JP3173896B2 - バックホウ - Google Patents
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- JP3173896B2 JP3173896B2 JP29751192A JP29751192A JP3173896B2 JP 3173896 B2 JP3173896 B2 JP 3173896B2 JP 29751192 A JP29751192 A JP 29751192A JP 29751192 A JP29751192 A JP 29751192A JP 3173896 B2 JP3173896 B2 JP 3173896B2
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- moving
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/24—Safety devices, e.g. for preventing overload
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
- E02F9/2033—Limiting the movement of frames or implements, e.g. to avoid collision between implements and the cabin
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はバックホウにおいて、運
転部の最外側を覆う外部フレームとバケットとの接触を
避ける為の構造に関する。
転部の最外側を覆う外部フレームとバケットとの接触を
避ける為の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】バックホウにおいて運転部の最外側を覆
う外部フレームとバケットとの接触を避ける構造の一例
を、図7に示している。この構造では、運転部の最外側
を覆う外部フレーム29,30から、外方に所定距離だ
け離れた牽制面A1(実線)を空間に設定し、バックホ
ウ装置3のバケットピン6aの位置を検出する位置セン
サー(図示せず)を設けて、位置センサーの検出に基づ
きバケットピン6aが牽制面A1を越えて運転部側に入
り込もうとすると、バックホウ装置3駆動用の油圧シリ
ンダ(図示せず)を停止させてこれを阻止する牽制手段
を備えている。
う外部フレームとバケットとの接触を避ける構造の一例
を、図7に示している。この構造では、運転部の最外側
を覆う外部フレーム29,30から、外方に所定距離だ
け離れた牽制面A1(実線)を空間に設定し、バックホ
ウ装置3のバケットピン6aの位置を検出する位置セン
サー(図示せず)を設けて、位置センサーの検出に基づ
きバケットピン6aが牽制面A1を越えて運転部側に入
り込もうとすると、バックホウ装置3駆動用の油圧シリ
ンダ(図示せず)を停止させてこれを阻止する牽制手段
を備えている。
【0003】この場合、牽制面A1から所定距離だけ外
方に離れた空間の面と牽制面A1との間に牽制領域B1
を設定している。これにより、牽制面A1からバケット
ピン6aまでの水平方向の距離dを算出して、バケット
ピン6aが牽制面A1に近づくほど油圧シリンダの作動
速度を減速する減速手段を備えているものがある。
方に離れた空間の面と牽制面A1との間に牽制領域B1
を設定している。これにより、牽制面A1からバケット
ピン6aまでの水平方向の距離dを算出して、バケット
ピン6aが牽制面A1に近づくほど油圧シリンダの作動
速度を減速する減速手段を備えているものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図7に示す従来の構造
では、バケットピン6aが牽制領域B1内にある場合、
牽制面A1からバケットピン6aまでの水平方向の最短
距離dのみにより、油圧シリンダの作動速度の減速率が
設定されている。これにより、バケットピンが牽制領域
内の位置から略水平に牽制面に接近していく状態におい
て、前述のように牽制面からの水平方向の最短距離によ
り減速率を設定していると、バケットピンが牽制面に近
づくにつれて油圧シリンダが減速操作されていき、バケ
ットピンが牽制面に達すると油圧シリンダが停止操作さ
れるような状態となるので、作業者の操作感覚とバック
ホウ装置の作動状態とが合致している。
では、バケットピン6aが牽制領域B1内にある場合、
牽制面A1からバケットピン6aまでの水平方向の最短
距離dのみにより、油圧シリンダの作動速度の減速率が
設定されている。これにより、バケットピンが牽制領域
内の位置から略水平に牽制面に接近していく状態におい
て、前述のように牽制面からの水平方向の最短距離によ
り減速率を設定していると、バケットピンが牽制面に近
づくにつれて油圧シリンダが減速操作されていき、バケ
ットピンが牽制面に達すると油圧シリンダが停止操作さ
れるような状態となるので、作業者の操作感覚とバック
ホウ装置の作動状態とが合致している。
【0005】しかし、図7に示す従来の構造では、バケ
ットピンが牽制領域内の位置から斜め上方に移動して牽
制面に徐々に接近していく状態においても、前述と同様
に牽制面からの水平方向の最短距離で減速率が設定され
てしまうので、バケットピンが牽制面に達するまでの距
離(斜め上方の方向での距離)が比較的長いのに、前述
と同様に油圧シリンダが減速操作されてしまうような状
態となる。これにより、牽制領域内でバケットの上昇が
少し遅すぎる状態となるので、操作性の面で改善の余地
がある。本発明は、前述のような牽制面及び牽制領域を
設定しているバックホウにおいて、特にバケットが牽制
領域内に位置する場合での操作性を改善することを目的
としている。
ットピンが牽制領域内の位置から斜め上方に移動して牽
制面に徐々に接近していく状態においても、前述と同様
に牽制面からの水平方向の最短距離で減速率が設定され
てしまうので、バケットピンが牽制面に達するまでの距
離(斜め上方の方向での距離)が比較的長いのに、前述
と同様に油圧シリンダが減速操作されてしまうような状
態となる。これにより、牽制領域内でバケットの上昇が
少し遅すぎる状態となるので、操作性の面で改善の余地
がある。本発明は、前述のような牽制面及び牽制領域を
設定しているバックホウにおいて、特にバケットが牽制
領域内に位置する場合での操作性を改善することを目的
としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、旋回台に備えられた運転部の最外側を
覆う外部フレームから外方に所定距離だけ離れた牽制面
を空間に設定する第1設定手段と、前記牽制面から所定
距離だけ外方に離れた空間の面と前記牽制面との間に牽
制領域を設定する第2設定手段と、バックホウ装置のバ
ケットの位置を検出する位置センサーと、前記バケット
の移動方向を検出する方向センサーと、前記バケットの
移動速度を検出する速度センサーとを備えると共に、前
記位置センサー及び方向センサーの検出に基づき、前記
バケットが前記牽制面を越えて前記運転部側に入り込も
うとすると、前記バックホウ装置駆動用の油圧シリンダ
を停止させてこれを阻止する牽制手段と、前記牽制領域
内に前記バケットが位置している状態において、前記位
置センサー及び前記方向センサーの検出に基づいて、前
記バケットが現在の牽制領域内の位置から前記牽制面に
達するまでの移動方向を加味した移動距離を算出すると
共に、その移動距離及び前記速度センサーの検出に基づ
いて、前記バケットが現在 の牽制領域内の位置から前記
牽制面に達するまでの予測時間を算出する時間予測手段
と、 前記バケットの移動方向が前記牽制面への移動成分
が多い方向となって前記予測時間が短くなるほど前記油
圧シリンダの作動速度を減速操作する減速手段とを備え
た。
め、本発明では、旋回台に備えられた運転部の最外側を
覆う外部フレームから外方に所定距離だけ離れた牽制面
を空間に設定する第1設定手段と、前記牽制面から所定
距離だけ外方に離れた空間の面と前記牽制面との間に牽
制領域を設定する第2設定手段と、バックホウ装置のバ
ケットの位置を検出する位置センサーと、前記バケット
の移動方向を検出する方向センサーと、前記バケットの
移動速度を検出する速度センサーとを備えると共に、前
記位置センサー及び方向センサーの検出に基づき、前記
バケットが前記牽制面を越えて前記運転部側に入り込も
うとすると、前記バックホウ装置駆動用の油圧シリンダ
を停止させてこれを阻止する牽制手段と、前記牽制領域
内に前記バケットが位置している状態において、前記位
置センサー及び前記方向センサーの検出に基づいて、前
記バケットが現在の牽制領域内の位置から前記牽制面に
達するまでの移動方向を加味した移動距離を算出すると
共に、その移動距離及び前記速度センサーの検出に基づ
いて、前記バケットが現在 の牽制領域内の位置から前記
牽制面に達するまでの予測時間を算出する時間予測手段
と、 前記バケットの移動方向が前記牽制面への移動成分
が多い方向となって前記予測時間が短くなるほど前記油
圧シリンダの作動速度を減速操作する減速手段とを備え
た。
【0007】
【作用】本発明によれば、バケット6が牽制領域B1内
に位置している状態では、位置センサー及び方向センサ
ーにより検出されたバケット6の現在の位置と移動方向
とに基づいて、バケット6の移動方向が、例えば図3に
示す速度ベクトルV1の方向のように牽制面への移動成
分が比較的に多い方向である場合には、現在のバケット
6の位置から牽制面A1までの移動距離として、図3に
示す移動距離L1のような比較的に短い距離が算出さ
れ、逆に、バケット6の移動方向が、例えば図3に示す
速度ベクトルV2の方向のように牽制面への移動成分が
比較的に少ない方向である場合には、現在のバケット6
の位置から牽制面A1までの移動距離として、図3に示
す移動距離L2のような比較的に長い距離が算出される
ようになる。そして、その算出された移動距離が比較的
に短い場合には、その移動距離と速度センサーにより検
出されたバケット6の現在の移動速度とに基づいて、そ
のバケット6が牽制面A1に達するまでの予測時間とし
て比較的に短い時間が算出され、バケット6が比較的に
早く牽制面A1に達すると判断されることから、バック
ホウ装置駆動用の油圧シリンダの作動速度が減速操作さ
れるようになる。逆に、その算出された移動距離が比較
的に長い場合には、その移動距離と速度センサーにより
検出されたバケット6の現在の移動速度とに基づいて、
そのバケット6が牽制面A1に達するまでの予測時間と
して比較的に長い時間が算出され、バケット6が比較的
に遅く牽制面A1に達すると判断されることから、バッ
クホウ装置駆動用の油圧シリンダの作動速度はあまり減
速操作されないようになる。
に位置している状態では、位置センサー及び方向センサ
ーにより検出されたバケット6の現在の位置と移動方向
とに基づいて、バケット6の移動方向が、例えば図3に
示す速度ベクトルV1の方向のように牽制面への移動成
分が比較的に多い方向である場合には、現在のバケット
6の位置から牽制面A1までの移動距離として、図3に
示す移動距離L1のような比較的に短い距離が算出さ
れ、逆に、バケット6の移動方向が、例えば図3に示す
速度ベクトルV2の方向のように牽制面への移動成分が
比較的に少ない方向である場合には、現在のバケット6
の位置から牽制面A1までの移動距離として、図3に示
す移動距離L2のような比較的に長い距離が算出される
ようになる。そして、その算出された移動距離が比較的
に短い場合には、その移動距離と速度センサーにより検
出されたバケット6の現在の移動速度とに基づいて、そ
のバケット6が牽制面A1に達するまでの予測時間とし
て比較的に短い時間が算出され、バケット6が比較的に
早く牽制面A1に達すると判断されることから、バック
ホウ装置駆動用の油圧シリンダの作動速度が減速操作さ
れるようになる。逆に、その算出された移動距離が比較
的に長い場合には、その移動距離と速度センサーにより
検出されたバケット6の現在の移動速度とに基づいて、
そのバケット6が牽制面A1に達するまでの予測時間と
して比較的に長い時間が算出され、バケット6が比較的
に遅く牽制面A1に達すると判断されることから、バッ
クホウ装置駆動用の油圧シリンダの作動速度はあまり減
速操作されないようになる。
【0008】これにより、バケットが牽制領域内のある
位置から斜め上方に移動して牽制面に徐々に接近してい
く状態等のように、バケットが牽制面に達するまでの移
動距離(バケットの移動方向に沿う距離)が比較的長い
のに、バケットの移動速度が遅くなり過ぎると言うよう
なことが少なくなる。
位置から斜め上方に移動して牽制面に徐々に接近してい
く状態等のように、バケットが牽制面に達するまでの移
動距離(バケットの移動方向に沿う距離)が比較的長い
のに、バケットの移動速度が遅くなり過ぎると言うよう
なことが少なくなる。
【0009】
【発明の効果】従って、本発明によると、牽制面及び牽
制領域を設定しているバックホウにおいて、牽制領域内
でのバケットの位置、移動方向及び移動速度を検出する
ことにより、バケットの移動速度が遅くなり過ぎると言
う状態を防止することができ、作業者の操作感覚とバッ
クホウ装置の作動状態とを合致させることができるよう
になって、バックホウの操作性を向上させることができ
た。
制領域を設定しているバックホウにおいて、牽制領域内
でのバケットの位置、移動方向及び移動速度を検出する
ことにより、バケットの移動速度が遅くなり過ぎると言
う状態を防止することができ、作業者の操作感覚とバッ
クホウ装置の作動状態とを合致させることができるよう
になって、バックホウの操作性を向上させることができ
た。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図6はバックホウの全体側面を示しており、ゴム
クローラ型式の走行装置1にドーザ20及び上部に旋回
台2が支持され、旋回台2の前部にバックホウ装置3が
備えられている。バックホウ装置3は、油圧シリンダ1
1により上下に揺動駆動されるブーム4、油圧シリンダ
12により前後に揺動駆動されるアーム5、及び油圧シ
リンダ13により掻き込み揺動駆動されるバケット6を
備えて構成されている。旋回台2の旋回駆動用として油
圧モータ14が備えられている。
する。図6はバックホウの全体側面を示しており、ゴム
クローラ型式の走行装置1にドーザ20及び上部に旋回
台2が支持され、旋回台2の前部にバックホウ装置3が
備えられている。バックホウ装置3は、油圧シリンダ1
1により上下に揺動駆動されるブーム4、油圧シリンダ
12により前後に揺動駆動されるアーム5、及び油圧シ
リンダ13により掻き込み揺動駆動されるバケット6を
備えて構成されている。旋回台2の旋回駆動用として油
圧モータ14が備えられている。
【0011】バックホウ装置3のブーム4は図6及び図
4に示すように、上下に揺動駆動される第1ブーム部分
4a、第1ブーム部分4aの前端の軸芯P1周りに揺動
自在に連結された第2ブーム部分4b、第2ブーム部分
4bの前端の軸芯P2周りに揺動自在に連結された支持
ブラケット4cにより構成されており、支持ブラケット
4cにアーム5が連結されている。第1ブーム部分4a
と支持ブラケット4cとに亘り連係リンク8が架設され
て平行四連リンクが構成されており、油圧シリンダ7に
より第2ブーム部分4bを揺動操作することによって、
アーム5及びバケット6を平行に左右移動させることが
できる。
4に示すように、上下に揺動駆動される第1ブーム部分
4a、第1ブーム部分4aの前端の軸芯P1周りに揺動
自在に連結された第2ブーム部分4b、第2ブーム部分
4bの前端の軸芯P2周りに揺動自在に連結された支持
ブラケット4cにより構成されており、支持ブラケット
4cにアーム5が連結されている。第1ブーム部分4a
と支持ブラケット4cとに亘り連係リンク8が架設され
て平行四連リンクが構成されており、油圧シリンダ7に
より第2ブーム部分4bを揺動操作することによって、
アーム5及びバケット6を平行に左右移動させることが
できる。
【0012】図5に示すように、第1ブーム部分4aの
油圧シリンダ11に対する制御弁21、第2ブーム部分
4bの油圧シリンダ7に対する制御弁25、アーム5の
油圧シリンダ12に対する制御弁22、バケット6の油
圧シリンダ13に対する制御弁23、及び旋回台2の油
圧モータ14に対する制御弁24が備えられている。制
御弁21〜25は3位置切換式でパイロット操作型式で
あり、パイロット圧に基づく開度調節により流量制御が
可能である。制御弁21〜25に対して、開度操作用の
パイロット圧を発生する電磁比例減圧弁型式のパイロッ
ト弁31a,31b,32a,32b,33a,33
b,34a,34b,35a,35bが設けられてい
る。
油圧シリンダ11に対する制御弁21、第2ブーム部分
4bの油圧シリンダ7に対する制御弁25、アーム5の
油圧シリンダ12に対する制御弁22、バケット6の油
圧シリンダ13に対する制御弁23、及び旋回台2の油
圧モータ14に対する制御弁24が備えられている。制
御弁21〜25は3位置切換式でパイロット操作型式で
あり、パイロット圧に基づく開度調節により流量制御が
可能である。制御弁21〜25に対して、開度操作用の
パイロット圧を発生する電磁比例減圧弁型式のパイロッ
ト弁31a,31b,32a,32b,33a,33
b,34a,34b,35a,35bが設けられてい
る。
【0013】図4,5,6に示すように、旋回台2に右
操作レバー9及び左操作レバー10が備えられている。
右及び左操作レバー9,10は前後左右に操作自在であ
り、右操作レバー9の前後方向の操作位置を検出するポ
テンショメータ15、右操作レバー9の左右方向の操作
位置を検出するポテンショメータ16が備えられ、左操
作レバー10の前後方向の操作位置を検出するポテンシ
ョメータ17、左操作レバー10の左右方向の操作位置
を検出するポテンショメータ18が備えられている。ポ
テンショメータ15〜18の操作信号が、制御装置19
に入力されている。旋回台2の前部下部に操作ペダル2
6が設けられ、操作ペダル26の操作信号が制御装置1
9に入力されている。
操作レバー9及び左操作レバー10が備えられている。
右及び左操作レバー9,10は前後左右に操作自在であ
り、右操作レバー9の前後方向の操作位置を検出するポ
テンショメータ15、右操作レバー9の左右方向の操作
位置を検出するポテンショメータ16が備えられ、左操
作レバー10の前後方向の操作位置を検出するポテンシ
ョメータ17、左操作レバー10の左右方向の操作位置
を検出するポテンショメータ18が備えられている。ポ
テンショメータ15〜18の操作信号が、制御装置19
に入力されている。旋回台2の前部下部に操作ペダル2
6が設けられ、操作ペダル26の操作信号が制御装置1
9に入力されている。
【0014】以上の構成によって、右操作レバー9を前
又は後に操作すると、これに基づきパイロット弁31
a,31bがパイロット圧を発生し、制御弁21がブー
ム4の下降側又は上昇側に操作され、右操作レバー9を
右又は左に操作すると、これに基づきパイロット弁33
a,33bがパイロット圧を発生し、制御弁23がバケ
ット6の排土側又は掻き込み側に操作される。左操作レ
バー10を前又は後に操作すると、これに基づきパイロ
ット弁32a,32bがパイロット圧を発生し、制御弁
22がアーム5の排土側又は掻き込み側に操作され、左
操作レバー10を右又は左に操作すると、これに基づき
パイロット弁34a,34bがパイロット圧を発生し、
制御弁24が右旋回側又は左旋回側に操作される。操作
ペダル26を右又は左に踏み分けると、これに基づきパ
イロット弁35a,35bがパイロット圧を発生し、制
御弁25が第2ブーム部分4bの右又は左揺動側に操作
される。
又は後に操作すると、これに基づきパイロット弁31
a,31bがパイロット圧を発生し、制御弁21がブー
ム4の下降側又は上昇側に操作され、右操作レバー9を
右又は左に操作すると、これに基づきパイロット弁33
a,33bがパイロット圧を発生し、制御弁23がバケ
ット6の排土側又は掻き込み側に操作される。左操作レ
バー10を前又は後に操作すると、これに基づきパイロ
ット弁32a,32bがパイロット圧を発生し、制御弁
22がアーム5の排土側又は掻き込み側に操作され、左
操作レバー10を右又は左に操作すると、これに基づき
パイロット弁34a,34bがパイロット圧を発生し、
制御弁24が右旋回側又は左旋回側に操作される。操作
ペダル26を右又は左に踏み分けると、これに基づきパ
イロット弁35a,35bがパイロット圧を発生し、制
御弁25が第2ブーム部分4bの右又は左揺動側に操作
される。
【0015】以上の操作において、右及び左操作レバー
9,10のポテンショメータ15〜18は右及び左操作
レバー9,10の操作方向だけではなく、中立位置から
の操作量も検出している。これにより、右及び左操作レ
バー9,10の操作量が大きい程、パイロット弁31a
〜34bのパイロット圧が大となり、制御弁21〜24
が流量大側に操作される。つまり、右及び左操作レバー
9,10を大きく操作する程、油圧シリンダ11〜13
及び油圧モータ14が高速で作動するように構成されて
いる。
9,10のポテンショメータ15〜18は右及び左操作
レバー9,10の操作方向だけではなく、中立位置から
の操作量も検出している。これにより、右及び左操作レ
バー9,10の操作量が大きい程、パイロット弁31a
〜34bのパイロット圧が大となり、制御弁21〜24
が流量大側に操作される。つまり、右及び左操作レバー
9,10を大きく操作する程、油圧シリンダ11〜13
及び油圧モータ14が高速で作動するように構成されて
いる。
【0016】図6及び図5に示すように、ブーム4(第
1ブーム部分4a)の上下角度を検出するポテンショメ
ータ36、第2ブーム部分4bの左右角度を検出するポ
テンショメータ37、及びアーム5の前後角度を検出す
るポテンショメータ38が設けられており、ポテンショ
メータ36,37,38の検出信号が制御装置19に入
力されている。
1ブーム部分4a)の上下角度を検出するポテンショメ
ータ36、第2ブーム部分4bの左右角度を検出するポ
テンショメータ37、及びアーム5の前後角度を検出す
るポテンショメータ38が設けられており、ポテンショ
メータ36,37,38の検出信号が制御装置19に入
力されている。
【0017】図4及び図6に示すように旋回台2におい
て、右側にバックホウ装置3が配置され、左側に運転席
28や右及び左操作レバー9,10等で構成された運転
部27が配置されている。旋回台2の左右中央におい
て、バックホウ装置3と運転部27とを仕切る窓付きの
縦仕切り板29が設けられており、縦仕切り板29の上
端に旋回台2の外側に沿った半円形状の上仕切り板30
が固定されている。
て、右側にバックホウ装置3が配置され、左側に運転席
28や右及び左操作レバー9,10等で構成された運転
部27が配置されている。旋回台2の左右中央におい
て、バックホウ装置3と運転部27とを仕切る窓付きの
縦仕切り板29が設けられており、縦仕切り板29の上
端に旋回台2の外側に沿った半円形状の上仕切り板30
が固定されている。
【0018】図2及び図4に示すように、地面Gから所
定高さにある所定位置Dより上方の範囲において、縦仕
切り板29より前方(外方)に所定距離だけ離れた前牽
制面A1、及び縦仕切り板29のバックホウ装置3側の
側面から右方(外方)に所定距離だけ離れた横牽制面A
2が、制御装置19に設定されている。
定高さにある所定位置Dより上方の範囲において、縦仕
切り板29より前方(外方)に所定距離だけ離れた前牽
制面A1、及び縦仕切り板29のバックホウ装置3側の
側面から右方(外方)に所定距離だけ離れた横牽制面A
2が、制御装置19に設定されている。
【0019】この場合、図2に示すようにバケット6を
アーム5の先端に連結しているバケットピン6aが、前
牽制面A1に在る状態においてバケット6を最も運転部
27側に近づくように操作しても、縦仕切り板29から
所定距離だけ離れた軌跡C1にバケット6の先端が在る
ように、前牽制面A1が設定されている。図4に示すよ
うにバケットピン6aが横牽制面A2に在る状態おい
て、バケット6の横側面が縦仕切り板29から所定距離
だけ離れた軌跡C2に在るように、横牽制面A2が設定
されている。前及び横牽制面A1,A2から所定距離だ
け前方又は右方に離れた面が設定され、この空間の面と
前及び横牽制面A1,A2との間が、前牽制領域B1及
び横牽制領域B2として、制御装置19に設定されてい
る。
アーム5の先端に連結しているバケットピン6aが、前
牽制面A1に在る状態においてバケット6を最も運転部
27側に近づくように操作しても、縦仕切り板29から
所定距離だけ離れた軌跡C1にバケット6の先端が在る
ように、前牽制面A1が設定されている。図4に示すよ
うにバケットピン6aが横牽制面A2に在る状態おい
て、バケット6の横側面が縦仕切り板29から所定距離
だけ離れた軌跡C2に在るように、横牽制面A2が設定
されている。前及び横牽制面A1,A2から所定距離だ
け前方又は右方に離れた面が設定され、この空間の面と
前及び横牽制面A1,A2との間が、前牽制領域B1及
び横牽制領域B2として、制御装置19に設定されてい
る。
【0020】バックホウ装置3により地面Gの掘削を行
う場合、バックホウ装置3がどれだけ走行装置1側に寄
って掘削が行えるかと言う、バックホウ装置3自身の機
械的な作動限界が事前に求められている。作動限界に操
作した場合にバケットピン6aがどの軌跡を通るかが算
出されており、作動限界に対応するバケットピン6aの
軌跡よりも少し余裕(外側)のある軌跡を境界面Eとし
て、図2に示すように所定位置Dより下方の範囲におい
て境界面Eが制御装置19に設定されている。境界面E
は前牽制面A1に滑らかにつながるように設定されてお
り、バケットピン6aが境界面Eに在る状態においてバ
ケット6を最も走行装置1に近づくように操作した場
合、バケット6の先端は軌跡C3を通る。以上のような
前及び横牽制面A1,A2、前及び横牽制領域B1,B
2、境界面Eは旋回台2に対して設定されているもので
あり、旋回台2が旋回するのに伴い、旋回台2と一緒に
移動していくものである。
う場合、バックホウ装置3がどれだけ走行装置1側に寄
って掘削が行えるかと言う、バックホウ装置3自身の機
械的な作動限界が事前に求められている。作動限界に操
作した場合にバケットピン6aがどの軌跡を通るかが算
出されており、作動限界に対応するバケットピン6aの
軌跡よりも少し余裕(外側)のある軌跡を境界面Eとし
て、図2に示すように所定位置Dより下方の範囲におい
て境界面Eが制御装置19に設定されている。境界面E
は前牽制面A1に滑らかにつながるように設定されてお
り、バケットピン6aが境界面Eに在る状態においてバ
ケット6を最も走行装置1に近づくように操作した場
合、バケット6の先端は軌跡C3を通る。以上のような
前及び横牽制面A1,A2、前及び横牽制領域B1,B
2、境界面Eは旋回台2に対して設定されているもので
あり、旋回台2が旋回するのに伴い、旋回台2と一緒に
移動していくものである。
【0021】次に、前及び横牽制面A1,A2、前及び
横牽制領域B1,B2に対するバックホウ装置3の制御
について説明する。図1及び図2に示すように制御装置
19において、ポテンショメータ36,37,38の検
出信号によるブーム4(第1ブーム部分4a)の上下角
度、第2ブーム部分4bの左右角度及びアーム5の前後
角度と、第1ブーム部分4a、第2ブーム部分4b及び
アーム5の各長さとにより、バケットピン6aの位置を
常時算出している(ステップS1)。バケットピン6a
の高さが所定位置D以上である場合(ステップS2)、
バケットピン6aが前又は横牽制領域B1,B2内に位
置していなければ(ステップS3)、右及び左操作レバ
ー9,10、操作ペダル26の操作位置に基づいた作動
速度で、油圧シリンダ11,12,7が通常どおりに作
動操作される。
横牽制領域B1,B2に対するバックホウ装置3の制御
について説明する。図1及び図2に示すように制御装置
19において、ポテンショメータ36,37,38の検
出信号によるブーム4(第1ブーム部分4a)の上下角
度、第2ブーム部分4bの左右角度及びアーム5の前後
角度と、第1ブーム部分4a、第2ブーム部分4b及び
アーム5の各長さとにより、バケットピン6aの位置を
常時算出している(ステップS1)。バケットピン6a
の高さが所定位置D以上である場合(ステップS2)、
バケットピン6aが前又は横牽制領域B1,B2内に位
置していなければ(ステップS3)、右及び左操作レバ
ー9,10、操作ペダル26の操作位置に基づいた作動
速度で、油圧シリンダ11,12,7が通常どおりに作
動操作される。
【0022】バケットピン6aが前又は横牽制領域B
1,B2内に位置している場合(ステップS3)、図1
及び図3に示すようにポテンショメータ36,37,3
8の検出値を微分処理して、バケットピン6aの現在の
移動方向及び移動速度を速度ベクトルV1又はV2とし
て算出する(ステップS4)。現在のバケットピン6a
の位置と速度ベクトルV1又はV2とによって、現在の
バケットピン6aの位置から前又は横牽制面A1,A2
までの移動距離L1又はL2を算出し(ステップS
5)、移動距離L1又はL2において現在の速度ベクト
ルV1又はV2のままの一定速度でバケットピン6aが
移動していった場合、バケットピン6aが現在の位置か
ら前又は横牽制面A1,A2に達するまでの予測時間T
1又はT2を算出する(ステップS6)。
1,B2内に位置している場合(ステップS3)、図1
及び図3に示すようにポテンショメータ36,37,3
8の検出値を微分処理して、バケットピン6aの現在の
移動方向及び移動速度を速度ベクトルV1又はV2とし
て算出する(ステップS4)。現在のバケットピン6a
の位置と速度ベクトルV1又はV2とによって、現在の
バケットピン6aの位置から前又は横牽制面A1,A2
までの移動距離L1又はL2を算出し(ステップS
5)、移動距離L1又はL2において現在の速度ベクト
ルV1又はV2のままの一定速度でバケットピン6aが
移動していった場合、バケットピン6aが現在の位置か
ら前又は横牽制面A1,A2に達するまでの予測時間T
1又はT2を算出する(ステップS6)。
【0023】以上のようにして、バケットピン6aの現
在の位置、速度ベクトルV1又はV2、前又は横牽制面
A1,A2に達するまでの予測時間T1又はT2を求め
ると、図5に示すパイロット弁31a,31b,32
a,32b,35a,35bのパイロット圧が落とさ
れ、制御弁21,22,25の開度が絞られて、予測時
間T1又はT2が設定時間となるように、油圧シリンダ
11,12,7の作動速度が減速操作される(ステップ
S7)。設定時間は前又は横牽制面A1,A2に対する
水平方向の最短距離により連続的に設定されているもの
で、前又は横牽制面A1,A2に接近するほど短くな
る。
在の位置、速度ベクトルV1又はV2、前又は横牽制面
A1,A2に達するまでの予測時間T1又はT2を求め
ると、図5に示すパイロット弁31a,31b,32
a,32b,35a,35bのパイロット圧が落とさ
れ、制御弁21,22,25の開度が絞られて、予測時
間T1又はT2が設定時間となるように、油圧シリンダ
11,12,7の作動速度が減速操作される(ステップ
S7)。設定時間は前又は横牽制面A1,A2に対する
水平方向の最短距離により連続的に設定されているもの
で、前又は横牽制面A1,A2に接近するほど短くな
る。
【0024】これにより、図3に示すようにバケットピ
ン6aが速度ベクトルV1の状態であれば、バケットピ
ン6aが前又は横牽制面A1,A2に達するまでの移動
距離L1及び予測時間T1が比較的短く、バケットピン
6aが前又は横牽制面A1,A2に比較的早く達するの
で、油圧シリンダ11,12,7の作動速度の減速率は
大きなものとなる。逆に、バケットピン6aが速度ベク
トルV2の状態であれば、バケットピン6aが前又は横
牽制面A1,A2に達するまでの移動距離L2及び予測
時間T2が比較的長く、バケットピン6aが前又は横牽
制面A1,A2に比較的遅く達するので、油圧シリンダ
11,12,7の作動速度の減速率は小さなものとな
る。
ン6aが速度ベクトルV1の状態であれば、バケットピ
ン6aが前又は横牽制面A1,A2に達するまでの移動
距離L1及び予測時間T1が比較的短く、バケットピン
6aが前又は横牽制面A1,A2に比較的早く達するの
で、油圧シリンダ11,12,7の作動速度の減速率は
大きなものとなる。逆に、バケットピン6aが速度ベク
トルV2の状態であれば、バケットピン6aが前又は横
牽制面A1,A2に達するまでの移動距離L2及び予測
時間T2が比較的長く、バケットピン6aが前又は横牽
制面A1,A2に比較的遅く達するので、油圧シリンダ
11,12,7の作動速度の減速率は小さなものとな
る。
【0025】前及び横牽制領域B1,B2内において、
以上のようなバケットピン6aの現在の位置、速度ベク
トルV1又はV2、前又は横牽制面A1,A2に達する
までの予測時間T1又はT2を常時算出することによ
り、バケットピン6aの位置においてバケットピン6a
が水平方向、斜め上方又は斜め下方に移動していても、
これに関係なく、バケットピン6aが設定時間(前又は
横牽制面A1,A2に接近するほど短い)で前又は横牽
制面A1,A2に達するように、油圧シリンダ11,1
2,7が減速操作される。これにより、バケットピン6
aが前及び横牽制領域B1,B2に入り込むほど、つま
りバケットピン6aが前及び横牽制面A1,A2に近づ
くほど、油圧シリンダ11,12,7が低速で作動する
状態となる。
以上のようなバケットピン6aの現在の位置、速度ベク
トルV1又はV2、前又は横牽制面A1,A2に達する
までの予測時間T1又はT2を常時算出することによ
り、バケットピン6aの位置においてバケットピン6a
が水平方向、斜め上方又は斜め下方に移動していても、
これに関係なく、バケットピン6aが設定時間(前又は
横牽制面A1,A2に接近するほど短い)で前又は横牽
制面A1,A2に達するように、油圧シリンダ11,1
2,7が減速操作される。これにより、バケットピン6
aが前及び横牽制領域B1,B2に入り込むほど、つま
りバケットピン6aが前及び横牽制面A1,A2に近づ
くほど、油圧シリンダ11,12,7が低速で作動する
状態となる。
【0026】バケットピン6aが前及び横牽制面A1,
A2に位置する状態で、バケットピン6aが前及び横牽
制面A1,A2から離れる方向にバックホウ装置3が操
作された場合、前述の減速操作とは逆に前及び横牽制領
域B1,B2内で油圧シリンダ11,12,7の作動速
度が増速操作されていき、前及び横牽制領域B1,B2
から出たときに通常の作動速度に戻る。
A2に位置する状態で、バケットピン6aが前及び横牽
制面A1,A2から離れる方向にバックホウ装置3が操
作された場合、前述の減速操作とは逆に前及び横牽制領
域B1,B2内で油圧シリンダ11,12,7の作動速
度が増速操作されていき、前及び横牽制領域B1,B2
から出たときに通常の作動速度に戻る。
【0027】逆に、バケットピン6aが前及び横牽制面
A1,A2から少しでも前及び横牽制面A1,A2を越
えて運転部27側に操作されようとした場合(ステップ
S8)、パイロット弁31a〜32b,35a,35b
のパイロット圧が消えて、制御弁21,22,25によ
り油圧シリンダ11,12,7が停止操作される(ステ
ップS9)。バケットピン6aが前及び横牽制面A1,
A2に位置する場合、バケット6の油圧シリンダ13の
作動操作は行えるのであり、バケットピン6aが前及び
横牽制面A1,A2を移動していくような操作も極低速
で行える。
A1,A2から少しでも前及び横牽制面A1,A2を越
えて運転部27側に操作されようとした場合(ステップ
S8)、パイロット弁31a〜32b,35a,35b
のパイロット圧が消えて、制御弁21,22,25によ
り油圧シリンダ11,12,7が停止操作される(ステ
ップS9)。バケットピン6aが前及び横牽制面A1,
A2に位置する場合、バケット6の油圧シリンダ13の
作動操作は行えるのであり、バケットピン6aが前及び
横牽制面A1,A2を移動していくような操作も極低速
で行える。
【0028】以上のように、図2に示す所定位置Dから
上方の部分では前及び横牽制領域B1,B2が設定され
ているが、所定位置Dから下方の部分では、このような
前及び横牽制領域B1,B2は設定されていない。従っ
て、所定位置Dから下方の部分ではステップS2からス
テップS8に移行して、バケットピン6aが境界面E
(前及び横牽制面A1,A2)に達するまでは、右及び
左操作レバー9,10、操作ペダル26の操作に基づい
た作動速度で、油圧シリンダ11,12,7が操作され
る。バケットピン6aが少しでも境界面Eを越えて走行
装置1側に操作されようとした場合、パイロット弁31
a〜32b,35a,35bのパイロット圧が消えて、
制御弁21,22,25により油圧シリンダ11,1
2,7が停止操作される。
上方の部分では前及び横牽制領域B1,B2が設定され
ているが、所定位置Dから下方の部分では、このような
前及び横牽制領域B1,B2は設定されていない。従っ
て、所定位置Dから下方の部分ではステップS2からス
テップS8に移行して、バケットピン6aが境界面E
(前及び横牽制面A1,A2)に達するまでは、右及び
左操作レバー9,10、操作ペダル26の操作に基づい
た作動速度で、油圧シリンダ11,12,7が操作され
る。バケットピン6aが少しでも境界面Eを越えて走行
装置1側に操作されようとした場合、パイロット弁31
a〜32b,35a,35bのパイロット圧が消えて、
制御弁21,22,25により油圧シリンダ11,1
2,7が停止操作される。
【0029】バケットピン6aが境界面Eに位置する場
合、バケット6の油圧シリンダ13の作動操作は行える
のであり、バケットピン6aが境界面Eを移動していく
ような操作も行える。従って、バケット6にて走行装置
1付近の地面Gの土を掻き取った場合、バケットピン6
aが境界面Eを上方に移動していくように、バケット6
を持ち上げていけばよいのである。このようにすれば、
バケットピン6aが境界面Eから滑らかに前牽制面A1
に移行して前牽制領域B1に入り、油圧シリンダ11,
12,7が前述のように減速操作される。
合、バケット6の油圧シリンダ13の作動操作は行える
のであり、バケットピン6aが境界面Eを移動していく
ような操作も行える。従って、バケット6にて走行装置
1付近の地面Gの土を掻き取った場合、バケットピン6
aが境界面Eを上方に移動していくように、バケット6
を持ち上げていけばよいのである。このようにすれば、
バケットピン6aが境界面Eから滑らかに前牽制面A1
に移行して前牽制領域B1に入り、油圧シリンダ11,
12,7が前述のように減速操作される。
【0030】[別実施例] 前述の実施例においては図2に示すように、バケットピ
ン6aの位置を基準として前及び横牽制面A1,A2を
設定しているが、バケットピン6aの位置にポテンショ
メータ(図示せず)を設置して、バケット6の先端の位
置を制御装置19で常時算出するように構成してもよ
い。この場合には、図2及び図4に示す軌跡C1,C2
が本発明の牽制面となる。
ン6aの位置を基準として前及び横牽制面A1,A2を
設定しているが、バケットピン6aの位置にポテンショ
メータ(図示せず)を設置して、バケット6の先端の位
置を制御装置19で常時算出するように構成してもよ
い。この場合には、図2及び図4に示す軌跡C1,C2
が本発明の牽制面となる。
【0031】前述の実施例ではポンショメータ36,3
7,38によりバケットピン6aの位置及び速度ベクト
ルV1,V2を求めたが、ポンショメータ36,37,
38をバケットピン6aの位置の検出専用として使用
し、バケットピン6aの速度ベクトルV1,V2を検出
する別のセンサーを備えてもよい。
7,38によりバケットピン6aの位置及び速度ベクト
ルV1,V2を求めたが、ポンショメータ36,37,
38をバケットピン6aの位置の検出専用として使用
し、バケットピン6aの速度ベクトルV1,V2を検出
する別のセンサーを備えてもよい。
【0032】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
【図1】前及び横牽制面、前及び横牽制領域での制御の
流れを示す図
流れを示す図
【図2】前牽制面、前牽制領域及び境界面を示すバック
ホウの概略側面図
ホウの概略側面図
【図3】前牽制領域内でのバケットの移動状態を示す側
面図
面図
【図4】前及び横牽制面、前及び横牽制領域を示すバッ
クホウの概略平面図
クホウの概略平面図
【図5】バックホウ装置の油圧シリンダ、制御弁、パイ
ロット弁、右及び左操作レバー等の関係を示す図
ロット弁、右及び左操作レバー等の関係を示す図
【図6】バックホウの全体側面図
【図7】従来の構造における前牽制面及び前牽制領域を
示すバックホウの概略側面図
示すバックホウの概略側面図
2 旋回台 3 バックホウ装置 6 バケット 11,12,7 油圧シリンダ 27 運転部 29,30 外部フレーム 36,37,38 位置センサー、方向センサー、速度
センサー A1,A2 牽制面 B1,B2 牽制領域
センサー A1,A2 牽制面 B1,B2 牽制領域
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02F 3/43 E02F 9/20 E02F 9/24
Claims (1)
- 【請求項1】 旋回台(2)に備えられた運転部(2
7)の最外側を覆う外部フレーム(29),(30)か
ら外方に所定距離だけ離れた牽制面(A1),(A2)
を空間に設定する第1設定手段と、 前記牽制面(A1),(A2)から所定距離だけ外方に
離れた空間の面と前記牽制面(A1),(A2)との間
に牽制領域(B1),(B2)を設定する第2設定手段
と、 バックホウ装置(3)のバケット(6)の位置を検出す
る位置センサー(36),(37),(38)と、前記
バケット(6)の移動方向を検出する方向センサー(3
6),(37),(38)と、前記バケット(6)の移
動速度を検出する速度センサー(36),(37),
(38)とを備えると共に、 前記位置センサー(36),(37),(38)及び方
向センサー(36),(37),(38)の検出に基づ
き、前記バケット(6)が前記牽制面(A1),(A
2)を越えて前記運転部(27)側に入り込もうとする
と、前記バックホウ装置(3)駆動用の油圧シリンダ
(11),(12),(7)を停止させてこれを阻止す
る牽制手段と、 前記牽制領域(B1),(B2)内に前記バケット
(6)が位置している状態において、前記位置センサー
(36),(37),(38)及び前記方向センサー
(36),(37),(38)の検出に基づいて、前記
バケット(6)が現在の牽制領域(B1),(B2)内
の位置から前記牽制面(A1),(A2)に達するまで
の移動方向を加味した移動距離を算出すると共に、その
移動距離及び前記速度センサー(36),(37),
(38)の検出に基づいて、前記バケット(6)が現在
の牽制領域(B1),(B2)内の位置から前記牽制面
(A1),(A2)に達するまでの予測時間を算出する
時間予測手段と、 前記バケット(6)の移動方向が前記牽制面(A1),
(A2)への移動成分が多い方向となって前記予測時間
が短くなるほど前記油圧シリンダ(11),(12),
(7)の作動速度を減速操作する減速手段とを備えてあ
るバックホウ。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29751192A JP3173896B2 (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | バックホウ |
CA002102162A CA2102162C (en) | 1992-11-09 | 1993-11-01 | Contact prevention system for a backhoe |
GB9322776A GB2272204B (en) | 1992-11-09 | 1993-11-04 | Contact prevention system for a backhoe |
AU50446/93A AU661617B2 (en) | 1992-11-09 | 1993-11-04 | Contact prevention system for a backhoe |
DE4338056A DE4338056C2 (de) | 1992-11-09 | 1993-11-08 | Löffelbagger |
FR9313330A FR2700177B1 (fr) | 1992-11-09 | 1993-11-09 | Pelle-retro. |
KR1019930023681A KR970011604B1 (ko) | 1992-11-09 | 1993-11-09 | 백호우의 접촉방지 시스템 |
US08/548,655 US5704141A (en) | 1992-11-09 | 1995-10-26 | Contact prevention system for a backhoe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29751192A JP3173896B2 (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | バックホウ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06146329A JPH06146329A (ja) | 1994-05-27 |
JP3173896B2 true JP3173896B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
ID=17847467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29751192A Expired - Fee Related JP3173896B2 (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | バックホウ |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
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KR (1) | KR970011604B1 (ja) |
AU (1) | AU661617B2 (ja) |
CA (1) | CA2102162C (ja) |
DE (1) | DE4338056C2 (ja) |
FR (1) | FR2700177B1 (ja) |
GB (1) | GB2272204B (ja) |
Families Citing this family (12)
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---|---|---|---|---|
US4850847A (en) * | 1988-05-10 | 1989-07-25 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Spinneret for hollow fibers having curved spacing members projecting therefrom |
KR0173835B1 (ko) * | 1994-06-01 | 1999-02-18 | 오까다 하지모 | 건설기계의 영역제한 굴삭제어장치 |
JP3091667B2 (ja) * | 1995-06-09 | 2000-09-25 | 日立建機株式会社 | 建設機械の領域制限掘削制御装置 |
JP3609164B2 (ja) * | 1995-08-14 | 2005-01-12 | 日立建機株式会社 | 建設機械の領域制限掘削制御の掘削領域設定装置 |
DE19536250A1 (de) | 1995-09-28 | 1997-04-03 | Siemens Ag | Mikroelektronischer, integrierter Sensor und Verfahren zur Herstellung des Sensors |
US5957989A (en) * | 1996-01-22 | 1999-09-28 | Hitachi Construction Machinery Co. Ltd. | Interference preventing system for construction machine |
US6131061A (en) * | 1997-07-07 | 2000-10-10 | Caterpillar Inc. | Apparatus and method for preventing underdigging of a work machine |
DE20108012U1 (de) | 2001-05-11 | 2001-10-18 | U.T.S. Umwelt- und Technologie-Service GmbH, 70619 Stuttgart | Arbeitsgerät für Erdarbeiten |
US9238899B2 (en) * | 2014-03-27 | 2016-01-19 | Kubota Corporation | Front loader |
CN106759585A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-31 | 太原重型机械集团工程技术研发有限公司 | 挖掘机的挖掘斗控制方法及装置 |
US10801180B2 (en) | 2018-06-11 | 2020-10-13 | Deere & Company | Work machine self protection system |
AT525206B1 (de) * | 2021-06-22 | 2023-04-15 | Zehetner Harald | Baumaschine mit kollisionsschutzsystem |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2222997B (en) * | 1988-09-21 | 1992-09-30 | Kubota Ltd | Backhoe implement control system for use in work vehicle |
JPH0297437U (ja) * | 1989-01-23 | 1990-08-02 | ||
GB2242886B (en) * | 1990-04-11 | 1994-12-07 | Kubota Kk | Backhoe |
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