JP2021067174A

JP2021067174A - Shovel, and system of shovel

Info

Publication number: JP2021067174A
Application number: JP2021006985A
Authority: JP
Inventors: 哲司小野; Tetsuji Ono; 朗山口; Akira Yamaguchi
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2021-01-20
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2036-03-24
Also published as: JP7395521B2

Abstract

To provide a shovel which can enhance operability of a work performed while confirming a graphic image displayed on a display device.SOLUTION: A shovel includes: a lower traveling body 10, an upper turning body 11 which is turnably mounted on the lower traveling body 10; a work element 15 which is mounted on the upper turning body 11 and includes a boom 12, an arm 13 and a bucket 14; a display device 32 which displays a target shape 35 of an excavation object and the bucket 14 in such a mode that a relative positional relation therebetween can be recognized on a display screen 33; and a control device 50 which operates the work element according to an operation amount of the operation device 31. The control device 50 lowers sensitivity of the operation of the work element 15 with respect to the operation amount of the operation device 31 when the graphic image displayed on the display screen 33 is enlarged.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、ショベル等に関する。 This disclosure relates to excavators and the like.

近年、建設現場、土木現場における建設機械の情報技術（ＩＴ）化が進んでいる。例えば、掘削深さ、土塁の斜面の傾斜角等の様々な施工情報を、二次元的または三次元的にデータ化する。ショベル等の建設機械の表示画面に、データ化された施工情報が図形として表示される。オペレータは、表示画面に表示された施工情報を利用して、ショベル等の操作を行なうことができる。 In recent years, information technology (IT) for construction machinery has been promoted at construction sites and civil engineering sites. For example, various construction information such as excavation depth and inclination angle of the slope of the earthworks are converted into two-dimensional or three-dimensional data. The data-converted construction information is displayed as a figure on the display screen of a construction machine such as an excavator. The operator can operate the excavator or the like by using the construction information displayed on the display screen.

下記の特許文献１に開示された技術では、表示画面に目標とする地形と、ショベルのバケットとが表示される。オペレータは、表示画面に表示された目標とする地形と、バケットの位置とを確認しながら、精度よく掘削作業を行なうことができる。 In the technique disclosed in Patent Document 1 below, the target terrain and the bucket of the excavator are displayed on the display screen. The operator can perform the excavation work with high accuracy while confirming the target terrain displayed on the display screen and the position of the bucket.

特開２００１−９８５８５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-98585

本開示の目的は、表示装置に標示された図形を確認しながら行なう作業の操作性を高めることが可能なショベル等を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide an excavator or the like capable of improving the operability of work performed while checking a figure marked on a display device.

本開示の一実施形態では、
下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に搭載され、ブーム、アーム、及びバケットを含む作業要素と、
掘削対象物の目標形状と前記バケットとを、両者の相対位置関係を認識可能な態様で、表示画面に表示する表示装置と、
操作装置の操作量に応じて前記作業要素を動作させる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記表示画面に表示されている図形が拡大されると、前記操作装置の操作量に対する前記作業要素の動作の感度を低下させる、
ショベルが提供される。 In one embodiment of the disclosure,
With the lower running body,
An upper swivel body that is mounted on the lower traveling body so as to be swivel
Working elements mounted on the upper swing body, including booms, arms, and buckets,
A display device that displays the target shape of the excavation object and the bucket on the display screen in a manner that allows the relative positional relationship between the two to be recognized.
A control device that operates the work element according to the operation amount of the operation device is provided.
When the figure displayed on the display screen is enlarged, the control device reduces the sensitivity of the operation of the work element to the operation amount of the operation device.
Excavator is provided.

また、本開示の他の実施形態では、
ショベルのブーム、アーム、及びバケットを含む作業要素による掘削対象物の目標形状と前記バケットとを、両者の相対位置関係を認識可能な態様で、表示画面に表示し、
前記表示画面に表示されている図形が拡大されると、操作装置の操作量に対する前記作業要素の動作の感度を低下させる、
ショベルのシステムが提供される。 Also, in other embodiments of the present disclosure,
The target shape of the excavation object by the work element including the excavator boom, arm, and bucket and the bucket are displayed on the display screen in a manner in which the relative positional relationship between the two can be recognized.
When the figure displayed on the display screen is enlarged, the sensitivity of the operation of the work element to the operation amount of the operating device is reduced.
A shovel system is provided.

図形が拡大されると、操作装置の操作量に対する作業要素の動作の感度が低下するため、作業要素の位置決めが容易になり、作業性を高めることができる。 When the figure is enlarged, the sensitivity of the operation of the work element to the operation amount of the operating device decreases, so that the positioning of the work element becomes easy and the workability can be improved.

実施例によるショベルの側面図である。It is a side view of the excavator according to an embodiment. 実施例によるショベルの表示装置の正面図である。It is a front view of the display device of the excavator according to the Example. 表示装置の表示画面に表示されている拡大前の図形と、拡大後の図形とを示す図である。It is a figure which shows the figure before enlargement and the figure after enlargement displayed on the display screen of a display device. 実施例によるショベルのブロック図である。It is a block diagram of the excavator according to an embodiment. 図形の拡大率と作業要素の動作の感度との関係の一例示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the enlargement ratio of a figure, and the sensitivity of the movement of a work element. 操作装置の操作量と、パイロット圧指令信号の指令値との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the operation amount of the operation device, and the command value of a pilot pressure command signal. 図形拡大率と、エンジン回転数指令信号の指令値との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the figure enlargement ratio, and the command value of an engine speed command signal. 図形拡大率と、メインポンプの１回転当たりの吐出量との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the figure enlargement ratio, and the discharge amount per one rotation of a main pump. 他の実施例によるショベルにおける油圧アクチュエータのフィードバック制御を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the feedback control of the hydraulic actuator in the excavator by another Example. 図９に示した実施例によるショベルの操作量と油圧アクチュエータの動作速度との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the operating amount of an excavator and the operating speed of a hydraulic actuator according to the embodiment shown in FIG.

図１〜図８を参照して、実施例によるショベルについて説明する。 The excavator according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 8.

図１に、実施例によるショベルの側面図を示す。下部走行体１０に上部旋回体１１が旋回可能に搭載されている。上部旋回体１１に、掘削対象物を掘削する作業要素１５が搭載されている。作業要素１５は、上部旋回体１１に連結されたブーム１２、ブーム１２の先端に連結されたアーム１３、アーム１３の先端に連結されたバケット１４を含む。 FIG. 1 shows a side view of the excavator according to the embodiment. The upper swivel body 11 is mounted on the lower traveling body 10 so as to be swivelable. A work element 15 for excavating an excavation object is mounted on the upper swivel body 11. The working element 15 includes a boom 12 connected to the upper swing body 11, an arm 13 connected to the tip of the boom 12, and a bucket 14 connected to the tip of the arm 13.

ブーム１２は、ブームシリンダ１６によって上下方向に駆動される。アーム１３は、アームシリンダ１７によって駆動されることにより、ブーム１２に対して開閉動作を行う。バケット１４は、バケットシリンダ１８によって駆動されることにより、アーム１３に対して開閉動作を行う。ブームシリンダ１６、アームシリンダ１７、及びバケットシリンダ１８には、油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）が用いられる。 The boom 12 is driven in the vertical direction by the boom cylinder 16. The arm 13 is driven by the arm cylinder 17 to open and close the boom 12. The bucket 14 is driven by the bucket cylinder 18 to open and close the arm 13. A hydraulic actuator (hydraulic cylinder) is used for the boom cylinder 16, the arm cylinder 17, and the bucket cylinder 18.

ブーム１２、アーム１３、及びバケット１４に、それぞれ姿勢センサ２１、２２、及び２３が取り付けられている。姿勢センサ２１、２２、２３は、それぞれブーム１２、アーム１３、及びバケット１４の姿勢を検出する。一例として、姿勢センサ２１、２２、２３は、それぞれ水平面に対するブーム１２、アーム１３、バケット１４の角度を検出する。 Posture sensors 21, 22, and 23 are attached to the boom 12, arm 13, and bucket 14, respectively. The posture sensors 21, 22, and 23 detect the postures of the boom 12, the arm 13, and the bucket 14, respectively. As an example, the posture sensors 21, 22 and 23 detect the angles of the boom 12, the arm 13 and the bucket 14 with respect to the horizontal plane, respectively.

その他の構成として、姿勢センサ２１が上部旋回体１１の旋回軸に対するブーム１２の角度を検出し、姿勢センサ２２がブーム１２に対するアーム１３の角度を検出し、姿勢センサ２３がアーム１３に対するバケット１４の角度を検出するようにしてもよい。さらに、その他の構成として、姿勢センサ２１、２２、２３が、それぞれブームシリンダ１６、アームシリンダ１７、及びバケットシリンダ１８の伸縮長を検出するようにしてもよい。 As another configuration, the posture sensor 21 detects the angle of the boom 12 with respect to the swivel axis of the upper swing body 11, the posture sensor 22 detects the angle of the arm 13 with respect to the boom 12, and the posture sensor 23 detects the angle of the arm 13 with respect to the arm 13. The angle may be detected. Further, as another configuration, the posture sensors 21, 22, and 23 may detect the expansion and contraction lengths of the boom cylinder 16, the arm cylinder 17, and the bucket cylinder 18, respectively.

上部旋回体１１にキャビン３０が搭載されている。キャビン３０内に操作装置３１及び表示装置３２が配置されている。キャビン３０にオペレータが搭乗し、操作装置３１を操作して作業要素１５を動作させることにより、掘削作業等が行われる。表示装置３２は、掘削作業時に参照されるガイダンス情報を図形として表示する。 The cabin 30 is mounted on the upper swing body 11. An operating device 31 and a display device 32 are arranged in the cabin 30. The excavation work or the like is performed by the operator boarding the cabin 30 and operating the operation device 31 to operate the work element 15. The display device 32 displays the guidance information referred to during the excavation work as a graphic.

図２に、表示装置３２の正面図を示す。表示装置３２は、図形を表示する表示画面３３、及び表示画面３３に表示されている図形の拡大縮小の指示を入力する入力装置３４を含む。表示画面３３に、掘削対象物の目標形状３５と、作業要素１５とが、両者の相対位置関係を認識可能な態様で、図形として表示される。入力装置３４は、例えば、図形の拡大を指示する拡大ボタンと、図形の縮小を指示する縮小ボタンとで構成される。その他の構成として、表示画面３３にタッチパネルを用い、このタッチパネルを入力装置として使用してもよい。この場合、表示画面３３に拡大ボタンと縮小ボタンとを表示してもよいし、ピンチアウト操作とピンチイン操作とによって、拡大縮小を指示するようにしてもよい。 FIG. 2 shows a front view of the display device 32. The display device 32 includes a display screen 33 for displaying a figure and an input device 34 for inputting an instruction for enlargement / reduction of the figure displayed on the display screen 33. On the display screen 33, the target shape 35 of the excavation object and the work element 15 are displayed as figures in a manner in which the relative positional relationship between the two can be recognized. The input device 34 is composed of, for example, an enlargement button for instructing the enlargement of the figure and a reduction button for instructing the reduction of the figure. As another configuration, a touch panel may be used for the display screen 33, and this touch panel may be used as an input device. In this case, the enlargement button and the reduction button may be displayed on the display screen 33, or the enlargement / reduction may be instructed by the pinch-out operation and the pinch-in operation.

表示装置３２は、さらに、キャリブレーションボタン３６を有する。バケット１４（図１）の先端を掘削対象物の基準点に位置させた状態でキャリブレーションボタン３６を押すことにより、表示画面３３内の目標形状３５と作業要素１５との相対位置関係のキャリブレーションを行うことができる。 The display device 32 further includes a calibration button 36. By pressing the calibration button 36 with the tip of the bucket 14 (FIG. 1) positioned at the reference point of the excavation object, the relative positional relationship between the target shape 35 and the work element 15 in the display screen 33 can be calibrated. It can be performed.

図３に、表示画面３３に表示されている拡大前の図形と、拡大後の図形とを示す。図３の上図に拡大前の画像が示されており、下図に拡大後の画像が示されている。図形を拡大する前の表示画面３３には、作業要素１５を含むショベル全体の図形と、目標形状３５とが表示されている。入力装置３４（図１）を操作して図形の拡大が指示されると、表示画面３３に表示されている図形が拡大されるとともに、バケット１４の先端が表示画面３３内に表示されるように、自動的に、拡大図形のパンニングが行われる。ここで、「パンニング」とは、表示画面３３に入りきらない大きな図形（または画像）を上下左右に移動させて、図形の特定部分を表示画面３３に表示することを意味する。 FIG. 3 shows a figure before enlargement and a figure after enlargement displayed on the display screen 33. The upper figure of FIG. 3 shows the image before enlargement, and the lower figure shows the image after enlargement. On the display screen 33 before enlarging the figure, the figure of the entire excavator including the work element 15 and the target shape 35 are displayed. When the input device 34 (FIG. 1) is operated to instruct the enlargement of the figure, the figure displayed on the display screen 33 is enlarged and the tip of the bucket 14 is displayed in the display screen 33. , The enlarged figure is automatically panned. Here, "panning" means moving a large figure (or image) that does not fit on the display screen 33 up, down, left, and right to display a specific part of the figure on the display screen 33.

次に、図３に示した拡大前の図形から、図形拡大率を徐々に大きくする場合について説明する。拡大前の図形の中心位置が表示画面３３内で変位しない条件で図形が徐々に拡大されると、まず、ショベルの後端及びクローラの後輪が表示画面３３から外れる。このとき、バケット１４の先端は、表示画面３３内の周縁部に表示される。拡大前の図形の中心位置が変位しない条件で、さらに図形拡大率を大きくすると、バケット１４の先端が表示画面３３から外れてしまう。実施例においては、拡大された図形をパンニングすることにより、バケット１４の先端が表示画面３３に表示された状態が維持される。なお、図形拡大率を徐々に大きくする途中段階において、表示画面３３の中心を含むある領域（中心近傍領域）内にバケット１４の先端が継続して表示されるように、図形拡大率に応じて少しずつパンニングを行ってもよい。 Next, a case where the figure enlargement ratio is gradually increased from the figure before enlargement shown in FIG. 3 will be described. When the figure is gradually enlarged under the condition that the center position of the figure before enlargement is not displaced in the display screen 33, the rear end of the excavator and the rear wheel of the crawler are first removed from the display screen 33. At this time, the tip of the bucket 14 is displayed on the peripheral edge of the display screen 33. If the enlargement ratio of the figure is further increased under the condition that the center position of the figure before enlargement is not displaced, the tip of the bucket 14 will be displaced from the display screen 33. In the embodiment, by panning the enlarged figure, the state in which the tip of the bucket 14 is displayed on the display screen 33 is maintained. In the middle of gradually increasing the graphic enlargement ratio, the tip of the bucket 14 is continuously displayed in a certain area (area near the center) including the center of the display screen 33 according to the graphic enlargement ratio. Panning may be performed little by little.

拡大図形のパンニングを行うことにより、図形拡大時、及び拡大途中段階にも、オペレータは、バケット１４の先端と目標形状３５との相対位置関係を視認することができる。これにより、バケット１４の先端と目標形状３５との相対位置関係を確認しながら掘削作業を行うことができる。 By panning the enlarged figure, the operator can visually recognize the relative positional relationship between the tip of the bucket 14 and the target shape 35 even when the figure is enlarged and during the expansion. As a result, the excavation work can be performed while confirming the relative positional relationship between the tip of the bucket 14 and the target shape 35.

図４に、実施例によるショベルのブロック図を示す。エンジン６８から出力される動力により、メインポンプ６９が駆動される。メインポンプ６９から吐出された作動油が、コントロールバルブ７０に供給される。コントロールバルブ７０は、制御装置５０からの指令に基づいて、作動油を、複数の油圧アクチュエータに分配する。複数の油圧アクチュエータには、ブームシリンダ１６、アームシリンダ１７、バケットシリンダ１８、旋回油圧モータ８０、右走行油圧モータ８１、左走行油圧モータ８２が含まれる。旋回油圧モータ８０は、上部旋回体１１（図１）を旋回させる。右走行油圧モータ８１及び左走行油圧モータ８２は、それぞれ下部走行体１０の右及び左のクローラを駆動する。 FIG. 4 shows a block diagram of the excavator according to the embodiment. The main pump 69 is driven by the power output from the engine 68. The hydraulic oil discharged from the main pump 69 is supplied to the control valve 70. The control valve 70 distributes hydraulic oil to a plurality of hydraulic actuators based on a command from the control device 50. The plurality of hydraulic actuators include a boom cylinder 16, an arm cylinder 17, a bucket cylinder 18, a swivel hydraulic motor 80, a right traveling hydraulic motor 81, and a left traveling hydraulic motor 82. The swivel hydraulic motor 80 swivels the upper swivel body 11 (FIG. 1). The right traveling hydraulic motor 81 and the left traveling hydraulic motor 82 drive the right and left crawlers of the lower traveling body 10, respectively.

操作装置３１から操作装置３１の操作量を表す信号Ｓ１が、制御装置５０の操作量検出部５１に入力される。信号Ｓ１は、電気信号であってもよいし、油圧信号であってもよい。操作量検出部５１は、入力された信号Ｓ１に基づいて操作量データＤ１を生成する。 A signal S1 representing the operation amount of the operation device 31 is input from the operation device 31 to the operation amount detection unit 51 of the control device 50. The signal S1 may be an electric signal or a hydraulic signal. The manipulated variable detection unit 51 generates the manipulated variable data D1 based on the input signal S1.

図形表示感度生成部５２が、制御装置５０の記憶装置に予め記憶されている施工データ５３に基づいて、掘削対象物の目標形状３５（図２）を求め、表示装置３２の表示画面３３に表示する。さらに、ショベルの現在位置情報に基づいて、作業要素１５（図１）を含むショベルの図形を表示画面３３に表示する。 The graphic display sensitivity generation unit 52 obtains the target shape 35 (FIG. 2) of the excavation object based on the construction data 53 stored in advance in the storage device of the control device 50, and displays it on the display screen 33 of the display device 32. To do. Further, based on the current position information of the excavator, the excavator figure including the work element 15 (FIG. 1) is displayed on the display screen 33.

姿勢センサ２１、２２、２３の検出値Ｓ２が、制御装置５０の図形表示感度生成部５２に入力される。図形表示感度生成部５２は、姿勢センサ２１、２２、２３の検出値Ｓ２に基づいて作業要素１５の現時点の姿勢を算出する。表示画面３３に表示されるショベルの作業要素１５の図形には、現時点の作業要素１５の姿勢が反映される。 The detected values S2 of the posture sensors 21, 22, and 23 are input to the graphic display sensitivity generation unit 52 of the control device 50. The graphic display sensitivity generation unit 52 calculates the current posture of the work element 15 based on the detected values S2 of the posture sensors 21, 22, and 23. The current posture of the work element 15 is reflected in the figure of the work element 15 of the excavator displayed on the display screen 33.

バケット１４の先端の位置を掘削対象物の基準点に合わせた状態で、キャリブレーションボタン３６（図２）を操作することにより、目標形状３５と作業要素１５との相対位置関係を較正してもよい。 Even if the relative positional relationship between the target shape 35 and the work element 15 is calibrated by operating the calibration button 36 (FIG. 2) with the position of the tip of the bucket 14 aligned with the reference point of the excavation object. Good.

図形表示感度生成部５２は、さらに、現時点の図形の拡大率に基づいて、作業要素の動作の感度データＤ２を生成する。ここで、「作業要素の動作の感度」とは、操作装置３１の操作量の変化に対する作業要素１５の先端（バケット１４の先端）の移動の度合いを意味する。作業要素１５の動作の感度データＤ２が大きい場合には、小さい場合に比べて、操作量の変化が小さくても作業要素１５の先端の移動量が大きくなる。逆に、作業要素１５の動作の感度データＤ２が小さい場合には、大きい場合に比べて、操作量の変化が大きくても作業要素１５の先端の移動量が小さくなる。 The figure display sensitivity generation unit 52 further generates sensitivity data D2 of the operation of the work element based on the enlargement ratio of the figure at the present time. Here, the "sensitivity of the operation of the work element" means the degree of movement of the tip of the work element 15 (the tip of the bucket 14) with respect to a change in the operation amount of the operation device 31. When the sensitivity data D2 of the operation of the work element 15 is large, the amount of movement of the tip of the work element 15 is large even if the change in the operation amount is small, as compared with the case where it is small. On the contrary, when the sensitivity data D2 of the operation of the work element 15 is small, the movement amount of the tip of the work element 15 is small even if the change in the operation amount is large, as compared with the case where the sensitivity data D2 is large.

図５に、図形の拡大率と作業要素の動作の感度との関係を定義するグラフの一例を示す。横軸は図形拡大率を表し、縦軸は作業要素の動作の感度を表す。図形拡大率が大きくなるに従って作業要素の動作の感度が低下する。 FIG. 5 shows an example of a graph that defines the relationship between the enlargement ratio of a figure and the sensitivity of movement of a work element. The horizontal axis represents the figure enlargement ratio, and the vertical axis represents the sensitivity of the movement of the work element. As the figure enlargement ratio increases, the sensitivity of the movement of the work element decreases.

制御装置５０（図４）のパイロット圧指令生成部５４が、操作量データＤ１と感度データＤ２とに基づいて、パイロット圧指令信号Ｓ３を生成する。パイロット圧指令信号Ｓ３は、油圧アクチュエータごとに生成される。 The pilot pressure command generation unit 54 of the control device 50 (FIG. 4) generates the pilot pressure command signal S3 based on the manipulated variable data D1 and the sensitivity data D2. The pilot pressure command signal S3 is generated for each hydraulic actuator.

パイロット圧制御弁６０が、パイロット圧指令信号Ｓ３を受けて、１次側パイロット圧（パイロットポンプの吐出圧）を２次側パイロット圧に変換することにより、油圧信号Ｐ３を生成する。制御回路６１が、油圧信号Ｐ３に基づいて、コントロールバルブ７０の開度を制御する。これにより、各油圧アクチュエータに供給される作動油の流量が制御される。 The pilot pressure control valve 60 receives the pilot pressure command signal S3 and converts the primary side pilot pressure (discharge pressure of the pilot pump) into the secondary side pilot pressure to generate the hydraulic signal P3. The control circuit 61 controls the opening degree of the control valve 70 based on the hydraulic signal P3. As a result, the flow rate of the hydraulic oil supplied to each hydraulic actuator is controlled.

制御装置５０のエンジン回転数指令生成部５６に、スロットルボリューム３７の設定値が入力される。エンジン回転数指令生成部５６は、スロットルボリューム３７の設定値、操作量データＤ１、及び感度データＤ２に基づいて、エンジン回転数指令信号Ｓ４を生成する。エンジンコントロールユニット６７が、エンジン回転数指令信号Ｓ４を受けて、エンジン６８の回転数が指令値に近づくように、エンジン６８を制御する。 The set value of the throttle volume 37 is input to the engine speed command generation unit 56 of the control device 50. The engine speed command generation unit 56 generates the engine speed command signal S4 based on the set value of the throttle volume 37, the operation amount data D1, and the sensitivity data D2. The engine control unit 67 receives the engine rotation speed command signal S4 and controls the engine 68 so that the rotation speed of the engine 68 approaches the command value.

制御装置５０のポンプ馬力指令生成部５５が、操作量データＤ１と感度データＤ２とに基づいて、馬力制御信号Ｓ５を生成する。馬力制御弁６４が、馬力制御信号Ｓ５を受けて、１次側パイロット圧を２次側パイロット圧に変換することにより、メインポンプ６９の馬力制御に用いられる油圧信号Ｐ５を生成する。 The pump horsepower command generation unit 55 of the control device 50 generates the horsepower control signal S5 based on the manipulated variable data D1 and the sensitivity data D2. The horsepower control valve 64 receives the horsepower control signal S5 and converts the primary side pilot pressure into the secondary side pilot pressure to generate a hydraulic signal P5 used for horsepower control of the main pump 69.

制御回路６５が、油圧信号Ｐ５を受けて、メインポンプ６９の斜板傾転角を制御する。これにより、メインポンプ６９の１回転当たりの吐出量を増減させることができる。 The control circuit 65 receives the flood control signal P5 and controls the swash plate tilt angle of the main pump 69. As a result, the discharge amount per rotation of the main pump 69 can be increased or decreased.

次に、図６〜図８を参照して、感度データＤ２に基づいて、作業要素１５の先端の移動の度合いを変化させる方法について、３種類の例を挙げて説明する。 Next, with reference to FIGS. 6 to 8, a method of changing the degree of movement of the tip of the working element 15 based on the sensitivity data D2 will be described with reference to three types of examples.

図６に示した例では、パイロット圧指令生成部５４（図４）が生成するパイロット圧指令信号Ｓ３の指令値を感度データＤ２に応じて変化させることにより、作業要素１５の先端の移動の度合いを変化させる。 In the example shown in FIG. 6, the degree of movement of the tip of the work element 15 by changing the command value of the pilot pressure command signal S3 generated by the pilot pressure command generation unit 54 (FIG. 4) according to the sensitivity data D2. To change.

図６は、操作装置３１（図４）の操作量と、パイロット圧指令信号Ｓ３の指令値との関係の一例を示す。横軸は操作量を表し、縦軸はパイロット圧指令信号Ｓ３の指令値を表す。操作量とパイロット圧指令信号Ｓ３との関係が、図形の拡大率ごとに定義されている。操作量が不感帯の上限を超えると、操作量の増加に伴って、パイロット圧指令信号Ｓ３が増加する。図形の拡大率が大きくなると、操作量に対するパイロット圧指令信号Ｓ３の傾きが小さくなる。言い換えると、図形の拡大率が大きくなると、操作量の変動に対するパイロット圧指令信号Ｓ３の変動の割合が小さくなる。 FIG. 6 shows an example of the relationship between the operating amount of the operating device 31 (FIG. 4) and the command value of the pilot pressure command signal S3. The horizontal axis represents the manipulated variable, and the vertical axis represents the command value of the pilot pressure command signal S3. The relationship between the manipulated variable and the pilot pressure command signal S3 is defined for each enlargement ratio of the figure. When the operation amount exceeds the upper limit of the dead zone, the pilot pressure command signal S3 increases as the operation amount increases. As the enlargement ratio of the figure increases, the inclination of the pilot pressure command signal S3 with respect to the manipulated variable decreases. In other words, as the enlargement ratio of the figure increases, the ratio of the fluctuation of the pilot pressure command signal S3 to the fluctuation of the manipulated variable decreases.

パイロット圧指令信号Ｓ３の変動が小さくなると、油圧アクチュエータに供給される作動油の流量の変動も小さくなる。これにより、操作装置３１の操作量の変化に対する作業要素１５の先端の移動の度合いが小さくなる。言い換えると、作業要素１５の先端の移動の感度が低下する。 When the fluctuation of the pilot pressure command signal S3 becomes small, the fluctuation of the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator also becomes small. As a result, the degree of movement of the tip of the work element 15 with respect to the change in the operation amount of the operation device 31 is reduced. In other words, the sensitivity of movement of the tip of the working element 15 is reduced.

図７に示した例では、エンジン回転数指令生成部５６（図４）が生成するエンジン回転数指令信号Ｓ４の指令値を感度データＤ２に応じて変化させることにより、作業要素１５の先端の移動の度合いを変化させる。 In the example shown in FIG. 7, the tip of the work element 15 is moved by changing the command value of the engine speed command signal S4 generated by the engine speed command generation unit 56 (FIG. 4) according to the sensitivity data D2. Change the degree of.

図７は、図形の拡大率と、エンジン回転数指令の補正係数を単位「％」で表す。通常のショベルにおいて、エンジン回転数の指令値は、オペレータがスロットルボリューム３７（図４）を操作することにより設定される。スロットルボリューム３７で設定された指令値に一致するように、エンジン６８の回転数が制御される。 In FIG. 7, the enlargement ratio of the figure and the correction coefficient of the engine speed command are represented by the unit “%”. In a normal excavator, the command value of the engine speed is set by the operator operating the throttle volume 37 (FIG. 4). The rotation speed of the engine 68 is controlled so as to match the command value set by the throttle volume 37.

図７に示した例では、図形拡大率が最も小さいときのエンジン回転数の補正係数が１００％であり、図形拡大率が大きくなるに従って、エンジン回転数の補正係数が小さくなっている。エンジン回転数指令生成部５６（図４）は、スロットルボリューム３７で設定されたエンジン回転数の指令値に、図７から求まる補正係数を乗じることにより、エンジン回転数指令信号Ｓ４を生成する。このため、図形の拡大率が大きくなるに従って、エンジン回転数指令信号Ｓ４の指令値が低下する。その結果、メインポンプ６９（図４）からの作動油の吐出量が少なくなり、操作装置３１の操作量の変化に対する作業要素１５の先端の移動の度合いが小さくなる。言い換えると、作業要素１５の先端の移動の感度が低下する。 In the example shown in FIG. 7, the correction coefficient of the engine speed is 100% when the figure enlargement ratio is the smallest, and the correction coefficient of the engine speed decreases as the figure enlargement ratio increases. The engine speed command generation unit 56 (FIG. 4) generates the engine speed command signal S4 by multiplying the command value of the engine speed set by the throttle volume 37 by the correction coefficient obtained from FIG. 7. Therefore, as the enlargement ratio of the figure increases, the command value of the engine speed command signal S4 decreases. As a result, the amount of hydraulic oil discharged from the main pump 69 (FIG. 4) is reduced, and the degree of movement of the tip of the working element 15 with respect to the change in the operating amount of the operating device 31 is reduced. In other words, the sensitivity of movement of the tip of the working element 15 is reduced.

図８に示した例では、ポンプ馬力指令生成部５５（図４）が生成する馬力制御信号Ｓ５の指令値を感度データＤ２に応じて変化させることにより、作業要素１５の先端の移動の度合いを変化させる。馬力制御信号Ｓ５の指令値が大きくなると、メインポンプ６９（図４）の１回転当たりの吐出量が多くなる。 In the example shown in FIG. 8, the degree of movement of the tip of the work element 15 is determined by changing the command value of the horsepower control signal S5 generated by the pump horsepower command generation unit 55 (FIG. 4) according to the sensitivity data D2. Change. As the command value of the horsepower control signal S5 increases, the discharge amount per rotation of the main pump 69 (FIG. 4) increases.

図８は、図形拡大率と、メインポンプ６９の１回転当たりの吐出量との関係の一例を示す。横軸は図形の拡大率を表し、縦軸はメインポンプ６９の１回転当たりの吐出量を表す。操作量が同一であっても、図形の拡大率が大きくなるに従って、メインポンプ６９の１回転当たりの吐出量が少なくなる。その結果、操作装置３１の操作量の変化に対する作業要素１５の先端の移動の度合いが小さくなる。言い換えると、作業要素１５の先端の移動の感度が低下する。 FIG. 8 shows an example of the relationship between the graphic enlargement ratio and the discharge amount per rotation of the main pump 69. The horizontal axis represents the enlargement ratio of the figure, and the vertical axis represents the discharge amount per rotation of the main pump 69. Even if the operation amount is the same, the discharge amount per rotation of the main pump 69 decreases as the enlargement ratio of the figure increases. As a result, the degree of movement of the tip of the work element 15 with respect to the change in the operation amount of the operation device 31 becomes small. In other words, the sensitivity of movement of the tip of the working element 15 is reduced.

次に、上記実施例の優れた効果について説明する。 Next, the excellent effect of the above embodiment will be described.

表示画面３３（図３）に表示されている図形が拡大された状態でも、作業要素１５の動作の感度が不変である場合、操作装置３１の操作量がわずかであっても、バケット１４の先端が表示画面３３内で大きく移動してしまう。図形が拡大されたとき作業要素１５の動作の感度を低下させると、表示画面３３内におけるバケット１４の先端の移動量が小さくなる。このため、オペレータが表示画面３３を見ながら操作を行う場合に、図形の拡大時においてオペレータに与える違和感を軽減することができる。 If the sensitivity of the operation of the work element 15 does not change even when the figure displayed on the display screen 33 (FIG. 3) is enlarged, the tip of the bucket 14 is the tip of the bucket 14 even if the operation amount of the operation device 31 is small. Will move significantly within the display screen 33. When the sensitivity of the operation of the work element 15 is reduced when the figure is enlarged, the amount of movement of the tip of the bucket 14 in the display screen 33 is reduced. Therefore, when the operator operates while looking at the display screen 33, it is possible to reduce the discomfort given to the operator when the figure is enlarged.

オペレータがバケット１４の先端の位置精度を高めて作業を行いたい場合に、表示画面３３に表示されている図形を拡大すると考えられる。図形の拡大率が大きくなって作業要素１５の動作の感度が低下すると、バケット１４の先端を高精度に位置決めすることが容易になる。このため、オペレータの意図する通りの操作感が得られる。 When the operator wants to improve the position accuracy of the tip of the bucket 14 to perform the work, it is considered that the figure displayed on the display screen 33 is enlarged. When the enlargement ratio of the figure increases and the sensitivity of the operation of the work element 15 decreases, it becomes easy to position the tip of the bucket 14 with high accuracy. Therefore, a feeling of operation as intended by the operator can be obtained.

図６に示したパイロット圧指令信号Ｓ３の指令値によって作業要素１５の動作の感度を調整する方法、図７に示したエンジン回転数指令信号Ｓ４の指令値によって作業要素１５の動作の感度を調整する方法、及び図８に示した馬力制御信号Ｓ５の指令値によって作業要素１５の動作の感度を調整する方法の３種類の方法を併用してもよい。 A method of adjusting the operation sensitivity of the work element 15 by the command value of the pilot pressure command signal S3 shown in FIG. 6, and adjusting the operation sensitivity of the work element 15 by the command value of the engine speed command signal S4 shown in FIG. A method of adjusting the sensitivity of the operation of the work element 15 according to the command value of the horsepower control signal S5 shown in FIG. 8 may be used in combination.

次に、図９及び図１０を参照して、他の実施例について説明する。以下、図１〜図８に示した実施例との相違点について説明し、共通の構成については説明を省略する。図１〜図８に示した実施例では、作業要素１５の制御に開ループ制御が適用される。これに対し、本実施例では、作業要素１５の制御に閉ループ制御が適用される。 Next, another embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10. Hereinafter, the differences from the examples shown in FIGS. 1 to 8 will be described, and the description of the common configuration will be omitted. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 8, open loop control is applied to the control of the work element 15. On the other hand, in this embodiment, the closed loop control is applied to the control of the work element 15.

図９に、本実施例によるショベルにおける油圧アクチュエータのフィードバック制御のブロック図を示す。図９では、油圧アクチュエータとしてブームシリンダ１６が示されているが、その他の油圧アクチュエータの制御も、ブームシリンダ１６の制御と同様である。 FIG. 9 shows a block diagram of feedback control of the hydraulic actuator in the excavator according to the present embodiment. Although the boom cylinder 16 is shown as the hydraulic actuator in FIG. 9, the control of the other hydraulic actuators is the same as the control of the boom cylinder 16.

ブームシリンダ１６に供給される作動油の流路に流量センサ５７が取り付けられている。流量センサ５７の検出値が制御装置５０のパイロット圧指令生成部５４にフィードバックされる。パイロット圧指令生成部５４は、操作量データＤ１及び感度データＤ２に基づいてブームシリンダ１６の動作速度の目標値を算出する。操作量データＤ１と動作速度の目標値との関係は、予め対応表で定義しておいてもよいし、関数で定義しておいてもよい。 A flow rate sensor 57 is attached to the flow path of the hydraulic oil supplied to the boom cylinder 16. The detected value of the flow rate sensor 57 is fed back to the pilot pressure command generation unit 54 of the control device 50. The pilot pressure command generation unit 54 calculates a target value of the operating speed of the boom cylinder 16 based on the manipulated variable data D1 and the sensitivity data D2. The relationship between the manipulated variable data D1 and the target value of the operating speed may be defined in advance in the correspondence table or may be defined by the function.

パイロット圧指令生成部５４は、ブームシリンダ１６に供給される作動油の流量に基づいて、ブームシリンダ１６の動作速度を算出する。動作速度の算出値が、動作速度の目標値に一致するように、パイロット圧指令信号Ｓ３の指令値が決定される。このように、閉ループ制御を行うことにより、オペレータは、油圧アクチュエータを意図したとおりの動作速度で動作させることができる。 The pilot pressure command generation unit 54 calculates the operating speed of the boom cylinder 16 based on the flow rate of the hydraulic oil supplied to the boom cylinder 16. The command value of the pilot pressure command signal S3 is determined so that the calculated value of the operating speed matches the target value of the operating speed. By performing the closed loop control in this way, the operator can operate the hydraulic actuator at the intended operating speed.

図１０に、操作量と油圧アクチュエータの動作速度との関係の一例を示す。横軸は操作量を表し、縦軸は油圧アクチュエータの動作速度を表す。操作量が大きくなるにしたがって、油圧アクチュエータの動作速度が速くなる。図形の拡大率が大きくに従って、操作量に対する油圧アクチュエータの動作速度の傾きが小さくなる。操作量が同一である場合、図形の拡大率が大きい程、油圧アクチュエータの動作速度が遅くなる。その結果、操作装置３１の操作量の変化に対する作業要素１５の先端の移動の度合いが小さくなる。言い換えると、作業要素１５の先端の移動の感度が低下する。 FIG. 10 shows an example of the relationship between the operating amount and the operating speed of the hydraulic actuator. The horizontal axis represents the amount of operation, and the vertical axis represents the operating speed of the hydraulic actuator. As the amount of operation increases, the operating speed of the hydraulic actuator increases. As the enlargement ratio of the figure increases, the slope of the operating speed of the hydraulic actuator with respect to the amount of operation decreases. When the amount of operation is the same, the larger the enlargement ratio of the figure, the slower the operating speed of the hydraulic actuator. As a result, the degree of movement of the tip of the work element 15 with respect to the change in the operation amount of the operation device 31 becomes small. In other words, the sensitivity of movement of the tip of the working element 15 is reduced.

図９及び図１０に示した実施例においても、図１〜図８に示した実施例と同様に、オペレータが表示画面３３を見ながら操作を行う場合に、オペレータに与える違和感を軽減することができるとともに、オペレータの意図する通りの操作感が得られる。 In the examples shown in FIGS. 9 and 10, similarly to the examples shown in FIGS. 1 to 8, when the operator operates while looking at the display screen 33, the discomfort given to the operator can be reduced. At the same time, the operation feeling as intended by the operator can be obtained.

上記実施例では、表示画面３３（図２）に表示される目標形状３５が、掘削対象物の目標とする表面と、鉛直平面と交線で定義されていた。すなわち、鉛直平面内における二次元の図形で、目標形状３５が表示画面３３に表示されていた。 In the above embodiment, the target shape 35 displayed on the display screen 33 (FIG. 2) is defined by the target surface of the excavation object, the vertical plane, and the line of intersection. That is, the target shape 35 was displayed on the display screen 33 as a two-dimensional figure in the vertical plane.

掘削対象物の目標形状を定義する施工データ５３（図４）は、本来三次元画像データである。表示画面３３に、この３次元画像データに基づいて、目標形状３５を三次元画像として表示してもよい。この場合に、三次元画像の拡大率に基づいて、作業要素の１５の動作の感度を調整してもよい。 The construction data 53 (FIG. 4) that defines the target shape of the excavation object is originally three-dimensional image data. The target shape 35 may be displayed as a three-dimensional image on the display screen 33 based on the three-dimensional image data. In this case, the sensitivity of the 15 movements of the working element may be adjusted based on the magnification of the three-dimensional image.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 Although the present invention has been described above with reference to Examples, the present invention is not limited thereto. For example, it will be obvious to those skilled in the art that various changes, improvements, combinations, etc. are possible.

１０下部走行体
１１上部旋回体
１２ブーム
１３アーム
１４バケット
１５作業要素
１６ブームシリンダ
１７アームシリンダ
１８バケットシリンダ
２１、２２、２３姿勢センサ
３０キャビン
３１操作装置
３２表示装置
３３表示画面
３４入力装置
３５掘削対象物の目標形状
３６キャリブレーションボタン
３７スロットルボリューム
５０制御装置
５１操作量検出部
５２図形表示感度生成部
５３施工データ
５４パイロット圧指令生成部
５５ポンプ馬力指令生成部
５６エンジン回転数指令生成部
５７流量センサ
６０パイロット圧制御弁
６１制御回路
６４馬力制御弁
６５制御回路
６７エンジンコントロールユニット
６８エンジン
６９メインポンプ
７０コントロールバルブ
８０旋回油圧モータ
８１右走行油圧モータ
８２左走行油圧モータ
Ｄ１操作量データ
Ｄ２感度データ
Ｐ３、Ｐ５油圧信号
Ｓ１操作量を表す信号
Ｓ２姿勢センサの検出値
Ｓ３パイロット圧指令信号
Ｓ４エンジン回転数指令信号
Ｓ５馬力制御信号 10 Lower traveling body 11 Upper swivel body 12 Boom 13 Arm 14 Bucket 15 Working element 16 Boom cylinder 17 Arm cylinder 18 Bucket cylinder 21, 22, 23 Attitude sensor 30 Cabin 31 Operating device 32 Display device 33 Display screen 34 Input device 35 Excavation target Target shape of object 36 Calibration button 37 Throttle volume 50 Control device 51 Operation amount detection unit 52 Graphic display sensitivity generation unit 53 Construction data 54 Pilot pressure command generation unit 55 Pump horsepower command generation unit 56 Engine rotation speed command generation unit 57 Flow sensor 60 Pilot pressure control valve 61 Control circuit 64 Horsepower control valve 65 Control circuit 67 Engine control unit 68 Engine 69 Main pump 70 Control valve 80 Swing hydraulic motor 81 Right traveling hydraulic motor 82 Left traveling hydraulic motor D1 Operation amount data D2 Sensitivity data P3, P5 Hydraulic signal S1 Signal indicating the amount of operation S2 Detected value of the attitude sensor S3 Pilot pressure command signal S4 Engine rotation speed command signal S5 Horsepower control signal

Claims

With the lower running body,
An upper swivel body that is mounted on the lower traveling body so as to be swivel
Working elements mounted on the upper swing body, including booms, arms, and buckets,
A display device that displays the target shape of the excavation object and the bucket on the display screen in a manner that allows the relative positional relationship between the two to be recognized.
A control device that operates the work element according to the operation amount of the operation device is provided.
When the figure displayed on the display screen is enlarged, the control device reduces the sensitivity of the operation of the work element to the operation amount of the operation device.
Excavator.

An input device for inputting an instruction for scaling the figure is provided.
The input device is a button or a touch panel.
The excavator according to claim 1.

The control device enlarges the figure so that the tip of the bucket remains displayed on the display screen.
The excavator according to claim 1 or 2.

The target shape of the excavation object by the work element including the excavator boom, arm, and bucket and the bucket are displayed on the display screen in a manner in which the relative positional relationship between the two can be recognized.
When the figure displayed on the display screen is enlarged, the sensitivity of the operation of the work element to the operation amount of the operating device is reduced.
Excavator system.