轮式装载机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种轮式装载机。
【背景技术】
[0002] 在轮式装载机中，经常重复挖掘作业和将挖掘物装入自卸车辆的倾卸车身等的装 载作业。尤其是在大型轮式装载机的情况下，经常长时间地重复被称为V形驾驶的作业，对 操作者的负担大。因此，为了减轻操作者的负担，提出了搭载有辅助模式的轮式装载机，该 辅助模式使大臂及铲斗动作的一部分自动化，而对向所述倾卸车身等进行装载的装载作业 进行辅助（例如，参照专利文献1)。
[0003] 在该专利文献1的轮式装载机中，在对大臂操作杆进行规定的操作的情况下，自 动开始铲斗的装载操作。由此，操作者仅通过对大臂杆进行操作，就能够利用铲斗进行装 载。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :(日本）特开2009-197425号公报
【发明内容】
[0007] 发明所要解决的技术问题
[0008] 然而，轮式装载机在进行挖掘作业时，使大臂前端下降而将铲斗配置在靠近地面 的位置而进行作业。另一方面，在进行装载作业时，使大臂前端升高到比搬运作业车或自卸 车辆的倾卸车身高的位置而进行作业。因此，在重复挖掘作业及装载作业时，为了高效地进 行作业，需要一边使轮式装载机移动，一边使工作装置移动。
[0009] 因此，操作者需要进行以下复杂的操作：例如，一边进行加速器操作（右脚）、制动 器操作（左脚）、转向操作（左手）而使轮式装载机移动，一边用右手对工作装置进行操作。 尤其是对于经验少的操作者来说，存在操作负担大、难以高效地进行操作的问题。
[0010] 本发明的一个目的在于，提供一种轮式装载机，能够容易地搬运所挖掘到的沙土 等而装载的作业。
[0011] 用于解决技术问题的技术方案
[0012] 本发明的轮式装载机的特征在于，具有工作装置，该工作装置具备大臂和安装在 所述大臂上的铲斗，所述轮式装载机具备：作业状态检测机构，其检测出轮式装载机的作业 状态；目标设定机构，其根据所述作业状态检测机构所检测到的所述作业状态，设定所述工 作装置的目标位置及所述轮式装载机的移动距离之间的关系；移动距离检测机构，其检测 出所述轮式装载机的移动距离；工作装置控制机构，其使所述大臂及所述铲斗移动到根据 所述移动距离检测机构所检测到的移动距离而求出的工作装置的目标位置。
[0013] 根据本发明，如果轮式装载机在有载后退作业、有载前进作业、空载后退作业等规 定的作业状态下移动，则利用目标设定机构设定与作业状态及移动距离对应的工作装置的 目标位置，工作装置控制机构使大臂及铲斗移动到该目标位置。因此，操作者主要进行转 向、加速器、制动器操作即可，不需要与转向、加速器操作同时进行大臂杆、铲斗杆等工作装 置的操作。因此，即使是经验少的操作者也能够容易地对轮式装载机进行操作。
[0014] 另外，在轮式装载机的移动中，由于工作装置自动地移动到适当的位置，所以与在 轮式装载机的移动后移动工作装置的情况相比，能够使作业效率提高，实现低油耗驾驶。
[0015] 优选的是，在本发明的轮式装载机中，所述作业状态检测机构具备：载荷判别机 构，其判别所述铲斗是否装载有载荷；前进后退判别机构，其判别所述轮式装载机的前进及 后退；在利用所述载荷判别机构判别为有载状态、并且、利用所述前进后退判别机构判别为 后退的情况下，检测所述作业状态为有载后退状态，所述目标设定机构根据所述有载后退 状态来设定所述工作装置的目标位置及所述轮式装载机的移动距离之间的关系，所述工作 装置控制机构在所述作业状态为所述有载后退状态的情况下，使所述大臂及所述铲斗移动 到根据所述移动距离检测机构所检测到的移动距离而求出的所述工作装置的目标位置。
[0016] 优选的是，在本发明的轮式装载机中，所述作业状态检测机构具备：载荷判别机 构，其判别所述铲斗是否装载有载荷；前进后退判别机构，其判别所述轮式装载机的前进及 后退；在利用所述载荷判别机构判别为有载状态、并且、在利用所述前进后退判别机构判别 为前进的情况下，检测所述作业状态为有载前进状态，所述目标设定机构根据所述有载前 进状态来设定所述工作装置的目标位置及所述轮式装载机的移动距离之间的关系，所述工 作装置控制机构在所述作业状态为所述有载前进状态的情况下，使所述大臂及所述铲斗移 动到根据所述移动距离检测机构所检测到的移动距离而求出的所述工作装置的目标位置。
[0017] 优选的是，在本发明的轮式装载机中，所述作业状态检测机构具备：载荷判别机 构，其判别所述铲斗是否装载有载荷；前进后退判别机构，其判别所述轮式装载机的前进及 后退；在利用所述载荷判别机构判别为空载状态、并且、利用所述前进后退判别机构判别为 后退的情况下，检测所述作业状态为空载后退状态，所述目标设定机构根据所述空载后退 状态来设定所述工作装置的目标位置及所述轮式装载机的移动距离之间的关系，所述工作 装置控制机构在所述作业状态为所述空载后退状态的情况下，使所述大臂及所述铲斗移动 到根据所述移动距离检测机构所检测到的移动距离而求出的所述工作装置的目标位置。
[0018] 优选的是，在本发明的轮式装载机中，所述目标设定机构作为与所述有载后退状 态对应的所述大臂的目标位置，从所述有载后退状态的移动开始时的大臂角度到所述轮式 装载机移动距离Ll时所述大臂处于水平的大臂角度，与移动距离成比例地设定大臂角度， 作为与所述有载后退状态对应的所述铲斗的目标位置，设定与所述大臂角度连动而将所述 铲斗维持在倾斜位置的铲斗液压缸长度。
[0019] 优选的是，在本发明的轮式装载机中，所述目标设定机构设定所述有载前进状态 下的目标移动距离即距离L2、没有达到所述距离L2的第一中间距离、在所述第一中间距离 以上且没有达到所述距离L2的第二中间距离，在移动距离没有达到所述第一中间距离的 情况下，作为与所述有载前进状态对应的所述大臂的目标位置，设定所述大臂成为水平的 大臂角度，作为与所述有载前进状态对应的所述铲斗的目标位置，设定将所述铲斗维持在 倾斜位置的铲斗液压缸长度，在移动距离在所述第一中间距离以上且没有达到所述第二中 间距离的情况下，作为与所述有载前进状态对应的所述大臂的目标位置，从移动所述第一 中间距离的时刻的大臂角度到移动所述第二中间距离的时刻达到预先设定的提升定位位 置的大臂角度，与移动距离成比例地设定大臂角度，作为与所述有载前进状态对应的所述 铲斗的目标位置，设定与所述大臂角度连动而将所述铲斗维持在倾斜位置的铲斗液压缸长 度，在移动距离在所述第二中间距离以上且在所述距离L2以下的情况下，作为与所述有载 前进状态对应的所述大臂的目标位置，设定所述提升定位位置的大臂角度，作为与所述有 载前进状态对应的所述铲斗的目标位置，设定将所述铲斗维持在倾斜位置的铲斗液压缸长 度。
[0020] 优选的是，在本发明的轮式装载机中，所述目标设定机构设定所述空载后退状态 下的目标移动距离即距离L2、没有达到所述距离L2的第三中间距离、在所述第三中间距离 以上且没有达到所述距离L2的第四中间距离，在移动距离没有达到所述第三中间距离的 情况下，作为与所述空载后退状态对应的所述大臂的目标位置，设定所述大臂达到预先设 定的提升定位位置的大臂角度，作为与所述空载后退状态对应的所述铲斗的目标位置，从 所述空载后退状态的移动开始时的铲斗液压缸长度到所述轮式装载机移动所述第三中间 距离的时刻所述铲斗达到预先设定的初始位置的铲斗液压缸长度，与移动距离成比例地设 定铲斗液压缸长度，在移动距离在所述第三中间距离以上且没有达到所述第四中间距离的 情况下，作为与所述空载后退状态对应的所述大臂的目标位置，从移动所述第三中间距离 的时刻的大臂角度到从移动所述第四中间距离的时刻的所述大臂成为水平的大臂角度，与 移动距离成比例地设定大臂角度，作为与所述空载后退状态对应的所述铲斗的目标位置， 设定将所述铲斗维持在预先设定的初始位置的铲斗液压缸长度，在移动距离在所述第四中 间距离以上且在所述距离L2以下的情况下，作为与所述空载后退状态对应的所述大臂的 目标位置，从移动所述第四中间距离的时刻的大臂角度到移动所述距离L2的时刻的所述 大臂达到预先设定的下降定位位置的大臂角度，与移动距离成比例地设定大臂角度，作为 与所述空载后退状态对应的所述铲斗的目标位置，设定将所述铲斗维持在预先设定的初始 位置的铲斗液压缸长度。
[0021] 优选的是，在本发明的轮式装载机中，具备：大臂位置检测机构，其检测所述大臂 的当前位置；铲斗位置检测机构，其检测所述铲斗的当前位置；所述目标设定机构根据所 述移动距离检测机构所检测到的当前的移动距离来计算出所述大臂及铲斗的当前的目标 位置，所述工作装置控制机构计算出所述大臂的当前的目标位置与由所述大臂位置检测机 构检测到的当前位置的偏差量、和所述铲斗的当前的目标位置与由所述铲斗位置检测机构 检测到的当前位置的偏差量，基于所述偏差量使所述大臂及所述铲斗移动。
[0022] 优选的是，在本发明的轮式装载机中，具备对所述大臂进行操作的大臂杆和对所 述铲斗进行操作的铲斗杆，所述工作装置控制机构通过加上所述大臂杆及铲斗杆的手动操 作所进行的操作量而使所述工作装置移动。
[0023] 优选的是，在本发明的轮式装载机中，具备对所述大臂进行操作的大臂杆和对所 述铲斗进行操作的铲斗杆，所述工作装置控制机构在加上所述大臂杆及铲斗杆的手动操作 所进行的操作量的情况下，存储所述工作装置移动到目标位置的移动距离，所述目标设定 机构利用在所述工作装置移动到目标位置时存储的移动距离来修正所述工作装置的位置 及所述轮式装载机的移动距离之间的关系中的所述轮式装载机的移动距离。
【附图说明】
[0024] 图1是表示本发明一实施方式的轮式装载机的侧视图。
[0025] 图2是示意性地表示工作装置的驱动机构的说明图。
[0026] 图3是表示工作装置控制器的结构的框图。
[0027] 图4是示意性地说明轮式装载机的V形作业（VシX4 7°作業）的说明图。
[0028] 图5是示意性地说明V形作业的作业工序的说明图。
[0029] 图6是表示V形作业的工作装置控制处理的流程图。
[0030] 图7是表示有载后退状态下的移动距离与工作装置的目标位置之间的关系的曲 线图。
[0031] 图8是表示有载前进状态下的移动距离与工作装置的目标位置之间的关系的曲 线图。
[0032] 图9是表示空载后退状态下的移动距离与工作装置的目标位置之间的关系的曲 线图。
[0033] 图10是表示有载后退状态下的工作装置控制处理的流程图。
[0034] 图11是表示有载前进状态下的工作装置控制处理的流程图。
[0035] 图12是表示空载后退状态下的工作装置控制处理的流程图。
[0036] 图13是表示空载后退状态下的工作装置控制处理的流程图。
[0037] 图14是表示大臂偏差角与目标流量之间的关系的曲线图。
[0038] 图15是表示铲斗偏差长度与目标流量之间的关系的曲线图。
【具体实施方式】
[0039] 【轮式装载机的整体结构】
[0040] 图1是表示本发明实施方式的轮式装载机1的侧视图。轮式装载机1是在矿山等 中使用的大型轮式装载机1。
[0041] 轮式装载机1具备由前部车体2A和后部车体2B构成的车体2。在前部车体2A的 前方（图1中的左方）安装有液压式工作装置3,该液压式工作装置3包括挖掘/装载用的 铲斗31、大臂32、曲拐33、连结杆34、铲斗液压缸35、大臂液压缸36等。
[0042] 后部车体2B具有由厚的金属板等构成的后部车体框架5。在后部车体框架5的前 侧设有供操作者乘坐的箱状的驾驶舱6,并且在后部车体框架5的后侧搭载有未图示的发 动机、被发动机驱动的液压栗等。
[0043] 【工作装置的驱动机构】
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