JPWO2017104238A1 - ショベルおよびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この場合、上部旋回体の旋回方向(位置)にかかわらず、アタッチメントの延長方向の運動を直接的に検出できる。
アタッチメントが上部旋回体に及ぼす力の作用点は、ブームの根元である。したがってブームの根元に加速度センサを設けることで、アタッチメントの動作に起因する滑りを好適に検出できる。ここで加速度センサが旋回軸から遠ざかると、加速度センサの出力は、上部旋回体の旋回運動による遠心力の影響を受けてしまう。そこで加速度センサを、ブームの根元の近傍であって、かつ旋回軸の近傍に配置することで、旋回運動の影響を低減し、アタッチメントの動作に起因する滑りを検出できる。
加速度センサの出力は、特定方向の滑り(直進運動)だけでなく、ピッチング方向、ヨーイング方向、ローリング方向の回転運動の成分も含みうる。この態様によれば、角速度センサを併用することで、滑り運動のみを抽出することが可能となる。
これにより、滑りが生じていないときには、アタッチメントは、オペレータの入力にもとづいて通常動作し、滑りが生じているときにのみ、補正をかけることができる。
アタッチメントの発生する力を減少すると、走行体に対してアタッチメントの延長方向に作用する力Fが低減し、滑りが収まる。滑りが収まると、アタッチメントの力を元に戻したとしても、最大静止摩擦力を超えない限り、滑りは生じない。したがってトルクの減少を短い時間スケールで行うことにより、オペレータに違和感やストレスを与えることなく、滑りを抑制することができる。
これにより、すべての軸のトルクを一様に低下させることができる。
これにより、アタッチメントの姿勢を変えて、アタッチメントが発生する力(ベクトル)の向きを変えることができ、走行体を滑らせる方向の力を低減し、および/または、走行体を地面に押しつけて垂直抗力を増加させることができる。
F>μN
を満たしたときに、走行体2は力Fの方向に滑り始める。
F>μN
を満たしたときに、走行体2は力Fの方向に滑り始める。
る。掘削作業中、オペレータは2本のレバーを同時操作し、ブームとアーム、又はアームとバケット、ブームとバケット、のようにアタッチメントが有する少なくとも2つのアクチュエータを操作する。したがって、アタッチメントの操作レバーが操作状態にあり、かつ走行体および旋回が非操作状態にあることを、アタッチメントによる掘削作業中であることの必要条件とすることができる。
第1の補正方式において、滑り抑制部510は、滑りを検出すると、アタッチメント12の可動軸(リンク)の少なくともひとつのトルク(力)を低下させる。さまざまな種類の作業を考慮すると、制御対象の軸としてはアーム軸が好適であり、したがって滑り抑制部510は、滑りを抑制するためにアームシリンダ8の力を低下させることが望ましい。
次に説明する第2の補正方式は、第1の補正方式と併用してもよいし、単独で用いてもよい。第2の補正方式では、滑り抑制部510は、滑りを検出すると、アタッチメント12の少なくともひとつの軸を変位させ、アタッチメント12の姿勢を微調整する。
センサ504は、アタッチメント12の延長方向に沿ったショベル1の本体の速度を検出する速度センサを含んでもよい。そして検出した速度がしきい値を超えると、補正を有効としてもよい。
センサ504は、角速度を検出する角速度センサをさらに含んでもよい。滑り抑制部510は、角速度センサの出力にもとづいて、加速度センサ506の出力を補正してもよい。加速度センサ506の出力は、特定方向の滑り(直進運動)だけでなく、ピッチング方向、ヨーイング方向、ローリング方向の回転運動の成分も含みうる。この変形例によれば、角速度センサを併用することで、回転運動の影響を除外して、滑り運動のみを抽出することが可能となる。
実施の形態では、センサ504を、上部旋回体4に設けたが、走行体2に設けてもよい。この場合、上部旋回体4の旋回角(位置)を検出することで、センサ504の出力から、アタッチメント12の延長方向に沿った運動を検出し、その方向への滑りを検出することができる。
センサ504は、走行体の滑りを直接的に検出可能であれば、加速度センサや速度センサに限定されず、その他のセンサを用いてもよい。たとえばセンサ504は画像センサであってもよく、滑り抑制部510は、画像解析処理によって、走行体のアタッチメントの延長方向への滑りを検出してもよい。
Claims (16)
- ショベルであって、
走行体と、
前記走行体に回動自在に設けられる上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、
前記ショベルの運動を検出するセンサと、
前記センサの出力にもとづき、前記アタッチメントの延長方向の前記走行体の滑りを検出し、前記アタッチメントの動作を補正する滑り抑制部と、
を備えることを特徴とするショベル。 - 前記センサは、前記上部旋回体に設けられ、前記アタッチメントの延長方向に検出軸を有する加速度センサを含むことを特徴とする請求項1に記載のショベル。
- 前記加速度センサは、前記アタッチメントのブームの根元と前記上部旋回体の旋回軸の間の領域に配置されることを特徴とする請求項2に記載のショベル。
- 前記滑り抑制部は、前記加速度が所定のしきい値を超えると、前記アタッチメントの動作を補正することを特徴とする請求項2または3に記載のショベル。
- 前記滑り抑制部は、前記アタッチメントの少なくともひとつの軸のトルクを減少させることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のショベル。
- 前記少なくともひとつの軸は、アーム軸を含むことを特徴とする請求項5に記載のショベル。
- 前記滑り抑制部は、前記少なくともひとつの軸のシリンダ圧をリリーフすることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のショベル。
- 前記滑り抑制部は、前記少なくともひとつの軸のシリンダへの制御圧を変化させることを特徴とする請求項5または6に記載のショベル。
- 前記滑り抑制部は、油圧系統のメインポンプの出力を低下させることを特徴とする請求項5に記載のショベル。
- 前記滑り抑制部は、エンジンの回転数を低下させることを特徴とする請求項5に記載のショベル。
- 前記滑り抑制部は、前記アタッチメントの少なくともひとつの軸を変位させることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載のショベル。
- 前記滑り抑制部は、滑りを検出すると、ある補正期間の間、補正を行い、その後、オペレータの入力にもとづく状態に戻すことを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載のショベル。
- 前記センサは、角速度を検出する角速度センサをさらに含み、
前記滑り抑制部は、前記角速度センサおよび前記角速度センサの出力にもとづいて、前記走行体の滑りを検出することを特徴とする請求項2または3に記載のショベル。 - アタッチメントを有するショベルの制御方法であって、
アタッチメントの動作中において、センサが前記アタッチメントの延長方向に沿った前記ショベルの運動の加速度を検出するステップと、
前記加速度が所定のしきい値を超えると、前記アタッチメントの動作を補正するステップと、
を備えることを特徴とする制御方法。 - ショベルであって、
走行体と、
前記走行体に回動自在に設けられる上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、
前記アタッチメントによる掘削作業中に、前記走行体の位置が変位すると、前記アタッチメントの動作を補正する制御装置と、
を備えることを特徴とするショベル。 - 前記アタッチメントの操作レバーが操作状態にあり、かつ前記走行体および前記旋回が非操作状態にあることが、前記アタッチメントによる掘削作業中であることの必要条件であることを特徴とする請求項15に記載のショベル。
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