JPS6234889B2 - - Google Patents
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- JPS6234889B2 JPS6234889B2 JP5361480A JP5361480A JPS6234889B2 JP S6234889 B2 JPS6234889 B2 JP S6234889B2 JP 5361480 A JP5361480 A JP 5361480A JP 5361480 A JP5361480 A JP 5361480A JP S6234889 B2 JPS6234889 B2 JP S6234889B2
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010291 electrical method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
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- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はローデイング油圧シヨベル、バツク
ホウ油圧シヨベル等の腕式作業機のバケツト角を
制御する方法に関するものである。
ホウ油圧シヨベル等の腕式作業機のバケツト角を
制御する方法に関するものである。
ローデイング油圧シヨベルのブーム上げ操作の
際に土砂の落下を防止するため、またはバツクホ
ウ油圧シヨベルの法面、水平面掘削時に掘削角を
一定に保つためには、作業腕すなわちブームやア
ームの動作中にもバケツトの水平面からの角度す
なわち絶対角度を一定に保つ必要があり、このよ
うな操作には高度な技術と多大な労力が必要であ
る。この問題を解決するためには、バケツト操作
を行なわなくともバケツトの絶対角度が自動的に
一定になるようにすればよく、このための方法と
しては、リンクによる方法、油圧による方法、電
気的に行なう方法等が提案されている。
際に土砂の落下を防止するため、またはバツクホ
ウ油圧シヨベルの法面、水平面掘削時に掘削角を
一定に保つためには、作業腕すなわちブームやア
ームの動作中にもバケツトの水平面からの角度す
なわち絶対角度を一定に保つ必要があり、このよ
うな操作には高度な技術と多大な労力が必要であ
る。この問題を解決するためには、バケツト操作
を行なわなくともバケツトの絶対角度が自動的に
一定になるようにすればよく、このための方法と
しては、リンクによる方法、油圧による方法、電
気的に行なう方法等が提案されている。
第１図はローデイング油圧シヨベルのフロント
部を示す図である。図において１は油圧シヨベル
本体、２は本体１に枢着されたブーム、３はブー
ム２の先端に枢着されたアーム、４はアーム３の
先端に枢着されたバケツト、５はブームを俯仰動
するブームシリンダ、６はアーム３を揺動するア
ームシリンダ、７はバケツト４を回動するバケツ
トシリンダ、８は本体１に対するブーム２の角度
すなわちブーム角度を検出し、ブーム角度信号α
を出力する角度計、９はブーム２に対するアーム
３の角度すなわちアーム角度を検出し、アーム角
度信号βを出力する角度計、１０はアーム３に対
するバケツト４の角度すなわちバケツト角度を検
出し、バケツト角度信号γを出力する角度計であ
る。
部を示す図である。図において１は油圧シヨベル
本体、２は本体１に枢着されたブーム、３はブー
ム２の先端に枢着されたアーム、４はアーム３の
先端に枢着されたバケツト、５はブームを俯仰動
するブームシリンダ、６はアーム３を揺動するア
ームシリンダ、７はバケツト４を回動するバケツ
トシリンダ、８は本体１に対するブーム２の角度
すなわちブーム角度を検出し、ブーム角度信号α
を出力する角度計、９はブーム２に対するアーム
３の角度すなわちアーム角度を検出し、アーム角
度信号βを出力する角度計、１０はアーム３に対
するバケツト４の角度すなわちバケツト角度を検
出し、バケツト角度信号γを出力する角度計であ
る。
第２図は従来のバケツト角制御方法を実施する
ための装置を示す図である。図において１１，１
２は油圧ポンプ、１３は油圧ポンプ１１とバケツ
トシリンダ７との間に設けられた手動操作弁、１
４は手動操作弁１３を操作するためのバケツト操
作レバー、１５は油圧ポンプ１２とバケツトシリ
ンダ７との間に設けられた電磁制御弁、１６は角
度信号α，β，γの合計値すなわち絶対角度信号
δを求める加算器、１７はスイツチ１８がオンに
なつたときの加算器１６の出力信号δすなわち目
標絶対角度信号δpを記憶する記憶装置、１９は
記憶装置１７の出力信号δpと加算器１６の出力
信号との差すなわち角度偏差信号Δγを算出する
加減算器、２０は加減算器１９の出力信号を係数
倍して信号ｋΔγを出力する係数器、２１はスイ
ツチ２２がオンのとき係数器２０の出力信号を増
幅および補償し、適当なバケツトシリンダ７の速
度を与えるべく電磁制御弁１５を制御する増幅器
であり、スイツチ１８，２２はバケツト操作レバ
ー１４を中立位置にしたときにオンとなる。
ための装置を示す図である。図において１１，１
２は油圧ポンプ、１３は油圧ポンプ１１とバケツ
トシリンダ７との間に設けられた手動操作弁、１
４は手動操作弁１３を操作するためのバケツト操
作レバー、１５は油圧ポンプ１２とバケツトシリ
ンダ７との間に設けられた電磁制御弁、１６は角
度信号α，β，γの合計値すなわち絶対角度信号
δを求める加算器、１７はスイツチ１８がオンに
なつたときの加算器１６の出力信号δすなわち目
標絶対角度信号δpを記憶する記憶装置、１９は
記憶装置１７の出力信号δpと加算器１６の出力
信号との差すなわち角度偏差信号Δγを算出する
加減算器、２０は加減算器１９の出力信号を係数
倍して信号ｋΔγを出力する係数器、２１はスイ
ツチ２２がオンのとき係数器２０の出力信号を増
幅および補償し、適当なバケツトシリンダ７の速
度を与えるべく電磁制御弁１５を制御する増幅器
であり、スイツチ１８，２２はバケツト操作レバ
ー１４を中立位置にしたときにオンとなる。
この装置においては、バケツト操作レバー１４
が作動位置にあるときには、バケツト操作レバー
１４の操作量に応じた速度でバケツトシリンダ７
が動作し、バケツト４の角速度もバケツト操作レ
バー１４の操作量に応じた値となる。そして、バ
ケツト操作レバー１４を中立位置に戻し、ブーム
２、アーム３の少なくとも一方を作動したときに
は、スイツチ１８，２２がオンとなり、そのとき
の目標絶対角度信号δpが記憶装置１７に記憶さ
れ加減算器１９により角度偏差信号Δγが出力さ
れ係数器２０から信号ｋΔγが出力され、増幅器
２１により電磁制御弁１５が信号ｋΔγに応じた
量だけ切換えられて、バケツトシリンダ７が信号
ｋΔγに応じた速度で作動するから、バケツト４
の角速度が信号ｋΔγに応じた値となる。ところ
で、バケツト４の絶対角度θはブーム角度、アー
ム角度、バケツト角度をそれぞれＡ，Ｂ，Γとす
ると、次式で表わされる。
が作動位置にあるときには、バケツト操作レバー
１４の操作量に応じた速度でバケツトシリンダ７
が動作し、バケツト４の角速度もバケツト操作レ
バー１４の操作量に応じた値となる。そして、バ
ケツト操作レバー１４を中立位置に戻し、ブーム
２、アーム３の少なくとも一方を作動したときに
は、スイツチ１８，２２がオンとなり、そのとき
の目標絶対角度信号δpが記憶装置１７に記憶さ
れ加減算器１９により角度偏差信号Δγが出力さ
れ係数器２０から信号ｋΔγが出力され、増幅器
２１により電磁制御弁１５が信号ｋΔγに応じた
量だけ切換えられて、バケツトシリンダ７が信号
ｋΔγに応じた速度で作動するから、バケツト４
の角速度が信号ｋΔγに応じた値となる。ところ
で、バケツト４の絶対角度θはブーム角度、アー
ム角度、バケツト角度をそれぞれＡ，Ｂ，Γとす
ると、次式で表わされる。
θ＝Ａ＋Ｂ＋Γ＋Ｃ
ここで、Ｃはバケツト４の形状等により定まつ
た一定値である。したがつて、絶対角度信号δ≡
α＋β＋γは絶対角度θに応じた値となるから、
絶対角度θを一定に保つには、絶対角度信号δが
一定になるようにすればよい。そして、この装置
においては、目標絶対角度信号δpと絶対角度信
号δとの差すなわち角度偏差信号Δγに応じた角
速度でバケツト４を回動する。このため、角度信
号α，β，γが変化したとしても、バケツト４の
絶対角度θは、バケツト４の手動操作を停止した
ときの絶対角度に保たれる。この状態で、バケツ
ト操作レバー１４を作動位置にすると、スイツチ
１８，２２がオフになり、バケツト４は操作レバ
ー１４の操作量に応じた角速度で回動する。
た一定値である。したがつて、絶対角度信号δ≡
α＋β＋γは絶対角度θに応じた値となるから、
絶対角度θを一定に保つには、絶対角度信号δが
一定になるようにすればよい。そして、この装置
においては、目標絶対角度信号δpと絶対角度信
号δとの差すなわち角度偏差信号Δγに応じた角
速度でバケツト４を回動する。このため、角度信
号α，β，γが変化したとしても、バケツト４の
絶対角度θは、バケツト４の手動操作を停止した
ときの絶対角度に保たれる。この状態で、バケツ
ト操作レバー１４を作動位置にすると、スイツチ
１８，２２がオフになり、バケツト４は操作レバ
ー１４の操作量に応じた角速度で回動する。
すなわち、従来のバケツト角制御方法は、ブー
ム２、アーム３の少なくとも一方を操作している
とき、バケツト４の絶対角度θが一定になるとき
のバケツト角度信号すなわち目標バケツト角度信
号γr＝δp−α−βを求めて、目標バケツト角度
信号γrと実際のバケツト角度信号γとの差すな
わち角度偏差信号Δｒを求めている。
ム２、アーム３の少なくとも一方を操作している
とき、バケツト４の絶対角度θが一定になるとき
のバケツト角度信号すなわち目標バケツト角度信
号γr＝δp−α−βを求めて、目標バケツト角度
信号γrと実際のバケツト角度信号γとの差すな
わち角度偏差信号Δｒを求めている。
Δγ＝δp−δ＝δp−α−β−γ＝γr−γそ
して、角度偏差信号Δγにゲインを乗じた信号ｋ
Δγに応じた速度でバケツト４が回動されるので
あり、バケツト４をある速度で回動するには、常
に角度偏差信号Δγが零でないことが必要であ
る。ところで、普通は制御系のゲインｋを大きく
すれば、角度偏差信号Δγを常に小さくすること
ができるが、油圧シヨベルのように遅れの大きい
系では、ゲインｋを大きくするとハンチングを起
こしてしまうから、ゲインｋを小さくしなければ
ならず、この場合には角度偏差信号Δγがかなり
大きくなつてしまうから、精度よくバケツト角を
制御することができない。
して、角度偏差信号Δγにゲインを乗じた信号ｋ
Δγに応じた速度でバケツト４が回動されるので
あり、バケツト４をある速度で回動するには、常
に角度偏差信号Δγが零でないことが必要であ
る。ところで、普通は制御系のゲインｋを大きく
すれば、角度偏差信号Δγを常に小さくすること
ができるが、油圧シヨベルのように遅れの大きい
系では、ゲインｋを大きくするとハンチングを起
こしてしまうから、ゲインｋを小さくしなければ
ならず、この場合には角度偏差信号Δγがかなり
大きくなつてしまうから、精度よくバケツト角を
制御することができない。
また、従来のバケツト角制御方法においては、
バケツト４の手動操作を停止したときのバケツト
４の絶対角度θに応じた目標絶対角度信号δpを
記憶して、ブーム２、アーム３を動作してもバケ
ツト４の絶対角度θを一定に保つように自動制御
し、この状態でバケツト４の手動操作を開始する
と、自動制御を停止し、バケツト４がバケツト操
作レバー１４の操作量に応じた角速度で回動する
ようにしている。したがつて、自動制御時に所定
の角速度で回動していたバケツト４が、バケツト
操作レバー１４を操作すると、今までの角速度と
は無関係な角速度で回動し始めるから、スムーズ
な操作フイーリングが得られない。たとえば、自
動制御時にバケツト４の絶対角度θを一定に保つ
ためにバケツト４が角速度γ〓１で第１図時計方向
に回動しているときに、操作者がバケツト４の絶
対角度θをもつと小さく修正しようと考えてバケ
ツト操作レバー１４をバケツト４が時計方向に回
動するように操作したとき、バケツト操作レバー
１４によつて指令されたバケツト４の角速度γ〓２
が角速度γ〓１より小さいと、バケツト４の絶対角
度θは小さくならずにかえつて大きくなつてしま
い、操作者の意図と反して、危険である。この問
題を解決するためには、自動制御時にバケツト操
作レバー１４が操作されたときには、そのバケツ
ト操作レバー１４の出力信号を目標絶対角度信号
δpに加算してやればよいが、この場合にはコス
トや応答性などの問題があり、現状では実現が困
難である。
バケツト４の手動操作を停止したときのバケツト
４の絶対角度θに応じた目標絶対角度信号δpを
記憶して、ブーム２、アーム３を動作してもバケ
ツト４の絶対角度θを一定に保つように自動制御
し、この状態でバケツト４の手動操作を開始する
と、自動制御を停止し、バケツト４がバケツト操
作レバー１４の操作量に応じた角速度で回動する
ようにしている。したがつて、自動制御時に所定
の角速度で回動していたバケツト４が、バケツト
操作レバー１４を操作すると、今までの角速度と
は無関係な角速度で回動し始めるから、スムーズ
な操作フイーリングが得られない。たとえば、自
動制御時にバケツト４の絶対角度θを一定に保つ
ためにバケツト４が角速度γ〓１で第１図時計方向
に回動しているときに、操作者がバケツト４の絶
対角度θをもつと小さく修正しようと考えてバケ
ツト操作レバー１４をバケツト４が時計方向に回
動するように操作したとき、バケツト操作レバー
１４によつて指令されたバケツト４の角速度γ〓２
が角速度γ〓１より小さいと、バケツト４の絶対角
度θは小さくならずにかえつて大きくなつてしま
い、操作者の意図と反して、危険である。この問
題を解決するためには、自動制御時にバケツト操
作レバー１４が操作されたときには、そのバケツ
ト操作レバー１４の出力信号を目標絶対角度信号
δpに加算してやればよいが、この場合にはコス
トや応答性などの問題があり、現状では実現が困
難である。
この発明は上述の問題点を解決するためになさ
れたもので、バケツト角度を精度よく制御でき、
また自動制御時におけるバケツトの絶対角度の修
正操作をスムーズに行なうことができる腕式作業
機のバケツト角制御方法を提供することを目的と
する。
れたもので、バケツト角度を精度よく制御でき、
また自動制御時におけるバケツトの絶対角度の修
正操作をスムーズに行なうことができる腕式作業
機のバケツト角制御方法を提供することを目的と
する。
この目的を達成するため、この発明においては
作業機本体に枢着され第１油圧シリンダにより俯
仰動される第１作業腕と、その第１作業腕の先端
に枢着され第２油圧シリンダにより揺動される第
２作業腕と、その第２作業腕の先端に取付けられ
バケツトシリンダにより回動されるバケツトとを
備えた腕式作業機のバケツト角制御方法におい
て、上記第１作業腕の角速度と上記第２作業腕の
角速度との加算値から上記バケツトの動くべき角
速度に応じた制御速度信号を求め、かつ上記第１
作業腕、上記第２作業腕および上記バケツトの角
度を検出し、上記第１作業腕、上記第２作業腕お
よび上記バケツトの角度から上記バケツトの目標
角度と実際角度との差に応じた角度補正信号を求
め、上記第１作業腕、上記第２作業腕の操作時
に、上記制御速度信号と上記角度補正信号とを加
算した信号に応じた角速度で上記バケツトを回動
し、また上記第１作業腕、上記第２作業腕の操作
時に上記バケツトを手動操作したとき、上記制御
速度信号と上記バケツトの手動操作信号とを加算
した信号に応じた角速度で上記バケツトを回動
し、さらに上記第１作業腕、上記第２作業腕の操
作時に、上記制御速度信号と上記角度補正信号と
を加算した信号に応じた角速度で上記バケツトを
回動し、上記第１作業腕、上記第２作業腕の操作
時に上記バケツトを手動操作したとき、上記制御
速度信号と上記バケツトの手動操作信号とを加算
した信号に応じた角速度で上記バケツトを回動す
る。
作業機本体に枢着され第１油圧シリンダにより俯
仰動される第１作業腕と、その第１作業腕の先端
に枢着され第２油圧シリンダにより揺動される第
２作業腕と、その第２作業腕の先端に取付けられ
バケツトシリンダにより回動されるバケツトとを
備えた腕式作業機のバケツト角制御方法におい
て、上記第１作業腕の角速度と上記第２作業腕の
角速度との加算値から上記バケツトの動くべき角
速度に応じた制御速度信号を求め、かつ上記第１
作業腕、上記第２作業腕および上記バケツトの角
度を検出し、上記第１作業腕、上記第２作業腕お
よび上記バケツトの角度から上記バケツトの目標
角度と実際角度との差に応じた角度補正信号を求
め、上記第１作業腕、上記第２作業腕の操作時
に、上記制御速度信号と上記角度補正信号とを加
算した信号に応じた角速度で上記バケツトを回動
し、また上記第１作業腕、上記第２作業腕の操作
時に上記バケツトを手動操作したとき、上記制御
速度信号と上記バケツトの手動操作信号とを加算
した信号に応じた角速度で上記バケツトを回動
し、さらに上記第１作業腕、上記第２作業腕の操
作時に、上記制御速度信号と上記角度補正信号と
を加算した信号に応じた角速度で上記バケツトを
回動し、上記第１作業腕、上記第２作業腕の操作
時に上記バケツトを手動操作したとき、上記制御
速度信号と上記バケツトの手動操作信号とを加算
した信号に応じた角速度で上記バケツトを回動す
る。
第３図はこの発明に係る腕式作業機のバケツト
角制御方法を実施するための装置を示す図であ
る。図において２３はブーム角度信号αとアーム
角度信号βとの和を求める加算器、２４は加算器
２３の出力信号α＋βを微分する微分器、２５は
係数器の出力信号ｋΔγと微分器の出力信号α＋
β≡−γ〓rとの差を求める加算器、２６はバケツ
ト操作レバー１４の操作量に応じた信号を出力す
る手動操作装置、２７は加算器２５の出力信号と
手動操作装置２６の出力信号との和を求める加算
器、２８は加算器２５と加算器２７との間に設け
られたスイツチ、２９，３０はそれぞれブーム操
作レバー、アーム操作レバー、３１〜３３はそれ
ぞれ操作レバー２９，３０，１４の操作状態を検
出するレバー操作検出器、３４は操作レバー２
９，３０の少なくとも一方が作動位置になつたと
き制御信号Ａを出力し、操作レバー２９，３０の
少なくとも一方が作動位置でありかつ操作レバー
１４が作動位置でないとき制御信号Ｂを出力する
制御指令装置で、制御信号Ａが出力されたときス
イツチ２８がオンになり、制御信号Ｂが出力され
たときスイツチ１８，２２がオンになる。
角制御方法を実施するための装置を示す図であ
る。図において２３はブーム角度信号αとアーム
角度信号βとの和を求める加算器、２４は加算器
２３の出力信号α＋βを微分する微分器、２５は
係数器の出力信号ｋΔγと微分器の出力信号α＋
β≡−γ〓rとの差を求める加算器、２６はバケツ
ト操作レバー１４の操作量に応じた信号を出力す
る手動操作装置、２７は加算器２５の出力信号と
手動操作装置２６の出力信号との和を求める加算
器、２８は加算器２５と加算器２７との間に設け
られたスイツチ、２９，３０はそれぞれブーム操
作レバー、アーム操作レバー、３１〜３３はそれ
ぞれ操作レバー２９，３０，１４の操作状態を検
出するレバー操作検出器、３４は操作レバー２
９，３０の少なくとも一方が作動位置になつたと
き制御信号Ａを出力し、操作レバー２９，３０の
少なくとも一方が作動位置でありかつ操作レバー
１４が作動位置でないとき制御信号Ｂを出力する
制御指令装置で、制御信号Ａが出力されたときス
イツチ２８がオンになり、制御信号Ｂが出力され
たときスイツチ１８，２２がオンになる。
第４図は制御指令装置３４の一例を示す図であ
る。図において３５はオア素子、３６はインバー
タ、３７はアンド素子である。
る。図において３５はオア素子、３６はインバー
タ、３７はアンド素子である。
第５図は制御指令装置３４の他の一例を示す図
である。図において３８，３９は操作レバー２
９，３０が作動位置になつたときオンとなるスイ
ツチ４０は操作レバー１４が作動位置でないとき
オンとなるスイツチである。
である。図において３８，３９は操作レバー２
９，３０が作動位置になつたときオンとなるスイ
ツチ４０は操作レバー１４が作動位置でないとき
オンとなるスイツチである。
この装置においては、バケツト操作レバー１４
のみを操作しているときには、制御指令装置３４
から制御信号Ａ，Ｂが出力されないから、スイツ
チ１８，２２，２８はオフであり、電磁制御弁１
５はバケツト操作レバー１４の操作量に応じた量
だけ切換えられ、バケツト４の角速度はバケツト
操作レバー１４の操作量に応じた値となる。ま
た、操作レバー２９，３０の少なくとも一方を操
作し、操作レバー１４を操作しなければ、制御指
令装置３４から制御信号Ａ，Ｂが出力されるか
ら、スイツチ１８，２２，２８がオンとなる。こ
のため、バケツト４は加算器２７の出力信号γ〓r
＋ｋΔγに応じた角速度で回動される。ところ
で、上述の如くバケツト４の絶対角度θに応じた
絶対角度信号δは次式で表わされる。
のみを操作しているときには、制御指令装置３４
から制御信号Ａ，Ｂが出力されないから、スイツ
チ１８，２２，２８はオフであり、電磁制御弁１
５はバケツト操作レバー１４の操作量に応じた量
だけ切換えられ、バケツト４の角速度はバケツト
操作レバー１４の操作量に応じた値となる。ま
た、操作レバー２９，３０の少なくとも一方を操
作し、操作レバー１４を操作しなければ、制御指
令装置３４から制御信号Ａ，Ｂが出力されるか
ら、スイツチ１８，２２，２８がオンとなる。こ
のため、バケツト４は加算器２７の出力信号γ〓r
＋ｋΔγに応じた角速度で回動される。ところ
で、上述の如くバケツト４の絶対角度θに応じた
絶対角度信号δは次式で表わされる。
δ＝α＋β＋γ
そして、絶対角度θを一定とした場合すなわち
絶対角度信号δを一定とした場合には、この式を
微分すると次式のようになる。
絶対角度信号δを一定とした場合には、この式を
微分すると次式のようになる。
γ〓＝−α〓−β〓
したがつて、バケツト４の角速度を制御速度信号
−α〓−β〓≡γ〓rに応じた値とすれば、バケツト４
の絶対角度θが一定になる。そして、外乱の影響
等により絶対角度θが操作レバー２９，３０の操
作開始時の絶対角度θから変動したときには、そ
の変動量に比例した信号ｋΔγに応じた速度でバ
ケツト４の角速度が修正され、バケツト４の絶対
角度θは一定に保たれる。つぎに、この状態でバ
ケツト操作レバー１４をも操作すると、制御指令
装置３４からは制御信号Ａのみが出力されるか
ら、スイツチ１８，２２がオフになる。したがつ
て、バケツト４は制御速度信号γ〓rに手動操作装
置２６の出力信号を加算した信号に応じた角速度
で回動するから、バケツト４の絶対角度θをバケ
ツト操作レバー１４の操作量に対応した速度で修
正することができる。つぎに、この状態でバケツ
ト操作レバー１４を中立位置に戻すと、制御指令
装置３４から制御信号Ｂが出力され、スイツチ１
８，２２がオンとなるので、記憶装置１７にはそ
の時点の絶対角度θに応じた値の目標絶対角度信
号δpが記憶され、バケツト４はそれ以後その絶
対角度θを保持する。
−α〓−β〓≡γ〓rに応じた値とすれば、バケツト４
の絶対角度θが一定になる。そして、外乱の影響
等により絶対角度θが操作レバー２９，３０の操
作開始時の絶対角度θから変動したときには、そ
の変動量に比例した信号ｋΔγに応じた速度でバ
ケツト４の角速度が修正され、バケツト４の絶対
角度θは一定に保たれる。つぎに、この状態でバ
ケツト操作レバー１４をも操作すると、制御指令
装置３４からは制御信号Ａのみが出力されるか
ら、スイツチ１８，２２がオフになる。したがつ
て、バケツト４は制御速度信号γ〓rに手動操作装
置２６の出力信号を加算した信号に応じた角速度
で回動するから、バケツト４の絶対角度θをバケ
ツト操作レバー１４の操作量に対応した速度で修
正することができる。つぎに、この状態でバケツ
ト操作レバー１４を中立位置に戻すと、制御指令
装置３４から制御信号Ｂが出力され、スイツチ１
８，２２がオンとなるので、記憶装置１７にはそ
の時点の絶対角度θに応じた値の目標絶対角度信
号δpが記憶され、バケツト４はそれ以後その絶
対角度θを保持する。
第６図はこの発明に係る腕式作業機のバケツト
角制御方法を実施するための他の装置の一部を示
す図である。図において４１は加算器２５と増幅
器２１との間に設けられたスイツチで、スイツチ
４１は制御指令装置３４の出力信号Ａが出力され
たときオンとなる。
角制御方法を実施するための他の装置の一部を示
す図である。図において４１は加算器２５と増幅
器２１との間に設けられたスイツチで、スイツチ
４１は制御指令装置３４の出力信号Ａが出力され
たときオンとなる。
この装置においては、バケツト操作レバー１４
のみを操作したときには、スイツチ４１がオフで
あり、バケツト４はバケツト操作レバー１４の操
作量に応じた角速度で回動される。また、操作レ
バー２９，３０のいずれか一方を作動位置とし、
バケツト操作レバー１４を中立位置としたときに
は、バケツト４が加算器２５の出力信号γ〓r＋ｋ
Δγに応じた角速度で回動されるから、バケツト
４の絶対角度θは一定に保たれる。そして、この
状態でバケツト操作レバー１４をも作動位置にす
ると、油圧ポンプ１１の圧油もバケツトシリンダ
７に供給されるから、バケツト４の絶対角度θを
変化させることができる。さらに、この状態から
バケツト操作レバー１４を中立位置に戻すと、バ
ケツト４はそのときの絶対角度θを保持する。
のみを操作したときには、スイツチ４１がオフで
あり、バケツト４はバケツト操作レバー１４の操
作量に応じた角速度で回動される。また、操作レ
バー２９，３０のいずれか一方を作動位置とし、
バケツト操作レバー１４を中立位置としたときに
は、バケツト４が加算器２５の出力信号γ〓r＋ｋ
Δγに応じた角速度で回動されるから、バケツト
４の絶対角度θは一定に保たれる。そして、この
状態でバケツト操作レバー１４をも作動位置にす
ると、油圧ポンプ１１の圧油もバケツトシリンダ
７に供給されるから、バケツト４の絶対角度θを
変化させることができる。さらに、この状態から
バケツト操作レバー１４を中立位置に戻すと、バ
ケツト４はそのときの絶対角度θを保持する。
すなわち、この発明に係るバケツト角制御方法
においては、ブーム２、アーム３を操作している
ときにバケツト４の絶対角度θを一定に保つため
に、ブーム２、アーム３の角速度信号α〓，β〓から
制御速度信号−α〓−β〓≡γ〓rを求めて、この制御
速度信号γ〓rに応じた角度でバケツト４を回動し
てオープンループ制御を行なう。したがつて、従
来のように角度偏差信号Δγでバケツト４の角速
度を制御するいわゆる位置フイードバツク制御方
式より、この発明のようなオープンループ制御の
方が応答が速く、またハンチングを起こすことが
なく、荷の重量のような系のパラメータの変化、
バケツト４が何かに当つたときのような外乱の影
響が小さければ、バケツト角度を精度よく制御す
ることができる。そして、この発明に係るバケツ
ト角制御方法においては、角度偏差信号すなわち
角度補正信号Δγによる位置フイードバツク制御
をも行なつているからオープンループ制御と位置
フイードバツク制御とを組合わせた制御であり、
系のパラメータ変化、外乱の影響等が大きくと
も、それによつて生じた絶対角度θの変化を位置
フイードバツク制御で修正することができるの
で、バケツト角度をきわめて精度よく制御するこ
とができる。
においては、ブーム２、アーム３を操作している
ときにバケツト４の絶対角度θを一定に保つため
に、ブーム２、アーム３の角速度信号α〓，β〓から
制御速度信号−α〓−β〓≡γ〓rを求めて、この制御
速度信号γ〓rに応じた角度でバケツト４を回動し
てオープンループ制御を行なう。したがつて、従
来のように角度偏差信号Δγでバケツト４の角速
度を制御するいわゆる位置フイードバツク制御方
式より、この発明のようなオープンループ制御の
方が応答が速く、またハンチングを起こすことが
なく、荷の重量のような系のパラメータの変化、
バケツト４が何かに当つたときのような外乱の影
響が小さければ、バケツト角度を精度よく制御す
ることができる。そして、この発明に係るバケツ
ト角制御方法においては、角度偏差信号すなわち
角度補正信号Δγによる位置フイードバツク制御
をも行なつているからオープンループ制御と位置
フイードバツク制御とを組合わせた制御であり、
系のパラメータ変化、外乱の影響等が大きくと
も、それによつて生じた絶対角度θの変化を位置
フイードバツク制御で修正することができるの
で、バケツト角度をきわめて精度よく制御するこ
とができる。
また、この発明に係るバケツト角制御方法で
は、制御速度信号γ〓rに応じた速度でバケツト４
を回動しており、この状態でバケツト操作レバー
１４が操作されたときに、角度補正信号Δγの代
わりにバケツトの手動操作信号を制御速度信号γ〓
ｒに加算するから、絶対角度θを手動操作信号に
応じた速度で変化させることができるので、自動
制御時におけるバケツトの絶対角度θの修正操作
をスムーズに行なうことができる。
は、制御速度信号γ〓rに応じた速度でバケツト４
を回動しており、この状態でバケツト操作レバー
１４が操作されたときに、角度補正信号Δγの代
わりにバケツトの手動操作信号を制御速度信号γ〓
ｒに加算するから、絶対角度θを手動操作信号に
応じた速度で変化させることができるので、自動
制御時におけるバケツトの絶対角度θの修正操作
をスムーズに行なうことができる。
なお、上述実施例においては、油圧シヨベルの
バケツト角制御方法について説明したが、油圧シ
ヨベルに限定されない。また、上述実施例におい
ては、ローデイング油圧シヨベルのバケツト角制
御方法について説明したが、バツクホウ油圧シヨ
ベルでも全く同様である。さらに、バケツトシリ
ンダ７の一端がアーム３ではなくブーム２に枢着
され、アーム３を揺動したとしてもバケツト４の
絶対角度θが自動的にほぼ一定に保たれるもの
や、ブーム２とバケツト４のみからなるローダの
ような構造のものの場合には、ブーム２の角速度
信号α〓から制御速度信号γ〓rを求め、ブーム角度
信号α、バケツト角度信号γから角度補正信号Δ
γを求めてもよい。また、上述実施例において
は、ブーム角度信号α、アーム角度信号β、バケ
ツト角度信号γを角度計８〜10により直接的に検
出したが、シリンダ５〜７の伸長量を検出するこ
と等により角度信号α，β，γを間接的に求めて
もよい。さらに、上述実施例においては、角度信
号α，β，を微分することにより、間接的に角速
度信号α〓，β〓を求めたが、直接的に角速度信号
α〓，β〓を求めてもよく、シリンダ５〜７の速度や
シリンダ５〜７に接続された管路の流量などの角
速度信号α〓，β〓に対応する値を用いてもよい。ま
た、上述実施例では、レバー操作検出器３１，３
２により操作レバー２９，３０の操作状態を検出
したが、法面掘削のように、ブーム２、アーム３
をある関係で自動制御するときなどには、その自
動制御信号により操作レバー２９，３０の操作状
態を検出してもよく、ブーム２、アーム３の角速
度信号α〓，β〓により操作レバー２９，３０の操作
状態を検出してもよい。さらに、演算部はアナロ
グ回路で構成しても、マイクロコンピユータなど
のデジタル回路で構成してもよい。また、電磁制
御弁１５を電気油圧変換弁とパイロツト操作形流
量制御弁の組合せにし、手動操作信号をパイロツ
ト圧として取出し、電気油圧変換弁によるパイロ
ツト圧と加算する構成としてもよい。さらに、電
磁制御弁１５のような弁を制御してシリンダ７を
制御せずに、流体圧源であるポンプの吐出量を制
御してシリンダ７を制御してもよい。
バケツト角制御方法について説明したが、油圧シ
ヨベルに限定されない。また、上述実施例におい
ては、ローデイング油圧シヨベルのバケツト角制
御方法について説明したが、バツクホウ油圧シヨ
ベルでも全く同様である。さらに、バケツトシリ
ンダ７の一端がアーム３ではなくブーム２に枢着
され、アーム３を揺動したとしてもバケツト４の
絶対角度θが自動的にほぼ一定に保たれるもの
や、ブーム２とバケツト４のみからなるローダの
ような構造のものの場合には、ブーム２の角速度
信号α〓から制御速度信号γ〓rを求め、ブーム角度
信号α、バケツト角度信号γから角度補正信号Δ
γを求めてもよい。また、上述実施例において
は、ブーム角度信号α、アーム角度信号β、バケ
ツト角度信号γを角度計８〜10により直接的に検
出したが、シリンダ５〜７の伸長量を検出するこ
と等により角度信号α，β，γを間接的に求めて
もよい。さらに、上述実施例においては、角度信
号α，β，を微分することにより、間接的に角速
度信号α〓，β〓を求めたが、直接的に角速度信号
α〓，β〓を求めてもよく、シリンダ５〜７の速度や
シリンダ５〜７に接続された管路の流量などの角
速度信号α〓，β〓に対応する値を用いてもよい。ま
た、上述実施例では、レバー操作検出器３１，３
２により操作レバー２９，３０の操作状態を検出
したが、法面掘削のように、ブーム２、アーム３
をある関係で自動制御するときなどには、その自
動制御信号により操作レバー２９，３０の操作状
態を検出してもよく、ブーム２、アーム３の角速
度信号α〓，β〓により操作レバー２９，３０の操作
状態を検出してもよい。さらに、演算部はアナロ
グ回路で構成しても、マイクロコンピユータなど
のデジタル回路で構成してもよい。また、電磁制
御弁１５を電気油圧変換弁とパイロツト操作形流
量制御弁の組合せにし、手動操作信号をパイロツ
ト圧として取出し、電気油圧変換弁によるパイロ
ツト圧と加算する構成としてもよい。さらに、電
磁制御弁１５のような弁を制御してシリンダ７を
制御せずに、流体圧源であるポンプの吐出量を制
御してシリンダ７を制御してもよい。
以上説明したように、この発明に係る腕式作業
機のバケツト角制御方法においては、バケツト角
度を精度よく制御でき、また自動制御時における
バケツトの絶対角度の修正操作をスムーズに行な
うことができる。このように、この発明の効果は
顕著である。
機のバケツト角制御方法においては、バケツト角
度を精度よく制御でき、また自動制御時における
バケツトの絶対角度の修正操作をスムーズに行な
うことができる。このように、この発明の効果は
顕著である。
第１図はローデイング油圧シヨベルのフロント
部を示す図、第２図は従来のバケツト角制御方法
を実施するための装置を示す図、第３図はこの発
明に係るバケツト角制御方法を実施するための装
置を示す図、第４図、第５図はそれぞれ制御指令
装置の一例を示す図、第６図はこの発明に係るバ
ケツト角制御方法を実施するための他の装置の一
部を示す図である。 １……油圧シヨベル本体、２……ブーム、３…
…アーム、４……バケツト、５……ブームシリン
ダ、６……アームシリンダ、７……バケツトシリ
ンダ、８〜１０……角度計、１３……手動操作
弁、１４……バケツト操作レバー、１５……電磁
制御弁、１６……加算器、１７……記憶装置、１
８……スイツチ、１９……加減算器、２２……ス
イツチ、２３……加算器、２４……微分器、２５
……加算器、２６……手動操作装置、２７……加
算器、２８……スイツチ、２９……ブーム操作レ
バー、３０……アーム操作レバー、３１〜３３…
…レバー操作検出器、３４……制御指令装置、４
１……スイツチ。
部を示す図、第２図は従来のバケツト角制御方法
を実施するための装置を示す図、第３図はこの発
明に係るバケツト角制御方法を実施するための装
置を示す図、第４図、第５図はそれぞれ制御指令
装置の一例を示す図、第６図はこの発明に係るバ
ケツト角制御方法を実施するための他の装置の一
部を示す図である。 １……油圧シヨベル本体、２……ブーム、３…
…アーム、４……バケツト、５……ブームシリン
ダ、６……アームシリンダ、７……バケツトシリ
ンダ、８〜１０……角度計、１３……手動操作
弁、１４……バケツト操作レバー、１５……電磁
制御弁、１６……加算器、１７……記憶装置、１
８……スイツチ、１９……加減算器、２２……ス
イツチ、２３……加算器、２４……微分器、２５
……加算器、２６……手動操作装置、２７……加
算器、２８……スイツチ、２９……ブーム操作レ
バー、３０……アーム操作レバー、３１〜３３…
…レバー操作検出器、３４……制御指令装置、４
１……スイツチ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 作業機本体に枢着され第１油圧シリンダによ
り俯仰動される第１作業腕と、その第１作業腕の
先端に枢着され第２油圧シリンダにより揺動され
る第２作業腕と、その第２作業腕の先端に取付け
られバケツトシリンダにより回動されるバケツト
とを備えた腕式作業機のバケツト角制御方法にお
いて、上記第１作業腕の角速度と上記第２作業腕
の角速度との加算値から上記バケツトの動くべき
角速度に応じた制御速度信号を求め、かつ上記第
１作業腕、上記第２作業腕および上記バケツトの
角度を検出し、上記第１作業腕、上記第２作業腕
および上記バケツトの角度から上記バケツトの目
標角度と実際角度との差に応じた角度補正信号を
求め、上記第１作業腕、上記第２作業腕の操作時
に、上記制御速度信号と上記角度補正信号とを加
算した信号に応じた角速度で上記バケツトを回動
することを特徴とする腕式作業機のバケツト角制
御方法。 ２ 上記バケツトの上記目標角度を、上記第１作
業腕、上記第２作業腕の操作開始時点または上記
バケツトの操作終了時点の上記バケツトの絶対角
度と上記第１作業腕、上記第２作業腕の角度とか
ら求めることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の腕式作業機のバケツト角制御方法。 ３ 作業機本体に枢着され第１油圧シリンダによ
り俯仰動される第１作業腕と、その第１作業腕の
先端に枢着され第２油圧シリンダにより揺動され
る第２作業腕と、その第２作業腕の先端に取付け
られバケツトシリンダにより回動されるバケツト
とを備えた腕式作業機のバケツト角制御方法にお
いて、上記第１作業腕の角速度と上記第２作業腕
の角速度との加算値から上記バケツトの動くべき
角速度に応じた制御速度信号を求め、上記第１作
業腕、上記第２作業腕の操作時に上記バケツトを
手動操作したとき、上記制御速度信号と上記バケ
ツトの手動操作信号とを加算した信号に応じた角
速度で上記バケツトを回動することを特徴とする
腕式作業機のバケツト角制御方法。 ４ 作業機本体に枢着され第１油圧シリンダによ
り俯仰動される第１作業腕と、その第１作業腕の
先端に枢着され第２油圧シリンダにより揺動され
る第２作業腕と、その第２作業腕の先端に取付け
られバケツトシリンダにより回動されるバケツト
とを備えた腕式作業機のバケツト角制御方法にお
いて、上記第１作業腕の角速度と上記第２作業腕
の角速度との加算値から上記バケツトの動くべき
角速度に応じた制御速度信号を求め、かつ上記第
１作業腕、上記第２作業腕および上記バケツトの
角度を検出し、上記第１作業腕、上記第２作業腕
および上記バケツトの角度から上記バケツトの目
標角度と実際角度との差に応じた角度補正信号を
求め、上記第１作業腕、上記第２作業腕の操作時
に、上記制御速度信号と上記角度補正信号とを加
算した信号に応じた角速度で上記バケツトを回動
し、上記第１作業腕、上記第２作業腕の操作時に
上記バケツトを手動操作したとき、上記制御速度
信号と上記バケツトの手動操作信号とを加算した
信号に応じた角速度で上記バケツトを回動するこ
とを特徴とする腕式作業機のバケツト角制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5361480A JPS56150229A (en) | 1980-04-24 | 1980-04-24 | Control of bucket angle of oil-pressure shovel, etc. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5361480A JPS56150229A (en) | 1980-04-24 | 1980-04-24 | Control of bucket angle of oil-pressure shovel, etc. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56150229A JPS56150229A (en) | 1981-11-20 |
| JPS6234889B2 true JPS6234889B2 (ja) | 1987-07-29 |
Family
ID=12947774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5361480A Granted JPS56150229A (en) | 1980-04-24 | 1980-04-24 | Control of bucket angle of oil-pressure shovel, etc. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56150229A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63142874U (ja) * | 1987-03-11 | 1988-09-20 | ||
| JPH03107892U (ja) * | 1990-02-19 | 1991-11-06 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62189221A (ja) * | 1986-02-13 | 1987-08-19 | Kubota Ltd | ブ−ム形作業機の制御装置 |
| JPS62133753U (ja) * | 1986-02-13 | 1987-08-22 | ||
| JPS62244930A (ja) * | 1986-04-15 | 1987-10-26 | Kubota Ltd | フロントロ−ダの制御装置 |
| JPH0633608B2 (ja) * | 1986-12-16 | 1994-05-02 | 株式会社クボタ | フロントロ−ダの制御装置 |
| JPH03241122A (ja) * | 1990-02-19 | 1991-10-28 | Kubota Corp | バックホウのバケット制御装置 |
| JP2509368B2 (ja) * | 1990-05-23 | 1996-06-19 | 日立建機株式会社 | 作業アタッチメントの姿勢角制御装置 |
| ATE528446T1 (de) * | 2002-10-31 | 2011-10-15 | Deere & Co | Arbeitsfahrzeug, insbesondere ein tieflöffelbagger und/oder ein fahrzeug mit einem frontlader |
| JP7412918B2 (ja) * | 2019-08-01 | 2024-01-15 | 住友重機械工業株式会社 | ショベル |
-
1980
- 1980-04-24 JP JP5361480A patent/JPS56150229A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63142874U (ja) * | 1987-03-11 | 1988-09-20 | ||
| JPH03107892U (ja) * | 1990-02-19 | 1991-11-06 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56150229A (en) | 1981-11-20 |
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