JPH0745743B2 - 油圧ショベルの直線掘削制御装置 - Google Patents
油圧ショベルの直線掘削制御装置Info
- Publication number
- JPH0745743B2 JPH0745743B2 JP62169107A JP16910787A JPH0745743B2 JP H0745743 B2 JPH0745743 B2 JP H0745743B2 JP 62169107 A JP62169107 A JP 62169107A JP 16910787 A JP16910787 A JP 16910787A JP H0745743 B2 JPH0745743 B2 JP H0745743B2
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- Japan
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- arm
- bucket
- cylinder
- angle
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-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/36—Component parts
- E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
- E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
- E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
- E02F3/437—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like providing automatic sequences of movements, e.g. linear excavation, keeping dipper angle constant
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は法面掘削（仕上げ）作業や溝底を水平に掘削す
る作業等、バケットを一定姿勢で掘削地面と平行に移動
させる直線掘削作業を行なうための直線掘削制御装置に
関するものである。
る作業等、バケットを一定姿勢で掘削地面と平行に移動
させる直線掘削作業を行なうための直線掘削制御装置に
関するものである。
（従来技術） 従来、この種、油圧ショベルの直線掘削制御装置とし
て、オペレータのレバー操作等による速度指令信号に基
づいてブーム（ブームシリンダ）、アーム（アームシリ
ンダ）、バケット（バケットシリンダ）のすべてを自動
制御する構成のものは種々提案されている。
て、オペレータのレバー操作等による速度指令信号に基
づいてブーム（ブームシリンダ）、アーム（アームシリ
ンダ）、バケット（バケットシリンダ）のすべてを自動
制御する構成のものは種々提案されている。
ところが、通常の手動による掘削作業時においては、オ
ペレータは、アーム、ブームのいずれか一方の梁部材を
制御の基準として定め、この基準の梁部材をレバー操作
によって作動させると同時に、これに追従させるように
もう一つの梁部材およびバケットの作動を別のレバー操
作によって制御するのが通例であるため、バケットを直
接の制御対象とする従来装置によると、上記通常の掘削
作業時との操作の違和感が大きく、たとえば通常作業時
の操作感覚でアームの作動速度をレバー操作によって指
令したつもりが、実際にはアームがオペレータの意思通
りの動きをしない等、操作フィーリングの面で問題があ
った。
ペレータは、アーム、ブームのいずれか一方の梁部材を
制御の基準として定め、この基準の梁部材をレバー操作
によって作動させると同時に、これに追従させるように
もう一つの梁部材およびバケットの作動を別のレバー操
作によって制御するのが通例であるため、バケットを直
接の制御対象とする従来装置によると、上記通常の掘削
作業時との操作の違和感が大きく、たとえば通常作業時
の操作感覚でアームの作動速度をレバー操作によって指
令したつもりが、実際にはアームがオペレータの意思通
りの動きをしない等、操作フィーリングの面で問題があ
った。
また、ブーム、アーム、バケットのすべての動きについ
てコントーラで演算処理しなければならないため、必要
演算能力が大きくなり、その分、ハードのコストが高く
つくとともに、誤差要因が多くなって制御精度が悪くな
るおそれがある等の問題もあった。
てコントーラで演算処理しなければならないため、必要
演算能力が大きくなり、その分、ハードのコストが高く
つくとともに、誤差要因が多くなって制御精度が悪くな
るおそれがある等の問題もあった。
（発明の目的） そこで本発明は、ブームおよびアームのうちいずれか一
方の梁部材を制御の基準としてレバー操作によって手動
制御し、もう一方の梁部材およびバケットを、この基準
の梁部材の作動速度に応じて自動制御でき、操作フィー
リングの改善、コスト低廉化、制御精度の向上を実現す
ることができる油圧ショベルの直線掘削制御装置を提供
するものである。
方の梁部材を制御の基準としてレバー操作によって手動
制御し、もう一方の梁部材およびバケットを、この基準
の梁部材の作動速度に応じて自動制御でき、操作フィー
リングの改善、コスト低廉化、制御精度の向上を実現す
ることができる油圧ショベルの直線掘削制御装置を提供
するものである。
（発明の構成） 本発明は、ブームと、このブームの先端に枢着されたア
ームと、このアームの先端に枢着されたバケットと、上
記ブームを俯仰駆動するブームシリンダと、上記アーム
を回動駆動するアームシリンダと、上記バケットを回動
駆動するバケットシリンダとを備えた油圧ショベルにお
いて、上記ブームシリンダおよびアームシリンダのうち
いずれか一方を手動制御する操作レバーと、この操作レ
バーによる上記一方のシリンダに対する作動指令速度を
検出する指令速度検出手段と、ブーム角度を検出するブ
ーム角度検出手段と、ブームに対するアームの角度を検
出するアーム角度検出手段と、バケット角度を検出する
バケット角度検出手段と、これら各検出手段からの検出
信号、バケットの対地高さ位置の目標値、バケット角度
の目標値、掘削角度の目標値がそれぞれ入力されるコン
トローラとを具備し、このコントローラは、上記各入力
に基づいて、上記ブームシリンダおよびアームシリンダ
のうち手動制御されないシリンダ、およびバケットシリ
ンダに対するフィードフォワード制御量とフィードバッ
ク制御量とを演算してこれら両シリンダの制御量を出力
する手段を有するものである。
ームと、このアームの先端に枢着されたバケットと、上
記ブームを俯仰駆動するブームシリンダと、上記アーム
を回動駆動するアームシリンダと、上記バケットを回動
駆動するバケットシリンダとを備えた油圧ショベルにお
いて、上記ブームシリンダおよびアームシリンダのうち
いずれか一方を手動制御する操作レバーと、この操作レ
バーによる上記一方のシリンダに対する作動指令速度を
検出する指令速度検出手段と、ブーム角度を検出するブ
ーム角度検出手段と、ブームに対するアームの角度を検
出するアーム角度検出手段と、バケット角度を検出する
バケット角度検出手段と、これら各検出手段からの検出
信号、バケットの対地高さ位置の目標値、バケット角度
の目標値、掘削角度の目標値がそれぞれ入力されるコン
トローラとを具備し、このコントローラは、上記各入力
に基づいて、上記ブームシリンダおよびアームシリンダ
のうち手動制御されないシリンダ、およびバケットシリ
ンダに対するフィードフォワード制御量とフィードバッ
ク制御量とを演算してこれら両シリンダの制御量を出力
する手段を有するものである。
この構成により、手動制御される基準梁部材の作動速度
に応じて他方の梁部材およびバケットが自動制御される
ため、操作フィーリングが通常の手動掘削作業時のそれ
に近くなり、操作の違和感がなくなる。また、自動制御
対象の減少により、必要な演算処理能力が小さくてすむ
ため、コスト上有利となるとともに、誤差要因の減少に
よって制御精度の向上も期待できることとなる。
に応じて他方の梁部材およびバケットが自動制御される
ため、操作フィーリングが通常の手動掘削作業時のそれ
に近くなり、操作の違和感がなくなる。また、自動制御
対象の減少により、必要な演算処理能力が小さくてすむ
ため、コスト上有利となるとともに、誤差要因の減少に
よって制御精度の向上も期待できることとなる。
（実施例） 本発明の実施例を図によって説明する。
第３図において、１は油圧ショベル本体の旋回体、２は
この旋回体１に俯仰自在に枢着されたブームで、このブ
ーム２の先端にアーム３、このアーム３の先端にバケッ
ト４がそれぞれ回動可能に枢着されている。５はブーム
２を俯仰駆動するブームシリンダ、６はアーム３を回動
駆動するアームシリンダ、７はバケット４を回動駆動す
るバケットシリンダである。
この旋回体１に俯仰自在に枢着されたブームで、このブ
ーム２の先端にアーム３、このアーム３の先端にバケッ
ト４がそれぞれ回動可能に枢着されている。５はブーム
２を俯仰駆動するブームシリンダ、６はアーム３を回動
駆動するアームシリンダ、７はバケット４を回動駆動す
るバケットシリンダである。
この油圧ショベルには、第１図に示すように、ブーム１
の対地角度θ１を検出するブーム角度検出器８、ブーム
２に対するアーム３の角度α２を検出するアーム角度検
出器９、バケット４の対地角度を検出するバケット角度
検出器10がそれぞれブーム２、アーム３、バケット４の
各枢着点またはその近傍に設けられるとともに、旋回体
１の運転室内に、アーム３を手動制御するためのアーム
レバー（図示せず）の操作速度（指令速度）をアーム上
げ、下げ両方向についてリモコン弁のパイロット圧によ
って検出するアームレバーパイロット圧検出器11,12
と、掘削角度設定スイッチ13と、自動・手動切換スイッ
チ14とが設けられている。第３図は法面掘削（仕上げ）
作業の場合を示しており、法面（掘削地面）Ｇの傾斜角
度βが目標掘削角度として掘削角度設定スイッチ13によ
って設定される。
の対地角度θ１を検出するブーム角度検出器８、ブーム
２に対するアーム３の角度α２を検出するアーム角度検
出器９、バケット４の対地角度を検出するバケット角度
検出器10がそれぞれブーム２、アーム３、バケット４の
各枢着点またはその近傍に設けられるとともに、旋回体
１の運転室内に、アーム３を手動制御するためのアーム
レバー（図示せず）の操作速度（指令速度）をアーム上
げ、下げ両方向についてリモコン弁のパイロット圧によ
って検出するアームレバーパイロット圧検出器11,12
と、掘削角度設定スイッチ13と、自動・手動切換スイッ
チ14とが設けられている。第３図は法面掘削（仕上げ）
作業の場合を示しており、法面（掘削地面）Ｇの傾斜角
度βが目標掘削角度として掘削角度設定スイッチ13によ
って設定される。
なお、以下は、掘削面が水平面の場合について説明する
が、第３図の法面掘削の場合、水平座標軸ｘ、垂直座標
軸ｙに対し掘削角度β分だけ回転した座標軸ｘ′,y′に
基づいてアーム先端Ｂ位置の座標計算を行う。
が、第３図の法面掘削の場合、水平座標軸ｘ、垂直座標
軸ｙに対し掘削角度β分だけ回転した座標軸ｘ′,y′に
基づいてアーム先端Ｂ位置の座標計算を行う。
一方、自動・手動切換スイッチ14が自動側にセットされ
ることにより、このときのアーム先端（アーム３に対す
るバケット枢着点）Ｂの高さ位置、すなわちバケット高
さ位置yb、およびバケット対地角度θ３がそれぞれ目標
値として設定される。
ることにより、このときのアーム先端（アーム３に対す
るバケット枢着点）Ｂの高さ位置、すなわちバケット高
さ位置yb、およびバケット対地角度θ３がそれぞれ目標
値として設定される。
第３図中、α３はブーム３に対するバケット角度、l1は
ブーム基端Ｏからブーム先端Ａまでの距離（ブーム長
さ）、l2はブーム先端Ａからアーム先端Ｂまでの距離
（アーム長さ）をそれぞれ示す。
ブーム基端Ｏからブーム先端Ａまでの距離（ブーム長
さ）、l2はブーム先端Ａからアーム先端Ｂまでの距離
（アーム長さ）をそれぞれ示す。
上記各検出器８〜12の検出信号、掘削角度設定スイッチ
13、自動・手動切換スイッチ14のスイッチ信号はコント
ローラ15に入力される。このコントローラ15は、アーム
レバー操作に基づき、アームシリンダ６に対する制御信
号をアームシリンダ油圧制御部16に出力するとともに、
アーム先端Ｂの対地高さ位置ybおよびバケット対地角度
をそれぞれ一定（目標値）に保ちつつバケット４を第３
図矢印方向に直線移動させるために必要なブーム２（ブ
ームシリンダ５）およびバケット４（バケットシリンダ
７）の制御量を演算し、これをブームシリンダ油圧制御
部17およびバケットシリンダ油圧制御部18に出力する。
13、自動・手動切換スイッチ14のスイッチ信号はコント
ローラ15に入力される。このコントローラ15は、アーム
レバー操作に基づき、アームシリンダ６に対する制御信
号をアームシリンダ油圧制御部16に出力するとともに、
アーム先端Ｂの対地高さ位置ybおよびバケット対地角度
をそれぞれ一定（目標値）に保ちつつバケット４を第３
図矢印方向に直線移動させるために必要なブーム２（ブ
ームシリンダ５）およびバケット４（バケットシリンダ
７）の制御量を演算し、これをブームシリンダ油圧制御
部17およびバケットシリンダ油圧制御部18に出力する。
各シリンダ油圧制御部16,17,18は、それぞれ電磁比例減
圧弁と、この減圧弁の二次圧によって作動する切換弁
（いずれも図示せず）とを具備し、切換弁の作動によっ
てアーム、ブーム、バケット各シリンダ6,5,7への圧油
供給量、すなわちシリンダ作動速度が制御される。
圧弁と、この減圧弁の二次圧によって作動する切換弁
（いずれも図示せず）とを具備し、切換弁の作動によっ
てアーム、ブーム、バケット各シリンダ6,5,7への圧油
供給量、すなわちシリンダ作動速度が制御される。
コントローラ15の機能を第２図の機能ブロック図によっ
て説明する。
て説明する。
コントローラ15は、アーム制御ブロック15aと、ブーム
制御ブロック15bと、バケット制御ブロック15cとから成
っている。
制御ブロック15bと、バケット制御ブロック15cとから成
っている。
（Ｉ）アーム制御ブロック15a このブロック15aにおいては、アームレバーパイロット
圧検出器11または12によるアームレバー信号（速度指令
信号）に、演算手段19によって所定のゲインをかけて基
本制御量u21を出し、これにアームリンク補正手段20に
よる補正を加えて、１次補正制御量u22を求め、これに
さらに非線形補償手段21による補正を加えた２次補正制
御量u2をアームシリンダ油圧制御部16に対する制御量と
して出力する。
圧検出器11または12によるアームレバー信号（速度指令
信号）に、演算手段19によって所定のゲインをかけて基
本制御量u21を出し、これにアームリンク補正手段20に
よる補正を加えて、１次補正制御量u22を求め、これに
さらに非線形補償手段21による補正を加えた２次補正制
御量u2をアームシリンダ油圧制御部16に対する制御量と
して出力する。
アームリンク補正手段20は、アームシリンダ６の伸縮速
度とアーム３の回動角速度が比例関係にないことに鑑
み、これらの関係がシリンダ全ストロークを通じて比例
関係に保たれるように所定の補正を加える。また、非線
形補償手段21は、アームシリンダ油圧制御部16におい
て、電磁比例減圧弁の不感帯や、切換弁のスプールスト
ロークと開度との非線形性等が原因で生じる、電磁比例
減圧弁への出力電流値と、アームシリンダ６の伸縮速度
との間の非線形性を補正し、線形性を保つ。
度とアーム３の回動角速度が比例関係にないことに鑑
み、これらの関係がシリンダ全ストロークを通じて比例
関係に保たれるように所定の補正を加える。また、非線
形補償手段21は、アームシリンダ油圧制御部16におい
て、電磁比例減圧弁の不感帯や、切換弁のスプールスト
ロークと開度との非線形性等が原因で生じる、電磁比例
減圧弁への出力電流値と、アームシリンダ６の伸縮速度
との間の非線形性を補正し、線形性を保つ。
こうして、アーム３がアームレバー操作による指令速度
に従って一定角速度で手動制御される。
に従って一定角速度で手動制御される。
（II）ブーム制御ブロック15b このブロック15bにおいては、ブーム角度、アーム角度
両検出器8,9による現在のブーム角度θ１およびアーム
角度α２が入力され、これら角度信号と、アーム制御ブ
ロック15aの基本制御量u21とに基づいて、ブームシリン
ダフィードフォワード演算手段22により、アーム先端Ｂ
の高さ位置ybを一定に保つためのブームシリンダフィー
ドフォワード量u11の演算が行われる。この演算内容は
次の通りである。
両検出器8,9による現在のブーム角度θ１およびアーム
角度α２が入力され、これら角度信号と、アーム制御ブ
ロック15aの基本制御量u21とに基づいて、ブームシリン
ダフィードフォワード演算手段22により、アーム先端Ｂ
の高さ位置ybを一定に保つためのブームシリンダフィー
ドフォワード量u11の演算が行われる。この演算内容は
次の通りである。
第３図におけるアーム先端Ｂの高さ位置ybは、 yb＝l1sinθ１＋l2sin（θ１−α２） …（１） これより、アーム先端角速度ｙｂは、ｂ ＝｛l1cosθ１＋l2cos（θ１−α２）｝θ１−l2co
s（θ１−α２）２ …（２） となる。１はブーム角速度、２はアーム角速度であ
る。
s（θ１−α２）２ …（２） となる。１はブーム角速度、２はアーム角速度であ
る。
yb一定であればｂ＝０ 上記（３）式を用いて、第２図のブームシリンダフィー
ドフォワード制御量u11は、 で求められる。Kffはフィードフォワードゲインであ
る。
ドフォワード制御量u11は、 で求められる。Kffはフィードフォワードゲインであ
る。
また、ブーム角度信号およびアーム角度信号から、実際
のアーム先端Ｂの高さ位置ybが、座標演算手段23により
前記（１）式の座標計算によって求められ、この演算値
ybと、アーム先端高さ位置の目標値yb0との偏差Δybか
ら、比例積分手段24によってフィードバック制御量u12
が演算される。
のアーム先端Ｂの高さ位置ybが、座標演算手段23により
前記（１）式の座標計算によって求められ、この演算値
ybと、アーム先端高さ位置の目標値yb0との偏差Δybか
ら、比例積分手段24によってフィードバック制御量u12
が演算される。
このフィードバック制御量u12と、前記（４）式で求め
たフィードフォワード制御量u11とが加算されてブーム
シリンダ基本制御量u13となり、これに、ブームリンク
補正手段25による補正（１次補正制御量u14）、ブーム
姿勢補手段26による補正（２次補正制御量u15）、非線
形補償手段27による補正を加えてブームシリンダ制御出
力u1が求められる。ブームリンク補正手段25は、前記ア
ーム制御ブロック15aにおけるアームリンク補正手段21
と同様、ブームシリンダ５の伸縮速度とブーム２の回動
角角度との比例関係を保つための補正を行ない、非線形
補償手段27は、同じく非線形補償手段21と同様、ブーム
シリンダ油圧制御部17への出力電流値とブームシリンダ
速度との線形性を補償する。また、ブーム姿勢補正手段
26は、ブーム角度θ１によってブーム２の慣性モーメン
トが変化し、これによってブームシリンダ圧が変化して
シリンダ速度が変化することを考慮し、ブーム角度に応
じて補正ゲインを乗じることにより、ブーム角速度を一
定に保つ補正を行なう。
たフィードフォワード制御量u11とが加算されてブーム
シリンダ基本制御量u13となり、これに、ブームリンク
補正手段25による補正（１次補正制御量u14）、ブーム
姿勢補手段26による補正（２次補正制御量u15）、非線
形補償手段27による補正を加えてブームシリンダ制御出
力u1が求められる。ブームリンク補正手段25は、前記ア
ーム制御ブロック15aにおけるアームリンク補正手段21
と同様、ブームシリンダ５の伸縮速度とブーム２の回動
角角度との比例関係を保つための補正を行ない、非線形
補償手段27は、同じく非線形補償手段21と同様、ブーム
シリンダ油圧制御部17への出力電流値とブームシリンダ
速度との線形性を補償する。また、ブーム姿勢補正手段
26は、ブーム角度θ１によってブーム２の慣性モーメン
トが変化し、これによってブームシリンダ圧が変化して
シリンダ速度が変化することを考慮し、ブーム角度に応
じて補正ゲインを乗じることにより、ブーム角速度を一
定に保つ補正を行なう。
こうして、アーム先端Ｂが高さ一定状態で、掘削面Ｇに
沿って直線移動するようにブーム２が制御される。
沿って直線移動するようにブーム２が制御される。
（III）バケット制御ブロック15c このブロック15cにおいては、バケット角度検出器10に
よるバケット角度θ３の検出値と、バケット角度の目標
値θ30との偏差Δθ３から比例積分手段28によってフィ
ードバック制御量u32を求める。一方、アーム制御ブロ
ック15aの基本制御量u21と、ブーム制御ブロック15bの
基本制御量u13とが組込まれ、バケットフィードフォワ
ード演算手段29により、この両制御量u21，u13に基づい
て、バケット角度θ３を目標値θ30と一致させる方向の
バケットシリンダフィードフォワード制御量u13が演算
される。すなわち、バケット角度θ３＝θ１−α２−α
３ ∴３＝１−２−３ ３ ＝０とすると３ ＝１−２ …（５） （５）式に基づいて u31＝Kff（u13−u21） で、バケットフィードフォワード制御量u31が求められ
る。
よるバケット角度θ３の検出値と、バケット角度の目標
値θ30との偏差Δθ３から比例積分手段28によってフィ
ードバック制御量u32を求める。一方、アーム制御ブロ
ック15aの基本制御量u21と、ブーム制御ブロック15bの
基本制御量u13とが組込まれ、バケットフィードフォワ
ード演算手段29により、この両制御量u21，u13に基づい
て、バケット角度θ３を目標値θ30と一致させる方向の
バケットシリンダフィードフォワード制御量u13が演算
される。すなわち、バケット角度θ３＝θ１−α２−α
３ ∴３＝１−２−３ ３ ＝０とすると３ ＝１−２ …（５） （５）式に基づいて u31＝Kff（u13−u21） で、バケットフィードフォワード制御量u31が求められ
る。
そして、これらフィードバック制御量u32とフィードフ
ォワード制御量u31とが加算されて基本バケット制御量u
33が求められ、これに、前記アーム制御ブロック15aの
場合と同様に、バケットリンク補正手段31による補正
（１次補正制御量u34）、および非線形補償手段32によ
る補正を加えてバケットシリンダ制御出力u3を求める。
ォワード制御量u31とが加算されて基本バケット制御量u
33が求められ、これに、前記アーム制御ブロック15aの
場合と同様に、バケットリンク補正手段31による補正
（１次補正制御量u34）、および非線形補償手段32によ
る補正を加えてバケットシリンダ制御出力u3を求める。
これにより、バケット４の対地角度θ３が一定（目標
値）に保たれ、この機能と、ブーム制御ブロック15bに
よるアーム先端Ｂの直線移動制御機能とが組合わされて
法面掘削作業が行なわれる。
値）に保たれ、この機能と、ブーム制御ブロック15bに
よるアーム先端Ｂの直線移動制御機能とが組合わされて
法面掘削作業が行なわれる。
ところで、上記実施例では法面掘削作業の場合を例にと
って説明したが、本発明は溝底を水平に掘削する作業、
ローディングショベルによる水平押出し作業にも上記同
様に実施することができる。この場合、目標掘削角は０
°となる。また、第２図に示す各ブロック15a,15b,15c
における各補正手段20,25,26,30および非線形補償手段2
1,27,31は機能上有用であることはいうまでもないが、
それほど厳密な掘削精度を要求されない作業の場合には
省略することが可能である。また、各リンク補正手段2
0,25,30については、ブーム2,アーム3,バケット４の作
動範囲が限定されていて、これらの角速度とシリンダ速
度との比例関係が問題とならない場合には省略して差支
えない。さらに、上記実施例では、手動制御する梁部材
としてアーム３を例にとったが、ブーム２を手動制御対
象としてもよい。
って説明したが、本発明は溝底を水平に掘削する作業、
ローディングショベルによる水平押出し作業にも上記同
様に実施することができる。この場合、目標掘削角は０
°となる。また、第２図に示す各ブロック15a,15b,15c
における各補正手段20,25,26,30および非線形補償手段2
1,27,31は機能上有用であることはいうまでもないが、
それほど厳密な掘削精度を要求されない作業の場合には
省略することが可能である。また、各リンク補正手段2
0,25,30については、ブーム2,アーム3,バケット４の作
動範囲が限定されていて、これらの角速度とシリンダ速
度との比例関係が問題とならない場合には省略して差支
えない。さらに、上記実施例では、手動制御する梁部材
としてアーム３を例にとったが、ブーム２を手動制御対
象としてもよい。
（発明の効果） 上記のように本発明の直線掘削制御装置によるときは、
アーム、ブームのいずれか一方の梁部材をオペレータの
レバー操作によって手動制御し、他方の梁部材とバケッ
トとを上記レバー操作による指令速度で、上記手動制御
される梁部材の作動と連動して直線掘削機能が得られる
ように自動制御する構成としたから、この直線掘削作業
時の操作と、一方の梁部材作動を基準として他方の梁部
材とバケットとを手動操作する通常の掘削作業時の操作
とに違和感がなくなり、操作フィーリングが改善され
る。また、コントローラによる演算処理は、主として他
方の梁部材とバケットの二つについて行なえばよいた
め、コントローラの演算処理能力が小さくてすむ。この
ため、ハードのコストが安くてすむとともに、演算の誤
差要因が少なくなることから、制御精度の面で有利とな
る。
アーム、ブームのいずれか一方の梁部材をオペレータの
レバー操作によって手動制御し、他方の梁部材とバケッ
トとを上記レバー操作による指令速度で、上記手動制御
される梁部材の作動と連動して直線掘削機能が得られる
ように自動制御する構成としたから、この直線掘削作業
時の操作と、一方の梁部材作動を基準として他方の梁部
材とバケットとを手動操作する通常の掘削作業時の操作
とに違和感がなくなり、操作フィーリングが改善され
る。また、コントローラによる演算処理は、主として他
方の梁部材とバケットの二つについて行なえばよいた
め、コントローラの演算処理能力が小さくてすむ。この
ため、ハードのコストが安くてすむとともに、演算の誤
差要因が少なくなることから、制御精度の面で有利とな
る。
第１図は本発明の実施例を示す制御ブロック図、第２図
は同実施例におけるコントローラの機能ブロック図、第
３図は法面掘削作業を行なう油圧ショベルの外観図であ
る。 ２…ブーム、３…アーム、４…バケット、５…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…ブーム角度検出器、９…アーム角度検出器、10…バ
ケット角度検出器、11,12…アームレバーパイロット圧
検出器（指令速度検出手段）、13…掘削角度設定器、14
…自動・手動切換スイッチ（アーム高さ位置、バケット
角度の目標値入力手段）、15…コントローラ、15a…コ
ントローラのアーム制御ブロック、15b…同ブーム制御
ブロック、15c…同バケット制御ブロック、22,29…フィ
ードフォワード演算手段、23,24,28…フィードバック制
御量を演算するための手段。
は同実施例におけるコントローラの機能ブロック図、第
３図は法面掘削作業を行なう油圧ショベルの外観図であ
る。 ２…ブーム、３…アーム、４…バケット、５…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…ブーム角度検出器、９…アーム角度検出器、10…バ
ケット角度検出器、11,12…アームレバーパイロット圧
検出器（指令速度検出手段）、13…掘削角度設定器、14
…自動・手動切換スイッチ（アーム高さ位置、バケット
角度の目標値入力手段）、15…コントローラ、15a…コ
ントローラのアーム制御ブロック、15b…同ブーム制御
ブロック、15c…同バケット制御ブロック、22,29…フィ
ードフォワード演算手段、23,24,28…フィードバック制
御量を演算するための手段。
Claims (1)
- 【請求項１】ブームと、このブームの先端に枢着された
アームと、このアームの先端に枢着されたバケットと、
上記ブームを俯仰駆動するブームシリンダと、上記アー
ムを回動駆動するアームシリンダと、上記バケットを回
動駆動するバケットシリンダとを備えた油圧ショベルに
おいて、上記ブームシリンダおよびアームシリンダのう
ちいずれか一方を手動制御する操作レバーと、この操作
レバーによる上記一方のシリンダに対する作動指令速度
を検出する指令速度検出手段と、ブーム角度を検出する
ブーム角度検出手段と、ブームに対するアームの角度を
検出するアーム角度検出手段と、バケット角度を検出す
るバケット角度検出手段と、これら各検出手段からの検
出信号、バケットの対地高さ位置の目標値、バケット角
度の目標値、掘削角度の目標値がそれぞれ入力されるコ
ントローラとを具備し、このコントローラは、上記各入
力に基づいて、上記ブームシリンダおよびアームシリン
ダのうち手動制御されないシリンダ、およびバケットシ
リンダに対するフィードフォワード制御量とフィードバ
ック制御量とを演算してこれら両シリンダの制御量を出
力する手段を有することを特徴とする油圧ショベルの直
線掘削制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62169107A JPH0745743B2 (ja) | 1987-07-06 | 1987-07-06 | 油圧ショベルの直線掘削制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62169107A JPH0745743B2 (ja) | 1987-07-06 | 1987-07-06 | 油圧ショベルの直線掘削制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6414431A JPS6414431A (en) | 1989-01-18 |
| JPH0745743B2 true JPH0745743B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=15880432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62169107A Expired - Lifetime JPH0745743B2 (ja) | 1987-07-06 | 1987-07-06 | 油圧ショベルの直線掘削制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745743B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2687169B2 (ja) * | 1989-06-20 | 1997-12-08 | 株式会社小松製作所 | 建設機械の法面作業制御装置 |
| US8340875B1 (en) * | 2011-06-16 | 2012-12-25 | Caterpillar Inc. | Lift system implementing velocity-based feedforward control |
| CN115387426B (zh) * | 2022-08-29 | 2023-11-28 | 三一重机有限公司 | 作业机械的控制方法、装置、设备及作业机械 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55119837A (en) * | 1979-03-08 | 1980-09-13 | Komatsu Ltd | Straight digging control device for working machine |
| JPS6033940A (ja) * | 1983-08-02 | 1985-02-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧ショベルの直線掘削制御装置 |
| JPS61270421A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-29 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 油圧シヨベルの平面掘削・整形制御装置 |
-
1987
- 1987-07-06 JP JP62169107A patent/JPH0745743B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6414431A (en) | 1989-01-18 |
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