JP7514173B2

JP7514173B2 - Work Machine

Info

Publication number: JP7514173B2
Application number: JP2020194386A
Authority: JP
Inventors: 晃司塩飽; 孝昭千葉; 勝道伊東; 慎也笠井; 森象辺見
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2020-11-24
Filing date: 2020-11-24
Publication date: 2024-07-10
Anticipated expiration: 2040-11-24
Also published as: JP2022083117A

Description

本発明は、作業機械に関する。 The present invention relates to a work machine.

作業機械において、安全性向上のために、作業機械の周囲の物体を検出する物体検出装置を設け、物体検出装置の検出結果を用いて、作業機械を減速または停止するシステムが提案されている。 To improve safety in work machines, a system has been proposed in which an object detection device is provided to detect objects around the work machine, and the detection results of the object detection device are used to slow down or stop the work machine.

例えば特許文献１では、作業機械周囲の任意の領域（以下、制御領域と記載）への物体の侵入有無と制御領域毎に予め定められたレバー入力で、作業機械を動作させるアクチュエータの減速・停止動作を制御する衝突防止装置などが提案されている。 For example, Patent Document 1 proposes a collision prevention device that controls the deceleration and stopping of an actuator that operates a work machine based on whether an object has entered any area around the work machine (hereinafter referred to as a control area) and on a lever input that is predetermined for each control area.

特許第２９５５０７８号公報Japanese Patent No. 2955078

しかしながら、作業機械においては、上部旋回体から見た下部走行体に備えられた構造体（以下、下部構造体とも記載）の位置が旋回角度に応じて変化し、かつ、少なくともその一部が旋回中心から見て上部旋回体より外側に位置する構造体（具体的には、ブレード、ロングクローラ、小旋回機、クランプアーム、ホイールショベルなど）が設けられている場合がある。下部走行体の走行動作における衝突に関して、下部構造体を持つ作業機械においては、上部旋回体の旋回姿勢によって、衝突箇所が上部旋回体か下部走行体か下部構造体かが異なる。そのため、例えば上記特許文献１に記載の従来技術では、走行における安全装置としての効果が軽減（過剰な速度での衝突）または過剰（大きく手前で停止する）になる場合がある。 However, in a work machine, the position of a structure (hereinafter also referred to as a lower structure) provided on a lower running body as viewed from an upper rotating body changes depending on the rotation angle, and at least a part of the structure (specifically, a blade, a long crawler, a small rotating machine, a clamp arm, a wheel shovel, etc.) may be provided that is located outside the upper rotating body as viewed from the center of rotation. Regarding collisions during the traveling operation of the lower running body, in a work machine having a lower structure, the collision point differs between the upper rotating body, the lower running body, or the lower structure depending on the rotating posture of the upper rotating body. Therefore, for example, in the conventional technology described in Patent Document 1, the effect of the safety device during traveling may be reduced (collision at excessive speed) or excessive (stopping far short).

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、ブレード等の下部構造体を持つショベル等の作業機械において、より安全に衝突を防止することができる作業機械を提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above problems, and its purpose is to provide a work machine, such as a shovel, that has a lower structure such as a blade and can more safely prevent collisions.

上記課題を解決するために、本発明の作業機械は、下部走行体と、前記下部走行体に回動可能に設けられた上部旋回体と、前記上部旋回体と前記下部走行体の相対角度である旋回角度を検出する旋回角度検出装置と、前記下部走行体に備えられ、前記上部旋回体から見た位置が前記旋回角度に応じて変化する、かつ、少なくともその一部が旋回中心から見て前記上部旋回体より外側に位置する下部構造体と、作業機械の周囲の監視対象物を検出する物体検出装置と、前記物体検出装置の検出結果を用いて、作業機械の動作を制限する動作制限制御を行う制御装置と、を備える作業機械であって、前記制御装置は、前記上部旋回体の形状および前記旋回角度を基に上部旋回体制御領域を演算する上部旋回体制御領域演算部と、前記下部走行体および前記下部構造体の形状を基に予め算出された下部走行体制御領域を記録した下部走行体制御領域記録部と、前記旋回角度が変更される毎に、前記旋回角度と前記上部旋回体制御領域と前記下部走行体制御領域に応じて、前記動作制限制御の制御対象となる制御領域を変更する制御領域変更部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the work machine of the present invention comprises a lower running body, an upper rotating body rotatably provided on the lower running body, a swing angle detection device which detects the swing angle which is the relative angle between the upper rotating body and the lower running body, a lower structure which is provided on the lower running body and whose position as seen from the upper rotating body changes depending on the swing angle and at least a part of which is located outside the upper rotating body as seen from the center of swing, an object detection device which detects objects to be monitored around the work machine, and an operating device which uses the detection results of the object detection device to limit the operation of the work machine. and a control device that performs operation limit control, the control device comprising: an upper rotating body control area calculation unit that calculates an upper rotating body control area based on the shape of the upper rotating body and the swing angle ; a lower running body control area recording unit that records a lower running body control area calculated in advance based on the shapes of the lower running body and the lower structure; and a control area changing unit that changes the control area to be controlled by the operation limit control in accordance with the swing angle, the upper rotating body control area, and the lower running body control area each time the swing angle is changed.

本発明によれば、より安全に衝突を防止することができる作業機械を提供できる。 The present invention provides a work machine that can prevent collisions more safely.

上記以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Other issues, configurations and advantages will become clear from the description of the embodiments below.

本発明の実施例１に係る作業機械の一例である油圧ショベルの斜視図。1 is a perspective view of a hydraulic excavator that is an example of a work machine according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施例１に係る制御装置の機能ブロック図。FIG. 2 is a functional block diagram of a control device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例１に係る上部旋回体制御領域、下部走行体制御領域、制御領域の一例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an example of an upper rotating body control area, a lower traveling body control area, and a control area according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例１に係る下部走行体制御領域の導出方法の一例を説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a method for deriving a lower vehicle control area according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例１に係る上部旋回体制御領域の導出方法の一例を説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a method for deriving an upper rotating body control region according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例１に係る制御領域変更部に関するフローチャート。5 is a flowchart relating to a control region changing unit according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例２に係る作業機械の一例である油圧ショベルの斜視図。FIG. 11 is a perspective view of a hydraulic excavator as an example of a work machine according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施例２に係る制御装置の機能ブロック図。FIG. 6 is a functional block diagram of a control device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施例２に係る制御領域、下部走行体除外領域の一例を示す図。FIG. 11 is a diagram showing an example of a control area and a lower body exclusion area according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施例２に係る制御領域変更部に関するフローチャート。10 is a flowchart relating to a control region changing unit according to the second embodiment of the present invention. 本発明の実施例３に係る制御装置の機能ブロック図。FIG. 11 is a functional block diagram of a control device according to a third embodiment of the present invention. 本発明の実施例３に係る制御領域変更部に関するフローチャート。10 is a flowchart relating to a control region changing unit according to the third embodiment of the present invention. 本発明の実施例４に係る作業機械の一例である油圧ショベルの斜視図。FIG. 11 is a perspective view of a hydraulic excavator as an example of a work machine according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の実施例４に係る表示装置の表示画面の一例を示す図。FIG. 11 is a diagram showing an example of a display screen of a display device according to a fourth embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。各図において、同一の機能を有する部分には同一の符号を付して繰り返し説明を省略する場合がある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing, parts having the same functions are given the same reference numerals, and repeated description may be omitted.

以下、本発明の実施形態に係る作業機械として、一般的な油圧ショベルを挙げて説明する。ただし、本発明は、ブレード、ロングクローラ、小旋回機、クランプアームなどの下部構造体を下部走行体に搭載可能であれば、油圧ショベル以外の作業機械にも適用可能である。 The following describes a typical hydraulic excavator as a work machine according to an embodiment of the present invention. However, the present invention can also be applied to work machines other than hydraulic excavators, so long as the lower structure, such as the blade, long crawler, small turning machine, and clamp arm, can be mounted on the lower traveling body.

［実施例１］
＜１．全体構成＞
図１は、本発明の実施例１に係る作業機械１の一例である油圧ショベルの斜視図である。 [Example 1]
＜1. Overall structure＞
FIG. 1 is a perspective view of a hydraulic excavator that is an example of a work machine 1 according to a first embodiment of the present invention.

（油圧ショベル１の構成）
油圧ショベル１は、下部走行体１Cと、旋回装置４を介して下部走行体１Cに回動（旋回）可能なように備え付けられた上部旋回体１Bと、上部旋回体１Bに取り付けられた作業装置１Aとを備えている。 (Configuration of hydraulic excavator 1)
The hydraulic excavator 1 comprises a lower traveling body 1C, an upper rotating body 1B mounted on the lower traveling body 1C so as to be rotatable (swivelable) via a swivel device 4, and a working device 1A attached to the upper rotating body 1B.

作業装置１Aは、上部旋回体１Bと回動可能に取り付けられたブーム８と、ブーム８と回動可能に取り付けられたアーム９と、アーム９と回動可能に取り付けられたバケット１０と、バケット１０およびアーム９と回動可能に取り付けられたバケットリンク１３と、ブーム８と上部旋回体１Bに接続され、ブーム８と上部旋回体１Bとの回動角度を任意に変更するブームシリンダ５と、ブーム８とアーム９に接続され、ブーム８とアーム９の回動角度を任意に変更するアームシリンダ６と、アーム９とバケットリンク１３に接続され、バケット１０の回動角度を任意に変更するバケットシリンダ７で構成される。 The working device 1A is composed of a boom 8 rotatably attached to the upper rotating body 1B, an arm 9 rotatably attached to the boom 8, a bucket 10 rotatably attached to the arm 9, a bucket link 13 rotatably attached to the bucket 10 and the arm 9, a boom cylinder 5 connected to the boom 8 and upper rotating body 1B and for arbitrarily changing the rotation angle between the boom 8 and upper rotating body 1B, an arm cylinder 6 connected to the boom 8 and the arm 9 and for arbitrarily changing the rotation angle between the boom 8 and the arm 9, and a bucket cylinder 7 connected to the arm 9 and the bucket link 13 and for arbitrarily changing the rotation angle of the bucket 10.

下部走行体１Cは、走行モータ３により左右の履帯（クローラとも呼ぶ）を駆動して走行し、車体を任意位置へ移動可能にする。旋回装置４は、下部走行体１Cと上部旋回体１Bの回動角度（すなわち、旋回角度）を任意に変更する旋回モータ１１で構成される。また、下部走行体１C（本例では、その走行方向の前部もしくは後部）に、ブレード２が回動可能（例えばピッチ方向に回動可能）なように備えられ、ブレード２と下部走行体１Cに接続され、ブレード２の回動角度を任意に変更するブレードシリンダ１２を備える。ブレード２は、下部走行体１Cに対して回動可能であるとともに、上部旋回体１Bから見た位置が上部旋回体１Bの下部走行体１Cに対する旋回角度に応じて変化する、かつ、その一部が旋回中心から見て上部旋回体１Bより外側に位置する機構を持つ構造体である。 The lower traveling body 1C travels by driving the left and right tracks (also called crawlers) with the traveling motor 3, and can move the vehicle body to any position. The slewing device 4 is composed of a slewing motor 11 that arbitrarily changes the rotation angle (i.e., the slewing angle) of the lower traveling body 1C and the upper rotating body 1B. In addition, the lower traveling body 1C (in this example, the front or rear of the traveling direction) is provided with a blade 2 that can rotate (for example, can rotate in the pitch direction), and is equipped with a blade cylinder 12 that is connected to the blade 2 and the lower traveling body 1C and arbitrarily changes the rotation angle of the blade 2. The blade 2 is a structure that can rotate with respect to the lower traveling body 1C, and has a mechanism that changes the position as seen from the upper rotating body 1B depending on the rotation angle of the upper rotating body 1B with respect to the lower traveling body 1C, and a part of it is located outside the upper rotating body 1B as seen from the center of rotation.

なお、本実施例では、下部走行体１Cに備えられた下部構造体としてブレード２について述べるが、下部走行体１Cに可動可能に備えられ、上部旋回体１Bから見た位置が旋回角度に応じて変わる、かつ、少なくともその一部が旋回中心から見て上部旋回体１Bより外側に位置する機構を持つ構造体であれば、同様の技術が適用可能である。具体的には、前記ブレードの他、ロングクローラ、小旋回機、クランプアーム、ホイールショベルなどが考えられる。 In this embodiment, the blade 2 is described as a lower structure provided on the lower traveling body 1C, but the same technology can be applied to any structure that is movably provided on the lower traveling body 1C, whose position as seen from the upper rotating body 1B changes depending on the rotation angle, and at least a part of which has a mechanism located outside the upper rotating body 1B as seen from the rotation center. Specifically, in addition to the blade, long crawlers, small rotating machines, clamp arms, wheel shovels, etc. are possible.

上部旋回体１Bには、油圧ショベル１の各アクチュエータ（３、５、６、７、１１、１２）を操作する操作レバーなどが配備され、オペレータが搭乗する操縦室１５、エンジン（原動機）１６、油圧ショベル１を制御する制御装置１００などが設置される。制御装置１００は、図示は省略するが、各種演算を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによる演算を実行するためのプログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置、ＣＰＵがプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ（Random Access Memory）などを含むコンピュータとして構成されている。制御装置１００の各機能は、ＣＰＵが、記憶装置に格納された各種プログラムをＲＡＭにロードして実行することにより、実現される。 The upper rotating body 1B is provided with control levers for operating the actuators (3, 5, 6, 7, 11, 12) of the hydraulic excavator 1, a cockpit 15 in which an operator sits, an engine (prime mover) 16, a control device 100 for controlling the hydraulic excavator 1, and the like. Although not shown, the control device 100 is configured as a computer including a CPU (Central Processing Unit) that performs various calculations, storage devices such as a ROM (Read Only Memory) and an HDD (Hard Disk Drive) that store programs for the CPU to execute calculations, and a RAM (Random Access Memory) that serves as a working area when the CPU executes a program. Each function of the control device 100 is realized by the CPU loading the various programs stored in the storage device into the RAM and executing them.

油圧ショベル１は、センサとして、上部旋回体１Bに設置され、周囲の物体（監視対象物）を検出できる物体検出装置５２（５２a、５２b、５２c、５２d）と、上部旋回体１Bと下部走行体１Cの相対角度である旋回角度を検出する旋回角度検出装置５３とを備える。物体検出装置５２は、カメラ、超音波センサ、赤外線センサ、マイクロ波センサなどで構成される。物体検出装置５２は、図示のように油圧ショベル１に設置されたセンサで構成しても良いし、油圧ショベル１が作業を行う施工現場などに設置されたセンサで構成しても良い。また、旋回角度検出装置５３は、旋回中心に設けられた旋回角度センサなどで構成される。なお、旋回角度検出装置５３は、上部旋回体１B上に備えられたＧＮＳＳ、カメラなどで構成しても良いし、油圧ショベル１が作業を行う施工現場などに設置されたセンサ（カメラなど）で、上部旋回体１Bと下部走行体１Cの旋回角度を検出する構成でも良い。 The hydraulic excavator 1 is equipped with an object detection device 52 (52a, 52b, 52c, 52d) that is installed on the upper rotating body 1B and can detect surrounding objects (monitoring objects) as sensors, and a rotation angle detection device 53 that detects the rotation angle, which is the relative angle between the upper rotating body 1B and the lower traveling body 1C. The object detection device 52 is composed of a camera, an ultrasonic sensor, an infrared sensor, a microwave sensor, etc. The object detection device 52 may be composed of a sensor installed on the hydraulic excavator 1 as shown in the figure, or may be composed of a sensor installed at the construction site where the hydraulic excavator 1 performs work. The rotation angle detection device 53 is composed of a rotation angle sensor provided at the center of rotation. The rotation angle detection device 53 may be composed of a GNSS, a camera, etc. provided on the upper rotating body 1B, or may be configured to detect the rotation angle of the upper rotating body 1B and the lower traveling body 1C with a sensor (camera, etc.) installed at the construction site where the hydraulic excavator 1 performs work.

また、図示は省略するが、油圧ショベル１は、センサとして、作業装置１A（のブーム８、アーム９、バケット１０）の姿勢変化を計測する姿勢計測装置（ＩＭＵなど）を備える。 Although not shown in the figure, the hydraulic excavator 1 also includes a sensor, an attitude measurement device (such as an IMU) that measures changes in attitude of the work implement 1A (boom 8, arm 9, and bucket 10).

本実施例の制御装置１００は、前記した物体検出装置５２および旋回角度検出装置５３の検出結果を用いて、油圧ショベル１（の下部走行体１Cおよび作業装置１Aを含む上部旋回体１B）を減速または停止する動作制限制御を実行する。 The control device 100 of this embodiment uses the detection results of the object detection device 52 and the swing angle detection device 53 described above to execute operation limiting control to slow down or stop the hydraulic excavator 1 (its lower traveling body 1C and upper swing body 1B including the work device 1A).

（制御装置１００の構成）
図２は、本発明の実施例１に係る制御装置１００の機能ブロック図である。 (Configuration of control device 100)
FIG. 2 is a functional block diagram of the control device 100 according to the first embodiment of the present invention.

本実施例１の制御装置１００は、前記動作制限制御を実現するため、図２に示すように、上部旋回体制御領域記録部１０１、下部走行体制御領域記録部１０２、制御領域変更部１０３、動作制限制御部１０４から構成される。 To realize the above-mentioned motion restriction control, the control device 100 of this embodiment 1 is composed of an upper rotating body control area recording unit 101, a lower running body control area recording unit 102, a control area changing unit 103, and a motion restriction control unit 104, as shown in FIG. 2.

制御装置１００は、上部旋回体制御領域記録部１０１に予め上部旋回体１Bの形状より算出した上部旋回体制御領域５０１を記録している。また、下部走行体制御領域記録部１０２に予めブレード２および下部走行体１Cの形状より算出した下部走行体制御領域５０２を記録している。 The control device 100 records the upper rotating body control area 501 calculated in advance from the shape of the upper rotating body 1B in the upper rotating body control area recording unit 101. Also, the control device 100 records the lower running body control area 502 calculated in advance from the shapes of the blade 2 and the lower running body 1C in the lower running body control area recording unit 102.

制御領域変更部１０３は、上部旋回体制御領域５０１と下部走行体制御領域５０２と旋回角度検出装置５３の旋回角度より、動作制限制御部１０４による動作の制限（減速・停止）を講ずる（換言すれば、動作制限制御の制御対象となる）領域（以下、制御領域と記載）５０３を変更する。動作制限制御部１０４は、制御領域変更部１０３により変更された制御領域５０３と物体検出装置５２の検出結果より、走行または旋回の減速・停止動作を行う制御指令を生成して、アクチュエータである走行モータ３や旋回モータ１１などを制御する。 The control area change unit 103 changes the area (hereinafter referred to as the control area) 503 where the motion restriction control unit 104 imposes motion restrictions (deceleration/stop) based on the upper rotating body control area 501, the lower running body control area 502, and the rotation angle of the rotation angle detection device 53. The motion restriction control unit 104 generates a control command to perform the deceleration/stop operation of traveling or turning based on the control area 503 changed by the control area change unit 103 and the detection result of the object detection device 52, and controls the traveling motor 3, turning motor 11, etc., which are actuators.

（上部旋回体制御領域５０１、下部走行体制御領域５０２、制御領域５０３の導出例）
図３に、本実施例による上部旋回体制御領域記録部１０１に記録された上部旋回体制御領域５０１と、下部走行体制御領域記録部１０２に記録された下部走行体制御領域５０２と、ある姿勢のときの制御領域変更部１０３により変更された制御領域５０３の一例を示す。 (Example of derivation of upper rotating body control area 501, lower running body control area 502, and control area 503)
Figure 3 shows an example of an upper rotating body control area 501 recorded in the upper rotating body control area recording unit 101 in this embodiment, a lower running body control area 502 recorded in the lower running body control area recording unit 102, and a control area 503 changed by the control area change unit 103 at a certain attitude.

上部旋回体制御領域５０１は、作業装置１Aを含む上部旋回体１Bの幾何形状と下部走行体１Cの走行停止特性を基に導出したものである。 The upper rotating body control area 501 is derived based on the geometric shape of the upper rotating body 1B including the work device 1A and the running and stopping characteristics of the lower traveling body 1C.

また、下部走行体制御領域５０２は、下部走行体１Cの幾何形状とブレード２の幾何形状と下部走行体１Cの走行停止特性を基に導出したものである。 The lower running body control region 502 is derived based on the geometric shape of the lower running body 1C, the geometric shape of the blade 2, and the running stopping characteristics of the lower running body 1C.

また、制御領域５０３は、上部旋回体制御領域５０１と下部走行体制御領域５０２と上部旋回体１Bと下部走行体１Cの相対角度である旋回角度（旋回角度検出装置５３の検出角度）とブレード２の可動領域５１２を基に導出したものである。 The control area 503 is derived based on the upper rotating body control area 501, the lower running body control area 502, the rotation angle (detected angle by the rotation angle detection device 53), which is the relative angle between the upper rotating body 1B and the lower running body 1C, and the movable area 512 of the blade 2.

より詳しくは、下部走行体制御領域５０２については、次の手順で導出できる。
（Ａ１）下部走行体１C（ブレード２を含む）をモデル化し、左右の履帯（クローラとも呼ぶ）に対して、地面接地範囲内での速度中心を仮定し、走行動作の回転中心を導出する（図４の（ａ））。速度中心は、地面の摩擦および運動方程式による地面垂直抗力などから導出してもよい。
（Ａ２）下部走行体１C（ブレード２を含む）を、走行動作の回転中心回りに停止に必要な距離分回転させる（図４の（ｂ））。
（Ａ３）前述の（Ａ１）→（Ａ２）を履帯（クローラ）の動き分（前後最小速度～最大速度、接地位置の変動分）繰り返して、すべての動きを重ねた領域を計算する（図４の（ｃ））。 More specifically, the lower vehicle control area 502 can be derived by the following procedure.
(A1) The undercarriage 1C (including the blade 2) is modeled, and the center of speed is assumed to be within the ground contact range for the left and right crawlers (also called crawlers), and the center of rotation of the traveling motion is derived (FIG. 4(a)). The center of speed may be derived from ground friction and ground normal force according to the equation of motion.
(A2) The lower traveling body 1C (including the blade 2) is rotated around the rotation center of the traveling motion by a distance required for stopping (FIG. 4(b)).
(A3) The above-mentioned (A1) → (A2) is repeated for the amount of movement of the track (crawler) (minimum to maximum longitudinal speed, fluctuation in ground contact position), and the area where all movements are overlapped is calculated (Figure 4 (c)).

これにより、下部走行体１Cおよびブレード２の周囲に（換言すれば、下部走行体１Cおよびブレード２を包囲するような）所定幅の下部走行体制御領域５０２を算出する（図３参照）。 This allows a lower body control region 502 of a predetermined width to be calculated around the lower body 1C and the blade 2 (in other words, surrounding the lower body 1C and the blade 2) (see Figure 3).

上部旋回体制御領域５０１については、次の手順で導出できる。
（Ｂ１）作業装置１Aを含む上部旋回体１Bについて、前記した下部走行体制御領域５０２の手順（Ａ１）→（Ａ２）→（Ａ３）と同様に計算を行う（図５の（ａ））。
（Ｂ２）下部走行体１Cとの相対角度をずらしながら、前記した（Ｂ１）をすべての相対角度に対して行い、すべての動きを重ねた領域を計算する（図５の（ｂ））。 The upper rotating body control area 501 can be derived by the following procedure.
(B1) For the upper rotating body 1B including the working implement 1A, calculations are performed in the same manner as in the procedure (A1)→(A2)→(A3) of the lower traveling body control area 502 described above (FIG. 5(a)).
(B2) While shifting the relative angle with the lower traveling structure 1C, the above-mentioned (B1) is performed for all relative angles, and the area where all movements are overlapped is calculated (FIG. 5(b)).

これにより、作業装置１Aを含む上部旋回体１Bの周囲に（換言すれば、作業装置１Aを含む上部旋回体１Bを包囲するような）所定幅の上部旋回体制御領域５０１を算出する（図３参照）。 This allows the calculation of an upper rotating body control region 501 of a predetermined width around the upper rotating body 1B including the work device 1A (in other words, surrounding the upper rotating body 1B including the work device 1A) (see Figure 3).

なお、上部旋回体制御領域５０１および下部走行体制御領域５０２の算出に当たって、不整地および土材質がわからないため、摩擦などの動作の計算に必要な要素が分からない場合、それらの要素は実験的に決めてもよい。 When calculating the upper rotating body control area 501 and the lower running body control area 502, if the unevenness of the ground and the soil material are unknown, and therefore the factors required for calculating the operation, such as friction, are unknown, these factors may be determined experimentally.

制御領域５０３は、旋回角度検出装置５３で検出した旋回角度が変更される毎に、前記手順で算出した上部旋回体制御領域５０１を旋回中心回りで旋回角度だけ回転させ、下部走行体１Cから見た上部旋回体制御領域５０１を計算し、回転させた上部旋回体制御領域５０１と前記手順で算出した下部走行体制御領域５０２の双方の領域を足し合わせる（和をとる）。また、足し合わせた領域からブレード２の可動領域５１２（図３の二点鎖線枠内参照）を除外して制御領域５０３とする。つまり、本実施例の制御領域５０３は、ブレード２を回動（例えば、ピッチ方向に上げ下げ）しても引っ掛からない領域、すなわち、ブレード２の可動領域５１２以外の領域である。なお、ブレード２の可動領域５１２は、ブレード２の幾何形状および幾何構造から予め設定されても良いし、後述の実施例２のブレード姿勢センサ（姿勢計測装置）１７を使用し、ブレード姿勢センサ（姿勢計測装置）１７で計測したブレード２の姿勢変化などから導出しても良い。 Each time the rotation angle detected by the rotation angle detection device 53 is changed, the upper rotating body control area 501 calculated in the above procedure is rotated around the rotation center by the rotation angle, the upper rotating body control area 501 as seen from the lower running body 1C is calculated, and the rotated upper rotating body control area 501 and the lower running body control area 502 calculated in the above procedure are added together (summed). In addition, the movable area 512 of the blade 2 (see the double-dotted dashed line frame in FIG. 3) is excluded from the added area to obtain the control area 503. In other words, the control area 503 in this embodiment is an area that does not get caught even if the blade 2 is rotated (for example, raised and lowered in the pitch direction), that is, an area other than the movable area 512 of the blade 2. The movable area 512 of the blade 2 may be set in advance based on the geometric shape and geometric structure of the blade 2, or may be derived from the change in the attitude of the blade 2 measured by the blade attitude sensor (attitude measurement device) 17 of Example 2 described below.

＜２．動作＞
図６は、本実施例の制御領域変更部１０３の制御領域導出に関するフローチャートである。 2. Operation
FIG. 6 is a flowchart relating to the control region derivation by the control region changing unit 103 of this embodiment.

まず、車体の旋回角度が変更されるまで、待つ（Ｓ００１）。次に、上部旋回体制御領域記録部１０１より予め定められた上部旋回体制御領域５０１を読み込む（Ｓ００２）。上部旋回体制御領域５０１を旋回角度に応じて回転させ、下部走行体１Cから見た上部旋回体制御領域５０１を計算する（Ｓ００３）。下部走行体制御領域記録部１０２より予め定められた下部走行体制御領域５０２を読み込む（Ｓ００４）。回転後の上部旋回体制御領域５０１と下部走行体制御領域５０２の双方の領域を足し合わせて（和をとり）制御領域５０３とする（Ｓ００５）。また、このとき、足し合わせた領域からブレード２の可動領域５１２を除外する。 First, the system waits until the rotation angle of the vehicle body is changed (S001). Next, the predetermined upper rotating body control area 501 is read from the upper rotating body control area recording unit 101 (S002). The upper rotating body control area 501 is rotated according to the rotation angle, and the upper rotating body control area 501 as seen from the lower running body 1C is calculated (S003). The predetermined lower running body control area 502 is read from the lower running body control area recording unit 102 (S004). The upper rotating body control area 501 and the lower running body control area 502 after rotation are added together (summed) to obtain the control area 503 (S005). At this time, the movable area 512 of the blade 2 is excluded from the summed area.

動作制限制御部１０４は、制御領域変更部１０３により変更された制御領域５０３と物体検出装置５２の検出結果を読み込み、制御領域５０３の内側に物体が侵入していると判断した場合、走行または旋回の減速・停止動作を行う制御指令を生成して、走行モータ３や旋回モータ１１などを制御する。これにより、油圧ショベル１を構成する下部走行体１Cおよび上部旋回体１B（作業装置１Aを含む）を減速または停止する動作制限制御を実行することで、油圧ショベル１と周囲物体との衝突を回避できる。 The motion restriction control unit 104 reads the control area 503 changed by the control area change unit 103 and the detection result of the object detection device 52, and if it determines that an object has entered inside the control area 503, it generates a control command to decelerate or stop the travel or swing, and controls the travel motor 3, swing motor 11, etc. This executes motion restriction control to decelerate or stop the lower travel structure 1C and upper swing structure 1B (including the work equipment 1A) that constitute the hydraulic excavator 1, thereby making it possible to avoid collision between the hydraulic excavator 1 and surrounding objects.

＜３．実施例特有の効果＞
以上で説明したように、本実施例１の油圧ショベル１の制御装置１００は、前記上部旋回体１Bの形状を基に予め算出された上部旋回体制御領域５０１を記録した上部旋回体制御領域記録部１０１と、前記下部走行体１Cおよび前記下部構造体（ブレード２）の形状を基に予め算出された下部走行体制御領域５０２を記録した下部走行体制御領域記録部１０２と、前記旋回角度が変更される毎に、前記旋回角度と前記上部旋回体制御領域５０１と前記下部走行体制御領域５０２に応じて、前記動作制限制御の制御対象となる制御領域５０３を変更する制御領域変更部１０３と、を備える。 3. Effects specific to the embodiment
As described above, the control device 100 of the hydraulic excavator 1 in this embodiment 1 comprises an upper rotating body control area recording unit 101 that records an upper rotating body control area 501 that is calculated in advance based on the shape of the upper rotating body 1B, a lower running body control area recording unit 102 that records a lower running body control area 502 that is calculated in advance based on the shapes of the lower running body 1C and the lower structure (blade 2), and a control area changing unit 103 that changes the control area 503 that is to be controlled by the operation restriction control in accordance with the rotation angle, the upper rotating body control area 501, and the lower running body control area 502 each time the rotation angle is changed.

本実施例１によれば、旋回角度に応じた適切な制御領域５０３が設定でき、安全性が向上する。 According to this embodiment 1, an appropriate control area 503 can be set according to the turning angle, improving safety.

［実施例２］
＜１．全体構成＞
図７は、本発明の実施例２に係る作業機械１の一例である油圧ショベルの斜視図である。 [Example 2]
＜1. Overall structure＞
Second Embodiment FIG. 7 is a perspective view of a hydraulic excavator, which is an example of a work machine 1 according to a second embodiment of the present invention.

（油圧ショベル１の構成）
本実施例２の作業機械１は、実施例１に加え、ブレード２上に備え付けられ、ブレード２の姿勢変化を計測する姿勢計測装置としてのブレード姿勢センサ１７を備える。 (Configuration of hydraulic excavator 1)
The working machine 1 of the second embodiment includes, in addition to the components of the first embodiment, a blade attitude sensor 17 that is mounted on the blade 2 and serves as an attitude measuring device that measures changes in the attitude of the blade 2 .

なお、本実施例では、下部走行体１Cに備えられた下部構造体としてブレード２について記載するが、実施例１の構造に加え、アクチュエータによる機構変化がある構造体と構造体の姿勢が演算可能なセンサであれば、構造体の幾何形状やセンサ個数は問わず如何なるものでもよい。具体的には、前記ブレードの他、PATブレード、クランプアームなどが考えられる。 In this embodiment, the blade 2 is described as the lower structure provided on the lower traveling body 1C, but in addition to the structure of embodiment 1, any structure can be used regardless of the geometric shape of the structure or the number of sensors as long as it has a structure that undergoes mechanical changes due to actuators and a sensor that can calculate the posture of the structure. Specifically, in addition to the blade, a PAT blade, a clamp arm, etc. can be considered.

（制御装置１００の構成）
図８は、本発明の実施例２に係る制御装置１００の機能ブロック図である。 (Configuration of control device 100)
FIG. 8 is a functional block diagram of a control device 100 according to a second embodiment of the present invention.

本実施例２の制御装置１００は、実施例１に加え、ブレード姿勢センサ１７により計測されたブレード姿勢により変更されるブレード２の幾何構造（幾何形状）の可動後の領域（以下、下部走行体除外領域と記載）６１３を演算する下部走行体除外領域演算部２０２を備える。また、下部走行体除外領域演算部２０２の下部走行体除外領域６１３を上部旋回体制御領域＋下部走行体制御領域から除外して制御領域６０３とする機能を有した制御領域変更部２０３を備える。 The control device 100 of this embodiment 2 includes, in addition to the components of embodiment 1, a lower running body exclusion area calculation unit 202 that calculates a post-movement area (hereinafter referred to as the lower running body exclusion area) 613 of the geometric structure (geometric shape) of the blade 2 that is changed by the blade attitude measured by the blade attitude sensor 17. It also includes a control area change unit 203 that has a function of excluding the lower running body exclusion area 613 of the lower running body exclusion area calculation unit 202 from the upper rotating body control area + lower running body control area to set it as a control area 603.

（制御領域６０３、下部走行体除外領域６１３の導出例）
図９に、上部旋回体制御領域と下部走行体制御領域が足し合わされた制御領域６０３と下部走行体除外領域６１３の一例を示す。 (Example of Derivation of Control Region 603 and Undercarriage Exclusion Region 613)
FIG. 9 shows an example of a control area 603 formed by combining the upper rotating body control area and the lower running body control area, and an example of a lower running body excluded area 613.

上記実施例１では、制御領域５０３は、上部旋回体制御領域５０１と下部走行体制御領域５０２と上部旋回体１Bと下部走行体１Cの相対角度である旋回角度（旋回角度検出装置５３の検出角度）とブレード２の可動領域５１２を基に導出し、ブレード２を回動（例えば、ピッチ方向に上げ下げ）しても引っ掛からない領域、すなわち、ブレード２の可動領域５１２以外の領域を、制御領域５０３とした。 In the above-mentioned Example 1, the control area 503 is derived based on the upper rotating body control area 501, the lower running body control area 502, the rotation angle (detected angle by the rotation angle detection device 53), which is the relative angle between the upper rotating body 1B and the lower running body 1C, and the movable area 512 of the blade 2, and the area in which the blade 2 does not get caught even when it is rotated (for example, raised and lowered in the pitch direction), i.e., the area other than the movable area 512 of the blade 2, is defined as the control area 503.

一方、本実施例２では、制御領域６０３は、上部旋回体制御領域と下部走行体制御領域と上部旋回体１Bと下部走行体１Cの相対角度である旋回角度（旋回角度検出装置５３の検出角度）とブレード姿勢センサ１７により計測されたブレード姿勢を基に導出する。つまり、ブレード２の動作に応じて動的に制御領域６０３を変更、すなわち、現在のブレード２の姿勢をフィードバックして、制御領域６０３を変更する。制御領域６０３は、ブレード姿勢センサ１７により計測されたブレード姿勢に対応したブレード２（の幾何形状）の可動後の領域（下部走行体除外領域）６１３のみを除いた領域を、制御領域６０３とする。 On the other hand, in this embodiment 2, the control area 603 is derived based on the upper rotating body control area, the lower running body control area, the rotation angle (detected angle by the rotation angle detection device 53), which is the relative angle between the upper rotating body 1B and the lower running body 1C, and the blade attitude measured by the blade attitude sensor 17. In other words, the control area 603 is dynamically changed according to the operation of the blade 2, that is, the current attitude of the blade 2 is fed back to change the control area 603. The control area 603 is an area excluding only the area (lower running body excluded area) 613 after the movement of the blade 2 (the geometric shape of the blade 2) corresponding to the blade attitude measured by the blade attitude sensor 17.

これにより、除外領域を実際のブレード２に沿った形にできるため、より適切に障害物を検知できる。例えば、図９に示す物体６１４、６１５（上記実施例１では除外されて検出されない）が除外されずに検出できるため、より安全性が向上する。 This allows the exclusion area to be shaped to match the actual blade 2, making it possible to more appropriately detect obstacles. For example, objects 614 and 615 shown in FIG. 9 (which are excluded and not detected in the above-mentioned first embodiment) can be detected without being excluded, thus improving safety.

＜２．動作＞
図１０は、本実施例の制御領域変更部２０３の制御領域導出に関するフローチャートである。 2. Operation
FIG. 10 is a flowchart relating to the control region derivation by the control region changing unit 203 of this embodiment.

図１０に示す本実施例２のフローチャートは、実施例１のフローチャートから和の部分を除き、Ｓ２０１～Ｓ２０２を追加する。Ｓ００１～Ｓ００４の実施後、ブレード姿勢から演算した下部走行体除外領域６１３を読み込む（Ｓ２０１）。回転後の上部旋回体制御領域と下部走行体制御領域を足し合わせて（和をとり）、足し合わせた領域から下部走行体除外領域６１３を減算する領域を制御領域６０３とする（Ｓ２０２）。 The flowchart of this embodiment 2 shown in Figure 10 removes the sum portion from the flowchart of embodiment 1 and adds S201 to S202. After S001 to S004 are performed, the undercarriage exclusion area 613 calculated from the blade attitude is read (S201). The upper rotating body control area and the undercarriage control area after rotation are added (summed), and the area obtained by subtracting the undercarriage exclusion area 613 from the sum is set as the control area 603 (S202).

＜３．実施例特有の効果＞
以上で説明したように、本実施例２の油圧ショベル１は、前記下部構造体（ブレード２）の姿勢変化を計測する姿勢計測装置（ブレード姿勢センサ１７）を備え、前記制御領域変更部２０３は、前記旋回角度が変更される毎に、前記上部旋回体制御領域を前記旋回中心回りで前記旋回角度だけ回転させ、回転後の前記上部旋回体制御領域と前記下部走行体制御領域とを足し合わせ、前記姿勢計測装置（ブレード姿勢センサ１７）によって計測された前記下部構造体（ブレード２）の姿勢および幾何構造から演算される前記下部構造体（ブレード２）の幾何形状の領域（つまり、現在の下部構造体の領域）を除外して前記制御領域６０３とする。 3. Effects specific to the embodiment
As described above, the hydraulic excavator 1 of this embodiment 2 is equipped with an attitude measuring device (blade attitude sensor 17) that measures changes in the attitude of the lower structure (blade 2), and the control area changing unit 203 rotates the upper rotating body control area around the rotation center by the rotation angle each time the rotation angle is changed, adds up the upper rotating body control area and the lower running body control area after the rotation, and excludes the area of the geometric shape of the lower structure (blade 2) calculated from the attitude and geometric structure of the lower structure (blade 2) measured by the attitude measuring device (blade attitude sensor 17) (i.e., the current area of the lower structure) to obtain the control area 603.

本実施例２によれば、ブレード構造体の動作による油圧ショベル１の誤動作を避けることができ、より誤作動の少ない油圧ショベル１を提供できる。 According to this embodiment 2, it is possible to prevent malfunction of the hydraulic excavator 1 due to the operation of the blade structure, and it is possible to provide a hydraulic excavator 1 with fewer malfunctions.

［実施例３］
＜１．全体構成＞
（制御装置１００の構成）
図１１は、本発明の実施例３に係る制御装置１００の機能ブロック図である。 [Example 3]
＜1. Overall structure＞
(Configuration of control device 100)
FIG. 11 is a functional block diagram of a control device 100 according to a third embodiment of the present invention.

本実施例３の制御装置１００は、実施例１の上部旋回体制御領域記録部１０１に代わり、上部旋回体１Bの形状と旋回角度を基に制御領域（回転後の上部旋回体制御領域）を演算する上部旋回体制御領域演算部３０１を備える。 The control device 100 of this embodiment 3 includes an upper rotating body control area calculation unit 301, which replaces the upper rotating body control area recording unit 101 of the first embodiment, and calculates the control area (upper rotating body control area after rotation) based on the shape and rotation angle of the upper rotating body 1B.

詳しくは、上記実施例１では、旋回角度を定めずに（換言すれば、動作中にフィードバックせずに）上部旋回体制御領域を計算した。 In more detail, in the above Example 1, the upper rotating body control area was calculated without determining the rotation angle (in other words, without feedback during operation).

一方、本実施例３では、動作中に、旋回角度検出装置５３の旋回角度を基に（換言すれば、動作中にフィードバックして）、上部旋回体制御領域を再計算する（導出方法については、図５を併せて参照）。例えば走行動作後の上部旋回体制御領域を、走行動作前の旋回角度検出装置５３の旋回角度を基に再計算する。そのため、動作中の必要最低限の領域を、上部旋回体制御領域として算出できる。 On the other hand, in this embodiment 3, the upper rotating body control area is recalculated during operation based on the rotation angle of the rotation angle detection device 53 (in other words, by feedback during operation) (see also FIG. 5 for the derivation method). For example, the upper rotating body control area after a traveling operation is recalculated based on the rotation angle of the rotation angle detection device 53 before the traveling operation. Therefore, the minimum necessary area during operation can be calculated as the upper rotating body control area.

制御領域変更部３０３は、上部旋回体制御領域演算部３０１で算出した上部旋回体制御領域と下部走行体制御領域記録部１０２に記録している下部走行体制御領域と旋回角度検出装置５３の旋回角度より、動作制限制御の制御対象となる制御領域を変更する。 The control area change unit 303 changes the control area to be controlled by the motion restriction control based on the upper rotating body control area calculated by the upper rotating body control area calculation unit 301, the lower running body control area recorded in the lower running body control area recording unit 102, and the rotation angle of the rotation angle detection device 53.

＜２．動作＞
図１２は、本実施例の制御領域変更部３０３の制御領域導出に関するフローチャートである。 2. Operation
FIG. 12 is a flowchart relating to the control region derivation by the control region changing unit 303 of this embodiment.

図１２に示す本実施例３のフローチャートは、実施例１のＳ００２、Ｓ００３に代わり、Ｓ００１の後、上部旋回体制御領域演算部３０１で上部旋回体１Bの形状と旋回角度に応じて演算した（回転後の）上部旋回体制御領域を読み込む（Ｓ３０２）。下部走行体制御領域記録部１０２より予め定められた下部走行体制御領域を読み込む（Ｓ００４）。（回転後の）上部旋回体制御領域と下部走行体制御領域の双方の領域を足し合わせて（和をとり）制御領域とする（Ｓ００５）。 In the flowchart of the present embodiment 3 shown in FIG. 12, instead of S002 and S003 of the first embodiment, after S001, the upper rotating body control area calculation unit 301 reads the upper rotating body control area (after rotation) calculated according to the shape and rotation angle of the upper rotating body 1B (S302). A predetermined lower running body control area is read from the lower running body control area recording unit 102 (S004). The upper rotating body control area (after rotation) and the lower running body control area are added together (summed) to obtain the control area (S005).

＜３．実施例特有の効果＞
以上で説明したように、本実施例３の油圧ショベル１の制御装置１００は、前記上部旋回体制御領域記録部１０１に代わり、前記上部旋回体の形状および前記旋回角度を基に上部旋回体制御領域を演算する上部旋回体制御領域演算部３０１を備える。 3. Effects specific to the embodiment
As described above, the control device 100 of the hydraulic excavator 1 in this embodiment 3 is equipped with an upper rotating body control area calculation unit 301, instead of the upper rotating body control area recording unit 101, which calculates the upper rotating body control area based on the shape of the upper rotating body and the rotation angle.

本実施例３によれば、実施例１の効果に加え、より安全な誤動作の少ない油圧ショベル１を提供できる。 According to this embodiment 3, in addition to the effects of embodiment 1, it is possible to provide a hydraulic excavator 1 that is safer and less prone to malfunctions.

［実施例４］
＜１．全体構成＞
本発明の実施例４に係る作業機械の一例である油圧ショベルを図１３に示す。 [Example 4]
＜1. Overall structure＞
Fourth embodiment A hydraulic excavator, which is an example of a work machine according to the present invention, is shown in FIG.

（油圧ショベル１の構成）
本実施例４の作業機械１は、実施例１に加え、例えば操縦室１５に現在の制御領域７０３を表示する表示装置１８を備える。 (Configuration of hydraulic excavator 1)
The working machine 1 of the fourth embodiment is provided with, in addition to the components of the first embodiment, a display device 18 that displays the current control area 703 in the cockpit 15, for example.

＜２．動作＞
表示装置１８の表示画面の一例を図１４に示す。 2. Operation
An example of the display screen of the display device 18 is shown in FIG.

表示装置１８には同一画面上に、制御領域７０３、油圧ショベル１が俯瞰図または三次元図で表記されている。 The display device 18 displays the control area 703 and the hydraulic excavator 1 on the same screen in an overhead view or three-dimensional view.

＜３．実施例特有の効果＞
以上で説明したように、本実施例４の油圧ショベル１は、現在の前記制御領域７０３を表示する表示装置１８を備える。 3. Effects specific to the embodiment
As described above, the hydraulic excavator 1 of the fourth embodiment is provided with the display device 18 that displays the current control area 703 .

本実施例４によれば、オペレータが制御領域７０３を容易に確認することができ、施工効率を改善することができる。 According to this embodiment 4, the operator can easily check the control area 703, improving construction efficiency.

なお、本発明は上記した実施形態に限られるものではなく、様々な変形形態が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes various modified forms. The above-described embodiment has been described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to having all of the configurations described.

また、上記した実施形態のコントローラの各機能は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計することによりハードウェアで実現してもよい。また、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、コントローラ内の記憶装置の他に、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。 Furthermore, each function of the controller in the above-described embodiment may be realized in hardware, for example by designing some or all of them in an integrated circuit. Also, each function may be realized in software by a processor interpreting and executing a program that realizes each function. Information such as the programs, tables, and files that realize each function may be stored in a storage device within the controller, a hard disk, an SSD (Solid State Drive), or other recording device, or an IC card, SD card, DVD, or other recording medium.

１油圧ショベル（作業機械）
１A 作業装置
１B 上部旋回体
１C 下部走行体
２ブレード（下部構造体）
３走行モータ
４旋回装置
１１旋回モータ
１２ブレードシリンダ
１５操縦室
１６エンジン（原動機）
１７ブレード姿勢センサ（姿勢計測装置）（実施例２）
１８表示装置（実施例４）
５２物体検出装置
５３旋回角度検出装置
１００制御装置
１０１上部旋回体制御領域記録部
１０２下部走行体制御領域記録部
１０３制御領域変更部
１０４動作制限制御部
２０２下部走行体除外領域演算部（実施例２）
２０３制御領域変更部（実施例２）
３０１上部旋回体制御領域演算部（実施例３）
３０３制御領域変更部（実施例３）
５０１上部旋回体制御領域
５０２下部走行体制御領域
５０３制御領域
６０３制御領域
６１３下部走行体除外領域
７０３制御領域
1. Hydraulic excavator (work machine)
1A Work device 1B Upper rotating body 1C Lower traveling body 2 Blade (lower structure)
3 Travel motor 4 Swivel device 11 Swivel motor 12 Blade cylinder 15 Cockpit 16 Engine (prime mover)
17 Blade attitude sensor (attitude measuring device) (Example 2)
18 Display device (Example 4)
52 Object detection device 53 Turning angle detection device 100 Control device 101 Upper rotating body control area recording unit 102 Lower traveling body control area recording unit 103 Control area changing unit 104 Operation restriction control unit 202 Lower traveling body exclusion area calculation unit (Example 2)
203 Control area change unit (Example 2)
301 Upper rotating body control area calculation unit (Example 3)
303 Control area change unit (Example 3)
501 Upper rotating body control area 502 Lower running body control area 503 Control area 603 Control area 613 Lower running body excluded area 703 Control area

Claims

下部走行体と、
前記下部走行体に回動可能に設けられた上部旋回体と、
前記上部旋回体と前記下部走行体の相対角度である旋回角度を検出する旋回角度検出装置と、
前記下部走行体に備えられ、前記上部旋回体から見た位置が前記旋回角度に応じて変化する、かつ、少なくともその一部が旋回中心から見て前記上部旋回体より外側に位置する下部構造体と、
作業機械の周囲の監視対象物を検出する物体検出装置と、
前記物体検出装置の検出結果を用いて、作業機械の動作を制限する動作制限制御を行う制御装置と、を備える作業機械であって、
前記制御装置は、
前記上部旋回体の形状および前記旋回角度を基に上部旋回体制御領域を演算する上部旋回体制御領域演算部と、
前記下部走行体および前記下部構造体の形状を基に予め算出された下部走行体制御領域を記録した下部走行体制御領域記録部と、
前記旋回角度が変更される毎に、前記旋回角度と前記上部旋回体制御領域と前記下部走行体制御領域に応じて、前記動作制限制御の制御対象となる制御領域を変更する制御領域変更部と、を備えることを特徴とする作業機械。 A lower running body;
An upper rotating body rotatably provided on the lower traveling body;
a rotation angle detection device for detecting a rotation angle which is a relative angle between the upper rotating body and the lower traveling body;
a lower structure provided on the lower traveling body, the position of which as viewed from the upper rotating body changes according to the rotation angle, and at least a portion of which is located outside the upper rotating body as viewed from the rotation center;
an object detection device that detects a monitored object around the work machine;
A control device that uses a detection result of the object detection device to perform operation limiting control to limit an operation of the work machine,
The control device includes:
an upper rotating body control area calculation unit that calculates an upper rotating body control area based on a shape of the upper rotating body and the rotation angle ;
a lower structure control area recording unit that records a lower structure control area calculated in advance based on the shapes of the lower structure and the lower structure;
a control area changing unit that changes a control area to be controlled by the operation limit control in accordance with the swing angle, the upper swing body control area, and the lower running body control area each time the swing angle is changed.

請求項１に記載の作業機械において、
前記上部旋回体制御領域は、前記上部旋回体の周囲に設定された領域であり、
前記下部走行体制御領域は、前記下部構造体および前記下部走行体の周囲に設定された領域であり、
前記制御領域変更部は、前記旋回角度が変更される毎に、前記上部旋回体制御領域を前記旋回中心回りで前記旋回角度だけ回転させ、回転後の前記上部旋回体制御領域と前記下部走行体制御領域とを足し合わせ、前記下部構造体の可動領域を除外して前記制御領域とすることを特徴とする作業機械。 2. The work machine according to claim 1,
The upper rotating body control area is an area set around the upper rotating body,
the undercarriage control area is an area set around the lower structure and the undercarriage,
the control area changing unit rotates the upper rotating body control area around the rotation center by the rotation angle each time the rotation angle is changed, adds up the upper rotating body control area and the lower running body control area after the rotation, and excludes the movable area of the lower structure to obtain the control area.

請求項１に記載の作業機械において、
前記上部旋回体制御領域は、前記上部旋回体の幾何形状と前記下部走行体の走行停止特性を基に算出され、
前記下部走行体制御領域は、前記下部走行体の幾何形状と前記下部構造体の幾何形状と前記下部走行体の走行停止特性を基に算出されることを特徴とする作業機械。 2. The work machine according to claim 1,
The upper rotating body control area is calculated based on a geometric shape of the upper rotating body and a running stopping characteristic of the lower traveling body,
A work machine, characterized in that the undercarriage control area is calculated based on the geometric shape of the undercarriage, the geometric shape of the lower structure, and the travel stopping characteristics of the undercarriage.

請求項１に記載の作業機械において、
前記作業機械は、前記下部構造体の姿勢変化を計測する姿勢計測装置を備え、
前記制御領域変更部は、前記旋回角度が変更される毎に、前記上部旋回体制御領域を前記旋回中心回りで前記旋回角度だけ回転させ、回転後の前記上部旋回体制御領域と前記下部走行体制御領域とを足し合わせ、前記姿勢計測装置によって計測された前記下部構造体の姿勢および幾何構造から演算される前記下部構造体の幾何形状の領域を除外して前記制御領域とすることを特徴とする作業機械。 2. The work machine according to claim 1,
The work machine includes a posture measuring device that measures a posture change of the lower structure,
a control area changing unit that rotates the upper rotating body control area around the rotation center by the rotation angle each time the rotation angle is changed, adds up the upper rotating body control area and the lower running body control area after the rotation, and excludes the area of the geometric shape of the lower structure calculated from the posture and geometric structure of the lower structure measured by the posture measuring device to obtain the control area.

請求項１に記載の作業機械において、
前記作業機械は、現在の前記制御領域を表示する表示装置を備えることを特徴とする作業機械。 2. The work machine according to claim 1,
The work machine is characterized in that it is provided with a display device that displays the current control area.

請求項１に記載の作業機械において、
前記上部旋回体は、ブーム、アーム、バケットからなる作業装置を含むことを特徴とする作業機械。 2. The work machine according to claim 1,
A work machine characterized in that the upper rotating body includes a work implement consisting of a boom, an arm, and a bucket.