挖掘机以及挖掘机的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具备利用液压缸工作的挖掘附件的挖掘机以及该挖掘机的控制方法。
【背景技术】
[0002]以往，已知有一种液压功率挖掘机的过负荷防止装置(例如，参考专利文献I)。
[0003]该过负荷防止装置在功率挖掘机的挖掘作业中，检测来自地面的反作用力作为动臂缸的头侧油室中的保持液压，在该保持液压达到规定压力时，打开安全阀，从而防止前轮浮起。
[0004]并且，代替打开安全阀，使动臂主操作阀、斗杆主操作阀以及铲斗主操作阀工作，从而使动臂、斗杆以及?产斗自动进行动作，以防止前轮浮起。
[0005]以往技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利公开昭64-6420号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的技术课题
[0009]但是，专利文献I的过负荷防止装置只防止在挖掘作业中功率挖掘机的机体浮起，无法防止在挖掘作业中功率挖掘机的机体被拖拽至铲斗侧。
[0010]鉴于上述问题，希望提供一种防止在挖掘作业中机体被拖拽至挖掘地点的挖掘机以及挖掘机的控制方法。
[0011]用于解决技术课题的手段
[0012]本发明的实施例所涉及的挖掘机根据包括斗杆关闭操作的斗杆挖掘操作进行挖掘，其中，所述挖掘机具备:挖掘操作检测部，所述挖掘操作检测部检测是否进行了所述斗杆挖掘操作；姿势检测部，所述姿势检测部检测挖掘机的姿势；容许最大压力计算部，所述容许最大压力计算部根据挖掘机的姿势计算与挖掘机因挖掘反作用力被拖拽时的该挖掘反作用力对应的斗杆缸的伸长侧油室的压力作为容许最大压力；以及斗杆缸压力控制部，在进行所述斗杆挖掘操作时，所述斗杆缸压力控制部以不超过所述容许最大压力的方式对所述斗杆缸的伸长侧油室的压力进行控制。
[0013]并且，本发明的实施例所涉及的挖掘机的控制方法为根据包括斗杆关闭操作的斗杆挖掘操作进行挖掘的挖掘机的控制方法，其中，所述挖掘机的控制方法具有:挖掘操作检测步骤，所述挖掘操作检测步骤检测是否进行了所述斗杆挖掘操作；姿势检测步骤，所述姿势检测步骤检测挖掘机的姿势；容许最大压力计算步骤，所述容许最大压力计算步骤根据挖掘机的姿势计算与挖掘机因挖掘反作用力被拖拽时的该挖掘反作用力对应的斗杆缸的伸长侧油室的压力作为容许最大压力；以及斗杆缸压力控制步骤，在进行所述斗杆挖掘操作时，所述斗杆缸压力控制步骤以不超过所述容许最大压力的方式对所述斗杆缸的伸长侧油室的压力进行控制。
[0014]发明效果
[0015]通过上述手段，提供一种防止在挖掘作业中机体被拖拽的挖掘机以及挖掘机的控制方法。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的实施例所涉及的挖掘机的侧视图。
[0017]图2是示出图1的挖掘机的驱动系统的结构例的框图。
[0018]图3是示出搭载于图1的挖掘机的挖掘支援系统的结构例的示意图。
[0019]图4是示出通过复合挖掘操作进行挖掘时作用于挖掘机的力的关系的示意图。
[0020]图5是示出第I复合挖掘作业支援处理的流程的流程图。
[0021]图6是示出斗杆挖掘作业支援处理的流程的流程图。
[0022]图7是示出第2复合挖掘作业支援处理的流程的流程图。
【具体实施方式】
[0023]以下，参考附图对本发明的实施例进行说明。
[0024]图1是示出本发明的实施例所涉及的挖掘机的侧视图。
[0025]在挖掘机的下部行走体I上借助回转机构2搭载有上部回转体3。在上部回转体3上安装有动臂4。在动臂4的末端安装有斗杆5，在斗杆5的末端安装有铲斗6。动臂4、斗杆5以及铲斗6构成挖掘附件，动臂4、斗杆5以及铲斗6分别通过作为液压缸的动臂缸7、斗杆缸8以及铲斗缸9被液压驱动。在上部回转体3上设置有驾驶室10，并且搭载有发动机等动力源。
[0026]图2是示出图1的挖掘机的驱动系统的结构例的框图。在图2中，分别用双重线表示机械动力系统，用粗实线表示高压液压管路，用虚线表示先导液压管路，用单点划线表示电力驱动、控制系统。
[0027]在作为机械式驱动部的发动机11的输出轴上连接有作为液压泵的主泵14以及先导泵15。在主泵14上借助高压液压管路16连接有控制阀17。并且，在先导泵15上借助先导液压管路25连接有操作装置26。并且，主泵14是通过调节器13对泵每旋转I圈时的吐出流量进行控制的可变容量型液压泵。
[0028]控制阀17是对挖掘机中的液压系统进行控制的装置。下部行走体I用的液压马达IA (右用)以及IB (左用)、动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、回转液压马达21等液压致动器借助高压液压管路与控制阀17连接。
[0029]操作装置26是用于操作液压致动器的装置，包括操作杆以及踏板。操作装置26分别借助先导液压管路27以及先导液压管路28与控制阀17以及压力传感器29连接。压力传感器29与进行电力系统的驱动控制的控制器30连接。
[0030]控制器30是进行挖掘机的驱动控制的主控制部。在本实施例中，控制器30是具备CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等的计算机。控制器30例如从ROM读出与各种控制相对应的程序并转载至RAM，使CPU执行与各种控制相对应的处理。
[0031]压力传感器31是检测液压缸的油室中的工作油的压力的传感器，将检测出的值输出至控制器30。
[0032]姿势传感器32是检测挖掘机的姿势的传感器，将检测出的值输出至控制器30。
[0033]图3是示出搭载于图1的挖掘机的挖掘支援系统100的结构例的示意图。在图3中，与图2相同，用粗实线表示高压液压管路，用虚线表示先导液压管路，用单点划线表示电力驱动、控制系统。并且，图3示出进行包括动臂提升操作以及斗杆关闭操作的复合挖掘操作时的状态。
[0034]挖掘支援系统100是对用于由操作者利用挖掘机进行挖掘作业的操作进行支援的系统。在本实施例中，挖掘支援系统100主要包括压力传感器29A、29B、控制器30、压力传感器31A?31C、姿势传感器32A?32E、显示装置33、语音输出装置34以及电磁比例阀41,42ο
[0035]压力传感器29Α是压力传感器29的I个例子，对作为操作装置26的I个例子的斗杆操作杆26Α的操作状态进行检测，并将检测结果输出至控制器30。
[0036]压力传感器29Β是压力传感器29的I个例子，对作为操作装置26的I个例子的动臂操作杆26Β的操作状态进行检测，并将检测结果输出至控制器30。
[0037]压力传感器31Α是压力传感器31的I个例子，对斗杆缸8的杆侧油室SR中的工作油的压力进行检测，并将检测结果输出至控制器30。在本实施例中，杆侧油室SR相当于斗杆5关闭时的收缩侧油室。
[0038]压力传感器31Β是压力传感器31的I个例子，对动臂缸7的杆侧油室7R中的工作油的压力进行检测，并将检测结果输出至控制器30。在本实施例中，杆侧油室7R相当于动臂4上升时的收缩侧油室。并且，动臂缸7的底侧油室7Β相当于动臂4上升时的伸长侧油室。
[0039]压力传感器31C是压力传感器31的I个例子，对斗杆缸8的底侧油室8Β中的工作油的压力进行检测，并将检测结果输出至控制器30。在本实施例中，底侧油室SB相当于斗杆5关闭时的伸长侧油室。
[0040]斗杆角度传感器32Α是姿势传感器32的I个例子，例如是电位器，对斗杆5相对于动臂4的开闭角度(以下，称为“斗杆角度”。)进行检测，并将检测结果输出至控制器30。
[0041]动臂角度传感器32Β是姿势传感器32的I个例子，例如是电位器，对动臂4相对于上部回转体3的俯仰角度(以下，称为“动臂角度”。)进行检测，并将检测结果输出至控制器30。
[0042]铲斗角度传感器32C是姿势传感器32的I个例子，例如是电位器，对铲斗6相对于斗杆5的开闭角度(以下，称为“铲斗角度”。)进行检测，并将检测结果输出至控制器30。
[0043]回转角度传感器32D是姿势传感器32的I个例子，对上部回转体3相对于下部行走体I的回转角度进行检测，并将检测结果输出至控制器30。
[0044]倾斜角度传感器32Ε是姿势传感器32的I个例子，对挖掘机的接地面相对于水平面的倾斜角度进行检测，并将检测结果输出至控制器30。
[0045]显示装置33是用于显示各种信息的装置，例如是设置于挖掘机的驾驶室的液晶显示器。显示装置33根据来自控制器30的控制信号来显示与挖掘支援系统100相关的各种信息。
[0046]语音输出装置34是用于对各种信息进行语音输出的装置，例如是设置于挖掘机的驾驶室的扬声器。语音输出装置34根据来自控制器30的控制信号对与挖掘支援系统100相关的各种信息进行语音输出。
[0047]电磁比例阀41是配置在作为控制阀17的I个例子的斗杆切换阀17A与斗杆操作杆26A之间的先导液压管路上的阀。并且，电磁比例阀41根据来自控制器30的控制电流对施加于斗杆切换阀17A中的斗杆关闭操作用先导端口的先导压力进行控制。在本实施例中，电磁比例阀41以如下方式构成:在不接收控制电流时，一次侧压力(斗杆操作杆26A所输出的斗杆关闭操作用的先导压力)与二次侧压力(施加于斗杆关闭操作用先导端口的先导压力)相同。并且，电磁比例阀41以二次侧压力随着来自控制器30的控制电流增大而变得小于一次侧压力的方式构成。
[0048]电磁比例阀42是配置在作为控制阀17的I个例子的动臂切换阀17B与动臂