JPS5839978B2 - ユアツシヨベルナドノセンカイキセキセイギヨホウホウ オヨビ ソウチ - Google Patents
ユアツシヨベルナドノセンカイキセキセイギヨホウホウ オヨビ ソウチInfo
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- JPS5839978B2 JPS5839978B2 JP8347075A JP8347075A JPS5839978B2 JP S5839978 B2 JPS5839978 B2 JP S5839978B2 JP 8347075 A JP8347075 A JP 8347075A JP 8347075 A JP8347075 A JP 8347075A JP S5839978 B2 JPS5839978 B2 JP S5839978B2
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
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- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は油圧ショベルあるいはローダショベルなどのよ
うに旋回体を有する建設機械において、掘削土をダンプ
トラックなどに積込む際の油圧ショベル等の旋回軌跡を
制御する方法および装置に関するものである。
うに旋回体を有する建設機械において、掘削土をダンプ
トラックなどに積込む際の油圧ショベル等の旋回軌跡を
制御する方法および装置に関するものである。
従来、油圧ショベル等において掘削した土砂をダンプト
ラックなどに積込む場合、オペレータは運転席に設けた
ブーム用、アーム用、パケット用および旋回用の四本の
操作レバーを組合せて操作せねばならず、その作業は非
常に複雑で熟練を要した。
ラックなどに積込む場合、オペレータは運転席に設けた
ブーム用、アーム用、パケット用および旋回用の四本の
操作レバーを組合せて操作せねばならず、その作業は非
常に複雑で熟練を要した。
このためオペレータの疲労度がはげしく作業能率の低下
をきたすばかりでなく、未熟なオペレータが操作した場
合、油圧ショベルフロントをダンプトラックにぶつつけ
て機械の破損を起すなどの問題を生じた。
をきたすばかりでなく、未熟なオペレータが操作した場
合、油圧ショベルフロントをダンプトラックにぶつつけ
て機械の破損を起すなどの問題を生じた。
本発明は上記従来の欠点に鑑みなされたもので、ブーム
シリンダ、アームシリンダ、パケットシリンダの各変位
および旋回モータの回転角度変位を適宜組合せてパケッ
ト旋回軌跡を制御する油圧ショベル等において、掘削終
了後、まず旋回体が左旋回するか右旋回するかを選択し
てパケット回転中心もしくはパケット刃先の予め設定さ
れた直線軌跡上の移動方向を指示し、次いで旋回レバー
を操作し旋回体と走行体との相対変位角を変化させ、掘
削直後の位置からパケット回転中心もしくはパケット刃
先がこの相対変位角に応じて予め設定された直線軌跡上
を動くべきブームおよびアームもしくはブーム、アーム
およびパケットの各変位をモデル演算機構により演算し
、上記パケット回転中心もしくはパケット刃先が上記パ
ケット演算機構からの出力により上記相対変位角に比例
して上記軌跡上を移動する状態と旋回体が単独で旋回す
る状態とを選択指示してパケットの旋回軌跡を制御する
油圧ショベルの旋回軌跡制御方法およびこれを具体化す
る装置を提供し、旋回レバーの操作と切換スイッチ等の
操作のみによってダンプトラック等へ土砂を積込む際の
油圧ショベル等の旋回軌跡制御を容易かつ安全に行うこ
とを目的とする。
シリンダ、アームシリンダ、パケットシリンダの各変位
および旋回モータの回転角度変位を適宜組合せてパケッ
ト旋回軌跡を制御する油圧ショベル等において、掘削終
了後、まず旋回体が左旋回するか右旋回するかを選択し
てパケット回転中心もしくはパケット刃先の予め設定さ
れた直線軌跡上の移動方向を指示し、次いで旋回レバー
を操作し旋回体と走行体との相対変位角を変化させ、掘
削直後の位置からパケット回転中心もしくはパケット刃
先がこの相対変位角に応じて予め設定された直線軌跡上
を動くべきブームおよびアームもしくはブーム、アーム
およびパケットの各変位をモデル演算機構により演算し
、上記パケット回転中心もしくはパケット刃先が上記パ
ケット演算機構からの出力により上記相対変位角に比例
して上記軌跡上を移動する状態と旋回体が単独で旋回す
る状態とを選択指示してパケットの旋回軌跡を制御する
油圧ショベルの旋回軌跡制御方法およびこれを具体化す
る装置を提供し、旋回レバーの操作と切換スイッチ等の
操作のみによってダンプトラック等へ土砂を積込む際の
油圧ショベル等の旋回軌跡制御を容易かつ安全に行うこ
とを目的とする。
以下本発明の実施例を図面について説明する。
第1図は油圧ショベルで掘削した土砂をダンプトラック
に積込んでいる状態を示す図で、図において1は油圧シ
ョベル本体で旋回体1aと走行体1bとにより構成され
る。
に積込んでいる状態を示す図で、図において1は油圧シ
ョベル本体で旋回体1aと走行体1bとにより構成され
る。
2は基端部を旋回体1aに枢支されるブーム、3はブー
ム2の先端に枢支されるアーム、4はアームの先端に枢
支されるパケットで、?自圧ショベル−フロントアタッ
チメントはブーム2.アーム3バケツト4によりリンク
機構を形成する。
ム2の先端に枢支されるアーム、4はアームの先端に枢
支されるパケットで、?自圧ショベル−フロントアタッ
チメントはブーム2.アーム3バケツト4によりリンク
機構を形成する。
5はブーム駆動用シリンダ、6はアーム駆動用シリンダ
、7はパケット駆動用シリンダである。
、7はパケット駆動用シリンダである。
図において破線で示した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で図示し
た面内より旋回体1aが走行体1bに対してダンプトラ
ンク8に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。
チメントの姿勢であり、実線で示したのは破線で図示し
た面内より旋回体1aが走行体1bに対してダンプトラ
ンク8に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。
図に示すように旋回体1aが掘削直後の位置からダンプ
トラック8に積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から実線の状態に移行せ
ねばならない。
トラック8に積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から実線の状態に移行せ
ねばならない。
図において、ブーム基端部の枢支点をPl、ブーム2の
先端とアーム3との枢支点をP2、アーム3の先端にお
けるパケット4の回転中心点をP3とし、パケット刃先
をTとする。
先端とアーム3との枢支点をP2、アーム3の先端にお
けるパケット4の回転中心点をP3とし、パケット刃先
をTとする。
このとき掘削直後のパケット4の回転中心点P2のG。
L(これをAA線とする)よりの高さをH8、旋回中心
CC線よりの距離をRoとし、ダンプトラック8へ放生
寸前のG、Lよりの高さをHl、旋回中心CC線よりの
距離をR1とする。
CC線よりの距離をRoとし、ダンプトラック8へ放生
寸前のG、Lよりの高さをHl、旋回中心CC線よりの
距離をR1とする。
また掘削直後におけるP3の位置とダンプトラック8へ
の放生寸前のP3の位置とを結ぶ線をLL線とし、同様
にパケット刃先Tの掘削直後と放生寸前のそれぞれの位
置を結ぶ線をXX線とする。
の放生寸前のP3の位置とを結ぶ線をLL線とし、同様
にパケット刃先Tの掘削直後と放生寸前のそれぞれの位
置を結ぶ線をXX線とする。
また角度βは43点とTとを結ぶ線がXX線とをなす角
度を示す。
度を示す。
第2回旋回動作を自動操作するため設けられた油圧ショ
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
演算機構の一実施例を示すもので、図においてリンク1
0は第1図のブーム2に相当し、リンク11はアーム3
に相当し、P 1’ y P 2’ + P 3’の各
点は第1図のPl、P2.P3の各点に相当する。
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
演算機構の一実施例を示すもので、図においてリンク1
0は第1図のブーム2に相当し、リンク11はアーム3
に相当し、P 1’ y P 2’ + P 3’の各
点は第1図のPl、P2.P3の各点に相当する。
また9はリンク11の先端237点に枢着された摺動子
で、摺動子9は第1図の43点の動くべき軌跡LL線に
相似な軌跡L/L/線に沿ってモデルリンク機構上に設
けられたガイド部材12の溝を枢動するよう拘束されて
いる。
で、摺動子9は第1図の43点の動くべき軌跡LL線に
相似な軌跡L/L/線に沿ってモデルリンク機構上に設
けられたガイド部材12の溝を枢動するよう拘束されて
いる。
したがってリンク11の先端P3/点は常にL/ L/
線上を移動する。
線上を移動する。
13aおよび13bはガイド部材12上の任意の位置に
固定可能なリミットスイッチで、リミットスイッチ13
aはリンク11が上昇のとき自動動作を切り、リミット
スイッチ13bはリンク11が下降のとき自動動作を切
る役目をする。
固定可能なリミットスイッチで、リミットスイッチ13
aはリンク11が上昇のとき自動動作を切り、リミット
スイッチ13bはリンク11が下降のとき自動動作を切
る役目をする。
43点のガイド部材12上の移動量は旋回体1aの運転
室に設けた旋回レバーの操作量すなわち旋回体1aの旋
回角度に比例して動くよう構成されている。
室に設けた旋回レバーの操作量すなわち旋回体1aの旋
回角度に比例して動くよう構成されている。
第3図および第4図は231点をガイド部材12に沿っ
て上記旋回角度に比例して移動させる機構の一実施例を
表わしたもので、図において第2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。
て上記旋回角度に比例して移動させる機構の一実施例を
表わしたもので、図において第2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。
この実施例において摺動子9はガイド部材12に並設さ
れたボールねじ15に螺合したナツトとなっている。
れたボールねじ15に螺合したナツトとなっている。
ボールねじ15は減速機16を介してサーボモータ17
により駆動される。
により駆動される。
ボールねじ15が駆動されるとき摺動子9はガイド部材
12に沿って移動し、したがってP3′は軌跡L′L′
線上を移動することになる。
12に沿って移動し、したがってP3′は軌跡L′L′
線上を移動することになる。
第3図において18は旋回体1aと走行体1bとの相対
変立角0を検出して電気信号を発する検出器、19はオ
ペレータが自動制御を指示するかしないかあるいは前記
リミットスイッチ13a 、13bが働らくか否かによ
って回路をON、OFFするスイッチ回路、20は左旋
回後放土するか右旋回後放土するかによって切換えて、
この放生旋回時に第2図のパケット回転中心点に相当す
る点のガイド部材12上の移動方向を一定にする切換ス
イッチ、21はサーボアンプである。
変立角0を検出して電気信号を発する検出器、19はオ
ペレータが自動制御を指示するかしないかあるいは前記
リミットスイッチ13a 、13bが働らくか否かによ
って回路をON、OFFするスイッチ回路、20は左旋
回後放土するか右旋回後放土するかによって切換えて、
この放生旋回時に第2図のパケット回転中心点に相当す
る点のガイド部材12上の移動方向を一定にする切換ス
イッチ、21はサーボアンプである。
サーボモータ17はスイッチ回路19がONのときのみ
、検出器18、スイッチ回路19、切換スイッチ20お
よびサーボアンプ21を経て送られる出力によって相対
変位角0の変化分に比例して駆動される。
、検出器18、スイッチ回路19、切換スイッチ20お
よびサーボアンプ21を経て送られる出力によって相対
変位角0の変化分に比例して駆動される。
この比例定数はポンプ容量や油圧回路構成の許す範囲で
最大の一定値を取る。
最大の一定値を取る。
第5図は上述のようにリンク11の先端237点が旋回
体1aと走行体1bの相対変位角の変化分に比例してL
/ L /線上を移動するよう構成されたモデルリン
ク演算機構を用いてマスタースレーブ方式により油圧シ
ョベルのパケット回転中心点P3が前記LL線上を移動
するよう制御する本発明のサーボ機構の一実施例を示し
たものである。
体1aと走行体1bの相対変位角の変化分に比例してL
/ L /線上を移動するよう構成されたモデルリン
ク演算機構を用いてマスタースレーブ方式により油圧シ
ョベルのパケット回転中心点P3が前記LL線上を移動
するよう制御する本発明のサーボ機構の一実施例を示し
たものである。
図において第1図および第2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。
30は第2図に示すモデルリンク演算機構を示し、22
はパケットシリンダ作動用方向切換弁、23はブームシ
リンダ作動用サーボ弁、24はアームシリンダ作動用サ
ーボ弁である。
はパケットシリンダ作動用方向切換弁、23はブームシ
リンダ作動用サーボ弁、24はアームシリンダ作動用サ
ーボ弁である。
油圧ショベルフロントアタッチメントを構成するリンク
間の各支点P、 、 P、、およびモデルリンク演算機
構の各支点P1’+P2’には各リンク機構を形成する
各要素間の相対的変位角を検出するためのたとえばシン
クロまたはポテンションメークなどの検出器が設けられ
ており、α1は21点で検出されたブーム角、α2は4
2点で検出されたアーム角、α1′は217点で検出さ
れたリンク10の角度、α2′は227点で検出された
リンク11の角度を示すものである。
間の各支点P、 、 P、、およびモデルリンク演算機
構の各支点P1’+P2’には各リンク機構を形成する
各要素間の相対的変位角を検出するためのたとえばシン
クロまたはポテンションメークなどの検出器が設けられ
ており、α1は21点で検出されたブーム角、α2は4
2点で検出されたアーム角、α1′は217点で検出さ
れたリンク10の角度、α2′は227点で検出された
リンク11の角度を示すものである。
25aはブーム角α1とリンク10の角度α1′とを比
較してその差に比例して出力を発し、サーボ弁23を作
動するサーボアープ、25bはアーム角α2とリンク1
1の角度α2′とを比較してその差に比例した出力を発
しサーボ弁24を作動するサーボアンプである。
較してその差に比例して出力を発し、サーボ弁23を作
動するサーボアープ、25bはアーム角α2とリンク1
1の角度α2′とを比較してその差に比例した出力を発
しサーボ弁24を作動するサーボアンプである。
26は旋回軌跡制御を自動または手動に切換える切換ス
イッチ、27a 、27bは電気信号を発してそれぞれ
サーボ弁23.24を操作する手動操作レバーである。
イッチ、27a 、27bは電気信号を発してそれぞれ
サーボ弁23.24を操作する手動操作レバーである。
手動操作レバー27a 、27bはそれぞれ切換スイッ
チ26を介して各サーボアンプ25a、25bに連結さ
れており、各レバーの操作ストロークに比例した電気信
号を発してサーボアンプ25a 、25bを経て各サー
ボ弁23゜24を操作するよう構成されている。
チ26を介して各サーボアンプ25a、25bに連結さ
れており、各レバーの操作ストロークに比例した電気信
号を発してサーボアンプ25a 、25bを経て各サー
ボ弁23゜24を操作するよう構成されている。
以上第2図乃至第5図に示した実施例について以下本発
明の詳細な説明する。
明の詳細な説明する。
油圧ショベルにより土砂掘削を行い、その掘削直後の姿
勢で、オペレータがまず切換スイッチ26を自動の位置
にすると共に旋回レバーを操作し旋回体1aをダンプト
ラック8の位置に合わせて左もしくは右に旋回させる。
勢で、オペレータがまず切換スイッチ26を自動の位置
にすると共に旋回レバーを操作し旋回体1aをダンプト
ラック8の位置に合わせて左もしくは右に旋回させる。
このとき、旋回体1aと走行体1bとの相対変位角0を
検出器18が検出して電気信号を発し、スイッチ回路1
9、切換スイッチ20、サーボアンプ21を経てサーボ
モータ17が相対変位角の変化分に比例して回転せられ
、ボールネジ15が回転して、摺動子9はモデルリンク
演算機構上のガイド部材12上を第2図の破線の位置か
ら上方に移動を開始する。
検出器18が検出して電気信号を発し、スイッチ回路1
9、切換スイッチ20、サーボアンプ21を経てサーボ
モータ17が相対変位角の変化分に比例して回転せられ
、ボールネジ15が回転して、摺動子9はモデルリンク
演算機構上のガイド部材12上を第2図の破線の位置か
ら上方に移動を開始する。
したがって231点はL/ L /線上を上昇すること
になる。
になる。
また切換スイッチ20はあらかじめ旋回方向に応じて摺
動子9が上方に移動する方向にサーボモータ17が回転
するよう切換えておく。
動子9が上方に移動する方向にサーボモータ17が回転
するよう切換えておく。
摺動子9の移動に伴ってリンク10およびリンク11も
変位し、支点P1′およびP2′に設けた検出器が各リ
ンク角α1′、α2′を検出して電気信号をサーボアン
プ25a 、25bに送る。
変位し、支点P1′およびP2′に設けた検出器が各リ
ンク角α1′、α2′を検出して電気信号をサーボアン
プ25a 、25bに送る。
また油圧ショベルフロントの各支点P1およびP2に設
けた検出器はブーム角α1およびアーム角α2を検出し
て電気信号をサーボアンプ25a 、25bに送る。
けた検出器はブーム角α1およびアーム角α2を検出し
て電気信号をサーボアンプ25a 、25bに送る。
サーボアンプ25a、25bはα1とα1′およびα2
とα2′とをそれぞれ比較し、その差により出力を発し
、サーボ弁23.24を操作する。
とα2′とをそれぞれ比較し、その差により出力を発し
、サーボ弁23.24を操作する。
したがってブームシリンダ5およびアームシリンダ6は
作動され、ブーム2およびアーム3は前記α□とα1′
およびα2とα2餉それぞれ等しくなるよう変位する。
作動され、ブーム2およびアーム3は前記α□とα1′
およびα2とα2餉それぞれ等しくなるよう変位する。
ゆえにパケット回転中心点P3は軌跡LL線上を相対変
位角0の変化分に比例して移動することになる。
位角0の変化分に比例して移動することになる。
相対変位角眞ノ変化に伴って摺動子9は前述のように第
2図の破線の位置から上方に移動し第2図の実線の位置
に至る。
2図の破線の位置から上方に移動し第2図の実線の位置
に至る。
このときパケット回転中心点P3は軌跡LL線上を移動
し放生寸前の姿勢となる。
し放生寸前の姿勢となる。
しかしこの時点で旋回体1aはまだダンプトラック8に
積込む位置まで旋回されていない。
積込む位置まで旋回されていない。
ここでスイッチを自動位置から手動位置に切換えると、
パケット回転中心点P3は放生寸前の姿勢のま\で、旋
回体1aがダンプトラック8に積み込む位置まで旋回さ
せ、この位置で旋回レバーを中立位置に戻して旋回動作
を止める。
パケット回転中心点P3は放生寸前の姿勢のま\で、旋
回体1aがダンプトラック8に積み込む位置まで旋回さ
せ、この位置で旋回レバーを中立位置に戻して旋回動作
を止める。
ここでパケット4を操作して土砂をダンプトラック8に
放生しした後、旋回用操作レバーを逆方向に操作してダ
ンプトラック8にバケット4がぶつつからないよう旋回
体1aをある角度旋回した後スイッチ26を自動位置に
すると、相対変位角0の変化分に比例して231点がL
/ L/線上を降下し、リンク10およびリンク11
が変位する。
放生しした後、旋回用操作レバーを逆方向に操作してダ
ンプトラック8にバケット4がぶつつからないよう旋回
体1aをある角度旋回した後スイッチ26を自動位置に
すると、相対変位角0の変化分に比例して231点がL
/ L/線上を降下し、リンク10およびリンク11
が変位する。
前述したようにブーム2およびアーム3はブーム角α1
およびアーム角α2がそれぞれリンク角α1′およびリ
ンク角α2′と等しくなるよう制御され、パケット回転
中心点P3は相対変位角0の変化分に比例してLL線上
を下降する。
およびアーム角α2がそれぞれリンク角α1′およびリ
ンク角α2′と等しくなるよう制御され、パケット回転
中心点P3は相対変位角0の変化分に比例してLL線上
を下降する。
この際旋回体1aがもとの掘削地点にもどるより前にパ
ケット回転中心点P3は掘削姿勢に到達する。
ケット回転中心点P3は掘削姿勢に到達する。
このときスイッチ26を自動から手動に戻すと、パケッ
ト回転中心点P3は掘削姿勢のま\で、旋回体1aが掘
削位置まで旋回し、この位置で旋回レバーを中立位置に
戻して旋回動作を止める。
ト回転中心点P3は掘削姿勢のま\で、旋回体1aが掘
削位置まで旋回し、この位置で旋回レバーを中立位置に
戻して旋回動作を止める。
したがって次の掘削動作を始めることができる。
上記の作用において、パケット回転中心点P3が軌跡L
L線上を上昇もしくは下降して放生寸前の位置もしくは
掘削直前の位置に至ったとき、スイッチ26を手動位置
にするのを怠るとP3は軌跡LL線上をどんどん進んで
行ってしまう。
L線上を上昇もしくは下降して放生寸前の位置もしくは
掘削直前の位置に至ったとき、スイッチ26を手動位置
にするのを怠るとP3は軌跡LL線上をどんどん進んで
行ってしまう。
そこで前記リミットスイッチ13a、13bが設けられ
ており、これを防止するわけである。
ており、これを防止するわけである。
あるいは、パケット回転中心点P3が放生の位置もしく
は掘削位置に達したときリミットスイッチ13a、13
bが働らくようにしておけば、スイッチ26を自動位置
に入ったま\にしておいても自動的に23点の軌跡LL
線上の移動範囲が決定されることになる。
は掘削位置に達したときリミットスイッチ13a、13
bが働らくようにしておけば、スイッチ26を自動位置
に入ったま\にしておいても自動的に23点の軌跡LL
線上の移動範囲が決定されることになる。
以上の説明では、旋回体1aと走行体1bとの相対変位
角0の変化分とリンク先端点P3’(7)移動量すなわ
ちパケット回転中心点P3の移動量とが比例関係にあり
、この比例定数を油圧ショベルのポンプ容量や油圧回路
構成の許す範囲で最大の一定値に取った本発明の最も一
般的な実施態様について述べた。
角0の変化分とリンク先端点P3’(7)移動量すなわ
ちパケット回転中心点P3の移動量とが比例関係にあり
、この比例定数を油圧ショベルのポンプ容量や油圧回路
構成の許す範囲で最大の一定値に取った本発明の最も一
般的な実施態様について述べた。
実際の作業においては、パケット回転中心点P3の一定
の移動量に対して、掘削位置から放生位置までの旋回体
1aの旋回角度は任意に変わるものであり、第7図は上
記比例定数を最大の一定値に取った本発明の実施態様に
おいて、スイ゛ンチ26を自d装置(これを自動ONと
いう)と手動立置(これを自動OFFという)に適宜切
換えることにより、上記旋回角度を任意に制御し得るこ
とを示したものである。
の移動量に対して、掘削位置から放生位置までの旋回体
1aの旋回角度は任意に変わるものであり、第7図は上
記比例定数を最大の一定値に取った本発明の実施態様に
おいて、スイ゛ンチ26を自d装置(これを自動ONと
いう)と手動立置(これを自動OFFという)に適宜切
換えることにより、上記旋回角度を任意に制御し得るこ
とを示したものである。
図において23点のG、Lよりの高さHおよび23点の
旋回中心CC線よりの距離Rを縦軸に取り、相対変位角
0を横軸に取る。
旋回中心CC線よりの距離Rを縦軸に取り、相対変位角
0を横軸に取る。
またθは切換スイッチ26が自動ONの状態での相対変
位角■の変化分を示す。
位角■の変化分を示す。
図に示すように旋回レバーを操作して、スイッチ26を
適宜ON、OFFさせると、HおよびRの自動ONの状
態における変化分は相対変位角[株]の変化分θ1θ2
.θ3.θ4に比例して変化し、HはHoからHLRは
R6からR1に変化する。
適宜ON、OFFさせると、HおよびRの自動ONの状
態における変化分は相対変位角[株]の変化分θ1θ2
.θ3.θ4に比例して変化し、HはHoからHLRは
R6からR1に変化する。
また自動OFFの状態では相対変位角0(旋回角度)は
変化するが、H,Rは変化しない。
変化するが、H,Rは変化しない。
したがって23点が一定の範囲を移動する自動ONの状
態での相対変位角0の変化分の総和θT=θ1+θ2+
θ3+θ4が常に一定であっても旋回角度を任意に変え
ることができる。
態での相対変位角0の変化分の総和θT=θ1+θ2+
θ3+θ4が常に一定であっても旋回角度を任意に変え
ることができる。
第6図は上記比例定数を外部からの指令により任意に調
節できるようにした旋回軌跡制御を示すものである。
節できるようにした旋回軌跡制御を示すものである。
図に示すように比例定数を適宜外部から調節することに
よって、HがH8からHl、RがRoからR1に変位す
る間に相対変位角0(旋回角度)を図に示す01.搗の
ように任意に変えることができる。
よって、HがH8からHl、RがRoからR1に変位す
る間に相対変位角0(旋回角度)を図に示す01.搗の
ように任意に変えることができる。
以上述べた実施例においては、パケット4の角度は第5
図の切換弁22を手動操作して土砂がパケット4からこ
ぼれないような角度に制御しなければならない。
図の切換弁22を手動操作して土砂がパケット4からこ
ぼれないような角度に制御しなければならない。
そこで旋回レバーを操作するだけで完全な旋回軌跡制御
を行うためには、第8図に示すようなモデルリンク演算
機構を用いれば良い。
を行うためには、第8図に示すようなモデルリンク演算
機構を用いれば良い。
図において第2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。
する部分を示す。
このモデルリンク演算機構には第2図のり/り10,1
1にリンク14が加えられている。
1にリンク14が加えられている。
実際には図に示す237点とT′点とを結ぶ線がパケッ
ト4に相当するのであるが、リンク機構を簡単にするた
めP3′T′の延長線上でT′と反対側にP3′T′二
P3′τ′となる点τ′を考え、このT“点が第1図の
パケット刃先Tの軌跡XX線と相似な軌跡x’x’線と
平行な軌跡x// f線上を移動するようにする。
ト4に相当するのであるが、リンク機構を簡単にするた
めP3′T′の延長線上でT′と反対側にP3′T′二
P3′τ′となる点τ′を考え、このT“点が第1図の
パケット刃先Tの軌跡XX線と相似な軌跡x’x’線と
平行な軌跡x// f線上を移動するようにする。
このためP3′T“を前記リンク14としてリンク11
の先端137点に枢着し、リンク14のT“点に摺動子
9を枢着して、この摺動子9がX // X“線に沿っ
てモデルリンク演算機構上に設けたガイド部材12の溝
を摺動するよう拘束する。
の先端137点に枢着し、リンク14のT“点に摺動子
9を枢着して、この摺動子9がX // X“線に沿っ
てモデルリンク演算機構上に設けたガイド部材12の溝
を摺動するよう拘束する。
このように構成したモデルリンク演算機構においてリン
ク14がパケット4に相当し、摺動子9とリンク14と
の相対角度/は第1図のP3Tと軌跡XX線とのなす角
度βに相轟する。
ク14がパケット4に相当し、摺動子9とリンク14と
の相対角度/は第1図のP3Tと軌跡XX線とのなす角
度βに相轟する。
この相対角度β′を例えばボルトとナンド等の手段によ
り所定の値に調節および固定可能にする。
り所定の値に調節および固定可能にする。
ゆえにβ′を一担所定の値に固定すれば、リンク14の
先端T″がX″X″X″線上するとき、リンク14はX
//X“線に対して常に所定の角度を保つ。
先端T″がX″X″X″線上するとき、リンク14はX
//X“線に対して常に所定の角度を保つ。
第8図においてガイド部材12上に設けた上限、下限リ
ミットスイッチは省略しである。
ミットスイッチは省略しである。
摺動子9は前述の第2図のモデルリンク機構の場合と同
様に操作レバーの操作量すなわち旋回体1aと走行体1
bの相対変位角aの変化分に比例してガイド部材12上
を移動するように、第3図および第4図に示すような機
構に連結しておく。
様に操作レバーの操作量すなわち旋回体1aと走行体1
bの相対変位角aの変化分に比例してガイド部材12上
を移動するように、第3図および第4図に示すような機
構に連結しておく。
このようなモデルリンク機構を用いてマスタースレーブ
方式により油圧ショベルのパケット刃先TがXX線上を
移動するよう制御する本発明の一実施例を第9図に示す
。
方式により油圧ショベルのパケット刃先TがXX線上を
移動するよう制御する本発明の一実施例を第9図に示す
。
図において第1図、第5図および第8図と同符号のもの
は同一部分もしくは相当する部分を示す。
は同一部分もしくは相当する部分を示す。
図において31は第8図のモデルリンク機構を示し、2
2′ パケットシリンダ7作動用サーボ弁である。
2′ パケットシリンダ7作動用サーボ弁である。
パケット回転中心点P3およびリンク11の先端137
点にはそれぞれパケット角α3およびリンク14の相対
変位角α3′を検出するシンクロまたはポテンションメ
ータなどの検出器が設けられており、25cはパケット
角α3とリンク角α3′とを比較してその差に比例して
出力を発し、サーボ弁22′を作動するサーボアンプで
ある。
点にはそれぞれパケット角α3およびリンク14の相対
変位角α3′を検出するシンクロまたはポテンションメ
ータなどの検出器が設けられており、25cはパケット
角α3とリンク角α3′とを比較してその差に比例して
出力を発し、サーボ弁22′を作動するサーボアンプで
ある。
26′は旋回動作制御を自動または手動に切換える切換
スイッチ、27cは電気信号を発してサーボ弁22′を
操作する手動操作レバーである。
スイッチ、27cは電気信号を発してサーボ弁22′を
操作する手動操作レバーである。
以上第8図および第9図に示した実施例について以下本
発明の詳細な説明する。
発明の詳細な説明する。
掘削直後の姿勢で、オペレータがスイッチ26′を自動
位置にすると共に旋回レバーを操作し、旋回体1aをダ
ンプトランク8の位置に応じて左もしくは右に旋回する
。
位置にすると共に旋回レバーを操作し、旋回体1aをダ
ンプトランク8の位置に応じて左もしくは右に旋回する
。
前述したように摺動子9は相対変位角[株]の変化分に
比例してガイド部材12上を第8図の破線の位置から上
方に移動を開始し、したがってTV点はx−/ x’/
線上を上昇する。
比例してガイド部材12上を第8図の破線の位置から上
方に移動を開始し、したがってTV点はx−/ x’/
線上を上昇する。
このときリンク14とx’Ixt線とが常に所定の相対
角度β′を保つようにあらかじめリンク14と摺動子9
とを固定しておく。
角度β′を保つようにあらかじめリンク14と摺動子9
とを固定しておく。
摺動子9の移動に伴い、リンク10.リンク11および
リンク14が変位し、各支点P1′、P2′およびP3
9こ設けた検出器が各リンク角α1′、α2′、α3′
を検出して電気信号をサーボアンプ25a 、25b
、25cに送る。
リンク14が変位し、各支点P1′、P2′およびP3
9こ設けた検出器が各リンク角α1′、α2′、α3′
を検出して電気信号をサーボアンプ25a 、25b
、25cに送る。
またPl。P2およびP3に設けた各検出器はα1.α
2およびα3を検出してサーボアンプ25a 、25b
、25cに電気信号を送り、各サーボアンプはα1とα
1′。
2およびα3を検出してサーボアンプ25a 、25b
、25cに電気信号を送り、各サーボアンプはα1とα
1′。
α2とα2′およびα3とα3′とを比較し、その差に
より出力を発しサーボ弁22’、23および24を操作
する。
より出力を発しサーボ弁22’、23および24を操作
する。
したがってブームシリンダ5、アームシリンダ6および
パケットシリンダ7は作動され、ブーム2、アーム3お
よびパケット4はα1とα1′α2とα2′およびα3
とα3′とがそれぞれ等しくなるよう変位する。
パケットシリンダ7は作動され、ブーム2、アーム3お
よびパケット4はα1とα1′α2とα2′およびα3
とα3′とがそれぞれ等しくなるよう変位する。
ゆえにパケット刃先Tは軌跡XX線上を相対変位角■の
変化分に比例して移動することとなる。
変化分に比例して移動することとなる。
このときパケット4と軌跡XX線とのなす角βは常に一
定の値に保たれ、土砂がパケット4からこぼれない角度
に自動的に制御される。
定の値に保たれ、土砂がパケット4からこぼれない角度
に自動的に制御される。
その他の作用については前記第2図のモデルリンク演算
機構を用いた場合と同様であり、もちろん、ダンプトラ
ック8の位置に応じて切換31インチ26’をON、O
FFすることにより、バケシト刃先Tの軌跡XX線上の
一定移動量に対して旋回角度を任意に取ることができる
。
機構を用いた場合と同様であり、もちろん、ダンプトラ
ック8の位置に応じて切換31インチ26’をON、O
FFすることにより、バケシト刃先Tの軌跡XX線上の
一定移動量に対して旋回角度を任意に取ることができる
。
また切換スイッチ26′を手動位置にするとき、オペレ
ータは手動操作レバー27a、27b、27cを操作す
ることによって、ブーム2、アーム3およびパケット4
をそれぞれ単独に動作し、掘削作業その他所望の作業動
作を行うことができることは言うまでもない。
ータは手動操作レバー27a、27b、27cを操作す
ることによって、ブーム2、アーム3およびパケット4
をそれぞれ単独に動作し、掘削作業その他所望の作業動
作を行うことができることは言うまでもない。
前記第2図または第8図のモデルリンク機構は一般に運
転室に配置してオペレータが保守点検および調整容易に
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。
転室に配置してオペレータが保守点検および調整容易に
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。
以上説明した本発明によれば次の効果を奏するものであ
る。
る。
(1) 旋回レバーの操作と旋回軌跡制御を自動と手
動に切換えるスイッチの操作のみによってダンプトラッ
クなどへ土砂を積込む際の油圧ショベル等の旋回軌跡制
御を容易かつ安全に行うことができる。
動に切換えるスイッチの操作のみによってダンプトラッ
クなどへ土砂を積込む際の油圧ショベル等の旋回軌跡制
御を容易かつ安全に行うことができる。
(2J 油圧ショベルのフロントアタッチメントの各
リンクの動くべき値を演算して出力するモデル演算機構
を用いて油圧ショベル等のパケット旋回軌跡制御を行う
ことができるのでコストの安い制御装置を提供すること
ができる。
リンクの動くべき値を演算して出力するモデル演算機構
を用いて油圧ショベル等のパケット旋回軌跡制御を行う
ことができるのでコストの安い制御装置を提供すること
ができる。
第1図は油圧ショベルで土砂をダンプトランクに積込む
ときの油圧ショベルフロントアタッチメントの姿勢を説
明する図、第2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3図はモデルリンク機構を駆
動する装置を示す正面図、第4図は第3図のI−I断面
図、第5図はモデルリンク機構を用いてマスタースレー
ブ方式により油圧ショベルフロントアタッチメントを制
御するサーボ機構の説明図、第6図および第7図は油圧
ショベルの旋回体と走行体との相対角度とフロントアタ
ッチメントの移動量との関係を説明する図、第8図はモ
デルリンク機構の他の実施例を示す図、第9図は第8図
のモデルリンク機構を用いたマスタースレーブ方式によ
り油圧ショベルアタッチメントを制御するサーボ機構の
説明図である。 1a:旋回体、1b:走行体、2:ブーム、3:アーム
、4:パケット、5ニブ−ムシリンダ、6:アームシリ
ンダ、7:パケットシリンダ、8:ダンプトラック、9
:摺動子、10:ブームに相当するリンク、11:アー
ムに相当するリンク、12ニガイド部材、14:パケッ
トに相当するリンク、20:切換スイッチ、26:切換
スイッチ、Pl:ブーム基端部の枢支点1、P2:ブー
ム2の先端とアーム3との枢支点、P3:パケット回転
中心点、Pl:Plに相当する点、P2′:P2に相当
する点、P3′二P3に相当する点、T:パケット刃先
、T’+T”パケット刃先4こ相当する点、α1:ブー
ム角、α2:アーム角、α、:パケット角、α1′:α
1に相当する゛ノンク角、α2′:α2に相当するリン
ク角、α3′:α3に相当するリンク角、β:パケット
回転中心点とパケット刃先とを結ぶ線が所定の軌跡とな
す角。
ときの油圧ショベルフロントアタッチメントの姿勢を説
明する図、第2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3図はモデルリンク機構を駆
動する装置を示す正面図、第4図は第3図のI−I断面
図、第5図はモデルリンク機構を用いてマスタースレー
ブ方式により油圧ショベルフロントアタッチメントを制
御するサーボ機構の説明図、第6図および第7図は油圧
ショベルの旋回体と走行体との相対角度とフロントアタ
ッチメントの移動量との関係を説明する図、第8図はモ
デルリンク機構の他の実施例を示す図、第9図は第8図
のモデルリンク機構を用いたマスタースレーブ方式によ
り油圧ショベルアタッチメントを制御するサーボ機構の
説明図である。 1a:旋回体、1b:走行体、2:ブーム、3:アーム
、4:パケット、5ニブ−ムシリンダ、6:アームシリ
ンダ、7:パケットシリンダ、8:ダンプトラック、9
:摺動子、10:ブームに相当するリンク、11:アー
ムに相当するリンク、12ニガイド部材、14:パケッ
トに相当するリンク、20:切換スイッチ、26:切換
スイッチ、Pl:ブーム基端部の枢支点1、P2:ブー
ム2の先端とアーム3との枢支点、P3:パケット回転
中心点、Pl:Plに相当する点、P2′:P2に相当
する点、P3′二P3に相当する点、T:パケット刃先
、T’+T”パケット刃先4こ相当する点、α1:ブー
ム角、α2:アーム角、α、:パケット角、α1′:α
1に相当する゛ノンク角、α2′:α2に相当するリン
ク角、α3′:α3に相当するリンク角、β:パケット
回転中心点とパケット刃先とを結ぶ線が所定の軌跡とな
す角。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ブームシリンダ、アームシリンダ、パケットシリン
ダの各変位および旋回モータの回転角度変位を適宜組合
せてパケット旋回軌跡を制御する油圧ソヨベル等におい
て、掘削終了後、まず旋回体が左旋回後放土するか右旋
回後放土するかを選択してパケット回転中心もしくはパ
ケット刃先の予め設定された直線軌跡上の移動方向を指
示し、次いで旋回レバーを操作し旋回体と走行体との相
対変位角を変化させ、掘削直後の位置からパケット回転
中心もしくはパケット刃先がこの相対変位角に応じて上
記予め設定された直線軌跡上を動くべきブームおよびア
ームもしくはブーム、アームおよびパケットの各変位を
モデル演算機構により演算し、上記パケット回転中心も
しくはパケット刃先が上記モデル演算機構からの出力に
より上記相対変位角に比例して上記軌跡上を移動する状
態と旋回体が単独で旋回する状態とを選択指示してパケ
ットの旋回軌跡を制御することを特徴とする油圧ショベ
ル等の旋回軌跡制御方法。 2 ブームシリンダ、アームシリンダ、パケットシリン
ダの各変位および旋回モータの回転角度変位を組合せて
パケットの旋回軌跡を制御する油圧ショベル等において
、パケット回転中心もしくはパケット刃先の働くべき直
線軌跡を予め設定すると共に旋回レバーの操作により変
位する旋回体と走行体の相対変位角に応じてパケット回
転中心もしくはパケット刃先が掘削直後の位置から上記
予め設定された直線軌跡上を動くべきブームおよびアー
ムもしくはブーム、アームおよびパケットの各変位を演
算するモデル演算機構と、このモデル演算機構を作動す
るか否かを切換えて上記パケット回転中心もしくはパケ
ット刃先がモデル演算機構からの出力により上記相対変
位角に比例して上記軌跡上を移動する状態と旋回体が単
独で旋回する状態とを選択指示する切換手段と、掘削終
了後に旋回体が左旋回後放土するか右旋回後放土するか
を切換えてパケット回転中心もしくはパケット刃先の上
記予め設定された直線軌跡上の移動方向を選択指示する
切換手段とを設けたことを特徴とする油圧ショベル等の
旋回軌跡制御装置。 3 油圧ショベル等のフロントアタッチメントと相似な
モデルリンク演算機構を設け、該モデルリンク演算機構
にモデルリンク演算機構上のパケット回転中心点に相当
する点がモデル面内の所定の直線軌跡上を移動するよう
拘束するガイド部材を設け、前記パケット回転中心点に
相当する点を旋回体と走行体との相対変位角に比例して
前記軌跡に沿って移動させる機構と上記モデル演算機構
の作動をON、OFFする切換スイッチおよび左旋回後
放土するか右旋回後放土するかによって切換えて前記パ
ケット回転中心点に相当する点の前記軌跡上の移動方向
を一定にする切換スイッチとを設けると共に、ブームお
よびアームとこれらに相当する各モデルリンクとをそれ
ぞれブーム角およびアーム角が各モデルリンク角と等し
くなるよう変位させるサーボ機構により連結したことを
特徴とする特許請求の範囲第2項記載の油圧ショベル等
の旋回軌跡制御装置。 4 油圧ショベル等のフロントアタッチメントと相似な
モデルリンク演算機構を設け、該モデルリンク演算機構
にモデルリンク演算機構上のパケット刃先に相当する点
がモデル面内の所定の直線軌跡上を移動するよう拘束す
るガイド部材を設け、且つパケットに相当するモデルリ
ンクと前記軌跡とのなす角を所定の角度に調節および固
定する機構を付加し、前記パケット刃先に相当する点を
旋回体と走行体との相対変位角に比例して前記軌跡に沿
って移動させる機構と、上記モデル演算機構をON、O
FFする切換スイッチおよび左旋回後放土するか右旋回
後放土するかによって切換えてパケット刃先に相当する
点の前記軌跡上の移動方向を一定にする切換スイッチを
設けると共に、ブーム、アームおよびパケットとこれら
に相当する各モデルリンクとをそれぞれブーム角、アー
ム角およびパケット角が各モデルリンク角と等しくなる
よう変位させるサーボ機構により連結したことを特徴と
する特許請求の範囲第2項記載の油圧ショベル等の旋回
軌跡制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8347075A JPS5839978B2 (ja) | 1975-07-09 | 1975-07-09 | ユアツシヨベルナドノセンカイキセキセイギヨホウホウ オヨビ ソウチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8347075A JPS5839978B2 (ja) | 1975-07-09 | 1975-07-09 | ユアツシヨベルナドノセンカイキセキセイギヨホウホウ オヨビ ソウチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS528605A JPS528605A (en) | 1977-01-22 |
| JPS5839978B2 true JPS5839978B2 (ja) | 1983-09-02 |
Family
ID=13803344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8347075A Expired JPS5839978B2 (ja) | 1975-07-09 | 1975-07-09 | ユアツシヨベルナドノセンカイキセキセイギヨホウホウ オヨビ ソウチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5839978B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02150386U (ja) * | 1989-05-24 | 1990-12-26 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6026065Y2 (ja) * | 1979-12-26 | 1985-08-05 | 三菱重工業株式会社 | 中折式クレ−ンの運転制御装置 |
-
1975
- 1975-07-09 JP JP8347075A patent/JPS5839978B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02150386U (ja) * | 1989-05-24 | 1990-12-26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS528605A (en) | 1977-01-22 |
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