作业车辆的制作方法_2

文档序号:8303145阅读:来源:国知局
L。需要说明的是,也可以采用利用角度传感器来检测行程长度的方式。
[0070]作业车辆100具备能够检测作业车辆100的位置的位置检测装置20。
[0071]位置检测装置20具有天线21、全局坐标运算部23和IMU(InertialMeasurementUnit)24。
[0072]天线21 例如是 GNSS(Global Navigat1n Satellite Systems:全球卫星导航系统)用的天线。天线 21 例如是 RTK-GNSS(Real TimeKinematic-Global Navigat1nSatellite Systems)用天线。
[0073]天线21设置于回转体3。在本例中,天线21设置于回转体3的扶手19。需要说明的是,天线21也可以设置在发动机室9的后方。例如,可以在回转体3的配重上设置天线21。天线21将与接收到的电波(GNSS电波)对应的信号向全局坐标运算部23输出。
[0074]全局坐标运算部23检测全局坐标系中的天线21的设置位置P1。全局坐标系是以设置于作业区域的基准位置Pr为原点的三维坐标系(Xg、Yg、Zg)。在本例中,基准位置Pr是设定在作业区域中的基准粧的前端的位置。另外,局部坐标系是以作业车辆100为基准的、用(X、Y、Z)表示的三维坐标系。局部坐标系的基准位置是表示位于回转体3的回转轴(回转中心)AX上的基准位置P2的数据。
[0075]在本例中,天线21包括以在车宽方向上彼此离开的方式设置于回转体3的第一天线21A及第二天线21B。
[0076]全局坐标运算部23检测第一天线21A的设置位置Pla及第二天线21B的设置位置Plb。全局坐标运算部23获取用全局坐标表示的基准位置数据P。在本例中,基准位置数据P是表示位于回转体3的回转轴(回转中心)AX上的基准位置P2的数据。需要说明的是,基准位置数据P也可以是表示设置位置Pl的数据。
[0077]在本例中,全局坐标运算部23基于两个设置位置Pla及设置位置Plb来生成回转体方位数据Q。回转体方位数据Q基于由设置位置Pla和设置位置Plb确定的直线相对于全局坐标的基准方位(例如北)所成的角来确定。回转体方位数据Q表示回转体3 (工作装置2)所朝向的方位。全局坐标运算部23向后述的显示控制器28输出基准位置数据P及回转体方位数据Q。
[0078]MU24设置于回转体3。在本例中,MU24配置于驾驶室4的下部。在回转体3中,在驾驶室4的下部配置高刚性的框架。MU24配置在该框架上。需要说明的是,頂U24也可以配置在回转体3的回转轴AX (基准位置P2)的侧方(右侧或左侧)。MU24检测车辆主体I的向左右方向倾斜的倾斜角Θ 4和车辆主体I的向前后方向倾斜的倾斜角Θ 5。
[0079]〈控制系统的结构〉
[0080]接着,说明实施方式中的控制系统200的概要。
[0081]图3是表示实施方式中的控制系统200的结构的功能框图。
[0082]如图3所示,控制系统200对使用工作装置2的挖掘处理进行控制。在本例中,挖掘处理的控制包括停止控制及仿形控制。
[0083]如图1所示,停止控制是指为了避免铲斗8的铲尖8a侵入目标设计地形而控制成工作装置在目标设计地形跟前自动停止。停止控制在如下情况下执行:操作员不对斗杆7进行操作,而对动臂6或铲斗8进行操作,并且铲斗8的铲尖8a与目标设计地形之间的距离和铲斗8的铲尖8a的速度满足规定条件。
[0084]仿形控制也被称作限制挖掘控制,仿形控制是指对如下的仿形作业进行自动控制,所述仿形作业是指:通过铲斗8的铲尖8a沿着目标设计地形进行移动,由此将与铲斗抵接的沙土耙平,制作与平坦的目标设计地形对应的面。仿形控制在操作员对斗杆7进行操作、且铲斗8的铲尖与目标设计地形的距离以及铲尖的速度处于基准内的情况下执行。操作员在仿形控制中通常始终向降低动臂6的方向操作动臂6且操作斗杆7。
[0085]如图3所示,控制系统200具有动臂油缸行程传感器16、斗杆油缸行程传感器17、铲斗油缸行程传感器18、天线21、全局坐标运算部23UMU24、操作装置25、工作装置控制器26、压力传感器66及压力传感器67、控制阀27、方向控制阀64、显示控制器28、显示部29、传感器控制器30、人机接口部32和液压缸60。
[0086]操作装置25配置在驾驶室4(图1)。由操作员对操作装置25进行操作。操作装置25接受驱动工作装置2的操作员操作。在本例中,操作装置25为先导液压方式的操作
目.ο
[0087]通过方向控制阀64来调整相对于液压缸60的工作油的供给量。方向控制阀64利用向第一液压室及第二液压室供给的油来工作。需要说明的是,在本例中,将为了使液压缸60(动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12)工作而向这些液压缸供给的油也称作工作油。另外,将为了使方向控制阀64工作而向该方向控制阀64供给的油称作先导油。另外,先导油的压力也称作先导液压。
[0088]工作油及先导油可以从同一液压泵送出。例如,可以是,从液压泵送出的工作油的一部分由减压阀减压,将该减压后的工作油作为先导油来使用。另外,也可以是,送出工作油的液压泵(主液压泵)与送出先导油的液压泵(先导液压泵)为不同的液压泵。
[0089]操作装置25具有第一操作杆25R和第二操作杆25L。第一操作杆25R配置在例如驾驶座4S (图1)的右侧。第二操作杆25L配置在例如驾驶座4S的左侧。就第一操作杆25R及第二操作杆25L而言,前后左右的动作对应于两轴的动作。
[0090]通过第一操作杆25R来操作动臂6及铲斗8。
[0091]第一操作杆25R的前后方向的操作对应于动臂6的操作,根据前后方向的操作来执行动臂6的下降动作及上升动作。将在为了操作动臂6而对第一操作杆25R进行操作从而向先导油路450中供给有先导油时、在压力传感器66上产生的检测压力设为MB。
[0092]第一操作杆25R的左右方向的操作对应于铲斗8的操作,根据左右方向的操作来执行铲斗8的挖掘动作及释放动作。将在为了操作铲斗8而对第一操作杆25R进行操作从而向先导油路450中供给有先导油时、在压力传感器66上产生的检测压力设为MT。
[0093]通过第二操作杆25L来操作斗杆7及回转体3。
[0094]第二操作杆25L的前后方向的操作对应于斗杆7的操作,根据前后方向的操作来执行斗杆7的上升动作及下降动作。将在为了操作斗杆7而对第二操作杆25L进行操作从而向先导油路450中供给有先导油时、在压力传感器66上产生的检测压力设为MA。
[0095]第二操作杆25L的左右方向的操作对应于回转体3的回转,根据左右方向的操作来执行回转体3的右回转动作及左回转动作。
[0096]在本例中,动臂6的上升动作相当于倾卸动作。动臂6的下降动作相当于挖掘动作。斗杆7的下降动作相当于挖掘动作。斗杆7的上升动作相当于倾卸动作。铲斗8的下降动作相当于挖掘动作。需要说明的是,将斗杆7的下降动作也称作弯曲动作。斗杆7的上升动作称作伸长动作。
[0097]从主液压泵送出并由减压阀减压后的先导油向操作装置25供给。根据操作装置25的操作量来调整先导液压。
[0098]在先导油路450中配置有压力传感器66及压力传感器67。压力传感器66及压力传感器67检测先导液压(PPC压力)。压力传感器66及压力传感器67的检测结果向工作装置控制器26输出。
[0099]根据第一操作杆25R的前后方向的操作量(动臂操作量),由方向控制阀64来调整向用于驱动动臂6的动臂油缸10供给的工作油的流动方向及流量。
[0100]根据第一操作杆25R的左右方向的操作量(铲斗操作量),向用于驱动铲斗8的铲斗油缸12供给的工作油所流过的方向控制阀64被驱动。
[0101]根据第二操作杆25L的前后方向的操作量(斗杆操作量),向用于驱动斗杆7的斗杆油缸11供给的工作油所流过的方向控制阀64被驱动。
[0102]根据第二操作杆25L的左右方向的操作量,向用于驱动回转体3的液压促动器供给的工作油所流过的方向控制阀64被驱动。
[0103]需要说明的是,也可以是,第一操作杆25R的左右方向的操作对应于动臂6的操作,前后方向的操作对应于铲斗8的操作。另外,也可以是,第二操作杆25L的左右方向对应于斗杆7的操作,前后方向的操作对应于回转体3的操作。
[0104]控制阀27用于调整相对于液压缸60 (动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12)的工作油的供给量。控制阀27基于来自工作装置控制器26的控制信号来工作。
[0105]人机接口部32具有输入部321和显示部(监视器)322。
[0106]在本例中,输入部321包括配置在显示部322的周围的操作按钮。需要说明的是,输入部321可以具有触控面板。将人机接口部32也称作多监视器。
[0107]显示部322将燃料剩余量、冷却水温度等作为基本信息来显示。该显示部322可以是能够通过按压画面上的显示来对设备进行操作的触控面板(输入装置)。
[0108]输入部321由操作员来操作。通过输入部321的操作而生成的指令信号向工作装置控制器26输出。
[0109]传感器控制器30基于动臂油缸行程传感器16的检测结果来算出动臂油缸长度。动臂油缸行程传感器16将与旋转动作相伴的脉冲向传感器控制器30输出。传感器控制器30基于从动臂油缸行程传感器16输出的脉冲来算出动臂油缸长度。
[0110]同样,传感器控制器30基于斗杆油缸行程传感器17的检测结果来算出斗杆油缸长度。传感器控制器30基于铲斗油缸行程传感器18的检测结果来算出铲斗油缸长度。
[0111]传感器控制器30根据基于动臂油缸行程传感器16的检测结果而获取的动臂油缸长度,来算出动臂6相对于回转体3的垂直方向的倾斜角Θ I。
[0112]传感器控制器30根据基于斗杆油缸行程传感器17的检测结果而获取的斗杆油缸长度,来算出斗杆7相对于动臂6的倾斜角Θ2。
[0113]传感器控制器30根据基于铲斗油缸行程传感器18的检测结果而获取的铲斗油缸长度,来算出铲斗8的铲尖8a相对于斗杆7的倾斜角Θ 3。
[0114]基于作为上述算出结果的倾斜角Θ 1、Θ 2、Θ 3、基准位置数据P、回转体方位数据Q及油缸长度数据L,能够确定作业车辆100的动臂6、斗杆7及铲斗8的位置,能够生成表示铲斗8的三维位置的铲斗位置数据。
[0115]需要说明的是,动臂6的倾斜角Θ 1、斗杆7的倾斜角Θ 2及铲斗8的倾斜角Θ 3也可以不由油缸行程传感器16、17、18来检测。可以用回转式编码器那样的角度检测器来检测动臂6的倾斜角Θ1。角度检测器通过检测动臂6相对于回转体3的弯曲角度来检测倾斜角Θ1。同样,也可以利用安装于斗杆7的角度检测器来检测斗杆7的倾斜角Θ2。也可以利用安装于铲斗8的角度检测器来检测铲斗8的倾斜角Θ 3。
[0116]〈液压回路的结构〉
[0117]图4是说明实施方式中的液压系统的结构的图。
[0118]如图4所示,液压系统300具备动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12 (多个液压缸60)、使回转体3回转的回转马达63。需要说明的是,在此,将动臂油缸10也记载为液压缸10(60)。其他的液压缸也同样。
[0119]液压缸60利用从未图示的主液压泵供给来的工作油而进行工作。回转马达63为液压马达,利用从主液压泵供给来的工作油而进行工作。
[0120]在本例中,相对于各液压缸60设置对工作油流动的方向及流量进行控制的方向控制阀64。从主液压泵供给来的工作油经由方向控制阀64向各液压缸60供给。另外,相对于回转马达63设置方向控制阀64。
[0121]各液压缸60具有盖侧(底侧)油室40A和杆侧(头侧)油室40B。
[0122]方向控制阀64为使杆状的滑柱移动来切换工作油流动的方向的滑柱方式。通过滑柱沿轴向移动,由此来切换工作油相对于盖侧油室40A的供给和工作油相对于杆侧油室40B的供给。另外,通过滑柱沿轴向移动,由此来调整工作油相对于液压缸60的供给量(每单位时间的供给量)。
[0123]通过调整工作油相对于液压缸60的供给量,由此来调整液压缸60的缸速度(活塞杆的移动速度)。通过调整缸速度,由此来控制动臂6、斗杆7及铲斗8的速度。在本例中,方向控制阀64作为能够通过滑柱的移动来调整工作油相对于驱动工作装置2的液压缸60的供给量的调整装置而发挥功能。
[0124]在各方向控制阀64上设有检测滑柱的移动距离(滑柱行程)的滑柱行程传感器65。滑柱行程传感器65的检测信号向工作装置控制器26输出。
[0125]各方向控制阀64的驱动由操作装置25来调整。在本例中,操作装置25如上所述为先导液压方式的操作装置。
[0126]从主液压泵送出并由减压阀减压后的先导油向操作装置25供给。
[0127]操作装置25包括先导液压调整阀。基于操作装置25的操作量来调整先导液压。利用先导液压来驱动方向控制阀64。通过利用操作装置25来调整先导液压,由此来调整轴向上的滑柱的移动量及移动速度。另外,通过操作装置25来切换工作油相对于盖侧油室40A的供给和工作油相对于杆侧油室40B的供给。
[0128]操作装置25和各方向控制阀64经由先导油路450而连接。在本例中,在先导油路450中配置有控制阀27、压力传感器66及压力传感器67。
[0129]在
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