JP2566745B2

JP2566745B2 - 電子制御油圧掘削機の自動平坦作業方法

Info

Publication number: JP2566745B2
Application number: JP6340538A
Authority: JP
Inventors: 晟▲皓▼ 安
Original assignee: SANSEI JUKOGYO KK
Current assignee: SANSEI JUKOGYO KK
Priority date: 1994-04-29
Filing date: 1994-12-29
Publication date: 1996-12-25
Anticipated expiration: 2011-12-25
Also published as: US5768810A; DE4447302C2; JPH07300873A; DE4447302A1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子制御油圧掘削機の
自動平坦作業方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の掘削機に各種のセンサー、電子比
例バルブ、マイクロプロセッサー等を使用して電子制御
を適用することによって、未熟練者も困難な作業を迅速
・容易にすることができる掘削機の開発が要望されてい
る実状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
電子制御式の掘削機を利用して一般的に運転者が一番難
しいという平坦作業を容易に遂行することができるよう
にしたものである。

【０００４】従来の自動平坦作業は、運転者が手動によ
って３個のジョイスティックを同時に使用して正確に遂
行するという大変困難な問題点があった。

【０００５】特に、掘削機が傾斜になっていると願う作
業角度を正確に遂行することが不可能である。また、旋
回しながら平坦作業、すなわち４個のジョイスティック
を使用しながら平坦作業を遂行することは高難易度の作
業であるので、専門の運転者も難しいのである。

【０００６】従来は、自動平坦作業はブーム、ジッパー
スティック、バケットの３関節のみにセンサーを装着し
て設定されている直線を追従するようにして平坦作業を
遂行した。反面、本発明は、旋回を追加に操作しても設
定された作業平面を離脱しないようにするために旋回セ
ンサー、傾斜角センサーを追加に装着してブーム、バケ
ット、ジッパースティックを自動に制御してやることに
よって、その操作性を向上させたものである。

【０００７】このとき、その旋回時には直線でない設定
された平面を追従するようにすることによって、如何な
る傾斜面の平面作業も容易にすることができるようにす
る。

【０００８】従来の直線のみを追従する自動平坦方法
は、一度の作業が終了される毎に走行しなければならな
いし、また走行したときの地面の傾斜が前と同一でない
ときには、作業角度を任意に変更しなければ前の作業面
と一致する作業面を作ることができないので、運転者に
は継続的に負担を賦与してやる大きな問題点をもってい
た。

【０００９】そのため、本発明は基本的にジッパーステ
ィック（dipper stick）用のジョイスティック（joysti
ck）１つのみを使用して３個の関節（ブーム：boom，バ
ケット：buket，ジッパースティック）を駆動させてい
るが、このとき旋回時にはバケット終端が幾何学的に平
面から離脱されてしまう。

【００１０】このように、旋回と同時にジッパースティ
ック用のジョイスティックが、操作されると同時に設定
された作業平面に沿って平坦作業が遂行され、旋回のみ
操作されると作業平面を離脱するようになる。

【００１１】したがって、前記ジッパースティック用の
ジョイスティックを操作して、作業平面に円滑に復帰し
ながら平坦作業を再び遂行しなければならない。

【００１２】前記３個の関節を駆動させて設定されてい
る作業角度に合うように直線に動き、そしてバケットは
絶対の水平面に対して一定な角度を維持させるように制
御することによって、平坦作業が行われるようにする。
前記の問題点を解決するため本発明は、掘削機が旋回時
に継続的にその平面に対する平坦作業をするために、作
業角度を変更させることができる電子制御油圧掘削機の
自動平坦作業方法を提供することにその目的がある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記のような目的による
本発明の、その技術的な特長を説明すると次のようであ
る。運転者がキーパッド（５）から自動平坦作業を選択
し願う作業角度（θｗ）をメインプロセッサー（１０）
に入力する段階（Ｓ１）と、ブーム（１００）、ジッパ
ースティック（１１０）およびバケット（１２０）の各
々の現在角度、旋回の回転角度、装備上部の傾斜度の信
号値を位置センサー（１５）によって検出して読み入れ
る段階（Ｓ２）と、前記み読入れた信号値から装備水平
面に対するバケット維持角を決定する段階（Ｓ３）と、
現装備の傾斜角による前記入力された作業角度を絶対の
水平面に合うように作業角度（γ）を補正する段階（Ｓ
４）と、ブーム（１００）と装備上部の回転体（１３
５）の連結部位点Ａを原点とする直交座標軸上からのバ
ケット終端（Ｌ）およびバケットジョイント（Ｊ）の初
期位置を決定する段階（Ｓ５）と、輪の下部中央の点０
を原点とし、直交座標軸上からのバケット終端（Ｌ）の
初期位置を決定する段階（Ｓ６）と、運転者がブーム、
ジッパースティックおよびバケットの３関節あるいは２
関節を駆動させて平坦作業のとき、任意の１個ジョイス
ティックであるジッパースティック用のジョイススティ
ック（２５）や他の実行手段を操作したかを判断して、
操作しなかったら次の段階（Ｓ２０）を遂行する段階
（Ｓ７）と、前記ジッパースティック用のジョイスステ
ィック（２５）が操作されると、前記点Ａを原点とする
直交座標軸上からの現在バケットジョイント（Ｊ）の位
置を決定する段階（Ｓ８）と、運転者による旋回操作が
あるかを判断してその操作がないと次の段階（Ｓ１２）
を遂行する段階（Ｓ９）と、前記旋回が操作されると旋
回角度と装備の上部にある傾斜角度を読み入れて作業角
度（γ）を修正計算する段階（Ｓ１０）と、前記旋回に
よるバケット終端（Ｌ）が作業平面から離脱されるとき
作業初期に設定された作業平面から前記バケット終端の
離脱量（ｈ）を計算して補償する段階（Ｓ１１）と、前
記ジッパースティック用のジョイスティック（２５）の
操作量に比例したバケット終端（Ｌ）の線速度を計算す
る段階（Ｓ１２）と、前記点Ａを原点とする直交座標軸
上からのバケットジョイント（Ｊ）が行かなければなら
ない位置値を決定する段階（Ｓ１３）と、前記段階（Ｓ
１３）の位置値に該当するブーム（１００）の角度（θ
ｂｍ）、ジッパースティック（１１０）の角度（θｄ
ｓ）および初期バケット維持角を維持するためのバケッ
ト（１２０）の角度（θｂｋ）を決定する段階（Ｓ１
４）と、前記段階（Ｓ１４）から計算されたブーム（１
００）、ジッパースティック（１１０）およびバケット
（１２０）の目標角度に各々相応する各関節のシリンダ
ーの位置（ｄｂｍ，ｄｄｓ，ｄｂｋ）を満足する速度を
決定する段階（Ｓ１５）と、現在、ポンプから吐出可能
な流量範囲内から各関節の速度比を変化させないで可能
な速度に修正し、前記シリンダーの目標位置（ｄｂｍ，
ｄｄｓ，ｄｂｋ）を再び設定する段階（Ｓ１６）と、前
記位置値（ｄｂｍ，ｄｄｓ，ｄｂｋ）を利用して、位置
制御部（１３０）から目標位置に行くための前記各関節
の目標速度を計算する段階（Ｓ１７）と、前記各関節の
目標速度比を維持しながら現在ポンプの吐出可能な流量
および各関節の速度を補正する段階（Ｓ１８）と、ポン
プの吐出流量および位置センサー（１５）から測定され
た現在の作業状態による位置値によって速度を補償する
段階（Ｓ１９）と、前記補償された速度信号値であるデ
ィジタル信号を、第１および第２Ｄ／Ａコンバーター
（３５，４０）によってアナログ信号に変換させて、ポ
ンプ用の第１アンプ（３６）およびメインコントロール
バルブ用の第２アンプ（４１）に電圧を出力して、第１
および第２電子比例バルブ（５０，４５）を通じて電流
を出力し、この電流によって前記ポンプを作動させてメ
インコントロールバルブ（８０）内の各関節（９０，９
１，９２，９３，９４，９５）を駆動させる段階（Ｓ２
０）と、前記駆動の終了後に、運転者が自動平坦作業を
解除する信号を入力したら作業を終了し、その信号を入
力しなかったら再び前記段階（Ｓ７）に帰還する段階
（Ｓ２１）とから成る特徴がある。

【００１４】

【作用】本発明に従えば、掘削機を利用した平坦作業を
容易にすることができるので、作業の効率が向上される
ことは勿論のこと、未熟練者も容易にすることができる
ので、人件費が節減され、平坦作業を自動にすることが
期待される。

【００１５】

【実施例】以上のような特徴からなっている本発明にお
いては、前記目的を達成するために添付の図面に基づい
てそれを詳細に説明する。まず、図１は本発明の電子制
御油圧システムを示したものである。図１に対するその
構成および動作を説明すると次のようである。まず、キ
ーパッド（key pad）（５）にある‘自動平坦’選択ボ
タンを押して運転者が作業環境に合う作業角度を入力す
ると、通信ポートを通じてコントローラであるメインプ
ロセッサー（１０）に選択された自動平坦機能の選択と
願う作業角度を伝達する。

【００１６】前記作業角度が伝達されると、メインプロ
セッサー（１０）は、システムバスを通じて現在のブー
ム、ジッパースティック、バケット、旋回の位置および
装備の傾斜度を検出するため、それぞれに付着された位
置検出用の位置センサー（１５）によって読み入れる
が、このとき読み入れるアナログ信号は、システムバス
を通じて第１Ａ／Ｄコンバーター（２０）によってディ
ジタル信号に変換される。

【００１７】前記読み入れた各々の位置信号の中で、油
圧掘削機のバケット終端の初期位置および作業角度によ
って作業平面の方程式を設定し、運転者によってジッパ
ー用のジョイスティックおよびペダル（２５）が操作さ
れると、それに該当アナログの電気的な信号が、第２Ａ
／Ｄコンバーター（３０）を通じてディジタル信号とし
て変換されて、前記メインプロセッサー（１０）からそ
の操作量によりバケット終端の線速度を決定する。

【００１８】前記線速度に比例してバケットにあるジョ
イントＪ点の次の位置を決定し、旋回用のジョイスティ
ック（２５）が操作されると、旋回および傾斜角度を再
び読み入れて、その初期に設定された作業平面とバケッ
ト終端との偏差を計算して、作業角度を再決定すること
によって、作業平面からバケット終端が離脱されないよ
うに前記Ｊ点の位置を定まる。

【００１９】前記Ｊ点の位置に行くことができるよう
に、ブームおよびジッパースティック関節の位置（角
度）を決定する。

【００２０】前記バケットの位置は、作業開始時の水平
面に対するバケット角度を計算する。前記計算されたブ
ーム、ジッパースティック、バケットの角度をシリンダ
ーの位置に換算して、この位置値に相応する目標速度を
作り出すための必要流量を補助ポンプ（５５）、ポンプ
１（６０）、ポンプ２（６５）から吐出することができ
るようにする。

【００２１】前記吐出された流量を、各関節別に必要流
量程流出されることができるようにするメインプロセッ
サー（１０）からの指令値であるディジタル信号を、第
１Ｄ／Ａコンバーター（３５）および第２Ｄ／Ａコンバ
ーター（４０）によって、アナログ信号に変換して出力
すると、エンジン（７０）によって駆動される補助ポン
プ（５５）、ポンプ１（６０）、ポンプ２（６５）用の
第１アンプ（３６）およびメインコントロールバルブ用
の増幅器である第２アンプ（４１）に電圧が供給され
る。

【００２２】前記出力された電圧は、第１アンプ（３
６）を通じて電流に変換してポンプ用の第１電子比例バ
ルブ（５０）に、前記第２アンプ（４１）から出力され
た電流信号はメインコントロールバルブ用の第２電子比
例バルブ（４５）に各々供給される。

【００２３】このとき、前記ポンプ用の第１電子比例バ
ルブ（５０）からは、パイロット圧力を発生させてポン
プ１（６０）またはポンプ２（６５）の傾斜角を調節し
て願う吐出流量を、メインコントロールバルブ（８０）
に送る。また、前記メインコントロールバルブ用の第２
電子比例バルブ（４５）からもパイロット圧力を発生さ
せて、メインコントロールバルブ（８０）内のブームコ
ントロールスプール、バケットコントロールスプール、
アームコントロールスプール、旋回モーターコントロー
ルスプール、左側走行モーターコントロールスプール、
右側走行モーターコントロールスプール等の各々のスプ
ールストロークを調節して、前記ポンプ（５５，６０，
６５）からの流量を、ブームシリンダー（９０）、アー
ムシリンダー（９１）、バケットシリンダー（９２）、
旋回モーター（９３）、左側走行モーター（９４）、右
側モーター（９５）に分配して駆動させる。

【００２４】前記図１に構成されているシステムによっ
て、油圧掘削機の自動平坦作業方法を図２および図３の
フローチャートを通じて説明する。

【００２５】前記図２および図３を説明するために、油
圧掘削機の側面図である図４、作業平面の設定のための
図面である図５および旋回による作業角度の補償図面で
ある図６を参照する。

【００２６】まず、図２の段階１（Ｓ１）から運転者が
自動平坦作業を選択し願う作業角度（θｗ）を入力する
と、図３のブーム（１００）の関節の現在角度（θｂ
ｍ）、ジッパースティツク（１１０）の現在角度（θｄ
ｓ）、バケット（１２０）の現在角度（θｂｋ）、旋回
の回転角度（θｓｗ）、装備上部の傾斜角（θｐ）（pi
tching），θｒ（rolling）等の信号値を読み入れ、段
階２（Ｓ２）からは位置センサー（１５）から前記各関
節の位置を検出する。

【００２７】段階３（Ｓ３）からは、前記読み入れた位
置（角度）を掘削機の装備の水平面に対するバケット
（１２０）の維持角Φ（＝θｂｍ＋θｄｓ＋θｂｋ）を
決定すると、段階４（Ｓ４）からは、装備の現状態を分
析して、運転者が入力した作業角度を装備の傾斜角によ
る絶対の水平面に合うように作業角度（γ）を補正する
ため、内部的に下記のように計算する。

【００２８】 γ ＝ atan（tanθw cosΔθsw（cosθr＋sinθr tan（θr−atan（tanθw sinΔθsw））））段階５（Ｓ５）からは、図４のブーム（１００）と、装
備上部の回転体（１３５）を連結する部位の点Ａを原点
とする直交座標軸上からのバケット終端（Ｌ）およびジ
ッパースティツク（１１０）と、バケット（１２０）の
連結部位であるバケットジョイント（Ｊ）の初期位置を
決定する。

【００２９】Jx30 ＝ 1bm cos（θbm＋θp）＋ 1ds cos
（θbm＋θds＋θp） Jy30 ＝ 1bm sin（θbm＋θp）＋ 1ds sin（θbm＋θds
＋θp） Lx30 ＝ Jx30 ＋ 1bk cos (θbm＋θds＋θbk＋θp） Ly30 ＝ Jy30 ＋ 1bk sin (θbm＋θds＋θbk＋θp）１ｂｍ，１ｄｓ，１ｂｋはブーム、ジッパースティツ
ク、バケット関節の長さ、段階６（Ｓ６）からは、図４
の輪の下部中央が平面と接した部分である点０を原点と
し、直交座標軸上からのバケット終端の初期位置（Ｘ
０，Ｙ０，Ｚ０）を決定する。

【００３０】X0 ＝ cs cp（1x＋LEN_-AN）− cs sp cr
（1y＋LEN_-NO）＋ ss sr（1y＋LEN_-NO） Y0 ＝ sp（1x＋LEN_-AN）＋ cp cr（1y＋LEN_-NO） Z0 ＝ −ss cp（1x＋LEN_-AN）＋ ss sp cr（1y＋LEN_-N
O）cs sr（1y＋LEN_-NO）前記の 1x ＝ 1bm cos（θbm）＋ 1ds cos（θbm＋θds）＋ 1b
k cos（θｂｍ＋θｄｓ＋θｂｋ）， 1y ＝ 1bm sin（θbm）＋ 1ds sin（θbm＋θds）＋ 1b
k sin（θbm＋θds＋θbk）， cp ＝ cos（θp），sp ＝ sin（θp），cr ＝ cos（θ
r），sr ＝ sin（θr），cs ＝ cos（θsw），ss ＝ si
n（θsw）ＬＥＮ_-ＡＮは、図４から点ＡとＮの直線の長さを各々
示す。

【００３１】段階７（Ｓ７）からは、ブーム、ジッパー
スティツクおよびバケットの３関節あるいは、２関節を
駆動させて平坦作業時に運転者が任意の１個ジョイステ
ィックであるジッパースティツク用のジョイスティック
（２５）を使用するとか、他の実行手段を使用して操作
をしたかをメインプロセッサー（１０）によって判断し
て、操作しなかったら次の段階２０（Ｓ２０）を遂行す
る。

【００３２】前記判断（Ｓ７）によって、他の実行手段
またはジッパースティツク用のジョイスティック（２
５）の操作があると、段階８（Ｓ８）からは図３の点Ａ
を原点とする直交座標軸上からの初期値でない現在バケ
ットジョイント（Ｊ）の値を計算する。

【００３３】Jx3 ＝ 1bm cos（θbm＋θp）＋ 1ds cos
（θbm＋θds＋θp） Jy3 ＝ 1bm sin（θbm＋θp）＋ 1ds sin（θbm＋θds
＋θp）段階９（Ｓ９）からは、運転者による旋回操作があった
かをメインプロセッサー（１０）によって判断して、旋
回操作のないと次の段階（Ｓ１２）を遂行する。

【００３４】前記判断（Ｓ９）から旋回操作があった
ら、段階１０（Ｓ１０）からは旋回角度と装備上部にあ
る傾斜角度を読み入れて作業角度（γ）を修正計算す
る。

【００３５】γ ＝ atan（tanθw cosΔθsw（cosθr＋
sinθr tan（θr−atan（tanθw sinΔθsw）)））続いて、図３に従い、段階１１（Ｓ１１）からは、旋回
によりバケット終端（Ｌ）が作業平面から離脱されると
き、作業初期に設定された作業平面からバケット終端
（Ｌ）が離脱しないようにバケット終端の離脱量を計算
して補償する。

【００３６】このために、初期バケットジョイントの位
置（Ｊｘ３０，Ｊｙ３０）を下記のように再び設定す
る。

【００３７】図５から、作業開始時の作業平面の方程式
は、下記のようであり、 −sin（θw）cos（θswo）X ＋ cos（θw）Ｙ＋ sin
（θw）sin（θswo）Z＝ −sin（θw）cos（θswo）X0
＋ cos（θw）Y0 ＋ sin（θw）sin（θswo）Z0 旋回の操作が開始されると、バケット終端（Ｌ）の位置
は、作業平面から離脱されるので、その離脱量程補償し
てやらなければならない。

【００３８】前記段階８（Ｓ８）と同じ方法で、現在図
３の点０を原点とする直交座標軸上からのバケット終端
（Ｌ）の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を決定し、この位置からの
作業平面との離脱量（ｈ）を計算する。

【００３９】h ＝（Y＋sga cgs X0−cga Y0−sga sgs Z
0−sga cgs X＋sga sgs Z）＊cos（atan（tga（sin（θ
sw−θswo））））／cos（θr−（atan（tga（sin（θs
w−θswo）））） θｓｗｏは、初期の旋回位置 sga＝sin（θw），cga＝cos（θw），tga＝tan（θ
w），cgs＝cos（θswo），sgs＝sin（θswo）この離脱量（ｈ）程、バケットジョイントおよびバケッ
ト終端の初期位置を変更させる。

【００４０】段階１２（Ｓ１２）からは、前記図１から
のジッパー用のジョイスティック（２５）の操作量に比
例したジョイントＪ（またはバケット終端）の線速度Ｊ
（＝Ｌ）を計算し、段階１３（Ｓ１３）からは、図４の
点Ａを原点とする直交座標軸上からのバケットジョイン
ト（Ｊ）が行かなければならない位置値（Ｊｘ３，Ｊｙ
３）を決定する。

【００４１】Jx3 ＝ Jx3 ＋ Jcos（γ）ts Jy3 ＝ tan（γ）（Jx3−Jx30）＋ Jy30 段階１４（Ｓ１４）からは、Ｊｘ３，Ｊｙ３値に該当す
るブーム（１００）の角度（θｂｍ）、ジッパースティ
ック（１１０）の角度（θｄｓ）および初期バケットの
維持角を維持するためのバケット（１２０）の角度（θ
ｂｋ）を計算する。

【００４２】θbm ＝ atan（Jy3／Jx3）＋ acos（（1bm
2−1ds2＋Jx32）／（21bm√（Jx32＋Jx32）2））−θp θds ＝ −acos（（Jx32＋Jx32−1bm2−1ds2）／（21bm
・1ds）） θbk ＝ Φ − θbm − θds 段階１５（Ｓ１５）からは、前記段階１４（Ｓ１４）か
ら計算されたブーム（１００）、バケット（１２０）、
ジッパースティック（１１０）の目標角度（θｂｍ，θ
ｂｋ，θｄｓ）に各々相応する各間接のシリンダー位置
を下記のように換算し、 dbm ＝（（LEN_-AB）2＋（LEN_-AC）2 − 2 ＊ LEN_-AB ＊
LEN_-AC＊cos（ANG_-CAE＋ANG_-BAX3＋θbk））2 dds ＝（（LEN_-DE）2＋（LEN_-EF）2 − 2 ＊ LEN-DE ＊
LEN_-EF＊cos（ANG_-ALPH7−θds））2 dbk ＝（（LEN_-GH）2＋（LEN_-HI）2 − 2 ＊ LEN_-GH ＊
LEN_-HI＊ cos（ψ））2 α ＝ π −（θbk＋ANG_-LJK＋ANG_-HJE） c6 ＝(（LEN_-JK）2＋（LEN_-HJ）2−2 ＊ LEN_-JK ＊ LEN
_-HJ＊cos(α)）2 ψ ＝ acos（((c6)2＋（LEN_-HI）2−(LEN_-IK)2／（2 ＊
LEN_-HI ＊ c6） β ＝ acos（((LEN_-HJ)2＋(c6)2−(LEN_-JK)2)／（2 ＊
c6LEN_-HJ)) ψ ＝ ANG_-GHＪ−Φ−β ＊ LEN_-AB ＝ジョイントＡとジョイントＢとの直線の
長さ ANG_-ABC ＝直線ＡＢと直線ＢＣとの間の角度 ANG_-ALPHA7 ＝ π−ANG_-JEF−ANG_-CED−ANG_-BEC 前記ブーム、バケットおよびジッパースティックシリン
ダーの位置（ｄｂｍ，ｄｂｋ，ｄｄｓ）を満足させるこ
とができるシリンダーの速度を計算してから、段階１６
（Ｓ１６）からは、現在ポンプから吐出可能な流量範囲
内から各関節の速度比を変化させないで、可能な各関節
の速度に修正し、前記シリンダーのブーム角度（θｂ
ｍ），ジッパースティック角度（θｄｓ）およびバケッ
ト角度（θｂｋ）のそれぞれに相応するシリンダーの目
標位置（ｄｂｍ，ｄｄｓ，ｄｂｋ）を再び決定する。

【００４３】段階１７（Ｓ１７）からは、この位置値
（ｄｂｍ，ｄｄｓ，ｄｂｋ）を利用して、位置制御部
（１３０）から目標位置に行くための前記各関節の目標
速度を計算する。

【００４４】段階１８（Ｓ１８）からは、前記各関節の
速度比を維持しながら現在ポンプ（５５，６０，６５）
の吐出可能な流量および各関節の速度を補正する。

【００４５】段階１９（Ｓ１９）からは、ポンプの吐出
流量および位置センサー（１５）から測定された現在の
作業状態による位置値によって速度を補償する。

【００４６】段階２０（Ｓ２０）からは、各関節別に必
要な流量を流出することができるように、メインコント
ロールバルブ（８０）から指令値である前記補償された
速度のディジタル信号を、第１および第２Ｄ／Ａコンバ
ーター（３５，４０）によってアナログ信号に変換す
る。

【００４７】前記変換されたアナログ信号の電圧信号
を、第１および第２アンプ（３６，４１）に各々供給し
て電流信号として出力して、ポンプ（５５，６０，６
５）用の第１電子比例バルブ（５０）およびメインコン
トロールバルブ用の第２電子比例バルブ（４５）に各々
送る。それで、ポンプ用の第１電子比例バルブ（５０）
からは、パイロット圧力を発生させて前記ポンプの斜板
角を調節して願う吐出流量をメインコントロールバルブ
（８０）に送り、メインコントロールバルブ（８０）内
の前記の各関節（ブーム、アーム、バケット、旋回モー
ター、左側走行モーター、右側走行モーター）別のスプ
ールストロークを調節して、前記ポンプからの流量を前
記各関節別に分配して駆動させる。

【００４８】段階２１（Ｓ２１）からは、前記駆動によ
る作業地からの自動平坦作業を運転者が解除する信号を
入力したかを判断して、解除信号を入力すると作業を終
了し（ＥＸＩＴ）、もし解除信号のないと再び前記段階
７（Ｓ７）に帰還する（ＧＯＴＯＳ７）。

【００４９】

【発明の効果】以上のような本発明は、掘削機を利用し
た平坦作業を容易にすることができるので作業効率が向
上され、未熟練者も容易に操作することができるので人
件費が節減され、平坦作業を自動にするので精密に平坦
作業をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子制御油圧システムである。

【図２】本発明に従うフローチャートである。

【図３】本発明に従い、前記図２のフローチャートに続
くフローチャートである。

【図４】本発明が適用される油圧掘削機の側面図であ
る。

【図５】本発明に従い、作業平面設定を行うための図面
である。

【図６】本発明に従う旋回による作業角度の補償図面で
ある。

【符号の説明】

５キーパッド１０メインプロセッサー１５位置センサー２０第１Ａ／Ｄコンバーター２５ジョイスティックまたはペダル３０第２Ａ／Ｄコンバーター３５第１Ｄ／Ａコンバーター３６第１アンプ４０第２Ｄ／Ａコンバーター４１第２アンプ４５第２電子比例バルブ５０第１電子比例バルブ５５補助ポンプ６０ポンプ１６５ポンプ７０エンジン８０メインコントロールバルブ９０ブームシリンダー９１アームシリンダー９２バケットシリンダー９３旋回モーター９４左側走行モーター９５右側走行モーター１００ブーム１１０ジッパースティック（またはアーム）１２０バケット１３０位置制御部１３５装備上部回転体

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】運転者がキーパッド（５）から自動平坦
作業を選択し願う作業角度（θｗ）をメインプロセッサ
ー（１０）に入力する段階（Ｓ１）と、ブーム（１００）、ジッパースティック（１１０）およ
びバケット（１２０）の各々の現在角度、旋回の回転角
度、装備上部の傾斜度の信号値を位置センサー（１５）
によって検出して読み入れる段階（Ｓ２）と、前記読み入れた信号値から装備水平面に対するバケット
維持角を決定する段階（Ｓ３）と、現装備の傾斜角による前記入力された作業角度を絶対の
水平面に合うように作業角度（γ）を補正する段階（Ｓ
４）と、ブーム（１００）と装備の上部回転体（１３５）の連結
部位点Ａを原点にする直交座標軸上からのバケット終端
（Ｌ）およびバケットジョイント（Ｊ）の初期位置を決
定する段階（Ｓ５）と、輪の下部中央の点０を原点とし、直交座標軸上からのバ
ケット終端（Ｌ）の初期位置を決定する段階（Ｓ６）
と、運転者がブーム、ジッパースティックおよびバケットの
３関節あるいは２関節を駆動させて平坦作業のとき、任
意の１個ジョイスティックであるジッパースティック用
のジョイススティック（２５）と他の実行手段を操作し
たかを判断して、操作しなかったら次の段階（Ｓ２０）
を遂行する段階（Ｓ７）と、前記ジッパースティック用のジョイススティック（２
５）が操作されると、前記点Ａを原点とする直交座標軸
上からの現在バケットジョイント（Ｊ）の位置を決定す
る段階（Ｓ８）と、運転者による旋回操作があるかを判断して、操作がない
と次の段階（Ｓ１２）を遂行する段階（Ｓ９）と、この判断（Ｓ９）によって、前記旋回操作があると旋回
角度と装備の上部にある傾斜確度を読み入れて作業角度
（γ）を修正計算する段階（Ｓ１０）と、前記旋回によるバケット終端（Ｌ）が、作業平面から離
脱されるとき作業初期に設定された作業平面から前記バ
ケット終端（Ｌ）の離脱量（ｈ）を計算して補償する段
階（Ｓ１１）と、ジッパージョイスティック（２５）の操作量に比例した
バケット終端（Ｌ）の線速度を計算する段階（Ｓ１２）
と、前記点Ａを原点とする直交座標軸上からのバケットジョ
イント（Ｊ）が、行かなければならない位置値を決定す
る段階（Ｓ１３）と、前記段階（Ｓ１３）の位置値に該当するブーム（１０
０）の角度（θｂｍ）、ジッパースティック（１１０）
の角度（θｄｓ）および初期バケットの維持角を維持す
るためのバケット（１２０）の角度（θｂｋ）を決定す
る段階（Ｓ１４）と、前記段階（Ｓ１４）から計算されたブーム（１００）、
ジッパースティック（１１０）およびバケット（１２
０）の目標角度に各々相応する各関節のシリンダーの位
置（ｄｂｍ，ｄｄｓ，ｄｂｋ）を満足する速度を決定す
る段階（Ｓ１５）と、現在、ポンプから吐出可能な流量範囲内から各関節の速
度比を変化させないで可能な速度に修正し、前記シリン
ダーの目標位置（ｄｂｍ，ｄｄｓ，ｄｂｋ）を再び設定
する段階（Ｓ１６）と、前記位置値（ｄｂｍ，ｄｄｓ，ｄｂｋ）を利用して、位
置制御部（１３０）から目標位置に行くための前記各関
節の目標速度を計算する段階（Ｓ１７）と、前記各関節の目標速度比を維持しながら現在ポンプの吐
出可能な流量および各関節の速度を補正する段階（Ｓ１
８）と、ポンプの吐出流量および位置センサー（１５）から測定
された現在の作業状態による位置値によって速度を補償
する段階（Ｓ１９）と、前記補償された速度信号値であるディジタル信号を、第
１および第２Ｄ／Ａコンバーター（３５，４０）によっ
てアナログ信号に変換させて、ポンプ用の第１アンプ
（３６）およびメインコントロールバルブ用の第２アン
プ（４１）に電圧を出力して、第１および第２電子比例
バルブ（５０，４５）を通じて電流を出力し、この電流
によって前記ポンプを作動させてメインコントロールバ
ルブ（８０）内の各関節（９０，９１，９２，９３，９
４，９５）を駆動させる段階（Ｓ２０）と、前記駆動終了後に、運転者が自動平坦作業を解除する信
号を入力したら作業を終了し、その信号を入力しなかっ
たら再び前記段階（Ｓ７）に帰還する段階（Ｓ２１）を
含んでなる電子制御油圧掘削機の自動平坦作業方法。