CN110352279B - 作业机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种作业机械，该作业机械搭载有在如设计面那样挖掘地面的作业中辅助操纵者的操作的半自动控制，并能够在如设计面那样压实地面的碾压作业中辅助操纵者的操作。一种作业机械(100)，具备控制装置(25)，其具有对由操作装置(15L、15R)指示出的操作量进行校正的半自动控制部(31)，所述控制装置具有碾压判定部(52)，判定作业工具(7)是否正被按压于地面；和执行机构控制校正部(54)，在所述碾压判定部判定为所述作业工具正被按压于地面时，所述执行机构控制校正部以使所述作业工具施加于地面的力变大的方式，对由所述半自动控制部校正后的操作量进一步进行校正。

Description

作业机械
技术领域
本发明涉及液压挖掘机等作业机械。
背景技术
液压挖掘机等作业机械具备具有铲斗等作业工具的作业机。作业机由液压执行机构来驱动。液压执行机构由从液压泵供给的液压油来驱动。从液压泵向液压执行机构供给的液压油由方向控制阀来控制。方向控制阀由例如在液压先导式的操作装置生成的先导压力来操作。操作装置具有操作杆，并生成与该操作杆的操作方向及操作量相应的先导压力。操纵者能够通过操作操作杆从而对作业机械指示液压执行机构的动作方向及动作速度。
然而，液压挖掘机中有的搭载有在如设计面那样挖掘地面的作业中辅助操纵者的操作的半自动控制。作为公开了这样的搭载有半自动控制的液压挖掘机的文献，例如有专利文献1。
专利文献1公开了如下这样一种作业机械的控制装置(权利要求1)：该作业机械的控制装置是为了对施工对象进行施工而控制作业机械所具有的作业机的装置，包括：控制部，该控制部以使所述作业机所具有的作业工具不会侵入预先确定的目标形状的方式对所述作业机进行控制；和切换部，该切换部基于所述作业工具相对于成为所述施工对象的完成目标的形状即目标施工地形的姿势，将所述目标的形状切换为从所述目标施工地形离开了预先确定的距离的偏离地形或所述目标施工地形。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2016/129708号公报
发明内容
发明要解决的课题
作为由液压挖掘机进行的作业之一，有斜面形成作业。斜面形成作业可以分成以留有夯压量(碾压量)的方式挖掘地面的作业、和将挖掘后的表面压实的作业(碾压作业)。碾压作业中有将铲斗底面按压于地面同时使铲斗沿着地面运动的找平(日文：床付け)作业、和用铲斗底面拍击地面的边坡夯拍(日文：土羽打ち)作业。
根据专利文献1所记载的作业机械，能够通过以目标施工地形(设计面)为目标形状，从而在如设计面那样挖掘地面的作业中辅助操纵者的操作。另外，能够通过以从目标施工地形(设计面)离开了预先确定的距离的偏离地形为目标形状，从而在以留有夯压量(碾压量)的方式挖掘地面的作业中辅助操纵者的操作。
然而，在专利文献1所记载的作业机械中，在以目标施工地形(设计面)为目标形状的情况下，铲斗越接近设计面则将铲斗按压于地面的力越降低，因此无法如设计面那样压实地面。另外，在以从设计面向下方离开了一定距离的负的偏离地形为目标形状的情况下，虽然能够确保在设计面的位置将铲斗按压于地面的力，但是铲斗恐会侵入比设计面靠下方的位置。这样，在专利文献1所记载的作业机械中，在如设计面那样压实地面的碾压作业中无法辅助操纵者的操作。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种搭载有在如设计面那样挖掘地面的作业中辅助操纵者的操作的半自动控制的作业机械，能够在如设计面那样压实地面的碾压作业中辅助操纵者的操作。
用于解决课题的技术方案
为了实现上述目的，本发明为一种作业机械，其具备：具有作业工具的作业机；驱动所述作业机的多个液压执行机构；指示所述多个液压执行机构的操作量的操作装置；以及控制装置，具有以使所述作业工具不向比规定的设计面靠下方的位置移动的方式对由所述操作装置指示出的操作量进行校正的半自动控制部，所述控制装置具有：碾压判定部，判定所述作业工具是否正被按压于地面；和执行机构控制校正部，在所述碾压判定部判定为所述作业工具正被按压于地面时，所述执行机构控制校正部以使所述作业工具施加于地面的力变大的方式、对由所述半自动控制部校正后的操作量进一步进行校正。
根据如以上那样构成的本发明，在铲斗底面未被按压于地面时，由半自动控制部以使铲斗不向比规定的设计面靠下方的位置侵入的方式校正由操作装置指示出的操作量。另一方面，在铲斗底面正被按压于地面时，以使按压于地面的力增加的方式，对由半自动控制部校正后的操作量进一步进行校正。由此，能够在如设计面那样挖掘地面的作业中辅助操纵者的操作，并且在如设计面那样压实地面的碾压作业中辅助操纵者的操作。
发明的效果
根据本发明，能够在搭载有在如设计面那样挖掘地面的作业中辅助操纵者的操作的半自动控制的作业机械中，在如设计面那样压实地面的碾压作业中辅助操纵者的操作。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的液压挖掘机的侧视图。
图2是本发明的第一实施例的液压挖掘机所搭载的液压控制系统的概略构成图。
图3是本发明的第一实施例的控制装置的功能框图。
图4是本发明的第一实施例的碾压控制部的功能框图。
图5是示出本发明的第一实施例的动臂动作指令校正部所参照的动臂动作指令变换表的图。
图6是示出本发明的第一实施例的碾压作业时的前作业机的动作的图。
图7是本发明的第二实施例的碾压控制部的功能框图。
图8是示出本发明的第二实施例的铲斗动作指令校正部所参照的铲斗动作指令变换表的图。
图9是示出本发明的第二实施例的碾压作业时的前作业机的动作的图。
图10是本发明的第三实施例的碾压控制部的功能框图。
图11是本发明的第四实施例的碾压控制部的功能框图。
具体实施方式
以下，作为本发明的实施方式的作业机械举液压挖掘机为例，并参照附图进行说明。需要说明的是，各图中对等同的部件标注同一附图标记，适当省略重复的说明。
实施例1
图1是本发明的第一实施例的液压挖掘机的侧视图。如图1所示，液压挖掘机100具备行驶体1、以能经由回转装置8而回转的方式搭载在该行驶体1上的回转体2、以及以能在上下方向上转动的方式连结于该回转体2的前侧的前作业机110。
回转体2具有构成基础下部构造的回转框架2a。前作业机110以能在上下方向上转动的方式连结于回转框架2a的前侧。在回转框架2a的后侧安装有用于取得与前作业机110的重量平衡的配重3。在回转框架2a的左侧前部设置有驾驶室4。在驾驶室4内配置有作为用于对前作业机110及回转体2进行操作的操作装置的左右的操作杆装置15L、15R(示于图2)等。在回转框架2a上搭载有作为原动机的发动机(未图示)、由发动机驱动的包括1个或多个液压泵的泵装置9、驱动回转体2(回转框架2a)相对于行驶体1回转的回转马达8a、包括多个方向控制阀的控制阀单元10等，所述多个方向控制阀对从泵装置9向包括回转马达8a、后述的动臂油缸5a、斗杆油缸6a及铲斗油缸7a在内的多个液压执行机构供给的液压油的流动进行控制。
前作业机110具备：动臂5，其基端部以能够在上下方向上转动的方式连结于回转框架2a的右前部；斗杆6，其以能够在上下方向、前后方向上转动的方式连结于该动臂5的顶端部，并通过动臂5而升降；铲斗7，其作为作业工具以能够在上下方向、前后方向上转动的方式连结于该斗杆6的顶端部，并通过动臂5或斗杆6而升降；驱动动臂5的动臂油缸5a；驱动斗杆6的斗杆油缸6a；和驱动铲斗7的铲斗油缸7a。在铲斗7设置有铲斗位置测定系统11。需要说明的是，在图1中，虽然将铲斗位置测定系统11作为如直接测定铲斗铲尖位置那样的系统进行了图示，但是也可以是如根据回转体2、动臂5、斗杆6及铲斗7各自的位置关系来运算铲斗位置那样的系统。
图2是液压挖掘机100所搭载的液压控制系统的概略构成图。如图2所示，液压控制系统200具备控制装置20、用于将预先设定的设计面信息输入控制装置20的设计面输入装置21、用于显示从控制装置20输出的信息的显示装置22、对控制装置20指示液压挖掘机100的动作的左右的操作杆装置15L、15R、铲斗位置测定系统11、压力传感器24、以及液压装置23。
左右的操作杆装置15L、15R输出与操纵者的杆操作相应的操作信号。压力传感器24将动臂油缸5a的负载压力即从泵装置9(示于图1)向动臂油缸5a的缸底侧油室或活塞杆侧油室供给的工作油的压力(动臂压力)变换成压力信号并输出。
控制装置20根据来自左右的操作杆装置15L、15R的操作信号、来自设计面输入装置21的设计面信息、来自铲斗位置测定系统11的铲斗铲尖位置信息以及来自压力传感器24的压力信号(动臂压力信息)向液压装置23输出动作指令。
液压装置23根据来自控制装置20的动作指令向动臂油缸5a、斗杆油缸6a、铲斗油缸7a等供给液压油，而驱动动臂5、斗杆6、铲斗7等。
图3是控制装置20的功能框图。如图3所示，控制装置20具备操纵者指令部30、半自动控制部31以及碾压控制部32。
操纵者指令部30基于来自左右的操作杆装置15L、15R的操作信号(左右的杆操作量)来决定执行机构的目标动作速度，并输出与该目标动作速度相应的动作指令。半自动控制部31为了防止铲斗7的过度挖掘，以设计面与铲斗铲尖位置的偏差越小则执行机构的目标动作速度越受限制的方式，对从操纵者指令部30输出的动作指令进行校正。碾压控制部32基于设计面信息、铲斗铲尖位置信息及动臂压力信息对从半自动控制部31输出的动作指令进行校正。这样构成的控制装置20能够执行在如设计面那样挖掘地面的作业中辅助操纵者的操作的半自动控制，并且执行在如设计面那样压实地面的碾压作业中辅助操纵者的操作的碾压控制。
图4是碾压控制部32的功能框图。如图4所示，碾压控制部32具备加减运算器50、碾压距离判定部51、碾压判定部52、碾压状态判定部53、执行机构控制校正部54、控制校正保持判定部55以及动臂动作指令校正部56。
加减运算器50算出设计面与铲斗铲尖位置的偏差并向碾压距离判定部51输出。
碾压距离判定部51基于来自加减运算器50的偏差来判定碾压距离，并将该判定结果作为距离信息向碾压状态判定部53输出。具体而言，在从加减运算器50输入的偏差比预定的高度阈值小的情况下，作为距离信息而输出1，若非如此则输出0作为距离信息。
碾压判定部52基于动臂压力Pbm和动臂动作指令SPbm，进行铲斗底面是否正被按压于地面的判定(铲斗按压判定)，并将该判定结果作为碾压信息向碾压状态判定部53输出。具体而言，在动臂动作指令SPbm为正(动臂提升动作)的情况下、在动臂压力Pbm比压力阈值Pbmset1低时(由于经由铲斗7作用的地面的反作用力使得动臂提升负载比挖掘时的该负载降低了时)，判定为铲斗底面正被按压于地面，并输出1作为碾压信息。另一方面，在动臂动作指令SPbm为正(动臂提升动作)的情况下、在动臂压力Pbm比压力阈值Pbmset1高时，判定为铲斗底面未被按压于地面，并输出0作为碾压信息。另外，在动臂动作指令为负(动臂下降动作)的情况下、在动臂压力Pbm比压力阈值Pbmset2高时(由于经由铲斗7作用的地面的反作用力而使动臂下降负载比挖掘时的该负载上升了时)，判定为铲斗底面正被按压于地面，并输出1作为碾压信息。另一方面，在动臂动作指令SPbm为负(动臂下降动作)的情况下、在动臂压力Pbm比压力阈值Pbmset2低时，判定为铲斗底面未被按压于地面，并输出0作为碾压信息。根据动臂动作指令SPbm的正负来对压力阈值和判定方法加以区分，这是因为：根据动臂动作方向、向动臂油缸5a的大径侧(缸底侧油室)和小径侧(活塞杆侧油室)的哪一方供给动作油是变化的，动臂压力Pbm中地面反作用力的影响的表现方式不同。需要说明的是，本实施例的碾压判定部52仅基于动臂压力Pbm来判定铲斗7是否正被按压于地面，但是也可以追加考虑斗杆压力、铲斗压力而进行判定。
碾压状态判定部53基于来自碾压距离判定部51的距离信息和来自碾压判定部52的碾压信息来判定碾压状态，并将该判定结果向执行机构控制校正部54输出。具体而言，在碾压信息为1且距离信息为1的情况下(在铲斗铲尖位置接近设计面的状态下铲斗底面正被按压于地面的情况下)判定为碾压完成(“a.碾压成功”)，在碾压信息为1且距离信息为0的情况下(在铲斗铲尖位置从设计面离开、且铲斗底面正按压于地面的情况下)判定为因砂土多而在设计面附近无法碾压(“b.砂土多”)，在碾压信息为0且距离信息为1的情况下(在铲斗铲尖位置接近设计面、且铲斗未被按压于地面的情况下)判定为因砂土不足而在设计面附近无法碾压(“c.砂土不足”)，在碾压信息为0且距离信息为0的情况下(在铲斗铲尖位置从设计面离开、且铲斗底面未被按压于地面的情况下)判定为铲斗7单纯抬起(“d.抬起”)。
执行机构控制校正部54基于来自碾压状态判定部53的碾压状态来决定控制校正内容，并向控制校正保持判定部55输出。具体而言，在碾压状态为“a.碾压成功”的情况下，虽然在设计面附近完成了碾压但是由于地面反作用力而使铲斗7被推起，因此为了将铲斗7切实地按压于地面，优选进行稍稍减弱动臂5的上升幅度或者稍稍增强其下降幅度的校正。为此，输出将动臂动作指令向动臂下降侧小幅校正这一内容(动臂下降侧校正小)来作为控制校正内容。在碾压状态为“b.砂土多”的情况下，在铲斗铲尖位置从设计面离开了的状态下铲斗底面正被按压于地面，因此为了将铲斗7更强势地按压于地面，优选进行减弱动臂5的上升幅度或者增强其下降幅度的校正。为此，输出将动臂动作指令向动臂下降侧大幅校正这一内容(动臂下降侧校正大)来作为控制校正内容。在碾压状态为“c.砂土不足”的情况下，因地面土砂不足而无法进行碾压，所以不进行控制校正而使由半自动控制部31进行的防止过度挖掘控制优先。在碾压状态为“d.抬起”的情况下，也不进行控制校正而使由半自动控制部31进行的防止过度挖掘控制优先。
控制校正保持判定部55根据斗杆动作指令Spam保持或更新来自执行机构控制校正部54的控制校正内容，并向动臂动作指令校正部56输出。具体而言，在斗杆动作指令Spam为0的情况下(在预计斗杆6不动作而铲斗7接触地面的位置不变的情况下)，保持来自执行机构控制校正部54的控制校正内容并原样输出。另一方面，在斗杆动作指令Spam不为0的情况下(在预计斗杆6动作而铲斗7接触地面的位置会变的情况下)，更新来自执行机构控制校正部54的控制校正内容的同时进行输出。这样一来，在用铲斗7敲打同一部位而进行碾压的边坡夯拍作业中，在铲斗7从地面离开了时也保持动臂下降侧校正有效，因此第二次以后的边坡夯拍作业变得容易。另外，在利用动臂5和斗杆6调整铲斗7的位置并一边将铲斗7按压于地面一边使铲斗7移动的找平作业中，控制校正内容根据碾压状态而逐渐更新，因此可实现与地面的状况相应的控制，碾压作业变得容易。
动臂动作指令校正部56参照放大示于图5的动臂动作指令变换表56a，根据来自控制校正保持判定部55的控制校正内容来校正来自半自动控制部31的动臂动作指令。具体而言，在不进行控制校正的情况下，如图5中用实线所示那样，使动臂动作指令与校正后动臂动作指令以一对一的比率相对应。在动臂下降侧校正小的情况下，如图5中用点划线所示那样，以使得动臂提升侧的校正后动臂动作指令相对于动臂动作指令的比率变得为比1稍小、并且动臂下降侧的校正后动臂动作指令相对于动臂动作指令的比率变为比1稍大的方式，对动臂动作指令进行校正。在动臂下降侧校正大的情况下，如图5中用单点划线所示那样，以使得动臂提升侧的校正后动臂动作指令相对于动臂动作指令的比率变为比1小、并且动臂下降侧的校正后动臂动作指令相对于动臂动作指令的比率变为比1大的方式，对动臂动作指令进行校正。这样一来，能够以由半自动控制部31进行的防止挖掘过度动作为基础、同时根据碾压状态将铲斗7按压于地面。需要说明的是，从半自动控制部31输入的斗杆动作指令Spam不由碾压控制部32校正，而原样向液压装置23(示于图2)输出。
图6是示出本实施例的碾压作业时的前作业机110的动作的图。
如图6(1)所示，在铲斗铲尖位置与设计面的偏差比高度阈值小且铲斗底面已被按压于地面的状态下进行斗杆收回动作时，判定为碾压状态为“a.碾压成功”，动臂动作指令要向动臂下降侧小幅校正，因此以由半自动控制部31进行的防止挖掘过度动作为基础、同时在通过斗杆收回动作而进行的找平作业中将铲斗底面按压于地面的力小幅增加。
如图6(2)所示，在铲斗铲尖位置与设计面的偏差比高度阈值大且铲斗底面已被按压于地面的状态下进行斗杆收回动作时，判定为碾压状态为“b.砂土多”，动臂动作指令要向动臂下降侧大幅校正，因此以由半自动控制部31进行的防止挖掘过度动作为基础、同时将铲斗底面按压于地面的力大幅增加。
如图6(3)所示，在铲斗铲尖位置与设计面的偏差比高度阈值小且铲斗底面未被按压于地面时，判定为碾压状态为“c.砂土不足”，动臂动作指令不向动臂下降侧校正，因此使由半自动控制部31进行的防止挖掘过度动作优先。
如图6(4)所示，在铲斗铲尖位置与设计面的偏差比高度阈值大且铲斗底面未被按压于地面时，判定为碾压状态为“d.抬起”，动臂动作指令不向动臂下降侧校正，因此使由半自动控制部31进行的防止挖掘过度动作优先。
如图6(5)所示，在铲斗铲尖位置与设计面的偏差比高度阈值小且铲斗底面已被按压于地面的状态下进行斗杆伸出动作时，判定为碾压状态为“a.碾压成功”，动臂动作指令要向动臂下降侧小幅校正，因此以由半自动控制部31进行的防止挖掘过度动作为基础，同时将铲斗底面按压于地面的力小幅增加。
如图6(6)所示，在铲斗铲尖与地面的偏差比高度阈值大且铲斗底面已被按压于地面的状态下进行斗杆伸出动作时，判定为碾压状态为“b.砂土多”，动臂动作指令要向动臂下降侧大幅校正，因此以由半自动控制部31进行的防止挖掘过度动作为基础、同时将铲斗底面按压于地面的力大幅增加。
根据以上那样构成的本实施例的液压挖掘机100，在铲斗底面未被按压于地面时，由半自动控制部31以铲斗7不会侵入比设计面靠下方的位置的方式对杆操作量进行校正。另一方面，在铲斗顶端接近设计面的状态下铲斗底面正被按压于地面时，以按压于地面的力小幅增加的方式，将由半自动控制部31校正后的动臂动作指令向动臂下降侧小幅校正。另外，在铲斗顶端从设计面离开的状态下铲斗底面正被按压于地面时，以按压于地面的力大幅增加的方式，将由半自动控制部31校正后的动臂动作指令向动臂下降侧大幅校正。由此，能够在如设计面那样挖掘地面的作业中辅助操纵者的操作并且在如设计面那样压实地面的碾压作业中辅助操纵者的操作。
另外，在预计斗杆6不动作而铲斗7与地面接触的位置不变的情况下，即使铲斗7从地面离开，基于碾压状态的控制校正内容仍被保持，因此能够在用铲斗7敲击同一部位来进行碾压的边坡夯拍作业中高效地辅助操纵者的操作。
实施例2
关于本发明的第二实施例的液压挖掘机，以其与第一实施例的不同点为中心进行说明。
图7是本实施例的碾压控制部的功能框图。本实施例的碾压控制部32A具备碾压判定部60以替代第一实施例的碾压判定部52(示于图4)，具备碾压状态判定部61以替代第一实施例的碾压状态判定部53(示于图4)，具备执行机构控制校正部62以替代第一实施例的执行机构控制校正部54(示于图4)，且还具备铲斗动作指令校正部63。
碾压判定部60首先与第一实施例的碾压判定部52(示于图4)同样地基于动臂压力Pbm、动臂动作指令SPbm的正负以及斗杆动作指令Spam来进行铲斗按压判定。接着，根据斗杆动作指令Spam来变更铲斗按压判定的结果，并将其结果作为碾压信息向碾压状态判定部61输出。具体而言，在斗杆动作指令Spam为0的情况下将铲斗按压判定的结果原样作为碾压信息进行输出，在斗杆动作指令Spam不为0且铲斗按压判定的结果为1的情况下输出2作为碾压信息，在斗杆动作指令Spam不为0且铲斗按压判定的结果为0的情况下输出0作为碾压信息。
碾压状态判定部61基于来自碾压距离判定部51的距离信息和来自碾压判定部60的碾压信息来判定碾压状态，并向执行机构控制校正部62输出。具体而言，在碾压信息为1或2且距离信息为1的情况下(在铲斗铲尖位置接近设计面的状态下铲斗底面正被按压于地面的情况下)判定为“a.碾压成功”，在碾压信息为1且距离信息为0的情况下(在铲斗铲尖位置从设计面离开的状态下铲斗底面正被按压于地面、且预料没有斗杆6的动作的情况下)判定为因土砂多而未完成通过边坡夯拍而实现的碾压(“b1.砂土多”)，在碾压信息为0且距离信息为1的情况下(在铲斗铲尖位置接近设计面的状态下铲斗底面未被按压于地面的情况下)判定为“c.砂土不足”，在碾压信息为0且距离信息为0的情况下(在铲斗铲尖位置从设计面离开的状态下铲斗底面未被按压于地面的情况下)判定为“d.抬起”，在碾压信息为2且距离信息为0的情况下(在铲斗铲尖位置从设计面离开的状态下铲斗底面被按压于地面、且可预料到斗杆动作的情况下)判定为“b2.砂土多”。
执行机构控制校正部62基于来自碾压状态判定部61的碾压状态来决定控制校正内容，并向控制校正保持判定部55输出。在此，碾压状态为“a.碾压成功”、“c.土砂不足”或者“d.抬起”的情况下的处理与第一实施例的执行机构控制校正部54(示于图4)相同，因此省略说明。在碾压状态为“b1.砂土多”的情况下，虽然铲斗底面正被按压于地面但铲斗7从设计面离开，因此，为了使铲斗7大幅下降，优选进行减弱动臂5的上升幅度或者增强其下降幅度的校正。为此，作为控制校正内容而输出将动臂动作指令向动臂下降侧大幅校正这一内容(动臂下降校正大)。在碾压状态为“b2.砂土多”的情况下，虽然铲斗底面正被按压于地面但铲斗7从设计面离开，因此，为了将铲斗7更强势地按压于地面，优选进行减弱动臂5的上升幅度或增强其下降幅度的校正。而且，因为一边使斗杆6运动一边进行碾压，所以为了如设计面那样对地面进行精整，将铲斗7向翻出侧运动而挖掘过剩的砂土也是有效的。因此，输出将动臂动作指令向动臂下降侧大幅校正且将铲斗向翻出侧校正这一内容(铲斗翻出侧校正)来作为控制校正内容。
铲斗动作指令校正部63参照放大示于图8的铲斗动作指令变换表63a并根据来自控制校正保持判定部55的控制校正内容，校正来自半自动控制部31的铲斗动作指令。具体而言，在不进行铲斗翻出侧校正的情况下，如图8中用实线所示那样，使铲斗动作指令与校正后铲斗动作指令以一对一的比率对应。在存在铲斗翻出侧校正的情况下，如图8中用点划线所示那样，以校正后铲斗动作指令比铲斗动作指令小的方式进行校正。这样一来，能够使铲斗7向翻出侧运动而挖掘砂土。另外，铲斗动作指令的校正仅在斗杆动作指令Spam不为0的情况下才执行，因此如果不是正在进行用铲斗7平整斜面等的碾压作业，则铲斗7不会向翻出侧运动。
图9是示出本实施例的碾压作业时的前作业机110的动作的图。
如图9(1)所示，在铲斗铲尖位置与设计面的偏差比高度阈值小且铲斗底面已被按压于地面的状态下进行斗杆收回动作时，与第一实施例(示于图6(1))同样地，判定为碾压状态为“a.碾压成功”，动臂动作指令要向动臂下降侧小幅校正，因此以由半自动控制部31进行的防止挖掘过度动作为基础、同时将铲斗底面按压于地面的力小幅增加。
如图9(2)所示，在铲斗铲尖位置与设计面的偏差比高度阈值大且铲斗底面已被按压于地面的状态下未进行斗杆动作时，判定为碾压状态为“b1.砂土多”，动臂动作指令要向动臂下降侧大幅校正，因此以由半自动控制部31进行的防止挖掘过度动作为基础、同时将铲斗底面按压于地面的力大幅增加。
如图9(3)所示，在铲斗铲尖位置与设计面的偏差比高度阈值小且铲斗底面已被按压于地面的状态下进行斗杆收回动作时，判定为碾压状态为“b2.砂土多”，动臂动作指令要向动臂下降侧大幅校正并且铲斗动作指令要向铲斗下降侧校正，因此以由半自动控制部31进行的防止挖掘过度动作为基础、同时将铲斗底面按压于地面的力大幅增加并且挖掘地面。
如图9(4)所示，在铲斗铲尖位置与设计面的偏差比高度阈值小且铲斗底面未被按压于地面时，与第一实施例(示于图6(3))同样地，判定为碾压状态为“c.砂土不足”，动臂动作指令不向动臂下降侧校正，因此使由半自动控制部31进行的防止挖掘过度动作优先。
如图9(5)所示，在铲斗铲尖与地面的偏差比高度阈值大且铲斗底面未被按压于地面时，与第一实施例(示于图6(4))同样地，判定为碾压状态为“d.抬起”，动臂动作指令不向动臂下降侧校正，因此使由半自动控制部31进行的防止挖掘过度动作优先。
在如以上那样构成的本实施例的液压挖掘机100中，也能够得到与第一实施例同样的效果。
另外，在因土砂多而无法在设计面附近进行碾压的情况下、在斗杆6动作时，通过将动臂动作指令向动臂下降侧大幅校正并且将铲斗动作指令向铲斗翻出侧校正，从而能够一边将铲斗7向地面按压一边挖掘过剩的砂土，因此能够更高效地进行找平作业。
实施例3
关于本发明的第三实施例的液压挖掘机，以其与第二实施例的不同点为中心进行说明。
图10是本实施例的碾压控制部的功能框图。在图10中，本实施例的碾压控制部32B还具备碾压状态显示部70。
碾压状态显示部70基于来自碾压状态判定部61的碾压状态来决定要使显示装置22显示的内容(显示内容)。具体而言，在碾压状态为“a.碾压成功”的情况下将“碾压成功”作为显示内容，在碾压状态为“b1.砂土多”或“b2.砂土多”的情况下将“砂土多”作为显示内容，在碾压状态为“c.砂土不足”的情况下将“砂土不足”作为显示内容，在碾压状态为“d.抬起”的情况下将“抬起”作为显示内容。
在如以上那样构成的本实施例的液压挖掘机100中，也能得到与第二实施例同样的效果。
另外，通过在显示装置22显示碾压状态，从而操纵者能够进行与碾压状态相应的适当的作业。例如，在显示装置22显示了“土砂不足”的情况下，操纵者能够暂时中止碾压作业，迅速采取向必要的部位追加砂土等措施。
实施例4
关于本发明的第四实施例的液压挖掘机，以其与第一实施例的不同点为中心进行说明。
图11是本实施例的碾压控制部的功能框图。本实施例的碾压控制部32C省略了第一实施例的碾压距离判定部51(示于图4)，具备碾压状态判定部80以替代第一实施例的碾压状态判定部53，具备执行机构控制校正部81以替代第一实施例的执行机构控制校正部54(示于图4)。
碾压状态判定部80仅基于来自碾压判定部52的碾压信息来判定碾压状态。具体而言，在碾压信息为1的情况下(在铲斗底面正被按压于地面的情况下)判定为完成碾压(“a.碾压成功”)，在碾压信息为0的情况下(在铲斗底面未被按压于地面的情况下)判定为未完成碾压(“d.抬起”)。
执行机构控制校正部81基于来自碾压状态判定部80的碾压状态来决定控制校正内容。具体而言，在碾压状态为“a.碾压成功”的情况下，为了将铲斗7切实地按压于地面，优选进行减弱动臂5的上升幅度或者增强其下降幅度的校正。为此，输出将动臂动作指令向动臂下降侧校正这一内容(动臂下降校正)来作为控制校正内容。在碾压状态为“d.抬起”的情况下，不进行控制校正，使由半自动控制部31进行的过度挖掘防止控制优先。
根据如以上那样构成的本实施例的液压挖掘机100，在铲斗底面未被按压于地面时，由半自动控制部31以铲斗7不向比设计面靠下方的位置侵入的方式对杆操作量进行校正。另一方面，在铲斗底面正被按压于地面时，以按压于地面的力增加的方式，将由半自动控制部31校正后的动臂动作指令向动臂下降侧校正。由此，能够在如设计面那样挖掘地面的作业中辅助操纵者的操作并且在如设计面那样压实地面的碾压作业中辅助操纵者的操作。
以上，对本发明的实施例进行了详述，但本发明不限定于上述的实施例，包括各种各样的变形例。例如，上述的实施例是为了将本发明以易于理解的方式进行说明而详细地说明了的实施例，并非限定于具备说明了的所有构成的实施例。另外，也可以对某一实施例的构成追加另一实施例的一部分构成，还可以将某一实施例的一部分构成去除或者与另一实施例的一部分进行置换。
附图标记说明
1…行驶体、2…回转体、3…配重、4…驾驶室、5…动臂、5a…动臂油缸、6…斗杆、6a…斗杆油缸、7…铲斗(作业工具)、7a…铲斗油缸、8…回转装置、8a…回转马达、9…泵装置、10…控制泵单元、11…铲斗位置测定系统、15L…左操作杆装置、15R…右操作杆装置、20…控制装置、21…设计面输入装置、22…显示装置、23…液压装置、24…压力传感器、30…操纵者指令部、31…半自动控制部、32，32A，32B，32C…碾压控制部、50…加减运算器、51…碾压距离判定部、52…碾压判定部、53，80…碾压状态判定部、54，81…执行机构控制校正部、55…控制校正保持判定部、56…动臂动作指令校正部、56a…动臂动作指令变换表、60…碾压判定部、61…碾压状态判定部、62…执行机构控制校正部、63…铲斗动作指令校正部、63a…铲斗动作指令变换表、70…碾压状态显示部、100…液压挖掘机(作业机械)、110…前作业机、200…液压控制系统。

Claims (5)

1.一种作业机械，具备：
具有铲斗的作业机；
驱动所述作业机的多个液压执行机构；
指示所述多个液压执行机构的操作量的操作装置；以及
控制装置，具有半自动控制部执行如下的半自动控制，以使所述铲斗不会向比规定的设计面更靠下方的位置移动的方式对由所述操作装置指示出的操作量进行校正，并利用所述铲斗进行地面挖掘作业，
所述作业机械的特征在于，
所述控制装置具有：
碾压判定部，判定所述铲斗的底面是否正被按压于地面；和
执行机构控制校正部，在执行所述半自动控制的过程中，在所述碾压判定部判定为所述铲斗的底面正被按压于地面时，所述执行机构控制校正部以使所述铲斗施加于地面的力变大的方式，对将由所述操作装置指示出的操作量校正后的操作量进一步进行校正，以使得所述铲斗不会向比所述规定的设计面更靠下方的位置移动。
2.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述作业机具有使所述铲斗升降的动臂，
所述多个液压执行机构包括驱动所述动臂的动臂油缸，
所述碾压判定部基于所述动臂油缸的负载压力判定所述铲斗是否正被按压于地面。
3.一种作业机械，具备：
具有作业工具的作业机；
驱动所述作业机的多个液压执行机构；
指示所述多个液压执行机构的操作量的操作装置；以及
控制装置，具有半自动控制部，所述半自动控制部以使所述作业工具不会向比规定的设计面更靠下方的位置移动的方式对由所述操作装置指示出的操作量进行校正，
所述作业机械的特征在于，
所述控制装置具有：
碾压判定部，判定所述作业工具是否正被按压于地面；
执行机构控制校正部，在所述碾压判定部判定为所述作业工具正被按压于地面时，所述执行机构控制校正部以使所述作业工具施加于地面的力变大的方式，对由所述半自动控制部校正后的操作量进一步进行校正；和
碾压距离判定部，所述碾压距离判定部判定所述作业工具与所述规定的设计面之间的距离是否比规定的阈值小，
所述执行机构控制校正部以使在所述碾压判定部判定为所述作业工具正被按压于地面且所述碾压距离判定部判定为所述作业工具与所述规定的设计面之间的距离比所述规定的阈值大时、所述作业工具施加于地面的力相比下述情况变大的方式，对由所述半自动控制部校正后的操作量进一步进行校正，所述情况为：所述碾压判定部判定为所述作业工具正被按压于地面且所述碾压距离判定部判定为所述作业工具与所述规定的设计面之间的距离小于所述规定的阈值时。
4.一种作业机械，具备：
具有作业工具的作业机；
驱动所述作业机的多个液压执行机构；
指示所述多个液压执行机构的操作量的操作装置；以及
控制装置，具有半自动控制部，所述半自动控制部以使所述作业工具不会向比规定的设计面更靠下方的位置移动的方式对由所述操作装置指示出的操作量进行校正，
所述作业机械的特征在于，
所述控制装置具有：
碾压判定部，判定所述作业工具是否正被按压于地面；
执行机构控制校正部，在所述碾压判定部判定为所述作业工具正被按压于地面时，所述执行机构控制校正部以使所述作业工具施加于地面的力变大的方式，对由所述半自动控制部校正后的操作量进一步进行校正；和
控制校正保持判定部，在预计所述作业工具与地面接触的位置会变时，所述控制校正保持判定部将所述执行机构控制校正部的校正内容更新，在预计所述作业工具与地面接触的位置不变时，所述控制校正保持判定部保持所述执行机构控制校正部的校正内容。
5.根据权利要求3所述的作业机械，其特征在于，
所述作业机械还具备显示装置，
所述控制装置还具备碾压状态显示部，所述碾压状态显示部将所述碾压判定部的判定结果以及所述碾压距离判定部的判定结果向所述显示装置输出。
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