专利名称：作业机械的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有附件装卸装置的作业机械的控制装置。
背景技术：
在不具备识别液压挖掘机中使用的附件的检测单元的情况下，每当 操作者进行附件的更换时，都需要改变液压系统的设定(设定压力、流 量、与其它致动器的优先度等)。若不这样做，则有时会产生以下情况 工作液向反方向流动；超过附件的容许压力、流量的工作液流动而使附 件破损；或液压挖掘机主体的寿命缩短。
此外，液压系统的设定通过以下方法而变得容易将针对更换候补
的附件而应该设定的数据存储在液压挖掘机主体的存储器中，并从候补 附件中选择出一个，但是由于使用租赁机器的情况的增加，不按照设定 操作的操作者也增多，此外，还会发生忘记设定、误设定。
作为这样的不良情况的对策，提出了这样的方法将附件识别信息
用(1) IC标签、(2)条形码、(3)构成位模式(bitpattern)的线束连接 器等表示，将它们安装到附件主体上，通过设置在液压挖掘机主体上的 (1)天线、(2)条形码读出器、(3)线束连接器等自动识别装置来读取 信息(例如，参照专利文献l、 2、 3)。
专利文献l:日本特许第3323791号公报(第5页、图l) 专利文献2:日本特开平11-140911号公报(第6页、图l) 专利文献3:日本特许第3210221号公报(第3页、图l) 但是，使用这些自动识别装置存在如下问题。
不能得到足够的可靠性。例如，(1) ic标签有可能因噪音或其它附
件的接近而造成读取错误；(1) IC标签和(2)条形码有可能因砂土附着 而造成无法读取；(3)位模式的线束连接器有可能因砂土或水的侵入而
3造成无法读取。
此外，(1) (2) (3)存在对挖掘时的振动、与石块或砂土的碰撞、 水的侵入抵抗力弱的问题。
另外，(3)位模式的线束连接器存在连接麻烦的问题。
而且，(1) (2) (3)都存在成本高的问题，并且由于必须将用于识
别的硬件安装在附件上，因此在使用没有安装用于识别的硬件的例如租
赁的附件时，需要人工设定。
发明内容
本发明鉴于这些问题而进行，其目的在于提供一种作业机械的控制 装置，该作业机械的控制装置能够对应于附件可靠地切换附件用流体压 力回路的设定，而不需要在附件上附加识别信息。
权利要求1所述的发明是一种作业机械的控制装置，该作业机械的
控制装置包括开关，其对附件装卸装置进行操作，该附件装卸装置设
置在作业臂上，用于装卸流体压力动作式附件；监视器，其与附件装卸 装置的开关操作联动地显示选择附件的指示画面；以及控制器，其与通 过监视器所选择的附件对应地切换使附件动作的附件用流体压力回路的 设定。
关于权利要求2所述的发明，在权利要求1所述的作业机械的控制 装置中，控制器具有在进行附件的选择之前抑制附件用流体压力回路的 能力的功能。
关于权利要求3所述的发明，在权利要求1或2所述的作业机械的 控制装置中，控制器具有在做出附件的选择之前输出催促选择的告知信 号的功能。
根据权利要求1所述的发明，由于与附件装卸装置的开关操作联动 地将选择附件的指示画面显示在监视器上，控制器与通过监视器所选择 的附件对应地切换附件用流体压力回路的设定，因此，能够通过监视器 容易地进行附件的选择操作，并且即使是不熟练的操作者，也能够防止 忘记或误操作。由此，能够对应于附件可靠地切换附件用流体压力回路的设定，而不需要在附件上附加识别信息。
根据权利要求2所述的发明，由于控制器在做出附件的选择之前抑 制附件用流体压力回路的能力，因此，即使万一在忘记选择的情况下就 开始操作，也能够防止附件受到损坏，并且能够通过立刻使操作者注意 到异常来催促其再次进行附件的选择。
根据权利要求3所述的发明，由于控制器在做出附件的选择之前输 出催促选择的告知信号，因此能够可靠地进行附件的选择。
图1是表示本发明涉及的作业机械的控制装置的一个实施方式的示 意图。
图2是同上作业机械的侧视图。
图3是表示同上作业机械的附件装卸装置的立体图。 图4是表示同上装卸装置的内部结构的立体图。 图5是表示同上装卸装置的即将卡合前状态的侧视图。 图6是表示同上装卸装置的单侧卡合状态的侧视图。 图7是表示同上装卸装置的两侧卡合状态的侧视图。 图8是表示同上装卸装置的卡合后的铲斗移动的侧视图。 图9是表示使用了同上装卸装置的附件更换时的设定切换控制顺序 的流程图。
标号说明
11:作业机械；17:作业臂；18:作为附件装卸装置的液压式快速 联接器；19:作为附件的铲斗；52:监视器；53:开关；55:作为附件 的液压动作式压碎机；56:作为附件的液压动作式破碎机；57:作为附
件的液压动作式抓斗；61:控制器；62:作为附件用流体压力回路的附 件用液压回路。
具体实施例方式
下面，参照图1至图9所示的一个实施方式详细说明本发明。如图2所示，关于作业机械11，在下部移动体12上以能够旋转的方 式设置有上部旋转体13，在该上部旋转体13上分别安装有形成操作者
的驾驶室的司机室14、作业装置15、发动机等动力装置16。发动机驱动 作为流体压力源的液压源泵，下部移动体12、上部旋转体13以及作业装 置15通过作为流体压力致动器的液压致动器而动作，该液压致动器由作 为流体压力回路的液压回路来驱动和控制。
关于作业装置15，在作业臂17的前端，经作为附件装卸装置的液 压式快速联接器(以下称为"快速联接器18")以能够自由装卸的方式安 装有作为附件(作业工具)的铲斗19，关于作业臂17，在通过悬臂汽缸 21而转动的悬臂22的前端，轴支承有通过臂汽缸23而转动的臂24，在 该臂24的前端，设置有通过铲斗汽缸25和连接板26而转动的快速联接 器18。
图3和图4表示快速联接器18的一例，联接器主体33的上部通过 轴31、 32分别能够自由旋转地连接在臂24的前端和连接板26的前端， 在该联接器主体33的下部一侧一体地设置有固定卡合部34，在下部另一 侧设置有凹槽部35，在该凹槽部35内，如图4所示前端可活动的可动卡 合部36将其基端通过轴37以能够自由转动的方式轴支承在联接器主体 33上。
在联接器主体33内，装卸汽缸41的基端通过轴38轴支承为能够自 由转动，该装卸汽缸41的活塞杆42的前端通过轴43以能够自由转动的 方式连接于可动卡合部36的中间部。通过利用电磁切换阀45对从液压 泵44供给的工作液进行方向控制，装卸汽缸41在图4所示的非激励状 态的锁定位置和激励状态的解锁位置间进行切换动作。
关于上述快速联接器18，如图5至图6所示，使固定卡合部34从 内侧与设置在铲斗19的支架46内的一个销47卡合，如图6至图7所示， 使联接器主体33以这一个销47为中心向顺时针方向转动，将凹槽部35 装配到设置在铲斗19的支架46内的另一个销48上，如图7所示，在使 联接器主体33紧贴于铲斗19的状态下，切换图4所示的电磁切换阀45， 使装卸汽缸41的活塞杆42伸出，使可动卡合部36向逆时针方向转动并
6从内侧与另一个销48卡合，这样，通过固定卡合部34和可动卡合部36 与一对销47、 48的卡合，快速联接器18和铲斗19成为一体。如图8所 示，当使铲斗汽缸25伸出时，经快速联接器18而成为一体的铲斗19向 臂24的下侧移动。
图1表示设置在司机室14内的操作者座位(未图示)附近的操作面 板51、和通常用画面显示燃料剩余量等机械工作状态的监视器52，在操 作面板51上设置有开关53，该开关53用于对设置于作业臂17的快速联 接器18进行装卸操作。该开关53通过提起杆54并向图示上方倾倒的操 作，将图4所示的电磁切换阀45控制在锁定位置，通过向图示下方倾倒 的操作，来进行将电磁切换阀45切换至解锁位置的动作。
监视器52与快速联接器18的开关操作联动地从通常的显示机械工 作状态的显示画面切换至对附件进行选择指示的显示画面。例如，显示 作为流体压力动作式附件的液压动作式压碎机55、液压动作式破碎机56 以及液压动作式抓斗57等液压附件，和作为非流体压力动作式附件的铲 斗19。
另外，关于该监视器52的选择操作方式，通过触摸面板或者分配给 每个附件的按钮开关58来选择附件。该监视器52还具有用蜂鸣声对紧 急情况进行报警、或用语音指导告知事项的扬声器功能。
此外，图1所示的监视器52虽然具有分配给每个液压附件的按钮开 关58，但是附件选择不限定于这样的分配按钮操作方式，例如，也可以 通过由向上按钮和向下按钮等构成的选择按钮来选择液压附件，并通过 确定按钮来确定液压附件的选择。
此外，在该监视器52上连接有控制器61，在该控制器61上连接有 作为附件用流体压力回路的附件用液压回路62，该附件用液压回路62用 于使液压附件动作。
控制器61包括存储装置，该存储装置保存与所选择的液压附件对应 地改变附件用液压回路62的设定条件的数据。由于该控制器61的存储 装置中还包括存储所选择的液压附件的存储器，所以不必在再次启动时 再次选择液压附件。作为该存储器，优选使用只要不进行清除操作，即使切断电源也可保持存储内容的非易失性存储器。
控制器61与通过监视器52选择的液压附件对应地切换附件用液压
回路62的设定。例如，切换供给到液压附件的工作液的设定压力、流量、 与其它致动器(悬臂汽缸21、臂汽缸23等)的优先度等。
该控制器61具有这样的功能在做出附件的选择前保留选择指示显 示、并抑制附件用液压回路62的能力的功能；和在做出附件的选择前输
出催促选择的告知信号的功能。
接着，参照图9所示的流程图，说明控制器61的设定切换控制。 (步骤S1)
判断对快速联接器18进行装卸操作的开关53是否为解锁状态。另 外，开关53由于是将杆54提起后进行倾倒操作，所以在由于误接触等 而仅使杆54倾倒的操作下不会成为解锁状态。 (步骤S2)
在开关53不是解锁状态的情况下，由于是附件已经被安装、杆54 回到了原来的位置的状态，因此判断是否进行过附件的选择。此时，使 监视器52的画面自动切换到图1所示的附件显示画面，即切换到指示从 多个候补附件中选择安装附件的画面显示。候补附件例如为液压动作式 压碎机55、液压动作式破碎机56、液压动作式抓斗57、铲斗19等。
由于附件的选择能够通过监视器52的触摸面板、或者分配给每个附 件的按钮开关58、或者上述选择按钮和确定按钮来进行，因此能够判断 是否有做出附件选择。 (步骤S3)
在已做出附件选择的情况下，使监视器52的画面回到通常的燃料剩 余量显示等画面。 (步骤S4)
对应于所选择的附件，自动切换附件用液压回路62的液压设定。例 如，自动调整供给到液压附件的工作液的设定压力、流量、与其它致动 器的优先度等。 (步骤S5)
8在步骤S2中没有做出附件选择的情况下，判断是否经过了一定的时间。
(步骤S6)
在步骤S5的判断中，在不选择附件的状态持续一定时间的期间内， 在监视器画面上在保留附件选择指示显示的状态下，输出蜂鸣声或语音 等告知信号来催促选择。 (步骤S7)
在此期间，使附件用液压回路62的功能降低。g卩，通过不向液压附 件供给工作液、或者将所供给的工作液的压力和流量抑制为极低，使操 作者在将要对附近进行操作时容易地注意到忘记选择附件，并且不会对 液压附件造成损坏。例如，进行这以下等自动控制降低用于附件用液 压回路62的液压源的溢流阀的设定压力，或者打开旁通阀，或者使流量 控制阀的阀柱不动。 (步骤S8)
在步骤S5中判断为经过了一定时间的情况下，将附件视为铲斗。 (步骤S9)
使监视器画面回到通常的画面。即，在所替换的附件是不需要附件 用液压回路62的铲斗19，只进行从铲斗到铲斗的替换的情况下，由于附 件的选择操作麻烦，因此在经过一定时间后，使监视器52的附件选择画 面回到通常的画面。另外，由于铲斗不需要附件用液压回路62，因此前 进至步骤S7。
(步骤SIO)
在步骤Sl的判断中，在对快速联接器18进行装卸操作的开关53为 解锁状态的情况下，清除此前的选择附件。
(步骤Sll)
用蜂鸣声等对附件脱离进行报警。
接下来，说明图示的实施方式的作用和效果。
通过安装于臂24前端的快速联接器18对附件进行更换。
此时，利用快速联接器18进行的附件装卸通过设置在司机室14内的开关53的操作来进行，但与该操作联动地在司机室14内的监视器52 上如图1所示显示附件候补，在监视器52上发出需要选择附件的指示。 在该情况下，通过由操作者利用监视器52选择附件，来通过与该监 视器52连接的控制器61将附件用液压回路62调整为与更换的附件对应 的流量和压力。
艮口，与液压动作式压碎机55、液压动作式破碎机56、液压动作式抓 斗57等液压附件对应地、控制附件用液压回路62的压力调整阀(溢流 阀、减压阀等)、流量控制阀(控制附件用主阀柱的先导压力的比例电磁 阀等)，以自动地切换供给到液压附件的设定液体压力和液体流量等，或 者根据液压附件切换与其它致动器的优先度。
这样，只要与对快速联接器18进行装卸操作的开关53的操作联动 地、在监视器52上显示从多个候补附件中选择安装附件的指示画面，并 通过该监视器52的触摸面板、或者分配给每个附件的按钮开关58、或者 上述的选择按钮及确定按钮来选择附件，就能够通过一次接触(one — touch)进行选择操作，而几乎不比现有的自动选择系统逊色，而且不需 要在附件上附加识别信息，即使是初次驾驶该作业机械11的操作者，也 能够防止忘记或者误操作。
另外，由于控制器61对应于通过监视器52所选择的液压附件，以 预先对每个附件设定的条件，自动地切换附件用液压回路62的液压设定， 因此，能够在适当的时机可靠地供给适合各液压附件的工作液体压力和 液体流量。
由于控制器61在进行附件的选择之前一直保留选择指示显示，并 且，通过不向附件用液压回路62供给工作液、或者将压力和流量抑制为 极低，来抑制附件用液压回路62的能力，因此，即使万一在忘记选择的 情况下就开始操作，也不会对液压附件造成损坏，并且能够通过立刻使 操作者注意到异常来催促其再次进行选择。
而且，即使不附加新的部件，也能够实现这些功能。 此外，由于控制器61在进行附件的选择之前输出催促选择的蜂鸣声 或者语音等告知信号，因此能够防止操作者忘记选择，使其可靠地进行附件的选择。此外，在快速联接器18的系统方面，在附件从锁定状态脱 离时发出蜂鸣声作为警告的情况下，为了防止与上述告知信号的混淆， 从功能方面来说优选用语音进行广播。
这样，即使在设置了液压式快速联接器18的情况下，也能够将不具 备自动识别装置的作业机械11中的问题以及现有的自动识别装置的问题 全部解决。
产业上的可利用性
本发明可以利用于能够进行多个附件作业的液压挖掘机等作业机械
权利要求
1、一种作业机械的控制装置，其特征在于，上述作业机械的控制装置包括开关，其对附件装卸装置进行操作，该附件装卸装置设置在作业臂上，用于装卸流体压力动作式附件；监视器，其与附件装卸装置的开关操作联动地显示选择附件的指示画面；以及控制器，其与通过监视器所选择的附件对应地切换使附件动作的附件用流体压力回路的设定。
2、 如权利要求l所述的作业机械的控制装置，其特征在于， 控制器具有在做出附件的选择之前抑制附件用流体压力回路的能力的功能。
3、 如权利要求1或2所述的作业机械的控制装置，其特征在于， 控制器具有在做出附件的选择之前输出催促选择的告知信号的功
全文摘要
本发明提供一种作业机械的控制装置。在作业机械的司机室内设置操作面板(51)、和用画面显示机械工作状态等的监视器(52)。在操作面板(51)上设置开关(53)，该开关(53)碎设置于作业臂的快速联接器进行装卸操作。监视器(52)从通常的显示机械工作状态的显示画面与快速联接器装卸操作用的开关操作联动地、切换至指示对附件进行选择的显示画面。控制器(61)与监视器(52)连接，附件用液压回路(62)与控制器(61)连接。控制器(61)与通过监视器(52)选择的附件对应地切换附件用液压回路(62)的设定。能够对应于附件可靠地切换附件用流体压力回路的设定，而不需要在附件上附加识别信息。
文档编号E02F9/20GK101542047SQ20088000025
公开日2009年9月23日 申请日期2008年2月29日 优先权日2007年4月19日
发明者泽田育久 申请人:卡特彼勒日本有限公司