專(zhuān)利名稱(chēng)：作業(yè)機(jī)械中的防干擾控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作業(yè)機(jī)械中的防干擾控制裝置，其中，搭載在機(jī)體上的駕駛室和作業(yè) 裝置被設(shè)置成相對(duì)于機(jī)體分別可動(dòng)。
背景技術(shù)：
在搭載于機(jī)體上的駕駛室和作業(yè)裝置被設(shè)置成相對(duì)于機(jī)體分別可動(dòng)的作業(yè)機(jī)械 中，以往的防止駕駛室和作業(yè)裝置的干擾的駕駛室防干擾控制檢測(cè)駕駛室的移動(dòng)量，根據(jù) 該移動(dòng)量的實(shí)際檢測(cè)結(jié)果，校正防干擾區(qū)域，以使駕駛室和作業(yè)裝置不會(huì)干擾(例如，參照 專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本專(zhuān)利第3310783號(hào)公報(bào)(第4-5頁(yè)，圖3-5)上述防干擾裝置由于把握駕駛室實(shí)際移動(dòng)的量來(lái)校正防干擾區(qū)域，因而在駕駛室 移動(dòng)當(dāng)中，作業(yè)裝置的防干擾控制是困難的，并且很有可能由于在作業(yè)中駕駛室移動(dòng)而與 作業(yè)裝置干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述方面而作成的，本發(fā)明的目的是提供一種作業(yè)機(jī)械中的防干擾 控制裝置，其中，在駕駛室和作業(yè)裝置中的一方移動(dòng)當(dāng)中，即使另一方移動(dòng)，也能防止作業(yè) 裝置的工具和駕駛室的干擾，可提高作業(yè)效率。根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明是一種作業(yè)機(jī)械中的防干擾控制裝置，搭載在機(jī)體上 的駕駛室和作業(yè)裝置被設(shè)置成相對(duì)于機(jī)體分別可動(dòng)，其特征在于，所述防干擾控制裝置具 有駕駛室位置傳感器，其檢測(cè)駕駛室的位置；工具位置傳感器，其檢測(cè)安裝在作業(yè)裝置上 的工具的位置；限制單元，其限制使作業(yè)裝置工作的致動(dòng)器的動(dòng)作；以及控制器，其根據(jù)由 駕駛室位置傳感器檢測(cè)出的駕駛室的位置和對(duì)該位置進(jìn)行微分而運(yùn)算的駕駛室的移動(dòng)速 度來(lái)求出駕駛室的移動(dòng)矢量，根據(jù)該駕駛室的移動(dòng)矢量預(yù)測(cè)一定時(shí)間后的駕駛室的位置， 并利用限制單元控制作業(yè)裝置的致動(dòng)器的動(dòng)作，以使該預(yù)測(cè)的駕駛室位置和工具的位置不 會(huì)干擾。根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)明是一種作業(yè)機(jī)械中的防干擾控制裝置，搭載在機(jī)體上 的駕駛室和作業(yè)裝置被設(shè)置成相對(duì)于機(jī)體分別可動(dòng)，其特征在于，所述防干擾控制裝置具 有駕駛室位置傳感器，其檢測(cè)駕駛室的位置；工具位置傳感器，其檢測(cè)安裝在作業(yè)裝置上 的工具的位置；限制單元，其限制使駕駛室工作的致動(dòng)器的動(dòng)作；以及控制器，其根據(jù)由工 具位置傳感器檢測(cè)出的工具的位置和對(duì)該位置進(jìn)行微分所運(yùn)算的工具的移動(dòng)速度求出工 具的移動(dòng)矢量，根據(jù)該工具的移動(dòng)矢量預(yù)測(cè)一定時(shí)間后的工具的位置，并利用限制單元控 制駕駛室的致動(dòng)器的動(dòng)作，以使該預(yù)測(cè)的工具的位置與駕駛室的位置不會(huì)干擾。根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)明，在根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的作業(yè)機(jī)械中的防干擾 控制裝置中，由限制單元進(jìn)行動(dòng)作限制的致動(dòng)器是由先導(dǎo)操作式控制閥進(jìn)行動(dòng)作控制的油 壓致動(dòng)器，限制單元是設(shè)在先導(dǎo)操作式控制閥的先導(dǎo)通路中的比例電磁閥。
根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)明，根據(jù)權(quán)利要求3所述的作業(yè)機(jī)械中的防干擾控制裝 置的控制器在根據(jù)所預(yù)測(cè)的一定時(shí)間后的位置關(guān)系而判斷為通過(guò)預(yù)定量的動(dòng)作工具和駕 駛室不會(huì)干擾的情況下，將最大指令信號(hào)輸出到比例電磁閥，并在判斷為會(huì)干擾的情況下， 輸出與位置關(guān)系對(duì)應(yīng)的指令信號(hào)。根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)明，控制器根據(jù)由駕駛室位置傳感器檢測(cè)出的駕駛室位 置和對(duì)該位置進(jìn)行微分所運(yùn)算的移動(dòng)速度求出駕駛室的移動(dòng)矢量，根據(jù)該駕駛室的移動(dòng)矢 量預(yù)測(cè)一定時(shí)間后的駕駛室位置，并利用限制單元控制作業(yè)裝置的致動(dòng)器的動(dòng)作，以使該 所預(yù)測(cè)的駕駛室位置和工具位置不會(huì)干擾，因而即使在駕駛室移動(dòng)當(dāng)中使作業(yè)裝置移動(dòng)， 也能防止作業(yè)裝置的工具和駕駛室的干擾，可提高作業(yè)效率。根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)明，控制器根據(jù)由工具位置傳感器檢測(cè)出的工具位置和 對(duì)該位置進(jìn)行微分所運(yùn)算的工具的移動(dòng)速度求出工具的移動(dòng)矢量，根據(jù)該工具的移動(dòng)矢量 預(yù)測(cè)一定時(shí)間后的工具位置，并利用限制單元控制駕駛室的致動(dòng)器動(dòng)作，以使該所預(yù)測(cè)的 工具位置與駕駛室位置不會(huì)干擾，因而即使在作業(yè)裝置移動(dòng)當(dāng)中即作業(yè)中使駕駛室移動(dòng)， 也能防止作業(yè)裝置的工具和駕駛室的干擾，可提高作業(yè)效率。根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)明，限制單元是設(shè)在對(duì)油壓致動(dòng)器進(jìn)行動(dòng)作控制的先導(dǎo) 操作式控制閥的先導(dǎo)通路中的比例電磁閥，因而可高精度控制油壓致動(dòng)器的動(dòng)作，能可靠 防止作業(yè)裝置的工具和駕駛室的干擾。根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)明，控制器在根據(jù)所預(yù)測(cè)的一定時(shí)間后的位置關(guān)系判斷 為通過(guò)預(yù)定量的動(dòng)作工具和駕駛室不會(huì)干擾的情況下，將最大指令信號(hào)輸出到比例電磁 閥，獲得作業(yè)效率高的高速動(dòng)作，并在判斷為有干擾的情況下，將與位置關(guān)系對(duì)應(yīng)的指令信 號(hào)輸出到比例電磁閥，因而隨著工具和駕駛室接近而減速，獲得無(wú)沖擊的平滑的停止動(dòng)作。


圖1是示出本發(fā)明涉及的作業(yè)機(jī)械中的防干擾控制裝置的一實(shí)施方式的控制電 路圖。圖2是具有上述控制裝置的作業(yè)機(jī)械的側(cè)面圖。圖3是示出上述控制裝置的控制器進(jìn)行處理的防干擾控制A的內(nèi)容的流程圖。圖4是示出從上述控制裝置的控制器輸出到比例電磁閥的指令信號(hào)的特性的特 性圖。圖5是示出上述控制裝置的控制器進(jìn)行處理的防干擾控制B的內(nèi)容的流程圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明10 作業(yè)機(jī)械；11 機(jī)體；12 作為作業(yè)裝置的正面作業(yè)裝置；13 駕駛室；23 作 為致動(dòng)器的動(dòng)臂油缸；26 作為致動(dòng)器的斗桿油缸；28 工具；32 作為致動(dòng)器的駕駛室升 降油缸；41 作為工具位置傳感器的動(dòng)臂角傳感器；42 作為工具位置傳感器的斗桿角傳感 器；43 駕駛室位置傳感器；47 先導(dǎo)操作式控制閥；61 66 作為先導(dǎo)通路的二次壓通路； 71 76 作為限制單元的比例電磁閥；77 控制器；81 85 移動(dòng)矢量。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖所示的一實(shí)施方式詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
圖2示出作業(yè)機(jī)械10，在機(jī)體11上設(shè)置有作為作業(yè)裝置的正面作業(yè)裝置12，在該 正面作業(yè)裝置12的側(cè)方，在機(jī)體11上以相對(duì)于機(jī)體11可升降的方式設(shè)有駕駛室13，在機(jī) 體11和駕駛室13之間設(shè)有使該駕駛室13升降的駕駛室移動(dòng)裝置14。機(jī)體11在安裝了履 帶15的下部行使體16上以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式設(shè)有上部轉(zhuǎn)動(dòng)體17。在與駕駛室13 —起設(shè)置于機(jī)體11上的正面作業(yè)裝置12中，利用動(dòng)臂座架銷(xiāo)21， 將動(dòng)臂22的基端可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地軸支撐在機(jī)體11的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架20上，在轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架20和動(dòng)臂 22之間設(shè)有作為使動(dòng)臂22朝上下方向轉(zhuǎn)動(dòng)的致動(dòng)器的動(dòng)臂油缸23，利用動(dòng)臂前端銷(xiāo)24，將 斗桿25的基端可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地軸支撐在動(dòng)臂22的前端，在動(dòng)臂22和斗桿25之間設(shè)有作為 使斗桿轉(zhuǎn)動(dòng)的致動(dòng)器的斗桿油缸26，利用斗桿前端銷(xiāo)27將工具28軸支撐在斗桿25的前 端。圖示的工具28是在拆卸作業(yè)等中使用的抓斗，為了把持工件，該抓斗由工具用致 動(dòng)器(未圖示)進(jìn)行開(kāi)閉驅(qū)動(dòng)，因而其直徑發(fā)生變化。作為工具，可以使用蛤殼式鏟斗、磁 體或叉斗。駕駛室移動(dòng)裝置14具有連桿機(jī)構(gòu)31，其將駕駛室13保持為預(yù)定姿勢(shì)；以及駕駛 室升降油缸32，其作為對(duì)駕駛室13進(jìn)行升降驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器。連桿機(jī)構(gòu)31具有支撐塔體33，其立設(shè)在機(jī)體11的上部轉(zhuǎn)動(dòng)體17上；L形的連桿 連接部34，其一體地設(shè)在駕駛室13的下部；上連桿39和下連桿40，其通過(guò)銷(xiāo)35、36、37、38 連接成可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，且通過(guò)駕駛室升降油缸32朝上下方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以便總是平行地保持在支 撐塔體33的上部和連桿連接部34的后背部之間。通過(guò)銷(xiāo)將駕駛室升降油缸32的基端自由轉(zhuǎn)動(dòng)地軸支撐在支撐塔體33的下部，駕 駛室升降油缸32的活塞桿前端通過(guò)銷(xiāo)自由轉(zhuǎn)動(dòng)地與上連桿39連接。這樣，駕駛室13設(shè)置成利用駕駛室移動(dòng)裝置14可升降，并且，正面作業(yè)裝置12具 有動(dòng)臂22，其相對(duì)于機(jī)體11以動(dòng)臂座架銷(xiāo)21為中心通過(guò)動(dòng)臂油缸23轉(zhuǎn)動(dòng)；斗桿25，其相 對(duì)于該動(dòng)臂22以動(dòng)臂前端銷(xiāo)24為中心通過(guò)斗桿油缸26轉(zhuǎn)動(dòng)；以及工具28，其能夠相對(duì)于 該斗桿25以斗桿前端銷(xiāo)27為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。作為檢測(cè)安裝在該正面作業(yè)裝置12的前端部的工具28的位置的工具位置傳感 器，在動(dòng)臂座架銷(xiāo)21的一端部安裝有檢測(cè)動(dòng)臂22相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架20的角度位置的動(dòng)臂角 傳感器41，在動(dòng)臂前端銷(xiāo)24的一端部安裝有檢測(cè)斗桿25相對(duì)于動(dòng)臂22的角度位置的斗桿 角傳感器42。并且，在銷(xiāo)35的一端部設(shè)有駕駛室位置傳感器43，該駕駛室位置傳感器43 通過(guò)檢測(cè)上連桿39相對(duì)于支撐塔體33的角度位置來(lái)檢測(cè)駕駛室13的位置。這些動(dòng)臂角 傳感器41、斗桿角傳感器42以及駕駛室位置傳感器43使用旋轉(zhuǎn)型電位計(jì)等。圖1示出控制各油缸的控制電路，在駕駛室13內(nèi)設(shè)置有作為由座席上的駕駛員手 動(dòng)操作的操作器的操作閥44、45、46，另一方面，在機(jī)體11側(cè)設(shè)置有行使馬達(dá)(未圖示)， 其安裝在下部行使體16上；轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)(未圖示)，其將上部轉(zhuǎn)動(dòng)體17相對(duì)于下部行使體16 進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)；以及先導(dǎo)操作式控制閥47，其對(duì)動(dòng)臂油缸23、斗桿油缸26、駕駛室升降油缸 32等的油壓致動(dòng)器進(jìn)行控制。該先導(dǎo)操作式控制閥47至少包含對(duì)動(dòng)臂油缸23、斗桿油缸26以及駕駛室升降油 缸32各方進(jìn)行控制的滑閥48、49、50。這些滑閥48、49、50具有這樣的作用當(dāng)從由車(chē)載發(fā)動(dòng)機(jī)等原動(dòng)機(jī)51驅(qū)動(dòng)的主泵52經(jīng)由主通路54分別提供了油箱53內(nèi)的工作油時(shí)，根據(jù)行程位置對(duì)從這些滑閥48、49、50 提供給動(dòng)臂油缸23、斗桿油缸26以及駕駛室升降油缸32各方的工作油進(jìn)行方向控制和流 量控制，使回油回到油箱53。與主泵52 —起由原動(dòng)機(jī)51驅(qū)動(dòng)的先導(dǎo)泵55將在泄壓閥56所設(shè)定的先導(dǎo)一次壓 的先導(dǎo)壓油經(jīng)由具有止回閥57的一次壓通路58提供給各操作閥44、45、46。各操作閥44、 45,46將與操作桿的操作量對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)二次壓經(jīng)由作為先導(dǎo)通路的二次壓通路61、62、63、 64、65、66提供給各滑閥48、49、50的先導(dǎo)操作部。在動(dòng)臂用的二次壓通路61、62中設(shè)有作為限制單元的比例電磁閥71、72，在斗桿 用的二次壓通路63、64中設(shè)有作為限制單元的比例電磁閥73、74，在駕駛室用的二次壓通 路65、66中設(shè)有作為限制單元的比例電磁閥75、76。這些比例電磁閥71 76具有螺線管，該各螺線管與控制器77的輸出部連接。該 控制器77的輸入部與所述的動(dòng)臂角傳感器41、斗桿角傳感器42和駕駛室位置傳感器43連 接，而且與使防干擾控制開(kāi)始的開(kāi)關(guān)78連接?？刂破?7根據(jù)由駕駛室位置傳感器43檢測(cè)出的駕駛室13的位置(以下，駕駛室 13的位置意味著設(shè)定在駕駛室13的周?chē)鸟{駛室干擾區(qū)域80的位置)和對(duì)該駕駛室13 的位置進(jìn)行微分所運(yùn)算的駕駛室13的移動(dòng)速度，求出如圖2所示當(dāng)駕駛室干擾區(qū)域80朝 一定時(shí)間后的駕駛室預(yù)測(cè)位置80a移動(dòng)時(shí)的移動(dòng)矢量81、82、83、84、85，根據(jù)該駕駛室干擾 區(qū)域80的移動(dòng)矢量81、82、83、84、85預(yù)測(cè)一定時(shí)間后的駕駛室位置，并利用比例電磁閥71、 72、73、74控制正面作業(yè)裝置12的致動(dòng)器動(dòng)作，以使該所預(yù)測(cè)的駕駛室位置和工具位置不 會(huì)產(chǎn)生干擾。下面，參照?qǐng)D3所示的流程圖，說(shuō)明控制器77的防干擾控制A。另外，該流程圖中 的圓形數(shù)字是表示控制進(jìn)程的步驟標(biāo)號(hào)。(步驟1)利用動(dòng)臂角傳感器41和斗桿角傳感器42檢測(cè)動(dòng)臂角和斗桿角，使該動(dòng)臂角和斗 桿角乘以已知的動(dòng)臂長(zhǎng)度和斗桿長(zhǎng)度，從而求出斗桿前端的坐標(biāo)即工具28的位置。(步驟2)通過(guò)利用駕駛室位置傳感器43檢測(cè)連桿機(jī)構(gòu)31的角度，求出駕駛室位置(即，駕 駛室干擾區(qū)域80的位置)。此時(shí)，由于駕駛室13通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)31水平地升降，因而通過(guò)決 定駕駛室13的1點(diǎn)(例如銷(xiāo)37等)的坐標(biāo)，追蹤該1點(diǎn)的坐標(biāo)變化，可把握駕駛室干擾區(qū) 域80的各部位置的變化。(步驟3)通過(guò)對(duì)駕駛室位置(時(shí)間函數(shù))進(jìn)行時(shí)間微分，運(yùn)算駕駛室13的移動(dòng)速度。(步驟4)根據(jù)駕駛室位置和駕駛室移動(dòng)速度，求出駕駛室干擾區(qū)域80的移動(dòng)矢量81、82、 83、84、85。(步驟δ)根據(jù)移動(dòng)矢量81、82、83、84、85預(yù)測(cè)一定時(shí)間后的駕駛室預(yù)測(cè)位置80a。(步驟6)判斷是否有動(dòng)臂上升操作指令。在沒(méi)有動(dòng)臂上升操作指令的情況下，進(jìn)到步驟10。
(步驟7)在有動(dòng)臂上升操作指令的情況下，判斷通過(guò)預(yù)定量即預(yù)定角度的動(dòng)臂上升動(dòng)作， 工具28是否與移動(dòng)矢量81、82、83、84、85的任一方干擾。(步驟8)在判斷為通過(guò)預(yù)定角度的動(dòng)臂上升動(dòng)作工具28與移動(dòng)矢量81、82、83、84、85的任 一方都不會(huì)干擾的情況下，將最大指令信號(hào)輸出到動(dòng)臂上升用的比例電磁閥72，將該比例 電磁閥72控制為全開(kāi)狀態(tài)。由此，由于來(lái)自操作閥44的動(dòng)臂上升操作用的先導(dǎo)二次壓未 被限制，因而可獲得與操作閥44的操作量對(duì)應(yīng)的動(dòng)臂上升速度。(步驟9)在判斷為通過(guò)預(yù)定角度的動(dòng)臂上升動(dòng)作工具28會(huì)與移動(dòng)矢量81、82、83、84、85的 任一方干擾的情況下，將與在與一定時(shí)間后的駕駛室預(yù)測(cè)位置(駕駛室干擾區(qū)域80的駕駛 室預(yù)測(cè)位置80a)之間時(shí)時(shí)刻刻變化的工具28的剩余角度對(duì)應(yīng)的指令信號(hào)輸出到動(dòng)臂上升 用的比例電磁閥72。由此，即使產(chǎn)生與來(lái)自操作閥44的操作量對(duì)應(yīng)的動(dòng)臂上升操作用的先 導(dǎo)二次壓，也如圖4所示，剩余角度越小，就越逐漸減小從控制器77輸出到比例電磁閥72 的比例電磁閥指令信號(hào)，與操作閥44的操作量沒(méi)有關(guān)系，利用比例電磁閥72將動(dòng)臂上升操 作用的先導(dǎo)二次壓逐漸減小直至達(dá)到零。(步驟10)然后，判斷是否有動(dòng)臂下降操作指令。在沒(méi)有動(dòng)臂下降操作指令的情況下，進(jìn)到步 驟14。(步驟11)在有動(dòng)臂下降操作指令的情況下，判斷通過(guò)預(yù)定角度的動(dòng)臂下降動(dòng)作工具28是 否會(huì)與移動(dòng)矢量81、82、83、84、85的任一方干擾。(步驟12)在判斷為通過(guò)預(yù)定角度的動(dòng)臂下降動(dòng)作工具28不會(huì)與移動(dòng)矢量81、82、83、84、85 的任一方干擾的情況下，將最大指令信號(hào)輸出到動(dòng)臂下降用的比例電磁閥71，將該比例電 磁閥71控制為全開(kāi)狀態(tài)。由此，由于來(lái)自操作閥44的動(dòng)臂下降操作用的先導(dǎo)二次壓未被 限制，因而可獲得與操作閥44的操作量對(duì)應(yīng)的動(dòng)臂下降速度。(步驟13)在判斷為通過(guò)預(yù)定角度的動(dòng)臂下降動(dòng)作工具28會(huì)與移動(dòng)矢量81、82、83、84、85的 任一方干擾的情況下，將與在與一定時(shí)間后的駕駛室預(yù)測(cè)位置(駕駛室干擾區(qū)域80的駕駛 室預(yù)測(cè)位置80a)之間時(shí)時(shí)刻刻變化的工具28的剩余角度對(duì)應(yīng)的指令信號(hào)輸出到動(dòng)臂下降 用的比例電磁閥71。由此，即使產(chǎn)生與來(lái)自操作閥44的操作量對(duì)應(yīng)的動(dòng)臂下降操作用的先 導(dǎo)二次壓，也如圖4所示，剩余角度越小，就越逐漸減小從控制器77輸出到比例電磁閥71 的比例電磁閥指令信號(hào)，與操作閥44的操作量沒(méi)有關(guān)系，利用比例電磁閥71將動(dòng)臂下降操 作用的先導(dǎo)二次壓逐漸減小直至達(dá)到零。(步驟14)然后判斷是否有斗桿縮進(jìn)操作指令。在沒(méi)有斗桿縮進(jìn)操作指令的情況下，進(jìn)到步 驟18。(步驟15)
在有斗桿縮進(jìn)操作指令的情況下，判斷通過(guò)預(yù)定量即預(yù)定角度的斗桿縮進(jìn)動(dòng)作工 具28是否會(huì)與移動(dòng)矢量81、82、83、84、85的任一方干擾。(步驟16)在判斷為通過(guò)預(yù)定角度的斗桿縮進(jìn)動(dòng)作工具28不會(huì)與移動(dòng)矢量81、82、83、84、85 的任一方干擾的情況下，將最大指令信號(hào)輸出到斗桿縮進(jìn)用的比例電磁閥74，將該比例電 磁閥74控制為全開(kāi)狀態(tài)。由此，由于來(lái)自操作閥45的斗桿縮進(jìn)操作用的先導(dǎo)二次壓未被 限制，因而可獲得與操作閥45的操作量對(duì)應(yīng)的斗桿縮進(jìn)速度。(步驟17)在判斷為通過(guò)預(yù)定角度的斗桿縮進(jìn)動(dòng)作工具28會(huì)與移動(dòng)矢量81、82、83、84、85的 任一方干擾的情況下，將與在與一定時(shí)間后的駕駛室預(yù)測(cè)位置(駕駛室干擾區(qū)域80的駕駛 室預(yù)測(cè)位置80a)之間時(shí)時(shí)刻刻變化的工具28的剩余角度對(duì)應(yīng)的指令信號(hào)輸出到斗桿縮進(jìn) 用的比例電磁閥74。由此，即使產(chǎn)生與來(lái)自操作閥45的操作量對(duì)應(yīng)的斗桿縮進(jìn)操作用的先 導(dǎo)二次壓，也如圖4所示，剩余角度越小，就越逐漸減小從控制器77輸出到比例電磁閥74 的比例電磁閥指令信號(hào)，與操作閥45的操作量沒(méi)有關(guān)系，利用比例電磁閥74將斗桿縮進(jìn)操 作用的先導(dǎo)二次壓逐漸減小直至達(dá)到零。(步驟18)然后判斷是否有斗桿伸出操作指令。在沒(méi)有斗桿伸出操作指令的情況下，進(jìn)到步 馬聚22 ο(步驟19)在有斗桿伸出操作指令的情況下，判斷通過(guò)預(yù)定角度的斗桿伸出動(dòng)作工具28是 否會(huì)與移動(dòng)矢量81、82、83、84、85的任一方干擾。(步驟20)在判斷為通過(guò)預(yù)定角度的斗桿伸出動(dòng)作工具28不會(huì)與移動(dòng)矢量81、82、83、84、85 的任一方干擾的情況下，將最大指令信號(hào)輸出到斗桿伸出用的比例電磁閥73，將該比例電 磁閥73控制為全開(kāi)狀態(tài)。由此，由于來(lái)自操作閥45的斗桿伸出操作用的先導(dǎo)二次壓未被 限制，因而可獲得與操作閥45的操作量對(duì)應(yīng)的斗桿伸出速度。(步驟21)在判斷為通過(guò)預(yù)定角度的斗桿伸出動(dòng)作工具28會(huì)與移動(dòng)矢量81、82、83、84、85的 任一方干擾的情況下，將與在與一定時(shí)間后的駕駛室預(yù)測(cè)位置(駕駛室干擾區(qū)域80的駕駛 室預(yù)測(cè)位置80a)之間時(shí)時(shí)刻刻變化的工具28的剩余角度對(duì)應(yīng)的指令信號(hào)輸出到斗桿伸出 用的比例電磁閥73。由此，即使產(chǎn)生與來(lái)自操作閥45的操作量對(duì)應(yīng)的斗桿伸出操作用的先 導(dǎo)二次壓，也如圖4所示，剩余角度越小，就越逐漸減小從控制器77輸出到比例電磁閥73 的比例電磁閥指令信號(hào)，與操作閥45的操作量沒(méi)有關(guān)系，利用比例電磁閥73將斗桿伸出操 作用的先導(dǎo)二次壓逐漸減小直至達(dá)到零。(步驟 22)根據(jù)開(kāi)關(guān)78的接通/斷開(kāi)，判斷防干擾控制是否結(jié)束，在防干擾控制繼續(xù)的期間， 回到步驟1。下面參照?qǐng)D5所示的流程圖，說(shuō)明控制器77的防干擾控制B。該防干擾控制B與 防干擾控制A相反，根據(jù)移動(dòng)矢量預(yù)測(cè)工具28的移動(dòng)，限制駕駛室13的動(dòng)作。硬件與圖1、圖2和圖4所示的相同。不過(guò)，取代圖2所示的駕駛室干擾區(qū)域80的移動(dòng)矢量81、82、83、 84、85，而同樣地求出設(shè)定在工具28的周?chē)墓ぞ吒蓴_區(qū)域(未圖示)的移動(dòng)矢量，并使用 該移動(dòng)矢量。控制器77根據(jù)由動(dòng)臂角傳感器41和斗桿角傳感器42檢測(cè)出的工具28的位置和 對(duì)該工具位置進(jìn)行微分所運(yùn)算的工具28的移動(dòng)速度，求出工具28的移動(dòng)矢量(未圖示)， 根據(jù)該工具28的移動(dòng)矢量預(yù)測(cè)一定時(shí)間后的工具28的位置，并利用作為限制單元的比例 電磁閥75、76控制駕駛室13的致動(dòng)器動(dòng)作即駕駛室升降油缸32的動(dòng)作，以使該所預(yù)測(cè)的 工具28的位置和駕駛室13的位置不會(huì)干擾。(步驟31)利用動(dòng)臂角傳感器41和斗桿角傳感器42檢測(cè)動(dòng)臂角和斗桿角，使該動(dòng)臂角和斗 桿角乘以已知的動(dòng)臂長(zhǎng)度和斗桿長(zhǎng)度，從而求出斗桿前端的坐標(biāo)即工具28的位置(工具干 擾區(qū)域的位置)。(步驟 32)通過(guò)利用駕駛室位置傳感器43檢測(cè)連桿機(jī)構(gòu)31的角度，求出駕駛室位置。(步驟 33)通過(guò)對(duì)工具位置(時(shí)間函數(shù))進(jìn)行時(shí)間微分，運(yùn)算工具28的移動(dòng)速度。(步驟34)根據(jù)工具位置和工具移動(dòng)速度，求出工具干擾區(qū)域的移動(dòng)矢量。(步驟35)根據(jù)工具干擾區(qū)域的移動(dòng)矢量預(yù)測(cè)一定時(shí)間后的工具位置。(步驟36)判斷是否有駕駛室上升操作指令。在沒(méi)有駕駛室上升操作指令的情況下，進(jìn)到步 驟40。(步驟37)在有駕駛室上升操作指令的情況下，判斷通過(guò)預(yù)定量即預(yù)定角度的駕駛室上升動(dòng) 作駕駛室13是否會(huì)與工具干擾區(qū)域的移動(dòng)矢量干擾。(步驟 38)在判斷為通過(guò)預(yù)定角度的駕駛室上升動(dòng)作駕駛室13不會(huì)與工具干擾區(qū)域的移動(dòng) 矢量干擾的情況下，將最大指令信號(hào)輸出到駕駛室上升用的比例電磁閥76，將該比例電磁 閥76控制為全開(kāi)狀態(tài)。由此，由于來(lái)自操作閥46的駕駛室上升操作用的先導(dǎo)二次壓未被 限制，因而可獲得與操作閥46的操作量對(duì)應(yīng)的駕駛室上升速度。(步驟39)在判斷為通過(guò)預(yù)定角度的駕駛室上升動(dòng)作駕駛室13會(huì)與工具干擾區(qū)域的移動(dòng)矢 量干擾的情況下，將與在與一定時(shí)間后的工具位置(工具干擾區(qū)域的預(yù)測(cè)位置)之間時(shí)時(shí) 刻刻變化的駕駛室13的剩余角度對(duì)應(yīng)的指令信號(hào)輸出到駕駛室上升用的比例電磁閥76。 由此，即使產(chǎn)生與來(lái)自操作閥46的操作量對(duì)應(yīng)的駕駛室上升操作用的先導(dǎo)二次壓，也如圖 4所示，剩余角度越小，就越逐漸減小從控制器77輸出到比例電磁閥76的比例電磁閥指令 信號(hào)，與操作閥46的操作量沒(méi)有關(guān)系，利用比例電磁閥76將駕駛室上升操作用的先導(dǎo)二次 壓逐漸減小直至達(dá)到零。
(步驟40)然后，判斷是否有駕駛室下降操作指令。在沒(méi)有駕駛室下降操作指令的情況下，進(jìn) 到步驟44。(步驟41)在有駕駛室下降操作指令的情況下，判斷通過(guò)預(yù)定角度的駕駛室下降動(dòng)作駕駛室 13是否會(huì)與工具干擾區(qū)域的移動(dòng)矢量干擾。(步驟4幻在判斷為通過(guò)預(yù)定角度的駕駛室下降動(dòng)作駕駛室13不會(huì)與工具干擾區(qū)域的移動(dòng) 矢量干擾的情況下，將最大指令信號(hào)輸出到駕駛室下降用的比例電磁閥75，將該比例電磁 閥75控制為全開(kāi)狀態(tài)。由此，由于來(lái)自操作閥46的駕駛室下降操作用的先導(dǎo)二次壓未被 限制，因而可獲得與操作閥46的操作量對(duì)應(yīng)的駕駛室下降速度。(步驟4幻在判斷為通過(guò)預(yù)定角度的駕駛室下降動(dòng)作駕駛室13會(huì)與工具干擾區(qū)域的移動(dòng)矢 量干擾的情況下，將與在與一定時(shí)間后的工具位置(工具干擾區(qū)域的預(yù)測(cè)位置)之間時(shí)時(shí) 刻刻變化的駕駛室13的剩余角度對(duì)應(yīng)的指令信號(hào)輸出到駕駛室下降用的比例電磁閥75。 由此，即使產(chǎn)生與來(lái)自操作閥46的操作量對(duì)應(yīng)的駕駛室下降操作用的先導(dǎo)二次壓，也如圖 4所示，剩余角度越小，就越逐漸減小從控制器77輸出到比例電磁閥75的比例電磁閥指令 信號(hào)，與操作閥46的操作量沒(méi)有關(guān)系，利用比例電磁閥75將駕駛室下降操作用的先導(dǎo)二次 壓逐漸減小直至達(dá)到零。(步驟44)根據(jù)開(kāi)關(guān)78的接通/斷開(kāi)，判斷防干擾控制是否結(jié)束，在防干擾控制繼續(xù)的期間， 回到步驟31。如以上所述，在圖3所示的控制例中，是采用這樣的控制方法控制器77根據(jù)駕駛 室位置和對(duì)該駕駛室位置進(jìn)行微分所求出的駕駛室移動(dòng)速度，運(yùn)算駕駛室移動(dòng)矢量，根據(jù) 該矢量預(yù)測(cè)一定時(shí)間后的駕駛室位置，防止在該所預(yù)測(cè)的駕駛室位置處的工具28的干擾， 另一方面，在圖5所示的控制例中，是這樣的控制方法控制器77根據(jù)工具位置和對(duì)該工具 位置進(jìn)行微分所求出的工具移動(dòng)速度，運(yùn)算工具移動(dòng)矢量，根據(jù)該矢量預(yù)測(cè)一定時(shí)間后的 工具位置，防止在該所預(yù)測(cè)的工具位置處的駕駛室13的干擾，至于采用哪一種控制方法， 可以由駕駛室內(nèi)駕駛員選擇，從與控制器77連接的監(jiān)視器等輸入單元來(lái)輸入選擇。下面，說(shuō)明上述實(shí)施方式的效果。根據(jù)圖1至圖3所示的防干擾控制，控制器77根據(jù)由駕駛室位置傳感器43檢測(cè) 出的駕駛室13或駕駛室干擾區(qū)域80的位置和對(duì)該位置進(jìn)行微分所運(yùn)算的駕駛室13或駕 駛室干擾區(qū)域80的移動(dòng)速度，求出駕駛室13或駕駛室干擾區(qū)域80的移動(dòng)矢量81、82、83、 84,85,根據(jù)該駕駛室13或駕駛室干擾區(qū)域80的移動(dòng)矢量81、82、83、84、85運(yùn)算一定時(shí)間 后的駕駛室預(yù)測(cè)位置80a，并當(dāng)工具位置要對(duì)該駕駛室預(yù)測(cè)位置80a干擾時(shí)，利用比例電磁 閥71 74控制成限制正面作業(yè)裝置12的致動(dòng)器即動(dòng)臂油缸23和斗桿油缸26的動(dòng)作，而 與駕駛員操作沒(méi)有關(guān)系，因而即使在駕駛室13或駕駛室干擾區(qū)域80移動(dòng)當(dāng)中移動(dòng)正面作 業(yè)裝置12，也能防止正面作業(yè)裝置12的工具28與駕駛室13或駕駛室干擾區(qū)域80的干擾， 可提高作業(yè)效率。
根據(jù)圖5所示的防干擾控制，控制器77根據(jù)由作為工具位置傳感器的動(dòng)臂角傳 感器41和斗桿角傳感器42檢測(cè)出的工具28的位置和對(duì)該位置進(jìn)行微分所運(yùn)算的工具28 的移動(dòng)速度，求出工具28的移動(dòng)矢量，根據(jù)該工具28的移動(dòng)矢量預(yù)測(cè)一定時(shí)間后的工具位 置，并當(dāng)駕駛室位置要對(duì)該所預(yù)測(cè)的工具位置干擾時(shí)，利用比例電磁閥75、76控制成限制 駕駛室13的致動(dòng)器即駕駛室升降油缸32的動(dòng)作，而與駕駛員操作沒(méi)有關(guān)系，因而即使在正 面作業(yè)裝置12的工具28移動(dòng)當(dāng)中即作業(yè)中移動(dòng)駕駛室13，也能防止正面作業(yè)裝置12的工 具28和駕駛室13的干擾，可提高作業(yè)效率。根據(jù)圖1所示的控制電路，由于限制單元是設(shè)在對(duì)油壓致動(dòng)器即動(dòng)臂油缸23和斗 桿油缸26、或者駕駛室升降油缸32進(jìn)行動(dòng)作控制的先導(dǎo)操作式控制閥47的先導(dǎo)通路即二 次壓通路61 66中的比例電磁閥71 76，因而可高精度地控制油壓致動(dòng)器的動(dòng)作，能可 靠防止正面作業(yè)裝置12的工具28和駕駛室13的干擾。如圖4所示，控制器77在判斷為即使進(jìn)行預(yù)定量即預(yù)定角度的動(dòng)臂動(dòng)作、斗桿動(dòng) 作或者駕駛室動(dòng)作，工具28和駕駛室13也不會(huì)干擾的情況下(剩余角度大的情況下)，將 最大指令信號(hào)輸出到比例電磁閥71 76，獲得作業(yè)效率高的高速動(dòng)作，并且在會(huì)干擾的情 況下(在剩余角度小的情況下)，將與位置關(guān)系對(duì)應(yīng)的指令信號(hào)輸出到比例電磁閥71 76，因而隨著工具28和駕駛室13接近而減速，獲得無(wú)沖擊的平滑的停止動(dòng)作。本發(fā)明能利用于具有可動(dòng)型駕駛室的作業(yè)機(jī)械。
權(quán)利要求
一種作業(yè)機(jī)械中的防干擾控制裝置，其中，搭載在機(jī)體上的駕駛室和作業(yè)裝置被設(shè)置成相對(duì)于機(jī)體分別可動(dòng)，其特征在于，所述防干擾控制裝置具有駕駛室位置傳感器，其檢測(cè)駕駛室的位置；工具位置傳感器，其檢測(cè)安裝在作業(yè)裝置上的工具的位置；限制單元，其限制使作業(yè)裝置工作的致動(dòng)器的動(dòng)作；以及控制器，其根據(jù)由駕駛室位置傳感器檢測(cè)出的駕駛室的位置和對(duì)該位置進(jìn)行微分而運(yùn)算的駕駛室的移動(dòng)速度來(lái)求出駕駛室的移動(dòng)矢量，根據(jù)該駕駛室的移動(dòng)矢量預(yù)測(cè)一定時(shí)間后的駕駛室的位置，并利用限制單元控制作業(yè)裝置的致動(dòng)器的動(dòng)作，以使該預(yù)測(cè)的駕駛室位置和工具的位置不會(huì)干擾。
2.—種作業(yè)機(jī)械中的防干擾控制裝置，其中，搭載在機(jī)體上的駕駛室和作業(yè)裝置被設(shè) 置成相對(duì)于機(jī)體分別可動(dòng)，其特征在于，所述防干擾控制裝置具有駕駛室位置傳感器，其檢測(cè)駕駛室的位置；工具位置傳感器，其檢測(cè)安裝在作業(yè)裝置上的工具的位置；限制單元，其限制使駕駛室工作的致動(dòng)器的動(dòng)作；以及控制器，其根據(jù)由工具位置傳感器檢測(cè)出的工具的位置和對(duì)該位置進(jìn)行微分而運(yùn)算的 工具的移動(dòng)速度求出工具的移動(dòng)矢量，根據(jù)該工具的移動(dòng)矢量預(yù)測(cè)一定時(shí)間后的工具的位 置，并利用限制單元控制駕駛室的致動(dòng)器的動(dòng)作，以使該預(yù)測(cè)的工具位置與駕駛室的位置 不會(huì)干擾。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的作業(yè)機(jī)械中的防干擾控制裝置，其特征在于，由限制單元 進(jìn)行動(dòng)作限制的致動(dòng)器是由先導(dǎo)操作式控制閥進(jìn)行動(dòng)作控制的油壓致動(dòng)器，限制單元是設(shè)在先導(dǎo)操作式控制閥的先導(dǎo)通路中的比例電磁閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的作業(yè)機(jī)械中的防干擾控制裝置，其特征在于，控制器在根據(jù) 所預(yù)測(cè)的一定時(shí)間后的位置關(guān)系判斷為通過(guò)預(yù)定量的動(dòng)作工具和駕駛室不會(huì)干擾的情況 下，將最大指令信號(hào)輸出到比例電磁閥，并在判斷為會(huì)干擾的情況下，輸出與位置關(guān)系對(duì)應(yīng) 的指令信號(hào)。
全文摘要
提供一種防干擾控制裝置，其中，即使在駕駛室和作業(yè)裝置中的一方移動(dòng)當(dāng)中使另一方移動(dòng)，也能防止作業(yè)裝置的工具和駕駛室的干擾，可提高作業(yè)效率。在以可動(dòng)方式設(shè)有駕駛室的作業(yè)機(jī)械中，使檢測(cè)駕駛室位置的駕駛室位置傳感器(43)、以及檢測(cè)作業(yè)裝置前端的工具位置的動(dòng)臂角傳感器(41)和斗桿角傳感器(42)與控制器(77)連接。將比例電磁閥(71～74)設(shè)在引導(dǎo)操作式控制閥(47)的引導(dǎo)通路中，使這些比例電磁閥的螺線管與控制器(77)連接，比例電磁閥(71～74)限制使作業(yè)裝置工作的動(dòng)臂油缸(23)和斗桿油缸(26)的動(dòng)作?？刂破?77)根據(jù)由駕駛室位置傳感器(43)檢測(cè)出的駕駛室位置和進(jìn)行微分運(yùn)算后的駕駛室移動(dòng)速度求出移動(dòng)矢量，預(yù)測(cè)一定時(shí)間后的駕駛室位置，利用比例電磁閥(71～74)控制動(dòng)臂油缸(23)和斗桿油缸(26)，以使該預(yù)測(cè)位置和工具位置不會(huì)干擾。
文檔編號(hào)B62D33/067GK101952520SQ20098010576
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月20日
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