推土铲控制系统和建筑机械技术方案

推土铲控制系统包括：距离运算单元；推土铲负荷取得单元；以及提升液压缸控制单元。距离运算单元取得设计面与铲头的距离。推土铲负荷取得单元取得对推土铲施加的推土铲负荷。提升液压缸控制单元在距离超过第1距离的情况下执行铲土控制。提升液压缸控制单元在距离低于第2距离的情况下执行整地控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使推土铲的铲头跟随至设计面的推土铲控制系统和建筑机械。
技术介绍
以往，提出了在推土机或机动平路机等建筑机械中，通过自动调整推土铲的上下位置，使推土铲的铲头跟随至表示铲土对象的目标形状的设计面的整地控制(參照特开平11-256620 号公报)。而且，提出了在建筑机械中，通过自动调整推土铲的上下位置，使对推土铲施加的推土铲负荷与目标负荷一致的铲土控制(參照专利文献I)。现有技术文献专利文献专利文献I特开平5-106239号公报
技术实现思路
(专利技术要解决的技术问题)但是，操作者难以正确地掌握整地控制和铲土控制的合适的切換定时。因此，如果从铲土控制到整地控制的切换过早，则至设计面还有距离，所以推土铲的铲头要跟随至设计面而深深地插入，推土铲负荷増大，从而过度发生行驶装置的履带相对地面的滑动(以下称为履带滑动)。另ー方面，如果从铲土控制到整地控制的切换过迟，则由于推土铲的铲头超过设计面而过度铲土。因此，希望适当地自动切換整地控制和铲土控制。本专利技术是鉴于上述的状况而完成的，目的是提供能够适当地自动切換整地控制和铲土控制的推土铲控制系统和建筑机械。(用于解决课题的手段)与第I方式相关联的推土铲控制系统，包括:提升臂，可上下摆动地安装在车体上；推土铲，支撑在提升臂的前端；提升液压缸，使提升臂上下摆动；推土铲负荷取得単元，取得对推土铲施加的推土铲负荷；距离运算单元，取得表示铲土对象的目标形状的三维的设计地形即设计面与推土铲的铲头的距离；距离判定単元，判定设计面和推土铲的铲头之间的距离，与第I距离以及小于第I距离的第2距离各自之间的大小关系；以及提升液压缸控制单元，通过对提升液压缸提供工作油，在由距离判定単元判定为设计面与推土铲的铲头之间的距离超过第I距离的情况下，执行铲土控制，在由距离判定単元判定为设计面与推土铲的铲头之间的距离低于第2距离的情况下，执行整地控制，在由距离判定単元判定为设计面与推土铲的铲头的距离在第I距离以下且在第2距离以上的情况下，执行铲土控制或者整地控制。按照第I方式的推土铲控制系统，在设计面和推土铲的铲头之间的距离超过了第I距离时从整地控制切換到铲土控制，所以可以抑制推土铲负荷过大导致的过度的履带滑动。而且，由于在设计面和推土铲的铲头之间的距离低于了第2距离的时从铲土控制切換到整地控制，所以可以抑制铲头超过设计面导致的过度的铲土。这样，通过适当地自动切換整地控制和铲土控制，可以兼顾抑制过度的履带滑动和抑制过度的铲土。而且，上述过度的履带滑动意味着履带相对地面进行滑动的量过大，从而行驶装置的驱动力未适当地对地面传递的状态。第2方式的推土铲控制系统与第I方式相关联，该推土铲控制系统还包括:推土铲负荷判定単元，判定推土铲负荷与第I负荷以及小于第I负荷的第2负荷各自之间的大小关系。提升液压缸控制単元在由距离判定単元判定为设计面和推土铲的铲头之间的距离为第I距离以下且为第2距离以上的情况下，在由推土铲负荷判定単元判定为推土铲负荷超过第I负荷时，执行铲土控制，在由推土铲负荷判定単元判定为推土铲负荷低于第2负荷时，执行整地控制，在由推土铲负荷判定単元判定为推土铲负荷为第I负荷以下且为第2负荷以上时，执行铲土控制或者整地控制。按照第2方式的推土铲控制系统，在设计面和推土铲的铲头之间的距离为第I距离和第2距离之间的情况下，根据推土铲负荷切換整地控制和铲土控制。具体来说，如果推土铲负荷小，则可以进ー步拢入土，所以执行整地控制以使铲头不超过设计面。另ー方面，在推土铲负荷过大时，由于存在过度的履带滑动导致的作业效率降低和路面的破坏的危险，所以执行铲土控制。因此，除了抑制过度的履带滑动和抑制过量的铲土，还可以进一歩提高作业效率。第3方式的推土铲控制系统与第2方式相关联，提升液压缸控制単元在由距离判定单元判定为设计面与推土铲的铲头之间的距离为第I距离以下且为第2距离以上的情况下，在由推土铲负荷判定単元判定为推土铲负荷为第I负荷以下且为第2负荷以上时，在铲土控制或整地控制中維持当前的控制。按照第3方式的推土铲控制系统，由于可以抑制铲土控制和整地控制之间的过度的切換，所以可以减轻对液压系统的负荷。第4方式的推土铲控制系统与第I方式相关联，距离运算单元根据表示车辆的状态的车辆信息和表示设计面的设计面信息，运算设计面和推土铲的铲头之间的距离。第5方式的推土铲控制系统与第4方式相关联，车辆信息包含提升液压缸的冲程长度、车体的倾斜角、以及表示车体的位置的GPS数据。第6方式的推土铲控制系统与第4或者第5方式相关联，设计面信息包含表示设计面的位置和形状的设计面数据。第7方式的建筑机械包括:车体；以及第I方式的推土铲控制系统。第8方式的建筑机械与第7方式相关联，包括被安装在车体上的带有ー对履带的行驶装置。附图说明图1是表示推土机的整体结构的侧视图。图2A是推土铲的侧视图。图2B是推土铲的俯视图。图2C是推土铲的正视图。图3是表示推土铲控制系统的结构的方框图。图4是表示推土铲控制器的功能的方框图。图5是表示推土机和设计面的位置关系的一例的示意图。图6是用于说明提升角的计算方法的示意图。图7是表示铲土控制和整地控制之间的切换条件的表。图8是用于说明推土铲控制系统的动作的流程图。图9是表示铲土控制和整地控制之间的切換条件的另ー个例子的表。标号说明30…提升臂40…推土铲50…提升液·压缸214…推土铲负荷取得单元212…距离计算单元213…距离判定单元217…提升液压缸控制单元具体实施例方式接着，利用附图说明本专利技术的实施方式。在以下的附图的记载中，对于相同或者类似的部分附加相同或者类似的标号。但是，附图仅是示意性的，有各尺寸的比例等与实际不同的情況。因此，具体的尺寸等应斟酌以下的说明来进行判断。而且，不用说，在附图相互之间也存在相互尺寸的关系或比例不同的部分。以下，ー边參照附图，ー边对作为一例的“建筑机械”的推土机进行说明。在以下的说明中，“上”、“下”、“左”、“右”是以坐在驾驶席的操作者为基准的用语。《推土机100的整体结构》图1是表示实施方式的推土机100的整体结构的侧视图。推土机100包括:车体10、行驶装置20、提升臂30、推土铲40、提升液压缸50、角度液压缸60、倾斜液压缸70、GPS接收机80、IMU (InertialMeasurement Unit,惯性测量单元)90、一对链轮95、以及驱动扭矩传感器95S。推土机100配备推土铲控制系统200。关于推土伊控制系统200的结构和动作在后叙述。车体10具有驾驶室11和发动机室12。在驾驶室11中内装未图示的座位和各种操作装置。发动机室12被配置在驾驶室11的前方。行驶装置20由一对履带(在图1中，仅图示左侧的履带)构成，被安装在车体10的下部。通过ー对履带随着一对链轮95的驱动而旋转，推土机100行驶。提升臂30在车宽度方向上被配置在行驶装置20的内側。提升臂30以与车宽度方向平行的轴线X为中心，能够上下摆动地安装在车体10上。提升臂30通过球关节部分31、间距(pitch)支撑连杆32、支柱部分33支撑推土铲40。推土铲40被配置在车体10的前方。推土铲40通过与球关节部分31连接的万向接头41、与间距支撑连杆32连接的间距接头42而支撑在提升臂30的前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种推土铲控制系统，包括：提升臂，可上下摆动地安装在车体上；推土铲，支撑在所述提升臂的前端；提升液压缸，使所述提升臂上下摆动；推土铲负荷取得单元，取得对所述推土铲施加的推土铲负荷；距离运算单元，取得表示铲土对象的目标形状的三维的设计地形即设计面与所述推土铲的铲头之间的距离；距离判定单元，判定所述设计面和所述推土铲的铲头之间的距离与第1距离以及小于所述第1距离的第2距离各自之间的大小关系；以及提升液压缸控制单元，通过对所述提升液压缸提供工作油，在由所述距离判定单元判定为所述设计面与所述推土铲的铲头之间的距离超过所述第1距离的情况下，执行铲土控制，在由所述距离判定单元判定为所述设计面与所述推土铲的铲头之间的距离低于所述第2距离的情况下，执行整地控制，在由所述距离判定单元判定为所述设计面与推土铲的铲头之间的距离在所述第1距离以下且在所述第2距离以上的情况下，执行所述铲土控制或者所述整地控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.30 US 13/249,7461.ー种推土铲控制系统，包括: 提升臂，可上下摆动地安装在车体上； 推土铲，支撑在所述提升臂的前端； 提升液压缸，使所述提升臂上下摆动； 推土铲负荷取得単元，取得对所述推土铲施加的推土铲负荷； 距离运算单元，取得表示铲土对象的目标形状的三维的设计地形即设计面与所述推土铲的铲头之间的距离； 距离判定単元，判定所述设计面和所述推土铲的铲头之间的距离与第I距离以及小于所述第I距离的第2距离各自之间的大小关系；以及 提升液压缸控制単元，通过对所述提升液压缸提供工作油，在由所述距离判定単元判定为所述设计面与所述推土铲的铲头之间的距离超过所述第I距离的情况下，执行铲土控制，在由所述距离判定単元判定为所述设计面与所述推土铲的铲头之间的距离低于所述第2距离的情况下，执行整地控制，在由所述距离判定単元判定为所述设计面与推土铲的铲头之间的距离在所述第I距离以下且在所述第2距离以上的情况下，执行所述铲土控制或者所述整地控制。2.如权利要求1所述的推土铲控制系统， 还包括:推土铲负荷判定単元，判定所述推土铲负荷与第I负荷以及小于所述第I负荷的第2负荷各自之间的大小关系， 所述提升液压缸控制単元，在由 所述距离判定単元判定为所述设计面和所述推土铲的铲头之间的距离为所述第I距离以...

【专利技术属性】
技术研发人员：林和彦，
申请(专利权)人：株式会社小松制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP