JP4219859B2 - Gripping force control device and demolition work machine - Google Patents
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Description
本発明は、油圧式アクチュエータの動作により対象物を把持する作業機械に用いられる把持力制御技術に関する。 The present invention relates to a gripping force control technique used in a work machine that grips an object by operation of a hydraulic actuator.
油圧アクチュエータを用いて対象物を加圧する作業機械が知られている。この作業機械では、油圧アクチュエータによって駆動されるクランプが対象物を加圧する。クランプの加圧力は、操作レバーの操作量に応じた加圧力で対象物を加圧するように制御装置で制御されている(特許文献1参照)。 A work machine that pressurizes an object using a hydraulic actuator is known. In this work machine, a clamp driven by a hydraulic actuator pressurizes an object. The pressing force of the clamp is controlled by a control device so as to pressurize the object with a pressing force corresponding to the operation amount of the operation lever (see Patent Document 1).
対象物を加圧する場合、同様の対象物に対する同様の作業であれば、その加圧力は略一定である。そのため、同様の対象物に対する同様の作業が繰り返される場合、従来の作業機械に用いられる制御装置では、毎回同じ加圧力を得るために、毎回同じ操作量となるように操作レバーを操作する必要がある。 When pressurizing an object, if the same work is performed on the same object, the applied pressure is substantially constant. Therefore, when the same work is repeated on the same object, the control device used in the conventional work machine needs to operate the operation lever so that the same operation amount is obtained each time in order to obtain the same applied pressure each time. is there.
(1) 請求項1の発明による把持力制御装置は、対象物を把持する把持爪を有する把持装置と、把持爪を開閉駆動するアクチュエータに対して供給される圧油を制御する流量制御手段と、把持爪の把持力を検出する把持力検出手段と、操作部の操作に基づいて、流量制御手段によってアクチュエータに供給される圧油の流量を調節する操作手段と、あらかじめ設定された少なくとも1つの把持力の設定値を記憶する把持力記憶手段と、把持力記憶手段が記憶した把持力の設定値のいずれか一つを選択する選択手段と、把持力の設定値のいずれか一つが選択手段で選択されると、把持力検出手段で検出した把持力が選択手段で選択された把持力の設定値を超えないようにアクチュエータに対して供給される圧油を制御する制御手段とを備え、操作手段は、操作部の操作に基づいて、把持力をさらに変更し、把持力記憶手段は、あらかじめ設定された少なくとも1つの把持力の設定値とは別に、操作手段で変更された把持力を把持力の設定値の一つとしてさらに記憶することを特徴とする。
(2) 請求項2の発明は、請求項1に記載の把持力制御装置において、制御手段は、把持力の設定値のいずれか一つが選択手段で選択されると、流量制御手段を制御することで、把持力検出手段で検出した把持力が選択手段で選択された把持力の設定値を超えないようにアクチュエータに対して供給される圧油を制御することを特徴とする。
(3) 請求項3の発明は、請求項1に記載の把持力制御装置において、把持爪を閉じるように流量制御手段からアクチュエータに供給される圧油の圧力を制御する圧力制御手段をさらに備え、制御手段は、把持力の設定値のいずれか一つが選択手段で選択されると、圧力制御手段の設定圧力を制御することで、把持力検出手段で検出した把持力が選択手段で選択された把持力の設定値を超えないようにアクチュエータに対して供給される圧油を制御することを特徴とする。
(4) 請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかの項に記載の把持力制御装置において、運転席内に設けられ、把持力検出手段が検出した把持装置の把持力を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする。
(5) 請求項5の発明による解体作業機は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の把持力制御装置と、把持装置が取り付けられる腕を有する旋回体と、旋回体を旋回可能に保持する走行体とを備えることを特徴とする。
(1) A gripping force control device according to a first aspect of the present invention includes a gripping device having a gripping claw for gripping an object, and a flow rate control means for controlling pressure oil supplied to an actuator that opens and closes the gripping claw. A gripping force detecting means for detecting the gripping force of the gripping claws, an operating means for adjusting the flow rate of the pressure oil supplied to the actuator by the flow rate control means based on the operation of the operating portion, and at least one preset Gripping force storage means for storing gripping force setting values, selection means for selecting any one of gripping force setting values stored in the gripping force storage means, and any one of gripping force setting values is selection means Control means for controlling the pressure oil supplied to the actuator so that the gripping force detected by the gripping force detection means does not exceed the set value of the gripping force selected by the selection means , Control The operating means further changes the gripping force based on the operation of the operation unit, and the gripping force storage means sets the gripping force changed by the operating means separately from the preset setting value of at least one gripping force. It is further memorized as one of the set values of the gripping force .
(2) According to the invention of
(3) The invention of
(4) The invention of
(5) A demolition work machine according to the invention of
本発明によれば、操作性が向上し、オペレータの疲労を低減できる。
According to the present invention , operability is improved , and operator fatigue can be reduced.
図1〜8を参照して、本発明による把持力制御装置を解体作業機に適用した一実施の形態を説明する。図1に示すように、油圧ショベルをベースとした解体作業機100においては、走行体1に旋回体3が旋回可能に取り付けられている。旋回体3の前部には運転室4が取り付けられている。運転室4の後方にはエンジンおよび油圧ポンプを含む主要駆動装置5が設けられている。
With reference to FIGS. 1-8, one Embodiment which applied the gripping force control apparatus by this invention to the dismantling work machine is described. As shown in FIG. 1, in a
旋回体3には多関節の腕を有するフロント作業腕101が取り付けられている。フロント作業腕101は、ブームシリンダ11により上下方向に揺動自在に旋回体3に取り付けられたブーム10と、ブーム10に連結されてアームシリンダ13により上下方向に揺動自在に取り付けられたアーム12と、アーム12の先端部分に連結されて作業具シリンダ15により上下方向に回動自在に取り付けられた作業具である把持装置14とを有する。
A
図2に把持装置14の構造を示す。把持装置14は、アーム12の先端に取り付けられる把持装置本体20と、先端側で対象物を把持できるように対向して設けられた把持爪21,22と、把持爪21,22を駆動するシリンダ30とを有する。把持爪21,22は、それぞれの後端の近傍で、把持装置本体20に設けられた回動軸23,24を中心に回動可能に軸支されている。把持爪21と把持爪22とは、それぞれ回動軸23,24の近傍でリンク25を介して接続されている。このリンク25によって、それぞれの把持爪21,22は、回動軸23,24を中心に連動して回動するので、把持爪21,22の先端側の把持部21a,22aで対象物を把持および開放できる。
FIG. 2 shows the structure of the
シリンダ30のシリンダロッド31のロッド先端31aは、把持爪21の後端に設けられているシリンダロッド接続部21bに接続され、シリンダ本体32のボトム側端部(シリンダボトム)32aが把持装置本体20のシリンダ支持部26に接続されている。
The
シリンダ30の把持側油室(ボトム室)33に圧油が供給されると、シリンダロッド31が伸長し、回動軸23を中心に把持爪21を右旋させる。把持爪21の右旋に伴ってリンク25を介して把持爪22は回動軸24を中心に左旋される。したがって、把持爪21,22は閉じる方向に駆動されるので、把持対象物を把持できる。把持爪21,22が閉じている状態で、シリンダ30の解放側油室(ロッド室)34に圧油が供給されると、シリンダロッド31が収縮し、上述の動作とは逆方向に把持爪21,22が駆動されて、把持対象物を開放する。
When pressure oil is supplied to the gripping-side oil chamber (bottom chamber) 33 of the
図3は、解体作業機100のシリンダ30を駆動する油圧回路を示す図である。この油圧回路には、メインポンプ40と、コントロール弁41と、メインリリーフ弁42と、作動油タンク43と、比例電磁式リリーフ弁45と、チェック弁47とが設けられている。また、この油圧回路には、油圧回路の各構成機器を制御するために、パイロットポンプ50と、比例電磁式減圧弁51と、制御回路60と、コントローラ70と、圧力センサ92と、把持力設定器110とが設けられている。コントローラ70は、いわゆる電気レバーと呼ばれる操作装置であり、把持装置14の開閉操作をするための操作レバー71と、操作レバー71の把持部の端部に付設されたON/OFFスイッチ72とを有する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a hydraulic circuit that drives the
図示しないエンジンによりメインポンプ40が駆動されると、作動油タンク43の作動油がコントロール弁41を介して油路81または油路82からシリンダ30へ供給される。この油圧回路の最高圧力はメインリリーフ弁42で規定される。なお、油路81はシリンダ30のボトム室33とコントロール弁41とを結ぶ油路であり、油路82はロッド室34とコントロール弁41とを結ぶ油路である。油路81には圧力センサ92が設けられており、油路81の圧力、すなわち、シリンダ30のボトム室33に供給される圧油の圧力が圧力センサ92によって検出される。以下の説明では、ボトム室33に供給される圧油を供給圧油Fと呼び、圧力センサ92によって検出される供給圧油Fの圧力を検出圧力Pと呼ぶ。コントロール弁41は、後述するように、操作レバー71の操作に応じて制御される比例電磁式減圧弁51からのパイロット圧油によってスプールが駆動されて、シリンダ30への圧油の流れを制御する。
When the
油路81と油路82とは油路83で結ばれており、この油路83には、比例電磁式リリーフ弁45と、チェック弁47とが設けられている。比例電磁式リリーフ弁45は、油路83上でシリンダ30と並列に配設されている。比例電磁式リリーフ弁45のリリーフ圧(設定圧力値)は、後述するように、制御回路60から送信される信号によって設定される。チェック弁47は油路82と比例電磁式リリーフ弁45とを結ぶ油路に設けられて、油路82から比例電磁式リリーフ弁45への不必要な圧油流入を防止する。
The
制御回路60は、コントローラ70の操作レバー71およびON/OFFスイッチ72の操作状況に基づいて、比例電磁式減圧弁51の設定圧力と、比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力とを制御する。圧力センサ92で検出された検出圧力Pは、制御回路60で把持装置14の把持力Gに変換されて、後述する把持力設定器110に表示される。なお、把持装置14の把持力は、検出圧力Pに比例し、シリンダ30のピストンの断面積や把持爪21,22を開閉駆動するレバー機構のレバー比などで表される係数と検出圧力Pとの積で表される。
The
上述のように構成される油圧回路では、後述するように、操作レバー71の操作量に応じた速度でシリンダ30が駆動される。また供給圧油Fの最大圧力は、比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力値によって決定される。本実施の形態の把持力制御装置では、供給圧油Fの圧力を後述するように比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力で制御することで、把持装置14の把持力の最大値を制御する。
In the hydraulic circuit configured as described above, the
図4は、コントローラ70の構造を示す図である。コントローラ70は、操作レバー71と、ON/OFFスイッチ72と、ポテンショメータ73と、中立復帰バネ74と、ストッパ75とを有する。操作レバー71は、ストッパ75で規制された操作範囲内で前後方向もしくは左右方向に操作可能であり、操作力が加わってない状態では中立復帰バネ74によって中立位置に復帰する。
FIG. 4 is a diagram illustrating the structure of the
ON/OFFスイッチ72は、把持力を記憶させるためのスイッチであり、上述のように、操作レバー71の把持部の端部に付設されている。ON/OFFスイッチ72が押圧操作されると、押圧された時点に於ける検出圧力Pが後述する制御回路60のメモリに記憶される。なお、ON/OFFスイッチ72による検出圧力Pの記憶は、後述する力制御のON/OFF状態には影響されない。
The ON /
ポテンショメータ73には、不図示の電源から+5Vの電源が接続されるVs端子と、解体作業機100の車体に接地されるGND端子と、操作レバー71の操作量に応じた電圧が出力されるVout端子とが設けられている。Vout端子は、制御回路60に接続されている。
To the
図5に、操作レバー71の操作量と、Vout端子に出力される電圧との関係を図示する。操作レバー71が中立位置であるとき、Vout端子には電圧V0が出力される。操作レバー71が中立位置からL方向に操作されると、操作量に応じてVout端子に出力される電圧が上昇する。操作レバー71がL方向の上限(SLmax)まで操作されると、Vout端子には電圧VLが出力される。同様に、操作レバー71が中立位置からR方向に操作されると、操作量に応じてVout端子に出力される電圧が下降する。操作レバー71がR方向の上限(SRmax)まで操作されると、Vout端子には電圧VRが出力される。
FIG. 5 illustrates the relationship between the operation amount of the
なお、以下の説明では、把持装置14が対象物を把持する方向、および、把持装置14が対象物を把持するように操作レバー71が操作される方向を把持方向と呼び、把持装置14が対象物を解放する方向、および、把持装置14が対象物を解放するように操作レバー71が操作される方向を解放方向と呼ぶ。
In the following description, the direction in which the
図6は、制御回路60の構成を示すブロック図である。制御回路60は、レバー信号処理部61と、最大把持力制御処理演算部62と、出力指令演算部63と、メモリ64とを有する。コントローラ70のポテンショメータ73から出力されたVout端子の電圧は、レバー信号処理部61に入力される。レバー信号処理部61では、入力されたVout端子の電圧に基づいて演算したコントロール弁41の速度指令値を最大把持力制御処理演算部62、および出力指令演算部63に出力する。最大把持力制御処理演算部62には、圧力センサ92で検出されたシリンダ30の負荷圧力の信号、および後述する把持力設定器110の各種設定信号も入力される。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the
最大把持力制御処理演算部62は、レバー信号処理部61で演算されたコントロール弁41の速度指令値と、シリンダ30の負荷圧力と、把持力設定器110の各種設定信号と、メモリ64に格納された各種設定値に基づいて比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力値を演算して、出力指令演算部63に出力する。
The maximum gripping force control processing
出力指令演算部63は、レバー信号処理部61で演算されたコントロール弁41の速度指令値に基づいて、比例電磁式減圧弁51のソレノイドの励磁信号を出力するとともに、最大把持力制御処理演算部62で演算された比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力値に基づいて比例電磁式リリーフ弁45のソレノイドの励磁信号を出力する。メモリ64には、把持対象物の種類に応じてあらかじめ定められた比例電磁式リリーフ弁45の複数の設定圧力値(以下、材料別設定値と呼ぶ)が格納されている。また、メモリ64は、上述のように、操作レバー71に付設されたON/OFFスイッチ72が押圧された時点に於ける検出圧力Pを記憶する。以下の説明では、ON/OFFスイッチ72が押圧されることで記憶された検出圧力Pの値を任意設定値と呼ぶ。ON/OFFスイッチ72が複数回押圧操作されたときには、直近の押圧操作時の検出圧力Pが任意設定値として記憶される。これら材料別設定値および任意設定値は、後述する把持力設定器110で選択可能である。メモリ64には、選択された把持モード(後述)も記憶される。
The output
図7に示すように、把持力設定器110は、把持力Gの表示、および把持力の最大値(最大把持力Gmax)の設定が可能な設定器であり、解体作業機100の運転室4に設けられている。把持力設定器110は、把持力モニタ値インジケータ111と、把持力設定値インジケータ112と、把持力設定スイッチ121〜123と、設定値呼び出しスイッチ124と、レバー連動スイッチ125と、表示ランプ121a〜125aと、力制御ON/OFFスイッチ114と、力制御ON/OFF状態表示ランプ115とを有する。
As shown in FIG. 7, the gripping
把持力モニタ値インジケータ111は、把持装置14の実際の把持力Gを表示し、把持力設定値インジケータ112は、後述する各スイッチ121〜125で選択された各把持モードにおける各最大把持力Gmaxを表示する。把持装置14の把持力Gは、上述のように検出圧力Pに基づいて算出される。
The gripping force
力制御ON/OFFスイッチ114は、把持装置14で対象物を把持する際の把持力の最大値が、各スイッチ121〜125で選択された各把持モードにおける各最大把持力Gmaxとなるようにシリンダ30を制御する(以下、力制御と呼ぶ)か否かを選択するスイッチである。力制御ON/OFFスイッチ114が操作されて、把持装置14を力制御することが選択されると、力制御ON/OFF状態表示ランプ115が点灯する。力制御ON/OFFスイッチ114の選択状態と把持装置14の動作との関係については、後述する。
The force control ON /
把持力設定スイッチ121〜123は、それぞれ木材、プラスチック、ガラスの把持に適した力制御の制御条件(把持モード)を選択するスイッチである。以下の説明では、把持力設定スイッチ121〜123によって選択された把持モードを、それぞれ木材把持モード、プラスチック把持モード、ガラス把持モードと呼ぶ。
The gripping
設定値呼び出しスイッチ124は、ON/OFFスイッチ72が押圧されたときの把持力を最大把持力Gmaxに設定する把持モードを選択するスイッチである。設定値呼び出しスイッチ124によって選択された把持モードを、呼び出しモードと呼ぶ。レバー連動スイッチ125は、操作レバー71の把持方向の操作量に応じて最大把持力Gmaxを設定する把持モードを選択するスイッチである。レバー連動スイッチ125によって選択された把持モードを、レバー連動モードと呼ぶ。
The set
把持力設定スイッチ121〜123には、制御回路60のメモリ64に格納された材料別設定値が関連づけられ、設定値呼び出しスイッチ124には、制御回路60のメモリ64に記憶された任意設定値が関連づけられている。たとえば、スイッチの名称が木材と表記されている把持力設定スイッチ121には、木材の把持に適した最大把持力Gmaxが得られる材料別設定値が関連づけられている。同様に、スイッチの名称がプラスチックと表記されている把持力設定スイッチ122には、プラスチックの把持に適した最大把持力Gmaxが得られる材料別設定値が関連づけられている。スイッチの名称がガラスと表記されている把持力設定スイッチ123には、ガラスの把持に適した最大把持力Gmaxが得られる材料別設定値が関連づけられている。
The gripping
各スイッチ121〜125のいずれかが選択されると、選択されたスイッチ121〜125の上部に配設された表示ランプ121a〜125aが点灯する。そして、各スイッチ121〜125で選択された各把持モードにおける各最大把持力Gmaxが後述するように演算されて、把持力設定値インジケータ112に表示される。
When any one of the
―――力制御OFF状態―――
力制御ON/OFFスイッチ114が操作されて、把持装置14を力制御しないことが選択されると、力制御ON/OFF状態表示ランプ115は消灯する。この場合、最大把持力制御処理演算部62は、比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力値を設定可能な最大圧力とする指令値を出力指令演算部63に出力する。出力指令演算部63は、入力された指令値に基づいて、比例電磁式リリーフ弁45のソレノイドの励磁信号を出力する。これにより、シリンダ30に供給される圧油の最大圧力は、比例電磁式リリーフ弁45で設定可能な最大圧力と等しくなる。
――― Force control OFF state ――――
When the force control ON /
また、出力指令演算部63は、レバー信号処理部61で演算されたコントロール弁41の速度指令値に基づいて、比例電磁式減圧弁51のソレノイドの励磁信号を出力する。すなわち、出力指令演算部63から比例電磁式減圧弁51へ出力される指令値は、コントロール弁41を流れる圧油の流量が操作レバー71の操作量に比例して変化するように決定されて出力される。これにより、シリンダ30は、操作レバー71の操作量に応じた速度で駆動される。したがって把持爪21,22も操作レバー71の操作量に応じた速度で開閉される。
The output
―――力制御ON状態―――
力制御ON/OFFスイッチ114が操作されて、把持装置14を力制御することが選択されると、力制御ON/OFF状態表示ランプ115は点灯する。この場合、最大把持力制御処理演算部62は、比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力値が把持力設定器110の各スイッチ121〜125で選択された把持モードの最大把持力Gmaxとなるように指令値を以下のように演算して、出力指令演算部63に出力する。
――― Force control ON state ――――
When the force control ON /
(1) 木材把持モード、プラスチック把持モード、ガラス把持モード、または呼び出しモードが選択された場合、最大把持力制御処理演算部62は、各スイッチ121〜124に関連づけられた材料別設定値または任意設定値を比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力値の指令値とする。
(2) レバー連動モードが選択された場合、最大把持力制御処理演算部62は、比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力値が操作レバー71の操作量に比例するように、レバー信号処理部61で演算されたコントロール弁41の速度指令値から指令値を演算する。
(1) When the wood gripping mode, the plastic gripping mode, the glass gripping mode, or the calling mode is selected, the maximum gripping force control processing
(2) When the lever interlocking mode is selected, the maximum gripping force control processing
出力指令演算部63は、入力された指令値に基づいて、比例電磁式リリーフ弁45のソレノイドの励磁信号を出力する。シリンダ30に供給される圧油の最大圧力は、比例電磁式リリーフ弁45の圧力設定値と等しくなるので、把持装置14の最大把持力は、把持力設定器110の各スイッチ121〜125で選択された把持モードの最大把持力Gmaxと等しくなる。
The output
また、出力指令演算部63から比例電磁式減圧弁51へ出力される指令値は、上述した力制御がOFFの状態と同様に、コントロール弁41を流れる圧油の流量が操作レバー71の操作量に比例して変化するように決定されて出力される。
In addition, the command value output from the output
把持力設定値インジケータ112には、最大把持力制御処理演算部62で演算された指令値、すなわち、比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力値から算出される把持装置14の最大把持力Gmaxが表示される。
The gripping force setting
―――フローチャート―――
図8は、解体作業機100に搭載された把持装置14の開閉操作の動作を示すフローチャートである。この処理は、制御回路60の最大把持力制御処理演算部62で実行されるプログラムにより行われる。不図示のエンジンキースイッチがオンされるとこのプログラムが起動される。ステップS1において、把持力設定器110の力制御ON/OFFスイッチ114がONであるか否かを判断する。
---flowchart---
FIG. 8 is a flowchart showing the opening / closing operation of the
ステップS1が否定判断されるとステップS3へ進み、比例電磁式リリーフ弁45の圧力設定値を設定可能な最大圧力とする指令値を演算してステップS5へ進む。ステップS5において、ステップS3演算した指令値を出力指令演算部63に出力して、ステップS1へ戻る。
If a negative determination is made in step S1, the process proceeds to step S3, a command value for setting the pressure setting value of the proportional
ステップS1が肯定判断されるとステップS11へ進み、メモリ64に記憶している把持モードを読み出して選択された把持モードとしてステップS13へ進む。ステップS13において、各スイッチ121〜125のいずれかが操作されて把持モード変更されたか否かを判断する。ステップS13が肯定判断されるとステップS15へ進み、選択された把持モードが木材把持モード、プラスチック把持モード、またはガラス把持モードのいずれかであるか否かを判断する。ステップS15が肯定判断されるとステップS17へ進み、選択されている把持モードのスイッチ121〜123に関連づけられた材料別設定値を比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力値の指令値としてステップS31へ進む。
If an affirmative determination is made in step S1, the process proceeds to step S11, and the gripping mode stored in the
ステップS13またはステップS15のいずれかが否定判断されるとステップS21へ進み、選択された把持モードがレバー連動モードであるか否かを判断する。ステップS21が肯定判断されるとステップS23へ進み、比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力値が操作レバー71の操作量に比例するように、レバー信号処理部61で演算されたコントロール弁41の速度指令値から指令値を演算してステップS31へ進む。
If a negative determination is made in either step S13 or step S15, the process proceeds to step S21, and it is determined whether or not the selected gripping mode is the lever interlocking mode. If an affirmative determination is made in step S21, the process proceeds to step S23, and the speed of the
ステップS21が否定判断されるとステップS25へ進み、選択された把持モードが呼び出しモードであるか否かを判断する。ステップS25が肯定判断されるとステップS27へ進み、任意設定値を比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力値の指令値としてステップS31へ進む。ステップS25が否定判断されるとステップS29へ進み、選択されている把持モードのスイッチ121〜123に関連づけられた材料別設定値を比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力値の指令値としてステップS31へ進む。
If a negative determination is made in step S21, the process proceeds to step S25, and it is determined whether or not the selected gripping mode is a call mode. If an affirmative determination is made in step S25, the process proceeds to step S27, and the process proceeds to step S31 with the arbitrarily set value as a command value for the set pressure value of the proportional
ステップS31において、ステップS17,S23,S27,S29のいずれかのステップで演算した比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力値の指令値から最大把持力Gmaxを演算してステップS33へ進む。ステップS33において、ステップS31で演算した最大把持力Gmaxを把持力設定値インジケータ112に出力してステップS35へ進む。ステップS35において、ステップS17,S23,S27,S29のいずれかのステップで演算した比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力値の指令値を出力指令演算部63に出力して、ステップS37へ進む。
In step S31, the maximum gripping force Gmax is calculated from the command value of the set pressure value of the proportional
ステップS37において、圧力センサ92で検出した検出圧力Pから把持力Gを演算してステップS39へ進む。ステップS39において、ステップS37で演算した把持力Gを把持力モニタ値インジケータ111に出力してステップS41へ進む。ステップS41において、把持力設定器110の力制御ON/OFFスイッチ114がONであるか否かを判断する。ステップS41が肯定判断されるとステップS13へ戻る。ステップS41が否定判断されるとステップS43へ進み、選択されていた把持モードをメモリ64に記憶させてリターンする。
In step S37, the gripping force G is calculated from the detected pressure P detected by the
上述した本実施の形態の解体作業機100では、次の作用効果を奏する。
(1) メモリ64に記憶された比例電磁式リリーフ弁45の複数の設定圧力値を把持力設定器110の各スイッチで選択することで、把持装置14の把持力が、選択された各最大把持力Gmaxを超えないように制御されるよう構成した。これにより、最大把持力の設定を容易に変更でき、操作性が向上する。また、同じ把持力を得るために毎回同じ操作量となるように操作レバーを操作する必要はないので、オペレータの疲労を低減できる。
The
(1) By selecting a plurality of set pressure values of the proportional
(2) 把持する対象物の材料に応じた材料別設定値をメモリ64にあらかじめ格納しているので、様々な把持対象物が混在する解体作業であっても、対象物に応じた最大把持力の設定が即座にできる。これにより、解体作業効率が向上する。また、各スイッチ121〜123が材料名を選択する方式であり、分かり易い。
(2) Since the setting value for each material corresponding to the material of the object to be gripped is stored in the
(3) ON/OFFスイッチ72が押圧された時点に於ける検出圧力Pを任意設定値としてメモリ64に記憶するとともに、設定値呼び出しスイッチ124によって任意設定値を読み出して、ON/OFFスイッチ72が押圧されたときの把持力が最大把持力Gmaxとなるよう構成した。これにより、オペレータが把持対象物に応じて最大把持力を任意の値に設定できるとともに、一度設定した最大把持力を容易に呼び出すことができるので、利便性が高い。
(3) The detected pressure P at the time when the ON /
(4) 把持力設定器110で設定した把持モードに応じて、各把持モードにおける各最大把持力Gmaxを越えないように把持装置14による把持力Gを比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力で制御するように構成した。これにより、油圧回路を複雑化することなく、把持対象物の破損を防止でき、安全性が高まる。
(4) According to the gripping mode set by the gripping
(5) 把持力設定器110を運転席4に設け、設定された把持モードや最大把持力Gmax、把持装置14の実際の把持力Gを表示するように構成した。これにより、設定された把持モードや最大把持力Gmaxの確認が容易となるとともに、把持装置14による把持力Gをリアルタイムで把握できる。特に、オペレータが把持作業をしながら把持対象物の状態に応じて操作レバー71の操作量を調節することで把持力Gを調節したり、最大把持力Gmaxを設定できるので、作業効率が向上する。
(5) The gripping
(6) レバー連動モードが選択されると、操作レバー71の把持方向の操作量に応じて最大把持力Gmaxが設定されるよう構成した。これにより、オペレータが把持作業をしながら把持対象物の変形や破損の有無など、把持状態を観察しながら適切な最大把持力Gmaxを設定できるので、最大把持力Gmaxの設定時間を短縮して作業効率を向上できる。
(6) When the lever interlocking mode is selected, the maximum gripping force Gmax is set according to the operation amount in the gripping direction of the
(7) 把持力設定器110に力制御ON/OFFスイッチ114を設けて、力制御のON/OFFを切り替えられるよう構成した。これにより、力制御がONの状態では、上述のように最大把持力Gmaxの選択と制御が可能となり、力制御がOFFの状態では、シリンダ30は、操作レバー71の操作量に応じた速度で駆動される。したがって、作業状態に応じて把持装置14の把持力の制御方法を変更でき、利便性が高い。
(7) A force control ON /
―――変形例―――
(1) 上述の説明では、材料別設定値および任意設定値は、制御回路60のメモリ64に記憶されるよう構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、把持力設定器110に設けたメモリに記憶するよう構成してもよい。
――― Modifications ――――
(1) In the above description, the material-specific set values and arbitrary set values are stored in the
(2) 上述の説明では、把持力設定器110の把持力設定スイッチ121〜123に、それぞれ木材、プラスチック、ガラスの名称を付していたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、把持力のレンジを表す大中小などの表示をして、各スイッチ121〜123が選択された際に、この表示の順にしたがって異なる最大把持力Gmaxで制御される把持モードが設定されるように構成してもよい。また、最大把持力Gmaxの数値を各スイッチ121〜123の名称として付してもよい。なお、把持力設定スイッチ121〜123の数は3つに限られない。材料別設定値を呼び出す把持力設定スイッチはなくてもよく、また1つでも2つでもよく、4つ以上であってもよい。同様に、設定値呼び出しスイッチ124やレバー連動スイッチ125はなくてもよく、設定値呼び出しスイッチ124が2つ以上設けられていてもよい。
(2) In the above description, the names of wood, plastic, and glass are given to the gripping
(3) 上述の説明では、供給圧油Fが常に比例電磁式リリーフ弁45にも供給されるよう構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図9に示すように、比例電磁式リリーフ弁45の直前にON/OFF弁を設け、力制御ON時にON/OFF弁44を開き、OFF時にON/OFF弁44を閉じることとして、力制御がOFFの時には、メインリリーフ弁42の設定圧力まで供給圧油Fの圧力を昇圧可能としてもよい。
(3) In the above description, the supply pressure oil F is always supplied to the proportional
(4) 上述の説明では、把持力設定器110に把持装置14の実際の把持力Gと、各把持モードにおける最大把持力Gmaxとを表示するよう構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、実際の把持力Gもしくは各把持モードにおける最大把持力Gmaxのいずれか一方のみを表示するよう構成してもよく、オペレータによって選択された実際の把持力Gもしくは各把持モードにおける最大把持力Gmaxのいずれか一方が一つのインジケータで表示するように構成してもよい。
(4) In the above description, the gripping
(5) 上述の説明では、図8に示したフローチャートのステップS11において、メモリ64に記憶している把持モードを読み出して、これを選択された把持モードとしているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、ステップS11では、あらかじめ定められたある一つの把持モードが常に選択されるように構成してもよい。また、エンジンキースイッチがオンされた後に最初にステップS11が実行されるときのみ、あらかじめ定められたある一つの把持モードが常に選択されるように構成し、2回目以降にステップS11が実行されるときには、メモリ64に記憶している把持モードを読み出して、これを選択された把持モードとなるように構成してもよい。
(5) In the above description, in step S11 of the flowchart shown in FIG. 8, the gripping mode stored in the
(6) 上述の説明では、把持装置14の最大把持力Gmaxの制御をするよう構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、把持装置14ではなく、バケットを有するフロント作業腕が取り付けられた作業機において、バケットによる地面の均し作業を行う際にバケットを地面に押しつける力を上述の説明と同様に制御するように構成してもよい。
(6) In the above description, the maximum gripping force Gmax of the
(7) 上述の説明では、圧力センサ92によって検出圧力Pを検出していたが、本発明はこれに限定されない。たとえば把持力を計測するセンサを把持爪21,22の少なくとも一方に直接取り付けることで把持力を計測してもよい。この場合、把持力を供給圧油Fの圧力に変換する変換テーブルを用意し、この変換テーブルで把持力を供給圧油Fの圧力に変換すれば、上述の説明と同様に制御できる。センサとしては、たとえば、把持爪21,22のひずみを測定するひずみゲージでもよく、把持対象物に直接接触するようなセンサでもよい。
(7) In the above description, the detected pressure P is detected by the
(8) 上述の説明では、材料別設定値はメモリ64にあらかじめ記憶されたものであるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、把持力設定器110などから材料別設定値を任意の値に変更可能にしてもよい。
(8) In the above description, the setting value for each material is stored in advance in the
(9) 上述の説明では、力制御することが選択されると、把持力Gは最大把持力Gmaxを越えないように制御されるだけであるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、把持力Gが設定された最大把持力Gmax未満であれば、操作レバー71の操作量に応じた把持力となるようにフィードバック制御を行ってもよい。すなわち、ポテンショメータ73のVout端子から出力される電圧に応じた把持力を制御回路60で演算して、検出圧力Pによって実際の把持力Gが演算された把持力と等しくなるよう比例電磁式減圧弁51を制御するように構成してもよい。
(9) In the above description, when force control is selected, the gripping force G is only controlled so as not to exceed the maximum gripping force Gmax, but the present invention is not limited to this. For example, if the gripping force G is less than the set maximum gripping force Gmax, feedback control may be performed so that the gripping force according to the operation amount of the
(10) 上述の説明では、コントローラ70は、いわゆる電気レバーと呼ばれる操作装置であったが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図10に示すように、パイロットポンプ50の圧油を直接制御するパイロット弁を有するコントローラ170を用いることもできる。
(10) In the above description, the
(11) 上述の説明では、最大把持力Gmaxの制御は、比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力値を変更することで制御しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図11に示すように、比例電磁式リリーフ弁45の代わりに、コントロール弁41とシリンダ30のボトム室33との間の油路81に比例電磁式減圧弁145を設け、上述した比例電磁式リリーフ弁45の設定圧力値の設定と同様に比例電磁式減圧弁145の設定圧力値を制御することで、最大把持力を制御してもよい。また、圧力センサ92の検出圧力Pに基づいて把持力Gを検出し、この把持力Gが選択された把持モードに於ける最大把持力Gmaxを超えないように比例電磁弁51へ指令値を出力して、コントロール弁41のスプールを制御することで最大把持力を制御してもよい。この場合、比例電磁式リリーフ弁45および比例電磁式減圧弁145はなくてもよい。
(11) In the above description, the maximum gripping force Gmax is controlled by changing the set pressure value of the proportional
(12) 上述の説明では、把持装置14の駆動源としてシリンダ30を用いているが本発明はこれに限定されない。シリンダ30のような直動型シリンダに限らず、たとえば、ロータリアクチュエータを用いてもよい。また、作動流体は石油系作動油や合成作動油の他、水−グリコール系作動油のような難燃性作動油であってもよい。
(12) In the above description, the
(13) 上述の説明では、力制御ON/OFFスイッチ114は、把持力設定器110に設けているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、操作レバー71に力制御ON/OFFスイッチ114を設けてもよく、運転席4の他の場所に設けてもよい。
(14) 上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
(13) In the above description, the force control ON /
(14) The above-described embodiments and modifications may be combined.
以上の実施の形態および変形例において、たとえば、流量制御手段はコントロール弁41に、把持力検出手段は圧力センサ92に、操作手段はコントローラ70,170に、把持力記憶手段はメモリ64に、選択手段および表示手段は把持力設定器110に、制御手段は制御回路60にそれぞれ対応する。圧力制御手段は比例電磁式リリーフ弁45および比例電磁式減圧弁145に対応する。さらに、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における機器構成に何ら限定されない。
In the above embodiments and modifications, for example, the flow rate control means is selected for the
4 運転席 10 ブーム
12 アーム 14 把持装置
20 把持装置本体 21,22 把持爪
30 シリンダ 31 シリンダロッド
31a ロッド先端 32 シリンダ本体
32a シリンダボトム 33 ボトム室
41 コントロール弁 45 比例電磁式リリーフ弁
51 比例電磁式減圧弁 60 制御ユニット
61 レバー信号処理部 62 最大把持力制御処理演算部
63 出力指令演算部 64 メモリ
70,170 コントローラ 71 操作装置
72 ON/OFFスイッチ 92 圧力センサ
100 解体作業機 101 フロント作業機
110 把持力設定器 111 把持力モニタ値インジケータ
112 把持力設定値インジケータ 114 力制御ON/OFFスイッチ
121〜123 把持力設定スイッチ 124 設定値呼び出しスイッチ
125 レバー連動スイッチ 145 比例電磁式減圧弁
4 Driver's
63 Output
Claims (5)
前記把持爪を開閉駆動するアクチュエータに対して供給される圧油を制御する流量制御手段と、
前記把持爪の把持力を検出する把持力検出手段と、
操作部の操作に基づいて、前記流量制御手段によって前記アクチュエータに供給される圧油の流量を調節する操作手段と、
あらかじめ設定された少なくとも1つの把持力の設定値を記憶する把持力記憶手段と、
前記把持力記憶手段が記憶した前記把持力の設定値のいずれか一つを選択する選択手段と、
前記把持力の設定値のいずれか一つが前記選択手段で選択されると、前記把持力検出手段で検出した前記把持力が前記選択手段で選択された前記把持力の設定値を超えないように前記アクチュエータに対して供給される圧油を制御する制御手段とを備え、
前記操作手段は、前記操作部の操作に基づいて、前記把持力をさらに変更し、
前記把持力記憶手段は、あらかじめ設定された少なくとも1つの前記把持力の設定値とは別に、前記操作手段で変更された前記把持力を把持力の設定値の一つとしてさらに記憶することを特徴とする把持力制御装置。 A gripping device having gripping claws for gripping an object;
Flow rate control means for controlling pressure oil supplied to an actuator for opening and closing the gripping claws;
Gripping force detecting means for detecting the gripping force of the gripping claws;
An operation means for adjusting the flow rate of the pressure oil supplied to the actuator by the flow rate control means based on the operation of the operation unit;
Gripping force storage means for storing a preset value of at least one gripping force set in advance;
Selection means for selecting any one of the setting values of the gripping force stored in the gripping force storage means;
When any one of the gripping force setting values is selected by the selection unit, the gripping force detected by the gripping force detection unit does not exceed the gripping force setting value selected by the selection unit. Control means for controlling the pressure oil supplied to the actuator ,
The operation means further changes the gripping force based on the operation of the operation unit,
The gripping force storage means further stores the gripping force changed by the operation means as one of the gripping force setting values separately from at least one preset gripping force setting value. Gripping force control device.
前記制御手段は、前記把持力の設定値のいずれか一つが前記選択手段で選択されると、前記流量制御手段を制御することで、前記把持力検出手段で検出した前記把持力が前記選択手段で選択された前記把持力の設定値を超えないように前記アクチュエータに対して供給される圧油を制御することを特徴とする把持力制御装置。 The gripping force control device according to claim 1,
When any one of the set values of the gripping force is selected by the selection unit, the control unit controls the flow rate control unit so that the gripping force detected by the gripping force detection unit is the selection unit. A gripping force control device that controls the pressure oil supplied to the actuator so as not to exceed a set value of the gripping force selected in step (b) .
前記把持爪を閉じるように前記流量制御手段から前記アクチュエータに供給される圧油の圧力を制御する圧力制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記把持力の設定値のいずれか一つが前記選択手段で選択されると、前記圧力制御手段の設定圧力を制御することで、前記把持力検出手段で検出した前記把持力が前記選択手段で選択された前記把持力の設定値を超えないように前記アクチュエータに対して供給される圧油を制御することを特徴とする把持力制御装置。 The gripping force control device according to claim 1,
Pressure control means for controlling the pressure of pressure oil supplied from the flow rate control means to the actuator so as to close the gripping claws;
When any one of the set values of the gripping force is selected by the selection unit, the control unit controls the set pressure of the pressure control unit so that the gripping force detected by the gripping force detection unit is A gripping force control device that controls pressure oil supplied to the actuator so as not to exceed a set value of the gripping force selected by the selection means .
運転席内に設けられ、前記把持力検出手段が検出した前記把持装置の把持力を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする把持力制御装置。 In the gripping force control device according to any one of claims 1 to 3,
A gripping force control device provided in a driver's seat, further comprising display means for displaying the gripping force of the gripping device detected by the gripping force detection means .
前記把持装置が取り付けられる腕を有する旋回体と、A swivel body having an arm to which the gripping device is attached;
前記旋回体を旋回可能に保持する走行体とを備えることを特徴とする解体作業機。A dismantling work machine comprising a traveling body that holds the revolving body so as to be capable of revolving.
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