JP2673599B2 - 装軌車両のブレード位置制御装置 - Google Patents
装軌車両のブレード位置制御装置Info
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- JP2673599B2 JP2673599B2 JP2167405A JP16740590A JP2673599B2 JP 2673599 B2 JP2673599 B2 JP 2673599B2 JP 2167405 A JP2167405 A JP 2167405A JP 16740590 A JP16740590 A JP 16740590A JP 2673599 B2 JP2673599 B2 JP 2673599B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- tracked vehicle
- light receiver
- angle sensor
- frame
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は車載受光器で基準レーザ光線を受光し、こ
の受光位置とブレード刃先との距離が所定の値になるよ
うにブレードを昇降位置制御するブルドーザ等の装軌車
両のブレード位置制御装置に関する。
の受光位置とブレード刃先との距離が所定の値になるよ
うにブレードを昇降位置制御するブルドーザ等の装軌車
両のブレード位置制御装置に関する。
ブルドーザ等の装軌車両においては、整地作業を自動
化するために、従来よりブレードの位置可変制御が行わ
れている。
化するために、従来よりブレードの位置可変制御が行わ
れている。
この種の従来技術においては、作業現場に配設された
投光器からの基準レーザ光をブレードに取付けた受光器
で受光し、この受光器でのレーザ光受光位置とブレード
刃先との距離が一定になるようブレードを昇降駆動する
ようにしている。
投光器からの基準レーザ光をブレードに取付けた受光器
で受光し、この受光器でのレーザ光受光位置とブレード
刃先との距離が一定になるようブレードを昇降駆動する
ようにしている。
このように、従来装置では、受光器をブレードに固定
しているが、ブレードは作業時、直接振動衝撃を受けた
り、泥水等を受光部に受けやすく、このため、従来装置
では、受光器の信頼性を確保することが困難であるとい
う問題がある。
しているが、ブレードは作業時、直接振動衝撃を受けた
り、泥水等を受光部に受けやすく、このため、従来装置
では、受光器の信頼性を確保することが困難であるとい
う問題がある。
同様に、ブレード、ブレードフレームという作業中に
激しい上下動による外乱の影響を受ける場所に各種セン
サを設けた場合には、ブレード昇降駆動の制御を精度よ
く行うことができなくなり、センサの信頼性を確保する
ことが困難となる。
激しい上下動による外乱の影響を受ける場所に各種セン
サを設けた場合には、ブレード昇降駆動の制御を精度よ
く行うことができなくなり、センサの信頼性を確保する
ことが困難となる。
この発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもの
で、環境条件の良い位置に受光器、各種センサを配設す
ることで、信頼性の高いブレード位置制御をなし得る装
軌車両のブレード位置制御装置を提供することを目的と
する。
で、環境条件の良い位置に受光器、各種センサを配設す
ることで、信頼性の高いブレード位置制御をなし得る装
軌車両のブレード位置制御装置を提供することを目的と
する。
この発明では、基準レーザ光線を装軌車両本体側に設
けられた受光器によって受光し、この受光器の受光位置
に対するブレード刃先の相対高さが所定の設定値になる
ように、ブレードを昇降駆動する装軌車両のブレード位
置制御装置において、 前記装軌車両の傾斜角度を検出する車体傾斜角度セン
サを、装軌車両本体側に設けるとともに、 前記ブレードのフレームの回転角度を検出するブレー
ドフレーム角度センサを、装軌車両鈍対側に設け、 前記受光器の受光位置と前記車体傾斜角度センサの検
出値と前記ブレードフレーム角度センサの検出値とに基
づいて、当該受光位置に対するブレード刃先の相対高さ
を、作業各時点において随時演算する演算手段と、 前記演算手段で随時演算された作業各時点の演算値と
前記所定の設定値との偏差がなくなるように、前記ブレ
ードを昇降駆動する制御手段と を具えるようにしている。
けられた受光器によって受光し、この受光器の受光位置
に対するブレード刃先の相対高さが所定の設定値になる
ように、ブレードを昇降駆動する装軌車両のブレード位
置制御装置において、 前記装軌車両の傾斜角度を検出する車体傾斜角度セン
サを、装軌車両本体側に設けるとともに、 前記ブレードのフレームの回転角度を検出するブレー
ドフレーム角度センサを、装軌車両鈍対側に設け、 前記受光器の受光位置と前記車体傾斜角度センサの検
出値と前記ブレードフレーム角度センサの検出値とに基
づいて、当該受光位置に対するブレード刃先の相対高さ
を、作業各時点において随時演算する演算手段と、 前記演算手段で随時演算された作業各時点の演算値と
前記所定の設定値との偏差がなくなるように、前記ブレ
ードを昇降駆動する制御手段と を具えるようにしている。
すなわち、本発明では、受光器、各種センサを、作業
中に激しい上下動による外乱の影響を受けるブレード、
ブレードフレームに設けるのではなく、環境条件の良い
装軌車両本体側に付設させるようにしているので、確実
にレーザ光を受光器にて受光できたり、センサの検出誤
差を少なくすることができ、ブレード昇降位置制御を精
度よく行え、信頼性の高いブレード位置制御装置を市場
に提供することができる。
中に激しい上下動による外乱の影響を受けるブレード、
ブレードフレームに設けるのではなく、環境条件の良い
装軌車両本体側に付設させるようにしているので、確実
にレーザ光を受光器にて受光できたり、センサの検出誤
差を少なくすることができ、ブレード昇降位置制御を精
度よく行え、信頼性の高いブレード位置制御装置を市場
に提供することができる。
以下、この発明の実施例を添付図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は、この発明の実施例についてその外観構成を
示すもので、第２図は制御系の構成を示すものである。
示すもので、第２図は制御系の構成を示すものである。
これら第１図および第２図において、投光器１は作業
現場に配置されており、投光器１を回転させながら基準
レーザ光線10が一定高さで投光される。
現場に配置されており、投光器１を回転させながら基準
レーザ光線10が一定高さで投光される。
受光器２は例えば半導体位置検出器（PSD）であり、
この受光器２からは受光位置から受光器取付位置までの
距離Δｈに対応する信号が出力される。そして、この受
光器２は装軌車両であるブルドーザの車両本体Bu上に配
設されている。
この受光器２からは受光位置から受光器取付位置までの
距離Δｈに対応する信号が出力される。そして、この受
光器２は装軌車両であるブルドーザの車両本体Bu上に配
設されている。
車体傾斜角度センサ３は、車両本体Buの前後方向の傾
斜角θを検出する車体傾斜角度センサである。ブレード
フレーム角度センサ４は、ブレード８のフレーム９の回
転角φを検出する回転角センサである。車体傾斜角度セ
ンサ３は、車両本体Buの適宜箇所に配設されており、ブ
レードフレーム角度センサ４は、車両本体Bu側であって
フレーム９の根本が配設されている箇所（ブレード回動
支持部Ｐ）に付設されている。
斜角θを検出する車体傾斜角度センサである。ブレード
フレーム角度センサ４は、ブレード８のフレーム９の回
転角φを検出する回転角センサである。車体傾斜角度セ
ンサ３は、車両本体Buの適宜箇所に配設されており、ブ
レードフレーム角度センサ４は、車両本体Bu側であって
フレーム９の根本が配設されている箇所（ブレード回動
支持部Ｐ）に付設されている。
目標高さ設定器５では、受光器２の受光位置とブレー
ド８の刃先Ｆとの距離Ｌについての目標値Hrがオペレー
タによって適宜設定される。
ド８の刃先Ｆとの距離Ｌについての目標値Hrがオペレー
タによって適宜設定される。
これら受光器２の出力Δｈ、車体傾斜角度センサ３の
検出信号θ、ブレードフレーム角度センサ４の検出信号
φおよび目標高さ設定器５の設定値Hrはコントローラ６
に入力される。
検出信号θ、ブレードフレーム角度センサ４の検出信号
φおよび目標高さ設定器５の設定値Hrはコントローラ６
に入力される。
コントローラ６の動作を説明する前に、第１図に示し
た各部の長さ、角度を以下に定義しておく。
た各部の長さ、角度を以下に定義しておく。
Δh:受光器２の下端部から基準レーザ光線10の受光位置
までの距離 Hs:ブレード回動支持部Ｐから受光器２の下端部までの
距離（固定値） Ls:ブレード回動支持部Ｐから受光器２の中心線までの
距離（固定値） ＬB：ブレード回動支持部Ｐからブレード刃先Ｆまでの
距離（固定値） θ：車体本体Buの傾斜角 φ：ブレード回動支持部Ｐを通る履帯中心線に対するフ
レーム９の回転角 A:線分PFとフレーム９との角度（固定値） L:基準レーザ光線10に対するブレード刃先Ｆの相対高さ M:基準レーザ光線10に対するブレード回動支持部Ｐの相
対高さ N:ブレード回動支持部Ｐに対するブレード刃先Ｆの相対
高さ この第１図によれば、上記距離Ｍは Ｍ＝（Δｈ＋Hs）・cosθ＋Ls・sinθ ……（１） として表わされる。
までの距離 Hs:ブレード回動支持部Ｐから受光器２の下端部までの
距離（固定値） Ls:ブレード回動支持部Ｐから受光器２の中心線までの
距離（固定値） ＬB：ブレード回動支持部Ｐからブレード刃先Ｆまでの
距離（固定値） θ：車体本体Buの傾斜角 φ：ブレード回動支持部Ｐを通る履帯中心線に対するフ
レーム９の回転角 A:線分PFとフレーム９との角度（固定値） L:基準レーザ光線10に対するブレード刃先Ｆの相対高さ M:基準レーザ光線10に対するブレード回動支持部Ｐの相
対高さ N:ブレード回動支持部Ｐに対するブレード刃先Ｆの相対
高さ この第１図によれば、上記距離Ｍは Ｍ＝（Δｈ＋Hs）・cosθ＋Ls・sinθ ……（１） として表わされる。
ここで、Hs,Lsは受光器２の取付位置に応じて予め決
定できる固定値である。
定できる固定値である。
また、距離Ｎは Ｎ＝ＬB・sin（φ＋Ａ−θ） ……（２） として表わされる。
上記（２）式において、ＬB,Aはいずれも車両機種が
決定されれば決定できる固定値である。
決定されれば決定できる固定値である。
したがって、基準レーザ光線10の受光器２での受光位
置に対するブレード刃先Ｆの相対高さＬは Ｌ＝Ｍ＋Ｎ ＝（Δ＋Hs）・cosθ＋Ls・sinθ ＋ＬB・sin（φ＋Ａ−θ） ……（３） として表わされ、値Δh,θ，φを検出することにより値
Ｌを計測することができる。
置に対するブレード刃先Ｆの相対高さＬは Ｌ＝Ｍ＋Ｎ ＝（Δ＋Hs）・cosθ＋Ls・sinθ ＋ＬB・sin（φ＋Ａ−θ） ……（３） として表わされ、値Δh,θ，φを検出することにより値
Ｌを計測することができる。
第２図のコントローラ６では、受光器２の出力Δh,車
体傾斜角度センサ３の検出出力θ，およびブレードフレ
ーム角度センサ４の検出出力φを上記（３）式に代入す
ることにより、基準レーザ光線10の受光器２で受光位置
に対するブレード刃先Ｆの相対高さＬを作業各時点にお
いて随時演算し、この作業各時点の演算値Ｌと目標高さ
設定器５の設定器Hrとの偏差がなくなるように、ブレー
ド昇降駆動機構７を駆動制御することでブレード８を昇
降駆動させる。すなわち、演算値Ｌが設定値Hrよりも大
きいときはブレード８を上昇させ、演算値Ｌが設定値Hr
よりも小さいときはブレード８を下降させるようにブレ
ード８を昇降駆動することで目標高さ（設定値Hr）を保
った整地、掘削制御を実行させる。
体傾斜角度センサ３の検出出力θ，およびブレードフレ
ーム角度センサ４の検出出力φを上記（３）式に代入す
ることにより、基準レーザ光線10の受光器２で受光位置
に対するブレード刃先Ｆの相対高さＬを作業各時点にお
いて随時演算し、この作業各時点の演算値Ｌと目標高さ
設定器５の設定器Hrとの偏差がなくなるように、ブレー
ド昇降駆動機構７を駆動制御することでブレード８を昇
降駆動させる。すなわち、演算値Ｌが設定値Hrよりも大
きいときはブレード８を上昇させ、演算値Ｌが設定値Hr
よりも小さいときはブレード８を下降させるようにブレ
ード８を昇降駆動することで目標高さ（設定値Hr）を保
った整地、掘削制御を実行させる。
このように、この実施例では、受光器２をブレード８
ではなくブルドーザの車体本体Bu側に設置するようにし
たので、受光器２を振動や泥水などによる悪環境から回
避させることができる。また、車体傾斜角度センサ３の
みならずブレードフレーム角度センサ４についても、作
業中に激しい上下動による外乱の影響を受けるブレード
８、フレーム９ではなく車両本体Bu側に配設するように
したので、センサの検出誤差を少なくすることができ、
ブレード昇降位置制御を精度よく行うことができる。こ
の結果、信頼性の高いブレード位置制御が実現される。
ではなくブルドーザの車体本体Bu側に設置するようにし
たので、受光器２を振動や泥水などによる悪環境から回
避させることができる。また、車体傾斜角度センサ３の
みならずブレードフレーム角度センサ４についても、作
業中に激しい上下動による外乱の影響を受けるブレード
８、フレーム９ではなく車両本体Bu側に配設するように
したので、センサの検出誤差を少なくすることができ、
ブレード昇降位置制御を精度よく行うことができる。こ
の結果、信頼性の高いブレード位置制御が実現される。
なお、実施例では受光器２としてPSDを用いるように
したが、結果的に受光位置が検出できるものであれば、
他の任意の構成を採用するようにしてもよい。
したが、結果的に受光位置が検出できるものであれば、
他の任意の構成を採用するようにしてもよい。
以上説明したように、本発明では、基準レーザ光線を
受光する受光器を装軌車両本体側に付設するようにした
ので、受光器が振動衝撃を受けたり、泥水を受けて汚れ
たりする事が少なくなる。また、車体傾斜角度センサの
みならずブレードフレーム角度センサについても、作業
中に激しい上下動による外乱の影響を受けるブレード、
フレームではなく車両本体側に配設するようにしたの
で、センサの検出誤差を少なくすることができる。これ
により、環境条件のよくない作業現場であっても目標通
りのレベリングで整地、掘削等の作業が可能となり、装
置の信頼性を飛躍的に向上させることができる。
受光する受光器を装軌車両本体側に付設するようにした
ので、受光器が振動衝撃を受けたり、泥水を受けて汚れ
たりする事が少なくなる。また、車体傾斜角度センサの
みならずブレードフレーム角度センサについても、作業
中に激しい上下動による外乱の影響を受けるブレード、
フレームではなく車両本体側に配設するようにしたの
で、センサの検出誤差を少なくすることができる。これ
により、環境条件のよくない作業現場であっても目標通
りのレベリングで整地、掘削等の作業が可能となり、装
置の信頼性を飛躍的に向上させることができる。
第１図は本発明の実施例を示す概略構成図、第２図は本
実施例の制御系の構成を示すブロック図である。 １……投光器、２……受光器、３……車両本体の傾斜角
センサ、４……角度センサ、５……目標高さ設定器、６
……コントローラ、７……ブレード昇降駆動機構、８…
…ブレード、９……フレーム、10……レーザ光、 Bu……ブルドーザ
実施例の制御系の構成を示すブロック図である。 １……投光器、２……受光器、３……車両本体の傾斜角
センサ、４……角度センサ、５……目標高さ設定器、６
……コントローラ、７……ブレード昇降駆動機構、８…
…ブレード、９……フレーム、10……レーザ光、 Bu……ブルドーザ
Claims (1)
- 【請求項１】基準レーザ光線を装軌車両本体側に設けら
れた受光器によって受光し、この受光器の受光位置に対
するブレード刃先の相対高さが所定の設定値になるよう
に、ブレードを昇降駆動する装軌車両のブレード位置制
御装置において、 前記装軌車両の傾斜角度を検出する車体傾斜角度センサ
を、装軌車両本体側に設けるとともに、 前記ブレードのフレームの回転角度を検出するブレード
フレーム角度センサを、装軌車両本体側に設け、 前記受光器の受光位置と前記車体傾斜角度センサの検出
値と前記ブレードフレーム角度センサの検出値とに基づ
いて、当該受光位置に対するブレード刃先の相対高さ
を、作業各時点において随時演算する演算手段と、 前記演算手段で随時演算された作業各時点の演算値と前
記所定の設定値との偏差がなくなるように、前記ブレー
ドを昇降駆動する制御手段と を具えた装軌車両のブレード位置制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2167405A JP2673599B2 (ja) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | 装軌車両のブレード位置制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2167405A JP2673599B2 (ja) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | 装軌車両のブレード位置制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0455526A JPH0455526A (ja) | 1992-02-24 |
| JP2673599B2 true JP2673599B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=15849089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2167405A Expired - Lifetime JP2673599B2 (ja) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | 装軌車両のブレード位置制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2673599B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3359748B1 (en) * | 2015-10-06 | 2023-01-04 | Topcon Positioning Systems, Inc. | Automatic blade control system for a motor grader |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01235734A (ja) * | 1988-03-14 | 1989-09-20 | Pub Works Res Inst Ministry Of Constr | ブルドーザの排土板制御方法および装置 |
-
1990
- 1990-06-26 JP JP2167405A patent/JP2673599B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0455526A (ja) | 1992-02-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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