專利名稱：建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，特別涉及在具備有多關(guān)節(jié)的前端裝置的油壓挖土機(jī)等的建筑機(jī)械中，可以進(jìn)行限制前端裝置可移動(dòng)區(qū)域的挖掘的區(qū)域限制挖掘控制裝置。
作為建筑機(jī)械的有代表性的例子是油壓挖土機(jī)。油壓挖土機(jī)由在垂直方向上可以轉(zhuǎn)動(dòng)的起重臂、懸臂以及鏟斗組成的前端裝置、和上部旋轉(zhuǎn)部分及下部行走部分組成的車(chē)體構(gòu)成，前端裝置的起成重臂的根基部分支承在上部旋轉(zhuǎn)體的前部。在這種類(lèi)型的油壓挖土機(jī)中，雖然可通過(guò)各個(gè)手動(dòng)操作桿操縱起重臂等的前端部件，但是由于這些前端部件分別由鉸接部連接而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所以要操縱這些前端部分挖掘規(guī)定的區(qū)域是非常困難的作業(yè)。因而，在特開(kāi)平4—136324號(hào)公報(bào)上提出了能夠使這種作業(yè)變得容易進(jìn)行的區(qū)域限制挖掘控制裝置。此區(qū)域限制挖掘控制裝置具備以下組成部分前端裝置的位置檢測(cè)裝置；根據(jù)來(lái)自檢測(cè)裝置的信號(hào)計(jì)算前端裝置的位置的裝置；指示禁止前端裝置侵入的不可侵入?yún)^(qū)域的裝置；求前端裝置的位置與被指示的前端裝置不可侵入?yún)^(qū)域的邊界線之間的距離d，輸出由距離d比某值大時(shí)取值為1而比其小時(shí)取值為0～1之間的、由距離d決定的函數(shù)乘以桿操縱信號(hào)后的值的桿放大運(yùn)算裝置；根據(jù)來(lái)自桿放大運(yùn)算裝置的信號(hào)，控制傳動(dòng)裝置的動(dòng)作的傳動(dòng)裝置控制裝置。如果采用此公報(bào)的提案，由于隨著到達(dá)不可侵入?yún)^(qū)域邊界的距離的變化桿操縱信號(hào)也相應(yīng)變化，因此，即使由于操作者誤操作而要使鏟斗移動(dòng)到不可侵入?yún)^(qū)域，也能自動(dòng)地在邊界上順利地停止。另外，操作者可以根據(jù)在此途中前端裝置速度的減慢來(lái)判斷已接近不可侵入?yún)^(qū)域，從而使鏟斗前端返回。
另外，在油壓鏟土機(jī)中，還有特開(kāi)昭63—219731號(hào)公報(bào)上記載的方法，設(shè)定由于前端裝置而產(chǎn)生的作業(yè)障礙的作業(yè)界限位置，在懸臂的前端超出此界限位置時(shí)，控制其返回可作業(yè)區(qū)域。
但是，上述已有的技術(shù)存在以下問(wèn)題。
在特開(kāi)平4—136324號(hào)公報(bào)上記載的已有技術(shù)中，因?yàn)樵跅U放大運(yùn)算裝置中將完全由距離d決定的函數(shù)乘以桿操縱信號(hào)后的值輸出到傳動(dòng)裝置控制裝置，所以隨著接近不可侵入?yún)^(qū)域的邊界，鏟斗前端的速度將逐漸放慢，在不可侵入?yún)^(qū)域的邊界停止。因而可以避免鏟斗前端在試圖要移動(dòng)到不可侵入?yún)^(qū)域時(shí)的震動(dòng)。但是，在此已有技術(shù)中，當(dāng)使鏟斗前端的速度降低時(shí)，不管鏟斗前端的移動(dòng)方向如何，速度都照樣下降。因而，當(dāng)沿著不可侵入?yún)^(qū)域的邊界挖掘時(shí)，隨著操縱懸臂接近不可侵入?yún)^(qū)域，沿著不可侵入?yún)^(qū)域邊界方向的挖掘速度也下降，這樣一來(lái)就必須操縱起重臂操縱桿，使鏟斗前端離開(kāi)不可侵入?yún)^(qū)域，以防止挖掘速度下降。其結(jié)果，在沿著不可侵入?yún)^(qū)域挖掘的情況下，效率變得極低。另外，為了提高效率，就必須距不可侵入?yún)^(qū)域一定距離進(jìn)行切削，因而不能切削規(guī)定的區(qū)域。
在特開(kāi)昭63—219731號(hào)公報(bào)上記載的已有技術(shù)中，當(dāng)懸臂的前端超出作業(yè)界限位置外時(shí)，若動(dòng)作速度快，則超出作業(yè)界限位置的量增多，若迅速返回可作業(yè)區(qū)域則會(huì)因此產(chǎn)生震動(dòng)，從而，不能進(jìn)行平穩(wěn)的作業(yè)。
另外，無(wú)論是上述哪種已有技術(shù)，都沒(méi)有考慮伴隨油壓傳動(dòng)裝置負(fù)荷壓力變化的有關(guān)油壓控制閥的流量特性的變化。因此，特別是在使用中間卸荷型的流量控制閥作為油壓控制閥的情況下，油壓控制閥的流量特性根據(jù)油壓傳動(dòng)裝置的負(fù)荷壓力的狀態(tài)而變化，因而產(chǎn)生控制運(yùn)算值和實(shí)際動(dòng)作的差，存在不能進(jìn)行穩(wěn)定的高精度的控制的問(wèn)題。
本發(fā)明的第1目的是指供一種可以高效率進(jìn)行限制了區(qū)域的挖掘、并且不管油壓傳動(dòng)裝置的負(fù)荷壓力如何變化都能進(jìn)行穩(wěn)定的高精度控制的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置。
本發(fā)明的第2目的是提供一種可以平穩(wěn)地進(jìn)行限制了區(qū)域的挖掘，并且不管油壓傳動(dòng)裝置的負(fù)荷壓力的如何變化都能進(jìn)行穩(wěn)定的高精度控制的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述第1目的，根據(jù)本發(fā)明的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制采用以下的構(gòu)成即，在具有包含在構(gòu)成多關(guān)節(jié)型的前端裝置的上、下方向上可移動(dòng)的多個(gè)前端部件的多個(gè)被驅(qū)動(dòng)部件；分別驅(qū)動(dòng)前述多個(gè)被驅(qū)動(dòng)部件的多個(gè)油壓傳動(dòng)裝置；指示前述多個(gè)被驅(qū)動(dòng)部件的動(dòng)作的多種操縱裝置；具備與前述多種操縱裝置的操縱信號(hào)對(duì)應(yīng)地被驅(qū)動(dòng)的、控制供給前述多個(gè)油壓傳動(dòng)裝置的壓力油的流量的多個(gè)油壓控制閥的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置中，設(shè)置有以下構(gòu)成(a)設(shè)定上述前端裝置可移動(dòng)區(qū)域的區(qū)域設(shè)定裝置；(b)檢測(cè)涉及前述前端裝置的位置和姿態(tài)的狀態(tài)量的第1檢測(cè)裝置；(c)檢測(cè)與前述多個(gè)油壓傳動(dòng)裝置中的至少一個(gè)的特定的與前端部分有關(guān)的特定的前端傳動(dòng)裝置的負(fù)荷壓力的第2檢測(cè)裝置；(d)根據(jù)來(lái)自前述第1檢測(cè)裝置的信號(hào)計(jì)算前述前端裝置的位置和姿態(tài)的第1運(yùn)算裝置；(e)信號(hào)修正裝置，該裝置在前述多個(gè)操作裝置中根據(jù)與前述前端裝置有關(guān)的操縱裝置的操縱信號(hào)和前述第1運(yùn)算裝置的計(jì)算值，進(jìn)行涉及前述前端裝置的目標(biāo)速度向量的計(jì)算，當(dāng)前述前端裝置在前述設(shè)定區(qū)域內(nèi)并且位于其邊界附近時(shí)，修正與前述前端裝置有關(guān)的操縱裝置的操作信號(hào)，使得前述前端裝置沿著前述設(shè)定區(qū)域的邊界方向移動(dòng)，而在接近前述設(shè)定區(qū)域的邊界方向上移動(dòng)速度降低；(f)輸出修正裝置，根據(jù)來(lái)自前述第2檢測(cè)裝置的信號(hào)，進(jìn)一步修正用前述修正裝置修正后的操作信號(hào)中與前述特定的前端部件有關(guān)的操縱裝置的操作信號(hào)，以使得不管前述特定的前端傳動(dòng)裝置的負(fù)荷壓力的變化如何，前述前端裝置都按目標(biāo)速度向量移動(dòng)。
通過(guò)如此由信號(hào)修正裝置修正與前端裝置有關(guān)的操作裝置的操作信號(hào)，可以進(jìn)行使接近設(shè)定區(qū)域的邊界方向的前端裝置的動(dòng)作減速的方向轉(zhuǎn)換控制，可以使前端裝置沿著設(shè)定區(qū)域的邊界移動(dòng)。因此，可以高效率地進(jìn)行限制了區(qū)域的挖掘。
另外，在控制前端裝置的動(dòng)作時(shí)，通過(guò)在輸出修正裝置中進(jìn)一步修正操縱信號(hào)，使前端裝置無(wú)論特定的前端傳動(dòng)裝置的負(fù)荷壓力的變化如何都按目標(biāo)速度向量移動(dòng)，因此即使由于負(fù)荷壓力的變化而使油壓控制閥的流量特性發(fā)生變化，由于與此對(duì)應(yīng)的操作信號(hào)得到了修正，因而目標(biāo)速度向量的控制計(jì)算值和實(shí)際動(dòng)作的偏差會(huì)減小，前端裝置不會(huì)從控制計(jì)算的位置有大的偏離。由此，在進(jìn)行沿著設(shè)定區(qū)域的邊界的挖掘作業(yè)時(shí)，可以進(jìn)行使前端裝置沿著設(shè)定區(qū)域的邊界準(zhǔn)確移動(dòng)的高精度的控制。另外，由于控制上不產(chǎn)生大的偏差，所以可以進(jìn)行穩(wěn)定的控制。
在上述區(qū)域限制挖掘控制裝置中，最好希望前述信號(hào)修正裝置包括如下組成部分根據(jù)與前述前端裝置有關(guān)的操縱裝置的操作信號(hào)計(jì)算前述前端裝置的輸入目標(biāo)速度向量的第2運(yùn)算裝置；如減少接近前述輸入目標(biāo)速度向量的前述設(shè)定區(qū)域邊界方向的向量成分那樣的修正前述輸入目標(biāo)速度向量的第3運(yùn)算裝置；與用前述第3運(yùn)算裝置修正了的目標(biāo)速度向量相對(duì)應(yīng)的能夠驅(qū)動(dòng)使前述前端裝置動(dòng)作的油壓控制閥的閥控制裝置，前述輸出修正裝置是前述閥控制裝置構(gòu)成的一部分。
為實(shí)現(xiàn)上述第2個(gè)目的，在根據(jù)本發(fā)明的區(qū)域限制挖掘控制裝置中，前述信號(hào)修正裝置設(shè)定成根據(jù)在前述多個(gè)操作裝置中與前述，前端裝置有關(guān)的操作裝置的操作信號(hào)和前述第1運(yùn)算裝置的計(jì)算值，進(jìn)行涉及前述前端裝置的目標(biāo)速度向量的計(jì)算，當(dāng)前述前端裝置在前述設(shè)定區(qū)域內(nèi)靠近其邊界附近時(shí)，修正與前述前端裝置有關(guān)的操縱手段的操作信號(hào)，使得前述前端裝置在沿著前述設(shè)定區(qū)域的邊界方向移動(dòng)，在接近前述設(shè)定區(qū)域的邊界的方向上，使移動(dòng)速度減慢，當(dāng)前述前端裝置位于前述設(shè)定區(qū)域外時(shí)，修正與前述前端裝置有關(guān)的操縱裝置的操作信號(hào)，以使前述前端裝置返回到前述設(shè)定區(qū)域；前述輸出修正裝置設(shè)定成根據(jù)來(lái)自第2檢測(cè)裝置的信號(hào)，在前述操作信號(hào)都已被修正了的情況下，再進(jìn)一步修正與前述特定的前端部件有關(guān)的操縱裝置的操作信號(hào)，以使得無(wú)論前述特定的前端傳動(dòng)裝置的負(fù)荷壓力如何變化，前述前端裝置都按照前述目標(biāo)速度向量移動(dòng)。
如上所述，當(dāng)在設(shè)定區(qū)域的邊界附近對(duì)前端裝置進(jìn)行方向變換控制時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生因前端裝置動(dòng)作快控制上反應(yīng)慢以及前端裝置的慣性所造成的前端裝置超出設(shè)定區(qū)域的情況。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，通過(guò)信號(hào)修正裝置對(duì)前端裝置相關(guān)聯(lián)的操作裝置的操作信號(hào)進(jìn)行修正，控制前端裝置迅速返回設(shè)定區(qū)域。因此，即使前端裝置快速動(dòng)作時(shí)，沿著設(shè)定區(qū)域的邊界仍可移動(dòng)，從而使得能夠正確進(jìn)行限制了區(qū)域的挖掘作業(yè)。
另外，此時(shí)如上所述，由于可以預(yù)先靠方向轉(zhuǎn)換控制減速，所以侵入到設(shè)定區(qū)域外的量減少，返回到設(shè)定區(qū)域時(shí)的震動(dòng)得到大幅度緩和。因此，即使是使前端裝置快速移動(dòng)時(shí)，也可以平穩(wěn)地進(jìn)行限制了區(qū)域的挖掘，并且可以順利地進(jìn)行限制了區(qū)域的挖掘作業(yè)。
在上述的區(qū)域限制挖掘控制裝置中，理想的是前述信號(hào)修正裝置包含根據(jù)與前述前端裝置有關(guān)的操縱裝置的操作信號(hào)，計(jì)算前述前端裝置的輸入目標(biāo)速度向量的第2運(yùn)算裝置；第3運(yùn)算裝置，當(dāng)前述前端裝置在前述設(shè)定區(qū)域中靠近其邊界附近時(shí)，修正前述輸入目標(biāo)速度向量，使得在接近前述輸入目標(biāo)速度向量的前述設(shè)定區(qū)域邊界的方向的向量成分減少，而當(dāng)前述前端裝置在前述設(shè)定區(qū)域外時(shí)，修正前述輸入目標(biāo)速度向量，使前述前端裝置返回到前述設(shè)定區(qū)域；與前述第3運(yùn)算裝置修正后的目標(biāo)速度向量相對(duì)應(yīng)地能夠驅(qū)動(dòng)使前述前端裝置相應(yīng)動(dòng)作的油壓控制閥的閥控制裝置。前述輸出修正裝置是前述閥控制裝置構(gòu)成的一部分。
在上述的區(qū)域限制挖掘控制裝置中，最理想的是前述閥控制裝置包括第4運(yùn)算裝置，根據(jù)用前述第3運(yùn)算裝置修正后的目標(biāo)速度向量，計(jì)算相應(yīng)的油壓控制閥的目標(biāo)操作指令值；輸出裝置，根據(jù)用前述第4運(yùn)算裝置算出的目標(biāo)操作指令值，產(chǎn)生前述相應(yīng)的油壓控制閥的操作信號(hào)，前述輸出修正裝置作為前述第4運(yùn)算裝置構(gòu)成的一部分，在前述目標(biāo)操作指令值的計(jì)算時(shí)，用由前述第2檢測(cè)裝置檢測(cè)出的負(fù)荷壓力，修正與前述目標(biāo)操作指令值的前述特定的前端傳動(dòng)裝置有關(guān)的值。
另外，最理想的是前述第4運(yùn)算裝置包含目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度計(jì)算裝置，根據(jù)由前述第3計(jì)算裝置修正了的目標(biāo)速度向量計(jì)算目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度；目標(biāo)操作指令值計(jì)算裝置，根據(jù)用前述目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度和前述第2檢測(cè)裝置檢測(cè)出的負(fù)荷壓力預(yù)先設(shè)定的特性，計(jì)算前述相應(yīng)的油壓控制閥的目標(biāo)操作指令值。
進(jìn)而，在上述的區(qū)域限制挖掘控制裝置中，前述信號(hào)修正裝置包含第2運(yùn)算裝置和第3運(yùn)算裝置。第2運(yùn)算裝置根據(jù)與前述前端裝置有關(guān)的操縱裝置的操作信號(hào)計(jì)算前述前端裝置的輸入目標(biāo)速度向量；第3運(yùn)算裝置修正前述輸入目標(biāo)速度向量，以使得前述輸入目標(biāo)速度向量中的接近前述設(shè)定區(qū)域邊界的方向的向量成分減少。區(qū)域限制挖掘控制裝置還具備輸入修正裝置，它根據(jù)來(lái)自前述第2檢測(cè)裝置的信號(hào)修正有用前述第2運(yùn)算裝置計(jì)算后的輸入目標(biāo)速度向量，使得無(wú)論前述特定的前端傳動(dòng)裝置的負(fù)荷壓力的變化如何，都變?yōu)榕c前述操縱裝置的操作信號(hào)對(duì)應(yīng)的速度向量。
通過(guò)由上述輸入修正裝置修正由第2運(yùn)算裝置算出的輸入目標(biāo)速度向量，使得無(wú)論特定的前端傳動(dòng)裝置的負(fù)荷壓力如何變化，都成為與操作裝置的操作相對(duì)應(yīng)的速度向量，即使由于負(fù)荷壓力的變化引起油壓控制閥的流量特性變化，由于與此對(duì)應(yīng)的由第3運(yùn)算裝置修正的輸入目標(biāo)速度向量得到修正，所以在這種情況下也是目標(biāo)速度向量的控制計(jì)算值和實(shí)際的移動(dòng)偏差減小，控制精度進(jìn)一步提高。
最理想的是前述第2計(jì)算包含第5運(yùn)算裝置和第6運(yùn)算裝置。第5運(yùn)算裝置根據(jù)與前述前端裝置相關(guān)聯(lián)的操作裝置的操作信號(hào)計(jì)算輸入目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度；第6運(yùn)算裝置根據(jù)前述第5運(yùn)算裝置計(jì)算出的輸入目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度，計(jì)算前述前端裝置的輸入目標(biāo)速度向量。前述輸入修正裝置作為前述第5運(yùn)算裝置構(gòu)成的一部分，在計(jì)算前述輸入目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度時(shí)，用由前述第2檢測(cè)裝置檢測(cè)出的負(fù)荷壓力修正前述特定的前端傳動(dòng)裝置的輸入目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度。
這種情況下，理想的是第5運(yùn)算裝置以根據(jù)與前述前端裝置相關(guān)聯(lián)的操縱裝置的操作信號(hào)和用前述第2檢測(cè)裝置檢出的負(fù)荷壓力預(yù)先設(shè)定的特性為基礎(chǔ)，計(jì)算前述輸入目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度。
以上的預(yù)先設(shè)定的特性，最好都是基于與前述特定的前端傳動(dòng)裝置相關(guān)聯(lián)的油壓控制閥的流量負(fù)荷特性而決定。
另外，前述多個(gè)操縱裝置在以發(fā)生電信號(hào)作為前述操縱信號(hào)的電控制桿方式的操縱裝置的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置中，理想的情況是，前述閥控制裝置包含電信號(hào)生成裝置和電油壓轉(zhuǎn)換裝置。電信號(hào)生成裝置根據(jù)由前述第3運(yùn)算裝置修正后的目標(biāo)速度向量，計(jì)算前述相應(yīng)的油壓控制閥的目標(biāo)操縱指令值，并輸出與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)；電油壓轉(zhuǎn)換裝置將前述電信號(hào)轉(zhuǎn)換成油壓信號(hào)，輸出到與此油壓信號(hào)相應(yīng)的油壓控制閥。前述輸出修正裝置作為前述電信號(hào)生成裝置構(gòu)成的一部分，在前述目標(biāo)操作指令值的計(jì)算時(shí)，用由前述第2檢測(cè)裝置檢出的負(fù)荷壓力修正與前述目標(biāo)操作指令的前述特定的前端傳動(dòng)裝置有關(guān)的值。由此就可以在具有電控制桿方式的操縱裝置的機(jī)械上實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
另外，前述多個(gè)操縱裝置是把產(chǎn)生的控制壓作為前述操縱信號(hào)的油壓主控制方式，在包括此油壓主控制方式的操縱裝置的操縱系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的油壓控制閥的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置中，理想的是前述閥控制裝置包含根據(jù)由前述第3運(yùn)算裝置修正后的目標(biāo)速度向量，計(jì)算前述相應(yīng)的油壓控制閥的目標(biāo)操作指令值，輸出與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)的電信號(hào)產(chǎn)生裝置；和與前述電信號(hào)相應(yīng)地輸出代替前述操縱裝置的主控壓的主控壓的主控壓修正裝置；前述輸出修正裝置被作為前述電信號(hào)生成裝置構(gòu)成的一部分，在前述目標(biāo)操縱指令值的計(jì)算時(shí)，用由前述第2檢測(cè)裝置檢測(cè)出的負(fù)荷壓力修正與前述目標(biāo)操作指令值的前述特定的前端傳動(dòng)裝置有關(guān)的值。
如上所述通過(guò)將閥控制裝置設(shè)置成包含主控壓修正裝置的構(gòu)成，就可以很容易將能高效率地進(jìn)行限制了區(qū)域的挖掘的本發(fā)明的功能附加到具有油壓主控方式的操縱裝置的機(jī)械上。
另外，在對(duì)應(yīng)于前端部件的操縱裝置是油壓挖土機(jī)的起重臂用操縱裝置和懸臂操縱裝置的情況下，由于即使操縱一根懸臂用操縱手段的操縱桿，也能輸出如上述那樣的操作信號(hào)(主控壓)，所以用一根懸臂用的操作桿，就可以進(jìn)行沿著設(shè)定區(qū)域邊界的挖掘作業(yè)。
如上所述，在具有油壓主控方式的操作裝置的機(jī)械上實(shí)現(xiàn)本發(fā)明時(shí)，理想的構(gòu)成是，前述操縱系統(tǒng)包含在與前述前端裝置向離開(kāi)前述設(shè)定區(qū)域方向移動(dòng)相對(duì)應(yīng)的油壓控制閥導(dǎo)入主控壓的第1主控壓管路；前述主控壓修正裝置包含將前述電信號(hào)轉(zhuǎn)換成油壓信號(hào)的電油壓轉(zhuǎn)換裝置，選擇前述第1主控壓管路內(nèi)的主控壓以及和從前述電油壓轉(zhuǎn)換裝置輸出的油壓信號(hào)的高壓側(cè)，導(dǎo)入相應(yīng)的油壓控制閥的高壓選擇裝置。
也可以是這樣的構(gòu)成，前述操作系統(tǒng)包含與前述前端裝置向前述設(shè)定區(qū)域接近的方向移動(dòng)相應(yīng)地向油壓控制閥導(dǎo)入主控壓的第2主控壓管路；前述主控壓修正裝置設(shè)置在前述第2主控壓管路中，減低與前述電信號(hào)對(duì)應(yīng)的前述第2主控壓管路內(nèi)的主控壓力的減壓裝置。
另外，在上述區(qū)域限制挖掘控制裝置中，前述第3運(yùn)算裝置當(dāng)前述前端裝置在前述設(shè)定區(qū)域內(nèi)但不在其邊界附近時(shí)，維持前述輸入目標(biāo)速度向量。由此，當(dāng)前端裝置在設(shè)定區(qū)域內(nèi)但不在其邊界附近時(shí)，可以進(jìn)行與通常作業(yè)一樣的挖掘作業(yè)。
另外，理想的是在接近前述輸入目標(biāo)速度向量的設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的向量成分是對(duì)應(yīng)于前述設(shè)定區(qū)域的邊界的垂直方向的向量成分。
進(jìn)而更理想的是，前述第3運(yùn)算裝置在修正前述輸入目標(biāo)速度向量使得前述輸入目標(biāo)速度向量中的接近前述設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的向量成分減少時(shí)，能夠這樣減少該向量成分，即，隨著前述前端裝置和前述設(shè)定區(qū)域的邊界的距離的變小，使前述輸入目標(biāo)速度向量中的接近設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的向量成分的減少量增大。
再有，理想的是，前述第3運(yùn)算裝置在修正前述輸入目標(biāo)速度向量使前述前端裝置返回到前述設(shè)定區(qū)域時(shí)，在前述輸入目標(biāo)速度向量的設(shè)定區(qū)域的邊界上修正垂直的向量成分，通過(guò)改變接近前述設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的向量成分，修正前述輸入目標(biāo)速度向量。如上所述，通過(guò)在目標(biāo)速度向量的設(shè)定區(qū)域的邊界上改變垂直方向的向量成分，由于可以不減小沿著設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的速度成分，因此即使在設(shè)定區(qū)域外，也可以使前端裝置沿設(shè)定區(qū)域的邊界移動(dòng)。
還有，理想的是前述第3運(yùn)算裝置隨著前述前端裝置和前述設(shè)定區(qū)域的邊界的距離減小，使接近前述設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的向量成分減小。由此，前端裝置返回設(shè)定區(qū)域時(shí)的軌跡隨著接近設(shè)定區(qū)域的邊界而變得成為平行的曲線狀，因而從設(shè)定區(qū)域返回時(shí)的動(dòng)作更平穩(wěn)了。
還有，在上述區(qū)域限制挖掘控制裝置中，理想的是，前述前端裝置包含油壓挖土機(jī)的起重臂和懸臂，這種情況下理想的是，前述特定的前端傳動(dòng)裝置至少是驅(qū)動(dòng)前述起重臂的起重臂液壓缸；前述第2檢測(cè)裝置至少是檢測(cè)出起重臂升起方向的負(fù)荷壓力的裝置。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第1實(shí)施例的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置與油壓驅(qū)動(dòng)裝置的整體示意圖。
圖2是展示適用本發(fā)明的油壓挖土機(jī)的外觀和其周?chē)脑O(shè)定區(qū)域形狀的圖。
圖3是展示中間卸荷型的流量控制閥的過(guò)渡性位置的圖。
圖4是展示中間卸荷型的流量控制閥的開(kāi)度特性的圖。
圖5是展示中間卸荷型的流量控制閥的流量特性的圖。
圖6是展示控制裝置的控制功能的方框圖。
圖7是展示在本實(shí)施例的區(qū)域限制挖掘控制中所使用的座標(biāo)系和區(qū)域的設(shè)定方法的圖。
圖8是展示傾斜角的修正方法的圖。
圖9展示在本實(shí)施例中設(shè)定的區(qū)域的一例圖。
圖10是展示在目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部中的操作信號(hào)和負(fù)荷壓力以及流量控制閥的排出流量關(guān)系的圖。
圖11是展示在方向轉(zhuǎn)換控制部中的處理內(nèi)容的流程圖。
圖12是展示在方向轉(zhuǎn)換控制部中的鏟斗前端到設(shè)定區(qū)域的邊界的距離Ya和系數(shù)h的關(guān)系的圖。
圖13是展示按照計(jì)算對(duì)鏟斗前端進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換控制時(shí)的軌跡的一例圖。
圖14是展示在方向轉(zhuǎn)換控制部中的其它處理內(nèi)容的流程圖。
圖15是展示在方向轉(zhuǎn)換控制部中的距離Ya和函數(shù)Vcyf的關(guān)系的圖。
圖16是展示還原控制部中的處理內(nèi)容的流程圖。
圖17是展示按照計(jì)算對(duì)鏟斗的前端進(jìn)行復(fù)原控制時(shí)的軌跡的一例圖。
圖18是展示在目標(biāo)主控壓計(jì)算部中的輸出用的液壓缸速度和負(fù)荷壓力以及目標(biāo)主控壓的關(guān)系的圖。
圖19是將根據(jù)本發(fā)明的第2實(shí)施例的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置與油壓驅(qū)動(dòng)裝置一同展示的圖。
圖20是展示油壓主控方式的操縱桿裝置的詳細(xì)圖。
圖21是展示控制裝置的控制功能的功能方框圖。
圖22是展示在根據(jù)本發(fā)明的第3實(shí)施例的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置中的控制裝置功能的功能方框圖。
圖23是展示在目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部中的操作信號(hào)和流量控制閥的排出流量的關(guān)系的圖。
圖24是將根據(jù)本發(fā)明的第4實(shí)施例的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置與油壓驅(qū)動(dòng)裝置一同展示的圖。
圖25是展示控制裝置的控制功能的功能方框圖。
圖26是展示在目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部中的操作信號(hào)和負(fù)荷壓力和流量控制閥的排出流量的關(guān)系以及操作信號(hào)和排出流量的關(guān)系。
圖27是展示在目標(biāo)主控壓運(yùn)算部中的輸出用的液壓缸速度和負(fù)荷壓力和目標(biāo)主控壓之間的關(guān)系以及輸出用的液壓缸速度和目標(biāo)主控壓的關(guān)系。
圖28是作為本發(fā)明另一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例，適用本發(fā)明的偏心式油壓挖土機(jī)的上面圖。
圖29是作為本發(fā)明另一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例，適用本發(fā)明的2構(gòu)件組起重臂式油壓挖土機(jī)的側(cè)面圖。
以下，用


在油壓挖土機(jī)上適用了本發(fā)明的情況下的幾個(gè)實(shí)施例。
首先，根據(jù)圖1～圖18說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例。
在圖1中，適用本發(fā)明的油壓挖土機(jī)具有油壓泵2；包含由來(lái)自此油壓泵2的壓力油驅(qū)動(dòng)的起重臂液壓缸3a、懸臂液壓缸3b、鏟斗液壓缸3c、旋轉(zhuǎn)電機(jī)3d以及左右行走電機(jī)3e和3f的多個(gè)油壓傳動(dòng)裝置；與這些油壓傳動(dòng)裝置3～3f各自對(duì)應(yīng)設(shè)置的多個(gè)操縱桿裝置204a～204f；連接在油壓泵2和多個(gè)油壓傳動(dòng)裝置3a～3f之間的控制向油壓傳動(dòng)裝置3a～3f提供的壓力油的流量的多個(gè)流量控制閥5a～5f；當(dāng)油壓泵2和流量控制閥5a～5f之間的壓力變到設(shè)定值以上的情況下就打開(kāi)的降壓閥6。這些部件構(gòu)成驅(qū)動(dòng)油壓挖土機(jī)的被驅(qū)動(dòng)部件的油壓驅(qū)動(dòng)裝置。
另外，油壓挖土機(jī)如圖2所示，由以分別在垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng)的起重臂1a、懸臂1b以及鏟斗1c組成的多關(guān)節(jié)型前端裝置1A和以上部轉(zhuǎn)動(dòng)體1d及下部行走體1e組成的車(chē)體1B構(gòu)成，前端裝置1A的起重臂1a的根部支承在上部傳動(dòng)體1d的前部。起重臂1a、懸臂1b、鏟斗1c、上部轉(zhuǎn)動(dòng)體1d及下部行走體1e構(gòu)成分別由起重臂液壓缸3a、懸臂液壓缸3b、鏟斗液壓缸3c、旋轉(zhuǎn)電機(jī)3d以及左右行走電機(jī)3e、3f驅(qū)動(dòng)的被驅(qū)動(dòng)部件，它們的動(dòng)作由上述操縱桿裝置204a～204f指示。
操縱桿裝置204a～204f是將產(chǎn)生的電信號(hào)作為操縱信號(hào)的電操縱桿方式，它分別由靠操作者操作的操縱桿240和檢測(cè)出操縱桿204的操作量和操作方向后產(chǎn)生與之相應(yīng)的電信號(hào)的信號(hào)發(fā)生部241構(gòu)成，這些電信號(hào)被輸入到控制裝置209中?？刂蒲b置209根據(jù)輸入的電信號(hào)向比例電磁閥210a、210b；211a、211b；212a、212b；213a、213b；214、214b；215a、215b輸出電信號(hào)。為了簡(jiǎn)化圖示，用方框表示比例電磁閥213a、213b；214a、214b；215a、215b。比例電磁閥210a～215b生成與來(lái)自控制裝置209的電信號(hào)對(duì)應(yīng)的主控壓，它們的一次口連接在主控油壓源243，二次口通過(guò)主控壓管路244a，244b；245a，245b；246a，246b；247a，247b；248a，248b；249a，249b連接在對(duì)應(yīng)的流量控制閥的油壓驅(qū)動(dòng)部50a、50b；51a、51b；52a、52b；53a、53b；54a、54b；55a、55b，所生成的主控壓作為流量控制閥的操縱信號(hào)輸出。
流量控制閥5a～5f是中間卸荷式的流量控制閥，各流量控制閥的中間卸荷通路由中間卸荷管路242串聯(lián)連接，中間卸荷管路242的上游側(cè)通過(guò)供給流路243連接到油壓泵2上、下游例加接到容器上。
各流量控制閥5a～5f以流量控制閥5a為代表如圖3所示，在形成有入口節(jié)流式的可變節(jié)流孔254a、254b(以下用254代表)以及出口節(jié)流式的可變節(jié)流孔255a、255b(以下用255代表)的同時(shí)，在中間卸荷通路上設(shè)置放出液體用的可變節(jié)流孔256a、256b(以下用256代表)。在這些入口節(jié)流式的可變節(jié)流孔254以及出口節(jié)流式的可變節(jié)流孔255和放出液體用的可變節(jié)流孔256中的流量控制閥的閥柱行程S和開(kāi)口面積A的關(guān)系如圖4所示。即，圖中257、258是入口節(jié)流式的可變節(jié)流孔254和出口節(jié)流式的可變節(jié)流孔255的開(kāi)口面積特性，259是放出液體用的可變節(jié)流孔256的開(kāi)口面積的特性，它們之間的關(guān)系是，入口節(jié)流式的可變節(jié)流孔254和出口節(jié)流式的可變節(jié)流孔255在閥行程為0時(shí)(流量控制閥在中立位置時(shí))全封閉，隨著閥柱行程的增加使開(kāi)口面積增加，與此相反，放出壓力油用的可變節(jié)流孔256在閥行程為0時(shí)全開(kāi)，隨著閥行程的增加使開(kāi)口面積減小。
在以上的中間卸荷式的流量控制閥中，當(dāng)流量控制閥處于中立位置時(shí)，入口節(jié)流式及出口節(jié)流式的可變節(jié)流孔254、255全關(guān)閉，與此同時(shí)，放出壓力油的可變節(jié)流孔256全開(kāi)，來(lái)自油壓泵1的壓力油通過(guò)中間卸荷式管路242流出到容器。此時(shí)的油壓泵1的排出壓力為最低壓力。從此狀態(tài)進(jìn)入操縱桿裝置的操作，隨著閥柱行程S的增加，在入口節(jié)流式的可變節(jié)流孔254和出口節(jié)流式的可變節(jié)流孔255的開(kāi)口面積A增大的同時(shí)，由于放出壓力油用的可變節(jié)流孔256的開(kāi)口面積A減小，所以油壓泵1的排出壓力上升，若此排出壓力比油壓傳動(dòng)裝置例如起重臂液壓缸3a的負(fù)荷壓力大時(shí)，則來(lái)自油壓泵2的壓力油開(kāi)始流入傳動(dòng)裝置，從泵2通過(guò)中間卸荷管路242流出到容器的流量減少，從而向傳動(dòng)裝置提供從泵排出流量中扣除通過(guò)中間卸荷式管路流出的流量后的流量。此供給流量與閥柱行程S增加一同增加，當(dāng)入口節(jié)流式的可變節(jié)流孔254的開(kāi)口面積為最大時(shí)，供給流量也變成最大。
圖5展示了如上述動(dòng)作的流量控制閥的流量特性(統(tǒng)計(jì)特性)。取操作信號(hào)(主控壓)為橫軸。當(dāng)操縱信號(hào)增大超過(guò)某值時(shí)，如上所述，由于泵排出壓力變得比負(fù)荷壓力大，因而壓力油開(kāi)始流入傳動(dòng)裝置，其流量與操作信號(hào)的增大一起增大。另外，若傳動(dòng)裝置的負(fù)荷壓力增大，則泵排出壓力變得比負(fù)荷壓力還大的操作信號(hào)(閥柱行程)轉(zhuǎn)換至增大側(cè)，且使壓力油開(kāi)始流入傳動(dòng)裝置的操縱信號(hào)也增大。若傳動(dòng)裝置的負(fù)荷壓力增大，則入口節(jié)流式的可變節(jié)流孔在最大開(kāi)口面積以下對(duì)應(yīng)于同樣的操作信號(hào)能供給傳動(dòng)裝置的流量(流量控制閥的吐出流量)減少。由于流量控制閥5a～5f的流量特性對(duì)應(yīng)于負(fù)荷壓力而變化，因此在本說(shuō)明書(shū)中，稱此流量特性為“流量負(fù)荷特性”。
在如上所述的油壓挖土機(jī)中，本實(shí)施例設(shè)置了根據(jù)本發(fā)明的區(qū)域限制挖掘控制裝置。此控制裝置具有以下構(gòu)成設(shè)定器7，預(yù)先與作業(yè)相應(yīng)地設(shè)定前端裝置的規(guī)定位置，例如鏟斗1c的前端可移動(dòng)的挖掘區(qū)域；角度檢測(cè)器8a、8b、8c，它們分別被設(shè)置在起重臂1a、懸臂1b以及鏟斗1c的各轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)上，檢測(cè)出各自轉(zhuǎn)動(dòng)角作為與前端裝置1A的位置和姿態(tài)有關(guān)的狀態(tài)量；傾角檢測(cè)器8d，檢測(cè)車(chē)體1B前后方向的傾斜角θ；壓力檢測(cè)器270a、270b、271a、271b，它們分別連接在起重臂液壓缸3a和懸臂液壓缸3b的傳動(dòng)裝置管路上，檢出各自的負(fù)荷壓力；上述控制裝置209，向此裝置輸入設(shè)定器7的設(shè)定信號(hào)、角度檢測(cè)器8a、8b、8c以及傾斜角檢測(cè)器8d的檢出信號(hào)、操縱桿裝置204a、204b的操作信號(hào)(電信號(hào))、以及壓力檢測(cè)器270a、270b，271a、271b的檢測(cè)信號(hào)，在設(shè)定鏟斗1c的前端可移動(dòng)的挖掘區(qū)域的同時(shí)，向比例電磁閥210a～211b輸出進(jìn)行限制了區(qū)域的挖掘控制的電信號(hào)。
設(shè)定器7是設(shè)置在操作盤(pán)式把手上的通過(guò)開(kāi)、關(guān)等操縱裝置向控制裝置209輸出設(shè)定信號(hào)、指示挖掘區(qū)域的設(shè)定值裝置，在操作盤(pán)上也可以有顯示裝置等的其它輔助裝置。另外，也可以使用根據(jù)IC卡的方法、根據(jù)條型碼的方法、根據(jù)激光的方法、根據(jù)無(wú)線通信的方法等的其它方法。
在圖6展示了涉及控制裝置209的區(qū)域限制挖掘裝置的部分的控制功能?？刂蒲b置209具有區(qū)域設(shè)定運(yùn)算部9a、前端姿態(tài)運(yùn)算部9b、負(fù)荷壓力修正目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部209c、目標(biāo)前端速度向量運(yùn)算部9d、方向轉(zhuǎn)換控制部9e、修正后目標(biāo)向量速度運(yùn)算部9f、復(fù)原控制運(yùn)算部9g、修正后目標(biāo)向量速度運(yùn)算部9h、目標(biāo)向量速度選擇部9i、負(fù)荷壓力修正目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j、閥指令運(yùn)算部9k的各功能。
在區(qū)域設(shè)定運(yùn)算部9a中，用來(lái)自設(shè)定器7的指示進(jìn)行鏟斗1c的前端可以移動(dòng)的挖掘區(qū)域的設(shè)定計(jì)算。用圖7說(shuō)明其一例。本實(shí)施例就在垂直面內(nèi)設(shè)定挖掘區(qū)域的例子。
在圖7中，用操作者的操作使鏟斗1c的前端移動(dòng)到點(diǎn)P1的位置后，用來(lái)自設(shè)定器7的指示計(jì)算此時(shí)的鏟斗1c的前端位置。接著，操作設(shè)定器7輸入此位置的深度h1，根據(jù)深度指定應(yīng)該設(shè)定的挖掘區(qū)域的邊界上的點(diǎn)P1*。接著，在使鏟斗1c的前端移動(dòng)至點(diǎn)P2的位置后，用來(lái)自設(shè)定器7的指示計(jì)算此時(shí)的鏟斗1c的前端位置，同樣地操作設(shè)定器7輸入此位置的深度，根據(jù)深度指定應(yīng)該設(shè)定的挖掘區(qū)域的邊界上的點(diǎn)P2*。然后，計(jì)算P1*、P2*兩點(diǎn)連結(jié)成的線段的直線式，作為挖掘區(qū)域的邊界。
在此，2點(diǎn)P1、P2的位置在前端姿態(tài)運(yùn)算部9b中計(jì)算，區(qū)域設(shè)定運(yùn)算部9a用其位置信息計(jì)算上述直線式。
在控制裝置209的存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)著前端裝置1A以及車(chē)體1B的各部分尺寸，前端姿態(tài)運(yùn)算部9b使用這些數(shù)據(jù)和用角度檢測(cè)器8a、8b、8c檢測(cè)出的轉(zhuǎn)動(dòng)角α、β、γ的值計(jì)算2點(diǎn)P1、P2的位置。此時(shí)，2點(diǎn)P1、P2的位置例如作為以起重臂1a的轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)為原點(diǎn)的XY座標(biāo)系的座標(biāo)值(X1，Y1)(X2，Y2)求出。XY座標(biāo)系是固定于主體1B上的直交座標(biāo)系，設(shè)在垂直平面內(nèi)。如果沒(méi)起重臂1a的轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)和懸臂1b的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)的距離為L(zhǎng)1，懸臂1b的轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)和鏟斗1c的轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)的距離為L(zhǎng)2，鏟斗1c的轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)和鏟斗1c前端的距離為L(zhǎng)3，則根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)角α、β、γ可以用下式求XY座標(biāo)系的座標(biāo)值(X1，Y1)(X2，Y2)。
X＝L1sina＋L2sin(α＋β)＋L3sin(α＋β＋γ)Y＝L1cosa＋L2cos(α＋β)＋L3cos(α＋β＋γ)在區(qū)域設(shè)定運(yùn)算部9a中，通過(guò)分別進(jìn)行Y座標(biāo)的以下的計(jì)算可求得挖掘區(qū)域的邊界上的2點(diǎn)P1*，P2*的座標(biāo)值。
Y1*＝Y(jié)1－h(huán)1Y2*＝Y(jié)2－h(huán)2另外，連結(jié)P1*，P2*兩點(diǎn)的線段的直線式由下式計(jì)算。
Y＝(Y2*－Y1*)X/(X2－X1)＋(X2Y1*－X1Y2*)/(X2－X1)進(jìn)而，設(shè)定在上述直線上有原點(diǎn)并以該直線為一軸的直交座標(biāo)系，例如以點(diǎn)P2*為原點(diǎn)的XaYa座標(biāo)系，求從XY座標(biāo)系向XaYa座標(biāo)系的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。
另外，如圖8所示當(dāng)車(chē)體1B傾斜時(shí)，由于鏟斗和前端和地面的相對(duì)位置關(guān)系發(fā)生變化，所以不能正確地進(jìn)行挖掘區(qū)域的設(shè)定。因而在本發(fā)明中，用傾斜角檢測(cè)器8d檢測(cè)出車(chē)體1B的傾斜角θ，在前端姿態(tài)運(yùn)算部9b中輸入該傾斜角θ的值，用由XY座標(biāo)系轉(zhuǎn)動(dòng)θ角而得到的XbYb座標(biāo)系計(jì)算鏟斗前端的位置。由此，即使車(chē)體1B傾斜也能進(jìn)行正確的區(qū)域設(shè)定。另外，當(dāng)車(chē)體傾斜時(shí)，在修正車(chē)體傾斜后再進(jìn)行作業(yè)，或者在車(chē)體不傾斜的作業(yè)場(chǎng)現(xiàn)使用時(shí)，就不一定需要傾斜角檢測(cè)器。
以上是以1根直線設(shè)定挖掘區(qū)域的邊界的例子，但是也可以設(shè)定由多條直線組合成的在垂直平面內(nèi)的任意形狀的挖掘區(qū)域。圖9就展示了其一例，使用3根直線A1、A2、A3設(shè)定挖掘區(qū)域。這種情況下，關(guān)于直線A1、A2、A3可以通過(guò)進(jìn)行與上述同樣的操作和計(jì)算而設(shè)定挖掘區(qū)域的邊界。
在前端姿態(tài)運(yùn)算部9b中，如上所述那樣，使用存儲(chǔ)在控制裝置209的存儲(chǔ)裝置中的前端裝置1A及車(chē)體1B的各部分尺寸、和用角度檢測(cè)器8a、8b、8c檢測(cè)出的轉(zhuǎn)動(dòng)角α、β、γ的值，將前端裝置1A的規(guī)定部位的位置作為XY座標(biāo)系的值加以計(jì)算。
在負(fù)荷壓力修正目標(biāo)液壓缸速度計(jì)算部209c中，輸入來(lái)自操縱桿裝置204a、204b的電信號(hào)(操作信號(hào))和用壓力檢測(cè)器270a～271b檢測(cè)出的負(fù)荷壓力，求用負(fù)荷壓力修正后的流量控制閥5a、5b的輸入目標(biāo)排出流量(以下簡(jiǎn)稱為目標(biāo)排出流量)，進(jìn)一步從此目標(biāo)排出流量計(jì)算起重臂液壓缸3a以及懸臂液壓缸3b的目標(biāo)速度。在控制裝置209的存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)著如圖10所示的與操作信號(hào)PBU、PBD、PAC、PAD和負(fù)荷壓力PLB1、PLB2、PLA1、PLA2和流量控制閥5a、5b的目標(biāo)排出流量VB、VA有關(guān)的FBU、FBD、FAC、FAD，目標(biāo)液壓缸速度計(jì)算部209c用此關(guān)系求出流量控制閥5a、5b的目標(biāo)排出流量。
在此，圖10所示的關(guān)系就是基于圖5所示的流量控制閥5a、5b的流量負(fù)荷特性，關(guān)系FBU對(duì)應(yīng)于移動(dòng)流量閥5a到起重臂升起方向時(shí)的流量負(fù)荷特性，關(guān)系FBD對(duì)應(yīng)于使流量閥5a移動(dòng)到起重臂下降方向時(shí)的流量特性，關(guān)系FAC對(duì)應(yīng)于使流量閥5b移動(dòng)到懸臂加載(cloud)方向時(shí)的流量負(fù)荷特性，關(guān)系FAD對(duì)應(yīng)于使流量控制閥5b移動(dòng)到懸臂卸載方向時(shí)的流量負(fù)荷特性。這樣考慮到流量控制閥5a、5b的流量特性隨負(fù)荷壓力的變化，通過(guò)設(shè)定與此流量負(fù)荷特性相對(duì)應(yīng)的關(guān)系FBU、FBD、FAC、FAD，就可以不管起重臂3a及懸臂3b的負(fù)荷壓力的變化，都能得到與操縱桿裝置204a、204b的操作相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)流量(目標(biāo)液壓缸速度)的修正值，從而可以計(jì)算正確的目標(biāo)液壓缸速度。
此外，也可以在控制裝置209的存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)事先已計(jì)算出的操作信號(hào)和負(fù)荷壓力和目標(biāo)液壓缸速度的關(guān)系，從操作信號(hào)直接求目標(biāo)液壓缸速度。
在目標(biāo)前端速度向量運(yùn)算部9d中，根據(jù)用前端姿態(tài)計(jì)算部9b求得的鏟斗的前端位置及用目標(biāo)液壓缸速度計(jì)算部209c求得的目標(biāo)液壓缸速度，和在控制裝置209的存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)著的前面的L1、L2、L3等的各部分尺寸求出鏟斗1c的前端的輸入目標(biāo)速度向量Vc(以下簡(jiǎn)稱目標(biāo)速度向量Vc)。此時(shí)，目標(biāo)速度向量Vc作為圖7所示的XY座標(biāo)系的值求取，接著，使用此座標(biāo)值及在區(qū)域設(shè)定運(yùn)算部9a中已求得的從XY座標(biāo)系向XaYa座標(biāo)系轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，求出作為XaYa座標(biāo)系的值。在這里，在XaYa座標(biāo)系中的目標(biāo)速度向量Vc的Xa座標(biāo)值Vcx成為與目標(biāo)速度向量Vc的設(shè)定區(qū)域的邊界平行方向的向量成分，Ya座標(biāo)值Vcy成為與目標(biāo)速度向量Vc的設(shè)定區(qū)域的邊界垂直方向的向量成分。
在方向轉(zhuǎn)換控制部9e中，當(dāng)鏟斗1c的前端在設(shè)定區(qū)域內(nèi)并靠近其邊界附近，目標(biāo)速度向量Vc具有接近設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的向量成分時(shí)，修正垂直向量成份使垂直的向量成分隨著靠近設(shè)定區(qū)域的邊界而減小。換言之，在垂直方向的向量成分Vcy上加上從比其更小的設(shè)定區(qū)域離開(kāi)方向的向量(反方向向量)。
圖11用流程圖展示了方向轉(zhuǎn)換控制部9e中的控制內(nèi)容。首先，在步驟100中，對(duì)應(yīng)于目標(biāo)速度向量Vc的設(shè)定區(qū)域的邊界判斷垂直成分，即XaYa座標(biāo)系中的Ya座標(biāo)值Vcy的正負(fù)，由于在正的情況下鏟斗前端是從設(shè)定區(qū)域的邊界離開(kāi)的方向的速度向量，所以進(jìn)入到步驟101，將目標(biāo)速度向量Vc的Xa座標(biāo)值Vcx及Ya座標(biāo)值Vcy原封不動(dòng)地設(shè)成修正后的向量成分Vcxa、Vcya。在判斷值為負(fù)的情況下，由于鏟斗前端是接近設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的速度向量，所以進(jìn)入到步驟102，因方向轉(zhuǎn)換控制，目標(biāo)速度向量Vc的Xa座標(biāo)值Vcx原封不動(dòng)地作為修正后的向量成分Vcxa，而Ya座標(biāo)值Vcy把在其上乘了系數(shù)h的值作為修正后的向量成分Vcya。
在此，系數(shù)h如圖12所示，在鏟斗1c的前端和設(shè)定區(qū)域的邊界的距離Ya比設(shè)定值Ya1大時(shí)為1，距離Ya比設(shè)定值Ya1小時(shí)隨著距離Ya的變小h也變得比1小，若距離Ya為0，即鏟斗前端一到達(dá)設(shè)定區(qū)域的邊界上時(shí)，h就變成0，在控制裝置209的存儲(chǔ)裝置中就存儲(chǔ)著這樣的h與Ya的關(guān)系。
在方向轉(zhuǎn)換控制部9e中，使用從預(yù)先在區(qū)域設(shè)定運(yùn)算部9a中計(jì)算求得的XY座標(biāo)系向XaYa座標(biāo)系轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，將在前端姿態(tài)運(yùn)算部9b中求得的鏟斗1c的前端位置轉(zhuǎn)換到XaYa座標(biāo)系，根據(jù)其Ya座標(biāo)求鏟斗1c的前端和設(shè)定區(qū)域的邊界的距離Ya，用圖12的關(guān)系從此距離Ya求系數(shù)h。
如上所述，通過(guò)修正目標(biāo)速度向量Vc的垂直方向的向量成分Vcy，隨著距離Ya減小，垂直方向的向量成分Vcy的減少量增大的方式減小向量成分Vcy，使目標(biāo)速度向量Vc修正到目標(biāo)速度向量Vca。在此，從設(shè)定區(qū)域的邊界到距離Ya1的范圍可以叫方向轉(zhuǎn)換區(qū)域或減速區(qū)域。
圖13展示了鏟斗1c的前端按照上述那樣的修正后的目標(biāo)速度向量受到方向轉(zhuǎn)換控制時(shí)的軌跡的一例。若設(shè)目標(biāo)速度向量Vc在斜下方且值為一定時(shí)，則其平行成分Vcx為一定值，垂直成分Vcy隨著鏟斗1c的前端靠近設(shè)定區(qū)域的邊界(隨著距離Ya減小)而減小。修正后的目標(biāo)速度向量由于是其合成，所以軌跡如圖13所示隨著靠近設(shè)定區(qū)域的邊界而成為平行的曲線狀。另外，在Ya＝0時(shí)如果設(shè)h＝0，則在設(shè)定區(qū)域的邊界上的修正后的目標(biāo)速度向量Vca與平行成分Vcx一致。
圖14用流程圖展示在方向轉(zhuǎn)換控制部9e中的控制的另一例子。在此例中，在步驟100中，若判斷目標(biāo)速度向量Vc的與設(shè)定區(qū)域的邊界相垂直的成分(目標(biāo)速度向量Vc的Ya座標(biāo)值)Vcy為負(fù)時(shí)，則進(jìn)入步驟102A，根據(jù)存儲(chǔ)在控制裝置209的存儲(chǔ)裝置中的如圖15所示的Vcyf＝f(Ya)的函數(shù)關(guān)系，求對(duì)應(yīng)于鏟斗1c的前端和設(shè)定區(qū)域的邊界的距離Ya的減速了的Ya座標(biāo)值Vcyf，將此Ya座標(biāo)值Vcyf和Vcy小的一方作為修正后的向量成分Vcya。這樣一來(lái)，在緩慢移動(dòng)鏟斗1c的前端時(shí)，即使鏟斗前端接近設(shè)定區(qū)域的邊界，由于減速不會(huì)超過(guò)以上的值，所以具有可以按照操作者的操作而動(dòng)作的優(yōu)點(diǎn)。
進(jìn)而，如上所述即使減少鏟斗前端的目標(biāo)速度向量的垂直成分，也由于由流量控制閥、其它的油壓機(jī)械的制造公差引起的偏移等原因，要將垂直向成分在垂直方向距離Ya＝0時(shí)設(shè)置成0是極困難的，鏟斗前端有時(shí)也有可能侵入到設(shè)定區(qū)域外。但是，由于在本實(shí)施例中還同時(shí)使用了后述的復(fù)原控制，因而鏟斗前端就可以基本上在設(shè)定區(qū)域的邊界上工作。另外，由于如此同時(shí)使用復(fù)原控制，因而也可以在垂直方向距離Ya＝0時(shí)，系數(shù)h和減速了的Ya座標(biāo)值Vcyf有少量殘存那樣地設(shè)定如圖12及圖15所示的關(guān)系。
再有，在上述的控制中，目標(biāo)速度向量的水平成分(Xa座標(biāo)值)是維持原樣的，但也可以改變，可以使水平成分增加而增速，也可以使水平成分減少而減速。關(guān)于后者作為另一實(shí)施例在以后敘述。
在修正后目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9f中，根據(jù)在方向轉(zhuǎn)換控制部9e求出的修正后的目標(biāo)速度向量，計(jì)算起重臂液壓缸3及懸臂液壓缸3b的目標(biāo)液壓缸速度。此計(jì)算是在目標(biāo)前端速度向量運(yùn)算部9d中的計(jì)算的逆運(yùn)算。
這里，在用圖11或圖14的流程圖進(jìn)行步驟102或步驟102A的方向轉(zhuǎn)換控制(減速控制)時(shí)，選擇在其方向轉(zhuǎn)換控制上所需要的起重臂液壓缸及懸臂液壓缸的動(dòng)作方向，計(jì)算在其動(dòng)作方向上的目標(biāo)液壓缸速度。作為一例，說(shuō)明有關(guān)要在跟前挖掘而使懸臂加載的情況(懸臂加載操作)，和用起重臂下降，懸臂卸載的復(fù)合操作，在壓下方向上操作鏟斗前端的情況(懸臂卸載復(fù)合操作)。
在懸臂加載操作的情況下，目標(biāo)速度向量Vc的垂直成分Vcy的減少有以下3種方法(1)因使起重臂1a上升而減少的方法；(2)因使懸臂1b的加載動(dòng)作減速而減少的方法；(3)通過(guò)(1)與(2)兩者組合而減少的方法在(3)的組合的情況下，其組合的比例對(duì)應(yīng)于那時(shí)的前端裝置的姿態(tài)、水平方向的向量成分等而不同。無(wú)論哪種都可由控制軟件決定。在本實(shí)施例中由于同時(shí)使用復(fù)原控制，因此理想的方法是包含因使起重臂1a上升而減少的方法(1)或(3)，如果從動(dòng)作平滑這一點(diǎn)上考慮則最理想的是方法(3)。
在懸臂卸載復(fù)合操作中，在從車(chē)體側(cè)的位置(跟前的位置)操作懸臂卸載的情況下，就要賦予出到設(shè)定區(qū)域外的方向的目標(biāo)向量。因而，為了使目標(biāo)向量Vc的垂直成分Vcy減少，就需要將起重臂下降轉(zhuǎn)換至起重臂上升，并使懸臂卸載減速。其組合也由控制軟件決定。
在復(fù)原控制部9g中，當(dāng)鏟斗1c的前端移到設(shè)定區(qū)域外時(shí)，與距設(shè)定區(qū)域的邊界的距離有關(guān)聯(lián)地修正目標(biāo)速度向量，使鏟斗前端返回設(shè)定區(qū)域。換言之，在垂直方向的向量成分Vcy上加上接近比其還大的設(shè)定區(qū)域的方向的向量(反方向向量)。
圖16用流程圖展示了復(fù)原控制部9g中的控制內(nèi)容。首先，在步驟110中，判斷鏟斗1c的前端和設(shè)定區(qū)域的邊界的距離Ya的正負(fù)。在此，距離Ya如前所述用從XY座標(biāo)系向XaYa座標(biāo)系轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，將用前端裝置姿態(tài)運(yùn)算部9b求得的前端裝置前端的位置轉(zhuǎn)換到XaYa座標(biāo)系，從此Ya座標(biāo)值求得。距離Ya為正的情況下，由于鏟斗前端還在設(shè)定區(qū)域內(nèi)，所以進(jìn)入步驟111，由于前面所說(shuō)的方向轉(zhuǎn)換控制優(yōu)先，因而分別設(shè)目標(biāo)速度向量Vc的Xa座標(biāo)值Vcx及Ya座標(biāo)值Vcy為0。距離Ya為負(fù)的情況下，由于鏟斗前端已移到設(shè)定區(qū)域的邊界之外，所以進(jìn)入步驟112，由于進(jìn)行復(fù)原控制，目標(biāo)速度向量Vc的Xa座標(biāo)值Vcx原封不動(dòng)地設(shè)定為修正后的向量成分Vcxa，Ya座標(biāo)值Vcy把在鏟斗前端和設(shè)定區(qū)域的邊界的距離Ya上乘系數(shù)—k后的值作為修正后的向量成分Vcya。在此，系數(shù)k是由控制上的特性決定的任意值，—kYa成為隨距離Ya減小而減小的反方向的速度向量。進(jìn)而，k也可以是隨距離Ya減小而減小的函數(shù)，這種情況下，—kYa就變?yōu)殡S距離Ya減小其減小程度增大。
通過(guò)上述那樣地修正目標(biāo)速度向量Vc的垂直方向的向量成分Vcy，就可將目標(biāo)速度向量Vc修正為目標(biāo)速度向量Vca，使得隨著距離Ya的減小，垂直方向的向量成分Vcy減小。
圖17展示鏟斗1c的前端按上述那樣的修正后的目標(biāo)速度向量Vca受到復(fù)原控制時(shí)的軌跡的一例。若設(shè)目標(biāo)速度向量Vc在斜下方為一定值，則其水平成分Vcx變成一定值，而復(fù)原向量Vcya(＝-kYa)由于與距離成比例，所以垂直成分隨著鏟斗1c的前端接近設(shè)定區(qū)域的邊界(隨距離Ya的減小)而減小。修正后的目標(biāo)速度向量Vca由于是其合成，所以軌跡如圖17所示隨著接近設(shè)定區(qū)域的邊界而變成平行的曲線狀。
由于可以在復(fù)原控制部9g中進(jìn)行如鏟斗1c的前端返回設(shè)定區(qū)域那樣的控制，所以可以在設(shè)定區(qū)域外得到復(fù)原區(qū)域。另外，即使在此復(fù)原控制中，由于也可以便鏟斗1c的前端在接近設(shè)定區(qū)域邊界的方向上的移動(dòng)減速，其結(jié)果使鏟斗1c前端的移動(dòng)方向轉(zhuǎn)換到沿著設(shè)定區(qū)域邊界的方向，在此意義上此復(fù)原控制也可稱為方向轉(zhuǎn)換控制。
在修正后目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9h中，根據(jù)在復(fù)原控制部9g中求得的修正后的目標(biāo)速度向量，計(jì)算起重臂液壓缸3a及懸臂液壓缸3b的目標(biāo)液壓缸速度。此計(jì)算是在目標(biāo)前端速度向量運(yùn)算部9d中的運(yùn)算的逆運(yùn)算。
在此，用圖16的流程圖進(jìn)行步驟112的復(fù)原控制的情況，是選擇其復(fù)原控制所需要的起重臂液壓缸及懸臂液壓缸的動(dòng)作方向，計(jì)算在此動(dòng)作方向上的目標(biāo)液壓缸速度。但是，在復(fù)原控制中，由于起重臂1a上升能使鏟斗前端返回設(shè)定區(qū)域，因而必須包含起重臂1的上升方向。其組合也由控制軟件決定。
在目標(biāo)液壓缸速度選擇部9i中，選擇由用目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9f得到的方向轉(zhuǎn)換控制產(chǎn)生的目標(biāo)液壓缸速度和由用目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9h得到的復(fù)原控制產(chǎn)生的目標(biāo)液壓缸速度值大的一方(最大值)，作為輸出用的目標(biāo)液壓缸速度。
在此，鏟斗前端和設(shè)定區(qū)域的邊界的距離Ya為正的情況下，在圖16的步驟111中，目標(biāo)速度向量成分被同時(shí)置0，由于在圖11的步驟101或102中的速度向量成分的值總是大值，所以選擇由在目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9f中得到的方向轉(zhuǎn)換控制產(chǎn)生的目標(biāo)液壓缸速度，在距離Ya是負(fù)值，目標(biāo)速度向量的垂直成分Vcy為負(fù)的情況下，在圖11步驟102中h＝0，修正后的垂直成分Vcya變?yōu)?，由于在圖16的步驟112中的垂直成分的值總是大值，所以選擇由在目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9h中得到的復(fù)原控制產(chǎn)生的目標(biāo)液壓缸速度，在距離Ya為負(fù)值，目標(biāo)速度向量的垂直成分Vcy為正的情況下，與在圖11的步驟101中的目標(biāo)速度向量Vc的垂直成分Vcy和在圖16的步驟112中的垂直成分kYa的值的大小相對(duì)應(yīng)地選擇在目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9f，或9h中得到的目標(biāo)液壓缸速度。進(jìn)而，也可在選擇部9i中不用選擇最大值的方法，而用取兩者的和等的其它方法。
在負(fù)荷壓力修正目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209i中，輸入在目標(biāo)液壓缸速度選擇部9i得到的輸出用的目標(biāo)液壓缸速度和在壓力檢測(cè)器270a～271b中檢測(cè)出的負(fù)荷壓力，計(jì)算用負(fù)荷壓力修正后的目標(biāo)主控壓(目標(biāo)操作指令值)。這是在負(fù)荷壓力修正目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部209c中的計(jì)算逆運(yùn)算。
即，在控制裝置209的存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)著如圖18所示那樣的與輸出用的目標(biāo)液壓缸速度VB′，VA′和負(fù)荷壓力PLB1，PLB2，PLA1，PLA2和目標(biāo)主控壓P′BU，P′BD，P′AC，P′AD有關(guān)的GBU，GBD，GAC，GAD，在目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209i中用此關(guān)系求驅(qū)動(dòng)流量控制閥5a，5b用的目標(biāo)主控壓。
圖18所示的關(guān)系就是在圖10所示的關(guān)系中將操作信號(hào)PBU，PBD，PAC，PAD置換成目標(biāo)主控壓P′BU，P′BD，P′AC，P′AD；將目標(biāo)排出流量VB，VA置換成輸出用的目標(biāo)液壓缸速度VB′，VA′，并根據(jù)圖5所示的流量控制閥5a，5b的流量負(fù)荷特性得到的。由于如此考慮流量控制閥5a、5b的流量特性因負(fù)荷壓力而變化，就可以通過(guò)組合其流量負(fù)荷特性，設(shè)定關(guān)系GBU，GBD，GAC，GAD，從而不論起重臂液壓缸3a及懸臂液壓缸3b的負(fù)荷壓力的變化都能修正主控壓(操作信號(hào))，使得前端裝置的前端對(duì)應(yīng)于輸出用的目標(biāo)速度向量而動(dòng)作。
在閥指令運(yùn)算部9k中，根據(jù)在目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j中計(jì)算出的目標(biāo)主控壓，計(jì)算為得到此主控壓的比例電磁閥210a，210b，211a，211b的指令值。此指令值在放大器中被放大，作為電驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到比例電磁閥210a，210b，211a，211b。
這里，在用圖11或圖14的流程圖，進(jìn)行步驟102或102A的方向轉(zhuǎn)換控制(減速控制)的情況下，如前所述在懸臂加載動(dòng)作中，包含起重臂上升、懸臂加載的減速，但在起重臂上升中，向與起重臂上側(cè)的主控壓管路244a有關(guān)的比例電磁閥210a輸出電信號(hào)，而在懸臂加載的減速中，向設(shè)置在懸臂加載一側(cè)的主控壓管路245a上的比例電磁閥211a輸出電信號(hào)。在懸臂卸載復(fù)合操作中，將起重臂下降轉(zhuǎn)換至起重臂上升，從而使懸臂卸載減速，而為了將起重臂下降轉(zhuǎn)換至起重臂上升，將向設(shè)置在起重臂下降一側(cè)的主控壓管路244b上的比例電磁閥210b輸出的電信號(hào)置0，向比例電磁閥210a輸出電信號(hào)，在懸臂卸載的減速中，向設(shè)置在懸臂卸載一側(cè)的主控壓管路245b上的比例電磁盤(pán)211b輸出電信號(hào)。進(jìn)而，在此以外的情況下，輸出與比例電磁閥210a，210b，211a，211b相關(guān)連的與主控壓管路的主控壓對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，使得可以原封不變地輸出該主控壓。
在上述構(gòu)成中，操作桿裝置204a～204f構(gòu)成指示作為多個(gè)被驅(qū)動(dòng)部件的起重臂1a，懸臂1b，鏟斗1c，上部轉(zhuǎn)動(dòng)體1d以及下部行走體1e的動(dòng)作的多個(gè)操作裝置；設(shè)定器7和前端區(qū)域設(shè)定運(yùn)算部9a構(gòu)成設(shè)定前端裝置1a的可以移動(dòng)的區(qū)域的區(qū)域設(shè)定裝置；角度檢測(cè)器8a～8c構(gòu)成檢測(cè)與前端裝置1A的位置和姿態(tài)有關(guān)的狀態(tài)量的第1檢測(cè)裝置；壓力檢測(cè)器270a～271b構(gòu)成檢測(cè)出與作為特定的前端部件的起重臂1a和懸臂1b有關(guān)的特定的前端傳動(dòng)裝置的起重臂液壓缸3a和懸臂液壓缸3b的負(fù)荷壓力的第2檢測(cè)裝置；前端裝置姿態(tài)運(yùn)算部9b構(gòu)成根據(jù)來(lái)自第1檢測(cè)裝置的信號(hào)計(jì)算前端裝置1A的位置和姿態(tài)的第1運(yùn)算裝置。
目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部209c，目標(biāo)前端速度向量計(jì)算部9d、方向轉(zhuǎn)換控制部9e、復(fù)原控制部9g，修正后目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9f、9h、目標(biāo)液壓缸速度選擇部9i、負(fù)荷壓力修正目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j、閥指令運(yùn)算部9k及比例電磁閥210a～211b，根據(jù)在多個(gè)操作裝置中，與前端裝置1A有關(guān)的操作裝置204a、204b的操作信號(hào)和上述第1運(yùn)算裝置的計(jì)算值，進(jìn)行與前端裝置1A的目標(biāo)速度向量Vca有關(guān)的計(jì)算，當(dāng)前端裝置在設(shè)定區(qū)域內(nèi)且靠近其邊界時(shí)，修正與前端裝置1A有關(guān)的操作裝置204a、204b的操作信號(hào)，使得前端裝置在沿著設(shè)定區(qū)域的邊界方向工作，并在接近設(shè)定區(qū)域的邊界方向上減小移動(dòng)速度；當(dāng)前端裝在設(shè)定區(qū)域外時(shí)，修正與前端裝置1A有關(guān)的操作裝置204、204b的操作信號(hào)，使得前端裝置1A能返回到設(shè)定區(qū)域，從而構(gòu)成信號(hào)修正裝置；負(fù)荷壓力修正目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j構(gòu)成輸出修正裝置，它根據(jù)來(lái)自第2檢測(cè)裝置(壓力檢測(cè)器270a～271b)的信號(hào)，無(wú)論哪個(gè)操作信號(hào)被修正的情況下，都要進(jìn)一步修正與在上述修號(hào)修正裝置中被修正過(guò)的信號(hào)中的特定的前端部件(起重臂1a和懸臂1b)有關(guān)的操作裝置204a，204b的操作信號(hào)，以使得不管上述特定的前端傳動(dòng)裝置(起重臂液壓缸3a及懸臂液壓缸3b)的負(fù)荷壓力的變化如何，前端裝置1A都按目標(biāo)速度向量Vca工作。
另外，目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部209c和目標(biāo)前端速度向量運(yùn)算部9d構(gòu)成根據(jù)與前端裝置1A有關(guān)的操作裝置204a，204b的操作信號(hào)，計(jì)算前端裝置1A的輸入目標(biāo)速度向量Vc的第2運(yùn)算裝置；方向轉(zhuǎn)換控制部9e及復(fù)原控制部9g構(gòu)成第3運(yùn)算裝置，其在前端裝置1A在設(shè)定區(qū)域內(nèi)且靠近其邊界時(shí)，修正輸入目標(biāo)速度向量Vc(方向轉(zhuǎn)換控制部9e)，使得輸入目標(biāo)速度向量Vc的在接近設(shè)定區(qū)域邊界的方向的向量成分減少，在前端裝置1A位于設(shè)定區(qū)域外時(shí)，修正輸入目標(biāo)速度向量(復(fù)原控制部98)，使前端裝置1A返回設(shè)定區(qū)域；修正后目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9f、9h、目標(biāo)液壓缸速度選擇部9i、目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j、閥指令計(jì)算部9k以及比例電磁閥210a～211b構(gòu)成閥控制裝置，它驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的油壓控制閥5a、5b，使前端裝置1A按照用第3運(yùn)算裝置修正后的目標(biāo)速度向量工作；上述輸出修正裝置(目標(biāo)主控壓計(jì)算部209j)作為閥控制裝置構(gòu)成的一部分。
進(jìn)而，修正后目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9f、目標(biāo)液壓缸速度選擇部9i以及目標(biāo)主控壓計(jì)算部209j構(gòu)成根據(jù)用上這第3運(yùn)算裝置(方向轉(zhuǎn)換控制部9f和復(fù)原控制部9g)修正后的目標(biāo)速度向量Vc，計(jì)算相應(yīng)的油壓控制閥5a、5b的目標(biāo)操作指令值的第4運(yùn)算裝置；閥指令運(yùn)算部9k和比例電磁閥210a～211b構(gòu)成根據(jù)用第4運(yùn)算裝置計(jì)算出的目標(biāo)操作指令值，生成油壓控制閥5a、5b的操作信號(hào)的輸出裝置。在此，第4運(yùn)算裝置的目標(biāo)主控壓計(jì)算部209j用目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度和第2檢測(cè)裝置(壓力檢測(cè)器270a～271b)檢測(cè)出的負(fù)荷壓力根據(jù)預(yù)先設(shè)定的特性，計(jì)算相應(yīng)的油壓控制閥5a、5b的目標(biāo)操作指令值，上述輸出修正裝置作為第4運(yùn)算裝置構(gòu)成的一部分，在目標(biāo)操作指令值的計(jì)算時(shí)，用在第2檢測(cè)裝置(壓力檢測(cè)器270a～271b)中檢測(cè)出的負(fù)荷壓力，修正與目標(biāo)操作指令值的特定的前端傳動(dòng)裝置3a、3b有關(guān)的值。
另外，負(fù)荷壓力修正目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部209c構(gòu)成輸入修正裝置，根據(jù)來(lái)自第2檢測(cè)裝置(壓力檢測(cè)器270a～271b)的信號(hào)，修正用上述第2運(yùn)算裝置(目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部209c及目標(biāo)前端速度向量運(yùn)算部9d)計(jì)算的目標(biāo)速度向量Vc，使得不管特定的前端傳動(dòng)裝置(起重臂液壓缸3a及懸臂液壓缸3b)的負(fù)荷壓力的變化如何，都成為與操作裝置204a、204b的操作信號(hào)對(duì)應(yīng)的速度向量。
進(jìn)而，在第2運(yùn)算裝置中，目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部209c構(gòu)成根據(jù)與前端裝置1A有關(guān)的操作裝置204a、204b的操作信號(hào)，計(jì)算輸入目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度的第5運(yùn)算裝置；目標(biāo)前端速度向量運(yùn)算部9d構(gòu)成根據(jù)在第5運(yùn)算裝置中計(jì)算出的輸入目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度，計(jì)算前端裝置1A的輸入目標(biāo)速度向量Vc的第6運(yùn)算裝置。在此，第5運(yùn)算裝置的目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部209用與前端裝置1A有關(guān)的操作段204a、204b的操作信號(hào)和用第2檢測(cè)裝置(壓力檢測(cè)器270a～271b)檢測(cè)出的負(fù)荷壓力根據(jù)預(yù)先設(shè)定的特性，計(jì)算輸入目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度；上述輸入修正裝置作為第5運(yùn)算裝置構(gòu)成的一部分，在運(yùn)算輸入目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度時(shí)，用第2檢測(cè)裝置(壓力檢測(cè)器270a～270b)檢測(cè)出的負(fù)荷壓力修正特定的前端傳動(dòng)裝置3a、3b的輸入目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度。
接下來(lái)，說(shuō)明具有上述構(gòu)成的本實(shí)施例的動(dòng)作。作為作業(yè)的例子，說(shuō)明在上述實(shí)施例中的進(jìn)行跟前挖掘時(shí)使懸臂加載的情況(懸臂加載操作)，和用起重臂下降，懸臂卸載的復(fù)合操作使鏟斗向押下方動(dòng)作的情況(懸臂卸缸復(fù)合操作)。
當(dāng)進(jìn)行跟前挖掘而使懸臂加載時(shí)，鏟斗1c的前端逐漸接近設(shè)定區(qū)域的邊界。當(dāng)鏟斗前端和設(shè)定區(qū)域的邊界的距離小于Ya1時(shí)，則在方向轉(zhuǎn)換控制器9e中，修正鏟斗前端的目標(biāo)速度向量Vc的接近設(shè)定區(qū)域邊界的方向的向量成分(對(duì)邊界邊垂直方向的向量成分)使其減少，進(jìn)行鏟斗前端的方向轉(zhuǎn)換控制(減速控制)。此時(shí)，在修正后目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9f中，若設(shè)計(jì)了用起重臂上升和懸臂的減速組合進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換控制的軟件，則在運(yùn)算部9f中計(jì)算起重臂液壓缸3a的伸長(zhǎng)方向的液壓缸速度和懸臂液壓缸3b的伸長(zhǎng)方向的液壓缸速度，在目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j中，計(jì)算起重臂上升側(cè)的主控壓管路244a的目標(biāo)主控壓和懸臂加載側(cè)的主控壓管路245a的目標(biāo)主控壓，在閥指令運(yùn)算部9k中，向比例電磁閥210a、211a輸出電信號(hào)。因此，比例電磁閥210a、211a輸出在運(yùn)算部209j中計(jì)算出的與目標(biāo)主控壓相當(dāng)?shù)闹骺貕?，并被引?dǎo)至起重臂用流量控制閥5a的起重臂上升側(cè)油壓驅(qū)動(dòng)部50a及懸臂用流量控制閥5b的懸臂加載側(cè)油壓驅(qū)動(dòng)部51a。通過(guò)這樣的比例電磁閥210a，211a的動(dòng)作，對(duì)應(yīng)于設(shè)定區(qū)域的邊界的垂直方向的動(dòng)作受到減速控制，而沿著設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的速度成分不被減小，因而可以使鏟斗1c的前端如圖13所示那樣地沿設(shè)定區(qū)域的邊界移動(dòng)。從而可以高效率地進(jìn)行限制了鏟斗1c前端的可移動(dòng)區(qū)域的挖掘。
另外，如上所述，當(dāng)鏟斗1c的前端在設(shè)定區(qū)域內(nèi)的邊界附近受到減速控制時(shí)，若前端裝置1A的移動(dòng)過(guò)快，則由于控制上的響應(yīng)延遲和前端裝置1A的慣性作用，鏟斗1c的前端有時(shí)有可能移到設(shè)定區(qū)域外。此時(shí)，在本實(shí)施例中，在復(fù)原控制部9g中，修正目標(biāo)速度向量Vc，進(jìn)行使鏟斗1c的前端返回到設(shè)定區(qū)域的復(fù)原控制。此時(shí)，在修后目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9h中，若將軟件設(shè)計(jì)成由起重臂上升和懸臂加載的減速的組合進(jìn)行復(fù)原控制，則與方向轉(zhuǎn)換控制的情況同樣地在運(yùn)算部9h中，計(jì)算起重液壓缸3a的伸長(zhǎng)方向的液壓缸速度和懸臂液壓缸3b的伸長(zhǎng)方向的液壓缸速度，在目標(biāo)主控壓計(jì)算部209j中，計(jì)算起重臂上升側(cè)的主控壓管路244a的目標(biāo)主控壓和懸臂加載側(cè)的主控壓管路245a的目標(biāo)主控壓，在閥指令計(jì)算部9k中向比例電磁閥210a、211a輸出電信號(hào)。由此就可以如上述那樣控制比列電磁閥210a、211a動(dòng)作，使鏟斗前端迅速返回設(shè)定區(qū)域，在設(shè)定區(qū)域的邊界進(jìn)行挖掘。因此，即使使前端裝置1A快速移動(dòng)時(shí)，也可以使鏟斗前端沿著設(shè)定區(qū)域的邊界移動(dòng)，從而可以準(zhǔn)確地進(jìn)行限制區(qū)域的挖掘。
另外，此時(shí)由于如上所述那樣地預(yù)先用方向轉(zhuǎn)換控制使前端裝置1A減速，所以其侵入到設(shè)定區(qū)域外的量減小，返回設(shè)定區(qū)域時(shí)的震動(dòng)得到大幅度緩和。因此，即使使前端裝置1A快速移動(dòng)時(shí)，也可以使鏟斗1c的前端沿著設(shè)定區(qū)域的邊界平穩(wěn)地移動(dòng)，可以平滑地進(jìn)行限制區(qū)域的挖掘。
進(jìn)而，在本實(shí)施例的復(fù)原控制中，被修正的是目標(biāo)速度向量Vc的與設(shè)定區(qū)域的邊界上垂直的向量成分，由于剩有沿著設(shè)定區(qū)域邊界的方向的速度成分，所以即使在設(shè)定區(qū)域外，也可以使鏟斗1c的前端沿著設(shè)定區(qū)域的邊界平穩(wěn)地移動(dòng)。另外，此時(shí)，由于隨著鏟斗1c的前端和設(shè)定區(qū)域的邊界的距離Ya減小，所進(jìn)行的修正使接近設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的向量成分也減小，所以如圖17所示，由修正后的目標(biāo)速度向量Vca產(chǎn)生的復(fù)原控制的軌跡隨著接近設(shè)定區(qū)域的邊界而變?yōu)槌势叫械那€狀。因此，從設(shè)定區(qū)域返回時(shí)的動(dòng)作變得更加平滑。
另外，在沿著設(shè)定區(qū)域的邊界那樣的規(guī)定路徑移動(dòng)鏟斗前端進(jìn)行挖掘作業(yè)時(shí)，通常，操作者必須至少操作起重臂用操作桿裝置204a和懸臂用操作桿裝置204b這2個(gè)操作桿，來(lái)控制鏟斗前端的動(dòng)作。在本實(shí)施例中，不用說(shuō)可以使用起重臂用和懸臂用的操作桿裝置204a、204b用的兩根的操作桿，但是即使操作1根懸臂用的操作桿，如上所述，也能夠在運(yùn)算部9f，9h中計(jì)算方向轉(zhuǎn)換控制或復(fù)原控制所需要的油壓液壓缸的液壓缸速度，為了使鏟斗前端沿著設(shè)定區(qū)域的邊界移動(dòng)，可以用1根懸臂用的操作桿進(jìn)行沿著設(shè)定區(qū)域的邊界的挖掘作業(yè)。
當(dāng)在如上述那樣的沿設(shè)定區(qū)域的邊界挖掘中出現(xiàn)以下情況，例如鏟斗1c中裝滿土石，或途中遇障礙物，或由于挖掘阻力過(guò)大使前端裝置停止為了繼續(xù)工作而減小挖掘阻力，或用手動(dòng)想使起重臂1a上升，在這些情況下，若向起重臂上升的方向操作起重臂用操作桿裝置204a，則可以使主控壓作用于起重臂上升側(cè)的主控壓管路244a中，從而使起重臂上升。
用起重臂下降·懸臂卸載的復(fù)合操作使鏟斗前端向推的方向操作時(shí)，若從車(chē)體側(cè)的位置(跟前的位置)卸載操作懸臂，則要賦予移到設(shè)定區(qū)域外的方向的目標(biāo)向量。這種情況下，若鏟斗前端和設(shè)定區(qū)域的邊界的距離比Ya小時(shí)，則在方向轉(zhuǎn)換控制部9e中對(duì)目標(biāo)速度向量Vc也要進(jìn)行同樣的修正，實(shí)現(xiàn)對(duì)鏟斗前端的方向轉(zhuǎn)換控制(減速控制)。這時(shí)，在修正后目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9f中，若將軟件設(shè)計(jì)成用起重臂上升和懸臂卸載的減速的組合進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換控制，則在運(yùn)算部9f中，計(jì)算起重臂液壓缸3a的伸長(zhǎng)方向的液壓缸速度和懸臂液壓缸3b的收縮方向的液壓缸速度，在目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j中，一方面將起重臂下降側(cè)的主控壓管路244b的目標(biāo)主控壓置0，另一方面計(jì)算起重臂上升側(cè)的主控壓管路244a的目標(biāo)主控壓和懸臂卸載側(cè)的主控壓管路245b的目標(biāo)主控壓，在閥指令運(yùn)算部9如中將比例電磁閥210b的輸出設(shè)成OFF，向比例電磁閥210a、211a輸出電信號(hào)。因此，形成與懸臂加載操作的情況相同的方向轉(zhuǎn)換控制，從而可以使鏟斗1c的前端沿著設(shè)定區(qū)域的邊界快速移動(dòng)，可以高效率地進(jìn)行限制鏟斗1c前端的可移動(dòng)區(qū)域的挖掘。
另外，在鏟斗1c的前端某種程度上移到設(shè)定區(qū)域外的情況下，在復(fù)原控制部9g中修正目標(biāo)速度向量Vc，進(jìn)行復(fù)原控制。這時(shí)，在修正后目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9h中，若將軟件設(shè)計(jì)成用起重臂上升和懸臂卸載的減速的組合進(jìn)行復(fù)原控制，則與方向轉(zhuǎn)換控制的情況同樣地在運(yùn)算部9h中計(jì)算起重臂液壓缸3a的伸長(zhǎng)方向的液壓缸速度和懸臂液壓缸3b的收縮方向的液壓缸速度，而在目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j中計(jì)算起重臂上升側(cè)的主控壓管路244a的目標(biāo)主控壓和懸臂卸載側(cè)的主控壓管路245b的目標(biāo)主控壓，在閥指令運(yùn)算部9k中，向比例電磁閥210a、211a輸出電信號(hào)。由此可以控制鏟斗前端快速返回設(shè)定區(qū)域，在設(shè)定區(qū)域的邊界進(jìn)行挖掘。因此，與懸臂加載操作的情況同樣，即使前端裝置1A快速移動(dòng)時(shí)，也可以使鏟斗前端沿設(shè)定區(qū)域的邊界平穩(wěn)地移動(dòng)，從而圓滑并準(zhǔn)確地進(jìn)行限制區(qū)域的挖掘。
而在控制過(guò)程中操作起重臂升起時(shí)，可以與懸臂加載操作的情況同樣升起起重臂。
進(jìn)而，象如上述那樣前端裝置1A的動(dòng)作受到控制時(shí)，在目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j中考慮到伴隨起重臂液壓缸3a及懸臂液壓缸3b的負(fù)荷壓力的變化的流量控制閥5a、5b的流量特性變化，根據(jù)輸出用的目標(biāo)液壓缸速度VB′、VA′和負(fù)荷壓力計(jì)算目標(biāo)主控壓P′BU、P′BD、P′AC、P′AD。因此，即使由于起重臂液壓缸3a及懸臂液壓缸3b的負(fù)荷壓力的變化，流量控制閥5a、5b的流量特性產(chǎn)生變化，因?yàn)榕c此對(duì)應(yīng)地修正主控壓(操作信號(hào))，所以目標(biāo)速度向量的控制計(jì)算值和實(shí)際移動(dòng)的偏差減小，鏟斗1c的前端位置不會(huì)與控制計(jì)算上的位置有大的偏差。因而，在進(jìn)行沿著設(shè)定區(qū)域的邊界的挖掘作業(yè)時(shí)，可以進(jìn)行使鏟斗1c的前端能準(zhǔn)確地沿設(shè)定區(qū)域的邊界移動(dòng)等的高精度的控制。另外，由于不發(fā)生控制上大的偏差，所以能進(jìn)行穩(wěn)定的控制。
即使在目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部209c中，也得考慮伴隨起重臂液壓缸3a及懸臂液壓缸3b的負(fù)荷壓力的變化的流量控制閥5a、5b的流量特性的變化，根據(jù)來(lái)自操作桿裝置204a、204b的電信號(hào)(操′作信號(hào))和負(fù)荷壓力，計(jì)算流量控制閥5a、5b的目標(biāo)排出流量(目標(biāo)液壓缸速度)。因而，即使因起重臂液壓缸3a及懸臂液壓缸3b的負(fù)荷壓力的變化，而使流量控制閥5a、5b的流量特性產(chǎn)生變化，因?yàn)榕c之對(duì)應(yīng)，有在方向轉(zhuǎn)換控制部9e和復(fù)原控制部9g中計(jì)算的目標(biāo)速度向量Vc加以修正。所以，這種情況下，目標(biāo)速度向量的控制運(yùn)算值和實(shí)際動(dòng)作的偏差減小，具有控制精度進(jìn)一步提高的效果。
如上所述根據(jù)本實(shí)施例，在鏟斗1c的前端從設(shè)定區(qū)域的邊界移開(kāi)時(shí)，不修正目標(biāo)速度向量Vc，而與通常作業(yè)一樣作業(yè)的同時(shí)，鏟斗1c的前端在設(shè)定區(qū)域內(nèi)靠近其邊界，進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換控制，可以使鏟斗1c的前端沿著設(shè)定區(qū)域的邊界移動(dòng)。因而，可以高效率地進(jìn)行限制鏟斗1c前端的可移動(dòng)區(qū)域的挖掘。
再有，即使由于前端裝置1A的移動(dòng)速度快，鏟斗1c的前端出了設(shè)定區(qū)域，由于復(fù)原控制控制得鏟斗1c的前端快速返回設(shè)定區(qū)域，所以能使鏟斗前端準(zhǔn)確地沿著設(shè)定區(qū)域的邊界移動(dòng)，使限制區(qū)域的挖掘得以準(zhǔn)確地進(jìn)行。
再有，由于在復(fù)原控制前有方向轉(zhuǎn)換控制(減速控制)工作，所以可以大幅度緩和返回設(shè)定區(qū)域時(shí)的震動(dòng)。因而，即使在使前端裝置1A快速起動(dòng)時(shí)，也可以使鏟斗1c沿著設(shè)定區(qū)域的邊界平穩(wěn)地移動(dòng)，從而可以圓滑地進(jìn)行限制區(qū)域的挖掘。
進(jìn)而，在復(fù)原控制中由于不減小沿設(shè)定區(qū)域邊界方向的速度成分，所以，即使在設(shè)定區(qū)域外也可以使鏟斗1c的前端沿著設(shè)定區(qū)域的邊界平穩(wěn)地移動(dòng)。還有此時(shí)，由于進(jìn)行隨著鏟斗1c的前端和設(shè)定區(qū)域的邊界的距離Ya減小，使接近設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的向量成分減小的修正，所以從設(shè)定區(qū)域返回時(shí)的動(dòng)作變得進(jìn)一步平滑。
如上所述，使鏟斗1c的前端可以沿著設(shè)定區(qū)域的邊界平滑地移動(dòng)的結(jié)果，只要將鏟斗1c拉至跟前，則可以進(jìn)行如沿著設(shè)定區(qū)域的邊界的軌跡控制那樣的挖掘作業(yè)。
進(jìn)而，能用1根懸臂操作桿進(jìn)行沿著設(shè)定區(qū)域的邊界的挖掘作業(yè)。
另外，在進(jìn)行限制區(qū)域后的挖掘時(shí)，即使起重臂液壓缸3a及懸臂液壓缸3b的負(fù)荷壓力變化，也因目標(biāo)速度向量的控制運(yùn)算值和實(shí)際機(jī)械動(dòng)作的偏差小而可以進(jìn)行高精度的控制，同時(shí)，可以進(jìn)行不產(chǎn)生控制上的大的偏差的穩(wěn)定控制。
根據(jù)圖19～圖21說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施例。本實(shí)施例就是將本發(fā)明適用于具有油壓主控方式的操作桿裝置的油壓挖土機(jī)的例子。在圖19及圖21中，與圖1及圖6所示的部件及功能相同的部分賦予同樣的附號(hào)。
在圖19中，操作裝置4a～4f是根據(jù)主控壓驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的流量控制閥5a～5f的油壓主控方式，如圖20所示，分別由操作者操作的操作桿40，和生成與操作桿40的操作量和操作方向?qū)?yīng)的主控壓的1對(duì)減壓閥41、42構(gòu)成，減壓閥41、42的一次口側(cè)連接在主控泵43上，二次口側(cè)通過(guò)主控管路44a、44b，45a、45b，46a、46b，47a、47b，48a、48b，49a、49b連接在對(duì)應(yīng)的流量控制閥的油壓驅(qū)動(dòng)部50a、50b，51a、51b，52a、52b，53a、53b，54a、54b，55a、55b上。
再有，本實(shí)施例的區(qū)域限制挖掘控制裝置在具備與第1實(shí)施例同樣的設(shè)定器7、角度檢測(cè)器8a、8b、8c、傾斜角檢測(cè)器8d及壓力檢測(cè)器270a～271b的同時(shí)具有以下構(gòu)成壓力檢測(cè)器60a、60b，61a、61b，它們被設(shè)置在起重臂用及懸臂用的操作桿裝置4a、4b的主控壓管路44a、44b，45a、45b上，用來(lái)檢測(cè)各自的主控壓作為操作桿裝置4a、4b的檢測(cè)量；控制裝置209A，輸入設(shè)定器7的設(shè)定信號(hào)、角度檢測(cè)器8a、8b、8c及傾斜角檢測(cè)器8d的檢出信號(hào)、壓力檢測(cè)器60a、60b，61a、61b的檢出信號(hào)及壓力檢測(cè)器270a～271b的檢出信號(hào)，并在設(shè)定鏟斗1c的前端可移動(dòng)的挖掘區(qū)域的同時(shí)，輸出用于進(jìn)行限制區(qū)域后的挖掘的電信號(hào)；比例電磁閥10a、10b、11a、11b，它們由前述電信號(hào)驅(qū)動(dòng)；梭動(dòng)閥12。比例電磁閥10的一次口側(cè)連接在主控泵43上，二次口側(cè)連接在梭動(dòng)閥12上。梭動(dòng)閥12被設(shè)置在主控壓管路44a上，選擇從主控管路44a內(nèi)的主控壓和比例電磁閥10a輸出的控制壓的高壓側(cè)，連接流量控制閥5a的油壓驅(qū)動(dòng)部50a。比例電磁閥10b、11a、11b分別被設(shè)置在主控壓管路44b、45a、45b上，與各自電信號(hào)對(duì)應(yīng)地減壓輸出主控壓管路內(nèi)的主控壓。
圖21展示控制裝置209A的控制功能。在負(fù)荷壓力修正目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部209c中，輸入壓力檢測(cè)器60a、60b，61a、61b的檢測(cè)信號(hào)作為操作桿裝置的操作信號(hào)。使用此操作信號(hào)(主控壓)和由壓力檢測(cè)器270a～271b檢測(cè)出的負(fù)荷壓力，計(jì)算用負(fù)荷壓力修正后的流量控制閥5a、5b的目標(biāo)吐出流量(起重臂液壓缸3a和懸臂液壓缸3b的目標(biāo)速度)這一點(diǎn)與第1實(shí)施例相同。另外，在控制裝置209A的存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)著如圖10所示的操作信號(hào)(主控壓)PBU、PBD、PAC、PAD，和負(fù)荷壓力)PLB1、PLB2、PLA1、PLA2，和與流量控制閥5a、5b的目標(biāo)排出流量VB、VA有關(guān)的FBU、FBD、FAC、FAD，目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部209c用此關(guān)系求流量控制閥5a、5b的目標(biāo)排出流量。
另外，在負(fù)荷壓力修正目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j中，計(jì)算主控壓管路44a、44b，45a、45b的目標(biāo)主控壓作為目標(biāo)主控壓。在計(jì)算部209j中，輸入在目標(biāo)液壓缸速選擇部9i中得到的用于輸出的目標(biāo)液壓缸速度和用壓力檢測(cè)器270a～271b檢測(cè)出的負(fù)荷壓力，計(jì)算用負(fù)荷壓力修正后的目標(biāo)主控壓(目標(biāo)操作指令值)這一點(diǎn)，和在控制裝置209A的存儲(chǔ)裝置上存儲(chǔ)如圖18所示的與輸出用的目標(biāo)液壓缸速度VB′、VA′和負(fù)荷壓力PLB1、PLB2、PLA1、PLA2和目標(biāo)主控壓P′BU、P′BD、P′AC、P′AD的關(guān)系系GBU、GBD、GAC、GAD，用此關(guān)系求目標(biāo)主控壓這一點(diǎn)，與第1實(shí)施例相同。
在閥指令運(yùn)算部9k中，運(yùn)算出用目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j計(jì)算出的與目標(biāo)主控壓對(duì)應(yīng)的指令值，并將對(duì)應(yīng)的電信號(hào)輸出到比例電磁10a、10b、11a、11b。
控制裝置209A的其它的控制功能和圖6所示的第1實(shí)施例相同。
在以上構(gòu)成中，壓力檢測(cè)器60a～61b、目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部209c、目標(biāo)前端速度向量運(yùn)算部9d、方向轉(zhuǎn)換控制部9e、復(fù)原控制部9g、修正后目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9f、9i、目標(biāo)液壓缸速度選擇部9i、負(fù)荷壓力修正目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j、閥指令運(yùn)算部9k、比例電磁閥10a～10b及梭動(dòng)閥12構(gòu)成信號(hào)修正裝置，它根據(jù)多個(gè)操作裝置中與前端裝置1A有關(guān)的操作裝置4a、4b的操作信號(hào)和第1運(yùn)算段(前端姿態(tài)運(yùn)算部9b)的運(yùn)算值，進(jìn)行涉及前端裝置1A的目標(biāo)速度向量Vca的運(yùn)算，在前端裝置1A位于設(shè)定區(qū)域內(nèi)的其邊界附近時(shí)前端裝置1A沿設(shè)定區(qū)域邊界的方向移動(dòng)，修正與前端裝置1A有關(guān)的操作裝置4a、4b的操作信號(hào)，使得在接近設(shè)定區(qū)域的邊界的方向上減小移動(dòng)速度，而當(dāng)前端裝置1A移動(dòng)到設(shè)定區(qū)域外時(shí)，修正與前端裝置1A有關(guān)的操作段4a、4b的操作信號(hào)，使得前端裝置1A返回設(shè)定區(qū)域；負(fù)荷壓力修正目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j構(gòu)成輸出修正裝置，其根據(jù)來(lái)自第2檢測(cè)裝置(壓力檢測(cè)器270a～271b)的信號(hào)，進(jìn)一步修正在用上述信號(hào)修正裝置修正后的操作信號(hào)中，與特定的前端部件(起重臂1a和懸臂1b)有關(guān)的操作裝置4a、4b的操作信號(hào)，以使得在操作信號(hào)不管哪個(gè)被修正后的情況下，無(wú)論上述特定的前端傳動(dòng)裝置(起重臂液壓缸3a及懸臂液壓缸3)的負(fù)荷壓力的變化如何，前端裝置1A都按目標(biāo)速度向量Vca工作。
另外，壓力檢測(cè)器60a～61b、目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部209c及目標(biāo)前端速度向量運(yùn)算部9d構(gòu)成第2運(yùn)算裝置，它根據(jù)與前端裝置1A有關(guān)的操作裝置4a、4b的操作信號(hào)，計(jì)算前端裝置1A的輸入目標(biāo)速度向量Vc；方向轉(zhuǎn)換控制部9e及復(fù)原控制部9g構(gòu)成第3運(yùn)算裝置，它在前端裝置1A在設(shè)定區(qū)域內(nèi)靠近其邊界時(shí)，修正輸入目標(biāo)速度向量Vc使接近輸入目標(biāo)速度向量Vc的設(shè)定區(qū)域邊界的方向的向量成分減少(方向轉(zhuǎn)換控制部9e)，而在前端裝置1A移至設(shè)定區(qū)域外時(shí)，修正輸入目標(biāo)速度向量Vc使前端裝置1A返回設(shè)定區(qū)域(復(fù)原控制部9g)；修正后的目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9f、目標(biāo)液壓缸速度選擇部9i、目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j、閥指令運(yùn)算部9k、比例電磁閥10a～11b及梭動(dòng)閥12構(gòu)成閥控制裝置，它驅(qū)動(dòng)油壓控制閥5a、5b，使得前端裝置1A與用第3運(yùn)算裝置修正后的目標(biāo)速度向量Vca對(duì)應(yīng)的工作；上述輸出修正裝置(目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j)作為閥控制裝置的一部分構(gòu)成。
還有，負(fù)荷壓力修正目標(biāo)液壓缸速度計(jì)算部209c構(gòu)成輸入修正裝置這一點(diǎn)與第1實(shí)施例相同。
再有，操作桿裝置4a～4f及主控壓管路44a～49b構(gòu)成驅(qū)動(dòng)油壓控制閥5a～5f的操作系統(tǒng)；在構(gòu)成上述閥控制裝置的要素中，修正后的目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9f、目標(biāo)液壓缸速度選擇部9i、目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j、閥指令運(yùn)算部9k構(gòu)成電信號(hào)形成裝置，它根據(jù)在上述第3運(yùn)算裝置中修正后的目標(biāo)速度向量Vc，計(jì)算相應(yīng)的油壓控制閥5a、5b的目標(biāo)操作指令值，輸出與之相應(yīng)的電信號(hào)；比例電磁閥10a～11b及梭動(dòng)閥12構(gòu)成主控壓修正裝置，它與前述電信號(hào)相應(yīng)地輸出代替操作裝置4a、4b的主控壓的主控壓。在此，在目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j中，在目標(biāo)操作指令值的計(jì)算時(shí)，用在第2檢測(cè)裝置(壓力檢測(cè)器270a～271b)中檢測(cè)出的負(fù)荷壓力，修正與目標(biāo)操作指令值的特定的前端傳動(dòng)裝置3a、3b有關(guān)的值，上述輸出裝置構(gòu)成電信號(hào)形成裝置的一部分。
還有，主控壓管路44a構(gòu)成向相應(yīng)油壓控制閥5a上導(dǎo)入主控壓的第1主控壓管路，使前端裝置1A向遠(yuǎn)離設(shè)定區(qū)域的方向移動(dòng)；比例電磁閥10a構(gòu)成使電信號(hào)轉(zhuǎn)換成油壓信號(hào)的電油壓轉(zhuǎn)換裝置；梭動(dòng)閥12構(gòu)成高壓選擇裝置，它選擇從第1主控壓管路內(nèi)的主控壓和電油壓轉(zhuǎn)換裝置輸出的油壓信號(hào)的高壓側(cè)，并導(dǎo)入相應(yīng)的油壓控制閥5a。
再有，主控壓管路44b、45a、45b的各管路構(gòu)成第2主控壓管路，它向?qū)?yīng)的油壓控制閥5a、5b導(dǎo)入主控壓，使前端裝置1A向接近設(shè)定區(qū)域的方向移動(dòng)；此例電磁閥10b、11a、11b的各管路被設(shè)置在第2主控壓管路上，構(gòu)成與電信號(hào)相對(duì)應(yīng)地使第2主控壓管路內(nèi)的主控壓力減壓的減壓裝置。
在如上述構(gòu)成的本實(shí)施例中，當(dāng)在懸臂加載之間進(jìn)行由控制部9e產(chǎn)生的方向轉(zhuǎn)換控制時(shí)，若在修正后目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9f中將軟件設(shè)計(jì)成可以用起重臂上升和懸臂加載的減速的組合進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換控制，則在此運(yùn)算部9f中運(yùn)算起重臂液壓缸3a的伸長(zhǎng)方向的液壓缸速度和懸臂液壓缸3b的伸長(zhǎng)方向的液壓缸速度，在目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j中，計(jì)算起重臂上升側(cè)的主控壓管路44a的目標(biāo)主控壓和懸臂加載側(cè)的主控壓管路45a的目標(biāo)主控壓，在閥指令運(yùn)算部9k中向比例電磁閥10a、11a輸出電信號(hào)。因而，比例電磁閥10a輸出相當(dāng)于在運(yùn)算部209j中計(jì)算出的目標(biāo)主控壓的控制壓，此控制壓經(jīng)梭動(dòng)閥12選擇后，導(dǎo)入到起重臂用流量控制閥5a的起重臂上升側(cè)油壓驅(qū)動(dòng)部50a。另一方面，比例電磁調(diào)11a對(duì)應(yīng)于電信號(hào)將主控壓管路45內(nèi)的主控壓，減壓至用運(yùn)算部209j計(jì)算出的目標(biāo)主控壓，并將此減壓后的主控壓輸出到懸臂用流量控制閥5b的懸臂加載側(cè)油壓驅(qū)動(dòng)部51a。通過(guò)這樣的比例電磁閥10a、11a的動(dòng)作，就可以控制只將對(duì)應(yīng)于設(shè)定區(qū)域邊界成垂直方向移動(dòng)減速，可以使鏟斗1c的前端沿著設(shè)定區(qū)域的邊界移動(dòng)。
還有，因鏟斗1c的前端移到設(shè)定區(qū)域外，而由控制部9g進(jìn)行復(fù)原控制時(shí)，若在修正后目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9h中，將軟件設(shè)計(jì)成用起重臂上升和懸臂加載的減速的組合進(jìn)行復(fù)原控制，則在此計(jì)算部9h中，計(jì)算起重臂液壓缸3a的伸長(zhǎng)方向的液壓缸速度和懸臂液壓缸3b的伸長(zhǎng)方向的液壓缸速度，在目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j中，計(jì)算起重臂上升側(cè)的主控壓管路44的目標(biāo)主5控壓和懸臂加載的側(cè)的主控壓管路45a的目標(biāo)主控壓，在閥指令運(yùn)算部9k中向比例電磁閥10a、11a輸出電信號(hào)。由此就可以進(jìn)行如上所述那樣的由比例電磁閥10a、11a動(dòng)作、鏟斗前端迅速返回設(shè)定區(qū)域的控制，可以在設(shè)定區(qū)域的邊界進(jìn)行挖掘。
在沿著如設(shè)定區(qū)域的邊界那樣的規(guī)定的路徑使鏟斗前端移動(dòng)時(shí)，在油壓主控方式中，通常，操作者必須至少操作起重臂用的操作桿裝置4a和懸臂用的操作桿裝置4b這2個(gè)操作桿來(lái)控制鏟斗前端的動(dòng)作。在本實(shí)施例中，不用說(shuō)也可以操作起重臂用和懸臂用的操作桿裝置4a、4b用的兩方的操作桿，但是，即使操作1根懸臂用操作桿，也因?yàn)榭梢匀缟纤龅卦谶\(yùn)算部9f、9h中計(jì)算在方向轉(zhuǎn)換控制或復(fù)元控制上所需要的油壓液壓缸的液壓缸速度，所以能用懸臂用的1根操作桿進(jìn)行沿著設(shè)定區(qū)域的邊界的挖掘作業(yè)。
再有，如上所述在沿著設(shè)定區(qū)域的邊界進(jìn)行挖掘作業(yè)中，有例如以下的情況，在鏟斗1c中裝滿了砂石、或途中有障礙物、或因挖掘阻力大前端裝置停止因而挖掘阻力減小、或想用手動(dòng)使起重臂1a上升。在這樣的情況下，若向起重臂上升方向操作起重用的操作桿裝置4a，則主控壓作用于起重臂上升側(cè)的主控壓管路44a，若此主控壓比比例電磁閥10a的控制壓高，則由梭動(dòng)閥12選擇此主控壓，因而可以使起重臂上升。
還有，在起重臂下降、懸臂卸載的復(fù)合操作中，當(dāng)由控制部9e進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換控制時(shí)，在修正后目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9f中，若已將軟件設(shè)計(jì)成利用起重臂上升和懸臂卸載的減速的組合進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換控制，則在此運(yùn)算部9f中，計(jì)算起重臂液壓缸3a的伸長(zhǎng)方向的液壓缸速度和懸臂液壓缸3b的收縮方向的液壓缸速度，在目標(biāo)主控壓計(jì)算部209j中，起重臂下降側(cè)的主控壓管路44b的目標(biāo)主控壓置0，另一方面計(jì)算起重臂上升側(cè)的主控壓管路44a的目標(biāo)主控壓和懸臂卸載側(cè)的主控壓管路45b，的目標(biāo)主控壓，在閥指令運(yùn)算部9k中，將比例電磁閥10b的輸出置OFF，向比例電磁閥10a、11a輸出電信號(hào)。因此，比例電磁閥10b將主控壓管路44b的主控壓減壓至0，比例電磁閥10a將與目標(biāo)主控壓相應(yīng)的控制壓作為主控壓管路44a的主控壓輸出，比例電磁閥11a將主控壓管路45a內(nèi)的主控壓減壓至目標(biāo)主控壓。通過(guò)這種比例電磁閥10a、10b、11a的動(dòng)作，就可以形成與懸臂AA操作的情況相同的方向轉(zhuǎn)換控制，就可以使鏟斗1c的前端沿著設(shè)定區(qū)域的邊界快速地移動(dòng)。
而因鏟斗1c的前端移到設(shè)定區(qū)域外，而由控制部9g進(jìn)行復(fù)原控制時(shí)，若在修正后目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9h中已將軟件設(shè)計(jì)成用起重臂上升和懸臂卸載的減速的組合進(jìn)行復(fù)原控制時(shí)，則與方向轉(zhuǎn)換控制的情況同樣地在此運(yùn)算部9中，計(jì)算起重臂液壓缸3a的伸長(zhǎng)方向的液壓缸速度和懸臂液壓缸3b的收縮方向的液壓缸速度在目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j中，計(jì)算起重臂上升側(cè)的主控壓管路44a的目標(biāo)主控壓和懸臂上升側(cè)的主控壓管路45b的目標(biāo)主控壓，在閥指令運(yùn)算部9k中，向比例電磁閥10a、11a輸出電信號(hào)。由此，鏟斗前端被控制著可以快速地返回設(shè)定區(qū)域，可以在設(shè)定區(qū)域的邊界進(jìn)行挖掘作業(yè)。
還有，在控制過(guò)程中操作起重臂上升的情況下，可以與懸臂AA操作的情況同樣地使起重臂上升。
再有，如上所述，在進(jìn)行前端裝置1A的動(dòng)作被控制時(shí)，在目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j中計(jì)算用負(fù)荷壓力修正后的目標(biāo)主控壓P′BU、P′BD、P′AC、P′AD，在目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部209c中還要計(jì)算用負(fù)荷壓力修正后的流量控制閥5a、5b的目標(biāo)排出流量(目標(biāo)液壓缸速度)，由此，不論負(fù)荷壓力的變化如何都可以進(jìn)行穩(wěn)定的高精度的控制。
因而，若根據(jù)本實(shí)施例，則在具有油壓主控方式的操作桿裝置4a、4b中，可以得到與第1實(shí)施例同樣的效果。
還有，由于把比例電磁閥10a、10b、11a、11b及梭動(dòng)閥12裝入主控壓管路44a、44b、45a、45b，以修正主控壓，所以可以很容易把本發(fā)明的功能附加在具有油壓主控壓方式的操作桿裝置4a、4b上。
再有，在具有油壓主控方式的操作桿裝置4a、4b的油壓挖土機(jī)中，可以用1根懸臂用的操作桿進(jìn)行沿著設(shè)定區(qū)域的邊界的挖掘。
根據(jù)圖22和圖23說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施例。本實(shí)施例是僅在目標(biāo)主控壓運(yùn)算部中進(jìn)行由負(fù)荷壓力的修正的例子。在圖22中，與圖6所示的功能相同的功能附有同樣的附號(hào)。
在圖22中，在目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9c中，只輸入來(lái)自操作桿裝置204a、204b的電信號(hào)，求流量控制閥5a、5b的目標(biāo)排出流量，進(jìn)而根據(jù)此目標(biāo)排出流量計(jì)算起重臂液壓缸3a及懸臂液壓缸3b的目標(biāo)速度。在控制裝置209B的存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)有如圖23所示的與操作信號(hào)PBU、PBD、PAC、PAD和流量控制閥5a、5b的排出流量VB、VA有關(guān)的FBUB、FBDB、FACB、FADB，目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9c使用此關(guān)系求流量控制閥5a、5b的目標(biāo)排出流量。在此，圖23所示的有關(guān)FBUB、FBDB、FACB、FADB根據(jù)流量控制閥5a、5b的平均性流量負(fù)荷特性制作。
另一方面，負(fù)荷壓力修正目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j的功能與第1實(shí)施例相同，輸入在目標(biāo)液壓缸速度選擇部9i中得到的輸出用的目標(biāo)液壓缸速度和用壓力檢測(cè)器270a～271b檢測(cè)出的負(fù)荷壓力，運(yùn)算用負(fù)荷壓力修正后的目標(biāo)主控壓(目標(biāo)操作指令值)。
在本實(shí)施例中，在目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部9c中，目標(biāo)液壓缸速度不用負(fù)荷壓力修正。因而，在目標(biāo)速度向量運(yùn)算部9d中計(jì)算出的目標(biāo)速度向量Vc與實(shí)際動(dòng)作有一點(diǎn)偏差。但是，此目標(biāo)速度向量可以在方向轉(zhuǎn)換控制部9e和復(fù)原控制部9g中使用，能進(jìn)行各自控制的功能未改變。即，在方向轉(zhuǎn)換控制部9e中，如果鏟斗前端和設(shè)定區(qū)域的邊界的距離變得比Ya小，則修正目標(biāo)速度向量Vc以進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換控制，在復(fù)原控制部9g中，若鏟斗前端移到設(shè)定區(qū)域的邊界外，則修正目標(biāo)向量Vc使得進(jìn)行復(fù)原控制。
另一方面，在修正目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209j中，與第1實(shí)施例同樣地用負(fù)荷壓力修正目標(biāo)主控壓，目標(biāo)速度向量的控制運(yùn)算值和實(shí)際動(dòng)作的偏差減小，鏟斗1c的前端位置不會(huì)距控制計(jì)算上的位置有大的偏差。因此，在沿著設(shè)定區(qū)域的邊界進(jìn)行挖掘作業(yè)時(shí)，在可以進(jìn)行使鏟斗1c的前端沿著設(shè)定區(qū)域的邊界準(zhǔn)確地移動(dòng)的高精度控制的同時(shí)，由于不產(chǎn)生控制上大的偏差，所以可以進(jìn)行穩(wěn)定的控制。
因而，即使根據(jù)本實(shí)施例也可以得到與第1實(shí)施例大致相同的效果，與此同時(shí)，可以便軟件簡(jiǎn)單化，并降低制作成本。
根據(jù)圖24～圖27說(shuō)明本發(fā)明的第4實(shí)施例。本實(shí)施例是只檢出修正在控制上影響最大的起重臂上升的負(fù)荷壓力的例子。圖中，與圖1、圖6、圖10及圖18所示的部件材料或功能相同的部分附有相同的符號(hào)。
在圖24中，本實(shí)施例的區(qū)域限制挖掘控制裝置，只設(shè)置壓力檢測(cè)器270a，它檢測(cè)出在上升方向上操作起重臂液壓缸3a時(shí)的負(fù)荷壓力作為負(fù)荷壓力的檢測(cè)裝置，將此壓力檢測(cè)器270a的檢測(cè)信號(hào)輸入到控制裝置209c中。
控制裝置209c的控制功能如圖25所示。在負(fù)荷壓力修正目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部209Cc中，輸入來(lái)自操作桿裝置204a、204b的電信號(hào)(操作信號(hào))和用壓力檢測(cè)器270a檢測(cè)出的負(fù)荷壓力，求用負(fù)荷壓力修正后的流量控制閥5a、5b的目標(biāo)排出流量，進(jìn)而根據(jù)此目標(biāo)排出流量計(jì)算起重臂液壓缸3a及懸臂液壓缸3b的目標(biāo)速度。在控制裝置209c的存儲(chǔ)裝置中，存儲(chǔ)著如圖26所示的與操作信號(hào)PBU和負(fù)荷壓力PLB1和流量控制閥5a的目標(biāo)排出流量VB有關(guān)的FBU及與操作信號(hào)PBD、PAC、PAD和流量控制閥5a、5b的目標(biāo)排出流量VB、VA有關(guān)的FBDB、FACB、FADB，目標(biāo)液壓缸速度運(yùn)算部209Cc用此關(guān)系求流量控制閥5a、5b的目標(biāo)排出流量。
在此，圖2b所示的關(guān)系FBU與圖10所示的有關(guān)FBU相同，是根據(jù)圖5所示的流量控制閥5a、5b的流量負(fù)荷特性制作的。還有，圖26所示的關(guān)系FBDB、FACB、FADB與圖23所示的有關(guān)的FBDB、FACB、FADB相同，是根據(jù)流量控制閥5a、5b的平均流量負(fù)荷特性制作的。
還有，在負(fù)荷壓力修正目標(biāo)主控壓運(yùn)算部200Cj中，輸入在目標(biāo)液壓缸速度選擇部9i中得到的輸出用的目標(biāo)液壓缸速度和用壓力檢測(cè)器270a檢測(cè)出的負(fù)荷壓力，運(yùn)算用負(fù)荷壓力修正后的目標(biāo)主控壓(目標(biāo)操作指令值)。在控制裝置209c的存儲(chǔ)裝置中，存儲(chǔ)著如圖27所示的與輸出用的目標(biāo)液壓缸速度VB′和負(fù)荷壓力PLB1和目標(biāo)主控壓P′BU有關(guān)的GBU；與輸出用的目標(biāo)液壓缸速度VB′、VA′和目標(biāo)主控壓P′BD、P′AC、P′AD有關(guān)的GBDC、GACC、GADC，目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209Cj用此關(guān)系求用于驅(qū)動(dòng)流量控制閥5a、5b的目標(biāo)主控壓。
在此，圖27所示有關(guān)的GBU與圖18所示的有關(guān)GBU相同，是根據(jù)圖5所示的流量控制閥5a、5b的流量負(fù)荷特性制作的。還有，圖27所示的有關(guān)的GBDC、GACC、GADC根據(jù)流量控制閥5a、5b的平均流量負(fù)荷特性制作的。
在本實(shí)施例中，在目標(biāo)液壓缸速度計(jì)算部209Cc及目標(biāo)主控壓運(yùn)算部209Cj中，只用起重臂上升的負(fù)荷壓力進(jìn)行目標(biāo)液壓缸速度及目標(biāo)主控壓的修正。因此，目標(biāo)速度向量的控制計(jì)算值和實(shí)際的動(dòng)作的偏差比第1實(shí)施例略大，控制精度及穩(wěn)定性略低。但是，如前面說(shuō)明的那樣，在本發(fā)明的方向轉(zhuǎn)換控制及復(fù)原控制中，必須抵抗負(fù)荷而移動(dòng)主要是在升起起重臂時(shí)，因而由起重臂上升方向的負(fù)荷壓力的變化產(chǎn)生的流量控制閥5a的流量特性的變化，對(duì)目標(biāo)速度向量的控制計(jì)算值和實(shí)際動(dòng)作的偏差影響最大。因而，在本實(shí)施例中就要只檢出起重臂上升的負(fù)荷壓力進(jìn)行修正。
根據(jù)本實(shí)施例，在取得大致與第1實(shí)施例相同的效果的同時(shí)，可以使軟件簡(jiǎn)單化，并能降低制造成本。還有，由于可以只設(shè)置1個(gè)壓力檢測(cè)器，因此也可以降低在硬件方面的制造成本。
雖然第3及第4實(shí)施例是適用于具有電插方式的操作桿裝置的油壓系統(tǒng)的情況，但是也同樣可以適用于具有如第2實(shí)施例那樣的油壓主控方式的操作桿裝置的油壓系統(tǒng)。
用圖28和圖29說(shuō)明本發(fā)明的進(jìn)一步的其它實(shí)施例。在此之前的實(shí)施例中，就具有由起重臂、懸臂及鏟斗的3折連桿結(jié)構(gòu)構(gòu)成的前端裝置的油壓鏟土機(jī)進(jìn)行說(shuō)明，另外在油壓鏟土機(jī)上有前端裝置各不相同的各種類(lèi)型，本發(fā)明也可以適用于這些其它類(lèi)型的油壓鏟土機(jī)。
圖28展示了起重臂可以在橫方向擺動(dòng)的偏心式油壓鏟土機(jī)。此油壓鏟土機(jī)具有多關(guān)節(jié)型的前端裝置1c具有以下構(gòu)成在垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng)的第1起重臂100a、和由對(duì)應(yīng)于第1起重臂100a在水平方向擺動(dòng)的第2起重臂100b構(gòu)成的偏心式起重臂100，和由與第2起重臂100b對(duì)應(yīng)地在垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng)的懸臂101及鏟斗102。連桿103在第2起重臂100b的一例上與其平行，其一端樞連在第1起重臂100a上，另一端樞連在懸臂101上。第1起重臂100a由與圖2所示的油壓鏟土機(jī)的起重臂液壓缸3a同樣的第1起重臂液壓缸(未圖示)驅(qū)動(dòng)，第2起重臂100b、懸臂101、鏟斗102分別由第2起重臂液壓缸104、懸臂液壓缸105、鏟斗液壓缸106驅(qū)動(dòng)。在這種油壓鏟土機(jī)中，作為檢測(cè)出與前端裝置1c的位置和姿態(tài)有關(guān)的狀態(tài)量的裝置，在第1實(shí)施例的角度檢測(cè)器8a、8b、8c及傾斜角檢測(cè)器8d上，增設(shè)檢測(cè)第2起重臂100b的擺動(dòng)角(偏心量)的角度檢測(cè)器107，通過(guò)進(jìn)一步將此檢測(cè)出的信號(hào)輸入到例如圖6所示的控制裝置209的姿態(tài)運(yùn)算部9b，修正起重臂的長(zhǎng)度(從第1起重臂100a的基端到第2起重臂100b的前端的距離)，就可以與第1～第4實(shí)施例同樣的適用本發(fā)明。
圖29展示將起重臂1分為2后的2個(gè)起重臂式油壓鏟土機(jī)。此油壓鏟土機(jī)其具有由分別在垂直方向上轉(zhuǎn)動(dòng)的第1起重臂200a、第2起重臂200b、懸襞201及鏟斗202構(gòu)成的多關(guān)節(jié)型的前置裝置1D。第1起重壁100a、第2起重臂200b、懸臂201及鏟斗202分別由第1起重臂液壓缸203、第2起重臂液壓缸204、懸臂液壓缸205、鏟斗液壓缸206各自驅(qū)動(dòng)。在此油壓鏟土機(jī)中，作為檢測(cè)與前端裝置1c的位置和姿態(tài)有關(guān)的狀態(tài)量的裝置，也在第1實(shí)施例的角度檢測(cè)器8a、8b、8c及傾斜角檢測(cè)器8d上增設(shè)檢測(cè)第2起重臂200b的轉(zhuǎn)動(dòng)角的角度檢測(cè)器207，通過(guò)進(jìn)一步將此檢出信號(hào)輸入到例如圖6所示的控制裝置209的前端姿態(tài)運(yùn)算部9b，修正起重臂的長(zhǎng)度(從第1起重臂200a的根基部到第2起重臂200b的前端的距離)，就可以與第1～第4實(shí)施例同樣的適用本發(fā)明。
再有，有以上產(chǎn)施例中，作為前端裝置的規(guī)定位置，敘述了有關(guān)鏟斗的前端，但是如果簡(jiǎn)單地實(shí)施也可以將懸臂前端樞栓設(shè)在規(guī)定部位。還有，當(dāng)為了防止與前端裝置的干擾謀求安全性而設(shè)定區(qū)域時(shí)，也可以是產(chǎn)生此干擾的其它部位。
另外，作為電油壓轉(zhuǎn)換裝置及減壓裝置使用了比例電磁閥，但它們也可以是其它的電油壓轉(zhuǎn)換裝置。
還有，所應(yīng)用的油壓驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)為使用中間卸荷型的流量控制閥5a～5f的全開(kāi)換向閥系統(tǒng)，但也可以是使用中間關(guān)閉型的流量控制閥的中間關(guān)閉系統(tǒng)。
再有，當(dāng)鏟斗前端正從設(shè)定區(qū)域的邊界離開(kāi)時(shí)是原封不動(dòng)地輸出目標(biāo)速度向量，但也可以因其它目的修正該目標(biāo)速度向量。
另外，是將目標(biāo)向量中的接近設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的向量成分設(shè)定成對(duì)于設(shè)定區(qū)域的邊界為垂直方向的向量成分，但是，如果能得到沿著設(shè)定區(qū)域邊界的方向的移動(dòng)，則也可以在垂直方向上稍有偏移。
如果根據(jù)本發(fā)明，若前端裝置靠近設(shè)定區(qū)域時(shí)，由于可以使接近設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的移動(dòng)減速，因此可以高效率地進(jìn)行限制區(qū)域后的挖掘作業(yè)。
在進(jìn)行限制區(qū)域后的挖掘時(shí)，在即使負(fù)荷壓力變化也能進(jìn)行使目標(biāo)速度向量的控制計(jì)算值和實(shí)際的機(jī)械動(dòng)作的偏差少的高精度的控制的同時(shí)，可以進(jìn)行不產(chǎn)生控制上的大的偏差的穩(wěn)定的控制。
如果根據(jù)本發(fā)明，則可以很容易將可高效率地進(jìn)行限制區(qū)域后的控制的功能附加在具有油壓主控方式的操作裝置的機(jī)械上。而當(dāng)作為對(duì)應(yīng)于前端部件的操作裝置，具有油壓挖土機(jī)的起重臂用操作手段和懸臂操作裝置的情況下，可以用1根懸臂用的操作桿進(jìn)行沿設(shè)定區(qū)域的邊界后的挖掘作業(yè)。
如果根據(jù)本發(fā)明，由于可以控制前端裝置一侵入設(shè)定區(qū)域外即返回，所以即使在前端裝置快速移動(dòng)時(shí)，也能準(zhǔn)確進(jìn)行限制區(qū)域后的挖掘，從而能謀求更高的效率。另外，因?yàn)轭A(yù)先進(jìn)行減速控制，所以即使使前端裝置快速移動(dòng)，也能平滑地進(jìn)行限制區(qū)域后的挖掘。
另外，如果根據(jù)本發(fā)明，在前端裝置從設(shè)定區(qū)域邊界離開(kāi)時(shí)，可以與通常作業(yè)同樣地進(jìn)行挖掘作業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘裝置，具有多個(gè)被驅(qū)動(dòng)部件(1a—1f)，包括能在構(gòu)成多關(guān)節(jié)型的前置裝置(1A)的上下方向上轉(zhuǎn)動(dòng)的多個(gè)前端部件(1a—1c)；多個(gè)油壓傳動(dòng)裝置(3a—3f)，分別驅(qū)動(dòng)前述多個(gè)被驅(qū)動(dòng)部件；多個(gè)操作裝置(204a—204f；4a—4f)，指示前述多個(gè)被驅(qū)動(dòng)部件的動(dòng)作；多個(gè)油壓控制閥(5a—5f)，對(duì)應(yīng)于前述多個(gè)操作裝置的操作信號(hào)被驅(qū)動(dòng)，控制供給前述多個(gè)油壓傳動(dòng)裝置的壓力油的流量，其特征在于(a)區(qū)域設(shè)定裝置(7，9a)，設(shè)定前述前端裝置(1A)的可移動(dòng)的區(qū)域；(d)第1檢測(cè)裝置(8a—8d)，檢測(cè)出與前述前端裝置的位置和姿態(tài)有關(guān)的狀態(tài)量；(c)第2檢測(cè)裝置(270a—271b；270a)，檢測(cè)出與前述多個(gè)油壓傳動(dòng)裝置(3a—3f)中的至少1個(gè)特定的前端部件(1a，1b；1a)有關(guān)的特定的前端傳動(dòng)裝置(3a，3b；3a)的負(fù)荷壓力；(d)第1運(yùn)算裝置(9b)，根據(jù)來(lái)自前述第1檢測(cè)裝置的信號(hào)運(yùn)算前述前端裝置的位置和姿態(tài)；(e)信號(hào)修正裝置(209c，9d—9i，209j，9k，210a—211b；10a—11b，12)，根據(jù)前述多個(gè)操作裝置中與前述前端裝置有關(guān)的操作裝置(204a，204b；4a，4b)的操作信號(hào)和前述第1運(yùn)算裝置的計(jì)算值，進(jìn)行與前述前端裝置的目標(biāo)速度向量(Vca)有關(guān)的計(jì)算，從而修正與前述前端裝置有關(guān)的操作裝置(204a，204b；4a，4b)的操作信號(hào)，使得當(dāng)前述前端裝置位于前述設(shè)定區(qū)域內(nèi)且靠近其邊界時(shí)，前述前端裝置沿著前述設(shè)定區(qū)域的邊界的方向工作，而在接近前述設(shè)定區(qū)域的邊界的方向上減小移動(dòng)速度；(f)輸出修正裝置(209j；209cj)，根據(jù)來(lái)自前述第2檢測(cè)裝置(270a—270b；270a)的信號(hào)，進(jìn)一步修正在用前述信號(hào)修正裝置修正后的操作信號(hào)中，與前述特定的前端部件(1a，1b；1a)有關(guān)的操作裝置(204a，204b；4a，4b；204a；4a)的操作信號(hào)，使得無(wú)論前述特定的前端傳動(dòng)裝置(3a，3b；3a)的負(fù)荷壓力的變?nèi)绾?，前述前端裝置都按前述目標(biāo)速度向量(Vca)工作。
2.如權(quán)利要求1所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，具有以下特征前述信號(hào)修正裝置包括第2運(yùn)算裝置(209c，9d)，根據(jù)涉及前述前端裝置(1A)的操作裝置(204a—204c；4a04c)的操作信號(hào)計(jì)算前述前端裝置的輸入目標(biāo)速度向量(Vc)；第3運(yùn)算裝置(9e)，如使前述輸入目標(biāo)速度向量中的接近前述設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的向量成分減少那樣地修正前述輸入目標(biāo)速度向量(Vo)；閥控制裝置(9f，209j，9k，210a—211b；10a，11b，12)，對(duì)應(yīng)于用第3運(yùn)算裝置修正后的目標(biāo)速度向量(Vca)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的油壓控制閥(5a，5b)使前述前端裝置工作，前述輸出修正裝置作為前述閥控制裝置構(gòu)成的一部分(209j)。
3.如權(quán)利要求1所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，具有以下特征前述信號(hào)修正裝置，根據(jù)前述多個(gè)操作裝置中與前述前端裝置(1A)有關(guān)的操作裝置(204a—204c；4a—4c)的操作信號(hào)和前述第1運(yùn)算裝置(9b)的計(jì)算值，進(jìn)行與前述前端裝置的目標(biāo)速度向量(Vca)有關(guān)的計(jì)算，當(dāng)前述前端裝置在前述設(shè)定區(qū)域內(nèi)且靠近其邊界附近時(shí)，修正涉及前述前端裝置的操作裝置的操作信號(hào)，使前述前端裝置沿著前述設(shè)定區(qū)域的邊界的方向工作，而在接近前述設(shè)定區(qū)域的邊界的方向上減小移動(dòng)速度，當(dāng)前述前端裝置在前述設(shè)定區(qū)域外時(shí)，修正涉及前述前端裝置的操作裝置(204a，204b；4a，4b)的操作信號(hào)，使前述前端裝置返回前述設(shè)定區(qū)域；前述輸出修正裝置(209j；209cj)，根據(jù)來(lái)自前述第2檢測(cè)裝置(270a—271b；270a)的信號(hào)，無(wú)論前述操作信號(hào)哪個(gè)被修正的情況下，都進(jìn)一步修正涉及前述特定的前端部件(1a，1b；1a)的操作裝置(204a，204b；4a，4b；204a；4a)的操作信號(hào)，使得不管前述特定的前端傳動(dòng)裝置(3a，3b；3a)的負(fù)荷壓力的變化如何，前述前端裝置都按照前述目標(biāo)速度向量(Vca)工作。
4.如權(quán)利要求3所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，具有以下特征前述信號(hào)修正裝置包括第2運(yùn)算裝置(209c，9d)，和第3運(yùn)算裝置(9e，9g)，和閥控制裝置(9f，9h，9i，9j，9k，201a—211b；10a—11b，12)，其中第2運(yùn)算裝置(209c，9d)根據(jù)涉及前述前端裝置(1A)的操作裝置(204a—204c；4a—4c)的操作信號(hào)計(jì)算前述前端裝置的輸入目標(biāo)速度向量(Vc)，其中第3運(yùn)算裝置(9e，9g)在前述前端裝置在前述設(shè)定區(qū)域邊界內(nèi)并且在其邊界附近時(shí)，修正前述輸入目標(biāo)速度向量(Vc)，使前述輸入目標(biāo)速度向量中的接近前述設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的向量成分減少，當(dāng)前述前端裝置在前述設(shè)定區(qū)域外時(shí)，修正前述輸入目標(biāo)速度向量(Vc)，使前述前端裝置返回前述設(shè)定區(qū)域，其中閥控制裝置(9f，9h，9i，209j，9k，210a—211b；10a—11b，12)對(duì)應(yīng)于在前述第3運(yùn)算裝置中修正后的目標(biāo)速度向量(Vca)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的油壓控制閥，使前述前端裝置工作；前述輸出修正裝置作為前述閥控制裝置構(gòu)成的一部分(209j)。
5.如權(quán)利要求2或4所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，其特征在于前述閥控制裝置包括第4運(yùn)算裝置(9f，209j；9f，9h，9i，209j)和輸出裝置(9k，210a—211b；10a—11b，12)，其中第4運(yùn)算裝置根據(jù)在第3運(yùn)算裝置(9e；9e，9g)修正后的目標(biāo)速度向量(Vca)，計(jì)算前述相應(yīng)的油壓控制閥(5a，5b)的目標(biāo)操作指令值，其中輸出裝置根據(jù)前第4運(yùn)算裝置計(jì)算出的目標(biāo)操作指令值，生成前述相應(yīng)的油壓控制閥的操作信號(hào)；前述輸出修正裝置作為前述第4計(jì)算裝置構(gòu)成的一部分(209j)，在前述目標(biāo)操作指令值的計(jì)算時(shí)，用在前述第2檢測(cè)裝置(270a—271b；270a)檢測(cè)出的負(fù)荷壓力，修正涉及前棕目標(biāo)操作指令值的前述特定的前端傳動(dòng)裝置(3a，3b；3a)的值。
6.如權(quán)利要求5所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，其特征在于前述第4運(yùn)算裝置包括目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度計(jì)算裝置(9f，9h)和目標(biāo)操作指令值運(yùn)算裝置(209j)，其中目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度運(yùn)算裝置(9f，9h)根據(jù)用前述第3運(yùn)算裝置(9e；9e，9g)修正后的目標(biāo)速度向量(Vca)計(jì)算目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度，其中目標(biāo)操作指令值運(yùn)算裝置(209j)以由前述目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度和用前述第2檢測(cè)裝置(270a—271b；270a)檢測(cè)出的負(fù)荷壓力預(yù)先設(shè)定成的特性，計(jì)算前述相應(yīng)的油壓控制閥(5a，5b)的目標(biāo)操作指令值。
7.一種建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，其特征在于，在前述權(quán)利要求1或3記載的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置中，前述信號(hào)修正裝置包括第2運(yùn)算裝置(209c，9d)和第3運(yùn)算裝置(9e)，其中第2計(jì)算裝置根據(jù)涉及前述前端裝置(1A)的操作裝置(204a，204b；4a，4b)的操作信號(hào)計(jì)算前述前端裝置的輸入目標(biāo)速度向量(Vc)，其中第3運(yùn)算裝置如使前述輸入目標(biāo)速度向量中的接近前述設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的向量成分減少那樣地修正前述輸入目標(biāo)速度向量(Vc)，并進(jìn)一步具有輸入修正裝置(209c)，根據(jù)來(lái)自第2檢測(cè)裝置()270a—270b；270a)的信號(hào)修正用前述第2運(yùn)算裝置計(jì)算出的輸入目標(biāo)速度向量(Vc)，以使得不管前述特定的前端傳動(dòng)裝置(3a，3b；3a)的負(fù)荷壓力的變化如何，都成為與前述操作裝置的操作信號(hào)對(duì)應(yīng)的速度向量。
8.如權(quán)利要求7所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，前述第2運(yùn)算裝置包括第5運(yùn)算裝置(209c)和第6運(yùn)算裝置，其中第5運(yùn)算裝置根據(jù)涉及前述前端裝置(1A)的操作裝置(204a，204b；4a，4b)的操作信號(hào)計(jì)算輸入目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度，其中第6運(yùn)算裝置從用前述第5計(jì)算裝置計(jì)算出的輸入目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度計(jì)算前述前端裝置的輸入目標(biāo)速度向量(Vc)；前述輸入修正裝置作為前述第5運(yùn)算裝置構(gòu)成的一部分(209c)構(gòu)成在前述輸入目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度計(jì)算時(shí)，用在前述第2檢測(cè)裝置(270a—271b；270a)檢測(cè)出的負(fù)荷壓力修正前述特定的前端傳動(dòng)裝置(3a，3b；3a)的輸入目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度。
9.如權(quán)利要求8所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，具有以下特征第5運(yùn)算裝置以根據(jù)涉及前述前端裝置(1A)的操作裝置(204a，204b；4a，4b)的信號(hào)和用前述第2檢測(cè)裝置(270a—271b；270a)檢測(cè)出的負(fù)荷壓力預(yù)先設(shè)定的特性，計(jì)算前述輸入目標(biāo)傳動(dòng)裝置速度。
10.如權(quán)利要求6或9所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，其特征在于前述預(yù)先設(shè)定的特性是基于涉及前述特定的前端傳動(dòng)裝置(3a，3b；3a)的油壓控制閥(5a，5b；5a)的流量負(fù)荷特性決定的。
11.如權(quán)利要求2或4所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，其中前述多個(gè)操作裝置是產(chǎn)生電信號(hào)作為前述操作信號(hào)的電桿方式的操作裝置(204a—204f)，具有以下特征前述閥控制裝置包括電信號(hào)生成裝置(9f，209j，9k；9f，9h，9i，209j，9k)和電油壓轉(zhuǎn)換裝置(210—211b)，其中電信號(hào)生成裝置根據(jù)用前述第3計(jì)算裝置(9ej，9e，9g)修正后目標(biāo)速度向量(Vca)，計(jì)算前述相應(yīng)的油壓控制閥(5a，5b)的目標(biāo)操作指令值，輸出與之相應(yīng)的電信號(hào)，其中電油壓轉(zhuǎn)換裝置(210—211b)將前述電信號(hào)轉(zhuǎn)換成油壓信號(hào)，輸出到相應(yīng)于此油壓信號(hào)的油壓控制閥(5a，5b)；前述輸出修正裝置作為前述電信號(hào)生成裝置構(gòu)成的一部分(209j)，在前述目標(biāo)操作指令值的計(jì)算時(shí)，用在前述第2檢測(cè)裝置(270a—271b；270a)中檢測(cè)出的負(fù)荷壓力，修正涉及前述目標(biāo)操作指令的前述特定的前端傳動(dòng)裝置(3a，3b；3a)的值。
12.如權(quán)利要求2或4所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘裝置，其中前述多個(gè)操作裝置(4a—4f)是產(chǎn)生主控壓作為前述操作信號(hào)的油壓主控方式，并且包含此油壓主控方式的操作裝置的操作系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的油壓控制閥(5a—5f)，其特征在于前述閥控制裝置包含電信號(hào)生成裝置(9f，209j，9k；9f，9h，9i，209j，9k)和主控壓修正裝置(10a—11b，12)，其中電信號(hào)生成裝置根據(jù)用前述第3運(yùn)算裝置(9ej，9e，9g)修正的目標(biāo)速度向量(Vca)，計(jì)算前述相應(yīng)的油壓控制閥(5a，5b)的目標(biāo)操作指令值，輸出與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，其中主控壓修正裝置(10a—11b，12)與前述電信號(hào)對(duì)應(yīng)地輸出代替前述操作主段的主控壓的主控壓；前述輸出修正裝置作為前述電信號(hào)生成裝置構(gòu)成的一部分(209j)，在前述目標(biāo)操作指令值計(jì)算時(shí)，用在前述第2檢測(cè)裝置(270a—271b；270a)中檢測(cè)出的負(fù)荷壓力修正涉及前述目標(biāo)操作指令值的前述特定的前端傳動(dòng)裝置(3a，3b；3a)的值。
13.如權(quán)利要求12所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，其特征在于前述操作系統(tǒng)包含第1主控壓管路(44a)，它向相應(yīng)的油壓控制閥(5a)導(dǎo)入主控壓，以使前述前端裝置(1A)向遠(yuǎn)離前述設(shè)定區(qū)域的方向移動(dòng)；前述主控壓修正裝置包含將前述電信號(hào)轉(zhuǎn)換成油壓信號(hào)的電油壓轉(zhuǎn)換裝置和高壓選擇裝置(12)，高壓選擇裝置選擇前述第1主控壓管路內(nèi)的主控壓和從前述電油壓轉(zhuǎn)換裝置輸出的油壓信號(hào)的高壓側(cè)，并導(dǎo)入相應(yīng)的油壓控制閥。
14.如權(quán)利要求13所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，其特征在于前述操作系統(tǒng)包含第2主控壓管路(44b/45a/45b)，它向相應(yīng)的油壓控制閥(5a/5b)導(dǎo)入主控壓，以使前述前端裝置(1A)在接近前述設(shè)定區(qū)域的方向移動(dòng)；前述主控壓修正裝置包含減壓裝置(10b/11a/11b)，它被設(shè)置在前述第2主控壓管路上，對(duì)應(yīng)于前述電信號(hào)減小前述第2主控壓管路內(nèi)的主控壓。
15.如權(quán)利要求2所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，其特征在于前述第3運(yùn)算裝置(9e)在前述前端裝置(1A)在前述設(shè)定區(qū)域內(nèi)而不在其邊界附近時(shí)，維持前述輸入目標(biāo)速度向量(Vc)。
16.如權(quán)利要求2所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，其特征在于前述輸入目標(biāo)速度向量(Vc)中的接近設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的向量成分是相對(duì)于前述設(shè)定區(qū)域的邊界垂直方向的向量成分。
17.如權(quán)利要求2所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，其特征在于前述第3運(yùn)算裝置(9e)如隨著前述前端裝置(1A)和前述設(shè)定區(qū)域的邊界的距離變小，使前述輸入目標(biāo)速度向量(Vc)中的接近設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的向量成分的減少量增大那樣地減小該向量成分。
18.如權(quán)利要求4所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，其特征在于前述第3運(yùn)算裝置(9g)像這樣地修正前述目標(biāo)速度向量(Vc)，即，通過(guò)在前述輸入目標(biāo)速度向量(Vc)的設(shè)定區(qū)域的邊界上修正垂直的向量成分，改變接近前述設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的向量成分，使前述前端裝置(1A)返回前述設(shè)定區(qū)域。
19.如權(quán)利要求4所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，其特征在于前述第3運(yùn)算裝置(9g)隨著前述前端裝置(1A)和前述設(shè)定區(qū)域的邊界的距離的減小，使接近前述設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的向量成分減小。
20.如權(quán)利要求1～19中任一項(xiàng)所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，其特征在于前述前端裝置(1A)包含油壓鏟土機(jī)的起重臂(1a)和懸臂(1b)。
21.如權(quán)利要求20所述的建筑機(jī)械的區(qū)域限制挖掘控制裝置，其特征在于前述特定的前端傳動(dòng)裝置至少是驅(qū)動(dòng)前述起重臂(1a)的起重臂液壓缸(3a)，前述第2檢測(cè)裝置至少是檢測(cè)起重臂上升方向的負(fù)荷壓力的裝置(270a)。
全文摘要
在油壓挖土機(jī)的區(qū)域限制挖掘控制裝置中，預(yù)先設(shè)定前端裝置能夠移動(dòng)的區(qū)域范圍，計(jì)算前端裝置的位置和姿態(tài)，根據(jù)操作桿裝置的檢出信號(hào)和檢測(cè)出的負(fù)荷壓力計(jì)算前端裝置的目標(biāo)速度向量，如前端裝置在設(shè)定區(qū)域內(nèi)并且在其邊界附近時(shí)，減少接近設(shè)定區(qū)域的邊界的方向的向量成分，前端裝置在設(shè)定區(qū)域外時(shí)，使前端裝置返回設(shè)定區(qū)域那樣地修正目標(biāo)速度向量，進(jìn)而用負(fù)荷壓力修正與此目標(biāo)速度向量對(duì)應(yīng)的操作信號(hào)，并輸出到比例電磁閥。
文檔編號(hào)E02F3/76GK1128553SQ95190442
公開(kāi)日1996年8月7日 申請(qǐng)日期1995年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月1日
發(fā)明者渡邊洋, 平田東一, 羽賀正和, 山形榮治, 藤島一雄, 足立宏之 申請(qǐng)人:日立建機(jī)株式會(huì)社