JP6752548B2

JP6752548B2 - 建設機械

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Publication number: JP6752548B2
Application number: JP2015058706A
Authority: JP
Inventors: 竜二白谷; 曲木　秀人; 秀人曲木; 山本　正明; 正明山本
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2020-09-09
Anticipated expiration: 2035-03-20
Also published as: JP2016176289A

Description

本発明は、ブーム及びアームを含むアタッチメントを備える建設機械に関する。

カメラが取得した画像に基づいて作業エリア内に作業者が侵入したかを判定し、侵入したと判定した場合に警報を出力する建設機械が知られている（特許文献１参照。）。

特開２００９−１９３４９４号公報

しかしながら、上述の建設機械は、旋回軸を中心とした円筒状の空間、すなわち最大旋回半径内の空間を作業エリアとして設定する。そのため、作業者が建設機械の後方で作業している場合等、バケットと作業者との距離が十分に大きい場合であっても、旋回操作が行われたときのバケットと作業者との接触を防止すべく、バケットと作業者との距離が小さい場合と同様に警報を出力させてしまう。その結果、過度の警報出力により作業効率を悪化させてしまうおそれがある。

上述に鑑み、アタッチメントと作業者との接触をより効率的に防止できる建設機械の提供が望まれる。

本発明の実施例に係る建設機械は、走行体と、前記走行体に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるブームと、前記ブームに取り付けられるアームと、を含むアタッチメントと、前記アタッチメント、前記上部旋回体を操作するための操作装置と、制御装置と、前記上部旋回体に設けられ、周辺の障害物を検出する検出装置と、前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出装置と、を備え、前記制御装置は、前記アタッチメント上の所定位置が所定範囲内にあるならば、前記障害物と前記アタッチメント上の所定位置との間の距離が所定値以下の場合に前記アタッチメントまたは前記上部旋回体の動きを制限し、前記アタッチメント上の所定位置が前記所定範囲内にないならば、前記距離が前記所定値以下になったとしても、前記アタッチメントまたは前記上部旋回体の動きを制限しない。
同様に、本発明の実施例に係る建設機械は、走行体と、前記走行体に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるブームと、前記ブームに取り付けられるアームと、を含むアタッチメントと、前記アタッチメント、前記上部旋回体を操作するための操作装置と、制御装置と、前記上部旋回体に設けられ、周辺の障害物を検出する検出装置と、前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出装置と、を備え、前記制御装置は、前記アームと、前記ブーム又はバケットとの複合動作中に、前記障害物と前記アタッチメント上の所定位置との間の距離が所定値以下の場合に、前記アームの動きを制限する一方で、前記複合動作中の前記アーム以外の他の要素の動きは制限しない。

上述の手段により、アタッチメントと作業者との接触をより効率的に防止できる建設機械が提供される。

本発明の実施例に係るショベルの側面図である。図１のショベルに搭載される制御装置の構成例を示す機能ブロック図である。図１のショベルに搭載される姿勢検出装置の構成例を示すショベルの側面図である。図１のショベルに搭載される人検出装置の検出領域の一例を示すショベルの上面図である。制限・解除判定処理の一例の流れを示すフローチャートである。制限・解除判定処理が実行される際の各種物理量の時間的推移を示す図である。制限・解除判定処理の別の一例の流れを示すフローチャートである。制限実行領域と制限解除領域との関係の一例を示す図である。制限・解除判定処理のさらに別の一例の流れを示すフローチャートである。

最初に、本発明の実施例に係る建設機械としてのショベルの全体構成について説明する。図１は本発明の実施例に係るショベルの構成例を示す側面図である。

図１のショベルは、下部走行体１、旋回機構２、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、バケット６、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、キャブ（操縦室）１０、操作装置２６、制御装置３０等を有する。

ショベルの下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載される。上部旋回体３には作業体としてのブーム４が取り付けられる。ブーム４の先端には作業体としてのアーム５が取り付けられ、アーム５の先端には作業体としてのバケット６が取り付けられる。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。また、上部旋回体３にはキャブ１０が設けられる。

操作装置２６は、操作者が油圧アクチュエータの操作のために用いる装置である。操作装置２６は、パイロットラインを通じ、パイロットポンプが吐出する作動油を油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁のパイロットポートに供給する。但し、油圧アクチュエータの制御方式は、操作装置２６の操作量に対応して駆動される構成であればよく、油圧制御方式及び電子制御方式を含む任意の制御方式を適宜に用いて構成される。

制御装置３０は、ショベルの駆動制御を行う装置である。本実施例では、制御装置３０は、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置である。具体的には、制御装置３０は、内部メモリに格納された制御用プログラムをＣＰＵに実行させて各種機能を実現する。

次に、図２を参照して制御装置３０の詳細について説明する。なお、図２は制御装置３０の構成例を示す機能ブロック図である。本実施例では、制御装置３０は、姿勢検出装置４０、人検出装置４１等の出力を受けて各種演算を実行し、制御弁４３、表示装置４４、音声出力装置４５等に対して各種情報を出力する。例えば、制御装置３０は、姿勢検出装置４０及び人検出装置４１の出力に基づいてショベルの周辺の人（例えばショベル周辺で作業する作業者）とアタッチメント上の所定位置（例えばアーム５の先端位置）との距離（以下、「対象距離」とする。）を算出する。そして、対象距離が所定の制限開始距離以下となった場合にショベルの動きを制限する。例えば、アーム５の動きを制限してもよい。バケット６の水平方向への比較的大きな移動をもたらすアーム５の動きを制限することは、ブーム４等の他の作業体の動きを制限することに比べ、アタッチメントと作業者との接触を防止する上で効果が高いためである。また、制御装置３０はブーム４の動きを制限してもよく、旋回機構２の動きを制限してもよい。制限方法は、パイロット圧を制御する方法、油圧ポンプの吐出量を制限する方法等、任意の方法が採用されてもよい。

制御装置３０は、操作装置２６としてのアーム操作装置（アーム操作レバー）の操作量に対応するパイロット圧を低減させることでアーム５の動きのみを鈍化させ或いは停止させる。但し、旋回機構２、ブーム４、バケット６等の動きを同時に鈍化させ或いは停止させてもよい。また、制御装置３０は、油圧ポンプの吐出量を調整する機構を動作させてアーム５の動きを制限してもよい。具体的には、アームシリンダ８に作動油を供給する油圧ポンプの吐出量を低減させることでアーム５の動きを制限してもよい。なお、この場合には旋回機構２、ブーム４、バケット６等の動きも同時に制限される。また、対象距離が制限開始距離以下となった場合にその旨を示す情報を表示装置４４に表示させてもよく、音声出力装置４５から音声出力させてもよい。

姿勢検出装置４０はアタッチメントの姿勢を検出する装置である。本実施例では、姿勢検出装置４０は掘削アタッチメントの姿勢を検出する。アーム５の先端位置、バケット６の爪先位置等、アタッチメント上の所定位置を制御装置３０が取得できるようにするためである。また、アタッチメント上の所定位置と人検出装置４１が検出する人との距離を制御装置３０が算出できるようにするためである。以下では、掘削アタッチメントの姿勢を検出する手法の一例を示す。

図３は、図１のショベルに搭載される姿勢検出装置４０を構成する各種センサの出力内容の一例を示すショベルの側面図である。具体的には、姿勢検出装置４０は、ブーム角度センサ４０ａ、アーム角度センサ４０ｂ、バケット角度センサ４０ｃ、及び車体傾斜センサ４０ｄを含む。

ブーム角度センサ４０ａは、ブーム角度θ１を取得するセンサであり、例えば、ブームフートピンの回転角度を検出する回転角度センサ、ブームシリンダ７のストローク量を検出するストロークセンサ、ブーム４の傾斜角度を検出する傾斜（加速度）センサ等を含む。ブーム角度θ１は、ＸＺ平面において、ブームフートピン位置Ｐ１とアーム連結ピン位置Ｐ２とを結ぶ線分の水平線に対する角度である。

アーム角度センサ４０ｂは、アーム角度θ２を取得するセンサであり、例えば、アーム連結ピンの回転角度を検出する回転角度センサ、アームシリンダ８のストローク量を検出するストロークセンサ、アーム５の傾斜角度を検出する傾斜（加速度）センサ等を含む。アーム角度θ２は、ＸＺ平面において、アーム連結ピン位置Ｐ２とバケット連結ピン位置（アーム先端位置）Ｐ３とを結ぶ線分の水平線に対する角度である。

バケット角度センサ４０ｃは、バケット角度θ３を取得するセンサであり、例えば、バケット連結ピンの回転角度を検出する回転角度センサ、バケットシリンダ９のストローク量を検出するストロークセンサ、バケット６の傾斜角度を検出する傾斜（加速度）センサ等を含む。バケット角度θ３は、ＸＺ平面において、バケット連結ピン位置Ｐ３とバケット爪先位置Ｐ４とを結ぶ線分の水平線に対する角度である。

車体傾斜センサ４０ｄは、ショベルのＹ軸回りの傾斜角度θ４、及び、ショベルのＸ軸回りの傾斜角度θ５（図示せず。）を取得するセンサであり、例えば２軸傾斜（加速度）センサ等を含む。なお、図３のＸＹ平面は水平面である。

姿勢検出装置４０は、取得した各種角度と予め記憶された情報とに基づいてアタッチメント上の各点の座標を導き出す。作業エリアの中心にある旋回軸と作業者との距離ではなく、アタッチメント上の所定点と作業者との距離を制御装置３０が算出できるようにするためである。また、アタッチメント上の各点の座標は基準点Ｐ０を原点とするＸＹＺ直交座標系上の座標として導き出される。基準点Ｐ０は、例えば、ショベルが位置する地面である水平な設置面（ＸＹ平面）と旋回軸（Ｚ軸）との交点である。但し、基準点Ｐ０は他の任意の点として設定されてもよい。例えば、姿勢検出装置４０は、ブームフートピン位置Ｐ１の座標、ブームフートピン位置Ｐ１とアーム連結ピン位置Ｐ２との間の距離、アーム連結ピン位置Ｐ２とバケット連結ピン位置（アーム先端位置）Ｐ３との間の距離、ブーム角度θ１、及びアーム角度θ２に基づいてアーム先端位置Ｐ３の座標を導き出す。また、姿勢検出装置４０は、バケット連結ピン位置（アーム先端位置）Ｐ３とバケット爪先位置Ｐ４との間の距離、及び、バケット角度θ３を追加的に考慮してバケット爪先位置Ｐ４の座標を導き出す。

人検出装置４１はショベル周辺の人（人である可能性がある物体、障害物等を含む。）の位置を検出する装置である。本実施例では、人検出装置４１は、ショベルに搭載され或いはショベルの外部に設置される装置であり、基準点Ｐ０から見た人の距離及び方向を検出する。例えば、人検出装置４１は、ショベルに搭載される走査型距離センサであり、予め記憶されたセンサ取り付け位置の座標と検出値（センサから人までの距離及びセンサから見た人の方向）とに基づいて基準点Ｐ０から見た人の位置Ｐ５の座標を導き出す。そして、人検出装置４１は、導き出した座標の値を制御装置３０に対して出力する。なお、制御装置３０は、人検出装置４１の検出値に基づいて基準点Ｐ０から見た人の位置Ｐ５の座標を導き出してもよい。また、人検出装置４１は、キャブ１０内の操作者から見て死角となる掘削アタッチメントの陰となる領域Ｒａ（図４参照。）、キャブ１０内の操作者が視認できる領域（例えばキャブ１０の前方領域）等、任意の領域における人を検出できるように構成される。また、人検出装置４１は、画像センサ、距離画像センサ等、距離センサ以外のセンサであってもよい。

制御弁４３は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁のパイロットポートに作用するパイロット圧を制御する弁である。本実施例では、制御弁４３は制御装置３０からの電流指令に応じて動作する電磁減圧弁である。

表示装置４４は各種情報を表示する装置である。本実施例では、表示装置４４はキャブ１０内に設置される液晶ディスプレイである。表示装置４４は、対象距離が制限開始距離以下となった場合、その旨を示すテキストメッセージ、アイコン等を表示してもよい。

音声出力装置４５は各種情報を音声出力する装置である。本実施例では、音声出力装置４５はキャブ１０内に設置される車載スピーカである。音声出力装置４５は、対象距離が制限開始距離以下となった場合、警報、警告メッセージ等を音声出力してもよい。

次に、制御装置３０が有する各種機能要素について説明する。本実施例では、制御装置３０は機能要素として距離算出部３１及び動作制限部３２を含む。

距離算出部３１は２点間の距離を算出する機能要素である。本実施例では、距離算出部３１は、姿勢検出装置４０が取得したアーム先端位置Ｐ３の座標と人検出装置４１が導き出した人の位置Ｐ５の座標とに基づいてアーム先端位置Ｐ３と人の位置Ｐ５との間の対象距離Ｄ（図４参照。）を算出する。

動作制限部３２は、作業体の動きを制限する機能要素である。本実施例では、動作制限部３２は、アーム５を動作させる際に対象距離Ｄが所定の制限開始距離以下の場合、アーム５の動きを制限する。具体的には、距離算出部３１が算出した対象距離Ｄが制限開始距離以下の場合、制御弁４３に対する所定の電流指令の出力を制限する。例えば、所定の電流指令の電流値よりも小さい電流値の電流指令を制御弁４３に対して出力してアームシリンダ８に対応する流量制御弁に作用するパイロット圧を低減させることでアーム５の動きを鈍化させる。或いは、電流指令の制御弁４３に対する出力を禁止してアームシリンダ８に対応する流量制御弁に作用するパイロット圧を消失させることでアーム５の動きを停止させてもよい。また、アーム操作レバーに対する操作入力そのものを無効とするか操作内容の解釈を変更することによってアーム５の動きを制限する等、他の任意の制限方法を採用してもよい。

また、動作制限部３２は、アーム５の動きを制限した後で、対象距離Ｄが所定の制限解除距離（＞制限開始距離）を上回った場合、アーム５の動きの制限を解除する。また、動作制限部３２は、警告メッセージの表示、又は、警報、警告メッセージ等の音声出力を実行させていた場合にはそれらの実行を停止させてもよい。

或いは、動作制限部３２は、アーム５の動きを制限した後で対象距離Ｄが大きくなる方向へのアーム５の動き（以下、「対象距離増大動作」とする。）を検知した場合にはアーム５の動きの制限を解除してもよい。この場合、動作制限部３２は、人検出装置４１が検出した人の位置とアーム操作レバーの操作内容とに基づいてアーム５の対象距離増大動作が実行されたか否かを判定し、対象距離増大動作が実行されたと判定した場合にアーム５の動きの制限を解除する。

或いは、動作制限部３２は、アーム５の動きを制限した後でアーム先端位置Ｐ３が所定の制限解除領域内にあると判定した場合にアーム５の動きの制限を解除してもよい。アーム先端位置Ｐ３が制限解除領域内にある状態は、アーム５を動かしたとしても掘削アタッチメント（例えばバケット６）が人（例えばショベル周辺の作業者）に接触しないと推定される状態を意味する。具体的には、制限解除領域は、例えば、ブーム４を最も上昇させたときにアーム先端位置Ｐ３が到達し得る領域、及び、ブーム４を最も下降させたときにアーム先端位置Ｐ３が到達し得る領域を含む。

また、動作制限部３２は、対象距離Ｄに応じてアーム５の動作速度を変えてもよく、アーム５の動きを鈍化させるか或いは停止させるかを決定してもよい。例えば、動作制限部３２は、対象距離Ｄが小さいほどアーム５の動作速度を遅くしてもよい。

次に、図５を参照し、アーム操作レバーが操作されたときに制御装置３０がアーム５の動きを制限するか或いはその制限を解除するかを判定する処理（以下、「制限・解除判定処理」とする。）について説明する。なお、図５は、制限・解除判定処理の流れを示すフローチャートであり、制御装置３０は、アーム操作レバーが操作されている間、所定の制御周期で繰り返しこの制限・解除判定処理を実行する。

最初に、制御装置３０は人を検出したかを判定する（ステップＳ１）。本実施例では、制御装置３０は、人検出装置４１の出力に基づいて領域Ｒａ（図４参照。）内で人を検出したか否かを判定する。

人を検出したと判定した場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、制御装置３０は、その人の位置Ｐ５を取得し、且つ、アーム先端位置Ｐ３を取得し、その上で対象距離を算出する（ステップＳ２）。本実施例では、制御装置３０の距離算出部３１が対象距離Ｄを算出する。具体的には、姿勢検出装置４０の出力に基づいてアーム先端位置Ｐ３の座標を導き出し、且つ、人検出装置４１の出力に基づいて人の位置Ｐ５の座標を導き出す。その上で、アーム先端位置Ｐ３の座標と人の位置Ｐ５の座標とに基づいて対象距離Ｄを導き出す。

そして、制御装置３０は、対象距離Ｄが制限開始距離Ｄ１（例えば２メートル）以下であるかを判定する（ステップＳ３）。

対象距離Ｄが制限開始距離Ｄ１以下であると判定した場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、制御装置３０は、アーム５の動きを制限した上で（ステップＳ４）、今回の制限・解除判定処理を終了させる。本実施例では、制御装置３０の動作制限部３２は、所定の電流指令の電流値よりも小さい電流値の電流指令を制御弁４３に対して出力してアームシリンダ８に対応する流量制御弁に作用するパイロット圧を低減させることでアーム５の動きを鈍化させる。

また、対象距離Ｄが制限開始距離Ｄ１より大きいと判定した場合（ステップＳ３のＮＯ）、動作制限部３２は、対象距離Ｄが制限解除距離Ｄ２（＞Ｄ１、例えば３メートル）以下であるかを判定する（ステップＳ５）。

そして、対象距離Ｄが制限解除距離Ｄ２以下であると判定した場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、動作制限部３２は、アーム５の動きが制限されている場合にはその制限を解除することなく今回の制限・解除判定処理を終了させる。また、アーム５の動きが制限されていない場合にはその動きを制限することなく今回の制限・解除判定処理を終了させる。

また、対象距離Ｄが制限解除距離Ｄ２より大きいと判定した場合（ステップＳ５のＮＯ）、動作制限部３２は、アーム５の動きが制限されている場合にはアーム５の動きの制限を解除した上で（ステップＳ６）、また、アーム５の動きが制限されていない場合には何らの処理を実行することなく、今回の制限・解除判定処理を終了させる。

また、人を検出していないと判定した場合にも（ステップＳ１のＮＯ）、制御装置３０は、アーム５の動きが制限されている場合にはアーム５の動きの制限を解除した上で（ステップＳ６）、また、アーム５の動きが制限されていない場合には何らの処理も実行することなく、今回の制限・解除判定処理を終了させる。

なお、本実施例では、制御装置３０は、人を検出したと判定した場合に限りアーム先端位置Ｐ３を取得する。そのため、演算負荷を軽減できる。しかしながら、制御装置３０は、人を検出したか否かとは無関係にアーム先端位置Ｐ３を取得してもよい。例えば、制御装置３０は、人を検出したか否かを判定する前にアーム先端位置Ｐ３を取得してもよい。

次に、図６を参照し、制限・解除判定処理が実行される際の各種物理量の時間的推移について説明する。具体的には、図６（Ａ）はアーム操作レバーをアーム開き方向に操作したときのレバー操作量（以下、「アーム開き操作量」とする。）の時間的推移を示す。また、図６（Ｂ）は対象距離Ｄの時間的推移を示し、図６（Ｃ）はアーム開き速度の時間的推移を示す。なお、本実施例では、アーム開き速度は、アームシリンダ８に対応する流量制御弁のＰＣポートの開口面積に相当する。

図６（Ａ）に示すように、時刻ｔ１においてアーム操作レバーがアーム開き方向にフルレバー操作されると、アーム開き速度も時刻ｔ１において増加し始め、時刻ｔ２において最大速度Ａｍａｘに至る。なお、フルレバー操作は、例えば、アーム操作レバーの中立状態を操作量０％とし、最大操作状態を操作量１００％とした場合の８０％以上の操作量で操作された状態をいう。

対象距離Ｄは、図６（Ｂ）に示すように、時刻ｔ０から徐々に減少している。人検出装置４１によって検出された人である作業者が領域Ｒａ内を移動しながらショベルに接近しているためである。また、時刻ｔ１においてバケット６がその作業者に接近する方向にアーム５が動かされたためである。

その後、対象距離Ｄが時刻ｔ３において制限開始距離Ｄ１以下になると、制御装置３０の動作制限部３２はアーム５の動きの制限を開始する。そのため、アーム開き速度は、図６（Ｃ）に示すように、時刻ｔ３において減少し始め、時刻ｔ４において所定の制限時開き速度Ａ１に至る。

その結果、対象距離Ｄは、図６（Ｂ）に示すように、時刻ｔ３において減少（接近）の度合いが弱まり、時刻ｔ４のところで略一定（接近停止）となる。さらに、時刻ｔ４を過ぎたところで増加に転じる。これは、作業者がショベルから離れる方向に移動したためである。

その後、対象距離Ｄが時刻ｔ５において制限解除距離Ｄ２より大きくなると、動作制限部３２はアーム５の動きの制限を解除する。そのため、アーム開き速度は、図６（Ｃ）に示すように、時刻ｔ５において増加し始め、時刻ｔ６において最大速度Ａｍａｘに至る。

なお、対象距離Ｄは、図６（Ｂ）に示すように、この例では再び減少に転じることはない。作業者がショベルから遠ざかったためである。

このように、制御装置３０は、アーム５を動作させたときのアタッチメントと作業者との間の対象距離Ｄが制限開始距離Ｄ１以下の場合にアーム５の動きを制限する。そのため、ショベルの旋回半径（作業半径）内に作業者が進入したときにショベルの全ての動きを制限する場合に比べ、アタッチメントと作業者との接触をより効率的に防止できる。また、アタッチメントと作業者との接触を防止する上でアーム５の動きを制限することは、ブーム４の動きを制限することよりも効率的である。アーム５の動きは、ブーム４の動きに比べ、掘削アタッチメントの先端にあるバケット６の水平方向へのより大きな移動をもたらすためである。

次に、図７及び図８を参照し、制限・解除判定処理の別の一例について説明する。なお、図７は制限・解除判定処理の別の一例の流れを示すフローチャートであり、図８は制限実行領域と制限解除領域との関係の一例を示す図である。また、図７のフローは、ステップＳ２でアーム先端位置Ｐ３の代わりにバケット爪先位置Ｐ４を取得する点、及び、ステップＳ２Ａを有する点で図５のフローと相違するがその他の部分で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。

ステップＳ２において、制御装置３０の距離算出部３１は対象距離Ｄを算出する。具体的には、姿勢検出装置４０の出力に基づいてバケット爪先位置Ｐ４の座標を導き出し、且つ、人検出装置４１の出力に基づいて人の位置Ｐ５の座標を導き出す。その上で、バケット爪先位置Ｐ４の座標と人の位置Ｐ５の座標とに基づいて対象距離Ｄを導き出す。

その後、ステップＳ２Ａにおいて、制御装置３０は、バケット爪先位置Ｐ４が制限実行領域Ｒ１内にあるか否かを判定する。

制限実行領域Ｒ１は、図８に示すように、ショベルの設置面から所定高さの平面までの間の空間領域であり、この空間領域内でアーム５を動かした場合にはバケット６と設置面上の人とが接触するおそれがあると推定されるところの領域である。

また、斜線ハッチングで示す制限解除領域Ｒ２は、制限実行領域Ｒ１の上方にある、バケット爪先位置Ｐ４が到達可能な空間領域であり、この空間領域内でアーム５を動かしたとしてもバケット６と設置面上の人とが接触しないと推定されるところの領域である。

また、斜線ハッチングで示す制限解除領域Ｒ３は、制限実行領域Ｒ１の下方にある、バケット爪先位置Ｐ４が到達可能な空間領域であり、この空間領域内でアーム５を動かしたとしてもバケット６と設置面上の人とが接触しないと推定されるところの領域である。

バケット爪先位置Ｐ４が制限実行領域Ｒ１内にあると判定した場合（ステップＳ２ＡのＹＥＳ）、制御装置３０の動作制限部３２は図５のフローと同様にステップＳ３以降の処理を実行する。また、バケット爪先位置Ｐ４が制限実行領域Ｒ１内にないと判定した場合（ステップＳ２ＡのＮＯ）、すなわち、バケット爪先位置Ｐ４が制限解除領域Ｒ２又はＲ３にあると判定した場合、動作制限部３２は、アーム５の動きが制限されている場合にはアーム５の動きの制限を解除した上で（ステップＳ６）、また、アーム５の動きが制限されていない場合には何らの処理も実行することなく、今回の制限・解除判定処理を終了させる。

このように、制御装置３０は、アーム５を動作させる際にバケット６と作業者との間の対象距離Ｄが制限開始距離Ｄ１以下の場合にアーム５の動きを制限する。そのため、ショベルの旋回半径（作業半径）内に作業者が進入したときにショベルの全ての動きを制限する場合に比べ、バケット６と作業者との接触をより効率的に防止できる。

また、制御装置３０は、バケット爪先位置Ｐ４が制限解除領域Ｒ２又はＲ３内にある場合には対象距離Ｄが制限開始距離Ｄ１以下であってもアーム５の動きを制限しない。そのため、バケット６と作業者との接触を防止しながらも作業効率をさらに向上させることができる。

次に、図９を参照し、制限・解除判定処理のさらに別の一例について説明する。なお、図９は制限・解除判定処理のさらに別の一例の流れを示すフローチャートである。また、図９のフローは、ステップＳ２Ｂを有する点で図５のフローと相違するがその他の部分で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。

ステップＳ２Ｂにおいて、制御装置３０は、対象距離Ｄが小さくなる方向へのアーム５の動き（以下、「対象距離低減動作」とする。）が実行されたか否かを判定する。具体的には、動作制限部３２は、人検出装置４１が検出した人の位置とアーム操作レバーの操作内容とに基づいてアーム５の対象距離増大動作が実行されたか或いは対象距離低減動作が実行されたかを判定する。

そして、対象距離低減動作が実行されたと判定した場合（ステップＳ２ＢのＹＥＳ）、動作制限部３２は図５のフローと同様にステップＳ３以降の処理を実行する。一方で、対象距離増大動作が実行されたと判定した場合（ステップＳ２ＢのＮＯ）、動作制限部３２は、アーム５の動きが制限されている場合にはアーム５の動きの制限を解除した上で（ステップＳ６）、また、アーム５の動きが制限されていない場合には何らの処理も実行することなく、今回の制限・解除判定処理を終了させる。

このように、制御装置３０は、対象距離増大動作が実行された場合には、対象距離Ｄが制限開始距離Ｄ１以下であってもアーム５の動きを制限しない。そのため、アタッチメントと作業者との接触を防止しながらも作業効率をさらに向上させることができる。

以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、上述の実施例では、動作制限部３２は、アーム５を動作させる際に対象距離Ｄが制限開始距離Ｄ１以下の場合にアーム５の動きを制限する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、動作制限部３２は、旋回機構２及びアーム５を複合動作させる際に対象距離Ｄが制限開始距離Ｄ１以下の場合に旋回機構２及びアーム５の双方の動きを制限してもよい。この場合、アーム５の動きの制限度合いを旋回機構２の動きの制限度合いより大きくしてもよく、小さくしてもよく、或いは同じにしてもよい。同様に、動作制限部３２は、ブーム４及びアーム５を複合動作させる際に対象距離Ｄが制限開始距離Ｄ１以下の場合にブーム４及びアーム５の双方の動きを制限してもよい。また、動作制限部３２は、アーム５及びバケット６を複合動作させる際に対象距離Ｄが制限開始距離Ｄ１以下の場合にアーム５及びバケット６の双方の動きを制限してもよい。また、動作制限部３２は、旋回機構２を動作させる際の対象距離Ｄが制限開始距離Ｄ１以下の場合に旋回機構２の動きを制限してもよい。

１・・・下部走行体２・・・旋回機構３・・・上部旋回体４・・・ブーム５・・・アーム６・・・バケット７・・・ブームシリンダ８・・・アームシリンダ９・・・バケットシリンダ１０・・・キャブ２６・・・操作装置３０・・・制御装置３１・・・距離算出部３２・・・動作制限部４０・・・姿勢検出装置４０ａ・・・ブーム角度センサ４０ｂ・・・アーム角度センサ４０ｃ・・・バケット角度センサ４０ｄ・・・車体傾斜センサ４１・・・人検出装置４３・・・制御弁４４・・・表示装置４５・・・音声出力装置

Claims

走行体と、
前記走行体に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられるブームと、前記ブームに取り付けられるアームと、を含むアタッチメントと、
前記アタッチメント、前記上部旋回体を操作するための操作装置と、
制御装置と、
前記上部旋回体に設けられ、周辺の障害物を検出する検出装置と、
前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出装置と、を備え、
前記制御装置は、前記アタッチメント上の所定位置が所定範囲内にあるならば、前記障害物と前記アタッチメント上の所定位置との間の距離が所定値以下の場合に前記アタッチメントまたは前記上部旋回体の動きを制限し、
前記アタッチメント上の所定位置が前記所定範囲内にないならば、前記距離が前記所定値以下になったとしても、前記アタッチメントまたは前記上部旋回体の動きを制限しない、
建設機械。
走行体と、
前記走行体に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられるブームと、前記ブームに取り付けられるアームと、を含むアタッチメントと、
前記アタッチメント、前記上部旋回体を操作するための操作装置と、
制御装置と、
前記上部旋回体に設けられ、周辺の障害物を検出する検出装置と、
前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出装置と、を備え、
前記制御装置は、前記アームと、前記ブーム又はバケットとの複合動作中に、前記障害物と前記アタッチメント上の所定位置との間の距離が所定値以下の場合に、前記アームの動きを制限する一方で、前記複合動作中の前記アーム以外の他の要素の動きは制限しない、
建設機械。
前記アタッチメント上の所定位置はアーム先端位置又はバケット爪先位置であり、
前記検出装置は、当該建設機械に搭載される走査型距離センサ、画像センサ、又は距離画像センサである、
請求項１または２に記載の建設機械。