(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業腕に取り付けられた複数の油圧シリンダを有する作業腕の動作を制御する方法であって、
入力装置から作業腕の位置を変更するための信号を受信するステップと、
１つ以上の油圧シリンダの伸長量を決定するステップと、
作業腕位置の変更をもたらす１つ以上の油圧シリンダ伸長量を変更するステップとを含み、
１つ以上の油圧シリンダ伸長量の変更は、事前選択動作優先順位に基づいて、第１の油圧シリンダの伸長量を所定長さとした後または所定長さより長くした後にのみ、事前選択動作優先順位の低い第２の油圧シリンダの伸長量を変更するよう、指示され、
１つ以上の油圧シリンダの伸長量を決定するステップが、
アームセンサからの伸長量を示す信号に基づいて、アームシリンダの伸長量を決定するステップと、
伸縮アームセンサからの伸長量を示す信号に基づいて、伸縮アームシリンダの伸長量を決定するステップと、
作業器具センサからの伸長量を示す信号に基づいて、作業器具シリンダの伸長量を決定するステップとを含み、
油圧シリンダ伸長量を変更するステップは、アームに対する作業器具シリンダの伸長量を増大または縮小するために作業器具シリンダの伸長量を変更するステップを、アームシリンダがほぼ完全に伸長あるいは収縮された後に含み、
油圧シリンダ伸長量を変更するステップは、伸縮アームシリンダ伸長量を変更するステップを、作業器具シリンダがほぼ完全に伸長あるいは収縮された後に含む、方法。
【請求項２】
油圧シリンダ伸長量を変更するステップは、ブームシリンダとアームシリンダをほぼ完全に伸長または収縮するステップを、伸縮アームシリンダの伸長量と、アームシリンダに結合されたアームに対する作業器具シリンダの伸長量のうち１つを変更するステップの前に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
事前選択動作優先順位を変更するために、モード選択装置からモードを選択するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
作業腕に取り付けられた複数の油圧シリンダを有する作業腕の動作を制御する装置であって、
入力装置から作業腕の位置を変更するための信号を受信する手段と、
１つ以上の油圧シリンダの伸長量を決定する手段と、
作業腕の位置の変更をもたらす１つ以上の油圧シリンダの伸長量を変更する手段とを含み、
１つ以上の油圧シリンダ伸長量の変更は、事前選択動作優先順位に基づいて、第１の油圧シリンダの伸長量を所定長さとした後または所定長さより長くした後にのみ、事前選択動作優先順位の低い第２の油圧シリンダの伸長量を変更するよう、指示され、
１つ以上の油圧シリンダの伸長量を決定する手段が、
アームセンサからの伸長量を示す信号に基づいて、アームシリンダの伸長量を決定する手段と、
伸縮アームセンサからの伸長量を示す信号に基づいて、伸縮アームシリンダの伸長量を決定する手段と、
作業器具センサからの伸長量を示す信号に基づいて、作業器具シリンダの伸長量を決定する手段とを含み、
油圧シリンダ伸長量を変更する手段は、アームに対する作業器具シリンダの伸長量を増大または縮小するために作業器具シリンダの伸長を変更するステップを、アームシリンダがほぼ完全に伸長あるいは収縮された後に含み、
油圧シリンダ伸長量を変更する手段は、伸縮アームシリンダ伸長量を変更するステップを、作業器具シリンダがほぼ完全に伸長あるいは収縮された後に含む、装置。
【請求項５】
異なるタイプの作業器具用あるいは異なる掘削事業用に、事前選択動作優先順位を変更する手段をさらに含む、請求項４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械の腕部の動作を自動的に制御する装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業機械はしばしば数多くの作業を行うことが可能な作業腕を装備している。例えば、バックホウや掘削機のような作業機械は掘削作業腕を含むであろう。同様に、フォークリフトや伸縮自在資材運搬機のような作業機械は対象物の持ち上げ運搬用の作業腕を含むであろう。他の作業機械では、振動締固め機や他の装置を支持するよう構成された作業腕を含むこともある。
【０００３】
作業腕の制御はしばしば複雑な工程であるため、不慣れな操作者は、作業器具のような作業腕の要素を所望の進路に沿って動かすことに困難を感じる場合がある。これを遂行するのに必要な連係を単純化するため、ある作業機械には、作業腕の構成要素の全ての動作を制御する単一入力装置が設けられている。単一入力装置の使用は作業腕の操作を単純化し、操作者の疲労を軽減できる。
【０００４】
ブラントら（Ｂｒａｎｄｔ  ｅｔ  ａｌ．）に付与された米国特許公報（特許文献１）は、伸縮自在資材運搬機に連係した制御を提供する装置と方法を開示している。資材運搬機はしばしばパレットを垂直方向に持ち上げるのに使用される。米国特許公報（特許文献１）の連係装置は、操作者による資材運搬腕のより簡単な制御を可能にしており、資材運搬腕はブームの長さと角度の両方を同時に変えることで垂直進路に沿って動く。米国特許公報（特許文献１）は、１つの油圧シリンダが別のシリンダからの作動液流要求のために必要な作動液流を受け取れない場合に発生する可能性のある相殺誤差を計算する制御装置を開示している。
【０００５】
時には、作業腕の様々な構成要素を、特定の作業現場の必要性に適合できる優先順に動かすことが望ましいこともある。例えば、作業腕が直立構造物付近での掘削に使用される場合、作業腕のバケットは、バケットの背面より先にバケットの淵が壁に接近するように伸長されなければならない。別の例では、作業腕の特定の高価な構成要素は、必要なときだけ使用することによって、その耐用年数を引き伸ばせると考えられる。連係動作用装置を有する現在の作業機械は、作業腕の様々な構成要素の動作に対する優先順位を設けていない。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，３７４，１５３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、先行技術の１つ以上の欠点を克服することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一形態では、作業腕に取り付けられた一連の油圧シリンダを有する作業腕の動作を制御する方法を開示する。この方法は、入力装置から作業腕の位置を変更するための信号を受信するステップと、１つ以上の一連の油圧シリンダの伸長量を決定するステップとを含む。１つ以上の一連の油圧シリンダの伸長量が変更されると、作業腕の位置に変更をもたらす。１つ以上の一連の油圧シリンダの伸長量の変更は、事前選択動作優先順位に基づいて指示される。
【０００９】
別の形態では、作業腕に取り付けられた一連の油圧シリンダを有する作業腕の動作を制御する装置を開示する。この装置は、作業腕位置を変更する信号生成の操作が可能な入力装置と、少なくとも１つのセンサであって、１つ以上の一連の油圧シリンダに結合され１つ以上の一連の油圧シリンダの伸長量を決定するセンサとを含む。制御モジュールは、入力装置からの信号を受信し、作業腕位置の変更に影響を与える１つ以上の一連の油圧シリンダ伸長量を変更するよう構成されている。１つ以上の一連の油圧シリンダ伸長量の変更は、事前選択動作優先順位に基づいて指示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、各種の土木工事や建設作業に使用されるバックホウローダとしての関係部分を図示した作業機械１００である。作業機械１００はバックホウローダとして図示されているが、複数の連結部を有する他のタイプの作業機械１００、例えば、掘削機、前ショベル、資材運搬機等を、この開示装置の実施形態にしたがって使用してもよいことに留意されたい。
【００１１】
作業機械１００は、ブーム１０４とアーム１０６と伸縮アーム１０８と作業器具１１０とを有する作業腕１０２を含み、全て作業機械１００に制御可能に取り付けられている。ブームシリンダ１１２はブーム１０４から作業機械１００の本体まで延在し、ブーム１０４を作業機械１００の本体に対して旋回可能に動かせるよう構成されている。アームシリンダ１１４はアーム１０６とブーム１０４との間に延在し、アーム１０６をブーム１０４に対して動かすよう構成されている。
【００１２】
伸縮アームシリンダ１１６はアーム１０６と伸縮アーム１０８との間に延在する。伸縮アーム１０８と伸縮アームシリンダ１１６はアーム１０６内に含まれており、伸縮アーム１０８は制御可能にスライドする、すなわち、アーム１０６に対し伸長および収縮する。作業器具１１０は伸縮アーム１０８に旋回可能に接続されており、伸縮アーム１０８から作業器具１１０まで延在する作業器具シリンダ１１８によって動かされる。
【００１３】
図２に示す油圧シリンダ弁は、油圧シリンダ１１２、１１４、１１６、１１８の伸長および収縮を制御することができる。ブーム弁２０８はブームシリンダ１１２に結合され、アーム弁２１０はアームシリンダ１１４に結合され、伸縮アーム弁２１２は伸縮アームシリンダ１１６に結合され、作業器具弁２１４は作業器具シリンダ１１８に結合され得る。弁２０８、２１０、２１２、２１４の位置が制御されて、関連油圧シリンダ１１２、１１４、１１６、１１８の動作の比率と方向を制御する作動液の流れを連係させることができる。なお、「伸長量」という用語は、油圧シリンダ１１２、１１４、１１６、１１８の伸長または収縮の両方の量を表していることに留意されたい。
【００１４】
図２は作業腕１０２の動作を操作および制御する制御装置２００を示している。以下にさらに詳細に述べる通り、制御装置２００は、事前選択動作優先順位に基づいた順に作業腕１０２の構成要素を動かすように構成することができる。この応用例の趣旨において、「事前選択動作優先順位」という用語は動作の序列について述べたもので、その序列の中ではある油圧シリンダ１１２、１１４、１１６、１１８が事前に指定された位置もしくは量を超えて伸長または収縮した後にのみ他の１つ以上の油圧シリンダ１１２、１１４、１１６、１１８の相対位置が変更される。したがって、事前選択動作優先順位とは、ブームシリンダ１１２、アームシリンダ１１４、伸縮アームシリンダ１１６、および作業器具シリンダ１１８の動作に優先順位をつけるものである。優先順位の高いシリンダが一定点まであるいはそれを超えて動かされた後に、優先順位の低いシリンダが動かされる。
【００１５】
制御装置２００は、入力装置２０２と、作業腕１０２上の油圧シリンダ１１２、１１４、１１６、１１８の位置と動作を制御するための弁２０８、２１０、２１２、２１４を操作する制御モジュール２０４とを含む。また制御装置２００は、油圧シリンダ１１２、１１４、１１６、１１８に結合され、その位置を監視するよう構成された、変位センサ２１６、２１８、２２０、２２２を含んでもよい。また、モード選択装置２２４が制御モジュール２０４に結合されていてもよい。
【００１６】
入力装置２０２としては、操縦桿、キーボード、レバー、または当分野で知られているその他の入力装置でもよい。所望の動作信号を生成するよう構成された入力装置２０２は、操作者からの入力を受信して、それを制御モジュール２０４に送信する。図示された例示的実施形態では、制御装置２００は、ブームシリンダ１１２、アームシリンダ１１４、伸縮アームシリンダ１１６、および作業器具シリンダ１１８の操作を制御する単一入力装置を含む。しかし、他の入力装置を使用して、入力装置２０２と事前選択動作優先順位とから独立して１つ以上のシリンダの操作を制御してもよい。
【００１７】
例えば、１つの例示的実施形態では、入力装置２０２は、アームシリンダ１１４と伸縮アームシリンダ１１６と作業器具シリンダ１１８の動作のみを制御する。この例示的実施形態では、ブームシリンダ１１２は、ブーム１０４の単独制御用の別の入力装置によって制御される。したがって、この実施形態では、アームシリンダ１１４と伸縮アームシリンダ１１６と作業器具シリンダ１１８だけが事前選択動作優先順位の対象となる。
【００１８】
制御モジュール２０４はプロセッサ２０５と記憶装置２０６を含むことができる。記憶装置２０６は、事前選択動作優先順位に基づく作業腕１０２の制御用に、１つ以上の制御定型手順または優先モードを、ソフトウェアプログラムとして、保存することができる。このプロセッサは、入力装置２０２から入力信号を受信し、定型手順もしくは優先モードを実行して、作業腕１０２の油圧シリンダ１１２、１１４、１１６、１１８に結合された油圧シリンダ弁２０８、２１０、２１２、２１４を事前選択動作優先順位にしたがって作動させるコマンド信号を生成して送り出す。
【００１９】
図２に示すとおり、変位センサは各油圧シリンダに結合することができる。例えば、ブーム変位センサ２１６はブームシリンダ１１２に結合し、アーム変位センサ２１８はアームシリンダ１１４に結合し、伸縮アーム変位センサ２２０は伸縮アームシリンダ１１６に結合し、作業器具変位センサ２２２は作業器具シリンダ１１８に結合することができる。変位センサ２１６、２１８、２２０、２２２は、油圧シリンダ１１２、１１４、１１６、１１８の伸長量の測定に使用することができる。変位センサ２１６、２１８、２２０、２２２は制御モジュール２０４に連通され、シリンダ伸長量を示す信号を制御モジュール２０４に供給することができる。制御モジュール２０４は、１つ以上の変位センサ２１６、２１８、２２０、２２２を一度に監視してもよいが、それら全てを同時に監視する必要はない。制御モジュール２０４は、事前選択動作優先順位に基づいて作業腕１０２の動作に優先順位をつけ指示を出すために、変位センサ２１６、２１８、２２０、２２２から受信した情報を使用することができる。
【００２０】
この図示された例示的実施形態において、制御装置２００は、２つ以上の制御定型手順もしくは優先モードを含んでいる。したがって、モード選択装置２２４が制御モジュール２０４と連通して設けられている。モード選択装置２２４は、操作者に利用可能なモードを選択させる入力装置であり、トグル装置、操縦桿、ダイヤル、または当分野で知られている他のどのような入力装置であってもよい。これによって、操作者は作業現場で求められる結果を提供する作業腕１０２の動作優先順位の選択が可能となる。
【００２１】
作業機械１００は任意の数のモードを含んでいてもよく、各モードはそれぞれ異なり、作業機械の特定の用途または機能に基づくことができる。例えば、１つの例示的モードとして掘削モードが考えられるが、この場合事前選択動作優先順位は、作業器具シリンダ１１８または伸縮アームシリンダ１１６のいずれかの動作を許可する前に、アームシリンダ１１４とブームシリンダ１１２がほぼ完全に伸長されていることを要求する。動作優先順位は、ブームシリンダとアームシリンダの同時伸長を許可してもよく、あるいは動作優先順位の順に動かすよう要求してもよい。
【００２２】
別の事前選択動作優先順位を有する他のモードを使用して、他の所望の目的を達成することもできる。例えば、１つの例示的モードでは、事前選択動作優先順位はアーム１０６と伸縮アーム１０８と作業器具１１０の動作のみに優先順位をつける。この例示的モードでは、事前選択動作優先順位は、アームシリンダ１１４が指定点を超えて伸長または収縮された後にのみ、作業器具シリンダ１１８の動作を許可する。また伸縮アームシリンダ１１６は、作業器具シリンダ１１８が指定点を超えて伸長または収縮された後にのみ、動かすことができる。この例示的モードでは、ブーム１０４の伸長と制御は、事前選択動作優先順位とは独立して操作されその影響外にある。例えば、ブーム１０４の制御と操作は、ブーム操縦桿のようなブーム１０４に特有の入力装置を通じて別個に制御してもよい。
【００２３】
別の例示的モードでは、アームシリンダ１１４と作業器具シリンダ１１８だけが事前選択動作優先順位によって制御される。これによって、事前選択動作優先順位は、アームシリンダ１１４が指定点を超えて伸長または収縮された後にのみ、作業器具シリンダ１１８の動作を許可する。この例示的実施形態では、伸縮アームシリンダ１１６の動作とブームシリンダ１１２の動作は、例えば、別個のブーム操縦桿と別個の伸縮アーム操縦桿によって独立して制御してもよい。
【００２４】
さらに別の例示的モードでは、事前選択動作優先順位はアームシリンダ１１４と伸縮アームシリンダ１１６のみを制御する。これによって、事前選択動作優先順位は、アームシリンダ１１４が指定点を超えて伸長または収縮された後にのみ、伸縮アームシリンダ１１６の動作を許可する。この例示的モードでは、ブームシリンダ１１２と作業器具シリンダ１１８は、動作優先順位とは関係なく独立して制御してよい。いずれの例示的モードにおいても、作業腕１０２の収縮中の事前選択動作優先順位は、作業腕１０２の伸長中の事前選択優先順位の逆であっても、そうでなくてもよい。その他のモードは当業者には明らかであろう。
【００２５】
なお、いずれのモードも、１つの油圧シリンダから次の油圧シリンダへの動作を円滑に移行する選択的移行機能を含むよう構成されていることに留意されたい。この移行機能は、１つの油圧シリンダが事前指定位置を超えて伸長または収縮されるとき、当該油圧シリンダの速度を遅くするあるいは引き下げる一方で、同時に、次の油圧シリンダの速度を引き上げるために使用することができる。そうすることで、作業腕の操作に際し、油圧シリンダ間の円滑な移行を提供する。
【００２６】
図３は、事前選択動作優先順位に基づいて作業腕１０２を動かすステップを示すブロック図３００である。フローチャート３００は、開始ステップ３０２から始まる。ステップ３０４で、操作者はモード選択装置２２４を使用して作業機械１００のモードを選択する。選択モードは、事前選択動作優先順位を使用して作業腕１０２の動作を制御するどのような定型手順もしくは工程であってもよい。
【００２７】
ステップ３０６で、入力装置２０２は作業腕１０２の位置を変更する信号を生成する。この信号は入力装置２０２から制御モジュール２０４へ送られる。ステップ３０８で、制御モジュール２０４は、それぞれの変位センサ２１６、２１８、２２０、２２２から採取された測定値と受信した信号を基に、作業腕１０２の油圧シリンダ１１２、１１４、１１６、１１８の伸長量を決定する。ステップ３１０で、制御モジュール２０４は、当該モードの動作優先順位に従い、さらに入力装置２０２から受信した信号を基に、作業腕１０２の１つ以上の油圧シリンダ１１２、１１４、１１６、１１８の伸長量を調節する。ステップ３１２でフローチャート３００は終了する。
【００２８】
図４および５のフローチャートは、例示的事前選択動作優先順位にしたがって作業腕を伸長および収縮する例示的方法を図示している。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
図４および５を参照して、例示的モードを説明する。図４は、作業腕１０２の運搬位置から完全伸長位置もしくは最大到達位置までの例示的事前選択動作優先順位にしたがった伸長の詳細を示すフローチャート４００を図示している。図５は、作業腕１０２の最大到達位置からの例示的事前選択動作優先順位にしたがった収縮の詳細を示すフローチャート５００を図示している。この例示的事前選択動作優先順位において、アームシリンダ１１４は第１優先権を有し、作業器具シリンダ１１８は第２優先権を有し、伸縮アームシリンダ１１６は第３優先権を有している。ブームシリンダ１１２は、この例示的実施形態において、事前選択動作優先順位からは独立して操作される。この例では、収縮用の事前選択動作優先順位は、伸長用の事前選択動作優先順位の逆ではないが、その代わり、作業腕１０２の伸長と収縮の両方に同じ事前選択動作優先順位が割り当てられている。なお、作業腕１０２の伸長と収縮には、同一または異なる事前選択動作優先順位を割り当ててもよい点に留意されたい。
【００３０】
フローチャート４００は開始ステップ４０２で始まる。ステップ４０４で、入力装置２０２によって作業腕１０２を伸長するための信号が生成される。制御モジュール２０４は、この信号をステップ４０６で受信し、ステップ４０８で作業腕１０２に結合された油圧シリンダ１１４、１１６、１１８の位置を監視する。この監視は、油圧シリンダ１１４、１１６、１１８に結合され、かつ油圧シリンダ１１４、１１６、１１８の位置もしくは伸長量を示す信号を制御モジュール２０４に送る変位センサ２１８、２２０、２２２を使用して遂行される。
【００３１】
動作モード優先順位のこの例示的実施形態において、アーム１０６は作業腕１０２の他の構成要素に対して優先権を有する。したがって、伸縮アーム１０８と作業器具１１０に結合された油圧シリンダは、アームシリンダ１１４が事前選択伸長量もしくは事前選択点を超えて伸長されるまで、伸長または収縮されてはならない。事前選択点は、アームシリンダ１１４がほぼ完全に伸長された位置でもよい。よって、制御モジュール２０４は、伸縮アームシリンダ１１６と作業器具シリンダ１１８を動かす前に、アームシリンダ１１４を事前選択点まで伸長させる。アームシリンダ１１４がほぼ完全に伸長されていない場合、制御モジュール２０４は、伸縮アームシリンダ１１６と作業器具シリンダ１１８を動かしてはならない。１つの例示的実施形態においては、移行機能が、アームシリンダ１１４のような１つの油圧シリンダが事前選択点を超えて伸長または収縮されるとき、この油圧シリンダの速度を遅くするもしくは引き下げる一方で、同時に、伸縮アームシリンダ１１６のような次の油圧シリンダの速度を引き上げて、シリンダ間を円滑に移行させてもよい。この移行機能は、伸長か収縮かに関わらず、どのシリンダに適用してもよい。
【００３２】
この例示的実施形態では、事前選択動作優先順位に基づいて、制御モジュール２０４は、ステップ４１０でアームシリンダ１１４がほぼ完全に伸長されているかどうかを判断する。アームシリンダ１１４がほぼ完全に伸長されていない場合、ステップ４１２でアームシリンダ１１４はさらに伸長される。ステップ４１２でアームシリンダ１１４が伸長されると、ステップ４０８でアームシリンダ１１４の位置が継続的に監視される。ステップ４１０でひとたびアームが事前選択点まで移動またはほぼ完全に伸長されると、作業腕１０２に結合された他のシリンダ１１６、１１８は事前選択動作優先順位にしたがって作業腕１０２をさらに伸長させることが許可される。この例示的実施形態では、ステップ４１０でアームがほぼ完全に伸長されている場合、作業器具１１０を作業器具シリンダ１１８によって動かしてもよい。
【００３３】
ステップ４１０で作業器具シリンダ１１８がほぼ完全に伸長されている場合、事前選択動作優先順位は作業器具シリンダ１１８の動作を許可する。ステップ４１８で、制御モジュール２０４は、作業器具１１０の伸長量がほぼ完全に伸長されているかどうかを判断する。なお、図１に図示して参照しつつ説明している例示的作業腕１０２の構成によると、作業器具シリンダ１１８が完全に縮小されているとき、作業器具１１０は完全に伸長されている、あるいはアーム１０６と伸縮アーム１０８に対して最大到達範囲にあること留意されたい。
【００３４】
ステップ４２０で作業器具シリンダ１１８が完全に収縮されていない場合、作業器具シリンダ１１８はさらに収縮される。作業器具シリンダ１１８の位置は、ステップ４０８で作業器具変位センサ２２２と制御モジュール２０４によって継続的に監視される。ステップ４２０で作業器具シリンダ１１８が完全に収縮されている場合、伸縮アームシリンダ１１６はステップ４２２で伸長することができる。伸縮アームの完全伸長は結果として作業腕１０２の完全伸長であり、最大到達範囲を提供する。これによって、ステップ４２４で伸長は終了する。なお、作業腕１０２の伸長中のどの時点でも、操作者は、入力装置２０２で単に信号を終了させるか反対信号を生成して、伸長を停止してもよいことに留意されたい。
【００３５】
図５のフローチャート５００は作業腕１０２の完全に伸長された位置からの例示的収縮方法を記載している。フローチャート４００に記載する方法とフローチャート５００に記載する方法とは、例えば掘削モードといった、同一モードに関連付けて考えることができる。
【００３６】
フローチャート５００はステップ５０２で始まる。ステップ５０４において、入力装置２０２で作業腕１０２に結合された油圧シリンダ１１４、１１６、１１８を動かすための信号が生成される。ステップ５０６で、制御モジュール２０４は入力装置２０２からこの信号を受信する。この例示的モードは掘削モードなので、ステップ５０８で、作業器具１１０は掘削用角度、例えば地面に対して３０度、に設定してもよい。さらに、事前選択動作優先順位は連係動作装置と共に採用されるので、作業腕１０２の他の構成要素のここに述べられる収縮工程中、作業器具１１０は掘削角度に維持されたままでもよい。
【００３７】
ステップ５１０で、油圧シリンダ１１４、１１６、１１８の位置は、変位センサ２１８、２２０、２２２によって監視される。ステップ５１２で、制御モジュール２０４は、アームシリンダ１１４がほぼ完全に縮小されているかどうかを判断する。アームシリンダ１１４は高い動作優先権を有しているので、制御モジュール２０４は、アームシリンダ１１４がほぼ完全に縮小されるまで、伸縮アームシリンダ１１６と作業器具シリンダ１１８の伸長量を変更してはならない。アームシリンダ１１４がほぼ完全に縮小されていない場合、ステップ５１４でアームシリンダ１１４は収縮される。ステップ５１０はアームシリンダの位置を監視し、アームシリンダ１１４がほぼ完全に縮小される時点を判断する。事前選択動作優先順位にしたがって、ステップ５１２で、アームシリンダ１１４がほぼ完全に縮小された後、次に作業器具シリンダ１１８を動かすことができる。
【００３８】
ステップ５２０で、制御モジュールは作業器具シリンダ１１８の伸長量が完全に伸長されているかどうかを判断する。作業器具シリンダ１１８が完全に伸長されているとき、作業器具１１０は完全縮小位置にあるか、または作業器具がバケットの場合、作業器具１１０は完全に巻き込まれた位置にある。
【００３９】
作業器具シリンダ１１８の伸長量が完全に伸長されていない場合、作業器具シリンダ１１８の位置は、ステップ５１０で作業器具変位センサ２２２と制御モジュールによって監視することができる。作業器具シリンダ１１８が完全に伸長されている場合、伸縮アームシリンダ１１６は収縮されてもよい。伸縮アームシリンダ１１６が完全に縮小されると、工程はステップ５２６で終了する。
【００４０】
図４および５を参照して説明した例示的モードでは、収縮優先順位は伸長優先順位の逆ではない。これは、掘削中はこの例示的事前選択動作優先順位に基づく伸縮アームシリンダの使用と伸長を最小限にしたいという要望によるものである。
【００４１】
さらに、図４および５を参照して説明した掘削モードの例示的実施形態は、動作優先順位にしたがって他のシリンダが動く前に完全伸長もしくは完全収縮される事前指定シリンダ位置を含んでいるが、こうした完全伸長もしくは完全収縮は必ずしも必要ではない。他の実施形態では、事前選択動作優先順位の次の優先権を実行するためには、シリンダが任意の指定点を超えて伸長または収縮されることだけが必要である。
【００４２】
上述の例示的実施形態において、ブーム１０４は独立して操作され、動作優先順位によって制御されていないが、別の実施形態では、ブーム１０４も本発明の動作優先順位によって制御される。したがって、この開示装置は掘削用作業腕１０２を参照して説明したが、事前選択動作優先順位は、例えば、掘削機、ショベル、伸縮自在資材運搬機、フォークリフト等を含む他の作業機械で使用してもよい。例えば、作業器具がパレットフォークの場合、事前選択動作優先順位はパレットフォークが傾くのを防ぐように操作してもよい。
【００４３】
別の例では、事前選択動作優先順位は、他の作業手順、例えば、作業器具１１０が油圧ハンマあるいは振動締固め機である場合を含む作業手順において作業腕を制御するために使用してもよい。事前選択動作優先順位は、アーム１０６と伸縮アーム１０８の動作を優先してもよく、アーム１０６と伸縮アーム１０８だけが優先されることで、油圧ハンマあるいは振動締固め機が常に垂直となるような連係が可能となる。
【００４４】
他の実施形態は、本願において開示された明細書と実施例の検討によって当業者には明らかであろう。この明細書と実施例は例示としてのみ検討されることを意図しており、本明細書の真の範囲は請求項によって示される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の用途に適した作業機械の一部の概略図である。
【図２】作業腕操作用の例示的制御装置を説明するブロック図である。
【図３】事前選択動作優先順位を使用して作業腕を制御する例示的方法を示すフローチャートである。
【図４】事前選択動作優先順位を使用して作業腕を伸長する例示的方法を示すフローチャートである。
【図５】事前選択動作優先順位を使用して作業腕を収縮する例示的方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１００    作業機械
１０２    作業腕
１０４    ブーム
１０６    アーム
１０８    伸縮アーム
１１０    作業器具
１１２    ブームシリンダ
１１４    アームシリンダ
１１６    伸縮アームシリンダ
１１８    作業器具シリンダ
２００    制御装置
２０２    入力装置
２０４    制御モジュール
２０５    プロセッサ
２０６    記憶装置
２０８    ブーム弁
２１０    アーム弁
２１２    伸縮アーム弁
２１４    作業器具弁
２１６    ブーム変位センサ
２１８    アーム変位センサ
２２０    伸縮アーム変位センサ
２２２    作業器具変位センサ
２２４    モード選択装置
３００    フローチャート
３０２    開始
３０４    モード選択ステップ
３０６    入力装置における作業腕位置変更のための信号生成ステップ
３０８    油圧シリンダ伸長量決定ステップ
３１０    １つ以上のシリンダ伸長量変更ステップ
３１２    終了
４００    フローチャート
４０２    開始
４０４    入力装置における信号生成ステップ
４０６    信号受信ステップ
４０８    油圧シリンダ位置監視ステップ
４１０    アームシリンダ完全伸長成否判断ステップ
４１２    アームシリンダ伸長ステップ
４１８    作業器具シリンダ完全収縮成否判断ステップ
４２０    作業器具シリンダ収縮ステップ
４２２    伸縮アームシリンダ伸長ステップ
４２４    終了
５００    フローチャート
５０２    開始
５０４    入力装置における信号生成ステップ
５０６    信号受信ステップ
５０８    作業器具を掘削角に設定するステップ
５１０    油圧シリンダ位置監視ステップ
５１２    アームシリンダ完全収縮成否判断ステップ
５１４    アームシリンダ収縮ステップ
５２０    作業器具シリンダ完全伸長成否判断ステップ
５２２    作業器具シリンダ伸長ステップ
５２４    伸縮アームシリンダ収縮ステップ
５２６    終了
【図１】
0004619725.tif 000002
【図２】
0004619725.tif 000003
【図３】
0004619725.tif 000004
【図４】
0004619725.tif 000005
【図５】
0004619725.tif 000006