JP2010043419A - 自走式作業機械の表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】適切なタイミングでオペレータが周囲の状況を把握できるようにする。
【解決手段】運転室に表示モニタ20を設け、上部旋回体の右端部に機体の右側方を監視する監視カメラ14を設ける。アウトリガシリンダ駆動用操作部材が操作される前に、ブレーキスイッチ31の操作により作業ブレーキがオンすると、コントローラ30が表示モニタ20をオンし、表示モニタ20に監視カメラ14の画像を表示させる。
【選択図】図5
【解決手段】運転室に表示モニタ20を設け、上部旋回体の右端部に機体の右側方を監視する監視カメラ14を設ける。アウトリガシリンダ駆動用操作部材が操作される前に、ブレーキスイッチ31の操作により作業ブレーキがオンすると、コントローラ30が表示モニタ20をオンし、表示モニタ20に監視カメラ14の画像を表示させる。
【選択図】図5
Description
本発明は、ホイール式油圧ショベル等の自走式作業機械の表示装置に関する。
従来より、機体に搭載されたカメラからの画像を運転室のモニタに表示するようにした装置が知られている(例えば特許文献1参照)。この特許文献1記載の装置では、機体の前方を監視するカメラと後方を監視するカメラをそれぞれ設け、操作レバーの操作に応じて前方または後方のカメラの画像にモニタ表示を切り換える。また、機体の側方を監視するカメラを設け、旋回操作時に側方のカメラの画像にモニタ表示を切り換える。
しかしながら、上記特許文献1記載の装置は、操作レバーの操作時にモニタ表示を切り換えるので、オペレータが周囲の状況を把握するタイミングが遅れる。
本発明による自走式作業機械の表示装置は、運転室に設けられた表示モニタと、機体の側方を監視する監視カメラと、作業用操作部材が操作される前に行われる所定の作業前動作を検出する検出手段と、検出手段により作業前動作が検出されると、表示モニタに監視カメラの画像を表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、作業用操作部材が操作される前の所定の作業前動作が検出されると、表示モニタに側方監視用の監視カメラの画像を表示させるようにしたので、オペレータは適切なタイミングで機体の周囲の状況を把握することができる。
以下、図1〜図6を参照して本発明による自走式作業機械の表示装置の実施の形態について説明する。
図1は、本実施の形態に係る表示装置が適用される自走式作業機械の一例であるホイールショベル(ホイール式油圧ショベル)の外観側面図であり、図2は平面図である。以下では図1,2に示すように機体の前後左右方向を定義する。
図1は、本実施の形態に係る表示装置が適用される自走式作業機械の一例であるホイールショベル(ホイール式油圧ショベル)の外観側面図であり、図2は平面図である。以下では図1,2に示すように機体の前後左右方向を定義する。
ホイールショベルは、下部走行体1と、旋回装置を介して下部走行体1の上部に旋回可能に搭載された上部旋回体2と、ブームBM、アームAM、バケットBKからなる作業用フロント3とを有する。ブームBM、アームAM、バケットBKはそれぞれ油圧シリンダ3a〜3cにより駆動される。なお、図2では作業用フロント3の図示を省略している。
上部旋回体2の前側中央部にはブラケット4が設けられ、ブラケット4にブームBMの基端部が前後方向に回動可能に軸支される。ブラケット4の左側には運転室5が設けられ、運転室5の後方にエンジン室6が設けられている。上部旋回体2の後端部にはカウンタウエイト7が搭載されている。下部走行体1には走行用の油圧モータ(不図示)が設けられ、この走行用油圧モータの駆動によりタイヤ8が回転し、ホイールショベルが走行する。
下部走行体1の前端部および後端部には、それぞれ左右一対のアウトリガ11(左前アウトリガ11FL,右前アウトリガ11FR、左後アウトリガ11RL、右後アウトリガ11RR)が設けられている。図3はアウトリガ11(例えば右後アウトリガ11RR)を車両後方側から見た図である。アウトリガ11は、走行体1のフレーム1aの端部に、アウトリガシリンダ12によってピン1bを介して回動可能に支持されている。アウトリガシリンダ12は、運転室内に設けられたアウトリガ駆動用の操作レバー(以下、アウトリガ用レバー)によって操作される。
アウトリガ用レバーによりアウトリガシリンダ12は、走行時に縮退され、作業時に伸張される。シリンダ12が縮退されると、アウトリガ11は図の矢印R2方向に回動し、非作業位置(鎖線)に格納される。シリンダ12が伸張されると、アウトリガ11は図の矢印R1方向に回動し、作業位置(実線)に張り出して底面が接地する。図2の13a〜13dは、左前アウトリガ11FL,右前アウトリガ11FR、左後アウトリガ11RL、右後アウトリガ11RRのそれぞれ接地領域を示している。
図2に示すように上部旋回体2の前側右端部には側方監視用カメラ(側方カメラ)14が取り付けられ、カウンタウエイト7の上端部には後方監視用カメラ(後方カメラ)15が取り付けられている。カメラ14,15は、例えばCCDなどの撮像素子を有するビデオカメラであり、キースイッチのオンにより、それぞれ機体側方および機体後方の動画の撮像を開始する。図2には、カメラ14,15の撮像範囲を斜線領域で示している。側方カメラ14は、接地領域13b、13dを撮像範囲に含み、右前アウトリガ11FRおよび右後アウトリガ11RRの周囲を撮像可能である。
図4(a)は、運転室5の要部構成を示す斜視図である。運転室5の前後面および左右側面にはそれぞれ窓WDが設けられ、窓WDは透明のガラスなどで覆われている。運転室5の右側の窓WDの内側には、運転室保護用の保護バー16が前後方向にわたって複数本(図では2本)取り付けられている。運転室5には前方に向けて運転席17が設置され、運転席17の正面および右側面にそれぞれ表示モニタ18,20が配設されている。表示モニタ18には、後方カメラ15によって撮像されたカメラ画像が表示され、表示モニタ20には、側方カメラ14によって撮像されたカメラ画像が表示される。
図4(b)は、表示モニタ20の正面図である。表示モニタ20は、アーム21を介して保護バー16に支持されている。表示モニタ20の表示部は前後方向に2分割され、前側の表示部22Aに右前アウトリガ11FRの周囲の画像が表示され、後側の表示部22Bに右後アウトリガ11RRの周囲の画像が表示される。表示モニタ20には、画像設定用のスイッチ23が設けられている。
本実施の形態では、側方カメラ14を機体の右側のみに設けた。これは、機体の左側の状態はオペレータが窓WDを介して運転室5から容易に視認できるのに対し、機体の右側の状態を運転室5から視認するのは困難だからである。すなわち運転室5は機体の左側に搭載されているため、機体の右側の視界は作業用フロント3等により妨げられ、右側のアウトリガシリンダ11FR,11RRの周囲の状況を運転室5から視認することができない。そこで、機体の右側を監視する側方カメラ14を設け、以下のように表示モニタ20の画像を自動的に制御する。
図5は、本実施の形態に係る表示装置の構成を示すブロック図である。コントローラ30は、CPU、ROM,RAM、その他の周辺回路などを有する演算装置を含んで構成される。コントローラ30には、側方カメラ14と、ブレーキスイッチ31と、操作検出器32からの信号が入力され、この入力信号に基づきコントローラ30は所定の処理を実行し、表示モニタ20を制御する。
ブレーキスイッチ31は、運転室5に設けられる操作スイッチであり、ブレーキスイッチ31の操作により、作業ブレーキオン信号または作業ブレーキオフ信号が出力される。作業ブレーキオン信号が出力されると油圧作業ブレーキが作動し、タイヤ8の回転が阻止される。作業ブレーキは、走行停止状態で作業を行う場合にオンされ、走行時にオフされる。例えばアウトリガシリンダ12を操作する場合には、その前に作業ブレーキがオンされる。
操作スイッチ32は、アウトリガシリンダ12や他の油圧アクチュエータ3a〜3cの操作を検出するスイッチである。この操作スイッチ32は、例えばアウトリガ用レバーに設けられるリミットスイッチや、アウトリガ用レバーの操作パイロット圧によってオンする圧力スイッチにより構成される。
図6は、CPUで実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えばエンジンキースイッチのオンにより開始される。ステップS1では、側方カメラ14とブレーキスイッチ31と操作スイッチ32からの信号を読み込む。ステップS2では、側方カメラ14からの信号に基づき、表示モニタ20に表示するための画像信号を生成する。すなわちアウトリガ11FRの周囲のカメラ画像に対応した画像信号、およびアウトリガ11RRの周囲のカメラ画像に対応した画像信号をそれぞれ生成する。
ステップS3では、ブレーキスイッチ31からの信号により作業ブレーキオン信号が出力されたか否かを判定する。ステップS3が肯定されるとステップS4に進み、表示モニタ20にオン信号を出力する。これにより表示モニタ20の電源がオンされ、表示部22A,22Bにそれぞれアウトリガ11FR,11RRの周囲のカメラ画像が表示される。
ステップS5では、操作スイッチ32からの信号によりアウトリガシリンダ12や他の油圧アクチュエータ4a〜4cが操作されたか否かを判定する。ステップS5が肯定されるとステップS9に進み、タイマをリセットして、リターンする。ステップS5が否定されるとステップS6に進み、タイマをカウントする。
ステップS7では、タイマtが予め定めた所定時間taをカウントしたか否か、すなわち表示モニタ20のオン後、アウトリガシリンダ12の非操作状態および油圧アクチュエータ4a〜4cの非操作状態が所定時間ta継続したか否かを判定する。所定時間taは、作業ブレーキをオンしてからアウトリガ用レバーや他の操作レバーを操作するまでに通常要する時間、もしくはそれよりも多少長めの時間に設定される。ステップS7が肯定されるとステップ8に進む。ステップS7が否定されるとステップS1に戻り、同様の処理を繰り返す。
ステップS8では、表示モニタ20にオフ信号を出力し、リターンする。これにより表示モニタ20の電源がオフされる。この場合の表示画面の状態は、エンジンキースイッチをオフしたときと同じである。ステップS3で、作業ブレーキがオフと判定されたときもステップS8に進み、表示モニタ20がオフされる。
本実施の形態に係る表示装置についての動作をより具体的に説明する。
走行時には作業ブレーキがオフされ、表示モニタ20はオフされる(ステップS3→ステップS8)。このため走行中に表示モニタ20には何も表示されず、オペレータに対して煩雑な情報提供はなされないので、オペレータは走行に神経を集中することができる。とくにライトを点灯して夜間走行している場合には、表示モニタ20からの光によって室内が明るく照らされることを防止でき、運転上好ましい。無駄な電力消費を節約でき、燃費にとっても好ましい。
走行時には作業ブレーキがオフされ、表示モニタ20はオフされる(ステップS3→ステップS8)。このため走行中に表示モニタ20には何も表示されず、オペレータに対して煩雑な情報提供はなされないので、オペレータは走行に神経を集中することができる。とくにライトを点灯して夜間走行している場合には、表示モニタ20からの光によって室内が明るく照らされることを防止でき、運転上好ましい。無駄な電力消費を節約でき、燃費にとっても好ましい。
アウトリガシリンダ12の伸張作業を行う場合には、オペレータは走行停止状態でブレーキスイッチ31を操作し、作業ブレーキをオンする。これにより表示モニタ20がオンされ、表示部22A,22Bにそれぞれ側方カメラ20で取得したアウトリガ11FR,11RRの周囲の画像が表示される(ステップS4)。このため表示モニタ20のスイッチを手動でオンする必要がなく、作業時のオペレータの負担を軽減できる。
表示モニタ20がオンされると、オペレータは表示モニタ20の画像を通じてアウトリガシリンダ11FR,11RRの周囲の状況を確認できる。周囲の状況に問題がなければ、オペレータはアウトリガ用レバーを操作し、アウトリガシリンダ12を駆動する。このように操作レバーを操作する前にカメラ画像が表示モニタ20に表示されるので、オペレータは周囲の状況を把握した上で作業を開始することができ、適切なタイミングでオペレータにカメラ画像を提供できる。
アウトリガシリンダ12の伸張操作によりアウトリガ11を接地させた後、オペレータはフロント駆動用操作レバーを操作し、シリンダ3a〜3cを駆動して掘削作業を行う。フロント駆動時にも側方カメラ14の画像が表示モニタ20に表示されるので、オペレータは機体の周囲の状況を監視しながら掘削作業を行うことができる。
作業ブレーキのオン後、所定時間ta内にアウトリガ用レバーやフロント駆動用操作レバーが操作されないと、表示モニタ20が自動的にオフされる(ステップS7→ステップS8)。これにより表示モニタ20が無駄にオンされることを防止でき、省エネとなる。
本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
(1)上部旋回体2の右側(運転室5の反対側)に側方監視用のカメラ14を取り付け、ブレーキスイッチ31の操作により作業ブレーキがオンすると、運転室5の表示モニタ20に側方カメラ14からの画像を表示するようにした。これによりオペレータはアウトリガシリンダ12を操作する前にアウトリガシリンダ12の周囲の状況を把握することができ、適切なタイミングでオペレータにカメラ画像を提供できる。
(2)作業の前提動作である作業ブレーキのオン時に表示モニタ20をオンするようにしたので、アウトリガシリンダ12や他の作業用アクチュエータ3a〜3cの駆動前に確実にカメラ画像を表示させることができる。
(1)上部旋回体2の右側(運転室5の反対側)に側方監視用のカメラ14を取り付け、ブレーキスイッチ31の操作により作業ブレーキがオンすると、運転室5の表示モニタ20に側方カメラ14からの画像を表示するようにした。これによりオペレータはアウトリガシリンダ12を操作する前にアウトリガシリンダ12の周囲の状況を把握することができ、適切なタイミングでオペレータにカメラ画像を提供できる。
(2)作業の前提動作である作業ブレーキのオン時に表示モニタ20をオンするようにしたので、アウトリガシリンダ12や他の作業用アクチュエータ3a〜3cの駆動前に確実にカメラ画像を表示させることができる。
(3)側方カメラ14により右側のアウトリガ11FR,11RRの周囲を監視するようにしたので、運転室5から見えにくいアウトリガ11の周囲の障害物の存在を確認した上でアウトリガ11を駆動することができる。
(4)表示モニタ20の表示部を前後方向に二分割し、前側の表示部22Aに前側のアウトリガ11FRの周囲の画像を表示し、後側の表示部22Bに後側のアウトリガ11RRの周囲の画像を表示するようにしたので、限られた表示スペースに必要な画像が抜き出されて表示され、効率的である。また、前後のアウトリガ11FR,11RRとモニタ画像の配置が一致しているため、オペレータはアウトリガ11FR,11RRの周囲の状況を容易に把握できる。
(5)表示モニタ20を運転室5の右側面に設けたので、オペレータは機体の右側を目視しつつ、表示モニタ20の画像を確認することができる。また、表示モニタ20の取付位置が側方カメラ14の監視方向と一致するため、オペレータはアウトリガ11FR,11RRの周囲の状況を違和感なく把握できる。
(4)表示モニタ20の表示部を前後方向に二分割し、前側の表示部22Aに前側のアウトリガ11FRの周囲の画像を表示し、後側の表示部22Bに後側のアウトリガ11RRの周囲の画像を表示するようにしたので、限られた表示スペースに必要な画像が抜き出されて表示され、効率的である。また、前後のアウトリガ11FR,11RRとモニタ画像の配置が一致しているため、オペレータはアウトリガ11FR,11RRの周囲の状況を容易に把握できる。
(5)表示モニタ20を運転室5の右側面に設けたので、オペレータは機体の右側を目視しつつ、表示モニタ20の画像を確認することができる。また、表示モニタ20の取付位置が側方カメラ14の監視方向と一致するため、オペレータはアウトリガ11FR,11RRの周囲の状況を違和感なく把握できる。
なお、上記実施の形態では、ブレーキスイッチ31の操作によって作業ブレーキがオンされる前に操作レバーが操作されたときは、表示モニタ20をオフのままとしたが、この場合に操作レバーの操作を無効にしてもよい。アウトリガシリンダ12の操作を許可または禁止する手段を設け、この手段によりアウトリガシリンダ12の操作が禁止されているときは、ブレーキスイッチ31の操作に拘わらず表示モニタ20をオフとしてもよい。
上記実施の形態では、ブレーキスイッチ31からの信号により作業ブレーキの作動を検出したが、ブレーキ検出手段はこれに限らない。作業ブレーキの作動ではなく、例えばアクスルロックの作動の検出により、操作レバーが操作される前の所定の作業前動作を検出するようにしてもよい。フロント作業用の油圧シリンダ3a〜3cが操作される前のアウトリガシリンダ12の操作を所定の作業前動作とし、アウトリガシリンダ12の操作を検出したときに、表示モニタ20をオンするようにしてもよい。すなわち、検出手段は上述したものに限らない。
表示制御手段としてコントローラ30からの信号により、作業ブレーキのオン時に表示モニタ20の電源をオンするようにしたが、作業前動作の検出時に表示モニタ20にカメラ画像を表示するのであれば、表示制御手段の構成はこれに限らない。例えば作業ブレーキのオフ時に表示モニタ20に側方カメラ14からの画像以外を表示しておき、作業ブレーキのオン時に側方カメラ14からの画像に表示を切り換るようにしてもよい。また、作業ブレーキのオンにより表示モニタ20の画像を明るくする等、表示の設定を変更するようにしてよい。
アウトリガ12を駆動する操作レバーや油圧シリンダ4a〜4cを駆動する操作レバーを作業用操作部材として用いたが、操作レバー以外の操作部材を作業用操作部材としてもよい。上部旋回体2の右側に1台の側方カメラ14を設けたが、側方カメラ14を2台以上設けてもよい。この場合、各カメラ14の画像を表示モニタ20の分割画面に表示すればよい。表示画面を分割画面としなくてもよく、画面構成は上述したものに限らない。運転席17の右側の支持バー16に表示モニタ20を取り付けるようにしたが、表示モニタ20の取付位置はこれに限らない。
上記実施の形態は、ホイールショベルに適用したが、他の自走式作業機械(例えばラフテレーンクレーン等)にも本発明は同様に適用可能である。すなわち本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の自走式作業機械の表示装置に限定されない。
5 運転室
11 アウトリガ
14 側方カメラ
20 表示モニタ
22A,22B 表示部
30 コントローラ
31 ブレーキスイッチ
32 操作スイッチ
11 アウトリガ
14 側方カメラ
20 表示モニタ
22A,22B 表示部
30 コントローラ
31 ブレーキスイッチ
32 操作スイッチ
Claims (5)
- 運転室に設けられた表示モニタと、
機体の側方を監視する監視カメラと、
作業用操作部材が操作される前に行われる所定の作業前動作を検出する検出手段と、
前記検出手段により作業前動作が検出されると、前記表示モニタに前記監視カメラの画像を表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とする自走式作業機械の表示装置。 - 請求項1に記載の自走式作業機械の表示装置において、
前記検出手段は、作業ブレーキの作動を検出するブレーキ検出手段であることを特徴とする自走式作業機械の表示装置。 - 請求項1または2に記載の自走式作業機械の表示装置において、
前記作業用操作部材は、アウトリガを駆動するアウトリガ駆動用操作部材であり、
前記監視カメラは、前記運転室の反対側に設けられた前記アウトリガの周囲を監視することを特徴とする自走式作業機械の表示装置。 - 請求項3に記載の自走式作業機械の表示装置において、
前記アウトリガは機体の前後にそれぞれ設けられ、
前記表示制御手段は、前記表示モニタの表示画面を前後方向に二分割し、その前側画面および後側画面にそれぞれ前側および後側のアウトリガの周囲の画像を表示させることを特徴とする自走式作業機械の表示装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の自走式作業機械の表示装置において、
前記表示モニタは、前記監視カメラが監視する側の前記運転室の側面に設けられることを特徴とする自走式作業機械の表示装置。
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