JPS5891231A - ブレ−ド制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ブレードを備え九礁設機械のブレード制御装
置に関す石。

デルトーず、等−タダレーダ表どの建設車輛を用いｔＩ
ｌ地作業を行なう場合、所定地上高さに投射されたレー
デ光を基準にしてブレードの高さを制御するいわゆる自
動レペリンダ方式が採用されている。

とζろで上記ブレードを自動しづリング作動させてｉる
さい、ブレードの負荷が大きくなって車輛が走行できな
くなることが多々ある。かかる場合、従来はブレードを
上げる操作を行って上記負荷を軽減したのち、再びブレ
ードを下げるようＫしてｖｈ九が、このとき、元のブレ
ードの高さが不明となる丸め、ブレード操作前の整地レ
ベルとプレーｒ操作談のそれとにオレを生じるという不
部会を生じて−た。

本実−はかかる状況に鑑み、自動レペリンダ作動中にツ
レードＯ高さを手動で変化させた場合におｉでも、上記
ブレードを元位置まで正確に戻すことができＬｆブレー
ド制御装置提供することを１的とす為・ 以下、図示すゐ與施例を参照しながら本発明を詳細Ｋ１
１１１ｍする。

第１図社ツルトープの一例を示す、リフトシリンダ１と
チルトシリンダ２で各々リフト作動およびチルト作動さ
れるこのゾルドーザのブレード３には、頂部に受光器４
を設置したロッド５と該ロッドを昇降させる機構６が付
設されている。なお上記昇降機構６＃′ｉ、たとえば直
流モータとギヤとから構成され、上記受光器４は上下に
配列したフォトセンサＳｔ〜８脆から構成されている。

ｔた上記り７トシリンダ１およびチルトシリンダ２は、
上記ブレードの左右端部に各１個づつ設けられている。

第２図は、上記ブレード３を制御する本発明に係るブレ
ード制御装置の一実施例を示す！四ツ２図である。同図
において、ｉニアル調節器７はレバー７＆の操作によっ
て出力電圧が各別に変化される２つのｆテンシ、メータ
７ｂ、７・を備え、ｌテンシ、メータ７にの出力は後記
のリフトシリンダ制御系ＢＫ設けである切替スイッチＳ
Ｓの端子すに、また−テンシ、メータ７＠の出力は後記
０？ルトシリンダ制御系ＣＫ設けである切替スイ、チＳ
４の端子ｂＫ各々与えられる。

卆 ウィンドコンパレータ８および９は、各々上記ｌテンシ
ワメータ７ｂおよび７０の士出力電圧が所定のしきい値
よりも大きくなったさいに信号を出力するものであり、
それらの出力信号はコントロールモード切替部１０の出
力信号ｄ３およびｄ４を各々１１”にして、後記する受
光器制御系Ａの切替スイッチ８事および上記チルトシリ
ンダ制御系Ｃの切替スイッチＳ４を端子す側に投入させ
る・毫−ド切替スイ、チ１１は、手動、自動および測量
の各モードを選択指定するものであり、その切替操作に
よって上記コントロールモード切替部１０の出力信号ｄ
１〜ｄ＃の論理レベルを次のように設定する。

ｄｓ　　　ｄＢ　　　ｄＢ　　　ｄ。

手動篭−ド　　　　　　　　　　　１１自動毫−ド　　
　０　　０　　０　　０欄量毫−ド　　　１　　０　　
１　　０なシ上記各出力信号ｄｌ〜櫨−は、論理レベル
＠Ｏ”Ｏときそれらに対応するスイッチｓ、ｚｓ４を端
子ａ＠に、１九論理レベル′″１”のとき上記各スイッ
チを端子す側に各々投入させる。

受光器制御系Ａは、上記切替スイッチａ１　ｅ８ｍが図
示するように共に端子ａ側に投入されている場合におい
て、リフトレベル設定器１２の設定値と、第１図に示し
九ロッド５のストロークを検出するストローク検出器１
３の出力信号との偏器１５の出力信号との偏差をエラー
アング１６および７１ルス幅変調器付増幅器１７を介し
て前記受光器ロッド昇降機構６に入力させるように構成
されている。そして上記受光器ロッド５のストローク検
出器１３で検出したストローク長つまり上記受光器４の
高さ変化を測定する表示部４２を上記検出器１３に接続
して、上記ストローク長をモニタするようにしである。

上記受光器４は、第１ｖＡＫ示す投光器１８より投射さ
れたレーザビーム１参を受けて該ビームに対する受光位
置偏差を検出するものである。いま、上記受光器４の各
センｔ８１〜８ｍのうちのいずれかにレーデビーム１９
が入射すると、そのセンサの出力信号がラッチ回路２０
に入力されるとともに１上記各センサの出力を受けるオ
ア回路２１およびワンシ、ットｉルチ２２を介して上記
ラッチ回路２０に２ツチクロツクが入力されるので、上
記受光センナの出力信号が該う、子回路２０にラッチさ
れる。

上記各センナ８１〜Ｓ４の出力に杜、所定の重み付け、
すなわちレーデビーム１９の光軸に対する受光位置の偏
差（光軸に対する受光器中心のズレ）を表わす重み付け
がなされており、Ｄ／ム変換器２３はこの重み付けに基
づいて上記ラッチ回路２０の出力信号をアナログ電圧に
変換する。したがりて上記Ｄ／Ａ変換器２３の出力信号
社、上記レーデビー１１９と受光器４の中心位置とのズ
レ量（受光位置偏差）を示す、なお上記中心位置がレー
デビーム１９に対し上方にズしているか下方にズしてい
るかＫよりてズレ信号の極性が反転する。

上記投光器１−は、毎分所定回転数回転して前記プレー
１’３による仕上げ面についての基準面を形成している
。しかして、この投光器１８が九とえは毎分６００回転
する場合、上記受光器４　Ｆ！、０．１秒毎にレーザビ
ームを検出することになる。

上記リフトシリンダ制御系Ｂは、上記切換スイ、チ８ｍ
が端子ａｌｌＫ投入されている場合において、上記Ｄ／
Ａ変換器２３の出力値と、リフトシリンダｌのストロー
ク値を検出する一テンシ、メータ２の検出値とを加算し
、その加算結果と上記デテンシ璽メータ２４の検出値と
の偏差をエラーアンプ２６に入力し、仁のアンプ２６の
出力値と微分器２７で微分され友上記ｌテンシ曽メータ
２４の出力値をエラーアンプ２８に入力し、該アンプ！
８の出力値でｔ４ルプ位置決めサーＩ系２９およびメイ
ンパルプ３０を作動させて前記リフトクリン〆１を制御
するように構成されている。

なお上記Ｄ／Ａ変換器２３Ｃ）出力端は、アンプ４１を
介して前記受光器制御系ムの切換スイッチ８ｉの端子ｂ
Ｋ接続されている。また上記サンプルホールド回＄２５
は、上記ワンシ璽ットマルチ２２の出力信号でホールド
作動する。

上記チルトシ≠→シリンダ制御系Ｃは、切替スイッチ１
４＊１ｉｌＢが共に端子ａ＠に投入されている場合にお
いて、前記チルトシリンダ２のストロークを検出するス
トローク検出器３１（左右のリフトシリンダのストロー
ク差で検出）の検出値と、ｆＡ）−デの車体に付設され
ている車体ロール角傾斜計３２の検出値とを加算し、そ
の加算値とチルト傾真設定器３３の設定値との偏差をエ
ラーアン７’３４に入力し、このアンプの出力値と微分
器３５によりて微分された上記検出器３１の出力値との
偏差でバルブ位置決めサーＩ系３７およびメインパルＪ
、作動させ、もってチルトシリンダ２を制御している。

なお上記リフトシリンダ制御系Ｂのエラーアンプ２６の
出力値を受ける絶対値アン７”３９は、上記アンプ２６
の出力値の絶対値を出力するものである。仁の絶対値ア
ン７”３９の出力は周、知のパルス幅賓調部４Ｇに入力
され、ここでその値に対応し九時間幅のノ＋ルー信号に
変換される。そして仁の変調部４０は、上記絶対値アン
プの出力値が００とＩＫは切替スイッチ８ｓを端子ａ側
に投入させ、０よりも大きいときに拡その大きさに対応
し走時間だけ上記スイッチ８Ｉを端子す側に付勢させる
。この結果、制御系ＢによるシレーＰ３のリフト動作が
制御系Ｃによる該ブレード３のチルト動作に優先して行
なわれる。

いま上記受光器制御系ムのリフトレベル設定器１２を適
当に設定すると、その設定値に対応するストローク長と
なるように上記受光器ロッド５が伸縮される。この結果
、上記聾光器４の中心位置とレーザビーム１９０光軸と
の間にズレ（受光位置偏差）を生じ、そのさい受光器中
心よシ上方にレーザビームが入射している場合（上はず
れ）には第３図に示すようはずれ量に対応した■電圧ｏ
ｒが、また受光器中心より下方にレーデビームが入射し
ているときには同図に示すｅ電圧ｅ、が各々上記Ｄ／Ａ
変換器２３から出力され、これによって上記リフトシリ
ンダ制御系３は上記受光位置偏差がなくなるように１つ
ｔｎ上記受光器４の中心部にレーデビーム１９の光軸が
位置するように前記リフトシリンダ１を制御する。かく
して上記プレード３は、上記リフトレベル設定器１２の
設定値に対応し大高さに位置される。

一方、チルトシリンメＩｔＩＩ御系Ｃもサー？系を構成
しているので、チルト傾斜設定器３３の設定値に従−＞
ｆｅ、チルト角をなすようにチルトシリンダ２釣上は、
前記モード切替スイッチ１１が１自動”モードを選択し
ている場合、つｔｂ上記コントロールモード切替部１０
の出力信号ｄｌ−ｗｄｓを全て“０＃に設定して上記各
切替スイッチＳ、〜Ｓ４を共に端子ａ側に投入させであ
る場合の各制御系の動作を説明したが、つぎに上記切替
スイッチ１１で１測量”モードを選択した場合の動作に
ついて説明する。

この場合、前記したようにコントロールモード１０の出
力信号ｄＢ　　、ｄ！　　＋ｄ８およびｄ４の論理レベ
ルが各々′１”、′０”、′１＃および“０１に設定さ
れるので、前記切替スイッチ８１　＄８．が端子す側に
、また切替スイッチＳｍ＋８４が端子ａ側に各々投入さ
れる。その結果、上記受光器制御系Ａは、前記い変換器
２３の出力値を指令値とする速度フィード／ｌツク系を
構成し、一方、上記リフトシリンダ制御系Ｂは、フィー
トノ々、クループが断たれて前記マニアル調節器７のポ
テンショメータ７ｂがリフトシリン／１に対する制御偏
量を入力する状態となる。なお、チルトシリンダ制御系
Ｃは、上記“自動１モードの場合と同様に作用する。

そこでいま、上記チルト傾斜設定器３３を操作してブレ
ード３を水平に位置させ、かつ上記マニアル調節器７の
リフトポテンショメータ７ｂの操作で上記ブレード３禽
適当な高さ位置に固定させた状態で車輪を走行させると
、地面の凹凸に伴って上記受光器４の高さが次のように
変化する。

すなわち、車輛が地面の凹部を走行して上記レーデビー
ム１９が受光器４の中心よシ上方に入射した場合には、
第３図に示した■電圧ｏｒが上記ｉ変換器２３から出力
され、これによって前記口、ド昇降機構６の直流モータ
が受光器ロッド５を伸長させる方向に回転する。逆に上
記レーデビーム１９が受光器４の中心よシ下方に入射し
た場合に紘、同図に示すθ電圧ｅｒが上記Ｄ／Ａ変換器
２３よ）出力されるので、上記直流モータがロッド５を
縮退させる方向に回転する。

かくして受光器４は、常にレーデビーム１９がその中心
部に入射するように追従し、し九がって上記受光器口、
ドのストローク検出器１３よシ出力される口、ドのスト
ローク長を前記表示部４２に記録させることにより、上
記レーデビーム１９の光軸を基準とした地形測量を行な
うことができる。

なお、走行路面の高低差が大き過ぎて上記投光器４がレ
ーザビーム１９に追従しえなくなっ九場合には、その時
点で上記マニアル調節器７のリフト用ボテンシ、メータ
７ｂを操作して、受光器４の中心にレーデビーム１９が
入射するようにグレード３の高さを調整すればよい、た
だし、この場合には上記ブレード３の上昇量または下降
量をメータ等で読みとり、そのデータをその後の測量結
果に加減算する必要がおる。

つぎに上記リフトシリンダ１とチルトシリンダ２とを手
動で作動させる場合について説明する。

前記モード切替スイッチ１１を１自動”モードに設定し
て自動レベリングによる整地作業を行なっている場合、
前記したようにブレード３が過負荷状態になって車輌が
走行できなくなることが多々ある。この場合、上記受光
器制御県人のリフトレベル設定器１２の設定値を変化さ
せて上記グレード３を上方に移動させてもよいが、その
ようにすると、従来装置の場合と同様に上記リフトレ　
ル設定器１２０元の設定値が不明となって上記ブレード
３の刃先を元位置に戻すことが困難となる。

上記実施例に示した本発明に係る装置においては、かか
る不都合を生じることなく手動によるグレードのリフト
およびチルト制御を実施することができる。すなわち、
上記マニアル調節器７のレバー７ａをリフト軸方向に操
作すると、Ｉテンシ１メータ７ｂの出力電圧が前記ウイ
ンドウコンノ譬゛レータ８をＯＮ作動させるので、それ
まで論理レベル＠Ｏ”を示していた上記コントロールモ
ード切替部１０の出力信号ｄ、が＠１”に変化し、これ
によって上記受光器制御系Ａの切替スイッチＳ■が端子
ｂ＠に切替えられる。

いま、上記ポテンショメータ７ｂよりｅの電圧が出力さ
れているとすると、この電圧は受光器制御系ムに速度指
令信号として入力され、これによって上記口、ド駆動機
構６の直流モータが受光器口、ド５を縮退させる方向に
回転する。これに伴い受光器４の中心が上記レーデビー
ム１９の光軸よシ４下方となるので、その受光位置偏差
を入力される前記リフトシリンダ制御系Ｂはブレード３
を上昇させるようにリフトンリン／１を制御する。

しかして上記Ｉテンシ、メータ７ｂの出方電圧を零にさ
せると、上記ロッド５の縮退動作が止まるので、受光器
４がその中心でレーデビーム１９をとらえた時点でブレ
ード３の上昇も停止する。

上記の操作によってブレード３を上昇させたのち、前記
モード切替スイッチ１１に併設されているリターンスイ
ッチｌ１ｍを押すと、上記コントロールモード切替部１
０の信号ｄ、の論理レベルが１０”に戻シ、これによっ
て前記切替スイッチＳ！が端子ａ側にリセットされる。

このため、受光器４はリフトレベル設定器１２の設定値
に対応した元の高さまで戻シ、これに追従してブレード
３も元の高さまで下降する。

なお、上記４テンシ、メータ７ｂをその出力電圧が■と
なる方向に操作すれば、ブレード３を上記とは逆の方向
（下降方向）に移動させることができる。

一方、上記マニアル調節器７のチルト用Ｉテンシ、メー
タ７＠を操作すると、該Ｉテンシ、メータ７・の出力電
圧がウィンドウコン・母し−タタをＯＮさせるので、該
コンノ臂し−タクの出力が上記コントロールモード切替
部４の出力信号ｄ４を′ｌ＃にさせる。これによって前
記スイッチ８４が端子ｂ＠に切替えられ、上記Ｉテンシ
、メータ７＠の出力電圧がチルトシリンダ制御系の指令
値として入力されるので、上記ポテンショメータ７・の
出力電圧を変化させることによシ任意のブレードチルト
角を手動設定することができる。しかしてこの場合も、
上記リターンスイッチｌ１ｍを押して上記信号ｄ４を０
”にすることにより、つｔｂスイ、チ８４を端子ａ側に
リセットさせることにより、ブレード３のチルト角を元
のチルト角に戻すことができる。

なお上記モード切替スイッチ１１を１手動”モードに設
定して、上記ブレード３の高さおよびチルト角を手動調
節することもできる。すなわち、この場合には、上記コ
ントロールモード切替部ｌＯの出力信号ｄｓ、ｄ、が共
に′″１″に設定されるので、上記切替スイッチＢ　Ｂ
　　＋　８４が端子す側に各々投入される・したがって
上記マニアル調節器７のＩテンショメータ７ｂおよび７
＠を操作することによシブレードの高さおよびチルト角
を各各手動で設定することができる。

上記したように本発明によ゛れば、ブレードの自動レベ
リング動作を中断させて該ブレードの手動による高さ調
整を行なったさい、その調整後にブレードを元の位置に
復帰させて再び自動レペリンダ動作させることができる
ので、前記した従来装置の欠点を解消できる。

【図面の簡単な説明】

８１図は、プルトープの一例を示した概念図、第２図は
本発明に係る装置の一実施例を示した！ロック図、第３
図は受光器の受光位置偏差に対応した電気信号を示す図
である。 １・・・リフトシリンダ、２・・・チルトシリンダ、３
・・・ブレード、４・・・受光器、５・・・ロッド、６
・・・ロッド昇降機構、７・・・マニアル調節器、７ｂ
、７・・・・ｄｌｆンシ、メータ、１０・・・コントロ
ールモード切換部、１１・・・モード切替スイッチ、１
２・・・リフトレベル設定器、１３・・・受光器ロッド
のストローク検出器、１８・・・投光器、１９・・・レ
ーデビーム、２４・・・Ｉテンシ、メータ、３３・・・
チルト傾斜設定器、８１〜ＳＩ・・・切替スイッチ、８
１％８ｎ・・・フォトセンサ。 １、事件の表示 昭和５６年特許願第１８８５５４号 ２、発明の名称 ブレード制御装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （１２３）株式会社　小松報作所 ４、代理人 （〒１０４）東京都中央区銀座２丁目１１番２号６、補
正の内容 ＋１）　　明細書第２頁第６行の「ブレード」を「ブレ
ード高さ設定器を用いて該ブレード」と訂正する。 （２）同書第３頁第７行ないし第８行の「および・・・
・・・左右端部」を「は、上記ブレードの左右」と訂正
する。 （３）同書同頁第１６行ないし第１７行の「端子すに」
を「端子すおよび受光器制御系Ａに設けである切替スイ
ッチＳ、の端子すに」と訂正する。 （４）同書第４頁第１３行ないし第１６行を下記ｎセと
お９訂正する。 記 ｄｌ　　　ｄ、　　　　ｄ、　　　−ｄ。 手動モード　　　　ｘ　　　　′ｘ　　　　１　　　　
ｌ自動モード　　　　０　　　０　　　０　　　０測量
モード　　　　１　　　　０　　　　１　　　　０（５
）同書第４頁最下行の次に下記の文を加入する。 記 上記コントロールモード切替部１０は、第３図に示す如
（、上記ウィンドウコンパレータ８．９の出力信号を受
けるオア回路１０ｍと、モード切替スイッチ１１の接点
すが開放されかつ後述するリターンスイッチ目ａが開放
されたさいに論理レベル″１”の信号な出力するアンド
回路１０にと、上記オア回路１０ｍの出力信号１１１で
セットされ、上記アンド回路１０ｂの出力信号でリセッ
トされるフリップ７０ツブ１０ｃと、上記切替スイッチ
１１の接点ａまたはＣが開放された時に信号１１”を出
力するオア回路１０ｄと、上記クリップフロップ１０ｃ
がセットされたさいまたは切替スイッチ１１の接点ａが
開放されたさいに信号＠ｌ”を出力するオア回路１０ｅ
とがらなっている。 （６）　　同書第９頁第５行の「行なわれる。Ｊの次に
下記の文を加入する。 これはチルト動作を優先させるように構成されている油
圧回路をリフト優先動作させるために必要な制御である
。′ （力　同書同頁第１３行の１第３図」を１第４図」と訂
正する。 （８）　　同書第１１頁第１６行の「フィードパ）り系
」を「サーボ制御系」と訂正する。 （９）同書第１２頁第１１行の１第３図」を「第４図」
と訂正する。 ＯＩ　　同書第１３頁第１Ｏ行の「の中心にレーザビー
ム１９が入射するように」を「を取付けているロッド５
をその可動ストロークの中心に位置させるように」と訂
正する。 （ｌυ　同書第１７頁第１９行の「第３図は」を「第３
図は第２図に示したコントロールモード切替部の一構成
例を示した回路図、第４図は」と「第４図」と訂正する
。 ・ｓ　　、ＩＩｓ添付Ｏ謳３図を追加する。 １４　　閣員の１１８図を別紙添付Ｏとお９訂正するＯ
易４−ＴＡ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ブレードに上下動可能に付設した受光器を°指令値に従
   りた高さに位置させる受光器制御系と、所定地上高さに
   投射されたレーデ光に対する上記受光器の受光位置偏差
   がなくなるように上記ブレードをリフト作動させるリフ
   トシリンダ制御系とを備え、上記指令値を設定する手段
   の外にいｔｌつの指令値設定手段を設けるとともに、上
   記両指令値設定器によゐ指令値を上記受光器制御系に選
   択的に与えるスイッチ素子を設妙たことを特徴とするブ
   レード制御装置。