JP5226634B2 - Working arm control device for hydraulic excavator - Google Patents

Working arm control device for hydraulic excavator Download PDF

Info

Publication number
JP5226634B2
JP5226634B2 JP2009209519A JP2009209519A JP5226634B2 JP 5226634 B2 JP5226634 B2 JP 5226634B2 JP 2009209519 A JP2009209519 A JP 2009209519A JP 2009209519 A JP2009209519 A JP 2009209519A JP 5226634 B2 JP5226634 B2 JP 5226634B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
boom
cylinder
control device
angle sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009209519A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011058268A (en
Inventor
啓介 白仁
文生 高橋
Original Assignee
キャタピラー エス エー アール エル
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by キャタピラー エス エー アール エル filed Critical キャタピラー エス エー アール エル
Priority to JP2009209519A priority Critical patent/JP5226634B2/en
Publication of JP2011058268A publication Critical patent/JP2011058268A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5226634B2 publication Critical patent/JP5226634B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Description

本発明は、作業腕にバケットのような作業具を取付けた油圧ショベルによる水平面、法面などの均し作業を、簡単な構成で容易に行うことができる作業腕制御装置に関する。   The present invention relates to a work arm control device that can easily perform leveling work such as a horizontal surface and a slope using a hydraulic excavator in which a work tool such as a bucket is attached to a work arm with a simple configuration.

図５を参照して均し作業の一例を説明する。油圧ショベルを用いて地面Ｆの均し作業を行うには、（Ａ）に示すようにブーム１４に連結したアーム１６の先端のバケットＢＫを機体本体４から遠方に位置付け、ブームシリンダ１８およびアームシリンダ２０を同時に作動操作し、アーム１６の先端が直線軌跡Ｋを描くように機体本体４に引寄せる。この場合アーム１６と直線軌跡Ｋの間の鋭角度θ１が、位置（Ｂ）で直角のθ２になるまでは、ブームシリンダ１８を伸張させてのブーム１４の上げ（白抜き矢印で示す）とアームシリンダ２０を伸張させてのアーム１６の引き（白抜き矢印で示す）の同時操作になり、位置（Ｂ）からさらに引寄せた鈍角のθ３の状態、位置（Ｃ）ではブームシリンダ１８を収縮させてのブーム１４下げとアームシリンダ２０を伸張させてのアーム１６引きの同時操作となる。   An example of the leveling operation will be described with reference to FIG. In order to perform the leveling operation of the ground F using a hydraulic excavator, the bucket BK at the tip of the arm 16 connected to the boom 14 is positioned far from the body body 4 as shown in FIG. 20 is operated simultaneously, and the arm 16 is drawn toward the machine body 4 so that the tip of the arm 16 draws a linear locus K. In this case, until the acute angle θ1 between the arm 16 and the linear locus K becomes θ2 which is a right angle at the position (B), the boom 14 is raised (indicated by a white arrow) and the arm is extended. The operation of pulling the arm 16 with the cylinder 20 extended (indicated by a white arrow) is performed simultaneously, and the boom cylinder 18 is contracted in the obtuse angle θ3 state and the position (C) further drawn from the position (B). All the operations of lowering the boom 14 and pulling the arm 16 by extending the arm cylinder 20 are performed simultaneously.

したがって、ブーム１４およびアーム１６の双方を、バケットＢＫのバケットシリンダ２２による姿勢制御操作とともに、均衡の取れた速度でブームシリンダ１８およびアームシリンダ２０を作動操作しなければならない。特にブームシリンダ１８については、位置（Ｂ）までは速度を調整しながら伸張させ、位置（Ｂ）からは逆に、速度を調整しながら収縮させるので、高度な操作技術が必要となる。   Therefore, both the boom 14 and the arm 16 must be operated by operating the boom cylinder 18 and the arm cylinder 20 at a balanced speed together with the attitude control operation by the bucket cylinder 22 of the bucket BK. In particular, since the boom cylinder 18 is extended to the position (B) while adjusting the speed, and conversely from the position (B), the boom cylinder 18 is contracted while adjusting the speed, so that an advanced operation technique is required.

そこで均し作業をコンピュータ制御によって精密に行わせようとする手段が開発されている（例えば、特許文献１参照）、しかしながらこの場合、作業開始前に操作盤を用いた情報入力作業が必要なこと、また自動制御中は操作に関係なく作業腕が作動するため、オペレータの意図と異なる作動をした場合はその都度自動制御を中止しなければならないことなどから、オペレータに疎ましさや煩わしさを感じせしめ実用性に乏しかった。   In view of this, means for precisely performing leveling work by computer control has been developed (see, for example, Patent Document 1). However, in this case, information input work using an operation panel is required before work starts. In addition, because the work arm operates regardless of the operation during automatic control, if the operation is different from the operator's intention, the automatic control must be stopped each time. It was not very practical.

この不具合を解決する手段としてレバー操作量と作業機先端位置から均し作業を判断し自動制御を開始、その後のレバー操作に応じて自動制御の軌跡を補正、中止することにより通常のレバー操作だけで一般制御（手動操作）から自動制御に滑らかに移行するという技術が開発されている（例えば、特許文献２参照）。   As a means to solve this problem, the leveling operation is judged from the lever operation amount and the tip position of the work machine, automatic control is started, and the normal control operation is corrected and stopped according to the subsequent lever operation. Thus, a technology has been developed in which a smooth transition from general control (manual operation) to automatic control is made (see, for example, Patent Document 2).

特公平３−２８５４４号公報Japanese Patent Publication No. 3-28544 特開平１０−１９６８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-1968

上述したとおりの作業腕の制御装置には解決すべき課題がある。   There is a problem to be solved in the control device for the working arm as described above.

すなわち、（１）実施に必要な部品点数が多い。（２）法面の均し作業をする場合は均し作業判定条件（均し作業開始位置領域）を再設定する必要がある。（３）オペレータの操作によっては自動制御と一般制御が頻繁に切り替わる、すなわちレバー操作に対するシリンダ速度の特性がばらつくため操作にストレスを感じる場合がある。   That is, (1) The number of parts required for implementation is large. (2) When the slope is leveled, it is necessary to reset the leveling work determination condition (leveling work start position region). (3) Depending on the operation of the operator, the automatic control and the general control are frequently switched, that is, the cylinder speed characteristic with respect to the lever operation varies, so that the operation may feel stressed.

本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、簡単な構成で、水平面、法面などの均し作業を行うことができ、かつオペレータにとって操作が容易な、油圧ショベルの作業腕制御装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and its technical problem is that a hydraulic excavator that can perform leveling operations such as a horizontal surface and a slope with a simple configuration and is easy for an operator to operate. A work arm control device is provided.

本発明によれば上記技術的課題を解決する油圧ショベルの作業腕制御装置として、油圧ショベルの作業腕のアームおよびアームを連結したブームのアームシリンダおよびブームシリンダの同時操作によって作業具が連結されるアームの先端が一定の時間略直線の軌跡に沿って移動しているときには、アームの作業具連結中心とブームのアーム連結中心を結ぶ連結線がこの直線軌跡に対して直角に近づくにつれ、ブームシリンダの作動速度をブーム操作器の操作に応じた速度よりも遅くする制御装置を備えている、ことを特徴とする油圧ショベルの作業腕制御装置が提供される。   According to the present invention, as a working arm control device for a hydraulic excavator that solves the above technical problem, the working arm of the hydraulic excavator, the arm cylinder of the boom that connects the arms, and the work tool are coupled by simultaneous operation of the boom cylinder. When the tip of the arm is moving along a substantially linear trajectory for a certain time, the boom cylinder moves as the connecting line connecting the work tool connecting center of the arm and the arm connecting center of the boom approaches a right angle with respect to the linear trajectory. There is provided a working arm control device for a hydraulic excavator, characterized in that a control device is provided that makes the operation speed of the hydraulic control device slower than the speed corresponding to the operation of the boom operating device.

好適には、制御装置は、ブームおよびアームそれぞれの揺動角度を検出するブーム角センサおよびアーム角センサと、ブームシリンダに圧油を給排するブーム制御弁をパイロット圧油によって操作するブーム操作器の一対のパイロット油路それぞれに設けられた一対の電磁比例減圧弁と、コントローラと、を備え、コントローラは、（１）ブーム角センサおよびアーム角センサの出力に基づいてアームの先端が該直線軌跡に沿って一定の時間移動したと判定したときには、（２）この直線軌跡に対して該連結線が直角に近づくにつれ、パイロット圧油を直角の状態を最大減圧とする信号を電磁比例減圧弁に出力する。   Preferably, the control device includes a boom angle sensor and an arm angle sensor for detecting a swing angle of each of the boom and the arm, and a boom operation device for operating a boom control valve for supplying and discharging pressure oil to and from the boom cylinder with pilot pressure oil. A pair of electromagnetic proportional pressure reducing valves provided in each of the pair of pilot oil passages, and a controller. (1) Based on outputs of the boom angle sensor and the arm angle sensor, the tip of the arm has the linear locus. (2) As the connecting line approaches a right angle with respect to this straight line trajectory, a signal that maximizes the pressure of the pilot pressure oil at a right angle is sent to the electromagnetic proportional pressure reducing valve. Output.

本発明に従って構成された油圧ショベルの作業腕制御装置は、作業腕の作業具が連結されるアームの先端がアームシリンダおよびブームシリンダの同時操作によって略直線の軌跡に沿って移動しているときには、アームの作業具連結中心とブームのアーム連結中心を結ぶ連結線がこの直線軌跡に対して直角に近づくにつれ、ブームシリンダの作動速度を、ブーム操作器の操作に応じた速度よりも遅くする制御装置を備えている。   The working arm control device for a hydraulic excavator configured according to the present invention is configured such that when the tip of the arm to which the work tool of the working arm is coupled is moved along a substantially linear locus by simultaneous operation of the arm cylinder and the boom cylinder, A control device that lowers the operating speed of the boom cylinder below the speed according to the operation of the boom operating unit as the connecting line connecting the working tool connecting center of the arm and the arm connecting center of the boom approaches a right angle with respect to the linear locus. It has.

したがって、簡単な構成で、オペレータのレバー操作量を最大限に反映しつつ、容易な操作で、水平面、法面などの均し作業時のブーム・アームの連動操作性を向上させる、油圧ショベルの作業腕制御装置を提供することができる。   Therefore, with a simple configuration, the hydraulic excavator of the hydraulic excavator improves the interlocking operability of the boom and arm during leveling work such as horizontal and slope surfaces with easy operation while reflecting the amount of lever operation of the operator to the maximum. A working arm control device can be provided.

本発明に従って構成された油圧ショベルの作業腕制御装置の構成説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The structure explanatory drawing of the working arm control apparatus of the hydraulic shovel comprised according to this invention. アーム先端の移動と直線軌跡の関係の説明線図。Explanatory diagram of the relationship between the movement of the arm tip and the linear trajectory. 作業腕の角度θと電磁比例減圧弁への出力信号の関係の特性線図。The characteristic line figure of the relationship between the angle (theta) of a work arm, and the output signal to an electromagnetic proportional pressure reducing valve. 制御装置のコントローラの制御手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the control procedure of the controller of a control apparatus. 油圧ショベルによる均し作業の説明図。Explanatory drawing of leveling work by a hydraulic excavator.

以下、本発明に従って構成された油圧ショベルの作業腕制御装置について、好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。   Hereinafter, a working arm control device for a hydraulic excavator configured according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings illustrating a preferred embodiment.

図１を参照して説明する。全体を番号２で示す油圧ショベルは、機体本体４である、下部走行体６、および下部走行体６上に旋回自在に取付けられた上部旋回体８を備え、上部旋回体８には、運転室１０および上下方向に揺動自在に取付けられ先端に作業具であるバケットＢＫが取付けられた作業腕１２を備えている。   A description will be given with reference to FIG. The hydraulic excavator generally indicated by the number 2 includes a lower traveling body 6 that is a main body 4 and an upper revolving body 8 that is pivotably mounted on the lower traveling body 6. 10 and a work arm 12 which is attached so as to be swingable in the vertical direction and to which a bucket BK as a work tool is attached at the tip.

作業腕１２は、上部旋回体８に上下方向に揺動自在に取付けられたブーム１４、ブーム１４の先端に上下方向に揺動自在に取付けられたアーム１６、上部旋回体８とブーム１４の間に取付けられブーム１４を揺動作動させるブームシリンダ１８、ブーム１４とアーム１６の間に取付けられアーム１６を揺動作動させるアームシリンダ２０、およびアーム１６とアーム１６の先端に連結されたバケットＢＫの間に取付けられバケットＢＫを揺動作動させるバケットシリンダ２２を備えている。   The working arm 12 includes a boom 14 attached to the upper swing body 8 so as to be swingable in the vertical direction, an arm 16 attached to the tip of the boom 14 so as to be swingable in the vertical direction, and between the upper swing body 8 and the boom 14. A boom cylinder 18 that swings and operates the boom 14, an arm cylinder 20 that swings between the boom 14 and the arm 16 and swings the arm 16, and a bucket BK connected to the ends of the arm 16 and the arm 16. A bucket cylinder 22 that is attached between the buckets BK and swings the bucket BK is provided.

油圧ショベル２は、作業腕１２の制御装置２６を備えている。制御装置２６は、作業腕１２のバケットＢＫが連結されるアーム１６の先端が、アームシリンダ２０およびブームシリンダ１８の同時操作によって一定の時間略直線の軌跡Ｋに沿って移動しているときには、アーム１６の作業具連結中心１７とブーム１４のアーム連結中心１５を結ぶ連結線Ｌが直線軌跡Ｋに対して、すなわち直線軌跡Ｋと連結線Ｌの角度θが直角に近づくにつれ、ブームシリンダ１８の作動速度をブーム操作器２４の操作に応じた速度よりも遅くする。   The excavator 2 includes a control device 26 for the work arm 12. When the tip of the arm 16 to which the bucket BK of the work arm 12 is coupled is moving along a substantially linear trajectory K for a certain time by simultaneous operation of the arm cylinder 20 and the boom cylinder 18, the control device 26 The operation of the boom cylinder 18 is performed when the connection line L connecting the 16 work tool connection centers 17 and the arm connection center 15 of the boom 14 is closer to the straight line K, that is, as the angle θ between the straight line K and the connection line L approaches a right angle. The speed is made slower than the speed corresponding to the operation of the boom operating device 24.

制御装置２６は、ブーム１４およびアーム１６それぞれの揺動角度を検出するブーム角センサ２８およびアーム角センサ３０と、ブームシリンダ１８に圧油を給排するブーム制御弁３２をパイロット圧油によって操作するブーム操作器２４の一対のパイロット油路２５ａ、２５ｂそれぞれに設けられた一対の電磁比例減圧弁３４ａ、３４ｂと、コントローラ３６を備えている。   The control device 26 operates the boom angle sensor 28 and the arm angle sensor 30 that detect the swing angles of the boom 14 and the arm 16, and the boom control valve 32 that supplies and discharges the pressure oil to and from the boom cylinder 18 with the pilot pressure oil. A pair of electromagnetic proportional pressure reducing valves 34 a and 34 b provided in each of the pair of pilot oil passages 25 a and 25 b of the boom operation unit 24 and a controller 36 are provided.

ブーム角センサ２８およびアーム角センサ３０は、ブーム１４およびアーム１６の基部の揺動中心に取付けられた、ポテンショメータによって構成された周知のものである。   The boom angle sensor 28 and the arm angle sensor 30 are well-known ones configured by potentiometers attached to the swing centers of the bases of the boom 14 and the arm 16.

ブーム操作器２４は、オペレータの操作に応じた圧力のパイロット油を一対のパイロット油路２５ａ、２５ｂに操作方向に応じて出力する周知の操作器である。ブーム制御弁３２は、常時中立３位置の周知のパイロット操作式制御弁で、ブーム操作器２４からのパイロット油の圧力の大きさ、方向によって、開度およびブームシリンダ１８への流れの方向が制御される。例えば一方の油路２５ａにパイロット油が供給されるとブームシリンダ１８のロッド側の油室に開度に応じた作動油が供給されブームシリンダ１８が収縮され、他方の油路２５ｂにパイロット油が供給されるとブームシリンダ１８のヘッド側の油室に開度に応じた作動油が供給されブームシリンダ１８が伸長される。   The boom operation device 24 is a well-known operation device that outputs pilot oil having a pressure corresponding to the operation of the operator to the pair of pilot oil passages 25a and 25b according to the operation direction. The boom control valve 32 is a well-known pilot-operated control valve that is always in the neutral three position, and the opening degree and the direction of the flow to the boom cylinder 18 are controlled by the magnitude and direction of the pilot oil pressure from the boom operating device 24. Is done. For example, when pilot oil is supplied to one oil passage 25a, hydraulic oil corresponding to the opening degree is supplied to the oil chamber on the rod side of the boom cylinder 18, the boom cylinder 18 is contracted, and pilot oil is supplied to the other oil passage 25b. When supplied, hydraulic oil corresponding to the opening degree is supplied to the oil chamber on the head side of the boom cylinder 18 and the boom cylinder 18 is extended.

電磁比例減圧弁３４ａ、３４ｂは、電流信号の大きさに応じて圧油を減圧する周知のものであり、それぞれのパイロット油路２５ａ、２５ｂのパイロット圧油をコントローラ３６からの信号によって減圧する。   The electromagnetic proportional pressure reducing valves 34 a and 34 b are well known valves that reduce the pressure oil according to the magnitude of the current signal, and reduce the pilot pressure oil in the pilot oil passages 25 a and 25 b according to a signal from the controller 36.

コントローラ３６は、（１）ブーム角センサ２８およびアーム角センサ３０の出力に基づいてアーム１６の先端が一定の時間直線軌跡Ｋに沿って移動したと判定したときには、（２）直線軌跡Ｋに対し連結線Ｌが直角（角度θが直角）に近づくにつれパイロット圧油を直角の状態を最大減圧とする信号を電磁比例減圧弁３４ａ、３４ｂに出力する。   When the controller 36 determines that (1) the tip of the arm 16 has moved along the linear trajectory K for a certain time based on the outputs of the boom angle sensor 28 and the arm angle sensor 30, (2) As the connecting line L approaches a right angle (angle θ is a right angle), a signal for maximally depressurizing the pilot pressure oil is output to the electromagnetic proportional pressure reducing valves 34a and 34b.

すなわちコントローラ３６は、図１とともに図２を参照して説明すると、ブーム角センサ２８およびアーム角センサ３０の出力、ならびに予め入力した作業腕１２の各部材の諸元に基づいて、アーム１６の作業具連結中心１７およびブーム１４のアーム連結中心１５の座標を算出し、作業具連結中心１７の座標の変化を一定時間Ｔ記憶し、直線軌跡Ｋに沿って移動しているかを判定する。   That is, the controller 36 will be described with reference to FIG. 2 together with FIG. 1, based on the outputs of the boom angle sensor 28 and the arm angle sensor 30 and the specifications of each member of the work arm 12 input in advance. The coordinates of the tool connection center 17 and the arm connection center 15 of the boom 14 are calculated, the change in the coordinates of the work tool connection center 17 is stored for a predetermined time T, and it is determined whether the tool connection center 17 is moving along the linear locus K.

例えば、図示の連結中心軌跡例と直線軌跡Ｋ−１との予め設定した偏差の大きさに基づいて直線軌跡Ｋに沿っているかを判定する。また、一定時間Ｔは、作業腕１２の大きさである諸元の違い、形状の違い、作動速度の違いなどに応じて設定する。そして、例として水平均しの場合の直線軌跡ＫをＫ−１で、傾斜面である法面均しの場合の直線軌跡ＫをＫ−２、Ｋ−３で示す。   For example, it is determined whether or not along the straight locus K based on a predetermined deviation between the illustrated example of the connected center locus and the straight locus K-1. Moreover, the fixed time T is set according to the difference in specifications, the difference in shape, the difference in operation speed, and the like, which are the sizes of the work arms 12. As an example, the linear trajectory K in the case of water averaging is indicated by K-1, and the linear trajectory K in the case of slope equalization that is an inclined surface is indicated by K-2 and K-3.

作業具連結中心１７の座標が直線軌跡Ｋに沿って移動していると判定したときには、移動に応じた直線軌跡Ｋと連結線Ｌの角度θを算出する。   When it is determined that the coordinates of the work tool connection center 17 are moving along the straight track K, the angle θ between the straight track K and the connecting line L corresponding to the movement is calculated.

図１とともに図３を参照して説明すると、コントローラ３６は、予め設定した図３に示す角度θと電磁比例減圧弁への出力信号である減圧信号Ｉとの関係特性線図に基づいて、ブーム操作器２４からのパイロット圧油を、さらに減圧する減圧信号Ｉを算出する。減圧信号Ｉは、角度θが９０°までは減圧信号０から放物線状に立上げ頂点を徐々に最大減圧信号とし、角度θが９０°を越えてから対称の最大減圧信号から減圧信号０に延びる放物線で設定されている。この特性線の形状は、角度θ９０°を挟んで必ずしも対称とすることなく、油圧ショベル２の作業腕１２の諸元の違いに応じた、要求される減圧の程度に応じて設定すればよい。   Referring to FIG. 3 together with FIG. 1, the controller 36 performs a boom based on a relationship characteristic diagram between a preset angle θ shown in FIG. 3 and a pressure reducing signal I which is an output signal to the electromagnetic proportional pressure reducing valve. A decompression signal I for further decompressing the pilot pressure oil from the operating device 24 is calculated. The decompression signal I rises parabolically from the decompression signal 0 until the angle θ reaches 90 °, and gradually reaches the maximum decompression signal at the apex, and extends from the symmetrical maximum decompression signal to the decompression signal 0 after the angle θ exceeds 90 °. It is set with a parabola. The shape of the characteristic line is not necessarily symmetrical with respect to the angle θ90 °, and may be set according to the required degree of decompression according to the difference in the specifications of the work arm 12 of the excavator 2.

そして、角度θに応じた減圧信号Ｉに基づいた電流が、電磁比例減圧弁３４ａ、３４ｂに出力される。   Then, a current based on the pressure reducing signal I corresponding to the angle θ is output to the electromagnetic proportional pressure reducing valves 34a and 34b.

図１〜図４主として図４を参照して、コントローラ３６の制御手順について説明する。   The control procedure of the controller 36 will be described with reference to FIGS.

ステップＳ１において、ブームシリンダ１８およびアームシリンダ２０が同時操作されているかを判定する。同時操作の検出は、周知の手段、例えばオペレータが操作するブームシリンダ１８およびアームシリンダ２０の操作レバーの操作の有無を検出する手段でよい。したがって、詳細な説明は省略する。同時操作が判定されたときにはステップＳ２に進み、同時操作でないときにはステップＳ１に戻る。   In step S1, it is determined whether the boom cylinder 18 and the arm cylinder 20 are operated simultaneously. The detection of the simultaneous operation may be a well-known means, for example, a means for detecting whether or not the operation levers of the boom cylinder 18 and the arm cylinder 20 operated by the operator are operated. Therefore, detailed description is omitted. When simultaneous operation is determined, the process proceeds to step S2, and when not simultaneous operation, the process returns to step S1.

ステップＳ２において、ブーム角センサ２８およびアーム角センサ３０の出力、並びに作業腕１２の各部材の諸元に基づいて、アーム１６の先端位置の座標を算出し、ステップＳ３に進む。   In step S2, the coordinates of the tip position of the arm 16 are calculated based on the outputs of the boom angle sensor 28 and the arm angle sensor 30 and the specifications of each member of the work arm 12, and the process proceeds to step S3.

ステップＳ３において、算出したアーム１６先端の座標が一定時間Ｔ略直線軌跡Ｋに沿って移動したかを判定する。直線軌跡Ｋに沿って移動したと判定されたときはステップＳ４に進み、判定されないときには均し作業でないのでステップＳ１に戻る。   In step S3, it is determined whether or not the calculated coordinates of the tip of the arm 16 have moved along the substantially straight locus K for a predetermined time T. When it is determined that the robot has moved along the straight line locus K, the process proceeds to step S4.

ステップＳ４において、ブーム角センサ２８およびアーム角センサ３０の出力に基づいてアーム１６の作業具連結中心１７とブーム１４のアーム連結中心１７を結ぶ連結線Ｌと直線軌跡Ｋとの角度θを算出し、ステップＳ５に進む。   In step S4, the angle θ between the connection line L connecting the work tool connection center 17 of the arm 16 and the arm connection center 17 of the boom 14 and the linear locus K is calculated based on the outputs of the boom angle sensor 28 and the arm angle sensor 30. The process proceeds to step S5.

ステップＳ５において、角度θに応じた減圧信号Ｉを算出し、ステップＳ６に進む。   In step S5, a decompression signal I corresponding to the angle θ is calculated, and the process proceeds to step S6.

ステップＳ６においては、角度θに応じた減圧信号Ｉを電磁比例減圧弁３４ａまたは電磁比例減圧弁３４ｂに出力する。すなわち、角度θが９０°までの範囲では電磁比例減圧弁３４ａに、９０°を超えた範囲では電磁比例減圧弁３４ｂに出力し、ステップＳ１に戻る。   In step S6, the pressure reducing signal I corresponding to the angle θ is output to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 34a or the electromagnetic proportional pressure reducing valve 34b. That is, when the angle θ is in the range up to 90 °, it is output to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 34a, and in the range exceeding 90 °, it is output to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 34b, and the processing returns to step S1.

上述したとおりの油圧ショベルの作業腕制御装置２６の作用効果について、主として図１を参照して、説明する。   The effect of the working arm control device 26 of the hydraulic excavator as described above will be described mainly with reference to FIG.

本発明に従って構成された油圧ショベルの作業腕制御装置２６は、作業腕１２の作業具が連結されるアーム１６の先端が、アームシリンダ２０およびブームシリンダ１８の同時操作によって略直線の軌跡Ｋに沿って、機体本体４に近づく方向にあるいは機体本体４から遠ざかる方向に、移動しているときには、アーム１６の作業具連結中心１７とブーム１４のアーム連結中心１５を結ぶ連結線Ｌがこの直線軌跡Ｋに対して直角（図５の位置（Ｂ））に近づくにつれ、ブームシリンダ１８の作動速度を、ブーム操作器２４の操作に応じた速度よりも遅くする。   In the working arm control device 26 of the hydraulic excavator configured according to the present invention, the tip of the arm 16 to which the work tool of the working arm 12 is coupled follows a substantially straight locus K by simultaneous operation of the arm cylinder 20 and the boom cylinder 18. When moving in a direction approaching the body body 4 or away from the body body 4, the connecting line L connecting the work tool connection center 17 of the arm 16 and the arm connection center 15 of the boom 14 is connected to the linear locus K. As the angle approaches the right angle (position (B) in FIG. 5), the operating speed of the boom cylinder 18 is made slower than the speed corresponding to the operation of the boom operating device 24.

したがって、簡単な構成で、オペレータのレバー操作量を最大限に反映しつつ、容易な操作で、水平面、法面などの均し作業時のブーム・アームの連動操作性を向上させることができる。   Therefore, it is possible to improve the operability of the boom and arm during leveling work such as a horizontal surface and a slope with an easy operation while reflecting the maximum amount of lever operation by the operator with a simple configuration.

制御装置２６は、ブーム１４およびアーム１６それぞれの揺動角度を検出するブーム角センサ２８およびアーム角センサ３０と、ブームシリンダ１８に圧油を給排するブーム制御弁３２をパイロット圧油によって操作するブーム操作器２４の一対のパイロット油路２５ａ、２５ｂそれぞれに設けられた一対の電磁比例減圧弁３４ａ、３４ｂと、コントローラ３６と、を備え、コントローラ３６は、（１）ブーム角センサ２８およびアーム角センサ３０の出力に基づいてアーム１６の先端が直線軌跡Ｋに沿って一定の時間Ｔ移動したと判定したときには、（２）この直線軌跡Ｋに対して連結線Ｌが直角に近づくにつれ、パイロット圧油を直角の状態を最大にして減圧する信号を電磁比例減圧弁３４ａ、３４ｂに出力する。   The control device 26 operates the boom angle sensor 28 and the arm angle sensor 30 that detect the swing angles of the boom 14 and the arm 16, and the boom control valve 32 that supplies and discharges the pressure oil to and from the boom cylinder 18 with the pilot pressure oil. A pair of electromagnetic proportional pressure reducing valves 34a, 34b provided in each of the pair of pilot oil passages 25a, 25b of the boom operation unit 24 and a controller 36 are provided. The controller 36 includes (1) a boom angle sensor 28 and an arm angle. When it is determined based on the output of the sensor 30 that the tip of the arm 16 has moved along the linear locus K for a certain time T, (2) as the connecting line L approaches the right angle with respect to the linear locus K, the pilot pressure A signal for depressurizing oil at a maximum right angle is output to the electromagnetic proportional pressure reducing valves 34a and 34b.

すなわち、ブーム角センサ２８およびアーム角センサ３０からの情報により、ブームシリンダ１８の伸長操作と収縮操作の切り替わる位置（図５（Ｂ））付近でのみ、電磁比例減圧弁３４ａ、３４ｂの働きにより、ブームシリンダ１８に作動油を給排するブーム制御弁３２の開度ストロークを、パイロット圧を減圧し小さくするので、シリンダ速度はブーム操作器２４の操作に対応した速度よりも遅くなる。   That is, based on the information from the boom angle sensor 28 and the arm angle sensor 30, only by the action of the electromagnetic proportional pressure reducing valves 34a and 34b, in the vicinity of the position where the extension operation and the contraction operation of the boom cylinder 18 are switched (FIG. 5B), Since the opening stroke of the boom control valve 32 that supplies and discharges the hydraulic oil to and from the boom cylinder 18 is reduced by reducing the pilot pressure, the cylinder speed becomes slower than the speed corresponding to the operation of the boom operating device 24.

したがって、ブームシリンダ１８の伸長操作と収縮操作の切り替わる位置付近においては、シリンダ速度は小さいが、速度精度は高くなり、レバー操作量に対するシリンダ速度が遅くなる方向に特性が変わり、レバー操作量の範囲が拡大し、操作技量の低いオペレータでも均し作業が容易になる。   Accordingly, in the vicinity of the position where the boom cylinder 18 is extended and retracted, the cylinder speed is small, but the speed accuracy is high, and the characteristics change in a direction in which the cylinder speed becomes slower with respect to the lever operation amount. As a result, the leveling operation becomes easy even for an operator with low operation skill.

２：油圧ショベル
１２：作業腕
１４：ブーム
１５：アーム連結中心
１６：アーム
１７：作業具連結中心
１８：ブームシリンダ
２０：アームシリンダ
２４：ブーム操作器
２６：制御装置
２８：ブーム角センサ
３０：アーム角センサ
３２：ブーム制御弁
３４ａ、３４ｂ：電磁比例減圧弁
３６：コントローラ
Ｋ：直線軌跡
Ｌ：連結線 2: Hydraulic excavator 12: Working arm 14: Boom 15: Arm connection center 16: Arm 17: Work tool connection center 18: Boom cylinder 20: Arm cylinder 24: Boom operating device 26: Controller 28: Boom angle sensor 30: Arm Angle sensor 32: boom control valves 34a, 34b: electromagnetic proportional pressure reducing valve 36: controller K: linear locus L: connecting line

Claims (2)

油圧ショベルの作業腕のアームおよびアームを連結したブームのアームシリンダおよびブームシリンダの同時操作によって作業具が連結されるアームの先端が一定の時間略直線の軌跡に沿って移動しているときには、
アームの作業具連結中心とブームのアーム連結中心を結ぶ連結線がこの直線軌跡に対して直角に近づくにつれ、
ブームシリンダの作動速度をブーム操作器の操作に応じた速度よりも遅くする制御装置を備えている、
ことを特徴とする油圧ショベルの作業腕制御装置。 When the tip of the arm of the working arm of the excavator and the arm cylinder of the boom to which the arm is connected and the arm to which the work tool is connected by the simultaneous operation of the boom cylinder are moving along a substantially linear locus for a certain time,
As the connection line connecting the arm work tool connection center and the boom arm connection center approaches the right angle with respect to this linear locus,
A control device for lowering the operating speed of the boom cylinder than the speed corresponding to the operation of the boom operating device;
A working arm control device for a hydraulic excavator. 制御装置が、
ブームおよびアームそれぞれの揺動角度を検出するブーム角センサおよびアーム角センサと、
ブームシリンダに圧油を給排するブーム制御弁をパイロット圧油によって操作するブーム操作器の一対のパイロット油路それぞれに設けられた一対の電磁比例減圧弁と、
コントローラと、を備え、
コントローラは、
（１）ブーム角センサおよびアーム角センサの出力に基づいてアームの先端が該直線軌跡に沿って一定の時間移動したと判定したときには、
（２）この直線軌跡に対して該連結線が直角に近づくにつれ、パイロット圧油を直角の状態を最大減圧とする信号を電磁比例減圧弁に出力する、
ことを特徴とする請求項１記載の油圧ショベルの作業腕制御装置。 The control unit
A boom angle sensor and an arm angle sensor for detecting swing angles of the boom and the arm, and
A pair of electromagnetic proportional pressure reducing valves provided in each of a pair of pilot oil passages of a boom operating device for operating a boom control valve for supplying and discharging pressure oil to and from the boom cylinder with pilot pressure oil;
A controller, and
The controller
(1) When it is determined that the tip of the arm has moved along the straight locus based on the outputs of the boom angle sensor and the arm angle sensor,
(2) As the connecting line approaches a right angle with respect to this linear locus, a signal for maximally depressurizing the pilot pressure oil at a right angle is output to the electromagnetic proportional pressure reducing valve.
The working arm control device for a hydraulic excavator according to claim 1.
JP2009209519A 2009-09-10 2009-09-10 Working arm control device for hydraulic excavator Active JP5226634B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009209519A JP5226634B2 (en) 2009-09-10 2009-09-10 Working arm control device for hydraulic excavator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009209519A JP5226634B2 (en) 2009-09-10 2009-09-10 Working arm control device for hydraulic excavator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011058268A JP2011058268A (en) 2011-03-24
JP5226634B2 true JP5226634B2 (en) 2013-07-03

Family

ID=43946197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009209519A Active JP5226634B2 (en) 2009-09-10 2009-09-10 Working arm control device for hydraulic excavator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5226634B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104929166B (en) * 2015-06-07 2017-05-03 黄进堂 Excavator
EP3640401B1 (en) * 2015-09-16 2023-04-26 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Excavator
CN111644540B (en) * 2020-07-06 2024-04-19 杭州科技职业技术学院 Reinforcement shears refitted by excavator and control method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0639794B2 (en) * 1988-08-08 1994-05-25 住友建機株式会社 Hydraulic excavator automatic operation pattern selection method
US5424623A (en) * 1993-05-13 1995-06-13 Caterpillar Inc. Coordinated control for a work implement
JPH09151485A (en) * 1995-11-30 1997-06-10 Samsung Heavy Ind Co Ltd Equipment and method of automatically controlling operation of excavator
JPH1089110A (en) * 1996-09-11 1998-04-07 Yanmar Diesel Engine Co Ltd Control mechanism and control method of working machine
JP3165048B2 (en) * 1996-12-19 2001-05-14 住友建機株式会社 Hydraulic excavator control circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011058268A (en) 2011-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101463612B (en) Shock absorption device and control method thereof for small swing radius excavator
JP6526321B2 (en) Work machine
JP6889579B2 (en) Work machine
WO2009104449A1 (en) Interference prevention control device for operating machinery
US8095281B2 (en) System for controlling a hydraulic system
JP6845736B2 (en) Hydraulic drive system
KR102255674B1 (en) Working machine
KR20180102644A (en) Working machine
WO2009104450A1 (en) Interference prevention control device for operating machinery
WO2020039833A1 (en) Hydraulic drive device for excavation work machines
JP5226634B2 (en) Working arm control device for hydraulic excavator
CN111032970A (en) Working machine
KR102520407B1 (en) work machine
JP2012225084A (en) Construction machine
JP2016125284A (en) Construction machine
JPH09228404A (en) Work machine control method of construction machine and device thereof
JP6029992B2 (en) Construction equipment interference prevention device
JPH11101202A (en) Control device and control method of hydraulic shovel
WO2020045017A1 (en) Blade control device for work machinery
WO2020065739A1 (en) Work machine
JP5320003B2 (en) Hydraulic control device for work machine
JP5314573B2 (en) Control device and dismantling machine equipped with the same
JP2021017927A (en) Hydraulic control device of construction machine
JP7269411B2 (en) working machine
JPH11303807A (en) Flow rate control device for hydraulic drive machine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111216

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130201

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130219

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130314

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5226634

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160322

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250