JPH07116718B2 - 油圧ショベルにおける作業アタッチメントの干渉防止制御方法 - Google Patents
油圧ショベルにおける作業アタッチメントの干渉防止制御方法Info
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- JPH07116718B2 JPH07116718B2 JP63272407A JP27240788A JPH07116718B2 JP H07116718 B2 JPH07116718 B2 JP H07116718B2 JP 63272407 A JP63272407 A JP 63272407A JP 27240788 A JP27240788 A JP 27240788A JP H07116718 B2 JPH07116718 B2 JP H07116718B2
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- 230000002265 prevention Effects 0.000 title description 8
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 2
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
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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
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、作業用アタッチメントを有する油圧ショベル
に適用される作業用アタッチメントの干渉防止制御方法
に関するものである。
に適用される作業用アタッチメントの干渉防止制御方法
に関するものである。
（従来の技術） 第16図は油圧ショベルの構成図を示す。この第16図にお
いて、上部旋回体１が下部走行体２に対し旋回自在に設
けられ、さらにこの上部旋回対１にブーム３、アーム４
およびバケット５が設けられ、そしてブーム３はブーム
シリンダ６により駆動され、アーム４はアームシリンダ
７により駆動され、バケット５は、バケットシリンダ８
により駆動される。ブーム３、アーム４、バケット５お
よびそれぞれを駆動するシリンダ6,7,8を総称して作業
アタッチメントと称す。
いて、上部旋回体１が下部走行体２に対し旋回自在に設
けられ、さらにこの上部旋回対１にブーム３、アーム４
およびバケット５が設けられ、そしてブーム３はブーム
シリンダ６により駆動され、アーム４はアームシリンダ
７により駆動され、バケット５は、バケットシリンダ８
により駆動される。ブーム３、アーム４、バケット５お
よびそれぞれを駆動するシリンダ6,7,8を総称して作業
アタッチメントと称す。
上記構成を有する油圧ショベルは、上部旋回対１の旋回
動作と上部旋回対１に取付けられた作業アタッチメント
の動作との組み合せで作業を行う。
動作と上部旋回対１に取付けられた作業アタッチメント
の動作との組み合せで作業を行う。
第17図は油圧ショベルの平面図で、バケット５の作動範
囲と下部走行体２の関係を示す。バケット５と下部走行
体２とは、第17図に○印で示された４箇所で干渉する。
通常、この干渉はオペレータの注意力で防止している。
囲と下部走行体２の関係を示す。バケット５と下部走行
体２とは、第17図に○印で示された４箇所で干渉する。
通常、この干渉はオペレータの注意力で防止している。
（発明が解決しようとする課題） このように、従来の油圧ショベルでは、下部走行体２と
バケット５との干渉をオペレータの注意力で防止してい
るが、油圧ショベルの大型化に伴い視界が充分確保でき
なくなり、オペレータの注意力のみでは上記の干渉防止
をすることが困難となってきた。
バケット５との干渉をオペレータの注意力で防止してい
るが、油圧ショベルの大型化に伴い視界が充分確保でき
なくなり、オペレータの注意力のみでは上記の干渉防止
をすることが困難となってきた。
本発明は、オペレータの操作ミスによりバケットが下部
走行体と干渉するおそれを防止できる作業アタッチメン
トの干渉防止制御方法を提案し、油圧ショベルの大型化
に伴うオペレータの負担増を防止することを目的とする
ものである。
走行体と干渉するおそれを防止できる作業アタッチメン
トの干渉防止制御方法を提案し、油圧ショベルの大型化
に伴うオペレータの負担増を防止することを目的とする
ものである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、油圧ショベルの作業アタッチメントの各節点
の角度（ブーム角αａ、アーム角βａおよびバケット角
γａ）と上部旋回体１の旋回角θとを検出し、上部旋回
体１が旋回するとバケット５と下部走行体２とが干渉す
る危険のある干渉危険域Ｅと、この干渉危険域Ｅ内であ
っても上部旋回体１の停止中はバケット５と下部走行体
２とが干渉しない旋回禁止角A,B,C,Dとを設定し、以下
の制御演算にて下部走行体２とバケット５との干渉を防
止する。
の角度（ブーム角αａ、アーム角βａおよびバケット角
γａ）と上部旋回体１の旋回角θとを検出し、上部旋回
体１が旋回するとバケット５と下部走行体２とが干渉す
る危険のある干渉危険域Ｅと、この干渉危険域Ｅ内であ
っても上部旋回体１の停止中はバケット５と下部走行体
２とが干渉しない旋回禁止角A,B,C,Dとを設定し、以下
の制御演算にて下部走行体２とバケット５との干渉を防
止する。
（Ａ） 作業アタッチメント系制御演算 上部旋回体１が旋回中もしくは停止中でもバケット５が
前記旋回禁止角A,B,C,Dに入っていない場合は、バケッ
ト５が前記干渉危険域Ｅに接する際のブーム制限角
αＬ、アーム制限角βＬおよびバケット制限角γＬを定
め、各節点の実際の角度αa,βa,γａがこれらの制限角
αL,βL,γＬに接近すると、作業アタッチメントの各ア
クチュエータ6,7,8の制御信号を減じ、作業アタッチメ
ントを停止させる。
前記旋回禁止角A,B,C,Dに入っていない場合は、バケッ
ト５が前記干渉危険域Ｅに接する際のブーム制限角
αＬ、アーム制限角βＬおよびバケット制限角γＬを定
め、各節点の実際の角度αa,βa,γａがこれらの制限角
αL,βL,γＬに接近すると、作業アタッチメントの各ア
クチュエータ6,7,8の制御信号を減じ、作業アタッチメ
ントを停止させる。
（Ｂ） 旋回系制御演算 上部旋回体１が停止状態でバケット５が前記旋回禁止角
A,B,C,Dに入っている場合は、前記作業アタッチメント
系制御を解除するとともに、上部旋回体１が旋回できな
いように旋回用アクチュエータ20を制御する。
A,B,C,Dに入っている場合は、前記作業アタッチメント
系制御を解除するとともに、上部旋回体１が旋回できな
いように旋回用アクチュエータ20を制御する。
（作用） （Ａ） 本発明は、作業アタッチメント系（ブーム３、
アーム４、バケット５）を制御する場合は、ブーム制御
では、干渉危険域Ｅの上方にバケット５があるときにブ
ーム３を降下させる操作を行ってもバケット５が干渉危
険域Ｅに入る直前でブーム用アクチュエータ６が停止さ
れ、また、アーム制御では、バケット５が干渉危険域Ｅ
の高さより下にあるときアーム４を下部走行体側に寄せ
る操作を行ってもバケット５が干渉危険域Ｅに入る直前
でアーム用アクチュエータ７が停止され、さらに、バケ
ット制御では、バケット５が干渉危険域Ｅに接している
場合にバケット用アクチュエータ８が停止され、バケッ
ト５の回動によって生ずるバケット５と下部走行体２と
の干渉が防止される。
アーム４、バケット５）を制御する場合は、ブーム制御
では、干渉危険域Ｅの上方にバケット５があるときにブ
ーム３を降下させる操作を行ってもバケット５が干渉危
険域Ｅに入る直前でブーム用アクチュエータ６が停止さ
れ、また、アーム制御では、バケット５が干渉危険域Ｅ
の高さより下にあるときアーム４を下部走行体側に寄せ
る操作を行ってもバケット５が干渉危険域Ｅに入る直前
でアーム用アクチュエータ７が停止され、さらに、バケ
ット制御では、バケット５が干渉危険域Ｅに接している
場合にバケット用アクチュエータ８が停止され、バケッ
ト５の回動によって生ずるバケット５と下部走行体２と
の干渉が防止される。
（Ｂ） 旋回系が停止していて、バケット５が旋回禁止
角A,B,C,D内にある場合は、（Ａ）の制御を解除して、
前記干渉危険域Ｅ内にもバケット５を入れることができ
るので、このようなときは旋回用アクチュエータ20が駆
動されないように制御される。
角A,B,C,D内にある場合は、（Ａ）の制御を解除して、
前記干渉危険域Ｅ内にもバケット５を入れることができ
るので、このようなときは旋回用アクチュエータ20が駆
動されないように制御される。
（実施例） 以下、本発明を第１図乃至第15図に示される実施例を参
照して詳細に説明する。
照して詳細に説明する。
（Ｉ） 制御機器の構成 第３図は本発明を実現するための油圧ショベルの制御機
器の構成を示す。この第３図において、油圧ショベルの
キャブ内に設けられたブーム操作器9a、アーム操作器9
b、バケット操作器9c、旋回操作器9dおよび走行操作器9
eがコントローラ10の入力端子に配線接続されている。
このコントローラ10の他の入力端子にはブーム角検出器
11、アーム角検出器12、バケット角検出器13および旋回
角検出器14が配線接続されている。コントローラ10は、
上記の角度信号をもとに干渉防止制御演算を行い、制御
信号を出力するものである。
器の構成を示す。この第３図において、油圧ショベルの
キャブ内に設けられたブーム操作器9a、アーム操作器9
b、バケット操作器9c、旋回操作器9dおよび走行操作器9
eがコントローラ10の入力端子に配線接続されている。
このコントローラ10の他の入力端子にはブーム角検出器
11、アーム角検出器12、バケット角検出器13および旋回
角検出器14が配線接続されている。コントローラ10は、
上記の角度信号をもとに干渉防止制御演算を行い、制御
信号を出力するものである。
コントローラ10の出力端子には、このコントローラ10の
制御信号に基づいて駆動されるバルブユニット15が配線
接続されており、このバルブユニット15の入力ポートに
は吐出量可変形の油圧ポンプ16,17,18,19が配管接続さ
れている。16a,17a,18a,19aはコントローラ10の制御信
号により油圧ポンプ16,17,18,19の吐出量可変用斜板を
制御する斜板制御器である。
制御信号に基づいて駆動されるバルブユニット15が配線
接続されており、このバルブユニット15の入力ポートに
は吐出量可変形の油圧ポンプ16,17,18,19が配管接続さ
れている。16a,17a,18a,19aはコントローラ10の制御信
号により油圧ポンプ16,17,18,19の吐出量可変用斜板を
制御する斜板制御器である。
前記バルブユニット15の出力ポートには、作業アタッチ
メントのアクチュエータとしてのブームシリンダ６、ア
ームシリンダ７およびバケットシリンダ８と、上部旋回
体１を回動する旋回用アクチュエータとしての旋回油圧
モータ20と、下部走行体２の左右の覆帯を駆動する走行
油圧モータ21a,21bとが配管接続されている。
メントのアクチュエータとしてのブームシリンダ６、ア
ームシリンダ７およびバケットシリンダ８と、上部旋回
体１を回動する旋回用アクチュエータとしての旋回油圧
モータ20と、下部走行体２の左右の覆帯を駆動する走行
油圧モータ21a,21bとが配管接続されている。
（II） 制御方法 第１図および第２図は、バケット５と下部走行体２との
干渉範囲を示す説明図である。第１図は油圧ショベルの
正面図を示し、第２図は下部走行体２の平面図である。
第１図において回転半径RLと高さHLの内側（斜線部）を
干渉危険域Ｅとし、旋回中にはこの干渉危険域Ｅへのバ
ケット５の侵入を防止し、また、第２図に示されたA,B,
C,Dの各角度は旋回禁止角とし、この旋回禁止角A,B,C,D
にバケット５がある時は、干渉危険域Ｅにもバケット５
を入れることができるが、上部旋回体１が旋回できない
ようにする。なお、第２図にて旋回禁止角A,B,C,D内に
示された斜線部の内側境界は作業アタッチメントの構造
上の限界によって決まる。
干渉範囲を示す説明図である。第１図は油圧ショベルの
正面図を示し、第２図は下部走行体２の平面図である。
第１図において回転半径RLと高さHLの内側（斜線部）を
干渉危険域Ｅとし、旋回中にはこの干渉危険域Ｅへのバ
ケット５の侵入を防止し、また、第２図に示されたA,B,
C,Dの各角度は旋回禁止角とし、この旋回禁止角A,B,C,D
にバケット５がある時は、干渉危険域Ｅにもバケット５
を入れることができるが、上部旋回体１が旋回できない
ようにする。なお、第２図にて旋回禁止角A,B,C,D内に
示された斜線部の内側境界は作業アタッチメントの構造
上の限界によって決まる。
以上の２通りの制御にてバケット５と下部走行体２との
干渉を防止する。以下、その制御方式について説明す
る。
干渉を防止する。以下、その制御方式について説明す
る。
第４図は制御演算フローチャートであり、第５図は作業
アタッチメント系制御演算ブロック図を示し、第６図は
旋回系制御演算ブロック図を示す。
アタッチメント系制御演算ブロック図を示し、第６図は
旋回系制御演算ブロック図を示す。
第４図において、S1はデータ入力部であり、ブーム角検
出器11、アーム角検出器12、バケット角検出器13および
旋回角検出器14より、第１図に示すブーム角αａ、アー
ム角βａ、バケット角γａおよび旋回角θが検出され読
み込まれる。また、ブーム、アーム、バケットおよび旋
回の各操作器9a,9b,9c,9dの出力信号を読み込む。S2は
旋回角速度演算部であり、旋回角θより旋回角速度を
求める。S3は旋回操作信号判定部であり旋回操作器9dの
出力信号のレベルにてオペレータが旋回操作をしている
か否かを判定する。S4は旋回角速度判定部であり、S2で
求めた旋回角速度にて旋回しているか否か判定する。
S5はバケット５の旋回位置判定部であり、バケット５が
第２図の旋回禁止角A,B,C,Dに入っているか否かを判定
する。
出器11、アーム角検出器12、バケット角検出器13および
旋回角検出器14より、第１図に示すブーム角αａ、アー
ム角βａ、バケット角γａおよび旋回角θが検出され読
み込まれる。また、ブーム、アーム、バケットおよび旋
回の各操作器9a,9b,9c,9dの出力信号を読み込む。S2は
旋回角速度演算部であり、旋回角θより旋回角速度を
求める。S3は旋回操作信号判定部であり旋回操作器9dの
出力信号のレベルにてオペレータが旋回操作をしている
か否かを判定する。S4は旋回角速度判定部であり、S2で
求めた旋回角速度にて旋回しているか否か判定する。
S5はバケット５の旋回位置判定部であり、バケット５が
第２図の旋回禁止角A,B,C,Dに入っているか否かを判定
する。
上記S3,S4,S5の判定部により旋回している場合または旋
回系が停止中でもバケット５が第２図の旋回禁止角A,B,
C,Dに入っていない場合は、作業アタッチメント制御演
算部S6に移る。また、旋回系が停止中でバケット５の旋
回角が第２図の旋回禁止角A,B,C,Dに入っている場合
は、旋回系制御演算部S7に移る。
回系が停止中でもバケット５が第２図の旋回禁止角A,B,
C,Dに入っていない場合は、作業アタッチメント制御演
算部S6に移る。また、旋回系が停止中でバケット５の旋
回角が第２図の旋回禁止角A,B,C,Dに入っている場合
は、旋回系制御演算部S7に移る。
以下、作業アタッチメント系制御演算部S6および旋回系
制御演算部S7について説明する。
制御演算部S7について説明する。
（Ａ） 作業アタッチメント系制御演算部S6 作業アタッチメント系制御演算ブロック図を第５図に示
す。この第５図において、f1,f2,f3,f4,f15は加減演算
器であり、f5,f6,f7は最大値選択器である。f8は、アー
ム制限角演算器、f9はブーム制限角演算器、f10はバケ
ット制限角演算器、f11はアーム補正角演算器であり、f
12,f13,f14は作業アタッチメント操作信号制限値演算器
である。
す。この第５図において、f1,f2,f3,f4,f15は加減演算
器であり、f5,f6,f7は最大値選択器である。f8は、アー
ム制限角演算器、f9はブーム制限角演算器、f10はバケ
ット制限角演算器、f11はアーム補正角演算器であり、f
12,f13,f14は作業アタッチメント操作信号制限値演算器
である。
第７図はアーム制限角演算器f8、ブーム制限角演算器f9
の演算の説明図である。この第７図において、破線部は
前記干渉危険域Ｅを示し、アーム制限角βＬは、バケッ
トシリンダ最伸状態でバケット５が干渉危険域Ｅに接す
る点Ｒと、アーム４・ブーム３間の接合点Ｐと、ブーム
３・上部旋回体１間の結合点Ｏとのなす角∠OPRであ
り、ブーム角αａに対するアーム制限角βＬは第８図に
示す関数となり、この関数に対応するアーム制限角演算
器f8は、この第８図の関数を用い、ブーム角αａを入力
することによりアーム制限角βＬを求めることができ
る。第９図は第８図の逆関数であり、この逆関数に対応
するブーム制限角演算器f9は、第９図の関数を用い、実
動中の∠OPR＝βａ−△βを求めて入力することによ
り、ブーム制限角αＬを求めることができる。△βは次
に説明するアーム補正角である。
の演算の説明図である。この第７図において、破線部は
前記干渉危険域Ｅを示し、アーム制限角βＬは、バケッ
トシリンダ最伸状態でバケット５が干渉危険域Ｅに接す
る点Ｒと、アーム４・ブーム３間の接合点Ｐと、ブーム
３・上部旋回体１間の結合点Ｏとのなす角∠OPRであ
り、ブーム角αａに対するアーム制限角βＬは第８図に
示す関数となり、この関数に対応するアーム制限角演算
器f8は、この第８図の関数を用い、ブーム角αａを入力
することによりアーム制限角βＬを求めることができ
る。第９図は第８図の逆関数であり、この逆関数に対応
するブーム制限角演算器f9は、第９図の関数を用い、実
動中の∠OPR＝βａ−△βを求めて入力することによ
り、ブーム制限角αＬを求めることができる。△βは次
に説明するアーム補正角である。
第10図はアーム補正角演算器f11およびバケット制限角
演算器f10の演算方法の説明図である。第10図におい
て、アーム補正角△βは、バケット５・アーム４間の結
合点Ｑと、アーム４・ブーム３間の結合点Ｐと、バケッ
ト５・干渉危険域Ｅ間の接点Ｒとのなす角∠QRPであ
り、バケット５をＱ点を中心として回転させると、アー
ム補正角△βとバケット角γａとは第11図の関数で表わ
される。この関数に対応するアーム補正角演算器f
11は、第11図の関数を用い、バケット角γａを入力する
ことにより、アーム補正角△βを求めることができる。
第12図は第11図の逆関数であり、この逆関数に対応する
バケット制限角演算器f10は、アーム角βａとアーム制
限角βＬとの差△βｅを入力することにより、バケット
制限角γＬを求めることができる。
演算器f10の演算方法の説明図である。第10図におい
て、アーム補正角△βは、バケット５・アーム４間の結
合点Ｑと、アーム４・ブーム３間の結合点Ｐと、バケッ
ト５・干渉危険域Ｅ間の接点Ｒとのなす角∠QRPであ
り、バケット５をＱ点を中心として回転させると、アー
ム補正角△βとバケット角γａとは第11図の関数で表わ
される。この関数に対応するアーム補正角演算器f
11は、第11図の関数を用い、バケット角γａを入力する
ことにより、アーム補正角△βを求めることができる。
第12図は第11図の逆関数であり、この逆関数に対応する
バケット制限角演算器f10は、アーム角βａとアーム制
限角βＬとの差△βｅを入力することにより、バケット
制限角γＬを求めることができる。
第13図は作業アタッチメント操作信号制限値演算器f12,
f13,f14で用いる関数を示す。ブームシリンダ６、アー
ムシリンダ７、バケットシリンダ８の伸び方向の操作信
号をとし、縮み方向の信号をとすると、作業アタッ
チメントのリンク機構によりどのシリンダも伸び方向に
動くとバケット５が干渉危険域Ｅから遠ざかる方向に動
くので、各シリンダ6,7,8の縮み方向の操作信号を制
限すれば、バケット５が干渉危険域Ｅに入ることを防ぐ
ことができる。したがって、作業アタッチメント操作信
号制限値演算器f12,f13,f14は、第13図に示すように実
作動角と制限角との差にもとづき、シリンダ縮み方向の
操作信号制限値を出力する。
f13,f14で用いる関数を示す。ブームシリンダ６、アー
ムシリンダ７、バケットシリンダ８の伸び方向の操作信
号をとし、縮み方向の信号をとすると、作業アタッ
チメントのリンク機構によりどのシリンダも伸び方向に
動くとバケット５が干渉危険域Ｅから遠ざかる方向に動
くので、各シリンダ6,7,8の縮み方向の操作信号を制
限すれば、バケット５が干渉危険域Ｅに入ることを防ぐ
ことができる。したがって、作業アタッチメント操作信
号制限値演算器f12,f13,f14は、第13図に示すように実
作動角と制限角との差にもとづき、シリンダ縮み方向の
操作信号制限値を出力する。
以上が作業アタッチメント系制御演算ブロック図の構成
要素であり、以下、この作業アタッチメント系制御演算
部の作用について説明する。
要素であり、以下、この作業アタッチメント系制御演算
部の作用について説明する。
ブーム制御演算 第５図において、バケット角γａをアーム補正角演算器
f11に入力してアーム補正角△βを求め、加減演算器f1
でアーム角βａとの差βａ′を求める。この加減演算器
f1で求めた角βａ′をブーム制限角演算器f9に入力して
ブーム制限角αＬを求め、加減演算器f4で実際のブーム
角αａとの差εαを求める。この加減演算器f4で求めた
差εαを操作信号制限値演算器f12に入力し、操作信号
制限値Xbm′を求め、最大値選択器f5にてブーム操作器
信号Xbmと比較し、Xbm′とXbmのうちの大きい方の値を
制御信号として出力する。
f11に入力してアーム補正角△βを求め、加減演算器f1
でアーム角βａとの差βａ′を求める。この加減演算器
f1で求めた角βａ′をブーム制限角演算器f9に入力して
ブーム制限角αＬを求め、加減演算器f4で実際のブーム
角αａとの差εαを求める。この加減演算器f4で求めた
差εαを操作信号制限値演算器f12に入力し、操作信号
制限値Xbm′を求め、最大値選択器f5にてブーム操作器
信号Xbmと比較し、Xbm′とXbmのうちの大きい方の値を
制御信号として出力する。
このブーム制御演算により、干渉危険域Ｅの上方にバケ
ットがある場合にブーム３を降下させても、バケット５
が干渉危険域Ｅに入る前にブーム３を停止させることが
できる。
ットがある場合にブーム３を降下させても、バケット５
が干渉危険域Ｅに入る前にブーム３を停止させることが
できる。
アーム制御演算 第５図において、アーム角αａをアーム制限角演算器f8
に入力することにより、アーム制限角βＬを求めること
ができ、さらに加減演算器f2にて加減演算器f1で求めた
βａ′との差εβを求める。加減演算器f2で求めた差ε
βを操作信号制限値演算器f13に入力し、操作信号制限
値Xam′を求め、最大値選択器f6にてアーム操作器信号X
amと比較し、大きい方の値を制御信号として出力する。
に入力することにより、アーム制限角βＬを求めること
ができ、さらに加減演算器f2にて加減演算器f1で求めた
βａ′との差εβを求める。加減演算器f2で求めた差ε
βを操作信号制限値演算器f13に入力し、操作信号制限
値Xam′を求め、最大値選択器f6にてアーム操作器信号X
amと比較し、大きい方の値を制御信号として出力する。
このアーム制御演算により、バケット５が干渉危険域Ｅ
の高さHLにある場合、アームシリンダを縮める最に生ず
るバケット５と下部走行体２との干渉を防止することが
できる。
の高さHLにある場合、アームシリンダを縮める最に生ず
るバケット５と下部走行体２との干渉を防止することが
できる。
バケット制御演算 第５図において、アーム制限角演算器f8で求めたアーム
制限角βＬとアーム角βａとの差△βｅを加減演算器f3
で求める。そして、差△βｅをバケット制限角演算器f
10に入力してバケット制限角γＬを求め、加減演算器f
15にて、バケット角γａとの差εγを求める。差εγを
操作信号制限値演算器f14に入力し、操作信号制限値Xb
k′を求め、最大値選択器f7にてバケット操作器信号Xbk
と比較し、大きい方の値を制御信号として出力する。
制限角βＬとアーム角βａとの差△βｅを加減演算器f3
で求める。そして、差△βｅをバケット制限角演算器f
10に入力してバケット制限角γＬを求め、加減演算器f
15にて、バケット角γａとの差εγを求める。差εγを
操作信号制限値演算器f14に入力し、操作信号制限値Xb
k′を求め、最大値選択器f7にてバケット操作器信号Xbk
と比較し、大きい方の値を制御信号として出力する。
このバケット制御演算により、バケット５が干渉危険域
Ｅに接している場合にバケットシリンダ８を縮めること
によって生ずるバケット５と下部走行体２との干渉を防
止できる。
Ｅに接している場合にバケットシリンダ８を縮めること
によって生ずるバケット５と下部走行体２との干渉を防
止できる。
以上のブーム制御演算、アーム制御演算およびバケット
制御演算を同時に行うことにより、ブーム３、アーム４
およびバケット５の操作を組み合せて行っても、旋回中
のバケット５と下部走行体２との干渉を防止することが
できる。
制御演算を同時に行うことにより、ブーム３、アーム４
およびバケット５の操作を組み合せて行っても、旋回中
のバケット５と下部走行体２との干渉を防止することが
できる。
（Ｂ） 旋回系制御演算部S7 旋回系が停止している際に、バケットが第２図に示され
る旋回禁止角A,B,C,Dに入っていれば、作業アタッチメ
ント系制御を解除して、バケット５を干渉危険域Ｅ内に
入れることができるが、このとき旋回操作をすると、当
然バケット５と下部走行体２とが干渉するので、上部旋
回体１を旋回しないように制御する必要がある。
る旋回禁止角A,B,C,Dに入っていれば、作業アタッチメ
ント系制御を解除して、バケット５を干渉危険域Ｅ内に
入れることができるが、このとき旋回操作をすると、当
然バケット５と下部走行体２とが干渉するので、上部旋
回体１を旋回しないように制御する必要がある。
第６図は旋回系制御演算ブロック図を示す。この第６図
において、アーム補正角演算器f11にバケット角γａを
入力し、アーム補正角△βを求める。次にアーム角βａ
とアーム補正角△βとの差βａ′を加減演算器f16で求
める。一方、アーム制限角演算器f8にブーム角αａを入
力し、アーム制限角βＬを求め、加減演算器f17にてβ
ａ′とβＬとの差εβ′を求める。加減演算器f17の出
力がの時はバケット５が干渉危険域Ｅの外にあり、
の時はバケット５が干渉危険域Ｅの内にあることにな
る。したがって旋回系操作信号制限値演算器f18は、第1
4図の関数となる。旋回系の場合は、右旋回および左旋
回の両方共に制御する必要があり、右旋回を、左旋回
をの信号とすると、第14図の操作信号制限値は絶対値
となる。この第14図に示すように、加減演算器f17の出
力εβ′を上記の旋回系操作信号制限値演算器f18に入
力し、操作信号制限値Xsw′を求め、最小絶対値選択器f
19にて旋回操作器信号Xswと操作信号制限値Xsw′のうち
の絶対値の小さい方の値を選択し出力する。
において、アーム補正角演算器f11にバケット角γａを
入力し、アーム補正角△βを求める。次にアーム角βａ
とアーム補正角△βとの差βａ′を加減演算器f16で求
める。一方、アーム制限角演算器f8にブーム角αａを入
力し、アーム制限角βＬを求め、加減演算器f17にてβ
ａ′とβＬとの差εβ′を求める。加減演算器f17の出
力がの時はバケット５が干渉危険域Ｅの外にあり、
の時はバケット５が干渉危険域Ｅの内にあることにな
る。したがって旋回系操作信号制限値演算器f18は、第1
4図の関数となる。旋回系の場合は、右旋回および左旋
回の両方共に制御する必要があり、右旋回を、左旋回
をの信号とすると、第14図の操作信号制限値は絶対値
となる。この第14図に示すように、加減演算器f17の出
力εβ′を上記の旋回系操作信号制限値演算器f18に入
力し、操作信号制限値Xsw′を求め、最小絶対値選択器f
19にて旋回操作器信号Xswと操作信号制限値Xsw′のうち
の絶対値の小さい方の値を選択し出力する。
以上の旋回系制御演算により、バケット５が第２図に示
された旋回禁止角A,B,C,Dに入る場合は、旋回系の制御
信号がゼロになり、旋回しないように制御することがで
きる。
された旋回禁止角A,B,C,Dに入る場合は、旋回系の制御
信号がゼロになり、旋回しないように制御することがで
きる。
第15図は、第３図に示された干渉防止制御回路の電気信
号の一部を油圧パイロット方式に置き換えた油圧ショベ
ルの制御機器構成回路図を示す。この図において、22a
はブーム系リモコン弁、22bはアーム系リモコン弁、22c
はバケット系リモコン弁、22dは旋回系リモコン弁、22e
は走行系リモコン弁、23a,23b,23c,23dは電磁比例減圧
弁、24は制御圧選択弁、25はコントロールバルブ、26は
パイロット油圧源であり、他の構成要素は第３図に示さ
れたものと同じである。
号の一部を油圧パイロット方式に置き換えた油圧ショベ
ルの制御機器構成回路図を示す。この図において、22a
はブーム系リモコン弁、22bはアーム系リモコン弁、22c
はバケット系リモコン弁、22dは旋回系リモコン弁、22e
は走行系リモコン弁、23a,23b,23c,23dは電磁比例減圧
弁、24は制御圧選択弁、25はコントロールバルブ、26は
パイロット油圧源であり、他の構成要素は第３図に示さ
れたものと同じである。
この第15図に示されたものは、コントローラ10にて干渉
防止制御演算を行い、その出力制御信号にて電磁比例減
圧弁23a〜23dを作動させ、各アクチュエータ6,7,8の制
御圧を０にし、ブーム３、アーム４、バケット５および
上部旋回体１を停止させて、バケット５と下部走行体２
との干渉を防止する。
防止制御演算を行い、その出力制御信号にて電磁比例減
圧弁23a〜23dを作動させ、各アクチュエータ6,7,8の制
御圧を０にし、ブーム３、アーム４、バケット５および
上部旋回体１を停止させて、バケット５と下部走行体２
との干渉を防止する。
本発明によれば、下部走行体とバケットとの干渉を自動
的に回避でき、オペレータの操作ミスによる上記干渉を
防止できる。また、オペレータは上記干渉を気にするこ
となく操作でき、操作が容易になる。さらに、大型油圧
ショベルでの視界が不充分なところでの上記干渉を防止
できる。
的に回避でき、オペレータの操作ミスによる上記干渉を
防止できる。また、オペレータは上記干渉を気にするこ
となく操作でき、操作が容易になる。さらに、大型油圧
ショベルでの視界が不充分なところでの上記干渉を防止
できる。
さらに、本発明によれば、上部旋回体が旋回している間
は、作業アタッチメント系制御により、バケットが干渉
危険域に入らないように作業アタッチメントの姿勢を検
出してその各部材の作業範囲を規制しているが、上部旋
回体が停止している状態で、かつ、バケットが旋回禁止
角内にある場合の旋回系制御においては、前記作業アタ
ッチメント系制御を解除するとともに、バケットがこの
旋回禁止角から出るまで、上部旋回体の旋回操作を規制
しているにすぎないので、前記干渉危険域内にもバケッ
トを入れて、作業を行うことができる。
は、作業アタッチメント系制御により、バケットが干渉
危険域に入らないように作業アタッチメントの姿勢を検
出してその各部材の作業範囲を規制しているが、上部旋
回体が停止している状態で、かつ、バケットが旋回禁止
角内にある場合の旋回系制御においては、前記作業アタ
ッチメント系制御を解除するとともに、バケットがこの
旋回禁止角から出るまで、上部旋回体の旋回操作を規制
しているにすぎないので、前記干渉危険域内にもバケッ
トを入れて、作業を行うことができる。
また、本発明によれば、ブーム角、アーム角およびバケ
ット角を検出して作業アタッチメントの姿勢に応じたブ
ーム制限角、アーム制限角およびバケット制限角をそれ
ぞれ求め、ブーム、アームおよびバケットの作動範囲を
規制しているので、いかなる操作をしてもブーム、アー
ムおよびバケットの各部材の作業範囲を個別に規制で
き、実現性の高い制御方法が得られる。
ット角を検出して作業アタッチメントの姿勢に応じたブ
ーム制限角、アーム制限角およびバケット制限角をそれ
ぞれ求め、ブーム、アームおよびバケットの作動範囲を
規制しているので、いかなる操作をしてもブーム、アー
ムおよびバケットの各部材の作業範囲を個別に規制で
き、実現性の高い制御方法が得られる。
第１図乃至第15図は本発明の油圧ショベルにおける作業
アタッチメントの干渉防止制御方法に係るものであり、
第１図は干渉危険域Ｅを示す油圧ショベルの正面図、第
２図は旋回禁止角A,B,C,Dを示す油圧ショベルの下部走
行体の平面図、第３図は干渉防止制御用機器の回路図、
第４図は干渉防止制御演算用フローチャート、第５図は
作業アタッチメント系制御演算ブロック図、第６図は旋
回系制御演算ブロック図、第７図はアーム制限角および
ブーム制限角の説明図、第８図はブーム角αａに体する
アーム制限角βＬの関係を示す関数、第９図はアーム角
βａとアーム補正角Δβとの差βａ′に対するブーム制
限角αＬの関係を示す関数、第10図はアーム補正角△β
およびバケット制限角γＬの説明図、第11図はバケット
角γａとアーム補正角△βとの関係を示す関数、第12図
はアーム角βａとアーム制限角βＬとの差△βｅに対す
るバケット制限角γＬの関係を示す関数、第13図は作業
アタッチメント系の操作信号制限値を示す関数、第14図
は旋回系の操作信号制限値を示す関数、第15図は本発明
の干渉防止制御用機器の他の構成例を示す回路図、第16
図は、油圧ショベルの正面図、第17図は下部走行体とバ
ケットとの干渉を説明する平面図である。 １……上部旋回体、２……下部走行体、３……ブーム、
４……アーム、５……バケット、6,7,8……作業アタッ
チメントのアクチュエータとしてのブームシリンダ、ア
ームシリンダおよびバケットシリンダ、20……旋回用ア
クチュエータとしての油圧モータ、αａ……ブーム角、
βａ……アーム角、γａ……バケット角、θ……旋回
角、αＬ……ブーム制限角、βＬ……アーム制限角、γ
Ｌ……バケット制限角、A,B,C,D……旋回禁止角、Ｅ…
…干渉危険域。
アタッチメントの干渉防止制御方法に係るものであり、
第１図は干渉危険域Ｅを示す油圧ショベルの正面図、第
２図は旋回禁止角A,B,C,Dを示す油圧ショベルの下部走
行体の平面図、第３図は干渉防止制御用機器の回路図、
第４図は干渉防止制御演算用フローチャート、第５図は
作業アタッチメント系制御演算ブロック図、第６図は旋
回系制御演算ブロック図、第７図はアーム制限角および
ブーム制限角の説明図、第８図はブーム角αａに体する
アーム制限角βＬの関係を示す関数、第９図はアーム角
βａとアーム補正角Δβとの差βａ′に対するブーム制
限角αＬの関係を示す関数、第10図はアーム補正角△β
およびバケット制限角γＬの説明図、第11図はバケット
角γａとアーム補正角△βとの関係を示す関数、第12図
はアーム角βａとアーム制限角βＬとの差△βｅに対す
るバケット制限角γＬの関係を示す関数、第13図は作業
アタッチメント系の操作信号制限値を示す関数、第14図
は旋回系の操作信号制限値を示す関数、第15図は本発明
の干渉防止制御用機器の他の構成例を示す回路図、第16
図は、油圧ショベルの正面図、第17図は下部走行体とバ
ケットとの干渉を説明する平面図である。 １……上部旋回体、２……下部走行体、３……ブーム、
４……アーム、５……バケット、6,7,8……作業アタッ
チメントのアクチュエータとしてのブームシリンダ、ア
ームシリンダおよびバケットシリンダ、20……旋回用ア
クチュエータとしての油圧モータ、αａ……ブーム角、
βａ……アーム角、γａ……バケット角、θ……旋回
角、αＬ……ブーム制限角、βＬ……アーム制限角、γ
Ｌ……バケット制限角、A,B,C,D……旋回禁止角、Ｅ…
…干渉危険域。
Claims (1)
- 【請求項１】下部走行体と、この下部走行体上に回転可
能に取付けられた上部旋回体と、この上部旋回体に回転
可能に取付けられたブーム、アーム、バケットよりなる
作業アタッチメントとで構成された油圧ショベルにおい
て、作業アタッチメントの各節点におけるブーム角、ア
ーム角およびバケット角と上部旋回体の旋回角とを検出
し、上部旋回体が旋回するとバケットと下部走行体とが
干渉する危険のある干渉危険域と、この干渉危険域内で
あっても上部旋回体の停止中はバケットと下部走行体と
が干渉しない旋回禁止角とを設定し、上部旋回体が旋回
中もしくは停止中でもバケットが前記旋回禁止角に入っ
ていない場合は、バケットが前記干渉危険域に接する際
のブーム制限角、アーム制限角およびバケット制限角を
定め、各節点の実際の角度がこれらの制限角に接近する
と、作業アタッチメントの各アクチュエータの制御信号
を減じ、作業アタッチメントを停止させる作業アタッチ
メント系制御により、下部走行体とバケットとの干渉を
防止し、一方、上部旋回体が停止状態でバケットが前記
旋回禁止角に入っている場合は、前記作業アタッチメン
ト系制御を解除するとともに、上部旋回体が旋回できな
いように旋回用アクチュエータを制御する旋回系制御に
より、下部走行体とバケットとの干渉を防止することを
特徴とする油圧ショベルにおける作業アタッチメントの
干渉防止制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63272407A JPH07116718B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 油圧ショベルにおける作業アタッチメントの干渉防止制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63272407A JPH07116718B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 油圧ショベルにおける作業アタッチメントの干渉防止制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02120426A JPH02120426A (ja) | 1990-05-08 |
| JPH07116718B2 true JPH07116718B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=17513471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63272407A Expired - Lifetime JPH07116718B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 油圧ショベルにおける作業アタッチメントの干渉防止制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07116718B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3007335B1 (ja) * | 1998-10-07 | 2000-02-07 | 新キャタピラー三菱株式会社 | 作業用機械の干渉回避制御装置 |
| JP3153192B2 (ja) * | 1998-10-07 | 2001-04-03 | 新キャタピラー三菱株式会社 | 作業用機械の干渉回避制御装置 |
| JP3724982B2 (ja) * | 1999-05-19 | 2005-12-07 | 株式会社クボタ | バックホウ |
| JP2012031635A (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-16 | Caterpillar Sarl | 作業機の干渉防止装置 |
| JP5816517B2 (ja) * | 2011-10-24 | 2015-11-18 | 極東開発工業株式会社 | コンクリートポンプ車 |
| JP5987091B2 (ja) * | 2015-07-27 | 2016-09-06 | 極東開発工業株式会社 | コンクリートポンプ車 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57130641A (en) * | 1981-02-02 | 1982-08-13 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Regulating method of working range |
-
1988
- 1988-10-28 JP JP63272407A patent/JPH07116718B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02120426A (ja) | 1990-05-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |