JPS5941534A - 整地機械における排土板の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、整地機械における排土板の制御力法に関する
。

従来、整地機械たとえばモータフレーダにおいては、第
１図にその装部を概念的に示すようＫ、）”Ｏ−バｌの
先清部をフレーム２にボール継手（図示せず）を介して
支持させるとともに、ドローバｌの二叉状の基端部を１
対の排土板上下用シリンダ３Ｌ、３Ｒを介してそれぞれ
フレーム２に支持させ、さらにこのドローバ１の基端部
下刃にサークル４を回動自在に配設するとともに、この
サークル４に排土板（ブレード）５を一体的に支持させ
た構成を有する。このようなグレーダにおいては、１対
のシリンダ３Ｌ。

３Ｒのうちの一力ｆｒ：併紬させることにより、排土板
５の傾斜角（チルト角）を決定し、かつ排土板５に設け
た傾斜計の出力信号により排土板５が常に所定の傾斜角
を保つように制岬キれる。

ところで、排土板５は、グレーダの進行方向に対して直
角に向けられるのみでなく、所望の整地幅に応じてｊｅ
ｔえは第２因で破線で示すよう九旋回される。このよう
な排土板５の旋回は、サークル４を回動することによっ
て行なわれるが、その際に以下に述べるような現象が生
じる。

い１第２図に示すように、排土板５をグレーダの進行方
向Ａに対し直角に保って傾斜角θ８（絶対水平面に対す
る煩多１角）で整地を行なっている場合において、上記
方向Ａについての排土板５の下縁５ａの絶対水平面に対
する投影角θＴ（整地角）は傾斜角θ８に等しい。なお
、θは絶対水平面に対する方向Ａについての仕上面６０
角度を示し、またθＣはサークル４の上記方向Ａについ
ての絶対水平面に対する角度を示している。

つぎにサークル４を、たとえば排土板５が破線に示す位
置まで移動するように回動すると、サークル４が絶対水
平面に対し傾斜していることから当然排土板５の傾斜角
が変化する。そこで変化した傾斜角を示す傾斜計の出力
信号を用いて排土板５の傾斜角が排土板旋回前の傾斜角
θ８になるように補正されるが、このときこの傾斜角θ
８と整地角０Ｔとが一致しなくなる。

このような現象は、サークル４が絶対水平面に対し傾斜
している場合に必ず発生する。

そこで仕上面６を所定の整地角θ７で形成するときに、
サークル４をどのような角度に回動した場合圧おいても
、所定の整地角θ、が得られるようにするために、従来
からいわゆるサークル補正が行なわれているが、このサ
ークル補正は、サークル４の回転角、排土板５の傾余（
角、ドローバ１の傾斜角等をパラメータとする複雑な演
算を行ない、その演算結果を用いて排上板上下用シリン
ダ３Ｌ、３Ｒを制御していた。したがってこのようなサ
ークル補正には、多数のセンサと複雑な演算装置を必要
とするため、故障要因が多いという欠点を有するもので
あった。

本発明はかかる点に鑑み、排上板がいかなる角度に旋回
された場合でも、上述のよ）な傾斜計を用いた複雑なサ
ークル補正を行なうことなしに、所定の整地角が容易か
つ精度よく得られる排土板の制御方法を提供しようとす
るものである。

そのため本発明においては、整地機械に向りてレーザビ
ームを所定の高さに放射し、整地機械の排土板の両側に
それぞれ取付けられていてこのレーザビームを受光する
受光器をロッドの先端に取付けた１対のシリンダのスト
ローク長を所定の整地角およびサークル回転角にもとづ
いてそれぞれ設定し、これら受光器によってレーザビー
ムを受光しつつ整地機械を走行させ、受光器の受光面に
おけるレーザビームの受光位置の高さに関連づけられて
受光器より得られる出力信号にもとづいて排土板の傾斜
角を制御している。

以下本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明す
る。なお第１図との対応部分には同一符号によって示し
ている。

第３図において、排土板５の両側に受光器用シリンダ７
Ｌ、７Ｒを上方に向けて互いに等しい高さに取付ける。

これら受光器用シリンダ７Ｌ、７Ｒは、それらのロッド
８Ｌ、８Ｒが排土板５の下縁５ａに対して直角の方向に
伸縮しうるように排土板５に取付けられる。ロッド８Ｌ
。

８Ｒの先端には、上下方向に長い受光面を有し、かつレ
ーザビームをその受光面の上下方向の中心で受光したと
きに出力信号が最大となるような受光器９Ｌ、９Ｒがそ
れぞれ増刊けられている。

次に第４圀および第５図において、い１排土板５が鎖線
で示されているようにグレーダの進行方向Ａに対して直
交する位置九メるものとし、排土板５の傾斜角が整地角
θＴＩｃ等しいものとする。このような排土板５がサー
クル４の角度ψの回動によって旋回させられ、かつこの
ときの整地角θ７が得られる傾斜角を０８と１受光器９
Ｌ、９Ｒがそれぞれ第５図の而Ｐを放射面とするレーザ
ビームをその受光面の中心位置で受光する位置にある場
合、すなわち排土板５が角度θ、だけ左右に傾斜してい
るにもかかわらず受光器９Ｒ％９Ｌが絶対水平面に対し
て等しい高さにあるときの受光器用シリンダ７Ｒ％７Ｌ
のストローク長をそｎぞれｂｌ、ｈｌ　とし、排土板５
の邑さをｔとすれば、排土板５と直交する方向からみた
第５図から △１ｌ＝（ｈ、−ｈ鵞）μｓθ、　・・・・・α）また
第４図から （１）、（２）式から θＴは最大５チ程度であり、θ、≦θア　であることか
ら □□□θ−Ｕ したがっての）式は下式のようになる （４）式より、整地角θ、け、排土板５の長さｔと、サ
ークル４の回動角ψと、シリンダ７Ｒ，７Ｌのストロー
ク長り、、ｈ、の差すなわちｈＩ−ｈｔとに依存し、排
土板５の傾斜角には依存しないことがわかる。このこと
から本発明者は、整地機械の進行方向に設けたレーザビ
ームの光源をたとえば絶対水平面と垂直な軸の周りに回
転させて絶対水平面と所定の距離を隔てて平行なレーザ
ビームによる放射面を形成してお＠蔦排土板５の両側に
それぞれ取付けたシリンダのロッドの先端に受光面にお
けるレーザビーム・の受光位置の高さに関連した出力信
号が得られる受光器をそれぞれ取付け、これらシリンダ
のストローク長を予め設定された整地角θアおよびサー
クル４の回動角ψにもとづいて設定し、これら１対の受
光器でレーザビーム４？受光しながら整地機械を走行き
せ、受光器の出力イβ号にもとづいて排土板上下用シリ
ンダ３Ｌ、３Ｒを制御すれば所定の整地角θ、が得られ
ることに想到し友のである。

そこで本発明においては、まず、整地角θ７、サークル
４の回動角ψおよび一方の検出用シリンダ７Ｌのストロ
ーク長ｈ！を設定し、これらから所定のストローク長ｈ
１、ｈＲを得るように受光器用シリンダ８Ｌ、８Ｒを作
動させる。

第６図はこのストローク長ｈ＞　、ｈ鵞’を得るための
方法の一例を示す系統図で、設定器１０．１１．１２に
よってそれぞれψ１、θア、ｈ、を設定し、サークル回
転角ψをめられす設定器１０の出力信号を誤差増幅器１
３を介してモータ１４に与えこれによってサークル４を
所望の回転角ψが得られるように回転させるが、このサ
ークル４の回転角は回転角検出器１５によって検出され
て誤差増幅器１３の入力側に帰還されて入力信号と比較
され＼こｎによって所望のサークル回転角ψが得られる
。設定器１０の出力信号は演算器１６にも与えられ、ｔ
μｓψをろられす出力信号を得る。

また整地角θ１をあられす設定器１１の出力信号を演算
器１７に与えてこれよシ幽θ７をめられす信号を得、こ
れを演算器１６の出力信号とともに演算器１８に与えて
これよりＬｃｍθ・廊θ、をあられす信号を得る。この
演算器１８の出力信号と、ストローク長り、をあられす
設定器１２の出力信号とを誤差増幅器１９を介してシリ
ンダ７Ｒの駆動部加に与え、これによってシリンダ７Ｒ
を所望のストローク長り、が得られるように作動させる
が、このシリンダ７■このストローク長は、クリンダス
トロークセンサ２１によって検出されて誤差増幅器１９
の入力側に帰還されて入力信号と比較され、これによっ
て所望のストローク長り、が得られる。

ストローク長り、については、設定器１２の出力信号を
そのまま誤差増幅器ｎを介してシリンダ７Ｌの駆動部お
に与え、これによってシリンダ７Ｌを所望のストローク
長ｈ１が得られるように作動させるが、このシリンダ７
Ｌのストローク長４、シリンダストロークセンサスによ
って検出されて誤差増幅器ηの入力側に帰還されて入力
信号と比較され、これによって所望のストローク長ｈ！
が得られる。

以上のような手順によって、サークル回転角ψオヨび受
光器用シリンダ７Ｒ，７Ｌのストローク長り、Ｘ　ｈ、
が決定されだが、次に受光器９Ｌ、９Ｒの出力信号によ
って、排上板上下用シリンダ３Ｌ、３Ｒを制御する方法
の一例について第７図を参照して説明する。受光器９Ｌ
。

９Ｒは上下方向に長い受光面を有し、かつそれらの受光
面の上下方向の中心位置がレーザビームで照射された場
合に最大の出力信号が得られるようになされている。し
たがって、その最大の出力信号と同レベルの信号を基準
信号として誤差増幅器５を介して排土板上下用シリンダ
３Ｌの駆動部あに与え、これによって排土板上下用シリ
ンダ３Ｌを作動して排土板５を所望の整地角θ７が得ら
れるように制御するが、この排土板５の傾斜角の誤差は
受光器９Ｌによって検出され、誤差増幅器５の入力側に
帰還されて入力信号と比較され、これによって受光器９
Ｌの出力が常に最大になるように排土板上下用シリンダ
３Ｌが制御される。同様に排土板上下用シリンダ３Ｒも
受光器９Ｒの出力が常に最大になるよう（（制御される
から、排土板５の傾斜角が所望の整地角θアが得られる
ように制御される。

したがって、水平方向に放射さｎるレーザビームの光源
を垂直な軸の１わりに回転させて、たとえば絶対水平面
に対し平行な放射面を形成させ、このレーザビームを受
光器９Ｌ、９Ｒによって受光しながらグレーダを走行さ
せるだけで、所望の整地角θアが得られる。

以上の説明によって、本発明による整地機械における排
土板の制御方法が明らかとなったが、この方法を用い九
ば、（４）式から明ら力・なように、整地角θアが排土
板５の傾斜角に依存しないで得られるから、冒頭で述べ
たような複雑なサークル補正を必要とせず、排土板５の
傾斜角を所定の整地角θアが得られるように容易かつ精
度よく制御できる。また従来のサークル補正の場合のよ
うな多数のセンサと複雑な演算装置な必要としないから
、それだけ故障要因を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のモータグレーダの要部の斜視図、第２図
はその動作説明図、第３図は本発明第６図および第７図
は本発明を説明する系統図でめる◎ １・・・ドローバ、２・−・フレーム、３Ｌ、３Ｒ・・
・排土板上下用シリンダ、４・−・サークル、５・・・
排土板、５ａ・・・排土板５の下縁、６・・・仕上面、
７Ｌ、７Ｂ・・・受光器用シリンダ、８Ｌ、８Ｒ・−・
ロッド、９Ｉ、、９Ｒ・・・受光器、１０、■１．１２
・・・設定器、１３．１９．２２　・・・誤差増幅器、
１６．１７．１８　・・・演算器、加、ｎｌが・・・シ
リンダ駆動部、２１１　冴・・・シリンダストロークセ
ンサ。 第３図 第５図 第７図 第６図 １１劇 ｈ２ ２ｆＵ ゝ２４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 整地機械に向ってレーザビームを放射シ、排土板の両（
   Ｉｌｔｌにそれぞれ数個けられていて上記レーザビーム
   を受光する受光器をロッドの先端に備えた１対のシリン
   ダのストローク長を所定の整地角およびサークル回転角
   にもとづいてそれぞｒ設定し、上記受光器の受光面にお
   ける受光位置の高さに関連づけられて上記受光器よりそ
   れぞれ得られる出力信号により上記排土板の傾斜角を制
   御して所定の整地角を得るようにしたことを特徴とする
   整地機械における排土板の制御方法。