JPH0414531A - 作業機の制御装置 - Google Patents
作業機の制御装置Info
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- JPH0414531A JPH0414531A JP11180390A JP11180390A JPH0414531A JP H0414531 A JPH0414531 A JP H0414531A JP 11180390 A JP11180390 A JP 11180390A JP 11180390 A JP11180390 A JP 11180390A JP H0414531 A JPH0414531 A JP H0414531A
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- 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
- E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
- E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
- E02F3/437—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like providing automatic sequences of movements, e.g. linear excavation, keeping dipper angle constant
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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。
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、パワーショベル等の作業機の制御装置で、特
に各作業機を制御して直線掘削を行なう場合の作業機の
目標軌跡の補正を効果的に補正することができる作業機
の制御装置に関するものである。
に各作業機を制御して直線掘削を行なう場合の作業機の
目標軌跡の補正を効果的に補正することができる作業機
の制御装置に関するものである。
油圧ショベル等作業機による自動掘削時の軌跡補正に関
する従来技術としては、特開昭６０−３３９４０号公報
に示されるように、補正レバーから、掘削面に垂直方向
の速度指令を取り込み、これにより、作業機であるバケ
ットの先端の指令速度を補正して目標軌跡を修正するも
のがあった。
する従来技術としては、特開昭６０−３３９４０号公報
に示されるように、補正レバーから、掘削面に垂直方向
の速度指令を取り込み、これにより、作業機であるバケ
ットの先端の指令速度を補正して目標軌跡を修正するも
のがあった。
上記従来の技術では、過負荷防止等の目的でバケット先
端を目標軌跡から一旦ずらした場合、このときバケット
に垂直方向に速度を与えているため、元の目標軌跡に正
確に復帰するのが困難であった。
端を目標軌跡から一旦ずらした場合、このときバケット
に垂直方向に速度を与えているため、元の目標軌跡に正
確に復帰するのが困難であった。
本発明は上記のことにかんがみなされたもので、作業機
の先端による自動掘削時において、速度指令のかわりに
レバーからの信号に応じた位置を目標軌跡と垂直方向に
与えてやることにより、逐次レバーの操作量に応じた距
離だけ垂直方向に垂直方向に軌跡がずれ、レバーを戻す
ことにより元の目標軌跡上に指令値が復帰され、レバー
操作量と軌跡のずれ量がそのまま比例して、オペレータ
の操作感覚にあった補正操作を行なうことができ、また
、補正時に作業機先端部に振動が発生することがないよ
うにした作業機の制御装置を提供することを目的とする
ものである。
の先端による自動掘削時において、速度指令のかわりに
レバーからの信号に応じた位置を目標軌跡と垂直方向に
与えてやることにより、逐次レバーの操作量に応じた距
離だけ垂直方向に垂直方向に軌跡がずれ、レバーを戻す
ことにより元の目標軌跡上に指令値が復帰され、レバー
操作量と軌跡のずれ量がそのまま比例して、オペレータ
の操作感覚にあった補正操作を行なうことができ、また
、補正時に作業機先端部に振動が発生することがないよ
うにした作業機の制御装置を提供することを目的とする
ものである。
上記目的を達成するために、本発明に係る作業機の制御
装置は、車体に回動可能に取付けたブームと、ブームの
先端に回動可能に取付けたアームと、アームの先端に回
動可能に取付けたバケット等の先端作業機とを有し、か
つ上記各部材をシリンダ等のアクチュエータにて回動駆
動するようにした作業機において、上記各アクチュエー
タを制御するアクチュエータ制御手段と、上記ブーム、
アーム、先端作業機のそれぞれの姿勢角を検出する作業
機姿勢検出手段と、上記先端作業機にて掘削しようとす
る掘削面の目標とする掘削位置を与える作業機目標位置
指令手段と、上記作業機姿勢検出手段からの検出値と作
業機目標位置指令手段とからの指令値を受けて、作業機
目標位置指令手段で与えられた掘削位置を、きめられた
固有の速度で移動するための操作量を演算して、その値
を上記各アクチュエータ制御手段へ出力するアクチュエ
ータ操作量演算手段とを備え、さらに上記作業機目標位
置指令手段からの指令信号のうち、掘削面と垂直方向の
位置指令信号を補正する垂直方向位置補正手段とから構
成されている。
装置は、車体に回動可能に取付けたブームと、ブームの
先端に回動可能に取付けたアームと、アームの先端に回
動可能に取付けたバケット等の先端作業機とを有し、か
つ上記各部材をシリンダ等のアクチュエータにて回動駆
動するようにした作業機において、上記各アクチュエー
タを制御するアクチュエータ制御手段と、上記ブーム、
アーム、先端作業機のそれぞれの姿勢角を検出する作業
機姿勢検出手段と、上記先端作業機にて掘削しようとす
る掘削面の目標とする掘削位置を与える作業機目標位置
指令手段と、上記作業機姿勢検出手段からの検出値と作
業機目標位置指令手段とからの指令値を受けて、作業機
目標位置指令手段で与えられた掘削位置を、きめられた
固有の速度で移動するための操作量を演算して、その値
を上記各アクチュエータ制御手段へ出力するアクチュエ
ータ操作量演算手段とを備え、さらに上記作業機目標位
置指令手段からの指令信号のうち、掘削面と垂直方向の
位置指令信号を補正する垂直方向位置補正手段とから構
成されている。
ブーム、アーム、先端作業のそれぞれの姿勢角は作業機
姿勢検出手段にて検出され、この検出値と、作業機目標
位置指令手段からの指令値がアクチュエータ操作量演算
手段に入力されると、このアクチュエータ操作量演算手
段で、上記先端作業機が、作業機目標位置指令手段で与
えられた掘削位置を、この演算手段できめられた固有の
速度で移動（掘削）するための指令がアクチュエータ制
御手段へ出力し、先端作業機はきめられた速度で与えら
れた位置に沿って法面を掘削する。
姿勢検出手段にて検出され、この検出値と、作業機目標
位置指令手段からの指令値がアクチュエータ操作量演算
手段に入力されると、このアクチュエータ操作量演算手
段で、上記先端作業機が、作業機目標位置指令手段で与
えられた掘削位置を、この演算手段できめられた固有の
速度で移動（掘削）するための指令がアクチュエータ制
御手段へ出力し、先端作業機はきめられた速度で与えら
れた位置に沿って法面を掘削する。
そしてこのとき、垂直方向位置補正手段からの入力によ
り、これの入力信号に応じて作業機の先端位置が掘削面
と垂直方向にずれて掘削軌跡が、掘削面と垂直方向に補
正される。
り、これの入力信号に応じて作業機の先端位置が掘削面
と垂直方向にずれて掘削軌跡が、掘削面と垂直方向に補
正される。
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図であり、この
第１図に示されるパワーショベルの構成は、通常のもの
で、ブーム１．アーム２゜バケット３及びこれを駆動す
るブームシリンダ４、アームシリンダ５．バケットシリ
ンダ６を具備している。そして上記ブーム１、アーム２
゜バケット３の各回動基部にそれぞれの姿勢を検出する
姿勢検出手段７ａ、７ｂ、７（が備えである。
第１図に示されるパワーショベルの構成は、通常のもの
で、ブーム１．アーム２゜バケット３及びこれを駆動す
るブームシリンダ４、アームシリンダ５．バケットシリ
ンダ６を具備している。そして上記ブーム１、アーム２
゜バケット３の各回動基部にそれぞれの姿勢を検出する
姿勢検出手段７ａ、７ｂ、７（が備えである。
なお、以下の説明のために、上記構成の作業機の各部材
の角度１位置を第２図に示すように定義する。
の角度１位置を第２図に示すように定義する。
すなわち、ブーム１の回転角をα、アーム２の回転角を
β、バケット３の回転角をγ、バケット３の水平面（基
準面）に対する傾角をδ、ブーム１の長さをＩＩ １
ｓアーム２の長さを９２、バケット３の長さをＩ ｓ
ｓバケット３の先端の前後方向の位置をｘ１上下方向の
位置をｙ１掘削勾配をφとする。
β、バケット３の回転角をγ、バケット３の水平面（基
準面）に対する傾角をδ、ブーム１の長さをＩＩ １
ｓアーム２の長さを９２、バケット３の長さをＩ ｓ
ｓバケット３の先端の前後方向の位置をｘ１上下方向の
位置をｙ１掘削勾配をφとする。
ここで第２図より
δ−α＋β＋γ−□ ・・・ （１）
の関係から、上記始点傾角δ。を求めることができる。
の関係から、上記始点傾角δ。を求めることができる。
また、各回転角角ａ、β、γと
先端位置ｘ、ｙの関係は、
で表わされるので、（２）式及び上記（１）式において
、ブーム１、アーム２、バケット３の検出角α、、β、
、γ、から求めた刃先の位置ｘ、ｙ及び先端傾角δはＸ
ａ、）’ａ、δ、とじて求めることができる。
、ブーム１、アーム２、バケット３の検出角α、、β、
、γ、から求めた刃先の位置ｘ、ｙ及び先端傾角δはＸ
ａ、）’ａ、δ、とじて求めることができる。
また掘削開始直前の各軸検出角から求めた刃先の位置を
Ｘｏ、）’。とすると、目標軌跡（ｘ７．ｙりは となる。ただし、勾配指令値をφ、−２、速度をＶとす
る。
Ｘｏ、）’。とすると、目標軌跡（ｘ７．ｙりは となる。ただし、勾配指令値をφ、−２、速度をＶとす
る。
上記説明では、ｘ＋Ｖ座標軸を車体固定座標ｘ−ｙにと
った例で説明したが、このとき、車体固定座標ｘ−ｙ上
でのバケット３の刃先の位置指令（Ｘ ｙ（１＋＋
Ｙ ｙｚ＋）及びこれの現在位置（ｘ、ｙ）を、ブーム
回動中心を原点とし、Ｘ軸を掘削面と平行にとった座標
ｘ′−ｙ′上のＸ′軸に変換すれば、ｙ′方向位置指令
値が定数となり、Ｘ′方向と比べて制御的にｙ′方向に
遅れが少なくなる。
った例で説明したが、このとき、車体固定座標ｘ−ｙ上
でのバケット３の刃先の位置指令（Ｘ ｙ（１＋＋
Ｙ ｙｚ＋）及びこれの現在位置（ｘ、ｙ）を、ブーム
回動中心を原点とし、Ｘ軸を掘削面と平行にとった座標
ｘ′−ｙ′上のＸ′軸に変換すれば、ｙ′方向位置指令
値が定数となり、Ｘ′方向と比べて制御的にｙ′方向に
遅れが少なくなる。
ｘ−ｙ座標からｘ Ｌ ｙ ′座標への座標変換は次
式で与えられる。
式で与えられる。
本発明は上記の関係を利用したもので、第１図に示す構
成において、作業機目標位置指令手段８からバケット３
の先端のｘ′−ｙ′座標軸における位置指令Ｘ’ ｙ（
１＋＋ ｙ／ ｙ（＋１を、作業機姿勢検出手段７ａ
、７ｂ、７ｃからブーム角検出値α、、アーム角検出値
β１．バケット角検出値γ、をそれぞれ、アクチュエー
タ操作量演算手段１０へ入力する。
成において、作業機目標位置指令手段８からバケット３
の先端のｘ′−ｙ′座標軸における位置指令Ｘ’ ｙ（
１＋＋ ｙ／ ｙ（＋１を、作業機姿勢検出手段７ａ
、７ｂ、７ｃからブーム角検出値α、、アーム角検出値
β１．バケット角検出値γ、をそれぞれ、アクチュエー
タ操作量演算手段１０へ入力する。
またバケット３のｙ′方向、すなわち、掘削面と垂直な
方向の位置を補正する位置補正レバー１１を設け、この
位置補正レバー１１から、このレバーの傾角に応じた位
置補正信号ｄ ｙ（＋１を上記作業機目標位置指令手段
８のｙ′方向の位置指令ｙ′、（Ｉ）に加える。このと
き上記位置補正信号ｄ ＋１＋）に適当なゲインＫｄを
乗じる。
方向の位置を補正する位置補正レバー１１を設け、この
位置補正レバー１１から、このレバーの傾角に応じた位
置補正信号ｄ ｙ（＋１を上記作業機目標位置指令手段
８のｙ′方向の位置指令ｙ′、（Ｉ）に加える。このと
き上記位置補正信号ｄ ＋１＋）に適当なゲインＫｄを
乗じる。
上記構成において、補正レバー１１を作動しない場合で
のアクチュエータ操作量演算手段ｌＯでは、上記位置指
令Ｘ’ ｙＬｌ）＋ Ｙ’ ？ｌＩｌにより、バケッ
ト３の刃先の目標位置を演算し、これらから与えられた
目標位置に沿って移動するためにのブーム１．アーム２
．バケット３への各アクチュエータへ供給する流体の流
量指令値■α。
のアクチュエータ操作量演算手段ｌＯでは、上記位置指
令Ｘ’ ｙＬｌ）＋ Ｙ’ ？ｌＩｌにより、バケッ
ト３の刃先の目標位置を演算し、これらから与えられた
目標位置に沿って移動するためにのブーム１．アーム２
．バケット３への各アクチュエータへ供給する流体の流
量指令値■α。
Ｖ、、Ｖ、を演算し、これに基づいて流量制御弁１２ｇ
、１２ｂ、１２ｃを制御して各シリンダ４，５．６を駆
動する。
、１２ｂ、１２ｃを制御して各シリンダ４，５．６を駆
動する。
そしてこのとき、各作業機姿勢検出手段７ａ。
７ｂ、７ｃからブーム角検出値α、、アーム角検出値β
、、バケット角検出値γ、がアクチュエータ操作量演算
手段１０に入力されてバケット３の実傾角とバケット先
端の実位置がフィードバックされる。
、、バケット角検出値γ、がアクチュエータ操作量演算
手段１０に入力されてバケット３の実傾角とバケット先
端の実位置がフィードバックされる。
上記制御作動において、補正レバー１１を回動すると、
その操作量が補正レバー１１の回動部に設けたボテンシ
ジメータ等の回転角センサで検出され、これの信号ｄ
ｒｌｌ）が出力され、これに適当なゲインに、が乗じら
れてｙ方向（目標軌跡と垂直方向）の位置指令ｙ′、（
Ｉ、に加えられ、これをｙ方向の新たな位置指令として
アクチュエータ操作量演算手段１０に入力され、バケッ
ト３の先端位置は補正レバー１１の操作量に応じた距離
だけ目標勾配に対して垂直方向に軌跡が補正される。
その操作量が補正レバー１１の回動部に設けたボテンシ
ジメータ等の回転角センサで検出され、これの信号ｄ
ｒｌｌ）が出力され、これに適当なゲインに、が乗じら
れてｙ方向（目標軌跡と垂直方向）の位置指令ｙ′、（
Ｉ、に加えられ、これをｙ方向の新たな位置指令として
アクチュエータ操作量演算手段１０に入力され、バケッ
ト３の先端位置は補正レバー１１の操作量に応じた距離
だけ目標勾配に対して垂直方向に軌跡が補正される。
本発明によれば、自動掘削中における過負荷防止、ある
いは目標軌跡からバケット刃先位置の偏差補正の目的で
オペレータが補正レバーを回動してバケット刃先の位置
補正を行なうが、このときの補正指令が位置指令である
ので、レバー操作量と軌跡のずれ量がそのまま比例する
ため、オペレータの操作感覚に合いやすく、そして補正
レバー１１を元に戻すと軌跡指令値が元の目標軌跡に戻
される。
いは目標軌跡からバケット刃先位置の偏差補正の目的で
オペレータが補正レバーを回動してバケット刃先の位置
補正を行なうが、このときの補正指令が位置指令である
ので、レバー操作量と軌跡のずれ量がそのまま比例する
ため、オペレータの操作感覚に合いやすく、そして補正
レバー１１を元に戻すと軌跡指令値が元の目標軌跡に戻
される。
また瞬時に軌跡を微調整する必要がある場合、上記した
ようにレバーの操作量と軌跡のずれ量が比例するため、
このときの作業機先端部に振動が発生することがない。
ようにレバーの操作量と軌跡のずれ量が比例するため、
このときの作業機先端部に振動が発生することがない。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は作
業機の各部材の姿勢説明図である。 １はブーム、２はアーム、３はバケット、４゜５．６は
シリンダ、７ａ、７ｂ、７ｃは姿勢検出手段、８は作業
機目標位置指令手段、９は先端傾斜角入力手段、１０は
アクチュエータ操作量演算手段、１１は位置補正レバー 出願人 株式会社 小 松 製 作 所代理人 弁
理士 米 原 正 章
業機の各部材の姿勢説明図である。 １はブーム、２はアーム、３はバケット、４゜５．６は
シリンダ、７ａ、７ｂ、７ｃは姿勢検出手段、８は作業
機目標位置指令手段、９は先端傾斜角入力手段、１０は
アクチュエータ操作量演算手段、１１は位置補正レバー 出願人 株式会社 小 松 製 作 所代理人 弁
理士 米 原 正 章
Claims (1)
- 車体に回動可能に取付けたブームと、ブームの先端に回
動可能に取付けられたアームと、アームの先端に回動可
能に取付けられたバケット等の先端作業機とを有し、か
つ上記各部材をシリンダ等のアクチュエータにて回動駆
動するようにした作業機において、上記各アクチュエー
タを制御するアクチュエータ制御手段と、上記ブーム、
アーム、先端作業機のそれぞれの姿勢角を検出する作業
機姿勢検出手段と、上記先端作業機にて掘削しようとす
る掘削面の目標とする掘削位置を与える作業機目標指令
手段と、上記作業機姿勢検出手段からの検出値と作業機
目標位置指令手段とからの指令値を受けて、作業機目標
位置指令手段で与えられた掘削位置を、きめられた固有
の速度で移動するための操作量を演算して、その値を上
記各アクチュエータ制御手段へ出力するアクチュエータ
操作量演算手段とを備え、さらに上記作業機目標位置指
令手段からの指令信号のうち、掘削面と垂直方向の位置
指令信号を補正する垂直方向位置補正手段とからなるこ
とを特徴とする作業機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2111803A JPH0823155B2 (ja) | 1990-05-01 | 1990-05-01 | 作業機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2111803A JPH0823155B2 (ja) | 1990-05-01 | 1990-05-01 | 作業機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0414531A true JPH0414531A (ja) | 1992-01-20 |
| JPH0823155B2 JPH0823155B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=14570555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2111803A Expired - Lifetime JPH0823155B2 (ja) | 1990-05-01 | 1990-05-01 | 作業機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0823155B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07102593A (ja) * | 1993-10-08 | 1995-04-18 | Komatsu Ltd | 作業機の作業具上下位置補正方法および作業機の作業具位置検出装置 |
| FR2725740A1 (fr) * | 1994-10-18 | 1996-04-19 | Mecalac | Chargeur excavateur comportant un dispositif permettant la commande d'un bras complexe |
| EP0900887A4 (en) * | 1996-12-03 | 2000-05-24 | Caterpillar Mitsubishi Ltd | CONSTRUCTION EQUIPMENT CONTROL BODY |
| WO2019054161A1 (ja) * | 2017-09-14 | 2019-03-21 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105350595B (zh) * | 2015-08-27 | 2017-08-29 | 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 | 基于位置控制的挖掘机操纵装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5774437A (en) * | 1981-06-01 | 1982-05-10 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Automatic operating device for straight excavation of hydraulic shovel |
| JPH02101229A (ja) * | 1988-10-07 | 1990-04-13 | Komatsu Ltd | 作業機の制御装置 |
-
1990
- 1990-05-01 JP JP2111803A patent/JPH0823155B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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| JPS5774437A (en) * | 1981-06-01 | 1982-05-10 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Automatic operating device for straight excavation of hydraulic shovel |
| JPH02101229A (ja) * | 1988-10-07 | 1990-04-13 | Komatsu Ltd | 作業機の制御装置 |
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| WO1996012069A1 (fr) * | 1994-10-18 | 1996-04-25 | Mecalac | Engin de travaux publics |
| EP0900887A4 (en) * | 1996-12-03 | 2000-05-24 | Caterpillar Mitsubishi Ltd | CONSTRUCTION EQUIPMENT CONTROL BODY |
| WO2019054161A1 (ja) * | 2017-09-14 | 2019-03-21 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
| JP2019052472A (ja) * | 2017-09-14 | 2019-04-04 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
| CN110382785A (zh) * | 2017-09-14 | 2019-10-25 | 日立建机株式会社 | 作业机械 |
| CN110382785B (zh) * | 2017-09-14 | 2021-09-14 | 日立建机株式会社 | 作业机械 |
| EP3683365A4 (en) * | 2017-09-14 | 2021-11-24 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | WORKING MACHINE |
| US11639593B2 (en) | 2017-09-14 | 2023-05-02 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Work machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0823155B2 (ja) | 1996-03-06 |
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