CN111655941A - 作业机械及包括作业机械的系统 - Google Patents
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Abstract
减少在挖掘作业中进行了无用操作的时间。作业机械具备:车身;行驶轮,其以能够旋转的方式安装于车身;工作装置,其能够相对于车身进行动作;操作装置,其用于操作行驶轮及工作装置;以及控制器,其对作业机械的动作进行控制。控制器在挖掘作业中,基于由操作装置输出的操作指令值,判断为进行了工作装置不移动的无用操作,并输出进行了无用操作的时间。
Description
技术领域
本发明涉及作业机械及包括作业机械的系统。
背景技术
关于作业机械,例如在国际公开第2007/072701号(专利文献1)中公开有如下技术:根据油门的开度以及发动机的实转数是否满足规定的运转条件,来判断是否显示用于向操作员提示节能运转的显示,从而对操作员提醒节能运转。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2007/072701号
发明内容
发明要解决的课题
在由轮式装载机进行的作业之中,使车辆前进且使动臂上升以用铲斗挖取砂土的挖掘是较多消耗燃料的作业之一。若挖掘时间较长,则对运转燃耗整体产生较大影响。因此,存在通过减少成为挖掘时间延长的原因的无用操作以缩短挖掘时间,从而想要改善燃耗这样的需求。
在本发明中,提供一种能够减少在挖掘作业中进行了无用操作的时间的作业机械以及包括作业机械的系统。
用于解决课题的手段
根据本发明的一方面,提供一种作业机械。作业机械具备:车身;行驶轮,其以能够旋转的方式安装于车身;工作装置,其能够相对于车身进行动作;操作装置,其用于操作行驶轮及工作装置;以及控制器,其对作业机械的动作进行控制。控制器在挖掘作业中,基于由操作装置输出的操作指令值,判断为进行了工作装置不移动的无用操作,并输出进行了无用操作的时间。
根据本发明的一方面,提供一种包括作业机械的系统。系统具备:车身;行驶轮,其以能够旋转的方式安装于车身;工作装置,其能够相对于车身进行动作;操作装置,其用于操作行驶轮及工作装置;以及控制器,其对作业机械的动作进行控制。控制器在挖掘作业中,基于由操作装置输出的操作指令值,判断为进行了工作装置不移动的无用操作,并输出进行了无用操作的时间。
发明效果
根据本发明,能够减少在挖掘作业中进行了无用操作的时间。
附图说明
图1是基于实施方式的轮式装载机的侧视图。
图2是轮式装载机的概略框图。
图3是说明由基于实施方式的轮式装载机进行的挖掘作业的图。
图4是示出构成轮式装载机的挖掘动作以及装入动作的一系列作业工序的例子的示意图。
图5是示出构成轮式装载机的挖掘动作以及装入动作的一系列作业工序的判定方法的表。
图6是说明由基于实施方式的轮式装载机进行的攒起作业的图。
图7是说明由基于实施方式的轮式装载机进行的推土作业的图。
图8是示出第一处理装置内的挖掘分类处理的流程图。
图9是用于判别由轮式装载机进行的作业内容的表。
图10是示出由轮式装载机进行的作业中的铲斗的铲尖的轨迹的图表。
图11是示出在发生无用操作时所执行的控制处理的流程图。
图12是示出判断有无发生工作装置失速的处理的流程图。
图13是示出显示于驾驶室内的显示部的显示的第一例的示意图。
图14是示出判断有无发生挖掘时打滑的处理的流程图。
图15是示出显示于驾驶室内的显示部的显示的第二例的示意图。
图16是示出基于第二实施方式的在发生无用操作时所执行的控制处理的流程图。
图17是示出显示于驾驶室内的显示部的显示的第三例的示意图。
图18是示出基于第三实施方式的在发生无用操作时所执行的控制处理的流程图。
图19是示出显示于第二处理装置的显示部的显示的一例的示意图。
图20是包括轮式装载机的系统的概略图。
具体实施方式
以下,基于附图对实施方式进行说明。在以下的说明中,对相同部件标注相同的附图标记。它们的名称以及功能也相同。因此,不重复针对它们的详细说明。
[第一实施方式]
<整体结构>
在实施方式中,作为作业机械的一例对轮式装载机1进行说明。图1是基于实施方式的轮式装载机1的侧视图。
如图1所示,轮式装载机1具备车身框架2(相当于实施方式中的车身)、工作装置3、行驶装置4、以及驾驶室5。行驶装置4包括行驶轮4a、4b。轮式装载机1能够通过驱动行驶轮4a、4b旋转而自行行驶,且能够使用工作装置3进行期望的作业。
车身框架2包括前框架11和后框架12。前框架11和后框架12以能够相互在左右方向上摆动的方式安装。在前框架11和后框架12安装有转向缸13。转向缸13是液压缸。转向缸13在来自转向泵(未图示)的工作油的作用下伸缩,以将轮式装载机1的行进方向左右变更。
在本说明书中,将轮式装载机1直行进驶的方向称为轮式装载机1的前后方向。在轮式装载机1的前后方向上,将相对于车身框架2配置有工作装置3一侧设为前方向,将与前方向相反的一侧设为后方向。轮式装载机1的左右方向是俯视观察时与前后方向正交的方向。向前看时的左右方向的右侧、左侧分别为右方向、左方向。轮式装载机1的上下方向是与由前后方向及左右方向确定的平面正交的方向。上下方向中地面所在的一侧为下侧,天空所在的一侧为上侧。
前后方向是坐在驾驶室5内的驾驶席上的作业者的前后方向。左右方向是坐在驾驶席上的作业者的左右方向。左右方向是轮式装载机1的车宽方向。上下方向是坐在驾驶席上的作业者的上下方向。与坐在驾驶席上的作业者正对的方向是前方向,坐在驾驶席上的作业者的背后方向是后方向。坐在驾驶席上的作业者正对正面时的右侧、左侧分别为右方向、左方向。坐在驾驶席上的作业者的脚底侧为下侧,头顶侧为上侧。
在前框架11安装有工作装置3及行驶轮4a。工作装置3包括动臂14和铲斗6。动臂14的基端部通过动臂销10以旋转自如的方式安装于前框架11。铲斗6通过位于动臂14的前端的铲斗销17以旋转自如的方式安装于动臂14。前框架11与动臂14通过动臂缸16连结。动臂缸16是液压缸。动臂缸16在来自工作装置泵25(参照图2)的工作油的作用下伸缩,从而动臂14升降。动臂缸16驱动动臂14。
工作装置3还包括双臂曲柄18、倾斜缸19及倾斜杆15。双臂曲柄18通过位于动臂14的大致中央的支承销18a而以旋转自如的方式支承于动臂14。倾斜缸19将双臂曲柄18的基端部与前框架11连结。倾斜杆15将双臂曲柄18的前端部与铲斗6连结。倾斜缸19是液压缸。倾斜缸19在来自工作装置泵25(参照图2)的工作油的作用下伸缩,从而铲斗6上下转动。倾斜缸19驱动铲斗6。
在后框架12安装有驾驶室5及行驶轮4b。驾驶室5配置于动臂14的后方。驾驶室5载置于车身框架2上。在驾驶室5内配置有操作员落座的座椅及操作装置等。
图2是示出轮式装载机1的结构的概略框图。轮式装载机1具备发动机20、动力取出部22、动力传递机构23、缸驱动部24、第一角度检测器29、第二角度检测器48、以及第一处理装置30。发动机20、动力取出部22、动力传递机构23、缸驱动部24、第一角度检测器29、第二角度检测器48、以及第一处理装置30搭载于图1所示的车身框架2。
发动机20是产生用于使轮式装载机1行驶的驱动力、并且产生用于使工作装置3动作的驱动力的驱动源的一例。发动机20是例如柴油发动机。通过调整向发动机20的缸内喷射的燃料量来控制发动机20的输出。
动力取出部22是将发动机20的输出分配给动力传递机构23和缸驱动部24的装置。
动力传递机构23是将来自发动机20的驱动力向行驶轮4a、4b传递的机构。动力传递机构23将输入轴21的旋转变速而输出至输出轴23a。
在动力传递机构23的输出轴23a安装有用于检测轮式装载机1的车速的车速检测器27。轮式装载机1包括车速检测器27。车速检测器27通过检测输出轴23a的旋转速度来检测基于行驶装置4的轮式装载机1的移动速度。车速检测器27作为用于检测输出轴23a的旋转速度的旋转传感器发挥功能。车速检测器27作为检测基于行驶装置4的移动的移动检测器发挥功能。车速检测器27将表示轮式装载机1的车速的检测信号向第一处理装置30输出。
缸驱动部24具有工作装置泵25及控制阀26。发动机20的输出经由动力取出部22向工作装置泵25传递。从工作装置泵25排出的工作油经由控制阀26向动臂缸16及倾斜缸19供给。
在动臂缸16安装有用于检测动臂缸16的油室内的液压的第一液压检测器28a、28b。轮式装载机1包括第一液压检测器28a、28b。第一液压检测器28a、28b具有例如顶侧压力检测用的压力传感器28a和底侧压力检测用的压力传感器28b。
压力传感器28a安装于动臂缸16的顶侧。压力传感器28a能够检测动臂缸16的缸顶侧油室内的工作油的压力(顶侧压力)。压力传感器28a将表示动臂缸16的顶侧压力的检测信号向第一处理装置30输出。
压力传感器28b安装于动臂缸16的底侧。压力传感器28b能够检测动臂缸16的缸底侧油室内的工作油的压力(底侧压力)。压力传感器28b将表示动臂缸16的底侧压力的检测信号向第一处理装置30输出。
第一角度检测器29例如是安装于动臂销10的电位计。第一角度检测器29检测表示动臂14的抬起角度(倾斜角度)的动臂角度。第一角度检测器29将表示动臂角度的检测信号向第一处理装置30输出。
具体而言,如图1所示,动臂角度θ是直线LB相对于水平线LH的角度,其中,水平线LH从动臂销10的中心向前方延伸,直线LB沿着从动臂销10的中心朝向铲斗销17的中心的方向延伸。将直线LB水平的情况定义为动臂角度θ=0°。在直线LB位于比水平线LH靠上方的情况下将动臂角度θ设为正。在直线LB位于比水平线LH靠下方的情况下将动臂角度θ设为负。
第一角度检测器29也可以是配置于动臂缸16的行程传感器。
第二角度检测器48例如是安装于支承销18a的电位计。第二角度检测器48对双臂曲柄18相对于动臂14的角度(双臂曲柄角度)进行检测,从而检测表示铲斗6相对于动臂14的倾斜角度的铲斗角度。第二角度检测器48将表示铲斗角度的检测信号向第一处理装置30输出。铲斗角度例如是直线LB与连结铲斗销17的中心和铲斗6的铲尖6a的直线所成的角度。在铲斗6的铲尖6a位于比直线LB靠上方的情况下将铲斗角度设为正。
第二角度检测器48也可以是配置于倾斜缸19的行程传感器。
轮式装载机1在驾驶室5内具备由操作员操作的操作装置。操作装置包括前进后退切换装置49、油门操作装置51、动臂操作装置52、铲斗操作装置54、以及制动操作装置58。前进后退切换装置49、油门操作装置51以及制动器操作装置58构成用于使轮式装载机1行驶的操作装置。动臂操作装置52以及铲斗操作装置54构成用于操作工作装置3的操作装置。
前进后退切换装置49包括操作构件49a和构件位置检测传感器49b。操作构件49a为了指示车辆的前进及后退的切换而由操作员操作。操作构件49a能够切换为前进(F)、中立(N)及后退(R)各位置。构件位置检测传感器49b检测操作构件49a的位置。构件位置检测传感器49b将由操作构件49a的位置表示的前进后退指令的检测信号(前进、中立、后退)向第一处理装置30输出。
油门操作装置51包括油门操作构件51a和油门操作检测部51b。油门操作构件51a为了设定发动机20的目标旋转速度而由操作员操作。油门操作检测部51b检测油门操作构件51a的操作量(油门操作量)。油门操作检测部51b将表示油门操作量的检测信号向第一处理装置30输出。
制动操作装置58包括制动操作构件58a和制动操作检测部58b。制动操作构件58a为了操作轮式装载机1的减速力而由操作员操作。制动操作检测部58b检测制动操作构件58a的操作量(制动操作量)。制动操作检测部58b将表示制动操作量的检测信号向第一处理装置30输出。作为制动操作量也可以使用制动油的压力。
动臂操作装置52包括动臂操作构件52a和动臂操作检测部52b。动臂操作构件52a为了使动臂14进行抬起动作或下降动作而由操作员操作。动臂操作检测部52b检测动臂操作构件52a的位置。动臂操作检测部52b将由动臂操作构件52a的位置表示的动臂14的抬起指令或下降指令的检测信号向第一处理装置30输出。
铲斗操作装置54包括铲斗操作构件54a和铲斗操作检测部54b。铲斗操作构件54a为了使铲斗6进行挖掘动作或倾倒动作而由操作员操作。铲斗操作检测部54b检测铲斗操作构件54a的位置。铲斗操作检测部54b将由铲斗操作构件54a的位置表示的向铲斗6的挖掘方向或倾倒方向的动作指令的检测信号向第一处理装置30输出。
第一角度检测器29、第二角度检测器48、第一液压检测器28a、28b、动臂操作检测部52b以及铲斗操作检测部54b包括在工作装置传感器中。工作装置传感器检测工作装置3的状态。另外,能够根据工作装置传感器的检测值来计算铲斗6内的装载重量。该工作装置传感器包括压力传感器和应变传感器中的至少一方。工作装置传感器包括工作装置位置传感器。工作装置位置传感器例如为第一角度检测器29、第二角度检测器48、动臂操作检测部52b以及铲斗操作检测部54b。
第一处理装置30由包括RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等存储装置、和CPU(Central Processing Unit)等运算装置的微型计算机构成。第一处理装置30对发动机20、工作装置3、动力传递机构23等的动作进行控制。第一处理装置30也可以作为轮式装载机1的控制器的功能的一部分来实现。
向第一处理装置30输入由车速检测器27检测的轮式装载机1的车速的信号、由第一角度检测器29检测的动臂角度的信号、由压力传感器28b检测的动臂缸16的底侧压力的信号、以及由前进后退切换装置49检测的前进后退指令的信号。第一处理装置30基于所输入的以上的信号对铲斗6的货物的搬运作业信息进行累积。
搬运作业信息例如是搬运作业次数、总搬运重量、总搬运距离、总工作量。搬运作业次数表示在从该累积开始到结束进行V形等规定的搬运作业的次数。该累积开始到结束的期间例如表示操作员在一天等规定的时间内驾驶轮式装载机1的期间。该期间可以按操作员进行管理。另外,该期间也可以由操作员手动设定。总搬运重量是从该累积开始到结束铲斗6搬运的货物的总重量。总搬运距离是从该累积开始到结束轮式装载机1在铲斗6装有货物的状态下移动的总距离。总工作量是从该累积开始到结束的总搬运重量与总搬运距离的乘积。
向第一处理装置30输入由第二角度检测器48检测的铲斗角度的信号。第一处理装置30基于轮式装载机1的车速的信号、动臂角度的信号、以及铲斗角度的信号来计算铲斗6的铲尖6a的当前位置。
轮式装载机1还具备显示部40以及输出部45。显示部40是配置于驾驶室5的供操作员目视确认的监视器。显示部40显示通过第一处理装置30计数的搬运作业信息。显示部40可以安装于驾驶室5的前柱。在驾驶室5的左侧面设置有用于供操作员乘降的门的情况下,显示部40也可以安装于驾驶室5的右前柱。
显示部40可以通过通信线缆与第一处理装置30有线连接。或者,显示部40也可以是经由无线LAN(Local Area Network)从第一处理装置30接收数据的结构。
输出部45向在轮式装载机1的外部设置的服务器(第二处理装置70)输出搬运作业信息。输出部45例如也可以具有无线通信等通信功能而与第二处理装置70的输入部71通信。或者,输出部45例如也可以是第二处理装置70的输入部71能够登录的便携存储装置(存储卡等)的接口。第二处理装置70具有与监视器功能对应的显示部75,能够显示从输出部45输出的搬运作业信息。
<挖掘作业>
本实施方式的轮式装载机1执行挖取砂土等挖掘对象物的挖掘作业。图3是说明基于实施方式的轮式装载机1进行的挖掘作业的图。
如图3所示,轮式装载机1在使铲斗6的铲尖6a铲入挖掘对象物100后,如图3中的曲线箭头所示那样,使铲斗6沿着铲斗轨迹L上升。由此,执行挖取挖掘对象物100的挖掘作业。
本实施方式的轮式装载机1执行将挖掘对象物100挖取到铲斗6中的挖掘动作和将铲斗6内的货物(挖掘对象物100)向自卸车200等搬运机械装入的装入动作。图4是示出构成基于实施方式的轮式装载机1的挖掘动作及装入动作的一系列作业工序的例子的示意图。轮式装载机1重复地依次进行下述那样的多个作业工序,对挖掘对象物100进行挖掘并将挖掘对象物100装入自卸车200等搬运机械。
如图4的(A)所示,轮式装载机1朝向挖掘对象物100前进。在该空载前进工序中,操作员操作动臂缸16及倾斜缸19,将工作装置3设为动臂14的前端位于低的位置且铲斗6朝向水平的挖掘姿态,使轮式装载机1朝向挖掘对象物100前进。
操作员使轮式装载机1前进,直至如图4的(B)所示那样铲斗6的铲尖6a铲入挖掘对象物100。在该挖掘(伸入)工序中,铲斗6的铲尖6a铲入挖掘对象物100。
如图4的(C)所示,之后操作员操作动臂缸16以使铲斗6上升,并且操作倾斜缸19以使铲斗6向后倾斜(tilt back)。通过该挖掘(挖取)工序,如图中的箭头所示那样,铲斗6沿着铲斗轨迹L上升,挖掘对象物100被挖取到铲斗6内。由此执行挖取挖掘对象物100的挖掘作业。
根据挖掘对象物100的种类,存在仅使铲斗6向后倾斜一次即便完成挖取工序的情况。或者,也存在在挖取工序中反复进行使铲斗6向后倾斜、中立、再次向后倾斜的动作的情况。
如图4的(D)所示,在由铲斗6挖取挖掘对象物100之后,操作员在载货后退工序中使轮式装载机1后退。操作员可以一边进行后退一边进行动臂抬起,也可以如图4的(E)所示那样一边进行前进一边进行动臂抬起。
如图4的(E)所示,操作员一边维持使铲斗6上升了的状态或使铲斗6上升,一边使轮式装载机1前进以接近自卸车200。通过该载货前进工序,铲斗6位于自卸车200的货箱的大致正上方。
如图4的(F)所示,操作员在规定位置使铲斗6倾倒以将铲斗6内的货物(挖掘对象物)装入自卸车200的货箱。该工序是所谓的排土工序。之后,操作员一边使轮式装载机1后退一边使动臂14下降,使铲斗6返回挖掘姿态。
以上是形成挖掘装入作业的一个循环的典型的作业工序。
图5是示出构成轮式装载机1的挖掘动作及装入动作的一系列作业工序的判定方法的表。
在图5所示的表中,在最上面的“作业工序”的行示出图4的(A)~图4的(F)所示的作业工序的名称。在其下的“前进后退切换杆”、“工作装置操作”及“工作装置缸压力”的行示出为了判定当前的作业工序为哪个工序而第一处理装置30(图2)使用的各种判定条件。
更详细而言,在“前进后退切换杆”的行以圆圈示出操作员针对前进后退切换杆(操作构件49a)进行的操作的判定条件。
在“工作装置操作”的行以圆圈示出针对工作装置3的操作员的操作的判定条件。更详细而言,在“动臂”的行示出与针对动臂14的操作相关的判定条件,在“铲斗”的行示出与针对铲斗6的操作相关的判定条件。
在“工作装置缸压力”的行示出工作装置3的液压缸的当前的液压例如动臂缸16的缸底室的液压的判定条件。在此,关于液压,预先设定四个基准值A、B、C、P,由该基准值A、B、C、P定义多个压力范围(低于基准值P的范围、基准值A到C的范围、基准值B到P的范围、低于基准值C的范围),这些压力范围设定为上述判定条件。四个基准值A、B、C、P的大小为A>B>C>P。
通过使用以上的各作业工序的“前进后退切换杆”、“动臂”、“铲斗”及“工作装置缸压力”的判定条件中的至少一个判定条件,从而第一处理装置30能够判定当前进行的作业处于哪个作业工序。
以下说明第一处理装置30进行图5所示的控制的情况下的具体动作。
与图5所示的各作业工序对应的“前进后退切换杆”、“动臂”、“铲斗”及“工作装置缸压力”的判定条件预先保存在存储部30j(图2)中。第一处理装置30基于来自前进后退切换装置49的信号而掌握当前针对前进后退切换杆的操作种类(F、N、R)。第一处理装置30基于来自动臂操作检测部52b的信号而掌握当前针对动臂14的操作种类(下降、中立或抬起)。第一处理装置30基于来自铲斗操作检测部54b的信号而掌握针对铲斗6的当前的操作种类(倾倒、中立或向后倾斜)。此外,第一处理装置30基于来自图2所示的压力传感器28b的信号而掌握动臂缸16的缸底室的当前的液压。
第一处理装置30将所掌握的当前的前进后退切换杆操作种类、动臂操作种类、铲斗操作种类及动臂缸液压(即当前的作业状态)和与预先存储的各作业工序对应的“前进后退切换杆”、“动臂”、“铲斗”及“工作装置缸压力”的判定条件进行对照。作为该对照的处理的结果,第一处理装置30判定与当前的作业状态最为一致的判定条件与哪个作业工序对应。
在此,与构成图5所示的挖掘装入动作的各作业工序对应的判定条件具体如下。
在空载前进工序中,前进后退切换杆为F,动臂操作与铲斗操作均为中立,工作装置缸压力低于基准值P。
在挖掘(伸入)工序中,前进后退切换杆为F,动臂操作与铲斗操作均为中立,工作装置缸压力处于基准值A至C的范围。
在挖掘(挖取)工序中,前进后退切换杆为F或R,动臂操作为抬起或中立,铲斗操作为向后倾斜,工作装置缸压力处于基准值A至C的范围。关于铲斗操作,也可以进一步追加向后倾斜与中立交替重复的判定条件。这是因为,根据挖掘对象物100的状态,存在重复进行使铲斗6向后倾斜、中立再向后倾斜的动作的情况。
在载货后退工序中,前进后退切换杆为R,动臂操作为中立或抬起,铲斗操作为中立,工作装置缸压力处于基准值B至P的范围。
在载货前进工序中,前进后退切换杆为F,动臂操作为抬起或中立,铲斗操作为中立,工作装置缸压力处于基准值B至P的范围。
在排土工序中,前进后退切换杆为F,动臂操作为抬起或中立,铲斗操作为倾倒,工作装置缸压力处于基准值B至P的范围。
在后退/动臂下降工序中,前进后退切换杆为R,动臂操作为下降,铲斗操作为向后倾斜,工作装置缸压力低于基准值P。
此外,图5中示出轮式装载机1单纯行驶的单纯行驶工序。在单纯行驶工序中,操作员将动臂14设为低的位置,使轮式装载机1前进。也存在在铲斗6中装载货物并搬运货物的情况,还存在在铲斗6中未装载货物而行驶的情况。在单纯行驶工序中,前进后退切换杆为F(前进时。后退时为R),动臂操作为中立,铲斗操作为中立,工作装置缸压力低于基准值C。
<攒起作业>
本实施方式的轮式装载机1执行将挖取到铲斗6中的砂土等挖掘对象物100原地排土并堆积的攒起作业。图6是说明由基于实施方式的轮式装载机1进行的攒起作业的图。
如图6所示,轮式装载机1在使铲斗6的铲尖6a铲入挖掘对象物100后,如图6中的曲线箭头所示那样,使铲斗6沿着铲斗轨迹L抬起。轮式装载机1进一步使铲斗6进行倾倒动作。由此执行将挖取到铲斗6中的挖掘对象物100原地排土并堆积的攒起作业。
在攒起作业中,由于铲斗6的倾倒动作在作业的结束时进行,因此通常作业结束时的动臂14的位置高于挖掘装入作业。在进行攒起作业的情况下,也存在轮式装载机1在挖掘对象物100的土堆上行驶而爬升至半山腰,以能够将挖取在铲斗6中的挖掘对象物100在更高的位置排土的情况。
<推土作业>
本实施方式的轮式装载机1通过以使铲斗6的铲尖6a位于地面附近的方式行驶,从而执行进行地面平整的推土(平整)作业。图7是说明基于实施方式的轮式装载机1进行的推土作业的图。
如图7所示,轮式装载机1在将铲斗6配置为铲尖6a位于地面附近之后,如图7中的箭头所示那样前进行驶。由此执行利用铲斗6的铲尖6a使地面均匀而进行地面平整的推土作业。在推土作业的结束时,存在为了对进入铲斗6内的砂土进行排土而使铲斗6进行倾倒动作的情况。
<作业内容的判别>
在本实施方式的轮式装载机1中,第一处理装置30判别工作装置3进行的作业内容是否是推土、攒起以及挖掘装入中的某一作业。将该作业内容的判别定义为挖掘分类。能够在例如挖掘作业的详细解析时使用挖掘分类。图8是示出第一处理装置30内的挖掘分类处理的流程图。
如图8所示,首先在步骤S11中判定作业工序是否为挖掘。如参照图4、5所说明的那样,第一处理装置30将当前的前进后退切换杆操作种类、动臂操作种类、铲斗操作种类及动臂缸液压(即当前的作业状态)和与预先存储的各作业工序对应的“前进后退切换杆”、“动臂”、“铲斗”及“工作装置缸压力”的判定条件进行对照,从而判定当前的作业工序是否为挖掘。
例如,第一处理装置30在前进后退切换杆为F且进行了使轮式装载机1前进的操作时,可以判定为挖掘作业中。也可以代替地,第一处理装置30基于前进后退切换杆为F与其他的判定条件例如工作装置缸压力为基准值C以上的组合,判定为挖掘作业中。
在判定作业工序为挖掘的情况下(步骤S11中为是),则在步骤S12、814、S16中进行挖掘作业的分类。即,关于挖掘作业判别是否是推土、攒起及挖掘装载中的某一作业。步骤S12、S14、S16的处理在各第一处理装置30的采样周期即实时执行。
在步骤S12中,在判定为挖掘的作业工序中,首先判别是否正在进行推土作业。图9是用于判别轮式装载机1进行的作业内容的表。图10是示出轮式装载机1进行的作业中的铲斗6的铲尖6a的轨迹的曲线图。图10中的(1)的横轴表示水平方向上的铲斗6的铲尖6a的轨迹(铲尖轨迹X、单位:m),图10中的(1)的纵轴表示垂直方向上的铲斗6的铲尖6a的轨迹(铲尖轨迹Y、单位:m)。图10中的(2)的横轴表示与图10中的(1)相同的铲尖轨迹X,图10中的(2)的纵轴表示参照图1、2所说明过的铲斗角度(单位:°)。
图9的(A)示出用于判别轮式装载机1的作业内容是否为推土作业的表。图10中的(1)的曲线(A)示出推土作业时的水平方向上的铲尖轨迹X与垂直方向上的铲尖轨迹Y的关系的一例。图10中的(2)的曲线(A)示出推土作业时的水平方向上的铲尖轨迹X与铲斗角度的关系的一例。
如参照图7所说明过的,轮式装载机1在执行推土作业时,以将铲斗6的铲尖6a配置于地面附近的状态前进行驶。在推土作业中铲尖6a沿垂直方向向上方移动的高度与伴随轮式装载机1的行驶而铲尖6a沿水平方向移动的长度相比足够小。如图10中的(1)的曲线(A)所示,可知在推土作业中,与后述的攒起作业、挖掘装入作业相比,相对于铲尖轨迹Y而铲尖轨迹X较长。
因此,基于铲尖轨迹X和铲尖轨迹Y来判别作业内容是否为推土作业。具体而言,将作业结束时的铲斗6的铲尖6a的位置的铲尖轨迹X及铲尖轨迹Y的坐标与存储有铲尖轨迹X与铲尖轨迹Y的关系的表进行对照,从而判别是否为推土作业。
更详细而言,若作业结束时的铲斗6的铲尖6a的位置的铲尖轨迹X及铲尖轨迹Y的坐标在上述表中包含于判别为推土作业的范围内,则判别为推土作业。例如,在相对于轮式装载机1的行驶距离而铲斗6的铲尖6a的位置接近地面、且未进行使动臂14抬起的动作或虽然进行动臂14的抬起动作但其抬起移动量很小的情况下,判别作业内容为推土作业。
也可以替代于此,不使用铲尖轨迹Y,而仅通过将铲尖轨迹X与规定值对比来判别作业内容是否为推土作业。例如,若作业结束时的铲斗6的铲尖6a的位置的铲尖轨迹X的坐标的值为规定值以上,则至作业结束时的轮式装载机1的行驶距离较大,在该情况下判别作业内容为推土作业。
为了在推土作业结束时进行排土,如图9的(A)所示,在使动臂14抬起一次后使铲斗6进行倾倒操作。此外,也可以基于前进后退切换杆操作的变化、动臂操作的变化、铲斗操作的变化、铲尖轨迹X的变化、铲尖轨迹Y的变化、铲斗角度的变化或这些的组合,判别是否为推土作业。
在图8的步骤S12中判别作业内容为推土的情况(步骤S12中为是)下,进入步骤S13,将挖掘分类作为推土而存储。
另一方面,在步骤S12中判别作业内容不是推土的情况(步骤S12中为否)下,进入步骤S14,进行是否正在进行挖掘装入作业的判别。图9的(B)示出用于判别轮式装载机1的作业内容是否为挖掘装入作业的表。图10中的(1)的曲线(B)示出挖掘装入作业时的水平方向上的铲尖轨迹X与垂直方向上的铲尖轨迹Y的关系的一例。图10中的(2)的曲线(B)示出挖掘装入作业时的水平方向上的铲尖轨迹X与铲斗角度的关系的一例。
在实施图3所示的挖掘装入的情况下,为了挖取砂土,如图9的(B)的表所示,在挖掘中进行向后倾斜操作。由此,如图10中的(2)的曲线B所示,在挖掘结束附近,铲斗角度与攒起作业、推土作业相比变大。
因此,基于铲斗角度来判别是否为挖掘装入作业。具体而言,通过将铲斗角度与规定值对比来判别是否为挖掘装入作业。更详细而言,若作业结束时的铲斗角度大于规定值,则判别为挖掘装入作业。此外,也可以基于前进后退杆操作的变化、动臂角度的变化、铲斗角度的变化、铲尖轨迹的变化或它们的组合来判别是否为挖掘装入作业。
在图8的步骤S14中判别作业内容为挖掘装入的情况(步骤S14中为是)下,进入步骤S15,将挖掘分类作为挖掘装入而存储。
另一方面,在步骤S14中,在判别作业内容不是挖掘装入的情况(步骤S14中为否)下,进入步骤S16,进行是否正在进行攒起作业的判别。图9的(C)中示出用于判别轮式装载机1的作业内容是否为攒起作业的表。图10中的(1)的曲线(C)示出攒起作业时的水平方向上的铲尖轨迹X与垂直方向上的铲尖轨迹Y的关系的一例。图10中的(2)的曲线(C)示出攒起作业时的水平方向上的铲尖轨迹X与铲斗角度的关系的一例。
在攒起的情况下,如图9的(C)的表所示,在挖掘结束附近为了对铲斗6内的砂土进行排土而进行倾倒操作。因此,基于在挖掘中进行了铲斗6的倾倒操作的情况来判别是否为攒起作业。
另外,为了在挖掘结束附近进行倾倒操作,如图10中的(1)的曲线(C)所示,铲尖轨迹Y从抬起转为下降。因而,也可以基于铲尖轨迹Y来判别是否为攒起作业。
另外,如图10中的(2)的曲线(C)所示,与挖掘装入相比铲斗角度的值变小。因而,也可以基于铲斗角度来判别是否为攒起作业。
在图9的步骤S16中判别作业内容为攒起的情况(步骤S16中为是)下,进入步骤S17,将挖掘分类作为攒起而存储。
另一方面,在步骤S16中判别作业内容不是攒起的情况(步骤S16中为否)下,进入步骤S18,将挖掘分类作为不明而存储。
作为挖掘分类为不明的类型,可列举挖掘刚刚开始后。如图9的(A)~(C)及图10的曲线(A)~(C)所示,在挖掘开始时刻,工作装置在挖掘装入、攒起、推土中的动作没有很大差异,因此存在挖掘分类被判别为不明的情况。
如图9、图10所示,在挖掘结束附近,推土、挖掘装入、攒起的差异显著出现。因此,作为识别处于挖掘最后阶段的条件,也可以将前进后退切换杆的操作加入判别条件。
基于在图8的步骤S12~S18中实时计算出的挖掘分类的判别数据,在步骤S19中累积记录时刻、作业工序、以及挖掘分类。第一处理装置30参照计时器30t(图2)将作业的开始时刻以及结束时刻存储于存储部30i。第一处理装置30将判别为在该时间内所进行的作业内容存储于存储部30j。
在判定作业工序不是挖掘的情况下(步骤S11中为否),在步骤S20中判定此前的作业工序是否为挖掘。即,在步骤S20中,判定作业工序是否从挖掘进入除了挖掘以外的工序(挖掘结束)。
在步骤S20中判定此前的作业工序为挖掘的情况下(步骤S20中为是),在步骤S21中,对自作业工序从不是挖掘转入挖掘起到作业工序从挖掘转入不是挖掘、即自挖掘开始到挖掘结束为止的挖掘分类进行更新。
如上述那样,进行工作装置3进行的作业内容是否为推土、攒起以及挖掘装入中的某一作业的判别(图8的结束)。
参照图8~10所说明的挖掘分类是判别作业内容是否为挖掘的手段的一例,但并不局限于此。例如,也可以使用检测工作装置3的位置的位置传感器、具体而言图1、2所示的第一角度检测器29以及第二角度检测器48的检测结果,来计算动臂14以及铲斗6的位置的经时变化,从而判别作业内容。除了基于搭载于轮式装载机1的传感器的信号来检测轮式装载机1的状态的例子之外,例如也可以通过使用从外部对轮式装载机1进行拍摄的相机(摄像装置)等设置于轮式装载机1的外部的传感器来检测轮式装载机1的状态,从而判别工作装置3进行的作业内容。
<发生无用操作时的控制>
在本实施方式的轮式装载机1中,第一处理装置30在判定作业工序为挖掘的时间内,判断是否进行了工作装置3不移动的无用操作。第一处理装置30还在判断为进行了无用操作的情况下,执行消除该无用操作那样的控制。
例如,可列举工作装置失速(stall)、以及挖掘时打滑(slip)作为无用操作的一例。工作装置失速是指,由于铲斗6的铲尖6a深挖至挖掘对象物100,从而即使操作员操作动臂操作构件52a以欲使动臂14进行抬起动作,而实际上动臂14无法上升的状况。挖掘时打滑是指,由于在挖掘作业中没有输入挖掘所需的工作装置3的操作指令而升力不足,从而行驶轮4a、4b相对于地面滑动的状况、特别是构成轮式装载机1的前轮的行驶轮4a空转的状况。
图11是示出在发生无用操作时所执行的控制处理的流程的流程图。如图11所示,首先,在步骤S31中,进行作业工序的判定。在与图8的步骤S11对应的作业工序的判定中,进行当前的作业工序是否为挖掘的判定。
接下来,在步骤S32中,根据步骤S31中的判定的结果,判断是否判定为作业工序为挖掘。在判断为作业工序为挖掘的情况(步骤S32中为是)下,进入步骤S33,进行挖掘时间的计算。
第一处理装置30从计时器30t读取作业的开始时间点的时刻(T0)。另外,第一处理装置30从计时器30t读取当前的时刻(T1)。第一处理装置30计算从作业的开始时间点的时刻至当前的时刻为止的经过时间(T=T1-T0),并将其作为挖掘时间。第一处理装置30持续进行挖掘时间的计算直至作业结束。第一处理装置30通过在至上次的作业结束时为止的挖掘时间加上本次的作业中的挖掘时间,从而累积挖掘时间。
接下来,在步骤S34中,判断有无工作装置失速的发生。图12是示出判断有无工作装置失速发生的处理的流程图。
在判断有无工作装置失速发生时,如图12所示,首先,在步骤S51在内,判断从动臂操作装置52输出的用于使动臂14动作的操作指令值是否大于上位阈值。
在此,操作指令值表示,根据操作员操作动臂操作构件52a的操作量而动臂操作检测部52b向第一处理装置30输出的检测信号的大小。操作指令值具有上位闽值以及后述的图14所示的下位阈值。上位阈值设定为比下位阈值大的闽值。例如,上位阈值设定为接近操作指令值的最大值的值。下位阈值设定为接近操作指令值的最小值的值。在将操作指令值的范围设为0%~100%的情况下,例如可以将上位阈值设为80%。可以将下位阈值设为5%。
在操作指令值大于上位阈值的情况(步骤S51中为是)下,接下来,在步骤S52中,判断动臂14的上升速度是否小于阈值。动臂14的上升速度能够根据例如将通过第一角度检测器29(图1、2)检测的动臂角度的值在时间上进行微分而得的角速度来得到。如图5以及图9的(B)所示,在挖掘作业中进行抬起动臂14的操作。因此,在步骤S52中,针对动臂14上升的速度进行判断。
工作装置失速是如上述那样动臂14不上升的状况,因此动臂14的上升速度的阈值设定为接近上升速度的设定值的最小值的值。在将动臂14的上升速度的范围设为0%~100%的情况下,例如可以将阈值设为5%。
在动臂14的上升速度小于阈值的情况(步骤S52中为是)下,是如下状况,即使判断为欲使动臂14进行抬起动作的操作员的操作量较大,实际上动臂14不上升。在该情况下,进入步骤S53,判断为发生了工作装置失速。
在动臂14的操作指令值为上位阈值以下的情况(步骤S51中为否)、以及动臂14的上升速度为阈值以上的情况(步骤S52中为否)下,进入步骤S54,判断为未发生工作装置失速。如上述那样判断有无工作装置失速的发生(图12的结束)。
返回图11,在判断为发生了工作装置失速的情况(步骤S34中为是)下,进入步骤S35,进行工作装置失速时间的计算。
第一处理装置30从计时器30t读取开始判断为发生了工作装置失速的时刻(T2)。另外,第一处理装置30从计时器30t读取不再判断为发生了工作装置失速、即消除了工作装置失速的时刻(T3)。第一处理装置30计算发生了工作装置失速的时间(T=T3-T2)。第一处理装置30通过将至此为止的挖掘作业中的发生了工作装置失速的时间加上本次的工作装置失速的时间,从而累积工作装置失速时间。
接下来,在步骤S36中,使监视器(显示部40)的工作装置失速警示灯82点亮。图13是示出显示于驾驶室5内的显示部40(一并参照图1、2)的显示的第一例的示意图。
在图13所示的显示部40上,显示有燃耗表81、工作装置失速警示灯82、挖掘时打滑警示灯83。在发生了工作装置失速的期间,第一处理装置30向显示部40发送使工作装置失速警示灯82点亮的指令信号。从第一处理装置30接收到指令信号的显示部40使工作装置失速警示灯82点亮。工作装置失速警示灯82在发生了工作装置失速的期间点亮,并将发生了工作装置失速的状况显示于显示部40的画面。工作装置失速警示灯82向搭乘于驾驶室5内的操作员通知发生了工作装置失速的情况。
也可以取代工作装置失速警示灯82的点亮、或除此之外,在发生了工作装置失速的期间发出声音信号,以向操作员通知发生了工作装置失速的情况。
目视确认工作装置失速警示灯82的点亮而认识到工作装置失速的发生的操作员进行用于消除工作装置失速的操作。更详细而言,操作员进行使铲斗6向后倾斜的操作。即使在发生了无法使动臂14上升的工作装置失速的情况下,在铲斗6的向后倾斜操作时,挖掘对象物100对铲斗6作用的负载较小。在工作装置失速的发生时,首先使铲斗6向后倾斜以减小对工作装置3施加的负载,从而变得能够使动臂14进行抬起动作。因此消除工作装置失速。
需要说明的是,图13所示的燃耗表81具有针状部81N。燃耗表81还具有第一计量表区域81A、第二计量表区域81B以及第三计量表区域81C。第一计量表区域81A、第二计量表区域81B以及第三计量表区域81C按照燃耗良好的顺序设定。在燃耗较优时,针状部81N重叠于第一计量表区域81A而显示。在燃耗较差而需要改善时,针状部81N重叠于第三计量表区域81C而显示。
针状部81N可以基于燃耗的实时的检测结果而改变位置,也可以基于规定的时间内或者规定的作业次数中的燃耗的平均值而改变位置。也可以对第一计量表区域81A、第二计量表区域81B以及第三计量表区域81C分别用不同的颜色进行着色。例如,可以对第一计量表区域81A以绿色着色,对第二计量表区域81B以黄色着色,对第三计量表区域81C以红色着色。
返回图11,接下来,在步骤S37中,判断有无挖掘时打滑的发生。需要说明的是,在判断为未发生工作装置失速的情况(步骤S34中为否)下,不进行步骤S35、S36的处理,接着步骤S34的判断而进行步骤S37的判断。图14是示出判断挖掘时打滑发生的有无的处理的流程图。
在判断挖掘时打滑发生的有无时,如图14所示,首先,在步骤S61中,判断从动臂操作装置52输出的用于使动臂14动作的操作指令值是否比下位阈值小。下位阈值是关于图12所示的上位阈值所说明过的、针对操作指令值设定的阈值之一。
在进行将动臂14抬起的操作时,从挖掘对象物100对工作装置3作用的反作用力对行驶轮4a施加向下的力,从而不容易发生行驶轮4a的打滑。在操作指令值小于下位阈值的情况(步骤S61中为是)下,欲使动臂14进行抬起动作的操作员的操作量较小。在该情况下,存在发生打滑的可能性。另一方面,如图5以及图9的(B)所示,也可以进行使动臂14保持中立且仅通过铲斗6的向后倾斜而将挖掘对象物100挖取至铲斗6的作业。
因此,接下来,在步骤S62中,判断行驶轮4a、4b的旋转速度是否比阈值大。行驶轮4a、4b的旋转速度能够根据例如通过车速检测器27检测的输出轴23a的旋转速度而得到。
在行驶轮4a、4b的旋转速度比阈值大情况(步骤S62中为是)下,为欲使动臂14进行抬起动作的操作员的操作量较小、且欲使轮式装载机1前进行驶的操作员的操作量较大的状况。在该情况下,进入步骤S63,判断为发生了挖掘时打滑。
在动臂14的操作指令值为下位阈值以上的情况(步骤S61中为否)、以及行驶轮4a、4b的旋转速度为阈值以下的情况(步骤S62中为否)下,进入步骤S64,判断为未发生挖掘时打滑。如上述那样判断有无挖掘时打滑的发生(图14的结束)。
返回图11,在判断为发生了挖掘时打滑的情况(步骤S37中为是)下,进入步骤S38,进行挖掘时打滑时间的计算。
第一处理装置30从计时器30t读取开始判断为发生了挖掘时打滑的时刻(T4)。另外,第一处理装置30从计时器30t读取不再判断为发生了挖掘时打滑、即消除了挖掘时打滑的时刻(T5)。第一处理装置30计算发生了挖掘时打滑的时间(T=T5-T4)。第一处理装置30通过将至此为止的挖掘作业中的发生了挖掘时打滑的时间加上本次的挖掘时打滑的时间,从而累积挖掘时打滑时间。
接下来,在步骤S39中,使监视器(显示部40)的挖掘时打滑警示灯83点亮。一并参照图13,在发生了挖掘时打滑的期间,第一处理装置30向显示部40发送使挖掘时打滑警示灯83点亮的指令信号。从第一处理装置30接收到指令信号的显示部40使挖掘时打滑警示灯83点亮。挖掘时打滑警示灯83在发生了挖掘时打滑的期间点亮,并将发生了挖掘时打滑的状况显示于显示部40的画面。挖掘时打滑警示灯83向搭乘于驾驶室5内的操作员通知发生了挖掘时打滑的情况。
也可以取代挖掘时打滑警示灯83的点亮、或除此之外,在发生了挖掘时打滑的期间发出声音信号,以向操作员通知发生了挖掘时打滑的情况。在使用声音信号的情况下,优选在工作装置失速的发生时和挖掘时打滑的发生时发出不同的声音信号。
目视确认挖掘时打滑警示灯83的点亮而认识到挖掘时打滑的发生的操作员进行用于消除挖掘时打滑的操作。更详细而言,操作员进行使动臂14上升的操作。通过使动臂14上升,从而从挖掘对象物100对工作装置3作用向下的反作用力。该反作用力传递至行驶轮4a,从而行驶轮4a被向地面按压,在地面与行驶轮4a的接触部分作用的摩擦力增大。因此,行驶轮4a不会相对于地面空转,从而消除挖掘时打滑。
接下来,在步骤S40中,输出发生了工作装置失速的时间。接下来,在步骤S41中,输出发生了挖掘时打滑的时间。需要说明的是,在判断为未发生挖掘时打滑的情况(步骤S37中为否)下,不进行步骤S38、S39的处理,接着步骤S37的判断而进行步骤S40、S41的处理。
图15是示出显示于驾驶室5内的显示部40的显示的第二例的示意图。在图15所示的显示部40上,显示有工作装置失速指示器84、挖掘时打滑指示器85、以及计量表86。在计量表86中示出全挖掘时间内的工作装置失速的发生时间以及挖掘时打滑的发生时间。工作装置失速指示器84和挖掘时打滑指示器85是即挖掘时的无用操作的发生比例为基础而将挖掘作业的优劣可视化的指示器。
工作装置失速指示器84具有针状部84N、第一区域84A、以及第二区域84B。第一区域84A与第二区域84B的边界表示工作装置失速的发生时间的允许极限。若针状部84N重叠于第一区域84A而显示,则发生了工作装置失速的时间较少,进行了良好的挖掘。另一方面,若针状部84N重叠于第二区域84B而显示,则发生了工作装置失速的时间较多,挖掘作业的效率较差,因此燃耗也较差。工作装置失速指示器84起到对目视确认显示部40的操作员进行提示以使得不发生工作装置失速的作用。
需要说明的是,工作装置失速指示器84并非示出相对于全挖掘时间的工作装置失速的发生时间,而是示出发生了工作装置失速的实际时间与工作装置失速的允许极限的比较,对此应当注意。
挖掘时打滑指示器85具有针状部85N、第一区域85A、以及第二区域85B。第一区域85A与第二区域85B的边界表示挖掘时打滑的发生时间的允许极限。若针状部85N重叠于第一区域85A而显示,则发生了挖掘时打滑的时间较少,进行了良好的挖掘。另一方面,若针状部85N重叠于第二区域85B而显示,则发生了挖掘时打滑的时间较多,挖掘作业的效率交叉,因此燃耗也较差。挖掘时打滑指示器85起到对目视确认显示部40的操作员进行提示以使得不发生挖掘时打滑的作用。
需要说明的是,挖掘时打滑指示器85并非示出相对于全挖掘时间的挖掘时打滑的发生时间,而是示出发生了挖掘时打滑的实际时间与挖掘时打滑的允许极限的比较,对此应当注意。
在步骤S32的判断中判断为作业内容不是挖掘的情况(步骤S32中为否)下,跳过步骤S33~S39的处理而进行步骤S40、S41中的输出的处理。接着,结束处理(图11的结束)。
如上述那样,第一处理装置30在无用操作的发生时能够输出与工作装置的操作相关的指令信号。在基于用于使动臂14动作的操作指令值比上位阈值大的情况而判断为发生了工作装置失速时,作为与使工作装置3工作相关的信号,能够向显示部40输出使工作装置失速警示灯82点亮的指令信号。在基于用于使动臂14动作的操作指令值比下位阈值小的情况而判断为发生了挖掘时打滑时,作为与使工作装置工作相关的信号,能够向显示部40输出使挖掘时打滑警示灯83点亮的指令信号。
[第二实施方式]
图16是示出基于第二实施方式的在发生无用操作时所执行的控制处理的流程图。图16所示的第二实施方式的处理就如下方面与图11所示的第一实施方式的处理不同:取代步骤S36而包括使监视器(显示部40)的向后倾斜指令显示点亮的步骤S76,取代步骤S39而包括使监视器(显示部40)的动臂抬起指令显示点亮的步骤S79。
图17是示出显示于驾驶室5内的显示部40的显示的第三例的示意图。在图17所示的显示部40上,显示有与图13同样的燃耗表81、向后倾斜指令灯87、以及动臂抬起指令灯88。
在步骤S34的判断中判断为发生了工作装置失速的情况下,在发生了工作装置失速的期间,第一处理装置30向显示部40发送使向后倾斜指令灯87点亮的指令信号。从第一处理装置30接收到指令信号的显示部40使向后倾斜指令灯87点亮。向后倾斜指令灯87在发生了工作装置失速的期间点亮,以对搭乘于驾驶室5内的操作员提醒铲斗6的向后倾斜操作。
目视确认到向后倾斜指令灯87的点亮的操作员进行使铲斗6向后倾斜的操作。由此,如上所述,消除工作装置失速。
在步骤S37的判断中判断为发生了挖掘时打滑的情况下,在发生了挖掘时打滑的期间,第一处理装置30向显示部40发送使动臂抬起指令灯88点亮的指令信号。从第一处理装置接收到指令信号的显示部40使动臂抬起指令灯88点亮。动臂抬起指令灯88在发生了挖掘时打滑的期间点亮,以对搭乘于驾驶室5内的操作员提醒动臂抬起操作。
目视确认到动臂抬起指令灯88的点亮的操作员进行使动臂14上升的操作。由此,如上所述,消除挖掘时打滑。
这样,第一处理装置30能够在无用操作的发生时输出与工作装置的操作相关的指令信号。在基于用于使动臂14动作的操作指令值比上位阈值大的情况而判断为发生了工作装置失速时,作为与使工作装置3工作相关的信号,能够向显示部40输出用于使向后倾斜指令灯87点亮的指令信号。在基于用于使动臂14动作的操作指令值比下位阈值小的情况而判断为发生了挖掘时打滑时,作为与使工作装置3工作相关的信号,能够向显示部40输出用于使动臂抬起指令灯88点亮的指令信号。
[第三实施方式]
图18是示出基于第三实施方式的在发生无用操作时所执行的控制处理的流程图。图18所示的第三实施方式的处理就如下方面与图11所示的第一实施方式的处理不同:取代步骤S36而包括输出向后倾斜指令信号的步骤S86,取代步骤S39而包括输出动臂抬起操作指令的步骤S89。
在步骤S34的判断中判断为发生了工作装置失速的情况下,第一处理装置30输出使铲斗6向后倾斜的指令信号。更详细而言,第一处理装置30向控制阀26输出向倾斜缸19的底侧油室供给工作油的指令信号。接收到指令信号的控制阀26向倾斜缸19的底侧油室供给工作油,从而倾斜缸19伸长。此时双臂曲柄18以支承销18a为中心而向图1中的逆时针方向旋转,从而经由倾斜杆15对铲斗6作用驱动力,铲斗6以向后倾斜的方式进行动作。
在步骤S37的判断中判断为发生了挖掘时打滑的情况下,第一处理装置30输出使动臂14上升的指令信号。更详细而言,第一处理装置30向控制阀26输出向动臂缸16的底侧油室供给工作油的指令信号。接收到指令信号的控制阀向动臂缸16的底侧油室供给工作油,从而动臂缸16伸长。由此,对动臂14作用驱动力,动臂14以上升的方式进行动作。
这样,第一处理装置30能够在无用操作的发生时输出与工作装置的操作相关的控制信号。在基于用于使动臂14动作的操作指令值比上位阈值大的情况而判断为发生了工作装置失速时,作为与使工作装置3工作相关的信号,能够向控制阀26输出使铲斗6向后倾斜的控制信号。在基于用于使动臂14动作的操作指令值比下位阈值小的情况而判断为发生了挖掘时打滑时,作为与使工作装置3工作相关的信号,能够向控制阀26输出使动臂14上升的控制信号。
[第四实施方式]
在上述的第一实施方式中,参照图15对在驾驶室5内的显示部40显示发生了工作装置失速以及挖掘时打滑的时间的例子进行了说明。并不局限于该例子,也可以是,从第一处理装置30向轮式装载机1的外部的第二处理装置70发送与进行了无用操作的时间相关的信息,从而在第二处理装置70的显示部显示进行了无用操作的时间。图19是示出显示于第二处理装置70的显示部75的显示的一例的示意图。
显示于显示部75的信息并非实时通知无用操作的发生,而是显示与相对于恒定期间内的挖掘时间的无用操作的发生时间相关的记录。显示91A示出在10天内发生了工作装置失速的时间。显示91B示出在3个月内发生了工作装置失速的时间。显示91C示出在10天内发生了挖掘时打滑的时间。显示92D示出在3个月内发生了挖掘时打滑的时间。
这样,通过将挖掘时间、工作装置失速的发生时间、以及挖掘时打滑的发生时间可视化,从而能够容易地评价挖掘作业的优劣。也可以是,为每位操作员显示作业的状况,从而能够活用于经验较少的操作员的驾驶指导。也可以是,将图19所示的显示作为网络内容进行提供,从而能够从远程位置确认、或在多个地点共享挖掘作业的状况。
也可以是,通过与第二处理装置70连接的未图示的打印机,将无駄作业的发生状况作为印刷物输出。
[第五实施方式]
在至此为止的实施方式的说明中,对轮式装载机1具备第一处理装置30、且搭载于轮式装载机1的第一处理装置30进行发生无用操作时的控制的例子进行了说明。也可以是,进行发生无用操作时的控制的控制器并不一定搭载于轮式装载机1。
图20使包括轮式装载机1的系统的略图。也可以是,轮式装载机1的第一处理装置30构成如下系统:不进行将通过各种传感器检测到的表示轮式装载机1的状态的信号向外部的控制器130发送的处理,而接收到信号的外部的控制器130进行无用作业发生时的控制。控制器130可以配置于轮式装载机1的作业现场,也可以配置于远离轮式装载机1的作业现场的远程位置。
在第一实施方式中所说明过的第一处理装置30以及在第五实施方式中所说明过的控制器130可以由单一的装置构成,也可以由多个装置构成。也可以是,将构成第一处理装置30和/或控制器130的多个装置分散配置。
[作用以及效果]
接下来,对上述的实施方式的作用以及效果进行说明。
在实施方式中,如图12、14所示,第一处理装置30基于由用于操作行驶轮4a以及工作装置3的操作装置输出的操作指令值,判断为进行了工作装置3不移动的无用操作。如图11、15、19所示,第一处理装置30输出进行了无用操作的时间。
通过输出进行了工作装置3不移动的无用操作的时间,从而操作员或管理者能够容易地掌握无用操作的发生。操作员能够自我意识到要减少无用操作来进行作业。指导者能够指导操作员减少无用操作。因此,能够减少在挖掘作业中进行了无用操作的时间。
如图2所示,在轮式装载机1设置有检测轮式装载机1的状态的多个传感器。如图9、10所示,第一处理装置30基于传感器的信号来判定是否为挖掘作业中。由此,能够准确地判定是否为挖掘作业中。
如图11、15、19所示,第一处理装置30在判断为在挖掘作业中发生了行驶轮4a相对于地面滑动的挖掘时打滑时,输出发生了挖掘时打滑的时间。通过使操作员意识到要减少挖掘时打滑,从而能够在短时间内消除挖掘时打滑。
如图14所示,第一处理装置30在用于使动臂14动作的操作指令值小于下位阈值时,判断为发生了挖掘时打滑。这样的话,能够明确且简单地对发生了挖掘时打滑的情况进行判断。
如图2、14所示,第一处理装置30基于车速检测器27的信号来运算行驶轮4a的旋转速度。这样的话,能够更可靠地判断发生了挖掘时打滑。
如图11、15、19所示,第一处理装置30在判断为在挖掘作业中发生了工作装置3不移动的工作装置失速时,输出发生了工作装置失速的时间。通过使操作员意识到要减少工作装置失速,从而能够在短时间内消除工作装置失速。
如图12所示,第一处理装置30在用于使动臂14动作的操作指令值比上位阈值大、且动臂14的上升速度比阈值小时,判断为发生了工作装置失速。这样的话,能够明确且简单地对发生了工作装置失速的情况进行判断。
如图15所示,第一处理装置30还输出判断为挖掘作业中的时间。操作员或管理者能够容易地掌握挖掘作业的时间。
如图15、19所示,第一处理装置30输出进行了无用操作的时间相对于判断为挖掘作业中的时间的比率。操作员或管理者能够容易地把握进行了无用操作的时间的比率是否低于允许极限,从而能够更有效地使操作员意识到要减少无用操作。
能够应用本发明的思想的作业机械不局限于轮式装载机,也可以是液压挖掘机、推土机、或者机动平地机等具有工作装置的作业机械。
应知本次公开实施方式在全部方面均为例示而非作出限制。本发明的范围并非由上述说明示出而由请求保护的范围示出,包括与请求保护的范围等同的含义及范围内的全部变更。
附图标记说明:
1轮式装载机;3工作装置;4行驶装置;4a、4b行驶轮;6铲斗;6a铲尖;14动臂;16动臂缸;19倾斜缸;20发动机;23动力传递机构;26控制阀;27车速检测器;28a、28b压力传感器;29第一角度检测器;30第一处理装置;30j存储部;30t计时器;40;75显示部;45输出部;48第二角度检测器;49前进后退切换装置;49a操作构件;49b构件位置检测传感器;51油门操作装置;51a油门操作构件;51b油门操作检测部;52动臂操作装置;52a动臂操作构件;52b动臂操作检测部;54铲斗操作装置;54a铲斗操作构件;54b铲斗操作检测部;58制动器操作装置;58a制动器操作构件;58b制动器操作检测部;70第二处理装置;81燃耗表;81A第一计量表区域;81B第二计量表区域;81C第三计量表区域;81N、84N、85N针状部;82工作装置失速警示灯;83挖掘时打滑警示灯;84工作装置失速指示器;84A、85A第一区域;84B、85B第二区域;85挖掘时打滑指示器;86计量表;87向后倾斜指令灯;88动臂抬起指令灯;91A、91B、91C、92D显示;100挖掘对象物;130控制器;200自卸车。
Claims (10)
1.一种作业机械,其中,
所述作业机械具备:
车身;
行驶轮,其以能够旋转的方式安装于所述车身;
工作装置,其能够相对于所述车身进行动作;
操作装置,其用于操作所述行驶轮及所述工作装置;以及
控制器,其对所述作业机械的动作进行控制,
所述控制器在挖掘作业中,基于由所述操作装置输出的操作指令值,判断为进行了所述工作装置不移动的无用操作,并输出进行了所述无用操作的时间。
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检测所述作业机械的状态的至少一个传感器,
所述控制器基于所述传感器的信号来判定是否为挖掘作业中。
3.根据权利要求1或2所述的作业机械,其中,
所述控制器在判断为在挖掘作业中发生了所述行驶轮相对于地面滑动的挖掘时打滑时,输出发生了所述挖掘时打滑的时间。
4.根据权利要求3所述的作业机械,其中,
所述工作装置具有动臂,
所述操作装置具有用于操作所述动臂的动臂操作装置,
所述控制器在由所述动臂操作装置输出的所述操作指令值小于第一阈值时,判断为发生了所述挖掘时打滑。
5.根据权利要求3或4所述的作业机械,其中,
所述控制器基于所述传感器的信号来运算所述行驶轮的旋转速度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的作业机械,其中,
所述工作装置具有铲斗,
所述控制器在判断为在挖掘作业中发生了所述工作装置不移动的工作装置失速时,输出发生了所述工作装置失速的时间。
7.根据权利要求6所述的作业机械,其中,
所述工作装置具有动臂,
所述操作装置具有用于操作所述动臂的动臂操作装置,
所述控制器基于所述传感器的信号来运算所述动臂的上升速度,
所述控制器在由所述动臂操作装置输出的所述操作指令值大于第二阈值、且所述上升速度小于第三阈值时,判断为发生了所述工作装置失速。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的作业机械,其中,
所述控制器还输出判断为挖掘作业中的时间。
9.根据权利要求8所述的作业机械,其中,
所述控制器输出进行了所述无用操作的时间相对于判断为挖掘作业中的时间的比率。
10.一种包括作业机械的系统,其中,
所述包括作业机械的系统具备:
车身;
行驶轮,其以能够旋转的方式安装于所述车身;
工作装置,其能够相对于所述车身进行动作;
操作装置,其用于操作所述行驶轮及所述工作装置;以及
控制器,其对所述作业机械的动作进行控制,
所述控制器在挖掘作业中,基于由所述操作装置输出的操作指令值,判断为进行了所述工作装置不移动的无用操作,并输出进行了所述无用操作的时间。
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