JPH01239231A - 建設機械のバケット対地角度制御装置 - Google Patents
建設機械のバケット対地角度制御装置Info
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- JPH01239231A JPH01239231A JP6439588A JP6439588A JPH01239231A JP H01239231 A JPH01239231 A JP H01239231A JP 6439588 A JP6439588 A JP 6439588A JP 6439588 A JP6439588 A JP 6439588A JP H01239231 A JPH01239231 A JP H01239231A
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- ground angle
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/36—Component parts
- E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
- E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
- E02F3/431—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
- E02F3/432—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like for keeping the bucket in a predetermined position or attitude
- E02F3/433—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like for keeping the bucket in a predetermined position or attitude horizontal, e.g. self-levelling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、バケット、アームおよびブームを備えた建設
四械において、バケツ1−の対地角度を所定の角度に保
持するようにしたバケット対地角度制陣装置に関する。
四械において、バケツ1−の対地角度を所定の角度に保
持するようにしたバケット対地角度制陣装置に関する。
〔従来の技術]
一般に油圧パワーショベルはブーム、アームおよびバケ
ットおよびこれらを作動させる油圧シリンダであるブー
ムシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダを具え
ていて、これら各油圧シリンダは運転席に配備された操
作レバにより操作される。このような油圧パワーショベ
ルにより地面を掘削する場合、バケットの対地角は掘削
土質により多少異なるが、最人佃削力を得るべく所定の
角度に保持することが要求される。したがってオペレー
タは掘削作業時においてバケットの刃先が地面に対して
常に所定の角度になるように操作しなければならない。
ットおよびこれらを作動させる油圧シリンダであるブー
ムシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダを具え
ていて、これら各油圧シリンダは運転席に配備された操
作レバにより操作される。このような油圧パワーショベ
ルにより地面を掘削する場合、バケットの対地角は掘削
土質により多少異なるが、最人佃削力を得るべく所定の
角度に保持することが要求される。したがってオペレー
タは掘削作業時においてバケットの刃先が地面に対して
常に所定の角度になるように操作しなければならない。
また、同シャベルにより積込み作業を行なう場合にも、
土砂等積込物がこぼれないように操作レバを操作してバ
ケットの対地角を所定の角度(この場合はバケット間口
面が地面と平行となる角度)に保持しなければならない
。
土砂等積込物がこぼれないように操作レバを操作してバ
ケットの対地角を所定の角度(この場合はバケット間口
面が地面と平行となる角度)に保持しなければならない
。
ところが、このように油圧パワーショベルのバケットの
対地角を制御する場合には、前述したブームシリンダ、
アームシリンダおよびバケットシリンダに対応する3つ
の操作レバを複合的に操作しなければならず、これは非
常に熟練を必要とする。さらに油圧パワーショベルによ
り深い尚等をも削する場合はバケットを直接目視するこ
とができないのでバケットの正確な対地角制御がほとん
ど不可能であった。
対地角を制御する場合には、前述したブームシリンダ、
アームシリンダおよびバケットシリンダに対応する3つ
の操作レバを複合的に操作しなければならず、これは非
常に熟練を必要とする。さらに油圧パワーショベルによ
り深い尚等をも削する場合はバケットを直接目視するこ
とができないのでバケットの正確な対地角制御がほとん
ど不可能であった。
そこで本出願人は上記実情に鑑みてバケットの対地角を
所定の角度に自動設定することを目的として、たとえば
特願昭51−153063e r油圧パワーショベルの
バケット刃先角制御装置」を出願している。
所定の角度に自動設定することを目的として、たとえば
特願昭51−153063e r油圧パワーショベルの
バケット刃先角制御装置」を出願している。
しかしてこの弁明の装置ではブーム、アームJよびバケ
ットの各回転角およびバケット刃先角(対地角)との間
に一定の幾何学的関係が成立することに着目し、かかる
原理を利用してブーム、アームおよびバケットの各回転
角を検出し、これら検出した回転角から上記バケット刃
先角を演ねする。そして、この刃先角が目標刃先角つま
り最大掘削力が得られる角度になるようにアームシリン
ダまたはバケットシリンダを制aするようにしている。
ットの各回転角およびバケット刃先角(対地角)との間
に一定の幾何学的関係が成立することに着目し、かかる
原理を利用してブーム、アームおよびバケットの各回転
角を検出し、これら検出した回転角から上記バケット刃
先角を演ねする。そして、この刃先角が目標刃先角つま
り最大掘削力が得られる角度になるようにアームシリン
ダまたはバケットシリンダを制aするようにしている。
また、特開昭52−137103号公報「液圧作動の土
工機械のショベル位置表示および自動位置調整装置」に
みられるごとくブーム、アームおよびバケットの各回転
角ならびにこれらブーム等の長さとの間に一定の幾何学
的関係が成立することに着目して、この原理に基づきバ
ケットの対地角を検出して、この検出された対地角と目
標対地角との比較からバケツl−iJ地角をバケットの
間口面が地面に対して平行となるような目標対地角に一
致さゼるようにしているものがある。
工機械のショベル位置表示および自動位置調整装置」に
みられるごとくブーム、アームおよびバケットの各回転
角ならびにこれらブーム等の長さとの間に一定の幾何学
的関係が成立することに着目して、この原理に基づきバ
ケットの対地角を検出して、この検出された対地角と目
標対地角との比較からバケツl−iJ地角をバケットの
間口面が地面に対して平行となるような目標対地角に一
致さゼるようにしているものがある。
(弁明が解決しようとする課題)
このように従来においては、バケットの対地角が所望の
角度に自vJ設定されるという所期の目的は確かに達成
されるものの、いずれにせよ現在のバケット対地角と目
標対地角との比較に基づく制御であることから油圧系の
特性とあいまって自ずとつぎのような問題点がR1ずる
。すなわち、(1) 制御の応答性が悪い。
角度に自vJ設定されるという所期の目的は確かに達成
されるものの、いずれにせよ現在のバケット対地角と目
標対地角との比較に基づく制御であることから油圧系の
特性とあいまって自ずとつぎのような問題点がR1ずる
。すなわち、(1) 制御の応答性が悪い。
(2) 制御の応答性を向上さゼるためにゲインを大
にするとハンチングするなど安定性が損われる。
にするとハンチングするなど安定性が損われる。
したがって、掘削ならびに積込作業等をゆっくり行なう
場合には、上記の問題点は露顕しないものの、上記作業
を迅速に行ないたい場合には、上記問題点が露顕し、バ
ケットの対地角が目標対地角に一致しないことによる土
砂こぼれ等の不都合がJE来することとなる。
場合には、上記の問題点は露顕しないものの、上記作業
を迅速に行ないたい場合には、上記問題点が露顕し、バ
ケットの対地角が目標対地角に一致しないことによる土
砂こぼれ等の不都合がJE来することとなる。
本発明は、こうした応答性の遅れを改善することを課題
とし、作業を迅速かつスムーズに行なうことのできる装
置を提供することを目的とする。
とし、作業を迅速かつスムーズに行なうことのできる装
置を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段]
そこで、本弁明では、ブーム、アームおよびバケットの
各回転角をそれぞれ検出する回転角検出手段と、前記ブ
ーム、アームおよびバケッi・を操作する各操作レバの
操作量を検出する操作Φ検出手段と、バケット操作レバ
が中立状態にあることを検出する中立状態検出手段と、
バケツ1〜対地角度の目標値を設定する目標値設定手段
と、曲記囲転角検出手段の各出力に基づきバケット対地
角11を演算する第1の演尊手段と、前記操作0検出手
段によって検出したブーム操作レバおよびアーム操作レ
バの操作色に基づき、該各レバの操作に対応するバケッ
ト対地角度の変化を演算する第2の演亦手段と、前記目
標値設定手段の設定目標値から前記第1および第2の演
算手段の洩0値を減算する第3の演算手段と、前記中立
状態検出手段によって前記バケット操作レバが中立状態
にあることが検出されている際に、前記第3の演n手段
の演笥値に応じてバケット対地角度を駆動制御する駆動
制御手段とを具えるようにする。
各回転角をそれぞれ検出する回転角検出手段と、前記ブ
ーム、アームおよびバケッi・を操作する各操作レバの
操作量を検出する操作Φ検出手段と、バケット操作レバ
が中立状態にあることを検出する中立状態検出手段と、
バケツ1〜対地角度の目標値を設定する目標値設定手段
と、曲記囲転角検出手段の各出力に基づきバケット対地
角11を演算する第1の演尊手段と、前記操作0検出手
段によって検出したブーム操作レバおよびアーム操作レ
バの操作色に基づき、該各レバの操作に対応するバケッ
ト対地角度の変化を演算する第2の演亦手段と、前記目
標値設定手段の設定目標値から前記第1および第2の演
算手段の洩0値を減算する第3の演算手段と、前記中立
状態検出手段によって前記バケット操作レバが中立状態
にあることが検出されている際に、前記第3の演n手段
の演笥値に応じてバケット対地角度を駆動制御する駆動
制御手段とを具えるようにする。
〔作 用]
かかる構成によれば、次のような作用を奏する。
すなわち上記中立状態検出手段によってバケットの操作
レバが中立状態にあることが検出されている場合、つま
りバケットの回転角が変化していない場合には、ブーム
およびアームの各操作レバの操作量を操作量検出手段に
よって検出して、この検出値に基づき上記第2の演σ手
段にてバケットの対地角の予測変化0を求める。そして
前記第3の演算手段ではこの求められた予測変化良と、
第1の換算手段によって演算されたバケットの現在の回
転角と上記目標値設定手段によって設定された目標対地
角とからバケットの目標対地角に刻する偏差を求める。
レバが中立状態にあることが検出されている場合、つま
りバケットの回転角が変化していない場合には、ブーム
およびアームの各操作レバの操作量を操作量検出手段に
よって検出して、この検出値に基づき上記第2の演σ手
段にてバケットの対地角の予測変化0を求める。そして
前記第3の演算手段ではこの求められた予測変化良と、
第1の換算手段によって演算されたバケットの現在の回
転角と上記目標値設定手段によって設定された目標対地
角とからバケットの目標対地角に刻する偏差を求める。
つまり、この偏差は、バケットの目標対地角との偏差で
はなくて、上記対地角の予測変化倹をも加味したFA差
である。こうした偏差に基づき上記制御手段は、バケッ
トの対地角を目標対地角に一致させるようにバケットの
回転角を制御するので、上記した制御のどれも改善され
ることとなる。
はなくて、上記対地角の予測変化倹をも加味したFA差
である。こうした偏差に基づき上記制御手段は、バケッ
トの対地角を目標対地角に一致させるようにバケットの
回転角を制御するので、上記した制御のどれも改善され
ることとなる。
(実施例)
以下図面を参照して本it明の実施例について説明する
。
。
第1図は、本発明に係るバケット対地角度制御装置の一
実施例のブロック図を示し、第2図は実施例の全体構成
を示し、第3図は実施例における油圧パワーショベルの
作業はの構成を示している。
実施例のブロック図を示し、第2図は実施例の全体構成
を示し、第3図は実施例における油圧パワーショベルの
作業はの構成を示している。
第3図に示すごとく油圧パワーショベル1の作蒙糎(フ
ロントアタッチメント)は、ブーム2、アーム3 iお
よびバケット4の各機構部を具え、それらの各回動支点
2a、3aおよび4aには、それらの回転角α、βおよ
びγを検出するポテンショメータ5,6および7がそれ
ぞれ配設されている。
ロントアタッチメント)は、ブーム2、アーム3 iお
よびバケット4の各機構部を具え、それらの各回動支点
2a、3aおよび4aには、それらの回転角α、βおよ
びγを検出するポテンショメータ5,6および7がそれ
ぞれ配設されている。
同図において11は支点20を通過する垂直軸線、12
は支点2aおよび3aを通過する軸線、そしてj3は支
点3aJjよび4aを通過する軸線である。
は支点2aおよび3aを通過する軸線、そしてj3は支
点3aJjよび4aを通過する軸線である。
このとき上記回転角αは、軸ffAfJ1に対する軸線
1 の回転角、上記回転角βは軸線」2に対する軸I!
j3の回転角、そして上記回転角γは軸線」3に対する
バケット4の開口面/Iaと平行な軸Fjlj4の回転
角を示す。
1 の回転角、上記回転角βは軸線」2に対する軸I!
j3の回転角、そして上記回転角γは軸線」3に対する
バケット4の開口面/Iaと平行な軸Fjlj4の回転
角を示す。
そして、φは、水平軸FAfJ5に対する軸線j4の角
度であり、これはバク′ット4の対地角を示勺。
度であり、これはバク′ット4の対地角を示勺。
これら各回転角α、Bおj、びγそしてバケット4の対
地角φとの間には、第4図から明らかなように、 φ=□π−(α十β+T) ・・・(1)という一定
の幾何学的関係が成立する。
地角φとの間には、第4図から明らかなように、 φ=□π−(α十β+T) ・・・(1)という一定
の幾何学的関係が成立する。
つまり、上記各回転角α、βおよびγがポテンショメー
タ5,6および7に83いて検出されると、これらの検
出値を第(1)式に代入することによりバケット4の現
在の対地角φを求めることが可能になる。これらポテン
ショメータ5,6および7において検出された各回転角
α、βおよびγを示す回転角信号は、第2図に示すコン
トローラ20に加えられる。
タ5,6および7に83いて検出されると、これらの検
出値を第(1)式に代入することによりバケット4の現
在の対地角φを求めることが可能になる。これらポテン
ショメータ5,6および7において検出された各回転角
α、βおよびγを示す回転角信号は、第2図に示すコン
トローラ20に加えられる。
上記ブーム2、アーム3およびバケット4は同2図に示
すように、ブームシリンダ2b、アームシリンダ3bお
よびバケットシリンダ4bによって各々回転作動される
。
すように、ブームシリンダ2b、アームシリンダ3bお
よびバケットシリンダ4bによって各々回転作動される
。
油圧パワーショベル1の運転席には、ブーム2、アーム
3およびバケット4を回転作動さゼるための操作レバ8
,9および10がそれぞれ配設されている。そして、こ
れら操作レバ8,9および10には、各操作レバの操作
口を検出するためにレバの回転角を検出するポテンショ
メータ11゜12および13がそれぞれ配設されている
。
3およびバケット4を回転作動さゼるための操作レバ8
,9および10がそれぞれ配設されている。そして、こ
れら操作レバ8,9および10には、各操作レバの操作
口を検出するためにレバの回転角を検出するポテンショ
メータ11゜12および13がそれぞれ配設されている
。
操作レバ8,9が操作されると、ボテンショメ−夕11
.12によってその操作量に応じた回転角信号A、Bが
検出される。そしてこれら検出信号A、Bは比例制御弁
部30の第1図に示す各制御弁31.32にそれぞれ加
えられ、該制御弁31.32によって上記信@A、Bに
応じた速度でブームシリンダ2bおよびアームシリンダ
3bがそれぞれ伸長または縮退される。つまり、この伸
縮作動の結果、ブーム2、アーム3の回転角α。
.12によってその操作量に応じた回転角信号A、Bが
検出される。そしてこれら検出信号A、Bは比例制御弁
部30の第1図に示す各制御弁31.32にそれぞれ加
えられ、該制御弁31.32によって上記信@A、Bに
応じた速度でブームシリンダ2bおよびアームシリンダ
3bがそれぞれ伸長または縮退される。つまり、この伸
縮作動の結果、ブーム2、アーム3の回転角α。
βがそれぞれ変化し、この変化に応じてバケットの対地
角φも変化することとなる。これらポテンショメータ1
1.12の各出力A、Bは、コントローラ2oに対して
も加えられる。
角φも変化することとなる。これらポテンショメータ1
1.12の各出力A、Bは、コントローラ2oに対して
も加えられる。
また、操作レバ10には、そのレバの中立位置つまりレ
バ10が非操作状態にある位置を検出するためのリミッ
トスイッチ14が配設されている。
バ10が非操作状態にある位置を検出するためのリミッ
トスイッチ14が配設されている。
同スイッチ14によって操作レバ10が中立位置にある
ことが検出されると、同スイッチ14から中立信号Nが
コントローラ20に加えられる。
ことが検出されると、同スイッチ14から中立信号Nが
コントローラ20に加えられる。
操作レバ10が操作されると、ポテンショメータ13に
よってその操作量に応じた回転角@PiCが検出される
6そしてこの検出信号はコントローラ20を介して、比
例制御弁部30の第1図に示す制御弁33に加えられ、
同信号Cに応じた速度でバケットシリンダ4bが伸長ま
たは縮退される。
よってその操作量に応じた回転角@PiCが検出される
6そしてこの検出信号はコントローラ20を介して、比
例制御弁部30の第1図に示す制御弁33に加えられ、
同信号Cに応じた速度でバケットシリンダ4bが伸長ま
たは縮退される。
つまり、この伸縮作動の結果、バケット4の回転角γが
変化し、この変化に応じてバケット4の対地角φが変化
することになる。
変化し、この変化に応じてバケット4の対地角φが変化
することになる。
一方、操作レバ10が非操作状態つまり上記リミットス
イッチ14によってレバ10が中立状態にあることが検
出されている場合には、コントローラ20で後述する演
粋処理が実行され、この濃口に基づく指令信号が上記比
例制御弁33に加えられることになる。
イッチ14によってレバ10が中立状態にあることが検
出されている場合には、コントローラ20で後述する演
粋処理が実行され、この濃口に基づく指令信号が上記比
例制御弁33に加えられることになる。
つぎに第1図を参照してコントローラ20で行なわれる
処理について説明するとともに、この実施例の制御態様
について説明する。
処理について説明するとともに、この実施例の制御態様
について説明する。
コントローラ20のバケット姿勢角設定部21では、バ
ケット4の目標対地角φ、が入力、設定される。たとえ
ばバケット4の対地角をバケット4の間口面4Cが地面
と平行となるような角度、15つまりバケット4に槓み
込まれた土砂がこぼれ落ちないような角度にしたい場合
には、第3図から明らかなように設定部21にφ、=O
を入力、設定すればよい。
ケット4の目標対地角φ、が入力、設定される。たとえ
ばバケット4の対地角をバケット4の間口面4Cが地面
と平行となるような角度、15つまりバケット4に槓み
込まれた土砂がこぼれ落ちないような角度にしたい場合
には、第3図から明らかなように設定部21にφ、=O
を入力、設定すればよい。
自動制御切換部22は、リミットスイッチ14の出力に
基づきバケット4の対地角の制御を手動または自動のい
ずれで行なうかを選択するものである。
基づきバケット4の対地角の制御を手動または自動のい
ずれで行なうかを選択するものである。
いま、リミットスイッチ14から中立位PiNが出力さ
れていない揚台、つまり操作レバ10が操作されている
場合には、切換部22の切点22cは切点22aに接続
する。この結果、ポテンショメータ13から出力される
回転角信JF5 c GcL切貞22a、22Gを介し
て比例制御弁33に加えられる。
れていない揚台、つまり操作レバ10が操作されている
場合には、切換部22の切点22cは切点22aに接続
する。この結果、ポテンショメータ13から出力される
回転角信JF5 c GcL切貞22a、22Gを介し
て比例制御弁33に加えられる。
このような場合は、上記操作レバ10とともに操作レバ
8,9が複合的に操作されて、バケット4の対地角がオ
ペレータによって手動制御される場合である。
8,9が複合的に操作されて、バケット4の対地角がオ
ペレータによって手動制御される場合である。
一方、リミットスイッチ14から中立信号Nが出力され
ている場合、つまり操作レバ10が非操作状態にある場
合には、切点22Cは切点22bに接続する。この結果
、後述する操作量Uj算部23から出力される操作指令
信号が切点22b。
ている場合、つまり操作レバ10が非操作状態にある場
合には、切点22Cは切点22bに接続する。この結果
、後述する操作量Uj算部23から出力される操作指令
信号が切点22b。
22Cを介して比例制御弁33に加えられることになる
。このような場合は、オペレータは操作レバ1oを操作
ゼずとも、操作レバ8,9を操作するのみで、バケット
4の対地角が設定部21において設定された目標値φ、
に自動制御されることになる。以下、この自動制御の態
様について説明する。
。このような場合は、オペレータは操作レバ1oを操作
ゼずとも、操作レバ8,9を操作するのみで、バケット
4の対地角が設定部21において設定された目標値φ、
に自動制御されることになる。以下、この自動制御の態
様について説明する。
バケット対地角波口部24では、ポテンショメータ5.
6および7からそれぞれ出力されるブーム2、アーム3
およびバケット4の現在の回転角α、βおよびγに基づ
き、前記(1)式からバケット4の現在の対地角φを波
峰する処理が行なわれる。
6および7からそれぞれ出力されるブーム2、アーム3
およびバケット4の現在の回転角α、βおよびγに基づ
き、前記(1)式からバケット4の現在の対地角φを波
峰する処理が行なわれる。
一方、バケット対地角予測変化口演口部25では、ポテ
ンショメータ11.12各出力A、Bに基づき、バケッ
ト4の対地角が現在の対地角からどの位変化するかとい
う予測変化量φ を次の第ρ (2)式によって演算する処理が行なわれる。
ンショメータ11.12各出力A、Bに基づき、バケッ
ト4の対地角が現在の対地角からどの位変化するかとい
う予測変化量φ を次の第ρ (2)式によって演算する処理が行なわれる。
φ =に1A+に2B ・・・(2)ただ
し、上式においてに、に2は共に比例定数である。
し、上式においてに、に2は共に比例定数である。
偏差演篩部26では、バケット対地角設定部21、バケ
ット対地角演算部24およびバケット対地各予測変化石
演算部25の各出力φ 、φおよびφ。に基づきバケッ
ト対地角の目a値に対する偏差 φ6=φ、−φ−φ。 ・・・(3)を演吟
する処理を行なう。
ット対地角演算部24およびバケット対地各予測変化石
演算部25の各出力φ 、φおよびφ。に基づきバケッ
ト対地角の目a値に対する偏差 φ6=φ、−φ−φ。 ・・・(3)を演吟
する処理を行なう。
(2差浪口部26において演算された上記偏差φ、は、
比例演算部27、積分演算部28および微分子y4n部
29にそれぞれ加えられ、これら各演算部においてそれ
ぞれ 比例演算 P=K ・φ、 ・・・(4)積
分演算 微分演算 D=K ・ φ、 ・・・(6)’
dt が行なわれ、各操作ΦP、IおよびDが求められる。た
だし、上記各式におけるに、に1およびKoは定数であ
る。
比例演算部27、積分演算部28および微分子y4n部
29にそれぞれ加えられ、これら各演算部においてそれ
ぞれ 比例演算 P=K ・φ、 ・・・(4)積
分演算 微分演算 D=K ・ φ、 ・・・(6)’
dt が行なわれ、各操作ΦP、IおよびDが求められる。た
だし、上記各式におけるに、に1およびKoは定数であ
る。
操作量演算部23では、上記各演σ部27゜28および
29で求められた各操作OP、IおよびDを金環して、
操作量 +K −φ、 ・・・(7) dt を演算する。
29で求められた各操作OP、IおよびDを金環して、
操作量 +K −φ、 ・・・(7) dt を演算する。
操作量演算部23がらは上記操作ff1Eに応じた指令
信号が出力され、同信号は切換部22を介して比例制御
弁33に加えられる。この結果、同制抑弁33は上記操
作f21Eに応じた速度でバケットシリンダ4bを伸縮
作動させて、バケット4の姿勢角を設定部21において
設定された対地角φ。
信号が出力され、同信号は切換部22を介して比例制御
弁33に加えられる。この結果、同制抑弁33は上記操
作f21Eに応じた速度でバケットシリンダ4bを伸縮
作動させて、バケット4の姿勢角を設定部21において
設定された対地角φ。
つまり所望の対地角に一致さゼるように自動制御する。
こうした自動制御が行なわれた結果、バケット4による
積込作業を迅速かつスムーズに行なわゼることができる
。
積込作業を迅速かつスムーズに行なわゼることができる
。
以上説明したようにこの実施例によれば、バケットの対
地角の制御が、現在のバケット対地角φと目標対地φ
との偏差に基づき行なわれるのではなくて、さらにポテ
ンショメーター1および12の各出力からバケット4の
対地角の予測変化量φ を求め、この変化Qφ を上記
(i2差に加味p した制御が行なわれる。この結果、バケット対地角の内
勤制御の応答性が向上するので、バケット4を所望の目
標対地角に迅速かつスムーズに一致させることが可能と
なる。しかして、作業のサイクルタイムが短縮されると
ともに、土砂こぼれが減少する等作業を正確かつ安定し
て行なうことができる。
地角の制御が、現在のバケット対地角φと目標対地φ
との偏差に基づき行なわれるのではなくて、さらにポテ
ンショメーター1および12の各出力からバケット4の
対地角の予測変化量φ を求め、この変化Qφ を上記
(i2差に加味p した制御が行なわれる。この結果、バケット対地角の内
勤制御の応答性が向上するので、バケット4を所望の目
標対地角に迅速かつスムーズに一致させることが可能と
なる。しかして、作業のサイクルタイムが短縮されると
ともに、土砂こぼれが減少する等作業を正確かつ安定し
て行なうことができる。
なお、実施例では、偏差信号φ、に対して比例演算、積
分演算および微分法nを行ない、これら3つの演算によ
って求められた操作量を加算したものを制御弁33に付
与する操作量としているが、これに限定されることなく
比例演算および積分演算のみ、あるいは比例演算と微分
演募のみを行ない、それら2つの演算によって求められ
た操作iを加算したものを制御弁33に対する操作量と
して与えられるようにしてもよい。
分演算および微分法nを行ない、これら3つの演算によ
って求められた操作量を加算したものを制御弁33に付
与する操作量としているが、これに限定されることなく
比例演算および積分演算のみ、あるいは比例演算と微分
演募のみを行ない、それら2つの演算によって求められ
た操作iを加算したものを制御弁33に対する操作量と
して与えられるようにしてもよい。
また、実施例では、本発明がブーム、アームJjよびバ
ケットでv4成される作栗糎に対して適用される例につ
いて説明したが、これに限定されることなく、たとえば
2段のブームを有する作業nに対しても適用可能である
ことはいうまでもない。
ケットでv4成される作栗糎に対して適用される例につ
いて説明したが、これに限定されることなく、たとえば
2段のブームを有する作業nに対しても適用可能である
ことはいうまでもない。
すなわち、これら2段のブームの各回転角α1゜α2と
アームおよびバケットの回転角β、γ、そしてバケット
の対地角φとの間に第(1)式に示すような一定の幾何
学的関係が成立するのであれば、本発明の適用、実施は
可能である。
アームおよびバケットの回転角β、γ、そしてバケット
の対地角φとの間に第(1)式に示すような一定の幾何
学的関係が成立するのであれば、本発明の適用、実施は
可能である。
なおまた実施例では、本発明が油圧バワーショベルに適
用される例について説明したが、これに限定されること
なく、手動式、空気式および電磁式等の各方式によって
作業機が回転作動される建設糎械に対してもその適用、
実施は当然可能である。
用される例について説明したが、これに限定されること
なく、手動式、空気式および電磁式等の各方式によって
作業機が回転作動される建設糎械に対してもその適用、
実施は当然可能である。
以上説明したように本発明によれば、バケットの現在の
対地角および目標対地角のみならず、バケットの予測変
化−をも加味した偏差に基づき、バケット対地角を制御
しているので、制御の応答性が向上する。この結果、バ
ケットの対地角を所望の目標値に迅速かつスムーズに一
致させることが可能になるので、作業スピードが向上す
るとともに作業を正確かつ安定して行なうことができる
という効果が19られる。
対地角および目標対地角のみならず、バケットの予測変
化−をも加味した偏差に基づき、バケット対地角を制御
しているので、制御の応答性が向上する。この結果、バ
ケットの対地角を所望の目標値に迅速かつスムーズに一
致させることが可能になるので、作業スピードが向上す
るとともに作業を正確かつ安定して行なうことができる
という効果が19られる。
第1図は、本発明に係るバケット対地角制a装置の一実
隠例を示すブロック図、第2図は、実施例の全体構成を
概念的に示すブロック図、第3図は、実施例における油
圧パワーショベルの作業医の構成を示す側面図、第4図
は、第3図に示す作業機の各vs@部における回転角の
関係を示すグラフである。 1・・・油圧パワーショベル、2・・・ブーム、2a。 3a、4a・・・回動支点、2b・・・ブームシリンダ
、3・・・アーム、3b・・・アームシリンダ、4・・
・バケット、4b・・・バケットシリンダ、5,6.7
.11゜12.13・・・ボテンシミメータ、14・・
・リミットスイッチ、20・・・コントローラ、21・
・・バケット対地角設定部、22・・・自動制御切換部
、23・・・操作量演算部、24・・・バケット対地角
演篩部、25・・・バケット対地角予測変化吊演n部、
26・・・偏差演算部、27・・・比例演n部、28・
・・積分演算部、29・・・微分@算部、30・・・比
例制御弁部、21゜32.33・・・比例制御弁。 第3図 幻
隠例を示すブロック図、第2図は、実施例の全体構成を
概念的に示すブロック図、第3図は、実施例における油
圧パワーショベルの作業医の構成を示す側面図、第4図
は、第3図に示す作業機の各vs@部における回転角の
関係を示すグラフである。 1・・・油圧パワーショベル、2・・・ブーム、2a。 3a、4a・・・回動支点、2b・・・ブームシリンダ
、3・・・アーム、3b・・・アームシリンダ、4・・
・バケット、4b・・・バケットシリンダ、5,6.7
.11゜12.13・・・ボテンシミメータ、14・・
・リミットスイッチ、20・・・コントローラ、21・
・・バケット対地角設定部、22・・・自動制御切換部
、23・・・操作量演算部、24・・・バケット対地角
演篩部、25・・・バケット対地角予測変化吊演n部、
26・・・偏差演算部、27・・・比例演n部、28・
・・積分演算部、29・・・微分@算部、30・・・比
例制御弁部、21゜32.33・・・比例制御弁。 第3図 幻
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ブーム、アームおよびバケットを有する建設機械におい
て、 前記ブーム、アームおよびバケットの各回転角をそれぞ
れ検出する回転角検出手段と、 前記ブーム、アームおよびバケットを操作する各操作レ
バの操作量を検出する操作量検出手段と、バケット操作
レバが中立状態にあることを検出する中立状態検出手段
と、 バケット対地角度の目標値を設定する目標値設定手段と
、 前記回転角検出手段の各出力に基づきバケット対地角度
を演算する第1の演算手段と、 前記操作量検出手段によって検出したブーム操作レバお
よびアーム操作レバの操作量に基づき、該各レバの操作
に対応するバケット対地角度の変化を演算する第2の演
算手段と、前記目標値設定手段の設定目標値から前記第
1および第2の演算手段の演算値を減算する第3の演算
手段と、 前記中立状態検出手段によって前記バケット操作レバが
中立状態にあることが検出されている際に、前記第3の
演算手段の演算値に応じてバケット対地角度を駆動制御
する駆動制御手段と を具えたことを特徴とする建設機械のバケット対地角度
制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6439588A JPH01239231A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 建設機械のバケット対地角度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6439588A JPH01239231A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 建設機械のバケット対地角度制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01239231A true JPH01239231A (ja) | 1989-09-25 |
Family
ID=13257088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6439588A Pending JPH01239231A (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 建設機械のバケット対地角度制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01239231A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8843282B2 (en) | 2011-11-02 | 2014-09-23 | Caterpillar Inc. | Machine, control system and method for hovering an implement |
US8858151B2 (en) | 2011-08-16 | 2014-10-14 | Caterpillar Inc. | Machine having hydraulically actuated implement system with down force control, and method |
US9068323B2 (en) | 2012-12-20 | 2015-06-30 | Caterpillar Inc. | Machine having hydraulically actuated implement system with combined ride control and downforce control system |
-
1988
- 1988-03-17 JP JP6439588A patent/JPH01239231A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8858151B2 (en) | 2011-08-16 | 2014-10-14 | Caterpillar Inc. | Machine having hydraulically actuated implement system with down force control, and method |
US8843282B2 (en) | 2011-11-02 | 2014-09-23 | Caterpillar Inc. | Machine, control system and method for hovering an implement |
US9068323B2 (en) | 2012-12-20 | 2015-06-30 | Caterpillar Inc. | Machine having hydraulically actuated implement system with combined ride control and downforce control system |
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