JP7117843B2 - 作業機械 - Google Patents
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Description
図1は本発明の第1の実施形態に係る油圧ショベルの構成図である。図1において、油圧ショベル1は、フロント作業機1Aと車体1Bで構成されている。車体1Bは、下部走行体11と、下部走行体11の上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体12とからなる。フロント作業機1Aは、垂直方向にそれぞれ回動する複数の被駆動部材(ブーム8、アーム9及びバケット10)を連結して構成されている。フロント作業機1Aのブーム8の基端は上部旋回体12の前部にブームピンを介して回動可能に支持されている。ブーム8の先端にはアームピンを介してアーム9が回動可能に連結されている。アーム9の先端にはバケットピンを介してバケット10が回動可能に支持されている。
上記のように構成される油圧ショベル1において,図4に示すように操作装置15aを介したブーム下げ操作が行われた場合,目標面距離が閾値以下(図8のステップS105)かつブームシリンダ5の圧力が閾値以下のときには(ステップS106),バケット10が未だ現況地形61に接触していないとみなし,作業具角度に基づいて作業内容の判定を行う(ステップS107)。そして,作業具角度が閾値以上の場合には,位置合わせ作業(すなわち掘削作業)でブーム下げ操作が行われていると判定してブーム下げ操作量が過大である旨のメッセージ392を表示装置に表示する(ステップS108)。これによりオペレータは自身のレバー操作が過大であることを認識でき,操作量を低減することが促されるので,目標面62に下方にバケット10が侵入することを防止できる。一方,作業具角度が閾値より小さい場合には,バケット10の背面と目標面62のなす角が略平行であるとみなして,土羽打ち作業でブーム下げ操作が行われていると判定してブーム下げ操作量が過大である旨のメッセージ392は表示しない(ステップS109)。つまり土羽打ち作業中はブーム下げ操作でバケット10が目標面62に近づいてもメッセージ392が表示されないので,オペレータがメッセージに煩わしさを感じることなく土羽打ち作業に専念できる。
次にアーム9による掘削動作が含まれる場合の実施形態について説明する。なお,第1実施形態と重複する部分の説明は省略する。
本実施形態は第1実施形態の変形例である。本実施形態のガイダンス内容変更部31は,操作装置15を介したブーム8の操作が有るとき,バケット10の爪先の移動軌跡(後述の「軌跡D」)と目標面62の交点(後述の「到達地点」)を算出し,その交点におけるバケット爪先の速度ベクトルVtgtを予測演算し,その交点における速度ベクトルVtgtにおける目標面62と垂直な成分Vztgtに応じて第1実施形態のステップS104とステップS105の少なくとも一方の閾値を変更することで報知装置38による報知内容を変更することを特徴としている。
本実施形態は,図18に示したガイダンス内容変更部31を備えている点で先の各実施形態と異なる。なお,先の実施形態と同じ部分については説明を適宜省略する。本実施形態のガイダンス内容変更部31は,表示モード決定部31aと,バケット表示位置決定部31bと,目標面表示位置決定部31cを備えている。
図19のフローではステップS400で目標面距離が1つの閾値より大きいか小さいかに応じて表示モードを切り替えたが,異なる閾値を2つ設定しておき,拡大モードに切り替わる場合の閾値を,全体モードに切り替わる場合の閾値よりも小さくしても良い。具体的には,目標面距離に関する閾値として,第1閾値と,第1閾値より小さい第2閾値を設定し,図23に示すフローチャートの処理を実施する。ガイダンス内容変更部31(制御コントローラ20)は図23のフローを所定の制御周期で繰り返し実行する。
図19のステップS403でレバー操作有りと判定された場合には,図19のステップS404に代えて図24に示すフローチャートを開始するようにしても良い。
図19のフローではステップS400で目標面距離が閾値より大きいか小さいかに応じて表示モードを切り替えたが,ブーム8またはアーム9の動作により生じる速度ベクトルVb,Vaにおける目標面62に対する垂直成分Vbzsrf,Vazsrfの方向に応じて表示モードを切り替えても良い。その場合のフローチャートを図26に示す。ガイダンス内容変更部31(制御コントローラ20)は図26のフローを所定の制御周期で繰り返し実行する。
本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例が含まれる。例えば、本発明は、上記の各実施形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものや置換したものも含まれる。
Claims (8)
- 作業具を含む多関節型の作業機と,
前記作業機を駆動するアクチュエータと,
前記アクチュエータの動作を指示する操作装置と,
前記作業機の姿勢を演算し,前記作業具と所定の目標面の距離を演算し,前記作業具と前記目標面の位置関係を演算する制御装置と,
前記作業具と前記目標面の位置関係を報知する報知装置とを備える作業機械において,
前記アクチュエータの状態を検出するアクチュエータ状態検出装置を備え,
前記制御装置は,
前記作業機の姿勢と前記操作装置の操作量に基づいて前記作業具の速度を演算する作業具速度推定部と,
前記作業具の速度,前記作業具と前記目標面の距離,及び前記アクチュエータの状態に応じて,前記報知装置による報知内容を変更するガイダンス内容変更部とを有し,
前記アクチュエータ状態検出装置は,前記アクチュエータの負荷を検出しており,
前記ガイダンス内容変更部は,
前記作業具の速度が前記目標面に近づく方向を有し,かつ,前記作業具と前記目標面の距離が所定の閾値以下であり,かつ,前記アクチュエータの負荷が所定の閾値以下の場合には,前記操作装置の操作量が過大であることを前記報知装置による報知内容とし,
前記作業具の速度が前記目標面に近づく方向を有し,かつ,前記作業具と前記目標面の距離が前記所定の閾値以下であり,かつ,前記アクチュエータの負荷が前記所定の閾値より大きい場合には,前記操作装置の操作量が過大であることは前記報知装置による報知内容としない
ことを特徴とする作業機械。 - 作業具を含む多関節型の作業機と,
前記作業機を駆動するアクチュエータと,
前記アクチュエータの動作を指示する操作装置と,
前記作業機の姿勢を演算し,前記作業具と所定の目標面の距離を演算し,前記作業具と前記目標面の位置関係を演算する制御装置と,
前記作業具と前記目標面の位置関係を報知する報知装置とを備える作業機械において,
前記アクチュエータの状態を検出するアクチュエータ状態検出装置を備え,
前記制御装置は,
前記作業機の姿勢と前記操作装置の操作量に基づいて前記作業具の速度を演算する作業具速度推定部と,
前記作業具の速度,前記作業具と前記目標面の距離,及び前記アクチュエータの状態に応じて,前記報知装置による報知内容を変更するガイダンス内容変更部とを有し,
前記制御装置は,前記作業具と前記目標面のなす角度を演算する角度演算部をさらに備え,
前記アクチュエータ状態検出装置は,前記アクチュエータの負荷を検出しており,
前記ガイダンス内容変更部は,
前記作業具の速度が前記目標面に近づく方向を有し,かつ,前記作業具と前記目標面の距離が所定の閾値以下であり,かつ,前記アクチュエータの負荷が所定の閾値以下であり,かつ,前記作業具と前記目標面のなす角度が所定の閾値以上の場合には,前記操作装置の操作量が過大であることを前記報知装置による報知内容とし,
前記作業具の速度が前記目標面に近づく方向を有し,かつ,前記作業具と前記目標面の距離が前記所定の閾値以下であり,かつ,前記アクチュエータの負荷が前記所定の閾値以下であり,かつ,前記作業具と前記目標面のなす角度が前記所定の閾値より小さい場合には,前記操作装置の操作量が過大であることは前記報知装置による報知内容としない
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項1の作業機械において,
前記作業機にはアームが含まれており,
前記ガイダンス内容変更部は,さらに前記操作装置を介した前記アームの操作の有無に応じて,前記報知装置による報知内容を変更する
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項1の作業機械において,
前記作業機にはブームが含まれており,
前記ガイダンス内容変更部は,前記操作装置を介した前記ブームの操作が有るとき,前記作業具の移動軌跡と前記目標面の交点を算出し,その交点における前記作業具の速度ベクトルを予測演算し,前記交点における前記作業具の速度ベクトルにおける前記目標面と垂直な成分に応じて前記報知装置による報知内容を変更する
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項1の作業機械において,
前記報知装置は表示装置であり,
前記ガイダンス内容変更部は,前記作業具の速度,前記作業具と前記目標面の距離,及び前記アクチュエータの状態に応じて,前記表示装置に前記作業具が表示される位置を変更する
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項5の作業機械において,
前記ガイダンス内容変更部は,
前記作業具と前記目標面の距離が所定の閾値以下であり,かつ,前記操作装置に対して操作が入力されており,かつ,前記アクチュエータの負荷が所定の閾値以下の場合には,前記表示装置に前記作業具が表示される位置を基準位置から前記作業具の速度に応じて変更し,
前記作業具と前記目標面の距離が前記所定の閾値以下であり,かつ,前記操作装置に対して操作が入力されており,かつ,前記アクチュエータの負荷が前記所定の閾値より大きい場合には,前記表示装置に前記作業具が表示される位置を前記基準位置とする
ことを特徴とする作業機械。 - 作業具を含む多関節型の作業機と,
前記作業機を駆動するアクチュエータと,
前記アクチュエータの動作を指示する操作装置と,
前記作業機の姿勢を演算し,前記作業具と所定の目標面の距離を演算し,前記作業具と前記目標面の位置関係を演算する制御装置と,
前記作業具と前記目標面の位置関係を報知する報知装置とを備える作業機械において,
前記アクチュエータの状態を検出するアクチュエータ状態検出装置を備え,
前記制御装置は,
前記作業機の姿勢と前記操作装置の操作量に基づいて前記作業具の速度を演算する作業具速度推定部と,
前記作業具の速度,前記作業具と前記目標面の距離,及び前記アクチュエータの状態に応じて,前記報知装置による報知内容を変更するガイダンス内容変更部とを有し,
前記報知装置は,前記作業具と前記目標面が表示される第1画面と,前記第1画面よりも広範囲を含み少なくとも前記作業機械の全体と前記目標面が表示される第2画面のいずれか一方を表示する表示装置であり,
前記ガイダンス内容変更部は,前記作業具の速度,前記作業具と前記目標面の距離,及び前記アクチュエータの状態に応じて,前記第1画面と前記第2画面のいずれを前記表示装置に表示するかを決定する
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項7の作業機械において,
前記アクチュエータ状態検出装置は,前記アクチュエータの負荷を検出しており,
前記ガイダンス内容変更部は,
前記作業具と前記目標面の距離が所定の閾値以下であり,かつ,前記作業具の速度が前記目標面に近づく方向を有し,かつ,前記アクチュエータの負荷が所定の閾値以下の場合には,前記第1画面を前記表示装置に表示することを決定し,
前記作業具と前記目標面の距離が前記所定の閾値以下であり,かつ,前記作業具の速度が前記目標面に近づく方向を有し,かつ,前記アクチュエータの負荷が前記所定の閾値より大きい場合には,前記第2画面を前記表示装置に表示することを決定する
ことを特徴とする作業機械。
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