JPH06146329A - Back hoe - Google Patents
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- JPH06146329A JPH06146329A JP4297511A JP29751192A JPH06146329A JP H06146329 A JPH06146329 A JP H06146329A JP 4297511 A JP4297511 A JP 4297511A JP 29751192 A JP29751192 A JP 29751192A JP H06146329 A JPH06146329 A JP H06146329A
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
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- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はバックホウにおいて、運
転部の最外側を覆う外部フレームとバケットとの接触を
避ける為の構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backhoe for avoiding contact between an outer frame covering the outermost part of a driving part and a bucket.
【０００２】[0002]
【従来の技術】バックホウにおいて、運転部の最外側を
覆う外部フレームとバケットとの接触を避ける構造の一
例を図７に示す。この構造においては、運転部の最外側
を覆う外部フレーム２９，３０から、外方に所定距離だ
け離れた牽制面Ａ１（実線）を空間上に設定し、バック
ホウ装置３のバケットピン６ａの位置を検出する位置セ
ンサー（図示せず）を設けて、この位置センサーの検出
に基づきバケットピン６ａが牽制面Ａ１を越えて運転部
側に入り込もうとすると、バックホウ装置３駆動用の油
圧シリンダ（図示せず）を停止させて、これを阻止する
牽制手段を備えている。この場合、牽制面Ａ１から所定
距離だけ外方に離れた空間上の面と牽制面Ａ１との間に
牽制領域Ｂ１を設定している。そして、牽制面Ａ１から
現在のバケットピン６ａまでの水平方向での距離ｄを算
出して、バケットピン６ａが牽制面Ａ１に近づくほど油
圧シリンダの作動速度を大きく減速する減速手段を備え
ているものがある。2. Description of the Related Art FIG. 7 shows an example of a structure of a backhoe that avoids contact between an outer frame that covers the outermost portion of a driving section and a bucket. In this structure, a check surface A1 (solid line), which is separated from the outer frames 29 and 30 covering the outermost part of the driving section outward by a predetermined distance, is set in the space, and the position of the bucket pin 6a of the backhoe device 3 is set. A position sensor (not shown) for detecting is provided, and when the bucket pin 6a tries to enter the operation unit side beyond the check surface A1 based on the detection of this position sensor, a hydraulic cylinder (not shown) for driving the backhoe device 3 is provided. ) Is stopped to prevent this. In this case, the check area B1 is set between the check surface A1 and the surface in the space spaced apart from the check surface A1 by a predetermined distance. Then, a distance d in the horizontal direction from the restraint surface A1 to the current bucket pin 6a is calculated, and a deceleration means is provided to greatly reduce the operating speed of the hydraulic cylinder as the bucket pin 6a approaches the restraint surface A1. There is.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】図７に示す従来構造で
はバケットピン６ａが牽制領域Ｂ１内にある場合、牽制
面Ａ１からバケットピン６ａまでの水平方向での距離ｄ
のみにより、油圧シリンダの減速率を設定している。こ
れにより、バケットピンが牽制領域内のある位置から略
水平に牽制面側に接近してくる状態において、前述のよ
うに牽制面からの水平方向での距離により減速率を設定
していると、バケットピンが牽制面に近づくにつれて油
圧シリンダが減速操作されていき、バケットピンが牽制
面に達すると油圧シリンダが停止操作されるような状態
となるので、作業者の操作感覚とバックホウ装置の作動
状態とが合致している。In the conventional structure shown in FIG. 7, when the bucket pin 6a is in the restraint area B1, the horizontal distance d from the restraint surface A1 to the bucket pin 6a.
Only by setting the deceleration rate of the hydraulic cylinder. As a result, in the state where the bucket pin approaches the check surface side substantially horizontally from a certain position in the check area, as described above, the deceleration rate is set by the distance in the horizontal direction from the check surface, As the bucket pin approaches the restraining surface, the hydraulic cylinder is decelerated, and when the bucket pin reaches the restraining surface, the hydraulic cylinder is stopped.Therefore, the operator feels the operation and the operating condition of the backhoe device. And match.
【０００４】しかし、図７に示す従来構造では、バケッ
トピンが牽制領域内のある位置から斜め上方に移動して
牽制面側に徐々に接近してくる状態においても、前述と
同様に牽制面からの水平方向での距離で減速率が設定さ
れてしまうので、バケットピンが牽制面に達するまでの
距離（斜め上方の方向での距離）が比較的長いのに、前
述と同様に油圧シリンダが減速操作されてしまうような
状態となる。これにより、牽制領域内でバケットの上昇
操作が少し遅すぎる状態となり、操作性の面で改善の余
地がある。本発明は、前述のような牽制面及び牽制領域
を設定しているバックホウにおいて、特にバケットが牽
制領域内にある場合での操作性を改善することを目的と
している。However, in the conventional structure shown in FIG. 7, even when the bucket pin moves diagonally upward from a certain position in the restraining area and gradually approaches the restraining surface side, the bucket pin is not removed from the restraining surface in the same manner as described above. Since the deceleration rate is set by the distance in the horizontal direction, the distance until the bucket pin reaches the check surface (distance in the diagonally upper direction) is relatively long, but the hydraulic cylinder decelerates similarly to the above. It will be operated. As a result, the raising operation of the bucket becomes a little too late in the restraint region, and there is room for improvement in terms of operability. It is an object of the present invention to improve the operability of a backhoe having a check surface and a check area as described above, particularly when the bucket is in the check area.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は以上のよ
うなバックホウにおいて、次のように構成することにあ
る。つまり、旋回台に備えられた運転部の最外側を覆う
外部フレームから外方に所定距離だけ離れた牽制面を空
間上に設定する第１設定手段と、牽制面から所定距離だ
け外方に離れた空間上の面と牽制面との間に牽制領域を
設定する第２設定手段と、バックホウ装置のバケットの
位置を検出する位置センサーと、バケットの移動方向を
検出する方向センサーと、バケットの移動速度を検出す
る速度センサーとを備えると共に、位置センサー及び方
向センサーの検出に基づき、バケットが牽制面を越えて
運転部側に入り込もうとすると、バックホウ装置駆動用
の油圧シリンダを停止させてこれを阻止する牽制手段
と、牽制領域内にバケットが位置している状態におい
て、位置センサー、方向センサー及び速度センサーの検
出に基づき、バケットが現在の牽制領域内の位置から牽
制面に達するまでの時間を予測算出する時間予測手段
と、時間が短くなるほど油圧シリンダの作動速度を大き
く減速操作する減速手段とを備えてある。A feature of the present invention is that the backhoe as described above is configured as follows. That is, the first setting means for setting in the space a check surface that is outwardly separated by a predetermined distance from the external frame that covers the outermost part of the driving section provided on the swivel base, and is separated outward by a predetermined distance from the check surface. Second setting means for setting a restraining area between the surface on the open space and the restraining surface, a position sensor for detecting the position of the bucket of the backhoe device, a direction sensor for detecting the moving direction of the bucket, and the movement of the bucket. In addition to being equipped with a speed sensor that detects speed, when the bucket tries to enter the operation part side over the check surface based on the detection of the position sensor and the direction sensor, it stops this by stopping the hydraulic cylinder for driving the backhoe device. The restraint means and the bucket are located in the restraint area, and the bucket is detected based on the detection of the position sensor, the direction sensor, and the speed sensor. It is provided for the time prediction means for calculating prediction time from the position of the restraint region until a restraining surface, and a speed reduction means for decelerating operation increases the operation speed of the hydraulic cylinder as time is shortened.
【０００６】[0006]
【作用】本発明のように構成すると例えば図３に示すよ
うに、バケット６が牽制領域Ｂ１内に位置している場
合、バケット６の現在の位置、移動方向及び移動速度を
検出すると、現在のバケット６の位置から牽制面Ａ１ま
での距離Ｌ１又はＬ２（バケット６の移動方向Ｖ１又は
Ｖ２に沿った距離）が算出でき、バケット６が現在の位
置から前述の距離Ｌ１又はＬ２に沿って牽制面Ａ１に達
するまでの時間が予測算出できる。これにより、バケッ
ト６が牽制面Ａ１に達するまでの時間が短ければ（図３
のＶ１の状態参照）、バケット６が牽制面Ａ１に達する
までの距離Ｌ１が比較的短く、バケット６が牽制面Ａ１
に比較的早く達すると判断できるので、バックホウ装置
用の油圧シリンダの作動速度が大きく減速される。With the construction of the present invention, for example, as shown in FIG. 3, when the bucket 6 is located within the restraint area B1, the current position, the moving direction and the moving speed of the bucket 6 are detected. The distance L1 or L2 (distance along the moving direction V1 or V2 of the bucket 6) from the position of the bucket 6 to the restraining surface A1 can be calculated, and the bucket 6 is restrained from the current position along the distance L1 or L2 described above. The time required to reach A1 can be predicted and calculated. Accordingly, if the time until the bucket 6 reaches the check surface A1 is short (see FIG.
V1), the distance L1 until the bucket 6 reaches the restraint surface A1 is relatively short, and the bucket 6 is restrained by the restraint surface A1.
Since it can be determined that the hydraulic pressure for the backhoe device is reached relatively quickly, the operating speed of the hydraulic cylinder for the backhoe device is greatly reduced.
【０００７】逆に、バケット６が牽制面Ａ１に達するま
での時間が長ければ（図３のＶ２の状態参照）、バケッ
ト６が牽制面Ａ１に達するまでの距離Ｌ２が比較的長
く、バケット６が牽制面Ａ１に比較的遅く達すると判断
できるので、バックホウ装置用の油圧シリンダの作動速
度はあまり減速されない。これにより、バケットが牽制
領域内のある位置から斜め上方に移動して牽制面側に徐
々に接近してくる状態等のように、バケットが牽制面に
達するまでの距離（バケットの移動方向に沿う距離）が
比較的長いのに、バケットの移動速度が遅くなり過ぎる
と言うようなことがなくなる。Conversely, if the time required for the bucket 6 to reach the check surface A1 is long (see the state of V2 in FIG. 3), the distance L2 until the bucket 6 reaches the check surface A1 is relatively long, and the bucket 6 is Since it can be determined that the check surface A1 is reached relatively late, the operating speed of the hydraulic cylinder for the backhoe device is not reduced so much. As a result, the distance until the bucket reaches the check surface (along the moving direction of the bucket, such as the state in which the bucket moves diagonally upward from a position in the check area and gradually approaches the check surface). Even if the distance) is relatively long, the moving speed of the bucket does not become too slow.
【０００８】[0008]
【発明の効果】以上のように、牽制領域内でのバケット
の位置、移動方向及び移動速度を検出することにより、
バケットの移動速度が遅くなり過ぎると言う状態を防止
することができて、バックホウの操作性を向上させるこ
とができた。As described above, by detecting the position, the moving direction and the moving speed of the bucket in the restraint area,
It was possible to prevent the state where the moving speed of the bucket became too slow, and it was possible to improve the operability of the backhoe.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図６はバックホウの全体側面を示しており、ゴム
クローラ型式の走行装置１にドーザ２０及びこの上部に
旋回台２が支持され、旋回台２の前部にバックホウ装置
３が備えられている。このバックホウ装置３は、油圧シ
リンダ１１により上下に揺動駆動されるブーム４、油圧
シリンダ１２により前後に揺動駆動されるアーム５、及
び油圧シリンダ１３により掻き込み揺動駆動されるバケ
ット６を備えて構成されている。そして、旋回台２の旋
回駆動用として油圧モータ１４が備えられている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 6 shows the entire side surface of the backhoe, in which a dozer 20 and a swivel base 2 are supported on a traveling device 1 of a rubber crawler type, and a backhoe device 3 is provided in a front portion of the swivel base 2. The backhoe device 3 is provided with a boom 4 which is rocked up and down by a hydraulic cylinder 11, an arm 5 which is rocked back and forth by a hydraulic cylinder 12, and a bucket 6 which is scraped and rocked by a hydraulic cylinder 13. Is configured. A hydraulic motor 14 is provided to drive the swivel base 2.
【００１０】バックホウ装置３におけるブーム４は図６
及び図４に示すように、上下に揺動駆動される第１ブー
ム部分４ａと、この第１ブーム部分４ａの前端の軸芯Ｐ
１周りに揺動自在に連結された第２ブーム部分４ｂと、
この第２ブーム部分４ｂの前端の軸芯Ｐ２周りに揺動自
在に連結された支持ブラケット４ｃとで構成されてお
り、この支持ブラケット４ｃにアーム５が連結されてい
る。そして、第１ブーム部分４ａと支持ブラケット４ｃ
に亘り連係リンク８が架設されて平行四連リンクが構成
されており、油圧シリンダ７により第２ブーム部分４ｂ
を揺動操作することによって、アーム５及びバケット６
を平行に左右移動させることができるように構成してい
る。The boom 4 in the backhoe device 3 is shown in FIG.
Further, as shown in FIG. 4, a first boom portion 4a that is driven to swing up and down, and an axis P of the front end of the first boom portion 4a.
A second boom portion 4b that is swingably connected around 1;
The second boom portion 4b includes a support bracket 4c swingably connected to the front end of the second boom portion 4b around an axis P2, and an arm 5 is connected to the support bracket 4c. Then, the first boom portion 4a and the support bracket 4c
The linkage link 8 is laid across the four parallel parallel linkages, and the hydraulic cylinder 7 allows the second boom portion 4b to be formed.
By swinging the arm 5, the arm 5 and the bucket 6
Is configured so that it can be moved left and right in parallel.
【００１１】図５に示すようにブーム４における第１ブ
ーム部分４ａの油圧シリンダ１１に対する制御弁２１、
ブーム４における第２ブーム部分４ｂの油圧シリンダ７
に対する制御弁２５、アーム５の油圧シリンダ１２に対
する制御弁２２、バケット６の油圧シリンダ１３に対す
る制御弁２３、及び旋回台２の油圧モータ１４に対する
制御弁２４が備えられている。この制御弁２１〜２５は
３位置切換式でパイロット操作型式であり、パイロット
圧に基づく開度調節により流量制御が可能である。そし
て、各制御弁２１〜２５に対して、開度操作用のパイロ
ット圧を発生する電磁比例減圧弁型式のパイロット弁３
１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４
ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂが設けられている。As shown in FIG. 5, the control valve 21 for the hydraulic cylinder 11 of the first boom portion 4a of the boom 4,
Hydraulic cylinder 7 of second boom portion 4b of boom 4
A control valve 25 for the hydraulic cylinder 12 of the arm 5, a control valve 23 for the hydraulic cylinder 13 of the bucket 6, and a control valve 24 for the hydraulic motor 14 of the swivel base 2. The control valves 21 to 25 are of a three-position switching type and a pilot operation type, and the flow rate can be controlled by adjusting the opening degree based on the pilot pressure. Then, for each of the control valves 21 to 25, a pilot valve 3 of the electromagnetic proportional pressure reducing valve type that generates a pilot pressure for operating the opening degree
1a, 31b, 32a, 32b, 33a, 33b, 34
a, 34b, 35a, 35b are provided.
【００１２】図４，５，６に示すように、旋回台２に右
操作レバー９及び左操作レバー１０が備えられている。
この右及び左操作レバー９，１０は前後左右に操作自在
であり、右操作レバー９の前後方向の操作位置を検出す
るポテンショメータ１５、左右方向の操作位置を検出す
るポテンショメータ１６が備えられると共に、左操作レ
バー１０の前後方向の操作位置を検出するポテンショメ
ータ１７、左右方向の操作位置を検出するポテンショメ
ータ１８が備えられている。そして、各ポテンショメー
タ１５〜１８からの操作信号が制御装置１９に入力され
ている。又、旋回台２の前部下部に操作ペダル２６が設
けられ、この操作ペダル２６からの操作信号が制御装置
１９に入力されている。As shown in FIGS. 4, 5 and 6, the swivel base 2 is provided with a right operation lever 9 and a left operation lever 10.
The right and left operation levers 9 and 10 can be operated in the front-rear direction and the left-right direction, and are provided with a potentiometer 15 that detects an operation position of the right operation lever 9 in the front-rear direction and a potentiometer 16 that detects an operation position in the left-right direction. A potentiometer 17 that detects an operation position in the front-rear direction of the operation lever 10 and a potentiometer 18 that detects an operation position in the left-right direction are provided. Then, operation signals from the potentiometers 15 to 18 are input to the control device 19. An operation pedal 26 is provided at the lower front portion of the swivel base 2, and an operation signal from the operation pedal 26 is input to the control device 19.
【００１３】以上の構成により、右操作レバー９を前又
は後に操作するとこれに基づきパイロット弁３１ａ，３
１ｂがパイロット圧を発生し、制御弁２１がブーム４の
下降側又は上昇側に操作され、右又は左に操作するとこ
れに基づきパイロット弁３３ａ，３３ｂがパイロット圧
を発生し、制御弁２３がバケット６の排土側又は掻き込
み側に操作される。又、左操作レバー１０を前又は後に
操作するとこれに基づきパイロット弁３２ａ，３２ｂが
パイロット圧を発生し、制御弁２２がアーム５の上げ側
又は掻き込み側に操作され、右又は左に操作するとこれ
に基づきパイロット弁３４ａ，３４ｂがパイロット圧を
発生し、制御弁２４が右旋回側又は左旋回側に操作され
る。操作ペダル２６を右又は左に踏み分けるとこれに基
づきパイロット弁３５ａ，３５ｂがパイロット圧を発生
し、制御弁２５が第２ブーム部分４ｂの右又は左揺動側
に操作される。With the above construction, when the right operation lever 9 is operated forward or backward, the pilot valves 31a, 3 are accordingly operated.
1b generates pilot pressure, the control valve 21 is operated to the down side or the up side of the boom 4, and when it is operated to the right or left, the pilot valves 33a and 33b generate pilot pressure based on this, and the control valve 23 moves to the bucket. 6 is operated to the soil discharge side or the scraping side. Further, when the left operation lever 10 is operated forward or backward, the pilot valves 32a and 32b generate pilot pressure based on this, and the control valve 22 is operated to the raising side or the scraping side of the arm 5 and to the right or left. Based on this, the pilot valves 34a and 34b generate pilot pressure, and the control valve 24 is operated to the right turning side or the left turning side. When the operation pedal 26 is stepped right or left, the pilot valves 35a and 35b generate pilot pressure based on this, and the control valve 25 is operated to the right or left swing side of the second boom portion 4b.
【００１４】以上の操作において、右及び左操作レバー
９，１０用の各ポテンショメータ１５〜１８は右及び左
操作レバー９，１０の操作方向だけではなく、その中立
位置からの操作量も検出している。これにより、右及び
左操作レバー９，１０の操作量が大きい程、パイロット
弁３１ａ〜３４ｂのパイロット圧が大となり制御弁２１
〜２４が流量大側に操作される。つまり、右及び左操作
レバー９，１０を大きく操作する程、油圧シリンダ１１
〜１３及び油圧モータ１４が高速で作動するように構成
している。In the above operation, the potentiometers 15 to 18 for the right and left operation levers 9 and 10 detect not only the operation direction of the right and left operation levers 9 and 10 but also the operation amount from the neutral position thereof. There is. As a result, as the operation amount of the right and left operation levers 9 and 10 increases, the pilot pressure of the pilot valves 31a to 34b increases and the control valve 21 increases.
.About.24 are operated to the higher flow rate side. That is, the larger the right and left operating levers 9 and 10 are operated, the more hydraulic cylinder 11
13 to 13 and the hydraulic motor 14 are configured to operate at high speed.
【００１５】図６及び図５に示すように、ブーム４（第
１ブーム部分４ａ）の上下角度を検出するポテンショメ
ータ３６（位置、方向及び速度センサーに相当）、第２
ブーム部分４ｂの左右角度を検出するポテンショメータ
３７（位置、方向及び速度センサーに相当）、及びアー
ム５の前後角度を検出するポテンショメータ３８（位
置、方向及び速度センサーに相当）が設けられており、
この各ポテンショメータ３６，３７，３８からの検出信
号が、制御装置１９に入力されている。As shown in FIGS. 6 and 5, the potentiometer 36 (corresponding to the position, direction and speed sensor) for detecting the vertical angle of the boom 4 (first boom portion 4a), the second
A potentiometer 37 (corresponding to a position, direction and speed sensor) that detects the left and right angle of the boom portion 4b, and a potentiometer 38 (corresponding to a position, direction and speed sensor) that detects the front and rear angle of the arm 5 are provided.
The detection signals from the potentiometers 36, 37, 38 are input to the control device 19.
【００１６】図４及び図６に示すように旋回台２におい
ては、右側にバックホウ装置３が配置され、左側に運転
席２８や右及び左操作レバー９，１０等で構成された運
転部２７が配置されている。そして、旋回台２の左右中
央において、バックホウ装置３と運転部２７とを仕切る
窓付きの縦仕切り板２９（運転部２７の最外側部を覆う
外部フレームに相当）が設けられており、この縦仕切り
板２９の上端に旋回台２の外側に沿った半円形状の上仕
切り板３０（運転部２７の最外側部を覆う外部フレーム
に相当）が固定されている。そして、図２及び図４に示
すように、地面Ｇから所定高さにある所定位置Ｄより上
方の範囲において、縦仕切り板２９より前方（外方）に
所定距離だけ離れた前牽制面Ａ１、及び縦仕切り板２９
のバックホウ装置３側の側面から右方（外方）に所定距
離だけ離れた横牽制面Ａ２が、制御装置１９内に設定さ
れている（第１設定手段に相当）。As shown in FIGS. 4 and 6, in the swivel base 2, the backhoe device 3 is arranged on the right side, and on the left side is a driver's seat 28 and a driver section 27 composed of the right and left operating levers 9, 10 and the like. It is arranged. A vertical partition plate 29 (corresponding to an external frame that covers the outermost portion of the driving unit 27) with a window for partitioning the backhoe device 3 and the driving unit 27 is provided in the left and right center of the swivel base 2. A semicircular upper partition plate 30 (corresponding to an outer frame that covers the outermost part of the operation unit 27) along the outside of the swivel base 2 is fixed to the upper end of the partition plate 29. Then, as shown in FIGS. 2 and 4, in the range above the predetermined position D at a predetermined height from the ground G, the front restraining surface A1, which is apart from the vertical partition plate 29 forward (outward) by a predetermined distance, And vertical partition plate 29
The lateral restraint surface A2, which is separated from the side surface of the backhoe device 3 side to the right (outward) by a predetermined distance, is set in the control device 19 (corresponding to a first setting unit).
【００１７】この場合、図２に示すようにバケット６を
アーム５の先端に連結しているバケットピン６ａが、こ
の前牽制面Ａ１上に在る状態においてバケット６を最も
運転部２７側に近づくように操作しても、縦仕切り板２
９から所定距離だけ離れた軌跡Ｃ１上にバケット６の先
端が在るように、前牽制面Ａ１が設定されている。図４
に示すようにバケットピン６ａが横牽制面Ａ２上に在る
状態おいて、バケット６の横側面が縦仕切り板２９から
所定距離だけ離れた軌跡Ｃ２上に在るように、横牽制面
Ａ２が設定されている。又、前及び横牽制面Ａ１，Ａ２
から所定距離だけ前方又は右方に離れた面が設定され、
この空間の面と前及び横牽制面Ａ１，Ａ２との間が、前
牽制領域Ｂ１及び横牽制領域Ｂ２として制御装置１９内
に設定されている（第２設定手段に相当）。In this case, as shown in FIG. 2, when the bucket pin 6a connecting the bucket 6 to the tip of the arm 5 is on the front restraining surface A1, the bucket 6 is closest to the driving section 27 side. Even if you operate like this, the vertical partition plate 2
The front restraint surface A1 is set so that the tip of the bucket 6 is located on the locus C1 that is away from the vehicle 9 by a predetermined distance. Figure 4
When the bucket pin 6a is on the horizontal restraint surface A2 as shown in FIG. 2, the horizontal restraint surface A2 is arranged so that the horizontal side surface of the bucket 6 is on the locus C2 separated from the vertical partition plate 29 by a predetermined distance. It is set. Also, front and side restraint surfaces A1 and A2
The surface is set to the front or right by a predetermined distance from
Between the surface of this space and the front and side restraint surfaces A1 and A2 are set in the control device 19 as a front restraint area B1 and a side restraint area B2 (corresponding to second setting means).
【００１８】バックホウ装置３により地面Ｇの掘削を行
う場合、バックホウ装置３がどれだけ走行装置１側に寄
って掘削が行えるかと言う、バックホウ装置３自身の機
械的な作動限界が事前に求められている。そして、作動
限界に操作した場合にバケットピン６ａがどの軌跡を通
るかが算出されており、この作動限界に対応するバケッ
トピン６ａの軌跡よりも少し余裕（外側）のある軌跡を
境界面Ｅとして、図２に示すように所定位置Ｄより下方
の範囲において、境界面Ｅを制御装置１９内に設定して
いる。境界面Ｅは前牽制面Ａ１に滑らかにつながるよう
に設定されており、バケットピン６ａが境界面Ｅ上に在
る場合においてバケット６を最も走行装置１に近づくよ
うに操作した場合、バケット６の先端は軌跡Ｃ３上を通
る。以上のような前及び横牽制面Ａ１，Ａ２、前及び横
牽制領域Ｂ１，Ｂ２、境界面Ｅは旋回台２に対して設定
されているものであり、旋回台２が旋回するのに伴い、
旋回台２と一緒に移動して行くものである。When the backhoe device 3 excavates the ground G, the mechanical operating limit of the backhoe device 3 itself, which is the extent to which the backhoe device 3 can excavate the traveling device 1, can be obtained in advance. There is. Then, it is calculated which trajectory the bucket pin 6a passes through when the operation is performed to the operating limit, and a trajectory having a margin (outer side) from the trajectory of the bucket pin 6a corresponding to the operating limit is defined as the boundary surface E. As shown in FIG. 2, the boundary surface E is set in the control device 19 in a range below the predetermined position D. The boundary surface E is set so as to be smoothly connected to the front restraining surface A1, and when the bucket pin 6a is located on the boundary surface E, when the bucket 6 is operated so as to come closest to the traveling device 1, The tip passes on the locus C3. The front and side restraint surfaces A1 and A2, the front and side restraint areas B1 and B2, and the boundary surface E as described above are set for the swivel base 2, and as the swivel base 2 turns,
It moves with the swivel base 2.
【００１９】次に、前及び横牽制面Ａ１，Ａ２、前及び
横牽制領域Ｂ１，Ｂ２に対するバックホウ装置３の制御
について説明する。図１及び図２に示すように制御装置
１９においては、ポテンショメータ３６，３７，３８か
らの信号によるブーム４（第１ブーム部分４ａ）の上下
角度、第２ブーム部分４ｂの左右角度及びアーム５の前
後角度と、第１ブーム部分４ａ、第２ブーム部分４ｂ及
びアーム５の各長さとにより、バケットピン６ａの位置
を常時算出している（ステップＳ１）。バケットピン６
ａの高さが所定位置Ｄ以上である場合（ステップＳ２）
において、バケットピン６ａが前又は横牽制領域Ｂ１，
Ｂ２内に位置していなければ（ステップＳ３）、右及び
左操作レバー９，１０、操作ペダル２６の操作位置に基
づいた速度にて、バックホウ装置３の油圧シリンダ１
１，１２，７が通常どおりに操作される。Next, the control of the backhoe device 3 with respect to the front and side restraint surfaces A1 and A2 and the front and side restraint areas B1 and B2 will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, in the control device 19, the vertical angle of the boom 4 (first boom portion 4a), the horizontal angle of the second boom portion 4b, and the arm 5 of the boom 5 in response to signals from the potentiometers 36, 37, and 38. The position of the bucket pin 6a is constantly calculated from the longitudinal angle and the lengths of the first boom portion 4a, the second boom portion 4b, and the arm 5 (step S1). Bucket pin 6
When the height of a is equal to or higher than the predetermined position D (step S2)
At the bucket pin 6a, the front or side restraint area B1,
If it is not located within B2 (step S3), the hydraulic cylinder 1 of the backhoe device 3 is moved at a speed based on the operation positions of the right and left operation levers 9 and 10 and the operation pedal 26.
1, 12, 7 are operated as usual.
【００２０】バケットピン６ａが前又は横牽制領域Ｂ
１，Ｂ２内に位置している場合（ステップＳ３）、図１
及び図３に示すようにポテンショメータ３６，３７，３
８の検出値を微分処理して、バケットピン６ａの現在の
移動方向及び移動速度を速度ベクトルＶ１又はＶ２とし
て算出する（ステップＳ４）。そして、現在のバケット
ピン６ａの位置と速度ベクトルＶ１又はＶ２とにより、
現在のバケットピン６ａの位置から前又は横牽制面Ａ
１，Ａ２までの距離Ｌ１又はＬ２を算出し（ステップＳ
５）、距離Ｌ１又はＬ２において現在の速度ベクトルＶ
１又はＶ２のままの一定速度でバケットピン６ａが移動
していった場合で、バケットピン６ａが現在の位置から
前又は横牽制面Ａ１，Ａ２に達するまでの時間Ｔ１又は
Ｔ２を予測算出する（ステップＳ６）。The bucket pin 6a is in the front or side restraining area B.
1 and B2 (step S3), FIG.
And as shown in FIG. 3, potentiometers 36, 37, 3
The detected value of 8 is differentiated to calculate the current moving direction and moving speed of the bucket pin 6a as the speed vector V1 or V2 (step S4). Then, according to the current position of the bucket pin 6a and the velocity vector V1 or V2,
From the current position of the bucket pin 6a, the front or side check surface A
1, the distance L1 or L2 to A2 is calculated (step S
5), current velocity vector V at distance L1 or L2
When the bucket pin 6a moves at a constant speed of 1 or V2 as it is, the time T1 or T2 from the current position of the bucket pin 6a to the front or side restraining surfaces A1 and A2 is predicted and calculated ( Step S6).
【００２１】以上のようにして、バケットピン６ａの現
在の位置、速度ベクトルＶ１又はＶ２、前又は横牽制面
Ａ１，Ａ２に達するまでの時間Ｔ１又はＴ２を求める
と、図５に示すパイロット弁３１ａ，３１ｂ，３２ａ，
３２ｂ，３５ａ，３５ｂのパイロット圧が落とされ制御
弁２１，２２，２５の開度が絞られて、時間Ｔ１又はＴ
２が設定時間となるように、油圧シリンダ１１，１２，
７の作動速度が減速操作される（ステップＳ７）。この
設定時間は前又は横牽制面Ａ１，Ａ２に対する水平方向
での距離により連続的に設定されているもので、前又は
横牽制面Ａ１，Ａ２に接近するほど短くなる。As described above, when the present position of the bucket pin 6a, the velocity vector V1 or V2, and the time T1 or T2 until reaching the front or lateral check surfaces A1 and A2 are obtained, the pilot valve 31a shown in FIG. 5 is obtained. , 31b, 32a,
The pilot pressures of 32b, 35a, 35b are dropped, and the openings of the control valves 21, 22, 25 are throttled, and the time T1 or T
2 so that the set time is set to 2, hydraulic cylinders 11, 12,
The operating speed of 7 is decelerated (step S7). This set time is continuously set by the distance in the horizontal direction with respect to the front or side restraint surfaces A1 and A2, and becomes shorter as it approaches the front or side restraint surfaces A1 and A2.
【００２２】これにより、図３に示すようにバケットピ
ン６ａが速度ベクトルＶ１の状態であれば、バケットピ
ン６ａが前又は横牽制面Ａ１，Ａ２に達するまでの距離
Ｌ１及び時間Ｔ１が比較的短く、バケットピン６ａが前
又は横牽制面Ａ１，Ａ２に比較的早く達するので、油圧
シリンダ１１，１２，７の作動速度の減速率は大きなも
のとなる。逆に、バケットピン６ａが速度ベクトルＶ２
の状態であれば、バケットピン６ａが前又は横牽制面Ａ
１，Ａ２に達するまでの距離Ｌ２及び時間Ｔ２が比較的
長く、バケットピン６ａが前又は横牽制面Ａ１，Ａ２に
比較的遅く達するので、油圧シリンダ１１，１２，７の
作動速度の減速率は小さなものとなる。As a result, when the bucket pin 6a is in the state of the velocity vector V1 as shown in FIG. 3, the distance L1 and the time T1 until the bucket pin 6a reaches the front or the lateral restraint surfaces A1 and A2 are relatively short. Since the bucket pin 6a reaches the front or lateral restraining surfaces A1, A2 relatively quickly, the deceleration rate of the operating speed of the hydraulic cylinders 11, 12, 7 becomes large. On the contrary, the bucket pin 6a has the velocity vector V2.
In this state, the bucket pin 6a is at the front or side restraining surface A.
1, the distance L2 to reach 1, A2 and the time T2 are relatively long, and the bucket pin 6a reaches the front or side restraining surfaces A1, A2 relatively late, so that the deceleration rate of the operating speed of the hydraulic cylinders 11, 12, 7 is It will be small.
【００２３】前及び横牽制領域Ｂ１，Ｂ２内において、
以上のようなバケットピン６ａの現在の位置、速度ベク
トルＶ１又はＶ２、前又は横牽制面Ａ１，Ａ２に達する
までの時間Ｔ１又はＴ２を常時算出することにより、そ
のバケットピン６ａの位置においてバケットピン６ａが
水平方向、斜め上方又は斜め下方に移動していても、こ
れに関係なく、バケットピン６ａが設定時間（前又は横
牽制面Ａ１，Ａ２に接近するほど短い）にて前又は横牽
制面Ａ１，Ａ２に達するように、油圧シリンダ１１，１
２，７が減速操作される。これにより、バケットピン６
ａが前及び横牽制領域Ｂ１，Ｂ２に入り込むほど、つま
り、バケットピン６ａが前及び横牽制面Ａ１，Ａ２に近
づくほど油圧シリンダ１１，１２，７が低速で作動する
状態となる（以上、減速手段に相当）。In the front and side restraint areas B1 and B2,
By constantly calculating the current position of the bucket pin 6a, the velocity vector V1 or V2, and the time T1 or T2 until reaching the front or lateral check surfaces A1 and A2 as described above, the bucket pin 6a at the position of the bucket pin 6a is calculated. Even if 6a moves horizontally, diagonally upward or diagonally downward, regardless of this, the bucket pin 6a moves forward or laterally within the set time (shorter as it approaches front or lateral restraining surfaces A1 and A2). The hydraulic cylinders 11 and 1 are arranged so as to reach A1 and A2.
2 and 7 are decelerated. As a result, the bucket pin 6
As the a enters the front and side restraint areas B1 and B2, that is, as the bucket pin 6a approaches the front and side restraint surfaces A1 and A2, the hydraulic cylinders 11, 12, and 7 are in a state of operating at a low speed (above, deceleration). Equivalent to means).
【００２４】そして、バケットピン６ａが前及び横牽制
面Ａ１，Ａ２上に位置するような状態になった場合、バ
ケットピン６ａが前及び横牽制面Ａ１，Ａ２から離れる
方向にバックホウ装置３が操作された場合には、前述の
減速とは逆に前及び横牽制領域Ｂ１，Ｂ２内で各油圧シ
リンダ１１，１２，７の速度が増速操作されて行き、前
及び横牽制領域Ｂ１，Ｂ２から出たときに通常の速度に
戻し操作される。逆にバケットピン６ａが前及び横牽制
面Ａ１，Ａ２上から少しでも前及び横牽制面Ａ１，Ａ２
を越えて運転部２７側に操作されようとした場合（ステ
ップＳ８）、パイロット弁３１ａ〜３２ｂ，３５ａ，３
５ｂのパイロット圧が消えて、制御弁２１，２２，２５
によりバックホウ装置３の油圧シリンダ１１，１２，７
が停止操作される（ステップＳ９）（牽制手段に相
当）。又、バケットピン６ａが前及び横牽制面Ａ１，Ａ
２上に位置する場合、バケット６の油圧シリンダ１３の
操作は行えるのであり、バケットピン６ａが前及び横牽
制面Ａ１，Ａ２上を移動して行くような操作も極低速に
て行える。When the bucket pin 6a is positioned on the front and side restraint surfaces A1 and A2, the backhoe device 3 is operated so that the bucket pin 6a moves away from the front and side restraint surfaces A1 and A2. In the case of the above-mentioned deceleration, contrary to the deceleration described above, the speeds of the hydraulic cylinders 11, 12, 7 are increased in the front and side restraint regions B1, B2, and the speed is increased from the front and side restraint regions B1, B2. When it comes out, it is returned to the normal speed and operated. On the contrary, if the bucket pin 6a is slightly above the front and side restraint surfaces A1 and A2, the front and side restraint surfaces A1 and A2
When it is attempted to be operated toward the operation unit 27 side beyond the range (step S8), the pilot valves 31a to 32b, 35a, 3
The pilot pressure of 5b disappears and the control valves 21, 22, 25
The hydraulic cylinders 11, 12, 7 of the backhoe device 3
Is stopped (step S9) (corresponding to the restraint means). In addition, the bucket pin 6a has front and side restraining surfaces A1, A
When it is located above 2, the operation of the hydraulic cylinder 13 of the bucket 6 can be performed, and the operation of moving the bucket pin 6a on the front and side restraining surfaces A1 and A2 can also be performed at an extremely low speed.
【００２５】以上のように、図２に示す所定位置Ｄから
上方の部分においては前及び横牽制領域Ｂ１，Ｂ２が設
定されているが、所定位置Ｄから下方の部分においては
このような前及び横牽制領域Ｂ１，Ｂ２は設定されてい
ない。従って、所定位置Ｄから下方の部分においてはス
テップＳ２からステップＳ８に移行して、バケットピン
６ａが境界面Ｅ（前及び横牽制面Ａ１，Ａ２）に達する
までは右及び左操作レバー９，１０、操作ペダル２６の
操作に基づいた速度で、バックホウ装置３の油圧シリン
ダ１１，１２，７が操作される。そして、バケットピン
６ａが少しでも境界面Ｅを越えて走行装置１側に操作さ
れようとした場合には、パイロット弁３１ａ〜３２ｂ，
３５ａ，３５ｂのパイロット圧が消えて、制御弁２１，
２２，２５によりバックホウ装置３の油圧シリンダ１
１，１２，７が停止操作される。As described above, the front and lateral restraint regions B1 and B2 are set in the portion above the predetermined position D shown in FIG. The lateral restraint areas B1 and B2 are not set. Therefore, in the portion below the predetermined position D, the process proceeds from step S2 to step S8, and the right and left operating levers 9, 10 are moved until the bucket pin 6a reaches the boundary surface E (the front and side restraining surfaces A1, A2). The hydraulic cylinders 11, 12, 7 of the backhoe device 3 are operated at a speed based on the operation of the operation pedal 26. When the bucket pin 6a tries to be operated toward the traveling device 1 side beyond the boundary surface E even a little, the pilot valves 31a to 32b,
The pilot pressure of 35a, 35b disappears, and the control valve 21,
The hydraulic cylinder 1 of the backhoe device 3 by means of 22, 25
1, 12, 7 are stopped.
【００２６】バケットピン６ａが境界面Ｅ上に位置する
場合、バケット６の油圧シリンダ１３の操作は行えるの
であり、バケットピン６ａが境界面Ｅ上を移動して行く
ような操作も行える。従って、バケット６にて走行装置
１付近の地面Ｇの土を掻き取った場合に、バケットピン
６ａが境界面Ｅ上を上方に移動して行くようにバケット
６を持ち上げて行けばよいのである。このようにすれ
ば、バケットピン６ａが境界面Ｅ上から滑らかに前牽制
面Ａ１上に移行して前牽制領域Ｂ１に入り、バックホウ
装置３が前述のように減速操作されるのである。When the bucket pin 6a is located on the boundary surface E, the hydraulic cylinder 13 of the bucket 6 can be operated, and the bucket pin 6a can also be moved on the boundary surface E. Therefore, when the soil on the ground G near the traveling device 1 is scraped off by the bucket 6, the bucket 6 may be lifted so that the bucket pin 6a moves upward on the boundary surface E. By doing so, the bucket pin 6a smoothly moves from the boundary surface E to the front restraint surface A1 and enters the front restraint area B1, and the backhoe device 3 is decelerated as described above.
【００２７】〔別実施例〕前述の実施例においては図２
に示すように、バケットピン６ａの位置を基準として前
及び横牽制面Ａ１，Ａ２を設定しているが、バケットピ
ン６ａの位置にポテンショメータ（図示せず）を設置し
て、バケット６の先端の位置を制御装置１９内にて常時
算出するように構成してもよい。この場合には図２及び
図４に示す軌跡Ｃ１，Ｃ２が本発明の牽制面となるので
ある。前述の実施例ではポンショメータ３６，３７，３
８によりバケットピン６ａの位置及び速度ベクトルＶ
１，Ｖ２を求めたが、このポンショメータ３６，３７，
３８をバケットピン６ａの位置検出専用として使用し、
バケットピン６ａの速度ベクトルＶ１，Ｖ２を検出する
別のセンサーを備えてもよい。[Other Embodiments] FIG.
As shown in, the front and side restraint surfaces A1 and A2 are set with the position of the bucket pin 6a as a reference, but a potentiometer (not shown) is installed at the position of the bucket pin 6a and The position may be constantly calculated in the control device 19. In this case, the trajectories C1 and C2 shown in FIGS. 2 and 4 are the check surfaces of the present invention. In the above-described embodiment, the ponometers 36, 37, 3
8, the position of the bucket pin 6a and the velocity vector V
1 and V2 were obtained, but these ponometers 36, 37,
38 is used only for detecting the position of the bucket pin 6a,
Another sensor that detects the velocity vectors V1 and V2 of the bucket pin 6a may be provided.
【００２８】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。It should be noted that reference numerals are given in the claims for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the configurations of the accompanying drawings by the entry.
【図１】前及び横牽制面、前及び横牽制領域での制御の
流れを示す図FIG. 1 is a diagram showing a control flow in front and side restraint surfaces and in front and side restraint areas.
【図２】前牽制面、前牽制領域及び境界面を示すバック
ホウの概略側面図FIG. 2 is a schematic side view of a backhoe showing a front restraint surface, a front restraint area, and a boundary surface.
【図３】前牽制領域内でのバケットの移動状態を示す側
面図FIG. 3 is a side view showing a moving state of the bucket in the front restraint area.
【図４】前及び横牽制面、前及び横牽制領域を示すバッ
クホウの概略平面図FIG. 4 is a schematic plan view of a backhoe showing front and side restraint surfaces and front and side restraint areas.
【図５】バックホウ装置の各油圧シリンダ、制御弁、パ
イロット弁、右及び左操作レバー等の関係を示す図FIG. 5 is a diagram showing a relationship among respective hydraulic cylinders of the backhoe device, a control valve, a pilot valve, right and left operation levers, etc.
【図６】バックホウの全体側面図FIG. 6 is an overall side view of the backhoe.
【図７】従来構造における前牽制面及び前牽制領域を示
すバックホウの概略側面図FIG. 7 is a schematic side view of a backhoe showing a front restraint surface and a front restraint area in a conventional structure.
２ 旋回台 ３ バックホウ装置 ６ バケット １１，１２，７ 油圧シリンダ ２７ 運転部 ２９，３０ 外部フレーム ３６，３７，３８ 位置センサー、方向センサー、速度
センサー Ａ１，Ａ２ 牽制面 Ｂ１，Ｂ２ 牽制領域2 Swivel base 3 Backhoe device 6 Bucket 11, 12, 7 Hydraulic cylinder 27 Operating part 29, 30 External frame 36, 37, 38 Position sensor, direction sensor, speed sensor A1, A2 Checking surface B1, B2 Checking area
Claims (1)
７）の最外側を覆う外部フレーム（２９），（３０）か
ら外方に所定距離だけ離れた牽制面（Ａ１），（Ａ２）
を空間上に設定する第１設定手段と、前記牽制面（Ａ
１），（Ａ２）から所定距離だけ外方に離れた空間上の
面と前記牽制面（Ａ１），（Ａ２）との間に牽制領域
（Ｂ１），（Ｂ２）を設定する第２設定手段と、バック
ホウ装置（３）のバケット（６）の位置を検出する位置
センサー（３６），（３７），（３８）と、前記バケッ
ト（６）の移動方向を検出する方向センサー（３６），
（３７），（３８）と、前記バケット（６）の移動速度
を検出する速度センサー（３６），（３７），（３８）
とを備えると共に、 前記位置センサー（３６），（３７），（３８）及び方
向センサー（３６），（３７），（３８）の検出に基づ
き、前記バケット（６）が前記牽制面（Ａ１），（Ａ
２）を越えて運転部（２７）側に入り込もうとすると、
前記バックホウ装置駆動（３）用の油圧シリンダ（１
１），（１２），（７）を停止させてこれを阻止する牽
制手段と、 前記牽制領域（Ｂ１），（Ｂ２）内に前記バケット
（６）が位置している状態において、前記位置センサー
（３６），（３７），（３８）、方向センサー（３
６），（３７），（３８）及び速度センサー（３６），
（３７），（３８）の検出に基づき、前記バケット
（６）が現在の牽制領域（Ｂ１），（Ｂ２）内の位置か
ら前記牽制面（Ａ１），（Ａ２）に達するまでの時間を
予測算出する時間予測手段と、前記時間が短くなるほど
前記油圧シリンダ（１１），（１２），（７）の作動速
度を大きく減速操作する減速手段とを備えてあるバック
ホウ。1. An operating unit (2) provided on a swivel base (2).
Checking surfaces (A1), (A2) which are separated from the outer frames (29), (30) covering the outermost side of 7) by a predetermined distance outward.
A first setting means for setting the space on the space, and the check surface (A
1), second setting means for setting the check areas (B1), (B2) between the check surface (A1), (A2) and the surface in the space separated from the (A2) by a predetermined distance. Position sensors (36), (37) and (38) for detecting the position of the bucket (6) of the backhoe device (3), and a direction sensor (36) for detecting the moving direction of the bucket (6),
(37), (38) and speed sensors (36), (37), (38) for detecting the moving speed of the bucket (6).
And the bucket (6) is configured to detect the check surface (A1) based on the detections of the position sensors (36), (37), (38) and the direction sensors (36), (37), (38). , (A
If you try to enter the driving section (27) side over 2),
Hydraulic cylinder (1) for driving the backhoe (3)
(1), (12) and (7) are stopped and the check means for stopping this, and the position sensor in the state where the bucket (6) is located in the check areas (B1) and (B2). (36), (37), (38), direction sensor (3
6), (37), (38) and speed sensor (36),
Based on the detections of (37) and (38), the time until the bucket (6) reaches the check surfaces (A1) and (A2) from the current position within the check areas (B1) and (B2) is predicted. A backhoe provided with a time predicting means for calculating and a decelerating means for greatly decelerating the operating speed of the hydraulic cylinders (11), (12), (7) as the time becomes shorter.
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