(57)【要約】      （修正有）【課題】作業ツールの向きを検知し且つ自動的に制御するための改良された装置の提供。【解決手段】作業車両、同車両に取り付けられたブーム２２、同ブームに枢動可能に取り付けられたツール２４、同ツールを枢軸を中心に制御可能に動かすためのアクチュエータ及び前記ツールの角速度を検知するための角速度センサー５４を含んでいる。コントローラ５０は、角速度データを処理し且つ角速度をゼロに保持するようにツールアクチュエータの動きを命令することによってツールの初期の向きを自動的に維持するツール自動保持機能を果たすようになされている。コントローラ５０は、オペレータがツールコマンド入力装置を操作したときにツール自動保持機能を停止し且つツール自動保持機能をオペレータによって操作された新しい向きに再設定する。【選択図】図２
2004150262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業車両であって、
フレームと、
第一の端部と第二の端部とを有し、同第一の端部が前記フレームに取り付けられているブームと、
ツールの枢軸を中心として前記ブームの前記第二の端部に枢動可能に取り付けられているツールであって、作業機能を行うようになされているツールと、
同ツールに取り付けられ、ツール制御信号を受け取ると、これに応答して、前記ツールを同ツールの枢軸を中心に制御可能に動かすようになされているツールアクチュエータと、
前記ツールに取り付けられた角速度センサーであって、前記ツールの角速度を検知するようになされ且つ角速度信号を連続的に発生するようになされている角速度センサーと、
コンピュータを使用し且つ時間を守る能力を有し、前記ツールアクチュエータ及び角速度センサーと連通しており、角速度信号を受け取ると、これに応答して所望のツールの角速度を連続的に達成するためのツール制御信号を発生するようになされたコントローラと、を含む作業車両。
【請求項２】
請求項１に記載の作業車両であって、
前記コントローラと連通しているツールコマンド入力装置であって、所望のツールの動きに対応するオペレータによる操作に応答してツールコマンド信号を発生するようになされたツールコマンド入力装置を含み、前記コントローラは、前記ツールコマンド信号を受け取り且つそれに応答して所望のツールの動きを達成するためのツール制御信号を発生し、更に、前記角速度信号に応答して前記ツールコマンド信号を受け取っている間は前記所望のツールの角速度を達成するための角速度信号を停止するようになされている、作業車両。
【請求項３】
請求項２に記載の作業車両であって、
前記所望の角速度がゼロで、初期のツールの向きの実質的な維持をもたらすようになされた、作業車両。
【請求項４】
請求項３に記載の作業車両であって、
前記初期のツールの向きが、前記ツールコマンド入力装置が前記ツールコマンド信号の発生を終了した直後のツールの向きである、作業車両。
【請求項５】
請求項４に記載の作業車両であって、
前記コントローラと連通しているツール自動保持コマンドスイッチを含み、同ツール自動保持コマンドスイッチが、オペレータらよる操作に応答してツール自動保持コマンド信号を発生するようになされており、前記コントローラは、ツール自動保持コマンド信号を受け取るようになされており且つ同ツール自動保持コマンド信号を受け取らない限り、前記角速度信号を無視するようになされている、作業車両。
【請求項６】
請求項５に記載の作業車両であって、
前記ブームの前記第一の端部が、同ブームの枢軸を中心に前記フレームに枢動可能に取り付けられており、当該車両は、前記ブーム及び前記フレームに取り付けられたブームアクチュエータを含んでおり、同ブームアクチュエータは、前記ブームの枢軸を中心に同ブームを制御可能に動かすようになされている、作業車両。
【請求項７】
請求項６に記載の作業車両であって、
前記ツールアクチュエータと前記ブームアクチュエータとの両方が、各々、１以上の液圧シリンダと、これに対応する電子的に制御された液圧回路とを含んでいる、作業車両。
【請求項８】
請求項７に記載の作業車両であって、
前記ツールがローダーバケットである、作業車両。
【請求項９】
請求項２に記載の作業車両であって、
前記コントローラが、ツールの初期の向きからの偏りを計算するために時間の経過に沿って角速度信号を積分し且つそれに応答して所望のツールの偏りを達成するためのツール制御信号を発生し、同コントローラは、更に、所望のツールの偏りの達成に応答している間は、所望のツールの角速度を達成するために角速度信号に対して応答するのを停止するようになされている、作業車両。
【請求項１０】
請求項９に記載の作業車両であって、
前記コントローラと連通しているツールコマンド入力装置を含んでおり、同ツールコマンド入力装置は、所望のツールの動作に対応するオペレータの操作に応答してツールコマンド信号を発生するようになされており、前記コントローラは、前記ツールコマンド信号を受け取り、それに応答して、所望のツールの動作を達成するためのツール制御信号を発生するようになされており、更に、ツールコマンド信号を受け取っている間は、所望のツールの角速度及び所望のツールの偏りを達成するために角速度信号に応答するのを停止するようになされている、作業車両。
【請求項１１】
請求項１０に記載の作業車両であって、
前記所望の角速度がゼロであり、前記所望のツールの偏りがほぼゼロであって、ツールの初期の向きの実質的な維持をもたらすようになされた、作業車両。
【請求項１２】
請求項１１に記載の作業車両であって、
前記ツールの初期の向きが、前記ツールコマンド入力装置がツールコマンド信号の発生が終了した直後のツールの向きである、作業車両。
【請求項１３】
請求項１２に記載の作業車両であって、
前記コントローラと連通しているツール自動保持コマンドスイッチを含み、同ツール自動保持コマンドスイッチは、オペレータによる操作に応答してツール自動保持コマンド信号を発生するようになされており、前記コントローラは、ツール自動保持コマンド信号を受け取り且つ同ツール自動保持コマンド信号を受け取らない限り前記角速度信号を無視するようになされている、作業車両。
【請求項１４】
請求項１３に記載の作業車両であって、
前記ブームの前記第一の端部が、前記ブームの枢軸を中心に前記フレームに枢動可能に取り付けられており、当該車両は、前記ブームと前記フレームとに取り付けられたブームアクチュエータを含んであり、同ブームアクチュエータは、前記ブームを同ブームの枢軸を中心に制御可能に動かすようになされている、作業車両。
【請求項１５】
請求項１４に記載の作業車両であって、
前記ツールアクチュエータと前記ブームアクチュエータとの両方が、各々、１以上の液圧シリンダと、これに対応する電子的に制御される液圧回路とを含んでいる、作業車両。
【請求項１６】
請求項１５に記載の作業車両であって、
前記ツールがローダーバケットである、作業車両。
【請求項１７】
ローダーであって、
フレームと、
第一の端部と第二の端部とを有するブームであって、同第一の端部がブームの枢軸を中心に前記フレームに枢動可能に取り付けられているブームと、
バケットの枢軸を中心として前記ブームの前記第二の端部に枢動可能に取り付けられているバケットであって、作業機能を行うようになされているバケットと、
バケット液圧シリンダと電子的に制御されるバケット液圧回路とを含むバケットアクチュエータであって、同バケット液圧シリンダが前記ブームと前記バケットとの間に延びており、バケット制御信号を受け取ると、これに応答して、前記バケットを同バケットの枢軸を中心に制御可能に動かすようになされているバケットアクチュエータと、
前記フレームと前記ブームとの間に延びているブーム液圧シリンダを含んでいるブームアクチュエータであって、前記ブームを前記ブームの枢軸を中心に制御可能に動かすようになされたブームアクチュエータと、
前記コントローラと連通しているバケットコマンド入力装置であって、所望のバケットの動きに対応するオペレータによる操作に応じてバケットコマンド信号を発生するようになされた、バケットコマンド入力装置と、
バケットに取り付けられた角速度センサーであって、前記バケット角速度を検知し且つ角速度信号を連続的に発生するようになされた角速度センサーと、
コンピュータを使用し且つ時間を守る能力を有し且つ前記バケットアクチュエータ、バケットコマンド入力装置及び角速度センサーと連通しているコントローラであって、バケットコマンド信号を受け取り、それに応答して所望のバケットの動きを達成するためのバケット制御信号を発生するようになされ、更に、バケットコマンド信号を受け取らないときに、角速度信号を受け取るとそれに応答して所望のバケット角速度を連続的に達成するためのバケット制御信号を発生するようになされているコントローラと、を含むローダー。
【請求項１８】
請求項１７に記載のローダーであって、
バケットの初期の向きの維持をもたらす所望のバケットの角速度がゼロであり、同バケットの初期の向きが、前記バケットコマンド入力装置が前記バケットコマンド信号の発生を終了した直後のバケットの向きである、ローダー。
【請求項１９】
請求項１８に記載のローダーであって、
前記コントローラと連通しているバケット自動保持コマンドスイッチを含み、同バケット自動保持コマンドスイッチは、オペレータによる操作に応答してバケット自動保持コマンド信号を発生するようになされており、前記コントローラは、バケット自動保持コマンド信号を受け取らない限り、角速度信号を無視するようになされている、ローダー。
【請求項２０】
請求項１９に記載のローダーであって、
前記コントローラが、初期のバケットの向きからの偏りを計算するために時間の経過に沿って前記角速度信号を積分し且つそれに応答して所望のバケットの偏りを達成するためのバケット制御信号を発生するようになされており、前記所望のバケットの偏りはほぼゼロであり、前記コントローラは更に、所望のバケットの偏りを達成するように応答している間は、所望のバケットの角速度を達成するために前記角速度信号への応答を停止するようになされている、ローダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両のブームに枢動可能に取り付けられた作業ツールの向きを検知し且つ自動的に制御するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の作業機械に作業機能を行うためのツールを備えることができる。このような機械の例としては、広範囲のローダー、掘削機、遠隔操作機及び空中リフトがある。バックホウローダーのような作業車両は、掘削機能及び材料の取り扱い機能のためのローダーバケット又はその他の構造のようなツールを装備しても良い。ブームは、水平ブームの枢軸を中心に車両のフレームに取り付けられ、ツールは、水平バケットの枢軸を中心にブームに取り付けられている。車両のオペレータは、ツールアクチュエータによってブームに対するツールの向きを制御する。オペレータはまた、ブームアクチュエータによって、車両フレームに対するブームの回転位置をも制御する。両方のアクチュエータは、典型的には、１以上のダブルアクション液圧シリンダ及びそれに対応する液圧回路からなる。
【０００３】
ツールによる材料の持ち上げ又は運搬のような作業動作中に、材料の荷下ろしが早すぎるのを防止するために、重力に対するツールの初期の向きを維持することは望ましい。重力に対するツールの初期の向きを維持するためには、持ち上げ中にブームがフレームに対して回転せしめられ且つ運搬動作中にでこぼこした地形上を動くときには車両のフレームの傾斜が変わるので、オペレータは、ツールの初期の向きを連続的に調整する必要がある。ツールの向きの連続的な調整は、ある程度のオペレータの注意力及び手動による努力を必要とし、これは、作業全体の効率を低下させ且つオペレータの疲労を増す。
【０００４】
ローダーバケットのようなツールの向きを自動的に制御するために、多数の機構及び装置が使用されて来た。電子的な検知及び制御装置の種々の例が、米国特許第４，９２３，３２６号（特許文献１）、第４，８４４，６８５号（特許文献２）、第４，３５６，２６０号（特許文献３）及び第６，２３３，５１１号（特許文献４）に開示されている。従来技術による典型的な制御装置は、車両のフレームに対するツールの向きを検知し且つ制御するために、作業車両上の種々の位置に取り付けられた位置センサーを利用している。典型的な従来技術と異なり、本発明は、車両のフレームの向きとは独立して、初期の向きに固定された作業ツールの向きを検知し且つ維持するために、ツールに取り付けられた角速度センサーを利用している。その結果、より簡単な装置及び重力に対する改良されたツールの向きの制御が得られる。
【０００５】
本発明においての使用に適した多数の角速度センサーは市販によって入手可能である。これらのタイプの角速度センサーの例が米国特許第４，６２８，７３４号（特許文献５）、第５，８５０，０３５号（特許文献６）及び第６，００３，３７３号（特許文献７）に開示されている。このような角速度センサーの一つの例は、カリフォルニア州にあるｔｈｅ  Ｓｙｓｔｒｏｎ  Ｄｏｎｎｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｏｆ  ＢＥＩ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓによって販売されているＢＥＩ  ＧＹＲＯＣＨＩＰ（登録商標）ＡＱＲＳモデルがある。
【特許文献１】米国特許第４，９２３，３２６号
【特許文献２】米国特許第４，８４４，６８５号
【特許文献３】米国特許第４，３５６，２６０号
【特許文献４】米国特許第６，２３３，５１１号
【特許文献５】米国特許第４，６２８，７３４号
【特許文献６】米国特許第５，８５０，０３５号
【特許文献７】米国特許第６，００３，３７３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、作業車両のブームに枢動可能に取り付けられた作業ツールの向きを検知し且つ自動的に制御するための改良された装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、作業車両、同作業車両に取り付けられたブーム、同ブームに枢動可能に取り付けられたツール、同ツールをその枢軸を中心に制御可能に動かすためのアクチュエータ、角速度センサー及び同角速度センサーからのデータを処理し且つツールアクチュエータの動作を命令するためのコントローラを含んでいる。図示された実施形態はまた、ツールアクチュエータの動きに作用を及ぼすために及びツールを初期の向きに維持するためにツール自動保持機能を作動させるようにオペレータが操作することができるコマンド入力装置をも含んでいる。
【０００８】
ツール自動保持機能が可能にされると、コントローラは、ツールアクチュエータに角速度がゼロとなるようにツールを動かすように命令することによって、ツールの向きを維持する。ツールの向きの更に高い精度を必要とする用途においては、コントローラは、初期の向きからの位置の偏りを決定するための時間の関数として角速度の積分を計算し且つツールアクチュエータに向きの偏りがほぼゼロになるように作動ツールを動かすようにツールアクチュエータに命令するようになされていても良い。コントローラは、オペーレータがツールアクチュエータの動きに対応してコマンド入力装置を操作したときに、ツール自動保持機能を停止するようになされている。コントローラは、ひとたびオペレータがツールアクチュエータコントローラの操作を停止するとツール自動保持機能を再び開始して、ツールアクチュエータコントローラの操作によって作用を受けた新しい向きに初期のツールの向きを再度確立する。更に、オペレータは、ツール保持機能を選択的に可能にしたり或いは不可能にするように、自動保持コマンド入力装置を操作しても良い。
【発明の効果】
【０００９】
この装置は、球状の地球の基準（ｇｌｏｂａｌ  ｅａｒｔｈ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）に対するツールの角速度を検知するためにツールに取り付けられた角速度センサーを使用することによって、作業ツールの向きを自動的に制御する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、バックホウローダー１０のような自走式作業車両を示している。バックホウローダー１０は、車両を支持し且つ推進させるための地面と係合する車輪１４が取り付けられているフレーム１２を有している。車両の前方にはローダーアセンブリ１６が取り付けられており、車両の後方にはバックホウアセンブリ１８が取り付けられている。ローダーアセンブリ１６とバックホウアセンブリ１８とは、両方が種々の掘削機能及び材料取り扱い機能を果たす。オペレータは、オペレータステーション２０から車両の機能を制御する。
【００１１】
ローダーアセンブリ１６は、ローダーブーム２２と、ローダーバケット又はその他の構造のようなツール２４とを有している。ローダーブーム２２は、同ローダーブームの水平枢軸２８を中心にフレーム１２に枢動可能に取り付けられている第一の端部２６と、ローダーバケット２４が同ローダーバケットの水平枢軸３２を中心に枢動可能に取り付けられている第二の端部３０とを有している。
【００１２】
車両フレーム１２とローダーブームとの間に延びているローダーブーム液圧シリンダ３６を有しているローダーブームアクチュエータは、ローダーブームの枢軸２８を中心にローダーブーム２２を制御可能に動かす。ローダーアクチュエータ３８は、ローダーブーム２２とローダーバケット２４との間に延びているローダーバケット液圧シリンダ４０を有しており、ローダーバケット２４を、ローダーバケットの枢軸３２を中心に制御可能に動かす。図示された実施形態においては、ローダーバケットアクチュエータ３８は、ローダーバケット液圧シリンダ４０に対して液圧的に結合されているローダーバケット電子−液圧回路４２を含んでいる。ローダーバケット電子−液圧回路４２は、ローダーバケット液圧シリンダ４０への液圧流体の流れを供給し且つ制御する。
【００１３】
オペレータは、ローダーバケットコマンド入力装置４４とローダーブームコマンド入力装置４６とを操作することによって、ローダーアセンブリ１６の動きを命令する。ローダーバケットコマンド入力装置４４は、オペレータによる操作に応答して、所望のローダーバケットの動きに比例するローダーバケットコマンド信号４８を発生するようになされている。ローダーバケットコマンド入力装置４４とローダーバケットアクチュエータ３８とに連通しているコントローラ５０は、ローダーバケットコマンド信号４８を受け取り且つローダーバケット電子−液圧回路４２によって受け取られるローダーバケット制御信号５２を発生することによって応答する。ローダーバケット電子−液圧回路４２は、液圧流体をローダーバケット液圧シリンダ４０に導いて液圧シリンダ４０によってローダーバケット２４を動かすようにすることによって、ローダーバケット制御信号５２に応答する。
【００１４】
材料の持ち上げ又は運搬のようなローダーバケット２４による作業動作中に、材料の早すぎる荷下ろしを防止するために、重力に対するローダーバケットの初期の向きを維持することは望ましい。ローダーブーム２２が持ち上げ動作中にフレームに対して動かされるとき及び車両フレーム１２が運搬動作中にでこぼこの地形上を移動するときに車両フレーム１２が傾斜を変えるときにローダーバケットの初期の向きを維持するために、オペレータは、ローダーバケットの向きを調整するためにローダーバケットコマンド入力装置４４を連続的に操作する必要がある。ローダーバケットの向きの連続的な調整は、全体の作業効率を低下させ且つオペレータの疲労を増大させるようなオペレータの注意の度合い及び手動による努力を必要とする。
【００１５】
図２は、ローダーバケットの初期の向きを自動的に維持するようになされた改良されたアクチュエータ制御装置を示している。本発明は、コントローラ５０と連通しているローダーバケット２４に取り付けられた角速度センサー５４を利用している。ローダーバケット角速度センサー５４は、地球を基準とする座標系に対するローダーバケットの角速度を検知し、対応する角速度信号５６を連続的に発生するようになされている。コントローラ５０は、ローダーバケット角速度信号５６を受け取り且つそれに応答してローダーバケット制御信号５２を発生してローダーバケットアクチュエータ３８にローダーバケット２４を動かさせて所望のローダーバケット角速度を達成する。本発明の目的がオペレータによって設定された重力に対するローダーバケットの初期の向きを維持するための自動保持機構である場合には、所望のローダーバケットの角速度はゼロである。更に、コントローラ５０は、オペレータがローダーバケット２４の動きを命令し、ローダーバケットコマンド信号４８を受け取ると自動保持機能を一時停止し、ローダーバケットコマンド信号４８が終了した直後にローダーバケット２４の向きとしてローダーバケットの初期の向きを再設定するようになされている。
【００１６】
ローダーバケットの初期の向きを維持する際により高い精度を必要とする用途においては、コンピュータを使用し時間を守る（ｔｉｍｅ  ｋｅｅｐｉｎｇ）能力を有するコントローラ５０が、ローダーバケットの初期の向きからの偏りを決定するための時間の関数として、ローダーバケットの角速度の積分を計算するようになされている。コントローラ５０は、所望のローダーバケットの向きの偏りを超える偏りに応答してローダーバケット制御信号５２を発生して、ローダーバケットアクチュエータ３８が、ローダーバケット２４を動かして所望のローダーバケットの向きの偏りを達成するようになされている。本発明の目的がオペレータによって設定された重力に対するローダーバケットの初期の向きを維持する自動保持機能である場合には、所望のローダーバケットの向きの偏りはほぼゼロである。更に、コントローラ５０は、所望のローダーバケットの向きの偏りに対して応答するときに、所望のローダーバケットの角速度に対する応答を中止するようになされている。
【００１７】
図示された実施形態においては、本発明はまた、コントローラ５０と連通しているローダー自動保持コマンドスイッチ５８をもまた利用している。ローダー自動保持コマンドスイッチ５８は、オペレータによるローダー自動保持コマンドスイッチ５８の操作に対応してローダー自動保持コマンド信号６０を発生して、ローダーバケット２４のための自動保持機能動作を可能にするようになされている。コントローラ５０は、ローダー自動保持コマンドスイッチ５８からローダー自動保持コマンド信号６０を受け取らない場合には、ローダーバケット角速度信号を無視するようになされている。
【００１８】
バックホウアセンブリ１８は、揺動フレーム６２、バックホウブーム６４、ジッパースティック６６及びバックホウバケット又はその他の構造のようなツール６８を含んでいる。揺動フレーム６２は、垂直枢軸７２を中心にフレーム１２に対して枢動可能に取り付けられている第一の端部７０と、第二の端部７４とを有している。バックホウブーム６４は、同バックホウブームの水平枢軸７８を中心に枢動可能に揺動フレーム６２の第二の端部７４に取り付けられた第一の端部７６と、第二の端部８０とを有している。ジッパースティック６６は、ジッパースティックの水平枢軸８４を中心にバックホウブーム６４の第二の端部８０に枢動可能に取り付けられている第一の端部８２と、バックホウバケットの水平枢軸８８を中心にバックホウバケット６８が枢動可能に取り付けられている第二の端部８６とを有している。
【００１９】
車両フレーム１２と揺動フレーム６２との間に延びている揺動フレーム液圧シリンダ９０を有している揺動フレームアクチュエータは、揺動フレーム６２を垂直枢軸７２を中心に制御可能に動かす。揺動フレーム６２とバックホウブーム６４との間に延びているバックホウブーム液圧シリンダ９２を有しているバックホウブームアクチュエータは、バックホウブームの枢軸７８を中心にバックホウブーム６４を制御可能に動かす。バックホウブーム６４とジッパースティック６６との間に延びているジッパースティック液圧シリンダ９４を有しているジッパースティックアクチュエータは、ジッパースティック６６をジッパースティックの枢軸８４を中心に制御可能に動かす。ジッパースティック６６とバックホウバケット６８との間に延びているバックホウバケット液圧シリンダ９８を有しているバックホウバケットアクチュエータ９６は、バックホウバケット６８をバックホウバケットの枢軸８８を中心に制御可能に動かす。図示された実施形態においては、バックホウバケットアクチュエータ９６は、バックホウバケット液圧シリンダ９８と接続されたバックホウバケット電子−液圧回路１００を含んでおり、このバックホウバケット電子−液圧回路１００は、バックホウバケット液圧シリンダ９８への液圧流体の流れを供給し且つ制御する。
【００２０】
オペレータは、バックホウバケットコマンド入力装置１０２、ジッパースティックコマンド入力装置１０４、バックホウブームコマンド入力装置１０６及び揺動フレームコマンド入力装置を操作することによって、バックホウアセンブリ１８の動きを命令する。バックホウバケットコマンド入力装置１０２は、オペレータによる操作に応答して、所望のバックホウバケットの動きに比例するバックホウバケットコマンド信号１０８を発生するようになされている。コントローラ５０は、バックホウバケットコマンド入力装置１０２、ジッパースティックコマンド入力装置１０４、バックホウブームコマンド入力装置１０６及びバックホウバケットアクチュエータ９６と連通していて、バックホウバケットコマンド信号１０８を受け取り且つバックホウバケット電子−液圧回路１００によって受け取られるバックホウバケット制御信号１１０を発生することによって応答する。バックホウバケット電子−液圧回路１００は、液圧流体をバックホウバケット液圧シリンダ９８に導いて液圧シリンダ９８がバックホウバケット６８を動かすようにさせることによって、バックホウバケット制御信号１１０に応答する。
【００２１】
材料の持ち上げ又は掘削のようなバックホウバケット６８による作業動作中に、バックホウバケットの重力に対する初期の向きを維持して、早すぎる材料の荷下ろしを防止し又は一定の掘削剪断角を得ることが望ましい。重力に対するバックホウバケットの初期の向きを維持するために、オペレータは、バックホウブーム６４とジッパースティック６６とが作業動作中に動かされるとき、バックホウバケットの向きを調節するためにバックホウバケットコマンド入力装置１０２を連続的に操作する必要がある。バックホウブーム６４及びジッパースティック６６の動きに固有のバックホウブームコマンド入力装置１０６及びジッパースティックコマンド入力装置１０４の同時に行われる操作と組み合わせてバックホウバケットの向きを連続的に調節することは、ある程度のオペレータの注意と手動による努力を必要とし、これは、作業効率を低下させ且つオペレータの疲労を増大させる。
【００２２】
図３は、初期のバックホウバケットの向きを自動的に維持するようになされた改良されたアクチュエータ制御装置を示している。本発明は、コントローラ５０と連通しているバックホウバケット６８に取り付けられた角速度センサー１１２を使用している。バックホウバケット角速度センサー１１２は、地球を基準とする座標系に対するバックホウバケットの角速度を検知し且つ対応する角速度信号１１４を連続的に発生するようになされている。コントローラ５０は、バックホウバケット角速度信号１１４を受け取り且つそれに応答してバックホウバケット制御信号１１０を発生して、バックホウバケットアクチュエータ９６がバックホウバケット６８を動かして所望のバックホウバケット角速度を達成させるようになされている。本発明の目的がオペレータによって設定された重力に対するバックホウバケットの初期の向きを維持する自動保持機構である場合には、バックホウバケットの所望の角速度はゼロである。更に、コントローラ５０は、オペレータがバックホウバケット６８の動きを命令してバックホウバケットコマンド信号１０８を受け取っている間は自動保持機能を一時停止させ、バックホウバケットコマンド信号１０８が終了した直後にバックホウバケット６８の向きとしてバックホウバケットの初期の向きを再設定するようになされている。
【００２３】
本発明はまた、コントローラ５０と連通しているバックホウ自動保持コマンドスイッチ１１６をも利用している。バックホウ自動保持コマンドスイッチ１１６は、バックホウバケット６８の自動保持機能の作動を可能にするように、オペレータによるバックホウ自動保持コマンドスイッチ１１６の操作に対応してバックホウ自動保持コマンド信号１１８を発生するようになされている。コントローラ５０は、バックホウ自動保持コマンドスイッチ１１６からバックホウ自動保持コマンド信号１１８を受け取らない限り、バックホウバケット角速度信号１１４を無視するようになされている。
【００２４】
典型的には車両が停止しているときにのみバックホウの作業動作がなされる代替的な実施形態においては、バックホウバケットの初期の向きを維持するための調節は、通常は、バックホウブーム６４又はジッパースティック６６の対応する動きによってのみ生ずる。バックホウバケット６８のための自動保持機能の期間を最少にするために、コントローラ５０は、バックホウブームコマンド入力装置１０６からバックホウブームコマンド信号１２２を受け取らない限り、又は、ジッパースティックコマンド入力装置１０４からジッパースティックコマンド信号１２０を受け取らない限り、バックホウバケット角速度信号１１４を無視するようになされていても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上、例示的な実施形態を説明したが、特許請求の範囲に規定された本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形を施すことができることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、バックホウローダーの側面図である。
【図２】図２は、ローダーバケットの配向検知及び自動制御装置の構成図である。
【図３】図３は、バックホウバケットの配向検知及び自動制御装置の構成図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  バックホウローダー、    １２  フレーム、
１４  車輪、    １６  ローダーアセンブリ、
１８  バックホウアセンブリ、    ２０  オペレータステーション、
２２  ローダーブーム、    ２４  ツール、
２８  ローダーブームの水平枢軸、    ３２  ローダーバケットの水平枢軸、
３６  ローダーブーム液圧シリンダ、    ３８  ローダーアクチュエータ、
４０  ローダーバケット液圧シリンダ、    ４２  ローダーバケット電子−液圧回路、
４４  ローダーバケットコマンド入力装置、
４６  ローダーブームコマンド入力装置、
５０  コントローラ、    ５４  角速度センサー、
５８  ローダー自動保持コマンドスイッチ、
６２  揺動フレーム、    ６４  バックホウブーム、
６６  ジッパースティック、    ６８  ツール、
７２  垂直枢軸、    ７８  水平枢軸、
８８  バックホウバケットの水平枢軸、
９０  揺動フレーム液圧シリンダ、
９２  バックホウブーム液圧シリンダ、
９４  ジッパースティック液圧シリンダ、
９６  バックホウバケットアクチュエータ、
９８  バックホウバケット液圧シリンダ、
１００  バックホウバケット電子−液圧回路、
１０２  バックホウバケットコマンド入力装置、
１０４  ジッパースティックコマンド入力装置、
１０６  バックホウブームコマンド入力装置、
１１２  角速度センサー、
１１６  バックホウ自動保持コマンドスイッチ
【図１】
2004150262.tif 000003
【図２】
2004150262.tif 000004
【図３】
2004150262.tif 000005