CN110088035A - 起重机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种起重机,根据本技术,在起重机的行驶时和作业时的两种情况下能够实现在充分的范围内的障碍物检测。在起重机中设置障碍物传感器,该障碍物传感器在行驶时对障碍物相对于行进体的前侧部的接近进行检测,并且在作业时对障碍物相对于旋转体的后侧部的接近进行检测。在第一实施方式中,所述障碍物传感器具有从前方朝向后方的检测范围。在第二实施方式中,所述障碍物传感器具有从后方朝向前方的检测范围。

Description

起重机
技术领域
本发明涉及在行驶时和作业时通过障碍物传感器对障碍物进行检测的技术。
背景技术
在专利文献1中公开了如下结构:为了对液压铲车的车辆周边进行监视,具备第一摄像机和第二摄像机,所述第一摄像机在上部旋转体上形成俯瞰图像,所述第二摄像机的视野范围包括从上部旋转体的后端到侧部的角部,并且通过追随上部旋转体的旋转而转动来拍摄直通图像,并将俯瞰图像和直通图像显示在显示器上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-30891号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在起重机中,与专利文献1所记载的技术同样地,通过设置第一摄像机和第二摄像机能够对行驶时的障碍物进行检测,但是由于起重机作业时的姿态与行驶时的姿态大为不同,且监视区域和与障碍物的碰撞模式也不相同,因此存在无法实现充分的作业范围的检测这样的课题。例如,在行驶时,为了防止左转弯或右转弯时的卷入而需要考虑与监视对象或障碍物的碰撞模式,而在作业时,为了防止左右旋转时的碰撞而需要考虑与监视对象或障碍物的碰撞模式。
本发明的课题在于,提供一种在起重机的行驶时和作业时这两种情况下均能够在充分的范围内实现障碍物检测的技术。
用于解决课题的手段
设置障碍物传感器,所述障碍物传感器在行驶时对障碍物相对于行进体的前侧部的接近进行检测且在作业时对障碍物相对于旋转体的后侧部的接近进行检测。
所述障碍物传感器具有从前方朝向后方的检测范围。
所述障碍物传感器具有从后方朝向前方的检测范围。
本发明的有益效果如下:
根据本发明,在起重机的行驶时和作业时这两种情况下均能够在充分的范围内执行障碍物检测。
附图说明
图1示出起重机行驶时的侧视图。
图2示出起重机作业时的侧视图。
图3是示出起重机进行的障碍物检测的实施方式的图。
图4是示出起重机进行的障碍物检测的实施方式的图。
图5是示出起重机的障碍物检测的控制结构的框图。
图6是示出显示装置的显示例的图。
图7是示出障碍物判定的流程图。
图8是示出在旋转体后部设置了障碍物传感器的起重机所进行的障碍物检测的实施方式的图。
图9是示出在旋转体后部设置了障碍物传感器的起重机所进行的障碍物检测的实施方式的图。
图10是示出显示装置的显示例的图。
图11是示出起重机的另一实施方式的图。
图12是示出起重机的其他实施方式的图。
具体实施方式
参照图1和图2,对起重机的整体结构进行说明。图1是起重机1的行驶时的侧视图。图2是起重机1的作业时的侧视图。
起重机1主要由行进体2和旋转体3构成。
行进体2具备左右一对的前轮4和后轮5。行进体2具备在进行吊起作业时接地从而实现稳定的支腿6。行进体2除了具备用于对这些部件进行驱动的液压致动器之外,还具有发动机和变速器等。
旋转体3以从其中央后部向前方突出的方式具备起重臂7。起重臂7通过作为液压致动器的起伏缸8而自由起伏,且呈多级地自由伸缩。此外,在左右中央部处配置有起重臂7,在起重臂7的右方设有内装了驾驶席的驾驶舱9。在以下的说明中,对在起重臂7的右方配置有驾驶舱9的实施方式进行说明,但也可以将驾驶舱9设置在起重臂7的左方。
旋转体3具备主卷扬机10和副卷扬机11。旋转体3具备主吊钩12和副吊钩13。通过将主卷扬机10收卷或放卷能够实施利用了主吊钩12的吊起作业。通过将副卷扬机11收卷或放卷能够实施利用了副吊钩13的吊起作业。
在起重机1的行驶时,使起伏缸8收缩并设为使起重臂7向前方倒伏的状态,将主吊钩12和副吊钩13收纳在起重臂7的下方(参照图1)。在起重机1的作业时,使起伏缸8伸长并设为使起重臂7向上方竖起的状态,解除主吊钩12和副吊钩13的收纳,从而能够实施各种作业(参照图2)。
参照图3至图7,对起重机周围的障碍物检测进行说明。图3是示出起重机1的行驶时的障碍物检测的情况的示意图。图4是示出起重机1的作业时的障碍物检测的情况的示意图。图5是与起重机1的周围的障碍物检测相关的控制框图。图6是示出障碍物检测在显示装置上的显示例的图。图7是障碍物判定的流程图。
如图3和图4所示,在起重臂7的顶端的左端处设置有用于取得行进体2和旋转体3的左方的影像的左摄像机20,在右端处设置有用于取得行进体2和旋转体3的右方的影像的右摄像机21。
左摄像机20是在旋转体3上被设置在与配置有驾驶舱9的一侧为相反侧的(朝向旋转体3的左侧配置的)第一障碍物传感器,并且被配置为其拍摄范围(检测范围)是从起重臂7的顶端朝向左斜后方的范围。右摄像机21是被设置在与驾驶舱9为相同侧(旋转体3的右侧)的第二障碍物传感器,并且被配置为其拍摄范围(检测范围)是从起重臂7的顶端朝向右斜后方的范围。这样,左摄像机20从起重机1的左右中央部起对左侧进行检测,右摄像机21从起重机1的左右中央部起对右侧进行检测。
另外,在将驾驶舱9设于起重臂7的左方的情况下,被配置在与驾驶席为相反侧的右摄像机21是第一障碍物传感器,被配置在与驾驶席为相同侧的左摄像机20是第二障碍物传感器。
如图3所示,由于在起重机1的行驶时起重臂7处于倒伏的状态(参照图1),因此左摄像机20取得行进体2的前端和左侧方以及旋转体3的左侧方的影像,右摄像机21取得行进体2的前端和右侧方以及旋转体3的右侧方的影像。如图4所示,由于在起重机1的作业时起重臂7处于抬起的状态(参照图2),因此左摄像机20取得旋转体3的后部和左侧方的影像,右摄像机21取得旋转体3的后部和右侧方的影像。
左摄像机20在起重机1的行驶时取得行进体2的前端和左侧方以及旋转体3的左侧方的影像。也就是说,被配置在与作为驾驶席的驾驶舱9为相反侧的左摄像机20通过利用影像对从驾驶舱9侧难以目视观察进行确认的左方的情况进行检测,从而对左转弯时的障碍物的存在进行检测。此时,起重臂7处于如下状态:向前方倒伏且其前端向行进体2的前端靠前方突出。由此,被配置在起重臂7的前端的左摄像机20的影像是从前方拍摄行进体2和旋转体3得到的影像,因此容易对存在于起重机1的左侧方的障碍物进行检测。尤其是,通过利用左摄像机20捕捉行进体2的前侧部并对障碍物进行检测,能够防止前进道路变更时的障碍物的卷入。
此外,在起重机1的作业时也同样,通过利用影像对从驾驶舱9难以目视观察到的旋转体3的左侧方和左后方的状况进行检测,从而对旋转时的障碍物的存在进行检测。在作业时,起重臂7成为向上方竖起的状态,由左摄像机20取得的影像的角度是俯视观察旋转体3这样的角度。由此,容易对存在于旋转体3的左侧方的障碍物进行检测。这样,通过配置能够对驾驶舱9的相反侧的状况进行确认的左摄像机20,能够在行驶时和作业时的两种情况下实现充分的范围内的障碍物检测。尤其是,通过利用左摄像机20捕捉旋转体3的后侧部并对障碍物进行检测,能够防止与旋转时的障碍物之间的碰撞。
如上述那样,通过对由作为第一障碍物传感器的左摄像机20取得的影像进行确认,能够在行驶时避免因左转弯时的卷入而导致的与障碍物之间的碰撞,并且能够在作业时避免在右转弯时与左后部的障碍物之间的碰撞。也就是说,在处于驾驶席的相反侧且视野受到限制的左侧方的障碍物检测中,能够通过一台障碍物传感器避免行驶时和作业时这两种情况下的与障碍物之间的碰撞。
如上述那样,本起重机的特征在于,该起重机具备:行进体;旋转体;起重臂,所述起重臂被设置为从所述旋转体的中央后部向前方突出,并通过液压致动器而自由起伏;以及驾驶席,所述驾驶席被配置在所述起重臂的一侧,在该起重机中,设置有从起重臂的顶端朝向斜后方对与所述驾驶席为相反侧的障碍物进行检测的第一障碍物传感器,所述第一障碍物传感器在行驶时对障碍物相对于所述行进体的前侧部的接近进行检测,并在作业时对障碍物相对于所述旋转体的后侧部的接近进行检测。
这样,根据从起重臂顶端朝向斜后方的第一障碍物传感器,即具有从前方朝向后方的检测范围的障碍物传感器,在使起重臂倒伏的行驶时,通过从前方对行进体和旋转体的侧方进行检测能够良好地检测在行进体进行前进道路变更时的障碍物的存在,并且在使起重臂竖起的作业时,通过从上方对行进体和旋转体的侧方进行检测能够良好地检测在旋转体进行旋转时的障碍物的存在。
本实施方式的起重机1还具备右摄像机21。右摄像机21在起重机1的行驶时取得行进体2的前端和行进体2以及旋转体3的右侧方的影像。也就是说,通过利用影像对从驾驶舱9侧以目视观察难以确认的右方的状况进行检测,能够对右转弯时的障碍物的卷入进行检测。此时的摄像机角度与左摄像机20相同,是从前方观察的角度,因此容易对存在于起重机1的右侧方的障碍物进行检测。
此外,在起重机1的作业时,通过利用影像对从驾驶舱9难以目视观察到的旋转体3的右侧方和右后方的状况进行检测,能够对旋转时与障碍物之间的碰撞进行检测。此时的摄像机角度与左摄像机20相同,是从上方观察的角度,因此容易对存在于旋转体3的周围的障碍物进行检测。这样,通过同时配置能够覆盖与驾驶舱9相同侧的状况尤其是驾驶舱9的死角的右摄像机21,在行驶时和作业时这两种情况下能够实现更充分的范围内的障碍物检测。
如上述那样,通过对由作为第二障碍物传感器的右摄像机21取得的影像进行确认,能够在行驶时避免因右转弯时的卷入而导致的与障碍物之间的碰撞,并且能够在作业时避免在左转弯时与右后部的障碍物之间的碰撞。也就是说,在与驾驶席相同侧的右侧方的障碍物检测中,通过一台障碍物传感器能够避免行驶时和作业时这两种情况下与障碍物之间的碰撞。
如上述那样,本起重机的进一步的特征在于,设置从起重臂的顶端朝向斜后方对与所述驾驶席相同侧的障碍物进行检测的第二障碍物传感器,所述第二障碍物传感器在行驶时对障碍物相对于所述行进体の前侧部的接近进行检测,并且在作业时对障碍物相对于所述旋转体的后侧部的接近进行检测。这样,通过将对第一障碍物传感器的相反侧的障碍物进行检测的第二障碍物传感器设置为具有从前方朝向后方的检测范围的障碍物传感器,能够通过两个障碍物传感器对起重机的周围的障碍物进行检测。
如图5所示,左摄像机20和右摄像机21与图像处理控制器30电连接,并且分别将取得的影像数据发送到图像处理控制器30中。图像处理控制器30对由左摄像机20和右摄像机21取得的影像进行处理,例如,通过图像处理来对影像内包含的人物或车辆等的障碍物进行识别。
图像处理控制器30与起重机控制器31电连接。起重机控制器31是对起重机装置进行控制的装置。起重机控制器31与起伏缸8和PTO切换开关32电连接,并取得起重臂7的姿态(起伏角度)以及与起重机装置的驱动的有无相关的信息。起重机控制器31将取得的这些信息发送到图像处理控制器30中。
图像处理控制器30与显示装置33电连接。在图像处理控制器30中,基于从起重机控制器31发送的信息生成视点变换影像(俯瞰影像)。在显示装置33中,显示由图像处理控制器30生成的俯瞰影像或者拍摄到的普通影像(原始影像)中的任意一个或者这两者。此外,还可以选择要显示在显示装置33上的图像。即,通过对显示装置33进行操作,如图6所示那样,能够从(1)普通影像、(2)俯瞰影像或者(3)这两者中进行选择。另外,也可以将左摄像机20的影像和右摄像机21的影像同时显示在显示装置33上。
此外,图像处理控制器30与通知装置34电连接。在图像处理控制器30中,基于从左摄像机20和右摄像机21发送的影像来识别障碍物的有无。图像处理控制器30在判定为存在障碍物时向通知装置34发送电信号,并通过报警器、指示器等通知在起重机1的周围存在障碍物的消息。通过利用通知装置34进行通知,能够确切地向驾驶员(或者成为障碍物的人物)通知障碍物的接近,因此容易避免与障碍物之间的碰撞。
图像处理控制器30进一步对障碍物的接近进行检测,并向起重机控制器31发送使起重机装置缓停或自动停止内容的控制信号。
接下来,利用图7对图像处理控制器30中执行的障碍物判定步骤进行说明。
首先,取得与起重机1的情况相关的信息。即,取得与PTO切换开关32的位置相关的信息(步骤S1),并通过取得与起伏缸8的位置相关的信息来取得起重臂7的起伏角度(步骤S2)。与此同时,根据起重臂7的起伏角度取得左摄像机20和右摄像机21的位置坐标(步骤S3)。通过取得摄像机的位置坐标,能够实现从原始图像到俯瞰图像的变换。
接着,在步骤S4中,对起重机1处于行驶状态和作业状态中的哪一种状态进行判定。接下来,在步骤S5中,从俯瞰影像或者普通影像(由摄像机拍摄的原始影像)中的任意一个选择要显示在显示装置33上的影像。例如,也可以是,在起重机1为行驶状态的情况下,在左转弯时将左摄像机20的普通影像显示在显示装置33上,或者在起重机1为作业状态的情况下,在右转弯时将右摄像机21的俯瞰影像显示在显示装置33上。
从以这种方式取得的摄像机影像中识别出障碍物(人物、车辆等)(步骤S6)。在步骤S7中,对识别出的障碍物是否正在接近起重机1进行判定。在障碍物正在接近的情况下(步骤S7:Y),通过通知装置34通知该消息(步骤S8)。
在障碍物进一步接近并且有可能发生与起重机1之间的碰撞的情况下(步骤S9:Y),缓慢地自动停止起重机1的动作(步骤S10)。
接下来,参照图8至图10,对起重机周围的障碍物检测的另一实施方式进行说明。图8是示出由设置在旋转体3的后部的后部摄像机40所进行的起重机1的行驶时的障碍物检测的情况的图。图9同样是示出起重机1的作业时的障碍物检测的情况的图。图10是示出障碍物检测在显示装置上的显示例的图。
如图8所示,在起重机1上,除了设置有左摄像机20和右摄像机21之外,在旋转体3的后部两侧端处还设置有用于取得行进体2和旋转体3的侧方的影像的后部摄像机40。后部摄像机40是被设置在旋转体3的后端的第三障碍物传感器,并且被配置为其拍摄范围(检测范围)是从旋转体3的后部的侧端向机体外侧并且朝向斜前方的范围。
如图8所示,在起重机1的行驶时,被配置在旋转体3的后部右侧端的后部摄像机40对存在于行进体2和旋转体3的右侧面的周边的障碍物进行检测,被配置在旋转体3的后部左侧端的后部摄像机40对存在于行进体2和旋转体3的左侧面的周边的障碍物进行检测。如图9所示,在起重机1的作业时,被配置在旋转体3的后部右侧端的后部摄像机40对接近右旋转时的旋转体3的左后部的障碍物进行检测,被配置在旋转体3的后部左侧端的后部摄像机40对接近左旋转时的旋转体3的右后部的障碍物进行检测。
如图9所示,在起重机1的作业时,后部摄像机40朝向作为设置位置的旋转体3的后部侧端的成为旋转时的旋转轨迹的圆(由单点划线所示的圆)的切线方向倾斜。也就是说,在起重机1的作业时,通过对拍摄方向进行变更以使后部摄像机40所检测到的检测范围作为朝向旋转体3的后部的移动方向的范围,能够更加确切地检测出旋转体3的后部与障碍物之间的接触。
如上所述那样,在起重机1的行驶时,通过将后部摄像机40的拍摄范围设定为靠前方,能够在右转弯时或左转弯时等的前进道路变更时容易地对存在于起重机1的两侧的障碍物进行检测,在起重机1的作业时,通过将后部摄像机40的拍摄范围设定为靠侧方,能够容易地对位于旋转体3的旋转范围内的障碍物进行检测。此外,在旋转时,能够通过与旋转方向为相同侧的后部摄像机40在较早的时刻对存在于起重臂7的移动目的地处的障碍物进行检测。
在开始起重机1的作业时,在设置行进体2的支腿6的基础上,使起重臂7竖起。也就是说,能够利用设置支腿6的动作或者开始起重臂7的操作的动作作为作业开始的触发,并且通过接收该触发并使后部摄像机40朝向侧方倾斜来对检测范围进行变更。
后部摄像机40分别与图像处理控制器30电连接,并将取得的影像数据发送到图像处理控制器30中。图像处理控制器30通过图像处理对由后部摄像机40拍摄到的影像内包含的人物或车辆等的障碍物进行识别,并适当地向起重机控制器31、显示装置33、通知装置34发送电信号。在显示装置33中,既能够对由后部摄像机40取得的原始影像进行显示,也能够例如图10所示那样将旋转体3的旋转半径(旋转体3的后端侧部的旋转轨迹)重叠显示在俯瞰图像中。
如上所述那样,起重机1除了具备具有从起重臂7的顶端朝向斜后方的检测范围的左摄像机20和右摄像机21以外,还具备具有从旋转体3的后端两侧朝向斜前方的检测范围的后部摄像机40、40。这样,通过同时进行由具有从前方朝向后方的检测范围的障碍物传感器所进行的从前方观察的周围监视和由具有从后方朝向前方的检测范围的障碍物传感器所进行的从后方观察的周围监视,能够实现更确切的障碍物的检测,进而能够更容易地避免起重机1与障碍物的接触。
如上所述那样,本起重机的进一步的特征在于,设置第三障碍物传感器,所述第三障碍物传感器从旋转体的后端朝向斜前方对所述行进体和旋转体的两侧的障碍物进行检测,并且,所述第三障碍物传感器在行驶时对障碍物相对于所述行进体的前侧部的接近进行检测,并且在作业时对障碍物相对于所述旋转体的后侧部的接近进行检测。
这样,根据具有从旋转体后端朝向斜前方的检测范围即从后方朝向前方的检测范围的第三障碍物传感器,在使起重臂倒伏的行驶时,通过从后方对行进体和旋转体的侧方进行检测能够良好地检测行进体变更前进道路时的障碍物的存在,并且在使起重臂竖起的作业时,通过对旋转体的侧方进行检测能够良好地检测旋转体进行旋转时的障碍物的存在。
并且,优选的是,所述第三障碍物传感器在开始作业时,使从所述旋转体的后端朝向斜前方的检测范围朝向成为所述旋转体的后侧端的旋转轨迹的圆的切线方向倾斜。这样,通过朝向旋转体的后端的旋转轨迹倾斜,能够良好地避免与旋转体之间的碰撞。
另外,关于后部摄像机40,优选的是与左摄像机20和右摄像机21同样地被配置在旋转体3的左右两侧,但也可以设为如下的结构:在设置有驾驶舱9侧的相反侧即仅配置左后部摄像机40,并且对从驾驶舱9难以目视观察的区域进行监视。
如上文所述,由于后部摄像机40能够在行驶时和作业时进行充分的范围内的障碍物检测,因此如图11所示,也可以构成为仅利用后部摄像机40进行周围监视。此时的周围监视中的障碍物判定步骤与上述相同。
如上所述那样,本起重机的特征在于,具备:行进体;旋转体;起重臂,所述起重臂被设置为从所述旋转体的中央后部向前方突出,并且被设置为通过液压致动器自由起伏;以及驾驶席,所述驾驶席被配置在所述起重臂的一侧,在所述起重机中,设置第三障碍物传感器,所述第三障碍物传感器从旋转体的后端朝向斜前方对所述行进体和旋转体的两侧的障碍物进行检测,并且,所述第三障碍物传感器在行驶时对障碍物相对于所述行进体的前侧部的接近进行检测,并且在作业时对障碍物相对于所述旋转体的后侧部的接近进行检测。
这样,根据具有从旋转体后端朝向斜前方的检测范围的第三障碍物传感器,在使起重臂倒伏的行驶时,通过从后方对行进体和旋转体的侧方进行检测能够对行进体进行前进道路变更时的障碍物的存在进行良好检测,并且在使起重臂竖起的作业时,通过对旋转体的侧方进行检测能够对旋转体进行旋转时的障碍物的存在进行良好检测。
接下来,参照图12,对使用了具有从前方朝向后方的检测范围的障碍物传感器的起重机周围的障碍物检测的其他实施方式进行说明。图12是示出由设置在行进体2的前部两侧的前部摄像机50进行的起重机1的障碍物检测的情况的图。
如图12所示,前部摄像机50被设置在行进体2的前端的左右两侧。前部摄像机50在行进体2的前端以朝向斜后方的方式被配置在机体外方侧。前部摄像机50是取得行进体2和旋转体3的侧方的影像的拍摄装置,并且具有从前方朝向后方的拍摄范围(检测范围)。前部摄像机50例如能够设置在侧视镜的附近,所述侧视镜被设置在行进体2的前端。
通过以这种方式配置的左右的前部摄像机50,在起重机1的行驶时和作业时分别对存在于行进体2和旋转体3的左右两侧面的周围的障碍物进行检测。此时的周围监视中的障碍物判定的步骤与上文相同。此外,关于前部摄像机50,优选的是与左摄像机20和右摄像机21同样地被配置在旋转体3的左右两侧,但也可以设为如下结构:在与设置有驾驶舱9的一侧的相反侧,即仅配置左前部摄像机50,并且对从驾驶舱9难以目视观察到的区域进行监视。
此外,在上述的实施方式中,将作为障碍物传感器的各个摄像机配置在行进体2或者旋转体3的侧端部处,但例如也可以是,将广角的摄像机设置在旋转体3的左右中央部处,并且将行进体2和旋转体3的两侧的监视区域包含在检测范围之内。
在以上的实施方式中,采用拍摄装置即摄像机作为障碍物传感器,但也可以构成为,作为代替而使用具有相同的检测范围的距离传感器、红外线传感器等一般用作障碍物传感器的传感器,从而对障碍物的接近进行检测并通知。
工业上的可使用性
本发明能够使用在起重机中。
标号说明
1:起重机;2:行进体;3:旋转体;7:起重臂;9:驾驶舱;20:左摄像机(障碍物传感器);21:右摄像机(障碍物传感器);30:图像处理控制器;31:起重机控制器;33:显示装置;34:通知装置;40:后部摄像机(障碍物传感器);50:前部摄像机(障碍物传感器)。

Claims (3)

1.一种起重机,其特征在于,
设置障碍物传感器,所述障碍物传感器在行驶时对障碍物相对于行进体的前侧部的接近进行检测,并且,在作业时对障碍物相对于旋转体的后侧部的接近进行检测。
2.根据权利要求1所述的起重机,其中,
所述障碍物传感器具有从前方朝向后方的检测范围。
3.根据权利要求1所述的起重机,其中,
所述障碍物传感器具有从后方朝向前方的检测范围。
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