CN103827400B - 液压挖掘机的挖掘控制系统 - Google Patents

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Abstract

挖掘控制系统（200）具有设计面数据生成部（284），该设计面数据生成部（284）基于设计地形数据（Dg）和铲斗位置数据（Dp），生成表示与铲斗（8）最近的第一设计面（S1）的第一设计面数据（DS1）和表示与第一设计面（S1）相连的第二至第五设计面（S2～S5）的第二至第五设计面数据（DS2～DS5），并基于第一至第五设计面数据（DS1～DS5），生成表示第一至第五设计面（S1～S5）的形状的形状数据（Df）。

Description

液压挖掘机的挖掘控制系统
技术领域
本发明涉及一种具有工作装置的液压挖掘机的挖掘控制系统。
背景技术
目前，在具有包括铲斗的前部装置的建筑机械中，提出了一种用于使铲斗沿着表示挖掘对象的目标形状的界面移动的挖掘区域限制控制（例如参照专利文献1）。
另外，还公知一种基于从事务所侧的计算机发送的尺寸和倾斜度数据，在液压挖掘机侧的计算机中计算出设计面数据的方法（例如参照专利文献2）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：
专利文献1：（日本）国际公开WO95/30059号
专利文献2：（日本）特开2006－265954号公报
发明内容
（发明要解决的技术问题）
然而，在上述专利文献2中，无论液压挖掘机的铲斗是否在能够挖掘的范围内，液压挖掘机侧计算机都计算出设计面数据。为此，液压挖掘机侧计算机的处理负荷增加，还存在将已算出的设计面数据未使用而放弃的情况。
本发明鉴于上述状况而提出，目的在于提供一种能够简便地获取所希望的设计面数据的液压挖掘机的挖掘控制系统。
（用于解决技术问题的技术方案）
第一方面的液压挖掘机的挖掘控制系统具有工作装置、设计地形数据存储部、铲斗位置数据生成部、设计面数据生成部、挖掘限制控制部。工作装置具有大臂、小臂、铲斗。大臂安装成相对于车辆主体能够摆动。小臂能够摆动地安装于大臂的前端部。铲斗能够摆动地安装于小臂的前端部。设计地形数据存储部储存表示挖掘对象的目标形状的设计地形数据。铲斗位置数据生成部生成表示铲斗的当前位置的铲斗位置数据。设计面数据生成部基于设计地形数据和铲斗位置数据，生成主设计面数据和从设计面数据。主设计面数据表示与铲斗上的规定位置相对应的主设计面。从设计面数据表示与主设计面相连的多个从设计面。设计面数据生成部基于主设计面数据和从设计面数据，生成表示主设计面和多个从设计面的形状的形状数据。挖掘限制控制部基于形状数据和铲斗位置数据，自动调整铲斗相对于主设计面和多个从设计面的位置。
根据第一方面的液压挖掘机的挖掘控制系统，以铲斗的位置为基准设定主设计面，因此能够简便地获取挖掘作业所需要的并且希望的设计面数据。因此，能够减轻设计面数据的生成所需要的处理负荷，并且能够抑制挖掘作业所不需要的设计面数据的生成。
第二方面的液压挖掘机的挖掘控制系统在第一方面的基础上，铲斗位置数据生成部随时更新铲斗位置数据。设计面数据生成部根据由铲斗位置数据生成部进行的铲斗位置数据的更新，更新主设计面数据、从设计面数据及形状数据。
根据第二方面的液压挖掘机的挖掘控制系统，例如在从第一设计面的挖掘转向第二设计面的挖掘时，能够迅速地将第二设计面更新为第一设计面，并且与第三设计面相连的其他设计面设定为新的从设计面。因此，能够抑制铲斗向未意图的方向驱动。
第三方面的液压挖掘机的挖掘控制系统在第一或第二方面的液压挖掘机的挖掘控制系统的基础上，设计面数据生成部将两个设计面设定为与主设计面的车辆主体侧依次相连。而且，设计面数据生成部将两个设计面设定为与主设计面的车辆主体相反侧依次相连。
根据第三方面的液压挖掘机的挖掘控制系统，因为在第一设计面的两侧设定有两个设计面，所以在将从沟槽中挖掘出的土排出到沟槽的跟前侧或者沟槽的里侧时，能够抑制铲斗向非意图的方向驱动。具体而言，第一设计面为沟槽的底面，与第一设计面的两端相连的两个设计面为沟槽的两壁面，并且在位于工作装置的可动范围的情况下，由操作员每次都确定将挖掘出的土排出到沟槽的跟前侧还是沟槽的里侧。于是，通过预先在第一设计面的两侧设定两个设计面，无论向沟槽的跟前侧还是向沟槽的里侧排土，都能够应对。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够简便地获取所希望的设计面数据的液压挖掘机的液压挖掘控制系统。
附图说明
图1是液压挖掘机的立体图。
图2A是液压挖掘机100的侧视图。
图2B是液压挖掘机100的后视图。
图3是表示液压挖掘机的挖掘控制系统的功能构成的框图。
图4是表示显示控制器的结构的框图。
图5是表示候补面的示意图。
图6是表示设计面的示意图。
图7是表示工作装置控制器的结构的框图。
图8是表示铲斗与设计面S的位置关系的示意图。
图9是表示限制速度与距离的关系的曲线图。
图10是用于说明铲斗的动作的示意图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。
[液压挖掘机100的整体结构]
图1是实施方式的液压挖掘机100的立体图。液压挖掘机10具有车辆主体1和工作装置2。在液压挖掘机100上搭载有挖掘控制系统200。关于挖掘控制系统200的结构与动作将于后文叙述。
车辆主体1具有旋转体3、驾驶室4与行驶装置5。旋转体3配置在行驶装置5上，以沿着上下方向配置的旋转轴为中心能够旋转。旋转体3收纳有未图示的发动机及液压泵等。
在旋转体3的后端部上配置有第一GNSS天线21和第二GNSS天线22。第一GNSS天线21和第二GNSS天线22是RTK－GNSS（Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite Systems，GNSS为全球卫星导航系统）用天线。
驾驶室4载置在旋转体3的前部上。在驾驶室4内配置有各种操作装置。行驶装置5具有一对履带5a,5b，液压挖掘机100利用一对履带5a,5b各自的旋转而行驶。
工作装置2安装在旋转体3上。工作装置2具有大臂6、小臂7、铲斗8、大臂缸10、小臂缸11、铲斗缸12。
大臂6的基端部经由大臂销13以能够摆动的方式安装在旋转体3的前部。小臂7的基端部经由小臂销14以能够摆动的方式安装在大臂6的前端部。铲斗8经由铲斗销15以能够摆动的方式安装在小臂7的前端部。大臂缸10、小臂缸11及铲斗缸12都是利用工作油驱动的液压缸。大臂缸10驱动大臂6。小臂缸11驱动小臂7。铲斗缸12驱动铲斗8。
在此，图2A是液压挖掘机100的侧视图。图2B是液压挖掘机100的后视图。如图2A所示，大臂6的长度，即从大臂销13到小臂销14之间的长度为L1。小臂7的长度，即从小臂销14到铲斗销15之间的长度为L2。铲斗8的长度，即从铲斗销15到铲斗8的斗齿的前端（以下简称为“铲斗刃尖8a”）之间的长度为L3。
另外，如图2A所示，在大臂缸10、小臂缸11及铲斗缸12上分别设置有第一～第三行程传感器16～18。第一行程传感器16检测大臂缸10的行程长度（以下称为“大臂缸长度”）。后述的显示控制器28（参照图4）根据第一行程传感器16检测到的大臂缸长度N1计算出大臂6相对于车辆主体坐标系的垂直方向的倾斜角θ1。
第二行程传感器17检测小臂缸11的行程长度（以下称为“小臂缸长度N2”）。显示控制器28根据第二行程传感器17检测到的小臂缸长度N2计算出小壁7相对于大臂6的倾斜角θ2。
第三行程传感器18检测铲斗缸12的行程长度（以下称为“长度缸长度N3”）。显示控制器28根据第三行程传感器18检测到的铲斗缸长度N3计算出铲斗8所具有的铲斗刀尖8a相对于小臂7的倾斜角θ3。
如图2A所示，在车辆主体1上配置有位置检测部19。位置检测部19检测液压挖掘机100的当前位置。位置检测部19具有上述的第一及第二GNSS天线21,22、整体坐标计算器23、IMU（Inertial Measurement Unit，惯性测量单元）24。
第一及第二GNSS天线21,22在车宽方向上彼此分开。与利用第一及第二GNSS天线21,22接收到的GNSS电波对应的信号被输入到整体坐标计算器23。
整体坐标计算器23检测第一及第二GNSS天线21,22的设置位置。IMU24检测相对于重力方向（铅直线）的车辆主体1车宽方向的倾斜角θ4（参照图2B）及相对于重力方向（铅直线）的车辆主体1前后方向的倾斜角θ5（参照图2A）。
整体坐标计算器23随着液压挖掘机100移动和旋转等而更新第一及第二GNSS天线21,22的当前位置信息。
[挖掘控制系统200的结构]
图3是表示挖掘控制系统200的功能构成的框图。挖掘控制系统200具有操作装置25、工作装置控制器26、比例控制阀27、显示控制器28、显示部29。
操作装置25接受驱动工作装置2的操作员的操作并输出与操作员的操作相对应的操作信号。具体而言，操作装置25具有大臂操作部件31、小臂操作部件32、铲斗操作部件33。
大臂操作部件31包括大臂操作杆31a及大臂操作检测部31b。大臂操作杆31a接受操作员对大臂6的操作。大臂操作检测部31b根据大臂操作杆31a的操作输出大臂操作信号M1。
小臂操作杆32a接受操作员对小臂7的操作。小臂操作检测部32b根据小臂操作杆32a的操作输出小臂操作信号M2。
铲斗操作装置33包括铲斗操作杆33a及铲斗操作检测部33b。铲斗操作杆33a接受操作员对铲斗8的操作。铲斗操作检测部33b根据铲斗操作杆33a的操作输出铲斗操作信号M3。
工作装置控制器26从操作装置25获取大臂操作信号M1、小臂操作信号M2及铲斗操作信号M3（以下适当地统称为“操作信号M”）。工作装置控制器26从第一～第三行程传感器16～18获取大臂缸长度N1、小臂缸长度N2及铲斗缸长度N3。工作装置控制器26通过基于这些信息将控制信号输出到比例控制阀27而对工作装置2进行驱动。关于工作装置控制器26的功能将于后文叙述。
比例控制阀27配置在大臂缸10、小臂缸11及铲斗缸12的各自与未图示的液压泵之间。比例控制阀27根据来自工作装置控制器26的控制信号调整阀的开口度，并且将工作油分别向大臂缸10、小臂缸11及铲斗缸12供给。
显示控制器28从第一～第三行程传感器16～18获取大臂缸长度N1、小臂缸长度N2及铲斗缸长度N3。另外，显示控制器28从IMU24获取倾斜角θ4，并且从整体坐标计算器23获取第一及第二GNSS天线21,22的设置位置（在图3中表示为天线设置位置）。
并且，显示控制器28根据基于这些信息计算出的铲斗8的当前位置与挖掘对象的目标形状即设计地形，生成后述的候补面S0（参照图5）及第一至第五设计面S1～S5（参照图6）。显示控制器28将候补面S0显示到显示部29，并且将第一至第五设计面S1～S5发送到工作装置控制器26。关于显示控制器28的功能将于后文叙述。
[显示控制器28的结构]
图4是表示显示控制器28的结构的框图。图5是表示候补面S0的一例的示意图。图6是表示第一至第五设计面S1～S5的一例的示意图。
显示控制器28具有设计地形数据存储部281、铲斗位置数据生成部282、候补面数据生成部283、设计面数据生成部284。
1.设计地形数据存储部281
设计地形数据存储部281收纳有设计地形数据Dg，该设计地形数据Dg表示作业区域内的挖掘对象的目标形状（以下称为“设计地形”）。设计地形数据Dg包括用于生成候补面S0和第一至第五设计面S1～S5的三维形状所必需的坐标数据及角度数据。
2.铲斗位置数据生成部282
铲斗位置数据生成部282从第一～第三行程传感器16～18获取大臂缸长度N1、小臂缸长度N2及铲斗缸长度N3，从IMU24获取倾斜角θ4，从整体坐标计算器23获取第一及第二GNSS天线21,22的设置位置。铲斗位置数据生成部282基于大臂缸长度N1、小臂缸长度N2及铲斗缸长度N3，计算出倾斜角θ1～θ3。
并且，铲斗位置数据生成部282基于倾斜角θ1～θ4与第一及第二GNSS天线21,22的设置位置，生成表示铲斗8的当前位置的铲斗位置数据Dp。铲斗位置数据生成部282将已生成的铲斗位置数据Dp发送到工作装置控制器26。
另外，铲斗位置数据生成部282根据整体坐标计算器23对第一及第二GNSS天线21,22的当前位置信息的更新，随时更新铲斗位置数据Dp。
3.候补面数据生成部283
候补面数据生成部283获取已储存在设计地形数据存储部281中的设计地形数据Dg与由铲斗位置数据生成部282生成的铲斗位置数据Dp。候补面数据生成部283基于设计地形数据Dg及铲斗位置数据Dp，获取表示设计地形中铲斗刃尖8a附近区域的铲斗附近设计地形。
接着，候补面数据生成部283将铲斗附近设计地形与工作装置2的动作平面（即，通过车宽方向中的工作装置2的中心的平面）的交线确定为成为设计面的候补的候补面S0，生成表示候补面S0的候补面数据DS0。
候补面数据生成部283将候补面数据DS0发送到显示部29，向操作员表示候补面S0。另外，候补面数据生成部283将候补面数据DS0发送到设计面数据生成部284。
需要说明的是，候补面数据生成部283根据铲斗位置数据生成部282对铲斗位置数据Dp的更新，随时更新候补面数据DS0。
4.设计面数据生成部284
设计面数据生成部284获取由铲斗位置数据生成部282生成的铲斗位置数据Dp和由候补面数据生成部283生成的候补面数据DS0。
如图6所示，设计面数据生成部284基于铲斗位置数据Dp和候补面数据DS0，将候补面S0中铲斗8最近的面确定为第一设计面S1，生成表示第一设计面S1的第一设计面数据DS1。
并且，设计面数据生成部284生成表示与第一设计面S1相连的第二至第五设计面S2～S5的第二至第五设计面数据DS2～DS5。
具体而言，设计面数据生成部284设定与第一设计面S1的车辆主体1侧的端部相连的第二设计面S2和进一步与第二设计面S2的车辆主体1侧的端部相连的第三设计面S3，而且设定与第一设计面S1的车辆主体1的相反侧的端部相连的第四设计面S4和进一步与第四设计面S4的车辆主体1的相反侧的端部相连的第五设计面S5。
需要说明的是，在本实施方式中，第一设计面S1是“主设计面”的一例，第二至第五设计面S2～S5是“多个从设计面”的一例，而且表示第一设计面S1的第一设计面数据DS1是“主设计面数据”的一例，表示第二至第五设计面S2～S5的第二至第五设计面数据DS2～DS5为“从设计面数据”的一例。
另外，设计面数据生成部284基于已生成的第一至第五设计面数据DS1～DS5，生成表示第一至第五设计面S1～S5形状的形状数据Df。
如图6所示，第一设计面数据DS1包括坐标数据P1、坐标数据P2及角度数据θ1，基于这些信息规定第一设计面S1。具体而言，根据坐标数据P1和坐标数据P2规定第一设计面S1的尺寸，根据角度数据θ1规定第一设计面S1相对于水平线的倾斜度。
另外，第二设计面数据DS2包括坐标数据P3和角度数据θ2，基于这些信息规定第二设计面S2。具体而言，根据坐标数据P1和坐标数据P3规定第二设计面S2的尺寸，根据角度数据θ2规定第二设计面S2相对于水平线的倾斜度。
另外，第三设计面数据DS3包括角度数据θ3（在图6的例中，θ3＝0°），基于该信息规定第三设计面S3。具体而言，根据角度数据θ3规定以坐标数据P3为起点的第三设计面S3相对于水平线的倾斜度。需要说明的是，可以不规定第三设计面S3的尺寸。
另外，第四设计面数据DS4包括坐标数据P4和角度数据θ4，基于这些信息规定第四设计面S4。具体而言，根据坐标数据P4和坐标数据P2规定第四设计面S4的尺寸，基于角度数据θ4规定第四设计面S4相对于水平线的倾斜度。
另外，第五设计面数据DS5包括角度数据θ5，基于该信息规定第五设计面S5。具体而言，根据角度数据θ5规定以坐标数据P4为起点的第五设计面S5相对于水平线的倾斜度。需要说明的是，可以不规定第五设计面S5的尺寸。
设计面数据生成部284将按照如上所述那样生成的表示第一至第五设计面S1～S5的形状数据Df发送到工作装置控制器26。而且，设计面数据生成部284根据铲斗位置数据生成部282对铲斗位置数据Dp的更新，或者候补面数据生成部283对候补面数据DS0的更新，更新第一至第五设计面数据DS1～DS5及形状数据Df。
[工作装置控制器26的结构]
图7是表示工作装置控制器26的结构的框图。图8是表示铲斗8与设计面S（包括第一至第五设计面S1～S5）的位置关系的示意图。
如图7所示，工作装置控制器26具有相对距离获取部261、限制速度确定部262、相对速度获取部263及挖掘限制控制部264。
1.相对距离获取部261
相对距离获取部261从铲斗位置数据生成部282获取铲斗位置数据Dp，从设计面数据生成部284获取第一至第五设计面S1～S5的形状数据Df。
相对距离获取部261基于铲斗位置数据Dp和形状数据Df获取垂直于第一设计面S1方向上的铲斗刃尖8a与第一设计面S1的距离d。相对距离获取部261向限制速度确定部262输出距离d。
需要说明的是，在图8所示的例子中，距离d比到挖掘限制控制干预线C的直线距离h小，铲斗刃尖8a侵入到挖掘限制控制干预线C的内侧。挖掘限制控制干预线C可以适当地设定为以第一设计面S1为起点的任意距离。
2.限制速度确定部262
限制速度确定部262获取与距离d相适宜的限制速度V。限制速度确定部262在比较距离d与直线距离h并判断为铲斗刃尖8a超过了挖掘限制控制干预线C的情况下，获取铲斗刃尖8a相对于设计面S的相对速度Q1的限制速度V。
在此，图9是表示相对速度Q1的限制速度V与距离d之间的关系的坐标图。如图9所示，限制速度V在距离d为直线距离h以上时最大，随着距离d变得比线距离h小而变慢。并且，在距离d为“0”时，限制速度V也变为“0”。限制速度确定部262向挖掘限制控制部265输出限制速度V。
3.相对速度获取部263
相对速度获取部263基于从操作装置25获取的操作信号M计算出铲斗刃尖8a的速度Q。而且，相对速度获取部263基于速度Q获取铲斗刃尖8a相对于设计面S的相对速度Q1（参照图8）。
相对速度获取部263向挖掘限制控制部264输出相对速度Q1。在图8所示的例子中，相对速度Q1比限制速度V大。
4.挖掘限制控制部264
挖掘限制控制部264判断铲斗刃尖8a相对于设计面S的相对速度Q1是否超过限制速度V。
挖掘限制控制部264在判断为相对速度Q1超过了限制速度V的情况下，通过将相对速度Q1抑制在限制速度V，执行用于自动调整铲斗刃尖8a相对于设计面S的位置的挖掘限制控制。
另一方面，挖掘限制控制部264在判断为相对速度Q1不超过限制速度V的情况下，不修正针对比例控制阀27的输出而向比例控制阀27原封不动地进行输出，从而按照操作员的意图驱动工作装置2。
[作用及效果]
（1）本实施方式的挖掘控制系统200基于铲斗位置数据Dp和候补面数据DS0，生成表示与铲斗8最接近的第一设计面S1的第一设计面数据DS1、表示与第一设计面S1相连的第二至第五设计面S2～S5的第二至第五设计面数据DS2～DS5，基于第一至第五设计面数据DS1～DS5生成表示第一至第五设计面S1～S5形状的形状数据Df。
如上所述，因为以铲斗8的位置为基准设定第一设计面S1，所以能够简便地获取挖掘作业所需的并且希望的设计面数据DS（包括第一至第五设计面数据DS1～DS5）。因此，能够降低生成设计面数据DS所需要的处理负荷，并且能够抑制挖掘作业所不必要的设计面数据DS的生成。
另外，如图6所示，因为以第一设计面S1为基准设定第二至第五设计面S2～S5，所以与例如以第一设计面S1为基准仅设定第二及第四设计面S2,S4的情况相比，能够抑制铲斗8向非操作员意图的方向驱动。
具体而言，在仅设定有第二及第四设计面S2,S4的情况下，将从第一设计面S1的挖掘转向第二设计面S2的挖掘的过程设想为如下。首先，如果在第二设计面S2的挖掘结束之前不能获取第三设计面S3的数据，则工作装置控制器26认识到第二设计面S2延长，从而如图10所示，铲斗8保持沿着第二设计面S2动作的情况而向上方驱动。之后，在获取第三设计面S3的数据的时刻，铲斗8被导向第三设计面S3，从而有可能导致无法执行按照目标形状的挖掘。
与之相对，在本实施方式中，因为以第一设计面S1为基准设定第二至第五设计面S2～S5，所以在从第一设计面S1的挖掘转向第二设计面S2的挖掘时，因为已经设定了第三设计面S3，所以能够将铲斗8从第二设计面S2导向第三设计面S3。
（2）设计面数据生成部284随着铲斗位置数据生成部282更新铲斗位置数据Dp，更新第一至第五设计面数据DS1～DS5和形状数据Df。
因此，例如在从第一设计面S1的挖掘转向第二设计面S2的挖掘时，能够迅速地将第二设计面S2更新为第一设计面S1，并且设定新的与第三设计面S3相连的其他设计面。因此，能够进一步抑制铲斗8向非意图的方向驱动。
（3）设计面数据生成部284将第二及第三设计面S1，S2设定为与第一设计面S1的车辆主体1侧依次相连，将第四及第五设计面S4，S5设定为与第一设计面S1的车辆主体1的相反侧依次相连。
这样，因为在第一设计面S1的两侧设定有两个设计面，所以在将从沟槽中挖掘出的土排出到沟槽的跟前侧或沟槽的里侧时，能够抑制铲斗8向非意图的方向驱动。
具体而言，第一设计面S1为沟槽的底面，与第一设计面S1的两端相连的两个设计面S2，S4为沟槽的两壁面，而且位于工作装置2的可动范围的情况下，由操作员每次都确定将挖掘出的土排出到沟槽的跟前侧还是沟槽的里侧。于是，通过预先在第一设计面S1的两侧设定两个设计面，无论向沟槽的跟前侧排土还是向沟槽的里侧排土，都能够应对。
[其他实施方式]
以上说明了本发明的一实施方式，但是本发明不限于上述实施方式，在不脱离发明要旨的范围内能够进行各种变更。
（A）在上述实施方式中，使显示控制器28基于第一至第五设计面数据DS1～DS5生成表示第一至第五设计面S1～S5形状的形状数据Df，但是不限于此。显示控制器28可以基于六个以上的设计面数据DS生成表示六个以上的设计面S形状的形状数据Df。
另一方面，在由设计地形数据Dg表示的区域狭窄的情况下，有时仅设定四个以下的设计面。在这种情况下，显示控制器28可以基于四个以下的设计面数据DS生成表示四个以下的设计面S形状的形状数据Df。
（B）在上述实施方式中，显示控制器28在第一设计面S1的一侧将第二及第三设计面S1,S2设定为使之依次相连，在第一设计面S1的另一侧将第四及第五设计面S4,S5设定为使之依次相连，但是不限于此。显示控制器28能够适当地设定与第一设计面S1的两端相连的设计面的数量。例如，显示控制器28可以在第一设计面S1的一侧将第二至第五设计面S2～S5设定为使之依次相连，也可以在第一设计面S1的一侧将第二至第四设计面S2～S4设定为使之依次相连，并且，在第一设计面S1的另一侧将第五设计面S5设定为使之相连。
（C）在上述实施方式中，虽然没有特别提及，但是显示控制器28可以生成表示包含在铲斗8的可动范围内的设计面的形状数据Df。在这种情况下，能够减轻用于设定明确地表示不进行铲斗8的挖掘作业的设计面S的显示控制器28的处理负荷。
（D）在上述实施方式中，工作装置控制器26基于铲斗8中铲斗刃尖8a的位置执行速度限制，但是不限于此。工作装置控制器26能够基于铲斗8的任意位置（例如铲斗8的最下点）执行速度限制。
（E）在上述实施方式中，将铲斗刃尖8a停止的规定位置设定在设计面S上，但是不限于此。规定位置只要设定在从设计面S向液压挖掘机100侧分开的任意位置上即可。
（F）在上述实施方式中，虽然没有特别提及，但是挖掘控制系统200可以通过只对大臂6的旋转速度进行减速，将相对速度Q1抑制在限制速度V，也可以通过不仅调整大臂6而且调整小臂7和铲斗8的旋转速度，将相对速度Q1限制在限制速度V。
（G）在上述实施方式中，挖掘控制系统200基于从操作装置25获取的操作信号M计算出铲斗刃尖8a的速度Q，但是不限于此。挖掘控制系统200也可以基于从第一～第三行程传感器16～18获取的各缸长度N1～N3的单位时间变化量计算出速度Q。在这种情况下，与基于操作信号M计算出速度Q的情况相比，能够更精确地计算出速度Q。
（H）在上述实施方式中，如图9所示，限制速度与垂直距离具有线性关系，但是不限于此。限制速度与垂直距离的关系能够适当地设定，可以不是线性的，也可以不通过原点。
（I）在上述实施方式中，如图6所示，第一设计面数据DS1包括坐标数据P1、坐标数据P2及角度数据θ1，但是第一设计面数据DS1可以不包括角度数据θ1。在这种情况下，也能够根据坐标数据P1和坐标数据P2规定第一设计面S1。
（J）在上述实施方式中，挖掘控制系统200将候补面S0中铲斗8最近的面确定为第一设计面S1，但是不限于此。第一设计面S1只要基于铲斗8上的规定位置确定即可。因此，挖掘控制系统200例如可以将候补面S0中位于铲斗8的铅直方向下方的面确定为第一设计面S1。
工业实用性
本发明能够应用在液压挖掘机领域。
符号说明
1…车辆主体、2…工作装置、3…旋转体、4…驾驶室、5…行驶装置、5a,5b…履带、6…大臂、7…小臂、8…铲斗、8a…铲斗刃尖、10…大臂缸、11…小臂缸、12…铲斗缸、13…大臂销、14…小臂销、15…铲斗销、16…第一行程传感器、17…第二行程传感器、18…第三行程传感器、19…位置检测部、21…第一GNSS天线、22…第二GNSS天线、23…整体坐标计算器、24…IMU、25…操作装置、26…工作装置控制器、261…相对距离获取部、262…限制速度确定部、263…相对速度获取部、264…挖掘限制控制部、27…比例控制阀、28…显示控制器、281…设计地形数据存储部、282…铲斗位置数据生成部、284…设计面数据生成部、29…显示部、31…大臂操作部件、…32小臂操作部件、33…铲斗操作部件、100…液压挖掘机、200…挖掘控制系统、S…设计面、T…斜面、U…法面、C…挖掘限制控制干预线、h…直线距离

Claims (3)

1.一种液压挖掘机的挖掘控制系统，其特征在于，具有：
工作装置，包括：大臂，安装成相对于车辆主体能够摆动；小臂，能够摆动地安装于所述大臂的前端部；铲斗，能够摆动地安装于所述小臂的前端部；
设计地形数据存储部，储存表示挖掘对象的目标形状的设计地形数据；
铲斗位置数据生成部，生成表示所述铲斗的当前位置的铲斗位置数据；
设计面数据生成部，基于所述设计地形数据和所述铲斗位置数据，生成表示与所述铲斗上的规定位置相对应的主设计面的主设计面数据和表示与所述主设计面相连的多个从设计面的从设计面数据，并且基于所述主设计面数据和所述从设计面数据，生成表示所述主设计面和多个所述从设计面的形状的形状数据；
挖掘限制控制部，基于所述形状数据和所述铲斗位置数据，自动调整所述铲斗相对于所述主设计面和多个所述从设计面的位置。
2.如权利要求1所述的液压挖掘机的挖掘控制系统，其特征在于，
所述铲斗位置数据生成部随时更新所述铲斗位置数据，
所述设计面数据生成部根据由所述铲斗位置数据生成部进行的所述铲斗位置数据的更新，更新所述主设计面数据、所述从设计面数据及所述形状数据。
3.如权利要求1或2所述的液压挖掘机的挖掘控制系统，其特征在于，
所述设计面数据生成部将两个设计面设定为与所述主设计面的所述车辆主体侧依次相连，将两个设计面设定为与所述主设计面的所述车辆主体相反侧依次相连。
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