JPH07197485A - 建設機械の作業機制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】新リンク機構の各作業機を作業機先端の位置ま
たは速度指定によって簡単かつ高精度に駆動制御できる
ようにする。 【構成】この発明では、車体フレームに回転自在に装着
された第１ブーム１と、この第１ブーム１に回転自在に
装着された第２ブーム４と、車体フレーム３と第２ブー
ム４を連結する第１ブームシリンダ２と、第２ブーム４
と第１ブーム１とを連結する第２ブームシリンダ５とを
有する建設機械において、作業機先端の目標値を第１お
よび第２ブーム角の目標角度に座標変換し、該座標変換
された第１および第２ブーム角の目標角度から第１ブー
ムシリンダ２の目標シリンダ長さを求め、この目標シリ
ンダ長さに従って第１のブームシリンダ２を駆動するよ
うにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は複数の腕を有するショ
ベル機械に関し、特に２ピースブームを持つショベル機
械の操作性の向上に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】図７
は従来の一般的な２ピースブーム型のパワーショベルを
示すもので、第１ブーム１を駆動する第１ブームシリン
ダ２は車体フレーム３と第１ブーム１に接続され、また
第２ブーム４を駆動する第２ブームシリンダ５は第１ブ
ーム１と第２ブーム４に接続されている。即ち、この２
ピースブーム型のパワーショベルにおいては、各シリン
ダは隣合った２つの作業機を接続しており、このため１
つのシリンダを駆動すると該シリンダに対応する１つの
作業機が回転運動される。

【０００３】したがって、このパワーショベルにおいて
は、図８に示すように、第２ブームシリンダ５を駆動す
ると第２ブーム４が動き、第１ブーム１及び第２ブーム
４のなす角θ2のみが変化する。

【０００４】また、このパワーショベルにおいては、図
９に示すような座標系をとり、図１０に示すような位置
制御または図１１に示すような速度制御を行なうのが一
般的であった。

【０００５】ここでは、図９に示すように、第２ブーム
４の先端を目標位置（ｘr，ｙr）とした軌跡制御を考え
る。

【０００６】図１０に示す位置制御においては、まず目
標位置（ｘr，ｙr）を求めた後、座標変換によって該目
標位置に対応する各作業機の目標角度θir（i=1,2…）
を求める。次に作業機毎の角度センサの出力θia（i=1,
2…）を得て、両者の差ｅi（＝θir−θia）を各軸毎に
求め、各軸のシリンダに各ｅiに比例した流量指令値を
それぞれ与える。

【０００７】また、図１１に示す速度制御においては、
目標速度（ｘr´，ｙr´）を求めた後、逆ヤコビ行列に
よって各軸の目標速度θir´を求める。

【０００８】なお、この明細書においては、速度を示す
符号（ｘr´やｙr´など）にはダッシュ（´）を付して
いる。図面においてはドット（・）を付している。

【０００９】次に、上記各軸の目標速度θir´に各種補
償を加えることによりθio´を求め、さらに非線形リン
ク比（リンクゲイン）ｓi´＝ｆ（θi）θir´を求め
る。そして、各軸のシリンダに各リンクゲインｓi´に
比例した流量指令値をそれぞれ与える。

【００１０】すなわち、上記制御は各作業機の角度ある
いは角速度が、各シリンダの位置あるいは速度に１対１
に対応している特徴を利用したものであり、オペレータ
にとっては比較的に扱いやすいものである。

【００１１】このような２ピースブーム型パワーショベ
ルの一般的なリンク構造に対し、本出願人は特願平４−
２８３５３８号において、自走または輸送時に作業機を
コンパクトに折たたむことができる、あるいはブーム角
を自由にとることができるため超小低旋回姿勢が可能で
あるなどの利点を有する全く新しいリンク構造を提案し
ている。

【００１２】図１２はその新しいリンク構造を有するパ
ワーショベルを示すもので、１は第１ブーム、２は第１
ブームシリンダ、３は車体フレーム、４は第２ブーム、
５は第２ブームシリンダ、６はアーム、７はアームシリ
ンダ、８はバケット、９はバケットシリンダである。

【００１３】すなわち、このリンク構造によれば、第１
ブームシリンダ２を車体フレーム３と第２ブーム４に連
結し、第２ブームシリンダ５を第２ブーム４と第１ブー
ム１に連結するようにしており、第２ブーム４は第１ブ
ームシリンダ２および第２ブームシリンダ５によって駆
動される。

【００１４】ところがこのリンク機構によれば、例えば
図１３に示すように、第２ブームシリンダ５を駆動する
と、第１ブーム角θ1および第２ブーム角θ2の両方が変
化してしまう。すなわち、１本のシリンダで２つの作業
機が動いてしまう。このため、第２ブーム４を下に向け
るために第２ブームシリンダ５を伸ばすという一般的操
作をすると、結果的に図１３(b)に示すように、第２ブ
ーム４が上に向くということも起こりうる。

【００１５】また、このリンク機構においては、所望の
位置へ作業機先端をもっていこうとしても、どのシリン
ダをどのぐらい伸ばすべきかなどを直感的に判断しにく
い。まして、上記リンクにおいて、水平ならしのような
複合操作を必要とする作業を要求された場合は、ますま
す難しいものとなる。

【００１６】このように、図１２のリンクは、従来のリ
ンクとは動きが異なるために、オペレータにとって扱い
にくいものとなる。したがって、このリンク機構を操作
する場合、従来一般的に行われている、各作業機別に操
作を行う操作方式では操作性に大きな問題がある。

【００１７】また、作業機先端を図９のｘｙ方向にそれ
ぞれ位置または速度指定する２次元操作レバーによって
上記リンクを制御しようとした場合、図１０又は図１１
に示した従来手法によれば、各作業機角度とシリンダが
１対１に対応していることを利用しているので、上記従
来手法をそのまま使用することはできない。

【００１８】そこでこの発明では、上記新リンク機構の
各作業機を作業機先端の位置または速度指定によって簡
単かつ高精度に駆動制御できる建設機械の作業機制御装
置を提供することを目的とする。

【００１９】ところで、パワーショベルにおいては、作
業機を作業姿勢から図１４に示すような走行姿勢へ移行
するための格納動作、および前記走行姿勢から作業姿勢
へ作業機を移行させるための展開動作がある。

【００２０】しかし、従来、これらの格納動作及び展開
動作はオペレータが手動操作によって行っていた。

【００２１】したがって、上記格納姿勢を作る際に作業
機を車体にぶつけて車体を損傷したり、また格納姿勢が
正確とられていない際は走行中作業機が車体フレームに
当たってカタカタ音が鳴って煩わしい等の問題があっ
た。

【００２２】また、前述の図１２に示した新リンク構成
の２ピースブーム型パワーショベルにおいては、図１５
に示すような低重心の格納姿勢をとることができるが、
このパワーショベルにおいては、アーム６や第２ブーム
トップがシャーシ（バケットを置く台）３０に当たらな
いように気をつけなければならない。

【００２３】上記衝突を避けるためには、図１６に示す
ように、第２ブームトップを図示破線Ｇで示すように直
線で所定位置Ｑまで動かしてくればよいのであるが、そ
のためには複合操作が必要になり、未熟なオペレータに
は無理であった。また、展開動作時において第１ブーム
１を単独で上げようとすると、これに伴って第２ブーム
シリンダ５が下り、カウンタウエイト３１に当たるため
に、第１ブーム１も上げながら第２ブーム４も上げると
いう難しくて時間のかかる複合操作が必要になってい
た。図１７は作業姿勢である。

【００２４】この発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、作業機の展開格納動作を自動的になし得るよ
うにした建設機械の作業機制御装置を提供することを目
的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段及び作用】この発明では、
車体フレームに回転自在に装着された第１ブームと、こ
の第１ブームに回転自在に装着された第２ブームと、車
体フレームと第２ブームを連結する第１ブームシリンダ
と、第２ブームと第１ブームとを連結する第２ブームシ
リンダとを有する建設機械において、作業機先端の目標
値を第１および第２ブーム角の目標角度に座標変換し、
該座標変換された第１および第２ブーム角の目標角度か
ら第１ブームシリンダの目標シリンダ長さを求め、この
目標シリンダ長さに従って第１のブームシリンダを駆動
するようにしている。

【００２６】すなわち、第１ブームシリンダが車体フレ
ームと第２ブームに連結され、第２ブームシリンダが第
１ブームと第２ブームに連結されるリンク構成において
は、第１ブームシリンダ長は第１ブーム角および第２ブ
ーム角の双方に左右される。したがって、作業機先端の
目標値を第１および第２ブーム角の目標角度に座標変換
し、該座標変換された第１および第２ブーム角の目標角
度から第１ブームシリンダの目標シリンダ長さを求め、
この目標シリンダ長さに従って第１のブームシリンダを
駆動することで、正確な作業機位置制御を行うようにし
ている。

【００２７】またこの発明によれば、車体フレームに回
転自在に装着された第１ブームと、この第１ブームに回
転自在に装着された第２ブームと、車体フレームと第２
ブームを連結する第１ブームシリンダと、第２ブームと
第１ブームとを連結する第２ブームシリンダとを有する
建設機械において、作業機先端の目標速度を第１および
第２ブーム角の目標角速度に変換し、該変換された第１
および第２ブーム角の目標角速度から第１ブームシリン
ダの目標シリンダ速度を求め、この目標シリンダ速度に
従って第１のブームシリンダを駆動するようにしてい
る。

【００２８】すなわち、上記リンク構成によれば、第１
ブームシリンダ速度は第１ブーム角速度および第２ブー
ム角速度の双方に左右される。したがって、作業機先端
の目標速度を第１および第２ブーム角の目標角速度に変
換し、該変換された第１および第２ブーム角の目標角速
度から第１ブームシリンダの目標シリンダ速度を求め、
この目標シリンダ速度に従って第１のブームシリンダを
駆動することにより、正確な作業機速度制御を行うよう
にしている。

【００２９】更にこの発明によれば、ブーム、アーム及
びバケットを具えた作業機械において、作業機の格納動
作又は展開動作を操作指示する操作指示手段と、この操
作指示手段の指示によって予め設定された所定の軌跡に
沿って作業機を自動的に格納又は展開させる展開格納制
御手段とを具えるようにしている。

【００３０】かかる発明によれば、格納または展開の操
作指示をすると、作業機は所定の軌跡に沿って自動的に
格納又は展開される。

【００３１】

【実施例】以下この発明を添付図面に示す実施例に従っ
て詳細に説明する。

【００３２】まず、図１２に示したパワーショベルの第
１ブーム１及び第２ブーム４部分に関し、図３に示すよ
うな簡略モデルを考える。

【００３３】図３において、１は第１ブーム、２は第１
ブームシリンダ、４は第２ブーム、５は第２ブームシリ
ンダであり、図１２の各点Ａ〜Ｆに対応して同一符号を
付している。

【００３４】図３において、ｌ1は第１ブームシリンダ
長、ｌ2は第２ブームシリンダ長、θ1は第１ブーム角、
θ2は第２ブーム角であり、Ｌ11、Ｌ12、Ｌ21、Ｌ22、
Ｌ3は全て固定値である。

【００３５】今、Ｌ1＝Ｌ11＋Ｌ12 、Ｌ2＝Ｌ21＋Ｌ22
とすると、三角形の余弦定理により下記(1)(2)(3)式が
成立する。

【００３６】 また、上式と三角形ＥＤＦの余弦定理により下記(4)式
が成立する。

【００３７】 また、式(4)より下式(5)が成立する また、式(2)より下式(6)が成立する また、式(3)より下式(7)が成立する そして、これらを式(3)に代入することにより下式(8)が
成立する。

【００３８】 ここで、式(4)によれば、第１ブームシリンダ２の長さ
ｌ1はθ1およびθ2の関数となっている。

【００３９】また、式(8)によれば、第１ブームシリン
ダ２の速度ｌ1´もθ1およびθ2の関数となっている。

【００４０】したがって、第１ブームシリンダ２を位置
制御する場合は、図１に示すように、まず作業機先端の
目標値（ｘr，ｙr）を第１および第２ブーム角の目標角
度（θ1r，θ2r）に座標変換した後（ステップ１００、
１１０）、該第１および第２ブーム角の目標角度（θ1
r，θ2r）を式(4)に代入することで、第１ブームシリン
ダ２の目標シリンダ長さｌ1rを求める（ステップ１２
０）。また、第１および第２ブーム角の現在値（θ1a，
θ2a）を式(4)に代入することにより第１ブームシリン
ダ２の現在シリンダ長さｌ1aを求める（ステップ１３
０）。そして、ｅ1（＝ｌ1r−ｌ1a）を演算し、これに
比例した値を流量指令値として第１ブームシリンダ２に
与えるようにする（ステップ１４０、１５０）。

【００４１】また、第１ブームシリンダ２を速度制御す
る場合は、図２に示すように、目標速度（ｘr´，ｙr
´）を演算した後（ステップ２００）、逆ヤコビ行列に
よって第１および第２ブームの角速度（θ1r´，θ2
´）を求め（ステップ２１０）、さらにこれら角速度
（θ1r´，θ2´）を式(8)に代入することで、第１ブー
ムシリンダ１の目標シリンダ速度ｌ1r´を求める（ステ
ップ２２０）。さらに、位置フィードバックや圧力フィ
ードバック等の各種補償を加えた目標シリンダ速度ｌ1o
を求め（ステップ２３０）、この目標シリンダ速度ｌ1o
´に比例した値を流量指令値として第１ブームシリンダ
２に与える（ステップ２４０）。

【００４２】このように、本発明による制御において
は、従来、角度レベルで考えていた制御を実際に駆動さ
れるシリンダレベルにまで落とすことで、１つのシリン
ダで２つの作業機が動くモデルを制御可能にしている。

【００４３】ところで、第２ブームシリンダ５に関して
は、先の第(1)式でも示されているように、その長さｌ2
は第２ブーム角度θ2のみの関数となる。すなわち、第
２ブームシリンダ５に関しては、シリンダとその作業機
角度が１対１に対応している。したがって、その制御と
しては、目標角度θ2rを目標シリンダ長さｌ2rに変換す
る本発明の手法を用いても良いし、先の図１０や図１１
に示した従来手法を用いてもよい。アームに関しても同
様である。

【００４４】図４は、上記制御を実現する本発明の制御
構成を示すもので、第１ブーム角センサ１０、第２ブー
ム角センサ１１、およびアーム角センサ１２はそれぞれ
第１ブーム角θ1、第２ブーム角θ2、およびアーム角θ
3を検出する。

【００４５】速度設定器１３は、作業機先端（アーム先
端やバケット先端）のｘｙ方向の移動速度を設定するも
ので、操作レバーをｘｙ方向に対応させたもの、操作レ
バーで速度のみを与え方向は別の角度設定手段で与える
もの、方向のみを指示し速度パターンは演算装置が持っ
ているものなどが考えられる。

【００４６】コントローラ１４は、上記速度設定器１３
の設定値や上記各センサ１０〜１２の出力に従って後述
の演算を行って第１ブームシリンダ駆動系１５、第２ブ
ームシリンダ駆動系１６およびアーム駆動系１７を駆動
制御する。バケットの制御系については省略した。

【００４７】かかる構成において、図５に示すような水
平掘削を行うとする。すなわち、バケットは角度δに固
定とし、アーム先端を水平制御するものとする。

【００４８】アーム先端座標を（ｘ123，ｙ123）、第１
ブーム１の先端のｘｙ座標を（ｘ1，ｙ1）、第２ブーム
４の先端のｘｙ座標を（ｘ2，ｙ2）、アーム６の先端の
ｘｙ座標を（ｘ3，ｙ3）とすると、下式(9)が成立す
る。Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3はそれぞれ第１ブーム長、第２ブー
ム長、アーム長である。

【００４９】 ｘ123＝ｘ1＋ｘ2＋ｘ3 ＝Ｌ1sinθ1＋Ｌ2sin(θ1+θ2)＋Ｌ3sin(θ1+θ2+θ3) ｙ123＝ｙ1＋ｙ2＋ｙ3 ＝Ｌ1cosθ1＋Ｌ2cos(θ1+θ2)＋Ｌ3cos(θ1+θ2+θ3) δ＝θ1+θ2+θ3−(π/2) …(9) したがって、バケット固定で、水平掘削を行うために
は、δ＝固定で、ｙ123を所定値に維持するようにすれ
ばよい。

【００５０】まず、上記式(9)から次式(10)を得る。こ
こで、ｙ23＝ｙ2＋ｙ3、−ｘ23＝−（ｘ2＋ｘ3）であ
る。他のものについても同様である。

【００５１】 また、上記式(10)から下式(11)が得られ、この式(11)に
よって第１ブーム角、第２ブーム角、アーム角の目標角
速度θ1´、θ2´θ3´を得ることができる。

【００５２】 そして、上式(11)によって求められたθ1´、θ2´を前
述の(8)式に代入することにより第１ブームシリンダの
目標角速度ｌ1´を求めることができる。

【００５３】なお、前記(8)式は、非常に複雑であるた
め演算時間がかかる。上記(8)式において、Ａ，Ｂはθ
1、θ2の関数であるので、θ1、θ2を引数とした２次元
テーブルをＡ，Ｂ毎に作成しておくことで、リアルタイ
ムに第１ブームシリンダの目標角速度ｌ1´を求めるこ
とができる。

【００５４】この後、第１ブームシリンダの目標角速度
ｌ1´には、図６に示すような、位置フィードバックや
油圧フィードバックなどを補償し、制御性をアップさせ
た指令ｌ1oに変換してもよい。

【００５５】図５のコントローラ１４では、以上のよう
な演算を行って、指令ｌ1oを第１ブームシリンダ駆動系
１５に入力することで、第１ブームシリンダ２を駆動制
御する。

【００５６】第２ブームシリンダ、およびアームシリン
ダに関しては前述したように、シリンダと作業機角度が
１対１に対応しているので、目標角度θirを目標シリン
ダ長さｌirに変換する本発明の手法を用いても良いし、
先の図１１に示した従来手法を用いてもよい。

【００５７】以上のようにして、コントローラ１４は、
各シリンダの指令速度ｌioが求め、これに各作業機駆動
系のバルブ特性に応じた比例ゲインを乗ずることにより
各シリンダに対する流量指令値を求め、該流量指令値に
従って各作業機シリンダを制御する。

【００５８】次に、作業機の格納展開動作に関する実施
例について説明する。

【００５９】格納動作は、図１７の姿勢状態からを図１
６の姿勢を経由させて図１５の格納姿勢に移行させる一
連の動作をいう。展開動作はその逆となる。すなわち、
格納動作においては、図１７の姿勢状態からバケット８
をチルトエンドまで駆動し、アーム６を上げ側ストロー
クエンドまで駆動し、さらに第１ブーム１を上昇させる
ことによって図１６の姿勢状態に移行させ、さらにこの
後第２ブームトップを破線Ｇに沿って点Ｑまで直線移動
させることにより図１５の格納姿勢に移行させるという
ものである。

【００６０】以下の実施例ではこれら一連の動作を全て
自動で行う場合について説明する。図１８は、その制御
構成を示すもので、第１ブーム角センサ１０、第２ブー
ム角センサ１１はそれぞれ第１ブーム角θ1、第２ブー
ム角θ2を検出する。またアーム角θ3、バケット角θ4
も検出されてコントローラ５０に入力されている。

【００６１】展開格納操作指示スイッチ４０は、例えば
作業機レバー上のノブスイッチであり、該スイッチが投
入されている間オン信号が出力される。また、このスイ
ッチ４０として、レバーを用い、該レバーの変位に応じ
て自動格納運転の速度が変化するようにしてもよい。す
なわち、前者は速度パターンが予め設定されているもの
であり、また後者はオペレータが速度を設定できるもの
である。

【００６２】軌跡メモリ４５には、格納動作、および展
開動作に関する一連の動作に関する各作業機の軌跡など
が記憶されている。

【００６３】以下、コントローラ５０による自動格納動
作について図１９のフローチャートを参照して説明す
る。

【００６４】今、作業終了後の姿勢が図１７のような状
態であったとする。ここで、オペレータが展開操作指示
スイッチ４０により格納指示を与えたとする。

【００６５】コントローラ５０はこの格納指示を受ける
と（ステップ３００）、第２ブームトップを図１６に示
す破線Ｇ上の近傍位置に位置しているか否かを判定する
（ステップ３１０）。

【００６６】この判定方法としては、例えば以下のよう
な方法がある。

【００６７】すなわち、図２０に示すように、ｘｙ座標
系を破線Ｇの角度φだけ回転させた座標系ｘφ−ｙφに
おいては、第１ブーム角θ1がθ1＋φとなるので、新座
標系ｘφ−ｙφにおいて、第２ブームの座標（ｘ2，ｙ
2）は以下のようになる。

【００６８】 ｘ2＝Ｌ1sin(θ1+φ)＋Ｌ2sin(θ1+φ+θ2) ｙ2＝Ｌ1cos(θ1+φ)＋Ｌ2cos(θ1+φ+θ2) …(12) したがって、上式(12)に第１および第２ブーム角センサ
１０、１１の出力θ1、θ2を代入することによりブーム
トップの座標が求まる。また、上記破線Ｇの軌跡は上記
新座標系においてｙ＝Ｋ（一定値）として予め軌跡メモ
リ４５内に設定記憶されている。従って、上式より求め
られたブームトップのｙ座標を上記設定値Ｋと比較する
ことによりブームトップが破線Ｇより上にあるか下にあ
るかを判定できる。また上記設定値Ｋにマージンを持た
せて比較処理を行うことにより破線Ｇの近傍の所定範囲
内に有るか否かを判定することができる。

【００６９】この判定により第２ブームトップが破線Ｇ
の近傍位置に位置していない場合、コントローラ５０は
第１ブーム１を駆動して第２ブームトップを破線Ｇの近
傍位置に位置させる（ステップ３２０）。作業機が図１
７の位置にある場合は、第１ブーム１が上昇されて第２
ブームトップが破線Ｇの近傍位置に位置される。

【００７０】次に、コントローラ５０は、バケット８が
チルトエンドに位置しているか否かを判定し、位置して
いない場合はバケットシリンダ９を伸び側ストロークエ
ンドまで駆動してバケット８をチルトエンドに位置させ
る（ステップ３３０、３４０）。

【００７１】さらにコントローラ５０はアーム６が上げ
側ストロークエンドに位置しているか否かを判定し、位
置していない場合はアームシリンダ７を縮み側ストロー
クエンドまで駆動してアーム６を上げ側ストロークエン
ドに位置させる（ステップ３５０、３６０）。

【００７２】以上の処理によって、作業機を図１６に示
す状態に移行させる。

【００７３】次に、第２ブームエンドを破線Ｇ上に沿っ
て移動させて作業機を図１５に示す格納状態にする（ス
テップ３７０）。

【００７４】すなわち、上記(12)式において、ｙ2＝Ｋ
となるように第１ブームシリンダ２及び第２ブームシリ
ンダ４を駆動するようにすればよい。その方法として
は、上記(12)式より得られる目標ｘｙ座標（ｘ2，ｙ2）
から第１及び第２ブーム角の目標角度（θ1r，θ2r）を
求め、これらが第１及び第２ブーム角センサ１０、１１
から入力される現在値（θ1a、θ2a）と一致するように
フィードバック制御する方法や、目標速度（ｘr´，ｙr
´）を定めておき（この場合はｙr＝０）、これから第
１及び第２ブーム角の目標角速度（θ1r´，θ2r´）を
求め、この速度になるように制御する方法などがある。

【００７５】以上のような直線移動制御を行って、第２
ブームトップが所定の終了位置まで来ると、第１ブーム
および第２ブームの移動を停止させる。この結果、作業
機は図１５に示す格納姿勢で停止する。

【００７６】なお、上記制御の途中で、格納操作スイッ
チがオフになった場合は、これを優先とし、設定された
格納姿勢になっていなくても途中で速やかに停止するよ
うにする。

【００７７】展開制御は、上記の逆順に行われるが、最
終姿勢は図１６の状態または図１７の状態の何れでもよ
い。

【００７８】ところで、バケットが地面についている図
１７の姿勢から図１６の姿勢への移行は、比較的易しい
操作で済むので、第２ブームトップが破線上の近傍位置
にくるまではオペレータによる操作とし、これ以降の図
１６から図１７までへの移行を自動制御にしてもよい。
この場合、第２ブームトップが破線上の近傍位置に来た
かどうかをオペレータに警報ブザーで知らせる機能を付
けたり、あるいはブームトップが上記破線上に乗ったら
マニュアル操作がきかなくなって、自動的にその後の直
線移動制御を行うなどの付加機能を付ければよい。

【００７９】つぎに、通常の１ピースブーム型のパワー
ショベルの格納制御について説明する。

【００８０】図２１において、１はブーム、６はアー
ム、８はバケット、θbはブーム角、θaはアーム角であ
る。また、θb1は、アーム６を動かしてもバケットがシ
ャーシと干渉しないブーム角、θb2はアームがチルト側
ストロークエンドに位置しているときにバケットがシャ
ーシと接触するブーム角、θa1はブームを動かしてもバ
ケットがシャーシと干渉しないアーム角、θa2はアーム
のチルト側ストロークエンドに対応するアーム角であ
り、これらはすべて所定の設定値である。

【００８１】以下、図２２のフローチャートにしたがっ
て、図２１のパワーショベルの格納及び展開処理につい
て説明する。

【００８２】格納の場合、まずアーム角θaを設定角θa
1と比較し（ステップ５００）、θa＞θa1である場合
は、θa≦θa1となるまでアームをダンプ側に駆動する
（ステップ５１０）。次に、ブーム角θbを設定角θb1
と比較し、θbがθb1となるまでブームを上昇させる
（ステップ５２０、５３０）。次に、アーム角θaがチ
ルト側ストロークエンド角θa2になるまでアームをチル
ト側に駆動する（ステップ５４０、５５０）。最後に、
ブーム角θbを設定角θb2と比較し、θbがθb2となるま
でブームを下降させることで、バケットがシャーシと接
触した格納姿勢を作成する（ステップ５６０〜５９
０）。

【００８３】展開の場合は、まずブーム角θbを設定角
θb1と比較し、θbがθb1となるまでブームを上昇させ
た後、アームを所定の終了姿勢までダンプ側に駆動する
ことで展開姿勢を形成する（ステップ６００〜６３
０）。

【００８４】なお、上記手順では各作業機に円弧運動さ
せることにより格納展開姿勢を形成するようにしたが、
２ピースブーム型と同様直線移動によって格納展開姿勢
を形成するようにしてもよい。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
シリンダの動きと作業機角度が１対１に対応していない
リンク機構を持つ作業機を簡単な操作で正確に駆動でき
るようになる。

【００８６】また、この発明によれば、作業機の展開格
納動作を自動的に行うようにしたので、作業機を車体に
ぶつけて損傷することがなくなり、また作業効率、安全
性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すフローチャート。

【図２】この発明の実施例を示すフローチャート。

【図３】作業機の各種長さ、を示す図。角度

【図４】この発明の実施例を示すブロック図。

【図５】直線掘削の際の作業機の動きを示す図。

【図６】速度指令の補償要素を示す図。

【図７】従来の２ピースブーム型のパワーショベルを示
す図。

【図８】従来の２ピースブーム型のパワーショベルの第
１及び第２ブームの動きを例示する図。

【図９】従来の２ピースブーム型のパワーショベルの座
標系を示す図。

【図１０】従来の２ピースブーム型のパワーショベルの
作業機制御を示すフローチャート。

【図１１】従来の２ピースブーム型のパワーショベルの
作業機制御を示すフローチャート。

【図１２】この発明にかかわる２ピースブーム型のパワ
ーショベルの外観構成を示す図。

【図１３】この発明にかかわる２ピースブーム型のパワ
ーショベルの第１及び第２ブームの動きを例示する図。

【図１４】通常パワーショベルの格納姿勢を示す図。

【図１５】この発明にかかわる２ピースブーム型のパワ
ーショベルの格納姿勢を示す図。

【図１６】この発明にかかわる２ピースブーム型のパワ
ーショベルの格納展開動作中の中間姿勢を示す図。

【図１７】この発明にかかわる２ピースブーム型のパワ
ーショベルの作業姿勢を示す図。

【図１８】この発明の展開格納動作に関する制御構成を
示す図。

【図１９】この発明にかかわる２ピースブーム型のパワ
ーショベルの展開格納動作を示すフローチャート。

【図２０】座標変換を示す図。

【図２１】通常パワーショベルの格納展開動作に関する
設定角度を示す図。

【図２２】通常パワーショベルの展開格納動作を示すフ
ローチャート。

【符号の説明】

１…第１ブーム ２…第１ブームシリンダ ３…車体フレーム ４…第２ブーム ５…第２ブームシリンダ ６…アーム ７…アームシリンダ ８…バケット ９…バケットシリンダ １０…第１ブームシリンダ ３０…シャーシ ３１…カウンタウエイト ４０…展開格納操作スイッチ ４５…軌跡メモリ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体フレームに回転自在に装着された第１
   ブームと、この第１ブームに回転自在に装着された第２
   ブームと、車体フレームと第２ブームを連結する第１ブ
   ームシリンダと、第２ブームと第１ブームとを連結する
   第２ブームシリンダとを有する建設機械において、 作業機先端の目標値を第１および第２ブーム角の目標角
   度に座標変換し、該座標変換された第１および第２ブー
   ム角の目標角度から第１ブームシリンダの目標シリンダ
   長さを求め、この目標シリンダ長さに従って第１のブー
   ムシリンダを駆動するようにしたことを特徴とする建設
   機械の作業機制御装置。
2. 【請求項２】車体フレームに回転自在に装着された第１
   ブームと、この第１ブームに回転自在に装着された第２
   ブームと、車体フレームと第２ブームを連結する第１ブ
   ームシリンダと、第２ブームと第１ブームとを連結する
   第２ブームシリンダとを有する建設機械において、 作業機先端の目標速度を第１および第２ブーム角の目標
   角速度に変換し、該変換された第１および第２ブーム角
   の目標角速度から第１ブームシリンダの目標シリンダ速
   度を求め、この目標シリンダ速度に従って第１のブーム
   シリンダを駆動するようにしたことを特徴とする建設機
   械の作業機制御装置。
3. 【請求項３】ブーム、アーム及びバケットを具えた作業
   機械において、 作業機の格納動作又は展開動作を操作指示する操作指示
   手段と、 この操作指示手段の指示によって予め設定された所定の
   軌跡に沿って作業機を自動的に格納又は展開させる展開
   格納制御手段と、 を具える作業機械の作業機制御装置。