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JPS62164921A - Controller for master lever type power shovel - Google Patents

Controller for master lever type power shovel

Info

Publication number
JPS62164921A
JPS62164921A JP722486A JP722486A JPS62164921A JP S62164921 A JPS62164921 A JP S62164921A JP 722486 A JP722486 A JP 722486A JP 722486 A JP722486 A JP 722486A JP S62164921 A JPS62164921 A JP S62164921A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bucket
angle
boom
arm
command
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.)
Pending
Application number
JP722486A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Takasugi
高杉 信爾
Tadayuki Hanamoto
忠幸 花本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP722486A priority Critical patent/JPS62164921A/en
Publication of JPS62164921A publication Critical patent/JPS62164921A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36Component parts
    • E02F3/42Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E02F3/437Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like providing automatic sequences of movements, e.g. linear excavation, keeping dipper angle constant

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To permit a bucket to be operated on a target position by a simple operation in which control mode for excavation is selected by a mode selector, and a target for the cutting edge of bucket is indicated by a master lever to keep an optimal attitude of lesser excavation resistance for the bucket. CONSTITUTION:On the basis of excavating locus stored in a memory 36, the scooping angle is properly set up in such a way that the bottom plate of a bucket has a small scooping angle within a range not to interfere with the excavating locus. The position of bucket pins is determined and boom angle alpha, arm angle beta, and bucket angle gamma for moving toward the position of the bucket pins are determined. When drive signals are put in oil-pressure circuits 31, 32, and 33, a flow rate of pressure oil corresponding to each signal is sent out to cylinders 28, 29, and 30 to expand or contract them. The bucket can thus be moved with most efficient attitude.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマスクスレーブ式パワーショベルの制御装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a control device for a mask slave type power shovel.

〔従来の技術〕 マスクスレーブ式パワーショベルにおいては、ブームお
よびアーム力1らなるスレーブと、このスレーブと相似
形のマスタレバーとを備え、上記スレーブを上記マスタ
レバーに追従動作させていた。
[Prior Art] A mask slave type power excavator is provided with a slave consisting of a boom and an arm force 1, and a master lever similar in shape to the slave, and the slave is operated to follow the master lever.

したがって、上記マスタレバーを操作するだけで、ブー
ムおよびアームを自在に動作させることができた。なお
、バケットは当該バケットに係る操作レバーによりてそ
の動作を指示していた。
Therefore, the boom and arm could be freely operated simply by operating the master lever. Note that the operation of the bucket was instructed by an operating lever associated with the bucket.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところが、上述したようなマスタスレーブ式によってパ
ワーショベルの操作が容易にされたものの、バケットの
掘削抵抗、すなわち掘削時に第6図(a)に示すように
バケット刃先が進行方向に向かなかったり、第61鏡)
に示すようにバケット底板が削ったあとの掘削面に干渉
したりして、無用な掘削抵抗が増大しないようにバケッ
ト姿勢を制御する操作レバーを@繁に操作しなければな
らなかりた。
However, although the above-mentioned master-slave system has made it easier to operate the excavator, the excavation resistance of the bucket, that is, the bucket edge does not face the direction of travel as shown in Figure 6(a) during excavation, and 61st mirror)
As shown in Figure 2, it was necessary to frequently operate the control lever that controls the attitude of the bucket to prevent the bottom plate of the bucket from interfering with the excavated surface and increasing unnecessary excavation resistance.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記従来の問題点を解決するため、本発明では、パワー
ショベルのブームおよびアームに対応したマスタレバー
と、前記マスタレバーの操作位置に基づいてブーム角お
よびアーム角の目標角を指令する第1の目標角指令手段
と、バケットの回動角若しくは回動速度を指令するバケ
ット指令手段と、前記第1の目標角指令手段の指令値に
基づいてバケットピン位置を求め、これをバケット刃先
の目標位置として出力する第1の演算手段と、パワーシ
ョベルのブーム角、アーム角およびバケット角をそれぞ
れ検出する角度検出手段と、この角度検出手段の検出値
に基づいてバケット刃先の現在位置を求める第2の演算
手段と、この第2の演算手段によって求めたバケット刃
先の現在位置に基づいてバケット刃先の軌跡を記憶する
記憶手段と、前記角度検出手段の検出値に基づいてバケ
ット底板の方向を検出する第1の方向検出手段と、前記
第2の演算手段によって求めたバケット刃先の現在位置
および前記第1の演算手段ζこよって求めたバケット刃
先の目標位置に基づいてバケット移動方向を検出する第
2の方向検出手段と、前記第1および第2の方向検出手
段によって検出したバケット底板の方向とバケット移動
方向とのなすすくい角を、前記バケット底板が前記記憶
した軌跡に衝突しない範囲で微小角度に設定するすくい
角設定手段と、前記第2の方向検出手段によって検出し
たバケット移動方向と前記すくい角設定手段によって設
定したすくい角とによって定まるバケット姿勢を保持し
、かつバケット刃先が前記目標位置に一致するときのブ
ーム角、アーム角およびバケット角をその目標角として
指令する第2の目標角指令手段と、非掘削制御モードと
掘削制御モードのうちのいずれかを選択するモード選択
手段と、このモード選択手段によって非掘削制御モード
が選択されたとき、前記第1の目標角指令手段、バケッ
ト指令手段の指令値および前記角度検出手段の検出値に
基づいてブーム、アームおよびバケットの回動指令を出
力するWJlの指令手段と、前記モード選択手段によっ
て掘削制御モードが選択されたとき、前記第2の目標角
指令手段の指令値および前記角度検出手段の検出値に基
づいてブーム、アームおよびバケットの回動指令を出力
する第2の指令出力手段と、前記第1および第2の指令
出力手段の出力に基づいてブーム、アームおよびバケッ
トをそれぞれ回動制御する駆動手段とが備えられている
In order to solve the above conventional problems, the present invention provides a master lever corresponding to the boom and arm of a power excavator, and a first lever that commands target angles of the boom angle and arm angle based on the operating position of the master lever. A bucket pin position is determined based on the command value of the target angle command means, the bucket command means that commands the rotation angle or the rotation speed of the bucket, and the first target angle command means, and this is determined as the target position of the bucket cutting edge. a first calculating means for outputting a value as the angle of the power excavator; an angle detecting means for detecting the boom angle, arm angle, and bucket angle of the power shovel; and a second calculating means for determining the current position of the bucket cutting edge based on the detected values of the angle detecting means. a calculation means, a storage means for storing the locus of the bucket cutting edge based on the current position of the bucket cutting edge determined by the second calculation means, and a second calculating means for detecting the direction of the bucket bottom plate based on the detected value of the angle detection means. a second direction detecting means for detecting the bucket moving direction based on the current position of the bucket cutting edge obtained by the second calculating means and the target position of the bucket cutting edge obtained by the first calculating means ζ; A rake angle between the direction of the bucket bottom plate detected by the direction detection means and the first and second direction detection means and the bucket movement direction is set to a small angle within a range that does not cause the bucket bottom plate to collide with the stored trajectory. the bucket posture determined by the bucket movement direction detected by the second direction detection means and the rake angle set by the rake angle setting means, and the bucket cutting edge coincides with the target position. a second target angle command means for commanding the boom angle, arm angle and bucket angle as the target angles; a mode selection means for selecting either the non-excavation control mode or the excavation control mode; When the non-excavation control mode is selected by the means, a rotation command for the boom, arm, and bucket is output based on the command value of the first target angle command means, the command value of the bucket command means, and the detected value of the angle detection means. When the excavation control mode is selected by the WJl command means and the mode selection means, the boom, arm, and bucket are rotated based on the command value of the second target angle command means and the detected value of the angle detection means. It is provided with a second command output means for outputting a command, and a drive means for controlling the rotation of the boom, arm, and bucket, respectively, based on the outputs of the first and second command output means.

〔作用〕[Effect]

かかる構成の本発明によれば、モード選択手段によって
掘削制御モードを選択し、マスタレバーによってバケッ
ト刃先の目標位置を指示するだけで、掘削抵抗の少ない
最適なバケット姿勢を保ちながらバケット刃先を目標位
置に移動させることができる。
According to the present invention having such a configuration, by simply selecting the excavation control mode using the mode selection means and instructing the target position of the bucket cutting edge using the master lever, the bucket cutting edge can be moved to the target position while maintaining the optimum bucket posture with low digging resistance. can be moved to

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明
する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明に係る制御装置の一実施例を示す概略構
成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a control device according to the present invention.

この実施例のパワーショベルにおいて、マスタレバー1
0はブームレバー桿11とアームレバー桿12とを備え
、これらのレバー桿11およびレバー桿12がスレーブ
たるブーム21およびアーム22に対応している。そし
て、レバー桿12の先端にはグリップ13が設けられ、
このグリップ13の位置はアーム22とバケット23を
連結しているバケットピンの位置に対応している。また
、上記レバー桿11およびレバー桿12の各軸部には、
各々ブーム角およびアーム角の目標角αrおよびβ′を
検出するポテンショメータ14およびポテンショメータ
15が配設されており、グリップ13には掘削制御モー
ドと非掘削制御モードのうちいずれかのモードを選択す
るモード選択スイッチ16が設けられている。
In the power excavator of this embodiment, the master lever 1
0 is equipped with a boom lever rod 11 and an arm lever rod 12, and these lever rods 11 and 12 correspond to a slave boom 21 and an arm 22. A grip 13 is provided at the tip of the lever rod 12,
The position of this grip 13 corresponds to the position of the bucket pin connecting the arm 22 and the bucket 23. In addition, each shaft portion of the lever rod 11 and the lever rod 12 has
A potentiometer 14 and a potentiometer 15 are provided to detect the target angles αr and β' of the boom angle and arm angle, respectively, and the grip 13 has a mode for selecting either an excavation control mode or a non-excavation control mode. A selection switch 16 is provided.

上記ブーム21、アーム22およびバケット23の各軸
部には、各々ブーム角α、アーム角βおよびバケット角
γを検出するポテンショメータ25、ボテンシ薔メータ
26およびポテンショメータ27が配設されている。
A potentiometer 25, a potentiometer 26, and a potentiometer 27 are disposed on each shaft of the boom 21, arm 22, and bucket 23 to detect the boom angle α, arm angle β, and bucket angle γ, respectively.

また、上記ブーム21、アーム22およびバケット23
には、ブームシリンダ28、アームシリンダ29および
バケットシリンダ30が各々配設されている。上記ブー
ムシリンダ28、アームシリンダ29およびバケットシ
リンダ30は、ブーム油圧回路31、アーム油圧回路3
2およびバケット油圧回路33を介して圧油が供給され
て伸縮し、ブーム21、アーム22およびバケット23
を各々円弧運動させる。
In addition, the boom 21, the arm 22 and the bucket 23
A boom cylinder 28, an arm cylinder 29, and a bucket cylinder 30 are respectively disposed. The boom cylinder 28, arm cylinder 29 and bucket cylinder 30 are connected to a boom hydraulic circuit 31 and an arm hydraulic circuit 3.
2 and the bucket hydraulic circuit 33 to expand and contract the boom 21, the arm 22, and the bucket 23.
are each moved in a circular arc.

上記マスタレバー10におけるポテンショメータ14.
15およびモード選択スイッチ16の各出力、および上
記ブーム21のポテンショメータ25と上記アーム22
のポテンショメータ26の各出力は、コントローラ34
に加えられている。
Potentiometer 14 in the master lever 10.
15 and each output of the mode selection switch 16, and the potentiometer 25 of the boom 21 and the arm 22.
Each output of the potentiometer 26 is connected to the controller 34
has been added to.

上記コントローラ34は、モード選択スイッチ16が押
圧されていず、非掘訓制御モードが選択されている場合
には、ポテンショメータ14によって検出されるブーム
角の目標角αrポテンショメータ25によって検出され
る実際のブーム角αとの偏差を検出するとともに、ポテ
ンショメータ15によって検出されるアーム角の目標角
βrとポテンショメータ26によって検出される実際の
アーム角βとの偏差を検出している。そして、ブームに
係る角度偏差およびアームに係る角度偏差に基づくブー
ム駆動信号およびアーム駆動信号をブーム油圧回路31
およびアーム油圧回路32に加えている。また、バケッ
ト操作レバー(図示せず)によって指令されるバケット
目標角とポテンショメータ27によって検出される実際
のバケット角rとの偏差に基づくバケット駆動信号は、
バケット油圧回路33に加えられている。
When the mode selection switch 16 is not pressed and the non-digging control mode is selected, the controller 34 sets the target angle αr of the boom angle detected by the potentiometer 14 to the actual boom detected by the potentiometer 25. In addition to detecting the deviation from the angle α, the deviation between the target arm angle βr detected by the potentiometer 15 and the actual arm angle β detected by the potentiometer 26 is also detected. Then, a boom drive signal and an arm drive signal based on the angular deviation related to the boom and the angular deviation related to the arm are transmitted to the boom hydraulic circuit 31.
and the arm hydraulic circuit 32. In addition, the bucket drive signal based on the deviation between the bucket target angle commanded by the bucket operation lever (not shown) and the actual bucket angle r detected by the potentiometer 27 is
It is added to the bucket hydraulic circuit 33.

上記ブーム油圧回路31、アーム油圧回路32およびバ
ケット油圧回路33は、上記各駆動信号に対応する各圧
油流量をブームシリンダ28、アームシリンダ29およ
びバケットシリンダ30に送出してこれらを伸縮させる
。これにより、ブーム21、アーム22およびバケット
23は各角度偏差が零になる方向に回動する。なお、バ
ケット操作レバーはバケット23の回動速度を指令する
ものでもよい。
The boom hydraulic circuit 31, the arm hydraulic circuit 32, and the bucket hydraulic circuit 33 send respective pressure oil flow rates corresponding to the respective drive signals to the boom cylinder 28, arm cylinder 29, and bucket cylinder 30 to expand and contract them. As a result, the boom 21, arm 22, and bucket 23 rotate in a direction in which each angular deviation becomes zero. Note that the bucket operating lever may be one that commands the rotational speed of the bucket 23.

したがって、オペレータがマスタレバーlOを操作する
と、ブーム21およびアーム22がマスタレバー10に
追従動作し、またバケット23の姿勢はバケット操作レ
バーによって適宜変更し得るようになっている。
Therefore, when the operator operates the master lever IO, the boom 21 and the arm 22 follow the master lever 10, and the attitude of the bucket 23 can be changed as appropriate using the bucket operating lever.

次に、モード選択スイッチ16によって掘削制御モード
が選択された場合について説明する。この掘削制御モー
ドは掘削作業時にバケット23が掘削抵抗の小さな姿勢
で、かつマスタレバー10の指示に従って移動させる制
御態様をいう。
Next, a case where the excavation control mode is selected by the mode selection switch 16 will be described. This excavation control mode refers to a control mode in which the bucket 23 is moved in a posture with low excavation resistance during excavation work according to instructions from the master lever 10.

まず、バケット23の掘削抵抗が小さくなる場合のバケ
ットの姿勢について説明する。いま、バケット23が第
2図に示すようなバケット姿勢および掘削軌跡Pを描い
て移動した場合について考える。
First, the attitude of the bucket 23 when the excavation resistance of the bucket 23 is reduced will be explained. Now, let us consider a case where the bucket 23 moves while drawing the bucket attitude and excavation trajectory P as shown in FIG.

この移動lこ際し、バケット刃先の位置を逐次検出し、
その位置を記憶することにより上記掘削軌跡Pを記憶し
ておく。なお、この記憶量は、刃先の現在位置Qからバ
ケット底板23aが干渉し得る範囲までを記憶していれ
ば十分である。
During this movement, the position of the bucket cutting edge is sequentially detected,
By storing the position, the excavation trajectory P is stored. Note that this storage amount is sufficient as long as it stores the range from the current position Q of the cutting edge to the range where the bucket bottom plate 23a can interfere.

一方、バケット刃先の目標位置Gを指示する。On the other hand, the target position G of the bucket cutting edge is indicated.

そして、上記現在位置Qより目標位置Gへ向う線分の方
向(バケット移動方向)Rとバケット底板23aの方向
Sとのなす角(すくい角)をTとすると、このすくい角
Tを以下の条件に基づいて決定することにより、バケッ
ト23の掘削抵抗を小さくすることができる。
Then, if the angle (rake angle) formed by the direction (bucket movement direction) R of the line segment from the current position Q to the target position G and the direction S of the bucket bottom plate 23a is T, then this rake angle T is determined under the following conditions. By making a decision based on , the excavation resistance of the bucket 23 can be reduced.

すなわち、バケット底板23aが上記掘削軌跡Pに干渉
しないように、かつ上記すくい角Tが所定の小さな値と
なるように決定する。もちろん、すくい角Tを所定の小
さな値としたときにバケット底板23aが上記掘削軌跡
Pと干渉する場合には、干渉しない範囲で最も小さな値
とする。
That is, the bucket bottom plate 23a is determined so as not to interfere with the excavation trajectory P, and the rake angle T is determined to be a predetermined small value. Of course, if the bucket bottom plate 23a interferes with the excavation trajectory P when the rake angle T is set to a predetermined small value, the rake angle T is set to the smallest value within the range that does not interfere.

上記すくい角Tが決定されれば、上記バケット移動方向
Rに対するバケット底板23aの方向Sが決定される。
Once the rake angle T is determined, the direction S of the bucket bottom plate 23a with respect to the bucket moving direction R is determined.

しかして、上記すくい角Tと上記方向Rとによってバケ
ット底板23aの方向S1すなわちバケット23の姿勢
は一義的に定まる。したがって、このようにして定まる
バケット姿勢を保持しながらバケット刃先が目標位置G
に移動するようにブーム、アーム、バケットの各アクチ
ェエータを制御すればよい。
Therefore, the rake angle T and the direction R uniquely determine the direction S1 of the bucket bottom plate 23a, that is, the attitude of the bucket 23. Therefore, while maintaining the bucket posture determined in this way, the bucket tip is moved to the target position G.
The boom, arm, and bucket actuators can be controlled to move the boom, arm, and bucket.

次に第3図に示すフローチャートを参照しながら掘削制
御モードにおける本装置の動作を説明する。
Next, the operation of this apparatus in the excavation control mode will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.

マス、オペレータによってマスタレバー10に設けられ
ているモード選択スイッチ16が押圧されると(ステッ
プ101)、コントローラ34に掘削制御モードの指示
が与えられ、掘削制御が開始される(ステップ102)
When the operator presses the mode selection switch 16 provided on the master lever 10 (step 101), an instruction for the excavation control mode is given to the controller 34, and excavation control is started (step 102).
.

コントローラ34はマスタレバー10の各ポテンショメ
ータ14および15の出力が加えられると(ステップ1
03L第4図に示すようなブームレバー桿11のブーム
角αrおよびアームレバー桿12のアーム角β′を検出
する。そして、第5図に示すようなブーム21の軸部を
原点とする座標系において、上記各角度α1、β1と、
各レバー桿11および12の長さに対応する予設定され
た各距離1+およびl!2に基づいて、バケット刃先の
目標位置G(X、Y)を求める(ステップ104)。
When the outputs of the potentiometers 14 and 15 of the master lever 10 are applied (step 1), the controller 34
03L The boom angle αr of the boom lever rod 11 and the arm angle β' of the arm lever rod 12 as shown in FIG. 4 are detected. In a coordinate system having the axis of the boom 21 as the origin as shown in FIG. 5, each of the above angles α1 and β1,
Each preset distance 1+ and l! corresponds to the length of each lever rod 11 and 12! 2, the target position G (X, Y) of the bucket cutting edge is determined (step 104).

次に、コントローラ34はブーム、アーム、バケットの
各ポテンショメータ25.26および27の出力に基づ
いて第5図に示すようなブーム角α、アーム角βおよび
バケット角rを求めるとともに、車両本体に配置された
傾斜計35の出方に基づいて車両本体の傾斜角δを求め
る。そして、上記各角度α、β、r、傾斜角aと、ブー
ム、アームおよびバケットの長さ”I  + L2およ
びL3に基づいて、バケット刃先の現在位置Q(x、y
)を演算しくステップ105)、この現在位置Q(X、
y)を記憶装置36に記憶させる。
Next, the controller 34 determines the boom angle α, arm angle β, and bucket angle r as shown in FIG. The inclination angle δ of the vehicle body is determined based on the direction of the inclinometer 35. Then, based on the above angles α, β, r, inclination angle a, and the lengths of the boom, arm, and bucket “I + L2 and L3, the current position Q (x, y
), step 105), this current position Q(X,
y) is stored in the storage device 36.

ステップ106では、記憶装置36に記憶された掘削軌
跡に基づいてバケット底板がその掘削軌跡に干渉しない
範囲で小さなすくい角となるようにすくい角を適宜設定
する。なお掘削開始時には、記憶装置36に掘削軌跡が
記憶されていないため、上記すくい角は所定の値とする
In step 106, the rake angle is appropriately set based on the excavation trajectory stored in the storage device 36 so that the bucket bottom plate has a small rake angle within a range that does not interfere with the excavation trajectory. Note that at the start of excavation, since the excavation locus is not stored in the storage device 36, the rake angle is set to a predetermined value.

次に、コントローラ34は、上記求めた目標位置Gおよ
び現在位置Qに基づいてバケット移動方向(線分QGの
方向)を求め、また、バケット刃先が目標位置Gに達し
たときのバケット姿勢、すなわちバケット底板の方向を
、上記バケット移動方向と上記設定したすくい角に基づ
いて決定する。
Next, the controller 34 determines the bucket movement direction (the direction of the line segment QG) based on the target position G and current position Q determined above, and also determines the bucket posture when the bucket cutting edge reaches the target position G, i.e. The direction of the bucket bottom plate is determined based on the bucket movement direction and the set rake angle.

なお、第5図において、バケット底板の方向とX軸との
なす角をθとすると、このθは、次式、θ=β+γ−α
−δ によって表わすことができる。  。
In addition, in FIG. 5, if the angle between the direction of the bucket bottom plate and the
−δ. .

このようにして、移動目標位置でのバケット姿勢が決定
されると、バケットピンの位置も一義的に決定し、その
バケットピン位置に移動させるためのブーム角α、アー
ム角βが決定し、更にバケット角γも決定する。コント
ローラ34は、上記のようにして目標となるブーム角α
1′、アーム角β1′およびバケット角γr′を算出す
る(ステップ107)。な右、ブーム角α1′、アーム
角β1′およびバケット角r”ttt  O,1秒後の
バケット刃先位置とバケット姿勢に基づいて算出される
In this way, when the bucket posture at the movement target position is determined, the bucket pin position is also uniquely determined, and the boom angle α and arm angle β for moving the bucket to the bucket pin position are determined. The bucket angle γ is also determined. The controller 34 determines the target boom angle α as described above.
1', arm angle β1' and bucket angle γr' are calculated (step 107). On the right, boom angle α1', arm angle β1', and bucket angle r''ttt O are calculated based on the bucket cutting edge position and bucket attitude after one second.

続いて、上記目標角αr/、βr / 、 、 r /
と現在のの角度α、β、γとの偏差に基づいて各シリン
ダへの目標流量Q+  、Q2 、Qsを計算する。こ
のとき、各シリンダへの流量の和Q(=Q++Qz+Q
3)が最大流量となるように各シリンダへの供給すべき
流量を割り当てる(ステップ108)。
Next, the target angles αr/, βr/, , r/
The target flow rates Q+, Q2, and Qs to each cylinder are calculated based on the deviations between the current angles α, β, and γ. At this time, the sum of the flow rates to each cylinder Q (=Q++Qz+Q
The flow rate to be supplied to each cylinder is allocated so that 3) becomes the maximum flow rate (step 108).

次に、コントローラ34は、上記各圧油流量Ql、Q2
1Q3に対応するそれぞれの駆動信号を形成して、これ
らの信号をバケット油圧回路31、アーム油圧回路32
、ブーム油圧回路33に伝送する(ステップ109)。
Next, the controller 34 controls each of the above-mentioned pressure oil flow rates Ql, Q2.
1Q3, and send these signals to the bucket hydraulic circuit 31 and the arm hydraulic circuit 32.
, is transmitted to the boom hydraulic circuit 33 (step 109).

各油圧回路31,32.33は各駆動信号を入力すると
、各信号に対応して動作し、各シリンダ28.29.3
(Hこ各圧油流量Qt  、Q2  、Qsを圧送する
。したがって、各シリンダ28 、29 。
When each hydraulic circuit 31, 32, 33 receives each drive signal, it operates in response to each signal, and each cylinder 28, 29, 33 operates in response to each drive signal.
(H) Each pressure oil flow rate Qt, Q2, Qs is pumped. Therefore, each cylinder 28, 29.

30は各圧油流量Ql  、Q2  、Qsに対応して
それぞれ伸縮する(ステップ110)。すなわち、バケ
ット23は、底板23aを掘削した地面に干渉しない姿
勢ですくい角を最小にしてオペレータの指示した目標位
置に移動する。
30 expands and contracts in response to the respective pressure oil flow rates Ql, Q2, and Qs (step 110). That is, the bucket 23 moves to the target position specified by the operator with the bottom plate 23a in a position that does not interfere with the excavated ground and with the rake angle minimized.

そして、バケット角α、アーム角β、バケット角rが変
化すると(ステップ111)、この変化した各角度およ
び刃先目標位置Gに基づいて再び上記処理が実行され、
この処理をインターバルタイム0.1秒毎に繰り返す。
Then, when the bucket angle α, arm angle β, and bucket angle r change (step 111), the above process is executed again based on the changed angles and the target position G of the cutting edge.
This process is repeated at every 0.1 second interval.

このように、オペレータはマスタレバー10を操作する
だけで、バケット底板23aを掘削軌跡に干渉させない
で、またバケット23のすくい角を最小にした状態で、
すなわち、バケットを最も効率のよい姿勢で、バケット
を目標位置に動作させることができる。
In this way, the operator can simply operate the master lever 10 without causing the bucket bottom plate 23a to interfere with the excavation path and with the rake angle of the bucket 23 minimized.
That is, the bucket can be moved to the target position with the bucket in the most efficient posture.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、マスタスレーブ方
式による掘削時と非掘削時にバケットの制御を異ならせ
、特に掘削時にはマスタレバーによってバケット刃先の
目標位置を指示するだけでバケットを最も効率のよい姿
勢で移動させることができ、操作が極めて簡単になる。
As explained above, according to the present invention, the bucket is controlled differently during excavation and non-excavation using the master-slave system, and in particular, during excavation, the bucket can be controlled in the most efficient manner by simply instructing the target position of the bucket cutting edge using the master lever. It can be moved in any posture and is extremely easy to operate.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係るマスタスレーブ式パワーショベル
の制御装置の全体構成図、第2図は本発明を原理的に説
明するために用いたバケットの掘削軌跡等を示す図、第
3図は本発明の一実施例に係る制御動作を示すフローチ
ャート、第4図および第5図はバケット刃先の目標位置
の指示について説明するために用いられた図、第6図は
従来のパワーショベルバケットの掘削動作の不具合を説
明するために用いた図である。 IO・・・マスタレバー、11・・・ブームレバー桿、
12・・・アームレバー桿、13・・・グリップ、14
゜15・・・ポテンショメータ、16・・・モード選択
スイッチ、21・・ブーム、22・・・アーム、23・
・・バケット、25,26.27・・・ポテンショメー
タ、28・・・ブームシリンダ、29・・アームシリン
ダ、30・・バケットシリンダ、31・・・ブーム油圧
回路、32・・アーム油圧回路、33・・・バケット油
圧回路、34・・コントローラ、35・・・傾斜計、3
6・・・記憶装置。                
     、−出願人代理人  木 村 高 久 第4図 第5図 (Q) 第6 (b) 図
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a control device for a master-slave type power shovel according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the excavation locus of a bucket, etc. used to explain the present invention in principle, and FIG. A flowchart showing a control operation according to an embodiment of the present invention, FIGS. 4 and 5 are diagrams used to explain the instruction of the target position of the bucket cutting edge, and FIG. 6 is a diagram showing a conventional power shovel bucket for excavating FIG. 3 is a diagram used to explain a malfunction in operation. IO...Master lever, 11...Boom lever rod,
12... Arm lever rod, 13... Grip, 14
゜15... Potentiometer, 16... Mode selection switch, 21... Boom, 22... Arm, 23...
...Bucket, 25, 26.27... Potentiometer, 28... Boom cylinder, 29... Arm cylinder, 30... Bucket cylinder, 31... Boom hydraulic circuit, 32... Arm hydraulic circuit, 33. ... Bucket hydraulic circuit, 34 ... Controller, 35 ... Inclinometer, 3
6...Storage device.
, - Applicant's agent Takahisa Kimura Figure 4 Figure 5 (Q) Figure 6 (b)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 パワーショベルのブームおよびアームに対応したマスタ
レバーと、 前記マスタレバーの操作位置に基づいてブーム角および
アーム角の目標角を指令する第1の目標角指令手段と、 バケットの回動角若しくは回動速度を指令するバケット
指令手段と、 前記第1の目標角指令手段の指令値に基づいてバケット
ピン位置を求め、これをバケット刃先の目標位置として
出力する第1の演算手段と、パワーショベルのブーム角
、アーム角およびバケット角をそれぞれ検出する角度検
出手段と、この角度検出手段の検出値に基づいてバケッ
ト刃先の現在位置を求める第2の演算手段と、この第2
の演算手段によって求めたバケット刃先の現在位置に基
づいてバケット刃先の軌跡を記憶する記憶手段と、 前記角度検出手段の検出値に基づいてバケット底板の方
向を検出する第1の方向検出手段と、前記第2の演算手
段によって求めたバケット刃先の現在位置および前記第
1の演算手段によって求めたバケット刃先の目標位置に
基づいてバケット移動方向を検出する第2の方向検出手
段と、前記第1および第2の方向検出手段によって検出
したバケット底板の方向とバケット移動方向とのなすす
くい角を、前記バケット底板が前記記憶した軌跡に衝突
しない範囲で微小角度に設定するすくい角設定手段と、 前記第2の方向検出手段によって検出したバケット移動
方向と前記すくい角設定手段によって設定したすくい角
とによって定まるバケット姿勢を保持し、かつバケット
刃先が前記目標位置に一致するときのブーム角、アーム
角およびバケット角をその目標角として指令する第2の
目標角指令手段と、 非掘削制御モードと掘削制御モードのうちのいずれかを
選択するモード選択手段と、 このモード選択手段によって非掘削制御モードが選択さ
れたとき、前記第1の目標角指令手段、バケット指令手
段の指令値および前記角度検出手段の検出値に基づいて
ブーム、アームおよびバケットの回動指令を出力する第
1の指令出力手段と、前記モード選択手段によって掘削
制御モードが選択されたとき、前記第2の目標角指令手
段の指令値および前記角度検出手段の検出値に基づいて
ブーム、アームおよびバケットの回動指令を出力する第
2の指令出力手段と、 前記第1および第2の指令出力手段の出力に基づいてブ
ーム、アームおよびバケットをそれぞれ回動制御する駆
動手段と、 を具えたマスタスレーブ式パワーショベルの制御装置。
[Scope of Claims] A master lever corresponding to a boom and an arm of a power shovel; a first target angle command means for commanding target angles of a boom angle and an arm angle based on the operating position of the master lever; A bucket command means for commanding a rotation angle or a rotation speed; and a first calculation means for determining a bucket pin position based on a command value of the first target angle command means and outputting this as a target position of the bucket cutting edge. and angle detection means for detecting the boom angle, arm angle, and bucket angle of the power shovel, respectively, a second calculation means for calculating the current position of the bucket cutting edge based on the detected value of the angle detection means, and this second calculation means.
storage means for storing the trajectory of the bucket cutting edge based on the current position of the bucket cutting edge determined by the calculation means; first direction detection means for detecting the direction of the bucket bottom plate based on the detected value of the angle detection means; a second direction detecting means for detecting a bucket moving direction based on the current position of the bucket cutting edge obtained by the second calculating means and the target position of the bucket cutting edge obtained by the first calculating means; rake angle setting means for setting a rake angle between the direction of the bucket bottom plate detected by the second direction detection means and the bucket moving direction to a minute angle within a range that does not cause the bucket bottom plate to collide with the stored trajectory; boom angle, arm angle, and bucket when the bucket posture is determined by the bucket moving direction detected by the direction detection means 2 and the rake angle set by the rake angle setting means, and the bucket cutting edge coincides with the target position; a second target angle command means for commanding a corner as the target angle; a mode selection means for selecting either the non-excavation control mode or the excavation control mode; and the mode selection means selects the non-excavation control mode. a first command output means for outputting a rotation command for the boom, arm, and bucket based on the command value of the first target angle command means, the bucket command means, and the detected value of the angle detection means; When the mode selection means selects the excavation control mode, a second target angle command means outputs rotation commands for the boom, arm, and bucket based on a command value of the second target angle command means and a detected value of the angle detection means. A control device for a master-slave type power shovel, comprising: a command output means; and a drive means for controlling rotation of a boom, an arm, and a bucket, respectively, based on outputs of the first and second command output means.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0226655U (en) * 1988-08-08 1990-02-21
WO1995018271A1 (en) * 1993-12-24 1995-07-06 Komatsu Ltd. Controller for working machines
JP2007021476A (en) * 2005-03-24 2007-02-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gas cleaning apparatus and waste gas treatment method
EP4394133A1 (en) * 2022-12-26 2024-07-03 Sumitomo Heavy Industries, LTD. Excavator, and excavator operation system

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