JPH11130395A - 作業機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業機の旋回面が水平面に対して傾斜してい
るような場合であっても、かかる傾斜に拘わらず伸縮ブ
ームの先端部を、操作入力部の指示に対応する移動方向
へ正確に直線移動させる。 【解決手段】 操作入力部３により伸縮ブーム３３の先
端部の移動方向及び移動速度が指示された場合、コント
ローラ４においては、上記操作入力部３から入力される
操作信号に対応する移動方向と移動速度で上記伸縮ブー
ム３３の先端部を駆動するのに必要な各制御弁の切換方
向と切換量を算出するに当たって傾斜角検出器（２１，
２２）から入力される検出信号をも加味して、上記伸縮
ブーム３３の先端部が操作入力部３から入力される操作
信号に対応する移動方向へ正確に移動するに必要な上記
各制御弁の切換方向と切換量とを算出する。かかる制御
により、例え上記旋回台３２が傾斜していたとしても、
この旋回台３２の傾斜に拘わらず、上記伸縮ブーム３３
の先端部は水平面及び鉛直面を基準として精度の良い水
平直線移動、垂直直線移動あるいは斜め直線移動を行う
ことになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高所作業車とかク
レーン車等の伸縮ブームを備えた作業機の制御装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば高所作業車等の伸縮ブ
ームを備えた作業機においては、作業上要求される動作
態様として、伸縮ブームの先端側に取り付けられた作業
台を現在位置から水平方向あるいは鉛直方向へ直線移動
させる「水平直線移動」あるいは「垂直直線移動」、さ
らに上記作業台を現在位置から斜め方向へ向けて直線移
動させる「斜め直線移動」等が知られている。

【０００３】かかる水平方向、鉛直方向あるいは斜め方
向への各直線移動は、操作入力部により指示される移動
方向及び移動速度に基づき、上記作業台を指示された移
動方向へ且つ指示された移動速度で直線移動させるべく
各油圧アクチュエータを駆動制御することで実現され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記操作入
力部により指示される伸縮ブームの先端部の移動方向及
び移動速度は三次元的に表されるが、その場合、その指
示要素の一つである伸縮ブームの起伏角は、旋回台の旋
回面と平行な面に対する角度（即ち、対機角度）として
与えられる。

【０００５】従って、旋回台の旋回面が水平に設定され
ている場合には、上記操作入力部の指示による移動方向
と移動速度に対応して上記伸縮ブームの先端部が駆動さ
れると、該先端部は上記操作入力部により指示された移
動方向へ向けて正確に直線移動することになる。

【０００６】ところが、例えば、上記旋回台の旋回面が
水平面に対して傾斜している場合には、例え作業者が水
平方向、鉛直方向あるいは斜め方法への直線移動を意図
して上記操作入力部を操作し、この操作入力部の指示に
基づいて伸縮ブームの先端部の直線移動が実行されたと
しても、この直線移動は上記旋回台の旋回面に平行な面
を基準に実行されるので、水平面を基準に水平直線移
動、垂直直線移動あるいは斜め直線移動が行われた場合
と比較して、上記旋回台の傾斜角に相当する角度だけ移
動方向がズレることとなり、本来目標とした直線移動は
実現されないことになる。

【０００７】かかる問題は、例えば車体をジャッキアッ
プしたまま移動可能とするランニングジャッキを備えた
作業機においては、移動路面の傾斜がそのまま直線移動
の精度の低下に直結することから、より深刻である。

【０００８】そこで本発明は、作業機の旋回面が水平面
に対して傾斜しているような場合であっても、かかる傾
斜に拘わらず伸縮ブームの先端部を、操作入力部の指示
に対応する移動方向へ正確に直線移動させることができ
るようにした作業機の制御装置を提供することを目的と
してなされたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明ではかかる課題を
解決するための具体的手段として次のような構成を採用
している。即ち、本発明では、車体上に旋回自在に搭載
した旋回台に、起伏自在に伸縮ブームを取り付け、且つ
上記旋回台を旋回させる旋回駆動用油圧アクチュエータ
と、上記伸縮ブームを伸縮させる伸縮駆動用油圧アクチ
ュエータと、上記伸縮ブームを起伏駆動するために上記
旋回台と上記伸縮ブームの適所間に配置した油圧シリン
ダで構成される起伏駆動油圧アクチュエータと、該各駆
動用油圧アクチュエータの作動をそれぞれ制御する各制
御弁とを備えるとともに、上記伸縮ブームの先端部の移
動方向及び移動速度を指示する操作入力部と、上記旋回
台の旋回角を検出する旋回角検出器と、上記伸縮ブーム
の上記旋回台に対する起伏角を検出する起伏角検出器
と、上記伸縮ブームの長さを検出する長さ検出器と、上
記操作入力部からの操作信号と上記各検出器からの検出
信号とを受け取り上記操作信号に対応する移動方向と移
動速度で上記伸縮ブームの先端部を駆動するのに必要な
上記各制御弁の切換方向と切換量を算出し且つこの算出
結果に応じて上記各制御弁を切換制御するための制御信
号を対応する制御弁へ出力するコントローラとを備えた
作業機の制御装置において、上記旋回台の旋回面の傾斜
角を検出する傾斜角検出器を配置するとともに、該傾斜
角検出器からの検出信号を上記コントローラに入力し、
該コントローラにおいて上記操作入力部から入力される
上記操作信号に対応する移動方向と移動速度で上記伸縮
ブームの先端部を駆動するのに必要な上記各制御弁の切
換方向と切換量を算出するに当たって上記傾斜角検出器
から入力される上記検出信号をも加味して、上記旋回台
が傾斜していても上記伸縮ブームの先端部が操作入力部
から入力される上記操作信号に対応する移動方向へ正確
に移動するに必要な上記各制御弁の切換方向と切換量と
を算出するように構成したことを特徴としている。

【００１０】

【発明の効果】本発明ではかかる構成とすることにより
次のような効果が得られる。即ち、本発明にかかる作業
機の制御装置によれば、上記操作入力部により伸縮ブー
ムの先端部を水平直線移動、垂直直線移動あるいは斜め
直線移動させるべくその移動方向及び移動速度が指示さ
れた場合、上記コントローラにおいては、上記操作入力
部から入力される上記操作信号に対応する移動方向と移
動速度で上記伸縮ブームの先端部を駆動するのに必要な
上記各制御弁の切換方向と切換量を算出するに当たって
上記傾斜角検出器から入力される上記検出信号をも加味
して、上記伸縮ブームの先端部が操作入力部から入力さ
れる上記操作信号に対応する移動方向へ正確に移動する
に必要な上記各制御弁の切換方向と切換量とを算出す
る。

【００１１】従って、例え上記旋回台が傾斜していたと
しても、この旋回台の傾斜に拘わらず、上記伸縮ブーム
の先端部は水平面及び鉛直面を基準として精度の良い水
平直線移動、垂直直線移動あるいは斜め直線移動を行う
ことになる。この結果、作業機を所定位置に固定して水
平直線移動、垂直直線移動あるいは斜め直線移動を行う
場合においては該作業機の水平設置を比較的ラフに行う
ことができその作業性が向上することは勿論のこと、例
えばランニングジャッキを備えジャッキアップした状態
のまま移動しながら水平直線移動、垂直直線移動あるい
は斜め直線移動を行う場合においても移動路面の傾斜を
気にすることなく作業を続行することができその作業性
の向上が図れるものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる作業機の制
御装置を幾つかの好適な実施形態に基づいて具体的に説
明する。

【００１３】第１の実施形態 図１及び図２には、本発明の第１の実施形態にかかる制
御装置を備えた作業機３０を略示している。この作業機
３０は、例えばランニングジャッキ（図示省略）を装備
した高所作業車であって、該ランニングジャッキにより
ジャッキアップした状態のまま移動可能とされた作業機
フレーム３１上に、旋回台３２を搭載してこれを旋回用
油圧モータ４１（特許請求の範囲中の「旋回駆動用油圧
アクチュエータ」に該当する）により旋回駆動可能とす
るとともに、該旋回台３２には伸縮用油圧シリンダ４２
（特許請求の範囲中の「伸縮駆動用油圧アクチュエー
タ」に該当する）により伸縮駆動される伸縮ブーム３３
を上下方向に駆動自在に取り付け且つ該伸縮ブーム３３
を上記旋回台３２との間に配置された起伏用油圧シリン
ダ４３（特許請求の範囲中の「起伏駆動用油圧アクチュ
エータ」に該当する）により起伏駆動可能とし、さらに
上記伸縮ブーム３３の先端には作業台３４を取り付けて
構成されている。

【００１４】この作業機３０は、上記各油圧アクチュエ
ータ４１，４２，４３をそれぞれ個別に操作可能な個別
操縦手段（図示省略）の他に、上記各油圧アクチュエー
タ４１，４２，４３のうちの少なくとも二つの油圧アク
チュエータを同時に関連させて操作することで所謂、
「水平直線移動」、「垂直直線移動」あるいは「斜め直
線移動」という三つの直線移動を行わしめるための後述
の操作入力部３を備えている。尚、この操作入力部３
は、「水平直線移動」を行わしめるための水平操作部と
「垂直直線移動」を行わしめるための垂直操作部とで構
成され、この水平操作部と垂直操作部とを同時に操作す
ることで「斜め直線移動」を行うように構成されている
（水平操作部及び垂直操作部の図示は省略する）。

【００１５】本発明は、かかる直線移動にかかる作動制
御を要旨とするものであり、従って、以下においては、
上記三つの直線移動のうち、上記二つの操作部がそれぞ
れ個別に操作される「水平直線移動」と「垂直直線移
動」とを行う場合の制御を例にとり、これら各直線移動
制御を行うための構成及び作動制御等について説明す
る。

【００１６】先ず、この実施形態においては、直線移動
制御の基準となる基準点Ｐ₁を上記作業機３０における
旋回台３２の旋回中心軸Ｒ上の所定高さ位置に設定する
とともに、実際に直線移動制御の対象となる制御点Ｐ₂
を上記作業台３４の支点ピンの中心位置に設定し、上記
基準点Ｐ₁を基準として上記制御点Ｐ₂を水平方向あるい
は鉛直方向へ直線移動させるものである。

【００１７】上記作業機３０には、上記制御点Ｐ₂の現
在位置を検出する位置検出手段１として、長さ検出器１
１と起伏角検出器１２と旋回角検出器１３とが備えら
れ、該長さ検出器１１により伸縮ブーム３３の現在のブ
ーム長さ（Ｌｄ）が検出され、上記起伏角検出器１２に
より上記伸縮ブーム３３の現在の旋回台３２に対する起
伏角（θｄ：対機角）が検出され、さらに上記旋回角検
出器１３により上記旋回台３２（即ち、上記伸縮ブーム
３３）の現在の旋回角（φｄ）が検出される。

【００１８】さらに、上記作業機３０には、上記旋回台
３２の旋回面の水平面に対する傾斜角を検出するための
傾斜角検出手段２として、第１傾斜角検出器２１と第２
傾斜角検出器２２とが備えられている。この各傾斜角検
出器２１，２２のうち、第１傾斜角検出器２１は、上記
伸縮ブーム３３の起伏面上における傾斜角（α：図１を
参照）を検出するものであり、また第２傾斜角検出器２
２は該起伏面に直交する面における傾斜角（β：図２を
参照）を検出するものであり、これら二つの傾斜角検出
器２１，２２の検出結果に基づいて上記旋回台３２の水
平面に対する傾斜状態が求められるものである。

【００１９】一方、上記操作入力部３は、例えば作業者
により傾倒操作される操作レバーで構成され、その傾倒
方向及び傾倒量により、上記制御点Ｐ₂を現在位置（Ｌ
ｄ，θｄ，φｄ）から直線移動させる場合の移動方向及
び移動速度（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を指示するものであ
る。そして、この操作入力部３により指示される移動方
向及び移動速度（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）は、対機角、即
ち、上記旋回台３２の旋回面を基準とした値として出力
されるようになっている。

【００２０】ところが、水平直線移動あるいは垂直直線
移動は、上述のように、水平方向及び鉛直方向を基準に
行われることを前提とするものであり、従って、上記作
業機３０の旋回台３２が水平面に対して傾斜している場
合には、上記操作入力部３により指示された移動方向及
び移動速度（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）をそのまま用いて上記
各油圧アクチュエータ４１，４２，４３の作動制御を行
ったのでは、本来の水平直線移動あるいは垂直直線移動
は達成できない。本発明はかかる旋回台３２の傾斜に起
因する現象を問題として捉え、該旋回台３２の傾斜の有
無に拘わらず常時上記操作入力部３により指示された移
動方向へ正確に水平直線移動あるいは垂直直線移動させ
ることができるようにせんとするものである。

【００２１】そして、かかる課題の解決に際して、この
実施形態のものにおいては、図１及び図２に示すよう
に、上記作業機３０が水平面に対して傾斜角（α，β）
をもって傾斜している場合には、上記操作入力部３によ
り指示される旋回台３２を基準とした移動方向及び移動
速度（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を該傾斜角（α，β）に基づ
いて、水平面及び鉛直面を基準とした移動方向及び移動
速度（Ｖｘ′，Ｖｙ′，Ｖｚ′）に補正し、この補正後
の移動方向及び移動速度（Ｖｘ′，Ｖｙ′，Ｖｚ′）を
用いて上記各油圧アクチュエータ４１，４２，４３の作
動制御を行うことで、上記傾斜角（α，β）が水平直線
移動あるいは垂直直線移動の精度に及ぼす影響を排除す
るようにしている。かかる制御を行うために次述のコン
トローラ４が備えられている。

【００２２】以下、図３を参照して上記コントローラ４
の構成及び該コントローラ４による水平直線移動制御あ
るいは垂直直線移動制御の内容について説明する。

【００２３】上記コントローラ４は、次述する操作補正
手段５と幾何演算手段６と制御出力手段７とを備えて構
成される。そして、このコントローラ４は、位置検出手
段１を構成する上記各検出器１１，１２，１３において
それぞれ検出される現在のブーム長さ（Ｌｄ）、起伏角
（θｄ：対機角）、旋回角（φｄ）と、傾斜検出手段２
を構成する上記各傾斜角検出器２１，２２によりそれぞ
れ検出される直交する二方向における上記旋回台３２の
傾斜角（α，β）と、上記操作入力部３からの水平直線
移動あるいは垂直直線移動に関する移動方向及び移動速
度（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）とを受けて、水平面及び鉛直面
を基準とした水平直線移動制御あるいは垂直直線移動制
御を行わしめるものである。

【００２４】上記操作補正手段５は、上記操作入力部３
からの移動方向及び移動速度（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）と上
記各傾斜角検出器２１，２２からの傾斜角（α，β）と
を受けて、旋回台３２の旋回面を基準とした上記移動方
向及び移動速度（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を、上記傾斜角
（α，β）に基づいて補正し、これを水平面及び鉛直面
を基準とした移動方向及び移動速度（Ｖｘ′，Ｖｙ′，
Ｖｚ′）として求め、これらを次述の幾何演算手段６に
出力する。

【００２５】上記幾何演算手段６には、上記制御点Ｐ₂
の現在の位置情報として、上記長さ検出器１１からのブ
ーム長さ（Ｌｄ）と起伏角検出器１２からの起伏角（θ
ｄ）と旋回角検出器１３からの（φｄ）とがそれぞれ入
力されるとともに、操作情報として上記操作補正手段５
から補正後の移動方向及び移動速度（Ｖｘ′，Ｖｙ′，
Ｖｚ′）が入力される。そして、この幾何演算手段６に
おいては、この移動方向及び移動速度（Ｖｘ′，Ｖ
ｙ′，Ｖｚ′）に対応する移動方向と移動速度で上記制
御点Ｐ₂を現在位置から水平直線移動あるいは垂直直線
移動させるのに必要な上記各油圧アクチュエータ４１，
４２，４３の各制御弁の切換方向と切換量を求めるべ
く、上記移動方向及び移動速度（Ｖｘ′，Ｖｙ′，Ｖ
ｚ′）を上記位置情報（Ｌｄ，θｄ，φｄ）に基づいて
上記各油圧アクチュエータ４１，４２，４３毎の作動速
度に分解し、これらをそれぞれブーム伸縮速度（Ｖ
Ｌ）、ブーム起伏速度（Ｖθ）及びブーム旋回速度（Ｖ
φ）として求める。

【００２６】上記制御出力手段７においては、上記幾何
演算手段６からの各油圧アクチュエータ４１，４２，４
３毎の作動速度（ＶＬ，Ｖθ，Ｖφ）を受けて、実際に
該各油圧アクチュエータ４１，４２，４３のそれぞれを
所定方向へ且つ所定速度で作動させるための上記各制御
弁の制御出力（ＥＬ，Ｅθ，Ｅφ）を求めてこれを出力
する。この制御出力手段７からの制御出力（ＥＬ，Ｅ
θ，Ｅφ）を受けて上記各制御弁が作動され、上記各油
圧アクチュエータ４１，４２，４３がそれぞれ所定方向
に且つ所定速度で作動することにより、上記制御点Ｐ₂
の水平面及び鉛直面を基準とする水平直線移動あるいは
垂直直線移動が実現されるものである。

【００２７】第２の実施形態 図４には、本発明の第２の実施形態にかかる制御装置に
おける制御ブロック図を示している。この実施形態のも
のは、上記第１の実施形態の制御装置においては上記操
作入力部３により指示される移動方向及び移動速度（Ｖ
ｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を上記旋回台３２の傾斜角（α，β）
に基づいて補正しこの補正後の移動方向及び移動速度
（Ｖｘ′，Ｖｙ′，Ｖｚ′）に基づいて上記幾何演算手
段６により各油圧アクチュエータ４１，４２，４３毎の
作動速度（ＶＬ，Ｖθ，Ｖφ）を求めるようにしていた
のに対して、上記操作入力部３により指示される移動方
向及び移動速度（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）をそのまま補正す
ることなく上記各位置情報（Ｌｄ，θｄ，φｄ）と共に
上記幾何演算手段６に入力して各油圧アクチュエータ４
１，４２，４３毎の作動速度（ＶＬ，Ｖθ，Ｖφ）を求
めた後、この作動速度（ＶＬ，Ｖθ，Ｖφ）を操作補正
手段５において上記各傾斜角検出器２１，２２からの傾
斜角（α，β）に基づいて補正し、水平面及び鉛直面を
基準とした移動方向及び移動速度（Ｖｘ′，Ｖｙ′，Ｖ
ｚ′）を求めるようにしたものである。

【００２８】従って、この第２の実施形態のものは、上
記第１の実施形態のものに比して、上記旋回台３２の傾
斜が水平直線移動あるいは垂直直線移動の精度に与える
影響を上記コントローラ４における各演算のどの段階で
排除するかが相違するのみで、最終的な作用効果には相
違はない。

【００２９】第３の実施形態 図５には、本発明の第３の実施形態にかかる制御装置に
おける制御ブロック図を示している。この実施形態のも
のは、上記伸縮ブーム３３の先端部に備えられた上記作
業台３４を作業台旋回駆動用油圧アクチュエータ（図示
省略）により旋回駆動可能としたものを前提とし、上記
制御点Ｐ₂の水平直線移動及び垂直直線移動を行うのに
加えて、水平直線移動時には同時に上記作業台３４の旋
回制御を行って該作業台３４を作業面に対して常時一定
の姿勢を維持させるようにしたものである。かかる各制
御を実現するために、上記コントローラ４には上記第１
の実施形態における各構成要素、即ち、操作補正手段５
と幾何演算手段６と制御出力手段７に加えて、次述の作
業台旋回角速度演算手段８を設けている。

【００３０】上記作業台旋回角速度演算手段８は、上記
伸縮ブーム３３の旋回動作に追従して上記作業台３４を
旋回駆動させるべく作業台旋回駆動用油圧アクチュエー
タ（図示省略）の作動速度（Ｖψ）を求めるものであ
り、その具体的方法としては、水平直線移動時に作業面
に対する上記作業台３４の姿勢を常時一定に保持するに
は、該作業台３４を上記旋回台３２の旋回方向と逆方向
へ且つ該旋回台３２の旋回速度と同速度で旋回駆動させ
れば良いことに着目し、上記幾何演算手段６により求め
られる旋回用油圧モータ４１の作動方向及び作動速度
（Ｖφ）を受けて、上記作業台旋回駆動用油圧アクチュ
エータの作動方向及び作動速度（Ｖψ）を求める。

【００３１】そして、上記制御出力手段７においては、
上記幾何演算手段６からの上記各油圧アクチュエータ４
１，４２，４３毎の作動速度（ＶＬ，Ｖθ，Ｖφ）と上
記作業台旋回角速度演算手段８からの作業台旋回用油圧
アクチュエータの作動速度（Ｖψ）とを受けて、該各油
圧アクチュエータをそれぞれ作動させるべくそれぞれ対
応する各制御弁の制御出力（ＥＬ，Ｅθ，Ｅφ，Ｅψ）
を求めてこれらを出力するものである。

【００３２】かかる制御により、上記制御点Ｐ₂の水平
直線移動に伴い、上記作業台３４は常時所定の作業面に
沿って平行移動することになり、作業性がより一層良好
となる。尚、この実施形態における基本的な作用効果は
上記第１の実施形態の場合と同様であるので、ここでの
説明は省略する。

【００３３】第４の実施形態 図６には、本発明の第４の実施形態にかかる制御装置に
おける制御ブロック図を示している。この実施形態のも
のは、上記第３の実施形態と同様に、上記制御点Ｐ₂の
水平直線移動と同時に上記作業台３４の旋回制御を行う
ようにしたものであって、該第３の実施形態のものと構
成上異なる点は、位置検出手段１として、旋回台３２の
旋回角（φｄ）を検出する上記第３の実施形態における
旋回角検出器１３に代えて、作業台３４の旋回角（ψ
ｄ）を検出する作業台旋回角検出器１５を備えたこと
と、上記コントローラ４に上記第３の実施形態における
上記作業台旋回角速度演算手段８に代えてブーム旋回角
速度演算手段９を設けた点である。 そして、この実施
形態のものにおいては、上記作業台旋回角検出器１５か
ら入力される作業台３４の旋回角（ψｄ）と上記操作補
正手段５からの作動方向及び作動速度（Ｖｘ′，Ｖ
ｙ′，Ｖｚ′）とに基づいて該作業台３４の作動速度
（Ｖψ）を求めるとともに、この作動速度（Ｖψ）を上
記ブーム旋回角速度演算手段９に入力し、該ブーム旋回
角速度演算手段９においては上記作業台３４の旋回方向
と逆方向への伸縮ブーム３３の作動速度（Ｖφ）を求
め、これを上記制御出力手段７へ出力する。上記制御出
力手段７においては、上記幾何演算手段６からの上記伸
縮用油圧シリンダ４２と起伏用油圧シリンダ４３の作動
速度（ＶＬ，Ｖθ）と作業台旋回用油圧アクチュエータ
の作動速度（Ｖψ）、及び上記ブーム旋回角速度演算手
段９からの上記旋回用油圧モータ４１の作動速度（Ｖ
φ）とを受けて、該各油圧アクチュエータをそれぞれ作
動させるべくそれぞれ対応する各制御弁の制御出力（Ｅ
Ｌ，Ｅθ，Ｅφ，Ｅψ）を求めてこれらを出力するもの
である。

【００３４】かかる制御により、上記制御点Ｐ₂の水平
直線移動に伴い、上記作業台３４は常時所定の作業面に
沿って平行移動することになり、作業性がより一層良好
となる。

【００３５】即ち、この実施形態の制御と上記第３の実
施形態の制御とは、制御の基準となる旋回角として伸縮
ブーム３３の旋回角を求めるのか、作業台３４の旋回角
を求めるのかが異なるのみで、両者とも同様の作用効果
が奏せられるものである。

【００３６】第５の実施形態 図７には、本発明の第５の実施形態にかかる制御装置に
おける制御ブロック図を示している。この実施形態のも
のは、上記第１の実施形態のものと基本構成を同じにす
るものであって、これと異なる点は、上記第１の実施形
態においては上記起伏角検出器１２が対機角を検出する
構成であったのに対して、この実施形態に設けられた起
伏角検出器１４は対地角（即ち、図１における傾斜角
「θ」）を検出する構成とされている点である。

【００３７】従って、この実施形態においては、上記第
１の実施形態における上記コントローラ４の構成に加え
て、次述の角度補正手段８を設けている。この角度補正
手段８は、対地角（θ）と対機角（θｄ）及び傾斜角
（α）との間においては「θ＝θｄ＋α」の関係がある
ことに着目し、上記起伏角検出器１４から入力される起
伏角（θ）を上記第１傾斜角検出器２１から入力される
傾斜角（α）により補正して対機角としての傾斜角（θ
ｄ）を求め、これを上記幾何演算手段６に出力するもの
である。

【００３８】この実施形態にかかる制御装置において
は、上記第１の実施形態の場合と同様の作用効果が奏せ
られることは勿論であるが、これに加えて次のような特
有の効果が奏せられるものである。

【００３９】即ち、この実施形態のように、起伏角検出
器１４を対地角を検出する構成とし、この起伏角検出器
１４と上記角度補正手段８との組み合わせにより対機角
を演算にて算出するようにした場合には、（イ）例え
ば、対機角を検出する構成の起伏角検出器の場合のよう
に該起伏角検出器を上記伸縮ブームの起伏支点となるピ
ンの近傍に配置することは必要でなく、それだけ上記起
伏角検出器１４の配置上の自由度が高くその取付作業が
容易となる、（ロ）例えば、対機角を検出する構成の起
伏角検出器の場合のように該起伏角検出器の取り付けの
ために上記伸縮ブームの起伏支点付近に事前に特別の加
工をする必要がなく、それだけ加工コストの低減が可能
となる、（ハ）水平設置を前提とし、対機角を検出する
起伏角検出器を備えた構成の作業機にあっても、上記角
度補正手段８と該角度補正手段８に傾斜角信号を出力す
る第１傾斜角検出器２１とを追加するのみで、該作業機
３０を傾斜設置仕様のものとすることができる、等の特
有の効果が得られる。

【００４０】第６の実施形態 図８には、本発明の第６の実施形態にかかる制御装置に
おける制御ブロック図を示している。この実施形態のも
のは、上記第１の実施形態のものと基本構成を同じとす
るもので、該第１の実施形態のものと異なる点は、該第
１の実施形態においては上記第１傾斜角検出器２１と第
２傾斜角検出器２２を共に旋回台３２に配置していたの
に対して、この実施形態においては上記第１傾斜角検出
器２１と第２傾斜角検出器２２とを共に上記作業機フレ
ーム３１側に配置した点である。

【００４１】かかる各傾斜角検出器２１，２２の配置構
成とすると、該各傾斜角検出器２１，２２により検出さ
れる傾斜角（α₀，β₀）は上記伸縮ブーム３３の起伏面
上における傾斜角（α）とこれに直交する方向における
傾斜角（β）とは異なった値となり、しかもこの検出傾
斜角（α₀，β₀）と制御上必要とされる鉛直面上におけ
る傾斜角（α，β）との差は該伸縮ブーム３３の旋回角
（φｄ）によって変化するものである。

【００４２】従って、この実施形態においては、上記第
１の実施形態における上記コントローラ４の各構成要素
に加えて、次述の角度補正手段９を設けている。そし
て、この角度補正手段９においては、上記各傾斜角検出
器２１，２２から入力される検出傾斜角（α₀，β₀）
を、上記旋回角検出器１３から入力される旋回角（φ
ｄ）に基づいて補正して、鉛直面とこれに直交する面と
における傾斜角（α，β）を求め、この補正後の傾斜角
（α，β）を上記操作補正手段５に出力し、該傾斜角
（α，β）に基づいて上記操作入力部３からの作動方向
及び作動速度（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を補正するようにし
ている。

【００４３】かかる構成とすることで、例え上記各傾斜
角検出器２１，２２が作業機フレーム３１側に設けられ
ていたとして、これに拘わらず常時鉛直面とこれに直交
する面とにおける傾斜角（α，β）に基づいた制御が可
能となるものである。

【００４４】尚、この実施形態における基本的な作用効
果は上記第１の実施形態の場合と同様であるのでここで
の説明は省略する。

【００４５】その他 （１） 図４に示す第２の実施形態の制御装置は、上述
のように、図３に示す第１の実施形態にかかる制御装置
においては、上記操作入力部３により指示される移動方
向及び移動速度を上記旋回台３２の傾斜角に基づいて補
正しこの補正後の移動方向及び移動速度に基づいて上記
幾何演算手段６により各油圧アクチュエータ４１，４
２，４３毎の作動速度を求めるようにしていたのに対し
て、上記操作入力部３により指示される移動方向及び移
動速度をそのまま補正することなく上記各位置情報と共
に上記幾何演算手段６に入力して各油圧アクチュエータ
４１，４２，４３毎の作動速度を求めた後、この作動速
度を操作補正手段５において上記各傾斜角検出器２１，
２２からの傾斜角に基づいて補正して、水平面及び鉛直
面を基準とした移動方向及び移動速度を求めるようにし
たものであるが、かかる第２の実施形態の如き演算方法
は、上記第１の実施形態の制御装置のみならず、上記第
３〜第６の各実施形態にかかる制御装置にも適用できる
ことは勿論である。

【００４６】（２） 図７に示す第５の実施形態にかか
る制御装置は、図３に示す第１の実施形態にかかる制御
装置が伸縮ブーム３３の起伏角を対機角として検出する
構成であるのに対して、該伸縮ブーム３３の起伏角を対
地角として検出する構成を示したものであるが、かかる
第５の実施形態における構成は上記第１の実施形態にか
かる制御装置のみならず、第２〜第４及び第６の各実施
形態の制御装置にも適用できることは勿論である。

【００４７】（３） 上記各実施形態の制御装置におい
ては共に、旋回台３２の傾斜角を検出するに際して、一
方向の傾斜角のみを検出する構成とされた二つの傾斜角
検出器２１，２２を用いて直交する二方向の傾斜角を検
出するようにしているが、本発明はかかる構成に限定さ
れるものではなく、上記各実施形態の制御装置共に、例
えば同時に直交する二方向の傾斜角を検出し得るように
した単一の傾斜角検出器を用いて旋回台３２の傾斜角を
検出する構成とすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる作業機の制御装置のシステム図
である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。

【図３】図１に示した作業機の制御装置における第１の
実施形態にかかる制御ブロック図である。

【図４】図１に示した作業機の制御装置における第２の
実施形態にかかる制御ブロック図である。

【図５】図１に示した作業機の制御装置における第３の
実施形態にかかる制御ブロック図である。

【図６】図１に示した作業機の制御装置における第４の
実施形態にかかる制御ブロック図である。

【図７】図１に示した作業機の制御装置における第５の
実施形態にかかる制御ブロック図である。

【図８】図１に示した作業機の制御装置における第６の
実施形態にかかる制御ブロック図である。

【符号の説明】

１は位置検出手段、２は傾斜角検出手段、３は操作入力
部、４はコントローラ、５は操作補正手段、６は幾何演
算手段、７は制御出力手段、８は作業台旋回角速度演算
手段、９はブーム旋回角速度演算手段、１１は長さ検出
器、１２は起伏角検出器、１３は旋回角検出器、１４は
起伏角検出器、１５は作業台旋回角検出器、２１は第1
傾斜角検出器、２２は第２傾斜角検出器、３０は作業
機、３１は作業機フレーム、３２は旋回台、３３は伸縮
ブーム、３４は作業台、４１は旋回用油圧モータ、４２
は伸縮用油圧シリンダ、４３は起伏用油圧シリンダであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業機フレーム上に旋回自在に搭載した
   旋回台に、起伏自在に伸縮ブームを取り付け、且つ上記
   旋回台を旋回させる旋回駆動用油圧アクチュエータと、
   上記伸縮ブームを伸縮させる伸縮駆動用油圧アクチュエ
   ータと、上記伸縮ブームを起伏駆動するために上記旋回
   台と上記伸縮ブームの適所間に配置した油圧シリンダで
   構成される起伏駆動油圧アクチュエータと、該各駆動用
   油圧アクチュエータの作動をそれぞれ制御する各制御弁
   とを備えるとともに、 上記伸縮ブームの先端部の移動方向及び移動速度を指示
   する操作入力部と、上記旋回台の旋回角を検出する旋回
   角検出器と、上記伸縮ブームの上記旋回台に対する起伏
   角を検出する起伏角検出器と、上記伸縮ブームの長さを
   検出する長さ検出器と、上記操作入力部からの操作信号
   と上記各検出器からの検出信号とを受け取り上記操作信
   号に対応する移動方向と移動速度で上記伸縮ブームの先
   端部を駆動するのに必要な上記各制御弁の切換方向と切
   換量を算出し且つこの算出結果に応じて上記各制御弁を
   切換制御するための制御信号を対応する制御弁へ出力す
   るコントローラとを備えた作業機の制御装置において、 上記旋回台の旋回面の傾斜角を検出する傾斜角検出器を
   配置し、該傾斜角検出器からの検出信号を上記コントロ
   ーラに入力するとともに、 該コントローラは上記操作入力部から入力される上記操
   作信号に対応する移動方向と移動速度で上記伸縮ブーム
   の先端部を駆動するのに必要な上記各制御弁の切換方向
   と切換量を算出するに当たって上記傾斜角検出器から入
   力される上記検出信号をも加味して、上記旋回台が傾斜
   していても上記伸縮ブームの先端部が操作入力部から入
   力される上記操作信号に対応する移動方向へ正確に移動
   するに必要な上記各制御弁の切換方向と切換量とを算出
   するように構成したことを特徴とする作業機の制御装
   置。