JPH101980A - 油圧ショベルのフロント制御装置 - Google Patents

油圧ショベルのフロント制御装置

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JPH101980A
JPH101980A JP15403296A JP15403296A JPH101980A JP H101980 A JPH101980 A JP H101980A JP 15403296 A JP15403296 A JP 15403296A JP 15403296 A JP15403296 A JP 15403296A JP H101980 A JPH101980 A JP H101980A
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JP
Japan
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joint
cab
interference
upper revolving
arm
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Application number
JP15403296A
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English (en)
Inventor
Uta Takahashi
詠 高橋
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】フロント先端と運転室との接触を回避する干渉
防止手段の演算負担の軽減と、上部旋回体の根本に接続
される腕部の単独操作時の操作性の改善。 【解決手段】フロントを備える上部旋回体と運転室と下
部走行体とからなる作業機本体と、操作手段からの指示
信号に基づいてフロントの各腕部を駆動する駆動手段
と、各腕部の旋回角を検出する手段と、検出された旋回
角に基づいてフロントの座標位置を求めその結果に基づ
いて駆動手段に指令信号を出力する干渉防止手段とを備
えた油圧ショベルのフロント制御装置において、干渉防
止手段に設けられる減速領域と干渉危険領域とを、フロ
ントと上部旋回体が接続する関節または関節周辺を中心
に円状または楕円状に設定する。その結果、認識しなけ
ればならない境界線が少なくなり演算負担が軽減し、ま
た前記腕部の単独操作時の操作性も改善される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベルのフ
ロント制御装置に係わり、油圧ショベルのフロント部材
が運転室に近づいたとき、各フロント部材の動作を停止
させて両者の衝突を回避する干渉防止手段を備えた油圧
ショベルのフロント制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の油圧ショベルのフロント
制御装置として、特願平5−254277号公報が開示
されている。この従来技術は、干渉危険領域と減速領域
との境界線とフロント先端との距離によって減速量を決
めるときに、いくつかの境界線が存在することになり、
境界線の認識アルゴリズムが必要になる。このため、境
界線の認識のための演算に時間を要し、また演算手段に
必要な記憶媒体もプログラムが大きくなる分大きくな
り、コスト高となる。また、この従来技術では、上部旋
回体の根本に接続される腕部の単独操作時には、フロン
ト先端は、運転室に接近しないにもかかわらず、減速領
域に入ったり出たりと、よけいな制御がなされ操作性が
悪い。
【0003】また、別の従来技術として、特願平6−3
13323号公報が公開されているが、これは、図5に
示すように、フロント部材の速度を低速に制御する減速
領域と全てのフロント部材の動作を禁止する干渉危険領
域を形成する境界領域とが、2つの直線部分と1つの曲
線部分とからなる3つの領域から構成されている。その
ため、運転室に接近するフロント部材が3つの領域のい
ずれの領域に関与するかを認識するための演算が必要で
あり、この演算に時間を要する問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記の従来技術の欠点を解決することを目的とし、干渉防
止装置が働く際、認識しなければならない境界線を減ら
すことにより演算手段の負担をなくし、また上部旋回体
の根本に接続される腕部の単独操作時の操作性を改善し
た油圧ショベルのフロント制御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】本発明は、前記の課題を
解決するために、次のような手段を採用した。
【0006】複数の腕部を連結されたフロントと、フロ
ントを備える上部旋回体と、上部旋回体と運転室を旋回
機構を介して装着する下部走行体とを備える作業機本体
と、各腕部の動作をそれぞれ指示する操作手段と、操作
手段からの指示信号に基づいて前記各腕部をそれぞれ駆
動する駆動手段と、 各腕部の旋回角を検出する手段
と、検出手段によって検出された各旋回角に基づいてフ
ロントの座標位置を求める演算手段と、その演算結果に
基づいて前記駆動手段に指令信号を出力する干渉防止手
段とを備え、干渉防止手段によってフロントの先端と運
転室との接触を回避するようにした油圧ショベルのフロ
ント制御装置において、前記干渉防止手段において、フ
ロントが減速移動する減速領域およびフロントが運転室
に接触する可能性のある干渉危険領域を、フロントと上
部旋回体が接続する関節または関節周辺を中心に円状ま
たは楕円状に設定することを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施形態について
図1〜図3に従って説明する。
【0008】図1は、本発明の油圧ショベルのフロント
制御装置を示す図である。
【0009】1は下部走行体、2は上部旋回体、2aは
オペレータが運転する運転室であり、上部旋回体2およ
び運転室2aは旋回機構を介して下部走行体1に装着さ
れている。
【0010】3は上部旋回体2に回動可能に連結された
第1ブーム、4は前記第1ブーム3の先端に回動可能に
連結された第2ブーム、5は前記第2ブームの先端に回
動可能に連結されたアーム、6はアーム5の先端に回動
可能に連結されたバケットであり、これら第1および第
2ブーム3,4、アーム5、およびバケット6からフロ
ント7が構成されている。
【0011】8は第1ブーム3を駆動する第1ブームシ
リンダ、9は第2ブーム4を駆動する第2ブームシリン
ダ、10はアーム5を駆動するアームシリンダ、11は
バケット6を駆動するバケットシリンダである。
【0012】前記各シリンダ8,9,10,11は、オ
ペレータが運転室2a内に配置されたた操作レバー(図
示せず)を操作することにより動作し、その操作量に応
じた指令に基づいて、各シリンダ8,9,10,11に
供給される圧油の供給量が制御される。
【0013】12は上部旋回体2と第1ブーム3との接
続部近傍に設けられた第1ブーム角センサであり、上部
旋回体2と第2ブーム3との相対角度を検出する。
【0014】13は第1ブーム3と第2ブーム4との接
続部近傍に設けられた第2ブーム角センサであり、第1
ブーム3と第2ブーム4との相対角度を検出する。
【0015】14は前記第2ブーム4と前記アームとの
接続部近傍に設けられたアーム角センサであり、第2ブ
ーム4とアームとの相対角度を検出する。
【0016】前記角度センサ12,13,14によって
検出された各角度信号は、後述するように、演算処理部
に入力して処理され、各シリンダの駆動を制御する。
【0017】なお、前記減速領域および前記干渉危険領
域を決める境界線k1、k2(K3,K4)および境界
領域R1、R2は、図1または図4に示されるように、
下記のように定義される。
【0018】(1)境界線k1(K3)は、運転室2a
の前方に設けられ、フロント7が運転室2aとの接触が
許されない境を示す境界線である。
【0019】(2)境界線k2(K4)は、K1(K
3)と同様に運転室2aの前方に設けられ、減速開始を
示す境界線である。
【0020】(3)境界領域R1は、フロント7の運転
室2aへの接近により、境界線k2(K4)で減速を開
始し、境界線k1(K3)で速やかにフロント7の移動
を停止するために減速させるための減速領域である。
【0021】(4)境界領域R2は、フロント7が運転
室2aに接触する可能性のある干渉危険領域である。
【0022】次に、フロントの各ブームおよびアームの
長さ、および各角度センサのセンサ角を、図2に示され
るように、次のように設定すると、 L1:第1ブーム3の長さ L2:第2ブーム4の長さ L3:アーム5の長さ θ1:第1ブーム角度センサ12の角度 θ2:第2ブーム角度センサ13の角度 θ3:アーム角度センサ14の角度 アーム5の先端の座標は、通常次の式で求められる。
【0023】X=L1cosθ1+L2cos(θ1+
θ2)+L3cos(θ1+θ2+θ3) Y=L1sinθ1+L2sin(θ1+θ2)+L3
sin(θ1+θ2+θ3) 次に、図3は、本発明のフロント制御装置の演算処理部
を示す図であり、この演算処理部の構成および動作につ
いて説明する。
【0024】16は演算処理部、15はオペレータによ
り操作される操作部、12、13、14は、それぞれ第
1ブーム角度センサ12、第2ブーム角度センサ13お
よびアーム角度センサ14である。
【0025】17は、第1ブーム、第2ブーム、アーム
の各長さL1、L2、L3と、前記各角度センサ12、
13、14によって検出された角度θ1、θ2、θ3と
から、上式に示されるように演算してアーム先端の座標
位置を求め、さらにバケットの長さrからバケットの先
端位置を演算して求める座標演算部である。
【0026】18は、干渉防止手段に対応する部分であ
り、比較演算部19において、座標演算部17から出力
された座標データと、減速領域記憶部20および干渉危
険領域記憶部21に記憶されている減速領域データおよ
び干渉危険領域データとを比較演算する。
【0027】減速領域記憶部20および干渉危険領域記
憶部21には、フロントと上部旋回体が接続される関節
または関節近傍を中心に円状に減速領域R1および干渉
危険領域R2が設定されたデータが記憶されている。
【0028】22は駆動手段であり、速度演算部23、
流量演算部24、変換部25等から構成され、その出力
は各シリンダ26を制御する。
【0029】このように、前記角度センサ12,13,
14によって検出された各角度信号θ1、θ2、θ3
は、座標演算部17で各角度信号に基づいてバケット6
の座標位置を演算し、演算された座標位置データは干渉
防止手段に入力され、記憶されている減速領域データま
たは干渉危険領域データと比較演算され、その結果は、
駆動手段に入力され、バケット6が、減速領域に侵入し
たと判断したときはフロントの移動速度を減速するよう
に、また干渉危険領域に達したと判断したときはフロン
トの移動を停止するように、各シリンダを制御する。
【0030】本発明は、上記のごとく、油圧ショベルの
フロント制御装置に設けられる干渉防止手段において、
記憶部に記憶される、フロント7の移動を減速する減速
領域R1とフロントが運転室に接触する可能性のある干
渉危険領域R2を、フロント7と上部旋回体2が接続す
る関節または関節周辺を中心とする円状に設定すること
に特徴がある。
【0031】本発明は、以上のように構成されるので、
比較演算部19では、従来のもののように減速領域記憶
部20および干渉危険領域記憶部21の各記憶部には複
数の異なる領域に設定されたデータが記憶されていない
ので、座標データと減速領域データまたは干渉危険領域
データとを迅速に比較演算処理することができ、また記
憶容量さらには処理プログラムを小さくすることができ
る。
【0032】さらに、本発明は、減速領域および干渉危
険領域が、フロントと上部旋回体が接続される関節また
は関節周辺を中心に円状に設定されているので、フロン
トが減速領域外にあるとき、第1ブーム3をいかに関節
または関節近傍を中心に回転しょうともフロントが減速
領域に侵入することがなく、無駄な演算処理や制御が行
われず、操作性が向上する。
【0033】次に、本発明の第2の実施形態について図
3および図4に従って説明する。
【0034】図4は、本発明の油圧ショベルのフロント
制御装置を示す図であり、減速領域R1および干渉危険
領域R2が、フロントと上部旋回体が接続する関節また
は関節周辺を中心に楕円状に設定されている点で図1に
示される油圧ショベルのフロント制御装置と異なるが、
その他の構成は同じである。
【0035】また、図3に示される演算処理部も、減速
領域記憶部20および干渉危険領域記憶部21に、フロ
ントと上部旋回体が接続される関節または関節近傍を中
心に楕円状に減速領域R1および干渉危険領域R2が設
定されたデータが記憶されている点を除き、第1の実施
形態のものと同じである。
【0036】したがって、本実施形態のものも、比較演
算部19で、従来のもののように減速領域記憶部20お
よび干渉危険領域記憶部21の各記憶部には複数の異な
る領域に設定されたデータが記憶されていないので、座
標データと減速領域データまたは干渉危険領域データと
を迅速に比較演算処理することができ、また記憶容量さ
らには処理プログラムを小さくすることができる。
【0037】また、上記のごとく、本発明はフロントと
上部旋回体が接続される関節または関節周辺を中心に減
速領域および干渉危険領域が楕円状に設定されているの
で、本発明の認識しなければならない境界線を減らすと
いう利点を失わずに、運転室の形状等に応じて楕円の形
状を任意に設定することができる。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、油圧ショベルのフロン
ト制御装置に設けられる干渉防止手段において、減速領
域R1と干渉危険領域R2を、フロントと上部旋回体が
接続する関節または関節周辺を中心に円状または楕円状
に設定しているので、従来のものに比べて、干渉防止手
段が動作する際、認識しなければならない境界線が減
り、演算手段における演算時間が短縮され、また演算手
段が必要とする記憶媒体も少なくできコストの低減につ
ながる。
【0039】また、第1の実施形態のものでは、上部旋
回体の根本に接続される第1ブームの単独操作時の操作
性の悪化も解消される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の油圧ショベルのフロント制御装置の第
1の実施形態を示す図である。
【図2】油圧ショベルのフロントの各ブームとアームの
長さおよび各角度センサのセンサ角を示す図である。
【図3】本発明の油圧ショベルのフロント制御装置の演
算処理部を示す図である。
【図4】本発明の油圧ショベルのフロント制御装置の第
2の実施形態を示す図である。
【図5】従来の油圧ショベルのフロント制御装置を示す
図である。
【符号の説明】
1 下部走行体 2 上部旋回体 2a 運転室 3 第1ブーム 4 第2ブーム 5 アーム 6 バケット 7 フロント 8 第1ブームシリンダ 9 第2ブームシリンダ 10 アームシリンダ 11 バケットシリンダ 12 第1ブーム角度センサ 13 第2ブーム角度センサ 14 アーム角度シリンダ 15 オペレータにより操作される操作部 16 演算処理部 17 座標演算部 18 干渉防止手段 19 比較演算部 20 減速領域記憶部 21 干渉危険領域記憶部 22 駆動手段 23 速度演算部 24 流量演算部 25 変換部 26 シリンダ k1,k3 境界線 k2,k4 減速開始線 R1 減速領域 R2 干渉危険領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の腕部を連結されたフロントと、 前記フロントを備える上部旋回体と、 前記上部旋回体と運転室を旋回機構を介して装着する下
    部走行体と、 を備える作業機本体と、 前記各腕部の動作をそれぞれ指示する操作手段と、 前記操作手段からの指示信号に基づいて前記各腕部をそ
    れぞれ駆動する駆動手段と、 前記各腕部の旋回角を検出する手段と、 前記検出手段によって検出された各旋回角に基づいてフ
    ロントの座標位置を求める演算手段と、 その演算結果に基づいて前記駆動手段に指令信号を出力
    する干渉防止手段とを備え、 前記干渉防止手段によって前記フロントの先端と前記運
    転室との接触を回避するようにした油圧ショベルのフロ
    ント制御装置において、 前記干渉防止手段において、前記フロントが減速移動す
    る減速領域および前記フロントが運転室に接触する可能
    性のある干渉危険領域を、前記フロントと前記上部旋回
    体が接続する関節または関節周辺を中心に円状に設定す
    ることを特徴とする油圧ショベルのフロント制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記干渉防止手段において、前記フロントが減速移動す
    る減速領域および前記フロントが運転室に接触する可能
    性のある干渉危険領域を、前記フロントと前記上部旋回
    体が接続する関節または関節周辺を中心に楕円状に設定
    することを特徴とする油圧ショベルのフロント制御装
    置。
JP15403296A 1996-06-14 1996-06-14 油圧ショベルのフロント制御装置 Pending JPH101980A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100782707B1 (ko) * 2001-12-24 2007-12-07 주식회사 포스코 제강공정에서 용강의 재산화 방지방법
JP2021042538A (ja) * 2019-09-09 2021-03-18 日立建機株式会社 作業機械
KR20210124413A (ko) * 2019-09-30 2021-10-14 히다치 겡키 가부시키 가이샤 작업 기계
WO2026018503A1 (ja) * 2024-07-19 2026-01-22 株式会社神戸製鋼所 作業機械の旋回制御装置およびこれを備えた作業機械

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