JPH0633617B2 - Hydraulic control equipment for civil engineering construction machinery - Google Patents
Hydraulic control equipment for civil engineering construction machineryInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油圧シヨベル等の土木建設機械に備えられ、掘
削対象面に対する作業機の押付力を自動的に制御できる
油圧制御装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hydraulic control device provided in a civil engineering construction machine such as a hydraulic shovel and capable of automatically controlling a pressing force of a work machine against an excavation target surface.
油圧シヨベル等によつておこなわれる掘削作業にあつて
は、掘削対象面に対する押付力が大きすぎると負荷が過
大になつてリリーフを生じ、この際油圧シヨベルのブー
ム、アーム、バケツト等のフロントや油圧機器の損傷を
生じやすく、また逆に押付力が小さすぎると負荷が小さ
すぎ、空掘削に近い状態となり掘削土量が不足する。In excavation work that is performed by a hydraulic shovel, etc., if the pressing force against the surface to be excavated is too large, the load becomes excessive and relief occurs. If the pressing force is too small, the load will be too small, and the load will be too small, and the amount of soil excavated will be insufficient.
従来、このような負荷の過大、過小を生じないようにオ
ペレータの手操作による制御がおこなわれているが、オ
ペレータが熟練者でない場合などにあつてはこのような
負荷の過大、過小を生じることが避けられず、作業能率
の向上を見込み難い。Conventionally, control is performed manually by an operator so as not to cause such an excessive load or an excessive load, but when the operator is not an expert, such an excessive load or an excessive load may occur. Is inevitable, and it is difficult to expect improvement in work efficiency.
なお、参考技術として、土中に埋設した土止め用の鋼矢
板の表面に沿つて掘削するために、従来、アキユムレー
タによつて所定のシリンダを加圧するものが提案されて
いる。しかし、これは通常の掘削を対象としたものでは
なく、またアキユムレータを特別に大きくしない限りシ
リンダの変位によつて加圧力が大幅に変化し、1度該ア
キユムレータが使用された後、次の作業サイクルまでに
該アキユムレータに所定の圧力になるまで蓄圧する手段
が必要になり、装置が大がかりになるなど通常の掘削の
ためにはこの従来技術は適用し難い。In addition, as a reference technique, in order to excavate along the surface of a steel sheet pile for earth stop buried in the soil, conventionally, there has been proposed a technique in which a predetermined cylinder is pressurized by an accumulator. However, this is not intended for normal excavation, and unless the accumulator is made particularly large, the pressing force changes significantly due to the displacement of the cylinder, and once the accumulator is used, the next work is performed. This conventional technique is difficult to apply for ordinary excavation because a means for accumulating the accumulator until a predetermined pressure is required by the cycle is required and the device becomes large in size.
また、別の参考技術として、従来、ロボツト等において
力センサによつて直接に荷重を検出して押付力を制御す
ることが提案されている。しかし、荷重の変動が極めて
激しい土木建設機械にあつては、この従来技術のように
荷重をフイードバツクして円滑な掘削作業をおこなうこ
とは難しく、また一般に力センサは価格、耐久性、構造
物への取付方法などの点において本願の対象とする土木
建設機械に用いることには問題があり、結局、この従来
技術も適用が困難である。Further, as another reference technique, it has been conventionally proposed to directly detect a load by a force sensor in a robot or the like to control the pressing force. However, it is difficult to perform smooth excavation work by feeding back the load as in this conventional technology for civil engineering construction machines where load fluctuations are extremely severe, and generally force sensors are used for price, durability, and structure. There is a problem in using it for the civil engineering construction machine to which the present invention is applied in terms of the mounting method, etc., and eventually, it is difficult to apply this conventional technique.
本発明は上記した従来技術における実情に鑑みてなされ
たもので、その目的は、作業機の掘削対象面等に対する
押付力を最適な値に自動的に制御できる土木建設機械の
油圧制御装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances in the prior art, and an object thereof is to provide a hydraulic control device for a civil engineering and construction machine that can automatically control the pressing force against an excavation target surface of a working machine to an optimum value. To do.
この目的を達成するために本発明は、互いに回動可能な
少なくとも2つの部材例えばブーム、アーム等からなる
リンク機構およびこのリンク機構に連結されるバケツト
等の作業機を有し、旋回軸を中心に回動可能な連結体
と、リンク機構を回動させるブームシリンダ、アームシ
リンダ等の第1の油圧アクチユエータと、作業機を駆動
するバケツトシリンダ等の第2の油圧アクチユエータ
と、連結体を旋回軸のまわりに回動させる旋回モータ等
の第3の油圧アクチユエータとを含む油圧シヨベル等の
土木建設機械の油圧制御装置において、例えばブームシ
リンダ、アームシリンダ等の第1の油圧アクチユエー
タ、バケツトシリンダ等の第2の油圧アクチユエータ、
旋回モータ等の第3の油圧アクチユエータを駆動する操
作指令信号を出力する操作指令手段と、第1、第2、第
3の油圧アクチユエータのうちの掘削対象面に対する押
付力を与える第1の所定アクチユエータ、例えばブーム
シリンダの駆動圧力を所定の圧力に制御するポンプレギ
ユレータ、あるいは方向切換弁等を含む圧力制御手段
と、上述の第1の所定アクチユエータと異なる第2の所
定アクチユエータ、例えばアームシリンダに対応する操
作指令信号に応じて予め定められた関数関係に基づいて
作動指令信号を求め、この作動指令信号を圧力制御手段
に出力する制御装置とを備えた構成にしてある。In order to achieve this object, the present invention has a link mechanism including at least two members that can rotate with respect to each other, such as a boom and an arm, and a working machine such as a bucket connected to the link mechanism. Swivel, a first hydraulic actuator such as a boom cylinder and an arm cylinder that rotates a link mechanism, a second hydraulic actuator such as a bucket cylinder that drives a working machine, and a swivel structure. In a hydraulic control device for a civil construction machine such as a hydraulic shovel that includes a third hydraulic actuator such as a swing motor that rotates about an axis, for example, a first hydraulic actuator such as a boom cylinder or an arm cylinder, a bucket cylinder, or the like. Second hydraulic actuator,
An operation command means for outputting an operation command signal for driving a third hydraulic actuator such as a swing motor, and a first predetermined actuator for giving a pressing force to a surface to be excavated among the first, second and third hydraulic actuators. , A pressure control means including a pump regu- lator for controlling the drive pressure of the boom cylinder to a predetermined pressure, a direction switching valve, etc., and a second predetermined actuator different from the above-mentioned first predetermined actuator, for example, an arm cylinder. A control device for obtaining an operation command signal based on a predetermined functional relationship according to the corresponding operation command signal and outputting the operation command signal to the pressure control means is provided.
本発明は、上記のように構成してあることにより、第2
の所定アクチユエータ例えばアームシリンダに対応する
操作指令信号に応じて制御装置から圧力制御手段に作動
指令信号が出力され、これによつて掘削対象面に対する
押付力を与える第1の所定アクチユエータ例えばブーム
シリンダの駆動圧力が所定の圧力となるように制御さ
れ、作業機例えばバケツトの掘削対象面等に対する押付
力を最適な値に自動的に制御することができる。The present invention is configured as described above, whereby the second
In response to an operation command signal corresponding to a predetermined actuator such as an arm cylinder, an operation command signal is output from the control device to the pressure control means, whereby a first predetermined actuator for applying a pressing force to the excavation target surface, for example, a boom cylinder. The driving pressure is controlled to be a predetermined pressure, and the pressing force against the excavation target surface of the work machine, for example, the bucket can be automatically controlled to an optimum value.
以下、本発明の土木建設機械の油圧制御装置を図に基づ
いて説明する。第1図は本発明の第1の実施例の要部構
成を示す回路図、第2図は第1図に示す第1の実施例が
備えられる土木建設機械の一例として挙げた油圧シヨベ
ルの掘削作業時の状態を示す側面図、第3図は第1図に
示す第1の実施例に備えられる制御装置に含まれる要部
構成および制御装置と関連機器との接続関係を示すブロ
ツク図である。Hereinafter, a hydraulic control device for a civil engineering construction machine according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an excavation of a hydraulic shovel, which is an example of a civil construction machine equipped with the first embodiment shown in FIG. FIG. 3 is a side view showing a state at the time of work, and FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a main part included in the control device provided in the first embodiment shown in FIG. 1 and a connection relationship between the control device and related devices. .
これらの図、特に第2図において、1は油圧シヨベルの
本体を構成する旋回体、2はこの旋回体1に回動可能に
連結されたブーム、3はこのブーム2に回動可能に連結
されたアーム、4はこのアーム3に回動可能に連結され
たバケツトである。上述のブーム2とアーム3はリンク
機構を構成し、バケツト4は作業機を構成し、これらの
リンク機構と作業機によつて旋回軸5を中心に回動可能
な連結体6が構成されている。52はブーム2を回動さ
せるブームシリンダ、58はアーム3を回動させるアー
ムシリンダで、これらのアクチユエータは上述したリン
ク機構を回動させる第1の油圧アクチユエータを構成し
ている。54はバケツトシリンダで、バケツト4すなわ
ち作業機を回動させる第2の油圧アクチユエータであ
る。なお、図示しないが、このような油圧シヨベルには
旋回体1を旋回させる旋回モータが設けられており、こ
れが上述の連結体6を回動させる第3のアクチユエータ
を構成している。上述した旋回体1と、ブーム2,アー
ム3を含むリンク機構と、バケツト4からなる作業機等
によつて構成される連結体6,およびブームシリンダ5
2,アームシリンダ58からなる第1の油圧アクチユエ
ータ,バケツトシリンダ54からなる第2の油圧アクチ
ユエータ、旋回モータからなる第3のアクチユエータは
第2図に例示する油圧シヨベル等の土木建設機械に普通
に設けられているものである。In these drawings, particularly in FIG. 2, 1 is a revolving structure which constitutes the main body of the hydraulic shovel, 2 is a boom rotatably connected to the revolving structure 1, and 3 is rotatably connected to the boom 2. The arm 4 is a bucket rotatably connected to the arm 3. The boom 2 and the arm 3 described above constitute a link mechanism, the bucket 4 constitutes a working machine, and the link mechanism and the working machine constitute a connecting body 6 which is rotatable about a pivot shaft 5. There is. Reference numeral 52 is a boom cylinder for rotating the boom 2, 58 is an arm cylinder for rotating the arm 3, and these actuators constitute a first hydraulic actuator for rotating the above-mentioned link mechanism. Reference numeral 54 denotes a bucket cylinder, which is a second hydraulic actuator for rotating the bucket 4, that is, the working machine. Although not shown, such a hydraulic shovel is provided with a revolving motor for revolving the revolving structure 1, and this constitutes a third actuator for rotating the above-mentioned connecting body 6. The swing body 1, the link mechanism including the boom 2 and the arm 3, and the connecting body 6 and the boom cylinder 5 configured by the working machine or the like including the bucket 4.
2, a first hydraulic actuator composed of an arm cylinder 58, a second hydraulic actuator composed of a bucket cylinder 54, and a third actuator composed of a swing motor are commonly used in a civil construction machine such as a hydraulic shovel illustrated in FIG. It is provided.
また、252は旋回体1とブーム2との相対角度を検出
する角度検出器、258はブーム2とアーム3との相対
角度を検出する角度検出器、254はアーム3とバケツ
ト4との相対角度を検出する角度検出器で、これらのも
のは、後述する第2の所定アクチユエータ例えばアーム
シリンダ58の作動変位を検出する作動変位検出手段を
構成しており、それぞれ後述の制御装置に角度信号すな
わち変位信号を出力する。Further, 252 is an angle detector that detects the relative angle between the revolving unit 1 and the boom 2, 258 is an angle detector that detects the relative angle between the boom 2 and the arm 3, and 254 is a relative angle between the arm 3 and the bucket 4. These are angle detectors for detecting the movement of the second predetermined actuator, which will be described later, for example, an operation displacement detecting means for detecting an operation displacement of the arm cylinder 58. Output a signal.
なお、同第2図のHは該油圧シヨベルが配置される地
面、Dはバケツト4によつて掘削される掘削対象面、K
は掘削によつて形成された面を示している。In FIG. 2, H is the ground on which the hydraulic shovel is arranged, D is the surface to be excavated by the bucket 4, and K is the surface to be excavated.
Indicates a surface formed by excavation.
次に、このような油圧シヨベルに備えられる第1の実施
例の要部構成を第1,3図によつて説明する。Next, the construction of the essential parts of the first embodiment provided in such a hydraulic shovel will be described with reference to FIGS.
第1図において、52,58,54はそれぞれ前述した
ブームシリンダ、アームシリンダ、バケツトシリンダ、
252,258,254はそれぞれ前述した角度検出器
である。14は旋回モータ56およびアームシリンダ5
8に圧油を供給する第1の可変容量油圧ポンプ、16は
ブームシリンダ52およびバケツトシリンダ54に圧油
を供給する第2の可変容量油圧ポンプである。26は第
1の可変容量油圧ポンプ14から旋回モータ56に供給
される圧油の流れ方向を制御する旋回用方向切換弁、2
8は油圧ポンプ14からアームシリンダ58に供給され
る圧油の流れ方向を制御するアーム用方向切換弁、22
は第2の可変容量油圧ポンプ16からブームシリンダ5
2に供給される圧油の流れ方向を制御するブーム用方向
切換弁、24は油圧ポンプ16からバケツトシリンダ5
4に供給される圧油の流れ方向を制御するバケツト用方
向切換弁である。15,17はそれぞれ油圧ポンプ1
4,16の押しのけ容積を制御するポンプレギユレータ
で、このうちポンプレギユレータ17は掘削対象面に対
する押付力を与える第1の所定アクチユエータ、例えば
ブームシリンダ52の駆動圧力を所定の圧力に制御する
圧力制御手段を構成している。264,266はそれぞ
れ油圧ポンプ14,16から吐出される圧油の圧力を検
出し、信号として出力する圧力検出器である。212,
214,216,218はそれぞれブームシリンダ5
2,バケツトシリンダ54,旋回モータ56,アームシ
リンダ58に対応して設けられ、これらのアクチユエー
タによつて駆動するブーム2,バケツト4,旋回体1,
アーム3を作動させる操作指令信号を出力する操作指令
手段である。230は、掘削対象面等の作業条件に応じ
た最適な目標圧力設定信号を出力する目標圧力設定手段
である。In FIG. 1, 52, 58 and 54 are the boom cylinder, arm cylinder, bucket cylinder, and
252, 258 and 254 are the angle detectors described above. 14 is a swing motor 56 and an arm cylinder 5
Reference numeral 8 is a first variable displacement hydraulic pump that supplies pressure oil to 8, and 16 is a second variable displacement hydraulic pump that supplies pressure oil to the boom cylinder 52 and the bucket cylinder 54. Reference numeral 26 denotes a turning direction switching valve for controlling the flow direction of pressure oil supplied from the first variable displacement hydraulic pump 14 to the turning motor 56.
Reference numeral 8 denotes an arm direction switching valve for controlling the flow direction of the pressure oil supplied from the hydraulic pump 14 to the arm cylinder 58, and 22
Is from the second variable displacement hydraulic pump 16 to the boom cylinder 5
2, a boom direction switching valve for controlling the flow direction of the pressure oil supplied to the hydraulic pump 16, and 24 for the bucket cylinder 5 from the hydraulic pump 16.
4 is a bucket directional control valve for controlling the flow direction of the pressure oil supplied to No. 4. 15 and 17 are hydraulic pumps 1 respectively
A pump regulator for controlling the displacement of the pumps 4, 16 of which the pump regulator 17 controls the drive pressure of a first predetermined actuator, for example, the boom cylinder 52, that applies a pressing force to the excavation target surface to a predetermined pressure. It constitutes a pressure control means. 264 and 266 are pressure detectors that detect the pressure of the pressure oil discharged from the hydraulic pumps 14 and 16 and output it as signals. 212,
214, 216 and 218 are boom cylinders 5, respectively.
2, a boom cylinder 2, a bucket 4, a revolving structure 1, which are provided corresponding to the bucket cylinder 54, the revolving motor 56, and the arm cylinder 58, and are driven by these actuators.
The operation command means outputs an operation command signal for operating the arm 3. Reference numeral 230 is a target pressure setting means for outputting an optimum target pressure setting signal according to the working conditions such as the surface to be excavated.
また、200は制御装置で、操作指令手段212,21
4,216,218から出力される操作指令信号、角度
検出器252,258,254から出力される角度信
号、目標圧力設定手段230から出力される目標圧力信
号、および圧力検出器264,266から出力される圧
力信号を入力し、所定の演算処理をおこなつて、ポンプ
レギユレータ15,17,ブーム用方向切換弁22,バ
ケツト用方向切換弁24,旋回用方向切換弁26,アー
ム用方向切換弁28に作動指令信号を出力する。この制
御装置200は、第2の所定アクチユエータ例えばアー
ムシリンダ58に対応する操作指令信号と、掘削対象面
に対する押付力を与える第1の所定アクチユエータ例え
ばブームシリンダ52に供給される圧油の圧力を決める
目標圧力信号との関数関係が設定らえる関数テーブル2
01と、角度検出器252,258,254から出力さ
れる角度信号に応じて所定の演算をおこなつて得られた
リンク角度信号と修正値との関数関係が設定される関数
テーブル202と、関数テーブル201から出力される
目標圧力信号と関数テーブル202から出力される修正
値とを乗算して信号Prを出力する乗算器203と、こ
の信号Prと前述の圧力検出器266から出力される圧
力信号Psとを加算して信号ΔPを出力する加算器20
4と、この信号ΔPとポンプレギユレータ17に関連し
た微分信号との関数関係が設定された関数テーブル2
05と、この関数テーブル205から出力される微分信
号を積分して作動指令信号Xをポンプレギユレータ1
7に出力する積分器208とを有している。Further, 200 is a control device, which is operation command means 212, 21.
4, 216, 218 output operation command signals, angle detectors 252, 258, 254 output angle signals, target pressure setting means 230 output target pressure signals, and pressure detectors 264, 266 output. The pressure signal to be input is input and predetermined arithmetic processing is performed to perform the predetermined calculation processing, and the pump regu-lators 15 and 17, the boom direction switching valve 22, the bucket direction switching valve 24, the turning direction switching valve 26, and the arm direction switching. An operation command signal is output to the valve 28. The control device 200 determines the operation command signal corresponding to the second predetermined actuator, for example, the arm cylinder 58, and the pressure of the pressure oil supplied to the first predetermined actuator, for example, the boom cylinder 52, which gives the pressing force to the excavation target surface. Function table 2 for setting the functional relationship with the target pressure signal
01, a function table 202 in which a functional relationship between a link angle signal obtained by performing a predetermined calculation according to the angle signals output from the angle detectors 252, 258, 254 and a correction value is set, and a function a multiplier 203 for outputting a desired pressure signal by multiplying the correction value outputted from the function table 202 signal P r output from the table 201, is output as the signal P r from the pressure detector 266 of the above An adder 20 that adds the pressure signal P s and outputs a signal ΔP
4 and a function table 2 in which the functional relationship between this signal ΔP and the differential signal related to the pump regulator 17 is set.
05 and the differential signal output from the function table 205 to integrate the operation command signal X into the pump regulator 1
7 and an integrator 208 for outputting to the No.
上記した関数テーブル201には、操作指令信号が所定
値に至るまでは目標圧力信号がOであり、当該操作指令
信号が所定値を越えると目標圧力信号が一定値をとる関
数関係が設定されており、また当該一定値が目標圧力設
定手段230から出力される目標圧力設定信号に応じて
変化する関係が設定されている。すなわち、この関数テ
ーブル201は目標圧力設定信号に応じて、予め定めら
れた操作指令信号と目標圧力信号との関数関係を修正す
る第1の修正手段を構成している。In the above-mentioned function table 201, the target pressure signal is O until the operation command signal reaches the predetermined value, and the target pressure signal has a constant value when the operation command signal exceeds the predetermined value. In addition, a relationship is set in which the constant value changes according to the target pressure setting signal output from the target pressure setting means 230. That is, the function table 201 constitutes first correction means for correcting the functional relationship between the predetermined operation command signal and the target pressure signal according to the target pressure setting signal.
また、上記した関数テーブル202には、リンク角度信
号が所定値に至るまでは修正値が次第にKに近づくよう
に小さくなり、所定値に至ると修正値がKとなり、所定
値より大きくなると修正値がさらに小さくなる関数関係
が設定されている。すなわち、この関数テーブル202
と上述した乗算器203は角度検出器252,258,
254から出力される角度信号(変位信号)に応じて上
述の関数テーブル201において予め定められた操作指
令信号と目標圧力信号との関数関係を修正する第2の修
正手段を構成している。In the function table 202 described above, the correction value gradually decreases toward K until the link angle signal reaches the predetermined value, the correction value becomes K when the link angle signal reaches the predetermined value, and the correction value becomes larger than the predetermined value when the link angle signal reaches the predetermined value. The functional relation is set so that becomes even smaller. That is, this function table 202
And the above-mentioned multiplier 203 includes angle detectors 252, 258,
A second correction unit that corrects the functional relationship between the predetermined operation command signal and the target pressure signal in the function table 201 according to the angle signal (displacement signal) output from 254 is configured.
このように構成してある実施例における動作は以下のと
おりである。The operation in the embodiment thus configured is as follows.
第2図に示す状態において、比較的掘削対象面が軟い通
常掘削の場合、アームシリンダ58を伸長させて掘削を
おこなおうとすると、ブームシリンダ52のヘツド側の
圧力が押付力を与える圧力となり、上述したようにこの
ブームシリンダ52が第1の所定アクチユエータ、アー
ムシリンダ58が第2の所定アクチユエータとなる。In the state shown in FIG. 2, in the case of normal excavation in which the surface to be excavated is relatively soft, when the arm cylinder 58 is extended to perform excavation, the pressure on the head side of the boom cylinder 52 becomes the pressure that gives the pressing force. As described above, the boom cylinder 52 serves as the first predetermined actuator and the arm cylinder 58 serves as the second predetermined actuator.
この際、目標圧力設定手段230からブームシリンダ5
2のヘツド側の圧力が最適な圧力となるように、目標圧
力設定信号が制御装置200に出力されるとともに、操
作指令手段218からアーム3を駆動する操作指令信号
が出力され、操作指令手段212からブーム2を駆動す
る操作指令信号が出力され、これに応じて制御装置20
0はアーム用方向切換弁28,ブーム用方向切換弁22
をそれぞれ切換える作動指令信号を出力する。これによ
つて第1の可変容量油圧ポンプ14から吐出される圧油
が方向切換弁28を介してアームシリンダ58に供給さ
れ、このアームシリンダ58が伸長し、アーム3が第2
図の時計方向に回動し、また第2の可変容量油圧ポンプ
16から吐出される圧油が方向切換弁22を介してブー
ムシリンダ52のヘツド側に適宜供給される。これによ
つて掘削作業がおこなわれるが、この掘削作業の間、圧
力検出器266はブームシリンダ52のヘツド側に供給
される第2の可変容量油圧ポンプ16の圧油の圧力Ps
を検出して制御装置200に出力し、また角度検出器2
52,258,254はアーム3の変位すなわち作業姿
勢の変化に伴つて角度信号を制御装置200に出力す
る。At this time, from the target pressure setting means 230 to the boom cylinder 5
The target pressure setting signal is output to the control device 200 so that the pressure on the head side of 2 becomes the optimum pressure, and the operation command signal for driving the arm 3 is output from the operation command means 218 to operate the operation command means 212. An operation command signal for driving the boom 2 is output from the control device 20 in response to this.
0 is an arm directional control valve 28, a boom directional control valve 22
An operation command signal for switching each of the above is output. As a result, the pressure oil discharged from the first variable displacement hydraulic pump 14 is supplied to the arm cylinder 58 via the direction switching valve 28, the arm cylinder 58 extends, and the arm 3 moves to the second position.
The pressure oil that rotates in the clockwise direction in the figure and that is discharged from the second variable displacement hydraulic pump 16 is appropriately supplied to the head side of the boom cylinder 52 via the direction switching valve 22. With this, excavation work is performed. During this excavation work, the pressure detector 266 supplies the pressure P s of the pressure oil of the second variable displacement hydraulic pump 16 supplied to the head side of the boom cylinder 52.
Is detected and output to the control device 200, and the angle detector 2
52, 258 and 254 output an angle signal to the control device 200 in accordance with the displacement of the arm 3, that is, the change of the working posture.
制御装置200においては、アーム3を駆動する操作指
令信号と目標圧力設定信号とに応じて関数テーブル20
1からブームシリンダ52を駆動する目標圧力信号が出
力され、また角度信号を演算して得られるリンク角度信
号に応じて関数テーブル202から修正値が出力され、
乗算器203で目標圧力信号と修正値が乗算されて信号
Prが出力され、この信号Prと圧力検出器266から
出力される圧力信号Psが加算器204で加算されて信
号ΔPが出力され、この信号ΔPに応じて関数テーブル
205から微分信号が出力され、この微分信号が積
分器208で積分されて作動指令信号Xがポンプレギユ
レータ17に出力される。ポンプレギユレータ17はこ
の作動指令信号Xに応じて適宜作動し、これによつて第
2の可変容量油圧ポンプ16の傾転角が制御され、当該
第2の可変容量油圧ポンプ16から吐出される圧油の圧
力、すなわちブームシリンダ52に供給される圧油の圧
力が所定の圧力に制御される。In the control device 200, the function table 20 is generated according to the operation command signal for driving the arm 3 and the target pressure setting signal.
1, the target pressure signal for driving the boom cylinder 52 is output, and the correction value is output from the function table 202 according to the link angle signal obtained by calculating the angle signal.
The multiplier 203 multiplies the target pressure signal by the correction value to output a signal P r , and this signal P r and the pressure signal P s output from the pressure detector 266 are added by an adder 204 to output a signal ΔP. Then, a differential signal is output from the function table 205 according to the signal ΔP, the differential signal is integrated by the integrator 208, and the operation command signal X is output to the pump regulator 17. The pump regulator 17 appropriately operates in response to the operation command signal X, whereby the tilt angle of the second variable displacement hydraulic pump 16 is controlled, and the second variable displacement hydraulic pump 16 is discharged. The pressure of the pressure oil that is supplied, that is, the pressure of the pressure oil that is supplied to the boom cylinder 52 is controlled to a predetermined pressure.
このように構成した第1の実施例にあつては、アーム3
を作動させておこなう掘削作業の最中に、ブームシリン
ダ52のヘツド側の圧力を予め設定される最適な圧力に
自動的に決めることができ、すなわち、オペレータの熟
練度に影響なく負荷の過大、過小を生じることがなく、
掘削作業能率を向上させることができる。In the first embodiment configured in this way, the arm 3
During the excavation work performed by operating the, the pressure on the head side of the boom cylinder 52 can be automatically determined to an optimum pressure set in advance, that is, an excessive load without affecting the skill of the operator, Without underestimation,
The excavation work efficiency can be improved.
なお、上記第1の実施例では圧力制御手段をブームシリ
ンダ52のヘツド側の圧力を所定の圧力に制御するポン
プレギユレータ17によつて構成し、圧力検出器からの
圧力信号Psに応じて圧力を制御するように構成してあ
るが、本発明はこれに限られず、圧力制御手段が第2の
可変容量油圧ポンプ16の吐出し流路に介設した設定圧
力可変の圧力制御弁であつてもよい。In the first embodiment, the pressure control means is constituted by the pump regulator 17 which controls the pressure on the head side of the boom cylinder 52 to a predetermined pressure, and responds to the pressure signal P s from the pressure detector. However, the present invention is not limited to this, and the pressure control means is a pressure control valve having a variable set pressure provided in the discharge passage of the second variable displacement hydraulic pump 16. You can buy it.
第4図は本発明の第2の実施例の要部構成を示す回路
図、第5図はこの第4図に示す第2の実施例に備えられ
る制御装置に含まれる要部構成および制御装置と関連機
器との接続関係を示すブロツク図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a configuration of a main part and a control device included in a control device provided in the second embodiment shown in FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a connection relationship between the and related devices.
この第2の実施例にあつては、第4図に示すように、ブ
ームシリンダ52のヘツド側の圧力を検出する圧力検出
器272を設けてあり、この圧力検出器272の圧力信
号PHが制御装置200の加算器204に出力されるよ
うになつている。そして、制御装置200には加算器2
04から出力される信号ΔPとブーム用方向切換弁22
を作動させる作動指令信号XAとの関数関係が設定され
る関数テーブル206が設けられている。この関数テー
ブル206には、例えばΔPが第1の所定値に至るまで
は作動指令信号XAがO,ΔPが第1の所定値から第2
の所定値に至るまでは作動指令信号XAが徐々に大きく
なり、第2の所定値以降にあつては作動指令信号XAが
一定値となる関数関係が設定されている。また、ブーム
用方向切換弁22が圧力制御手段を構成している。Shall apply to this second embodiment, as shown in FIG. 4, it is provided with a pressure detector 272 for detecting the pressure of head side of the boom cylinder 52, the pressure signal P H of the pressure detector 272 It is adapted to be output to the adder 204 of the control device 200. Then, the adder 2 is included in the control device 200.
A signal ΔP output from 04 and the boom directional control valve 22
There is provided a function table 206 in which a functional relationship with the operation command signal X A for operating the is set. In the function table 206, for example, the operation command signal X A is O and ΔP is from the first predetermined value to the second predetermined value until ΔP reaches the first predetermined value.
Of up to the predetermined value becomes gradually larger operation command signal X A, shall apply after the second predetermined value functional relationship actuation command signal X A is a constant value is set. The boom direction switching valve 22 constitutes pressure control means.
この第2の実施例にあつては、ブームシリンダ52のヘ
ツド側の圧力が圧力検出器272によつて検出され、こ
の圧力検出器272の圧力信号PHを加算した信号ΔP
に対する作動指令信号XAがブーム用方向切換弁22に
出力され、これにより方向切換弁22のヘツド側が適宜
絞られ、これによりブームシリンダ52のヘツド側の圧
力が所定圧力に自動的に保たれる。In the second embodiment, the pressure on the head side of the boom cylinder 52 is detected by the pressure detector 272, and the pressure signal P H of the pressure detector 272 is added to the signal ΔP.
Actuation command signal X A is output to the boom directional control valve 22, thereby squeezed head side of the directional control valve 22 is suitably, this pressure head side of the boom cylinder 52 is automatically maintained at a predetermined pressure by the relative .
第6図は本発明の第3の実施例の要部構成を示す回路
図、第7図はこの第6図に示す第3の実施例に備えられ
る制御装置に含まれる要部構成および制御装置と関連機
器との接続関係を示すブロツク図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing the configuration of the main part of the third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is the configuration of the main part and the control device included in the control device provided in the third embodiment shown in FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a connection relationship between the and related devices.
この第3の実施例は掘削対象面が通常の掘削の場合に比
べて堅いときなどに好適であり、第6図に示すようにブ
ームシリンダ52のロツド側の圧力を検出する圧力検出
器273を設けてあり、この圧力検出器273の圧力信
号PRが制御装置200の加算器204に出力されるよ
うになつている。そして、制御装置200には、加算器
204から出力される信号ΔPとブーム用方向切換弁2
2を作動させる作動指令信号XBとの関数関係が設定さ
れる関数テーブル207が設けられている。この関数テ
ーブル207には、例えばΔPが第1の所定値に至るま
では作動指令信号XBが比較的大きな一定値をとり、所
定値以降にあつては作動指令信号XBが上記一定値より
徐々に小さい値をとる関数関係が設定されている。ま
た、関数テーブル201の関数関係は必要に応じて前述
した第1,第2の実施例における場合と異なるように設
定される。なお、この第3の実施例にあつても、ブーム
用方向切換弁22が圧力制御手段を構成している。This third embodiment is suitable when the surface to be excavated is harder than in the case of normal excavation, and as shown in FIG. 6, a pressure detector 273 for detecting the pressure on the rod side of the boom cylinder 52 is used. The pressure signal P R of the pressure detector 273 is provided and is output to the adder 204 of the control device 200. Then, the control device 200 is provided with the signal ΔP output from the adder 204 and the boom directional control valve 2.
A function table 207 is provided in which a functional relationship with the operation command signal X B for activating 2 is set. In the function table 207, for example, the operation command signal X B has a relatively large constant value until ΔP reaches the first predetermined value, and after the predetermined value, the operation command signal X B has a value larger than the constant value. A functional relationship that takes a gradually smaller value is set. Further, the functional relationship of the function table 201 is set to be different from that in the above-described first and second embodiments as needed. In the third embodiment as well, the boom direction switching valve 22 constitutes pressure control means.
掘削対象面が堅い場合にはブームシリンダ52が掘削反
力により押上げられる事態を生じるが、この第3の実施
例にあつては、ブームシリンダ52のロツド側の圧力が
圧力検出器273によつて検出され、この圧力検出器2
73の圧力信号PRを加算して信号ΔPに対応する作動
指令信号XBがブーム用方向切換弁22の駆動部に出力
され、これによつてブーム用方向切換弁22のロツド側
が適宜絞られ、ブームシリンダ52のロツド側の圧力が
所定圧力に自動的に保たれる。When the surface to be excavated is hard, the boom cylinder 52 is pushed up by the excavation reaction force. In the third embodiment, the pressure on the rod side of the boom cylinder 52 is controlled by the pressure detector 273. This pressure detector 2
Actuation command signal X B corresponding to the 73 signal ΔP by adding the pressure signal P R of is output to the drive unit of the boom directional control valve 22, which in throttled rod side of Yotsute boom directional control valve 22 is appropriately The pressure on the rod side of the boom cylinder 52 is automatically maintained at a predetermined pressure.
なお、上記実施例では第1のアクチユエータとしてブー
ムシリンダ52を挙げたが、旋回体1によつて押付力を
与えて掘削をおこなうような場合にあつては、旋回モー
タ56を第1のアクチユエータとすることにより、この
発明を適用させることができる。また上記各実施例では
切換弁をセンタバイパス型としたが、中立でポンプポー
トブロツク型でもよい。Although the boom cylinder 52 is used as the first actuator in the above-described embodiment, the swing motor 56 can be used as the first actuator when excavating by applying a pressing force by the swing body 1. By doing so, the present invention can be applied. Further, although the switching valve is a center bypass type in each of the above embodiments, it may be a neutral and pump port block type.
本発明の土木建設機械の油圧制御装置は、作業機の掘削
対象面等に対する押付力を最適な値に自動的に制御で
き、したがつて従来の手操作におけるような負荷の過大
や過小を生じることがなく、従来に比べて作業能率が向
上するとともに、連結体および油圧機器の損傷を防止で
きる効果がある。INDUSTRIAL APPLICABILITY The hydraulic control device for a civil engineering construction machine of the present invention can automatically control the pressing force against the excavation target surface of the work machine to an optimum value, and thus the excessive load or the excessive load as in the conventional manual operation occurs. Therefore, there is an effect that the working efficiency is improved as compared with the conventional one, and damage to the connecting body and the hydraulic equipment can be prevented.
第1図は本発明の土木建設機械の油圧制御装置の第1の
実施例の要部構成を示す回路図、第2図は第1図に示す
第1の実施例が備えられる土木建設機械の一例として挙
げた油圧シヨベルの掘削作業時の状態を示す側面図、第
3図は第1図に示す第1の実施例に備えられる制御装置
に含まれる要部構成および制御装置と関連機器との接続
関係を示すブロツク図、第4図は本発明の第2の実施例
の要部構成を示す回路図、第5図はこの第4図に示す第
2の実施例に備えられる制御装置に含まれる要部構成お
よび制御装置と関連機器との接続関係を示すブロツク
図、第6図は本発明の第3の実施例の要部構成を示す回
路図、第7図はこの第6図に示す第3の実施例に備えら
れる制御装置に含まれる要部構成および制御装置と関連
機器との接続関係を示すブロツク図である。 2……ブーム(リンク機構)、3……アーム(リンク機
構)、4……バケツト(作業機)、5……旋回軸、6…
…連結体、17……ポンプレギユレータ(圧力制御手
段)、22……ブーム用方向切換弁(圧力制御手段)、
52……ブームシリンダ(第1の油圧アクチユエータ、
第1の所定アクチユエータ)、54……バケツトシリン
ダ(第2の油圧アクチユエータ)、56……旋回モータ
(第3の油圧アクチユエータ)、58……アームシリン
ダ(第1の油圧アクチユエータ、第2の所定アクチユエ
ータ)、200……制御装置、201……関数テーブル
(第1の修正手段)、202……関数テーブル(第2の
修正手段)、203……乗算器(第2の修正手段)、2
04……加算器、205,206,207……関数テー
ブル、208……積分器、212,214,216,2
18……操作指令手段、230……目標圧力設定手段、
252,258,254……角度検出器、266,27
2,273……圧力検出器。FIG. 1 is a circuit diagram showing the essential configuration of a first embodiment of a hydraulic control device for civil engineering construction machines according to the present invention, and FIG. 2 is a civil engineering construction machine equipped with the first embodiment shown in FIG. FIG. 3 is a side view showing a state during excavation work of the hydraulic shovel given as an example, and FIG. 3 is a main part configuration included in the control device provided in the first embodiment shown in FIG. FIG. 4 is a block diagram showing the connection relationship, FIG. 4 is a circuit diagram showing the essential configuration of the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is included in the control device provided in the second embodiment shown in FIG. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of essential parts and the connection relationship between the control device and related equipment. FIG. 6 is a circuit diagram showing the structure of essential parts of the third embodiment of the present invention. FIG. 7 is shown in FIG. A main part configuration included in the control device provided in the third embodiment and a connection relationship between the control device and related devices will be described. It is to block diagram. 2 ... Boom (link mechanism), 3 ... Arm (link mechanism), 4 ... Bucket (working machine), 5 ... Revolving axis, 6 ...
... Connecting body, 17 ... Pump regulator (pressure control means), 22 ... Boom direction switching valve (pressure control means),
52 ... Boom cylinder (first hydraulic actuator,
1st predetermined actuator), 54 ... bucket cylinder (second hydraulic actuator), 56 ... swing motor (third hydraulic actuator), 58 ... arm cylinder (first hydraulic actuator, second predetermined actuator) Actuator), 200 ... Control device, 201 ... Function table (first correction means), 202 ... Function table (second correction means), 203 ... Multiplier (second correction means), 2
04 ... Adder, 205, 206, 207 ... Function table, 208 ... Integrator, 212, 214, 216, 2
18: operation command means, 230: target pressure setting means,
252, 258, 254 ... Angle detector, 266, 27
2,273 ... Pressure detector.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 知彦 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (56)参考文献 特開 昭56−14605(JP,A) 特開 昭59−126829(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tomohiko Yasuda 650, Kazunachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Tsuchiura Plant (56) References JP-A-56-14605 (JP, A) JP-A-SHO 59-126829 (JP, A)
Claims (6)
らなるリンク機構およびこのリンク機構に連結される作
業機を有し、旋回軸を中心に回動可能な連結体と、上記
リンク機構を回動させる第1の油圧アクチユエータと、
上記作業機を駆動する第2の油圧アクチユエータと、上
記連結体を上記旋回軸のまわりに回動させる第3の油圧
アクチユエータとを含む土木建設機械の油圧制御装置に
おいて、上記第1,第2,第3の油圧アクチユエータを
駆動する操作指令信号を出力する操作指令手段と、上記
第1,第2,第3の油圧アクチユエータのうちの掘削対
象面に対する押付力を与える第1の所定アクチユエータ
の駆動圧力を所定の圧力に制御する圧力制御手段と、上
記第1,第2,第3の油圧アクチユエータのうちの上記
第1の所定アクチユエータと異なる第2の所定アクチユ
エータに対応する操作指令信号に応じて予め定められた
関数関係に基づいて作動指令信号を求め、該作動指令信
号を上記圧力制御手段に出力する制御装置とを備えたこ
とを特徴とする土木建設機械の油圧制御装置。1. A link body having a link mechanism composed of at least two members rotatable with respect to each other and a working machine connected to the link mechanism, wherein the link body is rotatable about a swing shaft, and the link mechanism is rotated. A first hydraulic actuator to move,
A hydraulic control device for a civil engineering construction machine, comprising: a second hydraulic actuator that drives the work machine; and a third hydraulic actuator that rotates the connecting body around the swing shaft. An operation command means for outputting an operation command signal for driving the third hydraulic actuator, and a driving pressure of the first predetermined actuator which gives a pressing force to the excavation target surface among the first, second and third hydraulic actuators. In accordance with an operation command signal corresponding to a second pressure actuator different from the first predetermined actuator among the first, second and third hydraulic actuators. Soil which is provided with a control device that obtains an operation command signal based on a defined functional relationship and outputs the operation command signal to the pressure control means. Hydraulic control system for a construction machine.
標圧力設定手段を有するとともに、制御装置が上記目標
圧力設定信号に応じて予め定められた関数関係を修正す
る第1の修正手段を有することを特徴とする特許請求の
範囲第(1)項記載の土木建設機械の油圧制御装置。2. The control device has target pressure setting means for outputting a target pressure setting signal, and the control device has first correcting means for correcting a predetermined functional relationship according to the target pressure setting signal. A hydraulic control device for a civil engineering and construction machine according to claim (1).
め、制御装置に変位信号を出力する作動変位検出手段を
有するとともに、制御装置が該変位信号に応じて予め定
められた関数関係を修正する第2の修正手段を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第(1)項または第(2)項記
載の土木建設機械の油圧制御装置。3. An operating displacement detecting means for obtaining an operating displacement of a second predetermined actuator and outputting a displacement signal to a control device, and the control device corrects a predetermined functional relationship according to the displacement signal. A hydraulic control device for a civil construction machine according to claim (1) or (2), characterized in that the hydraulic control device has a second correcting means.
ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項または第(2)項
記載の土木建設機械の油圧制御装置。4. The hydraulic control device for a civil construction machine according to claim 1 or 2, wherein the pressure control means includes a pump regulator.
の駆動圧力を制御する方向切換弁を含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第(1)項または第(2)項記載の土木建設
機械の油圧制御装置。5. The civil construction machine according to claim 1 or 2, wherein the pressure control means includes a directional control valve for controlling the drive pressure of the first predetermined actuator. Hydraulic control device.
を含むことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項または
第(2)項記載の土木建設機械の油圧制御装置。6. A hydraulic control device for a civil construction machine according to claim 1, wherein the pressure control means includes a pressure control valve with a variable set pressure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61047380A JPH0633617B2 (en) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | Hydraulic control equipment for civil engineering construction machinery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61047380A JPH0633617B2 (en) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | Hydraulic control equipment for civil engineering construction machinery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62206127A JPS62206127A (en) | 1987-09-10 |
| JPH0633617B2 true JPH0633617B2 (en) | 1994-05-02 |
Family
ID=12773490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61047380A Expired - Lifetime JPH0633617B2 (en) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | Hydraulic control equipment for civil engineering construction machinery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0633617B2 (en) |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN103348063B (en) * | 2011-03-24 | 2015-12-09 | 株式会社小松制作所 | Working device control system, construction machine and working device control method |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5614605A (en) * | 1979-07-12 | 1981-02-12 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Hydraulic driving method and system for actuator |
| JPS59126829A (en) * | 1983-01-10 | 1984-07-21 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Oil pressure controller for oil-pressure shovel |
-
1986
- 1986-03-06 JP JP61047380A patent/JPH0633617B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS62206127A (en) | 1987-09-10 |
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