专利名称：自动操作的挖土机和包括该挖土机的石头压碎系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动操作的挖土机，尤其涉及一种在挖掘包括挖掘阻力很大的岩石和/石头的被采材料的过程中可以根据挖掘阻力的大小自动调整挖掘路径的自动操作的挖土机，还涉及一种利用自动操作的挖土机的岩石压碎系统。
背景技术：
多年来，机械铲被认为是建筑机械的典型例子。在近几年中，当作业为重复一系列从挖掘到运走的简单作业时，机械铲被设计成通过自动操作来完成作业。但是，为了能使机械铲自动操作，有许多必须解决的问题。例如，当机械铲在挖掘作业期间铲斗与岩石、石头或类似物充分接触，并不再可能完成所需的操作时，一熟练操作者可推断出这样一种情况并进行避让操作，使得作业能顺畅地进行下去。为了能使自动操作的挖土机能完成这个动作，需要采取某些措施。
作为在挖掘作业中解决这样一种问题的传统措施，JP 61-9453 B公开了一种用过载检测传感器检测施加在挖掘机臂(arm)和铲斗上的过载的技术，当检测到过载时，悬臂(boom)略微上升，以降低过载，从而继续进行自动挖掘。另一方面，JP4-350220 A公开了一种技术，在挖掘过程中有如下两种情况，即当从连接于用于驱动起重臂、挖掘机臂和铲斗的液压缸的压力传感器传来的至少一个检测值到达预定值或较大，以及由连接于起重臂、挖掘机臂和铲斗的角度传感器决定的至少一个运转速度等于或小于预定值时，就被确定过载了，并转移挖掘路径，以免妨碍挖掘作业。
近几年中，开采中的自动进行岩石压碎作业也在进行中，JP 9-195321 A公开了一种岩石压碎自动装置的技术。在该岩石压碎自动装置中，由推土机堆起的被采岩石由机械铲铲起并被运送到一移动式压碎机，然后产生砂砾。此外，由操作者操作的推土机设置有一自动操作和控制机械铲和移动式压碎机的控制装置，在远离机械铲的一个位置有另一控制装置自动操作和控制机械铲和移动式压碎机。
但是，JP 61-9453 B的技术除了需要有位置检测传感器以检测各个关节(articulation)的位置之外还需要过载检测传感器，此外为进行自动操作的工艺负担是相当大的。另一方面，JP 4-350220 A的技术需要多种传感器，还需要根据传感器检测的数据进行计算，导致了用于装在自动操作的机械铲的控制装置的计算负担增加了。此外，当缓慢操作自动操作的机械铲时，其操作速度可能低到难以与过载时的低速相区分，导致了可能具有过载检测不真实的问题。另外，当铲斗开始接触岩石、石头或类似物时，每一液压缸的压力增加。如果岩石、石头或类似物因最终的撞击而开始移动，则压力下降。这种压力也可能导致检测不真实的潜在的问题。还有，用这样的压力传感器和操作速度检测过载的诸方法，实际上是难以确定指示过载的压力值的大小和操作速度的大小。
在JP 9-195321 A中公开的岩石压碎装置中，机械铲是这样的，用预先存储的指令铲起由推土机堆起的被采岩石。为了能使机械铲有效铲起被采岩石，就必须操作推土机，使得被采岩石被堆起到机械铲能操作的范围。此时，推土机上的操作者必须注意推土机与机械铲之间的距离来控制推土机，以保持推土机不与进行铲起岩石的机械铲的前部相碰。此外，当机械铲铲起被采岩石时，必须暂停推土机将被采岩石堆到机械铲作业范围中的作业，以免碰到机械铲的前部。还存在的另一个问题是，当机械铲作业范围中的被采岩石的量变少时，机械铲的作业不得不暂停，以便推土机将被采岩石堆起。因此，岩石破碎装置便不能有效稳定地进行岩石压碎作业。
鉴于上述各种问题，本发明的一个目的是提供一种自动操作的挖土机，在挖掘过程中，用一简单的方法使它能避开障碍物，而不需要一专门的系统在挖掘过程中检测过载状态，它还能提高使用该自动操作的挖土机的岩石压碎系统的效率。
发明公开为了实现上述目的，权利要求1的发明的特征在于在一自动操作挖土机，它包括一机械铲和一设置在机械铲上的、使机械铲再现一系列从挖掘到倾倒的示教操作的自动操作控制器，自动操作控制器设置有一定位确定装置，用于确定机械铲是否已到达与为机械铲的各个示教位置分别设定的各个定位精确度相对应的那一个的所预定的定位范围之内；以及，当确定机械铲已到达预定定位范围之内时，自动操作控制器输出下一个示教位置作为目标位置。
权利要求2的发明的特征在于在权利要求1的发明中，在从挖掘开始到挖掘结束的再现操作过程中，自动操作控制器在输出一个示教位置作为一目标位置之后，根据诸示教位置中的下一个输出一目标位置，而不是用定位确定装置进行确定。
权利要求3的发明的特征在于在一自动操作挖土机中，它包括一机械铲，该机械铲设置有若干螺线管操作的方向控制阀，用于操作可至少驱动一悬臂、一臂和一铲斗的若干液压缸和一用于驱动旋转上部结构的液压马达，还设置有分别检测旋转上部结构与悬臂之间、悬臂与臂之间和臂与铲斗之间的角度的角度检测器；一依次阅读和输出已被示教和存储的示教位置数据的示教位置输出装置；一伺服预处理装置，用于输入有示教位置数据和用内插在示教位置数据之间的位置数据输出目标位置数据，以使机械铲平稳操作；以及一伺服控制装置，用于输入有目标位置数据和将控制信号输出到螺线管操作的方向控制阀，控制机械铲到一目标位置，其特征在于，自动操作控制器设置有一定位确定装置，用于确定机械铲是否已到达与为机械铲的各个示教位置分别设定的各定位精确度相对应的那一个的所预定的定位范围之内；以及，当确定机械铲已到达预定定位范围之内时，自动操作控制器根据来自伺服预处理部的下一个示教位置数据输出目标位置数据到伺服控制部。
权利要求4的发明的特征在于在权利要求3的发明中，自动操作控制器设置有一计算装置，用于与为各个示教位置分别设定的各定位精确度相对应的那一个，分别计算旋转上部结构、悬臂、臂和铲斗的定位精确度，定位确定装置确定旋转上部结构、悬臂、臂和铲斗是否已分别到达根据定位精确度预定的各自对应定位范围之内。
权利要求5的发明的特征在于在权利要求3和4中的任何一项的发明中，在从挖掘开始到挖掘结束的再现操作过程中，伺服预处理部在输出对应于示教位置数据的最后目标位置数据之后，根据下一个示教位置数据输出目标位置数据，而不是用定位确定装置进行确定。
权利要求6的发明的特征在于在权利要求1、3和4的任何一项的发明中，在为从挖掘开始到挖掘结束的各个示教位置设定的定位精确度中，除在挖掘开始位置和挖掘结束位置之外的示教位置的定位精确度设定成比挖掘开始位置和挖掘结束位置的定位精确度要低。
权利要求7的发明的特征在于在权利要求1、3、4和6的任何一项的发明中，为在挖掘操作中各个示教位置设定的定位精确度要比为倾倒操作中各个示教位置设定的定位精确度低。
权利要求8的发明的特征在于在权利要求至7中的任何一项的发明中，可以用设置在机械铲上的或设置在远离机械铲的一个位置上的操作装置随意设定为各个示教位置设定各定位精确度。
权利要求9的发明的特征在于一方法，这种方法用于自动操作一自动操作挖土机，使机械铲再现一系列范围从挖掘到运送的示教操作，该方法包括如下步骤(1)发布诸示教位置和在所述示教位置的再现操作的速度及定位精确度的命令，以使机械铲再现操作；(2)计算内插在所述示教位置与先于所述示教位置的若干示教位置之间的诸目标位置，使再现操作平稳；(3)接连发布目标位置的命令；(4)确定诸目标位置中的一个最后目标位置(所述最后目标位置对应于示教位置)的命令是否已被命令，当最后目标位置的命令被确定为未发布时，进行第三步骤，直到最后目标位置的命令被发布为止；(5)当确定最后目标位置的命令在第四步骤中已发布，确定在示教位置的定位精确度是否不小于一预定值；(6)当在第五步骤中确定定位精确度不小于预定值时，确定一当前位置是否已到达根据定位精确度预定的一定位范围之内，当未确定当前位置已到达定位范围之内时，重复确定，直至确定当前位置已到达定位范围之内；以及(7)当在第五步骤中未确定定位精确度不小于预定值时，或当在第六步骤中确定当前位置已到达定位范围之内时，发布一紧挨在上述示教位置之下的一个示教位置和一在下一个示教位置的再现操作速度以及定位精确度的命令。
权利要求10的方法的特征在于在一自动操作挖土机中，该挖土机包括机械铲和一设置在机械铲上的使机械铲再现一系列从挖掘到倾倒的示教操作的自动操作控制器，自动操作控制器设置有一延迟装置，使得自从在自挖掘开始到挖掘结束的再现操作过程中输出示教位置作为目标位置的一预定时间消逝之后，自动操作控制器输出下一个目标位置数据。
权利要求11的发明的特征在于在一自动操作挖土机中，它包括一机械铲，该机械铲设置有若干螺线管操作的方向控制阀，用于操作可至少驱动一悬臂、一臂和一铲斗的若干液压缸和一用于驱动旋转上部结构的液压马达，还设置有分别检测旋转上部结构与悬臂之间、悬臂与臂之间和臂与铲斗之间的角度的角度检测器；一依次阅读已被示教和存储的示教位置数据和输出它作为目标位置数据的目标位置输出装置；一伺服预处理装置，用于输入有目标位置数据、输出目标位置数据，还输出内插目标位置数据，以使机械铲能平稳操作；以及一伺服控制装置，用于输入有各自目标位置数据和将控制信号输出到螺线管操作的方向控制阀，以将机械铲控制到一目标位置，目标位置输出装置设置有一延迟装置，使得自从在自挖掘开始到挖掘结束的再现操作过程中、将示教位置作为目标位置数据从伺服预处理装置输出到伺服控制部起的一预定时间消逝之后，目标位置输出装置输出下一个目标位置数据。
权利要求12的发明的特征在于在权利要求10和11中的任何一项的发明中，由延迟装置设定的预定时间是在轻负荷或无负荷的时间中，在输出示教位置作为目标位置数据之后，机械铲到达目标位置数据的目标位置的时间设定的。
权利要求13的发明的特征在于在一生产压碎石头的岩石压碎系统中，该岩石压碎系统设置有一被采岩石堆积场地，用于堆积从装入被采岩石的装料高度往下倾卸的被采岩石；一挖土机，用于铲起堆积在被采岩石堆积场地的被采岩石并将它们送走；以及一压碎机，用于将从挖土机运送来的被采岩石压碎成压碎石头。
权利要求14的发明的特征在于在一生产压碎石头的岩石压碎系统中，该岩石压碎系统设置有一运输被采岩石的被采岩石运输设备；一被采岩石堆积场地，用于堆积从被采岩石装在被采岩石运输设备的装料高度往下倾卸的被采岩石；一挖土机，用于铲起堆积在被采岩石堆积场地的被采岩石并将它们送走；以及一压碎机，用于将从挖土机运送来的被采岩石压碎成压碎石头。
权利要求15的发明的特征在于在一生产压碎石头的岩石压碎系统中，该岩石压碎系统设置有一运输被采岩石的被采岩石运输设备；一被采岩石堆积场地，用于堆积从被采岩石装在被采岩石运输设备的装料高度往下倾卸的被采岩石；一挖土机，用于自动进行工作以铲起已堆积在被采岩石堆积场地的被采岩石并将它们送走；一压碎机，用于将从挖土机运送来的被采岩石压碎成压碎石头；以及一遥控操作系统，用于对挖土机的自动操作进行遥控操作和控制。
权利要求16的发明的特征在于在权利要求13至15的任何一项的发明中，被采岩石堆积场地的底部表面位于安装挖土机的平面之下。
权利要求17的发明的特征在于在权利要求13至15的任何一项的发明中，被采岩石堆积场地的底部表面基本上位于与安装挖土机相同的平面。
权利要求18的发明的特征在于在一生产压碎石头的岩石压碎系统中的被采岩石堆积场地，被采岩石堆积场地具有一堆积被采岩石的底部；一引导已从被采岩石运输设备中倾卸下的被采岩石至所述底部的第一导向壁；以及一第二导向壁，它允许在用挖土机铲起被采岩石以将它转移到压碎机之后剩下的被采岩石返回到底部。
权利要求19的发明的特征在于在权利要求18的发明中，底部表面位于安装挖土机的平面之下。
权利要求20的发明的特征在于在一生产压碎石头的岩石压碎系统中的被采岩石堆积场地，被采岩石堆积场地具有一堆积被采岩石的底部和一将已从被采岩石运输设备中倾卸下的被采岩石引导到底部的导向壁。
权利要求21的发明的特征在于在一生产压碎石头的岩石压碎工艺，岩石压碎工艺包括如下步骤将装在被采岩石运输设备中的被采岩石倾卸到其底部表面在安装挖土机的平面之下的被采岩石堆积场地；用一挖土机铲起已堆起在被采岩石堆积场地的被采岩石，并将它们送到一压碎机中；用压碎机将被采岩石压碎，以生产出压碎石头。
附图简要说明
图1是一示意图，它示出了本发明第一实施例的一自动操作挖土机的主体和用该自动操作挖土机进行的工作类型的一个例子。
图2是一方块图，它示出了一安装在驾驶室内的装置的控制系统，驾驶室安装在第一实施例的自动操作挖土机的主体上，还示出了一设置在一控制箱中的示教/再现系统的主装置的控制系统。
图3是一方块图，它详细示出了第一实施例的一自动操作控制器的功能结构。
图4是一示意图，它示出了存储在图3中所示的一示教位置存储部中的示教位置数据的一个例子。
图5是一示意图，它示出了存储在图3所示的一再现命令存储部中的再现命令的一个例子。
图6是一示意图，它示出了各个关节的大小和角度，其中，第一实施例的自动操作挖土机主体的悬臂的一枢点设定为原点O。
图7是一示意图，它示出了第一实施例的自动操作挖土机主体的一挖掘开始位置P1、一中间挖掘位置P2和一挖掘结束位置P3。
图8是一流程图，它示出了第一实施例的自动操作挖土机进行再现操作的程序。
图9是一方块图，它示出了本发明第二实施例的一自动操作控制器的功能结构的细节。
图10是一示意图，它示出了存储在图9所示的一再现命令存储部503中的诸再现命令中的一个例子。
图11是一示意图，它示出了第二实施例的一自动操作挖土机避让诸如岩石或石头的障碍物的一方法。
图12是一示意图，它示出了本发明第三实施例的一岩石压碎系统的总体结构和该岩石压碎系统进行的工作类型。
图13是一方块图，它示出了第三实施例的岩石压碎系统的控制系统。
图14是一示意图，它示出了第三实施例的另一岩石压碎系统的总体结构和该岩石压碎系统进行的工作类型。
图15是一示意图，它示出了第三实施例的又一岩石压碎系统的总体结构和该岩石压碎系统进行的工作类型。
实施本发明的最佳模式首先结合图1至8描述本发明的第一实施例。
图1是一侧视图，它示出了每一实施例的自动操作的挖土机并举例说明通过自动推移而进行作业的类型。
该图示出了挖掘堆积在堆料场2的被采岩石并把它搬运到此后要描述的压碎机3中的自动操作的挖土机主体1；压碎从自动操作的挖土机主体1搬运来的被采岩石的压碎机3；以及一设置在一预定位置的控制箱4，用于通过自动操作的挖土机主体1而进行重复生产。
自动操作的挖土机主体1由如下几部分构成一移动基体10；一可旋转地设置在移动基体10上的旋转上部结构11；一可枢转地安装在旋转上部结构11上的悬臂12；一可枢转地安装在悬臂12一自由端上的臂13；一可枢转地设置在臂13一自由端上铲斗14；分别用于可枢转地操作悬臂12、臂13和铲斗14的液压缸15、16、17；一设置在旋转上部结构11上的驾驶室18和用于与控制箱4发送/接收信号的天线19。
此外，自动操作的挖土机主体1还设置有一检测旋转上部结构的旋转角度的角度传感器111、一检测悬臂12相对于旋转上部结构11的枢转角度的角度传感器112、一检测臂13相对于悬臂12的枢转角度的角度传感器113和一检测铲斗14相对于臂13的枢转角度的角度传感器114。
另一方面，压碎机3由如下几个部分构成一移动基体30、一料斗31、一压碎部32和一传送装置33，编号34表示被压碎机3压碎的石头。
控制箱4由一立架40和一示教/再现操作系统主装置41构成，所述主装置固定在立架40上。示教/再现操作系统的主装置41设有一启动开关411、一止动开关412、一紧急事件止动开关413、一与示教/再现操作系统主装置41机械和电气连接的并可在示教时操作的示教操作装置414、一显示示教结果等等的显示器419和一与自动操作的挖土机主体1的天线19发送/接收信号的天线415。
图2是一方块图，它示意性地示出了安装在自动操作的挖土机主体1上的安装在驾驶室内的装置5的控制系统以及控制箱4中的示教/再现操作系统主体41的控制系统，它们都图示在图1中。
该图示出了一可在再现时操作的再现操作部分416；一用于产生适用于输出信号的预定信号的命令产生部417，所述信号从示教操作装置414或再现操作部分416输出到随后将要描述的自动操作控制器50；以及在示教/再现操作系统主体41与自动操作控制器50之间进行的发送/接收信号的无线电通讯装置418、54。顺便提及，命令产生部417由一使用微机的普通控制器构成，并具有产生与输入信号对应的命令编码的功能。
以编号5标出的是安装在驾驶室内的装置，它包括主要由一计算机构成的并用于对自动操作的挖土机的自动运行进行多种控制的自动操作控制器50；由从自动操作控制器50输出的驱动电流操纵的比例电磁阀51；由从比例电磁阀51输出的液压信号控制的控制阀52，用于控制要供给致动器的流体数量或压力；诸如液压缸15、16、17的致动器53，用于操纵自动操作的挖土机主体1中各个关节；以及一示教操作装置414’。用其余编号示出的部分与图1中示出的类似编号的对应部分相同。
在该图中，示教操作由来自一般安装在驾驶室18中的示教操作装置414’的一个操作指令进行。根据该操作，向自动操作控制器50输入各个角度传感器111-114的检测值，并进行计算，将计算结果作为预定存储区中的示教位置数据(taught position data)存储(随后将对此进行描述)。此外，根据来自示教操作装置414或414’的一个操作指令，设定一在再现时用的再现命令并存储在预定存储区。顺便提及，该图示出了与驾驶室18中的示教操作装置414’分离、并安装在示教/再现操作系统主装置41上的示教操作装置414。
再现时，开启再现操作部416的启动开关411，由此，命令产生部417产生的预定信号通过天线415、19传输到自动操作控制器50，这样，再现的处理开始了。再现处理开始时，自动操作控制器50阅读存储的示教位置数据，驱动电流输到比例电磁阀51，使旋转上部结构11、悬臂12、臂13和铲斗14运转，当示教位置数据与从角度传感器111-114获得的它们当前位置的信息相比时，使得这些部件的位置开始与示教位置数据相一致。然后比例电磁阀51通过控制阀52控制对应的致动器53，从而完成由自动操作的挖土机主体1进行的再现操作。
图3是一方块图，它示出了图2所示的自动操作控制器5的实施例的功能性构造。
该图示出了一当前位置计算部501，该部将角度传感器111-114检测的角度信号换算成当前位置数据；一示教处理部502，该部输出从当前位置计算部501中获得的自动操作的挖土机主体1的当前位置，作为根据示教操作装置414或414’的一个操作指令示教时的示教位置数据；一再现命令存储部503，该存储部中存储了在再现时指令各种操作的命令，所述操作由示教处理部502根据来自示教操作装置414或414’的命令设定；一示教位置存储部504，用于存储从示教处理部502输出的示教位置数据；一命令解释程序部505，当它被来自再现操作部416的激励信号驱动时，它就相继解释存储在再现命令存储部503中的再现命令，并指令从示教位置存储部504中输出预定的示教位置数据；一示教位置输出处理部506，根据命令解释程序部505的指令输出处理来自示教位置存储部504的示教位置数据；一伺服预处理部507，根据来自示教位置输出处理部506的示教位置数据准备和输出内插在示教位置数据之间的目标位置数据，换句话讲，以某一在一给定开始点(一当前位置或一示教位置)与一结束点(一示教位置)之间的恒定间隔进行插入计算，以准备时间序列数据(time series data)并接连将该时间序列数据作为目标角度值输到一伺服控制部508，使得自动操作的挖土机主体1能够在各个示教位置之间平稳操作；以及，伺服控制部508，用于将由伺服预处理部507输出的内插目标位置数据与从当前位置计算部501输出的当前位置数据作比较，然后输出驱动电流，使得自动操作的挖土机主体1的各个关节能够分别被控制到预定的位置。
图中还示出了一定位基准值存储部509，用于存储用作设定各个关节的定位精确度的基准；一定位精确度计算部510，它由伺服预处理部507的指令控制，从而根据存储在定位基准值存储部509中的对应基准值和对应的示教位置所显示的定位精度来计算和确定每一示教位置的各个关节的定位精确度；以及一定位确定部511，它由伺服预处理部507的指令所控制，以确定各个关节是否到达各自示教位置的定位范围之内。其余编号所指示的部分与图2中所示的类似编号的对应部分相同。
图4是一示意图，它示出了存储在图3中的示教位置存储部504中的示教位置的一个例子。
在该图中，P1-Pn对应于示教位置，还对应于随后要描述的再现命令标号(label)P1-Pn以及旋转上部结构角度、悬臂角度、臂角度和铲斗角度的角度值，设定所述值，假定这些值由自动操作的挖土机在各自示教位置的对应部分获得。
图5是一示意图，它示出了再现命令的一个例子，这些再现命令与该实施例有关并存储在再现命令存储部503中。
在该图中，L1代表一行标号(row label)，而不是一个命令。V表示指示一移动速度的命令，其值越大，移动速度越高。PAC(位置的精确度)是一个指示移动定位精确度的命令。由于自动操作的挖土机移到一预定的示教位置不容易，当自动操作的挖土机已到达其值所示的定位精确度的这样一个范围之内时，用PAC来确定自动操作的挖土机已到达了示教位置。当这个值变得越大时，跟踪示教位置就需要更精确。每个MOVE是指示移动到一被指示的示教位置的命令，P1-Pn是指示MOVE命令的各个角度的角度信息的标号。例如，MOVE P1指示自动操作的挖土机应该移动到图4所示的位置号P1，而不是存储在示教位置存储部504中的示教位置。GOTO L1是指示再从行标号L1开始执行。
参阅图3，下面将根据该实施例描述自动操作的挖土机的操作。
根据示教操作装置414或414’进行示教操作。一般而言，示教操作装置414’安装在自动操作的挖土机主体1的驾驶室18内，因此，由驾驶室进行示教操作。
当示教操作装置414’安装在驾驶室18内并进行示教操作时，其指令输入到示教处理部502。在示教处理部502，当前位置数据由当前位置计算部501输入，由此，产生对应于各个示教位置的再现命令和示教位置数据。如此产生的再现命令和示教位置数据分别存储在再现命令存储部503和示教位置存储部504中。
当开启启动开关411时，命令解释程序部505响应一启动命令，接连读取存储在再现命令存储部503中的再现命令，从而进行一再现操作。当再现命令是一MOVE命令时，对应的参数从示教位置存储部504输到示教位置输出处理部506中，然后传输到伺服预处理部507。
伺服预处理部507进行角度的插入计算，使得各个关节以命令解释程序部505给出的目标速度操作，而且目标角度值输到伺服控制部508。在伺服控制部508中，根据在当前位置计算部501中计算的当前位置数据和从伺服预处理部507输出的目标角度值进行传统的反馈控制，由此，输出操作诸比例电磁阀51的驱动电流。用这些驱动电流来控制控制阀52，以将压力流体以预定的速度送到致动器53中，使得自动操作的挖土机主体1的各个关节被驱动。
另一方面，定位精确度计算部510以存储在定位基准值存储部509中的对应基准值为各个关节计算定位精确度，所述定位精确度对应于每个示教位置所给出的定位精确度。
当伺服预处理部507中的插入计算到达最后的目标位置(例如，在MOVE P2情况中的P2)，最后目标位置数据输出到伺服控制部508时，定位确定部511根据来自伺服预处理部507的指令确定各个关节的当前位置是否已到达根据定位精确度计算部510为各个关节计算的定位精确度设定的它们对应的定位范围之内。如果作为确定结果没有发现各个关节到达对应定位范围之内，伺服预处理部507继续向伺服控制部508输出上述的最后目标位置。如果发现各个关节已到达对应的定位范围之内，伺服预处理部507终止最后目标位置的输出，并进行在从示教位置输出处理部506中输出的示教位置(P2)与下一个示教位置(P3)之间的插入计算。
下面将结合图6至7描述自动操作的挖土机主体在挖掘过程中的操作。
图6是一示意图，它示出了自动操作的挖土机主体1的各个关节的尺寸和角度，其中悬臂12的枢点定为原点O，它还示出了自动操作的挖土机主体1的地面G、悬臂长度Lbm、臂长度Lam、铲斗长度Lbk、旋转上部结构11与移动基体10一起形成的角度θsw、形成在一水平轴X与悬臂12之间的角度θbm、形成在悬臂12与臂13之间的θam、以及一形成在臂13与铲斗14之间的角度θbk。
图7是一示意图，它相对于作为一中心的原点O示出了自动操作的挖土机主体1的挖掘启动位置P1、中间挖掘位置P2和挖掘结束位置P3，还示出了在P1的臂角度θampl、在P2的臂角度θamP2和在P2的臂的定位范围θamP2PAC。
根据P1→P2→P3的顺序进行再现操作，P1→P2被设计成仅仅由臂的收拢动作(arm crowding)构成。
首先，当进行从P1至P2的操作时，存储在再现命令存储部503中的以下的命令通过图3所示的命令解释程序部505输到伺服预处理部507。
V＝90 (1)PAC＝0 (2)
MOVE P2 (3)其中，公式(1)中的V是一指示上述速度的命令。在这种情况下，在伺服预处理部507引导插入计算，使得臂以一臂的最大速度的90％的速度操作。此外，公式(2)中的PAC是一个指示上述一个中间挖掘位置P2的定位精确度的命令。以在各个示教位置P1、P2、P3…….中的定位精确度值PAC以及存储在定位基准值存储部509中的旋转上部结构、悬臂、臂和铲斗的各个关节的定位基准值θswPAC、θbmPAC、θamPAC、θbkPAC为基础在定位精确度计算部510中为旋转上部结构、悬臂、臂和铲斗的各个关节计算定位精确度。
现在，例如当PAC＝100时，在P2的臂的定位精确度θamP2PAC计算如下θamP2PAC＝{1+(100-PAC)/10}θamPAC＝θamPAC (4)当PAC＝50时，θamP2PAC＝{1+(100-PAC)/10}θamPAC＝6θamPAC (5)当PAC＝0时，θamP2PAC＝{1+(100-PAC)/10}θamPAC＝11θamPAC (6)但是，在这个实施例中，当PAC＝0时，且当伺服预处理部507中插入计算已到达最后的目标位置(P2)时，在定位确定部511不进行确定，即，对于P1与P2之间的位置不进行确定，对应关节的当前位置被定位，并立即进行P2与P3之间的插入计算。
在这个实施例中，根据上述公式(4)-(6)的关系用其对应的定位精确度和定位基准值来确定每个关节的定位精确度。但是，还可以根据需要而不是用这些关系表达式来设定它。顺便提及，以类似于θamP2PAC的方式来确定其余关节的定位精确度θbmP2PAC、θamP2PAC、θbkP2PAC。
当最后的目标位置从伺服预处理部507输出到伺服控制部508时，以各自关节的如此计算的定位精确度为基础在定位确定部511对自动操作挖土机主体是否到达定位范围进行确定。即，即使在最后目标值已被输出之后，悬臂、臂、铲斗等等的各个关节仍然以相对于它们的最后目标位置的延迟沿各自的轨迹前进。就所述臂而言，例如当PAC＝50时，根据公式(5)确定臂的关节是否达到θamP2±6θamP2PAC的定位范围之内。如果定位范围未被确定已达到，伺服预处理部507继续输出最后的目标位置到伺服控制部508，使得自动操作的挖土机主体1的各个关节分别继续朝最后目标位置移动。如果自动操作的挖土机主体1的各个关节被确定已到达上述定位范围之内，就停止最后目标位置的输出，并且开始在中间挖掘位置P2至下一个挖掘结束位置P3之间的插入计算，以输出内插新目标值，由此，各个关节开始分别朝新的位置移动。
在这个实施例中，鉴于如下的可能性，即当从挖掘启动位置P1朝中间挖掘位置P2移动时，由于岩石或石头，可能会遭到较大的挖掘阻力，中间挖掘位置P2可能难以到达，所以将中间挖掘位置P2的定位精确度设定在例如PAC＝0。结果，当伺服预处理部507输出一最后目标位置P2时，即刻进行从P2朝P3的插入计算。当各个关节运转，分别朝内插新目标值移动时，就可避免这样一种情况，即由于过度急切跟踪目标位置P2而可能遭到诸如岩石或石头的障碍物的阻力，使挖掘中断。因此P1→P2→P2的操作能在不中断的情况下平稳地进行。
在这个实施例中，对于挖掘结束位置P3设定PAC＝80，以一高的精确度指定铲斗的收拢位置(crowded position)，从而避免被挖掘的物料落下。此外，如果在压碎机漏斗之上倾倒被挖掘的物料时需要精确的定位，通过提高定位精确度PAC的数值和使定位范围变窄，定位就可有足够的精确度。
下面，结合图8所示的流程图来描述自动操作控制器50中的有关在各个位置的再现操作的程序(在该举例中，从示教位置P1至示教位置P3)。
如果最后目标位置P1从伺服预处理部507输出之后在定位确定部511中确定每一关节已到达其对应定位范围之内(尽管该确定在流程图中未示出)，在步骤1首先将示教位置、V＝90、PAC＝0和MOVE P2的再现命令输到再现存储部503中。随后在步骤2，定位精确度计算部510计算每一关节的定位精确度。然后在步骤3，在伺服预处理部507的P1与P2之间进行插入计算，在步骤4，将插入计算获得的目标位置输到伺服控制部508，从而使每一关节在伺服控制下操作。然后在步骤5中确定作为步骤3中插入计算的结果输出的目标位置的最后目标位置(P2)是否已输出。这里，如果没有确定内插目标位置已到达最后目标位置，程序回到步骤4，将插入的目标位置输到伺服控制部508，直到最后目标位置(P2)作为一内插目标位置输出。当最后目标位置输出到伺服控制部508时，步骤6确定示教位置(P2)的定位精确度PAC大于根据需要所设定的与确定值。如果定位精确度PAC是否大于预确定值S，在步骤7以在步骤2中计算的每一关节的定位精确度为基础确定关节是否已到达最后目标位置(P2)预确定的其定位范围。具体描述了确定各个关节是否已分别达到θswP2±θswP2PAC、θbmP2±θbmP2PAC、θamP2±θamP2PAC和θbkP2±θbkP2PAC之内。如果各个关节未被确定已到达最后目标位置(P2)的它们对应预确定的位置范围，重复步骤7的处理，直至各个关节到达最后目标位置(P2)的它们对应预处理定位范围之内。当各个关节被确定已到达最后目标位置(P2)的它们的对应定位范围之内时，程序进到步骤8。定位精确度PAC小于如果在步骤6中预定值S，例如当如步骤1中所示设定PAC＝0时，步骤7中关于各自定位范围是否到达的确定不能进行，程序就进到步骤S8，以便立即输出下一个示教位置P3的再现命令。那以后，重复类似于前面步骤1的处理程序的处理，继续再现操作。
如上所述，根据该实施例，在挖掘中间位置P2的自动操作挖土机的每个关节的定位精确度设定得比较低(PAC＝0)，并且当伺服预处理部507输出最后目标位置(P2)作为插入计算的结果时，不论跟踪关节被定位在挖掘开始位置P1与中间挖掘位置P2之间的哪一个位置，立即将每个关节伺服控制到内插在中间挖掘位置P2与挖掘结束位置P3之间的一新的目标位置，而不是控制到最后目标值P2。由于此，即使在挖掘开始位置P1与中间挖掘位置P2之间有一个具有大的挖掘阻力的障碍物，诸如岩石或石头，将从挖掘开始位置P1朝向中间挖掘位置P2的方向转移到从中间挖掘位置P2朝挖掘结束位置P3的方向，由此能够使自动操作的挖土机主体1自动避让障碍物并继续再现操作，而不会中断。
在该实施例中，当伺服预处理部507输出最后目标位置(P2)作为插入计算的结果时，每个跟踪关节定位于挖掘开始位置P1与中间挖掘位置P2之间的一个位置。当在挖掘开始位置P1与中间挖掘位置P2之间的待挖掘物料是挖掘阻力较小的物料时，由于挖掘阻力小，每一关节的延迟也小。因此，每一关节的当前位置定位在接近最后目标位置(P2)的一个位置。因此，就能跟随示教位置P1、P2、P3……以高挖掘精确度进行挖掘。
下面结合图9和图11描述本发明的第二实施例。
图9是方框图，它示出了图3所述的自动操作控制器50的该实施例的功能结构细节。
编号509表示一个计时器，用于对在接受一来自命令解释程序部505的指令时的预定时间进行计数，并向该命令解释程序部505发送一答复。其余部分与图3所示的类似编号的那些部分相同，因此，在此省略对它们的描述。
图10是一示意图，它示出了该实施例的存储在图3所示的再现命令存储部503中的再现命令的一个例子。
在该图中，PAC(位置精确度)是一指定已描述过的移动定位精确度的一个命令。在该图中，设定PAC＝0，使定位精确度较小，这样挖掘工作平稳地进行，由此，即使在目标位置与当前位置之间具有相当的差异，也能完成移动。
WAIT是一指示一备用的预确定时间的命令。示教位置数据P3从伺服预处理部507输到伺服命令部508之后，输出信息传输到命令解释程序部505中。如果一WAIT命令已设定，命令解释程序部505向计时器509输出一由WAIT命令指定的预置时间，该预置时间过去之后，计时器509向命令解释程序部509输出一完成应答。当输出完成应答时，命令解释程序部509使伺服预处理部507将插入在示教目标位置数据P3与示教目标位置数据P4之间的目标位置数据从伺服预处理部507输出到伺服控制部508中，以进行伺服控制，使得自动操作的挖土机主体1朝目标位置数据P4移动。预置时间设定在一个在轻载荷状态或无载荷状态下根据从伺服预处理部507输出的示教目标位置数据运行的时间，运行时间一直到自动操作的挖土机主体1实际到达目标位置数据的目标位置为止。其余的命令与图5所示的对应的命令相同，在此省略对它们的描述。
下面将结合图11描述本实施例的自动操作的挖土机主体1避让诸如岩石或石头障碍物的操作。
图11(a)是一示意图，它示出了当PAC≠0时的一铲斗自由端的目标位置和其路径，图11(b)是一示意图，它示出了当PAC＝0时的一铲斗自由端的目标位置和其路径，图11(c)是一示意图，它示出了当PAC＝2并有一WAIT命令时的铲斗自由端的目标位置和其路径。在这些示意图中，Px、Px+1和Px+2根据存储在示教位置存储部53中的示教位置数据指示目标位置，p1、p2、p3……指定根据示教位置计算的内插目标位置，p1’、p2’、p3’....表示铲斗自由端实际通过的位置。
首先，存放预处理部507通过角度传感器111-114、当前位置计算部501和伺服控制部508获得和拥有当前位置数据Px。其次，从示教位置输出处理部506读取示教位置数据Px+1作为一目标，并计算该两个数据之差c，例如1/8的差。将位置数据Px+差c/8作为位置数据输到伺服控制部508。然后伺服预处理部507将位置数据Px+差2c/8输出到伺服控制部508。此后重复类似的处理，由此，位置数据Px+差c(＝示教位置数据Px+1)输出到伺服控制部508。
但是，在实际伺服控制中，例如，即使当一移动命令作为一目标从伺服控制部56输出到比例电磁阀51中时，铲斗的自由端跟踪也有一延迟。当PAC设定在一如图11(a)所示的除0之外的一预定值时，即使从伺服控制部508输出目标位置Px+1，当铲斗自由端的当前位置仍然定位在Px与Px+1之间的一个位置时，伺服控制朝目标位置Px+1进行。当铲斗自由端移动并到达图11(a)所示的对应于PAC的预定值的圆圈之内时，Px+1不再用作一目标位置，并朝作为一目标的被计算的内插目标位置p1进行伺服控制。
这样，通过将PAC值设定成一合适的值，再现就能精确地进行。即使当铲斗开始与诸如岩石或石头的障碍物接触，而且在目标位置Px+1的输出时间中变得不再移动，铲斗的当前位置仍然在Px与Px+1之间的一个位置，而没有到达图11(a)中的圆圈之内，但可尝试着眼于使铲斗进一步朝目标位置Px+1移动，铲斗可能停在那里并可能没能避开障碍物。
当PAC的值设定在如图11(b)的0时，即使铲斗自由端的当前位置仍然位于Px与Px+1之间的任何位置上，在伺服控制部508已计算了目标位置Px+1的时间点上，在示教目标位置Px+1与下一个目标位置Px+2之间开始内插处理，由此依次设定内插目标位置p1、p2....。所以，铲斗自由端被伺服控制，朝向内插目标位置p1、p2....，而不会朝向目标位置Px+1移动。当PAC设定在0时，铲斗自由端(不同于图11(a)的情况)在它到达由PAC值确定的预定圆圈之内之前没有被伺服控制朝向目标位置Px+1。如果铲斗开始与诸如岩石或石头的障碍物接触，使移动变得困难时，目标位置改变成p1、p2....，并因此使铲斗通过点p1’、p2’、p3’，由此就可避开诸如岩石或石头的障碍物。
由于在上述情况中PAC设定在0，所以诸如岩石或石头的障碍物在上述的挖掘过程中可被避开。但是如图所示，铲斗自由端不经过目标位置Px+1，而是经过内插目标位置p1、p2....(尽管它应该基本上通过它们)。因此，不可能使铲斗精确地进行工作。
因此，在该实施例中，当具有撞击诸如岩石或石头的障碍物的潜在问题时，设置PAC＝0和WAIT的命令。结果，如果铲斗自由端的当前位置在目标位置Px+1作为一目标已从伺服控制部508中输出的时间点上仍然位于Px与Px+1之间的任何位置(位置A)，目标位置Px+1通过WAIT设定的预定时间的目标点而被保留，而不是开始在目标位置Px+1与下一个目标位置Px+2之间的内插处理，以设定下一个目标位置。在该时间过程中，铲斗朝目标位置Px+1移动，预定时间消逝(位置B)之后，开始目标位置Px+1与下一个目标位置Px+2之间的内插处理，以设定内插目标位置p1、p2....。从该时间点起，伺服控制铲斗自由端，使它朝向被依次内插的目标位置p1、p2....，而不朝目标位置Px+1移动。
如上所述，在该实施例中，如果铲斗自由端在示教目标位置Px+1已被输出的时间点中仍然位于Px与Px+1之间的任何位置，在等待一预定时间之后开始内插处理，而不是立即开始下一个目标位置的内插处理，在这时间过程中，铲斗被如此伺服控制，即朝向目标位置Px+1。如果没有诸如岩石或石头的障碍物，由于铲斗自由端能够通过接近目标位置Px+1的一个位置而能使铲斗进行作业，由此就能高精确地进行再现操作。即使铲斗开始与诸如岩石或石头的障碍物接触并变得不能再移动，但当预定时间消逝时，目标位置从目标位置Px+1变为内插目标位置p1、p2....。因此，可以避开诸如岩石或石头的障碍物。
下面将根据图12至图15描述本发明第三个实施例的岩石压碎系统。
图12是一示意图，它示出了本发明第三实施例的岩石压碎系统的整个结构和用该岩石压碎系统进行的工作类型。
在该图中，编号1代表在第一和第二实施例中采用的那类锄耕机的这样一种自动操作的挖土机主体。
编号2是一暂时存放被采岩石21的堆料场，堆料场设置一安装有自动操作挖土机主体1的场地附近。堆料场2由如下几个部分构成一在远离自动操作挖土机主体1的安装场地一侧的倾斜的第一导向壁22；一在自动操作挖土机主体1的安装场地的一侧上的倾斜的第二导向壁23；以及一形成在第一导向壁22与第二导向壁23之间的底部24，底部24形成在自动操作的挖土机主体1的安装场地平面之下。第一导向壁23和第二导向壁22是这样形成的，它们从底部24朝上向外展开，第一导向壁23延伸到一比自动操作的挖土机主体1的安装场地的高度高的高度。此外，第一导向壁23的倾斜部最好设定在从第一导向壁的延伸上部、即从被采岩石21的倾倒平台25倾倒的被采岩石21能够堆积在底部24的角度。另一方面，从被采岩石的铲起效率来看，最好将第二导向壁22的倾斜设定在一个角度，该角度使得在自动操作挖土机主体1的铲斗14铲起之后剩下的被采岩石能够返回到底部24。
编号6代表第一导向壁23的一延伸部，换句话讲，形成堆料场2的所述延伸部表示一诸如卡车的被采岩石运送设备，它可前进到被采岩石21的倾卸平台。被采岩石运送设备6设置有一可装载通过采石在另一地方的地面、山丘、山而获得的被采岩石的容器61。被采岩石运送设备由在设备上的操作者驾驶，在倾卸平台25，该设备6通过倾斜容器61使装在容器61中的被采岩石朝堆料场2倾卸。
编号3是一压碎机，它被放置在自动操作的挖土机主体1的附近，并具有一检测压碎机3的反常状态和输出反常状态检测信号的反常检测部35，还有一天线37。其余部分与图1所述的类似编号的那些部分相同。
图13是一方块图，它示意性的示出了该实施例的岩石压碎系统的控制系统。其余部分与图2中的类似编号所示的那些相同。
编号419表示一显示器，它显示诸如反常操作状态、正常操作状态的岩石压碎系统的各种状态和自动操作挖土机的示教操作状态。
还显示了一安装压碎机的装置7、一将反常状态检测信号传输到控制箱4的无线电通讯装置36和一当检测到反常状态时指示传输反常信号的命令产生部38。
下面将结合图12和图13描述该实施例的岩石压碎系统的操作。
如图12所示，被采岩石从被采岩石运送设备6倾卸到堆料场2中。从被采岩石运送设备6中倾卸的被采岩石在如下的时间中进行，即该时间与用自动操作的挖土机主体1的铲斗铲起被采岩石21的时间错开。从被采岩石运送设备6中倾卸的被采岩石沿形成堆料场2的第一导向壁23落下，聚集在底部24。当接收到一来自控制箱4的启动信号时，自动操作的挖土机主体1根据预先存储的示教操作再现示教操作。具体地说，铲斗14铲起堆料场2中的被采岩石21，然后使旋转上部结构11带着保持在铲斗中的被采岩石旋转，使得铲斗14位于压碎机3的料斗31之上，下一步使铲斗14枢转，将被采岩石从铲斗14倾入料斗31中。再使旋转上部结构11旋转，使得铲斗14退回到堆料场2，以铲起被采岩石21。重复这样的操作。
压碎被送到压碎机3的料斗31的被采岩石31，然后用传送装置33送出被压碎的石头34。用另外安排的一传送设备把被压碎的石头34送走。
在被压碎的石头的加工中，被采岩石21有从铲斗14落下的被采岩石21和被弄到自动操作的挖土机主体1侧的被采岩石21，当自动操作的挖土机主体1的铲斗14铲起堆料场2中的这些被采岩石21时，使这些被采岩石21通过形成堆料场2的第二导向壁22回到底部24。结果，被采岩石就不会在堆料场2底部24的个别区域中堆起，由此就可提高用自动操作的挖土机主体1的铲斗14进行挖掘工作的效率。
当被采岩石倒入堆料场2的倾卸点设定在远离自动操作的挖土机主体1的安装场地的一个位置时，就不必再担心被采岩石运送设备6与自动操作挖土机主体1之间的任何接触。结果，能将被采岩石21安全而有效地送到堆料场2。
如果在压碎机中出现任何反常现象，一检测信号从反常检测部35传输到控制箱4。因此，控制箱4的显示器419显示这种反常状态，还将一停止命令传输到压碎机4。结果，压碎机3的反常被中心所监控和控制，使得被压碎石头的生产稳定而有效地进行。
图14是一示意图，它示出了该实施例的不同于图12所示的另一岩石压碎系统的整个结构和用岩石压碎系统工作的类型。
在该图中，用与图12中所示的那些类似编号表示的部件表示类似的部件。
该岩石压碎系统与图12所示的不同处在于在一形成堆料场2的第二导向壁22与自动操作挖土机主体1的安装表面之间的交叉处的附近，设置一被采岩石挡板26，以防被采岩石21落向自动操作挖土机主体1的安装表面。
在该岩石压碎系统中，对自动操作挖土机主体1的铲斗14进行示教操作，使它的移动能避开被采岩石挡板26。此外，当堆料场2不能设置在比自动操作挖土机主体1的安装表面低得多的高度时，该岩石压碎系统也是有效的，并具有与前述岩石压碎系统类似的有利效果。
在各上述岩石压碎系统中，形成堆料场2的第二导向壁22有一斜度。但是，该第二导向壁也可以是基本直立的。
图15是一示意图，它示出了该实施例的不同于图12和14所示的又一岩石压碎系统的整个结构和用该岩石压碎系统工作的类型。
在该图中，用与图12中所示的那些类似编号表示的部件表示类似的部件。
该岩石压碎系统与图12和图14所示的岩石压碎系统的不同处在于用一种加载挖土机(loading shovel)作为自动操作挖土机主体1，还在于形成堆料场2的底部24的表面和自动操作挖土机主体1的安装表面基本上设定在同一高度。
由于在该岩石压碎系统中的自动操作挖土机主体1是加载挖土机类型的，所以，尽管堆料场2底部24的表面与自动操作挖土机主体1的安装表面基本上设置在同一高度，还能有效地铲起被采岩石21。
在上述的各个岩石压碎系统中，压碎机3设置在比自动操作挖土机主体1的安装表面低的高度上。但是，压碎机3可设置在与自动操作挖土机主体1的安装表面基本相同的高度上。
在工业上的开发能力如上所述，本发明的自动操作挖土机构造成自动控制器上设置有定位确定装置，以确定机械铲到达根据为机械铲的每一示教位置设定的定位精确度所预定的示教位置范围之内，当机械铲被确定已到达上述预定示教位置范围之内时，输出下一个示教位置作为目标位置。对于每一示教位置，可根据需要设定一定位精确度。因此，能依靠挖掘或倾卸的每一工作位置来控制挖掘精确度，由此就可以高精确度和高工作效率来进行自动操作。此外，本发明的自动操作挖土机中的自动操作控制器设计成根据下一个示教位置输出一目标位置，而不是在挖掘开始到挖掘结束的再现操作过程中输出一示教位置作为一目标位置之后，由定位确定装置进行任何确定。因此，就可根据挖掘过程中的挖掘阻力的大小来改变挖掘路径。这样就可防止由于撞击具有大挖掘阻力的诸如岩石或石头的障碍物引起的挖掘中断，因此能进行有效的挖掘。
此外，本发明的自动操作挖土机中的自动操作控制器设置有延迟装置，使自动操作控制器在一预定时间消逝之后输出下一个目标位置数据，该时间为在一从挖掘开始到挖掘结束的再现操作过程中输出一示教点作为目标位置数据之后。如果没有诸如岩石或石头的障碍物，就可使铲斗通过接近示教目标位置的一个位置，并因此以高精确度进行挖掘工作。即使铲斗开始与一诸如岩石或石头的障碍物接触并不再移动，自动操作挖土机被假定移动到的目标位置便变为下一个目标位置，使得障碍物能被避开。因此，挖掘工作能够连续进行，不需要为避让操作而消耗时间。与传统技术不同，本发明的自动操作挖土机不需要许多传感器，显示出上述各项的有利作用，此外，自动操作控制器的计算处理负荷很小。
此外，本发明的岩石压碎系统设计成将被采岩石堆积在堆料场上，并用挖土机铲起如此堆积的被采岩石。因此，能稳定而有效地进行岩石压碎工作。由于本发明的岩石压碎系统还能够堆积被采岩石，使它被挖土机所铲起，就不需要堆起被采岩石，从而提高了岩石压碎工作的效率。此外，本发明的岩石压碎系统是反复进行一个将被采岩石堆积在堆料场、用挖土机铲起被堆积的被采岩石、然后倾卸到压碎机中的操作通过压碎机来形成压碎石头的。因此，就可提高岩石压碎工作的效率。
权利要求
1.一种自动操作挖土机，它包括一机械铲和一设置在所述机械铲上的、使所述机械铲再现一系列从挖掘到倾倒的示教操作的自动操作控制器，其特征在于，所述自动操作控制器设置有一定位确定装置，用于确定所述机械铲是否已到达与为所述机械铲的各个示教位置分别设定的各个定位精确度相对应的那一个的所预定的定位范围之内；以及，当确定所述机械铲已到达所述预定定位范围之内时，所述自动操作控制器输出所述示教位置中的下一个作为目标位置。
2.如权利要求1所述的自动操作挖土机，其特征在于，在从开始所述挖掘到结束所述挖掘的再现操作过程中，所述自动操作控制器在输出所述示教位置中的一个作为一目标位置之后，根据所述示教位置中的下一个输出一目标位置，而不是用所述定位确定装置进行确定。
3.一种自动操作挖土机，它包括一机械铲，该机械铲设置有若干螺线管操作的方向控制阀，用于操作可至少驱动一悬臂、一臂和一铲斗的若干液压缸和一用于驱动旋转上部结构的液压马达，还设置有分别检测所述旋转上部结构与所述悬臂之间、所述悬臂与所述臂之间和所述臂与所述铲斗之间的角度的角度检测器；一依次阅读和输出已被示教和存储的示教位置数据的示教位置输出装置；一伺服预处理装置，用于输入示教位置数据和输出具有内插在所述示教位置数据之间的位置数据的目标位置数据，以使所述机械铲平稳操作；以及一伺服控制装置，用于输入所述目标位置数据和将控制信号输出到所述螺线管操作的方向控制阀，控制所述机械铲到一目标位置，其特征在于，所述自动操作控制器设置有一定位确定装置，用于确定所述机械铲是否已到达与为所述机械铲的各个示教位置分别设定的各定位精确度中相对应的那一个的所预定的定位范围之内；以及，当确定所述机械铲已到达所述预定定位范围之内时，所述自动操作控制器根据来自所述伺服预处理部下一个示教位置数据输出目标位置数据到所述伺服控制部的。
4.如权利要求3所述的一种自动操作挖土机，其特征在于，所述自动操作控制器设置有一计算装置，用于与为所述各个示教位置分别设定的所述各定位精确度相对应的那一个，分别计算所述旋转上部结构、悬臂、臂和铲斗的定位精确度；以及所述定位确定装置确定所述旋转上部结构、悬臂、臂和铲斗是否已分别到达根据所述定位精确度预定的各自对应定位范围之内。
5.如权利要求3和4中的任何一项所述的一种自动操作挖土机，其特征在于，在从开始所述挖掘到结束所述挖掘的再现操作过程中，所述伺服预处理部在输出对应于所述示教位置数据的最后目标位置数据之后，根据下一个示教位置数据输出目标位置数据，而不是用所述定位确定装置进行确定。
6.如权利要求1、3和4的任何一项所述的一种自动操作挖土机，其特征在于，在为从开始所述挖掘到结束所述挖掘的所述各个示教位置设定的所述定位精确度中，除在挖掘开始位置和挖掘结束位置之外的所述示教位置的所述定位精确度设定成比所述挖掘开始位置和所挖掘结束位置的定位精确度要低。
7.如权利要求1、3、4和6的任何一项所述的一种自动操作挖土机，其特征在于，为在一挖掘操作中的所述各个示教位置设定的所述定位精确度要比为倾倒操作中的所述各个示教位置设定的所述定位精确度低。
8.如权利要求1至7中的任何一项所述的一种自动操作挖土机，其特征在于，可以用设置在所述机械铲上的或设置在远离所述机械铲的一个位置上的操作装置随意为所述各个示教位置设定各所述定位精确度。
9.一种方法，用于自动操作一自动操作挖土机，使机械铲再现一系列范围从挖掘到倾倒的示教操作，其特征在于，所述方法包括如下步骤(1)发布诸示教位置，以及在所述示教位置的再现操作的速度及定位精确度的命令，以使所述机械铲再现所述操作；(2)计算内插在所述示教位置与先于所述示教位置的若干示教位置之间的诸目标位置，使所述再现操作平稳；(3)接连发布所述目标位置的命令；(4)确定所述目标位置中的对应于所述示教位置的一个最后目标位置的命令是否已被发布，当有关所述最后目标位置的命令经确定为未发布时，执行所述第三步骤，直到所述最后目标位置的命令被发布为止；(5)当确定有关所述最后目标位置的命令在所述第四步骤中已被发布时，确定在所述示教位置的所述定位精确度是否不小于一预定值；(6)当在所述第五步骤中确定所述定位精确度不小于所述预定值时，确定一当前位置是否已到达根据所述定位精确度预定的一定位范围之内，当未确定所述当前位置已到达所述定位范围之内时，重复所述确定，直至确定所述当前位置已到达所述定位范围之内；以及(7)当在所述第五步骤中未确定所述定位精确度不小于所述预定值时，或当在所述第六步骤中确定所述当前位置已到达所述定位范围之内时，发布紧挨所述示教位置的下一个示教位置和一在所述下一个示教位置的再现操作速度以及定位精确度的命令。
10.一种一自动操作挖土机，它包括一机械铲和一设置在所述机械铲上的使所述机械铲再现一系列从挖掘到倾倒的示教操作的自动操作控制器，其特征在于，所述自动操作控制器设置有一延迟装置，使得自从在自挖掘开始到挖掘结束的再现操作过程中输出示教位置作为目标位置数据起的一预定时间消逝之后，所述自动操作控制器输出下一个目标位置数据。
11.一种自动操作挖土机，它包括一机械铲，该机械铲设置有若干螺线管操作的方向控制阀，用于操作可至少驱动一悬臂、一臂和一铲斗的若干液压缸和一用于驱动一旋转上部结构的液压马达，还设置有分别检测所述旋转上部结构与所述悬臂之间、所述悬臂与所述臂之间和所述臂与所述铲斗之间的角度的角度检测器；一依次阅读已被示教和存储的示教位置数据和输出它作为目标位置数据的目标位置输出装置；一伺服预处理装置，用于输入所述目标位置数据、输出所述目标位置数据，还输出内插目标位置数据，以使所述机械铲能平稳操作；以及一伺服控制装置，用于输入所述各自目标位置数据和将诸控制信号输出到所述螺线管操作的方向控制阀，以将所述机械铲控制到一目标位置，其特征在于，所述目标位置输出装置设置有一延迟装置，使得自从在自挖掘开始到挖掘结束的再现操作过程中、将示教位置作为目标位置数据从所述伺服预处理装置输出到所伺服控制部起的一预定时间消逝之后，所述目标位置输出装置输出下一个目标位置数据。
12.如权利要求10和11中的任何一项所述的一种自动操作挖土机，其特征在于，由所述延迟装置设定的所述预定时间是在轻负荷或无负荷的时间中，在输出所述示教位置作为所述目标位置数据之后，所述机械铲到达所述目标位置数据的所述目标位置的时间设定的。
13.一种岩石压碎系统，用于生产压碎的石头，其特征在于，所述岩石压碎系统设置有一被采岩石堆积场地，用于堆积从装入所述被采岩石的装料高度往下倾卸的被采岩石；一挖土机，用于铲起堆积在所述被采岩石堆积场地的所述被采岩石并将它们送走；以及一压碎机，用于将从所述挖土机运送来的所述被采岩石压碎成压碎的石块。
14.一种岩石压碎系统，用于生产压碎石头，其特征在于，所述岩石压碎系统设置有一运输被采岩石的被采岩石运输设备；一被采岩石堆积场地，用于堆积从被采岩石装在所述被采岩石运输设备的装料高度往下倾卸的被采岩石；一挖土机，用于铲起堆积在所述被采岩石堆积场地的所述被采岩石并将它们送走；以及一压碎机，用于将从所述挖土机运送来的所述被采岩石压碎成压碎的石头。
15.一种岩石压碎系统，用于生产压碎的石头，其特征在于，所述岩石压碎系统设置有一运输被采岩石的被采岩石运输设备；一被采岩石堆积场地，用于堆积从被采岩石装在所述被采岩石运输设备的装料高度往下倾卸的被采岩石；一挖土机，用于自动进行工作以铲起已堆积在所述被采岩石堆积场地的所述被采岩石并将它们送走；一压碎机，用于将从所述挖土机运送来的所述被采岩石压碎成压碎的石块；以及一遥控操作系统，用于对所述挖土机的所述自动操作进行遥控操作和控制。
16.一种如权利要求13至15中的任何一项所述的岩石压碎系统，其特征在于，所述被采岩石堆积场地的底部表面位于安装所述挖土机的平面之下。
17.一种如权利要求13至15中的任何一项所述的岩石压碎系统，其特征在于，所述被采岩石堆积场地的底部表面基本上位于与安装所述挖土机相同的平面。
18.一种生产压碎的石头的岩石压碎系统中的被采岩石堆积场地，其特征在于，所述被采岩石堆积场地具有一堆积被采岩石的底部；一引导从一被采岩石运输设备中倾卸下的被采岩石至所述底部的第一导向壁；以及一第二导向壁，它允许在用挖土机铲起被采岩石以将它转移到压碎机之后剩下的被采岩石返回到所述底部。
19.一种如权利要求18所述的被采岩石堆积场地，其特征在于，所述底部的表面位于安装所述挖土机的平面之下。
20.一种生产压碎石头的岩石压碎系统中的被采岩石堆积场地，其特征在于，所述被采岩石堆积场地具有一堆积被采岩石的底部和一将从一被采岩石运输设备中倾卸下的被采岩石引导到所述底部的导向壁。
21.一种生产压碎的石头的岩石压碎工艺，其特征在于，所述岩石压碎工艺包括如下步骤将装在一被采岩石运输设备中的被采岩石倾卸到其底部表面在安装挖土机的平面之下的被采岩石堆积场地；用一挖土机铲起已堆起在所述被采岩石堆积场地的所述被采岩石，并将它们送到一压碎机中；用所述压碎机将被采岩石压碎，以生产出压碎的石头。
全文摘要
一种自动操作挖土机,它包括一机械铲和一使机械铲再现从挖掘到倾倒的一系列示教操作,其特征在于,自动操作挖土机设置有一定位确定装置511,用于确定机械铲是否已到达与为所述机械铲的各个示教位置分别设定的各定位精确度相对应的那一个所预定的示教位置范围之内,当机械铲被确定已到达预定示教位置范围之内时,自动操作控制器输出下一个示教位置作为目标位置。
文档编号E02F3/43GK1262716SQ99800329
公开日2000年8月9日 申请日期1999年3月18日 优先权日1998年3月18日
发明者榑沼透, 桥本昭, 菅原一宏, 永野好幸, 石桥英人 申请人:日立建机株式会社