[发明专利]建筑机械的范围限制挖掘控制装置

说明书

                       技术领域

本发明涉及备有多关节型前部装置的建筑机械，特别涉及在备有由动臂、斗杆、铲斗等前部构件组成的前部装置的液压挖掘机中、能进行限制前部装置的可以动作的范围的挖掘的范围限制挖掘控制装置。

                       背景技术

对液压挖掘机而言，虽然操作者靠各个手动操作手柄来操作动臂等前部构件，但是因为这些前部构件是分别靠关节部相连接而进行转动运动的，故操作这些前部构件以便挖掘规定的范围，是非常困难的作业。于是，在日本专利公开平成8-333 768号公报、WO 95/30 059号公报及WO 95/33 100号公报中提出了使这样的作业容易的范围限制挖掘控制装置。

日本专利公开平成8-333 768号公报中所述的范围限制挖掘控制装置，在备有由可以沿上下方向转动的多个前部构件构成的多关节型前部装置，驱动前述多个前部构件的多个液压执行器，指示前述多个前部构件的动作的多个操作机构，根据前述多个操作机构的操作来驱动、并控制向前述多个液压执行器所供给的压力油的流量的多个液压控制阀的建筑机械的范围限制挖掘控制装置中，备有：设定前述前部装置的可以动作的范围的范围设定机构；检测与前述前部装置的位置和姿势有关的状态量的第1检测机构；根据来自前述第1检测机构的信号来运算前述前部装置的位置和姿势的第1运算机构；运算前述多个液压执行器中的与至少第1特定前部构件(例如斗杆)有关的第1特定执行器的驱动所致前述前部装置的速度的第2运算机构；把前述第1和第2运算机构的运算值输入，当前述前部装置在前述设定范围内处在其边界附近时，运算前述多个液压执行器中的与至少第2特定前部构件(例如动臂)有关的第2特定执行器的驱动所致前述前部装置速度的限制值，以便限制接近于前述设定范围的边界的方向的移动速度的第3运算机构；修正与前述第2特定执行器有关的操作机构的操作信号，使前述第2特定执行器的驱动所致前述前部装置的速度不超过前述限制值的信号修正机构；在第3运算机构中，当前部装置在设定范围内处在其边界附近时，运算与第2特定前部构件有关的第2特定执行器的驱动所致前部装置的速度的限制值，在信号修正机构中，修正与第2特定执行器有关的操作机构的操作信号，使第2特定执行器的驱动所致前部装置的速度不超过其限制值，借此可以进行使对设定范围的边界接近方向的前部装置的动作减速的方向变换控制，使前部装置沿着设定范围的边界来动作。借此，可以高效地顺利地进行以设定范围的边界为目标挖掘面的挖掘，使铲斗不超过设定范围的边界，即所设定的挖掘深度。

WO 95/30 059号公报中所述的范围限制挖掘控制装置，预先设定前部装置可以动作的范围，在控制单元中根据来自角度检测器的信号来运算前部装置的位置和姿势，根据来自操作手柄装置的信号来运算前部装置的目标速度向量，当前部装置在设定范围内未处在其边界附近时保持目标速度向量，当前部装置在设定范围内处在其边界附近时修正目标速度向量，使接近于设定范围的边界的方向的向量分量减小，操作各自的液压控制阀以便可以得到此一修正的目标速度向量，借此可以高效地顺利地进行限制范围的挖掘。

WO 95/33 100号公报中所述的范围限制挖掘控制装置，在上述WO 95/30 059号公报中所述的控制装置中，考虑到液压控制阀(流量控制阀)的节流特性随着前部装置的负载而变化的事实，针对该节流特性随负载的变化对在目标液控压力运算部中所使用的函数关系加以修正，用此一所修正的函数关系来计算目标液控压力，可以进行与负载的变化无关的高精度的控制，使前部装置的前端按目标速度向量运动。

                     发明的公开

一般在进行挖掘作业的场合，作为挖掘对象的土壤的硬度未必恒定，往往存在着局部硬度变大的地方。例如，存在着土壤的一部分土质比其他部分要硬的土壤条件，或者在土壤中局部地聚集着石头、混凝土、废料等的土壤条件。在这样的土壤条件下，在运用前述日本专利公开平成8-333 768号公报中所提出的现有技术来进行挖掘作业的场合，前部装置不按在第2运算机构中所运算的前部装置的速度来运动，无法进行适当的方向变换控制。