[发明专利]建筑机械的轨迹控制装置

说明书

本发明涉及液压挖掘机等建筑机械的控制装置，特别涉及使铲斗前端沿目标轨迹运动的建筑机械的控制装置。

作为与上述类型的建筑机械的控制装置有关的公知技术在公开号为WO95/30059的国际专利申请中进行了描述。

上述公知技术为：在液压挖掘机的区域限制控制装置中预先设定前置装置能运动的区域，根据角度检测器给出的信号，控制单元计算前置装置的位置和姿势，根据操纵杆装置给出的信号计算前置装置的目标速度矢量。因此，当前置装置在设定区域内未靠近其边界时，可保持目标速度矢量，当前置装置在设定区域内靠近其边界时，对目标速度矢量进行补正以便减小接近设定区域边界的方向的分矢量，当前置装置位于设定区域外边时，对目标速度矢量进行补正以便使前置装置返回设定区域，这样可高效率地，顺利地进行限定区域的挖掘作业。

一般来说，操作人员实际上在使前置装置前端沿某一目标轨迹运动的场合，通常是在无意识的过程中考虑该前端是以什么样的轨迹到达目标轨迹，同时还要改变该轨迹。比如，在前置装置前端的动作速度较慢的场合，通过使快速到达目标轨迹更加优先，选择以最短的距离到达目标轨迹的轨迹的方式来设定目标速度矢量，在前置装置前端动作速度较快的场合，通过使逐渐到达目标轨迹更为优先，选择不按最短距离沿挖掘行进方向慢慢向前到达目标轨迹的轨迹的方式来设定目标速度矢量。因此，在进行轨迹控制、区域限制控制等场合，最好进行下述的控制，该控制与按照上述方式实际上操作人员改变轨迹的场合的相同，前置装置前端的运动与人们的感觉相吻合。

在这里，在上述公知技术的控制中，如图19所示，首先，操作人员使以可旋转的方式连接于车辆主体1B上的前置装置1A(悬臂1a，摇臂1b，铲斗1c)前端，即铲斗1c前端沿目标轨迹运动，当操纵操纵杆发出速度指令矢量A时，与该速度指令矢量A的目标轨迹相垂直的分矢量为Ay。但是，由于该Ay大于铲斗1c前端与目标轨迹之间的距离y，可计算出用于使悬臂1a朝上方运动的Y分矢量By。此时的计算方法为下述的方式。即设定Ay、与铲斗1c前端和目标轨迹之间的距离y相关联的表。在该表中，当距离y大于某一规定距离yo时，用于使Ay减小的By=0，并不对Ay进行减速补正。当距离y小于规定距离yo时，距离y的值越小，用于使该Ay减速的的By的值越大。

之后，根据通过上述方法计算出的By，求出实际的悬臂1a沿动作方向的速度指令矢量B，使悬臂1a运动。由此，结果可使铲斗1c前端的目标速度矢量等于图中的A+B。

上述控制的重点仅仅在于尽可能不伸入目标轨迹的下方。即，铲斗1c前端的最终目标速度矢量方向仅仅是作为在操作人员操纵后所进行的计算结果来确定的。因此，铲斗1c前端经过什么样的轨迹而收敛于目标轨迹上会因操作人员的操纵情况而变化。这样会出现下述的场合，即难于稳定地进行控制而越过目标轨迹，产生晃动现象。

本发明的目的在于提供一种建筑机械的控制装置，它通过使前置装置前端经常经过与人们的感觉相吻合的良好轨迹而收敛于目标轨迹上的方式，可获得稳定精确的动作。

(1)为了实现上述目的，本发明采用下述的建筑机械的轨迹控制装置，其包括：具有构成多铰点式前置装置的、可沿上下方向旋转的多个前置部件的多个受驱动部件；分别驱动上述多个受驱动部件的多个液压驱动器；指示上述多个受驱动部件动作的多个操纵机构，轨迹设定机构，其根据上述多个操纵机构的操纵信号被驱动，并设在具有对供给上述多个液压驱动器的液压油的流量进行控制的多个液压控制阀的建筑机械中，对作为上述前置装置的动作目标的目标轨迹进行设定；第1检测机构，该机构对与上述前置装置的位置和姿势有关的状态量进行检测；第1计算机构，该机构根据上述第1检测机构给出的信号对上述前置装置的位置和姿势进行计算；信号补正机构，该机构根据与上述多个操纵机构中的特定的前置部件有关的操纵机构的操纵信号以及上述第1计算机构的计算值，对与上述特定的前置部件有关的操纵机构的操纵信号进行补正从而使上述前置装置到达目标轨迹上，上述信号补正机构按照下述的方式对上述操纵信号进行补正，该方式为：上述前置装置朝向第2点运动，该第2点相对第1点在上述目标轨迹上沿挖掘行进方向向前移动第2距离，该第1点指在上述目标轨迹上与前置装置保持第1距离的点。