JP5072905B2 - Construction equipment interference prevention device - Google Patents

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JP5072905B2 JP2009116306A JP2009116306A JP5072905B2 JP 5072905 B2 JP5072905 B2 JP 5072905B2 JP 2009116306 A JP2009116306 A JP 2009116306A JP 2009116306 A JP2009116306 A JP 2009116306A JP 5072905 B2 JP5072905 B2 JP 5072905B2
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Description

本発明は、建設機械において、多関節フロントの先端に取付けられる作業具と運転室との干渉を防止する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for preventing interference between a work tool attached to a front end of an articulated front and a cab in a construction machine.

多関節フロントを有する建設機械において、多関節フロントの先端に取付けた各種バケットやリフティングマグネット等の作業具と運転室に干渉することを防止するための干渉防止装置を備えたものがある。特許文献１に記載の干渉防止装置は、ブームおよびアームの回動角を検出して多関節フロント（アーム）先端部のバックホウバケットの回動支点の位置を演算し、この回動支点を中心に、回動支点からバックホウバケット先端までの長さを半径として基準円を設定する。そして、この基準円が運転室の外側に設定した干渉防止領域に一定距離以上近づくと、バックホウバケットの運転室への接近動作を禁止する。   Some construction machines having an articulated front are provided with an interference prevention device for preventing interference with a work tool such as various buckets and lifting magnets attached to the tip of the articulated front. The interference prevention device described in Patent Document 1 detects the rotation angle of the boom and arm, calculates the position of the rotation fulcrum of the backhoe bucket at the tip of the articulated front (arm), and centers on this rotation fulcrum. The reference circle is set with the length from the pivot point to the tip of the backhoe bucket as the radius. When the reference circle approaches the interference prevention area set outside the cab for a certain distance, the backhoe bucket is prohibited from approaching the cab.

特開平９−２５６４０３号公報JP-A-9-256403

しかしながら、上記特許文献１記載の干渉防止装置においては、バックホウバケット等の作業具の回動支点を中心にし、作業具の最先端までを半径とする基準円に基づき作業具の運転室への接近動作を制限するため、実際に作業具が前方に向いていて干渉の虞がない場合でも、基準円が干渉防止領域内にある場合には、多関節フロントの動作が制限され、運転室近傍での作業が制限される結果、作業効率が低下するという状況が生じ得る。   However, in the interference prevention device described in Patent Document 1, the approach of the work tool to the operator's cab is based on a reference circle having a radius from the pivot point of the work tool such as a backhoe bucket to the forefront of the work tool. In order to limit the operation, even if the work tool is actually facing forward and there is no possibility of interference, if the reference circle is within the interference prevention area, the operation of the articulated front is limited, As a result, the work efficiency may be reduced.

本発明は、上記問題点に鑑み、作業範囲を従来の建設機械より拡大することができ、作業効率を向上させることが可能となる建設機械の干渉防止装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a construction machine interference prevention device capable of expanding the work range as compared with conventional construction machines and improving work efficiency.

請求項１の建設機械の干渉防止装置は、上部旋回体上に運転室を設置し、
前記上部旋回体に多関節フロントを取付け、
前記多関節フロントの先端に作業具を回動可能に取付け、
前記作業具の前記回動支点より前部に、前記作業具回動用油圧シリンダと前記作業具との間に介装するリンクを連結した建設機械における前記作業具と前記運転室との干渉を防止する建設機械の干渉防止装置において、
前記多関節フロントの関節部の回動部および前記作業具の回動部に設けられた角度センサの検出値と、前記回動支点が円弧部の一部に含まれる前記作業具の予め設定された包絡円の半径とから、前記包絡円の位置を演算する作業具位置演算手段と、
前記包絡円の位置が、作業具と運転室との干渉防止領域に属するか否かを判定する干渉判定手段と、
前記包絡円の位置が、作業具と運転室との干渉防止領域に達した際に前記作業具の前記運転室への近接を制限する動作制限手段とを備えたことを特徴とする。 The construction machine interference prevention device according to claim 1 is configured such that a cab is installed on the upper swing body,
An articulated front is attached to the upper swing body,
A work tool is rotatably attached to the tip of the articulated front,
Prevention of interference between the working tool and the operator cab in a construction machine in which a link interposed between the working tool rotating hydraulic cylinder and the working tool is connected to the front of the rotating fulcrum of the working tool. In construction equipment interference prevention equipment,
Detection values of angle sensors provided in the rotation part of the joint part of the multi-joint front and the rotation part of the work tool, and the rotation fulcrum are set in advance for the work tool included in a part of the arc part. Working tool position calculating means for calculating the position of the envelope circle from the radius of the envelope circle,
Interference determination means for determining whether or not the position of the envelope circle belongs to an interference prevention region between the work tool and the operator cab;
When the position of the envelope circle reaches the interference prevention region between the work tool and the cab, an operation restriction means is provided for restricting the proximity of the work tool to the cab.

請求項２の建設機械の干渉防止装置は、請求項１に記載の干渉防止装置において、
前記作業具位置演算手段は、前記包絡円の位置として、包絡円の中心位置を求めるものであることを特徴とする。 The interference prevention device for a construction machine according to claim 2 is the interference prevention device according to claim 1,
The work tool position calculation means is characterized in that the center position of the envelope circle is obtained as the position of the envelope circle.

請求項３の建設機械の干渉防止装置は、請求項１に記載の干渉防止装置において、
前記作業具位置演算手段は、前記包絡円の位置として、包絡円の運転室側の位置を求めるものであることを特徴とする。 The interference prevention device for a construction machine according to claim 3 is the interference prevention device according to claim 1,
The work tool position calculation means is characterized in that the position of the envelope circle on the cab side is obtained as the position of the envelope circle.

多関節フロントの先端に作業具を回動可能に取付け、作業具の回動支点より前部に、作業具回動用油圧シリンダと作業具との間に介装するリンクを連結した建設機械において、従来の干渉防止装置では、作業具が前方を向いていて運転室との干渉のおそれが無い場合であっても、回動支点を中心とする基準円が運転室に一定以上近づくと干渉防止領域に達したかのような制御を行うので、作業効率の低下を招く。   In a construction machine in which a work tool is rotatably attached to the tip of the articulated front, and a link interposed between the work tool turning hydraulic cylinder and the work tool is connected to the front of the work tool rotation fulcrum, In the conventional interference prevention device, even when the work tool is facing forward and there is no risk of interference with the cab, if the reference circle around the rotation fulcrum approaches the cab more than a certain level, the interference prevention area As a result, control is performed as if it reached the limit, resulting in a decrease in work efficiency.

一方、本願発明は、作業具の回動支点を円弧の一部として含む作業具の包絡円を作業具と運転室との干渉の判定に用いたので、実際の作業具の外形を良好に反映し、作業具の運転室に近接する方向の過度の動作制限が緩和され、作業範囲を拡大することができる。   On the other hand, in the present invention, the envelope of the work tool including the rotation fulcrum of the work tool as a part of the arc is used for the determination of the interference between the work tool and the cab, so that the outer shape of the actual work tool is well reflected. And the excessive operation | movement restriction | limiting of the direction which adjoins the operator's cab of a working tool is eased, and a working range can be expanded.

本発明を適用する建設機械の一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of the construction machine to which this invention is applied. 図１の要部を作業具を傾斜させて示す拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view showing a main part of FIG. 1 with a work tool inclined. 本発明の干渉防止装置の一実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Embodiment of the interference prevention apparatus of this invention. 図３に示すコントローラの機能ブロック図である。FIG. 4 is a functional block diagram of the controller shown in FIG. 3. この実施の形態において、作業具が運転室５側へ向いた場合での従来例との干渉防止動作の対比図である。In this embodiment, it is a contrast diagram of the interference prevention operation | movement with a prior art example when a working tool faces the cab 5 side. この実施の形態において、作業具が前方側へ向いた場合での従来例との干渉防止動作の対比図である。In this embodiment, it is a contrast diagram of the interference prevention operation | movement with the prior art example when a working tool faces to the front side. 本発明の干渉防止装置における他の演算態様を説明する側面図である。It is a side view explaining the other calculation aspect in the interference prevention apparatus of this invention. 本発明の干渉防止装置におけるさらに他の演算態様を説明する側面図である。It is a side view explaining the further another calculation aspect in the interference prevention apparatus of this invention.

図１は本発明を適用する建設機械の一例を示す側面図である。図１に示す建設機械は、下部走行体１上に旋回装置２を介して上部旋回体３を設置し、上部旋回体３にパワーユニット４や運転室５等を搭載するとともに、上部旋回体３に多関節フロント６を取付けて構成される。多関節フロント６は、上部旋回体３にブームシリンダ７により起伏可能に取付けられたブーム８と、ブーム８の先端にアームシリンダ９により回動可能に取付けられたアーム１０とを備える。   FIG. 1 is a side view showing an example of a construction machine to which the present invention is applied. In the construction machine shown in FIG. 1, an upper swing body 3 is installed on a lower traveling body 1 via a swing device 2, and a power unit 4, an operator cab 5, and the like are mounted on the upper swing body 3. A multi-joint front 6 is attached. The articulated front 6 includes a boom 8 attached to the upper swing body 3 by a boom cylinder 7 so as to be raised and lowered, and an arm 10 attached to the tip of the boom 8 so as to be rotatable by an arm cylinder 9.

アーム１０の先端に作業具１３のブラケット１３ａを回動支点１４を中心に回動可能に取付ける。この例では作業具１３がリフティングマグネットである場合について示す。１５は作業具１３を回動させる油圧シリンダ（以下作業具シリンダと称す。）であり、そのヘッドをアーム１０にピン付けする。１６は一端をアーム１０に回動可能にピン付けし、他端を作業具シリンダ１５のピストンロッド１５ａにピン付けしたアームリンクである。１７は一端を作業具１３の取付け用ブラケット１３ａにピン付けし、他端を作業具シリンダ１５のピストンロッド１５ａにアームリンク１６と共にピン付けした作業具リンクである。作業具リンク１７とブラケット１３ａとのピンによる連結点は、作業具１３が水平姿勢をとる状態では回動支点１４より前部にある。   A bracket 13a of the work tool 13 is attached to the tip of the arm 10 so as to be rotatable about a rotation fulcrum 14. This example shows a case where the work tool 13 is a lifting magnet. Reference numeral 15 denotes a hydraulic cylinder (hereinafter referred to as a work tool cylinder) for rotating the work tool 13, and its head is pinned to the arm 10. Reference numeral 16 denotes an arm link in which one end is pivotally pinned to the arm 10 and the other end is pinned to the piston rod 15 a of the work tool cylinder 15. A work tool link 17 has one end pinned to the mounting bracket 13 a of the work tool 13 and the other end pinned to the piston rod 15 a of the work tool cylinder 15 together with the arm link 16. The connection point by the pin of the work tool link 17 and the bracket 13a is in front of the rotation fulcrum 14 when the work tool 13 is in the horizontal posture.

多関節フロント６の関節部には、ブーム８、アーム１０および作業具１３の回動角をそれぞれ検出する角度センサ２０，２１，２２が取付けられる。２３は作業具１３と運転室５との干渉を防止する領域であり、この干渉防止領域２３は運転室５の周囲から例えば３０ｃｍ程度離れた位置に境界が設定される。   Angle sensors 20, 21, and 22 that detect the rotation angles of the boom 8, the arm 10, and the work tool 13 are attached to the joints of the multi-joint front 6. Reference numeral 23 denotes an area for preventing interference between the work tool 13 and the cab 5, and the interference prevention area 23 has a boundary set at a position separated from the periphery of the cab 5 by, for example, about 30 cm.

図２は図１の要部拡大図である。２４はこの実施の形態において設定する包絡円である。この包絡円２４は、作業具１３の回動支点１４を円弧の一部に含み、ブラケット１３ａを除いた作業具１３の全体が包含されるように設定される。Ｏはこの包絡円２４の中心、ｒはこの包絡円２４の半径である。作業具１３が水平姿勢にある場合、包絡円２４の中心Ｏは、運転室５から見て回動支点１４よりも前方にある。   FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. Reference numeral 24 denotes an envelope circle set in this embodiment. The envelope circle 24 is set so that the rotation fulcrum 14 of the work tool 13 is included in a part of the arc and the entire work tool 13 excluding the bracket 13a is included. O is the center of the envelope circle 24, and r is the radius of the envelope circle 24. When the work tool 13 is in a horizontal posture, the center O of the envelope circle 24 is in front of the rotation fulcrum 14 when viewed from the cab 5.

図３は作業具１３と運転室５との干渉を防止する装置の一実施の形態を示すブロック図である。図３において、２５は上部旋回体３に搭載した油圧ポンプ、２６はブームシリンダ７、アームシリンダ９、作業具シリンダ１５の動作制御を行うコントローラである。このコントローラ２６は、作業具１３が運転室５に近接した場合、各シリンダ７，９，１５のコントロール弁２７，２８，２９に対する操作装置３０，３１，３２の操作信号を作業具１３の位置情報に基づいて変更するものである。作業具１３の位置情報は、ブーム８の起伏角を検出する角度センサ２０の出力と、アーム１０の回動角を検出する角度センサ２１と、作業具１３の回動角を検出する角度センサ２２と、予めスイッチやキーボード等の設定手段３３により設定情報として与えられた作業具１３の包絡円２４の半径ｒとから、包絡円２４の位置情報として演算により求められる。   FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of an apparatus for preventing interference between the work tool 13 and the cab 5. In FIG. 3, 25 is a hydraulic pump mounted on the upper swing body 3, and 26 is a controller that controls the operation of the boom cylinder 7, arm cylinder 9, and work tool cylinder 15. When the work tool 13 is close to the cab 5, the controller 26 outputs the operation signals of the operation devices 30, 31, and 32 to the control valves 27, 28, and 29 of the cylinders 7, 9, and 15, and the position information of the work tool 13. It changes based on. The position information of the work tool 13 includes the output of the angle sensor 20 that detects the undulation angle of the boom 8, the angle sensor 21 that detects the rotation angle of the arm 10, and the angle sensor 22 that detects the rotation angle of the work tool 13. And the radius r of the envelope circle 24 of the work tool 13 previously given as setting information by the setting means 33 such as a switch or a keyboard, the position information of the envelope circle 24 is obtained by calculation.

この実施の形態においてはコントロール弁２７〜２９が電磁弁により構成された場合を示す。２７ａ、２７ｂ〜２９ａ、２９ｂはコントロール弁２７〜２９のソレノイドである。３５ａ，３５ｂ〜３７ａ，３７ｂはそれぞれコントロール弁２７〜２９のソレノイド２７ａ、２７ｂ〜２９ａ、２９ｂにコントローラ２６から操作信号を送る操作線である。３８a〜３８ｃはそれぞれコントロール弁２７〜２９のシリンダ伸長側の操作線３５ａ〜３７ａに挿入され、作業具が干渉防止領域２３に達した際に、操作線３５ａ〜３７ａを経由する操作信号を断つ切断回路である。   In this embodiment, the control valves 27 to 29 are constituted by electromagnetic valves. 27a, 27b-29a, 29b are solenoids for the control valves 27-29. Reference numerals 35a, 35b to 37a, 37b denote operation lines for sending operation signals from the controller 26 to the solenoids 27a, 27b to 29a, 29b of the control valves 27-29, respectively. 38a to 38c are inserted into the operation lines 35a to 37a on the cylinder extension side of the control valves 27 to 29, respectively, and when the work tool reaches the interference prevention region 23, the operation signals passing through the operation lines 35a to 37a are cut off. Circuit.

図４はコントローラ２６により実現される干渉防止のための制御装置のブロック図である。この実施の形態の作業具位置演算手段４０は、前記角度センサ２０〜２２の出力と、作業具１３の包絡円２４の半径ｒとから、包絡円２４の中心Ｏの位置を演算するものである。干渉判定手段４１は、作業具位置演算手段４０により求められた包絡円２４の中心Ｏの位置が、作業具１３と運転室５との干渉を生じるおそれがある位置であるか否かを判定するものである。   FIG. 4 is a block diagram of a control device for preventing interference realized by the controller 26. The work tool position calculation means 40 of this embodiment calculates the position of the center O of the envelope circle 24 from the outputs of the angle sensors 20 to 22 and the radius r of the envelope circle 24 of the work tool 13. . The interference determination means 41 determines whether or not the position of the center O of the envelope circle 24 obtained by the work tool position calculation means 40 is a position that may cause interference between the work tool 13 and the cab 5. Is.

干渉判定手段４１において、作業具１３が干渉防止領域２３に達したか否かの判定は、例えば下記のように行う。作業具位置演算手段４０により、包絡円２４の中心Ｏの位置情報として、例えば運転室５からの距離Ｌ（図２参照）を演算する。一方、作業具１３と運転室５との干渉を防止する包絡円２４の中心Ｏの基準距離Ｌ０を予め設定しておく。この基準距離Ｌ０は下記の式から得られる。
Ｌ０＝ｒ＋ΔＬ（ただしΔＬは干渉防止領域２３の幅）
動作制限手段４２は、包絡円２４の中心Ｏの運転室５からの距離Ｌが基準距離Ｌ０にまで近づく（Ｌ≦Ｌ０になる）と、切断回路３８a〜３８ｃに制御信号を送り、操作線３５ａ〜３７ａを電気的に切断し、作業具１３が運転室５に近接する方向となるシリンダ７，９，１５の伸長動作を禁止するものである。 In the interference determination means 41, the determination as to whether or not the work tool 13 has reached the interference prevention area 23 is performed as follows, for example. The work tool position calculation means 40 calculates, for example, the distance L (see FIG. 2) from the cab 5 as position information of the center O of the envelope circle 24. On the other hand, a reference distance L0 of the center O of the envelope circle 24 that prevents interference between the work tool 13 and the cab 5 is set in advance. This reference distance L0 is obtained from the following equation.
L0 = r + ΔL (where ΔL is the width of the interference prevention region 23)
When the distance L from the cab 5 at the center O of the envelope circle 24 approaches the reference distance L0 (L ≦ L0), the operation limiting means 42 sends a control signal to the cutting circuits 38a to 38c and operates the operation line 35a. To 37a are electrically disconnected, and the extension operation of the cylinders 7, 9, 15 in the direction in which the work tool 13 approaches the cab 5 is prohibited.

例えばオペレータが操作装置３０を操作することにより、コントロール弁２７のソレノイド２７ａに操作線３５ａを通して通電し、コントロール弁２７を右位置に切り換え、ブームシリンダ７を伸長させ、ブーム８を上げる動作中において、干渉判定手段４１がＬ＝Ｌ０となる判定を行った際には、干渉判定手段４１の出力により、ブーム８のコントロール弁２７の操作線３５ａに挿入された切断回路３８ａにより操作線３５ａを切断し、それ以上のブーム上げ動作を停止し、作業具１３と運転室５とが干渉することを防止する。   For example, when the operator operates the operation device 30, the solenoid 27 a of the control valve 27 is energized through the operation line 35 a, the control valve 27 is switched to the right position, the boom cylinder 7 is extended, and the boom 8 is raised. When the interference determination unit 41 determines that L = L0, the operation line 35a is cut by the cutting circuit 38a inserted into the operation line 35a of the control valve 27 of the boom 8 by the output of the interference determination unit 41. Further, the boom raising operation is stopped, and the work tool 13 and the cab 5 are prevented from interfering with each other.

また、オペレータが操作装置３１を操作することによりコントロール弁２８のソレノイド２８ａに操作線３６ａを通して通電し、コントロール弁２８を右位置に切り換え、アームシリンダ９を伸長させ、アーム１０を運転室５側に近接させる動作中において、干渉判定手段４１がＬ≦Ｌ０となる判定を行った際には、干渉判定手段４１の出力により、アーム１０のコントロール弁２８の操作線３６ａに挿入された切断回路３８ｂにより操作線３６ａを切断し、それ以上のアーム１０の運転室５側への近接動作を停止し、作業具１３と運転室５とが干渉することを防止する。   Further, when the operator operates the operation device 31, the solenoid 28a of the control valve 28 is energized through the operation line 36a, the control valve 28 is switched to the right position, the arm cylinder 9 is extended, and the arm 10 is moved to the cab 5 side. When the interference determination unit 41 determines that L ≦ L0 during the approaching operation, the output of the interference determination unit 41 causes the cutting circuit 38b inserted in the operation line 36a of the control valve 28 of the arm 10 to operate. The operation line 36a is cut, the further approaching operation of the arm 10 to the cab 5 side is stopped, and the work tool 13 and the cab 5 are prevented from interfering with each other.

また、オペレータが操作装置３２を操作することによりコントロール弁２９のソレノイド２９ａに操作線３７ａを通して通電し、コントロール弁２９を右位置に切り換え、作業具シリンダ１５を伸長させ、作業具１０を運転室５側に回動させ近接させる動作中において、干渉判定手段４１がＬ≦Ｌ０となる判定を行った際には、干渉判定手段４１の出力により、作業具１３のコントロール弁２９の操作線３７ａに挿入された切断回路３８ｃにより操作線３７ａを切断し、それ以上の作業具１３の運転室５側への近接動作を停止し、作業具１３と運転室５とが干渉することを防止する。   Further, when the operator operates the operation device 32, the solenoid 29a of the control valve 29 is energized through the operation line 37a, the control valve 29 is switched to the right position, the work tool cylinder 15 is extended, and the work tool 10 is moved to the cab 5. When the interference determination means 41 makes a determination that L ≦ L0 during the operation of rotating to the side, the insertion is made into the operation line 37a of the control valve 29 of the work tool 13 by the output of the interference determination means 41. The operation line 37a is cut by the cutting circuit 38c thus made, and the further approaching operation of the work tool 13 to the cab 5 side is stopped, and the work tool 13 and the cab 5 are prevented from interfering with each other.

また、オペレータが操作装置３０〜３２のうち複数のものを操作した場合、干渉判定手段４１がＬ≦Ｌ０となる判定を行った際には同様の干渉防止制御を行なう。   Further, when the operator operates a plurality of the operation devices 30 to 32, the same interference prevention control is performed when the interference determination unit 41 determines that L ≦ L0.

なお、図３、図４の実施の形態においては、コントロール弁２７〜２９を電磁弁により構成した例を示したが、このコントロール弁２７〜２９を油圧操作式コントロール弁により構成することもできる。この油圧操作式コントロール弁を用いる場合は、干渉防止手段４１において作業具１３が干渉防止領域２３へ達した場合にコントロール弁２７〜２９の油圧操作回路をオフとするか、あるいは油圧操作回路へのパイロット圧油の供給を絶つ。   In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the control valves 27 to 29 are configured by electromagnetic valves. However, the control valves 27 to 29 can be configured by hydraulically operated control valves. When this hydraulically operated control valve is used, when the work tool 13 reaches the interference prevention region 23 in the interference prevention means 41, the hydraulic operation circuit of the control valves 27 to 29 is turned off or the hydraulic operation circuit is connected to the hydraulic operation circuit. Stop supplying pilot pressure oil.

図５は前記特許文献１に記載の従来の干渉防止装置による場合と上記実施の形態による場合の作業具１３の近接可能距離を、作業具１３が運転室５側へ向いた場合について対比して示す図である。特許文献１に記載の干渉防止態様を踏襲すると、作業具１３の回動支点１４から最遠点１３ｂまでの距離Ｒを半径とする基準円５０を想定し、この基準円５０が干渉防止領域２３に達すると前述した多関節フロント６等の運転室５への近接動作を制限する。   FIG. 5 compares the approachable distance of the work tool 13 between the case of using the conventional interference prevention device described in Patent Document 1 and the case of the above embodiment in the case where the work tool 13 faces the cab 5 side. FIG. If the interference prevention mode described in Patent Document 1 is followed, a reference circle 50 having a radius R from the rotation fulcrum 14 of the work tool 13 to the farthest point 13b is assumed, and the reference circle 50 is an interference prevention region 23. When reaching the above, the proximity operation of the multi-joint front 6 or the like to the cab 5 is restricted.

一方、この従来方式に比較し、上記実施の形態による場合は、例えば作業具１３がリフティングマグネットである場合のように、作業具１３の回動支点１４を円弧の一部として含む包絡円２４は、実際の作業具１３の外形を良好に反映するので、包絡円２４の中心Ｏについて作業具１３と運転室５との干渉防止動作の要否を判定すれば、作業具１３の運転室５に近接する方向の過度の動作制限が緩和され、作業範囲をΔＸに示す幅分拡大することができる。   On the other hand, compared to this conventional method, in the case of the above-described embodiment, an envelope circle 24 that includes the rotation fulcrum 14 of the work tool 13 as a part of an arc as in the case where the work tool 13 is a lifting magnet, for example, Since the actual outer shape of the work tool 13 is reflected well, if it is determined whether or not an operation for preventing the interference between the work tool 13 and the cab 5 is required at the center O of the envelope circle 24, the cab 5 of the work tool 13 Excessive operation restriction in the approaching direction is relaxed, and the working range can be expanded by the width indicated by ΔX.

図６は前記特許文献１に記載の干渉防止装置による場合と上記実施の形態による場合の作業具１３の近接可能距離を、作業具１３が前方側へ向いた場合について対比して示す図である。従来方式による場合、作業具１３の向きに係らず回動支点１４が運転室５に近接できる距離は一定であるが、本実施の形態による場合、作業具１３が前向きになると、包絡円２４が前方に移動するので、回動支点１４の運転室５に近接可能な距離は、作業具１３が運転室５へ向いている場合に比較してさらに縮まり、従来方式に比較し、作業範囲をΔＸ１に示す分だけさらに拡大する（ΔＸ１＞ΔＸ）ことができる。   FIG. 6 is a diagram showing the approachable distance of the work tool 13 in the case of using the interference prevention device described in Patent Document 1 and in the case of the above embodiment in comparison with the case where the work tool 13 is directed forward. . In the case of the conventional method, the distance that the rotation fulcrum 14 can approach the cab 5 is constant regardless of the direction of the work tool 13, but in the present embodiment, when the work tool 13 faces forward, the envelope circle 24 is Since it moves forward, the distance at which the rotation fulcrum 14 can approach the cab 5 is further reduced as compared with the case where the work tool 13 faces the cab 5, and the working range is ΔX1 compared to the conventional method. (ΔX1> ΔX).

図７は本発明の他の制御態様を説明する側面図であり、この実施の形態においては、前記作業具位置演算手段４０において、包絡円２４の位置として、すなわち運転室５側の位置を求め、この位置の運転室５からの距離Ｌ１を求め、判定手段４１においては、この距離Ｌ１が干渉防止領域２３の距離（幅）ΔＬ以下に達したか否かを判定して干渉防止動作制限を行うようにしたものである。   FIG. 7 is a side view for explaining another control mode of the present invention. In this embodiment, the work implement position calculation means 40 obtains the position of the envelope circle 24, that is, the position on the cab 5 side. Then, the distance L1 from the cab 5 at this position is obtained, and the determination means 41 determines whether or not the distance L1 has reached the distance (width) ΔL of the interference prevention area 23 to limit the interference prevention operation. It is what I do.

なお、運転室５側の位置は、前記包絡円２４の中心Ｏの運転室５からの距離Ｌから（Ｌ−ｒ）なる演算によって求めることができる。また、作業具位置演算手段４０において求める包絡円２４の位置としては、運転室５側の最近接点ではなく、中心Ｏから見てこの最近接点の反対側の最遠点を用いることもできる。このような包絡円２４の位置の演算によっても前記実施の形態と同様の効果を上げることができる。   Note that the position on the cab 5 side can be obtained from the distance L from the cab 5 at the center O of the envelope circle 24 by a calculation of (L−r). Further, as the position of the envelope circle 24 obtained by the work tool position calculation means 40, the farthest point on the opposite side of this closest point when viewed from the center O can be used instead of the closest point on the cab 5 side. The same effect as that of the above-described embodiment can also be obtained by calculating the position of the envelope circle 24.

上記の実施の形態においては、包絡円２４の運転室５からの距離を演算することによって干渉の判定を行うようにしたが、包絡円２４の中心位置や運転室５側の位置情報そのものについて干渉の有無を予め判定しておき、包絡円２４の位置情報そのものから干渉の判定結果を得るようにしてもよい。図８はその一例であり、運転室５の周囲の干渉防止領域２３の周囲に半径ｒだけ幅を増やした領域２３Ａを設定し、干渉判定手段４１は、包絡円２４の中心Ｏの位置がこの領域２３Ａ内に至ったか否かによって干渉防止領域に至ったどうかを判定するものである。この例と異なり、包絡円２４の一部が干渉防止領域２３内に至ったか否かを包絡円２４の運転室５側の位置情報から判定するようにしてもよい。   In the above embodiment, the interference is determined by calculating the distance of the envelope circle 24 from the cab 5. However, the interference is detected with respect to the center position of the envelope circle 24 and the position information itself on the cab 5 side. The presence / absence of the interference may be determined in advance, and the interference determination result may be obtained from the position information of the envelope circle 24 itself. FIG. 8 is an example of this, and an area 23A having a width increased by a radius r is set around the interference prevention area 23 around the cab 5, and the interference determination means 41 has the position of the center O of the envelope circle 24 at this position. Whether or not the interference prevention area has been reached is determined based on whether or not the area 23A has been reached. Unlike this example, whether or not a part of the envelope circle 24 has reached the interference prevention region 23 may be determined from the position information on the cab 5 side of the envelope circle 24.

また、上記実施の形態においては、運転室５が上部旋回体３に固定して搭載される例について説明したが、運転室５が例えば可動式ハイキャブである場合のように、運転室５の位置を上方、前方の少なくともいずれかに変位可能としたものにも適用できる。この場合は、運転室５の変位に応じて、運転室５の位置情報を変更する。   Moreover, in the said embodiment, although the cab 5 was fixed and mounted in the upper revolving body 3, the example where the cab 5 was a movable high cab, for example was demonstrated. It is also applicable to those that can be displaced in at least one of the upper side and the front side. In this case, the position information of the cab 5 is changed according to the displacement of the cab 5.

また、本発明は、干渉防止領域２３の周囲に所定幅の減速範囲を設定して動作制限を行うことも可能である。また、多関節フロント６の構成としては、上記実施の形態のような標準型ではなく、３本のアームや伸縮アームを付加したもの、あるいはアーム１０を水平に揺動させるものにも適用できる。また、本発明は、作業具がリフティングマグネットである場合以外の例えばグラップルバケット、ホークバケット、鋏状の破砕具など、他の種々の作業具である場合にも好適に適用できる。これらの開閉式作業具の場合には、最大の包絡円となる状態での作業具の包絡円を求めて干渉を判定する。   In the present invention, it is also possible to limit the operation by setting a deceleration range having a predetermined width around the interference prevention area 23. Further, the configuration of the multi-joint front 6 is not a standard type as in the above-described embodiment, but can be applied to a configuration in which three arms and an extendable arm are added, or a configuration in which the arm 10 is swung horizontally. Further, the present invention can also be suitably applied to cases where the working tool is other various working tools such as a grapple bucket, a hawk bucket, and a bowl-shaped crushing tool other than when the working tool is a lifting magnet. In the case of these openable work tools, the interference is determined by obtaining an envelope circle of the work tool in a state where the maximum envelope circle is obtained.

１：下部走行体、２：旋回装置、３：上部旋回体、４：パワーユニット、５：運転室、６：多関節フロント、７：ブームシリンダ、８：ブーム、９：アームシリンダ、１０：アーム、１３：作業具、１３ａ：ブラケット、１４：回動支点、１５：作業具シリンダ、１６：アームリンク、１７：作業具リンク、２０〜２２：角度センサ、２３：干渉防止領域、２４：包絡円、２５：油圧ポンプ、２６：コントローラ、２７〜２９：コントロール弁、２７ａ、２７ｂ〜２９ａ，２９ｂ：ソレノイド、３０〜３２：操作装置、３５ａ，３５ｂ〜３７ａ，３７ｂ：操作線、３８ａ〜３８ｃ：切断回路、Ｏ：包絡円の中心、ｒ：半径 1: Lower traveling body, 2: Turning device, 3: Upper turning body, 4: Power unit, 5: Driver's cab, 6: Articulated front, 7: Boom cylinder, 8: Boom, 9: Arm cylinder, 10: Arm, 13: Work tool, 13a: Bracket, 14: Rotating fulcrum, 15: Work tool cylinder, 16: Arm link, 17: Work tool link, 20-22: Angle sensor, 23: Interference prevention area, 24: Envelope circle, 25: Hydraulic pump, 26: Controller, 27-29: Control valve, 27a, 27b-29a, 29b: Solenoid, 30-32: Operating device, 35a, 35b-37a, 37b: Operation line, 38a-38c: Cutting circuit , O: center of envelope circle, r: radius

Claims (3)

上部旋回体上に運転室を設置し、
前記上部旋回体に多関節フロントを取付け、
前記多関節フロントの先端に作業具を回動可能に取付け、
前記作業具の前記回動支点より前部に、前記作業具回動用油圧シリンダと前記作業具との間に介装するリンクを連結した建設機械における前記作業具と前記運転室との干渉を防止する建設機械の干渉防止装置において、
前記多関節フロントの関節部の回動部および前記作業具の回動部に設けられた角度センサの検出値と、前記回動支点が円弧部の一部に含まれる前記作業具の予め設定された包絡円の半径とから、前記包絡円の位置を演算する作業具位置演算手段と、
前記包絡円の位置が、作業具と運転室との干渉防止領域に属するか否かを判定する干渉判定手段と、
前記包絡円の位置が、作業具と運転室との干渉防止領域に達した際に前記作業具の前記運転室への近接を制限する動作制限手段とを備えたことを特徴とする建設機械の干渉防止装置。 Install the cab on the upper swing body,
An articulated front is attached to the upper swing body,
A work tool is rotatably attached to the tip of the articulated front,
Prevention of interference between the working tool and the operator cab in a construction machine in which a link interposed between the working tool rotating hydraulic cylinder and the working tool is connected to the front of the rotating fulcrum of the working tool. In construction equipment interference prevention equipment,
Detection values of angle sensors provided in the rotation part of the joint part of the multi-joint front and the rotation part of the work tool, and the rotation fulcrum are set in advance for the work tool included in a part of the arc part. Working tool position calculating means for calculating the position of the envelope circle from the radius of the envelope circle,
Interference determination means for determining whether or not the position of the envelope circle belongs to an interference prevention region between the work tool and the operator cab;
A construction machine comprising operation restriction means for restricting the proximity of the work tool to the driver's cab when the position of the envelope circle reaches an interference prevention region between the tool and the driver's cab. Interference prevention device. 請求項１に記載の干渉防止装置において、
前記作業具位置演算手段は、前記包絡円の位置として、包絡円の中心位置を求めるものであることを特徴とする建設機械の干渉防止装置。 The interference prevention apparatus according to claim 1,
The construction machine interference preventing apparatus according to claim 1, wherein the work tool position calculating means obtains a center position of the envelope circle as the position of the envelope circle. 請求項１に記載の干渉防止装置において、
前記作業具位置演算手段は、前記包絡円の位置として、包絡円の運転室側の位置を求めるものであることを特徴とする建設機械の干渉防止装置。 The interference prevention apparatus according to claim 1,
The construction machine interference preventing apparatus according to claim 1, wherein the work tool position calculating means obtains a position of the envelope circle on the cab side as the position of the envelope circle.
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