作业车辆的制作方法

文档序号:8303145阅读:196来源:国知局
作业车辆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及作业车辆。
【背景技术】
[0002]液压挖掘机这样的作业车辆具备包括动臂、斗杆和铲斗的工作装置。在作业车辆的控制中,已知有基于挖掘对象的目标形状即目标设计地形(设计地形)来使铲斗移动的自动控制。
[0003]在专利文献I中提出有对如下的仿形作业进行自动控制的方式,所述仿形作业是指通过使铲斗的铲尖沿着基准面移动,由此将与铲斗抵接的沙土耙平,制作与平坦的基准面对应的平行的面。
[0004]而且,在上述自动控制中,除了上述仿形控制以外,还存在使工作装置的动作自动停止的控制(停止控制)。该停止控制是为了避免铲斗的铲尖侵入目标设计地形而使工作装置的动作在目标设计地形跟前自动停止的控制。这样的停止控制例如在专利文献2中公开。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开平9-328774号公报
[0008]专利文献2:日本特许第5548306号

【发明内容】

[0009]发明要解决的课题
[0010]在更换铲斗的情况下,若重量不同的铲斗与斗杆连接,则向用于驱动工作装置的液压缸作用的负载可能会变化。若作用于液压缸的负载变化,则在上述停止控制时液压缸可能无法执行设定好的动作。其结果是,挖掘精度可能会降低。
[0011]在更换成例如重量大的铲斗的情况下,由于铲斗的惯性增大,因此工作装置的动作不易停止。因此,基于停止控制的停止的精度变差。
[0012]本发明为了解决上述的课题而提出,其目的在于提供挖掘精度高的作业车辆。
[0013]其他的课题和新的特征通过本说明书的记载及附图来得以明确。
[0014]用于解决课题的方案
[0015]本发明的作业车辆具备工作装置、重量指定部、距离获取部和停止控制部。工作装置包括动臂、斗杆和铲斗。重量指定部用于指定安装于斗杆的铲斗的重量。距离获取部获取铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离。停止控制部在铲斗的铲尖接近目标设计地形时,执行在铲斗的铲尖到达目标设计地形的跟前使工作装置的动作停止的停止控制。停止控制部控制为:在利用重量指定部将铲斗的重量指定为第一重量的第一指定状态和将铲斗的重量指定为比第一重量小的第二重量的第二指定状态这两方的状态下,铲斗的朝向目标设计地形的方向的移动速度相同时,在第一指定状态下,从比第二指定状态远离目标设计地形的位置起使铲斗的朝向目标设计地形的方向的移动速度减速。
[0016]根据本发明的作业车辆,即使在从重量小的铲斗更换为重量大的铲斗的情况下,也会指定该铲斗的重量大。并且,在铲斗的重量大的第一指定状态下,能够从比铲斗的重量小的第二指定状态远离目标设计地形的位置起使铲斗的移动速度减速。因此,即使在更换为重量大的铲斗的情况下,也能抑制铲斗的铲尖侵入目标设计地形。由此,能够在停止控制中执行所设定的动作,能够提高挖掘精度。
[0017]在上述的作业车辆中,所述停止控制部具有储存部、选择部和限制速度获取部。储存部根据铲斗的重量而存储多个规定铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离和铲斗的铲尖的限制速度的关系的关系数据。选择部基于由重量指定部指定的铲斗的重量,从储存于储存部的多个关系数据中选择一个关系数据。限制速度获取部使用由选择部所选择的一个关系数据,基于由距离获取部获得的距离来获取铲斗的铲尖的限制速度。停止控制部基于铲斗的铲尖的限制速度来执行停止控制。
[0018]通过这样使多个关系数据储存于储存部,由此容易在使用重量大的铲斗的情况下和使用重量小的铲斗的情况下改变铲斗的控制。
[0019]在上述的作业车辆中,多个关系数据包括第一关系数据和第二关系数据。选择第一关系数据时的铲斗的重量比选择第二关系数据时的铲斗的重量大。第一关系数据中的铲斗的铲尖的限制速度开始减速的上述距离比第二关系数据中的铲斗的铲尖的限制速度开始减速的上述距离大。
[0020]通过这样规定第一关系数据和第二关系数据,由此在铲斗的重量大的第一指定状态下,能够从比铲斗的重量小的第二指定状态远离目标设计地形的位置起使铲斗的移动速度减速。
[0021]在上述的作业车辆中,第一关系数据具有第一减速区间和第二减速区间。第一减速区间设定在比第二减速区间接近目标设计地形的位置,并且第二减速区间中的、相对于铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度比第一减速区间中的、相对于铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度大。
[0022]由此,在使重量大的铲斗朝向目标设计地形移动时,在远离目标设计地形的位置处,增大相对于铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度,从而能够迅速地减小铲斗的速度。另外,在接近目标设计地形的位置处,减小相对于铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度,从而能够使铲斗的铲尖与目标设计地形准确地匹配。
[0023]在上述的作业车辆中,第二关系数据具有第三减速区间和第四减速区间。第三减速区间设定在比第四减速区间接近目标设计地形的位置,并且第四减速区间中的、相对于铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度比第三减速区间中的、相对于铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度大。第四减速区间设定在比第二减速区间接近目标设计地形的位置。
[0024]由此,在使重量小的铲斗朝向目标设计地形移动时,在远离目标设计地形的位置处,增大相对于铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度,从而能够迅速地减小铲斗的速度。另外,在接近目标设计地形的位置处,减小相对于铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度,从而能够使铲斗的铲尖与目标设计地形准确地匹配。
[0025]在上述的作业车辆中,还具备驱动工作装置的液压缸。重量指定部基于铲斗悬空的状态下的在液压缸的内部产生的压力,来指定安装于斗杆的铲斗的重量。
[0026]由此,能够根据在液压缸的内部产生的压力,来自动地指定铲斗的重量。因此,无需操作员手动输入铲斗的重量,能够节省劳力。
[0027]在上述的作业车辆中,还具备操作员能够进行操作来输入铲斗的重量的监视器。重量指定部基于由操作员输入到监视器中的铲斗的重量,来指定安装于斗杆的铲斗的重量。
[0028]由此,能够通过操作员的手动的输入作业来指定铲斗的重量。
[0029]在上述的作业车辆中,还具备推定速度确定部和方向控制阀。推定速度确定部基于操作构件的操作量来推定动臂的速度。方向控制阀具有能够移动的滑柱,通过滑柱的移动来控制工作油相对于驱动工作装置的液压缸的供给。储存部存储与铲斗的重量相应的、表示液压缸的缸速度与使液压缸动作的操作指令值之间的关系的多个相关数据。推定速度确定部基于由重量指定部指定的铲斗的重量,从储存于储存部的多个相关数据中选择一个相关数据,并且使用所选择的一个相关数据来获取动臂的推定速度。停止控制部基于动臂的推定速度和动臂的限制速度来执行停止控制。
[0030]由此,更容易在停止控制中使铲斗的铲尖与目标设计地形匹配,能够进一步提高挖掘精度。
[0031]发明效果
[0032]如以上所说明的那样,根据本发明,能够实现挖掘精度高的作业车辆。
【附图说明】
[0033]图1是表示实施方式中的作业车辆100的结构的立体图。
[0034]图2是示意性地表示实施方式中的作业车辆100的结构的图,(A)是侧视图,(B)
是后视图。
[0035]图3是说明实施方式中的控制系统200的结构的功能框图。
[0036]图4是说明实施方式中的液压系统的结构的图。
[0037]图5是示意性地表示实施方式中的进行停止控制时的工作装置2的动作的一例的图。
[0038]图6是实施方式中的执行停止控制的控制系统200的功能框图。
[0039]图7(A)、(B)是表示实施方式中的操作员输入铲斗重量时的显示部322的显示画面的图。
[0040]图8是图6所示的控制系统200的停止控制部54内的功能框图。
[0041]图9是说明实施方式中的用于说明推定速度确定部52的运算处理的功能框的图。
[0042]图10 (A)、(B)、(C)是说明实施方式中的垂直速度分量Vcy_bm、Vcy_bkt的算出方式的图。
[0043]图11是说明实施方式中的铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U的表面之间的成为最短的距离d的图。
[0044]图12是说明实施方式中的作业车辆100的停止控制的流程图。
[0045]图13(A)是说明实施方式中的停止控制下的工作装置2整体的铲尖限制速度图表的一例的图,图13(B)是将图13(A)的区域R放大示出的图。
[0046]图14是用于说明实施方式中的使用了铲尖限制速度图表的停止控制方法的流程图。
[0047]图15是表示变形例中的示出滑柱行程与缸速度的关系的第一相关数据的一例的图。
[0048]图16是用于说明变形例中的使用了第一?第三相关数据的停止控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0049]以下,参照附图,对本发明涉及的实施方式进行说明。需要说明的是,本发明不限定于此。以下所说明的各实施方式的要件可以适当组合。另外,也存在不使用一部分的结构要素的情况。
[0050]<作业车辆的整体结构>
[0051]图1是实施方式的作业车辆100的外观图。
[0052]如图1所示,作为作业车辆100,在本例中,主要例举液压挖掘机来进行说明。
[0053]作业车辆100具有车辆主体I和利用液压进行工作的工作装置2。需要说明的是,如后所述,在作业车辆100上搭载有执行挖掘控制的控制系统200 (图3)。
[0054]车辆主体I具有回转体3和行驶装置5。行驶装置5具有一对履带5Cr。作业车辆100通过履带5Cr的旋转而能够行驶。需要说明的是,行驶装置5也可以包括车轮(轮胎)。
[0055]回转体3配置在行驶装置5之上,且由行驶装置5支承。回转体3能够以回转轴AX为中心而相对于行驶装置5进行回转。
[0056]回转体3具有驾驶室4。在该驾驶室4中设有供操作员就座的驾驶座4S。操作员能够在驾驶室4中对作业车辆100进行操作。
[0057]在本例中,以就座于驾驶座4S的操作员为基准来说明各部分的位置关系。前后方向是指就座于驾驶座4S的操作员的前后方向。左右方向是指就座于驾驶座4S的操作员的左右方向。将与就座于驾驶座4S的操作员正对的方向设为前方,将与前方相对的方向设为后方。将就座于驾驶座4S的操作员与正面正对时的右侧、左侧分别设为右方、左方。
[0058]回转体3具有收容发动机的发动机室9和设置在回转体3的后部的配重。在回转体3中,在发动机室9的前方设有扶手19。在发动机室9内配置有未图示的发动机及液压泵等。
[0059]工作装置2支承于回转体3。工作装置2具有动臂6、斗杆7、铲斗8、动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12。动臂6与回转体3连接。斗杆7与动臂6连接。铲斗8与斗杆7连接。
[0060]动臂油缸10用于对动臂6进行驱动。斗杆油缸11用于对斗杆7进行驱动。铲斗油缸12用于对铲斗8进行驱动。动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12分别是由工作油来驱动的液压缸。
[0061]动臂6的基端部经由动臂销13与回转体3连接。斗杆7的基端部经由斗杆销14与动臂6的前端部连接。铲斗8经由铲斗销15与斗杆I的前端部连接。
[0062]动臂6能够以动臂销13为中心进行旋转。斗杆7能够以斗杆销14为中心进行旋转。铲斗8能够以铲斗销15为中心进行旋转。
[0063]斗杆7及铲斗8分别是在动臂6的前端侧能够移动的可动构件。铲斗8设置成相对于斗杆7能够更换。例如,根据挖掘作业内容,而选择适当的铲斗8的类别,并将所选择的铲斗8与斗杆7连接。
[0064]图2(A)及图2(B)是示意性地说明实施方式中的作业车辆100的图。图2 (A)示出作业车辆100的侧视图。图2(B)示出作业车辆100的后视图。
[0065]如图2㈧及图2⑶所示,动臂6的长度LI为动臂销13与斗杆销14之间的距离。斗杆7的长度L2为斗杆销14与铲斗销15之间的距离。铲斗8的长度L3为铲斗销15与铲斗8的铲尖8a之间的距离。铲斗8具有多个斗齿,在本例中,将铲斗8的前端部称作铲尖8a。
[0066]需要说明的是,铲斗8也可以不具有斗齿。铲斗8的前端部也可以由直线形状的钢板来形成。
[0067]作业车辆100具有动臂油缸行程传感器16、斗杆油缸行程传感器17和铲斗油缸行程传感器18。动臂油缸行程传感器16配置在动臂油缸10。斗杆油缸行程传感器17配置在斗杆油缸11。铲斗油缸行程传感器18配置在铲斗油缸12。需要说明的是,动臂油缸行程传感器16、斗杆油缸行程传感器17及铲斗油缸行程传感器18也统称为油缸行程传感器。
[0068]基于动臂油缸行程传感器16的检测结果,求出动臂油缸10的行程长度。基于斗杆油缸行程传感器17的检测结果,求出斗杆油缸11的行程长度。基于铲斗油缸行程传感器18的检测结果,求出铲斗油缸12的行程长度。
[0069]需要说明的是,在本例中,将动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12的行程长度也分别称作动臂油缸长度、斗杆油缸长度及铲斗油缸长度。另外,在本例中,将动臂油缸长度、斗杆油缸长度及铲斗油缸长度也统称为油缸长度数据
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