CN110325689B - 工程机械 - Google Patents
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Abstract
液压挖掘机(1)具备执行基于姿势传感器(63、65、67)的检测结果和预先确定的条件使前部作业机动作的机器控制的信息化施工控制器(60),信息化施工控制器(60)具有:校准姿势存储部(60a),其存储为了进行姿势传感器的校准而预先确定的前部作业机的至少一个校准姿势;和校准姿势控制部(60b),其以在校准姿势中的姿势传感器的检测目标值与姿势传感器的检测值变为相等的情况下使液压执行机构停止的方式执行机器控制。由此,能够通过提高校准姿势的调整的操作性而缩短校准所需要的时间。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械。
背景技术
作为与信息化施工相关的技术,例如在工程机械之一的液压挖掘机中,将通过计算机(控制器)自动或半自动地对驱动构成作业机(以后也称为“前部作业机”)的动臂、斗杆、铲斗等的执行机构进行控制的功能(称为机器控制(machine control))适用于挖掘作业,并在挖掘动作时(斗杆或铲斗动作时)使铲斗的前端沿着目标面(以后也称为“目标挖掘面”)移动。
在这种涉及信息化施工的工程机械中,为了确保施工精度而需要进行校正(calibration,校准)作业。作为与工程机械的校准相关的技术,例如专利文献1中公开了一种液压缸的行程初期校正作业辅助装置,具备:可动部,其相对于车辆主体依次能够转动地被支承;液压缸,其配置于所述车辆主体与可动部之间或所述可动部之间,并将所述可动部能够转动地支承;行程传感器,其配置于所述液压缸并测量所述液压缸的行程长度;复位传感器,其测量使由所述行程传感器得到的所述行程长度的测量值复位的复位基准点;行程止点检测处理部,其检测所述液压缸的行程止点位置;校正处理部,其在检测到所述复位基准点及/或所述行程止点位置的情况下校正所述行程长度的测量值;监视器,其在进行所述液压缸的初期校正作业的情况下,进行搭载有所述液压缸的作业机械整体的显示;和强调显示处理部,其强调显示用于使作为校正对象的液压缸驱动的所述可动部并显示驱动方向。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5635706号公报
发明内容
在上述的以往技术中,操作员一边观察监视器上的显示一边操作动臂、斗杆及铲斗,由此进行匹配作业以使前部作业机成为规定姿势。然而,用于进行校准的规定姿势(以后称为“校准姿势”)需要关于前部作业机的各部分的角度进行严密的调整,且操作员通过累积各执行机构的操作来形成规定姿势,因此,将前部作业机调整成规定姿势会花费很多时间,是作业工时增加的一个原因。
本发明是鉴于上述情况而做出的,其目的在于提供一种工程机械,能够通过提高校准姿势的调整的操作性来缩短校准所需要的时间。
本申请包括多个解决上述课题的方案,但若列举其中一个例子,则为一种工程机械,具备:多关节型的前部作业机,其通过将多个被驱动部件连结而构成;多个液压执行机构,其基于操作信号分别驱动所述多个被驱动部件;操作装置,其向所述多个液压执行机构中的操作者所希望的液压执行机构输出所述操作信号;多个姿势传感器,其分别检测与所述多个驱动部件的姿势相关的姿势信息;和控制装置,其执行基于所述姿势传感器的检测结果和预先确定的条件使所述前部作业机动作的机器控制,在该工程机械中,所述控制装置具有:校准姿势存储部,其存储为了进行所述姿势传感器的校准而预先确定的所述前部作业机的至少一个校准姿势;和校准姿势控制部,其以在所述校准姿势中的所述姿势传感器的检测目标值与所述姿势传感器的检测值变为相等的情况下使所述液压执行机构停止的方式执行所述机器控制。
发明效果
根据本发明,能够通过提高校准姿势的调整的操作性来缩短校准所需要的时间。
附图说明
图1是示意性地表示作为工程机械的一个例子的液压挖掘机的结构的侧视图。
图2是将液压挖掘机的信息化施工控制器与液压回路***一起示意性地示出的图。
图3是表示供操作员搭乘的驾驶席的情况的图。
图4是将配置于驾驶席的开关面板的一个例子局部提取而示出的图。
图5是放大表示动臂相对于上部旋转体的连结部的图。
图6是放大表示斗杆相对于动臂的连结部的图。
图7是放大表示铲斗液压缸相对于斗杆的连结部的图。
图8是表示校准姿势存储部中的校准姿势设定存储处理的流程图。
图9是表示校准姿势控制部中的校准姿势控制处理的流程图。
图10是表示校准姿势控制部中的校准姿势控制处理的流程图。
图11是表示在校准姿势设定存储处理的各处理步骤中显示于监视器上的画面的一个例子的图。
图12是表示在校准姿势设定存储处理的各处理步骤中显示于监视器上的画面的一个例子的图。
图13是表示在校准姿势设定存储处理的各处理步骤中显示于监视器上的画面的一个例子的图。
图14是表示在校准姿势设定存储处理的各处理步骤中显示于监视器上的画面的一个例子的图。
图15是表示在校准姿势设定存储处理的各处理步骤中显示于监视器上的画面的一个例子的图。
图16是表示在校准姿势设定存储处理的各处理步骤中显示于监视器上的画面的一个例子的图。
图17是表示在校准姿势设定存储处理的各处理步骤中显示于监视器上的画面的一个例子的图。
图18是表示在校准姿势控制处理的各处理步骤中显示于监视器上的画面的一个例子的图。
图19是表示在校准姿势控制处理的各处理步骤中显示于监视器上的画面的一个例子的图。
图20是表示在校准姿势控制处理的各处理步骤中显示于监视器上的画面的一个例子的图。
图21是表示在校准姿势控制处理的各处理步骤中显示于监视器上的画面的一个例子的图。
图22是对从外部进行的作为测定基准的标识向液压挖掘机的安装位置进行说明的侧视图。
图23是表示从外部进行的标识的测定情况的俯视图。
图24是表示校准姿势的例子的图。
图25是表示校准姿势的例子的图。
图26是表示校准姿势的例子的图。
图27是表示校准姿势的例子的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是,在本实施方式中,作为工程机械的一个例子而列举在前部装置(前部作业机)的前端具备铲斗作为作业工具(附属装置)的液压挖掘机进行说明,但也能在具备破碎机或磁铁等铲斗以外的附属装置的液压挖掘机中适用本发明。另外,只要具有将多个被驱动部件(动臂、斗杆、附属装置等)连结且能够校正的多关节型作业机,则也能适用于液压挖掘机以外的工程机械。
图1是示意性地表示作为本实施方式的工程机械的一个例子的液压挖掘机的结构的侧视图,图2是将本实施方式的液压挖掘机的信息化施工控制器与液压回路***一起示意性地示出的图。另外,图3是表示供操作员搭乘的驾驶席的情况的图,图4是将配置于驾驶席的开关面板的一个例子局部提取而示出的图。
在图1中,液压挖掘机1由多关节型的前部作业机30、支承前部作业机30的上部旋转体20、和将上部旋转体20能够旋转地支承的下部行驶体10构成。上部旋转体20和下部行驶体10构成液压挖掘机1的车身。
前部作业机30通过将在垂直方向上分别转动的多个被驱动部件(动臂31、斗杆33及铲斗35)连结而构成。动臂31的基端经由动臂销37而能够转动地被支承在上部旋转体20的前部。斗杆33的一端经由斗杆销38而能够转动地连结于动臂31的前端,铲斗35经由铲斗销39而能够转动地连结于斗杆33的另一端(前端)。动臂31由动臂液压缸32驱动,斗杆33由斗杆液压缸34驱动,铲斗35由铲斗液压缸36驱动。
图5是放大表示动臂相对于上部旋转体的连结部的图,图6是放大表示斗杆相对于动臂的连结部的图,图7是放大表示铲斗液压缸相对于斗杆的连结部的图。
在图5中,在动臂31与上部旋转体20的旋转架21的连结部分设有作为姿势传感器的动臂角度传感器63。动臂角度传感器63在旋转架21侧与动臂销37呈同心状配置。在动臂31的动臂销37附近配置有动臂角度传感器杆64,并配置为从动臂角度传感器杆64突出的杆部64a的一端贯穿动臂角度传感器63的检测轴。动臂角度传感器63的检测轴与动臂销37配置于同心上,能够在动臂销37的周向上检测相对于旋转架21的相对转动角度。当动臂31以动臂销37为中心转动时,动臂角度传感器63的检测轴通过动臂角度传感器杆64的杆部64a而联动旋转,因此,能够检测动臂31相对于旋转架21的相对角度(以后称为“动臂角度”)来作为动臂31的姿势信息。
在图6中,在斗杆33与动臂31的连结部分设有作为姿势传感器的斗杆角度传感器65。斗杆角度传感器65在动臂31侧与斗杆销38呈同心状配置。在斗杆33的斗杆销38附近配置有斗杆角度传感器杆66,并配置为从斗杆角度传感器杆66突出的杆部66a的一端贯穿斗杆角度传感器65的检测轴。斗杆角度传感器65的检测轴与斗杆销38配置于同心上,能够在斗杆销38的周向上检测相对于动臂31的相对转动角度。当斗杆33以斗杆销38为中心转动时,斗杆角度传感器65的检测轴通过斗杆角度传感器杆66的杆部66a而联动旋转,因此,能够检测斗杆33相对于动臂31的相对角度(以后称为“斗杆角度”)来作为斗杆33的姿势信息。
在图7中,在铲斗液压缸36的缸底侧端部(与动臂31的连结部侧的端部)设有作为姿势传感器的铲斗液压缸行程传感器67。铲斗液压缸行程传感器67例如是利用磁致伸缩效应的磁致伸缩式传感器,能够检测铲斗液压缸36中的行程位置。当铲斗液压缸36伸缩时,铲斗35以铲斗销39为中心联动转动,因此,能够根据铲斗液压缸36的行程位置而作为铲斗35的姿势信息来计算铲斗35相对于斗杆33的相对角度(以后称为“铲斗角度”)。
此外,在本实施方式中,列举作为动臂31及斗杆33的姿势传感器而使用动臂角度传感器63及斗杆角度传感器65这各个角度传感器、且作为铲斗35的姿势传感器而使用铲斗液压缸行程传感器67来获取前部作业机30的被驱动部件31、33、35的姿势信息的情况进行了说明,但并不限于此,也可以作为与各被驱动部件31、33、35分别对应的姿势传感器而从设于被驱动部件31、33、35的连结部分的角度传感器、设于液压执行机构32、34、36的行程传感器、以及设于被驱动部件31、33、35的倾斜传感器中选择至少任一种来使用。
返回至图1。
下部行驶体10由分别卷挂在左右一对的履带架12a(12b)上的一对履带11a(11b)、和分别驱动履带11a(11b)的行驶液压马达13a(13b)(包括未图示的减速机构)构成。此外,在图1中,关于下部行驶体10的各结构仅图示左右一对结构中的一方并标注附图标记,关于另一方结构则在图中仅示出带括号的附图标记并省略图示。
上部旋转体20通过在作为基部的旋转架21上配置各部件而构成,构成上部旋转体20的旋转架21相对于下部行驶体10能够旋转。在上部旋转体20的旋转架21上,除了配置有用于供操作员搭乘并通过操作杆装置72、73、74(参照图2)进行液压挖掘机1的操作的驾驶室170之外,还搭载有作为原动机的发动机22、由发动机22驱动的主液压泵41及先导液压泵42、和用于驱动各液压执行机构的液压回路***40。另外,在上部旋转体20上配置有检测车身相对于水平面的倾斜的车身倾斜传感器68。
在图3中,驾驶室170内配置有:供操作员就座的驾驶席70;用于操作前部作业机30的操作杆装置72、73、74;用于操作下部行驶体10的左右的行驶液压马达13a、13b的行驶杆(操作装置)90、91;能够进行分别与行驶杆90、91相互联动的操作的左右的行驶踏板90a、91a;对先导液压泵42的排出线路(先导线路)的截断/开通进行切换的门锁杆(gate locklever)71;和设于驾驶席70的左右侧方的开关面板80。另外,在驾驶室170内的从操作员的角度容易观察的位置、且不会妨碍外部视野确保的位置,配置有用于显示与液压挖掘机1相关的各种信息和设定画面等的监视器(显示装置)61。监视器61的显示通过由后述的信息化施工控制器60控制的监视器控制器62控制。操作杆72a、73a是在用于操作动臂液压缸32(动臂31)及铲斗液压缸36(铲斗35)的操作杆装置(操作装置)72、73中共有的一个操作杆,在将它们特别区分的情况下分别称为右操作杆(动臂)72a及右操作杆(铲斗)73a。同样地,操作杆74a是在用于操作斗杆液压缸34(斗杆33)及未图示的旋转液压马达(上部旋转体20)的操作杆装置(操作装置)74中共有的一个操作杆,在将它们特别区分的情况下称为左操作杆(斗杆)74a。另外,行驶杆90、91分别称为左行驶杆90及右行驶杆91。
在开关面板80上具有:画面切换·决定开关75,其用于进行显示于监视器61上的设定画面中的画面的切换和项目的选择、决定等操作;前一画面返回开关79,其用于进行设定画面中的向前一画面的返回操作和取消操作等;数字键(ten key)78,其用于输入数值;MC开启/关闭开关77,其对由液压挖掘机1的控制装置即信息化施工控制器60进行的机器控制(后述)的有效(开启)/无效(关闭)进行切换;和MC备用开关76,其用于使MC开启/关闭开关77有效。
作为画面切换·决定开关75和前一画面返回开关79,只要是能够进行设定画面中的项目的选择、决定、取消等操作的结构即可,例如如图4所示,作为画面切换·决定开关75可以采用通过沿周向旋转来进行选择操作并通过按下来进行决定操作的开关,另外,作为前一画面返回开关79可以采用通过按下来进行取消操作的开关。
在图2中,在本实施方式的液压回路***中,通过控制阀(滑阀)100、101、102控制从由发动机22驱动的主液压泵41向各液压执行机构32、34、36供给的液压油的方向及流量。从主液压泵41排出的液压油经由控制阀(滑阀)100、101、102向动臂液压缸32、斗杆液压缸34及铲斗液压缸36供给。动臂液压缸32、斗杆液压缸34及铲斗液压缸36通过被供给的液压油而伸缩,由此,动臂31、斗杆33及铲斗35分别转动,铲斗35的位置及姿势变化。此外,在图2中,将主液压泵41的排出线路与各控制阀(滑阀)连接的油路出于纸面的原因而省略。
此外,在图2中,作为液压挖掘机1的液压执行机构仅示出了与前部作业机30相关的动臂液压缸32、斗杆液压缸34及铲斗液压缸36,关于其它液压执行机构则省略了图示及说明,但旋转液压马达通过经由未图示的控制阀(滑阀)供给的液压油而旋转,由此上部旋转体20相对于下部行驶体10旋转,另外,行驶液压马达13a、13b通过被供给的液压油而旋转,由此下部行驶体10行驶。此外,在本实施方式中作为主液压泵41而列举了固定容量型泵,但也可以使用通过调节器控制容量的可变容量型泵。
先导液压泵42的排出线路(先导线路)在通过了由门锁杆71切换的门锁定阀138之后分岔成多个,并经由操作杆装置72、73、74与对应的控制阀(滑阀)100、101、102的受压部(液压驱动部)100a、100b、101a、101b、102a、102b连接。
门锁定阀138在本实施方式中列举了根据驾驶室170内的门锁杆71的位置来切换开闭的机械式切换阀,但例如也可以设为在门锁杆上设有位置检测器并通过与该位置检测器电连接的电磁驱动部来切换开闭的电磁切换阀。若门锁杆71的位置处于锁定位置,则门锁定阀138关闭而将来自先导液压泵42的排出线路(先导线路)截断,若处于锁定解除位置,则门锁定阀138打开而使来自先导液压泵42的排出线路开通。即,在来自先导液压泵42的排出线路(先导线路)被截断的状态下,由操作杆装置72、73、74进行的操作被无效化,由前部作业机30进行的挖掘等动作(也包括旋转动作)被禁止。
操作杆装置72、73、74为液压先导方式,以从先导液压泵42排出的液压油为基础分别产生与由操作员操作的操作杆72a、73a、74a的操作量(例如杆行程)和操作方向相应的先导压(有时称为操作信号)。像这样产生的先导压经由先导线路被供给至对应的控制阀(滑阀)100、101、102的液压驱动部100a、100b、101a、101b、102a、102b,并被用作驱动这些控制阀(滑阀)100、101、102的操作信号。
在将操作杆装置74与控制阀(斗杆滑阀)100的液压驱动部100a连接的先导线路上,配置有电磁比例阀(斗杆推出减速阀)103,其基于来自信息化施工控制器60的控制信号,对从操作杆装置74输出的先导压进行减压并将其输出至液压驱动部100a。另外,不经由斗杆推出减速阀103而是迂回地(即绕过斗杆推出减速阀103)与液压驱动部100a连接的先导线路从斗杆推出减速阀103的上游侧分岔,在该分岔部配置有MC液压切换阀(斗杆推出切换阀)132,其将从操作杆装置74向液压驱动部100a的先导压的供给路径选择性地切换为配置有斗杆推出减速阀103的一条先导线路和另一条先导线路(迂回路)中的某一方。当对液压驱动部100a施加了先导压(操作信号)时,向来自主液压泵41的液压油被供给至斗杆液压缸34的活塞杆侧从而斗杆液压缸34被退缩驱动的方向驱动控制阀(斗杆滑阀)100,进行斗杆推出动作。
在将操作杆装置74与控制阀(斗杆滑阀)100的液压驱动部100b连接的先导线路上,配置有电磁比例阀(斗杆拉回减速阀)104,其基于来自信息化施工控制器60的控制信号对从操作杆装置74输出的先导压进行减压并将其输出至液压驱动部100b。另外,不经由斗杆拉回减速阀104而是迂回地(即绕过斗杆拉回减速阀104)与液压驱动部100b连接的先导线路从斗杆拉回减速阀104的上游侧分岔,在该分岔部配置有MC液压切换阀(斗杆拉回切换阀)133,其将从操作杆装置74向液压驱动部100b的先导压的供给路径选择性地切换为配置有斗杆拉回减速阀104的一条先导线路和另一条先导线路(迂回路)中的某一方。当对液压驱动部100b施加了先导压(操作信号)时,向来自主液压泵41的液压油被供给至斗杆液压缸34的缸底侧从而斗杆液压缸34被伸长驱动的方向驱动控制阀(斗杆滑阀)100,进行斗杆拉回动作。
在将操作杆装置72与控制阀(动臂滑阀)101的液压驱动部101a连接的先导线路上,配置有电磁比例阀(动臂下降减速阀)105,其基于来自信息化施工控制器60的控制信号对从操作杆装置72输出的先导压进行减压并将其输出至液压驱动部101a。另外,不经由动臂下降减速阀105而是迂回地(即绕过动臂下降减速阀105)与液压驱动部101a连接的先导线路从动臂下降减速阀105的上游侧分岔,在该分岔部配置有MC液压切换阀(动臂下降切换阀)134,其将从操作杆装置72向液压驱动部101a的先导压的供给路径选择性地切换为配置有动臂下降减速阀105的一条先导线路和另一条先导线路(迂回路)中的某一方。当对液压驱动部101a施加了先导压(操作信号)时,向来自主液压泵41的液压油被供给至动臂液压缸32的活塞杆侧从而动臂液压缸32被退缩驱动的方向驱动控制阀(动臂滑阀)101,进行动臂下降动作。
在将操作杆装置72与控制阀(动臂滑阀)101的液压驱动部101b连接的先导线路上,设有梭阀111,其选择来自操作杆装置72的先导压和先导液压泵42的排出线路的先导压中的高压侧并将其引导至液压驱动部101b。在梭阀111的先导液压泵42的排出线路侧,配置有电磁比例阀(动臂抬升增速阀)106,其基于来自信息化施工控制器60的控制信号对从先导液压泵42输出的先导压进行减压并将其引导至梭阀111。当对液压驱动部101b施加了先导压(操作信号)时,向来自主液压泵41的液压油被供给至动臂液压缸32的缸底侧从而动臂液压缸32被伸长驱动的方向驱动控制阀(动臂滑阀)101,进行动臂抬升动作。
在将操作杆装置73与控制阀(铲斗滑阀)102的液压驱动部102a连接的先导线路上,配置有电磁比例阀(铲斗卸土减速阀)107,其基于来自信息化施工控制器60的控制信号对从操作杆装置73输出的先导压进行减压并将其输出至液压驱动部102a,在铲斗卸土减速阀107的下游侧,设有选择来自铲斗卸土减速阀107的先导压和先导液压泵42的排出线路的先导压中的高压侧并将其引导至液压驱动部102a的梭阀112。另外,不经由铲斗卸土减速阀107及梭阀112而是迂回地(即绕过铲斗卸土减速阀107及梭阀112)与液压驱动部102a连接的先导线路从铲斗卸土减速阀107的上游侧分岔,在该分岔部配置有MC液压切换阀(铲斗卸土切换阀)135,其将从操作杆装置73向液压驱动部102a的先导压的供给路径选择性地切换为配置有铲斗卸土减速阀107及梭阀112的一条先导线路和另一条先导线路(迂回路)中的某一方。另外,在梭阀112的先导液压泵42的排出线路侧,配置有电磁比例阀(铲斗卸土增速阀)108,其基于来自信息化施工控制器60的控制信号对从先导液压泵42输出的先导压进行减压并将其引导至梭阀112。当对液压驱动部102a施加了先导压(操作信号)时,向来自主液压泵41的液压油被供给至铲斗液压缸36的活塞杆侧从而铲斗液压缸36被退缩驱动的方向驱动控制阀(铲斗滑阀)102,进行铲斗卸土动作。
在将操作杆装置73与控制阀(铲斗滑阀)102的液压驱动部102b连接的先导线路上,配置有电磁比例阀(铲斗挖掘减速阀)109,其基于来自信息化施工控制器60的控制信号对从操作杆装置73输出的先导压进行减压并将其输出至液压驱动部102b,在铲斗挖掘减速阀109的下游侧,设有选择来自铲斗挖掘减速阀109的先导压和先导液压泵42的排出线路的先导压中的高压侧并将其引导至液压驱动部102b的梭阀113。另外,不经由铲斗挖掘减速阀109及梭阀113而是迂回地(即绕过铲斗挖掘减速阀109及梭阀113)与液压驱动部102b连接的先导线路从铲斗挖掘减速阀109的上游侧分岔,在该分岔部配置有MC液压切换阀(铲斗挖掘切换阀)136,其将从操作杆装置73向液压驱动部102b的先导压的供给路径选择性地切换为配置有铲斗挖掘减速阀109及梭阀113的一条先导线路和另一条先导线路(迂回路)中的某一方。另外,在梭阀113的先导液压泵42的排出线路侧,配置有电磁比例阀(铲斗挖掘增速阀)110,其基于来自信息化施工控制器60的控制信号对从先导液压泵42输出的先导压进行减压并将其引导至梭阀113。当对液压驱动部102b施加了先导压时,向来自主液压泵41的液压油被供给至铲斗液压缸36的缸底侧从而铲斗液压缸36被伸长驱动的方向驱动控制阀(铲斗滑阀)102,进行铲斗挖掘动作。
在电磁比例阀106、108、110的上游侧(先导液压泵42侧)配置有MC液压截止阀131,其对从先导液压泵42分别向电磁比例阀106、108、110引导的先导压的流通/截断进行切换。当MC液压截止阀131被切换至流通侧时,从先导液压泵42向电磁比例阀106、108、110引导先导压,当MC液压截止阀131被切换至截断侧时,从先导液压泵42向电磁比例阀106、108、110的先导压供给被截断。
MC液压切换阀132、133、134、135、136及MC液压截止阀131基于从先导液压泵42经由MC开/关电磁阀130引导的先导压而被切换,并基于来自信息化施工控制器60的控制信号(电流)对驱动MC液压切换阀132、133、134、135、136及MC液压截止阀131的先导压(控制信号)的流通/截断进行切换。
MC液压切换阀132、133、134、135、136在向受压部132a、133a、134a、135a、136a引导的先导压被截断的情况下,将来自操作杆装置72、73、74的先导压的供给目的地切换为迂回路侧,而在对受压部132a、133a、134a、135a、136a施加了先导压的情况下,将来自操作杆装置72、73、74的先导压的供给目的地切换为配置有电磁比例阀103、104、105、107、109的先导线路侧。
另外,MC液压截止阀131在向受压部131a引导的先导压被截断的情况下将从先导液压泵42向电磁比例阀106、108、110供给的先导压截断,而在对受压部131a施加了先导压的情况下将来自先导液压泵42的先导压向电磁比例阀106、108、110供给。
向MC液压截止阀131及MC液压切换阀132、133、134、135、136的受压部131a、132a、133a、134a、135a、136a引导从基于来自信息化施工控制器60的控制信号切换流通/截断的MC开/关电磁阀130通过后的先导压。MC开/关电磁阀130在非通电时开度为零,并且在通电时开度最大。因此,当从信息化施工控制器60输出控制信号(电流)而驱动了MC开/关电磁阀130时,能够使由电磁比例阀103、104、105、107、109进行的先导压(操作信号)的减压及由电磁比例阀106、108、110进行的先导压(操作信号)的产生有效。
电磁比例阀103、104、105、107、109在非通电时开度最大,并随着使来自信息化施工控制器60的电流(控制信号)增大而开度变小。另一方面,电磁比例阀106、108、110在非通电时开度为零,并且在通电时具有开度,且随着使来自信息化施工控制器60的电流(控制信号)增大而开度变大。这样,各电磁比例阀的开度由来自信息化施工控制器60的电流(控制信号)控制。因此,当从信息化施工控制器60输出控制信号(电流)而驱动了电磁比例阀106、108、110时,即使在对应的操作杆装置72、73未由操作员操作的情况下也能产生先导压(操作信号)并将其施加给液压驱动部101b、102a、102b,因此能够强制产生动臂抬升动作、铲斗铲装/卸载动作。另外,同样地,当通过信息化施工控制器60驱动了电磁比例阀103、104、105、107、109时,能够产生将通过操作员对操作杆装置72、73、74的操作而产生的先导压减小后的先导压(操作信号)并将其施加给液压驱动部100a、100b、101a、102a、102b,能够使动臂下降动作、斗杆回收/放出动作、铲斗铲装/卸载动作的速度从以操作员对操作杆72a、73a、74a的操作量为基础的速度强制降低。
在本实施方式中,将针对控制阀100、101、102的操作信号(先导压)中的通过操作杆装置72、73、74的操作而产生的先导压称为“第一操作信号”或“一次压”。另外,将如下的先导压称为“第二控制信号”或“二次压”,即针对控制阀100、101、102的操作信号(先导压)中的、通过由信息化施工控制器60驱动电磁比例阀103、104、105、107、109来修正(降低)第一操作信号而生成并被施加给液压驱动部100a、100b、101a、102a、102b的先导压、以及由信息化施工控制器60驱动电磁比例阀106、108、110而在第一控制信号之外新生成并被施加给液压驱动部101b、102a、102b的先导压。
信息化施工控制器60具有校准姿势存储部60a、校准姿势控制部60b、和机器控制控制部60c。
另外,对信息化施工控制器60输入:对门锁定阀138的下游侧的先导压进行检测的截止阀出口压力传感器137的检测结果;来自对通过操作杆装置72、73、74的操作而分别输出的先导压的一次压进行检测的斗杆推出先导压一次压传感器118、斗杆拉回先导压一次压传感器119、动臂下降先导压一次压传感器120、动臂抬升先导压一次压传感器121、铲斗卸土先导压一次压传感器122及铲斗挖掘先导压一次压传感器123的检测结果;对被施加给控制阀100、101、102的液压驱动部100a、100b、101a、101b、102a、102b的先导压的二次压进行检测的斗杆推出先导压二次压传感器124、斗杆拉回先导压二次压传感器125、动臂下降先导压二次压传感器126、动臂抬升先导压二次压传感器127、铲斗卸土先导压二次压传感器128及铲斗挖掘先导压二次压传感器129的检测结果;和获取与前部作业机30及车身的姿势相关的姿势信息的作为姿势传感器的动臂角度传感器63、斗杆角度传感器65、铲斗液压缸行程传感器67及车身倾斜传感器68的检测结果。另外,还输入设于开关面板80上的画面切换·决定开关75、MC备用开关76、MC开启/关闭开关77、数字键78及前一画面返回开关79的操作信号。
当操作(按下)MC备用开关76而输入了操作信号(接触点信号)时,信息化施工控制器60在预先确定的固定时间内将来自MC开启/关闭开关77的操作信号(接触点信号)的输入设为有效。当在操作(按下)MC备用开关76且MC开启/关闭开关77变为有效的状态下操作(按下)MC开启/关闭开关77而输入了操作信号(接触点信号)时,信息化施工控制器60向MC开/关电磁阀130输出控制信号(电流)来进行驱动以使其成为流通状态,将由电磁比例阀103、104、105、107、109进行的先导压(操作信号)的减压及由电磁比例阀106、108、110进行的先导压(操作信号)的产生设为有效。即,通过MC备用开关76及MC开启/关闭开关77的操作而使液压挖掘机1中的机器控制有效。
机器控制控制部60c进行与液压挖掘机1中的前部作业机30的机器控制(MC:Machine Control)相关的控制。本实施方式中的机器控制是指以下控制:基于作为姿势传感器的动臂角度传感器63、斗杆角度传感器65及铲斗液压缸行程传感器67的检测结果,来运算局部坐标系(相对于液压挖掘机1设定的坐标系)中的前部作业机30的姿势和铲斗35的齿尖位置,并且针对经由操作杆装置72、73、74输入的挖掘操作以使前部作业机30按照预先确定的条件动作的方式强制使液压执行机构32、34、36的至少一部分动作或限制液压执行机构32、34、36的至少一部分的动作,由此辅助操作员的挖掘操作。作为这种机器控制的具体例,有在基于操作员的操作进行的挖掘动作中自动地控制动臂液压缸32适当增加动臂抬升动作而将铲斗35前端位置限制于目标面上的情况等。
校准姿势存储部60a及校准姿势控制部60b在执行与机器控制的精度相关的至少一部分姿势传感器(动臂角度传感器63、斗杆角度传感器65、铲斗液压缸行程传感器67)的校准时,进行“校准姿势控制”(一种机器控制),即半自动地进行将前部作业机30的姿势调整成执行校准作业所需的姿势(校准姿势)的操作。在“校准姿势控制”中,校准姿势存储部60a存储有为了进行姿势传感器63、65、67的校准而预先确定的前部作业机30的至少一个(在本实施方式中为多个)校准姿势(校准姿势设定存储处理),校准姿势控制部60b以在与多个校准姿势中的被选择性设定的一个校准姿势对应地预先设定的各姿势传感器63、65、67的检测目标值(角度目标值)、和姿势传感器63、65、67的检测值变为相等的情况下使液压执行机构32、34、36停止的方式,执行机器控制(校准姿势控制处理)。
图8是表示校准姿势存储部中的校准姿势设定存储处理的流程图。另外,图11~图17是表示在校准姿势设定存储处理的各处理步骤中显示于监视器上的画面的一个例子的图。
在图8中,校准姿势存储部60a在显示于监视器61上的菜单画面140(图11)***作而转移到校准姿势控制模式的情况下开始校准姿势设定存储处理(步骤S101)。向校准姿势控制模式的转移例如通过从显示于监视器61上的菜单画面140转动画面切换·决定开关75来选择表示校准姿势控制模式的“校准姿势”的项目140a并按下画面切换·决定开关75而决定。
当转移到校准姿势控制模式时,对监视器控制器62进行控制而在监视器61上显示姿势输入画面141(图12),使操作员选择性地设定用于存储新校准姿势的“输入”的项目141a或用于删除过去存储的校准姿势的“删除”的项目141b中的某一个(步骤S102),并判定设定了“输入”的项目141a和“删除”的项目141b中的哪个项目(步骤S103)。“输入”的项目141a或“删除”的项目141b的设定通过从显示于监视器61上的姿势输入画面141转动画面切换·决定开关75来选择“输入”的项目141a或“删除”的项目141b并按下画面切换·决定开关75而决定。
在步骤S103中判定为设定了“输入”的项目的情况下,对监视器控制器62进行控制而在监视器61上显示姿势编号指定画面142(图13),使操作员指定存储新校准姿势的姿势编号(步骤S104)。姿势编号的指定例如通过从显示于监视器61上的姿势编号指定画面142转动画面切换·决定开关75而从姿势编号“00”~“99”中选择性地切换并选择姿势编号的项目142a、或者从数字键78直接输入姿势编号并按下画面切换·决定开关75而决定。此外,在本实施方式中,作为姿势编号而列举了“00”~“99”的范围,但并不限于此,也可以构成为根据必要性和控制器的存储区域的容量设定任意的项目数。
接着,对监视器控制器62进行控制而在监视器61上显示确认所输入的姿势编号有无错误的画面(未图示),使操作员输入所指定的姿势编号是否正确(是“OK”还是“NG”)(步骤S105),并判定输入了“OK”和“NG”中的哪一个(步骤S106)。姿势编号有无错误的输入例如通过转动画面切换·决定开关75来选择在显示于监视器61上的确认画面中显示的“OK”/“NG”选项中的某一个并按下画面切换·决定开关75而决定。另外,也可以通过转动画面切换·决定开关75来选择姿势编号指定画面142(图13)的“√”(复选标记)的项目142b并按下画面切换·决定开关75而输入“OK”,通过按下前一画面返回开关79而输入“NG”。在步骤S106中判定为输入了“NG”的情况下,重复步骤S104、S105的处理直至输入“OK”为止。
在步骤S106中判定为输入了“OK”的情况下,对监视器控制器62进行控制而在监视器61上显示姿势目标值输入画面143(图14),使操作员输入新校准姿势的姿势信息(姿势目标值)(步骤S107)。在此,列举作为姿势信息而输入被驱动部件31、33、35的角度目标值的情况。姿势信息的输入例如通过从显示于监视器61上的姿势目标值输入画面143转动画面切换·决定开关75来选择“动臂角度”的项目143a、“斗杆角度”的项目143b及“铲斗角度”的项目143c中的某一个作为输入对象的项目并按下画面切换·决定开关75来决定,在使画面144(图15)显示之后,通过转动画面切换·决定开关75从多个候选值中选择性地切换并选择作为输入对象的姿势信息(角度目标值)的项目144a、或者从数字键78将姿势信息(角度目标值)直接输入至项目144a中并按下画面切换·决定开关75而决定。
接着,对监视器控制器62进行控制而在监视器61上显示确认所输入的姿势信息(角度目标值)有无错误的画面(未图示),使操作员输入所输入的姿势信息是否正确(是“OK”还是“NG”)(步骤S108),并判定输入了“OK”和“NG”中的哪一个(步骤S109)。姿势信息有无错误的输入例如通过转动画面切换·决定开关75来选择在显示于监视器61上的确认画面中显示的“OK”/“NG”选项中的某一个并按下画面切换·决定开关75而决定。另外,也可以通过转动画面切换·决定开关75来选择画面144(图15)的“√”(复选标记)的项目144b并按下画面切换·决定开关75而输入“OK”,通过按下前一画面返回开关79而输入“NG”。在步骤S109中判定为输入了“NG”的情况下,重复步骤S107、S108的处理直至输入“OK”为止。
在步骤S109中判定为输入了“OK”的情况下,在设于校准姿势存储部60a内的多个存储区域中的与由步骤S104选择的姿势编号对应的存储区域内储存(存储)所输入的姿势信息(角度目标值)(步骤S110)。
另外,在步骤S103中判定为设定了“删除”的项目的情况下,对监视器控制器62进行控制而在监视器61上显示校准姿势删除画面145(图16),使操作员指定要删除的校准姿势的姿势编号(步骤S111)。要删除的姿势编号的指定例如通过从显示于监视器61上的校准姿势删除画面145转动画面切换·决定开关75而从姿势编号“00”~“99”中选择性地切换并选择姿势编号的项目145a、或者从数字键78直接输入姿势编号并按下画面切换·决定开关75而决定。
当在步骤S111中指定了要删除的校准姿势的姿势编号时,对监视器控制器62进行控制而在监视器61上显示对作为删除对象的校准姿势的当前值进行显示的画面146(图17)(步骤S112),使操作员输入作为删除对象而输入的姿势编号是否正确(是“OK”还是“NG”)(步骤S113),并判定输入了“OK”和“NG”中的哪一个(步骤S114)。作为删除对象而输入的姿势编号有无错误的输入例如通过转动画面切换·决定开关75来选择在显示于监视器61上的确认画面中显示的“OK”/“NG”选项中的某一个并按下画面切换·决定开关75而决定。另外,也可以通过转动画面切换·决定开关75来选择画面146(图17)的“√”(复选标记)的项目146a并按下画面切换·决定开关75而输入“OK”,通过按下前一画面返回开关79而输入“NG”。
在步骤S114中判定为输入了“OK”的情况下,将设于校准姿势存储部60a内的多个存储区域中的与由步骤S111作为删除对象而选择的姿势编号对应的存储区域内所存储的姿势信息(角度目标值)消除(步骤S115)。
当步骤S110的存储处理或步骤S115的消除处理结束时,判定是否按下了前一画面返回开关79,并在判定结果为否的情况下重复步骤S102~S115的处理,在判定结果为是的情况下结束处理。
图9及图10是表示校准姿势控制部中的校准姿势控制处理的流程图。另外,图18~图21是表示在校准姿势控制处理的各处理步骤中显示于监视器上的画面的一个例子的图。此外,关于在校准姿势控制处理中显示于监视器上的画面中的与在校准姿势设定存储处理中显示于监视器上的画面共通的内容,示出其附图编号并省略图示。
在图9中,校准姿势控制部60b在显示于监视器61上的菜单画面140(图11)***作而转移到校准姿势控制模式的情况下开始校准姿势设定存储处理(步骤S201)。向校准姿势控制模式的转移例如通过从显示于监视器61上的菜单画面140转动画面切换·决定开关75来选择表示校准姿势控制模式的“校准姿势”的项目140a并按下画面切换·决定开关75而决定。
当转移到校准姿势控制模式时,对监视器控制器62进行控制而在监视器61上显示姿势输入画面141(图12),使操作员选择性地输入用于调出校准姿势的“调出”的项目141c(步骤S202),并判定是否输入了“调出”的项目141c(步骤S203)。“调出”的项目141c的输入通过从显示于监视器61上的姿势输入画面141转动画面切换·决定开关75来选择“调出”的项目141c并按下画面切换·决定开关75而决定。在步骤S203中的判定结果为否的情况下,重复步骤S202的处理直至判定结果变成是、即直至在姿势输入画面141中输入“调出”的项目141c为止。
另外,在步骤S203中的判定结果为是的情况下,对监视器控制器62进行控制而在监视器61上显示用于调出校准姿势的姿势编号指定画面150(图18),使操作员指定成为调出对象的校准姿势的姿势编号(步骤S204)。姿势编号的指定例如通过从显示于监视器61上的姿势编号指定画面150转动画面切换·决定开关75而从姿势编号“00”~“99”中选择性地切换并选择姿势编号的项目150a、或者从数字键78直接输入姿势编号并按下画面切换·决定开关75而决定。
当在步骤S204中指定了调出的校准姿势的姿势编号时,将设于校准姿势存储部60a内的多个存储区域中的与由步骤S204指定的姿势编号对应的存储区域内所储存的姿势信息(角度目标值)调出(步骤S205),对监视器控制器62进行控制而在监视器61上显示对所调出的校准姿势的姿势信息(角度目标值)的当前值进行显示的画面151(图19)(步骤S206),使操作员输入所调出的姿势信息即所输入的姿势编号是否正确(是“OK”还是“NG”)(步骤S207),并判定输入了“OK”和“NG”中的哪一个(步骤S208)。所调出的姿势信息即所输入的姿势编号有无错误的输入例如通过转动画面切换·决定开关75来选择在显示于监视器61上的确认画面中显示的“OK”/“NG”选项中的某一个并按下画面切换·决定开关75来决定。另外,也可以通过转动画面切换·决定开关75来选择画面151(图18)的“√”(复选标记)的项目151a并按下画面切换·决定开关75而输入“OK”,通过按下前一画面返回开关79而输入“NG”。在步骤S208中判定为输入了“NG”的情况下,重复步骤S204~S207的处理直至输入“OK”为止。
在步骤S208中判定为输入了“OK”的情况下,对监视器控制器62进行控制而在监视器61上显示提醒操作员进行MC备用开关76及MC开启/关闭开关77的操作的画面(未图示),使操作员对MC备用开关76及MC开启/关闭开关77进行操作(步骤S209),并判定是否对MC备用开关76及MC开启/关闭开关77进行了操作(步骤S210)。在步骤S210中的判定结果为否的情况下,重复步骤S209的处理直至判定结果变成是为止。
在步骤S210中的判定结果为是的情况下,即,在对MC备用开关76及MC开启/关闭开关77进行了操作的情况下,由于液压挖掘机1中的机器控制有效,所以对监视器控制器62进行控制而在监视器61的画面152(图20)中显示将校准姿势控制处理的机器控制正在执行中的情况通知操作员的信息(例如“校准姿势控制动作中”的文字信息152a)(步骤S211)。
接着,根据先导压一次压传感器118~123的检测结果来判定被驱动部件(动臂31、斗杆33、铲斗35)是否为操作中、即操作杆装置72、73、74是否为操作中(步骤S212)。在判定结果为否的情况下,重复步骤S212的处理直至步骤S212的判定结果变成是为止。
在步骤S212的判定结果为是的情况下,根据动臂角度传感器63、斗杆角度传感器65及铲斗液压缸行程传感器67的检测结果计算出动臂角度、斗杆角度及铲斗角度的当前值(步骤S213),并分别针对动臂31、斗杆33、铲斗35判定动臂角度、斗杆角度、铲斗角度的当前值是否等于与在步骤S204~S207中调出的校准姿势对应的角度目标值(姿势信息)(步骤S214a、S214b、S214c)。
在步骤S214a中的判定结果为是的情况下,以将基于控制阀102进行的向铲斗液压缸36的液压油供给截断的方式使电磁比例阀107~110动作(步骤S215a)。另外,在步骤S214a的判定结果为否的情况下或步骤S215a的处理结束后的情况下,进入步骤S216的处理。
同样地,在步骤S214b中的判定结果为是的情况下,以将基于控制阀101进行的向动臂液压缸32的液压油供给截断的方式使电磁比例阀105、106动作(步骤S215b)。另外,在步骤S214b的判定结果为否的情况下或步骤S215b的处理结束后的情况下,进入步骤S216的处理。
另外,在步骤S214c中的判定结果为是的情况下,以将基于控制阀100进行的向斗杆液压缸34的液压油供给截断的方式使电磁比例103、104动作(步骤S215c)。另外,在步骤S214c的判定结果为否的情况下或步骤S215c的处理结束后的情况下,进入步骤S216的处理。
在步骤S216中,针对动臂31、斗杆33、铲斗35均判定动臂角度、斗杆角度、铲斗角度的当前值是否变为等于角度目标值(步骤S216),在判定结果为否的情况下重复步骤S211~215a、S211~215b、S211~215c的处理。另外,在步骤S216中的判定结果为是的情况下,对监视器控制器62进行控制而在监视器61的画面153(图21)中显示将校准姿势控制处理完成且前部作业机30成为了校准姿势的情况通知操作员的信息(例如“校准姿势完成”的文字信息153a)(步骤S217),并结束处理。
此外,在本实施方式中,对在被驱动部件31、33、35的姿势信息(动臂角度、斗杆角度、铲斗角度)的当前值变为等于角度目标值的情况下使驱动被驱动部件31、33、35的液压执行机构32、34、36的动作停止的结构进行了说明,但也能同时具有以下结构。
例如,能够以如下方式进行校准姿势控制处理:将液压执行机构32、34、36设为仅能向关于各被驱动部件31、33、35而姿势信息的当前值与角度目标值的差值变小的方向动作,液压执行机构32、34、36不会向上述差值变大的方向动作。另外,能够以如下方式进行校准姿势控制处理:随着关于各被驱动部件31、33、35而姿势信息与角度目标值的差值变小,液压执行机构32、34、36的动作速度变小,在差分变成0(零)、即姿势信息的当前值变为等于角度目标值的情况下使液压执行机构32、34、36的动作停止。
另外,在本实施方式中,关于动臂液压缸32举例示出了如下情况:构成为仅配置有对从操作杆装置72输出的先导压进行减压并将其输出至液压驱动部101a的电磁比例阀(动臂下降减速阀)105,并未设置对从操作杆装置72向液压驱动部101b引导的先导压进行减压的电磁比例阀(即动臂抬升减速阀),且校准姿势控制处理仅在动臂下降动作中有效。然而并不限于此,例如也可以构成为:配置有基于来自信息化施工控制器60的控制信号对从操作杆装置72输出的先导压进行减压并将其输出至液压驱动部101b的电磁比例阀(即动臂抬升减速阀),针对被驱动部件31、33、35的全部的驱动方向都能有效进行校准姿势控制处理。
在此,对本实施方式中的前部作业机30的校准作业的一个例子进行说明。
如本实施方式的液压挖掘机1那样的进行机器控制的工程机械中的校准(校正)作业例如通过如下方式进行:将根据设置于前部作业机30或车身(上部旋转体20及下部行驶体10)上的各姿势传感器63、65、67的检测值而运算出的铲斗35的例如在局部坐标系中的齿尖位置、与基于从液压挖掘机1的外部进行的测定得到的齿尖位置之间的差值消除。即,基于各姿势传感器63、65、67的检测值而取得预先规定的多个姿势(校准姿势),计算此时的铲斗35的齿尖位置与基于外部测定得到的齿尖位置之间的差值,并以消除该差值的方式修正各姿势传感器63、65、67的检测值,由此,能够保证机器控制中的以各姿势传感器63、65、67的检测值为基础的齿尖位置的精度。
此外,以下所示的校准作业只是一个例子,校准姿势的形状、姿势数量根据所要求的施工精度等而适当变更。
图22是对从外部进行的作为测定基准的标识向液压挖掘机的安装位置进行说明的侧视图,图23是表示从外部进行的标识的测定情况的俯视图。另外,图24~图27是分别表示校准姿势的例子的图。在此,为了简化说明,列举姿势传感器中的、动臂31相对于姿势传感器(动臂角度传感器63)的校准作业进行说明。
(步骤1)在校准作业中,首先,分别在动臂31的动臂销37的中心安装标识301、在斗杆销38的中心安装标识302。此时,标识301及标识302安装在前部作业机30的同一侧面上(参照图22)。
(步骤2)接着,在能够视觉辨认前部作业机30的侧面的标识301、302的位置设置全站仪(total station)303(参照图23)。
(步骤3)接着,根据基于设置于前部作业机30的动臂角度传感器63、斗杆角度传感器65及铲斗液压缸行程传感器67的检测值得到的角度(动臂角度、斗杆角度、铲斗角度)来操作动臂31、斗杆33、铲斗35,得到图24中作为一个例子示出的校准姿势。图24所示的校准姿势是斗杆拉回至最大限度、铲斗拉回至最大限度、动臂抬升至最大限度的状态。此时,通过进行本发明的校准姿势控制处理,能够容易地将前部作业机30设为校准姿势。
(步骤4)接着,使用全站仪303测定标识301的高度304和标识302的高度305。
(步骤5)接着,根据由全站仪303得到的标识301的高度304和标识302的高度305的测定值来计算出标识301的高度304与标识302的高度305之间的高度306。
(步骤6)另外,根据存储于信息化施工控制器60内的动臂31的长度307、和标识301的高度304与标识302的高度305之间的高度306来计算出动臂角度308。
(步骤7)接着,作为校准角而计算动臂角度传感器63的检测值与由步骤3计算出的动臂角度308之差。
(步骤8)针对其它多个预先确定的校准姿势进行步骤3~7。在其它预先确定的校准姿势中例如有如下所述的姿势。
·斗杆拉回至最大限度、铲斗拉回至最大限度、动臂角度:﹣40度±3度的校准姿势(参照图25)。
·斗杆拉回至最大限度、铲斗拉回至最大限度、动臂角度:﹣20度±3度的校准姿势(参照图26)。
·斗杆拉回至最大限度、铲斗拉回至最大限度且使动臂尽可能地下降后的校准姿势(参照图27)。
(步骤9)若以各个校准姿势(图25~图27)计算出的校准角的最小值与最大值之差在允许范围内,则作为校准作业的结果而设为合格。允许范围例如能够列举0.4度以内的值。另外,在校准角偏离允许范围的情况下,将校准角中的最偏离的值除去并进行重新测定。在即使实施了重新测定也未进入允许范围内的情况下,在重新测定动臂31的长度307的基础上再次进行校准作业。
(步骤10)针对动臂31以外的被驱动部件(斗杆33、铲斗35)也以与动臂31相同的步骤实施校准作业。
接着,对上述各实施方式的特征进行说明。
(1)在上述实施方式中提供一种工程机械(例如液压挖掘机1),具备:多关节型的前部作业机30,其通过将多个被驱动部件(例如动臂31、斗杆33、铲斗35)连结而构成;多个液压执行机构(例如动臂液压缸32、斗杆液压缸34、铲斗液压缸36),其基于操作信号分别驱动上述多个被驱动部件;操作装置(例如操作杆装置72、73、74),其向上述多个液压执行机构中的操作者所希望的液压执行机构输出上述操作信号;多个姿势传感器(例如动臂角度传感器63、斗杆角度传感器65、铲斗液压缸行程传感器67),其分别检测与上述多个驱动部件的姿势相关的姿势信息;和控制装置(例如信息化施工控制器60),其执行基于上述姿势传感器的检测结果和预先确定的条件使上述前部作业机动作的机器控制,在该工程机械中,上述控制装置具有:校准姿势存储部60a,其存储为了进行上述姿势传感器的校准而预先确定的上述前部作业机的至少一个校准姿势;和校准姿势控制部60b,其以在上述校准姿势中的上述姿势传感器的检测目标值与上述姿势传感器的检测值变为相等的情况下使上述液压执行机构停止的方式执行上述机器控制。
在现有技术中,操作员一边观察监视器上的显示一边操作动臂、斗杆及铲斗,由此进行匹配作业以使前部作业机成为用于进行校准的规定姿势(校准姿势),在该情况下,校准姿势需要对前部作业机的各部分的角度进行严密的调整,且操作员通过累积各执行机构的操作来形成规定姿势,因此,将前部作业机调整成规定姿势会花费很多时间,是作业工时增加的一个原因。
相对于此,在本实施方式中,能够在降低由操作员进行操作的负担的同时仅在操作员要求的作业中使力或速度适当增加,能够抑制作业时的力或作业速度的徒劳增加。
(2)另外,在上述实施方式中,在(1)的工程机械中,上述校准姿势存储部存储预先确定的多个校准姿势,上述校准姿势控制部从存储于上述校准姿势存储部内的多个校准姿势中选择性地设定一个校准姿势。
(3)另外,在上述实施方式中,在(1)的工程机械中,上述多个姿势传感器是设于上述前部作业机中的被驱动部件的连结部分上的角度传感器、设于上述液压执行机构的行程传感器、以及设于上述被驱动部件的倾斜传感器中的至少某一种。
<附记>
此外,在上述实施方式中,列举用发动机等原动机驱动液压泵的一般的液压挖掘机为例进行了说明,但对于用发动机及马达驱动液压泵的混合动力式液压挖掘机、和仅用马达驱动液压泵的电动式液压挖掘机等来说,当然也能适用本发明。
另外,本发明并不限定于上述实施方式,也包括不脱离其要旨的范围内的各种变形例和组合。另外,本发明并不限定于具备在上述实施方式中说明的全部结构,也包括将其结构的一部分删除后的结构。另外,上述各结构、功能等也可以通过将它们的一部分或全部例如设计在集成电路上等来实现。另外,上述各结构、功能等也可以通过由处理器解释并执行实现各个功能的程序而用软件实现。
附图标记说明
1:液压挖掘机,10:下部行驶体,11a、11b:履带,12a、12b:履带架,13a、13b:行驶液压马达,20:上部旋转体,21:旋转架,22:发动机,30:前部作业机,31:动臂,32:动臂液压缸,33:斗杆,34:斗杆液压缸,35:铲斗,36:铲斗液压缸,37:动臂销,38:斗杆销,39:铲斗销,40:液压回路***,41:主液压泵,42:先导液压泵,60:信息化施工控制器,60a:校准姿势存储部,60b:校准姿势控制部,60c:机器控制控制部,61:监视器(显示装置),62:监视器控制器,63:动臂角度传感器,64:动臂角度传感器杆,65:斗杆角度传感器,66:斗杆角度传感器杆,67:铲斗液压缸行程传感器,68:车身倾斜传感器,70:驾驶席,71:门锁杆,72~74:操作杆装置,72a~74a:操作杆,75:画面切换·决定开关,76:备用开关,77:关闭开关,78:数字键,79:开关,80:开关面板,90、91:行驶杆,90a、91a:行驶踏板,100~102:控制阀,100a、100b、101a、101b、102a、102b:受压部(液压驱动部),103~110:电磁比例阀,111~113:梭阀,118~123:一次压传感器,124~129:二次压传感器,130:MC开/关电磁阀,131:MC液压截止阀,137:截止阀出口压力传感器,138:门锁定阀,140:菜单画面,141:姿势输入画面,142:姿势编号指定画面,143:姿势目标值输入画面,144:画面,145:校准姿势删除画面,146:画面,150:姿势编号指定画面,151~153:画面,170:驾驶室,301、302:标识,303:全站仪。
Claims (3)
1.一种工程机械,具备:
多关节型的前部作业机,其通过将多个被驱动部件连结而构成;
多个液压执行机构,其基于操作信号分别驱动所述多个被驱动部件;
操作装置,其向所述多个液压执行机构中的操作者所希望的液压执行机构输出所述操作信号;
多个姿势传感器,其分别检测与所述多个被驱动部件的姿势相关的姿势信息;和
控制装置,其基于所述姿势传感器的检测结果和预先确定的条件,强制使所述多个液压执行机构中的至少一部分液压执行机构动作以使所述前部作业机动作,
该工程机械的特征在于,
所述控制装置进行以下处理:
存储为了进行所述姿势传感器的校准而预先确定的所述前部作业机的至少一个校准姿势;
在由操作员选择了校准姿势控制模式时,强制使所述多个液压执行机构中的至少一部分液压执行机构仅向所述姿势传感器的检测目标值与所述姿势传感器的检测值的差值变小的方向动作,以使所述校准姿势中的所述姿势传感器的检测目标值与所述姿势传感器的检测值变为相等;以及
在所述校准姿势中的所述姿势传感器的检测目标值与所述姿势传感器的检测值变为相等的情况下使被强制动作的所述液压执行机构停止。
2.根据权利要求1所述的工程机械,其特征在于,
所述控制装置存储预先确定的多个校准姿势,并从所存储的多个校准姿势中选择性地设定一个校准姿势。
3.根据权利要求1所述的工程机械,其特征在于,
所述多个姿势传感器是设于所述前部作业机中的被驱动部件的连结部分上的角度传感器、设于所述液压执行机构的行程传感器、以及设于所述被驱动部件的倾斜传感器中的至少某一种。
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