CN111601934A - 挖土机 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式所涉及的挖土机具有:下部行驶体;上部回转体,可回转地搭载于所述下部行驶体;致动器,搭载于所述下部行驶体或所述上部回转体;及控制装置,可限制所述致动器的动作,所述控制装置具有动作控制部,所述动作控制部判定该挖土机是否进入到对设置于施工区域内的障碍物设定的禁止进入区域,当判定为该挖土机已进入时,使该挖土机的动作减速或停止。

Description

挖土机
技术领域
本发明涉及一种挖土机。
背景技术
以往,已知有如下施工机械,即,进行埋设物的检测,当存在附属装置与埋设物碰撞的可能性时,进行使附属装置的动作减速停止或使附属装置回避埋设物的控制(例如,参考专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利申请公开第2008/0133128号说明书
发明内容
发明要解决的技术课题
然而,在工作现场,除了埋设物以外还存在电线杆、电线等障碍物,操作者需要注意这种障碍物来驱动挖土机。因此,导致施工效率下降。
于是,鉴于上述课题,本发明的目的在于提供一种能够提高施工效率的挖土机。
用于解决技术课题的手段
本发明的实施方式所涉及的挖土机具有:下部行驶体;上部回转体,可回转地搭载于所述下部行驶体;致动器,搭载于所述下部行驶体或所述上部回转体;及控制装置,可限制所述致动器的动作,所述控制装置具有动作控制部,所述动作控制部判定该挖土机是否进入到对设置于施工区域内的障碍物设定的禁止进入区域,当判定为该挖土机已进入时,使该挖土机的动作减速或停止。
发明的效果
根据本发明的实施方式,能够提供一种可提高施工效率的挖土机。
附图说明
图1A是表示本发明的第1实施方式所涉及的挖土机的一例的侧视图。
图1B是表示本发明的第1实施方式所涉及的挖土机的一例的俯视图。
图1C是表示本发明的第1实施方式所涉及的挖土机的一例的侧视图。
图1D是表示本发明的第1实施方式所涉及的挖土机的一例的俯视图。
图2是表示图1A的挖土机的驱动控制系统的结构例的图。
图3是表示控制器及设备引导装置的结构例的框图。
图4是表示对配置于车道的挖土机设定禁止进入区域之前的配置图的图像的一例的图。
图5是表示设定禁止进入区域之后的配置图的图像的一例的图。
图6是表示禁止进入区域设定处理的一例的流程图。
图7是表示设定禁止进入区域之后的配置图的图像的另一例的图。
图8是包含图1A的挖土机的网络图。
图9是表示挖土机的外表面的结构例的图。
图10是表示控制器及设备引导装置的另一结构例的框图。
图11是表示控制器及设备引导装置的又一结构例的框图。
图12是表示本发明的第2实施方式所涉及的挖土机的一例的侧视图。
图13是表示挖土机的管理系统的结构例的概略图。
图14是表示CG动画的显示例的图。
图15是表示进行禁止进入区域设定处理时所显示的图像的结构例的图。
图16是表示进行禁止进入区域设定处理时所显示的图像的另一结构例的图。
图17是表示进行禁止进入区域设定处理时所显示的图像的又一结构例的图。
具体实施方式
以下,参考附图对具体实施方式进行说明。在各附图中,有时对相同的结构部分标注相同的符号,并省略重复说明。
〔第1实施方式〕
首先,参考图1A~图1D对本发明的第1实施方式所涉及的挖土机100的一例的整体结构进行说明。图1A及图1C是表示本发明的第1实施方式所涉及的挖土机100的一例的侧视图。图1B及图1D是表示本发明的第1实施方式所涉及的挖土机100的一例的俯视图。若去除参考符号及辅助线等,则图1A与图1C为相同的图,若去除参考符号及辅助线等,则图1B与图1D为相同的图。
在本实施方式中,挖土机100搭载有液压致动器。液压致动器包含左行驶用液压马达2ML、右行驶用液压马达2MR、回转用液压马达2A、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9。
挖土机100的下部行驶体1包含履带1C。履带1C由搭载于下部行驶体1的行驶用液压马达2M驱动。具体而言,履带1C包含左履带1CL及右履带1CR。左履带1CL由左行驶用液压马达2ML驱动,右履带1CR由右行驶用液压马达2MR驱动。
在挖土机100的下部行驶体1上经由回转机构2可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的前端作为端接附件(工作部位)安装有铲斗6。作为端接附件,也可以安装斜坡用铲斗、疏浚用铲斗及破碎器等。
动臂4、斗杆5及铲斗6作为附属装置的一例而构成挖掘附件AT,分别由动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9液压驱动。在动臂4中安装有动臂角度传感器S1。在斗杆5中安装有斗杆角度传感器S2。在铲斗6中安装有铲斗角度传感器S3。在挖掘附件中也可以设置铲斗倾斜机构。有时将动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2及铲斗角度传感器S3也称为“姿势传感器”。
动臂角度传感器S1检测动臂4的转动角度。动臂角度传感器S1例如为检测相对于水平面的倾斜而检测动臂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。斗杆角度传感器S2例如为检测相对于水平面的倾斜而检测斗杆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。铲斗角度传感器S3例如为检测相对于水平面的倾斜而检测铲斗6相对于斗杆5的转动角度的加速度传感器。
当挖掘附件具备铲斗倾斜机构时,铲斗角度传感器S3追加检测铲斗6围绕倾斜轴的转动角度。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也可以是利用了可变电阻器的电位差计、检测所对应的液压缸的行程量的行程传感器及检测围绕连结的转动角度的旋转编码器等。
上部回转体3搭载有发动机11等动力源、配重3w、车身倾斜传感器S4及回转角速度传感器S5,且被罩体3a覆盖。车身倾斜传感器S4检测上部回转体3的倾斜角度。车身倾斜传感器S4例如为检测相对于水平面的倾斜而检测上部回转体3的倾斜角度的加速度传感器。回转角速度传感器S5检测上部回转体3的回转角速度。在本实施方式中,回转角速度传感器S5为陀螺仪传感器。回转角速度传感器S5也可以是分解器或旋转编码器等。回转角速度传感器S5也可以检测回转速度。回转速度也可以由回转角速度计算。
在上部回转体3中设置有作为驾驶室的操纵室10。在操纵室10内设置有操作装置26、控制器30、显示装置40、声音输出装置43、输入装置45、存储装置47及门锁杆49。
控制器30作为进行挖土机100的驱动控制的主控制部而发挥功能。控制器30由包含CPU及内部存储器的运算处理装置构成。控制器30的各种功能通过CPU执行存储于内部存储器的程序来实现。控制器30还作为引导挖土机100的操作的设备引导装置50而发挥功能。
设备引导装置50执行设备引导功能,并引导(导向)挖土机100的操作。在本实施方式中,设备引导装置50例如向操作者通知操作者所设定的目标地形的表面即目标施工面与附属装置的工作部位之间的距离等工作信息。目标施工面也可以通过基准坐标系来设定。基准坐标系例如为世界测地系统。世界测地系统为在地球的重心放置原点,在格林威治子午线与赤道的交点的方向上取X轴,在东经90度的方向上取Y轴,而且在北极的方向上取Z轴的三维直角XYZ坐标系。并且,也可以将工作现场的任意的点定为基准点,并根据与基准点之间的相对位置关系来设定目标施工面。目标施工面与附属装置的工作部位之间的距离例如为作为端接附件的铲斗6的前端(铲尖)、铲斗6的背面及作为端接附件的破碎器的前端等与目标施工面之间的距离。设备引导装置50经由显示装置40、声音输出装置43等向操作者通知工作信息,并引导挖土机100的操作。
设备引导装置50也可以执行机械控制功能,并且自动支援操作者对挖土机的操作。例如,在执行机械控制功能的情况下,当操作者正在进行挖掘操作时,设备引导装置50以使目标施工面与铲斗6的前端位置匹配的方式辅助动臂4、斗杆5及铲斗6的动作。更具体而言,例如,当操作者正在进行斗杆收回操作时,自动伸缩动臂缸7及铲斗缸9中的至少一个,以使目标施工面与铲斗6的前端位置匹配。在该情况下,操作者仅操作一根操作杆,便能够使动臂4、斗杆5及铲斗6同时动作而一边使目标施工面与铲斗6的前端位置对准一边进行挖掘工作。
在本实施方式中,设备引导装置50组装于控制器30,但也可以分开设置设备引导装置50及控制器30。在该情况下,设备引导装置50与控制器30相同地,由包含CPU及内部存储器的运算处理装置构成。设备引导装置50的各种功能通过CPU执行存储于内部存储器的程序来实现。
显示装置40根据来自包含于控制器30的设备引导装置50的指示而显示包含各种工作信息的图像。显示装置40例如为与设备引导装置50连接的车载液晶显示器。
声音输出装置43根据来自包含于控制器30的设备引导装置50的声音输出指示而输出各种声音信息。声音输出装置43例如包含与设备引导装置50连接的车载扬声器。并且,声音输出装置43也可以包含蜂鸣器等报警器。
输入装置45为挖土机100的操作者用于对包含设备引导装置50的控制器30输入各种信息的装置。输入装置45例如包含设置于显示装置40表面的膜片开关而构成。并且,输入装置45也可以包含触控面板等而构成。
存储装置47为用于存储各种信息的装置。存储装置47例如为半导体存储器等非易失性存储介质。存储装置47存储包含设备引导装置50的控制器30等所输出的各种信息。
门锁杆49设置于操纵室10的门与驾驶座之间,是防止挖土机100被误操作的机构。若操作者坐进驾驶座并拉起门锁杆49,则成为操作者无法从操纵室10退出并且能够操作各种操作装置。若操作者下压门锁杆49,则成为操作者能够从操纵室10退出并且无法操作各种操作装置。
在上部回转体3及操纵室中设置有摄像机构即摄像装置80。摄像装置80为周围监视装置的一例,且以拍摄挖土机100周围的方式构成。摄像装置80包含安装于上部回转体3的上表面后端的后摄像机80B及后上摄像机80UB、安装于操纵室10的上表面前端的前摄像机80F及前上摄像机80UF、安装于上部回转体3的上表面左端的左摄像机80L及左上摄像机80UL以及安装于上部回转体3的上表面右端的右摄像机80R及右上摄像机80UR。后摄像机80B、后上摄像机80UB、前摄像机80F、前上摄像机80UF、左摄像机80L、左上摄像机80UL、右摄像机80R及右上摄像机80UR例如为具有CCD或CMOS等成像元件的数码摄像机,分别将所拍摄的图像传送至设置于操纵室10内的显示装置40。
后摄像机80B以拍摄挖土机100的后方且斜下方的方式构成。后上摄像机80UB以拍摄挖土机100的后方且斜上方的方式构成。前摄像机80F以拍摄挖土机100的前方且斜下方的方式构成。前上摄像机80UF以拍摄挖土机100的前方且斜上方的方式构成。左摄像机80L以拍摄挖土机100的左方且斜下方的方式构成。左上摄像机80UL以拍摄挖土机100的左方且斜上方的方式构成。右摄像机80R以拍摄挖土机100的右方且斜下方的方式构成。右上摄像机80UR以拍摄挖土机100的右方且斜上方的方式构成。
具体而言,如图1A所示,后摄像机80B以表示光轴的假想线即虚线M1相对于与回转轴K垂直的假想平面(图1A的例子中为假想水平面)形成角度(俯角)φ1的方式构成。后上摄像机80UB以表示光轴的假想线即虚线M2相对于与回转轴K垂直的假想平面形成角度(仰角)φ2的方式构成。前摄像机80F以表示光轴的假想线即虚线M3相对于与回转轴K垂直的假想平面形成角度(俯角)φ3的方式构成。前上摄像机80UF以表示光轴的假想线即虚线M4相对于与回转轴K垂直的假想平面形成角度(仰角)φ4的方式构成。虽然未图示,但左摄像机80L及右摄像机80R也相同地,以各光轴相对于与回转轴K垂直的假想平面形成俯角的方式构成,左上摄像机80UL及右上摄像机80UR也相同地,以各光轴相对于与回转轴K垂直的假想平面形成仰角的方式构成。
在图1C中,区域R1表示前摄像机80F的监视范围(摄像范围)和前上摄像机80UF的摄像范围重复的部分,区域R2表示后摄像机80B的摄像范围和后上摄像机80UB的摄像范围重复的部分。即,后摄像机80B及后上摄像机80UB以彼此的摄像范围在上下方向上部分重复的方式配置,前摄像机80F及前上摄像机80UF以彼此的摄像范围在上下方向上部分重复的方式配置。并且,虽然省略图示,但左摄像机80L及左上摄像机80UL也以彼此的摄像范围在上下方向上部分重复的方式配置,右摄像机80R及右上摄像机80UR也以彼此的摄像范围在上下方向上部分重复的方式配置。
如图1C所示,后摄像机80B以表示摄像范围的下侧的边界的假想线即虚线L1相对于与回转轴K垂直的假想平面(图1C的例子中为假想水平面)形成角度(俯角)θ1的方式构成。后上摄像机80UB以表示摄像范围的上侧的边界的假想线即虚线L2相对于与回转轴K垂直的假想平面形成角度(仰角)θ2的方式构成。前摄像机80F以表示摄像范围的下侧的边界的假想线即虚线L3相对于与回转轴K垂直的假想平面形成角度(俯角)θ3的方式构成。前上摄像机80UF以表示摄像范围的上侧的边界的假想线即虚线L4相对于与回转轴K垂直的假想平面形成角度(仰角)θ4的方式构成。角度(俯角)θ1及角度(俯角)θ3优选为55度以上。在图1C中,角度(俯角)θ1约为70度,角度(俯角)θ3约为65度。角度(仰角)θ2及角度(仰角)θ4优选为90度以上,更优选为135度以上,进一步优选为180度。在图1C中,角度(仰角)θ2约为115度,角度(仰角)θ4约为115度。虽然未图示,但左摄像机80L及右摄像机80R也相同地,以各摄像范围的下侧的边界相对于与回转轴K垂直的假想平面形成55度以上的俯角的方式构成,左上摄像机80UL及右上摄像机80UR也相同地,以各摄像范围的上侧的边界相对于与回转轴K垂直的假想平面形成90度以上的仰角的方式构成。
因此,挖土机100能够通过前上摄像机80UF检测存在于操纵室10上方空间内的物体。并且,挖土机100能够通过后上摄像机80UB检测存在于发动机罩上方空间内的物体。并且,挖土机100能够通过左上摄像机80UL及右上摄像机UR检测存在于上部回转体3上方空间内的物体。如此,挖土机100能够通过后上摄像机80UB、前上摄像机80UF、左上摄像机80UL及右上摄像机80UR检测存在于挖土机100上方空间内的物体。
在图1D中,区域R3表示前摄像机80F的摄像范围和左摄像机80L的摄像范围重复的部分,区域R4表示左摄像机80L的摄像范围和后摄像机80B的摄像范围重复的部分,区域R5表示后摄像机80B的摄像范围和右摄像机80R的摄像范围重复的部分,区域R6表示右摄像机80R的摄像范围和前摄像机80F的摄像范围重复的部分。即,前摄像机80F及左摄像机80L以彼此的摄像范围在左右方向上部分重复的方式配置,左摄像机80L及后摄像机80B也以彼此的摄像范围在左右方向上部分重复的方式配置,后摄像机80B及右摄像机80R也以彼此的摄像范围在左右方向上部分重复的方式配置,右摄像机80R及前摄像机80F也以彼此的摄像范围在左右方向上部分重复的方式配置。并且,虽然省略图示,但前上摄像机80UF及左上摄像机80UL也以彼此的摄像范围在左右方向上部分重复的方式配置,左上摄像机80UL及后上摄像机80UB也以彼此的摄像范围在左右方向上部分重复的方式配置,后上摄像机80UB及右上摄像机80UR也以彼此的摄像范围在左右方向上部分重复的方式配置,右上摄像机80UR及前上摄像机80UF也以彼此的摄像范围在左右方向上部分重复的方式配置。
根据这种配置,前上摄像机80UF例如能够拍摄使动臂4上升最高时动臂4的前端所处的空间及在其周围的空间存在的物体。因此,控制器30例如通过利用前上摄像机80UF所拍摄的图像,能够防止导致动臂4的前端与架设于挖土机100上空的电线接触。
前上摄像机80UF也可以以如下方式安装于操纵室10,即,即使在使动臂4上升最高的姿势即动臂上限姿势下转动斗杆5及铲斗6中的至少一个,斗杆5及铲斗6也进入前上摄像机80UF的摄像范围内。在该情况下,在动臂上限姿势下,即便斗杆5及铲斗6中的至少一个被最大限度打开,控制器30也能够判定是否存在周围的物体与挖掘附件AT接触的顾虑。
在操纵室10的顶部设置有GPS装置(GNSS接收机)P1、发送装置T1及障碍物检测装置90。
GPS装置P1通过GPS功能检测挖土机100的位置,并将位置信息供给至控制器30内的设备引导装置50。
发送装置T1为向挖土机100的外部发送信息的发送部。
障碍物检测装置90为周围监视装置的另一例,检测挖土机100周围的电线、电线杆、人、动物、车辆(自卸车等)、施工器材、施工机械、建筑物、电线及栅栏等障碍物。而且,也可以根据安全帽、安全背心、安装于工作服或安全帽上的规定的标记等来判定人物。障碍物检测装置90例如为单眼摄像机、立体摄像机等摄像机、超声波传感器、毫米波雷达、激光雷达(LIDAR:LightDetection Ranging)、距离图像传感器及红外线传感器等,将检测到的信号发送至控制器30。并且,障碍物检测装置90以计算到由障碍物检测装置90或挖土机100识别出的物体为止的距离的方式构成。并且,作为周围监视装置的障碍物检测装置90也可以以检测设定于挖土机100周围的规定区域内的规定物体的方式构成。即,障碍物检测装置90也可以以能够识别物体的种类、位置及形状等中的至少一个的方式构成。例如,障碍物检测装置90也可以以能够区别人及除人以外的物体的方式构成。并且,障碍物检测装置90也可以以计算到由障碍物检测装置90或挖土机100识别出的物体为止的距离的方式构成。
挖土机100无需一定要将摄像装置80及障碍物检测装置90这两者作为周围监视装置来具备。周围监视装置只要能够通过障碍物检测装置90掌握周围的物体与挖土机100之间的位置关系,则也可以仅由障碍物检测装置90构成,只要能够通过摄像装置80掌握周围的物体与挖土机100之间的位置关系,则也可以仅由摄像装置80构成。
在本实施方式中,障碍物检测装置90包含安装于上部回转体3的上表面后端的LIDAR即后传感器90B及后上传感器90UB、安装于操纵室10的上表面前端的LIDAR即前传感器90F及前上传感器90UF、安装于上部回转体3的上表面左端的LIDAR即左传感器90L及左上传感器90UL以及安装于上部回转体3的上表面右端的LIDAR即右传感器90R及右上传感器90UR。
后传感器90B以检测存在于挖土机100的后方且斜下方的物体的方式构成。后上传感器90UB以检测存在于挖土机100的后方且斜上方的物体的方式构成。前传感器90F以检测存在于挖土机100的前方且斜下方的物体的方式构成。前上传感器90UF以检测存在于挖土机100的前方且斜上方的物体的方式构成。左传感器90L以检测存在于挖土机100的左方且斜下方的物体的方式构成。左上传感器90UL以检测存在于挖土机100的左方且斜上方的物体的方式构成。右传感器90R以检测存在于挖土机100的右方且斜下方的物体的方式构成。右上传感器90UR以检测存在于挖土机100的右方且斜上方的物体的方式构成。
障碍物检测装置90也可以与摄像装置80相同地配置。即,后传感器90B及后上传感器90UB也可以以彼此的监视范围(检测范围)在上下方向上部分重复的方式配置,前传感器90F及前上传感器90UF也可以以彼此的检测范围在上下方向上部分重复的方式配置,左传感器90L及左上传感器90UL也可以以彼此的检测范围在上下方向上部分重复的方式配置,右传感器90R及右上传感器90UR也可以以彼此的检测范围在上下方向上部分重复的方式配置。并且,前传感器90F及左传感器90L也可以以彼此的检测范围在左右方向上部分重复的方式配置,左传感器90L及后传感器90B也可以以彼此的检测范围在左右方向上部分重复的方式配置,后传感器90B及右传感器90R也可以以彼此的检测范围在左右方向上部分重复的方式配置,右传感器90R及前传感器90F也可以以彼此的检测范围在左右方向上部分重复的方式配置。而且,前上传感器90UF及左上传感器90UL也可以以彼此的检测范围在左右方向上部分重复的方式配置,左上传感器90UL及后上传感器90UB也可以以彼此的检测范围在左右方向上部分重复的方式配置,后上传感器90UB及右上传感器90UR也可以以彼此的检测范围在左右方向上部分重复的方式配置,右上传感器90UR及前上传感器90UF也可以以彼此的检测范围在左右方向上部分重复的方式配置。
后传感器90B、前传感器90F、左传感器90L及右传感器90R也可以以各光轴相对于与回转轴K垂直的假想平面形成俯角的方式构成,后上传感器90UB、前上传感器90UF、左上传感器90UL及右上传感器90UR也可以以各光轴相对于与回转轴K垂直的假想平面形成仰角的方式构成。
后传感器90B、前传感器90F、左传感器90L及右传感器90R也可以以各检测范围的下侧的边界相对于与回转轴K垂直的假想平面形成俯角的方式构成,后上传感器90UB、前上传感器90UF、左上传感器90UL及右上传感器90UR也可以以各检测范围的上侧的边界相对于与回转轴K垂直的假想平面形成仰角的方式构成。
在本实施方式中,后摄像机80B相邻配置于后传感器90B,前摄像机80F相邻配置于前传感器90F,左摄像机80L相邻配置于左传感器90L,且右摄像机80R相邻配置于右传感器90R。并且,后上摄像机80UB相邻配置于后上传感器90UB,前上摄像机80UF相邻配置于前上传感器90UF,左上摄像机80UL相邻配置于左上传感器90UL,且右上摄像机80UR相邻配置于右上传感器90UR。
在本实施方式中,如图1D所示,摄像装置80及障碍物检测装置90均以在俯视观察下不会从上部回转体3的轮廓突出的方式安装于上部回转体3。但是,摄像装置80及障碍物检测装置90中的至少一个也可以在俯视观察下从上部回转体3的轮廓突出的方式安装于上部回转体3。
后上摄像机80UB可以省略,也可以统合于后摄像机80B。统合有后上摄像机80UB的后摄像机80B也可以以能够覆盖包含后上摄像机80UB所覆盖的摄像范围的广摄像范围的方式构成。关于前上摄像机80UF、左上摄像机80UL及右上摄像机80UR也相同。并且,后上传感器90UB可以省略,也可以统合于后传感器90B。关于前上传感器90UF、左上传感器90UL及右上传感器90UR也相同。并且,后上摄像机80UB,前上摄像机80UF、左上摄像机80UL及右上摄像机80UR中的至少两个也可以统合为一个或多个全球摄像机或半球摄像机。
接着,参考图2对挖土机100的驱动控制系统的结构例进行说明。图2是表示挖土机100的驱动控制系统的结构例的图。
显示装置40设置于操纵室10,并且显示包含从设备引导装置50供给的工作信息等的图像。显示装置40例如经由CAN(Controller Area Network:控域网)、LIN(LocalInterconnect Network:局部互联网)等通信网络、专用线等与包含设备引导装置50的控制器30连接。
显示装置40具有生成显示于图像显示部41的图像的转换处理部40a。转换处理部40a根据从摄像装置80获得的图像数据而生成包含显示于图像显示部41上的摄影图像的图像。分别从左摄像机80L、右摄像机80R及后摄像机80B对显示装置40输入图像数据。
并且,转换处理部40a将从控制器30输入于显示装置40的各种数据中显示于图像显示部41的数据转换为图像信号。从控制器30输入于显示装置40的数据例如包含表示发动机冷却水的温度的数据、表示工作油的温度的数据、表示尿素水的余量的数据及表示燃料的余量的数据等。
转换处理部40a将所转换的图像信号输出至图像显示部41,并且将根据摄影图像、各种数据而生成的图像显示于图像显示部41。
另外,转换处理部40a例如也可以设置于控制器30,而不是设置于显示装置40。在该情况下,摄像装置80与控制器30连接。
显示装置40具有作为输入部的开关面板42。开关面板42为包含各种硬件开关的面板。开关面板42具有照明开关42a、刮水器开关42b及玻璃窗清洗开关42c。
照明开关42a为用于切换安装于操纵室10外部的灯的点亮/熄灭的开关。刮水器开关42b为用于切换刮水器的工作/停止的开关。玻璃窗清洗开关42c为用于喷射玻璃窗清洗液的开关。
显示装置40从蓄电池70接收电力的供给而进行工作。蓄电池70通过由发动机11的交流发电机11a(发电机)发电的电力而得到充电。蓄电池70的电力也供给至除了控制器30及显示装置40以外的挖土机100的电装件72等。并且,发动机11的启动装置11b由来自蓄电池70的电力驱动而启动发动机11。
发动机11与主泵14及先导泵15连接,由发动机控制装置(ECU)74控制。从ECU74向控制器30始终发送表示发动机11状态的各种数据(例如,表示通过水温传感器11c检测的冷却水温度(物理量)的数据等)。控制器30能够将该数据存储于内部存储部30a并适当发送至显示装置40。
主泵14为用于将工作油经由高压液压管路供给至控制阀17的液压泵。主泵14例如为斜板式可变容量型液压泵。
先导泵15为用于将工作油经由先导管路供给至各种液压控制设备的液压泵。先导泵15例如为固定容量型液压泵。但是,也可以省略先导泵15。在该情况下,先导泵15所担负的功能也可以通过主泵14来实现。即,主泵14也可以与向控制阀17供给工作油的功能另行具备通过节流器等降低工作油的压力之后向操作装置26(例如,操作杆26A~26C)等供给工作油的功能。
控制阀17为控制挖土机100中的液压系统的液压控制装置。控制阀17例如向动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、行驶用液压马达及回转用液压马达等选择性地供给由主泵14吐出的工作油。另外,以下,有时将动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、行驶用液压马达及回转用液压马达称为“液压致动器”。
操作杆26A~26C设置于操纵室10内,且由操作者用于进行液压致动器的操作。若操作杆26A~26C被操作,则从先导泵向分别与液压致动器对应的流量控制阀的先导端口供给工作油。向各先导端口供给与所对应的操作杆26A~26C的操作方向及操作量相应的压力的工作油。
在本实施方式中,操作杆26A为动臂操作杆。若操作者操作操作杆26A,则液压驱动动臂缸7而能够操作动臂4。操作杆26B为斗杆操作杆。若操作者操作操作杆26B,则液压驱动斗杆缸8而能够操作斗杆5。操作杆26C为铲斗操作杆。若操作者操作操作杆26C,则液压驱动铲斗缸9而能够操作铲斗6。另外,在挖土机100中,除了操作杆26A~26C以外,还可以设置驱动行驶用液压马达或回转用液压马达等的操作杆及操作踏板等。
控制器30例如获取以下进行说明的各种数据。控制器30所获取的数据存储于存储部30a。
可变容量式液压泵即主泵14的调节器14a将表示斜板角度的数据传送至控制器30。并且,吐出压力传感器14b将表示主泵14的吐出压力的数据传送至控制器30。这些数据(表示物理量的数据)存储于存储部30a。并且,设置于储存有主泵14所吸入的工作油的罐与主泵14之间的管路的油温传感器14c将表示流过管路的工作油的温度的数据传送至控制器30。
压力传感器15a、15b检测操作杆26A~26C被操作时传送至控制阀17的先导压,并将表示检测到的先导压的数据传送至控制器30。在操作杆26A~26C中设置有开关按钮27。操作者通过一边操作操作杆26A~26C一边操作开关按钮27,能够向控制器30传送指示信号。
在挖土机100的操纵室10内设置有发动机转速调整转盘75。发动机转速调整转盘75为用于调整发动机转速的转盘,例如能够阶段性地切换发动机转速。在本实施方式中,发动机转速调整转盘75以能够以SP模式、H模式、A模式及怠速(IDLE)模式这四个阶段来切换发动机转速的方式设置。发动机转速调整转盘75将表示发动机转速的设定状态的数据传送至控制器30。另外,在图2中示出了通过发动机转速调整转盘75选择了H模式的状态。
SP模式为优先工作量时所选择的转速模式,利用最高的发动机转速。H模式为希望兼顾工作量与油耗率时所选择的转速模式,利用第2高的发动机转速。A模式为希望一边优先油耗率一边以低噪音运转挖土机100时所选择的转速模式,利用第3高的发动机转速。怠速模式为希望将发动机设为怠速状态时所选择的转速模式,利用最低的发动机转速。发动机11以通过发动机转速调整转盘75设定的转速模式的发动机转速被控制为恒定转速。
障碍物检测装置90将检测到的挖土机100周围的电线、电线杆等障碍物的数据传送至控制器30。障碍物的数据包含障碍物的大小及位置信息等。
并且,作为操作杆26A的方式记载了与液压式先导管路相关的说明,但也可以采用具备电动式先导管路的电动式操作杆,而不是采用液压式操作杆。在该情况下,电动式操作杆的杆操作量作为电信号而输入于控制器30。并且,在先导泵15与各控制阀的先导端口之间配置有电磁阀。电磁阀以根据来自控制器30的电信号而进行动作的方式构成。根据该结构,若进行使用了电动式操作杆的手动操作,则控制器30根据与杆操作量对应的电信号控制电磁阀而增减先导压,由此能够使各控制阀移动。另外,各控制阀也可以由电磁滑阀构成。在该情况下,电磁滑阀根据与电动式操作杆的杆操作量对应的来自控制器30的电信号进行动作。
接着,参考图3对设置于挖土机100的控制器30及设备引导装置50的各种功能进行说明。图3是表示控制器30及设备引导装置50的结构例的框图。
控制器30控制包含ECU74的挖土机100整体的动作。控制器30以在门锁杆49被下压的状态下,将门锁阀49a设为关闭状态,在门锁杆49被提拉的状态下,将门锁阀49a设为打开状态的方式进行控制。门锁阀49a为设置于控制阀17与操作杆26A~26C等之间的油路的转换阀(参考图2)。另外,门锁阀49a成为根据来自控制器30的指示进行开闭的结构,但也可以是与门锁杆49机械连接并根据门锁杆49的动作进行开闭的结构。
门锁阀49a在关闭状态下,隔断控制阀17与操作杆26A~26C等之间的工作油的流动而使操作杆26A~26C等的操作无效。并且,门锁阀49a在打开状态下,在控制阀17与操作杆等之间连通工作油而使操作杆26A~26C等的操作有效。
控制器30在门锁阀49a成为打开状态且操作杆26A~26C的操作成为有效的状态下,从通过压力传感器15a、15b检测的先导压检测各杆的操作量。
控制器30除了对挖土机100整体的动作的控制以外,还控制是否进行设备引导装置50进行的引导。具体而言,当判定为挖土机100停止中时,控制器30以中止设备引导装置50进行的引导的方式向设备引导装置50传送引导中止指示。
并且,当对ECU74输出自动怠速停止指示时,控制器30也可以将引导中止指示输出至设备引导装置50。或者,当判定为处于门锁杆49被下压的状态时,控制器30也可以将引导中止指示输出至设备引导装置50。
控制器30具有姿势掌握部301、位置关系掌握部302、禁止进入区域设定部303、进入判定部304、动作控制部305、禁止进入区域解除部306及显示控制部307。
姿势掌握部301掌握挖土机100的位置及姿势。在本实施方式中,姿势掌握部301根据GPS装置P1检测到的挖土机100的位置信息,掌握挖土机100的位置。并且,姿势掌握部301根据动臂角度传感器S1检测到的动臂4的转动角度、斗杆角度传感器S2检测到的斗杆5的转动角度及铲斗角度传感器S3检测到的铲斗6的转动角度,掌握挖土机100的姿势。另外,姿势掌握部301也可以根据车身倾斜传感器S4,掌握挖土机100的姿势。并且,也可以通过朝向检测装置,掌握下部行驶体1与上部回转体3的相对位置。例如,朝向检测装置由安装于下部行驶体1的方位传感器与安装于上部回转体3的方位传感器的组合、回转角速度传感器S5构成。回转角速度传感器S5例如也可以配置于与实现下部行驶体1与上部回转体3之间的相对旋转的机构相关联地设置的中心接头部。并且,在通过回转用电动发电机回转驱动上部回转体3的结构中,朝向检测装置也可以由分解器构成。
位置关系掌握部302掌握设置于施工区域内的障碍物与挖土机100之间的位置关系。在本实施方式中,位置关系掌握部302根据障碍物检测装置90检测到的障碍物的位置信息及姿势掌握部301所掌握的挖土机100的位置信息,掌握障碍物与挖土机100之间的位置关系。并且,由位置关系掌握部302掌握的障碍物与挖土机100之间的位置关系构成为通过发送装置T1能够向挖土机100的外部(例如,经由网络能够与挖土机100进行通信的管理装置)进行发送。
禁止进入区域设定部303根据位置关系掌握部302所掌握的障碍物与挖土机100之间的位置关系,设定禁止进入区域。禁止进入区域例如能够设为包含障碍物的规定范围。禁止进入区域也可以对每个障碍物进行设定,并且也可以设定为自每个障碍物的外形开始的规定范围。即,将从障碍物到预先设定的距离为止设定为禁止进入区域。而且,设定为禁止进入区域的规定范围也可以根据障碍物的种类进行变更。并且,禁止进入区域也可以对每个障碍物与挖土机之间的空间进行设定。如此,对设置于施工区域内的地表面上的障碍物设定禁止进入区域。
进入判定部304根据位置关系掌握部302所掌握的障碍物与挖土机100之间的位置关系,判定挖土机100是否进入到禁止进入区域设定部303所设定的禁止进入区域。
当判定部304判定为挖土机100进入到禁止进入区域时,动作控制部305使挖土机100的动作减速或停止。并且,当进入判定部304判定为挖土机100进入到禁止进入区域时,动作控制部305也可以经由声音输出装置43向操作者发出报警。
禁止进入区域解除部306解除禁止进入区域的设定。例如,若通过输入装置45选择解除设定的禁止进入区域,则禁止进入区域解除部306解除所选择的禁止进入区域的设定。并且,当在设定有禁止进入区域的场所障碍物消失时,也可以以能够使禁止进入区域与其他禁止进入区域相区别的方式用虚线、不同颜色等来进行显示。在该情况下,若通过输入装置45选择障碍物消失的禁止进入区域,则禁止进入区域解除部306也可以解除障碍物消失的禁止进入区域的设定。
显示控制部307控制显示于显示装置40的图像显示部41的图像。在本实施方式中,例如在显示于显示装置40的图像显示部41的配置图中重叠显示禁止进入区域设定部303所设定的禁止进入区域。并且,显示控制部307例如也可以将显示禁止进入区域前后的配置图同时显示于显示装置40的图像显示部41。在此,配置图也可以包含与放线标桩相关的信息、二维或三维的施工图数据等。
接着,对设备引导装置50进行说明。设备引导装置50从动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、车身倾斜传感器S4、GPS装置P1及输入装置45等接收供给至控制器30的各种信号及数据。
设备引导装置50根据所接收的信号及数据,计算铲斗6等附属装置的实际动作位置。然后,设备引导装置50比较附属装置的实际动作位置与目标施工面,例如计算铲斗6与目标施工面之间的距离等。设备引导装置50还计算从挖土机100的回转中心轴到铲斗6的铲尖为止的距离、目标施工面的倾斜角度等,并且将它们作为工作信息来发送至显示装置40。
另外,当设备引导装置50与控制器30分开设置时,设备引导装置50与控制器30通过CAN彼此能够进行通信地连接。
设备引导装置50具有高度计算部503、比较部504、显示控制部505及引导数据输出部506。
高度计算部503根据由动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2及铲斗角度传感器S3的检测信号求出的动臂4、斗杆5及铲斗6的角度,计算铲斗6的前端(铲尖)的高度。
比较部504比较高度计算部503计算出的铲斗6前端(铲尖)的高度与从引导数据输出部506输出的引导数据中示出的目标施工面的位置。并且,比较部504求出目标施工面相对于挖土机100的倾斜角度。在高度计算部503、比较部504中求出的各种数据存储于存储装置47。
显示控制部505将通过比较部504求出的铲斗6的高度、目标施工面的倾斜角度等作为工作信息来发送至显示装置40。显示装置40与从摄像装置80传送的摄影图像一同,将从显示控制部505传送的工作信息显示于画面。关于显示装置40的显示画面结构,将在后面叙述。并且,当铲斗6成为比目标施工面更低的位置时,显示控制部505能够经由声音输出装置43向操作者发出报警。
接着,参考图4及图5对显示于显示装置40的图像显示部41的图像的一例进行说明。图4是表示对配置于车道上的挖土机100设定禁止进入区域之前的配置图的图像的一例的图。图5是表示设定禁止进入区域之后的配置图的图像的一例的图。
如图4所示,在图像显示部41显示从挖土机向施工对象侧进行了视点转换的配置图。只要在所拍摄的范围内,则能够从任意的视点生成视点转换。图4的配置图是表示从道路边界栅栏的外侧(人行道侧)起的配置关系的视点转换图像。由此,能够视觉辨认挖土机与挖土机周边的配置关系。配置图包含电线杆图像411、电线图像412、道路边界栅栏图像413、路锥图像414、埋设物图像415及挖土机图像416。并且,如图5所示,在图像显示部41显示有分别包含电线杆图像411、电线图像412、道路边界栅栏图像413及路锥图像414的规定范围作为禁止进入区域421、422、423、424。
电线杆图像411是表示障碍物的一例即电线杆的位置的图像。电线图像412是表示障碍物的一例即电线的位置的图像。道路边界栅栏图像413是表示障碍物的一例即道路边界栅栏的位置的图像。路锥图像414是表示障碍物的一例即路锥的位置的图像。埋设物图像415是表示障碍物的一例即埋设物的位置的图像。
配置图根据障碍物检测装置90的检测数据而生成。并且,配置图也可以组合障碍物检测装置90的检测数据与摄像装置80的检测数据而生成。
而且,通过GPS装置(GNSS接收机)P1能够导出施工计划图中所使用的基准坐标系中的挖土机100的配置位置(配置坐标)。基准坐标系例如为世界测地系统。世界测地系统为在地球的重心放置原点,在格林威治子午线与赤道的交点的方向上取X轴,在东经90度的方向上取Y轴,而且在北极的方向上取Z轴的三维直角XYZ坐标系。并且,能够掌握障碍物与挖土机100之间的位置关系,因此还能够计算出通过障碍物检测装置90检测到的各障碍物的基准坐标系中的配置坐标。因此,也能够将各障碍物的配置位置输入于施工计划图。由此,在施工计划图中,不仅生成施工目标面的计划,而且还能够生成各障碍物相对于施工目标面的配置位置,并且在施工计划图能够重叠显示各障碍物。
禁止进入区域能够重叠显示于显示装置40中所显示的配置图或施工计划图上。禁止进入区域例如通过确认了通过控制器30显示于显示装置40的禁止进入区域的显示图像的操作者按下设定按钮来设定。或者,禁止进入区域也可以在控制器30识别出禁止进入区域时自动设定。并且,与能够事先掌握的电线杆或围栏FS等障碍物相关的信息也可以作为与施工计划图相关的数据来事先设定。在该情况下,控制器30在获取了施工计划图时,能够事先将目标施工面的位置与障碍物的位置建立对应关联。而且,在进行施工时,能够根据目标施工面与障碍物之间的位置关系,生成禁止进入区域。并且,控制器30也能够根据施工状况而将位置关系随时变化的路锥RC的配置与事先输入的各障碍物的配置建立关联而生成禁止进入区域。
挖土机图像416是表示挖土机100的位置的图像。挖土机100的位置表示根据GPS装置P1检测到的挖土机100的位置信息而确定的挖土机100的位置。
接着,参考图4至图6对控制器30根据通过障碍物检测装置90检测到的障碍物的信息而设定禁止进入区域的处理(以下,称为“禁止进入区域设定处理”。)的一例进行说明。图6是表示禁止进入区域设定处理的一例的流程图。
在步骤ST1中,姿势掌握部301掌握挖土机100的位置及姿势。在本实施方式中,姿势掌握部301根据GPS装置P1检测到的挖土机100的位置信息,掌握挖土机100的位置。并且,姿势掌握部301根据动臂角度传感器S1检测到的动臂4的转动角度、斗杆角度传感器S2检测到的斗杆5的转动角度及铲斗角度传感器S3检测到的铲斗6的转动角度,掌握挖土机100的姿势。另外,姿势掌握部301也可以根据车身倾斜传感器S4,掌握挖土机100的姿势。并且,也可以通过朝向检测装置,掌握下部行驶体1与上部回转体3的相对位置。例如,朝向检测装置由安装于下部行驶体1的方位传感器与安装于上部回转体3的方位传感器的组合、回转角速度传感器构成。回转角速度传感器例如也可以配置于与实现下部行驶体1与上部回转体3之间的相对旋转的机构相关联地设置的中心接头部。并且,在通过回转用电动发电机回转驱动上部回转体3的结构中,朝向检测装置也可以由分解器构成。
在步骤ST2中,障碍物检测装置90检测挖土机100周围的障碍物。在本实施方式中,通过障碍物检测装置90作为障碍物检测电线杆、电线、道路边界栅栏及路锥,例如,如图4所示,在显示于显示装置40的图像显示部41的配置图中显示有电线杆图像411、电线图像412、道路边界栅栏图像413及路锥图像414。
在步骤ST3中,位置关系掌握部302掌握障碍物与挖土机100之间的位置关系。在本实施方式中,位置关系掌握部302根据障碍物检测装置90检测到的障碍物的位置信息及姿势掌握部301所掌握的挖土机100的位置信息,掌握障碍物与挖土机100之间的位置关系。并且,通过位置关系掌握部302掌握的障碍物与挖土机100之间的位置关系也可以通过发送装置T1向挖土机100的外部发送。在本实施方式中,例如,如图8所示,通过位置关系掌握部302掌握的障碍物与挖土机100之间的位置关系通过发送装置T1向经由网络300能够与挖土机100进行通信的管理装置200发送。
在步骤ST4中,禁止进入区域设定部303根据位置关系掌握部302所掌握的障碍物与挖土机100之间的位置关系,设定禁止进入区域。在本实施方式中,例如,如图5所示,包含障碍物检测装置90检测到的障碍物即电线杆、电线、道路边界栅栏及路锥的规定范围被设定为禁止进入区域,在显示于显示装置40的图像显示部41的配置图中作为禁止进入区域421、422、423、424显示有分别包含电线杆图像411、电线图像412、道路边界栅栏图像413及路锥图像414的规定范围。在本实施方式中,如图8所示,通过禁止进入区域设定部303设定于配置图、施工计划图的禁止进入区域也可以通过发送装置T1向经由网络300能够与挖土机100进行通信的管理装置200发送。并且,也可以从管理装置200向其他挖土机100发送设定有禁止进入区域的配置图。
在步骤ST5中,进入判定部304判定挖土机100是否进入到禁止进入区域设定部303所设定的禁止进入区域。当判定为挖土机100进入到禁止进入区域时,使处理向步骤ST6前进。另一方面,当判定为挖土机100未进入到禁止进入区域时,结束处理。
在步骤ST6中,动作控制部305使挖土机100的动作减速或停止。然后,结束处理。
在本实施方式所涉及的挖土机100中,当挖土机100进入到禁止进入区域时,控制器30使挖土机100的动作减速或停止。由此,操作者无需过度注意存在于工作现场的电线杆、电线等障碍物而能够驱动挖土机100。因此,施工效率得到提高。
并且,通过上述禁止进入区域设定处理而设定的禁止进入区域也可以以通过禁止进入区域解除部306解除的方式构成。在本实施方式中,若通过输入装置45选择解除设定的禁止进入区域,则禁止进入区域解除部306解除所选择的禁止进入区域的设定。并且,当在设定有禁止进入区域的场所障碍物消失时,也可以以能够使禁止进入区域与其他禁止进入区域相区别的方式用虚线、不同颜色等来进行显示。在该情况下,若通过输入装置45选择障碍物消失的禁止进入区域,则禁止进入区域解除部306也可以解除障碍物消失的禁止进入区域的设定。
接着,参考图7对显示于显示装置40的图像显示部41的图像的另一例进行说明。图7是表示设定禁止进入区域之后的配置图的图像的另一例的图。
在图7所示的例子中,在显示装置40的图像显示部41同时显示有设定禁止进入区域之前的配置图的图像41A及设定禁止进入区域之后的配置图的图像41B。由此,操作者通过确认显示于图像显示部41的图像,能够轻松地确认通过禁止进入区域设定处理重新设定的禁止进入区域。
另外,控制器30例如也可以以如下方式构成,即,当挖土机100的外表面上的点进入禁止进入区域时,判定为存在机身的一部分进入禁止进入区域的顾虑。挖土机100的外表面例如包含下部行驶体1的外表面、上部回转体3的外表面及挖掘附件AT的外表面。在控制器30中预先设定有姿势传感器的安装位置与下部行驶体1的外表面、上部回转体3的外表面及挖掘附件AT的外表面之间的位置关系。因此,控制器30也能够通过以规定的周期计算姿势传感器的位置的变化,计算下部行驶体1的外表面、上部回转体3的外表面及挖掘附件AT的外表面的位置的变化。
具体而言,控制器30例如使用多边形模型或线框模型等假想三维模型,来识别挖土机100的整体且立体的外形(外表面)而计算外表面上的点的坐标。另外,下部行驶体1的外表面例如包含履带1C的前表面、上表面、底面及后面等。上部回转体3的外表面例如包含侧面罩的表面、发动机罩的上表面以及配重的上表面、左侧面、右侧面及后面等。挖掘附件AT的外表面例如包含动臂4的背面、左侧面、右侧面及腹面以及斗杆5的背面、左侧面、右侧面及腹面等。
图9表示使用多边形模型来识别的挖土机100的整体且立体的外表面的结构例。图形9A是上部回转体3及挖掘附件AT的多边形模型的俯视图,图形9B是下部行驶体1的多边形模型的俯视图,图形9C是挖土机100的多边形模型的左视图。在图9中,以斜线图案来表示下部行驶体1的外表面,以粗点图案来表示上部回转体3的外表面,以细点图案来表示挖掘附件AT的外表面。
作为多边形模型的挖土机100的外表面也可以识别成仅以规定的富余距离比实际挖土机100的外表面更向外侧存在的表面。即,作为多边形模型的挖土机100例如也可以识别成实际的下部行驶体1、上部回转体3及挖掘附件AT各自分别被相似放大的多边形模型。在该情况下,富余距离也可以是根据挖土机100的动作(例如,挖掘附件AT的动作)等而发生变化的距离。而且,当禁止进入区域进入到以该相似放大的多边形模型来表示的空间内时,控制器30可以输出报警,也可以通过制动控制等而使挖土机100的动作减速或停止。
控制器30例如也可以分别对构成挖土机100外表面的3个部分(下部行驶体1的外表面、上部回转体3的外表面及挖掘附件AT的外表面),单独判定是否存在机身的一部分进入禁止进入区域的顾虑。并且,控制器30也可以根据挖土机100的工作内容,省略对3个部分中的至少一个是否存在机身的一部分进入禁止进入区域的顾虑的判定。
例如,在图5所示的例子中,控制器30也可以每隔规定的控制周期计算挖掘附件AT的外表面上的各点分别与禁止进入区域421、422、423、424之间的距离,并根据计算出的距离,判定是否存在铲斗6进入禁止进入区域421、422、423、424的顾虑。在该情况下,控制器30也可以省略下部行驶体1的外表面上的各点及上部回转体3的外表面上的各点分别与禁止进入区域421、422、423、424之间的距离的计算。
在此,参考图10对根据构成挖土机100的外表面的3个部分分别与通过作为周围监视装置的障碍物检测装置90检测到的物体之间的距离而限制挖土机100(回转用液压马达2A)的动作的限制功能的又一例进行说明。图10是表示控制器30的结构的另一例的图。另外,周围监视装置也可以是摄像装置80。
在图10所示的例子中,控制器30作为功能要件具有禁止进入区域设定部303、速度指示生成部308、状态识别部309、距离判定部310、限制对象决定部311及速度限制部312。而且,控制器30以如下方式构成,即,能够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、车身倾斜传感器S4、回转角速度传感器S5、电动式的左操作杆26L、摄像装置80及障碍物检测装置90等输出的信号,执行各种运算,向比例阀31等输出控制指示。另外,禁止进入区域设定部303以与图3所示的控制器30所具有的禁止进入区域设定部303相同的方式进行动作。
速度指示生成部308以根据操作装置26所输出的信号而生成与致动器的动作速度相关的指示的方式构成。在图10所示的例子中,速度指示生成部308以根据向左右方向被操作的左操作杆26L所输出的电信号而生成与回转用液压马达2A的旋转速度相关的指示的方式构成。
状态识别部309以识别挖土机100当前的状态的方式构成。具体而言,状态识别部309具有附属装置状态识别部309A、上部回转体状态识别部309B及下部行驶体状态识别部309C。
附属装置状态识别部309A以识别挖掘附件AT当前的状态的方式构成。具体而言,附属装置状态识别部309A以计算挖掘附件AT的外表面上的规定点的坐标的方式构成。规定点例如包含挖掘附件AT的所有顶点。
上部回转体状态识别部309B以识别上部回转体3当前的状态的方式构成。具体而言,上部回转体状态识别部309B以计算上部回转体3的外表面上的规定点的坐标的方式构成。规定点例如包含上部回转体3的所有顶点。
下部行驶体状态识别部309C以识别下部行驶体1当前的状态的方式构成。具体而言,下部行驶体状态识别部309C以计算下部行驶体1的外表面上的规定点的坐标的方式构成。规定点例如包含下部行驶体1的所有顶点。
状态识别部309也可以根据挖土机100的工作内容等,执行对构成挖土机100外表面的3个部分(下部行驶体1的外表面、上部回转体3的外表面及挖掘附件AT的外表面)中的任一个状态的识别,并决定省略对哪一个状态的识别。
距离判定部310以判定状态识别部309计算出的挖土机100的外表面上的各点与禁止进入区域设定部303所设定的禁止进入区域之间的距离是否小于规定值的方式构成。
限制对象决定部311以决定限制对象的方式构成。在图10所示的例子中,限制对象决定部311根据距离判定部310的输出即挖土机100的外表面上的任一点与禁止进入区域之间的距离是否小于规定值,决定需限制动作的致动器(以下,称为“限制对象致动器”。)。
速度限制部312以限制一个或多个致动器的动作速度的方式构成。在图10所示的例子中,速度限制部312变更速度指示生成部308所生成的速度指示中与通过限制对象决定部311决定为限制对象致动器的致动器相关的速度指示,并且对比例阀31输出与变更后的速度指示对应的控制指示。
具体而言,速度限制部312变更与通过限制对象决定部311决定为限制对象致动器的回转用液压马达2A相关的速度指示,并且对比例阀31BL或比例阀31BR输出与变更后的速度指示对应的控制指示。这是为了降低或停止回转用液压马达2A的旋转速度。
通过该限制功能,图10所示的控制器30为了防止挖土机100机身的一部分进入禁止进入区域,而能够使致动器的动作减速或停止。
接着,参考图11对根据构成挖土机100外表面的3个部分分别与通过作为周围监视装置的障碍物检测装置90检测到的物体之间的距离而限制挖土机100(回转用液压马达2A)的动作的限制功能的又一例进行说明。图11是表示控制器30的结构的又一例的图。另外,周围监视装置也可以是摄像装置80。
图11所示的控制器30在与具备液压式先导管路的液压式操作杆连接的结构的点上和与具备液压式先导管路的电动式操作杆连接的结构的图10所示的控制器30不同。具体而言,图11所示的控制器30的速度限制部312根据操作压传感器29的输出而生成速度指示,变更所生成的速度指示中与通过限制对象决定部311决定为限制对象致动器的致动器相关的速度指示,并且对与该致动器相关的电磁阀60输出与变更后的速度指示对应的控制指示。
电磁阀60包含电磁阀60L及电磁阀60R。在图11所示的例子中,电磁阀60L为配置于连结向左右方向操作了左操作杆26L时吐出工作油的遥控阀的左侧端口与控制阀173的左侧先导端口的管路的电磁比例阀。电磁阀60R为配置于连结向左右方向操作了左操作杆26L时吐出工作油的遥控阀的右侧端口与控制阀173的右侧先导端口的管路的电磁比例阀。
具体而言,速度限制部312变更与通过限制对象决定部311决定为限制对象致动器的回转用液压马达2A相关的速度指示,并且对电磁阀60L或电磁阀60R输出与变更后的速度指示对应的控制指示。这是为了降低或停止回转用液压马达2A的旋转速度。
通过该限制功能,图11所示的控制器30与图10所示的控制器30相同地,为了防止挖土机100机身的一部分进入禁止进入区域,而能够使致动器的动作减速或停止。由此,例如,即使在操作者注视履带并且进行行驶操作时铲斗接近了电线杆的情况下,也能够停止行驶动作。而且,也可以以不进入禁止进入区域的方式驱动规定的致动器而进行回避控制。在该情况下,例如即使在操作者注视履带并且进行行驶操作时铲斗接近了电线杆的情况下,也可以以使铲斗远离电线杆的方式自动进行回转控制。
〔第2实施方式〕
接着,对本发明的第2实施方式所涉及的挖土机100A的一例的整体结构进行说明。图12是表示本发明的第2实施方式所涉及的挖土机100A的一例的侧视图。
本实施方式所涉及的挖土机100A的特征在于,设置有检测操纵室10的顶部及包含从操纵室10的顶部成为死角的区域的范围内的障碍物的障碍物检测装置90。另外,关于其他结构,与第1实施方式所涉及的挖土机100相同,因此关于与挖土机100相同的结构,省略说明。
障碍物检测装置90具有传感器90U、传感器90D、传感器90F及传感器90L、90R、90B。
传感器90U设置于操纵室10的顶部,检测挖土机100A周围的障碍物。传感器90D设置于动臂4的下部,检测挖土机100A前方的包含从操纵室10的顶部成为死角的区域的范围内的障碍物。传感器90F设置于操纵室10的前方,检测挖土机100A前方的包含从操纵室10的顶部成为死角的区域的范围内的障碍物。传感器90L、90R、90B设置于上部回转体3的罩体3a上部,分别从上部回转体3朝向操纵室10检测左侧、右侧、后方的包含从操纵室10的顶部成为死角的区域的范围内的障碍物。传感器90U、传感器90D、传感器90F及传感器90L、90R、90B例如为单眼摄像机、立体摄像机等摄像机、毫米波雷达、激光雷达等,分别将检测到的信号传送至控制器30。
在本实施方式所涉及的挖土机100A中,当挖土机100A进入到禁止进入区域时,控制器30使挖土机100A的动作减速或停止。由此,操作者无需过度注意存在于工作现场的电线杆、电线等障碍物而能够驱动挖土机100A。因此,施工效率得到提高。
尤其在本实施方式中,除了设置于操纵室10顶部的传感器90U以外,还设置有检测包含从操纵室10的顶部成为死角的区域的范围内的障碍物的传感器90D、传感器90F及传感器90L、90R、90B,因此能够检测从操作者容易成为死角的挖土机100A附近的障碍物。
以上,对具体实施方式进行了说明,但上述内容并不限定发明的内容,在本发明的范围内,能够进行各种变形及改良。
例如,在上述实施方式中,控制器30对显示于配置图、施工计划图上的障碍物设定了禁止进入区域,但也可以设为在没有配置图的情况下,也能够设定禁止进入区域。具体而言,画面显示通过摄像装置80拍摄的图像,将通过障碍物检测装置90检测到的障碍物显示于摄像图像。对重叠在该摄像图像上的障碍物设定禁止进入区域。
并且,挖土机100所获取的信息也可以通过如图13所示那样的挖土机的管理系统SYS而与管理者及其他挖土机的操作者等共享。图13是表示挖土机的管理系统SYS的结构例的概略图。管理系统SYS为管理挖土机100的系统。在本实施方式中,管理系统SYS主要由挖土机100、支援装置400及管理装置500构成。挖土机100、支援装置400及管理装置500分别具备通信装置,并且经由移动电话通信网、卫星通信网或近距离无线通信网等而彼此直接或间接连接。构成管理系统SYS的挖土机100、支援装置400及管理装置500可以分别为1台,也可以分别为多台。在图13的例子中,管理系统SYS包含1台挖土机100、1台支援装置400及1台管理装置500。
典型地,支援装置400为移动终端装置,例如为在工作现场的工作人员等所携带的笔记本电脑、平板电脑或智能手机等计算机。支援装置400也可以是挖土机100的操作者所携带的计算机。但是,支援装置400也可以是固定终端装置。
典型地,管理装置500为固定终端装置,例如为设置于工作现场外的管理中心等的服务器计算机。管理装置500也可以是可移动性的计算机(例如,笔记本电脑、平板电脑或智能手机等移动终端装置)。
支援装置400及管理装置500中的至少一个(以下,称为“支援装置400等”。)也可以具备监视器及远程操作用操作装置。在该情况下,操作者使用远程操作用操作装置并且操作挖土机100。远程操作用操作装置例如通过移动电话通信网、卫星通信网或近距离无线通信网等通信网与控制器30连接。
在如上述那样的挖土机的管理系统SYS中,挖土机100的控制器30也可以将与禁止进入区域相关的信息发送至支援装置400等。与禁止进入区域相关的信息例如包含与禁止进入区域的位置相关的信息、与判定为存在挖土机100机身的一部分进入禁止进入区域的顾虑的时刻(以下,称为“判定时刻”。)相关的信息、与判定时刻的该机身的一部分的位置相关的信息、与判定时刻的挖土机100的工作内容相关的信息、与判定时刻的工作环境相关的信息及与在判定时刻及其前后的期间测量到的挖土机100的动作相关的信息等中的至少一个。与工作环境相关的信息例如包含与地面的倾斜相关的信息及与天气相关的信息等中的至少一个。与挖土机100的动作相关的信息例如包含先导压及液压致动器中的工作油的压力等中的至少一个。
控制器30也可以将摄像装置80所拍摄的图像发送至支援装置400等。图像例如也可以是在包含判定时刻的规定期间内所拍摄的多个图像。规定期间也可以包含判定时刻之前的期间。
而且,控制器30也可以将与包含判定时刻的规定期间中的挖土机100的工作内容相关的信息、与挖土机100的姿势相关的信息及与挖掘附件的姿势相关的信息等中的至少一个发送至支援装置400等。这是为了使利用支援装置400等的管理者能够获得与工作现场相关的信息。即,这是为了使管理者能够分析产生不得不使挖土机100的动作减速或停止的状况的原因等,进而为了使管理者能够根据这种分析结果而改善挖土机100的工作环境。
而且,控制器30也可以以操作者能够变更禁止进入区域的位置或重新生成禁止进入区域的方式构成。
典型地,与禁止进入区域相关的信息临时存储于控制器30中的易失性储存装置或非易失性储存装置,且以任意的定时发送至管理装置500。
管理装置500构成为,向利用者提示所接收的与禁止进入区域相关的信息,以便管理装置500的利用者能够掌握工作现场的情况。在本实施方式中,管理装置500以能够视觉再现在检测空间内检测到物体时的工作现场的情况的方式构成。具体而言,管理装置500利用所接收的与禁止进入区域相关的信息而生成计算机图形动画。以下,将计算机图形称为“CG”。
图14表示管理装置500所生成的CG动画的显示例。CG动画为工作现场的回放图像的一例,显示于与管理装置500连接的显示装置DS。显示装置DS例如为触控面板监视器。
在图14的例子中,CG动画为以从正上方的视点来再现图5所示的挖土机100的情况的CG动画,包含图像G1~G12。在图5所示的挖土机100中,以能够监视挖土机100周围的方式搭载有多台障碍物检测装置90。因此,控制器30及接收来自控制器30的信息的管理装置500能够准确地获取与存在于挖土机100周围的物体与挖土机100之间的位置关系相关的信息。
图像G1为表示挖土机100的CG。图像G2为表示电线杆的CG。图像G3为表示电线及道路边界栅栏的CG。图像G4为表示路锥的CG。图像G5为表示埋设物的CG。图像G6为包围图像G2的框图像,表示针对障碍物即电线杆的禁止进入区域。图像G7为在图像G3的挖土机100侧沿图像G3延伸的图像,表示针对障碍物即电线及道路边界栅栏的禁止进入区域。图像G8为包围图像G4的框图像,表示针对障碍物即路锥的禁止进入区域。图像G10为显示CG动画的回放部位的拖动条。图像G11为指示CG动画当前的回放位置的滑块。图像G12为显示各种信息的文本图像。另外,图像G2~G8也可以是对摄像装置80所拍摄的图像实施视点转换处理而生成的图像。即,管理装置500也可以不是将CG动画,而是将摄像装置80所拍摄的动态图像作为工作现场的回放图像的另一例来在显示装置DS中回放。并且,在图14的例子中,表示电线及道路边界栅栏的CG作为一个图像而示于图像G3中,但也可以将表示电线的CG及表示道路边界栅栏的CG以不同的图像来示出。并且,针对电线及道路边界栅栏的禁止进入区域作为一个图像来示于图像G7中,但也可以将针对电线的禁止进入区域及针对道路边界栅栏的禁止进入区域以不同的图像来表示。
在图14的例子中,图像G12包含表示进行工作的年月日的文本图像“2016年10月26日”、表示进行工作的场所的文本图像“东经**北纬**”、表示工作内容的文本图像“起重机吊起工作”及表示检测到物体时的挖土机100的动作即检测时动作的文本图像“吊起回转”。
图像G1以根据与禁止进入区域相关的信息中所包含的与挖土机100的姿势相关的数据及与挖掘附件的姿势相关的数据等而进行动作的方式显示。与挖土机100的姿势相关的数据例如包含上部回转体3的倾角、滚转角及偏航角(回转角度)等。与挖掘附件的姿势相关的数据包含动臂角度、斗杆角度及铲斗角度等。
管理装置500的利用者例如通过对图像G10(拖动条)上的所期望的位置进行接触操作,能够将CG动画的回放位置变更到所期望的位置(时间点)。图14示出了通过CG动画来回放滑块所指示的上午10时8分时的工作现场的情况。
通过这种CG动画,管理装置500的利用者即管理者例如能够轻松地掌握检测到物体时的工作现场的情况。即,管理系统SYS能够使管理者分析挖土机100的动作被限制的原因等,进而能够使管理者根据这种分析结果而改善挖土机100的工作环境。
并且,CG动画或动态图像等工作现场的回放图像不仅显示于与管理装置500连接的显示装置DS,还可以显示于搭载于支援装置400的显示装置或设置于挖土机100的操纵室10内的显示装置40。
接着,参考图15对在执行禁止进入区域设定处理中所显示的图像的一例进行说明。如图15所示,显示于显示装置40的图像Gx1具有时刻显示部1411、转速模式显示部1412、行驶模式显示部1413、附属装置显示部1414、发动机控制状态显示部1415、尿素水余量显示部1416、燃料余量显示部1417、冷却水温显示部1418、发动机运转时间显示部1419、摄像机图像显示部1420及工作状态显示部1430(俯视观察工作状态显示部及侧面观察工作状态显示部)。转速模式显示部1412、行驶模式显示部1413、附属装置显示部1414及发动机控制状态显示部1415为显示与挖土机100的设定状态相关的信息的显示部。尿素水余量显示部1416、燃料余量显示部1417、冷却水温显示部1418及发动机运转时间显示部1419为显示与挖土机100的运行状态相关的信息的显示部。显示于各部的图像通过显示装置40使用从控制器30发送的各种数据及从摄像装置80发送的图像数据等而生成。
时刻显示部1411显示当前的时刻。转速模式显示部1412将通过未图示的发动机转速调整转盘设定的转速模式作为挖土机100的运转信息来显示。行驶模式显示部1413将行驶模式作为挖土机100的运转信息来显示。行驶模式表示使用了可变容量马达的行驶用液压马达的设定状态。例如,行驶模式具有低速模式及高速模式,在低速模式下显示模仿了“乌龟”的标记,在高速模式下显示模仿了“兔子”的标记。附属装置显示部1414为显示表示当前所安装的附属装置的种类的图标的区域。发动机控制状态显示部1415将发动机11的控制状态作为挖土机100的运转信息来显示。在图15的例子中,作为发动机11的控制状态选择了“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,自动降低发动机转速,进而自动停止发动机11的控制状态。此外,发动机11的控制状态中有“自动减速模式”、“自动停止模式”及“手动减速模式”等。
尿素水余量显示部1416将储存于尿素水箱的尿素水的余量状态作为挖土机100的运转信息来进行图像显示。在图15的例子中,在尿素水余量显示部1416显示有表示当前的尿素水的余量状态的条码标尺。尿素水的余量根据设置于尿素水箱的尿素水余量传感器输出的数据而显示。
燃料余量显示部1417将储存于燃料箱的燃料的余量状态作为运转信息来显示。在图15的例子中,在燃料余量显示部1417显示有表示当前的燃料的余量状态的条码标尺。燃料的余量根据设置于燃料箱的燃料余量传感器输出的数据而显示。
冷却水温显示部1418将发动机冷却水的温度状态作为挖土机100的运转信息来显示。在图15的例子中,在冷却水温显示部1418显示有表示发动机冷却水的温度状态的条码标尺。发动机冷却水的温度根据设置于发动机11的水温传感器输出的数据而显示。
发动机运转时间显示部1419将发动机11的累计运转时间作为挖土机100的运转信息来显示。在图15的例子中,从通过操作者重新开始计数起的运转时间的累计与单位“hr(时间)”一同显示于发动机运转时间显示部1419。在发动机运转时间显示部1419也可以显示挖土机制造后的整个期间的总运转时间或从通过操作者重新开始计数起的区间运转时间。
摄像机图像显示部1420显示通过摄像装置80拍摄的图像。在图15的例子中,通过安装于上部回转体3的上表面后端的后摄像机80B拍摄的图像显示于摄像机图像显示部1420。在摄像机图像显示部1420也可以显示通过安装于上部回转体3的上表面左端的左摄像机80L或安装于上表面右端的右摄像机80R拍摄的摄像机图像。并且,在摄像机图像显示部1420也可以以排列通过左摄像机80L、右摄像机80R及后摄像机80B中的多个摄像机拍摄的图像的方式显示。并且,在摄像机图像显示部1420也可以显示通过左摄像机80L、右摄像机80R及后摄像机80B中的至少两个摄像机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。
各摄像机也可以以上部回转体3的一部分包含于摄像机图像的方式设置。这是为了通过在所显示的图像中包含上部回转体3的一部分,使操作者容易掌握显示于摄像机图像显示部1420的物体与挖土机100之间的距离感。在图15的例子中,摄像机图像显示部1420显示有上部回转体3的配重3w的图像。
如图15的例子所示,通过具备侧面观察的状态显示部,操作者能够轻松地视觉辨认附属装置的外侧区域即动臂提升方向、斗杆打开方向、铲斗的打开方向上的障碍物向附属装置的接近。由此,操作者在上下方向上也能够轻松地确认哪一部位向障碍物接近。而且,通过还具备俯视观察的状态显示部,操作者也能够确认挖土机100在后方及左右方向上向障碍物的接近。另外,在图15中示出了附属装置的外侧区域中的障碍物的接近,但即使在附属装置的内侧区域即动臂下降方向、斗杆收回方向及铲斗收回方向上障碍物向附属装置接近的情况下,也可以显示于状态显示部。并且,当下部行驶体的履带接近路锥等障碍物时,也可以在俯视观察的状态显示部显示障碍物的位置。
在摄像机图像显示部1420显示有表示拍摄了显示中的摄像机图像的摄像装置80的朝向的图形1421。图形1421由表示挖土机100形状的挖土机图形1421a及表示拍摄了显示中的摄像机图像的摄像装置80的摄影方向的带状的方向显示图形1421b构成。图形1421为显示与挖土机100的设定状态相关的信息的显示部。
在图15的例子中,在挖土机图形1421a的下侧(表示挖掘附件AT的图形的相反侧)显示有方向显示图形1421b。这表示通过后摄像机80B拍摄的挖土机100后方的图像显示于摄像机图像显示部1420。例如,当在摄像机图像显示部1420显示有通过右摄像机80R拍摄的图像时,在挖土机图形1421a的右侧显示方向显示图形1421b。并且,例如,当在摄像机图像显示部1420显示有通过左摄像机80L拍摄的图像时,在挖土机图形1421a的左侧显示方向显示图形1421b。
操作者例如通过按下设置于操纵室10内的未图示的图像切换开关,能够将显示于摄像机图像显示部1420的图像切换为通过其他摄像机拍摄的图像等。
当在挖土机100中未设置摄像装置80时,也可以代替摄像机图像显示部1420而显示不同的信息。
工作状态显示部1430显示挖土机100的工作状态。在图15的例子中,工作状态显示部1430包含挖土机100的图形1431、1432、表示画面种类的图形1433、表示检测到的物体的位置的图形1434、1435,这些图形1431~1435与显示于摄像机图像显示部1420的挖土机100的后方的图像同时显示。
图形1431表示从侧面观察了挖土机100时的挖土机100的状态。图形1432表示从上方观察了挖土机100时的挖土机100的状态。图形1433为表示显示于工作状态显示部1430的画面的种类的文本信息。图形1434表示检测到的物体的位置,在图15的例子中,是位于图形1431上方的圆形状的图形。图形1435为表示检测到的物体的位置的文本信息,在图15的例子中,显示为“动臂上方1m”,并且通过下划线进行强调显示。
控制器30也可以以根据与禁止进入区域相关的信息等而生成图形1431~1435的方式构成。具体而言,图形1431、1432也可以以表示挖土机100的实际姿势的方式生成。在该情况下,图形1431、1432可以是与挖土机100的实际动作联动的动画显示,也可以是被固定的图像。并且,控制器30也可以根据摄像装置80及障碍物检测装置90中的至少一个的输出,检测检测到的物体的位置,并根据检测到的位置,改变图形1434的位置及大小。
根据该结构,挖土机100的操作者通过观察图像Gx1,能够掌握是否检测到物体,并且,当检测到物体时,能够掌握物体相对于挖土机100的位置。在图15的例子中,挖土机100的操作者能够掌握在动臂上方1m的位置上检测到物体的情况。
另外,在图15的例子中,在工作状态显示部1430显示有表示挖土机100侧面的图形1431及表示挖土机100上表面的图形1432,但也可以代替图形1431、1432中的至少一个而显示从斜向观察了挖土机100的立体图。由此,例如,即使在操作者注视履带并且进行行驶操作时斗杆接近电线的情况下,也能够停止行驶动作。而且,操作者通过确认显示画面,能够轻松地确认行驶停止的原因是由动臂接近存在于挖土机100周围的物体引起的。而且,也可以以不进入禁止进入区域的方式驱动规定的致动器而进行回避控制。在该情况下,例如,即使在操作者注视履带并且进行行驶操作时动臂接近电线的情况下,也可以以使动臂远离电线杆的方式自动进行动臂下降控制。即使在该情况下,操作者通过确认显示画面,也能够轻松地掌握动臂接近存在于挖土机100周围的物体的情况。
接着,参考图16对执行禁止进入区域设定处理中所显示的图像的另一例进行说明。在图16的例子中,图像Gx2的工作状态显示部1430包含挖土机100的图形1431、1432、表示画面种类的图形1433及表示存在接触顾虑的挖土机100的部位的图形1436~1438,这些图形1431~1433、1436~1438与显示于摄像机图像显示部1420的挖土机100的后方的图像同时显示。
图形1431表示从侧面观察了挖土机100时的挖土机100的状态。图形1432表示从上方观察了挖土机100时的挖土机100的状态。图形1433为表示显示于工作状态显示部1430的画面的种类的文本信息。图形1436表示存在接触顾虑的挖土机100的部位的位置,在图16的例子中,是包围图形1431中的挖土机100的斗杆的框图像。图形1437表示存在接触顾虑的挖土机100的部位的位置,在图16的例子中,是包围图形1432中的挖土机100的斗杆的框图像。图形1438为表示存在接触顾虑的挖土机100的部位的文本信息,显示为“斗杆前方1m”,通过下划线进行强调显示。
控制器30也可以以根据与禁止进入区域相关的信息等而生成图形1431~1433、1436~1438的方式构成。具体而言,图形1431、1432也可以以表示挖土机100的实际姿势的方式生成。在该情况下,图形1431、1432可以是与挖土机100的实际动作联动的动画显示,也可以是被固定的图像。并且,控制器30也可以根据摄像装置80及障碍物检测装置90中的至少一个的输出,检测检测到的物体的位置,并且根据检测到的位置,改变图形1436、1437的位置及大小。
根据该结构,挖土机100的操作者通过观察图像Gx2,能够掌握是否检测到存在接触顾虑的挖土机100的部位,并且,当检测到存在接触顾虑的挖土机100的部位时,能够掌握该部位的位置。在图16的例子中,挖土机100的操作者能够掌握在斗杆前方1m的位置上检测到物体,且存在与斗杆接触的顾虑的情况。并且,当下部行驶体的履带逐渐接近路锥等障碍物时,也可以在俯视观察的状态显示部中以包含最接近障碍物的履带的部位的方式进行强调显示。
另外,在图16的例子中,在工作状态显示部1430显示有表示挖土机100侧面的图形1431及表示挖土机100上表面的图形1432,但也可以代替图形1431、1432中的至少一个而显示从斜向观察了挖土机100的立体图。
接着,参考图17对执行禁止进入区域设定处理中所显示的图像的又一例进行说明。
如图17所示,显示画面41V包含日期和时间显示区域41a、行驶模式显示区域41b、附属装置显示区域41c、油耗率显示区域41d、发动机控制状态显示区域41e、发动机运转时间显示区域41f、冷却水温显示区域41g、燃料余量显示区域41h、转速模式显示区域41i、尿素水余量显示区域41j、工作油温显示区域41k及摄像机图像显示区域41m。
日期和时间显示区域41a为显示当前的日期和时间的区域。在图17所示的例子中,采用数字显示,示出了日期(2014年4月1日)及时刻(10时5分)。
行驶模式显示区域41b为显示当前的行驶模式的区域。行驶模式表示使用了变量泵的行驶液压马达的设定状态。具体而言,行驶模式具有低速模式及高速模式,在低速模式下显示模仿了“乌龟”的标记,在高速模式下显示模仿了“兔子”的标记。在图17所示的例子中,显示有模仿了“乌龟”的标记,驾驶员能够识别出已设定为低速模式。
附属装置显示区域41c为显示表示当前所安装的附属装置的图像的区域。在挖土机100中安装有铲斗、凿岩机、抓钩、起重磁铁等各种附属装置。附属装置显示区域41c例如显示模仿了这些附属装置的标记及与附属装置对应的编号。在图17所示的例子中,显示有模仿了凿岩机的标记,且作为表示凿岩机的输出大小的数字显示有“1”。
油耗率显示区域41d为显示通过控制器30计算出的油耗率信息的区域。油耗率显示区域41d包含显示总平均油耗率或区间平均油耗率的平均油耗率显示区域41d1及显示瞬时油耗率的瞬时油耗率显示区域41d2。
在图17所示的例子中,在平均油耗率显示区域41d1,区间平均油耗率以数值的方式与单位[L/hr(升/小时]一同显示。并且,在瞬时油耗率显示区域41d2显示有根据瞬时油耗率的大小分别单独控制点亮/熄灭状态的由9个扇形区构成的条形图。以若瞬时油耗率变大则点亮状态的扇形区数量增加,若瞬时油耗率变小则点亮状态的扇形区数量减少的方式控制各扇形区,驾驶员能够视觉性地识别瞬时油耗率的大小。
发动机运转时间显示区域41f为显示发动机11的累计运转时间的区域。在图17所示的例子中,从通过驾驶员重新开始计数起的运转时间的累计与单位“hr(时)”一同显示。在发动机运转时间显示区域41f显示有自制造挖土机100起整个期间的总运转时间及从通过驾驶员重新开始计数起的区间运转时间中的至少一个。
若由驾驶员按下未图示的运转时间显示切换开关,则显示于平均油耗率显示区域41d1的油耗率信息与显示于发动机运转时间显示区域41f的运转时间信息一同被切换。例如,当在发动机运转时间显示区域41f显示有区间运转时间时,在平均油耗率显示区域41d1显示区间平均油耗率。并且,当在发动机运转时间显示区域41f显示有总运转时间时,在平均油耗率显示区域41d1显示总平均油耗率。而且,当在发动机运转时间显示区域41f显示有区间运转时间及总运转时间这两者时,在平均油耗率显示区域41d1显示区间平均油耗率及总平均油耗率这两者。
如此,在每次按下运转时间显示切换开关时,显示于平均油耗率显示区域41d1的油耗率信息切换为“区间平均油耗率”、“总平均油耗率”或“区间平均油耗率及总平均油耗率”。因此,驾驶员通过按下运转时间显示切换开关,能够掌握区间平均油耗率及总平均油耗率,识别当前的工作中的油耗率状态的好坏,从而能够以进一步改善油耗率的方式推进工作。
另外,显示于平均油耗率显示区域41d1的总平均油耗率或区间平均油耗率可以与图17所示的例子不同的单位来显示,也可以以条形图来显示。并且,在瞬时油耗率显示区域41d2也可以以数值来显示瞬时油耗率。
发动机控制状态显示区域41e为显示发动机11的控制状态的区域。在图17所示的例子中,作为发动机11的控制状态选择了“自动减速自动停止模式”。另外,“自动减速自动停止模式”表示根据发动机负荷小的状态的持续时间,自动降低发动机转速,进而自动停止发动机11的控制状态。此外,发动机11的控制状态中有“自动减速模式”、“自动停止模式”及“手动减速模式”等。
冷却水温显示区域41g为显示当前的发动机冷却水的温度状态的区域。在图17所示的例子中,显示有表示发动机冷却水的温度状态的条形图。另外,发动机冷却水的温度根据安装于发动机11的水温传感器11c输出的数据而显示。具体而言,冷却水温显示区域41g包含异常范围显示41g1、注意范围显示41g2、正常范围显示41g3、扇形区显示41g4及图标显示41g5。
异常范围显示41g1、注意范围显示41g2及正常范围显示41g3分别为用于向驾驶员通知发动机冷却水的温度处于异常高温状态、需注意的状态及正常状态的显示。并且,扇形区显示41g4为用于向驾驶员通知发动机冷却水的温度的高低的显示。并且,图标显示41g5是表示异常范围显示41g1、注意范围显示41g2、正常范围显示41g3及扇形区显示41g4为与发动机冷却水的温度相关的显示的记号图形等图标。另外,图标显示41g5也可以是表示与发动机冷却水的温度相关的显示的字符等。
在图17所示的例子中,扇形区显示41g4由单独控制点亮/熄灭状态的8个扇形区构成,冷却水温变得越高,点亮状态的扇形区的数量越增加。在图17所示的例子中,4个扇形区成为点亮状态。另外,在图17所示的例子中,各扇形区所表示的温度的宽度相同,但也可以按每个扇形区改变温度的宽度。
并且,在图17所示的例子中,异常范围显示41g1、注意范围显示41g2及正常范围显示41g3分别为以沿扇形区显示41g4的方式排列配置的圆弧状的图形,例如,始终以红色、黄色及绿色来点亮。扇形区显示41g4中,从第1个(最下位)至第6个扇形区属于正常范围,第7个扇形区属于注意范围,第8个(最上位)扇形区属于异常范围。
另外,冷却水温显示区域41g也将表示异常级别、注意级别及正常级别的字符、记号等显示于各自的边界,以代替将异常范围显示41g1、注意范围显示41g2及正常范围显示41g3以圆弧状的图形来显示。
另外,在燃料余量显示区域41h、尿素水余量显示区域41j及工作油温显示区域41k中也相同地,采用包含异常范围显示、注意范围显示、正常范围显示、扇形区显示及图标显示的上述结构。并且,在燃料余量显示区域41h及尿素水余量显示区域41j中,也可以表示“Full(加满状态)”的字符或“F”黑圆点(涂满的圆形记号)、表示“EMpty(空状态)”的字符“E”或白圆点(未涂满的圆形记号)等显示于各自的边界,以代替显示表示异常范围、注意范围及正常范围的圆弧状的图形。
燃料余量显示区域41h为显示储存于燃料箱的燃料的余量状态的区域。在图17所示的例子中,显示有表示当前的燃料的余量状态的条形图。另外,燃料的余量根据燃料余量传感器输出的数据而显示。
转速模式显示区域41i为图像显示通过发动机转速调整转盘75设定的当前的转速模式的区域。转速模式例如包含上述的SP模式、H模式、A模式及怠速模式这4个。在图17所示的例子中,显示有表示SP模式的记号“SP”。
尿素水余量显示区域41j为图像显示储存于尿素水箱的尿素水的余量状态的区域。在图17所示的例子中,显示有表示当前的尿素水的余量状态的条形图。另外,尿素水的余量根据设置于尿素水箱的尿素水余量传感器输出的数据而显示。
工作油温显示区域41k为显示工作油罐内的工作油的温度状态的区域。在图17所示的例子中,显示有表示工作油的温度状态的条形图。另外,工作油的温度根据油温传感器14c所输出的数据而显示。
并且,在图17所示的例子中,冷却水温显示区域41g、燃料余量显示区域41h、尿素水余量显示区域41j及工作油温显示区域41k各自的扇形区显示以沿相同的规定圆的圆周方向伸缩的方式显示。具体而言,冷却水温显示区域41g、燃料余量显示区域41h、尿素水余量显示区域41j及工作油温显示区域41k分别配置于该规定圆的左侧、上侧、下侧及右侧的部分。并且,在冷却水温显示区域41g及工作油温显示区域41k中,从上依次排列异常范围显示、注意范围显示及正常范围显示,在燃料余量显示区域41h及尿素水余量显示区域41j中,从左依次排列异常范围显示、注意范围显示及正常范围显示。并且,在燃料余量显示区域41h及尿素水余量显示区域41j中,扇形区显示以余量越多点亮状态的扇形区的数量越多的方式显示,第1个(右端)至第6个扇形区属于正常范围,第7个扇形区属于注意范围,第8个(左端)扇形区属于异常范围。
并且,在冷却水温显示区域41g、燃料余量显示区域41h、尿素水余量显示区域41j及工作油温显示区域41k中,也可以代替条形图显示而采用针显示。
摄像机图像显示区域41m为显示通过摄像装置80拍摄的摄像图像的区域。在图17所示的例子中,摄像机图像显示区域41m显示有通过前摄像机80F、左摄像机80L、右摄像机80R及后摄像机80B拍摄的多个摄像机图像的合成图像即俯瞰图像。具体而言,摄像机图像显示区域41m包含从上方观察了挖土机100的图形41m1及表示检测到的物体的位置的图形41m2、41m3。图形41m1为从上方观察了挖土机100的图形。图形41m2为表示检测到的物体的位置的图形,是以与动臂重叠的方式显示的框图像。图形41m3为表示检测到的物体的位置的文本信息,显示为“动臂上方1m”,通过下划线进行强调显示。
根据该结构,挖土机100的操作者通过观察显示画面41V,能够掌握是否检测到物体,并且,当检测到物体时,能够掌握物体相对于挖土机100的位置。在图17的例子中,挖土机100的操作者能够掌握在动臂上方1m的位置上检测到物体的情况。不仅在动臂上方,在斗杆打开方向、铲斗打开方向、动臂下方、斗杆收回方向及铲斗收回方向上也相同。而且,在摄像机图像显示区域41m,当挖土机100向存在于后方或左右中的任一处的障碍物接近时,也可以对该障碍物进行强调显示。由此,操作者也能够确认挖土机100在后方及左右方向上向障碍物的接近(向挖土机100的周围区域的进入物的有无)。
本国际申请主张基于2018年3月26日于日本申请的日本专利申请第2018-058913号的优先权,并将该申请的全部内容援用于本国际申请中。
符号的说明
1-下部行驶体,3-上部回转体,4-动臂,5-斗杆,6-铲斗,30-控制器,301-姿势掌握部,302-位置关系掌握部,303-禁止进入区域设定部,304-进入判定部,305-动作控制部,306-禁止进入区域解除部,307-显示控制部,40-显示装置,41-图像显示部,80-摄像装置,90-障碍物检测装置,100-挖土机,T1-发送装置。

Claims (14)

1.一种挖土机,其具有:
下部行驶体;
上部回转体,可回转地搭载于所述下部行驶体;
致动器,搭载于所述下部行驶体或所述上部回转体;及
控制装置,可限制所述致动器的动作,
所述控制装置具有动作控制部,所述动作控制部判定挖土机是否进入到对设置于施工区域内的障碍物设定的禁止进入区域,当判定为该挖土机已进入时,使该挖土机的动作减速或停止。
2.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述禁止进入区域根据设置于施工区域内的每个所述障碍物而设定。
3.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述禁止进入区域设定于所述障碍物的规定范围内。
4.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述禁止进入区域设定于所述障碍物与该挖土机之间。
5.根据权利要求1所述的挖土机,其具有:
障碍物检测装置,安装于所述上部回转体,
所述控制装置根据所述障碍物而设定所述禁止进入区域,所述障碍物根据所述障碍物检测装置的输出来检测。
6.根据权利要求1所述的挖土机,其具有:
禁止进入区域解除部,解除所述禁止进入区域的设定。
7.根据权利要求1所述的挖土机,其具有:
发送部,将所述障碍物与该挖土机之间的位置关系发送至外部。
8.根据权利要求1所述的挖土机,其具有:
显示部,将所述禁止进入区域重叠显示于配置图或施工计划图,
在所述显示部同时显示设定所述禁止进入区域前后的配置图或施工计划图。
9.根据权利要求8所述的挖土机,其中,
所述障碍物与该挖土机之间的位置关系重叠显示于所述配置图或所述施工计划图。
10.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
在所述上部回转体中设置有摄像机构。
11.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述控制装置根据所述禁止进入区域与该挖土机之间的位置关系而限制所述致动器的动作,所述禁止进入区域根据与输入于施工计划图的障碍物相关的数据来设定。
12.根据权利要求1所述的挖土机,其具备:
附属装置,设置于所述上部回转体;及
显示部,显示在所述附属装置的外侧区域中所述障碍物向所述附属装置的接近。
13.根据权利要求12所述的挖土机,其中,
所述显示部显示在侧面观察下所述障碍物向所述附属装置的接近。
14.根据权利要求12所述的挖土机,其中,
所述显示部显示在俯视观察下所述障碍物向所述附属装置的接近。
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