CN110352278B - 作业机械及作业机械的控制方法 - Google Patents

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Abstract

作业机械具备：动臂(110)；安装于动臂(110)的前端的斗杆；安装于斗杆的前端的铲斗(130)；以及将铲斗(130)通过了基准高度(Hs)作为条件而判定为作业机械的动作是向装载对象装载挖掘物的装载动作的装载判定部。

Description

作业机械及作业机械的控制方法
技术领域
本公开涉及作业机械及作业机械的控制方法。
背景技术
液压挖掘机等作业机械将由作业机械具备的工作装置挖掘的挖掘物向自卸车等装载对象装载。
算出由工作装置挖掘的挖掘物的载荷的方法例如在日本特表2011-516755号公报(专利文献1)中被公开。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2011-516755号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，即便利用工作装置挖掘砂土等且将工作装置的铲斗内的砂土等排出，这样的动作也不一定限于将挖掘物向自卸车等装载的装载动作。因此，为了准确地掌握装载到自卸车等的挖掘物的载荷，优选能够高精度地检测向装载对象装载的装载动作。
本公开的目的在于，提供一种能够高精度地检测向装载对象装载的装载动作的作业机械及作业机械的控制方法。
用于解决课题的方案
根据本公开的某一方案，作业机械具备：动臂；安装于动臂的前端的斗杆；安装于斗杆的前端的铲斗；以及将铲斗通过了基准高度作为条件而判定为作业机械的动作是向装载对象装载挖掘物的装载动作的装载判定部。
发明效果
根据上述的公开，能够高精度地检测向装载对象装载的装载动作。
附图说明
图1是概要地示出液压挖掘机的结构的侧视图。
图2是用于说明向自卸车装载砂土等挖掘物的装载动作的图。
图3是表示在向自卸车装载砂土等挖掘物的装载动作时得到的各种数据的图。
图4是用于说明液压挖掘机的结构的框图。
图5是用于说明液压挖掘机中的处理流程的流程图。
图6是用于说明另一液压挖掘机的结构的框图。
图7是用于说明又一液压挖掘机的结构的框图。
图8是用于说明又一液压挖掘机的结构的框图。
具体实施方式
以下，基于附图对实施方式进行说明。适当组合实施方式中的结构来使用的情况是当初预定的。另外，也有时不使用一部分构成要素。
另外，以下，作为作业机械，以建筑机械为例进行说明。尤其是以建筑机械中的作业车辆即液压挖掘机为例进行说明。但是，作业机械不局限于建筑机械，也可以是采矿机械。此外，在以下的说明中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”是以落座于驾驶席的操作员为基准的用语。
另外，以下，作为用于装载所挖掘的挖掘物的装载对象，以自卸车为例进行说明。然而，装载对象不局限于此，例如也可以是砂土用货箱等。
<A.结构>
图1是概要性地示出液压挖掘机的结构的侧视图。
如图1所示，液压挖掘机100主要具有行驶体101、回转体103以及工作装置104。由行驶体101和回转体103构成液压挖掘机100的主体。该主体还具有阀106、107和回转用的液压马达109。
行驶体101具有左右一对履带装置101a。该左右一对履带装置101a分别具有履带。通过驱动左右一对履带进行旋转，从而液压挖掘机100自主行驶。
回转体103设置为在液压马达109的作用下相对于行驶体101回转自如。回转体103具有驾驶室108。驾驶室108配置在回转体103的例如前方左侧(车辆前侧)。
工作装置104轴支承于回转体103的前方侧且驾驶室108的例如右侧。工作装置104具有动臂110、斗杆120、铲斗130、动臂缸111、斗杆缸121、铲斗缸131等。
动臂110安装在回转体103上。动臂110的基端部通过动臂脚销141以能够旋转的方式与回转体103连结。
斗杆120安装于动臂110的前端。斗杆120的基端部通过动臂前端销142以能够旋转的方式与动臂110的前端部连结。
铲斗130安装于斗杆120的前端。铲斗130通过斗杆前端销143以能够旋转的方式与斗杆120的前端部连结。
动臂110能够由动臂缸111驱动。通过该驱动，动臂110能够以动臂脚销141为中心相对于回转体103在上下方向上转动。斗杆120能够由斗杆缸121驱动。通过该驱动，斗杆120能够以动臂前端销142为中心相对于动臂110在上下方向上转动。铲斗130能够由铲斗缸131驱动。通过该驱动，铲斗130能够以斗杆前端销143为中心相对于斗杆120在上下方向上转动。这样，工作装置104能够进行驱动。
在动臂缸111、斗杆缸121及铲斗缸131分别安装有行程传感器112、122、132。
动臂缸111通过经由阀106从液压源(未图示的液压泵及油罐)供给的工作油而驱动。
在本例中，阀106是切换阀(方向控制阀)。阀106基于先导压(PPC压)来调整向动臂缸111供给的工作油的流量。阀106具有阀芯(未图示)。通过该阀芯向与先导压相应的位置移动，来调整向动臂缸111供给的工作油的流量。
液压挖掘机100具备用于检测该先导压的压力传感器51(参照图4)。
液压马达109通过经由阀107从液压源供给的工作油而驱动。
在本例中，阀107是切换阀(方向控制阀)。阀107基于先导压(PPC压)来调整向液压马达109供给的工作油的流量。阀107具有阀芯(未图示)。通过该阀芯向与先导压相应的位置移动，来调整向液压马达109供给的工作油的流量。
液压挖掘机100具备用于检测该先导压的压力传感器。在本例中，作为该压力传感器，液压挖掘机100具备用于检测进行右回转用的先导压的压力传感器61(参照图4)、以及用于检测进行左回转用的先导压的压力传感器62(参照图4)。
此外，在动臂缸111的盖侧及底侧分别安装有压力传感器(未图示)。这些压力传感器检测动臂缸111的缸盖侧油室内的工作油的压力(盖压)、动臂缸111的缸底侧油室内的工作油的压力(底压)。
<B.装载判定>
(b1.装载动作的例子)
图2是用于说明向自卸车装载砂土等挖掘物的装载动作的图。
如图2所示，在将砂土向自卸车700的车箱701装载时，液压挖掘机100依次执行来自挖掘对象900的砂土的挖掘、由液压马达109进行的升起回转、铲斗130的砂土向车箱701的装载(排土)、以及下一次挖掘用的下降回转。
以下，针对用于判定液压挖掘机100的动作是否是向自卸车700等装载对象装载挖掘物的装载动作的逻辑进行说明。
(b2.装载动作时的数据特性)
图3是表示向自卸车装载砂土等挖掘物的装载动作时得到的各种数据的图。需要说明的是，在图3的各图表(A)～(C)中，关于纵轴的值，越从0向上侧行进，值越大。
图3的图表(A)表示挖掘、升起回转、排土及下降回转这一系列的装载动作中的铲斗130内的载荷的重量(载荷计算值)的转变。
随着挖掘进行，铲斗130内的挖掘物的量变多，因此，载荷计算值增加。在升起回转时，铲斗130内的挖掘物的量的变化少，因此，载荷计算值的变化少，成为大致固定。在排土时，从铲斗130排出挖掘物，因此，载荷计算值减少。在下降回转时，铲斗130内的挖掘物的量的变化少，因此，载荷计算值的变化少，成为大致固定。
图3的图表(B)表示上述一系列的装载动作中的、用于使动臂110上升的先导压(以下也称为“动臂上升PPC压”)、用于进行右回转的先导压(以下也称为“右回转PPC压”)、用于进行左回转的先导压(以下也称为“左回转PPC压”)、以及铲斗对地角度θg的转变。需要说明的是，动臂上升PPC压是在动臂缸111伸展时向阀106的阀芯施加的先导压，且是由压力传感器51(参照图4)检测的液压。
如图1所示，在本例中，铲斗对地角度θg被定义为，以通过斗杆前端销143的水平面K2为基准而由水平面K2和铲斗130的开口面所成的角度。铲斗对地角度θg将铲斗的铲尖139处于比水平面K2靠上的情况作为正值。在图1的情况下，铲斗对地角度θg为负值。
如图3的图表(B)所示，在挖掘时，铲斗对地角度θg从负值渐渐地接近0度。在接着挖掘进行的升起回转时(时刻t1～t3)，需要在铲斗130中保持挖掘物，因此，铲斗对地角度θg为大致固定。
在本例中，朝左方向进行升起回转，因此，在升起回转时，左回转PPC压的值上升。另外，由于将挖掘物向自卸车700的车箱701装载，因此，在升起回转时，进行使动臂110上升的操作员操作。此外，当铲斗130的高度H(载荷高度(参照图2))伴随着动臂110的上升而成为所希望的高度时，停止动臂上升的操作。因此，动臂上升PPC压的值暂时上升，在升起回转的最终阶段成为0。
需要说明的是，高度H是以液压挖掘机100为基准的高度。在图2的情况下，高度H是液压挖掘机100所处的地面G与铲斗130的距离。
在接着升起回转进行的排土时(时刻t3～t4)，通过用于从铲斗130排出挖掘物的操作员操作，铲斗对地角度θg朝负方向增大。此外，由于排土在左回转结束之前开始，因此，直至排土的中途，左回转PPC压的值都保持正值。另外，从排土的中途起，操作员进行使动臂110上升的操作，因此，动臂上升PPC压再次上升。
在紧接排土的下降回转时(时刻t4～t5)，使回转体103右回转，进行将回转体103返回到挖掘位置的操作员操作，因此，右回转PPC压的值上升。另外，在下降回转时，进行使动臂110下降的操作员操作，因此，动臂上升PPC压成为0。
图3的图表(C)表示上述一系列的装载动作中的铲斗130的高度H的转变。在图3的例子中，在挖掘时，铲斗130进入地里，因此，铲斗130的高度H的值成为负值。
当挖掘结束而移至升起回转时，伴随着动臂110的上升，铲斗130的高度H的值上升。在图表(C)的情况下，在升起回转中的时刻t2(t1＜t2＜t3)，铲斗130的高度H达到基准高度Hs(例如500mm)。需要说明的是，该基准高度Hs是用于后述的装载判定的高度，对此详细后述。另外，基准高度Hs由液压挖掘机100的用户设定。
在排土时(时刻t3～t4)，铲斗130的高度H成为大致固定。在接着排土进行的下降回转时(时刻t4～t5)，伴随着动臂110的下降，铲斗130的高度H的值减少。
(b3.用于装载判定的条件)
在液压挖掘机100中，鉴于图3所示的装载动作中的数据的特性，判定是否向自卸车700装载了挖掘物。在本例中，液压挖掘机100在以下的四个条件成立时，判定为进行了装载动作。
需要说明的是，以下，tn表示任意(n是自然数)的时刻。另外，tn-1与tn之间是运算周期，与n的值无关，是固定的。另外，基准压Ps是压力的阈值。
(α)第一条件
动臂110处于上升中。在本例中，在满足以下的式(1)的情况下，判定为动臂110处于上升中。
动臂上升PPC压(Pbou(tn))＞基准压Ps…(1)
(β)第二条件
回转体103处于回转中。在本例中，在满足以下的式(2)或(2’)的情况下，判定为处于回转中。
右回转PPC压(Ptr(tn))＞基准压Ps…(2)
左回转PPC压(Ptl(tn))＞基准压Ps…(2’)
(γ)第三条件
铲斗130通过了基准高度Hs。在本例中，在满足以下的式(3)的情况下，判定为铲斗130通过了基准高度Hs。
铲斗的高度H(tn-1)＜基准高度Hs＜铲斗的高度H(tn)…(3)
需要说明的是，式(3)是表示一个运算周期前的铲斗130的高度H(tn-1)低于基准高度Hs且当前的运算周期的铲斗130的高度H(tn)高于基准高度Hs的条件式。
(δ)第四条件
铲斗130处于保持挖掘物的姿势。在本例中，在满足以下的式(4)的情况下，判定为铲斗130处于保持挖掘物的姿势。
铲斗对地角度θg＞-45°…(4)
需要说明的是，铲斗对地角度θg由以下的式(5)定义。
θg＝270°-(θbo(tn)+θa(tn)+θbu(tn))…(5)
另外，还如图1所示，θbo(tn)、θa(tn)、θbu(tn)分别表示时刻tn处的动臂角度、斗杆角度、铲斗角度。需要说明的是，如图1所示，动臂角度θbo(tn)是连结动臂脚销141和动臂前端销142的线段L1与水平面K1所成的角度。斗杆角度θa(tn)是线段L1与连结动臂前端销142和斗杆前端销143的线段L2所成的角度。铲斗角度θbu(tn)是线段L2与铲斗130的开口面所成的角度。
作为一例，基准压Ps(参照图3的图表(2))的值能够为0.5MPa。需要说明的是，基准压Ps的值也可以按照Pbou(tn)、Ptr(tn)或者Ptl(tn)而为不同值。
在图3的例子的情况下，在一系列的装载动作(从挖掘开始到下一次挖掘开始(下降回转结束)为止)中，仅在时刻t2满足上述的四个条件(第一条件～第四条件)。
在装载判定时使用上述各条件的原因如下。
采用了上述第一条件的原因是因为，在装载动作时进行动臂上升。采用了上述第二条件的原因是因为，在装载动作时进行回转体103的回转。
采用了上述第三条件的原因是因为，在装载动作时，铲斗130通过基准高度Hs。另外，第三条件在防止误判定时也是有效的。这是因为，在挖掘地面等时进行动臂上升，但若使用第三条件，则不将该动作判定为装载动作。
采用了上述第四条件的原因是因为防止误判定。采用了上述第四条件的原因是因为，在将挖掘物装载到自卸车700之后铲斗130以空的状态通过升起回转而返回的情况(例如，液压挖掘机100处于比自卸车700高的位置的情况)下，当满足第一条件、第二条件以及第三条件时，判定为进行了装载动作。但若不存在上述第四条件，则尽管实际上是一次装载动作，也判定为两次装载动作。
(b4.实装例)
图4是用于说明液压挖掘机100的结构的框图。
如图4所示，液压挖掘机100具备操作部10、控制器20、监控装置30、压力传感器51、61、62以及行程传感器112、122、132。
操作部10构成为包括使工作装置104动作的多个操作杆。操作部10例如包括动臂用的操作杆、斗杆用的操作杆、铲斗用的操作杆、回转用的操作杆等。来自操作部10的操作指令被送至作为主控制器的泵控制器210。
控制器20控制液压挖掘机100的整体动作。控制器20构成为包括泵控制器210和有效载荷用控制器220。泵控制器210具有高度算出部221。有效载荷用控制器220具有装载判定部221、载荷值算出部222以及装载载荷值决定部223。装载判定部221具有对地角度算出部228。
监控装置30是受理触碰输入且对各种信息进行监控显示的触碰屏。监控装置30具备输入部31和显示部32。输入部31能够由触碰屏构成。显示部32由显示器构成。需要说明的是，输入部31也可以由硬键构成。需要说明的是，监控装置30是本公开的“显示装置”的一例，且是本公开的“输入装置”的一例。
输入部31受理用于设定基准高度Hs的操作员输入。输入部31将输入的基准高度Hs送至装载判定部221。
液压挖掘机100受理用于设定基准高度Hs的操作员输入的原因是因为，液压挖掘机100与自卸车700不限于始终处于相同高度的地面。存在液压挖掘机100在比自卸车700高的场所中作业的状况、或者液压挖掘机100在比自卸车700低的场所中作业的状况。另外，根据自卸车700的种类，车箱701的高度或车箱701的框的高度不同的情况也为原因之一。
压力传感器51、61、62将各检测结果送至泵控制器210。由此，泵控制器210获取动臂上升PPC压(Pbou(tn))、右回转PPC压(Ptr(tn))以及左回转PPC压(Ptl(tn))。
行程传感器112、122、132将各检测结果送至泵控制器210。由此，泵控制器210获取动臂角度θbo(tn)、斗杆角度θa(tn)以及铲斗角度θbu(tn)。
泵控制器210的高度算出部221算出铲斗130的高度H(tn)。
在泵控制器210中预先存储有从履带装置1θ1a的下部到动臂脚销141为止的高度L9(参照图1)。高度算出部221基于动臂缸111的行程长、斗杆缸121的行程长、铲斗缸131的行程长以及工作装置104的尺寸，算出从动臂脚销141到铲斗130为止的高度。高度算出部221基于高度L9和算出的从动臂脚销141到铲斗130为止的高度，算出铲斗130的高度H(tn)。
需要说明的是，例如，如图2所示，算出铲斗130的高度H(tn)时的铲斗130的算出对象部分能够为铲斗130中的最低的部分。另外，也能够将铲斗130的铲尖139的位置设为算出对象部分。
泵控制器210将动臂上升PPC压(Pbou(tn))、右回转PPC压(Ptr(tn))、左回转PPC压(Ptl(tn))、动臂角度θbo(tn)、斗杆角度θa(tn)、铲斗角度θbu(tn)以及铲斗130的高度H(tn)送至有效载荷用控制器220。
装载判定部221的对地角度算出部228通过向上述的式(5)代入动臂角度θbo(tn)、斗杆角度θa(tn)以及铲斗角度θbu(tn)，来算出铲斗对地角度θg(tn)。
装载判定部221使用动臂上升PPC压(Pbou(tn))、右回转PPC压(Ptr(tn))、左回转PPC压(Ptl(tn))、铲斗对地角度θg(tn)以及铲斗130的高度H(tn)，进行装载判定。装载判定部221基于这五个数据，判定是否产生同时满足上述四个条件(第一条件～第四条件)的状态。
装载判定部221在同时满足上述全部四个条件的情况下，判定为进行了装载。装载判定部221在判定为未满足上述四个条件中的全部条件的情况下，判定为未进行装载。
如上所述，在装载动作时进行动臂上升，并且进行回转体103的回转。根据上述第一条件及第二条件的成立与否判定，能够判定这些动作。另外，在装载动作时，铲斗130通过基准高度Hs。根据上述第三条件，能够判定该动作。此外，通过利用上述第三条件的成立与否判定，能够防止将挖掘地面等时的动臂上升动作判定为装载动作。另外，根据上述第四条件的成立与否判定，能够防止在将挖掘物装载到自卸车700之后铲斗130以空的状态通过升起回转而返回的情况下判定为进行了装载动作。
因此，根据液压挖掘机100，能够高精度地检测自卸车700向装载对象装载的装载动作。
在上述中，以在装载判定时使用四个条件(第一条件～第四条件)的结构为例进行了说明，但不局限于此。能够通过至少使用上述第三条件来进行装载判定。另外，在装载判定时，也可以不使用上述第二条件。
(b5.总结)
(1)第三条件的利用
液压挖掘机100具备装载判定部221，该装载判定部221将铲斗130通过了基准高度Hs作为条件，而判定为液压挖掘机100的动作是向自卸车700装载挖掘物的装载动作。根据这样的结构，能够高精度地检测向自卸车700装载的装载动作。
(2)第三条件及第四条件的利用
装载判定部221将铲斗130通过了基准高度Hs且铲斗130处于保持挖掘物的姿势作为条件，判定为液压挖掘机100的动作是所述装载动作。
作为这样的判定的一例，装载判定部221还具有算出铲斗130的铲斗对地角度θg(tn)的对地角度算出部228，装载判定部221将铲斗对地角度θg(tn)处于预先确定的范围内(θg＞-45°)作为条件，判定为铲斗130处于保持挖掘物的姿势。
根据这样的结构，与仅利用第三条件的情况相比，能够进一步高精度地检测向自卸车700装载的装载动作。
(3)第三条件及第一条件的利用
装载判定部221将动臂110上升且铲斗130通过了基准高度Hs作为条件，判定为液压挖掘机100的动作是向自卸车700装载挖掘物的装载动作。根据这样的结构，与仅利用第三条件的情况相比，能够进一步高精度地检测向自卸车700装载的装载动作。
尤其是关于上述第一条件，装载判定部221在动臂上升PPC压(tn)高于基准压Ps的情况下，判定为动臂110处于上升中。根据这样的结构，能够检测动臂110的上升。
另外，装载判定部221经由监控装置30的输入部31而受理用于设定基准高度Hs的操作员输入。根据这样的结构，操作员能够考虑液压挖掘机100与自卸车700的位置关系来设定基准高度Hs。
高度算出部211基于动臂缸111的行程长、斗杆缸121的行程长以及铲斗缸131的行程长，算出铲斗130的高度。由此，液压挖掘机100能够检测铲斗130的高度。装载判定部221基于算出的铲斗130的高度，判定铲斗130是否通过了基准高度Hs。
(4)第三条件、第一条件及第四条件的利用
装载判定部221将动臂110上升、铲斗130通过基准高度Hs、并且铲斗130处于保持挖掘物的姿势作为条件，判定为液压挖掘机100的动作是装载动作。
根据这样的结构，与利用第三条件和第一条件(或者第四条件)的情况相比，能够进一步高精度地检测向自卸车700装载的装载动作。
(5)第三条件、第一条件及第二条件的利用
装载判定部221将动臂110上升、铲斗130通过基准高度Hs、并且回转体103处于回转中作为条件，判定为液压挖掘机100的动作是装载动作。根据这样的结构，与利用第三条件和第一条件的情况相比，能够进一步高精度地检测向自卸车700装载的装载动作。
作为一例，装载判定部221在右回转PPC压(Ptr(tn))高于基准压Ps的情况下，判定为回转体处于回转中。另外，装载判定部221在左回转PPC压(Ptl(tn))高于基准压Ps的情况下，判定为回转体处于回转中。
(6)第三条件、第四条件及第二条件的利用
装载判定部221将铲斗130通过基准高度Hs、铲斗130处于保持挖掘物的姿势、并且回转体103处于回转中作为条件，判定为液压挖掘机100的动作是装载动作。根据这样的结构，与利用第三条件和第四条件的情况相比，能够进一步高精度地检测向自卸车700装载的装载动作。
(7)第三条件、第一条件、第二条件及第四条件的利用
装载判定部221将动臂110上升、铲斗130通过基准高度Hs、回转体103处于回转中、并且铲斗对地角度θg(tn)处于预先确定的范围内(θg＞-45°)作为条件，判定为液压挖掘机100的动作是装载动作。根据这样的结构，与利用第三条件、第一条件以及第四条件的情况相比，能够进一步高精度地检测向自卸车700装载的装载动作。
<C.装载载荷值的算出>
液压挖掘机100在进行装载判定时，进行用于决定铲斗130的载荷值的处理。以下，针对用于决定载荷值的一个处理例进行说明。
如上所述，有效载荷用控制器220具有载荷值算出部222和装载载荷值决定部223。
载荷值算出部222算出时刻tn处的铲斗130内的载荷的载荷值W(tn)。载荷值算出部222使用动臂缸111的缸盖侧油室内的工作油的压力(盖压)和动臂缸111的缸底侧油室内的工作油的压力(底压)，算出铲斗130内的载荷的载荷值。载荷值算出部222将算出的载荷值W(tn)送至装载判定部221。需要说明的是，关于载荷值的算出方法，是以往已知的，因此这里不再重复说明。
以下，设为在时刻tm全部满足上述的第一条件～第四条件。在该情况下，装载判定部221将时刻tm以后连续的规定个数的载荷值W(tm)、W(tm+1)、W(tm+2)、…、W(tm+9)暂时地储存。装载判定部221将储存的载荷值W(tm)、W(tm+1)、W(tm+2)、…、W(tm+9)送至装载载荷值决定部223。
装载载荷值决定部223从载荷值W(tm)、W(tm+1)、W(tm+2)、…、W(tm+9)中，基于预先确定的规则来选择一个载荷值，将该载荷值决定为铲斗130内的载荷的载荷值。作为一例，装载载荷值决定部223将从时刻tm经过了预先确定的时间时的载荷值(例如，W(tm+5))设为铲斗130内的载荷的载荷值。预先确定的时间是考虑升起回转所需的时间而预先设定的。例如，如图3的点Q所示，预先确定的时间能够为1秒。装载载荷值决定部223将决定的载荷值送至监控装置30。
监控装置30基于接收到载荷值这一情况，将该载荷值显示于显示部32。
如以上那样，通过将在回转体103的回转中且从上述第一条件～第四条件成立开始经过了预先确定的时间时的载荷值决定为装载载荷值，能够得到精度高的装载载荷值。
<D.处理>
图5是用于说明液压挖掘机100中的处理流程的流程图。
如图5所示，步骤S1至步骤S6是与装载判定相关的处理。该例子示出上述的第一条件～第四条件全部被使用的情况。
另外，步骤S1～S4所示的各判定处理在本例中按照各运算周期(Δt＝tn-tn-1)而执行。此外，按照各运算周期，进行步骤S5的判定及步骤S6的判定。
在步骤S1中，有效载荷用控制器220的装载判定部221基于动臂上升PPC压(Pbou(tn))，判定动臂110是否处于上升中。当判定为动臂110处于上升中时(步骤S1中为是)，在步骤S2中，装载判定部221判定回转体103相对于行驶体101是否处于回转中。当判定为动臂110未上升时(步骤S1中为否)，在步骤S6中，装载判定部221判定为液压挖掘机100的动作不是装载动作。
当判定为处于回转动作中时(步骤S2中为是)，在步骤S3中，装载判定部221判定伴随着动臂110的上升，铲斗130是否通过了基准高度Hs。在本例的情况下，装载判定部221判定铲斗130的高度H(tn-1)和高度H(tn)是否满足式(3)。当判定为不处于回转动作中时(步骤S2中为否)，装载判定部221判定为液压挖掘机100的动作不是装载动作(步骤S6)。
当判定为铲斗130通过了基准高度Hs时(步骤S3中为是)，在步骤S4中，装载判定部221判定铲斗130的铲斗对地角度θg(tn)是否处于预先确定的范围内。当铲斗130未通过基准高度Hs时(步骤S3中为否)，装载判定部221判定为液压挖掘机100的动作不是装载动作(步骤S6)。
在判定为铲斗对地角度θg(tn)处于预先确定的范围内的情况下(步骤S4中为是)，在步骤S5中，装载判定部221判定为液压挖掘机100的动作是装载动作。在判定为铲斗对地角度θg(tn)不处于预先确定的范围内的情况下(步骤S4中为否)，装载判定部221判定为液压挖掘机100的动作不是装载动作(步骤S6)。
在步骤S5之后，在步骤S7中，由装载载荷值决定部223决定装载载荷值。之后，在步骤S8中，在监控装置30的显示部32显示所决定的装载载荷值。
<E.变形例>
(装载判定的变形例)
(1)第一条件的代替方法
对上述的第一条件的代替方法进行说明。图6是用于说明液压挖掘机100A的结构的框图。
如图6所示，液压挖掘机100A在具备控制器20A、泵控制器210A、有效载荷用控制器220A以及装载判定部221A这一点，与具备控制器20、泵控制器210、有效载荷用控制器220以及装载判定部221的液压挖掘机100(参照图4)不同。以下，对与液压挖掘机100不同的点进行说明。
代替动臂上升PPC压(Pbou(tn))，泵控制器210A将动臂缸111的行程长(Lb(tn))送至有效载荷用控制器220A。
装载判定部221A基于行程长(Lb(tn))，算出动臂缸111的行程长的变化速度(杆的移动速度)。装载判定部221A在行程长以比基准速度快的速度增加的情况下，判定为动臂110处于上升中。根据这样的结构，也能够高精度地检测向自卸车700等装载对象装载的装载动作。
需要说明的是，也可以构成为，行程长的变化速度不在有效载荷用控制器220中算出，而在泵控制器210中算出。
(2)第二条件的代替方法
对上述的第二条件的代替方法进行说明。图7是用于说明液压挖掘机100B的结构的框图。
如图7所示，液压挖掘机100B在具备控制器20B、泵控制器210B、有效载荷用控制器220B以及装载判定部221B这一点，与具备控制器20、泵控制器210、有效载荷用控制器220以及装载判定部221的液压挖掘机100(参照图4)不同。
另外，液压挖掘机100B还具备检测回转体103的回转角度θr的角度传感器71，向泵控制器210B输入来自角度传感器71的检测结果。
代替右回转PPC压(Ptr(tn))及左回转PPC压(Ptl(tn))，泵控制器210B将回转角度θr(tn)送至有效载荷用控制器220B。
装载判定部221B在回转角度θr(tn)随时间的经过而变化的情况下，判定为回转体103处于回转中。根据这样的结构，也能够高精度地检测向自卸车700等装载对象装载的装载动作。
对上述的第二条件的另一代替方法进行说明。图8是用于说明液压挖掘机100C的结构的框图。
如图8所示，液压挖掘机100C在具备控制器20C、有效载荷用控制器220C以及装载判定部221C这一点，与具备控制器20B、有效载荷用控制器220B以及装载判定部221B的液压挖掘机100B(参照图7)不同。
装载判定部221C具有回转角速度算出部229。回转角速度算出部229基于回转角度θr(tn)，算出回转体103的回转角速度。
装载判定部221C在回转角速度为预先确定的角速度以上的情况下，判定为回转体103处于回转中。根据这样的结构，也能够高精度地检测向自卸车700等装载对象装载的装载动作。
(3)第四条件的代替方法
对上述的第四条件的代替方法进行说明。在本方法中，利用由载荷值算出部222算出的铲斗130内的挖掘物的载荷值W(tn)。
装载判定部221将动臂110上升、铲斗130通过基准高度Hs、并且载荷值W(tn)大于基准值作为条件，判定为液压挖掘机100的动作是装载动作。作为一例，能够将该基准值设为400kg。
根据这样的结构，也能够高精度地检测向自卸车700等装载对象装载的装载动作。
此次公开的实施方式是例示，不仅仅局限于上述内容。本公开的范围由权利要求保护的范围示出，包含与权利要求保护的范围同等的含义及范围内的全部变更。
附图标记说明
10操作部，20、20A、20B、20C控制器，30监控装置，31输入部，32显示部，51、61、62压力传感器，71角度传感器，100、100A、100B、100C液压挖掘机，101行驶体，101a履带装置，103回转体，104工作装置，106、107阀，108驾驶室，109液压马达，110动臂，111动臂缸，112、122、132行程传感器，120斗杆，121斗杆缸，130铲斗，131铲斗缸，139铲尖，141动臂脚销，142动臂前端销，143斗杆前端销，210、210A、210B泵控制器，211高度算出部，220、220A、220B、220C有效载荷用控制器，221、221A、221B、221C装载判定部，222载荷值算出部，223装载载荷值决定部，228对地角度算出部，229回转角速度算出部，700自卸车，701车箱，900挖掘对象，G地面，K1、K2水平面。

Claims (16)

1.一种作业机械，其中，
所述作业机械具备：
动臂；
斗杆，其安装在所述动臂的前端；
铲斗，其安装在所述斗杆的前端；
第一判定部，其判定所述铲斗是否通过了基准高度；以及
第二判定部，其将由所述第一判定部判定为所述铲斗通过了所述基准高度作为条件，判定为所述作业机械的动作是向装载对象装载挖掘物的装载动作，
所述第一判定部在一个运算周期前的所述铲斗的高度低于所述基准高度且当前的运算周期的所述铲斗的高度高于所述基准高度的情况下，判定为所述铲斗通过了所述基准高度。
2.根据权利要求1所述的作业机械，其中，
所述作业机械还具备输入装置，
经由所述输入装置而受理用于设定所述基准高度的操作员输入。
3.根据权利要求1所述的作业机械，其中，
所述作业机械还具备：
第一缸，其驱动所述动臂；
第二缸，其驱动所述斗杆；
第三缸，其驱动所述铲斗；
第一传感器，其检测所述第一缸的行程长；
第二传感器，其检测所述第二缸的行程长；
第三传感器，其检测所述第三缸的行程长；以及
高度算出部，其基于检测到的所述第一缸的行程长、检测到的所述第二缸的行程长以及检测到的所述第三缸的行程长，算出所述铲斗的高度，
所述第一判定部基于算出的所述铲斗的高度，判定所述铲斗是否通过了基准高度。
4.根据权利要求1所述的作业机械，其中，
所述第二判定部将判定为所述铲斗通过了所述基准高度、以及所述铲斗处于保持所述挖掘物的姿势作为条件，判定为所述作业机械的动作是所述装载动作。
5.根据权利要求4所述的作业机械，其中，
所述第二判定部具有对地角度算出部，该对地角度算出部算出所述铲斗的对地角度，
所述第二判定部将所述对地角度处于预先确定的范围内作为条件，判定为所述铲斗处于保持所述挖掘物的姿势。
6.根据权利要求1所述的作业机械，其中，
所述作业机械还具备：
缸，其驱动所述动臂；以及
载荷值算出部，其基于所述缸的负荷，算出所述铲斗内的所述挖掘物的载荷值，
所述第二判定部将判定为所述铲斗通过了所述基准高度、以及所述载荷值大于基准值作为条件，判定为所述作业机械的动作是所述装载动作。
7.根据权利要求1所述的作业机械，其中，
所述第二判定部将判定为所述铲斗通过了基准高度、以及所述动臂处于上升中作为条件，判定为所述作业机械的动作是所述装载动作。
8.根据权利要求7所述的作业机械，其中，
所述作业机械还具备：
缸，其驱动所述动臂；
阀，其基于先导压来调整向所述缸供给的工作油的流量；以及
传感器，其检测所述先导压，
所述第二判定部在检测到的所述先导压比基准压高的情况下，判定为所述动臂处于上升中。
9.根据权利要求7所述的作业机械，其中，
所述作业机械还具备：
缸，其驱动所述动臂；以及
传感器，其检测所述缸的行程长，
所述第二判定部在检测到的所述行程长以比基准速度快的速度增加的情况下，判定为所述动臂处于上升中。
10.根据权利要求1所述的作业机械，其中，
所述作业机械具备：
行驶体；以及
回转体，其能够相对于所述行驶体进行回转，且支承所述动臂，
所述第二判定部将判定为所述铲斗通过了所述基准高度、以及所述回转体处于回转中作为条件，判定为所述作业机械的动作是所述装载动作。
11.根据权利要求10所述的作业机械，其中，
所述作业机械还具备：
液压马达，其使所述回转体回转；
阀，其基于先导压来调整向所述液压马达供给的工作油的流量；以及
传感器，其检测所述先导压，
所述第二判定部在检测到的所述先导压比基准压高的情况下，判定为所述回转体处于回转中。
12.根据权利要求10所述的作业机械，其中，
所述作业机械还具备对所述回转体的回转角度进行检测的传感器，
所述第二判定部在检测到的所述回转角度随时间的经过而变化的情况下，判定为所述回转体处于回转中。
13.根据权利要求10所述的作业机械，其中，
所述作业机械还具备对所述回转体的回转角度进行检测的传感器，
所述作业机械还具有角速度算出部，该角速度算出部基于检测到的所述回转角度来算出回转角速度，
所述第二判定部在算出的所述回转角速度为预先确定的角速度以上的情况下，判定为所述回转体处于回转中。
14.根据权利要求1所述的作业机械，其中，
所述作业机械还具有：
行驶体；
回转体，其能够相对于所述行驶体进行回转，并且支承所述动臂；
载荷值算出部，其基于驱动所述动臂的缸的负荷，来算出所述铲斗内的所述挖掘物的载荷值；以及
决定部，其将所述回转体处于回转中且从所述条件成立开始经过了预先确定的时间时的所述载荷值决定为装载载荷值。
15.根据权利要求14所述的作业机械，其中，
所述作业机械还具备显示装置，
所述作业机械将所述装载载荷值显示于所述显示装置。
16.一种作业机械的控制方法，其中，
所述作业机械的控制方法具备如下步骤：
判定经由斗杆而与动臂连接的铲斗是否通过了基准高度；以及
将所述铲斗通过了基准高度作为条件，判定为所述作业机械的动作是向装载对象装载挖掘物的装载动作，
在判定是否通过了所述基准高度的步骤中，在一个运算周期前的所述铲斗的高度低于所述基准高度且当前的运算周期的所述铲斗的高度高于所述基准高度的情况下，判定为所述铲斗通过了所述基准高度。
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