JPH0463934B2 - - Google Patents
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- JPH0463934B2 JPH0463934B2 JP59090174A JP9017484A JPH0463934B2 JP H0463934 B2 JPH0463934 B2 JP H0463934B2 JP 59090174 A JP59090174 A JP 59090174A JP 9017484 A JP9017484 A JP 9017484A JP H0463934 B2 JPH0463934 B2 JP H0463934B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moment
- boom
- hydraulic excavator
- fulcrum
- calculating
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/24—Safety devices, e.g. for preventing overload
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は油圧シヨベルの作業中における転倒を
防止する油圧シヨベルの転倒防止装置に関する。
防止する油圧シヨベルの転倒防止装置に関する。
油圧シヨベルはその構成を利用していろいろな
種類の作業を行なうことができる。以下にこのよ
うな油圧シヨベルの構成を説明する。
種類の作業を行なうことができる。以下にこのよ
うな油圧シヨベルの構成を説明する。
第１図は油圧シヨベルの概略構成の側面図であ
る。
る。
図で、Ｒは下部走行体、Ｓは下部走行体Ｒ上の
上部旋回体、Ｔは上部旋回体Ｓのブーム回動支点
Ａに支軸により可回動に取付けられたフロント機
構である。フロント機構Ｔはブーム１、アーム
２、バケツト３で構成されている。Ｂはブーム１
上のアーム回動支点、Ｃはアーム２上のバケツト
回動支点、Ｄはバケツト先端を示す。４はブーム
１を俯仰させるブームシリンダ、５はアーム２を
揺動させるアームシリンダ、６はバケツト３を回
動させるバケツトシリンダである。なお、Ｆはブ
ームシリンダ４のボトム支点、Ｅはブームシリン
ダ４のロツド支点を示す。
上部旋回体、Ｔは上部旋回体Ｓのブーム回動支点
Ａに支軸により可回動に取付けられたフロント機
構である。フロント機構Ｔはブーム１、アーム
２、バケツト３で構成されている。Ｂはブーム１
上のアーム回動支点、Ｃはアーム２上のバケツト
回動支点、Ｄはバケツト先端を示す。４はブーム
１を俯仰させるブームシリンダ、５はアーム２を
揺動させるアームシリンダ、６はバケツト３を回
動させるバケツトシリンダである。なお、Ｆはブ
ームシリンダ４のボトム支点、Ｅはブームシリン
ダ４のロツド支点を示す。
このような油圧シヨベルは、ブーム１、アーム
２、バケツト３を個別に駆動し、上部旋回体Ｓを
旋回させることにより種々の作業を遂行する。と
ころで、このような油圧シヨベルの作業が傾斜面
上で行なわれている場合には、フロント機構Ｔに
かかる荷重に基づく油圧シヨベルに作用するモー
メントが大きくなつて油圧シヨベルの側方（フロ
ント機構が回動する平面と垂直な方向）への転倒
のおそれが発生する場合がある。例えば、バケツ
ト３の先端に荷を吊る場合や、アーム２およびバ
ケツト３をいつぱいに曲げた状態で荷を吊り、次
いでブーム１を上げ、アーム２、バケツト３を伸
ばしてゆく場合など、油圧シヨベルに作用するモ
ーメントが大きくなると油圧シヨベルが転倒する
おそれを生じる。
２、バケツト３を個別に駆動し、上部旋回体Ｓを
旋回させることにより種々の作業を遂行する。と
ころで、このような油圧シヨベルの作業が傾斜面
上で行なわれている場合には、フロント機構Ｔに
かかる荷重に基づく油圧シヨベルに作用するモー
メントが大きくなつて油圧シヨベルの側方（フロ
ント機構が回動する平面と垂直な方向）への転倒
のおそれが発生する場合がある。例えば、バケツ
ト３の先端に荷を吊る場合や、アーム２およびバ
ケツト３をいつぱいに曲げた状態で荷を吊り、次
いでブーム１を上げ、アーム２、バケツト３を伸
ばしてゆく場合など、油圧シヨベルに作用するモ
ーメントが大きくなると油圧シヨベルが転倒する
おそれを生じる。
そこで、従来は油圧シヨベルの転倒を防止する
ため、未然に警報を発生してオペレータに注意を
喚起することが考えられていたが、油圧シヨベル
のフロント機構Ｔはブーム１、アームー２、バケ
ツト３が個別に駆動するため作業中は常に複雑な
形状を呈し、このため、油圧シヨベルに作用する
モーメントも複雑に変化し、このモーメントを常
に、かつ、正確に把握するのは甚だ困難であつ
た。したがつて、正確、最適な警報の発生も困難
であり、これを解決するためには、最大の安全を
見込んだうえで警報発生条件を設定せざるを得な
かつた。このことは、油圧シヨベルが実際にはよ
り一層大きな荷重に耐えることができても警報が
発せられて作業を不可能とすることを意味し、結
局、油圧シヨベルの有する作業能力を抑制し、作
業能率を低下させるという欠点を生じることとな
る。
ため、未然に警報を発生してオペレータに注意を
喚起することが考えられていたが、油圧シヨベル
のフロント機構Ｔはブーム１、アームー２、バケ
ツト３が個別に駆動するため作業中は常に複雑な
形状を呈し、このため、油圧シヨベルに作用する
モーメントも複雑に変化し、このモーメントを常
に、かつ、正確に把握するのは甚だ困難であつ
た。したがつて、正確、最適な警報の発生も困難
であり、これを解決するためには、最大の安全を
見込んだうえで警報発生条件を設定せざるを得な
かつた。このことは、油圧シヨベルが実際にはよ
り一層大きな荷重に耐えることができても警報が
発せられて作業を不可能とすることを意味し、結
局、油圧シヨベルの有する作業能力を抑制し、作
業能率を低下させるという欠点を生じることとな
る。
このような欠点を解消するため、特開昭59−
72333号公報に記載の油圧シヨベル転倒防止装置
が提案されている。この油圧シヨベル転倒防止装
置は、油圧シヨベルに作用するモーメントを常時
正確に把握し、これにより、油圧シヨベルが有す
る作業能力を安全かつ充分に引き出すことができ
る。
72333号公報に記載の油圧シヨベル転倒防止装置
が提案されている。この油圧シヨベル転倒防止装
置は、油圧シヨベルに作用するモーメントを常時
正確に把握し、これにより、油圧シヨベルが有す
る作業能力を安全かつ充分に引き出すことができ
る。
しかし、油圧シヨベルが使用される現場は、平
坦な地面ばかりでなく、傾斜している場合がきわ
めて多い。このように傾斜している地面において
は、上記公報記載の油圧シヨベル転倒防止装置は
使用困難となる。
坦な地面ばかりでなく、傾斜している場合がきわ
めて多い。このように傾斜している地面において
は、上記公報記載の油圧シヨベル転倒防止装置は
使用困難となる。
又、地面の傾斜と転倒方向について、一般に、
転倒のおそれのある方向がフロント機構の方向で
ある場合には、仮に転倒が生じてもフロント機構
自体が支えとなつて一定角度以上の油圧シヨベル
本体の傾きを防止し、復旧も比較的容易である。
しかし、転倒のおそれのある方向がフロント機構
の方向以外の方向である場合、転倒時にはフロン
ト機構による支えがないので、油圧シヨベル本体
は完全に横倒しになり、その復旧には多くの手間
と時間を要するばかりでなく、作業者にとつて極
めて危険である。
転倒のおそれのある方向がフロント機構の方向で
ある場合には、仮に転倒が生じてもフロント機構
自体が支えとなつて一定角度以上の油圧シヨベル
本体の傾きを防止し、復旧も比較的容易である。
しかし、転倒のおそれのある方向がフロント機構
の方向以外の方向である場合、転倒時にはフロン
ト機構による支えがないので、油圧シヨベル本体
は完全に横倒しになり、その復旧には多くの手間
と時間を要するばかりでなく、作業者にとつて極
めて危険である。
本発明の目的は、上記従来技術における課題を
解決し、地面がフロント機構の可動面と直交する
方向に傾斜している場合にも、確実に安全性を保
持しながら、油圧シヨベルの有する作業能力を充
分に使用することができ、ひいては作業能率を向
上させることができる油圧シヨベルの転倒防止装
置を提供することにある。
解決し、地面がフロント機構の可動面と直交する
方向に傾斜している場合にも、確実に安全性を保
持しながら、油圧シヨベルの有する作業能力を充
分に使用することができ、ひいては作業能率を向
上させることができる油圧シヨベルの転倒防止装
置を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明は、走行体
およびこの走行体に支持された旋回体から成る油
圧シヨベル本体と、ブーム、アームおよびこのア
ーム先端に取付けられた作業部より成り前記旋回
体に支軸により可回動に支持されたフロント機構
とを備えた油圧シヨベルにおいて、前記フロント
機構の少なくとも前記旋回体に対する前記ブーム
の変位および前記ブームに対する前記アームの変
位を検出する変位検出装置と、前記フロント機構
の可動面と直交する方向の水平面に対する傾斜角
度を検出する角度検出装置と、前記ブームを駆動
するブームシリンダの駆動圧力を検出する圧力検
出装置と、前記変位検出装置、前記角度検出装置
および前記圧力検出装置で検出された値に基づい
て前記フロント機構が前記支軸に作用するモーメ
ントから前記作業部にかかる荷重の重量を求め、
この重量および前記フロント機構が前記走行体に
存在する転倒支点に対して前記フロント機構の可
動面と直交する方向に作用することによるモーメ
ントを求める第１の演算手段と、前記角度検出装
置で検出された傾斜角度および所定の安全係数に
基づいて前記油圧シヨベル本体の重量が前記転倒
支点に対して前記フロント機構の可動面と直交す
る方向に作用するモーメントを演算する第２の演
算手段と、前記第１の演算手段により演算された
転倒支点に対するモーメントが前記第２の演算手
段により演算されたモーメントを超えたとき信号
を出力する比較手段と、この比較手段から出力さ
れた信号により油圧シヨベルの転倒を防止する転
倒防止手段とを設けたことを特徴とする。
およびこの走行体に支持された旋回体から成る油
圧シヨベル本体と、ブーム、アームおよびこのア
ーム先端に取付けられた作業部より成り前記旋回
体に支軸により可回動に支持されたフロント機構
とを備えた油圧シヨベルにおいて、前記フロント
機構の少なくとも前記旋回体に対する前記ブーム
の変位および前記ブームに対する前記アームの変
位を検出する変位検出装置と、前記フロント機構
の可動面と直交する方向の水平面に対する傾斜角
度を検出する角度検出装置と、前記ブームを駆動
するブームシリンダの駆動圧力を検出する圧力検
出装置と、前記変位検出装置、前記角度検出装置
および前記圧力検出装置で検出された値に基づい
て前記フロント機構が前記支軸に作用するモーメ
ントから前記作業部にかかる荷重の重量を求め、
この重量および前記フロント機構が前記走行体に
存在する転倒支点に対して前記フロント機構の可
動面と直交する方向に作用することによるモーメ
ントを求める第１の演算手段と、前記角度検出装
置で検出された傾斜角度および所定の安全係数に
基づいて前記油圧シヨベル本体の重量が前記転倒
支点に対して前記フロント機構の可動面と直交す
る方向に作用するモーメントを演算する第２の演
算手段と、前記第１の演算手段により演算された
転倒支点に対するモーメントが前記第２の演算手
段により演算されたモーメントを超えたとき信号
を出力する比較手段と、この比較手段から出力さ
れた信号により油圧シヨベルの転倒を防止する転
倒防止手段とを設けたことを特徴とする。
フロント機構の可動面と直交方向の、即ち旋回
体の側面方向の傾斜角度を検出し、この傾斜角度
に応じて支軸に作用するモーメントから作業部の
荷の重量を求め、この重量とフロント機構とが転
倒支点に対してフロント機構の可動面と直交する
方向に作用するモーメントを第１の演算手段で求
め、これに対し油圧シヨベル本体が有する当該モ
ーメントに対抗する上記方向に作用するモーメン
トを、安全係数を考慮して第２の演算手段で求
め、両者を比較して第１の演算手段で求めた値が
第２の演算手段で求めた値を超えたとき警報を発
し、又はフロント機構の動作を停止する。
体の側面方向の傾斜角度を検出し、この傾斜角度
に応じて支軸に作用するモーメントから作業部の
荷の重量を求め、この重量とフロント機構とが転
倒支点に対してフロント機構の可動面と直交する
方向に作用するモーメントを第１の演算手段で求
め、これに対し油圧シヨベル本体が有する当該モ
ーメントに対抗する上記方向に作用するモーメン
トを、安全係数を考慮して第２の演算手段で求
め、両者を比較して第１の演算手段で求めた値が
第２の演算手段で求めた値を超えたとき警報を発
し、又はフロント機構の動作を停止する。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。
る。
第２図乃至第５図は、本発明の実施例の演算部
の演算を説明するための説明図である。
の演算を説明するための説明図である。
第２図で、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは第１図に
示すブーム回動支点、アーム回動支点、バケツト
回動支点、バケツト爪先端、ブームシリンダロツ
ド支点、ブームシリンダボトム支点を示す。ｘ，
ｈはそれぞれブーム回動支点Ａを中心として地上
からみた場合の水平軸および垂直軸であり、この
水平軸ｘと垂直軸ｈにより、回動支点Ａを原点と
する座標軸が構成される。α1は支点Ａにおける水
平面とブーム１上の直線とのなすブーム角、
α2は直線と直線とのなす角、α3はブーム
シリンダロツドと直線とのなす角、β1は直線
ABとアーム２上の直線とのなす角から90°を
減じたアーム角、γ1は直線とバケツト３上の
直線とのなすバケツト角である。l1は支点Ａ
と、支点Ｅから直線に垂直におろした線が直
線と交わる点との間の距離、l2は支点Ｅと、
支点Ｅから直線に垂直におろした線が直線
ABと交わる点との間の距離、l3は支点Ａと支点
Ｆとの垂直距離、l4は支点Ａと支点Ｆとの水平距
離、l5は直線の距離である。Pbはブームシリ
ンダ４のボトム側圧力、Prはブームシリンダ４の
ロツド側圧力、Sbはブームシリンダ４のボトム側
受圧面積、Srはブームシリンダ４のロツド側受圧
面積である。K1はブームシリンダ４の押出力、
K2はその分力を示す。なお、ブームシリンダ４
は通常２本使用されるので、本実施例においても
２本備えられているものとして考え、又、モーメ
ントはすべて支点Ａを中心として考える。
示すブーム回動支点、アーム回動支点、バケツト
回動支点、バケツト爪先端、ブームシリンダロツ
ド支点、ブームシリンダボトム支点を示す。ｘ，
ｈはそれぞれブーム回動支点Ａを中心として地上
からみた場合の水平軸および垂直軸であり、この
水平軸ｘと垂直軸ｈにより、回動支点Ａを原点と
する座標軸が構成される。α1は支点Ａにおける水
平面とブーム１上の直線とのなすブーム角、
α2は直線と直線とのなす角、α3はブーム
シリンダロツドと直線とのなす角、β1は直線
ABとアーム２上の直線とのなす角から90°を
減じたアーム角、γ1は直線とバケツト３上の
直線とのなすバケツト角である。l1は支点Ａ
と、支点Ｅから直線に垂直におろした線が直
線と交わる点との間の距離、l2は支点Ｅと、
支点Ｅから直線に垂直におろした線が直線
ABと交わる点との間の距離、l3は支点Ａと支点
Ｆとの垂直距離、l4は支点Ａと支点Ｆとの水平距
離、l5は直線の距離である。Pbはブームシリ
ンダ４のボトム側圧力、Prはブームシリンダ４の
ロツド側圧力、Sbはブームシリンダ４のボトム側
受圧面積、Srはブームシリンダ４のロツド側受圧
面積である。K1はブームシリンダ４の押出力、
K2はその分力を示す。なお、ブームシリンダ４
は通常２本使用されるので、本実施例においても
２本備えられているものとして考え、又、モーメ
ントはすべて支点Ａを中心として考える。
このような油圧シヨベルのフロント機構Ｔの状
態において、フロント機構Ｔによる回転モーメン
トはブームシリンダの押出力K1の分力K2によつ
て支えられているので、支点Ａに作用するモーメ
ントM1は次のようになる。
態において、フロント機構Ｔによる回転モーメン
トはブームシリンダの押出力K1の分力K2によつ
て支えられているので、支点Ａに作用するモーメ
ントM1は次のようになる。
M1＝K2×l3＝K1sinα3×l5 ……(1)
ここで、角α3は、
α3＝90°−（α1＋α2）−tan-1〔l5cos（α1＋
α2）−l4／l5sin（α1＋α2）＋l3〕 又、距離l5は l5＝l1／cos α1 であるから α3＝90°−（α1＋α2）−tan-1〔l1cos（α1＋
α2）−l4cosα2／l1sin（α1＋α2）＋l3cosα2〕 したがつて上記(1)式は M1＝K1×l1／cosα2×sin〔90°−（α1＋α2）−tan-1
｛l1cos（α1＋α2）−l4cosα2／l1sin（α1＋α2）＋
l3cosα2｝〕 ＝K1×l1／cosα2×cos〔（α1＋α2）＋tan-1｛l1co
s（α1＋α2）−l4cosα2／l1sin（α1＋α2）＋l3cos
α2｝〕＝K1×l1／cosα2×cosφ……(2) ただし φ＝（α1＋α2）＋tan-1｛l1cos（α1＋α2）−l4cos
α2／l1sin（α1＋α2）＋l3cosα2｝ ブームシリンダの押出力K1は、ブームシリン
ダが左右に１本づつ、計２本あることから、 K1＝２（Pb・Sb−Pr・Sr） 故に(2)式は次のようになる。
α2）−l4／l5sin（α1＋α2）＋l3〕 又、距離l5は l5＝l1／cos α1 であるから α3＝90°−（α1＋α2）−tan-1〔l1cos（α1＋
α2）−l4cosα2／l1sin（α1＋α2）＋l3cosα2〕 したがつて上記(1)式は M1＝K1×l1／cosα2×sin〔90°−（α1＋α2）−tan-1
｛l1cos（α1＋α2）−l4cosα2／l1sin（α1＋α2）＋
l3cosα2｝〕 ＝K1×l1／cosα2×cos〔（α1＋α2）＋tan-1｛l1co
s（α1＋α2）−l4cosα2／l1sin（α1＋α2）＋l3cos
α2｝〕＝K1×l1／cosα2×cosφ……(2) ただし φ＝（α1＋α2）＋tan-1｛l1cos（α1＋α2）−l4cos
α2／l1sin（α1＋α2）＋l3cosα2｝ ブームシリンダの押出力K1は、ブームシリン
ダが左右に１本づつ、計２本あることから、 K1＝２（Pb・Sb−Pr・Sr） 故に(2)式は次のようになる。
M1＝２（Pb・Sb−Pr・Sr）×l1／cosα2×cosφ……(3)
次に、油圧シヨベルが傾斜面上にあつてフロン
ト機構Ｔが第２図および第５図に示す状態にある
場合、バケツト３に荷重がかかつていないとき
（空荷のとき）のモーメントM2を求める。
ト機構Ｔが第２図および第５図に示す状態にある
場合、バケツト３に荷重がかかつていないとき
（空荷のとき）のモーメントM2を求める。
第３図で、第２図と同一支点、同一角度には同
一符号が付してある。Ｇはブーム重心位置であ
り、ブームの重量をWGとする。Ｈはアーム重心
位置であり、アームの重量をWHとする。Ｉはバ
ケツト重心位置であり、バケツトの重量をWIと
する。α4は直線と直線とのなす角、β2は
直線と直線とのなす角、γ2は直線と直
線とのなす角である。l6は直線の長さ、l7
は直線の長さ、l8は直線の長さ、l9は支点
Ａと重心位置Ｇとの間の距離、l10は支点Ｂと重
心位置Ｖとの間の距離、l11は支点Ｃと重心位置
Ｉとの間の距離である。また第５図に示すように
傾斜角をθとする。
一符号が付してある。Ｇはブーム重心位置であ
り、ブームの重量をWGとする。Ｈはアーム重心
位置であり、アームの重量をWHとする。Ｉはバ
ケツト重心位置であり、バケツトの重量をWIと
する。α4は直線と直線とのなす角、β2は
直線と直線とのなす角、γ2は直線と直
線とのなす角である。l6は直線の長さ、l7
は直線の長さ、l8は直線の長さ、l9は支点
Ａと重心位置Ｇとの間の距離、l10は支点Ｂと重
心位置Ｖとの間の距離、l11は支点Ｃと重心位置
Ｉとの間の距離である。また第５図に示すように
傾斜角をθとする。
以上のように定めると、空荷のときのモーメン
トM2は、 M2＝［WG・l9cos（α1＋α2）＋WH・｛l6cosα1＋l10si
n（α1＋β1＋β2）｝ ＋WI｛l6cosα1＋l7sin（α1＋β1）−l11sin（α1＋
β1＋γ1＋γ2）｝］・cosθ……(4) (3)式はバケツト３に荷重がかかつているときの
支点Ａに作用するモーメント、(4)式はバケツト３
に荷重がかかつていないときのモーメントである
から、バケツト３にかかる荷重自体が支点Ａに作
用するモーメントM3は、 M3＝M1−M2 ……(5) で求められる。
トM2は、 M2＝［WG・l9cos（α1＋α2）＋WH・｛l6cosα1＋l10si
n（α1＋β1＋β2）｝ ＋WI｛l6cosα1＋l7sin（α1＋β1）−l11sin（α1＋
β1＋γ1＋γ2）｝］・cosθ……(4) (3)式はバケツト３に荷重がかかつているときの
支点Ａに作用するモーメント、(4)式はバケツト３
に荷重がかかつていないときのモーメントである
から、バケツト３にかかる荷重自体が支点Ａに作
用するモーメントM3は、 M3＝M1−M2 ……(5) で求められる。
ここで、バケツト３にかかる荷重の重量WJを
求める。第４図で第３図と同一支点、同一位置、
同一長さには同一符号が付してある。Ｊはバケツ
トにかかる荷重の重心位置、γ3は直線と直線
CJとのなす角、l12は支点Ａと重心位置Ｊとの間
の水平距離、l13は支点Ｃと重心位置Ｊとの間の
距離である。
求める。第４図で第３図と同一支点、同一位置、
同一長さには同一符号が付してある。Ｊはバケツ
トにかかる荷重の重心位置、γ3は直線と直線
CJとのなす角、l12は支点Ａと重心位置Ｊとの間
の水平距離、l13は支点Ｃと重心位置Ｊとの間の
距離である。
以上のように定めると、距離l12は、
l12＝l6cosα1＋l7sin（α1＋β1）−l13sin（α1＋β1
＋γ1＋γ3）……(6) となり、重量WJは、 WJ＝M3／l12・１／cosθ ……(7) となる。
＋γ1＋γ3）……(6) となり、重量WJは、 WJ＝M3／l12・１／cosθ ……(7) となる。
以上の演算は、フロント機構から支点Ａに作用
するモーメントを考えて行なつたものであるが、
油圧シヨベルの転倒を考える場合、実際の転倒支
点に作用するモーメントを考える必要がある。さ
らに、油圧シヨベルは上部旋回体Ｓが旋回するの
で、例えばバケツト３に荷を吊つたままで旋回す
る場合も生じる。このような場合、転倒支点は上
部旋回体Ｓの向きによりその位置が移動する。本
発明の実施例においては、油圧シヨベルの転倒が
最も発生し易い、上部旋回体Ｓのフロント機構Ｔ
の方向と走行体Ｒの走行方向とが一致したときの
転倒支点およびこの転倒支点に作用するモーメン
トについて演算を行なう。
するモーメントを考えて行なつたものであるが、
油圧シヨベルの転倒を考える場合、実際の転倒支
点に作用するモーメントを考える必要がある。さ
らに、油圧シヨベルは上部旋回体Ｓが旋回するの
で、例えばバケツト３に荷を吊つたままで旋回す
る場合も生じる。このような場合、転倒支点は上
部旋回体Ｓの向きによりその位置が移動する。本
発明の実施例においては、油圧シヨベルの転倒が
最も発生し易い、上部旋回体Ｓのフロント機構Ｔ
の方向と走行体Ｒの走行方向とが一致したときの
転倒支点およびこの転倒支点に作用するモーメン
トについて演算を行なう。
第５図は、上部旋回体Ｓが正面を向いた状態を
示し旋回体Ｓの傾斜角はθである。Ａは前述と同
じブーム回動支点、Ｌは油圧シヨベル本体（フロ
ント機構Ｔを除く部分）の重心位置、Ｎは転倒支
点を示す。l14，l16はそれぞれ支点Ａとフロント
機構Ｔの重心を含む平面との交点と支点Ｎとの間
の水平距離および垂直距離、l15，l17はそれぞれ
支点Ｎと重心位置Ｌとの間の水平距離および垂直
距離である。
示し旋回体Ｓの傾斜角はθである。Ａは前述と同
じブーム回動支点、Ｌは油圧シヨベル本体（フロ
ント機構Ｔを除く部分）の重心位置、Ｎは転倒支
点を示す。l14，l16はそれぞれ支点Ａとフロント
機構Ｔの重心を含む平面との交点と支点Ｎとの間
の水平距離および垂直距離、l15，l17はそれぞれ
支点Ｎと重心位置Ｌとの間の水平距離および垂直
距離である。
ここで、油圧シヨベル本体の重量をWLとする
と、転倒支点Ｎにおける油圧シヨベル本体重量に
よるモーメントM4は、 M4＝WL（l15cosθ−l17sinθ） ……(8) となる。フロント機構から油圧シヨベル本体に作
用するモーメント、即ち転倒モーメントM5は、
(4)、(5)、(6)、(7)式から、 M5＝−｛WG＋WH＋WI＋WJ｝・｛l14cosθ−l16sinθ｝ ＋sinθ〔WG・l9sin（α1＋α4）＋WH｛l6sinα1 −l10cos（α1＋β1＋β2）｝＋WI｛l6sinα1 −l7cos（α1＋β1）＋l11cos（α1＋β1＋γ1＋γ2
）｝ ＋WJ｛l6sinα1−l7cos（α1＋β1）＋l13cos（α1＋
β1＋γ1＋γ3）｝］……(9) 以上、(8)式および(9)式から、油圧シヨベルの転
倒は、 M5＞M4 となつたときに発生する。そこで、安全を確実に
するため、モーメントM4に適宜の定数CM（ただ
し０＜CM＜１）を乗じた値であるモーメントM6
（M6＝CM×M4）を作り、このモーメントM6とモ
ーメントM5とを比較し、モーメントM5がモーメ
ントM6を超えたとき信号を発生し、この信号を
油圧シヨベルの転倒防止に使用すれば安全を確保
しながら油圧シヨベルにその能力を充分に発揮さ
せることができることとなる。
と、転倒支点Ｎにおける油圧シヨベル本体重量に
よるモーメントM4は、 M4＝WL（l15cosθ−l17sinθ） ……(8) となる。フロント機構から油圧シヨベル本体に作
用するモーメント、即ち転倒モーメントM5は、
(4)、(5)、(6)、(7)式から、 M5＝−｛WG＋WH＋WI＋WJ｝・｛l14cosθ−l16sinθ｝ ＋sinθ〔WG・l9sin（α1＋α4）＋WH｛l6sinα1 −l10cos（α1＋β1＋β2）｝＋WI｛l6sinα1 −l7cos（α1＋β1）＋l11cos（α1＋β1＋γ1＋γ2
）｝ ＋WJ｛l6sinα1−l7cos（α1＋β1）＋l13cos（α1＋
β1＋γ1＋γ3）｝］……(9) 以上、(8)式および(9)式から、油圧シヨベルの転
倒は、 M5＞M4 となつたときに発生する。そこで、安全を確実に
するため、モーメントM4に適宜の定数CM（ただ
し０＜CM＜１）を乗じた値であるモーメントM6
（M6＝CM×M4）を作り、このモーメントM6とモ
ーメントM5とを比較し、モーメントM5がモーメ
ントM6を超えたとき信号を発生し、この信号を
油圧シヨベルの転倒防止に使用すれば安全を確保
しながら油圧シヨベルにその能力を充分に発揮さ
せることができることとなる。
以下、このような演算に基づく本発明の実施例
について述べる。
について述べる。
第６図は本発明の一実施例に係る油圧シヨベル
の転倒防止装置のブロツク図である。
の転倒防止装置のブロツク図である。
本実施例においては、回動支点Ａ，Ｂ，Ｃにそ
れぞれ角度検出器が設けられ、これらの角度検出
器によりブーム角α1、アーム角β1、バケツト角γ1
が検出され、この角度に応じた信号E〓1、E〓1、
E〓1が出力される。又、ブームシリンダ４のボト
ム側およびロツド側の圧力Pb、Prを検出する圧
力検出器が設けられ、この圧力に応じた信号Epb、
Eprが各圧力検出器から出力される。さらに、旋
回体Ｓには傾斜角度検出器が設けられ、旋回体Ｓ
の傾斜角θに応じた信号E〓が出力される。図で、
７は本実施例の装置の演算部分、８は演算部分７
から出力される信号により作動する警報装置であ
る。演算部分７の構成は次のようになつている。
即ち、９は信号E〓、E〓1、E〓1、E〓1を入力してモ
ーメントM2を演算する空荷モーメント演算部、
１０は信号E〓1、Epb、Eprを入力してモーメント
M1を演算するフロントモーメント演算部、１１
は信号E〓1、E〓1、E〓1を入力して水平距離l12を演
算する荷重点距離演算部、１２は減算器、１３は
除算器、１４はモーメントM5を演算する転倒モ
ーメント演算部、１５は信号E〓を入力して本体側
モーメントM6を演算する本体側モーメント演算
部、１６は比較器である。
れぞれ角度検出器が設けられ、これらの角度検出
器によりブーム角α1、アーム角β1、バケツト角γ1
が検出され、この角度に応じた信号E〓1、E〓1、
E〓1が出力される。又、ブームシリンダ４のボト
ム側およびロツド側の圧力Pb、Prを検出する圧
力検出器が設けられ、この圧力に応じた信号Epb、
Eprが各圧力検出器から出力される。さらに、旋
回体Ｓには傾斜角度検出器が設けられ、旋回体Ｓ
の傾斜角θに応じた信号E〓が出力される。図で、
７は本実施例の装置の演算部分、８は演算部分７
から出力される信号により作動する警報装置であ
る。演算部分７の構成は次のようになつている。
即ち、９は信号E〓、E〓1、E〓1、E〓1を入力してモ
ーメントM2を演算する空荷モーメント演算部、
１０は信号E〓1、Epb、Eprを入力してモーメント
M1を演算するフロントモーメント演算部、１１
は信号E〓1、E〓1、E〓1を入力して水平距離l12を演
算する荷重点距離演算部、１２は減算器、１３は
除算器、１４はモーメントM5を演算する転倒モ
ーメント演算部、１５は信号E〓を入力して本体側
モーメントM6を演算する本体側モーメント演算
部、１６は比較器である。
以下、本実施例の動作を説明する。
まず、空荷モーメント演算部９の動作を、第７
図に示す空荷モーメント演算部の具体例を示すブ
ロツク図に基づいて説明する。角度検出器からの
ブーム角信号E〓1は記憶器１８に記憶された角度
α2の信号E〓2と加算器１９において加算され、信
号E〓1+〓2を発生する。この信号は三角関数発生器
２０に入力され、角度（α1＋α2）の余弦に応じた
信号Ecps(〓1+〓2)がとり出され、係数器２１により重
量WGと距離l9を乗じた値に応じた信号が乗じら
れ、信号EWG
図に示す空荷モーメント演算部の具体例を示すブ
ロツク図に基づいて説明する。角度検出器からの
ブーム角信号E〓1は記憶器１８に記憶された角度
α2の信号E〓2と加算器１９において加算され、信
号E〓1+〓2を発生する。この信号は三角関数発生器
２０に入力され、角度（α1＋α2）の余弦に応じた
信号Ecps(〓1+〓2)がとり出され、係数器２１により重
量WGと距離l9を乗じた値に応じた信号が乗じら
れ、信号EWG
Claims (1)
- １ 走行体およびこの走行体に支持された旋回体
から成る油圧シヨベル本体と、ブーム、アームお
よびこのアーム先端に取付けられた作業部より成
り前記旋回体に支軸により可回動に支持されたフ
ロント機構とを備えた油圧シヨベルにおいて、前
記フロント機構の少なくとも前記旋回体に対する
前記ブームの変位および前記ブームに対する前記
アームの変位を検出する変位検出装置と、前記フ
ロント機構の可動面と直交する方向の水平面に対
する傾斜角度を検出する角度検出装置と、前記ブ
ームを駆動するブームシリンダの駆動圧力を検出
する圧力検出装置と、前記変位検出装置、前記角
度検出装置および前記圧力検出装置で検出された
値に基づいて前記フロント機構が前記支軸に作用
するモーメントから前記作業部にかかる荷重の重
量を求め、この重量および前記フロント機構が前
記走行体に存在する転倒支点に対して前記フロン
ト機構の可動面と直交する方向に作用することに
よるモーメントを求める第１の演算手段と、前記
角度検出装置で検出された傾斜角度および所定の
安全係数に基づいて前記油圧シヨベル本体の重量
が前記転倒支点に対して前記フロント機構の可動
面と直交する方向に作用するモーメントを演算す
る第２の演算手段と、前記第１の演算手段により
演算された転倒支点に対するモーメントが前記第
２の演算手段により演算されたモーメントを超え
たとき信号を出力する比較手段と、この比較手段
から出力された信号により油圧シヨベルの転倒を
防止する転倒防止手段とを設けたことを特徴とす
る油圧シヨベルの転倒防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9017484A JPS60238532A (ja) | 1984-05-09 | 1984-05-09 | 油圧ショベルの転倒防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9017484A JPS60238532A (ja) | 1984-05-09 | 1984-05-09 | 油圧ショベルの転倒防止装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60238532A JPS60238532A (ja) | 1985-11-27 |
| JPH0463934B2 true JPH0463934B2 (ja) | 1992-10-13 |
Family
ID=13991120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9017484A Granted JPS60238532A (ja) | 1984-05-09 | 1984-05-09 | 油圧ショベルの転倒防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60238532A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2791788B2 (ja) * | 1989-02-28 | 1998-08-27 | 株式会社小松製作所 | 腕式掘削機の姿勢安定性制御装置およびその姿勢安定性制御方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS582299B2 (ja) * | 1974-05-20 | 1983-01-14 | ヒタチケンキ カブシキガイシヤ | ユアツシヨベル ノ アンソクカクセイギヨソウチ |
| JPH0245737B2 (ja) * | 1982-10-18 | 1990-10-11 | Hitachi Construction Machinery | Yuatsushoberunotentoboshisochi |
-
1984
- 1984-05-09 JP JP9017484A patent/JPS60238532A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60238532A (ja) | 1985-11-27 |
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