JPH1030248A

JPH1030248A - 建設機械の作業機直線制御方法及びその制御装置

Info

Publication number: JPH1030248A
Application number: JP8206372A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Imai; 寛今井; Yasuyuki Satake; 保之佐竹; Yoshiharu Nakamura; 喜治中村; Kazunori Nishimura; 和則西村; Toshihiko Miyake; 利彦三宅
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1996-07-18
Filing date: 1996-07-18
Publication date: 1998-02-03
Also published as: WO1998003738A1

Abstract

(57)【要約】【課題】建設機械の作業機の横方向の直線制御を自動
的に行うようにして、作業性の向上、運転性の向上を図
る。【解決手段】アーム先端の横方向速度よりオフセット
ブームの角速度を算出し、このオフセットブームの角速
度に対応してオフセットブームを作動させて作業機先端
を横方向に直線制御し、この作業機先端の上下、横方向
が所定値に対して誤差が生じたときはブーム及び／或い
はアームを駆動して補正し、作業機先端を横方向に移動
して作業対象物に対して直線制御するようにしたもので
ある。

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等の建
設機械に装着する作業機部材の関節部の角度と車体の旋
回角を演算して、作業機の先端を横方向に移動して作業
対象物に対して直線制御を自動的に行う建設機械の作業
機直線制御方法及びその制御装置に係り、特にオフセッ
トブーム式作業機を備えた建設機械の作業機直線制御方
法及びその制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の油圧ショベルの作業機は、車体か
ら順次連結されるブーム、アーム及びバケットの３つの
関節形となっている。このバケットの先端を作業対象物
に位置決めするときは、ブームを上げ方向または下げ方
向、アームの掘削方向またはダンプ方向及びバケットの
掘削方向またはダンプ方向を複合操作を行う必要があ
り、その操作には熟練を要する。現在の都市土木作業に
おいては、各種のアタッチメントを備えた油圧ショベル
が用いられている。この都市土木作業には、道路を作る
ための掘削作業、掘削した土砂のダンプトラックへの積
込み作業、転石やコンクリートを破砕するブレーカ作
業、道路に側溝を作るための側溝堀り作業、側溝にヒュ
ーム管を埋設する吊り作業等の多くの作業がある。最
近、これらの多くの作業が１台の油圧ショベルで行える
ようにした、オフセットブーム式作業機が用いられてい
る。このオフセットブーム式作業機はブーム、アーム及
びバケットの３つの関節形に加えて、ブームを横方向へ
オフセットする機能が追加となっている。

【０００３】油圧ショベルの直線制御に関する先行技術
に、例えば特公昭５８−３６１３５号が出願されてい
る。この出願内容は地面からのバケットの高さを一定に
制御して車体の前後方向に直線制御するものである。即
ち、図１８に示す作業機を上下方向に制御してバケット
の高さを一定にするものである。これにより、作業機を
車体の前後方向に駆動して整地作業が容易に行えるもの
である。

【０００４】また、都市土木作業で用いられるオフセッ
トブーム式作業機を備えた油圧ショベルは、作業現場が
市街地であるため通行人や電柱、建物の壁等の障害物に
接触しないようにするために作業機を車幅内に折り畳め
るようにしているので、作業機を車幅内に折り畳むとき
に車体や運転室に干渉しないようにするための、作業機
の軌跡制御、減速制御や危険領域に入ったときの警告灯
（音）等に関する先行技術（例えば、実公平３−７２７
６７号、実開平３−５７５１号、特開平４−２５４６２
５号）が多数出願されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
オフセットブーム式作業機を備えた油圧ショベルにおい
ては、ブームの上げ方向または下げ方向、アームの掘削
方向またはダンプ方向及びバケットの掘削方向またはダ
ンプ方向の操作に加えてブームを横方向にオフセットす
る４方向の複合操作が必要となり、さらに操作が難しく
なり熟練オペレータでないと運転ができないとの問題が
ある。特に、従来のオフセットブーム式作業機において
は、作業機を最大リーチ付近で横方向に直線制御して、
側溝にヒューム管を埋設する吊り作業や転石等を小割り
するブレーカ作業を行うと、作業機先端の横方向に直線
制御する操作が難しいとの問題がある。オフセットブー
ム式作業機を未熟練のオペレータでも簡単に操作できる
ようにする必要がある。また、前述のように特公昭５８
−３６１３５号では作業機を横方向に直線制御すること
はできない。さらに、オフセットブーム式作業機に関す
る先行技術が多数出願されているが、本発明の作業機を
横方向の直線制御を自動的に行えるようにしたものは出
願されていない。

【０００６】本発明は上記従来の問題点に着目し、建設
機械の作業機を横方向の直線制御を自動的に行うように
して、作業性を向上すると共に、未熟練のオペレータで
も運転操作が容易となるようにした建設機械の作業機直
線制御方法及びその制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用効果】上記目的を
達成するために、本発明に係る建設機械の作業機直線制
御方法の第１発明は、車体より順次連結されるブーム、
オフセットブーム、アーム等の作業機部材と、アームに
取着されたバケット或いはブレーカ等の作業機と、この
作業機部材を揺動させる各アクチュエータとを備え、前
記作業機の先端を横方向に移動して作業対象物に対して
直線制御する建設機械の作業機直線制御方法であって、
前記作業機先端の横方向速度よりオフセットブームの角
速度を算出し、このオフセットブームの算出した角速度
に対応してオフセットブームを作動させて作業機先端を
横方向に直線制御し、この作業機先端の上下、横方向が
所定値に対して誤差が生じたときはブーム及び／或いは
アームを駆動して補正し、作業機先端を横方向に移動し
て作業対象物に対して直線制御することを特徴とする。
上記制御方法によれば、オフセット用アクチュエータを
駆動して、自動的に作業機先端を横方向に移動して作業
対象物に対して直線制御を開始した後に、ブーム用アク
チュエータ及び／或いはアーム用アクチュエータを駆動
して、作業機先端を横方向に移動して作業対象物に対し
て直線制御が自動的に行われ、側溝にヒューム管を埋設
する吊り作業や転石等を小割りするブレーカ作業を行う
ときは作業機先端を横方向に直線制御が精度よくでき
る。したがって、作業性が向上すると共に、未熟練のオ
ペレータでも容易に運転操作が可能となり運転性が向上
する。

【０００８】第２発明は、第１発明の制御方法におい
て、アームの対地角が所定値に対して誤差が生じたとき
はブーム及び／或いはアームを駆動して補正し、作業機
先端を横方向に移動して作業対象物に対して直線制御す
ることを特徴とする。上記制御方法によれば、アーム対
地角を一定に保つことができるので、作業性が向上す
る。

【０００９】第３発明は、車体より順次連結されるブー
ム、オフセットブーム、アーム等の作業機部材と、アー
ムに取着されたバケット或いはブレーカ等の作業機と、
旋回可能な車体と、この作業機部材の揺動、及び車体を
旋回させる各アクチュエータとを備え、前記作業機の先
端を横方向に移動して作業対象物に対して直線制御する
建設機械の作業機直線制御方法であって、車体の旋回中
心から作業機の先端までの基準座標を求めて、この基準
座標に対応して車体を旋回させて作業機先端を横方向に
直線制御し、この作業機先端の上下、横方向が所定値に
対して誤差が生じたときはブーム及び／或いはアームを
駆動して補正し、作業機先端を横方向に移動して作業対
象物に対して直線制御することを特徴とする。上記制御
方法によれば、旋回用アクチュエータの旋回駆動により
作業機先端を横方向に移動して作業対象物に対して直線
制御が自動的に行われ、しかも作業機先端の上下、横方
向が所定値に対して誤差が生じても補正するようにした
ので、作業姿勢が一定となる。したがって、作業性が向
上すると共に、未熟練のオペレータでも容易に運転操作
が可能となり運転性が向上する。

【００１０】第４発明は、車体より順次連結されるブー
ム、オフセットブーム、アーム等の作業機部材と、アー
ムに取着されたバケット或いはブレーカ等の作業機と、
旋回可能な車体と、この作業機部材の揺動、及び車体を
旋回させる各アクチュエータとを備え、前記作業機の先
端を横方向に移動して作業対象物に対して直線制御する
建設機械の作業機直線制御方法であって、作業機先端の
位置をオフセットブームにより横方向に移動し、移動
中、或いは、オフセットブームによる移動が限界値近傍
で旋回中心から横方向の移動距離を求め、その後に車体
を旋回させて作業機先端を横方向に移動して作業対象物
に対して直線制御することを特徴とする。上記制御方法
によれば、オフセットブームを作動させて作業機先端を
横方向に直線制御し、更に車体を旋回させて作業機先端
を横方向に直線制御するようにしたので、側溝にヒュー
ム管を埋設する吊り作業や転石等を小割りするブレーカ
作業を行うときは、作業機先端を横方向に直線制御量が
さらに大きくできる。したがって、作業性が向上すると
共に、未熟練のオペレータでも容易に運転操作が可能と
なり運転性が向上する。

【００１１】第５発明は、車体より順次連結されるブー
ム、オフセットブーム、アーム等の作業機部材と、アー
ムに取着されたバケット或いはブレーカ等の作業機と、
旋回可能な車体と、この作業機部材の揺動、及び車体を
旋回させる各アクチュエータとを備え、前記作業機の先
端を横方向に移動して作業対象物に対して直線制御する
建設機械の作業機直線制御方法であって、初めに作業対
象物に対する作業機先端位置を求めて、オフセットブー
ムにより横方向に移動し、オフセットブームが作動限界
値近傍に到達したら車体を旋回させて作業機先端を横方
向に移動して作業対象物に対して直線制御することを特
徴とする。上記制御方法によれば、オフセットブームの
作動から車体の旋回駆動を連続的に行って、作業機先端
を横方向に直線制御するようにしたので、側溝にヒュー
ム管を埋設する吊り作業や転石等を小割りするブレーカ
作業を行うときは、アーム先端を横方向に直線制御量が
さらに大きくできる。したがって、作業性が向上すると
共に、未熟練のオペレータでも容易に運転操作が可能と
なり運転性が向上する。

【００１２】第６発明は、車体より順次連結される第１
ブーム、第２ブーム、オフセットブーム、アーム等の作
業機部材と、アームに取着されたバケット或いはブレー
カ等の作業機と、この作業機部材を揺動させる各アクチ
ュエータへ圧油を供給する各方向切換弁とを備え、前記
作業機の先端を横方向に移動して作業対象物に対して直
線制御する建設機械の作業機直線制御装置において、ア
ーム対地角γ、アーム制御ポイントｅ及び作業機先端を
横方向の直線Ｚ1 或いはＺ2 方向を設定する設定器３２
と、前記作業機部材及び作業機を自動制御に切換える自
動切換スイッチ３１と、前記第１ブーム角θ1 を検出す
る第１検出手段１７と、前記第２ブーム角θ2 を検出す
る第２検出手段１８と、オフセットブームのオフセット
角θ3 を検知する第３検出手段１６と、前記アーム角θ
4 を検出する第４検出手段１９とを有し、前記自動切換
スイッチ３１をオン操作した後に、前記第１〜第４検出
手段１６，１７，１８，１９からの信号を受けて、前記
作業機先端の横方向速度よりオフセットブームの角速度
を算出し、このオフセットブームの角速度に対応してオ
フセットブームを作動させて作業機先端を横方向に直線
制御し、この作業機先端の上下、横方向が所定値に対し
て誤差が生じたときはブーム及び／或いはアームを作動
して補正し、作業機先端を横方向に移動して作業対象物
に対して直線制御するために各アクチュエータ６，８，
１０，１３を駆動するように各方向切換弁２３，２４，
２５，２６へ指令出力する制御装置３０を備えた構成と
したものである。上記構成によれば、各アクチュエータ
を駆動して、自動的に作業機先端を横方向に移動して作
業対象物に対して直線制御することができる。したがっ
て、作業機先端を横方向への直線制御が自動的に行わ
れ、作業性が向上すると共に、未熟練のオペレータでも
容易に運転操作が可能となり運転性が向上する。

【００１３】第７発明は、車体より順次連結される第１
ブーム、第２ブーム、オフセットブーム、アーム等の作
業機部材と、アームに取着されたバケット或いはブレー
カ等の作業機と、旋回可能な車体と、この作業機部材の
揺動、及び車体を旋回させる各アクチュエータとを備
え、前記作業機の先端を横方向に移動して作業対象物に
対して直線制御する建設機械の作業機直線制御装置にお
いて、アーム対地角γ、アーム制御ポイントｅ及び作業
機先端を横方向の直線Ｚ1 或いはＺ2 方向を設定する設
定器３２と、前記作業機部材及び作業機を自動制御に切
換える自動切換スイッチ３１と、前記第１ブーム角θ1
を検出する第１検出手段１７と、前記第２ブーム角θ2
を検出する第２検出手段１８と、オフセットブームのオ
フセット角θ3 を検知する第３検出手段１６と、前記ア
ーム角θ4 を検出する第４検出手段１９とを有し、前記
自動切換スイッチ３１をオン操作した後に、前記第１〜
第４検出手段１６，１７，１８，１９からの信号を受け
て、車体の旋回中心から作業機の先端までの基準座標Ｘ
0 を求めて、この基準座標Ｘ0 に対応して車体を旋回さ
せて作業機先端を横方向に直線制御し、この作業機先端
の上下、横方向が所定値に対して誤差が生じたときはブ
ーム及び／或いはアームを駆動して補正し、作業機先端
を横方向に移動して作業対象物に対して直線制御するた
めに作業機部材の各アクチュエータ６，８，１０，１３
と旋回用アクチュエータ４０を駆動するように各方向切
換弁２３，２４，２５，２６，２８へ指令出力する制御
装置３０を備えた構成としたものである。上記構成によ
れば、作業機部材の各アクチュエータと旋回用アクチュ
エータを駆動して、自動的に作業機先端を横方向に移動
して作業対象物に対して直線制御することができる。し
たがって、作業機先端を横方向への直線制御量を大きく
することができるので、作業性が向上すると共に、未熟
練のオペレータでも容易に運転操作が可能となり運転性
が向上する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る建設機械の
作業機直線制御方法及びその制御装置について一実施例
を図１乃至図２０を参照して説明する。先ず、オフセッ
ト式作業機を備えた油圧ショベルについて、図１９，図
２０により説明する。図１９に示す油圧ショベル１の下
部走行体２は図示しない走行モータにより走行自在とな
っている。この下部走行体２の上部にはスイングサーク
ル４を介して図示しない旋回モータにより旋回可能な上
部旋回体３（以下、車体３と言う。）を装着している。
次に、オフセットブーム式作業機について説明する。第
１ブーム５のブームフート５ａは車体３に取着されてい
る。この第１ブーム５はブームフート５ａを支点として
揺動するようになっている。この第１ブーム５を駆動す
る第１ブームシリンダ６（以下、第１アクチュエータ６
と言う。）のボトム側は車体３に取着し、ロッド側は第
１ブーム５の上端部に取着している。第１ブーム５は第
１アクチュエータ６の伸縮駆動により上下揺動自在とな
っている。第１ブーム５は第２ブーム７と連結してい
る。この第２ブーム７を駆動する第２ブームシリンダ８
（以下、第２アクチュエータ８と言う。）のボトム側は
第１ブーム５に取着し、ロッド側は第２ブーム７の端部
に取着している。第２ブーム７は第２アクチュエータ８
の伸縮駆動により上下揺動自在となっている。

【００１５】図１９のＡ視図を図２０により説明する。
オフセットブーム１１の一端は第２ブーム７と連結し、
他端はブラケット９と連結している。このオフセットブ
ーム１１を駆動するオフセットシリンダ１０（以下、オ
フセット用アクチュエータ１０と言う。）のボトム側は
第２ブームに取着し、ロッド側はブラケット９に取着し
ている。オフセットブーム１１はオフセット用アクチュ
エータ１０の伸縮駆動により横方向に揺動自在となって
いる。ロッド１１ａの一端は第２ブーム７に取着し、他
端はブラケット９に取着している。このロッド１１ａは
第２ブーム７に対してブラケット９が回転、揺動させな
いために配設しているものである。ブラケット９はアー
ム１２と連結している。このアーム１２を駆動するアー
ムシリンダ１３（以下、アーム用アクチュエータ１３と
言う。）はブラケット９に支承され、ロッドはアーム１
２に取着している。図１９に示すアーム１２はアーム用
アクチュエータ１３の伸縮駆動により掘削・ダンプ方向
に揺動自在となっている。前記オフセットブーム１１が
オフセットしないとき、或いは、横方向に揺動してオフ
セット角（θ3 ）が０°以上となっても、前記ロッド１
１ａによりブラケット９に連結されるアーム１２の作業
姿勢は変わらないようにしてある。これにより、オフセ
ットブーム１１がオフセットしたとき、或いは、オフセ
ットしないときでもアーム１２は掘削・ダンプ方向に揺
動自在となっている。このアーム１２はバケット１４と
連結している。バケット１４を駆動するバケットシリン
ダ１５（以下、バケット用アクチュエータ１５と言
う。）のボトム側はアーム１２に取着し、ロッド側はリ
ンク１５ａ，リンク１５ｂを介してバケット１４と連結
している。バケット１４はバケット用アクチュエータ１
５の伸縮駆動により掘削・ダンプ方向に揺動自在となっ
ている。図１９に示す１７は第１ブーム角センサ（以
下、第１検出手段１７と言う。）、１８は第２ブーム角
センサ（以下、第２検出手段１８と言う。）、１９はア
ーム角センサ、（以下、第４検出手段１９と言う。）、
図１９に示す１６はオフセット角センサ（以下、第３検
出手段１６と言う。）である。オフセット式作業機は図
１９，図２０に示すようにＸ，Ｙ，Ｚ方向に揺動自在と
なっている。

【００１６】次に、本発明のオフセット式作業機の各軸
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の座標図について図１により説明する。
第１ブーム５は原点０を中心としてＸ−Ｙ方向に揺動す
る。その揺動角はθ1であり、原点０とａ点を結ぶ距離
Ｌ1 が第１ブーム５の長さである。第２ブーム７はａ点
を中心としてＸ−Ｙ方向に揺動する。この第２ブーム７
は距離Ｌ22, Ｌ21によりａ点とｂ点を結んでおり、ａ点
から延長するａ1 点との線分ａ，ａ1 と線分ａ1 ，ｂと
のなす角θ2 が揺動角である。オフセットブーム１１は
ｂ点を中心としてＺ方向に揺動する。その揺動角はθ3
であり、ｂ点とｃ点を結ぶ距離Ｌ3 がオフセットブーム
１１の長さである。ブラケット９はｃ点とｄ点を結ぶ距
離Ｌ4 を有する。アーム１２はブラケット９を介してｃ
点を中心としてＸ−Ｙ方向に揺動する。その揺動角はθ
４（角ｃｄｅ）であり、ｄ点とｅ点を結ぶ距離Ｌ5 がア
ーム12の長さである。このｄ点から垂直におろした線ｆ
と線分ｄｅとのなす角γ（以下、アーム対地角γと言
う。）がアーム１２の作業姿勢である。このように３軸
に揺動するオフセットブーム式作業機は原点０から第１
ブーム５，第２ブーム７，オフセットブーム１１及びア
ーム１２を順次作動させて、アーム１２の先端ｅ点（以
下、アーム制御ポイントｅと言う。）を位置決めするも
のである。この座標図にはバケット或いはブレーカ等の
作業機は固定状態にあるものとして表していない。この
アーム制御ポイントｅの位置を横方向に直線制御するこ
とは、即ち、作業機の先端を横方向に直線制御すること
になる。

【００１７】次に、オフセットブーム１１をｂ点を中心
としてオフセット作動させたときは破線で示すようにな
る。このオフセットブーム１１の先端ｃ点がｃ1 点にオ
フセット作動し、ブラケット９のｄ点がｄ1 点に、及
び、アーム１２の先端ｅ点がｅ1 点に、それぞれＺ方向
に移動する。このオフセット機構によりブラケット９と
アーム１２は常にＸ軸に対して平行になる。このオフセ
ットブーム式作業機の作動によりアーム１２の先端ｅ点
をｅ1 点に直線制御するようになっている。以下、アー
ム制御ポイントｅを横方向に直線制御する制御方法及び
装置を説明する。

【００１８】図１のオフセットブーム式作業機の各軸
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各ポイントの座標、アーム対地角γの
関数式について、図１，図７により説明する。第１ブー
ム５フート（原点０）はＸ0 ＝０，Ｙ0 ＝０，Ｚ0 ＝０
である。 (1) 第１ブーム５のトップ（ａ点）の各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方
向の座標は、 X1 ＝L1×cos θ1 ……（１） Y1 ＝L1×sin θ1 ……（２） Z1 ＝０ (2) 第２ブーム７のトップ（ｂ点）の各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方
向の座標は、 X2 ＝X1＋L22 ×sin(θ1+θ2)−L21 ×cos(θ1+θ2)……（３） Y2 ＝X1−L22 ×cos(θ1+θ2)−L21 ×sin(θ1+θ2)……（４） Z2 ＝０ (3) オフセットブーム１１のトップ（ｃ点）各軸Ｘ，
Ｙ，Ｚ方向の座標は、 X3 ＝X2−L3 cosθ3 ×cos(θ1+θ2)……（５） Y3 ＝Y2−L3 cosθ3 ×sin(θ1+θ2)……（６） Z3 ＝L3×sin θ3 ……（７） (4) ブラケット９のトップ（ｄ点）各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方向
の座標は、 X4 ＝X3−L4×cos(θ1+θ2) ……（８） Y4 ＝Y3−L4×sin(θ1+θ2) ……（９） Z4 ＝Ｚ3 (5) アーム１２のトップ（ｅ点）各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の
座標は、 X5 ＝X4＋L5×cos(θ1+θ2+θ4)） ……（１０） Y5 ＝Y4＋L5×sin(θ1+θ2+θ4)） ……（１１） Z5 ＝Ｚ3 (6) アーム対地角γは、 γ＝θ1 ＋θ2 ＋θ4 −２７０° ……（１２）上記の（１）〜（１２）式によりオフセットブーム式作
業機の各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各ポイントの座標、アーム
対地角γが求められる。前記各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各ポ
イントの座標及びアーム対地角γの関数式は図５に示す
制御装置３０に記憶されている。

【００１９】図２に示す、オフセットブーム式作業機を
備えた油圧ショベルの平面図により本発明の作業機直線
制御について概略説明する。上部旋回体３（以下、車体
３と言う。）の旋回中心Ｒ0 に対して第１ブーム５のブ
ームフート５ａは離間して配設されている。オフセット
ブーム１１のオフセット作動によりアーム１２の先端を
ｅ点からｅ1 点への直線移動量Ｌａの制御が可能となっ
ている。この作業機により直線移動が限界となるｅ1 点
から、車体３を旋回駆動及び作業機駆動をすることによ
り、アーム１２の先端を更にｅ2 点への直線移動量Ｌａ
1 の制御が可能となっている。この逆に、車体３を旋回
駆動によるアーム１２を直線移動が限界となったときに
作業機のオフセット作動により、アーム１２の先端を更
に直線移動することが可能となっている。即ち、本発明
によれば、作業機のオフセット作動、または車体の旋回
駆動により、アーム１２の先端を横方向に直線移動させ
ることが可能としたものである。また、直線制御はＺ1
またはＺ2 方向のいずれかを選択するようになってお
り、後述する図５の設定器３２により設定するようにな
っている。

【００２０】次に、本発明に係る建設機械の作業機直線
制御回路について、図５，図６により説明する。先ず、
図６に示すエンジン２０により駆動される可変容量型油
圧ポンプ２１（以下、油圧ポンプ２１と言う。）を備え
ている。この油圧ポンプ２１は管路２２から分岐する管
路２２ａを介して第１方向切換弁２３と接続している。
この油圧ポンプ２１は管路２２から分岐する管路２２ｂ
を介して第２方向切換弁２４と接続している。また、油
圧ポンプ２１は管路２２から分岐する管路２２ｃを介し
て第３方向切換弁２５と接続している。さらに油圧ポン
プ２１は管路２２から分岐する管路２２ｄを介して第４
方向切換弁２６と接続している。そして、油圧ポンプ２
１は管路２２を介して第５方向切換弁２７と接続してい
る。前記第１方向切換弁２３は管路２３ｃ，２３ｄを介
して第１アクチュエータ６と接続している。前記第２方
向切換弁２４は管路２４ｃ，２４ｄを介して第２アクチ
ュエータ８と接続している。前記第３方向切換弁２５は
管路２５ｃ，２５ｄを介してオフセット用アクチュエー
タ１０と接続している。前記第４方向切換弁２６は管路
２６ｃ，２６ｄを介してアーム用アクチュエータ１３と
接続している。前記第５方向切換弁２７は管路２７ｃ，
２７ｄを介してバケット用アクチュエータ１５と接続し
ている。

【００２１】図５に示す、前述の第１ブーム５の揺動角
を検出する第１ブーム角センサ１７（以下、第１検出手
段１７と言う。），第２ブーム７の揺動角を検出する第
２ブーム角センサ１８（以下、第２検出手段１８と言
う。），アーム１２の揺動角を検出するアーム角センサ
１９（以下、第３検出手段１９と言う。），図３に示す
オフセット角センサ１６（以下、第４検出手段と言
う。），車体３の旋回角を検出する旋回角センサ４１
（以下、第５検出手段と言う。）で検出された信号は制
御装置３０に入力している。前記オフセットブーム式作
業機、または旋回によるアーム１２の先端を直線制御を
自動に切換えるームの自動切換スイッチ３１は制御装置
３０と接続している。後述するアーム対地角γ、作業対
象物に対する直線制御開始となるアーム制御ポイント
ｅ、直線移動制御Ｚ1 またはＺ2 方向を設定する設定器
３２は制御装置３０と接続している。次に、手動による
操作手段について説明する。ポテンショメータ３６は電
気式操作手段３５の操作変位に対応する電圧信号Ｖ1 を
発生し、この電圧信号Ｖ1 は制御装置３０に出力する。
この制御装置３０はポテンショメータ３６から入力され
る信号Ｖ1 に基づき第１〜第５方向切換弁２３，２４，
２５，２６，２７，旋回用方向切換弁２８のうちのいず
れかを作動するための指令信号ｉ01〜ｉ12を演算し、こ
れらの信号ｉ01〜ｉ12は制御装置３０内の増幅器によっ
て増幅された後、指令信号ｉ01〜ｉ12が第１〜第５方向
切換弁２３，２４，２５，２６，２７，旋回用方向切換
弁２８の各操作部２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ，２
５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ，２８
ａ，２８ｂに入力される。

【００２２】前記制御装置３０から出力される指令信号
について説明する。指令信号ｉ01は第１方向切換弁２３
の操作部２３ａに入力し、指令信号ｉ02は同弁２３の操
作部２３ｂに入力している。指令信号ｉ03は第２方向切
換弁２４の操作部２４ａに入力し、指令信号ｉ04は同弁
２４の操作部２４ｂに入力している。指令信号ｉ05は第
３方向切換弁２５の操作部２５ａに入力し、指令信号ｉ
06は同弁２５の操作部２５ｂに入力している。指令信号
ｉ07は第４方向切換弁２６の操作部２６ａに入力し、指
令信号ｉ08は同弁２６の操作部２６ｂに入力している。
指令信号ｉ09は第５方向切換弁２７の操作部２７ａに入
力し、指令信号ｉ10は同弁２７の操作部２７ｂに入力し
ている。指令信号ｉ11は旋回用方向切換弁２８の操作部
２８ａに入力し、指令信号ｉ12は同弁２８の操作部２８
ｂに入力している。

【００２３】図５に示す、制御装置３０には、オフセッ
トブーム式作業機の第１ブーム５の長さＬ1 ，第２ブー
ム７の長さＬ21, Ｌ22, オフセットブーム１１の長さＬ
3 ，ブラケット９の長さＬ4 ，アーム１２の長さＬ5 が
記憶されている。これらのＬ1 〜Ｌ5 と、図５に示す第
１，第２ブーム角センサ１７，１８，アーム角センサ１
９，オフセット角センサ１６，旋回角センサ４１で検出
される角度θ1,θ2,θ3,θ4,θR とから各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ
方向の各ポイントの座標が演算されると共に、アーム目
標対地角速度ｄγ／ｄｔが演算されるようになってい
る。これにより第１ブーム５，第２ブーム７，アーム１
２及び車体３の旋回の目標角速度ｄθ1 ／ｄt,ｄθ2 ／
ｄt,ｄθ4 ／ｄt,ｄθR ／ｄt が設定される。

【００２４】次に、旋回モータ駆動による横方向の直線
制御について図３（ａ），（ｂ）により説明する。図３
（ａ）は、オフセットブーム式作業機による横方向の直
線制御が限界となるアーム１２の制御ポイントｅ1 を示
している。この状態から車体３を旋回開始（時計周りの
ＲX 方向に旋回) して図３（ｂ）に示すアーム１２の制
御ポイントｅ2 の位置に直線移動したときは、以下の式
により計算される。ここで、図３（ａ）に示す、旋回中
心Ｒ0 とアーム１２の制御ポイントｅ1 とを結ぶ半径Ｒ
org ，旋回中心Ｒ0 から延長するＸ軸と線分Ｒ0,ｅ1 と
のなす角θorg ，旋回中心Ｒ0 から延長するＺ軸とブー
ムフート５ａまでの距離ＬxB0 ，旋回中心Ｒ0 から延長
するＸ軸とブームフート５ａまでの距離ＬzB0 ，ブーム
フート５ａからアーム１２の制御ポイントｅ1 までの距
離Ｘa0，オフセットブーム１１のオフセット量Ｚa0とし
たときの基準座標Ｘ0 は、Ｒorg ＝｛（ＬxB0 ＋Ｘa0）²＋（ＬzB0 ＋Ｚa0）²｝^0.5 θorg ＝tan ^-1（ＬzB0 ＋Ｚa0／ＬxB0 ＋Ｘa0）よって、Ｘ0 ＝Ｒorg ×ｃｏｓθorg ……………（１３）により求められる。この基準座標Ｘ0 に対応して第１ブ
ーム、第２ブーム、アーム及び旋回用アクチュエータを
駆動すれば横方向の直線制御が可能である。

【００２５】ここで、旋回中心Ｒ0 からブームフート５
ａまでの距離ＬB0，線分Ｒ0,５ａと旋回中心Ｒ0 から延
長するＸ軸とのなす角θB0，旋回角の初期値θR0，旋回
角θR としたときの、Ｘ軸とアーム１２の制御ポイント
ｅ2 までの距離Ｚ（θR ），旋回中心Ｒ0 からブームフ
ートまでの距離ＬzB0 （θR ），ブームフート５ａから
アーム１２の制御ポイントｅ2 までのＸb 軸方向の距離
Ｘa ，旋回中心Ｒ0 から延長するＺ軸とブームフート５
ａまでの距離ＬxB0 （θR ），ブームフート５ａからア
ーム１２の制御ポイントｅ2 までのＺb 軸方向の距離Ｚ
a ，旋回中心Ｒ0 から延長するＺ軸とアーム１２の制御
ポイントｅ2 までの距離Ｘ (θR)は、ＬzB0(θR)＝ＬB0×ｃｏｓ｛θB0−（θR −θR0) ｝ＬXB0(θR)＝ＬB0×ｓｉｎ｛θB0−（θR −θR0) ｝Ｚ (θR)＝Ｘa ×ｓｉｎ（θR −θR0）＋Ｚa ×ｃｏｓ
（θR −θR0）Ｘ (θR)＝Ｘa ×ｃｏｓ（θR −θR0）−Ｚa ×ｓｉｎ
（θR −θR0）Ｒ (θR)＝〔｛ＬXB0(θR)＋Ｘ (θR)｝²＋｛ＬzB0(θ
R)＋Ｚ (θR)｝²〕^0.5 θ（θR)＝tan ^-1〔｛ＬzB0 （θR ）＋Ｚ（θR ）｝／
｛ＬxB0 （θR ）＋Ｘ（θR ）｝〕よって、Ｘ (θR)＝Ｒ (θR)×ｃｏｓ｛θ（θR)｝ ……………（１４）により求められる。この基準座標Ｘ (θR)に対応して第
１ブーム、第２ブーム、アーム及び旋回用アクチュエー
タを駆動すれば横方向の直線制御が可能である。

【００２６】他の実施例の旋回モータ駆動による横方向
の直線制御について図４により説明する。オフセットブ
ーム式作業機による直線制御中に、アーム制御ポイント
ｅがＸ軸上に達したときは旋回駆動及び作業機駆動によ
る直線制御に切換えて、アーム制御ポイントｅ3 まで直
線制御するものである。ここで、旋回中心Ｒ0 から延長
するＺ軸とブームフート５ａまでの距離ＬxB0，ブーム
フート５ａからアーム１２の制御ポイントｅ3 までの距
離Ｘa0，旋回中心Ｒ0 から延長するＺ軸とアーム１２の
制御ポイントｅ2 までの距離Ｘ0 は、Ｘ0 ＝ＬxB0 ＋Ｘa0 により求められる。この基準座標Ｘ0 に対応して第１ブ
ーム、第２ブーム、アーム及び旋回用アクチュエータを
駆動すれば横方向の直線制御が可能である。

【００２７】次に、図１乃至図７に示す作動について説
明する。先ず、オフセットブーム式作業機によるアーム
制御ポイントｅを横方向（Ｚ軸方向）に直線制御する場
合は、アーム対地角γ、アーム制御ポイントｅ及び直線
制御のＺ1 或いはＺ2 方向を設定器３２により設定す
る。次いで、自動切換スイッチ３１をオン操作した後
に、第１〜第４検出手段１６，１７，１８，１９からの
信号を受けて複数の作業機部材５，７，９，１１，１２
の長さＬ1 〜Ｌ5 により算出されるアーム制御ポイント
ｅの各軸の座標Ｘａ0 ，Ｙａ0 ，Ｚａ0 ，及びアーム対
地角γａ0 の計算をする。このアーム制御ポイントｅの
Ｚ方向の速度ｄｚ／ｄｔを算出してオフセットブームの
目標角速度ｄθ3 ／ｄｔを設定する。このオフセットブ
ームの目標角速度ｄθ3 ／ｄｔから演算し、その演算結
果に基づいてオフセットブーム用アクチュエータ１０を
駆動して、自動的に作業機部材の先端を横方向に移動し
て作業対象物に対して直線制御するために第１〜第４方
向切換弁２３，２４，２５，２６を所定の開口量とする
ように制御装置３０から指令出力される。これにより、
オフセットブーム式作業機を横方向の直線制御が自動的
に行われ、未熟練のオペレータでも容易に運転操作が可
能となる。

【００２８】次に、旋回駆動によるアーム制御ポイント
ｅを横方向（Ｚ軸方向）に直線制御する場合は、アーム
対地角γ、アーム制御ポイントｅ及び直線制御のＺ1 或
いはＺ2 方向を設定器３２により設定する。次いで、自
動切換スイッチ３１をオン操作した後に、第１〜第５検
出手段１６，１７，１８，１９，４１からの信号を受け
て複数の作業機部材５，７，９，１１，１２の長さＬ1
〜Ｌ5 により算出されるアーム制御ポイントｅの各軸の
座標Ｘａ0 ，Ｙａ0 ，Ｚａ0 ，及びアーム対地角γａ0
の計算をする。このアーム制御ポイントｅのＺ方向の旋
回速度ｄθR ／ｄｔを算出し、前記各軸Ｘａ0 ，ＹａO
，Ｚａ0 の座標に基づいて旋回中心Ｒ0 からアーム制
御ポイントｅ1 までの基準座標Ｘ0 計算する。この基準
座標Ｘ0 から演算し、その演算結果に基づいて作業機及
び旋回用アクチュエータ６，８，１３，４０を駆動し
て、自動的に作業機部材の先端を横方向に移動して作業
対象物に対して直線制御するために第１，第２，第４及
び旋回用方向切換弁２３，２４，２６，２８を所定の開
口量とするように制御装置３０から指令出力される。こ
れにより、作業機及び旋回用アクチュエータの旋回駆動
によりオフセットブーム式作業機の先端を横方向に移動
して作業対象物に対して直線制御が自動的に行われ、未
熟練のオペレータでも容易に運転操作が可能となる。以
上の説明では、アーム対地角γを予め設定するようにし
てあるのはアームの作業姿勢を一定にするためのもので
あり、アームの作業姿勢を特に固定する必要がないとき
は、このアーム対地角γは設定しないでフリーの状態に
しても、前述のオフセットブームの目標角速度ｄθ3 ／
ｄｔから演算し、その演算結果に基づいて第１ブーム、
第２ブーム、オフセットブーム及びアームの各アクチュ
エータ６，８，１０，１３を駆動して、自動的に作業機
部材の先端を横方向に移動して作業対象物に対して直線
制御することは可能である。また、前述の基準座標Ｘ0
から演算し、その演算結果に基づいて第１ブーム、第２
ブーム、アーム及び旋回用の各アクチュエータ６，８，
１３，４０を駆動して、自動的に作業機部材の先端を横
方向に移動して作業対象物に対して直線制御することは
可能である。

【００２９】前記の図５，図６の制御回路の作動につい
て説明する。前述のオフセットブーム式作業機による、
または車体３の旋回駆動によるアーム制御ポイントｅを
横方向（Ｚ軸方向）に直線制御するために制御装置３０
で演算し、その演算結果に基づいて指令信号ｉ01〜ｉ12
が出力される。指令信号ｉ01が第１方向切換弁２３の操
作部２３ａに入力されたときは、同弁２３がａ位置に切
換わり、油圧ポンプ２１から吐出される圧油は管路２２
から分岐管路２２ａを介して管路２３ｄを通って第１ア
クチュエータ６のヘッド室６ａに流入する。これによ
り、同アクチュエータ６は短縮駆動する。指令信号ｉ02
が第１方向切換弁２３の操作部２３ｂに入力されたとき
は、同弁２３がｂ位置に切換わり、油圧ポンプ２１から
吐出される圧油は管路２２から分岐管路２２ａを介して
管路２３ｃを通って第１アクチュエータ６のボトム室６
ｂに流入する。これにより、同アクチュエータ６は伸長
駆動する。指令信号ｉ03が第２方向切換弁２４の操作部
２４ａに入力されたときは、同弁２４がａ位置に切換わ
り、油圧ポンプ２１から吐出される圧油は管路２２から
分岐管路２２ｂを介して管路２４ｄを通って第２アクチ
ュエータ８のヘッド室８ａに流入する。これにより、同
アクチュエータ８は短縮駆動する。指令信号ｉ04が第２
方向切換弁２４の操作部２４ｂに入力されたときは、同
弁２４がｂ位置に切換わり、油圧ポンプ２１から吐出さ
れる圧油は管路２２から分岐管路２２ｂを介して管路２
４ｃを通って第２アクチュエータ８のボトム室８ｂに流
入する。これにより、同アクチュエータ８は伸長駆動す
る。指令信号ｉ07が第４方向切換弁２６の操作部２６ａ
に入力されたときは、同弁２６がａ位置に切換わり、油
圧ポンプ２１から吐出される圧油は管路２２から分岐管
路２２ｄを介して管路２６ｄを通って第４アクチュエー
タ１３のヘッド室１３ａに流入する。これにより、同ア
クチュエータ１３は短縮駆動する。指令信号ｉ08が第４
方向切換弁２６の操作部２６ｂに入力されたときは、同
弁２６がｂ位置に切換わり、油圧ポンプ２１から吐出さ
れる圧油は管路２２から分岐管路２２ｄを介して管路２
６ｃを通って第４アクチュエータ１３のボトム室１３ｂ
に流入する。これにより、同アクチュエータ１３は伸長
駆動する。指令信号ｉ11が旋回用方向切換弁２８の操作
部２８ａに入力されたときは、同弁２８がａ位置に切換
わり、油圧ポンプ２１から吐出される圧油は管路２２か
ら分岐管路２２ｅを介して管路２８ｄを通って旋回用ア
クチュエータ４０に流入する。これにより、同アクチュ
エータ４０は左旋回駆動する。指令信号ｉ12が旋回用方
向切換弁２８の操作部２８ｂに入力されたときは、同弁
２８がｂ位置に切換わり、油圧ポンプ２１から吐出され
る圧油は管路２２から分岐管路２２ｅを介して管路２８
ｃを通って旋回用アクチュエータ４０に流入する。これ
により、同アクチュエータ４０は右旋回駆動する。この
ように、第１，第２，第３及び第４アクチュエータ６，
８，１０，１３を短縮または伸長駆動して、アーム１２
の制御ポイントｅを横方向に直線制御することが可能と
なっている。

【００３０】前記自動切換スイッチ３１がオフのとき
は、手動による電気式操作手段３５の操作により各方向
切換弁２３，２４，２５，２６，２７の切換えが可能と
なっている。ポテンショメータ３６は電気式操作手段３
５の操作変位に対応する電圧信号Ｖ1 を発生し、この電
圧信号Ｖ1 は制御装置３０に出力する。この制御装置３
０はポテンショメータ３６から入力される信号Ｖ1 に基
づき第１〜第５方向切換弁２３，２４，２５，２６，２
７のうちのいずれかを作動するための指令信号ｉ01〜ｉ
12を演算し、これらの信号ｉ01〜ｉ12は制御装置３０内
の増幅器によって増幅された後、指令信号ｉ01〜ｉ12が
第１〜第５方向切換弁２３，２４，２５，２６，２７及
び旋回用方向切換弁２８の各操作部２３ａ，２３ｂ，２
４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ，２７
ａ，２７ｂ，２８ａ，２８ｂに入力される。指令信号ｉ
01〜ｉ12により第１〜第５方向切換弁２３，２４，２
５，２６，２７，及び旋回用方向切換弁２８の各開口量
が制御されて第１〜第５及び旋回用アクチュエータ６，
８，１０，１３，４０の駆動は前述と同一であり、ここ
では説明を省略する。

【００３１】本発明に係る建設機械の作業機直線制御装
置における第１乃至第４制御フローチャートを図８乃至
図１８に基づいて説明する。尚、第１乃至第４制御フロ
ーチャートのいずれもアーム対地角γを設定するように
しているが、アーム対地角は設定しないでフリーの状態
にしても良い。このアーム対地角γを設定することはア
ームの作業姿勢を一定に保って横方向に直線制御するも
のであり、アーム対地角を設定しないときでも横方向に
直線制御することは可能である。先ず、第１制御フロー
チャートを図８，図９に基づいて説明する。Ｓ１にてア
ーム対地角γ，作業対象物に対して作業開始となるアー
ム制御ポイントｅ，直線移動Ｚ1 またはＺ2 制御方向を
図５に示す設定器３２により入力する。Ｓ２にて図５に
示す自動切換スイッチ３１のオンかを判定しており、Ｎ
ＯのときはＳ１に戻り、ＹＥＳのときは、Ｓ３にて第１
ブーム角θ1,第２ブーム角θ2,オフセット角θ3,アーム
角θ4 を検出する。Ｓ４にてアーム制御ポイントｅの各
軸Ｘa0, Ｙa0, Ｚa0, γa0の初期値の座標を計算する。
Ｓ５にて直線移動Ｚ1 またはＺ2 制御方向の速度ｄｚ／
ｄｔを算出する。Ｓ６にてオフセットブームの目標角速
度ｄθ3 ／ｄｔを設定する。Ｓ７にて第３方向切換弁２
５の開口量Ｃ1 は、目標角速度ｄθ3 ／ｄｔ, 制御装置
３０に記憶されている所定関数ｆ1 により、Ｃ1 ＝ｆ1 （ｄθ1 ／ｄｔ）を求める。次に、Ｓ８にて第３方向切換弁２５の制御電
流値ｉ1 は、制御装置３０に記憶されている所定関数ｆ
A により、ｉ1 ＝ｆA （Ｃ1 ）を求める。制御電流値ｉ1 は図５，図６に示す制御装置
３０から第３方向切換弁２５の操作部２５ａ及び操作部
２５ｂへの指令信号ｉ05，ｉ06に相当する。この演算さ
れた制御電流値ｉ1 により、Ｓ９にて第３方向切換弁２
５に指令出力する。この第３方向切換弁２５に指令出力
された後に、Ｓ１０にて第１ブーム角θ1,第２ブーム角
θ2,オフセット角θ3,アーム角θ4 を検出する。Ｓ１１
にて図１に示す、アーム制御ポイントｅ〜ｅ1 に直線移
動中の各軸Ｘa1, Ｙa1, Ｚa1, γa の座標を計算する。
Ｓ１２にてアーム制御ポイントｅ〜ｅ1 の直線移動中の
各軸Ｘa1, Ｙa1, Ｚa1, γa1の座標と各軸Ｘa0, Ｙa0,
γa0の初期値との偏差ΔＸ，ΔＹ，Δγを求める。ΔＸ
＝Ｘa1−Ｘa0，ΔＹ＝Ｙa1−Ｙa0，Δγ＝γａ−γａ0 Ｓ１３にて偏差値ΔＸは限界誤差ΔＸe に対して｜ΔＸ
｜≦ΔＸe か判定し、また偏差値ΔＹは限界誤差ΔＹe
に対して｜ΔＹ｜≦ΔＹe か判定し、さらに偏差値Δγ
は限界誤差Δγe に対して｜Δγ｜≦Δγe か判定して
おり、この３つの判定結果がＹＥＳのときはＳ１０に戻
り、この３つの判定結果のうち１つでもＮＯのときはＳ
１４にて各目標速度ｄX ／ｄｔ，ｄY ／ｄｔ，ｄγ／ｄ
ｔを算出する。Ｓ１５にて各目標角速度ｄθ1 ／ｄｔ，
ｄθ4 ／ｄｔ，ｄθ2 ／ｄｔ＝一定、を算出する。Ｓ１
６にて第１，第２及び第４方向切換弁２３，２４，２６
の開口量Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 は、目標角速度ｄθ1 ／ｄ
ｔ，ｄθ4 ／ｄｔ，ｄθ2 ／ｄｔ, 制御装置３０に記憶
されている所定関数ｆ1 により、Ｃ1 ＝ｆ1 （ｄθ1 ／
ｄｔ），Ｃ2 ＝ｆ1 （ｄθ4 ／ｄｔ），Ｃ3 ＝ｆ1 （ｄ
θ2 ／ｄｔ）を求める。次に、Ｓ１７にて第１，第２及
び第４方向切換弁２３，２４，２６の制御電流値ｉ2,ｉ
3,ｉ4 は、制御装置３０に記憶されている所定関数ｆA
により、ｉ2 ＝ｆA （Ｃ1 ），ｉ3 ＝ｆA （Ｃ2 ），ｉ
4 ＝ｆA （Ｃ3 ）を求める。制御電流値ｉ2 は図５，図
６に示す制御装置３０から第１方向切換弁２３の操作部
２３ａ及び操作部２３ｂへの指令信号ｉ01，ｉ02に相当
する。制御電流値ｉ3 は図５，図６に示す制御装置３０
から第４方向切換弁２６の操作部２６ａ及び操作部２６
ｂへの指令信号ｉ07，ｉ08に相当する。制御電流値ｉ4
は図５，図６に示す制御装置３０から第２方向切換弁２
４の操作部２４ａ及び操作部２４ｂへの指令信号ｉ03，
ｉ04に相当する。この演算された制御電流値ｉ2,ｉ3,ｉ
4 により、Ｓ１８にて第１，第４及び第２方向切換弁２
３，２４，２６に指令出力する。Ｓ１９にて自動切換ス
イッチ３１のオンかを判定しており、ＹＥＳのときはＳ
１０に戻り、ＮＯのときはエンドとなる。このように第
１制御フローチヤートは、先に第３方向切換弁２５に指
令出力してオフセット用の第３アクチュエータ１０を駆
動してアーム１２の制御ポイントｅを横方向に直線移動
を開始し、次いで第１，第４及び第２方向切換弁２３，
２４，２６に指令出力して第１，第４及び第２アクチュ
エータ６，８，１３を同時操作して図１に示すようにア
ーム１２の制御ポイントｅからｅ1 点に横方向に直線移
動することができる。

【００３２】本発明に係る建設機械の作業機直線制御装
置における第２の制御フローチャートを図１０，図１１
に基づいて説明する。Ｓ３０にてアーム対地角γ，作業
対象物に対して作業開始となるアーム制御ポイントｅ，
直線移動Ｚ1 またはＺ2 制御方向を図５に示す設定器３
２により入力する。Ｓ３１にて図５に示す自動切換スイ
ッチ３１のオンかを判定しており、ＮＯのときはＳ３０
に戻り、ＹＥＳのときは、Ｓ３２にて第１ブーム角θ1,
第２ブーム角θ2,オフセット角θ3,アーム角θ4,旋回角
θR を検出する。Ｓ３３にてアーム制御ポイントｅの各
軸Ｘa0, Ｙa0, Ｚa0, γa0の初期値の座標を計算する。
Ｓ３４にて直線移動Ｚ1 またはＺ2 制御方向の旋回速度
ｄθR ／ｄｔを算出する。Ｓ３５にて図３（ａ）に示す
基準座標Ｘ0 を前記（１３）式により、Ｘ0 ＝Ｒorg ×ｃｏｓθorg を算出する。Ｓ３６にて旋回用方向切換弁２８の開口量
Ｃ4 は、基準座標Ｘ0 、制御装置３０に記憶されている
所定関数ｆ1 により、Ｃ4 ＝ｆ1 （Ｘ0 ）を求める。こ
の旋回用方向切換弁２８の制御電流値ｉ5 は、制御装置
３０に記憶されている所定関数ｆA により、ｉ5 ＝ｆA （Ｃ1 ）を求める。制御電流値ｉ5 は図５，図６に示す制御装置
３０から旋回用方向切換弁２８の操作部２８ａ及び操作
部２８ｂへの指令信号ｉ11，ｉ12に相当する。この演算
された制御電流値ｉ5 により、Ｓ３７にて旋回用方向切
換弁２８に指令出力する。この旋回用方向切換弁２８に
指令出力された後に、Ｓ３８にて第１ブーム角θ1,第２
ブーム角θ2,オフセット角θ3,アーム角θ4 を検出す
る。Ｓ３９にて図１に示す、アーム制御ポイントｅ〜ｅ
1 に直線移動中の各軸Ｘa1, Ｙa1, Ｚa1, γa の座標を
計算する。Ｓ４０にて旋回中心Ｒ0 とアーム制御ポイン
トｅ2 との距離Ｘ0(θR)を前記（１４）式により、Ｘ0(θR)＝Ｒ (θR)×ｃｏｓ｛θ（θR)｝を算出する。Ｓ４１にてアーム制御ポイントｅ〜ｅ1 の
直線移動中の前記距離Ｘ0(θR)，各軸Ｙa1, γa1の座標
と基準座標Ｘ0,各軸Ｙa0, γa0の初期値との偏差ΔＸ，
ΔＹ，Δγを求める。 ΔＸ＝Ｘ0(θR)−Ｘ0 ，ΔＹ＝Ｙa1−Ｙa0，Δγ＝γa
−γa0 Ｓ４２にて偏差値ΔＸは限界誤差ΔＸe に対して｜ΔＸ
｜≦ΔＸe か判定し、また偏差値ΔＹは限界誤差ΔＹe
に対して｜ΔＹ｜≦ΔＹe か判定し、さらに偏差値Δγ
は限界誤差Δγe に対して｜Δγ｜≦Δγe か判定して
おり、この３つの判定結果がＹＥＳのときはＳ３８に戻
り、この３つの判定結果のうち１つでもＮＯのときはＳ
４３にて各目標速度ｄX ／ｄｔ，ｄY ／ｄｔ，ｄγ／ｄ
ｔを算出する。Ｓ４４にて各目標角速度ｄθ1 ／ｄｔ，
ｄθ2 ／ｄｔ，ｄθ4 ／ｄｔを算出する。Ｓ４５にて第
１，第２及び第４方向切換弁２３，２４，２６の開口量
Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 は、目標角速度ｄθ1 ／ｄｔ，ｄθ2
／ｄｔ，ｄθ4 ／ｄｔ, 制御装置３０に記憶されている
所定関数ｆ1 により、Ｃ1 ＝ｆ1 （ｄθ1 ／ｄｔ），Ｃ
2 ＝ｆ1 （ｄθ2 ／ｄｔ），Ｃ3 ＝ｆ1 （ｄθ4 ／ｄ
ｔ）を求める。次に、Ｓ４５にて第１，第２及び第４方
向切換弁２３，２４，２６の制御電流値ｉ2,ｉ3,ｉ4
は、制御装置３０に記憶されている所定関数ｆA によ
り、ｉ2 ＝ｆA （Ｃ1 ），ｉ3 ＝ｆA （Ｃ2 ），ｉ4 ＝
ｆA （Ｃ3 ）を求める。制御電流値ｉ2 は図５，図６に
示す制御装置３０から第１方向切換弁２３の操作部２３
ａ及び操作部２３ｂへの指令信号ｉ01，ｉ02に相当す
る。制御電流値ｉ3 は図５，図６に示す制御装置３０か
ら第２方向切換弁２４の操作部２４ａ及び操作部２４ｂ
への指令信号ｉ03，ｉ04に相当する。制御電流値ｉ4 は
図５，図６に示す制御装置３０から第４方向切換弁２６
の操作部２６ａ及び操作部２６ｂへの指令信号ｉ07，ｉ
08に相当する。この演算された制御電流値ｉ2,ｉ3,ｉ4
により、Ｓ４７にて第１，第２及び第４方向切換弁２
３，２４，２６に指令出力する。Ｓ４８にて自動切換ス
イッチ３１のオンかを判定しており、ＹＥＳのときはＳ
３８に戻り、ＮＯのときはエンドとなる。

【００３３】本発明に係る建設機械の作業機直線制御装
置における第３の制御フローチャートを図１２乃至図１
５に基づいて説明する。Ｓ６０にてアーム対地角γ，作
業対象物に対して作業開始となるアーム制御ポイント
ｅ，直線移動Ｚ1 またはＺ2 制御方向を図５に示す設定
器３２により入力する。Ｓ６１にて図５に示す自動切換
スイッチ３１のオンかを判定しており、ＮＯのときはＳ
６０に戻り、ＹＥＳのときは、Ｓ６２にて第１ブーム角
θ1,第２ブーム角θ2,オフセット角θ3,アーム角θ4,旋
回角θR を検出する。Ｓ６３にてアーム制御ポイントｅ
の各軸Ｘa0, Ｙa0, Ｚa0, γa0の初期値の座標を計算す
る。Ｓ６４にて直線移動Ｚ1 またはＺ2 制御方向の速度
ｄｚ／ｄｔを算出する。Ｓ６５にてオフセットブームの
角速度ｄθ3 ／ｄｔを算出する。Ｓ６６にて第３方向切
換弁の開口量Ｃ1 ，角速度ｄθ3 ／ｄｔ, 制御装置３０
に記憶されている所定関数ｆ1 により、Ｃ1 ＝ｆ1 （ｄθ1 ／ｄｔ）を求める。次に、Ｓ６７にて第３方向切換弁２５の制御
電流値ｉ1 は、制御装置３０に記憶されている所定関数
ｆA により、ｉ1 ＝ｆA （Ｃ1 ）を求める。制御電流値ｉ1 は図５，図６に示す制御装置
３０から第３方向切換弁２５の操作部２５ａ及び操作部
２５ｂへの指令信号ｉ05，ｉ06に相当する。この演算さ
れた制御電流値ｉ1 により、Ｓ６８にて第３方向切換弁
２５に指令出力する。この第３方向切換弁２５に指令出
力された後に、Ｓ６９にて第１ブーム角θ1,第２ブーム
角θ2,オフセット角θ3,アーム角θ4 を検出する。Ｓ７
０にて図１に示す、アーム制御ポイントｅ〜ｅ1 に直線
移動中の各軸Ｘa1, Ｙa1, Ｚa1, γa の座標を計算す
る。Ｓ７１にてアーム制御ポイントｅ〜ｅ1 の直線移動
中の各軸Ｘa1, Ｙa1, Ｚa1, γa1の座標と各軸Ｘa0, Ｙ
a0, γa0の初期値との偏差ΔＸ，ΔＹ，Δγを求める。
ΔＸ＝Ｘa1−Ｘa0，ΔＹ＝Ｙa1−Ｙa0，Δγ＝γａ−γ
ａ0 Ｓ７２にて偏差値ΔＸは限界誤差ΔＸe に対して｜ΔＸ
｜≦ΔＸe か判定し、また偏差値ΔＹは限界誤差ΔＹe
に対して｜ΔＹ｜≦ΔＹe か判定し、さらに偏差値Δγ
は限界誤差Δγe に対して｜Δγ｜≦Δγe か判定して
おり、この３つの判定結果がＹＥＳのときはＳ６９に戻
り、この３つの判定結果のうち１つでもＮＯのときはＳ
７３にて各目標速度ｄX ／ｄｔ，ｄY ／ｄｔ，ｄγ／ｄ
ｔを算出する。Ｓ７４にて各目標角速度ｄθ1 ／ｄｔ，
ｄθ4 ／ｄｔ，ｄθ2 ／ｄｔ＝一定、を算出する。Ｓ７
５にて第１，第２及び第４方向切換弁２３，２４，２６
の開口量Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 は、目標角速度ｄθ1 ／ｄ
ｔ，ｄθ4 ／ｄｔ，ｄθ2 ／ｄｔ, 制御装置３０に記憶
されている所定関数ｆ1 により、Ｃ1 ＝ｆ1 （ｄθ1 ／
ｄｔ），Ｃ2 ＝ｆ1 （ｄθ4 ／ｄｔ），Ｃ3 ＝ｆ1 （ｄ
θ2 ／ｄｔ）を求める。次に、Ｓ７６にて第１，第２及
び第４方向切換弁２３，２４，２６の制御電流値ｉ2,ｉ
3,ｉ4 は、制御装置３０に記憶されている所定関数ｆA
により、ｉ2 ＝ｆA （Ｃ1 ），ｉ3 ＝ｆA （Ｃ2 ），ｉ
4 ＝ｆA （Ｃ3 ）を求める。制御電流値ｉ2 は図５，図
６に示す制御装置３０から第１方向切換弁２３の操作部
２３ａ及び操作部２３ｂへの指令信号ｉ01，ｉ02に相当
する。制御電流値ｉ3 は図５，図６に示す制御装置３０
から第４方向切換弁２６の操作部２６ａ及び操作部２６
ｂへの指令信号ｉ07，ｉ08に相当する。制御電流値ｉ4
は図５，図６に示す制御装置３０から第２方向切換弁２
４の操作部２４ａ及び操作部２４ｂへの指令信号ｉ03，
ｉ04に相当する。この演算された制御電流値ｉ2,ｉ3,ｉ
4 により、Ｓ７７にて第１，第４及び第２方向切換弁２
３，２４，２６に指令出力する。Ｓ７８にて第１ブーム
角θ1,第２ブーム角θ2,オフセット角θ3,アーム角θ4,
旋回角θR を検出する。Ｓ７９にてオフセットブーム作
動限界かを判定しており、ＮＯのときはＳ６９に戻り、
ＹＥＳのときはＳ８０に移り、Ｓ８０にてアーム制御ポ
イントｅの各軸Ｘa0, Ｙa0, γa0の初期値の座標計算、
旋回角θR の初期値をメモリーする。Ｓ８１にて直線移
動Ｚ1 またはＺ2 制御方向の旋回速度ｄθR ／ｄｔを算
出する。Ｓ８２にて図３に示す基準座標Ｘ0 を前記（１
３）式により、Ｘ0 ＝Ｒorg ×ｃｏｓθorg を算出する。Ｓ８３にて旋回用方向切換弁の開口量Ｃ4
，基準座標Ｘ0,制御装置３０に記憶されている所定関
数ｆ1 により、Ｃ4 ＝ｆ1 （Ｘ0 ）を求めて、旋回用方
向切換弁２８の制御電流値ｉ5 は、制御装置３０に記憶
されている所定関数ｆA により、ｉ5 ＝ｆA （Ｃ4 ）を
求める。制御電流値ｉ4 は図５，図６に示す制御装置３
０から旋回用方向切換弁２８の操作部２８ａ及び操作部
２８ｂへの指令信号ｉ11，ｉ12に相当する。この演算さ
れた制御電流値ｉ5 により、Ｓ８４にて旋回用方向切換
弁２８に指令出力する。Ｓ８５にて第１ブーム角θ1,第
２ブーム角θ2,オフセット角θ3,アーム角θ4,旋回角θ
R を検出する。Ｓ８６にて図１に示す、アーム制御ポイ
ントｅ〜ｅ1 に直線移動中の各軸Ｘa1, Ｙa1, Ｚa1, γ
a の座標を計算する。Ｓ８７にて旋回中心Ｒ0 とアーム
制御ポイントｅ2 との距離Ｘ0(θR)を前記（１４）式に
より、Ｘ0(θR)＝Ｒ (θR)×ｃｏｓ｛θ（θR)｝を算出する。Ｓ８８にてアーム制御ポイントｅ〜ｅ1 の
直線移動中の前記距離Ｘ0(θR)，各軸Ｙa1, γa1の座標
と基準座標Ｘ0,各軸Ｙa0, γa0の初期値との偏差ΔＸ，
ΔＹ，Δγを求める。 ΔＸ＝Ｘ0(θR)−Ｘ0 ，ΔＹ＝Ｙa1−Ｙa0，Δγ＝γa
−γa0 Ｓ８９にて偏差値ΔＸは限界誤差ΔＸe に対して｜ΔＸ
｜≦ΔＸe か判定し、また偏差値ΔＹは限界誤差ΔＹe
に対して｜ΔＹ｜≦ΔＹe か判定し、さらに偏差値Δγ
は限界誤差Δγe に対して｜Δγ｜≦Δγe か判定して
おり、この３つの判定結果がＹＥＳのときはＳ８５に戻
り、この３つの判定結果のうち１つでもＮＯのときはＳ
９０にて各目標速度ｄX ／ｄｔ，ｄY ／ｄｔ，ｄγ／ｄ
ｔを算出する。Ｓ９１にて各目標角速度ｄθ1 ／ｄｔ，
ｄθ2 ／ｄｔ，ｄθ4 ／ｄｔを算出する。Ｓ９２にて第
１，第２及び第４方向切換弁２３，２４，２６の開口量
Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 は、目標角速度ｄθ1 ／ｄｔ，ｄθ2
／ｄｔ，ｄθ4 ／ｄｔ, 制御装置３０に記憶されている
所定関数ｆ1 により、Ｃ1 ＝ｆ1 （ｄθ1 ／ｄｔ），Ｃ
2 ＝ｆ1 （ｄθ2 ／ｄｔ），Ｃ3 ＝ｆ1 （ｄθ4 ／ｄ
ｔ）を求める。次に、Ｓ９３にて第１，第２及び第４方
向切換弁２３，２４，２６の制御電流値ｉ2,ｉ3,ｉ4
は、制御装置３０に記憶されている所定関数ｆA によ
り、ｉ2 ＝ｆA （Ｃ1 ），ｉ3 ＝ｆA （Ｃ2 ），ｉ4 ＝
ｆA （Ｃ3 ）を求める。制御電流値ｉ2 は図５，図６に
示す制御装置３０から第１方向切換弁２３の操作部２３
ａ及び操作部２３ｂへの指令信号ｉ01，ｉ02に相当す
る。制御電流値ｉ3 は図５，図６に示す制御装置３０か
ら第２方向切換弁２４の操作部２４ａ及び操作部２４ｂ
への指令信号ｉ03，ｉ04に相当する。制御電流値ｉ4 は
図５、図６に示す制御装置３０から第４方向切換弁２６
の操作部２６ａ及び操作部２６ｂへの指令信号ｉ07，ｉ
08に相当する。この演算された制御電流値ｉ2,ｉ3,ｉ4
により、Ｓ９４にて第１，第２及び第４方向切換弁２
３，２４，２６に指令出力する。Ｓ９５にて自動切換ス
イッチ３１のオンかを判定しており、ＹＥＳのときはＳ
８５に戻り、ＮＯのときはエンドとなる。

【００３４】本発明に係る建設機械の作業機直線制御装
置における第４の制御フローチャートを図１６乃至図１
８に基づいて説明する。Ｓ１００にてアーム対地角γ，
作業対象物に対して作業開始となるアーム制御ポイント
ｅ，直線移動Ｚ1 またはＺ2 制御方向を図５に示す設定
器３２により入力する。Ｓ１０１にて図５に示す自動切
換スイッチ３１のオンかを判定しており、ＮＯのときは
Ｓ１００に戻り、ＹＥＳのときは、Ｓ１０２にて第１ブ
ーム角θ1,第２ブーム角θ2,オフセット角θ3,アーム角
θ4,旋回角θR を検出する。Ｓ１０３にてアーム制御ポ
イントｅの各軸Ｘa0, Ｙa0, Ｚa0, γa0の初期値の座標
を計算する。Ｓ１０４にて直線移動Ｚ1 またはＺ2 制御
方向の速度ｄｚ／ｄｔを算出する。Ｓ１０５にてオフセ
ットブームの角速度ｄθ3 ／ｄｔを算出する。Ｓ１０６
にて第３方向切換弁の開口量Ｃ1 ，角速度ｄθ3 ／ｄ
ｔ, 制御装置３０に記憶されている所定関数ｆ1 によ
り、Ｃ1 ＝ｆ1 （ｄθ1 ／ｄｔ）を求める。次に、Ｓ１
０７にて第３方向切換弁２５の制御電流値ｉ1 は、制御
装置３０に記憶されている所定関数ｆA により、ｉ1 ＝
ｆA （Ｃ1 ）を求める。制御電流値ｉ1 は図５，図６に
示す制御装置３０から第３方向切換弁２５の操作部２５
ａ及び操作部２５ｂへの指令信号ｉ05，ｉ06に相当す
る。この演算された制御電流値ｉ1 により、Ｓ１０８に
て第３方向切換弁２５に指令出力する。Ｓ１０９にて第
１ブーム角θ1,第２ブーム角θ2,オフセット角θ3,アー
ム角θ4,旋回角θR を検出する。Ｓ１１０にて図３
（ｂ）に示すＺ方向の距離Ｚa1を算出する。Ｓ１１１に
てＺa1，旋回中心Ｒ0 からブームフート５ａまでの距離
ＬZB0 ，限界誤差ＬZ が、｜Ｚa1−ＬZB0 ｜≦ΔＬZ か
判定しており、｜Ｚa1−ＬZB0 ｜がΔＬZ より大きいと
きはＳ１１２に移り、Ｓ１１２にてアーム制御ポイント
ｅ〜ｅ1 の直線移動中の各軸Ｘa1, Ｙa1, Ｚa1, γa の
座標計算する。Ｓ１１３にて各軸Ｘa1, Ｙa1, Ｚa1, γ
a1と各軸Ｘa0, Ｙa0, γa0の初期値との偏差ΔＸ，Δ
Ｙ，Δγを求める。 ΔＸ＝Ｘa1−Ｘa0，ΔＹ＝Ｙa1−Ｙa0，Δγ＝γａ−γ
ａ0 Ｓ１１４にて偏差値ΔＸは限界誤差ΔＸe に対して｜Δ
Ｘ｜≦ΔＸe か判定し、また偏差値ΔＹは限界誤差ΔＹ
e に対して｜ΔＹ｜≦ΔＹe か判定し、さらに偏差値Δ
γは限界誤差Δγe に対して｜Δγ｜≦Δγe か判定し
ており、この３つの判定結果がＹＥＳのときはＳ１０９
に戻り、この３つの判定結果のうち１つでもＮＯのとき
はＳ１１５にて各目標速度ｄX ／ｄｔ，ｄY ／ｄｔ，ｄ
γ／ｄｔを算出する。Ｓ１１６にて各目標角速度ｄθ1
／ｄｔ，ｄθ4 ／ｄｔ，ｄθ2 ／ｄｔ＝一定、を算出す
る。Ｓ１１７にて第１，第２及び第４方向切換弁２３，
２４，２６の開口量Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 は、目標角速度ｄ
θ1 ／ｄｔ，ｄθ4 ／ｄｔ，ｄθ2 ／ｄｔ, 制御装置３
０に記憶されている所定関数ｆ1 により、Ｃ1 ＝ｆ1
（ｄθ1 ／ｄｔ），Ｃ2 ＝ｆ1 （ｄθ4 ／ｄｔ），Ｃ3
＝ｆ1 （ｄθ2 ／ｄｔ）を求める。次に、Ｓ１１８にて
第１，第２及び第４方向切換弁２３，２４，２６の制御
電流値ｉ2,ｉ3,ｉ4 は、制御装置３０に記憶されている
所定関数ｆA により、ｉ2 ＝ｆA （Ｃ1 ），ｉ3 ＝ｆA
（Ｃ2 ），ｉ4 ＝ｆA （Ｃ3 ）を求める。制御電流値ｉ
2 は図５，図６に示す制御装置３０から第１方向切換弁
２３の操作部２３ａ及び操作部２３ｂへの指令信号ｉ0
1，ｉ02に相当する。制御電流値ｉ3 は図５，図６に示
す制御装置３０から第４方向切換弁２６の操作部２６ａ
及び操作部２６ｂへの指令信号ｉ07，ｉ08に相当する。
制御電流値ｉ4 は図５，図６に示す制御装置３０から第
２方向切換弁２４の操作部２４ａ及び操作部２４ｂへの
指令信号ｉ03，ｉ04に相当する。この演算された制御電
流値ｉ2,ｉ3,ｉ4 により、Ｓ１１９にて第１，第４及び
第２方向切換弁２３，２４，２６に指令出力する。Ｓ１
２０にて自動切換スイッチ３１のオンかを判定してお
り、ＹＥＳのときはＳ１０９に戻り、ＮＯのときはエン
ドとなる。前記Ｓ１１１にて｜Ｚa1−ＬZB0 ｜がΔＬZ
より小さいか又は同一のときはＳ１２１にてアーム制御
ポイントｅの各軸Ｘa0, Ｙa0, Ｚa0, γa0の初期値の座
標を計算する。Ｓ１２２にて旋回速度ｄθR ／ｄｔを算
出する。Ｓ１２３にて図４に示す基準座標Ｘ0 を求め
る。ＲOrg ＝ＬXB0 ＋Ｘa0，θOrg ＝０，Ｘ0 ＝Ｒorg
を算出する。Ｓ１２４にて旋回用方向切換弁２８の開口
量Ｃ4 は、基準座標Ｘ0 、制御装置３０に記憶されてい
る所定関数ｆ1 により、Ｃ4 ＝ｆ1 （Ｘ0 ）を求めて、
この旋回用方向切換弁２８の制御電流値ｉ5は、制御装
置３０に記憶されている所定関数ｆA により、ｉ5 ＝ｆ
A （Ｃ1 ）を求める。制御電流値ｉ5 は図５，図６に示
す制御装置３０から旋回用方向切換弁２８の操作部２８
ａ及び操作部２８ｂへの指令信号ｉ11，ｉ12に相当す
る。この演算された制御電流値ｉ5 により、Ｓ１２５に
て旋回用方向切換弁２８に指令出力する。この旋回用方
向切換弁２８に指令出力された後に、Ｓ１２６にて第１
ブーム角θ1,第２ブーム角θ2,オフセット角θ3,アーム
角θ4,旋回角θR を検出する。Ｓ１２７にてアーム制御
ポイントｅ1 の直線移動中の各軸Ｘa1, Ｙa1，γa の座
標計算する。Ｓ１２８にて図３（ｂ）に示す旋回中心Ｒ
0 とアーム制御ポイントｅ1 との距離Ｒ（θR ）, Ｒ
（θR ）＝Ｘa ＋ＬXB0 を計算し、旋回後の基準座標Ｘ
1(θR)，Ｘ1(θR)＝Ｒ（θR ）×ｃｏｓ（θR −θR0）
を算出する。Ｓ１２９アーム制御ポイントｅ1 の直線移
動中の前記距離Ｘ1(θR)，各軸Ｙa1, γa の座標と基準
座標Ｘ0,各軸Ｙa0, γa0の初期値との偏差ΔＸ，ΔＹ，
Δγを求める。 ΔＸA ＝Ｘ1(θR)−Ｘ0 ，ΔＹA ＝Ｙa1−Ｙa0，Δγ＝
γa −γa0 Ｓ１３０にて偏差値ΔＸは限界誤差ΔＸe に対して｜Δ
Ｘ｜≦ΔＸe か判定し、また偏差値ΔＹは限界誤差ΔＹ
e に対して｜ΔＹ｜≦ΔＹe か判定し、さらに偏差値Δ
γは限界誤差Δγe に対して｜Δγ｜≦Δγe か判定し
ており、この３つの判定結果がＹＥＳのときはＳ１２５
に戻り、この３つの判定結果のうち１つでもＮＯのとき
はＳ１３１にて各目標速度ｄXA／ｄｔ，ｄYA／ｄｔ，ｄ
γ／ｄｔを算出する。Ｓ１３２にて各目標角速度ｄθ1
／ｄｔ，ｄθ2 ／ｄｔ，ｄθ4 ／ｄｔを算出する。Ｓ１
３３にて第１，第２及び第４方向切換弁２３，２４，２
６の開口量Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 は、目標角速度ｄθ1 ／ｄ
ｔ，ｄθ2 ／ｄｔ，ｄθ4 ／ｄｔ, 制御装置３０に記憶
されている所定関数ｆ1 により、Ｃ1 ＝ｆ1 （ｄθ1 ／
ｄｔ），Ｃ2 ＝ｆ1 （ｄθ2 ／ｄｔ），Ｃ3 ＝ｆ1 （ｄ
θ4 ／ｄｔ）を求める。次に、Ｓ１３４にて第１，第２
及び第４方向切換弁２３，２４，２６の制御電流値ｉ2,
ｉ3,ｉ4 は、制御装置３０に記憶されている所定関数ｆ
A により、ｉ2 ＝ｆA （Ｃ1 ），ｉ3 ＝ｆA （Ｃ2 ），
ｉ4 ＝ｆA （Ｃ3 ）を求める。制御電流値ｉ2 は図５，
図６に示す制御装置３０から第１方向切換弁２３の操作
部２３ａ及び操作部２３ｂへの指令信号ｉ01，ｉ02に相
当する。制御電流値ｉ3 は図５，図６に示す制御装置３
０から第２方向切換弁２４の操作部２４ａ及び操作部２
４ｂへの指令信号ｉ03，ｉ04に相当する。制御電流値ｉ
4 は図５，図６に示す制御装置３０から第４方向切換弁
２６の操作部２６ａ及び操作部２６ｂへの指令信号ｉ0
7，ｉ08に相当する。この演算された制御電流値ｉ2,ｉ
3,ｉ4 により、Ｓ１３５にて第１，第２及び第４方向切
換弁２３，２４，２６に指令出力する。Ｓ１３６にて自
動切換スイッチ３１のオンかを判定しており、ＹＥＳの
ときはＳ１２５に戻り、ＮＯのときはエンドとなる。

【００３５】本願発明は建設機械の作業機を横方向の直
線制御を自動的に制御することにより作業性が向上し、
未熟練オペレータでも運転操作が容易となり、建設機械
として有用である。尚、一実施例としてオフセット式作
業機として説明したが、標準仕様のブーム、アーム及び
バケットを装着する作業機に適用できることは言うまで
もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作業機の各軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の座標図
である。

【図２】同、作業機の横方向の直線制御を説明する図で
ある。

【図３】同、（ａ）は旋回開始による作業機の横方向の
直線制御を説明する図である。（ｂ）は旋回後の作業機
の横方向の直線制御を説明する図である。

【図４】同、旋回中心上のＸ軸上から作業機の横方向の
直線制御を開始させる説明図である。

【図５】同、各センサと制御装置の説明図である。

【図６】同、制御回路の説明図である。

【図７】同、作業機の各ポイントの座標、アームの対地
角γの関数式の説明図である。

【図８】同、第１制御フローチャートの説明図である。

【図９】同、図８の第１制御フローチャートのつづきの
説明図である。

【図１０】同、第２制御フローチャートの説明図であ
る。

【図１１】同、図１０の第２制御フローチャートのつづ
きの説明図である。

【図１２】同、第３制御フローチャートの説明図であ
る。

【図１３】同、図１２の第３制御フローチャートのつづ
きの説明図である。

【図１４】同、図１３の第３制御フローチャートのつづ
きの説明図である。

【図１５】同、図１４の第３制御フローチャートのつづ
きの説明図である。

【図１６】同、第４制御フローチャートの説明図であ
る。

【図１７】同、図１６の第４制御フローチャートのつづ
きの説明図である。

【図１８】同、図１７の第４制御フローチャートのつづ
きの説明図である。

【図１９】オフセットブーム式作業機を備えた油圧ショ
ベルの側面図である。

【図２０】図１８のＡ視図である。

【符号の説明】

１…油圧ショベル、３…上部旋回体（車体）、５…第１
ブーム、６…第１アクチュエータ、７…第２ブーム、８
…第２アクチュエータ、９…ブラケット、１０…オフセ
ット用アクチュエータ、１１…オフセットブーム、１２
…アーム、１３…アーム用アクチュエータ、１４…バケ
ット、１７…第１検出手段、１８…第２検出手段、１６
…第３検出手段、１９…第４検出手段、２３…第１方向
切換弁、２４…第２方向切換弁、２５…第３方向切換
弁、２６…第４方向切換弁、２７…第５方向切換弁、３
０…制御装置、３１…自動切換スイッチ、３２…設定
器、４０…旋回用アクチュエータ、４１…旋回角セン
サ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西村和則大阪府枚方市上野３−１−１株式会社小松製作所大阪工場内 (72)発明者三宅利彦東京都港区赤坂２−３−６株式会社小松製作所本社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体より順次連結されるブーム、オフセ
ットブーム、アーム等の作業機部材と、アームに取着さ
れたバケット或いはブレーカ等の作業機と、この作業機
部材を揺動させる各アクチュエータとを備え、前記作業
機の先端を横方向に移動して作業対象物に対して直線制
御する建設機械の作業機直線制御方法であって、前記作
業機先端の横方向速度よりオフセットブームの角速度を
算出し、このオフセットブームの算出した角速度に対応
してオフセットブームを作動させて作業機先端を横方向
に直線制御し、この作業機先端の上下、横方向が所定値
に対して誤差が生じたときはブーム及び／或いはアーム
を駆動して補正し、作業機先端を横方向に移動して作業
対象物に対して直線制御することを特徴とする建設機械
の作業機直線制御方法。
【請求項２】請求項１記載の建設機械の作業機直線制
御方法において、前記アームの対地角が所定値に対して
誤差が生じたときはブーム及び／或いはアームを駆動し
て補正し、作業機先端を横方向に移動して作業対象物に
対して直線制御することを特徴とする建設機械の作業機
直線制御方法。
【請求項３】車体より順次連結されるブーム、オフセ
ットブーム、アーム等の作業機部材と、アームに取着さ
れたバケット或いはブレーカ等の作業機と、旋回可能な
車体と、この作業機部材の揺動、及び車体を旋回させる
各アクチュエータとを備え、前記作業機の先端を横方向
に移動して作業対象物に対して直線制御する建設機械の
作業機直線制御方法であって、車体の旋回中心から作業
機の先端までの基準座標を求めて、この基準座標に対応
して車体を旋回させて作業機先端を横方向に直線制御
し、この作業機先端の上下、横方向が所定値に対して誤
差が生じたときはブーム及び／或いはアームを駆動して
補正し、作業機先端を横方向に移動して作業対象物に対
して直線制御することを特徴とする建設機械の作業機直
線制御方法。
【請求項４】車体より順次連結されるブーム、オフセ
ットブーム、アーム等の作業機部材と、アームに取着さ
れたバケット或いはブレーカ等の作業機と、旋回可能な
車体と、この作業機部材の揺動、及び車体を旋回させる
各アクチュエータとを備え、前記作業機の先端を横方向
に移動して作業対象物に対して直線制御する建設機械の
作業機直線制御方法であって、作業機先端の位置をオフ
セットブームにより横方向に移動し、移動中、或いは、
オフセットブームによる移動が限界値近傍で旋回中心か
ら横方向の移動距離を求め、その後に車体を旋回させて
作業機先端を横方向に移動して作業対象物に対して直線
制御することを特徴とする建設機械の作業機直線制御方
法。
【請求項５】車体より順次連結されるブーム、オフセ
ットブーム、アーム等の作業機部材と、アームに取着さ
れたバケット或いはブレーカ等の作業機と、旋回可能な
車体と、この作業機部材の揺動、及び車体を旋回させる
各アクチュエータとを備え、前記作業機の先端を横方向
に移動して作業対象物に対して直線制御する建設機械の
作業機直線制御方法であって、初めに作業対象物に対す
る作業機先端位置を求めて、オフセットブームにより横
方向に移動し、オフセットブームが作動限界値近傍に到
達したら車体を旋回させて作業機先端を横方向に移動し
て作業対象物に対して直線制御することを特徴とする建
設機械の作業機直線制御方法。
【請求項６】車体より順次連結される第１ブーム、第
２ブーム、オフセットブーム、アーム等の作業機部材
と、アームに取着されたバケット或いはブレーカ等の作
業機と、この作業機部材を揺動させる各アクチュエータ
へ圧油を供給する各方向切換弁とを備え、前記作業機の
先端を横方向に移動して作業対象物に対して直線制御す
る建設機械の作業機直線制御装置において、アーム対地
角γ、アーム制御ポイントｅ及び作業機先端を横方向の
直線Ｚ1 或いはＺ2 方向を設定する設定器(32)と、前記
作業機部材及び作業機を自動制御に切換える自動切換ス
イッチ(31)と、前記第１ブーム角θ1 を検出する第１検
出手段(17)と、前記第２ブーム角θ2 を検出する第２検
出手段(18)と、オフセットブームのオフセット角θ3 を
検知する第３検出手段(16)と、前記アーム角θ4 を検出
する第４検出手段(19)とを有し、前記自動切換スイッチ
(31)をオン操作した後に、前記第１〜第４検出手段(16,
17,18,19) からの信号を受けて、前記作業機先端の横方
向速度よりオフセットブームの角速度を算出し、このオ
フセットブームの角速度に対応してオフセットブームを
作動させて作業機先端を横方向に直線制御し、この作業
機先端の上下、横方向が所定値に対して誤差が生じたと
きはブーム及び／或いはアームを作動して補正し、作業
機先端を横方向に移動して作業対象物に対して直線制御
するために各アクチュエータ(6,8,10,13) を駆動するよ
うに各方向切換弁(23,24,25,26) へ指令出力する制御装
置(30)を備えたことを特徴とする建設機械の作業機直線
制御装置。
【請求項７】車体より順次連結される第１ブーム、第
２ブーム、オフセットブーム、アーム等の作業機部材
と、アームに取着されたバケット或いはブレーカ等の作
業機と、旋回可能な車体と、この作業機部材の揺動、及
び車体を旋回させる各アクチュエータとを備え、前記作
業機の先端を横方向に移動して作業対象物に対して直線
制御する建設機械の作業機直線制御装置において、アー
ム対地角γ、アーム制御ポイントｅ及び作業機先端を横
方向の直線Ｚ1 或いはＺ2 方向を設定する設定器(32)
と、前記作業機部材及び作業機を自動制御に切換える自
動切換スイッチ(31)と、前記第１ブーム角θ1 を検出す
る第１検出手段(17)と、前記第２ブーム角θ2 を検出す
る第２検出手段(18)と、オフセットブームのオフセット
角θ3 を検知する第３検出手段(16)と、前記アーム角θ
4 を検出する第４検出手段(19)とを有し、前記自動切換
スイッチ(31)をオン操作した後に、前記第１〜第４検出
手段(16,17,18,19) からの信号を受けて、車体の旋回中
心から作業機の先端までの基準座標を求めて、この基準
座標に対応して車体を旋回させて作業機先端を横方向に
直線制御し、この作業機先端の上下、横方向が所定値に
対して誤差が生じたときはブーム及び／或いはアームを
駆動して補正し、作業機先端を横方向に移動して作業対
象物に対して直線制御するために作業機部材の各アクチ
ュエータ(6,8,10,13) と旋回用アクチュエータ(40)を駆
動するように各方向切換弁(23,24,25,26,28)へ指令出力
する制御装置(30)を備えたことを特徴とする建設機械の
作業機直線制御装置。