JPS6340026A - 油圧シヨベルのアタツチメント制振装置 - 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】 （Ｕ集土の利用分野） この発明は油圧ショベルのアタッチメント制振装置に関
するものである。

（従来技術） 油圧ショベルのアタッチメントは、ブームやアーム等に
よる大きな慣性とシリンダ内の作動油による比較内軟か
いバネによって構成された系であるため、作動状態から
停止させても振動が残留する。その残留撮動は、作業性
、作業能率を損わせるだけでなく、運転席にも伝達して
運転者の肉体的、精神的疲労を助長することになる。

従来、アタッチメントの作動速度を制御する方法として
は、例えば特開昭６０−２３５２８号公報に示されるも
のが知られている。この装置では、事前に制振効果が１
１１１侍できる作動速度関数を定式化しておき、この関
数に従うように作動速度を制御し、これによってアタッ
チメントの残留撮動を制振させるようにしている。この
方法ではアタッチメントの作動速度が制限されることが
あり、またアタッチメントの作動速度や停止の際の挙動
が運転者の操作感覚とずれる等の問題があり、作業の妨
げとなる要因を含んでいる。

（発明の目的） この発明はこのような従来の欠点を解消するためになさ
れたものであり、アタッチメントの速度が制限されず、
運転者の操作感覚とずれるおそれもない油圧ショベルの
アタッチメントの制娠装置を提供するものである。

（発明の構成） この発明は、油圧ショベルのアタッチメントの制振を行
う装置であって、操作レバーの操作角検出手段と、アタ
ッチメントの角度検出手段と、上記各手段からの信号を
処理する信号処理手段と、上記信号処理手段からの出力
でアタッチメントを駆動する駆動装置とを有し、上記信
号処理手段は操作レバーからの信号が不感帯域にあると
きは角゛度センサーからの変位信号を２回微分して加速
度信号を求め、この加速度信号に基き副搬信号を求めて
駆動手段に送り、不感帯域以外のときは操作レバーから
の信号のみを駆動手段に送るように構成されているもの
である。

上記構成では、操作を行っていない操作レバーの不感帯
でのみブームの制動に対応してブームが操作される。

（実施例） 第１図において、油圧ショベルのアッパーフレーム（図
示せず）にはプームシリンダ２によって作動されるブー
ム１が取付けられ、このブーム１の角度変位を検出する
角度センサー３がブーム１の基部に取付けられている。

そしてこの角度センサー３からの検出信号Ｖθ２はＡ／
Ｄ変換器４を通してＣＰＬＩ５に送られ、また上記ブー
ム１を操作する操作レバー６の操作位置は、図示しない
ポテンショメータ等の検出器によって検出され、その検
出信号Ｖθ１はＡ／Ｄ変換器７を通して上記ＣＰＵ５に
送られるようにしている。

上記ＣＰＵ５からの信号ＶｏはＤ／Ａ変換器８を通して
ｌａ比例減圧弁９に送られ、このＴｉ電磁比例減圧弁に
よりコントロールバルブ１０を制御し、このコントロー
ルバルブ１０により上記ブームシリンダ２を作動させ、
ブーム１を所定角度変位させるようにしている。

上記ＣＰＵ５では、操作レバー６からの信号Ｖθ１の絶
対値が一定値以上のときは、特別な演舞を行わずにＡ／
Ｄ変換７の信号のみをＤ／Ａ変換器８を通してＭ磁比側
減圧弁９に送り、その信号の大きさに比例するストロー
ク分だけコントロールパルプ１０のストロークを作動さ
せ、ブームシリンダ２を作動させるようにしている。す
なわち、不感帯以外の通常の操作状態では、操作レバー
６からの操作信号Ｖθ１のみがＣＰｔＪ５を通して送ら
れ、角度センサー３からの信号Ｖθ２はＣＰＵ５では読
み捨てられる。なお、この際角度センサー３からの信号
は位置制御等の他の制御に利用してもよい。

一方、操作レバー６からの信号Ｖθ１の絶対値が一定値
Ｖｃ以下の大きざ、すなわち操作レバー６が不感帯にあ
るときは、ＣＰＵ５で角度センサー３からの信号Ｖθ２
が２回微分され、相対加速度信号として電磁比例減圧弁
９に送られ、これによって後述の原理に基いてブームシ
リンダ２の制御がなされ、アタッチメントのυＪｆｆｒ
が行われるようにしている。

第２図は上記制御のＣＰＵ５内での処理を示すフローチ
ャートであり、操作レバー６からの信号Ｖθ１は、ステ
ップＳ１で所定の設定値■ｃより大きいか否かが判断さ
れ、信号Ｖθ１の絶対値がＶＣより大きい場合には不感
帯以外の状態であるとして、ステップＳ２で■θ１に係
数βをかけた１１Ｖｏとして出力される。すなわち、操
作レバー６からの信号がそのまま通過してそれに対応す
る量のブームの操作がなされる。

一方、信号■θ１の絶対値がＶＣより小さい場合、すな
わち不感帯にある場合には、ステップＳ３に移る。ステ
ップＳ３ではブーム１の角度センサー３から送られた信
号■θ２が２回微分され、その値■θ２にαを掛けた値
Ｖｏが出力される。

すなわち、この場合には操作レバー６からの信号による
のではなく、角度センサー３からの信号によってブーム
シリンダ２の操作がなされる。この操作量はＣＰｔＪ５
で求められた相対加速度に基いて定められ、この出力に
基き電磁比例減圧弁９、コントロールバルブ１０および
ブームシリンダ２を通してブーム２０制振が行われる。

上記制振のためのフィードバックの原理は以下の通りで
ある。まずアタッチメント（第１図の例ではブーム１）
の残留振動時の運動方程式を求めると、 Ｐニブ−ムシリンダの圧力 に：作動油の体積弾性係数 ■＝ニブ−ムシリンダの作動油体積 にニブ−ムシリンダの等価バネ係数 （圧力と流量積との関係） Ａニブ−ムシリンダの断面積 ｒニブ−ムシリンダとブームフットとの間の距離（第１
図参照） Ｉ：アタッチメントの慣性モーメント Ｘ：流量積（Ｘ−ｆＱｄｔ） ｘｏ　ニブ−ムシリンダに流れ込む流量積Ｍ−アタッチ
メントに作用するモーメントθ：アタッチメントの回転
角とすると、Ｐ−（Ｋ／Ｖ）ｘ−ｋｘ Ｘ−△ｒσ Ｐ＝Ｍ／八ｒ Ｍへ△　ｒ＝ｋｘ＝ｋＡｒ　θ Ｍ＝　　（Ａｒ　）２　ｋＯ したがって運動方程式は、 Ｉθ＋（Ａｒ）２ｋ（θ−θａ）＝０ ここで、θ−ｘ／Ａ−ｒより （１／Ａｒ）ｘ＋　（Ａｒ）２　ｋ　（ｘ／Ａｒ−Ｘｏ
　／Ａｒ）＝０ （１／　（Ａｒ）２）ｘ＋ｋ　（ｘ−ｘｏ　）＝０・・
・・・・・・・（１） 上記（１）式のＸＱの項にアタッチメン１〜の加速度に
比例した流債積をフィードバックした場合の運動方程式
は以下のようになる。

Ｘ　　：コントロールバルブのスプールストロ−ｐ り ｋ　　：加速度フィードバックゲイン ｚ θ：ブームの回転角 Ｘｏ　：流通積 ｘｒ：目標値 ｋＯ：流１変換係数 ｘ＝−ｋｄｚ・θ 　ｐ Ｘ　ａ−ｋ　Ｏ”　Ｘ　ｓ　。

＝−ｋｏ、ｋ　　　−ｆ３ ｄｚ ＸＱ　＝−ｋＱ　−ｋ　　　・θ・・・・・・・・・（
２）ｄｚ 上記（２）式を〈１）式に代入すると （１／　（Ａ　’　＞　２）　Ｘ　＋　ｋ　（Ｘ　＋　
ｋ　ｏ　−ｋ　ｄｚ・θ）＝０ （１／　（Ａｒ）２）　ｘ＋（ｋ／Ａｒ）−ｋ　−ｋｄ
ｚ　−ｘ＋　ｋ　’Ｘ　−０・・・・・・・・・・・・
（３）上記（３）式において、加速度フィードバックゲ
インｋｄ２は減衰項に含まれ、したがって、アタッチメ
ントの制振効果を発揮させることができる。

（発明の効果） 以上のようにアタッチメント用の操作レバーの不感帯で
のみ制振制御を行うようにしているために、アタッチメ
ントの作動速度に無関係であり、通常の作業を妨げるこ
となく、制振効果を発揮させることができる。しかもυ
１振はアタッチメント（ブーム）作動用のブームシリン
ダを利用して行うようにしているために、別にυ１振装
置を設ける必要がなく、装置全体を安価に製作すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す装置のブロック図、第
２図はそのＣＰＵ内のフローチャートである。 １・・・ブーム、２・・・ブームシリンダ、３・・・角
度センサー、５・・・ＣＰＬＩ、６・・・操作レバー、
９・・・電磁比例減圧弁、１０・・・コントロールバル
ブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、油圧ショベルのアタッチメントの制振を行う装置で
   あって、操作レバーの操作角検出手段と、アタッチメン
   トの角度検出手段と、上記各手段からの信号を処理する
   信号処理手段と、上記信号処理手段からの出力でアタッ
   チメントを駆動する駆動装置とを有し、上記信号処理手
   段は操作レバーからの信号が不感帯域にあるときは角度
   センサーからの変位信号を２回微分して加速度信号を求
   め、この加速度信号に基き制振信号を求めて駆動手段に
   送り、不感帯域以外のときは操作レバーからの信号のみ
   を駆動手段に送るように構成されていることを特徴とす
   る油圧ショベルのアタッチメント制振装置。