作业机械制造技术

本发明专利技术提供容易地评价考虑了行驶体、旋转体以及作业前部的紧急停止所带来的影响的动态平衡并且稳定性高的作业机械。作业机械的控制装置（60）具备稳定化控制运算单元（60a）和指令值生成单元（60i）。稳定化控制运算单元（60a）使用包含作业前部（6）的主体以及行驶体的各可动部的位置信息和紧急停止模型，预测操作杆（50）从操作状态瞬间返回停止指令位置的情况的至完全停止为止的稳定性变化，计算出至停止为止的任意时刻都不产生不稳定化所需的动作限制。指令值生成单元（60i）基于稳定化控制运算单元（60a）的运算结果来修正对驱动促动器的指令信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】作业机械
本专利技术涉及使用于构造物解体工程、废弃物处理、废料处理、道路工程、建设工程、土木工程等的作业机械。
技术介绍
作为使用于构造物解体工程、废弃物处理、废料处理、道路工程、建设工程、土木工程等的作业机械，已知在通过动カ系统行驶的行驶体的上部以能够旋转的方式安装旋转体，并且在旋转体以能够在上下方向自在摇动的方式安装多关节型作业前部，并以促动器驱动构成作业前部的各前部部件的作业机械。作为这样的作业机械的一个例子存在如下能够进行所希望的作业的解体作业机械，其以液压挖掘机为基础，具备一端摇动自如地连结于旋转体的起重臂、一端摇动自如地连结于起重臂的前端的悬臂、安装于悬臂的前端的抓钩、铲斗、破碎机、压碎机等作业工具。这种作业机械使构成作业前部的起重臂、悬臂以及作业工具以向旋转体的外侧突出的状态改变各种姿势而进行作业，所以在施加过度的作业负荷，或者，过负荷并且在伸长前部的状态下进行急速动作等进行不合理的操作的情况下，有时会破坏作业机械的平衡。因此，对于这种作业机械以往提出了各种倾倒防止技木。例如，专利文献I公开了以下技术，即在作业机械的起重臂以及悬臂上分别设置角度传感器，将这些各角度传感器的检测信号输入到控制装置，控制装置基于上述检测信号来运算出作业机械整体的重心位置和行驶体的接地面上的稳定支点的支承力，在显示装置显示基于该运算结果的稳定支点的支承カ值，并且在后方稳定支点上的支承カ为能够确保安全作业的极限值以下时发出警报。另外，专利文献2公开了以下技木，即具备检测主体的姿势、动作以及作业负荷的传感器，基于这些各传感器的检测值，并且參照数据库，构建表示与工程机械主体的姿势有关的现在以及未来的力学举动的模型，判别主体是否倾倒，在预知倾倒的情况下使执行中的作业动作停止，并且开始用于避免倾倒的动作从而防止倾倒，在预知倾倒的情况下也向操作者通知该情况。并且，在专利文献3公开了以下技术，即具备检测作业前部的起重臂角、悬臂角、铲斗角以及旋转体的旋转角的角度传感器和检测车体的前后方向的倾斜的倾斜角传感器，根据这些各角度传感器以及倾斜角传感器的检测值和车体的规定部分的尺寸来运算作业机械的静态倾倒カ矩，而且，使用旋转角速度来运算因旋转体的旋转的离心カ而产生的动态倾倒カ矩，并且，使用旋转的最大角加速度来运算旋转体的急停止时产生的动态倾倒力矩，将这些中的一方或者较大的一方与静态倾倒力矩相加得到的力矩作为倾倒的判定条件，根据上述判定条件的成立来控制旋转角速度。现有技术文献专利文献专利文献1:专利第2871105号公报专利文献2:特开平5-319785号公报专利文献3:特开平7-180192号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，如上述解体作业机械那样的作业机械通过驱动大质量的行驶体、旋转体以及作业前部来进行作业，所以因某种理由而操作者进行使动作中的行驶体、旋转体或者作业前部的驱动停止的操作的情况下，对作业机械作用较大的惯性力，对稳定性带来较大的影响。特别是，从所搭载的警报装置发出通知倾倒的可能性的警报的情况下，存在如下危险，若操作者慌张地进行使动作中的行驶体、旋转体或者作业前部的驱动停止的操作，则有可能在倾倒方向上重叠较大的惯性力，反而倾倒的可能性变高。然而，专利文献I所公开的技术为只评价静态的平衡的构成，存在作用惯性力的环境下不能够准确地评价稳定性这样的问题点。另外，专利文献2所公开的技术没有考虑紧急停止带来的影响，不能防止因紧急停止所导致的倾倒。并且，专利文献2所公开的技术是参照数据库并且构建表示与工程机械主体的姿势有关的现在以及未来的力学的举动的模型，判别主体是否倾倒的构成，所以也存在计算处理复杂，实用上难以进行实时处理这样的问题。并且，专利文献3所公开的技术，在旋转体的紧急停止时作出了应对，然而没有考虑旋转体以外的动作带来的惯性力的影响、前部动作的紧急停止所带来的影响，存在能够应对动作只限于旋转动作这样的问题。而且，是选择根据旋转的最大角加速度计算出的力矩和根据旋转角速度计算出的力矩中较大的一方的构成，所以有可能根据条件而过度地估算倾倒可能性，因过度的动作限制而作业效率恶化。本专利技术为了解决这样的以往技术的问题而作出，其目的在于，提供考虑了行驶体、旋转体以及作业前部的紧急停止所带来的影响的能够容易评价动态平衡，并且稳定性高的作业机械。用于解决课题的手段本专利技术为了解决上述课题，作业机械具备行驶体、安装于该行驶体上的作业机械主体、以在上下方向上自如摇动地方式安装于该作业机械主体的作业前部、及控制这些各部的驱动的控制装置，上述作业机械的特征在于，上述控制装置具备稳定化控制运算单元及指令值生成单元，上述稳定化控制运算单元根据操作上述行驶体、上述作业机械主体以及上述作业前部的各可动部的驱动的操作杆从操作状态返回到停止指令位置的上述操作杆的操作速度的变化而预测到上述可动部停止为止的稳定性变化，以及计算为了使到上述可动部停止为止作业机械都稳定所需的动作限制，指令值生成单元根据上述稳定化控制运算单元的运算结果修正对驱动上述可动部的促动器的指令信息，在上述操作杆瞬间从操作状态返回停止位置的情况下也提高机械的稳定性。根据上述构成，在操作杆从操作状态瞬间返回到中立位置的情况下，利用稳定化控制运算单元进行到作业机械的各可动部完全停止为止的稳定性变化的预测，以及为了在作业机械的各可动部完全停止为止的任意时刻作业机械稳定所需的动作限制的计算，基于该运算结果用指令值生成单元修正对促动器的指令信息，所以能够准确地评价惯性力作用的环境下的作业机械的稳定性，能够稳定地保持作业机械的静态以及动态的平衡。另外，考虑操作杆从操作状态瞬间返回中立位置的情况，即，考虑作业机械的各可动部紧急停止的情况的影响而控制促动器的驱动，所以不仅能够防止因旋转体而且能够防止因行驶体、前部部件的紧急停止所引起的作业机械的倾倒。并且，在这种情况下，能够通过简单的运算来进行稳定性变化的预测以及动作限制的计算，所以能够实时进行作业机械的稳定化处理。而且本专利技术，其特征在干，在上述构成的作业机械中，作为上述动作限制，上述稳定化控制运算单元计算出限制上述可动部的减速度而使上述可动部缓慢停止的缓慢停止指令值以及限制上述促动器的动作速度的动作速度上限值的至少任意一方。一般来说，作业机械的各可动部根据操作杆的操作内容来驱动各可动部，所以若操作杆从操作状态瞬间返回中立位置，则根据该操作杆的操作来驱动的可动部紧急停止，产生对应于此时的减速度的惯性力。因此，在操作杆从操作状态瞬间返回中立位置的情况下，限制可动部的减速度，或者预先限制促动器的动作速度，就能够缓和作用于可动部的惯性力，而能够将作业机械保持为稳定。而且本专利技术的特征在于，在上述构成的作业机械中，上述稳定化控制运算单元使用ZMP坐标和力学能量的至少一方来计算出上述动作限制，上述ZMP坐标根据上述行驶体、上述作业机械主体以及上述作业前部的各可动部的位置信息、加速度信息以及外力信息而计算出，上述力学能量根据作业机械的各可动部的位置信息以及速度信息而计算出。ZMP (Zero Moment Point)坐标是将在与构造体的地表面接触的部分的整体上分布作用的地面反作用力的法线成分作为作用于某一点而置换时的作用点的坐标。另外，ZMP稳定判别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种作业机械，其具备行驶体、安装于该行驶体上的作业机械主体、以在上下方向上自如摇动地方式安装于该作业机械主体的作业前部、及控制这些各部的驱动的控制装置，上述作业机械的特征在于，上述控制装置具备稳定化控制运算单元及指令值生成单元，上述稳定化控制运算单元根据操作上述行驶体、上述作业机械主体以及上述作业前部的各可动部的驱动的操作杆从操作状态返回到停止指令位置的上述操作杆的操作速度的变化而预测到上述可动部停止为止的稳定性变化，以及计算为了使到上述可动部停止为止作业机械都稳定所需的动作限制，指令值生成单元根据上述稳定化控制运算单元的运算结果修正对驱动上述可动部的促动器的指令信息，在上述操作杆瞬间从操作状态返回停止位置的情况下也提高机械的稳定性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.10 JP 2011-1305521.一种作业机械，其具备行驶体、安装于该行驶体上的作业机械主体、以在上下方向上自如摇动地方式安装于该作业机械主体的作业前部、及控制这些各部的驱动的控制装置， 上述作业机械的特征在于， 上述控制装置具备稳定化控制运算单元及指令值生成单元， 上述稳定化控制运算单元根据操作上述行驶体、上述作业机械主体以及上述作业前部的各可动部的驱动的操作杆从操作状态返回到停止指令位置的上述操作杆的操作速度的变化而预测到上述可动部停止为止的稳定性变化，以及计算为了使到上述可动部停止为止作业机械都稳定所需的动作限制， 指令值生成单元根据上述稳定化控制运算单元的运算结果修正对驱动上述可动部的促动器的指令信息， 在上述操作杆瞬间从操作状态返回停止位置的情况下也提高机械的稳定性。2.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于， 作为上述动作限制，上述稳定化控制运算单元计算出限制上述可动部的减速度而使上述可动部缓慢停止的缓慢停止指令值以及限制上述促动器的动作速度的动作速度上限值的至少任意一方。3.根据权利要求1或2所述的作业机械...

【专利技术属性】
技术研发人员：水落麻里子，石井启范，山口仁一，
申请(专利权)人：日立建机株式会社，
类型：
国别省市：