JP2024089460A - Rotating work machine - Google Patents

Abstract

【課題】旋回部の運動にて外乱加速度が生じても、旋回部の姿勢角を精度よく検出する。【解決手段】旋回作業機（１）は、旋回部（２）と、旋回部（２）に配置され、角速度および加速度に基づいて姿勢角を算出する慣性センサ（３０）と、旋回部（２）を運動させる操作を検出する検出部としての第１操作検出部（８１）と、運動させる操作が検出された場合に、操作に応じた信号を前記慣性センサ（３０）に出力する出力部としてのＩＭＵ指示部（８３）と、を備える。【選択図】図２[Problem] To accurately detect the attitude angle of a rotating part even if disturbance acceleration occurs in the movement of the rotating part. [Solution] A rotating work machine (1) includes a rotating part (2), an inertial sensor (30) arranged on the rotating part (2) and calculating the attitude angle based on angular velocity and acceleration, a first operation detection unit (81) as a detection unit that detects an operation to move the rotating part (2), and an IMU instruction unit (83) as an output unit that outputs a signal according to the operation to the inertial sensor (30) when an operation to move is detected. [Selected Figure] Figure 2

Description

本発明は、バックホー等の旋回部を備えた旋回作業機に関する。 The present invention relates to a rotating work machine equipped with a rotating part, such as a backhoe.

従来、特許文献１に開示された、機体の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段を備えた作業機が知られている。傾斜角度検出手段は、重力加速度に対する出力が機体の傾斜角度に応じて変化するように機体に装備された加速度センサと、加速度センサの出力を機体の傾斜角度に換算する換算手段を備えている。 A conventional work machine is known that is equipped with a tilt angle detection means for detecting the tilt angle of the machine body, as disclosed in Patent Document 1. The tilt angle detection means includes an acceleration sensor that is mounted on the machine body so that the output with respect to the gravitational acceleration changes according to the tilt angle of the machine body, and a conversion means that converts the output of the acceleration sensor into the tilt angle of the machine body.

また、従来、車両系の姿勢検出手段として慣性センサ（ＩＭＵ:Inertial Measurement Unit）が広く使用されている。慣性センサは、加速度センサおよび角速度センサを備え、機体の角速度および加速度を計測し、自機の姿勢角、方位角等を算出する。 Conventionally, an inertial sensor (IMU: Inertial Measurement Unit) has been widely used as a means for detecting the attitude of a vehicle system. The inertial sensor is equipped with an acceleration sensor and an angular velocity sensor, and measures the angular velocity and acceleration of the aircraft to calculate the attitude angle, azimuth angle, etc. of the aircraft.

特許第５２９７２８０号公報Patent No. 5297280

しかしながら、一般的な車両と異なり、旋回作業機では旋回部が旋回運動する。そのため、旋回部の運動による加速度が発生し、該加速度が外乱加速度となって、姿勢角の算出に用いる加速度に影響を及ぼす。その結果、慣性センサで算出される姿勢角に誤差が発生する。 However, unlike general vehicles, the rotating part of a rotating work machine rotates. As a result, acceleration occurs due to the movement of the rotating part, and this acceleration becomes a disturbance acceleration and affects the acceleration used to calculate the attitude angle. As a result, an error occurs in the attitude angle calculated by the inertial sensor.

本発明の一態様は、旋回部の運動にて外乱加速度が生じても、旋回部の姿勢角を精度よく検出することが可能な旋回作業機を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention aims to realize a rotating work machine that can accurately detect the attitude angle of the rotating part even if disturbance acceleration occurs in the movement of the rotating part.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る旋回作業機は、旋回部と、前記旋回部に配置され、角速度および加速度に基づいて姿勢角を算出する慣性センサと、前記旋回部を運動させる操作を検出する検出部と、前記運動させる操作が検出された場合に、前記操作に応じた信号を前記慣性センサに出力する出力部と、を備える。 To solve the above problems, a slewing work machine according to one aspect of the present invention includes a slewing unit, an inertial sensor disposed on the slewing unit and configured to calculate an attitude angle based on angular velocity and acceleration, a detection unit that detects an operation that moves the slewing unit, and an output unit that outputs a signal corresponding to the operation to the inertial sensor when the operation that moves the unit is detected.

上記構成によれば、慣性センサに、慣性センサが配置された旋回部が運動する、つまり慣性部が動くことを通知することができる。これにより、慣性センサに、旋回の運動の状態に応じて適切に姿勢角の算出を行わせることができる。 The above configuration allows the inertial sensor to be notified that the rotating part on which the inertial sensor is disposed is moving, i.e., that the inertial part is moving. This allows the inertial sensor to appropriately calculate the attitude angle according to the state of the rotation movement.

本発明の一態様に係る旋回作業機において、前記操作に応じた信号は、姿勢角の算出に使用する角速度成分の割合を、前記操作が検出されていない場合に用いる所定の割合よりも多くするように指示する信号であってもよい。 In a rotating work machine according to one aspect of the present invention, the signal corresponding to the operation may be a signal instructing that the proportion of the angular velocity component used to calculate the attitude angle be made greater than a predetermined proportion used when the operation is not detected.

上記構成によれば、旋回部が運動する場合、運動による誤差が小さい角速度成分を主として使用することで、慣性センサに、精度良く姿勢角の算出を行わせることができる。 According to the above configuration, when the rotating part moves, the inertial sensor can calculate the attitude angle with high accuracy by mainly using the angular velocity component with small error due to the movement.

本発明の一態様に係る旋回作業機において、走行装置を備え、前記旋回部は前記走行装置上に旋回可能に設置され、前記検出部は、前記走行装置を走行させる操作についても、前記旋回部を運動させる操作として検出するようにしてもよい。 In one aspect of the present invention, a swivel work machine is provided with a travel device, the swivel unit is installed on the travel device so as to be rotatable, and the detection unit may detect an operation of moving the travel device as an operation of moving the swivel unit.

上記構成によれば、旋回部が走行装置にて走行される構成においても、慣性センサに、走行の動きに応じて適切に姿勢角の算出を行わせることができる。 With the above configuration, even in a configuration in which the rotating part is driven by a running device, the inertial sensor can be made to appropriately calculate the attitude angle according to the running motion.

本発明の一態様に係る旋回作業機において、前記旋回部を運動させる操作を受け付ける操作装置を備え、前記検出部は、前記操作装置に対する操作に基づいて、前記旋回部を運動させる操作を検出するようにしてもよい。 In one aspect of the present invention, a rotating work machine may be provided with an operating device that receives an operation to move the rotating part, and the detection unit may detect an operation to move the rotating part based on an operation on the operating device.

上記構成によれば、操作装置に対する操作より、旋回部を運動させる操作を検出するので、旋回部が運動することを容易に検出することができる。 With the above configuration, the operation to move the rotating part is detected from the operation on the operating device, so that the movement of the rotating part can be easily detected.

本発明の一態様に係る旋回作業機において、前記操作に応じた信号は、姿勢角の算出に使用する角速度成分の割合を、前記操作が検出されていない場合に用いる所定の割合よりも多くし、かつ、前記角速度成分を多くする割合を、前記操作装置の操作量に応じて連続的又は段階的に増やすように指示する信号であってもよい。 In a rotating work machine according to one aspect of the present invention, the signal according to the operation may be a signal that instructs the ratio of the angular velocity component used to calculate the attitude angle to be greater than a predetermined ratio used when the operation is not detected, and that the ratio of the angular velocity component to be increased continuously or stepwise according to the amount of operation of the operating device.

上記構成によれば、角速度成分を多くする割合を、操作装置の操作量に応じて連続的又は段階的に増やすため、加速度外乱による誤差と、角速度積分による累積誤差の合計値をより小さくすることができる。 With the above configuration, the proportion of the angular velocity component is increased continuously or stepwise according to the amount of operation of the control device, so the total value of the error due to acceleration disturbance and the accumulated error due to the angular velocity integral can be reduced.

本発明の一態様に係る旋回作業機において、前記旋回部は、油圧アクチュエータの駆動にて運動し、前記検出部は、前記油圧アクチュエータに供給する油圧を制御する信号より、前記旋回部を運動させる操作を検出してもよい。 In a swivel work machine according to one aspect of the present invention, the swivel unit may move when driven by a hydraulic actuator, and the detection unit may detect an operation to move the swivel unit from a signal that controls the hydraulic pressure supplied to the hydraulic actuator.

上記構成によれば、操作装置における操作から直接検出するのではなく、操作に応じて可動部等を動かす油圧アクチュエータへの油圧からも操作を検出することも可能である。 With the above configuration, it is possible to detect the operation not directly from the operation of the operating device, but also from the hydraulic pressure of the hydraulic actuator that moves the movable part etc. in response to the operation.

本発明の一態様に係る旋回作業機において、前記旋回部は、旋回する機体と、前記機体に取り付けられ、複数の可動部を有する作業装置と、を備え、前記機体および前記作業装置の複数の可動部のそれぞれに前記慣性センサが配置され、前記出力部は、前記機体を運動させる操作を検出した場合、前記機体および前記複数の可動部に配置された前記各慣性センサに、前記操作に応じた信号を出力し、前記複数の可動部の何れかの可動部を運動させる操作を検出した場合、運動させる可動部および該可動部よりも前記作業装置の先端側に位置する可動部に配置された前記各慣性センサに、前記操作に応じた信号を出力してもよい。 In a rotating work machine according to one aspect of the present invention, the rotating section includes a rotating machine body and a work device attached to the machine body and having multiple movable parts, the inertial sensor is disposed on each of the multiple movable parts of the machine body and the work device, and when the output section detects an operation to move the machine body, the output section outputs a signal corresponding to the operation to each of the inertial sensors disposed on the machine body and the multiple movable parts, and when the output section detects an operation to move any of the multiple movable parts, the output section outputs a signal corresponding to the operation to each of the inertial sensors disposed on the movable part that moves and on a movable part located closer to the tip of the work device than the movable part.

上記構成によれば、機体および作業装置が有する複数の可動部それぞれに慣性センサが配置されているので、機体および作業装置の各可動部それぞれの姿勢角を算出することができる。作業装置の姿勢角の算出は、作業装置が動かずとも機体が動くことで影響を受け、同様に、機体との取り付け部位を上流側として、下流側に位置する可動部は、自身が動かずとも上流側に位置する可動部が動くことで影響を受ける。上記構成では、作業装置に配置された慣性センサに、機体が動くことが通知され、下流側に位置する可動部の慣性センサに、上流側に位置する可動部が動くことが通知される。これにより、作業装置に配置された複数の慣性センサに、適切に姿勢角の算出を行わせることができる。 According to the above configuration, since an inertial sensor is disposed on each of the multiple movable parts of the machine body and the working device, it is possible to calculate the attitude angle of each movable part of the machine body and the working device. The calculation of the attitude angle of the working device is affected by the movement of the machine body even if the working device does not move, and similarly, with the attachment point to the machine body being the upstream side, a movable part located downstream is affected by the movement of the movable part located upstream even if it does not move. In the above configuration, the inertial sensor disposed on the working device is notified that the machine body will move, and the inertial sensor of the movable part located downstream is notified that the movable part located upstream will move. This allows the multiple inertial sensors disposed on the working device to properly calculate the attitude angle.

本発明の一態様によれば、旋回部の運動にて外乱加速度が生じても、旋回部の姿勢角を精度よく検出することが可能な旋回作業機を実現する。 According to one aspect of the present invention, a rotating work machine is realized that can accurately detect the attitude angle of the rotating part even if disturbance acceleration occurs in the movement of the rotating part.

本発明の実施形態１に係る旋回作業機の概略側面図である。1 is a schematic side view of a rotating work machine according to a first embodiment of the present invention. 上記旋回作業機のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the above-mentioned rotating work machine. ＩＭＵ指示部から各慣性センサに指示する、操作内容と重み付けの大小のイメージを示す図である。1 is a diagram showing an image of operation contents and weighting magnitudes instructed from an IMU instruction unit to each inertial sensor. FIG. 制御装置における複数の慣性センサに対する重み付けを切り換える処理を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a process of switching weighting for a plurality of inertial sensors in the control device. 本発明の実施形態３に係る旋回作業機のブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of a rotating work machine according to a third embodiment of the present invention. 本発明の実施形態４に係る旋回作業機のブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of a rotating work machine according to a fourth embodiment of the present invention.

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。 One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings as appropriate.

（旋回作業機の概略構成）
図１は、本実施形態に係る旋回作業機１の概略側面図である。本実施形態では、旋回作業機１としてバックホーが例示されている。なお、クレーン装置等の走行装置を備えない旋回作業機も、本発明の範疇である。 (Schematic configuration of the rotating work machine)
1 is a schematic side view of a revolving work machine 1 according to this embodiment. In this embodiment, a backhoe is illustrated as the revolving work machine 1. Note that a revolving work machine that does not include a traveling device such as a crane device also falls within the scope of the present invention.

図１に示すように、旋回作業機１は、旋回部２、および走行装置３を備える。旋回部２は、走行装置３上に、上下方向に延伸する軸心回りに旋回可能に支持されている。旋回部２は、旋回モータ２１によって駆動される。走行装置３は、旋回部２を走行可能に支持する装置であり、走行モータ２２にて駆動される。旋回モータ２１および走行モータは、油圧モータ（油圧アクチュエータ）から構成されている。 As shown in FIG. 1, the swivel work machine 1 includes a swivel unit 2 and a traveling device 3. The swivel unit 2 is supported on the traveling device 3 so that it can rotate about an axis that extends in the vertical direction. The swivel unit 2 is driven by a swivel motor 21. The traveling device 3 is a device that supports the swivel unit 2 so that it can travel, and is driven by a traveling motor 22. The swivel motor 21 and the traveling motor are composed of hydraulic motors (hydraulic actuators).

旋回部２は、走行装置３に対して旋回する機体４、スイング装置１１、作業装置５等を備える。機体４は、運転席６、操作装置７、制御装置８、および図示しないエンジン、ラジエータ、燃料タンク、作動油タンク、バッテリー等を備える。なお、本実施形態においては、運転席６に着座したオペレータを基準に、前後、左右、上下を示す。 The rotating section 2 includes a machine body 4 that rotates relative to the traveling device 3, a swing device 11, a working device 5, etc. The machine body 4 includes a driver's seat 6, an operating device 7, a control device 8, and an engine, a radiator, a fuel tank, a hydraulic oil tank, a battery, etc. (not shown). In this embodiment, forward/backward, left/right, and up/down are indicated based on the operator seated in the driver's seat 6.

操作装置７は、旋回部２を運動させる操作を受け付ける複数の操作レバーを備え、走行装置３を走行させる操作、旋回部２を旋回させる操作、スイング装置１１、および作業装置５の各可動部（ブーム装置１２、アーム装置１３、およびバケット装置１４）を動かす操作等を受け付ける。 The operating device 7 has a number of operating levers that accept operations to move the rotating unit 2, and accepts operations to move the traveling device 3, to rotate the rotating unit 2, and to move the swing device 11 and each movable part of the working device 5 (the boom device 12, the arm device 13, and the bucket device 14).

制御装置８は、エンジン等、旋回作業機１の各部を制御する制御装置である。また、本実施形態では、制御装置８は、操作装置７にて指示された旋回作業機１に対する操作を検出し、旋回部２を運動させる操作が検出された場合に、検出した操作に応じた信号を旋回作業機１の所定の部位に配置された慣性センサ３０に出力する。慣性センサ３０については後述する。 The control device 8 is a control device that controls each part of the revolving work machine 1, such as the engine. In this embodiment, the control device 8 detects operations on the revolving work machine 1 instructed by the operation device 7, and when an operation to move the revolving part 2 is detected, it outputs a signal corresponding to the detected operation to an inertial sensor 30 arranged at a predetermined part of the revolving work machine 1. The inertial sensor 30 will be described later.

スイング装置１１は、機体４の前部に位置し、作業装置５は、スイング装置１１に取り付けられている。作業装置５は、複数の可動部に相当する、ブーム装置１２、アーム装置１３、およびバケット装置１４を備える。 The swing device 11 is located at the front of the machine body 4, and the work device 5 is attached to the swing device 11. The work device 5 includes a boom device 12, an arm device 13, and a bucket device 14, which correspond to multiple movable parts.

具体的には、スイング装置１１は、スイングブラケット１１１、およびスイングシリンダ１１２（図２参照）を備える。スイングブラケット１１１は、機体４の前部に突出状に設けられた支持ブラケット２０に、上下方向に延伸する軸心回りに揺動可能に取り付けられている。スイングブラケット１１１は、スイングシリンダ１１２によって駆動される。 Specifically, the swing device 11 includes a swing bracket 111 and a swing cylinder 112 (see FIG. 2). The swing bracket 111 is attached to a support bracket 20 that protrudes from the front of the machine body 4 so as to be able to swing about an axis that extends in the vertical direction. The swing bracket 111 is driven by the swing cylinder 112.

ブーム装置１２は、ブーム１２１、およびブームシリンダ１２２を備える。ブーム１２１は、基部がスイングブラケット１１１の上部に左右方向に延伸する横軸１２３を介して揺動可能（回動自在）に支持されている。ブームシリンダ１２２は、伸縮することによりブーム１２１を揺動させる。 The boom device 12 includes a boom 121 and a boom cylinder 122. The boom 121 is supported so as to be swingable (rotatable) via a horizontal shaft 123 whose base extends in the left-right direction above the swing bracket 111. The boom cylinder 122 swings the boom 121 by extending and contracting.

アーム装置１３は、アーム１３１、およびアームシリンダ１３２を備える。アーム１３１の基端部は、横軸１３３を介してブーム１２１の先端部に揺動自在に支持されている。アームシリンダ１３２は、伸縮することによりアーム１３１を揺動させる。 The arm device 13 includes an arm 131 and an arm cylinder 132. The base end of the arm 131 is supported so as to be freely swingable on the tip of the boom 121 via a horizontal shaft 133. The arm cylinder 132 swings the arm 131 by extending and retracting.

バケット装置１４は、バケット１４１、およびバケットシリンダ１４２を備える。バケット１４１は、枢軸１４３を介してアーム１３１の先端部に揺動自在に支持されている。バケットシリンダ１４２は、バケット１４１とアーム１３１の先端部との間に設けたリンク機構１４４とアーム１３１の基部とにわたって設けられており、伸縮することによりバケット１４１を揺動させる。 The bucket device 14 includes a bucket 141 and a bucket cylinder 142. The bucket 141 is supported via a pivot 143 at the tip of the arm 131 so that it can swing freely. The bucket cylinder 142 is provided across a link mechanism 144 provided between the bucket 141 and the tip of the arm 131 and the base of the arm 131, and swings the bucket 141 by expanding and contracting.

スイングシリンダ１１２、ブームシリンダ１２２、アームシリンダ１３２、バケットシリンダ１４２は、いずれも伸縮可能な油圧シリンダ（油圧アクチュエータ）にて構成されている。 The swing cylinder 112, boom cylinder 122, arm cylinder 132, and bucket cylinder 142 are all composed of extendable hydraulic cylinders (hydraulic actuators).

（慣性センサ）
旋回作業機１は、前述した慣性センサ（ＩＭＵ）３０を備える。慣性センサ３０は、加速度センサおよび角速度センサを備え、当該慣性センサ３０が配置されている部材の加速度および角速度を計測し、加速度および角速度に基づいて姿勢角、方位角、速度、位置等を算出する。 (Inertial Sensor)
The rotating work machine 1 includes the above-mentioned inertial sensor (IMU) 30. The inertial sensor 30 includes an acceleration sensor and an angular velocity sensor, measures the acceleration and angular velocity of a member on which the inertial sensor 30 is disposed, and calculates the attitude angle, azimuth angle, velocity, position, and the like based on the acceleration and angular velocity.

慣性センサ３０は、角速度センサの検出値を基に、「現在角度＋角速度×単位時間」を算出して角速度成分を求める。また、慣性センサ３０は、加速度センサの検出値を基に「重力加速度の方向」を算出して加速度成分を求める。 The inertial sensor 30 calculates "current angle + angular velocity x unit time" based on the detection value of the angular velocity sensor to obtain the angular velocity component. The inertial sensor 30 also calculates the "direction of gravitational acceleration" based on the detection value of the acceleration sensor to obtain the acceleration component.

加速度成分は、慣性センサ３０が静止している（具体的には、当該慣性センサ３０が配置されている部材が静止している）状態では問題ないが、慣性センサ３０が動いている（具体的には、当該慣性センサ３０が配置されている部材が動いている）状態では外乱加速度を含んでしまい誤差が出る。角速度成分は、慣性センサ３０が動いている状態でもその動き（外乱）の影響を受けないが、時間の経過に伴って角速度積分による累積誤差が大きくなる。 The acceleration component is not a problem when the inertial sensor 30 is stationary (specifically, the component on which the inertial sensor 30 is placed is stationary), but when the inertial sensor 30 is moving (specifically, the component on which the inertial sensor 30 is placed is moving), it contains disturbance acceleration and causes an error. The angular velocity component is not affected by the movement (disturbance) of the inertial sensor 30 even when it is moving, but the accumulated error due to the integral of the angular velocity increases over time.

そのため、慣性センサ３０は、加速度成分および角速度成分の両方を用いて、姿勢角を算出する。慣性センサ３０における、角速度成分および加速度成分を使用する割合は重み付け係数にて決定される。慣性センサ３０において、重み付け係数は可変可能となっており、本実施形態においては、慣性センサ３０は、制御装置８における後述するＩＭＵ指示部（出力部）８３から出力される信号に応じて重み付け係数を変更する。 Therefore, the inertial sensor 30 calculates the attitude angle using both the acceleration component and the angular velocity component. The proportion of the angular velocity component and the acceleration component used in the inertial sensor 30 is determined by a weighting coefficient. In the inertial sensor 30, the weighting coefficient is variable, and in this embodiment, the inertial sensor 30 changes the weighting coefficient according to a signal output from an IMU instruction unit (output unit) 83 in the control device 8, which will be described later.

本実施形態では、慣性センサ３０は、機体４における運転席６の下と、作業装置５の複数の可動部における、ブーム１２１、アーム１３１、およびリンク機構１４４にそれぞれ配置されている。 In this embodiment, the inertial sensor 30 is disposed under the driver's seat 6 in the machine body 4, and in each of the multiple movable parts of the work device 5, namely the boom 121, the arm 131, and the link mechanism 144.

以下、配置された部材によって慣性センサ３０を区別する必要がある場合、機体４（本実施形態では運転席６の下）に配置された慣性センサ３０を運転席ＩＭＵ３０－１、ブーム１２１に配置された慣性センサ３０をブームＩＭＵ３０－２、アーム１３１に配置された慣性センサ３０をアームＩＭＵ３０－３、リンク機構１４４に配置された慣性センサ３０をバケットＩＭＵ３０－４と称する。 Hereinafter, when it is necessary to distinguish the inertial sensors 30 according to the components to which they are arranged, the inertial sensor 30 arranged on the aircraft body 4 (in this embodiment, under the driver's seat 6) will be referred to as the driver's seat IMU 30-1, the inertial sensor 30 arranged on the boom 121 as the boom IMU 30-2, the inertial sensor 30 arranged on the arm 131 as the arm IMU 30-3, and the inertial sensor 30 arranged on the link mechanism 144 as the bucket IMU 30-4.

運転席ＩＭＵ３０－１は、旋回作業機１における機体４の姿勢計測を行う。ブームＩＭＵ３０－２、アームＩＭＵ３０－３、およびバケットＩＭＵ３０－４は、作業装置５の角度計測を行う。ブームＩＭＵ３０－２、およびアームＩＭＵ３０－３はそれぞれ、対応する部材の側面に取り付けられている。バケットＩＭＵ３０－４は、リンク機構１４４に取り付けられている。 The driver's seat IMU 30-1 measures the attitude of the machine body 4 in the rotating work machine 1. The boom IMU 30-2, arm IMU 30-3, and bucket IMU 30-4 measure the angle of the work device 5. The boom IMU 30-2 and arm IMU 30-3 are each attached to the side of the corresponding member. The bucket IMU 30-4 is attached to the link mechanism 144.

（旋回作業機の要部構成）
図２は、旋回作業機１のブロック図である。図２に示すように、制御装置８には、操作装置７、旋回モータ３１、走行モータ２２、および、スイングシリンダ１１２、ブームシリンダ１２２、アームシリンダ１３２、バケットシリンダ１４２が接続されている。さらに、制御装置８には、運転席ＩＭＵ３０－１、ブームＩＭＵ３０－２、アームＩＭＵ３０－３、およびバケットＩＭＵ３０－４が接続されている。制御装置８は、操作検出部（検出部）８１、動作制御部８２、およびＩＭＵ指示部（出力部）８３を備える。 (Main configuration of the rotating work machine)
Fig. 2 is a block diagram of the revolving work machine 1. As shown in Fig. 2, the control device 8 is connected to the operation device 7, the revolving motor 31, the traveling motor 22, the swing cylinder 112, the boom cylinder 122, the arm cylinder 132, and the bucket cylinder 142. In addition, the control device 8 is connected to the driver's seat IMU 30-1, the boom IMU 30-2, the arm IMU 30-3, and the bucket IMU 30-4. The control device 8 includes an operation detection unit (detection unit) 81, an operation control unit 82, and an IMU instruction unit (output unit) 83.

第１操作検出部８１は、旋回部２を運動させる操作を検出する検出部である。第１操作検出部８１は、走行装置３を走行させて旋回部２を地面に対して運動させる操作についても、旋回部２を運動させる操作として検出する。これにより、旋回部２が走行装置３にて走行される構成においても、慣性センサ３０に、走行の動きに応じて適切に姿勢角の算出を行わせることができる。 The first operation detection unit 81 is a detection unit that detects operations that move the swivel unit 2. The first operation detection unit 81 also detects an operation of moving the traveling device 3 to move the swivel unit 2 relative to the ground as an operation of moving the swivel unit 2. This allows the inertial sensor 30 to appropriately calculate the attitude angle according to the traveling movement, even in a configuration in which the swivel unit 2 is traveled by the traveling device 3.

第１操作検出部８１は、操作装置７と接続されており、操作装置７に対する操作に基づいて、旋回部２を運動させる操作を検出する。 The first operation detection unit 81 is connected to the operation device 7 and detects an operation to move the rotating unit 2 based on an operation on the operation device 7.

第１操作検出部８１は、操作レバーに基づいて、走行、旋回、スイング操作、ブーム操作、アーム装置１３、バケット操作を検出する。第１操作検出部８１は、操作レバーがニュートラル位置に戻されると、各操作が行われていない、旋回部２が静止している（運動させる操作を検出していない）ことを検出する。 The first operation detection unit 81 detects travel, rotation, swing operation, boom operation, arm device 13, and bucket operation based on the operation lever. When the operation lever is returned to the neutral position, the first operation detection unit 81 detects that no operation is being performed and that the rotating unit 2 is stationary (no operation to move it is detected).

動作制御部８２は、第１操作検出部８１より入力される操作を示す信号に基づいて、操作対象となる、走行モータ２２、旋回モータ２１、スイングシリンダ１１２、ブームシリンダ１２２、アームシリンダ１３２、およびバケットシリンダ１４２を駆動する。本実施形態では、走行モータ２２、旋回モータ２１、スイングシリンダ１１２、ブームシリンダ１２２、アームシリンダ１３２、およびバケットシリンダ１４２に供給される油圧が、比例電磁弁Ｖ１～Ｖ６にて制御されるようになっている。動作制御部８２は、具体的にはこれら比例電磁弁Ｖ１～Ｖ６を制御する。 The operation control unit 82 drives the travel motor 22, the swivel motor 21, the swing cylinder 112, the boom cylinder 122, the arm cylinder 132, and the bucket cylinder 142, which are to be operated, based on a signal indicating the operation input from the first operation detection unit 81. In this embodiment, the hydraulic pressure supplied to the travel motor 22, the swivel motor 21, the swing cylinder 112, the boom cylinder 122, the arm cylinder 132, and the bucket cylinder 142 is controlled by the proportional solenoid valves V1 to V6. Specifically, the operation control unit 82 controls these proportional solenoid valves V1 to V6.

ＩＭＵ指示部８３は、第１操作検出部８１にて、旋回部２を運動させる操作が検出された場合に、操作に応じた信号を慣性センサ３０に出力する出力部である。ＩＭＵ指示部８３は、旋回作業機１に配置されている複数の慣性センサ３０のうち、検出された操作による旋回部２の運動により、姿勢角の算出に影響を受ける位置に配置された慣性センサ３０に、操作に応じた信号を出力する。 The IMU instruction unit 83 is an output unit that outputs a signal corresponding to the operation to the inertial sensor 30 when the first operation detection unit 81 detects an operation to move the rotating unit 2. The IMU instruction unit 83 outputs a signal corresponding to the operation to the inertial sensor 30 that is arranged at a position, among the multiple inertial sensors 30 arranged on the rotating work machine 1, that is affected in the calculation of the attitude angle by the movement of the rotating unit 2 due to the detected operation.

具体的には、第１操作検出部８１には、操作装置７から指示された操作の内容を示す信号が入力される。操作装置７は、旋回部２を運動させる操作を受け付ける。第１操作検出部８１は、操作装置７より、つまり操作装置７から入力される信号から、旋回部２を運動させる操作を検出する。上記構成によれば、操作装置７に対する操作より、旋回部２を運動させる操作を検出するので、旋回部２が運動することを容易に検出することができる。 Specifically, a signal indicating the content of the operation instructed from the operating device 7 is input to the first operation detection unit 81. The operating device 7 accepts an operation to move the swivel unit 2. The first operation detection unit 81 detects an operation to move the swivel unit 2 from the operating device 7, i.e., from a signal input from the operating device 7. With the above configuration, since the operation to move the swivel unit 2 is detected from the operation on the operating device 7, it is possible to easily detect that the swivel unit 2 is moving.

第１操作検出部８１は、操作レバーにて走行が指示されると、走行操作が指示されたことを示す信号をＩＭＵ指示部８３に出力する。同様に、操作レバーにて旋回が指示されると、旋回操作が指示されたことを示す信号をＩＭＵ指示部８３に出力する。なお、スイング装置１１を動かすスイング操作、ブーム装置１２を動かすブーム操作、アーム装置１３を動かすアーム操作、およびバケット装置１４を動かすバケット操作についても同様である。第１操作検出部８１は、操作レバーがニュートラル位置に戻されると、旋回部２が静止している（運動させる操作を検出していない）ことを検出する。 When the operation lever is used to instruct traveling, the first operation detection unit 81 outputs a signal indicating that a traveling operation has been instructed to the IMU instruction unit 83. Similarly, when the operation lever is used to instruct rotation, the first operation detection unit 81 outputs a signal indicating that a rotation operation has been instructed to the IMU instruction unit 83. The same applies to the swing operation that moves the swing device 11, the boom operation that moves the boom device 12, the arm operation that moves the arm device 13, and the bucket operation that moves the bucket device 14. When the operation lever is returned to the neutral position, the first operation detection unit 81 detects that the rotation unit 2 is stationary (no operation to move it has been detected).

ＩＭＵ指示部８３は、旋回部２を運動させる操作が検出された場合に、操作に応じた信号を慣性センサ３０に出力する出力部である。ＩＭＵ指示部８３は、旋回作業機１に配置されている複数の慣性センサ３０のうち、検出された操作による旋回部２の運動により、姿勢角の算出に影響を受ける位置に配置された慣性センサ３０に、操作に応じた信号を出力する。 The IMU instruction unit 83 is an output unit that outputs a signal corresponding to the operation to the inertial sensor 30 when an operation to move the rotating unit 2 is detected. The IMU instruction unit 83 outputs a signal corresponding to the operation to the inertial sensor 30 that is arranged at a position that is affected by the movement of the rotating unit 2 due to the detected operation, among the multiple inertial sensors 30 arranged on the rotating work machine 1, and that is affected by the calculation of the attitude angle.

ＩＭＵ指示部８３は、第１操作検出部８１から、旋回部２を運動させる操作（走行操作、旋回操作、スイング操作、ブーム操作、アーム操作、およびバケット操作）が検出されたことを示す信号が入力されていない場合、デフォルトの重み付け係数（所定の割合）の使用を指示する信号を慣性センサ３０に出力する。 If the IMU instruction unit 83 does not receive a signal from the first operation detection unit 81 indicating that an operation (travel operation, rotation operation, swing operation, boom operation, arm operation, and bucket operation) that moves the rotating unit 2 has been detected, the IMU instruction unit 83 outputs a signal to the inertial sensor 30 instructing the use of a default weighting coefficient (a predetermined ratio).

ＩＭＵ指示部８３は、第１操作検出部８１から、旋回部２を運動させる操作が検出されたことを示す信号が入力されると、検出された旋回部２の操作に応じた信号を、旋回部２の運動による影響を受ける慣性センサ３０に出力する。 When a signal indicating that an operation to move the rotating unit 2 has been detected is input from the first operation detection unit 81, the IMU instruction unit 83 outputs a signal corresponding to the detected operation of the rotating unit 2 to the inertial sensor 30, which is affected by the movement of the rotating unit 2.

旋回部２の操作に応じた信号とは、例えば、姿勢角の算出に使用する角速度成分の割合を、前記操作が検出されていない場合に用いる所定の割合よりも多くするように指示する信号である。デフォルトの重み付け係数よりも、姿勢角の算出に使用する加速度成分の割合を増やした重み付け係数を、慣性センサ３０に送信してもよい。 The signal corresponding to the operation of the rotation unit 2 is, for example, a signal instructing that the proportion of the angular velocity component used in calculating the attitude angle be increased above a predetermined proportion used when the operation is not detected. A weighting coefficient in which the proportion of the acceleration component used in calculating the attitude angle is increased above the default weighting coefficient may be transmitted to the inertial sensor 30.

ここで、検出された操作に応じた信号を出力する対象は、検出された操作の運動により、外乱加速度を検出して加速度成分の精度が低下する部位に配置された慣性センサ３０である。具体的には、機体４を運動させる操作である走行操作又は旋回操作を検出した場合、機体４および作業装置５の複数の可動部に配置された各慣性センサ３０（運転席ＩＭＵ３０－１、ブームＩＭＵ３０－２、アームＩＭＵ３０－３、およびバケットＩＭＵ３０－４）に、操作に応じた信号を出力する。 The target that outputs a signal corresponding to the detected operation is the inertial sensor 30 arranged at a location where the accuracy of the acceleration component decreases when disturbance acceleration is detected due to the movement of the detected operation. Specifically, when a traveling operation or a turning operation that moves the machine body 4 is detected, a signal corresponding to the operation is output to each of the inertial sensors 30 (driver's seat IMU 30-1, boom IMU 30-2, arm IMU 30-3, and bucket IMU 30-4) arranged on multiple movable parts of the machine body 4 and the work device 5.

スイング装置１１を含む、複数の可動部の何れかの可動部を運動させる操作、つまり、スイング操作、ブーム操作、アーム操作、あるいはバケット操作である場合は、運動させる可動部および該可動部よりも作業装置５の先端側に位置する可動部に配置された各慣性センサ３０に操作に応じた信号を出力する。スイング装置１１又はブーム装置１２を動かす操作を検出すると、ブームＩＭＵ３０－２、アームＩＭＵ３０－３、およびバケットＩＭＵ３０－４に出力する。アーム装置１３を動かす操作を検出すると、アームＩＭＵ３０－３およびバケットＩＭＵ３０－４に出力する。バケット装置１４を動かす操作を検出すると、バケットＩＭＵ３０－４に出力する。 When an operation is performed to move any of the multiple movable parts including the swing device 11, that is, when the operation is a swing operation, boom operation, arm operation, or bucket operation, a signal corresponding to the operation is output to each inertial sensor 30 arranged on the movable part to be moved and on a movable part located closer to the tip of the work device 5 than the movable part. When an operation to move the swing device 11 or the boom device 12 is detected, the signal is output to the boom IMU 30-2, arm IMU 30-3, and bucket IMU 30-4. When an operation to move the arm device 13 is detected, the signal is output to the arm IMU 30-3 and bucket IMU 30-4. When an operation to move the bucket device 14 is detected, the signal is output to the bucket IMU 30-4.

（重み付けのイメージ）
図３は、ＩＭＵ指示部８３から各慣性センサ３０に指示する、操作内容と重み付けの大小のイメージを示す図である。図３の符号３０１が、運転席ＩＭＵ３０－１に対するもので、符号３０２がブームＩＭＵ３０－２、符号３０３がアームＩＭＵ３０－３、符号３０４がバケットＩＭＵ３０－４に対するものである。 (Image of weighting)
3 is a diagram showing an image of the operation contents and the magnitude of weighting instructed from the IMU instructing unit 83 to each inertial sensor 30. Reference numeral 301 in FIG. 3 is for the driver's seat IMU 30-1, reference numeral 302 is for the boom IMU 30-2, reference numeral 303 is for the arm IMU 30-3, and reference numeral 304 is for the bucket IMU 30-4.

図３の符号３０１～符号３０４では、重み付け係数をＡ～Ｈのアルファベットで示している。Ａは、慣性センサ３０のデフォルトの重み付け係数を示し、角速度成分よりも加速度成分の割合が多い。加速度成分の割合は、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ＞Ｅ＞Ｆ＞Ｇ＞Ｈとなる。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの順に、デフォルトよりも角速度成分が増加し、Ｈは、ほぼ角速度成分を使用する。 In FIG. 3, weighting coefficients 301 to 304 are indicated by the letters A to H. A indicates the default weighting coefficient of the inertial sensor 30, and has a higher proportion of acceleration components than angular velocity components. The proportions of acceleration components are A>B>C>D>E>F>G>H. The order of the angular velocity components increases from the default in the order A, B, C, D, E, F, G, and H, and H uses almost all angular velocity components.

図３に示すように、走行操作、旋回操作、スイング操作、ブーム操作、アーム操作、およびバケット操作の全操作において、レバー操作が最小、つまりニュートラルである場合、係数がＡとなり、慣性センサ３０はデフォルトを使用する。なお、レバー操作が最小には、ニュートラルに限らず、走行装置３、旋回部２、あるいは作業装置５の各可動部が殆ど動いていない状態を含んでいてもよい。 As shown in FIG. 3, when the lever operation is minimum, i.e., neutral, in all operations including travel operation, slewing operation, swing operation, boom operation, arm operation, and bucket operation, the coefficient becomes A and the inertial sensor 30 uses the default. Note that minimum lever operation is not limited to neutral, and may also include a state in which the movable parts of the travel device 3, slewing unit 2, or working device 5 are barely moving.

レバー操作が最大、つまり最大限に運動させる（動かす）操作が検出されると、角速度成分の使用の割合が増加し、慣性センサ３０は角速度成分を増加させて姿勢角を算出する。旋回作業機１が走行することによる影響は、全慣性センサ３０に同じ影響を与える。そのため、全慣性センサ３０に同じ係数Ｆが設定されている。 When the maximum lever operation, that is, the operation of moving (moving) the lever to the maximum extent, is detected, the proportion of the angular velocity component used increases, and the inertial sensor 30 increases the angular velocity component to calculate the attitude angle. The effect of the rotating work machine 1 traveling has the same effect on all inertial sensors 30. Therefore, the same coefficient F is set for all inertial sensors 30.

旋回部２の旋回では、旋回の軸心よりも遠いものほど遠心力の影響を受ける。そのため、運転席アーム３０－１よりもブームＩＭＵ３０－２、ブームＩＭＵ３０－２よりもアームＩＭＵ３０－３およびバケットＩＭＵ３０－４において、角速度成分を使用する割合が高く設定されている。 When the rotating part 2 rotates, the farther it is from the axis of rotation, the more it is affected by centrifugal force. For this reason, the proportion of angular velocity components used is set higher in the boom IMU 30-2 than in the driver's seat arm 30-1, and in the arm IMU 30-3 and bucket IMU 30-4 than in the boom IMU 30-2.

また、スイング操作は、走行操作、旋回操作、および作業装置５のブーム操作やアーム操作に比べて動きが遅いため、影響は小さい。そのため、角速度成分を使用する割合は低く設定されている。また、この場合も、旋回操作と同様に、揺動の軸心より最も離れているバケットＩＭＵ３０－４において、揺動の軸心に近いブームＩＭＵ３０－２よりも角速度成分を使用する割合が高く設定されている。 In addition, the swing operation is slower than the travel operation, the turning operation, and the boom and arm operations of the work implement 5, so the impact is small. Therefore, the proportion of angular velocity components used is set low. Also, in this case, as with the turning operation, the proportion of angular velocity components used is set higher in the bucket IMU 30-4, which is the furthest from the axis of the swing, than in the boom IMU 30-2, which is closer to the axis of the swing.

また、ブームＩＭＵ３０－２、アームＩＭＵ３０－３、およびバケットＩＭＵ３０－４において、配置されている可動部自体に対する重み付けは、各々の可動部の軸上からのずれに応じたものである。例えば、ブーム装置１２の場合、ブーム１２１に取り付けられたＩＭＵ３０－２にかかる遠心力は、ブーム１２１を揺動可能（回転自由）に支持している左右方向に延伸する横軸１２３からの距離に比例する。ただし、本実施形態では、ブームＩＭＵ３０－２、アームＩＭＵ３０－３、およびバケットＩＭＵ３０－４についてはそれらに対応する軸からあまり離れていない位置に取り付けられるため、角速度成分を使用する割合は小さい。ブームＩＭＵ３０－２、アームＩＭＵ３０－３、およびバケットＩＭＵ３０－４において、各々の可動部の軸上に取り付けられている場合は、係数Ａとすればよい。 In addition, the weighting of the movable parts themselves arranged in the boom IMU 30-2, arm IMU 30-3, and bucket IMU 30-4 corresponds to the deviation from the axis of each movable part. For example, in the case of the boom device 12, the centrifugal force acting on the IMU 30-2 attached to the boom 121 is proportional to the distance from the horizontal axis 123 extending in the left-right direction that supports the boom 121 so that it can swing (rotate freely). However, in this embodiment, the boom IMU 30-2, arm IMU 30-3, and bucket IMU 30-4 are attached at positions not far from the corresponding axes, so the proportion of angular velocity components used is small. In the boom IMU 30-2, arm IMU 30-3, and bucket IMU 30-4, if they are attached on the axis of each movable part, the coefficient A may be used.

（重み付け切り替え処理）
図４は、制御装置８における複数の慣性センサ３０に対する重み付けを切り換える処理を示すフローチャートである。 (Weighting switching process)
FIG. 4 is a flowchart showing a process for switching the weighting for the multiple inertial sensors 30 in the control device 8. As shown in FIG.

図４に示すように、制御装置８は、操作装置７からの信号より、旋回部２を運動させる操作が指示されたかを常に検出している（Ｓ１）。Ｓ１でＮＯと判断した場合、つまり、旋回部２が静止している状態では、制御装置８は、全慣性センサ３０に対して、デフォルトの重み付け係数の使用を指示する（Ｓ２）。一方、Ｓ１でＹＥＳと判断した場合、つまり、旋回部２を動かす操作がなされると、制御装置８は、検出された操作に応じて決まる所定の慣性センサ３０に、デフォルトからの重み付け係数の変更を指示する（Ｓ３）。検出された操作に応じて決まる所定の慣性センサ３０とは、前述したように、旋回部２運動により、外乱加速度を検出して加速度成分の精度が低下する部位に配置された所定の慣性センサ３０である。 As shown in FIG. 4, the control device 8 constantly detects whether an operation to move the swivel unit 2 has been instructed from a signal from the operating device 7 (S1). If the answer to S1 is NO, that is, when the swivel unit 2 is stationary, the control device 8 instructs all inertial sensors 30 to use the default weighting coefficient (S2). On the other hand, if the answer to S1 is YES, that is, when an operation to move the swivel unit 2 is performed, the control device 8 instructs a predetermined inertial sensor 30 determined according to the detected operation to change the weighting coefficient from the default (S3). The predetermined inertial sensor 30 determined according to the detected operation is, as described above, a predetermined inertial sensor 30 disposed at a location where the accuracy of the acceleration component decreases when detecting disturbance acceleration due to the movement of the swivel unit 2.

重み付け係数の変更を指示したのち、制御装置８は、旋回部２を運動させる操作が終了したかを常に検出している（Ｓ４）。Ｓ４でＮＯと判断した場合、つまり、旋回部２を運動させる操作が継続している場合は、処理をＳ３に戻し、デフォルトからの重み付け係数の変更を継続して指示する（Ｓ３）。一方、Ｓ４でＹＥＳと判断した場合、つまり、旋回部２を動かす操作が終了し、旋回部２が静止状態になると、制御装置８は処理をＳ１に戻す。これにより、次にＳ１でＹＥＳと判断されるまで、制御装置８は、全慣性センサ３０に対してデフォルトの重み付け係数の使用を指示する（Ｓ２）。 After issuing an instruction to change the weighting coefficient, the control device 8 constantly detects whether the operation of moving the swivel unit 2 has ended (S4). If the answer is NO in S4, that is, if the operation of moving the swivel unit 2 is continuing, the process returns to S3 and the control device 8 continues to instruct the change of the weighting coefficient from the default (S3). On the other hand, if the answer is YES in S4, that is, if the operation of moving the swivel unit 2 has ended and the swivel unit 2 is stationary, the control device 8 returns the process to S1. As a result, the control device 8 instructs all inertial sensors 30 to use the default weighting coefficients (S2) until the next time YES is determined in S1.

（効果）
以上のように、上記構成の旋回作業機１では、旋回部２に配置されている慣性センサ３０に、慣性センサ３０が配置された旋回部２が運動する、つまり動くことを通知することができる。これにより、慣性センサ３０は、旋回部２の運動の状態に応じて適切に姿勢角の算出を行わせることができる。 (effect)
As described above, in the swivel work machine 1 configured as described above, it is possible to notify the inertial sensor 30 arranged on the swivel section 2 that the swivel section 2 on which the inertial sensor 30 is arranged is moving, i.e., that it is moving. This allows the inertial sensor 30 to appropriately calculate the attitude angle according to the state of movement of the swivel section 2.

具体的には、外乱加速度が含まれることで姿勢角の算出において誤差が大きくなる旋回部２が運動している状態では、慣性センサ３０において、外乱加速度の影響を受けない角速度成分を主に使用させる。そして、旋回部２は運動していない静止状態では、加速度成分を主に使用して姿勢角の算出に戻して算出させる。これにより、時間の経過に伴って角速度積分による累積誤差が大きくなる角速度成分を使用の割合を増やして算出させたとしても、静止状態での検出精度を低下させることなく保持できる。 Specifically, when the rotating unit 2 is in motion and the inclusion of disturbance acceleration would result in a large error in the calculation of the attitude angle, the inertial sensor 30 mainly uses angular velocity components that are not affected by disturbance acceleration. Then, when the rotating unit 2 is in a stationary state and not moving, the inertial sensor 30 mainly uses acceleration components to calculate the attitude angle. This makes it possible to maintain detection accuracy in a stationary state without degrading, even if the proportion of angular velocity components that cause a large cumulative error due to angular velocity integration over time is increased.

また、上記構成によれば、機体４および作業装置５が有する複数の可動部それぞれに慣性センサが配置されているので、機体４および作業装置５の各可動部それぞれの姿勢角を算出することができる。作業装置の姿勢角の算出は、作業装置５が動かずとも機体４が動くことで影響を受け、同様に、機体４との取り付け部位を上流側として、下流側に位置する可動部は、自身が動かずとも上流側に位置する可動部が動くことで影響を受ける。上記構成では、作業装置５に配置された慣性センサ３０に、機体４が動くことが通知され、下流側に位置する可動部の慣性センサ３０に、上流側に位置する可動部が動くことが通知される。これにより、作業装置５に配置された複数の慣性センサ３０に、適切に姿勢角の算出を行わせることができる。 In addition, according to the above configuration, since an inertial sensor is disposed on each of the multiple movable parts of the machine body 4 and the working device 5, the attitude angle of each movable part of the machine body 4 and the working device 5 can be calculated. The calculation of the attitude angle of the working device is affected by the movement of the machine body 4 even if the working device 5 does not move, and similarly, the movable part located downstream, with the attachment part to the machine body 4 being the upstream side, is affected by the movement of the movable part located upstream even if it does not move. In the above configuration, the inertial sensor 30 disposed on the working device 5 is notified that the machine body 4 will move, and the inertial sensor 30 of the movable part located downstream is notified that the movable part located upstream will move. This allows the multiple inertial sensors 30 disposed on the working device 5 to properly calculate the attitude angle.

〔実施の形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。 Second Embodiment
Other embodiments of the present invention will be described below. For ease of explanation, the same reference numerals are given to members having the same functions as those described in the above embodiment, and the description thereof will not be repeated.

本実施形態の旋回作業機１Ａは、ＩＭＵ指示部８３が、複数の慣性センサ３０に対して出力する、旋回部２の操作に応じた信号が、実施形態１の旋回作業機１と異なる。 The swivel work machine 1A of this embodiment differs from the swivel work machine 1 of embodiment 1 in the signals in response to the operation of the swivel unit 2 that are output by the IMU command unit 83 to the multiple inertial sensors 30.

本実施形態の旋回作業機１Ａでは、姿勢角の算出に使用する角速度成分の割合を、操作が検出されていない場合に用いる所定の割合よりも多くする点は実施形態１の旋回作業機１と同じである。本実施形態の旋回作業機１Ａでは、さらに、角速度成分を多くする割合を、操作装置７の操作量に応じて連続的に増やすように指示する。この点が、実施形態１の旋回作業機１と異なる。 The rotating work machine 1A of this embodiment is the same as the rotating work machine 1 of embodiment 1 in that the proportion of the angular velocity component used to calculate the attitude angle is made larger than a predetermined proportion used when no operation is detected. The rotating work machine 1A of this embodiment further instructs the proportion at which the angular velocity component is increased to be continuously increased according to the amount of operation of the operating device 7. This is what makes it different from the rotating work machine 1 of embodiment 1.

具体的には、第１操作検出部８１は、操作装置７から入力される信号より、操作レバーの操作量（操作レバーの移動量、位置の変化量）を検出し、検出した操作レバーの操作量をＩＭＵ指示部８３に出力する。ＩＭＵ指示部８３は、姿勢角の算出に使用する角速度成分の割合を、操作が検出されていない場合に用いる所定の割合よりも多くする量を、入力された操作装置７の操作量に応じて連続的に増やすように、複数の慣性センサ３０に指示する。 Specifically, the first operation detection unit 81 detects the operation amount of the operation lever (the movement amount and position change amount of the operation lever) from the signal input from the operation device 7, and outputs the detected operation amount of the operation lever to the IMU instruction unit 83. The IMU instruction unit 83 instructs the multiple inertial sensors 30 to continuously increase the proportion of the angular velocity component used to calculate the attitude angle by an amount greater than a predetermined proportion used when no operation is detected, according to the input operation amount of the operation device 7.

角速度成分の割合を、操作装置７の操作量に応じて連続的に増やすについて、前述した図３を用いて説明する。図３に示すように、運転席ＩＭＵ３０－１に対しては、レバー操作最小で係数Ａ、レバー操作最大で係数Ｆが設定されている。このような場合、レバーの操作量に応じて、重み付け係数を係数Ａから係数Ｆまで連続的に増やす。 The continuous increase in the proportion of the angular velocity component according to the amount of operation of the operating device 7 will be explained using the aforementioned FIG. 3. As shown in FIG. 3, for the driver's seat IMU 30-1, coefficient A is set at minimum lever operation and coefficient F is set at maximum lever operation. In such a case, the weighting coefficient is continuously increased from coefficient A to coefficient F according to the amount of operation of the lever.

これにより、旋回部が運動する場合、運動による誤差が小さい角速度成分を主として使用する場合において、角速度成分を多くする割合を、操作装置の操作量に応じて連続的に増やすため、加速度外乱による誤差と、角速度積分による累積誤差の合計値をより小さくすることができる。 As a result, when the rotating part moves, and angular velocity components with small error due to movement are primarily used, the proportion of angular velocity components that are increased is continuously increased according to the amount of operation of the control device, making it possible to further reduce the total value of the error due to acceleration disturbance and the accumulated error due to angular velocity integral.

なお、本実施形態では、角速度成分を多くする割合を、操作装置７の操作量に応じて連続的に増やす構成としたが、角速度成分を多くする割合を、操作装置７の操作量に応じて段階的に増やす構成としてもよい。つまり、前述した「連続的」を「段階的」と読み替えることができる。 In this embodiment, the rate at which the angular velocity component is increased is configured to be increased continuously according to the amount of operation of the operating device 7, but the rate at which the angular velocity component is increased may be configured to be increased stepwise according to the amount of operation of the operating device 7. In other words, the above-mentioned "continuously" can be read as "stepwise."

〔実施の形態３〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。 Third Embodiment
Other embodiments of the present invention will be described below. For ease of explanation, the same reference numerals are given to members having the same functions as those described in the above embodiment, and the description thereof will not be repeated.

本実施形態の旋回作業機１Ｂは、旋回部２を運動させる操作が検出されたことを、ＩＭＵ指示部８３に通知する主体が、実施形態１、２の旋回作業機１、１Ａとは異なる。 The rotating work machine 1B of this embodiment differs from the rotating work machine 1 and 1A of embodiments 1 and 2 in that the entity that notifies the IMU instruction unit 83 that an operation to move the rotating part 2 has been detected.

図５は、旋回作業機１Ｂのブロック図である。前述したように、旋回部２は、油圧アクチュエータの駆動にて運動する。そこで、図２に示すように、旋回作業機１Ｂにおいて、検出部である第２操作検出部９が、油圧アクチュエータに供給する油圧を制御する信号より、旋回部２を運動させる操作を検出する。具体的には、第２操作検出部９が、動作制御部８２から比例電磁弁Ｖ１～Ｖ６に出力される制御信号に基づいて、旋回部２を運動させる操作を検出する。 Figure 5 is a block diagram of the revolving work machine 1B. As mentioned above, the revolving section 2 moves when driven by the hydraulic actuator. As shown in Figure 2, in the revolving work machine 1B, the second operation detection unit 9, which is a detection unit, detects the operation of moving the revolving section 2 from a signal that controls the hydraulic pressure supplied to the hydraulic actuator. Specifically, the second operation detection unit 9 detects the operation of moving the revolving section 2 based on the control signal output from the operation control unit 82 to the proportional solenoid valves V1 to V6.

ＩＭＵ指示部８３は、第２操作検出部９にて旋回部２を運動させる操作が検出された場合に、操作に応じた信号を慣性センサ３０に出力する。 When the second operation detection unit 9 detects an operation to move the rotating unit 2, the IMU instruction unit 83 outputs a signal corresponding to the operation to the inertial sensor 30.

上記構成のように、操作装置７における操作から直接検出するのではなく、操作に応じて可動部等を動かす油圧アクチュエータへの油圧からも操作を検出することも可能である。 As in the above configuration, instead of detecting directly from the operation of the operating device 7, it is also possible to detect the operation from the hydraulic pressure of the hydraulic actuator that moves the movable part etc. in response to the operation.

〔実施の形態４〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。 Fourth Embodiment
Other embodiments of the present invention will be described below. For ease of explanation, the same reference numerals are given to members having the same functions as those described in the above embodiment, and the description thereof will not be repeated.

本実施形態の旋回作業機１Ｃは、実施形態１、２，３の旋回作業機１Ａ、１Ｂにおけると制御装置８に代えて、制御装置８Ｃを備えており、動作制御部８２および比例電磁弁Ｖ１～Ｖ６に代えて、制御弁Ｖ１１～Ｖ１６を備えている。 The slewing work machine 1C of this embodiment is equipped with a control device 8C instead of the control device 8 in the slewing work machines 1A and 1B of embodiments 1, 2, and 3, and is equipped with control valves V11 to V16 instead of the operation control unit 82 and proportional solenoid valves V1 to V6.

図６は、旋回作業機１Ｃのブロック図である。図６に示すように、操作装置７は、制御弁Ｖ１１を介して走行モータ２２と接続され、制御弁Ｖ１２を介して旋回モータ２１と接続されている。同様にして、操作装置７は、制御弁Ｖ１３～Ｖ１６を介して、スイングシリンダ１１２、ブームシリンダ１２２、アームシリンダ１３２、バケットシリンダ１４２に接続されている。 Figure 6 is a block diagram of the slewing work machine 1C. As shown in Figure 6, the operating device 7 is connected to the travel motor 22 via the control valve V11, and to the slewing motor 21 via the control valve V12. Similarly, the operating device 7 is connected to the swing cylinder 112, boom cylinder 122, arm cylinder 132, and bucket cylinder 142 via the control valves V13 to V16.

走行モータ２２、旋回モータ２１、スイングシリンダ１１２、ブームシリンダ１２２、アームシリンダ１３２、およびバケットシリンダ１４２は、それぞれ、制御弁Ｖ１１～Ｖ１６にて制御される。制御弁Ｖ１１～Ｖ１６は、直動スプール形切換弁から構成されていると共に、パイロット圧によって切換操作されるパイロット操作切換弁によって構成されている。 The travel motor 22, the slewing motor 21, the swing cylinder 112, the boom cylinder 122, the arm cylinder 132, and the bucket cylinder 142 are each controlled by control valves V11 to V16. The control valves V11 to V16 are composed of direct acting spool type switching valves, and are also composed of pilot operated switching valves that are switched by pilot pressure.

制御弁Ｖ１１～Ｖ１６は、制御弁Ｖ１１～Ｖ１６を操作する操作装置７における操作レバーの操作量に比例して動かされ、制御弁Ｖ１１～Ｖ１６が動かされた量に比例する量の圧油を制御対象の油圧アクチュエータに供給するように構成されている。 The control valves V11 to V16 are configured to be moved in proportion to the amount of operation of the operating lever of the operating device 7 that operates the control valves V11 to V16, and to supply an amount of pressurized oil proportional to the amount by which the control valves V11 to V16 are moved to the hydraulic actuator to be controlled.

本実施形態の旋回作業機１Ｃでは、旋回部２を運動させる操作が検出されたことを、第３操作検出部１０が検出する。第３操作検出部１０は、制御弁Ｖ１１～Ｖ１６に加えられるパイロット圧に基づいて、旋回部２を運動させる操作を検出する。 In the swivel work machine 1C of this embodiment, the third operation detection unit 10 detects that an operation to move the swivel unit 2 has been detected. The third operation detection unit 10 detects the operation to move the swivel unit 2 based on the pilot pressure applied to the control valves V11 to V16.

ＩＭＵ指示部８３は、第３操作検出部１０にて旋回部２を運動させる操作が検出された場合に、操作に応じた信号を慣性センサ３０に出力する。 When the third operation detection unit 10 detects an operation to move the rotation unit 2, the IMU instruction unit 83 outputs a signal corresponding to the operation to the inertial sensor 30.

〔ソフトウェアによる実現例〕
制御装置８、８Ｃ（以下、「装置」と呼ぶ）の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロックとしてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。 [Software implementation example]
The functions of the control devices 8, 8C (hereinafter referred to as "devices") are programs for causing a computer to function as the devices, and can be realized by programs for causing a computer to function as each control block of the devices.

この場合、上記装置は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも１つの制御装置（例えばプロセッサ）と少なくとも１つの記憶装置（例えばメモリ）を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。 In this case, the device includes a computer having at least one control device (e.g., a processor) and at least one storage device (e.g., a memory) as hardware for executing the program. The functions described in each of the above embodiments are realized by executing the program using the control device and storage device.

上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、１または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。 The program may be recorded on one or more computer-readable recording media, not on a temporary basis. The recording media may or may not be included in the device. In the latter case, the program may be supplied to the device via any wired or wireless transmission medium.

また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。 In addition, some or all of the functions of each of the above control blocks can be realized by a logic circuit. For example, an integrated circuit in which a logic circuit that functions as each of the above control blocks is formed is also included in the scope of the present invention. In addition, it is also possible to realize the functions of each of the above control blocks by, for example, a quantum computer.

また、上記各実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩは上記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。 The processes described in each of the above embodiments may be executed by AI (Artificial Intelligence). In this case, the AI may run on the control device, or on another device (such as an edge computer or a cloud server).

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. The technical scope of the present invention also includes embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments.

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 旋回作業機
２ 旋回部
３ 走行装置
４ 機体
５ 作業装置
７ 操作装置
８、８Ｃ 制御装置
９ 第２操作検出部（検出部）
１０ 第３操作検出部（検出部）
１１ スイング装置
１２ ブーム装置（可動部）
１３ アーム装置（可動部）
１４ バケット装置（可動部）
２１ 旋回モータ（油圧アクチュエータ）
２２ 走行モータ（油圧アクチュエータ）
３０ 慣性センサ
８１ 第１操作検出部（検出部）
８２ 動作制御部
８３ ＩＭＵ指示部
１１２ スイングシリンダ（油圧アクチュエータ）
１２２ ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
１３２ アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
１４２ バケットシリンダ（油圧アクチュエータ） 1, 1A, 1B, 1C Swing work machine 2 Swing unit 3 Travel unit 4 Machine body 5 Work unit 7 Operation unit 8, 8C Control unit 9 Second operation detection unit (detection unit)
10 Third operation detection unit (detection unit)
11 Swing device 12 Boom device (movable part)
13 Arm device (movable part)
14 Bucket device (movable part)
21 Swing motor (hydraulic actuator)
22 Travel motor (hydraulic actuator)
30 Inertial sensor 81 First operation detection unit (detection unit)
82 Operation control unit 83 IMU command unit 112 Swing cylinder (hydraulic actuator)
122 Boom cylinder (hydraulic actuator)
132 Arm cylinder (hydraulic actuator)
142 Bucket cylinder (hydraulic actuator)

Claims (7)

旋回部と、
前記旋回部に配置され、角速度および加速度に基づいて姿勢角を算出する慣性センサと、
前記旋回部を運動させる操作を検出する検出部と、
前記運動させる操作が検出された場合に、前記操作に応じた信号を前記慣性センサに出力する出力部と、を備える、旋回作業機。 A swivel section;
an inertial sensor disposed on the rotating section and configured to calculate an attitude angle based on an angular velocity and an acceleration;
A detection unit that detects an operation for moving the rotating unit;
an output unit that, when the operation of causing the movement is detected, outputs a signal corresponding to the operation to the inertial sensor. 前記操作に応じた信号は、姿勢角の算出に使用する角速度成分の割合を、前記操作が検出されていない場合に用いる所定の割合よりも多くするように指示する信号である請求項１に記載の旋回作業機。 The rotating work machine according to claim 1, wherein the signal corresponding to the operation is a signal instructing that the proportion of the angular velocity component used to calculate the attitude angle be made greater than a predetermined proportion used when the operation is not detected. 走行装置を備え、
前記旋回部は前記走行装置上に旋回可能に設置され、
前記検出部は、前記走行装置を走行させる操作についても、前記旋回部を運動させる操作として検出する、請求項１又は２に記載の旋回作業機。 Equipped with running gear,
The rotating unit is rotatably installed on the traveling device,
The slewing work machine according to claim 1 or 2, wherein the detection section detects an operation of causing the traveling device to travel as an operation of causing the slewing section to move. 前記旋回部を運動させる操作を受け付ける操作装置を備え、
前記検出部は、前記操作装置に対する操作に基づいて、前記旋回部を運動させる操作を検出する、請求項１又は２に記載の旋回作業機。 An operation device that receives an operation to move the rotating part,
The swivel work machine according to claim 1 or 2, wherein the detection section detects an operation for moving the swivel section based on an operation on the operating device. 前記操作に応じた信号は、姿勢角の算出に使用する角速度成分の割合を、前記操作が検出されていない場合に用いる所定の割合よりも多くし、かつ、前記角速度成分を多くする割合を、前記操作装置の操作量に応じて連続的又は段階的に増やすように指示する信号である請求項４に記載の旋回作業機。 The rotating work machine according to claim 4, wherein the signal according to the operation is a signal that instructs the ratio of the angular velocity component used to calculate the attitude angle to be greater than a predetermined ratio used when the operation is not detected, and that the ratio at which the angular velocity component is increased is increased continuously or stepwise according to the amount of operation of the operating device. 前記旋回部は、油圧アクチュエータの駆動にて運動し、
前記検出部は、前記油圧アクチュエータに供給する油圧を制御する信号より、前記旋回部を運動させる操作を検出する、請求項１又は２に記載の旋回作業機。 The rotating part is moved by driving a hydraulic actuator,
3. The swivel working machine according to claim 1, wherein the detection section detects an operation for moving the swivel section from a signal for controlling a hydraulic pressure supplied to the hydraulic actuator. 前記旋回部は、旋回する機体と、前記機体に取り付けられ、複数の可動部を有する作業装置と、を備え、
前記機体および前記作業装置の複数の可動部のそれぞれに前記慣性センサが配置され、
前記出力部は、
前記機体を運動させる操作を検出した場合、前記機体および前記複数の可動部に配置された前記各慣性センサに、前記操作に応じた信号を出力し、
前記複数の可動部の何れかの可動部を運動させる操作を検出した場合、運動させる可動部および該可動部よりも前記作業装置の先端側に位置する可動部に配置された前記各慣性センサに、前記操作に応じた信号を出力する、請求項１又は２に記載の旋回作業機。 The rotating unit includes a rotating body and a working device attached to the body and having a plurality of movable parts;
The inertial sensor is disposed on each of a plurality of movable parts of the machine body and the working device,
The output unit is
When an operation for moving the aircraft is detected, a signal corresponding to the operation is output to each of the inertial sensors disposed on the aircraft and the plurality of movable parts;
A rotating work machine as described in claim 1 or 2, wherein when an operation to move any of the plurality of movable parts is detected, a signal corresponding to the operation is output to each of the inertial sensors arranged on the movable part to be moved and on a movable part located closer to the tip of the work device than the movable part to be moved.

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