CN111868333B - 作业机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种作业机械，其无论表示施工对象的目标形状的设计面的角度、作业机的姿态如何，均能够辅助操纵者的操作，以使得作业工具沿着设计面移动。控制器基于由施工目标设定装置设定的设计面和由作业机姿态位置测定装置测定的作业机的姿态，决定多个执行机构中的实施挖掘动作的挖掘用执行机构和实施所述作业工具的定位动作的定位用执行机构，基于从操作装置输出的操作信号决定所述挖掘用执行机构的目标速度，在所述作业工具向所述设计面接近的方向上限制所述定位用执行机构的目标速度。

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

作为以往的搭载于液压挖掘机等作业机械的液压系统，已知包含发动机等原动机、由原动机驱动的液压泵、由从液压泵排出的压力油驱动的执行机构和对从液压泵向执行机构供给的压力油的方向及流量进行控制的方向控制阀的构造。执行机构的动作方向和动作速度通过操纵者对作业机械所具备的操作杆等操作装置进行操作而决定。

作为公开搭载有能够在按照表示施工对象的目标形状的设计面对地面进行挖掘的作业中辅助操纵者的操作的半自动控制的液压挖掘机(半自动挖掘机)的文献，例如有专利文献1。

专利文献1中记载了一种作业机控制系统，其包括：动臂，其以能够摆动的方式安装于车辆主体；斗杆，其以能够摆动的方式安装于所述动臂；作业机，其包含以能够摆动的方式安装于所述斗杆的铲斗；操作工具，其受理驱动所述作业机的用户操作，输出与所述用户操作对应的操作信号；作业方式判定部，其在所述操作信号中至少包含用于对所述斗杆进行操作的斗杆操作信号的情况下，判定所述作业机的作业方式为成形作业，在所述操作信号中未包含所述斗杆操作信号的情况下，判定所述作业方式为刃尖对位作业；以及驱动控制部，其在判定所述作业方式为成形作业的情况下，使所述铲斗沿着表示挖掘对象的目标形状的设计面移动，在判定所述作业方式为刃尖对位作业的情况下，在以所述设计面为基准的规定位置使所述铲斗停止。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5548306号

发明内容

发明要解决的课题

然而，在使用非半自动挖掘机的液压挖掘机进行挖掘作业的情况下，操纵者考虑设计面的角度、作业机的姿态，以使得铲斗的爪尖沿着设计面移动的方式对斗杆和动臂进行操作。

例如，在设计面为水平面的情况下，一边将斗杆向卷入方向操作来进行挖掘，一边将动臂向抬升方向操作来调整铲斗爪尖与设计面间的距离。另一方面，在设计面为垂直面的情况下，根据斗杆相对于设计面的角度(挖掘角度)而操作斗杆和动臂中的哪一个来进行挖掘会变化。具体来说，在挖掘角度为90度以下时，一边将斗杆向卷入方向操作来进行挖掘，一边将动臂向抬升方向操作来调整铲斗爪尖与设计面间的距离，在挖掘角度大于90度时，一边将动臂向下降方向操作来进行挖掘，一边将斗杆向推出方向操作来调整铲斗爪尖与设计面间的距离。像这样，操纵者操作斗杆和动臂中的哪一个来进行挖掘根据设计面的角度、作业机的姿态而变化。

但是，在专利文献1记载的半自动挖掘机中，在操作信号中至少包含用于操作斗杆的斗杆操作信号的情况下，判定作业机的作业方式为成形作业，在操作信号中未包含斗杆操作信号的情况下，判定作业方式为刃尖对位作业，因此，即使操纵者欲要挖掘垂直的设计面而将动臂向下降方向操作，也不会判定作业方式为成形作业。因此，无法以使铲斗沿着垂直的设计面移动的方式辅助操纵者的操作。

本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的在于提供一种无论表示施工对象的目标形状的设计面的角度、作业机的姿态如何，均能够辅助操纵者的操作，以使得作业工具沿着设计面移动的作业机械。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本发明的作业机械包括：多关节型的作业机，其具有作业工具和多个作业部件；多个执行机构，其驱动所述作业机；操作装置，其用于操作所述作业机；控制器，其根据从所述操作装置输出的操作信号来控制所述作业机的动作；施工目标设定装置，其用于设定表示施工对象的目标形状的设计面；以及姿态位置测定装置，其对所述作业机的姿态及所述作业工具的位置进行测定，所述控制器基于从所述操作装置输出的操作信号决定所述多个执行机构的目标速度，基于由所述施工目标设定装置设定的设计面和由所述姿态位置测定装置测定的所述作业工具的位置，对所述目标速度进行修正，在所述作业机械中，所述控制器基于由所述施工目标设定装置设定的所述设计面和由所述姿态位置测定装置测定的所述作业机的姿态，决定所述多个执行机构中的实施挖掘动作的挖掘用执行机构和实施所述作业工具的定位动作的定位用执行机构，基于从所述操作装置输出的操作信号决定所述挖掘用执行机构的目标速度，在所述作业工具向所述设计面接近的方向上限制所述定位用执行机构的目标速度。

根据按照上述方式构成的本发明，基于表示施工对象的目标形状的设计面和作业机的姿态，决定多个执行机构中的实施挖掘动作的挖掘用执行机构和实施作业工具的定位动作的定位用执行机构，基于从操作装置输出的操作信号决定挖掘用执行机构的目标速度，并在作业工具向设计面接近的方向上限制定位用执行机构的目标速度。由此，无论设计面的角度、作业机的姿态如何，均能够辅助操纵者的操作，以使得作业工具沿着设计面移动。

发明效果

根据本发明的作业机械，无论表示施工对象的目标形状的设计面的角度、作业机的姿态如何，均能够辅助操纵者的操作，以使得作业工具沿着设计面移动。

附图说明

图1是本发明第1实施例的液压挖掘机的侧视图。

图2是图1所示的液压挖掘机中搭载的液压控制系统的概略构成图。

图3是图2中示出的控制器的功能框图。

图4是示出图2中示出的执行机构动作限制判定部的运算逻辑的图。

图5是示出与图2中示出的半自动控制部的动臂缸的动作相关的运算逻辑的图。

图6是示出与图2中示出的半自动控制部的斗杆缸的动作相关的运算逻辑的图。

图7是示出通过图2中示出的控制器实现的前部作业机的动作的图。

图8是示出本发明第2实施例中的执行机构作用决定部的运算逻辑的图。

图9是示出通过本发明第2实施例中的控制器实现的前部作业机的动作的图。

图10是本发明第3实施例中的控制器的功能框图。

图11是示出本发明第3实施例中的显示装置所显示的操作辅助信息的一例的图。

具体实施方式

以下，作为本发明实施方式的作业机械，以液压挖掘机为例，参照附图进行说明。需要说明的是，在各图中，对等同的部件标注同一附图标记并适当省略重复的说明。

实施例1

图1是本发明第1实施例的液压挖掘机的侧视图。

如图1所示，液压挖掘机100包括：行驶体1；回转体2，其借助回转装置8以能够回转的方式搭载在该行驶体1上；以及前部作业机110，其以能够在上下方向上转动的方式连结在该回转体2的前侧。

回转体2具有构成基础下部构造的回转框架2a。前部作业机110以能够在上下方向上转动的方式连结在回转框架2a的前侧。在回转框架2a的后侧安装有用于与前部作业机110取得重量平衡的配重3。在回转框架2a的左侧前部设有驾驶室4。在驾驶室4内配置有作为用于对前部作业机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(如图2所示)等。在回转框架2a上搭载有作为原动机的发动机(未图示)、由发动机驱动并由一个或多个液压泵形成的泵装置9、驱动回转装置8的回转马达8a、对从泵装置9向回转马达8a及包含后述的动臂缸5a、斗杆缸6a、铲斗缸7a的多个液压执行机构供给的压力油的流动进行控制并由多个方向控制阀形成的控制阀单元10等。

前部作业机110包括：动臂5，其基端部以能够在上下方向上转动的方式连结在回转框架2a的右侧前部；斗杆6，其以能够在上下、前后方向上转动的方式连结在该动臂5的前端部，并通过动臂5而升降；作为作业工具的铲斗7，其以能够在上下、前后方向上转动的方式连结在该斗杆6的前端部，通过动臂5或斗杆6而升降；动臂缸5a，其驱动动臂5；斗杆缸6a，其驱动斗杆6；以及铲斗缸7a，其驱动铲斗7。在动臂5、斗杆、铲斗7上分别安装有角度传感器11a、11b、11c。角度传感器11a～11c构成对前部作业机110的姿态及铲斗7的爪尖位置进行测定的姿态位置测定装置。

图2是搭载于液压挖掘机100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包括：控制器20；施工目标设定装置21，其用于设定表示施工对象的目标形状的设计面；显示装置22，其显示从控制器20输出的信息；左右的操作杆装置15L、15R，其用于向控制器20指示液压挖掘机100的动作；作业机姿态位置测定装置11a～11c；以及液压装置23。

左右的操作杆装置15L、15R向控制器20输出与操纵者进行的杆操作对应的操作信号。

控制器20基于从左右的操作杆装置15L、15R输入的操作信号、从施工目标设定装置21输入的设计面信息和从作业机姿态位置测定装置11a～11c输入的作业机姿态位置信息，生成针对执行机构5a、6a、7a、8a的动作指令，并向液压装置23输出。

液压装置23根据来自控制器20的动作指令，向动臂缸5a、斗杆缸6a、铲斗缸7a、回转马达8a供给压力油，以驱动动臂5、斗杆6、铲斗7、回转装置8。

图3是控制器20的功能框图。

如图3所示，控制器20具有动作指令部30、执行机构作用决定部31、执行机构动作限制判定部32和半自动控制部33。

动作指令部30基于从左右的操作杆装置15L、15R输入的操作信号(左右的杆操作量)决定执行机构5a、6a、7a的目标动作速度，并向半自动控制部33输出与目标速度相当的动作指令。

针对执行机构作用决定部31，从作业机姿态位置测定装置11a～11c输入作业机姿态位置信息，从施工目标设定装置21输入施工目标信息。执行机构作用决定部31基于作业机姿态位置信息和施工目标信息，决定承担挖掘的执行机构(挖掘用执行机构)和承担铲斗7的定位的执行机构(定位用执行机构)，将其结果作为执行机构作用信息，向执行机构动作限制判定部32输出。

针对执行机构动作限制判定部32，从作业机姿态位置测定装置11a～11c输入作业机姿态位置信息，从施工目标设定装置21输入施工目标信息，从执行机构作用决定部31输入执行机构作用信息。执行机构动作限制判定部32基于作业机姿态位置信息和施工目标信息和执行机构作用信息决定是否限制各执行机构的动作，将其结果作为动作限制信息向半自动控制部33输出。

针对半自动控制部33，从动作指令部30输入动作指令，从作业机姿态位置测定装置11a～11c输入作业机姿态位置信息，从施工目标设定装置21输入施工目标信息，从执行机构动作限制判定部32输入动作限制信息。半自动控制部33为了防止铲斗7的过度挖掘，以施工目标信息中包含的设计面与铲斗爪尖位置的偏差越变小则越是限制执行机构的目标速度的方式，基于作业机姿态位置信息、施工目标信息和动作限制信息对动作指令进行修正，并向液压装置23输出。

图4是示出执行机构动作限制判定部32的运算逻辑的图。

如图4所示，执行机构动作限制判定部32具有偏差运算部41、时间微分部42、动臂动作限制决定部43和斗杆动作限制决定部44。

针对偏差运算部41，从施工目标设定装置21输入施工目标信息，从作业机姿态位置测定装置11a～11c输入作业机姿态位置信息。偏差运算部41运算施工目标信息中包含的设计面与作业机姿态位置信息中包含的铲斗爪尖位置的偏差即铲斗爪尖距离Db，并向时间微分部42、动臂动作限制决定部43和斗杆动作限制决定部44输出。

时间微分部42对从偏差运算部41输入的铲斗爪尖距离Db进行时间微分，将其结果作为铲斗爪尖速度Vb，向动臂动作限制决定部43和斗杆动作限制决定部44输出。

针对动臂动作限制决定部43，从执行机构作用决定部31输入动臂缸作用信息，从偏差运算部41输入铲斗爪尖距离Db，从时间微分部42输入铲斗爪尖速度Vb。动臂动作限制决定部43基于动臂缸作用信息、铲斗爪尖距离Db和铲斗爪尖速度Vb，决定是否限制动臂缸5a的动作，并向半自动控制部33输出。具体来说，在动臂缸5a为挖掘用执行机构的情况下，或者在动臂缸5a为定位用执行机构且铲斗爪尖距离Db大于规定的距离阈值Dt的(铲斗爪尖与设计面间的距离很大的)情况下，或者在动臂缸5a为定位用执行机构且铲斗爪尖距离Db为规定的距离阈值Dt以下(铲斗爪尖位于设计面的附近或下侧的)且铲斗爪尖速度Vb为正值的(铲斗爪尖向远离设计面的方向移动的)情况下，决定不限制动臂缸5a的动作，在动臂缸5a为定位用执行机构且铲斗爪尖距离Db为规定的距离阈值Dt以下(铲斗爪尖位于设计面的附近或下侧)且铲斗爪尖速度Vb为0以下的值的(铲斗爪尖向接近设计面的方向移动的)情况下，决定限制动臂缸5a的动作。

针对斗杆动作限制决定部44，从执行机构作用决定部31输入斗杆作用信息，从偏差运算部41输入铲斗爪尖距离Db，从时间微分部42输入铲斗爪尖速度Vb。斗杆动作限制决定部44基于斗杆缸作用信息、铲斗爪尖距离Db和铲斗爪尖速度Vb，决定是否限制斗杆缸6a的动作，并向半自动控制部33输出。具体来说，在斗杆缸6a为挖掘用执行机构的情况下，或者在斗杆缸6a为定位用执行机构且铲斗爪尖距离Db大于规定的距离阈值Dt的(铲斗爪尖与设计面间的距离很大的)情况下，或者在斗杆缸6a为定位用执行机构且铲斗爪尖距离Db为规定的距离阈值Dt以下(铲斗爪尖位于设计面的附近或下侧)且铲斗爪尖速度Vb为正值的(铲斗爪尖向远离设计面的方向移动的)情况下，决定不限制斗杆缸6a的动作，在斗杆缸6a为定位用执行机构且铲斗爪尖距离Db为规定的距离阈值Dt以下(铲斗爪尖位于设计面的附近或下侧)且铲斗爪尖速度Vb为0以下的值的(铲斗爪尖向接近设计面的方向移动的)情况下，决定限制斗杆缸6a的动作。

图5是示出与半自动控制部33的动臂缸5a的动作相关的运算逻辑的图。

如图5所示，半自动控制部33具有限制系数决定部50、乘算部51、偏差运算部52、动臂目标速度决定部53、限制系数决定部54、乘算部55和加算部56。

限制系数决定部50基于从动臂动作限制决定部43输出的动臂动作限制信息决定限制系数，并向乘算部51输出。具体来说，在进行动臂动作限制的情况下输出0，在不进行动臂动作限制的情况下输出1。

乘算部51将从动作指令部30输入的动臂目标速度(包含在动作指令中)与从限制系数决定部50输入的限制系数相乘，并向加算部56输出。

偏差运算部52运算从21输入的设计面(包含在施工目标信息中)与从作业机姿态位置测定装置11a～11c输入的铲斗爪尖位置(包含在作业机姿态位置信息中)的偏差即铲斗爪差距离Db，并向动臂目标速度决定部53输出。

动臂目标速度决定部53在从偏差运算部52输入的铲斗爪差距离Db为正(铲斗爪尖与设计面相比位于上侧)时，将动臂下降侧的动臂目标速度向乘算部55输出，在铲斗爪差距离Db为负(铲斗爪尖与设计面相比位于下侧)时，将动臂抬升侧的动臂目标速度向乘算部55输出。

限制系数决定部54基于从执行机构动作限制判定部32输入的动臂动作限制信息决定限制系数，并向乘算部55输出。具体来说，在进行动臂动作限制的情况下输出1，在不进行动臂动作限制的情况下输出0。

乘算部55将从动臂目标速度决定部53输入的动臂目标速度与从限制系数决定部54输入的限制系数相乘，并向加算部56输出。

加算部56将乘算部51的输出与乘算部55的输出相加，并向液压装置输出。

图6是示出与半自动控制部33的斗杆缸6a的动作相关的运算逻辑的图。

如图6所示，半自动控制部33具有限制系数决定部60、乘算部61、偏差运算部62、斗杆目标速度决定部63、限制系数决定部64、乘算部65和加算部66。图6所示的与斗杆缸6a的动作相关的运算逻辑与图5所示的与动臂缸5a的动作相关的运算逻辑相同，因此省略说明。

使用图7说明通过按照上述方式构成的控制器20实现的前部作业机110的动作。

图7的(a)示出斗杆6为承担挖掘的作业部件(挖掘用作业部件)，进行了斗杆操作且未执行动臂操作的情况下的动作。在图7的(a)中，控制器20根据杆操作来驱动斗杆6(不限制斗杆6的动作)，以使得铲斗爪尖沿着设计面的方式将动臂5向抬升方向驱动。

图7的(b)示出斗杆6为挖掘用作业部件，未进行斗杆操作且进行了动臂操作的情况下的动作。在图7的(b)中，控制器20在进行了动臂抬升操作的情况下，根据杆操作来驱动动臂5(不限制动臂5的动作)，在进行动臂下降操作且铲斗爪尖距离Db为规定的距离阈值Dt以下的(铲斗爪尖接近设计面的)情况下，限制动臂下降动作。

图7的(c)示出动臂5为挖掘用作业部件，未进行斗杆操作且进行了动臂操作情况下的动作。在图7的(c)中，控制器20根据杆操作来驱动动臂5(不限制动臂5的动作)，以使得铲斗爪尖沿着设计面的方式将斗杆6向卷入方向或推出方向驱动。

图7的(d)示出动臂5为挖掘用作业部件，进行了斗杆操作且未进行动臂操作的情况下的动作。在图7的(d)中，控制器20在进行了斗杆卷入操作的情况下，根据杆操作而将斗杆6向卷入侧驱动(不限制斗杆6的动作)，在进行斗杆推出操作且铲斗爪尖距离Db为规定的距离阈值Dt以下的(铲斗爪尖接近设计面的)情况下，限制斗杆推出动作。

在本实施例中，作业机械100包括：具有作业工具7和多个作业部件5、6的多关节型的作业机110；驱动作业机110的多个执行机构5a、6a、7a；用于对作业机110进行操作的操作装置15L、15R；根据从操作装置15L、15R输出的操作信号对作业机110的动作进行控制的控制器20；用于设定表示施工对象的目标形状的设计面的施工目标设定装置21；以及对作业机110的姿态及作业工具7的位置进行测定的作业机姿态位置测定装置11a～11c，控制器20基于从操作装置15L、15R输出的操作信号决定多个执行机构5a、6a、7a的目标速度，基于由施工目标设定装置21设定的设计面和所述作业机的姿态对所述目标速度进行修正，在该作业机械100中，控制器20基于由施工目标设定装置21设定的设计面和由作业机姿态位置测定装置11a～11c测定的作业机110的姿态，决定多个执行机构5a、6a、7a中的实施挖掘动作的挖掘用执行机构和实施作业工具7的定位动作的定位用执行机构，基于从操作装置15L、15R输出的操作信号决定所述挖掘用执行机构的目标速度，在作业工具7向所述设计面接近的方向上限制所述定位用执行机构的目标速度。

根据按照上述方式构成的本实施例，基于表示施工对象的目标形状的设计面和作业机110的姿态决定多个执行机构5a、6a、7a中的实施挖掘动作的挖掘用执行机构和实施作业工具7的定位动作的定位用执行机构，基于从操作装置15L、15R输出的操作信号决定挖掘用执行机构的目标速度，在作业工具7靠近设计面的方向上限制定位用执行机构的目标速度。由此，无论设计面的角度、作业机110的姿态如何，均能够辅助操纵者的操作，以使得作业工具沿着设计面移动。

实施例2

关于本发明的第2实施例，围绕与第1实施例的区别进行说明。

图8是示出执行机构作用决定部31的运算逻辑的图。

在图8中，执行机构作用决定部31具有设计面角度判定部70、挖掘角度运算部71、挖掘角度判定部72、挖掘状态判定部73和执行机构作用判定部74。

设计面角度判定部70基于从施工目标设定装置21输入的设计面角度θd(包含在施工目标信息中)判定设计面角度θd的大小，将其结果作为设计面角度判定信息，向挖掘状态判定部73输出。具体来说，在设计面角度θd大于规定的角度阈值θt(例如70度)的(设计面的倾斜陡峭的)情况下输出1，在设计面角度θd为规定的角度阈值θt以下的(设计面的倾斜不陡峭的)情况下输出0。

针对挖掘角度运算部71，从施工目标设定装置21输入设计面角度θd(包含在施工目标信息中)，从作业机姿态位置测定装置11a～11c输入斗杆角度θa(包含在作业机姿态位置信息中)。挖掘角度运算部71运算设计面角度θd与斗杆角度θa的偏差即挖掘角度θe，并向挖掘角度判定部72输出。在此，挖掘角度θa为连结斗杆6的转动支点与铲斗爪尖的线相对于设计面所成的角度。

挖掘角度判定部72基于从挖掘角度运算部71输入的挖掘角度θe判定相对于设计面的挖掘角度θe的大小，将其结果作为挖掘角度判定信息，向挖掘状态判定部73输出。具体来说，在挖掘角度θe小于90度的情况下输出0，在挖掘角度θe为90度以上的情况下输出1。

挖掘状态判定部73基于从设计面角度判定部70输入的设计面角度判定信息和从挖掘角度判定部72输入的挖掘角度判定信息判定挖掘状态，将其结果作为挖掘状态判定信息，向执行机构作用判定部74输出。具体来说，在设计面角度判定信息为1且挖掘角度判定信息为1的情况下输出A，在设计面角度判定信息为1且挖掘角度判定信息为0的情况下输出B，在设计面倾斜信息为0的情况下输出C。

执行机构作用判定部74基于从挖掘状态判定部73输入的挖掘状态判定信息决定斗杆缸6a及动臂缸5a的作用，将其结果作为执行机构作用信息，向执行机构动作限制判定部32输出。具体来说，在挖掘状态判定信息为A的情况下，将动臂缸5a决定为挖掘用执行机构，且将斗杆缸6a决定为定位用执行机构。另一方面，在挖掘状态判定信息为B或C的情况下，将斗杆缸6a决定为挖掘用执行机构，将动臂缸5a决定为定位用执行机构。

使用图9说明通过按照上述方式构成的控制器20实现的前部作业机110的动作。

图9的(a)示出设计面角度θd为0度，进行了斗杆卷入操作而未进行动臂操作，且挖掘角度θe小于90度的情况下的动作。在图9的(a)中，控制器20将斗杆缸6a决定为挖掘用执行机构，将动臂缸5a决定为定位用执行机构。由此，根据杆操作而斗杆6被向卷入方向驱动(斗杆缸6a的动作未被限制)，动臂5以使得铲斗爪尖沿着设计面的方式自动地被向抬升方向驱动。

图9的(b)示出设计面角度θd为0度、进行了斗杆卷入操作而未进行动臂操作、且挖掘角度θe大于90度情况下的动作。在图9的(b)中，控制器20将斗杆缸6a决定为挖掘用执行机构，将动臂缸5a决定为定位用执行机构。由此，根据杆操作而斗杆6被向卷入方向驱动(斗杆6的动作未被限制)，动臂5以使得铲斗爪尖沿着设计面的方式自动地被向下降方向驱动。

图9的(c)示出设计面角度θd为90度、进行了斗杆卷入操作而未进行动臂操作、且挖掘角度θe小于90度的情况下的动作。在图9的(c)中，控制器20将斗杆缸6a决定为挖掘用执行机构，将动臂缸5a决定为定位用执行机构。由此，根据杆操作而斗杆6被向卷入方向驱动(斗杆6的动作未被限制)，动臂5以使得铲斗爪尖沿着设计面的方式自动地被向抬升方向驱动。

图9的(d)示出设计面角度θd为90度、未进行斗杆操作而进行了动臂下降操作、且挖掘角度θe大于90度情况下的动作。在图9的(d)中，控制器20将动臂缸5a决定为挖掘用执行机构，将斗杆缸6a决定为定位用执行机构。由此，根据杆操作而动臂5被向下降方向驱动(动臂5的动作未被限制)，斗杆6以使得铲斗爪尖沿着设计面的方式自动地被向卷入方向驱动。

图9的(e)示出设计面角度θd为90度、未进行斗杆操作而进行了动臂下降操作、且挖掘角度θe大于90度情况下的动作。在图9的(e)中，控制器20将动臂缸5a决定为挖掘用执行机构，将斗杆缸6a决定为定位用执行机构。由此，根据杆操作而动臂5被向下降方向驱动(动臂5的动作未被限制)，斗杆6以使得铲斗爪尖沿着设计面的方式自动地被向推出方向驱动。

本实施例中的控制器20在设计面相对于水平面所成的角度即设计面角度θd为设定在0度到90度之间的规定的角度阈值θt以下的情况下，或者在连结斗杆6的转动支点与铲斗7的爪尖的线相对于设计面所成的角度即挖掘角度θe小于90度的情况下，将斗杆缸6a决定为挖掘用执行机构，将动臂缸5a决定为定位用执行机构，在设计面角度θd大于规定的角度阈值θt且挖掘角度θe为90度以上的情况下，将动臂缸5a决定为挖掘用执行机构，将斗杆缸6a决定为定位用执行机构。

根据按照上述方式构成的本实施例，在具备具有动臂5和斗杆6的前部作业机110的液压挖掘机100中，无论设计面的角度、前部作业机110的姿态如何，均能够辅助按照操纵者的意图的挖掘动作。

实施例3

关于本发明的第3实施例，围绕与第1实施例的区别进行说明。

图10为本实施例中的控制器20的功能框图。

在图10中，控制器20还具有显示指令部34。显示指令部34基于从作业机姿态位置测定装置11a～11c输入的作业机姿态位置信息、从施工目标设定装置21输入的施工目标信息和从执行机构作用决定部31输入的执行机构作用信息，生成用于辅助操纵者的挖掘操作的信息(操作辅助信息)，并向显示装置22输出。

图11是示出显示装置22上显示的操作辅助信息的一例的图。

在图11中，在显示装置22上显示进行挖掘动作时操纵者应操作的作业部件及其操作方向。

图11的(a)示出设计面角度θd为0度为且挖掘角度θe小于90度的情况下的显示例。在图11的(a)中，控制器20指示将斗杆缸6a决定为挖掘用执行机构，将动臂缸5a决定为定位用执行机构，将斗杆6向卷入方向(箭头方向)操作。

图11的(b)示出设计面角度θd为90度且挖掘角度θe大于90度情况下的显示例。在图11的(b)中，控制器20指示将动臂缸5a决定为挖掘用执行机构，将斗杆缸6a决定为定位用执行机构，将动臂5向下降方向(箭头方向)操作。

图11的(c)示出设计面角度θd比规定的角度阈值θt(例如70度)稍小且挖掘角度θe大于90度情况下的显示例。在图11的(c)中，控制器20指示将斗杆缸6a决定为挖掘用执行机构，将动臂缸5a决定为定位用执行机构，将斗杆6向卷入方向(箭头方向)操作。

图11的(d)示出设计面角度θd比规定的角度阈值θt(例如70度)稍大且挖掘角度θe大于90度情况下的显示例。在图11的(d)中，控制器20指示将动臂缸5a决定为挖掘用执行机构，将斗杆缸6a决定为定位用执行机构，将动臂5向下降方向(箭头方向)操作。

本实施例中的控制器20生成指示多个作业部件5、6中的由挖掘用执行机构驱动的作业部件及其操作方向的信息，与设计面的信息及作业机110的姿态信息一并向显示装置22输出。由此，液压挖掘机100的操纵者能够容易地把握在进行挖掘作业时应对多个作业部件5、6中的哪个作业部件进行操作。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但本发明并非限定于上述实施例，而包含多种变形例。例如，上述实施例为了清楚易懂地说明本发明而进行了详细说明，但并非限定于具备所说明的全部构成的方式。另外，也可以在某个实施例的构成中追加其他实施例的构成的一部分、删除某个实施例的构成的一部分、或者与其他实施例的一部分置换。

附图标记说明

1…行驶体、2…回转体、3…配重、4…驾驶室、5…动臂(作业部件)、5a…动臂缸(执行机构)、6…斗杆(作业部件)、6a…斗杆缸(执行机构)、7…铲斗(作业工具)、7a…铲斗缸(执行机构)、8…回转装置、8a…回转马达(执行机构)、9…泵装置、10…控制阀单元、11a…角度传感器(作业机姿态位置测定装置)、11b…角度传感器(作业机姿态位置测定装置)、11c…角度传感器(作业机姿态位置测定装置)、15L…操作杆装置(操作装置)、15R…操作杆装置(操作装置)、20…控制器、21…施工目标设定装置、22…显示装置、23…液压装置、30…动作指令部、31…执行机构作用决定部、32…执行机构动作限制判定部、33…半自动控制部、41…偏差运算部、42…时间微分部、43…动臂动作限制决定部、44…斗杆动作限制决定部、50…限制系数决定部、51…乘算部、52…偏差运算部、53…动臂目标速度决定部、54…限制系数决定部、55…乘算部、56…加算部、60…限制系数决定部、61…乘算部、62…偏差运算部、63…斗杆目标速度决定部、64…限制系数决定部、65…乘算部、66…加算部、70…设计面角度判定部、72…挖掘角度判定部、73…挖掘状态判定部、74…执行机构作用判定部、100…液压挖掘机(作业机械)、110…前部作业机(作业机)、200…液压控制系统。

Claims (2)

1.一种作业机械，其包括：

多关节型的作业机，其具有作业工具和多个作业部件；

多个执行机构，其驱动所述作业机；

操作装置，其用于操作所述作业机；

控制器，其根据从所述操作装置输出的操作信号来控制所述作业机的动作；

施工目标设定装置，其用于设定表示施工对象的目标形状的设计面；以及

作业机姿态位置测定装置，其测定所述作业机的姿态及所述作业工具的位置，

所述控制器基于从所述操作装置输出的操作信号决定所述多个执行机构的目标速度，基于由所述施工目标设定装置设定的设计面和由所述作业机姿态位置测定装置测定的所述作业工具的位置，对所述目标速度进行修正，

所述作业机械的特征在于，

所述作业工具为铲斗，

所述多个作业部件包含动臂和斗杆，

所述多个执行机构包含驱动所述动臂的动臂缸和驱动所述斗杆的斗杆缸，

所述控制器在所述设计面相对于水平面所成的角度即设计面角度为设定在0度到90度之间的规定的角度阈值以下的情况下，或在连结所述斗杆的转动支点与所述铲斗的爪尖的线相对于所述设计面所成的角度即挖掘角度小于90度的情况下，将所述斗杆缸决定为实施挖掘动作的挖掘用执行机构，且将所述动臂缸决定为实施所述铲斗的定位动作的定位用执行机构，

在所述设计面角度大于所述规定的角度阈值且所述挖掘角度为90度以上的情况下，将所述动臂缸决定为所述挖掘用执行机构，将所述斗杆缸决定为所述定位用执行机构，

所述控制器基于从所述操作装置输出的操作信号决定所述挖掘用执行机构的目标速度，

在所述作业工具向所述设计面接近的方向上限制所述定位用执行机构的目标速度。

2.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，

还具备显示装置，

所述控制器生成指示所述多个作业部件中的由所述挖掘用执行机构驱动的作业部件及其操作方向的信息，并与所述设计面的信息及所述作业机的姿态信息一并向所述显示装置输出。

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