JPH0745738B2 - パワ−シヨベルの作業機制御装置 - Google Patents
パワ−シヨベルの作業機制御装置Info
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- JPH0745738B2 JPH0745738B2 JP61002991A JP299186A JPH0745738B2 JP H0745738 B2 JPH0745738 B2 JP H0745738B2 JP 61002991 A JP61002991 A JP 61002991A JP 299186 A JP299186 A JP 299186A JP H0745738 B2 JPH0745738 B2 JP H0745738B2
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- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/36—Component parts
- E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
- E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
- E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
- E02F3/437—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like providing automatic sequences of movements, e.g. linear excavation, keeping dipper angle constant
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はパワーショベルの作業機制御装置に関するもの
である。
である。
［従来の技術］ 周知のようにパワーショベルはバケット，アーム，ブー
ムおよびこれらを各別に円弧運動させるバケットシリン
ダ，アームシリンダ，ブームシリンダを有しており、バ
ケットは上記各シリンダの伸縮による円弧運動の組合せ
によって移行する。
ムおよびこれらを各別に円弧運動させるバケットシリン
ダ，アームシリンダ，ブームシリンダを有しており、バ
ケットは上記各シリンダの伸縮による円弧運動の組合せ
によって移行する。
［発明が解決しようとする問題点］ ところが、掘削作業に際しては各シリンダに対応する操
作レバーを掘削抵抗が増大しないようにバケットの姿勢
を考慮しながら捜査しなければならないため、操作に熟
練を要すると共に、バケットを満杯に近い状態で効率的
に移動させるにはさらに高度の熟練が必要となるという
問題があった。
作レバーを掘削抵抗が増大しないようにバケットの姿勢
を考慮しながら捜査しなければならないため、操作に熟
練を要すると共に、バケットを満杯に近い状態で効率的
に移動させるにはさらに高度の熟練が必要となるという
問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑み、高度の熟練を要する
ことなく効率的に掘削作業を進めることができるパワー
ショベルの作業機制御装置を提供することを目的とす
る。
ことなく効率的に掘削作業を進めることができるパワー
ショベルの作業機制御装置を提供することを目的とす
る。
［問題点を解決するための手段および作用］ 本発明は、掘削抵抗が小さく、かつ満杯に近い掘削状態
となるバケット刃先の移動軌跡を記憶手段に予め記憶さ
せておき、掘削開始に当たってこの記憶手段から上記移
動軌道の情報を読出し、この移動軌跡の情報に沿ってバ
ケット刃先が移動するように制御ると共に、実際の掘削
抵抗が設定値以上になった場合には上記移動軌跡の情報
を掘削抵抗が小さくなる方向へ修正するようにしたもの
である。
となるバケット刃先の移動軌跡を記憶手段に予め記憶さ
せておき、掘削開始に当たってこの記憶手段から上記移
動軌道の情報を読出し、この移動軌跡の情報に沿ってバ
ケット刃先が移動するように制御ると共に、実際の掘削
抵抗が設定値以上になった場合には上記移動軌跡の情報
を掘削抵抗が小さくなる方向へ修正するようにしたもの
である。
［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、本
発明に係る制御装置は、捜査レバー７と中央処理装置
（CPU）８、記憶装置９からなるマイクロコンピュータ1
0と、バケット角度センサ11、アーム角度センサ12、ブ
ーム角度センサ13と、バケット油圧回路21およびバケッ
トシリンダ４からなるバケットアクチュエータ、アーム
油圧回路22およびアームシリンダ５からなるアームアク
チュエータ、ブーム油圧回路23およびブームシリンダ６
からなるブームアクチュエータと、シャトル弁31,32,33
と、油圧計34,35,36と、パワーショベルの前後方向の傾
斜を検出する傾斜計37とを備え、バケット1,アーム2,ブ
ーム３の回動を制御するものである。
発明に係る制御装置は、捜査レバー７と中央処理装置
（CPU）８、記憶装置９からなるマイクロコンピュータ1
0と、バケット角度センサ11、アーム角度センサ12、ブ
ーム角度センサ13と、バケット油圧回路21およびバケッ
トシリンダ４からなるバケットアクチュエータ、アーム
油圧回路22およびアームシリンダ５からなるアームアク
チュエータ、ブーム油圧回路23およびブームシリンダ６
からなるブームアクチュエータと、シャトル弁31,32,33
と、油圧計34,35,36と、パワーショベルの前後方向の傾
斜を検出する傾斜計37とを備え、バケット1,アーム2,ブ
ーム３の回動を制御するものである。
なお、各油圧回路は、CPU8からのシリンダの伸縮を指令
する信号によってシリンダへの圧油の量および供給方向
が制御される可変容量ポンプと、CPU8からのシリンダの
動作指令により、前記ポンプとシリンダとの油圧回路を
開閉する電磁弁等を有している。また、上記各シャトル
弁は各シリンダに圧送されている圧油を各油圧計に導い
ており、各油圧計は圧油の圧力をそれぞれ計測してい
る。そして、これらの計測値は図示されないラインを介
してCPU8にそれぞれ入力される。
する信号によってシリンダへの圧油の量および供給方向
が制御される可変容量ポンプと、CPU8からのシリンダの
動作指令により、前記ポンプとシリンダとの油圧回路を
開閉する電磁弁等を有している。また、上記各シャトル
弁は各シリンダに圧送されている圧油を各油圧計に導い
ており、各油圧計は圧油の圧力をそれぞれ計測してい
る。そして、これらの計測値は図示されないラインを介
してCPU8にそれぞれ入力される。
また、記憶装置９には、バケット１の底板が掘削面と衝
突せずに最も少ない掘削抵抗（すなわち、できるだけ小
さい掘削角θの状態）で掘削を進めることができ、しか
も満杯に近い状態で掘削を進めることができるように、
第２図に示す如くバケット１の刃先Ｑの円弧状軌跡Ｐに
関する情報が予め記憶されている。この軌跡Ｐに関する
情報はバケット刃先Ｑの水平方向の移動距離ｘと掘削深
さｆ（ｘ）を関数として記憶され、しかも Σｆ（ｘ）dx×バケット幅＝バケット満杯量×修正係数
Ｋ となるような値に設定されている。
突せずに最も少ない掘削抵抗（すなわち、できるだけ小
さい掘削角θの状態）で掘削を進めることができ、しか
も満杯に近い状態で掘削を進めることができるように、
第２図に示す如くバケット１の刃先Ｑの円弧状軌跡Ｐに
関する情報が予め記憶されている。この軌跡Ｐに関する
情報はバケット刃先Ｑの水平方向の移動距離ｘと掘削深
さｆ（ｘ）を関数として記憶され、しかも Σｆ（ｘ）dx×バケット幅＝バケット満杯量×修正係数
Ｋ となるような値に設定されている。
但し、ＫはＫ＝１〜３が望ましい。
一方、センサ11,12,13は第３図に示すようにバケット1,
アーム2,ブーム３の実際の角度γ，β，αを検出してCP
U8に入力し、また傾斜計37はパワーショベルの前後方向
の傾斜角δを検出してCPU8に入力する。
アーム2,ブーム３の実際の角度γ，β，αを検出してCP
U8に入力し、また傾斜計37はパワーショベルの前後方向
の傾斜角δを検出してCPU8に入力する。
次に、第４図に示すフローチャートを参照しながら本装
置の動作を説明する。
置の動作を説明する。
まず、オペレータが掘削開始指令を入力すると（ステッ
プ101）、CPU8はセンサ11〜13および傾斜計37からブー
ム角α，アーム角β，バケット角γ，傾斜角δを示す信
号を読込む（ステップ102）。
プ101）、CPU8はセンサ11〜13および傾斜計37からブー
ム角α，アーム角β，バケット角γ，傾斜角δを示す信
号を読込む（ステップ102）。
次に、上記ブーム角α，アーム角β，バケット角γに基
づいてブームシリンダ6,アームシリンダ５、バケットシ
リンダ４の現在の長さL1,L2,L3（第５図参照）を検出
し、（ステップ103）、これらの長さL1,L2,L3が予め与
えられた軌跡Ｐによって指示されている掘削終了時の長
さに該当するか否かを判別し（ステップ104）、掘削終
了時の長さに該当すれば掘削終了とするが、該当しなけ
れば軌跡Ｐで指示されているバケット刃先Ｑの0.1秒後
の位置を計算する（ステップ105）。そして、この0.1秒
後にはバケット刃先Ｑの位置が上記計算結果の位置に実
際移動するのに必要な各シリンダの目標長さL1′,L2′,
L3′を算出する（ステップ106）。
づいてブームシリンダ6,アームシリンダ５、バケットシ
リンダ４の現在の長さL1,L2,L3（第５図参照）を検出
し、（ステップ103）、これらの長さL1,L2,L3が予め与
えられた軌跡Ｐによって指示されている掘削終了時の長
さに該当するか否かを判別し（ステップ104）、掘削終
了時の長さに該当すれば掘削終了とするが、該当しなけ
れば軌跡Ｐで指示されているバケット刃先Ｑの0.1秒後
の位置を計算する（ステップ105）。そして、この0.1秒
後にはバケット刃先Ｑの位置が上記計算結果の位置に実
際移動するのに必要な各シリンダの目標長さL1′,L2′,
L3′を算出する（ステップ106）。
次に、各シリンダの現在の長さL1,L2,L3と0.1秒後の目
標長さL1′,L2′,L3′との偏差（L1′−L1）、（L2′−
L2）、（L3′−L3）を求め、これらの偏差を生じさせる
のに必要な各シリンダへの圧油流量Q1,Q2,Q3を算出する
（ステップ107）。そして、この算出した圧油流量Q1,Q
2,Q3に対応した圧油流量信号e1,e2,e3を形成し、バケッ
ト油圧回路21,アーム油圧回路22,ブーム油圧回路23にそ
れぞれ伝送する（ステップ108）。これによって、バケ
ットシリンダ4,アームシリンダ5,ブームシリンダ６が目
標長さまで伸縮し、バケット角γ，アーム角β，ブーム
角αが変化する。（ステップ109,110）。
標長さL1′,L2′,L3′との偏差（L1′−L1）、（L2′−
L2）、（L3′−L3）を求め、これらの偏差を生じさせる
のに必要な各シリンダへの圧油流量Q1,Q2,Q3を算出する
（ステップ107）。そして、この算出した圧油流量Q1,Q
2,Q3に対応した圧油流量信号e1,e2,e3を形成し、バケッ
ト油圧回路21,アーム油圧回路22,ブーム油圧回路23にそ
れぞれ伝送する（ステップ108）。これによって、バケ
ットシリンダ4,アームシリンダ5,ブームシリンダ６が目
標長さまで伸縮し、バケット角γ，アーム角β，ブーム
角αが変化する。（ステップ109,110）。
次に、CPU8は各油圧計34,35,36によって計測された各シ
リンダ4,5,6の各油圧P1,P2,P3のうち、いずれかが予設
定油圧Ｐよりも大きくなっているか否かを検出する。
（ステップ111）。そして、各油圧P1,P2,P3のいずれも
予設定油圧Ｐ以下であれば、このときの掘削抵抗が掘削
作業上問題ないと判定し、ステッフプ105の処理に戻
る。しかし、石塊に衝突するなどの原因により、各油圧
P1,P2,P3のうちいずれかが予設定油圧Ｐよりも大きくな
っているならば、このときの掘削抵抗が掘削作業上問題
になると判定し、記憶装置９から与えられている軌跡Ｐ
の情報を掘削抵抗が小さくなる方向に修正し（ステップ
113）、前述のステップ105の処理に戻り、以後は修正さ
れた軌跡Ｐの情報に基づいて0.1秒後のバケット刃先Ｑ
の位置を算出する。
リンダ4,5,6の各油圧P1,P2,P3のうち、いずれかが予設
定油圧Ｐよりも大きくなっているか否かを検出する。
（ステップ111）。そして、各油圧P1,P2,P3のいずれも
予設定油圧Ｐ以下であれば、このときの掘削抵抗が掘削
作業上問題ないと判定し、ステッフプ105の処理に戻
る。しかし、石塊に衝突するなどの原因により、各油圧
P1,P2,P3のうちいずれかが予設定油圧Ｐよりも大きくな
っているならば、このときの掘削抵抗が掘削作業上問題
になると判定し、記憶装置９から与えられている軌跡Ｐ
の情報を掘削抵抗が小さくなる方向に修正し（ステップ
113）、前述のステップ105の処理に戻り、以後は修正さ
れた軌跡Ｐの情報に基づいて0.1秒後のバケット刃先Ｑ
の位置を算出する。
すなわち、例えば第６図に示す掘削位置x2において各シ
リンダ4,5,6のうちいずれかの油圧が設定油圧Ｐよりも
大きくなった場合は、掘削深さｆ（ｘ）がこれより浅い
ｆ′（ｘ）になるように軌跡Ｐの情報を修正し、x2以後
においてはｆ′（ｘ）の掘削深さで作業を進めるように
制御する。この場合、掘削深さが浅くなった分だけバケ
ット刃先Ｑの水平方向の移動距離ｘは長くなり、軌跡Ｐ
もＰ′で示すように変化することは言うまでもない。
リンダ4,5,6のうちいずれかの油圧が設定油圧Ｐよりも
大きくなった場合は、掘削深さｆ（ｘ）がこれより浅い
ｆ′（ｘ）になるように軌跡Ｐの情報を修正し、x2以後
においてはｆ′（ｘ）の掘削深さで作業を進めるように
制御する。この場合、掘削深さが浅くなった分だけバケ
ット刃先Ｑの水平方向の移動距離ｘは長くなり、軌跡Ｐ
もＰ′で示すように変化することは言うまでもない。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明においては、掘削抵抗が小さ
く、かつ満杯に近い掘削状態となるバケット刃先の移動
軌跡を記憶手段に予め記憶させておき、掘削開始に当た
ってこの記憶手段から上記移動軌跡の情報を読出し、こ
の移動軌跡の情報に沿ってバケット刃先が移動するよう
に制御すると共に、実際の掘削抵抗が設定値以上になっ
た場合には上記移動軌跡の情報を掘削抵抗が小さくなる
方向へ修正するようにしたため、高度の熟練を要するこ
となく、効率的に掘削作業を進めることができる。さら
に掘削抵抗が可能な限り小さな状態で作業を進行させる
ので、省エネルギーを図りつつ、掘削作業の速度も早く
することができる。
く、かつ満杯に近い掘削状態となるバケット刃先の移動
軌跡を記憶手段に予め記憶させておき、掘削開始に当た
ってこの記憶手段から上記移動軌跡の情報を読出し、こ
の移動軌跡の情報に沿ってバケット刃先が移動するよう
に制御すると共に、実際の掘削抵抗が設定値以上になっ
た場合には上記移動軌跡の情報を掘削抵抗が小さくなる
方向へ修正するようにしたため、高度の熟練を要するこ
となく、効率的に掘削作業を進めることができる。さら
に掘削抵抗が可能な限り小さな状態で作業を進行させる
ので、省エネルギーを図りつつ、掘削作業の速度も早く
することができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
バケット刃先の掘削軌跡を示す図、第３図はバケット，
アーム，ブームの各角度を表わす図、第４図は実施例の
動作を示すフローチャート、第５図はバケットシリン
ダ、アームシリンダ、ブームシリンダの長さを示す図、
第６図はバケット刃先の軌跡を変える場合の説明図であ
る。 １……バケット、２……アーム、３……ブーム、４……
バケットシリンダ、５……アームシリンダ、６……ブー
ムシリンダ、７……操作レバー、８……中央処理装置、
９……記憶装置、10……マイクロコンピュータ、11……
バケット角度センサ、12……アーム角度センサ、13……
ブーム角度センサ、21……バケット油圧回路、22……ア
ーム油圧回路、23……ブーム油圧回路、31,32,33……シ
ャトル弁、34,35,36……油圧計。
バケット刃先の掘削軌跡を示す図、第３図はバケット，
アーム，ブームの各角度を表わす図、第４図は実施例の
動作を示すフローチャート、第５図はバケットシリン
ダ、アームシリンダ、ブームシリンダの長さを示す図、
第６図はバケット刃先の軌跡を変える場合の説明図であ
る。 １……バケット、２……アーム、３……ブーム、４……
バケットシリンダ、５……アームシリンダ、６……ブー
ムシリンダ、７……操作レバー、８……中央処理装置、
９……記憶装置、10……マイクロコンピュータ、11……
バケット角度センサ、12……アーム角度センサ、13……
ブーム角度センサ、21……バケット油圧回路、22……ア
ーム油圧回路、23……ブーム油圧回路、31,32,33……シ
ャトル弁、34,35,36……油圧計。
Claims (1)
- 【請求項１】パワーショベルのバケット、アーム、ブー
ムの角度を検出する第１の角度検出手段と、 堀削抵抗が小さく、かつバケットを満杯にするバケット
の刃先の移動軌跡を記憶した記憶手段と、 上記検出手段で検出したバケット、アーム、ブームの角
度情報と上記記憶手段から読み出したバケット刃先の移
動軌跡情報に基づいてバケットの姿勢を制御する第１の
制御手段と、 バケットの堀削抵抗が設定値以上になったことを検出す
る第２の検出手段と、 この第２の検出手段の出力によって、前記記憶手段から
読み出したバケット刃先の移動軌跡情報を、堀削深さが
浅くなる方向に修正するとともに、バケット刃先の水平
方向の移動距離を長くするよう修正する修正手段と を備えたパワーショベルの作業機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61002991A JPH0745738B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | パワ−シヨベルの作業機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61002991A JPH0745738B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | パワ−シヨベルの作業機制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62160325A JPS62160325A (ja) | 1987-07-16 |
| JPH0745738B2 true JPH0745738B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=11544841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61002991A Expired - Lifetime JPH0745738B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | パワ−シヨベルの作業機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745738B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210060866A (ko) * | 2019-11-19 | 2021-05-27 | 두산인프라코어 주식회사 | 건설기계의 제어 방법 및 시스템 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2696332B2 (ja) * | 1988-03-14 | 1998-01-14 | 三菱農機株式会社 | バケット作業部の姿勢制御装置 |
| US5116186A (en) * | 1988-08-02 | 1992-05-26 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Apparatus for controlling hydraulic cylinders of a power shovel |
| DE69511033T2 (de) * | 1994-04-28 | 2000-02-17 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Baggersteuervorrichtung mit einem baggerbereich-begrenzer für baumaschinen |
| JPH08151657A (ja) * | 1994-11-29 | 1996-06-11 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | 油圧ショベルのバケット角制御方法 |
| KR100231757B1 (ko) * | 1996-02-21 | 1999-11-15 | 사쿠마 하지메 | 건설기계의 작업기 제어방법 및 그 장치 |
| WO2015194601A1 (ja) | 2014-06-20 | 2015-12-23 | 住友重機械工業株式会社 | ショベル及びその制御方法 |
| JP6314105B2 (ja) * | 2015-03-05 | 2018-04-18 | 株式会社日立製作所 | 軌道生成装置および作業機械 |
| CN109811822B (zh) * | 2019-01-25 | 2021-08-03 | 北京百度网讯科技有限公司 | 用于控制挖掘机的方法和装置 |
| JP7732783B2 (ja) | 2021-06-29 | 2025-09-02 | 国立大学法人広島大学 | 建設機械 |
| JP7618891B2 (ja) * | 2022-03-22 | 2025-01-21 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
| CN114991235B (zh) * | 2022-06-02 | 2023-03-24 | 北京航空航天大学 | 一种正铲液压挖掘机人机协同智能控制方法及系统 |
| CN115288218B (zh) * | 2022-07-28 | 2024-08-02 | 中联重科股份有限公司 | 用于控制臂架的方法、挖掘机、存储介质及处理器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS544402A (en) * | 1977-06-10 | 1979-01-13 | Komatsu Mfg Co Ltd | Automatic excavation controller |
| JPS60112936A (ja) * | 1983-11-24 | 1985-06-19 | Komatsu Ltd | 掘削積込機械の制御装置 |
-
1986
- 1986-01-10 JP JP61002991A patent/JPH0745738B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210060866A (ko) * | 2019-11-19 | 2021-05-27 | 두산인프라코어 주식회사 | 건설기계의 제어 방법 및 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62160325A (ja) | 1987-07-16 |
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