JP6706094B2 - Work machine and work machine interference avoidance method - Google Patents
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Description
本発明は、作業機械および作業機械の干渉回避方法に関する。 The present invention relates to a work machine and a work machine interference avoidance method.
住宅地などの狭小地で油圧ショベル等の作業機械を操作する場合、設置物等との干渉を回避するために、バケット等を油圧ショベルの旋回体になるべく接近させて操作することが多い。
しかしながら、バケット等を旋回体に接近させると、作業機の姿勢によっては、油圧ショベルのキャブ等の作業機械本体と干渉する恐れがある。
このため、特許文献1には、バケットが牽制面に位置した状態で、運転席の作業者がブームを上昇させる操作を行うと、アームを駆動するアクチュエータが、ダンプ方向にアームを駆動して、自動的にバケットの干渉を回避する技術が開示されている。
When operating a work machine such as a hydraulic excavator in a small area such as a residential area, a bucket or the like is often operated as close as possible to a revolving structure of the hydraulic excavator in order to avoid interference with an installation or the like.
However, when the bucket or the like is brought closer to the revolving structure, there is a possibility that the bucket or the like may interfere with the work machine body such as the cab of the hydraulic excavator depending on the posture of the work machine.
Therefore, in
前記特許文献1に記載の干渉自動回避機能は、作業機械本体とバケット等の作業機の基準が干渉しないことを目的とし、このような場合、干渉自動回避機能に基づく回避動作が行われる。
The automatic interference avoidance function described in
しかしながら、自動的に干渉回避を動作させる干渉回避面と、作業機械本体の距離を小さく設定すると、確実に干渉が起こらないようにするためには干渉回避面上での回避動作中の作業機の速度を抑えざるを得ないので、生産性を上げることができないという課題がある。
一方、干渉回避面と、作業機械本体の距離を大きく設定すると、遠い位置で干渉回避が行われるので、干渉回避動作中の作業機の速度は速く設定でき、生産性は上げられるが、小旋回性が犠牲になるため、周囲の障害物に接触する可能性があるという課題がある。
また、作業機と周囲の障害物との距離は、作業機械を操作する現場や、作業機の姿勢だけでなく、旋回方向位置によっても異なる。通常、掘削・積み込みなどの作業は、旋回動作も伴うので、作業機械本体の旋回方向位置が変化するにつれて、作業機と周囲の障害物の距離は逐次変化する。
前記特許文献1に記載の干渉自動回避機能では、干渉回避面と作業機械本体との距離を作業機の操作中に変更する手段がなく、逐次変化する周囲の障害物との距離に対応できないという課題もあった。
However, if the distance between the interference avoidance surface that automatically operates interference avoidance and the work machine body is set to be small, in order to ensure that no interference occurs, the work implement that is performing the avoidance operation on the interference avoidance surface does not work. There is a problem that productivity cannot be increased because the speed must be suppressed.
On the other hand, if the distance between the interference avoidance surface and the work machine main body is set to a large value, the interference avoidance will be performed at a distant position, so the speed of the work machine during the interference avoidance operation can be set faster and productivity will be improved, but small turning However, there is a problem in that it may come into contact with surrounding obstacles because of the sacrifice of sex.
Further, the distance between the work machine and the surrounding obstacles varies depending not only on the site where the work machine is operated and the posture of the work machine, but also on the position in the turning direction. Usually, a work such as excavation and loading is accompanied by a turning motion. Therefore, as the position of the working machine main body in the turning direction changes, the distance between the working machine and the surrounding obstacles changes sequentially.
In the automatic interference avoidance function described in
本発明の目的は、作業機械本体と干渉回避面の距離を作業機と周囲の障害物との距離などの場面に応じて作業機の動作中に変更可能とし、生産性を向上させることのできる作業機械および作業機械の干渉回避方法を提供することにある。 An object of the present invention is to allow the distance between the work machine main body and the interference avoidance surface to be changed during the operation of the work machine according to the situation such as the distance between the work machine and the surrounding obstacles, thereby improving the productivity. It is to provide a work machine and a method for avoiding interference of the work machine.
本発明に係る作業機械は、作業機械本体と、前記作業機械本体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業機を有する作業機と、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する操作指令検出手段と、
前記作業機械本体から所定距離離れた位置に制御対象面を設定し、前記操作指令検出手段により、前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令への介入指令により、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる制御手段と、
前記第二作業機への操作指令の操作量に基づいて、前記制御対象面と前記作業機械本体との距離を変更する制御対象面変更手段とを備えていることを特徴とする。
A work machine according to the present invention includes a work machine body, a work machine having a first work machine operably provided on the work machine body, and a second work machine,
An operation command detecting means for detecting an operation command by the operating means for operating the work machine,
When the control target surface is set at a position distant from the work machine body by a predetermined distance, and when the operation command detection means detects a raising operation command of the first working machine, the control target surface and the reference of the working machine are set. Based on the distance of, by the intervention command to the operation command of the second work machine, a control means for avoiding interference between the reference of the work machine and the work machine body,
It is characterized by further comprising a control target surface changing means for changing a distance between the control target surface and the working machine body based on an operation amount of an operation command to the second work machine.
本発明に係る他の態様の作業機械は、
走行体と、前記走行体に旋回可能に設けられた旋回体と、
前記旋回体に動作可能に設けられたブーム、オフセットブーム、およびアームを有する作業機と、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する操作指令検出手段と、
前記旋回体から所定距離離れた位置に制御対象面を設定し、前記操作指令検出手段により前記ブームの上昇操作指令が検出されたら、前記制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記アームへの掘削操作指令への介入指令により、前記作業機の基準と前記旋回体との干渉を回避させる制御手段と、
前記操作検出手段により、前記アームへの掘削操作指令が検出されたら、前記アームの掘削操作指令の操作量に基づいて、前記制御対象面と前記旋回体との距離を変更し、前記アームの掘削操作指令の操作量が大きいほど、前記制御対象面と前記旋回体との接近する方向の距離を変更する変更量を大きくする制御対象面変更手段とを備えていることを特徴とする。
A working machine according to another aspect of the present invention is
A traveling body, and a revolving body rotatably provided on the traveling body,
A work machine having a boom, an offset boom, and an arm operably provided on the revolving structure,
An operation command detecting means for detecting an operation command by the operating means for operating the work machine,
When the control target surface is set at a position apart from the revolving structure by a predetermined distance, and when the operation command detecting means detects the boom raising operation command, based on the distance between the control target surface and the reference of the working machine. A control means for avoiding interference between the reference of the working machine and the revolving structure by an intervention command to the excavation operation command to the arm,
When the excavation operation command to the arm is detected by the operation detection means, the distance between the controlled surface and the revolving structure is changed based on the operation amount of the excavation operation command of the arm to excavate the arm. It is characterized by further comprising control target surface changing means for increasing a change amount for changing a distance in the approaching direction between the control target surface and the revolving structure, as the operation amount of the operation command is larger.
本発明に係る作業機械の干渉回避方法は、
作業機械本体と、前記作業機械本体に動作可能に設けられた第一作業機、および第二作業機を有する作業機とを備えた作業機械の干渉回避方法であって、
前記作業機を操作する操作指令を検出する手順と、
前記第二作業機への操作指令が検出されたら、前記第二作業機の操作指令の操作量に基づいて、前記作業機械本体から所定距離離れた位置に設定された制御対象面と前記作業機械本体との距離を変更する手順と、
前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機への操作指令への介入指令により、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる手順と、
を実施することを特徴とする。
The work machine interference avoidance method according to the present invention,
A method for avoiding interference of a work machine including a work machine main body, a work machine having a first work machine operably provided on the work machine main body, and a second work machine,
A procedure for detecting an operation command for operating the work machine,
When an operation command to the second work machine is detected, the work surface and the control target surface set at a position apart from the work machine body by a predetermined distance based on the operation amount of the operation command of the second work machine. Procedure to change the distance to the main body,
When the lifting operation command of the first working machine is detected, based on the distance between the control target surface and the reference of the working machine, an intervention command to the operation command to the second working machine causes the working machine to move. A procedure for avoiding interference between the reference and the work machine body,
Is carried out.
この発明によれば、作業機械が制御対象面変更手段を備えていることにより、第一作業機の上昇操作指令が検出され、制御手段により干渉回避動作が実施中であっても、制御対象面変更手段により、第二作業機の操作指令の操作量に応じて、制御対象面と作業機械本体との距離を変更することができる。
したがって、第二作業機への操作量に応じ、作業機械本体に接近させた制御対象面に変更し、作業機の基準を作業機械本体に接近させて作業機を回避動作させることができるため、周囲の障害物に接触する可能性を低減できる。一方、周囲の障害物を気にしなくて良い旋回方向や作業現場であれば、第二作業機への操作指令の掘削方向の操作量を小さいままとすることで、作業機械本体から遠ざけた制御対象面に変更し、作業機の基準を作業機械本体から遠ざけた位置で作業機を回避動作させることができるため、生産性を向上させることができる。
According to the present invention, since the work machine is provided with the control target surface changing means, the raising operation command of the first working machine is detected, and even if the control means performs the interference avoiding operation, the control target surface is changed. The changing unit can change the distance between the surface to be controlled and the work machine body according to the operation amount of the operation command of the second work machine.
Therefore, according to the operation amount to the second work machine, it is possible to change the control target surface close to the work machine main body, and to approach the work machine main body with the reference of the work machine to avoid the work machine. It is possible to reduce the possibility of contact with surrounding obstacles. On the other hand, if it is a turning direction or a work site where you do not have to worry about surrounding obstacles, by keeping the operation amount in the excavation direction of the operation command to the second work machine small, control away from the work machine body. Since the work surface can be changed to the target surface and the work equipment can be avoided and operated at a position away from the work machine main body with respect to the work equipment, productivity can be improved.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
[1]全体構成
図1、図2において、作業機械である油圧ショベル1は、走行体2、旋回体3、運転席4、を備えた作業機械本体と、作業機5とを備えて構成される。本実施形態に係る干渉回避制御における作業機械本体は、少なくとも運転席4を含んでいる。本発明に説明においては運転席4を基準として、作業者が着座した場合の視線方向を前方として、前後左右の各方向を規定する。また前後方向をX軸、左右(幅)方向をZ軸、垂直方向をY軸と規定する。
走行体2は、履帯式であり、旋回体3の直下に設けられる図示を省略したトラックフレームと、このトラックフレームにおいて、走行方向に直交する車幅方向の両端に設けられた一対の走行装置21とを備えて構成される。走行装置21は、トラックフレームに突設された駆動輪および遊動輪に巻回される履帯22を備えて構成され、駆動輪を駆動させることによって、履帯22の延出方向に沿って油圧ショベル1を前後進させる。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[1] Overall Configuration In FIGS. 1 and 2, a
The traveling
走行体2のトラックフレーム上には、旋回体3が旋回可能に設けられている。旋回体3には、作業機械本体としての運転席4が設けられ、この運転席4内に作業者が乗車して油圧ショベル1を操縦する。運転席4内にはオペレータシート41が設けられ、運転席4には、図1では図示を略したが、操作手段としての操作レバー71、73が設けられている。なお、本実施形態の運転席4は、キャノピータイプだが、キャブタイプであってもよい。
操作レバー71は、前後に操作すれば、第1ブーム51の下降操作、上昇操作を行うことができ、左右に操作すれば、バケット55の掘削操作、ダンプ操作を行うことができる。
操作レバー73は、前後に操作すればアーム54のダンプ操作、掘削操作を行うことができ、左右に操作すれば、旋回体3を左右に旋回させることができる。また、図1および図2では図示を省略するが、運転席4の床面42には、走行操作用の走行ペダル74、75と、オフセット操作用のオフセットペダル72とが設けられている。この運転席4の側方には、作業機5が設けられている。すなわち、運転席4と作業機5とは、旋回体3の前方を走行体2の走行方向に向けた状態において、旋回体3上で車幅方向に隣接して配置されている。
A revolving
When the
The operating
[2]作業機5の構成
作業機5は、第1ブーム51、第2ブーム52、ブラケット53、アーム54、およびバケット55と、これら各要素を動作させるためのブームシリンダ51A、オフセットシリンダ52A、アームシリンダ54A、およびバケットシリンダ55Aを備えている。
ここで、各シリンダ51A、52A、54A、55Aは油圧シリンダであり、その油圧源は、旋回体3に設けられた図示しないエンジン等の原動機で駆動される油圧ポンプ30(図3参照)である。
[2] Configuration of
Here, each of the
第一作業機としての第1ブーム51は、基端側がフートピン51Bによって旋回体3に回動可能に設けられ、第1ブーム51の先端部と旋回体3とを第1ブーム51の下方で連結するブームシリンダ51Aの伸縮により、上下方向に動作させることができる。なお、図1では図示を略したが、第1ブーム51には、姿勢検出手段としての角度検出器であるポテンショメータ81(図3参照)が設けられており、旋回体3に対する第1ブーム51のブーム角度を検出し、検出されたブーム角度は、後述する制御ユニット8に出力される。
The
このような構成の第1ブーム51の先端に、第2ブーム52がピン51Cによって水平方向に動作可能に設けられている。
本発明における第2ブーム52はいわゆるオフセットブームで、オフセットブームは第1ブーム51に対して左右に動作可能に設けられている。
The
The
このような第2ブーム52の先端部と、第1ブーム51とは、それぞれの左側、つまり運転席4側において、オフセットシリンダ52Aで連結されている。すなわち、オフセットシリンダ52Aのロッドの先端が、ピン52Cによって第2ブーム52の先端部に動作可能に設けられ、オフセットシリンダ52Aのキャップが、ピン51Dによって第1ブーム51に動作可能に設けられている。なお、本実施形態では、第2ブーム52は車幅方向にオフセットするように構成されているが、本発明は、第2ブームとして、第1ブーム51に対して上下に動作可能に設けられた作業機も含まれ、双方の形態を組み合わせたブームの構成や第2ブームのない実施形態としてもよい。
さらに、第2ブーム52においては、油圧配管のうち、アームシリンダ54A用およびバケットシリンダ55A用の油圧配管が、第2ブーム52の内部に挿通されている。そして、この第2ブーム52の先端には、ブラケット53が連結されている。
The tip end portion of the
Further, in the
ブラケット53は、図示しないピンによって、第2ブーム52の先端で水平方向に動作可能に設けられており、ブラケット53と、第1ブーム51とは、それぞれの左側において、リンクロッド52Dで連結されている。すなわち、リンクロッド52Dは、その一端がピン53Aによってブラケット53に動作可能に設けられ、他端がピン51Dによって第1ブーム51に動作可能に設けられている。
第1ブーム51、第2ブーム52、ブラケット53、およびリンクロッド52Dによって4節の平行リンク機構が構成され、第1ブーム51と第2ブーム52の先端部を連結するオフセットシリンダ52Aの伸縮により、ブラケット53が第1ブーム51の軸線に対して動作する。なお、図1では図示を略したが、第2ブーム52には、ポテンショメータ82(図4参照)が設けられており、第2ブーム52の第1ブーム51に対するオフセット角度を検出し、検出されたオフセット角度は、後述する制御ユニット8に出力される。
そして、このブラケット53の先端には、アーム54が連結されている。
The
By the
An
第二作業機としてのアーム54は、ブラケット53の先端に上下方向に動作可能に設けられている。アーム54の連結部分の近傍には、アームシリンダ54Aを取り付ける。アームシリンダ54Aの本体側はブラケット53に、アームシリンダ54Aのロッド側は、シリンダ取付部541に動作可能に設けられている。アーム54は、このアームシリンダ54Aの伸縮によって、上下方向に動作する。なお、図1では図示を略したが、アーム54には、ポテンショメータ83(図4参照)が設けられており、第2ブーム52対するアーム54のアーム角度を検出し、検出されたアーム角度は、後述する制御ユニット8に出力される。
そして、このアーム54の先端には、バケット55が連結されている。
The
A
バケット55は、実際に掘削を行ったり、掘削された土砂をダンプトラック等に積み込んだりする部分であり、アーム54の先端に横軸回りに動作可能に取り付けられている。
バケット55とアーム54のシリンダ取付部541とは、バケットシリンダ55Aで連結されており、このバケットシリンダ55Aを伸縮することで、バケット55が動作する。
The
The
[3]油圧ショベル1の油圧回路の構成
図3には、本実施形態に係る油圧ショベル1の油圧パイロット式の油圧回路および制御ユニット8が示されている。油圧ショベル1は、前述したブームシリンダ51A、オフセットシリンダ52A、アームシリンダ54A、バケットシリンダ55Aの他に、油圧ポンプ30、および油圧モータ23、24、31を備える。
油圧ポンプ30は、作動油を供給して油圧シリンダ51A、52A、54A、55Aを伸縮駆動させるとともに、作動油を供給して油圧モータ23、24、31を回転駆動させる。油圧モータ31は、旋回体3を旋回させる旋回モータであり、油圧モータ23、24は、走行装置21の駆動輪を回転させる駆動モータである。
このような油圧回路には、パイロットラインからのパイロット圧により、スプールを駆動する流量制御弁61、62、63、64、65、66、67が設けられている。また、パイロットライン中には、電磁制御弁63C、比例電磁制御弁61C、64C、64D、
およびシャトル弁64Eと、パイロット圧発生用の油圧ポンプ30Aが設けられている。
[3] Configuration of Hydraulic Circuit of
The
In such a hydraulic circuit, flow
A
ブームシリンダ51Aは、流量制御弁61を介して油圧ポンプ30と接続される。流量制御弁61は、操作レバー71とパイロットラインを介して接続され、パイロット圧によって駆動される駆動部61A、61Bを備える。ブーム操作用のパイロットラインには、比例電磁制御弁61C、および操作指令検出手段としての圧力センサ61Dが設けられている。
操作レバー71を前後方向に操作すると、パイロット圧が発生し、流量制御弁61の駆動部61A、61Bが駆動され、流量制御弁61のポジションが変更される。具体的には、駆動部61Aが押される方向に駆動されると、ブームシリンダ51Aのキャップ側に作動油が供給され、ブームシリンダ51Aが伸張して、第1ブーム51が上昇動作を行う。逆に駆動部61Bが押される方向に駆動されると、ブームシリンダ51Aのロッド側に作動油が供給され、第1ブーム51が下降動作を行う。
The
When the operating
バケットシリンダ55Aは、流量制御弁62を介して油圧ポンプ30と接続される。流量制御弁62は、操作レバー71とパイロットラインを介して接続され、パイロット圧により駆動される駆動部62A、62Bを備える。
操作レバー71を左右方向に操作すると、パイロット圧が発生し、流量制御弁62の駆動部62A、62Bが駆動され、流量制御弁62のポジションが変更される。具体的には、駆動部62Aが押される方向に駆動されると、バケットシリンダ55Aのキャップ側に作動油が供給され、バケットシリンダ55Aが伸張して、バケット55が掘削動作を行う。逆に駆動部62Bが押される方向に駆動されると、バケットシリンダ55Aのロッド側に作動油が供給され、バケットシリンダ55Aが収縮して、バケット55がダンプ動作を行う。
The
When the operating
オフセットシリンダ52Aは、流量制御弁63を介して油圧ポンプ30と接続される。流量制御弁63は、オフセットペダル72とパイロットラインを介して接続され、パイロット圧により駆動される駆動部63A、63Bを備える。オフセット操作用のパイロットラインには、電磁制御弁63Cが設けられている。ここで用いる電磁制御弁63Cは比例
電磁制御弁としてオフセットシリンダに対して停止以外の制御を行ってもよい。
作業者がオフセットペダル72を踏むと、パイロット圧が発生し、流量制御弁63の駆動部63A、63Bが駆動され、流量制御弁63のポジションが変更される。具体的には、駆動部63Aが押される方向に駆動されると、オフセットシリンダ52Aのキャップ側に作動油が供給され、オフセットシリンダ52Aが伸張し、第2ブーム52が運転席4から離れる方向に移動する。逆に駆動部63Bが押される方向に駆動されると、オフセットシリンダ52Aのロッド側に作動油が供給され、第2ブーム52が運転席4に接近する方向に移動する。
The offset
When the operator depresses the offset
アームシリンダ54Aは、流量制御弁64を介して油圧ポンプ30と接続される。流量制御弁64は、操作レバー73とパイロットラインを介して接続され、パイロット圧により駆動される駆動部64A、64Bを備える。アーム操作用のパイロットラインには、比例電磁制御弁64C、比例電磁制御弁64D、シャトル弁64E、および圧力センサ64Fが設けられている。
作業者が操作レバー73を前後方向に操作すると、パイロット圧が発生し、流量制御弁64の駆動部64A、64Bが駆動され、流量制御弁64のポジションが変更される。具体的には、駆動部64Aが押される方向に駆動されると、アームシリンダ54Aのキャップ側に作動油が供給され、アームシリンダ54Aが伸張し、アーム54が掘削動作を行う。逆に駆動部64Bが押される方向に駆動されると、アームシリンダ54Aのロッド側に作動油が供給され、アームシリンダ54Aが収縮し、アーム54がダンプ動作を行う。
操作指令検出手段としての圧力センサ64Fは、アーム操作レバー73の掘削操作のパイロット圧を検出し、制御ユニット8に出力する。
The
When the operator operates the
The
また、制御ユニット8は、入出力部8Aと、処理部8Bと、記憶部8Cとを備える。入出力部8Aは、各ポテンショメータ81〜83からの検出値が入力されるとともに、比例電磁制御弁61C、64C、64D、電磁制御弁63Cへの指令を出力する。処理部8Bは、本件制御における各演算処理を行う。記憶部8Cは、作業機5を構成する部材の寸法と、詳しくは後述するが、複数の干渉回避面SF、SF’の座標データと、処理部8Bで用いる各種制限テーブルとを記憶する。なお、干渉回避面SF、SF’は基準面として単数の面を設定してもよい。
The
油圧モータ31は、流量制御弁65を介して油圧ポンプ30と接続される。流量制御弁65は、操作レバー73とパイロットラインを介して接続され、パイロット圧により駆動される駆動部65A、65Bを備える。
操作レバー73を左右方向に操作すると、パイロット圧が発生し、流量制御弁65の駆動部65A、65Bが駆動され、流量制御弁65のポジションが変更され、旋回体3が旋回動作を行う。
The
When the operating
油圧モータ23、24は、流量制御弁66、67を介して油圧ポンプ30と接続される。流量制御弁66、67は、走行ペダル74、75とパイロットラインを介して接続され、作業者が走行ペダル74、75を踏むと、パイロット圧が発生し、流量制御弁66、67のポジションが変更される。流量制御弁66、67は、変更されたポジションに応じて、油圧モータ23、24に作動油を供給することにより、左右の走行装置21の駆動輪を回転させ、油圧ショベル1を走行させる。
The
レバー操作量は、第1ブーム51の上昇の操作量、およびアーム54の掘削方向の操作量を検出する。ブーム上昇の操作検出手段としては、第1ブーム51のパイロットラインに設けられた圧力センサ61Dを用い、アーム掘削操作の操作検出手段としては、アーム54のパイロットラインに設けられた圧力センサ64Fを用いる。圧力センサ61D、64Fで検出された電気信号は、操作信号として制御ユニット8に出力される。
The lever operation amount detects the operation amount of raising the
[4]制御ユニット8の機能ブロック構成
図4には、制御ユニット8の処理部8Bにおける機能ブロック図が示されている。
処理部8Bは、距離演算部84、第1制限値演算部85、第2制限値演算部86、制限速度演算部87、ブーム上昇操作判定部88、接近方向速度演算部89、制限速度減算部90、アームシリンダ制限速度演算部91、第1変換部91A、第2変換部91B、アーム制御切替部92、ブーム上昇指令制限出力部93A、アーム掘削指令制限出力部93B、アームダンプ指令値出力部93C、オフセット接近指令制限出力部93D、および制御対象面変更部94を備える。
[4] Functional Block Configuration of
The
制御手段としての距離演算部84は、干渉回避面SF(図5参照)の座標データ、および作業機5を構成する部材の寸法を記憶部8Cから呼び出して、ポテンショメータ81、82、83で検出されたブーム角度、アーム角度、オフセット角度を用いて、図5に示されるように、作業機5の基準の干渉回避面SFからの距離を演算する。干渉回避面SFは、運転席4から所定距離離れた位置に設定され、作業機の基準と干渉回避面SFとの距離に基づいて、干渉回避制御が行われる。なお、本件発明では干渉回避面もしくは制御対象面と称しているが、実際の制御では各面を線として設定している。但し各面については幅情報を持たす面として設定してもよい。作業機5の基準は、アーム54を含む作業機5上の任意の位置でよく、例えば、バケット55の輪郭であってもよく、作業機5の基準は複数であってもよい。距離演算部84は、演算結果を制限速度演算部87に出力する。
The
第1制限値演算部85は、運転席4と作業機5の基準の距離に基づきブームシリンダ51Aのシリンダ速度に制限をかけている。具体的には、第1制限値演算部85は、運転席4と作業機5の基準の距離に応じた、ブームシリンダ51Aの速度に制限値を与えるテーブルを、記憶部8Cから呼び出して、制限値を演算する。
第2制限値演算部86は、運転席4と作業機5の基準の距離に基づきアームシリンダ54Aのシリンダ速度に制限をかけている。具体的には、第2制限値演算部86は、運転席4と作業機5の基準の距離に応じた、アームシリンダ54Aの速度に制限値を与えるテーブルを、記憶部8Cから呼び出して、制限値を演算する。なお、本実施形態における第1制限値演算部85および第2制限値演算部86により決まる制限は、必ずしも行われなくともよい。
The first
The second limit
制御手段としての制限速度演算部87は、作業機5の基準の接近制限速度を演算する。
具体的には、図6に示されるように、制限速度演算部87は、距離演算部84で演算された、作業機5の基準と干渉回避面SFとの距離に応じて、作業機5の基準と干渉回避面SFの距離が小さくなるにしたがって、制限速度が小さくなるテーブルを、記憶部8Cから呼び出して接近制限速度を演算する。制限速度演算部87は、演算結果を制限速度減算部90に出力する。ここで、接近制限速度とは作業機5の基準が作業機械本体に対して接近する方向の速度を制限する速度である。
The speed
Specifically, as shown in FIG. 6, the speed
ブーム上昇操作判定部88は、圧力センサ61Dで検出された第1ブーム51の操作に伴うパイロット圧に基づいて、第1ブーム51の上昇操作指令が入力されたか否かを判定し、判定結果をアーム制御切替部92に出力する。
The boom raising
制御手段としての接近方向速度演算部89は、第1ブーム51の上昇操作量と、第2ブーム52のオフセット角度の変化量と、作業機5の姿勢とに基づいて、ブーム上昇操作と、オフセット動作による作業機5の基準の位置での接近方向速度を演算する。
具体的には、図7に示されるように、接近方向速度演算部89は、ブーム上昇操作量演算部89Aと、選択器89Bと、ブーム操作接近速度演算部89Cと、オフセット動作接近速度演算部89Dと、加算部89Eとを備える。
The approaching
Specifically, as shown in FIG. 7, the approaching
ブーム上昇操作量演算部89Aは、圧力センサ61Dで検出された第1ブーム51の上昇操作におけるパイロット圧に基づいて、ブーム上昇操作量を演算する。
選択器89Bは、ブーム上昇操作量演算部89Aで演算されたブーム上昇操作量と、第1制限値演算部85で演算された第1ブーム51の上昇速度の制限値とを比較して、最小値を選択して、ブーム操作接近速度演算部89Cに出力する。
ブーム操作接近速度演算部89Cは、選択器89Bで選択された最小値と、ポテンショメータ81〜83で検出された第1ブーム51のブーム角度、アーム54のアーム角度、および第2ブーム52のオフセット角度に基づいて、ブーム上昇操作による作業機5の基準の接近方向速度を演算する。
The boom raising operation
The
The boom operation approach
オフセット動作接近速度演算部89Dは、ポテンショメータ81〜83で検出された第1ブーム51のブーム角度、アーム54のアーム角度、および第2ブーム52のオフセット角度に基づいて、オフセット動作による作業機5の基準の位置での接近方向速度を演算する。
加算部89Eは、ブーム操作接近速度演算部89Cで演算されたブーム上昇操作による作業機5の基準の接近方向速度に、オフセット動作接近速度演算部89Dで演算されたオフセット動作による作業機5の基準の接近方向速度を加算して、制限速度減算部90に出力する。
制御手段としての制限速度減算部90は、制限速度演算部87で演算された接近制限速度から、接近方向速度演算部で演算された接近方向速度を減算する。アーム54以外の作業機5による接近方向速度を減算して、作業機5の基準が接近制限速度より速い速度で作業機械本体に接近してしまわないようにするためである。制限速度減算部90は、減算した結果をアームシリンダ制限速度演算部91に出力する。
The offset operation approach
The
The speed
制御手段としてのアームシリンダ制限速度演算部91は、ポテンショメータ81〜83で検出された第1ブーム51のブーム角度、アーム54のアーム角度、第2ブーム52のオフセット角度と、制限速度減算部90で演算された減算結果に基づいて、アーム54の作業機5の基準の位置での制限速度を、作業機5の姿勢を考慮して、アームシリンダ54Aの制限速度に変換し、アーム54の掘削を制限するアーム掘削制限速度、もしくはアーム54のダンプの介入を行うアームダンプ指令速度を出力する。アーム54を掘削方向に動作させる場合、アームシリンダ54Aの伸長を制限するアーム掘削制限速度より、第1変換部91Aにてアーム掘削指令制限に変換する。
アーム54をダンプ方向に動作させる場合、アームシリンダ制限速度演算部91は、アームシリンダ54Aの収縮をさせるアームダンプ指令速度を出力する。アームシリンダ制限速度演算部91で出力されたアームダンプ指令速度は、第2変換部91Bに入力されて、アームシリンダ54Aを収縮させるアームダンプ指令値に変換する。
各変換部91A、91Bで変換された各指令値は、アーム制御切替部92に出力される。
The arm cylinder speed
When operating the
The command values converted by the
アーム制御切替部92は、ブーム上昇操作を行っている場合と、行っていない場合等の状態に応じて、アームシリンダ54Aへの指令値を切り替える。
具体的には、図8に示されるように、アーム制御切替部92は、アーム掘削指令制限を出力する切替器92Cと、アームダンプ指令値を出力する切替器92Dとを備える。
The arm
Specifically, as shown in FIG. 8, the arm
アーム掘削指令制限を出力する切替器92Cは、アーム54で掘削動作を行う際に用いられ、2つの切替ポジションを備える。第1のポジションには、第1変換部91Aからの出力が入力する。
ブーム上昇操作ある場合、第1のポジションを選択し、干渉回避制御が実行される。ブーム上昇操作がない場合、第2ポジションを選択する。第2のポジションは、第2制限値演算部86で演算されたアーム54の掘削動作の速度の制限値を用いるポジションである。掘削制限速度を出力切替器で切り替えられた出力は、アーム掘削指令制限出力部93Bに出力される。
The
When there is a boom raising operation, the first position is selected and the interference avoidance control is executed. When there is no boom raising operation, the second position is selected. The second position is a position that uses the limit value of the excavation speed of the
アームダンプ指令を出力する切替器92Dは、制御手段によってアーム54でダンプ動作を行う際に用いられ、アーム掘削指令制限を出力する切替器92Cと同様に、2つのポジションを備える。第1のポジションには、第2変換部91Bから出力された、アームダンプ介入指令を用いるポジションである。第2のポジションには、アーム54のダンプ介入を行わないアームダンプ介入指令ゼロが入力される。アームダンプ指令を出力する切替器で切り替えられた出力は、アームダンプ指令値出力部93Cに出力される。
The
ブーム上昇指令制限出力部93Aは、第1制限値演算部85で演算された第1ブーム51の上昇速度の制限値に基づいて、比例電磁制御弁61Cに電圧、電流等の指令値を出力する(図3参照)。比例電磁制御弁61Cは、流量制御弁61の駆動部61Aに作用するレバー操作によるパイロット圧に制限を与え、流量制御弁61のポジションを、ブームシリンダ51Aのキャップ側に作動油が供給されるのを制限するように変更する。
アーム掘削指令制限出力部93Bは、掘削指令制限を出力する切替器92Cの出力に基づいて、比例電磁制御弁64Cに電圧、電流等の指令値を出力する(図3参照)。比例電磁制御弁64Cは、流量制御弁64の駆動部64Aに作用するレバー操作によるパイロット圧に制限を与え、流量制御弁64のポジションを、アームシリンダ54Aのキャップ側に作動油が供給されるのを制限するように変更する。
The boom up command
The arm excavation command
アームダンプ指令値出力部93Cは、アームダンプ指令を出力する切替器の出力に基づいて、比例電磁制御弁64Dに電圧、電流等の指令値を出力する(図3参照)。比例電磁制御弁64Dは、シャトル弁64Eを介して流量制御弁64の駆動部64Bにパイロット圧をかけ、流量制御弁64のポジションを、アームシリンダ54Aのロッド側に作動油が供給されるように変更する。
オフセット接近指令制限出力部93Dは、第2ブーム52の運転席4への接近方向動作について、電磁制御弁63Cに遮断指令を出力する(図3参照)。電磁制御弁63Cは、流量制御弁63の駆動部63Aにレバー操作によるパイロット圧を遮断し、オフセットシリンダ52Aのキャップ側への作動油の供給を遮断し第2ブーム52を停止する。
The arm dump command
The offset approach command
制御対象面変更手段としての制御対象面変更部94は、距離演算部84、制限速度演算部87、接近方向速度演算部89、制限速度減算部90、およびアームシリンダ制限速度演算部91から構成される制御手段による干渉回避制御中に、アーム54への操作指令の操作量に応じて、干渉回避面SFと作業機械本体となる運転席4との距離を変更する。
具体的には、図9に示されるように、制御対象面変更部94は、アーム操作量演算部94A、センサ異常判定部94B、および回避面変更部94Cを備える。
The control target
Specifically, as shown in FIG. 9, the controlled
アーム操作量演算部94Aは、圧力センサ64Fで検出されたアーム操作レバー73のパイロット圧に基づいて、アーム54の掘削操作量を演算し、回避面変更部94Cに出力する。
センサ異常判定部94Bは、アーム操作レバー73のパイロット圧を検出する圧力センサ64Fに異常が生じているか否かを判定する、センサ異常判定部94Bは、圧力センサ64Fに異常が生じたと判定された場合、圧力センサ64Fに異常が生じたとの判定結果を、回避面変更部94Cに出力する。
The arm operation
The sensor
回避面変更部94Cは、アーム操作量演算部94Aで演算したアーム54の掘削操作量または、センサ異常判定部94Bの判定結果に基づき、干渉回避面SFの座標データを記憶部8Cから呼び出し、距離演算部84に出力する。
The avoidance surface changing unit 94C calls the coordinate data of the interference avoidance surface SF from the
具体的には、回避面変更部94Cは、アーム54の掘削操作量となる圧力センサ64Fのパイロット圧が所定値以上である場合、図10に示されるように、通常の干渉回避制御で用いる干渉回避面SFの代わりに、より運転席4側に接近させた干渉回避面SF’の座標データを記憶部8Cから呼び出して、距離演算部84に出力する。ここで、アーム54の掘削操作量に応じて、連続的に干渉回避面を変更する実施形態としてもよい。具体的にはアーム54の掘削操作量が大きくなるほど、通常の干渉回避面SFより変更後の干渉回避面SF’へ連続的に運転席4側に近づくように、すなわち、変更量を大きくするように、決定する。なお、通常の干渉回避面SFと、運転席4に接近させた変更後の干渉回避面SF’との距離は、図10および図11に示されるように、運転席4より詳細にはオペレータシート41の前方で最も離れており、油圧ショベル1の車幅方向および上下方向に、運転席4の中央から端部に向かうにしたがって、通常の干渉回避面SFと、変更後の干渉回避面SF’との距離が少なくなるように設定されている。
また、回避面変更部94Cは、センサ異常判定部94Bから圧力センサ64Fに異常が生じたとの判定結果が入力されると、変更後の干渉回避面SF’と運転席4との距離を許容される最も接近した距離に変更する。
Specifically, when the pilot pressure of the
Further, when the determination result that the
[5]作業機械の干渉回避方法
次に、本実施形態に係る作業機械の干渉回避方法について、図12〜図15に示されるフローチャートに基づいて説明する。
アーム操作量演算部94Aは、圧力センサ64Fからアーム54の操作レバー73のパイロット圧を検出する(手順S1)。
この際、同時に、センサ異常判定部94Bは、圧力センサ64Fに異常があるか否かを判定する(手順S2)。
センサ異常判定部84Bは、圧力センサ64Fに異常があると判定したら(手順S2:Yes)、その旨を回避面変更部94Cに出力し、回避面変更部94Cは、変更後の干渉回避面SF’と運転席との距離を許容される最も接近した距離に変更する(手順S3)。
[5] Work Machine Interference Avoidance Method Next, a work machine interference avoidance method according to the present embodiment will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 12 to 15.
The arm operation
At this time, at the same time, the sensor
When the sensor abnormality determination unit 84B determines that the
センサ異常判定部84Bが圧力センサ64Fに異常がないと判定したら(手順S2:No)、回避面変更部94Cは、検出されたアーム54の掘削操作指令によるパイロット圧が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する(手順S4)。
アーム54の掘削操作指令が所定の閾値よりも小さいと判定されたら(手順S4:No)、回避面変更部94Cは、干渉回避面SFを変更しない(手順S5)。
アーム54の掘削操作指令が所定の閾値よりも大きいと判定されたら(手順S4:Yes)、回避面変更部94Cは、干渉回避面SFを干渉回避面SF’に変更する(手順S7)。
When the sensor abnormality determination unit 84B determines that the
When it is determined that the excavation operation command for the
When it is determined that the excavation operation command for the
図13において、距離演算部84は、作業機5の基準と干渉回避面SFまたは変更後の干渉回避面SF’の距離を演算する(手順S8)。
第1制限値演算部85は、第1ブーム51の上昇速度の制限値を演算する(手順S9)。
ブーム上昇指令制限出力部93Aは、第1制限値演算部85で演算された第1ブーム51の上昇速度の制限値に基づいて、ブーム制限指令を出力する(手順S10)。
In FIG. 13, the
The first
The boom raising command
制限速度演算部87は、距離演算部84で演算された作業機5の基準と干渉回避面SFまたは変更後の干渉回避面SF’の距離とに基づいて、作業機5の基準の接近制限速度を演算する(手順S11)。
接近方向速度演算部89は、圧力センサ61Dでブーム上昇操作のパイロット圧を検出したら、第1ブーム51の上昇操作量と、第2ブーム52のオフセット角度の変化量と、作業機5の姿勢とに基づいて、ブーム上昇操作と、オフセット動作による作業機5の基準での接近方向速度を演算する(手順S12)。
The speed
When the approaching
制限速度減算部90は、制限速度演算部87で演算された作業機5の基準の接近制限速度から、接近方向速度演算部89で演算されたアーム54以外の動作による作業機5の基準の接近方向速度を減算する(手順S13)。
アームシリンダ制限速度演算部91は、制限速度減算部90の出力に基づいて、アーム掘削指令制限またはアームダンプ指令値を演算する(手順S14)。
図14に進み、ブーム上昇操作判定部88は、ブーム上昇操作があるか否かを判定する(手順S15)。
ブーム上昇操作がない(手順S15:No)と判定された場合、第2制限値演算部86は、作業機5の基準と作業機械本体となる運転席4との距離に基づきアーム掘削指令制限を演算しアーム掘削指令制限を出力する。(手順S16)。また切替器92Dの選択に基づきアームダンプ指令=0として出力する(手順S17:第2ポジション)。アーム掘削指令制限を出力し(手順S16)、アームダンプ指令=0として出力する(手順S17)。
The speed
The arm cylinder speed
14, the boom raising
When it is determined that the boom raising operation is not performed (step S15: No), the second limit
ブーム上昇操作があると判定された場合(手順S15:Yes)、アーム制御切替部92は、干渉回避制御を許可する設定に切り替える(手順S18)。
When it is determined that the boom raising operation is performed (step S15: Yes), the arm
手順S18は、具体的には、図15に示されるように、ブーム上昇操作開始時における作業機5の基準と、干渉回避面SFまたは変更後の干渉回避面SF’の距離とを演算する(手順S18A)。次に、ブーム上昇操作時の作業機5の姿勢を取得する(手順S18B)。演算された作業機5の基準と干渉回避面SFまたは変更後の干渉回避面SF’の距離を、制限速度演算部87に出力するとともに(手順S18C)、接近方向速度演算部89に出力する(手順S18D)。 In step S18, specifically, as shown in FIG. 15, the reference of the work implement 5 at the start of the boom raising operation and the distance between the interference avoidance surface SF or the changed interference avoidance surface SF′ are calculated ( Procedure S18A). Next, the attitude of the work implement 5 during the boom raising operation is acquired (step S18B). The calculated distance between the reference of the work implement 5 and the interference avoidance surface SF or the changed interference avoidance surface SF′ is output to the speed limit calculation unit 87 (procedure S18C) and is output to the approach direction speed calculation unit 89 ( Step S18D).
アーム制御切替部92は、前述したいずれかの指令値を、アーム掘削指令制限出力部93Bへの出力(手順S19)し、アームダンプ指令値出力部93Cに出力する(手順S20)。
アーム掘削指令制限出力部93Bは、比例電磁制御弁64Cに電圧、電流等の指令を出力し、アームダンプ指令値出力部93Cは、比例電磁制御弁64Dに電圧、電流等の指令を出力する。
The arm
The arm excavation command
[6]実施形態の効果
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。
制御対象面変更部94を備えていることにより、通常のレバー操作以外の操作を要せずに、作業機5の干渉回避制御を行う干渉回避面SFを、逐次干渉回避面SF’に変更することができるので、作業機5の速度が速い生産性向上を優先するか、周囲の障害物との接触防止のための小旋回性を優先するかを作業機5の動作中に逐次変更することができ、操作性が向上する。
[6] Effects of the Embodiment According to the present embodiment as described above, there are the following effects.
Since the control target
ここで、運転席4の前方において、バケット55が高くない位置(図10における姿勢1)においては、バケットを作業機械本体の近傍で動かした場合、機構上、アームの根元位置が最も旋回半径が大きい部位となる。
このようなバケット高さ範囲において、アームの根元位置の旋回半径をバケットの根元(アームの先端)部分の旋回半径が超えない程度に、干渉回避面SFを作業機械本体より遠目に設定することで、周囲の障害物との干渉に影響を及ぼすことなく、干渉回避動作中の作業機速度を上げることが可能になるので、生産性を向上することができる。
なお、このような高さ範囲においても、必要に応じてアーム掘削操作を行うことにより、干渉回避面SFを干渉回避面SF’に逐次変更し、バケットを作業機械本体の近くで回避動作できるのはもちろんである。
Here, in front of the driver's
In such a bucket height range, the interference avoidance surface SF is set farther from the work machine body so that the turning radius of the root position of the arm (the tip of the arm) does not exceed the turning radius of the arm base position. Since the work implement speed during the interference avoiding operation can be increased without affecting the interference with surrounding obstacles, the productivity can be improved.
Even in such a height range, it is possible to sequentially change the interference avoidance surface SF to the interference avoidance surface SF′ by performing an arm excavation operation as needed, and avoid the bucket in the vicinity of the work machine body. Of course.
一方、土砂の掘削後の積み込みなどの際の旋回時には、周囲の障害物への干渉を気にするため、バケット55が高い姿勢になるように、ブームを上昇させ、旋回半径をなるべく小さくする。バケット55が高い位置(図10における姿勢2)では、作業機械本体の近傍にバケットを位置した場合、機構上、バケット55の根元位置が最も旋回半径が大きい部位となってしまう。
このようなバケット55が高い位置において、干渉回避面SFとSF’が一致するような設定にしたことで、第1ブーム51を上昇操作し、旋回を行いたいような位置に到達したときには、アーム54による操作を略行わない状態であっても、自然に旋回に適した旋回半径の小さい姿勢をとることができるようになり、操作性を一層向上させることができる。
On the other hand, at the time of turning when loading after excavating the earth and sand, the boom is raised so that the
By setting such that the interference avoidance surfaces SF and SF′ match at such a high position of the
通常の干渉回避面SFと、変更後の干渉回避面SF’との距離を、油圧ショベル1の車幅方向に作業機5の根元方向に近づくにしたがって、小さくしている。
これによって、ブーム上昇操作を行って干渉回避動作をさせる際にバケット55を特に運転席4の近くで動作させたい要求がない場合、アーム掘削操作を行わなければ、運転席4の前方においては、運転席4から離れた距離でより速い第1ブーム51の上昇速度で回避動作を行うことが可能となり、生産性が向上する。
一方、ブームを上昇させると同時にオフセット操作も行なって旋回姿勢に近づけたい場合には、バケット55が幅方向に移動してくるにつれて、通常の干渉回避面SFと、変更後の干渉回避面SF’との距離が小さくなるので、アーム掘削動作を略行わないまま、特別な操作を追加することなく旋回姿勢を取ることが出来、作業性を向上させることができる。
The distance between the normal interference avoidance surface SF and the changed interference avoidance surface SF′ is made smaller in the vehicle width direction of the
As a result, when there is no request to operate the
On the other hand, when it is desired to perform the offset operation at the same time as raising the boom to bring it closer to the turning posture, the normal interference avoidance surface SF and the changed interference avoidance surface SF′ as the
アーム操作量を計測するセンサの異常発生時においては、作業機械本体に接近した干渉回避面SF’を使用するようにした。これによって、干渉回避動作を行う際にバケット55を作業機械本体に近いところで動作させることになるので、作業機速度を抑えることになり生産性は犠牲となるが、旋回半径は作業機械本体とバケット55が干渉しない許容される最低の状態となるので、周囲の障害物との干渉の可能性を低く維持することができる。
When an abnormality occurs in the sensor that measures the amount of arm operation, the interference avoidance surface SF′ that is close to the work machine body is used. As a result, when performing the interference avoidance operation, the
[7]第2実施形態
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、以下の説明では、すでに説明した部分と同一の部分については、同一符号を付して、その説明を省略する。
前述した第1実施形態では、油圧ショベル1は、油圧パイロット式の油圧回路を備え、油圧回路を制御する制御ユニット8上で干渉防止手段、および干渉回避手段を機能させていた。
これに対して、本実施形態では、図16に示されるように、電気レバー式の油圧回路の制御ユニット8上で干渉回避手段を機能させる点が相違する。
[7] Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same parts as those already described are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
In the above-described first embodiment, the
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 16, the difference is that the interference avoiding means functions on the
本実施形態に係る油圧回路は、ブームシリンダ51A、オフセットシリンダ52A、アームシリンダ54A、バケットシリンダ55A、油圧モータ31、油圧モータ23、24には、それぞれ比例電磁制御弁101〜107が接続され、比例電磁制御弁101〜105は、電磁駆動部101A、101B〜105A、105Bに電気信号を出力することによってポジションを変更する。
操作レバー71、73、オフセットペダル72、走行ペダル74、75には、制御ユニット8からの電気信号線が接続され、操作レバー71、73、オフセットペダル72、走行ペダル74、75の操作は、電気信号線を介して制御ユニット8に入力される。
In the hydraulic circuit according to this embodiment, the proportional
Electric signal lines from the
操作レバー71は、第1実施形態と同様に前後方向に操作すれば、第1ブームの上昇下降操作指令が出力され、制御ユニット8を介して、電磁駆動部101A、101Bのいずれかに電気信号が出力され、比例電磁制御弁101のポジションが変更されて、ブームシリンダ51Aに作動油が供給される。
また、操作レバー71を左右方向に操作すれば、バケットの掘削、ダンプ操作指令が出力され、制御ユニット8を介して、電磁駆動部102A、102Bのいずれかに電気信号が出力され、比例電磁制御弁102のポジションが変更され、バケットシリンダ55Aに作動油が供給される。
If the operating
Further, when the
オフセットペダル72も同様に、オフセットペダル72を踏むと、第2ブーム52の駆動指令が出力され、制御ユニット8を介して、電磁駆動部103A、103Bのいずれかに電気信号が出力され、比例電磁制御弁103のポジションが変更され、オフセットシリンダ52Aに作動油が供給される。
操作レバー73は、第1実施形態と同様に前後方向に操作すれば、アームの掘削、ダンプ操作指令が出力され、制御ユニット8を介して、電磁駆動部104A、104Bのいずれかに電気信号が出力され、比例電磁制御弁104のポジションが変更され、アームシリンダ54Aに作動油が供給される。
Similarly, when the offset
If the
また、操作レバー73を左右方向に操作すれば、旋回体3の旋回操作指令が出力され、制御ユニット8を介して、電磁駆動部105A、105Bのいずれかに電気信号が出力され、比例電磁制御弁105のポジションが変更され、油圧モータ31が左右のいずれかに旋回体を旋回させる。
走行ペダル74、75も同様に、走行ペダル74、75を踏むと、走行操作指令が出力され、制御ユニット8を介して、比例電磁制御弁106、107のポジションが変更され、油圧モータ23、24が駆動して、油圧ショベルが前後方向に走行する。
このような油圧回路を制御する制御ユニット8は、前述した第1実施形態のブロック図と同様の構成を有するが、第1実施形態のように、パイロットライン中の比例電磁制御弁61C、62D、64C、電磁制御弁63Cに制御指令を出力するのではなく、比例電磁制御弁101〜104の電磁駆動部101A、101B〜104A、104Bに直接指令を出力する点が相違する。このため、本実施形態における制御ユニット8は、第1実施形態におけるシャトル弁64Eによる指令を直接出力する機能が付加されている。
このような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の作用および効果を享受することができる。
When the
Similarly, when the traveling
The
The second embodiment as described above can also obtain the same operation and effect as those of the first embodiment described above.
1…油圧ショベル、2…走行体、3…旋回体、4…運転席、5…作業機、8…制御ユニット、21…走行装置、22…履帯、23…油圧モータ、30…油圧ポンプ、30A…油圧ポンプ、31…油圧モータ、41…オペレータシート、42…床面、51…第1ブーム、51A…ブームシリンダ、51B…フートピン、51C…ピン、51D…ピン、52…第2ブーム、52A…オフセットシリンダ、52C…ピン、52D…リンクロッド、53…ブラケット、53A…ピン、54…アーム、541…シリンダ取付部、54A…アームシリンダ、55…バケット、55A…バケットシリンダ、61…流量制御弁、61A…駆動部、61B…駆動部、61C…比例電磁制御弁、61D…圧力センサ、62…流量制御弁、62A…駆動部、62B…駆動部、63…流量制御弁、63A…駆動部、63B…駆動部、63C…電磁制御弁、64…流量制御弁、64A…駆動部、64B…駆動部、64C…比例電磁制御弁、64D…比例電磁制御弁、64E…シャトル弁、64F…圧力センサ、65…流量制御弁、65A…駆動部、66…流量制御弁、71…操作レバー、72…オフセットペダル、73…操作レバー、74…走行ペダル、81…ポテンショメータ、84…距離演算部、85…第1制限値演算部、86…第2制限値演算部、87…制限速度演算部、88…ブーム上昇操作判定部、89…接近方向速度演算部、89A…ブーム上昇操作量演算部、89B…選択器、89C…ブーム操作接近速度演算部、89D…オフセット動作接近速度演算部、89E…加算部、8A…入出力部、8B…処理部、8C…記憶部、90…制限速度減算部、91…アームシリンダ制限速度演算部、91A…第1変換部、91B…第2変換部、92…アーム制御切替部、92C…切替器、92D…切替器、93A…ブーム上昇指令制限出力部、93B…アーム掘削指令制限出力部、93C…アームダンプ指令値出力部、93D…オフセット接近指令制限出力部、94…制御対象面変更部、94A…アーム操作量演算部、94B…センサ異常判定部、94C…回避面変更部、101…比例電磁制御弁、101A…電磁駆動部、102…比例電磁制御弁、102A…電磁駆動部、103…比例電磁制御弁、103A…電磁駆動部、104…比例電磁制御弁、104A…電磁駆動部、105…比例電磁制御弁、105A…電磁駆動部、106…比例電磁制御弁、SF、SF’…干渉回避面。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する操作指令検出手段と、
前記作業機械本体から所定距離離れた位置に制御対象面を設定し、前記制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令への介入指令により、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる干渉回避制御を行う制御手段と、
前記第二作業機への操作指令の操作量に基づいて、前記制御対象面と前記作業機械本体との距離を変更する制御対象面変更手段とを備え、
前記操作指令検出手段により、前記第一作業機の上昇操作指令と、前記第二作業機への操作指令の操作量が所定値よりも大きいことが検出されたら、前記制御対象面と前記作業機械本体との距離を小さくして前記干渉回避制御を行うことを特徴とする作業機械。 A work machine body, a work machine having a first work machine operably provided on the work machine body, and a second work machine,
An operation command detecting means for detecting an operation command by the operating means for operating the work machine,
Sets control target surface at a predetermined distance from the working machine main body, based on the distance between the reference of the previous SL control target surface and the working machine, the intervention command to the operation command of the second working machine, Control means for performing interference avoidance control for avoiding interference between the working machine reference and the working machine body,
Based on the operation amount of the operation command to the previous SL Second working machine, and a control target surface changing means for changing the distance between the working machine body and the control target surface,
When the operation command detecting means detects that the operation amount for raising the first work machine and the operation command for the second work machine are larger than a predetermined value, the control target surface and the work machine. A working machine characterized in that the interference avoidance control is performed by reducing the distance from the main body .
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する操作指令検出手段と、 An operation command detecting means for detecting an operation command by the operating means for operating the work machine,
前記作業機械本体から所定距離離れた位置に制御対象面を設定し、前記操作指令検出手段により、前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機の操作指令への介入指令により、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる制御手段と、 When the control target surface is set at a position distant from the work machine body by a predetermined distance, and when the operation command detection means detects a raising operation command of the first working machine, the control target surface and the reference of the working machine Based on the distance of, by the intervention command to the operation command of the second work machine, a control means for avoiding interference between the reference of the work machine and the work machine body,
前記操作指令検出手段により、前記第二作業機への操作指令が検出されたら、前記第二作業機への操作指令の操作量が所定値よりも大きい場合に、前記制御対象面と前記作業機械本体との距離を小さくするように変更する制御対象面変更手段とを備えていることを特徴とする作業機械。 When an operation command to the second working machine is detected by the operation command detecting means, when the operation amount of the operation command to the second working machine is larger than a predetermined value, the control target surface and the working machine A work machine comprising: a controlled surface changing means for changing the distance to the main body so as to be smaller.
前記制御対象面変更手段は、前記第二作業機の掘削操作指令の操作量に基づいて、前記制御対象面と前記作業機械本体との距離の変更を決定することを特徴とする作業機械。 In the work machine according to claim 1 or 2 ,
The work machine, wherein the control target surface changing unit determines a change in a distance between the control target surface and the work machine body based on an operation amount of an excavation operation command of the second work machine.
前記制御対象面変更手段は、前記第二作業機の掘削操作指令の操作量が大きいほど、前記制御対象面を作業機械本体側に近づく方向に前記制御対象面と作業機械本体との距離を変更する変更量を大きく決定することを特徴とする作業機械。 The work machine according to claim 3 ,
The control target surface changing means changes the distance between the control target surface and the work machine main body in a direction in which the control target surface approaches the work machine body side as the operation amount of the excavation operation command of the second work machine increases. A working machine characterized by largely determining the amount of change to be made.
前記制御対象面と前記作業機械本体との接近する方向の距離を変更する変更量は、前記作業機械本体の中央から上下または端部に向かうにしたがって、連続的に小さくなっていることを特徴とする作業機械。 The working machine according to any one of claims 1 to 4 ,
The amount of change for changing the distance in the approaching direction between the controlled surface and the working machine body is continuously smaller from the center of the working machine body toward the top or bottom or the end. Working machine.
前記作業機械本体は、走行体と前記走行体に旋回可能に設けられた旋回体を有し、
前記制御対象面変更手段は、前記作業機の全体の旋回半径に対して、前記第二作業機の先端の旋回半径が小さいときに、前記制御対象面と前記作業機械本体との距離を変更することを特徴とする作業機械。 The working machine according to any one of claims 1 to 5 ,
The work machine body has a traveling body and a revolving body provided on the traveling body so as to be revolvable,
The controlled surface changing means changes the distance between the controlled surface and the working machine body when the turning radius of the tip of the second working machine is smaller than the turning radius of the entire working machine. A working machine characterized by that.
前記制御対象面変更手段は、前記操作指令検出手段により、前記操作指令検出手段の異常を検出したら、前記制御対象面と前記作業機械本体との距離を、許容される最も接近した距離に変更することを特徴とする作業機械。 The working machine according to any one of claims 1 to 6 ,
When the operation command detection unit detects an abnormality in the operation command detection unit, the control target surface changing unit changes the distance between the control target surface and the work machine body to the closest allowed distance. A working machine characterized by that.
前記旋回体に動作可能に設けられたブーム、オフセットブーム、およびアームを有する作業機と、
前記作業機を操作する操作手段による操作指令を検出する操作指令検出手段と、
前記旋回体から所定距離離れた位置に制御対象面を設定し、前記操作指令検出手段により前記ブームの上昇操作指令が検出されたら、前記制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記アームへの掘削操作指令への介入指令により、前記作業機の基準と前記旋回体との干渉を回避させる制御手段と、
前記操作指令検出手段により、前記アームへの掘削操作指令が検出されたら、前記アームの掘削操作指令の操作量が所定値よりも大きい場合に、前記制御対象面と前記旋回体の距離を小さくするように変更し、前記アームの掘削操作指令の操作量が大きいほど、前記制御対象面を作業機械本体側に近づく方向に前記制御対象面と前記旋回体との距離を変更する変更量を大きくする制御対象面変更手段とを備えていることを特徴とする作業機械。 A traveling body, and a revolving body rotatably provided on the traveling body,
A work machine having a boom, an offset boom, and an arm operably provided on the revolving structure,
An operation command detecting means for detecting an operation command by the operating means for operating the work machine,
When the control target surface is set at a position apart from the revolving structure by a predetermined distance, and when the operation command detecting means detects the boom raising operation command, based on the distance between the control target surface and the reference of the working machine. A control means for avoiding interference between the reference of the working machine and the revolving structure by an intervention command to the excavation operation command to the arm,
When the excavation operation command to the arm is detected by the operation command detection means, when the operation amount of the excavation operation command of the arm is larger than a predetermined value , the distance between the control target surface and the revolving structure is reduced. The larger the amount of operation of the arm excavation operation command, the larger the amount of change for changing the distance between the controlled surface and the revolving structure in the direction in which the controlled surface approaches the work machine body side. A work machine comprising: a controlled surface changing means.
前記作業機を操作する操作指令を検出する手順と、
前記第二作業機への操作指令が検出されたら、前記第二作業機の操作指令の操作量が所定値よりも大きい場合に、前記作業機械本体から所定距離離れた位置に設定された制御対象面と前記作業機械本体との距離を小さくするように変更する手順と、
前記第一作業機の上昇操作指令が検出されたら、前記制御対象面と前記作業機の基準との距離に基づいて、前記第二作業機への操作指令への介入指令により、前記作業機の基準と前記作業機械本体との干渉を回避させる手順と、
を実施することを特徴とする作業機械の干渉回避方法。 A method for avoiding interference of a work machine including a work machine main body, a work machine having a first work machine operably provided on the work machine main body, and a second work machine,
A procedure for detecting an operation command for operating the work machine,
When the operation command to the second work machine is detected, and the operation amount of the operation command of the second work machine is larger than a predetermined value , the control target set at a position apart from the work machine body by a predetermined distance. A procedure for changing the distance between the surface and the work machine body to be small ,
When the lifting operation command of the first working machine is detected, based on the distance between the control target surface and the reference of the working machine, an intervention command to the operation command to the second working machine causes the working machine to move. A procedure for avoiding interference between the reference and the work machine body,
A method for avoiding interference in a work machine, the method including:
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