JPH0257167B2 - - Google Patents
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- JPH0257167B2 JPH0257167B2 JP11531381A JP11531381A JPH0257167B2 JP H0257167 B2 JPH0257167 B2 JP H0257167B2 JP 11531381 A JP11531381 A JP 11531381A JP 11531381 A JP11531381 A JP 11531381A JP H0257167 B2 JPH0257167 B2 JP H0257167B2
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- 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
- E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
- E02F3/437—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like providing automatic sequences of movements, e.g. linear excavation, keeping dipper angle constant
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明はローデイング油圧シヨベル、バツク
ホウ油圧シヨベル等の作業具の軌跡を制御する装
置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for controlling the trajectory of a working tool such as a loading hydraulic shovel or a backhoe hydraulic shovel.
ローデイング油圧シヨベル、バツクホウ油圧シ
ヨベルで水平面や法面などを堀削する際には、作
業具が所定の軌跡を描くように、２つの腕式すな
わちブームおよびアームを同時にしかも微妙に操
作しなければならず高度の技術と多大の労力が必
要である。この問題を解決するためには、ブー
ム、アームのどちらか一方を操作するだけで、作
業具が自動的に所定の軌跡を描くようにすればよ
く、このための方法としては、リンクによる方
法、油圧による方法、電気的に行なう方法等が提
案されているが、電気的に行なう方法は普通の円
弧状堀削との切換えが容易であり、かつ軌跡の選
択に自由度がある等の利点を有する。 When excavating horizontal surfaces, slopes, etc. with a loading hydraulic excavator or a backhoe hydraulic excavator, it is necessary to simultaneously and delicately operate two arm types, namely the boom and the arm, so that the work tool draws a predetermined trajectory. It requires advanced technology and a great deal of effort. In order to solve this problem, it is only necessary to make the work tool automatically draw a predetermined trajectory by simply operating either the boom or the arm. Methods for this include a link method, Hydraulic methods, electrical methods, etc. have been proposed, but the electrical method has the advantages of being easy to switch from ordinary arc-shaped excavation and having more freedom in selecting the trajectory. have
第１図はローデイング油圧シヨベルのフロント
部を示す図である。図において１は油圧シヨベル
本体、２は本体１に枢着されたブーム、３はブー
ム２の先端に枢着されたアーム、４はアーム３の
先端に枢着された作業具であるバケツト、５はブ
ーム２を俯仰動するブームシリンダ、６はアーム
３を揺動するアームシリンダ、７はバケツト４を
回動するバケツトシリンダ、８は本体１に対する
ブーム２の角度すなわちブーム角度を検出し、ブ
ーム角度信号αを出力する角度計、９はブーム２
に対するアーム３の角度すなわちアーム角度を検
出し、アーム角度信号βを出力する角度計であ
る。 FIG. 1 is a diagram showing the front part of a loading hydraulic excavator. In the figure, 1 is the main body of a hydraulic excavator, 2 is a boom that is pivotally connected to the main body 1, 3 is an arm that is pivotally connected to the tip of the boom 2, 4 is a bucket that is a working tool that is pivotally attached to the tip of the arm 3, and 5 is a is a boom cylinder that raises and raises the boom 2; 6 is an arm cylinder that swings the arm 3; 7 is a bucket cylinder that rotates the bucket 4; 8 detects the angle of the boom 2 with respect to the main body 1, that is, the boom angle; Angle meter that outputs angle signal α, 9 is boom 2
This is an angle meter that detects the angle of the arm 3 with respect to the arm angle, that is, the arm angle, and outputs an arm angle signal β.
第２図は従来の作業具軌跡制御装置を示す図で
ある。図において１０，１１は油圧ポンプ、１２
は油圧ポンプ１０とブームシリンダ５との間に設
けられた手動操作弁、１３は手動操作弁１２を操
作するためのブーム操作レバー、１４は油圧ポン
プ１１とブームシリンダ５との間に設けられた電
磁制御弁、１５は角度信号α，βからバケツト４
の高さすなわち第１図のＰ点の高さＨを演算する
高さ演算器、１６はスイツチ１７がオンになつた
ときの高さ演算器１５の出力信号ｈを記憶する記
憶装置、１８は記憶装置１６の出力信号すなわち
目標高さ信号h0と高さ演算器１５の出力信号すな
わち実際高さ信号ｈとの差を算出する加減算器、
１９は加減算器１８の出力信号すなわち高さ偏差
信号Δhを係数倍する係数器、２０はスイツチ２
１がオンのとき係数器１９の出力信号kΔhを増幅
および補償し、適当なブームシリンダ５の速度を
与えるべく電磁制御弁１４を制御する増幅器であ
り、スイツチ１７，２１はブーム操作レバー１３
を中立位置にしたときオンとなる。 FIG. 2 is a diagram showing a conventional work implement trajectory control device. In the figure, 10 and 11 are hydraulic pumps, 12
13 is a manual operation valve provided between the hydraulic pump 10 and the boom cylinder 5, 13 is a boom operation lever for operating the manual operation valve 12, and 14 is provided between the hydraulic pump 11 and the boom cylinder 5. Electromagnetic control valve 15 receives angle signals α and β from bucket 4
16 is a storage device for storing the output signal h of the height calculator 15 when the switch 17 is turned on; 18 is a storage device for calculating the height H of point P in FIG. 1; an adder/subtractor that calculates the difference between the output signal of the storage device 16, that is, the target height signal h0 , and the output signal of the height calculator 15, that is, the actual height signal h;
19 is a coefficient unit that multiplies the output signal of the adder/subtractor 18, that is, the height deviation signal Δh, and 20 is a switch 2.
1 is an amplifier that amplifies and compensates the output signal kΔh of the coefficient multiplier 19 when it is on, and controls the electromagnetic control valve 14 to provide an appropriate speed of the boom cylinder 5.
Turns on when the switch is placed in the neutral position.
この装置においては、ブーム操作レバー１３が
作動位置にあるときには、スイツチ１７，２１が
オフであり、ブーム操作レバー１３の操作量に応
じた速度でブームシリンダ５が動作し、ブーム２
の角速度もブーム操作レバー１３の操作量に応じ
た値となる。そして、ブーム操作レバー１３を中
立位置に戻し、アーム３を作動したときには、ス
イツチ１７，２１がオンとなり、そのときの高さ
演算器１５の出力信号ｈが記憶装置１６に記憶さ
れ加減算器１８から高さ偏差信号Δhが出力され、
係数器１９から信号kΔhが出力され、増幅器２０
により電磁制御弁１４が信号kΔhに応じた量だけ
切換えられて、ブームシリンダ５が信号kΔhに応
じた速度で作動するから、ブーム２の角速度が信
号kΔhに応じた値となる。このため、ブーム操作
レバー１３を操作せずに、アーム３の操作を行な
うだけで、第１図のＰ点の高さＨを目標高さ信号
h0に応じた値に保持することができる。この状態
で、ブーム操作レバー１３を作動位置にすると、
スイツチ１７，２１がオフになり、ブーム２は操
作レバー１３の操作量に応じた角速度で回動す
る。 In this device, when the boom operating lever 13 is in the operating position, the switches 17 and 21 are off, the boom cylinder 5 operates at a speed corresponding to the operating amount of the boom operating lever 13, and the boom 2
The angular velocity also has a value according to the amount of operation of the boom operation lever 13. When the boom operating lever 13 is returned to the neutral position and the arm 3 is activated, the switches 17 and 21 are turned on, and the output signal h of the height calculator 15 at that time is stored in the storage device 16 and sent from the adder/subtractor 18. The height deviation signal Δh is output,
A signal kΔh is output from the coefficient unit 19, and the signal kΔh is output from the amplifier 20.
As a result, the electromagnetic control valve 14 is switched by an amount corresponding to the signal kΔh, and the boom cylinder 5 operates at a speed corresponding to the signal kΔh, so that the angular velocity of the boom 2 becomes a value corresponding to the signal kΔh. Therefore, by simply operating the arm 3 without operating the boom operating lever 13, the height H at point P in Fig. 1 can be set as the target height signal.
It can be held at a value according to h 0 . In this state, when the boom operation lever 13 is set to the operating position,
The switches 17 and 21 are turned off, and the boom 2 rotates at an angular velocity according to the amount of operation of the control lever 13.
すなわち、従来の作業具軌跡制御装置において
は、アーム３のみを手動制御するとき、バケツト
４が所定の軌跡を描くときの目標高さ信号h0と実
際のバケツト４の高さＨに応じた実際高さ信号ｈ
との差すなわち高さ偏差信号Δhを求め、高さ偏
差信号Δhにゲインを乗じた信号kΔhに応じた速
度でブーム２を俯仰動しており、位置フイードバ
ツクによる追値制御を行なつているため、ブーム
２をある速度で俯仰動するには、常に高さ偏差信
号Δhが零でないことが必要である。そして、普
通は制御系のゲインｋを大きくすれば、高さ偏差
信号Δhを常に小さくすることができるが、油圧
シヨベルのように遅れの大きい系では、ゲインｋ
を大きくするとハンチングを起こしてしまうか
ら、ゲインｋを小さくしなければならず、この場
合には高さ偏差信号Δhがかなり大きくなつてし
まい、精度のよい軌跡制御を行なうことができな
い。 In other words, in the conventional work implement trajectory control device, when only the arm 3 is manually controlled, the actual height signal h 0 corresponding to the target height signal h 0 when the bucket 4 draws a predetermined trajectory and the actual height H of the bucket 4 height signal h
The difference between the height deviation signal Δh and the height deviation signal Δh is calculated, and the boom 2 is raised and raised at a speed corresponding to the signal kΔh, which is obtained by multiplying the height deviation signal Δh by the gain, and the follow-up control is performed using position feedback. In order to raise and lower the boom 2 at a certain speed, it is necessary that the height deviation signal Δh is always not zero. Normally, the height deviation signal Δh can be kept small by increasing the gain k of the control system, but in a system with a large delay such as a hydraulic excavator, the gain k
If it is made large, hunting will occur, so the gain k must be made small. In this case, the height deviation signal Δh becomes quite large, making it impossible to perform accurate trajectory control.
この発明は上述の問題点を解決するためになさ
れたもので、作業具の軌跡を精度よく制御できる
油圧シヨベル等の作業具軌跡制御装置を提供する
ことを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a trajectory control device for a work tool such as a hydraulic excavator that can accurately control the trajectory of a work tool.
この目的を達成するため、この発明においては
第１、第２の腕式を有する油圧シヨベル等の作業
具の軌跡を制御する装置において、上記第１の腕
式を操作するための操作レバーの操作量に応じた
アナログ信号および上記第１の腕式の上記第１の
腕式が取り付けられた部材に対する角度を検出す
る第１の角度計からのアナログ信号、上記第２の
腕式の上記第２の腕式が取り付けられた部材に対
する角度を検出する第２の角度計からのアナログ
信号を順次切換えて入力するマルチプレクサと、
そのマルチプレクサからのアナログ信号をデイジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、処理手段を
記憶する記憶回路と、上記第２の腕式の速度を制
御する速度制御手段を制御する出力回路と、上記
記憶回路に記憶された処理手段により、上記Ａ／
Ｄ変換器からの信号に基いて上記出力回路を制御
する演算回路とを有し、上記第２の腕式の角度お
よび上記第１の腕式の角速度から上記第２の腕式
の動くべき制御速度を求めるとともに、上記作業
具の初期位置および上記第１の腕式の上記第１の
腕式が取り付けられた部材に対する角度、上記第
２の腕式の上記第２の腕式が取り付けられた部材
に対する角度から目標位置と上記作業具の実際位
置との差である位置偏差を求めて、上記第１の操
作レバーが操作されたとき、上記制御速度に上記
位置偏差を加算した値に応じた信号により上記速
度制御手段を制御するマイクロコンピユーを設け
る。 In order to achieve this object, in the present invention, in a device for controlling the trajectory of a working tool such as a hydraulic excavator having first and second arm types, the operation of an operating lever for operating the first arm type is provided. an analog signal from a first angle meter that detects the angle of the first arm type with respect to the member to which the first arm type is attached, and an analog signal from the second angle meter of the second arm type. a multiplexer that sequentially switches and inputs an analog signal from a second angle meter that detects the angle with respect to the member to which the arm type is attached;
an A/D converter for converting the analog signal from the multiplexer into a digital signal; a storage circuit for storing the processing means; an output circuit for controlling the speed control means for controlling the speed of the second arm; By the processing means stored in the memory circuit, the above A/
an arithmetic circuit that controls the output circuit based on a signal from the D converter, and controls how the second arm should move based on the angle of the second arm and the angular velocity of the first arm. In addition to determining the speed, the initial position of the work tool, the angle of the first arm type with respect to the member to which the first arm type is attached, and the angle of the second arm type with respect to the member to which the second arm type is attached. A positional deviation, which is the difference between the target position and the actual position of the working tool, is determined from the angle with respect to the member, and when the first operating lever is operated, the control speed is calculated according to the value obtained by adding the positional deviation to the control speed. A microcomputer is provided for controlling the speed control means using signals.
第３図はこの発明に係る油圧シヨベルの作業具
軌跡制御装置を示す図である。図において２２は
アーム３を操作するためのアーム操作レバー、２
３はマイクロコンピユータ、２３ａは操作レバー
１３，２２および角度計８，９からのアナログ信
号XA，XB，α，βを順次切換えて入力するマル
チプレクサ、２３ｂはマルチプレクサ２３ａから
のアナログ信号をデイジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換器、２３ｃは電磁制御弁１４の処理手順、
制御演算手順などを記憶する記憶回路、２３ｄは
電磁制御弁１４を制御する出力回路、２３ｅは記
憶回路２３ｃに記憶された処理手順により、Ａ／
Ｄ変換器２３ｂからの信号に基いて出力回路２３
ｄを制御する演算回路である。そして、マイクロ
コンピユータ２３は第４図に示す流れ図に従つて
電磁制御弁１４を制御する。 FIG. 3 is a diagram showing a working tool trajectory control device for a hydraulic excavator according to the present invention. In the figure, 22 is an arm operating lever for operating the arm 3;
3 is a microcomputer, 23a is a multiplexer that sequentially switches and inputs the analog signals X A , X B , α, β from the operating levers 13, 22 and angle meters 8, 9, and 23 b converts the analog signals from the multiplexer 23a into digital signals. Convert to A/
D converter, 23c is the processing procedure of the electromagnetic control valve 14,
23d is an output circuit that controls the electromagnetic control valve 14; 23e is a memory circuit that stores control calculation procedures, etc.; and 23e, A/
Output circuit 23 based on the signal from D converter 23b
This is an arithmetic circuit that controls d. The microcomputer 23 then controls the electromagnetic control valve 14 according to the flowchart shown in FIG.
この作業具軌跡制御装置においては、ブーム操
作レバー１３のみを操作したときには、Ａ→Ｂ→
Ｃ→Ｄの繰返しにより、出力回路２３ｄからは信
号が出力されないから、電磁制御弁１４は中立位
置であり、また手動操作弁１２がブーム操作レバ
ー１３の操作量に応じた量だけ切換わるので、ブ
ームシリンダ５には油圧ポンプ１０の圧油のみが
供給されるため、ブームシリンダ５はブーム操作
レバー１３の操作量に応じた速度で作動するか
ら、ブーム２がブーム操作レバー１３の操作量に
応じた角速度で回動する。この状態でアーム操作
レバー２２をも操作したときには、Ａ→Ｂ→Ｅ→
Ｆ→Ｃ→Ｄの繰返しにより、出力回路２３ｄから
信号が出力されないから、電磁制御弁１４は中立
位置であり、ブーム２はブーム操作レバー１３の
操作量に応じた角速度で回動し続ける。また、ア
ーム操作レバー２２のみを操作したときには、Ａ
→Ｂ→Ｅ→Ｆ→Ｇ→Ｈにより、アーム操作レバー
２２の操作を開始したときの作業具の高さＨに応
じた目標高さ信号h0がブーム角度信号α、アーム
角度信号βから求められ、目標高さ信号h0が記憶
される。つぎに、Ａ→Ｂ→Ｅ→Ｉ→Ｊ→Ｋ→Ｌ→
Ｍ→Ｎ→Ｏの繰返しにより、ブーム角度信号α、
アーム角度信号βから実際高さ信号ｈが求めら
れ、目標高さ信号h0、実際高さ信号ｈから高さ偏
差信号Δhが求められ、アーム角度信号βを時間
的に微分したアーム角速度信号β〓が求められ、ブ
ーム角度信号α、アーム角速度信号β〓からバケツ
ト４が水平軌跡を描くときのブーム２の動くべき
角速度に応じた制御速度信号α〓rが求められ、さら
に制御速度信号α〓rにゲインk1を乗じた値と高さ偏
差信号Δhにゲインk2を乗じた値との和すなわち
出力信号z1が求められ、出力信号z1が出力され
る。このため、電磁制御弁１４は出力信号z1に応
じた量だけ切換えられるから、ブーム２は出力信
号z1に応じた角速度で回動される。すなわち、ブ
ーム２は制御速度信号α〓rに応じた角速度で回動さ
れるから、バケツト４の高さＨは一定になる。そ
して、外乱の影響等により高さＨがアーム操作レ
バー２２の操作開始時の高さＨから変動したとき
には、その変動量に比例した信号k2Δhに応じた
速度で高さＨが修正されて、高さＨは一定に保た
れる。つぎに、この状態でブーム操作レバー１３
をも操作すると、Ａ→Ｂ→Ｅ→Ｉ→Ｊ→Ｋ→Ｌ→
Ｍ→Ｐ→Ｑ→Ｒ→Ｓの繰返しにより、制御速度信
号α〓rにゲインk1を乗じた信号すなわち出力信号z2
が求められ、出力信号z2が出力される。このた
め、電磁制御弁１４が出力信号z2に応じた量だけ
切換えられるとともに、手動操作弁１２がブーム
操作レバー１３の操作量に応じた量だけ切換えら
れるから、バケツト４の高さＨがブーム操作レバ
ー１３の操作量に対応した速度で修正されるの
で、高さＨの修正操作をスムーズに行なうことが
できる。なお、目標高さ信号h0は修正された高さ
Ｈに応じた値となる。つぎに、この状態でブーム
操作レバー１３を中立位置に戻すと、Ａ→Ｂ→Ｅ
→Ｉ→Ｊ→Ｋ→Ｌ→Ｍ→Ｎ→Ｏの繰返しにより、
バケツト４はブーム２の手動操作終了時点の高さ
Ｈに保持される。つぎに、この状態でアーム操作
レバー２２を中立位置に戻すと、Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄ
の繰返しとなり、ブーム２は回動しない。 In this work implement trajectory control device, when only the boom operation lever 13 is operated, A→B→
Due to the repetition of C→D, no signal is output from the output circuit 23d, so the electromagnetic control valve 14 is in the neutral position, and the manual operation valve 12 is switched by an amount corresponding to the operation amount of the boom operation lever 13. Since only the pressure oil from the hydraulic pump 10 is supplied to the boom cylinder 5, the boom cylinder 5 operates at a speed that corresponds to the amount of operation of the boom operation lever 13. It rotates at an angular velocity. When the arm operation lever 22 is also operated in this state, A→B→E→
Due to the repetition of F→C→D, no signal is output from the output circuit 23d, so the electromagnetic control valve 14 is at the neutral position, and the boom 2 continues to rotate at an angular velocity according to the operation amount of the boom operation lever 13. Furthermore, when only the arm operating lever 22 is operated, the A
→B→E→F→G→H, the target height signal h0 corresponding to the height H of the work implement when the operation of the arm control lever 22 is started is determined from the boom angle signal α and the arm angle signal β. and the target height signal h 0 is stored. Next, A→B→E→I→J→K→L→
By repeating M→N→O, the boom angle signal α,
An actual height signal h is obtained from the arm angle signal β, a height deviation signal Δh is obtained from the target height signal h 0 and the actual height signal h, and an arm angular velocity signal β is obtained by temporally differentiating the arm angle signal β. 〓 is obtained, and from the boom angle signal α and the arm angular velocity signal β The sum of the value obtained by multiplying r by the gain k 1 and the value obtained by multiplying the height deviation signal Δh by the gain k 2 , that is, the output signal z 1 is determined, and the output signal z 1 is output. Therefore, the electromagnetic control valve 14 is switched by an amount corresponding to the output signal z1 , so the boom 2 is rotated at an angular velocity corresponding to the output signal z1 . That is, since the boom 2 is rotated at an angular velocity according to the control speed signal α〓 r , the height H of the bucket 4 is constant. When the height H fluctuates from the height H at the start of operation of the arm operating lever 22 due to the influence of disturbance, the height H is corrected at a speed according to the signal k 2 Δh proportional to the amount of fluctuation. , the height H is kept constant. Next, in this state, the boom operation lever 13
If you also operate A→B→E→I→J→K→L→
By repeating M→P→Q→R→S, a signal obtained by multiplying the control speed signal α〓 r by a gain k 1 , that is, an output signal z 2
is determined and an output signal z 2 is output. Therefore, the electromagnetic control valve 14 is switched by an amount corresponding to the output signal z2 , and the manual operation valve 12 is switched by an amount corresponding to the operation amount of the boom operation lever 13, so that the height H of the bucket 4 is Since the height H is corrected at a speed corresponding to the amount of operation of the operating lever 13, the height H can be corrected smoothly. Note that the target height signal h 0 has a value corresponding to the corrected height H. Next, when the boom operating lever 13 is returned to the neutral position in this state, A→B→E
→By repeating I→J→K→L→M→N→O,
The bucket 4 is held at the height H at the end of manual operation of the boom 2. Next, when the arm operating lever 22 is returned to the neutral position in this state, A→B→C→D
The process repeats, and the boom 2 does not rotate.
なお、上述実施例においては、油圧シヨベルの
作業具軌跡制御装置について説明したが、油圧シ
ヨベルに限定されない。また、上述実施例におい
ては、ローデイング油圧シヨベルのバケツト軌跡
制御装置について説明したが、バツクホウ油圧シ
ヨベルでも全く同様である。さらに、上述実施例
においては、ブーム２を自動制御する場合につい
て説明したが、ブーム２を手動制御してアーム３
を自動制御してもよい。また、上述実施例におい
ては、ブーム角度信号α、アーム角度信号βを角
度計８，９により直接的に検出したが、シリンダ
５，６の伸長量を検出すること等により、角度信
号α，βを間接的に求めてもよい。さらに、上述
実施例においては、ブーム２の角速度を制御する
速度制御手段として電磁制御弁１４を用いたが、
速度制御手段として可変容量形油圧ポンプを用い
てもよい。 In addition, in the above-mentioned Example, although the work implement trajectory control device of a hydraulic excavator was demonstrated, it is not limited to a hydraulic excavator. Further, in the above embodiment, a bucket locus control device for a loading hydraulic shovel has been described, but the same applies to a backhoe hydraulic shovel. Furthermore, in the above-mentioned embodiment, the case where the boom 2 is automatically controlled is explained, but the boom 2 is manually controlled and the arm 3 is
may be automatically controlled. Further, in the above embodiment, the boom angle signal α and the arm angle signal β are directly detected by the angle meters 8 and 9, but the angle signals α and β are detected by detecting the amount of extension of the cylinders 5 and 6, etc. may be determined indirectly. Furthermore, in the above embodiment, the electromagnetic control valve 14 was used as a speed control means for controlling the angular velocity of the boom 2;
A variable displacement hydraulic pump may be used as the speed control means.
以上説明したように、この発明に係る油圧シヨ
ベルの作業具軌跡制御装置においては、たとえば
アーム３を手動操作したとき、バケツト４が所定
の軌跡を描く場合のブーム角速度に応じた制御速
度信号α〓rを求めて、この制御速度信号α〓rに応じた
角速度でブーム２を回動してオープンループ制御
を行なうとともに、高さ偏差信号Δhのような位
置偏差信号による位置フイードバツク制御を行な
つているから、応答性が速く、またハンチングを
起こすことがなく、かつ系のパラメータ変化、外
乱の影響等が大きくとも、それによつて生じた位
置変化を修正することができるから、作業具の軌
跡をきわめて精度よく制御することができる。ま
た、マイクロコンピユータを用いているから、装
置をきわめてコンパクトにすることができ、また
装置が安価になる。このように、この発明の効果
は顕著である。 As explained above, in the work tool trajectory control device for a hydraulic excavator according to the present invention, for example, when the arm 3 is manually operated, the control speed signal α is determined according to the boom angular velocity when the bucket 4 draws a predetermined trajectory. r is determined, and the boom 2 is rotated at an angular velocity according to this control speed signal α〓 r to perform open loop control, and position feedback control is performed using a position deviation signal such as the height deviation signal Δh. Because of this, the response is fast and hunting does not occur, and even if the system parameters change or the influence of disturbance is large, the resulting position change can be corrected, so the trajectory of the work tool can be corrected. It can be controlled with extremely high precision. Furthermore, since a microcomputer is used, the device can be made extremely compact and inexpensive. As described above, the effects of this invention are remarkable.
第１図はローデイング油圧シヨベルのフロント
部を示す図、第２図は従来の作業具軌跡制御装置
を示す図、第３図はこの発明に係る油圧シヨベル
の作業具軌跡制御装置を示す図、第４図は第３図
に示したマイクロコンピユータの動作を示す流れ
図である。
２……ブーム、３……アーム、４……バケツ
ト、５……ブームシリンダ、８，９……角度計、
１０，１１……油圧ポンプ、１２……手動操作
弁、１３……ブーム操作レバー、１４……電磁制
御弁、２２……アーム操作レバー、２３……マイ
クロコンピユータ、２３ａ……マルチプレクサ、
２３ｂ……Ａ／Ｄ変換器、２３ｃ……記憶回路、
２３ｄ……出力回路、２３ｅ……演算回路。
FIG. 1 is a diagram showing the front part of a loading hydraulic excavator, FIG. 2 is a diagram showing a conventional work tool trajectory control device, and FIG. 3 is a diagram showing a work tool trajectory control device for a hydraulic excavator according to the present invention. FIG. 4 is a flow chart showing the operation of the microcomputer shown in FIG. 2...Boom, 3...Arm, 4...Bucket, 5...Boom cylinder, 8, 9...Angle meter,
10, 11... Hydraulic pump, 12... Manually operated valve, 13... Boom operating lever, 14... Solenoid control valve, 22... Arm operating lever, 23... Microcomputer, 23a... Multiplexer,
23b...A/D converter, 23c...memory circuit,
23d...Output circuit, 23e...Arithmetic circuit.
Claims (1)
作業具の軌跡を制御する装置において、上記第１
の腕式を操作するための操作レバーの操作量に応
じたアナログ信号および上記第１の腕式の上記第
１の腕式が取り付けられた部材に対する角度を検
出する第１の角度計からのアナログ信号、上記第
２の腕式の上記第２の腕式が取り付けられた部材
に対する角度を検出する第２の角度計からのアナ
ログ信号を順次切換えて入力するマルチプレクサ
と、そのマルチプレクサからのアナログ信号をデ
イジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、処理手
段を記憶する記憶回路と、上記第２の腕式の速度
を制御する速度制御手段を制御する出力回路と、
上記記憶回路に記憶された処理手段により、上記
Ａ／Ｄ変換器からの信号に基いて上記出力回路を
制御する演算回路とを有し、上記第２の腕式の角
度および上記第１の腕式の角速度から上記第２の
腕式の動くべき制御速度を求めるとともに、上記
作業具の初期位置および上記第１の腕式の上記第
１の腕式が取り付けられた部材に対する角度、上
記第２の腕式の上記第２の腕式が取り付けられた
部材に対する角度から目標位置と上記作業具の実
際位置との差である位置偏差を求めて、上記第１
の操作レバーが操作されたとき、上記制御速度に
上記位置偏差を加算した値に応じた信号により上
記速度制御手段を制御するマイクロコンピユータ
を具備することを特徴とする油圧シヨベル等の作
業具軌跡制御装置。1 In a device for controlling the trajectory of a working tool such as a hydraulic excavator having a first arm type and a second arm type, the first arm type
an analog signal from a first angle meter that detects the angle of the first arm type with respect to the member to which the first arm type is attached; a multiplexer that sequentially switches and inputs an analog signal from a second goniometer that detects the angle of the second arm type with respect to the member to which the second arm type is attached, and an analog signal from the multiplexer; an A/D converter for converting into a digital signal, a storage circuit for storing the processing means, and an output circuit for controlling the speed control means for controlling the speed of the second arm type;
an arithmetic circuit for controlling the output circuit based on a signal from the A/D converter by means of a processing means stored in the storage circuit; The control speed at which the second arm type should move is determined from the angular velocity of the equation, and the initial position of the work tool, the angle of the first arm type with respect to the member to which the first arm type is attached, and the second arm type are determined. The positional deviation, which is the difference between the target position and the actual position of the working tool, is determined from the angle of the second arm type with respect to the member to which the second arm type is attached, and
Control of the trajectory of a working tool such as a hydraulic excavator, characterized in that it is equipped with a microcomputer that controls the speed control means with a signal corresponding to the sum of the control speed and the positional deviation when the operating lever is operated. Device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11531381A JPS5817939A (en) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | Controller for locus of attachment of hydraulic shovel, etc. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11531381A JPS5817939A (en) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | Controller for locus of attachment of hydraulic shovel, etc. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5817939A JPS5817939A (en) | 1983-02-02 |
| JPH0257167B2 true JPH0257167B2 (en) | 1990-12-04 |
Family
ID=14659523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11531381A Granted JPS5817939A (en) | 1981-07-24 | 1981-07-24 | Controller for locus of attachment of hydraulic shovel, etc. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5817939A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02171431A (en) * | 1988-12-23 | 1990-07-03 | Komatsu Ltd | Job automatizing system for construction machinery |
-
1981
- 1981-07-24 JP JP11531381A patent/JPS5817939A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5817939A (en) | 1983-02-02 |
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