CN111386369A - 工程机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种工程机械(10)，能够对用于有效地使附属装置简单且迅速地移动至目标位置的操作进行辅助。工程机械(10)包括：能够输入在假想空间附属装置的假想目标位置的输入界面(33)；根据假想目标位置计算出实际空间内附属装置的目标位置即实际目标位置的目标位置运算部(34)；计算选自下部行走体、上部回转体、作业装置和附属装置中的至少一个驱动对象的动作量以使附属装置的实际位置与实际目标位置相一致的动作量运算部(35)；以及根据计算出的动作量来控制用于使驱动对象进行动作的致动器的动作的控制部(36)。

Description

工程机械
技术领域
本发明涉及液压挖掘机等工程机械，该工程机械能够对用于使附属装置简单且迅速地移动至目标位置的操作进行辅助。
背景技术
在液压挖掘机等工程机械中，操作室的操作人员在作业现场进行如下的手动操作：一边确认附属装置的当前位置和移动目的地的目标位置，一边通过对与上部回转体、作业装置(动臂、斗杆)和附属装置等对应的操作部进行操作来使其移动。
上述作业现场中，有时会设有用于向工程机械的操作人员指示应当进行挖掘等施工的位置的标记。上述操作人员进行使附属装置的远端等对准上述标记的工程机械操作，但随着附属装置远离标记，目标位置会越来越不清楚，从而与目标位置之间容易产生位置偏差。作为其对策，已知有自动地测量施工面的形状和标记位置，并向操作人员提供使操作简化的信息这样进行作业辅助的工程机械。
例如专利文献1中公开了一种具备设置于操作室的激光测距装置、运算装置和显示装置的工程机械。上述激光测距装置自动测量作业面的形状和标记位置。上述运算装置基于设置于所述施工面附近的标记，计算相当于所要形成的目标面的假想线，并将表示施工面与假想线的位置的截面图像显示于上述显示装置。从而，操作人员能够了解施工面与目标面(假想线)的位置关系，并能以上述显示装置上以截面形式显示的假想线为基准来操作工程机械。
然而，上述专利文献1所记载的工程机械尽管在显示装置上显示施工面和目标面(假想线)，但实际上为了使工程机械的作业装置(动臂、斗杆)和附属装置进行动作，操作人员需要像以往那样对各自相应的操作部分别进行操作，最终有很大部分依赖于操作人员的操作技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本发明授权公报第4311577号
发明内容
本发明鉴于以上问题，其目的在于提供一种液压挖掘机等工程机械，该工程机械能够为用于使附属装置简单且迅速地移动至目标位置的操作提供辅助。
所提供的工程机械包括：下部行走体；行走驱动装置，是以让所述下部行走体进行行走动作的方式使所述下部行走体移动的致动器；上部回转体，可回转地搭载于所述下部行走体；回转马达，是使所述上部回转体进行回转的致动器；作业装置，可自由转动地连结于所述上部回转体；附属装置，与所述作业装置的远端连结；多个作业致动器，是分别使所述附属装置以及所述作业装置进行动作的致动器；输入界面，能够进行用于在假想空间指定所述附属装置的假想目标位置的输入；目标位置运算部，基于通过所述输入界面而实现的所述输入所对应的所述假想目标位置，计算所述附属装置在实际空间的目标位置即实际目标位置；动作量运算部，对于选自所述下部行走体、所述上部回转体、所述作业装置及所述附属装置中的至少一个驱动对象，计算使所述附属装置的实际位置与所述实际目标位置一致的动作量即目标动作量；以及，控制部，根据所述动作量运算部计算出的所述目标动作量，控制所述行走驱动装置、所述回转马达和所述多个作业致动器中用于使所述驱动对象进行动作的致动器的动作。。
附图说明
图1是本发明的实施方式1和2所涉及的工程机械的侧视图。
图2是表示图1所示的上述工程机械的操作室内部的立体图。
图3表示上述实施方式1所涉及的工程机械的运算控制***的框图。
图4表示上述实施方式1所涉及的上述运算控制***所进行的运算控制动作的流程图。
图5A是表示上述实施方式1所涉及的画面显示装置上显示的对象物的立体图像的图。
图5B是表示对图5A所示的对象物的图像所进行的指示操作的图。
图6A是表示上述实施方式1中指定的假想空间内粉碎机的目标位置即假想目标位置的俯视图。
图6B是表示基于图6A所示的假想目标位置计算出的实际空间内上述粉碎机的目标位置即实际目标位置的俯视图。
图7表示上述实施方式2所涉及的运算控制***的框图。
图8表示上述实施方式2所涉及的运算控制***所进行的运算控制动作的流程图。
图9A是表示上述实施方式2所涉及的画面显示装置上显示的对象物的立体图像的图。
图9B是表示对图9A所示的对象物的图像所进行的指示操作的图。
图10A是表示上述实施方式2中计算出的实际空间内粉碎机的目标位置即实际目标位置的俯视图。
图10B是表示图10A所示的所述实际目标位置的侧视图。
图11A是不同于本发明实施方式的参考方式所涉及的工程机械的侧视图。
图11B是表示图11A所示的上述工程机械的操作室内部的立体图。
图12表示上述参考方式中进行的运算控制动作的流程图。
图13表示上述参考方式中指定的对象物的一部分的立体图。
图14A是表示基于图13所示的假想目标位置计算出的实际空间内上述粉碎机的目标位置即实际目标位置的俯视图。
图14B是表示图14A所示的所述实际目标位置的侧视图。
具体实施方式
参照附图，详细说明本发明的各实施方式所涉及的工程机械10。方便起见，以工程机械10为基准，将水平面上包含的左右方向设为X轴方向，将水平面上包含的前后方向设为Y轴方向，将铅直方向(上下方向)设为Z轴方向，利用(X，Y，Z)坐标说明各位置。
图1表示本发明的实施方式1和实施方式2所涉及的工程机械10。该工程机械10例如是解体机，具备由行走驱动装置19驱动行走的下部行走体12、经由回转轴13搭载于上述下部行走体12上且能回转的上部回转体14、驱动上述上部回转体14进行回转的致动器即回转马达28(图3)、与上述上部回转体14连结且能在上下方向上自由转动的作业装置15、安装于上述下部行走体12的夹臂16、远端附属装置即粉碎机25、以及用于使上述作业装置15进行动作的多个作业致动器。在上述上部回转体14的前侧旁边搭载有操作室(驾驶室)11，在上部回转体14的后部搭载有配置于机械室17的发动机或配重18。
上述作业装置15包含动臂21和斗杆22。上述多个作业致动器包含使上述动臂21相对于上述上部回转体14在上下方向上转动的动臂缸22、使上述斗杆23相对于上述动臂21在上下方向上转动的斗杆缸24。上述动臂21和上述动臂缸22以能在上下方向上转动的方式轴支在上述上部回转体14上。上述动臂缸22的远端部经由销22a与上述动臂21连结而能够转动。上述斗杆23被轴支于上述动臂21的远端，并与上述斗杆缸24连结，从而能够在该斗杆缸24的作用下进行转动。
上述工程机械10还包括用于使本实施方式的远端附属装置即上述粉碎机25进行动作的致动器即粉碎机缸27。上述粉碎机25经由连杆部26与上述斗杆23及上述粉碎机缸27相连结，从而在上述粉碎机缸27的作用下相对于上述斗杆23能在上下方向上转动。
上述工程机械10还具备三维测定部31和图像显示装置32。上述三维测定部31具有相对于上述上部回转体14固定的位置和姿势，获取从该三维测定部31到存在于上述工程机械10周围的对象物1的表面的多个点为止的距离的信息即距离信息。上述图像显示装置32设置于上述操作室11内，三维地显示基于由上述三维测定部31获取的距离信息而生成的对象物1及其周围的图像。该图像相当于本发明中显示“假想空间”的图像。
上述操作室11内除了上述图像显示装置32之外，还设有座椅51和操作部52。上述座椅51是操作人员进行操作的场所，允许该操作人员就座在该座椅51上。上述操作部52配置在上述座椅51的前方，包含接受上述操作人员作出的用于使上述工程机械10进行动作的操作的操作杆等。上述图像显示装置32也可以是具有在其上操作人员能够进行触摸操作的画面的触摸屏。另外，本发明所涉及的三维测定部并不限定于本实施方式的上述三维测定部31那样具有相对于上述上部回转体14固定的位置和姿势。例如，该三维测定部31也可以具有相对于上述工程机械10周围的规定位置固定的位置和姿势。例如，也可以是工程机械10的主体配置在解体车间内，而三维测定部31独立于该主体从解体车间的天花板垂下。
图3是表示上述工程机械10所包含的构成要素中构成运算控制***的构成要素的框图。上述工程机械10还具备图3所示的输入界面33、目标位置运算部34、动作量运算部35、控制部36、存储部37和显示控制部38。
上述输入界面33是与所述目标位置运算部34相连接的装置，通过操作人员特定的指定操作，能向该目标位置运算部34输入上述假想空间内上述粉碎机(附属装置)25的远端的目标位置即假想目标位置PA(参照图6A)。上述目标位置运算部34基于通过上述输入界面33输入的上述假想目标位置PA，计算出实际空间内该粉碎机25的目标位置即实际目标位置PB(参照图6B)。上述动作量运算部35对于选自上述下部行走体12、上述上部回转体14、上述作业装置15和上述粉碎机25中的至少一个驱动对象，计算出用于使上述实际空间内上述粉碎机25的实际位置即实际空间位置与上述实际目标位置PB一致的上述至少一个驱动对象的动作量即目标动作量。上述控制部36根据上述动作量运算部35计算出的上述目标动作量，控制上述行走驱动装置19、上述回转马达28和上述多个致动器22、24、27中用于使上述驱动对象进行动作的致动器即控制对象致动器的动作。
上述工程机械10还具备用于存储其机体的信息即机体信息的存储部37。上述控制部36基于上述存储部37中存储的上述机体信息，校正上述控制对象致动器的上述目标动作量所对应的控制量。机体信息包含上述机体的重量及重心、上述作业装置的长度。
上述存储部37还存储用于计算上述目标位置的差值，上述目标位置运算部34根据上述差值校正上述实际目标位置PB的值。上述差值是相当于上述实际目标位置PB校正前的值与校正后的值之差的量，例如能够由操作人员通过上述输入界面33与上述假想目标位置PA一同指定。上述存储部37也可以存储上述差值以外的信息、例如多种作业内容的种类。上述差值也可以根据上述多种作业内容的种类分别进行设定。
上述工程机械10还具备显示控制部38。该显示控制部38基于上述三维测定部31获取的上述距离信息，将上述对象物1(参照图1)的图像三维地显示于上述图像显示装置32。上述图像显示装置32可以包含在上述输入界面33中，即可以是该输入界面33本身或其构成要素之一，也可以作为独立于上述输入界面33的构成要素而与该输入界面33相连接。该画面显示装置32可以是专用的监视器，也可以是所谓的平板电脑。上述画面显示装置32是上述甲板电脑的情况下，可以容易地与上述输入界面33连接。
接着，基于图4的流程图，说明以上所述的上述运算控制***所进行的运算控制动作的流程图。图4所示的步骡S1中，三维测定部31获取到对象物1及其周边的表面上的多个点各自的距离的信息即上述距离信息，显示控制部38基于该距离信息来获取上述对象物1及其周边的三维形状。步骤S2中，上述显示控制部38将所获取的上述对象物1及其周边的上述三维形状变换为俯视的平面图像。
上述显示控制部38在步骤S3中将经过上述变换后的上述平面图像显示在图像显示装置32上。上述三维测定部31配置在上述对象物1正上方的情况下，上述对象物1及其周边的上述三维形状无需变换为俯视的平面图像，可以直接作为俯视的平面图像显示在图像显示装置32上。
步骤S4中，在图像显示装置32上以俯视方式显示的机械坐标系的对象物1的图像上，指定图6A所示的假想空间内上述破碎机25的目标位置即假想目标位置PA的平面坐标即XY坐标(x1，y1)。步骤S5中，目标位置运算部34基于通过上述输入界面33输入的上述假想目标位置PA，计算出图6B所示的机械坐标系中上述破碎机25远端在实际空间内的目标位置即实际目标位置PB的平面坐标即XY坐标(X1，Y1)目标位置。
步骤S6中，基于如上所述获取的三维形状，上述目标位置运算部34计算出与上述实际目标位置PB(X1，Y1)相对应的高度方向的Z坐标(Z1)。本实施方式所涉及的该目标位置运算部34还在步骤S7中，基于上述存储部37中存储的差值(α，β，γ)校正上述实际目标位置PB(X1，Y1，Z1)的值。
上述动作量运算部35计算出用于使所选驱动对象即上述破碎机25在实际空间内的实际位置与上述实际目标位置PB一致的该驱动对象的动作量即目标动作量。上述控制部36对于上述致动器19、22、24、27、28中用于使上述驱动对象进行动作的致动器即上述控制对象致动器，计算与上述目标动作量相对应的控制量。上述控制部36进一步基于该控制量，控制上述控制对象致动器使上述粉碎机25的远端移动。
使用上述差值来校正上述实际目标位置的动作也可以省略。在使用该差值进行校正的情况下，在上述实施方式中，操作人员可以通过上述输入界面33直接指定该差值。或者，在上述存储部37存储有多种作业内容的种类，且分别对应于该多种作业内容设定有上述差值的情况下，上述输入界面33至少允许输入该作业内容的种类的指定，从而操作人员只需从上述多种作业内容的种类中选择与应当进行的作业相符的种类，就能利用与该作业内容的种类相对应的优选的差值自动地进行校正。
接着，对伴随着以上所述的运算控制动作的所述工程机械10的作用进行说明。
上述显示控制部38(参照图3)将所获取的对象物1及周边的三维形状变换为俯视的平面形状，并将其图像显示于图像显示装置32。或者，该图像显示装置32也可以在画面上将上述显示控制部38所提供的上述三维形状变换为俯视的平面图像。在后者的情况下，上述图像显示装置32首先在画面上显示图5A所示的上述三维图像，然后如图5B所示地在画面上将该三维形状的图像变换为俯视的平面图像。无论是哪一种情况，操作人员都只要接触、例如图5B所示地用手指29触摸上述画面上所显示的俯视的平面图像的特定位置这样简单的触摸操作，就能进行指定。
通过上述操作人员的操作，如图6A所示，指定假想空间内(本实施方式中为粉碎机25)的目标位置即假想目标位置PA(x1，y1)，并通过输入界面33输入到目标位置运算部34。该目标位置运算部34基于上述假想目标位置PA，如图6B所示，计算出实际空间内附属装置的目标位置即实际目标位置PB(X1，Y1，Z1)，并进行使附属装置25的远端移动到该实际目标位置PB的自动控制。上述实际目标位置PB根据上述差值(α，β，γ)进行校正的情况下，进行使上述粉碎机25的远端移动到该校正后的实际目标位置PB的控制。
上述差值在XY方向上的分量(α，β)优选设定为进行使上述实际目标位置PB向近前侧偏移的校正。通常，工程机械10的作业装置15很重，其移动时受到很大的惯性力的影响，但通过将附属装置25的移动目的地即实际目标位置校正至比实际作业时的目标位置即作业目标位置稍许更靠近前侧，能够防止或者抑制上述粉碎机25(或其它附属装置)因上述惯性力而超过上述作业目标位置。从而能够将执行了自动控制后的手动操作对粉碎机25的位置调整控制在最低限度。
上述实施方式中的上述差值也可以仅对XYZ方向中的一部分方向的分量进行设定。例如，通过仅对Z方向的分量设定上述差值，即将该差值设为(0，0，γ)，操作人员无需对驱动装置19、回转马达28和多个致动器22、24、27所对应的操作部52分别进行操作，根据经由输入界面33的指定，能够使工程机械10执行自动控制，将附属装置25移动至原本的目标位置即作业目标位置的正上方的位置。从而，例如通过上述自动控制，在XY坐标上粉碎机(附属装置)25的位置对齐一定程度的位置之后，操作人员可以使用操作部52进行使该粉碎机25向下方手动操作这样的作业。即，粉碎机(附属装置)25大致移动至设定在上述作业目标位置正上方的实际目标位置可以通过输入界面33输入假想目标位置来简单地进行，之后粉碎机25下降从而对对象物1进行握持或(附属装置是铲斗的情况下的)挖掘这样的作业可以由操作人员利用操作部52进行细致的手动操作。
上述实施方式中，上述显示控制部38获取的对象物1及周边的三维形状的立体图像经该显示控制部38或图像显示装置32变换成俯视的平面图像，并在该俯视的平面图像上指定假想空间内的目标位置即上述假想目标位置PA，但本发明并不限于此。例如，显示控制部38所获取的对象物1及周边的三维形状图像也可以直接以立体图像的形式显示于图像显示装置32，并在该立体图像上指定上述假想空间内的目标位置即假想目标位置PA。后者的情况下，图4所示的步骤S2、S3可省略。
下面，参照图7～图10B，说明本发明的实施方式2。本实施方式2所涉及的要素中与上述实施方式1通用的要素标注相同的参考标号，并省略该要素的说明。
本实施方式2还包括图1所示的摄像部41。该摄像部41具有相对于上部回转体14固定的位置和姿势，对该上部回转体14周围的对象物1进行拍摄。
图7是表示上述实施方式2所涉及的工程机械10上搭载的运算控制***的结构的框图。该运算控制***除了具备上述实施方式1的运算控制***所包含的要素同等的要素之外，还具有图7所示的显示控制部39。该显示控制部39使上述摄像部41拍摄到的对象物1(参照图1)的图像以三维的方式显示在构成输入界面33的图像显示装置32或与输入界面33连接的图像显示装置32上。该图像相当于本发明所述的显示“假想空间”的图像。
上述图像显示装置32中，与上述实施方式1相同，通过对所显示的对象物1的图像的特定部位进行指定操作，经由输入界面33，向目标位置运算部34输入用于在假想空间内指定粉碎机(附属装置)25远端的目标位置即假想目标位置的信息。
上述三维测定部31所获取的距离信息经显示控制部38变换为三维信息，在图像显示装置32上不进行显示，而是发送至上述目标位置运算部34。上述三维测定部31所获取的距离信息也可以经显示控制部38变换为三维信息后，在图像显示装置32上不进行显示，而是发送至上述目标位置运算部34。
上述目标位置运算部34基于上述图像显示装置32中指定的对象物1的图像上的特定部位，根据上述三维测定部31获取到距离信息的多个点与上述摄像部41拍摄到的对象物的图像上的多个点各自的对应关系，计算出与上述特定部位对应的目标位置即上述假想空间内指定的假想目标位置，再基于该假想目标位置计算出实际空间内粉碎机(附属装置)25的目标位置即实际目标位置。即，实施方式2所涉及的目标位置运算部34基于通过输入界面33输入的“特定部位”的信息，还能计算出操作人员所指定的假想目标位置PA。由此，本申请的发明所述的“用于在假想空间内指定所述附属装置的假想目标位置的输入”不仅限于假想目标位置本身的输入，还包括用于确定该假想目标位置所需的信息的输入(实施方式2中是操作人员所指定的“特定部位”的输入)。
接着，基于图8的流程图，说明实施方式2中执行的控制流程。步骤S11中，显示控制部38根据三维测定部31获取的到对象物1及其周边的表面上的多个点为止的各距离信息，获取三维形状。步骤S12中，显示控制部38将所获取的对象物1及其周边的三维形状的信息发送至目标位置运算部34。
步骤S13中，显示控制部38使摄像部41拍摄到的对象物1(参照图1)的图像以三维的方式显示在构成输入界面33的图像显示装置32或与输入界面33连接的图像显示装置32上。
步骤S14中，在图像显示装置32中指定对象物1的图像的特定部位。步骤S15中，目标位置运算部34基于图像显示装置32中指定的对象物1的特定部位的输入，根据三维测定部31获取到距离信息的多个点与摄像部41拍摄到的对象物1的图像上的多个点各自的对应关系，计算出与上述输入相对应的假想目标位置即假想空间内指定的粉碎机25远端的目标位置即假想目标位置PA(x1，y1，z1)。
上述目标位置运算部34进一步在步骤S16中，基于上述假想目标位置PA，计算出机械坐标系中粉碎机25远端的实际空间内目标位置即实际目标位置PB(X1，Y1，Z1)，并在步骤S17中，根据存储部37中存储的差值(α，β，丁)校正所得到的实际目标位置PB(X1，Y1，Z1)。为了使粉碎机25移动到该校正后的实际目标位置PB，控制部36控制各致动器19、22、24、27、28的动作。
接着，对以上所述的工程机械10的作用进行说明。如图9A所示，摄像部41(参照图7)拍摄到的对象物1及周边的的图像显示于图像显示装置32。如图9B所示，假想空间内用于指定上述假想目标位置PA(x1，y1，z1)的特定部位例如由操作人员的手指29选定。该特定部位的输入是对目标位置运算部34进行的，该目标位置运算部34计算出与上述特定部位对应的目标位置、即实质上由上述操作人员的操作指定的假想目标位置PA。
上述目标位置运算部34进一步基于上述假想目标位置PA，计算出图10A、图10B所示的实际空间内的目标位置即实际目标位置PB(X1，Y1，Z1)。然后，进行使附属装置25的远端自动移动到该实际目标位置PB的控制。此时，也可以根据差值(α，β，γ)对上述实际目标位置PB(X1，Y1，Z1)进行校正，并进行使附属装置25的远端移动到该校正后的实际目标位置PB的控制。
上述实施方式1和2中，能够实现使附属装置简单且迅速地移动至目标位置这样的操作的辅助。该操作的辅助也可以通过参照图11～图14B在下文中说明的方式即不同于本发明的实施方式的参考方式来实现。本参考方式中，与上述实施方式1通用的要素标注相同的参考标号，并省略该要素的说明。
如图11A、图11B所示，上述参考方式所涉及的工程机械10具备：相对于上部回转体14固定位置及姿势且测定到对象物1的表面上的点为止的距离的距离测定部61、以及相对于上部回转体14固定位置及姿势且检测操作人员的视线方向的视线检测部62。
接着，基于图12所示的流程图，说明本参考方式中执行的控制流程。步骤S21中，上述视线检测部62检测操作人员的视线方向。步骤S22中，上述参考方式中的控制部36计算出上述视线检测部62检测出的视线方向相对于车辆前后方向的方位角θ1和相对于水平方向的仰角θ2。
步骤S23中，上述控制部36将上述距离测定部61测定到的测定部坐标变换为以操作人员的规定部位的位置(例如眼睛的位置)为基准的视线坐标。步骤S24中，距离测定部61测定检测出的视线方向上从上述基准的位置到对象物1为止的上述视线坐标上的距离L。
步骤S25中，上述控制部36基于上述距离L和上述方位角θ1及上述仰角θ2，计算上述视线坐标上的目标位置即假想目标位置PA的坐标，将该假想目标位置的坐标变换为机械坐标系中的目标位置即实际空间内的目标位置即实际目标位置PB(X，Y，Z)，并控制各致动器1、22、24、27、28的动作以使粉碎机25的远端移动到该实际目标位置。
接着，对以上所述的工程机械10的作用进行说明。图11A所示的上述视线检测部62检测操作人员注视对象物1规定时间的位置即注视图13所示的假想目标位置PB的视线。
图14A、图14B中，将工程机械1的车身宽度方向记为X坐标，将车辆前后方向记为Y坐标，将高度方向记为Z坐标。图14A中，距离L在俯视情况下(XY平面)的投影距离为L1，图14B中，距离L在侧视情况下(YZ平面)的投影距离为L2。如图14A、图14B所示，测定所检测出的方位角θ1、仰角θ2的视线方向上的视线坐标中的距离L。
视线坐标中的目标位置即假想目标位置PA的
X坐标可以表示为X1＝L1×sin θ1＝L×cos θ2×sin θ1，
Y坐标可以表示为Y1＝L1×cos θ1＝L×cos θ2×cos θ1，
Z坐标可以表示为Z1＝-L1×sin θ2＝-L×cos θ1×sin θ2。
上述控制部36将上述假想目标位置PA的坐标变换为机械坐标，并控制各致动器19、22、24、27、28，以使粉碎机25的远端移动到该机械坐标中的目标位置即实际目标位置PB(X，Y，Z)。
根据上述实施方式1和2，上述目标位置运算部34根据上述输入界面33所允许的输入相对应的假想目标位置即假想空间内指定的目标位置即假想目标位置，计算出实际空间内附属装置(上述实施方式中为粉碎机25)的目标位置即实际目标位置。上述动作量运算部35计算出使上述附属装置(粉碎机25)在上述实际空间内的实际位置与上述实际目标位置一致的下部行走体12、上部回转体14、作业装置15和附属装置25中的至少一个的动作量作为目标动作量。然后，上述控制部36根据上述动作量运算部35计算出的上述目标动作量，控制驱动装置、回转马达和多个致动器中的至少一个的动作。从而，操作人员不对驱动装置19、回转马达28和多个致动器22、24、27所对应的操作部52分别进行操作，也能容易地使附属装置25移动至实际空间内的目标位置即上述实际目标位置。即，上述实施方式1和2所涉及的工程机械10能够对有效地使附属装置(粉碎机25)简单且迅速地移动至目标位置这样的操作人员的操作进行辅助。
具体而言，上述实施方式1中，上述三维测定部31获取上述工程机械10到周围的对象物表面的多个点各自的距离信息，上述显示控制部38基于该获取的距离信息，将上述对象物的图像以三维的形式显示在构成输入界面33的图像显示装置32或与输入界面33相连接的图像显示装置32上。图像显示装置32中，通过指定以三维形式显示的对象物1的图像的特定部位，向输入界面33指定假想空间内的附属装置(粉碎机25)的目标位置即假想目标位置，并基于该假想目标位置确定实际空间内的目标位置即实际目标位置。从而，操作人员通过在图像显示装置32所显示的三维图像上指定目标位置这样简单的指定操作，最终能够指定实际目标位置。
显示控制部38将基于三维测定部31获得的距离信息得到的对象物1的三维形状转换为俯视时的平面图像并显示于图像显示装置32，因此，操作人员能够在俯视时的平面图像上清楚且简单地指定假想目标位置。
另外，上述实施方式2中，上述三维测定部31获取工程机械10到周围的对象物表面的多个点各自的距离的信息即距离信息，上述摄像部41拍摄上述工程机械10周围的对象物1，上述显示控制部将该拍摄到的对象物1的图像以三维的形式显示在图像显示装置32上。目标位置运算部34基于图像显示装置32中指定的对象物1的图像上的部位，根据三维测定部31获取到距离信息的多个点与摄像部41拍摄到的对象物1的图像上的多个点各自的对应关系，计算出与上述部位对应的假想目标位置即假想空间内指定的假想目标位置，再基于计算出实际空间内附属装置25的目标位置即实际目标位置。从而，操作人员通过在图像显示装置32所显示的直观图像即摄像部41拍摄到的写实拍摄图像上指定其特定部位这样简单的指定操作，最终能够指定实际空间内附属装置(粉碎机25)的目标位置即实际目标位置。
上述实施方式1和2所涉及的上述图像显示装置32是具有操作人员可以进行触摸的画面的触摸屏，基于作业人员在该画面上触摸的位置来确定假想目标位置，因此在图像显示装置32上直接用手指26等就能指定假想目标位置。由此，图像显示装置32兼作为指示装置，从而无需用于指定位置的操作杆或鼠标，能够减少零部件数量。上述触摸屏若使用市售的平板电脑，则可以进一步降低零部件成本。
另外，上述实施方式1和2所涉及的工程机械10还具备用于存储机体的信息即上述机体信息的存储部37。从而，在使附属装置(粉碎机25)移动到实际目标位置时，能够进行将重量和作业装置的涉及范围(reach)等考虑在内的动作控制。
上述存储部37预先存储有例如构成作业装置15的动臂21、斗杆3的重量和长度作为上述机体信息，从而能够进行将作业装置15进行动作时的重心和从上部回转体14到附属装置(粉碎机25)的涉及范围等考虑在内的动作控制。
而且，上述存储部37通过存储上述差值，能够进行实际目标位置PB的自动校正。例如，该存储部37通过存储使上述实际目标位置位于比实际作业目标位置高出规定距离的位置这样的差值，从而能够进行使附属装置(粉碎机25)自动移动至例如比对象物1的上述作业目标位置向上方偏移了规定距离的上述实际目标位置的控制。
若上述输入界面33构成为能够进行与上述差值相关的输入，则操作人员通过根据其喜好指定差值，能够进一步提高操作性。
例如，存储部37存储多种作业内容及与该作业内容的种类相对应地确定的上述差值，上述输入界面33至少能够输入上述作业内容的种类的指定，从而操作人员只需通过指定例如挖掘作业作为作业内容的种类这样的操作，就能自动地设定适合挖掘作业的实际目标位置。
上述实施方式中，通过图像显示装置32指定假想目标位置，控制部36控制各致动器19、22、24、27、28，但操作辅助的方式并不限于此。例如，作为不同于本发明的方式，可以具备仅对附属装置25的远端的位置和动作进行操作的操作部，控制部36为了实现经由操作部52输入的动作信息，计算作业装置15等的多个致动器19、22、24、27、28的控制量，并根据该计算出的控制量来控制致动器。这种情况下，操作人员只需对附属装置25用的操作部进行操作，就能自动计算出作业装置的多个致动器的控制量，并基于该计算出的控制量来控制该多个致动器的动作。
上述实施方式所涉及的目标位置运算部34、动作量运算部35、存储部37、显示控制部38、39可以作为独立于上述控制部36的要素而构成，也可以将目标位置运算部34、动作量运算部35、存储部37、显示控制部38、39的功能与控制部36的功能合并而由单一的控制器构成。
如上所述，本发明提供一种液压挖掘机等工程机械，该工程机械能够为用于使附属装置简单且迅速地移动至目标位置的操作提供辅助。该工程机械包括：下部行走体；行走驱动装置，是以让所述下部行走体进行行走动作的方式使所述下部行走体移动的致动器；上部回转体，可回转地搭载于所述下部行走体；回转马达，是使所述上部回转体进行回转的致动器；作业装置，可自由转动地连结于所述上部回转体；附属装置，与所述作业装置的远端连结；多个作业致动器，是分别使所述附属装置以及所述作业装置进行动作的致动器；输入界面，能够进行用于在假想空间指定所述附属装置的假想目标位置的输入；目标位置运算部，基于通过所述输入界面而实现的所述输入所对应的所述假想目标位置，计算所述附属装置在实际空间的目标位置即实际目标位置；动作量运算部，对于选自所述下部行走体、所述上部回转体、所述作业装置及所述附属装置中的至少一个驱动对象，计算使所述附属装置的实际位置与所述实际目标位置一致的动作量即目标动作量；以及，控制部，根据所述动作量运算部计算出的所述目标动作量，控制所述行走驱动装置、所述回转马达和所述多个作业致动器中用于使所述驱动对象进行动作的致动器的动作。
根据上述工程机械，操作者通过被所述输入界面所允许的输入来指定在假想空间的附属装置的假想目标位置，从而无需个别地操作对应于驱动装置、回转马达和多个作业致动器的操作部，就能够使所述附属装置自动地移动到实际空间的目标位置即实际目标位置。即，该工程机械有助于使所述附属装置简单且迅速地移动至目标位置，能够对操作者的操作进行辅助。
较为理想的是，所述输入界面包括图像显示装置，该图像显示装置显示用于指定所述假想目标位置的图像。或者，所述工程机械还包括：图像显示装置，该图像显示装置显示用于指定所述假想目标位置的图像，所述图像显示装置与所述输入界面相连接。
较为理想的是，在包含所述图像显示装置的结构中，所述工程机械还包括：三维测定部，具有相对于所述上部回转体和所述上部回转体周围的规定位置中的至少其中一方而固定的位置和姿势，用于获取分别到所述工程机械周围的对象物表面的多个点的距离的信息即距离信息；以及，显示控制部，基于所述三维测定部获取的所述距离信息，将所述对象物的图像以三维的形式显示在所述图像显示装置上，其中，所述输入界面允许通过对所述图像显示装置上以三维的形式显示的所述对象物的图像的特定部位进行指定的操作，来输入在所述假想空间的所述假想目标位置。
根据上述结构，该工程机械中，操作者能够简单地在所述图像显示装置上所显示的三维图像上指定假想目标位置。
在这种情况下，较为理想的是，所述显示控制部将基于所述三维测定部获取的所述距离信息而得到的所述的三维形状变为俯视时的平面图像并显示在所述图像显示装置上，所述界面允许通过对所述图像显示装置上以平面的形式显示的所述对象物的图像的特定部位进行指定的操作，来输入在所述假想空间的所述假想目标位置。
根据上述结构，操作者能够明确且简单地在图像显示装置上所显示的俯视的图像上指定假想目标位置。
所述丁程机械中，或者较为理想的是，还包括：三维测定部，具有相对于所述上部回转体而固定的位置和姿势，用于获取分别到所述上部回转体周围的对象物表面的多个点的距离信息；摄像部，具有相对于所述上部回转体而固定的位置和姿势，用于拍摄所述上部回转体周围的对象物；以及，显示控制部，将所述摄像部拍摄到的所述对象物的图像以三维的形式显示在所述图像显示装置上，其中，所述输入界面允许通过对所述图像显示装置上显示的所述对象物的图像的特定部位进行指定的操作，向所述目标位置运算部输入所指定的特定部位，所述目标位置运算部基于所述输入，根据所述三维测定部获取到的所述距离信息的多个点与所述摄像部拍摄到所述对象物的图像上的多个点各自的对应关系，计算所指定的所述假想目标位置，并且计算出与所述假想目标位置相对应的所述实际目标位置
根据上述结构，操作者只需通过在图像显示装置上显示的容易看的图像、即利用摄像部所拍摄的实际的拍摄图像上指定特定的部位这类简单的操作，就能够简单地指定假想目标位置。
较为理想的是，所述图像显示装置包括触摸屏，所述触摸屏具有能供作业人员触摸的画面，并基于所述作业人员在所述画而所触摸的位置，来确定所述假想目标位置。
包含所述触摸屏的所述图像显示装置中，只需通过作业人员例如用手指直接接触所述图像这类简单的操作，就能够简单地指定假想目标位置。而且，包含该触摸屏的所述图像显示装置能够作为用于指示所述假想目标位置的装置来发挥功能，因此无需用于指定该假想目标位置的特别设备、例如操作杆或鼠标，能够减少零部件数量。触摸屏可使用例如市售的平板电脑，这种情况下，可以进一步降低零部件成本。
较为理想的是，工程机械还包括：存储部，用于存储与所述工程机械的机体相关的信息即机体信息，其中，所述控制部基于存储在存储部中的所述机体信息，对所述行走驱动装置、所述回转马达和所述多个致动器的控制量进行校正。
通过所述存储部存储机体信息，为了使所述附属装置移动到实际目标位置，所述控制部能够进行将所述机体信息考虑在内的控制、例如将机体的重量或作业装置的涉及范围等考虑在内的控制。
较为理想的是，所述机体信息包含机体重量、重心以及所述作业装置的长度。
上述的机体信息使得所述控制部能够进行将作业装置进行动作时的重心及从上部回转体到附属装置的涉及范围等考虑在内的控制。
较为理想的是，所述存储部存储用于对所述实际目标位置进行校正的差值，所述控制部基于所述差值来校正所述实际目标位置的值。
上述差值，能够进行所述实际目标位置的校正。例如，所述存储部通过存储使上述实际目标位置位于比本来的目标位置、例如对象物的位置高出规定距离的位置这样的差值，从而能够使附属装置自动移动至从所述对象物向上方偏移了规定距离的位置。
较为理想的是，所述差值例如具有使所述实际目标位置位于本来的目标位置即作业目标位置的正上方的位置这样的值。
利用像这样的差值，操作者无需个别地操作对应于驱动装置、回转马达和多个作业致动器的操作部，就能够简单且自动地使所述附属装置自动地移动到实际空间的作业目标位置的上方，像这样决定了水平方向的位置后，可以手动地进行使附属装置向下方个别操作的作业。即，能够自动地进行附属装置到作业目标位置的上方的所述实际目标位置的移动，之后的伴随着使附属装置下降的作业可通过手动操作仔细地进行。
较为理想的是，所述输入界面能够向所述目标位置运算部输入所述差值。由此，能够根据操作者的爱好来指定差值。
较为理想的是，所述存储部存储多种作业内容的种类和分别对应于所述多种作业内容的种类而确定的所述差值，所述输入界面至少能够输入所述作业内容的种类。
由此，通过操作者指定所述多种作业内容的种类中的特定的种类，控制部能够根据适合于该作业内容的种类的差值来自动地校正所述实际目标位置。即，通过指定所述作业内容的种类能够间接地指定所述差值。

Claims (12)

1.一种工程机械，其特征在于包括：
下部行走体；
行走驱动装置，是以让所述下部行走体进行行走动作的方式使所述下部行走体移动的致动器；
上部回转体，可回转地搭载于所述下部行走体；
回转马达，是使所述上部同转体进行回转的致动器；
作业装置，可自由转动地连结于所述上部回转体；
附属装置，与所述作业装置的远端连结；
多个作业致动器，是分别使所述附属装置以及所述作业装置进行动作的致动器；
输入界面，能够进行用于在假想空间指定所述附属装置的假想目标位置的输入；
目标位置运算部，基于通过所述输入界面而实现的所述输入所对应的所述假想目标位置，计算所述附属装置在实际空间的目标位置即实际目标位置；
动作量运算部，对于选自所述下部行走体、所述上部回转体、所述作业装置及所述附属装置中的至少一个驱动对象，计算使所述附属装置的实际位置与所述实际目标位置一致的动作量即目标动作量；以及，
控制部，根据所述动作量运算部计算出的所述目标动作量，控制所述行走驱动装置、所述回转马达和所述多个作业致动器中用于使所述驱动对象进行动作的致动器的动作。
2.如权利要求1所述的工程机械，其特征在于：
所述输入界面包括图像显示装置，该图像显示装置显示用于在所述假想空间指定所述假想目标位置的图像。
3.如权利要求1所述的工程机械，其特征在于还包括：
图像显示装置，该图像显示装置显示用于在所述假想空间指定所述假想目标位置的图像，
所述图像显示装置与所述输入界面相连接。
4.如权利要求2或3所述的工程机械，其特征在于还包括：
三维测定部，具有相对于所述上部回转体和所述上部回转体周围的规定位置中的至少其中一方而固定的位置和姿势，用于获取分别到所述工程机械周围的对象物表面的多个点的距离的信息即距离信息；以及，
显示控制部，基于所述三维测定部获取的所述距离信息，将所述对象物的图像以三维的形式显示在所述图像显示装置上，其中，
所述输入界面允许通过对所述图像显示装置上以三维的形式显示的所述对象物的图像的特定部位进行指定的操作，来输入在所述假想空间的所述假想目标位置。
5.如权利要求2或3所述的工程机械，其特征在于还包括；
三维测定部，具有相对于所述上部回转体而固定的位置和姿势，用于获取分别到所述上部回转体周围的对象物表面的多个点的距离信息；
摄像部，具有相对于所述上部回转体而固定的位置和姿势，用于拍摄所述上部回转体周围的对象物；以及，
显示控制部，将所述摄像部拍摄到的所述对象物的图像以三维的形式显示在所述图像显示装置上，其中，
所述输入界面允许通过对所述图像显示装置上显示的所述对象物的图像的特定部位进行指定的操作，向所述目标位置运算部输入所指定的特定部位，
所述目标位置运算部基于所述输入，根据所述三维测定部获取到的所述距离信息的多个点与所述摄像部拍摄到所述对象物的图像上的多个点各自的对应关系，计算所指定的所述假想目标位置，并且计算出与所述假想目标位置相对应的所述实际目标位置。
6.如权利要求4所述的工程机械，其特征在于：
所述显示控制部将基于所述三维测定部获取的所述距离信息而得到的所述的三维形状变为俯视时的平面图像并显示在所述图像显示装置上，
所述界面允许通过对所述图像显示装置上以平面的形式显示的所述对象物的图像的特定部位进行指定的操作，来输入在所述假想空间的所述假想目标位置。
7.如权利要求2至6的任一项所述的工程机械，其特征在于：
所述图像显示装置包括触摸屏，所述触摸屏具有能供作业人员触摸的画面，并基于所述作业人员在所述画面所触摸的位置，来确定所述假想目标位置。
8.如权利要求1至7的任一项所述的工程机械，其特征在于还包括：
存储部，用于存储与所述工程机械的机体相关的信息即机体信息、，其中，
所述控制部基于存储在存储部中的所述机体信息，对所述行走驱动装置、所述回转马达和所述多个致动器的控制量进行校正。
9.如权利要求8所述的工程机械，其特征在于：
所述机体信息包含所述机体的重量、所述机体的重心以及所述作业装置的长度。
10.如权利要求8或9所述的工程机械，其特征在于：
所述存储部存储用于对所述实际目标位置进行校正的差值，所述控制部基于所述差值来校正所述实际目标位置的值。
11.如权利要求10所述的工程机械，其特征在于：
所述输入界面能够向所述目标位置运算部输入所述差值。
12.如权利要求10或11所述的工程机械，其特征在于：
所述存储部存储多种作业内容的种类和分别对应于所述多种作业内容的种类而确定的所述差值，所述输入界面至少能够输入所述作业内容的种类。
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