技術分野
構造物解体工事、廃棄物処理、スクラップ処理、道路工事、建設工事、土木工事等に使用される作業機械
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
ところで、上述の解体作業機械のような作業機械は、大質量の走行体、旋回体及び作業フロントを駆動することにより作業を行うので、何らかの理由により操作者が動作中の走行体、旋回体又は作業フロントの駆動を停止させる操作を行った場合、作業機械に大きな慣性力が作用し、安定性に大きな影響を与える。特に、搭載された警報装置から転倒の可能性を通知する警報が発せられた場合に、慌てて操作者が動作中の走行体、旋回体又は作業フロントの駆動を停止させる操作を行うと、転倒方向に大きな慣性力が重畳されて、却って転倒の可能性が高まる虞がある。
しかしながら、特許文献1に開示の技術は、静的なバランスのみを評価する構成であり、慣性力が働く環境下では安定性を正確に評価できないという問題点がある。また、特許文献2に開示の技術は、急停止による影響が考慮されておらず、急停止による転倒を防止することができない。加えて、特許文献2に開示の技術は、データベースを参照しながら建設機械本体の姿勢に関する現在及び未来の力学的挙動を表すモデルを構築し、本体が転倒するか否かを判別する構成であるため、計算処理が複雑であり、実用上リアルタイムでの処理が難しいという問題もある。さらに、特許文献3に開示の技術は、旋回体の急停止時については対応がなされているが、旋回体以外の動作による慣性力の影響や、フロント動作の急停止による影響が考慮されておらず、対応可能な動作が旋回動作のみに限られるという問題がある。また、旋回の最大角加速度から算出したモーメントと旋回角速度から算出したモーメントのうち大きい方を選択する構成であるため、条件によっては転倒可能性が過度に見積もられ、過度の動作制限により作業効率が劣化する可能性がある。
本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、走行体、旋回体及び作業フロントの急停止による影響を考慮した動的なバランスを容易に評価することができて、安定性の高い作業機械を提供することにある。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
本発明は、課題を解決するため、走行体と、該走行体上に取り付けた作業機械本体と、該作業機械本体に対し上下方向に揺動自在に取り付けた作業フロントと、これら各部の駆動を制御する制御装置とを備えた作業機械において、前記制御装置は、前記走行体、前記作業機械本体及び前記作業フロントにおける各可動部の駆動を操作する操作レバーが操作状態から停止指令位置まで戻る前記操作レバーの操作速度の変化に応じて前記可・・・ 続きを
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【発明の効果】
本発明によれば、作業機械の操作レバーが操作状態から瞬時に停止指令位置まで戻された場合、作業機械に備えられた制御装置にて、操作された作業機械の可動部が完全に停止するまでの安定性変化の予測と、当該可動部が完全に停止するまでのいずれの時刻においても作業機械が安定であるために必要とされる動作制限の算出とを行い、かつその演算結果をもとに可動部を駆動するアクチュエータへの指令情報を補正するので、慣性力が働く環境下における作業機械の安定性を正確に評価できると共に、旋回体、走行体又はフロント部材の急停止に起因する作業機械の転倒を防止することができる。また、安定性変化の予測及び動作制限の算出を簡易な演算によって行うことができ、作業機械の安定化処理をリアルタイムで行うことができる。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】 本発明が適用される作業機械の側面図である。
【図2】 安定化制御演算に用いられる作業機械モデルを示す図である。
【図3】 本発明が適用される作業機械のセンサ構成を示す側面図である。
【図4】 制御装置の機能ブロック図である。
【図5】 緩停止方法の例を示すグラフ図である。
【図6】 急停止時挙動予測手段に用いられる急停止モデルの一例を示すグラフ図である。
【図7】 安定性判定手段による安定性評価方法の手順を示すフローチャートである。
【図8】 ZMP演算・評価手段において行われる安定性評価方法の説明図である。
【図9】 動作制限決定手段において行われる繰り返し演算方法の手順を示すフローチャートである。
1 作業機械
2 走行体
3 旋回体
3b 姿勢センサ(旋回体)
3c 中心線
3s 旋回角センサ
4 運転室
5 エンジン
6 作業フロント
7 旋回モータ
8 カウンタウエイト
10 ブーム
11 ブームシリンダ
12 アーム
13 アームシリンダ
15 作業具シリンダ
16 リンク(A)
17 リンク(B)
23 バケット
30 地表面
40 ブーム回動支点
40a 角度センサ(ブーム回動支点)
41 アーム回動支点
41a 角度センサ(アーム回動支点)
42 バケット回動支点
42a 角度センサ(バケット回動支点)
43 ピン(バケット−アーム)
43a 外力センサ(ピン43)
44 ピン(バケット−リンク)
44a 外力センサ(ピン44)
50 操作レバー
51s 旋回レバー操作量センサ
51b ブームレバー操作量センサ
51a アームレバー操作量センサ
51o バケットレバー操作量センサ
55 ユーザ設定入力手段
60 制御装置
60a 安定化制御演算手段
60b 速度推定手段
60c 急停止時挙動予測手段
60d 安定性判定手段
60e リンク演算手段
60f ZMP演算・評価手段
60g 力学的エネルギ演算・評価手段
60h 動作制限決定手段
60i 指令値生成手段
60x 入力部
60y 出力部
60z 演算部
61 表示装置
63 警報装置
70 ZMP
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