(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ショベルのフロント作業機部に設けられフロント作業機部の姿勢を検出するセンサと、
このセンサにより検出された作業機部姿勢データに基づき油圧ショベルのフロント作業機部の障害物との干渉を防止するためにフロント作業機部の可動範囲を規制するフロント干渉防止用の制御系を制御するフロント干渉防止用コントローラと、
このフロント干渉防止用コントローラが保有している前記作業機部姿勢データに基づき油圧ショベルをショベルクレーンとして用いた場合にフロント作業機部の旋回径拡大による転倒を防止するためにフロント作業機部の可動範囲を規制するショベルクレーン用の制御系を制御するショベルクレーン用コントローラと
を具備したことを特徴とする建設機械の制御装置。
【請求項２】
フロント干渉防止用コントローラとショベルクレーン用コントローラとを通信ケーブルにより接続した
ことを特徴とする請求項１記載の建設機械の制御装置。
【請求項３】
油圧ショベルのフロント作業機部に設けられフロント作業機部の姿勢を検出するセンサと、
このセンサにより検出された作業機部姿勢データに基づき油圧ショベルのフロント作業機部の障害物との干渉を防止するためにフロント作業機部の可動範囲を規制するフロント干渉防止用の制御系を制御するフロント干渉防止用コントローラと、
前記センサとこのフロント干渉防止用コントローラとを接続する配線より分岐された配線を経て入力された前記作業機部姿勢データに基づき油圧ショベルをショベルクレーンとして用いた場合にフロント作業機部の旋回径拡大による転倒を防止するためにフロント作業機部の可動範囲を規制するショベルクレーン用の制御系を制御するショベルクレーン用コントローラと
を具備したことを特徴とする建設機械の制御装置。
【請求項４】
センサは、
フロント作業機部の関節部に設けられた角度センサである
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の建設機械の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業機部の姿勢を検出するセンサを備えた建設機械の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平５−３２１２９０号公報、特開平６−１３６７８２号公報、特開平８−１４４３１７号公報に示されるように、油圧ショベルには、そのフロント作業機部が障害物と干渉するおそれを防止するためにフロント作業機部の可動範囲を規制するフロント干渉防止装置が設けられている。
【０００３】
これらのフロント干渉防止装置には、フロント作業機部の姿勢を検出するセンサが必要不可欠であり、フロント作業機部の関節部に角度センサが設けられ、この角度センサから干渉防止装置本体部に検出信号を入力する配線が設けられている。
【０００４】
例えば、図３に示された油圧ショベルは、下部走行体１に対し旋回自在の上部旋回体２に装着されたフロント作業機部３において、上部旋回体２に対するブーム４の関節部５と、ブーム４とアーム６との間の関節部７とに、それぞれフロント干渉防止用の角度センサ８，９が取付けられ、これらの角度センサ８，９と上部旋回体２に搭載されたフロント干渉防止用コントローラ11とが配線12，13により接続されたフロント干渉防止装置が標準装備されている。
【０００５】
このフロント干渉防止装置を標準装備した油圧ショベルをモーメントリミッタ式のショベルクレーン仕様機に改造する場合は、前記関節部５，７にさらに別の角度センサ14，15を設置し、その角度センサ14，15からの検出信号を上部旋回体２に搭載されたショベルクレーン用コントローラ16に入力する配線17，18を設置している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、フロント干渉防止装置を標準装備した油圧ショベルには、既設の角度センサ８，９および配線12，13があるにもかかわらず、従来は新たな角度センサ14，15および配線17，18を設置しているため、これらの設置に手間と費用を要している。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、コントローラの追加設置に伴うセンサの追加設置をなくし、配線に要する負担を軽減することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、油圧ショベルのフロント作業機部に設けられフロント作業機部の姿勢を検出するセンサと、このセンサにより検出された作業機部姿勢データに基づき油圧ショベルのフロント作業機部の障害物との干渉を防止するためにフロント作業機部の可動範囲を規制するフロント干渉防止用の制御系を制御するフロント干渉防止用コントローラと、このフロント干渉防止用コントローラが保有している前記作業機部姿勢データに基づき油圧ショベルをショベルクレーンとして用いた場合にフロント作業機部の旋回径拡大による転倒を防止するためにフロント作業機部の可動範囲を規制するショベルクレーン用の制御系を制御するショベルクレーン用コントローラとを具備した建設機械の制御装置である。
【０００９】
そして、センサからフロント干渉防止用コントローラが得た作業機部姿勢データをショベルクレーン用コントローラも利用するので、フロント干渉防止用コントローラにショベルクレーン用コントローラを追加設置してもセンサを追加設置する必要はなく、また追加設置する配線も２つのコントローラ間の配線のみで良く、追加配線に要する負担が少ない。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の建設機械の制御装置におけるフロント干渉防止用コントローラとショベルクレーン用コントローラとを通信ケーブルにより接続したものである。
【００１１】
そして、コントローラの信号入出力ポートが少ない場合であっても、またセンサ数が増えても、１系統の通信ケーブルで済む。
【００１２】
請求項３に記載された発明は、油圧ショベルのフロント作業機部に設けられフロント作業機部の姿勢を検出するセンサと、このセンサにより検出された作業機部姿勢データに基づき油圧ショベルのフロント作業機部の障害物との干渉を防止するためにフロント作業機部の可動範囲を規制するフロント干渉防止用の制御系を制御するフロント干渉防止用コントローラと、前記センサとこのフロント干渉防止用コントローラとを接続する配線より分岐された配線を経て入力された前記作業機部姿勢データに基づき油圧ショベルをショベルクレーンとして用いた場合にフロント作業機部の旋回径拡大による転倒を防止するためにフロント作業機部の可動範囲を規制するショベルクレーン用の制御系を制御するショベルクレーン用コントローラとを具備した建設機械の制御装置である。
【００１３】
そして、ショベルクレーン用コントローラは、センサとフロント干渉防止用コントローラとを接続する配線より分岐された配線を経て入力された作業機部姿勢データに基づきショベルクレーン用の制御系を制御するので、フロント干渉防止用コントローラにショベルクレーン用コントローラを追加設置してもセンサを追加設置する必要はなく、また追加設置する配線も最小限の分岐された配線のみで良く、追加配線に要する負担が少ない。
【００１４】
請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の建設機械の制御装置におけるセンサを、フロント作業機部の関節部に設けられた角度センサとしたものである。
【００１５】
そして、フロント作業機部の関節部に角度センサを追加設置することは容易でないが、フロント干渉防止用コントローラにショベルクレーン用コントローラを追加設置しても角度センサを追加設置する必要はなく、またフロント作業機部に沿った配線の追加設置も必要なく、追加配線に要する負担が少ない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１を参照しながら、また、他の実施の形態を図２を参照しながら説明する。
【００１７】
図１には、建設機械としての油圧ショベルが示されている。この油圧ショベルは、下部走行体21に対し上部旋回体22が旋回自在に設けられ、この上部旋回体22に作業機部としてのフロント作業機部23が装着されている。
【００１８】
このフロント作業機部23は、上部旋回体22に対し関節部24の軸25によりブーム26の基端部が回動自在に連結され、このブーム26の先端部に対し関節部27の軸28によりアーム29の基端部が回動自在に連結され、このアーム29の先端部に対し関節部31によりバケット32の基部が回動自在に連結されている。
【００１９】
上部旋回体22とブーム26との間にはブーム回動用のブームシリンダ33が設けられ、ブーム26とアーム29との間にはアーム回動用のアームシリンダ34が設けられ、アーム29とバケット32との間にはバケット回動用のバケットシリンダ35およびリンク36が設けられている。
【００２０】
前記バケット32にはワイヤ連結部37が設けられ、このワイヤ連結部37に連結されたワイヤ38の先端にフック39が取付けられ、このフック39により荷物Ｗが吊下げられている。
【００２１】
この油圧ショベルには、そのフロント作業機部23が障害物と干渉するおそれを防止するためにフロント作業機部23の可動範囲を規制するフロント干渉防止装置が標準装備されている。
【００２２】
このフロント干渉防止装置は、上部旋回体22に対するブーム26の関節部24の軸25と、ブーム26とアーム29との間の関節部27の軸28とに、それぞれフロント作業機部23の姿勢を検出するセンサとしての角度センサ41，42が取付けられ、また、上部旋回体22には一のコントローラとしてのフロント干渉防止用コントローラ43が搭載され、そして、これらの角度センサ41，42とフロント干渉防止用コントローラ43とが配線44，45により接続されている。
【００２３】
フロント干渉防止用コントローラ43は、前記角度センサ41，42により検出された作業機部姿勢データとしてのブーム角度およびアーム角度に基づきフロント干渉防止用の制御系を制御するコントローラであり、各角度センサ41，42により検出されたブーム26およびアーム29の回動角度と、既知のブーム26およびアーム29の長さとから、バケット32の位置を演算して、このバケット32が下部走行体21、上部旋回体22または周囲の障害物と干渉するおそれを防止するために、フロント作業機部23の可動範囲を規制する制御信号を出力するものである。
【００２４】
また、上部旋回体22には、油圧ショベルをモーメントリミッタ式ショベルクレーンとして用いる場合に、前記フロント干渉防止用コントローラ43が保有している前記作業機部姿勢データに基づきショベルクレーン用の制御系を制御する他のコントローラとしてのショベルクレーン用コントローラ46が装備されている。
【００２５】
フロント干渉防止用コントローラ43とショベルクレーン用コントローラ46は、それらの信号入出力ポート間をデータ通信用の１系統の通信ケーブル47によって接続されている。
【００２６】
このショベルクレーン用コントローラ46は、油圧ショベルをショベルクレーンとして用いた場合に、フロント作業機部23の旋回径拡大による転倒を防止するためにフロント作業機部23の可動範囲を規制するものであり、例えば、各角度センサ41，42により検出された作業機部姿勢データとしてのブーム角度およびアーム角度と、既知のブーム26およびアーム29の長さとから得られたフロント作業機部23の自重中心位置および荷物Ｗの位置と、フロント作業機部23の自重および荷物Ｗの荷重とから油圧ショベル中心に対するモーメントを演算して、このモーメントが油圧ショベルを転倒するおそれのある転倒モーメントに近付いた場合は、フロント作業機部23の旋回径が拡大する動作を規制するなどのための制御信号を出力する。
【００２７】
このショベルクレーン用コントローラ46から出力された制御信号を、通信ケーブル47を経てフロント干渉防止用コントローラ43に送信することにより、フロント干渉防止装置を標準装備している油圧ショベルにてフロント作業部23の動作を規制するための制御実行手段（バルブ等）をそのまま共通に利用することが可能となる。
【００２８】
すなわち、フロント干渉防止用コントローラ43およびショベルクレーン用コントローラ46から出力された制御信号により制御される共用回路は図示を省略するが、フロント干渉防止用コントローラ43およびショベルクレーン用コントローラ46から出力された制御信号は、例えば、ブームシリンダ33、アームシリンダ34などの油圧アクチュエータの動作を制御する油圧回路の制御実行手段としてのコントロールバルブを中立位置に復帰させることにより、操作レバーから入力された操作信号にかかわらず油圧アクチュエータを強制的に停止させて、フロント作業機部23の可動範囲を規制する。
【００２９】
そして、角度センサ41，42から配線44，45を経てフロント干渉防止用コントローラ43が得た作業機部姿勢データを、通信ケーブル47を経てショベルクレーン用コントローラ46にもデータ通信することにより、標準装備のフロント干渉防止用コントローラ43にショベルクレーン用コントローラ46を追加設置しても、角度センサを追加設置する必要はなく、また追加設置する配線も２つのコントローラ43，46間の配線すなわち通信ケーブル47のみで良く、追加配線に要する負担が少ない。
【００３０】
また、各コントローラ43，46の信号入出力ポートが少ない場合であっても、またオフセットブームなどを備えたフロント作業機部のような多関節フロント仕様機で角度センサ数が増える場合であっても、１系統の通信ケーブル47で済む。
【００３１】
次に、図２は、他の実施の形態を示す。なお、図１と同様の部分には、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３２】
油圧ショベルのフロント作業機部23の関節部24，27に設けられフロント作業機部23の姿勢を検出する角度センサ41，42と、この角度センサ41，42により検出された作業機部姿勢データに基づきフロント干渉防止用の制御系を制御する一のコントローラとしてのフロント干渉防止用コントローラ43とが、配線44，45により接続されている。
【００３３】
さらに、前記角度センサ41，42とフロント干渉防止用コントローラ43とを接続する配線44，45より配線48，49が分岐され、この分岐された配線48，49が他のコントローラとしてのショベルクレーン用コントローラ46に接続され、前記フロント干渉防止用コントローラ43に入力された作業機部姿勢データが、この分岐された配線48，49を経てショベルクレーン用コントローラ46にも入力され、この作業機部姿勢データに基づきショベルクレーン用の制御系が制御される。
【００３４】
そして、ショベルクレーン用コントローラ46は、角度センサ41，42とフロント干渉防止用コントローラ43とを接続する配線44，45より枝分かれされた配線48，49を経て入力された作業機部姿勢データに基づきショベルクレーン用の制御系を制御するので、標準装備のフロント干渉防止用コントローラ43にショベルクレーン用コントローラ46を追加設置しても、角度センサを追加設置する必要はなく、また追加設置する配線も最小限の枝分かれされた配線48，49のみで良く、追加配線に要する負担が少ない。
【００３５】
以上のように、通信ケーブル47や枝分かれされた配線48，49により、既設の角度センサ41，42を有効利用したので、新たな角度センサの増設が不要になるとともに、配線の複雑化が避けられる。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、センサからフロント干渉防止用コントローラが得た作業機部姿勢データをショベルクレーン用コントローラも利用するので、フロント干渉防止用コントローラにショベルクレーン用コントローラを追加設置してもセンサを追加設置する必要はなく、また追加設置する配線も２つのコントローラ間の配線のみで良く、既設のセンサおよび配線を有効利用して、コントローラの増設を容易にかつ安価にできる。
【００３７】
請求項２記載の発明によれば、コントローラの信号入出力ポートが少ない場合であっても、またセンサ数が増えても、１系統の通信ケーブルにより、フロント干渉防止用コントローラの作業機部姿勢データをショベルクレーン用コントローラが利用できる。さらに、ショベルクレーン用コントローラから出力された制御信号を、通信ケーブルを経てフロント干渉防止用コントローラに送信することにより、フロント干渉防止用コントローラの制御実行手段をそのまま共用できる。
【００３８】
請求項３記載の発明によれば、センサとフロント干渉防止用コントローラとを接続する配線より分岐された配線を経てショベルクレーン用コントローラに入力された作業機部姿勢データに基づきショベルクレーン用の制御系を制御するので、フロント干渉防止用コントローラにショベルクレーン用コントローラを追加設置してもセンサを追加設置する必要はなく、また追加設置する配線も最小限の分岐された配線のみで良く、既設のセンサおよび配線を有効利用して、コントローラの増設を容易にかつ安価にできる。
【００３９】
請求項４記載の発明によれば、フロント作業機部の関節部に角度センサを追加設置することは容易でないが、フロント干渉防止用コントローラにショベルクレーン用コントローラを追加設置しても角度センサを追加設置する必要はなく、またフロント作業機部に沿った配線の追加設置も必要なく、既設のセンサおよび配線を有効利用して、コントローラの増設を容易にかつ安価にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る建設機械の制御装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】同上制御装置の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図３】従来の建設機械の制御装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
23    フロント作業機部
41，42    センサとしての角度センサ
43    フロント干渉防止用コントローラ
46    ショベルクレーン用コントローラ
44，45    配線
47    通信ケーブル
48，49    分岐された配線
【図１】
0003600757.tif 000002
【図２】
0003600757.tif 000003
【図３】
0003600757.tif 000004