KR20170048234A - 작업 기계의 표시 시스템, 작업 기계 및 표시 방법 - Google Patents

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Abstract

작업 기계의 표시 시스템은, 버킷이 장착된 작업기를 구비하는 작업 기계의 표시 시스템으로서, 버킷의 형상 및 치수의 정보를 이용하여 버킷을 측면에서 본 화상을 묘화하기 위한 묘화 정보를 생성하는 생성부와, 생성부에 의해 생성된 묘화 정보에 기초하여 버킷을 측면에서 본 화상 및 지형의 단면을 나타내는 화상을 표시하는 표시부를 포함하고, 버킷의 형상 및 치수의 정보는, 버킷의 측면에서 볼 때, 버킷의 날끝과 버킷을 작업기에 장착하는 버킷 핀과의 거리, 버킷 핀과 버킷의 외측에서의 소정 위치와의 거리, 및 버킷 핀과 버킷의 날끝을 연결하는 직선과 버킷 핀과 소정 위치를 연결하는 직선이 이루는 각도를 포함한다.

Description

작업 기계의 표시 시스템, 작업 기계 및 표시 방법{DISPLAY SYSTEM OF WORK MACHINE, WORK MACHINE, AND DISPLAY METHOD}
본 발명은, 작업 기계의 표시 시스템, 작업 기계 및 표시 방법에 관한 것이다
일반적으로, 유압 셔블(hydraulic shovel) 등의 작업 기계는, 오퍼레이터가 조작 레버를 조작함으로써, 버킷(bucket)을 포함하는 작업기가 구동되어, 작업 대상이 되는 지면 등을 굴삭하는 등의 시공을 행한다. 예를 들면, 특허 문헌 1에는, 버킷을 측면으로부터 본 화상이 표시부에 표시되는 것이 기재되어 있다.
일본 공개특허 제2012―172431호 공보
작업기에 장착되어 있는 버킷의 종류가 변경된 경우, 표시부에 표시된 버킷의 형상이, 변경된 버킷의 형상에 대응하고 있지 않으면 작업 기계의 오퍼레이터에게 변경된 버킷을 나타낼 때, 표시부에 표시된 버킷과 목표면과의 관계가 적절히 표시되지 않을 가능성이 있다. 그 결과, 작업 기계의 오퍼레이터에게 위화감을 줄 가능성이 있다.
본 발명은, 복수 종류의 버킷을 표시부에 표시하게 하는데 있어서, 오퍼레이터의 위화감을 저감하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 버킷이 장착된 작업기를 구비하는 작업 기계의 표시 시스템으로서, 상기 버킷의 형상 및 치수의 정보를 이용하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상을 묘화(描畵)하기 위한 묘화 정보를 생성하는 생성부와, 상기 생성부에 의해 생성된 상기 묘화 정보에 기초하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상 및 지형의 단면(斷面)을 나타내는 화상을 표시하는 표시부를 포함하고, 상기 버킷의 형상 및 치수의 정보는, 상기 버킷의 측면에서 볼 때, 상기 버킷의 날끝(blade edge)과 상기 버킷을 상기 작업기에 장착하는 버킷 핀(bucket pin)과의 거리, 상기 날끝 및 상기 버킷 핀을 연결하는 직선과, 상기 버킷의 바닥면을 나타내는 직선이 이루는 각도, 상기 날끝의 위치, 상기 버킷 핀의 위치, 및 상기 버킷을 상기 작업기에 연결하는 부분으로부터 상기 날끝까지에서의 상기 버킷의 외측 중 1개 이상의 위치를 포함하는, 작업 기계의 표시 시스템이다.
본 발명은, 버킷이 장착된 작업기를 구비하는 작업 기계의 표시 시스템으로서, 상기 버킷의 형상 및 치수의 정보를 이용하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상을 묘화하기 위한 묘화 정보를 생성하는 생성부와, 상기 생성부에 의해 생성된 상기 묘화 정보에 기초하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상 및 지형의 단면을 나타내는 화상을 표시하는 표시부를 포함하고, 상기 버킷의 형상 및 치수의 정보는, 상기 버킷의 측면에서 볼 때, 상기 버킷의 날끝과 상기 버킷을 상기 작업기에 장착하는 버킷 핀과의 거리, 상기 날끝 및 상기 버킷 핀을 연결하는 직선과, 상기 버킷의 바닥면을 나타내는 직선이 이루는 각도, 상기 날끝의 위치, 상기 버킷 핀의 위치, 및 상기 버킷을 상기 작업기에 연결하는 부분으로부터 상기 날끝까지에서의 상기 버킷의 외측 중 1개 이상의 위치를 포함하는, 작업 기계의 표시 시스템이다.
본 발명은, 버킷이 장착된 작업기를 구비하는 작업 기계의 표시 시스템으로서, 상기 버킷의 형상 및 치수의 정보를 이용하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상을 묘화하기 위한 묘화 정보를 생성하는 생성부와, 상기 생성부에 의해 생성된 상기 묘화 정보에 기초하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상 및 지형의 단면을 나타내는 화상을 표시하는 표시부를 포함하고, 상기 버킷의 형상 및 치수의 정보는, 상기 버킷의 측면에서 볼 때, 상기 버킷의 날끝과 상기 버킷을 상기 작업기에 장착하는 버킷 핀과의 거리, 상기 날끝 및 상기 버킷 핀을 연결하는 직선과, 상기 버킷의 바닥면을 나타내는 직선이 이루는 각도, 상기 버킷의 측면에서 볼 때의 바닥면의 길이, 상기 버킷 핀으로부터 상기 버킷을 상기 작업기에 연결하는 부분으로부터 상기 날끝까지에서의 상기 버킷의 외측 중 1개 이상의 위치까지의 길이, 상기 날끝 및 상기 버킷 핀을 연결하는 직선과, 상기 버킷 핀으로부터 상기 버킷을 상기 작업기에 연결하는 부분으로부터 상기 날끝까지에서의 상기 버킷의 외측 중 1개 이상의 위치까지의 직선이 이루는 각도, 상기 버킷의 측면에서 볼 때 상기 버킷 핀과 상기 바닥면에서의 버킷 배면측 종단(終端)의 위치를 연결하는 직선의 길이, 상기 날끝 및 상기 버킷 핀을 연결하는 직선과, 상기 버킷 핀과 상기 바닥면에서의 버킷 배면측 종단의 위치를 연결하는 직선이 이루는 각도를 포함하는, 작업 기계의 표시 시스템이다.
상기 생성부는, 상기 버킷을 구동하는 버킷 실린더 및 상기 작업기의 암과 상기 버킷을 연결하는 부분인 제1 부분의 제1 묘화 정보와, 상기 제1 부분으로부터 상기 날끝까지의 부분인 제2 부분의 제2 묘화 정보를 이용하여, 상기 버킷의 형상 및 치수의 정보에 기초하여 상기 제1 묘화 정보 및 상기 제2 묘화 정보를 변경시키고, 상기 제1 부분으로부터 상기 날끝에 이르기까지에 있는 위치로서, 상기 버킷의 외측 중 1개 이상의 위치를 지나는 도형의 정보를 생성함으로써 제3 묘화 정보를 얻어, 상기 제1 묘화 정보, 상기 제2 묘화 정보 및 상기 제3 묘화 정보를 이용하여 상기 묘화 정보를 생성하는 것이 바람직하다.
상기 표시부는, 상기 버킷을 측면에서 본 화상과 함께, 상기 작업 기계의 시공 대상의 목표 형상을 나타내는 목표 시공면(施工面)의 정보를 표시하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 전술한 작업 기계의 표시 시스템을 가지는 작업 기계이다.
본 발명은, 작업 기계가 구비하는 버킷의 형상 및 치수의 정보를 이용하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상을 묘화하기 위한 묘화 정보를 생성하고, 상기 생성부에 의해 생성된 상기 묘화 정보에 기초하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상 및 지형의 단면을 나타내는 화상을 표시하고, 상기 버킷의 형상 및 치수의 정보는, 상기 버킷의 측면에서 볼 때, 상기 버킷의 날끝과 상기 버킷을 상기 작업기에 장착하는 버킷 핀과의 거리, 상기 버킷 핀과 상기 버킷의 외측에서의 소정 위치와의 거리, 및 상기 버킷 핀과 상기 버킷의 날끝을 연결하는 직선과, 상기 버킷 핀과 상기 소정 위치를 연결하는 직선이 이루는 각도를 포함하는, 표시 방법이다.
본 발명은, 작업 기계가 구비하는 버킷의 형상 및 치수의 정보를 이용하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상을 묘화하기 위한 묘화 정보를 생성하고, 상기 생성부에 의해 생성된 상기 묘화 정보에 기초하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상 및 지형의 단면을 나타내는 화상을 표시하고, 상기 버킷의 형상 및 치수의 정보는, 상기 버킷의 측면에서 볼 때, 상기 버킷의 날끝과 상기 버킷을 상기 작업기에 장착하는 버킷 핀과의 거리, 상기 날끝 및 상기 버킷 핀을 연결하는 직선과, 상기 버킷의 바닥면을 나타내는 직선이 이루는 각도, 상기 버킷의 측면에서 볼 때의 바닥면의 길이, 상기 버킷 핀으로부터 상기 버킷을 상기 작업기에 연결하는 부분으로부터 상기 날끝까지에서의 상기 버킷의 외측 중 1개 이상의 위치까지의 길이, 상기 날끝 및 상기 버킷 핀을 연결하는 직선과, 상기 버킷 핀으로부터 상기 버킷을 상기 작업기에 연결하는 부분으로부터 상기 날끝까지에서의 상기 버킷의 외측 중 1개 이상의 위치까지의 직선이 이루는 각도, 상기 버킷의 측면에서 볼 때 상기 버킷 핀과 상기 바닥면에서의 버킷 배면측 종단의 위치를 연결하는 직선의 길이, 상기 날끝 및 상기 버킷 핀을 연결하는 직선과, 상기 버킷 핀과 상기 바닥면에서의 버킷 배면측 종단의 위치를 연결하는 직선이 이루는 각도를 포함하는, 표시 방법이다.
상기 버킷을 구동하는 버킷 실린더 및 상기 작업기의 암과 상기 버킷을 연결하는 부분인 제1 부분의 제1 묘화 정보와, 상기 제1 부분으로부터 상기 날끝까지의 부분인 제2 부분의 제2 묘화 정보를 이용하여, 상기 버킷의 형상 및 치수의 정보에 기초하여 상기 제1 묘화 정보 및 상기 제2 묘화 정보를 변경시키고, 상기 제1 부분으로부터 상기 날끝에 이르기까지에 있는 위치로서, 상기 버킷의 외측 중 1개 이상의 위치를 지나는 도형의 정보를 생성함으로써 제3 묘화 정보를 얻어, 상기 제1 묘화 정보, 상기 제2 묘화 정보 및 상기 제3 묘화 정보를 이용하여 상기 묘화 정보를 생성하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 복수 종류의 버킷을 표시부에 표시하게 하는데 있어서, 오퍼레이터의 위화감을 저감할 수 있다.
도 1은, 실시형태에 관한 작업 기계의 사시도이다.
도 2는, 유압 셔블의 제어 시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은, 가이던스(guidance) 화상의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4는, 버킷의 형상 및 치수의 정보를 설명하기 위한 측면도이다.
도 5는, 제1 부분의 제1 묘화 정보와, 제2 부분의 제2 묘화 정보를 나타낸 도면이다.
도 6은, 실시형태에 관한 표시 방법의 처리예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 실시형태에 관한 표시 방법의 처리예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 실시형태에 관한 표시 방법의 처리예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는, 실시형태에 관한 표시 방법의 처리예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은, 실시형태에 관한 표시 방법의 처리예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은, 실시형태에 관한 표시 방법의 처리예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는, 비교예에 관한 버킷의 표시예를 나타낸 도면이다.
도 13은, 실시형태에 관한 표시 시스템 및 실시형태에 관한 표시 방법에 의한 버킷의 표시예를 나타낸 도면이다.
도 14는, 법면(法面) 시공용의 버킷을 나타낸 측면도이다.
도 15는, 도 14에 나타내는 법면 가공용의 버킷에 대응하는 묘화 정보를 나타낸 도면이다.
도 16은, 실시형태의 변형예에 관한 묘화 정보를 나타낸 도면이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태(실시형태)에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
<작업 기계의 전체 구성>
도 1은, 실시형태에 관한 작업 기계의 사시도이다. 작업 기계의 일례인 유압 셔블(100)은, 본체부로서의 차량 본체(1)와 작업기(2)를 가진다. 차량 본체(1)는, 선회체(旋回體)인 상부 선회체(3)와 주행체로서의 주행 장치(5)를 가진다. 상부 선회체(3)는, 기계실(3EG)의 내부에, 동력 발생 장치인 엔진 및 유압(油壓) 펌프 등의 장치를 수용하고 있다.
실시형태에 있어서, 유압 셔블(100)은, 동력 발생 장치인 엔진에, 예를 들면, 디젤 엔진 등의 내연 기관이 사용되지만, 동력 발생 장치는 내연 기관에 한정되지 않는다. 유압 셔블(100)의 동력 발생 장치는, 예를 들면, 내연 기관과 발전 전동기와 축전 장치를 조합한, 이른바 하이브리드 방식의 장치라도 된다. 또한, 유압 셔블(100)의 동력 발생 장치는, 내연 기관을 가지지 않고, 축전 장치와 발전 전동기를 조합한 장치라도 된다.
상부 선회체(3)는, 운전실(4)을 가진다. 운전실(4)은, 상부 선회체(3)의 타단측에 설치되어 있다. 즉, 운전실(4)은, 기계실(3EG)가 배치되어 있는 측과는 반대측에 설치되어 있다. 운전실(4) 내에는, 도 2에 나타내는, 표시부(29) 및 조작 장치(25)가 배치된다. 상부 선회체(3)의 상부에는, 난간(9)이 장착되어 있다.
주행 장치(5)의 상에는, 상부 선회체(3)가 탑재되어 있다. 주행 장치(5)는, 크롤러 트랙(crawler track)(5a, 5b)을 가지고 있다. 주행 장치(5)는, 좌우에 설치된 유압 모터(5c)의 한쪽 또는 양쪽에 의해 구동된다. 주행 장치(5)의 크롤러 트랙(5a, 5b)이 회전함으로써, 유압 셔블(100)을 주행시킨다. 작업기(2)는, 상부 선회체(3)의 운전실(4)의 측방 측에 장착되어 있다.
작업기(2)는, 붐(boom)(6)과 암(arm)(7)과 작업구의 일례인 버킷(8)과 붐 실린더(10)와 암 실린더(11)와 버킷 실린더(12)를 가진다. 붐(6)의 기단부(基端部)는, 붐 핀(boom pin)(13)을 통하여 차량 본체(1)의 앞부분에 회동(回動) 가능하게 장착되어 있다. 암(7)의 기단부는, 암 핀(arm pin)(14)을 통하여 붐(6)의 선단부에 회동 가능하게 장착되어 있다. 암(7)의 선단부에는, 버킷 핀(15)을 통하여 버킷(8)이 장착되어 있다. 버킷(8)은, 링크 핀(16) 및 링크(17)를 통하여 버킷 실린더(12)와 연결되어 있다. 버킷(8)은, 버킷 핀(15)을 중심으로 하여 회동한다. 버킷(8)은, 버킷 핀(15)과는 반대측에 복수의 날(8B)이 장착되어 있다. 날끝(8T)은, 날(8B)의 선단이다.
버킷(8)은, 복수의 날(8B)을 가지고 있지 않아도 된다. 즉, 도 1에 나타낸 바와 같은 복수의 날(8B)을 가지고 있지 않고, 날끝이 강판(鋼板)에 의해 스트레이트 형상으로 형성된 것과 같은 버킷이라도 된다. 작업기(2)는, 예를 들면, 틸트 버킷(tilt bucket)을 구비하고 있어도 된다. 틸트 버킷이란, 버킷 틸트 실린더를 구비하고, 버킷이 좌우에 틸트 경사짐으로써 유압 셔블(100)이 경사지에 있어도, 경사면, 평지를 자유로운 형태로 성형하거나, 정지(整地)하거나 할 수 있다. 버킷(8)은, 바닥판 플레이트에 의한 전압 작업(roller compaction work)도 행할 수 있는 버킷이라도 된다.
도 1에 나타내는 붐 실린더(10), 암 실린더(11) 및 버킷 실린더(12)는, 각각 작동유의 압력에 의해 구동되는 유압 실린더이다. 이하에 있어서, 작동유의 압력을, 적절히 유압이라고 한다. 붐 실린더(10)는 붐(6)을 구동하여, 승강시킨다. 암 실린더(11)는, 암(7)을 구동하여, 암 핀(14)의 주위를 회동시킨다. 버킷 실린더(12)는, 버킷(8)을 구동하여, 버킷 핀(15)의 주위를 회동시킨다.
상부 선회체(3)의 상부에는, 안테나(21, 22)가 장착되어 있다. 안테나(21, 22)는, 유압 셔블(100)의 현재 위치를 검출하기 위해 사용된다. 안테나(21, 22)는, 도 2에 나타내는 글로벌 좌표 연산부(23)와 전기적으로 접속되어 있다.
도 2는, 유압 셔블(100)의 제어 시스템(101)을 나타낸 도면이다. 제어 시스템(101)은, 유압 셔블(100)의 동작, 예를 들면, 주행, 작업기(2)의 동작 및 상부 선회체(3)의 동작 등을 제어한다. 실시형태에 있어서, 제어 시스템(101)은, 글로벌 좌표 연산부(23)와, 조작 장치(25)와, 작업기 컨트롤러(26)와, 센서 컨트롤러(27)와, 표시 컨트롤러(28)와, 표시부(29)를 포함한다. 제어 시스템(101) 중, 표시 컨트롤러(28) 및 표시부(29)가 실시형태에 관한 표시 시스템(102)이다. 조작 장치(25)는, 컨트롤 밸브(37)를 제어함으로써, 내연 기관(35)에 의해 구동되는 유압 펌프(36)로부터 붐 실린더(10), 암 실린더(11), 버킷 실린더(12), 유압 모터(5c) 및 상부 선회체(3)를 선회(旋回)시키는 선회 모터(38)에 공급되는 작동유의 유량(流量)을 제어한다.
글로벌 좌표 연산부(23)는, 유압 셔블(100)의 위치를 검출하는 위치 검출 장치이다. 글로벌 좌표 연산부(23)는, RTK―GNSS(Real Time Kinematic―Global Navigation Satellite Systems, GNSS는 전지구 항법 위성 시스템을 말함)를 이용하여 유압 셔블(100)의 현재 위치를 검출하는 위치 검출 장치이다. 이하의 설명에 있어서, 안테나(21, 22)를, 적절히 GNSS 안테나(21, 22)라고 한다. GNSS 안테나(21, 22)가 수신한 GNSS 전파에 따른 신호는, 글로벌 좌표 연산부(23)에 입력된다. 글로벌 좌표 연산부(23)는, 글로벌 좌표계에서의 GNSS 안테나(21, 22)의 설치 위치를 구한다.
글로벌 좌표 연산부(23)는, 글로벌 좌표계로 표현되는 2개의 기준 위치 데이터(P1, P2)를 취득한다. 글로벌 좌표 연산부(23)는, 2개의 기준 위치 데이터(P1, P2)에 기초하여, 상부 선회체(3)의 배치를 나타낸 선회체 배치 데이터를 생성한다. 실시형태에 있어서, 선회체 배치 데이터에는, 2개의 기준 위치 데이터(P1, P2) 중 적어도 한쪽과, 2개의 기준 위치 데이터(P1, P2)에 기초하여 생성된 상부 선회체(3)의 방위의 정보가 포함된다. 이들 2개의 GNSS 안테나(21, 22)에 의해 GPS 컴퍼스를 구성하고, 상부 선회체(3)의 방위의 정보를 얻도록 해도 된다. 즉, 글로벌 좌표 연산부(23)는, 양쪽의 GNSS 안테나(21, 22)의 기준 위치 데이터(P1, P2)는 출력하지 않고, 2개의 GNSS 안테나(21, 22)의 상대(相對) 위치로부터 방위각을 산출하고, 그 방위각을 선회체의 방위로 해도 된다.
조작 장치(25)는, 좌측 조작 레버(25L), 우측 조작 레버(25R), 좌측 주행용 레버(25FL) 및 우측 주행용 레버(25FR)를 가지고 있다. 유압 셔블(100)의 오퍼레이터는, 좌측 조작 레버(25L) 및 우측 조작 레버(25R)를 조작함으로써, 작업기(2) 및 상부 선회체(3)의 동작을 제어하고, 작업 대상이 되는 지면 등에 대하여, 예를 들면, 굴삭 등의 시공을 행한다. 오퍼레이터는, 좌측 주행용 레버(25FL) 및 우측 주행용 레버(25FR)를 조작함으로써, 유압 모터(5c)를 구동시켜 유압 셔블(100)을 주행시킨다. 실시형태에 있어서, 좌측 조작 레버(25L), 우측 조작 레버(25R), 좌측 주행용 레버(25FL) 및 우측 주행용 레버(25FR)는 파일럿압 방식의 레버이지만, 이에 한정되지 않는다. 좌측 조작 레버(25L), 우측 조작 레버(25R), 좌측 주행용 레버(25FL) 및 우측 주행용 레버(25FR)는, 예를 들면, 전기 방식의 레버라도 된다.
작업기 제어부의 일례인 작업기 컨트롤러(26)는, 처리부(26P) 및 기억부(26M)를 가진다. 작업기 컨트롤러(26)는, 작업기(2)의 동작을 제어하는 장치이다. 처리부(26P)는 작업기(2)의 동작을 제어하고, 기억부(26M)는 작업기(2)의 동작을 제어하기 위해 필요한 컴퓨터 프로그램 및 제어용의 데이터를 기억한다. 유압 셔블(100)의 시공 시에 있어서, 작업기(2)의 위치, 실시형태에서는 버킷(8)의 날끝(8T)의 위치가, 시공 대상의 목표 형상을 나타내는 목표 시공면을 침식하지 않도록 작업기(2)를 제어한다. 이 제어를, 이하에 있어서 적절히, 작업기 제어라고 한다. 실시형태에 있어서, 날끝(8T)의 위치는 표시 컨트롤러(28)에 의해 구하게 되지만, 표시 컨트롤러(28) 이외의 장치에 의해 구해져도 된다.
센서 컨트롤러(27)는, 처리부(27P) 및 기억부(27M)를 가진다. 센서 컨트롤러(27)는, 유압 셔블(100) 상태를 검출하는 각종 센서류가 접속된다. 센서 컨트롤러(27)는, 각종 센서류로부터 취득한 정보를, 유압 셔블(100)이 가지는 다른 장치가 취급할 수 있는 형식으로 변환하여 출력한다. 유압 셔블(100)의 상태의 정보는, 예를 들면, 유압 셔블(100)의 자세의 정보 및 작업기(2)의 자세의 정보 등이다. 도 2에 나타내는 예에서는, 유압 셔블(100)의 상태의 정보를 검출하는 센서류로서, IMU(Inertial Measurement Unit: 관성 계측 장치)(24), 제1 작업기 자세 검출부(18A), 제2 작업기 자세 검출부(18B) 및 제3 작업기 자세 검출부(18C)가 센서 컨트롤러(27)에 접속되어 있지만, 접속되는 센서류는 이들에 한정되지 않는다.
IMU(24)는, 유압 셔블(100)의 각속도 및 가속도를 검출한다. 유압 셔블(100)의 각속도 및 가속도로부터, 유압 셔블(100)의 자세각을 얻을 수 있다. 제1 작업기 자세 검출부(18A)는 붐 실린더(10)의 동작량을 검출하고, 제2 작업기 자세 검출부(18B)는 암 실린더(11)의 동작량을 검출하고, 제3 작업기 자세 검출부(18C)는 버킷 실린더(12)의 동작량을 검출한다. 붐 실린더(10)의 동작량, 암 실린더(11)의 동작량 및 버킷 실린더(12)의 동작량으로부터, 작업기(2)의 자세를 나타내는 정보를 얻을 수 있다. 작업기(2)의 자세를 나타내는 정보는, 예를 들면, 붐(6)과 상부 선회체(3)가 이루는 각도 θ1, 붐(6)과 암(7)이 이루는 각도 θ2, 및 암(7)과 버킷(8)이 이루는 각도 θ3에 의해 규정된다. 제1 작업기 자세 검출부(18A), 제2 작업기 자세 검출부(18B), 및 제3 작업기 자세 검출부(18C)는, 각도 θ1, 각도 θ2, 및 각도 θ3을 검출하는 포텐셔미터(potentiometer)라도 된다.
센서 컨트롤러(27)는, 글로벌 좌표 연산부(23)에 의해 구해진 유압 셔블(100)의 글로벌 좌표에서의 위치 및 상부 선회체(3)의 방위의 정보와, IMU(24)에 의해 얻어진 유압 셔블(100)의 각속도 및 가속도의 정보와, 작업기(2)의 자세를 나타내는 정보를 취득한다. 센서 컨트롤러(27)는, 취득한 유압 셔블(100)의 글로벌 좌표에서의 위치 및 상부 선회체(3)의 방위의 정보와, 작업기(2)의 자세를 나타내는 정보를, 표시 컨트롤러(28)에 출력한다. 센서 컨트롤러(27)의 처리부(27P)는, 센서 컨트롤러(27)의 기능을 실현한다. 기억부(27M)는, 센서 컨트롤러(27)의 기능을 실현하기 위해 필요한 컴퓨터 프로그램 및 데이터를 기억한다.
표시 컨트롤러(28)는, 처리부(28P) 및 기억부(28M)를 가진다. 표시 컨트롤러(28)에는, 표시부(29)가 접속된다. 표시부(29)는, 화상을 표시하는 장치이며, 예를 들면, 조작 기능과 표시 기능을 구비한 터치 패널을 사용할 수 있다. 표시부(29)는, 예를 들면, 액정 표시 패널 또는 유기 EL(Electro Luminescence) 패널 등이 사용된다. 표시 컨트롤러(28)는, 표시부(29)에 표시되는 화상의 묘화 정보를 생성한다. 도 2에 나타내는 예에서는, 표시부(29)에, 유압 셔블(100)이 시공 대상을 시공할 때의 가이던스 화상 IG의 일례가 표시되어 있다. 가이던스 화상 IG는, 유압 셔블(100) 및 버킷(8)을 측면으로부터 본 상태, 즉 버킷(8)을 측면에서 보았을 때의 화상이다.
또한, 가이던스 화상 IG에는, 예를 들면, 시공 대상의 목표 형상을 나타내는 목표 시공면(70)의 단면을 나타내는 선[후술하는 목표 시공면선(79)], 시공 대상은 아니지만 유압 셔블(100)의 접지면(接地面), 및 주위의 지면의 단면(斷面)을 나타내는 선이 표시된다. 즉, 표시 컨트롤러(28)는, 가이던스 화상 IG에 지형의 단면을 나타내는 화상을 표시한다. 가이던스 화상 IG에는, 버킷(8)을 포함하는 유압 셔블(100)의 전체를 표시시켜도 되고, 작업기(2)를 포함하는 버킷(8)을 추출하여 표시시켜도 된다. 또는, 가이던스 화상 IG에는, 버킷(8)을 추출하여 표시시켜도 된다.
표시 컨트롤러(28)는, 센서 컨트롤러(27)로부터 취득한 유압 셔블(100)의 글로벌 좌표에서의 위치 및 상부 선회체(3)의 방위와, 작업기(2)의 자세를 나타내는 정보와, 작업기(2)의 치수를 나타내는 정보를 이용하여, 작업기(2)의 위치를 구한다. 작업기(2)의 치수를 나타내는 정보는, 예를 들면, 표시 컨트롤러(28)의 기억부(28M)에 미리 기억된다. 표시 컨트롤러(28)에 의해 구해지는 작업기(2)의 위치는, 예를 들면, 버킷(8)의 날끝(8T)의 위치이다. 표시 컨트롤러(28)에 의해 구해진 버킷(8)의 날끝(8T)의 위치는, 글로벌 좌표계에서의 위치이다. 표시 컨트롤러(28)는, 가이던스 화상 IG를 표시부(29)에 표시하게 하는 경우, 구한 날끝(8T)의 위치와, 목표 시공면(70)을 동시에 표시부(29)에 표시하게 한다. 유압 셔블(100)의 오퍼레이터는, 표시부(29)에 표시된 가이던스 화상 IG로부터, 날끝(8T)의 위치와 목표 시공면(70)과의 위치 관계를 용이하게 파악 가능하므로, 작업 효율이 향상된다. 실시형태에 있어서, 날끝(8T)의 위치는 표시 컨트롤러(28)에 의해 구하게 되지만, 표시 컨트롤러(28) 이외의 장치에 의해 구해져도 된다.
표시 컨트롤러(28)는, 예를 들면, 가이던스 화상 IG를 표시부(29)에 표시하게 하는 경우, 버킷(8)의 형상 및 치수의 정보를 이용하여, 버킷(8)의 측면을 묘화하기 위한 묘화 정보를 생성한다. 실시형태에 있어서, 표시 컨트롤러(28)는, 생성부의 일례이다. 표시부(29)는, 표시 컨트롤러(28)에 의해 생성된 묘화 정보에 기초하여, 버킷(8)의 측면의 화상을 표시한다.
표시 컨트롤러(28)의 처리부(28P)는, 표시 컨트롤러(28)의 기능, 예를 들면, 버킷(8)을 측면에서 본 화상을 묘화하기 위한 묘화 정보를 생성하거나, 가이던스 화상 IG에 포함되는 목표 시공면(70)의 묘화 정보를 생성하거나 한다. 기억부(28M)는, 표시 컨트롤러(28)의 기능을 실현하기 위해 필요한 컴퓨터 프로그램 및 데이터를 기억한다. 이 데이터에는, 예를 들면, 목표 시공면(70)을 생성하기 위한 설계 지형의 정보 및 작업기(2)의 치수의 정보 등이 포함된다.
표시 컨트롤러(28)에는, 입력 장치(28I)가 접속되어 있다. 입력 장치(28I)는, 버킷(8)의 형상 및 치수의 정보를 표시 컨트롤러(28)에 입력하거나, 표시부(29)의 표시를 전환하거나 하는 지령을 표시 컨트롤러(28)에 출력한다. 실시형태에 있어서, 입력 장치(28I)는, 터치 패널식, 또는 하드 키 또는 스위치 등의 조작 부재에 의해 구성된 것이다. 입력 장치(28I)가 터치 패널식인 경우에는, 전술한 바와 같이 표시부(29)가 터치 패널로서, 입력 장치(28I) 및 표시부(29)는 일체로 된 것이다.
작업기 컨트롤러(26)의 처리부(26P), 센서 컨트롤러(27)의 처리부(27P) 및 표시 컨트롤러(28)의 처리부(28P)는, 예를 들면, CPU(Central Processing Unit)와 같은 프로세서 및 메모리에 의해 실현된다. 작업기 컨트롤러(26)의 기억부(26M), 센서 컨트롤러(27)의 기억부(27M) 및 표시 컨트롤러(28)의 기억부(28M)는, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Progra㎜able Random Access Memory, EEPROM(Electrically Erasable Progra㎜able Read Only Memory) 등의 불휘발성 또는 휘발성의 반도체 메모리, 자기(磁氣) 디스크, 플렉시블 디스크 및 광자기 디스크 중 하나 이상이 사용된다.
<가이던스 화상 IG>
도 3은, 가이던스 화상 IG의 일례를 나타낸 도면이다. 실시형태에 있어서, 가이던스 화상 IG는, 목표 시공면(70)과 버킷(8)의 날끝(8T)과의 위치 관계를 나타낸다. 가이던스 화상 IG는, 시공 대상의 일례인 지면이 목표 시공면(70)에 의해 나타낸 것과 같은 형상으로 되도록, 유압 셔블(100)의 오퍼레이터에 대하여 작업기(2)의 조작을 안내하기 위한 화상이다.
가이던스 화상 IG는, 표시부(29)의 화면(29P)에 표시된다. 가이던스 화상 IG는, 시공 영역의 설계 지형, 즉 목표 시공면(70)을 포함하는 설계면(45) 및 유압 셔블(100)의 현재 위치를 나타낸 정면도(53a)와, 목표 시공면(70) 및 유압 셔블(100)의 위치 관계를 나타낸 측면도(53b)를 포함한다. 가이던스 화상 IG의 정면도(53a)는, 복수의 삼각형 다각형에 의해 정면에서 볼 때에 의한 설계 지형을 표현하고 있다. 정면도(53a)에 나타낸 바와 같이, 표시 컨트롤러(28)는, 복수의 삼각형 다각형(plurality triangle polygons)을 모아서 설계면(45) 또는 목표 시공면(70)으로서 표시부(29)에 표시하게 한다. 도 3은, 설계 지형이 법면인 경우에, 유압 셔블(100)이 법면에 마주한 상태를 나타내고 있다. 정면도(53a)는, 설계 지형, 즉 목표 시공면(70)을 포함하는 설계면(45)과 유압 셔블(100)의 현재 위치를 조감도(鳥瞰圖)와 같은 3차원 형태로 표시하는 것이라도 된다.
또한, 복수의 설계면(45)으로부터 목표 작업 대상으로 하여 선택된 목표 시공면(70)은, 다른 설계면(45)과 다른 색으로 표시된다. 예를 들면, 표시부(29)에 터치 패널이 사용되는 경우, 유압 셔블(100)의 오퍼레이터가 화면(29P)에 표시된 복수의 설계면(45) 중에서 목표 시공면(70)에 상당하는 장소를 손가락으로 접촉함으로써, 목표 시공면(70)을 선택할 수 있다. 도 3의 정면도(53a)에서는, 유압 셔블(100)의 현재 위치가, 유압 셔블(100)을 배면으로부터 본 아이콘(61)으로 나타나 있지만, 다른 심볼에 의해 나타내도 된다. 정면도(53a)는, 유압 셔블(100)을 목표 시공면(70)에 대하여 정대(正對)시키기 위한 정보를 포함하고 있다. 유압 셔블(100)을 목표 시공면(70)에 대하여 정대시키기 위한 정보는, 유압 셔블(100)[버킷(8)의 날끝(8T)]과 목표 시공면(70)과의 위치 관계를 연산한 결과에 기초하여, 정대 컴퍼스(facing compass)(73)로서 표시된다. 정대 컴퍼스(73)는, 예를 들면, 화살표 형상의 지침(指針; indicator)(73I)이 화살표 RD로 나타낸 바와 같이, 회전하여, 목표 시공면(70)에 대한 정대 방향과 유압 셔블(100)을 선회시키려하는 방향을 안내하기 위한 도안 또는 아이콘이라는 자세 정보이다.
가이던스 화상 IG는, 목표 시공면(70)과 버킷(8)의 날끝(8T)과의 위치 관계를 나타내는 화상과, 목표 시공면(70)과 버킷(8)의 날끝(8T)과의 사이의 거리를 나타내는 거리 정보를 포함한다. 실시형태에 있어서, 측면도(53b)는, 목표 시공면선(79)과, 측면에서 볼 때에 의한 유압 셔블(100)의 아이콘(75)과, 측면에서 볼 때에 의한 버킷(8)의 아이콘(90)과, 유압 셔블(100)이 접지(接地)하는 지면 LND를 포함한다. 목표 시공면선(79)은 목표 시공면(70)의 단면을 나타낸다. 목표 시공면선(79)은, 버킷(8)의 날끝(8T)의 현재 위치를 지나는 작업기 중심과 평행한 평면과 설계면(45)과의 교선을 산출함으로써 구해진다. 교선은, 표시 컨트롤러(28)의 처리부(28P)가 구한다. 작업기 중심과 평행한 평면은, 예를 들면, 도 1에 나타내는 버킷 핀(15)의 폭 방향 중심을 지나고, 또한 버킷 핀(15)이 연장되는 방향에 직교하는 평면이다.
측면도(53b)에 있어서, 목표 시공면(70)과 버킷(8)의 날끝(8T)과의 사이의 거리를 나타내는 거리 정보는, 그래픽 정보(84)를 포함한다. 목표 시공면(70)과 버킷(8)의 날끝(8T)과의 사이의 거리는, 예를 들면, 날끝(8T)으로부터 연직(沿直) 방향(중력 방향)으로 목표 시공면(70)을 향해 내린 선이 목표 시공면(70)과 교차하는 점과 날끝(8T)과의 거리이다. 또한, 목표 시공면(70)과 버킷(8)의 날끝(8T)과의 사이의 거리는, 날끝(8T)으로부터 목표 시공면(70)에 수선(垂線)을 내렸을 때의 교점(交点)과 날끝(8T)과의 거리라도 된다.
그래픽 정보(84)는, 버킷(8)의 날끝(8T)과 목표 시공면(70)과의 거리를 그래픽으로 나타내는 정보이다. 그래픽 정보(84)는, 버킷(8)의 날끝(8T)의 위치를 나타내기 위한 안내용의 지표(指標)이다. 가이던스 화상 IG에, 목표 시공면선(79)과 유압 셔블(100)과의 위치 관계를 나타내기 위해, 양자의 거리를 도시하지 않은 수치로 표시해도 된다. 유압 셔블(100)의 오퍼레이터는, 목표 시공면선(79)을 따라 버킷(8)의 날끝(8T)을 이동시킴으로써, 현재의 지형이 설계 지형[목표 시공면(70)]으로 되도록, 용이하게 굴삭할 수 있다.
도 2에 나타내는 표시 컨트롤러(28)는, 전술한 바와 같이, 버킷(8)의 형상 및 치수의 정보를 이용하여 버킷(8)의 측면을 묘화하기 위한 묘화 정보를 생성한다. 이 묘화 정보에 기초하여 표시부(29)에 표시된 버킷(8)은, 측면에서 볼 때의 화상이 표시된다. 버킷(8)의 측면에서 볼 때란, 버킷 핀(15)이 연장되는 방향으로부터 버킷(8)을 보는 것이다. 버킷(8)의 측면에서 볼 때는, 버킷(8)의 바닥면(8BT)를 나타내는 화상이 포함된다.
도 4는, 버킷(8)의 형상 및 치수의 정보를 설명하기 위한 측면도이다. 버킷(8)은, 버킷 핀(15)으로부터 날끝(8T)까지의 외측(8K), 즉 개구부(8G)와는 대향하는 부분이 돌출되어 있다. 버킷(8)은, 폭 방향으로 대향하여 형성된 한 쌍의 측면(8S)끼리를 가지지만, 버킷(8)의 외측(8K)은 한 쌍의 측면(8S)끼리와 접합한다. 버킷(8)의 폭 방향은, 버킷 핀(15)이 연장되는 방향이기도 하다.
버킷(8)은, 장착부(8F) 및 버킷 핀(15)을 통해 도 1에 나타내는 암(7)에 장착된다. 또한, 버킷(8)은, 장착부(8F), 링크(17) 및 링크 핀(16)을 통해 도 1에 나타내는 버킷 실린더(12)에 장착된다. 장착부(8F)는, 버킷(8)을 버킷 핀(15)의 주위로 회동시키기 위해 버킷(8)을 작업기(2)에 연결하는 부분이다. 더욱 상세하게는, 장착부(8F)는, 버킷 실린더(12)와 버킷(8)을 연결하는 부분인 동시에 작업기(2)의 암(7)과 버킷(8)을 연결하는 부분으로서, 링크 핀(16)이 장착되는 제1 부분이다. 장착부(8F)의 버킷 핀(15) 측의 부분을 암 측(8FB)이라고 하고, 링크 핀(16) 측을 링크 측(8FR)이라고 한다.
버킷(8)의 외측(8K)은, 곡면부(8HH)와 바닥면(8BT)을 가진다. 곡면부(8HH)는, 장착부(8F)로부터 날끝(8T)에 이르기까지의 사이로서, 곡면으로 형성되어 있는 부분이다. 바닥면(8BT)은, 날끝(8T)으로부터 장착부(8F)에 이르기까지의 사이로서, 평면으로 형성되어 있는 부분이다. 그러므로, 버킷(8)을 측면(8S) 측으로부터 보면, 바닥면(8BT)은 직선으로 된다. 바닥면(8BT)과 곡면부(8HH)와의 경계가 위치 A이다. 곡면부(8HH)는, 버킷 핀(15)으로부터 위치 A까지의 사이이다. 바닥면(8BT)은, 날끝(8T)으로부터 위치 A까지의 사이이다. 위치 A는, 버킷(8)의 배면측, 즉 곡면부(8HH) 측에 있어, 바닥면(8BT)의 배면측 종단이다. 위치 A는, 바닥면(8BT)에서의 버킷 배면측 종단의 위치이다.
버킷 핀(15)의 중심축선 AX1은, 버킷(8)의 회동 중심이다. 버킷(8)의 측면에서 볼 때, 버킷(8)의 날끝(8T) 및 버킷 핀(15), 보다 구체적으로는 날끝(8T) 및 버킷 핀(15)의 중심축선 AX1을 연결하는 직선을 제1 직선 LN1이라고 한다. 또한, 버킷(8)의 측면에서 볼 때, 버킷(8)의 바닥면(8BT)를 나타낸 직선을 적절히, 제2 직선 LN2라고 한다.
도 2에 나타내는 표시 컨트롤러(28)의 기억부(28M)는, 버킷(8)의 형상 및 치수를 나타내는 정보를 기억하고 있다. 버킷(8)의 형상 및 치수를 나타내는 정보는, 버킷(8)의 측면에서 볼 때, 버킷 길이 L3, 각도 α, 위치 Q, 위치 S, 및 장착부(8F)로부터 날끝(8T)까지에서의 버킷(8)의 외측(8K) 중 1개 이상의 위치를 포함한다. 실시형태에 있어서, 버킷(8)의 외측(8K)의 위치라고 할 때는, 외측(8K)의 표면의 위치를 말하는 것으로 한다.
버킷 길이 L3는, 버킷(8)의 측면에서 볼 때, 버킷(8)의 날끝(8T)과 버킷 핀(15)과의 거리, 보다 구체적으로는 날끝(8T)과 버킷 핀(15)의 중심축선 AX1과의 거리(제1 직선 LN1에 상당함)이다. 버킷 길이 L3는, 날끝(8T) 및 버킷 핀(15)을 연결하는 직선이다. 각도 α는, 버킷(8)의 측면에서 볼 때, 제1 직선 LN1과 제2 직선 LN2가 이루는 각도이다. 위치 Q는, 버킷(8)의 측면에서 볼 때, 버킷(8)의 날끝(8T)의 위치이다. 이하에 있어서, 날끝(8T)의 위치를 적절히, 날끝 위치 Q라고 한다. 위치 S는, 버킷(8)의 측면에서 볼 때, 버킷 핀(15)의 위치, 보다 구체적으로는 버킷 핀(15)의 중심축선 AX1의 위치이다. 장착부(8F)로부터 날끝(8T)까지에서의 버킷(8)의 외측(8K) 중 1개 이상의 위치는, 도 4에 나타내는 예에서는 위치 A, B, C, D 중 하나 이상이다. 장착부(8F)로부터 날끝(8T)까지에서의 버킷(8)의 외측(8K)의 위치는 4개에 한정되는 것이 아니고, 5개 이상이라도 되고, 3개 이하라도 된다.
도 4에 나타내는 각도 φa, φb, φc, φd, φe는, 제1 직선 LN1과, 중심축선 AX1 및 위치 A, B, C, D, E를 연결한 각각의 직선이 이루는 각도이다. 각도 φa는, 버킷(8)의 날끝(8T) 및 버킷 핀(15)을 연결하는 직선과 버킷 핀(15)과 바닥면(8BT)에서의 버킷 배면측 종단의 위치 A까지의 직선이 이루는 각도이다. 길이 LA, LB, LC, LD, LE는, 중심축선 AX1과, 위치 A, B, C, D, E를 연결한 각각의 직선의 길이를 나타낸다. 위치 A, 위치 B, 위치 C, 위치 D 및 위치 E는, 버킷(8)의 외측(8K)의 위치이므로, 위치 A, 위치 B, 위치 C, 위치 D 및 위치 E에 의해 버킷(8)의 외측(8K)의 형상의 개략을 파악할 수 있다. 위치 B, 위치 C 및 위치 D는, 버킷(8)의 곡면부(8HH)에서의 외측(8K)의 위치이며, 위치 E는, 장착부(8F)의 링크 측(8FR)의 위치이다. 버킷 길이 L3, 길이 LA, LB, LC, LD, LE, 각도 φa, φb, φc, φd, φe도, 버킷(8)의 형상 및 치수를 나타내는 정보로 된다.
버킷(8)의 형상 및 치수의 정보로부터, 버킷(8)의 측면에서 볼 때의 바닥면(8BT)의 길이 LBT, 즉 제2 직선 LN2의 길이 LBT, 및 각도 α가 얻어진다. 바닥면(8BT)의 길이 LBT는 식(1)에 의해, 각도 α는 식(2)에 의해 구해진다. 각도 φa는, 제1 직선 LN1과 중심축선 AX1 및 위치 A를 연결하는 직선이 이루는 각도, 길이 LA는 버킷(8)의 측면에서 볼 때의 버킷 핀(15), 구체적으로는 중심축선 AX1과 위치 A를 연결하는 직선의 길이이다. 길이 LA는, 버킷(8)의 측면에서 볼 때 버킷 핀(15)과 바닥면(8BT)에서의 버킷 배면측 종단의 위치 A를 연결하는 직선의 길이이다. 각도 α는 각도 φa로부터 구할 수 있으므로, 버킷(8)의 형상 및 치수를 나타내는 정보에 각도 α가 포함되지 않아도 된다.
LBT= √{L32＋LA2―2×L3×LA×cos(φa)} …(1)
α= cos― 1{(L32＋LBT2―LA2)/(2×L3×LBT)} …(2)
도 5는, 제1 부분(8F)의 제1 묘화 정보(91)와, 제2 부분(8GP)의 제2 묘화 정보(92)를 나타낸 도면이다. 표시 컨트롤러(28)는, 제1 묘화 정보(91) 및 제2 묘화 정보(92)를 사용하여, 버킷(8)을 측면에서 보았을 때의 화상을 표시하기 위한 묘화 정보를 생성한다. 이 경우, 예를 들면, 표시 컨트롤러(28)는, 유압 셔블(100)의 작업기(2)에 현재 장착되어 있는 버킷(8)의 형상 및 치수의 정보에 맞도록, 제1 묘화 정보(91) 및 제2 묘화 정보(92)를 변형시킨다. 다음에, 표시 컨트롤러(28)는, 버킷 핀(15)으로부터 날끝(8T)까지에서의 버킷(8)의 외측(8K) 중 1개 이상의 위치와, 버킷 핀(15)의 위치 S를 적어도 지나는 도형의 정보를 생성한다. 표시 컨트롤러(28)는, 변형 후의 제1 묘화 정보(91) 및 제2 묘화 정보(92) 및 본체부의 정보를, 버킷(8)을 측면에서 보았을 때의 화상을 표시하기 위한 묘화 정보로 한다.
제1 묘화 정보(91)는, 제1 부분(8F)의 화상을 표시부(29)에 표시하게 하기 위한 정보이며, 복수 화소의 집합이다. 제2 묘화 정보(92)는, 제2 부분(8GP)의 화상을 표시부(29)에 표시하게 하기 위한 정보이며, 복수 화소의 집합이다. 제2 부분(8GP)은, 제1 부분(8F)으로부터 버킷(8)의 날끝(8T)까지, 또한 버킷(8)의 개구부(8G)로부터 버킷(8)의 내측을 향해 소정 범위를 차지하는 부분이며, 측면(8S)의 일부 및 날(8B)을 포함한다.
제1 묘화 정보(91)는, 위치 E 및 버킷 핀(15)의 위치 S 외에, 기준이 되는 위치 R이 설정되어 있다. 위치 R은, 장착부(8F)의 링크 측(8FR)에 상당하는 부분(94R), 또한 제2 묘화 정보(92) 측의 위치이다. 제2 묘화 정보(92)는, 날끝 위치 Q 및 버킷 핀(15)의 위치 S 외에, 기준이 되는 위치 P가 설정되어 있다. 위치 P는, 날(8B) 측으로서, 버킷(8)의 내측의 위치이다.
실시형태에 있어서, 제1 묘화 정보(91) 및 제2 묘화 정보(92)는 기준의 요소로 된다. 표시 컨트롤러(28)는, 유압 셔블(100)의 작업기(2)에 현재 장착되어 있는 버킷(8)의 형상 및 치수를 나타내는 정보를 이용하여 제1 묘화 정보(91) 및 제2 묘화 정보(92)를 변형 또는 회전시킴으로써, 버킷(8)의 묘화 정보를 생성한다. 다음에, 버킷(8)을 측면에서 본 화상을 묘화하기 위한 묘화 정보를 생성하여 표시부(29)에 표시하게 하는 방법, 즉 실시형태에 관한 표시 방법을 설명한다. 실시형태에 관한 표시 방법은, 표시 컨트롤러(28)가 실행한다.
도 6 내지 도 11은, 실시형태에 관한 표시 방법의 처리예를 설명하기 위한 도면이다. 도 6 내지 도 11 중에 있어서, 제2 묘화 정보(92)의 날끝 위치 Q와 버킷 핀(15)의 위치 S를 연결하는 제1 직선 LN1이 x축, 제1 직선 LN1과 직교하는 축을 y축이라고 한다. 도 6은, 제2 묘화 정보(92)의 화상을 나타내고 있다. 제1 직선 LN1과 날끝 위치 Q 및 위치 P를 연결하는 직선이 이루는 각도를 αi라고 한다.
실시형태에 관한 표시 방법이 실행되는 경우, 도 2에 나타내는 입력 장치(28I)로부터, 작업기(2)에 장착되어 있는 버킷(8)을 지정하는 지령이 입력된다. 그러면, 표시 컨트롤러(28)의 처리부(28P)는, 지정된 버킷(8)의 형상 및 치수를 나타내는 정보를, 기억부(28M)로부터 판독한다. 실시형태에 있어서, 버킷(8)의 형상 및 치수를 나타내는 정보는, 적어도 위치 A, B, C, D, E, 날끝 위치 Q, 버킷 핀(15)의 위치 S 및 버킷 길이 L3를 포함한다. 이 외에, 버킷(8)의 형상 및 치수를 나타내는 정보에는, 길이 LA 및 각도 φa가 포함된다.
처리부(28P)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제2 묘화 정보(92)의 날끝 위치 Q와 버킷 핀(15)의 위치 S와의 거리가, 판독된 버킷 길이 L3에 상당하는 화소수로 되도록, 제2 묘화 정보(92)의 종횡비를 유지한 채로 제2 묘화 정보(92)의 치수를 변경한다. 다음에, 처리부(28P)는, 버킷 길이 L3, 길이 LA 및 각도 φa와, 식(1) 및 식(2)로부터, 지정된 버킷(8)의 각도 α를 구한다. 구해진 각도 α를, 이하의 설명에서는 각도 αr로 하여 설명한다.
각도 αr이 얻어졌으면, 처리부(28P)는, 제2 묘화 정보(92)를 변경한다. 이 경우, 예를 들면, 처리부(28P)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제1 직선 LN1과 날끝 위치 Q 및 위치 P를 연결하는 직선(제2 직선 LN2에 상당)이 이루는 각도 αi가 αr로 되도록, 제2 묘화 정보(92) 전체를 x축과 평행한 방향으로 이동시켜 변형시킨다. 이 때, 처리부(28P)는, 날끝 위치 Q 및 버킷 핀(15)의 위치 S를 같은 위치에 유지하고, 또한 위치 P의 y 좌표의 위치를 같은 위치에 유지한 상태로, 제2 묘화 정보(92) 전체를 변형시킨다. 변형 후, 제1 직선 LN1과, 날끝 위치 Q 및 위치 P를 연결하는 직선이 이루는 각도가 αr로 되면, 날끝 위치 Q와 위치 P와 위치 A는 동일 직선 상에 배열된다. 날끝 위치 Q와 위치 A를 연결하는 직선은, 제2 직선 LN2에 상당한다.
다음에, 처리부(28P)는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 묘화 정보(91)의 버킷 핀(15)의 위치 S를, 제2 묘화 정보(92)의 버킷 핀(15)의 위치 S에 일치시킨다. 그리고, 처리부(28P)는, 제1 묘화 정보(91)를 변경한다. 제1 묘화 정보(91)를 변경할 때도, 제1 묘화 정보(91)의 종횡비를 유지한 채로 제1 묘화 정보(91)의 치수를 변경한다. 이 경우, 예를 들면, 처리부(28P)는, 제1 묘화 정보(91)의 위치 E가, 지정된 버킷(8)의 위치 E에 상당하는 좌표로 되도록, 제1 묘화 정보(91)를 회전시키는 동시에, 표시부(29)에 표시하게 하기 위한 치수를 변경한다. 여기까지의 처리에 의해, 제1 묘화 정보(91) 및 제2 묘화 정보(92)의 날끝 위치 Q, 버킷 핀(15)의 위치 S, 버킷 길이 L3 및 제1 직선 LN1과 제2 직선 LN2가 이루는 각도 αr이, 화상 위에 있어서, 작업기(2)에 장착되어 있는 버킷(8)과 같은 값으로 된다.
처리부(28P)는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 위치 P, A, B, C, D, R, S를 지나는 도형(96)의 정보를 생성한다. 실시형태에 있어서, 도형(96)은, 위치 P, A, B, C, D, R, S를 지나는 폐곡선(閉曲線)이다. 처리부(28P)는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 폐곡선인 도형(96) 상 및 도형(96) 내의 화소를 제3 묘화 정보(98)라고 한다. 제3 묘화 정보(98)는, 도형(96) 내의 화소를 포함하지 않고, 도형(96)의 형상(폐곡선)만을 포함한 것이라도 된다. 이와 같이, 처리부(28P)는, 도형(96)을 생성함으로써 제3 묘화 정보(98)를 얻는다. 처리부(28P)는, 제1 묘화 정보(91)와 제2 묘화 정보(92)와 제3 묘화 정보(98)를 결합하고, 버킷(8)을 측면에서 본 화상을 묘화하기 위한 묘화 정보(90i)(도 11 참조)를 생성한다. 묘화 정보(90i)가 표시부(29)에 표시되면, 도 3에 나타내는 아이콘(90)으로 된다. 이와 같은 처리에 의해, 처리부(28P)는, 묘화 정보(90i)를 생성한다. 생성된 묘화 정보(90i)는, 기억부(28M)에 기억된다.
도 12는, 비교예에 관한 버킷(8)의 표시예를 나타낸 도면이다. 도 13은, 실시형태에 관한 표시 시스템(102) 및 실시형태에 관한 표시 방법에 의한 버킷(8)의 표시예를 나타낸 도면이다. 도 12 및 도 13은, 모두 가이던스 화상 IG가 표시부(29)에 표시되어 있다. 가이던스 화상 IG는, 유압 셔블(100)의 글로벌 좌표계에서의 위치와 현재의 지형 또는 설계 지형이 표시되므로, 작업기(2)의 버킷(8)과 현재의 지형과의 관계가 표시부(29)에 표시된다.
실시형태에 있어서, 가이던스 화상 IG에 표시되는 지면 LND는, 시공 대상의 목표 형상을 나타내는 목표 시공면(70)의 단면을 나타내는 선[목표 시공면선(79)], 시공 대상은 아니지만 유압 셔블(100)의 접지면, 및 주위의 지면의 단면을 나타내는 화상(예를 들면, 선화상) 중 어느 하나 또는 양자라도 된다. 도 12 및 도 13은, 유압 셔블(100)이 접지하는 지면 LND(접지면)의 단면을 나타내는 화상, 이 예에서는 선화상을 표시한 예이다.
비교예는, 버킷(8)의 버킷 길이 L3, 각도 α 및 바닥면(8BT)의 직선에 상당하는 부분의 길이만에 의해 생성된 묘화 정보에 기초하여, 표시부(29)에 버킷(8)을 측면에서 보았을 때의 화상인 아이콘(900)을 표시한다. 이 경우, 아이콘(900)은, 버킷(8)의 형상을 재현할 수 없는 경우가 있다. 그러므로, 예를 들면, 유압 셔블(100)이 버킷(8)을 지면 LND에 접촉시켰을 경우, 도 12에 나타낸 바와 같이, 오퍼레이터가 조작 장치(25)를 조작하고, 버킷(8)을 포함하는 작업기(2)를 육안으로 보면서 버킷(8)을 지면 LND에 접촉시켰음에도 관계없이, 가이던스 화상 IG에 있어서, 아이콘(900)이 지면 LND로부터 멀어지도록 표시되는 경우가 있다.
가이던스 화상 IG의 표시와 실제의 작업기(2)의 상태가 일치하지 않아, 유압 셔블(100)의 오퍼레이터는 위화감을 기억할 가능성이 있다. 즉, 도 12에 나타내는 비교예에 있어서는, 버킷(8)의 측면에서 볼 때를 표시하기 위한 묘화 정보를 생성하기 위해 필요한 정보인, 버킷(8)의 외측(8K)에 관한 정보를, 최적화할 필요가 있다.
실시형태에 있어서 설명한, 표시 시스템(102) 및 실시형태에 관한 표시 방법에 의하면, 버킷(8)의 형상 및 치수의 정보를 이용하여 적절히 생성된 묘화 정보에 기초하여, 표시부(29)에 버킷(8)을 측면에서 보았을 때의 화상인 아이콘(90)을 표시할 수 있다. 이와 같이, 아이콘(90)은, 버킷(8)의 형상 및 치수의 정보를 이용하여 적절한 표시가 행해지므로, 예를 들면, 유압 셔블(100)의 버킷(8)을 지면 LND에 접촉시켰을 경우, 도 13에 나타낸 바와 같이, 가이던스 화상 IG에는 아이콘(90)이 지면 LND에 접촉하는 모양이 표시된다. 이와 같이, 가이던스 화상 IG의 표시와 실제의 작업기(2)의 상태가 일치하므로, 유압 셔블(100)의 오퍼레이터는 위화감을 무의식 중에, 가이던스 화상 IG로부터 실제의 작업기(2) 상태를 파악할 수 있다.
실시형태에 있어서, 장착부(8F)로부터 날끝(8T)까지에서의 버킷(8)의 외측(8K)의 위치는, 버킷(8)의 측면에서 볼 때, 개구부(8G)로부터의 거리가 가장 먼 위치를 포함하는 것이 바람직하다. 중심축선 AX1과 직교하는 버킷(8)의 단면(斷面)에 있어서 제1 직선 LN1과 직교하는 가상선 IL과 개구부(8G)를 규정하는 버킷(8)의 개구단과의 교점을 Xa, 가상선 IL과 버킷(8)의 외측(8K)과의 교점을 Xb로 했을 때, 개구부(8G)로부터의 거리가 가장 먼 위치란, 교점 Xa와 교점 Xb와의 거리가 가장 길 때의 교점 Xb를 포함하는 외측(8K) 부위를 말한다. 이와 같이 하면, 표시 컨트롤러(28)는, 버킷(8)의 깊이, 즉 버킷(8)의 개구부(8G)로부터의 거리가 가장 큰 부분을 지나는 도형(96)을 생성할 수 있다. 그 결과, 표시 컨트롤러(28)는, 도형(96b)을 사용한 묘화 정보(90)를 생성하여, 버킷(8)의 화상의 적절한 표시를 실현할 수 있다.
장착부(8F)로부터 날끝(8T)까지에서의 버킷(8)의 외측(8K)의 위치가 1개인 경우, 이 위치는, 버킷(8)의 측면에서 볼 때, 개구부(8G)로부터의 거리가 가장 먼 위치인 것이 바람직하다. 전술한 바와 마찬가지로, 개구부(8G)로부터의 거리가 가장 먼 위치란, 교점 Xa와 교점 Xb와의 거리가 가장 길 때의 교점 Xb를 포함하는 외측(8K) 부위를 말한다. 이와 같이 하면, 표시 컨트롤러(28)는, 버킷(8)의 깊이, 즉 버킷(8)의 개구부(8G)로부터의 거리가 가장 큰 부분을 지나는 도형(96)을 생성할 수 있다. 그 결과, 표시 컨트롤러(28)는, 도형(96b)을 사용한 묘화 정보(90)를 생성하여, 버킷(8)의 화상의 적절한 표시를 실현할 수 있다.
도 14는, 법면 시공용의 버킷(8a)을 나타낸 측면도이다. 도 14에 나타내는 법면 시공용의 버킷(8a)은, 1개의 평판인 바닥판(8BP)이 버킷(8a)의 폭 방향으로 설치된다. 바닥판(8BP)은, 대향하여 배치되는 한 쌍의 측면(8Sa)끼리와 접합한다. 또한, 법면 시공용의 버킷(8a)은, 바닥판(8BP)의 단부(端部)[날끝(8Ta)와는 반대측의 단부]와 측면(8Sa)의 단부[버킷(8a)의 개구측과는 반대측의 단부]에 접합하는 배면판(8Ba)을 가진다. 법면 시공용의 버킷(8a)은, 장착부(8F) 및 버킷 핀(15)을 통하여 작업기(2)의 암(7)에 장착되고, 장착부(8F), 도 1에 나타내는 링크(17) 및 링크 핀(16)을 통하여, 도 1에 나타내는 버킷 실린더(12)에 장착된다.
법면 시공용의 버킷(8a)은, 바닥판(8BP)의 외측의 전체면이 바닥면(8BTa)으로 된다. 바닥판(8BP)의 배면판(8Ba) 측의 단부가, 바닥면(8BTa)과 바닥면(8BTa) 이외의 부분과의 경계로 되는 위치 A이다. 위치 A는, 법면 시공용의 버킷(8a)의 개구부(8G)로부터의 거리가 가장 먼 위치이다. 법면 시공용의 버킷(8a)도, 날끝(8Ta)으로부터 위치 A까지의 길이가 바닥면(8BTa)의 길이 LBT로 된다. 법면 시공용의 버킷(8a)도, 도 4에 나타내는 버킷(8)과 마찬가지로, 식(1) 및 식(2)를 사용하여, 바닥면(8BTa)의 길이 LBT, 즉 제2 직선 LN2의 길이 LBT, 및 제1 직선 LN1과 제2 직선 LN2이 이루는 각도 α를 얻을 수 있다.
도 15는, 도 14에 나타내는 법면 가공용의 버킷(8a)에 대응하는 묘화 정보(90ai)를 나타낸 도면이다. 표시 컨트롤러(28)의 처리부(28P)는, 버킷(8)과 마찬가지로, 법면 가공용의 버킷(8a)의 형상 및 치수의 정보를 이용하여, 법면 가공용의 버킷(8a)을 측면에서 본 화상을 묘화하기 위한 묘화 정보(90ai)를 생성한다. 도 2에 나타내는 표시부(29)는, 이 묘화 정보(90ai)에 기초하여 법면 가공용의 버킷(8a)을 측면에서 본 화상을 표시한다.
묘화 정보(90ai)는, 제1 묘화 정보(91a)와 제2 묘화 정보(92a)와 제3 묘화 정보(98a)가 처리부(28P)에 의해 결합되는 것에 의해 생성된다. 제2 묘화 정보(92a)는, 제1 직선 LN1과 제2 직선 LN2이 이루는 각도가, 작업기(2)에 장착되어 있는 법면 시공용의 버킷(8a)의 제1 직선 LN1과 제2 직선 LN2이 이루는 각도 αr로 되도록 변형된다. 이 변형의 처리는, 전술한 바와 같다.
제3 묘화 정보(98a)는, 버킷 핀(15)의 위치 S와, 위치 R과, 위치 A와, 위치 P를 지나는 도형(96a) 상 및 도형(96a) 내의 화소의 집합이다. 법면 시공용의 버킷(8a)에 있어서는, 장착부(8F)로부터 날끝(8T)까지에서의 버킷(8a)의 외측(8K)의 위치로서, 위치 A가 사용된다. 제3 묘화 정보(98a)는, 도형(96) 내의 화소를 포함하지 않고, 도형(96)의 형상을 나타내는 외형선만을 포함하는 것이라도 된다. 도형(96a)은, 위치 R 및 위치 P 중 적어도 한쪽을 통하지 않아도 된다. 즉, 도형(96a)은, 적어도 위치 Q와, 위치 A와, 위치 S를 통하면 된다.
이와 같이, 법면 시공용의 버킷(8a)도, 통상의 버킷(8)과 마찬가지로, 묘화 정보(90ai)가 생성된다. 법면 시공용의 버킷(8a)도, 법면 시공용의 버킷(8a)의 형상 및 치수의 정보를 이용하여 생성되므로, 실제로 작업기(2)에 장착되어 있는 법면 시공용의 버킷(8a)의 형상이 표시부(29)의 화면 상에서 재현된다. 그 결과, 가이던스 화상 IG의 표시와 실제의 작업기(2)의 상태가 일치하므로, 유압 셔블(100)의 오퍼레이터는 위화감을 무의식 중에, 가이던스 화상 IG로부터 실제의 작업기(2) 상태를 파악할 수 있다.
[변형예]
도 16은, 실시형태의 변형예에 관한 묘화 정보(90bi)를 나타낸 도면이다. 변형예에 있어서, 제1 묘화 정보(91b) 치수 및 자세 중 적어도 한쪽을 변경하는 처리, 및 제2 묘화 정보(92b)의 치수 및 자세 중 적어도 한쪽을 변경하는 처리는, 전술한 제1 묘화 정보(91) 및 제2 묘화 정보(92)와 같다. 표시 컨트롤러(28)의 처리부(28P)는, 제3 묘화 정보(98b)를 생성하는데 있어서, 날끝 위치 Q와 도 4에 나타내는 버킷(8)의 외측(8K)에서의 소정 위치 H와, 버킷 핀(15)의 위치 S를 지나는 도형(96b)의 정보를 생성한다. 도형(96b)은, 위치 Q, H, S를 지나는 2차 곡선, 3차 곡선, 쌍곡선 등으로 할 수 있다. 변형예에 있어서, 버킷 핀(15)의 위치 S와 버킷(8)의 외측에서의 소정 위치 H를 지나는 직선을 제3 직선 SH라고 한다.
생성부를 포함하는 표시 컨트롤러(28)는, 적어도, 버킷(8)의 날끝(8T)과 버킷(8)을 작업기(2)에 장착하는 버킷 핀(15)과의 거리, 버킷 핀(15)과 버킷(8)의 외측(8K)에서의 소정 위치 H와의 거리 LH, 또한 버킷(8)의 날끝(8T)과 버킷 핀(15)을 연결하는 제1 직선 LN1과 제3 직선 SH가 이루는 각도 φh라는 버킷(8)의 형상 및 치수의 정보를 이용하여, 도형(96b)을 생성할 수 있다. 표시 컨트롤러(28)는, 이들의 버킷(8)의 형상 및 치수의 정보에 기초하여, 전술한 식(1) 및 식(2)를 연산함으로써, 버킷(8)을 측면에서 본 화상을 묘화하기 위한 묘화 정보를 생성할 수 있다.
처리부(28P)는, 도형(96b) 상의 화소와, 도형(96b)과, 제1 묘화 정보(91b) 및 제2 묘화 정보(92b)로 에워싸인 부분의 화소를 제3 묘화 정보(98b)라고 한다. 처리부(28P)는, 제1 묘화 정보(91b)와, 제2 묘화 정보(92b)와, 제3 묘화 정보(98b)를 결합하고, 버킷(8)을 측면에서 본 화상을 묘화하기 위한 묘화 정보(90bi)를 생성한다. 제3 묘화 정보(98b)는, 도형(96b) 내의 화소를 포함하지 않고, 도형(96b)의 형상을 나타내는 외형선만을 포함하는 것이라도 된다.
전술한 실시형태에서는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 위치 P, A, B, C, D, R, S를 지나는 도형(96)의 정보가 생성되어 있다. 즉, 도형(96)은, 제1 묘화 정보(91) 상의 위치 R 및 제2 묘화 정보(92) 상의 위치 P를 통하고, 또한 버킷(8)의 외측(8K)에서의 복수의 위치 A, B, C, D를 지난다. 변형예의 도형(96b)은, 제1 묘화 정보(91b) 상의 위치 R 및 제2 묘화 정보(92b) 상의 위치 P를 통과하지 않고, 날끝 위치 Q와 버킷 핀(15)의 위치 S와 버킷(8)의 외측(8K)에서의 1개 이상의 소정 위치 H를 지난다. 이와 같이 해도, 도형(96b)은 버킷(8)의 외측(8K)에서의 소정 위치 H를 지나므로, 묘화 정보(90bi)가 사용되는 것에 의해, 실제로 작업기(2)에 장착되어 있는 버킷(8)에 가까운 형상이 표시부(29)의 화면 상으로 표현된다.
전술한 실시형태의 제3 묘화 정보(98)와 같이, 도형(96)이 제1 묘화 정보(91) 상의 위치 R 및 제2 묘화 정보(92) 상의 위치 P를 지나도록 함으로써, 제3 묘화 정보(98)의 외측의 윤곽을 스무스하게 할 수 있으므로, 유압 셔블(100)의 오퍼레이터의 위화감을 더욱 저감할 수 있다. 도형(96)은, 제1 묘화 정보(91) 상의 위치 R 및 제2 묘화 정보(92) 상의 위치 P 중 적어도 한쪽을 지나도록 해도 된다. 이 경우도, 도형(96)이 위치 R 또는 위치 P를 통과한 부분은, 제3 묘화 정보(98)의 외측의 윤곽이 스무스하게 된다.
도형(96)은, 버킷(8)의 외측(8K)에서의 복수의 위치 A, B, C, D를 지나도록 함으로써, 제3 묘화 정보(98)의 외측의 형상을, 보다 실제의 버킷(8)에 근접시킬 수 있으므로 바람직하다. 그러나, 변형예의 도형(96b)과 같이, 버킷(8)의 외측(8K)에서의 1개 이상의 소정 위치 H를 통과하면, 전술한 비교예(도 12 참조)보다 제3 묘화 정보(98)의 외측의 형상을, 실제의 버킷(8)에 근접시킬 수 있다.
버킷(8)의 외측(8K)에서의 소정 위치 H는, 버킷(8)의 외측(8K) 중 1개 이상의 위치이면 된다. 표시 컨트롤러(28)는, 복수의 소정 위치 H를 사용함으로써, 버킷(8)의 윤곽을 더욱 정확하게 표현할 수 있다. 소정 위치 H는, 도 4에 나타내는 버킷(8)의 측면에서 볼 때, 개구부(8G)로부터의 거리가 가장 먼 위치로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 표시 컨트롤러(28)는, 버킷(8)의 깊이, 즉 버킷(8)의 개구부(8G)로부터의 거리가 가장 큰 부분을 지나는 도형(96b)을 생성할 수 있다. 그 결과, 표시 컨트롤러(28)는, 도형(96b)을 사용한 묘화 정보(90bi)를 생성하여, 버킷(8)의 화상의 적절한 표시를 실현할 수 있다.
이상, 실시형태 및 변형예는, 버킷(8)의 형상 및 치수의 정보를 이용하여, 버킷(8)을 측면에서 본 화상을 묘화하기 위한 묘화 정보를 생성하고, 이 묘화 정보에 기초하여 버킷(8)을 측면에서 본 화상을 표시부(29)에 표시한다. 이와 같이, 함으로써, 실시형태 및 변형예는, 실제로 작업기(2)에 장착되어 있는 버킷(8)의 형상을 표현하여 표시부(29)에 표시하게 할 수 있으므로, 오퍼레이터의 위화감을 저감할 수 있다. 또한, 실시형태 및 변형예는, 오퍼레이터에 대하여 시공 상태에 관한 정보를 이해하기 쉽게 제공할 수 있다.
실시형태 및 변형예는, 버킷(8)의 형상 및 치수의 정보를 이용하여 묘화 정보를 생성하므로, 버킷의 종류에 따라, 버킷의 형상을 나타낸 복수의 그래픽 데이터(화상 정보)를 표시 컨트롤러(28)의 기억부(28M)에 기억시킬 필요는 없다. 그러므로, 실시형태 및 변형예는, 복수 종류의 버킷 중 어느 하나를 표시부(29)에 표시하게 하는데 있어서, 묘화 정보를 생성하기 위한 정보를 보존하여 두기 위한 기억 용량을 저감할 수 있으므로, 하드웨어 자원의 부하를 저감할 수 있다. 또한, 실시형태 및 변형예는, 버킷의 형상을 나타낸 그래픽 데이터(화상 정보)를 미리 기억할 필요가 없기 때문에, 그래픽 데이터(화상 정보)를 미리 작성하는 수고를 줄일 수 있고, 예를 들면, 다양한 곡면부(8HH)를 가진 버킷(8)에 대응한 표시를 실행할 수 있다. 또한, 버킷(8)의 형상 및 치수의 정보는, 유압 셔블(100)의 캘리브레이션(calibration)의 정보로서 유압 셔블이 가지는 제어 장치의 기억부 등에 미리 기억되어 있다. 그러므로, 실시형태 및 변형예는, 이미 유압 셔블(100)이 가지는 정보를 이용할 수 있는 장점도 있다.
실시형태 및 변형예에서는, 유압 셔블(100) 내의 표시부(29)에 버킷(8)의 측면에서 볼 때의 화상을 표시하게 하지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 유압 셔블(100)이 관제 시설로부터의 원격 조작에 의해 조작되는 경우, 관제 시설의 조작 장치에 설치된 표시 장치의 화면에 버킷(8)의 측면에서 볼 때의 화상을 표시시켜도 된다. 이 경우, 관제 시설의 처리 장치가, 버킷(8)의 형상 및 치수의 정보를 이용하여, 버킷(8)의 측면에서 볼 때의 화상을 묘화하기 위한 묘화 정보를 생성해도 된다. 또한, 유압 셔블(100)의 표시 컨트롤러(28)가 생성한 묘화 정보를, 관제 시설의 처리 장치가 통신에 의해 취득하고, 묘화 정보에 따른 화상을 관제 시설의 표시 장치에 표시시켜도 된다. 관리 장치의 표시 장치는, 화상의 표시 기능을 구비한 휴대 단말기 장치라도 된다.
본 실시형태 및 변형예는, 전술한 내용에 한정되는 것은 아니다. 또한, 전술한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정(想定)할 수 있는 것, 실질적으로 동일하지만, 이른바 균등한 범위의 것이 포함된다. 또한, 전술한 구성 요소는 적절히 조합시키는 것이 가능하다. 또한, 본 실시형태 및 변형예의 요지를 벗어나지 않는 범위에 의해 구성 요소의 각종 생략, 치환 또는 변경을 행할 수 있다.
1; 차량 본체
2; 작업기
3; 상부 선회체
8, 8a; 버킷
8B; 날
8K; 외측
8HH; 곡면부
8T, 8Ta; 날끝
8S, 8Sa; 측면
8BP; 바닥판
8BT, 8BTa; 바닥면
8Ba; 배면판
15; 버킷 핀
16; 링크 핀
17; 링크
23; 글로벌 좌표 연산부
25; 조작 장치
26; 작업기 컨트롤러
27; 센서 컨트롤러
28; 표시 컨트롤러
28I; 입력 장치
29; 표시부
45; 설계면
61, 75, 90, 900; 아이콘
70; 목표 시공면
79; 목표 시공면선
90i, 90ai, 90bi; 묘화 정보
91, 91a, 91b; 제1 묘화 정보
92, 92a, 92b; 제2 묘화 정보
98, 98a, 98b; 제3 묘화 정보
100; 유압 셔블
101; 제어 시스템
102; 표시 시스템
L3; 버킷 길이
LN1; 제1 직선
LN2; 제2 직선
Q; 날끝 위치

Claims (8)

  1. 버킷(bucket)이 장착된 작업기를 구비하는 작업 기계의 표시 시스템으로서,
    상기 버킷의 형상 및 치수의 정보를 이용하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상을 묘화(描畵)하기 위한 묘화 정보를 생성하는 생성부; 및
    상기 생성부에 의해 생성된 상기 묘화 정보에 기초하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상 및 지형의 단면(斷面)을 나타내는 화상을 표시하는 표시부;
    를 포함하고,
    상기 버킷의 형상 및 치수의 정보는, 상기 버킷의 측면에서 볼 때,
    상기 버킷의 날끝(blade edge)과 상기 버킷을 상기 작업기에 장착하는 버킷 핀(bucket pin)과의 거리;
    상기 버킷 핀과 상기 버킷의 외측에서의 소정 위치와의 거리; 및
    상기 버킷 핀과 상기 버킷의 날끝을 연결하는 직선과, 상기 버킷 핀과 상기 소정 위치를 연결하는 직선이 이루는 각도;를 포함하는,
    작업 기계의 표시 시스템.
  2. 버킷이 장착된 작업기를 구비하는 작업 기계의 표시 시스템으로서,
    상기 버킷의 형상 및 치수의 정보를 이용하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상을 묘화하기 위한 묘화 정보를 생성하는 생성부; 및
    상기 생성부에 의해 생성된 상기 묘화 정보에 기초하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상 및 지형의 단면을 나타내는 화상을 표시하는 표시부;
    를 포함하고,
    상기 버킷의 형상 및 치수의 정보는, 상기 버킷의 측면에서 볼 때,
    상기 버킷의 날끝과 상기 버킷을 상기 작업기에 장착하는 버킷 핀과의 거리;
    상기 날끝 및 상기 버킷 핀을 연결하는 직선과, 상기 버킷의 바닥면을 나타내는 직선이 이루는 각도;
    상기 버킷의 측면에서 볼 때의 바닥면의 길이;
    상기 버킷 핀으로부터 상기 버킷을 상기 작업기에 연결하는 부분으로부터 상기 날끝까지에서의 상기 버킷의 외측 중 1개 이상의 위치까지의 길이;
    상기 날끝 및 상기 버킷 핀을 연결하는 직선과, 상기 버킷 핀으로부터 상기 버킷을 상기 작업기에 연결하는 부분으로부터 상기 날끝까지에서의 상기 버킷의 외측 중 1개 이상의 위치까지의 직선이 이루는 각도;
    상기 버킷의 측면에서 볼 때 상기 버킷 핀과 상기 바닥면에서의 버킷 배면측 종단(終端)의 위치를 연결하는 직선의 길이; 및
    상기 날끝 및 상기 버킷 핀을 연결하는 직선과, 상기 버킷 핀과 상기 바닥면에서의 버킷 배면측 종단의 위치를 연결하는 직선이 이루는 각도;를 포함하는,
    작업 기계의 표시 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 생성부는,
    상기 버킷을 구동하는 버킷 실린더 및 상기 작업기의 암과 상기 버킷을 연결하는 부분인 제1 부분의 제1 묘화 정보와, 상기 제1 부분으로부터 상기 날끝까지의 부분인 제2 부분의 제2 묘화 정보를 이용하여, 상기 버킷의 형상 및 치수의 정보에 기초하여 상기 제1 묘화 정보 및 상기 제2 묘화 정보를 변경시키고,
    상기 제1 부분으로부터 상기 날끝에 이르기까지에 있는 위치로서, 상기 버킷의 외측 중 1개 이상의 위치를 지나는 도형의 정보를 생성함으로써 제3 묘화 정보를 얻고,
    상기 제1 묘화 정보, 상기 제2 묘화 정보 및 상기 제3 묘화 정보를 이용하여 상기 묘화 정보를 생성하는, 작업 기계의 표시 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시부는,
    상기 버킷을 측면에서 본 화상과 함께, 상기 작업 기계의 시공 대상의 목표 형상을 나타내는 목표 시공면(施工面)의 정보를 표시하는, 작업 기계의 표시 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 작업 기계의 표시 시스템을 포함하는, 작업 기계.
  6. 작업 기계가 구비하는 버킷의 형상 및 치수의 정보를 이용하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상을 묘화하기 위한 묘화 정보를 생성하는 단계; 및
    생성부에 의해 생성된 상기 묘화 정보에 기초하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상 및 지형의 단면을 나타내는 화상을 표시하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 버킷의 형상 및 치수의 정보는, 상기 버킷의 측면에서 볼 때,
    상기 버킷의 날끝과 상기 버킷을 작업기에 장착하는 버킷 핀과의 거리;
    상기 버킷 핀과 상기 버킷의 외측에서의 소정 위치와의 거리; 및
    상기 버킷 핀과 상기 버킷의 날끝을 연결하는 직선과, 상기 버킷 핀과 상기 소정 위치를 연결하는 직선이 이루는 각도를 포함하는,
    표시 방법.
  7. 작업 기계가 구비하는 버킷의 형상 및 치수의 정보를 이용하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상을 묘화하기 위한 묘화 정보를 생성하는 단계; 및
    생성부에 의해 생성된 상기 묘화 정보에 기초하여 상기 버킷을 측면에서 본 화상 및 지형의 단면을 나타내는 화상을 표시하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 버킷의 형상 및 치수의 정보는, 상기 버킷의 측면에서 볼 때,
    상기 버킷의 날끝과 상기 버킷을 작업기에 장착하는 버킷 핀과의 거리;
    상기 날끝 및 상기 버킷 핀을 연결하는 직선과, 상기 버킷의 바닥면을 나타내는 직선이 이루는 각도;
    상기 버킷의 측면에서 볼 때의 바닥면의 길이;
    상기 버킷 핀으로부터 상기 버킷을 상기 작업기에 연결하는 부분으로부터 상기 날끝까지에서의 상기 버킷의 외측 중 1개 이상의 위치까지의 길이;
    상기 날끝 및 상기 버킷 핀을 연결하는 직선과, 상기 버킷 핀으로부터 상기 버킷을 상기 작업기에 연결하는 부분으로부터 상기 날끝까지에서의 상기 버킷의 외측 중 1개 이상의 위치까지의 직선이 이루는 각도;
    상기 버킷의 측면에서 볼 때 상기 버킷 핀과 상기 바닥면에서의 버킷 배면측 종단의 위치를 연결하는 직선의 길이; 및
    상기 날끝 및 상기 버킷 핀을 연결하는 직선과, 상기 버킷 핀과 상기 바닥면에서의 버킷 배면측 종단의 위치를 연결하는 직선이 이루는 각도;를 포함하는,
    표시 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 버킷을 구동하는 버킷 실린더 및 상기 작업기의 암과 상기 버킷을 연결하는 부분인 제1 부분의 제1 묘화 정보와, 상기 제1 부분으로부터 상기 날끝까지의 부분인 제2 부분의 제2 묘화 정보를 이용하여, 상기 버킷의 형상 및 치수의 정보에 기초하여 상기 제1 묘화 정보 및 상기 제2 묘화 정보를 변경시키는 단계;
    상기 제1 부분으로부터 상기 날끝에 이르기까지에 있는 위치로서, 상기 버킷의 외측 중 1개 이상의 위치를 지나는 도형의 정보를 생성함으로써 제3 묘화 정보를 얻는 단계; 및
    상기 제1 묘화 정보, 상기 제2 묘화 정보 및 상기 제3 묘화 정보를 이용하여 상기 묘화 정보를 생성하는 단계;를 더 포함하는,
    표시 방법.
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