JPH0881977A - Hydraulic shovel - Google Patents
Hydraulic shovelInfo
- Publication number
- JPH0881977A JPH0881977A JP21748994A JP21748994A JPH0881977A JP H0881977 A JPH0881977 A JP H0881977A JP 21748994 A JP21748994 A JP 21748994A JP 21748994 A JP21748994 A JP 21748994A JP H0881977 A JPH0881977 A JP H0881977A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bucket
- excavation
- boom
- stick
- force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims abstract description 114
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 19
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 22
- 230000006870 function Effects 0.000 description 25
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 18
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベルに関し、
特に、掘削効率が自動的に高く保持される、油圧ショベ
ルに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic excavator,
In particular, the present invention relates to a hydraulic excavator in which excavation efficiency is automatically kept high.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来技術の油圧ショベルにおいては、地
面の固さにより、或いは、油圧ショベルのオペレーター
により、掘削効率が大きく変化し、油圧ショベルの能力
を生かして、掘削効率を高く保持することができなかっ
た。2. Description of the Related Art In a conventional hydraulic excavator, the excavation efficiency changes greatly depending on the hardness of the ground or the operator of the hydraulic excavator, and it is possible to keep the excavation efficiency high by making the best use of the ability of the hydraulic excavator. could not.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明により、地面の
固さが変化したり、或いは、オペレーターの操作が異な
ったりする場合でも、掘削効率が低下することを防止
し、油圧ショベルの能力を常にフルに生かして、掘削効
率を高く保持する油圧ショベルが提供される。According to the present invention, even if the hardness of the ground changes or the operation of the operator is different, it is possible to prevent the excavation efficiency from decreasing and to keep the excavator ability constant. A hydraulic excavator that is fully utilized to keep excavation efficiency high is provided.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段とその作用】ブームとステ
ィックとバケットと、ブームを支持する旋回体と、旋回
体をその上に搭載して地上を走行する走行体と、を有す
る油圧ショベルは、本発明によれば、地面を掘削するよ
うバケットが地中を進行する掘削時にバケットが地面か
ら受ける掘削反力の大きさを測定する装置と、測定され
た掘削反力(掘削中に、ほぼバケットに進行方向におい
て、バケットに地面から加わる力)の大きさに応じてブ
ームの旋回角度(αbm)を変化させ、測定された掘削力
(=掘削反力)が大きければ(ファジー制御であれば、
相対的に大きいとメンバーシップ関数により評価されれ
ば)、ブームはバケットの進行方向(主として、ブーム
とスティックとの揺動速度ベクトルの総和により決定さ
れる)を上方へ向かって偏向させる制御装置と、を更に
有する。本発明によれば、測定された掘削力が大きけれ
ば、掘削反力の大きさに応じて地面への掘削深さを減少
させ掘削力を低下させるように、ブームはバケットの進
行方向を上方へ向かって偏向させる(当然、測定された
掘削力が小さければ、ブームがバケットの進行方向を上
方へ向かって偏向させ掘削力を低下させることは、防止
又は抑制される)ので、不必要にバケットの進行速度や
掘削力が低下することがなく、掘削力を大きく保持つ
つ、掘削力によりバケットやスティックの回転速度を過
度に低下させず掘削速度を高く保持し、油圧ショベルの
能力を常にフルに生かして、掘削効率を高く保持する。[Means for Solving the Problem and Its Action] A hydraulic excavator having a boom, a stick, a bucket, a revolving structure for supporting the boom, and a traveling structure for traveling on the ground with the revolving structure mounted thereon are provided. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the apparatus which measures the magnitude | size of the excavation reaction force which a bucket receives from the ground at the time of excavation which a bucket advances in the ground so that the ground may be excavated, and the measured excavation reaction force (during excavation, almost In the traveling direction, the boom turning angle (αbm) is changed according to the magnitude of the force applied to the bucket from the ground, and if the measured excavation force (= excavation reaction force) is large (if fuzzy control,
If relatively large (as assessed by the membership function), the boom deflects upward in the direction of travel of the bucket (mainly determined by the sum of the swing velocity vectors of the boom and stick). And further have. According to the present invention, if the measured excavation force is large, the boom moves upward in the traveling direction of the bucket so that the excavation depth to the ground is reduced and the excavation force is reduced according to the magnitude of the excavation reaction force. Biasing (of course, if the measured digging force is small, the boom is prevented or suppressed from deflecting the direction of travel of the bucket upwards and reducing the digging force), so that the bucket is unnecessarily The excavation speed does not decrease, the excavation force is kept large, the excavation force does not excessively reduce the rotation speed of the bucket or stick, the excavation speed is kept high, and the excavator's capacity is always fully utilized. Keep the excavation efficiency high.
【0005】掘削反力は、掘削時にスティックを駆動す
る油圧シリンダー或いはバケットを駆動する油圧シリン
ダーが伸長する力の大きさから測定されても良い。油圧
シリンダーが伸長する力は、油圧シリンダーの両端に加
わる油圧の差圧から求められても良いし、油圧源から油
圧が供給される側(タンクへの油圧戻り側と反対側の)
の油圧シリンダー内圧から求められても良い。The excavation reaction force may be measured from the magnitude of the force of extension of the hydraulic cylinder that drives the stick or the hydraulic cylinder that drives the bucket during excavation. The force that the hydraulic cylinder extends may be obtained from the differential pressure of the hydraulic pressure applied to both ends of the hydraulic cylinder, or the side where the hydraulic pressure is supplied from the hydraulic source (the side opposite to the hydraulic pressure return side to the tank).
It may be obtained from the internal pressure of the hydraulic cylinder.
【0006】掘削反力は、スティックを駆動する油圧シ
リンダー或いはバケットを駆動する油圧シリンダーへ供
給される油圧流体の流量を制御する流量制御弁の掘削時
の開度(流量制御弁への指令値に対応)と流量制御弁に
供給される掘削時の油圧の大きさ(油圧源の最大出力圧
力から僅かに下に、オペレーターにより設定される圧
力)とに於ける、スティックを駆動する油圧シリンダー
或いはバケットを駆動する油圧シリンダーの所定の負荷
(好適には無負荷)に対して一義に定まる所定の変位速
度と、スティックを駆動する油圧シリンダーの掘削時の
実際の変位速度(流量制御弁に供給される圧力と流量制
御弁の開度が一定ならば、負荷、即ち掘削力の大きさに
応じて変化)との差から測定されても良い。The excavation reaction force is a degree of opening of a flow control valve for controlling the flow rate of hydraulic fluid supplied to a hydraulic cylinder driving a stick or a hydraulic cylinder driving a bucket (a command value to the flow control valve). (Corresponding) and the magnitude of the hydraulic pressure during excavation supplied to the flow control valve (pressure set slightly by the operator slightly below the maximum output pressure of the hydraulic pressure source), the hydraulic cylinder or bucket that drives the stick. Displacement speed that is uniquely determined for a predetermined load (preferably no load) of the hydraulic cylinder that drives the stick, and actual displacement speed during excavation of the hydraulic cylinder that drives the stick (supplied to the flow control valve If the pressure and the opening degree of the flow rate control valve are constant, it may be measured from the difference between the load, that is, the magnitude of the excavating force.
【0007】測定された掘削力が所定の掘削力(即ち、
土砂の状態やバケットの移動状態等の掘削状態に応じて
適宜選択調節される所望の掘削力の程度)より大きい
時、測定された掘削力と所定の掘削力との差に応じてブ
ームを上方へ付勢する加速度を変化させ(ゼロを越える
値にする)、或いは、所定の程度だけ、バケットのそれ
までの進行方向を上方へ向かって偏向させても良い。ブ
ームの移動の加速度を調節するとは、ブームを駆動する
油圧シリンダーへ供給される油圧流体の流量を制御する
流量制御弁の開度(流量制御弁への指令値に対応)を変
化させることである。測定された掘削力と所定の掘削力
との差と、流量制御弁の開度又は流量制御弁への指令値
の変化量は、ほぼ比例関係であっても良い。更に、既
に、ブームを上方へ付勢する加速度がゼロを越える値で
ある時は、測定された掘削力と所定の掘削力との差に応
じて、ブームを上方へ付勢する加速度を増加させても良
い。ブームを上方へ付勢する加速度がマイナスである時
(ブームを下方へ付勢する加速度がゼロを越える値であ
る時)は、測定された掘削力と所定の掘削力との差に応
じて、ブームを下方へ付勢する加速度を減少させても良
い。The measured excavation force is a predetermined excavation force (ie,
When the excavation force is larger than the desired excavation force, which is selected and adjusted according to the excavation conditions such as the condition of soil and bucket movement, the boom is moved upward according to the difference between the measured excavation force and the predetermined excavation force. The acceleration urging the bucket may be changed (to a value exceeding zero), or the traveling direction of the bucket may be deflected upward by a predetermined degree. To adjust the acceleration of the movement of the boom is to change the opening degree (corresponding to the command value to the flow rate control valve) of the flow rate control valve that controls the flow rate of the hydraulic fluid supplied to the hydraulic cylinder that drives the boom. . The difference between the measured excavation force and the predetermined excavation force may be substantially proportional to the change amount of the opening degree of the flow control valve or the command value to the flow control valve. Furthermore, when the acceleration that urges the boom upwards exceeds a value of zero, the acceleration that urges the boom upward is increased according to the difference between the measured excavation force and the predetermined excavation force. May be. When the acceleration that urges the boom upward is negative (when the acceleration that urges the boom downward is greater than zero), depending on the difference between the measured excavation force and the predetermined excavation force, The acceleration that urges the boom downward may be reduced.
【0008】バケットが所定の程度以上上方へ面した時
(即ち、バケットによる土砂の掻き取りが所定の程度以
上進行した時)、測定された掘削力に応じてブームによ
りバケットの進行方向を上方へ向かって偏向させること
が防止されても良い。When the bucket faces upward by a predetermined degree or more (that is, when the scraping of soil by the bucket progresses by a predetermined degree or more), the boom moves the bucket in the upward direction in accordance with the measured excavation force. Biasing towards may be prevented.
【0009】バケットが所定の程度以上上方へ面するま
で(即ち、バケットによる土砂の掻き取りが所定の程度
以上進行するまで)、スティックを駆動する油圧シリン
ダーへ供給される油圧流体の流量を制御する流量制御弁
の掘削時の開度は、ほぼ一定(好適には全開)であって
も良い。The flow rate of the hydraulic fluid supplied to the hydraulic cylinder for driving the stick is controlled until the bucket faces upward by a predetermined degree or more (that is, until the scraping of soil by the bucket progresses by a predetermined degree or more). The opening degree of the flow control valve during excavation may be substantially constant (preferably fully open).
【0010】スティックの先端が所定の程度以上まで旋
回体に接近した時(即ち、バケットによる土砂の掻き取
りが所定の程度以上進行した時)、測定された掘削力に
応じてブームによりバケットの進行方向を上方へ向かっ
て偏向させることが防止されても良い。When the tip of the stick approaches the revolving structure to a predetermined degree or more (that is, when the scraping of the sand by the bucket progresses to a predetermined degree or more), the boom advances the bucket according to the measured excavating force. Deflection of the direction upwards may be prevented.
【0011】スティックの先端がほぼ所定の程度まで旋
回体に接近するまで(即ち、バケットによる土砂の掻き
取りが所定の程度以上進行するまで)、スティックを駆
動する油圧シリンダーへ供給される油圧流体の流量を制
御する流量制御弁の掘削時の開度は、ほぼ一定(好適に
は全開)であっても良い。Until the tip of the stick approaches the revolving structure to a predetermined degree (that is, until the scraping of the sand by the bucket progresses to a predetermined degree or more), the hydraulic fluid supplied to the hydraulic cylinder for driving the stick is The opening degree of the flow control valve for controlling the flow rate during excavation may be substantially constant (preferably fully open).
【0012】ブームを駆動する油圧シリンダーが伸長す
る力の大きさが所定の程度を越えた後に(即ち、バケッ
トが所定の力以上で地面に押し下げられ、地面に食い込
んだ後に)、制御装置は、測定された掘削反力の大きさ
に応じてブームの旋回角度を変化させ、測定された掘削
力が大きければ、ブームはバケットの進行方向を上方へ
向かって偏向させても良い。After the magnitude of the extension force of the hydraulic cylinder that drives the boom exceeds a predetermined amount (that is, after the bucket is pushed down to the ground with a predetermined force or more and bites into the ground), the control device: The swing angle of the boom may be changed according to the magnitude of the measured excavation reaction force, and if the excavation force is measured, the boom may deflect the traveling direction of the bucket upward.
【0013】[0013]
【実施例】図1に示されるように、下部走行体1上に上
部旋回体2が旋回自由に取り付けられている。フロント
部3はブーム4、スティック5、バケット6を回動自在
に連結して構成されており、フロント部3の動作は全て
油圧シリンダ7,8,9により達成される。ブーム4、
スティック5及びバケット6が回動する角度を検出する
角度検出機11,12,13がそれぞれの支点ピンに取
り付けられている。また、ブームシリンダ7には、その
伸び側、縮み側圧力を検出する圧力検出器14,15が
設けられており、スティックシリンダ8には、その非ロ
ッド側(シリンダを伸ばすための油圧が供給される側)
の圧力Ps を検出する圧力検出器16が設けられてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 1, an upper revolving structure 2 is mounted on a lower traveling structure 1 so as to freely rotate. The front part 3 is configured by rotatably connecting a boom 4, a stick 5, and a bucket 6, and all the operations of the front part 3 are achieved by hydraulic cylinders 7, 8, 9. Boom 4,
Angle detectors 11, 12, and 13 that detect the angles at which the stick 5 and the bucket 6 rotate are attached to their respective fulcrum pins. Further, the boom cylinder 7 is provided with pressure detectors 14 and 15 for detecting the expansion side and contraction side pressures thereof, and the stick cylinder 8 is supplied with a non-rod side thereof (hydraulic pressure for extending the cylinder). Side)
A pressure detector 16 is provided to detect the pressure Ps.
【0014】角度検出器11,12,13の出力は、バ
ケット位置算出手段53に入力される。バケット位置算
出手段53はバケット角算出手段53aとバケット先端
位置算出手段53bとで構成されており、バケット角度
算出手段53aによる幾何学的な計算でバケットの水平
面に対する角度phi を算出し、バケット先端位置算出手
段53bによる幾何学的な計算でバケット先端の位置Y
tip が計算される。なお、本実施例におけるバケット角
phi とバケット先端位置Ytip の定義は、図7に示され
る。バケット角phi はバケットの支点ピンからバケット
先端に伸ばした直線と水平軸との成す角であり、バケッ
ト先端位置Ytip は一回の掘削の最も深い点と下部走行
体までの高さとした。The outputs of the angle detectors 11, 12, 13 are input to the bucket position calculating means 53. The bucket position calculating means 53 is composed of a bucket angle calculating means 53a and a bucket tip position calculating means 53b. The bucket angle calculating means 53a geometrically calculates the angle phi of the bucket with respect to the horizontal plane to calculate the bucket tip position. The position Y of the bucket tip is calculated geometrically by the calculation means 53b.
tip is calculated. The bucket angle in this embodiment
Definitions of phi and bucket tip position Ytip are shown in FIG. The bucket angle phi is the angle formed by the straight line extending from the fulcrum pin of the bucket to the tip of the bucket and the horizontal axis, and the bucket tip position Ytip is the deepest point of one excavation and the height to the lower traveling body.
【0015】スティック圧検出手段16の出力はスティ
ック圧偏差、変化量算出手段51に入力され、角度検出
器12,13の出力はそれぞれに対応して設けられたシ
リンダ速度変換手段52に入力される。上記変換手段5
2ではスティック角とバケット角の制御刻み時間当りの
変化量から、スティックシリンダ速度Vst及びバケット
シリンダ速度Vbkが算出される。The output of the stick pressure detecting means 16 is input to the stick pressure deviation / change amount calculating means 51, and the outputs of the angle detectors 12 and 13 are input to the cylinder speed converting means 52 provided corresponding to each. . The conversion means 5
In 2, the stick cylinder speed Vst and the bucket cylinder speed Vbk are calculated from the amount of change in the stick angle and the bucket angle per control unit time.
【0016】算出手段51では設定圧入力手段55から
入力したスティック圧設定値Psetに対する測定された
スティック圧Ps の偏差ΔPst(=Ps −Pset )とス
ティック圧の時間経過に対する変化量であるスティック
圧変化量ΔPst(=ΔPst/Δt)が算出される。上記
変化量はスティック圧力Ps の時間経過に対する勾配に
相当する。上述のスティック圧偏差ΔPst、スティック
圧変化量ΔPst、バケット位置算出手段53からのバケ
ット角phi 及びバケット先端位置Ytip は演算手段56
の中のブーム操作用制御ルール群演算手段56aに入力
される。また、上述のスティックシリンダ速度Vst、バ
ケットシリンダ速度Vbk、バケット角phi 及びバケット
先端位置Ytip は56中のバケット操作用制御ルール群
演算手段56bに入力される。更にバケット角phi はス
ティック操作設定手段56cに入力される。In the calculation means 51, the deviation ΔPst (= Ps-Pset) of the measured stick pressure Ps with respect to the stick pressure set value Pset input from the set pressure input means 55 and the stick pressure change which is the change amount of the stick pressure with the passage of time. The amount ΔPst (= ΔPst / Δt) is calculated. The amount of change corresponds to the gradient of the stick pressure Ps over time. The stick pressure deviation ΔPst, the stick pressure change amount ΔPst, the bucket angle phi from the bucket position calculating means 53, and the bucket tip position Ytip are calculated by the calculating means 56.
Is input to the boom operation control rule group calculating means 56a. Further, the stick cylinder speed Vst, the bucket cylinder speed Vbk, the bucket angle phi, and the bucket tip position Ytip are input to the bucket operation control rule group computing means 56b in 56. Further, the bucket angle phi is input to the stick operation setting means 56c.
【0017】前記ブーム用演算手段56aからはブーム
操作用流量制御弁への指令値(流量制御弁の開度を指
令)の変化量ΔJbm(ブーム速度の変化量、即ち加速度
に対応)が出力され、前記バケット用演算手段56bか
らは予め設定したバケット操作用流量制御弁への指令値
(流量制御弁の開度を指令)の基準値に対するバケット
操作用流量制御弁への実際の指令値の割合である操作率
γJbkが出力される。また、スティック操作設定手段5
6cからはスティック操作用流量制御弁への指令値Jst
自身が出力されるようになっている。ブーム操作量算出
手段57には前記ブーム用演算手段56aからのブーム
操作用流量制御弁への指令値の変化量ΔJbmが入力さ
れ、ブーム操作量Jbmを出力する。バケット操作量算出
手段58には前記バケット用演算手段56bからの操作
率γJbkが入力され、バケット操作量Jbkを出力する。
判定手段59には、ブーム操作量演算手段57からの出
力Jbm、バケット操作量演算手段58からの出力Jbk、
スティック操作設定手段56cからの出力Jst、バケッ
ト位置算出手段からの出力値(バケットの位置及び姿勢
に対応)、ブームシリンダ7の非ロッド側とロッド側圧
力Pb1、Pb2及び入力手段であるコンソール60からの
信号が入力され、バケットの着地判定、掘削開始時の指
令値出力、掘削中の指令値出力、掘削終了の判定とその
時の指令値出力を行う。The amount of change ΔJbm (corresponding to the amount of change in boom speed, ie acceleration) of the command value (commanding the opening of the flow rate control valve) to the boom operation flow control valve is output from the boom computing means 56a. The ratio of the actual command value to the bucket operation flow control valve relative to the reference value of the preset command value (commanding the opening of the flow control valve) to the bucket operation flow control valve from the bucket computing means 56b. The operation rate γJbk is output. Also, the stick operation setting means 5
Command value Jst to the flow control valve for stick operation from 6c
It is designed to output itself. The boom operation amount calculation means 57 receives the amount of change ΔJbm in the command value to the boom operation flow control valve from the boom operation means 56a, and outputs the boom operation amount Jbm. The operation rate γJbk from the bucket operation means 56b is input to the bucket operation amount calculation means 58, and the bucket operation amount Jbk is output.
The determination means 59 has an output Jbm from the boom operation amount calculation means 57, an output Jbk from the bucket operation amount calculation means 58,
The output Jst from the stick operation setting means 56c, the output value from the bucket position calculation means (corresponding to the position and attitude of the bucket), the non-rod side and rod side pressures Pb1 and Pb2 of the boom cylinder 7, and the console 60 which is the input means. Signal is input to perform the landing determination of the bucket, the command value output at the start of excavation, the command value output during excavation, the determination of the end of excavation, and the command value output at that time.
【0018】54は記憶手段(メモリ)であり、この記
憶手段54には図2と図3に例として示す制御ルール及
び図4と図5に例として示す関数が格納されている。図
2はブーム操作用制御ルール群演算手段56aに適用さ
れるルール群であり、(a)部に示す掘削域のルール群
BM1と(b)部に示す土取り込み域のルール群BM2
とで構成されている。図3はバケット操作用制御ルール
群演算手段56bに適用されるルール群であり、(a)
部に示す掘削域のルール群BK1と(b)部に示す土取
り込み域のルール群BK2とで構成されている。また、
スティック操作設定手段56cに適用した関数が図5で
あり、本例ではバケット角phi に対してスティック操作
量Jstを一義的に設定する一次関数を示している。Reference numeral 54 is a storage means (memory), and the storage means 54 stores the control rules shown as examples in FIGS. 2 and 3 and the functions shown as examples in FIGS. 4 and 5. FIG. 2 shows a rule group applied to the boom operation control rule group calculation means 56a. The rule group BM1 in the excavation area shown in part (a) and the rule group BM2 in the soil uptake area shown in part (b).
It consists of and. FIG. 3 shows a rule group applied to the bucket operation control rule group calculation means 56b.
It is composed of a rule group BK1 of the excavation area shown in the section and a rule group BK2 of the soil uptake area shown in the section (b). Also,
The function applied to the stick operation setting means 56c is shown in FIG. 5, and in this example, a linear function that uniquely sets the stick operation amount Jst with respect to the bucket angle phi is shown.
【0019】図2の(a)部に示すルール群BM1を例
にして、ルールの表現の仕方を簡単に説明する。図では
表形式でルールを表しているが、これは次に示すよう
に、if〜、then〜形式に表現したものと同じである。A method of expressing rules will be briefly described by taking the rule group BM1 shown in part (a) of FIG. 2 as an example. In the figure, the rules are expressed in a table format, but this is the same as that expressed in the if-, then- formats, as shown below.
【数1】if(phi is PB)and (ΔPst is
PB)and (ΔPst is NB)then(ΔJbm1 is
ZO) (上記ルールは図2(a)部中の網掛けを施した部分に
相当する。) ルール中、PBは Positive Big (正・大)、PMは P
ositive Medium(正・中)、PSは Positive Small
(正・小)、ZOは ZERO (ゼロ)を表し、ルール中、
NBは Negative Big (負・大)、NMは Negative Me
dium(負・中)、NSは Negative Small (負・小)を
表している。PB、NB等をラベルと呼んでいる。ΔP
stはΔPstの制御刻み時間当りの変化量である。また、
前記図2と図3で示したラベルを用いた制御ルールを定
量的に表現するために、図4の(a)部と(b)部に示
したようなメンバーシップ関数を用いる。[Equation 1] if (phi is PB) and (ΔPst is
PB) and (ΔPst is NB) then (ΔJbm1 is
ZO) (The above rule corresponds to the shaded area in Figure 2 (a).) In the rule, PB is Positive Big and PM is P
Positive Medium, PS is Positive Small
(Positive / Small), ZO stands for ZERO, and in the rule,
NB is Negative Big, NM is Negative Me
dium (negative / medium) and NS represent Negative Small (negative / small). PB, NB, etc. are called labels. ΔP
st is the amount of change in ΔPst per control step time. Also,
In order to quantitatively express the control rule using the labels shown in FIGS. 2 and 3, the membership function as shown in parts (a) and (b) of FIG. 4 is used.
【0020】次に、本発明の作用を演算手段56、算出
手段57,58及び判定手段59を中心に説明する。ま
ず、演算手段56の作用を具体的に示すが、ここでは演
算手段56aのルール群BM1、BM2を例に、図6を
参照にして示す。図6は図2の(a)部のルール群BM
1の1つ(表の右下)と(b)部のルール群BM2の1
つ(表の左下)の場合を示しており、if〜then〜形式で
表現すると次のようになる。 「ルール群BM1」Next, the operation of the present invention will be described focusing on the calculating means 56, the calculating means 57, 58 and the judging means 59. First, the operation of the calculating means 56 will be specifically described. Here, the rule groups BM1 and BM2 of the calculating means 56a will be described as an example with reference to FIG. FIG. 6 shows a rule group BM of part (a) of FIG.
1 of 1 (lower right of the table) and 1 of rule group BM2 in part (b)
It shows the case of one (lower left of the table), and it is expressed in the if ~ then ~ format as follows. "Rule group BM1"
【数2】if(phi is PB)and (ΔPst is
PB)and (ΔPst is PB)then(ΔJbm is
PB) 「ルール群BM2」(2) if (phi is PB) and (ΔPst is
PB) and (ΔPst is PB) then (ΔJbm is
PB) "Rule group BM2"
【数3】if(phi is PM)and (Ytip is P
S)then(ΔJbm is PM) 図6の左(ルール前件部)の「ルール群BM1 」におい
て、各ラベルに対応するメンバーシップ関数の値を入力
データ、phi、ΔPst、ΔPstからそれぞれ求め、こ
れらの3つのメンバーシップ値の内の最も小さい値を選
択する(Min演算)。「ルール群BM2」の前件部に
関しても同様にして、各ラベルに対応するメンバーシッ
プ関数の値を入力データ、phi、Ytip から求め、そ
れらの最小値を選択する。次いで、図6の右側(ルール
後件部)の各メンバーシップ関数を前述の前件部で算出
した最小値のメンバーシップ関数に基づいて修正する
(修正後のメンバーシップ関数は図6中で実線で示して
いる)。「ルール群BM1」「ルール群BM2」の後件
部ともに前述の補正処理を行う。この補正後の各メンバ
ーシップ関数全てを対象にして、その加重平均値を求
め、上記加重平均値をファジイ制御の出力、即ち制御ル
ール群の演算手段56aの出力値ΔJbmとする。なお、
上述の説明はルール群BM1とルール群BM2とからそ
れぞれ1つのルールを抽出して演算手段56の作用を概
説したものであるが、具体的には図2の(a)部と
(b)部で示した全ての前件部ルールに関して演算を行
うことになる。すなわち、ルール群BM1に関しては、
(phi is PB)1つ×(ΔPstis NB〜PB)
の5つ×(ΔPst is NB〜PB)の5つ、の合計2
5個のルールに関して前件部メンバーシップ関数の値を
求め、それぞれのルールでの上記メンバーシップ関数の
最小値を求め、上記最小値でそれぞれのルール後件部の
メンバーシップ関数を修正する。ルール群BM2に関し
ても同様に、(phiis ZO〜PM)の3つ×(Yti
p is PS〜PB)の3つ、の合計9個のルールに関し
て前件部メンバーシップ関数の値を求め、それぞれのル
ールでの上記メンバーシップ関数の最小値を求め、上記
最小値でそれぞれのルール後件部のメンバーシップ関数
を修正する。そして、修正された後件部メンバーシップ
関数(25個+9個)全てを対象にして、上記メンバー
シップ関数の加重平均値を求め、上記平均値をファジイ
制御の出力とするものである。[Equation 3] if (phi is PM) and (Ytip is P
S) then (ΔJbm is PM) In the “rule group BM1” on the left side of FIG. 6 (rule antecedent part), the value of the membership function corresponding to each label is obtained from the input data, phi, ΔPst, and ΔPst, respectively, and these Select the smallest of the three membership values of (min operation). Similarly for the antecedent part of the "rule group BM2", the value of the membership function corresponding to each label is obtained from the input data, phi, and Ytip, and the minimum value thereof is selected. Next, each membership function on the right side (rule consequent part) of FIG. 6 is modified based on the minimum membership function calculated in the antecedent part described above (the modified membership function is indicated by the solid line in FIG. 6). Is shown). The above-mentioned correction process is performed for both the consequent parts of the "rule group BM1" and the "rule group BM2". The weighted average value of all the corrected membership functions is calculated, and the weighted average value is used as the output of the fuzzy control, that is, the output value ΔJbm of the calculation means 56a of the control rule group. In addition,
The above description outlines the operation of the calculation means 56 by extracting one rule from each of the rule group BM1 and the rule group BM2, but specifically, parts (a) and (b) of FIG. Calculation is performed for all the antecedent rules shown in. That is, regarding the rule group BM1,
(Phi is PB) 1 x (ΔPstis NB to PB)
5 × (ΔPst is NB to PB), total of 2
The value of the antecedent part membership function is obtained for the five rules, the minimum value of the membership function in each rule is found, and the membership function of the consequent part of each rule is corrected by the minimum value. Similarly for the rule group BM2, three (phiis ZO to PM) × (Yti
p is PS to PB), the value of the antecedent membership function is calculated for a total of 9 rules, the minimum value of the membership function in each rule is calculated, and each rule is calculated by the minimum value. Correct the membership function in the consequent part. Then, the weighted average value of the membership function is calculated for all the modified consequent part membership functions (25 + 9), and the average value is used as the output of the fuzzy control.
【0021】バケット操作用制御ルール群の演算手段5
6bの処理方法も前述と同様であるが、本例では入力デ
ータにスティック、バケットシリンダ速度比γst、γbk
を使用している。上記速度比は次式で定義している。Bucket operating control rule group computing means 5
The processing method of 6b is the same as that described above, but in this example, the stick, bucket cylinder speed ratios γst, γbk are added to the input data.
Are using. The speed ratio is defined by the following equation.
【数4】γst=Vst/V* st[Equation 4] γst = Vst / V * st
【数5】γbk=(Vbk/V* bk)-1 ここに、Vst、Vbkはスティック、バケットシリンダ速
度 V* st、V* bkは予め設定した、スティック、バケット
シリンダの基準速度 また、演算手段56bの出力は、バケット操作流量制御
弁への基準指令値J*bkに対する操作率γJbkである。## EQU00005 ## .gamma.bk = (Vbk / V * bk) -1 where Vst and Vbk are sticks and bucket cylinder speeds V * st and V * bk are preset stick and bucket cylinder reference speeds. The output of 56b is the operation rate γJbk with respect to the reference command value J * bk to the bucket operation flow rate control valve.
【0022】図2と図3に示すルール群に、共に使用さ
れるデータは、バケット角phi であり、それらの(a)
部に示す掘削域のルール群でのそのラベルは、“PB”
(ifphi is PB)と成っている。これに対し、
(b)部に示す土取り込み域のルール群ではバケット角
phi に対して、PM〜ZOまで使用している。即ち、掘
削中バケット角phi が比較的大きい範囲においては掘削
域のルール群BM1、BK1が適用されるが、掘削の後
半、バケット角phi が小さくなると土取り込み域のルー
ル群BM2、BK2が適用されることになる。このよう
にバケット角phi によって適用されるルール群が推移す
ることになるため、掘削動作を主とする領域を掘削土を
取り込む動作を主とする領域が連続的に切り替わること
になる。The data used together in the rule groups shown in FIGS. 2 and 3 is the bucket angle phi, which is (a)
The label in the rule group of the excavation area shown in the section is "PB"
(Ifphi is PB). In contrast,
In the rule group of the soil uptake area shown in part (b), the bucket angle
PM to ZO are used for phi. That is, the rule groups BM1 and BK1 in the excavation area are applied in the range where the bucket angle phi during excavation is relatively large, but the rule groups BM2 and BK2 in the soil uptake area are applied in the latter half of the excavation when the bucket angle phi becomes small. Will be. As described above, since the rule group applied by the bucket angle phi changes, the area mainly for excavation operation is continuously switched to the area mainly for operation to take in excavated soil.
【0023】ここで、図2において、(a)部に示した
ブーム操作の掘削域のルール群BM1は、スティックシ
リンダ圧Ps が設定圧Pset に追従するように(なるべ
くそれらの差が小さくなるように)ブームを操作するル
ールであり、(b)部に示した土取り込み域のルール群
BM2はバケット角phi が小さくなるとブーム操作流量
制御弁への指令値の変化量(ブームシリンダの加速度)
も減らすが、バケット先端の深さYtip が深くなるほど
(PB)、バケットを引き上げながり掘削させるため
に、深さYtip が浅い(PS)ときより相対的にブーム
操作流量制御弁への指令値の変化量の全体を大きくして
いる(PS→PM、PM→PB)。Here, in FIG. 2, the rule group BM1 of the boom operating excavation area shown in part (a) of the stick cylinder pressure Ps follows the set pressure Pset (the difference between them is as small as possible). The rule group BM2 of the soil uptake area shown in part (b) of the boom is a rule for operating the boom, and when the bucket angle phi becomes small, the change amount of the command value to the boom operation flow control valve (acceleration of the boom cylinder).
However, as the depth Ytip of the bucket tip becomes deeper (PB), the bucket operation is pulled up and excavated. Therefore, the command value to the boom operation flow control valve is relatively set compared to when the depth Ytip is shallow (PS). The total amount of change is increased (PS → PM, PM → PB).
【0024】図3において、(a)部に示した操作の掘
削域のルール群BK1は、スティック速度が十分速い
(PB)のときはバケット速度が基準速度を維持するよ
うにバケットを操作し、スティック速度が低下(PS)
したらバケット操作もその分低下させるようにしたもの
で、スティックの動き(速度)に応じてバケットを操作
するルール群である。(b)部に示した土取り込み域の
ルール群BK2は前述のルール群BM2と同様な考えの
もとにバケット角phi とバケット先端の深さYtip に対
してバケットを操作するルールとなっている。In FIG. 3, the rule group BK1 of the excavation area of the operation shown in part (a) operates the bucket so that the bucket speed maintains the reference speed when the stick speed is sufficiently fast (PB), Stick speed slows down (PS)
Then, the bucket operation is also lowered by that amount, which is a group of rules for operating the bucket according to the movement (speed) of the stick. The rule group BK2 of the soil uptake area shown in part (b) is a rule for operating the bucket with respect to the bucket angle phi and the depth Ytip of the bucket tip based on the same idea as the rule group BM2 described above. .
【0025】図5はスティック流量制御弁への指令値
(流量制御弁の開度に対応)の設定関数であるが、掘削
動作によりバケット角phi が小さくなるとスティック操
作流量制御弁への指令値Jstを小さくしている。これ
は、土取り込み域ではスティックによる掘削速度を低下
させ、うまく土を取り込ませること、掘削終了時の停止
ショックを低減すること、等の理由によるものである。FIG. 5 shows a setting function of the command value to the stick flow control valve (corresponding to the opening of the flow control valve). When the bucket angle phi becomes small due to the excavation operation, the command value Jst to the stick operation flow control valve is set. Is small. This is because in the soil uptake area, the speed of excavation by the stick is reduced, soil is successfully taken in, and the stop shock at the end of excavation is reduced.
【0026】図1におけるブーム操作量算出手段57で
は演算手段56aからの出力ΔJbmを入力し、次の式を
用いてブーム操作量Jbmを算出する。The boom operation amount calculation means 57 in FIG. 1 inputs the output ΔJbm from the calculation means 56a and calculates the boom operation amount Jbm using the following equation.
【数6】Jbm(k) =Jbm(k-1) +ΔJbm(k) ・Δt ここに(k)は現在のステップを(k−1)は前ステッ
プを表しており、またΔt は制御刻み時間である。この
ように、演算手段56aからの出力と制御刻み時間との
積算値を前ステップの操作量に加算していく。図1にお
けるバケット操作量算出手段58では演算手段56bか
らの出力γJbkを入力し、次の式を用いてバケット操作
量Jbkを算出するものである。[Equation 6] Jbm (k) = Jbm (k-1) + ΔJbm (k) · Δt where (k) represents the current step, (k-1) represents the previous step, and Δt represents the control step time. Is. In this way, the integrated value of the output from the calculation means 56a and the control time interval is added to the operation amount of the previous step. The bucket operation amount calculation means 58 in FIG. 1 inputs the output γJbk from the calculation means 56b and calculates the bucket operation amount Jbk using the following equation.
【数7】Jbk(k) =J* bk(1+γJbk) ここに、J* bkはバケット基準操作量である。## EQU00007 ## Jbk (k) = J * bk (1 + .gamma.Jbk) where J * bk is the bucket reference operation amount.
【0027】ブーム、スティック及びバケットの各シリ
ンダについての最終的な操作指令値は判定手段59に入
力される。また、上記判定手段59には、ブームシリン
ダの反ロッド側圧力検出器14、ロッド側圧力検出器1
5の信号、バケット位置算出手段53からの出力(バケ
ット先端位置)が入力される。また、判定手段59には
更にコンソール(入力手段)60を用いて掘削作業の開
始位置が入力される。コンソール60と判定手段59と
は直接つなげる例をここで示しているが、遠隔で判定手
段59に入力しても良い。The final operation command value for each cylinder of the boom, stick and bucket is input to the judging means 59. Further, the determination means 59 includes the boom cylinder non-rod side pressure detector 14 and the rod side pressure detector 1.
The signal of No. 5 and the output (bucket tip position) from the bucket position calculating means 53 are input. Further, the start position of the excavation work is further input to the determination means 59 using the console (input means) 60. Although the example in which the console 60 and the judging means 59 are directly connected is shown here, the input may be made to the judging means 59 remotely.
【0028】判定手段59による処理は図8に示される
ような手順により実行される。即ち、オペレータにより
掘削開始位置DPが入力され(ステップ401)、自動
運転の開始があったならば(ステップ402)、バケッ
ト先端位置検出手段53により算出される実際のバケッ
ト先端位置BPを掘削開始位置DPに移動させる(ステ
ップ403)。更に、バケットが掘削地面に着地したか
どうかをブームシリンダの反ロッド側圧力検出器14の
検出圧Pb1とロッド側圧力検出器15の検出圧Pb2との
差圧で判断する。即ち、Pb1<Pb2のときバケットが着
地したと判断する(ステップ404)。次に、バケット
着地後Δt秒間ブーム、スティック、バケットに初期指
令値を出力する(406)。例えば、スティックの操作
量は通常100%であるのでその値を初期指令とし、ブ
ームは掘削開始時操作しないためその初期指令値は0
%、バケットは掘削開始時少し操作を行うのでその初期
指令値は20%というふうに出力する。The processing by the judging means 59 is executed by the procedure as shown in FIG. That is, if the excavation start position DP is input by the operator (step 401) and the automatic operation is started (step 402), the actual bucket tip position BP calculated by the bucket tip position detection means 53 is set as the excavation start position. It is moved to DP (step 403). Further, whether or not the bucket has landed on the excavated ground is determined by the pressure difference between the pressure Pb1 detected by the pressure detector 14 on the rod side of the boom cylinder and the pressure Pb2 detected by the pressure detector 15 on the rod side. That is, when Pb1 <Pb2, it is determined that the bucket has landed (step 404). Next, the initial command value is output to the boom, stick, and bucket for Δt seconds after landing the bucket (406). For example, since the operation amount of the stick is usually 100%, that value is used as an initial command, and since the boom is not operated at the start of excavation, the initial command value is 0.
%, The bucket is slightly operated at the start of excavation, so the initial command value is output as 20%.
【0029】バケット着地後Δt秒をこえる(405)
と、ブーム操作手段57、バケット操作手段58及びス
ティック操作設定手段56cという本発明の制御ルール
に基づいた各流量制御弁への指令値を出力する(40
7)。この指令値に基づいて各シリンダ駆動手段により
各シリンダに油圧の供給が成される。なお、本発明の実
施例ではスティック操作指令は図2や図3にまされるル
ールに類似するルールに基づいたものとしていないが、
これはスティック操作指令を簡単にするためであり、フ
ァジー制御ルール形式でも表現は可能である。そこで、
スティック操作も総括して前記ステップ407に入れて
いる。次に、バケット先端位置算出手段53bから現在
のバケット先端位置BPを受け取り(408)、該バケ
ット先端位置BPが地表面より上にきたかどうかを判定
し(ステップ409)、地表面より下である場合にはス
テップ407に戻り操作指令値の出力を繰り返す。ステ
ップ409において現在のバケット先端位置BPが地表
面より上にきた場合、従来の軌跡制御と同様の制御によ
りバケット6が土をこぼさないように所定の位置に移動
され、排土が行われ(410)、ステップ401に戻
る。なお、上述のステップ408において、バケット先
端位置BPを使用せず、バケット角算出手段53aから
のバケット角phi を用い、ステップ409においてバケ
ット角phi が水平となったときを自動掘削の終了とみな
し、ステップ410に移っても良い。After landing on the bucket, it exceeds Δt seconds (405)
And a command value to each flow rate control valve based on the control rule of the present invention, that is, the boom operation means 57, the bucket operation means 58, and the stick operation setting means 56c is output (40
7). Hydraulic pressure is supplied to each cylinder by each cylinder drive means based on this command value. In the embodiment of the present invention, the stick operation command is not based on a rule similar to the rules shown in FIG. 2 and FIG.
This is to simplify the stick operation command, and can be expressed in the fuzzy control rule format. Therefore,
The stick operation is also summarized in step 407. Next, the present bucket tip position BP is received from the bucket tip position calculating means 53b (408), it is judged whether or not the bucket tip position BP is above the ground surface (step 409), and it is below the ground surface. In this case, the process returns to step 407 and the output of the operation command value is repeated. When the current bucket tip position BP is above the ground surface in step 409, the bucket 6 is moved to a predetermined position so as not to spill the soil by the same control as the conventional trajectory control, and the soil is discharged (410). ), And returns to step 401. In step 408 described above, the bucket tip position BP is not used, the bucket angle phi from the bucket angle calculation means 53a is used, and when the bucket angle phi becomes horizontal in step 409, it is regarded as the end of the automatic excavation, You may move to step 410.
【0030】上述したように本発明によれば、自動掘削
時、ブームの操作に関しては、掘削力の主体となるステ
ィックシリンダの圧力を設定圧に追従するように(それ
らの差がなるべく小さいように)制御する掘削域のルー
ル群MB1とバケット角とバケット先端の掘削深さにも
とづく土取り込み域のルール群BM2とでファジイ制御
し、バケットの操作に関しては、スティック、バケット
の動き(速度)に応じて制御する掘削域のルール群BK
1と前述の土取り込み域のルール群BK2とでファジイ
制御し、スティックの操作に関しては、バケット角に対
する関数(或いはルール)で制御するから、熟練オペレ
ータが手動操作により掘削を行うのと同様な動きを自動
運転時にも実現することができ、土質、掘削深さに応じ
た効率的な掘削を行うことができる。As described above, according to the present invention, when the boom is operated during automatic excavation, the pressure of the stick cylinder, which is the main component of the excavation force, is made to follow the set pressure (the difference between them should be as small as possible). ) Fuzzy control is performed by the rule group MB1 of the excavation area to be controlled and the rule group BM2 of the soil uptake area based on the bucket angle and the excavation depth at the bucket tip, and the bucket operation is performed according to the movement (speed) of the stick or bucket. Group of excavation areas controlled by BK
1 and the above-mentioned soil collection area rule group BK2 are fuzzy controlled, and the stick operation is controlled by a function (or rule) with respect to the bucket angle. Therefore, a movement similar to that performed by a skilled operator by manual operation is performed. Can be realized even during automatic operation, and efficient excavation can be performed according to soil quality and excavation depth.
【0031】前記スティックシリンダの設定圧は入力手
段55で行い、掘削土質が堅い時、スティック掘削力を
大きくするために上記設定圧を高くすることにより、土
質に応じた自動掘削を行うことができる。また、前記入
力手段による設定を遠隔或いは自動で行っても良い。な
お、上述した実施例においては、位置検出手段として各
ピンの回転角を検出する角度検出器11,12,13を
用いているが、本発明はもちろんこれに限定されるもの
ではなく、ブームシリンダ7、スティックシリンダ8、
バケットシリンダ9の伸縮量を検出する位置検出器を用
いてその位置を検出しても良い。The set pressure of the stick cylinder is set by the input means 55, and when the excavation soil is hard, the set pressure is increased in order to increase the stick excavation force, whereby automatic excavation according to the soil quality can be performed. . Further, the setting by the input means may be performed remotely or automatically. Although the angle detectors 11, 12, and 13 that detect the rotation angle of each pin are used as the position detecting means in the above-described embodiment, the present invention is not limited to this, and the boom cylinder is not limited thereto. 7, stick cylinder 8,
The position of the bucket cylinder 9 may be detected using a position detector that detects the amount of expansion and contraction.
【図1】本発明による油圧ショベルの主要な構成を示
す、概略図。FIG. 1 is a schematic view showing a main configuration of a hydraulic excavator according to the present invention.
【図2】本発明による、ブーム操作流量制御弁への指令
値変化を決定する、ファジー制御ルール群を示す、表。FIG. 2 is a table showing a set of fuzzy control rules for determining a command value change to a boom operating flow control valve according to the present invention.
【図3】本発明による、バケット操作流量制御弁への指
令値を決定する、ファジー制御ルール群を示す、表。FIG. 3 is a table showing a set of fuzzy control rules for determining a command value for a bucket operating flow control valve according to the present invention.
【図4】本発明によるファジー制御に使用される、測定
値評価の為のメンバーシップ関数(a部)と、それによ
り決定された評価値に基づき油圧シリンダー指令値(又
は指令値変化量)を決定する為のメンバーシップ関数
(b部)を示す、線図。FIG. 4 is a membership function (part a) for evaluating measured values used for fuzzy control according to the present invention, and a hydraulic cylinder command value (or command value change amount) based on the evaluation value determined by the membership function. The diagram which shows the membership function (b part) for determining.
【図5】本発明における、バケット角度とスティック操
作流量制御弁への指令値との関係を示す、線図。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a bucket angle and a command value to a stick operation flow control valve in the present invention.
【図6】本発明における、測定値評価の為のメンバーシ
ップ関数と、それにより決定された評価値に基づき油圧
シリンダー指令値(又は指令値変化量)を決定する為の
メンバーシップ関数とを使用する際の、データ処理方法
の一例を示す、線図。FIG. 6 uses a membership function for evaluating a measured value and a membership function for determining a hydraulic cylinder command value (or command value change amount) based on the evaluation value determined by the present invention. A diagram showing an example of a data processing method when performing.
【図7】本発明における、バケットの位置と姿勢を測定
する基準を示す、概略図。FIG. 7 is a schematic view showing a standard for measuring the position and orientation of a bucket according to the present invention.
【図8】本発明による制御を組み込んだ、油圧ショベル
制御シーケンスの全体構成の概略を示す、フローチャー
ト。FIG. 8 is a flowchart showing an outline of the overall configuration of a hydraulic excavator control sequence incorporating the control according to the present invention.
1 下部走行体 2 上部旋回体 4 ブーム 5 スティック 6 バケット 7 油圧シリンダー 8 油圧シリンダー 9 油圧シリンダー 11 角度検出器 12 角度検出器 13 角度検出器 14 圧力検出器 15 圧力検出器 16 圧力検出器 50 制御装置 1 Lower Traveling Body 2 Upper Revolving Body 4 Boom 5 Stick 6 Bucket 7 Hydraulic Cylinder 8 Hydraulic Cylinder 9 Hydraulic Cylinder 11 Angle Detector 12 Angle Detector 13 Angle Detector 14 Pressure Detector 15 Pressure Detector 16 Pressure Detector 50 Control Device
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成7年5月17日[Submission date] May 17, 1995
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【特許請求の範囲】[Claims]
フロントページの続き (72)発明者 鮫島 誠 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内Front Page Continuation (72) Inventor Makoto Samejima 2-5-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Sanryo Heavy Industries Co., Ltd.
Claims (14)
ムを支持する旋回体と、旋回体をその上に搭載して地上
を走行する走行体と、を有する油圧ショベルであり、 地面を掘削するようバケットが地中を進行する掘削時に
バケットが地面から受ける掘削反力の大きさを測定する
装置と、 測定された掘削反力の大きさに応じてブームの旋回角度
を変化させ、測定された掘削反力が大きければ、ブーム
はバケットの進行方向を上方へ向かって偏向させる制御
装置と、を更に有する、油圧ショベル。1. A hydraulic excavator having a boom, a stick, a bucket, a revolving structure that supports the boom, and a traveling structure that travels on the ground with the revolving structure mounted thereon. The bucket excavates the ground. Device that measures the magnitude of the excavation reaction force that the bucket receives from the ground during excavation when the ground excavates, and the swing angle of the boom is changed according to the magnitude of the measured excavation reaction force to measure the excavation reaction force. If the force is large, the boom further includes a control device that deflects the traveling direction of the bucket upward.
する油圧シリンダーが伸長する力の大きさから測定され
る、請求項1に記載の油圧ショベル。2. The hydraulic excavator according to claim 1, wherein the digging reaction force is measured from the magnitude of the force of extension of the hydraulic cylinder that drives the stick during digging.
る油圧シリンダーが伸長する力の大きさから測定され
る、請求項1に記載の油圧ショベル。3. The hydraulic excavator according to claim 1, wherein the excavation reaction force is measured from the magnitude of the force of extension of the hydraulic cylinder that drives the bucket during excavation.
シリンダーへ供給される油圧流体の流量を制御する流量
制御弁の掘削時の開度と流量制御弁に供給される掘削時
の油圧の大きさとに於ける、スティックを駆動する油圧
シリンダーの所定の負荷に対して一義に定まる所定の変
位速度と、スティックを駆動する油圧シリンダーの掘削
時の実際の変位速度との差から測定される、請求項1に
記載の油圧ショベル。4. The excavation reaction force is a magnitude of an opening degree during excavation of a flow rate control valve that controls a flow rate of hydraulic fluid supplied to a hydraulic cylinder that drives a stick and a hydraulic pressure during excavation that is supplied to the flow rate control valve. And a predetermined displacement speed that is uniquely determined for a predetermined load of the hydraulic cylinder that drives the stick, and the actual displacement speed during excavation of the hydraulic cylinder that drives the stick. The hydraulic excavator according to Item 1.
リンダーへ供給される油圧流体の流量を制御する流量制
御弁の掘削時の開度と流量制御弁に供給される掘削時の
油圧の大きさとに於ける、バケットを駆動する油圧シリ
ンダーの所定の負荷に対して一義に定まる所定の変位速
度と、バケットを駆動する油圧シリンダーの掘削時の実
際の変位速度との差から測定される、請求項1に記載の
油圧ショベル。5. The excavation reaction force is a magnitude of an opening degree during excavation of a flow rate control valve that controls a flow rate of hydraulic fluid supplied to a hydraulic cylinder that drives a bucket and a hydraulic pressure during excavation that is supplied to the flow rate control valve. And a predetermined displacement speed that is uniquely determined for a predetermined load of the hydraulic cylinder that drives the bucket, and an actual displacement speed during excavation of the hydraulic cylinder that drives the bucket. The hydraulic excavator according to Item 1.
大きい時、ブームを上方へ付勢する加速度を伴って、バ
ケットの進行方向を上方へ向かって偏向させる、請求項
1に記載の油圧ショベル。6. The method according to claim 1, wherein when the measured excavation reaction force is larger than a predetermined excavation force, the traveling direction of the bucket is deflected upward with an acceleration that biases the boom upward. Hydraulic excavator.
ムは、バケットの進行方向を上方へ向かって、所定の程
度だけ、偏向させる、請求項1に記載の油圧ショベル。7. The hydraulic excavator according to claim 1, wherein when the measured excavation reaction force is large, the boom deflects the traveling direction of the bucket upward by a predetermined degree.
時、測定された掘削反力に応じてブームによりバケット
の進行方向を上方へ向かって偏向させることが防止され
る、請求項1に記載の油圧ショベル。8. The method according to claim 1, wherein when the bucket faces upward by a predetermined amount or more, the boom is prevented from deflecting the traveling direction of the bucket upward according to the measured excavation reaction force. Hydraulic excavator.
まで、スティックを駆動する油圧シリンダーへ供給され
る油圧流体の流量を制御する流量制御弁の掘削時の開度
は、ほぼ一定である、請求項1に記載の油圧ショベル。9. The opening degree during excavation of a flow control valve that controls the flow rate of hydraulic fluid supplied to a hydraulic cylinder that drives a stick is substantially constant until the bucket faces upward by a predetermined degree or more. The hydraulic excavator according to claim 1.
で旋回体に接近した時、測定された掘削反力に応じてブ
ームによりバケットの進行方向を上方へ向かって偏向さ
せることが防止される、請求項1に記載の油圧ショベ
ル。10. The boom is prevented from deflecting the traveling direction of the bucket upward in accordance with the measured excavation reaction force when the tip of the stick approaches the swing structure to a predetermined extent or more. The hydraulic excavator according to Item 1.
で旋回体に接近するまで、スティックを駆動する油圧シ
リンダーへ供給される油圧流体の流量を制御する流量制
御弁の掘削時の開度は、ほぼ一定である、請求項1に記
載の油圧ショベル。11. The opening degree at the time of excavation of the flow rate control valve for controlling the flow rate of the hydraulic fluid supplied to the hydraulic cylinder that drives the stick is substantially constant until the tip of the stick approaches the swinging body to a predetermined degree. The hydraulic excavator according to claim 1, which is constant.
長する力の大きさが所定の程度を越えた後に、制御装置
は、測定された掘削反力の大きさに応じてブームの旋回
角度を変化させ、測定された掘削力が大きければ、ブー
ムはバケットの進行方向を上方へ向かって偏向させる、
請求項1に記載の油圧ショベル。12. The control device changes the swing angle of the boom according to the magnitude of the measured excavation reaction force after the magnitude of the force for extending the hydraulic cylinder for driving the boom exceeds a predetermined level. If the measured excavation force is large, the boom will deflect the bucket's direction of travel upwards,
The hydraulic excavator according to claim 1.
り大きい時、ブームを上方へ付勢する加速度を伴って、
バケットの進行方向を上方へ向かって偏向させ、加速度
の大きさは、測定された掘削反力と所定の掘削力との差
に応じて変化される、請求項1に記載の油圧ショベル。13. When the measured excavation reaction force is larger than a predetermined excavation force, with the acceleration for urging the boom upward,
The hydraulic excavator according to claim 1, wherein the traveling direction of the bucket is deflected upward, and the magnitude of acceleration is changed according to the difference between the measured excavation reaction force and a predetermined excavation force.
り大きい時、ブームを上方へ付勢する加速度を伴って、
バケットの進行方向を上方へ向かって偏向させ、加速度
の大きさは、測定された掘削力と所定の掘削力との差の
時間進行に対する変化割合に応じて変化される、請求項
1に記載の油圧ショベル。14. When the measured excavation reaction force is larger than a predetermined excavation force, with the acceleration for urging the boom upward,
2. The bucket according to claim 1, wherein the traveling direction of the bucket is deflected upward, and the magnitude of the acceleration is changed according to a rate of change of a difference between the measured excavating force and a predetermined excavating force with respect to time progress. Hydraulic excavator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21748994A JPH0881977A (en) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | Hydraulic shovel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21748994A JPH0881977A (en) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | Hydraulic shovel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0881977A true JPH0881977A (en) | 1996-03-26 |
Family
ID=16705045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21748994A Withdrawn JPH0881977A (en) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | Hydraulic shovel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0881977A (en) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001032329A (en) * | 1999-06-24 | 2001-02-06 | Caterpillar Inc | Method and device for settling substance state |
| EP1798188A3 (en) * | 2005-12-14 | 2009-02-25 | Cargotec Patenter AB | Hydraulic crane |
| JP2011252338A (en) * | 2010-06-03 | 2011-12-15 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Construction machinery |
| JP2013002058A (en) * | 2011-06-13 | 2013-01-07 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Shovel |
| JP2016160718A (en) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 株式会社日立製作所 | Trajectory generator and work machine |
| JP2018111922A (en) * | 2017-01-06 | 2018-07-19 | オリエンタル白石株式会社 | Excavator |
| KR20190126792A (en) * | 2017-03-22 | 2019-11-12 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | Shovel, shovel management and support system |
| KR20200081376A (en) * | 2017-11-10 | 2020-07-07 | 스미토모 겐키 가부시키가이샤 | Shovel |
| WO2020194620A1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 日立建機株式会社 | Work machine |
| JP2022090088A (en) * | 2019-03-27 | 2022-06-16 | 日立建機株式会社 | Work machine |
| WO2023276421A1 (en) | 2021-06-29 | 2023-01-05 | 国立大学法人広島大学 | Construction machine |
-
1994
- 1994-09-12 JP JP21748994A patent/JPH0881977A/en not_active Withdrawn
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001032329A (en) * | 1999-06-24 | 2001-02-06 | Caterpillar Inc | Method and device for settling substance state |
| EP1798188A3 (en) * | 2005-12-14 | 2009-02-25 | Cargotec Patenter AB | Hydraulic crane |
| JP2011252338A (en) * | 2010-06-03 | 2011-12-15 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Construction machinery |
| JP2013002058A (en) * | 2011-06-13 | 2013-01-07 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Shovel |
| JP2016160718A (en) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 株式会社日立製作所 | Trajectory generator and work machine |
| JP2018111922A (en) * | 2017-01-06 | 2018-07-19 | オリエンタル白石株式会社 | Excavator |
| EP3604689A4 (en) * | 2017-03-22 | 2020-09-16 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | SHOVEL AND MANAGEMENT DEVICE AND SHOVEL SUPPORT DEVICE |
| KR20190126792A (en) * | 2017-03-22 | 2019-11-12 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | Shovel, shovel management and support system |
| US11788253B2 (en) | 2017-03-22 | 2023-10-17 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Shovel, and management apparatus and assist device for shovel |
| US12258730B2 (en) | 2017-03-22 | 2025-03-25 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Shovel, and management apparatus and assist device for shovel |
| KR20200081376A (en) * | 2017-11-10 | 2020-07-07 | 스미토모 겐키 가부시키가이샤 | Shovel |
| WO2020194620A1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 日立建機株式会社 | Work machine |
| CN112313380A (en) * | 2019-03-27 | 2021-02-02 | 日立建机株式会社 | Working machine |
| KR20210013143A (en) * | 2019-03-27 | 2021-02-03 | 히다찌 겐끼 가부시키가이샤 | Working machine |
| JPWO2020194620A1 (en) * | 2019-03-27 | 2021-09-13 | 日立建機株式会社 | Work machine |
| JP2022090088A (en) * | 2019-03-27 | 2022-06-16 | 日立建機株式会社 | Work machine |
| CN112313380B (en) * | 2019-03-27 | 2022-07-26 | 日立建机株式会社 | work machinery |
| US11970840B2 (en) | 2019-03-27 | 2024-04-30 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Work machine |
| WO2023276421A1 (en) | 2021-06-29 | 2023-01-05 | 国立大学法人広島大学 | Construction machine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3811190B2 (en) | Area-limited excavation control device for construction machinery | |
| US8156048B2 (en) | Adaptive payload monitoring system | |
| JPH0881977A (en) | Hydraulic shovel | |
| US8509999B2 (en) | Abnormal operation detection device | |
| WO1998011303A1 (en) | Dozing device for bulldozer | |
| WO2020049623A1 (en) | Work machine | |
| EP3730698B1 (en) | Work machine | |
| EP0900887A1 (en) | Controller of construction machine | |
| CN111801490A (en) | work vehicle | |
| JPH101968A (en) | Automatic trajectory control device for hydraulic construction machinery | |
| JP2003105795A (en) | Drilling control device of hydraulic shovel | |
| JP7269411B2 (en) | working machine | |
| JP7096425B2 (en) | Work machine | |
| JP7274671B2 (en) | excavator | |
| JPH08333769A (en) | Hydraulic shovel | |
| JPH09328774A (en) | Automatic track controller for hydraulic construction machine | |
| JP7169361B2 (en) | wheel loader | |
| JPH09203087A (en) | Construction machinery | |
| US20210324605A1 (en) | Blade control device for work machinery | |
| JPH0325126A (en) | Slope work control device for construction machinery | |
| US20250263910A1 (en) | Work machine with operator display | |
| JPH0791845B2 (en) | Bucket angle control method | |
| JPH05280067A (en) | Drilling control device for power shovel | |
| JP2005264486A (en) | Hydraulic control device for hydraulic shovel | |
| JPH07119180A (en) | Boom lowering operation control method for work machine and boom control device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011120 |