CN108779616B - 机动平路机的控制方法、机动平路机以及机动平路机的作业管理*** - Google Patents
机动平路机的控制方法、机动平路机以及机动平路机的作业管理*** Download PDFInfo
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Abstract
机动平路机具备:车身;安装于车身的推土铲;位于推土铲的前方且分别安装在车身的左右位置的前轮;位于推土铲的后方且分别在车身的左右位置沿前后配置的双胎后轮;将车身的位置作为第一传感器信息进行检测的第一传感器;将车身的倾斜度作为第二传感器信息进行检测的第二传感器;将沿前后配置的双胎后轮的双方支承为旋转自如且以摆动自如的方式支承于车身的第一摆动构件;以及将第一摆动构件相对于车身摆动的角度作为第三传感器信息进行检测的第三传感器。机动平路机的控制方法具备如下步骤:获取由第一传感器~第三传感器检测的第一传感器信息~第三传感器信息;以及基于获取到的第一传感器信息~第三传感器信息来算出后轮的位置。
Description
技术领域
本公开涉及机动平路机的控制方法、机动平路机以及机动平路机的作业管理***。
背景技术
以往,作为作业车辆,已知有机动平路机。机动平路机是用于对路面、地面等平坦地进行整地的车轮式的作业车辆。
例如,在美国专利申请公开第2015/0197253号说明书(专利文献1)中公开了使用多个传感器的信息来算出地理坐标、并在显示装置中显示与现状地形相关的信息的方式。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利申请公开第2015/0197253号说明书
发明内容
发明要解决的课题
为了提高建筑事业中的施工工序的生产率,需要高精度且有效地对作业对象的现状地形进行计测,并基于作业对象的目标形状即设计地形与现状地形这两方来对作业对象进行施工。
本发明的目的在于,提供一种能够高精度地获取作业对象的现状地形的机动平路机的控制方法、机动平路机以及机动平路机的作业管理***。
用于解决课题的方案
按照一方案的机动平路机具备:车身;推土铲,其安装于车身;前轮,其位于推土铲的前方,且分别安装在车身的左右位置;双胎后轮,其位于推土铲的后方,且分别在车身的左右位置沿前后配置;第一传感器,其将车身的位置作为第一传感器信息进行检测;第二传感器,其将车身的倾斜度作为第二传感器信息进行检测;第一摆动构件,其将沿前后配置的双胎后轮的双方支承为旋转自如,且以摆动自如的方式支承于车身;以及第三传感器,其将第一摆动构件相对于车身摆动的角度作为第三传感器信息进行检测。机动平路机的控制方法具备如下步骤:获取由第一传感器~第三传感器检测的第一传感器信息~第三传感器信息;以及基于获取到的第一传感器信息~第三传感器信息来算出后轮的位置。
按照一方案的机动平路机具备:车身;推土铲,其安装于车身;前轮,其位于推土铲的前方,且分别安装在车身的左右位置;双胎后轮,其位于推土铲的后方,且分别在车身的左右位置沿前后配置;第一传感器,其将车身的位置作为第一传感器信息进行检测;第二传感器,其将车身的倾斜度作为第二传感器信息进行检测;第一摆动构件,其将沿前后配置的双胎后轮的双方支承为旋转自如,且以摆动自如的方式支承于车身;第三传感器,其将第一摆动构件相对于车身摆动的角度作为第三传感器信息进行检测;以及控制器,其与第一传感器~第三传感器连接。控制器获取由第一传感器~第三传感器检测的第一传感器信息~第三传感器信息,基于获取到的第一传感器信息~第三传感器信息来算出后轮的位置。
按照一方案的机动平路机的作业管理***具备机动平路机和显示装置。机动平路机包括:车身;推土铲,其安装于车身;前轮,其位于推土铲的前方,且分别安装在所述车身的左右位置;双胎后轮,其位于推土铲的后方,且分别在所述车身的左右位置沿前后配置;第一传感器,其将车身的位置作为第一传感器信息进行检测;第二传感器,其将车身的倾斜度作为第二传感器信息进行检测;第一摆动构件,其将沿前后配置的所述双胎后轮的双方支承为旋转自如,且以摆动自如的方式支承于所述车身;第三传感器,其将第一摆动构件相对于所述车身摆动的角度作为第三传感器信息进行检测;控制器,其与第一传感器~第三传感器连接;以及通信装置。控制器获取由第一传感器~第三传感器检测的所述第一传感器信息~第三传感器信息,基于获取到的第一传感器信息~第三传感器信息来算出所述后轮的位置。通信装置将用于显示基于后轮的位置与设计地形的比较而得到的图像的数据向外部发送。显示装置基于从通信装置发送来的数据来显示图像。
按照一方案的机动平路机具备:车身,其包括前框架和以能够转动的方式与前框架连结的后框架;推土铲,其安装于车身;前轮,其位于推土铲的前方,且安装于车身;后轮,其位于推土铲的后方,且安装于车身;位置传感器,其安装于前框架,对前框架的位置进行检测;倾斜传感器,其安装于车身,对车身的倾斜度进行检测;以及角度传感器,其检测前框架相对于后框架的转动角度。机动平路机的控制方法具备如下步骤:获取由位置传感器、倾斜传感器及角度传感器检测的各个传感器信息;以及基于获取到的各个传感器信息来算出后轮的位置。
按照一方案的机动平路机具备:车身,其包括前框架和以能够转动的方式与前框架连结的后框架;推土铲,其安装于车身;前轮,其位于推土铲的前方,且安装于车身;后轮,其位于推土铲的后方,且安装于车身;位置传感器,其安装于前框架,对前框架的位置进行检测;倾斜传感器,其安装于车身,对车身的倾斜度进行检测;角度传感器,其检测前框架相对于后框架的转动角度;以及控制器,其与位置传感器、倾斜传感器及角度传感器连接。控制器获取由位置传感器、倾斜传感器及角度传感器检测的各个传感器信息,基于获取到的各个传感器信息来算出后轮的位置。
发明效果
根据本发明的机动平路机的控制方法以及机动平路机,能够提高整地作业的施工精度。
附图说明
图1是概要地示出实施方式的机动平路机1的结构的立体图。
图2是概要地示出实施方式的机动平路机1的结构的侧视图。
图3是对实施方式的机动平路机1的转动机构的概要结构进行说明的图。
图4是对实施方式的机动平路机1的摆动机构的概要结构进行说明的图。
图5是表示实施方式的机动平路机1所具备的控制***的结构的框图。
图6是对实施方式的机动平路机1获取现状地形的方式进行说明的流程图。
图7是对实施方式的算出机动平路机1的后轮位置的方式进行说明的图。
图8是对实施方式的机动平路机1的显示器160所显示的图像进行说明的图。
图9是实施方式的变形例3的作业管理***的概念图。
图10是对实施方式的变形例3的机动平路机1获取现状地形的方式进行说明的流程图。
具体实施方式
以下,对实施方式的机动平路机进行说明。在以下的说明中,对同一部件标注相同的附图标记。它们的名称以及功能也相同。因此,不再重复对它们的详细说明。
<A.外观>
图1是概要地示出实施方式的机动平路机1的结构的立体图。
图2是概要地示出实施方式的机动平路机1的结构的侧视图。
如图1以及图2所示,实施方式的机动平路机1主要具备行驶轮11、12、车身框架2、驾驶室3以及工作装置4。另外,机动平路机1具备配置于发动机室6的发动机等结构部件。工作装置4包括推土铲42。机动平路机1能够利用推土铲42进行整地作业、除雪作业、轻切削、材料混合等作业。
行驶轮11、12包括前轮11和后轮12。在图1以及图2中,示出由每侧各一胎的两个前轮11和每侧各双胎的四个后轮12构成的共六个轮的行驶轮,但前轮11以及后轮12的个数及配置不局限于此。
前轮11位于推土铲42的前方,且分别安装在车身框架2的左右位置。
另外,后轮12位于推土铲42的后方,且由在车身框架2的左右位置分别沿前后配置的双胎构成。作为一例,在图2中示出左侧的后轮12中的前侧后轮12A和后侧后轮12B。
另外,在该后轮设置有将沿前后配置的双胎后轮的双方支承为旋转自如、且以摆动自如的方式支承于车身框架2的串列装置50A(第一摆动构件)。需要说明的是,将串列装置50A的摆动中心点P作为一例而示出。
需要说明的是,在以下的附图的说明中,将机动平路机1直行行驶的方向设为机动平路机1的前后方向(X)。在机动平路机1的前后方向上,相对于工作装置4而言将配置有前轮11的一侧设为前方向。在机动平路机1的前后方向上,相对于工作装置4而言将配置有后轮12的一侧设为后方向。机动平路机1的左右方向是指在俯视观察下与前后方向正交的方向。观察前方向时左右方向(Y)的右侧、左侧分别为右方向、左方向。机动平路机1的上下方向(Z)是与由前后方向以及左右方向决定的平面正交的方向。在上下方向上地面所在的一侧为下侧,天空所在的一侧为上侧。
前后方向是落座于驾驶室3内的驾驶席的操作员的前后方向。左右方向是落座于驾驶席的操作员的左右方向。左右方向是机动平路机1的车宽方向。上下方向是落座于驾驶席的操作员的上下方向。与落座于驾驶席的操作员正对的方向为前方向,落座于驾驶席的操作员的背后方向为后方向。落座于驾驶席的操作员正对于正面时的右侧、左侧分别为右方向、左方向。落座于驾驶席的操作员的脚底侧为下侧,头顶侧为上侧。
车身框架2包括后框架21、前框架22以及外装罩25。后框架21对外装罩25以及配置于发动机室6的发动机等结构部件进行支承。外装罩25覆盖发动机室6。在外装罩25上形成有上方开口部26、侧方开口部27以及后方开口部。上方开口部26、侧方开口部27以及后方开口部沿着外装罩25的厚度方向贯穿外装罩25而形成。
后框架21对外装罩25以及配置于发动机室6的发动机等结构部件进行支承。外装罩25覆盖发动机室6。上述的例如四个后轮12分别以能够通过来自发动机的驱动力进行旋转驱动的方式安装于后框架21。
前框架22安装在后框架21的前方。前框架22以能够转动的方式与后框架21连结。前框架22沿前后方向延伸。前框架22具有与后框架21连结的基端部以及与基端部相反的一侧的前端部。前框架22具有前端。前端包含于前框架22的前端部。上述的例如两个前轮11以能够旋转的方式安装于前框架22的前端部。
在前框架22的前端(或者车身框架2的前端)安装有配重51。配重51是安装于前框架22的附属件的一种。配重51为了通过增加施加于前轮11的朝下的载荷而能够在转向的同时增加推土铲42的按压载荷而装配于前框架22。
驾驶室3载置于前框架22。在驾驶室3的内部设置有方向盘、变速杆、工作装置4的操作杆、制动器、加速踏板、微动踏板等操作部(未图示)。需要说明的是,驾驶室3也可以载置于后框架21。
工作装置4主要具有牵引杆40、回转转盘41、推土铲42、液压马达49、以及各种液压缸44~48。
牵引杆40的前端部以能够摆动的方式安装于前框架22的前端部。牵引杆40的后端部由一对提升缸44、45支承于前框架22。通过该一对提升缸44、45的伸缩,牵引杆40的后端部能够相对于前框架22沿上下升降。因此,通过提升缸44、45均缩小而能将推土铲42相对于前框架22的高度向上方调整。另外,通过提升缸44、45均伸长而能将推土铲42相对于前框架22的高度向下方调整。
另外,牵引杆40通过提升缸44、45的伸缩,能够以沿着车辆行进方向的轴为中心沿上下摆动。
在前框架22与牵引杆40的侧端部安装有牵引杆移位缸46。通过该牵引杆移位缸46的伸缩,牵引杆40能够相对于前框架22沿左右移动。
回转转盘41以能够回转(旋转)的方式安装于牵引杆40的后端部。回转转盘41在液压马达49的作用下,能够相对于牵引杆40绕从车辆上方观察时的顺时针方向或逆时针方向进行回转驱动。通过回转转盘41的回转驱动,能调整推土铲42的推土铲推进角。
推土铲42配置在前轮11与后轮12之间。推土铲42配置在车身框架2的前端(或前框架22的前端)与车身框架2的后端之间。推土铲42支承于回转转盘41。推土铲42经由回转转盘41以及牵引杆40而支承于前框架22。
推土铲42被支承为能够相对于回转转盘41沿左右方向移动。具体而言,推土铲移位缸47安装于回转转盘41以及推土铲42,且沿着推土铲42的长度方向配置。在该推土铲移位缸47的作用下,推土铲42能够相对于回转转盘41沿左右方向移动。推土铲42能够在与前框架22的长度方向交叉的方向上移动。
推土铲42相对于回转转盘41被支承为能够以沿推土铲42的长度方向延伸的轴为中心进行摆动。具体而言,倾转缸48安装于回转转盘41以及推土铲42。通过使该倾转缸48伸缩,从而推土铲42能够相对于回转转盘41以沿推土铲42的长度方向延伸的轴为中心进行摆动,由此能够变更推土铲42相对于车辆行进方向的倾斜角度。
在驾驶室3的上顶棚侧配置有位置检测传感器64。位置检测传感器64包括GNSS天线和全局坐标运算器。是RTK-GNSS(Real Time Kinematic-Global Navigation SatelliteSystems,GNSS是全球导航卫星***。)用的天线。
另外,在驾驶室3的上顶棚侧配置有IMU(Inertial Measurement Unit)66。IMU66检测车身框架2的倾斜度。在实施方式中,IMU66检测车身框架2相对于左右方向的倾斜角θ2(参照图7(B))和车身框架2相对于前后方向的倾斜角θ1(参照图7(A))。IMU66例如以100Hz周期对倾斜角θ1及倾斜角θ2进行更新。
<B.机构>
图3是对实施方式的机动平路机1的转动机构的概要结构进行说明的图。
如图3所示,前框架22与后框架21通过铅垂的中心销30连结。具体而言,前框架22在驾驶室3的大致下方位置以能够转动的方式与后框架21连结。前框架22相对于后框架21的转动通过如下进行:通过来自驾驶室3的操作杆的操作而使连结在前框架22与后框架21之间的铰接缸32伸缩来进行。而且,通过使前框架22相对于后框架21弯曲(铰接),能够进一步缩小机动平路机1的回转时的回转半径、以及能够进行基于偏移行驶的沟槽挖掘、法面切削作业。需要说明的是,偏移行驶是指,通过使前框架22相对于后框架21弯曲的方向与前轮11相对于前框架回转的方向分别成为相反方向,从而使机动平路机1直行行驶。另外,在后框架21安装有铰接角度检测传感器60,铰接角度检测传感器60对前框架22相对于后框架21的弯曲角度即铰接角度进行检测。需要说明的是,在前框架22相对于后框架21位于中立位置的情况下,铰接角度设为0°。
图4是对实施方式的机动平路机1的摆动机构的概要结构进行说明的图。
如图4所示,相对于车身框架2而示出左侧的双胎后轮12A、12B和右侧的双胎后轮12C、12D。后轮12A、12B沿前后配置。另外,后轮12C、12D沿前后配置。
另外,设置有将后轮12A、12B的双方支承为旋转自如且以摆动自如的方式支承于车身框架2的串列装置50A、以及将后轮12C、12D的双方支承为旋转自如且以摆动自如的方式支承于车身框架2的串列装置50B。
发动机经由驱动力传递单元(未图示)而与后轴58连结。
串列装置50A、50B是摆动构件,设置为以后轴58为轴而摆动自如。
另外,后轴58与后轮12B、12D的轴经由驱动力传递单元而连接,对此未图示。通过使发动机驱动,从而后轮12B、12D成为驱动轮,另一方面,后轮12A、12C成为从动轮,机动平路机1行驶。
在本例中,示出仿效要行驶的现状地形的凹凸而经由串列装置50A、50B使后轮12摆动的情况。通过设置串列装置50A、50B,从而构成为尽量避免由凹凸引起的摆动经由车身框架2向推土铲42传递。由此,机动平路机1能够进行高精度的整地作业。
另外,对经由串列装置50A、50B而使后轮12摆动的串列角度进行检测的串列角度检测传感器62A、62B分别安装于串列装置50A、50B。
<C.***结构>
图5是表示实施方式的机动平路机1所具备的控制***的结构的框图。
如图5所示,作为一例,机动平路机1的控制***包括液压泵131、控制阀134、液压致动器135、发动机136、发动机控制器138、节气门表盘139、旋转传感器140、电位计145、启动开关146、主控制器150、铰接角度检测传感器60、串列角度检测传感器62、位置检测传感器64、IMU66、显示器160以及通信装置170。
液压泵131排出工作装置4等的驱动所用的工作油。
在液压泵131,经由控制阀134连接有液压致动器135。液压致动器135包括铰接缸32等。
斜板驱动装置132基于来自主控制器150的指示进行驱动,用于变更液压泵131的斜板的倾斜角度。
控制阀134对液压致动器135进行控制。控制阀134是电磁比例阀,与主控制器150连接。主控制器150将与工作装置杆、行驶杆的操作方向及/或操作量相应的操作信号(电信号)向控制阀134输出。控制阀134按照该操作信号来控制从液压泵131向液压致动器135供给的工作油的量。
发动机136具有与液压泵131连接的驱动轴,通过该驱动轴对液压泵131进行驱动。
发动机控制器138按照来自主控制器150的指示,对发动机136的动作进行控制。发动机136作为一例是柴油发动机。发动机136的发动机转数由节气门表盘139等设定,实际的发动机转数由旋转传感器140检测。旋转传感器140与主控制器150连接。
在节气门表盘139上设置有电位计145。电位计145对节气门表盘139的设定值(操作量)进行检测。节气门表盘139的设定值被发送至主控制器150。电位计145向发动机控制器138输出与发动机136的转数相关的指令值。按照该指令值来调整发动机136的目标转数。
发动机控制器138按照来自主控制器150的指示,进行燃料喷射装置喷射的燃料喷射量等的控制,由此调节发动机136的转数。
启动开关146与发动机控制器138连接。通过操作者对启动开关146进行操作(设定为启动),从而向发动机控制器138输出起动信号,发动机136起动。
主控制器150是对机动平路机1整体进行控制的控制器,由CPU(CentralProcessing Unit)、非易失性存储器、计时器等构成。
需要说明的是,在本例中,针对主控制器150与发动机控制器138分别为不同的结构进行了说明,但也可以采用一个共通的控制器。
主控制器150与铰接角度检测传感器60、串列角度检测传感器62、位置检测传感器64、IMU66以及通信装置170连接。主控制器150获取各个传感器信息,基于获取到的传感器信息来算出后轮的位置。主控制器150基于算出的后轮的位置来获取现状地形数据,将基于现状地形数据与设计地形数据的比较而得到的作业支援信息显示于显示器160。
通信装置170设置为能够经由通信网络与外部装置(例如服务器)进行数据的交换。例如,也可以使用通信装置170,将与算出的后轮的位置相关的信息发送至外部装置。另外,也可以将显示器160所显示的作业支援信息发送至外部装置。
<D.控制流程>
图6是对实施方式的机动平路机1获取现状地形的方式进行说明的流程图。
参照图6,主控制器150获取传感器信息(步骤S2)。主控制器150获取由铰接角度检测传感器60、串列角度检测传感器62、位置检测传感器64以及IMU66的各个传感器检测出的传感器信息。
接着,主控制器150算出机动平路机1的后轮位置(步骤S4)。主控制器150基于由铰接角度检测传感器60、串列角度检测传感器62、位置检测传感器64以及IMU66检测出的传感器信息来算出后轮位置。
图7是对实施方式的算出机动平路机1的后轮位置的方式进行说明的图。
图7(A)是在俯视观察机动平路机1的情况下示意性示出机动平路机1的图。
在本例中,针对基于各种传感器信息算出后轮的位置的方式进行说明。具体而言,算出左侧的后轮12B的与现状地形相接的位置。
作为一例,将机动平路机1的直行行驶的方向设为X方向,将与X方向正交的方向设为Y方向。
驾驶室3设置于前框架22,设置于驾驶室3的上顶棚的位置检测传感器64的位置Q0能够基于位置检测传感器64的传感器信息来获取。
将位置Q0作为基准坐标来算出后轮的位置Q1。
以位置Q0为基准坐标时的后轮的位置Q1的X方向的坐标X0如下式表示。
坐标X0=X1+X2+X3
这里,X1是位置Q0与弯曲位置R0之间的长度,是预先设定的已知值。
X2由下式表示。
X2=L1×cos(α1)-L2×sin(α1)
这里,L1是弯曲位置R0与后轴58的中心位置R1之间的长度,是预先设定的已知值。另外,角度α1是铰接角度,是由铰接角度检测传感器60检测的角度。
X3由下式表示。
X3=L4×cos(α1)
L4=L3×cos(α2)
X3=L3×cos(α2)×cos(α1)
这里,L3是后轮12B的中心点与摆动中心点P之间的长度,是预先设定的已知值。角度α2是串列角度,是由串列角度检测传感器62检测的角度。
基于上述算出结果,后轮的位置Q1的X方向的坐标X0由下式表示。
坐标X0=X1+L1×cos(α1)-L2×sin(α1)+L3×cos(α2)×cos(α1)
接着,以位置Q0为基准坐标时的后轮的位置Q1的Y方向的坐标Y0由下式表示。
坐标Y0=Y1+Y2+Y3
Y1由下式表示。
Y1=L1×sin(α1)
另外,Y2由下式表示。
Y2=L2×cos(α1)
这里,L2是后框架21的中心线与后轮12B之间的长度,是预先设定的已知值。
Y3=L4×sin(α1)
L4=L3×cos(α2)
Y3=L3×cos(α2)×sin(α1)
基于上述算出结果,后轮的位置Q1的Y方向的坐标Y0由下式表示。
坐标Y0=L1×sin(α1)+L2×cos(α1)+L3×cos(α2)×sin(α1)
接着,以位置Q0为基准坐标时的后轮12B的位置Q1的Z方向的坐标Z0由下式表示。
坐标Z0=Z1+Z2+Z3
这里,Z1是后轮12的半径的长度。Z3是Z方向上的摆动中心点P与位置检测传感器64之间的长度。Z1、Z3是预先设定的已知值。
Z2=L3×sin(α2)
基于上述算出结果,后轮的位置Q1的Z方向的坐标Z0由下式表示。
坐标Z0=Z1+L3×sin(α2)+Z3
作为上述算出结果的坐标X0、Y0、Z0是机动平路机1整地为水平面时(车身框架2未倾斜时)的坐标(车身绝对坐标)。
图7(B)是对考虑车身倾斜度而修正后轮的位置Q1的坐标X0、Y0、Z0的情况进行说明的图。
如该图所示,机动平路机1沿着现状地形在前后方向以及左右方向上具有倾斜度。在本例中,车身框架2(配置有位置检测传感器64及IMU66的前框架22)的方位通过基于来自位置检测传感器64的位置数据的位置速度矢量(GNSS速度矢量)而获取。IMU66检测车身框架2相对于左右方向的倾斜角θ2和车身框架2相对于前后方向的倾斜角θ1。
考虑了倾斜度的后轮的位置Q1的坐标(X、Y、Z)通过下式算出。
X=X0×cos(θ1)=(X1+L1×cos(α1)-L2×sin(α1)+L3×cos(α2)×cos(α1))×cos(θ1)
Y=Y0×cos(θ2)=(L1×sin(α1)+L2×cos(α1)+L3×cos(α2)×sin(α1))×cos(θ2)
Z=Z0/sqrt(tan2(θ1)+tan2(θ2)+1)=(Z1+L3×sin(α2)+Z3)/sqrt(tan2(θ1)+tan2(θ2)+1)
作为上述算出结果的坐标X、Y、Z是以位置Q0为基准坐标时的考虑了机动平路机1的车身倾斜度的机动平路机1的后轮位置的全局坐标。
由此,能够根据算出的机动平路机1的后轮位置来获取现状地形数据。即,主控制器150基于车身绝对坐标、位置速度矢量以及车身的倾斜度的数据,获取全局坐标系中的后轮的位置Q1。主控制器150将后轮的车身绝对坐标(局部位置)转换成全局坐标(全局位置)。
再次参照图6,主控制器150显示根据基于算出的后轮位置的现状地形数据与设计地形数据的比较而得到的图像(步骤S6)。
主控制器150对预先存放于非易失性存储器等的设计地形数据与算出的现状地形数据进行比较,显示基于其差量而得到的图像。例如,显示基于现状地形数据与设计地形数据在相同地点处的高度差而得到的图像。
图8是对实施方式的机动平路机1的显示器160所显示的图像进行说明的图。
如图8所示,作为与机动平路机1及其周围的现状地形相关的信息,将基于与设计地形数据的高度差而得到的图像以作业支援信息的形式进行显示。
作为一例,示出各种阴影区域,阴影区域的种类按照设计地形数据与现状地形数据在相同地点处的高度差而不同。例如,也可以以高度差大的情况与高度差小的情况进行变更。通过显示该图像,操作员能够容易地确认现状地形数据与设计地形数据之差,能够提高整地作业的作业效率。
再次参照图6,主控制器150判断作业是否结束(步骤S8)。在判断为作业结束的情况下(步骤S8中为是),结束处理(结束)。另一方面,在步骤S8中判断为作业未结束的情况下(步骤S8中为否),再次返回步骤S2。然后,重复上述处理。
根据该方式,能够基于机动平路机1的后轮位置高精度且有效地计测作业对象的现状地形。然后,基于作为作业对象的目标形状的设计地形数据与现状地形数据来显示图像,由此能够执行施工精度高的施工作业。
尤其是,在本例中,是在位于推土铲42的后方的后轮12的位置处获取现状地形数据的方式。因此,能够高精度地掌握利用推土铲42进行整地作业后的现状地形。另外,本方式使用串列角度检测传感器62的传感器信息来算出通过串列装置50进行摆动的后轮12的位置,因此,能够高精度地计测现状地形的凹凸,能够提高施工精度。
<E.变形例>
<e1.变形例1>
在上述中,对算出机动平路机1的后轮12B的位置的情况进行了说明,但也可以通过算出后轮12A的位置来获取现状地形数据。
此外,也可以通过分别算出后轮12A以及12B的位置来获取现状地形数据。
此外,在本例中,说明了使用安装于串列装置50A的串列角度检测传感器62A的传感器信息来算出左侧的后轮12B的位置的方式。
另一方面,也可以算出右侧的后轮12C、12D中的至少任一方的位置。具体而言,也可以使用安装于串列装置50B的串列角度检测传感器62B的传感器信息,按照与上述同样的方式来算出右侧的后轮12D的位置。
主控制器150获取铰接角度检测传感器60、串列角度检测传感器62A、位置检测传感器64以及IMU66的各个传感器的传感器信息,基于获取到的传感器信息,按照与上述说明的方式同样的方式来算出后轮12B的位置,并获取铰接角度检测传感器60、串列角度检测传感器62B、位置检测传感器64以及IMU66的各个传感器的传感器信息,基于获取到的传感器信息,按照与上述说明的方式同样的方式来算出后轮12D的位置。
通过算出右侧以及左侧的后轮12B、12D的位置,从而同时获取两处地点的现状地形数据,能够获取宽范围的现状地形数据。由此,能够削减行驶次数,有效地执行施工作业。
<e2.变形例2>
在上述中,针对在前框架22上安装有驾驶室3且在驾驶室3的上顶棚安装有位置检测传感器64的结构进行了说明,但也考虑在后框架21上安装驾驶室3且在驾驶室3的上顶棚安装位置检测传感器64的结构。
在后框架21上安装驾驶室3的情况下,即便在使前框架22相对于后框架21弯曲时,设置于后框架21的驾驶室3的位置检测传感器64与后轮12B的相对位置关系也不变化。
因此,主控制器150能够获取串列角度检测传感器62、位置检测传感器64以及IMU66的各个传感器的传感器信息,基于获取到的传感器信息,按照与上述说明的方式同样的方式来算出后轮12B的位置。因此,能够以简易的结构高精度地计测整地作业后的现状地形的凹凸。
需要说明的是,在目前为止说明的实施方式中,机动平路机1具有驾驶室3,但机动平路机1也可以不必具有驾驶室3。机动平路机1不局限于操作员搭乘于机动平路机1来操作机动平路机1的规格,也可以采用通过来自外部的远程操作来进行动作的规格。在该情况下,机动平路机1无需设置用于供操作员搭乘的驾驶室3,因此,也可以不具有驾驶室3。在不具有驾驶室3的情况下,位置检测传感器64和IMU66也可以配置于后框架21或前框架22等。
<e3.变形例3>
在上述中,针对算出机动平路机1的后轮12B的位置的情况进行了说明,但也可以利用外部装置来管理该算出结果。
图9是实施方式的变形例3的作业管理***的概念图。
参照图9,示出将机动平路机与外部装置200(例如服务器)设置为能够通信的情况。
通过将机动平路机1中的信息向外部装置200发送而能够从远程位置掌握机动平路机1的状态。
另外,通过将上述说明的与机动平路机1的后轮12B的位置相关的信息向具有显示装置的外部装置200发送,能够在位于远程位置的外部装置200中高精度地掌握作业对象的现状地形。
图10是对实施方式的变形例3的机动平路机1获取现状地形的方式进行说明的流程图。
参照图10,与图6的流程图相比,将步骤S6置换成步骤S7这一点不同。
具体而言,在步骤S7中,主控制器150发送用于对根据基于算出的后轮位置的现状地形数据与设计地形数据的比较而得到的图像进行显示的数据。通信装置170向外部装置200发送该数据。
关于其他的结构,与图6中说明的结构同样,因此不再重复其详细说明。
根据该结构,外部装置200能够获取用于对根据基于算出的后轮位置的现状地形数据与设计地形数据的比较而得到的图像进行显示的数据,并在显示装置中显示与图8中说明的图像同样的图像。
由此,能够使用设置于远程位置的外部装置200的显示装置来高精度地掌握作业对象的现状地形。
<作用效果>
按照一方案的机动平路机具备:车身;推土铲,其安装于车身;前轮,其位于推土铲的前方,且分别安装在车身的左右位置;双胎后轮,其位于推土铲的后方,且分别在车身的左右位置沿前后配置;第一传感器,其将车身的位置作为第一传感器信息进行检测;第二传感器,其将车身的倾斜度作为第二传感器信息进行检测;第一摆动构件,其将沿前后配置的双胎后轮的双方支承为旋转自如,且以摆动自如的方式支承于车身;以及第三传感器,其将第一摆动构件相对于车身摆动的角度作为第三传感器信息进行检测。机动平路机的控制方法具备如下步骤:获取由第一传感器~第三传感器检测的第一传感器信息~第三传感器信息;以及基于获取到的第一传感器信息~第三传感器信息来算出后轮的位置。
因此,将第一摆动构件相对于车身摆动的角度作为第三传感器信息进行检测,利用该第三传感器信息来算出后轮的位置,因此,能够高精度地计测整地作业后的现状地形的凹凸。
优选的是,第一摆动构件相对于在车身的左右位置的一方设置的双胎后轮而设置。机动平路机还具备:第二摆动构件,其相对于在车身的左右位置的另一方设置的双胎后轮而设置,将沿前后配置的双胎后轮的双方支承为旋转自如,且以摆动自如的方式支承于车身;以及第四传感器,其将第二摆动构件相对于车身摆动的角度作为第四传感器信息进行检测。在算出后轮的位置的步骤中,基于获取到的第一传感器信息~第三传感器信息来算出在车身的左右位置的一方设置的后轮的位置,基于获取到的第一传感器信息、、第二传感器信息、、第四传感器信息来算出在车身的左右位置的另一方设置的后轮的位置。
因此,基于第一传感器信息~第三传感器信息来算出在车身的左右位置的一方设置的后轮的位置,基于第一传感器信息、第二传感器信息、第四传感器信息来算出在车身的左右位置的另一方设置的后轮的位置,因此,能够同时高精度地计测两处地点的现状地形的凹凸。
优选的是,车身包括:前框架,其安装有前轮;以及后框架,其以能够转动的方式与前框架连结,且安装有后轮。第一传感器安装于前框架。机动平路机还具备对前框架相对于后框架的转动角度进行检测的角度传感器。在算出后轮的位置的步骤中,基于获取到的传感器信息和转动角度来算出后轮的位置。
因此,对前框架相对于后框架的转动角度进行检测,利用该转动角度来算出后轮的位置,因此,即便采用在前框架上安装有第一传感器的机动平路机的结构,也能够高精度地计测整地作业后的现状地形的凹凸。
优选的是,还具备对基于后轮的位置与设计地形的比较而得到的图像进行显示的步骤。
因此,通过显示根据基于后轮的位置的现状地形与设计地形的比较而得到的图像,能够容易地确认其差,能够提高整地作业的作业效率。
优选的是,还具备将用于显示基于后轮的位置与设计地形的比较而得到的图像的数据向外部发送的步骤。
因此,在外部的装置中,通过显示根据基于后轮的位置的现状地形与设计地形的比较而得到的图像,能够容易地确认其差,能够容易地掌握现状地形。
按照一方案的机动平路机具备:车身;推土铲,其安装于车身;前轮,其位于推土铲的前方,且分别安装在车身的左右位置;双胎后轮,其位于推土铲的后方,且分别在车身的左右位置沿前后配置;第一传感器,其将车身的位置作为第一传感器信息进行检测;第二传感器,其将车身的倾斜度作为第二传感器信息进行检测;第一摆动构件,其将沿前后配置的双胎后轮的双方支承为旋转自如,且以摆动自如的方式支承于车身;第三传感器,其将第一摆动构件相对于车身摆动的角度作为第三传感器信息进行检测;以及控制器,其与第一传感器~第三传感器连接。控制器获取由第一传感器~第三传感器检测的第一传感器信息~第三传感器信息,基于获取到的第一传感器信息~第三传感器信息来算出后轮的位置。
因此,将第一摆动构件相对于车身摆动的角度作为第三传感器信息进行检测,利用该第三传感器信息来算出后轮的位置,因此,能够高精度地计测整地作业后的现状地形的凹凸。
优选的是,车身包括:前框架,其安装有前轮;以及后框架,其以能够转动的方式与前框架连结,且安装有后轮。第一传感器安装于后框架。
因此,在后框架上安装有第一传感器的机动平路机的结构的情况下,不利用前框架相对于后框架的转动角度而算出后轮的位置,因此,能够以简易的结构高精度地计测整地作业后的现状地形的凹凸。
优选的是,第一摆动构件针对在车身的左右位置的一方设置的双胎后轮而设置。机动平路机还具备:第二摆动构件,其针对在车身的左右位置的另一方设置的双胎后轮而设置,将沿前后配置的双胎后轮的双方支承为旋转自如,且以摆动自如的方式支承于车身;以及第四传感器,其将第二摆动构件相对于车身摆动的角度作为第四传感器信息进行检测。控制器还获取由第四传感器检测的第四传感器信息,基于获取到的第一传感器信息~第三传感器信息来算出在车身的左右位置的一方设置的后轮的位置,基于获取到的第一传感器信息、第二传感器信息、第四传感器信息来算出在车身的左右位置的另一方设置的后轮的位置。
因此,基于第一传感器信息~第三传感器信息来算出在车身的左右位置的一方设置的后轮的位置,基于第一传感器信息、第二传感器信息、第四传感器信息来算出在车身的左右位置的另一方设置的后轮的位置,因此,能够同时高精度地计测两处地点的现状地形的凹凸。
优选的是,车身包括:前框架,其安装有前轮;以及后框架,其以能够转动的方式与前框架连结,且安装有后轮。第一传感器安装于前框架。还具备对前框架相对于后框架的转动角度进行检测的角度传感器。控制器基于获取到的传感器信息和转动角度来算出后轮的位置。
因此,对前框架相对于后框架的转动角度进行检测,利用该转动角度来算出后轮的位置,因此,即便是在前框架上安装有第一传感器的机动平路机的结构,也能够高精度地计测整地作业后的现状地形的凹凸。
优选的是,还具备对基于后轮的位置与设计地形的比较而得到的图像进行显示的显示装置。
因此,通过显示根据基于后轮的位置的现状地形与设计地形的比较而得到的图像,能够容易地确认其差,能够提高整地作业的作业效率。
优选的是,还具备通信装置,该通信装置将用于显示基于后轮的位置与设计地形的比较而得到的图像的数据向外部发送。
因此,在外部的装置中,通过显示根据基于后轮的位置的现状地形与设计地形的比较而得到的图像,能够容易地确认其差,能够容易地掌握现状地形。
按照一方案的机动平路机的作业管理***具备:上述记载的机动平路机;以及显示装置,其基于从通信装置发送来的数据来显示图像。
因此,在与机动平路机分开地另外设置的显示装置中,通过显示根据基于后轮的位置的现状地形与设计地形的比较而得到的图像,能够容易地确认其差,因此,能够容易地掌握现状地形。
按照一方案的机动平路机具备:车身,其包括前框架和以能够转动的方式与前框架连结的后框架;推土铲,其安装于车身;前轮,其位于推土铲的前方,且安装于车身;后轮,其位于推土铲的后方,且安装于车身;位置传感器,其安装于前框架,对前框架的位置进行检测;倾斜传感器,其安装于车身,对车身的倾斜度进行检测;以及角度传感器,其检测前框架相对于后框架的转动角度。机动平路机的控制方法具备如下步骤:获取由位置传感器、倾斜传感器及角度传感器检测的各个传感器信息;以及基于获取到的各个传感器信息来算出后轮的位置。
因此,利用位置传感器检测前框架的位置,利用倾斜传感器检测车身的倾斜度,利用角度传感器检测转动角度,基于各个传感器信息来算出后轮的位置,因此,能够高精度地计测整地作业后的现状地形的凹凸。
按照一方案的机动平路机具备:车身,其包括前框架和以能够转动的方式与前框架连结的后框架;推土铲,其安装于车身;前轮,其位于推土铲的前方,且安装于车身;后轮,其位于推土铲的后方,且安装于车身;位置传感器,其安装于前框架,对前框架的位置进行检测;倾斜传感器,其安装于车身,对车身的倾斜度进行检测;角度传感器,其检测前框架相对于后框架的转动角度;以及控制器,其与位置传感器、倾斜传感器及角度传感器连接。控制器获取由位置传感器、倾斜传感器及角度传感器检测的各个传感器信息,基于获取到的各个传感器信息来算出后轮的位置。
因此,利用位置传感器检测前框架的位置,利用倾斜传感器检测车身的倾斜度,利用角度传感器检测转动角度,基于这些传感器信息来算出后轮的位置,因此,能够高精度地计测整地作业后的现状地形的凹凸。
此次公开的实施方式是例示,不仅仅局限于上述内容。本申请的范围由权利请求保护的范围示出,包括与权利请求保护的范围同等的含义以及范围内的全部变更。
附图标记说明
1机动平路机,2车身框架,3驾驶室,4工作装置,11前轮,12后轮,19车轴,21后框架,22前框架,40牵引杆,41回转转盘,42推土铲,44、45提升缸,46牵引杆移位缸,47推土铲移位缸,48倾转缸,49液压马达,50串列装置,51配重,60铰接角度检测传感器,62串列角度检测传感器,64位置检测传感器,66IMU,131液压泵,132斜板驱动装置,135液压致动器,136发动机,138发动机控制器,139节气门表盘,150主控制器,160显示器。
Claims (14)
1.一种机动平路机的控制方法,其中,
所述机动平路机具备:
车身;
推土铲,其安装于所述车身;
前轮,其位于所述推土铲的前方,且分别安装在所述车身的左右位置;
双胎后轮,其位于所述推土铲的后方,且分别在所述车身的左右位置沿前后配置;
第一传感器,其将所述车身的位置作为第一传感器信息进行检测;
第二传感器,其将所述车身的倾斜度作为第二传感器信息进行检测;
第一摆动构件,其将沿前后配置的所述双胎后轮的双方支承为旋转自如,且以摆动自如的方式支承于所述车身;以及
第三传感器,其将所述第一摆动构件相对于所述车身摆动的角度作为第三传感器信息进行检测,
所述机动平路机的控制方法具备如下步骤:
获取由所述第一传感器、第二传感器和第三传感器检测的所述第一传感器信息、第二传感器信息和第三传感器信息;以及
基于获取到的第一传感器信息、第二传感器信息和第三传感器信息来算出所述后轮的位置。
2.根据权利要求1所述的机动平路机的控制方法,其中,
所述第一摆动构件针对在所述车身的左右位置的一方设置的所述双胎后轮而设置,
所述机动平路机还具备:
第二摆动构件,其针对在所述车身的左右位置的另一方设置的所述双胎后轮而设置,将沿前后配置的所述双胎后轮的双方支承为旋转自如,且以摆动自如的方式支承于所述车身;以及
第四传感器,其将所述第二摆动构件相对于所述车身摆动的角度作为第四传感器信息进行检测,
在算出所述后轮的位置的步骤中,
基于获取到的所述第一传感器信息、第二传感器信息和第三传感器信息来算出在所述车身的左右位置的一方设置的所述后轮的位置,
基于获取到的所述第一传感器信息、第二传感器信息、第四传感器信息来算出在所述车身的左右位置的另一方设置的所述后轮的位置。
3.根据权利要求1或2所述的机动平路机的控制方法,其中,
所述车身包括:
前框架,其安装有所述前轮;以及
后框架,其以能够转动的方式与所述前框架连结,且安装有所述后轮,
所述第一传感器安装于所述前框架,
所述机动平路机还具备对所述前框架相对于所述后框架的转动角度进行检测的角度传感器,
在算出所述后轮的位置的步骤中,基于获取到的传感器信息和所述转动角度来算出所述后轮的位置。
4.根据权利要求1或2所述的机动平路机的控制方法,其中,
所述机动平路机的控制方法还具备对基于所述后轮的位置与设计地形的比较而得到的图像进行显示的步骤。
5.根据权利要求1或2所述的机动平路机的控制方法,其中,
所述机动平路机的控制方法还具备将用于显示基于所述后轮的位置与设计地形的比较而得到的图像的数据向外部发送的步骤。
6.一种机动平路机,其中,
所述机动平路机具备:
车身;
推土铲,其安装于所述车身;
前轮,其位于所述推土铲的前方,且分别安装在所述车身的左右位置;
双胎后轮,其位于所述推土铲的后方,且分别在所述车身的左右位置沿前后配置;
第一传感器,其将所述车身的位置作为第一传感器信息进行检测;
第二传感器,其将所述车身的倾斜度作为第二传感器信息进行检测;
第一摆动构件,其将沿前后配置的所述双胎后轮的双方支承为旋转自如,且以摆动自如的方式支承于所述车身;
第三传感器,其将所述第一摆动构件相对于所述车身摆动的角度作为第三传感器信息进行检测;以及
控制器,其与所述第一传感器、第二传感器和第三传感器连接,
所述控制器获取由所述第一传感器、第二传感器和第三传感器检测的所述第一传感器信息、第二传感器信息和第三传感器信息,
基于获取到的第一传感器信息、第二传感器信息和第三传感器信息来算出所述后轮的位置。
7.根据权利要求6所述的机动平路机,其中,
所述车身包括:
前框架,其安装有所述前轮;以及
后框架,其以能够转动的方式与所述前框架连结,且安装有所述后轮,
所述第一传感器安装于所述后框架。
8.根据权利要求6所述的机动平路机,其中,
所述第一摆动构件针对在所述车身的左右位置的一方设置的所述双胎后轮而设置,
所述机动平路机还具备:
第二摆动构件,其针对在所述车身的左右位置的另一方设置的所述双胎后轮而设置,将沿前后配置的所述双胎后轮的双方支承为旋转自如,且以摆动自如的方式支承于所述车身;以及
第四传感器,其将所述第二摆动构件相对于所述车身摆动的角度作为第四传感器信息进行检测,
所述控制器还获取由所述第四传感器检测的所述第四传感器信息,
基于获取到的第一传感器信息、第二传感器信息和第三传感器信息来算出在所述车身的左右位置的一方设置的所述后轮的位置,
基于获取到的所述第一传感器信息、第二传感器信息、第四传感器信息来算出在所述车身的左右位置的另一方设置的所述后轮的位置。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的机动平路机,其中,
所述车身包括:
前框架,其安装有所述前轮;以及
后框架,其以能够转动的方式与所述前框架连结,且安装有所述后轮,
所述第一传感器安装于所述前框架,
所述机动平路机还具备对所述前框架相对于所述后框架的转动角度进行检测的角度传感器,
所述控制器基于获取到的传感器信息和所述转动角度来算出所述后轮的位置。
10.根据权利要求6至8中任一项所述的机动平路机,其中,
所述机动平路机还具备显示装置,该显示装置对基于所述后轮的位置与设计地形的比较而得到的图像进行显示。
11.根据权利要求6至8中任一项所述的机动平路机,其中,
所述机动平路机还具备通信装置,该通信装置将用于显示基于所述后轮的位置与设计地形的比较而得到的图像的数据向外部发送。
12.一种机动平路机的作业管理***,其中,
该机动平路机的作业管理***具备机动平路机,
所述机动平路机具备:
车身;
推土铲,其安装于所述车身;
前轮,其位于所述推土铲的前方,且分别安装在所述车身的左右位置;
双胎后轮,其位于所述推土铲的后方,且分别在所述车身的左右位置沿前后配置;
第一传感器,其将所述车身的位置作为第一传感器信息进行检测;
第二传感器,其将所述车身的倾斜度作为第二传感器信息进行检测;
第一摆动构件,其将沿前后配置的所述双胎后轮的双方支承为旋转自如,且以摆动自如的方式支承于所述车身;
第三传感器,其将所述第一摆动构件相对于所述车身摆动的角度作为第三传感器信息进行检测;以及
控制器,其与所述第一传感器、第二传感器和第三传感器连接,
所述控制器获取由所述第一传感器、第二传感器和第三传感器检测的所述第一传感器信息、第二传感器信息和第三传感器信息,
基于获取到的第一传感器信息、第二传感器信息和第三传感器信息来算出所述后轮的位置,
所述机动平路机还包括通信装置,该通信装置将用于显示基于所述后轮的位置与设计地形的比较而得到的图像的数据向外部发送,
所述机动平路机的作业管理***还具备显示装置,该显示装置基于从所述通信装置发送来的数据来显示图像。
13.一种机动平路机的控制方法,其中,
所述机动平路机具备:
车身,其包括前框架和以能够转动的方式与所述前框架连结的后框架;
推土铲,其安装于所述车身;
前轮,其位于所述推土铲的前方,且安装于所述车身;
后轮,其位于所述推土铲的后方,且安装于所述车身;
位置传感器,其安装于所述前框架,对所述前框架的位置进行检测;
倾斜传感器,其安装于所述车身,对所述车身的倾斜度进行检测;以及
角度传感器,其对所述前框架相对于所述后框架的转动角度进行检测,
所述机动平路机的控制方法具备如下步骤:
获取由所述位置传感器、所述倾斜传感器及所述角度传感器检测的各个传感器信息;以及
基于获取到的各个传感器信息来算出所述后轮的位置。
14.一种机动平路机,其中,
所述机动平路机具备:
车身,其包括前框架和以能够转动的方式与所述前框架连结的后框架;
推土铲,其安装于所述车身;
前轮,其位于所述推土铲的前方,且安装于所述车身;
后轮,其位于所述推土铲的后方,且安装于所述车身;
位置传感器,其安装于所述前框架,对所述前框架的位置进行检测;
倾斜传感器,其安装于所述车身,对所述车身的倾斜度进行检测;
角度传感器,其对所述前框架相对于所述后框架的转动角度进行检测;以及
控制器,其与所述位置传感器、所述倾斜传感器及所述角度传感器连接,
所述控制器获取由所述位置传感器、所述倾斜传感器及所述角度传感器检测的各个传感器信息,
基于获取到的各个传感器信息来算出所述后轮的位置。
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