JPS5836696B2 - ユアツシヨベルナドノ バケツトキセキセイギヨソウチ - Google Patents
ユアツシヨベルナドノ バケツトキセキセイギヨソウチInfo
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- JPS5836696B2 JPS5836696B2 JP8346975A JP8346975A JPS5836696B2 JP S5836696 B2 JPS5836696 B2 JP S5836696B2 JP 8346975 A JP8346975 A JP 8346975A JP 8346975 A JP8346975 A JP 8346975A JP S5836696 B2 JPS5836696 B2 JP S5836696B2
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 14
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- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
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- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
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Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は油本ショベル、ローダショベル、トラクタージ
ョベルなどのように複数個の油圧シリンダを用いてパケ
ットの移動軌跡を制御する建設機械において、従来に比
べて少数の操作レバーを操作することによって、パケッ
トの移動軌跡を容易に自動制御することができる制御装
置に関するものである。
ョベルなどのように複数個の油圧シリンダを用いてパケ
ットの移動軌跡を制御する建設機械において、従来に比
べて少数の操作レバーを操作することによって、パケッ
トの移動軌跡を容易に自動制御することができる制御装
置に関するものである。
油圧ショベル等のフロントアタッチメントは第1図に示
すように、本体1の基台に一端を枢支されるブーム2、
ブーム2の他端に中間部を枢使されるアーム3およびア
ーム3の先端に枢支されるパケット4とによりリンク機
構を形或する。
すように、本体1の基台に一端を枢支されるブーム2、
ブーム2の他端に中間部を枢使されるアーム3およびア
ーム3の先端に枢支されるパケット4とによりリンク機
構を形或する。
前記リンク機構はブームシリンダ5、アームシリンダ6
およびパケットシリンダ7の各変位を適宜組合せること
により掘削作業を行うもので単純な掘削作業に対して強
い力を出すのに適した機構となっている。
およびパケットシリンダ7の各変位を適宜組合せること
により掘削作業を行うもので単純な掘削作業に対して強
い力を出すのに適した機構となっている。
しかしながら、法面作業や溝底を水平に掘削する作業の
ように、パケット4の刃先を直線に沿って動かす場合に
は、オペレータは前記三つの各シリンダを運転室8に配
置された各操作レバーによって同時に操作しなければな
らず、熟練を要する極めて複雑な操作となる。
ように、パケット4の刃先を直線に沿って動かす場合に
は、オペレータは前記三つの各シリンダを運転室8に配
置された各操作レバーによって同時に操作しなければな
らず、熟練を要する極めて複雑な操作となる。
このため直線掘削に適した油圧ショベル等が要求され、
従来種々の発明考案がなされている。
従来種々の発明考案がなされている。
たとえば(1)フロントアタッチメントの機構そのもの
を直線掘削に適した形に変更するもの。
を直線掘削に適した形に変更するもの。
この方法には特公昭49−34768号やU.S.P3
,792,786号のように平行四辺形リンクを構或
するもの、あるいは油圧式トラッククレーンのテレスコ
ブームの原理に基づいてブームを伸縮させることにより
パケットを直線的に動かすものがある。
,792,786号のように平行四辺形リンクを構或
するもの、あるいは油圧式トラッククレーンのテレスコ
ブームの原理に基づいてブームを伸縮させることにより
パケットを直線的に動かすものがある。
(2)現状のまXのフロントアタッチメントに対してパ
ケット軌跡が直線運動をするよう自動匍脚するもの。
ケット軌跡が直線運動をするよう自動匍脚するもの。
この方法には特公昭47−177号や特開昭48232
04号のように油圧ショベル等のフロントアタッチメン
トを縮少したミニチュアを用いて、そのパケット部分を
手で動かすかあるいは法面部材に沿って自動的に動かす
ことにより実際のパケットが同じ動きをするいわゆる[
マスタースレーブ方式」のもの、また予じめ掘削すべき
軌跡やバケット角を与えておいてオペレータの指示によ
りその通りの軌跡を描かせいわゆる 軌跡記憶方式1が
あり、これには特公昭50−603号のようにアームシ
リンダのストローク変化に対してブームシリンダのスト
ロークがどれだけ変化しなければならないかを予め仕上
げようとする法面において各々予め計算されたものに基
づいて指示を発するアナログコンピュータのような関数
発生器を軌跡演算機構として用いたものがある。
04号のように油圧ショベル等のフロントアタッチメン
トを縮少したミニチュアを用いて、そのパケット部分を
手で動かすかあるいは法面部材に沿って自動的に動かす
ことにより実際のパケットが同じ動きをするいわゆる[
マスタースレーブ方式」のもの、また予じめ掘削すべき
軌跡やバケット角を与えておいてオペレータの指示によ
りその通りの軌跡を描かせいわゆる 軌跡記憶方式1が
あり、これには特公昭50−603号のようにアームシ
リンダのストローク変化に対してブームシリンダのスト
ロークがどれだけ変化しなければならないかを予め仕上
げようとする法面において各々予め計算されたものに基
づいて指示を発するアナログコンピュータのような関数
発生器を軌跡演算機構として用いたものがある。
しかしながら(1)の場合には、フロントアタッチメン
トのリンク機構そのものが変更させられる結果、リンク
機構の複雑化および重量化あるいは強度的不安定化など
が起り本来の重掘削に全く不向きな機構となる。
トのリンク機構そのものが変更させられる結果、リンク
機構の複雑化および重量化あるいは強度的不安定化など
が起り本来の重掘削に全く不向きな機構となる。
また(2)の場合、特公昭47−177号によれば掘削
作業の間オペレータ自身が常にパケットの位置信号を与
えてやらねばならないので、オペレータの疲労度が著し
く、特開昭48−23204号によれば自動スイッチを
入れるだけで法面掘削を行うことができる反面、掘削状
況に応じてオペレータが速度制御できないしまた異常状
態が発生したとき即座にこれに対処しながら掘削を進め
ることができない。
作業の間オペレータ自身が常にパケットの位置信号を与
えてやらねばならないので、オペレータの疲労度が著し
く、特開昭48−23204号によれば自動スイッチを
入れるだけで法面掘削を行うことができる反面、掘削状
況に応じてオペレータが速度制御できないしまた異常状
態が発生したとき即座にこれに対処しながら掘削を進め
ることができない。
また「軌跡記憶方式」において、特公昭50−603号
に述べているような予じめ計算されたものに基づいて指
示を発するアナログコンピュタ等を軌跡演算機構として
用いた場合、装置が非常にコスト高となり汎用性に欠け
る欠点がある。
に述べているような予じめ計算されたものに基づいて指
示を発するアナログコンピュタ等を軌跡演算機構として
用いた場合、装置が非常にコスト高となり汎用性に欠け
る欠点がある。
本発明は上記に鑑みなされたもので、F軌跡記憶方式」
に属しかつアナログコンピュータなどの関数発生器によ
り予じめ計算するのでなく、各リンクのとるべき位置関
係を常に保って動く油圧ショベル等のフロントアタッチ
メントと相似なモデルリンク機構を用いることによりコ
ストの安い軌跡制御装置を提供すると共に本来の油圧シ
ョベルの機能を全く損わずかつオペレータが従来のショ
ベル操作を行う感覚でパケット軌跡を容易に制御するこ
とを目的とする。
に属しかつアナログコンピュータなどの関数発生器によ
り予じめ計算するのでなく、各リンクのとるべき位置関
係を常に保って動く油圧ショベル等のフロントアタッチ
メントと相似なモデルリンク機構を用いることによりコ
ストの安い軌跡制御装置を提供すると共に本来の油圧シ
ョベルの機能を全く損わずかつオペレータが従来のショ
ベル操作を行う感覚でパケット軌跡を容易に制御するこ
とを目的とする。
以下図面について本発明を説明する。
第1図において、油圧ショベル本体1が乗っているG.
Lを基準として角度α。
Lを基準として角度α。
だけ傾斜し、ブームフートの枢支点P1よりh。
だけ離れた千面9を直線状に掘削する場合を考える。
ブーム2とアーム3の枢着点をP2、アーム3の先端の
バケツ1・4の回転中心点をP3、パケット4の刃先を
Tとすると、 となる。
バケツ1・4の回転中心点をP3、パケット4の刃先を
Tとすると、 となる。
第2図を参煕するに、角度Sはパケット形状により決定
される一定の角度であり、δは千面9とパケット刃先方
向とのなす角度である。
される一定の角度であり、δは千面9とパケット刃先方
向とのなす角度である。
(以下δを掘削角という)。
今二次元的に考えて、平面9を掘削線XXとし、P3点
を通って掘削線XXに平行な線LLを設定し、XX線と
LL線との距離をhとすると、 h = l3sin (β+δ)・・・・・・・・・・
・・・・・(1)で表わせる。
を通って掘削線XXに平行な線LLを設定し、XX線と
LL線との距離をhとすると、 h = l3sin (β+δ)・・・・・・・・・・
・・・・・(1)で表わせる。
したがって掘削角δを一定にするならばhは一定となり
、パケット刃先TがXX線上を動くためには、パケット
回転中心点P3がLL線上を動けばよい。
、パケット刃先TがXX線上を動くためには、パケット
回転中心点P3がLL線上を動けばよい。
掘削作業時、オペレータが掘削角δを目視によりほゾ一
定に制御することは容易であり、また後にδを一定に自
動制御する方法を述べるが、まずP3点がLL線上を動
くよう制御する方法について説明する。
定に制御することは容易であり、また後にδを一定に自
動制御する方法を述べるが、まずP3点がLL線上を動
くよう制御する方法について説明する。
第2図において、P1点を通りXX線に直角な線をYY
線とし、XX座標を設定する。
線とし、XX座標を設定する。
P1点を通りG.Lに平行な線をHH線とし、同じくP
,点を通りX軸に平行な線をAA線とし、P1点とP2
点とを通る線をBB線とし、P2点とP3点とを通る線
をCC線とし、P3点とパケット刃先Tを通る線をDD
線とする。
,点を通りX軸に平行な線をAA線とし、P1点とP2
点とを通る線をBB線とし、P2点とP3点とを通る線
をCC線とし、P3点とパケット刃先Tを通る線をDD
線とする。
今HH線とAA線とのなす角をα。
、HH線とBB線とのなす角をブーム角α1,BB線と
CC線とのなす角をアーム角α2、CC線とDD線との
なす角度をパケット角α3とする。
CC線とのなす角をアーム角α2、CC線とDD線との
なす角度をパケット角α3とする。
但し〜,α1,α2,α3の符号の取り方は第2図にお
いてα。
いてα。
,α1を正、α2,α3を負となるように定める。
AA線とXX線との距離をh。とするとhは、
で表わせる。
(2)式においてl1、112,α。,hoは一定であ
るから、hを一定にするためには、hを一定において、
α1とα2との関係を導いて、α1とα2とがその関係
を保つように制御すればよい。
るから、hを一定にするためには、hを一定において、
α1とα2との関係を導いて、α1とα2とがその関係
を保つように制御すればよい。
α1とα2とはそれぞれブームシリンダ5およびアーム
シリンダ6を操作することにより変化する値であり、直
線掘削の場合には主に操作するのはアームシリンダ6で
ブームシリンダ5は付随的に操作する場合が多いので、
アームシリンダ6を手動操作する場合を例に取って説明
する。
シリンダ6を操作することにより変化する値であり、直
線掘削の場合には主に操作するのはアームシリンダ6で
ブームシリンダ5は付随的に操作する場合が多いので、
アームシリンダ6を手動操作する場合を例に取って説明
する。
先ずアームシリンダ6を手動で操作してアーム角α2を
変化せしめ、アーム角α2を検出して、(2)式に(1
)式のhを代入して決定されるα,とα2の男係よりア
ーム角α2に対応するブーム角α1を計算し、ブーム角
がα1になるよう制御すれば前記P3点がL L線上を
動くことになる。
変化せしめ、アーム角α2を検出して、(2)式に(1
)式のhを代入して決定されるα,とα2の男係よりア
ーム角α2に対応するブーム角α1を計算し、ブーム角
がα1になるよう制御すれば前記P3点がL L線上を
動くことになる。
前述したように従来の方法では、(2)式を解析する演
算機構としてアナログコンピュータなどの複雑な関数発
生器を設けることが必要であった。
算機構としてアナログコンピュータなどの複雑な関数発
生器を設けることが必要であった。
そこで本発明においては、上記(2)式を厳密に表わし
て0)る機構は油圧操作式ショベルのフロントアタッチ
メントのリンク機構そのものであるという点に着目し、
このフロントアタッチメントと相似のモデルリンク機構
を各リンクのとるべき関係を常に保つよう構成すること
により、複雑な関数発生器を用いることなしにパケット
の軌跡制御を行う方法を採用した。
て0)る機構は油圧操作式ショベルのフロントアタッチ
メントのリンク機構そのものであるという点に着目し、
このフロントアタッチメントと相似のモデルリンク機構
を各リンクのとるべき関係を常に保つよう構成すること
により、複雑な関数発生器を用いることなしにパケット
の軌跡制御を行う方法を採用した。
このモデルリンク機構を第3図に示す、図において、リ
ンク10、リンク11はそれぞれブーム2、アーム3に
相当し、P1′点はモデルリンク機構の定点であり、ブ
ーム2の枢支点P1に相当する。
ンク10、リンク11はそれぞれブーム2、アーム3に
相当し、P1′点はモデルリンク機構の定点であり、ブ
ーム2の枢支点P1に相当する。
リンク10はこの定点P1′廻りに回動自在に枢着され
る。
る。
P2′点はブーム2とアーム3との枢着点P2に相当し
、リンク11はリンク10に対してP2′点廻りに回動
自在に枢着されている。
、リンク11はリンク10に対してP2′点廻りに回動
自在に枢着されている。
P3′点はアーム3とパケット4との枢着点P3に相当
し、P3点が動くべき軌跡LL線に相当するL/ L/
線上を動くよう拘束するガイド部材12aの溝に摺動可
能に保持されている。
し、P3点が動くべき軌跡LL線に相当するL/ L/
線上を動くよう拘束するガイド部材12aの溝に摺動可
能に保持されている。
図においてα1′,αこh , hoはそれぞれ第2図
のα1,α2,h,hoに相当し、またA/ A/線、
ドB′線、C/C/線、X/X/線、Y’Y線はそれぞ
れAA線、BB線、CC線、XX線、YY線に相当する
ものである。
のα1,α2,h,hoに相当し、またA/ A/線、
ドB′線、C/C/線、X/X/線、Y’Y線はそれぞ
れAA線、BB線、CC線、XX線、YY線に相当する
ものである。
第5図は第3図のモデルリンク機構を用いた本発明の一
実施例を示すもので、図において第2図および第3図と
同符号のものは同一部分またはそれに相当する部分を示
す。
実施例を示すもので、図において第2図および第3図と
同符号のものは同一部分またはそれに相当する部分を示
す。
18aは第3図のモデルリンク機構を示し、モデルリン
ク機構18a上のP2′点とP2点とは例えばセルシン
、ポテンションメータとサーボモータ、ワイヤーとリー
ルあるいは油圧ポンプと油圧モータなどのような遠隔回
転角伝達手段により連結されており、モデルリンク角α
2′は常にアーム角α2の変位に伴ってα2−α2′を
保持するよう変位する。
ク機構18a上のP2′点とP2点とは例えばセルシン
、ポテンションメータとサーボモータ、ワイヤーとリー
ルあるいは油圧ポンプと油圧モータなどのような遠隔回
転角伝達手段により連結されており、モデルリンク角α
2′は常にアーム角α2の変位に伴ってα2−α2′を
保持するよう変位する。
19はアームシリンダ6の方向切換弁、20はブームシ
リンダ5のサーボ弁、21はパケットシリンダ7の方向
切換弁である。
リンダ5のサーボ弁、21はパケットシリンダ7の方向
切換弁である。
枢支点P1およびP1′にはブーム角α1およびモデル
リンク角α1′をを検出するポテンションメータなどの
検出器が設けられ、これらの検出器はα1とα1′との
角度差を計算して電気信号により前記サーボ弁20を作
動するサーボアンプ22aに接続されている。
リンク角α1′をを検出するポテンションメータなどの
検出器が設けられ、これらの検出器はα1とα1′との
角度差を計算して電気信号により前記サーボ弁20を作
動するサーボアンプ22aに接続されている。
23aはブームシリンダ5の操作を自動と手動に切換え
る切換スイッチ、24aはサーボ弁20を操作する手動
操作レバーである。
る切換スイッチ、24aはサーボ弁20を操作する手動
操作レバーである。
以上のように構威された第5図の実施例において、アー
ムシリンダ6の方向切換弁19を手動で操作すると、ま
ずアーム3がP2点廻りに回動する。
ムシリンダ6の方向切換弁19を手動で操作すると、ま
ずアーム3がP2点廻りに回動する。
したがってアーム角α2は変化するが、前述したように
モデルリンク機構18aのリンク角4は遠隔回転角伝達
手段によって常にα2二α2′になるよう変位する。
モデルリンク機構18aのリンク角4は遠隔回転角伝達
手段によって常にα2二α2′になるよう変位する。
このときリンク11はP2′点廻りに回動し、P3′点
はガイド部材12aに沿ってL/ p線上を移動すると
共Qこリンク10も定点P1′廻りに回動してモデルリ
ンク角α1′も変化する。
はガイド部材12aに沿ってL/ p線上を移動すると
共Qこリンク10も定点P1′廻りに回動してモデルリ
ンク角α1′も変化する。
このα1′はP3′点がL/ L/線上を動くため、ブ
ーム角α,がLL線上を動くときに取らねばならない角
度になっている。
ーム角α,がLL線上を動くときに取らねばならない角
度になっている。
P1点とP1′点に設けた検出器はそれぞれブーム角α
1とモデルリンク角α1′とを検出してサーボアンプ2
2aに電気信号を送り、サーボアンプ22aはα1とα
1′とを比較してその差を増幅して出力を発する。
1とモデルリンク角α1′とを検出してサーボアンプ2
2aに電気信号を送り、サーボアンプ22aはα1とα
1′とを比較してその差を増幅して出力を発する。
この出力によってサーボ弁20が操作され、油圧減から
の圧油によってブームシリンダ5が駆動され、ブーム2
をP1点廻りに回動し、ブーム角α1をα1−α1′と
する。
の圧油によってブームシリンダ5が駆動され、ブーム2
をP1点廻りに回動し、ブーム角α1をα1−α1′と
する。
したがってパケット回転中心点P3はLL線上を移動す
る。
る。
また、切換スイッチ23aを図示の自動位置から手動位
置に切換えるとブーム用、アーム用およびパケット用各
操作レバーを手動で操作することにより通常の掘削を行
うことができる。
置に切換えるとブーム用、アーム用およびパケット用各
操作レバーを手動で操作することにより通常の掘削を行
うことができる。
以上の実施例においては、パケット4の操作は手動であ
ったので、掘削角δが正しく一定に制御されないと厳密
には掘削面は平面にならない。
ったので、掘削角δが正しく一定に制御されないと厳密
には掘削面は平面にならない。
そこで次に掘削角δを自動酌に一定に保つ制御方法につ
いて述べる。
いて述べる。
掘削角δを一定に保つには第2図に示す角度δ+βを一
定に保てば良いことがわかる。
定に保てば良いことがわかる。
そこで、第4図に示すようなモデルリンク機構を用いれ
ばこれを実現することができる。
ばこれを実現することができる。
第4図において第3図と同符号のものは同一部分または
相当する部分を示す。
相当する部分を示す。
図においてリンク13が第3図のモデルリンク機構に追
加され、リンク13は第2図のパケット4に相当するも
のである。
加され、リンク13は第2図のパケット4に相当するも
のである。
またリンク13の先端T′、角度β′+δ′、α3′、
I}’D’線はそれぞれ第2図のパケット刃先T1角度
β+δ、α3、DD線に相当する。
I}’D’線はそれぞれ第2図のパケット刃先T1角度
β+δ、α3、DD線に相当する。
リンク13の先端T′には,コ動子14が枢着され、摺
動子14はX/X/線に沿って設けられたガイド部材1
2b上を摺動するよう拘束されている。
動子14はX/X/線に沿って設けられたガイド部材1
2b上を摺動するよう拘束されている。
したがってリンク13の先端T′は常にXX線上を移動
する。
する。
またリンク13と摺動子14との相対角度β′+−夕は
例えばボルトとナット等の手段により所定の値に調節お
よび固定可能に構成する。
例えばボルトとナット等の手段により所定の値に調節お
よび固定可能に構成する。
ゆえにβ′+δ′を一担所定の値に固定すれば、リンク
13の先端T′がX/X/線上を移動するとき、リンク
13はX/X/線に対して常に所定の角度を保つ。
13の先端T′がX/X/線上を移動するとき、リンク
13はX/X/線に対して常に所定の角度を保つ。
またリンク13と摺動子14との相対角β′+δ′を遠
隔操作により所定の値に調節および固定するため、運転
席に掘削角調節レバートリンク13とをセルシンあるい
はポテンションメータとサーボモータなどの遠隔回転角
伝達手段により連結してもよい。
隔操作により所定の値に調節および固定するため、運転
席に掘削角調節レバートリンク13とをセルシンあるい
はポテンションメータとサーボモータなどの遠隔回転角
伝達手段により連結してもよい。
第4図に示すようなモデルリンク機構を用いた本発明の
実施例を第6図に示す。
実施例を第6図に示す。
図において第4図および第5図と同一符号のものは同一
部分または相当する部分を示す。
部分または相当する部分を示す。
18bは第4図に示すモデルリンク機構で2lbはパケ
ットシリンダ7のサーボ弁である。
ットシリンダ7のサーボ弁である。
枢支点P3およびP3′にはパケット角α3およびモデ
ルリンク角α3′を検出するポテンションメータなどの
検出器が設けられ、これらの検出器はα3 とα3′と
の差を計算して電気信号により前記サーボ弁21bを作
動するサーボアンプ22bに接続されている。
ルリンク角α3′を検出するポテンションメータなどの
検出器が設けられ、これらの検出器はα3 とα3′と
の差を計算して電気信号により前記サーボ弁21bを作
動するサーボアンプ22bに接続されている。
23bはパケットシリンダ7の操作を自動と手動に切換
える切換スイッチ、24bはサーボ弁2lbを操作する
手動操作レバーである。
える切換スイッチ、24bはサーボ弁2lbを操作する
手動操作レバーである。
以上のように構或された第6図の実施例において、アー
ムシリンダ6の切換弁を手動操作すると、前記第4図の
実施例と同様にアーム角α2−α2′の関係を保ってリ
ンク10およびリンク11が回動し、リンク13の先端
T′はβ′+δ′一一定の状態を保ちながらX/X/線
上を移動する。
ムシリンダ6の切換弁を手動操作すると、前記第4図の
実施例と同様にアーム角α2−α2′の関係を保ってリ
ンク10およびリンク11が回動し、リンク13の先端
T′はβ′+δ′一一定の状態を保ちながらX/X/線
上を移動する。
このときP3′点に設けられた角度検出器はα3′を検
出し、P3点に設けられた角度検出器はパケット角α3
を検出する。
出し、P3点に設けられた角度検出器はパケット角α3
を検出する。
α3とα3′はサーボアンプ22bで比較されその差に
よりアンプ22bから増幅された電気信号が出力として
発せられると、サーボ弁2lbが作動せられて、パケッ
トシリンダ7は駆動され、パケット角α3はα3′と等
しい値に制御される。
よりアンプ22bから増幅された電気信号が出力として
発せられると、サーボ弁2lbが作動せられて、パケッ
トシリンダ7は駆動され、パケット角α3はα3′と等
しい値に制御される。
したがって、パケット刃先Tは掘削面9上を移動し、β
+δ一β′+δ′一一定となり掘削角δは一定に保たれ
ることになる。
+δ一β′+δ′一一定となり掘削角δは一定に保たれ
ることになる。
また切換スイッチ23a,23bを図示の位置から手動
位置に切換えると、ブーム用、アーム用およびパケット
用操作レバーを手動で操作することにより通常の掘削作
業を行うことができる。
位置に切換えると、ブーム用、アーム用およびパケット
用操作レバーを手動で操作することにより通常の掘削作
業を行うことができる。
第5図および第6図の実施例においてはアームシリンダ
6を手動操作したとき、アーム角α2に注目し、これを
入力としてモデルリンク角α2′を等しく変位させ、ブ
ーム角α1またはブーム角α1およびパケット角α3の
取るべき値をモデルリンク機構上に具現化し、この値を
検出して実際の値と比較しその差を出力として発し、ブ
ームシリンダ5またはブームシリンダ5およびパケット
シリンダ7を作動し、ブーム2おたはブーム2およびパ
ケット4の変位する角度を前記計算値に等しくなるよう
制御したが、アーム角α2に対応する変位としてアーム
シリンダ6の変位に注目し、モデルリンク機構に各シリ
ンダと相似のものを設けることによって、アームシリン
ダ6の変位に対応して各シリンダの取るべき値をモデル
リンク機構上に具現化して、この値を検出し、この検出
値に等しくなるよう各シリンダの変位を制御することに
よって第5図および第6図と同様のパケット軌跡制御を
行うことができる。
6を手動操作したとき、アーム角α2に注目し、これを
入力としてモデルリンク角α2′を等しく変位させ、ブ
ーム角α1またはブーム角α1およびパケット角α3の
取るべき値をモデルリンク機構上に具現化し、この値を
検出して実際の値と比較しその差を出力として発し、ブ
ームシリンダ5またはブームシリンダ5およびパケット
シリンダ7を作動し、ブーム2おたはブーム2およびパ
ケット4の変位する角度を前記計算値に等しくなるよう
制御したが、アーム角α2に対応する変位としてアーム
シリンダ6の変位に注目し、モデルリンク機構に各シリ
ンダと相似のものを設けることによって、アームシリン
ダ6の変位に対応して各シリンダの取るべき値をモデル
リンク機構上に具現化して、この値を検出し、この検出
値に等しくなるよう各シリンダの変位を制御することに
よって第5図および第6図と同様のパケット軌跡制御を
行うことができる。
しかしながら実際の直線掘削作業においては、一度掘削
した面より少しづつ切りこんで掘削する必要があり、前
記実施例で述べたガイド部材12は所望量だけ平行に移
動する機構を必要とする。
した面より少しづつ切りこんで掘削する必要があり、前
記実施例で述べたガイド部材12は所望量だけ平行に移
動する機構を必要とする。
第7図にその実施例を示す。
図において第3図および第4図と同符号のものは同一部
分または相当する部分を示す。
分または相当する部分を示す。
ガイド部材12はリンク26、リンク29aおよびリン
ク29bと共に平行四辺形リンクを形成し、また隣接す
るリンク間の角度たとえばリンク29aとリンク26と
のなす角θを自由に調節できる装置30が設けられてい
る。
ク29bと共に平行四辺形リンクを形成し、また隣接す
るリンク間の角度たとえばリンク29aとリンク26と
のなす角θを自由に調節できる装置30が設けられてい
る。
さらにリンク26の両端側に装置された固定子28がモ
デルリンク機構上に設けた溝2γa , 27b上を移
動可能に構成されているので、リンク26の両端をそれ
ぞれ溝27a ,27b上の任意の位置に固定でき、リ
ンク26を所望の傾斜角度に設定できる。
デルリンク機構上に設けた溝2γa , 27b上を移
動可能に構成されているので、リンク26の両端をそれ
ぞれ溝27a ,27b上の任意の位置に固定でき、リ
ンク26を所望の傾斜角度に設定できる。
したがって第7図に示すような装置を第3図または第4
図のモデルリンク機構に附加すれば、前記角度θを調節
することによりガイド部材12を平行移動し掘削面への
切り込み量を容易に調節できる。
図のモデルリンク機構に附加すれば、前記角度θを調節
することによりガイド部材12を平行移動し掘削面への
切り込み量を容易に調節できる。
また固定子28を移動させて掘削面の角度を所望に応じ
て設定することができる。
て設定することができる。
以上の実施例においては、直線掘削についてのみ述べて
来たが、第3図および第5図の実施例のガイド部材12
aを直線および曲線の任意の形状にすることにより、容
易に任意の軌跡上を倣い掘削することが可能となり、ま
た第4図および第6図の実施例においてもガイド部材1
2bの曲率が摺動子14の摺動し得る範囲であれば曲線
の倣い掘削に適用することができる。
来たが、第3図および第5図の実施例のガイド部材12
aを直線および曲線の任意の形状にすることにより、容
易に任意の軌跡上を倣い掘削することが可能となり、ま
た第4図および第6図の実施例においてもガイド部材1
2bの曲率が摺動子14の摺動し得る範囲であれば曲線
の倣い掘削に適用することができる。
本明細書において、今まで掘削作業についてのみ述べて
来たが、本発明は油圧ショベルで行う他の作業にも適用
できるものである。
来たが、本発明は油圧ショベルで行う他の作業にも適用
できるものである。
次に他の実施例の一つとしてダンプトラック16への積
込み作業について説明する。
込み作業について説明する。
第8図にこの実施例を示す。
図において破線で示したものは掘削直後のフロントアタ
ッチメントの姿勢であり、実線で示したのは、破線の平
面より上部旋回体1aが走行体1bに対してダンプトラ
ック16に掘削士を積込む位置まで所定の角度だけ旋回
した面内でのフロントアタッチメントの姿勢である。
ッチメントの姿勢であり、実線で示したのは、破線の平
面より上部旋回体1aが走行体1bに対してダンプトラ
ック16に掘削士を積込む位置まで所定の角度だけ旋回
した面内でのフロントアタッチメントの姿勢である。
図に示すように掘削直後の位置からダンプトラック16
に掘削土を積み込む位置に旋回する間に、フロントアタ
ッチメントの姿勢は破線の状態より実線の状態に移行せ
ねばならない。
に掘削土を積み込む位置に旋回する間に、フロントアタ
ッチメントの姿勢は破線の状態より実線の状態に移行せ
ねばならない。
この場合オペレーターは旋回用、ブーム用、アーム用、
パケット用の四本の操作レバーを組合せて操作せねばね
らずこの操作は非常に複雑で熟練を要する。
パケット用の四本の操作レバーを組合せて操作せねばね
らずこの操作は非常に複雑で熟練を要する。
そこで本発明をこれに適用する。第8図において、掘削
直後の姿勢におけるパケット回転中心点の位置とダンプ
トラック16に積み込む姿勢の該パケット回転中心点の
位置とを結ぶ線をLL線とする。
直後の姿勢におけるパケット回転中心点の位置とダンプ
トラック16に積み込む姿勢の該パケット回転中心点の
位置とを結ぶ線をLL線とする。
また同様にパケット刃先のそれぞれの位置を結ぶ線をX
X線とする。
X線とする。
そして前記第3図および第4図の実施例で述べたモデル
リンク機構18aもしくは18bを設けてガイド部材1
2を前記LL線もしくはXX線に相似なモデルリンク機
構上の軌跡に沿って設定すれば、旋回用およびアーム用
の二本の操作レバーもしくはパケット用操作レバーを加
えた三本の操作レバーの操作によって容易にダンプトラ
ック16への積み作業を行うことができる。
リンク機構18aもしくは18bを設けてガイド部材1
2を前記LL線もしくはXX線に相似なモデルリンク機
構上の軌跡に沿って設定すれば、旋回用およびアーム用
の二本の操作レバーもしくはパケット用操作レバーを加
えた三本の操作レバーの操作によって容易にダンプトラ
ック16への積み作業を行うことができる。
ガイド部材12をXX線上に設定するときにはパケット
刃先角δを常にパケット内の掘削土が落ちないような角
度に自動的に保持することができる。
刃先角δを常にパケット内の掘削土が落ちないような角
度に自動的に保持することができる。
いま\での説明では、オペレータが手動操作レバーによ
り操作する主動リンクをアーム3として述べたが、ダン
プトラック16に掘削士を積み込むような場合には、オ
ペレータが手動操作レバーにより操作する主動リンクを
アーム3よりもブーム2とし、主動リンクの変位に対応
して変位するよう自動制脚される従動リンクをアーム3
もしくはアーム3とパケット4とした方が適している。
り操作する主動リンクをアーム3として述べたが、ダン
プトラック16に掘削士を積み込むような場合には、オ
ペレータが手動操作レバーにより操作する主動リンクを
アーム3よりもブーム2とし、主動リンクの変位に対応
して変位するよう自動制脚される従動リンクをアーム3
もしくはアーム3とパケット4とした方が適している。
これは上記ダンプトラック積み込み作業の場合にはブー
ム2の動きが主となりアーム3の動きは附随的なものと
なるからである。
ム2の動きが主となりアーム3の動きは附随的なものと
なるからである。
また前記モデルリンク機構は一般に運転室8に配置して
オペレータが保守点検および調節容易にするのがよいが
、スペースその他に問題があれば、油圧ショベル本体1
の適当な場所に配置してもよいO 以上説明したように本発明は次の効果を奏するものであ
る。
オペレータが保守点検および調節容易にするのがよいが
、スペースその他に問題があれば、油圧ショベル本体1
の適当な場所に配置してもよいO 以上説明したように本発明は次の効果を奏するものであ
る。
(1)法面作業、ダンプトラック積み込み作業あるいは
所定の直線、曲線の軌跡上をパケット刃先が倣い掘削す
る作業を従来に比べて少数の操作レバーの操作により容
易に行うことができる。
所定の直線、曲線の軌跡上をパケット刃先が倣い掘削す
る作業を従来に比べて少数の操作レバーの操作により容
易に行うことができる。
(2)従来の油圧ショベル等の制御方式と同じ速度制御
方式であるので、オペレータは従来と同じ感覚で操作を
行うことができる。
方式であるので、オペレータは従来と同じ感覚で操作を
行うことができる。
(3)アナログコンピュータなどの関数発生器を用いな
いで簡単なモデルリンク機構により、本来の油圧ショベ
ル等の機能を全く損わず、信頼性が高くかつコストの安
いパケット軌跡自動制御装置を提供することができる。
いで簡単なモデルリンク機構により、本来の油圧ショベ
ル等の機能を全く損わず、信頼性が高くかつコストの安
いパケット軌跡自動制御装置を提供することができる。
(4)掘削面に対して少しづつ切り込んで掘削すること
ができ、掘削面傾斜角を自由に選定することができる。
ができ、掘削面傾斜角を自由に選定することができる。
第1図は油圧ショベルにより直線状に平面を掘削する状
態を示す図、第2図は油圧ショベルのフロントアタッチ
メントを構成するリンク機構の動作を確析する図、第3
図は本発明に用いられるモデルリンク機構の一実施例を
示す図、第4図はモデルリンク機構の他の実施例を示す
図、第5図は第3図のモデルリンク機構を用いた本発明
の一実施例を示す図、第6図は第4図のモデルリンク機
構を用いた本発明の他の実施例を示す図、第7図は掘削
面に対して少しづつ切り込んで掘削するためモデルリン
ク機構に附加する機構を示す図、第8図はダンプトラッ
クなどへの積込み作業に本発明を応用した場合を示す図
である。 1・・・・・・油圧ショベル本体、1a・・・・・・上
部旋回体、1b・・・・・・下部争行体、2・・・・・
・ブーム、3・・・・・・アーム、4・・・・・・パケ
ット、5・・・・・・ブームシリンダ、6・・・・・・
アームシリンダ、7・・・・・・パケットシリンダ、1
0・・・・・・ブームに相当するモデルリンク、11・
・・・・・アームに相描するモデルリンク、12・・・
・・・ガイド部材、13・・・・・・パケットに相当す
るモデルリンク、18a,18b・・・・・・モデルリ
ンク機構、2222a ,22b・・・・・・サーボア
ンプ、26・・・・・・ガイド部材に平行なリンク、2
9a,29b・・・・・・ガイド部材とこれに平行なリ
ンクの両端を連結するリンク。
態を示す図、第2図は油圧ショベルのフロントアタッチ
メントを構成するリンク機構の動作を確析する図、第3
図は本発明に用いられるモデルリンク機構の一実施例を
示す図、第4図はモデルリンク機構の他の実施例を示す
図、第5図は第3図のモデルリンク機構を用いた本発明
の一実施例を示す図、第6図は第4図のモデルリンク機
構を用いた本発明の他の実施例を示す図、第7図は掘削
面に対して少しづつ切り込んで掘削するためモデルリン
ク機構に附加する機構を示す図、第8図はダンプトラッ
クなどへの積込み作業に本発明を応用した場合を示す図
である。 1・・・・・・油圧ショベル本体、1a・・・・・・上
部旋回体、1b・・・・・・下部争行体、2・・・・・
・ブーム、3・・・・・・アーム、4・・・・・・パケ
ット、5・・・・・・ブームシリンダ、6・・・・・・
アームシリンダ、7・・・・・・パケットシリンダ、1
0・・・・・・ブームに相当するモデルリンク、11・
・・・・・アームに相描するモデルリンク、12・・・
・・・ガイド部材、13・・・・・・パケットに相当す
るモデルリンク、18a,18b・・・・・・モデルリ
ンク機構、2222a ,22b・・・・・・サーボア
ンプ、26・・・・・・ガイド部材に平行なリンク、2
9a,29b・・・・・・ガイド部材とこれに平行なリ
ンクの両端を連結するリンク。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ブームシリンダ、アームシリンダおよびパケットシ
リンダの各変位を適宜組合せてパケットの移動軌跡を制
御する油圧ショベル等において、ブームシリンダおよび
アームシリンダのいずれか一方を手動により操作し、手
動操作により変位するブームもしくはアームを主動リン
クとし、主動リンクの変位に対応して変位するブームも
しくはアームまたはブームおよびパケットもしくはアー
ムおよびパケットを従動リンクとしたとき、主動リンク
角またはこれに対応して変位する値を検出する検出機構
と、主動リンクと従動リンクの各回動支点間の距離の比
が実際のフロントアタッチメントにおけるその比と等し
くかつ実際の主動リンク変位に応じてその主動リンクが
相似の変位を行うとともにパケット刃先またはこれに相
当する点が動くべき軌跡と相似な軌跡上に前記パケット
刃先またはこれに相当する点を拘束する手段を有するモ
デルリンク機構と、モデルリンク機構上の従動リンク角
またはこれに対応して変位する値を検出する検出機構と
、モデルリンク機構上の従動リンクの変位と実際の従動
リンクの変位とを比較してその差により出力を発する機
構と、この出力により従動リンクの実際に変位する値と
前記モデルリンク機構上の従動リンクの変位とを等しく
するよう制御する機構とを備えたことを特徴とする油圧
ショベル等のパケット軌跡制御装置。 2 主動リンク角とこれに相当すくモデルリンク角が常
に等しくなるよう主動リンクと該モデルリンクとを遠隔
回転角伝達手段により連結し、パケット回転中心点が動
くべき軌跡と相似な軌跡上をモデルリンク機構上のパケ
ット回転中心に相当する点が動くよう拘束するガイド部
材をモデルリンク機構に設け、主動リンクを変位させた
とき、従動リンクに相当するモデルリンク角と実際の従
動リンク角度差を検出してこの差に相当するだけ従動リ
ンク角を変位させる機構とを設けたことを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の油圧ショベル等のパケット軌
跡制御装置。 3 主動リンク角とこれに相当するモデルリンク角とが
常に等しくなるよう主動リンクとモデルリンクとを遠隔
回転角伝達手段により連結し、パケット刃先の動くべき
軌跡と相似な軌跡上をモデルリンク機構上のパケット刃
先に相当する点に設けた摺動子が動くよう拘束するガイ
ド部材と、パケットに相当するモデルリンクと前記摺動
子とのなす角を調節および固定する手段とをモデルリン
ク機構に設け、主動リンクを変位させたとき、従動リン
クに相当するモデルリンクの角度と実際の従動リンクと
の角変差を検出してこの差に相当するだけ従動リンク角
を変位させる機構を設けたことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の油圧ショベルのパケット軌跡匍脚装置
。 4 モデルリンク機構に設けた上記ガイド部材と、ガイ
ド部材と平行なリンクと、ガ,fド部材とこれに平行な
リンクの両端をそれぞれ連結する二本のリンクとにより
平行四辺形リンク機構を形或し、隣接する二つのリンク
のなす角を自由に調節および固定可能にすると共に前記
ガイド部材に平行なリンクをモデルリンク機構上の任意
の位置に固定し傾斜角を所望の角度に設定するよう構吸
したことを特徴とする特許請求の範囲第2項および第3
項記載の油圧ショベル等のパケット軌跡制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8346975A JPS5836696B2 (ja) | 1975-07-09 | 1975-07-09 | ユアツシヨベルナドノ バケツトキセキセイギヨソウチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8346975A JPS5836696B2 (ja) | 1975-07-09 | 1975-07-09 | ユアツシヨベルナドノ バケツトキセキセイギヨソウチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS528604A JPS528604A (en) | 1977-01-22 |
| JPS5836696B2 true JPS5836696B2 (ja) | 1983-08-11 |
Family
ID=13803319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8346975A Expired JPS5836696B2 (ja) | 1975-07-09 | 1975-07-09 | ユアツシヨベルナドノ バケツトキセキセイギヨソウチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5836696B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60167894U (ja) * | 1984-04-17 | 1985-11-07 | 石川島播磨重工業株式会社 | 油圧切換弁 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5552437A (en) * | 1978-10-06 | 1980-04-16 | Komatsu Ltd | Working instrument controller |
-
1975
- 1975-07-09 JP JP8346975A patent/JPS5836696B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60167894U (ja) * | 1984-04-17 | 1985-11-07 | 石川島播磨重工業株式会社 | 油圧切換弁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS528604A (en) | 1977-01-22 |
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