JPH11210015A - 建設機械の軌跡制御装置及びその操作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】建設機械の軌跡制御装置において、フロント装
置が作業範囲の境界近傍にあることや作業範囲の境界近
傍でフロント装置がどの方向に操作可能であるかをオペ
レータに認識させ、操作性を良好にする。 【解決手段】アーム先端の現在位置Ｐが作業範囲の境界
Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4の近傍にあるようなフロント装置の
姿勢で目標速度ベクトルＶxyで操作レバー５ｂを操作し
たとき、作業範囲の境界から出ようとする速度ベクトル
成分Ｖoi（i＝1〜4）に対して、これとは反対向きに、
境界への距離ΔＸi（i＝1〜4）が小さくなるに従って大
きくなり、速度ベクトル成分が大きくなるに従って大き
くなるような操作反力Ｆi（i＝1〜4）を与え、オペレー
タに作業範囲の境界近傍にあることとフロント装置１Ａ
の操作可能な方向を認識させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多関節型のフロン
ト装置を備えた建設機械、特に油圧ショベルの軌跡制御
装置及びその操作装置に係わり、特にフロント装置の先
端部分の目標速度ベクトルを指令することによりフロン
ト装置の先端をその目標速度ベクトルに沿って移動させ
る建設機械の軌跡制御装置及びその操作装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベルでは、オペレータがブーム
等のフロント部材をそれぞれの手動操作レバーによって
操作しているが、直線掘削などを行う場合にはそれらの
複合動作となり、かなりの熟練を要する。

【０００３】そこで、このような作業を容易にするため
の軌跡制御装置が特開昭６２−７２８２６号公報に提案
されている。この軌跡制御装置は、手動操作レバーとし
てアーム先端の移動すべき速度ベクトルを設定する速度
ベクトル設定手段を設け、この速度ベクトル設定手段の
設定値からアーム先端の移動すべき目標位置を求め、ア
ーム先端を現在位置からその目標位置に移動するための
速度ベクトルを求め、この速度ベクトルに基づきブーム
シリンダ及びアームシリンダへの圧油供給流量を制御す
るように構成されている。この提案によれば、アーム先
端の現在位置と、速度ベクトルの設定値（アーム先端の
移動方向と速度の設定値）に基づく目標位置との誤差に
よりブーム及びアームの動作を制御するため、アーム先
端を速度ベクトル設定手段で設定した速度ベクトル（方
向・速度）で移動させることができる。

【０００４】また、油圧ショベルにおいては、制御上の
作業範囲の境界を予め設定しておき、フロント装置がこ
の作業範囲外に出ないよう各シリンダを制御する作業領
域制限制御や干渉防止制御が知られている。例えば、特
開平４−１３６３２４号公報には、フロント装置と予め
設定した侵入不可領域との距離が所定値以下になると、
当該距離が短くなるに従って徐々に０に近づくようなレ
バーゲインをレバー操作信号に乗じてアクチュエータ駆
動手段に出力する作業領域制限制御装置が記載されてい
る。また、特開平５−２８００７５号公報には、操作レ
バー装置の制御弁と方向切換弁との間に電磁比例弁を設
け、スイッチをオンにしたときにフロント装置が予め設
定された停止位置に達すると、電磁比例弁を制御して方
向切換弁を強制的に中立位置に切り換える干渉防止制御
装置が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には次のような問題がある。

【０００６】油圧ショベルのフロント装置には各シリン
ダのストロークエンドで生じる作業範囲の境界があり、
特開昭６２−７２８２６号公報に記載のような軌跡制御
装置でアームやブームを動かして軌跡制御を行う場合、
当該作業範囲の境界ではフロント装置が急に止まり、オ
ペレータに不快感を与えることがある。また、フロント
装置が停止すると軌跡制御が行えないため、オペレータ
は操作レバーを戻すなどして動作を修正する必要があ
る。しかし、この場合、フロント装置がどの位置で停止
しどの方向に操作不能であるかオペレータには分からな
いため、作業範囲の境界近傍ではオペレータの意志を反
映しにくい。このため、操作レバーの操作方向によって
はフロント装置が突然動いたり停止したりして動作が断
続的となり、操作性が悪化する。

【０００７】また、制御上の作業範囲を予め設定してお
き、フロント装置がこの範囲外に出ないよう各シリンダ
を制御する領域制限制御や干渉防止制御を上記軌跡制御
に適用した場合は、各シリンダがストロークエンドに達
する前であっても、その設定範囲の境界にフロント装置
が達するとフロント装置は停止する。従って、このよう
な制御上予め設定された作業範囲の境界近傍でも、上記
ストロークエンドによる作業範囲の場合と同様の問題を
生じる。

【０００８】本発明の第１の目的は、フロント装置が作
業範囲の境界近傍にあることをオペレータに確実に知ら
せ、操作性を良好にした建設機械の軌跡制御装置及びそ
の操作装置を提供することにある。

【０００９】本発明の第２の目的は、フロント装置が作
業範囲の境界近傍にあることをオペレータに確実に知ら
せた上、作業範囲の境界近傍でフロント装置がどの方向
に操作可能であるかをもオペレータに認識させ、操作性
を良好にした建設機械の軌跡制御装置及びその操作装置
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】（１）上記第１の目的を
達成するために、本発明は、上下方向に回動可能な複数
のフロント部材により構成される多関節型のフロント装
置と、前記複数のフロント部材を駆動する複数の油圧ア
クチュエータと、この複数の油圧アクチュエータに供給
される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁とを有す
る建設機械に備えられ、前記フロント装置の先端部分の
目標速度ベクトルを指令する操作手段からの信号に基づ
き前記複数の流量制御弁を駆動操作し、その目標速度ベ
クトルに従って前記フロント装置の先端部分を移動させ
る軌跡制御装置において、（ａ）前記フロント装置の姿
勢に関する状態量を検出する検出手段と、（ｂ）この検
出手段からの信号に基づき、前記フロント装置の姿勢を
演算する第１演算手段と、（ｃ）前記操作手段で指令さ
れたフロント装置の先端部分の目標速度ベクトルと前記
第１演算手段で演算されたフロント装置の姿勢に基づ
き、フロント装置の先端部分が予め設定した作業範囲の
境界の近傍でこの境界の外側へ向かうよう操作されたと
き、作業範囲の境界までの距離が近くなるに従って大き
くなるよう前記操作手段の操作反力を演算する第２演算
手段と、（ｄ）前記操作手段に設けられ、前記第２演算
手段で演算された操作反力を発生させるトルク発生手段
とを備えるものとする。

【００１１】このように検出手段、第１演算手段、第２
演算手段、トルク発生手段の各手段を設けることによ
り、作業範囲の境界近傍において、フロント装置が作業
範囲の境界の外に出るように操作手段を操作した場合に
は、それとは反対方向に、作業範囲の境界への距離が小
さくなるほど大きくなるような操作反力が操作手段に与
えられることとなる。このためオペレータは、操作手段
の操作が重くなることでフロント装置が作業範囲の境界
近傍にあることを確実に認識でき、フロント装置の不意
の停止を回避することができる。

【００１２】（２）また、上記第２の目的を達成するた
めに、本発明は、上記（１）において、前記第２演算手
段は、前記目標速度ベクトルのうち前記作業範囲の境界
から出ようとするベクトル成分が大きくなるに従って大
きくなるように前記操作反力を演算するものとする。

【００１３】このように操作反力を演算することによ
り、作業範囲の境界から出ようとする目標速度ベクトル
成分が大きくなるほど大きくなるように操作反力が操作
手段に与えられることとなり、オペレータは作業範囲の
境界近傍で動かし易い方向に操作手段を操作するだけで
容易に連続した軌跡制御が行える。

【００１４】（３）上記（１）又は（２）において、前
記第２演算手段は、前記作業範囲の境界として、例えば
前記複数の油圧アクチュエータの各ストロークエンドに
より生じる作業範囲の境界が設定されている。

【００１５】これにより油圧アクチュエータのストロー
クエンドにより生じる作業範囲の境界に関して、上記
（１）及び（２）で述べた作用が得られる。

【００１６】（４）また、上記（１）又は（２）におい
て、前記第２演算手段は、前記作業範囲の境界として、
制御上の作業領域の境界が予め設定されていてもよい。

【００１７】これにより制御上予め設定した作業範囲の
境界に関して、上記（１）及び（２）で述べた作用が得
られる。

【００１８】（５）更に、上記（１）又は（２）におい
て、好ましくは、前記操作手段は、自在軸受部により任
意の方向に傾転可能に支持された操作レバーと、互いに
直交する方向に回転自在に支持され、前記操作レバーの
傾転方向と傾転量に応じて回転する２つの従動部材と、
この２つの従動部材の回転角をそれぞれ検出する２つの
角度検出器とを有し、前記トルク発生手段は前記２つの
従動部材の回転軸にそれぞれ設けられた２つのトルク発
生器を有する。

【００１９】これにより操作手段は、操作レバーを傾転
操作すると操作レバーの傾転方向と傾転量に応じて２つ
の従動部材が回転し、この２つの従動部材の回転角が２
つの角度検出器により検出されるため、上記目標速度ベ
クトルの信号を生成できる。また、トルク発生手段は、
２つのトルク発生器を作動させるとその出力比に応じた
方向に操作反力が発生するため、上記第２演算手段で演
算された操作反力を発生できる。

【００２０】（６）また、上記第１及び第２の目的を達
成するために、本発明は、上下方向に回動可能な複数の
フロント部材により構成される多関節型のフロント装置
と、前記複数のフロント部材を駆動する複数の油圧アク
チュエータと、この複数の油圧アクチュエータに供給さ
れる圧油の流量を制御する複数の流量制御弁とを有する
建設機械に備えられ、前記フロント装置の先端部分の目
標速度ベクトルを指令することにより前記複数の流量制
御弁を操作し、その目標速度ベクトルに従って前記フロ
ント装置の先端部分を移動させる軌跡制御装置の操作装
置において、自在軸受部により任意の方向に傾転可能に
支持された操作レバーと、互いに直交する方向に回転自
在に支持され、前記操作レバーの傾転方向と傾転量に応
じて回転する２つの従動部材と、この２つの従動部材の
回転角をそれぞれ検出する２つの角度検出器と、前記２
つの従動部材の回転軸にそれぞれ設けられ、前記操作レ
バーに操作反力を与える２つのトルク発生器とを有する
ものとする。

【００２１】これにより操作レバーを傾転操作すると操
作レバーの傾転方向と傾転量に応じて２つの従動部材が
回転し、この２つの従動部材の回転角が２つの角度検出
器により検出されるため、上記目標速度ベクトルの信号
を生成できる。また、２つのトルク発生器を作動させる
とその出力比に応じた方向に操作反力が発生するため、
上記（１）及び（２）の第２演算手段で演算した操作反
力を発生するトルク発生手段として使用できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を油圧ショベルに適
用した場合の実施形態を図面を用いて説明する。

【００２３】まず、本発明の第１の実施形態を図１〜図
１０により説明する。本実施形態は、ブーム、アーム、
バケットのストロークエンドによって生じる制限作業範
囲の境界付近で操作レバー装置に反力を与えるものであ
る。

【００２４】図１において、本発明が適用される油圧シ
ョベルは、油圧ポンプ２と、この油圧ポンプ２からの圧
油により駆動されるブームシリンダ３ａ、アームシリン
ダ３ｂ、バケットシリンダ３ｃと、油圧アクチュエータ
３ａ〜３ｃに供拾される圧油の流量を制御する流量制御
弁４ａ〜４ｃとを有している。

【００２５】また、油圧ショベルは、図２に示すよう
に、上下方向にそれぞれ回動可能なブーム１ａ、アーム
１ｂ及びバケット１ｃにより構成される多関節型のフロ
ント装置１Ａと、上部旋回体１ｄ及び下部走行体１ｅか
らなる車体１Ｂとで構成され、フロント装置１Ａのブー
ム１ａの基端は上部旋回体１ｄの前部に上下方向に回動
可能に支持されている。

【００２６】以上のような油圧ショベルに本実施形態に
よる軌跡制御装置が設けられている。この軌跡制御装置
は、バケット１ｃの移動ベクトルと回転を指示する操作
レバー装置５と、ブーム１ａ、アーム１ｂ及びバケット
１ｃのそれぞれ回動支点に設けられ、フロント装置１Ａ
の姿勢に関する状態量としてそれぞれの回動角を検出す
る角度検出器６ａ，６ｂ，６ｃと、操作レバー装置５及
び角度検出器６ａ〜６ｃの信号を入力して所定の演算処
理を行い、軌跡制御を行うための電気信号及び操作反力
を与える電気信号を出力する制御ユニット７とで構成さ
れている。

【００２７】操作レバー装置５の構造を図３（ａ）及び
（ｂ）に示す。操作レバー装置５は、自在軸受部５ａで
Ｘ方向及びＹ方向を含む任意の方向に傾転可能に支持さ
れた操作レバー５ｂと、この操作レバー５ｂの頂部の軸
部５ｃにＺ方向に回転可能に設けられたグリップ５ｄ
と、操作レバー５ｂが挿通されるスリット５ｅ，５ｆを
有しかつ互いに直交する軸部５ｇ１，５ｇ２及び軸部５
ｈ１，５ｈ２によりＸ方向及びＹ方向に回転自在に支持
された半円形の従動アーム５ｉ，５ｊと、軸部５ｇ１，
５ｈ１に設けられ、従動アーム５ｉ，５ｊのＸ方向及び
Ｙ方向の回転角をそれぞれ検出する角度検出器５ｍ，５
ｎと、操作レバー５ｂの軸部５ｃに設けられグリップ５
ｄの回転角を検出する角度検出器５ｐと、軸部５ｇ１，
５ｈ１に設けられ、操作レバー５ｂに操作反力を与える
トルク発生器５ｑ，５ｒと、操作レバー５ｂの軸部５ｃ
に設けられグリップ５ｄに操作反力を与えるトルク発生
器５ｓと、軸部５ｇ２，５ｈ２及び５ｃの周囲に設けら
れ、操作レバー５ｂ及びグリップ５ｄの非操作時にこれ
ら操作レバー５ｂ及びグリップ５ｄを図示の中立位置に
復帰させるバネ５ｔ，５ｕ，５ｖとを有している。

【００２８】操作レバー５ｂはバケット１ｃの移動の速
度ベクトルＶxyを指令するためのものであり、グリップ
５ｄはバケット１ｃの回転の角速度Ｖzを指令するため
のものである。即ち、操作レバー５ｂを操作すると、そ
の操作方向と操作量に応じて従動アーム５ｉ，５ｊがＸ
方向及びＹ方向にそれぞれ傾き、その回転角が角度検出
器５ｍ，５ｎにより検出され、バケット１ｃの移動の速
度ベクトルＶxyの指令値として制御ユニット７に入力さ
れる。グリップ５ｄを操作（回転）すると、その操作
（回転）量が角度検出器５ｐにより検出され、バケット
１ｃの回転の角速度Ｖzの指令値として制御ユニット７
に入力される。ここで、バケット１ｃの移動の速度ベク
トルＶxyはアーム１ｂの先端（以下単に「アーム先端」
という）の速度ベクトルとして与えられる。

【００２９】トルク発生器５ｑ，５ｒ，５ｓは後述する
如くアーム先端又はバケットが作業範囲の境界に近づく
と操作レバー５ｂ及びグリップ５ｄに操作反力を与え
る。

【００３０】制御ユニット７の処理内容を図４〜図１０
により説明する。

【００３１】まず、アーム先端の位置制御について図４
〜図７により説明する。

【００３２】図４において、Ａ1はアームシリンダ３ｂ
の縮み側のストロークエンドにより生じる作業範囲の境
界、Ａ2はアームシリンダ３ｂの伸び側のストロークエ
ンドにより生じる作業範囲の境界、Ａ3はブームシリン
ダ３ａの上げ方向のストロークエンドにより生じる作業
範囲の境界、Ａ4はブームシリンダ３ａの下げ方向のス
トロークエンドにより生じる作業範囲の境界である。境
界Ａ1ではアーム１ｂは最大に伸ばされ、アーム先端位
置はブーム基端の原点Ｏから最大距離Ｌ1にあり、境界
Ａ2ではアーム１ｂは最大に引き込まれ、アーム先端位
置はブーム基端の原点Ｏから最小距離Ｌ2にあり、境界
Ａ3ではブーム１ａは最大に上げられ、アーム先端位置
はその最大上げ位置でのブーム先端点Ｏ3から距離Ｌ3に
あり、境界Ａ4ではブーム１ａは最大に下げられ、アー
ム先端位置はその最大下げ位置でのブーム先端点Ｏ4か
ら距離Ｌ4（＝Ｌ3）にある。

【００３３】ここで、距離Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3，Ｌ4及び点
Ｏ，Ｏ3，Ｏ4の位置は既知であり、制御ユニット７には
これらのデータが記憶され、作業範囲の境界Ａ1，Ａ2，
Ａ3，Ａ4が予め設定されている。

【００３４】また、図４において、Ｐはアーム先端の現
在位置、Ｖxyは上記した如く操作レバー５ｂによる速度
ベクトルの指令値（以下「目標速度ベクトル」という）
である。

【００３５】アーム先端の現在位置Ｐが作業範囲の境界
Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ａ4の近傍にあるようなフロント装置の
姿勢で図示のような目標速度ベクトルＶxyにて操作レバ
ー３ｂを操作した場合、オペレータにアーム先端が作業
範囲の境界近傍であることを知らせないと、オペレータ
の意に反してフロント装置１Ａが突然停止してしまう。
また、フロント装置１Ａがどの位置でどの方向に操作不
能であるかが分からないと、作業範囲の境界近傍でフロ
ント装置１Ａの連続した動作が行えない。そこで、本発
明では、アーム先端の目標速度ベクトルＶxyのうち作業
範囲の境界から出ようとする成分Ｖoi（i＝1〜4）に対
して、これとは反対向きに境界への距離ΔＸi（i＝1〜
4）が小さくなるに従って大きくなるような操作反力Ｆi
（i＝1〜4）を与え、これによりオペレータに作業範囲
の境界近傍にあることとフロント装置１Ａの操作可能な
方向を認識させるものである。

【００３６】以下、図５の制御フローチャートを用いて
実際の処理を説明する。

【００３７】はじめに手順１００において、操作レバー
５ｂにより指令されたアーム先端の目標速度ベクトルＶ
xyを入力する。

【００３８】次に手順１１０において、角度検出器６ａ
〜６ｂにより検出したブーム・アームの角度θ1，θ2を
入力する。

【００３９】次に手順１２０において、アームシリンダ
３ｂの縮み側のストロークエンドにより生じる作業範囲
の境界Ａ1での減速係数ｈ1と操作反力Ｆ1を演算する。

【００４０】次に手順１３０において、アームシリンダ
３ｂの伸び側のストロークエンドにより生じる作業範囲
の境界Ａ2での減速係数ｈ2と操作反力Ｆ2を演算する。

【００４１】次に手順１４０において、ブームシリンダ
３ａの伸び側のストロークエンドにより生じる作業範囲
の境界Ａ3での減速係数ｈ3と操作反力Ｆ3を演算する。

【００４２】次に手順１５０において、ブームシリンダ
３ａの縮み側のストロークエンドにより生じる作業範囲
の境界Ａ4での減速係数ｈ4と操作反力Ｆ4を演算する。

【００４３】ここで、手順１２０〜１５０における処理
の詳細を図６及び図７用いて説明する。

【００４４】手順１２０に関しては、まず手順１２１に
おいて、図４に示す角度α１の余弦が正であるかによっ
て目標速度ベクトルＶxyが作業範囲の外を向いているか
否かを判定し、作業範囲の外に向いている場合には手順
１２２に進み、そうでない場合には手順１２５に進む。
ここで、角度α１は目標速度ベクトルＶxyがアーム先端
の現在位置Ｐとブーム基端の原点Ｏを結ぶ線分とのなす
角度である。

【００４５】手順１２２に進んだ場合には、原点Ｏから
アーム先端までの最大距離Ｌ1と原点Ｏからアーム先端
の現在点Ｐまでの距離の差により、アーム先端の現在位
置Ｐから作業範囲の境界Ａ1までの距離ΔＸ1を演算する
（ΔＸ1＝Ｌ1−ＯＰ）。

【００４６】次に手順１２３において、作業範囲の境界
Ａ1までの距離ΔＸ1と図７（ａ）の関係ｈ（ΔＸi）（i
＝1〜4）に基づき、減速係数ｈ1を演算する（ｈ1＝ｈ
（ΔＸ1））。ここで、図７（ａ）の関係ｈ（ΔＸi）
は、作業範囲の境界Ａ1までの距離ΔＸ1がΔＸ0以上で
はｈ＝１で、ΔＸ0より小さくなるに従ってｈは１以下
に小さくなり、ΔＸ1が０になるとｈ＝０となるように
設定されている。

【００４７】次に手順１２４において、作業範囲の境界
Ａ1までの距離ΔＸ1と図７（ｂ）の関係ｋ（ΔＸi）（i
＝1〜4）に基づき反力係数ｋ1を演算し、この反力係数
ｋ1と目標速度ベクトルＶxyのうち作業範囲の境界の外
に出ようとする成分Ｖo1に基づき、距離ΔＸ1が小さく
なるほど、また速度ベクトル成分Ｖo1が大きくなるほど
大きくなり、その向きは速度ベクトル成分Ｖo1の反対と
なるような操作反力ベクトルＦ1を演算する（Ｆ1＝−ｋ
（ΔＸ1）・Ｖo1）。ここで、図７（ｂ）の関係ｋ（Δ
Ｘi）は、作業範囲の境界Ａ1までの距離ΔＸ1がΔＸ0以
上ではｋ＝０で、ΔＸ0より小さくなるに従ってｋは大
きくなり、ΔＸ1が０になるとｋ＝ｋmaxとなるように設
定されている。

【００４８】また手順１２５に進んだ場合には、減速係
数ｈ1＝１とし、アームシリンダ３ｂの縮み側のストロ
ークエンドに関しては減速制御を行わないものとする。

【００４９】次に手順１２６において、操作反力ベクト
ルＦ1＝０とし、アームシリンダ３ｂの縮み側のストロ
ークエンドに関しては操作反力を発生しないものとす
る。

【００５０】また、手順１３０に関しても、手順１２０
と同様の処理を行う（手順１３１〜１３６）。

【００５１】また、手順１４０に関しても、演算に用い
る原点Ｏがブームシリンダ１ａの伸び側のストロークエ
ンドにおけるブーム先端点Ｏ3になる以外、上記手順１
２０と同様の処理を行う（手順１４１〜１４６）。

【００５２】更に、手順１５０に関しては、まず、手順
１５１においてアーム先端点Ｐが直線Ｏ−Ｏ4より下に
あるか否か判定し、下にあれば手順１４０と同様の処理
を行い（手順１５２〜１５７）、下になければ手順１５
６，１５７に進み、上記手順１２５，１２６と同様の処
理を行う。

【００５３】ここで、再び図５の制御フローチャートに
戻って説明する。

【００５４】手順１６０において、上記の如く計算した
各減速係数ｈ1，ｈ2，ｈ3，ｈ4の最小値を選択し、この
最小値を全体での減速係数ｈminとする。

【００５５】次に手順１７０において、目標速度ベクト
ルＶxyに減速係数ｈminを乗じて減速したアーム先端の
目標速度ベクトルＶxy′を演算する。

【００５６】次に手順１８０において、上記の如く計算
した操作反力ベクトルＦ1，Ｆ2，Ｆ3，Ｆ4の和を計算
し、この和により全体での操作反力ベクトルＦを求め
る。

【００５７】手順１９０において、幾何学演算によりア
ーム先端の目標速度ベクトルＶxy′からブーム・アーム
の目標角速度を求め、更に幾何学演算によりブーム・ア
ームの目標角速度からブームシリンダ・アームシリンダ
の目標速度を求め、このブームシリンダ・アームシリン
ダの目標速度からブーム・アームの流量制御弁４ａ，４
ｂの指令値ｕ1，ｕ2を求める。

【００５８】次に手順２００において、操作反力ベクト
ルＦを与えるようなトルク発生器５ｑ，５ｒの指令値Ｍ
x，Ｍyを求める。

【００５９】次に手順２１０において、流量制御弁４
ａ，４ｂの指令値ｕ1，ｕ2をアンプへ出力する。

【００６０】次に手順２２０において、トルク発生器５
ｑ，５ｒの指令値Ｍx，Ｍyをアンプへ出力し、はじめに
戻る。

【００６１】バケット１ｃの姿勢制御について図８〜図
１０により説明する。

【００６２】図８において、Ｂ1はバケットシリンダ３
ｃの縮み側のストロークエンドにより生じる作業範囲の
境界、Ｂ2はバケットシリンダ３ｃの伸び側のストロー
クエンドにより生じる作業範囲の境界である。境界Ｂ1
ではバケット１ｃは最大に押し出され、バケット１ｃは
最大角度Ｚmaxにあり、境界Ｂ2ではバケット１ｃは最大
に引き込まれ、バケット１ｃは最小角度Ｚminにある。
これらの角度Ｚmax，Ｚminは既知であり、制御ユニット
７にはこれらのデータが記憶され、作業範囲の境界Ｂ
1，Ｂ2が予め設定されている。

【００６３】また、図８において、Ｚはバケット１ｃの
現在角度、Ｖzcは上記した操作レバー５ｂの目標速度ベ
クトルとグリップ５ｄによる角速度の指令値（以下「目
標角速度」という）により与えられるバケット角速度指
令値である。

【００６４】バケット１ｃの現在角度Ｚが作業範囲の境
界Ｂ1，Ｂ2近傍にあるようなフロント装置の姿勢で図示
のようなバケット角速度指令値Ｖzcとなるように操作レ
バー３ｂかつ／又はグリップ５ｄを操作した場合、オペ
レータにバケット１ｃが作業範囲の境界近傍であること
を知らせないと、オペレータの意に反してバケット１ｃ
が突然停止してしまう。そこで、本発明では、バケット
角速度指令値Ｖzcのうち作業範囲の境界から出ようとす
るものに対して、これとは反対向きに境界への角度ΔＺ
が小さくなるに従って大きくなるような操作反力Ｆzを
与え、これによりオペレータに作業範囲の境界近傍にあ
ることを認識させるものである。

【００６５】以下、図９の制御フローチャートを用いて
実際の処理を説明する。

【００６６】はじめに手順３００において、操作レバー
５ｂにより指令されたアーム先端の目標速度ベクトルＶ
xyとグリップ５ｄにより指令された目標バケット角速度
Ｖzを入力する。

【００６７】次に手順３１０において、角度検出器６ａ
〜６ｃにより検出したブーム・アーム・バケットの角度
θ1，θ2，θ3を入力する。

【００６８】次に手順３２０において、アーム先端の目
標速度ベクトルＶxyと目標バケット角速度Ｖzにより生
じるバケット角速度指令値Ｖzcを演算する。

【００６９】次に手順３３０において、バケット角速度
指令値Ｖzcが正であるか否かによりバケット１ｃが外側
（押し出し方向）に向かうか内側（引き込み方向）に向
かうかを判定し、外側へ向かう場合には手順３４０に進
み、内側に向かう場合には手順３５０に進む。

【００７０】手順３４０では、バケット１ｃの先端から
バケットシリンダ３ｃの縮み側のストロークエンドによ
り生じる作業範囲の境界Ｂ1までの角度ΔＺを演算し
（ΔＺ＝Ｚmax−Ｚ）、手順３５０ではバケット１ｃの
先端からバケットシリンダ３ｃの伸び側のストロークエ
ンドにより生じる作業範囲の境界Ｂ2までの角度ΔＺを
演算する（ΔＺ＝Ｚ−Ｚmin）。

【００７１】次に手順３６０において、角度ΔＺと図１
０（ａ）の関係ｈz（ΔＺ）に基づき減速係数ｈzを求
め、これをバケット角速度指令値Ｖzcに乗じることによ
り、作業範囲の境界までの角度ΔＺが小さくなるほど減
速するようなバケット角速度指令値Ｖzc′を求める（Ｖ
zc′＝ｈz（ΔＺ）・Ｖzc）。ここで、図１０（ａ）の
関係ｈz（ΔＺ）は上記の図７（ａ）の関係ｈ（ΔＸi）
と同様に設定されている。

【００７２】次に手順３７０において、角度ΔＺと図１
０（ｂ）の関係ｋz（ΔＺ）に基づき反力係数ｋzを演算
し、この反力係数ｋzとバケット角速度指令値Ｖzcに基
づき、角度ΔＺが小さくなるほど、またバケット角速度
指令値Ｖzcが大きくなるほど大きくなり、その向きは作
業範囲の境界とは反対方向を向くような操作反力Ｆzを
演算する（Ｆz＝−ｋz（ΔＺ）・Ｖzc）。ここで、図１
０（ｂ）の関係ｋz（ΔＺ）は上記の図７（ｂ）の関係
ｋ（ΔＸi）と同様に設定されている。

【００７３】次に手順３８０において、幾何学演算によ
りバケット角速度指令値Ｖzc’からバケットシリンダ３
ｃの目標速度を求め、このバケットシリンダ３ｃの目標
速度からバケットの流量制御弁４ｃの指令値ｕ３を求め
る。

【００７４】次に手順３９０において、操作反力Ｆzを
与えるようなトルク発生器５ｓの指令値Ｍzを求める。

【００７５】次に手順４００において、バケットの流量
制御弁４ｃの指令値ｕ３をアンプへ出力する。

【００７６】次に手順４１０において、トルク発生器５
ｓの指令値Ｍzをアンプへ出力し、はじめに戻る。

【００７７】以上のように構成した本実施形態では、ブ
ームシリンダ３ａ、アームシリンダ３ｂのストロークエ
ンドにより生じる作業範囲の境界近傍において、アーム
先端が作業範囲の境界の外に出るように操作レバー装置
５の操作レバー５ｂを操作した場合には、作業範囲の境
界までの距離が小さいほどアーム先端が減速されると共
に、操作レバー５ｂの操作方向とは反対方向に、作業範
囲の境界までの距離が小さくなるほど大きくなるような
操作反力が操作レバー５ｂに与えられるため、オペレー
タは操作レバー５ｂの操作が重くなることでアーム先端
が作業範囲の境界近傍にあることを確実に認識でき、フ
ロント装置の不意の停止を回避することができる。

【００７８】また、目標速度ベクトルＶxyのうち作業範
囲の境界から出ようとするベクトル成分が大きくなるほ
ど大きくなるように操作反力が与えられるため、オペレ
ータが操作反力を感じて操作レバー５ｂの操作方向を変
えるとき、当該ベクトル成分が小さくなる方向は反力が
小さく動かし易くなり、オペレータはこの動かし易い方
向に操作レバー５ｂを操作すれば、自然に当該ベクトル
成分が小さくなる方向、即ち目標速度ベクトルＶxyが作
業範囲の境界に向かわなくなる方向に操作レバー５ｂを
動かすこととなり、作業範囲の境界近傍で動かし易い方
向に操作レバー５ｂを操作するだけで容易に連続した軌
跡制御が行える。

【００７９】また、バケットシリンダ３ｃのストローク
エンドにより生じる作業範囲の境界近傍において、バケ
ット１ｃが作業範囲の境界の外に出るように操作レバー
装置５のグリップ５ｄを操作した場合にも、作業範囲の
境界までの距離が小さいほどバケット１ｃの回動が減速
されると共に、グリップ５ｄの操作方向とは反対方向
に、作業範囲の境界への角度が小さくなるほど大きくな
るような操作反力がグリップ５ｄに与えられるため、オ
ペレータはバケット３ｃが作業範囲の境界近傍にあるこ
とを認識でき、バケット３ｃの不意の停止を回避するこ
とができる。

【００８０】本発明の第２の実施形態を図１１〜図１７
により説明する。本実施形態は領域制限制御のため予め
設定した作業範囲の境界付近で操作レバー装置に反力を
与えるものである。

【００８１】図１１において、図１の符号と同じ符号で
示すものは図１で説明したのと同等の部材である。７Ａ
は本実施形態による軌跡制御装置の制御ユニットであ
り、８は、制限作業範囲を予め設定する作業範囲設定装
置である。この作業範囲の設定方法としては、数値入力
により与えても良いし、実際にフロント装置１Ａを移動
して教示しても良いし、またはそれらの組合せであって
も良い。

【００８２】制御ユニット７Ａの処理内容を図１２〜図
１７により説明する。

【００８３】まず、アーム先端の位置制御について図１
２〜図１４により説明する。

【００８４】図１２において、Ｃは制御上予め設定した
作業範囲の境界である。バケット１ｃの先端がこの予め
設定した作業範囲の境界Ｃの近傍にあるようなフロント
装置の姿勢で図示のような目標速度ベクトルＶxyにて操
作レバー３ｂを操作した場合、オペレータにバケット１
ｃの先端が作業範囲の境界近傍であることを知らせない
と、オペレータの意に反してフロント装置１Ａが突然停
止してしまう。また、フロント装置１Ａがどの位置でど
の方向に操作不能であるかが分からないと、作業範囲の
境界近傍でフロント装置１Ａの連続した動作が行えな
い。そこで、本発明では、アーム先端の目標速度ベクト
ルＶxyのうち作業範囲の境界から出ようとする成分Ｖo
に対して、これとは反対向きにバケット先端と境界Ｃと
の距離ΔＸが小さくなるに従って大きくなるような操作
反力Ｆを与え、これによりオペレータに作業範囲の境界
近傍にあることとフロント装置１Ａの操作可能な方向を
認識させるものである。

【００８５】以下、図１３の制御フローチャートを用い
て実際の処理を説明する。

【００８６】はじめに手順５００において、操作レバー
５ｂにより指令されたアーム先端の目標速度ベクトルＶ
xyを入力する。

【００８７】次に手順５１０において、角度検出器６ａ
〜６ｂにより検出したブーム・アームの角度θ1，θ2を
入力する。

【００８８】次に手順５２０において、原点Ｏからバケ
ット先端までの距離の境界Ｃに垂直な成分と境界Ｃの設
定値との差により、バケット１ｃの先端から作業範囲の
境界Ｃまでの距離ΔＸを演算する。

【００８９】次に手順５３０において、図１２に示す角
度αの余弦が正であるかによって目標速度ベクトルＶxy
が作業範囲の外を向いているか否かを判定し、作業範囲
の外に向いている場合には手順５４０に進み、そうでな
い場合には手順５６０に進む。ここで、角度αは目標速
度ベクトルＶxyが作業範囲の境界に対する垂線とのなす
角度である。

【００９０】手順５４０において、作業範囲の境界Ｃま
での距離ΔＸと図１４（ａ）の関係ｈ（ΔＸ）に基づき
減速係数ｈを求め、これを目標速度ベクトルＶxyに乗じ
ることにより、制限範囲の境界Ｃまでの距離ΔＸが小さ
いほど減速するようなアーム先端の目標速度ベクトルＶ
xy′を求める（Ｖxy′＝ｈ（ΔＸ）・Ｖxy）。ここで、
図１４（ａ）の関係ｈ（ΔＸ）は上記の図７（ａ）の関
係ｈ（ΔＸi）と同様に設定されている。

【００９１】次に手順５５０において、作業範囲の境界
Ｃまでの距離ΔＸと図１４（ｂ）の関係ｋ（ΔＸ）に基
づき反力係数ｋを求め、この反力係数ｋと目標速度ベク
トルＶxyのうち作業範囲の境界の外に出ようとする成分
Ｖoに基づき、距離ΔＸ1が小さくなるほど、また速度ベ
クトル成分Ｖoが大きくなるほど大きくなり、その向き
は速度ベクトル成分Ｖoの反対となるような操作反力ベ
クトルＦを演算する（Ｆ＝−ｋ（ΔＸ）・Ｖo）。ここ
で、図１４（ｂ）の関係ｋ（ΔＸ）は上記の図７（ｂ）
の関係ｋ（ΔＸi）と同様に設定されている。

【００９２】また手順５６０に進んだ場合には、目標速
度ベクトルＶxy′をＶxy′＝Ｖxyとし、減速制御を行わ
ないものとする。

【００９３】次に手順５７０において、操作反力ベクト
ルＦ＝０とし、操作反力を発生しないものとする。

【００９４】次に手順５８０において、幾何学演算によ
りアーム先端の目標速度ベクトルＶxy′からブーム・ア
ームの流量制御弁４ａ，４ｂの指令値ｕ1，ｕ2を求め
る。

【００９５】次に手順５９０において、操作反力ベクト
ルＦを与えるようなトルク発生器５ｑ，５ｒの指令値Ｍ
x，Ｍyを求める。

【００９６】次に手順６００において、流量制御弁４
ａ，４ｂの指令値ｕ1，ｕ2をアンプへ出力する。

【００９７】次に手順６１０において、トルク発生器５
ｑ，５ｒの指令値Ｍx，Ｍyをアンプへ出力し、はじめに
戻る。

【００９８】バケット１ｃの姿勢制御について図１５〜
図１７により説明する。

【００９９】バケット１ｃの現在角度Ｚが作業範囲の境
界Ｃ近傍にあるようなフロント装置の姿勢で図示のよう
な目標バケット角速度Ｖzとなるように操作レバー装置
５のグリップ５ｄを操作した場合、オペレータにバケッ
ト１ｃが作業範囲の境界近傍であることを知らせない
と、オペレータの意に反してバケット１ｃが突然停止し
てしまう。そこで、本発明では、目標バケット角速度Ｖ
zのうち作業範囲の境界から出ようとするものに対し
て、これとは反対向きに境界への角度ΔＺが小さくなる
に従って大きくなるような操作反力Ｆzを与え、これに
よりオペレータに作業範囲の境界近傍にあることを認識
させるものである。

【０１００】以下、図１６の制御フローチャートを用い
て実際の処理を説明する。

【０１０１】はじめに手順７００において、操作レバー
装置５のグリップ５ｄにより指令された目標バケット角
速度Ｖzを入力する。

【０１０２】次に手順７１０において、角度検出器６ａ
〜６ｃにより検出したブーム・アーム・バケットの角度
θ1，θ2，θ3を入力する。

【０１０３】次に手順７２０において、バケット１ｃの
先端の作業範囲の境界Ｃまでの角度ΔＺを演算する。

【０１０４】次に手順７３０において、目標バケット角
速度Ｖzと作業範囲の境界Ｃまでの角度ΔＺを乗じた値
が正であるか否かにより目標バケット角速度Ｖzが作業
範囲の外を向いているか否か判定し、外を向いている場
合には手順７４０に進み、そうでない場合には手順７６
０に進む。

【０１０５】手順７４０において、角度ΔＺと図１８
（ａ）の関係ｈz（ΔＺ）に基づき減速係数ｈzを求め、
これを目標バケット角速度Ｖzに乗じることにより、作
業範囲の境界Ｃまでの角度ΔＺが小さくなるほど減速す
るようなバケット角速度指令値Ｖz′を求める（Ｖz′＝
ｈz（｜ΔＺ｜）・Ｖz）。ここで、図１８（ａ）の関係
ｈz（ΔＺ）は上記の図７（ａ）の関係ｈ（ΔＸi）と同
様に設定されている。

【０１０６】次に手順７５０において、角度ΔＺと図１
８（ｂ）の関係ｋz（ΔＺ）に基づき反力係数ｋzを求
め、この反力係数ｋzと目標バケット角速度Ｖzに基づ
き、角度ΔＺが小さくなるほど、また目標バケット角速
度Ｖzが大きくなるほど大きくなり、その向きは作業範
囲の境界とは反対方向を向くような操作反力Ｆzを演算
する（Ｆz＝−ｋz（｜ΔＺ｜）・Ｖz）。ここで、図１
８（ｂ）の関係ｋz（ΔＺ）は上記の図７（ｂ）の関係
ｋ（ΔＸi）と同様に設定されている。

【０１０７】また手順７６０に進んだ場合には、バケッ
ト角速度指令値Ｖz′をＶz′＝Ｖzとし、減速制御を行
わないものとする。

【０１０８】次に手順７７０において、操作反力Ｆz＝
０とし、操作反力を発生しないものとする。

【０１０９】次に手順７８０において、幾何学演算によ
りバケット角速度指令値Ｖz′からバケットの流量制御
弁４ｃの指令値ｕ３を求める。

【０１１０】次に手順７９０において、操作反力Ｆzを
与えるようなトルク発生器５ｓの指令値Ｍzを求める。

【０１１１】次に手順８００において、バケットの流量
制御弁４ｃの指令値ｕ３をアンプへ出力する。

【０１１２】次に手順８１０において、トルク発生器５
ｓの指令値Ｍzをアンプへ出力し、はじめに戻る。

【０１１３】以上のように構成した本実施形態では、制
御上予め設定した作業範囲の境界Ｃ近傍において、バケ
ット先端が作業範囲の境界Ｃの外に出るように操作レバ
ー装置５の操作レバー５ｂを操作した場合には、作業範
囲の境界Ｃまでの距離が小さくなるほどアーム先端は減
速されると共に、操作レバー５ｂの操作方向とは反対方
向に、作業範囲の境界Ｃまでの距離が小さくなるほど大
きくなるような操作反力が操作レバー５ｂに与えられる
ため、オペレータは操作レバー５ｂの操作が重くなるこ
とでバケット先端が作業範囲の境界近傍にあることを確
実に認識でき、フロント装置の不意の停止を回避するこ
とができる。

【０１１４】また、目標速度ベクトルＶxyのうち作業範
囲の境界から出ようとするベクトル成分が大きくなるほ
ど大きくなるように操作反力が与えられるため、オペレ
ータが操作反力を感じて操作レバー５ｂの操作方向を変
えるとき、当該ベクトル成分が小さくなる方向は反力が
小さく動かし易くなり、オペレータはこの動かし易い方
向に操作レバー５ｂを操作すれば、自然に当該ベクトル
成分が小さくなる方向、即ち目標速度ベクトルＶxyが作
業範囲の境界に向かわなくなる方向に操作レバー５ｂを
動かすこととなり、作業範囲の境界近傍で動かし易い方
向に操作レバー５ｂを操作するだけで容易に連続した軌
跡制御が行える。

【０１１５】また、バケット１ｃが作業範囲の境界Ｃの
外に出るように操作レバー装置５のグリップ５ｄを操作
した場合にも、作業範囲の境界Ｃまでの距離が小さくな
るほどバケット１Ｃの回動が減速されると共に、グリッ
プ５ｄの操作方向とは反対方向に、作業範囲の境界への
角度が小さくなるほど大きくなるような操作反力がグリ
ップ５ｄに与えられるため、オペレータはバケット３ｃ
が作業範囲の境界近傍にあることを認識でき、バケット
３ｃの不意の停止を回避することができる。

【０１１６】

【発明の効果】本発明によれば、作業範囲の境界近傍に
おいて、フロント装置が作業範囲の境界の外に出るよう
に操作手段を操作した場合には、それとは反対方向に、
作業範囲の境界への距離が小さくなるほど大きくなるよ
うな操作反力が操作手段に与えられるため、オペレータ
は操作手段の操作が重くなることでフロント装置が作業
範囲の境界近傍にあることを確実に認識でき、フロント
装置の不意の停止を回避することができるなど、良好な
操作性が得られる。

【０１１７】また、本発明によれば、作業範囲の境界か
ら出ようとする目標速度ベクトルの成分が大きくなるほ
ど大きくなるように操作反力が操作手段に与えられるた
め、作業範囲の境界近傍で動かし易い方向に操作手段を
操作するだけで容易に連続した軌跡制御が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による油圧ショベルの
軌跡制御装置をその油圧回路とともに示す図である。

【図２】本発明が適用される油圧ショベルの外観を示す
図である。

【図３】操作レバー装置の構造を示す図であり、（ａ）
は正面図、（ｂ）は側面図である。

【図４】アーム先端の位置制御に際して、アームシリン
ダ及びブームシリンダのストロークエンドにより生じる
作業範囲の境界とこの作業範囲の境界近傍で生じさせる
操作反力を説明する図である。

【図５】アーム先端の位置制御及び反力付与制御の処理
手順を示すフローチャートである。

【図６】図５のフローチャートにおける減速係数及び反
力演算手順の詳細を示すフローチャートである。

【図７】（ａ）は図６のフローチャートで減速係数の演
算に用いる作業範囲の境界までの距離と減速係数との関
係を示す図であり、（ｂ）は図６のフローチャートで反
力係数の演算に用いる作業範囲の境界までの距離と反力
係数との関係を示す図である。

【図８】バケットの姿勢制御に際して、バケットシリン
ダのストロークエンドにより生じる作業範囲の境界とこ
の作業範囲の境界近傍で生じさせる操作反力を説明する
図である。

【図９】バケットの姿勢制御及び反力付与制御の処理手
順を示すフローチャートである。

【図１０】（ａ）は図９のフローチャートで減速係数の
演算に用いる作業範囲の境界までの距離と減速係数との
関係を示す図であり、（ｂ）は図９のフローチャートで
反力係数の演算に用いる作業範囲の境界までの距離と反
力係数との関係を示す図である。

【図１１】本発明の第２の実施形態による油圧ショベル
の軌跡制御装置をその油圧回路とともに示す図である。

【図１２】アーム先端の位置制御に際して、アームシリ
ンダ及びブームシリンダのストロークエンドにより生じ
る作業範囲の境界とこの作業範囲の境界近傍で生じさせ
る操作反力を説明する図である。

【図１３】アーム先端の位置制御及び反力付与制御の処
理手順を示すフローチャートである。

【図１４】（ａ）は図１３のフローチャートで減速係数
の演算に用いる作業範囲の境界までの距離と減速係数と
の関係を示す図であり、（ｂ）は図１３のフローチャー
トで反力係数の演算に用いる作業範囲の境界までの距離
と反力係数との関係を示す図である。

【図１５】バケットの姿勢制御に際して、バケットシリ
ンダのストロークエンドにより生じる作業範囲の境界と
この作業範囲の境界近傍で生じさせる操作反力を説明す
る図である。

【図１６】バケットの姿勢制御及び反力付与制御の処理
手順を示すフローチャートである。

【図１７】（ａ）は図１６のフローチャートで減速係数
の演算に用いる作業範囲の境界までの距離と減速係数と
の関係を示す図であり、（ｂ）は図１６のフローチャー
トで反力係数の演算に用いる作業範囲の境界までの距離
と反力係数との関係を示す図である。

【符号の説明】

１Ａ フロント装置 １Ｂ 車体 １ａ ブーム １ｂ アーム １ｃ バケット １ｄ 上部旋回体 １ｅ 下部旋回体 ２ 油圧ポンプ ３ａ〜３ｃ 油圧アクチュエータ ４ａ〜４ｃ 流量制御弁 ５ 操作レバー装置 ５ａ 自在軸受部 ５ｂ 操作レバー ５ｃ 軸部 ５ｄ グリップ ５ｅ，５ｆ スリット ５ｇ１，５ｇ２，５ｈ１，５ｈ２ 軸部 ５ｉ，５ｊ 従動アーム ５ｍ，５ｎ，５ｐ 角度検出器 ５ｑ，５ｒ，５ｓ トルク発生器 ５ｔ，５ｕ，５ｖ バネ ６ａ〜６ｃ 角度検出器 ７ 制御ユニット

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下方向に回動可能な複数のフロント部材
   により構成される多関節型のフロント装置と、前記複数
   のフロント部材を駆動する複数の油圧アクチュエータ
   と、この複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の
   流量を制御する複数の流量制御弁とを有する建設機械に
   備えられ、前記フロント装置の先端部分の目標速度ベク
   トルを指令する操作手段からの信号に基づき前記複数の
   流量制御弁を駆動操作し、その目標速度ベクトルに従っ
   て前記フロント装置の先端部分を移動させる軌跡制御装
   置において、（ａ）前記フロント装置の姿勢に関する状
   態量を検出する検出手段と、（ｂ）この検出手段からの
   信号に基づき、前記フロント装置の姿勢を演算する第１
   演算手段と、（ｃ）前記操作手段で指令されたフロント
   装置の先端部分の目標速度ベクトルと前記第１演算手段
   で演算されたフロント装置の姿勢に基づき、フロント装
   置の先端部分が予め設定した作業範囲の境界の近傍でこ
   の境界の外側へ向かうよう操作されたとき、作業範囲の
   境界までの距離が近くなるに従って大きくなるよう前記
   操作手段の操作反力を演算する第２演算手段と、（ｄ）
   前記操作手段に設けられ、前記第２演算手段で演算され
   た操作反力を発生させるトルク発生手段とを備えること
   を特徴とする建設機械の軌跡制御装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の建設機械の軌跡制御装置に
   おいて、前記第２演算手段は、前記目標速度ベクトルの
   うち前記作業範囲の境界から出ようとするベクトル成分
   が大きくなるに従って大きくなるように前記操作反力を
   演算することを特徴とする建設機械の軌跡制御装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の建設機械の軌跡制御
   装置において、前記第２演算手段は、前記作業範囲の境
   界として、前記複数の油圧アクチュエータの各ストロー
   クエンドにより生じる作業範囲の境界が設定されている
   ことを特徴とする建設機械の軌跡制御装置。
4. 【請求項４】請求項１又は２記載の建設機械の軌跡制御
   装置において、前記第２演算手段は、前記作業範囲の境
   界として、制御上の作業領域の境界が予め設定されてい
   ることを特徴とする建設機械の軌跡制御装置。
5. 【請求項５】請求項１又は２記載の建設機械の軌跡制御
   装置において、前記操作手段は、自在軸受部により任意
   の方向に傾転可能に支持された操作レバーと、互いに直
   交する方向に回転自在に支持され、前記操作レバーの傾
   転方向と傾転量に応じて回転する２つの従動部材と、こ
   の２つの従動部材の回転角をそれぞれ検出する２つの角
   度検出器とを有し、前記トルク発生手段は前記２つの従
   動部材の回転軸にそれぞれ設けられた２つのトルク発生
   器を有することを特徴とする建設機械の軌跡制御装置。
6. 【請求項６】上下方向に回動可能な複数のフロント部材
   により構成される多関節型のフロント装置と、前記複数
   のフロント部材を駆動する複数の油圧アクチュエータ
   と、この複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の
   流量を制御する複数の流量制御弁とを有する建設機械に
   備えられ、前記フロント装置の先端部分の目標速度ベク
   トルを指令することにより前記複数の流量制御弁を操作
   し、その目標速度ベクトルに従って前記フロント装置の
   先端部分を移動させる軌跡制御装置の操作装置におい
   て、 自在軸受部により任意の方向に傾転可能に支持された操
   作レバーと、互いに直交する方向に回転自在に支持さ
   れ、前記操作レバーの傾転方向と傾転量に応じて回転す
   る２つの従動部材と、この２つの従動部材の回転角をそ
   れぞれ検出する２つの角度検出器と、前記２つの従動部
   材の回転軸にそれぞれ設けられ、前記操作レバーに操作
   反力を与える２つのトルク発生器とを有することを特徴
   とする軌跡制御装置の操作装置。