JPH0528291B2 - - Google Patents
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- JPH0528291B2 JPH0528291B2 JP28555886A JP28555886A JPH0528291B2 JP H0528291 B2 JPH0528291 B2 JP H0528291B2 JP 28555886 A JP28555886 A JP 28555886A JP 28555886 A JP28555886 A JP 28555886A JP H0528291 B2 JPH0528291 B2 JP H0528291B2
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- Japan
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- signal
- attachment
- vibration damping
- operating lever
- damping
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Links
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 32
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 208000019914 Mental Fatigue Diseases 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2203—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
- E02F9/2207—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function for reducing or compensating oscillations
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)
- Shovels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は油圧シヨベルのアタツチメント制振
装置に関するものである。
装置に関するものである。
（従来技術）
油圧シヨベルのアタツチメントは、ブームやア
ーム等による大きな慣性とシリンダ等の比較的軟
かいバネによつて構成された系であるため、作動
状態から停止させても振動が残留する。その残留
振動は、作業性、作業能率を損わせるだけでな
く、運転席にも伝達して運転者の肉体的、精神的
疲労を助長することになる。
ーム等による大きな慣性とシリンダ等の比較的軟
かいバネによつて構成された系であるため、作動
状態から停止させても振動が残留する。その残留
振動は、作業性、作業能率を損わせるだけでな
く、運転席にも伝達して運転者の肉体的、精神的
疲労を助長することになる。
従来、アタツチメントの作動速度を制御する方
法としては、例えば特開昭60−23528号公報に示
されるものが知られている。この装置では、事前
に制振効果が期待できる作動速度関数を定式化し
ておき、この関数に従うように作動速度を制御
し、これによつてアタツチメントの残留振動を制
振させるようにしている。この方法ではアタツチ
メントの最大作動速度が制限されることになり、
またアタツチメントの作動速度や停止の際の挙動
が運転者の操作感覚とずれる等の問題があり、作
業の妨げとなる要因を含んでいる。
法としては、例えば特開昭60−23528号公報に示
されるものが知られている。この装置では、事前
に制振効果が期待できる作動速度関数を定式化し
ておき、この関数に従うように作動速度を制御
し、これによつてアタツチメントの残留振動を制
振させるようにしている。この方法ではアタツチ
メントの最大作動速度が制限されることになり、
またアタツチメントの作動速度や停止の際の挙動
が運転者の操作感覚とずれる等の問題があり、作
業の妨げとなる要因を含んでいる。
（発明の目的）
この発明はこのような従来の欠点を解消するた
めになされたものであり、アタツチメントの最大
速度が制限されず、運転者の操作感覚とずれるお
それもない油圧シヨベルのアタツチメントの制振
装置を提供するものである。
めになされたものであり、アタツチメントの最大
速度が制限されず、運転者の操作感覚とずれるお
それもない油圧シヨベルのアタツチメントの制振
装置を提供するものである。
（発明の構成）
この発明は、油圧シヨベルのアタツチメントの
制振を行う装置であつて、操作レバーの操作角検
出手段と、アタツチメントの振動を計測する計測
手段と、上記各手段からの信号を処理する信号処
理手段と、上記信号処理手段からの出力でアタツ
チメントを駆動する駆動装置とを有し、上記信号
処理手段は操作レバーからの信号が不感帯域にあ
るときは上記計測手段からの信号により今回の制
振信号を求めるとともに前回の制振信号との差を
求め、上記今回の制振信号に上記差を加算した制
御値を駆動手段に送り、不感帯域以外のときは操
作レバーからの信号のみを駆動手段に送るように
構成されているものである。
制振を行う装置であつて、操作レバーの操作角検
出手段と、アタツチメントの振動を計測する計測
手段と、上記各手段からの信号を処理する信号処
理手段と、上記信号処理手段からの出力でアタツ
チメントを駆動する駆動装置とを有し、上記信号
処理手段は操作レバーからの信号が不感帯域にあ
るときは上記計測手段からの信号により今回の制
振信号を求めるとともに前回の制振信号との差を
求め、上記今回の制振信号に上記差を加算した制
御値を駆動手段に送り、不感帯域以外のときは操
作レバーからの信号のみを駆動手段に送るように
構成されているものである。
上記アタツチメントの振動を計測する計測手段
は、アタツチメント角度検出手段からの変位信号
を２回微分して加速度信号を求めるように構成す
ればよい。
は、アタツチメント角度検出手段からの変位信号
を２回微分して加速度信号を求めるように構成す
ればよい。
上記構成では、アタツチメントの操作を行つて
いない、操作レバーの不感帯でのみ、前回の制振
信号と今回の制振信号の差を加味することにより
アタツチメントの振動減衰状況を予測して最適制
振信号を算出し、これによつてアタツチメントの
振動を減衰させる制御が行われる。なお、上記不
感帯とは操作レバーの操作信号（入力信号）が変
化しても、操作対象物である駆動手段がそれに伴
つて作動しない入力信号の範囲をいう。すなわ
ち、通常の装置では操作レバーに遊びをもたせ
て、操作レバーを中立位置から一定範囲内だけは
操作しても操作対象物が駆動されないようにして
いる。このような範囲、いわゆるニユートラルの
範囲は、各装置により予め決められており、した
がつてその装置の制御部では当然に、操作レバー
の操作角度によりそれが不感帯域かどうかの判別
は可能である。
いない、操作レバーの不感帯でのみ、前回の制振
信号と今回の制振信号の差を加味することにより
アタツチメントの振動減衰状況を予測して最適制
振信号を算出し、これによつてアタツチメントの
振動を減衰させる制御が行われる。なお、上記不
感帯とは操作レバーの操作信号（入力信号）が変
化しても、操作対象物である駆動手段がそれに伴
つて作動しない入力信号の範囲をいう。すなわ
ち、通常の装置では操作レバーに遊びをもたせ
て、操作レバーを中立位置から一定範囲内だけは
操作しても操作対象物が駆動されないようにして
いる。このような範囲、いわゆるニユートラルの
範囲は、各装置により予め決められており、した
がつてその装置の制御部では当然に、操作レバー
の操作角度によりそれが不感帯域かどうかの判別
は可能である。
（実施例）
第１図において、油圧シヨベルのアツパーフレ
ーム（図示せず）にはブーム（アタツチメント）
１が取付けられ、このブーム１はコントロールバ
ルブ１０によつて制御されるブームシリンダ２に
より作動されるようにしている。ブーム１の基部
にはブーム１の角度変位を検出する角度センサー
３が取付けられている。そしてこの角度センサー
３からの検出信号Vθ2はＡ／Ｄ変換器４を通して
CPU５に送られるようにしている。また上記ブ
ーム１を操作する操作レバー６の操作位置は、図
示しないポテンシヨメータ等の検出器によつて検
出され、その検出信号Vθ1はＡ／Ｄ変換器７を通
して上記CPU５に送られるようにしている。
ーム（図示せず）にはブーム（アタツチメント）
１が取付けられ、このブーム１はコントロールバ
ルブ１０によつて制御されるブームシリンダ２に
より作動されるようにしている。ブーム１の基部
にはブーム１の角度変位を検出する角度センサー
３が取付けられている。そしてこの角度センサー
３からの検出信号Vθ2はＡ／Ｄ変換器４を通して
CPU５に送られるようにしている。また上記ブ
ーム１を操作する操作レバー６の操作位置は、図
示しないポテンシヨメータ等の検出器によつて検
出され、その検出信号Vθ1はＡ／Ｄ変換器７を通
して上記CPU５に送られるようにしている。
上記CPU５からの信号V0はＤ／Ａ変換器８を
通して電磁比例弁９に送られ、この電磁比例弁９
によりコントロールバルブ１０を制御し、このコ
ントロールバルブ１０により上記ブームシリンダ
２を作動させ、ブーム１を所定角度変位させるよ
うにしている。
通して電磁比例弁９に送られ、この電磁比例弁９
によりコントロールバルブ１０を制御し、このコ
ントロールバルブ１０により上記ブームシリンダ
２を作動させ、ブーム１を所定角度変位させるよ
うにしている。
上記CPU５では、操作レバー６からの信号Vθ1
の絶対値が一定値以上のときは、特別な演算を行
わずにＡ／Ｄ変換７からの信号のみをＤ／Ａ変換
器８を通して電磁比例弁９に送り、その信号の大
きさに比例するストローク分だけコントロールバ
ルブ１０のストロークを作動させ、ブームシリン
ダ２を作動させるようにしている。すなわち、不
感帯以外の通常の操作状態では、操作レバー６か
らの操作信号Vθ1のみがCPU５を通して送られ、
角度センサー３からの信号Vθ2は読み捨てられ
る。なお、この際角度センサー３からの信号は位
置制御等の他の制御に利用してもよい。
の絶対値が一定値以上のときは、特別な演算を行
わずにＡ／Ｄ変換７からの信号のみをＤ／Ａ変換
器８を通して電磁比例弁９に送り、その信号の大
きさに比例するストローク分だけコントロールバ
ルブ１０のストロークを作動させ、ブームシリン
ダ２を作動させるようにしている。すなわち、不
感帯以外の通常の操作状態では、操作レバー６か
らの操作信号Vθ1のみがCPU５を通して送られ、
角度センサー３からの信号Vθ2は読み捨てられ
る。なお、この際角度センサー３からの信号は位
置制御等の他の制御に利用してもよい。
一方、操作レバー６からの信号Vθ1の絶対値が
一定値Vc以下の大きさ、すなわち操作レバー６
が不感帯にあるときは、CPU５で角度センサー
３からの信号Vθ2が２回微分されて制振信号XK-1
が求められ、後続の信号によつて同様に求められ
た信号が今回の制振信号XKとなり、今回の信号
XKと前回の信号XK-1との差を下式によつて求め
る。
一定値Vc以下の大きさ、すなわち操作レバー６
が不感帯にあるときは、CPU５で角度センサー
３からの信号Vθ2が２回微分されて制振信号XK-1
が求められ、後続の信号によつて同様に求められ
た信号が今回の制振信号XKとなり、今回の信号
XKと前回の信号XK-1との差を下式によつて求め
る。
X1＝2XK−XK-1
上記式によつて求められた信号X1は振動減衰
状況が加味された制振信号となつており、この信
号X1がＤ／Ａ変換器８を通して電磁比例弁９か
らコントロールバルブ１０に送られ、これによつ
てブームシリンダ２にアタツチメントの制振作動
を行わせる。
状況が加味された制振信号となつており、この信
号X1がＤ／Ａ変換器８を通して電磁比例弁９か
らコントロールバルブ１０に送られ、これによつ
てブームシリンダ２にアタツチメントの制振作動
を行わせる。
すなわち、この場合には操作レバー６からの信
号によるのではなく、角度センサー３からの信号
によつてブームシリンダ２の操作がなされる。こ
の操作量はCPU５で求められた相対加速度に基
き、この値の前回と今回との差に基いて制振信号
が決められ、これが電磁比例弁９に送られる。
号によるのではなく、角度センサー３からの信号
によつてブームシリンダ２の操作がなされる。こ
の操作量はCPU５で求められた相対加速度に基
き、この値の前回と今回との差に基いて制振信号
が決められ、これが電磁比例弁９に送られる。
第２図は上記制御のCPU５内での処理を示す
フローチヤートであり、操作レバー６からの信号
Vθ1は、ステツプS1で所定の設定値Vcより大きい
か否かが判断され、信号Vθ1の絶対値がVcより大
きい場合には不感帯以外の状態であるとして、ス
テツプS2でVθ1に係数βをかけた値V0として出力
される。すなわち、操作レバー６からの信号がそ
のまま通過してそれに対応する量のブームの操作
がなされる。
フローチヤートであり、操作レバー６からの信号
Vθ1は、ステツプS1で所定の設定値Vcより大きい
か否かが判断され、信号Vθ1の絶対値がVcより大
きい場合には不感帯以外の状態であるとして、ス
テツプS2でVθ1に係数βをかけた値V0として出力
される。すなわち、操作レバー６からの信号がそ
のまま通過してそれに対応する量のブームの操作
がなされる。
一方、信号Vθ1の絶対値がVcより小さい場合、
すなわち操作レバー６が不感帯にある場合には、
ステツプS3に移る。ステツプS3ではブーム１の角
度センサー３から送られた信号Vθ2が２回微分さ
れ、ついでステツプS4で前回の値と今回の値との
差、X1（＝2XK−XK-1）が求められ、この値X1に
係数αを掛けた値V0が出力される。
すなわち操作レバー６が不感帯にある場合には、
ステツプS3に移る。ステツプS3ではブーム１の角
度センサー３から送られた信号Vθ2が２回微分さ
れ、ついでステツプS4で前回の値と今回の値との
差、X1（＝2XK−XK-1）が求められ、この値X1に
係数αを掛けた値V0が出力される。
したがつて、制振のための信号は、前回の制振
信号と今回の制振信号の差を加味することによ
り、アタツチメントの振動減衰状況を予測した最
適制振信号となつており、このため制振を極めて
有効に行うことができる。
信号と今回の制振信号の差を加味することによ
り、アタツチメントの振動減衰状況を予測した最
適制振信号となつており、このため制振を極めて
有効に行うことができる。
上記制振のためのフイードバツクの原理は以下
の通りである。まずアタツチメント（第１図の例
ではブーム１）の残留振動時の運動方程式を求め
ると、 Ｐ：ブームシリンダの圧力 Ｋ：作動油の体積弾性係数 Ｖ：ブームシリンダ系の作動油体積 ｋ：ブームシリンダの等価バネ係数 （圧力と流量積との関係） Ａ：ブームシリンダの断面積 ｒ：ブームシリンダとブームフツトとの間の距
離（第１図参照） Ｉ：アタツチメントの慣性モーメント X0：ブームシリンダに流れ込む流量積 （X0＝∫Qdt） θ：アタツチメントの回転角とすると、 Ｐ＝（Ｋ／Ｖ）ｘ＝kx ｘ＝Arθ Ｐ＝Ｆ／Ａ＝Ｍ／Ar Ｍ／Ar＝kx＝kArθ Ｍ＝（Ar）2kθ したがつて運動方程式は、 Iθ＋（Ar）2ｋ（θ−θ0）＝０ ここで、θ＝ｘ／Ａ・ｒより （Ｉ／Ar）ｘ＋（Ar）2ｋ｛ｘ／Ar−x0／Ar｝＝
０ ｛Ｉ／（Ar）2｝ｘ＋ｋ｛ｘ−x0）＝０……(1) 上記(1)式のx0の項にアタツチメントの加速度に
比例した流量積をフイードバツクした場合の運動
方程式は以下のようになる。
の通りである。まずアタツチメント（第１図の例
ではブーム１）の残留振動時の運動方程式を求め
ると、 Ｐ：ブームシリンダの圧力 Ｋ：作動油の体積弾性係数 Ｖ：ブームシリンダ系の作動油体積 ｋ：ブームシリンダの等価バネ係数 （圧力と流量積との関係） Ａ：ブームシリンダの断面積 ｒ：ブームシリンダとブームフツトとの間の距
離（第１図参照） Ｉ：アタツチメントの慣性モーメント X0：ブームシリンダに流れ込む流量積 （X0＝∫Qdt） θ：アタツチメントの回転角とすると、 Ｐ＝（Ｋ／Ｖ）ｘ＝kx ｘ＝Arθ Ｐ＝Ｆ／Ａ＝Ｍ／Ar Ｍ／Ar＝kx＝kArθ Ｍ＝（Ar）2kθ したがつて運動方程式は、 Iθ＋（Ar）2ｋ（θ−θ0）＝０ ここで、θ＝ｘ／Ａ・ｒより （Ｉ／Ar）ｘ＋（Ar）2ｋ｛ｘ／Ar−x0／Ar｝＝
０ ｛Ｉ／（Ar）2｝ｘ＋ｋ｛ｘ−x0）＝０……(1) 上記(1)式のx0の項にアタツチメントの加速度に
比例した流量積をフイードバツクした場合の運動
方程式は以下のようになる。
xSP：コントロールバルブのスプールストローク
kdz：加速度フイードバツクゲイン
θ：ブームの回転角
x0：流量
Xr：目標値
k0：流量変換係数
xSP＝−Kdz・θ
x0＝k0・xSP
＝−k0・kdz・θ
x0＝−k0・kdz・θ ……(2)
上記(2)式を(1)式に代入すると
｛Ｉ／（Ar）2｝ｘ＋ｋ｛ｘ＋k0・kdz・θ｝＝０
｛Ｉ／（Ar）2｝ｘ＋（ｋ／Ar）k0・kdz＋kx＝０
……(3) 上記(3)式において、加速度フイードバツクゲイ
ンkdzは減衰項に含まれ、したがつてアタツチメ
ントの制振効果を発揮させることができる。
……(3) 上記(3)式において、加速度フイードバツクゲイ
ンkdzは減衰項に含まれ、したがつてアタツチメ
ントの制振効果を発揮させることができる。
（発明の効果）
以上説明したように、この発明はアタツチメン
ト用の操作レバーの不感帯でのみ制振制御を行う
ようにしているために、アタツチメントの作動速
度に無関係であり、通常の作業を妨げることな
く、制振効果を発揮させることができる。しかも
前回と今回の加速度信号の差を求めることによ
り、振動の減衰状況を加味した制振信号としてい
るために、サンプリングタイムを細かくすること
なく、適切な制振信号とすることができ、したが
つて計算器の容量が小さくてすみ、装置全体を安
価に製作することができる。
ト用の操作レバーの不感帯でのみ制振制御を行う
ようにしているために、アタツチメントの作動速
度に無関係であり、通常の作業を妨げることな
く、制振効果を発揮させることができる。しかも
前回と今回の加速度信号の差を求めることによ
り、振動の減衰状況を加味した制振信号としてい
るために、サンプリングタイムを細かくすること
なく、適切な制振信号とすることができ、したが
つて計算器の容量が小さくてすみ、装置全体を安
価に製作することができる。
第１図はこの発明の実施例を示す装置のこりず
ブロツク図、第２図はそのCPU内のフローチヤ
ートである。 １……ブーム、２……ブームシリンダ、３……
角度センサー、５……CPU、６……操作レバー、
９……電磁比例弁、１０……コントロールバル
ブ。
ブロツク図、第２図はそのCPU内のフローチヤ
ートである。 １……ブーム、２……ブームシリンダ、３……
角度センサー、５……CPU、６……操作レバー、
９……電磁比例弁、１０……コントロールバル
ブ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 油圧シヨベルのアタツチメントの制振を行う
装置であつて、操作レバーの操作角検出手段と、
アタツチメントの振動を計測する計測手段と、上
記各手段からの信号を処理する信号処理手段と、
上記信号処理手段からの出力でアタツチメントを
駆動する駆動装置とを有し、上記信号処理手段は
操作レバーからの信号が不感帯域にあるときは上
記計測手段からの信号により今回の制振信号を求
めるとともに前回の制振信号との差を求め、上記
今回の制振信号に上記差を加算した制御値を駆動
手段に送り、不感帯域以外のときは操作レバーか
らの信号のみを駆動手段に送るように構成されて
いることを特徴とする油圧シヨベルのアタツチメ
ント制振装置。 ２ 上記アタツチメントの振動を計測する計測手
段は、アタツチメントの角度検出手段からの変位
信号を２回微分して加速度信号を求めるように構
成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の油圧シヨベルのアタツチメント制振装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28555886A JPS63138025A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 油圧シヨベルのアタツチメント制振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28555886A JPS63138025A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 油圧シヨベルのアタツチメント制振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63138025A JPS63138025A (ja) | 1988-06-10 |
| JPH0528291B2 true JPH0528291B2 (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=17693101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28555886A Granted JPS63138025A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 油圧シヨベルのアタツチメント制振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63138025A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0682997U (ja) * | 1993-05-19 | 1994-11-29 | イトマン株式会社 | トイレットペーパーホルダー |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP28555886A patent/JPS63138025A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0682997U (ja) * | 1993-05-19 | 1994-11-29 | イトマン株式会社 | トイレットペーパーホルダー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63138025A (ja) | 1988-06-10 |
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