JPH07180192A - 油圧シヨベルの転倒防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 転倒を確実に防止す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。 【構成】 油圧シヨベルには、ブーム角センサ１、アー
ム角センサ２、バケツト角センサ３、上部旋回体Ｓの旋
回角度を検出する旋回角センサ４、車体の前後方向の傾
きを検出する傾斜角センサ５ｂが備えられ、これら各角
度センサおよび車体の所定部分の寸法により油圧シヨベ
ルの静的転倒モーメントが演算される。又、旋回体の旋
回の遠心力により生じる動的転倒モーメントが旋回角速
度を用いて演算され、旋回体の急停止時に生じる動的転
倒モーメントが旋回の最大角加速度を用いて演算され、
これらの一方又は大きい方が静的転倒モーメントに加算
され、転倒の判定条件とされる。判定条件の成立により
旋回角速度が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は油圧シヨベルの作業中に
おける転倒を防止するための油圧シヨベルの転倒防止装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧シヨベルは、下部走行体、上部旋回
体、フロント機構より成り、それらを駆動して所期の作
業を行う。このような油圧シヨベルの作業は、フロント
機構を構成するブーム、アーム、作業部（バケツトで代
表させる）を上部旋回体の外方に突出した状態で種々姿
勢を変えて行われる。このため、フロント機構全体の姿
勢と負荷の大きさによつては油圧シヨベルが転倒するお
それがある。特に、油圧シヨベルが斜面で作業を行うと
きには、側方に転倒するおそれが極めて大きく、非常に
危険である。このような転倒を防止する装置が特公平４
−６３９３４号公報に提示されている。この装置は、転
倒する支点回りの静的モーメントを常に計算し、この静
的モーメントが予め定められた限界値になつたら転倒防
止手段を作動させるものである。例えば、ブームの重
心、アームの重心、およびバケツトの重心が作用する支
点を中心として反時計回りの合計のモーメントと、上部
旋回体の重心、下部走行体の重心が上記支点を中心に作
用する時計回りのモーメントを計算し、前者のモーメン
トを後者のモーメントより小さくなるようにして転倒を
防止するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、油圧シヨベ
ルの作業は、上部旋回体の回動やフロント機構の駆動の
連続運動により行われるので、この連続運動による慣性
力が上記各重心に作用するし、又、転倒の限界値に近づ
き警報によつて作業者が急に動作を停止すれば、この停
止に伴う大きな慣性力が作用し、これら慣性力がモーメ
ントの増加を招くこととなるので、上記従来の装置では
必ずしも完全に転倒を防止し得るものではなかつた。

【０００４】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、転倒を確実に防止す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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、走行体、この走行体に支持された旋回
体、およびこの旋回体に支持されたフロント機構より成
る油圧シヨベルに、この油圧シヨベルの傾斜を検出する
傾斜角センサ、前記旋回体の旋回角を検出する旋回角セ
ンサ、前記フロント機構のブーム角を検出するブーム角
センサ、および前記フロント機構のアーム角を検出する
アーム角センサの各角度センサを備え、これら各角度セ
ンサの検出値および前記油圧シヨベルの所定部分の寸法
に基づき静的転倒モーメントを演算して転倒条件を定
め、転倒を防止する油圧シヨベルの転倒防止装置におい
て、前記各角度センサの検出値、前記所定部分の寸法、
および前記旋回体の角速度に基づき当該旋回体の旋回の
遠心力により生じる遠心力転倒モーメントを演算する第
１の演算手段と、前記各角度センサの検出値、前記所定
部分の寸法、および前記旋回体の最大角加速度に基づき
当該旋回体の急停止時に生じる急停止転倒モーメントを
演算する第２の演算手段と、前記第１の演算手段の演算
値および前記第２の演算手段の演算値のうちの大きな方
の値を選択する比較手段と、この比較手段で選択された
値を前記静的転倒モーメントに加算する加算手段と、こ
の加算手段の加算値により定められた転倒条件が成立し
たとき前記旋回体の角速度を制御する速度制御手段とを
設けたことを特徴とする。

【０００６】又、本発明は、上記構成において、前記第
１の演算手段又は前記第２の演算手段のうちのいずれか
一方のみを用い、その演算値を前記静的転倒モーメント
に加算することも特徴とする。

【０００７】

【作用】静的転倒モーメントの外に、旋回体の慣性力に
より生じる動的転倒モーメントを演算し、この動的転倒
モーメントを静的転倒モーメントに加算して転倒条件を
定める。動的転倒モーメントには旋回体の遠心力による
ものと旋回体の急停止により生じるものとがあり、これ
らのうちのいずれか一方、又は両者のうちの大きい方が
動的転倒モーメントとして用いられる。遠心力により生
じる動的転倒モーメントの演算には、旋回体の角速度が
参照され、又、急停止により生じる動的転倒モーメント
の演算には、旋回体の最大角加速度が参照される。転倒
条件が成立すると、旋回体の角速度は転倒を生じない方
向に制御される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図１は本発明の実施例に係る油圧シヨベルの概略
構成の側面図である。図１で、Ｒは下部走行体、Ｓは下
部走行体Ｒ上に取り付けられた上部旋回体、Ｂは上部旋
回体Ｓに支点Ｏで可回動に取り付けられたブーム、Ａは
ブームＢに支点Ｐで可回動に取り付けられたアーム、Ｖ
はアームＡに支点Ｑで可回動に取り付けられたバケツト
である。ブームＢ、アームＡ、バケツトＶでフロント機
構が構成される。

【０００９】Ｇ_bはブームＢの重心、Ｇ_aはアームＡの重
心、Ｇ_vはバケツトＶの重心、Ｇ_rは下部走行体Ｒの重
心、Ｇ_sは上部旋回体Ｓの重心を示す。Ｔ_lは油圧シヨベ
ルが図１に示す姿勢にある場合の転倒の支点であり、こ
の支点は下部走行体Ｒの側面下端部に存在する。Ｈは上
部旋回体Ｓの旋回軸Ｃと直交する平面である。

【００１０】１はブームＢが平面Ｈ₁となす角θ₁を検出
するブーム角センサ、２はブームＢとアームＡとのなす
角θ₃を検出するアーム角センサ、３はアームＡとバケ
ツトＶとのなす角θ₅を検出するバケツト角センサであ
る。４は上部旋回体Ｓの下部走行体Ｒに対する旋回角ψ
を検出する旋回角センサ、５ａは油圧シヨベルが傾斜地
にあるとき下部走行体Ｒの前後方向の傾斜成分を検出す
る前後傾斜角センサ、５ｂはその状態での下部走行体Ｒ
の横方向の傾斜成分を検出する横傾斜角センサである。

【００１１】図２は本実施例の演算に用いる各部の角度
や距離（寸法）を説明する説明図である。図２におい
て、ＯはブームＢの回動支点、ＰはアームＡの回動支
点、ＱはバケツトＶの回動支点であり、これらは図１に
も示されている。θ₁は直線ＯＰと平面Ｈ₁のなす角、θ
₂は直線ＯＧ_bと直線ＯＰのなす角、θ₃は直線ＰＯと直
線ＰＱのなす角、θ₄は直線ＰＱと直線ＰＧ_aのなす角、
θ₅は直線ＱＰと直線ＱＧ_vのなす角を示す。

【００１２】ｌ₁は支点Ｏと重心Ｇ_bの距離、ｌ₂は支点
Ｏと支点Ｐの距離、ｌ₃は支点Ｐと重心Ｇ_aの距離、ｌ₄
は支点Ｐと支点Ｑの距離、ｌ₅は支点Ｑと重心Ｇ_vの距離
である。ｌ₆は支点Ｔ_lと旋回軸Ｃと地面Ｈ₂とが交わる
点Ｕとの距離、ｌ₇は交点Ｕと支点Ｏから垂線をおろし
て地面Ｈ₂と交わる点との距離、ｌ₈は交点Ｕと重心Ｇ_s
から垂線をおろして地面Ｈ₂と交わる点との距離、ｌ₉は
交点Ｕと重心Ｇ_rから垂線をおろして地面Ｈ₂と交わる点
との距離、ｈ₁は支点Ｏから垂線をおろして地面Ｈ₂と交
わる点との間の距離である。Ｗ_bはブームＢの重量、Ｗ_a
はアームＡの重量、Ｗ_vはバケツトＶの重量、Ｗ_sは上部
旋回体Ｓの重量、Ｗ_rは下部走行体Ｒの重量である。

【００１３】図３および図４は油圧シヨベルの姿勢を示
す平面図および側面図である。油圧シヨベルが図示のよ
うに上部旋回体Ｓが下部走行体Ｒの前後方向に対して角
度ψ旋回しており、かつ、下部走行体Ｒが横方向の傾斜
成分α_rだけ傾斜している状態にあるとする。このとき
の転倒の軸Ｔ_lのまわりの転倒モーメントを考える。ブ
ームＢ、アームＡ、バケツトＶの自重による転倒モーメ
ントＭ_b，Ｍ_a，Ｍ_vはそれぞれ次式で表わされる。

【００１４】 Ｍ_b＝Ｗ_b・（((ｌ₁・ｃｏｓ（θ₁＋θ₂）＋ｌ₇）・ｓｉｎ（ψ）−ｌ₆）・ ｃｏｓ（α_r）＋ｈ₁・ｓｉｎ（α_r）） ……（１） Ｍ_a＝Ｗ_a・（((ｌ₂・ｃｏｓ（θ₁）−ｌ₃・ｃｏｓ（θ₁＋θ₃＋θ₄）＋ｌ₇） ・ｓｉｎ（ψ）−ｌ₆）・ｃｏｓ（α_r）＋ｈ₁・ｓｉｎ（α_r）） ……（２） Ｍ_v＝Ｗ_v・（((ｌ₂・ｃｏｓ（θ₁）−ｌ₄・ｃｏｓ（θ₁＋θ₃）・ｃｏｓ（ α_r）＋ｌ₅・ｃｏｓ（θ₁＋θ₃＋θ₅）＋ｌ₇）・ｓｉｎ（ψ）−ｌ₆）＋ ｈ₁・ｓｉｎ（α_r）） ……（３） 上部旋回体Ｓ、下部走行体Ｒの自重による転倒モーメン
トＭ_s，Ｍ_rはそれぞれ次式で表わされる。 Ｍ_s＝Ｗ_s・（(ｌ₆＋ｌ₈・ｓｉｎ（ψ））・ｃｏｓ（α_r）−ｈ₂・ｓｉｎ （α_r）） ……（４） Ｍ_r＝Ｗ_r・（(ｌ₆＋ｌ₉）・ｃｏｓ（α_r）−ｈ₃・ｓｉｎ（α_r）） ………（５） 以上の各式（１）〜（５）を、検出値をパラメータとし
た関数でまとめた静的転倒の条件は次式で表わされる。 Ｍ_b（θ₁，ψ，α_r）＋Ｍ_a（θ₁，θ₃，ψ，α_r）＋Ｍ_v（θ₁，θ₃，θ₅，ψ ， α_r）＞Ｍ_s（ψ，α_r）＋Ｍ_r（α_r） ……（６） 上記静的転倒の条件に対して、動的転倒条件を考慮した
場合の新たな転倒の条件は、（６）式において、旋回に
よる慣性力により生じるモーメントを左辺に加えること
で得られる。そこで、上記慣性力により生じる転倒モー
メントについて考える。

【００１５】図５，図６および図７は慣性力により生じ
る転倒モーメントの演算を説明するための図である。図
５に示すように、ブームの重心Ｇ_bに旋回速度の変化に
よつて作用する慣性力をＦ_b、転倒の支点Ｔ_lと重心Ｇ_b
との距離をｌ_b、直線Ｇ_b，Ｔ_lと水平面とのなす角をθ_b
とした場合、慣性力Ｆ_bによる転倒モーメントＩ_bは次式
で表わされる。 Ｉ_b＝Ｆ_b・ｓｉｎ（α_r＋θ_b）・ｌ_b ＝Ｆ_b・（ｓｉｎ（α_r）・ｃｏｓ（θ_b）・ｌ_b＋ｃｏｓ（α_r）・ｓｉｎ （θ_b）・ｌ_b） ……（７） ところで（１）式は Ｍ_b＝Ｗ_b・ｃｏｓ（θ_b）・ｌ_b ……（８） で表わすことができるので、（１）式と（８）式の係数
を比較して、以下の（９）式および（１０）式が成り立
つ。 ｃｏｓ（θ_b）・ｌ_b＝（（ｌ₁・ｃｏｓ（θ₁＋θ₂）＋ｌ₇）・ｓｉｎ（ψ）− ｌ₆）・ｃｏｓ（α_r）＋ｈ₁・ｓｉｎ（α_r）……（９） ｓｉｎ（θ_b）・ｌ_b＝ｌ₆・ｓｉｎ（α_r）＋ｈ₁ｃｏｓ（α_r）−ｌ₇・ｓｉｎ （ψ）・ｓｉｎ（α_r）＋ｌ₁・ｓｉｎ（ψ）・ｓｉｎ （θ₁＋θ₂−α_r） ……（１０） 以上のとおり、ブームＢに生じる転倒モーメントＩ_bは
慣性力Ｆ_b、角度θ₁，ψ，α_rの関数であり、次式で表
わされる。 Ｉ_b＝Ｆ_b・Ｂ（θ₁，ψ，α_r） ……（１１） 同様に、アームＡに作用する慣性力Ｆ_aにより生じる転
倒モーメントＩ_aについては次式のようになる。 Ｉ_a＝Ｆ_a・Ａ（θ₁，θ₃，ψ，α_r） ……（１２） Ａ（θ₁，θ₃，ψ，α_r）＝ｓｉｎ（α_r＋θ_a）・ｌ_a ＝ｓｉｎ（α_r）・ｃｏｓ（θ_a）・ｌ_a＋ｃｏｓ（α_r） ・ ｓｉｎ（θ_a）・ｌ_a ……（１３） ｃｏｓ（θ_a）・ｌ_a＝（(ｌ₂・ｃｏｓ（θ₁）−ｌ₃・ｃｏｓ（θ₁＋θ₃＋θ₄ ） ＋ｌ₇）・ｓｉｎ（ψ）−ｌ₆）ｃｏｓ（α_r）＋ｈ₁・ ｓｉｎ（α_r） ……（１４ ） ｓｉｎ（θ_a）・ｌ_a＝ｌ₆・ｓｉｎ（α_r）＋ｈ₁・ｃｏｓ（α_r）−ｌ₇・ｓｉ ｎ（ψ）・ｓｉｎ（α_r）＋ｌ₂・ｓｉｎ（ψ）・ｓｉｎ （θ₁−α_r）−ｌ₃・ｓｉｎ（ψ）・ｓｉｎ（θ₁＋θ₃ ＋θ₄−α_r） ……（１５） 同じく、バケツトＶに作用する慣性力Ｆ_vによる転倒モ
ーメントＩ_vは次式のようになる。 Ｉ_v＝Ｆ_v・Ｖ（θ₁，θ₃，θ₅，ψ，α_r） ……（１６） Ｖ（θ₁，θ₃，θ₅，ψ，α_r）＝ｓｉｎ（α_r＋θ_v）・ｌ_v ＝ｓｉｎ（α_r）・ｃｏｓ（θ_v）・ｌ_v＋ｃｏ ｓ（α_r）・ｓｉｎ（θ_v）・ｌ_v ……（１７） ｃｏｓ（θ_v）・ｌ_v＝（(ｌ₂・ｃｏｓ（θ₁）−ｌ₄・ｃｏｓ（θ₁＋θ₃）・ ｃｏｓ（α_r）＋ｌ₅・ｃｏｓ（θ₁＋θ₃＋θ₅）＋ｌ₇）・ ｓｉｎ（ψ）−ｌ₆）＋ｈ₁・ｓｉｎ（α_r）……（１８） ｓｉｎ（θ_v）・ｌ_v＝ｌ₆・ｓｉｎ（α_r）＋ｈ₁・ｃｏｓ（α_r）−ｌ₇・ｓｉ ｎ（ψ）・ｓｉｎ（α_r）＋ｌ₂・ｓｉｎ（ψ）・ｓｉｎ （θ₁−α_r）−ｌ₄・ｓｉｎ（ψ）・ｓｉｎ（θ₁＋θ₃ −α_r）＋ｌ₅・ｓｉｎ（ψ）・ｓｉｎ（θ₁＋θ₃＋θ₅ −α_r） ……（１９） 次に、上記のような慣性力を発生させる要因を考える
と、この要因として、上記旋回体が旋回したときの遠心
力と、この旋回の急停止とが考えられる。そこでまず、
ブームＢの重心Ｇ_bに作用する遠心力を考える。図６に
示すように、旋回の軸Ｃから重心Ｇ_bまでの距離をｌ₁₀
とし角速度ωで旋回しているとすると、転倒の軸Ｔ_lに
垂直に作用する力Ｆ_b0は次式で表わされる。 Ｆ_b0＝Ｍ_b・ｌ₁₀・ω²・ｓｉｎ（ψ） ……（２０） 同じく、重心Ｇ_aと旋回の軸Ｃとの距離をｌ₁₁、重心Ｇ_v
と旋回の軸Ｃとの距離をｌ₁₂とすれば、アームの重心Ｇ
_aに作用する遠心力により転倒の軸Ｔ_lに垂直に作用する
力Ｆ_a0、およびバケツトの重心Ｇ_vに作用する遠心力に
より転倒の軸Ｔ_lに垂直に作用する力Ｆ_v0はそれぞれ、 Ｆ_a0＝Ｍ_a・ｌ₁₁・ω²・ｓｉｎ（ψ） ……（２１） Ｆ_v0＝Ｍ_v・ｌ₁₂・ω²・ｓｉｎ（ψ） ……（２２） となる。

【００１６】さらに、旋回を急停止した場合の慣性力を
考える。図７に示すように、急に旋回を止めたときの最
大角加速度をω₀₀とすると、ブームＢ，アームＡ，バケ
ツトＶの当該慣性力による転倒の軸Ｔ_lに垂直に作用す
る力Ｆ_b00，Ｆ_a00，Ｆ_v00はそれぞれ次式で表わされ
る。 Ｆ_b00＝Ｍ_b・ｌ₁₀・ω₀₀・ｃｏｓ（ψ） ……（２３） Ｆ_a00＝Ｍ_a・ｌ₁₁・ω₀₀・ｃｏｓ（ψ） ……（２４） Ｆ_v00＝Ｍ_v・ｌ₁₂・ω₀₀・ｃｏｓ（ψ） ……（２５） ここで、上記各式における距離ｌ₁₀，ｌ₁₁，ｌ₁₂はそれ
ぞれ ｌ₁₀＝ｌ₁・ｃｏｓ（θ₁＋θ₂）＋ｌ₇ ……（２６） ｌ₁₁＝ｌ₂・ｃｏｓ（θ₁）−ｌ₃・ｃｏｓ（θ₁＋θ₃＋θ₄）＋ｌ₇ ……（２７） ｌ₁₂＝ｌ₂・ｃｏｓ（θ₁）−ｌ₄・ｃｏｓ（θ₁＋θ₃）＋ｌ₅・ｃｏｓ（θ₁＋ θ₃＋θ₅）＋ｌ₇ ……（２８） である。

【００１７】ところで、上記各式（２０），（２１），
（２２）における角速度ωは速度センサで、又、上記各
式（２３），（２４），（２５）における最大角加速度
ω₀₀は、ジヤイロ等による加速度センサを用いて正確に
検出してもよいが、これらは旋回レバーの操作量から概
略の値を予測することも可能であり、このような予測を
用いれば高価なセンサを省くことができる。図８および
図９は角速度ωと最大角加速度ω₀₀を予測する特性図で
ある。図８では、横軸に旋回レバーの操作量、縦軸に角
速度ωがとつてあり、又、図９では、横軸に角速度ω
が、縦軸に最大角加速度ω₀₀がとつてある。角速度ω、
最大角加速度ω₀₀は、負荷の大きさ、傾斜地での旋回方
向等により、旋回レバーの同一操作量でも異なる値とな
るが、油圧シヨベルは極度に大きな傾斜地で作業を行う
ことは少なく、かつ、負荷もほぼある大きさの範囲内に
あることから、図８および図９に示す特性から角速度
ω、最大角加速度ω₀₀を求めても、実際の値との間にそ
れ程の誤差は生じない。

【００１８】図１０は上記演算を行うためのシステム構
成図である。この図で、図１に示すものと同一部分には
同一符号が付してある。６は旋回レバー、７はマルチプ
レクサ、８はＡ／Ｄ変換器、９は演算制御部、１０はメ
モリ、１１はドライバ、１２は比例電磁弁、１３は旋回
モータである。本実施例では、角速度ωおよび最大角加
速度ω₀₀は上述の予測により得るものとし、このため、
メモリ１０に、図８および図９に示す特性のデータが格
納されている。

【００１９】各センサの出力、旋回レバー６の操作量は
マルチプレクサ７により順次切り替えられて入力され、
Ａ／Ｄ変換器８でデイジタル値に変換され、演算・制御
部９に取り込まれる。演算・制御部９は、まず、上記
（１），（２），（３），（４），（５）の各式の演算
を行い、各部の静的転倒モーメントを得る。

【００２０】次に、演算・制御部９は動的転倒モーメン
トを演算する。このため、演算・制御部９はそのときの
旋回レバー６の操作量に基づき、メモリ１０から角速度
ωを取り出し、さらにこの角速度ωから最大角加速度ω
₀₀を取り出す。そして、取り出された角速度ωを上記
（２０）〜（２２）式に代入して、遠心力による力の成
分Ｆ_b0，Ｆ_a0，Ｆ_v0を演算し、さらに演算されたこれら
成分を上記（１１），（１２），（１６）式に代入して
それぞれの転倒モーメントＩ_b0，Ｉ_a0，Ｉ_v0を演算し、
次いでそれら転倒モーメントの和（Ｉ_b0＋Ｉ_a0＋Ｉ_v0）
を演算する。

【００２１】同様に、取り出されたω₀₀を上記（２３）
〜（２５）式に代入して旋回急停止の場合の力の成分Ｆ
_b00，Ｆ_a00，Ｆ_v00を、次いでそれら成分を上記上記
（１１），（１２），（１６）式に代入して各転倒モー
メントを、さらにこれら各転倒モーメントの和
（Ｉ_b00，＋Ｉ_a00＋Ｉ_v00）を演算する。

【００２２】演算・制御部９は、上記の演算により得ら
れた遠心力により生じる転倒モーメントの和と、急停止
により生じる転倒モーメントの和を比較し、大きい方の
和を用いて次の条件式で転倒の危険があるか否かを判定
する。 Ｍ_b（θ₁，ψ，α_r）＋Ｍ_a（θ₁，θ₃，ψ，α_r）＋Ｍ_v（θ₁，θ₃，θ₅，ψ ，α_r）＋Ｉ_b（θ₁，ψ，α_r，ω）＋Ｉ_a（θ₁，θ₃，ψ，α_r，ω）＋Ｉ_v（θ₁ ，θ₃，θ₅，ψ，α_r，ω）＞Ｍ_s（ψ，α_r）＋Ｍ_r（α_r） ……（２９） 演算・制御部９は上記（２９）式の条件が成立した時点
で直ちに旋回速度指令信号を十分に低下させ、又、急停
止による転倒モーメントの和を用いた場合は旋回速度信
号を急激に０にしないような信号とし、この信号をドラ
イバ１１に出力する。ドライバ１１は低下した旋回速度
指令信号に応じて比例電磁弁１２を駆動し、旋回モータ
１３への作動油の流量を制限して旋回の慣性力により生
じる転倒の危険を防止する。又、これと同時に警報装置
を作動させて運転者に危険操作であることを報らせ、危
険を回避するように誘導することもできる。

【００２３】このように、本実施例では、油圧シヨベル
の作業中の連続運動、特に上部旋回体の回動により生じ
るモーメントを考慮して転倒の危険の有無の条件を定
め、この条件に従つて転倒の判定を行うようにしたの
で、油圧シヨベルの転倒を確実に防止することができ
る。

【００２４】なお、上記実施例の説明では、旋回の遠心
力による転倒モーメントと旋回の急停止による転倒モー
メントのうちの大きい方の転倒モーメントを採用する例
について説明したが、これに限ることはなく、両者のう
ちのいずれか一方のみを用いることもできる。又、旋回
の角速度および最大角加速度は、上述のように、予測に
よらず、センサで検出することもできる。さらに、上記
実施例の説明では、作業部としてバケツトを例示して説
明したが、他の作業具を装着した場合にも適用できるの
は明らかである。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、油圧シ
ヨベルが転倒する条件として、自重による静的転倒モー
メントだけでなく、この静的転倒モーメントに、油圧シ
ヨベルの動作のうち無視できない慣性力を発生する旋回
動作により生じる動的転倒モーメントを加えるようにし
たので、従来装置に比べてさらに確実に油圧ショベルの
転倒を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る油圧シヨベルの概略構成
の側面図である。

【図２】本実施例の演算に用いる各部の角度、寸法の説
明図である。

【図３】油圧シヨベルの姿勢を示す平面図である。

【図４】油圧シヨベルの姿勢を示す側面図である。

【図５】慣性力により生じる転倒モーメントの演算のた
めの説明図である。

【図６】慣性力により生じる転倒モーメントの演算のた
めの説明図である。

【図７】慣性力により生じる転倒モーメントの演算のた
めの説明図である。

【図８】旋回操作量に対する角速度の特性図である。

【図９】角速度に対する最大角加速度の特性図である。

【図１０】本実施例のシステム構成図である。

【符号の説明】

Ｂ ブーム Ａ アーム Ｖ バケツト Ｓ 上部旋回体 Ｒ 下部走行体 Ｏ ブームの回動支点 Ｐ アームの回動支点 Ｑ バケツトの回動支点 Ｇ_b ブームの重心 Ｇ_a アームの重心 Ｇ_v バケツトの重心 １ ブーム角センサ ２ アーム角センサ ３ バケツト角センサ ４ 旋回角センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行体、この走行体に支持された旋回
   体、およびこの旋回体に支持されたフロント機構より成
   る油圧シヨベルに、この油圧シヨベルの傾斜を検出する
   傾斜角センサ、前記旋回体の旋回角を検出する旋回角セ
   ンサ、前記フロント機構のブーム角を検出するブーム角
   センサ、および前記フロント機構のアーム角を検出する
   アーム角センサの各角度センサを備え、これら各角度セ
   ンサの検出値および前記油圧シヨベルの所定部分の寸法
   に基づき静的転倒モーメントを演算して転倒条件を定
   め、転倒を防止する油圧シヨベルの転倒防止装置におい
   て、前記各角度センサの検出値、前記所定部分の寸法、
   および前記旋回体の角速度に基づき当該旋回体の旋回の
   遠心力により生じる遠心力転倒モーメントを演算する第
   １の演算手段と、前記各角度センサの検出値、前記所定
   部分の寸法、および前記旋回体の最大角加速度に基づき
   当該旋回体の急停止時に生じる急停止転倒モーメントを
   演算する第２の演算手段と、前記第１の演算手段の演算
   値および前記第２の演算手段の演算値のうちの大きな方
   の値を選択する比較手段と、この比較手段で選択された
   値を前記静的転倒モーメントに加算する加算手段と、こ
   の加算手段の加算値により定められた転倒条件が成立し
   たとき前記旋回体の角速度を制御する速度制御手段とを
   設けたことを特徴とする油圧シヨベルの転倒防止装置。
2. 【請求項２】 走行体、この走行体に支持された旋回
   体、およびこの旋回体に支持されたフロント機構より成
   る油圧シヨベルに、この油圧シヨベルの傾斜を検出する
   傾斜角センサ、前記旋回体の旋回角を検出する旋回角セ
   ンサ、前記フロント機構のブーム角を検出するブーム角
   センサ、および前記フロント機構のアーム角を検出する
   アーム角センサの各角度センサを備え、これら各角度セ
   ンサの検出値および前記油圧シヨベルの所定部分の寸法
   に基づき静的転倒モーメントを演算して転倒条件を定
   め、転倒を防止する油圧シヨベルの転倒防止装置におい
   て、前記各角度センサの検出値、前記所定部分の寸法、
   および前記旋回体の角速度に基づき当該旋回体の旋回の
   遠心力により生じる遠心力転倒モーメントを演算する第
   １の演算手段、又は、前記各角度センサの検出値、前記
   所定部分の寸法、および前記旋回体の最大角加速度に基
   づき当該旋回体の急停止時に生じる急停止転倒モーメン
   トを演算する第２の演算手段を設けるとともに、前記第
   １の演算手段の演算値又は前記第２の演算手段の演算値
   を前記静的転倒モーメントに加算する加算手段と、この
   加算手段の加算値により定められた転倒条件が成立した
   とき前記旋回体の角速度を制御する速度制御手段とを設
   けたことを特徴とする油圧シヨベルの転倒防止装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２において、前記角
   速度は、旋回操作レバーの操作量に基づいて予測し、か
   つ、前記最大角加速度は、予測された前記角速度に基づ
   いて予測することを特徴とする油圧シヨベルの転倒防止
   装置。