特許6053714IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

掘削作業中に建設機械の作業装置の動き得る領域を制限する制御装置

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、文献がバケット先端の位置やフロント作業装置の姿勢の演算に利用している検出器は、ブーム等の被駆動部材の回転軸(ピン)に埋め込まれ当該回転軸回りの当該被駆動部材の回転角度(相対角度)を検出する角度検出器(つまり、ロータリーポテンショメータ)や、当該被駆動部材を駆動する油圧シリンダのストローク(変位)を検出する変位検出器(つまり、リニアポテンショメータ)である。 たしかに、これらのポテンショメータは応答性に優れているため、フロント作業装置が素早く動作する場合の位置および姿勢の演算や、フロント作業装置の動作速度の演算に利用する際には適したセンサである。しかし、ポテンショメータは、ブーム、アームおよびバケットといった各構成要素の相対角度を出力するものであるため、当該出力に基づいてバケット先端位置やフロント作業装置の姿勢を算出すると誤差などが蓄積しやすく、ポテンショメータの長所である高応答性がメリットとなりにくい微操作時などの場面では位置・姿勢算出に最適な検出器とは言い難い。つまり、文献の技術には、ポテンショメータの応答性の重要性が相対的に低い場面で掘削精度を改善する余地がある。 本発明の目的は、フロント作業装置の動作速度が相対的に遅い場合の掘削精度を向上できる領域制限掘削制御を行う油圧ショベル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、目的を達成するために、回転軸を中心にしてそれぞれ回転可能なアーム、ブーム及びバケットを連結した構成のフロント作業装置と、前記アーム、前記ブーム及び前記バケットをそれぞれを駆動する複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータの速度演算部と、前記複数の油圧アクチュエータの動作をそれぞれ指示するための複数の操作装置と、前記フロント作業装置の姿勢・位置を検出する検出器と、前・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、作業装置の動作速度が比較的高速の場合の高応答性を担保しながら、当該作業装置の動作速度が比較的低速の場合に当該作業装置の位置・姿勢が精度良く検出され領域制限掘削制御の精度が向上する。

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】本発明の実施の形態に係る建設機械の領域制限掘削制御装置をその油圧駆動装置と共に示す図である。

【図2】本発明が適用される油圧ショベルの外観とその周囲の設定領域の形状を示す図。

【図3】油圧パイロット方式の操作装置の詳細を示す図。

【図4】制御ユニットの制御機能の一部を示す機能ブロック図。

【図5】制御ユニットの制御機能の一部を示す機能ブロック図。

【図6】本発明の第1の実施の形態に係る検出信号選択部および角度変換器で実行される処理のフローチャート

【図7】領域制限掘削制御で用いる座標系と領域の設定方法を示す図。

【図8】方向変換制御部における処理内容を示すフローチャート。

【図9】バケットの先端が演算通りに方向変換制御されたときの軌跡の一例を示す図。

【図10】復元制御部における処理内容を示すフローチャート。

【図11】バケットの先端が演算通りに復元制御されたときの軌跡の一例を示す図。

【図12】本発明の第2の実施の形態に係る検出信号選択部および角度変換器で実行される処理のフローチャート。

【図13】油圧ショベルで領域制限制御が行われる場合の動作説明図。

【図14】本発明の第3の実施の形態に係る制御ユニットの制御機能の一部を示す機能ブロック図。

【図15】本発明の第3の実施の形態に係る建設機械の領域制限掘削制御装置で実行される処理のフローチャート。

【図16】本発明の第4の実施の形態に係る制御ユニットの制御機能の一部を示す機能ブロック図。

【図17】図16に示した内容を一連の処理としてフローチャートにまとめた図。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

1a…ブーム、1b…アーム、1c…バケット、2…油圧ポンプ、3a…ブームシリンダ、3b…アームシリンダ、3c…バケットシリンダ、4a,4b,4c…操作装置、5a,5b,5c…流量制御弁、7…設定器、8a,8b,8c…角度検出器、9…制御ユニット、9m…シリンダ速度演算部、91a…検出信号選択部、92a…角度変換器、9b…フロント姿勢演算部、9a…領域設定演算部、9c…目標シリンダ速度演算部、9d…目標先端速度ベクトル演算部、9e…方向変換制御部、9f…補正後目標シリンダ速度演算部、9g…復元制御演算部、9h…補正後目標シリンダ速度演算部、9i…目標シリンダ速度選択部、9j…目標パイロット圧演算部、9k…バルブ指令演算部、9n…バケット先端速度推定値演算部、93a…ハイパスフィルタ部、94a…ローパスフィルタ部、95a…合成演算部、10a,10b,11a,11b,13a,13b…比例電磁弁、43…パイロットポンプ、60a,60b,61a,61b,62a,62b…圧力検出器、70a,70b,71a,71b,72a,72b…圧力検出器、81a,81b,81c…傾斜角検出器

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