JP2008127752A - Working machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業腕を有する作業機械に関する。 The present invention relates to a work machine having a work arm.
油圧ショベルをベースとして、様々な作業具を取り付けることで種々の作業を行うことができる作業機械が知られている。また、この作業機械に取り付けられる作業具として、作業機械のアームへの過負荷による破損を防止するために、作業具からアームへ作用する負荷を緩和するスプリング装置が取り付けられた作業具が知られている（特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art A working machine that can perform various operations by attaching various working tools based on a hydraulic excavator is known. Further, as a work tool to be attached to the work machine, a work tool to which a spring device for reducing a load acting on the arm from the work tool is attached is known in order to prevent damage due to an overload on the arm of the work machine. (See Patent Document 1).
しかし、従来の作業具は、アームの先端にピンで連結され、ピンを中心とする回動をスプリング装置で規制しつつ作業具からアームへ作用する負荷を緩和する構造となっている。そのため、作業機械で作業を行う場合、作業具に対してピンを中心に回動させるような外力が働くと常に作業具がアームに対して回動してしまい、作業力の応答が遅れるとともに操作性が悪化し、作業効率が低下してしまう。 However, the conventional working tool is connected to the tip of the arm with a pin, and has a structure that relieves a load acting on the arm from the working tool while restricting rotation about the pin with a spring device. Therefore, when working with a work machine, if an external force that rotates the work tool around the pin is applied, the work tool always rotates with respect to the arm, and the response of the work force is delayed and the operation is delayed. The work efficiency deteriorates and the work efficiency decreases.
（１） 請求項１の発明による作業機械は、作業機本体に対して、回動可能に取り付けられた作業腕と、作業腕に取り付けられる作業具と、作業機本体に対する作業腕または作業具の姿勢を変更する姿勢変更手段と、作業腕または作業具の姿勢が作業具に作用する外力に応じた姿勢となるように、姿勢変更手段による作業腕または作業具の姿勢の変更を許容する変更可能化手段と、作業機本体の作業状況を判定する作業状況判定手段と、作業状況判定手段で判定した作業状況に基づいて、姿勢変更手段による作業腕または作業具の姿勢の変更を変更可能化手段に許容させるか否かを切り替える切換手段とを備えることを特徴とする。
（２） 請求項２の発明は、請求項１に記載の作業機械において、作業状況判定手段は、作業腕または作業具の動作の指示をするための操作レバーの操作状況、作業腕または作業具へ加わる作業負荷、および、作業腕または作業具の姿勢のうちの少なくともいずれか一つに基づいて作業状況を判定することを特徴とする。
（３） 請求項３の発明は、請求項２に記載の作業機械において、作業具は対象物を把持する把持装置であり、作業状況判定手段は、把持装置の動作の指示をするための操作レバーの操作状況に基づいて作業状況を判定し、切換手段は、把持装置で対象物を把持するように操作レバーが操作されていると作業状況判定手段が判定すると、姿勢変更手段による作業腕または作業具の姿勢の変更を変更可能化手段に許容させるように変更可能化手段を切り替えることを特徴とする。
（４） 請求項４の発明は、請求項２に記載の作業機械において、作業具は対象物を把持する把持装置であり、把持装置の把持力についての物理量を検出する検出手段をさらに備え、作業状況判定手段は、検出手段で検出した物理量に基づいて作業状況を判定し、切換手段は、検出手段で検出した物理量が所定の値よりも小さいと作業状況判定手段が判定すると、姿勢変更手段による作業腕または作業具の姿勢の変更を変更可能化手段に許容させるように変更可能化手段を切り替えることを特徴とする。
（５） 請求項５の発明は、請求項２に記載の作業機械において、作業状況判定手段が作業具の姿勢に基づいて作業具が略鉛直下方に向いていると判定すると、姿勢変更手段による作業具の姿勢の変更を変更可能化手段に許容させるように変更可能化手段を切り替えることを特徴とする。
(1) A work machine according to a first aspect of the present invention includes a work arm rotatably attached to a work machine body, a work tool attached to the work arm, and a work arm or work tool attached to the work machine body. Posture change means that changes the posture and change that allows the posture change means to change the posture of the work arm or the work tool so that the posture of the work arm or the work tool becomes a posture corresponding to the external force acting on the work tool A work status determining means for determining the work status of the work implement main body, and a means for changing the posture change of the work arm or the work tool by the posture changing means based on the work status determined by the work status determining means And switching means for switching whether or not to allow.
(2) The invention of claim 2 is the work machine according to claim 1, wherein the work status determination means is the operation status of the operation lever for instructing the operation of the work arm or the work tool, the work arm or the work tool. The work situation is determined based on at least one of the work load applied to the work and the posture of the work arm or the work tool.
(3) According to a third aspect of the present invention, in the work machine according to the second aspect, the work tool is a gripping device that grips an object, and the work status determination means is an operation for instructing the operation of the gripping device. The working status is determined based on the operating status of the lever. When the operating status determining means determines that the operating lever is being operated so that the object is gripped by the gripping device, the switching means The change enabling means is switched so that the change enabling means is allowed to change the posture of the work tool.
(4) According to a fourth aspect of the present invention, in the work machine according to the second aspect, the work tool is a gripping device that grips an object, and further includes a detection unit that detects a physical quantity of the gripping force of the gripping device, The work status determination means determines the work status based on the physical quantity detected by the detection means, and the switching means determines the posture change means when the work status determination means determines that the physical quantity detected by the detection means is smaller than a predetermined value. The change enabling means is switched to allow the change enabling means to allow the change enabling means to change the posture of the work arm or the work tool.
(5) According to the invention of claim 5, in the work machine according to claim 2, when the work status determination means determines that the work tool is oriented substantially vertically downward based on the attitude of the work tool, the attitude change means The change enabling means is switched so that the change enabling means is allowed to change the posture of the work tool.
本発明によれば、作業腕や作業具への過負荷による破損を防止できるとともに、作業力の応答遅れを防止でき、操作性が悪化しないので、作業効率の低下を防止できる。 According to the present invention, it is possible to prevent damage due to an overload on the work arm and the work tool, to prevent a delay in response of the work force, and to prevent deterioration in operability, thereby preventing a reduction in work efficiency.
−−−第１の実施の形態−−−
図１〜５を参照して、本発明による作業機械の第１の実施の形態を説明する。図１に示すように、油圧ショベルをベースとした作業機械１００においては、走行体１２に旋回体１１が旋回可能に取り付けられている。旋回体１１の前部には運転室１１ａが取り付けられている。運転室１１ａの後方にはエンジンおよび油圧ポンプを含む主要駆動装置１１ｂが設けられている。
--- First embodiment ---
With reference to FIGS. 1-5, 1st Embodiment of the working machine by this invention is described. As shown in FIG. 1, in a
旋回体１１には多関節の腕を有するフロント作業腕１０が取り付けられている。フロント作業腕１０は、ブームシリンダ１４により上下方向に揺動自在に旋回体１１に取り付けられたブーム１３と、ブーム１３に連結されてアームシリンダ１６により上下方向に揺動自在に取り付けられたアーム１５と、アーム１５の先端部分に連結されて作業具シリンダ１８により上下方向に回動自在に取り付けられた作業具である把持装置１０１とを有する。
A front working
図２に把持装置１０１の構造を示す。把持装置１０１は、アーム１５の先端に取り付けられる把持装置本体１７と、先端側で対象物を把持できるように対向して設けられた一対の把持爪１９と、把持爪１９を開閉駆動するシリンダ２０とを有する。
FIG. 2 shows the structure of the
図３は、作業機械１００のブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８を駆動する油圧回路を示す図である。以下の説明ではブームシリンダ１４を駆動する油圧回路について説明するが、作業具シリンダ１８を駆動する油圧回路も同様の構成である。また、シリンダ２０を駆動する油圧回路については、後述する電磁切替弁３５および作業負荷追従装置２００が設けられていないが、ブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８を駆動する油圧回路と同様の構成である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a hydraulic circuit that drives the
この油圧回路には、メインポンプ３１と、コントロール弁３０と、メインリリーフ弁３３と、作動油タンク３２と、電磁切替弁３５と、作業負荷追従装置２００とが設けられている。また、この油圧回路には、コントロール弁３０を制御するために、操作レバー３４と、制御回路３６とが設けられている。操作レバー３４は、いわゆる電気レバーと呼ばれる電気式操作レバーである。制御回路３６には、運転室１１ａに設けられたオンオフスイッチ６０１が接続されている。
The hydraulic circuit is provided with a
メインポンプ３１は作業機械１００の各アクチュエータに圧油を供給するポンプであり、図示しないエンジンにより駆動されると作動油タンク３２の作動油をコントロール弁３０を介してブームシリンダ１４に供給する。メインポンプ３１から供給される圧油は、不図示の各コントロール弁を介してアームシリンダ１６、作業具シリンダ１８、シリンダ２０にも供給される。メインリリーフ弁３３は、この油圧回路の最高圧力を規定する。
The
作業負荷追従装置２００には、コントロール弁３８と、アキュムレータ３９と、リリーフ弁４０とが設けられている。電磁切替弁３５はブームシリンダ１４とコントロール弁３８とを接続する油路４１，４２の途中に設けられ、油路４１，４２の上流（油路４１ａ，４２ａ）と下流（油路４１ｂ，４２ｂ）とを連通または遮断する。電磁切替弁３５には、電磁切替弁３５の作動位置を切り替えるために制御回路３６が接続されている。油路４１ａはブームシリンダ１４のボトム側油室１４ａと接続され、油路４２ａはブームシリンダ１４のロッド側油室１４ｂに接続されている。
The
コントロール弁３８は、油路４１ｂ，４２ｂの圧力に応じてスプールの位置を切り替えて、油路４１ｂ，４２ｂと油路４５，４６との接続状態を切り換えるバルブである。すなわち、コントロール弁３８では、油路４１ｂに接続された油路４３、および、油路４２ｂに接続された油路４４からの圧油をパイロット圧油としてスプールが駆動される。油路４１ｂおよび油路４２ｂの圧力がともに低圧である場合、もしくは、油路４１ｂおよび油路４２ｂの圧力が略等しい場合、コントロール弁３８のスプールは中立位置となり、油路４１ｂ，４２ｂと油路４５，４６とが遮断される。
The
油路４１ｂの圧力が高圧となり油路４２ｂの圧力が低圧となった場合、コントロール弁３８のスプールが中立位置から移動して、油路４１ｂと油路４５とが接続され、油路４２ｂと油路４６とが接続される。これとは逆に、油路４１ｂの圧力が低圧となり油路４２ｂの圧力が高圧となった場合、コントロール弁３８のスプールが中立位置から移動して、油路４１ｂと油路４６とが接続され、油路４２ｂと油路４５とが接続される。すなわち、コントロール弁３８は、油路４１ｂ，４２ｂの圧力が、いずれか一方が高圧となり、他方が低圧となった場合に、圧力が高圧となった方の油路を油路４５と接続し、圧力が低圧となった方の油路を油路４６に接続する。
When the pressure in the
アキュムレータ３９は、油路４５に接続されて、油路４５の圧油を吸収し、または吸収した圧油を油路４５に放出する。リリーフ弁４０は、油路４５の圧力が設定圧力を超えると油路４５の圧油を油路４６へ逃がす。リリーフ弁４０は、設定圧力がメインリリーフ弁３３の設定圧力よりも低い圧力に設定されており、主にアキュムレータ３９の保護のために配設されている。なお、油路４６は作動油タンク３２に接続されている。
The
制御回路３６は、操作レバー３４の操作量に応じた指令値をコントロール弁３０のソレノイドに出力するとともに、オンオフスイッチ６０１のオンオフ状態および操作レバー３４の操作状況に基づいて電磁切替弁３５の作動位置を切り替える。制御回路３６による電磁切替弁３５の作動位置切り替えのための条件については後に詳述する。制御回路３６によって電磁切替弁３５のソレノイドが励磁されると、油路４１ａ，４２ａと油路４１ｂ，４２ｂとを連通するようにスプールが駆動される。制御回路３６によって電磁切替弁３５のソレノイドが消磁されると、電磁切替弁３５のバネの力でスプールが駆動されて、油路４１ａ，４２ａと油路４１ｂ，４２ｂとが遮断される。
The
このように構成される作業機械１００では、各操作レバーが操作されると各油圧シリンダに対応する各コントロール弁のスプールが駆動され、各操作レバーの操作量に応じた速度で各油圧シリンダが駆動される。たとえば、ブームシリンダ１４では、操作レバー３４が操作されると、操作レバー３４の操作量に応じてコントロール弁３０のスプールが駆動されるよう制御回路３６から制御信号が出力される。その結果、ブームシリンダ１４が操作レバー３４の操作量に応じた速度で駆動される。
In the
ブームシリンダ１４のボトム側油室１４ａに圧油が供給されると、ブーム１３は旋回体１１に対して上方向に揺動駆動され、ロッド側油室１４ｂに圧油が供給されると、ブーム１３は旋回体１１に対して下方向に揺動駆動される。アームシリンダ１６の図示しないボトム側油室に圧油が供給されると、アーム１５はブーム１３に対して下方向に揺動駆動され、図示しないロッド側油室に圧油が供給されると、アーム１５はブーム１３に対して上方向に揺動駆動される。
When pressure oil is supplied to the bottom
作業具シリンダ１８のボトム側油室１８ａに圧油が供給されると、把持装置１０１はアーム１５に対して下方向に揺動駆動され、ロッド側油室１８ｂに圧油が供給されると、把持装置１０１はアーム１５に対して上方向に揺動駆動される。シリンダ２０の図示しないボトム側油室に圧油が供給されると、一対の把持爪１９は把持方向に駆動され、図示しないロッド側油室に圧油が供給されると、一対の把持爪１９は開放方向に駆動される。
When pressure oil is supplied to the bottom
−−−フローチャート−−−
図４は、電磁切替弁３５の制御処理の動作を示したフローチャートである。作業機械１００の不図示のイグニッションスイッチがオンされると、図４に示す処理を行うプログラムが起動され、制御回路３６で実行される。ステップＳ７０１において、作業機械１００の各部の状態の情報を取得する。具体的には、把持装置１０１のシリンダ２０を駆動する操作レバー３４の操作量、および、オンオフスイッチ６０１の状態を取得する。ステップＳ７０１を実行するとステップＳ７０２へ進み、ステップＳ７０１で取得した情報から、オンオフスイッチ６０１がオンされているか否かを判断する。
--- Flow chart ---
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the control process of the
ステップＳ７０２が肯定判断されるとステップＳ７０３へ進み、作業機械１００の作業状態を判定する。具体的にはシリンダ２０を駆動する操作レバー３４が、把持装置１０１で対象物を把持するように、不感帯を超えて操作されたか否かを判断する。ステップＳ７０３が肯定判断されるとステップＳ７０４へ進み、電磁切替弁３５の開指令を出力して、すなわち、電磁切替弁３５のソレノイドを励磁してリターンする。ステップＳ７０２が否定判断されるか、ステップＳ７０３が否定判断されるとステップＳ７０５へ進み、電磁切替弁３５の閉指令を出力して、すなわち、電磁切替弁３５のソレノイドを消磁してリターンする。
When an affirmative determination is made in step S702, the process proceeds to step S703, and the working state of the
−−−作業負荷追従装置２００およびブームシリンダ１４の動作について−−−
上述したように電磁切替弁３５が制御される結果、作業負荷追従装置２００およびブームシリンダ１４は次のように動作する。オンオフスイッチ６０１がオンされており（ステップＳ７０２肯定判断）、かつ、シリンダ２０を駆動する操作レバー３４が、把持装置１０１で対象物を把持するように、不感帯を超えて操作されている場合（ステップＳ７０３肯定判断）、電磁切替弁３５のソレノイドが励磁される（ステップＳ７０４）。
--- About operation | movement of the
As a result of controlling the
これにより、電磁切替弁３５によって油路４１ａ，４２ａと油路４１ｂ，４２ｂとが連通されるので、ブームシリンダ１４のボトム側油室１４ａおよびロッド側油室１４ｂの圧油は電磁切替弁３５の下流に流入する。したがって、オンオフスイッチ６０１がオンされており、かつ、シリンダ２０を駆動する操作レバー３４が、把持方向に不感帯を超えて操作されている場合、ブームシリンダ１４の挙動はコントロール弁３８およびアキュムレータ３９の影響を受ける。ブーム１３は、上述したように、ブーム１３を操作する操作レバー３４の操作に従い、ボトム側油室１４ａに圧油が供給された場合には、旋回体１１に対して上方向に揺動駆動され、ロッド側油室１４ｂに圧油が供給された場合には、旋回体１１に対して下方向に揺動駆動される。
Accordingly, the
ブーム１３を操作する操作レバー３４が操作された状態のまま、把持爪１９が作業対象物と接触すると、コントロール弁３０を介して圧油が供給されるブームシリンダ１４のいずれかの油室１４ａ，１４ｂの圧力は把持爪１９と作業対象物との接触力（作業負荷）に応じて上昇する。そして、油室１４ａ，１４ｂと連通する油路４１ｂ，４２ｂの圧力が、いずれか一方が高圧となり、他方が低圧となると、コントロール弁３８は圧力が高圧となった方の油路を油路４５と接続し、圧力が低圧となった方の油路を油路４６に接続する。その結果、油室１４ａ，１４ｂのうち高圧となった方の油路と連通する油室（以下、高圧側油室と呼ぶ）の圧油がアキュムレータ３９に吸収される。これにより、アキュムレータ３９が作業負荷に対するバネ要素として作用するので、作業負荷の急激な上昇を防止できる。
If the
把持爪１９が作業対象物と接触した後もブーム１３を操作する操作レバー３４が操作された状態のままであれば、高圧側油室の圧油（またはコントロール弁３０から高圧側油室に向かって流れる圧油）は、圧力がリリーフ弁４０の設定圧力に上昇するまではアキュムレータ３９に吸収・蓄積される。高圧側油室の圧油（またはコントロール弁３０から高圧側油室に向かって流れる圧油）は、圧力がリリーフ弁４０の設定圧力に上昇するとリリーフ弁４０から作動油タンク３２に解放される。すなわち、リリーフ弁４０はアキュムレータ３９に作用する圧油の圧力を規制してアキュムレータ３９を保護する。またリリーフ弁４０は設定圧に応じた任意の作業負荷（接触力）によって把持爪１９が作業対象物へ接触することを可能とする。
If the
ブーム１３を操作する操作レバー３４が操作されない状態で、たとえばアーム１５が揺動されるなどして把持爪１９が作業対象物と接触すると、ブームシリンダ１４のいずれかの油室１４ａ，１４ｂの圧力は作業負荷に応じて上昇する。ブーム１３を操作する操作レバー３４が操作されない状態では、高圧側油室の圧油がコントロール弁３０を介して外部に流出することはない。しかし、電磁切替弁３５によって油路４１ａ，４２ａと油路４１ｂ，４２ｂと連通されているので、上述したように高圧側油室の圧油はコントロール弁３８を介してアキュムレータ３９へ流入する。
When the
その結果、高圧側油室の圧油が作業負荷に応じてアキュムレータ３９で吸収・蓄積されるので、アキュムレータ３９による圧油の蓄積量に応じてブームシリンダ１４が伸縮してブーム１３が揺動する。作業負荷が低減すると、アキュムレータ３９で蓄積されていた圧油が高圧側油室に戻るので、ブームシリンダ１４が伸縮する。したがって、ブーム１３は作業負荷の大小に応じて揺動する。すなわち、高圧側油室の圧油を作業負荷に応じてアキュムレータ３９で吸収・蓄積し、および放出することによって、ブーム１３が揺動するので、把持爪１９に接触して外力を与える作業対象物の動きに追従するようにフロント作業腕１０の姿勢が変更される。その結果、把持爪１９に作用する外力に応じて把持装置１０１の姿勢が変更される。
As a result, the pressure oil in the high-pressure side oil chamber is absorbed and accumulated by the
作業負荷の作用時の油路４５の圧力がリリーフ弁４０の設定圧力以下であれば、高圧側油室の圧油はリリーフ弁４０を介して作動油タンク３２に戻っていない。この場合、作業負荷が作用しなくなってアキュムレータ３９に蓄積されていた圧油が高圧側油室に戻ると、ブームシリンダ１４のシリンダロッドは作業負荷の作用前の伸縮位置に復帰する。
If the pressure in the
作業負荷の作用時の油路４５の圧力がリリーフ弁４０の設定圧力を超えていれば、高圧側油室の圧油はリリーフ弁４０を介して作動油タンク３２に戻る。この場合、作業負荷が作用しなくなってアキュムレータ３９に蓄積されていた圧油が高圧側油室に戻ると、ブームシリンダ１４のシリンダロッドは作業負荷の作用前の伸縮位置に近づくように復帰するが、作動油タンク３２に戻った圧油の分だけ復帰量が減少する。
If the pressure in the
このように、電磁切替弁３５で油路４１ａ，４２ａと油路４１ｂ，４２ｂとを連通することで作業負荷追従装置２００がブームシリンダ１４の動作に影響を与える。したがって、把持装置１０１で対象物を把持する際に、把持爪１９に作用する外力に応じてブーム１３の姿勢を追従させる場合には、オンオフスイッチ６０１をオンとすればよい。
In this way, the
たとえば図５（ａ）に示すように、把持すべき対象物の位置が対向する把持爪１９の中間地点からずれている場合、対象物を把持する際に、一対の把持爪１９のうちのいずれか一方が対象物に先に当接する。すなわち、把持爪１９が対象物に片当たりする。この状態のまま把持爪１９を閉じていくと、対象物に当接した一方の把持爪１９から対象物に対して力Ｗ１が作用するが、同時に力Ｗ１の反作用で力Ｗ２が対象物に当接した一方の把持爪１９に作用する。把持爪１９に作用する力Ｗ２によって、ブーム１３およびアーム１５には、曲げモーメントＭ１，Ｍ２が作用する。
For example, as shown in FIG. 5 (a), when the position of the object to be gripped is shifted from the intermediate point of the opposing gripping
力Ｗ１が過大となると、対象物を破損する恐れがあり、力Ｗ２が過大となると、フロント作業腕１０が過負荷で破損する恐れがある。しかし、把持装置１０１で対象物を把持する際にオンオフスイッチ６０１がオンされていれば、上述したように、電磁切替弁３５で油路４１ａ，４２ａと油路４１ｂ，４２ｂとが連通されるので、曲げモーメントＭ１によって圧力が上昇したブームシリンダ１４の高圧側油室の圧油がアキュムレータ３９に吸収される。これにより、アキュムレータ３９が力Ｗ２に起因する曲げモーメントＭ１に対するバネ要素として作用する。
If the force W1 is excessive, the object may be damaged. If the force W2 is excessive, the
その結果、図５（ｂ）ｂに示すように、ブーム１３が矢印ｂ１で示すように曲げモーメントＭ１を緩和するように回動し、結果として把持装置１０１が矢印ｂ２で示すように移動して、対向する把持爪１９の中間地点で対象物を把持できる。これにより、把持爪１９に作用する力Ｗ２、対象物に作用する力Ｗ１、曲げモーメントＭ１，Ｍ２の急激な上昇を防止して、把持対象物およびフロント作業腕１０の破損を防止できるとともに、繊細さが要求される軽負荷のハンドリングに好適である。
As a result, as shown in FIG. 5B, the
オンオフスイッチ６０１がオフされている場合、上述したように、電磁切替弁３５によって油路４１ａ，４２ａと油路４１ｂ，４２ｂとが遮断されるので、ブームシリンダ１４のボトム側油室１４ａおよびロッド側油室１４ｂの圧油は電磁切替弁３５の下流には流入しない。したがって、ブームシリンダ１４の挙動はコントロール弁３８およびアキュムレータ３９の影響を受けない。これにより、ブーム１３は上述したように、ブーム１３を操作する操作レバー３４の操作に従い、ボトム側油室１４ａに圧油が供給された場合には、旋回体１１に対して上方向に揺動駆動され、ロッド側油室１４ｂに圧油が供給された場合には、旋回体１１に対して下方向に揺動駆動される。
When the on / off
ブーム１３を操作する操作レバー３４が操作された状態のまま、把持爪１９が作業対象物と接触してブーム１３の揺動が停止された状態となると、ブームシリンダ１４に供給される圧油の圧力はメインリリーフ弁３３で規定される圧力まで上昇する。ブーム１３を操作する操作レバー３４が操作されない状態で、たとえばアーム１５が揺動されるなどして把持爪１９が作業対象物と接触すると、ブームシリンダ１４のいずれかの油室１４ａ，１４ｂの圧力は作業負荷に応じて上昇する。ブーム１３を操作する操作レバー３４が操作されない状態では、ブームシリンダ１４の油室１４ａ，１４ｂの圧油の外部への流出がコントロール弁３０および電磁切替弁３５で遮られるため、ブーム１３が揺動することはない。
When the
このように、電磁切替弁３５で油路４１ａ，４２ａと油路４１ｂ，４２ｂとを遮断することで作業負荷追従装置２００がブームシリンダ１４の動作に影響しなくなる。したがって、把持装置１０１で対象物を把持する際に、把持爪１９に作用する外力に応じてブーム１３の姿勢を追従させない場合には、オンオフスイッチ６０１をオフとすればよい。
In this way, the
本実施の形態の作業機械１００では、作業具シリンダ１８を駆動する油圧回路にも作業負荷追従装置２００が接続されている。作業具シリンダ１８の動作については上述したブームシリンダ１４の動作と同様であるので説明は省略する。ブームシリンダ１４を把持爪１９に作用する外力に応じて追従可能とするか否か、および、作業具シリンダ１８を把持爪１９に作用する外力に応じて追従可能とするか否かはそれぞれ任意に設定可能である。たとえば、ブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８の双方を把持爪１９に作用する外力に応じて追従可能とした場合、把持爪１９に作用する外力に応じて回動する関節が２箇所となり、２自由度となるので、より広範な外力の入力方向に対してフロント作業腕１０が追従可能となる。
In
ブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８の双方を把持爪１９に作用する外力に応じて追従しないようにした場合、作業負荷追従装置２００を設けていない従来の作業機械と同様に作業を行うことができる。また、ブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８のいずれか一方のみを把持爪１９に作用する外力に応じて追従可能としてもよく、作業内容に応じて、それぞれのオンオフスイッチ６０１の操作で適宜設定すればよい。
When both the
上述した作業機械１００では次の作用効果を奏する。
（１） 把持爪１９に作用する外力に応じてフロント作業腕１０が追従するように作業負荷追従装置２００を設けるとともに、オンオフスイッチ６０１のオンオフによって、把持装置１０１で対象物を把持する際に、把持爪１９に作用する外力に応じてフロント作業腕１０を追従させるか否かを選択できるように構成した。これにより、フロント作業腕１０への過負荷による破損を防止できるとともに、作業力の応答遅れを防止でき、操作性が悪化しないので、作業効率の低下を防止できる。また、把持爪１９に作用する外力に応じてフロント作業腕１０を追従させることができるので、把持装置１０１を壁面や床面等に対して倣い動作をさせることも可能となり利便性が高い。たとえば、作業具として把持装置１０１に代えてバケットを取り付けた場合、地ならしなどの倣い動作が容易となる。また、作業状況を判定して、すなわち把持装置１０１による把持作業であるか否かを判定して、把持爪１９に作用する外力に応じてフロント作業腕１０を追従させるように構成した。これにより、フロント作業腕１０を追従させるか否かを選択する（切り替える）、作業者による操作の回数を低減でき、利便性、作業効率が向上する。
The
(1) When the
（２） 把持装置１０１の動作状況に基づいて作業機械１００の作業状態を判定して、把持爪１９に作用する外力に応じてフロント作業腕１０を追従させるように構成した。把持装置１０１は作業機械１００による主たる作業を行う装置であり、作業機械１００の作業状況が最も適切に反映される装置であるといえる。したがって、作業機械１００の作業状況を適切に判定することができるので、把持爪１９に作用する外力に応じてフロント作業腕１０を追従させるか否かを的確に制御して、利便性、作業効率を向上できる。
(2) The working state of the
（３） シリンダ２０を駆動する操作レバー３４の操作量に基づいて作業機械１００の作業状態を判定するように構成した。操作レバー３４の操作量は、コントロール弁３０を操作するために従来から制御回路３６で検出しているため、作業状況を判定するために新たな装置等を追加する必要がないので、コスト増を抑制できる。また、操作レバー３４の操作量は容易に検出できるため、作業機械１００の作業状況を容易に判定することができ、作業状況判定に関する設計コストも低減できる。
(3) The work state of the
（４） ブームシリンダ１４を駆動する油圧回路に電磁切替弁３５と作業負荷追従装置２００とを接続することで、把持爪１９に作用する外力に応じてブーム１３の姿勢が追従するように構成した。また、作業具シリンダ１８を駆動する油圧回路に電磁切替弁３５と作業負荷追従装置２００とを接続することで、把持爪１９に作用する外力に応じて把持装置１０１の姿勢が追従するように構成した。作業具にスプリング装置を取り付けた従来の作業具では可搬重量が増加するとともに操作性も悪化するので結果として作業効率が低下してしまうが、本発明による作業機械ではそのような悪影響がない。また、簡単な構成で把持爪１９に作用する作業負荷によるフロント作業腕１０の破損を防止できるので、コスト増を低減できる。なお、既存の作業機械に対しては、油圧シリンダへの油路の途中に電磁切替弁３５と作業負荷追従装置２００とを接続するだけでよいので、既存の作業機械に対して、把持爪１９に作用する外力に応じた上述の追従機能を低コストで付加できる。
(4) By connecting the
（５） 把持爪１９に作用する外力に応じてブームシリンダ１４を追従可能とするか否か、および、把持爪１９に作用する外力に応じて作業具シリンダ１８を追従可能とするか否かをそれぞれ任意に設定可能とした。ブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８の双方を追従可能とした場合、把持爪１９に作用する外力に応じて回動する関節が２箇所となり、２自由度となるので、より広範な作業対象物の動きに対してフロント作業腕１０が追従可能となり、フロント作業腕１０の破損の可能性を大幅に低減できる。また、作業内容に応じて、ブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８のいずれか一方のみを追従可能としてもよく、ブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８の双方を追従しないように設定することもできるので、作業内容に柔軟に対応できる。
(5) Whether the
（６） ブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８の高圧側油室の圧油をアキュムレータ３９で吸収・蓄積および放出することで、フロント作業腕１０が把持爪１９に作用する外力に応じて追従するように構成した。また電磁切替弁３５によって高圧側油室の圧油をアキュムレータ３９で吸収させるか否かを切り替えるように構成した。これにより、把持爪１９に作用する外力に応じたブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８のシリンダロッドの伸縮、および、当該伸縮の許可／禁止を簡単な油圧回路で実現できる。したがって、動作が確実で信頼性が高く、コストも安価である。
(6) The pressure oil in the high pressure side oil chambers of the
（７） コントロール弁３８によって高圧側油室の圧油をアキュムレータ３９に導くように構成したので、アキュムレータ３９が１つで済み、コスト低減に寄与できる。また、高圧側油室の圧油をパイロット圧油としてコントロール弁３８のスプールを駆動するようにしたので、簡単な構成で動作の信頼性が高い。
(7) Since the
−−−第２の実施の形態−−−
図６，７を参照して、本発明による作業機械の第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、作業負荷の大小に応じて作業機械１００の作業状態を判定する点で、第１の実施の形態と異なる。
--- Second Embodiment ---
A second embodiment of the working machine according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different points will be mainly described. Points that are not particularly described are the same as those in the first embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that the working state of the
図６は、作業機械１００のブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８を駆動する油圧回路を示す図である。以下の説明ではブームシリンダ１４を駆動する油圧回路について説明するが、作業具シリンダ１８を駆動する油圧回路も同様の構成である。また、シリンダ２０を駆動する油圧回路については、電磁切替弁３５および作業負荷追従装置２００が設けられていないが、ブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８を駆動する油圧回路と同様の構成である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a hydraulic circuit that drives the
この油圧回路には、メインポンプ３１と、コントロール弁３０と、メインリリーフ弁３３と、作動油タンク３２と、電磁切替弁３５と、作業負荷追従装置２００とが設けられている。また、この油圧回路には、コントロール弁３０を制御するために、操作レバー３４と、制御回路３６とが設けられている。制御回路３６には、オンオフスイッチ６０１と、圧力センサ８０１と、作業負荷設定器６０２とが接続されている。
The hydraulic circuit is provided with a
圧力センサ８０１は、把持爪１９を開閉駆動するシリンダ２０に供給される、把持爪１９を閉じる際に供給される圧油の圧力を検出するための圧力センサである。すなわち、圧力センサ８０１は、シリンダ２０の図示しないボトム側油室に供給される圧油の圧力Ｐを検出する。作業負荷設定器６０２は、しきい値Ｐ１を設定する設定器である。なお、しきい値Ｐ１は、シリンダ２０のボトム側油室の圧力Ｐについてのしきい値であり、後述するように作業機械１００の作業状態を判定する際に用いられる。
The
−−−フローチャート−−−
図７は、電磁切替弁３５の制御処理の動作を示したフローチャートである。作業機械１００の不図示のイグニッションスイッチがオンされると、図７に示す処理を行うプログラムが起動され、制御回路３６で実行される。ステップＳ７１１において、作業機械１００の各部の状態の情報を取得する。具体的には、圧力センサ８０１で検出したシリンダ２０のボトム側油室の圧力Ｐ、オンオフスイッチ６０１の状態、および、作業負荷設定器６０２で設定されたしきい値Ｐ１を取得する。ステップＳ７１１を実行するとステップＳ７１２へ進み、ステップＳ７１１で取得した情報から、オンオフスイッチ６０１がオンされているか否かを判断する。
--- Flow chart ---
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the control process of the
ステップＳ７１２が肯定判断されるとステップＳ７１３へ進み、作業機械１００の作業状態を判定する。具体的には、圧力センサ８０１で検出したシリンダ２０のボトム側油室の圧力Ｐが作業負荷設定器６０２で設定されたしきい値Ｐ１未満であるか否かを判断する。ステップＳ７１３が肯定判断されるとステップＳ７１４へ進み、電磁切替弁３５の開指令を出力して、すなわち、電磁切替弁３５のソレノイドを励磁してリターンする。ステップＳ７１２が否定判断されるか、ステップＳ７１３が否定判断されるとステップＳ７１５へ進み、電磁切替弁３５の閉指令を出力して、すなわち、電磁切替弁３５のソレノイドを消磁してリターンする。
When an affirmative determination is made in step S712, the process proceeds to step S713, and the working state of the
−−−作業負荷追従装置２００およびブームシリンダ１４の動作について−−−
上述したように電磁切替弁３５が制御される結果、作業負荷追従装置２００およびブームシリンダ１４は次のように動作する。オンオフスイッチ６０１がオンされており（ステップＳ７１２肯定判断）、かつ、圧力センサ８０１で検出したシリンダ２０のボトム側油室の圧力Ｐが作業負荷設定器６０２で設定されたしきい値Ｐ１未満である場合（ステップＳ７１３肯定判断）、電磁切替弁３５のソレノイドが励磁される（ステップＳ７１４）。
--- About operation | movement of the
As a result of controlling the
すなわち、本実施の形態では、オンオフスイッチ６０１がオンされ、かつ、圧力センサ８０１で検出したシリンダ２０のボトム側油室の圧力Ｐが作業負荷設定器６０２で設定されたしきい値Ｐ１未満である場合に、把持爪１９に作用する外力に応じて、ブーム１３および把持装置１０１が追従する。
That is, in this embodiment, the on / off
たとえば上述した図５（ａ）に示すように、把持すべき対象物の位置が対向する把持爪１９の中間地点からずれている場合、把持爪１９が対象物に片当たりする。把持爪１９が対象物に片当たりすることで、シリンダ２０のボトム側油室の圧力Ｐが上昇するが、オンオフスイッチ６０１がオンされており、かつ、圧力Ｐがしきい値Ｐ１未満であれば、上述したように、電磁切替弁３５で油路４１ａ，４２ａと油路４１ｂ，４２ｂとが連通される。その結果、図５（ｂ）ｂに示すように、ブーム１３が矢印ｂ１で示すように曲げモーメントＭ１を緩和するように回動し、結果として把持装置１０１が矢印ｂ２で示すように移動して、対向する把持爪１９の中間地点で対象物を把持できる。
For example, as shown in FIG. 5A described above, when the position of the object to be gripped is deviated from the intermediate point of the opposing gripping
また、シリンダ２０を駆動する操作レバー３４が操作されて、把持爪１９による把持力が増加し、圧力Ｐがしきい値Ｐ１以上となると、電磁切替弁３５で油路４１ａ，４２ａと油路４１ｂ，４２ｂとが遮断される。その結果、作業負荷追従装置２００がブームシリンダ１４の動作に影響しなくなり、ブーム１３は上述したように、ブーム１３を操作する操作レバー３４の操作に従って揺動駆動される。
Further, when the operating
これにより、上述した第１の実施の形態と同様に、把持爪１９に作用する力Ｗ２、対象物に作用する力Ｗ１、曲げモーメントＭ１，Ｍ２の急激な上昇を防止して、把持対象物およびフロント作業腕１０の破損を防止できるとともに、繊細さが要求される軽負荷のハンドリングに好適である。また、本実施の形態では、所定の把持力以上で対象物を把持していれば、作業負荷追従装置２００がブームシリンダ１４の動作に影響しなくなるので、把持装置１０１で把持した対象物を所定位置に配設する作業等に好適である。
As a result, as in the first embodiment described above, the force W2 acting on the gripping
−−−第３の実施の形態−−−
図８，９を参照して、本発明による作業機械の第３の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、把持装置１０１の姿勢に応じて作業機械１００の作業状態を判定する点で、第１の実施の形態と異なる。
--- Third embodiment ---
A third embodiment of the work machine according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different points will be mainly described. Points that are not particularly described are the same as those in the first embodiment. The present embodiment is different from the first embodiment in that the working state of the
図８は、作業具シリンダ１８を駆動する油圧回路を示す図である。なお、本実施の形態では、電磁切替弁３５および作業負荷追従装置２００は作業具シリンダ１８に対してのみ設けられている。この油圧回路には、メインポンプ３１と、コントロール弁３０と、メインリリーフ弁３３と、作動油タンク３２と、電磁切替弁３５と、作業負荷追従装置２００とが設けられている。また、この油圧回路には、コントロール弁３０を制御するために、操作レバー３４と、制御回路３６とが設けられている。制御回路３６には、オンオフスイッチ６０１と、ポテンショメータ９０１〜９０３とが接続されている。本実施の形態では、作業負荷追従装置２００のリリーフ弁４０は、把持装置１０１がその自重で略鉛直下方に向くように設定圧力が設定されている。
FIG. 8 is a diagram showing a hydraulic circuit for driving the work implement
ポテンショメータ９０１は、旋回体１１に対するブーム１３の角度位置を検出するセンサであり、検出した角度を角度情報として出力する。ポテンショメータ９０２は、ブーム１３に対するアーム１５の角度位置を検出するセンサであり、検出した角度を角度情報として出力する。ポテンショメータ９０３は、アーム１５に対する把持装置１０１の角度位置を検出するセンサであり、検出した角度を角度情報として出力する。
The
−−−フローチャート−−−
図９は、電磁切替弁３５の制御処理の動作を示したフローチャートである。作業機械１００の不図示のイグニッションスイッチがオンされると、図９に示す処理を行うプログラムが起動され、制御回路３６で実行される。ステップＳ７２１において、作業機械１００の各部の状態の情報を取得するとともに、把持装置１０１の姿勢を演算する。具体的には、作業具シリンダ１８を駆動する操作レバー３４の操作量、オンオフスイッチ６０１の状態、および、ポテンショメータ９０１〜９０３から出力された角度情報を取得し、取得した角度情報に基づいて把持装置１０１の対地角度を演算する。ステップＳ７２１を実行するとステップＳ７２２へ進み、ステップＳ７２１で取得した情報から、オンオフスイッチ６０１がオンされているか否かを判断する。
--- Flow chart ---
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the control process of the
ステップＳ７２２が肯定判断されるとステップＳ７２６へ進み、ステップＳ７２１で取得した作業具シリンダ１８を駆動する操作レバー３４の操作量に基づいて、把持装置１０１が回動操作されていないか否かを判断する。ステップＳ７２６が肯定判断されるとステップＳ７２３へ進み、作業機械１００の作業状態を判定する。具体的には、ステップＳ７２１で演算した把持装置１０１の対地角度から、把持装置１０１が略鉛直下方に向いているか否かを判断する。
If an affirmative determination is made in step S722, the process proceeds to step S726, and it is determined whether or not the
ステップＳ７２３が肯定判断されるとステップＳ７２４へ進み、電磁切替弁３５の開指令を出力して、すなわち、電磁切替弁３５のソレノイドを励磁してリターンする。ステップＳ７２２が否定判断されるか、ステップＳ７２６が否定判断されるか、ステップＳ７２３が否定判断されるとステップＳ７１５へ進み、電磁切替弁３５の閉指令を出力して、すなわち、電磁切替弁３５のソレノイドを消磁してリターンする。
If an affirmative determination is made in step S723, the process proceeds to step S724, where an open command for the
−−−作業負荷追従装置２００および作業具シリンダ１８の動作について−−−
上述したように電磁切替弁３５が制御される結果、作業負荷追従装置２００および作業具シリンダ１８は次のように動作する。オンオフスイッチ６０１がオンされており（ステップＳ７２２肯定判断）、かつ、把持装置１０１が回動操作されてなく（ステップＳ７２６肯定判断）、かつ、把持装置１０１が略鉛直下方に向いている場合（ステップＳ７２３肯定判断）、電磁切替弁３５のソレノイドが励磁される（ステップＳ７２４）。
---- Operation of the work
As described above, as a result of the
すなわち、本実施の形態では、オンオフスイッチ６０１がオンされており、かつ、把持装置１０１が回動操作されてなく、かつ、把持装置１０１が略鉛直下方に向いている場合に、電磁切替弁３５で油路４１ａ，４２ａと油路４１ｂ，４２ｂとが連通される。その結果、上述したようにリリーフ弁４０の設定圧力が設定されているため、オンオフスイッチ６０１がオフされるか、把持装置１０１が回動操作されるまでは、ブーム１３またはアーム１５が回動されて、フロント作業腕１０の姿勢が変化しても、把持装置１０１がその自重で略鉛直下方に向く。
That is, in the present embodiment, when the on / off
このように、本実施の形態では、オンオフスイッチ６０１がオンされており、かつ、把持装置１０１が回動操作されてなく、かつ、把持装置１０１が略鉛直下方に向いている場合に、アーム１５に対して把持装置１０１が自重で回動可能に吊り下げられた状態となる。したがって、把持装置１０１で把持した対象物を安定した姿勢で所定位置に配設する荷役・運搬作業等に好適である。
Thus, in this embodiment, when the on / off
−−−変形例−−−
（１） 上述の説明では、操作レバー３４は、いわゆる電気レバーと呼ばれる電気式操作レバーであるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図１０に示すように、パイロット圧油を制御する操作レバー５１でコントロール弁５０を制御するようにしてもよい。操作レバー５１が操作されると、不図示のパイロットポンプからのパイロット圧油が操作レバー５１の操作量に応じた圧力でコントロール弁５０のスプールを駆動させる。その結果、ブームシリンダ１４が操作レバー５１の操作量に応じた速度で駆動される。
---- Modified example ---
(1) In the above description, the
なお、図１０において９０５は、操作レバー５１の操作量を検出するポテンショメータである。ポテンショメータ９０５からの出力信号に基づいて操作レバー５１の操作量を検出することで、上述した第１の実施の形態と同様に作業機械１００の作業状態を判定できるので、上述した第１の実施の形態と同様の作用および効果が得られる。
In FIG. 10,
（２） 上述した第１の実施の形態では、把持装置１０１のシリンダ２０を駆動する操作レバー３４の操作量に基づいて、作業機械１００の作業状態を判定するように構成しているが、本発明はこれに限定されず、他のシリンダを駆動する操作レバー３４の操作に基づいて作業機械１００の作業状態を判定するように構成してもよい。
(2) In the above-described first embodiment, the working state of the
（３） 上述した第２の実施の形態では、圧力センサ８０１で検出したシリンダ２０のボトム側油室の圧力Ｐに基づいて、作業機械１００の作業状態を判定するように構成しているが、本発明はこれに限定されず、他のシリンダに供給される圧油の圧力に基づいて作業機械１００の作業状態を判定するように構成してもよい。また、シリンダ２０のボトム側油室の圧力Ｐの代わりに、力センサを用いて把持爪１９の把持力を直接測定して、作業機械１００の作業状態を判定するように構成してもよい。
(3) In the second embodiment described above, the working state of the
（４） 上述の説明では、ポテンショメータ９０１〜９０３で検出された各角度位置に基づいて、把持装置１０１の姿勢を演算するように構成しているが、油圧シリンダ１４，１６，１８のシリンダストロークを検出し、検出したシリンダストロークに基づいて、把持装置１０１の姿勢を演算するように構成してもよい。
(4) In the above description, the posture of the
（５） 上述の説明では、作業負荷追従装置２００による関節の自由度が２自由度であるが、１自由度であってもよく、３自由度以上であってもよい。
(5) In the above description, the degree of freedom of the joint by the work
（６） 上述した第３の実施の形態では、把持装置１０１が略鉛直下方を向いているか否かによって作業機械１００の作業状態を判定しているが、判定の基準となる角度は鉛直下方に限られない。また、上述した第３の実施の形態では、把持装置１０１の姿勢に応じて作業機械１００の作業状態を判定しているが、ブーム１３の姿勢やアーム１５の姿勢に応じて作業機械１００の作業状態を判定してもよい。
(6) In the above-described third embodiment, the working state of the
（７） 上述の説明では、シリンダ２０を駆動する操作レバー３４の操作量、シリンダ２０のボトム側油室の圧力Ｐ、または、把持装置１０１の姿勢のいずれかに基づいて作業機械１００の作業状態を判定しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、シリンダ２０を駆動する操作レバー３４の操作量と、シリンダ２０のボトム側油室の圧力Ｐとに基づいて作業機械１００の作業状態を判定するなど、複数の判定基準に基づいて作業機械１００の作業状態を判定するようにしてもよい。
(7) In the above description, the work state of the
（８） 上述の説明では、アキュムレータ３９の種類については特に言及していないが、たとえばプラダ形アキュムレータであってもよく、バネ式アキュムレータやピストン式アキュムレータであってもよい。
(8) Although the type of
（９） 上述の説明では、ブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８へ圧油を供給する油圧回路に作業負荷追従装置２００を接続しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば図１１に示すように、追従用シリンダ８２を別途設け、旋回体１１のフレーム８０に固定する。ブーム１３の基端部１３ａをスライド溝８３に沿って作業機械１００の前後方向（図示左右方向）にスライド可能とするブラケット８１をフレーム８０の先端に設ける。追従用シリンダ８２のシリンダロッド先端をブーム１３の基端部１３ａとピン接続するとともに、電磁切替弁３５および作業負荷追従装置２００を追従用シリンダ８２へ圧油を供給する油圧回路に接続する。
(9) In the above description, the
このように構成することで、把持爪１９に作用する外力に応じてブーム１３の姿勢が変化するように、ブーム１３の基端部１３ａがスライド溝８３に沿って移動可能となる。これにより上述した作用効果と同様の作用効果を奏する。
With this configuration, the
（１０） 上述した第１の実施の形態では、油路４１ｂに接続された油路４３、および、油路４２ｂに接続された油路４４からの圧油をパイロット圧油としてコントロール弁３８のスプールを駆動するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図１２に示すように、コントロール弁３８の代わりに電磁式のコントロール弁４０２を設け、油路４１，４２に圧力センサ４０１を配設する。そして、圧力センサ４０１の検出圧力、オンオフスイッチ６０１のオンオフ状態、および、シリンダ２０を駆動する操作レバー３４の操作量に基づいて制御回路３６がコントロール弁４０２のソレノイドを励磁／消磁することで、コントロール弁４０２のスプールの位置を切り替えてもよい。これにより、上述した第１の実施の形態の作用効果と同様の作用効果を奏する。なお、図１２に示すように作業負荷追従装置２０１を構成した場合には、電磁切替弁３５は不要である。
(10) In the first embodiment described above, the spool of the
（１１） 上述の説明では、ブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８を駆動する油圧回路にそれぞれ同じ作業負荷追従装置２００を接続するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８を駆動する油圧回路の一方に電磁切替弁３５および作業負荷追従装置２００を接続し、他方に図１２に示した作業負荷追従装置２０１を接続するなど、異なる作業負荷追従装置を接続するようにしてもよい。
(11) In the above description, the same
（１２） 上述の説明では、油圧シリンダへ圧油を供給する油圧回路上で高圧側油室の圧油を吸収・蓄積および放出しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、機械的なバネをシリンダとフロント作業腕１０との間に介在させて、このバネの伸縮によって把持爪１９に作用する外力に応じてフロント作業腕１０を変位させるように構成してもよい。
(12) In the above description, the pressure oil in the high-pressure side oil chamber is absorbed, accumulated, and released on the hydraulic circuit that supplies the pressure oil to the hydraulic cylinder, but the present invention is not limited to this. For example, a mechanical spring may be interposed between the cylinder and the
（１３） 上述の説明では、ブームシリンダ１４および作業具シリンダ１８に対して作業負荷追従装置２００による高圧側油室の圧油の吸収・蓄積および放出を行うように構成したが、本発明はこれに限定されない。ブームシリンダ１４およびアームシリンダ１６に対して作業負荷追従装置２００による高圧側油室の圧油の吸収・蓄積および放出を行うように構成してもよく、アームシリンダ１６および作業具シリンダ１８に対して作業負荷追従装置２００による高圧側油室の圧油の吸収・蓄積および放出を行うように構成してもよい。
(13) In the above description, the
（１４） 上述の説明では、リリーフ弁４０によって油路４５の圧油を油路４６へ逃がすように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、リリーフ弁４０の代わりに比例電磁式圧力制御弁を配設してもよい。この場合には、アキュムレータ３９に作用する圧油の圧力の最大値が任意に設定可能となるので、作業機械１００で行う作業の汎用性を高めることができる。
(14) In the above description, the pressure oil in the
（１５） 上述の説明では、フロント作業腕１０は旋回体１１に対して上下方向にのみ回動可能であるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、フロント作業腕１０を旋回体に対して左右方向へも回動可能に構成してもよい。この場合、フロント作業腕１０を左右方向に揺動させるために油圧シリンダ（揺動シリンダ）が設けられるが、この揺動シリンダを駆動する油圧回路に作業負荷追従装置２００を接続するようにしてもよい。これにより、把持爪１９に作用する外力に応じてフロント作業腕１０が左右方向に揺動可能となるので、より広範な外力の入力方向に対してフロント作業腕１０が追従可能となる。
（１６） 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
(15) In the above description, the
(16) Each embodiment and modification described above may be combined.
上述の実施の形態およびその変形例において、たとえば、作業腕はフロント作業腕１０に、姿勢変更手段はブームシリンダ１４、作業具シリンダ１８、および追従用シリンダ８２に、変更可能化手段は作業負荷追従装置２００，２０１に、作業状況判定手段は制御回路３６に、検出手段は圧力センサ８０１にそれぞれ対応する。切換手段は、電磁切替弁３５と制御回路３６とによって、または、圧力センサ４０１とコントロール弁４０２と制御回路３６とによって実現される。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。
In the above-described embodiment and its modifications, for example, the work arm is the
１０ フロント作業腕 １３ ブーム
１４ ブームシリンダ １８ 作業具シリンダ
３０，３８，５０，４０２ コントロール弁 ３４，５１ 操作レバー
３５ 電磁切替弁 ３６ 制御回路
３９ アキュムレータ ４０ リリーフ弁
８２ 追従用シリンダ １００ 作業機械
１０１ 把持装置 ２００，２０１ 作業負荷追従装置
４０１，８０１ 圧力センサ ６０１ オンオフスイッチ
６０２ 作業負荷設定器 ９０１〜９０３ ポテンショメータ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記作業腕に取り付けられる作業具と、
前記作業機本体に対する前記作業腕または前記作業具の姿勢を変更する姿勢変更手段と、
前記作業腕または前記作業具の前記姿勢が前記作業具に作用する外力に応じた姿勢となるように、前記姿勢変更手段による前記作業腕または前記作業具の前記姿勢の変更を許容する変更可能化手段と、
前記作業機本体の作業状況を判定する作業状況判定手段と、
前記作業状況判定手段で判定した前記作業状況に基づいて、前記姿勢変更手段による前記作業腕または前記作業具の前記姿勢の変更を前記変更可能化手段に許容させるか否かを切り替える切換手段とを備えることを特徴とする作業機械。 A work arm pivotably attached to the work implement body;
A working tool attached to the working arm;
Posture changing means for changing the posture of the working arm or the working tool with respect to the working machine body;
Change enabling the posture change means to change the posture of the work arm or the work tool so that the posture of the work arm or the work tool becomes a posture corresponding to an external force acting on the work tool. Means,
Work status determination means for determining the work status of the work implement body,
Switching means for switching whether to allow the change enabling means to allow the change of the posture of the work arm or the work tool by the posture changing means based on the work situation determined by the work status determining means; A work machine characterized by comprising.
前記作業状況判定手段は、前記作業腕または前記作業具の動作の指示をするための操作レバーの操作状況、前記作業腕または前記作業具へ加わる作業負荷、および、前記作業腕または前記作業具の姿勢のうちの少なくともいずれか一つに基づいて前記作業状況を判定することを特徴とする作業機械。 The work machine according to claim 1,
The work status determination means includes an operation status of an operation lever for instructing an operation of the work arm or the work tool, a work load applied to the work arm or the work tool, and the work arm or the work tool. A work machine that determines the work situation based on at least one of postures.
前記作業具は対象物を把持する把持装置であり、
前記作業状況判定手段は、前記把持装置の動作の指示をするための操作レバーの操作状況に基づいて前記作業状況を判定し、
前記切換手段は、前記把持装置で前記対象物を把持するように前記操作レバーが操作されていると前記作業状況判定手段が判定すると、前記姿勢変更手段による前記作業腕または前記作業具の前記姿勢の変更を前記変更可能化手段に許容させるように前記変更可能化手段を切り替えることを特徴とする作業機械。 The work machine according to claim 2,
The work tool is a gripping device for gripping an object;
The work status determination means determines the work status based on an operation status of an operation lever for instructing an operation of the gripping device,
When the operation state determination unit determines that the operation lever is operated so as to hold the object by the holding device, the switching unit determines the posture of the work arm or the work tool by the posture change unit. A work machine that switches the change enabling means so as to allow the change enabling means to allow the change.
前記作業具は対象物を把持する把持装置であり、
前記把持装置の把持力についての物理量を検出する検出手段をさらに備え、
前記作業状況判定手段は、前記検出手段で検出した前記物理量に基づいて前記作業状況を判定し、
前記切換手段は、前記検出手段で検出した前記物理量が所定の値よりも小さいと前記作業状況判定手段が判定すると、前記姿勢変更手段による前記作業腕または前記作業具の前記姿勢の変更を前記変更可能化手段に許容させるように前記変更可能化手段を切り替えることを特徴とする作業機械。 The work machine according to claim 2,
The work tool is a gripping device for gripping an object;
It further comprises detection means for detecting a physical quantity regarding the gripping force of the gripping device,
The work status determination means determines the work status based on the physical quantity detected by the detection means,
When the work status determination unit determines that the physical quantity detected by the detection unit is smaller than a predetermined value, the switching unit changes the change of the posture of the work arm or the work tool by the posture change unit. A work machine characterized in that the change enabling means is switched so as to allow the enabling means.
前記作業状況判定手段が前記作業具の姿勢に基づいて前記作業具が略鉛直下方に向いていると判定すると、前記姿勢変更手段による前記作業具の前記姿勢の変更を前記変更可能化手段に許容させるように前記変更可能化手段を切り替えることを特徴とする作業機械。 The work machine according to claim 2,
When the work status determining means determines that the work tool is directed substantially vertically downward based on the posture of the work tool, the change enabling means is allowed to change the posture of the work tool by the posture changing means. The work machine is characterized by switching the change enabling means.
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