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WO2007138755A1 - 双腕作業機械 - Google Patents

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Publication number
WO2007138755A1
WO2007138755A1 PCT/JP2007/050253 JP2007050253W WO2007138755A1 WO 2007138755 A1 WO2007138755 A1 WO 2007138755A1 JP 2007050253 W JP2007050253 W JP 2007050253W WO 2007138755 A1 WO2007138755 A1 WO 2007138755A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
work
interference
fronts
arm
swing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2007/050253
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Akinori Ishii
Kazuo Fujishima
Kunitsugu Tomita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to US11/909,782 priority Critical patent/US8137047B2/en
Priority to EP07706600.9A priority patent/EP2022899B1/en
Publication of WO2007138755A1 publication Critical patent/WO2007138755A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/38—Cantilever beams, i.e. booms;, e.g. manufacturing processes, forms, geometry or materials used for booms; Dipper-arms, e.g. manufacturing processes, forms, geometry or materials used for dipper-arms; Bucket-arms
    • E02F3/382—Connections to the frame; Supports for booms or arms
    • E02F3/384—Connections to the frame; Supports for booms or arms the boom being pivotable relative to the frame about a vertical axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0084—Programme-controlled manipulators comprising a plurality of manipulators
    • B25J9/0087—Dual arms
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2004—Control mechanisms, e.g. control levers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/2033—Limiting the movement of frames or implements, e.g. to avoid collision between implements and the cabin
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
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    • G05B2219/39—Robotics, robotics to robotics hand
    • G05B2219/39083—Robot interference, between two robot arms
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
    • G05B2219/43202—If collision danger, speed is low, slow motion
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45012—Excavator

Definitions

  • the present invention relates to a work machine used for a structure demolition work, a waste demolition work, a road work, a construction work, a civil engineering work, etc., and in particular, a double arm equipped with two articulated work fronts. Related to work machines.
  • a general hydraulic excavator is a force packet having a configuration in which an articulated work front having a boom and arm force is connected to an upper vehicle body so as to be able to move up and down, and a packet is attached to the end of the arm so as to be swingable up and down.
  • work machines used for structural demolition work, waste demolition work, civil engineering work, etc. may be constructed.
  • This type of work machine generally has one work front, but in recent years work machines with two work fronts have also been proposed. In such a double-arm work machine, by providing two work fronts, for example, when a work piece is disassembled at one work front, the work piece is held at the other work front.
  • a variety of difficult operations are possible with a conventional work machine alone, and there are advantages in terms of work stability and efficiency (see Patent Document 1, etc.).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11 181815
  • the left and right work fronts are configured so that the work radii of the two-arm work machines partially overlap each other, the left and right work fronts are relatively close to each other. Swinging either or both of the work fronts may cause contact between the left and right fronts. In this case, depending on the turning speed of the work front, the left and right work fronts may interfere and be damaged.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a double-arm work machine capable of preventing the work front from being damaged by the interference of the left and right work fronts. Means for solving the problem
  • the first aspect of the present invention provides a lower traveling body provided with a traveling device, an upper vehicle body provided on an upper portion of the lower traveling body and provided with a driver's cab, and the upper vehicle body.
  • the left and right swing posts provided on the left and right sides of the front part of the left and right sides of the left and right swing posts, the left and right swing posts provided on the left and right swing posts so as to be swingable up and down, and the swing post and the work described above.
  • a dual-arm working machine having an operating device for instructing a front operation, an angle detector that detects the turning angle of each of the left and right swing posts, and the left and right calculated based on a detection signal of the angle detector force
  • An interference prevention control unit for generating an output signal for turning the swing post based on a difference in angle of a work front and a command signal from the operation device;
  • the range of the angle difference that the left and right work fronts can contact is an interference danger area, and when the right and left work fronts are adjacent to the interference danger area and the left and right work fronts are stopped, they may come into contact with each other.
  • the second invention includes a lower traveling body provided with a traveling device, an upper vehicle body provided on the upper portion of the lower traveling body and provided with a driver's cab, and left and right sides of a front portion of the upper vehicle body.
  • the left and right swing posts that are pivotable in the direction, the left and right work fronts that are swingable up and down on each of the left and right swing posts, and the operation of the swing posts and the work front are instructed.
  • an angle detector that detects a turning angle of each of the left and right swing posts, an angle detector that detects a vertical rotation angle of the left and right work fronts, and each angle detector Based on the angle difference between the left and right work fronts calculated based on the force detection signal, the posture, and the command signal from the operating device, an output signal for operating the swing post and work front is generated.
  • the interference prevention control unit includes a plurality of reference points provided on the left and right work fronts, and the left and right work fronts are separated by a distance between two reference points at the shortest distance. The distance range that can be contacted is defined as an interference danger area, adjacent to the interference danger area.
  • the left and right work fronts are defined as the quasi-interference risk area where they do not touch when they are stopped but are relatively close to each other, and are likely to come into contact with each other, and are calculated based on the detection signal of the angle detector.
  • a signal for decreasing the operation speed of the work front that reduces the distance between the shortest reference points is output. It is characterized by
  • a third invention is the first or second invention, wherein the interference prevention control unit is configured such that the positional relationship between the left and right work fronts calculated based on a detection signal of the angle detector is the quasi-interference.
  • the degree of deceleration is increased continuously or stepwise as the left and right work fronts approach.
  • a fourth invention is the invention according to any one of the first to third inventions, wherein the interference prevention control unit is configured such that a positional relationship between the left and right work fronts is in an interference risk area, and the operating device force is When an operation signal in the direction in which the work front approaches is input, the approach operation of the left and right work fronts is stopped to avoid interference between the left and right work fronts.
  • a fifth invention is the invention according to any one of the first to third inventions, wherein the interference prevention control unit is configured such that a positional relationship between the left and right work fronts is in an interference risk area, and the operating device force is When an operation signal in a direction in which the work front approaches is input, the operation direction of the left and right work fronts is changed to avoid interference between the left and right work fronts.
  • the relative speed at which the work front approaches in the quasi-interference risk area can be reduced, so that the work front can be prevented from being damaged by the interference of the left and right work fronts.
  • FIG. 1 is a side view showing an external appearance of a double-arm work machine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing the appearance of the double-arm work machine according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an operating device provided in the double-arm working machine according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view showing an operating device provided in the double-arm work machine according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a functional block diagram of a control system for a work front provided in the double-arm work machine according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing an operation direction of the operation device provided in the double-arm work machine according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing the operation direction of the work front corresponding to the operation direction of the operation device provided in the double-arm work machine according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram showing the relationship between the angle difference between the left and right work fronts provided in the double-arm work machine according to the first embodiment of the present invention and the interference Z non-interference between the left and right work fronts.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating still another example of the relationship between the magnitude of the output signal of the interference prevention control unit and the angle difference between the left and right work fronts when the turning operation is relatively approaching.
  • FIG. 15 is a functional block diagram of a control system for a work front provided in a double-arm work machine according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a side view showing the appearance of a double-arm work machine according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view thereof.
  • the upper and lower 'left' and right sides of the aircraft in Fig. 2 are the right 'left' front 'and rear of the aircraft, respectively.
  • the upper swing body 3 is pivotably attached to the lower traveling body 2 provided with the traveling device 1, and the left and right sides of the upper swing body 3 are Cab 4 is installed in the middle of the direction.
  • the upper swing body 3 is provided with a first bracket 6a and a second bracket 6b on the front right side and the left front side of the cab 4 with the center line 3c as a boundary.
  • a power unit 8 incorporating an engine, a pump, and the like is arranged in the side and rear compartments.
  • a swing type first work front A is attached to the first bracket 6a.
  • the first work front A includes a swing post 7a attached to the first bracket 6a so as to be swingable in the horizontal direction about the vertical axis, and a boom 10a attached to the swing post 7a so as to be swingable in the vertical direction.
  • the arm 12a swingably mounted on the boom 10a, the grapple 2 Oa as the first work tool mounted on the arm 12a so as to be pivotable up and down, the swing post 7a and the upper swing A swing cylinder 9a that is connected to the body 3 and swings the swing post 7a left and right around the vertical axis, and a boom cylinder 11a that is connected to the swing post 7a and the boom 10a and swings the boom 10a up and down (Fig.
  • boom cylinder l ib on second work front B
  • arm cylinder 13a connected to boom 10a and arm 12a and moving arm 12a up and down
  • arm 12a and grapple 20a It is connected to, and a work implement cylinder 15a to vertically pivot the grabber pull 20a.
  • the grapple 20a can be arbitrarily replaced with other work tools such as packets, breakers and crushers.
  • the second work front B is provided on the front right side of the upper swing body 3. This is substantially the same configuration as the first work front A, is symmetrical to the first work front A, and the second work front B, which plays the same role as the first work front A, includes the first work front A.
  • the sign of work front A is changed from “a” to “b”, and the description is omitted here.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the operating device in the present embodiment
  • FIG. 4 is a plan view.
  • a driver's seat 49 is installed in the cab 4
  • operating devices 50a and 50b are provided on both the left and right sides of the driver's seat 49.
  • the operating device 50a is an operating device for operating the first work front A
  • the operating device 50b is an operating device for operating the second work front B.
  • the operating device 50a is attached to the operating arm bracket 5la provided on the right side of the driver's seat 49 and to the operating arm bracket 51a so as to be swingable left and right around the swing center axis 73a.
  • a work tool operation switch 56a for instructing start / stop of 20a is provided.
  • the operating device 50a is provided on the operating arm bracket 51a, and is provided on the operating arm 52a and an operating arm displacement detector 57a that detects a displacement amount of the operating arm 52a and transmits a signal.
  • the operation lever vertical displacement detector 581a which detects the vertical displacement of the control lever 54a and transmits a signal, and the control lever that detects the displacement in the front-rear direction and transmits the signal in the same way as this Front / rear direction displacement detector 582a and operation lever 54a are installed on the operation lever 54a.
  • the displacement detector 59a for the rotation lever detects the amount of rotation displacement of the work tool rotation lever 55a and transmits a signal, and the work tool rotation lever 55a.
  • an operation switch displacement detector 60a for detecting a displacement amount of the work tool operation switch 56a and transmitting a signal.
  • the operating device 50b is provided on the left side of the driver's seat, and the configuration thereof is substantially the same as the operating device 50a, and is substantially symmetrical with the operating device 50a.
  • the members of the operating device 50b that perform the same function as the members of the operating device 50a are indicated by changing the subscripts of the operating device 50a from “a” to “b”, and the description thereof is omitted here.
  • Fig. 5 is a functional block diagram of the control system for work fronts A and B. Note that the parentheses in Figure 5 The reference numeral indicates the corresponding component on the second work front B or its operating device 50b side.
  • the control system shown in FIG. 5 is roughly classified into an input system that also has an iso-force and an input signal from the input system. After a predetermined calculation, a control device 61 that generates and outputs a drive signal, and an output system including a drive system (described later) that receives the output signal from the control device 61 and operates the corresponding drive device of the work front Composed.
  • the displacement detectors 57a, 57b, 581a, 581b, 582a, 582b, 59a, 59b, 60a, 60b and the swing axis of the swing posts 7a, 7b are used.
  • sensors such as swing post angle detectors 67a and 67b that are installed near the (vertical axis) and detect the rotation angle of the swing posts 7a and 7b, they are installed at appropriate positions in the cab 4 to prevent interference.
  • An interference prevention switch 110 for switching the Z invalidity is provided.
  • the output system of the control device 61 includes swing post cylinder drive systems 62a and 62b for driving swing post cylinders 9a and 9b for swinging the swing posts 7a and 7b to the left and right, and booms 10a and 10b.
  • Boom cylinder drive system 63a, 63b for driving the boom cylinder 11a, l ib for swinging up and down
  • arm cylinder drive system 64a, 64b for driving the arm cylinder 13a, 13b for swinging the arms 12a, 12b up and down
  • a work tool cylinder driving system 65a, 65b for driving the work tool cylinders 15a, 15b for rotating the grapples 20a, 20b
  • a drive device (not shown) for gripping the grapples 20a, 20b.
  • the control device 61 Based on the signals from the operating arm displacement detectors 57a and 57b and the swing post angle detectors 6 7a and 67b, the control device 61 performs interference prevention control based on the angle difference between the left and right swing posts 7a and 7b.
  • Interference prevention control unit 61F to perform, drive signal generation unit 61A to generate drive signal to swing post cylinder drive system 62a, 62b based on output signal from interference prevention control unit 61F, and vertical displacement for operation lever Based on signals from detectors 581a and 581b, a drive signal generator 61B that generates a drive signal for boom cylinder drive systems 63a and 63b, and signals from front and rear displacement detectors 582a and 582b for the operating lever
  • a drive signal generator 61C for generating a drive signal to the arm cylinder drive systems 64a and 64b, and a displacement detector for the work tool rotation lever Work based on signals from the drive signal generator 61D that generates drive signals to the work tool cylinder drive systems 65a and 65b based on the signals from 59a and 59b, and the displacement detectors 60a and 60b for work tool operation switches
  • a drive signal generator 6 IE for generating drive signals to the tool drive systems 66a and 66b.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the operation direction of the operation device
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the operation direction of the work front corresponding to the operation direction of the operation device.
  • the operation direction and movement direction on the second work front B side are shown in parentheses in each figure and will not be described.
  • the operator sits in the driver's seat 49 and the elbow joint of the right arm is placed on the armrest 53a on the operating arm 52a. Place it on the joint support 77a, grasp the work tool rotation lever 55a, hang your thumb on the work tool operation switch 56a, and place the elbow joint of the left arm on the elbow joint support part 77b of the armrest 53b on the operation arm 52b. Hold the rotation lever 55b and hang a thumb, for example, on the work tool operation switch 56b.
  • the vertical displacement detection for the operating lever is detected.
  • the devices 581a and 581b transmit detection signals to the drive signal generation unit 61B in the control device 61.
  • the drive signal generator 61B transmits a drive signal to the boom cylinder drive systems 63a and 63b.
  • the boom cylinder drive systems 63a and 63b that have received this drive signal extend and retract the boom cylinders 11a and ib.
  • the booms 10a and 10b are swung (turned up and down) in a direction coinciding with the turning direction of the operation levers 54a and 54b (see Y in FIG. 7).
  • the swinging speed of the booms 10a and 10b is in a simple increase relationship (for example, a proportional relationship) with the displacement amount of the operation levers 54a and 54b, and the displacement of the operation levers 54a and 54b is 1 Speed control of Ob swing.
  • the operating levers 54a and 54b are displaced in the front-rear direction (see X in FIG. 16) by operating the gripped work tool turning levers 55a and 55b back and forth, the operating lever fore-and-aft displacement
  • the detectors 582a and 582b transmit detection signals to the drive signal generation unit 61C in the control device 61.
  • the drive signal generator 61C that has received this detection signal transmits a drive signal to the arm cylinder drive systems 64a and 64b. Further, the arm cylinder drive systems 64a and 64b that have received this drive signal expand and contract the arm cylinders 13a and 13b. As a result, the arms 12a and 12b swing (turn back and forth) in a direction coinciding with the turning direction of the operation levers 54a and 54b (see X in FIG. 7).
  • the swing speed of the arms 12a and 12b is in a simple increase relationship (for example, a proportional relationship) with the displacement amount of the operation levers 54a and 54b, and the displacement of the operation levers 54a and 54b is 1 Control the speed of 2b rocking.
  • the work tool turning lever displacement detectors 59a and 59b A detection signal is transmitted to the drive signal generator 61D.
  • the drive signal generator 61D that has received this detection signal transmits a drive signal to the work tool cylinder drive systems 65a and 65b.
  • the work tool cylinder drive systems 65a and 65b that have received this drive signal extend and contract the work tool cylinders 15a and 15b. From this point, the grapples 20a, 20b rotate in a direction that coincides with the rotation direction of the work tool rotation levers 55a, 55b (see Z in FIG. 7).
  • the rotation speed of the grapples 20a and 20b at this time is in a relationship of simple increase (for example, a proportional relationship) with the amount of displacement of the work tool rotation levers 55a and 55b, and the displacement of the work tool rotation levers 55a and 55b is The speed of the rotation of the grapples 20a and 20b is controlled.
  • the work tool operation switch displacement detectors 60a and 60b transmit detection signals to the drive signal generation unit 61E in the control device 61.
  • the drive signal generator 61E transmits a drive signal to the work tool drive systems 66a and 66b.
  • the work tool drive systems 66a and 66b receiving this drive signal open and close the claws of the grapples 20a and 20b.
  • the opening / closing speed of the grapples 20a, 20b at this time is in a relationship of simple increase (for example, proportional relationship) with the displacement amount of the work tool operating switches 56a, 56b, and the displacement of the work tool operating switches 56a, 56b is The speed of the drive is controlled.
  • the grapples 20a and 20b are exchangeable with other work tools.
  • the operation of the mounted work tool is determined by the work tool operation switch 56a, Directed by 56b.
  • the work tool operation switch 56a Directed by 56b.
  • the operation of the breaker is turned ON / OFF by operating the work tool operation switches 56a and 56b.
  • the operating arm displacement detectors 57a and 57b and the swing post angle detector 67a and 67b transmit detection signals to an interference prevention control unit 61F (described later) in the control device 61.
  • the interference prevention control unit 61F calculates a command signal taking into account the interference prevention of the left and right work fronts A and B, and transmits the command signal to the drive signal generation unit 61A.
  • the drive signal generator 61A transmits a drive signal to the swing post cylinder drive systems 62a and 62b.
  • swing post cylinder drive systems 62a and 62b that have received this drive signal extend and retract the swing post cylinders 9a and 9b.
  • the swing posts 7a and 7b are swung in a direction coinciding with the displacement direction of the operation arms 52a and 52b (see W in FIG. 7).
  • the swing speeds of the swing posts 7a and 7b are in a relationship (for example, a proportional relationship) between the displacement amount of the operation arms 52a and 52b and a simple increase, and the displacement of the operation arms 52a and 52b is the swing post.
  • the speed of swinging of 7a and 7b is controlled.
  • the angle 0 a, ⁇ b can be taken in the same way for the left and right swing posts 7a, 7b.
  • the reference line extends from the center of rotation of the swing posts 7a, 7b to the right.
  • the angles formed by the center lines 17a and 17b of the work fronts A and B with respect to 16a and 16b are the angles 0 a and 0, respectively. To do.
  • the reference lines 16a and 16b are parallel to each other.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram showing the relationship between the angle difference ⁇ c between the work fronts A and B and the interference Z non-interference between the work fronts A and B.
  • the relationship between the angle difference ⁇ c and the work fronts A and B shows that the work fronts A and B contact when the angle difference ⁇ c becomes smaller than the threshold value ⁇ cl smaller than 0 (zero).
  • the method for determining this threshold value ⁇ cl is not limited. For example, when the largest and safest value is set for the threshold value, when both work fronts A and B are at the maximum turning radius, that is, the work fronts A and B are maximized in the horizontal direction.
  • the angle difference (or larger value) at which the work fronts A and B come into contact with each other on the center line 3c of the upper swing body 3 when extending to the limit is set as the threshold value ⁇ .
  • This threshold value ⁇ cl is stored in the interference prevention control unit 61F in advance, and the area of 0 c ⁇ 0 cl that is the range of the angular difference that can be touched by this work front A and B is defined as the interference risk area N To do.
  • the threshold value ⁇ c2 (> ⁇ cl) set in consideration of this is stored in the interference prevention control unit 61F, and is the range of the set angular difference that is continuous (adjacent) to the interference risk area.
  • the region of cl ⁇ c ⁇ ⁇ c2 is defined as the quasi-interference risk region M.
  • the region of ⁇ ⁇ > ⁇ c2 is defined as the normal region L because there is no risk of interference between the work fronts A and B regardless of the operating states of the work fronts A and B.
  • FIG. 9 shows an interference prevention control unit 61 during a turning operation in which the work fronts A and B are relatively close to each other.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the relationship between the magnitude of the output signal of F and the angle difference ⁇ c between the work fronts A and B.
  • the horizontal axis represents the angle difference ⁇ c
  • the vertical axis represents the output signal.
  • the output signal is made dimensionless by dividing by the input signal.
  • the output signal is 1 and the output signal calculated based on the input signal is output as it is.
  • Angle difference ⁇ c between work fronts A and B The output signal is ⁇ (0 ⁇ ⁇ 1), and the output signal calculated based on the input signal is subtracted by multiplying by a constant ex and output.
  • the output signal is 0 and an output signal is output to indicate that the work front A and ⁇ turn is stopped.
  • the interference prevention control unit 61F receives the input signals from the operating arm displacement detectors 57a and 57b.
  • the calculated output signal is output to the drive signal generator 61A without being reduced.
  • the angle difference ⁇ c between the left and right swing posts 7a, 7b is in the quasi-interference risk area M, and the input signal from the operation arm displacement detector 57a, 57b is from the quasi-interference risk area M to the interference risk area N.
  • the interference prevention control unit 61F receives the input signals obtained from the displacement detectors 57a and 57b of the operation arm. The calculated output signal is reduced and output to the drive signal generation unit 61A.
  • the input signal from the operation arm displacement detector 87a, 87b is from the quasi-interference risk area M.
  • the interference prevention control unit 61F receives signals from the operation arm displacement detectors 57a and 57b. The output signal calculated based on the input signal is output to the drive signal generator 61A without being reduced.
  • the interference prevention control unit 61F stops the turning operations of the work fronts A and B. An output signal to be stopped is generated and output to the drive signal generation unit 61A.
  • the input signal from the operating arm displacement detectors 57a and 57b receives the input signals from the operating arm displacement detectors 57a and 57b.
  • the output signal calculated based on this is output to the drive signal generator 61A without being reduced.
  • the interference prevention control by the interference prevention control unit 61F described above is turned ON / OFF by an input signal from the interference prevention switch 110.
  • the interference prevention control unit 61F enables the interference prevention control when the input signal with 110 power is ON, and changes the gain of the output signal to the drive signal generation unit 61A according to the area as described above. Let me.
  • the interference prevention control unit 61F invalidates the interference prevention control and generates the drive signal as it is without reducing the output signal calculated based on the input signal regardless of the area.
  • Output to part 61A In other words, the output signal in Fig. 9 is always 1 in each area.
  • the left and right work fronts A and B are provided.
  • the car body of the car is fixed at the first work front A
  • Car parts can be removed at the second work front B.
  • the structure can be grasped at one work front and the structure can be destroyed at the other work front. If there are parts to be protected in the dismantling target, the parts to be protected by the two work fronts A and B can be dropped without having to suspend them with a crane or the like so that they will not fall. It is possible to work in such a way that it does not occur, and it is possible to work efficiently with a small number of workers.
  • the quasi-interference risk area M when the quasi-interference risk area M is provided and the positional relationship between the work fronts A and B approaches within the quasi-interference risk area M, the work is performed before entering the interference risk area N. Since the relative movement speed of front A and B can be reduced, G can be prevented from being destroyed by interference.
  • the magnitude of the output signal output from the interference prevention control unit 61F when the positional relationship between the work fronts A and B is in the quasi-interference risk region is as shown in FIG. 9 (the subtraction rate ⁇ is constant).
  • the present invention is not limited to this, and the subtraction rate may be lowered step by step or may be in the form exemplified below.
  • Fig. 10 is a diagram showing another example of the relationship between the magnitude of the output signal of the interference prevention control unit 61F and the angle difference ⁇ c between the work front A and ⁇ during the turning operation when the work front A and ⁇ are relatively close to each other. is there.
  • the horizontal and vertical axes in Fig. 10 are the same as in Fig. 9.
  • the output signal in the quasi-interference risk area ⁇ is set to continuously decrease from 1 to 0 (zero) as it approaches the interference risk area ⁇ .
  • the example is defined by a non-linear curve with no discontinuities.
  • the relative speed at which the work front A and ⁇ approach is suppressed, and the swing post cylinders 9a and 9b are compared with the example shown in Fig. 9. It is possible to stop slowly.
  • the relationship between the angle difference ⁇ c and the output signal with a non-linear curve that does not have discontinuities as in this example, it is possible to more smoothly and smoothly stop the turning movements of work fronts A and B. it can.
  • Fig. 11 shows another example of the relationship between the magnitude of the output signal of the 1F and the angle difference ⁇ c between the work fronts A and B during the turning operation when the work fronts A and B are relatively close to each other.
  • FIG. The horizontal and vertical axes in Fig. 11 are the same as in Fig. 9.
  • the output signal in the quasi-interference risk area M is set so as to continuously decrease from 1 to 0 (zero) as it approaches the interference risk area N!
  • it is defined by a linear line with a constant slope, and the connection point with the output signal in the normal region / interference risk region N is a discontinuous point.
  • Figures 12 to 14 show still another example of the relationship between the magnitude of the output signal of the control unit 61F and the angular difference ⁇ c between the work fronts A and B when the work fronts A and B are relatively close to each other.
  • FIGS. 9 to 11 reduced the turning speed by multiplying the output signal calculated according to the input signal by the coefficient in the quasi-interference risk region M
  • the upper limit value of the turning speed is set as shown in each figure, and the turning speed is reduced by restricting the turning speed of the work fronts A and B in the semi-interference risk area M. No matter how large the operation amount, the output signal can be suppressed within the upper limit value. In this way, the same effect as in the examples of FIGS. 9 to 11 can be obtained.
  • the turning angle difference ⁇ c defines the dangerous interference area N and the quasi-interference dangerous area M, and the turning movements of the work fronts A and B are controlled based only on the angular difference ⁇ c.
  • the postures of work fronts A and B (for example, vertical position) are also taken into account to define interference danger area N and quasi-interference danger area M 'normal area L, and work fronts A and B Rotating operation of the work ⁇ Control the operation related to vertical swinging appropriately to prevent the interference of work front A and B.
  • the operation related to the vertical swinging of the work fronts A and B refers to the leakage of the booms 10a and 10b, the arms 12a and 12b, and the grapples 20a and 20b.
  • 12a, 12b, grapples 20a, 20b are in the position of the swing angle of the boom 1 Oa, 10b relative to the swing posts 7a, 7b, the pivot angle relative to the arms 12a, 12b relative to the booms 10a, 10b, and the grapple relative to the arms 12a, 12b. It is calculated based on the rotation angles 20a and 20b.
  • FIG. 15 is a functional block diagram of the control system of the work fronts A and B provided in the double-arm work machine according to the second embodiment.
  • the detectors 57a, 57b, 67a, 67b, 581a, 581b, 582a, 582b, 59a, 59b shown in FIG. 5 are used as the input system of the control device 61A.
  • boom angle detectors 68a, 68b for detecting the pivot angle of the booms 10a, 10b relative to the swing posts 7a, 7b, and the pivots of the arms 12a, 12b relative to the booms 10a, 10b
  • Arm angle detectors 69a and 69b for detecting the angle
  • work tool angle detectors 70a and 70b for detecting a rotation angle of the grapples 20a and 20b with respect to the arms 12a and 2lb are further provided.
  • the displacement detectors 57a, 57b, 581a, 581b, 582a, 582b, 59a, and 59b of the operation devices 50a and 50b, and the angle detectors of the working freons A and B 67a, 67b, 68a, 68b, 69a, 69b, 70a, 70b force signals and signals from the interference prevention switch 110 are input to the interference prevention control unit 61FA.
  • the interference prevention controller 61FA Based on these input signals, the interference prevention controller 61FA calculates the positional relationship (angle difference ⁇ c and posture) of the left and right work fronts A and B, and calculates the turning angle and posture of the work fronts A and B. Considering this, prevent interference between work fronts A and B (described later).
  • the output signals to the drive signal generation units 61A to 61E are calculated by the interference prevention control unit 61FA based on each input signal and output to the corresponding drive signal generation unit.
  • the outline of the interference prevention control procedure is as follows.
  • Step 1 Set multiple interference prevention reference points for interference prevention control on the work front.
  • Step 2 Calculate the position coordinates of the interference prevention reference point by link calculation.
  • Step 3 Extract the two points at the shortest distance from the interference prevention reference points on the left and right work fronts, and calculate the distance between the two points (the shortest reference conversion distance).
  • Step 4 Determine the area from the shortest reference point distance.
  • Step 5 Result of region determination and operation signal force Generate an output signal taking into account interference prevention and output it to the corresponding drive signal generator.
  • the processing content of each step is as follows.
  • FIG. 16 is a side view showing the appearance of a double-arm work machine according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 17 is a plan view thereof.
  • the standards for interference prevention control are applied to the left and right work fronts A and B (booms 10a and 10b, arms 12a and 12b, grapples 20a and 20b).
  • the position and quantity of multiple interference prevention reference points 120 are set (may be preset values).
  • the interference danger radii Ri and Rj indicate radii at which there is a risk of contact between the work fronts A and B when the radius interferes with the interference danger radius of the other work front.
  • the work fronts A and B are encased in a cylindrical virtual space formed by connecting a plurality of virtual spheres with radii Ri and Rj centered on the interference prevention reference points 120i and 120j, respectively.
  • the range of the three-dimensional positional relationship between the work fronts A and B where this virtual space interferes with a similar virtual space on the other work front is the interference risk area N.
  • the risk of interference area N is surrounded by a cylindrical virtual space formed by connecting a plurality of virtual spheres of radius RQi and RQj centered on interference prevention reference points 120i and 120j, respectively.
  • This virtual space interferes with a similar virtual space on the other work front
  • the range of the three-dimensional positional relationship between the industrial fronts A and B is the quasi-interference risk area M.
  • the quasi-interference risk area M is adjacent to the interference risk area N and surrounds the interference risk area.
  • the normal region L is the region other than that, that is, the range of the positional relationship in which the work fronts A and B are not at all in contact with each other. The definition of these areas will be explained later using FIG.
  • a reference coordinate system 130 is provided on the upper swing body 3.
  • a point that intersects the lower surface of the upper swing body 3 on the swing center line 3a of the upper swing body 3 is set as the reference coordinate system origin 130a.
  • the direction of each coordinate axis is based on the reference coordinate system origin 130a as the origin, the X axis in the right direction of the upper swing body 3, the Y axis in the forward direction, and the Z axis in the upward direction.
  • FIG. 18 is a conceptual diagram showing the relationship between the distance Sm between the shortest reference points of work fronts A and B and the interference Z non-interference of work fronts A and B.
  • the interference prevention control unit 61F includes the normal area L, the quasi-interference risk area M, and the interference risk area described above. Area N is defined and stored as shown in Figure 18.
  • the distance Sm between the shortest reference points which is the distance between the two extracted interference prevention reference points 120i, 120j, is less than or equal to the sum of the risk of interference radius set for the interference prevention reference points 1201, 120j (Ri + Rj).
  • the region where Sm ⁇ (Ri + Rj) is defined as the interference risk region N.
  • the area where the distance Sm between the shortest reference points is greater than the sum of the risk of interference radius (Ri + Rj) and less than or equal to the sum of the risk of quasi interference radius (RQi + RQj), that is, (Ri + Rj) ⁇ Sm ⁇ (RQi + RQj) is the quasi-interference risk area M.
  • the region where the distance between the shortest reference points Sm is larger than the sum of the quasi-interference risk radii (RQi + RQj), that is, the region where S m> (RQi + RQj) is defined as the normal region L.
  • the distance between the shortest reference points Sm is larger than the sum of the quasi-interference risk radii (RQi + RQj).
  • Crosses right and left, that is, the X coordinate of the interference prevention reference point 120j on the second work front B is larger (xi—xj) than the X coordinate xj of the interference prevention reference point 120i on the first work front A.
  • the positional relationship between the work fronts A and B may be determined as the quasi-interference risk region M.
  • the distance Sm between the shortest reference points is less than or equal to the sum of the quasi-interference risk radii (RQi + RQj), that is, all areas where Sm ⁇ (RQi + RQj) are defined as quasi-interference risk areas M. It is also possible to omit the area N.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example of the relationship between the magnitude of the output signal of the interference prevention control unit 61F A and the distance Sm between the shortest reference points of the work fronts A and B when the work fronts A and B are relatively close to each other.
  • the horizontal axis represents the shortest reference point distance Sm
  • the vertical axis represents the output signal, which is dimensionless. In the example shown in Fig.
  • the output signal instructing the operation to reduce the distance Sm between the shortest reference points is given a certain ratio ⁇ (0 Example of reducing the operating speed of the work front that reduces the shortest reference point distance Sm among the cylinders 9a, 9b, 11a, l ib, 13 a, 13b, 15a, 15b by reducing ⁇ by 1) It is.
  • the calculation procedure of the output signal of the interference prevention control unit 61FA in each region will be described in detail.
  • the interference prevention control unit 61FA can detect the displacement detectors 57a, 57b, 581a, 581 b, 582a, Without subtracting the output signal calculated based on the human power signal of 582b, 59a, 59b, 60a, 60b force, etc., it is output to the corresponding drive signal generator.
  • the distance Sm between the shortest reference points of the left and right work fronts A and B is in the quasi-interference risk area M, and each displacement detector 57a, 57b, 581a, 581b, 582a, 582b, 59a, 59b, 60a, 60b If the input signal is a signal in the direction in which the distance Sm between the shortest reference points is reduced, that is, the direction in which the left and right work fronts A and B are approaching, the interference prevention control unit 61FA receives the displacement detectors 57a, 57b, 581a, 581b, 582a, 582b, 59a, 59b, 60a, 60b The output signal calculated based on the obtained input signal is subtracted and output to the corresponding drive signal generator.
  • each displacement detector 57a, 57b, 581a, 581b, 582a, 582b, 59a, 59b, 60a , 60b force input signal is in the direction in which the distance Sm between the shortest reference points increases, that is, in the direction in which the left and right work fronts A and B are separated
  • the interference prevention control unit 61FA uses each displacement detector 5 7a , 57b, 581a, 581b, 582a, 582b, 59a, 59b, 60a, 60b
  • the output signal calculated based on the input signal is output to the corresponding drive signal generator without being subtracted.
  • the shortest reference point distance Sm between the left and right work fronts A and B is within the interference risk area N, and the input signals of the displacement detectors 57a, 57b, 581a, 581b, 582a, 582b, 59a, 59b, 60a, 60b force Is the signal in the direction in which the distance Sm between the shortest reference points is reduced, that is, the direction in which the left and right work fronts A and B are approaching, the interference prevention control unit 61FA outputs to stop the operation of the left and right work fronts A and B.
  • a signal is generated and output to a corresponding drive signal generation unit. In this case, of the output signals to each drive signal generation unit, it is possible to stop only the operation that becomes the direction component that brings the work fronts A and B closer.
  • the input signal from Ob increases the shortest reference point distance Sm, that is, the left and right work flow.
  • the interference prevention control unit 61FA is based on the input signals of the force detectors 57a, 57b, 581a, 581b, 582a, 582b, 59a, 59b, 60a, 60b. Without reducing the output signal calculated in step 1, it is output to the corresponding drive signal generator.
  • the interference prevention control unit 61FA of the present embodiment can also be configured to switch the effective Z invalidity of the interference prevention control by an input signal from the interference control switch 110 provided in the cab 4, but the interference prevention control is simply performed. Instead of turning on and off, it is possible to switch between the interference prevention control of the first embodiment and the interference prevention control of the present embodiment, or a configuration that can switch such switching to ONZOFF switching. .
  • the turning speeds of the work fronts A and B are controlled according to the angle difference between the work fronts A and B regardless of the postures of the work fronts A and B. In this case, even when the work fronts A and B do not contact even if the coordinate positions of the work fronts A and B are shifted up and down and enter the interference danger area N, the turning operation may be suppressed.
  • the operation speed of the work fronts A and B is controlled by looking at not only the angle difference between the work fronts A and B but also the posture. The work fronts A and B will not be in contact with each other, but the operating speed of the work fronts A and B will be reduced (or stopped).
  • the magnitude of the output signal output by the interference prevention control unit 61FA is as shown in FIG.
  • the subtraction rate may be decreased step by step, or may be as illustrated below.
  • Figure 20 shows another example of the relationship between the magnitude of the output signal of the interference prevention control unit 61F ⁇ and the distance Sm between the shortest reference points of the work fronts A and B when the work front A and ⁇ are relatively close to each other It is.
  • the horizontal and vertical axes in Fig. 20 are the same as those in Fig. 19.
  • the output signal in the quasi-interference risk area M is set to continuously decrease from 1 to 0 (zero) as it approaches the interference risk area N.
  • the example is defined by a non-linear curve with no discontinuities.
  • the relative speed at which the work fronts A and B approach as the position relation between the work fronts A and B gets closer to the interference danger area N is suppressed, and the work fronts A and B are more slowly compared to the example shown in FIG. Can be stopped.
  • the relationship between the shortest reference point distance Sm and the output signal with a non-linear curve that does not have discontinuous points as in this example, the turning motion of the work fronts A and B can be stopped more smoothly. Can be made.
  • FIG. 21 shows still another example of the relationship between the magnitude of the output signal of the interference prevention control unit 61F A and the distance Sm between the shortest reference points of the work fronts A and B when the work fronts A and B are relatively close to each other.
  • FIG. The horizontal and vertical axes in Fig. 21 are the same as those in Fig. 19.
  • the output signal in the quasi-interference risk area M is set to continuously decrease from 1 to 0 (zero) as it approaches the interference risk area N!
  • it is defined by a linear line with a constant slope, and the connection point with the output signal in the normal region / interference risk region N is a discontinuous point.
  • Figures 22 to 24 show yet another example of the relationship between the output signal of the interference prevention control unit 61FA and the distance Sm between the shortest reference points of the work fronts A and B when the work fronts A and B are relatively close to each other.
  • FIG. The horizontal axis in these figures is the shortest reference point distance Sm as in FIG. 19, while the vertical axis represents the upper limit value of the output signal.
  • the operating speed was reduced by multiplying the output signal calculated according to the input signal by a coefficient
  • the upper limit value of the operation speed is set as shown in each figure, and the operation speed is reduced by limiting the operation speed of the work fronts A and B in the quasi-interference risk area M. No matter how large the operation amount, the output signal can be suppressed within the upper limit value. Even in this case, substantially the same effect as the example of FIGS. 19 to 21 can be obtained.
  • the operation of the work front is decelerated in the quasi-interference risk area M, and the work front may be stopped when the work front may still interfere in the interference risk area N.
  • the work fronts A and B still interfere even if the operation is decelerated

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Abstract

　運転室４を備えた上部旋回体３の前部に設けた左右のスイングポスト７ａ，ｂに、それぞれ上下に揺動自在に左右の作業フロントＡ，Ｂを設けた双腕作業機械において、作業フロントＡ，Ｂの角度差及び操作装置からの指令信号に基づき、スイングポスト７ａ，ｂを旋回動作させる出力信号を生成する干渉防止制御部を備え、この干渉防止制御部は、作業フロントＡ，Ｂが接触し得る角度差の範囲を干渉危険領域、この干渉危険領域に連続する設定の角度差の範囲を準干渉危険領域と定義した場合、作業フロントＡ，Ｂの角度差が準干渉危険領域にあって作業フロントＡ，Ｂが相対的に近付くとき、スイングポスト７ａ，ｂを旋回動作させる出力信号を減少させ他方の作業フロントに向かって旋回する作業フロントの旋回動作を減速させる。これにより、左右の作業フロントの干渉による作業フロントの破損を防止することができる。

Description

明 細 書
双腕作業機械
技術分野
[0001] 本発明は、構造物解体工事、廃棄物解体工事、道路工事、建設工事、土木工事等 に使用される作業機械に係り、特に 2台の多関節型の作業フロントを備えた双腕作業 機械に関する。
背景技術
[0002] 一般の油圧ショベルは、上部車体にブーム及びアーム力 なる多関節型の作業フ ロントを俯仰動可能に連結し、アーム先端にパケットを上下揺動自在に取り付けた構 成である力 パケットに代えてブレーカやクラッシャ、グラップル等を装着することで、 構造物解体工事、廃棄物解体工事、土木建設工事等に使用される作業機械を構成 する場合がある。この種の作業機械の作業フロントは一般に 1台であるが、近年では 2台の作業フロントを備えた作業機械も提唱されている。こうした双腕作業機械では、 2台の作業フロントを備えることで、例えば一方の作業フロントで被解体物を解体する 際に他方の作業フロントで被解体物を把持する等、作業フロントが 1台の従来の作業 機械単体では難し力つた様々な動作が可能になり、作業の安定性や効率の面でメリ ットがある (特許文献 1等参照)。
[0003] 特許文献 1 :特開平 11 181815号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] し力しながら、上記のような双腕作業機械は、互 、の作業半径が一部重なり合うよう に左右の作業フロントを構成した場合、左右の作業フロントが相対的に近付くように 左右の作業フロントの 、ずれか又は双方をスイングさせると、左右のフロントが接触す る場合がある。この場合、作業フロントの旋回速度によっては左右の作業フロントが干 渉することにより破損する恐れがある。
[0005] 本発明は上記に鑑みなされたものであり、左右の作業フロントの干渉による作業フ ロントの破損を防止することができる双腕作業機械を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段
[0006] 上記目的を達成するために、第 1の本発明は、走行装置を備えた下部走行体と、こ の下部走行体の上部に設けられ運転室を備えた上部車体と、この上部車体の前部 の左右両側にそれぞれ左右方向に旋回自在に設けた左右のスイングポストと、これら 左右のスイングポストにそれぞれ上下に揺動自在に設けた左右の作業フロントと、前 記スイングポストと前記作業フロントの動作を指示する操作装置を有する双腕作業機 械において、前記左右のスイングポストの旋回角度をそれぞれ検出する角度検出器 と、前記角度検出器力 の検出信号を基に算出した前記左右の作業フロントの角度 差及び前記操作装置からの指令信号に基づき、前記スイングポストを旋回動作させ る出力信号を生成する干渉防止制御部を備え、前記干渉防止制御部は、前記左右 の作業フロントが接触し得る角度差の範囲を干渉危険領域、この干渉危険領域に隣 接し前記左右の作業フロントが停止した状態では接触しないが相対的に近付く場合 には接触する恐れがある範囲を準干渉危険領域と定義し、前記角度検出器の検出 信号を基に演算した前記左右の作業フロントの角度差が前記準干渉危険領域にあ つて前記左右の作業フロントが相対的に近付くとき、前記スイングポストの旋回速度 を減少させる信号を出力することを特徴とする。
[0007] 第 2の発明は、走行装置を備えた下部走行体と、この下部走行体の上部に設けら れ運転室を備えた上部車体と、この上部車体の前部の左右両側にそれぞれ左右方 向に旋回自在に設けた左右のスイングポストと、これら左右のスイングポストにそれぞ れ上下に揺動自在に設けた左右の作業フロントと、前記スイングポストと前記作業フ ロントの動作を指示する操作装置を有する双腕作業機械において、前記左右のスィ ングポストの旋回角度をそれぞれ検出する角度検出器と、前記左右の作業フロントの 上下の回動角度を検出する角度検出器と、各角度検出器力 の検出信号を基に算 出した前記左右の作業フロントの角度差、姿勢及び前記操作装置からの指令信号に 基づき、前記スイングポスト及び作業フロントを動作させる出力信号を生成する干渉 防止制御部を備え、前記干渉防止制御部は、前記左右の作業フロント上にそれぞれ 設けた複数の基準点のうち最短距離にある 2つの基準点間距離によって、左右の作 業フロントが接触し得る距離範囲を干渉危険領域、この干渉危険領域に隣接し前記 左右の作業フロントが停止した状態では接触しないが相対的に近付く場合には接触 する恐れがある範囲を準干渉危険領域と定義し、前記角度検出器の検出信号を基 に演算した前記左右の作業フロントの最短基準点間距離が前記準干渉危険領域に あって前記左右の作業フロントが相対的に近付くとき、前記最短基準点間距離を減 少させる前記作業フロントの動作速度を減少させる信号を出力することを特徴とする
[0008] 第 3の発明は、第 1又は第 2の発明において、前記干渉防止制御部は、前記角度 検出器の検出信号を基に演算した前記左右の作業フロントの位置関係が前記準干 渉危険領域にあって前記左右の作業フロントが相対的に近付くとき、前記左右の作 業フロントが近付くにつれて連続的又は段階的に減速の度合を大きくすることを特徴 とする。
[0009] 第 4の発明は、第 1〜第 3のいずれかの発明において、前記干渉防止制御部は、 前記左右の作業フロントの位置関係が干渉危険領域にあって前記操作装置力 前 記左右の作業フロントが接近する方向の操作信号が入力された場合、前記左右の作 業フロントの接近動作を停止させることで、前記左右の作業フロントの干渉を回避す ることを特徴とする。
[0010] 第 5の発明は、第 1〜第 3のいずれかの発明において、前記干渉防止制御部は、 前記左右の作業フロントの位置関係が干渉危険領域にあって前記操作装置力 前 記左右の作業フロントが接近する方向の操作信号が入力された場合、前記左右の作 業フロントの動作方向を変更することで、前記左右の作業フロントの干渉を回避する ことを特徴とする。
発明の効果
[0011] 本発明によれば、準干渉危険領域で作業フロントが接近する相対速度を減じること ができるので、左右の作業フロントの干渉による作業フロントの破損を防止することが できる。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]本発明の第 1実施形態に係る双腕作業機械の外観を示す側面図である。
[図 2]本発明の第 1実施形態に係る双腕作業機械の外観を示す平面図である。 [図 3]本発明の第 1実施形態に係る双腕作業機械に備えられた操作装置を示す斜視 図である。
[図 4]本発明の第 1実施形態に係る双腕作業機械に備えられた操作装置を示す平面 図である。
圆 5]本発明の第 1実施形態に係る双腕作業機械に備えられた作業フロントの制御 系の機能ブロック図である。
圆 6]本発明の第 1実施形態に係る双腕作業機械に備えられた操作装置の操作方向 を示す図である。
圆 7]本発明の第 1実施形態に係る双腕作業機械に備えられた操作装置の操作方向 に対応する作業フロントの動作方向を示す図である。
圆 8]本発明の第 1実施形態に係る双腕作業機械に備えられた左右の作業フロントの 角度差と左右の作業フロントの干渉 Z非干渉の関係を表した概念図である。
圆 9]本発明の第 1実施形態に係る双腕作業機械に備えられた左右の作業フロントが 相対的に近付く旋回動作時における干渉防止制御部の出力信号の大きさと左右の 作業フロントの角度差との関係の一例を表す図である。
圆 10]本発明の第 1実施形態に係る双腕作業機械に備えられた左右の作業フロント が相対的に近付く旋回動作時における干渉防止制御部の出力信号の大きさと左右 の作業フロントの角度差との関係の他の例を表す図である。
圆 11]本発明の第 1実施形態に係る双腕作業機械に備えられた左右の作業フロント が相対的に近付く旋回動作時における干渉防止制御部の出力信号の大きさと左右 の作業フロントの角度差との関係のさらに他の例を表す図である。
圆 12]本発明の第 1実施形態に係る双腕作業機械に備えられた左右の作業フロント が相対的に近付く旋回動作時における干渉防止制御部の出力信号の大きさと左右 の作業フロントの角度差との関係のさらに他の例を表す図である。
圆 13]本発明の第 1実施形態に係る双腕作業機械に備えられた左右の作業フロント が相対的に近付く旋回動作時における干渉防止制御部の出力信号の大きさと左右 の作業フロントの角度差との関係のさらに他の例を表す図である。
圆 14]本発明の第 1実施形態に係る双腕作業機械に備えられた左右の作業フロント が相対的に近付く旋回動作時における干渉防止制御部の出力信号の大きさと左右 の作業フロントの角度差との関係のさらに他の例を表す図である。
[図 15]本発明の第 2実施形態に係る双腕作業機械に備えられた作業フロントの制御 系の機能ブロック図である。
圆 16]本発明の第 2実施形態に係る双腕作業機械の外観を示す側面図である。 圆 17]本発明の第 2実施形態に係る双腕作業機械の外観を示す平面図である。 圆 18]本発明の第 2実施形態に係る双腕作業機械に備えられた左右の作業フロント の最短基準点間距離と左右の作業フロントの干渉 Z非干渉の関係を表した概念図 である。
圆 19]本発明の第 2実施形態に係る双腕作業機械に備えられた左右の作業フロント が相対的に近付く動作時における干渉防止制御部の出力信号の大きさと左右の作 業フロントの最短基準点間距離との関係の一例を表す図である。
圆 20]本発明の第 2実施形態に係る双腕作業機械に備えられた左右の作業フロント が相対的に近付く動作時における干渉防止制御部の出力信号の大きさと左右の作 業フロントの最短基準点間距離との関係の他の例を表す図である。
圆 21]本発明の第 2実施形態に係る双腕作業機械に備えられた左右の作業フロント が相対的に近付く動作時における干渉防止制御部の出力信号の大きさと左右の作 業フロントの最短基準点間距離との関係のさらに他の例を表す図である。
圆 22]本発明の第 2実施形態に係る双腕作業機械に備えられた左右の作業フロント が相対的に近付く動作時における干渉防止制御部の出力信号の大きさと左右の作 業フロントの最短基準点間距離との関係のさらに他の例を表す図である。
圆 23]本発明の第 2実施形態に係る双腕作業機械に備えられた左右の作業フロント が相対的に近付く動作時における干渉防止制御部の出力信号の大きさと左右の作 業フロントの最短基準点間距離との関係のさらに他の例を表す図である。
圆 24]本発明の第 2実施形態に係る双腕作業機械に備えられた左右の作業フロント が相対的に近付く動作時における干渉防止制御部の出力信号の大きさと左右の作 業フロントの最短基準点間距離との関係のさらに他の例を表す図である。
符号の説明 [0013]
2 下部走行体
3 上部旋回体
4
7a, b スイングポスト
50a, b
57a, b 操作アーム用変位検出器
60a, b 作業具操作スィッチ用変位検出器
61F 干渉防止制御部
61FA 干渉防止制御部
67a, b スイングポスト角度検出器
68a, b ブーム角度検出器
69a, b アーム角度検出器
70a, b 作業具角度検出器
110 干渉防止用スィッチ
581a, b 操作レバー用上下方向変位検出器
582a, b 操作レバー用前後方向変位検出器
583a, b 作業具回動レバー用変位検出器
A, B 作業フロント
L 通常領域
M 準干渉危険領域
N 干渉危険領域
Sm 最短基準点間距離
0 c
発明を実施するための最良の形態
[0014] 以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
(第 1実施形態）
<本体の構成 > 図 1は本発明の第 1実施形態に係る双腕作業機械の外観を示す側面図、図 2はそ の平面図である。以下の説明において、図 2における機体の上 ·下 '左'右をそれぞ れ機体の右'左 '前 '後とする。
図 1及び図 2に示したように、本実施形態の双腕作業機械には、走行装置 1を備え た下部走行体 2に上部旋回体 3が旋回可能に取付けられ、上部旋回体 3の左右方向 のほぼ中央に運転室 4が取付けられている。上部旋回体 3には、その中心線 3cを境 として運転室 4の前方右側及び前方左側には第 1ブラケット 6a及び第 2ブラケット 6b がそれぞれ設けられており、上部旋回体 3における運転室 4の側方及び後部の区画 にはエンジンやポンプ等を内蔵したパワーユニット 8が配置されている。
[0015] <第 1作業フロントの構成 >
第 1ブラケット 6aには、スイング式の第 1作業フロント Aが取付けられている。この第 1 作業フロント Aは、第 1ブラケット 6aに縦軸回りに左右方向に揺動自在に取付けられ たスイングポスト 7aと、このスイングポスト 7aに上下方向に揺動自在に取付けられた ブーム 10aと、このブーム 10aに上下方向に揺動自在に取付けられたアーム 12aと、 このアーム 12aに上下方向に回動自在に取付けられた第 1作業具であるグラップル 2 Oaと、スイングポスト 7aと上部旋回体 3とに連結され、スイングポスト 7aを縦軸回りに 左右揺動させる揺動用シリンダ 9aと、スイングポスト 7aとブーム 10aとに連結され、ブ ーム 10aを上下揺動させるブームシリンダ 11a (図示せず、第 2作業フロント Bのブー ムシリンダ l ib参照）と、ブーム 10aとアーム 12aとに連結され、アーム 12aを上下摇 動させるアームシリンダ 13aと、そのアーム 12aとグラップル 20aとに連結され、グラッ プル 20aを上下回動させる作業具シリンダ 15aとを有している。
グラップル 20aは、パケット、ブレーカ、クラッシャ等の他の作業具に任意に交換可 能である。
[0016] <第 2作業フロントの構成 >
第 2作業フロント Bは、上部旋回体 3の前部右側に設けられている。これは第 1作業 フロント Aと実質同様の構成で、第 1作業フロント Aと左右対称に構成されており、第 1 作業フロント Aと同じ役割を果たす第 2作業フロント Bの部材には、第 1作業フロント A の符号の添宇を「a」から「b」に変えて示すことにし、ここでは説明を省略する。 [0017] <操作装置の構成 >
図 3は本実施形態における操作装置を示す斜視図、図 4は平面図である。 図 3及び図 4に示すように、運転室 4内には運転席 49が設置され、運転席 49の左 右両側には操作装置 50a, 50bが設けられている。操作装置 50aは第 1作業フロント A操作用の操作装置であり、操作装置 50bは第 2作業フロント B操作用の操作装置 である。
[0018] 操作装置 50aは、運転席 49の右側に設けられた操作アームブラケット 5 laと、この 操作アームブラケット 51aに揺動中心軸線 73a回りに左右揺動自在に取付けられ、ス イングポスト 7aの左右の揺動を指示する操作アーム 52aと、この操作アーム 52aの先 端部分に上下前後に回動自在に取付けられ、ブーム 10a及びアーム 12aの動作を 指示する横置きの操作レバー 54aと、この操作レバー 54aの周囲に、操作レバー 54a の軸心回りに回動自在に取付けられ、グラップル 20aの回動を指示する作業具回動 レノ一 55aと、操作レバー 54aの先端部に取り付けられ、グラップル 20aの始動.停止 を指示する作業具操作スィッチ 56aとを備えて 、る。
[0019] また、操作装置 50aは、操作アームブラケット 51aに設けられ、操作アーム 52aの摇 動変位量を検出して信号を発信する操作アーム用変位検出器 57aと、操作アーム 5 2aに設けられ、操作レバー 54aの上下方向の変位量を検出して信号を発信する操 作レバー用上下方向変位検出器 581aと、これと同様に前後方向の変位量を検出し て信号を発信する操作レバー用前後方向変位検出器 582aと、操作レバー 54aに設 けられ、作業具回動レバー 55aの回転変位量を検出して信号を発信する回動レバー 用変位検出器 59aと、作業具回動レバー 55aに設けられ、作業具操作スィッチ 56a の変位量を検出して信号を発信する操作スィッチ用変位検出器 60aとを有して ヽる。
[0020] 操作装置 50bは運転席の左側に設けられ、その構成は操作装置 50aと実質同様で 操作装置 50aとほぼ左右対称に構成されている。操作装置 50aの部材と同じ機能を 果たす操作装置 50bの部材には、操作装置 50aの符号の添字を「a」から「b」に変え て示すことにし、ここでは説明を省略する。
[0021] <制御装置の構成 >
図 5は作業フロント A, Bの制御系の機能ブロック図である。なお、図 5における括弧 内の符号は第 2作業フロント B又はその操作装置 50b側の対応の構成要素をさして いる。
図 5に示した制御系は、大きく分類して、上記の操作装置の変位検出器や作業フロ ントの角度検出器 (後述)等力もなる入力系と、この入力系からの入力信号を受けて 所定の演算をした後、駆動信号を生成し出力する制御装置 61と、制御装置 61から の出力信号を受け、作業フロントの対応の駆動装置を動作させる駆動系（後述)から なる出力系とから構成される。
[0022] 制御装置 61の入力系としては、上記の各変位検出器 57a, 57b, 581a, 581b, 5 82a, 582b, 59a, 59b, 60a, 60bや、スイングポスト 7a, 7bの摇動軸心（縦軸）付 近に取付けられスイングポスト 7a, 7bの回転角を検出するスイングポスト角度検出器 67a, 67bといったセンサの他、運転室 4内の適宜の位置に設けられ、干渉防止の有 効 Z無効を切替える干渉防止用スィッチ 110が設けられて 、る。
[0023] また、制御装置 61の出力系としては、スイングポスト 7a, 7bを左右揺動させるため のスイングポストシリンダ 9a, 9bを駆動するスイングポストシリンダ駆動系 62a, 62bと 、ブーム 10a, 10bを上下揺動させるためのブームシリンダ 11a, l ibを駆動するブー ムシリンダ駆動系 63a, 63bと、アーム 12a, 12bを上下揺動させるためのアームシリ ンダ 13a, 13bを駆動するアームシリンダ駆動系 64a, 64bと、グラップル 20a, 20bを 回動させるための作業具シリンダ 15a, 15bを駆動する作業具シリンダ駆動系 65a, 6 5bと、グラップル 20a, 20bの把持動作のための駆動装置（図示せず）を駆動する作 業具駆動系 66a, 66bと力 S設けられている。
[0024] 制御装置 61は、操作アーム用変位検出器 57a, 57b、スイングポスト角度検出器 6 7a, 67bからの信号を基に、左右のスイングポスト 7a, 7bの角度差から干渉防止制 御を行う干渉防止制御部 61Fと、干渉防止制御部 61Fからの出力信号を基にスイン グポストシリンダ駆動系 62a, 62bへの駆動信号を生成する駆動信号生成部 61 Aと、 操作レバー用上下方向変位検出器 581a, 581bからの信号を基にブームシリンダ駆 動系 63a, 63bへの駆動信号を生成する駆動信号生成部 61Bと、操作レバー用前 後方向変位検出器 582a, 582bからの信号を基にアームシリンダ駆動系 64a, 64b への駆動信号を生成する駆動信号生成部 61Cと、作業具回動レバー用変位検出器 59a, 59bからの信号を基に作業具シリンダ駆動系 65a, 65bへの駆動信号を生成 する駆動信号生成部 61Dと、作業具操作スィッチ用変位検出器 60a, 60bからの信 号を基に作業具駆動系 66a, 66bへの駆動信号を生成する駆動信号生成部 6 IEと を有している。
[0025] 次に、図 6及び図 7を用いて、第 1作業フロント A及び第 2作業フロント Bの動作につ いて説明する。
図 6は操作装置の操作方向を示す図、図 7は操作装置の操作方向に対応する作業 フロントの動作方向を示す図である。第 2作業フロント B側の操作方向及び動作方向 につ ヽては各図中に括弧書きで示し説明を省略する。
[0026] <操作姿勢 >
操作装置 50a, 50bを操作して第 1作業フロント A及び第 2作業フロント Bを動かす には、操作者は運転席 49に着座し、右腕の肘関節を操作アーム 52a上のアームレス ト 53aの肘関節支持部 77aに載せ、作業具回動レバー 55aを握り作業具操作スイツ チ 56aに親指を懸けると共に、左腕の肘関節を操作アーム 52b上のアームレスト 53b の肘関節支持部 77bに載せ、作業具回動レバー 55bを握り作業具操作スィッチ 56b に例えば親指を懸ける。
[0027] <操作レバー操作による動作 >
上記作業姿勢をとり、把持した作業具回動レバー 55a, 55bを上下に操作すること により操作レバー 54a, 54bを上下方向（図 6の y参照）に変位させると、操作レバー 用上下方向変位検出器 581a, 581bは、制御装置 61内の駆動信号生成部 61Bへ 検出信号を発信する。次に、この検出信号を受けた駆動信号生成部 61Bは、ブーム シリンダ駆動系 63a, 63bに駆動信号を発信する。さらに、この駆動信号を受けたブ 一ムシリンダ駆動系 63a, 63bは、ブームシリンダ 11a, l ibを伸縮させる。これにより ブーム 10a, 10bが操作レバー 54a, 54bの回動方向と一致する向きに揺動（上下に 回動)する（図 7の Y参照)。
[0028] このとき、ブーム 10a, 10bの揺動速度は、操作レバー 54a, 54bの変位量と単純増 加の関係（例えば比例関係）にあり、操作レバー 54a, 54bの変位は、ブーム 10a, 1 Obの揺動を速度制御する。 [0029] 同様に、把持した作業具回動レバー 55a, 55bを前後に操作することにより操作レ バー 54a, 54bを前後方向（図 16の X参照）に変位させると、操作レバー用前後方向 変位検出器 582a, 582bは、制御装置 61内の駆動信号生成部 61Cへ検出信号を 発信する。次に、この検出信号を受けた駆動信号生成部 61Cは、アームシリンダ駆 動系 64a, 64bに駆動信号を発信する。さらに、この駆動信号を受けたアームシリン ダ駆動系 64a, 64bは、アームシリンダ 13a, 13bを伸縮させる。これによりアーム 12a , 12bが操作レバー 54a, 54bの回動方向と一致する向きに揺動（前後に回動）する（ 図 7の X参照）。
[0030] このとき、アーム 12a, 12bの揺動速度は、操作レバー 54a, 54bの変位量と単純増 加の関係（例えば比例関係）にあり、操作レバー 54a, 54bの変位は、アーム 12a, 1 2bの揺動を速度制御する。
[0031] <回動レバー操作による動作 >
また、作業具回動レバー 55a, 55bを回動中心軸線 74a, 74b回りに回動させる（図 6の z参照）と、作業具回動レバー用変位検出器 59a, 59bは、制御装置 61内の駆動 信号生成部 61Dへ検出信号を発信する。次に、この検出信号を受けた駆動信号生 成部 61Dは、作業具シリンダ駆動系 65a, 65bに駆動信号を発信する。さらに、この 駆動信号を受けた作業具シリンダ駆動系 65a, 65bは、作業具シリンダ 15a, 15bを 伸縮させる。これ〖こよりグラップル 20a, 20bが作業具回動レバー 55a, 55bの回動方 向と一致する方向に回動する（図 7の Z参照)。
[0032] このときのグラップル 20a, 20bの回動速度は作業具回動レバー 55a, 55bの変位 量と単純増加の関係（例えば比例関係）にあり、作業具回動レバー 55a, 55bの変位 はグラップル 20a, 20bの回動を速度制御する。
[0033] <操作スィッチ操作による動作 >
また、作業具操作スィッチ 56a, 56bを操作すると、作業具操作スィッチ変位検出器 60a, 60bは、制御装置 61内の駆動信号生成部 61Eへ検出信号を発信する。次に、 この検出信号を受けた駆動信号生成部 61Eは、作業具駆動系 66a, 66bに駆動信 号を発信する。さらに、この駆動信号を受けた作業具駆動系 66a, 66bは、グラップ ル 20a, 20bの爪を開閉駆動させる。 [0034] このときのグラップル 20a, 20bの開閉速度は作業具操作スィッチ 56a, 56bの変位 量と単純増加の関係（例えば比例関係）にあり、作業具操作スィッチ 56a, 56bの変 位は作業具の駆動を速度制御する。
[0035] なお、前述したようにグラップル 20a, 20bは他の作業具と交換可能である力 それ 自体が動作する作業具を装着する場合、装着した作業具の動作が作業具操作スィ ツチ 56a, 56bにより指示される。例えば、作業具としてブレーカを用いるときには、作 業具操作スィッチ 56a, 56bの操作により、ブレーカの動作が ONZOFFされる。
[0036] <操作アーム操作による動作 >
また、操作者が操作装置 50a, 50bの操作アーム 52a, 52bを例えば前腕部で左右 に揺動させる（図 6の w参照）と、操作アーム用変位検出器 57a, 57b及びスイングポ スト角度検出器 67a, 67bは、制御装置 61内の干渉防止制御部 61F (後述)へ検出 信号を発信する。干渉防止制御部 61Fは、干渉防止スィッチ 110からの入力信号が ONのとき、左右の作業フロント A, Bの干渉防止を加味した指令信号を演算し駆動 信号生成部 61 Aに発信する。駆動信号生成部 61 Aは、スイングポストシリンダ駆動 系 62a, 62bに駆動信号を発信する。さらに、この駆動信号を受けたスイングポストシ リンダ駆動系 62a, 62bは、スイングポストシリンダ 9a, 9bを伸縮させる。これによりス イングポスト 7a, 7bが操作アーム 52a, 52bの変位方向と一致する方向に揺動される (図 7の W参照）。
[0037] このとき、スイングポスト 7a, 7bの揺動速度は、操作アーム 52a, 52bの変位量と単 純増加の関係（例えば比例関係）にあり、操作アーム 52a, 52bの変位は、スイングポ スト 7a, 7bの揺動を速度制御する。
[0038] <干渉防止制御部による動作制御 >
ここでは制御装置 61内の干渉防止制御部 61Fの演算内容につ 、て詳しく述べる。 まず、図 2に示すように、右スイングポスト 7aの角度 0 a ( >0)と左スイングポスト 7bの 角度 0 b ( >O)とし、それらの角度差を 0 c ( = 0 b— 0 a)とする。このとき、角度 0 a, Θ bのとり方は、左右のスイングポスト 7a, 7bで同じようにとれば足りる力 本例では、 スイングポスト 7a, 7bの回動中心から右側方に向かって延びる基準線 16a, 16bに 対して、それぞれ作業フロント A, Bの中心線 17a, 17bがなす角度を角度 0 a, 0 と する。基準線 16a, 16bは互いに平行である。
[0039] 図 8は作業フロント A, Bの角度差 Θ cと作業フロント A, Bの干渉 Z非干渉の関係を 表した概念図である。
図 8において、上記角度差 Θ cと作業フロント A, Bの関係を見ると、角度差 Θ cが 0 ( ゼロ）より小さい閾値 Θ clよりも小さくなつたときに、作業フロント A, Bが接触する。こ の閾値 Θ clの決め方は限定されないが、例えば閾値に最も大きく安全な値を設定 する場合、作業フロント A, Bがともに最大旋回半径にあるとき、つまり作業フロント A, Bを水平方向に最大限に延ばしたときに、作業フロント A, Bが上部旋回体 3の中心 線 3c上で接触する角度差 (或いはそれよりも大きな値)を閾値 Θ とする。干渉防止 制御部 61Fには、この閾値 Θ clが予め格納されており、この作業フロント A, Bが接 触し得る角度差の範囲である 0 c≤ 0 clの領域を干渉危険領域 Nと定義する。
[0040] 一方、 θ > Θ clの領域は作業フロント A, Bが停止した状態では機械構造的に干 渉し得ない領域であっても、作業フロント A, Bの動作を急停止させることが難しいこと もあるため、作業フロント A, Bが干渉しない領域内で操作していても干渉危険領域 近くで作業フロント A, Bが相対的に近付く場合、動作速度によっては作業フロント A , Bが干渉危険領域に侵入し干渉する恐れがある。そこで、このことを考慮して設定さ れた閾値 Θ c2 ( > Θ cl)が干渉防止制御部 61Fに格納されており、干渉危険領域に 連続（隣接)する設定の角度差の範囲である Θ cl < Θ c≤ Θ c2の領域を準干渉危険 領域 Mと定義する。
[0041] θ ο> θ c2の領域は作業フロント A, Bの動作状態によらず作業フロント A, Bの干 渉の恐れがな 、通常領域 Lと定義する。
[0042] 図 9は作業フロント A, Bが相対的に近付く旋回動作時における干渉防止制御部 61
Fの出力信号の大きさと作業フロント A, Bの角度差 Θ cとの関係の一例を表す図であ る。
図 9において、横軸は角度差 Θ c、縦軸は出力信号を表している。出力信号は入力 信号で除することによって無次元化してある。図 9の例では、作業フロント A, Bの角 度差 Θ cが通常領域 Lにあるとき、出力信号は 1となり入力信号を基に演算された出 力信号がそのまま出力される。作業フロント A, Bの角度差 Θ cが準干渉危険領域 M にあるとき、出力信号は α (0< α < 1)となり入力信号を基に演算された出力信号が 一定の exを乗じることにより減じられ出力される。作業フロント A, Βの角度差 Θ cが干 渉危険領域 Νにあるとき、出力信号は 0となり作業フロント A, Βの旋回停止を指示す る出力信号が出力される。
[0043] 次に各領域における干渉防止制御部 61Fの出力信号の演算手順を説明する。
i)通常領域 L
左右のスイングポスト 7a, 7bの角度差 Θ cが通常領域 L、つまり準干渉危険領域 M の外にある場合、干渉防止制御部 61Fは、操作アーム用変位検出器 57a, 57bから の入力信号を基に演算した出力信号を減じることなくそのまま駆動信号生成部 61A に出力する。
[0044] ii)準干渉危険領域 M
左右のスイングポスト 7a, 7bの角度差 Θ cが準干渉危険領域 Mにあり、かつ操作ァ ーム用変位検出器 57a, 57bからの入力信号が、準干渉危険領域 Mから干渉危険 領域 Nに近付く信号、つまり左右の作業フロント A, Bを相対的に近付ける動作を指 令する信号であった場合、干渉防止制御部 61Fは、操作アームの変位検出器 57a, 57bから得られた入力信号を基に演算した出力信号を減じて駆動信号生成部 61A に出力する。
[0045] 逆に、左右のスイングポスト 7a, 7bの角度差 Θ cが準干渉危険領域 Mにあっても、 操作アーム用変位検出誰 87a, 87bからの入力信号が、準干渉危険領域 Mから通 常領域 Lに近付く信号、つまり左右の作業フロント A, Bを相対的に遠ざける動作を指 令する信号であった場合、干渉防止制御部 61Fは、操作アーム用変位検出器 57a, 57bからの入力信号を基に演算した出力信号を減じることなくそのまま駆動信号生成 部 61Aに出力する。
[0046] iii)干渉危険領域 N
左右のスイングポスト 7a, 7bの角度差 Θ cがすでに干渉危険領域 Nにあり、かつ操 作アーム用変位検出器 57a, 57bからの入力信号が、準干渉危険領域 Mからさらに 遠ざ力る信号、つまり左右の作業フロント A, Bをなお相対的に近付ける動作を指令 する信号であった場合、干渉防止制御部 61Fは、作業フロント A, Bの旋回動作を停 止させる出力信号を生成し駆動信号生成部 61Aに出力する。
[0047] し力し、左右のスイングポスト 7a, 7bの角度差 Θ cが干渉危険領域 Nにあっても、操 作アーム用変位検出器 57a, 57bからの入力信号が、準干渉危険領域 Mに近付く信 号、つまり左右の作業フロント A, Bを相対的に遠ざける動作を指令する信号であつ た場合、干渉防止制御部 61Fは、操作アーム用変位検出器 57a, 57bからの入力信 号を基に演算した出力信号を減じることなくそのまま駆動信号生成部 61Aに出力す る。
[0048] <干渉防止制御の ONZOFF>
上記で説明した干渉防止制御部 61Fによる干渉防止制御は、上記干渉防止用スィ ツチ 110からの入力信号によって ONZOFFされる。つまり、干渉防止スィッチ 110 力もの入力信号が ONのとき干渉防止制御部 61Fは干渉防止制御を有効にし、先に 説明したように領域に応じて駆動信号生成部 61Aへの出力信号のゲインを変化させ る。それに対し、干渉防止スィッチ 110からの入力信号が OFFのとき干渉防止制御 部 61Fは干渉防止制御を無効にし、領域に関わらず、入力信号を基に演算した出力 信号を減じることなくそのまま駆動信号生成部 61Aに出力する。つまり、図 9における 出力信号を各領域で常時 1とする。
[0049] <作用効果 >
上記のように動作する双腕作業機械によれば、左右の作業フロント A, Bを備えてい るため、例えば自動車解体作業にぉ 、て第 1作業フロント Aにて自動車の車体を固 定し、第 2作業フロント Bで自動車の部品を取り外すことができる。また、ブレーカゃク ラッシャ、鉄筋カツタ等を用いて構造物を破壊する際、一方の作業フロントで構造物 を把持し他方の作業フロントで構造物を破壊することができる。また、解体対象に保 護すべき部分がある場合には、それが落下しないように事前にクレーン等で吊ってお 力なくても、 2本の作業フロント A, Bによって保護すべき部分を落下させないように作 業することができ、少なく作業人員で効率良く作業することができる。
[0050] そして、本実施形態によれば、準干渉危険領域 Mを設け、作業フロント A, Bの位置 関係が準干渉危険領域 M内で接近する場合、干渉危険領域 Nに侵入する前に作業 フロント A, Bの相対的な動作速度を減少させることができるので、左右の作業フロン ト A, Bが干渉することによって破壊されることを防止することができる。
[0051] なお、上記では、干渉防止制御時に作業フロント A, Bのどちらの旋回速度を減じる のか説明していないが、例えば、作業フロント A, Bが両方ともが旋回動作する場合、 双方が互いに接近するときには双方の旋回動作を減速させ、双方が同方向に旋回し その旋回速度の差によって作業フロント A, Bが接近する場合には、双方の旋回速度 を減速させても良いし、他方の作業フロントに向力つて旋回する方の作業フロントの 旋回速度を減じても良い。言うまでもないが、一方の作業フロントが旋回動作せず、 他方の作業フロントのみが旋回し一方の作業フロントに近付く場合、その他方の作業 フロントの旋回速度が減じられる。
[0052] また、作業フロント A, Bの位置関係が準干渉危険領域にあるときに干渉防止制御 部 61Fが出力する出力信号の大きさは、図 9に示した態様 (減算率 αが一定）に限ら れず、段階的に減算率を下げていくようにしても良いし、次に例示したような態様とし ても良い。
[0053] <変形例 1 >
図 10は作業フロント A, Βが相対的に近付く旋回動作時における干渉防止制御部 6 1Fの出力信号の大きさと作業フロント A, Βの角度差 Θ cとの関係の他の例を表す図 である。図 10における横軸 ·縦軸は図 9と同様である。
すなわち、図 10に示した例では、準干渉危険領域 Μにおける出力信号が、干渉危 険領域 Νに近付くにつれて 1から 0 (ゼロ）まで連続的に減少するように設定されてお り、特に本例では不連続点のない非線型曲線によって定義されている。この場合、作 業フロント A, Βの位置関係が干渉危険領域 Νに近付くほど作業フロント A, Βが接近 する相対速度が抑制され、図 9に示した例に比べ、スイングポストシリンダ 9a, 9bを緩 やかに停止させることが可能となる。また、本例のように不連続点を持たない非線形 曲線で角度差 Θ cと出力信号との関係を定義することにより、よりスムースに作業フロ ント A, Bの旋回動作を緩停止させることができる。
[0054] <変形例 2>
図 11は作業フロント A, Bが相対的に近付く旋回動作時における干渉防止制御部 6 1Fの出力信号の大きさと作業フロント A, Bの角度差 Θ cとの関係のさらに他の例を 表す図である。図 11における横軸 ·縦軸は図 9と同様である。
すなわち、図 11に示した例でも、準干渉危険領域 Mにおける出力信号は、干渉危 険領域 Nに近付くにつれて 1から 0 (ゼロ）まで連続的に減少するように設定されて!ヽ る力 本例では一定の傾きの線形直線により定義されており、通常領域レ干渉危険 領域 Nの出力信号との接続点が不連続点となっている。このように構成しても、作業 フロント A, Bの位置関係が干渉危険領域 Nに近付くほど作業フロント A, Bが接近す る相対速度が抑制され、図 9に示した例に比べ、スイングポストシリンダ 9a, 9bを緩や かに停止させることが可能となる。
[0055] <変形例 3 >
図 12〜図 14は作業フロント A, Bが相対的に近付く旋回動作時における干渉防止 制御部 61Fの出力信号の大きさと作業フロント A, Bの角度差 Θ cとの関係のさらに他 の例を表す図である。これらの図における横軸は図 9と同様に角度差 Θ cであるが、 縦軸は出力信号の上限値を表している。
すなわち、図 9〜図 11に示した例が、準干渉危険領域 Mにおいて入力信号に応じ て算出した出力信号に係数を乗ずることで旋回速度を減じていたのに対し、図 12〜 図 14に示した例では、旋回速度の上限値を各図のように設定し、準干渉危険領域 Mにおける作業フロント A, Bの旋回速度を制限することで旋回速度を減じるものであ る。どれだけ操作量が大きくても出力信号は上限値以内に抑えられる。このようにして も図 9〜図 11の例とほぼ同様の効果が得られる。
[0056] (第 2実施形態）
本発明の第 2実施形態について説明する。
第 1実施形態では旋回角度差 Θ cで干渉危険領域 Nや準干渉危険領域 Mを定義 して角度差 Θ cのみを基に作業フロント A, Bの旋回動作を制御したのに対し、本実 施形態では角度差 Θ cに加えて作業フロント A, Bの姿勢 (例えば上下位置)も考慮 に入れて干渉危険領域 N ·準干渉危険領域 M '通常領域 Lを定義し、作業フロント A , Bの旋回動作 ·上下揺動に関わる動作を適宜制御して作業フロント A, Bの干渉を 防止する。なお、作業フロント A, Bの上下揺動に関わる動作とは、ブーム 10a, 10b 、アーム 12a, 12b、グラップル 20a, 20bの漏動作を指し、ブーム 10a, 10b、ァー ム 12a, 12b、グラップル 20a, 20bの姿勢は、スイングポスト 7a, 7bに対するブーム 1 Oa, 10bの回動角度、ブーム 10a, 10bに対するアーム 12a, 12bに対する回動角度 、及びアーム 12a, 12bに対するグラップル 20a, 20bの回動角度を基に算出される。
[0057] <制御装置の説明 >
図 15は第 2実施形態に係る双腕作業機械に備えられた作業フロント A, Bの制御系 の機能ブロック図である。
図 15に示したように、本実施の形態では、制御装置 61 Aの入力系として、図 5に示 した各検出器 57a, 57b, 67a, 67b, 581a, 581b, 582a, 582b, 59a, 59b, 60a , 60b及び干渉防止用スィッチ 110の他、スイングポスト 7a, 7bに対するブーム 10a, 10bの回動角度を検出するブーム角度検出器 68a, 68b、ブーム 10a, 10bに対する アーム 12a, 12bの回動角度を検出するアーム角度検出器 69a, 69b、及びアーム 1 2a, 2 lbに対するグラップル 20a, 20bの回動角度を検出する作業具角度検出器 70 a, 70bがさらに設けられている。
[0058] 制御装置 61Aでは、上記の操作装置 50a, 50bの各変位検出器 57a, 57b, 581a , 581b, 582a, 582b, 59a, 59b力もの信号、作業フロン卜 A, Bの各角度検出器 67 a, 67b, 68a, 68b, 69a, 69b, 70a, 70b力もの信号、及び干渉防止用スィッチ 11 0からの信号は干渉防止制御部 61FAに入力される。干渉防止制御部 61FAは、こ れらの入力信号を基に、左右の作業フロント A, Bの位置関係 (角度差 Θ c及び姿勢） を演算し、作業フロント A, Bの旋回角度及び姿勢を考慮して作業フロント A, Bの干 渉を防止する (後述)。駆動信号生成部 61A〜61Eへの出力信号は、各入力信号を 基に干渉防止制御部 61FAで演算され、対応する駆動信号生成部に出力される。
[0059] <干渉防止制御 >
ここでは、干渉防止制御時における干渉防止制御部 61FAの各駆動信号生成部 への出力信号の演算手順について説明する。
干渉防止制御の手順の概略は次の通りである。
ステップ 1：作業フロントに対し、干渉防止制御の基準とする複数の干渉防止基準 点を設定する。
ステップ 2 :リンク演算により干渉防止基準点の位置座標を算出する。 ステップ 3 :左右の作業フロントの干渉防止基準点のうち最短距離にある二点を抽 出しその二点間距離 (最短基準転換距離)を算出する。
ステップ 4：最短基準点間距離から領域判定を行う。
ステップ 5 :領域判定の結果と操作信号力 干渉防止を加味した出力信号を生成し 対応の駆動信号生成部に出力する。
各ステップの処理内容は次の通りである。
[0060] <ステップ 1 :干渉防止基準点の設定 >
図 16は本発明の第 2実施形態に係る双腕作業機械の外観を示す側面図、図 17は その平面図である。
このステップでは、図 16及び図 17に例示したように、左右の作業フロント A, B (ブ ーム 10a, 10b、アーム 12a, 12b、グラップル 20a, 20b)に対し、干渉防止制御の基 準となる複数の干渉防止基準点 120の位置や数量を設定する（プリセット値としても 良い)。
[0061] 例えば、左右の作業フロント A, Bの干渉防止基準点 120の数をそれぞれ m, nとし 、第 1作業フロント Aの干渉防止基準点 120i(i=0, 1, 2 · · ·πι)を中心とする仮想球 体の干渉危険半径を Ri (i=0, 1, 2· · ·πι)、準干渉危険半径を RQi(i=0, 1, 2· · · m、 RQi>Ri)、第 2作業フロント Bを中心とする仮想球体干渉防止基準点 120j (j = 0 , 1, 2' . ' 11)の干渉危険半径を1¾ (;1: 0, 1, 2· · ·η)、準干渉危険半径を RQj (j = 0, 1, 2' ' 'n、RQj >Rj)と設定する。
[0062] ここで干渉危険半径 Ri, Rjとは、この半径よりがもう一方の作業フロントの干渉危険 半径と干渉した場合に作業フロント A, Bが接触する危険性がある半径を指す。本実 施形態では、作業フロント A, Bは、干渉防止基準点 120i, 120jをそれぞれ中心とす る半径 Ri, Rjの複数の仮想球体を繋げて形成した筒状の仮想空間に包囲された格 好となり、この仮想空間が他方の作業フロントの同様の仮想空間と干渉するような作 業フロント A, Bの三次元的な位置関係の範囲が干渉危険領域 Nとなる。
[0063] さらに、干渉危険領域 Nは、干渉防止基準点 120i, 120jをそれぞれ中心とする半 径 RQi, RQjの複数の仮想球体を繋げて形成した筒状の仮想空間に包囲された格 好となり、この仮想空間が他方の作業フロントの同様の仮想空間と干渉するような作 業フロント A, Bの三次元的な位置関係の範囲が準干渉危険領域 Mとなる。つまり、 準干渉危険領域 Mは干渉危険領域 Nに隣接し干渉危険領域を包囲している。
[0064] それ以外の領域、つまり作業フロント A, Bが全く接触する恐れのない位置関係の 範囲が通常領域 Lである。これら領域の定義については後に図 18を用いて説明する
[0065] <ステップ 2：干渉防止基準点の位置座標 >
まず上部旋回体 3に基準座標系 130を設ける。本実施形態では、図に示すように 上部旋回体 3の旋回中心線 3a上で、上部旋回体 3の下面と交差する点を基準座標 系原点 130aとしている。また、各座標軸の方向は図に示すように、基準座標系原点 130aを原点として上部旋回体 3の右方向に X軸、前方向に Y軸、上方向に Z軸を採 つている。
[0066] 次に、左右の作業フロン卜 A, Bの各角度検出器 67a, 67b, 68a, 68b, 69a, 69b , 70a, 70bからの信号を基に、全ての干渉防止基準点 120i, 120jの基準座標系 1 30における位置座標を算出する。ここで、算出した基準座標系 130における第 1作 業フロント Aの干渉防止基準点 120iの位置座標を Pi (xi, yi, zi)、第 2作業フロント B の干渉防止基準点 120jの位置座標を Pj (xj, yj, zj)とする。
[0067] <ステップ 3 :基準点間距離 >
ここで、上述の位置座標 Pi, Pjから、第 1作業フロント Aの全ての干渉防止基準点 1 20iと、この干渉防止基準点 120iに対し接触する可能性がある第 2作業フロント Bの 全ての干渉防止基準点 120jとの基準点間距離 sijを計算する。
[0068] sijは、 sij = I Pi— Pj I = { (xi— xj) 2+ (yi— yj) 2+ (zi— zj) 2}1/2と求められる。そ して、基準点間距離 Sijから干渉危険半径の和 (Ri+Rj)を差し引 、た差分（ = Sij— (Ri+Rj) )が最小となる干渉防止基準点 120i, 120jを抽出し、それら 2つの基準点 間距離 Sijを最短基準点間距離 Smと置く。
[0069] <ステップ 4：干渉領域判定 >
図 18は作業フロント A, Bの最短基準点間距離 Smと作業フロント A, Bの干渉 Z非 干渉の関係を表した概念図である。
干渉防止制御部 61Fには、上述した通常領域 L、準干渉危険領域 M、干渉危険領 域 Nが図 18に示すように定義され、格納されている。ここで、抽出された 2つの干渉 防止基準点 120i, 120j間の距離である最短基準点間距離 Smが、干渉防止基準点 1201, 120jに設定された干渉危険半径の和 (Ri+Rj)以下となる領域、つまり Sm≤ (Ri+Rj)となる領域を干渉危険領域 Nとする。また、最短基準点間距離 Smが干渉 危険半径の和 (Ri+Rj)よりも大きく準干渉危険半径の和 (RQi+RQj)以下となる領 域、つまり（Ri+Rj) < Sm≤ (RQi+RQj)となる領域を準干渉危険領域 Mとする。最 短基準点間距離 Smが準干渉危険半径の和 (RQi+RQj)よりも大きい領域、つまり S m> (RQi+RQj)となる領域を通常領域 Lとする。
[0070] なお、最短基準点間距離 Smが準干渉危険半径の和 (RQi+RQj)よりも大きぐ上 記の判定では通常領域 Lにある場合であっても、左右の作業フロント A, Bが左右に 交差している場合、つまり、第 2作業フロント Bの干渉防止基準点 120jの X座標 が 第 1作業フロント Aの干渉防止基準点 120iの X座標 xjよりも大きく（xi— xj)く 0となる 場合、この作業フロント A, Bの位置関係を準干渉危険領域 Mと判定するようにしても よい。
[0071] また、最短基準点間距離 Smが準干渉危険半径の和 (RQi+RQj)以下である場合 、つまり Sm≤ (RQi+RQj)となる領域全てを準干渉危険領域 Mとし、干渉危険領域 Nを省略する構成としても良 、。
[0072] <ステップ 5 :干渉領域判定による出力信号生成 >
図 19は作業フロント A, Bが相対的に近付く動作時における干渉防止制御部 61F Aの出力信号の大きさと作業フロント A, Bの最短基準点間距離 Smとの関係の一例 を表す図である。横軸は最短基準点間距離 Sm、縦軸は出力信号をそれぞれ表して おり、無次元化してある。図 19に示した例は、最短基準点間距離 Smが干渉危険領 域 Nに入ると、最短基準点間距離 Smを減少させる動作を指示している出力信号をあ る一定比率 α (0く αく 1)だけ減少させることで、各シリンダ 9a, 9b, 11a, l ib, 13 a, 13b, 15a, 15bのうち最短基準点間距離 Smを減少させる作業フロントの動作速 度を減少さる例である。次に各領域における干渉防止制御部 61FAの出力信号の演 算手順を詳しく説明する。
[0073] i)通常領域 L 左右の作業フロント A, Bの最短基準点間距離 Smが通常領域 Lにある場合、干渉 防止制御部 61FAは、操作装置 50a, 50bの各変位検出器 57a, 57b, 581a, 581 b, 582a, 582b, 59a, 59b, 60a, 60b力らの人力信号を基に演算した出力信号を 減じることなぐそのまま対応の駆動信号生成部に出力する。
[0074] ii)準干渉危険領域 M
左右の作業フロント A, Bの最短基準点間距離 Smが準干渉危険領域 Mにあり、か つ各変位検出器 57a, 57b, 581a, 581b, 582a, 582b, 59a, 59b, 60a, 60bカゝ らの入力信号が、最短基準点間距離 Smが縮まる方向、つまり左右の作業フロント A , Bが近づく方向の信号であった場合、干渉防止制御部 61FAは、各変位検出器 57 a, 57b, 581a, 581b, 582a, 582b, 59a, 59b, 60a, 60b力も得られた入力信号 を基に演算した出力信号を減じて対応の駆動信号生成部に出力する。
[0075] 逆に、作業フロント A, Bの最短基準点間距離 Smが準干渉危険領域 Mにあっても 、各変位検出器 57a, 57b, 581a, 581b, 582a, 582b, 59a, 59b, 60a, 60b力も の入力信号が、最短基準点間距離 Smが広がる方向、つまり左右の作業フロント A, Bが離れる方向の信号であった場合は、干渉防止制御部 61FAは、各変位検出器 5 7a, 57b, 581a, 581b, 582a, 582b, 59a, 59b, 60a, 60b力もの入力信号を基 に演算した出力信号を減じることなぐそのまま対応の駆動信号生成部に出力する。
[0076] iii)干渉危険領域 N
左右の作業フロント A, Bの最短基準点間距離 Smが干渉危険領域 Nにあり、かつ 各変位検出器 57a, 57b, 581a, 581b, 582a, 582b, 59a, 59b, 60a, 60b力も の入力信号が、最短基準点間距離 Smが縮まる方向、つまり左右の作業フロント A, Bが近づく方向の信号であった場合、干渉防止制御部 61FAは、左右の作業フロント A, Bの動作を停止させる出力信号を生成し対応の駆動信号生成部に出力する。こ の場合、各駆動信号生成部への出力信号のうち、作業フロント A, Bを近付ける方向 成分となる動作のみを停止させるようにしても良 、。
[0077] しかし、左右の作業フロント A, Bの最短基準点間距離 Smが干渉危険領域 Nにあ つても、各変位検出器 57a, 57b, 581a, 581b, 582a, 582b, 59a, 59b, 60a, 6 Obからの入力信号が、最短基準点間距離 Smが広がる方向、つまり左右の作業フロ ント A, Bが離れる方向の信号であった場合、干渉防止制御部 61FAは、各変位検出 器 57a, 57b, 581a, 581b, 582a, 582b, 59a, 59b, 60a, 60b力もの入力信号を 基に演算した出力信号を減じることなぐそのまま対応の駆動信号生成部に出力する
[0078] <干渉防止制御の切換え >
本実施形態の干渉防止制御部 61FAも、運転室 4内に設けた干渉制御用スィッチ 110からの入力信号により干渉防止制御の有効 Z無効を切替える構成とすることが できるが、干渉防止制御を単に ONZOFFするのではなぐ第 1実施形態の干渉防 止制御と本実施形態の干渉防止制御とを切り替える構成とする、或いはそのような切 り替えを ONZOFF切り替えにカ卩える構成とすることも考えられる。
[0079] <作用効果 >
上記のように動作する本実施形態の双腕作業機械においても第 1実施形態と同様 の効果を得ることができる。また、第 1実施形態では、作業フロント A, Bの姿勢に関わ らず作業フロント A, Bの角度差に応じて作業フロント A, Bの旋回速度を制御した。こ の場合、作業フロント A, Bの座標位置が上下にずれていて干渉危険領域 Nに侵入 しても作業フロント A, Bが接触しないときでも、旋回動作が抑制されてしまうことがあ る。それに対し、本実施形態によれば、作業フロント A, Bの角度差のみならず姿勢を 見て作業フロント A, Bの動作速度を制御するので、二次元的に干渉 Z非干渉を判 断して作業フロント A, Bが接触する恐れがないのに作業フロント A, Bの動作速度を 減じてしまう（或いは停止させてしまう） t 、つたことが生じな!/、。
[0080] なお、上記では、干渉防止制御時に作業フロント A, Bのどちらの旋回速度を減じる のか説明していないが、例えば、作業フロント A, Bが両方ともが動作する場合、双方 が互 、に接近するときには双方の接近する方向の動作を減速させ、双方が同方向に 動作しその動作速度の差によって作業フロント A, Bが接近する場合には、双方の動 作速度を減速させても良いし、他方の作業フロントに向力つて接近する方の作業フロ ントの動作速度を減じても良い。言うまでもないが、一方の作業フロントが動作せず、 他方の作業フロントのみが動作し一方の作業フロントに近付く場合、その他方の作業 フロントの動作速度が減じられる。例えば、旋回動作により接近する場合に限らず、 左右方向にクロスした状態の作業フロント A, Bが互いに上下方向に動作して上下に 干渉する場合、上下方向への動作を減じ、必要であれば停止させる。
[0081] また、作業フロント A, Bの位置関係が準干渉危険領域 Mにあるときに干渉防止制 御部 61FAが出力する出力信号の大きさは、図 19に示した態様 (減算率 αが一定） に限られず、段階的に減算率を下げていくようにしても良いし、次に例示したような態 様としても良い。
[0082] <変形例 1 >
図 20は作業フロント A, Βが相対的に近付く動作時における干渉防止制御部 61F Αの出力信号の大きさと作業フロント A, Bの最短基準点間距離 Smとの関係の他の 例を表す図である。図 20における横軸 ·縦軸は図 19と同様である。
すなわち、図 20に示した例では、準干渉危険領域 Mにおける出力信号が、干渉危 険領域 Nに近付くにつれて 1から 0 (ゼロ）まで連続的に減少するように設定されてお り、特に本例では不連続点のない非線型曲線によって定義されている。この場合、作 業フロント A, Bの位置関係が干渉危険領域 Nに近付くほど作業フロント A, Bが接近 する相対速度が抑制され、図 19に示した例に比べ、作業フロント A, Bを緩やかに停 止させることが可能となる。また、本例のように不連続点を持たない非線形曲線で最 短基準点間距離 Smと出力信号との関係を定義することにより、よりスムースに作業フ ロント A, Bの旋回動作を緩停止させることができる。
[0083] <変形例 2>
図 21は作業フロント A, Bが相対的に近付く動作時における干渉防止制御部 61F Aの出力信号の大きさと作業フロント A, Bの最短基準点間距離 Smとの関係のさらに 他の例を表す図である。図 21における横軸 ·縦軸は図 19と同様である。
すなわち、図 21に示した例でも、準干渉危険領域 Mにおける出力信号は、干渉危 険領域 Nに近付くにつれて 1から 0 (ゼロ）まで連続的に減少するように設定されて!ヽ る力 本例では一定の傾きの線形直線により定義されており、通常領域レ干渉危険 領域 Nの出力信号との接続点が不連続点となっている。このように構成しても、作業 フロント A, Bの位置関係が干渉危険領域 Nに近付くほど作業フロント A, Bが接近す る相対速度が抑制され、図 9に示した例に比べ、作業フロント A, Bを緩やかに停止さ せることが可能となる。
[0084] <変形例 3 >
図 22〜図 24は作業フロント A, Bが相対的に近付く動作時における干渉防止制御 部 61FAの出力信号の大きさと作業フロント A, Bの最短基準点間距離 Smとの関係 のさらに他の例を表す図である。これらの図における横軸は図 19と同様に最短基準 点間距離 Smであるが、縦軸は出力信号の上限値を表している。
すなわち、図 19〜図 21に示した例力 準干渉危険領域 Mにおいて入力信号に応 じて算出した出力信号に係数を乗ずることで動作速度を減じていたのに対し、図 22 〜図 24に示した例では、動作速度の上限値を各図のように設定し、準干渉危険領 域 Mにおける作業フロント A, Bの動作速度を制限することで動作速度を減じるもの である。どれだけ操作量が大きくても出力信号は上限値以内に抑えられる。このよう にしても図 19〜図 21の例とほぼ同様の効果が得られる。
[0085] なお、以上にぉ 、ては、準干渉危険領域 Mで作業フロントの動作を減速させ、干渉 危険領域 Nでなお作業フロントが干渉する恐れがある場合、作業フロントを停止させ る場合を例に挙げて説明したが、例えば動作を減速してもなお作業フロント A, Bが 干渉する恐れがあるとき、一方又は双方の作業フロントの動作方向を変更することに より干渉を回避することも考えられる。例えば、旋回方向に動作して作業フロント A, B が干渉する場合、その動作方向に直交する方向（上下方向)成分の動作速度を付与 (又は増速)し、作業フロント A, Bの位置関係を上下にずらして干渉を回避するように することもできる。勿論、上下揺動して作業フロント A, Bが干渉する場合、作業フロン ト A, Bが互いに離れる方向の旋回速度を付与 (又は増速)し、作業フロント A, Bの位 置関係を左右にずらして干渉を避けるようにすることもできる。
[0086] また、以上においては、運転室 4内の操作装置 50a, 50bで作業フロント A, Bの動 作を指示する場合を例示して説明したが、運転室 4外の操作者が作業フロント A, B を無線操作式の操作装置によって操作する場合も考えられる。このような場合にも本 発明は適用可能であり、適用した場合には同様の効果を得ることができる。

Claims

請求の範囲
[1] 走行装置 (1)を備えた下部走行体 (2)と、この下部走行体 (2)の上部に設けられ運転 室 (4)を備えた上部車体 (3)と、この上部車体 (3)の前部の左右両側にそれぞれ左右方 向に旋回自在に設けた左右のスイングポスト (7a,7b)と、これら左右のスイングポスト (7a ,7b)にそれぞれ上下に揺動自在に設けた左右の作業フロント (Α,Β)と、前記スイング ポスト (7a,7b)と前記作業フロント (Α,Β)の動作を指示する操作装置 (50a,50b)を有する 双腕作業機械において、
前記左右のスイングポスト (7a,7b)の旋回角度をそれぞれ検出する角度検出器 (67a, 67b)と、
前記角度検出器 (67a,67b)からの検出信号を基に算出した前記左右の作業フロント (Α,Β)の角度差 ( Θ c)及び前記操作装置 (50a,50b)からの指令信号に基づき、前記スィ ングポスト (7a,7b)を旋回動作させる出力信号を生成する干渉防止制御部 (61F;61FA) を備え、
前記干渉防止制御部 (61f;61FA)は、前記左右の作業フロン ΚΑ,Β)が接触し得る角 度差（ Θ c)の範囲を干渉危険領域 (Ν)、この干渉危険領域 (Ν)に隣接し前記左右の作 業フロント (Α,Β)が停止した状態では接触しないが相対的に近付く場合には接触する 恐れがある範囲を準干渉危険領域 (Μ)と定義し、前記角度検出器 (67a,67b)の検出信 号を基に演算した前記左右の作業フロン ΚΑ,Β)の角度差 ( Θ c)が前記準干渉危険領 域 (Μ)にあって前記左右の作業フロント (Α,Β)が相対的に近付くとき、前記スイングポ スト (7a,7b)の旋回速度を減少させる信号を出力する
ことを特徴とする双腕作業機械。
[2] 走行装置 (1)を備えた下部走行体 (2)と、この下部走行体 (2)の上部に設けられ運転 室 (4)を備えた上部車体 (3)と、この上部車体 (3)の前部の左右両側にそれぞれ左右方 向に旋回自在に設けた左右のスイングポスト (7a,7b)と、これら左右のスイングポスト (7a ,7b)にそれぞれ上下に揺動自在に設けた左右の作業フロント (Α,Β)と、前記スイング ポスト (7a,7b)と前記作業フロント (Α,Β)の動作を指示する操作装置 (50a,50b)を有する 双腕作業機械において、
前記左右のスイングポスト (7a,7b)の旋回角度をそれぞれ検出する角度検出器 (67a, 67b)と、
前記左右の作業フロント (Α,Β)の上下の回動角度を検出する角度検出器 (581a,581 b,582a,582b,583a,583b)と、
各角度検出器 (50a,50b,581a,581b,582a,582b,583a,583b)からの検出信号を基に算 出した前記左右の作業フロントの角度差 ( Θ c)、姿勢及び前記操作装置 (50a,50b)か らの指令信号に基づき、前記スイングポスト (7a,7b)及び作業フロント (Α,Β)を動作させ る出力信号を生成する干渉防止制御部 (61FA)を備え、
前記干渉防止制御部 (61FA)は、前記左右の作業フロント (Α,Β)上にそれぞれ設け た複数の基準点のうち最短距離にある 2つの基準点間距離 (Sm)によって、左右の作 業フロント (Α,Β)が接触し得る距離範囲を干渉危険領域 (N)、この干渉危険領域 ( に 隣接し前記左右の作業フロント (Α,Β)が停止した状態では接触しないが相対的に近 付く場合には接触する恐れがある範囲を準干渉危険領域 (Μ)と定義し、前記角度検 出器 (50a,50b,581a,581b,582a,582b,583a,583b)の検出信号を基に演算した前記左 右の作業フロント (Α,Β)の最短基準点間距離 (Sm)が前記準干渉危険領域 (M)にあって 前記左右の作業フロント (Α,Β)が相対的に近付くとき、前記最短基準点間距離 (Sm)を 減少させる前記作業フロント (Α,Β)の動作速度を減少させる信号を出力する ことを特徴とする双腕作業機械。
[3] 請求項 1又は 2の双腕作業機械において、前記干渉防止制御部 (61F;61FA)は、前 記角度検出器 (50a,50b,581a,581b,582a,582b,583a,583b)の検出信号を基に演算し た前記左右の作業フロント (Α,Β)の位置関係が前記準干渉危険領域 (M)にあって前 記左右の作業フロント (Α,Β)が相対的に近付くとき、前記左右の作業フロント (Α,Β)が 近付くにつれて連続的又は段階的に減速の度合を大きくすることを特徴とする双腕 作業機械。
[4] 請求項 1〜3のいずれかの双腕作業機械において、前記干渉防止制御部 (61F;61F A)は、前記左右の作業フロント (Α,Β)の位置関係が干渉危険領域 (N)にあって前記操 作装置 (50a,50b)から前記左右の作業フロン ΚΑ,Β)が接近する方向の操作信号が入 力された場合、前記左右の作業フロント (Α,Β)の接近動作を停止させることで、前記左 右の作業フロント (Α,Β)の干渉を回避することを特徴とする双腕作業機械。 請求項 1〜3のいずれかの双腕作業機械において、前記干渉防止制御部 (61F;61F A)は、前記左右の作業フロント (Α,Β)の位置関係が干渉危険領域 (N)にあって前記操 作装置 (50a,50b)から前記左右の作業フロン ΚΑ,Β)が接近する方向の操作信号が入 力された場合、前記左右の作業フロン ΚΑ,Β)の動作方向を変更することで、前記左 右の作業フロント (Α,Β)の干渉を回避することを特徴とする双腕作業機械。
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