JPH0424493B2 - - Google Patents

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JPH0424493B2
JPH0424493B2 JP24086383A JP24086383A JPH0424493B2 JP H0424493 B2 JPH0424493 B2 JP H0424493B2 JP 24086383 A JP24086383 A JP 24086383A JP 24086383 A JP24086383 A JP 24086383A JP H0424493 B2 JPH0424493 B2 JP H0424493B2
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JP
Japan
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bucket
angle
arm
boom
signal
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JP24086383A
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JPS60133126A (ja
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Kunio Kashiwagi
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278Hydraulic circuits
    • E02F9/2285Pilot-operated systems
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; 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
    • E02F3/30Dredgers; 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 with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom
    • E02F3/308Dredgers; 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 with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom working outwardly
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; 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
    • E02F3/36Component parts
    • E02F3/42Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/431Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
    • E02F3/432Control 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
    • E02F3/433Control 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はローデイング油圧シヨベルのバケツト
に積載された土砂の落下を防止するバケツト角制
御方法に関する。
ローデイング油圧シヨベルのブーム上げ操作の
際に積載された土砂の落下を防止するためには、
ブームやアームの動作中にバケツトの水平面から
の角度すなわちバケツト絶対角度を一定に保つ必
要があり、このような操作には高度な技術と多大
な労力が必要である。この問題を解決するために
は、バケツト操作を行わなくともバケツト絶対角
度が自動的に一定になるようにすればよく、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。
これ等の提案では、一定に保つバケツト絶対角
度の値として、常にあらかじめ与えられた一定値
を取るもの、ブームまたはアームの操作を開始し
た時点のバケツト絶対角度を一定値として取るも
のとがある。
しかし、前者の場合にはオペレータの意志とは
無関係にバケツト絶対角度がある一定値となるの
で、バケツトの土砂積載状態に応じてバケツト絶
対角度を変更することができず、またブーム上げ
中にバケツト操作を行つて掻き上げ掘削を行うこ
とができない等の欠点があり、操作性の上で好ま
しくない。
後者の場合には、バケツト操作を加えて、バケ
ツト絶対角度を補正するようにすることができる
ので前者の欠点を補うことができるが、バケツト
が地表面付近またはそれより下方で掘削が終了
し、バケツトを起こしたときに、リンクの制約上
充分にバケツトを起こしきれない。したがつてそ
のバケツト絶対角度を保つのではバケツトが前方
に傾きすぎる欠点がある。また、掘削中に、ブー
ムまたはアームのみを操作してもバケツト角制御
が行われてしまうことは掘削のための操作性が悪
化する。
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みなされた
もので、オペレータの意志に応じて、かつバケツ
ト絶対角度が所定以上になつたときバケツト角制
御を行うようにすることを目的とする。
この目的を達成するために、本発明は、本体に
枢着されブームシリンダにより俯仰動されるブー
ムと、このブーム先端部に枢着されアームシリン
ダにより揺動されるアームと、このアーム先端部
に枢着されバケツトシリンダにより回動されるバ
ケツトとを有するローデイングシヨベルのバケツ
ト角制御方法において、バケツト絶対角度信号が
バケツトからの積載物の落下防止を考慮して予め
設定される設定値以上で、且つブーム操作レバー
とアーム操作レバーのうちの少なくとも一方が操
作されバケツト操作レバーが操作されない条件が
成立したとき、そのときのバケツト絶対角度信号
を目標値としてバケツトシリンダを作動制御する
ように構成してある。
以下本発明の一実施例を第1図および第2図を
参照して説明する。
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
先端に枢着されたバケツト、5はブーム2を俯仰
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、10はアーム3に対
するバケツト4の角度すなわちバケツト角度を検
出し、バケツト角度信号γを出力する角度計であ
る。
第2図は本発明のローデイングシヨベルのバケ
ツト角制御方法を実施するための制御装置を示す
図である。図において11は油圧ポンプ、12は
油圧ポンプ11とバケツトシリンダ7との間に設
けられた電磁制御弁、13,14,15はそれぞ
れブーム操作レバー、アーム操作レバー、バケツ
ト操作レバー、16は角度信号α、β、γの合計
値すなわちバケツト絶対角度信号θを求める加算
器、17はスイツチ18がオンになつたときの加
算器16の出力信号すなわちバケツト絶対角度信
号θを目標値θ0として記憶する記憶装置、19は
記憶装置17の出力信号θ0と加算器16の出力信
号θとの差すなわち角度偏差信号Δγを算出する
加減算器、20は加減算器19の出力信号を係数
倍して信号kΔγを出力する係数器、21は係数器
20と加減算器25の間に設けられたスイツチ、
22はバケツト操作レバー15の操作量に応じた
手動操作信号を出力する手動操作装置、23はブ
ーム角度信号αとアーム角度信号βとの和を求め
る加算器、24は加算器23の出力信号α+βを
微分する微分器、25は係数器20の出力信号
kΔγと微分器24の出力信号α〓+β〓≡−γ〓rとの
差を
求める加減算器、26は加減算器25の出力信号
と手動操作装置22の出力信号との和を求める加
算器、27は加減算器25と加算器26との間に
設けられたスイツチ、28は加算器26の出力信
号を増巾および補償し、バケツトシリンダ7の速
度を与えるべく電磁制御弁12を制御する増巾
器、29,30,31はそれぞれ操作レバー1
3,14,15が操作されているか否かを検出す
るレバー操作検出器であり、それぞれ操作レバー
13,14,15が操作されると操作検知信号
a,b,cを出力する。33はレバー操作検出器
13〜15の信号a,b,cおよび加算器16の
出力信号であるバケツト絶対角度信号θを入力
し、スイツチ18,21,27に対する制御信号
T,Sを出力する制御指令装置である。
制御信号Tは、ブーム操作レバー13とアーム
操作レバー14のうちの少くとも一方が操作され
且つバケツト絶対角度信号θが制御指令装置33
に設定された設定値θcよりも大きいとき出力さ
れ、制御信号Sは、制御信号Tが出力され且つバ
ケツト操作レバー15が操作されていないときに
出力される。すなわち論理式で表わせば、 T=(a+b)・(θ>θc) S=T・=(a+b)・(θ>θc) である。
制御信号Tが出力されると、スイツチ27がオ
ンになり、制御信号Sが出力されるとスイツチ1
8,21がオンになる。
上述した制御装置においては、バケツト操作レ
バーのみを操作しているかまたはバケツト絶対角
度信号θが設定値θc以下で且つブーム操作レバー
13とアーム操作レバー14のうちの少なくとも
一方とバケツト操作レバー15とを同時に操作し
ているときには、制御指令装置33からの制御信
号T,Sが出力されないから、スイツチ18,2
1,27は共にオフであり、電磁制御弁12はバ
ケツト操作レバー15の手動操作信号に応じて切
換えられ、バケツトシリンダ7の速度すなわちバ
ケツト4の角速度はバケツト操作レバー15の操
作量に応じた値となる。
また、バケツト絶対角度信号θがθcより大き
く、ブーム操作レバー13とアーム操作レバー1
4のうちの少くとも一方を操作し、バケツト操作
レバー15を操作しなければ、制御指令装置33
から制御信号T,Sが出力されるから、スイツチ
18,21,27が共にオンとなる。このため、
バケツトシリンダ7の速度すなわちバケツト4の
角速度は加算器26の出力γ〓r+kΔγに応じた値と
なる。
ところで、バケツト4の絶対角度Θ(第1図参
照)はブーム角度、アーム角度、バケツト角度を
それぞれA,B,Υとすると、次式で表わされ
る。
Θ=A+B+Υ+C ここで、Cはバケツト4の形状等により定つた
一定値である。したがつて、バケツト絶対角度信
号θ=α+β+γは絶対角度Θに応じた値となる
から、絶対角度Θを一定に保つためには、バケツ
ト絶対角度信号θを一定に保つようにすれば良
い。
そして、絶対角度Θを一定とした場合すなわち
バケツト絶対角度信号θを一定とした場合には、
この式を微分すると次式のようになる。
γ〓=−α〓−β〓 したがつて、バケツト4の角速度をバケツト制
御速度信号−α〓−β〓≡γ〓rに応じた値とすれば、

ケツト絶対角度Θが一定の値となる。そして外乱
の影響、例えばバケツト4が衝外物に当つたり、
電磁制御弁12の特性や圧油の粘度、温度、圧力
の変化等、により絶対角度Θが操作レバー13ま
たは14の操作開始時の絶対角度Θから変動した
ときには、その変動量に応じたkΔrに応じた速度
でバケツト4の角速度が修正され、バケツト4の
絶対角度Θは一定に保たれる。
つぎに、この状態でバケツト操作レバー15を
も操作すると、制御指令装置33から制御信号T
のみが出力されるから、スイツチ18,21はオ
フになる。したがつて、バケツト4は制御速度信
号γ〓rに手動操作装置22の出力信号であるバケツ
ト手動操作信号を加算した信号に応じた角速度で
回動するから、バケツト4の絶対角度Θをバケツ
ト操作レバー15の操作量に対応した速度で修正
することができる。
さらに、この状態でバケツト操作レバー15を
中立位置に戻すと、制御指令装置33から制御信
号Sが出力され、スイツチ18,21がオンとな
るので、記憶装置17にはその時点のバケツト絶
対角度信号θが目標値θ0として記憶され、バケツ
ト4はそれ以後この目標値θ0に対応する絶対角度
Θを保持する。
一般に掘削時のバケツト絶対角度信号θは設定
値θcより小さいため、制御指令装置33から制御
信号T,Sは出力されないので、バケツト角の制
御は行われず、掘削時の操作性は良好となる。
この状態で掘削を終了し、バケツト4を起こし
て土砂を積載したとき、地表面より下方ではバケ
ツト絶対角度信号θはまだ設定値θcより小さい。
そしてこの状態からブーム上げを行うに従つてバ
ケツト絶対角度Θすなわちバケツト絶対角度信号
θは大きくなるので、θ>θcとなつた時点で、そ
の時点のバケツト絶対角度信号θが目標値θ0とし
て記憶装置17に記憶され、以後この目標値θ0
応じて絶対角度Θが一定となるように制御され
る。なお、上述した制御指令装置33に予め設定
される設定値θcは、バケツト4に積載された土砂
の落下を防止する好ましい値に選択されている。
さらに、これ以後、バケツト操作レバー15に
よつてθ>θc方向にバケツトの絶対角度Θを補正
すれば、補正後のバケツト絶対角度信号θが目標
値θ0に設定されるので、土砂の積載状態に合わせ
て最適なバケツト絶対角度Θに補正できる。
以上説明した本発明によれば下記の効果を奏す
ることができる。
(1) 掘削後地表面より下でバケツトを起こして土
砂を積載し、ブームまたはアーム上げを行つた
時にも、土砂が落下しない好ましいバケツト角
度を保つことができる。
(2) ブームまたはアーム上げ時にもバケツト操作
レバーによるバケツト角度の手動補正が容易で
操作感覚が良好である。
(3) 通常の掘削時にはバケツト角制御が行われ
ず、掘削時の操作性が良好となる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の実施例に係り、
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図はローデイングシヨベルのバケ
ツト角制御方法を実施するための制御装置を示す
図である。 1……ローデイングシヨベル本体、2……ブー
ム、3……アーム、4……バケツト、5……ブー
ムシリンダ、6……アームシリンダ、7……バケ
ツトシリンダ、8,9,10……角度計、12…
…電磁制御弁、13……ブーム操作レバー、14
……アーム操作レバー、15……バケツト操作レ
バー、16……バケツト絶対角度信号θを求める
加算器、17……記憶装置(バケツト絶対角度信
号θの目標値θ0を記憶)、18,21,27……
スイツチ、22……手動操作装置、24……微分
器、33……制御指令装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 本体に枢着されブームシリンダにより俯仰動
    されるブームと、このブーム先端部に枢着されア
    ームシリンダにより揺動されるアームと、このア
    ーム先端部に枢着されバケツトシリンダにより回
    動されるバケツトとを有するローデイングシヨベ
    ルのバケツト角制御方法において、バケツト絶対
    角度信号がバケツトからの積載物の落下防止を考
    慮して予め設定される設定値以上で、且つブーム
    操作レバーとアーム操作レバーのうちの少なくと
    も一方が操作されバケツト操作レバーが操作され
    ない条件が成立したとき、そのときのバケツト絶
    対角度信号を目標値としてバケツトシリンダを作
    動制御することを特徴とするローデイングシヨベ
    ルのバケツト角制御方法。
JP24086383A 1983-12-22 1983-12-22 ロ−デイングシヨベルのバケツト角制御方法 Granted JPS60133126A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24086383A JPS60133126A (ja) 1983-12-22 1983-12-22 ロ−デイングシヨベルのバケツト角制御方法

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Publication Number Publication Date
JPS60133126A JPS60133126A (ja) 1985-07-16
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