JPH0626073A - 建設機械の自動制御方法 - Google Patents

建設機械の自動制御方法

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JPH0626073A
JPH0626073A JP20440192A JP20440192A JPH0626073A JP H0626073 A JPH0626073 A JP H0626073A JP 20440192 A JP20440192 A JP 20440192A JP 20440192 A JP20440192 A JP 20440192A JP H0626073 A JPH0626073 A JP H0626073A
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JP
Japan
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bucket
vehicle body
inclination angle
excavation
angle
Prior art date
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JP20440192A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Taji
浩 田路
Fumikazu Higuchi
史一 樋口
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Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Yutani Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 [目的] 従来技術の油圧ショベルでは、水平地面上に
おける自動掘削の1掘削サイクルの終了時点に、すくっ
た土砂などがこぼれないように、バケットの開口側が水
平状態になるように設定している。そのために上記油圧
ショベルが傾斜地で作業を行うと、1掘削サイクル終了
時のバケット持上げ高さが不足したり、バケットが傾い
て荷こぼれをおこしていた。本発明は、上記の問題点を
解決する。 [構成] 本発明の自動制御方法では、1掘削サイクル
が終了するときにバケット姿勢検出手段と車体傾斜角検
出手段からの出力信号に基づきコントローラより電油変
換器を介してブームシリンダ、またバケットシリンダに
対して指令信号を出力することにより、バケットの持上
げ高さとバケット角度とを車体傾斜角に見合った量だけ
補正するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベルなど建設
機械,作業車両の自動掘削作動時における制御方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】図6は、バックホータイプの油圧ショベ
ルを示す側面図である。図において、1は上部旋回体、
2は下部走行体、3は上部旋回体1のフロント部に装着
した作業アタッチメント、4はブーム、5はアーム、6
はバケット、7はバケットリンク、8はブームシリン
ダ、9はアームシリンダ、10はバケットシリンダ、1
1は上部旋回体1の本体に対するブーム4の回転角度を
検出するブーム角度センサ(バケット姿勢検出手段を構
成)、12はブーム4に対するアーム5の回転角度を検
出するアーム角度センサ(バケット姿勢検出手段を構
成)、13はアーム5に対するバケット6の回転角度を
検出するバケット角度センサ(バケット姿勢検出手段を
構成)、14はバケットシリンダ10のボトム側油室の
シリンダ圧を検出するシリンダ圧センサ(作用力検出手
段)、15は車体傾斜角を検出する傾斜角センサ、16
はコントローラ、0はブーム4の回転中心であるブーム
基端部ピン、Pはバケット基端部ピン、Qはバケット先
端部である。
【0003】図6における油圧ショベルでは、上部旋回
体1のフロント部にブーム4、アーム5、バケット6を
それぞれ前後方向に回動可能に順次連結した作業アタッ
チメント3を装着し、またバケット姿勢検出手段である
ブーム角度センサ11,アーム角度センサ12,バケッ
ト角度センサ13と、車体傾斜角検出手段である傾斜角
センサ15をそなえ、これらの検出手段からの出力信号
に基づいてコントローラ16にて演算処理し、バケット
回転駆動及びバケット昇降駆動を制御することにより自
動掘削を行うようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】自動掘削を行っている
油圧ショベルが1掘削サイクルを終了する時点には、図
6に示すようにダンプする前に土砂などがバケット6に
十分にすくい込まれている。この状態のときには、バケ
ット基端部ピンPとバケット先端部Qとを結ぶバケット
6の開口面が略水平で、しかもブーム基端部ピンOから
バケット6の開口面までの高さが所定の高さHO になる
ように設定している。ところが作業現場では、地面(G
L)が水平でなくて、傾斜地の場合が多い。図7は、従
来技術の油圧ショベルが傾斜地にて1掘削サイクルを終
了した状態を示す側面図である。図7のように車体傾斜
角が前方へ向けて下り勾配(傾斜角度がk)の場合に
は、バケット基端部ピンPの高さは、ブーム基端部ピン
Oの高さより寸法H1 だけ低下する。そのために自動掘
削の1掘削サイクル終了時におけるバケット(6)の持
上げ高さが不足したり、バケットが傾いて荷こぼれをお
こしていた。本発明は上記の問題点を解決できる自動制
御方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の自動制御方法で
は、自動掘削作動時の1掘削サイクルが終了するときバ
ケットがリトラクト回動してバケット先端が所定の位置
に戻る場合に、バケット姿勢検出手段と車体傾斜角検出
手段からの出力信号に基づきコントローラより電油変換
器を介して、ブームシリンダに対し指令信号を出力する
ことにより、バケットの持上げ高さとバケット角度とを
車体傾斜角に見合った量だけ補正するようにした。また
車体傾斜角が前方へ向けて登り勾配となっているときに
は、バケット姿勢検出手段と車体傾斜角検出手段からの
出力信号に基づきコントローラより電油変換器を介し
て、バケットシリンダに対し指令信号を出力することに
より、バケット角度を車体傾斜角に見合った量だけ補正
するようにした。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明の自動制御方法を可能とす
る油圧ショベルの要部回路図である。図において、従来
技術と同一構成要素を使用しているものに対しては同符
号を付す。17,18,19はそれぞれブーム用,アー
ム用,バケット用油圧リモコン弁(油圧リモコン弁は前
後左右の十字方向に操作できるようにしているが説明の
都合上分割して図示している)、20,21,22はそ
れぞれ方向切換弁であるパイロット切換弁、23,〜,
28はそれぞれパイロット圧選択用のシャトル弁、2
9,〜,34はそれぞれ電油変換器である電磁比例減圧
弁、35はメインポンプ、36はパイロットポンプ、3
7はコントローラ、38は自動・手動選択スイッチであ
る。図2は、本発明にかかる油圧ショベルが水平地面上
で自動掘削の1掘削サイクルを終了したときの状態を示
す側面図である。図において、LO はブーム基端部ピン
0からバケット基端部ピンPまでの距離である。
【0007】図3は、本発明にかかる油圧ショベルが前
方へ向けて下り勾配(傾斜角度がb)の傾斜地で作業を
行う場合を示す側面図である。図3において、XーXは
ブーム基端部ピン0を原点とした水平方向のX軸、Yー
Yは垂直方向のY軸、仮想線で示す6イは従来技術の場
合における1掘削サイクル終了時点のバケット位置、P
イはバケット基端部ピン位置である。まず本発明の第1
実施例自動制御方法を図1〜図3について述べる。油圧
ショベルが車体前傾角度bなる傾斜地で自動掘削を行う
とき、傾斜角センサ15により検出される車体傾斜角は
コントロール16に入力される。コントローラ16では
上記検出信号に基づき判断し、自動掘削の1掘削サイク
ル終了時点に近付くとき、電磁比例減圧弁29に対して
指令信号を出力する。パイロット切換弁20は切換作動
し、ブームシリンダ8は伸長作動する。ブーム4は矢印
ロの方向に角度bだけ回動調整する。上記ブーム4の回
動調整とともにバケット基端部ピンPの位置が寸法H1
(ここでH1 =LO ×sina+LO ×sin[b-a]) だけ上方
の位置に調整移動するので、バケット基端部ピンPの高
さを所要の高さHyに、しかもバケット6の開口面を略
水平状態にして終了することができる。
【0008】図4は、図3における1掘削サイクル終了
時点のバケット基端部ピンPの高さ補正を示す図であ
る。次に、本発明の第2実施例自動制御方法を図4につ
いて述べる。油圧ショベルが車体全傾角度bなる傾斜地
で自動掘削を行うとき、1掘削サイクル終了時点のバケ
ット基端部ピン位置を調整移動させる場合に、単純にブ
ーム上げ角度を角度bだけ補正すると、バケット基端部
ピン位置は位置Pイより位置P’イに移動する。したが
ってブーム基端部ピンOからバケット基端部ピンPに対
する高さ方向相対量が寸法dyだけずれてしまう。した
がって図4における高さ方向補正量として△hを演算す
れば、バケット基端部ピンPの位置を正確に設定でき
る。すなわちブーム基端部ピン0からバケット基端部ピ
ンPまでのX軸方向距離をJ、OPイと傾斜地(GL)
とのなす角度をCとすれば、J=L0×cos(b−
c)、△h=LO ×sin(b−c)+J×tanCを
演算して、補正量を算出することができる。
【0009】図5は、本発明にかかる油圧ショベルが前
方へ向けて上り勾配(傾斜角度が+b)の傾斜地で作業
を行う場合を示す側面図である。次に、本発明の第3実
施例自動制御方法を図5について述べる。油圧ショベル
が車体後傾角度bなる傾斜地で自動掘削を行うとき、傾
斜角センサ15により検出される車体傾斜角はコントロ
ーラ16に入力される。コントローラ16では上記検出
信号に基づき判断し、自動掘削の1掘削サイクル終了時
点に近付くとき、電磁比例減圧弁33に対して指令信号
を出力する。パイロット切換弁22が切換作動し、バケ
ットシリンダ10は伸長作動する。バケット6が矢印ハ
の方向に回動調整するので、バケット6が矢印ハの方向
に回動調整するので、バケット6の開口面を略水平状態
にして終了することができる。
【0010】
【発明の効果】自動掘削を行うようにした従来技術の油
圧ショベルが水平地面上で作業をする場合には、1掘削
サイクルの終了時点に、すくった土砂などがこぼれない
ように、バケットの開口面が水平状態になるように設定
している。そのために上記油圧ショベルが傾斜地で作業
を行うと、1掘削サイクル終了時のバケット持上げ高さ
が不足したり、バケットが傾いて荷こぼれをおこしてい
た。しかし本発明の自動制御方法では、自動掘削作動時
の1掘削サイクルが終了するときバケットがリトラクト
回動してバケット先端が所定の位置に戻る場合に、上記
バケット姿勢検出手段と車体傾斜角検出手段からの出力
信号に基づきコントローラより電油変換器を介して、ブ
ームシリンダに対し指令信号を出力することにより、バ
ケットの持上げ高さとバケット角度とを車体傾斜角に見
合った量だけ補正するようにした。また車体傾斜角が前
方へ向けて登り勾配となっているときには、バケット姿
勢検出手段と車体傾斜角検出手段からの出力信号に基づ
きコントローラより電油変換器を介して、バケットシリ
ンダに対し指令信号を出力することにより、バケット角
度を車体傾斜角に見合った量だけ補正するようにした。
それにより油圧ショベルが前方へ向けて下り勾配の傾斜
地で作業を行う場合には、1掘削サイクルの終了時点に
傾斜に見合った補正を行ってバケットの持上げ高さを確
保するとともに、バケットの開口面を水平状態にして荷
こぼれを防止することができる。また油圧ショベルが前
方へ向けて上り勾配の傾斜地で作業を行う場合には、作
業アタッチメント先端側がかなり上向くため持上げ高さ
補正を行わないで、バケットの開口面を水平状態にして
荷こぼれを防止することができる。したがって本発明の
自動制御方法では、建設機械の自動掘削機能と作業性を
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動制御方法を可能とする油圧ショベ
ルの要部回路図である。
【図2】本発明にかかる油圧ショベルが水平地面上で自
動掘削の1掘削サイクルを終了したときの状態を示す側
面図である。
【図3】本発明にかかる油圧ショベルが前方へ向けて下
り勾配の傾斜地で自動掘削を行う場合を示す側面図であ
る。
【図4】図3における1掘削サイクル終了時点のバケッ
ト基端部ピンの高さ補正を示す図である。
【図5】本発明にかかる油圧ショベルが前方へ向けて上
り勾配の傾斜地で自動掘削を行う場合を示す側面図であ
る。
【図6】油圧ショベルを示す側面図である。
【図7】図6における油圧ショベルが前方へ向けて下り
勾配の傾斜地で従来技術の自動制御を行っている場合の
側面図である。
【符号の説明】
3 作業アタッチメント 4 ブーム 5 アーム 6 バケット 8 ブームシリンダ 10 バケットシリンダ 11,12,13 角度センサ 15 傾斜角センサ 16,37 コントローラ 17,〜,19 油圧リモコン弁 20,〜,22 パイロット切換弁 29,〜,34 電磁比例減圧弁 O ブーム基端部ピン P バケット基端部ピン Q バケット先端部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車体のフロント部にブーム,アーム,バ
    ケットをそれぞれ前後方向に回動可能に順次連結した作
    業アタッチメントを装着し、またバケット姿勢検出手段
    と車体傾斜角検出手段をそなえ、これらの検出手段から
    の出力信号に基づいてバケット回転駆動及びバケット昇
    降駆動を制御することにより自動掘削を行うようにした
    建設機械において、自動掘削作動時の1掘削サイクルが
    終了するときバケットがリトラクト回動してバケット先
    端が所定の位置に戻る場合に、上記バケット姿勢検出手
    段と車体傾斜角検出手段からの出力信号に基づきコント
    ローラより電油変換器を介して、ブームシリンダに対し
    指令信号を出力することにより、バケットの持上げ高さ
    とバケット角度とを車体傾斜角に見合った量だけ補正す
    るようにしたことを特徴とする建設機械の自動制御方
    法。
  2. 【請求項2】 特許請求の範囲請求項1記載の建設機械
    の自動制御方法において、車体傾斜角が前方へ向けて登
    り勾配となっているときには、バケット姿勢検出手段と
    車体傾斜角検出手段からの出力信号に基づきコントロー
    ラより電油変換器を介して、バケットシリンダに対し指
    令信号を出力することにより、バケット角度を車体傾斜
    角に見合った量だけ補正するようにしたことを特徴とす
    る建設機械の自動制御方法。
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