JPH06313323A

JPH06313323A - 作業機の干渉防止装置

Info

Publication number: JPH06313323A
Application number: JP5104240A
Authority: JP
Inventors: Katsuyoshi Nasu; 且良那須; Masayuki Yugami; 誠之湯上; Koji Nishimura; 孝治西村; Fumimasa Saeki; 文将佐伯; Norimitsu Tamura; 紀光田村; Osamichi Yamada; 修道山田; Akinori Shimazaki; 昭範嶋先
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp; Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp; Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1993-04-30
Publication date: 1994-11-08
Anticipated expiration: 2017-12-16
Also published as: JP3357120B2

Abstract

(57)【要約】【目的】運転室とフロントとの接近状態に応じてフロ
ントの速度低下を抑制できる作業機の干渉防止装置の提
供。【構成】各部材間の相対角度を検出する角度計３１，
３２，３３と、フロントの所定個所の座標を算出する座
標演算部６１と、この算出された座標値によって所定の
部材の移動速度を低下させる領域が設定される減速領域
設定記憶部７６と、算出された座標値に応じて全ての部
材の動作を禁止する領域が設定される干渉危険領域記憶
部６５と、フロントが前記各領域内かどうかを判断し、
この結果に応じた信号を出力する比較演算部６２と、こ
の比較演算部６２からの信号と操作レバー６９からの信
号とを入力し、油圧駆動回路７０へ駆動制御信号を演算
出力する駆動制御部７７とを備えることにより、運転室
とフロントとの接近状態に応じて所定のフロント部材の
動作速度を選択的に低下させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば油圧ショベル
等、主に掘削作業を行う作業機のフロントが運転室に近
づいたとき各フロント部材の動作を停止させ衝突を回避
する作業機の干渉防止装置に係り、特に、フロントが予
め定めた干渉危険領域に近づいたとき、所定のフロント
部材の動作速度を低下させる作業機の干渉防止装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の作業機の干渉防止装置は、例え
ば特開平４−１１１２８号公報に開示されている。この
従来技術による作業機の干渉防止装置について、図９お
よび図１０を用い説明する。図９はこの従来技術によっ
て設定されるフロントと運転室１０３との干渉危険領域
Ｚｉ（ｉ＝１〜４）、および、フロントの減速領域Ｌｉ
（ｉ＝１，２）を示す図であり、図１０は減速領域Ｌｉ
におけるフロントを形成する各フロント部材のシリンダ
速度の設定を示す図である。なお、この説明図は、作業
機本体に回動可能にピン接続される第１ブームと、この
第１ブームに対してオフセットシリンダによって横方向
に移動可能に接続された第２ブームと、この第２ブーム
に対し回動可能にピン接続されるアームと、このアーム
に対し回動可能にピン接続されるバケットとから形成さ
れるフロントを備えた作業機に適用されたものを示して
いる。

【０００３】この従来技術では、図９に示すように、運
転室１０３に対し前方側、および、側方側にそれぞれ第
１干渉危険領域（Ｚ1，Ｚ3）と第２干渉危険領域（Ｚ
2，Ｚ4）とを設け、さらに、この干渉危険領域外には減
速領域（Ｌ1，Ｌ2）を設定している。そして、第１干渉
危険領域および第２干渉危険領域では、それぞれバケッ
トと運転室１０３との距離に応じて第１ブーム、第２ブ
ーム、アーム、バケットの動作を規制するようになって
いる。すなわち、第１干渉危険領域（Ｚ１，Ｚ３）より
も運転室１０３に近い第２干渉危険領域（Ｚ２，Ｚ４）
では、運転室１０３に近づく側への動作は、第１，第２
ブーム、アーム、バケットの全てが禁止されるのに対
し、第１干渉危険領域（Ｚ１，Ｚ３）では、第１，第２
ブーム、アームの動作は禁止されるが、バケットの動作
は規制されない。

【０００４】また、減速領域にバケットが侵入したと
き、図１０に示すように干渉危険領域に近づくにしたが
い第１ブーム、第２ブーム、アームの速度を徐々に低下
させるようになっている。なお、減速領域、および、干
渉危険領域では、運転室１０３側への動作は規制される
が、離れる方向への動作に関しては規制されることがな
い。したがって、上述した従来技術では、運転室１０
３とバケットとが接近したとき、各フロント部材の動作
速度を徐々に低下させ、より接近状態となったときフロ
ントの動作を停止させるため、作業者の安全を確保でき
る上、干渉危険領域の巾を狭められるため作業範囲を広
くできる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術によ
る作業機の干渉防止装置では、バケットが減速領域（Ｌ
１，Ｌ２）に侵入した場合、図１０に示すようにアーム
シリンダおよび第１ブームシリンダの両シリンダ速度を
同じように低下させるようになっている。しかし、ａ）．第１ブームを単独動作させたときｂ）．アームを単独動作させたときを比較すると、ａ）．の場合には運転室近傍のピン接続
部を支点にほぼ±９０度回動するのに対し、ｂ）．の場
合には第２ブーム先端近傍のピン接続部を支点に第１ブ
ームに対してほぼ０〜１８０度回動するため、ｂ）．の
場合の方がバケット先端の水平方向速度が速くなり易
い。このため、干渉危険領域近傍では第１ブームを動作
させた場合よりも、アームを動作させた場合の方が運転
室に衝突する危険性が高いことになる。したがって、第
１ブームよりもアームの速度を減速することが、運転室
との干渉防止の点では効果的である。

【０００６】換言すれば、第１ブームの速度を低下させ
る領域を必ずしもアームと同一にする必要はなく、この
従来技術のように全てのフロント部材に対して同一の減
速領域を設けることは、必要以上にフロントの速度低下
を招くことになり、操作性が悪くなる上、作業効率が低
下するという不具合がある。

【０００７】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
みてなされたもので、その目的は、運転室とフロントと
の接近状態に応じて所定のフロントの速度低下を抑制で
きる作業機の干渉防止装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】実施例を示す図１、およ
び、図３〜図５に対応づけて本発明を説明すると、本発
明は運転室３を含む作業機本体２と、この作業機本体２
に回動可能に接続され、互いに回動可能に接続された複
数のフロント部材１１，１２，１４，１５からなるフロ
ント１０と、各フロント部材１１，１２，１４，１５の
動作をそれぞれ指示する指示信号を出力する操作手段６
９と、この操作手段の指示信号に基づいて各フロント部
材１１，１２，１４，１５をそれぞれ駆動する駆動手段
７０とを有する作業機に設けられ、前記作業機本体２と
この作業機本体２に接続したフロント部材１１との相対
角度、および、前記各フロント部材１１，１２，１４間
の相対角度を検出する角度検出手段３１，３２，３３
と、これらの角度検出手段３１，３２，３３からの信号
に基づき、前記作業機上に予め定めた座標系における前
記フロント１０の所定箇所の座標値（ｘ4，ｙ4，ｚ4）
を算出する座標演算手段６１と、前記座標系において前
記フロント１０と運転室３との干渉危険領域７３を設定
する危険領域設定手段６５と、前記座標演算手段６１に
よって算出された座標値（ｘ4，ｙ4，ｚ4）から前記フ
ロント１０が前記危険領域設定手段６５で設定された干
渉危険領域７３の範囲に侵入したかどうかを判断し、前
記フロント１０が干渉危険領域７３へ侵入したと判断し
たときに前記各フロント部材１１，１２，１４の前記運
転室３側への動作を禁止する信号を出力する比較演算手
段６２と、この比較演算手段６２からの信号と前記操作
手段６９からの指示信号ｌxa，ｌxbとを入力し、これら
の信号に応じた制御信号を前記駆動手段７０に出力する
駆動制御手段７７とを備えた作業機の干渉防止装置に適
用されるものである。

【０００９】そして、上記目的は、前記危険領域設定手
段６５で設定される干渉危険領域７３の外側に、所定の
フロント部材の速度を低速に制御する複数の減速領域７
４，７５を設定する減速領域設定手段７６をさらに設
け、前記比較演算手段６２が、前記座標演算手段６１に
よって算出された前記フロント１０の所定箇所の座標値
（ｘ4，ｙ4，ｚ4）からフロント１０が前記減速領域設
定手段７６で設定された減速領域７４，７５の範囲内に
侵入したと判断したときに、所定のフロント部材の移動
速度を通常の移動速度よりも低速にする信号ｖamax，ｖ
bmaxを前記駆動制御手段７７に出力する手段を含むこと
によって達成される。

【００１０】

【作用】本発明は上記のように構成されており、フロン
ト１０上の所定箇所の座標（ｘ4，ｙ4，ｚ4）が座標演
算手段６１によって算出される。そして、この座標値
（ｘ4，ｙ4，ｚ4）に基づき比較演算手段６２によっ
て、フロント１０が減速領域設定手段７６で設定されて
いる減速領域７４，７５の範囲内、あるいは、干渉危険
領域設定手段６５に設定されている干渉危険領域７３の
範囲内かどうか比較演算される。そして、この比較演算
手段６２によって、フロント１０が減速領域７４，７５
の範囲内であって、干渉危険領域７３の範囲外と判断さ
れたとき、この比較演算手段６２は減速領域７４、もし
くは、７５に対応するフロント部材の移動速度を通常の
速度よりも低速にするための信号ｖamax，ｖbmaxが出力
される。駆動制御手段７７は比較演算手段６２からの信
号ｖamax，ｖbmaxと、操作手段６９からの指示信号ｌx
a，ｌxbとを入力し、これらの信号に基づき各フロント
部材の移動速度、および、この移動速度に対応する駆動
手段７０への制御信号を算出し、出力する。

【００１１】したがって、本発明によれば、フロントが
運転室との干渉危険領域に近づいたとき、その接近状況
に応じて所定のフロント部材のみ速度が低下するため、
従来技術に比べ作業効率を向上させることができる。

【００１２】

【実施例】以下、図１〜図８に基づいて本発明の実施例
を説明する。

【００１３】図１〜図７は第１の実施例を示す図で、図
１は本発明による作業機の干渉防止装置の全体構成を示
すブロック図、図２は演算装置６０による演算処理の流
れを示すフローチャート、図３はこの実施例の装置が搭
載される作業機の側面図、図４はこの作業機のフロント
の動作を示す動作説明図、図５は減速領域７４，７５と
干渉危険領域７３との関係を示す図、図６は作業機のフ
ロントの模式図、図７は各減速領域での最高速度を算出
するための演算内容を説明するための説明図である。

【００１４】図３に示すように、この第１の実施例は作
業機本体２に回動可能に設けた第１ブーム１１と、この
第１ブーム１１に対し図４に示すようにオフセットシリ
ンダ２２によってアーム１４およびバケット１５を横方
向に平行移動させる第２ブーム１２と、この第２ブーム
１２に回動可能に設けたアーム１４と、このアーム１４
に対しピン５１によって回動可能に接続したバケット１
５とからなるフロント１０を備えた油圧ショベルに適用
したものである。なお、図３、図４に記したＯ1は作業
機本体２と第１ブーム１１との接続部を、Ｏ2は第１ブ
ーム１１と第２ブーム１２との接続部を、Ｏ3は第２ブ
ーム１２とアーム１４との接続部を、Ｏ4はアーム１４
とバケット１５との接続部を示す。また、第１ブーム１
１、第２ブーム１２、アーム１４、バケット１５は、そ
れぞれ油圧シリンダ２１、２２、２３、２４によって動
作する。

【００１５】また、本体２と第１ブーム１１、第１ブー
ム１１と第２ブーム１２、第２ブーム１２とアーム１４
との各接続部近傍には、各フロント部材間の相対角度θ
1，θ2，θ3をそれぞれ検出する角度検出手段、例えば
ポテンショメータ等の角度計３１，３２，３３を設けて
いる。そして、これらの角度計３１，３２，３３によっ
て検出された各フロント部材間の相対角度信号θ1，θ
2，θ3は、図１に示す演算装置６０に入力される。

【００１６】この演算装置６０は、角度信号θ1，θ2，
θ3に基づきフロント１０上の所定箇所、例えばア−ム
１４とバケット１５との接続部中心Ｏ4の座標（ｘ4，ｙ
4，ｚ4）を算出する座標演算手段、例えば座標演算部６
１と、この座標値（ｘ4，ｙ4，ｚ4）によって第１ブー
ム１１のみ、あるいは、第１ブーム１１およびアーム１
４の移動速度を低下させる減速領域が設定される減速領
域設定手段、例えば減速領域記憶部７６と、Ｏ4の座標
値（ｘ4，ｙ4，ｚ4）に応じて全てのフロント部材の動
作を禁止する領域、すなわち、干渉危険領域が設定され
る干渉危険領域設定手段、例えば干渉危険領域記憶部６
５と、Ｏ4の座標値（ｘ4，ｙ4，ｚ4）に基づきフロント
１０が減速領域内、あるいは、干渉危険領域内に侵入し
たかどうかを判断し、この結果に応じてアームシリンダ
２３および第１ブームシリンダ２１の最高速度信号ｖam
ax,ｖbmaxを出力する手段を含む比較演算手段、例えば
比較演算部６２と、この比較演算部６２からの信号と運
転室３内に設けた各フロント部材を操作するための操作
手段、例えば操作レバー６９からの指示信号ｌxa，ｌxb
とを入力し、これらの信号に基づき各シリンダへ作動油
を供給する駆動手段、例えば油圧駆動回路７０への駆動
制御信号を出力する駆動制御手段、例えば駆動制御部７
７とを備えている。なお、Ｏ4の座標値（ｘ4，ｙ4，ｚ
4）の算出に際し、図３に示すような座標系（ｘ，ｙ，
ｚ）として、例えば本体２と第１ブーム１１との接続中
心Ｏ1を座標原点として演算を行っている。

【００１７】さらに、上述した減速領域記憶部７６は、
アームシリンダ２３の速度のみを低下させる領域が設定
されるアーム減速領域記憶部６３と、アームシリンダ２
３および第１ブームシリンダ２１の速度を低下させる領
域が設定されるブーム減速領域記憶部６４とからなる。
また、駆動制御部７７は比較演算部６２からの最高速度
信号ｖamax,ｖbmaxと操作レバー６９からの指示信号ｌx
a，ｌxbとに基づきアーム１４、第１ブーム１１の移動
速度ｖa，ｖbを算出する速度演算部６６と、この移動速
度ｖa，ｖbに対応する各シリンダ２１、２３への作動油
の流量ｑa，ｑbを算出する流量演算部６７と、この流量
ｑa，ｑbに応じた駆動制御信号ｉa，ｉbに変換する変換
部６８とから形成されている。なお、油圧駆動回路７０
は、図示しない制御弁等からなり、駆動制御信号ｉa，
ｉbに応じた流量ｑa，ｑbの作動油を各シリンダ２１，
２３に供給する。

【００１８】以上のように構成した第１の実施例の動作
を図２に示すフローチャートにより説明する。

【００１９】演算装置６０は、最初に手順Ｓ１に示すよ
うに各角度計３１，３２，３３からの角度信号θ1，θ
2，θ3に基づきバケット１５とア−ム１４との接続部の
中心点Ｏ4の座標（ｘ4，ｙ4，ｚ4）を算出する。この処
理内容を図６に示すフロントの模式図を用い説明する。
なお、図６（ｂ）は、図６（ａ）を矢印Ａ方向からみた
矢視図である。この図６（ａ），（ｂ）からわかるよう
に、Ｏ4の座標値（ｘ4，ｙ4，ｚ4）は、ｘ4＝ｌ1×ｃｏｓθ1＋ｌ2×ｃｏｓθ1×ｃｏｓθ2 ＋ｌ3×ｃｏｓ（θ1−θ3）ｙ4＝ｌ1×ｓｉｎθ1＋ｌ2×ｓｉｎθ1×ｃｏｓθ2 ＋ｌ3×ｓｉｎ（θ1−θ3）ｚ4＝ｌ3×ｓｉｎθ2 ・・・・・・（１）となる。ここで、ｌ1はＯ1とＯ2間距離、ｌ2はＯ2とＯ3
間距離、ｌ3はＯ3とＯ4間距離である。

【００２０】そして、次の手順Ｓ２に移行し、下記に示
す演算によりバケット１５先端の動作範囲７１が運転室
３と干渉する領域に含まれるかどうかを判断する。バケ
ット１５はピン５１を支点として回動するため、図５に
鎖線で示すバケット１５先端の動作範囲７１は、ｒ²＝（ｘ−ｘ4）²＋（ｙ−ｙ4）² ・・・・・・（２）となる。ここで、ｒはバケット１５の回動半径を示す。

【００２１】また、干渉危険領域７３は、図５に示す直
線部７３ａ，７３ｃと曲線部７３ｂに分けられて干渉危
険領域記憶部６５に以下に示す関数で設定されている。
すなわち、７３ａの領域ｙ＝ｙ1 ７３ｂの領域ｒ1²＝（ｘ−ｘ10）²＋（ｙ−ｙ10）² ７３ｃの領域ｘ＝ｘ1 ・・・・・・（３−１）ここで、ｘ1，ｙ1，ｘ10，ｙ10はそれぞれ予め設定され
る定数である。そして、上記（２）式と（３−１）式と
の連立方程式を解くことにより、両者の交点が存在する
かどうか、すなわち、バケット１５の先端が干渉危険領
域７３の範囲内を動作し得るか判断することができる。
もし解が求められない場合にはバケット１５先端の動作
範囲７１が干渉危険領域７３内に含まれないことにな
り、手順Ｓ２はＮｏとなる。また、解が求められた場合
には干渉危険領域７３内に含まれることになり、手順Ｓ
２はＹｅｓとなる。

【００２２】手順Ｓ２での判断結果がＹｅｓのときに
は、手順Ｓ３に移行し、アーム１４、第１ブーム１１の
最高速度信号ｖamax,ｖbmaxをそれぞれ０に設定する。

【００２３】一方、手順Ｓ２での判断結果がＮｏのとき
には、手順Ｓ４に移行し、バケット１５先端の動作範囲
７１がブーム減速領域７４内に含まれるかどうか判断さ
れる。この手順Ｓ４での処理は手順Ｓ２とほぼ同様に行
われる。すなわち、ブーム減速領域記憶部６３に設定さ
れているブーム減速領域７４内に上記（２）式で示され
るバケット１５先端の動作範囲７１が含まれているかど
うかを、手順Ｓ２同様連立方程式の解を求めることによ
って判断するようになっている。そして、この手順Ｓ４
でバケット１５先端の動作範囲７１がブーム減速領域７
４内に含まれると判断されたとき、すなわち、Ｙｅｓの
とき、手順Ｓ５によってアームシリンダ２３、第１ブー
ムシリンダ２１の最高速度信号ｖamax，ｖbmaxが設定さ
れる。なお、ブーム減速領域７４は、干渉危険領域７３
と同様に図５に示す直線部７４ａ，７４ｃと曲線部７４
ｂに分けられてブーム減速領域記憶部６３に以下に示す
関数で設定されている。

【００２４】７４ａの領域ｙ＝ｙ2 ７４ｂの領域ｒ2²＝（ｘ−ｘ10）²＋（ｙ−ｙ10）² ７４ｃの領域ｘ＝ｘ2 ・・・・・・（３−２）一方、手順Ｓ４での判断結果がＮｏのときには、手順Ｓ
６に移行し、バケット１５先端の動作範囲７１がアーム
減速領域７５の範囲内に含まれるかどうか判断される。
この手順Ｓ６では、手順Ｓ４と同様の処理が行われる。
なお、アーム減速領域７５はアーム減速領域記憶部６４
に設定されている。そして、この手順Ｓ６でバケット１
５先端の動作範囲７１がアーム減速領域７５内に含まれ
ると判断されたとき、すなわち、Ｙｅｓのとき、手順Ｓ
７によってアームシリンダ２３の最高速度信号ｖamaxが
設定される。なお、アーム減速領域７５は、アーム減速
領域記憶部６４に以下に示す関数で設定されている。

【００２５】７５ａの領域ｙ＝ｙ3 ７５ｂの領域ｒ3²＝（ｘ−ｘ10）²＋（ｙ−ｙ10）² ７５ｃの領域ｘ＝ｘ3 ・・・・・・（３−３）ところで、手順Ｓ５および手順Ｓ７では、例えば以下に
示す演算によってアームシリンダ２３、第１ブームシリ
ンダ２１の最高速度信号ｖamax,ｖbmaxが算出される。
手順Ｓ４によりフロント１０がブーム減速領域７４内に
侵入したと判断された場合、上述した（２）式および
（３−１）式に基づき、バケット１５先端と干渉危険領
域７３とが最も接近した際の距離△ｌを以下に示す演算
によって算出する。すなわち、（１）式で求められたア
ーム１４とバケット１５との接続中心Ｏ4の座標（ｘ4，
ｙ4，ｚ4）より、ｘ4≧ｘ10 かつｙ4≧√｛（ｒ1＋ｒ）²−（ｘ4−ｘ1
0）²｝＋ｙ10 のとき、 △ｌ＝ｒ1−ｒ＋√｛（ｘ10−ｘ4）²＋（ｙ10−ｙ4）²｝・・・・・（４）ｘ4＜ｘ10 かつｙ4≧ｙ10＋ｒ＋ｒ1 のとき、 △ｌ＝ｙ4−ｒ−ｙ1 ・・・・・（５）ｘ4≧ｘ10＋ｒ＋ｒ1 かつｙ4＜ｙ10 のとき、 △ｌ＝ｘ4−ｒ−ｘ1 ・・・・・（６）これら（４）〜（６）式の状況を図７により説明する。
（４）式に示す状態は、同図７の斜線部の領域ＩＩに中
心Ｏ4が存在するとき成り立つ。すなわち、干渉危険領
域７３の曲線部７３ｂ上にＯ4を中心とする半径ｒの円
に最も近い点が存在し、その距離が（４）式で表され
る。また、（５）式は領域Ｉに中心Ｏ4が存在するとき
の距離を、（６）式は領域ＩＩＩに中心Ｏ4が存在する
ときの距離を表す。そして、この第１の実施例では、図
５に示すように干渉危険領域７３とブーム減速領域７４
との距離がｌb、干渉危険領域７３とアーム減速領域７
５との距離がｌaとなるように、それぞれ平行に設定さ
れており、（４）〜（６）式に基づき以下の演算によっ
てアームシリンダ２３、第１ブームシリンダ２１の最高
速度信号ｖamax，ｖbmaxが算出される。

【００２６】ｖamax＝Ｖamax×△ｌ／ｌa ・・・・・（７）ｖbmax＝Ｖbmax×△ｌ／ｌb ・・・・・（８）ここで、Ｖamax，Ｖbmaxはアーム減速領域７５よりも外
の領域での通常動作時のアームシリンダ２３、第１ブー
ムシリンダ２１の最高速度を示す。この（７），（８）
式からわかるように、距離△ｌが短くなるにつれて各最
高速度信号ｖamax，ｖbmaxが低速になるように設定され
る。

【００２７】また、手順Ｓ６によってアーム減速領域７
５内に侵入したと判断された場合にも、手順Ｓ７で同様
の演算によって、アームシリンダ２３の最高速度が算出
される。この場合には、第１ブームシリンダ２１の最高
速度はＶbmaxに設定される。

【００２８】さらに、手順Ｓ６でＮｏと判断された場合
には、手順Ｓ８によりアームシリンダ２３、第１ブーム
シリンダ２１の最高速度ｖamax，ｖbmaxはそれぞれＶam
ax，Ｖbmaxに設定される。

【００２９】以上の処理によって、アームシリンダ２
３、第１ブームシリンダ２１の最高速度信号が設定され
ると手順Ｓ９に移行し、操作レバー６９からの指示信号
ｌxa，ｌxbに基づき、各シリンダ速度ｖa，ｖbが設定さ
れる。すなわち、操作レバー６９からの指示信号ｌxa，
ｌxbがそれぞれ運転室３側への動作を指示している場合
には、指示信号ｌxa，ｌxbと最高速度信号ｖamax，ｖbm
axとを比較し、遅い方を速度信号ｖa，ｖbとして出力す
る。逆に、指示信号ｌxa，ｌxbが運転室３から離れる方
向への移動を指示している場合には、指示信号ｌxa，ｌ
xbを各シリンダ速度ｖa，ｖbとして出力する。

【００３０】次の手順Ｓ１０では、手順Ｓ９で算出され
たアームシリンダ２３速度ｖa、第１ブームシリンダ２
１速度ｖbより、各シリンダへの供給流量ｑa，ｑbを算
出する。すなわち、となる。ここで、ａsaはアーム１４のシリンダ受圧面
積、ａsbは第１ブーム１１のシリンダ受圧面積である。

【００３１】手順Ｓ１１では、流量ｑa，ｑbに基づき、
例えば油圧駆動回路７０に備えられる図示しない電磁比
例弁への電流信号ｉa，ｉbを算出する。

【００３２】そして、手順Ｓ１２では、手順Ｓ１１の結
果を実際の電流信号ｉa，ｉbに変換し、上記電磁比例弁
へ出力する。これによって、油圧駆動回路７０では、電
流信号ｉa，ｉbに応じた流量ｑa，ｑbを各シリンダに供
給する。

【００３３】以上説明したようにこの第１の実施例によ
れば、運転室３とバケット１５先端との接近状態に応じ
てアーム１４、あるいは、第１ブーム１１の動作速度を
低下させるため、第１ブーム１１の減速領域を最小限に
抑えることができ、従来技術に比べ作業効率が向上する
上、操作性が良くなる。

【００３４】図８は、本発明の第２の実施例を示す図
で、作業機の干渉防止装置の構成を示すブロック図であ
る。同図に示すようにこの第２の実施例では、演算装置
６０’によって第１ブ−ム１１とア−ム１４の最大速度
に相当する信号ｉａ，ｉｂが演算出力される。そして、
この信号はパイロット回路上に設けた電磁弁８１のソレ
ノイド９１に入力される。この電磁弁８１は、管路８４
とタンク９２につながる管路８５またはパイロットポン
プ８０につながる管路８６とを切換えて接続するように
なっている。これにより、演算装置６０’からの信号に
応じて、弁位置を（イ）、または、（ロ）に切換え管路
８４に油圧力を供給する。この管路８４は、パイロット
切換弁８２に送出されるとともに、管路８８を介しパイ
ロットポート９０に送られる。

【００３５】また、操作レバー６９の操作量に対応する
パイロット圧Ｐｃ，Ｐｄが、管路８３を介しパイロット
切換弁８２に送出されるとともに、管路８７を介しパイ
ロットポート８９に送られる。

【００３６】パイロット切換弁８２は、各パイロットポ
ート８９，９０にそれぞれ供給される圧力バランスによ
って弁位置を（ハ）、（ニ）のいずれかに切換わる。か
りに、操作レバー６９側からのパイロット圧が高い場合
には、弁位置を（ニ）側に切換え演算装置６０’からの
信号に応じたパイロット圧Ｐが油圧駆動回路７０に供給
される。逆に、演算装置６０’からの信号に基づくパイ
ロット圧Ｐａ，Ｐｂが高圧の場合には、弁位置を（ハ）
側に切換え、操作レバー６９からの信号に基づくパイロ
ット圧を油圧駆動回路７０に供給するように作用する。

【００３７】以上のようにこの第２の実施例では、操作
レバー６９の操作量に応じたパイロット圧Ｐｃ，Ｐｄお
よび演算装置６０’からの信号ｉａ，ｉｂに応じたパイ
ロット圧Ｐａ，Ｐｂに対し、低圧側の圧力がパイロット
圧Ｐとして油圧駆動回路７０に供給される。このため、
演算装置６０’で演算された速度と、操作レバー６９に
よって指示された速度のうち、遅い方の速度が選択され
る。それ以外についての構成は、第１の実施例と同様で
ある。

【００３８】したがって、この第２の実施例によれば、
第１の実施例同様に運転室３とバケット１５先端との接
近状態に応じてアーム１４、あるいは、第１ブーム１１
の動作速度を低下させるため、第１ブーム１１の減速領
域を最小限に抑えることができ、従来技術に比べ作業効
率が向上する上、操作性が良くなる。

【００３９】なお、上記した実施例では、全体がドアや
窓ガラス等に囲われた運転室を有する作業機を対象に説
明したが、運転者を保護する枠だけで形成される通常キ
ャノピーと呼ばれる運転席であっても良い。

【００４０】また、実施例では減速領域にフロントが侵
入したとき、アームもしくはブームの最高速度を規制す
るようにしたが、操作レバーからの指示信号に対し一律
に減速するようにしても良い。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、運転室とフロントとの
接近状態に応じて従来技術のように、全てのフロント部
材の動作速度を一律に低下させるのではなく、所定のフ
ロント部材の動作速度を選択的に低下させることができ
るため、各フロント部材の減速領域を最小限に抑えるこ
とができ、従来技術に比べ作業効率が向上するととも
に、操作性が良くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における作業機の干渉防
止装置の全体構成を示すブロック図である。

【図２】第１の実施例における演算処理の流れを示すフ
ローチャートである。

【図３】実施例の対象である作業機の側面図である。

【図４】実施例の対象である作業機のフロントの動作を
示す動作説明図である。

【図５】実施例における減速領域と干渉危険領域との関
係を示す図である。

【図６】実施例の対象である作業機のフロントの藻式図
である。

【図７】実施例の各減速領域における最高速度算出のた
めの説明図である。

【図８】第２の実施例における作業機の干渉防止装置の
全体構成を示すブロック図である。

【図９】従来技術による減速領域と干渉危険領域の関係
を示す図である。

【図１０】従来技術で設定した減速領域におけるシリン
ダ速度の減速パターンを示す図である。

【符号の説明】

２作業機本体３運転室１０フロント１１第１ブーム（フロント部材）１２第２ブーム（フロント部材）１４アーム（フロント部材）１５バケット（フロント部材）２１第１ブームシリンダ２２オフセットシリンダ２３アームシリンダ２４バケットシリンダ３１，３２，３３角度計（角度検出手段）６０演算装置６１座標演算部（座標演算手段）６２比較演算部（比較演算手段）６３ブーム減速領域記憶部（減速領域設定手段）６４アーム減速領域記憶部（減速領域設定手段）６５干渉危険領域記憶部（干渉危険領域設定手段）６６速度演算部（駆動制御手段）６７流量演算部（駆動制御手段）６８変換部（駆動制御手段）６９操作レバー（操作手段）７０油圧駆動回路（駆動手段）７３干渉危険領域７４ブーム減速領域（減速領域）７５アーム減速領域（減速領域）７６減速領域記憶部（減速領域設定手段）７７駆動制御部（駆動制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西村孝治茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者佐伯文将茨城県土浦市神立町650番地日立建機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者田村紀光富山県富山市石金20番地株式会社不二越内 (72)発明者山田修道富山県富山市石金20番地株式会社不二越内 (72)発明者嶋先昭範富山県富山市石金20番地株式会社不二越内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】運転室を含む作業機本体と、この作業機
本体に回動可能に接続され、互いに回動可能に接続され
た複数の部材からなるフロントと、各フロント部材の動
作をそれぞれ指示する指示信号を出力する操作手段と、
この操作手段の指示信号に基づいて各フロント部材をそ
れぞれ駆動する駆動手段とを有する作業機に設けられ、前記作業機本体とこの作業機本体に接続したフロント部
材との相対角度、および、前記各フロント部材間の相対
角度を検出する角度検出手段と、これらの角度検出手段からの信号に基づき、前記作業機
上に予め定めた座標系における前記フロントの所定箇所
の座標値を算出する座標演算手段と、前記座標系において前記フロントと運転室との干渉危険
領域を設定する危険領域設定手段と、前記座標演算手段によって算出された座標値から前記フ
ロントが前記危険領域設定手段で設定された干渉危険領
域の範囲に侵入したかどうかを判断し、前記フロントが
干渉危険領域へ侵入したと判断したときに前記各フロン
ト部材の前記運転室側への動作を禁止する信号を出力す
る比較演算手段と、この比較演算手段からの信号と前記操作手段からの指示
信号とを入力し、これらの信号に応じた制御信号を前記
駆動手段に出力する駆動制御手段とを備えた作業機の干
渉防止装置において、前記危険領域設定手段で設定される干渉危険領域の外側
に、所定のフロント部材の速度を低速に制御する減速領
域が複数箇所設定される減速領域設定手段をさらに設
け、前記比較演算手段は、前記座標演算手段によって算出さ
れた前記フロントの所定箇所の座標値からフロントが前
記減速領域設定手段に設定された減速領域の範囲内に侵
入したと判断したときに、所定のフロント部材の移動速
度を通常の移動速度よりも低速にする信号を前記駆動制
御手段に出力する手段を含むことを特徴とする作業機の
干渉防止装置。
【請求項２】前記フロントは、前記作業機本体に回動
可能に接続される第１ブームと、この第１ブームに対し
てオフセットシリンダによって横方向に移動可能に接続
された第２ブームと、この第２ブームに対し回動可能に
接続されるアームとを有し、前記減速領域設定手段で設定される減速領域が、前記第
１ブームの移動速度を減速するブーム減速領域と、前記
アームの移動速度を減速するアーム減速領域の２種類設
けられることを特徴とする請求項１に記載の作業機の干
渉防止装置。
【請求項３】前記ブーム減速領域は、前記アーム減速
領域よりも前記干渉危険領域に近い領域に設定されるこ
とを特徴とする請求項２に記載の作業機の干渉防止装
置。
【請求項４】前記比較演算手段は、前記座標演算手段
によって算出された前記フロントの所定箇所の座標値か
らフロントが前記減速領域設定手段で設定された減速領
域の範囲内に侵入したと判断したときに、前記座標演算
手段によって算出された座標値が前記干渉危険領域に近
い程減速の対象となるアーム、および／または、第１ブ
ームの速度を小さく設定し、前記干渉領域に達したとき
第１ブーム、および、アーム速度が０となる信号を出力
することを特徴とする請求項２、または、３に記載の作
業機の干渉防止装置。