作業機械的控制裝置的製作方法

2023-05-28 20:10:01

專利名稱：作業機械的控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有附件裝卸裝置的作業機械的控制裝置。
背景技術：
在不具備識別液壓挖掘機中使用的附件的檢測單元的情況下，每當 操作者進行附件的更換時，都需要改變液壓系統的設定(設定壓力、流 量、與其它致動器的優先度等)。若不這樣做，則有時會產生以下情況 工作液向反方向流動；超過附件的容許壓力、流量的工作液流動而使附 件破損；或液壓挖掘機主體的壽命縮短。
此外，液壓系統的設定通過以下方法而變得容易將針對更換候補
的附件而應該設定的數據存儲在液壓挖掘機主體的存儲器中，並從候補 附件中選擇出一個，但是由於使用租賃機器的情況的增加，不按照設定 操作的操作者也增多，此外，還會發生忘記設定、誤設定。
作為這樣的不良情況的對策，提出了這樣的方法將附件識別信息
用(1) IC標籤、(2)條形碼、(3)構成位模式(bitpattern)的線束連接 器等表示，將它們安裝到附件主體上，通過設置在液壓挖掘機主體上的 (1)天線、(2)條形碼讀出器、(3)線束連接器等自動識別裝置來讀取 信息(例如，參照專利文獻l、 2、 3)。
專利文獻l:日本特許第3323791號公報(第5頁、圖l) 專利文獻2:日本特開平11-140911號公報(第6頁、圖l) 專利文獻3:日本特許第3210221號公報(第3頁、圖l) 但是，使用這些自動識別裝置存在如下問題。
不能得到足夠的可靠性。例如，(1) ic標籤有可能因噪音或其它附
件的接近而造成讀取錯誤；(1) IC標籤和(2)條形碼有可能因砂土附著 而造成無法讀取；(3)位模式的線束連接器有可能因砂土或水的侵入而
3造成無法讀取。
此外，(1) (2) (3)存在對挖掘時的振動、與石塊或砂土的碰撞、 水的侵入抵抗力弱的問題。
另外，(3)位模式的線束連接器存在連接麻煩的問題。
而且，(1) (2) (3)都存在成本高的問題，並且由於必須將用於識
別的硬體安裝在附件上，因此在使用沒有安裝用於識別的硬體的例如租
賃的附件時，需要人工設定。

發明內容
本發明鑑於這些問題而進行，其目的在於提供一種作業機械的控制 裝置，該作業機械的控制裝置能夠對應於附件可靠地切換附件用流體壓 力迴路的設定，而不需要在附件上附加識別信息。
權利要求1所述的發明是一種作業機械的控制裝置，該作業機械的
控制裝置包括開關，其對附件裝卸裝置進行操作，該附件裝卸裝置設
置在作業臂上，用於裝卸流體壓力動作式附件；監視器，其與附件裝卸 裝置的開關操作聯動地顯示選擇附件的指示畫面；以及控制器，其與通 過監視器所選擇的附件對應地切換使附件動作的附件用流體壓力迴路的 設定。
關於權利要求2所述的發明，在權利要求1所述的作業機械的控制 裝置中，控制器具有在進行附件的選擇之前抑制附件用流體壓力迴路的 能力的功能。
關於權利要求3所述的發明，在權利要求1或2所述的作業機械的 控制裝置中，控制器具有在做出附件的選擇之前輸出催促選擇的告知信 號的功能。
根據權利要求1所述的發明，由於與附件裝卸裝置的開關操作聯動 地將選擇附件的指示畫面顯示在監視器上，控制器與通過監視器所選擇 的附件對應地切換附件用流體壓力迴路的設定，因此，能夠通過監視器 容易地進行附件的選擇操作，並且即使是不熟練的操作者，也能夠防止 忘記或誤操作。由此，能夠對應於附件可靠地切換附件用流體壓力迴路的設定，而不需要在附件上附加識別信息。
根據權利要求2所述的發明，由於控制器在做出附件的選擇之前抑 制附件用流體壓力迴路的能力，因此，即使萬一在忘記選擇的情況下就 開始操作，也能夠防止附件受到損壞，並且能夠通過立刻使操作者注意 到異常來催促其再次進行附件的選擇。
根據權利要求3所述的發明，由於控制器在做出附件的選擇之前輸 出催促選擇的告知信號，因此能夠可靠地進行附件的選擇。


圖1是表示本發明涉及的作業機械的控制裝置的一個實施方式的示 意圖。
圖2是同上作業機械的側視圖。
圖3是表示同上作業機械的附件裝卸裝置的立體圖。 圖4是表示同上裝卸裝置的內部結構的立體圖。 圖5是表示同上裝卸裝置的即將卡合前狀態的側視圖。 圖6是表示同上裝卸裝置的單側卡合狀態的側視圖。 圖7是表示同上裝卸裝置的兩側卡合狀態的側視圖。 圖8是表示同上裝卸裝置的卡合後的鏟鬥移動的側視圖。 圖9是表示使用了同上裝卸裝置的附件更換時的設定切換控制順序 的流程圖。
標號說明
11:作業機械；17:作業臂；18:作為附件裝卸裝置的液壓式快速 聯接器；19:作為附件的鏟鬥；52:監視器；53:開關；55:作為附件 的液壓動作式壓碎機；56:作為附件的液壓動作式破碎機；57:作為附
件的液壓動作式抓斗；61:控制器；62:作為附件用流體壓力迴路的附 件用液壓迴路。
具體實施例方式
下面，參照圖1至圖9所示的一個實施方式詳細說明本發明。如圖2所示，關於作業機械11，在下部移動體12上以能夠旋轉的方 式設置有上部旋轉體13，在該上部旋轉體13上分別安裝有形成操作者
的駕駛室的司機室14、作業裝置15、發動機等動力裝置16。發動機驅動 作為流體壓力源的液壓源泵，下部移動體12、上部旋轉體13以及作業裝 置15通過作為流體壓力致動器的液壓致動器而動作，該液壓致動器由作 為流體壓力迴路的液壓迴路來驅動和控制。
關於作業裝置15，在作業臂17的前端，經作為附件裝卸裝置的液 壓式快速聯接器(以下稱為"快速聯接器18")以能夠自由裝卸的方式安 裝有作為附件(作業工具)的鏟鬥19，關於作業臂17，在通過懸臂汽缸 21而轉動的懸臂22的前端，軸支承有通過臂汽缸23而轉動的臂24，在 該臂24的前端，設置有通過鏟鬥汽缸25和連接板26而轉動的快速聯接 器18。
圖3和圖4表示快速聯接器18的一例，聯接器主體33的上部通過 軸31、 32分別能夠自由旋轉地連接在臂24的前端和連接板26的前端， 在該聯接器主體33的下部一側一體地設置有固定卡合部34，在下部另一 側設置有凹槽部35，在該凹槽部35內，如圖4所示前端可活動的可動卡 合部36將其基端通過軸37以能夠自由轉動的方式軸支承在聯接器主體 33上。
在聯接器主體33內，裝卸汽缸41的基端通過軸38軸支承為能夠自 由轉動，該裝卸汽缸41的活塞杆42的前端通過軸43以能夠自由轉動的 方式連接於可動卡合部36的中間部。通過利用電磁切換閥45對從液壓 泵44供給的工作液進行方向控制，裝卸汽缸41在圖4所示的非激勵狀 態的鎖定位置和激勵狀態的解鎖位置間進行切換動作。
關於上述快速聯接器18，如圖5至圖6所示，使固定卡合部34從 內側與設置在鏟鬥19的支架46內的一個銷47卡合，如圖6至圖7所示， 使聯接器主體33以這一個銷47為中心向順時針方向轉動，將凹槽部35 裝配到設置在鏟鬥19的支架46內的另一個銷48上，如圖7所示，在使 聯接器主體33緊貼於鏟鬥19的狀態下，切換圖4所示的電磁切換閥45， 使裝卸汽缸41的活塞杆42伸出，使可動卡合部36向逆時針方向轉動並
6從內側與另一個銷48卡合，這樣，通過固定卡合部34和可動卡合部36 與一對銷47、 48的卡合，快速聯接器18和鏟鬥19成為一體。如圖8所 示，當使鏟鬥汽缸25伸出時，經快速聯接器18而成為一體的鏟鬥19向 臂24的下側移動。
圖1表示設置在司機室14內的操作者座位(未圖示)附近的操作面 板51、和通常用畫面顯示燃料剩餘量等機械工作狀態的監視器52，在操 作面板51上設置有開關53，該開關53用於對設置於作業臂17的快速聯 接器18進行裝卸操作。該開關53通過提起杆54並向圖示上方傾倒的操 作，將圖4所示的電磁切換閥45控制在鎖定位置，通過向圖示下方傾倒 的操作，來進行將電磁切換閥45切換至解鎖位置的動作。
監視器52與快速聯接器18的開關操作聯動地從通常的顯示機械工 作狀態的顯示畫面切換至對附件進行選擇指示的顯示畫面。例如，顯示 作為流體壓力動作式附件的液壓動作式壓碎機55、液壓動作式破碎機56 以及液壓動作式抓斗57等液壓附件，和作為非流體壓力動作式附件的鏟 鬥19。
另外，關於該監視器52的選擇操作方式，通過觸摸面板或者分配給 每個附件的按鈕開關58來選擇附件。該監視器52還具有用蜂鳴聲對緊 急情況進行報警、或用語音指導告知事項的揚聲器功能。
此外，圖1所示的監視器52雖然具有分配給每個液壓附件的按鈕開 關58，但是附件選擇不限定於這樣的分配按鈕操作方式，例如，也可以 通過由向上按鈕和向下按鈕等構成的選擇按鈕來選擇液壓附件，並通過 確定按鈕來確定液壓附件的選擇。
此外，在該監視器52上連接有控制器61，在該控制器61上連接有 作為附件用流體壓力迴路的附件用液壓迴路62，該附件用液壓迴路62用 於使液壓附件動作。
控制器61包括存儲裝置，該存儲裝置保存與所選擇的液壓附件對應 地改變附件用液壓迴路62的設定條件的數據。由於該控制器61的存儲 裝置中還包括存儲所選擇的液壓附件的存儲器，所以不必在再次啟動時 再次選擇液壓附件。作為該存儲器，優選使用只要不進行清除操作，即使切斷電源也可保持存儲內容的非易失性存儲器。
控制器61與通過監視器52選擇的液壓附件對應地切換附件用液壓
迴路62的設定。例如，切換供給到液壓附件的工作液的設定壓力、流量、 與其它致動器(懸臂汽缸21、臂汽缸23等)的優先度等。
該控制器61具有這樣的功能在做出附件的選擇前保留選擇指示顯 示、並抑制附件用液壓迴路62的能力的功能；和在做出附件的選擇前輸
出催促選擇的告知信號的功能。
接著，參照圖9所示的流程圖，說明控制器61的設定切換控制。 (步驟S1)
判斷對快速聯接器18進行裝卸操作的開關53是否為解鎖狀態。另 外，開關53由於是將杆54提起後進行傾倒操作，所以在由於誤接觸等 而僅使杆54傾倒的操作下不會成為解鎖狀態。 (步驟S2)
在開關53不是解鎖狀態的情況下，由於是附件已經被安裝、杆54 回到了原來的位置的狀態，因此判斷是否進行過附件的選擇。此時，使 監視器52的畫面自動切換到圖1所示的附件顯示畫面，即切換到指示從 多個候補附件中選擇安裝附件的畫面顯示。候補附件例如為液壓動作式 壓碎機55、液壓動作式破碎機56、液壓動作式抓斗57、鏟鬥19等。
由於附件的選擇能夠通過監視器52的觸摸面板、或者分配給每個附 件的按鈕開關58、或者上述選擇按鈕和確定按鈕來進行，因此能夠判斷 是否有做出附件選擇。 (步驟S3)
在已做出附件選擇的情況下，使監視器52的畫面回到通常的燃料剩 餘量顯示等畫面。 (步驟S4)
對應於所選擇的附件，自動切換附件用液壓迴路62的液壓設定。例 如，自動調整供給到液壓附件的工作液的設定壓力、流量、與其它致動 器的優先度等。 (步驟S5)
8在步驟S2中沒有做出附件選擇的情況下，判斷是否經過了一定的時間。
(步驟S6)
在步驟S5的判斷中，在不選擇附件的狀態持續一定時間的期間內， 在監視器畫面上在保留附件選擇指示顯示的狀態下，輸出蜂鳴聲或語音 等告知信號來催促選擇。 (步驟S7)
在此期間，使附件用液壓迴路62的功能降低。g卩，通過不向液壓附 件供給工作液、或者將所供給的工作液的壓力和流量抑制為極低，使操 作者在將要對附近進行操作時容易地注意到忘記選擇附件，並且不會對 液壓附件造成損壞。例如，進行這以下等自動控制降低用於附件用液 壓迴路62的液壓源的溢流閥的設定壓力，或者打開旁通閥，或者使流量 控制閥的閥柱不動。 (步驟S8)
在步驟S5中判斷為經過了一定時間的情況下，將附件視為鏟鬥。 (步驟S9)
使監視器畫面回到通常的畫面。即，在所替換的附件是不需要附件 用液壓迴路62的鏟鬥19，只進行從鏟鬥到鏟鬥的替換的情況下，由於附 件的選擇操作麻煩，因此在經過一定時間後，使監視器52的附件選擇畫 面回到通常的畫面。另外，由於鏟鬥不需要附件用液壓迴路62，因此前 進至步驟S7。
(步驟SIO)
在步驟Sl的判斷中，在對快速聯接器18進行裝卸操作的開關53為 解鎖狀態的情況下，清除此前的選擇附件。
(步驟Sll)
用蜂鳴聲等對附件脫離進行報警。
接下來，說明圖示的實施方式的作用和效果。
通過安裝於臂24前端的快速聯接器18對附件進行更換。
此時，利用快速聯接器18進行的附件裝卸通過設置在司機室14內的開關53的操作來進行，但與該操作聯動地在司機室14內的監視器52 上如圖1所示顯示附件候補，在監視器52上發出需要選擇附件的指示。 在該情況下，通過由操作者利用監視器52選擇附件，來通過與該監 視器52連接的控制器61將附件用液壓迴路62調整為與更換的附件對應 的流量和壓力。
艮口，與液壓動作式壓碎機55、液壓動作式破碎機56、液壓動作式抓 鬥57等液壓附件對應地、控制附件用液壓迴路62的壓力調整閥(溢流 閥、減壓閥等)、流量控制閥(控制附件用主閥柱的先導壓力的比例電磁 閥等)，以自動地切換供給到液壓附件的設定液體壓力和液體流量等，或 者根據液壓附件切換與其它致動器的優先度。
這樣，只要與對快速聯接器18進行裝卸操作的開關53的操作聯動 地、在監視器52上顯示從多個候補附件中選擇安裝附件的指示畫面，並 通過該監視器52的觸摸面板、或者分配給每個附件的按鈕開關58、或者 上述的選擇按鈕及確定按鈕來選擇附件，就能夠通過一次接觸(one — touch)進行選擇操作，而幾乎不比現有的自動選擇系統遜色，而且不需 要在附件上附加識別信息，即使是初次駕駛該作業機械11的操作者，也 能夠防止忘記或者誤操作。
另外，由於控制器61對應於通過監視器52所選擇的液壓附件，以 預先對每個附件設定的條件，自動地切換附件用液壓迴路62的液壓設定， 因此，能夠在適當的時機可靠地供給適合各液壓附件的工作液體壓力和 液體流量。
由於控制器61在進行附件的選擇之前一直保留選擇指示顯示，並 且，通過不向附件用液壓迴路62供給工作液、或者將壓力和流量抑制為 極低，來抑制附件用液壓迴路62的能力，因此，即使萬一在忘記選擇的 情況下就開始操作，也不會對液壓附件造成損壞，並且能夠通過立刻使 操作者注意到異常來催促其再次進行選擇。
而且，即使不附加新的部件，也能夠實現這些功能。 此外，由於控制器61在進行附件的選擇之前輸出催促選擇的蜂鳴聲 或者語音等告知信號，因此能夠防止操作者忘記選擇，使其可靠地進行附件的選擇。此外，在快速聯接器18的系統方面，在附件從鎖定狀態脫 離時發出蜂鳴聲作為警告的情況下，為了防止與上述告知信號的混淆， 從功能方面來說優選用語音進行廣播。
這樣，即使在設置了液壓式快速聯接器18的情況下，也能夠將不具 備自動識別裝置的作業機械11中的問題以及現有的自動識別裝置的問題 全部解決。
產業上的可利用性
本發明可以利用於能夠進行多個附件作業的液壓挖掘機等作業機械
權利要求
1、一種作業機械的控制裝置，其特徵在於，上述作業機械的控制裝置包括開關，其對附件裝卸裝置進行操作，該附件裝卸裝置設置在作業臂上，用於裝卸流體壓力動作式附件；監視器，其與附件裝卸裝置的開關操作聯動地顯示選擇附件的指示畫面；以及控制器，其與通過監視器所選擇的附件對應地切換使附件動作的附件用流體壓力迴路的設定。
2、 如權利要求l所述的作業機械的控制裝置，其特徵在於， 控制器具有在做出附件的選擇之前抑制附件用流體壓力迴路的能力的功能。
3、 如權利要求1或2所述的作業機械的控制裝置，其特徵在於， 控制器具有在做出附件的選擇之前輸出催促選擇的告知信號的功
全文摘要
本發明提供一種作業機械的控制裝置。在作業機械的司機室內設置操作面板(51)、和用畫面顯示機械工作狀態等的監視器(52)。在操作面板(51)上設置開關(53)，該開關(53)碎設置於作業臂的快速聯接器進行裝卸操作。監視器(52)從通常的顯示機械工作狀態的顯示畫面與快速聯接器裝卸操作用的開關操作聯動地、切換至指示對附件進行選擇的顯示畫面。控制器(61)與監視器(52)連接，附件用液壓迴路(62)與控制器(61)連接。控制器(61)與通過監視器(52)選擇的附件對應地切換附件用液壓迴路(62)的設定。能夠對應於附件可靠地切換附件用流體壓力迴路的設定，而不需要在附件上附加識別信息。
文檔編號E02F9/20GK101542047SQ20088000025
公開日2009年9月23日 申請日期2008年2月29日 優先權日2007年4月19日
發明者澤田育久 申請人:卡特彼勒日本有限公司