JPH09184168A - 掘削機の操作装置 - Google Patents

掘削機の操作装置

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JPH09184168A
JPH09184168A JP8332912A JP33291296A JPH09184168A JP H09184168 A JPH09184168 A JP H09184168A JP 8332912 A JP8332912 A JP 8332912A JP 33291296 A JP33291296 A JP 33291296A JP H09184168 A JPH09184168 A JP H09184168A
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operating
arm
boom
excavator
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JP8332912A
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Jin Hae Lee
ハン リー ジン
Taek Nam In
タエク ナム イン
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Samsung Heavy Industries Co Ltd
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Samsung Heavy Industries Co Ltd
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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
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 四つの関節を一手のみで操作し得るようにし
て、素人でも便利に操作し得るようにし、操作レバーを
多数の関節で立体構成して操作装置の操作方向と関節の
作動を運転者が直観的に感じるようにして、操作性を向
上させ得るようにした掘削機の操作装置を提供すること
である。 【解決手段】 所定の信号に応じてブーム、アーム及び
バケットの作業装置と旋回装置等の多数の関節を駆動す
るアクチュエータの作動方向をそれぞれコントロールす
る方向制御バルブが備えられた掘削機の操作装置におい
て、前記方向制御バルブのスプールストロークを可変さ
せる電子比例バルブと、多数のリンクでなり、回転及び
伸縮されることにより前記各関節のアクチュエータ全て
に作動を指示する操作レバーと、前記操作レバーを各リ
ンクの移動量及び回転量を検出する手段と、前記検出手
段に連結され、前記操作レバーの操作量を入力受けて、
予め設定された手順に従って前記電子比例バルブを駆動
させるための駆動電流を発生させる電子コントローラと
を備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は掘削機の操作装置に
関するもので、特に産業機械として広く使われる掘削機
の移動可能な下部走行構造体に対して相対的な旋回運動
をする上部構造体の旋回作動と上部構造体に装着された
ブーム、アーム及びバケットでなった作業装置の作動を
指示する掘削機の操作装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、油圧掘削機は、図１に示すよう
に、走行装置でなった下部構造体１と、下部構造体１に
対して相対的な水平方向の旋回運動をする上部構造体２
と、上部構造体の旋回作動を発生させる旋回モーターを
包含する旋回装置３とからなっている。
【０００３】上部構造体２には運転室４と動力部及びこ
れらに関連した付属物が装着されており、前方に向き上
部構造体２に固定されて上下回転運動をするブーム５、
ブーム５の先端に固定されて回転運動をするアーム６、
アーム６の先端に固定されて回転運動をするバケット７
等の関節でなった作業装置と、各作業装置の関節を駆動
するシリンダー８，９，１０とから構成されている。
【０００４】一方、図２に示すように、既存の作業装置
のブーム５、アーム６、バケット７及び旋回装置３を操
作する操作装置は前後方向と左右方向に作動する垂直形
態の操作レバー１１ａ，１１ｂが運転者を中心として左
右一つずつ設置されたもので、左側操作レバー１１ａを
左右方向に操作すると旋回装置３が作動され、前後方向
に操作するとアーム６が作動され、又、右側レバー１ｂ
を左右方向に操作するとバケット７が作動され、前後方
向に操作するとブーム５が作動される構造でなってい
る。
【０００５】このような構造を有する掘削機で特定作業
を遂行するため、運転者は両手を使用して操作レバー１
１を操作することでブーム５、アーム６、バケット７及
び旋回の四つの関節を適宜複合作動させることにより、
運転者が望む形態の構造が形成されて作業が行われる。
【０００６】一方、日本国特開平２−１９７６２７号の
“掘削機の操作装置”では、引用資料参考図面の図１乃
至図８に示すように、従来の上下及び左右に移動される
操作レバー３１の上端に掘削部７１を設置して掘削部の
回動操作及び操作レバーの回動操作を付加して掘削機の
四つの関節を調整した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
技術の場合においては、作業を指示するために運転者が
常に両手を使用しなければならない不便があった。又、
操作レバーの各操作方向と各関節の運動方向とが互いに
独立的に行われるため、運転者の直観的な作業指示と作
業装置の作動方向が異なる。よって、操作レバーの操作
方法自体が複雑であり、素人が熟練された運転技術を習
得するまでは多くの経験と時間が必要であるため、運転
者を確保しにくい問題点があった。
【０００８】又、後者の日本国特許の技術においては、
操作装置の操作方向と関節の作動が運転者が感じること
のように直観的に連結されていなくて、常に誤作動によ
る事故発生の危険があり、運転者によって易しく慣れる
ことが難しくて、熟練した運転をしようとするとかなり
の時間を割愛すべきである問題点がある。
【０００９】従って、本発明の目的は、四つの関節を、
両手を使用して複合操作していたものを、一手のみで操
作し得る構造の操作装置を提供することにより、多くの
経験を要求する操作装置を素人でも便利に操作し得るよ
うにし、操作レバーを多数の関節で立体構成して操作装
置の操作方向と関節の作動が運転者が感じることのよう
に直観的に連結することにより、運転に易しく慣れるよ
うにし、高度の運転技術を要求する作業も少しの練習で
けで遂行し得るようにして操作性を向上させ得るように
した掘削機調整用操作装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述した本発明の目的
は、所定の信号に応じてブーム、アーム及びバケットの
作業装置と旋回装置等の多数の関節を駆動するアクチュ
エータの作動方向をそれぞれコントロールする方向制御
バルブが備えられた掘削機の操作装置において、前記方
向制御バルブのスプールストロークを可変させる電子比
例バルブと、多数のリンクでなり、回転及び伸縮される
ことにより前記各関節のアクチュエータ全てに作動を指
示する操作レバーと、前記操作レバーを各リンクの移動
量及び回転量を検出する手段と、前記検出手段に連結さ
れ、前記操作レバーの操作量を入力受けて、予め設定さ
れた手順に従って前記電子比例バルブを駆動させるため
の駆動電流を発生させる電子コントローラとを備えて構
成されることを特徴とする掘削機の操作装置を提供する
ことにより達成される。
【００１１】本発明による好ましい第１特徴によると、
前記操作レバーは、前記掘削機本体に第１軸方向に突出
された支持台と、一端が前記支持台に軸設されて他端が
回転可能に第２軸方向に突出され、長手方向に拡張及び
収縮可能な第１リンクと、一端が前記第１リンクに回転
可能に連結されて第１軸に突出された第２リンクと、一
端が前記第２リンクに回転可能に連結されて第３軸に突
出された取っ手部とを備えて構成される。
【００１２】本発明の好ましい第２特徴によると、前記
第１リンクは、前記支持台に連結された固定ロッドと、
一端は前記第２リンクに連結され、他端は固定ロッドに
長手方向に伸縮可能に挿入された可動ロッドと、前記固
定ロッドに回転可能に設置されたピニオンと、前記可動
ロッドに固定され、前記ピニオンと噛み合うラックとを
備えて構成される。
【００１３】本発明の好ましい第３特徴によると、前記
検出手段は、前記支持台と第１リンクが結合する関節部
に設置され、第１リンクの回転方向と回転量を検出する
第１検出部と、前記ピニオンに連結設置され、前記ピニ
オンの回転方向と回転量を検出する第２検出部と、第１
リンクと第２リンクが結合する関節部に設置され、第２
リンクの回転方向と回転量を検出する第３検出部と、第
２リンクと取っ手部が結合する関節部に設置され、取っ
手部の回転方向と回転量を検出する第４検出部とを備え
て構成される。
【００１４】本発明の好ましい第４特徴によると、前記
電子コントローラは、第１検出部及び第２検出部を介し
て第１リンクの操作量を入力し、第１検出部からの前記
アームの先端の移動方向角度演算及び第２検出部からの
アーム先端の移動速度を演算する第１過程と、前記第１
過程により演算された前記アーム先端の移動方向及び速
度に基づいて前記ブーム及びアームの移動速度及び方向
を演算し、最終にブーム及びアームシリンダーの作動速
度を演算する第２過程と、前記取っ手部の回転量を前記
第４検出部を介して入力し、取っ手部の回転方向及び回
転角の大きさによってバケットの作動方向及び作動速度
を演算する第３過程と、前記第２リンクの回転量を第３
検出部を介して入力し、第２リンクの回転方向及び回転
角の大きさによって旋回装置の作動方向及び作動速度を
演算する第４過程と、前記全過程で演算された各々の作
動速度に対する前記電子比例バルブの出力電流値との決
められた関係によってブーム、アーム、バケット及び旋
回用電子比例バルブを駆動させてブーム、アーム、バケ
ット及び旋回装置を作動させる第５過程とを遂行する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の好ましい実施例を説明する。
【００１６】本実施例による掘削機の操作装置は、走行
装置でなった下部構造体１０と、この下部構造体１に対
して相対的な水平方向の旋回運動をする上部構造体２
と、上部構造体の旋回作動を発生させる旋回モーターを
含む旋回装置３と、上部構造体に前方に向いて固定され
て上下回転運動するブーム５と、ブーム５の先端に固定
されて回転運動をするアーム６と、アーム６の先端に固
定されて回転運動するバケット７とからなった作業装置
で構成された掘削機に適用される。
【００１７】本実施例による掘削機の操作装置の構成要
素のうち、操作レバー１９は、図４に示すように、運転
席に固定された支持台２０と、支持台２０に対してＹ１
軸を中心軸として回転運動しながら自体的に長手方向に
拡張及び収縮可能なスライディング構造を有する第１リ
ンク２１と、第１リンク２１に連結されＺ２軸を中心に
回転運動する第２リンク２２と、第２リンク２２に連結
されＹ２軸を中心に回転運動する取っ手部２３とを備え
る。
【００１８】又、前述した第１リンク２１は、一端が支
持台２０に回転可能に結合される固定ロッド２１ａと、
一端が第２リンク２２に結合され、他端が固定ロッド２
１ａの内部で、予定の力によりスライディングすること
によりＸ２軸と平行に移動する可動ロッド２１ｂと、固
定ロッド２１ａの内部に回転可能に軸設されたピニオン
２５と、可動ロッド２１ｂの他端に形成されてピニオン
２５と噛み合うラック２４とを備える。
【００１９】このような操作レバー１９の構成のうち、
支持台２０と第１リンク２１の軸着形態は、図４の形態
以外に図５Ａ及び図５Ｂに示すように、側面に支持台が
固定された形態も可能であり、上面に支持台が固定され
た形態も可能である。又、図４では取っ手部が第２リン
クの上部に固定されて回転する構造になっているが、支
持台が図５Ｂに示すように上面に固定され、取っ手部が
第２リンクの下部に固定された形態も可能である。
【００２０】又、図４に示すように、支持台２０と第１
リンク２１間の関節部に設置された回転型ポテンショメ
ーター(Potentiometer）を備えて、支持台２０に対する
第１リンクの回転角を検出する第１検出部２６と、ピニ
オン２５に結合設置されてピニオン２５の回転量を感知
して、可動ロッド２１ｂが固定ロッド２１ａで移動する
長さ変化を検出する第２検出部２７と、第１リンク２１
と第２リンク２２間の関節部下端に設置されて、第１リ
ンク２１で回転する第２リンク２２の回転角を検出する
第３検出部２８と、第２リンク２２と取っ手部２３間の
関節部に設置されて、取っ手部２３の回転角を検出する
第４検出部２９とを備える。
【００２１】一方、図３に示すように、各作業装置の油
圧シリンダー１０，９，８と油圧モーター３ａの作動方
向をそれぞれコントロールする方向制御バルブ１４と、
前述した各検出部２６，２７，２８，２９に連結され、
各検出部から伝達された信号により操作装置の操作量を
入力し演算することにより、予め設定された手順に従っ
て所定の信号を発生する電子コントローラ１２と、電子
コントローラ１２から供給された所定の信号に応じて入
力された電流量に比例して方向制御バルブのスプールス
トロークを可変させる電子比例バルブ１３とが設置され
る。
【００２２】又、前述した電子コントローラ１２は、第
１検出部２６及び第２検出部２７を介して第１リンク２
１の操作量を入力し、第１検出部からのアーム６の先端
の移動方向角度演算及び第２検出部からのアーム先端の
移動速度を演算する第１過程と、第１過程により演算さ
れたアーム先端の移動方向及び速度に基づいてブーム５
及びアームの移動速度及び方向を演算し、最終にブーム
及びアームシリンダー８，９の作動速度を演算する第２
過程と、取っ手部２３の回転量を第４検出部２９を介し
て入力し、取っ手部の回転方向及び回転角の大きさによ
ってバケット７の作動方向及び作動速度を演算する第３
過程と、第２リンク２２の回転量を第３検出部２９を介
して入力し、第２リンクの回転方向及び回転角の大きさ
によって旋回装置３の作動方向及び作動速度を演算する
第４過程と、前述した全過程で演算された各々の作動速
度に対する電子比例バルブ１３の出力電流値との決めら
れた関係によってブーム、アーム、バケット及び旋回用
電子比例バルブを駆動させてブーム、アーム、バケット
及び旋回装置５，６，７，３を作動させる第５過程とを
遂行する。
【００２３】以下、このように構成された本実施例の作
動を説明する。
【００２４】運転者が、図１の図面上で、バケット７を
Ａ点からＢ点に直線移動させようとする場合、運転者は
操作レバー１９の取っ手部２３を握って前方にまっすぐ
に押すと、第１検出部２６及び第２検出部２７により第
１リンク２１の操作量が検出され電子コントローラ１２
に入力される。
【００２５】電子コントローラ１２は第１過程で第１検
出部２６からアーム６の先端の移動方向及び角度を演算
し、第２検出部２７からブーム６の先端の移動速度及び
角度を演算する。次いで、第１過程と第２過程で演算さ
れたアーム６及びブームの先端の移動方向及び速度に基
づいてブーム５及びアーム６の移動速度及び方向を演算
する。最終にブーム及びアームシリンダー９，８の作動
速度を演算し、シリンダー作動速度に対する電子比例バ
ルブ１３の出力電流値との決められた関係に従って第５
過程を遂行しブーム及びアーム用電子比例バルブ１３を
駆動させてブーム及びアーム調整用方向制御バルブ１４
を作動させる。
【００２６】これによりブーム及びアームシリンダー
９，８が作動してブーム５及びアーム６を作動させる。
本実施例ではブーム５とアーム６の作動を第１リンクの
操作により指示したが、一つのブーム５の関節でなった
場合には第１リンクの操作がすぐにブーム５自体の作動
速度及び方向を指示することになる。
【００２７】又、バケット７の作動においては、取っ手
部２３をＹ２軸を中心に回転させると、第４検出部２９
により取っ手部２３の回転量が検出されて電子コントロ
ーラ１２に入力され、第３過程で取っ手部の回転方向及
び回転角によってバケット７の作動方向及び作動速度を
演算し、バケットシリンダー１０の作動速度を演算した
後、第５過程を遂行する。これによりバケット７用の電
子比例バルブ１３を駆動させてバケット用方向制御バル
ブ１４を調整し、バケットシリンダー１０を作動させる
とバケット７が作動される。
【００２８】旋回装置３の作動においては、第２リンク
２２をＺ２軸を中心に所望方向に回転させると、第３検
出部２８が第２リンク２２の回転量を検出して電子コン
トローラ１２に入力し、第４過程で第２リンクの回転方
向及び回転角によって旋回装置の作動方向及び作動速度
を演算し、旋回モーターの作動速度を演算した後、第５
過程を遂行する。これにより旋回駆動用電子比例バルブ
１２を駆動させて旋回用方向制御バルブ１３を調整し旋
回モーター３ａを駆動させると、上部構造体２が回転す
ることになる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による掘削
機の操作装置によると、運転者は二つの操作レバーを両
手で操作して四つの関節をさせていたものを、一手に操
作可能であるので、操作が簡便になり、操作レバーが多
数のリンクで立体構成されて、運転者の直観的な操作に
より作業装置及び旋回装置が作動されるので、容易で便
利に使用でき、既存に高度の運転技術を要求した平坦作
業、上車作業等が素人も易しく行えることになって、運
転者の確保が容易である効果がある。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のクローラ型掘削機を示す外形図である。
【図２】図１に使用される操作装置を示す概略図であ
る。
【図３】本発明の一実施例による掘削機の操作装置を示
す概略図である。
【図４】図３の操作レバーの斜視図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す操作レバーの斜視図
である。
【符号の説明】
１ 下部構造体 ２ 上部構造体 ３ 旋回装置 ４ 運転室 ５ ブーム ６ アーム ７ バケット ８ ブームシリンダー ９ アームシリンダー １０ バケットシリンダー １１ 操作レバー １２ 電子コントローラ １３ 電子比例バルブ １４ 方向制御バルブ １９ 操作レバー ２０ 支持台 ２１ 第１リンク ２２ 第２リンク ２３ 取っ手部 ２４ ラック ２５ ピニオン ２６ 第１検出部 ２７ 第２検出部 ２８ 第３検出部 ２９ 第４検出部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】所定の信号に応じてブーム、アーム及びバ
    ケットの作業装置と旋回装置等の多数の関節を駆動する
    アクチュエータの作動方向をそれぞれコントロールする
    方向制御バルブが備えられた掘削機の操作装置におい
    て、 前記方向制御バルブのスプールストロークを可変させる
    電子比例バルブと、多数のリンクでなり、回転及び伸縮
    されることにより前記各関節のアクチュエータ全てに作
    動を指示する操作レバーと、 前記操作レバーを各リンクの移動量及び回転量を検出す
    る手段と、 前記検出手段に連結され、前記操作レバーの操作量を入
    力受けて、予め設定された手順に従って前記電子比例バ
    ルブを駆動させるための駆動電流を発生させる電子コン
    トローラとを備えて構成されることを特徴とする掘削機
    の操作装置。
  2. 【請求項２】前記操作レバーは、 前記掘削機本体に第１軸方向に突出された支持台と、 一端が前記支持台に軸設されて他端が回転可能に第２軸
    方向に突出され、長手方向に拡張及び伸縮可能な第１リ
    ンクと、 一端が前記第１リンクに回転可能に連結されて第１軸に
    突出された第２リンクと、 一端が前記第２リンクに回転可能に連結されて第３軸に
    突出された取っ手部とを備えて構成されることを特徴と
    する請求項１記載の掘削機の操作装置。
  3. 【請求項３】前記第１リンクは、 前記支持台に連結された固定ロッドと、 一端は前記第２リンクに連結され、他端は固定ロッドに
    長手方向に伸縮可能に挿入された可動ロッドと、 前記固定ロッドに回転可能に設置されたピニオンと、 前記可動ロッドに固定され、前記ピニオンと噛み合うラ
    ックとを備えて構成されることを特徴とする請求項２記
    載の掘削機の操作装置。
  4. 【請求項４】前記検出手段は、 前記支持台と第１リンクが結合する関節部に設置され、
    第１リンクの回転方向と回転量を検出する第１検出部
    と、 前記ピニオンに連結設置され、前記ピニオンの回転方向
    と回転量を検出する第２検出部と、 前記第１リンクと第２リンクが結合する関節部に設置さ
    れ、第２リンクの回転方向と回転量を検出する第３検出
    部と、 前記第２リンクと取っ手部が結合する関節部に設置さ
    れ、取っ手部の回転方向と回転量を検出する第４検出部
    とを備えて構成されることを特徴とする請求項１記載の
    掘削機の操作装置。
  5. 【請求項５】前記電子コントローラは、 第１検出部及び第２検出部を介して第１リンクの操作量
    を入力し、第１検出部からの前記アームの先端の移動方
    向角度演算及び第２検出部からのアーム先端の移動速度
    を演算する第１過程と、 前記第１過程により演算された前記アーム先端の移動方
    向及び速度に基づいて前記ブーム及びアームの移動速度
    及び方向を演算し、最終にブーム及びアームシリンダー
    の作動速度を演算する第２過程と、 前記取っ手部の回転量を前記第４検出部を介して入力
    し、取っ手部の回転方向及び回転角の大きさによってバ
    ケットの作動方向及び作動速度を演算する第３過程と、 前記第２リンクの回転量を第３検出部を介して入力し、
    第２リンクの回転方向及び回転角の大きさによって旋回
    装置の作動方向及び作動速度を演算する第４過程と、 前記全過程で演算された各々の作動速度に対する前記電
    子比例バルブの出力電流値との決められた関係によって
    ブーム、アーム、バケット及び旋回用電子比例バルブを
    駆動させてブーム、アーム、バケット及び旋回装置を作
    動させる第５過程とを遂行することを特徴とする掘削機
    の操作装置。
JP8332912A 1995-12-30 1996-11-28 掘削機の操作装置 Pending JPH09184168A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950068501A KR100240085B1 (ko) 1995-12-30 1995-12-30 굴삭기의 조작장치
KR95-68501 1995-12-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09184168A true JPH09184168A (ja) 1997-07-15

Family

ID=19448117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8332912A Pending JPH09184168A (ja) 1995-12-30 1996-11-28 掘削機の操作装置

Country Status (6)

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US (1) US5995893A (ja)
JP (1) JPH09184168A (ja)
KR (1) KR100240085B1 (ja)
CN (1) CN1079869C (ja)
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