JPH089875B2 - 作業機の制御装置 - Google Patents
作業機の制御装置Info
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- JPH089875B2 JPH089875B2 JP2244726A JP24472690A JPH089875B2 JP H089875 B2 JPH089875 B2 JP H089875B2 JP 2244726 A JP2244726 A JP 2244726A JP 24472690 A JP24472690 A JP 24472690A JP H089875 B2 JPH089875 B2 JP H089875B2
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- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は作業機の制御装置に関し、例えば回転掘削バ
ケットによる側溝掘削後の床ざらい作業を旋回操作だけ
で行なえるように改良したものである。
ケットによる側溝掘削後の床ざらい作業を旋回操作だけ
で行なえるように改良したものである。
B.従来の技術 第14図は回転掘削バケットを装着した作業機の一例を
示す。この作業機は、ホイール式の下部走行体LT上に上
部旋回体USを旋回可能に設けて成り、上部旋回体US上に
ブーム１、アーム２およびこれらを駆動するブームシリ
ンダ４、アームシリンダ５を有し、アーム２の先端には
油圧シリンダ６でその姿勢角を変える回転掘削バケット
３が装着されている。
示す。この作業機は、ホイール式の下部走行体LT上に上
部旋回体USを旋回可能に設けて成り、上部旋回体US上に
ブーム１、アーム２およびこれらを駆動するブームシリ
ンダ４、アームシリンダ５を有し、アーム２の先端には
油圧シリンダ６でその姿勢角を変える回転掘削バケット
３が装着されている。
第15図は回転掘削バケット３の詳細を示す。この回転
掘削バケット３は、アーム２と連結される上部ブラケッ
ト51と、この上部ブラケット51に設けられたモータ52
と、モータ52によって回転する掘削部本体53と、掘削部
本体53の下端外壁に設けられた掘削用ビット54と、掘削
部本体53の一部を構成し油圧シリンダ55により図示のよ
うに開いて掘削部本体内の土砂を排土するとともに、掘
削した穴の床面を仕上げる床ざらいプレートとして供さ
れる排土用扉56とを備える。
掘削バケット３は、アーム２と連結される上部ブラケッ
ト51と、この上部ブラケット51に設けられたモータ52
と、モータ52によって回転する掘削部本体53と、掘削部
本体53の下端外壁に設けられた掘削用ビット54と、掘削
部本体53の一部を構成し油圧シリンダ55により図示のよ
うに開いて掘削部本体内の土砂を排土するとともに、掘
削した穴の床面を仕上げる床ざらいプレートとして供さ
れる排土用扉56とを備える。
このような作業機による溝掘削作業を第16図により説
明する。
明する。
作業機の前後進方向を掘削すべき溝の方向と直交させ
る。溝掘削開始位置に回転掘削バケット３を設定するた
め、上部旋回体体USを旋回するとともに、ブーム１とア
ーム２を操作して回転掘削バケット３の回転中心02を溝
中心Ｘに合わせ、回転掘削バケット３を回転しながらブ
ーム１とアーム２の操作によりその位置でバケット３を
降下させて縦穴を掘る。その後、バケット３を穴から出
して上部旋回体USを所定角度だけ旋回し同様にして回転
掘削バケット３の回転中心02を溝中心Ｘと一致させて次
の縦穴を掘る。このような作業を複数回繰り返して複数
の縦穴を掘る。このとき、複数の穴と穴をラップして掘
削したり僅かな間隔をあけて掘削する。さらにその後、
バケット３を溝掘削開始位置に戻して穴内に挿入し、回
転掘削バケット３を回転して床ざらい用プレート56を溝
掘削方向に向けて開き、旋回レバー，ブームレバー，ア
ームレバーおよび回転掘削バケット３の回転レバーを複
合操作して回転掘削バケット３を溝掘削中心Ｘに沿って
移動させ、掘削した穴の床ざらい作業を行う。このよう
な操作により溝30が掘削される。
る。溝掘削開始位置に回転掘削バケット３を設定するた
め、上部旋回体体USを旋回するとともに、ブーム１とア
ーム２を操作して回転掘削バケット３の回転中心02を溝
中心Ｘに合わせ、回転掘削バケット３を回転しながらブ
ーム１とアーム２の操作によりその位置でバケット３を
降下させて縦穴を掘る。その後、バケット３を穴から出
して上部旋回体USを所定角度だけ旋回し同様にして回転
掘削バケット３の回転中心02を溝中心Ｘと一致させて次
の縦穴を掘る。このような作業を複数回繰り返して複数
の縦穴を掘る。このとき、複数の穴と穴をラップして掘
削したり僅かな間隔をあけて掘削する。さらにその後、
バケット３を溝掘削開始位置に戻して穴内に挿入し、回
転掘削バケット３を回転して床ざらい用プレート56を溝
掘削方向に向けて開き、旋回レバー，ブームレバー，ア
ームレバーおよび回転掘削バケット３の回転レバーを複
合操作して回転掘削バケット３を溝掘削中心Ｘに沿って
移動させ、掘削した穴の床ざらい作業を行う。このよう
な操作により溝30が掘削される。
C.発明が解決しようとする課題 しかしながら、床ざらい作業時に旋回レバー，ブーム
レバー，アームレバーおよび回転掘削バケット３の回転
レバーの４つの操作レバーを複合操作する必要があり、
熟練したオペレータでも操作が非常に難しく、疲労度の
高い作業であった。
レバー，アームレバーおよび回転掘削バケット３の回転
レバーの４つの操作レバーを複合操作する必要があり、
熟練したオペレータでも操作が非常に難しく、疲労度の
高い作業であった。
本発明の目的は、従来複数の操作レバーを操作する必
要のあった上記床ざらい作業などを旋回操作だけで可能
にする作業機の制御装置を提供することにある。
要のあった上記床ざらい作業などを旋回操作だけで可能
にする作業機の制御装置を提供することにある。
D.課題を解決するための手段 一実施例を示す各図に対応づけて本発明を説明する
と、本発明は、下部走行体LTに対して旋回可能な上部旋
回体USに回動可能に第１のアーム１が設けられ、この第
１のアーム１に回動可能に第２のアーム２が連結され、
第２のアーム２先端に作業用アタッチメントが連結され
た作業機の制御装置であって、上部旋回体を旋回させな
がら、作業アタッチメントの軌跡対象部位を予め設定さ
れた所定平面内の所定経路に沿って移動させる制御装置
に適用される。
と、本発明は、下部走行体LTに対して旋回可能な上部旋
回体USに回動可能に第１のアーム１が設けられ、この第
１のアーム１に回動可能に第２のアーム２が連結され、
第２のアーム２先端に作業用アタッチメントが連結され
た作業機の制御装置であって、上部旋回体を旋回させな
がら、作業アタッチメントの軌跡対象部位を予め設定さ
れた所定平面内の所定経路に沿って移動させる制御装置
に適用される。
そして、上述の目的は、第１および第２のアーム1,2
に関連した角度と上部旋回体USの角度を検出する角度検
出手段150と、検出された角度に基づいて作業アタッチ
メントの軌跡対象部位の位置を算出する位置算出手段10
0,200と、上部旋回体USの旋回速度を指令する旋回速度
指令手段10と、所定平面内の所定経路と旋回速度の指令
値に基づいて第１の制御量を算出する第１の制御量算出
手段301〜306と、軌跡対象部位の位置と所定平面内の所
定経路の３次元方向の偏差とに基づいて第２の制御量を
算出する第２の制御量算出手段300,400と、第１および
第２の制御量に基づいて軌跡対象部位の移動速度を演算
する速度演算手段500と、上部旋回体USを旋回させる時
に、速度演算手段500で演算された演算速度で第１およ
び第２のアーム1,2を回動させる駆動制御手段800とを具
備することによって達成される。
に関連した角度と上部旋回体USの角度を検出する角度検
出手段150と、検出された角度に基づいて作業アタッチ
メントの軌跡対象部位の位置を算出する位置算出手段10
0,200と、上部旋回体USの旋回速度を指令する旋回速度
指令手段10と、所定平面内の所定経路と旋回速度の指令
値に基づいて第１の制御量を算出する第１の制御量算出
手段301〜306と、軌跡対象部位の位置と所定平面内の所
定経路の３次元方向の偏差とに基づいて第２の制御量を
算出する第２の制御量算出手段300,400と、第１および
第２の制御量に基づいて軌跡対象部位の移動速度を演算
する速度演算手段500と、上部旋回体USを旋回させる時
に、速度演算手段500で演算された演算速度で第１およ
び第２のアーム1,2を回動させる駆動制御手段800とを具
備することによって達成される。
請求項２の発明では、作業アタッチメント３は回転駆
動用アクチュエータ52を有する回転掘削バケットであ
り、第２のアーム２に対するこの回転掘削バケット３の
姿勢角を算出する姿勢角算出手段100と、回転掘削バケ
ットの目標姿勢角と算出されたバケット姿勢角との偏差
を演算する第１の偏差演算手段601と、偏差に基づい
て、第１のバケット目標角速度を演算する第１の演算手
段605と、第１および第２のアームの目標角速度に基づ
いて第２のバケット目標角速度を演算する第２の演算手
段604とを備え、駆動制御手段600,800は、上部旋回体の
旋回時に第１および第２のバケット目標角速度に基づい
て姿勢角制御用アクチュエータ６をさらに制御する。
動用アクチュエータ52を有する回転掘削バケットであ
り、第２のアーム２に対するこの回転掘削バケット３の
姿勢角を算出する姿勢角算出手段100と、回転掘削バケ
ットの目標姿勢角と算出されたバケット姿勢角との偏差
を演算する第１の偏差演算手段601と、偏差に基づい
て、第１のバケット目標角速度を演算する第１の演算手
段605と、第１および第２のアームの目標角速度に基づ
いて第２のバケット目標角速度を演算する第２の演算手
段604とを備え、駆動制御手段600,800は、上部旋回体の
旋回時に第１および第２のバケット目標角速度に基づい
て姿勢角制御用アクチュエータ６をさらに制御する。
請求項３の発明では、回転掘削バケット３の回転角を
検出する回転角検出手段154と、回転掘削バケット３の
目標とする回転角度と検出されたバケット回転角との偏
差を演算する第２の偏差演算手段701と、偏差と旋回速
度指令値とに基づいてバケット目標回転角度を演算する
第３の演算手段702とを備え、 駆動制御手段700,800は、上部旋回体USの旋回時にバ
ケット目標回転角度に基づいて回転駆動用アクチュエー
タ52を駆動制御する。
検出する回転角検出手段154と、回転掘削バケット３の
目標とする回転角度と検出されたバケット回転角との偏
差を演算する第２の偏差演算手段701と、偏差と旋回速
度指令値とに基づいてバケット目標回転角度を演算する
第３の演算手段702とを備え、 駆動制御手段700,800は、上部旋回体USの旋回時にバ
ケット目標回転角度に基づいて回転駆動用アクチュエー
タ52を駆動制御する。
請求項２の発明では、作業アタッチメント３は回転駆
動用アクチュエータ52を有する回転掘削バケットであ
り、第２のアーム２に対するこの回転掘削バケット３の
姿勢角を変える姿勢角制御用アクチュエータ６と、この
姿勢角を算出する姿勢角算出手段100と、回転掘削バケ
ット３の目標とする姿勢角と算出されたバケット姿勢角
との偏差を演算する第１の偏差演算手段600とを備え、
駆動制御手段600,800は、上部旋回体USの旋回時にその
偏差がゼロになるように姿勢角制御用アクチュエータ６
をさらに制御する。
動用アクチュエータ52を有する回転掘削バケットであ
り、第２のアーム２に対するこの回転掘削バケット３の
姿勢角を変える姿勢角制御用アクチュエータ６と、この
姿勢角を算出する姿勢角算出手段100と、回転掘削バケ
ット３の目標とする姿勢角と算出されたバケット姿勢角
との偏差を演算する第１の偏差演算手段600とを備え、
駆動制御手段600,800は、上部旋回体USの旋回時にその
偏差がゼロになるように姿勢角制御用アクチュエータ６
をさらに制御する。
請求項３の発明では、回転掘削バケット３の回転角を
検出する回転角検出手段154と、回転掘削バケット３の
目標とする回転角度と検出されたバケット回転角との偏
差を演算する第２の偏差演算手段700とを備え、駆動制
御手段700,800は、上部旋回体USの旋回時にその偏差が
ゼロになるように回転駆動用アクチュエータ52を駆動制
御する。
検出する回転角検出手段154と、回転掘削バケット３の
目標とする回転角度と検出されたバケット回転角との偏
差を演算する第２の偏差演算手段700とを備え、駆動制
御手段700,800は、上部旋回体USの旋回時にその偏差が
ゼロになるように回転駆動用アクチュエータ52を駆動制
御する。
E.作用 操作レバーによって上部旋回体USを旋回すると、駆動
制御手段800は、作業アタッチメント３の軌跡対象部位
が予め定めた平面内の経路をトレースするように第１お
よび第２のアーム1,2を駆動制御する。したがって、操
作者が旋回操作をするだけで作業アタッチメント３の軌
跡対象部位を上記平面内の経路に沿って移動でき、操作
性が著しく向上する。
制御手段800は、作業アタッチメント３の軌跡対象部位
が予め定めた平面内の経路をトレースするように第１お
よび第２のアーム1,2を駆動制御する。したがって、操
作者が旋回操作をするだけで作業アタッチメント３の軌
跡対象部位を上記平面内の経路に沿って移動でき、操作
性が著しく向上する。
請求項２では、さらに旋回時に作業アタッチメントで
ある回転掘削バケット３の姿勢角制御を行う。また、請
求項３ではさらに、回転掘削バケット３の向きを一定方
向に向ける制御も行う。したがって請求項３の発明で
は、例えば、複数の縦穴を掘削した後の床ざらい作業に
おいては、上部旋回体USの旋回に拘らず、排土扉53を常
に一定の方向に向けることができる。その結果、排土用
扉53の向きも意識することなく旋回操作だけで床ざらい
ができ、操作性が向上する。
ある回転掘削バケット３の姿勢角制御を行う。また、請
求項３ではさらに、回転掘削バケット３の向きを一定方
向に向ける制御も行う。したがって請求項３の発明で
は、例えば、複数の縦穴を掘削した後の床ざらい作業に
おいては、上部旋回体USの旋回に拘らず、排土扉53を常
に一定の方向に向けることができる。その結果、排土用
扉53の向きも意識することなく旋回操作だけで床ざらい
ができ、操作性が向上する。
なお、本発明の構成を説明する上記Ｄ項およびＥ項で
は、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いた
が、これにより本発明が実施例に限定されるものではな
い。
は、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いた
が、これにより本発明が実施例に限定されるものではな
い。
F.実施例 第１図〜第11図は本発明を第14図に示す作業機に適用
した場合の一実施例を示す。
した場合の一実施例を示す。
本明細書では第10図および第11図のように座標を定義
し、以下の説明はこの座標に従う。第10図は、旋回軸を
Ｙ軸、ブーム１の回動支点を通りＹ軸と直交する直線を
Ｘ軸とした座標系を示し、図中の各記号はつぎの通りで
ある。
し、以下の説明はこの座標に従う。第10図は、旋回軸を
Ｙ軸、ブーム１の回動支点を通りＹ軸と直交する直線を
Ｘ軸とした座標系を示し、図中の各記号はつぎの通りで
ある。
P:アーム２先端のバケット連結点（軌跡対象部位） d:旋回軸とブーム回動支点間距離 L1:ブーム長 L2:アーム長 T1:ブーム１のＸ軸に対する角度 T2:アーム２のブーム１に対する相対角度 T3:回転掘削バケット３のアーム２に対する相対角度 また、 A2＝T1−T2 A3＝A2−T3 ＝T1−T2−T3 第11図はＹ軸に直交し、Ｘ軸を含む平面の座標であ
り、図中の記号はつぎの通りである。
り、図中の記号はつぎの通りである。
A,B：床ざらいを行なう溝の任意の２点 XA,XB：点A,Bにおけるアーム先端のＸ座標 θA,θＢ：点A,Bにおける旋回基準位置からの角度 θｏ：旋回基準位置に対する線分ABのなす角度 Ro：旋回軸から溝までの距離 なお、本明細書においては、X,Y,θの微分値をXv,Yv,
θｖのように添字ｖを付して表わす。
θｖのように添字ｖを付して表わす。
ここで、 Ro＝XA・sin（θＡ−θｏ） ＝XB・sin（θＢ−θｏ） …（１） （１）式をθｏについて求めると、 任意の旋回角θにおいて、アーム先端Ｐが直線AB上を
運動するための目標水平方向座標Xoは， となり、そのために必要なアーム先端Ｐの第１の水平方
向速度指令値X1vは、（３）式の両辺を微分して、 となる。また、開いた排土扉53の向きを溝方向に一致さ
せるためのバケット目標回転角φｏは、 φｏ＝θ−θｏ …（５） となる。
運動するための目標水平方向座標Xoは， となり、そのために必要なアーム先端Ｐの第１の水平方
向速度指令値X1vは、（３）式の両辺を微分して、 となる。また、開いた排土扉53の向きを溝方向に一致さ
せるためのバケット目標回転角φｏは、 φｏ＝θ−θｏ …（５） となる。
次に制御装置を第１図に基づいて説明する。
第１図において、４〜６は上述したブーム，アーム，
およびバケット用油圧シリンダであり、それぞれ電気油
圧変換弁16〜18からの圧油で駆動される。また、８は上
部旋回体USの旋回用モータ、52は回転掘削バケット３の
回転モータであり、それぞれ電気油圧変換弁19,20から
の圧油で駆動制御される。またこれらの各アクチュエー
タは不図示の手動コントロールバルブからの圧油でも回
転されるように構成されている。電気油圧変換弁16〜20
は、駆動制御値演算回路800で形成される駆動信号Q1〜Q
5で駆動される。
およびバケット用油圧シリンダであり、それぞれ電気油
圧変換弁16〜18からの圧油で駆動される。また、８は上
部旋回体USの旋回用モータ、52は回転掘削バケット３の
回転モータであり、それぞれ電気油圧変換弁19,20から
の圧油で駆動制御される。またこれらの各アクチュエー
タは不図示の手動コントロールバルブからの圧油でも回
転されるように構成されている。電気油圧変換弁16〜20
は、駆動制御値演算回路800で形成される駆動信号Q1〜Q
5で駆動される。
角度検出部150は５つの角度検出器151〜155から成
る。角度検出器151〜153は、ブーム1,アーム2,バケット
３の回動支点付近に取付けられ、周知のレバー機構とポ
テンショメータにより上部旋回体とブームの相対角T1、
ブーム１とアーム２との相対角T2、アーム２とバケット
３との相対角T3を検出し、これらを座標演算回路100へ
入力する。角度検出器154は回転掘削バケット４の回転
支点に取付けられポテンショメータによりバケット基部
である上部ブラケット51（第15図）と回転部との相対角
φを検出し、第３の目標角速度演算回路700に入力す
る。角度検出器155は上部旋回体の旋回軸上に取り付け
られ、ポテンショメータにより下部走行体と上部旋回体
との相対角を検出してバケット目標回転角演算回路200
へ入力する。制御レバー10は運転席に取付けられ、例え
ばレバー機構とポテンショメータで構成され、レバーの
操作角度に相応した信号を旋回速度指令値として出力す
る。
る。角度検出器151〜153は、ブーム1,アーム2,バケット
３の回動支点付近に取付けられ、周知のレバー機構とポ
テンショメータにより上部旋回体とブームの相対角T1、
ブーム１とアーム２との相対角T2、アーム２とバケット
３との相対角T3を検出し、これらを座標演算回路100へ
入力する。角度検出器154は回転掘削バケット４の回転
支点に取付けられポテンショメータによりバケット基部
である上部ブラケット51（第15図）と回転部との相対角
φを検出し、第３の目標角速度演算回路700に入力す
る。角度検出器155は上部旋回体の旋回軸上に取り付け
られ、ポテンショメータにより下部走行体と上部旋回体
との相対角を検出してバケット目標回転角演算回路200
へ入力する。制御レバー10は運転席に取付けられ、例え
ばレバー機構とポテンショメータで構成され、レバーの
操作角度に相応した信号を旋回速度指令値として出力す
る。
座標演算回路100は、角度T1〜T3からアーム先端Ｐの
座標X,Yを演算するとともに、Ｘ軸とアーム，バケット
のなす角度（姿勢角）A2,A3を演算して出力する。
座標X,Yを演算するとともに、Ｘ軸とアーム，バケット
のなす角度（姿勢角）A2,A3を演算して出力する。
バケット目標回転角演算回路200は、スイッチユニッ
ト９からの指令を受けて、その時の旋回角θと座標Ｘを
記憶するとともに、これらに基づいてバケット目標回転
角θｏおよび溝までの距離Roを演算出力する。
ト９からの指令を受けて、その時の旋回角θと座標Ｘを
記憶するとともに、これらに基づいてバケット目標回転
角θｏおよび溝までの距離Roを演算出力する。
水平方向速度指令値演算回路300は、バケット目標回
転角φｏ、溝までの距離Ro、座標Ｘ、旋回速度指令値θ
ｖに基づいて、アーム先端Ｐの水平方向速度指令値Xvを
演算し、第１の目標角速度演算回路500へ入力する。
転角φｏ、溝までの距離Ro、座標Ｘ、旋回速度指令値θ
ｖに基づいて、アーム先端Ｐの水平方向速度指令値Xvを
演算し、第１の目標角速度演算回路500へ入力する。
垂直方向速度指定値演算回路400は、旋回操作開始時
の信号と座標Ｙとに基づいてアーム先端Ｐの垂直方向速
度指令値Yvを演算し、第１の目標角速度演算回路500へ
入力する。
の信号と座標Ｙとに基づいてアーム先端Ｐの垂直方向速
度指令値Yvを演算し、第１の目標角速度演算回路500へ
入力する。
第１の目標角速度演算回路500は、座標X,Y、速度指令
値Xv,Yvおよび角度T2,A2に基づいてブームおよびアーム
の目標角速度T1v,T2vを演算し、これらを第２の目標角
速度演算回路600および駆動制御値演算回路800へ入力す
る。
値Xv,Yvおよび角度T2,A2に基づいてブームおよびアーム
の目標角速度T1v,T2vを演算し、これらを第２の目標角
速度演算回路600および駆動制御値演算回路800へ入力す
る。
第２の目標角速度演算回路600は、目標角速度T1v,T2
v、角度A3および旋回操作開始時の信号に基づいて、バ
ケットの目標角速度T3vを演算し、これを駆動制御値演
算回路800へ入力する。
v、角度A3および旋回操作開始時の信号に基づいて、バ
ケットの目標角速度T3vを演算し、これを駆動制御値演
算回路800へ入力する。
第３の目標角速度演算回路700は、バケット目標回転
角φｏ、バケット回転角φおよび旋回速度指令値θｖに
基づいてバケット回転角の目標角速度φｖを演算し、こ
れを駆動制御値演算回路800へ入力する。
角φｏ、バケット回転角φおよび旋回速度指令値θｖに
基づいてバケット回転角の目標角速度φｖを演算し、こ
れを駆動制御値演算回路800へ入力する。
駆動制御値演算回路800は、目標角速度T1v,T2v,T3v,
φv,旋回速度指令値θｖおよび角度T1,T2,T3に基づい
て、油圧シリンダ4,5,6の流量制御値Q1,Q2,Q3、および
バケット回転モータ52と旋回モータ８の流量制御値Q4,Q
5を演算し、電気油圧変換弁16〜20に入力する。
φv,旋回速度指令値θｖおよび角度T1,T2,T3に基づい
て、油圧シリンダ4,5,6の流量制御値Q1,Q2,Q3、および
バケット回転モータ52と旋回モータ８の流量制御値Q4,Q
5を演算し、電気油圧変換弁16〜20に入力する。
これらの電気油圧変換弁16〜20には不図示の油圧源か
ら圧油が導かれており、電気油圧変換弁16〜20は、入力
される流量制御値Q1〜Q5に応じた流量および方向で圧油
をシリンダ4,5,6およびバケット回転モータ52と旋回モ
ータ８に供給する。
ら圧油が導かれており、電気油圧変換弁16〜20は、入力
される流量制御値Q1〜Q5に応じた流量および方向で圧油
をシリンダ4,5,6およびバケット回転モータ52と旋回モ
ータ８に供給する。
第２図は座標演算回路100の詳細を示す。
アーム先端Ｐの座標X,Yは、 Ｘ＝ｄ＋L1・cosT1＋L2・cos（T1−T2） …（６） Ｙ＝L1・sinT1＋L2・sin（T1−T2） …（７） と表すことができ、角度T1,T2,T3から加算点101,103,10
4、関数発生器105〜108、係数器109〜112により演算さ
れる。また、上述した角度A2,A3が加算点101,102で求め
られる。
4、関数発生器105〜108、係数器109〜112により演算さ
れる。また、上述した角度A2,A3が加算点101,102で求め
られる。
第３図はバケット目標回転角演算回路200の詳細を示
す。
す。
スイッチユニット９からの記憶指令SA,SBが入力され
ると、そのときの旋回角θA,θＢおよび座標XA,XBが記
憶器201,202にそれぞれ記憶される。そして。（２）式
に基づいて、溝の方向を示す角度θｏが関数発生器203
〜207、乗算器209〜212、除算器214、加算点215,216に
より演算される。さらに（５）式に基づいて、加算点21
7によりバケット目標回転角θｏが演算される。また、
（１）式に基づいて、溝までの距離Roが加算点218、関
数発生器208、乗算器213により演算される。
ると、そのときの旋回角θA,θＢおよび座標XA,XBが記
憶器201,202にそれぞれ記憶される。そして。（２）式
に基づいて、溝の方向を示す角度θｏが関数発生器203
〜207、乗算器209〜212、除算器214、加算点215,216に
より演算される。さらに（５）式に基づいて、加算点21
7によりバケット目標回転角θｏが演算される。また、
（１）式に基づいて、溝までの距離Roが加算点218、関
数発生器208、乗算器213により演算される。
第４図は水平方向速度指令値演算回路300を示す。
第１の水平方向速度指令値X1vは（４），（５）式に
基づいて関数発生器301,302、２乗乗算器303,乗算器30
4,305,除算器306により演算される。また、目標水平方
向座標Xoは（３），（５）式に基づいて関数発生器302,
除算器307により演算され、座標Ｘとの偏差から第２の
水平方向速度指令値X2vへ次式により変換される。
基づいて関数発生器301,302、２乗乗算器303,乗算器30
4,305,除算器306により演算される。また、目標水平方
向座標Xoは（３），（５）式に基づいて関数発生器302,
除算器307により演算され、座標Ｘとの偏差から第２の
水平方向速度指令値X2vへ次式により変換される。
X2v＝K1（Xo−Ｘ） …（８） 式（８）の水平方向速度指令値X2vは加算点308,係数
器310により演算される。そして加算点309により第１お
よび第２の水平方向速度指令値X1v,X2vが加算され、水
平方向速度指令値Xvが出力される。
器310により演算される。そして加算点309により第１お
よび第２の水平方向速度指令値X1v,X2vが加算され、水
平方向速度指令値Xvが出力される。
第５図は垂直方向速度指令値演算回路400を示す。
旋回操作開始時の信号が入力されると記憶器401にそ
の時の座標Ｙが目標垂直座標Yoとして記憶され、以後、
加算点402によって逐次、垂直方向偏差Yo−Ｙが演算さ
れ、さらに係数器403によって垂直方向速度指令値Yvに
変換される。すなわち、 Yv＝K2（Yo−Ｙ） …（９） となる。
の時の座標Ｙが目標垂直座標Yoとして記憶され、以後、
加算点402によって逐次、垂直方向偏差Yo−Ｙが演算さ
れ、さらに係数器403によって垂直方向速度指令値Yvに
変換される。すなわち、 Yv＝K2（Yo−Ｙ） …（９） となる。
第６図は第１の目標角速度演算回路500を示す。
アーム先端Ｐの座標X,Yを示す（６），（７）式の両
辺を時間微分すると、 Xv＝−T1v・L1・sinT1 −（T1v−T2v）・L2・sin（T1−T2） …（10） Yv＝T1v・L1・cosT1 ＋（T1v−T2v）・L2・cos（T1−T2） …（11） と表すことができる。
辺を時間微分すると、 Xv＝−T1v・L1・sinT1 −（T1v−T2v）・L2・sin（T1−T2） …（10） Yv＝T1v・L1・cosT1 ＋（T1v−T2v）・L2・cos（T1−T2） …（11） と表すことができる。
（10），（11）を式をT1v,T2vについて解けば、 となり、速度指令値Xv,Yvに対するブーム，アームの目
標角速度T1v,T2vが求められる。そこで、（12）式に基
づいてブームの目標角速度T1vが関数発生器501〜503,乗
算器504,505,加算点512,係数器510,除算器508により演
算され、（13）式に基づいてアームの目標角速度T2vが
加算点513,514、乗算器506,507、関数発生器503、係数
器510,511、除算器509により演算される。
標角速度T1v,T2vが求められる。そこで、（12）式に基
づいてブームの目標角速度T1vが関数発生器501〜503,乗
算器504,505,加算点512,係数器510,除算器508により演
算され、（13）式に基づいてアームの目標角速度T2vが
加算点513,514、乗算器506,507、関数発生器503、係数
器510,511、除算器509により演算される。
第７図は第２の目標角速度演算回路600を示す。旋回
操作開始時の信号が入力されると、記憶器601にその時
の角度A3が目標バケット姿勢角A30として記憶され、以
後、加算点602によって逐次、角度偏差A3−A30が演算さ
れ、さらに、係数器605によって第１のバケット目標角
速度A31vに変換される。すなわち、 T31v＝K3（A3−A30） …（14） となる。また、加算点604により第２のバケット目標角
速度T32vが演算される。すなわち、 T32v＝T1v−Tv2 …（15） となる。そして、第１および第２のバケット目標角速度
T31v,T32vは加算点603で加算され、バケット目標角速度
T3vが出力される。
操作開始時の信号が入力されると、記憶器601にその時
の角度A3が目標バケット姿勢角A30として記憶され、以
後、加算点602によって逐次、角度偏差A3−A30が演算さ
れ、さらに、係数器605によって第１のバケット目標角
速度A31vに変換される。すなわち、 T31v＝K3（A3−A30） …（14） となる。また、加算点604により第２のバケット目標角
速度T32vが演算される。すなわち、 T32v＝T1v−Tv2 …（15） となる。そして、第１および第２のバケット目標角速度
T31v,T32vは加算点603で加算され、バケット目標角速度
T3vが出力される。
第８図は第３の目標角速度演算回路700を示す。バケ
ット回転の目標角速度φｖは、バケット目標回転角φｏ
とバケット回転角φとの偏差に基づく角速度と旋回速度
指令値θｖを加算して、加算点701,702,係数器703によ
り演算される。すなわち、 φｖ＝K4（φ−φｏ）＋θｖ …（16） またはスイッチ704が閉じている時は、 φｖ＝K4（φ−φｏ＋π）＋θｖ …（17） となる。ここで、スイッチ704は開いた排土扉53の方向
を溝に対して180度反転させるためのスイッチである。
ット回転の目標角速度φｖは、バケット目標回転角φｏ
とバケット回転角φとの偏差に基づく角速度と旋回速度
指令値θｖを加算して、加算点701,702,係数器703によ
り演算される。すなわち、 φｖ＝K4（φ−φｏ）＋θｖ …（16） またはスイッチ704が閉じている時は、 φｖ＝K4（φ−φｏ＋π）＋θｖ …（17） となる。ここで、スイッチ704は開いた排土扉53の方向
を溝に対して180度反転させるためのスイッチである。
第９図は駆動制御値演算回路800を示す。ブーム，ア
ーム，バケット用シリンダ4,5,6の流量制御値Qn（ｎ＝
１〜３）は目標角速度Tnvと角度Tnに基づいて次式によ
り求められる。
ーム，バケット用シリンダ4,5,6の流量制御値Qn（ｎ＝
１〜３）は目標角速度Tnvと角度Tnに基づいて次式によ
り求められる。
Qn＝Tnv・ｆ（Tn）・SAn …（18） ここで、ｆ（Tn）はリンク補正係数 SAnはシリンダ受圧面積 （18）式のQ1〜Q3は関数発生器801〜803,乗算器804〜
806,係数器807〜809により演算される。また、バケット
回転用モータおよび旋回モータ用流量制御値Q4,Q5は、
バケット回転目標角速度φｖおよび旋回速度指令値θｖ
にそれぞれ係数器810,811により係数をかけて求められ
る。すなわち、 Q4＝K5・φｖ …（19） Q5＝K6・φｖ …（20） 次に本装置の動作について説明する。
806,係数器807〜809により演算される。また、バケット
回転用モータおよび旋回モータ用流量制御値Q4,Q5は、
バケット回転目標角速度φｖおよび旋回速度指令値θｖ
にそれぞれ係数器810,811により係数をかけて求められ
る。すなわち、 Q4＝K5・φｖ …（19） Q5＝K6・φｖ …（20） 次に本装置の動作について説明する。
図示しない電源スイッチを投入するとこの装置が起動
し、角度検出器151〜153で検出された角度T1,T2,T3に基
づいて、アーム２先端のX,Y座標およびアーム２とバケ
ット３のＸ軸に対する姿勢角A2,A3が座標演算回路100で
演算される。
し、角度検出器151〜153で検出された角度T1,T2,T3に基
づいて、アーム２先端のX,Y座標およびアーム２とバケ
ット３のＸ軸に対する姿勢角A2,A3が座標演算回路100で
演算される。
まず作業に先立って、バケット３を床ざらいする溝の
一方の端の位置（第11図のＡ点）に設置し、スイッチユ
ニット９の一方のスイッチを操作すると、そのときのア
ーム先端の座標XAおよび旋回角度θＡがバケット目標回
転角演算回路200の記憶器201に記憶される。同様に、バ
ケット３を床ざらいする溝の他方の端の位置（第11図の
Ｂ点）に設置し、スイッチユニット９の他方のスイッチ
を操作する。これにより、アーム先端の座標XBおよび旋
回角θＢが記憶器202に記憶される。バケット目標回転
角演算回路200は、記憶された座標XA,XBと旋回角θA,θ
Ｂに基づいて溝の方向を示す角度θｏを演算し、さらに
θｏと旋回角θとにより開いた排土扉53の向きを溝方向
に合わせるようなバケット目標角φｏおよび溝までの距
離Roを演算する。
一方の端の位置（第11図のＡ点）に設置し、スイッチユ
ニット９の一方のスイッチを操作すると、そのときのア
ーム先端の座標XAおよび旋回角度θＡがバケット目標回
転角演算回路200の記憶器201に記憶される。同様に、バ
ケット３を床ざらいする溝の他方の端の位置（第11図の
Ｂ点）に設置し、スイッチユニット９の他方のスイッチ
を操作する。これにより、アーム先端の座標XBおよび旋
回角θＢが記憶器202に記憶される。バケット目標回転
角演算回路200は、記憶された座標XA,XBと旋回角θA,θ
Ｂに基づいて溝の方向を示す角度θｏを演算し、さらに
θｏと旋回角θとにより開いた排土扉53の向きを溝方向
に合わせるようなバケット目標角φｏおよび溝までの距
離Roを演算する。
旋回制御レバー10が操作されると、そのときのアーム
先端の座標が水平軌跡制御の目標軌跡となる目標垂直方
向座標Yoとして垂直方向速度指令値演算回路400の記憶
器401に記憶され、バケット姿勢角A3が目標バケット姿
勢角A30として目標角速度演算回路600の記憶器601に記
憶される。
先端の座標が水平軌跡制御の目標軌跡となる目標垂直方
向座標Yoとして垂直方向速度指令値演算回路400の記憶
器401に記憶され、バケット姿勢角A3が目標バケット姿
勢角A30として目標角速度演算回路600の記憶器601に記
憶される。
水平方向速度指令値演算回路300では、バケット目標
回転角φｏ、溝までの距離Roおよび旋回速度指令値θｖ
とに基づいて、旋回時にアーム２の先端が溝に沿って運
動するような第１の水平方向速度指令値X1vと、バケッ
ト目標回転角φｏおよび溝までの距離Roに基づいて演算
されたアーム２先端位置を溝上に保持するための目標水
平方向偏差（Xo−Ｘ）に基づく第２の水平方向速度指令
値X2vを演算する。そして第１および第２の水平方向速
度指令値X1v、X2vの和をアーム２先端の水平方向速度指
令値Xvとすることにより、アーム２先端座標Ｘは旋回速
度に応じて溝上を運動するよう制御され、かつ、溝から
のずれに応じて偏差がフィードバックされ軌跡が修正さ
れるように制御される。
回転角φｏ、溝までの距離Roおよび旋回速度指令値θｖ
とに基づいて、旋回時にアーム２の先端が溝に沿って運
動するような第１の水平方向速度指令値X1vと、バケッ
ト目標回転角φｏおよび溝までの距離Roに基づいて演算
されたアーム２先端位置を溝上に保持するための目標水
平方向偏差（Xo−Ｘ）に基づく第２の水平方向速度指令
値X2vを演算する。そして第１および第２の水平方向速
度指令値X1v、X2vの和をアーム２先端の水平方向速度指
令値Xvとすることにより、アーム２先端座標Ｘは旋回速
度に応じて溝上を運動するよう制御され、かつ、溝から
のずれに応じて偏差がフィードバックされ軌跡が修正さ
れるように制御される。
垂直方向速度指令値演算回路400では、記憶された目
標垂直座標Yoからのアーム２先端のＹ方向偏差（Yo−
Ｙ）に基づく垂直方向速度指令値Yvを演算する。Yvをア
ーム２先端の垂直方向速度指令値とすることにより、ア
ーム２先端はＹ座標のずれが偏差フィードバックにより
修正され高さが一定に保たれるように制御される。
標垂直座標Yoからのアーム２先端のＹ方向偏差（Yo−
Ｙ）に基づく垂直方向速度指令値Yvを演算する。Yvをア
ーム２先端の垂直方向速度指令値とすることにより、ア
ーム２先端はＹ座標のずれが偏差フィードバックにより
修正され高さが一定に保たれるように制御される。
速度指令値Xv,Yv、角度A2,T2、および座標X,Yに基づ
いて第１の目標角速度演算回路500は、アーム２先端が
溝に沿って水平に運動するようなブーム１、アーム２の
目標角速度T1v,T2vを演算する。これらの目標角速度T1
v,T2vは駆動制御値演算回路800にてリンク補正され、ブ
ーム、アーム用シリンダ4,5の流量制御値Q1,Q2に変換さ
れる。これらの流量制御値Q1,Q2は電気油圧変換弁16,17
に供給され、油圧源からの圧油が所定方向、所定流量に
てブーム、アーム用シリンダ4,5に供給される。これに
よりブーム1,アーム２が回動してアーム２先端が溝に沿
って水平方向に軌跡制御される。
いて第１の目標角速度演算回路500は、アーム２先端が
溝に沿って水平に運動するようなブーム１、アーム２の
目標角速度T1v,T2vを演算する。これらの目標角速度T1
v,T2vは駆動制御値演算回路800にてリンク補正され、ブ
ーム、アーム用シリンダ4,5の流量制御値Q1,Q2に変換さ
れる。これらの流量制御値Q1,Q2は電気油圧変換弁16,17
に供給され、油圧源からの圧油が所定方向、所定流量に
てブーム、アーム用シリンダ4,5に供給される。これに
よりブーム1,アーム２が回動してアーム２先端が溝に沿
って水平方向に軌跡制御される。
一方、第２の目標角速度演算回路600では、記憶され
たバケット目標姿勢角A30からのバケット姿勢角A3の偏
差（A3−A30）に基づく第１のバケット目標角速度T31v
と、ブームおよびアームの目標角速度T1v,T2vに基づく
第２のバケット目標角速度T32vを演算する。そして第１
および第２のバケット目標角速度T31v,T32vの和をバケ
ット目標角速度T3vとし、これを駆動制御値演算回路800
にてリンク補正し、バケット用シリンダ６の流量制御値
Q3に変換する。この流量制御値Q3は電気油圧変換弁18に
供給され、油圧源からの圧油が所定方向、所定流量にて
バケット用シリンダ６に供給される。これによりバケッ
ト３が回動してバケット姿勢角A3はブームおよびアーム
の目標角速度T1v,T2vによるバケット角速度を打消すよ
うに制御され、かつバケット目標姿勢角A30からのずれ
に応じて偏差がフィードバックされ姿勢角が一定に保た
れるよう制御される。
たバケット目標姿勢角A30からのバケット姿勢角A3の偏
差（A3−A30）に基づく第１のバケット目標角速度T31v
と、ブームおよびアームの目標角速度T1v,T2vに基づく
第２のバケット目標角速度T32vを演算する。そして第１
および第２のバケット目標角速度T31v,T32vの和をバケ
ット目標角速度T3vとし、これを駆動制御値演算回路800
にてリンク補正し、バケット用シリンダ６の流量制御値
Q3に変換する。この流量制御値Q3は電気油圧変換弁18に
供給され、油圧源からの圧油が所定方向、所定流量にて
バケット用シリンダ６に供給される。これによりバケッ
ト３が回動してバケット姿勢角A3はブームおよびアーム
の目標角速度T1v,T2vによるバケット角速度を打消すよ
うに制御され、かつバケット目標姿勢角A30からのずれ
に応じて偏差がフィードバックされ姿勢角が一定に保た
れるよう制御される。
さらに、第３の目標角速度演算回路700では、バケッ
ト目標回転角（φ−φｏ）に基づく値に、旋回速度指令
値θｖを加えたバケット目標回転角速度φｖを演算す
る。バケット目標回転角速度φｖは駆動制御値演算回路
800でバケット回転用モータ52の流量制御値Q4に変換さ
れ、電気油圧変換弁19に供給される。そして油圧源から
の圧油が所定方向、所定流量にてバケット回転用モータ
52に供給され、これによりバケット３の回転部が回転
し、バケット回転角φは旋回速度指令値θｖによるバケ
ット回転角速度を打消すように制御され、かつバケット
目標回転角φｏからのずれに応じて偏差がフィードバッ
クされ、開いた排土扉53の向きが溝方向に一致するよう
制御される。
ト目標回転角（φ−φｏ）に基づく値に、旋回速度指令
値θｖを加えたバケット目標回転角速度φｖを演算す
る。バケット目標回転角速度φｖは駆動制御値演算回路
800でバケット回転用モータ52の流量制御値Q4に変換さ
れ、電気油圧変換弁19に供給される。そして油圧源から
の圧油が所定方向、所定流量にてバケット回転用モータ
52に供給され、これによりバケット３の回転部が回転
し、バケット回転角φは旋回速度指令値θｖによるバケ
ット回転角速度を打消すように制御され、かつバケット
目標回転角φｏからのずれに応じて偏差がフィードバッ
クされ、開いた排土扉53の向きが溝方向に一致するよう
制御される。
駆動制御値演算回路800は、さらに旋回速度指令値θ
ｖを旋回モータ用駆動制御値Q5に変換し電気油圧変換弁
20に供給する。そして油圧源からの圧油が所定方向、所
定流量にて旋回モータ８に供給され、上部旋回体USが回
動して旋回が行われる。
ｖを旋回モータ用駆動制御値Q5に変換し電気油圧変換弁
20に供給する。そして油圧源からの圧油が所定方向、所
定流量にて旋回モータ８に供給され、上部旋回体USが回
動して旋回が行われる。
このように本実施例では、予め床ざらいを行う溝の任
意の２点を記憶させることにより、旋回操作のみで、次
の３つの制御が同時に行われる。
意の２点を記憶させることにより、旋回操作のみで、次
の３つの制御が同時に行われる。
１）水平、垂直方向の偏差フィードバックを含みアーム
２先端を溝に沿って運動させる水平軌跡制御。
２先端を溝に沿って運動させる水平軌跡制御。
２）目標姿勢角への偏差フィードバックを含み、バケッ
ト姿勢角を一定に保つ姿勢角制御。
ト姿勢角を一定に保つ姿勢角制御。
３）目標回転角への偏差フィードバックを含み、開い排
土扉53の向きを溝方向に一致させる回転角制御。
土扉53の向きを溝方向に一致させる回転角制御。
これにより、回転掘削バケットによる床ざらい作業が
熟練者でなくても容易にしかも精度良く行うことがで
き、作業能率が向上するだけでなく、操作を誤って溝の
壁を崩したりする無駄を無くすことができる。また回転
バケット側面のカッタを利用して溝の壁面を平坦に仕上
げる作業にも使用することができる。
熟練者でなくても容易にしかも精度良く行うことがで
き、作業能率が向上するだけでなく、操作を誤って溝の
壁を崩したりする無駄を無くすことができる。また回転
バケット側面のカッタを利用して溝の壁面を平坦に仕上
げる作業にも使用することができる。
第12図および第13図は変形実施例を示す図で、それぞ
れ第１図と第３図に相当するものである。
れ第１図と第３図に相当するものである。
この変形例は、掘削する溝の幅が回転掘削バケット３
の直径よりも大きい場合、つまり床ざらい作業を複数回
行なう必要の時に好適なものである。バケット目標角演
算回路200に記憶器219を追加し、旋回速度指令θｖが生
じた時の旋回角θｃと座標Xcを記憶するようにし、溝ま
での距離を Ro＝Xc・sin（θｃ−θｏ） として演算すれば、溝の方向を示す角度θｏは変更せ
ず、溝までの距離Roのみを変更して作業することができ
る。すなわち、バケットの幅よりも広い溝の床ざらいを
Roを随時変更して繰返して行なうことができる。
の直径よりも大きい場合、つまり床ざらい作業を複数回
行なう必要の時に好適なものである。バケット目標角演
算回路200に記憶器219を追加し、旋回速度指令θｖが生
じた時の旋回角θｃと座標Xcを記憶するようにし、溝ま
での距離を Ro＝Xc・sin（θｃ−θｏ） として演算すれば、溝の方向を示す角度θｏは変更せ
ず、溝までの距離Roのみを変更して作業することができ
る。すなわち、バケットの幅よりも広い溝の床ざらいを
Roを随時変更して繰返して行なうことができる。
なお、本発明を適用するにあたっては以上の実施例の
各構成要素を次のようにしても良い。
各構成要素を次のようにしても良い。
３本以上のアームを有す多関節作業機に適用して、任
意の２本のアームにより軌跡制御を行っても良い。
意の２本のアームにより軌跡制御を行っても良い。
回転掘削バケットに使用できる旨述べたが、その他の
各種作業アタッチメントにも使用できる。その場合、ア
タッチメントに応じて姿勢角制御と回転角制御あるいは
そのいずれかを省略しても良い。
各種作業アタッチメントにも使用できる。その場合、ア
タッチメントに応じて姿勢角制御と回転角制御あるいは
そのいずれかを省略しても良い。
アクチュエータは油圧シリンダおよび油圧モータに限
定されない。
定されない。
角度検出器はポテンショメータに限定されない。
各実施例中の各回路、数式等もそれらに限定されな
い。
い。
旋回速度指令値θｖのかわりに、旋回角検出器の出力
θを微分処理しても良い。この場合、旋回は手動操作用
のコントロールバルブで行われる。
θを微分処理しても良い。この場合、旋回は手動操作用
のコントロールバルブで行われる。
各偏差フィードバックにおける係数K1,K2,K3,K4は定
数でなくても良く、例えば偏差の関数として与えること
ができる。
数でなくても良く、例えば偏差の関数として与えること
ができる。
各偏差フィードバックは省略しても良い。また逆に各
偏差フィードバックのみで制御しても良い。
偏差フィードバックのみで制御しても良い。
溝の位置を２点で記憶したが、３点以上として旋回角
により順次２点を選択しても良く、この場合、直線でな
い溝についても直線近似で作業を行うことができる。
により順次２点を選択しても良く、この場合、直線でな
い溝についても直線近似で作業を行うことができる。
なお、以上の実施例の構成において、角度検出器150
が角度検出手段と回転角検出手段を、座標演算回路100
とバケット目標回転角演算回路200が位置算出手段，姿
勢角演算手段を、水平方向および垂直方向速度指令値演
算回路300,400が第１の偏差演算手段を、目標角速度演
算回路600,700がそれぞれ第2,第３の偏差演算手段を、
目標角速度演算回路500,600,700,800が駆動制御手段を
それぞれ構成する。
が角度検出手段と回転角検出手段を、座標演算回路100
とバケット目標回転角演算回路200が位置算出手段，姿
勢角演算手段を、水平方向および垂直方向速度指令値演
算回路300,400が第１の偏差演算手段を、目標角速度演
算回路600,700がそれぞれ第2,第３の偏差演算手段を、
目標角速度演算回路500,600,700,800が駆動制御手段を
それぞれ構成する。
G.発明の効果 本発明によれば、旋回しながら作業アタッチメントの
軌跡対象部位を所定平面内の所定経路に沿って運動させ
るときに旋回操作を行うだけでよく、作業性が向上す
る。また、とくに請求項３の発明によれば、従来は最大
同時５操作が必要であった回転掘削バケットによる床ざ
らい作業が旋回操作のみで可能となり、熟練を必要とせ
ず、しかも高精度な仕上げを能率良く行うことができ
る。
軌跡対象部位を所定平面内の所定経路に沿って運動させ
るときに旋回操作を行うだけでよく、作業性が向上す
る。また、とくに請求項３の発明によれば、従来は最大
同時５操作が必要であった回転掘削バケットによる床ざ
らい作業が旋回操作のみで可能となり、熟練を必要とせ
ず、しかも高精度な仕上げを能率良く行うことができ
る。
第１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２図は第１
図の座標演算回路を示す図、第３図は第１図のバケット
目標回転角演算回路を示す図、第４図は第１図の水平方
向速度指令値演算回路を示す図、第５図は第１図の垂直
方向速度指令値演算回路を示す図、第６図は第１図の第
１の目標角速度演算回路を示す図、第７図は第１図の第
２の目標角速度演算回路を示す図、第８図は第１図の第
３の目標角速度演算回路を示す図、第９図は第１図の駆
動制御値演算回路を示す図、第10図および第11図は座標
定義を示す図、第12図および第13図は変形例を示し第１
図および第３図に相当する図、第14図は回転掘削バケッ
トを装着した作業機の側面図、第15図は回転掘削バケッ
トの一例の詳細図、第16図は回転掘削バケットによる側
溝掘削作業を説明する作業機を平面から見た図である。 1:ブーム、2:アーム 3:回転掘削バケット、４〜6:シリンダ 8,52:モータ、9:スイッチ 10:制御レバー、16〜20:電気油圧変換弁 100:座標演算回路、11〜15:角度検出器 200:バケット目標回転角演算回路 300:水平方向速度指令値演算回路 400:垂直方向速度指令値演算回路 500,600,700:目標角速度演算回路 800:駆動制御値演算回路
図の座標演算回路を示す図、第３図は第１図のバケット
目標回転角演算回路を示す図、第４図は第１図の水平方
向速度指令値演算回路を示す図、第５図は第１図の垂直
方向速度指令値演算回路を示す図、第６図は第１図の第
１の目標角速度演算回路を示す図、第７図は第１図の第
２の目標角速度演算回路を示す図、第８図は第１図の第
３の目標角速度演算回路を示す図、第９図は第１図の駆
動制御値演算回路を示す図、第10図および第11図は座標
定義を示す図、第12図および第13図は変形例を示し第１
図および第３図に相当する図、第14図は回転掘削バケッ
トを装着した作業機の側面図、第15図は回転掘削バケッ
トの一例の詳細図、第16図は回転掘削バケットによる側
溝掘削作業を説明する作業機を平面から見た図である。 1:ブーム、2:アーム 3:回転掘削バケット、４〜6:シリンダ 8,52:モータ、9:スイッチ 10:制御レバー、16〜20:電気油圧変換弁 100:座標演算回路、11〜15:角度検出器 200:バケット目標回転角演算回路 300:水平方向速度指令値演算回路 400:垂直方向速度指令値演算回路 500,600,700:目標角速度演算回路 800:駆動制御値演算回路
Claims (3)
- 【請求項１】下部走行体に対して旋回可能な上部旋回体
に回動可能に第１のアームが設けられ、この第１のアー
ムに回動可能に第２のアームが連結され、第２のアーム
先端に作業用アタッチメントが連結された作業機の制御
装置であって、上部旋回体を旋回させながら、前記作業
アタッチメントの軌跡対象部位を予め設定された所定平
面内の所定経路に沿って移動させる制御装置において、 前記第１および第２のアーム角度と上部旋回体の角度を
検出する角度検出手段と、 検出された前記角度に基づいて前記作業アタッチメント
の軌跡対象部位の位置を算出する位置算出手段と、 前記上部旋回体の旋回速度を指令する旋回速度指令手段
と、 前記所定平面内の所定経路と前記旋回速度の指令値に基
づいて第１の制御量を算出する第１の制御量算出手段
と、 前記軌跡対象部位の位置と前記所定平面内の所定経路の
３次元方向の偏差とに基づいて第２の制御量を算出する
第２の制御量算出手段と、 前記第１および第２の制御量に基づいて前記軌跡対象部
位の移動速度を演算する速度演算手段と、 上部旋回体を旋回させる時に、前記速度演算手段で演算
された演算速度で前記第１および第２のアームを回動さ
せる駆動制御手段とを具備することを特徴とする作業機
の制御装置。 - 【請求項２】請求項１の装置において、 前記作業アタッチメントは回転駆動用アクチュエータを
有する回転掘削バケットであり、前記第２のアームに対
するこの回転掘削バケットの姿勢角を変える姿勢角制御
用アクチュエータと、 この姿勢角を算出する姿勢角算出手段と、 回転掘削バケットの目標とする姿勢角と算出されたバケ
ット姿勢角との偏差を演算する第１の偏差演算手段と、 前記偏差に基づいて、第１のバケット目標角速度を演算
する第１の演算手段と、 第１および第２のアームの目標角速度に基づいて第２の
バケット目標角速度を演算する第２の演算手段と、 前記駆動制御手段は、前記上部旋回体の旋回時に第１お
よび第２のバケット目標角速度に基づいて前記姿勢角制
御用アクチュエータをさらに制御することを特徴とする
作業機の制御装置。 - 【請求項３】請求項２の装置において、 前記回転掘削バケットの回転角を検出する回転角検出手
段と、 回転掘削バケットの目標とする回転角度と検出されたバ
ケット回転角との偏差を演算する第２の偏差演算手段
と、 前記偏差と前記旋回速度指令値とに基づいてバケット目
標回転角度を演算する第３の演算手段とを備え、 前記駆動制御手段は、前記上部旋回体の旋回時に前記バ
ケット目標回転角度に基づいて前記回転駆動用アクチュ
エータを駆動制御することを特徴とする作業機の駆動制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2244726A JPH089875B2 (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 作業機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2244726A JPH089875B2 (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 作業機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04124326A JPH04124326A (ja) | 1992-04-24 |
| JPH089875B2 true JPH089875B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=17122989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2244726A Expired - Fee Related JPH089875B2 (ja) | 1990-09-14 | 1990-09-14 | 作業機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH089875B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2019049701A1 (ja) * | 2017-09-08 | 2020-10-15 | 住友重機械工業株式会社 | ショベル |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8145391B2 (en) * | 2007-09-12 | 2012-03-27 | Topcon Positioning Systems, Inc. | Automatic blade control system with integrated global navigation satellite system and inertial sensors |
| JP7559667B2 (ja) * | 2021-04-26 | 2024-10-02 | コベルコ建機株式会社 | 目標軌跡生成システム |
| CN116677025B (zh) * | 2022-02-23 | 2026-02-24 | 北京百度网讯科技有限公司 | 挖掘机械的控制方法及控制装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6233937A (ja) * | 1985-08-02 | 1987-02-13 | Komatsu Ltd | パワ−シヨベルの制御装置 |
| JPS63308181A (ja) * | 1987-06-08 | 1988-12-15 | 建設省近畿地方建設局長 | ア−スドリルバケットを用いた掘削機 |
-
1990
- 1990-09-14 JP JP2244726A patent/JPH089875B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2019049701A1 (ja) * | 2017-09-08 | 2020-10-15 | 住友重機械工業株式会社 | ショベル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04124326A (ja) | 1992-04-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |