首页 / 专利库 / 土方工程和土方机械 / 挖土机 / 挖土机及调节阀

挖土机及调节

阅读:148发布:2020-05-12

专利汇可以提供挖土机及调节专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种能够缩短或者消除校准所需的时间的 挖土机 。本发明的实施方式所涉及的挖土机具备:下部行走体(1);上部回转体(3),能够回转地搭载于下部行走体(1);主 泵 (14),搭载于上部回转体(3);调节 阀 (17),连接于主泵(14);先导压 力 调整阀(31),调整作用于构成调节阀(17)的 控制阀 (174)的先导压力;及机器控制装置(50),根据与控制阀(174)有关的实际测定信息来确定先导压力调整阀(31)的动作。,下面是挖土机及调节专利的具体信息内容。

1.一种挖土机,其具备:
下部行走体;
上部回转体,能够回转地搭载于所述下部行走体;
液压,搭载于所述上部回转体;
调节,连接于所述液压泵
调整机构,调整作用于构成所述调节阀的控制阀的先导压;及
控制装置,根据与所述控制阀有关的实际测定信息来确定所述调整机构的动作。
2.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述控制装置根据所述控制阀的理想特性即基准特性来确定所述调整机构的动作。
3.根据权利要求1或2所述的挖土机,其中,
所述控制阀是滑阀
所述实际测定信息是表示作用于所述滑阀的先导压力与阀芯行程位置的对应关系的信息。
4.根据权利要求1或2所述的挖土机,其具备:
信息保持机构,保持所述实际测定信息或用于访问所述实际测定信息的信息,所述信息保持机构安装于所述调节阀或所述控制阀。
5.根据权利要求4所述的挖土机,其中,
所述控制装置根据信息读取机构所读取的、所述信息保持机构保持的信息来确定所述调整机构的动作。
6.一种调节阀,其搭载于具备液压泵、调整机构及控制装置的挖土机,并且连接于所述液压泵,
所述调节阀具备:
控制阀;及
信息保持机构,
且构成为,通过所述控制装置根据与所述控制阀有关的实际测定信息来确定所述调整机构的动作,由此调整作用于所述控制阀的先导压力,
所述信息保持机构保持所述实际测定信息或用于访问所述实际测定信息的信息。
7.根据权利要求6所述的挖土机,其中,
所述控制阀是滑阀,
所述实际测定信息是表示作用于所述滑阀的先导压力与阀芯行程位置的对应关系的信息。

说明书全文

挖土机及调节

技术领域

[0001] 本申请主张基于2017年8月29日申请的日本专利申请第2017-164688号的优先权。该申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
[0002] 本发明涉及一种挖土机及搭载于挖土机的调节阀。

背景技术

[0003] 以往,已知有一种矫正(校准)压传感器并抑制挖掘精度的降低的施工机械(参考专利文献1。)。
[0004] 专利文献1:国际公开第2015/129931号
[0005] 然而,由维护工作人员或操作者进行校准作业,则需要的时间长。

发明内容

[0006] 因此,优选提供一种能够缩短或者消除校准所需的时间的挖土机。
[0007] 本发明的实施方式所涉及的挖土机具备:下部行走体;上部回转体,能够回转地搭载于所述下部行走体;液压,搭载于所述上部回转体;调节阀,连接于所述液压泵;调整机构,调整作用于构成所述调节阀的控制阀的先导压力;及控制装置,根据与所述控制阀有关的实际测定信息来确定所述调整机构的动作。
[0008] 发明的效果
[0009] 通过上述手段,提供一种能够缩短或者消除校准所需的时间的挖土机。附图说明
[0010] 图1是本发明的实施方式所涉及的挖土机的侧视图。
[0011] 图2是表示图1的挖土机的驱动控制系统的结构例的图。
[0012] 图3是表示机器控制装置的结构例的图。
[0013] 图4是表示控制阀的开口特性的一例的图。
[0014] 图5是进行平整作业的挖土机的侧视图。
[0015] 图中:1-下部行走体,2-回转机构,3-上部回转体,4-动臂,5-斗杆,6-铲斗,7-动臂缸,8-斗杆缸,9-铲斗缸,10-操纵室,11-引擎,14-主泵,14a-调节器,14b-吐出压力传感器,15-先导泵,17-调节阀,26-操作装置,29-操作压力传感器,30-控制器,50-机器控制装置,
501-倾斜计算部,502-高度计算部,503-自动控制部,504-特性确定部,D1-输入装置,D2-语音输出装置,D3-显示装置,D4-存储装置,D5-杆,D6-门锁阀,D7-引擎控制器,S1-动臂角度传感器,S2-斗杆角度传感器,S3-铲斗角度传感器,S4-机体倾斜传感器,S5-回转角速度传感器,S6-摄像装置。

具体实施方式

[0016] 图1是本发明的实施方式所涉及的挖土机(挖掘机)的侧视图。在挖土机的下部行走体1上经由回转机构2而能够回转地搭载有上部回转体3。在上部回转体3上安装有动臂4。在动臂4的前端安装有斗杆5,在斗杆5的前端安装有作为端接附件的铲斗6。
[0017] 动臂4、斗杆5及铲斗6构成作为附属装置的一例的挖掘附件,且分别通过动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9被液压驱动。在动臂4上安装有动臂角度传感器S1,在斗杆5上安装有斗杆角度传感器S2,在铲斗6上安装有铲斗角度传感器S3。
[0018] 动臂角度传感器S1检测动臂4的转动角度。本实施方式中,动臂角度传感器S1是检测动臂4相对于上部回转体3的转动角度的加速度传感器。斗杆角度传感器S2检测斗杆5的转动角度。本实施方式中,斗杆角度传感器S2是检测斗杆5相对于动臂4的转动角度的加速度传感器。铲斗角度传感器S3检测铲斗6的转动角度。本实施方式中,铲斗角度传感器S3是检测铲斗6相对于斗杆5的转动角度的加速度传感器。
[0019] 动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2及铲斗角度传感器S3可以是加速度传感器与陀螺仪传感器的组合。并且,也可以是利用可变电阻器的电位器、检测对应的液压缸的行程量的行程传感器、检测绕连结销的转动角度的旋转编码器等。
[0020] 在上部回转体3上设置有驾驶室即操纵室10,并且搭载有引擎11等动力源。并且,在上部回转体3上安装有机体倾斜传感器S4、回转角速度传感器S5及摄像装置S6。也可以安装有GNSS接收机、通信装置等。
[0021] 机体倾斜传感器S4检测上部回转体3的倾斜。本实施方式中,机体倾斜传感器S4是检测绕上部回转体3的前后轴及左右轴的倾斜角的双轴加速度传感器。上部回转体3的前后轴及左右轴例如彼此正交并穿过挖土机的回转轴上的一点即挖土机中心点。机体倾斜传感器S4也可以是三轴加速度传感器。
[0022] 回转角速度传感器S5例如是陀螺仪传感器,检测上部回转体3的回转角速度。回转角速度传感器S5可以是分解器、旋转编码器等。
[0023] 摄像装置S6拍摄挖土机的周边。本实施方式中,摄像装置S6是安装于上部回转体3的1台或多台的相机。
[0024] 在操纵室10内设置有输入装置D1、语音输出装置D2、显示装置D3、存储装置D4、门锁杆D5、控制器30及机器控制装置50。
[0025] 控制器30发挥进行挖土机的驱动控制的主控制部的功能。本实施方式中,控制器30由包括CPU及内部存储器的运算处理装置来构成。控制器30的各种功能通过CPU执行储存于内部存储器的程序来实现。
[0026] 机器控制装置50执行机器控制功能,并自动支援由操作者进行的挖土机的操作。本实施方式中,在操作者进行挖掘操作时,机器控制装置50使动臂4、斗杆5及铲斗6中的至少一个自动地进行动作,以使目标施工面与铲斗6的前端位置一致。例如,在操作者进行斗杆关闭操作时,使动臂缸7及铲斗缸9中的至少一个自动地进行伸缩并使目标施工面与铲斗
6的前端位置一致。该情况下,操作者仅通过操作1根操作杆,就能够使动臂4、斗杆5及铲斗6同时动作,从而一边使目标施工面与铲斗6的前端位置一致,一边进行挖掘作业。
[0027] 本实施方式中,机器控制装置50与控制器30同样地,由包括CPU及内部存储器的运算处理装置来构成。机器控制装置50的各种功能通过CPU执行储存于内部存储器的程序来实现。机器控制装置50也可以组装于控制器30。即,也可以与控制器30一体化。
[0028] 机器控制装置50可以执行机器导航功能,引导(导向)挖土机的操作。例如,机器控制装置50视觉性且听觉性地向操作者通知由操作者事先设定好的目标施工面与铲斗6的前端位置之间的铅垂方向上的距离的大小。铲斗6的前端位置例如是铲尖位置。通过该功能,机器控制装置50能够引导由操作者进行的挖土机的操作。机器控制装置50可以仅视觉性地向操作者通知该距离的大小,也可以仅听觉性地向操作者通知该距离的大小。
[0029] 输入装置D1是用于挖土机的操作者向机器控制装置50输入各种信息的装置。本实施方式中,输入装置D1是安装于显示装置D3的周围的膜片开关。作为输入装置D1,也可以使用触控面板。
[0030] 语音输出装置D2根据来自机器控制装置50的语音输出指令而输出各种语音信息。本实施方式中,作为语音输出装置D2,利用连接于机器控制装置50的车载扬声器。作为语音输出装置D2,也可以利用蜂鸣器等警报器。
[0031] 显示装置D3根据来自机器控制装置50的指令而输出各种图像信息。本实施方式中,作为显示装置D3,利用连接于机器控制装置50的液晶显示器。在显示装置D3上可以显示有摄像装置S6所获取的相机图像。
[0032] 存储装置D4是用于存储各种信息的装置。本实施方式中,作为存储装置D4,使用半导体存储器等非易失性存储介质。存储装置D4存储设计数据等、机器控制装置50等能够利用的各种信息。
[0033] 门锁杆D5是防止误操作挖土机的机构。本实施方式中,门锁杆D5配置于操纵室10的门与驾驶席之间。拉起门锁杆D5以使操作者无法从操纵室10退出时,各种操作装置能够进行操作。另一方面,下压门锁杆D5以使操作者能够从操纵室10退出时,各种操作装置无法进行操作。
[0034] 图2是表示图1的挖土机的驱动控制系统的结构例的图。在图2中,机械性动力系统由双重线来表示,工作油管路由实线来表示,先导管路由虚线来表示,电力驱动/控制系统由单点划线来表示。
[0035] 引擎11是挖土机的动力源。本实施方式中,引擎11是采用与引擎负荷的增减无关地将引擎转速维持为恒定的无差控制的柴油引擎。引擎11中的燃料喷射量、燃料喷射正时、增压压力等通过引擎控制器D7来控制。从引擎控制器D7向控制器30发送表示引擎11的状态的各种数据。
[0036] 在引擎11的旋转轴上连接有作为液压泵的主泵14及先导泵15的各自的旋转轴。在主泵14上经由工作油管路连接有调节阀17。
[0037] 调节阀17是进行挖土机的液压系统的控制的液压控制装置。左行走用液压达1L、右行走用液压马达1R、回转用液压马达2A、动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9等液压驱动器经由工作油管路而连接于调节阀17。
[0038] 在先导泵15上经由先导管路及门锁阀D6而连接有操作装置26,操作装置26包括操作杆及操作踏板。并且,操作装置26经由先导管路而连接于调节阀17。图2示出作为操作装置26的一例的铲斗操作杆26A。
[0039] 操作压力传感器29以压力的形式来检测操作装置26的操作内容。操作压力传感器29对控制器30输出检测值。本实施方式中,操作压力传感器29检测操作装置26所生成的先导压力。操作压力传感器29向控制器30输出表示检测出的先导压力的数据。图2示出作为操作压力传感器29的一例的铲斗操作压力传感器29A。
[0040] 门锁阀D6对连接先导泵15与操作装置26的先导管路的连通/切断进行切换。本实施方式中,门锁阀D6是根据来自控制器30的指令而切换先导管路的连通/切断的电磁阀。控制器30根据门锁杆D5所输出的状态信号而判定门锁杆D5的状态。而且,控制器30判定为门锁杆D5处于被拉起的状态的情况下,对门锁阀D6输出连通指令。若接收连通指令,门锁阀D6打开而使先导管路连通。其结果,操作者对于操作装置26的操作变得有效。另一方面,控制器30判定为门锁杆D5处于被下压的状态的情况下,对门锁阀D6输出切断指令。若接收切断指令,门锁阀D6关闭而切断先导管路。其结果,操作者对于操作装置26的操作变得无效。
[0041] 搭载于挖土机的液压系统基本上使工作油从通过引擎11驱动的主泵14经过中间旁通管路40循环至工作油罐。
[0042] 中间旁通管路40L是穿过配置于调节阀17内的控制阀171、173、175A及176A的工作油管路。中间旁通管路40R是穿过配置于调节阀17内的控制阀172、174、175B及176B的工作油管路。
[0043] 控制阀171是为了向左行走用液压马达1L供给主泵14L所吐出的工作油,并且向工作油罐排出左行走用液压马达1L所吐出的工作油而切换工作油的流动的滑阀。也可以是回转阀。
[0044] 控制阀172是为了向右行走用液压马达1R供给主泵14R所吐出的工作油,并且向工作油罐排出右行走用液压马达1R所吐出的工作油而切换工作油的流动的滑阀。也可以是回转阀。
[0045] 控制阀173是为了向回转用液压马达2A供给主泵14L所吐出的工作油,并且向工作油罐排出回转用液压马达2A所吐出的工作油而切换工作油的流动的滑阀。也可以是回转阀。
[0046] 控制阀174是为了向铲斗缸9供给主泵14R所吐出的工作油,并且向工作油罐排出铲斗缸9内的工作油而切换工作油的流动的滑阀。也可以是回转阀。
[0047] 控制阀175A、175B是为了向动臂缸7供给主泵14L、14R所吐出的工作油,并且向工作油罐排出动臂缸7内的工作油而切换工作油的流动的滑阀。也可以是回转阀。本实施方式中,控制阀175A仅在进行了动臂4的提升操作的情况下工作,在进行了动臂4的下降操作的情况下不工作。
[0048] 控制阀176A、176B是为了向斗杆缸8供给主泵14L、14R所吐出的工作油,并且向工作油罐排出斗杆缸8内的工作油而切换工作油的流动的滑阀。也可以是回转阀。
[0049] 并联管路42L是与中间旁通管路40L并行的工作油管路。在通过控制阀171、173、175A中的任意一个而限制或者切断了穿过中间旁通管路40L的工作油的流动的情况下,并联管路42L向更靠下游的控制阀供给工作油。并联管路42R是与中间旁通管路40R并行的工作油管路。在通过控制阀172、174、175B中的任意一个而限制或者切断了穿过中间旁通管路
40R的工作油的流动的情况下,并联管路42R向更靠下游的控制阀供给工作油。
[0050] 调节器14a通过根据负控压力、主泵14的吐出压力等调节主泵14的斜板倾转角来控制主泵14的吐出量。本实施方式中,调节器14a根据来自控制器30的控制指令而进行动作。调节器14a包括与主泵14L有关的调节器14aL和与主泵14R有关的调节器14aR。例如,在主泵14的吐出压力成为规定值以上的情况下,调节器14a调节主泵14的斜板倾转角并使吐出量减少。这是为了使由吐出压力与吐出量的积来表示的主泵14的吸收马力不超过引擎11的输出马力。
[0051] 吐出压力传感器14b检测主泵14的吐出压力。吐出压力传感器14b对控制器30输出检测值。本实施方式中,吐出压力传感器14bL检测主泵14L的吐出压力,吐出压力传感器14bR检测主泵14R的吐出压力。
[0052] 铲斗操作杆26A用于操作铲斗6。铲斗操作杆26A利用先导泵15所吐出的工作油来使与杆操作量相应的先导压力导入至控制阀174的先导端口。具体而言,在铲斗操作杆26A被向铲斗关闭方向进行了操作的情况下,使工作油导入至控制阀174的左先导端口。并且,在铲斗操作杆26A被向铲斗打开方向进行了操作的情况下,使工作油导入至控制阀174的右先导端口。
[0053] 铲斗操作压力传感器29A以压力的形式来检测操作者对于铲斗操作杆26A的操作内容,并对控制器30输出检测到的值。操作内容例如为杆操作方向、杆操作量(杆操作角度)等。
[0054] 行走杆(行进踏板)、动臂操作杆、斗杆操作杆、回转操作杆(均未图示。)等其他操作装置26与铲斗操作杆26A同样地进行动作。具体而言,利用先导泵15所吐出的工作油来使与杆操作量(或踏板操作量)相应的先导压力导入至对应的控制阀的左右中的任一个先导端口。操作者对于其他操作装置26的各自的操作内容与铲斗操作压力传感器29A同样地,通过对应的操作压力传感器29以压力的形式来检测,并对控制器30输出检测值。
[0055] 控制器30接收吐出压力传感器14b、操作压力传感器29、负控压力传感器(未图示。)等的输出,根据需要对调节器14a输出控制信号,并使主泵14的吐出量发生变化。
[0056] 先导压力调整阀31是根据控制器30所输出的控制指令来调整从先导泵15导入至控制阀的先导端口的先导压力的调整机构的一例。先导压力调整阀31与操作装置26所生成的先导压力无关地能够生成先导压力。先导压力调整阀31例如作为控制指令的电流指令(电流值)越大则越加大先导压力。图2示出作为先导压力调整阀31的一例的先导压力调整阀31AL及先导压力调整阀31AR。先导压力调整阀31AL生成或者调整与铲斗关闭操作有关的先导压力。先导压力调整阀31AR生成或者调整与铲斗打开操作有关的先导压力。
[0057] 梭阀32使操作装置26所生成的先导压力和先导压力调整阀31所生成的先导压力中较高的一方作用于控制阀的先导端口。图2示出选择与铲斗关闭操作有关的先导压力的梭阀32AL以及选择与铲斗打开操作有关的先导压力的梭阀32AR。
[0058] 接着,参考图3对机器控制装置50的各种功能要件进行说明。图3表示机器控制装置50的结构例。
[0059] 机器控制装置50接收动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、机体倾斜传感器S4、回转角速度传感器S5、输入装置D1、控制器30等所输出的信息。而且,根据所接收到的信息和存储于存储装置D4的信息来执行各种运算,并向语音输出装置D2、显示装置D3、先导压力调整阀31等输出该运算结果。
[0060] 机器控制装置50例如以沿着目标施工面的方式半自动地使挖掘附件的作业部位动作。即,动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9中的至少一个根据由操作者进行的杆操作而进行伸缩时,使动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9中的至少一个自动地进行伸缩。或者,也可以以沿着目标施工面的方式全自动地使挖掘附件的作业部位动作。即,在操作者未进行杆操作时,也可以使动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9中的至少一个自动地进行伸缩。挖掘附件的作业部位是铲斗6的前端(铲尖)、铲斗6的背面端部等。
[0061] 机器控制装置50例如向与动臂缸7有关的先导压力调整阀31输出控制指令并使动臂缸7自动地进行伸缩。关于斗杆缸8及铲斗缸9也相同。
[0062] 先导压力调整阀31根据来自机器控制装置50的控制指令来使二次压力增减,由此使作用于控制阀的先导端口的先导压力增减。而且,控制阀根据先导压力来进行行程,液压缸容纳通过控制阀的工作油而进行伸缩。其结果,挖掘附件以作业部位的高度与目标高度一致的方式进行动作。本实施方式中,“高度”表示距基准面(平面)的距离。基准面例如是包括挖土机的基准点的水平面。基准点例如是挖土机所处的虚拟平面与回转轴的交点。目标高度例如是目标施工面的高度。目标高度也可以是通过输入装置D1、通信装置等而输入的高度。
[0063] 例如,操作者进行斗杆关闭操作以水平地平整地面时,机器控制装置50根据斗杆5的动作来自动地控制动臂4及铲斗6的各自的动作。这是为了使作为作业部位的铲斗6的前端的高度与目标施工面的高度一致。该情况下,工作人员无需进行动臂操作及铲斗操作。
[0064] 机器控制装置50由于进行如上述那样的自动控制,因此具有倾斜角计算部501、高度计算部502、自动控制部503、特性确定部504等功能要件。
[0065] 倾斜角计算部501根据机体倾斜传感器S4的输出来计算上部回转体3相对于基准面的倾斜角。
[0066] 高度计算部502根据倾斜角计算部501所计算出的倾斜角和动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2及铲斗角度传感器S3的各自的输出来计算作业部位相对于基准面的高度。
[0067] 自动控制部503根据与作业部位的高度有关的信息和与目标高度有关的信息来执行自动控制。本实施方式中,根据高度计算部502所计算出的铲斗6的前端的高度和通过输入装置D1等输入的与目标施工面有关的信息以及与操作压力传感器29所检测出的操作装置26的操作内容有关的信息来执行自动控制。
[0068] 例如,在检测出进行了斗杆关闭操作的情况下,自动控制部503根据斗杆5的转动角度,确定为了使铲斗6的前端与目标施工面一致而所需的动臂4及铲斗6的各自的转动角度。而且,根据各转动角度来确定应流入至各液压缸的工作油的流量,并根据各流量来确定各控制阀的开口面积(阀芯行程位置)。具体而言,确定控制阀174、控制阀176A及控制阀176B的各自的P-C端口的开口面积。而且,根据各控制阀的开口面积来确定应作用于各控制阀的先导压力,即,与各控制阀对应的先导压力调整阀31的二次压力,并根据各先导压力来确定对于各先导压力调整阀31的电流指令的大小。
[0069] 自动控制部503例如参考存储于存储装置D4等的与各控制阀有关的特性表,确定应对于各先导压力调整阀31输出的电流指令的大小。特性表例如是存储了控制阀的开口面积和对于先导压力调整阀31的电流指令的大小的对应关系的参考表。
[0070] 自动控制部503对各先导压力调整阀31输出按每一先导压力调整阀31而确定的电流指令。各先导压力调整阀31使与电流指令对应的二次压力(先导压力)作用于各控制阀的先导端口。各控制阀根据先导压力来进行行程,并提供与先导压力对应的开口面积。
[0071] 如此,在进行了斗杆关闭操作时,自动控制部503对向动臂缸7及铲斗缸9的各自流入的工作油的流量进行自动控制,并对动臂缸7及铲斗缸9的各自的动作进行自动控制。
[0072] 自动控制部503按每一规定的控制周期确定各控制阀的开口面积,并确定对于各先导压力调整阀31的电流指令的大小,并且对各液压缸的动作进行自动控制。因此,在持续斗杆关闭操作的期间,能够使铲斗6的前端持续地与目标施工面一致。即,能够沿着水平面使铲斗6的前端靠近挖土机。
[0073] 另外,上述的说明与在进行了斗杆关闭操作时对动臂4及铲斗6的动作进行自动控制的情况有关。但是,也适用于在进行了斗杆打开操作时对动臂4及铲斗6的动作进行自动控制的情况、在进行了动臂下降操作时对斗杆5及铲斗6的动作进行自动控制的情况等。并且,也可以适用于在未进行杆操作时对动臂4、斗杆5及铲斗6中的至少一个的动作进行自动控制的情况。
[0074] 特性确定部504确定自动控制的特性。本实施方式中,特性确定部504根据与控制阀有关的实际测定信息来确定自动控制的特性。特性确定部504例如根据通过输入装置D1等获取的与控制阀有关的实际测定信息来确定特性表的内容。特性表例如存储对于先导压力调整阀31的电流指令的大小与其控制阀的开口面积(阀芯行程位置)的对应关系。
[0075] 与控制阀有关的实际测定信息例如是在调节阀17搭载于挖土机之前,通过在制造工厂等进行的调节阀17的台架试验等所得到的信息。台架试验例如在与调节阀17的实际的利用条件同等的条件下进行。与控制阀有关的实际测定信息例如包括先导压力与开口面积的关系、先导压力与阀芯行程位置的关系、先导压力与阀芯行程速度的关系等。
[0076] 更具体而言,在台架试验中,工作人员使用包括模拟的动臂、斗杆及铲斗的附属装置。而且,以与执行通常的机器控制功能的情况相同的方式使调节阀17动作,并且检测铲斗刀尖的位置和驱动附属装置的各液压缸的缸体行程位置。也可以检测附属装置的姿势(动臂、斗杆及铲斗的各自的转动角度),而非各液压缸的缸体行程位置。此时,可以求出刀尖位置的变化(刀尖速度)和缸体行程位置的变化(缸体行程速度)。缸体行程位置的变化(缸体行程速度)的大小与从调节阀17流向液压缸的工作油的流量的大小对应,即与控制阀(滑阀)的开口面积(阀芯行程位置)的大小对应。另一方面,刀尖位置的变化(刀尖速度)根据当前的刀尖位置和杆操作量来求出。因此,在控制从任意的刀尖位置沿着规定的面(目标面)使铲斗刀尖动作时的刀尖速度的情况下,工作人员导出作业空间内的刀尖位置与缸体行程位置(附属装置姿势)的关系。而且,按每一刀尖位置导出沿着规定的面使铲斗刀尖动作时的杆操作量(刀尖速度)与缸体行程速度即各控制阀(滑阀)的开口面积(阀芯行程位置)的关系。由此,能够按每一刀尖位置将沿着规定的面使刀尖动作时的杆操作量(先导压力)与各控制阀(滑阀)的开口面积(阀芯行程位置)的关系作为特性表而存储。因此,工作人员能够按每一调节阀17得到与控制阀(滑阀)有关的实际测定信息。
[0077] 搭载于挖土机的调节阀17或控制阀可以具备用于保持与控制阀有关的实际测定信息或用于访问该实际测定信息的信息(以下,将这些信息统称为“目标信息”。)的信息保持机构。信息保持机构例如包括电子标签等电子编码、QR码(注册商标)等二维码及条形码等一维码。
[0078] 目标信息例如存储于嵌入调节阀17中的电子标签17T(参考图2。)。也可以存储于嵌入各控制阀中的电子标签。该情况下,与和铲斗缸9协同工作的控制阀174有关的目标信息也可以存储于嵌入控制阀174中的电子标签T4(参考图2。)。关于嵌入与动臂缸7协同工作的控制阀175A、175B中的电子标签T5A、T5B及嵌入与斗杆缸8协同工作的控制阀176A、176B中的电子标签T6A、T6B也相同。但是,也可以在嵌入一个控制阀中的电子标签上存储有多个与控制阀有关的目标信息。并且,图2的例子中,在与挖掘附件的动作相关联的控制阀174、175A、175B、176A、176B中嵌入有电子标签,但在与挖掘附件的动作没有关联的控制阀171~
173中未嵌入有电子标签。但是,也可以在控制阀171~173中嵌入有电子标签。
[0079] 进行挖土机的装配的工作人员例如使用电子标签读取装置,从嵌入调节阀17中的电子标签17T读取目标信息,并经由输入装置D1等向机器控制装置50输入该目标信息。针对机器控制装置50的目标信息的输入通过任意的方法来进行。例如,电子标签读取装置也可以具有以无线通信来向机器控制装置50转送已读取的目标信息的功能。该情况下,在机器控制装置50上可以连接有用于接收电子标签读取装置所发送的目标信息的接收装置。
[0080] 保持目标信息时,可以利用粘贴于调节阀17或控制阀的QR码(注册商标)。该情况下,进行挖土机的装配的工作人员例如使用具备相机的编码读取装置,从粘贴于调节阀17的二维码读取目标信息。
[0081] 保持目标信息时,可以利用粘贴于调节阀17或控制阀的条形码。该情况下,进行挖土机的装配的工作人员例如使用条形码阅读器,从粘贴于调节阀17的条形码读取目标信息。
[0082] 保持目标信息时,可以利用刻印在调节阀17或控制阀的序列号等。该情况下,进行挖土机的装配的工作人员例如使用光学文字识别装置,从刻印在调节阀17的序列号等读取目标信息。
[0083] 编码读取装置、条形码阅读器、光学文字识别装置等也可以具有以无线通信向机器控制装置50转送已读取的目标信息的功能。该情况下,在机器控制装置50上可以连接有用于接收目标信息的接收装置。
[0084] 从QR码(注册商标)、条形码等读取的目标信息为用于访问与控制阀有关的实际测定信息的识别编号的情况下,工作人员通过使用该识别编号并经由通信网络等访问储存有该实际测定信息的服务器,可以获取该实际测定信息。服务器例如是设置于管理中心等的计算机。机器控制装置50可以构成为经由通信从服务器获取该实际测定信息。
[0085] 图4表示与铲斗缸9协同工作的控制阀174的开口特性的一例。横轴表示作用于控制阀174的右先导端口的先导压力(与铲斗打开操作有关的先导压力),纵轴表示控制阀174的P-C端口的开口面积。并且,实线表示控制阀174的理想特性即基准特性,虚线表示基于实际测定信息的控制阀174的实际测定特性。基准特性例如是在使用了没有制造误差的理想的调节阀17的情况下实现的理想特性。
[0086] 图4表示为了将开口面积设为值A1,在理想的调节阀17中需要先导压力P1作用于控制阀174的先导端口。并且,图4表示在实际的调节阀17中需要先导压P1a(>P1)作用于操纵阀174的先导端口。即,表示在实际的调节阀17为理想的前提下,即使为了将开口面积设为值A1而进行了自动控制,开口面积也只增大到值A1a而不会达到值A1。
[0087] 这表示,在与控制阀174有关的特性表上未反应有其实际测定特性的情况下,自动控制部503无法向与控制阀174有关的先导压力调整阀31AR(参考图2。)输出适当大小的电流指令,而无法适当地控制铲斗6的打开程度。
[0088] 特性确定部504能够使控制阀的实际测定特性反映在与该控制阀有关的特性表上。特性确定部504例如通过根据控制阀的实际测定特性来校正基准特性表的内容并生成校正后特性表,能够使控制阀的实际测定特性反映在特性表上。
[0089] 基准特性表例如是适合于没有制造误差的理想的调节阀17的特性表。基准特性表例如预先存储于存储装置D4等。
[0090] 特性确定部504生成校正后特性表,以便例如在控制阀的实际测定特性与基准特性的关系为如图4所示那样的关系的情况下,与使用基准特性表的情况相比,用于提供相同的开口面积的电流指令变大。
[0091] 自动控制部503通过参考校正后特性表来确定对于先导压力调整阀31的电流指令的大小,能够按计划自动控制液压缸。即,能够以与关于理想的调节阀17参考基准特性表而确定了对于先导压力调整阀31的电流指令的大小的情况相同的方式自动控制液压缸。例如,在进行了斗杆关闭操作的情况下,能够按计划使动臂缸7及铲斗缸9的各自伸缩,并使铲斗6的前端沿着目标施工面移动。
[0092] 在此,参考图5,对基于特性确定部504的效果进行说明。图5是进行用于水平地平整地面的平整作业的挖土机的侧视图。以点线表示的挖掘附件表示平整作业开始前的挖掘附件的姿势。单点划线表示使用反映了控制阀的实际测定特性的校正后特性表来进行自动控制时的铲斗6的前端的轨迹。双点划线表示使用未反映有控制阀的实际测定特性的基准特性表来进行自动控制时的铲斗6的前端的轨迹。
[0093] 如此,在使用了基准特性表的自动控制的情况下,斗杆缸8根据由操作者进行的斗杆关闭操作伸长时,机器控制装置50无法以适当的行程使动臂缸7及铲斗缸9伸缩。这是因为,各控制阀的实际测定特性未反映在特性表上。因此,在进行斗杆关闭操作的期间,无法使铲斗6的前端朝向挖土机水平移动。
[0094] 另一方面,在使用了校正后特性表的自动控制的情况下,斗杆缸8根据由操作者进行的斗杆关闭操作伸长时,能够以适当的行程使动臂缸7及铲斗缸9伸缩。因此,在进行斗杆关闭操作的期间,能够使铲斗6的前端朝向挖土机水平移动。
[0095] 如上述,本发明的实施方式所涉及的挖土机具备:下部行走体1;上部回转体3,能够回转地搭载于下部行走体1;液压泵即主泵14,搭载于上部回转体3;调节阀17,连接于主泵14;作为调整机构的先导压力调整阀31,调整作用于构成调节阀17的控制阀的先导压力;及作为控制装置的机器控制装置50,根据与调节阀有关的实际测定信息来确定先导压力调整阀31的动作。
[0096] 通过该结构,挖土机能够使由台架试验等测定的与控制阀有关的实际测定信息反映在调整机构的动作上。因此,能够简化或者省略实际使挖土机动作而进行的控制阀的校准。其结果,能够缩短或者消除控制阀的校准所需的时间。这是因为因由多个控制阀构成的调节阀17的尺寸公差而引起的控制阀的定位精度的降低得到抑制或防止。
[0097] 机器控制装置50例如可以根据控制阀的理想特性即基准特性来确定先导压力调整阀31的动作。例如,如图4中示出,控制阀的实际测定特性遍及先导压力的整个区域而从基准特性向下方偏离的情况下,机器控制装置50确定先导压力调整阀31的动作以使在执行自动控制时作用于控制阀的先导端口的先导压力比校正之前变大。或者,在控制阀的实际测定特性遍及先导压力的整个区域而从基准特性向上方偏离的情况下,机器控制装置50确定先导压力调整阀31的动作以使在执行自动控制时作用于控制阀的先导端口的先导压力比校正之前变小。
[0098] 控制阀典型的是滑阀。与滑阀有关的实际测定信息例如是表示作用于滑阀的先导压力与阀芯行程位置的对应关系的信息。而且,在根据与滑阀有关的实际测定信息来确定先导压力调整阀31的动作的情况下,关于挖土机,能够缩短或者去掉滑阀的校准所需的时间。这是因为因由多个滑阀构成的调节阀17的尺寸公差而引起的调节阀的定位精度的降低得到抑制或防止。
[0099] 本发明的实施方式所涉及的挖土机可以具备保持控制阀的实际测定信息或用于访问该实际测定信息的信息的信息保持机构。该情况下,信息保持机构可以安装于调节阀17,也可以安装于控制阀。信息保持机构例如包括电子标签等电子编码、QR码(注册商标)等二维码及条形码等一维码。而且,机器控制装置50可以根据信息保持机构所保持的信息来确定先导压力调整阀31的动作。信息保持机构所保持的信息使用信息读取机构来读取。信息读取机构包括电子标签读取装置、条形码阅读器、光学文字识别装置等。通过该结构,进行挖土机的装配的工作人员能够更加可靠地将控制阀的实际测定信息输入到机器控制装置50。这是因为能够防止其他控制阀的实际测定信息被错误地输入到机器控制装置50。
[0100] 以上,说明了本发明的优选的实施方式。然而,本发明并不受限于上述的实施方式。上述的实施方式在不脱离本发明的范围的情况下,可适用各种变形、替换等。并且,参考上述实施方式而说明的各个特征只要不产生技术性的矛盾,则可以适当组合。
[0101] 例如,上述实施方式中,机器控制装置50适用于具备操纵室10的挖土机,即操作者所操作的挖土机。但是,机器控制装置50也可以适用于未搭乘有操作者的无人挖土机或远程操作型挖土机。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈