JP6152178B1 - 作業機械および作業機械の干渉回避方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、バケット等を旋回体に接近させると、作業機の姿勢によっては、油圧ショベルのキャブ等の運転席と干渉する恐れがある。
このため、特許文献1には、運転席を覆うキャブの前方に、牽制面を設定し、バケットが牽制面に近づくにつれてアクチュエータの速度を減速させ、牽制面を越えてバケットが侵入すると、アクチュエータを停止させて、運転席との干渉を阻止する技術が開示されている。
また、特許文献1には、バケットが牽制面に位置した状態で、運転席の作業者がブームを上昇させる操作を行うと、アームを駆動するアクチュエータが、ダンプ方向にアームを駆動して、自動的にバケットの干渉を回避する技術が開示されている。
一方、牽制面を遠くに設定した場合、ブームの上昇操作時にバケットがキャブに接近する際に干渉しないように制御することで作業機を高速で動作させることは可能になり作業者の不安も解消されるが、運転席付近で掘削する際には、作業機をキャブ近傍まで動作させることができなく作業範囲が制限される状況になる。
このような公知の技術では、作業速度を高速に動作させて生産性を向上することと、なるべくキャブに接近させて作業範囲を確保することとの両立が難しいという課題がある。
作業機械本体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業機を有する作業機と、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する操作指令検出手段と、
前記作業機械本体から所定距離離れた位置に第一制御対象面を設定し、前記作業機の基準が、前記第一制御対象面より前記作業機械本体側に、前記作業機が超過しないように牽制、阻止する第一制御手段と、
前記第一制御対象面よりもさらに前記作業機械本体から離れた位置に第二制御対象面を設定し、前記操作指令検出手段により前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記第二制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令への介入指令により、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる第二制御手段とを備えていることを特徴とする。
走行体と、前記走行体に旋回可能に設けられた旋回体と、
前記旋回体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業機を有する作業機と、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する操作指令検出手段と、
前記旋回体から所定距離離れた位置に第一制御対象面を設定し、前記作業機の基準が、前記第一制御対象面より前記作業機械本体側に、前記作業機が超過しないように牽制、阻止する第一制御手段と、
前記第一制御対象面よりもさらに前記作業機械本体から離れた位置に第二制御対象面を設定し、前記操作指令検出手段により前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記第二制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令への介入指令により、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる第二制御手段とを備えていることを特徴とする。
作業機械本体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業機を有する作業機を備えた作業機械の干渉回避方法であって、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する手順と、
前記作業機械本体から所定距離離れた位置に第一制御対象面を設定し、前記作業機の基準が、前記第一制御対象面より前記作業機械本体側に、前記作業機が超過しないように牽制、阻止する手順と、
前記第一制御対象面よりもさらに前記作業機械本体から離れた位置に第二制御対象面を設定し、前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記第二制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令への介入指令により、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる手順と、を実施することを特徴とする。
[1]全体構成
図1、図2において、作業機械である油圧ショベル1は、走行体2、旋回体3、運転席4、を備えた作業機械本体と、作業機5とを備えて構成される。本実施形態に係る干渉回避制御における作業機械本体は、少なくとも運転席4を含んでいる。本発明に説明においては運転席4を基準として、作業者が着座した場合の視線方向を前方として、前後左右の各方向を規定する。また前後方向をx軸、左右(幅)方向をz軸、垂直方向をy軸と規定する。
走行体2は、履帯式であり、旋回体3の直下に設けられる図示を省略したトラックフレームと、このトラックフレームにおいて、走行方向に直交する車幅方向の両端に設けられた一対の走行装置21とを備えて構成される。走行装置21は、トラックフレームに突設された駆動輪および遊動輪に巻回される履帯22を備えて構成され、駆動輪を駆動させることによって、履帯22の延出方向に沿って油圧ショベル1を前後進させる。
操作レバー71は、前後に操作すれば、第1ブーム51の下降操作、上昇操作を行うことができ、左右に操作すれば、バケット55の掘削操作、ダンプ操作を行うことができる。
操作レバー73は、前後に操作すればアーム54のダンプ操作、掘削操作を行うことができ、左右に操作すれば、旋回体3を左右に旋回させることができる。また、図1および図2では図示を省略するが、運転席4の床面42には、走行操作用の走行ペダル74、75と、オフセット操作用のオフセットペダル72とが設けられている。この運転席4の側方には、作業機5が設けられている。すなわち、運転席4と作業機5とは、旋回体3の前方を走行体2の走行方向に向けた状態において、旋回体3上で車幅方向に隣接して配置されている。
作業機5は、第1ブーム51、第2ブーム52、ブラケット53、アーム54、およびバケット55と、これら各要素を動作させるためのブームシリンダ51A、オフセットシリンダ52A、アームシリンダ54A、およびバケットシリンダ55Aを備えている。
ここで、各シリンダ51A、52A、54A、55Aは油圧シリンダであり、その油圧源は、旋回体3に設けられた図示しないエンジン等の原動機で駆動される油圧ポンプ30(図3参照)である。
そして、第1ブーム51は、第1ブーム51の上下方向に屈曲した部分が面取りされた面取り部511を先端側に備えている。
本発明における第三作業機としての第2ブーム52はいわゆるオフセットブームで、オフセットブームは第1ブーム51に対して左右に動作可能に設けられている。
さらに、第2ブーム52においては、油圧配管のうち、アームシリンダ54A用およびバケットシリンダ55A用の油圧配管が、第2ブーム52の内部に挿通されている。そして、この第2ブーム52の先端には、ブラケット53が連結されている。
第1ブーム51、第2ブーム52、ブラケット53、およびリンクロッド52Dによって4節の平行リンク機構が構成され、第1ブーム51と第2ブーム52の先端部を連結するオフセットシリンダ52Aの伸縮により、ブラケット53が第1ブーム51の軸線に対して動作する。なお、図1では図示を略したが、第2ブーム52には、ポテンショメータ82(図4参照)が設けられており、第2ブーム52の第1ブーム51に対するオフセット角度を検出し、検出されたオフセット角度は、後述する制御ユニット8に出力される。
そして、このブラケット53の先端には、アーム54が連結されている。
そして、このアーム54の先端には、バケット55が連結されている。
バケット55とアーム54のシリンダ取付部541とは、バケットシリンダ55Aで連結されており、このバケットシリンダ55Aを伸縮することで、バケット55が動作する。
図3には、本実施形態に係る油圧ショベル1の油圧パイロット式の油圧回路および制御ユニット8が示されている。油圧ショベル1は、前述したブームシリンダ51A、オフセットシリンダ52A、アームシリンダ54A、バケットシリンダ55Aの他に、油圧ポンプ30、および油圧モータ23、24、31を備える。
油圧ポンプ30は、作動油を供給して油圧シリンダ51A、52A、54A、55Aを伸縮駆動させるとともに、作動油を供給して油圧モータ23、24、31を回転駆動させる。油圧モータ31は、旋回体3を旋回させる旋回モータであり、油圧モータ23、24は、走行装置21の駆動輪を回転させる駆動モータである。
このような油圧回路には、パイロットラインからのパイロット圧により、スプールを駆動する流量制御弁61、62、63、64、65、66、67が設けられている。また、パイロットライン中には、電磁制御弁63C、比例電磁制御弁61C、64C、64D、およびシャトル弁64Eと、パイロット圧発生用の油圧ポンプ30Aが設けられている。
操作レバー71を前後方向に操作すると、パイロット圧が発生し、流量制御弁61の駆動部61A、61Bが駆動され、流量制御弁61のポジションが変更される。具体的には、駆動部61Aが押される方向に駆動されると、ブームシリンダ51Aのキャップ側に作動油が供給され、ブームシリンダ51Aが伸張して、第1ブーム51が上昇動作を行う。逆に駆動部61Bが押される方向に駆動されると、ブームシリンダ51Aのロッド側に作動油が供給され、第1ブーム51が下降動作を行う。
操作レバー71を左右方向に操作すると、パイロット圧が発生し、流量制御弁62の駆動部62A、62Bが駆動され、流量制御弁62のポジションが変更される。具体的には、駆動部62Aが押される方向に駆動されると、バケットシリンダ55Aのキャップ側に作動油が供給され、バケットシリンダ55Aが伸張して、バケット55が掘削動作を行う。逆に駆動部62Bが押される方向に駆動されると、バケットシリンダ55Aのロッド側に作動油が供給され、バケットシリンダ55Aが収縮して、バケット55がダンプ動作を行う。
作業者がオフセットペダル72を踏むと、パイロット圧が発生し、流量制御弁63の駆動部63A、63Bが駆動され、流量制御弁63のポジションが変更される。具体的には、駆動部63Aが押される方向に駆動されると、オフセットシリンダ52Aのキャップ側に作動油が供給され、オフセットシリンダ52Aが伸張し、第2ブーム52が運転席4から離れる方向に移動する。逆に駆動部63Bが押される方向に駆動されると、オフセットシリンダ52Aのロッド側に作動油が供給され、第2ブーム52が運転席4に接近する方向に移動する。
作業者が操作レバー73を前後方向に操作すると、パイロット圧が発生し、流量制御弁64の駆動部64A、64Bが駆動され、流量制御弁64のポジションが変更される。具体的には、駆動部64Aが押される方向に駆動されると、アームシリンダ54Aのキャップ側に作動油が供給され、アームシリンダ54Aが伸張し、アーム54が掘削動作を行う。逆に駆動部64Bが押される方向に駆動されると、アームシリンダ54Aのロッド側に作動油が供給され、アームシリンダ54Aが収縮し、アーム54がダンプ動作を行う。
操作レバー73を左右方向に操作すると、パイロット圧が発生し、流量制御弁65の駆動部65A、65Bが駆動され、流量制御弁65のポジションが変更され、旋回体3が旋回動作を行う。
図4には、制御ユニット8の処理部8Bにおける機能ブロック図が示されている。
処理部8Bは、ポテンショメータ81、82、83で検出されたブーム角度、アーム角度、およびオフセット角度に基づいて、図5に示されるように、作業機5の基準(例えばバケット55の刃先先端)と、第一制御対象面としての干渉防止面SF1、または、第二制御対象面としての干渉回避面SF2との距離を演算する。なお、本件発明では干渉回避面、干渉防止面制御対象面と称しているが、実際の制御では各面を線として設定している。但し各面については幅情報を持たす面として設定してもよい。
これは、掘削後、ブーム上昇、掘削、およびオフセット(離間)の動作により、運転席4の横方向に作業機5を抱え込み、旋回半径を小さくする動作を行う際に、アーム操作を行わなくとも、干渉回避制御によるアーム54のダンプ動作により、作業機5を干渉回避面SF2に沿って動作させることができ、作業機5を滑らかにコンパクトな軌跡で動作させるためである。ここで、運転席4とSF2の距離は、運転席とSF1の距離より大きく設定する。
第二制御手段としての第2距離演算部84Bは、干渉回避面SF2の座標データ、および作業機5を構成する部材の寸法を記憶部8Cから呼び出して、ポテンショメータ81、82、83で検出されたブーム角度、アーム角度、オフセット角度を用いて、作業機5の基準の干渉回避面SF2からの距離を演算する。第2距離演算部84Bは、演算結果を制限速度演算部87に出力する。
具体的には、図7に示されるように、干渉防止面SF1からの距離に応じた、ブームシリンダ51Aのシリンダ速度に制限値を与えるテーブルを、記憶部8Cから呼び出して制限値を演算する。
第1制限値演算部85は、干渉回避制御切替スイッチ10のオンオフに応じて、作業機5の制限を緩和するようになっている。
干渉回避制御切替スイッチ10が無効(オフ)とされている場合、第1制限値演算部85は、干渉防止面SF1から離れるにしたがって、シリンダ速度がなだらかに変化するグラフG1のような制限をかけるテーブルを、記憶部8Cから呼び出す。一方、干渉回避制御切替スイッチ10が有効(オン)とされている場合、第1制限値演算部85は、干渉防止面SF1から離れるにしたがって、シリンダ速度が急峻に変化するグラフG2のようなテーブルを、記憶部8Cから呼び出す。
第1制限値演算部85は、演算結果を接近方向速度演算部89およびブーム上昇制限指令値出力部93Aに出力する。
具体的には、第2制限値演算部86は、図8に示されるように、干渉防止面SF1からの距離に応じた、アームシリンダ54Aのシリンダ速度に制限値を与えるテーブルを、記憶部8Cから呼び出して制限値を演算する。第2制限値演算部86は演算結果をアーム制御切替部92に出力する。
具体的には、図9に示されるように、制限速度演算部87は、第2距離演算部84Bで演算された、作業機5の基準と干渉回避面SF2との距離に応じて、作業機5の基準と干渉回避面SF2の距離が小さくなるにしたがって、制限速度が小さくなるテーブルを、記憶部8Cから呼び出して接近制限速度を演算する。制限速度演算部87は、演算結果を制限速度減算部90に出力する。ここで接近制限速度とは作業機5の基準が作業機本体に対して接近する方向の速度を制限する速度である。
ブーム上昇操作判定部88は、圧力センサ61Dで検出された第1ブーム51の操作に伴うパイロット圧に基づいて、第1ブーム51の上昇操作が行われたか否かを判定し、判定結果をアーム制御切替部92に出力する。
具体的には、図10に示されるように、接近方向速度演算部89は、ブーム上昇操作量演算部89Aと、比較器89Bと、ブーム操作接近速度演算部89Cと、オフセット動作接近速度演算部89Dと、演算結果出力部89Eとを備える。
比較器89Bは、ブーム上昇操作量演算部89Aで演算されたブーム上昇操作量と、第1制限値演算部85で演算された第1ブーム51の上昇速度の制限値とを比較して、最小値を選択して、ブーム操作接近速度演算部89Cに出力する。
ブーム操作接近速度演算部89Cは、比較器89Bで選択された最小値と、ポテンショメータ81〜83で検出された第1ブーム51のブーム角度、アーム54のアーム角度、および第2ブーム52のオフセット角度に基づいて、ブーム上昇操作による作業機5の基準の接近方向速度を演算する。
演算結果出力部89Eは、ブーム操作接近速度演算部89Cで演算されたブーム上昇操作による作業機5の基準の接近方向速度に、オフセット動作接近速度演算部89Dで演算されたオフセット動作による作業機5の基準の接近方向速度を加算して、制限速度減算部90に出力する。
第二制御手段としての制限速度減算部90は、制限速度演算部87で演算された接近制限速度から、接近方向速度演算部で演算された接近方向速度を減算する。アーム54以外の作業機5による接近方向速度を減算して、作業機5の基準が接近制限速度より速い速度で作業機械本体に接近してしまわないようにするためである。制限速度減算部90は、減算した結果をアームシリンダ制限速度演算部91に出力する。
具体的には、アームシリンダ制限速度演算部91は、アーム54を掘削方向に動作させる場合、アームシリンダ54Aを伸張させるアーム掘削制限値91Aに変換し、アーム54をダンプ方向に動作させる場合、アームシリンダ54Aを収縮させるアームダンプ制限値91Bに変換する。
アームシリンダ制限速度演算部91は、変換したアーム掘削制限値91A、またはアームダンプ制限値91Bをアーム制御切替部92に出力する。
具体的には、アーム制御切替部92は、図11に示されるように、加算器92A、および切替器92C、92Dを備える。
加算器92Aは、干渉回避制御切替スイッチ10がオンであり、かつブーム上昇操作判定部88でブーム上昇操作ありと判定された場合、干渉回避制御を行う旨を切替器92C、92Dに出力する。
アーム掘削制限指令値出力部93Bは、切替器92Cの出力に基づいて、比例電磁制御弁64Cに電圧、電流等の指令値を出力する(図3参照)。比例電磁制御弁64Cは、流量制御弁64の駆動部64Aに作用するレバー操作によるパイロット圧に制限を与え、流量制御弁64のポジションを、アームシリンダ54Aのキャップ側に作動油が供給されるのを制限するように変更する。
オフセット接近制限指令値出力部93Dは、第2ブーム52の運転席4への接近方向動作について、電磁制御弁63Cに遮断指令を出力する(図3参照)。電磁制御弁63Cは、流量制御弁63の駆動部63Aにレバー操作によるパイロット圧を遮断し、オフセットシリンダ52Aのキャップ側への作動油の供給を遮断し第2ブーム52を停止する。
図5に示される第三制御対象面としての修正回避面SF3を演算する場合、前述した制御ユニット8の機能ブロック構成に加え、図12に示されるように、制御ユニット8の処理部8Bは、第3距離演算部94、姿勢取得部95、修正回避面演算部96、および第4距離演算部97を備える。
第3距離演算部94は、第1ブーム51の上昇操作開始時における作業機5の基準の干渉回避面SF2からの距離を演算する。演算方法は、第2距離演算部84Bと同様にして行われる。
姿勢取得部95は、第1ブーム51の上昇操作開始時の作業機5の姿勢を取得する。作業機5の姿勢は、記憶部8Cに記憶された作業機5を構成する部材の長さ寸法、ポテンショメータ81、82、83で検出された第1ブーム51のブーム角度、アーム54のアーム角度、および第2ブーム52のオフセット角度に基づいて、取得することができる。
具体的には、修正回避面演算部96は、ブーム上昇操作開始時、作業機5の基準が、干渉回避面SF2よりも運転席4側(作業機本体側)にある場合、干渉回避面SF2の座標データ、ブーム上昇操作開始時の作業機の基準の座標、作業機5の角度等に基づいて、作業機5の基準を干渉回避面SF2に復帰させる軌道となる修正回避面SF3を演算する。
本実施形態では、修正回避面SF3は、図5に示されるように、滑らかに円弧状に復帰させる修正回避面SF3としている。
修正回避面演算部96における演算は例えば以下の手順で行う。
(1)ブーム上昇操作開始時の作業機5の基準の座標を姿勢取得部95で取得する。
(2)高さ距離H1分上昇した高さ座標における干渉回避面SF2上の座標を求める。
(3)(1)、(2)で求めた各座標による線分を修正回避面SF4とする。
一方、修正回避面演算部96は、第3距離演算部94、および姿勢取得部95で取得された作業機5の基準の座標が、干渉回避面SF2よりも外側に位置していた場合、修正回避面SF3を干渉回避面SF2として演算する。
修正回避面演算部96で演算された修正回避面SF3は、第4距離演算部97に出力される。
第4距離演算部97で演算された修正回避面SF3と、作業機5の基準との距離は、現在位置として、制限速度演算部87に出力される。
制限速度演算部87および接近方向速度演算部89は、修正回避面SF3との関係で制限速度の演算や、接近方向速度の演算を、前述と同様にして演算する。
次に、本実施形態の作用となる作業機械の干渉回避方法を、図14から図16に示されるフローチャートに基づいて、説明する。
図14において、第1距離演算部84Aは、作業機5の基準と干渉防止面SF1の距離を演算する(手順S1)。
第2距離演算部84Bは、作業機5の基準と干渉回避面SF2の距離を演算する(手順S2)。
ブーム上昇制限指令値出力部93Aは、第1制限値演算部85で演算された第1ブーム51の上昇速度の制限値に基づいて、ブーム指令値を出力する(手順S4)。
第2制限値演算部86は、第1距離演算部84Aで演算された作業機の基準と干渉防止面SF1の距離に基づいて、アーム掘削動作の速度制限値を演算する(手順S5)。
接近方向速度演算部89は、圧力センサ61Dでブーム上昇操作のパイロット圧を検出したら、第1ブーム51の上昇操作量と、第2ブーム52のオフセット角度の変化量と、作業機5の姿勢とに基づいて、ブーム上昇操作と、オフセット動作による作業機5の基準位置での接近方向速度を演算する(手順S7)。
アームシリンダ制限速度演算部91は、制限速度減算部90の出力に基づいて、アーム掘削制限値91Aまたはアームダンプ制限値91Bを演算する(手順S9)。
図15に進み、ブーム上昇操作判定部88は、ブーム上昇操作があるか否か(手順S12)、干渉回避制御切替スイッチ10がオンであるか否かを判定する(手順S15)を判定する。
ブーム上昇操作がない(手順S12:No)もしくは干渉回避制御切替スイッチ10がオフである(手順S15:No)のいずれかと判定された場合、アーム制御切替部92は、アーム掘削制限値を設定し(手順S13)、アームダンプ指令=0として出力する(手順S14:第3のポジション)。
姿勢取得部95は、ブーム上昇操作時の作業機5の姿勢を取得する(手順S18B)。
修正回避面演算部96は、作業機5の基準が干渉回避面SF2の運転席4側にあるか否かを判定する(手順S18C)。作業機5の基準が干渉回避面SF2の外側にあると判定されたら、修正回避面SF3を干渉回避面SF2として設定する(手順S18E)。
第4距離演算部97は、作業機5の基準と修正回避面SF3の距離を取得する(手順S18F)。
第4距離演算部97は、演算された作業機5の基準と修正回避面SF3の距離を、制限速度演算部87に出力するとともに(手順S18G)、接近方向速度演算部89に出力する(手順S18H)。
アーム掘削制限指令値出力部93Bは、比例電磁制御弁64Cに電圧、電流等の指令を出力し、アームダンプ指令値出力部93Cは、比例電磁制御弁64Dに電圧、電流等の指令を出力する。
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
油圧ショベル1が第1制限値演算部85および第2制限値演算部86を備えていることにより、作業機5の基準が干渉防止面SF1に到達すると、第1ブーム51およびアーム54の駆動が停止するようになっているので、作業機5が運転席4と干渉することを防止することができる。
掘削作業、ホイスト旋回、ダンプ作業という一連の旋回積み込み工程において、掘削時は作業機5の制限なく掘削作業を行うことができる。
すなわち、図17に示されるように、掘削作業時には、第1ブーム51を上昇操作しないので干渉防止制御が有効で、干渉回避制御は無効となり、アーム54の掘削操作により干渉回避面SF2を越えて干渉防止面SF1近傍まで作業機5の制限を受けることなく、掘削作業を行うことができる。
作業者は、第1ブーム51の上昇時、同時に操作レバー73を操作して、旋回操作を行ったり、更に狭小地においてはオフセットペダル72を踏んで第2ブーム52を運転席4側に畳み込むオフセット移動させたりして複数の作業機5を同時操作し、運転席4の近傍でコンパクトな操作を行うこともある。この際、干渉回避制御による干渉回避面SF2を基準としてアーム54のダンプ介入指令が働く。したがって作業者は、掘削時には干渉回避面SF2による作業機5の制限を受けずに掘削作業を行い、土砂積み込み時には干渉回避制御によって干渉防止面SF1より遠い干渉回避面SF2に基づいて作業機5の回避動作が行われるので、作業者と作業機5の距離が確保でき、作業者の不安を緩和することができ、作業者は心配することなく高速で作業機操作を行える。
また、作業者は作業機5の基準の高さ方向への動作を観察することでアームのダンプが継続するかどうかの動きの予測ができるので、外部の物体と作業機5との接触への心配による作業者の精神的な疲労を減らすことができる。
一定の高さ距離H1で修正回避面SF3が、干渉回避面SF2に復帰することにより、作業機5の上昇距離を見ていれば、干渉回避制御によって作業機5の基準が遠ざかる動作中であるかそうでないかがわかるので、作業者にとって、動作中の作業機5の動きを予測しやすい。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、以下の説明では、すでに説明した部分と同一の部分については、同一符号を付して、その説明を省略する。
前述した第1実施形態では、油圧ショベル1は、油圧パイロット式の油圧回路を備え、油圧回路を制御する制御ユニット8上で干渉防止手段、および干渉回避手段を機能させていた。
これに対して、本実施形態では、図18に示されるように、電機レバー式の油圧回路の制御ユニット8上で干渉防止手段、および干渉回避手段を機能させる点が相違する。
操作レバー71、73、オフセットペダル72、走行ペダル74、75には、制御ユニット8からの電気信号線が接続され、操作レバー71、73、オフセットペダル72、走行ペダル74、75の操作は、電機信号線を介して制御ユニット8に入力される。
また、操作レバー71を左右方向に操作すれば、バケットの掘削、ダンプ操作指令が出力され、制御ユニット8を介して、電磁駆動部102A、102Bのいずれかに電気信号が出力され、比例電磁制御弁102のポジションが変更され、バケットシリンダ55Aに作動油が供給される。
操作レバー73は、第1実施形態と同様に前後方向に操作すれば、アームの掘削、ダンプ操作指令が出力され、制御ユニット8を介して、電磁駆動部104A、104Bのいずれかに電気信号が出力され、比例電磁制御弁104のポジションが変更され、アームシリンダ54Aに作動油が供給される。
走行ペダル74、75も同様に、走行ペダル74、75を踏むと、走行操作指令が出力され、制御ユニット8を介して、比例電磁制御弁106、107のポジションが変更され、油圧モータ23、24が駆動して、油圧ショベルが前後方向に走行する。
このような油圧回路を制御する制御ユニット8は、前述した第1実施形態のブロック図と同様の構成を有するが、第1実施形態のように、パイロットライン中の比例電磁制御弁61C、62D、64C、電磁制御弁63Cに制御指令を出力するのではなく、比例電磁制御弁101〜104の電磁駆動部101A、101B〜104A、104Bに直接指令を出力する点が相違する。このため、本実施形態における制御ユニット8は、第1実施形態におけるシャトル弁64Eによる指令を直接出力する機能が付加されている。
このような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の作用および効果を享受することができる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、第2ブーム52を備え、アーム54をオフセット移動させることのできる油圧ショベル1としていたが、これに限らず、第2ブームのないブーム、アームを備えた油圧ショベルに、本発明を適用してもよい。
その他、実施の際の具体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造としてもよい。
Claims (10)
- 作業機械本体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業機を有する作業機と、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する操作指令検出手段と、
前記作業機械本体から所定距離離れた位置に第一制御対象面を設定し、前記作業機の基準が、前記第一制御対象面より前記作業機械本体側に、前記作業機が超過しないように牽制、阻止する第一制御手段と、
前記第一制御対象面よりもさらに前記作業機械本体から離れた位置に第二制御対象面を設定し、前記操作指令検出手段により前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記第二制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令への介入指令により、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる第二制御手段とを備え、
前記第二制御手段は、前記第一作業機の上昇操作開始時点における、少なくとも前記第一作業機の現在位置を取得し、前記作業機の基準が、前記第二制御対象面よりも前記作業機械本体側に存在するときに、前記作業機の基準を前記第二制御対象面に復帰させる第三制御対象面を演算する第三制御対象面演算部を備えていることを特徴とする作業機械。 - 作業機械本体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業機を有する作業機と、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する操作指令検出手段と、
前記作業機械本体から所定距離離れた位置に第一制御対象面を設定し、前記作業機の基準が、前記第一制御対象面より前記作業機械本体側に、前記作業機が超過しないように牽制、阻止する第一制御手段と、
前記第一制御対象面よりもさらに前記作業機械本体から離れた位置に第二制御対象面を設定し、前記操作指令検出手段により前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記第二制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令への介入指令により、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる第二制御手段とを備え、
前記第二制御手段は、前記第一作業機の上昇操作開始時点における、少なくとも前記第二作業機の現在位置を取得し、前記作業機の基準が、前記第二制御対象面よりも前記作業機械本体側に存在するときに、前記作業機の基準の現在位置から所定の高さ距離以内で、前記作業機の基準を前記第二制御対象面に復帰させる第四制御対象面を演算する第四制御対象面演算部を備えていることを特徴とする作業機械。 - 請求項1または請求項2に記載の作業機械において、
前記第二制御手段による指令は、前記作業機械本体から遠ざける方向に前記第二作業機を動作させる介入指令を少なくとも含むことを特徴とする作業機械。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の作業機械において、
前記第一制御手段は、前記第二制御手段が動作状態にあると、前記第一作業機の操作により、前記作業機の基準が、前記作業機械本体に接近する場合の前記作業機の制限を緩和することを特徴とする作業機械。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の作業機械において、
前記第二制御手段の有効もしくは無効を切り替える切替手段をさらに備えることを特徴とする作業機械。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の作業機械において、
前記作業機および前記作業機械本体が幅方向に隣接して設けられ、
前記作業機は、前記第一作業機の先端に動作可能に設けられ、前記第二作業機を幅方向に移動させる第三作業機を備え、
前記作業機械本体から前記作業機に向かって、前記第二制御対象面と前記作業機械本体の前面の距離が、幅方向に向かうにしたがって。しだいに小さくなっていることを特徴とする作業機械。 - 走行体と、前記走行体に旋回可能に設けられた旋回体とを有する作業機械本体と、
前記旋回体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業機を有する作業機と、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する操作指令検出手段と、
前記旋回体から所定距離離れた位置に第一制御対象面を設定し、前記作業機の基準が、前記第一制御対象面より前記作業機械本体側に、前記作業機が超過しないように牽制、阻止する第一制御手段と、
前記第一制御対象面よりもさらに前記作業機械本体から離れた位置に第二制御対象面を設定し、前記操作指令検出手段により前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記第二制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令への介入指令により、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる第二制御手段とを備え、
前記第二制御手段は、前記第一作業機の上昇操作開始時点における、少なくとも前記第一作業機の現在位置を取得し、前記作業機の基準が、前記第二制御対象面よりも前記作業機械本体側に存在するときに、前記作業機の基準を前記第二制御対象面に復帰させる第三制御対象面を演算する第三制御対象面演算部を備えていることを特徴とする作業機械。 - 走行体と、前記走行体に旋回可能に設けられた旋回体とを有する作業機械本体と、
前記旋回体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業機を有する作業機と、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する操作指令検出手段と、
前記旋回体から所定距離離れた位置に第一制御対象面を設定し、前記作業機の基準が、前記第一制御対象面より前記作業機械本体側に、前記作業機が超過しないように牽制、阻止する第一制御手段と、
前記第一制御対象面よりもさらに前記作業機械本体から離れた位置に第二制御対象面を設定し、前記操作指令検出手段により前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記第二制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令への介入指令により、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる第二制御手段とを備え、
前記第二制御手段は、前記第一作業機の上昇操作開始時点における、少なくとも前記第二作業機の現在位置を取得し、前記作業機の基準が、前記第二制御対象面よりも前記作業機械本体側に存在するときに、前記作業機の基準の現在位置から所定の高さ距離以内で、前記作業機の基準を前記第二制御対象面に復帰させる第四制御対象面を演算する第四制御対象面演算部を備えていることを特徴とする作業機械。 - 作業機械本体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業機を有する作業機を備えた作業機械の干渉回避方法であって、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する手順と、
前記作業機械本体から所定距離離れた位置に第一制御対象面を設定し、前記作業機の基準が、前記第一制御対象面より前記作業機械本体側に、前記作業機が超過しないように牽制、阻止する手順と、
前記第一制御対象面よりもさらに前記作業機械本体から離れた位置に第二制御対象面を設定し、前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記第二制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令への介入指令により、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる手順と、を実施し、
前記干渉を回避させる手順において、前記第一作業機の上昇操作開始時点における、少なくとも前記第一作業機の現在位置を取得し、前記作業機の基準が、前記第二制御対象面よりも前記作業機械本体側に存在するときに、前記作業機の基準を前記第二制御対象面に復帰させる第三制御対象面を演算し、前記第三制御対象面に沿って前記作業機の基準を前記第二制御対象面に復帰させることを特徴とする作業機械の干渉回避方法。 - 作業機械本体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業機を有する作業機を備えた作業機械の干渉回避方法であって、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する手順と、
前記作業機械本体から所定距離離れた位置に第一制御対象面を設定し、前記作業機の基準が、前記第一制御対象面より前記作業機械本体側に、前記作業機が超過しないように牽制、阻止する手順と、
前記第一制御対象面よりもさらに前記作業機械本体から離れた位置に第二制御対象面を設定し、前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記第二制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令への介入指令により、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる手順と、を実施し、
前記干渉を回避させる手順において、前記第一作業機の上昇操作開始時点における、少なくとも前記第二作業機の現在位置を取得し、前記作業機の基準が、前記第二制御対象面よりも前記作業機械本体側に存在するときに、前記作業機の基準の現在位置から所定の高さ距離以内で、前記作業機の基準を前記第二制御対象面に復帰させる第四制御対象面を演算し、前記第四制御対象面に沿って前記作業機の基準を前記第二制御対象面に復帰させることを特徴とする作業機械の干渉回避方法。
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