KR102615983B1 - 쇼벨 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 하부주행체(1)와, 하부주행체(1)에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체(3)와, 상부선회체(3)에 마련되는 물체검지장치(70)와, 상부선회체(3)에 마련되는 제어장치로서의 컨트롤러(30)와, 붐(4) 등의 피구동체를 움직이게 하는 붐실린더(7) 등의 액추에이터를 구비하고 있다. 물체검지장치(70)는, 쇼벨(100)의 주위에 설정된 검지공간 내에서 물체를 검지하도록 구성되어 있다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 검지된 물체를 향하는 방향 이외의 방향으로의 피구동체의 움직임을 허용하도록 구성되어 있다.

Description

쇼벨

본 개시는, 쇼벨에 관한 것이다.

종래, 주위에 사람이 존재한다고 판정한 경우에 작업을 금지할 수 있는 쇼벨이 알려져 있다(특허문헌 1 참조).

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2014-181509호

그러나, 상술한 쇼벨에서는, 주위에 사람이 존재하는 경우, 그 움직임이 일률적으로 제한되어 버릴 우려가 있다.

그래서, 쇼벨의 주위에 물체가 존재하는 경우에 쇼벨의 움직임이 일률적으로 제한되어 버리는 것을 방지할 것이 요망된다.

본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨은, 하부주행체와, 상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와, 상기 상부선회체에 마련되는 물체검지장치와, 상기 상부선회체에 마련되는 제어장치와, 피구동체를 움직이게 하는 액추에이터를 구비하고, 상기 물체검지장치는, 쇼벨의 주위에 설정된 검지공간 내에서 물체를 검지하도록 구성되며, 또한 상기 제어장치는, 검지된 물체를 향하는 방향 이외의 방향으로의 상기 피구동체의 움직임을 허용하도록 구성되어 있다.

상술한 수단에 의하여, 쇼벨의 주위에 물체가 존재하는 경우에 쇼벨의 움직임이 일률적으로 제한되어 버리는 것을 방지할 수 있는 쇼벨이 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨의 상면도이다.
도 3은 쇼벨에 탑재되는 유압시스템의 구성예를 나타내는 도이다.
도 4는 동작제한처리의 일례의 플로차트이다.
도 5a는 검지공간의 설정예를 나타내는 도이다.
도 5b는 검지공간의 설정예를 나타내는 도이다.
도 5c는 검지공간의 설정예를 나타내는 도이다.
도 6은 참조테이블의 구성예를 나타내는 도이다.
도 7은 작업현장에 있는 쇼벨의 상면도이다.
도 8은 사면(斜面)에서 작업하고 있는 쇼벨의 측면도이다.
도 9는 크레인작업을 행하고 있는 쇼벨의 사시도이다.
도 10은 쇼벨에 탑재되는 유압시스템의 다른 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 11은 쇼벨에 탑재되는 유압시스템의 또 다른 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 12는 동작제한처리의 다른 일례의 플로차트이다.
도 13a는 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨의 다른 구성예를 나타내는 도이다.
도 13b는 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨의 다른 구성예를 나타내는 도이다.
도 14는 전기식 조작시스템의 구성예를 나타내는 도이다.
도 15는 쇼벨의 관리시스템의 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 16은 CG애니메이션의 표시예를 나타내는 도이다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시형태에 관한 굴삭기로서의 쇼벨(100)에 대하여 설명한다. 도 1은 쇼벨(100)의 측면도이고, 도 2는 쇼벨(100)의 상면도이다.

본 실시형태에서는, 쇼벨(100)의 하부주행체(1)는 피구동체로서의 크롤러(1C)를 포함한다. 크롤러(1C)는, 하부주행체(1)에 탑재되어 있는 주행용 유압모터(2M)에 의하여 구동된다. 단, 주행용 유압모터(2M)는, 전동액추에이터로서의 주행용 전동발전기여도 된다. 구체적으로는, 크롤러(1C)는 좌크롤러(1CL) 및 우크롤러(1CR)를 포함한다. 좌크롤러(1CL)는 좌주행용 유압모터(2ML)에 의하여 구동되고, 우크롤러(1CR)는 우주행용 유압모터(2MR)에 의하여 구동된다. 하부주행체(1)는, 크롤러(1C)에 의하여 구동되기 때문에, 피구동체로서 기능한다.

하부주행체(1)에는 선회기구(2)를 통하여 상부선회체(3)가 선회 가능하게 탑재되어 있다. 피구동체로서의 선회기구(2)는, 상부선회체(3)에 탑재되어 있는 선회용 유압모터(2A)에 의하여 구동된다. 단, 선회용 유압모터(2A)는, 전동액추에이터로서의 선회용 전동발전기여도 된다. 상부선회체(3)는, 선회기구(2)에 의하여 구동되기 때문에, 피구동체로서 기능한다.

상부선회체(3)에는 피구동체로서의 붐(4)이 장착되어 있다. 붐(4)의 선단에는 피구동체로서의 암(5)이 장착되고, 암(5)의 선단에 피구동체 및 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)이 장착되어 있다. 붐(4), 암(5) 및 버킷(6)은, 어태치먼트의 일례인 굴삭어태치먼트를 구성한다. 붐(4)은 붐실린더(7)로 구동되고, 암(5)은 암실린더(8)로 구동되며, 버킷(6)은 버킷실린더(9)로 구동된다.

붐(4)에는 붐각도센서(S1)가 장착되고, 암(5)에는 암각도센서(S2)가 장착되며, 버킷(6)에는 버킷각도센서(S3)가 장착되어 있다.

붐각도센서(S1)는 붐(4)의 회동(回動)각도를 검출한다. 본 실시형태에서는, 붐각도센서(S1)는 가속도센서이며, 상부선회체(3)에 대한 붐(4)의 회동각도인 붐각도를 검출할 수 있다. 붐각도는, 예를 들면 붐(4)을 가장 하강했을 때에 최소각도로 되고, 붐(4)을 상승함에 따라 커진다.

암각도센서(S2)는 암(5)의 회동각도를 검출한다. 본 실시형태에서는, 암각도센서(S2)는 가속도센서이며, 붐(4)에 대한 암(5)의 회동각도인 암각도를 검출할 수 있다. 암각도는, 예를 들면 암(5)을 가장 접었을 때에 최소각도로 되고, 암(5)을 펼침에 따라 커진다.

버킷각도센서(S3)는 버킷(6)의 회동각도를 검출한다. 본 실시형태에서는, 버킷각도센서(S3)는 가속도센서이며, 암(5)에 대한 버킷(6)의 회동각도인 버킷각도를 검출할 수 있다. 버킷각도는, 예를 들면 버킷(6)을 가장 접었을 때에 최소각도로 되고, 버킷(6)을 펼침에 따라 커진다.

붐각도센서(S1), 암각도센서(S2) 및 버킷각도센서(S3)는 각각, 가변저항기를 이용한 퍼텐쇼미터, 대응하는 유압실린더의 스트로크양을 검출하는 스트로크센서, 연결핀 둘레의 회동각도를 검출하는 로터리인코더, 자이로센서, 가속도센서와 자이로센서의 조합 등이어도 된다.

상부선회체(3)에는, 운전실로서의 캐빈(10)이 마련되고, 또한 엔진(11) 등의 동력원이 탑재되어 있다. 또, 상부선회체(3)에는, 컨트롤러(30), 물체검지장치(70), 방향검출장치(85), 기체경사센서(S4), 및 선회각속도센서(S5) 등이 장착되어 있다. 캐빈(10)의 내부에는, 조작장치(26) 등이 마련되어 있다. 다만, 본서에서는, 편의상, 상부선회체(3)에 있어서의, 붐(4)이 장착되어 있는 측을 전방으로 하고, 카운터웨이트가 장착되어 있는 측을 후방으로 한다.

컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)을 제어하기 위한 제어장치이다. 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, CPU, RAM, NVRAM, 및 ROM 등을 구비한 컴퓨터로 구성되어 있다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 각 기능에 대응하는 프로그램을 ROM으로부터 판독하여 RAM에 로드하고, 대응하는 처리를 CPU에 실행시킨다.

물체검지장치(70)는, 쇼벨(100)의 주위에 존재하는 물체를 검지하도록 구성되어 있다. 물체는, 예를 들면 사람, 동물, 차량, 건설기계, 건축물, 또는 구멍 등이다. 물체검지장치(70)는, 예를 들면 초음파센서, 밀리파레이더, 단안(單眼)카메라, 스테레오카메라, LIDAR, 거리화상센서, 또는 적외선센서 등이다. 본 실시형태에서는, 물체검지장치(70)는, 캐빈(10)의 상면 전단에 장착된 전방센서(70F), 상부선회체(3)의 상면후단에 장착된 후방센서(70B), 상부선회체(3)의 상면좌단에 장착된 좌방센서(70L), 및 상부선회체(3)의 상면우단에 장착된 우방센서(70R)를 포함한다.

물체검지장치(70)는, 쇼벨(100)의 주위에 설정된 소정 영역 내의 소정 물체를 검지하도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 물체검지장치(70)는, 사람과 사람 이외의 물체를 구별할 수 있도록 구성되어 있어도 된다.

방향검출장치(85)는, 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향의 상대적인 관계에 관한 정보(이하, "방향에 관한 정보"라고 한다)를 검출하도록 구성되어 있다. 예를 들면, 방향검출장치(85)는, 하부주행체(1)에 장착된 지자기(地磁氣)센서와 상부선회체(3)에 장착된 지자기센서의 조합으로 구성되어 있어도 된다. 혹은, 방향검출장치(85)는, 하부주행체(1)에 장착된 GNSS 수신기와 상부선회체(3)에 장착된 GNSS 수신기의 조합으로 구성되어 있어도 된다. 선회용 전동발전기로 상부선회체(3)가 선회구동되는 구성에서는, 방향검출장치(85)는, 리졸버로 구성되어 있어도 된다. 방향검출장치(85)는, 예를 들면 하부주행체(1)와 상부선회체(3)의 사이의 상대회전을 실현하는 선회기구(2)에 관련하여 마련되는 센터조인트에 배치되어 있어도 된다.

기체경사센서(S4)는 소정의 평면에 대한 상부선회체(3)의 경사를 검출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 기체경사센서(S4)는, 수평면에 관한 상부선회체(3)의 전후축둘레의 경사각 및 좌우축둘레의 경사각을 검출하는 가속도센서이다. 상부선회체(3)의 전후축 및 좌우축은, 예를 들면 서로 직교하여 쇼벨(100)의 선회축 상의 일점인 쇼벨중심점을 통과한다.

선회각속도센서(S5)는, 상부선회체(3)의 선회각속도를 검출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 선회각속도센서(S5)는, 자이로센서이다. 선회각속도센서(S5)는, 리졸버 또는 로터리인코더 등이어도 된다. 선회각속도센서(S5)는, 선회속도를 검출해도 된다. 선회속도는, 선회각속도로부터 산출되어도 된다.

이하에서는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4), 및 선회각속도센서(S5)의 임의의 조합은, 집합적으로 자세센서라고도 칭해진다.

다음으로, 도 3을 참조하여, 쇼벨(100)에 탑재되는 유압시스템의 구성예에 대하여 설명한다. 도 3은, 쇼벨(100)에 탑재되는 유압시스템의 구성예를 나타내는 도이다. 도 3은, 기계적 동력전달계, 작동유라인, 파일럿라인, 및 전기제어계를, 각각 이중선, 실선, 파선(破線), 및 점선으로 나타내고 있다.

쇼벨(100)의 유압시스템은, 주로, 엔진(11), 레귤레이터(13), 메인펌프(14), 파일럿펌프(15), 컨트롤밸브(17), 조작장치(26), 토출압센서(28), 조작압센서(29), 컨트롤러(30), 및 제어밸브(60) 등을 포함한다.

도 3에 있어서, 유압시스템은, 엔진(11)에 의하여 구동되는 메인펌프(14)로부터, 센터바이패스관로(40) 또는 패럴렐관로(42)를 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시키고 있다.

엔진(11)은, 쇼벨(100)의 구동원이다. 본 실시형태에서는, 엔진(11)은, 예를 들면 소정의 회전수를 유지하도록 동작하는 디젤엔진이다. 엔진(11)의 출력축은, 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)의 각각의 입력축에 연결되어 있다.

메인펌프(14)는, 작동유라인을 통하여 작동유를 컨트롤밸브(17)에 공급하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 메인펌프(14)는, 사판식(斜板式) 가변용량형 유압펌프이다.

레귤레이터(13)는, 메인펌프(14)의 토출량을 제어하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 레귤레이터(13)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 따라 메인펌프(14)의 사판경전각(斜板傾轉角)을 조절함으로써 메인펌프(14)의 토출량(밀어내기용적)을 제어한다.

파일럿펌프(15)는, 파일럿라인을 통하여 조작장치(26)를 포함하는 유압제어기기에 작동유를 공급하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 파일럿펌프(15)는, 고정용량형 유압펌프이다. 단, 파일럿펌프(15)는, 생략되어도 된다. 이 경우, 파일럿펌프(15)가 담당하고 있던 기능은, 메인펌프(14)에 의하여 실현되어도 된다. 즉, 메인펌프(14)는, 컨트롤밸브(17)에 작동유를 공급하는 기능과는 별도로, 스로틀 등에 의하여 작동유의 압력을 저하시킨 후에 조작장치(26) 및 비례밸브(31) 등에 작동유를 공급하는 기능을 구비하고 있어도 된다.

컨트롤밸브(17)는, 쇼벨(100)에 있어서의 유압시스템을 제어하는 유압제어장치이다. 본 실시형태에서는, 컨트롤밸브(17)는, 제어밸브(171~176)를 포함한다. 제어밸브(175)는 제어밸브(175L) 및 제어밸브(175R)를 포함하고, 제어밸브(176)는 제어밸브(176L) 및 제어밸브(175R)를 포함한다. 컨트롤밸브(17)는, 제어밸브(171~176)를 통하여, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유를 하나 또는 복수의 유압액추에이터에 선택적으로 공급할 수 있다. 제어밸브(171~176)는, 메인펌프(14)로부터 유압액추에이터에 흐르는 작동유의 유량, 및 유압액추에이터로부터 작동유탱크에 흐르는 작동유의 유량을 제어한다. 유압액추에이터는, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 좌주행용 유압모터(2ML), 우주행용 유압모터(2MR), 및 선회용 유압모터(2A)를 포함한다.

조작장치(26)는, 조작자가 액추에이터의 조작을 위하여 이용하는 장치이다. 액추에이터는, 유압액추에이터 및 전동액추에이터 중 적어도 일방을 포함한다. 본 실시형태에서는, 조작장치(26)는, 파일럿라인을 통하여, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 컨트롤밸브(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트를 향하여 공급한다. 파일럿포트의 각각을 향하여 공급되는 작동유의 압력(파일럿압)은, 유압액추에이터의 각각에 대응하는 조작장치(26)의 레버 또는 페달(도시하지 않음)의 조작방향 및 조작량에 따른 압력이다.

토출압센서(28)는, 메인펌프(14)의 토출압을 검출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 토출압센서(28)는, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

조작압센서(29)는, 조작자에 의한 조작장치(26)의 조작의 내용을 검출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 조작압센서(29)는, 액추에이터의 각각에 대응하는 조작장치(26)의 레버 또는 페달의 조작방향 및 조작량을 압력(조작압)의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작장치(26)의 조작내용은, 조작압센서 이외의 다른 센서를 이용하여 검출되어도 된다.

메인펌프(14)는, 좌메인펌프(14L) 및 우메인펌프(14R)를 포함한다. 그리고, 좌메인펌프(14L)는, 좌센터바이패스관로(40L) 또는 좌패럴렐관로(42L)를 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시키고, 우메인펌프(14R)는, 우센터바이패스관로(40R) 또는 우패럴렐관로(42R)를 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시킨다.

좌센터바이패스관로(40L)는, 컨트롤밸브(17) 내에 배치된 제어밸브(171, 173, 175L, 및 176L)를 통과하는 작동유라인이다. 우센터바이패스관로(40R)는, 컨트롤밸브(17) 내에 배치된 제어밸브(172, 174, 175R, 및 176R)를 통과하는 작동유라인이다.

제어밸브(171)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 좌주행용 유압모터(2ML)로 공급하고, 또한 좌주행용 유압모터(2ML)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(172)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 우주행용 유압모터(2MR)로 공급하고, 또한 우주행용 유압모터(2MR)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(173)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 선회용 유압모터(2A)로 공급하고, 또한 선회용 유압모터(2A)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(174)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 버킷실린더(9)로 공급하고, 또한 버킷실린더(9) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(175L)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)로 공급하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다. 제어밸브(175R)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)로 공급하고, 또한 붐실린더(7) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(176L)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 암실린더(8)로 공급하고, 또한 암실린더(8) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(176R)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 암실린더(8)로 공급하고, 또한 암실린더(8) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

좌패럴렐관로(42L)는, 좌센터바이패스관로(40L)에 병행하는 작동유라인이다. 좌패럴렐관로(42L)는, 제어밸브(171, 173, 또는 175L) 중 어느 하나에 의하여 좌센터바이패스관로(40L)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다. 우패럴렐관로(42R)는, 우센터바이패스관로(40R)에 병행하는 작동유라인이다. 우패럴렐관로(42R)는, 제어밸브(172, 174, 또는 175R) 중 어느 하나에 의하여 우센터바이패스관로(40R)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다.

레귤레이터(13)는, 좌레귤레이터(13L) 및 우레귤레이터(13R)를 포함한다. 좌레귤레이터(13L)는, 좌메인펌프(14L)의 토출압에 따라 좌메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절함으로써, 좌메인펌프(14L)의 토출량(밀어내기용적)을 제어한다. 구체적으로는, 좌레귤레이터(13L)는, 예를 들면 좌메인펌프(14L)의 토출압의 증대에 따라 좌메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절하여 토출량(밀어내기용적)을 감소시킨다. 우레귤레이터(13R)에 대해서도 동일하다. 이것은, 토출압과 토출량의 곱으로 나타나는 메인펌프(14)의 흡수마력이 엔진(11)의 출력마력을 초과하지 않도록 하기 위함이다.

조작장치(26)는, 좌조작레버(26L), 우조작레버(26R), 및 주행레버(26D)를 포함한다. 주행레버(26D)는, 좌주행레버(26DL) 및 우주행레버(26DR)를 포함한다.

좌조작레버(26L)는, 선회조작과 암(5)의 조작에 이용된다. 좌조작레버(26L)는, 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(176)의 파일럿포트에 도입시킨다. 또, 좌우방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(173)의 파일럿포트에 도입시킨다.

구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 암접음방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(176L)의 우파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 또한 제어밸브(176R)의 좌파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 암펼침방향으로 조작된 경우에는, 제어밸브(176L)의 좌파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 또한 제어밸브(176R)의 우파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 좌선회방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(173)의 좌파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 우선회방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(173)의 우파일럿포트에 작동유를 도입시킨다.

우조작레버(26R)는, 붐(4)의 조작과 버킷(6)의 조작에 이용된다. 우조작레버(26R)는, 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(175)의 파일럿포트에 도입시킨다. 또, 좌우방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(174)의 파일럿포트에 도입시킨다.

구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 붐하강방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(175R)의 우파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 붐상승방향으로 조작된 경우에는, 제어밸브(175L)의 우파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 또한 제어밸브(175R)의 좌파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 버킷접음방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(174)의 우파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 버킷펼침방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(174)의 좌파일럿포트에 작동유를 도입시킨다.

주행레버(26D)는, 크롤러(1C)의 조작에 이용된다. 구체적으로는, 좌주행레버(26DL)는, 좌크롤러(1CL)의 조작에 이용된다. 좌주행레버(26DL)는, 좌주행페달과 연동하도록 구성되어 있어도 된다. 좌주행레버(26DL)는, 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(171)의 파일럿포트에 도입시킨다. 우주행레버(26DR)는, 우크롤러(1CR)의 조작에 이용된다. 우주행레버(26DR)는, 우주행페달과 연동하도록 구성되어 있어도 된다. 우주행레버(26DR)는, 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(172)의 파일럿포트에 도입시킨다.

토출압센서(28)는, 토출압센서(28L) 및 토출압센서(28R)를 포함한다. 토출압센서(28L)는, 좌메인펌프(14L)의 토출압을 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 토출압센서(28R)에 대해서도 동일하다.

조작압센서(29)는, 조작압센서(29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL, 및 29DR)를 포함한다. 조작압센서(29LA)는, 조작자에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작내용은, 예를 들면 레버조작방향 및 레버조작량(레버조작각도) 등이다.

동일하게, 조작압센서(29LB)는, 조작자에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 좌우방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작압센서(29RA)는, 조작자에 의한 우조작레버(26R)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작압센서(29RB)는, 조작자에 의한 우조작레버(26R)에 대한 좌우방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작압센서(29DL)는, 조작자에 의한 좌주행레버(26DL)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작압센서(29DR)는, 조작자에 의한 우주행레버(26DR)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

컨트롤러(30)는, 조작압센서(29)의 출력을 수신하고, 필요에 따라 레귤레이터(13)에 대하여 제어지령을 출력하여, 메인펌프(14)의 토출량을 변화시킨다.

여기에서, 스로틀(18)과 제어압센서(19)를 이용한 네거티브컨트롤제어에 대하여 설명한다. 스로틀(18)은 좌스로틀(18L) 및 우스로틀(18R)을 포함하고, 제어압센서(19)는 좌제어압센서(19L) 및 우제어압센서(19R)를 포함한다.

좌센터바이패스관로(40L)에는, 가장 하류에 있는 제어밸브(176L)와 작동유탱크의 사이에 좌스로틀(18L)이 배치되어 있다. 그 때문에, 좌메인펌프(14L)가 토출한 작동유의 흐름은, 좌스로틀(18L)로 제한된다. 그리고, 좌스로틀(18L)은, 좌레귤레이터(13L)를 제어하기 위한 제어압을 발생시킨다. 좌제어압센서(19L)는, 이 제어압을 검출하기 위한 센서이며, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 컨트롤러(30)는, 이 제어압에 따라 좌메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절함으로써, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 제어한다. 컨트롤러(30)는, 이 제어압이 클수록 좌메인펌프(14L)의 토출량을 감소시키고, 이 제어압이 작을수록 좌메인펌프(14L)의 토출량을 증대시킨다. 우메인펌프(14R)의 토출량도 동일하게 제어된다.

구체적으로는, 도 3에서 나타나는 바와 같이 쇼벨(100)에 있어서의 유압액추에이터가 모두 조작되고 있지 않는 대기상태의 경우, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는, 좌센터바이패스관로(40L)를 통과하여 좌스로틀(18L)에 도달한다. 그리고, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유의 흐름은, 좌스로틀(18L)의 상류에서 발생하는 제어압을 증대시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 허용최소토출량까지 감소시켜, 토출된 작동유가 좌센터바이패스관로(40L)를 통과할 때의 압력손실(펌핑로스)을 억제한다. 한편, 어느 하나의 유압액추에이터가 조작된 경우, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는, 조작대상의 유압액추에이터에 대응하는 제어밸브를 통하여, 조작대상의 유압액추에이터에 흘러 든다. 그리고, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유의 흐름은, 좌스로틀(18L)에 도달하는 양을 감소 혹은 소실시켜, 좌스로틀(18L)의 상류에서 발생하는 제어압을 저하시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 증대시키고, 조작대상의 유압액추에이터에 충분한 작동유를 유입시켜, 조작대상의 유압액추에이터의 구동을 확실하게 한다. 다만, 컨트롤러(30)는, 우메인펌프(14R)의 토출량도 동일하게 제어한다.

상술과 같은 구성에 의하여, 도 3의 유압시스템은, 대기상태에 있어서는, 메인펌프(14)에 있어서의 불필요한 에너지소비를 억제할 수 있다. 불필요한 에너지소비는, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유가 센터바이패스관로(40)에서 발생시키는 펌핑로스를 포함한다. 또, 도 3의 유압시스템은, 유압액추에이터를 작동시키는 경우에는, 메인펌프(14)로부터 필요충분한 작동유를 작동대상의 유압액추에이터에 확실하게 공급할 수 있다.

제어밸브(60)는, 조작장치(26)의 유효상태와 무효상태를 전환하도록 구성되어 있다. 조작장치(26)의 유효상태는, 조작자가 조작장치(26)를 조작함으로써 관련된 피구동체를 움직이게 할 수 있는 상태이며, 조작장치(26)의 무효상태는, 조작자가 조작장치(26)를 조작해도 관련된 피구동체를 움직이게 할 수 없는 상태이다.

본 실시형태에서는, 제어밸브(60)는, 파일럿펌프(15)와 조작장치(26)를 연결하는 파일럿라인(CD1)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD1)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60)는, 도시하지 않은 게이트록레버에 연동하도록 구성되어 있어도 된다. 구체적으로는, 게이트록레버가 눌려 내려졌을 때에 파일럿라인(CD1)을 차단상태로 하고, 게이트록레버가 당겨 올려졌을 때에 파일럿라인(CD1)을 연통상태로 하도록 구성되어 있어도 된다. 단, 제어밸브(60)는, 게이트록레버에 연동하여 파일럿라인(CD1)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브와는 다른 전자밸브여도 된다.

다음으로, 도 4를 참조하여, 컨트롤러(30)가 피구동체의 움직임을 제한하는 처리(이하, "동작제한처리"라고 함)에 대하여 설명한다. 도 4는, 동작제한처리의 일례의 플로차트이다. 컨트롤러(30)는, 소정의 제어주기로 반복하여 이 동작제한처리를 실행한다.

먼저, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)가 조작되었는지 여부를 판정한다(스텝 ST1). 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 조작압센서(29)의 출력에 근거하여 조작장치(26)가 조작되었는지 여부를 판정한다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 조작압센서(29LA)의 출력에 근거하여, 암접음조작이 행해졌는지 여부, 및 암펼침조작이 행해졌는지 여부를 판정하고, 조작압센서(29LB)의 출력에 근거하여, 좌선회조작이 행해졌는지 여부, 및 우선회조작이 행해졌는지 여부를 판정한다. 혹은, 컨트롤러(30)는, 조작압센서(29RA)의 출력에 근거하여, 붐상승조작이 행해졌는지 여부, 및 붐하강조작이 행해졌는지 여부를 판정하고, 조작압센서(29RB)의 출력에 근거하여, 버킷접음조작이 행해졌는지 여부, 및 버킷펼침조작이 행해졌는지 여부를 판정한다. 동일하게, 컨트롤러(30)는, 조작압센서(29DL)의 출력에 근거하여, 좌크롤러(1CL)의 전진조작이 행해졌는지 여부, 및 좌크롤러(1CL)의 후진조작이 행해졌는지 여부를 판정하고, 조작압센서(29DR)의 출력에 근거하여, 우크롤러(1CR)의 전진조작이 행해졌는지 여부, 및 우크롤러(1CR)의 후진조작이 행해졌는지 여부를 판정한다.

조작장치(26)가 조작되고 있지 않다고 판정한 경우(스텝 ST1의 NO), 컨트롤러(30)는, 이번 동작제한처리를 종료시킨다.

조작장치(26)가 조작되었다고 판정한 경우(스텝 ST1의 YES), 컨트롤러(30)는, 물체를 검지하고 있는지 여부를 판정한다(스텝 ST2). 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 물체검지장치(70)의 출력에 근거하여, 소정의 검지공간에서 물체를 검지하고 있는지 여부를 판정한다.

물체를 검지하고 있지 않다고 판정한 경우(스텝 ST2의 NO), 컨트롤러(30)는, 이번 동작제한처리를 종료시킨다.

물체를 검지하고 있다고 판정한 경우(스텝 ST2의 YES), 컨트롤러(30)는, 피구동체의 동작방향이, 물체를 향하는 방향인지 여부를 판정한다(스텝 ST3). 즉, 컨트롤러(30)는, 피구동체를 움직이게 함으로써 피구동체가 물체에 가까워지는지 여부를 판정한다. 이것은, 쇼벨(100)과 물체가 접촉할 우려가 있는지 여부를 판정하기 위함이다.

본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, ROM에 기억되어 있는 참조테이블(50)(도 3 참조)을 참조하여, 조작장치(26)에 대한 조작에 따라 피구동체를 움직이게 한 경우에 피구동체가 물체에 가까워지는지 여부를 판정한다. 참조테이블(50)은, 물체가 존재하는 검지공간과, 피구동체의 동작내용과, 물체와 피구동체의 접근의 유무의 관계를 참조 가능하게 기억하고 있다. 컨트롤러(30)는, 피구동체의 동작내용과 물체가 존재하는 검지공간을 특정할 수 있으면, 참조테이블(50)을 참조함으로써 물체와 피구동체의 접근의 유무를 판정할 수 있다.

피구동체의 동작방향이 물체를 향하는 방향이 아니라고 판정한 경우(스텝 ST3의 NO), 컨트롤러(30)는, 이번 동작제한처리를 종료시킨다.

피구동체의 동작방향이 물체를 향하는 방향이라고 판정한 경우(스텝 ST3의 YES), 컨트롤러(30)는, 피구동체의 움직임을 제한한다(스텝 ST4). 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 피구동체가 이미 움직이고 있는 경우에는 피구동체의 제동을 개시하고, 피구동체가 아직 움직이고 있지 않은 경우에는 피구동체의 움직임을 금지한다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 검지공간에서 물체를 검지하고 있는 경우여도, 피구동체가 물체로부터 멀어지는 방향으로 조작되었을 때에는, 피구동체의 움직임을 허용한다. 그 때문에, 검지공간에서 물체가 검지되었을 때에, 쇼벨(100)의 움직임이 일률적으로 제한되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 도 5a~도 5c를 참조하여, 검지공간에 대하여 설명한다. 도 5a~도 5c는, 검지공간의 설정예를 나타낸다. 구체적으로는, 도 5a는 상부선회체(3)에 관한 검지공간을 나타내는 상부선회체(3)의 상면도이다. 도 5b는 하부주행체(1)에 관한 검지공간을 나타내는 하부주행체(1)의 상면도이다. 도 5c는 굴삭어태치먼트에 관한 검지공간을 나타내는 쇼벨(100)의 좌측면도이다. 도 5a~도 5c의 각각에 있어서의 축(PX)은 쇼벨(100)의 선회축을 나타내고, 축(AX)은 쇼벨(100)의 전후축을 나타내며, 축(TX)은 쇼벨(100)의 좌우축을 나타낸다.

도 5a~도 5c에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 쇼벨(100)의 주위에 제1 공간(R1)~제15 공간(R15)을 포함하는 15개의 검지공간이 설정되어 있다.

제1 공간(R1)~제8 공간(R8)은, 상부선회체(3)에 관한 검지공간이다. 본 실시형태에서는, 제1 공간(R1)~제8 공간(R8)은, 소정의 높이(예를 들면 3미터)를 갖는다. 소정의 높이는, 자세센서의 출력에 근거하여 도출되는 현재의 굴삭어태치먼트의 최대높이여도 된다.

제1 공간(R1)은, 축(AX)의 우측(-Y측)의 거리(D1)부터 거리(D2)까지의 범위이고, 또한 축(TX)부터 축(TX)의 전측(+X측)의 거리(D3)까지의 범위로 설정되어 있다. 거리(D1)는, 예를 들면 축(PX)부터 상부선회체(3)(카운터웨이트)의 후단까지의 거리보다 크다. 거리(D2) 및 거리(D3)는, 예를 들면 굴삭어태치먼트의 최대선회반경에 근거하는 값이다. 거리(D2) 및 거리(D3)는, 현재의 굴삭어태치먼트의 선회반경을 인수로 하는 함수여도 된다. 거리(D3)는, 바람직하게는, 거리(D2)보다 크다. 제1 공간(R1)에 존재하는 물체는, 예를 들면 상부선회체(3)가 우선회했을 때에, 굴삭어태치먼트와 접촉할 우려가 있다.

제2 공간(R2)은, 축(AX)의 우측(-Y측)의 거리(D4)부터 거리(D1)까지의 범위이고, 또한 축(TX)부터 축(TX)의 전측(+X측)의 거리(D3)까지의 범위로 설정되어 있다. 거리(D4)는, 예를 들면 축(AX)부터 버킷(6)의 측단까지의 거리보다 크다. 제2 공간(R2)에 존재하는 물체는, 예를 들면 상부선회체(3)가 우 또는 좌로 선회했을 때에, 굴삭어태치먼트 또는 상부선회체(3)와 접촉할 우려가 있다. 제2 공간(R2)은, 상부선회체(3)가 선회했을 때에, 상부선회체(3)의 측면부 및 전면부에 의한 말려들어감이 발생할 우려가 있는 공간을 포함하도록 설정되어 있다.

제3 공간(R3)은, 축(AX)의 좌측(+Y측)의 거리(D4)부터 거리(D1)까지의 범위이고, 또한 축(TX)부터 축(TX)의 전측(+X측)의 거리(D3)까지의 범위로 설정되어 있다. 제3 공간(R3)에 존재하는 물체는, 예를 들면 상부선회체(3)가 좌 또는 우로 선회했을 때에, 굴삭어태치먼트 또는 상부선회체(3)와 접촉할 우려가 있다. 제3 공간(R3)은, 상부선회체(3)가 선회했을 때에, 상부선회체(3)의 측면부 및 전면부에 의한 말려들어감이 발생할 우려가 있는 공간을 포함하도록 설정되어 있다.

제4 공간(R4)은, 축(AX)의 좌측(+Y측)의 거리(D1)부터 거리(D2)까지의 범위이고, 또한 축(TX)부터 축(TX)의 전측(+X측)의 거리(D3)까지의 범위로 설정되어 있다. 제4 공간(R4)에 존재하는 물체는, 예를 들면 상부선회체(3)가 좌선회했을 때에, 굴삭어태치먼트와 접촉할 우려가 있다.

제5 공간(R5)은, 축(AX)의 우측(-Y측)의 거리(D1)부터 거리(D2)까지의 범위이고, 또한 축(TX)부터 축(TX)의 후측(-X측)의 거리(D5)까지의 범위로 설정되어 있다. 거리(D5)는, 예를 들면 굴삭어태치먼트의 최대선회반경에 근거하는 값이다. 현재의 굴삭어태치먼트의 선회반경을 인수로 하는 함수여도 된다. 거리(D5)는, 바람직하게는, 거리(D3)보다 작다. 제5 공간(R5)은, 우선회방향에 있어서, 제1 공간(R1)보다 굴삭어태치먼트로부터 먼 곳에 설정되어 있기 때문이다. 제5 공간(R5)에 존재하는 물체는, 예를 들면 상부선회체(3)가 우선회했을 때에, 굴삭어태치먼트와 접촉할 우려가 있다.

제6 공간(R6)은, 축(AX)부터 축(AX)의 우측(-Y측)의 거리(D1)까지의 범위이고, 또한 축(TX)부터 축(TX)의 후측(-X측)의 거리(D5)까지의 범위로 설정되어 있다. 제6 공간(R6)에 존재하는 물체는, 예를 들면 상부선회체(3)가 우 또는 좌로 선회했을 때에, 굴삭어태치먼트 또는 상부선회체(3)와 접촉할 우려가 있다. 제6 공간(R6)은, 상부선회체(3)가 선회했을 때에, 상부선회체(3)의 측면부 및 후면부에 의한 말려들어감이 발생할 우려가 있는 공간을 포함하도록 설정되어 있다.

제7 공간(R7)은, 축(AX)부터 축(AX)의 좌측(+Y측)의 거리(D1)까지의 범위이고, 또한 축(TX)부터 축(TX)의 후측(-X측)의 거리(D5)까지의 범위로 설정되어 있다. 제7 공간(R7)에 존재하는 물체는, 예를 들면 상부선회체(3)가 좌 또는 우로 선회했을 때에, 굴삭어태치먼트 또는 상부선회체(3)와 접촉할 우려가 있다. 제7 공간(R7)은, 상부선회체(3)가 선회했을 때에, 상부선회체(3)의 측면부 및 후면부에 의한 말려들어감이 발생할 우려가 있는 공간을 포함하도록 설정되어 있다.

제8 공간(R8)은, 축(AX)의 좌측(+Y측)의 거리(D1)부터 거리(D2)까지의 범위이고, 또한 축(TX)부터 축(TX)의 후측(-X측)의 거리(D5)까지의 범위로 설정되어 있다. 제8 공간(R8)에 존재하는 물체는, 예를 들면 상부선회체(3)가 좌선회했을 때에, 굴삭어태치먼트와 접촉할 우려가 있다.

제9 공간(R9) 및 제10 공간(R10)은, 하부주행체(1)에 관한 검지공간이다. 본 실시형태에서는, 제9 공간(R9) 및 제10 공간(R10)은, 소정의 높이(예를 들면 3미터)를 갖는다. 소정의 높이는, 자세센서의 출력에 근거하여 도출되는 현재의 굴삭어태치먼트의 최대높이여도 된다. 제9 공간(R9) 및 제10 공간(R10)은, 현재의 상부선회체(3)에 대한 하부주행체(1)의 방향에 근거하여 자동적으로 설정되어도 된다.

제9 공간(R9)은, 축(AX)부터 축(AX)의 우측(-Y측) 및 좌측(+Y측)의 각각에 있어서의 거리(D6)까지의 범위이고, 또한 크롤러(1C)의 전단(+X측의 단(端))부터 크롤러(1C)의 전측(+X측)의 거리(D7)까지의 범위로 설정되어 있다. 거리(D6)는, 예를 들면 축(AX)부터 크롤러(1C)의 측단까지의 거리보다 크다. 거리(D7)는, 예를 들면 크롤러(1C)의 길이(전단으로부터 후단까지의 거리)보다 크다. 제9 공간(R9)에 존재하는 물체는, 예를 들면 하부주행체(1)가 전진했을 때에, 하부주행체(1)와 접촉할 우려가 있다.

제10 공간(R10)은, 축(AX)부터 축(AX)의 우측(-Y측) 및 좌측(+Y측)의 각각에 있어서의 거리(D6)까지의 범위이고, 또한 크롤러(1C)의 후단(-X측의 단)부터 크롤러(1C)의 후측(-X측)의 거리(D7)까지의 범위로 설정되어 있다. 제10 공간(R10)에 존재하는 물체는, 예를 들면 하부주행체(1)가 후진했을 때에, 하부주행체(1)와 접촉할 우려가 있다.

상부선회체(3)에 관한 검지공간인 제1 공간(R1)~제8 공간(R8)의 각각과 하부주행체(1)에 관한 검지공간인 제9 공간(R9) 및 제10 공간(R10)의 각각은 적어도 부분적으로 중복되는 경우가 있다. 예를 들면, 제1 공간(R1) 및 제2 공간(R2)의 각각은, 제9 공간(R9)과 중복되는 경우도 있는가 하면, 제10 공간(R10)과 중복되는 경우도 있다. 그 때문에, 제1 공간(R1)에서 검지되는 물체는, 제9 공간(R9)에서 검지되는 경우도 있는가 하면, 제10 공간에서 검지되는 경우도 있다. 그 결과, 제1 공간(R1)에서 물체가 검지된 경우에 실행되는 하부주행체(1)에 관한 액추에이터의 동작제한의 내용은, 기본적으로, 그때의 하부주행체(1)의 방향에 따라 상이하다. 동일하게, 제9 공간(R9)에서 물체가 검지된 경우에 실행되는 상부선회체(3)에 관한 액추에이터의 동작제한의 내용은, 기본적으로, 그때의 상부선회체(3)의 방향에 따라 상이하다. 즉, 상부선회체(3)에 관한 액추에이터의 동작제한의 내용과, 하부주행체(1)에 관한 액추에이터의 동작제한의 내용의 조합은, 기본적으로, 쇼벨(100)의 자세에 따라 변화한다.

이와 같이, 제1 공간(R1)~제8 공간(R8) 및 제9 공간(R9)~제10 공간(R10)에서는, 복수의 검지공간에서 동시에 검출된 동일한 하나의 물체에 관하여, 상부선회체(3)에 관한 액추에이터의 동작제한과 하부주행체(1)에 관한 액추에이터의 동작제한이 따로따로 실행된다.

제11 공간(R11)~제15 공간(R15)은, 굴삭어태치먼트에 관한 검지공간이다. 본 실시형태에서는, 제11 공간(R11)~제15 공간(R15)은, 소정의 폭(예를 들면, 축(AX)의 우측의 거리(D4)부터 좌측의 거리(D4)까지의 폭)을 갖는다. 여기에서, 굴삭어태치먼트에 관한 검지공간의 폭은, 상부선회체(3)에 관한 검지공간(제2 공간(R2), 제3 공간(R3), 제6 공간(R6), 제7 공간(R7))의 폭보다 좁고, 상부선회체(3)의 폭보다 좁다.

제11 공간(R11)은, 굴삭어태치먼트보다 상측(+Z측)의 범위이고, 또한 축(TX)부터 축(TX)의 전측(+X측)의 거리(D8)까지의 범위이며, 또한 쇼벨(100)이 위치하는 가상수평면부터 가상수평면의 상측(+Z측)의 거리(D9)까지의 범위로 설정되어 있다. 또, 제11 공간(R11)은, 굴삭어태치먼트의 전측에서는, 암(5)의 선단(P5)보다 높은 범위로 설정되어 있다. 거리(D8)는, 예를 들면 굴삭어태치먼트의 최대선회반경에 근거하는 값이다. 거리(D8)는, 현재의 굴삭어태치먼트의 선회반경을 인수로 하는 함수여도 된다. 거리(D9)는, 예를 들면 굴삭어태치먼트의 최고 도달점에 근거하는 값이다. 제11 공간(R11)에 존재하는 물체는, 예를 들면 굴삭어태치먼트가 상승했을 때에, 굴삭어태치먼트와 접촉할 우려가 있다.

제12 공간(R12)은, 가상수평면보다 상측(+Z측)이고 또한 굴삭어태치먼트보다 하측(-Z측)의 범위이며, 또한 축(TX)부터 축(TX)의 전측(+X측)의 거리(D8)까지의 범위로 설정되어 있다. 또, 제12 공간(R12)은, 굴삭어태치먼트의 전측에서는, 암(5)의 선단(P5)보다 낮은 범위로 설정되어 있다. 제12 공간(R12)에 존재하는 물체는, 예를 들면 굴삭어태치먼트가 하강했을 때에, 굴삭어태치먼트와 접촉할 우려가 있다.

제13 공간(R13)은, 축(TX)의 전측(+X측)의 거리(D8)부터 거리(D10)까지의 범위이고, 또한 가상수평면부터 가상수평면의 상측(+Z측)의 거리(D9)까지의 범위로 설정되어 있다. 거리(D10)는, 예를 들면 굴삭어태치먼트의 최대선회반경에 근거하는 값이다. 거리(D10)는, 현재의 굴삭어태치먼트의 선회반경을 인수로 하는 함수여도 된다. 제13 공간(R13)에 존재하는 물체는, 예를 들면 굴삭어태치먼트가 신장했을 때에, 굴삭어태치먼트와 접촉할 우려가 있다.

제14 공간(R14)은, 가상수평면부터 가상수평면의 하측(-Z측)의 거리(D11)까지의 범위이고, 또한 축(TX)부터 축(TX)의 전측(+X측)의 거리(D8)까지의 범위로 설정되어 있다. 거리(D11)는, 예를 들면 굴삭어태치먼트의 최심(最深)도달점에 근거하는 값이다. 제14 공간(R14)에 존재하는 물체는, 예를 들면 굴삭어태치먼트에 의한 심굴 시에 굴삭어태치먼트가 수축했을 때에, 굴삭어태치먼트와 접촉할 우려가 있다.

제15 공간(R15)은, 가상수평면부터 가상수평면의 하측(-Z측)의 거리(D11)까지의 범위이고, 또한 축(TX)의 전측(+X측)의 거리(D8)부터 거리(D10)까지의 범위로 설정되어 있다. 제15 공간(R15)에 존재하는 물체는, 예를 들면 굴삭어태치먼트에 의한 심굴 시에 굴삭어태치먼트가 신장했을 때에, 굴삭어태치먼트와 접촉할 우려가 있다.

굴삭어태치먼트와 물체의 접촉을 방지하기 위하여, 제11 공간(R11)~제15 공간(R15)에서는, 어태치먼트의 회동방향에 관하여 동작제한이 실행된다.

하부주행체(1)에 관한 검지공간인 제9 공간(R9) 및 제10 공간(R10)의 각각과 굴삭어태치먼트에 관한 검지공간인 제11 공간(R11)~제15 공간(R15)의 각각은 적어도 부분적으로 중복되는 경우가 있다. 예를 들면, 제11 공간(R11) 및 제12 공간(R12)의 각각은, 제9 공간(R9)과 중복되는 경우도 있는가 하면, 제10 공간(R10)과 중복되는 경우도 있다. 그 때문에, 제12 공간(R12)에서 검지되는 물체는, 제9 공간(R9)에서 검지되는 경우도 있는가 하면, 제10 공간에서 검지되는 경우도 있다. 그 결과, 제12 공간(R12)에서 물체가 검지된 경우에 실행되는 하부주행체(1)에 관한 액추에이터의 동작제한의 내용은, 기본적으로, 그때의 하부주행체(1)의 방향에 따라 상이하다. 즉, 굴삭어태치먼트에 관한 액추에이터의 동작제한의 내용과, 하부주행체(1)에 관한 액추에이터의 동작제한의 내용의 조합은, 기본적으로, 쇼벨(100)의 자세에 따라 변화한다.

이와 같이, 동일한 하나의 물체가 복수의 검지공간에서 동시에 검출된 경우, 각각의 액추에이터에 관하여 별개의 동작제한이 실행된다.

상술한 실시형태에서는, 제1 공간(R1)~제15 공간(R15)이 설정된 사례를 설명했지만, 추가로, 하부주행체(1)의 좌우의 근방영역에 제16 공간(R16)과 제17 공간(R17)이 주행용 유압모터(2M)에 관한 검지공간으로서 설정되어 있어도 된다. 근방영역은, 예를 들면 크롤러(1C)의 회동반경 내의 영역이다. 즉, 근방영역은, 예를 들면 크롤러(1C)를 이용하여 스핀턴이 행해진 경우에 크롤러(1C)가 도달 가능한 영역이다. 이로써, 만일, 하부주행체(1)의 좌우의 근방영역으로 설정된 제16 공간(R16)과 제17 공간(R17)에 물체가 존재할 때에, 조작자가 좌우의 주행레버(26D)를 서로 역방향으로 경도(傾倒)한 경우여도, 컨트롤러(30)는, 좌우의 주행용 유압모터(2M)가 서로 역방향으로 회전하여 크롤러(1C)에 의한 스핀턴이 실행되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

또, 도 5a에 있어서의 제1 공간(R1)~제8 공간(R8) 등의 검지공간은, 반드시, 상부선회체(3)의 전후축 또는 좌우축에 평행한 선을 따라 분할되도록 설정되어 있지는 않아도 된다. 검지공간은, 예를 들면 선회중심으로부터 방사상으로 뻗는 선을 따라 분할되도록 설정되어 있어도 된다. 또, 검지공간의 구획은, 선회반경의 변화에 따라 변화하도록 구성되어 있어도 된다.

또, 도 5c에 있어서의 제11 공간(R11)~제15 공간(R15)은, 굴삭어태치먼트의 자세에 따라 변화하도록 구성되어 있다. 단, 제11 공간(R11)~제15 공간(R15)은, 반드시, 상부선회체(3)의 선회축 또는 전후축에 평행한 선을 따라 분할되도록 설정되어 있지는 않아도 된다. 검지공간은, 예를 들면 붐(4) 및 암(5) 등의 피구동체의 각각의 회동반경에 근거하여 설정되어 있어도 된다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 굴삭어태치먼트 및 상부선회체(3)의 가동(可動)범위에 근거하여, 쇼벨(100)의 주위에 복수의 검지공간이 설정된다.

또한, 물체검지장치(70)로부터 입력된 화상데이터 등을 분석함으로써, 컨트롤러(30)는, 검지한 물체의 종류를 특정할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 어느 검지공간에서 물체를 검지했는지, 검지한 물체의 종류, 및 물체와 쇼벨(100)의 위치관계 등에 근거하여, 상부선회체(3) 및 굴삭어태치먼트 중 적어도 하나의 움직임을 결정해도 된다.

다음으로, 도 6을 참조하여, 참조테이블(50)의 구성예에 대하여 설명한다. 도 6은 참조테이블(50)의 구성예를 나타낸다.

컨트롤러(30)는, 동작제한처리 시에 참조테이블(50)을 참조하여, 제1 공간(R1)~제15 공간(R15) 중 하나 또는 복수의 공간에서 물체가 검지되고 있는 상태에서 피구동체를 움직이게 했을 때의 물체와 피구동체의 접근의 유무를 판정한다.

도 6의 "×"는, 물체와 피구동체가 접근함으로써 피구동체의 움직임이 제한되는 것을 나타내고 있다. 도 6의 "○"는, 물체와 피구동체가 접근하지 않음으로써 피구동체의 움직임이 제한되지 않는 것을 나타내고 있다. 도 6은, 예를 들면 도 5a의 제1 공간(R1)에서 물체를 검지하고 있는 상태에서 좌조작레버(26L)가 우방향으로 넘어뜨려져 우선회조작이 행해진 경우, 상부선회체(3)의 우선회가 컨트롤러(30)에 의하여 제한되는 것을 나타내고 있다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 도 3에 나타내는 제어밸브(60)에 차단지령을 출력하여 파일럿라인(CD1)을 차단상태로 전환하고, 좌조작레버(26L)를 무효상태로 함으로써, 상부선회체(3)의 우선회가 행해지지 않도록 한다.

혹은, 도 6은, 예를 들면 도 5b의 제9 공간(R9)에서 물체를 검지하고 있는 상태에서 주행레버(26D)가 전방(원방(遠方))으로 넘어뜨려져 전진조작이 행해진 경우, 크롤러(1C)의 전진이 컨트롤러(30)에 의하여 제한되는 것을 나타내고 있다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 도 3에 나타내는 제어밸브(60)에 차단지령을 출력하여 파일럿라인(CD1)을 차단상태로 전환하고 주행레버(26D)를 무효상태로 함으로써, 크롤러(1C)의 전진이 행해지지 않도록 한다.

혹은, 도 6은, 예를 들면 도 5c의 제12 공간(R12)에서 물체를 검지하고 있는 상태에서 우조작레버(26R)가 전방(원방)으로 넘어뜨려져 붐하강조작이 행해진 경우, 붐(4)의 하강이 컨트롤러(30)에 의하여 제한되는 것을 나타내고 있다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 도 3에 나타내는 제어밸브(60)에 차단지령을 출력하여 파일럿라인(CD1)을 차단상태로 전환하고 우조작레버(26R)를 무효상태로 함으로써, 붐(4)의 하강이 행해지지 않도록 한다.

여기에서, 동일 개소(동일 검지공간)에 있어서 물체가 검출된 경우여도, 검출시기가 상이하면, 컨트롤러(30)는, 액추에이터가 구동하는 방향에 따라 동작제한을 실행할지 여부를 결정하기 때문에, 동작제한을 실행하는 경우도 있는가 하면 실행하지 않는 경우도 있다. 다만, 액추에이터가 구동하는 방향은, 예를 들면 유압실린더의 신축방향, 또는 유압모터의 회전방향 등을 의미한다.

또, 컨트롤러(30)는, 상부선회체(3)에 관한 검지공간에서 물체를 검지하고 있는지 여부와, 하부주행체(1)에 관한 검지공간에서 물체를 검지하고 있는지 여부를 따로따로 판정한다. 그 때문에, 동일 개소(동일 검지공간)에 있어서 물체가 검출된 경우여도, 검출시기가 상이하면, 컨트롤러(30)는, 상부선회체(3)에 관한 액추에이터의 동작제한을 실행하는 경우도 있는가 하면 실행하지 않는 경우도 있고, 하부주행체(1)에 관한 액추에이터의 동작제한을 실행하는 경우도 있는가 하면 실행하지 않는 경우도 있다.

또한, 동일 개소(동일 검지공간)에 있어서 물체가 검출된 경우여도, 검출시기가 상이하면, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트의 회동방향에 따라 어태치먼트의 동작제한을 실행할지 여부를 결정하기 때문에, 동작제한을 실행하는 경우도 있는가 하면 실행하지 않는 경우도 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 복수의 검지공간의 각각에 관련하여 각 액추에이터의 동작제한이 실행되는 방향이 결정되어 있다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 참조테이블(50)에 근거하여 피구동체의 동작방향이 물체를 향하는 방향인지 여부를 판정하여, 피구동체의 동작방향이 물체를 향하는 방향이라고 판정한 경우(도 4의 스텝 ST3의 YES), 피구동체의 움직임을 제한할 수 있다(도 4의 스텝 ST4). 이때, 컨트롤러(30)는, 참조테이블(50)에 근거하여, 물체를 향한다고 판단된 피구동체를 구동하고 있는 액추에이터의 움직임을 제한함으로써, 그 피구동체의 움직임을 제한할 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 참조테이블(50)에 근거하여 피구동체의 동작방향이 물체를 향하는 방향인지 여부를 판정하여, 피구동체의 동작방향이 물체를 향하는 방향이 아니라고 판정한 경우(도 4의 스텝 ST3의 NO), 피구동체의 움직임을 제한하지 않고, 피구동체를 가동시킬 수 있다. 이때, 컨트롤러(30)는, 참조테이블(50)에 근거하여, 물체를 향하지 않는다고 판단된 피구동체를 구동하고 있는 액추에이터의 움직임을 허가함으로써, 피구동체를 가동시킬 수 있다. 이와 같이, 어느 검지공간에서 물체가 검지되었는지에 따라 액추에이터의 동작제한이 선택적으로 실행된다.

다음으로, 도 7을 참조하여, 동작제한처리를 실행 가능한 쇼벨(100)의 실제의 움직임에 대하여 설명한다. 도 7은, 작업현장에 있는 쇼벨(100)의 상면도이다.

도 7의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 조작압센서(29)의 출력에 근거하여 조작장치(26)가 조작되었다고 판정하면, 도 5에 나타내는 15개의 검지공간의 각각에서 물체를 검지하고 있는지 여부를 판정한다.

그리고, 15개의 검지공간 중 어느 하나에서 물체를 검지하고 있는 경우, 컨트롤러(30)는, 도 6에 나타내는 참조테이블(50)을 참조하여, 실제로 실행되려고 하고 있는 피구동체의 움직임이 허용할 수 있는 움직임인지 여부를 판정한다. 피구동체의 움직임은, 예를 들면 쇼벨(100)과 물체가 접촉할 우려가 없는 경우에 허용할 수 있는 움직임이라고 판정된다.

구체적으로는, 도 7에 나타내는 물체(PS1)를 검지하고 있는 경우, 컨트롤러(30)는, 도 5b에 나타내는 제10 공간(R10)에 물체가 존재하고 있다고 판정한다.

그 때문에, 컨트롤러(30)는, 주행레버(26D)를 이용한 후진조작에 의한 크롤러(1C)의 후진만을 허용할 수 없는 움직임이라고 판정한다. 도 7의 상태에서 크롤러(1C)를 후진시키면, 크롤러(1C)의 동작방향이, 물체(PS1)를 향하는 방향으로 되기 때문이다. 한편, 컨트롤러(30)는, 그 이외의 움직임을 허용할 수 있는 움직임이라고 판정한다. 즉, 우선회, 좌선회, 전진, 붐상승, 붐하강, 암펼침, 암접음, 버킷펼침, 및 버킷접음은 허용할 수 있는 움직임이라고 판정한다. 도 7의 상태에서 상부선회체(3)를 우선회시켰다고 해도, 상부선회체(3)의 동작방향이, 물체(PS1)를 향하는 방향으로는 되지 않기 때문이다. 다른 동작에 대해서도 동일하다.

도 7에 나타내는 물체(PS2)를 검지하고 있는 경우, 컨트롤러(30)는, 도 5a에 나타내는 제2 공간(R2), 및 도 5b에 나타내는 제9 공간(R9)의 각각에 물체가 존재하고 있다고 판정한다.

그 때문에, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)를 이용한 선회조작에 의한 상부선회체(3)의 선회와, 주행레버(26D)를 이용한 후진조작에 의한 크롤러(1C)의 전진을 허용할 수 없는 움직임이라고 판정한다. 도 7의 상태에서 상부선회체(3)를 우선회시키면, 상부선회체(3)의 동작방향이, 물체(PS2)를 향하는 방향으로 되기 때문이다. 또, 도 7의 상태에서 크롤러(1C)를 전진시키면, 크롤러(1C)의 동작방향이, 물체(PS2)를 향하는 방향으로 되기 때문이다. 한편, 컨트롤러(30)는, 그 이외의 움직임을 허용할 수 있는 움직임이라고 판정한다. 즉, 후진, 붐상승, 붐하강, 암펼침, 암접음, 버킷펼침, 및 버킷접음은 허용할 수 있는 움직임으로 한다. 도 7의 상태에서 붐(4)을 상승시켰다고 해도, 붐(4)의 동작방향이, 물체(PS2)를 향하는 방향으로는 되지 않기 때문이다. 다른 동작에 대해서도 동일하다.

도 7에 나타내는 물체(PS3)를 검지하고 있는 경우, 컨트롤러(30)는, 도 5c에 나타내는 제13 공간(R13)에 물체가 존재하고 있다고 판정한다.

그 때문에, 컨트롤러(30)는, 우조작레버(26R)를 이용한 암펼침조작에 의한 암(5)의 펼침을 허용할 수 없는 움직임이라고 판정한다. 도 7의 상태에서 암(5)을 펼치게 하면, 암(5)의 동작방향이, 물체(PS3)를 향하는 방향으로 되기 때문이다. 버킷펼침조작에 대해서도 동일하다. 한편, 컨트롤러(30)는, 그 이외의 움직임을 허용할 수 있는 움직임이라고 판정한다. 즉, 우선회, 좌선회, 전진, 후진, 붐상승, 붐하강, 암접음 및 버킷접음은 허용할 수 있는 움직임이라고 판정한다. 도 7의 상태에서 상부선회체(3)를 우선회시켰다고 해도, 상부선회체(3)의 동작방향이, 물체(PS3)를 향하는 방향으로는 되지 않기 때문이다. 다른 동작에 대해서도 동일하다.

도 7에 나타내는 물체(PS4)를 검지하고 있는 경우, 컨트롤러(30)는, 도 5a에 나타내는 제3 공간(R3)에 물체가 존재하고 있다고 판정한다.

그 때문에, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)를 이용한 선회조작에 의한 상부선회체(3)의 선회를 허용할 수 없는 움직임이라고 판정한다. 도 7의 상태에서 상부선회체(3)를 좌선회시키면, 상부선회체(3)의 동작방향이, 물체(PS4)를 향하는 방향으로 되기 때문이다. 또, 도 7의 상태에서 상부선회체(3)를 우선회시키면, 상부선회체(3)(카운터웨이트)의 동작방향이, 물체(PS4)를 향하는 방향으로 되기 때문이다. 한편, 컨트롤러(30)는, 그 이외의 움직임을 허용할 수 있는 움직임이라고 판정한다. 즉, 전진, 후진, 붐상승, 붐하강, 암펼침, 암접음, 버킷펼침, 및 버킷접음은 허용할 수 있는 움직임이라고 판정한다. 도 7의 상태에서 암(5)을 펼치게 했다고 해도, 암(5)의 동작방향이, 물체(PS4)를 향하는 방향으로는 되지 않기 때문이다. 다른 동작에 대해서도 동일하다.

상술과 같이, 컨트롤러(30)는, 15개의 검지공간 중 어느 하나에서 물체를 검지하고 있을 때에 조작장치(26)를 통한 조작이 행해진 경우, 그 조작에 따라 피구동체를 움직이게 해도 되는지 여부를 판정한다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 움직이게 해도 된다고 판정한 경우에 피구동체의 움직임을 허용한다. 한편, 컨트롤러(30)는, 움직이게 해도 된다고 판정할 수 없는 경우에는 피구동체의 움직임을 제한한다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 도 3에 나타내는 제어밸브(60)에 차단지령을 출력하여 파일럿라인(CD1)을 차단상태로 전환한다. 그 결과, 조작장치(26)를 통한 조작은 무효로 된다.

다음으로, 도 8을 참조하여, 동작제한처리에 의한 효과의 일례에 대하여 설명한다. 도 8은, 사면에서 작업하고 있는 쇼벨(100)의 측면도이다.

도 8의 예에서는, 쇼벨(100)은, 사면에 정차하고 있는 덤프트럭(DP)의 짐받이에 토사를 적재하는 작업을 행하기 때문에, 후진하면서 덤프트럭(DP)에 접근하고 있다. 컨트롤러(30)는, 후방센서(70B)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)(카운터웨이트)과 덤프트럭(DP)의 사이의 거리(DA)를 계속적으로 감시하고 있다. 쇼벨(100)의 조작자는, 거리(DA)가 원하는 거리가 되었을 때, 주행레버(26D)를 중립위치로 되돌려 쇼벨(100)의 후진을 정지시키고자 한다. 이때, 쇼벨(100)은, 주행레버(26D)가 중립위치로 되돌려졌음에도 불구하고, 관성에 의하여 계속 후진하는 경우가 있다.

컨트롤러(30)는, 거리(DA)가 소정 값 미만이 되면, 즉, 덤프트럭(DP)이 제10 공간(R10)(도 5b참조)에 들어가면, 제어밸브(60)에 차단지령을 출력하여 파일럿라인(CD1)을 차단상태로 전환한다. 주행레버(26D)를 무효상태로 하여 주행용 유압모터(2M)의 회전을 정지시키기 위함이다. 이와 같이, 컨트롤러(30)는, 주행레버(26D)가 중립위치로 되돌려져 있지 않은 경우여도, 쇼벨(100)의 후진을 정지시키고자 한다. 그러나, 컨트롤러(30)는, 관성으로 계속 후진하고자 하는 쇼벨(100)을 즉석에서 정지시킬 수 없는 경우가 있다.

이때, 쇼벨(100)의 조작자는, 예를 들면 주행레버(26D)를 전방(원방)으로 기울여 쇼벨(100)을 전진시킴으로써 관성에 의한 후진을 멈추고자 한다. 그러나, 쇼벨(100)의 주위에 물체가 존재하는 경우에 쇼벨의 움직임이 일률적으로 제한되어 버리는 구성에서는, 후진조작뿐만 아니라 전진조작까지도 무효로 되어 버린다. 그 때문에, 쇼벨(100)의 조작자는, 관성에 의한 후진을 멈추기 위하여 쇼벨(100)을 전진시키는 것이 유효하다고 알고 있어도, 쇼벨(100)을 전진시킬 수 없을 우려가 있다.

본 발명의 실시형태에 관한 구성에서는, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)를 통하여 행해진 조작마다 피구동체를 움직이게 해도 되는지 여부를 판정한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 도 8에 나타내는 바와 같은 상황에 있어서도, 조작자에 의한 전진조작에 따라 주행용 유압모터(2M)를 전진방향으로 회전시킬 수 있다. 쇼벨(100)을 전진시켰다고 해도 쇼벨(100)과 물체가 과도하게 접근할 우려는 없다고 판정할 수 있기 때문이다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 관성에 의한 후진을 신속하게 정지시킬 수 있어, 쇼벨(100)과 덤프트럭(DP)이 과도하게 접근해 버리는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 도 9를 참조하여, 동작제한처리에 의한 효과의 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 9는, 크레인작업을 행하고 있는 쇼벨(100)의 사시도이다.

도 9의 예에서는, 쇼벨(100)은, 도로에 형성된 굴삭홈(EX)에 하수관(BP)을 매설하기 위하여, 하수관(BP)을 들어 올리고 있다. 쇼벨(100)의 조작자는, 쇼벨(100)의 좌전방에 있는 짐걸기작업자(FS)의 지시에 따라 우선회조작을 행하고자 하고 있다. 컨트롤러(30)는, 전방센서(70F)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)(버킷(6)) 또는 하수관(BP)과 짐걸기작업자(FS)의 사이의 거리(DB)를 계속적으로 감시하고 있다. 쇼벨(100)의 조작자는, 좌조작레버(26L)를 이용하여 상부선회체(3)를 우선회시켜 하수관(BP)을 굴삭홈(EX)에 가까워지게 하고자 하고 있다. 이때, 짐걸기작업자(FS)는, 예를 들면 하수관(BP)의 자세조정 등 때문에, 쇼벨(100)(버킷(6)) 또는 하수관(BP)에 과도하게 접근해 버리는 경우가 있다.

컨트롤러(30)는, 거리(DB)가 소정 값 미만이 되어 있는 상태, 즉, 짐걸기작업자(FS)가 제4 공간(R4)(도 5a참조)에 들어가 있는 상태에서는, 좌선회조작이 행해지면, 제어밸브(60)에 차단지령을 출력하여 파일럿라인(CD1)을 차단상태로 전환한다. 좌조작레버(26L)를 무효상태로 하여 선회용 유압모터(2A)의 회전을 정지시키기 위함이다.

그러나, 쇼벨(100)의 주위에 물체가 존재하는 경우에 쇼벨의 움직임이 일률적으로 제한되어 버리는 구성에서는, 좌선회조작뿐만 아니라 우선회조작까지도 무효로 되어 버린다.

본 발명의 실시형태에 관한 구성에서는, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)를 통하여 행해진 조작마다 피구동체를 움직이게 해도 되는지 여부를 판정한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 도 9에 나타내는 바와 같은 상황에 있어서, 조작자에 의한 좌선회조작에 따른 선회용 유압모터(2A)의 회전을 금지하면서도, 조작자에 의한 우선회조작에 따른 선회용 유압모터(2A)의 회전을 허용할 수 있다. 쇼벨(100)을 우선회시켰다고 해도 쇼벨(100)과 물체가 과도하게 접근할 우려는 없다고 판정할 수 있기 때문이다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)(버킷(6)) 또는 하수관(BP)과 짐걸기작업자(FS)가 과도하게 접근해 버리는 것을 방지하면서, 하수관(BP)을 신속하게 굴삭홈(EX)에 가까워지게 할 수 있다.

다음으로, 도 10을 참조하여, 쇼벨(100)에 탑재되는 유압시스템의 다른 구성예에 대하여 설명한다. 도 10은, 쇼벨(100)에 탑재되는 유압시스템의 다른 구성예를 나타내는 개략도이다. 도 10의 유압시스템은, 복수의 조작장치(26)의 각각의 유효상태와 무효상태를 따로따로 전환할 수 있는 점에서, 도 3의 유압시스템과 상이하지만, 그 외의 점에서 공통된다. 그 때문에, 공통부분의 설명을 생략하고, 상위(相違)부분을 상세하게 설명한다.

도 10의 유압시스템은, 제어밸브(60A~60F)를 포함한다. 제어밸브(60A)는, 좌조작레버(26L)에 있어서의 암조작에 관한 부분의 유효상태와 무효상태를 전환하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 제어밸브(60A)는, 파일럿펌프(15)와 좌조작레버(26L)에 있어서의 암조작에 관한 부분을 연결하는 파일럿라인(CD11)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60A)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD11)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60B)는, 파일럿펌프(15)와 좌조작레버(26L)에 있어서의 선회조작에 관한 부분을 연결하는 파일럿라인(CD12)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60B)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD12)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60C)는, 파일럿펌프(15)와 좌주행레버(26DL)를 연결하는 파일럿라인(CD13)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60C)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD13)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60D)는, 파일럿펌프(15)와 우조작레버(26R)에 있어서의 붐조작에 관한 부분을 연결하는 파일럿라인(CD14)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60D)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD14)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60E)는, 파일럿펌프(15)와 우조작레버(26R)에 있어서의 버킷조작에 관한 부분을 연결하는 파일럿라인(CD15)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60E)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD15)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60F)는, 파일럿펌프(15)와 우주행레버(26DR)를 연결하는 파일럿라인(CD16)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60F)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD16)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60A~60F)는, 게이트록레버에 연동하도록 구성되어 있어도 된다. 구체적으로는, 제어밸브(60A)는, 게이트록레버가 눌려 내려졌을 때에 파일럿라인(CD11)을 차단상태로 하고, 게이트록레버가 당겨 올려졌을 때에 파일럿라인(CD11)을 연통상태로 하도록 구성되어 있어도 된다. 제어밸브(60B~60F)에 대해서도 동일하다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)에 있어서의 암조작에 관한 부분 및 선회조작에 관한 부분, 우조작레버(26R)에 있어서의 붐조작에 관한 부분 및 버킷조작에 관한 부분, 좌주행레버(26DL), 및 우주행레버(26DR)의 각각의 유효상태와 무효상태를 따로따로 전환할 수 있다.

그 때문에, 컨트롤러(30)는, 복합조작이 행해진 경우여도, 쇼벨(100)을 적절히 동작시킬 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 복합조작 중 하나의 조작에 따른 하나의 피구동체의 움직임을 허용하면서, 복합조작 중 다른 하나의 조작에 따른 다른 하나의 피구동체의 움직임을 금지해도 된다. 혹은, 컨트롤러(30)는, 복합조작 중 하나의 조작에 따른 하나의 피구동체의 움직임을 금지한 경우에는, 참조테이블(50)의 설정과는 관계없이, 복합조작 중 다른 조작에 따른 다른 피구동체의 움직임도 금지하도록 구성되어 있어도 된다. 다음으로, 도 11을 참조하여, 쇼벨(100)에 탑재되는 유압시스템의 또 다른 구성예에 대하여 설명한다. 도 11은, 쇼벨(100)에 탑재되는 유압시스템의 또 다른 구성예를 나타내는 개략도이다. 도 11의 유압시스템은, 조작장치(26)와 제어밸브(171~176)의 각각의 파일럿포트와의 사이의 파일럿라인의 연통상태와 차단상태를 제어밸브(60)로 전환할 수 있도록 구성되어 있는 점에서, 도 3 및 도 10의 각각에 있어서의 유압시스템과 상이하지만, 그 외의 점에서 공통된다. 그 때문에, 공통부분의 설명을 생략하고, 상위부분을 상세하게 설명한다. 다만, 도 11에서는, 명료화를 위하여, 파일럿펌프(15), 조작장치(26), 제어밸브(60), 및 제어밸브(171~176) 이외의 구성요소의 도시가 생략되어 있지만, 도 11의 유압시스템은, 도 3의 유압시스템과 동일한 구성을 갖는다.

도 11의 유압시스템은, 제어밸브(60)로서의 제어밸브(60a~60h 및 60p~60s)를 포함한다. 제어밸브(60a)는, 좌조작레버(26L)에 있어서의 암펼침조작에 관한 부분의 유효상태와 무효상태를 전환하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 제어밸브(60a)는, 좌조작레버(26L)에 있어서의 암펼침조작에 관한 부분과 제어밸브(176L)의 좌파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우파일럿포트를 연결하는 파일럿라인(CD21)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60a)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD21)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60b)는, 좌조작레버(26L)에 있어서의 암접음조작에 관한 부분과 제어밸브(176L)의 우파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌파일럿포트를 연결하는 파일럿라인(CD22)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60b)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD22)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60c)는, 좌조작레버(26L)에 있어서의 우선회조작에 관한 부분과 제어밸브(173)의 우파일럿포트를 연결하는 파일럿라인(CD23)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60c)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD23)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60d)는, 좌조작레버(26L)에 있어서의 좌선회조작에 관한 부분과 제어밸브(173)의 좌파일럿포트를 연결하는 파일럿라인(CD24)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60d)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD24)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60e)는, 우조작레버(26R)에 있어서의 붐하강조작에 관한 부분과 제어밸브(175R)의 우파일럿포트를 연결하는 파일럿라인(CD25)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60e)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD25)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60f)는, 우조작레버(26R)에 있어서의 붐상승조작에 관한 부분과 제어밸브(175L)의 우파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌파일럿포트를 연결하는 파일럿라인(CD26)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60f)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD26)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60g)는, 우조작레버(26R)에 있어서의 버킷접음조작에 관한 부분과 제어밸브(174)의 우파일럿포트를 연결하는 파일럿라인(CD27)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60g)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD27)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60h)는, 우조작레버(26R)에 있어서의 버킷펼침조작에 관한 부분과 제어밸브(174)의 좌파일럿포트를 연결하는 파일럿라인(CD28)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60h)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD28)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60p)는, 좌주행레버(26DL)에 있어서의 전진조작에 관한 부분과 제어밸브(171)의 좌파일럿포트를 연결하는 파일럿라인(CD31)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60p)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD31)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60q)는, 좌주행레버(26DL)에 있어서의 후진조작에 관한 부분과 제어밸브(171)의 우파일럿포트를 연결하는 파일럿라인(CD32)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60q)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD32)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60r)는, 우주행레버(26DR)에 있어서의 전진조작에 관한 부분과 제어밸브(172)의 우파일럿포트를 연결하는 파일럿라인(CD33)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60r)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD33)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

제어밸브(60s)는, 우주행레버(26DR)에 있어서의 후진조작에 관한 부분과 제어밸브(172)의 좌파일럿포트를 연결하는 파일럿라인(CD34)의 연통상태와 차단상태를 전환 가능한 전자밸브이다. 구체적으로는, 제어밸브(60s)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인(CD34)의 연통상태와 차단상태를 전환하도록 구성되어 있다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)에 있어서의, 붐상승조작에 관한 부분, 붐하강조작에 관한 부분, 암접음조작에 관한 부분, 암펼침조작에 관한 부분, 버킷접음조작에 관한 부분, 버킷펼침조작에 관한 부분, 좌선회조작에 관한 부분, 우선회조작에 관한 부분, 전진조작에 관한 부분, 및 후진조작에 관한 부분의 각각의 유효상태와 무효상태를 따로따로 전환할 수 있다.

다만, 상술한 실시형태의 각각에 있어서의 유압시스템에서는, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)가 조작되었다고 판정한 후에, 검지공간에 있어서의 물체의 존재여부에 근거하여, 피구동체의 움직임을 제한할지 여부를 결정하고 있다. 단, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)가 조작되기 전에, 검지공간에 있어서의 물체의 존재여부에 근거하여, 피구동체의 움직임을 제한할지 여부를 결정해도 된다.

도 12는, 조작장치(26)가 조작되기 전에, 컨트롤러(30)가 피구동체의 움직임을 제한하는 처리인, 동작제한처리의 다른 일례의 플로차트이다. 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 가동 중, 소정의 제어주기로 반복하여 이 동작제한처리를 실행한다.

먼저, 컨트롤러(30)는, 물체를 검지하고 있는지 여부를 판정한다(스텝 ST11). 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 물체검지장치(70)의 출력에 근거하여, 소정의 검지공간에서 물체를 검지하고 있는지 여부를 판정한다.

물체를 검지하고 있지 않다고 판정한 경우(스텝 ST11의 NO), 컨트롤러(30)는, 이번 동작제한처리를 종료시킨다.

물체를 검지하고 있다고 판정한 경우(스텝 ST11의 YES), 컨트롤러(30)는, 소정 조건을 충족시키는 피구동체의 움직임을 제한한다(스텝 ST12).

소정 조건을 충족시키는 피구동체의 움직임은, 예를 들면 피구동체의 동작방향이, 물체를 향하는 방향으로 되는 피구동체의 움직임이다. 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, ROM에 기억되어 있는 참조테이블(50)을 참조하여, 만일 피구동체를 움직이게 한 경우에는 피구동체가 물체에 가까워진다고 하는 조건을 충족시키는 피구동체의 움직임을 도출한다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 만일 암(5)을 펼친 경우에는 암(5)이 물체에 가까워진다고 판정할 수 있는 경우, 암(5)을 펼치는 움직임을, 소정 조건을 충족시키는 피구동체(암(5))의 움직임으로서 도출한다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 도출한 피구동체의 움직임의 전부를 제한한다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 예를 들면 암(5)을 펼치는 움직임을, 소정 조건을 충족시키는 피구동체의 움직임으로서 도출한 경우, 암펼침조작이 행해지기 전에, 제어밸브(60a)(도 11 참조)에 차단지령을 출력하여 파일럿라인(CD21)을 차단상태로 전환할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 암펼침조작이 행해지기 전에, 좌조작레버(26L)에 있어서의 암펼침조작에 관한 부분을 무효상태로 하고, 그 후에 암펼침조작이 행해진 경우여도, 암(5)을 펼치는 움직임이 실행되지 않도록 할 수 있다. 또, 이 구성에서는, 컨트롤러(30)는, 암펼침조작이 행해지기 전에 파일럿라인(CD21)을 차단상태로 전환할 수 있기 때문에, 암펼침조작이 행해진 후에 파일럿라인(CD21)을 차단상태로 전환하는 구성에 비하여, 암(5)의 움직임을 급정지시켰던 것에서 기인하는 기체(機體)의 진동 등의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.

또, 상술한 실시형태의 각각에 있어서의 컨트롤러(30)는, 기본적으로 유효상태에 있는 조작장치(26)를 예외적으로 무효상태로 하도록 구성되어 있지만, 기본적으로 무효상태에 있는 조작장치(26)를 예외적으로 유효상태로 하도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 피구동체의 동작방향이 물체를 향하는 방향이라고 판정한 경우에 그 피구동체의 움직임을 제한하는 것이 아니라, 피구동체의 동작방향이 물체를 향하는 방향이 아니라고 판정한 경우, 그 피구동체의 움직임에 관한 제한을 해제하도록 구성되어 있어도 된다.

다음으로, 도 13a 및 도 13b를 참조하여, 쇼벨(100)의 다른 구성예에 대하여 설명한다. 도 13a 및 도 13b는, 쇼벨(100)의 다른 구성예를 나타내는 도이며, 도 13a가 측면도를 나타내고, 도 13b가 상면도를 나타낸다.

도 13a 및 도 13b의 쇼벨은, 촬상장치(80)를 탑재하고 있는 점에서, 도 1 및 도 2에 나타내는 쇼벨(100)과 상이하지만, 그 외의 점에서 공통된다. 그 때문에, 공통부분의 설명을 생략하고, 상위부분을 상세하게 설명한다.

촬상장치(80)는, 쇼벨(100)의 주위를 촬상한다. 도 13a 및 도 13b의 예에서는, 촬상장치(80)는, 상부선회체(3)의 상면후단에 장착된 후방카메라(80B), 상부선회체(3)의 상면좌단에 장착된 좌방카메라(80L), 및 상부선회체(3)의 상면우단에 장착된 우방카메라(80R)를 포함한다. 촬상장치(80)는, 전방카메라를 포함하고 있어도 된다.

후방카메라(80B)는 후방센서(70B)에 인접하여 배치되고, 좌방카메라(80L)는 좌방센서(70L)에 인접하여 배치되며, 또한 우방카메라(80R)는 우방센서(70R)에 인접하여 배치되어 있다. 전방카메라가 포함되는 경우, 전방카메라는, 전방센서(70F)에 인접하여 배치되어 있어도 된다.

촬상장치(80)가 촬상한 화상은, 캐빈(10) 내에 설치되어 있는 표시장치(DS)에 표시된다. 촬상장치(80)는, 부감화상 등의 시점변환화상을 표시장치(DS)에 표시할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 부감화상은, 예를 들면 후방카메라(80B), 좌방카메라(80L), 및 우방카메라(80R)의 각각이 출력하는 화상을 합성하여 생성된다.

이 구성에 의하여, 도 13a 및 도 13b의 쇼벨(100)은, 물체검지장치(70)가 검지한 물체의 화상을 표시장치(DS)에 표시할 수 있다. 그 때문에, 쇼벨(100)의 조작자는, 피구동체의 동작이 제한 혹은 금지된 경우, 표시장치(DS)에 표시되어 있는 화상을 봄으로써, 그 원인으로 된 물체가 무엇인지를 곧바로 확인할 수 있다.

상술과 같이, 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 하부주행체(1)와, 하부주행체(1)에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체(3)와, 상부선회체(3)에 마련되는 물체검지장치(70)와, 상부선회체(3)에 마련되는 제어장치로서의 컨트롤러(30)와, 붐(4) 등의 피구동체를 움직이게 하는 붐실린더(7) 등의 액추에이터를 구비하고 있다. 물체검지장치(70)는, 쇼벨(100)의 주위에 설정된 검지공간 내에서 물체를 검지하도록 구성되어 있다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 검지된 물체를 향하는 방향 이외의 방향으로의 피구동체의 움직임을 허용하도록 구성되어 있다. 이 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 주위에 물체가 존재하는 경우에 그 움직임이 일률적으로 제한되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

컨트롤러(30)는, 바람직하게는, 조작장치(26)에 근거하는 피구동체의 동작방향이, 검지된 물체를 향하는 방향인 경우, 피구동체의 제동을 개시하거나, 혹은 피구동체의 움직임을 금지하도록 구성되어 있다.

또, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)에 근거하는 피구동체의 동작방향이, 검지된 물체를 향하는 방향이 아닌 경우, 피구동체의 움직임을 허용하도록 구성되어 있다.

검지공간은, 예를 들면 도 5a에 나타내는 바와 같은 상부선회체(3)에 관한 검지공간인 제1 공간(R1)~제8 공간(R8), 및 예를 들면 도 5b에 나타내는 바와 같은 하부주행체(1)에 관한 검지공간인 제9 공간(R9) 및 제10 공간(R10)을 포함하고 있어도 된다. 이와 같이, 상부선회체(3)에 관한 검지공간과 하부주행체(1)에 관한 검지공간은 따로따로 설정되어 있어도 된다.

검지공간은, 도 5a~도 5c에 나타내는 바와 같은 제1 공간(R1)~제15 공간(R15)과 같이, 복수의 검지공간을 포함하고 있어도 된다. 또, 피구동체는, 하부주행체(1), 선회기구(2), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등, 복수의 피구동체를 포함하고 있어도 된다. 그리고, 도 6의 참조테이블(50)에 나타내는 바와 같이, 각 검지공간에 관하여, 각 피구동체를 움직이게 해도 되는지 여부가 미리 설정되어 있어도 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명했다. 그러나, 본 발명은, 상술한 실시형태에 제한되는 것은 아니다. 상술한 실시형태는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 다양한 변형 또는 치환 등이 적용될 수 있다. 또, 따로따로 설명된 특징은, 기술적인 모순이 발생하지 않는 한, 조합이 가능하다.

예를 들면, 상술한 실시형태에서는, 유압식 파일럿회로를 구비한 유압식 조작레버가 개시되어 있다. 예를 들면, 좌조작레버(26L)에 관한 유압식 파일럿회로에서는, 파일럿펌프(15)로부터 좌조작레버(26L)로 공급되는 작동유가, 좌조작레버(26L)의 암펼침방향으로의 경도(傾倒)에 의하여 개폐되는 리모콘밸브의 개도(開度)에 따른 유량으로, 제어밸브(176)의 파일럿포트로 전달된다. 혹은, 우조작레버(26R)에 관한 유압식 파일럿회로에서는, 파일럿펌프(15)로부터 우조작레버(26)로 공급되는 작동유가, 우조작레버(26R)의 붐상승방향으로의 경도에 의하여 개폐되는 리모콘밸브의 개도에 따른 유량으로, 제어밸브(175)의 파일럿포트로 전달된다.

단, 이와 같은 유압식 파일럿회로를 구비한 유압식 조작레버가 아니라, 전기식 조작레버를 구비한 전기식 조작시스템이 채용되어도 된다. 이 경우, 전기식 조작레버의 레버조작량은, 예를 들면 전기신호로서 컨트롤러(30)에 입력된다. 또, 파일럿펌프(15)와 각 제어밸브의 파일럿포트와의 사이에는 전자밸브가 배치된다. 전자밸브는, 컨트롤러(30)로부터의 전기신호에 따라 동작하도록 구성된다. 이 구성에 의하여, 전기식 조작레버를 이용한 수동조작이 행해지면, 컨트롤러(30)는, 레버조작량에 대응하는 전기신호에 의하여 전자밸브를 제어하여 파일럿압을 증감시킴으로써 각 제어밸브(각 스풀밸브)를 원하는 위치에 이동시킬 수 있다.

전기식 조작레버를 구비한 전기식 조작시스템이 채용된 경우, 컨트롤러(30)는, 수동제어모드와 자동제어모드를 용이하게 전환할 수 있다. 수동제어모드는, 조작자에 의한 조작장치(26)에 대한 수동조작에 따라 액추에이터를 동작시키는 모드이며, 자동제어모드는, 수동조작과는 관계없이 액추에이터를 동작시키는 모드이다. 그리고, 컨트롤러(30)가 수동제어모드를 자동제어모드로 전환한 경우, 복수의 제어밸브(스풀밸브)는, 하나의 전기식 조작레버의 레버조작량에 대응하는 전기신호에 따라 따로따로 제어되어도 된다.

도 14는, 전기식 조작시스템의 구성예를 나타낸다. 구체적으로는, 도 14의 전기식 조작시스템은, 붐조작시스템의 일례이며, 주로, 파일럿압작동형의 컨트롤밸브(17)와, 전기식 조작레버로서의 붐조작레버(26B)와, 컨트롤러(30)와, 붐상승조작용의 전자밸브(61)와, 붐하강조작용의 전자밸브(62)로 구성되어 있다. 도 14의 전기식 조작시스템은, 암조작시스템, 버킷조작시스템, 선회조작시스템, 및 주행조작시스템 등에도 동일하게 적용될 수 있다.

파일럿압작동형의 컨트롤밸브(17)는, 붐실린더(7)에 관한 제어밸브(175)(도 3 참조), 암실린더(8)에 관한 제어밸브(176)(도 3 참조), 및 버킷실린더(9)에 관한 제어밸브(174)(도 3 참조) 등을 포함한다. 전자밸브(61)는, 예를 들면 파일럿펌프(15)와 제어밸브(175L)의 우파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌파일럿포트를 연결하는 관로의 유로면적을 조절할 수 있도록 구성되어 있다. 전자밸브(62)는, 예를 들면 파일럿펌프(15)와 제어밸브(175R)의 우파일럿포트를 연결하는 관로의 유로면적을 조절할 수 있도록 구성되어 있다.

수동조작이 행해지는 경우, 컨트롤러(30)는, 붐조작레버(26B)의 조작신호생성부가 출력하는 조작신호(전기신호)에 따라 붐상승조작신호(전기신호) 또는 붐하강조작신호(전기신호)를 생성한다. 붐조작레버(26B)의 조작신호생성부가 출력하는 조작신호는, 붐조작레버(26B)의 조작량 및 조작방향에 따라 변화하는 전기신호이다.

구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 붐조작레버(26B)가 붐상승방향으로 조작된 경우, 레버조작량에 따른 붐상승조작신호(전기신호)를 전자밸브(61)에 대하여 출력한다. 전자밸브(61)는, 붐상승조작신호(전기신호)에 따라 유로면적을 조절하여, 제어밸브(175L)의 우파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌파일럿포트에 작용하는 붐상승조작신호(압력신호)로서의 파일럿압을 제어한다. 동일하게, 컨트롤러(30)는, 붐조작레버(26B)가 붐하강방향으로 조작된 경우, 레버조작량에 따른 붐하강조작신호(전기신호)를 전자밸브(62)에 대하여 출력한다. 전자밸브(62)는, 붐하강조작신호(전기신호)에 따라 유로면적을 조절하여, 제어밸브(175R)의 우파일럿포트에 작용하는 붐하강조작신호(압력신호)로서의 파일럿압을 제어한다.

자동제어를 실행하는 경우, 컨트롤러(30)는, 예를 들면 붐조작레버(26B)의 조작신호생성부가 출력하는 조작신호 대신에, 보정조작신호(전기신호)에 따라 붐상승조작신호(전기신호) 또는 붐하강조작신호(전기신호)를 생성한다. 보정조작신호는, 컨트롤러(30)가 생성하는 전기신호여도 되고, 컨트롤러(30) 이외의 외부의 제어장치 등이 생성하는 전기신호여도 된다.

또, 쇼벨(100)이 취득하는 정보는, 도 15에 나타내는 바와 같은 쇼벨의 관리시스템(SYS)을 통하여, 관리자 및 다른 쇼벨의 조작자 등과 공유되어도 된다. 도 15는, 쇼벨의 관리시스템(SYS)의 구성예를 나타내는 개략도이다. 관리시스템(SYS)은, 1대 또는 복수 대의 쇼벨(100)을 관리하는 시스템이다. 본 실시형태에서는, 관리시스템(SYS)은, 주로, 쇼벨(100), 지원장치(200), 및 관리장치(300)로 구성되어 있다. 관리시스템(SYS)을 구성하는 쇼벨(100), 지원장치(200), 및 관리장치(300)의 각각은, 1대여도 되고, 복수 대여도 된다. 도 15의 예에서는, 관리시스템(SYS)은, 1대의 쇼벨(100)과, 1대의 지원장치(200)와, 1대의 관리장치(300)를 포함한다.

지원장치(200)는, 전형적으로는 휴대단말장치이며, 예를 들면 시공현장에 있는 작업자 등이 휴대하는 노트 PC, 태블릿 PC, 또는 스마트폰 등이다. 지원장치(200)는, 쇼벨(100)의 조작자가 휴대하는 컴퓨터여도 된다. 지원장치(200)는, 고정단말장치여도 된다.

관리장치(300)는, 전형적으로는 고정단말장치이며, 예를 들면 시공현장 외의 관리센터 등에 설치되는 서버컴퓨터이다. 관리장치(300)는, 가반성(可搬性)의 컴퓨터(예를 들면, 노트 PC, 태블릿 PC, 또는 스마트폰 등의 휴대단말장치)여도 된다.

지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방은, 모니터와 원격조작용의 조작장치를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 조작자는, 원격조작용의 조작장치를 이용하면서, 쇼벨(100)을 조작해도 된다. 원격조작용의 조작장치는, 예를 들면 무선통신네트워크 등의 통신네트워크를 통하여, 컨트롤러(30)에 접속된다. 이하에서는, 쇼벨(100)과 관리장치(300)의 사이에서의 정보의 주고받음에 대하여 설명하지만, 이하의 설명은, 쇼벨(100)과 지원장치(200)의 사이에서의 정보의 주고받음에 대해서도 동일하게 적용된다.

상술과 같은 쇼벨의 관리시스템(SYS)에서는, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)는, 어느 검지공간 내에서 물체를 검지했는지에 관한 정보와, 물체를 검지하고 있을 때의 작업내용, 피구동체의 동작방향, 파일럿압, 및 실린더압 등 중 적어도 하나에 관한 정보를, 물체를 검지하고 있을 때의 물체관련정보로서 관리장치(300)에 송신해도 된다. 물체관련정보는, 쇼벨(100)에 탑재되어 있는 마이크로폰이 취득한 소리에 관한 데이터, 지면(地面)의 경사에 관한 데이터, 쇼벨(100)의 자세에 관한 데이터, 및 굴삭어태치먼트의 자세에 관한 데이터 등 중 적어도 하나를 포함하고 있어도 된다. 지면의 경사에 관한 데이터는, 예를 들면 기체경사센서(S4)의 검출값이어도 되고, 그 검출값으로부터 도출되는 정보여도 된다. 또, 물체관련정보는, 물체검지장치(70)의 출력값, 및 촬상장치(80)가 촬상한 화상 등 중 적어도 하나를 포함하고 있어도 된다. 물체관련정보는, 물체를 검지하기 전의 소정 기간, 물체를 검지한 시점, 및 물체를 검지한 후의 소정 기간을 포함하는 소정의 감시기간에 걸쳐서 계속적으로 혹은 단속적으로 취득되어도 된다.

물체관련정보는, 전형적으로는, 컨트롤러(30)에 있어서의 휘발성 기억장치 또는 불휘발성 기억장치에 일차적으로 기억되고, 임의의 타이밍에 관리장치(300)에 송신된다.

관리장치(300)는, 관리장치(300)의 이용자가 작업현장의 모습을 파악할 수 있도록, 수신한 물체관련정보를 이용자에게 제시하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 관리장치(300)는, 검지공간 내에서 물체가 검지되고 있을 때의 작업현장의 모습을 시각적으로 재현할 수 있도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 관리장치(300)는, 수신한 물체관련정보를 이용하여 컴퓨터그래픽스애니메이션을 생성한다. 이하에서는, 컴퓨터그래픽스를 "CG"라고 한다.

도 16은, 관리장치(300)가 생성한 CG애니메이션(CX)의 표시예를 나타낸다. CG애니메이션(CX)은, 작업현장의 재생화상의 일례이며, 관리장치(300)에 접속된 표시장치(DS)에 표시되어 있다. 표시장치(DS)는, 예를 들면 터치패널모니터이다.

도 16의 예에서는, CG애니메이션(CX)은, 도 9에 나타내는 크레인작업의 모습을 바로 위로부터의 시점으로 재현하는 CG애니메이션이며, 화상(G1~G12)을 포함한다. 도 9에 나타내는 쇼벨(100)에는, 쇼벨(100)의 주위를 감시할 수 있도록 복수 대의 물체검지장치(70)가 탑재되어 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30), 및 컨트롤러(30)로부터의 정보를 수신하는 관리장치(300)는, 쇼벨(100)의 주위에 존재하는 물체와 쇼벨(100)의 위치관계에 관한 정보를 정확하게 취득할 수 있다.

화상(G1)은, 쇼벨(100)을 나타내는 CG이다. 화상(G2)은, 검지공간에서 검지된 물체를 나타내는 CG이다. 도 16의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 검지공간 내에서 사람을 검지하고 있다. 화상(G3)은, 화상(G2)을 둘러싸는 프레임화상이다. 화상(G3)은, 물체의 위치를 강조하기 위하여 표시된다. 화상(G4)은, 로드콘을 나타내는 CG이다. 화상(G5)은, 쇼벨(100)이 매달아 올리고 있는 하수관(BP)의 CG이다. 화상(G6)은, 도로에 형성된 굴삭홈(EX)의 CG이다. 화상(G7)은, 전주(電柱)의 CG이다. 화상(G8)은, 굴삭홈(EX)을 형성할 때에 굴삭된 토사의 CG이다. 화상(G9)은, 도로를 따라 뻗는 가드레일의 CG이다. 화상(G10)은, CG애니메이션(CX)의 재생 개소를 표시하는 시크바이다. 화상(G11)은, CG애니메이션(CX)의 현재의 재생위치를 가리키는 슬라이더이다. 화상(G12)은, 각종 정보를 표시하는 텍스트화상이다. 다만, 화상(G2) 및 화상(G4~G9)은, 촬상장치(80)가 촬상한 화상에 시점변환 처리를 실시하여 생성되는 화상이어도 된다. 즉, 관리장치(300)는, CG애니메이션이 아니라, 촬상장치(80)가 촬상한 동영상을 작업현장의 재생화상의 다른 일례로서 표시장치(DS)로 재생시켜도 된다. 도 16의 예에서는, 화상(G12)은, 작업이 행해진 연월일을 나타내는 텍스트화상 "2016년 10월 26일", 작업이 행해진 장소를 나타내는 텍스트화상 "동경** 북위**", 작업내용을 나타내는 텍스트화상 "크레인매달기작업", 및 물체가 검지되었을 때의 쇼벨(100)의 동작인 검지 시 동작을 나타내는 텍스트화상 "매달기선회"를 포함한다.

화상(G1)은, 물체관련정보에 포함되어 있는 쇼벨(100)의 자세에 관한 데이터, 및 굴삭어태치먼트의 자세에 관한 데이터 등에 근거하여 움직이도록 표시된다. 쇼벨(100)의 자세에 관한 데이터는, 예를 들면 상부선회체(3)의 피치각, 롤각, 및 요각(선회각도) 등을 포함한다. 굴삭어태치먼트의 자세에 관한 데이터는, 붐각도, 암각도, 및 버킷각도 등을 포함한다.

관리장치(300)의 이용자는, 예를 들면 화상(G10)(시크바) 상의 원하는 위치를 터치조작함으로써, CG애니메이션(CX)의 재생위치를 원하는 위치(시점)로 변경할 수 있다. 도 16은, 슬라이더가 가리키는 오전 10시 8분에 있어서의 작업현장의 모습이 CG애니메이션(CX)으로 재생되고 있는 것을 나타내고 있다.

이와 같은 CG애니메이션(CX)에 의하여, 관리장치(300)의 이용자인 관리자는, 예를 들면 물체가 검지되었을 때의 작업현장의 모습을 용이하게 파악할 수 있다. 즉, 관리시스템(SYS)은, 쇼벨(100)의 움직임이 제한된 원인 등을 관리자가 분석할 수 있도록 하고, 나아가서는 그와 같은 분석결과에 근거하여 관리자가 쇼벨(100)의 작업환경을 개선할 수 있도록 한다.

또, CG애니메이션 또는 동영상과 같은 작업현장의 재생화상은, 관리장치(300)에 접속된 표시장치(DS)뿐만 아니라, 지원장치(200)에 탑재된 표시장치, 또는 쇼벨(100)의 캐빈(10) 내에 마련된 표시장치(DS)로 표시되어도 된다.

본원은, 2018년 2월 28일에 출원된 일본 특허출원 2018-034299호에 근거하는 우선권을 주장하는 것이며, 이 일본 특허출원의 전체 내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.

1…하부주행체
1C…크롤러
1CL…좌크롤러
1CR…우크롤러
2…선회기구
2A…선회용 유압모터
2M…주행용 유압모터
2ML…좌주행용 유압모터
2MR…우주행용 유압모터
3…상부선회체
4…붐
5…암
6…버킷
7…붐실린더
8…암실린더
9…버킷실린더
10…캐빈
11…엔진
13…레귤레이터
14…메인펌프
15…파일럿펌프
17…컨트롤밸브
18…스로틀
19…제어압센서
26…조작장치
26B…붐조작레버
26D…주행레버
26DL…좌주행레버
26DR…우주행레버
26L…좌조작레버
26R…우조작레버
28…토출압센서
29, 29DL, 29DR, 29LA, 29LB, 29RA, 29RB…조작압센서
30…컨트롤러
40…센터바이패스관로
42…패럴렐관로
60, 60A~60F, 60a~60h, 60p~60s…제어밸브
61, 62…전자밸브
70…물체검지장치
70F…전방센서
70B…후방센서
70L…좌방센서
70R…우방센서
80…촬상장치
80B…후방카메라
80L…좌방카메라
80R…우방카메라
85…방향검출장치
100…쇼벨
171~176…제어밸브
200…지원장치
300…관리장치
CD1, CD11~CD16…파일럿라인
DS…표시장치
S1…붐각도센서
S2…암각도센서
S3…버킷각도센서
S4…기체경사센서
S5…선회각속도센서

Claims (17)

1. 하부주행체와,
   상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와,
   상기 상부선회체에 마련되는 물체검지장치와,
   상기 물체검지장치로부터 취득되는 화상을 표시하거나, 또는, 상기 물체검지장치와는 별도로 마련되는 촬상장치로부터 취득되는 화상을 표시하는 표시장치와,
   상기 상부선회체에 마련되는 제어장치와,
   피구동체를 움직이게 하는 액추에이터를 구비하고,
   상기 물체검지장치는, 쇼벨의 주위에 설정된 검지공간 내에서 물체를 검지하도록 구성되며, 또한
   상기 제어장치는, 검지된 물체를 향하는 방향 이외의 방향으로의 상기 피구동체의 움직임을 허용하도록 구성되어 있고,
   상기 검지공간은, 상기 상부선회체와 상기 하부주행체에서, 또는, 상기 상부선회체에 장착된 어태치먼트와 상기 하부주행체에서, 별도의 영역이 설정되며,
   복수의 검지공간에서 동시에 동일한 하나의 물체가 검출된 경우, 상기 상부선회체와 상기 하부주행체의 각각의 액추에이터, 또는, 상기 상부선회체에 장착된 어태치먼트와 상기 하부주행체의 각각의 액추에이터에 관한 동작제한이 별도로 실행되는, 쇼벨.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어장치는, 조작장치에 근거하는 상기 피구동체의 동작방향이, 검지된 물체를 향하는 방향인 경우, 상기 피구동체의 제동을 개시하거나, 혹은 상기 피구동체의 움직임을 금지하도록 구성되어 있는, 쇼벨.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어장치는, 조작장치에 근거하는 상기 피구동체의 동작방향이, 검지된 물체를 향하는 방향이 아닌 경우, 상기 피구동체의 움직임을 허용하도록 구성되어 있는, 쇼벨.
4. 제1항에 있어서,
   상기 검지공간은, 상기 상부선회체에 관한 검지공간, 및 상기 하부주행체에 관한 검지공간을 포함하며,
   상기 상부선회체에 관한 검지공간과 상기 하부주행체에 관한 검지공간은 따로따로 설정되어 있는, 쇼벨.
5. 제1항에 있어서,
   상기 검지공간은, 복수의 검지공간을 포함하고,
   상기 피구동체는, 복수의 피구동체를 포함하며,
   각 검지공간에 대하여, 각 피구동체를 움직이게 해도 되는지 여부가 설정되어 있는, 쇼벨.
6. 제1항에 있어서,
   상기 검지공간은, 어태치먼트의 상측에 설정되는 검지공간을 포함하는, 쇼벨.
7. 제1항에 있어서,
   어태치먼트에 관한 검지공간의 폭은, 상기 상부선회체의 폭보다 좁은, 쇼벨.
8. 제1항에 있어서,
   상기 물체검지장치는, 비접촉으로 물체를 검지하도록 구성되어 있는, 쇼벨.
9. 제1항에 있어서,
   상기 피구동체는, 붐, 암, 또는 버킷이며,
   상기 제어장치는, 검지된 물체를 향하는 방향으로의 상기 피구동체의 움직임을 금지하고, 또한 검지된 물체를 향하는 방향 이외의 방향으로의 상기 피구동체의 움직임을 허용하도록 구성되어 있는, 쇼벨.
10. 제1항에 있어서,
    상기 검지공간은, 상기 상부선회체에 관한 검지공간, 및 상기 하부주행체에 관한 검지공간을 포함하며,
    상기 상부선회체에 관한 검지공간과 상기 하부주행체에 관한 검지공간의 위치관계는, 선회각도에 따라 변화하는, 쇼벨.
11. 제1항에 있어서,
    상기 검지공간은, 어태치먼트에 관한 검지공간, 및 상기 하부주행체에 관한 검지공간을 포함하며,
    상기 어태치먼트에 관한 검지공간과 상기 하부주행체에 관한 검지공간의 위치관계는, 선회각도에 따라 변화하는, 쇼벨.
12. 제1항에 있어서,
    상기 검지공간은, 어태치먼트에 관한 검지공간을 포함하며,
    상기 어태치먼트에 관한 검지공간의 크기는, 상기 어태치먼트의 움직임에 따라 변화하는, 쇼벨.
13. 제1항에 있어서,
    상기 검지공간은, 어태치먼트에 관한 검지공간을 포함하며,
    상기 어태치먼트에 관한 검지공간은, 상기 어태치먼트의 움직임에 따라 변화하지 않는, 쇼벨.
14. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 어태치먼트에 의하여 들어 올려진 물체를, 검지된 물체에 가까워지게 하는 상기 피구동체의 움직임을 금지하고, 또한 어태치먼트에 의하여 들어 올려진 물체를, 검지된 물체로부터 멀어지게 하는 상기 피구동체의 움직임을 허용하도록 구성되어 있는, 쇼벨.
15. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 복합조작 중 하나의 조작에 따른 하나의 피구동체의 움직임을 허용하고, 상기 복합조작 중 다른 하나의 조작에 따른 다른 하나의 피구동체의 움직임을 금지하도록 구성되어 있는, 쇼벨.
16. 제1항에 있어서,
    상기 검지공간은, 상기 상부선회체에 관한 검지공간, 및 상기 하부주행체에 관한 검지공간을 포함하며,
    상기 상부선회체에 관한 검지공간과 상기 하부주행체에 관한 검지공간은, 부분적으로 중복되어 있고,
    동일한 하나의 물체가, 상기 상부선회체에 관한 검지공간과 상기 하부주행체에 관한 검지공간에서, 동시에 검출될 수 있도록 구성되어 있는, 쇼벨.
17. 제1항에 있어서,
    상기 물체검지장치는, 상기 검지공간과는 별도로 설정된 소정 영역 내의 물체를 검지하도록 구성되어 있는, 쇼벨.