JPH05319785A - 建設機械の姿勢制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軟らかい地盤や、傾斜面上で作業する建設機
械の姿勢を制御して転倒を防止する。 【構成】 本体の姿勢、動作および作業負荷を検出する
センサを備え、これらセンサの検出値に基づき、データ
ベースを参照しながら、建設機械本体の姿勢に関して、
現在および未来の力学的挙動をあらわすモデルを構築
し、本体が転倒するか否かを判別し、転倒が予知された
場合は、実行中の作業動作を停止させ、さらに転倒を回
避するための動作を開始することにより、転倒を防止す
る。また、転倒を予知した場合は操作者にもその旨を知
らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種建設機械、特にク
レーン等の重心が高位置なために転倒の危険がある建設
機械についての姿勢制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】クレーン等の建設機械では、ジブの先端
で荷物を吊り上げる際、あるいは荷物を吊り上げたまま
で旋回をする際に、本体を支えるアウトリガーの外側
に、吊り荷も含んだ本体の重心が移動すると転倒してし
まう。そこで、作業中に転倒の危険が発生した場合に操
作者に知らせる転倒警報装置が提案されている。この装
置は、ジブの角度を検出するポテンショメータと吊り荷
の重量を検出するロードセルを備えるとともに、ジブ角
度ごとの安全な吊り荷の重量値を予め記憶しておき、作
業中にジブの角度と吊り荷の重量を検出し、安全範囲を
越えると警報を発するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
転倒警報装置は、転倒の危険範囲として、静状態におけ
るジブ角度と吊り荷重量の安全範囲を設定している。つ
まり、吊り荷の昇降の際の加速度や、ジブの回動・旋回
の際の加速度についてまでは詳細に考慮されておらず、
その分を見越して安全範囲が小さく設定されてしまい、
実際の作業時における転倒の危険域とは必ずしも一致し
ていない。また、アウトリガー等のクレーン本体を支え
る支持部は、本来は強固な地盤に支えられるべきもので
あるが、現場によっては、軟弱な地盤に支えられること
もある。その場合、作業の進行とともに負荷の大きい側
の支持部が徐々に沈下して本体が傾斜し始める。傾斜が
大きくなるとやがて転倒にいたるため、操作者は時々本
体の傾斜を確認して、安全を確認しなければならない煩
わしさがある。

【０００４】また、地盤はその時々の状況によって特性
が変わる。例えば、好ましくない特性として、アウトリ
ガーの沈下速度が初めは遅いが、沈下がある程度まで進
行すると急激に沈下速度が増す場合がある。そのような
場合は、操作者が傾斜の増大に気付くのが間に合わない
と、直ちに転倒事故につながってしまう。本発明は上記
問題点を解決するためになされたもので、その目的とす
るところは、建設機械の転倒事故を確実に防止して作業
の安全性を増すことができる建設機械の姿勢制御システ
ムを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は図１に示すように、本体の姿勢を検出
する傾斜センサ１と、作業負荷の方向・大きさ・着力位
置を検出する作業負荷センサ２と、各アクチュエータの
動作を検出する動作センサ３と、本体の姿勢、動作およ
び作業負荷の方向・大きさ・着力位置とそれらの時間的
変化量の組合せからなる本体の力学的挙動に関する知識
とパラメータを蓄積したデータベース４と、センサ１〜
３の検出値およびその時間的変化量から、現時点におい
て本体各部へ加えられている重量および荷重による負荷
の状態を再現する手段５と、再現された現時点の力学的
な負荷状態と各センサの検出値およびその時間的変化量
に基づき、データベースを参照しながら、現時点以後の
本体各部へ加えられる重量および荷重による負荷の状態
を予測する手段６と、再現された現時点の負荷状態によ
り、本体接地部の負荷分布が本体を転倒させるものであ
るか否かを判別する手段７と、予測された現時点以後の
負荷状態により、本体接地部の負荷分布が本体を転倒さ
せるものであるか否かを判別する手段８と、判別手段
７，８から転倒の判別結果が出力された場合に、本体の
アクチュエータの動作を停止させ、または／および転倒
にいたらぬように回避動作させる信号をコントローラ９
へ送る手段１０と、判別手段７，８から転倒の判別結果
が出力された場合に、その旨を操作者に知らせる報知手
段１１とを備えたことを特徴とする。

【０００６】第２の発明は、第１の発明において、セン
サ１〜３の検出値およびその時間的変化量の相互間の関
係と、転倒するか否かの判別結果とを比較して、データ
ベース４内の知識およびパラメータを更新または蓄積す
る手段１２を備えたことを特徴とする。なお、作業負荷
センサ２の１つとして、本体を支持する各接地部の荷重
を検出するセンサを備えることが好ましい。また、動作
センサの１つとして、本体の移動を検出する移動センサ
を備えることも好ましい。

【０００７】

【作用】第１の発明においては、本体の姿勢が傾斜セン
サ１により検出され、作業負荷の方向・大きさ・着力位
置が作業負荷センサ２により検出され、各アクチュエー
タの動作が動作センサ３により検出される。データベー
ス４には、本体の姿勢、動作および作業負荷の方向・大
きさ・着力位置とそれらの時間的変化量の組合せからな
る本体の力学的挙動に関する知識とパラメータが蓄積さ
れている。

【０００８】現在負荷状態再現手段５では、センサ１〜
３の検出値およびその時間的変化量から、現時点におい
て本体各部へ加えられている重量および荷重による負荷
の状態が再現される。さらに、未来負荷状態予測手段６
では、再現された現時点の負荷状態とセンサ１〜３の検
出値およびその時間的変化量に基づきデータベース４を
参照しながら、現時点以後の本体各部へ加えられている
重量および荷重による負荷の状態が予測される。

【０００９】転倒判別手段７では、再現された現時点の
負荷状態により、本体接地部の負荷分布が本体を転倒さ
せるものであるか否かが判別される。転倒判別手段８で
は、予測された現時点以後の負荷状態により、本体接地
部の負荷分布が本体を転倒させるものであるか否かが判
別される。停止／回避動作信号出力手段１０は、転倒と
判別された場合に、本体のアクチュエータの動作を停止
させ、または／および転倒にいたらぬように回避動作さ
せる信号をコントローラ９へ送る。また、報知手段１１
は、転倒と判別された場合に、操作者へ転倒することを
知らせる。

【００１０】第２の発明においては、データベース更新
／蓄積手段１２により、センサ１〜３の検出値およびそ
の時間的変化量の相互間の関係と、転倒するか否かの判
別結果とが比較されて、データベース４内の知識および
パラメータが更新または蓄積される。なお、作業負荷セ
ンサ２の１つとして、本体を支持する各接地部の荷重を
検出するセンサが備えられると、センサから直接に各接
地部の荷重が検出される。さらには、動作センサ３の１
つとして、本体の移動を検出する移動センサが備えられ
ると、本体の移動についても検出される。

【００１１】

【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図２は本発明をクローラクレーンに適用した実施例
の外観図である。図において、履帯２１上に旋回自在に
支持された本体２２にはジブ２３が垂直面内を回動自在
に支持されている。ジブ２３の先端からワイヤ２４が吊
り下げられ、その下端のフック２５に吊り荷２６が吊ら
れる。ここで、フック２５を含む吊り荷２６の重量は、
ワイヤ２４を巻き上げるウィンチ２７に設置されたロー
ドセル２８により検出される。

【００１２】ジブ２３の傾斜角θは、ジブ２３の支軸２
９に設置されたポテンショメータ３０により検出され
る。本体２２の傾斜角φは、履帯２１に設置された傾斜
計３１により検出される。本体２２の旋回角ωは、履帯
２１と本体２２の間に設置されたポテンショメータ３２
により検出される。本体２２の移動速度ｖは、速度計
（図示せず）により検出される。なお、ポテンショメー
タ３０、傾斜計３１は傾斜センサであり、ロードセル２
８は作業負荷センサであり、ポテンショメータ３０およ
び速度計は動作センサである。

【００１３】図３は、図２に示したクレーンの制御系統
の構成を示すブロック図である。センサ３５は、図２に
おける傾斜計３１、ポテンショメータ３０，３２、ロー
ドセル２８等であり、各部の動作状態、姿勢を検出し、
その検出値を知能化コントローラ３６へ送る。操作部３
７は、スイッチ、レバー等からなり、操作者の操作によ
り入力された操作情報を、知能化コントローラ３６へ送
る。知能化コントローラ３６は、センサ３５から入力さ
れた各部の動作状態や姿勢、および操作部から入力され
た操作情報に基づき、各部の動作が正常であって、しか
も姿勢が安全であるか否か、さらにはそのまま動作を続
けた場合に転倒のおそれがあるか否かを常時チェック
し、その結果を表示装置３８へ送る。

【００１４】同時に、知能化コントローラ３６は、姿勢
に異常がない場合、操作情報に基づく動作信号をリレー
スイッチ３９へ送るとともに、姿勢に異常がある場合は
動作信号の出力を停止するか、または異常姿勢を正常姿
勢に復帰させるための動作信号をリレースイッチ３９へ
送る。なお、知能化コントローラ３６には、図示しない
がデータベースを備えており、このデータベース内にク
レーン各部の寸法、重量、重心、回動支点位置、負荷の
着力位置、アクチュエータの駆動能力、可動範囲、転倒
の条件等の動作の基礎的なデータをはじめ、動作中にク
レーンの加わる各種荷重に応じた、クレーンの力学的挙
動を再現するための知識およびパラメータが記憶されて
いる。

【００１５】報知手段であるところの表示装置３８は、
ＣＲＴ等からなり、各部の動作状態および姿勢を表示す
る。また、姿勢に異常があり、転倒の危険が予想された
場合は、操作者にわかりやすいように表示する。さら
に、図示しないが、表示装置３８に転倒の危険が発生し
たことが表示される場合は、同時にブザーや音声によ
り、操作者に知らせることもできる。リレースイッチ３
９は、動作信号により作動して、バルブ４０への駆動電
流を制御する。バルブ４０が開閉動作すると、油圧モー
タ，シリンダ等からなるアクチュエータ４１が作動し
て、クレーンとしての動作が実現される。

【００１６】図４は、図３における知能化コントローラ
３６の機能の一つである転倒防止の機能を概念的に示す
説明図である。図において“各センサからのデータ”、
“傾斜角”が入力されると、クレーン各部の荷重、重量
の分布、各部の姿勢を“モデル”として再現される。さ
らに、この“モデル”から、“安定モーメント”、“転
倒モーメント”が算出・比較される。ここで、“転倒モ
ーメント”の値が“安定モーメント”の値よりも大きい
場合、さらには、“傾斜角変化ｄφ／ｄｔ”から“転倒
モーメント”の値がより大きくなるとことが予想される
場合は、“転倒モーメント”が“安定モーメント”より
も小さい値になる操作方法が予測されて“復元動作”が
おこなわれる。この“復元動作”とは、操作者からの動
作指令を無視して“アクチュエータ”を強制的に作動さ
せることによりおこなわれる。

【００１７】なお、図では一例としてクレーンが動作中
の場合を想定して“傾斜角変化ｄφ／ｄｔ”を述べた
が、クレーンの他の部分が動作していれば、それぞれ検
出された傾斜角θ、移動速度ｖ、旋回角ω、吊り荷２６
の上下移動位置を考慮し、さらにこれらの検出値を時間
ｔで微分して速度および加速度まで求め、クレーン全体
の力学的挙動を再現するものである。一般には、動作の
開始時と終了時に、加減速のピーク値が現れ、各部の荷
重が急激に変動する。

【００１８】なお、クレーンの他の挙動として、吊り荷
２６に水平方向の外力が発生すると往復または回転方向
に揺れ始める。この場合、ジブ２３の先端にかかる吊り
荷２６の重量の作用方向が周期的に変化するため、その
方向を検出し、さらに周期までも測定して、モデル内に
再現する。また、この吊り荷２６の揺れが有害な場合、
すなわち吊り荷２６の揺れの周期が、クレーンの固有振
動の周期と一致して共振するような場合は、揺れを解消
するような操作を加えることも可能である。

【００１９】図５は、図４における“安定モーメント”
および“転倒モーメント”を説明する説明図である。図
において、重量と荷重の分布およびモーメントのつり合
いを見ると、履帯２１ａ，２１ｂを含む本体２２の重量
Ｗｂが、支点である履帯２１ｂの中心より左方へ距離Ｌ
の位置に働くことにより、反時計方向のモーメントＷｂ
×Ｌが生じる。このモーメントは、値が大きい程クレー
ンが安定するため、安定モーメントと言う。

【００２０】一方、ジブ２３の重量Ｗ１が履帯２１ｂの
中心より右方へ距離Ｌ１の位置に働き時計方向のモーメ
ントＷ１×Ｌ１を生じ、さらにフック２５の重量Ｗ２お
よび吊り荷２６の重量Ｗ３が距離Ｌ２の位置に働き時計
方向のモーメント（Ｗ２＋Ｗ３）×Ｌ２を生じる。これ
らのモーメントは、その和が大きい程クレーンを転倒し
やすいため、転倒モーメントと言う。クレーンが安定し
た状態を保てるかそれとも転倒するかは、これら安定モ
ーメントと転倒モーメントの大きさを比較することによ
り判別できる。

【００２１】すなわち、次式のように、安定モーメント
よりも転倒モーメントの方が大きい場合は転倒する。 Ｗｂ×Ｌ＜Ｗ１×Ｌ１＋（Ｗ２＋Ｗ３）×Ｌ２ また、次式のように、安定モーメントが転倒モーメント
よりも大きい場合は転倒することなく安定状態を保つ。 Ｗｂ×Ｌ＞Ｗ１×Ｌ１＋（Ｗ２＋Ｗ３）×Ｌ２ ここで安定モーメントの重量Ｗｂ、距離Ｌ、および転倒
モーメントの重量Ｗ１，Ｗ２は既知であるが、転倒モー
メントの重量Ｗ３、距離Ｌ１，Ｌ２は、動作ごとに異な
る。そのため、重量Ｗ３はロードセル２８により検出
し、距離Ｌ１，Ｌ２はポテンショメータ３０が検出する
ジブ２３の傾斜角θより求められる。

【００２２】図示されたこれらの安定モーメントおよび
転倒モーメントは、履帯２１ａ，２１ｂが水平に保たれ
ている場合であり、地面が傾斜している場合は、傾斜計
３１が検出する傾斜角φにより、距離Ｌ，Ｌ１，Ｌ２の
値が補正される。さらに、これらのモーメントのつり合
いは、静的な状態であり、実際にクレーンが作動してい
る場合は、各部の移動を考慮し、検出した傾斜角を微分
して加速度により発生するモーメントの値も加算され
る。同様に、本体２２が旋回する場合は、ジブ２３、吊
り荷２６等に遠心力が発生するので、旋回角ωをポテン
ショメータ３２により検出して、遠心力によるモーメン
トも加算する。

【００２３】なお、上述した安定モーメントと転倒モー
メントとを比較しての転倒の判別は、言い換えると、ク
レーン全体に垂直方向に働く全ての重量および荷重を合
成して１個のベクトルとしたとき、その作用点が履帯２
１ａ，２１ｂの間に位置すれば安定し、外れれば転倒す
るということでもある。そのため、クレーンを転倒させ
ないようにするには、全ての重量、外力、荷重を合成し
て得られたベクトルの作用点を、常に支持部である履帯
２１ａ，２１ｂ内に位置させるように各部の動作を制御
することでもある。

【００２４】図６は、図５の状態で安定していたクレー
ンが、地盤の崩壊、あるいは走行にともない傾斜面に進
入したために姿勢が傾斜してモーメントのつり合いが変
化した場合を示す。すなわち、本体２２が傾斜したため
安定モーメントの距離はＬからＬ’へと短くなり、他
方、転倒モーメントの距離はＬ２からＬ’２へと長くな
る。その結果、両モーメントの大きさが逆転して、転倒
モーメントが増加すると、クレーンは転倒してしまう。

【００２５】図７は、図６において本体２２の傾斜角φ
の時間的変化を示すものである。傾斜角φは直交する１
対の傾斜計３１の検出値φ_x，φ_yを合成することにより
求められる。図では、経過時間ｔ₁における検出値φ_x，
φ_yから、経過時間ｔ₂で危険傾斜角φ_rに到達して転倒
することが予測される。ここでは、経過時間ｔ₂になる
以前に、転倒モーメントを減少させる回避動作がおこな
われる必要がある。この危険傾斜角φ_rとは、転倒モー
メントが安定モーメントの値に近づいて転倒のおそれの
ある傾斜角をいう。なお、この図のような傾斜角φの時
間的変化を検出した場合は、この傾斜角変化パターン
を、荷重の大きさ等の条件とともに記憶しておくことに
より、地盤の特性を学習することができる。また、この
グラフから、地盤の強度、塑性変形の特性等のパラメー
タを算出することも可能である。

【００２６】図８は、本体２２が一定速度で旋回した場
合の傾斜角φの変化を示す一例である。この例は、履帯
２１ａ，２１ｂを支持する地盤のうち片方が軟弱な場合
であり、旋回の位置によっては傾斜角φの増加の割合が
異なる。図では、反時計方向に旋回が開始されると、傾
斜角φが回転ごとに増減を繰り返し、次第に平均の傾斜
角が増大していく。図中、最も外側の傾斜角軌跡に示さ
れるように、ｔ_e，ｔ_f，ｔ_gでは地盤が安定しており、
傾斜角φの顕著な増加は認められない。ｔ_p，ｔ_q，
ｔ_r，ｔ_sでは地盤が軟弱なため、傾斜角φの増加が著し
い。そのため、ｔ_s以降も旋回を続けると、傾斜角φが
時刻ｔ_wにおいて、危険傾斜角に達して転倒してしま
う。

【００２７】そこで実際の操作では、危険傾斜角到達前
に転倒の危険を予知して旋回を停止するか、ジブ２３の
角度θを大きくする等の回避処置が取られる。なお、こ
の図のように地盤が不安定な場合、予め、２回以上の旋
回を試みて傾斜角φの変化を検出し、その値を知能化コ
ントローラ３６内に備えられているデータベース（図示
せず）を参照しながら、地盤の強度、方向性等を学習
し、得られた地盤の特性をパラメータとして記憶してお
くことにより、以後この地盤での作業中の転倒防止を高
精度におこなうことが可能になる。

【００２８】このようにして学習したデータを順次蓄積
していくことにより、他の現場において、新たに学習す
る際の参考データとして活用することも可能である。さ
らに、新たな現場でパラメータを学習し、条件ごとに蓄
積していくことにより、データの精度が向上する。ま
た、新たな学習でより高精度のデータが得られた場合
は、そのデータを用いてデータベースを更新する。

【００２９】図９は、本発明における転倒防止制御にお
ける対象をそれぞれ示すブロック図である。図に示され
るように、センサ対象は周囲をモニタすることにより天
候、気温、音、振動、物、人に関する情報を収集し、さ
らに、土質センサの検出値、支持脚荷重、傾斜角変化を
収集することにより、支持される地盤についての土質パ
タンを特定する。得られた土質パタンは、評価対象であ
るところの現在および未来のモーメント場を構築する際
の基礎データとなる。また、センサ対象の傾斜角変化、
吊下げ荷重も、同様にモーメント場を構築する際の基礎
データとなる。

【００３０】制御対象としては、旋回位置・速度、走行
位置・速度、ジブ角度、ジブ長さ、吊荷高さがある。こ
れらの制御対象は、制御されるとともに、その値が動作
センサにより逐次評価対象に取り込まれる。なお、転倒
防止制御では、センサ対象からそれぞれ得られるデータ
に基づき、現在の転倒および限界モーメント場を構築す
ることにより、転倒を防止するための操作量を算出して
制御対象が転倒しないように操作する。さらに、現在の
モーメント場から、入力される操作量や、制御対象の現
在値から未来の制御対象の挙動を予測し、その予測値よ
り未来の転倒モーメントを算出して転倒するか否かを予
測することができる。その結果、転倒すると予測される
と、転倒を回避するように現在の制御対象の操作量を変
更する。このときの変更した操作量の値は、シミュレー
ションにより適当なものか否かが確認される。

【００３１】このようにして、実施例では、クレーンが
地盤の傾斜や土質特性、あるいは吊り荷の過大、操作の
不適切等のために転倒しそうな場合であっても、各種セ
ンサの検出値に基づいて、クレーンの力学的挙動を表す
モデルを再現することにより転倒が予知され、その結
果、転倒にいたる現在進行中の動作を強制的に停止し、
さらに必要な場合は転倒を回避するための動作を開始し
て転倒を防止することができる。また、各種センサの検
出値と、クレーン各部の位置や操作量を組合せることに
より、現在のクレーンにおける力学的挙動をモデルとし
て再現するとともに、モデルを決定する各種パラメータ
を学習により獲得できる。さらにこれらの学習結果を、
順次データベースに蓄積していくことにより、新たな現
場において地盤の土質を学習する際も、簡単な学習で高
精度のモデルを容易に再現することが可能となる。

【００３２】なお、実施例では、クローラクレーンにつ
いてを説明したが、他のクレーン、例えばトラッククレ
ーンや、アウトリガーを備えたホイールクレーンにも適
用できる。アウトリガーを備えたホイールクレーンの場
合、操作中に自走することはないが、アウトリガーに荷
重センサを備えて荷重分布をより直接に検出することが
可能である。また、固定長のジブでなくビームが伸縮す
る積載型トラッククレーンの場合、ビーム長を検出する
センサを備えることにより、同様に制御が可能である。

【００３３】さらに、クレーン以外でも転倒の危険が大
きい建設機械、例えばパワーショベルにも同様に適用で
きる。この場合はクレーンの吊り荷に代わり、バケット
に発生する掘削抵抗の大きさ、方向、着力位置を検出す
ることで同様に力学的なモデルを構築し、さらに転倒防
止の制御を実行することにより、傾斜面での掘削作業中
の転倒や、地盤の崩壊等による転倒を確実に防止できる
ようになり、作業の安全性が増す。

【００３４】このように、本発明の建設機械の姿勢制御
システムは重心が高く、しかも作業によって転倒モーメ
ンが発生する建設機械であれば、種類を問わず適用可能
であり、それぞれの動作、荷重、姿勢、移動等を検出す
るセンサを備えておくことにより、その建設機械を支配
する力学的モデルを予め入力しておき、そのモデルを支
配するパラメータを学習により、順次その状況ごとに獲
得していくことにより、転倒防止の制御が可能になる。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように第１の発明によれば、
センサ１〜３が検出した値に基づきデータベース４を参
照して、本体の転倒を前もって予測し、転倒を防止する
ことができる。第２の発明によれば、作業を続けるにつ
れて、転倒を予測するためのデータベース４の内容が更
新または蓄積されることから、転倒の予測が常に高精度
に維持される。なお、本体を支持する各接地部の荷重を
検出するセンサが作業負荷センサ２として備えられた場
合は、転倒の予測のための処理がより直接的になり、そ
の分、予測の精度が向上する。

【００３６】さらには、本体の移動を検出する移動セン
サが動作センサ３として備えられた場合は、移動しなが
ら作業可能な建設機械についての転倒予測も可能にな
る。このようにして本発明では、建設機械の転倒を予測
するのに、単なる本体の重心位置と姿勢とに基づく静的
な状態の転倒予測だけでなく、時間的な変化も用いた動
的な状態で転倒予測することにより、建設機械が支持さ
れる地盤の条件が種々異なる場合であっても、その状況
ごとに建設機械の転倒事故を確実に防止して作業の安全
性を増すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明をクレーンに適用した実施例の外観図で
ある。

【図３】実施例の制御系統の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】知能化コントローラの機能を概念的に示す説明
図である。

【図５】実施例において発生するモーメントを説明する
図である。

【図６】地盤の傾斜によりモーメントのつり合いが変化
することを示す図である。

【図７】傾斜角の時間的変化を示すグラフである。

【図８】本体が一定速度で旋回した場合の傾斜角の変化
を示すグラフである。

【図９】本発明に係る転倒防止制御の対象をそれぞれ示
すブロック図である。

【符号の説明】

１ 傾斜センサ ２ 作業負荷センサ ３ 動作センサ ４ データベース ５ 現在負荷状態再現手段 ６ 未来負荷状態予測手段 ７ 転倒判別手段 ８ 転倒判別手段 ９ コントローラ １０ 停止／回避動作信号出力手段 １１ 報知手段 １２ データベース更新／蓄積手段 ２１ ２１ａ，２１ｂ 履帯 ２２ 本体 ２３ ジブ ２４ ワイヤ ２５ フック ２６ 吊り荷 ２８ ロードセル ２９ 支軸 ３０ ポテンショメータ ３１ 傾斜計 ３２ ポテンショメータ ３５ センサ ３６ 知能化コントローラ ３７ 操作部 ３８ 表示装置 ４１ アクチュエータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体の姿勢を検出する傾斜センサと、 作業負荷の方向・大きさ・着力位置を検出する作業負荷
   センサと、 各アクチュエータの動作を検出する動作センサと、 本体の姿勢、動作および作業負荷の方向・大きさ・着力
   位置とそれらの時間的変化量の組合せからなる本体の力
   学的挙動に関する知識とパラメータを蓄積したデータベ
   ースと、 各センサの検出値およびその時間的変化量から、現時点
   において本体各部へ加えられている重量および荷重によ
   る負荷の状態を再現する手段と、 再現された現時点の力学的な負荷状態と、各センサの検
   出値およびその時間的変化量に基づき、データベースを
   参照しながら、現時点以後の本体各部へ加えられる重量
   および荷重による負荷の状態を予測する手段と、 再現された現時点の負荷状態により、本体接地部の負荷
   分布が本体を転倒させるものであるか否かを判別する手
   段と、 予測された現時点以後の負荷状態により、本体接地部の
   負荷分布が本体を転倒させるものであるか否かを判別す
   る手段と、 判別手段から転倒の判別結果が出力された場合に、本体
   のアクチュエータの動作を停止させ、または／および転
   倒に到らぬように回避動作させる信号をコントローラへ
   送る手段と、 判別手段から転倒の判別結果が出力された場合に、その
   旨を操作者に知らせる報知手段と、 を備えたことを特徴とする建設機械の姿勢制御システ
   ム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の建設機械の姿勢制御シス
   テムにおいて、 各センサの検出値およびその時間的変化量の相互間の関
   係と、転倒するか否かの判別結果とを比較して、データ
   ベース内の知識およびパラメータを更新または蓄積する
   手段を備えたことを特徴とする建設機械の姿勢制御シス
   テム。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の建設機械
   の姿勢制御システムにおいて、 作業負荷センサの１つとして、本体を支持する各接地部
   の荷重を検出するセンサを備えた建設機械の姿勢制御シ
   ステム。
4. 【請求項４】 請求項１，請求項２または請求項３記載
   の建設機械の姿勢制御システムにおいて、 動作センサの１つとして、本体の移動を検出する移動セ
   ンサを備えた建設機械の姿勢制御システム。