JP7198366B2 - 作業機械 - Google Patents
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Description
初めに、本発明の第1の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る作業機械の一例である油圧ショベルの側面図である。図1において、油圧ショベル1は、クローラ式の自走可能な走行体10と、走行体10上に旋回可能に設けた旋回体20および旋回体20に俯仰動可能に装設したフロント作業機30を備えている。なお、請求の範囲の「作業機械」は油圧ショベル1に相当し、請求の範囲の「作業機」はフロント作業機30に相当し、請求の範囲の「車体」は走行体10および旋回体20に相当する。
図2は、本発明の第1の実施の形態に係る作業機械の一例である油圧ショベルのシステム構成図である。図2に示すように、本システムは、エンジン22、エンジンコントローラ23、走行用油圧モータ13a、13b、旋回用油圧モータ27、ブームシリンダ32、アームシリンダ34、バケットシリンダ36、作動油タンク46a、46b、油圧ポンプ41a、41b、そのレギュレータ42a、42b、パイロットバルブ43a~43d、コントロールバルブ44、パイロット圧制御電磁弁45a~45l、ブーム傾斜角センサ51、アーム傾斜角センサ52、バケット傾斜角センサ53、旋回角度センサ54、GNSS受信装置55a、55b、障害物位置検出装置56a、56b、エンジンコントロールダイヤル61、移動範囲設定装置62、制御装置100で構成される。
図3は、本発明の第1の実施の形態の制御装置100の機能ブロック構成図である。図3は、制御装置100によるパイロット圧制御電磁弁45a~45lの制御方法の一例、特に、そのうちの走行に関連するパイロット圧Pa~Pdを制御するパイロット圧制御電磁弁45a~45dの制御方法の一例を示している。
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。
次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。
次に、本発明の第4の実施の形態を説明する。
次に、本発明の第5の実施の形態を説明する。
次に、本発明の第6の実施の形態を説明する。
10 走行体(車体)
11a、11b クローラ
12a、12b クローラフレーム
13a、13b 走行用油圧モータ(アクチュエータ)
20 旋回体(車体)
21 旋回フレーム
22 エンジン
23 エンジンコントローラ
26 減速機構
27 旋回用油圧モータ(アクチュエータ)
30 フロント作業機(作業機)
31 ブーム
32 ブームシリンダ(アクチュエータ)
33 アーム
34 アームシリンダ(アクチュエータ)
35 バケット
36 バケットシリンダ(アクチュエータ)
40 油圧システム
41a、41b 油圧ポンプ
42a、42b レギュレータ
43a~43d パイロットバルブ
44 コントロールバルブ
45a~45l パイロット圧制御電磁弁
46a、46b 作動油タンク
51 ブーム傾斜角センサ
52 アーム傾斜角センサ
53 バケット傾斜角センサ
54 旋回角度センサ
55a、55b GNSS受信装置
56a、56b 障害物位置検出装置
61 エンジンコントロールダイヤル
62 移動範囲設定装置
100 制御装置
101 旋回体現在位置・向き演算部
102 走行体現在位置・向き演算部
103 走行***置・向き演算部
104 旋回***置・向き演算部
105 ブーム位置・向き演算部
106 アーム位置・向き演算部
107 バケット位置・向き演算部
108 第1制御指令演算部
109 第2制御指令演算部
110 制御実行部
Claims (6)
- 移動可能な車体、または、車体に移動可能に装設された作業機と、
前記作業機または前記車体を駆動するアクチュエータと、
前記作業機または前記車体の移動範囲を設定する移動範囲設定装置と、
周辺の障害物の位置を検出する障害物位置検出装置と、
前記アクチュエータを制御する制御装置と、
を備えた作業機械において、
前記制御装置は、
前記移動範囲に基づいて前記アクチュエータを制御する第1制御指令を演算する第1制御指令演算部と、
前記移動範囲の内側の前記障害物の位置に基づいて前記アクチュエータを制御する第2制御指令を演算する第2制御指令演算部と、
前記第1制御指令と前記第2制御指令のうち、前記作業機または前記車体がより早く停止する方、もしくは、より大きく減速する方を選択して前記アクチュエータの制御を実行する制御実行部と、
を備え、
前記第1制御指令演算部は、前記作業機または前記車体が、前記移動範囲の外側に出るまでの余裕量を演算してその値を第1余裕量とし、前記第1余裕量が大きいほど大きくなるように前記作業機または前記車体の第1速度制限値を設定してその値を前記第1制御指令とし、
前記第2制御指令演算部は、前記作業機または前記車体が、前記移動範囲の内側の前記障害物と接触するまでの余裕量を演算してその値を第2余裕量とし、前記第2余裕量が大きいほど大きくなるように前記作業機または前記車体の第2速度制限値を設定してその値を前記第2制御指令とし、
前記制御実行部は、前記第1速度制限値と前記第2速度制限値の小さい方の値を速度制限値とし、前記アクチュエータの速度が前記速度制限値よりも大きい時は、前記アクチュエータの速度が前記速度制限値以下になるように制御を行い、
前記第1余裕量が予め決めた下限値よりも大きく、かつ、前記第2余裕量が予め決めた上限値よりも小さい場合、前記第1余裕量と前記第2余裕量が同じでも、前記第2速度制限値は前記第1速度制限値よりも小さい
ことを特徴とする作業機械。 - 移動可能な車体、または、車体に移動可能に装設された作業機と、
前記作業機または前記車体を駆動するアクチュエータと、
前記作業機または前記車体の移動範囲を設定する移動範囲設定装置と、
周辺の障害物の位置を検出する障害物位置検出装置と、
前記アクチュエータを制御する制御装置と、
を備えた作業機械において、
前記制御装置は、
前記移動範囲に基づいて前記アクチュエータを制御する第1制御指令を演算する第1制御指令演算部と、
前記移動範囲の内側の前記障害物の位置に基づいて前記アクチュエータを制御する第2制御指令を演算する第2制御指令演算部と、
前記第1制御指令と前記第2制御指令のうち、前記作業機または前記車体がより早く停止する方、もしくは、より大きく減速する方を選択して前記アクチュエータの制御を実行する制御実行部と、
を備え、
前記第1制御指令演算部は、前記作業機または前記車体が、前記移動範囲の外側に出るまでの余裕量を演算してその値を第1余裕量とし、前記第1余裕量が大きいほど大きくなるように前記作業機または前記車体の第1速度制限値を設定してその値を前記第1制御指令とし、
前記第2制御指令演算部は、前記移動範囲の内側の前記障害物の周囲を障害物存在範囲に設定し、前記作業機または前記車体が、前記障害物存在範囲に入るまでの余裕量を演算してその値を第2余裕量とし、前記第2余裕量が大きいほど大きくなるように前記作業機または前記車体の第2速度制限値を設定してその値を前記第2制御指令とし、
前記制御実行部は、前記第1速度制限値と前記第2速度制限値の小さい方の値を速度制限値とし、前記アクチュエータの速度が前記速度制限値よりも大きい時は、前記アクチュエータの速度が前記速度制限値以下になるように制御を行う
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項1または2に記載の作業機械において、
前記アクチュエータは、前記車体を走行させるためのアクチュエータであり、
前記第1制御指令演算部は、前記作業機または前記車体が、前記移動範囲の外側に出るまでの走行距離を演算してその値を第1余裕量とし、
前記第2制御指令演算部は、前記作業機または前記車体が、前記障害物に接触するまでの走行距離、または、前記障害物の周囲に設定した障害物存在範囲に入るまでの走行距離を演算してその値を第2余裕量とする
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項1または2に記載の作業機械において、
前記アクチュエータは、前記車体を旋回させるためのアクチュエータであり、
前記第1制御指令演算部は、前記作業機または前記車体が、前記移動範囲の外側に出るまでの旋回角度を演算してその値を第1余裕量とし、
前記第2制御指令演算部は、前記作業機または前記車体が、前記障害物に接触するまでの旋回角度、または、前記障害物の周囲に設定した障害物存在範囲に入るまでの旋回角度を演算してその値を第2余裕量とする
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項1または2に記載の作業機械において、
前記アクチュエータは、前記作業機を移動させるためのシリンダであり、
前記第1制御指令演算部は、前記作業機が、前記移動範囲の外側に出るまでの前記アクチュエータの変位量を演算してその値を第1余裕量とし、
前記第2制御指令演算部は、前記作業機が、前記障害物に接触するまでの前記アクチュエータの変位量、または、前記障害物の周囲に設定した障害物存在範囲に入るまでの前記アクチュエータの変位量を演算してその値を第2余裕量とする
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項1または2に記載の作業機械において、
前記第2制御指令演算部は、前記移動範囲が設定されていない時は、場所に関係なく前記障害物の位置に基づいて前記アクチュエータを制御する第2制御指令を演算することを特徴とする作業機械。
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