CN108978743A - 工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种上部回转体能够相对于下部行走体回转的工程机械，其能够更可靠地避免该工程机械的周围存在的障碍物与上部回转体的接触。工程机械包括：检测装置；位置确定装置；以及动作控制装置。位置确定装置包含：计算部，利用检测装置的检测结果，计算障碍物相对于检测装置的位置；变换部，将由计算部算出的障碍物相对于检测装置的位置变换为障碍物相对于上部回转体的位置，以及确定部，利用变换部的变换结果，确定障碍物相对于假想分界面的位置，假想分界面设定在俯视时的上部回转体的侧面的外侧。动作控制装置根据由确定部所确定的障碍物相对于假想分界面的位置来对上部回转体的动作进行控制，以避免上部回转体与障碍物接触。

Description

工程机械

技术领域

本发明涉及一种上部回转体能够相对于下部行走体回转的工程机械，具体涉及能够根据工程机械的周围存在的障碍物来控制工程机械的动作的技术。

背景技术

液压挖掘机等工程机械中，上部回转体配置为能够相对于下部行走体回转。在这样的工程机械周围，存在就坐于驾驶座的驾驶员难以看到的区域。若该区域中存在障碍物，驾驶员无法直接看到该障碍物。

日本专利公开公报特开平2007-23486中公开可了在这种情况下避免上部回转体和障碍物接触的技术。日本专利公开公报特开平2007-23486中记载的防接触控制装置具备作为用于检测障碍物的检测装置的毫米波雷达，在上部回转体进行回转、后退等动作时，若检测出设定在上部回转体周围的防碰撞区域内存在障碍物，强制使动作停止。日本专利公开公报特开平2007-23486中记载的防接触控制装置中，根据作为用于检测障碍物的检测装置的毫米波雷达与障碍物之间的距离来控制上部回转体的动作。

日本专利公开公报特开平2007-23486中记载的防接触控制装置中，仅根据检测装置与障碍物之间的距离来使上部回转体进行防接触动作。因此，难以根据实际的上部回转体与障碍物之间的位置关系来进行适当的防接触动作。

例如，即便检测装置与障碍物之间的距离很长，但上部回转体的特定部位可能接近障碍物。也就是说，即便检测装置与障碍物之间的距离很长，上部回转体也有可能与障碍物接触。因此，即便检测装置与障碍物之间的距离很长，也必须进行防接触动作。因此，有可能必要以上地频繁地进行防接触动作，导致工程机械的作业效率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种上部回转体能够相对于下部行走体回转的工程机械，其能够更可靠地避免该工程机械的周围存在的障碍物与上部回转体的接触。

发案的发明人，对于实现上述目的的方法进行了讨论。于是想到在所述上部回转体的侧面的外侧设定假想的分界面，来确定障碍物相对于该分界面的位置。上述分界面是根据上部回转体而设定的，因此要掌握分界面与障碍物的位置关系的话，只需以上部回转体为基准来掌握障碍物的位置即可。本发明是基于上述见解而完成的。

本发明的工程机械包括：下部行走体；上部回转体，能够相对于所述下部行走体回转；至少一个检测装置，配置在所述上部回转体上，用于检测存在于所述上部回转体的周围的障碍物；位置确定装置，对所述至少一个检测装置所检测到的所述障碍物相对于所述上部回转体的位置进行确定；以及动作控制装置，根据由所述位置确定装置所确定的所述障碍物相对于所述上部回转的位置来对所述上部回转体的动作进行控制，以避免所述上部回转体与所述障碍物接触，其中，所述位置确定装置包含：计算部，利用所述至少一个检测装置的检测结果，计算所述障碍物相对于所述至少一个检测装置的位置；变换部，将由所述计算部算出的所述障碍物相对于所述至少一个检测装置的位置变换为所述障碍物相对于所述上部回转体的位置，以及确定部，利用所述变换部的变换结果，确定所述障碍物相对于假想分界面的位置，所述假想分界面设定在俯视时位于所述上部回转体的侧面的外侧，所述动作控制装置，根据由所述确定部所确定的所述障碍物相对于所述假想分界面的位置来对所述上部回转体的动作进行控制，以避免所述上部回转体与所述障碍物接触。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的作为工程机械的液压挖掘机的概略结构的右视图。

图2是图1所示的液压挖掘机的俯视图。

图3是表示图1所示的液压挖掘机所具有的液压回路的图。

图4是表示障碍物传感器和控制器的方框图。

图5是表示假想分界面的说明图。

图6是表示位置确定装置所执行的位置确定控制的流程图。

图7是表示控制器所执行的安全控制的流程图。

图8A是表示上部回转体向右(顺时针)回转且障碍物位于减速区域的外侧的状态的说明图。

图8B是表示上部回转体从图8A所示的状态进一步回转，而使障碍物的一部分位于减速区域内的状态的说明图。

图9A是表示在上部回转体从基准位置(上部回转体的前后方向与下部行走体的前后方向一致的位置)向左(逆时针)回转90度的状态下，在下部行走体前进时，障碍物位于减速区域的外侧的状态的说明图。

图9B是表示上部回转体从图9A所示的状态进一步前进，而使障碍物的一部分位于减速区域内的状态的说明图。

图10是表示本发明实施方式的应用例1中的障碍物传感器和控制器的方框图。

图11是表示本发明实施方式的应用例1中位置确定装置所执行的位置确定控制的流程图。

图12是表示配置在液压挖掘机的驾驶室内的显示装置的显示画面、即表示障碍物相对于上部回转体的位置的形态的一例的说明图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。

参照图1对本发明的实施方式的作为工程机械的液压挖掘机10进行说明。图1是表示液压挖掘机10的概略结构的右视图。

液压挖掘机10包括：下部行走体12、上部回转体14、以及作业装置16。以下，对其进行说明。

下部行走体12具有左右一对履带121L、121R(参照图2)。通过左右一对履带121L、121R动作，下部行走体12沿地面G1移动。

上部回转体14位于下部行走体12的上方。上部回转体14相对于下部行走体12可回转地配置。上部回转体14回转时的中心轴线CL1沿上下方向延伸。另外，在俯视时，中心轴线CL1相当于上部回转体14的回转中心C1(参照图2)。

上部回转体14包括：回转框架140、发动机室141、以及驾驶室143。以下，对其进行说明。

回转框架140相对于下部行走体12可回转地配置。回转框架140支撑发动机室141、驾驶室143、以及作业装置16。

发动机室141配置在回转框架140的上面。发动机室141收容作为液压挖掘机10的驱动源的发动机。

驾驶室143配置在回转框架140的上面。驾驶室143收容供驾驶员就坐的驾驶座、以及驾驶员用于操作液压挖掘机10的各种操作装置。

作业装置16配置在回转框架140的上面。作业装置16包含：动臂161、斗杆162、铲斗163、动臂缸164、斗杆缸165、以及铲斗缸166。

动臂161可沿起伏方向转动地配置在回转框架140上。斗杆162可转动地配置在动臂161的远端。铲斗163可转动地配置在斗杆162的远端。

动臂缸164驱动动臂161使其向相对于回转框架140起伏的方向转动。斗杆缸165驱动斗杆162使其相对于动臂161转动。铲斗缸166驱动铲斗163使其相对于斗杆162转动。

另外，尽管没有图示，液压挖掘机10包括行走装置和回转装置。行走装置用于使下部行走体12行走。回转装置用于使上部回转体14相对于下部行走体12回转。

参照图2对上部回转体14作进一步说明。图2是液压挖掘机10的俯视图。

上部回转体14具有侧面14S。在俯视时，侧面14S规定上部回转体14的外缘。侧面14S包含前侧面14SF、右侧面14SR、左侧面14SL、以及后侧面14SB。

上部回转体14上配置有多个(本实施方式中为3个)作为检测装置的障碍物传感器48R、48L、48B。具体而言，障碍物传感器48R配置于右侧面14SR。障碍物传感器48L配置于左侧面14SL。障碍物传感器48B配置于后侧面14SB。另外，关于障碍物传感器48R、48L、48B，在以下详述。

参照图3对液压挖掘机10所具有的液压回路18A进行说明。图3是表示液压回路18A的图。

液压回路18A用于液压挖掘机10所具有的行走装置。液压挖掘机10除了液压回路18A以外还具有液压回路18B。液压回路18B具有和液压回路18A同样的结构。因此，以下仅对液压回路18A进行说明，对液压回路18B的详细说明予以省略。

液压回路18A包含：液压泵20、液压马达22、先导泵24、控制阀26、以及操作装置28。

液压泵20由液压挖掘机10所具有的发动机来驱动。液压泵20向液压马达22供应工作油。

液压马达22通过被供应工作油而被驱动。在构成行走装置的液压回路18A中，液压马达22是驱动履带121L(121R)的行走马达。在构成回转装置的液压回路18B中，液压马达22是使上部回转体14回转的回转马达。

液压马达22具有第1端口221和第2端口222。液压马达22具有输出轴，在第1端口221被供应工作油时，上述输出轴以对应于该被供应的工作油的速度向第1旋转方向旋转，并从第2端口222排出工作油。另一方面，在液压马达22的第2端口222被供应工作油时，上述输出轴以对应于该被供应的工作油的速度向与第1旋转方向相反的第2方向旋转，并从第1端口221排出工作油。

具体而言，在构成行走装置的液压回路18A中，在液压马达22的输出轴向第1旋转方向旋转时，履带121L(121R)向前进方向移动，在液压马达22的输出轴向第2旋转方向旋转时，履带121L(121R)向后退方向移动。在构成回转装置的液压回路18B中，在液压马达22的输出轴向第1旋转方向旋转时，上部回转体14向右方回转，在液压马达22的输出轴向第2旋转方向旋转时，上部回转体14向左方回转。

控制阀26位于液压泵20和液压马达22之间。控制阀26使从液压泵20供应至液压马达22的工作油的方向及流量变化。图3所示的例子中，控制阀26是具有第1先导端口261和第2先导端口262的三方的先导操作切换阀。

在第1先导端口261和第2先导端口262两者都没被供应先导压时，控制阀26维持中立位置(图3中的中段位置)。由此，截断从液压泵20供应至液压马达22的工作油的供应，使液压马达22的旋转停止。

在第1先导端口261被供应先导压时，控制阀26从中立位置(图3中的中段位置)切换至第1动作位置(图3中的上段位置)。以对应于此时的行程(stroke)的流量允许工作油从液压泵20供应至液压马达22的第1端口221，并且允许工作油从第2端口222返回油箱。

在第2先导端口262被供应先导压时，控制阀26从中立位置(图3中的中段位置)切换至第2动作位置(图3中的下段位置)。以对应于此时的行程(stroke)的流量允许工作油从液压泵20供应至液压马达22的第2端口222，并且允许工作油从第1端口221返回油箱。

先导泵24由液压泵构成。先导泵24被液压挖掘机10所具有的发动机驱动而喷出先导用油。喷出的先导用油通过先导管路30被供应至第1先导端口261和第2先导端口262。即，先导泵24作为控制阀26的先导液压源来发挥功能。

操作装置28设置在先导管路30中。操作装置28接受来自驾驶员的操作指令，且作为减压阀发挥功能。具体而言，允许向第1先导端口261和第2先导端口262中的对应于被输入操作装置28的操作指令的先导端口供应来自先导泵24的先导压用油，且以对应于该操作指令的大小的比例来使先导压用油的压力增大。由此，调整最终向对应于该操作指令的先导端口供应的先导压。

在构成行走装置的液压回路18A中，操作装置28例如可以是踏板，也可以是拉杆。在够回转装置的液压回路18B中，操作装置28例如是拉杆。

先导管路30包含：第1先导管路301、第2先导管路302、以及第3先导管路303。第1先导管路301与第1先导端口261连接。第2先导管路302与操作装置28以及第2先导端口262连接。第3先导管路303与先导泵24以及操作装置28连接。

液压挖掘机10还包括安全装置40。安全装置40使液压挖掘机10进行使上部回转体14避免与障碍物接触的动作。

安全装置40包括第1限制阀41、第2限制阀42、多个传感器、以及控制器44。以下，对此进行说明。

第1限制阀41设置在第1先导管路301中。第1限制阀41位于操作装置28与控制阀26的第1先导端口261之间。

第1限制阀41由具有可变磁铁411的电磁反比例阀构成。在可变磁铁411没有被输入指令的时候，第1限制阀41保持全开状态。即，基于操作指令的先导压被供应至控制阀26。

另一方面，在可变磁铁411被输入停止指令(具体为最大励磁电流)时，第1限制阀41完全闭阀。由此，无关操作指令，截断向控制阀26(第1先导端口261)的先导压的供应，通过使控制阀26返回中立位置，强制使液压马达22停止。

另外，在可变磁铁411被输入抑制指令(具体为小于最大励磁电流的励磁电流)时，以对应于该抑制指令的比例闭阀。由此，使先导压降低为小于操作指令所指定的先导压，使得液压马达22在第1旋转方向上的旋转速度小于操作指令所指定的速度。

第2限制阀42设置在第2先导管路302中。第2限制阀42位于操作装置28与控制阀26的第2先导端口262之间。

第2限制阀42与第1限制阀41一样，由具有可变磁铁421的电磁反比例阀构成。由于第2限制阀42与第1限制阀41进行同样的动作，因此省略对第2限制阀42的的动作的详细说明。

上述安全装置40所具有的多个传感器包含先导压传感器471、472、障碍物传感器48R、48L、48B、以及回转角传感器49。

先导压传感器471生成关于被输入先导端口261的先导压大小的信号来作为关于被输入操作装置28的操作指令的信息。先导压传感器472与先导压传感器471进行同样的动作。

障碍物传感器48R检测位于上部回转体14右侧的障碍物，且确定检测到的障碍物相对于上部回转体14的位置。障碍物传感器48L检测位于上部回转体14左侧的障碍物，且确定检测到的障碍物相对于上部回转体14的位置。障碍物传感器48B检测位于上部回转体14后侧的障碍物，且确定检测到的障碍物相对于上部回转体14的位置。

回转角传感器49生成关于上部回转体14相对于下部行走体12的回转角度的信号。

控制器44例如通过中央处理器读取存储在存储装置中的程序来进行规定的处理而实现。另外，也可以利用ASIC等集成电路来实现控制器44的至少一部分。

控制器44读取由障碍物传感器48R、48L、48B、以及回转角传感器49所生成的信号，根据该信号对液压马达22的动作进行安全控制。

参照图4对障碍物传感器48R、48L、48B、以及控制器44进行说明。图4是表示障碍物传感器48R、48L、48B、以及控制器44的方框图。

本实施方式中，多个障碍物传感器48R、48L、48B都采用相同的传感器。因此，以下仅对障碍物传感器48R进行说明，而省略障碍物传感器48L、48B的说明。

障碍物传感器48R例如为激光传感器。激光传感器只需为例如放出激光束，以取得其与激光束反射的位置之间的距离(与反射激光束的障碍物之间的距离)、以及反射激光束的障碍物所在的方向的装置即可，并没有特别的限定。

障碍物传感器48R包括：检测部480和位置确定装置481。检测部480用于检测障碍物。位置确定装置481用于确定检测部480所检测出的障碍物相对于上部回转体14的位置。

位置确定装置481包含：计算部4811、变换部4812、以及确定部4813。以下，对此进行说明。

计算部4811，利用障碍物传感器48R的检测结果，计算障碍物相对于障碍物传感器48R的位置。在此，障碍物传感器48R的检测结果包含例如障碍物所处的方向、以及与障碍物之间的距离。障碍物相对于障碍物传感器48R的位置例如为以俯视时的障碍物传感器48R所配置的位置为原点的二次元坐标系中障碍物的位置。计算障碍物相对于障碍物传感器48R的位置的方法例如有，如上述那样，利用通过发射激光束得到的与障碍物之间的距离及障碍物所在的方向来计算。另外，障碍物所在的方向例如通过连接障碍物传感器48R与障碍物之间的直线、以及该直线与规定的基准线(例如沿发射激光束时作为基准的方向延伸的直线)所成的角度来确定。

变换部4812，将由计算部4811算出的障碍物相对于障碍物传感器48R的位置变换为障碍物相对于上部回转体14的位置。障碍物相对于上部回转体14的位置例如为以俯视时的上部回转体14的回转中心C1为原点的二次元坐标系中障碍物的位置。将障碍物相对于障碍物传感器48R的位置变换为障碍物相对于上部回转体14的位置的方法例如有如下方法。

首先，校正用于确定障碍物的位置的原点。具体而言，将原点从障碍物传感器48R的位置变更为上部回转体14的回转中心C1的位置。像这样的原点的校正参照障碍物传感器48R相对于回转中心C1的位置而进行。

然后，对应于以回转中心C1为原点的坐标轴的回转角度来校正障碍物的位置。例如，以回转中心C1为原点的坐标系的X轴及Y轴相对于以障碍物传感器48R的位置为原点的坐标系的X轴及Y轴倾斜时，校正X轴方向的位置及Y轴方向的位置，使其变为以回转中心C1为原点的坐标系中的位置。像这样的校正例如可通过三角函数进行。

通过这样，能够将障碍物相对于障碍物传感器48R的位置变换为障碍物相对于上部回转体1的位置。

确定部4813利用变换部4813的变换结果，确定障碍物相对于假想分界面142(参照图5)的位置。用于确定障碍物相对于假想分界面142的位置的信息包含例如：假想分界面142上最接近障碍物的部分、以及该部分到障碍物之间的距离。

参照图5对假想分界面142进行说明。假想分界面142设定在俯视时的上部回转体14的侧面14S的外侧。假想分界面142沿侧面14S设定。假想分界面142包含右假想分界面142R、左假想分界面142L、以及后假想分界面142B。

右假想分界面142R位于右侧面14SR的右侧。右假想分界面142R设定得与右侧面14SR平行。右假想分界面142R的前端在上部回转体14的前后方向上位于与右侧面14SR的前端大致相同的位置。右假想分界面142R的后端在上部回转体14的前后方向上位于右侧面14SR的后端的后方。右侧面14SR到右假想分界面142R的距离例如为500mm。

左假想分界面142L位于左侧面14SL的左侧。左假想分界面142L设定得与左侧面14SL平行。左假想分界面142L的前端在上部回转体14的前后方向上位于与左侧面14SL的前端大致相同的位置。左假想分界面142L的后端在上部回转体14的前后方向上位于左侧面14SL的后端的后方。左侧面14SL到左假想分界面142L的距离与右侧面14SR到右假想分界面142R的距离相同。

后假想分界面142B位于后侧面14SB的后侧。后假想分界面142B设定得与后侧面14SB平行。后假想分界面142B与右假想分界面142R的后端及左假想分界面142L的后端连接。后侧面14SB到后假想分界面142B的距离与右侧面14SR到右假想分界面142R的距离相同。

在此参照图4进行说明。控制器44使液压挖掘机10进行使上部回转体14避免与障碍物接触的动作。控制器44包括：区域判定部441、动作控制部442、选择部443、以及动作确定部444。

区域判定部441对规定区域中是否存在障碍物进行判定。区域判定部441包含减速判定部4411和停止判定部4412。

减速判定部4411对减速区域14A中是否存在障碍物进行判定。停止判定部4412对停止区域14B中是否存在障碍物进行判定。

参照图5对减速判定部4411和停止判定部4412进行说明。

减速区域14A设定在俯视时的假想分界面142的外侧。减速区域14A以大致一定的宽度沿假想分界面142延伸。即，在减速区域14A的整个延伸方向上，减速区域14A的外侧端缘至内侧端缘的距离大致一定。减速区域14A的外侧端缘至内侧端缘的距离例如为1000mm。

停止区域14B设定在俯视时的假想分界面142的外侧。停止区域14B位于减速区域14A的内侧。停止区域14B以大致一定的宽度沿假想分界面142延伸。即，在停止区域14B的整个延伸方向上，停止区域14B的外侧端缘至内侧端缘的距离大致一定。在此，停止区域14B的外侧端缘与减速区域14A的内侧端缘大致一致。停止区域14B的内侧端缘与假想分界面142大致一致。停止区域14B的外侧端缘至内侧端缘的距离例如为500mm。

再度参照图4进行说明。动作控制部442对上部回转体14及下部行走体12中的至少一方的动作进行限制，使液压挖掘机10进行使上部回转体14避免与障碍物接触的动作。动作控制部442包含减速控制部4421、以及停止控制部4422。

减速控制部4421在障碍物的至少一部分位于减速区域14A内时，使上部回转体14的动作速度减小。停止控制部4422在障碍物的至少一部分位于停止区域14B内时，使上部回转体14的动作停止。

减速控制部4421包含：距离计算部44211、以及指令值计算部44212。以下，对其进行说明。

距离计算部44211计算从障碍物到假想边界面142的最短距离。

指令值计算部44212计算与距离计算部44211所算出的距离对应的电流指令值(用于驱动第1限制阀41和第2限制阀42的电流指令值)。本实施方式中，距离计算部44211所算出的距离越短，电流指令值就越大。电流指令值的计算例如通过存储在控制器44所具备的存储装置中的表格来进行。

选择部443选择最靠近假想分界面142的障碍物。在存在有多个障碍物的情况下，多个障碍物中与假想分界面142之间的最短距离最短的障碍物被选择为最靠近假想分界面的障碍物。在只有一个障碍物的情况下，该一个障碍物被选择为最靠近假想分界面142的障碍物。

动作确定部444确定上部回转体14的动作中的上部回转体14接近障碍物的动作。上部回转体14接近障碍物的动作例如考虑障碍物相对于上部回转体14的位置、上部回转体14相对于下部行走体12的回转状态(例如：回转角度、回转方向)、下部行走体12的行走状态(例如行走方向)来确定。

参照图6，对位置确定装置481所执行的位置确定控制进行说明。图6是表示位置确定装置481所执行的位置确定控制的流程图。

以下，对位置确定装置481采用障碍物传感器48R的检测结果的情况进行说明。关于采用其它的障碍物传感器48L、48B的结果的情况，由于与采用障碍物传感器48R的检测结果的情况相同，因此省略说明。

在步骤S11中，位置确定装置481利用障碍物传感器48R的检测结果计算障碍物相对于障碍物传感器48R的位置。然后，在步骤S12中，位置确定装置481将计算部4811所算出的障碍物相对于障碍物传感器48R的位置变换为障碍物相对于上部回转体14的位置。然后，在步骤S13中，位置确定装置481利用变换部4812的变换结果确定障碍物相对于假想分界面142的位置。然后，在步骤S14中，位置确定装置481将步骤S13中确定的障碍物相对于假想分界面142的位置发送给控制器44。

参照图7对控制器44所执行的安全控制进行说明。图7是表示控制器44所执行的安全控制的流程图。

在步骤S21中，控制器44根据位置确定装置481所发送的障碍物与假想分界面142的位置关系，选择最靠近假想分界面142的障碍物。

然后，在步骤S22中，控制器44根据步骤S21中选择的障碍物相对于假想分界面142的位置、上部回转体14相对于下部行走体12的回转状态、下部行走体12的行走状态，确定应控制的上部回转体14的动作。

然后，在步骤S23中，控制器44判断步骤S21中选择的障碍物的至少一部分是否位于减速区域14A内。

在障碍物的至少一部分位于减速区域14A内的情况下(步骤S23：是)，在步骤S24中，控制器44计算从步骤S21中选择的障碍物到假想分界面142的最短距离。然后，在步骤S25中，控制器44计算与步骤S24中所算出的距离对应的电流指令值。然后，在步骤S26中，控制器44根据步骤S25中所算出的电流指令值，控制第1控制阀41和第2控制阀42的动作。由此，上部回转体14的动作速度减速。然后，控制器44的安全控制结束。

在减速区域14A内不存在障碍物的至少一部分的情况下(步骤S23：否)，在步骤S27中，控制器44判断障碍物的至少一部分是否位于停止区域14B内。

在停止区域14B内不存在障碍物的至少一部分的情况下(步骤S27：否)，控制器44的安全控制结束。另一方面，在障碍物的至少一部分位于停止区域14B内的情况下(步骤S27：是)，在步骤S28中，控制器44根据规定的电流指令值，控制第1控制阀41和第2控制阀42的动作。由此，上部回转体14的动作停止。然后，控制器44的安全控制结束。

在这样的液压挖掘机10中，能够在以上部回转体14的回转中心C1为原点的二次元坐标系中，掌握障碍物的位置。因此，能够可靠地掌握障碍物相对于假想分界面142的位置。关于这点，会在以下进行详述。

图8A是表示上部回转体14向右(顺时针)回转且障碍物50位于减速区域14A的外侧的状态的说明图。图8B是表示上部回转体14从图8A所示的状态进一步回转，而使障碍物50的一部分位于减速区域14A内的状态的说明图。

上部回转体14从图8A所示的状态移动至图8B所示的状态时，从障碍物传感器48L到障碍物50的距离变长，而障碍物50到左假想分界面142L之间的距离变短。即，如果仅凭障碍物传感器48L的检测结果，会认为上部回转体14在向远离障碍物50的方向移动，然而，如果在以上部回转体14的回转中心C1为原点的二次元坐标系中掌握障碍物50的位置，就能判断上部回转体14在向接近障碍物50的方向移动。因此，如上所述，如果能在以上部回转体14的回转中心C1为原点的二次元坐标系中掌握障碍物的位置，就能够可靠地掌握障碍物相对于假想分界面142的位置。

在此，假想分界面142设定在俯视时的上部回转体14的侧面14S的外侧。因此，只要通过障碍物50与假想分界面142的关系来掌握障碍物50的位置，就能可靠地避免上部回转体14与障碍物50接触。

另外，液压挖掘机10中，在确定应控制的上部回转体14的动作时，不仅仅考虑障碍物50相对于假想分界面142的位置，还考虑上部回转体14相对于下部行走体12的回转状态、下部行走体12的行走状态，因此，能够适当地选择用于避免上部回转体14与障碍物50接触的动作。关于这点，会在以下进行详述。

图9A是表示在上部回转体14从基准位置(上部回转体14的前后方向与下部行走体12的前后方向一致的位置)向左(逆时针)回转90度的状态下，在下部行走体12前进时，障碍物50位于减速区域14A的外侧的状态的说明图。图9B是表示上部回转体14从图9A所示的状态进一步前进，而使障碍物50的一部分位于减速区域14A内的状态的说明图。

在上部回转体14从图9A所示的状态移动至图9B所示的状态时，无论下部行走体12是否前进，配置在上部回转体14的右侧面14SR上的障碍物传感器48R到障碍物50之间的距离都会缩短。此时，避免障碍物50与上部回转体14的右侧面14SR接触的必要的动作是抑制下部行走体12的前进。即，仅凭障碍物50相对于假想分界面142的位置，难以适当地选择避免障碍物50与上部回转体14的右侧面14SR接触的必要的动作，如果能够考虑上部回转体14相对于下部行走体12的回转状态、下部行走体12的行走状态来确定应控制的上部回转体14的动作，就能适当地选择用于避免上部回转体14与障碍物接触的动作。

液压挖掘机10中，在障碍物的至少一部分位于减速区域14A内时，使上部回转体14的动作速度减小。因此，能够更可靠地避免上部回转体14与障碍物接触。

液压挖掘机10中，随着障碍物接近假想分界面142，使上部回转体的动作速度减小。因此，能够更可靠地避免上部回转体14与障碍物接触。

液压挖掘机10中，在障碍物的至少一部分位于停止区域14B内时，使上部回转体14的动作停止。因此，能够更可靠地避免上部回转体14与障碍物接触。

液压挖掘机10中，由于选择最接近假想分界面142的障碍物，因此，能够更确实地进行避免上部回转体14与障碍物接触的动作。

液压挖掘机10中，配置有多个障碍物传感器48R、48L、48B。因此，能够更确实地掌握存在与上部回转体14周围的障碍物。

[实施方式的应用例1]

作为上述实施方式的应用例1，参照图10及图11对三个障碍物传感器48R、48L、48B能够分别检测多个障碍物的情况进行说明。图10是表示应用例1中的障碍物传感器48R、48L、48B和控制器44的方框图。图11是表示应用例1中位置确定装置481A所执行的位置确定控制的流程图。

参照图10，各障碍物传感器48R、48L、48B具备位置确定装置481A来代替位置确定装置481。位置确定装置481A还包括选择部4814，在这一点上不同于位置确定装置481。在检测部480检测到多个障碍物时，选择部4814选择与检测到该多个障碍物的检测部480所设置的障碍物传感器之间距离最短的障碍物。另外，当检测部480只检测到一个障碍物时，将该障碍物选择为障碍物传感器之间距离最短的障碍物。

然后，参照图11对位置确定装置481A所执行的位置确定控制进行说明。

以下，对位置确定装置481A采用障碍物传感器48R的检测结果的情况进行说明。而关于采用障碍物传感器48L、48B的检测结果的情况，由于与A采用障碍物传感器48R的检测结果的情况相同，因此省略说明。

在步骤S111中，位置确定装置481A利用障碍物传感器48R的检测结果计算障碍物相对于障碍物传感器48R的位置。然后，在步骤S112中，位置确定装置481A将由计算部4811算出的障碍物相对于障碍物传感器48R的位置变换为障碍物相对于上部回转体14的位置。然后，在步骤S113中，位置确定装置481A位置利用变换部4812的变换结果确定障碍物相对于假想分界面142的位置。然后，在步骤S114中，位置确定装置481A选择与障碍物传感器48R的之间的距离最短的障碍物。然后，在步骤S115中，位置确定装置481A将步骤S114中选择的障碍物的位置(障碍物相对于假想分界面142的位置)发送给控制器44。

通过这样的实施方式，能够取得和上述实施方式同样的效果。

[实施方式的应用例2]

上述实施方式中，可以如图12所示地，将障碍物相对于上部回转体14的位置表示在配置在驾驶室143内的显示装置60上。

在此，在图12所示的例子中，将设定在上部回转体14周围的减速区域14A和停止区域14B中存在有障碍物的区域表示为与其它区域不同的形态，以便表示障碍物相对于上部回转体14的位置。由此，液压挖掘机10的驾驶员容易掌握障碍物的位置。

另外，在图12所示的例子中，减速区域14A和停止区域14B被分别分割为多个区域。因此，液压挖掘机10的驾驶员更容易掌握障碍物的位置。

以上对本发明的实施方式作了详细阐述，但这仅仅为示例，本发明并不限定为上述实施方式。

上述实施方式中，第1限制阀41和第2限制阀42采用电磁反比例阀，但也可以采用电磁比例减压阀来代替电磁反比例阀。

上述实施方式中，也可以采用输出对应于工程机械的驾驶员的操作量的电信号的操作装置，对应于该操作装置所输出的电信号，控制器44控制第1限制阀41和第2限制阀42的动作。

上述实施方式的应用例2中，仅在显示装置60上显示表示障碍物相对于上部回转体14的位置的图像，但也可以将其它的图像一起表示。

本发明中，工程机械只需具备下部行走体和上部回转体即可，并不做特别限定。工程机械例如为液压式的工程机械。液压式的工程机械例如为液压挖掘机。

本发明中，工程机械既可以是有人驾驶的，也可以是无人驾驶的。

本发明中，上部回转体的动作包含(1)因下部行走体行走而引起的动作、(2)因上部回转体相对于下部行走体回转而引起的动作、以及(3)由(1)和(2)双方而引起的动作。

本发明中，检测装置所检测的障碍物并没有特别的限定，只要是妨碍工程机械的安全的动作的物体即可。障碍物例如：既可以是其它的工程机械，也可以是人，也可以是一些结构物。

本发明中，检测装置并没有特别的限定，只要是为了确定障碍物的位置而取得必要的信息的装置即可。障碍物的位置既可以是二次元坐标上的位置，也可以是三次元坐标上的位置。为了确定障碍物的位置而取得必要的信息例如有(1)检测装置与障碍物之间的距离、以及(2)障碍物相对于检测装置所处的方向。(1)和(2)中的信息既可以是检测装置实际测得的信息，也可以是由检测装置实际测得的数据导出的信息。检测装置例如为立体摄影机。

本发明中，计算障碍物相对于检测装置的位置的方法并没有特别的限定。障碍物相对于检测装置的位置既可以是二次元坐标上的位置，也可以是三次元坐标上的位置。障碍物相对于检测装置的在二次元坐标上的位置例如可以以检测装置所配置的位置为原点。

本发明中，一个检测装置一次可以检测的障碍物的数量既可以为1个，也可以为多个。

本发明中，检测装置所配置的位置并没有特别的限定，只要是能够检测存在于上部回转体周围的障碍物的位置即可。检测装置例如既可以配置在上部回转体的侧面，又可以配置在上部回转体的上面。

本发明中，检测装置的数量既可以为一个，也可以为多个。

本发明中，位置确定装置既可以设置在检测装置上，也可以设置在动作控制装置上，也可以不设置在检测装置和动作控制装置上。

本发明中，位置确定装置例如通过中央处理器读取存储在存储装置中的程序来进行规定的处理而实现。另外，也可以利用ASIC等集成电路来实现位置确定装置的至少一部分。

本发明中，动作控制装置例如通过中央处理器读取存储在存储装置中的程序来进行规定的处理而实现。另外，也可以利用ASIC等集成电路来实现动作控制装置的至少一部分。

本发明中，将障碍物相对于检测装置的位置变换为障碍物相对于上部回转体的位置的方法并没有特别的限定。障碍物相对于上部回转体的位置既可以是二次元坐标上的位置，也可以是三次元坐标上的位置。障碍物相对于上部回转体的在二次元坐标上的位置例如可以以上部回转体的回转中心为原点。

本发明中，避免上部回转体与障碍物接触的动作，例如可以在上部回转体向障碍物移动时通过控制上部回转体的动作来执行，也可以在障碍物向上部回转体移动时通过控制上部回转体的动作来执行。避免上部回转体与障碍物接触的动作例如考虑上部回转体和下部行走体的现在进行的动作而设定。

本发明中，假想分界面并没有特别的限定，只要设定在俯视时的上部回转体的侧面的外侧即可。假想分界面例如可以在俯视时包围上部回转体，也可以不包围上部回转体。假想分界面例如可以在俯视时与上部回转体的侧面的至少一部分平行，也可以不平行。

本发明中，表示假想分界面与障碍物的位置关系的信息例如包含假想分界面的最接近障碍物的部分、以及该部分到障碍物的最短距离。

另外，上述的具体实施方式主要包含具有以下结构的发明。

本发明的工程机械包括：下部行走体；上部回转体，能够相对于所述下部行走体回转；至少一个检测装置，配置在所述上部回转体上，用于检测存在于所述上部回转体的周围的障碍物；位置确定装置，对所述至少一个检测装置所检测到的所述障碍物相对于所述上部回转体的位置进行确定；以及动作控制装置，根据由所述位置确定装置所确定的所述障碍物相对于所述上部回转的位置来对所述上部回转体的动作进行控制，以避免所述上部回转体与所述障碍物接触，其中，所述位置确定装置包含：计算部，利用所述至少一个检测装置的检测结果，计算所述障碍物相对于所述至少一个检测装置的位置；变换部，将由所述计算部算出的所述障碍物相对于所述至少一个检测装置的位置变换为所述障碍物相对于所述上部回转体的位置，以及确定部，利用所述变换部的变换结果，确定所述障碍物相对于假想分界面的位置，所述假想分界面设定在俯视时位于所述上部回转体的侧面的外侧，所述动作控制装置，根据由所述确定部所确定的所述障碍物相对于所述假想分界面的位置来对所述上部回转体的动作进行控制，以避免所述上部回转体与所述障碍物接触。

上述工程机械中，利用检测装置的检测结果而算出的障碍物的位置(障碍物相对于检测装置的位置)被变换为障碍物相对于上部回转体的位置。由此，能够在以上部回转体为基准的坐标系中掌握障碍物的位置。因此，能够可靠地掌握基于上部回转体而设定的假想分界面与障碍物之间的位置关系。

在此，假想分界面设定在俯视时的上部回转体的侧面的外侧。因此，只要掌握障碍物与假想分界面的关系，就能可靠地避免上部回转体与障碍物接触。

上述工程机械中，较为理想的是，所述动作控制装置包含：减速判定部，判定所述障碍物的至少一部分是否位于减速区域内，所述减速区域设定在俯视时位于所述假想分界面的外侧；以及减速控制部，在所述障碍物的至少一部分位于所述减速区域内时，使所述上部回转体的动作速度减小。

上述工程机械中，在障碍物的至少一部分位于减速区域内时，使上部回转体的动作速度减小，从而能够更可靠地避免上部回转体与障碍物接触。

上述工程机械中，较为理想的是，所述障碍物到所述假想分界面的最短距离越短，则所述减速控制部以越大的比例使所述上部回转体的动作速度减小。

这种情况下，障碍物越靠近假想分界面，则上部回转体的动作速度越较小。因此，能够更可靠地避免上部回转体与障碍物接触。

上述工程机械中，较为理想的是，所述动作控制装置包含：停止判定部，判定所述障碍物的至少一部分是否位于停止区域内，所述停止区域设定在俯视时位于所述假想分界面的外侧；以及停止控制部，在所述障碍物的至少一部分位于所述停止区域内时，使所述上部回转体的动作停止。

在上述工程机械中，在障碍物的至少一部分位于停止区域内时，使上部回转体的动作停止。因此，能够更可靠地避免上部回转体与障碍物接触。

上述工程机械中，较为理想的是，所述位置确定装置还包含选择部，在所述至少一个检测装置检测到多个障碍物时，根据所述多个障碍物各自与所述假想分界面的位置关系，从所述多个障碍物中选择最靠近所述假想分界面的障碍物，所述动作控制装置，根据由所述选择部选择的最靠近所述假想分界面的障碍物和所述假想分界面的位置关系来对所述上部回转体的动作进行控制，以避免所述上部回转体与所述障碍物接触。

此时，能够掌握存在于上部回转体的周围的多个障碍物中在俯视时最接近设定在上部回转体的侧面的外侧的假想分界面的障碍物(即，与上部回转体接触的可能性最高的障碍物)。因此，能够更可靠地进行使上部回转体避免与障碍物接触的动作。

上述工程机械中，较为理想的是，所述至少一个检测装置包含配置在所述上部回转体的相互不同的位置上的多个检测装置。

此时，分别利用多个检测装置来检测存在于上部回转体周围的障碍物。因此，能够更可靠地掌握存在于上部回转体周围的障碍物。

上述工程机械中，较为理想的是，所述位置确定装置还包含选择部，在所述多个检测装置检测到多个障碍物时，根据所述多个障碍物各自与所述假想分界面的位置关系，从所述多个障碍物中选择最靠近所述假想分界面的障碍物，所述动作控制装置，根据由所述选择部选择的最靠近所述假想分界面的障碍物和所述假想分界面的位置关系来对所述上部回转体的动作进行控制，以避免所述上部回转体与所述障碍物接触。

此时，能够掌握存在于上部回转体的周围的多个障碍物中在俯视时最接近设定在上部回转体的侧面的外侧的假想分界面的障碍物(即，与上部回转体接触的可能性最高的障碍物)。因此，能够更可靠地进行使上部回转体避免与障碍物接触的动作。

Claims (7)

1.一种工程机械，其特征在于包括：

下部行走体；

上部回转体，能够相对于所述下部行走体回转；

至少一个检测装置，配置在所述上部回转体上，用于检测存在于所述上部回转体的周围的障碍物；

位置确定装置，对所述至少一个检测装置所检测到的所述障碍物相对于所述上部回转体的位置进行确定；以及

动作控制装置，根据由所述位置确定装置所确定的所述障碍物相对于所述上部回转体的位置来对所述上部回转体的动作进行控制，以避免所述上部回转体与所述障碍物接触，其中，

所述位置确定装置包含：

计算部，利用所述至少一个检测装置的检测结果，计算所述障碍物相对于所述至少一个检测装置的位置；

变换部，将由所述计算部算出的所述障碍物相对于所述至少一个检测装置的位置变换为所述障碍物相对于所述上部回转体的位置，以及

确定部，利用所述变换部的变换结果，确定所述障碍物相对于假想分界面的位置，所述假想分界面设定在俯视时位于所述上部回转体的侧面的外侧，

所述动作控制装置，根据由所述确定部所确定的所述障碍物相对于所述假想分界面的位置来对所述上部回转体的动作进行控制，以避免所述上部回转体与所述障碍物接触。

2.如权利要求1所述的工程机械，其特征在于：

所述动作控制装置包含：

减速判定部，判定所述障碍物的至少一部分是否位于减速区域内，所述减速区域设定在俯视时位于所述假想分界面的外侧；以及

减速控制部，在所述障碍物的至少一部分位于所述减速区域内时，使所述上部回转体的动作速度减小。

3.如权利要求2所述的工程机械，其特征在于：

所述障碍物到所述假想分界面的最短距离越短，则所述减速控制部以越大的比例使所述上部回转体的动作速度减小。

4.如权利要求1～3中任一项所述的工程机械，其特征在于：

所述动作控制装置包含：

停止判定部，判定所述障碍物的至少一部分是否位于停止区域内，所述停止区域设定在俯视时位于所述假想分界面的外侧；以及

停止控制部，在所述障碍物的至少一部分位于所述停止区域内时，使所述上部回转体的动作停止。

5.如权利要求1～3中任一项所述的工程机械，其特征在于：

所述位置确定装置还包含选择部，在所述至少一个检测装置检测到多个障碍物时，根据所述多个障碍物各自与所述假想分界面的位置关系，从所述多个障碍物中选择最靠近所述假想分界面的障碍物，

所述动作控制装置，根据由所述选择部选择的最靠近所述假想分界面的障碍物和所述假想分界面的位置关系来对所述上部回转体的动作进行控制，以避免所述上部回转体与所述障碍物接触。

6.如权利要求1～3中任一项所述的工程机械，其特征在于：

所述至少一个检测装置包含配置在所述上部回转体的相互不同的位置上的多个检测装置。

7.如权利要求6所述的工程机械，其特征在于：

所述位置确定装置还包含选择部，在所述多个检测装置检测到多个障碍物时，根据所述多个障碍物各自与所述假想分界面的位置关系，从所述多个障碍物中选择最靠近所述假想分界面的障碍物，

所述动作控制装置，根据由所述选择部选择的最靠近所述假想分界面的障碍物和所述假想分界面的位置关系来对所述上部回转体的动作进行控制，以避免所述上部回转体与所述障碍物接触。