JPS636693B2 - - Google Patents
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- JPS636693B2 JPS636693B2 JP18890880A JP18890880A JPS636693B2 JP S636693 B2 JPS636693 B2 JP S636693B2 JP 18890880 A JP18890880 A JP 18890880A JP 18890880 A JP18890880 A JP 18890880A JP S636693 B2 JPS636693 B2 JP S636693B2
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- arm
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- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 21
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 16
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 13
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はパワーシヨベルの制御装置に関する。
パワーシヨベルの作業サイクルは(i)掘削、(ii)ダン
プカー等への排土のためのバケツト持上げ、(iii)排
土、(iv)掘削開始点への復帰の４工程よりなつてい
る。
パワーシヨベルの作業サイクルは(i)掘削、(ii)ダン
プカー等への排土のためのバケツト持上げ、(iii)排
土、(iv)掘削開始点への復帰の４工程よりなつてい
る。
このうち、(i)掘削工程については種々の自動制
御方式が提案されているが、(iv)掘削開始点への復
帰工程は、作業効率上ブーム、アーム、バケツ
ト、旋回の４動作を同時に操作する関係上、運転
員の負担が大であるにもかかわらず、従来自動化
されていない。
御方式が提案されているが、(iv)掘削開始点への復
帰工程は、作業効率上ブーム、アーム、バケツ
ト、旋回の４動作を同時に操作する関係上、運転
員の負担が大であるにもかかわらず、従来自動化
されていない。
本発明はこのような事情に鑑みて提案されたも
ので、運転員がアームで、旋回の操作のみでブー
ム、バケツトを自動追従させ次の掘削開始点まで
これを駆動するパワーシヨベルの制御装置を提供
することを目的とし、掘削開始点におけるアーム
垂直位置のアームとバケツトとの枢着軸の地上か
らの高さによりブーム角度およびアーム角度を設
定する設定器と、バケツト角度を設定する設定器
と、掘削開始点におけるブーム、アーム、バケツ
トの角度を設定する設定器を有し掘削開始点およ
び排土後の姿勢におけるそれらの角度をそれぞれ
記憶する複数のメモリーと、上記設定器、アーム
角度検出器、ブーム角度検出器、上記アームおよ
びブーム角度メモリー、関数発生器により排土後
姿勢から掘削開始点までのアーム動作量に追従回
動するブーム角度目標値を演算するブーム角度目
標値演算回路と、上記設定器、アーム角度検出
器、バケツト角度検出器、上記アームおよびバケ
ツト角度メモリー、関数発生器により排土後姿勢
から掘削開始点までのアーム動作量に追従回動す
るバケツト角度目標値を演算するバケツト角度目
標値演算回路と、上記ブーム角度目標値を入力し
ブーム角度検出器で検出されたブーム角度をフイ
ードバツクするブーム制御回路と、上記バケツト
角度目標値を入力しバケツト角度検出器で検出さ
れたバケツト角度をフイードバツクするバケツト
制御回路とを具えたことを特徴とする。
ので、運転員がアームで、旋回の操作のみでブー
ム、バケツトを自動追従させ次の掘削開始点まで
これを駆動するパワーシヨベルの制御装置を提供
することを目的とし、掘削開始点におけるアーム
垂直位置のアームとバケツトとの枢着軸の地上か
らの高さによりブーム角度およびアーム角度を設
定する設定器と、バケツト角度を設定する設定器
と、掘削開始点におけるブーム、アーム、バケツ
トの角度を設定する設定器を有し掘削開始点およ
び排土後の姿勢におけるそれらの角度をそれぞれ
記憶する複数のメモリーと、上記設定器、アーム
角度検出器、ブーム角度検出器、上記アームおよ
びブーム角度メモリー、関数発生器により排土後
姿勢から掘削開始点までのアーム動作量に追従回
動するブーム角度目標値を演算するブーム角度目
標値演算回路と、上記設定器、アーム角度検出
器、バケツト角度検出器、上記アームおよびバケ
ツト角度メモリー、関数発生器により排土後姿勢
から掘削開始点までのアーム動作量に追従回動す
るバケツト角度目標値を演算するバケツト角度目
標値演算回路と、上記ブーム角度目標値を入力し
ブーム角度検出器で検出されたブーム角度をフイ
ードバツクするブーム制御回路と、上記バケツト
角度目標値を入力しバケツト角度検出器で検出さ
れたバケツト角度をフイードバツクするバケツト
制御回路とを具えたことを特徴とする。
本発明の一実施例を図面について説明すると、
第２図はその回路構成を示すブロツク線図であ
る。
第２図はその回路構成を示すブロツク線図であ
る。
上図において、７はアーム角度検出器、８，９
はそれぞれメモリー、１０，１１はそれぞれ減算
器、１２は割算器、１３はブーム角度目標値、１
４は関数発生器、１５は掛算器、１６は加算器、
１７は減算器、１８は調節器、１９は減算器、２
０はサーボ機構、２１はデイストリビユータ、２
２はブームシリンダ（負荷）、２３はブーム角度
検出器、２４はブーム角速度検出器、２５は調節
器、２６，２７はそれぞれメモリー、２８は減算
器、２９，３０はそれぞれメモリー、３１は減算
器、３２は関数発生器、３３は掛算器、３４は加
算器、３５は減算器、３６は調節器、３７は減算
器、３８はサーボ機構、３９はデイストリビユー
タ、４０はバケツトシリンダ（負荷）、４１はバ
ケツト角度検出器、４２はバケツト角速度検出
器、４３は調節器、４４，４５はそれぞれ設定
器、４６はブーム角度信号、４７はバケツト角度
信号、４８はバケツト角度目標値、４９は後記す
る設定器５０の出力により幾何学的関係からブー
ム、アーム角度をそれぞれ演算する演算器、５０
は復帰点におけるアーム垂直位置のアームとバケ
ツトとの枢着軸の地面からの高さを与える設定器
である。
はそれぞれメモリー、１０，１１はそれぞれ減算
器、１２は割算器、１３はブーム角度目標値、１
４は関数発生器、１５は掛算器、１６は加算器、
１７は減算器、１８は調節器、１９は減算器、２
０はサーボ機構、２１はデイストリビユータ、２
２はブームシリンダ（負荷）、２３はブーム角度
検出器、２４はブーム角速度検出器、２５は調節
器、２６，２７はそれぞれメモリー、２８は減算
器、２９，３０はそれぞれメモリー、３１は減算
器、３２は関数発生器、３３は掛算器、３４は加
算器、３５は減算器、３６は調節器、３７は減算
器、３８はサーボ機構、３９はデイストリビユー
タ、４０はバケツトシリンダ（負荷）、４１はバ
ケツト角度検出器、４２はバケツト角速度検出
器、４３は調節器、４４，４５はそれぞれ設定
器、４６はブーム角度信号、４７はバケツト角度
信号、４８はバケツト角度目標値、４９は後記す
る設定器５０の出力により幾何学的関係からブー
ム、アーム角度をそれぞれ演算する演算器、５０
は復帰点におけるアーム垂直位置のアームとバケ
ツトとの枢着軸の地面からの高さを与える設定器
である。
このような装置において、アーム３の手動操作
による動きをアーム角度検出器７により検出し、
この動きに対応したブーム角度目標値１３および
バケツト角度目標値４８をそれぞれ下記のように
して求めブームおよびバケツトの制御を行なう。
による動きをアーム角度検出器７により検出し、
この動きに対応したブーム角度目標値１３および
バケツト角度目標値４８をそれぞれ下記のように
して求めブームおよびバケツトの制御を行なう。
まず、ブーム角度目標値１３について述べる
と、掘削開始点のブーム１、アーム３、バケツト
５の角度（制御系の最終目標値）は掘削開始の姿
勢を保ちブーム回転軸に取付けられたブーム角度
検出器２３、ブームとアームの回転軸に取付けら
れたアーム角度検出器７、アームとバケツトの回
転軸に取付けられたバケツト角度検出器４１によ
りそれぞれ得られ、この姿勢において設定器４５
の信号によりメモリー３０にバケツト角度が記憶
され、この値は設定器４５の信号を再度出さない
限り保存される。
と、掘削開始点のブーム１、アーム３、バケツト
５の角度（制御系の最終目標値）は掘削開始の姿
勢を保ちブーム回転軸に取付けられたブーム角度
検出器２３、ブームとアームの回転軸に取付けら
れたアーム角度検出器７、アームとバケツトの回
転軸に取付けられたバケツト角度検出器４１によ
りそれぞれ得られ、この姿勢において設定器４５
の信号によりメモリー３０にバケツト角度が記憶
され、この値は設定器４５の信号を再度出さない
限り保存される。
一方、排土後の姿勢、つまり制御を開始する姿
勢は、同様に設定器４４からの信号により、それ
ぞれの角度がメモリー８，２６，２９にそれぞれ
記憶される、設定器４４はアームの手動操作レバ
ーの動作で信号を出すようにし、動き出す直前の
角度を記憶させる。
勢は、同様に設定器４４からの信号により、それ
ぞれの角度がメモリー８，２６，２９にそれぞれ
記憶される、設定器４４はアームの手動操作レバ
ーの動作で信号を出すようにし、動き出す直前の
角度を記憶させる。
減算器１０は排土姿勢から掘削開始点まで動か
すべきアームの角度偏差を出力し、また割算器１
２はこの角度偏差と時々刻々のアームの実際の角
度偏差、つまりアームの動かすべき行程の何％進
んでいるかを示す。
すべきアームの角度偏差を出力し、また割算器１
２はこの角度偏差と時々刻々のアームの実際の角
度偏差、つまりアームの動かすべき行程の何％進
んでいるかを示す。
割算器１２の出力は関数発生器１４に入力し、
この関数発生器１４でアームに対して動かすべき
ブームの（移動）パターンを出力する。
この関数発生器１４でアームに対して動かすべき
ブームの（移動）パターンを出力する。
他方、ブームについて、排土姿勢から掘削開始
点までの動かすべき角度偏差をメモリー２６，２
７の出力を減算器２８に入力することにより求め
る。この減算器２８の出力と関数発生器１４の出
力とを掛算器１５に入力し、また掛算器１５の出
力とメモリー２７の出力とを加算器１６により加
算し、これによりブーム角度目標値１３を求め
る。
点までの動かすべき角度偏差をメモリー２６，２
７の出力を減算器２８に入力することにより求め
る。この減算器２８の出力と関数発生器１４の出
力とを掛算器１５に入力し、また掛算器１５の出
力とメモリー２７の出力とを加算器１６により加
算し、これによりブーム角度目標値１３を求め
る。
これは、アーム３の動きに対応づけられた値で
その動きは関数発生器１４で設定されたパターン
によるものである。
その動きは関数発生器１４で設定されたパターン
によるものである。
ブーム１はこのブーム角度目標値１３を指令信
号とし、この指令信号１３とブーム角度検出器２
３の出力する実際のブーム角度との偏差を減算器
１７にて求め調節器１８を介してサーボ機構２
０、デイストリビユータ２１を経てブームシリン
ダ（負荷）２２を動かすフイードバツク回路によ
り制御される。
号とし、この指令信号１３とブーム角度検出器２
３の出力する実際のブーム角度との偏差を減算器
１７にて求め調節器１８を介してサーボ機構２
０、デイストリビユータ２１を経てブームシリン
ダ（負荷）２２を動かすフイードバツク回路によ
り制御される。
ここで、サーボ機構２０はデイストリビユータ
２１を動かす機構であり、サーボシリンダ又はス
トローク制御弁等電気信号により機械的変位を出
力する。
２１を動かす機構であり、サーボシリンダ又はス
トローク制御弁等電気信号により機械的変位を出
力する。
また、このフイードバツク制御系では、ブーム
角速度検出器２４によりブーム角速度を検出し調
節器２５を介して減算器１９にフイードバツクす
る回路を内蔵することによりブームのアームに対
する追従性の向上を図つている。
角速度検出器２４によりブーム角速度を検出し調
節器２５を介して減算器１９にフイードバツクす
る回路を内蔵することによりブームのアームに対
する追従性の向上を図つている。
次にバケツトも上記したブームの制御と実質的
に同一の要領により制御される。
に同一の要領により制御される。
このような装置によれば、下記効果が奏せられ
る。すなわち、 (1) 従来、排土から次の掘削開始点までの移動で
はブーム、アーム、バケツト、旋回と４動作を
同時に行なう必要があつたが、本装置によれ
ば、ブームおよびバケツトをそれぞれアームに
対して追従させる制御機構によりアーム、旋回
の２動作のみを運転員が行なえば良く、運転員
の負担低減、作業効率の向上を図ることができ
る。
る。すなわち、 (1) 従来、排土から次の掘削開始点までの移動で
はブーム、アーム、バケツト、旋回と４動作を
同時に行なう必要があつたが、本装置によれ
ば、ブームおよびバケツトをそれぞれアームに
対して追従させる制御機構によりアーム、旋回
の２動作のみを運転員が行なえば良く、運転員
の負担低減、作業効率の向上を図ることができ
る。
(2) アームに追従するブームおよびバケツトの動
作パターンをそれぞれ関数発生器で与えること
により設定の変更等が容易で、かつ高価な演算
要素を用いる必要がない。
作パターンをそれぞれ関数発生器で与えること
により設定の変更等が容易で、かつ高価な演算
要素を用いる必要がない。
(3) 掘削開始点（復帰点）をアームとバケツトと
の枢着軸の地面からの高さで与えることによ
り、運転員は直感的に掘削開始点を設定するこ
とができ作業効率の向上を図ることができる。
の枢着軸の地面からの高さで与えることによ
り、運転員は直感的に掘削開始点を設定するこ
とができ作業効率の向上を図ることができる。
第１図は公知のパワーシヨベルの側面図、第２
図は本発明の一実施例の回路構成を示すブロツク
線図である。 １……ブーム、２……ブームシリンダ、３……
アーム、４……アームシリンダ、５……バケツ
ト、６……バケツトシリンダ、７……アーム角度
検出器、８，９……メモリー、１０，１１……減
算器、１２……割算器、１３……ブーム角度目標
値、１４……関数発生器、１５……掛算器、１６
……加算器、１７……減算器、１８……調節器、
１９……減算器、２０……サーボ機構、２１……
デイストリビユータ、２２……ブームシリンダ、
２３……ブーム角度検出器、２４……ブーム角速
度検出器、２５……調節器、２６，２７……メモ
リー、２８……減算器、２９，３０……メモリ
ー、３１……減算器、３２……関数発生器、３３
……掛算器、３４……加算器、３５……減算器、
３６……調節器、３７……減算器、３８……サー
ボ機構、３９……デイストリビユータ、４０……
バケツトシリンダ、４１……バケツト角度検出
器、４２……バケツト角速度検出器、４３……調
節器、４４，４５……設定器、４６……ブーム角
度信号、４７……バケツト角度信号、４８……バ
ケツト角度目標値、４９……演算器、５０……設
定器。
図は本発明の一実施例の回路構成を示すブロツク
線図である。 １……ブーム、２……ブームシリンダ、３……
アーム、４……アームシリンダ、５……バケツ
ト、６……バケツトシリンダ、７……アーム角度
検出器、８，９……メモリー、１０，１１……減
算器、１２……割算器、１３……ブーム角度目標
値、１４……関数発生器、１５……掛算器、１６
……加算器、１７……減算器、１８……調節器、
１９……減算器、２０……サーボ機構、２１……
デイストリビユータ、２２……ブームシリンダ、
２３……ブーム角度検出器、２４……ブーム角速
度検出器、２５……調節器、２６，２７……メモ
リー、２８……減算器、２９，３０……メモリ
ー、３１……減算器、３２……関数発生器、３３
……掛算器、３４……加算器、３５……減算器、
３６……調節器、３７……減算器、３８……サー
ボ機構、３９……デイストリビユータ、４０……
バケツトシリンダ、４１……バケツト角度検出
器、４２……バケツト角速度検出器、４３……調
節器、４４，４５……設定器、４６……ブーム角
度信号、４７……バケツト角度信号、４８……バ
ケツト角度目標値、４９……演算器、５０……設
定器。
Claims (1)
- １ 掘削開始点におけるアーム垂直位置のアーム
とバケツトとの枢着軸の地上からの高さによりブ
ーム角度およびアーム角度を設定する設定器と、
バケツト角度を設定する設定器と、掘削開始点に
おけるブーム、アーム、バケツトの角度を設定す
る設定器を有し掘削開始点および排土後の姿勢に
おけるそれらの角度をそれぞれ記憶する複数のメ
モリーと、上記設定器、アーム角度検出器、ブー
ム角度検出器、上記アームおよびブーム角度メモ
リー、関数発生器により排土後姿勢から掘削開始
点までのアーム動作量に追従回動するブーム角度
目標値を演算するブーム角度目標値演算回路と、
上記設定器、アーム角度検出器、バケツト角度検
出器、上記アームおよびバケツト角度メモリー、
関数発生器により排土後姿勢から掘削開始点まで
のアーム動作量に追従回動するバケツト角度目標
値を演算するバケツト角度目標値演算回路と、上
記ブーム角度目標値を入力しブーム角度検出器で
検出されたブーム角度をフイードバツクするブー
ム制御回路と、上記バケツト角度目標値を入力し
バケツト角度検出器で検出されたバケツト角度を
フイードバツクするバケツト制御回路とを具えた
ことを特徴とするパワーシヨベルの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18890880A JPS57112526A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Controller for power shovel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18890880A JPS57112526A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Controller for power shovel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57112526A JPS57112526A (en) | 1982-07-13 |
| JPS636693B2 true JPS636693B2 (ja) | 1988-02-10 |
Family
ID=16231985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18890880A Granted JPS57112526A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Controller for power shovel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57112526A (ja) |
-
1980
- 1980-12-26 JP JP18890880A patent/JPS57112526A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57112526A (en) | 1982-07-13 |
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