CN109689981B - 挖土机 - Google Patents
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Abstract
本发明的挖土机(1)具有:行走体;上部回转体,转动自如地设置于行走体;及附属装置,具有动臂、斗杆、铲斗,并安装于上部回转体。滑动抑制部(500)校正附属装置的动臂缸(7)的动作,以便抑制行走体朝向附属装置的延长方向的后方的滑动。
Description
技术领域
本发明涉及一种挖土机。
背景技术
挖土机主要具备行走体(还称为履带、下部行走体)、上部回转体、附属装置。上部回转体转动自如地安装于行走体并通过回转马达来控制位置。附属装置安装于上部回转体,并在进行作业时使用。
在软土等弹性模量低的较脆的现场使用挖土机的情况下,或者在摩擦系数小的现场使用挖土机的情况下,挖土机的滑动成为问题。例如,在专利文献1中公开了防止挖掘时的挖土机车身的浮起和挖土机车身的拖拽的技术。并且,在专利文献2中公开了与回转时的行走体的滑动防止有关的技术。在专利文献3中公开了通过抑制斗杆缸的缸底压力来防止朝向车身前方(靠近挖掘地点的方向)拖拽的技术。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-64024号公报
专利文献2:日本特开2014-163155号公报
专利文献3:日本特开2014-122510号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明人对挖土机进行研究的结果,认识到以下课题。根据挖土机的作业状态,存在车身向后方拖拽的可能性。朝向作业者(操作者)的视野触及不到的后方的滑动使作业者感到心理不安,从而使作业效率下降,因此也可能比朝向前方滑动的情况更严重。
本发明是鉴于这种课题而完成的,其一方式的例示性目的之一在于,提供一种具备抑制因附属装置的动作而朝向后方滑动的滑动抑制机构的挖土机。
用于解决技术课题的手段
本发明的一方式涉及一种挖土机。挖土机具备:行走体;上部回转体,转动自如地设置于行走体;附属装置,具有动臂、斗杆、铲斗,并安装于上部回转体;及滑动抑制部,校正附属装置的动臂缸的动作,以便抑制行走体朝向附属装置的延长方向的后方滑动。
根据该方式,通过抑制后方滑动而能够提高安全性。
滑动抑制部可以根据动臂缸传递到上部回转体的力来校正动臂缸的动作。
滑动抑制部可以根据动臂缸的杆压力及缸底压力来校正动臂缸的动作。
滑动抑制部可以控制动臂缸的杆压力。例如,在动臂缸的杆侧设置安全阀,抑制杆压力变得过高,由此能够抑制后方滑动。或者,也可以在相对于动臂缸的控制阀的先导管路上设置电磁控制阀来调节先导压力,由此抑制杆压力变得过高。
将动臂缸与铅垂轴所呈的角度设为η1,将动臂缸传递到上部回转体的力设为F1,将静止摩擦系数设为μ,将车身重量设为M,将重力加速度设为g时,滑动抑制部可以校正动臂缸的动作,以便F1sinη1<μMg成立。
将μMg/sinη1设为力F1的容许最大值FMAX,
通过控制F1以便F1<μMg/sinη1成立,从而可以抑制后方滑动,
其中,F1可以根据动臂缸的杆压力PR和缸底压力PB来计算。
或者,计算杆压力PR的最大值PRMAX,通过调节杆压力PR以便PR<PRMAX成立,从而可以抑制后方滑动。
本发明的另一实施方式也是挖土机。该挖土机具备:行走体;上部回转体,转动自如地设置于行走体;附属装置,具有动臂、斗杆、铲斗,并安装于上部回转体;及滑动抑制部,将附属装置的动臂缸与铅垂轴所呈的角度设为η1,将动臂缸传递到上部回转体的力设为F1,将静止摩擦系数设为μ,将车身重量设为M,将重力加速度设为g时,校正附属装置的动作,以便F1sinη1<μMg成立。
根据该方式,能够抑制行走体的滑动。
另外,在方法、装置、***等之间互相替换以上的构成要件的任意组合或本发明的构成要件或表述的方式,也作为本发明的有效方式。
发明效果
根据本发明,能够抑制挖土机的行走体的滑动。
附图说明
图1是表示作为实施方式所涉及的施工机械的一例的挖土机的外观的立体图。
图2(a)、图2(b)是说明产生后方滑动的挖土机的作业的具体例的图。
图3是挖土机的电气***及液压***的框图。
图4是表示与后方滑动相关联的挖土机的力学模型的图。
图5是第1结构例所涉及的挖土机的滑动抑制部及其周边的框图。
图6是表示第2结构例所涉及的滑动抑制部的框图。
图7是第3结构例所涉及的挖土机的滑动抑制部及其周边的框图。
图8是表示与后方滑动相关联的挖土机的力学模型的图。
图9是第4结构例所涉及的挖土机的滑动抑制部及其周边的框图。
图10是实施方式所涉及的滑动校正的流程图。
图11是变形例所涉及的挖土机的电气***及液压***的框图。
图12(a)、图12(b)是说明因附属装置的动作而引起的挖土机的滑动的图。
图13(a)~图13(d)是说明挖土机的滑动的图。
图14是实施方式所涉及的滑动校正的流程图。
图15(a)、图15(b)是说明传感器的安装部位的一例的图。
图16(a)~图16(c)是说明后方滑动的另一例的图。
图17是表示设置于挖土机的驾驶室的显示器及操作部一例的图。
图18(a)、图18(b)是说明应使滑动抑制功能无效化的状况的图。
具体实施方式
以下,根据优选实施方式,参考附图对本发明进行说明。对各附图所示的相同或者等同的构成要件、部件、处理标注相同符号,适当省略重复的说明。并且,实施方式并不限定发明,而只是例示,实施方式中叙述的所有特征或其组合未必为发明的本质性特征或其组合。
本说明书中,“部件A与部件B连接的状态”除了部件A与部件B物理地直接连接的情况以外,还包括部件A与部件B经由实质上不影响它们之间的电连接状态,或者不损害通过它们的结合而能够发挥的功能或效果的其他部件而间接连接的情况。
图1是表示作为实施方式所涉及的施工机械的一例的挖土机1的外观的立体图。挖土机1主要具备行走体(也称为下部行走体、履带)2及经由回转装置3而转动自如地搭载于行走体2的上部的上部回转体4。
在上部回转体4上安装有附属装置12。附属装置12中,安装有动臂5、连杆连接于动臂5的前端的斗杆6、以及连杆连接于斗杆6的前端的铲斗10。铲斗10是用于捕获砂土、钢材等吊物的机构。动臂5、斗杆6及铲斗10分别通过动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9来液压驱动。并且,在上部回转体4上设置有用于容纳操作铲斗10的位置或励磁动作及释放动作的操作者(驾驶员)的驾驶室4a、用于产生液压的引擎11这样的动力源。
接着,对挖土机1的滑动及其抑制进行详细说明。
基于挖土机1的滑动的抑制能够理解为,使紧绷的附属装置缓冲而附属装置的反作用/力不会传递到车身。
图2(a)、图2(b)是说明产生后方滑动的挖土机的作业的具体例的图。图2(a)的挖土机1进行地面50的平整作业,主要通过斗杆的打开动作而产生力F2,以便铲斗10将砂土52向前方推出。此时,来自附属装置12的反作用力F3作用于挖土机1的车身(行走体2、回转装置3、回转体4)。若反作用力F3超过挖土机1与地面50之间的最大静止摩擦力F0,则车身向后方滑动。
图2(b)的挖土机1进行河川工程等,主要通过斗杆的打开动作,将铲斗按压于倾斜的壁面而对砂土进行加固,从而进行整地的作业。在这种作业中,来自附属装置12的反作用力也向使车身向后方滑动的方向起作用。
接着,对能够抑制后方滑动的挖土机1的具体的结构进行说明。图3是挖土机1的电气***及液压***的框图。另外,图3中,以双重线表示机械性地传递动力的***,以粗实线表示液压***,以虚线表示操纵***,以细实线表示电气***。另外,在此对液压挖土机进行说明,但本发明还能够应用于使用电动机进行回转的混合式挖土机中。
引擎11与主泵14及先导泵15连接。在主泵14上,经由高压液压管路16而连接有控制阀17。另外,向液压致动器供给液压的液压回路有时设置成双***,在该情况下,主泵14包括2个液压泵。本说明书中,为了便于理解,对主泵为单***的情况进行说明。
控制阀17为进行挖土机1中的液压***的控制的装置。在控制阀17上,除了连接有用于驱动图1示出的行走体2的行走液压马达2A及2B以外,经由高压液压管路还连接有动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9,控制阀17根据操作者的操作输入控制供给至这些缸体的液压(控制压力)。
并且,用于驱动回转装置3的回转液压马达21连接于控制阀17。回转液压马达21经由回转控制器的液压回路连接于控制阀17,但未在图3中示出回转控制器的液压回路,进行了简化。
在先导泵15上,经由先导管路25连接有操作装置26(操作机构)。操作装置26是用于操作行走体2、回转装置3、动臂5、斗杆6及铲斗10的操作机构,并由操作者进行操作。在操作装置26上,经由液压管路27连接有控制阀17,并且经由液压管路28连接有压力传感器29。
例如,操作装置26包括液压先导式操作杆26A~26D。操作杆26A~26D分别为与动臂轴、斗杆轴、铲斗轴及回转轴对应的操作杆。实际上,设置有两个操作杆,2个轴分配到其中一个操作杆的纵向、横向,剩余的2个轴分配到剩余的操作杆的纵向、横向。并且,操作装置26包括用于控制行走轴的踏板(未图示)。
操作装置26将通过先导管路25供给的液压(初级侧的液压)转换为与操作者的操作量相应的液压(次级侧的液压)而输出。从操作装置26输出的次级侧的液压(控制压力)通过液压管路27供给至控制阀17,并且通过压力传感器29而被检测。即,压力传感器29的检测值表示针对每一操作杆26A~26D的操作者的操作输入θCNT。另外,在图3中,描绘了1根液压管路27,但实际上存在左行走液压马达、右行走液压马达、回转各自的控制指令值的液压管路。
控制器30为进行挖土机的驱动控制的主控制部。控制器30由包括CPU(中央处理器,Central Processing Unit)及内部存储器的运算处理装置构成,且通过CPU执行载入于存储器的驱动控制用程序来实现。
而且,挖土机1具备滑动抑制部500。滑动抑制部500校正附属装置12的动臂缸7的动作,以便抑制行走体2朝向附属装置12的延长方向的后方滑动。滑动抑制部500的主要部分能够构成为控制器30的一部分。
图4是表示与后方滑动相关联的挖土机的力学模型的图。
将动臂缸7与铅垂轴54所呈的角度设为η1,将动臂缸7传递到上部回转体4的力设为F1。此时,动臂缸7将回转体4沿水平方向按压的力F3成为
F3=F1sinη1……(1)。
另一方面,将行走体2与地面50之间的静止摩擦系数设为μ,将车身重量设为M,将重力加速度设为g时,最大静止摩擦力F0成为μMg。
F0=μMg
挖土机1不滑动的条件为
F3<F0……(3),
若代入式(1)、(2),则得到关系式(4)。
成为
F1sinη1<μMg……(4)。
即,只要图3的滑动抑制部500校正动臂缸7的动作以便式(4)的关系式成立即可。
(第1结构例)
图5是第1结构例所涉及的挖土机1的滑动抑制部500及其周边的框图。压力传感器510、512分别测定动臂缸7的杆侧油室的压力(杆压力)PR、缸底侧油室的压力(缸底压力)PB。所测定的压力PR、PB被输入至滑动抑制部500(控制器30)。
滑动抑制部500包括力推断部502、角度计算部504、压力调节部506。
力F1由压力PR、PB的函数f(PR,PB)来表示。
F1=f(PR,PB)……(5)
力推断部502根据杆压力PR及缸底压力PB计算动臂缸7传递到回转体4的力F1。
作为一例,将杆侧的受压面积设为AR,将缸底侧的受压面积设为AB时,能够表示为
F1=AR·PR-AB·PB。力推断部502可以根据该式对力F1进行计算或者推断。
并且,角度计算部504计算铅垂轴54与动臂缸7所呈的角度η1。角度η1能够由动臂缸7的伸缩长度和挖土机1的尺寸以及挖土机1的车身的倾斜度等几何运算。或者,可以设置测定角度η1的传感器,利用传感器的输出。静止摩擦系数μ可以利用典型的规定值,也可以设为操作者能够根据作业现场的地面的状况而输入。
或者,可以在挖土机1中设置推断静止摩擦系数μ的机构。在挖土机1相对于地面静止的状态下,若在基于附属装置12的作业中检测到车身的滑动,则能够由其瞬间的力F1来计算μ。例如,通过在挖土机1的上部回转体4上搭载加速度传感器或速度传感器等,能够检测滑动。
压力调节部506根据力F1、角度η1来控制动臂缸7的压力,以便式(4)成立。该结构例中,压力调节部506调节动臂缸7的杆压力RR,以便式(4)成立。
电磁比例安全阀520设置于动臂缸7的杆侧油室与罐体之间。压力调节部506控制电磁比例安全阀520,并对动臂缸7的缸压进行减压,以便式(4)成立。由此,杆压力PR下降,因此F1变小,从而能够抑制滑动。
另外,控制动臂缸7的控制阀17的阀柱的状态,换言之,从主泵14被供给至动臂缸7的压力油的流向并没有特别限定,根据附属装置12的状态(作业内容),可以是反向,或者可以是屏蔽状态,而并非如图5的正向。
(第2结构例)
图6是表示第2结构例所涉及的滑动抑制部500的框图。若改变式(4),则得到以下的关系式(6)。
F1<μMg/sinη1……(6)
即,μMg/sinη1是力F1的容许最大值FMAX。
并且,杆压力PR也能够表示为力F1及缸底压力RB的函数g(F1,RB)。
PR=g(F1,RB)……(7)
因此,能够计算杆压力PR可取的最大值(最大压力)PRMAX。
PRMAX=g(FMAX,RB)……(8)
最大压力计算部508根据式(8)计算杆压力PR中容许的最大压力PRMAX。压力调节部506控制电磁比例安全阀520,以便压力传感器510检测的杆压力PR不超过最大压力PRMAX。
本领域技术人员可以理解,除了图5和图6之外,还能够控制杆压力PR,以便满足关系式(4)。
(第3结构例)
图7是第3结构例所涉及的挖土机1的滑动抑制部500及其周边的框图。图7的挖土机1具备电磁比例控制阀530,来代替图5的挖土机1的电磁比例安全阀520。电磁比例控制阀530设置于从操作杆26A至控制阀17的先导管路27A。滑动抑制部500以满足关系式(4)的方式改变针对电磁比例控制阀530的控制信号,并改变针对控制阀17的压力,由此改变动臂缸7的缸底侧油室的压力及杆侧油室的压力。
另外,图7的滑动抑制部500的结构和控制方式并无限定,可采用图5或者图6及其他结构、方式。
(第4结构例)
滑动抑制部500通过使主泵14的输出下降,例如通过限制马力,或限制流量,从而可以校正动臂缸7的动作。
(第5结构例)
至今为止的说明中,为了抑制因斗杆的打开动作而引起的后方滑动,控制了动臂缸7,但并不限定于此。挖土机1为了抑制后方滑动,除了控制动臂缸7之外,还可以控制斗杆缸8的压力,或者代替控制动臂缸7,而对斗杆缸8的压力进行控制。
图8是表示与后方滑动相关联的挖土机的力学模型的图。斗杆打开动作中,斗杆缸8在收缩方向上产生力FA。此时,铲斗10从地面50受到的挖掘反作用力FR由FR=FA·D5/D4来表示。D5是斗杆6和动臂5的连结点与穿过斗杆缸8的直线之间的距离,D4是斗杆6和动臂5的连结点与包括挖掘反作用力FR的向量的直线之间的距离。
将挖掘反作用力FR的向量与铅垂轴54所呈的角度设为θ时,挖掘反作用力FR欲使挖土机的车身向后方滑动的力FR2成为
FR2=FR×sinθ,
不产生后方滑动的条件成为
FR2<μMg。
因此,滑动抑制部500校正斗杆缸8的动作,以便
FA·D5/D4×sinθ<μMg……(9)成立。
在此,将斗杆缸8的面向缸底侧油室的活塞的受压面积设为AA时,力FA由FA=PA·AA来表示。PA是斗杆缸8的缸底侧油室的工作油的压力(缸底压力)。因此,作为不产生后方滑动的条件,得到不等式(10)。
PA<μMg·D4/(AA·D5·sinθ)……(10)
即,μMg·D4/(AA·D5·sinθ)成为缸底压力PA的容许最大值PMAX。滑动抑制部500监控斗杆缸8的缸底压力PA,校正斗杆缸8的动作,以便缸底压力PA不超过容许最大值PMAX。
图9是第5结构例所涉及的挖土机的滑动抑制部及其周边的框图。滑动抑制部500将斗杆缸8设为控制对象,但基本结构、动作与图5相同。具体而言,控制斗杆缸8的缸底压力PB(图8的PA),以便不产生后方滑动,具体而言,以便不等式(9)或(10)成立。该结构例中,电磁比例安全阀520设置于斗杆缸8的缸底侧油室与罐体之间。
滑动抑制部500通过控制电磁比例安全阀520,抑制斗杆缸8的缸底压力,并抑制后方滑动。
基于斗杆缸8的校正的用于抑制后方滑动的结构并不限定于图9。例如,可以将图6或者图7设为基本结构,构成斗杆缸8的校正机构。或者,如第4结构例中所记载,滑动抑制部500可以通过使主泵14的输出下降,例如通过限制马力,或限制流量,从而校正斗杆缸8的动作。
图10是实施方式所涉及的滑动校正的流程图。首先,判定挖土机是否正在行走(S100)。而且,正在行走的情况下(S100的“是”),再次返回S100的判定。在挖土机停止行走的情况下(S100的“否”),判定附属装置是否正在动作(S102)。若为非工作中(S102的“否”),则返回步骤S100。若检测出附属装置12的动作(S102的“是”),则滑动抑制处理有效。
滑动抑制处理中,监控动臂缸的缸底压力及杆压力以及动臂传递到车身的力F1。而且,调整动臂缸7的压力,以便不产生滑动,具体而言,以便满足关系式(4)。
以上为挖土机1的动作。根据实施方式所涉及的挖土机1,能够抑制挖土机朝向后方滑动。
以上,根据实施例对本发明进行了说明。本领域技术人员可以理解,本发明不限定于上述实施方式,能够进行各种设计变更,能够实现各种变形例,并且这样的变形例也属于本发明的范围。以下,对这样的变形例进行说明。
(变形例1)
使用传感器来检测滑动,在产生了滑动时,可以进行实施方式中说明的滑动抑制处理。图11是变形例1所涉及的挖土机1的电气***及液压***的框图。挖土机1除了图3的挖土机1之外,还具备传感器540。
传感器540检测挖土机1的主体的运动。传感器540只要能够检测挖土机1的行走体2的滑动即可,其种类和结构并无特别限定。并且,传感器540可以是多个传感器的组合,优选传感器540可以包括设置于上部回转体4的加速度传感器或速度传感器。优选加速度传感器或速度传感器的检测轴的方向与附属装置12的延长方向一致。
滑动抑制部500根据传感器540的输出来检测行走体2在附属装置12的延长方向的滑动,并校正附属装置12的动臂缸7的动作,以便抑制滑动。“滑动的检测”可以是实际上滑动的检测,也可以是滑动的预兆的检测。
另外,传感器540的输出中,除了包含因滑动而引起的成分之外,还可以包含因振动而引起的成分、因回转而引起的成分、因外部干扰而引起的成分等。滑动抑制部500也可以包括从传感器540的输出仅抽取出在滑动运动中支配性的频率成分,并排除除此之外的频率成分的过滤器。
以上为挖土机1的基本结构。接着,对其动作进行说明。图12(a)、图12(b)是说明因附属装置12的动作而引起的挖土机1的滑动的图。图12(a)、图12(b)是从正侧方观察挖土机1的图。τ1~τ3分别表示在动臂5、斗杆6、铲斗10的各连杆上产生的转矩(力)。图12(a)表示挖掘作业,附属装置12传递到挖土机1的主体(行走体2及上部回转体4)的力F作用于动臂5的根部522,该力F向使行走体2靠近铲斗10的方向进行作用。若将行走体2与地面之间的静止摩擦系数设为μ,将相对于行走体2的垂直阻力设为N,则在满足F>μN时,行走体2开始向力F的方向滑动。
图12(b)表示平整作业,附属装置12传递到挖土机1的主体的力F向使行走体2远离铲斗10的方向进行作用。该情况下,也是在满足F>μN时,行走体2开始向力F的方向滑动。
图13(a)~图13(d)是说明挖土机1的滑动的图。图13(a)~图13(d)是从正上方观察挖土机1的图。附属装置12的动臂5、斗杆6、铲斗10与其姿势或作业内容无关地,始终位于同一平面(矢状面)内。因此,可以说,在附属装置12动作的过程中,来自附属装置12的反作用力F沿附属装置的延长方向L1作用于挖土机1的主体(行走体2及上部回转体4)。这也不会取决于行走体2与上部回转体4的位置关系(旋转角度)。如图12(a)、图12(b)所示,力F的方向根据作业内容而不同。换言之,产生向附属装置12的延长方向L1的滑动时,推断为因附属装置12的动作而引起该滑动,因此,能够通过控制附属装置12而抑制该滑动。
图14是实施方式所涉及的滑动校正的流程图。首先,判定附属装置是否正在动作(S100)。若为非动作状态(S100的“否”),则返回步骤S100。若检测出附属装置12的动作(S100的“是”),则检测出挖土机主体在附属装置延长方向L1的运动(例如加速度)(S102)。而且,在未检测出滑动时(S104的“否”),进行基于操作者的输入的通常的附属装置动作(S108)。在检测出滑动的情况下(S104的“是”),校正附属装置12的动作(S106)。
根据变形例1所涉及的挖土机1,能够通过传感器540检测因附属装置12的动作而引起的滑动,根据其结果校正附属装置12的动作,由此抑制滑动。
关于行走体2位移的原因,除了因附属装置的挖掘反作用力而引起的滑动之外,还存在基于行走体的意向性位移、因回转体的回转而引起的滑动等,但附属装置的动作校正最有效的是以挖掘反作用力为由的滑动,因其他因素而引起的滑动或位移反而有可能使滑动或位移增加。因此,更详细而言,在基于附属装置的挖掘作业中,行走***移的情况下,也可以校正附属装置12的动作。
因此,在能够判断为行走状态、回转状态的情况下,即使产生了滑动,也能够不将其视为基于附属装置的滑动而作为控制的判断材料。反过来说,在利用附属装置挖掘砂土时,若还考虑并非行走状态、并非旋转状态这样的判断材料,判断为是因附属装置的动作而引起的滑动,则能够高精度地抑制因挖掘动作而引起的滑动。
因此,根据变形例1,将在附属装置的挖掘过程中行走体的位置位移作为条件,校正附属装置的动作来抑制滑动。并且,作为此时的校正的判断材料,还考虑附属装置的操作杆、行走体、旋转的操作信息或实际的动作,校正附属装置的动作,由此能够高精度地抑制因挖掘动作而引起的滑动。
如图13(a)~图13(d)所示,附属装置12的延长方向L1始终与上部回转体4的方向(正面方向)一致。因此,通过将传感器540(加速度传感器)搭载于上部回转体4上而非产生实际的滑动的行走体2侧,能够不取决于上部回转体4的旋转角度(位置)而直接并且准确地检测向延长方向L1的滑动运动。
通过高速进行附属装置12的动作的校正,理论上能够使操作者不意识校正而抑制滑动。然而,若响应延迟变大,则也会存在操作者在本人的操作及附属装置12的动作之间感到背离的可能性。因此,在检测出滑动时,挖土机1也可以与附属装置12的动作的校正一并向操作者发出产生了滑动的通知、警报。该报知、警报可以利用发出语音消息或警告音等的听觉机构,也可以利用显示器或警告灯等的视觉机构,还可以利用产生振动等的触觉(物理性)机构。
由此,操作者能够认识到操作与动作之间的背离是由附属装置12的动作的自动校正而引起的。并且,在连续发生该通知的情况下,操作者能够认识到自身的操作不恰当,从而操作得到辅助。
图15(a)、图15(b)是说明传感器540的安装部位的一例的图。如上述,传感器540包括设置于上部回转体4的加速度传感器542。加速度传感器542在延长方向L1上具有检测轴。在此,附属装置12传递到上部回转体4的力的作用点为动臂5的根部522。因此,优选加速度传感器542设置于动臂5的根部522。由此,能够适宜地检测因附属装置12的动作而引起的滑动。
在此,若加速度传感器542远离回转轴521,则在回转体4进行回转运动时,会导致加速度传感器542受到基于回转运动的离心力的影响。因此,优选加速度传感器542配置在动臂5的根部522的附近且为回转轴521的附近。总结起来,优选加速度传感器542配置在动臂5的根部522与上部回转体4的回转轴521之间的区域R1。由此,能够降低包含于加速度传感器542的输出的回转运动的影响,从而能够适宜地检测出因附属装置12的动作而引起的滑动。
并且,若加速度传感器542的位置远离地面,则加速度传感器542的输出会包括因纵摇或横摇而引起的加速度成分,从而不优选。从该观点考虑,优选加速度传感器542设置在上部回转体4的尽量下方的位置。
(变形例2)
参考图2(a)、图2(b),对因斗杆的操作而引起的后方滑动进行了说明,但本发明的应用并不限定于此。图16(a)~图16(c)是说明后方滑动的另一例的图。图16(a)表示斜坡的精加工作业。该作业中,沿着斜坡进行使铲斗10移动的动作,但若因错误的操作而产生不沿斜坡的力,则车身被拉向前方。
图16(b)表示深挖作业。若在铲斗10被卡在较硬的地面的状态下驱动附属装置12,则挖土机1被拉向前方。
图16(c)表示悬崖的挖掘作业。若在铲斗10被卡在悬崖的状态下产生强力,则有时砂土会迅速坍塌。该情况下,因将要坍塌之前的平衡力,附属装置的反动传递到车身,从而引起车身的后方滑动。
如此,本发明对各种作业中产生的滑动是有效的。
(变形例3)
有时操作者也会有意向性地欲利用车身的滑动。因此,操作者将滑动抑制功能设为打开、关闭即可。图17是表示设置于挖土机的驾驶室的显示器700及操作部710的一例的图。例如,在显示器700上,显示有向操作者询问滑动校正功能的打开/关闭(有效/无效)的对话702和图标。操作者利用操作部710,选择使滑动校正功能有效还是无效。操作部710可以是触控面板,操作者通过触碰显示器上的恰当的部位,可以指定有效/无效。
图18(a)、图18(b)是说明应使滑动抑制功能无效化的状况的图。图18(a)是行走体2掉入深处而欲脱离该处的情况。在无法巧妙地获得基于行走体2的推进力的情况下,通过操作附属装置12并积极地使行走体2滑动,能够从深处脱离。
图18(b)是欲进行行走体2的履带(caterpillar)的刮泥的情况。利用附属装置12,使一侧的履带浮起并进行空转,能够使履带的泥脱落。在该情况下,滑动抑制功能也应无效化。
(变形例4)
实施方式中,通过控制动臂缸7的压力抑制了滑动,但除此之外,还可以控制斗杆缸和铲斗缸的压力。
并且,实施方式中,对朝向后方的滑动抑制进行了说明,但同样的技术也能够应用于朝向车身前方的滑动,这种方式也包含于本发明的范围。
根据实施方式,利用具体的语句对本发明进行了说明,但实施方式仅示出了本发明的原理、应用,在不脱离技术方案所规定的本发明的思想的范围内,实施方式允许多种变形例或配置的变更。
符号说明
1-挖土机,2-行走体,2A、2B-行走液压马达,3-回转装置,4-回转体,4a-驾驶室,5-动臂,6-斗杆,7-动臂缸,8-斗杆缸,9-铲斗缸,10-铲斗,11-引擎,12-附属装置,14-主泵,15-先导泵,17-控制阀,21-回转液压马达,26-操作装置,27-先导管路,30-控制器,500-滑动抑制部,502-力推断部,504-角度计算部,506-压力调节部,510、512-压力传感器,520-电磁比例安全阀,530-电磁比例控制阀。
产业上的可利用性
本发明能够利用于工业用机械。
Claims (6)
1.一种挖土机,其特征在于,具备:
行走体;
上部回转体,转动自如地设置于所述行走体;
传感器,设置在所述上部回转体上,检测所述挖土机的运动;
附属装置,具有动臂、斗杆、铲斗,并安装于所述上部回转体;及
滑动抑制部,校正所述附属装置的动作,以便抑制所述行走体朝向所述附属装置的延长方向的后方滑动,
在所述行走体为非操作状态,所述上部回转体为非操作状态,所述附属装置处于操作中的情况下,若根据所述传感器的输出而检测到所述挖土机的滑动,
则所述滑动抑制部控制所述附属装置的动臂缸传递到所述上部回转体的力来校正所述动臂缸的动作。
2.根据权利要求1所述的挖土机,其特征在于,
所述滑动抑制部根据所述动臂缸的杆压力及缸底压力来校正所述动臂缸的动作。
3.根据权利要求1所述的挖土机,其特征在于,
所述滑动抑制部控制所述动臂缸的杆压力。
4.根据权利要求1所述的挖土机,其特征在于,
将所述动臂缸与铅垂轴所呈的角度设为η1,将所述动臂缸传递到所述上部回转体的力设为F1,将静止摩擦系数设为μ,将车身重量设为M,将重力加速度设为g时,所述滑动抑制部校正所述动臂缸的动作,以便F1sinη1<μMg成立。
5.根据权利要求1所述的挖土机,其特征在于,
所述滑动抑制部的功能能够根据操作者的输入而无效化。
6.根据权利要求1所述的挖土机,其特征在于,还具备向操作者通知、警报产生了滑动的机构。
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