JP4444884B2 - 建設機械および建設機械に用いられる制御装置 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、オペレータの操作を尊重しながらも目標面に沿った作業を効率よく行える建設機械を提供することにある。
(2) 請求項5に記載の発明による制御装置は、建設機械のフロント作業装置の作業目標面の情報を取得する作業目標面情報取得手段と、複数の操作部材のそれぞれの操作状態を取得する操作状態取得手段と、複数の操作部材の少なくとも2つが同時に操作されることによって動作するフロント作業装置の実速度ベクトルを算出する実速度ベクトル算出手段と、実速度ベクトルを分解した速度ベクトルであって、複数の操作部材のうちの1つの操作部材の操作によって動作するフロント作業装置の速度ベクトル(分解速度ベクトル)を算出する分解速度ベクトル算出手段と、実速度ベクトルの向きが作業目標面に近づく向きであり、かつ、分解速度ベクトルに作業目標面から遠ざかる向きの分解速度ベクトルがあれば、操作部材に対して操作補助力を付与する装置に対して、作業目標面から遠ざかる向きの分解速度ベクトルに対応する操作部材に対してその操作方向と同じ方向に操作補助力を付与するように制御信号を出力する操作補助力制御手段とを備えることを特徴とする。
図1は、本発明が適用される油圧ショベルの外観斜視図であり、図2はこの油圧ショベルに設けられた油圧アクチュエータの駆動回路図である。油圧ショベルは、それぞれ地面に対する垂直面内で回動するブーム1a,アーム1bおよびバケット1cからなる多間接型のフロント作業装置1Aと、上部旋回体1dおよび下部走行体1eなどの車体1Bとにより構成される。
X1=L1sinα+L2sin(α+β)+L3sin(α+β+γ) (1)
Y1=L1cosα+L2cos(α+β)+L3cos(α+β+γ) (2)
予めバケット先端部P1の目標面をセットした後、設定器7の補助力制御開始スイッチであるスイッチ7aをオンし、ブーム用操作レバー4aとアーム用操作レバー4bを同時に操作すると、その操作量に応じて流量制御弁5a,5bがそれぞれ駆動され、ブームシリンダ3aとアームシリンダ3bが伸縮する。
スイッチ7aをオフしたときも同様に、操作レバー4a,4bに操作補助力は付与されない(S110→S240)。
D=|−X1tanθ+Y1−Lθ|×cosθ (3)
(1)バケット先端部P1の速度ベクトルVを求め、この速度ベクトルVに対応する操作補助力を付与するようにしたので、操作補助力を介して正しい操作を覚知することができ、適切な複合操作を行うことができる。
(2)操作レバー4a〜4fのうち、目標面から遠ざかる方向に操作される操作レバーにのみ操作補助力を付与するようにしたので、オペレータが意図した方向と反対方向に補助力が加わることがなく、良好な操作性が維持される。
(4)目標面と速度ベクトルの成す角度に応じて操作補助力を与えるため、目標面との角度に応じた適切な操作補助力を付与できる。
(6)補助力制御を指令するスイッチ7aを設け、スイッチ7aがオフのときに操作補助力の付与を停止するようにしたので、目標面の設定が不要な作業においてスイッチ7aをオフすることで、通常通りの操作性を確保できる。
1a ブーム
1b アーム
1c バケット
3a〜3f 油圧アクチュエータ
4a〜4f 操作レバー(電気レバー)
5a〜5f 流量制御弁
7 設定器
8a〜8c 角度検出器
9 制御ユニット
40a〜40f 補助力発生部
P1 バケット先端部
Claims (5)
- 複数のフロント作業装置駆動用のアクチュエータに対応してそれぞれ設けられ、これら各アクチュエータの駆動をそれぞれ指令する複数の操作部材と、
前記各操作部材の操作による駆動指令に応じて前記アクチュエータをそれぞれ駆動する駆動手段とを備えた建設機械において、
前記フロント作業装置の作業目標面を設定する設定手段と、
前記複数の操作部材の操作状態をそれぞれ検出する操作状態検出手段と、
前記複数の操作部材の少なくとも2つが同時に操作されることによって動作する前記フロント作業装置の実速度ベクトルを算出する実速度ベクトル算出手段と、
前記実速度ベクトルを分解した速度ベクトルであって、前記複数の操作部材のうちの1つの操作部材の操作によって動作する前記フロント作業装置の速度ベクトル(分解速度ベクトル)を算出する分解速度ベクトル算出手段と、
前記操作部材に対して操作補助力を付与する操作補助力付与手段と、
前記実速度ベクトルの向きが前記作業目標面に近づく向きであり、かつ、前記分解速度ベクトルに前記作業目標面から遠ざかる向きの分解速度ベクトルがあれば、前記作業目標面から遠ざかる向きの分解速度ベクトルに対応する前記操作部材に対してその操作方向と同じ方向に操作補助力を付与するように前記操作補助力付与手段を制御する操作補助力制御手段とを備えることを特徴とする建設機械。 - 請求項1に記載の建設機械において、
前記フロント作業装置の現在位置と前記作業目標面との距離を算出する距離算出手段をさらに備え、
前記操作補助力制御手段は、前記距離算出手段で算出された前記距離が所定値以下のときに前記操作補助力を付与するように前記操作補助力付与手段を制御することを特徴とする建設機械。 - 請求項1または請求項2に記載の建設機械において、
前記操作補助力付与手段により前記操作補助力が付与されている場合でも、前記操作部材を前記操作補助力が付与されている方向と反対の方向に操作可能としたことを特徴とする建設機械。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の建設機械において、
前記操作補助力を付与するか否かをオペレータが選択するための操作補助力付与選択手段をさらに備え、
前記操作補助力制御手段は、前記操作補助力付与選択手段で前記操作補助力を付与するように選択されている場合にのみ、前記操作補助力を付与するように前記操作補助力付与手段を制御することを特徴とする建設機械。 - 建設機械のフロント作業装置の作業目標面の情報を取得する作業目標面情報取得手段と、
複数の操作部材のそれぞれの操作状態を取得する操作状態取得手段と、
前記複数の操作部材の少なくとも2つが同時に操作されることによって動作する前記フロント作業装置の実速度ベクトルを算出する実速度ベクトル算出手段と、
前記実速度ベクトルを分解した速度ベクトルであって、前記複数の操作部材のうちの1つの操作部材の操作によって動作する前記フロント作業装置の速度ベクトル(分解速度ベクトル)を算出する分解速度ベクトル算出手段と、
前記実速度ベクトルの向きが前記作業目標面に近づく向きであり、かつ、前記分解速度ベクトルに前記作業目標面から遠ざかる向きの分解速度ベクトルがあれば、前記操作部材に対して操作補助力を付与する装置に対して、前記作業目標面から遠ざかる向きの分解速度ベクトルに対応する前記操作部材に対してその操作方向と同じ方向に操作補助力を付与するように制御信号を出力する操作補助力制御手段とを備えることを特徴とする制御装置。
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