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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- 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
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
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- 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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a control device for a power shovel.
The work cycle of a power shovel consists of four steps: (i) digging, (ii) lifting a bucket to dump the earth into a dump truck, (iii) removing earth, and (iv) returning to the starting point of excavation.
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。 Among these, various automatic control methods have been proposed for (i) the excavation process, but (iv) the process of returning to the excavation starting point requires simultaneous operation of the boom, arm, bucket, and rotation for work efficiency. Due to the nature of this process, it has not been automated in the past, even though it places a heavy burden on the operator.
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。 The present invention was proposed in view of the above circumstances, and provides a control device for a power shovel that allows an operator to automatically follow the boom and bucket and drive them to the next excavation starting point simply by turning the arm. A setting device for setting a boom angle and an arm angle according to a height from the ground of a pivot axis between the arm and the bucket at the vertical position of the arm at an excavation starting point, and a setting device for setting the bucket tort angle. a plurality of memories having a setting device for setting the angles of the boom, arm, and bucket at the excavation starting point and storing the angles at the excavation starting point and the posture after soil removal, the setting device, the arm angle detector, A boom angle target value calculation circuit that uses a boom angle detector, the above-mentioned arm and boom angle memory, and a function generator to calculate a boom angle target value that follows the arm operation amount from the post-unloading position to the excavation start point; Bucket angle detector, arm angle detector, bucket angle detector, above-mentioned arm and bucket angle memory, and function generator are used to calculate the target value of the bucket angle that follows the arm movement amount from the post-unloading posture to the excavation start point. An angle target value calculation circuit, a boom control circuit that inputs the above boom angle target value and feeds back the boom angle detected by the boom angle detector, and a boom control circuit that inputs the above bucket angle target value and feeds back the boom angle detected by the bucket angle detector. It is characterized by being equipped with a bucket control circuit that feeds back the angle.
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。 An embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings.
FIG. 2 is a block diagram showing the circuit configuration.
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。 In the above diagram, 7 is the arm angle detector, 8, 9
are memories, 10 and 11 are subtracters, 12 is a divider, 13 is a boom angle target value, 1
4 is a function generator, 15 is a multiplier, 16 is an adder,
17 is a subtracter, 18 is an adjuster, 19 is a subtracter, 2
0 is a servo mechanism, 21 is a distributor, 2
2 is a boom cylinder (load), 23 is a boom angle detector, 24 is a boom angular velocity detector, 25 is an adjuster, 26 and 27 are each a memory, 28 is a subtracter, 29 and 30 are each a memory, 31 is a subtracter , 32 is a function generator, 33 is a multiplier, 34 is an adder, 35 is a subtracter, 36 is an adjuster, 37 is a subtracter, 38 is a servo mechanism, 39 is a distributor, 40 is a bucket cylinder (load ), 41 is a bucket belt angle detector, 42 is a bucket belt angular velocity detector, 43 is an adjuster, 44 and 45 are respective setters, 46 is a boom angle signal, 47 is a bucket belt angle signal, 48 is a bucket belt angle target value, and 49 is a bucket belt angle detector. a calculator 50 that calculates the boom and arm angles from geometrical relationships based on the output of a setting device 50 to be described later;
is a setting device that gives the height from the ground of the pivot axis between the arm and the bucket at the vertical position of the arm at the return point.
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。 In such a device, the movement of the arm 3 due to manual operation is detected by the arm angle detector 7,
The boom angle target value 13 and bucket belt angle target value 48 corresponding to this movement are determined as follows, respectively, and the boom and bucket belt are controlled.
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。 First, regarding the boom angle target value 13, the angles of the boom 1, arm 3, and bucket 5 at the excavation starting point (the final target value of the control system) are determined by the boom angle detection attached to the boom rotation axis while maintaining the excavation starting position. 23, an arm angle detector 7 attached to the rotation axis of the boom and arm, and a bucket angle detector 41 attached to the rotation axis of the arm and bucket, and in this position, the setting device 45
The bucket angle is stored in the memory 30 by the signal , and this value is saved unless the signal from the setter 45 is issued again.
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。 On the other hand, the posture after soil removal, that is, the posture at which control is started, is similarly stored in the memory 8, 26, 29 by a signal from the setting device 44.The setting device 44 manually operates the arm. A signal is issued by lever movement, and the angle just before it starts to move is memorized.
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。 The subtracter 10 outputs the angular deviation of the arm that should be moved from the earth removal posture to the excavation start point, and the divider 1
2 indicates this angular deviation and the actual angular deviation of the arm from moment to moment, that is, what percentage of the stroke the arm is moving.
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。 The output of the divider 12 is input to the function generator 14,
This function generator 14 outputs the (movement) pattern of the boom to be moved relative to the arm.
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。 On the other hand, for the boom, the angular deviation to be moved from the soil unloading position to the excavation start point is stored in memory 26, 2.
It is obtained by inputting the output of 7 to the subtracter 28. The output of the subtracter 28 and the output of the function generator 14 are input to the multiplier 15, and the output of the multiplier 15 and the output of the memory 27 are added by the adder 16, thereby obtaining the boom angle target value 13. demand.
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。 This is a value associated with the movement of the arm 3, and the movement is based on a pattern set by the function generator 14.
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。 The boom 1 uses this boom angle target value 13 as a command signal, and uses this command signal 13 and the boom angle detector 2 as a command signal.
The deviation from the actual boom angle output by the servo mechanism 2 is determined by the subtractor 17 and sent to the servo mechanism 2 via the adjuster 18.
0, controlled by a feedback circuit that moves a boom cylinder (load) 22 via a distributor 21.
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。 Here, the servo mechanism 20 is a mechanism that moves the distributor 21, and outputs a mechanical displacement using an electric signal such as a servo cylinder or a stroke control valve.
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。 Furthermore, this feedback control system has a built-in circuit that detects the boom angular velocity using the boom angular velocity detector 24 and provides feedback to the subtracter 19 via the regulator 25, thereby improving the ability of the boom to follow the arm.
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。 Next, the bucket cart is also controlled in substantially the same manner as the boom described above.
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。 According to such a device, the following effects can be achieved. In other words, (1) Conventionally, moving from earth removal to the next excavation start point required simultaneous boom, arm, bucket, and swing operations, but with this device, the boom and bucket can be moved by arm, arm, and swing, respectively. The operator only has to perform two operations, arm and turning, by using a control mechanism that follows the movement of the robot, thereby reducing the burden on the operator and improving work efficiency.
(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。(2) Settings can be easily changed by providing the movement patterns of the boom and bucket that follow the arm using function generators, and there is no need to use expensive calculation elements.
(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。(3) By specifying the excavation start point (return point) as the height from the ground of the pivot axis between the arm and the bucket, the operator can intuitively set the excavation start point, improving work efficiency. can be achieved.
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。
Figure 1 is a side view of a known power shovel, Figure 2 is a side view of a known power shovel;
The figure is a block diagram showing the circuit configuration of an embodiment of the present invention. 1...Boom, 2...Boom cylinder, 3...
Arm, 4... Arm cylinder, 5... Bucket, 6... Bucket cylinder, 7... Arm angle detector, 8, 9... Memory, 10, 11... Subtractor, 12... Divider, 13... Boom angle target value, 14... Function generator, 15... Multiplier, 16
... Adder, 17 ... Subtractor, 18 ... Adjuster,
19...Subtractor, 20...Servo mechanism, 21...
Distributor, 22...boom cylinder,
23...Boom angle detector, 24...Boom angular speed detector, 25...Adjuster, 26, 27...Memory, 28...Subtractor, 29, 30...Memory, 31...Subtractor, 32... ...Function generator, 33
... Multiplier, 34 ... Adder, 35 ... Subtractor,
36...Adjuster, 37...Subtractor, 38...Servo mechanism, 39...Distributor, 40...
Bucket cylinder, 41... Bucket angle detector, 42... Bucket angular velocity detector, 43... Adjuster, 44, 45... Setting device, 46... Boom angle signal, 47... Bucket angle signal, 48... ... Bucket angle target value, 49 ... Calculator, 50 ... Setting device.
Claims (1)
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。1. A setting device that sets the boom angle and the arm angle according to the height from the ground of the pivot axis between the arm and the bucket at the vertical position of the arm at the excavation start point;
a setting device for setting the bucket angle; and a plurality of memories each having a setting device for setting the angles of the boom, arm, and bucket at the excavation starting point and storing the angles at the excavation starting point and the posture after soil removal; Using the setting device, arm angle detector, boom angle detector, arm and boom angle memory, and function generator, calculate the target value of the boom angle that follows the arm movement amount from the post-unloading position to the excavation start point. A boom angle target value calculation circuit,
The above setting device, arm angle detector, bucket angle detector, arm and bucket angle memory,
A bucket angle target value calculation circuit that uses a function generator to calculate a bucket angle target value that follows the arm movement amount from the post-unloading posture to the excavation start point, and a boom angle detector that inputs the above boom angle target value. A control device for a power shovel, comprising: a boom control circuit that feeds back a detected boom angle; and a bucket control circuit that inputs the target bucket angle value and feeds back a bucket angle detected by a bucket angle detector. .
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 (en) | 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 (en) |
-
1980
- 1980-12-26 JP JP18890880A patent/JPS57112526A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57112526A (en) | 1982-07-13 |
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