[发明专利]建筑机械用的限定区域挖掘控制系统

说明书

本发明涉及一种建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，具体地说，涉及一种装备于建筑机械，如液压挖掘机的限定区域挖掘控制系统，所述液压挖掘机具有成多节的前部装置，并能在限制该前部装置可动范围情况下进行挖掘。

液压挖掘机被公知为一种有代表性的建筑机械。液压挖掘机由前部装置和主体构成，其中前部装置包括一个悬臂、一个吊杆和一个挖斗，它们各自可在竖直方向上枢轴转动，主体则包括上部结构和底架。前部装置悬臂的底端被支承在上部结构的前部，这种液压挖掘机中包含悬臂的各前部构件由相应的手动操纵杆操纵。但是由于各前部构件通过绞接轴互相连接，以便枢轴转动，所以很难实现在预定范围内的挖掘作业。由于上述原因，JP-A-4-136324提出一种有助于这种挖掘作业的限定区域挖掘控制系统。所提出的限定区域挖掘控制系统包括测定前部装置姿态的机构；根据该测定机构的信号计算前部装置位置的机构；认识禁止所述前部装置入内的禁止进入区的机构；杠杆进给量计算机构，它用来确定前部装置的位置与认识禁止进入区的边界线之间的距离d，然后输出被一个与d有关的函数相乘的杠杆操作信号的乘积，当距离d大于一个确定值时，该函数取1值，当距离d小于该确定值时，该函数取0和1之间的值；以及用来根据杠杆进给量计算机构的信号控制传动机构运动的传动机构控制装置。采用所提出的系统的结构，由于杠杆的操作信号受到制约，与到禁止进入区的边界线有关，即使是操作者错误地企图将挖斗的前端移入禁止进入区时，挖斗的前端也会自动地平稳停在所述边界线处，或者对于挖斗前端向着所述边界线的移动，操作者可以注意接近所述禁止进入区，根据前部装置速度的降低判断并收回挖斗的前端。

然而，前述相关技术具有如下的问题。

采用JP-A-4-136324所公开的相关技术，由于杠杆进给量计算机构对传动机构控制装置输出杠杆动作信号直接被与d有关的函数乘的乘积，当挖斗前端接近禁止进入区边界线时，挖斗前端渐渐被缓慢地降下，并停在所述禁止进入区边界线处。所以，能够避免操作者试图将挖斗前端移入禁止进入区时另外将产生的冲击。但是，这种相关技术被设计成用来降低所述挖斗前端的速度，以致总是要把这种速度降至与挖斗前端移动的方向无关。因此，在沿着禁止进入区边界线进行挖掘的情况下，当随着吊杆的动作，挖斗前端接近禁止进入区时，也使得沿禁止进入区边界线方向挖掘的速度被降低。这就要求操作者控制悬臂杠杆，每次降低挖掘速度都要移动挖斗前端，使之离开禁止进入区，以避免挖掘速度的下降。结果，当沿着禁止进入区进行挖掘时，就使工作效率极为受损。另一方面，要提高工作效率，就必须在离开禁止进入区的一定距离处进行挖掘，这就造成不能挖掘预定的区域。

本发明的第一个目的是要提供一种建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，采用本系统可以有效地、平稳地进行在限定区域内的挖掘。

本发明的第二个目的是要提供一种建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，采用本系统，即使在操作机构突然被操作时，也能准确地进行在限定区域内的挖掘。

本发明的第三个目的是要提供一种建筑机械用的限定区域挖掘控制系统，采用本系统，当在限定区域内进行挖掘时，操作者可以随其自己的意思选择准确性优先作业方式和速度优先作业方式中的一种。(1)为实现上述第一和第二目的，按照本发明，一种建筑机械用的限定区域挖掘控制系统包括：多个被驱动的部件，它们包含多个前部组件，构成一个多节的前部装置，并在竖直方向上可枢轴转动；多个液压传动机构，分别驱动多个被驱动的部件；多个操纵机构，用来指挥多个被驱动部件的动作；以及多个按照来自多个操纵机构的动作信号被驱动的液压控制阀门，用来控制送到多个液压传动机构的液压流体的流速。本控制系统还包括：区域设定机构，用来设定前部装置的可动范围；第一检测装置，用来检测与前部装置的位置及姿态有关的状态变化；第一计算装置，用来根据第一检测装置的信号计算前部装置的位置及姿态；第一信号调整机构当所述前部装置接近设定区域的边界线时，用来根据第一计算装置算得的值至少调整在多个操纵机构中与第一特定前部组件相关的操纵机构的操作信号，以减小该操作信号；第二信号调整机构，至少根据由第一信号调整机构减小的操作信号及由第一计算装置算得的值用以计算控制前部装置的速度，并根据所述用于控制的速度至少调整在多个操纵机构中与第二特定前部组件相关的操纵机构的操作信号，以使前部装置在设定区内沿着向着设定区域边界线方向的移动速度降低。