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JPH0410008B2 - - Google Patents
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JPH0410008B2 - - Google Patents

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JPH0410008B2
JPH0410008B2 JP61222799A JP22279986A JPH0410008B2 JP H0410008 B2 JPH0410008 B2 JP H0410008B2 JP 61222799 A JP61222799 A JP 61222799A JP 22279986 A JP22279986 A JP 22279986A JP H0410008 B2 JPH0410008 B2 JP H0410008B2
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arm
working
calculating
bulldozer
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  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ブルドーザ等の作業面高さ測定装置
に係り、とくにブルドーザ等が連続走行状態にあ
る場合に好適なブルドーザ等の作業面高さ測定装
置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a device for measuring the height of a working surface of a bulldozer, etc., and is particularly suitable for measuring the height of a working surface of a bulldozer, etc. when the bulldozer, etc. is in a continuous running state. Concerning a measuring device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、ブルドーザ等を用いて例えば掘削等の
作業を行う場合にあつては、基準高さより一定深
さ(高さ)だけ所定範囲に渡つて掘削したい等、
その掘削面の深さ(高さ)を常時監視しなければ
ならないという必要性がしばしば生じていた。
Generally, when performing work such as excavation using a bulldozer, etc., it is desirable to excavate over a predetermined range by a certain depth (height) above the standard height.
There has often been a need to constantly monitor the depth (height) of the excavation surface.

このような場合、その多くはオペレータの勘に
頼つてコントロールレバーが操作されるという状
況にあつた。一方、特に正確な掘削を期する場合
には、第7図に示す如くレーザビームを用いると
いう手法が採られていた。この第7図の手法で
は、ブルドーザ2の所定距離隔てた前方にレーザ
ビーム発生器4を水平に配設し、このレーザビー
ム発生器4から出力されるレーザビームをブルド
ーザ2の排出板2Aに装着されたレーザビーム検
出器6にて検出し、この検出高さデータに基づい
て掘削面の高低を監視又は測定していた。
In many of these cases, the control lever is operated by relying on the intuition of the operator. On the other hand, when particularly accurate excavation is desired, a method of using a laser beam as shown in FIG. 7 has been adopted. In the method shown in FIG. 7, a laser beam generator 4 is horizontally arranged in front of the bulldozer 2 at a predetermined distance, and the laser beam output from the laser beam generator 4 is attached to the discharge plate 2A of the bulldozer 2. The height of the excavated surface was monitored or measured based on the detected height data.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、上述した従来技術の内、前者の
オペレータの勘に頼る手法では、正確な掘削が困
難であり、また試行錯誤的に掘削が繰り返される
場合が多く、作業性が著しく低下するという問題
点があつた。一方、後者のレーザビームを用いる
手法では、レーザビーム発生器4を水平に且つ所
定高さに設定しなければならないこと、またレー
ザビーム発生器4の電源を準備しなければならな
い等、作業準備に多くの手間が掛かる一方、レー
ザビームの使用可能距離が短いこと、また霧中等
では使用できないこと、更に物影では使用できな
いこと等、使用面に多くの制約があり、これがた
め作業全体として著しく能率が低下するという問
題点があつた。
However, among the conventional techniques mentioned above, the former method, which relies on the operator's intuition, has the problem that accurate excavation is difficult, and excavation is often repeated by trial and error, resulting in a significant decrease in work efficiency. It was hot. On the other hand, the latter method using a laser beam requires work preparation, such as the need to set the laser beam generator 4 horizontally and at a predetermined height, and the need to prepare a power source for the laser beam generator 4. While it takes a lot of time and effort, there are many limitations in terms of usage, such as the short usable distance of the laser beam, the inability to use it in foggy conditions, and the inability to use it in shadows, which makes the work as a whole much more efficient. There was a problem in that the value decreased.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、かかる従来技術の有する問題点に鑑
みなされたもので、とくに、ブルドーザ等に容易
に一体装備できるとともに、正確且つ迅速な測定
を行うことができ、これによつて著しい作業能率
向上を図ることのできるブルドーザ等の作業面高
さ測定装置を提供することを、その目的とする。
The present invention was devised in view of the problems of the prior art, and in particular, it can be easily integrated into a bulldozer, etc., and it can perform accurate and quick measurements, thereby significantly improving work efficiency. The object of the present invention is to provide a device for measuring the height of a work surface of a bulldozer or the like, which can measure the height of a working surface of a bulldozer or the like.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そこで、本発明では、ブルドーザ等の作業機本
体の基準固定点に対する車体位置の高さの初期値
Hsを設定入力する初期値設定器と、作業機本体
の傾斜角Θoを検出する傾斜角検出器と、作業機
本体の走行距離ΔLoを検出する走行距離検出手段
と、作業機本体の作業用のアームに装着され該ア
ームの傾斜角度αoを検出するアーム角度検出器
と、これらの各構成手段に設定されもしくは検出
される情報に基づいて作業用アームによる作業位
置の高さを算定する高さ演算部と、この高さ演算
部の出力を表示する高さ表示器とを有すると共
に、高さ演算部が、傾斜角検出器及び走行距離検
出手段の各出力に基づいて作業機本体の重心位置
の変化分の積分値Hoを演算する第1の演算手段
と、この第1の演算手段及び初期値設定器の各出
力に基づいて前記作業機本体の基準固定点に対す
る重心位置の高さHを演算する第2の演算手段
と、傾斜角検出器及びアーム角度検出器の各出力
に基づいて作業機本体の重心位置と作業用アーム
の回転支軸との間、及び作業用アームの回転支軸
と該作業用アームの作業点との間の各垂直成分
HA,HBを演算する第3の演算手段と、これら各
演算手段の出力に基づいて作業用アームの作業点
の高さ位置HPを演算する第4の演算手段とを備
えている、という構成を採つている。これによつ
て前述した目的を達成しようとするものである。
Therefore, in the present invention, the initial value of the height of the vehicle body position with respect to the reference fixed point of the main body of the work machine such as a bulldozer is
An initial value setting device for setting and inputting H s , an inclination angle detector for detecting the inclination angle Θ o of the work equipment body, a travel distance detection means for detecting the travel distance ΔL o of the work equipment body, and a travel distance detection means for detecting the travel distance ΔL o of the work equipment body An arm angle detector attached to a working arm detects the inclination angle α o of the arm, and calculates the height of the working position by the working arm based on information set or detected in each of these component means. and a height display device that displays the output of the height calculation section. a first calculation means for calculating the integral value H o of the change in the center of gravity position; A second calculation means for calculating the height H, and a distance between the center of gravity of the work equipment body and the rotational axis of the work arm based on the outputs of the inclination angle detector and the arm angle detector, and the work arm. Each vertical component between the rotational axis of and the working point of the working arm
A third calculating means for calculating H A and H B , and a fourth calculating means for calculating the height position H P of the working point of the working arm based on the output of each of these calculating means, It has this configuration. This aims to achieve the above-mentioned purpose.

〔作 用〕[Effect]

走行開始前には、車体高さが初期値として初期
値設定器を介して高さ演算機構に出力される。高
さ演算機構では走行状態における車体高さの変化
に基づいて基準面から作業面までの作業面高さを
演算する。この演算結果は高さ表示器によつて表
示される。このため、オペレータは、高さ表示器
を目視しながら車両操作を行えばよいこととな
る。
Before the start of travel, the vehicle body height is output as an initial value to the height calculation mechanism via the initial value setter. The height calculation mechanism calculates the height of the working surface from the reference surface to the working surface based on changes in the height of the vehicle body in the running state. The result of this calculation is displayed on a height indicator. Therefore, the operator only needs to operate the vehicle while visually checking the height indicator.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第1図ないし第4図
に基づいて説明する。本実施例はブルドーザにつ
いて実施した場合を示す。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. This example shows a case in which the present invention is applied to a bulldozer.

第2図において、符号8は初期値設定器を示
し、符号9は高さ演算機構を示し、符号10は高
さ表示器を示す。この内、高さ演算機構9は、ブ
ルドーザ12(第2図参照)の所定位置に装備さ
れた演算器14を備えている。この演算器14
は、機能的には、ブルドーザ12の走行距離を所
定タイミング毎に演算する走行距離演算部14A
と、当該ブルドーザ12による掘削面(作業面)
の高さを演算する高さ演算部14Bとにより構成
されている。
In FIG. 2, numeral 8 indicates an initial value setter, numeral 9 indicates a height calculation mechanism, and numeral 10 indicates a height indicator. Of these, the height calculation mechanism 9 includes a calculation unit 14 installed at a predetermined position of the bulldozer 12 (see FIG. 2). This computing unit 14
Functionally, the running distance calculation unit 14A calculates the running distance of the bulldozer 12 at each predetermined timing.
and the excavation surface (work surface) by the bulldozer 12.
and a height calculating section 14B that calculates the height of.

この内、走行距離演算部14Aに対しては、そ
の入力側に、ブルドーザ12のキヤタピラ12A
の回転数を検出しこれに対応したキヤタピラ回転
数信号To(n=1,2,3,……;以下同じ)を
出力するキヤタピラ回転数検出器16がキヤタピ
ラ12Aを駆動する駆動系に装備されており、こ
れらの走行距離演算部14A及びキヤタピラ回転
数検出器16によつて走行距離検出手段18が構
成されている。このため、走行距離演算部14A
では、入力するキヤタピラ回転数信号Toに基づ
いて所定タイミング毎の走行距離ΔLoを演算し、
これに対応する信号を前記高さ演算部14Bに出
力するようになつている。
Of these, the track pillar 12A of the bulldozer 12 is connected to the input side of the travel distance calculation unit 14A.
A caterpillar rotational speed detector 16 that detects the rotational speed of the caterpillar and outputs a corresponding caterpillar rotational speed signal T o (n=1, 2, 3, ...; the same applies hereinafter) is installed in the drive system that drives the caterpillar 12A. The mileage calculating section 14A and the caterpillar rotation speed detector 16 constitute a mileage detecting means 18. For this reason, the mileage calculation section 14A
Now, calculate the traveling distance ΔL o at each predetermined timing based on the input caterpillar rotation speed signal T o ,
A signal corresponding to this is output to the height calculation section 14B.

一方、高さ演算部14Bの入力側には、後述す
る傾斜角検出器20、アーム角度検出器22、及
び初期値設定器8が装備され、各々から演算用デ
ータが高さ演算部14Bに取り込まれるようにな
つている。また、高さ演算部14Bの出力側に
は、表示器10が装備されており、当該高さ演算
部14Bの演算結果が掘削面の高さとして表示さ
れる構成になつている。
On the other hand, the input side of the height calculation unit 14B is equipped with a tilt angle detector 20, an arm angle detector 22, and an initial value setter 8, which will be described later. Calculation data from each is taken into the height calculation unit 14B. It's starting to become easier. Further, a display 10 is provided on the output side of the height calculation section 14B, and the calculation result of the height calculation section 14B is displayed as the height of the excavation surface.

ここで、高さ演算部14B、走行距離検出手段
18、傾斜角検出器20、及びアーム角度検出器
22によつて高さ演算機構9が構成されている。
Here, the height calculation mechanism 9 is constituted by the height calculation section 14B, the travel distance detection means 18, the inclination angle detector 20, and the arm angle detector 22.

傾斜角検出器20は、ブルドーザ12の所定位
置に装備されている。この傾斜角検出器20は、
第2図に示すように、キヤタピラ12Aの重心O
(車体の基準固定点)を介して前部の中心点CF
後述の中心点CRとを通る直線E(車両の走行方
向)が、大地に対する水平線Mと成す角度θoを検
出し、この検出値に対応する電気信号を所定タイ
ミング毎に高さ演算部14Bに出力する機能を有
している。ここで、CF,CR間の長さを2Bとす
る。またOCF(=OCR)=Bとする。また、直線E
は水平線Mに対し平行とする。
The tilt angle detector 20 is installed at a predetermined position on the bulldozer 12. This tilt angle detector 20 is
As shown in FIG. 2, the center of gravity O of the caterpillar 12A
Detecting the angle θ o that a straight line E (vehicle running direction) passing through the front center point CF and the later-described center point C R through the reference fixed point of the vehicle body and the horizontal line M with respect to the ground, It has a function of outputting an electric signal corresponding to this detected value to the height calculating section 14B at every predetermined timing. Here, the length between C F and CR is assumed to be 2B. Further, it is assumed that OC F (=OC R )=B. Also, straight line E
is parallel to the horizontal line M.

アーム角度検出器22は、ブルドーザ12の排
土板12Cに対するアーム12B(第2図参照)
の所定位置に配設されている。アーム角度検出器
22は、直線Eとアーム12Bの延設方向Qとの
成す角度αoを検出し、これに対応する電気信号を
高さ演算部14Bへ所定タイミング毎に出力する
機能を有している。
The arm angle detector 22 is connected to the arm 12B of the bulldozer 12 relative to the earth removal plate 12C (see FIG. 2).
is placed at a predetermined position. The arm angle detector 22 has a function of detecting the angle α o formed by the straight line E and the extending direction Q of the arm 12B, and outputting an electric signal corresponding to this to the height calculation unit 14B at predetermined timings. ing.

ここで、本実施例では、上記アーム12Bの延
設方向Qの予め定めた点を掘削点Pとし、PCF
の長さをAとする。また、掘削点Pを通る水平面
を掘削面Rとする。
Here, in this embodiment, a predetermined point in the extending direction Q of the arm 12B is defined as an excavation point P, and the length between PC F is defined as A. Further, a horizontal plane passing through the excavation point P is defined as an excavation surface R.

初期値設定器8は、ブルドーザ12の運転席の
所定位置に設けられており、オペレータは初期値
設定器8を介して必要に応じて任意の高さ初期値
Hsを高さ演算部14Bに与えることができるよ
うになつている。この高さ初期値Hsは、本実施
例では、ある任意の基準面Spとキヤタピラ12A
の重心Oとの走行開始時の高さとして設定され
る。ここで、ある基準面Spを地表面として、Hs
=D(D:第2図参照)とし、Hsを固定値に設定
してもよい。
The initial value setting device 8 is provided at a predetermined position of the driver's seat of the bulldozer 12, and the operator can set an arbitrary initial height value as necessary via the initial value setting device 8.
H s can be given to the height calculation section 14B. In this embodiment, this initial height value H s is set between a certain arbitrary reference plane S p and the caterpillar 12A.
It is set as the height at the start of traveling with respect to the center of gravity O. Here, if a certain reference plane S p is the ground surface, H s
= D (D: see FIG. 2), and H s may be set to a fixed value.

更に、高さ演算部14Bは、機能的には、入力
する傾斜角信号θo、走行距離信号ΔLo、アーム角
度信号αo、及び高さ初期値データHsに基づいて、
基準面Spから掘削点Pまでの掘削面高さ(作業面
高さ)Hpを演算する第1ないし第4の演算手段
14Baないし14Bdによつて構成されている。
Further, the height calculation section 14B functionally calculates the following based on the input inclination angle signal θ o , travel distance signal ΔL o , arm angle signal α o , and height initial value data H s .
It is constituted by first to fourth calculation means 14B a to 14B d that calculate the excavation surface height (working surface height) H p from the reference surface S p to the excavation point P.

具体的には、第1の演算手段14Baは、傾斜
角信号θと走行距離信号ΔLoとに基づいてキヤタ
ピラ12Aの重心Oの高さ変化分ΔHo及びその
積分値Hoを演算するようになつている(第3図
参照)。第2の演算手段14Bbは、第1の演算手
段14Baの演算結果及び高さ初期値Hsに基づい
て基準面Spから重心Oまでの車体高さHの演算を
担い(第3図〜第4図参照)、第3の演算手段1
4Bcは、傾斜角信号θo及びアーム角度信号αoに基
づいて、後述するPCF間の垂直成分HA及びOCF
の垂直成分HBの演算を担うようになつている
(第4図参照)。更に、第4の演算手段14Bdは、
第2、第3の演算手段14Bb,14Bcの演算結
果に基づいて、掘削面高さHpを演算し、この結
果を前記高さ表示器10に出力する構成を有して
いる。
Specifically, the first calculating means 14B a calculates the height change ΔH o of the center of gravity O of the track pillar 12A and its integral value H o based on the inclination angle signal θ and the traveling distance signal ΔL o . (See Figure 3). The second calculating means 14B b is responsible for calculating the vehicle body height H from the reference plane S p to the center of gravity O based on the calculation result of the first calculating means 14B a and the initial height value H s (see Fig. 3). ~see Figure 4), third calculation means 1
4B c is designed to calculate a vertical component H A between PC F and a vertical component H B between OC F , which will be described later, based on the tilt angle signal θ o and the arm angle signal α o . (see figure). Furthermore, the fourth calculation means 14B d
The excavation surface height H p is calculated based on the calculation results of the second and third calculation means 14B b and 14B c , and this result is output to the height display 10.

ところで、前述した走行距離演算部14A及び
高さ演算部14Bを機能的に有する演算器14
は、ハードウエアとしては、マイクロ・コンピユ
ータによつて構成されている。このマイクロ・コ
ンピユータは、CPU(中央処理装置)及び各種の
メモリ等を有して成り、予め格納されるプログラ
ムに基づいて前述した各種の演算等を行うように
設定されている。
By the way, the computing unit 14 functionally has the above-mentioned mileage computing section 14A and height computing section 14B.
The hardware consists of a microcomputer. This microcomputer includes a CPU (central processing unit), various types of memory, etc., and is set to perform the various calculations described above based on programs stored in advance.

次に、本実施例の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.

いま、ブルドーザ12が第3図中のに示す初
期状態において、高さ初期値Hsが与えられた後、
矢印Xの方向に走行しながら掘削作業を行う場合
について説明する。この場合、演算器14は所定
の微小タイミングΔt毎に前述した各検出器16,
20,22から検出データを取り込む。そこで、
Δtが(n−1)回繰り返され(n−1)・Δt後の
ブルドーザ12の位置が第3図中のに示す状態
(以下、「(n−1)回目の状態」という)となり、
その次のn・Δt後の位置が同図中のに示す状
態(以下、「n回目の状態」という)となつたと
する。この(n−1)回目の状態とn回目の状態
との間の走行距離ΔLoはキヤタピラ回転数To
ら走行距離検出手段18において演算され、その
結果が第1の演算手段14Baに出力される。ま
た、(n−1)回目の状態における傾斜角度が
θo-1であるから、(n−1)回目からn回目の状
態へ移行する間の重心O点の高さ変化分ΔHoは、
一般式として、 ΔHo=ΔLosiNθo-1 ……(1) で示される。この高さ変化分を1回目からn回目
までを積分すると、 Ho=ΔH1+ΔH2+…ΔHo ……(2) となり、これらのΔHo及びHoは第1の演算手段
14Baによつて演算される。また、ある基準面
Spからn回目の状態の重心Oまでの高さHは、 H=Hs+Ho ……(3) となり、これが第2の演算手段14Bbによつて
演算される。
Now, when the bulldozer 12 is in the initial state shown in FIG. 3, after the initial height value H s is given,
A case where excavation work is performed while traveling in the direction of arrow X will be described. In this case, the arithmetic unit 14 detects each of the above-mentioned detectors 16,
Detection data is taken in from 20 and 22. Therefore,
Δt is repeated (n-1) times, and the position of the bulldozer 12 after (n-1)·Δt becomes the state shown in FIG. 3 (hereinafter referred to as the "(n-1)th state"),
Assume that the next position after n·Δt is the state shown in the figure (hereinafter referred to as the "n-th state"). The travel distance ΔL o between this (n-1)th state and the n-th state is calculated from the caterpillar rotation speed T o in the travel distance detection means 18, and the result is output to the first calculation means 14B a . be done. Also, since the inclination angle in the (n-1)th state is θ o-1 , the height change ΔH o of the center of gravity O point during the transition from the (n-1)th state to the n-th state is:
The general formula is ΔH o =ΔL o siNθ o-1 (1). Integrating this height change from the 1st time to the nth time results in H o = ΔH 1 + ΔH 2 +...ΔH o ...(2), and these ΔH o and H o are sent to the first calculation means 14B a . It is calculated accordingly. Also, a certain reference plane
The height H from S p to the center of gravity O of the n-th state is H=H s +H o (3), and this is calculated by the second calculation means 14B b .

更に、n回目の状態におけるブルドーザ12の
キヤタピラ12Aとアーム12Bとの位置関係
は、第4図に示されている。この第4図におい
て、 HA=Asin(αo−θo) ……(4) HB=Bsinθo …(5) の関係があり、これらが第3の演算手段14Bc
によつて演算される。従つて、ある基準面Spから
掘削点Pまでの掘削面高さHpは、 Hp=H+HB−HA となり、第(2)ないし(5)式を使つて、 Hp=Hs+Ho-1+ΔHo+Bsinθo −Asin(αo−θo) ……(6) 但し、Ho-1=ΔH1+ΔH2+…+ΔHo-1 とする。
Furthermore, the positional relationship between the caterpillar 12A and the arm 12B of the bulldozer 12 in the n-th state is shown in FIG. In this FIG. 4, there is the relationship H A = Asin(α o −θ o )...(4) H B = Bsinθ o ...(5), and these are the third calculation means 14B c
It is calculated by Therefore, the excavation surface height H p from a certain reference plane S p to the excavation point P is H p = H + H B - H A , and using equations (2) to (5), H p = H s +H o-1 +ΔH o +Bsinθ o −Asin(α o −θ o ) …(6) However, H o-1 =ΔH 1 +ΔH 2 +…+ΔH o-1 .

この第(6)式によれば、Hsの値は既知であり、
他の値は検出データを基に算出されることから、
Hpの値が第4の演算手段14Bdによつて直ちに
求められ、この値が高さ表示器10において表示
される。
According to this equation (6), the value of H s is known,
Other values are calculated based on detection data, so
The value of H p is immediately determined by the fourth calculation means 14B d and this value is displayed on the height display 10.

このため、運転者は、所定タイミング毎に表示
内容が更新される高さ表示器10を目視しなが
ら、適宜コントロールレバーを操作することによ
つて、より正確な掘削作業を行うことができる。
また、測定装置全体をブルドーザと一体に装備し
ていることから、従来例のレーザビームを使う場
合のように車体外に測定用機器等を配設するとい
う煩しさが解消されるとともに、使用距離範囲を
長く設定でき、全体として作業能率が著しく向上
することとなる。更に、適当な走行距離毎に高さ
初期値Hsの設定を繰り返して行うことにより、
ブルドーザを操作したまま連続的に使用すること
ができる。更に、傾斜検出器として安価で高精度
(10-6G)のものを使用することによつて、装置
としてもより安価で精度良く測定することができ
る。
Therefore, the driver can perform more accurate excavation work by operating the control lever as appropriate while visually viewing the height display 10 whose display contents are updated at predetermined timings.
In addition, since the entire measuring device is integrated with the bulldozer, the trouble of installing measuring equipment outside the vehicle body, which is required when using conventional laser beams, is eliminated, and the operating distance is The range can be set longer, and overall work efficiency is significantly improved. Furthermore, by repeatedly setting the initial height value H s for each appropriate distance traveled,
It can be used continuously while the bulldozer is in operation. Furthermore, by using an inexpensive and highly accurate (10 -6 G) tilt detector, the device can be used at a lower cost and can be used for accurate measurement.

次に、本発明の他の実施例を第5図に基づいて
説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described based on FIG.

ここで、前述の実施例を示す第4図と同一の構
成等に対しては同一の符号を用い、説明を省略若
しくは簡略化する。
Here, the same reference numerals are used for the same components as in FIG. 4 showing the above-mentioned embodiment, and the explanation will be omitted or simplified.

この第5図に示す実施例は、前述の実施例とは
異なり、略「く」の字状に折れ曲がつた作業用の
アーム12Dを装備した場合である。この場合、
アーム12Dのキヤタピラ12A側の第1のアー
ム部12D′の長さをAとし、これに回動自在に
連結された第2のアーム部12D″の長さをaと
し、これらのアーム部12D′,12D″の成す角
度βoとする。この角度βoは、前記アーム角度検出
器22と同様にして、図示しないアーム角度検出
器で検出され、その検出信号が高さ演算部14B
に出力される。
The embodiment shown in FIG. 5 is different from the above-described embodiments in that it is equipped with a working arm 12D bent in a substantially dogleg shape. in this case,
The length of the first arm portion 12D' on the caterpillar 12A side of the arm 12D is A, the length of the second arm portion 12D'' rotatably connected thereto is a, and these arm portions 12D' , 12D'' is the angle β o . This angle β o is detected by an arm angle detector (not shown) in the same way as the arm angle detector 22, and the detection signal is sent to the height calculating section 14B.
is output to.

そうすると、 Ha=a・cos(αo−θo+βo) Hp=H+HB−HA−Ha の関係があることから、前記第(2)ないし(5)を使つ
て前述の実施例と同様に掘削面高さHpを演算し、
表示することができる。ここで、Haの演算は、
前記第3の演算手段14Bcによつて行われるも
のとする。
Then, since there is the relationship H a = a・cos (α o −θ o + β o ) H p = H + H BH A − H a , the above implementation can be performed using the above items (2) to (5). Calculate the excavation surface height H p as in the example,
can be displayed. Here, the calculation of H a is
It is assumed that the calculation is performed by the third calculation means 14Bc .

このようにすることによつて、その作用効果は
前述した実施例と同等のものが得られるほか、ア
ーム12Dが2段階に動く場合であつても適用す
ることができ、より一層の機能拡充が図られる。
この場合、アームが3段階以上に複雑に動く場合
であつても上述と同様にして実施することができ
る。
By doing so, the effect is equivalent to that of the above-mentioned embodiment, and it can also be applied even when the arm 12D moves in two stages, further expanding the functionality. It will be planned.
In this case, even if the arm moves in three or more complicated steps, it can be carried out in the same manner as described above.

なお、上記各実施例において、傾斜角検出器2
0は、第6図のように装備してもよい。即ち、こ
の第6図にあつては、ブルドーザ12の車両の一
部12Eに、ベアリング30が装着されており、
このベアリング30に固着された支持棒32を介
して傾斜角検出器20が吊持されている。このた
め、ブルドーザ12が車両の横方向に傾斜して
も、ベアリング30の横方向の回転によつて傾斜
角検出器20の前後方向の定位置が確保され、そ
の検出誤差をより小さくすることができる。ま
た、傾斜角検出器20は横方向の振れ(振動)を
防止するため、油中に入れるとしてもよい。更
に、傾斜角検出器20は、重力加速度検出器を使
用してもよいが、その場合には、検出器出力側に
振動等の影響を防ぐためのローパスフイルタ
(LPF)を装備するとよい。
Note that in each of the above embodiments, the tilt angle detector 2
0 may be equipped as shown in FIG. That is, in this FIG. 6, the bearing 30 is mounted on a part 12E of the vehicle of the bulldozer 12,
The tilt angle detector 20 is suspended via a support rod 32 fixed to this bearing 30. Therefore, even if the bulldozer 12 tilts in the lateral direction of the vehicle, the lateral rotation of the bearing 30 ensures the fixed position of the tilt angle detector 20 in the longitudinal direction, making it possible to further reduce the detection error. can. Further, the inclination angle detector 20 may be placed in oil to prevent lateral deflection (vibration). Furthermore, a gravitational acceleration detector may be used as the inclination angle detector 20, but in that case, it is preferable to equip the output side of the detector with a low-pass filter (LPF) to prevent the influence of vibrations and the like.

一方、キヤタピラ回転数検出器16は、前後進
が判別できる構成のものを使用してもよい。ま
た、高さ表示器10にプリンタを接続する構成と
し、データHpを記録するとしてもよい。
On the other hand, the caterpillar rotation speed detector 16 may be configured to be able to determine whether the vehicle is moving forward or backward. Alternatively, a printer may be connected to the height display 10 to record the data H p .

更に、前記演算部14A,14Bにおける演算
には誤差を軽減するため種々の方式があり、例え
ば前記第(1)式を ΔHo=ΔLosin〔(θo-1+θo)/2〕 として演算を行つてもよく、更に、走行距離ΔLo
は左右のキヤタピラの平均値をとるとしてもよ
い。
Furthermore, there are various methods for reducing errors in the calculations in the calculation units 14A and 14B. For example, the equation (1) can be expressed as ΔH o =ΔL o sin [(θ o -1 + θ o )/2]. You may also perform calculations and further calculate the distance traveled ΔL o
may be taken as the average value of the left and right caterpillars.

更に、本発明は必ずしもブルドーザに限定され
ることなく、ブルドーザと同様に駆動する機械装
置であれば適用可能なものであり、また作業面を
掘削面以外に設定してもよい。
Furthermore, the present invention is not necessarily limited to bulldozers, but can be applied to any mechanical device that is driven similarly to a bulldozer, and the work surface may be set to a surface other than the excavation surface.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上説明したように構成され機能する
ので、これによると、ブルドーザ等の車体に比軽
的簡単に一体装備することができ、且つ、走行状
態における作業面(掘削面)高さの変化を正確且
つ迅速に測定し表示することができる。また、前
述した従来技術の如く、車体外に設置されたレー
ザビーム源からのレーザビームを使用する場合と
は異なり、走行距離(使用距離範囲)をより長く
設定でき、適当な走行距離毎に車体高さの初期値
設定を繰り返すことによりブルドーザ等を操作し
たまま連続使用することができ、これらのことか
ら、著しく作業能率を向上せしめることができる
という従来にない優れたブルドーザ等の作業面高
さ測定装置を提供することができる。
Since the present invention is configured and functions as described above, it can be relatively easily and integrally installed on the body of a bulldozer, etc., and can also be used to prevent changes in the height of the working surface (excavation surface) during running conditions. can be measured and displayed accurately and quickly. In addition, unlike the conventional technology described above, which uses a laser beam from a laser beam source installed outside the vehicle body, it is possible to set the traveling distance (usable distance range) longer, and the vehicle body is By repeating the initial value setting of the height, the bulldozer, etc. can be used continuously while being operated, and because of these things, the work surface height of the bulldozer, etc. is unprecedented and can significantly improve the work efficiency. A measuring device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す機能ブロツク
図、第2図はブルドーザの各部の位置関係を示す
説明図、第3図は走行状態におけるキヤタピラの
重心の高さ変化を示す説明図、第4図は掘削面高
さHpの高さ関係を示す説明図、第5図はその他
の実施例の高さ関係を示す説明図、第6図は傾斜
角検出器のその他の装着例を示す概略斜視図、第
7図は従来例を示す説明図である。 8……初期値設定器、9……高さ演算機構、1
0……高さ表示器、12……ブルドーザ、14B
……高さ演算部、14Ba……第1の演算手段、
14Bb……第2の演算手段、14Bc……第3の
演算手段、14Bd……第4の演算手段、18…
…走行距離検出手段、20……傾斜角検出器、2
2……アーム角度検出器。
FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the positional relationship of each part of the bulldozer, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing changes in the height of the center of gravity of the caterpillar in the running state. Fig. 4 is an explanatory diagram showing the height relationship of the excavation surface height H p , Fig. 5 is an explanatory diagram showing the height relationship of other embodiments, and Fig. 6 is an explanatory diagram showing the height relationship of other embodiments. The schematic perspective view shown in FIG. 7 is an explanatory diagram showing a conventional example. 8...Initial value setter, 9...Height calculation mechanism, 1
0...Height indicator, 12...Bulldozer, 14B
...height calculation section, 14B a ...first calculation means,
14B b ...Second calculation means, 14B c ...Third calculation means, 14B d ...Fourth calculation means, 18...
... Mileage detection means, 20 ... Inclination angle detector, 2
2...Arm angle detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ブルドーザ等の作業機本体の基準固定点に対
する車体位置の高さの初期値Hsを設定入力する
初期値設定器と、前記作業機本体の傾斜角Θo
検出する傾斜角検出器と、前記作業機本体の走行
距離ΔLoを検出する走行距離検出手段と、前記作
業機本体の作業用のアームに装着され該アームの
傾斜角度αoを検出するアーム角度検出器と、これ
らの各構成手段に設定されもしくは検出される情
報に基づいて前記作業用アームによる作業位置の
高さを算定する高さ演算部と、この高さ演算部の
出力を表示する高さ表示器とを有すると共に、 前記高さ演算部が、前記傾斜角検出器及び走行
距離検出手段の各出力に基づいて前記作業機本体
の重心位置の変化分の積分値Hoを演算する第1
の演算手段と、この第1の演算手段及び前記初期
値設定器の各出力に基づいて前記作業機本体の基
準固定点に対する重心位置の高さHを演算する第
2の演算手段と、前記傾斜角検出器及び前記アー
ム角度検出器の各出力に基づいて前記作業機本体
の重心位置と前記作業用アームの回転支軸との
間、及び作業用アームの回転支軸と該作業用アー
ムの作業点との間の各垂直成分HA,HBを演算す
る第3の演算手段と、これら各演算手段の出力に
基づいて前記作業用アームの作業点の高さ位置
HPを演算する第4の演算手段とを備えているこ
とを特徴とするブルトーザ等の作業面高さ測定装
置。
[Scope of Claims] 1. An initial value setting device for setting and inputting an initial value H s of the height of the vehicle body position with respect to a reference fixed point of the main body of a working machine such as a bulldozer, and detecting the inclination angle Θ o of the main body of the working machine. an inclination angle detector, a travel distance detection means for detecting a travel distance ΔL o of the work equipment main body, and an arm angle detector attached to a working arm of the work equipment main body and detecting an inclination angle α o of the arm. and a height calculation unit that calculates the height of the working position by the working arm based on information set or detected in each of these component means, and a height display that displays the output of the height calculation unit. and a first unit for calculating an integral value H o of a change in the center of gravity position of the work equipment main body based on each output of the inclination angle detector and the travel distance detecting means.
a second calculating means for calculating the height H of the center of gravity position with respect to the reference fixed point of the working machine main body based on each output of the first calculating means and the initial value setting device; Based on the respective outputs of the angle detector and the arm angle detector, the position of the center of gravity of the working machine body and the rotational support shaft of the working arm, and the rotational support shaft of the working arm and the work of the working arm are determined. a third calculating means for calculating each vertical component H A , H B between the points, and a height position of the working point of the working arm based on the output of each of these calculating means;
A working surface height measuring device for a bulldozer, etc., characterized in that it is equipped with a fourth calculating means for calculating H P.
JP22279986A 1986-09-20 1986-09-20 Work-plane height measuring instrument for bulldozer or the like Granted JPS6378017A (en)

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