CN108699815B - 挖土机 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例所涉及的挖土机具有：下部行走体(1)；上部回转体(3)，能够回转地搭载于下部行走体(1)；操纵室(10)，搭载于上部回转体(3)；摄像机(S6)，安装于上部回转体(3)；附属装置，安装于上部回转体(3)；第1显示装置(D3)及第2显示装置(D3S)，设置于操纵室(10)内；及控制器(30)，计算铲斗(6)的铲尖的高度与规定的目标高度的距离。第1显示装置(D3)显示摄像机(S6)所拍摄到的图像及挖土机的运转信息中的至少一个与基于其距离的铲尖导航信息，第2显示装置(D3S)显示目标地形图像及表示挖土机的图像中的至少一个。

Description

挖土机

技术领域

本发明涉及一种具有机器导航功能的挖土机。

背景技术

为了有效且正确地进行基于附属装置的挖掘等作业，对作为施工机械的挖土机的操作者要求熟练的操作技术。因此，为了能够使即使是挖土机的操作经验较少的操作者也能够有效且正确地进行作业，已知有一种引导挖土机的操作的挖土机(例如，参考专利文献1)。

专利文献1的挖土机将显示用于提供导航信息的引导图像的1台显示装置设置于操纵室内，所述导航信息对用于进行挖掘等作业的操作进行引导。

然而，若以1台显示装置显示导航信息及除此以外的信息，则有可能会导致难以观察引导图像。

因此，与显示导航信息以外的信息的小画面的监视器不同，已知有将用于显示导航信息的大画面的监视器安装于右立柱的挖土机(参考专利文献2。)。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-74319号公报

专利文献2：日本特开2014-136943号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

然而，专利文献2的大画面的监视器有可能会成为操作者为了进行挖掘等作业而辨识挖土机的前方或其周边时的视野的障碍，甚至有可能会成为有效且安全的作业的障碍。

鉴于上述内容，优选提供一种能够更容易观察挖掘作业中所需的导航信息且不妨碍前方视野而向操作者提示的挖土机。

用于解决技术课题的手段

本发明的实施例所涉及的挖土机具有：下部行走体；上部回转体，能够回转地搭载于所述下部行走体；驾驶室，搭载于所述上部回转体；附属装置，安装于所述上部回转体；第1显示装置，设置于所述驾驶室内；第2显示装置，设置于所述驾驶室内；及控制装置，计算所述附属装置的作业部位的高度与规定的目标高度的距离，所述第1显示装置显示挖土机的运转信息与基于所述距离的作业部位导航信息，所述第2显示装置显示目标地形图像及表示所述挖土机的图像中的至少一个。

发明的效果

通过上述机构，能够提供一种能够更容易观察挖掘作业中所需的导航信息且不妨碍前方视野而向操作者提示的挖土机。

附图说明

图1是本发明的实施例所涉及的挖土机的侧视图。

图2是表示图1的挖土机的驱动控制系统的结构的图。

图3是表示机器导航装置的结构例的框图。

图4是操纵室的内部的立体图。

图5是操纵室的内部的顶视图。

图6A是表示显示于第1显示装置的输出图像的一例的图。

图6B是表示显示于第2显示装置的输出图像的一例的图。

图6C是表示显示于地形图像显示部的图像的一例的图。

图7A是表示显示于第1显示装置的输出图像的另一例的图。

图7B是表示显示于第2显示装置的输出图像的另一例的图。

具体实施方式

图1是本发明的实施例所涉及的挖土机(挖掘机)的侧视图。在挖土机的下部行走体1上经由回转机构2而能够回转地搭载有上部回转体3。在上部回转体3上安装有动臂4。在动臂4的前端安装有斗杆5，在斗杆5的前端作为端接附属装置安装有铲斗6。作为端接附属装置，可以安装斜坡用铲斗、疏浚用铲斗等。

动臂4、斗杆5及铲斗6作为附属装置的一例而构成挖掘装置，且分别通过动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9来液压驱动。在动臂4上安装有动臂角度传感器S1，在斗杆5上安装有斗杆角度传感器S2，在铲斗6上安装有铲斗角度传感器S3。在挖掘装置上可以设置有铲斗倾斜机构。

动臂角度传感器S1检测动臂4的转动角度。本实施例中，动臂角度传感器S1是检测相对于水平面的倾斜，并检测动臂4相对于上部回转体3的转动角度的加速度传感器。

斗杆角度传感器S2检测斗杆5的转动角度。本实施例中，斗杆角度传感器S2是检测相对于水平面的倾斜，并检测斗杆5相对于动臂4的转动角度的加速度传感器。

铲斗角度传感器S3检测铲斗6的转动角度。本实施例中，铲斗角度传感器S3是检测相对于水平面的倾斜，并检测铲斗6相对于斗杆5的转动角度的加速度传感器。在挖掘装置具备铲斗倾斜机构的情况下，铲斗角度传感器S3追加检测以倾斜轴为中心的铲斗6的转动角度。

动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2及铲斗角度传感器S3可以是利用可变电阻器的电位器、检测对应的液压缸的冲程量的冲程传感器、检测绕连结销的转动角度的旋转编码器等。动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2及铲斗角度传感器S3构成检测挖掘附属装置的姿势的姿势传感器。

在上部回转体3上设置有驾驶室即操纵室10，并且搭载有引擎11等动力源。并且，在上部回转体3上安装有机体倾斜传感器S4、回转角速度传感器S5及摄像机S6。并且，安装有通信装置S7及定位装置S8。

机体倾斜传感器S4检测相对于水平面的上部回转体3的倾斜。本实施例中，机体倾斜传感器S4是检测上部回转体3的绕前后轴及左右轴的倾斜角的双轴加速度传感器。上部回转体3的前后轴及左右轴例如彼此正交并穿过作为挖土机的回转轴上的一点的挖土机中心点。

回转角速度传感器S5例如是陀螺仪传感器，检测上部回转体3的回转角速度。回转角速度传感器S5可以是分解器、旋转编码器等。

摄像机S6是获取挖土机的周边的图像的装置。本实施例中，摄像机S6是安装于上部回转体3的1台或多台的摄像机。

通信装置S7是控制挖土机与外部之间的通信的装置。通信装置S7例如控制外部的GNSS(全球导航卫星系统，Global Navigation Satellite System)测量系统与挖土机之间的无线通信。挖土机通过使用通信装置S7经由无线通信能够获取包括与目标施工面有关的信息等的设计数据。该情况下，通信装置S7可发挥目标施工面信息获取部的功能。但是，挖土机可以使用半导体存储器等来获取设计数据。该情况下，设置于挖土机的操纵室10内的半导体存储器等的读取器件可发挥目标施工面信息获取部的功能。

定位装置S8是获取与挖土机的位置有关的信息的位置信息获取部的一例，例如测定挖土机的位置及方向。本实施例中，定位装置S8是组装了电子罗盘的GNSS接收机，测定挖土机的存在位置的纬度、经度、高度，且测定挖土机的方向。

在操纵室10内设置有输入装置D1、语音输出装置D2、第1显示装置D3、第2显示装置D3S、存储装置D4、门锁杆D5、控制器30及机器导航装置50。

控制器30可发挥进行挖土机的驱动控制的主控制部的功能。本实施例中，控制器30由包括CPU及内部存储器的运算处理装置来构成。控制器30的各种功能通过CPU执行储存于内部存储器的程序来实现。

机器导航装置50引导挖土机的操作。本实施例中，机器导航装置50例如视觉性且听觉性地向操作者通知操作者设定的目标施工面与铲斗6的前端(铲尖)位置的铅垂方向上的距离。由此，机器导航装置50引导由操作者进行的挖土机的操作。机器导航装置50可以仅视觉性地向操作者通知该距离，也可以仅听觉性地向操作者通知该距离。具体而言，机器导航装置50与控制器30同样地，由包括CPU及内部存储器的运算处理装置来构成。机器导航装置50的各种功能通过CPU执行储存于内部存储器的程序来实现。机器导航装置50也可以组装于控制器30。

输入装置D1是用于挖土机的操作者向机器导航装置50输入各种信息的装置。本实施例中，输入装置D1是安装于第1显示装置D3的周围的膜片开关。输入装置D1分别与第1显示装置D3及第2显示装置D3S建立对应而单独设置。该情况下，作为输入装置D1，也可以使用触控面板。

语音输出装置D2根据来自机器导航装置50的语音输出指令而输出各种语音信息。本实施例中，作为语音输出装置D2，可利用直接连接于机器导航装置50的车载扬声器。作为语音输出装置D2，可以利用蜂鸣器等报警器。

第1显示装置D3及第2显示装置D3S根据来自机器导航装置50的指令而输出各种图像信息。本实施例中，作为第1显示装置D3及第2显示装置D3S，可利用直接连接于机器导航装置50的车载液晶显示器。在第1显示装置D3上显示有摄像机S6所拍摄的摄像机图像。在第2显示装置D3S上也可以显示摄像机图像。本实施例中，第2显示装置D3S的画面尺寸大于第1显示装置D3的画面尺寸。其中，第2显示装置D3S的画面尺寸也可以是第1显示装置D3的画面尺寸以下。

存储装置D4是用于存储各种信息的装置。本实施例中，作为存储装置D4，可使用半导体存储器等非易失性存储介质。存储装置D4存储设计数据等、机器导航装置50等输出的各种信息。

门锁杆D5是防止误操作挖土机的机构。本实施例中，门锁杆D5设置于操纵室10的门与驾驶席之间。拉起门锁杆D5以使操作者无法从操纵室10退出时，各种操作装置能够进行操作。另一方面，下压门锁杆D5以使操作者能够从操纵室10退出时，各种操作装置无法进行操作。

图2是表示图1的挖土机的驱动控制系统的结构例的图。在图2中，机械性动力系统由双重线来表示，高压液压管路由粗实线来表示，先导管路由虚线来表示，电力驱动、控制系统由细实线来表示。

引擎11是挖土机的动力源。本实施例中，引擎11是采用与引擎负荷的增减无关地将引擎转速维持为恒定的无差控制的柴油引擎。引擎11中的燃料喷射量、燃料喷射时机、增压压力等通过引擎控制器单元(ECU)D7来控制。

在引擎11的旋转轴上连接有作为液压泵的主泵14及先导泵15各自的旋转轴。在主泵14上，经由高压液压管路而连接有控制阀17。

控制阀17是进行挖土机的液压系统的控制的液压控制装置。左右行走用液压马达、动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、回转用液压马达等液压驱动器经由高压液压管路而连接于控制阀17。回转用液压马达也可以是回转用电动发电机。

在先导泵15上，经由先导管路而连接有操作装置26，操作装置26包括操纵杆及踏板。操作装置26经由液压管路及门锁阀D6而连接于控制阀17。

门锁阀D6对连接控制阀17与操作装置26的液压管路的连通、切断进行切换。本实施例中，门锁阀D6是根据来自控制器30的指令而切换液压管路的连通、切断的电磁阀。控制器30根据门锁杆D5所输出的状态信号而判定门锁杆D5的状态。而且，控制器30判定门锁杆D5处于被拉起的状态的情况下，对门锁阀D6输出连通指令。若接收连通指令，则门锁阀D6会打开而使液压管路连通。其结果，对于操作装置26的操作者的操作变得有效。另一方面，控制器30判定门锁杆D5处于被下压的状态的情况下，对门锁阀D6输出切断指令。若接收切断指令，则门锁阀D6会关闭而切断液压管路。其结果，对操作装置26的操作者的操作变得无效。

压力传感器29以压力的形式来检测操作装置26的操作内容。压力传感器29对控制器30输出检测值。

图2表示控制器30与第1显示装置D3及第2显示装置D3S的连接关系。本实施例中，第1显示装置D3及第2显示装置D3S经由机器导航装置50而连接于控制器30。第1显示装置D3、第2显示装置D3S、机器导航装置50及控制器30可以经由CAN等通信网络而连接。

第1显示装置D3包括生成图像的转换处理部D3a。本实施例中，转换处理部D3a根据摄像机S6的输出而生成显示用的摄像机图像。摄像机S6例如经由专用线而连接于第1显示装置D3。

转换处理部D3a根据控制器30或机器导航装置50的输出而生成显示用的图像。本实施例中，转换处理部D3a将控制器30或机器导航装置50所输出的各种信息转换成图像信号。控制器30所输出的信息例如包括表示引擎冷却水的温度的数据、表示工作油的温度的数据、表示燃料的余量的数据、表示尿素水的余量的数据等。机器导航装置50所输出的信息包括表示铲斗6的前端(铲尖)位置的数据、表示作业对象的斜坡的方向的数据、表示挖土机的方向的数据、表示用于使挖土机与斜坡正对的操作方向的数据等。

与第1显示装置D3同样地，第2显示装置D3S包括生成图像的转换处理部D3Sa。本实施例中，第2显示装置D3S未直接地连接于摄像机S6。因此，转换处理部D3Sa未生成摄像机图像。但是，在第2显示装置D3S直接连接于摄像机S6的情况下，转换处理部D3Sa可以生成摄像机图像。

转换处理部D3Sa根据机器导航装置50的输而生成显示用的图像。本实施例中，转换处理部D3Sa将机器导航装置50所输出的各种信息转换成图像信息。其中，根据控制器30的输出可以生成显示用的图像。

转换处理部D3a可以作为控制器30或机器导航装置50所具有的功能来实现，而不是作为第1显示装置D3所具有的功能来实现。关于转换处理部D3Sa也相同。该情况下，摄像机S6并非连接于第1显示装置D3，而连接于控制器30或机器导航装置50。

第1显示装置D3及第2显示装置D3S从蓄电池70接收电力的供给而进行动作。蓄电池70通过由引擎11的交流发电机11a(发电机)发电的电力来充电。蓄电池70的电力除了控制器30、第1显示装置D3及第2显示装置D3S以外，还被供给至挖土机的电气安装件72等。并且，引擎11的启动装置11b通过来自蓄电池70的电力来驱动，并启动引擎11。

引擎11通过引擎控制器单元D7来控制。从引擎控制器单元D7向控制器30始终发送表示引擎11的状态的各种数据。表示引擎11的状态的各种数据是挖土机的运转信息的一例，例如包括表示由作为运转信息获取部的水温传感器11c检测的冷却水温的数据。控制器30在临时存储部(存储器)30a中蓄积该数据，并在需要时向第1显示装置D3发送。

如以下，作为挖土机的运转信息，各种数据被供给至控制器30，并储存于控制器30的临时存储部30a。

例如，从可变容量式液压泵即主泵14的调节器14a向控制器30供给表示斜板倾斜角的数据。并且，表示主泵14的吐出压力的数据从吐出压力传感器14b被供给至控制器30。这些数据储存于临时存储部30a。并且，在储存有主泵14所吸入的工作油的罐与主泵14之间的管路中设置有油温传感器14c，从油温传感器14c向控制器30供给表示流经该管路的工作油的温度的数据。调节器14a、吐出压力传感器14b、油温传感器14c是运转信息获取部的例子。

从燃料容纳部55中的燃料容纳量检测部55a向控制器30供给表示燃料容纳量的数据。本实施例中，从作为燃料容纳部55的燃料箱中的作为燃料容纳量检测部55a的燃料余量传感器向控制器30供给表示燃料的余量状态的数据。

具体而言，燃料余量传感器由追随液面的浮子以及将浮子的上下变动量转换成电阻值的可变电阻器(电位器)构成。通过该结构，燃料余量传感器在第1显示装置D3中能够使燃料的余量状态无等级显示。燃料容纳量检测部的检测方式能够根据使用环境等适当选择，也可以采用能够使燃料的余量状态分等级显示的检测方式。这些结构对于尿素水箱也相同。

在操作了操作装置26时，由压力传感器29检测作用于控制阀17的先导压，表示已检测的先导压的数据被供给至控制器30。

本实施例中，挖土机在操纵室10内设置引擎转速调整刻度表75。引擎转速调整刻度表75是用于调整引擎11的转速的刻度表，能够在4个阶段切换引擎转速。从引擎转速调整刻度表75向控制器30发送表示引擎转速的设定状态的数据。引擎转速调整刻度表75能够在SP模式、H模式、A模式及怠速模式这4个阶段切换引擎转速。图2表示通过引擎转速调整刻度表75选择H模式的状态。

SP模式是在使作业量优先的情况下所选择的转速模式，并利用最高的引擎转速。H模式是欲兼顾作业量与油耗的情况下所选择的转速模式，并利用第二高的引擎转速。A模式是在使油耗优先的同时欲以低噪音使挖土机运转的情况下所选择的转速模式，并利用第三高的引擎转速。怠速模式是在欲使引擎11设为怠速状态的情况下所选择的转速模式，并利用最低的引擎转速。而且，引擎11以由引擎转速调整刻度表75所设定的转速模式的引擎转速而被控制为恒定转速。

接着，参考图3，对机器导航装置50的各种功能要件进行说明。

图3是表示机器导航装置50的结构例的功能框图。

机器导航装置50接收动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、机体倾斜传感器S4、回转角速度传感器S5、输入装置D1、通信装置S7、定位装置S8、控制器30等输出的信息。而且，根据所接收的信息和存储于存储装置D4的信息来执行各种运算，并将其运算结果向语音输出装置D2、第1显示装置D3、第2显示装置D3S等输出。

机器导航装置50例如运算附属装置的作业部位的高度，并将与该作业部位的高度和规定的目标高度的距离的大小相应的控制指令向语音输出装置D2及第1显示装置D3中的至少一个输出。接收了控制指令的语音输出装置D2输出表示该距离的大小的声音。接收了控制指令的第1显示装置D3显示表示该距离的大小的图像。目标高度是包括目标深度的概念，例如在三维机器导航(利用GNSS数据的机器导航)下，是由存储于存储装置D4的设计数据及当前的挖土机的位置及方向自动计算的高度。在二维机器导航(未利用GNSS数据的机器导航)下，例如，是在具有已知的纬度、经度及高度的基准位置上使作业部位接触之后，作为相对于该基准位置的铅垂距离而操作者所输入的高度。以下，将与显示在第1显示装置D3的附属装置的作业部位的高度和目标高度的距离的大小有关的信息作为“作业部位导航信息”。操作者通过观察作业部位导航信息，能够确认该距离的大小的推移的同时推进作业。

机器导航装置50为了进行上述导航，而包括倾斜角计算部501、高度计算部502、距离计算部503、操作方向显示部504等。

倾斜角计算部501根据来自机体倾斜传感器S4的检测信号来计算相对于水平面的上部回转体3的倾斜角即挖土机的倾斜角。即，倾斜角计算部501利用来自机体倾斜传感器S4的检测信号来计算挖土机的倾斜角。

高度计算部502根据倾斜角计算部501所计算出的倾斜角以及分别从动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2及铲斗角度传感器S3的检测信号所计算出的动臂4、斗杆5、铲斗6的角度来计算相对于基准面的附属装置的作业部位的高度。本实施例中，由于通过铲斗6的前端进行挖掘，因此铲斗6的前端(铲尖)相当于附属装置的作业部位。在以铲斗6的背面进行如平整沙土的作业时，铲斗6的背面相当于附属装置的作业部位。作为铲斗6以外的端接附属装置而使用轧碎机的情况下，轧碎机的前端相当于附属装置的作业部位。基准面例如是挖土机所处的水平面。

距离计算部503计算高度计算部502所计算出的作业部位的高度与目标高度的距离。本实施例中，计算高度计算部502所计算出的铲斗6的前端(铲尖)的高度与目标高度的距离。

操作方向显示部504是在输出图像上显示表示用于使挖土机与作为作业对象的斜坡正对的操作方向的图像的功能要件。本实施例中，操作方向显示部504由设计数据自动地导出与斜坡正对的方向，并在地形图像上叠加显示表示用于使挖土机与斜坡正对的操作方向的箭头。地形图像例如包括目标施工面的三维CG图像即目标地形图像。操作方向显示部504也可以将表示用于使挖土机与斜坡正对的操作方向的图像在显示有地形图像的部分以外的部分显示。表示操作方向的图像可以是表示回转方向的图像，也可以是表示行进方向的图像。

接着，参考图4，分别对第1显示装置D3及第2显示装置D3S的安装位置的一例进行说明。图4是操纵室10的内部的立体图，表示从驾驶席10S观察了挖土机的前方时的情况。图4的例子中，第1显示装置D3以被限制在位于驾驶席10S的右前方的右立柱10R的宽度内的方式安装于右立柱10R。这是因为朝正面就坐于驾驶席的操作者在作业中能够辨识。具体而言，这是因为操作者通过挡风玻璃FG而在中心视场掌握铲斗6时，在周边视场能够掌握第1显示装置D3。第2显示装置D3S设置于右侧玻璃RG的前方。这是为了使操作者通过挡风玻璃FG而观察铲斗6时不会受到妨碍。因此，第2显示装置D3S覆盖操纵室10的挡风玻璃FG的范围小于第1显示装置D3覆盖挡风玻璃FG的范围。只要在操作者通过挡风玻璃FG而观察铲斗6时不会受到妨碍，第2显示装置D3S也可以安装于左立柱10L。图4的例子中，第2显示装置D3S安装于比第1显示装置D3更靠近驾驶席10S的位置。这是为了使相对于在第2显示装置D3S附带的输入装置的操作容易进行。该操作例如为放大或者缩小画面的操作、滚动画面的操作、切换画面的操作、设定各种阈值的操作等。各种阈值例如包括报警发令条件等。

接着，参考图5，分别对第1显示装置D3及第2显示装置D3S的安装位置的另一例进行说明。图5是操纵室10的内部的顶视图，表示从正上方观察驾驶席10S时的情况。图5的例子中，第1显示装置D3与图4中时同样地安装于右立柱10R。第2显示装置D3S将画面设为接近水平的状态而安装于右控制台10CR之上。操作者通过以就坐于驾驶席10S的状态朝右，能够俯视第2显示装置D3S的画面。并且，在图5的例子中，第2显示装置D3S也安装于比第1显示装置D3更靠近驾驶席10S的位置。

接着，参考图6A及图6B，对在使用了图3的机器导航装置50的情况下所显示的输出图像的一例进行说明。图6A表示显示于第1显示装置D3的输出图像Gx的一例，图6B表示显示于第2显示装置D3S的输出图像Gy的一例。

如图6A所示，显示于第1显示装置D3的输出图像Gx具有时刻显示部411、转速模式显示部412、行走模式显示部413、附属装置显示部414、引擎控制状态显示部415、尿素水余量显示部416、燃料余量显示部417、冷却水温显示部418、引擎运转时间显示部419、摄像机图像显示部420、第1作业导航显示部430。转速模式显示部412、行走模式显示部413、附属装置显示部414及引擎控制状态显示部415是挖土机的设定状态显示部的具体例。尿素水余量显示部416、燃料余量显示部417、冷却水温显示部418及引擎运转时间显示部419是挖土机的运行状态显示部的具体例。显示于各部的图像通过第1显示装置D3的转换处理部D3a，而由从控制器30或机器导航装置50发送的各种数据及摄像机S6发送的摄像机图像生成。

时刻显示部411显示当前的时刻。图6A示出的例子中，采用数字显示，显示有当前时刻(10点5分)。

转速模式显示部412将通过引擎转速调整刻度表75而设定的转速模式图像显示为挖土机的运转信息。转速模式例如包括上述的SP模式、H模式、A模式及怠速模式这4个。图6A示出的例子中，显示有表示SP模式的符号“SP”。

行走模式显示部413将行走模式显示为挖土机的运转信息。行走模式表示使用了可变容量马达的行走液压马达的设定状态。例如，行走模式具有低速模式及高速模式，低速模式中显示有模仿“龟”的标记，高速模式中显示有模仿“兔”的标记。图6A示出的例子中，显示有模仿“龟”的标记，操作者能够获知被设定为低速模式的情况。

附属装置显示部414将表示安装的附属装置的图像显示为挖土机的运转信息。在挖土机中，安装有铲斗6、凿岩机、抓钩、起重磁铁等多种端接附属装置。附属装置显示部414例如显示模仿这些端接附属装置的标记及与附属装置对应的编号。图6A示出的例子中，作为端接附属装置而安装有铲斗6，如图6A所示，附属装置显示部414成为空白栏。作为端接附属装置而安装有凿岩机的情况下，例如，模仿凿岩机的标记与表示凿岩机的输出的大小的数字一起显示于附属装置显示部414。

引擎控制状态显示部415将引擎11的控制状态显示为挖土机的运转信息。图6A示出的例子中，作为引擎11的控制状态而选择“自动减速/自动停止模式”。“自动减速/自动停止模式”表示根据非操作状态的持续时间，自动地降低引擎转速，甚至自动地停止引擎11的控制状态。除此之外，在引擎11的控制状态中存在“自动减速模式”、“自动停止模式”、“手动减速模式”等。

尿素水余量显示部416将储存于尿素水箱的尿素水的余量状态图像显示为挖土机的运转信息。图6A示出的例子中，显示有表示当前的尿素水的余量状态的量杆。尿素水的余量根据设置于尿素水箱的尿素水余量传感器所输出的数据而显示。

燃料余量显示部417将储存于燃料箱的燃料的余量状态显示为运转信息。图6A示出的例子中，显示有表示当前的燃料的余量状态的量杆。燃料的余量根据设置于燃料箱的燃料余量传感器所输出的数据而显示。

冷却水温显示部418将引擎冷却水的温度状态显示为挖土机的运转信息。图6A示出的例子中，显示有表示引擎冷却水的温度状态的量杆。引擎冷却水的温度根据设置于引擎11的水温传感器11c所输出的数据而显示。

引擎运转时间显示部419将引擎11的累积运转时间显示为挖土机的运转信息。图6A示出的例子中，由驾驶员重新开始计数之后的运转时间的累积与单位“hr(小时)”一起显示。在引擎运转时间显示部419中，显示有挖土机制造之后整个期间的生涯运转时间或者由操作者重新开始计数之后的区间运转时间。

摄像机图像显示部420显示通过摄像机S6而拍摄的图像。图6A示出的例子中，通过安装于上部回转体3的上面后端的后方摄像机而拍摄的图像显示于摄像机图像显示部420。在摄像机图像显示部420中，可以显示有通过安装于上部回转体3的上面左端的左侧摄像机或安装于上面右端的右侧摄像机而拍摄的摄像机图像。在摄像机图像显示部420中，也可以并排显示通过左侧摄像机、右侧摄像机及后方摄像机中多个摄像机而拍摄的图像。而且，在摄像机图像显示部420中，可以显示有通过左侧摄像机、右侧摄像机及后方摄像机中的至少2个而拍摄的多个摄像机图像的合成图像。合成图像例如也可以是俯瞰图像。

各摄像机被设置成在摄像机图像中包括上部回转体3的一部分。在所显示的图像中包括上部回转体3的一部分，由此操作者容易掌握显示于摄像机图像显示部420的物体与挖土机之间的距离感。

在摄像机图像显示部420中，显示有表示拍摄了显示中的摄像机图像的摄像机S6的方向的摄像机图标421。摄像机图标421是挖土机的设定状态显示部的另一例，由表示挖土机的俯视观察时的形状的挖土机图标421a以及表示拍摄了显示中的摄像机图像的摄像机S6的方向的带状的方向显示图标421b构成。

图6A示出的例子中，表示在挖土机图标421a的下侧(与附属装置相反的一侧)显示有方向显示图标421b，在摄像机图像显示部420中显示有通过后方摄像机而拍摄的挖土机的后方的图像。例如，在摄像机图像显示部420中显示有通过右侧摄像机而拍摄的图像的情况下，在挖土机图标421a的右侧显示有方向显示图标421b。并且，例如在摄像机图像显示部420中显示有通过左侧摄像机而拍摄的图像的情况下，在挖土机图标421a的左侧显示有方向显示图标421b。

操作者例如按下设置于操纵室10内的图像切换开关，由此能够将显示于摄像机图像显示部420的图像切换成通过其他的摄像机拍摄的图像等。

在挖土机中未设置有摄像机S6的情况下，可以显示有不同的信息，以替代摄像机图像显示部420。

第1作业导航显示部430显示用于各种作业的导航信息。图6A示出的例子中，第1作业导航显示部430包括显示作业部位导航信息的一例即铲尖导航信息的位置显示图像431。位置显示图像431是多个段431a以纵向排列的量杆，表示从附属装置的作业部位(例如铲斗6的前端)至目标施工面的距离的大小。具体而言，根据从铲斗6的前端至目标施工面的距离，7个段中的1个即铲斗位置显示段以与其他的段不同的颜色来显示。图6A示出的例子中，从上第3个段作为铲斗位置显示段，以与其他的段不同的颜色来显示。位置显示图像431可以由更多的段来构成，以能够更高精度地显示从铲斗6的前端至目标施工面的距离。

如此，机器导航装置50根据距离的大小来使第1显示装置D3的显示画面的局部区域的颜色发生变化。其中，机器导航装置50可以根据距离的大小来使显示画面的整体区域的颜色发生变化。该情况下，颜色发生变化的区域大，因此操作者能够轻松地在周边视场确认颜色的变化。

显示画面的局部区域例如是如第1作业导航显示部430的1个段431a那样的比较小的区域，显示画面的整体区域例如是如第1作业导航显示部430的框内的整体区域那样的比较大的区域。显示画面的整体区域可以是摄像机图像显示部420的整体区域，也可以是输出图像Gx的整体区域。

更具体而言，在将处于最下的段设为表示目标施工面的水平的基准段的情况下，从铲斗6的前端至目标施工面的距离越大，位于更上的段作为铲斗位置显示段而以与其他的段不同的颜色来显示。从铲斗6的前端至目标施工面的距离越小，位于更下的段作为铲斗位置显示段而以与其他的段不同的颜色来显示。而且，铲斗位置显示段以根据从铲斗6的前端至目标施工面的距离的变化而上下移动的方式显示。操作者通过观察位置显示图像431，能够掌握从铲斗6的前端至目标施工面的当前的距离。位于最下的段以外的段也可以作为基准段而设定。

位置显示图像431包括数值图像431b。数值图像431b以数值来表示附属装置的作业部位(例如铲斗6的前端)与目标施工面的距离。图6A示出的例子中，示出铲斗6的前端位于目标施工面的铅垂上方0.50米处。数值图像431b的符号“+”表示铲斗6存在于高于目标施工面的位置，符号“-”表示铲斗6存在于低于目标施工面的位置。

如上所述，输出图像Gx具有包括挖土机的运转信息的显示部、包括摄像机S6所拍摄到的摄像机图像的显示部以及包括铲尖导航信息的显示部。其中，也可以省略包括挖土机的运转信息的显示部及包括摄像机图像的显示部中的一个。例如，输出图像Gx可以仅具有包括摄像机图像的显示部及包括铲尖导航信息的显示部，也可以仅具有包括运转信息的显示部及包括铲尖导航信息的显示部。

接着，对显示于第2显示装置D3S的输出图像Gy进行说明。图6B示出的例子中，输出图像Gy具有第2作业导航显示部430S及地形图像显示部440。显示于各部的图像通过第2显示装置D3S的转换处理部D3Sa，而由从机器导航装置50发送的各种数据生成。

第2作业导航显示部430S显示用于各种作业的导航信息。图6B示出的例子中，第2作业导航显示部430S包括第1目标施工面显示图像432、第2目标施工面显示图像433及数值信息图像434。

第1目标施工面显示图像432将铲斗6与目标施工面的关系示意性地显示为铲尖导航信息。在第1目标施工面显示图像432中，操作者就坐于操纵室10而观察了挖土机的前方时的铲斗6，由目标施工面和铲斗图标451及目标施工面图像452示意性地显示。铲斗图标451是表示铲斗6的图形，以从操纵室10观察了铲斗6的形式来表示。目标施工面图像452是表示作为目标面的地面的图形，与相对于实际的目标施工面的铲斗6的倾斜角(图6B示出的例子中为10.0°)一起显示。铲斗图标451与目标施工面图像452的间隔显示成，根据从实际的铲斗6的前端至目标施工面的距离而变化。铲斗6的倾斜角也同样地显示成，根据实际的铲斗6与目标施工面的位置关系而变化。

操作者通过观察第1目标施工面显示图像432，能够掌握铲斗6与目标施工面的位置关系、目标施工面的倾斜角。在第1目标施工面显示图像432中，为了提高操作者的辨识性，可以以变得大于实际的倾斜角的方式显示有目标施工面图像452。操作者从显示于第1目标施工面显示图像432的目标施工面图像452能够识别大概的倾斜角。并且，在欲知正确的倾斜角度的情况下，操作者通过观察数值显示于目标施工面图像452之下的倾斜角，能够知晓实际的倾斜角。

第2目标施工面显示图像433将从侧面观察时的铲斗6与目标施工面的关系示意性地显示为铲尖导航信息。在第2目标施工面显示图像433中显示有铲斗图标451及目标施工面图像452。铲斗图标451以从侧面观察铲斗6的形式来表示。目标施工面图像452与相对于水平面的倾斜角(图6B示出的例子中为20.0°)一起显示。铲斗图标451与目标面452的间隔以根据从实际的铲斗6的前端至目标施工面的距离变化的方式显示。倾斜角以根据实际的铲斗6与目标施工面的位置关系进行变化的方式显示。

操作者通过观察第2目标施工面显示图像433，能够掌握铲斗6与目标施工面的位置关系、目标施工面的倾斜角。在第2目标施工面显示图像433中，为了提高操作者的辨识性，可以以变得大于实际的倾斜角的方式显示目标施工面图像452。操作者从显示于第2目标施工面显示图像433的目标施工面图像452能够识别大概的倾斜角。并且，在欲知正确的倾斜角的情况下，操作者通过观察数值显示于目标施工面图像452之下的倾斜角，能够知晓实际的倾斜角。

数值信息图像434将表示铲斗6的前端与目标施工面的位置关系的各种数值显示为铲尖导航信息。图6B示出的例子中，在数值信息图像434中显示有从目标施工面至铲斗6的前端的高度(为铲斗6的前端与目标施工面的铅垂方向的距离，图6B示出的例子中为1.00米)。在数值信息图像434中，显示有从回转轴至铲斗6的前端的距离(图6B示出的例子中为3.50米)。在数值信息图像434中，可以显示有相对于基准方位的上部回转体3的回转角度等其他的数值信息。

地形图像显示部440显示作业现场的地形图像。地形图像例如包括二维地形图像、三维地形图像等。地形图像例如以规定的方位(例如北方)与画面上方对应的方式显示。图6B示出的例子中，地形图像显示部440显示根据与定位装置S8所获取的挖土机的位置有关的信息以及与存储于存储装置D4的目标施工面有关的信息而生成的三维地形图像。三维地形图像以北方与画面上方对应的方式显示，包括目标施工面的三维CG图像(目标地形图像)、挖土机的三维CG图像440a、表示用于使挖土机与作为作业对象的斜坡正对的操作方向的操作方向显示图像440b及方向偏移显示图像440c。作为作业对象的斜坡也可以显示为能够与其他的面区分。图6B示出的例子中，作为作业对象的斜坡以点图案来标阴影，并以能够与其他的地面区分的方式示出。显示有挖土机的三维CG图像440a的图像位置根据与挖土机的位置有关的信息而确定。操作方向显示图像440b及方向偏移显示图像440c是机器导航装置50的操作方向显示部504所生成的图像。

操作方向显示图像440b是表示用于使挖土机与作业对象正对的操作方向的圆形图像，包括箭头AR1及刻度G1。方向偏移显示图像440c是表示相对于作业对象的方向的挖土机的方向的偏移的圆形图像，包括线段L1及刻度G2。

操作方向显示图像440b与地形图像同样地，以规定的方位(例如北方)与画面上方对应的方式显示。图6B的例子中，以北方与画面上方对应的方式显示有地形图像，因此操作方向显示图像440b也以北方与画面上方对应的方式显示。在以南方与画面上方对应的方式显示有地形图像的情况下，操作方向显示图像440b也以南方与画面上方对应的方式显示。另一方面，方向偏移显示图像440c以上部回转体3的前方与画面上方对应的方式显示。

箭头AR1表示挖土机应朝向的方向。图6B的例子中，表示应朝向西南方向(相对于当前的挖土机的方向为右斜前方)。该情况下，操作者通过使上部回转体3向右回转，或者使挖土机向右斜前方移动，能够使挖土机与斜坡正对。

刻度G1、G2表示挖土机的方向。图6B的例子中，刻度G1包括配置于圆形图像的上端的上侧刻度及配置于圆形图像的下端的下侧刻度。上侧刻度及下侧刻度分别由5根线段构成，中心的最长线段即主刻度与上部回转体3的左右轴对应。刻度G2包括配置于圆形图像的左端的左侧刻度及配置于圆形图像的右端的右侧刻度。左侧刻度及右侧刻度分别由5根线段构成，中心的最长线段即主刻度与上部回转体3的左右轴对应。刻度G1、G2也可以显示于圆形图像的外侧。

线段L1表示作为作业对象的斜坡的延长方向的线段，即与斜坡的延长方向平行的线段。图6B的例子中，方向偏移显示图像440c表示从上面观察时斜坡的延长方向相对于上部回转体3的左右轴偏移大约45度的状态。线段L1穿过圆形图像的中心，具有与圆形图像的直径相同的长度。但是，线段L1可以不穿过圆形图像的中心。线段L1的长度也可以与圆形图像的直径不同。例如，线段L1也可以从圆形图像突出。

接着，参考图6C，对显示于输出图像Gy中的地形图像显示部440的图像的另一例进行说明。显示于图6C的地形图像显示部440的图像及显示于图6B的地形图像显示部440的图像表示相同的作业现场的相同的时刻的状态。

图6C的图像在表示从挖土机的后斜上方观察了作业现场时的状态的方面，与表示从挖土机的右侧斜上方观察了作业现场时的状态的图6B的图像不同。并且，在省略操作方向显示图像440b的显示的方面与图6B的图像不同。

图6C的图像与图6B的图像例如通过相对于触控面板的滑动、轻击等的触控操作来切换。

地形图像显示部440显示于设置在比第1显示装置D3更靠近操作者的位置的第2显示装置D3S内。由此，挖土机的操作者在操纵室10内未操作操作装置26时，在地形图像显示部440中能够确认作业现场的全貌与其作业现场中的挖土机的位置。而且，能够研究且确认接下来的施工作业的工序、用于接下来的施工作业的挖土机的配置等。在上述的例子中，示出了目标地形图像的例子，但在显示有当前的施工状况(当前的地形信息)与目标地形图像的组合的情况下，操作者在确认了作业现场的整体的施工状况的基础上，能够研究且确认施工作业的工序等。图6B的例子中，地形图像显示部440显示包含有表示操作对象的挖土机的图像的区域，但通过与光标操作或滑动等触控操作相应的画面滚动，可以显示不包含表示操作对象的挖土机的图像的区域。或者，可以仅显示表示操作对象的挖土机的图像。即，地形图像显示部440可以显示目标地形图像及表示挖土机的图像中的至少一个。可以根据缩小、扩大等触控操作而变更成为显示对象的图像的比例尺。成为显示对象的作业区域的大小能够切换成施工现场整体、当日施工的范围等任意的大小。

如此，在挖土机的操作中，图6A及图6B示出的画面的组合显示于第1显示装置D3及第2显示装置D3S。操作者能够在通过挡风玻璃FG而在中心视场掌握铲斗6，并且在周边视场掌握显示于第1显示装置D3的输出图像Gx的同时进行挖掘作业。并且，根据需要，通过将脸朝向第2显示装置D3S而观察显示于第2显示装置D3S的输出图像Gy，能够确认铲斗6的前端与目标施工面的详细的位置关系、目标施工面与挖土机的位置关系等。并且，操作者例如通过相对于触控面板的滑动、缩小、扩大、轻击等触控操作，能够变更所显示的地形图像的位置、范围、方向等。

接着，参考图7A及图7B，对在使用了图3的机器导航装置50的情况下所显示的输出图像的一例进行说明。图7A表示显示于第1显示装置D3的输出图像Gx的另一例，图7B表示显示于第2显示装置D3S的输出图像Gy的另一例。图7A的输出图像Gx在将图6B示出的例子中显示于输出图像Gy的第2作业导航显示部430S的第1目标施工面显示图像432、第2目标施工面显示图像433及数值信息图像434包含于第1作业导航显示部430的方面与图6A的输出图像Gx不同。即，第1显示装置D3不仅使用量杆，还使用铲斗6的图形与目标施工面的剖视图而显示铲尖导航信息。然而，在其他的方面，与图6A的输出图像Gx通用。图7B的输出图像Gy在全画面显示有地形图像显示部440的方面与图6B的输出图像Gy不同，但在其他的方面通用。

如此，图7B的输出图像Gy中，由于地形图像显示部440大于图6B的输出图像Gy，因此关于作业现场的地形图像，能够显示比图6B的输出图像Gy更加进一步详细的信息。而且，操作者在操作中能够辨识该详细的信息。第2显示装置D3S也不会妨碍操作中的操作者的视野。

以上，对本发明的优选的实施例进行了详细说明，但本发明并不限定于上述的实施例，在不脱离本发明的范围内，在上述的实施例中能够加以各种变形及替换。

例如，上述的实施例子中，位置显示图像431、第1目标施工面显示图像432、第2目标施工面显示图像433及数值信息图像434显示于第1作业导航显示部430及第2作业导航显示部430S中的任一个。然而，位置显示图像431、第1目标施工面显示图像432、第2目标施工面显示图像433及数值信息图像434中的至少一个可以显示于第1作业导航显示部430及第2作业导航显示部430S这两者上。

本申请主张基于2016年2日9日申请的日本专利申请2016-023097号的优先权，并将该日本专利申请的所有内容通过参考而援用于本申请中。

符号说明

1-下部行走体，2-回转机构，3-上部回转体，4-动臂，5-斗杆，6-铲斗，7-动臂缸，8-斗杆缸，9-铲斗缸，10-操纵室，10CR-右控制台，10L-左立柱，10R-右立柱，10S-驾驶席，11-引擎，11a-交流发电机，11b-启动装置，11c-水温传感器，14-主泵，14a-调节器，14b-吐出压力传感器，14c-油温传感器，15-先导泵，17-控制阀，26-操作装置，29-压力传感器，30-控制器，30a-临时存储部，50-机器导航装置，55-燃料容纳部，55a-燃料容纳量检测部，70-蓄电池，72-电气安装件，75-引擎转速调整刻度表，411-时刻显示部，412-转速模式显示部，413-行走模式显示部，414-附属装置显示部，415-引擎控制状态显示部，416-尿素水余量显示部，417-燃料余量显示部，418-冷却水温显示部，419-引擎运转时间显示部，420-摄像机图像显示部，421-摄像机图标，421a-挖土机图标，421b-方向显示图标，430-第1作业导航显示部，430S-第2作业导航显示部，431-位置显示图像，431a-段，431b-数值图像，432-第1目标施工面显示图像，433-第2目标施工面显示图像，434-数值信息图像，440-地形图像显示部，440a-挖土机的三维CG图像，440b-操作方向显示图像，440c-方向偏移显示图像，451-铲斗图标，452-目标施工面图像，501-倾斜角计算部，502-高度计算部，503-距离计算部，504-操作方向显示部，AR1-箭头，D1-输入装置，D2-语音输出装置，D3-第1显示装置，D3S-第2显示装置，D3a、D3Sa-转换处理部，D4-存储装置，D5-门锁杆，D6-门锁阀，D7-引擎控制器单元，FG-挡风玻璃，G1、G2-刻度，Gx、Gy-输出图像，L1-线段，RG-右侧玻璃，S1-动臂角度传感器，S2-斗杆角度传感器，S3-铲斗角度传感器，S4-机体倾斜传感器，S5-回转角速度传感器，S6-摄像机，S7-通信装置，S8-定位装置。

Claims (11)

1.一种挖土机，其具有：

下部行走体；

上部回转体，能够回转地搭载于所述下部行走体；

驾驶室，搭载于所述上部回转体；

附属装置，安装于所述上部回转体；

第1显示装置，设置于所述驾驶室内；

第2显示装置，设置于所述驾驶室内的与所述第1显示装置不同的位置；及

控制装置，计算所述附属装置的作业部位的高度与规定的目标高度的距离，

所述第1显示装置显示挖土机的运转信息与基于所述距离的作业部位导航信息，

所述第2显示装置显示目标地形图像及表示所述挖土机的图像中的至少一个。

2.一种挖土机，其具有：

下部行走体；

上部回转体，能够回转地搭载于所述下部行走体；

驾驶室，搭载于所述上部回转体；

摄像机，安装于所述上部回转体；

附属装置，安装于所述上部回转体；

第1显示装置，设置于所述驾驶室内；

第2显示装置，设置于所述驾驶室内的与所述第1显示装置不同的位置；及

控制装置，计算所述附属装置的作业部位的高度与规定的目标高度的距离，

所述第1显示装置显示所述摄像机所拍摄到的图像及挖土机的运转信息中的至少一个与基于所述距离的作业部位导航信息，

所述第2显示装置显示目标地形图像及表示所述挖土机的图像中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的挖土机，其中，

所述第1显示装置安装于所述驾驶室内的驾驶席的右前方。

4.根据权利要求1所述的挖土机，其中，

所述第1显示装置安装于在所述驾驶室内的驾驶席上朝正面就坐的操作者能够辨识的位置。

5.根据权利要求1所述的挖土机，其中，

所述第2显示装置覆盖所述驾驶室的挡风玻璃的范围小于所述第1显示装置覆盖所述挡风玻璃的范围。

6.根据权利要求1所述的挖土机，其中，

所述第2显示装置安装于比所述第1显示装置更靠近所述驾驶室内的驾驶席的位置。

7.根据权利要求1所述的挖土机，其中，

所述距离是构成所述附属装置的铲斗的铲尖的高度与所述目标高度的距离。

8.根据权利要求1所述的挖土机，其中，

所述控制装置作为所述作业部位导航信息，根据所述距离的大小来使所述第1显示装置的显示画面的局部区域或整体区域的颜色发生变化。

9.根据权利要求1所述的挖土机，其中，

所述作业部位导航信息包括表示所述距离的大小的量杆及数值中的至少一个。

10.根据权利要求1所述的挖土机，其中，

所述作业部位导航信息包括表示目标面的图形与表示所述附属装置的图形。

11.根据权利要求1所述的挖土机，其中，

所述第2显示装置显示表示相对于所述目标地形图像的所述挖土机的位置关系的图像。

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