JP3287420B2 - Working depth limiter - Google Patents
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- JP3287420B2 JP3287420B2 JP25403392A JP25403392A JP3287420B2 JP 3287420 B2 JP3287420 B2 JP 3287420B2 JP 25403392 A JP25403392 A JP 25403392A JP 25403392 A JP25403392 A JP 25403392A JP 3287420 B2 JP3287420 B2 JP 3287420B2
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- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D17/00—Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties
- C11D17/04—Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties combined with or containing other objects
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- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば油圧ショベル
などの如き掘削作業を行う建設機械に装着している作業
装置用の作業深さ制限装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a working depth limiting device for a working device mounted on a construction machine for performing excavation work such as a hydraulic excavator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】機体よりも下方位置の作業をする機械と
して油圧ショベルを例にとると、上部旋回体のフロント
部にブームを取付け、そのブーム先端部に順次アーム、
バケット（作業工具）を水平軸で枢着して作業装置を構
成し、該作業装置の構成部分を上下に屈折運動せしめる
作動操作により、掘削・積込作業などを行っている。ま
た、上記例の油圧ショベルにおいては、作業装置用ブー
ムとして側溝掘りブームを装着する形式のものが多用さ
れる。2. Description of the Related Art If a hydraulic excavator is taken as an example of a machine that works below a body, a boom is attached to a front portion of an upper revolving structure, and an arm,
A bucket (work tool) is pivotally mounted on a horizontal axis to constitute a working device, and excavation / loading work and the like are performed by an operation operation of vertically bending a component of the working device. Further, in the hydraulic excavator of the above example, a type in which a guttering boom is mounted as a working device boom is often used.
【０００３】上記引例の油圧ショベルにより、地面下の
掘削など機体より下方での掘削作業を行うとき、その作
業現場の地中には通信線、電力線、ガス、水道管などの
障害物が、所定の深さに埋設されていることが多く、こ
のような障害物の埋設深さを予め調査し、その深さ近く
では特に注意を払って運転したり、合図者を配置して監
視するなど、能率の低下、経費の増大に結びつくのみな
らず、所定深さの目測を誤り、上記障害物にバケット，
アーム，ブームなどの端部を接触させる事故を惹起して
いた。[0003] When excavating below the aircraft, such as excavating below the ground, using the hydraulic excavator of the above-mentioned reference, obstacles such as communication lines, power lines, gas, water pipes and the like are found in the ground at the work site. It is often buried at the depth of such obstacles, investigate the burial depth of such obstacles in advance, drive near the depth, pay particular attention to driving, place a signal person and monitor, etc. This not only leads to a decrease in efficiency and an increase in cost, but also incorrectly measures the depth at a predetermined depth.
An accident that caused the ends of the arm and boom to come into contact was caused.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】地下の所定深さに埋設
された前述のような障害物に作業装置の一部が接触する
と、単なる器物の破損にとどまらず、運転者や作業者を
含む人的災害のほか、その内容によっては環境災害にも
発展しかねない事故となる。この発明は上述したような
災害を未然に防止する解決策として、地面より下方の障
害物に接触する作業中の事故を防止できる油圧ショベル
または、その類似機械用の作業装置の作業深さを規制す
る制限装置を提供することを目的とするものである。When a part of the working device comes into contact with the above-mentioned obstacle buried at a predetermined depth in the basement, not only damage to the equipment, but also a person including a driver and a worker. In addition to natural disasters, depending on the nature of the accident, it may lead to environmental disasters. As a solution for preventing the above-mentioned disaster, the present invention regulates the working depth of a hydraulic shovel or a working device for a similar machine that can prevent an accident during a work that contacts an obstacle below the ground. It is an object of the present invention to provide a restricting device.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上部旋回体のフロント部
に、ブーム、アーム、作業工具などから構成される作業
装置を回動自在に枢支し、その作業装置の作業姿勢を検
出する動作位置検出手段を備えた建設機械において、地
面より下方位置に危険域を、さらにその危険域の上方に
準危険域を、さらにその準危険域の上方に安全域を設定
し、作業装置の下げ操作時に、前記作業装置の各部のう
ち最も低い位置となる部分が前記安全域と前記準危険域
の境界面に到達したとき、この作業装置の最も低い位置
となる部分の下方への移動速度を減速処理し、前記作業
装置の各部のうち最も低い位置となる部分が前記準危険
域と前記危険域の区域境界面に到達したとき、この作業
装置の最も低い位置となる部分の下方への移動を停止処
理するように構成した。An operation position in which a work device including a boom, an arm, and a work tool is rotatably supported on a front portion of an upper revolving structure, and a work posture of the work device is detected. In a construction machine equipped with detection means, a danger zone is set below the ground, a quasi-danger zone is set above the danger zone, and a safety zone is set further above the quasi-danger zone. When the lowest part of the working device reaches the boundary between the safety zone and the quasi-dangerous zone, the downward moving speed of the lowest working part of the working device is reduced. When the lowest part of each part of the working device reaches the area boundary between the quasi-dangerous area and the dangerous area, the downward movement of the lowest part of the working apparatus is stopped. Configured to handle It was.
【０００６】更にまた、前記危険域と準危険域の境界面
の若干上側の位置に危険域上側境界面を設定し、前記作
業機の停止処理後の操作時に、作業機の最も低い位置と
なる部分が危険域と準危険域の境界面と、前記危険域上
側境界面との間にある状態では、作業機の下方への移動
に対して前記停止処理された状態を継続し、作業機の最
も低い位置となる部分が前記危険域上側境界面に到達し
たときに、作業機の下方への移動に対して停止処理され
た状態を解除して前記減速処理された状態に復帰させる
ようにした。更にまた、前記準危険域と安全域の境界面
の若干上側の位置に準危険域上側境界面を設定し、前記
作業機の減速処理後の操作時に、作業機の最も低い位置
となる部分が準危険域と安全域の境界面と、前記準危険
域上側境界面との間にある状態では、作業機の下方への
移動に対して前記減速処理された状態を継続し、作業機
の最も低い位置となる部分が前記準危険域上側境界面に
到達したときに、作業機の下方への移動に対して減速処
理された状態を解除するようにした。[0006] Furthermore, a danger zone upper boundary surface is set at a position slightly above the boundary surface between the danger zone and the semi-danger zone, and when the work machine is operated after the stop processing, it becomes the lowest position of the work machine. In the state where the portion is between the boundary surface between the danger zone and the semi-dangerous zone and the upper boundary surface of the danger zone, the stop processing is continued for the downward movement of the work machine, When the lowest part reaches the upper boundary area of the danger zone, the state where the work machine has been moved downward is released from the stop processing state and is returned to the deceleration state. . Furthermore, a quasi-dangerous area upper boundary surface is set at a position slightly above the boundary surface between the quasi-dangerous area and the safety area, and a portion that becomes the lowest position of the working machine at the time of operation after the deceleration processing of the working machine is set. In the state between the boundary between the semi-dangerous zone and the safety zone and the upper boundary of the semi-dangerous zone, the deceleration process is continued for the downward movement of the working machine, and When the lower part reaches the upper boundary surface of the quasi-dangerous area, the state of the deceleration processing for the downward movement of the work machine is released.
【０００７】更にまた、前記作業装置の最も低い位置と
なる部分を深さ位置表示する表示手段と、危険域を設定
する設定手段と、作業装置が前記停止処理状態にあると
きその停止処理を解除する停止処理解除手段とをそなえ
た。Further, a display means for displaying a depth position of the lowest position of the working device, a setting means for setting a danger zone, and a release of the stop processing when the work apparatus is in the stop processing state And a stop processing canceling means.
【０００８】[0008]
(1) 作業装置の動きは屈折動作検出手段により検出さ
れ、その検出信号がコントローラに入力されると、これ
にもとづき、コントローラは先ず構成部材各部の所定の
部分の位置を算出し、それらのうち最も低い位置にある
部分を判別し、その部分の基準面からの深さを算出す
る。そうして、上記部分が下げ操作中において安全域と
準危険域との境界面に到達すると、コントローラは作業
装置の作動速度を減速させる信号を出力するので、作業
装置の減速処理がなされる。さらに、下げ操作を続行
し、作業装置の構成部材のうち最も低い位置となる部分
が準危険域と危険域との境界面に到達すると、コントロ
ーラは停止信号を出力し、作業装置の作動は停止状態の
停止処理がなされる。(1) The movement of the working device is detected by the refraction operation detecting means, and when the detection signal is input to the controller, the controller first calculates the position of a predetermined portion of each component of the constituent members based on the detection signal. The lowest part is determined, and the depth of that part from the reference plane is calculated. Then, when the above portion reaches the boundary between the safety zone and the semi-dangerous zone during the lowering operation, the controller outputs a signal for reducing the operating speed of the working device, so that the working device is decelerated. Further, when the lowering operation is continued and the lowest part of the working device components reaches the boundary between the semi-dangerous zone and the danger zone, the controller outputs a stop signal and the operation of the working device is stopped. A state stop process is performed.
【０００９】作業装置の構成部材のうち、最も低い位置
にあると判別された部分が上げ操作方向に移動中、危険
域上側境界面、準危険域上側境界面の位置を通過すると
き、コントローラは、それぞれ減速速度復帰信号、通常
速度復帰信号を出力し、減速速度復帰処理、通常速度復
帰処理を行う。これにより、作業装置を連続作動させ各
境界面を通過するときにも、チャタリング現象やショッ
クをおこすこともなく、安全な操作が自動的に行い得
る。[0009] When a part determined to be at the lowest position among the components of the working device passes through the positions of the upper boundary surface of the danger zone and the upper boundary surface of the quasi-dangerous zone while moving in the raising operation direction, the controller determines Then, a deceleration speed return signal and a normal speed return signal are output, and a deceleration speed return process and a normal speed return process are performed. Thereby, even when the working device is continuously operated and passes through each boundary surface, a safe operation can be automatically performed without causing a chattering phenomenon or a shock.
【００１０】(3) 作業装置の動きは屈折動作検出手段に
より検出され、コントローラに入力されると、コントロ
ーラは予め蓄積したデータその他に基づき、作業装置構
成部材上の所定部分の位置を演算し、それらのうち最も
低い位置の値の信号を表示手段へ入力するので、該表示
手段はその部分の深さを表示する。また、予め地下の埋
設物などの障害物の深さを調査しておき、それに対応し
て設定手段を操作し、コントローラへ入力しておくこと
により、危険域、準危険域安全域その他が、該コントロ
ーラに記憶され、適切の信号が出力される。さらに、作
業装置を下げ操作により、その所定部分が危険域に到達
し、該作業装置が停止処理状態になったとき、停止処理
解除手段を操作し、コントローラへその信号を入力する
と、該コントローラからは、今まで作業装置操作手段の
操作を無効としていた信号に代わり操作を有効とする信
号を出力する。(3) The movement of the working device is detected by the refraction operation detecting means, and when input to the controller, the controller calculates a position of a predetermined portion on the working device component based on data and the like stored in advance. Since the signal of the lowest value among them is input to the display means, the display means displays the depth of the portion. In addition, by investigating the depth of obstacles such as underground buried objects in advance, operating the setting means corresponding to it and inputting it to the controller, dangerous areas, semi-hazardous areas safety areas, etc. An appropriate signal is stored in the controller and output. Further, by lowering the working device, when a predetermined portion of the working device reaches the danger zone and the working device is in the stop processing state, the stop processing canceling means is operated and the signal is input to the controller. Outputs a signal validating the operation instead of the signal invalidating the operation of the working device operation means.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図２は油圧ショベル１（側溝掘り用作業
装置を装着した油圧ショベルを実施例とする）の側面図
である。図において、２は油圧ショベル１の下部走行
体、３は上部旋回体、４は上部旋回体３のフロント部に
装着した作業装置、５は作業装置４の側溝掘りブーム、
６は側溝掘りブーム５のリアブーム、７はフロントブー
ム、８はアッパブーム、９はアーム、１０はバックホウ
用のバケット、１０Ａは該バケットに取付けた掘削爪先
端部、１０Ｂは該バケット背面の突起部、１１はブーム
シリンダ、１２はアームシリンダ、１３はバケットシリ
ンダ、１４はリアブーム６の根付部のピン結合部、１５
はフロントブーム７基端部のピン結合部、１６はアーム
９基端部のピン結合部、１３Ａはバケットシリンダ１３
のロッド側とバケットリンクの接合ピン付近で、バケッ
ト１０の回動により、最も低くなり得る部分、５０はア
ーム９先端部のピン結合部、５０Ａはピン結合部５０付
近の最も低い部分であるアーム先端位置、１７はブーム
の作動姿勢検出用のポテンショメータ、１８はピン結合
部１５に設けたオフセット量検出用のポテンショメー
タ、１９はピン結合部１６に設けたアーム９作動姿勢検
出用のポテンショメータ、２１はバケット１０の作動姿
勢検出用のポテンショメータであり、上記のポテンショ
メータは対地または構成部材相互の変位角度などを検出
して、その検出信号を後述のコントローラに入力する。
図３は図２に示す油圧ショベル１を上方から見た平面図
であり、図中の２０はオフセットシリンダであり、１８
は該オフセットシリンダ２０の伸縮により生ずるオフセ
ット角ＱR ，ＱL 検出用のポテンショメータで、他のポ
テンショメータと類似の作用をする。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a side view of the hydraulic shovel 1 (an example is a hydraulic shovel equipped with a working device for guttering). In the figure, 2 is a lower traveling body of the excavator 1, 3 is an upper revolving superstructure, 4 is a working device mounted on a front portion of the upper revolving superstructure 3, 5 is a gutter boom of the working device 4,
Reference numeral 6 denotes a rear boom of the side ditching boom 5; 7 denotes a front boom; 8 denotes an upper boom; 9 denotes an arm; 11 is a boom cylinder, 12 is an arm cylinder, 13 is a bucket cylinder, 14 is a pin connecting portion of the root of the rear boom 6, 15
Is a pin connecting portion at the base end of the front boom 7; 16 is a pin connecting portion at the base end of the arm 9;
Near the joint pin between the rod side and the bucket link, the portion that can be lowered by the rotation of the bucket 10, 50 is the pin connecting portion at the tip of the arm 9, and 50A is the lowest portion near the pin connecting portion 50. A tip position, 17 is a potentiometer for detecting the operating posture of the boom, 18 is a potentiometer for detecting the offset amount provided on the pin connecting portion 15, 19 is a potentiometer for detecting the operating posture of the arm 9 provided on the pin connecting portion 16, and 21 is This is a potentiometer for detecting the operating posture of the bucket 10. The potentiometer detects a displacement angle between the ground and components, and inputs a detection signal to a controller described later.
FIG. 3 is a plan view of the hydraulic excavator 1 shown in FIG. 2 as viewed from above. In the figure, reference numeral 20 denotes an offset cylinder;
Is a potentiometer for detecting the offset angles QR and QL generated by the expansion and contraction of the offset cylinder 20, and has a function similar to that of other potentiometers.
【００１２】図４は油圧ショベル１の作業装置４作動範
囲における危険域設定の１例を示す側面図である。図
中、５１は地下の埋設物を示し、これより上側のみの掘
削を油圧ショベル１により行うものであり、このときの
自由最大作業範囲曲線は５２であったとすれば、上下方
向の操作制限をしない限り、埋設物５１は損傷を受ける
こととなる。本発明では、図示の如く範囲Ａは危険域、
範囲Ｂは準危険域、範囲Ｃは安全域である。図の（イ）
は安全域Ｃと準危険域Ｂとの境界面、（ロ）は準危険域
Ｂと危険域Ａとの境界面、（ハ）は境界面の（イ）の若
干上側（寸法Ｍだけ上方）の位置に設定した準危険域上
側境界面、（ニ）は境界面（ロ）の若干上側（寸法Ｌだ
け上方）の位置に設定した危険域上側境界面、寸法ａは
境界面（イ）から境界面（ロ）までの距離、寸法ｂは準
危険域上側境界面（ハ）から境界面（ロ）までの距離で
ある。FIG. 4 is a side view showing an example of setting a danger zone in the operating range of the working device 4 of the hydraulic excavator 1. In the drawing, reference numeral 51 denotes an underground buried object. Excavation only above the excavation is performed by the hydraulic excavator 1. If the free maximum work range curve at this time is 52, the operation restriction in the vertical direction is limited. Unless otherwise, the buried object 51 will be damaged. In the present invention, the range A is a danger zone,
Range B is a semi-dangerous zone, and range C is a safety zone. (A) in the figure
Is the boundary between the safety zone C and the semi-dangerous zone B, (b) is the boundary between the semi-dangerous zone B and the danger zone A, and (c) is slightly above (a) (above the dimension M) of the boundary. The upper boundary surface of the quasi-dangerous zone set at the position of (d), the upper boundary surface of the danger zone set at a position slightly above the boundary surface (b) (by the dimension L), and the dimension a from the boundary surface (a) The distance to the boundary surface (b) and the dimension b are the distance from the upper boundary surface (c) to the boundary surface (b).
【００１３】図１は、この発明にかかる作業深さ制限装
置２２の電気・油圧系統図であり、図の２３Ｌ，２３Ｒ
は左右の走行モータ、２４はブームシリンダ１１制御用
パイロット切換弁、２６はアームシリンダ１２制御用パ
イロット切換弁、２７はオフセットシリンダ２０制御用
パイロット切換弁、２８はエンジン、２９，３０はそれ
ぞれエンジン２８により駆動される可変容量型油圧ポン
プである第１，第２ポンプで、３１，３２は該第１，第
２ポンプ２９，３０のレギュレータ、３７は電磁比例
弁、３８は該弁のソレノイド、３９はパイロットポン
プ、４０は油タンク、４１，４２はリモコン弁で、１部
のみ図示し他は省略したが、パイロット切換弁２４ない
し２７などを切換操作をするものであり、４３はリモコ
ン弁４１，４２などのパイロット油圧源回路に設けら
れ、その回路を開閉する電磁弁、４４は該弁の外部信号
の受信部となるソレノイド、４５はコントローラ、４６
はメモリ、４７は停止処理解除用スイッチ、４８はブレ
ーク接点を内蔵する継電器、４９はブザー、３３は作業
深さ制限用設定スイッチ、３４は表示用基準設定スイッ
チ、３５は表示器である。なお、第１ポンプ２９用のレ
ギュレータ３１、第２ポンプ３０用のレギュレータ３２
にはそれぞれポートＰf ，Ｐf1があり、これにパイロッ
ト圧が作用すると、該第１ポンプ２９，第２ポンプ３０
はそれぞれ減馬力制御がなされる。また、コントローラ
４５のメモリ４６には、作業装置４構成部材の各部有効
長、各回動中心から所定部分迄の距離、演算式、図４の
符号Ｌ，Ｍ，ａ，ｂなどのデータが記憶されている。さ
らに、図５は上記コントローラ４５が処理する後述の如
き機能を示すフローチャートである。FIG. 1 is an electric / hydraulic system diagram of a working depth limiting device 22 according to the present invention.
Is a left and right traveling motor, 24 is a pilot switching valve for controlling the boom cylinder 11, 26 is a pilot switching valve for controlling the arm cylinder 12, 27 is a pilot switching valve for controlling the offset cylinder 20, 28 is an engine, and 29 and 30 are engines 28 respectively. Numerals 31 and 32 are regulators of the first and second pumps 29 and 30, 37 is an electromagnetic proportional valve, 38 is a solenoid of the valve, 39 Is a pilot pump, 40 is an oil tank, 41 and 42 are remote control valves, only one part of which is shown and other parts are omitted, but switches the pilot switching valves 24 to 27, etc., and 43 is a remote control valve 41, An electromagnetic valve provided in a pilot hydraulic power source circuit such as 42 for opening and closing the circuit, and a solenoid 44 serving as a receiving unit for an external signal of the valve is provided. , 45 controller, 46
Is a memory, 47 is a switch for releasing stop processing, 48 is a relay having a built-in break contact, 49 is a buzzer, 33 is a setting switch for limiting the working depth, 34 is a reference setting switch for display, and 35 is a display. A regulator 31 for the first pump 29 and a regulator 32 for the second pump 30
Have ports Pf and Pf1, respectively. When pilot pressure acts on these ports, the first pump 29 and the second pump 30
Are respectively subjected to horsepower reduction control. The memory 46 of the controller 45 stores data such as the effective length of each component of the working device 4, the distance from each rotation center to a predetermined portion, an arithmetic expression, and symbols L, M, a, and b in FIG. 4. ing. Further, FIG. 5 is a flowchart showing functions to be described later, which are processed by the controller 45.
【００１４】次に、この発明にかかり、図１ないし図５
において示す本作業深さ制御装置２２の構成に関する要
件を述べる。油圧ショベル１の作業装置４が作動する上
下方向の範囲における下方位置に危険域Ａを、該危険域
Ａの上方側位置に準危険域Ｂを、該準危険域Ｂの上方側
位置に安全域Ｃを、それぞれその境界面を接する如く設
定する。そうして掘削作業中において、作業装置４の構
成部材の何れかが埋設物５１と干渉する可能性のある部
分と想定される図２の符号１０Ａ，１０Ｂ，１３Ａ，５
０Ａなどのうち、そのときの姿勢で最も低い位置となる
部分、例えば、バケット掘削爪刃先１０Ａが、作業装置
４を下げ操作時に、安全域Ｃと準危険域Ｂとの境界面
（イ）に達すると、その下方への作動速度を減速処理
し、また、準危険域Ｂと危険域Ａとの境界面（ロ）に達
すると作業装置４の作動を停止処理する。更に、危険域
Ａと準危険域Ｂとの境界面（ロ）の若干（寸法Ｌだけ）
上側位置に危険域上側境界面（ニ）を、また、準危険域
Ｂと安全域Ｃとの境界面（イ）の若干（寸法Ｍだけ）上
側位置に準危険域上側境界面（ハ）を設定する。そうし
て、作業装置４を上げ操作するときは、前記符号１０
Ａ，１０Ｂ，１３Ａ，５０Ａなどのうち最も低い位置に
ある部分、すなわち、埋設物５１に最も接近した上下深
さにあるバケット掘削爪先端１０Ａが、その上昇作動に
より危険域Ａから準危険域Ｂへと、境界面（ロ）を通過
するときの作動状態は継続してなされるが、上記危険域
上側境界面（ニ）に達したとき減速処理状態の減速速度
に復帰し、また、準危険域Ｂと安全域Ｃとの境界面
（イ）に達すると、上記減速処理状態を継続して通過
し、前記準危険域上側境界面（ハ）に達したとき通常の
作動速度に復帰するようにする。また、作業装置４のう
ち、掘削作業中最も低い位置となる点として例示したバ
ケット掘削爪先端１０Ａの深さを表示する表示手段と、
危険域Ａの設定手段である設定スイッチ３３と、作業装
置４が停止処理状態にあるとき、その停止処理を解除す
る停止処理解除手段である停止処理解除用スイッチ４７
とを設ける。Next, according to the present invention, FIGS.
The requirements regarding the configuration of the work depth control device 22 shown in FIG. The danger zone A is located at a lower position in the vertical range in which the working device 4 of the excavator 1 operates, the quasi-danger zone B is located at a position above the danger zone A, and the safety zone is located at a position above the quasi-danger zone B. C is set so that the boundary surfaces are in contact with each other. Thus, during the excavation work, reference numerals 10A, 10B, 13A, and 5 in FIG. 2 are assumed to be portions where any of the components of the working device 4 may interfere with the buried object 51.
0A etc., the part which becomes the lowest position in the posture at that time, for example, the bucket excavating claw tip 10A, when lowering the working device 4, moves to the boundary surface (a) between the safety zone C and the semi-dangerous zone B. When it reaches, the lowering operation speed is reduced, and when it reaches the boundary surface (b) between the quasi-dangerous area B and the danger area A, the operation of the working device 4 is stopped. Furthermore, a little (only dimension L) of the boundary surface (b) between the danger zone A and the semi-danger zone B
The upper danger zone boundary surface (d) is located at the upper position, and the quasi-danger zone upper boundary surface (c) is located slightly above the boundary surface (a) between the semi-danger zone B and the safety zone C (by the dimension M). Set. Then, when the working device 4 is raised and operated, the reference numeral 10
A, 10B, 13A, 50A, etc., the lowest part, that is, the bucket excavating claw tip 10A at the vertical depth closest to the buried object 51 is moved from the danger area A to the semi-dangerous area B by its raising operation. The operation state when passing through the boundary surface (b) continues, but when the vehicle reaches the above danger zone upper boundary surface (d), it returns to the deceleration speed in the deceleration processing state, and When reaching the boundary (a) between the zone B and the safety zone C, the vehicle continuously passes the deceleration processing state, and returns to the normal operating speed when the boundary reaches the upper boundary (c). To A display means for displaying the depth of the bucket excavation claw tip 10A exemplified as the lowest point during the excavation work in the working device 4;
A setting switch 33 that is a setting unit of the danger area A; and a stop processing release switch 47 that is a stop processing release unit that releases the stop processing when the work apparatus 4 is in the stop processing state.
Are provided.
【００１５】次に、この発明にかかる作業深さ制限装置
２２の作用機能を、油圧ショベル１の掘削作業中のバケ
ット掘削爪先端１０Ａと埋設物５１との関係において述
べる。作業装置４の作動状態は、その構成部材個々の回
動角度、有効長さから算出されるが、有効長さは既定長
さであることから回動角度を検出できる屈折動作検出手
段であるブーム用、オフセット用、アーム用、バケット
用などの各角度のポテンショメータ１７，１８，１９，
２１により検出され、その検出信号がそれぞれコントロ
ーラ４５に入力されると、該検出信号ならびにメモリ４
６に蓄積されたデータにもとづき、コントローラ４５は
所定の演算、比較を行ない、バケット掘削爪先端１０Ａ
が最も低い位置であると判断すれば、該先端１０Ａが安
全域Ｃと準危険域Ｂとの境界面（イ）に到達したとき、
コントローラ４５は電磁比例弁３７の受信部であるソレ
ノイド３８に指令信号を出力する。これにより、電磁比
例弁３７は切換わり、パイロットポンプ３９からの圧油
は油路５１，５２，絞り５３、油路５４、該弁３７，油
路５６，５７および５８を通り、レギュレータ３１，３
２のそれぞれポートＰf ，Ｐf'に作用し、その結果、第
１，第２ポンプ２９，３０は減馬力制御されるので、作
業装置４の作動角度は減速処理される。Next, the operation and function of the working depth limiting device 22 according to the present invention will be described in relation to the bucket excavating claw tip 10A and the buried object 51 during excavating work of the hydraulic excavator 1. The operation state of the working device 4 is calculated from the rotation angle and the effective length of each of the constituent members. Since the effective length is the predetermined length, the boom, which is a bending operation detecting means capable of detecting the rotation angle, is used. , Offset, arm, bucket, etc. potentiometers 17, 18, 19,
21 and the detection signals are input to the controller 45, the detection signal and the memory 4
6, the controller 45 performs a predetermined calculation and comparison based on the data accumulated in the bucket excavation claw tip 10A.
Is determined to be the lowest position, when the tip 10A reaches the boundary surface (a) between the safety zone C and the semi-danger zone B,
The controller 45 outputs a command signal to a solenoid 38 which is a receiving unit of the electromagnetic proportional valve 37. As a result, the electromagnetic proportional valve 37 is switched, and the pressure oil from the pilot pump 39 passes through the oil passages 51, 52, the throttle 53, the oil passage 54, the valve 37, the oil passages 56, 57, and 58, and the regulators 31, 3
2 act on the ports Pf and Pf ', respectively. As a result, the first and second pumps 29 and 30 are subjected to horsepower reduction control, so that the working angle of the working device 4 is decelerated.
【００１６】更に、作業装置４を下げ操作時において、
該作業装置４のうち最も低い位置にあると判断された部
分、すなわち、前記例示におけるバケット掘削爪先端１
０Ａが準危険域Ｂと危険域Ａとの区域境界面（ロ）に到
達したとき、コントローラ４５は電磁弁４３の受信部で
あるソレノイド４４に指令信号を出力する。これにより
該電磁弁４３は開通油路位置Ｘから遮断油路位置Ｙへと
切換わるので、リモコン弁４１，４２，など用のパイロ
ット油圧源回路は遮断状態となり、リモコン弁４１，４
２の操作は無効となる。従って、作業装置４の作動は停
止処理状態となる。次に、作業装置４を上げ操作してい
るとき、そのうち最も低い位置にあると判断されたバケ
ット掘削爪先端１０Ａが、危険域上側境界面（ニ）、準
危険域上側境界面（ハ）の位置において、それぞれれ減
速速度復帰処理、通常速度復帰処理が行われる。すなわ
ち、作業装置４の下げ操作時の減速処理に対して、上げ
操作時には減速速度復帰処理、通常速度復帰処理がヒス
テリシス的推移の作動を行うので、作業装置４の動作に
はチャタリングやショックを引起すこともなく、スムー
ズでそのうえ能率的な動きとなる。Further, when the working device 4 is lowered,
The portion of the working device 4 determined to be at the lowest position, that is, the bucket excavating claw tip 1 in the above example.
When 0A reaches the area boundary (b) between the quasi-dangerous area B and the danger area A, the controller 45 outputs a command signal to the solenoid 44, which is the receiving unit of the solenoid valve 43. As a result, the solenoid valve 43 switches from the open oil passage position X to the shutoff oil passage position Y, so that the pilot hydraulic power source circuits for the remote control valves 41, 42, etc. are shut off, and the remote control valves 41, 4
Operation 2 becomes invalid. Accordingly, the operation of the working device 4 is in a stop processing state. Next, when the working device 4 is being raised, the tip 10A of the bucket excavating claw determined to be at the lowest position among the lower extremity boundary surface (d) and the upper sub-dangerous region boundary surface (c). At the position, deceleration speed return processing and normal speed return processing are performed. That is, in contrast to the deceleration processing at the time of the lowering operation of the work apparatus 4, the deceleration speed return processing and the normal speed return processing perform the operation of the hysteresis transition at the time of the raising operation, so that the operation of the work apparatus 4 causes chattering and shock. This is a smooth and efficient movement without any further action.
【００１７】次に、以上の機能と油圧ショベル１の掘削
作業の関係について述べる。掘削作業地点の地面下に埋
設された管路などの障害物があるときは、その障害物の
設置深さも予め調査、確認しておき、それに合わせて設
定スイッチ３３を設定して作業装置４の如何なる部分も
所定の設定深さを超えて作動することのないよう、その
作業時の作動範囲を制限するとともに、障害物を作業装
置４との上下の間隔が大きいときには通常の速度で、小
さくなると減速速度で、と自動的に制御させる。すなわ
ち、地面下の障害物の深さは対応して設定スイッチ３３
を調整することにより作業装置４上の障害物との干渉を
きたす部分のうち、その作業姿勢で最も低い位置をコン
トローラ４５に危険域Ａとして算出、かつ、記憶させる
ことができる。この設定をしたうえで油圧ショベル１を
運転すると、作業装置４の作動状態は、屈折動作検出手
段により検出され、その検出信号がコントローラ４５に
入力される。コントローラ４５は、この検出信号にもと
づき作業装置４上の所定部分の位置を演算し、それらの
うちの最も低い位置の深さに応じた値を制御情報信号と
して出力し、表示器３５に対し入力する。該表示器３５
は上記制御情報信号に応じて表示を行う。この表示器３
５に表示される表示値としては、絶対距離、例えば、地
面を基準とした深さの表示の他に、基準設定スイッチ３
４をＯＮ操作した時点を０とし、作業装置４の最も低い
部分の位置Ｙ１との相対距離を表示することもできる。
従って、運転者はその表示値を目視することにより、作
業装置４の最も低い部分の位置から、下方の危険域Ａま
での距離を確認することができる。Next, the relationship between the above functions and the excavation work of the excavator 1 will be described. When there is an obstacle such as a pipe buried under the ground at the excavation work point, the installation depth of the obstacle is also investigated and confirmed in advance, and the setting switch 33 is set accordingly to set the In order to prevent any part from operating beyond a predetermined set depth, the working range at the time of the work is limited, and the obstacle is moved at a normal speed when the vertical distance between the work device 4 and the work device 4 is large, and when the obstacle is small, Automatically control with deceleration speed. That is, the depth of the obstacle below the ground is correspondingly set by the setting switch 33.
By adjusting the position, the lowest position in the working posture of the part causing interference with the obstacle on the working device 4 can be calculated and stored in the controller 45 as the danger area A. When the hydraulic shovel 1 is operated with the above settings, the operating state of the working device 4 is detected by the refraction operation detecting means, and the detection signal is input to the controller 45. The controller 45 calculates the position of a predetermined portion on the working device 4 based on the detection signal, outputs a value corresponding to the depth of the lowest position among them as a control information signal, and inputs the value to the display 35. I do. The display 35
Performs display according to the control information signal. This display 3
The display value displayed on the display unit 5 includes an absolute distance, for example, a depth display with reference to the ground, and a reference setting switch 3.
It is also possible to display the relative distance from the position Y1 of the lowest part of the working device 4 by setting the time point at which the 4 is turned ON to 0.
Therefore, the driver can confirm the distance from the position of the lowest part of the working device 4 to the danger area A below by visually checking the displayed value.
【００１８】また、作業装置４が前述の停止処理状態に
あるとき、停止処理解除用スイッチ４７を操作すると、
該スイッチ４７の操作信号はコントローラ４５に入力さ
れ、該コントローラ４５は内部処理をしてブレーク接点
式の継電器４８へ出力信号を供給するので、該継電器４
８は開路し電磁弁４３のソレノイド４４への通電はなく
なり、電磁弁４３は開通油路位置Ｘに復帰し、リモコン
弁４１，４２，─などの操作は有効となる。以上のほ
か、作業装置４の最も低い位置の部分が安全域Ｃから準
危険域Ｂ、危険域Ａへと進入するとき、コントローラ４
５はそれぞれ異なる信号をブザー４９へ出力し、断続鳴
音、連続鳴音などの警報を発生させることもできる。When the work apparatus 4 is in the above-described stop processing state, when the stop processing release switch 47 is operated,
The operation signal of the switch 47 is input to the controller 45, and the controller 45 performs internal processing and supplies an output signal to the relay 48 of the break contact type.
8, the solenoid valve 43 is opened and the solenoid valve 43 is de-energized, the solenoid valve 43 returns to the open oil passage position X, and the operation of the remote control valves 41, 42,. In addition to the above, when the lowest portion of the working device 4 enters the semi-danger zone B and the danger zone A from the safety zone C, the controller 4
5 can also output different signals to the buzzer 49 to generate an alarm such as an intermittent sound or a continuous sound.
【００１９】なお、作業深さ制限装置２２における作業
装置４の状態検出のため、ブーム用、オフセット用、ア
ーム用、バケット用の各ポテンショメータ１７，１８，
１９，２１などを設けているが、必ずしもこのような角
度ポテンショメータに制限されるものではなく、他の検
出手段として、例えば、各油圧シリンダの伸縮長さを検
出するストロークセンサを用い、その出力信号により所
定の部分の位置をコントローラに演算せしめることによ
り、この作業深さ制限装置の実現が可能なことは勿論で
ある。In order to detect the state of the working device 4 in the working depth limiting device 22, the potentiometers 17, 18, for the boom, the offset, the arm, and the bucket are used.
19, 21 and the like are provided, but the invention is not necessarily limited to such an angle potentiometer. For example, a stroke sensor for detecting the length of expansion or contraction of each hydraulic cylinder is used as another detecting means, and the output signal thereof is output. By letting the controller calculate the position of the predetermined portion, the operation depth limiting device can be realized.
【００２０】図６は、この発明の他の実施例である作業
深さ制限装置２２’を示す電気・油圧系統図である。こ
の第２の実施例が前者と異なる点は、作業装置４の減速
処理を行うとき、コントローラ４５’から指令信号をス
テッピングモータの如き制御モータ６０に供給し、該制
御モータ６０は連結機構６１を介してエンジン２８のガ
バナレバー６２を回動させるようにしてあり、これによ
りエンジン２８は低速回転運転となり、第１，第２ポン
プ２９，３０の吐出油量は減少するので各油圧シリンダ
の伸縮速度は低下し、作業装置４の減速処理がなされる
ようになっていることである。この第２実施例である作
業深さ制限装置２２’のその他の機能、作用は何れも第
１実施例である作業深さ制限装置２２と全く同様であ
る。FIG. 6 is an electric and hydraulic system diagram showing a working depth limiting device 22 'according to another embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the former in that when performing the deceleration process of the working device 4, a command signal is supplied from the controller 45 'to a control motor 60 such as a stepping motor, and the control motor 60 The governor lever 62 of the engine 28 is rotated through this, so that the engine 28 operates at a low rotation speed, and the amount of oil discharged from the first and second pumps 29 and 30 decreases. That is, the speed of the work apparatus 4 is reduced. The other functions and operations of the working depth limiting device 22 'according to the second embodiment are exactly the same as those of the working depth limiting device 22 according to the first embodiment.
【００２１】[0021]
【発明の効果】この発明にかかる作業深さ制限装置は、
建設機械の作業装置の作動範囲内の上下方向、すなわ
ち、深さ方向において障害物が存在する位置よりも上方
位置に危険域、準危険域を設定し、作業装置上の所定位
置のうち最も下方になる部分が準危険域に達すると、そ
の作動速度の減速処理を、また、危険域に達すると停止
処理を自動的に行うようにし、かつ、作業装置が下方の
障害物、例えば地中の埋設物などに向けて近づく場合
（作業装置の下降操作をする場合）と遠ざかる場合（作
業装置を上昇操作する場合）に、その作動速度は自動的
にヒステリシス的推移をたどる。また、作業装置の所定
部分が設定した危険域内に位置し、停止処理がなされた
とき、その停止処理を解除する停止処理解除手段をも設
けるようにしてある。従って、作業装置の最も低い部分
が下方の障害物に近づくとき、予め設定した準危険域で
作動速度はより低速になり、ついで危険域で停止すると
いった順序になるので停止時のショックはなく、反対に
作業装置が障害物から遠のくときも順次加速がなされる
のでチャタリング無しに作動するほか、必要に応じ停止
処理解除手段を操作して、任意に通常の制限のない作業
深さの作業をも混在して処理できる。このように本発明
の作業深さ制限装置を備えておくと、ショックやチャタ
リングをともなわない円滑な作動と安全な作業深さが自
動的に得られるので作業の迅速化にもつながる。The working depth limiting device according to the present invention
The danger zone and the quasi-danger zone are set in the vertical direction within the working range of the working device of the construction machine, that is, above the position where the obstacle is present in the depth direction, and the lowermost of the predetermined positions on the working device is set. When the part reaches the quasi-dangerous area, the operation speed is automatically reduced, and when the dangerous area is reached, the stop processing is automatically performed. The operating speed automatically follows a hysteretic transition when approaching (belowing the working device) and moving away (when raising the working device) toward a buried object or the like. Further, when a predetermined portion of the working device is located within the set danger area and a stop process is performed, a stop process canceling means for canceling the stop process is provided. Therefore, when the lowest part of the working device approaches the obstacle below, the operating speed becomes lower in the preset sub-hazardous area, and then it stops in the danger area, so there is no shock when stopping, Conversely, even when the working device is far from the obstacle, it is accelerated sequentially, so that it operates without chattering.In addition, if necessary, operate the stop processing release means to work arbitrarily at work depths without normal restrictions. Can be mixed and processed. By providing the working depth limiting device of the present invention, smooth operation without shock or chattering and safe working depth are automatically obtained, which leads to speeding up of work.
【図１】この発明にかかる作業深さ制限装置の構成を示
す電気・油圧系統図である。FIG. 1 is an electric / hydraulic system diagram showing a configuration of a working depth limiting device according to the present invention.
【図２】油圧ショベルの外観側面図である。FIG. 2 is an external side view of the hydraulic excavator.
【図３】図２の油圧ショベルを上方から見た平面図であ
る。FIG. 3 is a plan view of the hydraulic shovel of FIG. 2 as viewed from above.
【図４】油圧ショベルの作業装置作動範囲の上下方向に
設けた危険域仮想断面図である。FIG. 4 is a virtual cross-sectional view of a danger zone provided in a vertical direction of a working device operation range of the hydraulic shovel.
【図５】この発明に仕様されるコントローラの機能を示
すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing functions of a controller specified in the present invention.
【図６】この発明の他の実施例の構成を示す電気・油圧
系統図である。FIG. 6 is an electric / hydraulic system diagram showing a configuration of another embodiment of the present invention.
４ 作業装置 １０ バケット １０Ａ 掘削爪先端 １０Ｂ バケッテ背面突起部 １３Ａ バケットリンク上の部分 １７，１８，１９，２１ ポテンショメータ ２２，２２’ 作業深さ制限装置 ３３ 作業深さ制限用設定スイッチ ３４ 表示用基準設定スイッチ ３５ 表示器 ４５ コントローラ ４６ メモリ ４７ 停止処理解除用スイッチ ４９ ブザー ５１ 埋設物 ５２ 最大作業範囲曲線 Ａ 危険域 Ｂ 準危険域 Ｃ 安全域 Reference Signs List 4 Working device 10 Bucket 10A Excavation claw tip 10B Bucket back projection 13A Part on bucket link 17, 18, 19, 21 Potentiometer 22, 22 'Working depth limiting device 33 Working depth limiting setting switch 34 Display reference setting Switch 35 Indicator 45 Controller 46 Memory 47 Switch for canceling stop processing 49 Buzzer 51 Buried object 52 Maximum working range curve A Danger zone B Semi-danger zone C Safety zone
Claims (4)
ーム、作業工具などから構成される作業装置を回動自在
に枢支し、その作業装置の作業姿勢を検出する動作位置
検出手段を備えた建設機械において、前記動作位置検出手段からの検出結果に基づいて、予め
設定された基準面より下方における前記作業装置の最も
低い位置となる部分の深さ位置を算出するコントローラ
を有し、 地面より下方位置に危険域を、さらにその危険域の上方
に準危険域を、さらにその準危険域の上方に安全域を設
定し、 作業装置の下げ操作時に、 前記作業装置の各部のうち最も低い位置となる部分が前
記安全域と前記準危険域の境界面に到達したとき、この
作業装置の最も低い位置となる部分の下方への移動速度
を減速処理し、 前記作業装置の各部のうち最も低い位置となる部分が前
記準危険域と前記危険域の区域境界面に到達したとき、
この作業装置の最も低い位置となる部分の下方への移動
を停止処理するように構成したことを特徴とする作業深
さ制限装置。1. A boom, a
Work equipment consisting of arms and work tools
Operating position to detect the working posture of the working device
In a construction machine provided with a detecting means,Based on the detection result from the operating position detecting means,
The working device below the set reference plane
Controller that calculates the depth position of the lower part
Has, A danger zone below the ground and further above the danger zone
A semi-hazardous area is established in
When the work equipment is lowered, the lowest part of each part of the work equipment is
When the boundary between the safety zone and the semi-dangerous zone is reached,
The downward movement speed of the lowest part of the work equipment
Is decelerated, and the lowest part of each part of the working device is
When reaching the area boundary between the standard danger zone and the danger zone,
Downward movement of the lowest part of this working device
The work depth
Limiter.
側の位置に危険域上側境界面を設定し、 前記作業機の停止処理後の操作時に、 作業機の最も低い位置となる部分が危険域と準危険域の
境界面と、前記危険域上側境界面との間にある状態で
は、作業機の下方への移動に対して前記停止処理された
状態を継続し、 作業機の最も低い位置となる部分が前記危険域上側境界
面に到達したときに、作業機の下方への移動に対して停
止処理された状態を解除して前記減速処理された状態に
復帰させるようにしたことを特徴とする請求項１記載の
作業深さ制限装置。2. A danger zone upper boundary surface is set at a position slightly above a boundary surface between the danger zone and the quasi-danger zone, and a portion which becomes the lowest position of the work machine when the work machine is operated after the stop processing. Is between the boundary between the danger zone and the quasi-dangerous zone, and the upper boundary of the danger zone, the stop processing is continued with respect to the downward movement of the work machine, When the lower position reaches the upper danger area boundary surface, the work machine is released from the stop processing state for the downward movement of the work machine and returned to the deceleration processing state. The working depth limiting device according to claim 1, wherein:
側の位置に準危険域上側境界面を設定し、 前記作業機の減速処理後の操作時に、 作業機の最も低い位置となる部分が準危険域と安全域の
境界面と、前記準危険域上側境界面との間にある状態で
は、作業機の下方への移動に対して前記減速処理された
状態を継続し、 作業機の最も低い位置となる部分が前記準危険域上側境
界面に到達したときに、作業機の下方への移動に対して
減速処理された状態を解除するようにしたことを特徴と
する請求項１或いは２記載の作業深さ制限装置。3. A quasi-dangerous area upper boundary surface is set at a position slightly above the boundary surface between the quasi-dangerous area and the safety area, and becomes the lowest position of the working machine when the working machine is operated after deceleration processing. In a state where the portion is between the boundary between the semi-hazardous area and the safety area and the upper boundary of the quasi-hazardous area, the deceleration process is continued with respect to the downward movement of the work machine, 2. A state in which the deceleration processing is performed for the downward movement of the work implement when the portion at the lowest position reaches the upper boundary surface of the quasi-dangerous area. Alternatively, the work depth limiting device according to 2.
を深さ位置表示する表示手段と、危険域を設定する設定
手段と、作業装置が前記停止処理状態にあるときその停
止処理を解除する停止処理解除手段とを具えたことを特
徴とする請求項１〜３何れか一項記載の作業深さ制限装
置。4. A display means for displaying a depth position of a lowest part of the working device, a setting means for setting a danger zone, and canceling the stop processing when the working apparatus is in the stop processing state. The working depth limiting device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a stop processing canceling means.
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