专利名称：建筑机械防干扰装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有多铰接点式前置装置的建筑机械的防干扰装置，本发明特别涉及下述的防干扰装置，该装置可防止在设有摇臂、悬臂、铲斗、补偿装置等的前置装置的液压挖掘机中，前置装置对车辆主体，特别是对驾驶室的干扰。
虽然在液压挖掘机中，操作人员分别采用手动操纵杆对悬臂等前置部件进行操纵，但是在设有扩大挖掘范围的补偿装置的前置装置中，由于其姿势，会产生该前置装置对车辆主体，特别是驾驶室干扰的危险。
因此，JP特开平3-217523号文献、JP特公平6-104985号文献描述了一种用来防止上述干扰的防干扰装置。
JP特开平3-217523号文献的方案是通过下述方式来防止前置装置对驾驶室的干扰，该方式为在前置装置前端由驾驶室前侧、顶侧及左右侧设定的面朝向驾驶室移动时，使前置装置停止运动。
另外JP特公平6-104985号文献的方案是通过下述方式来防止前置装置对驾驶室的干扰，该方式为在前置装置前端由驾驶室前侧、顶侧及左右侧设定的面朝向驾驶室移动时，使可让前置装置前端伸出设定面外边的悬臂驱动缸、铲斗驱动缸及横移驱动缸(补偿装置驱动缸)自动操作。
但是上述的已有技术具有下述问题。
在JP特开平3-217523号文献提出的已有方案中，由于在防干扰设定面内全部驱动器停止工作，从而不能在驾驶室附近连续进行挖掘操作，这样作业效率明显降低。
此外，在JP特公平6-104985号文献提出的已有方案中，由于当前置装置前端侵入设定面内时，悬臂驱动缸、铲斗驱动缸及横移驱动缸(补偿装置驱动缸)全部切换为自动操作，这样切换后的各个驱动缸的运动并不反映到目前为止驱动这些驱动缸的操纵信号的指令内容(即操作人员的意愿)，这样在驾驶室附近不能按操作人员的意愿进行操作。因此，会产生下述问题，该问题为前置装置的运动不平稳，操作性降低，与上述已有技术相同，作业效率明显降低。
再有，在进行前置装置前端侵入设定面时的自动操作中，由于仅仅前置装置伸出设定面外边，这样前置装置前端在伸出设定面外边之后会再次通过操纵信号而侵入设定面内，然后前置装置前端又自动伸出设定面外边，反复进行上述的动作，前置装置的运动就会产生不平稳。因此，操作性显著降低。
本发明的目的在于提供一种建筑机械防干扰装置，该装置可在不降低操作性和作业性的情况下，防止前置装置对车辆主体的干扰。
(1)为了实现上述目的，本发明提供一种建筑机械防干扰装置，该建筑机械包括车辆主体；设于该车辆主体上，由包括可沿上下方向旋转的第1及第2前置部件的多个前置部件构成的前置装置；驱动上述多个前置部件的多个液压驱动器；指示上述多个前置部件运动的多个操纵装置；多个流量控制阀，这些流量控制阀根据上述多个操纵装置的相应的操纵信号对送向相应的液压驱动器的液压油流量进行控制；上述防干扰装置设于该建筑机械上，当上述前置装置靠近上述车辆主体时该防干扰装置可限制前置装置的运动，该防干扰装置包括(a)对与上述前置装置的位置和姿势有关的状态量进行检测的第1检测机构；(b)根据上述第1检测机构的检测值对上述前置装置的位置和姿势进行计算的运算机构；(c)对根据上述操纵机构的操纵信号的第1前置部件的运动进行检测的第2检测机构；(d)第1控制机构，该控制机构是这样进行控制的，即根据上述计算机构的计算值和上述第2检测机构的检测值，在第1前置部件通过上述操纵信号运动时上述前置装置所定部位靠近车辆主体的情况下，在通过上述操纵信号连续使第1前置部件运动的同时，使上述第2前置部件相对车辆主体沿防干扰方向运动。
在具有上述结构的本发明中，如果当第1前置部件通过操纵信号运动时前置装置的所定部位靠近车辆主体，在通过操纵信号继续使第1前置部件运动的同时，使第2前置部件相对车辆主体沿防干扰方向运动，前置装置的所定部位按第1前置部件继续的运动以及第2前置部件沿防干扰方向运动的合运动方式运动。因此在防止前置装置对车辆主体干扰的同时，可使前置装置连续运动(下面称为防干扰控制)。
另外，由于在继续使第1前置部件运动的同时，使第2前置部件相对车辆主体沿防干扰方向运动，从而可通过操纵信号进行反映操作人员意愿的操作。
此外，由于通过操纵信号的第1前置部件的运动为连续性的，这样前置装置的运动不会产生不平稳，可进行使前置装置的所定部位平稳地通过车辆主体周围移动的防干扰控制。
(2)在上述第(1)项方案中，最好上述第1控制机构这样进行控制，即作为相对于上述车辆主体的防干扰方向，使上述第2前置部件相对车辆主体朝向前方运动。
在建筑机械具有补偿装置用的前置部件的补偿式液压挖掘机中，即使在补偿装置用的前置部件沿横向运动的情况下，仍可防止对车辆主体的干扰。但是，在补偿装置用的前置部件沿横向运动的情况下，前置装置前端位置会沿横向变化，例如在进行使前置装置前端抬起的同时使其产生旋转的操作，并且将铲斗内的土沙翻卸排出的堆土作业过程中，在翻卸土沙排土，并且通过旋转操作使前置装置返回原来位置后，必须还要对补偿装置用的前置部件进行操作使前置装置前端再次设定于原来的横向位置。因此，一个作业周期所需的时间较长，另外作业效率明显降低。
作为相对于车辆主体的防干扰方向，通过使第2前置部件朝向前方运动，可在前置装置不沿横向运动的情况下防止对车辆主体的干扰，因此前置装置前端的横向位置不会改变，另外可缩短一个作业周期所需的时间。这样，可避免对车辆主体的干扰，同时可进行高效率的作业。
(3)在上述第(1)项方案中，最好上述第1控制机构这样进行控制，即根据上述第2检测机构的检测值计算与上述第1前置部件的运动速度相对应的第2前置部件沿防干扰方向的目标速度，并使上述第2前置部件以该目标速度运动。
这样，在按上述方式通过操纵信号继续使第1前置部件运动的同时，使第2前置部件相对车辆主体沿防干扰方向运动的情况下，第2前置部件的防干扰运动变为与第1前置部件的运动速度相对应的速度，可保证使第1前置部件和第2前置部件之间的速度保持平衡。比如，当第1前置部件的运动较慢时，第2前置部件沿防干扰方向的运动也较慢，当第1前置部件的运动较快时，第2前置部件沿防干扰方向的运动也较快。因此，不但可进行使前置装置的的运动更加平稳的防干扰控制，而且由于即使在第1前置部件的运动速度变化的情况下，前置装置前端靠近车辆主体的距离也不会有较大的变化，这样可确保较大的作业范围。
(4)在上述第(3)项方案中，最好上述第1控制机构按下述方式计算上述防干扰方向的目标速度，该方式为该目标速度随上述第1前置部件的运动速度的增加而增加。
(5)在上述第(3)项方案中，最好上述第1控制机构按下述方式计算上述防干扰方向的目标速度，该方式为该目标速度随上述前置装置的所定部位靠近车辆主体而增加。
这样，第2前置部件可以以前置部件所定部位与车辆主体的距离相对应的速度平稳地沿防干扰方向运动。
(6)在上述第(5)项方案中，最好上述第1控制机构计算可随上述前置装置所定部位靠近车辆主体而增加的控制增益，并通过将上述第2检测机构的检测值与上述控制增益相乘而计算上述防干扰方向的目标速度。
(7)在上述第(3)项方案中，最好上述第1控制机构根据上述计算机构的计算值和上述第2检测机构的检测值，计算通过上述操纵信号使上述第1前置部件运动时的前置装置所定部位沿车辆主体方向的分速度，还计算随上述前置装置的所定部位靠近车辆主体而增加的控制增益，并通过将上述分速度与上述控制增益相来而计算上述防干扰方向的目标速度。
当前置装置所定部位靠近车辆主体时，第1前置部件的运动速度中与车辆主体的干扰有关的部分为沿车辆主体方向的分速度。因此，通过将上述分速度与控制增益相乘可计算防干扰方向的目标速度，这样该防干扰方向的速度变为与第1前置部件运动速度更准确地相对应的速度，从而可进行更平稳的防干扰控制。
(8)在上述第(1)项方案中，最好上述第2检测机构检测送向上述第1前置部件的流量控制阀的操纵信号。
由于按上述方式通过送向第1前置部件的流量控制阀的操纵信号对第1前置部件的动作进行检测，从而与对第1前置部件的实际运动进行检测的情况相比，使第2前置部件沿防干扰方向运动时的反应较快。
(9)在上述第(1)项方案中，最好上述运算机构具有下述机构，该机构根据上述第1检测机构的检测值计算上述前置装置所定部位与车辆主体周围预定区域间的距离，上述第1控制机构在上述计算出的距离小于预定距离时开始进行上述的控制。
这样，当前置部件所定部位靠近车辆主体、并且其到预定区域的距离小于控制开始距离时，在上述第(1)项方案中，可进行这样的防干扰控制，即在使第1前置部件通过操纵信号继续运动的同时，使第2前置部件沿防干扰方向运动，从而前置装置所定部位沿上述区域的边界附近运动。
(10)在上述第(1)项方案中，最好上述运算机构具有下述机构，该机构根据上述第1检测机构的检测值计算上述前置装置所定部位与车辆主体周围预定区域间的距离；上述第1控制机构按下述方式对上述第1前置部件的操纵机构的操纵信号进行修正，该方式为在上述计算出的距离小于预定的第1控制开始距离时，随着上述距离的减小，上述第1前置部件作减速运动，并且在所算出的距离小于第2控制开始距离时上述第1控制机构开始进行上述的控制，该第2控制开始距离等于或小于预定的上述第1控制开始距离。
这样，当前置部件所定部位靠近车辆主体，并且其到预定区域的距离小于第1控制开始距离时，第1前置部件作减速运动，当到预定区域的距离小于第2控制开始距离时，在第1前置部件作减速运动的同时，第2前置部件沿防干扰方向运动。因此，即使在液压泵的最大排出流量受到限制的情况下，由于通过防干扰控制，第1前置部件的液压驱动器所消耗的液压油流量减小，这样可向第2前置部件液压驱动器供给所需的充足流量的液压油，从而可使第2前置部件快速地沿防干扰方向运动。由于第2前置部件快速的运动以及第1前置部件作减速运动的效果，可控制前置装置所定部位侵入上述区域的侵入量，从而可使前置装置所定部位沿上述区域边界附近平稳地运动。因此，不但可以使上述区域作为防干扰区域进行平稳的控制，而且由于侵入预定区域的侵入量减小，从而可确定较小的防干扰区域，以确保较大的作业范围。
(11)在上述第(1)项方案中，最好上述运算机构具有下述机构，该机构根据上述第1检测机构的检测值计算上述前置装置所定部位与车辆主体周围预定区域间的距离，上述第1控制机构包括(d1)计算第1限制值的机构，该机构计算第1限制值，该限制值相对上述第1前置部件操纵机构的操纵信号，当上述所算出的距离大于预定的控制开始距离时保持最大值，当上述距离小于控制开始距离时随该距离的减小而减小，当上述距离小于负的某值时其为0；(d2)按不超过上述第1限制值的方式修正上述第1前置部件操纵机构的操纵信号的机构；(d3)计算第2限制值的机构，该机构计算第2限制值，该限制值相对上述第2前置部件操纵机构的操纵信号，当上述所算出的距离大于预定的控制开始距离时保持最大值，当上述距离小于控制开始距离时随该距离的减小而减小，当上述距离为0时其为0，当上述距离为负值时其随着该值按负值减小；(d4)计算控制增益的机构，该机构计算控制增益，该控制增益相对上述第2检测机构的检测值，当上述所算出的距离大于上述控制开始距离时保持为0，当上述距离小于控制开始距离时随该距离的减小而增大，当该距离小于0时其为最大值；(d5)计算目标速度的机构，该机构通过将上述第2检测机构的检测值和上述控制增益相乘而计算上述第2前置部件沿防干扰方向运动的目标速度；(d6)修正机构，该机构通过将上述第2限制值与上述防干扰方向的目标速度相减，并按不超过上述差值的方式修正上述第2前置部件操纵机构的操纵信号。
(12)在上述第(1)项方案中，最好它还包括(e)设定机构，该机构在建筑机械周围环境设定上述前置装置可进行运动的动作范围；(f)第2控制机构，该机构根据上述运算机构的计算值，按在上述前置装置到达上述动作范围的边界时、上述第1前置部件停止运动的方式进行控制。
这样，在进行上述第(1)项方案中所述的通过第1控制机构的防侵入控制时，即使在前置装置朝向预定的动作范围运动的情况下，在前置装置到达该动作范围时第1前置部件停止运动，由于该第1前置部件停止运动，上述第2前置部件也停止运动。因此，即使在建筑机械附近出现障碍物的情况下，仍可在不碰到该障碍物的同时，使前置装置安全地运动，与此同时可进行防干扰控制。
(13)在上述第(12)项方案中，最好上述第2控制机构按下述方式对上述第1前置部件操纵机构的操纵信号进行修正，该方式为随着上述前置装置靠近上述动作范围的边界，上述第1前置部件作减速运动。
按上述方式前置装置可平稳地停留于所设定的动作范围的边界上。
(14)在上述第(13)项方案中，最好上述运算机构包括计算第1距离的机构，该机构根据上述第1检测机构的检测值，计算上述前置装置所定部位与车辆主体周围预定的区域间的第1距离；计算第2距离的机构，该机构根据上述检测值，计算上述前置装置与由上述设定机构所设定的动作范围边界间的第2距离；上述第1控制机构计算第1限制值，该第1限制值随上述第1距离的减小而减小；上述第2控制机构计算第2限制值，该第2限制值随上述第2距离的减小而减小，当上述第2距离为0时，其也为0；上述第2控制机构按不超过上述第2限制值的方式修正上述第1前置部件操纵机构的操纵信号；上述第1控制机构按不超过上述第1限制值和第2限制值中的任何一个的方式修正上述第1前置部件操纵机构的操纵信号。
(15)在上述第(1)项方案中，最好上述运算机构包括，根据上述第1检测机构的检测值计算上述前置装置所定部位与车辆主体周围预定的区域间的距离的机构；上述第1控制机构在上述所算出的距离小于预定的距离时开始进行上述的控制；上述建筑机械的防干扰装置还包括(g)第3检测机构，该检测机构检测对通过上述第1控制机构进行控制时的上述前置装置的运动特性产生影响的因素；(h)距离修正机构，该机构按下述方式对上述所算出的距离进行修正，该方式为根据上述第3检测机构的检测值，即使在根据上述因素上述前置装置的运动特性发生变化的情况下，上述前置装置仍然不会侵入上述区域。
在液压挖掘机等液压建筑机械中，当油温等因素变化时，前置装置的运动特性发生变化，例如当油温降低时，很难按上述第(1)项方案中所述的防干扰控制使第2前置部件沿防干扰方向运动，从而前置装置的所定部位有可能侵入防干扰区域。
通过按上述方式对影响前置装置运动特性的因素进行检测，对距离进行修正，由于油温等因素发生变化时根据该因素变化对控制开始距离进行修正，从而发生前置装置所定部位侵入预定的区域的可能性很小。
(16)在上述第(15)项方案中，最好上述距离修正机构包括根据上述第3检测机构的检测值，计算上述控制开始距离的修正值的机构，以及将上述计算的距离与上述修正值作减法计算的机构。
(17)在上述第(15)项方案中，例如上述因素为液压油的油温，上述距离修正机构按下述方式对上述所算出的距离进行修正，该方式为随着上述油温的降低，上述控制开始距离增加。
(18)在上述第(15)项方案中，例如上述因素为驱动上述液压泵的发动机的转速，上述距离修正机构按下述方式对上述所算出的距离进行修正，该方式为随着上述转速的增加，上述控制开始距离增加。
(19)在上述第(15)项方案中，例如上述因素为上述第1前置部件的液压驱动器负荷压力，上述距离修正机构按下述方式对上述所算出的距离进行修正，该方式为随着上述负荷压力的增加，上述控制开始距离增加。
(20)在上述第(1)项方案中，最好它还包括(i)第4检测机构，该机构对影响通过上述第1控制机构进行控制时的前置装置的运动特性的因素进行检测；(j)增益修正机构，该机构按下述方式对上述第1控制机构的控制增益进行修正，该方式为根据上述第4检测机构的检测值，即使在上述因素变化的情况下，仍可使上述前置装置的运动特性不发生很大变化。
在液压挖掘机等液压建筑机械中，当悬臂角度等因素发生变化时，前置装置运动特性发生变化，在进行上述第(1)项方案中所述的防干扰控制时的第1及第2前置部件的速度平衡或反应性与最佳点偏离，从而会产生晃动现象。
由于按前述方式对影响前置装置运动特性的因素进行检测，并修正第1控制机构的控制增益，从而在悬臂角度等因素变化时，可对第1及第2前置部件的速度平衡或反应性进行修正，这样可防止晃动现象。
(21)在上述第(20)项方案中，例如上述因素为第1前置部件的旋转角度，上述增益修正机构按下述方式对上述控制增益进行修正，该方式为随着上述第1前置部件旋转角度的增加，该控制增益增加。
(22)在上述第(20)项方案中，例如上述因素为上述第1前置部件液压驱动器负荷压力，上述增益修正机构按下述方式对上述控制增益进行修正，该方式为随着上述负荷压力的增加，该控制增益减小。
(23)在上述第(20)项方案中，例如上述因素为液压油的油温，上述增益修正机构按下述方式对上述控制增益进行修正，该方式为随着上述油温的降低，该控制增益减小。
(24)在上述第(20)项方案中，例如上述因素为驱动上述液压泵的发动机的转速，上述增益修正机构按下述方式对上述控制增益进行修正，该方式为随着上述转速的增加，上述控制增益减小。
(25)在上述第(20)项方案中，上述运算机构包括，根据上述第1检测机构的检测值，计算上述前置装置所定部位与车辆主体周围预定的区域间的距离的机构；上述第1控制机构包括(d1)上述控制增益计算机构，在上述所算出的距离大于预定的控制开始距离时该控制增益保持为0，当上述距离小于控制开始距离时该控制增益随着该距离的减小而增加，当上述距离为小于0时该控制增益为最大值；(d2)把上述第2检测机构的检测值与上述控制增益相乘而求出使上述第2前置部件沿防干扰方向运动的目标速度的机构；上述增益修正机构相对上述控制增益的距离的变化比例进行修正。
(26)在上述第(25)项方案中，最好上述控制增益修正机构按下述方式对相对于控制增益的距离的变化比例进行修正，该方式为根据上述因素改变上述控制增益最大值。
(27)在上述第(25)项方案中，上述控制增益修正机构也可按下述方式对相对于控制增益的距离的变化比例进行修正，该方式为根据上述因素改变上述控制增益的增加开始距离。
(28)在上述第(1)项方案中，最好上述多个操纵机构为可输出作为上述操纵信号的电信号的电动杆操作式机构；上述第1控制机构根据上述第1前置部件操纵机构的操纵信号计算指令信号，并将该指令信号输出给上述第1前置部件的流量控制阀，而且还计算上述第2前置部件沿防干扰方向的目标速度，根据上述沿防干扰方向的目标速度与上述第2前置部件操纵机构的操纵信号计算指令信号，将该指令信号输出给上述第2前置部件的流量控制阀。
(29)在上述第(1)项方案中，上述多个操纵机构为可发出作为上述操纵信号的控制压力的液压控制式机构；上述第1控制机构包括计算上述第2前置部件沿防干扰方向的目标速度的机构；输出与沿上述防干扰方向的目标速度相对应的控制压力的比例电磁减压阀；梭阀，该梭阀设于将上述第2前置部件操纵机构的控制压力送向第2前置部件流量控制阀中的通路上，并从上述比例电磁减压阀的控制压力和上述第2前置部件操纵机构的控制压力中选出较高者。
(30)在上述第(1)项方案中，最好上述第1前置部件为要求在进行具有上述前置装置所定部位干扰车辆主体的可能性的作业时、前置装置所定部位连续地在车辆主体周围运动的前置部件；上述第2前置部件为不要求在进行上述作业时、前置装置所定部位连续地在车辆主体周围运动的前置部件。
(31)在上述第(1)项方案中，最好上述建筑机械为补偿式的液压挖掘机，该液压挖掘机中的上述前置装置包括作为上述多个前置部件的悬臂、补偿装置、摇臂，上述第1前置部件为上述的悬臂，上述第2前置部件为摇臂，第2检测机构所检测的第1前置部件的运动为上述悬臂抬起方向的运动，通过上述第1控制机构所进行的第2前置部件沿防干扰方向的运动为上述摇臂沿翻卸方向上的运动。
图1为表示本发明第1实施例的液压挖掘机防干扰装置和其液压回路的图；图2为适合本发明的液压挖掘机的整体侧面图；图3为适合本发明的液压挖掘机的整体俯视图；图4为表示控制单元的控制功能的功能方框图；图5为表示在本实施例的防干扰控制中所采用的区域的示意图；图6为表示在本实施例的防干扰控制中所采用的区域的示意图；图7为表示本发明第2实施例的液压挖掘机防干扰装置和其液压回路的图；图8为表示控制单元的控制功能的功能方框图；图9为表示本发明第3实施例的液压挖掘机防干扰装置中的控制单元的控制功能的功能方框图；图10为表示控制单元的控制功能中、通过摇臂的修正控制压力的运算部处理内容的流程图；图11为通过摇臂说明修正控制压力的运算部处理内容的图；图12为表示本发明第4实施例的液压挖掘机防干扰装置和其液压回路的图；图13为表示控制单元的控制功能的功能方框图；图14为表示高度设定面与前置装置的距离测定地点实例的示意图；图15为表示本发明第4实施例的一个变换实施例的液压挖掘机防干扰装置和其液压回路的图；图16为表示控制单元的控制功能的功能方框图；图17为表示本发明第4实施例的另一变换实施例的控制单元的控制功能的功能方框图；图18为表示本发明第5实施例的液压挖掘机防干扰装置和其液压回路的图；图19为表示控制单元的控制功能的功能方框图；图20为表示经过距离修正的控制开始距离变化的图；图21为表示本发明第5实施例的一个变换实施例的液压挖掘机防干扰装置中的控制单元的控制功能的功能方框图22为表示控制开始距离修正值运算部的变换实施例的示意图；图23为表示本发明第5实施例的另一变换实施例的控制单元的控制功能的功能方框图；图24为表示本发明第6实施例的液压挖掘机防干扰装置中的控制单元的控制功能的功能方框图；图25为表示控制增益运算部具体结构的功能方框图；图26为表示随悬臂角度变化的前置装置动作特性变化的图；图27为表示本发明第6实施例的一个变换实施例的液压挖掘机防干扰装置中的控制单元的控制功能的功能方框图；图28为表示控制增益运算部具体结构的功能方框图；图29为表示本发明第6实施例的另一变换实施例的液压挖掘机防干扰装置中的控制单元的控制功能的功能方框图；图30为表示控制增益运算部具体结构的功能方框图；图31为表示限制值运算部具体结构的功能方框图；图32为表示限制值运算部具体结构的功能方框图；图33为表示本发明第6实施例的再一变换实施例的液压挖掘机防干扰装置中的控制单元的控制功能的功能方框图。
第1实施例下面参照图1～6对本发明第1实施例进行描述。
在图1中，适合本发明的液压挖掘机包括液压泵2；设有通过该液压泵2给出的压力油而驱动的悬臂驱动缸3a，摇臂驱动缸3b，铲斗驱动缸3c，补偿装置驱动缸3d，旋转马达3e及左右行走马达3f，3g的多个驱动器；分别与上述的液压驱动器3a～3g对应而设置的操纵杆装置4a～4g；多个流量控制阀5a～5g，这些流量控制阀连于液压泵2和多个液压驱动器3a～3g之间，它们由操纵杆装置4a～4g的操纵信号控制，并对送向液压驱动器3a～3g的液压油的流量进行控制。
另外，如图2和图3所示，液压挖掘机由多点铰接型前置装置1A和车辆主体1B构成，上述多点铰接装置1A由可分别沿竖直方向旋转的悬臂1a、摇臂1b、铲斗1c及补偿装置1d构成，上述车辆主体1B由上部旋转体1e和下部行走体1f构成，上述前置装置1A中的悬臂1a的底端支承于上部旋转体1e的前部。上述悬臂1a、摇臂1b、铲斗1c、补偿装置1d、上部旋转体1e及下部行走体1f分别通过相应的悬臂驱动缸3a、摇臂驱动缸3b、铲斗驱动缸3c、补偿装置驱动缸3d、旋转马达3e及左右行走马达3f而被驱动，上述这些部件的动作通过前述的操纵杆装置4a～4g来指示。
另外，上述车辆主体1B支承于上部旋转体1e上，并具有驾驶室3h，该驾驶室具有操作人员可进行操作的工作席。
再回头参见图1，操纵杆装置4a～4g为根据操作量对相应的流量控制阀5a～5g进行驱动的电动杆型装置，这些装置分别向相应的流量控制阀中的电磁驱动部20a～26b供给下述电压，该电压与操作人员对操纵杆装置4a～4g的操作量和操作方向相对应。
在上述的液压挖掘机中设有本实施例的防干扰装置。该防干扰装置包括角度检测器6a，6b，6c和控制单元7，这些角度检测器分别设于悬臂1a、摇臂1b、补偿装置1d的旋转支点上，并作为与前置装置1A的位置和姿势有关的状态量检测相应的旋转角度，上述控制单元7输入角度检测器6a，6b，6c及操纵杆装置4a～4g的信号，并输出可进行防干扰控制的电信号。
图4表示控制单元7的控制功能。该控制单元7具有前置姿势运算部7a、输入限制值运算部7b～7d、进行输入限制的最大最小值选择部7e～7g、控制增值运算部7h、乘法部7i、加法部7j、检测线7m、送向分别与各驱动器的伸出侧及收缩侧相对应的流量控制阀的指令值运算部30a～36b的各种功能。
前置姿势运算部7a输入通过角度检测器6a～6c所测出的悬臂、摇臂和铲斗的旋转角度，根据这些旋转角度通过坐标变换计算前置装置1A前端(测定点)的位置，并计算该前端位置与防干扰区域的距离r。上述防干扰区域是为了防止前置装置1A的前端对车辆主体1B，特别是对驾驶室3h产生干扰而设置的，如图5及图6所示，在驾驶室3h周围设有安全距离，如设定为30cm。另外，上述运算部7a要计算作为前置装置1A的前端位置，即计算以铲斗1c的旋转支点Ov为中心，该中心至铲斗1c的前端P为半径rv的假设圆X上的最靠近防干扰区域边界的点的位置，从而算出上述点与防干扰区域的距离r。
输入限制值运算部7b～7d根据按上述方式求得的距离r与预定的减速控制计算公式对输入限制值u进行计算。
在这里，在补偿装置1d的运算部7d中，距离r和限制值u的关系是这样确定的，即当距离r大于控制开始距离r0时，限制值u保持最大值，而当距离r小于控制开始距离r0时，该限制值u随距离r的减小而变小，当上述距离r小于0时，限制值u也为0，这样使防干扰区域边界上的限制值u为0，便可使补偿装置1d停止工作。
另一方面，在悬臂1a的运算部7b中，距离r和限制值u的关系是这样确定的，即当距离r大于控制开始距离r0时，限制值u保持最大值，而当距离r小于控制开始距离r0时，该限制值u随距离r的减小而变小，当上述距离r小于负值rn时，限制值u为0，这样使防干扰区域上的限制值u大于0，从而使悬臂1a动作。
另外，在摇臂1b的运算部7c中，距离r和限制值u的关系是这样确定的，即当距离r大于控制开始距离r0时，限制值u保持最大值，而当距离r小于控制开始距离r0时，该限制值u随距离r的减小而变小，当上述距离r变为0时，限制值u也为0，当距离r为负值时，限制值u对应于该负值也减小，这样可使防干扰区域边界上的限制值u为0，由此如果摇臂1b进入防干扰区域可使限制值为负值，从而可使摇臂1b沿反方向(摇臂翻卸方向)运动。
再有，在上述运算部7b～7d中，上述限制值u的最大值基本与操纵杆装置4a，4b，4d的操纵信号的最大值相一致。
在最大最小值选择部7e～7g中，信号的选择是这样进行的，即对通过操纵杆装置4a，4b，4d的输入信号和输入限制值u进行比较，使输入信号不超过限制值u。
在送向分别与各驱动器的伸出端及收缩端相对应的流量控制阀的指令值运算部30a～36b中，指令值是这样计算的，即在输入符号为+号的情况下，对伸出端的电磁驱动部20a～26a进行激磁，在输入符号为-号的情况下，对收缩端的电磁驱动部20b～26b进行激磁。在这里，在最小值选择部7e～7g中，在对由运算部7b～7d计算的限制值u进行选择的情况下，由运算部30a，31a，33b计算的指令值成为减速指令值。
控制增益运算部7h根据到防干扰区域的距离r和预先确定的计算公式计算控制增益K。在这里，在运算部7h中，距离r与控制增益K的关系是这样确定的，即当距离r大于控制开始距离r0时，控制增益K为0，当距离r小于控制开始距离r0时，控制增益K随着距离r的减小而增大，当距离r小于0时，控制增益K变为最大的恒定值。
检测线7m对通过指令值运算部30a所计算的悬臂抬起端的指令值进行检测。
乘法部7i求出控制增益K与通过检测线7m输出的悬臂抬起端指令值的乘积。另外，在这里所求出的数值按后面要描述的方式构成防干扰方向的加速指令值(防干扰目标速度)。
运算部7i求出摇臂的输入限制值同控制增益K与悬臂伸出端的指令值的乘积的差。
在上述描述中，操纵杆装置4a，4b，4c，4d构成指示多个前置部件即悬臂、摇臂、铲斗、补偿装置的动作的多个操纵机构，当悬臂1a作为第1前置部件、摇臂1b作为第2前置部件时，角度检测器6a～6c构成第1检测机构，该机构对与前置装置1的位置及姿势相关的状态量进行检测，前置姿势运算部7a构成下述计算机构，该计算机构根据上述检测机构给出的信号对前置装置的位置和姿势进行计算。
另外，获取悬臂抬起端指令值的检测线7m构成根据操纵机构的操纵信号对第1前置部件的动作进行检测的第2检测机构，限制值运算部7b，7c、选择部7e，7f、控制增益运算部7h、乘法部7i、加法部7j、指令值运算部30a～31b构成第1控制机构，该第1控制机构是这样进行控制的，即根据计算机构的计算值和第2检测机构的检测值，如果当通过操纵信号第1前置部件运动时前置装置的所定部位靠近车辆主体，在根据操纵信号使第1前置部件连续动作的同时，使第2前置部件相对车辆主体沿防干扰方向运动。
再有，在本实施例中，第1控制机构是这样进行控制的，即作为相对车辆主体的防干扰方向，第2前置部件(摇臂)相对车辆主体朝前方(翻卸方向)运动。
还有，在本实施例中，第1控制机构是这样进行控制的，即在控制增益运算部7h、乘法部7i、加法部7i、指令值运算部31b中根据第2检测机构的检测值对与第1前置部件(悬臂)的运动速度相对应的第2前置部件(摇臂)的防干扰方向的目标速度进行计算，使第2前置部件按上述目标速度沿防干扰方向运动。
此外，在本实施例中，计算机构(前置姿势运算部7a)根据第1检测机构的检测值对前置装置的所定部位与车辆主体周围预定的区域(防干扰区域)间的距离r进行计算，在限制值运算部7b中，在上述距离r小于预定的第1控制开始距离r0时，第1控制机构对下述的第1前置部件操纵机构的操纵信号进行修正，以使该第1前置部件的速度随上述距离r的减小而变小，另外在选择部7f、控制增益运算部7h、乘法部7i、加法部7j、指令值运算部31b中，在距离r小于与预定的第1控制开始距离相等的第2控制开始距离r0时，第1控制机构开始进行上述控制。另外，也可使第2控制开始距离小于第1控制开始距离。
下面对具有上述结构的本实施例的动作进行说明。所描述的作业实例包括(a)按照使前置装置1A从驾驶室3h前方靠近的方式，向跟前(相对车辆主体的后方，即摇臂收拢方向)操作摇臂1b的场合，(b)向上方操作悬臂1a的场合，(c)一边向上方操作悬臂1a，一边向跟前操作使摇臂1b的场合，(d)向左侧操作补偿装置1d的场合。
(a)首先，在向跟前(相对车辆主体的后方，即摇臂收拢方向)操作摇臂1b的场合，当前置装置1A的前端靠近防干扰区域，距离r小于控制开始距离r0时，根据由限制值运算部7c所计算的限制值u对摇臂驱动缸3b的伸出端的指令值进行限制，发出摇臂1b的减速指令。这样摇臂1b慢慢做减速运动，并在防干扰区域的边界L处停止运动。
另外，万一在前置装置的前端侵入防干扰区域中的场合，通过使限制值运算部7c中的限制值u变为负值，而强制增加摇臂驱动缸3b收缩端的指令值的方式，使摇臂1b朝前方(摇臂翻卸方向)作加速运动，使前置装置前端从防干扰区域退出。因此，操作人员可在不用担心前置装置1A对驾驶室3h产生干扰的情况下，对摇臂1b进行安全的操作。
(b)在向上方操作悬臂1a的场合，当前置装置1A的前端靠近防干扰区域，距离r小于控制开始距离r0时，根据由限制值运算部7b所计算的限制值u对悬臂驱动缸3a的伸出端的指令值进行限制，发出悬臂1a的减速指令。这样，悬臂1a慢慢作减速运动。与此同时，通过检测线7m、控制增益运算部7h、乘法部7i，作为相对车辆主体1B的防干扰方向的目标速度，对与悬臂驱动缸3a伸出端指令值成一定比例的摇臂翻卸方向(相对车辆主体的前方)的加速指令值进行计算，当该加速指令值大于通过限制值运算部7c所算出的限制值u，并且在加法部7j中，上述限制值u减去加速指令值所得出的数值为负值时，上述加速指令值送向摇臂驱动缸3b的收缩端，这样摇臂1b沿翻卸方向(前方)作加速运动。由于上述的悬臂1a作减速运动以及摇臂1b沿翻卸方向的运动，如图5中的箭头M所示，前置装置1A的前端在靠近防干扰区域的边界L附近处沿该边界L运动。因此，可在不必担心前置装置1A对驾驶室3h产生干扰的情况下，对悬臂1a进行安全的连续操作。
(c)在一边向上方操作悬臂1a、一边向跟前(相对车辆主体的后方，即摇臂收拢方向)操作摇臂1b的场合，当距离r小于控制开始距离r0时，按上述(b)的方式对悬臂驱动缸3a的伸出端指令值进行限制，这样悬臂1a慢慢作减速运动。另外，与此同时通过乘法部7i对与悬臂驱动缸3a伸出端指令值成一定比例的沿摇臂翻卸方向的加速指令值进行计算。另一方面，当在限制值运算部7c中所计算的限制值u减去加速指令值所获得的值为正值时，与该值相对应，对摇臂驱动缸3b的伸出端指令值进行限制，当上述所获得的值为负值时，将该值作为指令值送向摇臂驱动缸3b的收缩端，这样摇臂1b沿翻卸方向(前方)作加速运动。作为上述运动的结果，在上述场合，也如图5中的箭头M所示，前置装置1A的前端在防干扰区域边界L附近处沿该边界L运动，从而可在不用担心前置装置1A对驾驶室3h产生干扰的情况下，对悬臂1a进行安全连续的操作。
(d)在向左侧操作补偿装置1d的场合，当前置装置1A的前端靠近防干扰区域、距离r小于控制开始距离r0时，根据由限制值运算部7d而算出的限制值u对补偿装置驱动缸3d收缩端的指令值进行限制，发出补偿装置1d减速指令值。这样补偿装置1d慢慢作减速运动，并停留在防干扰区域边界L处。因此，在不用担心前置装置1A对驾驶室3h产生干扰的情况下，可对补偿装置1d进行安全的操作。
根据上述方式的本实施例，在向上方操作悬臂1a的场合，或者在一边向上方操作悬臂1a、一边向跟前操作摇臂1b的场合，形成在使悬臂连续抬起的同时使摇臂1b沿翻卸方向，即相对车辆主体沿防干扰方向运动的方式，可在防止前置装置1A对驾驶室3h产生干扰的同时使前置装置1A连续运动(防干扰控制)。
另外，由于在悬臂连续抬起的同时使摇臂1b沿翻卸方向运动，这样可通过悬臂抬起的操纵信号按操作人员意愿进行操作。
再有，由于补偿装置1d不沿横向运动而避免对驾驶室产生干扰，这样铲斗1c横向位置不发生变化，在装土等作业中，不必再将前置装置的前端设定在原来的横向位置，从而可缩短1次作业周期所需的时间。由此，可防止对车辆主体的干扰，同时可进行高效率的作业。
此外，由于悬臂连续抬起，前置装置1A的运动不会发生不灵活的情况，从而可进行使前置装置前端平稳通过驾驶室周围的防干扰控制。
按上述方式，不会降低操作性能和作业性能，并可防止前置装置前端对驾驶室产生干扰。
另外，按照本实施例，由于根据通过指令值运算部30a所计算的悬臂抬起指令值来计算摇臂1b沿翻卸方向的目标速度，在进行上述的防干扰控制而使摇臂1b沿翻卸方向运动时，摇臂1b沿翻卸方向的运动速度取决于悬臂1a的抬起速度，从而可使悬臂抬起与摇臂翻卸的速度保持平衡。这样，可进行这样的防干扰控制，该控制使前置装置1A的运动更平稳地进行，由于即使在悬臂1a抬起速度变化的情况下，前置装置前端靠近驾驶室的距离也不发生很大变化，从而可确保较大的作业范围。
还有，由于在悬臂连续抬起而摇臂沿翻卸方向运动时，悬臂抬起速度降低，悬臂驱动缸3a所消耗的液压油流量减少，这样可向摇臂驱动缸3b供给所需的充足的流量的液压油，进而可使悬臂1a很快地沿翻卸方向运动。由此，在悬臂抬起运动减速的同时可控制前置装置前端进入防干扰区域的侵入量，从而可使前置装置前端沿防干扰区域平稳地运动。另外，由于侵入量较少，可设定较窄的防干扰区域，并且可确保较大的作业范围。
再有，在向跟前操作摇臂1b的场合，随着前置装置前端靠近防干扰区域，摇臂1b慢慢作减速运动，并停留在防干扰区域边界L上，另外在万一出现前置装置前端侵入防干扰区域的场合，由于摇臂沿翻卸方向(前方)作加速运动，前置装置前端从防干扰区域退出，从而可安全地对摇臂进行操作。
此外，在向左侧操作补偿装置1d的场合，随着前置装置前端靠近防干扰区域，补偿装置慢慢作减速运动，并停留在防干扰区域边界L上，这样同样可安全地对补偿装置进行操作。
第2实施例下面根据图7和图8对本发明第2实施例进行说明。本实施例适用于作为操纵杆装置而采用液压控制式的液压挖掘机。在图中，与前面的图中相同的部件及部分采用相同的标号。
在图7中，适合本实施例的液压挖掘机包括液压控制式的操纵杆装置9a～9g以代替电操纵杆装置4a～4g。操纵杆装置9a～9g根据控制泵8所产生的控制压力，通过控制线路40a～40b将分别由操作人员操纵的操纵杆装置9a～9g的操纵量及操纵方向相对应的控制压力施加给相应的流量控制阀中的液压驱动部50a～50b，并通过该控制压力驱动相应的流量控制阀10a～10g。
在上述的液压挖掘机中设有采用本实施例的防干扰装置。该防干扰装置除具有第1实施例中所包括的部件之外，还设有压力检测器13、通过电信号而驱动的比例电磁减压阀11a～11d、梭阀12，该压力检测器13设于悬臂用操纵杆装置9a中的控制线路40a上，并作为操纵杆装置9a的操纵量对控制压力进行检测。比例电磁减压阀11a，11b，11d分别设于控制线路40a，41a，43b上，它们根据电信号使控制压力降低，并将该压力输出到流量控制阀10a，10b，10d中的液压驱动部50a，51a，53b上。比例电磁减压阀11c设于与控制泵8相连的专用控制线路41c上，梭阀12选择控制线路41b内的控制压力和比例电磁减压阀11c所输出的控制压力中的较高值，并将其送向流量控制阀10b中的液压驱动部51b。
下面参照图8对本实施例与第1实施例的控制功能的区别进行描述。
在没有防干扰装置的已有液压控制式的液压挖掘机中，由于流量控制阀10a～10g通过由操纵杆装置9a～9g调节的控制压力直接驱动，从而作为与送向伸出端、收缩端相对应的减压阀的指令值的运算部，与摇臂无关的部分是不需要的。
另外，由于可根据比例电磁减压阀11a～11d和梭阀12的特性，而无需对输入值进行限制的最大最小值选择部，从而需增设下述的选择部7k以便确定作用于悬臂抬起(伸出)端液压驱动部50a上的控制压力，，该选择部7k选择检测作为操纵杆装置9a的操纵量的控制压力的压力检测器13的输出值与限制值运算部7b的输出值中的较小者。另外，压力检测器13设于比例电磁减压阀11a的出口端，虽然可直接采用该检测器的检测值，但是在响应特性方面最好采用在比例电磁减压阀11a的入口端检测的方式。
按上述方式，操纵杆装置9a，9b，9c，9d构成指示多个前置部件即悬臂、摇臂、铲斗及补偿装置动作的多个操纵机构，当悬臂1a用作第1前置部件，摇臂1b用作第2前置部件时，角度检测器6a～6c构成检测与前置装置1A的位置和姿势有关的状态量的第1检测机构，前置姿势运算部7a构成根据上述检测机构给出的信号对前置装置的位置和姿势进行计算的计算机构。
另外，压力检测器13、最小值选择部7k及检测线路7m构成根据操纵机构的操纵信号对第1前置部件的动作进行检测的第2检测机构，限制值运算部7b，7c、控制增益运算部7h、乘法部7i、加法部7i、指令值运算部31a，31b、比例电磁减压阀11a，11b，11c、梭阀12构成第1控制机构；该第1控制机构根据计算机构的计算值和第2检测机构的检测值，在第1前置部件通过操纵信号运动时前置装置的所定部位靠近车辆主体的情况下，在通过操纵信号使第1前置部件连续动作的同时，使第2前置部件相对车辆主体沿防侵入方向运动。
此外，在本实施例中，第1控制机构按下述方式进行控制，该方式为在控制增益运算部7h、乘法部7i、加法部7j、指令值运算部31b中，根据第2检测机构的检测值计算与第1前置部件的运动速度相对应的沿防干扰方向的目标速度，使第2前置部件以上述目标速度沿防干扰方向运动。
此外，在本实施例中，计算机构(前置姿势运算部7a)根据第1检测机构的检测值计算前置装置所定部位至车辆主体周围预定区域(防干扰区域)的距离r，第1控制机构对下述的第1前置部件的操纵机构的操纵信号进行修正，在限制值运算部7b中，当上述距离r小于预定的第1控制开始距离r0时，该第1前置部件随上述距离r的减小而作减速运动；另外在控制增益运算部7h、乘法部7i、加法部7j、指令值运算部31b中，当上述距离r小于与第1控制开始距离相等的第2控制开始距离r0时，上述第1控制机构开始进行上述的控制。此外，第2控制开始距离也可小于第1控制开始距离。
下面对具有上述结构的本实施例的动作进行描述。
(a)在向跟前(相对车辆主体后方，即摇臂收拢方向)操作摇臂1b的场合，当前置装置1A前端靠近防干扰区域，距离r小于控制开始距离r0时，根据由限制值运算部7c所计算的限制值u通过比例电磁减压阀11b对摇臂驱动缸3b的伸出端控制压力进行限制，并输出摇臂1b的减速指令。由此，摇臂1b慢慢作减速运动，并停留在防干扰区域边界L处。
另外，在万一出现前置装置前端侵入防干扰区域的场合，当限制值运算部7c的限制值u为负值时，比例电磁减压阀11c动作，这样强制使摇臂驱动缸3b的收缩端的控制压力增加，从而摇臂1b朝前方(摇臂翻卸方向)作加速运动，前置装置1A的前端退出防干扰区域。因此，操作人员可在不用担心前置装置1A对驾驶室3h产生干扰的情况下，安全地对摇臂1b进行操作。
(b)另外，在向上方操作悬臂1a的场合，当前置装置1A前端靠近防干扰区域、距离r小于控制开始距离r0时，根据由限制值运算部7b所计算的限制值u通过比例电磁减压阀11a对摇臂驱动缸3a的伸出端控制压力进行限制，并输出悬臂1a的减速指令，由此，摇臂1b慢慢作减速运动。与此同时，通过检测线路7m、控制增益运算部7h、乘法部7i，作为相对车辆主体1B的防干扰方向的目标速度，对与悬臂驱动缸3a的伸出端的控制压力成一定比例的沿悬臂翻卸方向的加速指令值进行计算，当该加速指令值大于通过限制值运算部所计算的限制值u、并且在加法部7i中上述限制值u减去加速限制值所得出的值为负值时，上述加速限制值输出给摇臂驱动缸3b的收缩端，从而摇臂1b沿翻卸方向(前方)作加速运动。由于上述悬臂1a作减速运动以及摇臂1b作沿翻卸方向的加速运动，前置装置1A的前端在防干扰区域边界L附近处沿该边界L运动，如图5中的箭头M所示。因此，在不用担心前置装置1A对驾驶室3h产生干扰的情况下，可安全连续地对悬臂1a进行操作。
(c)在一边向上方操作悬臂1a、一边向跟前(相对车辆主体后方，即摇臂收拢方向)操作摇臂1b的场合，当距离r小于控制开始距离r0时，按上述(b)中的方式通过比例电磁减压阀11a对悬臂驱动缸3a的伸出端的控制压力进行限制，从而悬臂1a慢慢作减速运动。与此同时，通过乘法部7i对与悬臂驱动缸3a的伸出端的控制压力成一定比例的摇臂沿翻卸方向的加速指令值进行计算。当在限制值运算部7c中所计算的限制值u减去加速指令值所得到的值为正值时，根据该数值通过比例电磁减压阀11b对摇臂驱动缸3b的伸出端的控制压力进行限制，当上述数值为负值时，比例电磁减压阀11c动作，强制地使摇臂驱动缸3b的收缩端的控制压力增加，从而摇臂1b沿翻卸方向(前方)作加速运动。作为上述运动的结果，同样在上述场合，前置装置1A的前端在防干扰区域边界L附近处沿该边界L运动，如图5中的箭头M所示。因此，在不用担心前置装置1A对驾驶室3h产生干扰的情况下，可安全连续地对悬臂1a进行操作。
(d)在向左方操作补偿装置1d的场合，当前置装置1A的前端靠近防干扰区域、距离r小于控制开始距离r0时，根据由限制值运算部7d所计算的限制值u通过比例电磁减压阀11d对补偿装置驱动缸3d收缩端的控制压力进行限制，并输出补偿装置1d的减速指令。由此，补偿装置1d慢慢作减速运动，并停留在防干扰区域边界L处。因此，在不用担心前置装置1A对驾驶室3h产生干扰的情况下，可安全连续地对补偿装置1d进行操作。
根据如上所述的本实施例，在使用液压控制式操纵杆装置的液压挖掘机中，可获得与第1实施例相同的效果。
第3实施例下面根据图9～图11对本发明的第3实施例进行说明。与第2实施例相比，本实施例可向动作预测机构输入前置装置的位置和姿势的数据，并可更准确地预测前置装置的运动。在本实施例图中，与前述图中所示的相同部件及部分采用相同的标号。另外，液压回路结构与第2实施例中的图7所示的相同。
在图9中，本实施例中的防干扰装置在控制单元的控制功能方面，设有通过摇臂的修正控制压力运算部7x，它添加于图8所示的第一实施例中。
在通过摇臂的修正控制压力运算部7x中，根据悬臂流量控制阀10a的液压驱动部50a中所产生的悬臂抬起控制压力Pa，对下述控制压力Pb进行计算，该压力用来通过摇臂的运动而防止因悬臂的运动铲斗侵入防干扰区域。
下面根据图10和图11进行详细说明。
在图10中，步骤100是根据悬臂抬起控制压力Pa与悬臂流量控制阀10a的流量特性求出悬臂驱动缸3a的速度Sa。
接着，在步骤110中，根据上述悬臂驱动缸的速度Sa与前置装置1A的坐标变换，求出因悬臂1a的运动而产生的铲斗1c的前端速度Va。此时，铲斗角度是作为最接近的角度进行计算的。
然后，在步骤120中，通过坐标变换求出悬臂运动的前端速度Va与防干扰区域相垂直的垂直分速度Va’。垂直分速度Va’为靠近防干扰区域的前置装置的实际分速度。
接着，在步骤130中，按照可产生与上述前端速度中的垂直分速度Va’反向的垂直分速度-Va’的方式进行坐标变换求出可使摇臂1b运动的前端速度Vb。
然后，在步骤140中根据前端速度Vb和前置装置1A的坐标变换求出摇臂驱动缸3b的速度Sb。
之后，在步骤150中，根据摇臂驱动缸3b的速度Sb和摇臂流量控制阀10b的流量特性，求出摇臂翻卸方向(向前)上的控制压力Pb。
再回到图9，在乘法部7i中，求出控制增益K与按上述方式求出的控制压力Pb的乘积值，作为防干扰方向的目标速度算出摇臂翻卸方向的加速指令值。之后，按与第2实施例相同的方式进行处理。
按照具有上述结构的本实施例，由于将与干扰驾驶室有关的分速度从悬臂1a的抬起运动速度中抽出，并求出摇臂沿翻卸方向的加速指令值，从而可更平稳地进行防干扰控制，从而可确保更大的作业范围。
第4实施例下面参照图12～图14对本发明第4实施例进行描述。在上述图中，与图1和图4中所示的相同的部件和功能相同的部分采用相同的标号。
在采用液压挖掘机进行作业时，在作业现场，存在上方有电线、桥等障碍物或在下方有埋设物等障碍物的情况。在此场合，操作人员必须非常当心以避免使前置装置与上述的障碍物相接触，这样就增加了操作人员的负担，并且使作业效率降低。本实施例即使在上述的作业现场的情况下，仍然可在不降低作业效率的情况下使前置装置安全地运动，同时可防止对驾驶室的干扰。
在图12中，控制单元7上连有动作范围设定器14，该设定器14用来预先设定前置装置1A的高度方向上的动作范围。该动作范围设定器14通过键输入或上升下降(updown)开关输入高度方向上的限制位置，从而设定动作范围。当然也可通过可按动开关的直接指令法(direct teaching)将前置装置1A移至设定位置。
图13表示控制单元7的控制功能。该控制单元7除具有图4所示的控制单元7的各种功能之外，还具有范围限制运算器(本实施例中为高度限制运算器)7L、输入限制值运算部7p。
在前置姿态运算部7a中，按第1实施例中所述的方式，输入由角度检测器6a～6c所检测出的悬臂、摇臂、补偿装置的旋转角，根据这些旋转角，通过坐标变换，计算前置装置1A前端(监测点)的位置，从而算出该前端位置至防干扰区域的距离r。
在输入限制值运算部7b～7d中，按前述方式根据上述距离r与预定的减速控制计算公式，计算输入限制值u。
另外，前置姿态运算部7a还计算补偿装置1d的前端位置，并将其作为位置信息输入高度限制运算器7L。
该高度限制运算器7L按图14方式，根据由前置姿态运算部7a算出的补偿装置1d的前端位置以及由设定器14所设定的高度限制位置(下面称为高度设定面)，计算高度限制位置和补偿装置1d前端位置之间的距离h1。之后，将该算出的距离h1输出给输入限制值运算部7p。
输入限制值运算部7p根据按上述方式算出的距离h1和预定的减速控制计算公式，计算输入限制值u1。在这里，输入限制值运算部7p是按下述方式确定距离h1与限制值u1的关系的，该方式为随着到高度设定面的距离h1的减小，即随着补偿装置1d前端不断靠近高度设定面，限制值u1减小，并到达高度设定面时变为0，这样使高度设定面上的限制值u1为0，悬臂1a停止运动。
最小值选择部7e对通过操纵杆装置4a的输入信号、第1悬臂输入限制值运算部7b给出的限制值u、第2悬臂输入限制值运算部7p给出的限制值u1进行比较，对信号进行选择以便使输入信号不超过限制值u或u1。
本实施例中的其它各个功能与第1实施例相同。
下面对具有上述结构的本实施例进行说明。
作为作业实例，和第1实施例同样，考虑(a)按照使前置装置1A从驾驶室3h前方靠近的方式，向跟前(相对车辆主体的后方，即摇臂收拢方向)操作摇臂1b的场合，(b)向上方操作悬臂1a的场合，(c)一边向上方操作悬臂1a一边向跟前操作摇臂1b的场合，(d)向左侧操作补偿装置1d的场合。这些作业实例中的动作除下述方面以外，其它的部分与第1实施例中的相同。
即，在上述的(b)及(c)的操作场合，当补偿装置1d前端靠近高度设定面时，由高度限制运算器7L算出的至高度设定面的距离h1减小。其结果是，由输入限制值运算部7p算出的限制值u1减小，并趋近于0。接着，当在最小值选择部7e中选择上述限制值u1时，悬臂1a的抬起速度慢慢减小。当补偿装置1d前端到达高度设定面时，距离h1为0，其结果是，限制值u1也为0，悬臂1a停止运动。
另外，此时随着距离h1的减小，在乘法器7i中所输入的悬臂伸出端指令值减小，由乘法器7i所算出的摇臂1b的加速指令值也减小，从而朝向摇臂1b前方的加速也慢慢降低。当距离h1为0时，由于在乘法器7i中所输入的悬臂伸出端指令值为0，乘法器7i的输出值为0。这样，沿防干扰区域边界L(r＝0的位置)朝向前方运动的摇臂1b也停止运动。
因此，即使在液压挖掘机上方有障碍物的情况下，仍可安全地对前置装置1A进行操作，同时可防止对驾驶室的干扰。
按上述方式采用本实施例，不但可获得第1实施例中的效果，而且还可获得下述效果。
在向抬起侧操作悬臂1a的场合，随着补偿装置1d前端靠近高度设定面，悬臂1a作减速运动，当补偿装置1d前端到达高度设定面时，由于悬臂1a停止运动，这样即使在使上述的悬臂继续抬起的同时进行防干扰控制的情况下，仍然可确实将悬臂及摇臂停留在上述设定面上。
因此，即使在驾驶室3h的附近，仍可不停而地进行连续的土沙的提升操作，并可确保较大的作业范围，另外即使在液压挖掘机上方有障碍物的作业场地，也可在不降低作业效率的情况下使前置装置1A安全地运动，并可进行上述(b)及(c)中的防干扰控制。
第4实施例的第1变换实例下面参照图15及图16对第4实施例的一个变换实例进行描述。本实施例适用于下述的液压挖掘机，该液压挖掘机采用了第4实施例的方案，并按第2实施例中的方式，作为操纵杆装置使用液压控制式装置。在上述图中，与图7、图8、图12、图13等中所示的相同的部件及功能采用相同的标号。
在图15中，本实施例的防干扰装置除了增加有动作范围设定器14以外，其它的部分与图7所示的相同。
在图16中，控制单元7的控制功能除了增加了高度限制运算器7L、输入限制值运算部7p及最小值选择部7n，以及选择部7k的处理对象信号以外，其它的与图8中所示的相同。
最小值选择部7n从限制值运算部7p和限制值运算部7b的输出值中选出较小者，选择部7k从检测作为操纵杆装置9a操作量的控制压力的压力检测器13的输出值和最小值选择部7n的输出值中选出较小者。在这里，由最小值选择部7n选择的结果是可推定作用于悬臂抬起(伸出)端液压驱动部50a上的控制压力的。
下面对具有上述结构的本实施例的动作进行描述。
作为作业实例，与第1实施例及第2实施例相同，考虑(a)按照使前置装置1A从驾驶室3h前方靠近的方式，向跟前(相对车辆主体的后方，即摇臂收拢方向)操作摇臂1b的场合，(b)向上方操作悬臂1a的场合，(c)一边向上方操作悬臂1a一边向跟前操作摇臂1b的场合，(d)向左侧操作补偿装置1d的场合。这些作业实例中的动作除下述方面以外其它的部分与第2实施例中的相同。
在上述的(b)及(c)操作场合中，当补偿装置1d前端靠近高度设定面时，由高度限制运算器7L所算出的至高度设定面的距离h1减小。其结果是，由输入限制值运算部7p所算出的限制值u1降低，并趋近于0。接着，当在最小值选择部7n中选择了上述的限制值u1时，通过比例电磁减压阀11a使悬臂1a抬起的速度慢慢降低。当补偿装置1d前端到达高度设定面时，距离h1为0，其结果是，限制值u1也为0，从而悬臂1a停止运动。
另外，此时随着距离h1的减小，乘法器7i中所输入的悬臂伸出端指令值变小，另外乘法器7i所算出的摇臂1b的加速指令值也减小，这样通过比例电磁减压阀11c朝向摇臂1b前方的加速运动也慢慢降低。由于当距离h1为0时，在乘法器7i中所输入的悬臂伸出端指令值为0，这样乘法器7i的输出值为0。因此，沿防干扰区域边界L(r＝0的位置)朝向前方运动的摇臂1b也停止运动。
因此，即使在液压挖掘机上方有障碍物等的情况下，仍可对前置装置1A进行安全的操作，同时可防止对驾驶室的干扰。
按照如上所述的本实施例，采用了液压控制式操纵杆装置的液压挖掘机可具有与第4实施例相同的效果。
第4实施例的第2变换实例下面参照图17对本发明的第4实施例的另一变换实例进行描述。
虽然在上述的第4实施例及其变换实例中，可通过观测补偿装置1d前端的高度来限制高度方向上的动作范围，但是本实施例在图15及图16所示的实施例中增加了悬臂1a的第3输入限制值运算部7pA，这样可按图14方式对补偿装置1d前端与高度设定面之间的距离h1以及摇臂1b前端与高度设定面之间的距离h2进行观测。
即，在图17中，高度限制运算器7LA计算高度设定面与补偿装置1d之间的距离h1，以及摇臂1b前端与高度设定面之间的距离h2。接着，所算出的距离h2送给输入限制值运算部7pA，在该限制值运算部7pA中，限制值u是按下述方式根据预定计算公式进行计算的，该方式为随着距离h2的减小，移动速度较小地受到限制，上述摇臂1b前端在高度设定面上停止运动。
上述的限制值u1、u2输入到最小值选择部7nA中，根据补偿装置1d前端或摇臂1b前端中哪一个先靠近高度设定面的信息使悬臂抬起运动及摇臂朝向前方运动停止。
按照如上所述的本实施例，对于采用液压控制式的操纵杆装置的液压挖掘机来说，仍可获得与第4实施例相同的效果。
另外，按照本实施例，由于可根据摇臂1b前端或补偿装置1d前端谁先靠近高度设定面的方面的距离情报使前置装置作减速运动，并停止运动，从而即使在液压挖掘机上方有障碍物的作业场地，仍可在不降低作业效率的情况下更安全地使前置装置1A运动，并可进行上述(b)及(c)中的防干扰控制。
第5实施例下面参照图18～图20对本发明的第5实施例进行描述。在上述图中，与图1及图4中相同的部件及功能相同的部分采用相同的标号。在本实施例中，虽然改变了影响前置装置动作特性的因素，但是这样可使在进行上述的防干扰控制时前置装置前端侵入防干扰区域的侵入量为最小。
在图18中，本实施例的防干扰装置作为影响前置装置运动特性的因素，具有检测液压回路中的油温的油温传感器15，该油温传感器15的信号也输入到控制单元7中。
图19表示控制单元7的控制功能。控制单元7除具有图4所示的控制单元7的各个功能以外，还具有控制开始距离修正值运算部7n、加法部7y。
按第1实施例中所述的方式，前置姿态运算部7a输入由角度检测器6a～6c所测出的悬臂、摇臂、补偿装置的旋转角，根据这些旋转角，通过坐标变换，计算前置装置1A前端(监测点)的位置，并计算上述前置装置1A前端与防干扰区域的距离r。
控制开始距离修正值运算部7n输入由油温传感器15检测出的油温To，根据所输入的油温To计算运算部7b～7d，7h中的控制开始距离r0的修正值rof。此时，在运算部7n中这样进行设定，即当油温大于所定温度Ta(例如50℃)，上述修正值rof为0，当油温小于所定温度Ta，随着油温的降低，上述修正值rof慢慢朝向一恒定值，如朝向20cm慢慢增加。
加法部7y将根据由前置姿态运算部7a所算出的距离r减去控制开始距离修正值的运算部7n所算出的修正值rof，之后计算修正后的距离r。由于按上述方式对距离进行了修正，如图20所示，在运算部7b～7d及7h中，按下述方式对各个特性进行修正，该方式为随着油温To的降低，控制开始距离r0增加。
其它方面的各个功能与第1实施例中的相同。
下面对具有上述结构的本实施例的运动进行说明。
作为作业实例，与第1实施例相同，考虑(a)按照使前置装置1A从驾驶室3h前方靠近的方式，向跟前(相对车辆主体的后方，即摇臂收拢方向)操作摇臂1b的场合，(b)向上方操作悬臂1a的场合，(c)一边向上方操作悬臂1a一边向上方操作摇臂1b的场合，(d)向左侧操作补偿装置1d的场合。这些作业实例中的动作除下述方面以外，其它的部分与第1实施例中的相同。
用于液压挖掘机等液压建筑机械的液压驱动装置中的特性由于油温的变换而会发生改变。即，当油温降低时，液压油的粘性加大，这样液压装置的响应较为迟缓，从而整个控制系统的响应就变差。
在本发明的控制中，由于当油温降低时液压装置的反应较慢，前置装置1A的运动特性发生变化，从而在进行上述防干扰控制时前置装置前端很难作减速运动、加速运动或停止，这样会产生侵入防干扰区域的可能。
即，在上述(b)中的向上方操作悬臂1a的场合，由于即使相对前置装置1A前端至防干扰区域的距离r，发出悬臂1a的减速指令，实际上液压装置作出反应直到悬臂1a减速仍较慢，另外即使相对摇臂1b发出指令以使其朝前方(翻卸方向)运动，实际上液压装置作出反应直到摇臂1b朝前方运动仍较慢，这样前置装置1A前端就有可能侵入防干扰区域。
另外，在上述(a)的向跟前(相对车辆主体后方，即摇臂收拢方向)操作摇臂1b的场合，由于液压装置反应较慢，通过运算部7c而进行的减速控制也较慢，这样前置装置1A前端就有可能侵入防干扰区域。
在上述(c)的一边向上方操作悬臂1a一边向跟前操作摇臂1b的场合，与上述(b)场合相同，也会产生前置装置1A前端侵入防干扰区域的可能。
另外，在上述(d)的向左侧操作补偿装置1d的场合，由于液压装置反应较慢，通过运算部7d而进行的减速控制也较慢，这样前置装置1A前端就有可能侵入防干扰区域。
按本实施例，通过温度传感器15检测油温，通过控制开始距离修正值运算部7n和加法部7y，按下述方式对距离r进行修正，该方式为随着油温低于所定温度Ta，运算部7b～7d及7h中的控制开始距离r0变长。这样，在上述(b)的向上方操作悬臂1a的场合，当油温低于所定温度时，运算部7b，7c很快相对距离r使限制值u减小，而在发出悬臂1a及摇臂1b的减速指令的同时，同样运算部7h很快相对距离r增加控制增益，并发出使摇臂1b朝前方运动的指令。由于可按上述方式通过从距离r较远的地方发出悬臂及摇臂的减速指令和摇臂朝前方(翻卸方向)动作的指令，从而可防止前置装置1A前端侵入防干扰区域。
在上述(c)的场合也可产生相同的效果。
另外，在上述(a)的向跟前操作摇臂1b的场合，当油温低于所定温度Ta时，运算部7c很快相对距离r使限制值u减小，并发出摇臂1b减速指令。这样，可防止前置装置1A前端侵入防干扰区域。
同样，在上述(d)的向左侧操作补偿装置1d的场合，当油温低于所定温度Ta时，运算部7d很快相对距离r使限制值u减小，并发出补偿装置1d减速指令。这样，可防止前置装置1A前端侵入防干扰区域。
根据如上所述的本实施例，可获得第1实施例中所产生的效果以及下述效果。
按照本实施例，即使在冬季或寒冷地区作业时油温较低的情况下，在进行悬臂及摇臂的防干扰控制时和进行补偿装置的减速停止控制时，可防止前置装置1A前端侵入防干扰区域。
第5实施例的第1变换实例下面参照图21和图22对本发明的第5实施例的一个变换实例进行描述。在前述实施例中，对作为影响前置装置1A运动特性的因素的油温进行检测，但是本实施例是对驱动液压泵的发动机的转速进行检测。在本实施例的图中，与图1、图4、图18及图19所示的相同的部件及功能采用相同的标号。
在图21中，液压泵2与发动机16相连，并通过该发动机16驱动旋转。在该发动机16中设有检测该发动机16的转速的转速传感器17，该转速传感器17的信号输入到控制单元7(参照图18)中的控制开始距离修正值的运算部7q中。运算部7q根据输入的发动机转速Ne计算运算部7b～7d，7h中的控制开始距离r0的修正值rof。此时，在运算部7q中，当发动机转速Ne小于低速的所定转速Ni，如低于空转转速700rpm时，上述修正值rof为0，当发动机转速Ne高于所定转速Ni时，随着发动机转速Ne的增大，修正值rof朝向一恒定值，如20cm慢慢增加，当发动机转速Ne达到高速所定转速Np，如2000rpm时，在该转速以上的范围修正值rof保持上述恒定值。
加法部7y通过将由前置姿态运算部7a所算出的距离r减去由控制开始距离修正值运算部7q算出的修正值rof，并算出修正后的距离r。由于按上述方式对距离r进行修正，这样与图20所示的的第5实施例场合相同，在运算部7b～7d及7h中，按下述方式进行修正，该方式为随着发动机转速Ne的增加，控制开始距离r0增大。
在这里，用于液压挖掘机等液压建筑机械的液压驱动装置中的特性也随发动机16转速的变化而改变。即，因为液压泵2的最大排出流量因发动机16的转速的变化而发生改变，这样可使用的液压油最大流量变化，特别是当发动机转速较大时，液压油流量增大，从而可增加整个前置装置的运动速度。如果按上述方式前置装置的运动速度增加，当进行上述(a)～(d)中的防干扰控制时，前置装置很难减速、停止运动或加速，这样与油温较高的场合相同，前置装置1A前端有可能侵入防干扰区域。
但是，按照本实施例，转速传感器17检测发动机16的转速，通过控制开始距离修正值运算部7q和加法部7y按下述方式对距离r进行修正，该方式为随着发动机转速高出所定转速Ni，运算部7b～7d及7h中的控制开始距离r0增加。这样，在上述(b)的向上方操作悬臂1a的场合，当发动机转速Ne大于所定转数Ni时，运算部7b，7c很快相对距离r使限制值u减小，当发出悬臂1a和摇臂1b减速指令的同时，同样运算部7h很快相对距离r增加控制增益K，并发出使摇臂1b朝向前方运动的指令。由于可按上述方式从距离r较远的地方发出悬臂及摇臂减速指令和摇臂朝向前方(翻卸方向)运动的指令，从而可防止前置装置1A前端侵入防干扰区域。
在上述(c)场合也可产生相同效果。
另外同样在上述(a)的向跟前操作摇臂1b的场合，当发动机转数Ne大于所定转数Ni时，运算部7c很快地相对距离r使限制值u减小，并发出摇臂1b减速指令。这样，可防止前置装置1A前端侵入防干扰区域。
同样，在上述(d)的向左侧操作补偿装置1d的场合，当发动机转数Ne大于所定转速Ni时，运算部7d很快相对距离r使限制值u减小，并发出补偿装置1d减速指令。这样，可防止前置装置1A前端侵入防干扰区域。
再有，在图21所示的运算部7q中，也可按图22所示方式设定发动机转速Ne与修正值rof的关系以代替图21中所示的特性。即，在图22中，当发动机转速Ne小于低速的所定转速Ni、例如空转转速700rpm时，修正值rof为负的恒定值、例如-20cm，当发动机转速Ne大于所定转速Ni时，随着发动机转速Ne的增加，修正值rof朝向0慢慢增加，当发动机转速Ne等于高速的所定转速Np、例如2000rpm时，在上述数值以上修正值rof保持为0。此时，运算部7b～7d及7h中的控制开始距离初始值r0与发动机转速较高时的特性相对照，其大于前述实施例中的值，该初始值比如可定为50cm。即使按上述方式设定运算部7q、运算部7b～7d及7h，减速开始距离修正结果仍可获得与图21所示的场合相同的效果。
根据如上所述的本实施例，不但可进行与第1实施例中相同的防干扰控制，而且即使在驱动液压泵的发动机转速发生变化的情况下，在进行防干扰控制时仍可防止前置装置1A前端侵入防干扰区域。
第5实施例的第2变换实例下面参照图23对本发明的第5实施例的变换实例进行说明。本实施例作为影响前置装置1A运动特性的因素，对悬臂驱动缸3a的悬臂抬起负荷压力进行检测。在本实施例图中，与图1、图4、图18及图19中所示的相同的部件及功能采用相同的标号。
在图23中，在与悬臂驱动缸3a底部相连的驱动器管路上设有压力检测器18，该检测器对悬臂驱动缸3a的悬臂抬起负荷压力Pa进行检测，该压力检测器18的信号输入到控制单元7(参照图18)中的控制开始距离修正值运算部7r中。该运算部7r根据所输入的悬臂抬起负荷压力Pa计算运算部7b～7d，7h中的控制开始距离r0的修正值rof。此时，在运算部7r中，当悬臂抬起负荷压力Pa小于低压所定压力Po时，上述修正值rof为0，当悬臂抬起负荷压力Pa大于所定压力Po时，随着负荷压力Pa的增加，上述修正值rof朝向一恒定值、例如20cm慢慢增加，当负荷压力Pa等于高压所定压力Pp时，在该数值以上修正值rof保持上述恒定值。
加法部7y通过将由前置姿态运算部7a所算出的距离r减去由控制开始距离修正值运算部7r算出的修正值rof，并将修正后的距离r输出到运算部7b～7d，7h中。由于按上述方式对距离r进行了修正，与图20所示的第5实施例的场合相同，运算部7b～7d，7h按下述方式进行修正，该方式为随着悬臂抬起负荷压力Pa的增加，控制开始距离r0也增大。
在这里，当作用于前置装置1A上的荷载增加时，前置装置的惯性加大，这样在进行上述(a)～(d)的防干扰控制时，前置装置很难减速、停止运动或加速，从而前置装置1A前端有可能侵入防干扰区域。
另一方面，因为当作用于前置装置1A上的荷载增加时悬臂驱动缸3a的悬臂抬起负荷压力增大，这样当对悬臂抬起负荷压力Pa进行检测时，可测出作用于前置装置1A上的荷载。
但是在本实施例中，通过压力检测器18对悬臂抬起负荷压力Pa进行检测，通过控制开始距离修正值运算部7r和加法部7y按下述方式对距离r进行修正，该方式为随着悬臂抬起负荷压力Pa高出所定压力Po，运算部7b～7d及7h中的控制开始距离r0增加。这样，在上述(b)的向上方操作悬臂1a场合，当悬臂抬起负荷压力Pa大于所定压力Po时，运算部7b～7d很快相对距离r使限制值u减小，当发出悬臂1a和摇臂1b减速指令时，与此同时运算部7h很快地相对距离r增加控制增益K，并发出使摇臂1b朝向前方运动的指令。由于可按上述方式从距离r较远的地方发出悬臂及摇臂减速指令和摇臂朝向前方运动的指令，从而可防止前置装置1A前端侵入防干扰区域。
在上述(c)场合也会产生相同的效果。
另外同样在上述(a)的向跟前操作摇臂1b的场合，当悬臂抬起负荷压力Pa大于所定压力Po时，运算部7c使距离r很快相对距离r使限制值u减小，并发出摇臂1b减速指令。这样，可防止前置装置1A前端侵入防干扰区域。
同样，在上述(d)的向左侧操作补偿装置1d的场合，当悬臂抬起负荷压力Pa大于所定压力Po时，运算部7d很快相对距离r限制值u减小，并发出补偿装置1d的减速指令。这样，可防止前置装置1A前端侵入防干扰区域。
按照如上所述的本实施例，不但可进行与第1实施例相同的防干扰控制，而且即使在作用于补偿装置上的荷载改变的情况下，在进行防干扰控制时仍可防止前置装置1A前端侵入防干扰区域。
第6实施例下面参照图24～图26对本发明的第6实施例进行说明。在本实施例图中，与图1、图4中所示的相同的部件及功能采用相同的标号。本实施例即使在影响补偿装置的运动特性的因素改变的情况下，仍可在不产生晃动的同时进行上述防干扰控制。
本实施例的液压驱动装置的结构及本实施例的防干扰装置的整体结构与图1所示的第1实施例的相同，角度检测器6a，6b，6c及操纵杆装置4a～4g的信号输入到控制单元7中。
图24表示控制单元的控制功能。控制单元7除了控制增益运算部7hX的功能与图4所示的运算部7h不同以外，其它的部分与第1实施例相同。
控制增益运算部7hX根据到防干扰区域的距离r与预定的计算公式计算控制增益K。在这里，在运算部7hX中距离r与控制增益K的关系是按下述方式确定的，该方式为当距离r小于控制开始距离r0时控制增益K保持为0，如果距离r小于控制开始距离r0，随着距离r的减小，控制增益K增加，当距离r小于0时，控制增益K为最大的恒定值。
另外，控制增益运算部7hX按下述方式对控制增益K进行修正，该方式为作为影响前置装置1A运动特性、特别是进行本发明的防干扰控制时的运动特性的因素，输入检测悬臂1a旋转角(下面称为悬臂角度α)的角度检测器6a的信号，随着该悬臂角度α的增加，控制增益K也增加。
图25表示控制增益运算部7Xh的具体结构。控制增益运算部7hX包括函数发生器70h、函数发生器71h、乘法器72h的各个功能。上述函数发生器70h根据前置装置前端与防干扰区域的距离r计算基本的控制增益Ko。在这里，距离r与基本控制增益Ko间的关系是按下述方式确定的，该方式为当前置装置前端与防干扰区域的距离r增加时，基本控制增益Ko为0，当前置装置前端靠近防干扰区域边界L时，随着距离r趋近于0，基本控制增益Ko增加。与此相对，函数发生器71h根据悬臂角度α计算修正系数K1。在这里，悬臂角度α与修正系数K1的关系是按下述方式确定的，该方式为当悬臂角度α较小时，修正系数K1为1，当随着悬臂角度α的增加，修正系数K1也增加。乘法部72h将由函数发生器70h所算出的基本控制增益Ko与由函数发生器71h所算出的修正系数K1相乘而求出控制增益K。这样，控制增益运算部7hX按下述方式修正控制增益K，该方式为随着悬臂角度α的增加，控制增益K相对距离r的变化比例(函数的倾斜度)增加，同时控制增益K的最大值加大。
下面说明如上所述构成的本实施例的动作。
作为作业实例，与第1实施例相同，考虑(a)按照使前置装置1A从驾驶室3h前方靠近的方式，向跟前(相对车辆主体的后方，即摇臂收拢方向)操作摇臂1b的场合，(b)向上方操作悬臂1a的场合，(c)一边向上方操作悬臂1a一边向跟前操作摇臂1b的场合，(d)向左侧操作补偿装置1d的场合。这些作业实例中的动作除下述方面以外，其它的部分与第1实施例中的相同。
在这里，前置装置1A的运动特性，特别是按上述方式进行防干扰控制时的运动特性随悬臂角度α而变化。
图26表示随悬臂角度α的前置装置运动特性的变化。在图26中，①为悬臂角度α减小时的前置装置前端位于驾驶室防干扰区域附近的前置装置的姿势，②为悬臂角度α增加时的前置装置前端位于驾驶室防干扰区域附近的前置装置1A的姿势。另外，向量V1，V2分别为在姿势①②中由于悬臂1a旋转而产生的前置装置1A的前端速度。从本图显然可看出，在姿势①和②的状态下，即使在速度向量V1，V2大小相同的情况下，速度向量V1，V2的水平分速度，即因悬臂1a旋转而产生的位于驾驶室防干扰区域附近的前置装置前端沿驾驶室方向上的侵入速度也不相同，即v1h＜v2h。这样，在进行上述(b)的防干扰控制时，在姿势②的状态下，必须使摇臂以高于姿势①的速度向前方运动。
但是，由于前置装置1A处于姿势①的状态，当操作人员进行使悬臂1a抬起的操作时，前置装置前端会越过驾驶室防干扰区域。此时，按照本发明的上述(b)的控制，可自动使摇臂1b朝向前方(翻卸方向)运动从而不会使前置装置前端侵入驾驶室防干扰区域，从而进行防干扰控制。这样摇臂前端基本沿驾驶室防干扰区域边界上升。此时，最好悬臂抬起和摇臂朝向前方的运动保持平衡，从而摇臂前端平稳上升。
即，为了实现上述的防干扰控制，在本发明控制中，一般按上述方式根据设于前置装置1A上的角度检测器6a～6c的信号计算前置装置前端的位置及至驾驶室防干扰区域的距离r(图24，运算部7a)。之后，在把距离r作为反馈值，减小悬臂1a抬起速度(图24，运算部7b)的同时，计算摇臂1b沿翻卸方向的加速指令值(图24，运算部7hX、乘法部7i、加法部7i)，使摇臂1b自动朝向前方(翻卸方向)运动。
由此，必须保持相对反馈值r的悬臂1a的抬起减速程度[相对运算部7b中的限制值u的距离r的变化比例，即函数的倾斜度(增益)]与相对于反馈值r的摇臂1b朝向前方的加速程度[相对运算部7hX中的控制增益K的距离r的变化比例，即函数的倾斜度(增益)]之间的平衡。
因此，在图26所示的姿态①情况下，运算部7b的函数的倾斜度(增益)与运算部7hX的函数的倾斜度(增益)是按下述方式设定的，该方式为使悬臂抬起减速程度与摇臂朝向前方的加速程度保持平衡。而在图26所示的姿态②情况下，由于必须按上述方式使前置装置前端朝向驾驶室方向侵入的速度v2h大于姿态①中的速度v1h，以使摇臂以高于姿态①中的速度朝向前方运动，这样悬臂1a的减速程度是不够的，另外摇臂1b朝向前方的加速程度也是不够的。因此，通过悬臂1a的抬起操作在前置装置前端侵入驾驶室防干扰区域的速度上未添加摇臂1b沿翻卸方向的加速运动，这样前置装置前端会越过防干扰区域边界而进入到图24中的运算部7b中的限制值u为0的地方，在该位置悬臂1a停止运动。之后，摇臂1b慢慢朝向前方运动，前置装置前端回到防干扰区域外边。因此，悬臂1a再次朝上方运动，前置装置前端侵入防干扰区域，在限制值u为0的位置，悬臂1a再次停止运动。反复进行上述操作，有可能产生晃动的现象。
在上述(c)的一边向上方操作悬臂1a一边向收拢方向操作摇臂1b(后方)的场合，与上述(b)的场合相同，反复使悬臂停止运动以及使摇臂朝向前方(沿翻卸方向)运动有可能产生晃动。
因此，本实施例是按下述方式进行修正的，该方式为检测悬臂角度α，随着悬臂角度α的增加，相对于控制增益K的距离r的变化比例(函数的倾斜度)增加。这样，在上述(b)的向上方操作悬臂1a的场合，由乘法部7i所算出的沿翻卸方向的加速指令值(防干扰目标速度)随悬臂角度α的增加而增加，这样摇臂1b朝向前方的移动速度加大。其结果是，可根据悬臂角度α以最适合的速度使摇臂朝向前方运动，从而可防止上述的晃动现象。
在上述(c)场合也可产生相同的效果。
按照如上所述的本实施例，不但可获得第1实施例中所产生的效果，而且即使在悬臂角度α改变的情况下，在进行上述的防干扰控制时仍可防止前置装置1A前端侵入防干扰区域，以及避免因该侵入产生晃动现象。
第6实施例的第1变换实例下面参照图27和图28对本发明的第6实施例的一个变换实例进行描述。在本实施例中，作为影响前置装置1A运动特性的因素对悬臂驱动缸3a的悬臂抬起负荷压力进行检测。在本实施例图中，与图1、图4、图24所示的相同部件及功能采用相同的标号。
在图27中，在与悬臂驱动缸3a的底部相连的驱动器管路上设有检测悬臂驱动缸3a的悬臂抬起负荷压力Pa的压力检测器18。该压力检测器18的信号输入控制单元7(参照图1)中的控制增益运算部7hA中。
控制增益运算部7hA与第6实施例相同，根据至防干扰区域的距离r与预定计算公式计算控制增益K，另外还按下述方式对控制增益K进行修正，该方式为随着所输入的悬臂抬起负荷压力Pa的增加，该控制增益K减小。
图28表示控制增益运算部7hA的具体结构。控制增益运算部7hA包括函数发生器70h、函数发生器73h及乘法部72h的各个功能。函数发生器70h与第6实施例中的相同，根据前置装置前端与防干扰区域的距离r计算基本的控制增益Ko。函数发生器73h根据悬臂抬起负荷压力Pa计算修正系数K2。在这里，悬臂抬起负荷压力Pa与修正系数K2的关系是按下述方式确定的，该方式为当悬臂抬起负荷压力Pa降低时，修正系数K2大于1，随着悬臂抬起负荷压力Pa的增加，修正系数K2减小到1以下。乘法部72h通过将由函数发生器70h所算出的基本控制增益Ko和由函数发生器71h所算出的修正系数K2相乘从而求出控制增益K。这样，控制增益运算部7hA是按下述方式对控制增益K进行修正的，该方式为随着悬臂抬起负荷压力Pa的增加，相对于控制增益的距离r的变化比例(函数的倾斜度)减小，同时控制增益K的最大值减小。
在这里，如果作用于前置装置1A上的荷载增加，在进行上述(b)及(c)中的减速·防干扰运动时在悬臂变得难于运动的同时可使摇臂以快于悬臂的速度运动。
即，在液压挖掘机中，即使在操纵杆装置的操作量(流量控制阀的开度)相同的情况下，由于作用于前置装置1A上的荷载的作用，流向悬臂驱动缸3a和摇臂驱动缸3b的液压油的流量平衡会发生改变，特别是会发生下述倾向，即也易于随着荷载的增大液压油从必须支持增大的荷载的悬臂1a流向摇臂1b方。
但是，如第1实施例所述，在进行本发明的上述(b)及(c)中的防干扰控制中，当与防干扰区域的距离r和摇臂及悬臂运动的平衡，即相对于距离r的悬臂的减速程度和摇臂朝向前方的加速程度的比例破坏时，有可能产生反复进行悬臂的停止运动及摇臂朝向前方的运动的晃动现象。即当前置装置的荷载变化，流向悬臂驱动缸和摇臂驱动缸的液压油的流量平衡破坏时，可能会产生上述的晃动。
本实施例是通过压力检测器18对悬臂抬起负荷压力Pa进行检测，通过控制增益运算部7hA按下述方式对控制增益K进行修正，该方式为随着悬臂抬起负荷压力Pa的变大，相对于控制增益的距离r的变化比例(函数的倾斜度)变小。这样，在上述(b)的向上方操作悬臂1a的场合，当悬臂抬起负荷压力Pa增加时，运算部7hA使控制增益K相对距离r增加很小的值，这样朝向摇臂1b并朝向前方的运动速度的变化比例减小。由于按上述方式对朝向摇臂并朝向前方的运动速度的变化比例进行了修正，这样可相对前置装置1A的荷载变化，以最适合的速度使摇臂1b朝向前方运动，从而可避免上述的晃动现象。
在上述(c)场合也会产生相同的效果。
按照如上所述的本实施例，不但可进行与第1实施例相同的防干扰控制，而且即使在作用于前置装置上的荷载变化的情况下，仍可在进行防干扰控制时防止晃动。
第6实施例的第2变换实例下面参照图29～图32对本发明的第6实施例的另一个变换实例进行描述。在本实施例中，作为影响前置装置1A运动特性的状态量对液压回路的油温进行检测。在本实施例图中，与图1、图4、图24所示的相同的部件及功能采用相同的标号。
在图29中设有检测液压回路油温的油温传感器15，该传感器15的信号输入到控制单元7(参照图1)中的控制增益运算部7hB及限制值运算部7bB，7cB中。
该控制增益运算部7hB与第6实施例相同，可根据至防干扰区域的距离r及预定的计算公式计算控制增益K，而且还可按下述方式对控制增益K进行修正，该方式为随着所输入的油温To的降低，变化比例减小。
同样，限制值运算部7bB，7cB也与第6实施例相同，可根据至防干扰区域的距离r及预定的计算公式计算限制值u，而且还可按下述方式对限制值u进行修正，该方式为随着所输入的油温To的降低，该限制值u减小。
图30表示控制增益运算部7hB的具体结构。该控制增益运算部7hB具有函数发生器70hB、函数发生器74h、乘法部72h、上限限制器75h、加法器76h、定数发生器77h的各个功能。函数发生器70hB与第6实施例相同，根据前置装置前端至防干扰区域的距离r计算基本的控制增益Ko。但是在这里，采用使控制增益K向下方移位K1份的函数以便不使油温To时的控制增益运算部7hB的控制增益K的最大值(K1＝KMAX)发生改变。函数发生器74h根据油温To计算修正系数KT。在这里，油温To与修正系数KT的关系按下述方式确定，该方式为当油温To较高时，修正系数KT为1，当油温To小于可产生油温影响的油温TON时，修正系数KT慢慢小于1。乘法部72h通过将由函数发生器70hB所算出的基本控制增益Ko与由函数发生器74h所算出的修正系数KT相乘而计算出控制增益Ko’。之后，在加法器76h中从常数发生器77h输入通过函数发生器70hB移位的K1份的值，将其与Ko’相加而确定控制增益K。另外，上限限制器75h将控制增益K的上限限制在一定数值。
这样控制增益运算部7hB按下述方式对控制增益K进行修正，该方式为随着油温To的降低，相对于控制增益的距离r的变化比例(函数的倾斜度)减小，同时控制增益增加开始距离(控制开始距离r0)变长。
图31表示限制值运算部7bB的具体结构。限制值运算部7bB具有函数发生器70b、函数发生器71b、乘法部72b、上限限制器73b的各个功能。函数发生器70b与第6实施例相同，根据前置装置前端至防干扰区域的距离r计算基本的限制值uo。函数发生器71b根据油温To计算修正系数KT。在这里，油温To和修正系数KT的关系与函数发生器74h相同，是按下述方式确定的，该方式为当油温To较高时，修正系数KT为1，当油温To小于油温TON时，修正系数KT慢慢小于1。乘法部72b将由函数发生器70b所算出的基本限制值uo与由函数发生器71b所算出的修正系数KT相乘而计算出限制值u，另外，上限限制器73h将限制值u的上限限制在一定数值。这样，限制值运算部7bB按下述方式对限制值u进行修正，该方式为随着油温To的降低，相对于限制值u的距离r的变化比例(函数的倾斜度)减小，同时限制值的减小开始距离(控制开始距离r0)按与控制增益的增加开始距离相同的数值加大。
图32表示限制值运算部7cB的具体结构。该限制值运算部7cB具有函数发生器70c、函数发生器71c、乘法部72c、上限限制器73c的各个功能。函数发生器70c与第6实施例相同，根据前置装置前端至防干扰区域的距离r计算基本的限制值uo。函数发生器71c、乘法部72c、上限限制器73c与上述的限制值运算部7bB中的相同。这样，限制值运算部7cB也按下述方式对限制值u进行修正，该方式为随着油温To的降低，相对于限制值u的距离r的变化比例(函数的倾斜度)减小，同时限制值的减小开始距离(控制开始距离r0)按与控制增益的增加开始距离相同的数值加大。
在这里，用于液压挖掘机等液压建筑机械中的液压驱动装置中的特性随油温的变化而变化。即当油温降低时，液压油粘性增加，这样液压装置反应较慢，从而整个控制系统的反应变差。
在进行本发明的上述(b)及(c)中的防干扰控制中，由于当油温降低时液压装置反应较慢，这样下述的运动是较迟钝的，该运动为在随着前置装置前端靠近防干扰区域，根据距离r悬臂1a作减速运动的同时，摇臂1b朝向前方运动。
即，在上述(b)的向上方操作悬臂1a的场合，当即使在相对前置装置1A前端至防干扰区域的距离r发出悬臂1a减速指令的情况下，实际上仍然会发生液压装置作出反应到悬臂1a进行减速运动是较迟钝的现象，也会发生下述情况，该情况为即使在相对摇臂1b发出指令使其朝向前方(沿翻卸方向)运动的情况下，实际上液压装置作出反应到摇臂1b朝向前方运动是较慢的，这样前置装置1A前端就会侵入防干扰区域。当按上述方式前置装置1A前端侵入防干扰区域时，在通过运算部7bB对悬臂1a发出停止指令的同时，通过运算部7cB对摇臂1b发出的朝向前方的运动指令变为较大值。因此，摇臂1b根据上述指令作出反应后，该摇臂1b可以较大的速度朝向前方运动。接着，如果现在前置装置1A前端回到防干扰区域以外时，由于此时悬臂1a减速和摇臂1b运动反应较慢，它们会朝向前方运动过度。因此现在悬臂1a返回速度增加，从而上述前置装置前端还会再次侵入防干扰区域。反复进行上述操作有可能出现晃动的现象。
在上述(c)的一边向上方操作悬臂1a一边向跟前操作摇臂1b的场合也会产生相同的效果。
本实施例通过温度传感器15对油温进行检测，按上述方式对控制增益K和限制值u进行修正。这样，在上述(b)的向上方操作悬臂1a的场合，当油温低于所定温度时，运算部7bB，7cB很快地相对距离r使限制值u减小，这样在发出悬臂1a及摇臂1b减速指令的同时，同样运算部7h也很快地相对距离r使控制增益K增加，并发出摇臂1b朝向前方(翻卸方向)运动的指令。这样可按上述方式通过从距离r较远的地方发出悬臂减速指令以及摇臂朝向前方的运动指令，从而可避免上述晃动现象。
在上述(c)场合也会产生相同的效果。
按照如上所述的本实施例，不但可进行与第1实施例相同的防干扰控制和减速·停止控制，而且即使在液压回路中的油温降低的情况下，仍可在进行防干扰控制时防止产生晃动。
第6实施例的第3变换实例下面参照图33对本发明的第6实施例的再一个变换实例进行描述。在本实施例中，作为影响前置装置1A运动特性的状态量对驱动液压泵的发动机的转速进行检测。在本实施例图中，与图1、图4、图24所示的相同的部件及功能采用相同的标号。
在图33中，液压泵2与发动机16相连，并通过该发动机16驱动旋转。在该发动机16中设有检测其转速的转速传感器17，该转速传感器17的信号输入到控制单元7(参照图1)中的控制增益运算部7hC与限制值运算部7bC，7cC中。
控制增益运算部7hC不但与第6实施例相同，可根据至防干扰区域的距离r与预定计算公式计算控制增益K，而且还按下述方式对控制增益K进行修正，该方式为随着所输入的发动机转速Ne的增加，变化比例减小。
同样，限制值运算部7bC，7cC不但与第6实施例相同，可根据至防干扰区域的距离r与预定计算公式计算限制值u，而且还按下述方式对限制值u进行修正，该方式为随着所输入的发动机转速Ne的增加，该限制值u减小。
控制增益运算部7hC中的通过发动机速进行修正的方法的具体步骤以及限制值运算部7bC，7cC中的通过发动机转速进行修正的方法的具体步骤实质上与第6实施例的第2变换实例中的通过油温进行修正的方法相同。因此，控制增益运算部7hC按下述方式对控制增益K进行修正，该方式为随着发动机转速Ne的增加，相对于控制增益的距离r的变化比例(函数的倾斜度)减小，同时控制增益的增加开始距离(控制开始距离r0)加大；限制值运算部7bC，7cC按下述方式对限制值u进行修正，该方式为随着发动机转速Ne的增加，相对于限制值u的距离r的变化比例(函数的倾斜度)减小，同时限制值的减小开始距离(控制开始距离r0)以与控制增益的增加开始距离相同的值增加。
在这里，用于液压挖掘机等液压建筑机械中的液压驱动装置中的特性也随发动机1b的转速的变化而变化。即，由于发动机1b的转速变化使液压泵2的最大排出流量改变，这样，当所采用的液压油最大流量改变时，特别是发动机转速增加时，液压油流量加大，这样整个前置装置的运动速度增加。
在进行本发明的上述(b)及(c)中的防干扰控制中，根据前置装置前端至防干扰区域的距离r发出悬臂1a减速指令(流量控制阀5a的开度指令)与摇臂1b朝向前方运动的指令(流量控制阀5b的开度指令)。此时，如果相对于由运算部7bC所算出的距离r的悬臂1a减速比例(流量控制阀5a开度指令的减小比例)以及相对于由运算部7hc、乘法部7i和加法部7i所算出的距离r的摇臂1b朝向前方的运动速度的增加比例(流量控制阀5b开度指令的增加比例)与发动机16的转速的增加无关而保持恒定，由于当发动机16的转速增加时整个前置装置运动速度增加，这样在进行上述的控制时的实际悬臂速度的减小比例及摇臂速度的增加比例会增加。即，相对于距离r的悬臂减速程度(增益)与摇臂加速程度(增益)会增大。按上述方式当增益增加时，在进行控制时的速度变化会加大而产生不稳定，从而整个前置装置会产生晃动。
因此本实施例通过转速传感器17对发动机16的转速进行检测，从而可按上述方式对控制增益K和限制值u进行修正。这样，在上述(b)的向上方操作悬臂1a的场合，当发动机转速高于所定转速时，运算部7bC，7cC是这样进行修正的，即它很快地相对距离r使限制值u减小，同时相对距离r使悬臂1a的减速比例(流量控制阀5a开度指令的减小比例)减小，运算部7hC很快地相对距离r使控制增益K增加、并相对距离r使摇臂1b的加速比例(流量控制阀5b开度指令的增加比例)减小，而不使作为速度的减小、增加比例变化。这样可使控制保持稳定，从而避免上述的晃动现象。
在上述(c)场合也可产生相同的效果。
按照如上所述的本实施例，不但可进行与第1实施例中相同的防干扰控制，而且即使在驱动液压泵的发电机转数变化的情况下，在进行防干扰控制时仍可避免晃动现象。
本发明的防干扰装置不应限于上述的实施例，对其可进行各种变换。
比如，虽然上述第5和第6实施例是将本发明用于将操纵杆装置作为电动杆方式的液压驱动装置中，但是与第2实施例相同，也可同样考虑将本发明用于将操纵杆装置作为液压控制方式的液压驱动装置中。
另外，虽然上述实施例是对送向悬臂的流量控制阀的操纵信号进行检测以便测定悬臂的运动，但是也可对检测悬臂旋转角的角度检测器的检测值进行微分计算而求出角速度，再根据该角速度计算运动速度。此外，虽然作为检测与前置装置1A的位置和姿势有关的状态量的检测机构采用了检测旋转角的角度仪，但是也可对驱动缸的行程进行检测。
再有，虽然上述实施例是通过与减速控制的组合来进行防干扰控制的，但是不一定非得进行悬臂的减速控制，也可按不与减速控制相并用的方式来实施本发明。
此外，虽然上述实施例是将本发明用于第1前置部件为悬臂、第2前置部件为摇臂的场合，但是上述两个部件也可分别为其它的前置部件。比如，第1前置部件为补偿装置，第2前置部件为摇臂，另外本发明也可用于进行下述场合的防干扰控制，该场合为前置装置侧面从驾驶室横向朝向防干扰区域运动。
另外，虽然上述实施例将本发明用于前置装置中具有补偿装置的补偿式液压挖掘机中，但是，前置装置若是可摆动的摆动式液压挖掘机或前置装置中设有两个悬臂的液压挖掘机等、前置装置可能会干扰车辆主体的建筑机械，同样适合本发明。
权利要求
1.一种建筑机械的防干扰装置，该建筑机械包括车辆主体；设于该车辆主体上，由包括可沿上下方向旋转的第1及第2前置部件的多个前置部件构成的前置装置；驱动上述多个前置部件的多个液压驱动器；指示上述多个前置部件运动的多个操纵装置；多个流量控制阀，这些流量控制阀根据上述多个操纵装置的相应的操纵信号对送向相应的液压驱动器的液压油流量进行控制；上述防干扰装置设于该建筑机械上，当上述前置装置靠近上述车辆主体时该防干扰装置可限制前置装置的运动，其特征在于，该防干扰装置包括(a)对与上述前置装置的位置和姿势有关的状态量进行检测的第1检测机构；(b)根据上述第1检测机构的检测值对上述前置装置的位置和姿势进行计算的运算机构；(c)对根据上述操纵机构的操纵信号的第1前置部件的运动进行检测的第2检测机构；(d)第1控制机构，该控制机构是这样进行控制的，即根据上述计算机构的计算值和上述第2检测机构的检测值，在第1前置部件通过上述操纵信号运动时上述前置装置的所定部位靠近车辆主体的情况下，在通过上述操纵信号继续使第1前置部件运动的同时，使上述第2前置部件相对车辆主体沿防干扰方向运动。
2.根据权利要求1所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述第1控制机构这样进行控制，即作为相对于上述车辆主体的防干拢方向，使上述第2前置部件相对车辆主体朝向前方运动。
3.根据权利要求1所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述第1控制机构这样进行控制，即根据上述第2检测机构的检测值计算与上述第1前置部件的运动速度相对应的第2前置部件沿防干扰方向的目标速度，并使上述第2前置部件以该目标速度运动。
4.根据权利要求3所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述第1控制机构按下述方式计算上述沿防干扰方向的目标速度，该方式为该目标速度随上述第1前置部件的运动速度的增加而增加。
5.根据权利要求3所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述第1控制机构按下述方式计算上述沿防干扰方向的目标速度，该方式为；该目标速度随上述前置装置的所定部位靠近车辆主体而增加。
6.根据权利要求3所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述第1控制机构计算随上述前置装置的所定部位靠近车辆主体而增加的控制增益，并通过将上述第2检测机构的检测值与上述控制增益相乘而计算上述防干扰方向的目标速度。
7.根据权利要求3所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述第1控制机构根据上述计算机构的计算值和上述第2检测机构的检测值，计算通过上述操纵信号使上述第1前置部件运动时的前置装置所定部位沿车辆主体方向上的分速度，并且还计算随上述前置装置的所定部位靠近车辆主体而增加的控制增益，并通过将上述分速度与上述控制增益相乘而计算上述防干扰方向的目标速度。
8.根据权利要求1所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述第2检测机构检测送向上述第1前置部件的流量控制阀的操纵信号。
9.根据权利要求1所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述运算机构具有下述机构，该机构根据上述第1检测机构的检测值计算上述前置装置所定部位与车辆主体周围预定区域间的距离，上述第1控制机构在上述计算出的距离小于预定距离时开始进行上述的控制。
10.根据权利要求1所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述运算机构具有下述机构，该机构根据上述第1检测机构的检测值计算上述前置装置所定部位与车辆主体周围预定区域间的距离；上述第1控制机构按下述方式对上述第1前置部件的操纵机构的操纵信号进行修正，该方式为在上述计算出的距离小于预定的第1控制开始距离时，随着上述距离的减小，上述第1前置部件作减速运动，并且在所算出的距离小于第2控制开始距离时上述第1控制机构开始进行上述的控制，该第2控制开始距离等于或小于预定的上述第1控制开始距离。
11.根据权利要求1所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述运算机构具有下述机构，该机构根据上述第1检测机构的检测值计算上述前置装置所定部位与车辆主体周围预定区域间的距离，上述第1控制机构包括(d1)计算第1限制值的机构，该机构计算第1限制值，该限制值相对上述第1前置部件操纵机构的操纵信号，当上述所算出的距离大于预定的控制开始距离时保持最大值，当上述距离小于控制开始距离时随该距离的减小而减小，当上述距离小于负的某值时其为0；(d2)按不超过上述第1限制值修正上述第1前置部件操纵机构的操纵信号的机构；(d3)计算第2限制值的机构，该机构计算第2限制值，该限制值相对上述第2前置部件操纵机构的操纵信号，当上述所算出的距离大于预定的控制开始距离时保持最大值，当上述距离小于控制开始距离时随该距离的减小而减小，当上述距离为0时其为0，当上述距离为负值时其随着该值按负值减小；(d4)计算控制增益的机构，该机构计算控制增益，该控制增益相对上述第2检测机构的检测值，当上述所算出的距离大于上述控制开始距离时保持为0，当上述距离小于控制开始距离时随该距离的减小而增大，当该距离小于0时其为最大值；(d5)计算目标速度的机构，该机构通过将上述第2检测机构的检测值和上述控制增益相乘而计算上述第2前置部件沿防干扰方向运动的目标速度；(d6)修正机构，该机构通过将上述第2限制值与上述防干扰方向的目标速度相减，按不超过上述差值的方式修正上述第2前置部件操纵机构的操纵信号。
12.根据权利要求1所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，它还包括(e)设定机构，该机构在建筑机械周围环境设定上述前置装置可进行运动的动作范围；(f)第2控制机构，该机构根据上述运算机构的计算值，按在上述前置装置到达上述动作范围的边界时、上述第1前置部件停止运动的方式进行控制。
13.根据权利要求12所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述第2控制机构按下述方式对上述第1前置部件操纵机构的操纵信号进行修正，该方式为随着上述前置装置靠近上述动作范围的边界，上述第1前置部件作减速运动。
14.根据权利要求13所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于上述运算机构包括计算第1距离的机构，该机构根据上述第1检测机构的检测值，计算上述前置装置所定部位与车辆主体周围预定的区域间的第1距离；计算第2距离的机构，该机构根据上述检测值，计算上述前置装置与由上述设定机构所设定的动作范围边界间的第2距离；上述第1控制机构计算第1限制值，该第1限制值随上述第1距离的减小而减小；上述第2控制机构计算第2限制值，该第2限制值随上述第2距离的减小而减小，当上述第2距离为0时，其也为0；上述第2控制机构按不超过上述第2限制值的方式修正上述第1前置部件操纵机构的操纵信号；上述第1控制机构按不超过上述第1限制值和第2限制值中的任何一个的方式修正上述第1前置部件操纵机构的操纵信号。
15.根据权利要求1所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于上述运算机构包括，根据上述第1检测机构的检测值计算上述前置装置所定部位与车辆主体周围预定的区域间的距离的机构；上述第1控制机构在上述所算出的距离小于预定的距离时开始进行上述的控制；上述建筑机械的防干扰装置还包括(g)第3检测机构，该检测机构检测对通过上述第1控制机构进行控制时的上述前置装置的运动特性产生影响的因素；(h)距离修正机构，该机构按下述方式对上述所算出的距离进行修正，该方式为根据上述第3检测机构的检测值，即使在根据上述因素上述前置装置的运动特性发生变化的情况下，上述前置装置仍然不会侵入上述区域。
16.根据权利要求15所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述距离修正机构包括根据上述第3检测机构的检测值，计算上述控制开始距离的修正值的机构；以及将上述计算的距离与上述修正值作减法计算的机构。
17.根据权利要求15所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述因素为液压油的油温，上述距离修正机构按下述方式对上述所算出的距离进行修正，该方式为随着上述油温的降低，上述控制开始距离变长。
18.根据权利要求15所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述因素为驱动上述液压泵的发动机的转速，上述距离修正机构按下述方式对上述所算出的距离进行修正，该方式为随着上述转速的增加，上述控制开始距离变长。
19.根据权利要求15所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述因素为上述第1前置部件的液压驱动器的负荷压力，上述距离修正机构按下述方式对上述所算出的距离进行修正，该方式为随着上述负荷压力的增加，上述控制开始距离变长。
20.根据权利要求1所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，它还包括(i)第4检测机构，该机构对影响通过上述第1控制机构进行控制时的前置装置的运动特性的因素进行检测；(j)增益修正机构，该机构按下述方式对上述第1控制机构的控制增益进行修正，该方式为根据上述第4检测机构的检测值，即使在上述因素变化的情况下，仍可使上述前置装置的运动特性不发生很大变化。
21.根据权利要求20所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述因素为第1前置部件的旋转角度，上述增益修正机构按下述方式对上述控制增益进行修正，该方式为随着上述第1前置部件旋转角度的增加，该控制增益增加。
22.根据权利要求20所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述因素为上述第1前置部件的液压驱动器的负荷压力，上述增益修正机构按下述方式对上述控制增益进行修正，该方式为随着上述负荷压力的增加，该控制增益减小。
23.根据权利要求20所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述因素为液压油的油温，上述增益修正机构按下述方式对上述控制增益进行修正，该方式为随着上述油温的降低，该控制增益减小。
24.根据权利要求20所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述因素为驱动上述液压泵的发动机的转速，上述增益修正机构按下述方式对上述控制增益进行修正，该方式为随着上述转速的增加，上述控制增益减小。
25.根据权利要求20所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于上述运算机构包括根据上述第1检测机构的检测值，计算上述前置装置所定部位与车辆主体周围预定的区域间的距离的机构；上述第1控制机构包括(d1)上述控制增益运算机构，在上述所算出的距离大于预定的控制开始距离时该控制增益保持为0，当上述距离小于控制开始距离时该控制增益随着该距离的减小而增加，当上述距离为小于0时该控制增益为最大值；(d2)把上述第2检测机构的检测值与上述控制增益相乘而求出使上述第2前置部件沿防干扰方向运动的目标速度的机构；上述增益修正机构对相对于上述控制增益的距离的变化比例进行修正。
26.根据权利要求25所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述控制增益修正机构按下述方式对相对于控制增益的距离的变化比例进行修正，该方式为根据上述因素改变上述控制增益最大值。
27.根据权利要求25所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述控制增益修正机构按下述方式对相对于控制增益的距离的变化比例进行修正，该方式为根据上述因素改变上述控制增益的增加开始距离。
28.根据权利要求1所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于上述多个操纵机构为可输出作为上述操纵信号的电信号的电动杆操作式机构；上述第1控制机构根据上述第1前置部件操纵机构的操纵信号计算指令信号，并将该指令信号输出给上述第1前置部件的流量控制阀，而且还计算上述第2前置部件沿防干扰方向的目标速度，根据上述沿防干扰方向的目标速度与上述第2前置部件操纵机构的操纵信号计算指令信号，将该指令信号输出给上述第2前置部件的流量控制阀。
29.根据权利要求1所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于上述多个操纵机构为可发出作为上述操纵信号的控制压力的液压控制式机构；上述第1控制机构包括计算上述第2前置部件沿防干扰方向的目标速度的机构；输出与沿上述防干扰方向的目标速度相对应的控制压力的比例电磁减压阀；梭阀，该梭阀设于将上述第2前置部件操纵机构控制压力送向第2前置部件流量控制阀中的通路上，并从上述比例电磁减压阀的控制压力和上述第2前置部件操纵机构的控制压力中选出较高者。
30.根据权利要求1所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述第1前置部件为要求在进行具有上述前置装置所定部位干扰车辆主体的可能性的作业时、前置装置所定部位连续地在车辆主体周围运动的前置部件；上述第2前置部件为不要求在进行上述作业时、前置装置所定部位连续地在车辆主体周围运动的前置部件。
31.根据权利要求1所述的建筑机械的防干扰装置，其特征在于，上述建筑机械为补偿式的液压挖掘机，该液压挖掘机中的上述前置装置包括作为上述多个前置部件的悬臂、补偿装置、摇臂，上述第1前置部件为悬臂，上述第2前置部件为摇臂，第2检测机构所检测的第1前置部件的运动为上述悬臂抬起方向的运动，上述第1控制机构所进行的第2前置部件沿防干扰方向的运动为上述摇臂沿翻卸方向上的运动。
全文摘要
一种建筑机械的防干扰装置，按下述方式进行控制，该方式为通过运算部7a计算前置装置前端与防干扰区域间的距离，通过检测线7m检测悬臂的移动度，如果当悬臂抬起时前置装置前端靠近防干扰区域，悬臂1继续抬起运动，另外通过控制增益运算部7h、乘法部7i计算与悬臂抬起速度相对应的摇臂沿翻卸方向(防干扰方向)的目标速度，通过限制值运算部7c、加法部7j、最小值选择部7f使摇臂相对车辆主体沿防干扰方向运动。
文档编号E02F9/20GK1165895SQ96123978
公开日1997年11月26日 申请日期1996年12月6日 优先权日1996年1月22日
发明者江川荣治, 渡边洋, 足立宏之, 细野纯一, 西田利明, 木原光男, 羽贺正和 申请人:日立建机株式会社