザである。なおレギュレ
ータ３１．３２における第１人方弁３３．３３’のそれ
ぞれボートＰｆ　、Ｐ’　ｆにパイロット圧を作用させ
ることにより、第１、第２ポンプ２９．３０の減馬力制
御を行うことができる。またコントローラ４９のメモリ
４６には、運転室２１の外側に設定した危険域Ａ、準危
険域Ｂ、安全域Ｃに対応する作業機４の各部長さＬ１＋
〜、Ｌ７、各部回転角α、β、γなどデータが記憶され
ている。第５図および第６図は、それぞれアーム先端部
５０の動きを示すグラフである。第５図において、危険
域外側境界面は危険域Ａと準危険域Ｂとの区域境界面の
外側（危険域Ａに対して外側）に若干寸法したけ離して
設定した境界面である。第６図において、準危険域外側
境界面は準危険域Ｂと安全域Ｃとの区域境界面の外側（
準危険域Ｂに対して外側）に若干寸法Ｍだけ離して設定
した境界面である。なお上記危険域外側境界面と準危険
域境界面のそれぞれ設定位置は、コントローラ４５のメ
モリ４６に記憶されている。

次に、この発明にかかる作業機干渉回避装胃２２の構成
を第１図〜第６図について述べる。運転室２１の前面側
、側面側および上面側に沿って危険域Ａを、またその危
険域Ａの前面側、側面側に沿って準危険域Ｂを、またそ
の準危険域Ｂの外側域を安全域Ｃに設定した。そして作
業機４のアーム先端部５０が運転室２１に向かって接近
し安全域Ｃと準危険域Ｂとの区域境界面に到達したとき
作業機４の作動速度を減速処理するようにし、また準危
険域Ｂと危険域Ａとの区域境界面に到達したとき作業機
４の作動を停止処理するようにした。

それから、危険域Ａと準危険域Ｂとの区域境界面の若干
外側位置に危険域外側境界面を、また準危険域Ｂと安全
域Ｃとの区域境界面の若干外側位置に準危険域外側境界
面を設定した。そしてアーム先端部５０が運転室２１よ
り遠去かる作動時に上記アーム先端部５０が危険域Ａと
準危険域Ｂとの区域境界面に到達したときその作動状態
を継続して通過し、上記危険域外側境界面に到達したと
き減速処理状態の減速速度に復帰し、また準危険域Ｂと
安全域Ｃとの区域境界面に到達したとき上記減速処理状
態を継続して通過し、上記準危険域外側境界面に到達し
たとき通常の作動速度に復帰するようにした。またアー
ム先端部５０が危険域Ａにあるとき、その停止処理を解
除する停止処理解除手段としてスイッチ４７を設けた。

次に、この発明にかかる作業機干渉回避装置２２の作用
機能について述べる。作業機４の動きは、屈折動作検出
手段であるブーム用、オフセット用アーム用の各ポテン
ショメータ１７．１８．１９により検出され、その検出
信号がそれぞれコントローラ４５に入力される。上記検
出信号にもとづきコントローラ４５は判断し、アーム先
端部５０が運転室２１に向かって接近し安全域Ｃと準危
険域Ｂとの区域境界面に到達したとき、コントローラ４
５よりレギュレータ３１．３２の電磁比例弁３７に指令
信号が出力され葛、電磁比例弁３７は作動するので、パ
イロットポンプ３９からのパイロット圧は油路５１．５
２）絞り５３、油路５４５５、電磁比例弁３７、油路５
６．５７および５８を経て、第１人方弁３３．３３’の
それぞれボートＰ　ｆ　＋　Ｐ　’　ｆに作用する。そ
れにより第１゜第２ポンプ２９．３０は減馬力制御され
るので、アーム先端部５０の作動速゛度は減速処理され
る。

またアーム先端部５０が運転室２１に向かって接近し準
危険域Ｂと危険域Ａとの区域境界面に到達したとき、コ
ントローラ４５より電磁弁４３に指令信号が出力される
。電磁弁４３は開通油路位置イより遮断油路位置口に切
換わるので、リモコン弁４１．４２用パイロット回路は
遮断状態となる。

リモコン弁４１．４２は操作不能となるので、作業機４
の停止処理が行われる。そして上記作業機４が停止処理
状態にあるとき、スイッチ４７を操作する。スイッチ４
７からの操作信号はコントローラ４５に入力される。コ
ントローラ４５からの出力信号は継電器接点４８に作用
するので、電磁弁４３のソレノイド４４は非通電となる
。電磁弁４３は開通油路位置イに復帰し、リモコン弁４
１４２の操作は可能となる。上記スイッチ４７を゛モー
メンタリＳ界などに設定すれば・、スイッチを操作して
いる間だけ停止処理状態が解除されるが、その場合は運
転者自身が危険域Ａ内での操作と判断して操作を行うの
で、作業機干渉の危険性は薄い。

それから、アーム先端部５０が運転室２１より遠去かる
作動時に上記アーム先端部５０が危険域Ａと準危険域Ｂ
との区域境界面に到達したとき、第５図のようにその作
動状態を継続して若干寸法したけ通過し、危険域外側境
界面に到達したとき減速処理状態の減速速度に復帰する
。続いて次に準危険域Ｂと安全域Ｃとの区域境界面に到
達したとき、第６図のようにその作動状態を継続して若
干寸法Ｍだけ通過し、準危険域外側境界面に到達したと
き通常速度に復帰する。すなわちアーム先端部５０が運
転室２０に対して近づく場合と遠去かる場合では、第５
図および第６図のようにアーム先端部５０がヒステリシ
ス的推移の動きをする。

それにより作業機４は、チャタリングやショックをおこ
すことなく、スムーズな動きで作業機干渉の回避を行う
ことができる。

またアーム先端部５０が準危険域Ｂ、危険域Ａに侵入し
たとき、コントローラ４５からの出力信号により、ブザ
４９が準危険域Ｂでは断続号鳴音を、危険域Ａでは連続
号鳴音を発する。

なお作業機干渉回避装置２２では、ブーム用。

オフセット用、アーム用ポテンショメータ１７゜１８．
１９を設けているが、それに加えてパケット用ポテンシ
ョメータ（図示しない）をアーム先端部５０に設けると
、パケット１０の爪先位置を検出できるので、より効果
的である。

また、ポテンショメータ以外の検出器を用いる方法とし
て、各油圧シリンダの伸縮長さを検出するストロークセ
ンサをそれぞれ取付け、その作業機先端部検出手段によ
っても、この作業機干渉回避装置は実施可能である。

次に第７図は、この発明にかかる他実施例作業機干渉回
避装置５９を示す回路図である。この作業機干渉回避装
置５９が前記作業機干渉回避装置２２と異なる点は、作
業機４の減速処理を行うとき、コントローラ４５′から
の指令信号をステッピングモータなど制御モータ６０に
出力するようにしている。制御モータ６０は作動し、連
結機構６１を介してエンジン２８のガバナレバー６２を
回動させる。それによりエンジン２８の回転は低速は落
とされるので、作業機４の減速処理が行われる０作業機
干渉回避装置５つの作用機能は、作業機干渉回避装置２
２の場合と同様である。

発明の効果この発明にかかる作業機干渉回避装置では、運転室の前
面側、側面側および上面側に沿って危険域、準危険域を
設定し、安全域と準危険域との間で作業機の減速処理を
、また準危険域と危険域との間で停止処理を行うように
した。また、作業機のアーム先端部が運転室に対して近
づく場合と遠去かる場合に、ヒステリシス的推位の動き
をする。

また、作業機の停止処理を解除する停止処理解除手段を
設けた。それにより作業機のパケットが運転室に向かっ
て近づくとき、予め準危険域で作動速度を低速に落とし
、危険域では荷こぼれすることなく、ショック無しに作
業機を停止することができる。そして作業機が運転室か
ら遠去かるときチャタリング無しに作動させることがで
きる。

したがってこの発明にかかる作業機干渉回避装置をそな
えた油圧ショベルでは、ショックやチャタリングをとも
なわないスムーズな操作感覚で、作業機干渉を確実に回
避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる作業機干渉回避装置を示す回
路図、第２図は油圧ショベルの側面図、第３図は第２図
における油圧ショベルの平面図、第４図は油圧ショベル
に設定した危険域を示す側面図、第５図および第６図は
それぞれアーム先端部の動きを示すグラフ、第７図はこ
の発明にかかる他実施例作業機干渉回避装置を示す回路
図である。４−−一−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−一作業機１７　、　１８　、　１９
−−−−−−−−ポテンショメータ２１−−−−−−−
−−−”−一−−−−−−−−−−−−−−−運転室２
２　、５９−−−−−−−−−−−−−−−−−−−一
作業機干渉回避装置３１３２　　　　　レギュレータ３７−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−電磁比例弁４４５、　４５’ ６７０電磁弁コントローラメモリスイッチアーム先端部以　　　　　　上特　　許　　出　　願　　人油谷重工株式会社第２図弔図第４図第図第図男図平成２年３月日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）上部旋回体のフロント部に、オフセット操作によ
り運転室側に向かつて屈折作業運動可能な作業機を取付
け、その作業機の動作の先端部位置を検出する動作位置
検出手段を設け、その動作位置検出手段からの信号にも
とづき作業機が運転室に干渉するのを回避せしめるよう
にした作業機干渉回避装置において、運転室の前面側、
側面側および上面側に沿って危険域を、またその危険域
の前面側、側面側および上面側に沿って準危険域を、ま
たその準危険域の外側域を安全域に設定し、作業機の先
端部が運転室に向かって接近し安全域と準危険域との区
域境界面に到達したとき作業機の作動速度を減速処理す
るようにし、また準危険域と危険域との区域境界面に到
達したとき作業機の作動を停止処理するように構成した
ことを特徴とする作業機干渉回避装置。
（２）特許請求の範囲第１項記載の作業機干渉回避装置
において、危険域と準危険域との区域境界面の若干外側
位置に危険域外側境界面を、また準危険域と安全域との
区域境界面の若干外側位置に準危険域外側境界面を設定
し、作業機の先端部が運転室より遠去かる作動時に上記
先端部が危険域と準危険域との区域境界面に到達したと
きその作動状態を継続して通過し、上記危険域外側境界
面に到達したとき減速処理状態の減速速度に復帰し、ま
た準危険域と安全域との区域境界面に到達したとき上記
減速処理状態を継続して通過し、上記準危険域外側境界
面に到達したとき通常の作動速度に復帰するようにした
ことを特徴とする作業機干渉回避装置。
（３）特許請求の範囲第１項記載の作業機干渉回避装置
において、作業機の先端部が危険域にて停止処理状態に
あるとき、その停止処理を解除する停止処理解除手段を
設けたことを特徴とする作業機干渉回避装置。