JP3673419B2

JP3673419B2 - Construction equipment work equipment interference prevention device

Info

Publication number: JP3673419B2
Application number: JP34903998A
Authority: JP
Inventors: 一浩柴森; 宏之足立; 勇輔梶田; 利明西田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1998-12-08
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2018-12-08
Also published as: JP2000170202A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業機の先端が運転室を有する本体に近づいた時に該作業機の動作を自動制御して両者の衝突を回避する建設機械の作業機干渉防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に油圧ショベルなどの建設機械においては、ブームとアームおよびバケット等で構成される作業機を運転室に近接する方向へ動作した時に、作業機の先端が運転室に接触するおそれがあるため、両者の衝突を防止するための作業機干渉防止装置を備える必要がある。
【０００３】
この種の作業機干渉防止装置は、運転室の周囲に内側から外側に向かって停止領域と減速領域および安全領域を順次設定し、作業機の先端が最も外側の安全領域内にある場合は通常速度で作業機を動作させ、作業機の先端が安全領域の内側の減速領域に侵入した場合は作業機の動作速度を減速させ、作業機の先端が最も内側の停止領域に侵入した場合は作業機の動作を自動停止させるものであり、操作レバーの操作にも拘らず作業機の先端が運転室の手前位置で自動停止するため、機械の損傷を防止できる上にオペレータの安全を確保できるという利点がある。
【０００４】
しかしながら、かかる干渉防止制御が常時実行されると、例えば作業機の先端が運転室に近接した状態で細かい作業を行う際、作業機の先端が停止領域に侵入する度に自動停止してしまうため、オペレータにとっては干渉防止制御が煩わしく感じることになる。このような不都合を改善するために、従来より干渉防止制御を一時的に解除できるようにした作業機干渉防止装置が提案されており、その一例が特許第２７３９３５８号公報や特開平７−１０９７４６号公報等に開示されている。これら公報に記載された作業機干渉防止装置は、干渉防止制御を解除することのできる解除スイッチを備え、オペレータがこの解除スイッチを操作し続けている間あるいは解除スイッチ操作後の所定時間内だけ干渉防止制御を解除するとにより、運転室近傍での細かい作業を干渉防止制御に煩わされずに行うというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来技術では、オペレータが解除スイッチを操作すると、解除スイッチを操作し続けている間あるいは所定時間内だけ干渉防止制御が完全に解除されるため、この解除状態で作業機の先端が運転室に近接する方向へ動作された場合、作業機の先端が運転室に衝突するおそれがある。特に、作業機の運転を開始する際に、操作レバーを作業機と運転室が干渉する方向に操作したままの状態で解除スイッチが操作されると、作業機が運転室に向かって急激に動作されるため、非常に危険であるという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、解除スイッチによって干渉防止制御を完全に解除する代わりに、操作スイッチによって干渉回避領域のうちの減速領域のみを縮める領域変更処理を行うこととする。このような操作スイッチを設けると、オペレータが操作スイッチを操作することにより、通常の干渉防止制御で設定された減速領域が縮まるため、領域変更処理時は減速領域に煩わされずに作業することができ、しかも、停止領域は本体の周囲に設定されたままであるため、運転室近傍での細かい作業を干渉防止制御に煩わされずに安全に行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明による建設機械の作業機干渉防止装置では、運転室を有する本体と、この本体に回動可能に設けられた作業機と、この作業機の位置を検出する位置検出手段と、前記本体の周囲に内側から外側に向かって順次設定された停止領域と減速領域および安全領域を記憶し、前記作業機の先端がこれら各領域のいずれに侵入したかを判断する演算手段とを備え、前記作業機の先端が前記安全領域に侵入した時に、干渉防止制御を行わずに該作業機を通常速度で動作し、前記作業機の先端が前記減速領域に侵入した時に、該作業機が前記本体と近接する方向への作業動作を減速処理し、前記作業機の先端が前記停止領域に侵入した時に、該作業機が前記本体と近接する方向への動作を停止処理する建設機械の作業機干渉防止装置において、前記減速領域の領域幅を変更可能な操作スイッチを設け、この操作スイッチを操作することにより前記減速領域の領域幅を縮める領域変更処理が行われ、作業機の運転開始時に、操作スイッチが操作状態にある場合は領域変更処理を無効にし、操作スイッチを一旦オフにしてから再度操作した場合は領域変更処理を有効にするように構成した。
【０００８】
このように構成すると、オペレータが操作スイッチを操作することにより、通常の干渉防止制御で設定された減速領域の領域幅が縮まるため、領域変更処理時は減速領域に煩わされずに作業することができ、しかも、停止領域は本体の周囲に設定されたままであるため、運転室近傍での細かい作業を干渉防止制御に煩わされずに安全に行うことができる。また、作業機の運転開始時に、操作レバーを作業機と運転室が干渉する方向に操作したままの状態で操作スイッチが操作されたとしても、通常の干渉防止制御が実行されるため、作業機が本体と近接する方向へ急激に動作することを防止できる。
【０００９】
前記領域変更処理時に、減速領域は停止領域と安全領域との間に縮められた状態で残されていても良いが、減速領域の領域幅が零になるように縮め、この縮められた分の領域を安全領域とすると、領域変更処理時に減速領域が無くなって安全領域と停止領域のみとなるため、運転室近傍での作業性をより向上することができる。
【００１０】
また、操作スイッチからの操作信号にて起動される計時手段と、この計時手段にて計時された時間が予め設定された所定時間内であるかを判断する操作時間演算手段とを設け、計時手段にて計時された時間が予め設定された所定時間を越えた時に、演算手段に領域変更処理を無効にする解除信号を出力するように構成すると、例えば操作スイッチの故障によって演算手段に領域変更処理を指令する信号が出力され続けた場合でも、一定時間後に通常の干渉防止制御に自動復帰することができる。
【００１２】
また、油温が予め設定された基準値より低い場合は領域変更処理を無効にするように構成すると、油温が低い状態の時は操作スイッチを操作しても領域変更処理が実行されないため、安全性を向上することができる。
【００１３】
また、操作スイッチによる領域変更処理時に、該領域変更処理前の減速領域内に作業機の先端が侵入したことを知らせる警報発生手段を設けると、オペレータは作業機の先端が停止領域の近くにあることを警報発生手段の起動によって認識できるため、運転室近傍での作業性をより向上することができる。
【００１４】
【実施例】
実施例について図面を参照して説明すると、図１は実施例に係る作業機干渉防止装置を示す回路図、図２は該作業機干渉防止装置を備えた油圧ショベルの側面図、図３は該作業機干渉防止装置のブロック図、図４は干渉回避領域の説明図、図５は旋回体から作業機先端までの距離と電磁弁に出力する電流値との関係を示す説明図、図６は干渉防止制御の処理内容を示すフローチャートである。
【００１５】
図２において、１は走行体、２は運転室２ａを有し走行体１の上部に配置された旋回体であり、これら走行体１と旋回体２とで油圧ショベルの本体を構成している。３は運転室２ａの右側の旋回体２に回転可能に連結されたロアブーム、４はロアブーム３の先端に回転可能に連結されたアッパーブーム、５はアッパーブーム４の先端に回転可能に連結されたアーム、６はアーム５の先端に回転可能に連結されたバケットであり、両ブーム３，４とアーム５及びバケット６で作業機７を構成している。８はロアブーム３を駆動するブームシリンダ、９はアッパーブーム４を駆動するオフセットシリンダ、１０はアーム５を駆動するアームシリンダ、１１はバケット６を駆動するバケットシリンダであり、アッパブーム９によってアーム５とバケット６をロアブーム３に対し横方向に平行移動する。
【００１６】
図１において、１２はブーム用操作レバー、１３はアーム用操作レバー、１４はオフセット用操作ペダルであり、これら操作レバー１２，１３と操作ペダル１４およびバケット用操作ペダル（図示省略）は運転室２ａ内に配置されている。１５はブーム用コントロールバルブ、１６はアーム用コントロールバルブ、１７はオフセット用コントロールバルブであり、オペレータがブーム用操作レバー１２を操作することにより、ブーム用コントロールバルブ１５に圧油が供給され、ブームシリンダ８が制御される。同様に、オペレータがアーム用操作レバー１３とオフセット用操作ペダル１４および図示せぬバケット用操作ペダルをそれぞれ操作することにより、アーム用コントロールバルブ１６とオフセット用コントロールバルブ１７およびバケット用コントロールバルブ（図示省略）に油圧が供給され、各シリンダ９，１０，１１が制御される。１８はロアブーム３の支点部に設けられたブーム角度検出装置であり、旋回体２とロアブーム３との相対角度を検出する。１９はアッパーブーム４の支点部に設けられたオフセット角度検出装置であり、ロアブーム３とアッパーブーム４との相対角度を検出する。２０はアーム５の支点部に設けられたアーム角度検出装置であり、アッパーブーム４とアーム５との相対角度を検出する。
【００１７】
２１はブーム用操作レバー１２とブーム用コントロールバルブ１５の左側の室とを繋ぐブーム上げ用パイロットライン２２に設けられた電磁弁、２３はブーム用操作レバー１２とブーム用コントロールバルブ１５の右側の室とを繋ぐブーム下げ用パイロットライン２４に設けられた電磁弁であり、これら電磁弁２１，２３はブーム用コントロールバルブ１５に供給する圧油の量を調整する。２５はブーム上げ用パイロットライン２２に接続された油温検出装置であり、ブーム上げ用パイロットライン２２の油の温度を検出する。２６はブーム下げ用パイロットライン２４に接続された油温検出装置であり、ブーム下げ用パイロットライン２４の油の温度を検出する。また、２７はアーム用操作レバー１３とアーム用コントロールバルブ１６の右側の室とを繋ぐアームクラウド用パイロットライン２８に設けられた電磁弁であり、アーム用コントロールバルブ１６に供給する圧油の量を調整する。２９はアームクラウド用パイロットライン２８に接続された油温検出装置であり、アームクラウド用パイロットライン２８の油の温度を検出する。さらに、３０はオフセット用操作ペダル１４とオフセット用コントロールバルブ１７の右側の室とを繋ぐオフセット左用パイロットライン３１に設けられた電磁弁であり、オフセット用コントロールバルブ１７に供給する圧油の量を調整する。３２はオフセット左用パイロットライン３１に接続された油温検出装置であり、オフセット左用パイロットライン３１の油の温度を検知する。３３はオペレータによって操作される操作スイッチ、３５はブザーを有する警報装置であり、これら操作スイッチ３３と警報装置３５は運転室２ａ内に配置されている。
【００１８】
３４は各角度検出装置１８，１９，２０と操作スイッチ３３および各油温検出装置２５，２６，２９，３２からの信号を入力し、各電磁弁２１，２３，２７，３０と警報装置３５への出力信号を制御する制御装置である。図３に示すように、この制御装置３４は、油温判定部３４ａ、スイッチ判定部３４ｂ、操作時間演算部３４ｃ、操作時間記憶部３４ｄ、座標演算部３４ｅ、制御領域演算部３４ｆ、制御領域記憶部３４ｇ、比較演算部３４ｈ、電磁弁制御部３４ｉとから構成されている。油温判定部３４ａでは、油温検出装置２５，２６，２９，３２からの信号に入力し、油温が予め設定された基準値より上か下かを判断する。スイッチ判定部３４ｂでは、操作時間演算部３４ｃから出力されるタイマの状態信号と油温判定部３４ａでの判定結果および操作スイッチ３３から出力される操作信号をそれぞれ入力し、タイマ信号が停止状態で油温が基準値より上、かつ操作スイッチ３３が操作されている状態の時に、操作時間演算部３４ｃにタイマ起動指示を出力する。この操作時間演算部３４ｃでは、タイマ起動後の経過時間が操作時間記憶部３４ｄに予め設定された所定時間内であるか否かを判断し、タイマ起動後の経過時間が所定時間内であると判断された場合はスイッチ判定部３４ｂにスイッチ有効指示を出力し、タイマ起動後の経過時間が所定時間を越えたと判断された場合はスイッチ判定部３４ｂにスイッチ無効指示を出力する。スイッチ判定部３４ｂでは、操作スイッチ３３が操作され続けている状態で操作時間演算部３４ｃからスイッチ有効指示を入力した場合にのみ、制御領域演算部３４ｆに干渉防止制御の領域変更指示を出力し、それ以外の例えばスイッチ無効指示を入力した場合や、油温が基準値より下の状態で操作スイッチ３３が操作された場合には、制御領域演算部３４ｆに干渉防止制御の領域変更解除信号を出力する。
【００１９】
座標演算部３４ｅでは、角度検出装置１８，１９，２０からの入力信号に基づいて、作業機７と旋回体２との相対距離を演算する。制御領域演算部３４ｆでは、制御領域記憶部３４ｇに記憶された位置情報とスイッチ判定部３４ｂからの信号を入力し、運転室２ａを含む旋回体２の周囲に図４（Ａ），（Ｂ）に示すような干渉回避領域３６（図２のハッチング部分参照）を設定する。この干渉回避領域３６は安全領域３７に接する減速領域３８とその内側の停止領域３９とからなり、制御領域演算部３４ｆでは、通常の干渉防止制御の場合、減速領域３８と停止領域３９を図４（Ａ）に示すような比率に設定し、スイッチ判定部３４ｂから入力する信号が領域変更指示である場合、図４（Ｂ）に示すように停止領域３９を縮めて零にし、この縮めた分の領域を安全領域３７として干渉回避領域３６全体の制御内容を変更する。比較演算部３４ｈでは、通常の干渉防止制御の場合は警報装置３５に停止信号を出力し、領域変更時の干渉防止制御の場合は警報装置３５に起動信号を出力し、警報装置３５に備えられるブザーを鳴動する。また、比較演算部３４ｈでは、座標演算部３４ｅで算出された前記の相対距離をもとに作業機７の先端が図４（Ａ）または図４（Ｂ）に示される干渉回避領域３６内に侵入しているか否かを判定し、その判定結果に応じて電磁弁制御部３４ｉに指示する制御値を演算する。電磁弁制御部３４ｉでは、この制御値をもとに電磁弁２１，２３，２７，３０に所定の制御信号を出力し、この制御信号の電流値に比例してコントロールバルブ１５，１６，１７に供給される圧油の量が調整される。
【００２０】
すなわち、制御領域演算部３４ｆが図４（Ａ）に示すような比率で干渉回避領域３６を設定し、通常の干渉防止制御が実行される場合は、図５（Ａ）に示すように、作業機７の先端が安全領域３７内にある時に、最大の電流値Ｉ₁を出力して作業機７を通常速度で動作し、作業機７の先端が減速領域３８内に侵入すると、減速開始位置での電流値Ｉ₁から停止開始位置での電流値Ｉ₂を旋回体２との距離に応じて出力して作業機７の動作速度を減速し、作業機７の先端が停止領域３９に侵入した時点で、作業機７が動作しない最低の電流値Ｉ₃を出力して作業機７を停止する。一方、制御領域演算部３４ｆが図４（Ｂ）に示すような減速領域３８の無い干渉回避領域３６を設定し、停止領域３９を安全領域３７に変更する領域変更処理が実行された場合は、図５（Ｂ）に示すように、領域変更処理に伴って拡がった領域（距離Ｌ１）が安全領域３７となるため、作業機７の先端が停止領域３９に侵入まで最大の電流値Ｉ₁を出力して作業機７を通常速度で動作し、作業機７の先端が停止領域３９に侵入した時点で、最低の電流値Ｉ₃を出力して作業機７を停止する。
【００２１】
次に、上記実施例の動作を図６に示すフローチャートと共に説明する。
作業機７の運転が開始されると、スイッチ判定部３４ｂにおいてステップＳ１が実行され、操作スイッチ３３の入力信号から信号状態を判定する。ステップＳ１で操作スイッチ３３の入力信号がオンの時、すなわち操作スイッチ３３が操作中の時、ステップＳ２に移行して油温が基準値より上か下かを判断する。ステップＳ２で油温が基準値より下であると判断された場合、ステップＳ３に移行して操作スイッチ用タイマが起動中か否かを判断する。ステップＳ３でタイマが起動中でないと判断された場合、ステップＳ４が実行され、スイッチ判定部３４ｂから操作時間演算部３４ｃに対しタイマの起動命令を出力する。タイマ起動指示が出力されるとステップＳ４からステップＳ１に戻り、ステップＳ１で操作スイッチ３３の入力信号がオフの時、すなわち操作スイッチ３３が未操作の時、またはステップＳ２で油温が基準値より下であると判断された時は、ステップＳ５が実行されて操作時間演算部３４ｃにタイマ停止命令を出力する。また、ステップＳ３でタイマが起動中であると判断された場合、ステップＳ６でタイマが操作時間記憶部３４ｄに予め設定された所定時間内であるか否かを判断し、タイマが所定時間内であると判断された場合は、ステップＳ７が実行されて制御領域演算部３４ｆに干渉防止制御の領域変更指示を出力する。その結果、制御領域演算部３４ｆが干渉回避領域３６の各領域と旋回体２との相対距離を演算し、図４（Ｂ）に示すように、減速領域３８を無くして安全領域３７とする領域変更処理が実施され、かかる減速領域３８の無い領域変更処理後の干渉回避領域３６に対して干渉防止制御が実施される。
【００２２】
なお、ステップＳ５においてタイマ停止命令が出力された時、またはステップＳ６においてタイマが所定時間を越えたと判断された時は、ステップＳ８が実行されて制御領域演算部３４ｆに干渉回避領域３６を通常領域に戻す指示を出力する。その結果、制御領域演算部３４ｆが干渉回避領域３６の各領域と旋回体２との相対距離を演算し、図４（Ａ）に示すように、安全領域３７と停止領域３９との間に所定領域幅の減速領域３８を設定し、かかる通常の干渉回避領域３６に対して干渉防止制御が実施される。
【００２３】
この干渉防止制御について説明すると、前述したように、座標演算部３４ｅで作業機７と旋回体２との相対距離を演算し、その演算結果をもとに比較演算部３４ｈで作業機７の先端が干渉回避領域３６内に侵入しているか否かを判定する。ここで、作業機７の先端が干渉回避領域３６の外側の安全領域３７にあると判断された場合、すなわち作業機７が旋回体２と衝突する危険がない場合、電磁弁制御部３４ｉは電磁弁２１，２３，２７，３０に最大の電流値Ｉ₁を出力し、電磁弁２１，２３，２７，３０は全開状態となるため、コントロールバルブ１５，１６，１７には操作レバー１２，１３と操作ペダル１４の操作量に応じた圧油が供給される。また、作業機７の先端が安全領域３７の内側の減速領域３８内に侵入したと判断された場合、作業機７の先端と旋回体２との距離に応じて電磁弁２１，２３，２７，３０に電流値Ｉ₁より小さく電流値Ｉ₂より大きい電流値を出力するため、操作レバー１２，１３と操作ペダル１４の操作量に対して遅い速度で作業機７は動作される。さらに、作業機７の先端が減速領域３８を越えて停止領域３９に侵入したと判断された場合、電磁弁制御部３４ｉは電磁弁２１，２３，２７，３０に最低の電流値Ｉ₃を出力し、電磁弁２１，２３，２７，３０は全閉状態となるため、操作レバー１２，１３と操作ペダル１４の操作に拘らずコントロールバルブ１５，１６，１７に圧油は供給されず、作業機７は旋回体２に衝突する直前で停止する。その際、領域変更処理時の干渉回避領域３６に減速領域３８は存在せず、停止領域３９の外側が安全領域３７となっているため、作業機７を通常速度で動作できる範囲が拡がり、しかも、減速領域３８は無くなるものの、停止領域３９は旋回体２の周囲に設定されたままの状態で残るため、作業機７の先端を旋回体２に近接させた状態での細かい作業を干渉防止制御に煩わされずに安全に行うことができる。
【００２４】
なお、上記実施例では、警報装置３５としてブザーを用いた場合について説明したが、これに代えてランプ（警告灯）や振動装置を用いることも可能である。
【００２５】
また、上記実施例では、減速領域３８の無い領域変更処理が実施されている間中、警報装置３５を起動させる場合について説明したが、領域変更処理時に、作業機７の先端が領域変更前の減速領域３８に侵入した場合だけ警報装置３５を起動し、作業機７の先端が安全領域３７にある場合は警報装置３５を停止するようにしても良い。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２７】
本体の周囲に設定される干渉回避領域のうち減速領域の領域幅を変更可能な操作スイッチを設け、この操作スイッチを操作することにより、通常の干渉防止制御で設定された減速領域を縮める領域変更処理を行うと、領域変更処理時は減速領域に煩わされずに作業することができ、しかも、停止領域は本体の周囲に設定されたままであるため、運転室近傍での細かい作業を干渉防止制御に煩わされずに安全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る作業機干渉防止装置を示す回路図である。
【図２】該作業機干渉防止装置を備えた油圧ショベルの側面図である。
【図３】該作業機干渉防止装置のブロック図である。
【図４】干渉回避領域の説明図である。
【図５】旋回体から作業機先端までの距離と電磁弁に出力する電流値との関係を示す説明図である。
【図６】干渉防止制御の処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１走行体
２旋回体
２ａ運転室
７作業機
１２ブーム用操作レバー
１３アーム用操作レバー
１４オフセット用操作ペダル
１５ブーム用コントロールバルブ
１６アーム用コントロールバルブ
１７オフセット用コントロールバルブ
１８ブーム角度検出装置
１９オフセット角度検出装置
２０アーム角度検出装置
２１，２３，２７，３０電磁弁
２５，２６，２９，３２油温検出装置
３３操作スイッチ
３４制御装置
３４ａ油温判定部
３４ｂスイッチ判定部
３４ｃ操作時間演算部
３４ｄ操作時間記憶部
３４ｅ座標演算部
３４ｆ制御領域演算部
３４ｇ制御領域記憶部
３４ｈ比較演算部
３４ｉ電磁弁制御部
３５警報装置
３６干渉回避領域
３７安全領域
３８減速領域
３９停止領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a work machine interference prevention device for a construction machine that automatically controls the operation of the work machine to avoid a collision between the two when the tip of the work machine approaches a main body having a cab.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a construction machine such as a hydraulic excavator, when a work machine including a boom, an arm, and a bucket is operated in a direction close to the cab, the tip of the work machine may come into contact with the cab. It is necessary to provide a work machine interference prevention device for preventing the collision between the two.
[0003]
This type of work implement interference prevention device sets a stop area, a deceleration area, and a safety area sequentially from the inside to the outside around the cab, and is usually used when the tip of the work equipment is in the outermost safety area. When the work implement is operated at speed, if the tip of the work implement enters the deceleration area inside the safety area, the operation speed of the work implement is decelerated, and if the tip of the work implement enters the innermost stop area, work is performed. The operation of the machine is automatically stopped, and the tip of the work machine is automatically stopped at the position in front of the operator's cab regardless of the operation of the operation lever, so that the machine can be prevented from being damaged and the safety of the operator can be secured. There are advantages.
[0004]
However, when such interference prevention control is always performed, for example, when performing a fine work with the tip of the work machine in the vicinity of the cab, the work machine automatically stops every time the tip of the work machine enters the stop area. Therefore, the interference prevention control is troublesome for the operator. In order to improve such an inconvenience, there has been proposed a work machine interference prevention device that can temporarily cancel the interference prevention control, and examples thereof include Japanese Patent No. 2739358 and Japanese Patent Laid-Open No. 7-109746. It is disclosed in the gazette. The work implement interference prevention devices described in these publications are provided with a release switch that can release the interference prevention control, and the interference occurs while the operator continues to operate the release switch or within a predetermined time after the release switch is operated. By releasing the prevention control, fine work in the vicinity of the cab is performed without bothering by the interference prevention control.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described prior art, when the operator operates the release switch, the interference prevention control is completely released while the release switch is being operated or within a predetermined time. When operated in a direction close to the cab, the tip of the work machine may collide with the cab. In particular, when starting the operation of the work machine, if the release switch is operated with the operation lever operated in the direction in which the work machine and the cab interfere with each other, the work machine operates rapidly toward the cab. Therefore, there was a problem of being very dangerous.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, instead of completely canceling the interference prevention control by the release switch, the region changing process for reducing only the deceleration region of the interference avoidance region by the operation switch is performed. When such an operation switch is provided, the deceleration area set in the normal interference prevention control is reduced by the operator operating the operation switch, so that the operator can work without being bothered by the deceleration area during the area change processing. Moreover, since the stop area remains set around the main body, fine work in the vicinity of the cab can be performed safely without being bothered by the interference prevention control.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the working machine interference prevention device for a construction machine according to the present invention, a main body having a cab, a working machine rotatably provided on the main body, position detecting means for detecting the position of the working machine, Storing the stop area, the deceleration area, and the safety area sequentially set from the inside to the outside around the periphery, and calculating means for determining which of the respective areas the tip of the work machine has entered, When the tip of the machine enters the safety area, the work machine is operated at a normal speed without performing interference prevention control, and when the tip of the work machine enters the deceleration area, the work machine is connected to the main body. Work equipment in the direction of approaching is decelerated, and when the tip of the work machine enters the stop area, the work machine stops working in the direction of approaching the main body. In the apparatus, the reduction Capable of changing the operation switch region width of the area provided, area resetting to reduce the area width of the reduction area by operating the operation switch is performed, and at the start of operation of the working machine, the operation switch is in operation state In this case, the area changing process is disabled, and when the operation switch is turned off and then operated again, the area changing process is enabled .
[0008]
With this configuration, when the operator operates the operation switch, the area width of the deceleration area set in the normal interference prevention control is reduced. Therefore, the area change process can be performed without bothering the deceleration area. Moreover, since the stop area remains set around the main body, fine work in the vicinity of the cab can be performed safely without being bothered by the interference prevention control. Even when the operation switch is operated while the operation lever is operated in the direction in which the work machine and the cab interfere with each other at the start of operation of the work machine, normal interference prevention control is executed. Can be prevented from suddenly moving in the direction approaching the main body.
[0009]
During the area changing process, the deceleration area may be left in a state of being contracted between the stop area and the safety area, but the area of the deceleration area is contracted so that it becomes zero, When the region is a safe region, the deceleration region is eliminated during the region change process, and only the safe region and the stop region are provided. Therefore, workability in the vicinity of the cab can be further improved.
[0010]
There is also provided a time measuring means activated by an operation signal from the operation switch, and an operation time calculating means for determining whether the time measured by the time measuring means is within a predetermined time set in advance. When the time counted in step exceeds a predetermined time set in advance, a release signal for invalidating the area changing process is output to the calculating means. Even when the signal for instructing the signal continues to be output, it is possible to automatically return to the normal interference prevention control after a certain time.
[0012]
In addition, when the oil temperature is lower than the preset reference value, if the region change process is disabled, the region change process is not executed even if the operation switch is operated when the oil temperature is low. Safety can be improved.
[0013]
In addition, when providing an alarm generating means for notifying that the front end of the work implement has entered the deceleration area before the area change processing at the time of the area change processing by the operation switch, the operator has the front end of the work implement close to the stop area. Since this can be recognized by the activation of the alarm generation means, workability in the vicinity of the cab can be further improved.
[0014]
【Example】
The embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a work implement interference preventing apparatus according to the embodiment, FIG. 2 is a side view of a hydraulic excavator provided with the work implement interference preventing apparatus, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of the interference avoidance region, FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the distance from the swiveling body to the tip of the work implement, and the current value output to the solenoid valve, and FIG. It is a flowchart which shows the processing content of interference prevention control.
[0015]
In FIG. 2, 1 is a traveling body, 2 is a revolving body having a driver's cab 2a and disposed at the upper part of the traveling body 1, and the traveling body 1 and the revolving body 2 constitute a main body of a hydraulic excavator. . Reference numeral 3 denotes a lower boom that is rotatably connected to the revolving unit 2 on the right side of the cab 2 a, 4 is an upper boom that is rotatably connected to the tip of the lower boom 3, and 5 is rotatably connected to the tip of the upper boom 4. An arm 6 is a bucket rotatably connected to the tip of the arm 5, and the booms 3, 4, the arm 5 and the bucket 6 constitute a work implement 7. 8 is a boom cylinder that drives the lower boom 3, 9 is an offset cylinder that drives the upper boom 4, 10 is an arm cylinder that drives the arm 5, and 11 is a bucket cylinder that drives the bucket 6. 6 is moved parallel to the lower boom 3 in the lateral direction.
[0016]
In FIG. 1, 12 is a boom operating lever, 13 is an arm operating lever, and 14 is an offset operating pedal. These operating levers 12 and 13, the operating pedal 14 and the bucket operating pedal (not shown) are in the cab 2a. Is placed inside. Reference numeral 15 is a boom control valve, 16 is an arm control valve, and 17 is an offset control valve. When the operator operates the boom operation lever 12, pressure oil is supplied to the boom control valve 15, and the boom cylinder 8 is controlled. Similarly, when the operator operates the arm operation lever 13, the offset operation pedal 14, and the bucket operation pedal (not shown), the arm control valve 16, the offset control valve 17, and the bucket control valve (not shown). ) Is supplied with hydraulic pressure, and the cylinders 9, 10, and 11 are controlled. Reference numeral 18 denotes a boom angle detection device provided at a fulcrum portion of the lower boom 3, which detects a relative angle between the swing body 2 and the lower boom 3. Reference numeral 19 denotes an offset angle detection device provided at a fulcrum portion of the upper boom 4, which detects a relative angle between the lower boom 3 and the upper boom 4. Reference numeral 20 denotes an arm angle detection device provided at the fulcrum portion of the arm 5, which detects the relative angle between the upper boom 4 and the arm 5.
[0017]
21 is an electromagnetic valve provided on a boom raising pilot line 22 that connects the boom operating lever 12 and the left chamber of the boom control valve 15, and 23 is a chamber on the right side of the boom operating lever 12 and the boom control valve 15. Are connected to the boom lowering pilot line 24. These solenoid valves 21 and 23 adjust the amount of pressure oil supplied to the boom control valve 15. An oil temperature detecting device 25 connected to the boom raising pilot line 22 detects the temperature of oil in the boom raising pilot line 22. An oil temperature detecting device 26 connected to the boom lowering pilot line 24 detects the temperature of the oil in the boom lowering pilot line 24. Reference numeral 27 denotes an electromagnetic valve provided in the arm cloud pilot line 28 that connects the arm operating lever 13 and the right chamber of the arm control valve 16. The amount of pressure oil supplied to the arm control valve 16 adjust. An oil temperature detecting device 29 is connected to the arm cloud pilot line 28 and detects the temperature of the oil in the arm cloud pilot line 28. Further, 30 is an electromagnetic valve provided in the offset left pilot line 31 that connects the offset operation pedal 14 and the right chamber of the offset control valve 17, and adjusts the amount of pressure oil supplied to the offset control valve 17. To do. 32 is an oil temperature detecting device connected to the offset left pilot line 31 and detects the temperature of the oil in the offset left pilot line 31. Reference numeral 33 denotes an operation switch operated by an operator, and 35 denotes an alarm device having a buzzer. The operation switch 33 and the alarm device 35 are arranged in the cab 2a.
[0018]
34 receives signals from the angle detection devices 18, 19, 20 and the operation switch 33 and the oil temperature detection devices 25, 26, 29, 32, and to the electromagnetic valves 21, 23, 27, 30 and the alarm device 35. It is a control apparatus which controls the output signal. As shown in FIG. 3, the control device 34 includes an oil temperature determination unit 34a, a switch determination unit 34b, an operation time calculation unit 34c, an operation time storage unit 34d, a coordinate calculation unit 34e, a control region calculation unit 34f, and a control region storage. 34g, the comparison calculating part 34h, and the solenoid valve control part 34i. The oil temperature determination unit 34a inputs the signal from the oil temperature detection device 25, 26, 29, 32, and determines whether the oil temperature is above or below a preset reference value. In the switch determination unit 34b, the timer state signal output from the operation time calculation unit 34c, the determination result in the oil temperature determination unit 34a, and the operation signal output from the operation switch 33 are input, respectively, and the timer signal is stopped. When the oil temperature is above the reference value and the operation switch 33 is being operated, a timer start instruction is output to the operation time calculation unit 34c. In this operation time calculation unit 34c, it is determined whether or not the elapsed time after the timer activation is within a predetermined time preset in the operation time storage unit 34d, and the elapsed time after the timer activation is within the predetermined time. When it is determined, a switch valid instruction is output to the switch determination unit 34b, and when it is determined that the elapsed time after the timer activation has exceeded a predetermined time, a switch invalidation instruction is output to the switch determination unit 34b. The switch determination unit 34b outputs an area change instruction for interference prevention control to the control area calculation unit 34f only when a switch valid instruction is input from the operation time calculation unit 34c while the operation switch 33 is being operated. In other cases, such as when a switch invalidation instruction is input, or when the operation switch 33 is operated in a state where the oil temperature is lower than the reference value, an area change release signal for interference prevention control is output to the control area calculation unit 34f. To do.
[0019]
The coordinate calculation unit 34e calculates the relative distance between the work implement 7 and the revolving structure 2 based on the input signals from the angle detection devices 18, 19, and 20. In the control region calculation unit 34f, the position information stored in the control region storage unit 34g and the signal from the switch determination unit 34b are input, and the surroundings of the swivel body 2 including the cab 2a are shown in FIGS. An interference avoidance region 36 (see the hatched portion in FIG. 2) as shown in FIG. This interference avoidance area 36 is composed of a deceleration area 38 in contact with the safety area 37 and a stop area 39 inside thereof, and the control area calculator 34f defines the deceleration area 38 and the stop area 39 in FIG. 4 in the case of normal interference prevention control. When the ratio is set as shown in (A) and the signal input from the switch determination unit 34b is an area change instruction, the stop area 39 is reduced to zero as shown in FIG. The control content of the entire interference avoidance area 36 is changed with the area of 3 as the safety area 37. The comparison calculation unit 34h outputs a stop signal to the alarm device 35 in the case of normal interference prevention control, and outputs a start signal to the alarm device 35 in the case of interference prevention control at the time of changing the region. Sound the buzzer. Further, in the comparison calculation unit 34h, the tip of the work implement 7 is within the interference avoidance region 36 shown in FIG. 4A or 4B based on the relative distance calculated by the coordinate calculation unit 34e. It is determined whether or not it has entered, and a control value instructed to the electromagnetic valve control unit 34i is calculated according to the determination result. The electromagnetic valve control unit 34i outputs a predetermined control signal to the electromagnetic valves 21, 23, 27, and 30 based on this control value, and supplies the control valves 15, 16, and 17 to the control valves 15, 16, and 17 in proportion to the current value of the control signal. The amount of pressure oil supplied is adjusted.
[0020]
That is, when the control area calculation unit 34f sets the interference avoidance area 36 at a ratio as shown in FIG. 4A and normal interference prevention control is executed, as shown in FIG. When the tip of the machine 7 is in the safety area 37, the maximum current value I ₁ is output to operate the work machine 7 at the normal speed, and when the tip of the work machine 7 enters the deceleration area 38, the deceleration start position The current value I ₂ at the stop start position is output from the current value I ₁ at the position according to the distance from the revolving body ₂ to reduce the operating speed of the work implement 7, and the tip of the work implement 7 enters the stop area 39. At this time, the lowest current value I ₃ at which the work machine 7 does not operate is output and the work machine 7 is stopped. On the other hand, when the control area calculation unit 34f sets the interference avoidance area 36 without the deceleration area 38 as shown in FIG. 4B and the area changing process for changing the stop area 39 to the safety area 37 is executed, As shown in FIG. 5B, since the area (distance L1) expanded with the area changing process becomes the safety area 37, the maximum current value I ₁ is obtained until the tip of the work implement 7 enters the stop area 39. The work machine 7 is operated at a normal speed by output, and when the tip of the work machine 7 enters the stop area 39, the work machine 7 is stopped by outputting the lowest current value I ₃ .
[0021]
Next, the operation of the above embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
When the operation of the work implement 7 is started, step S1 is executed in the switch determination unit 34b, and the signal state is determined from the input signal of the operation switch 33. When the input signal of the operation switch 33 is ON in step S1, that is, when the operation switch 33 is being operated, the process proceeds to step S2 to determine whether the oil temperature is above or below the reference value. When it is determined in step S2 that the oil temperature is lower than the reference value, the process proceeds to step S3 to determine whether or not the operation switch timer is being activated. When it is determined in step S3 that the timer is not activated, step S4 is executed, and a timer activation instruction is output from the switch determination unit 34b to the operation time calculation unit 34c. When the timer start instruction is output, the process returns from step S4 to step S1, and when the input signal of the operation switch 33 is OFF in step S1, that is, when the operation switch 33 is not operated, or in step S2, the oil temperature exceeds the reference value. When it is determined that the time is lower, step S5 is executed to output a timer stop command to the operation time calculation unit 34c. If it is determined in step S3 that the timer is running, it is determined in step S6 whether or not the timer is within a predetermined time preset in the operation time storage unit 34d. If it is determined that there is, step S7 is executed to output an interference prevention control region change instruction to the control region calculation unit 34f. As a result, the control area calculation unit 34f calculates the relative distance between each area of the interference avoidance area 36 and the revolving structure 2, and as shown in FIG. The change process is performed, and the interference prevention control is performed on the interference avoidance area 36 after the area change process without the deceleration area 38.
[0022]
When a timer stop command is output in step S5, or when it is determined in step S6 that the timer has exceeded a predetermined time, step S8 is executed to set the interference avoidance area 36 in the normal area in the control area calculation unit 34f. The instruction to return to is output. As a result, the control area calculation unit 34f calculates the relative distance between each area of the interference avoidance area 36 and the revolving structure 2, and a predetermined distance between the safety area 37 and the stop area 39 as shown in FIG. A deceleration area 38 having an area width is set, and interference prevention control is performed on the normal interference avoidance area 36.
[0023]
The interference prevention control will be described. As described above, the coordinate calculation unit 34e calculates the relative distance between the work implement 7 and the swinging body 2, and based on the calculation result, the comparison calculation unit 34h calculates the tip of the work implement 7. Is intruding into the interference avoidance area 36. Here, when it is determined that the tip of the work machine 7 is in the safety area 37 outside the interference avoidance area 36, that is, when there is no danger that the work machine 7 collides with the swing body 2, the electromagnetic valve control unit 34i Since the maximum current value I ₁ is output to the valves 21, 23, 27, 30 and the solenoid valves 21, 23, 27, 30 are fully opened, the control valves 15, 16, 17 are provided with operation levers 12, 13 and Pressure oil corresponding to the operation amount of the operation pedal 14 is supplied. Further, when it is determined that the tip of the work machine 7 has entered the deceleration area 38 inside the safety area 37, the electromagnetic valves 21, 23, 27, Since the current value smaller than the current value I _{1 and} larger than the current value I ₂ is output to 30, the work implement 7 is operated at a slower speed than the operation amount of the operation levers 12, 13 and the operation pedal 14. Further, when it is determined that the tip of the work implement 7 has entered the stop region 39 beyond the deceleration region 38, the solenoid valve control unit 34i outputs the lowest current value I ₃ to the solenoid valves 21, 23, 27, ₃₀ . Since the solenoid valves 21, 23, 27 and 30 are fully closed, no pressure oil is supplied to the control valves 15, 16 and 17 regardless of the operation of the operation levers 12 and 13 and the operation pedal 14, and the work machine 7 stops immediately before colliding with the revolving unit 2. At this time, the deceleration area 38 does not exist in the interference avoidance area 36 at the time of the area change process, and the outside of the stop area 39 is the safety area 37, so that the range in which the work machine 7 can be operated at the normal speed is expanded. Although the deceleration area 38 disappears, the stop area 39 remains set around the revolving structure 2, so that the fine work with the tip of the work machine 7 close to the revolving structure 2 is controlled to prevent interference. This can be done safely without bothering you.
[0024]
In the above embodiment, a case where a buzzer is used as the alarm device 35 has been described. However, a lamp (warning light) or a vibration device may be used instead.
[0025]
In the above-described embodiment, the case where the alarm device 35 is activated while the area change process without the deceleration area 38 is being performed has been described. However, during the area change process, the tip of the work implement 7 is the area before the area change. The alarm device 35 may be activated only when entering the deceleration region 38, and the alarm device 35 may be stopped when the tip of the work machine 7 is in the safety region 37.
[0026]
【The invention's effect】
The present invention is implemented in the form as described above, and has the following effects.
[0027]
An operation switch that can change the area width of the deceleration area of the interference avoidance area set around the main body is provided, and the area that reduces the deceleration area set in normal interference prevention control by operating this operation switch When processing is performed, it is possible to work without being bothered by the deceleration area during the area change process, and the stop area remains set around the main body, so fine work near the cab can be used for interference prevention control. It can be done safely without bothering you.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a work implement interference preventing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of a hydraulic excavator provided with the work implement interference prevention device.
FIG. 3 is a block diagram of the work implement interference preventing apparatus.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an interference avoidance region.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between a distance from a revolving body to a tip of a work implement and a current value output to a solenoid valve.
FIG. 6 is a flowchart showing processing details of interference prevention control.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Traveling body 2 Revolving body 2a Operator's cab 7 Working machine 12 Boom operation lever 13 Arm operation lever 14 Offset operation pedal 15 Boom control valve 16 Arm control valve 17 Offset control valve 18 Boom angle detection device 19 Offset angle Detection device 20 Arm angle detection device 21, 23, 27, 30 Solenoid valve 25, 26, 29, 32 Oil temperature detection device 33 Operation switch 34 Control device 34a Oil temperature determination unit 34b Switch determination unit 34c Operation time calculation unit 34d Operation time Storage section 34e Coordinate calculation section 34f Control area calculation section 34g Control area storage section 34h Comparison calculation section 34i Solenoid valve control section 35 Alarm device 36 Interference avoidance area 37 Safety area 38 Deceleration area 39 Stop area

Claims

運転室を有する本体と、この本体に回動可能に設けられた作業機と、この作業機の位置を検出する位置検出手段と、前記本体の周囲に内側から外側に向かって順次設定された停止領域と減速領域および安全領域を記憶し、前記作業機の先端がこれら各領域のいずれに侵入したかを判断する演算手段とを備え、前記作業機の先端が前記安全領域に侵入した時に、干渉防止制御を行わずに該作業機を通常速度で動作し、前記作業機の先端が前記減速領域に侵入した時に、該作業機が前記本体と近接する方向への作業動作を減速処理し、前記作業機の先端が前記停止領域に侵入した時に、該作業機が前記本体と近接する方向への動作を停止処理する建設機械の作業機干渉防止装置において、
前記減速領域の領域幅を変更可能な操作スイッチを設け、この操作スイッチを操作することにより前記減速領域の領域幅を縮める領域変更処理が行われ、
前記作業機の運転開始時に、前記操作スイッチが操作状態にある場合は前記領域変更処理を無効にし、前記操作スイッチを一旦オフにしてから再度操作した場合は前記領域変更処理を有効にすることを特徴とする建設機械の作業機干渉防止装置。A main body having a driver's cab, a work machine rotatably provided on the main body, position detection means for detecting the position of the work machine, and a stop sequentially set around the main body from the inside to the outside Storing an area, a deceleration area, and a safety area, and calculating means for determining which one of these areas the tip of the work machine has entered, and interfering when the tip of the work machine enters the safety area. The work machine is operated at a normal speed without performing prevention control, and when the tip of the work machine enters the deceleration area, the work machine is subjected to a deceleration process in a direction approaching the main body, In the work machine interference prevention device for a construction machine that stops the operation of the work machine in the direction of approaching the main body when the tip of the work machine enters the stop area,
An operation switch capable of changing the area width of the deceleration area is provided, and an area change process for reducing the area width of the deceleration area by operating the operation switch is performed .
When the operation switch is in an operating state at the start of operation of the work implement, the area change process is invalidated, and when the operation switch is turned off and then operated again, the area change process is validated. A working machine interference prevention device for a construction machine.

請求項１の記載において、前記操作スイッチによる領域変更処理時に、前記減速領域の領域幅が零になるように縮め、この縮められた分の領域を前記安全領域とすることを特徴とする建設機械の作業機干渉防止装置。 2. The construction machine according to claim 1, wherein at the time of area change processing by the operation switch, the area of the deceleration area is reduced so as to become zero, and the reduced area is set as the safety area. Work machine interference prevention device.

請求項１または２の記載において、前記操作スイッチからの操作信号にて起動される計時手段と、この計時手段にて計時された時間が予め設定された所定時間内であるかを判断する操作時間演算手段とを設け、前記計時手段にて計時された時間が予め設定された所定時間を越えた時に、前記演算手段に前記領域変更処理を無効にする解除信号を出力することを特徴とする建設機械の作業機干渉防止装置。 3. An operation time according to claim 1 or 2, wherein the time measuring means activated by the operation signal from the operation switch and the operation time for determining whether the time measured by the time measuring means is within a predetermined time set in advance. A calculation means, and when the time counted by the time measurement means exceeds a predetermined time set in advance, a release signal for invalidating the area changing process is output to the calculation means. Machine work equipment interference prevention device.

請求項１〜３のいずれかの記載において、油温が予め設定された基準値より低い場合は前記領域変更処理を無効にすることを特徴とする建設機械の作業機干渉防止装置。4. The construction machine interference prevention device for a construction machine according to any one of claims 1 to 3 , wherein when the oil temperature is lower than a preset reference value, the region changing process is invalidated.

請求項１〜４のいずれかの記載において、前記操作スイッチによる領域変更処理時に、該領域変更処理前の減速領域内に前記作業機の先端が侵入したことを知らせる警報発生手段を設けたことを特徴とする建設機械の作業機干渉防止装置。In any of of claims 1-4, when area change process by the operation switch, in that a warning generating means for informing that the tip of the working machine has entered the region changing process before the deceleration region A working machine interference prevention device for a construction machine.