CN111868339A

CN111868339A - 工程机械

Info

Publication number: CN111868339A
Application number: CN201980017234.8A
Authority: CN
Inventors: 宇治克将
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2018-08-29
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2039-07-02
Also published as: EP3845715B1; KR102378805B1; EP3845715A1; JP7134024B2; JP2020033747A; US20210054600A1; WO2020044777A1; KR20200111804A; EP3845715A4; US11866913B2; CN111868339B

Abstract

本发明提供一种工程机械。在该工程机械中，第1～第3惯性传感器(16、17、18)以在使动臂(5A)动作时基于相互不同的坐标轴旋转的方式分别搭载于动臂(5A)、斗杆(5B)及铲斗(5C)。控制器(20)在行驶操作压(Pa)和旋转操作压(Pb)为以预先设定的各操作压阈值以下的状态使动臂(5A)动作的情况下，基于从多个惯性传感器(16、17、18)输出的传感器输出来判定各惯性传感器(16、17、18)搭载于动臂(5A)、斗杆(5B)及铲斗(5C)的哪个可动部。控制器(20)基于其判定结果来设定动臂(5A)、斗杆(5B)及铲斗(5C)与各惯性传感器(16、17、18)的对应关系。

Description

工程机械

技术领域

本发明涉及例如具备用于运算作业姿态的多个传感器的液压挖掘机等工程机械。

背景技术

代表工程机械的液压挖掘机由能够自行的下部行驶体、以能够旋转的方式搭载在下部行驶体上的上部旋转体、以及以能够进行俯仰动作的方式设置在上部旋转体上的作业装置构成。作业装置构成为，包括与上部旋转体连结的动臂、与动臂的前端侧连结的斗杆和与斗杆的前端侧连结的铲斗。液压挖掘机通过使动臂、斗杆及铲斗动作而进行挖掘作业。

在此，作为挖掘规定深度的洞穴或挖掘规定坡度的法面的情况下的辅助装置，已知使用检测在动臂、斗杆及铲斗上分别设置的各缸体的行程长度的行程传感器，并将铲斗的位置信息显示在显示装置上的装置(专利文献1)。另外，还已知在动臂、斗杆、铲斗及车身上分别搭载惯性计测装置(Inertial Measurement Unit：惯性测量单元。)，并根据这些惯性计测装置(惯性传感器)的检测值来运算车身及作业装置的姿态的装置(专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-172431号公报

专利文献2：国际公开第2015/173920号

发明内容

发明要解决的课题

然而，要运算车身及作业装置的姿态，需要设定各惯性计测装置被安装在动臂、斗杆、铲斗及车身的哪个位置。在该情况下，考虑一个一个地安装各惯性计测装置来进行设定的方法。但是，该方法必须按照惯性计测装置的搭载数量进行惯性计测装置的安装、设定及拆卸这一系列的设定作业，存在设定作业耗时费力的情况。

另外，考虑预先指定各惯性计测装置的搭载部位，并将各惯性计测装置设为以不同且特别的格式发送检测值的专用惯性计测装置，以免去搭载部位的设定。但是，各惯性计测装置是相同的惯性计测装置，却作为各搭载部位的数据发送格式已确定的动臂用、斗杆用、铲斗用及车身用的惯性计测装置，因此存在发生搭载部位的混淆的可能。另外，为了应对各惯性计测装置发生故障的情况，必须预先库存准备各搭载部位专用的惯性计测装置。因此，存在各惯性计测装置的库存管理及保管的成本增加的可能。

本发明是鉴于上述现有技术的问题而提出的，本发明的目的在于提供能够简单地进行多个惯性传感器的搭载部位的设定的工程机械。

为了解决上述课题，本发明的工程机械包括：能够自行的下部行驶体；上部旋转体，其以能够旋转的方式搭载在所述下部行驶体上；作业装置，其设置于所述上部旋转体，并具有相互连结的多个可动部；多个同一规格的惯性传感器，其分别搭载于各所述可动部，并能够检测相互正交的3个坐标轴的角速度；控制器，其使用各所述惯性传感器的传感器输出来运算各所述可动部的姿态；行驶操作压传感器，其检测用于使所述下部行驶体行驶的行驶操作压；以及旋转操作压传感器，其检测用于使所述上部旋转体旋转的旋转操作压。

并且，本发明的特征在于，多个所述惯性传感器以在多个所述可动部动作时基于相互不同的坐标轴旋转的方式分别搭载于多个所述可动部，所述控制器在所述行驶操作压和所述旋转操作压为预先设定的各操作压阈值以下的状态且多个所述可动部动作时，基于从多个所述惯性传感器输出的所述传感器输出来判定各所述惯性传感器搭载在多个所述可动部中的哪个可动部，并基于其判定结果设定各所述可动部与各所述惯性传感器的对应关系。

根据本发明，能够简单地设定各惯性传感器的搭载部位。

附图说明

图1是示出本发明第1实施方式的液压挖掘机的主视图。

图2是从驾驶席侧观察驾驶室内的立体图。

图3是示出第1实施方式的控制器的构成的框图。

图4是将图1中的(IV)部放大示出的主视图。

图5是将图1中的(V)部放大示出的主视图。

图6是将图1中的(VI)部放大示出的主视图。

图7是示出第1实施方式的各惯性传感器的搭载部位设定处理的流程图。

图8是示出使作业装置工作时从各惯性传感器输出的传感器输出特性线图。

图9是示出各惯性传感器的3个坐标轴的说明图。

图10是在惯性传感器设定开始时显示装置的显示的说明图。

图11是在各惯性传感器的设定中显示装置的显示的说明图。

图12是在各惯性传感器的设定结束时显示装置的显示的说明图。

图13是示出本发明第2实施方式的控制器的构成的框图。

图14是示出第2实施方式的各惯性传感器的搭载部位设定处理的流程图。

图15是示出接着图14的处理的处理的流程图。

图16是示出变形例的控制器的构成的框图。

具体实施方式

以下，作为本发明实施方式的工程机械，以液压挖掘机为例，参照附图进行详细说明。

首先，参照图1至图12说明第1实施方式的液压挖掘机1。图1所示的液压挖掘机1包括：能够自行的下部行驶体2；上部旋转体4，其借助旋转装置3以能够旋转的方式搭载在下部行驶体2上；以及多关节构造的作业装置5，其设置在上部旋转体4的前侧，进行挖掘作业等。下部行驶体2及上部旋转体4构成液压挖掘机1的车身。

下部行驶体2包括：用于使液压挖掘机1行驶的液压马达2A；以及在前后方向上卷绕设置并由液压马达2A驱动的履带2B。旋转装置3具备用于使上部旋转体4相对于下部行驶体2旋转的液压马达3A。

作业装置5为设置在上部旋转体4的前侧并具有相互连结的多个可动部的前部执行机构。作业装置5构成为，包括：以能够进行俯仰动作的方式与上部旋转体4连结的动臂5A；与动臂5A的前端侧连结的斗杆5B；以及与斗杆5B的前端侧连结并作为作业工具的铲斗5C。动臂5A、斗杆5B及铲斗5C分别与可动部对应。并且，动臂5A、斗杆5B及铲斗5C分别由作为执行机构的动臂缸5D、斗杆缸5E及铲斗缸5F驱动。作业装置5由从发动机6驱动的液压泵7送出的工作油驱动。

在该情况下，动臂5A通过动臂缸5D的伸缩动作而向上或向下转动。斗杆5B通过斗杆缸5E的伸缩动作而向前或向后转动。铲斗5C构成为，包括：铲斗主体5C1，其以能够转动的方式安装在斗杆5B的前端侧；以及铲斗连杆5C2，其通过铲斗缸5F的伸缩动作而使铲斗主体5C1转动。铲斗连杆5C2连接斗杆5B与铲斗缸5F之间及铲斗缸5F与铲斗主体5C1之间。需要说明的是，作业装置5的作业工具不限于铲斗5C，也可以是例如抓斗等。

驾驶室8设置在上部旋转体4的左前侧，在内部设有驾驶席8A。为了驱动下部行驶体2的液压马达2A，在驾驶席8A的前侧设有向前或向后操作的行驶操作杆装置9。为了实现上部旋转体4的旋转动作及作业装置5的工作，在驾驶席8A的左、右两侧设有向左或向右及向前或向后操作的左、右的操作杆装置10、11。左操作杆装置10对例如用于使上部旋转体4旋转动作的液压马达3A及用于使作业装置5的斗杆5B转动动作的斗杆缸5E进行控制。右操作杆装置11对例如用于使作业装置5的动臂5A转动动作的动臂缸5D及用于使铲斗5C转动动作的铲斗缸5F进行控制。

在右操作杆装置11的后侧设有在驱动发动机6时操作的按键开关12。在驾驶席8A的右前侧设有示出燃料等的余量及驾驶室8内的气温等液压挖掘机1的状态的显示装置13。为了辅助液压挖掘机1的挖掘作业，在显示装置13上显示根据后述的各惯性传感器16、17、18、19的传感器输出运算的作业装置5的位置信息。此外，如图10～图12所示，在显示装置13上显示设定后述的各惯性传感器16、17、18、19的搭载部位时的设定状态。

在将行驶操作杆装置9向前或向后进行倾转操作时，向方向控制阀(未图示)供给先导压，该方向控制阀对向下部行驶体2的液压马达2A供给的压力油的流量和方向进行控制。在向方向控制阀供给先导压时，方向控制阀的阀位置被切换，以将来自液压泵7的压力油向液压马达2A供给。由此，液压马达2A工作，能够使液压挖掘机1行驶。

在行驶操作杆装置9与方向控制阀之间设有行驶操作压传感器14。行驶操作压传感器14检测用于使下部行驶体2行驶的行驶操作压(先导压)。即，行驶操作压传感器14检测是否操作了行驶操作杆装置9以使得液压挖掘机1行驶。行驶操作压传感器14将对行驶操作杆装置9进行操作时的先导压向后述的控制器20输出。

在将左操作杆装置10向前或向后倾转操作时，向其他方向控制阀(未图示)供给先导压，该其他方向控制阀对向旋转装置3的液压马达3A供给的压力油的流量和方向进行控制。在向其他方向控制阀供给先导压时，其他方向控制阀的阀位置被切换，将来自液压泵7的压力油向液压马达3A供给。由此，液压马达3A工作，以能够使上部旋转体4旋转动作。

在左操作杆装置10与其他方向控制阀之间设有旋转操作压传感器15。旋转操作压传感器15检测用于使上部旋转体4旋转的旋转操作压(先导压)。即，旋转操作压传感器15检测是否进行了左操作杆装置10操作以使得上部旋转体4旋转动作。旋转操作压传感器15将操作左操作杆装置10时的先导压向后述的控制器20输出。需要说明的是，在通过右操作杆装置11的操作使得上部旋转体4进行旋转动作的情况下，在右操作杆装置11与其他方向控制阀之间设置旋转操作压传感器15。

接下来，说明搭载于作业装置5的第1、第2、第3惯性传感器16、17、18和搭载于上部旋转体4的第4惯性传感器19。需要说明的是，第1～第4惯性传感器16、17、18、19为同一规格的惯性传感器，但为了便于说明，将安装于动臂5A的传感器设为第1惯性传感器16、将安装于斗杆5B的传感器设为第2惯性传感器17、将安装于铲斗5C的传感器设为第3惯性传感器18、将安装于上部旋转体4安装的传感器设为第4惯性传感器19来进行说明。

第1惯性传感器16能够检测相互正交的3个坐标轴(第1轴A、第2轴B、第3轴C)的角速度ωa、ωb、ωc及加速度。如图9所示，第1惯性传感器16预先设定有相互正交的第1轴A、第2轴B及第3轴C。在该情况下，第1惯性传感器16检测以第1轴A为旋转轴的角速度ωa、以第2轴B为旋转轴的角速度ωb及以第3轴C为旋转轴的角速度ωc，并将这些检测值向后述的控制器20输出。关于第2～第4惯性传感器17、18、19，也与第1惯性传感器16相同。

如图1、图4所示，第1惯性传感器16例如安装在动臂5A的上表面，以能够在使动臂5A转动动作时关于第1轴A检测规定大小的角速度ωa。如图1、图5所示，第2惯性传感器17例如安装在斗杆5B的上表面，以能够在使斗杆5B转动动作时关于第2轴B检测规定大小的角速度ωb。如图1、图6所示，第3惯性传感器18例如安装在铲斗连杆5C2上，以能够在使铲斗5C转动动作时，关于第3轴C检测规定大小的角速度ωc。

即，第1惯性传感器16、第2惯性传感器17及第3惯性传感器18为相同的规格的惯性传感器，但通过使之分别旋转90°及反转而使安装方向相互不同。需要说明的是，若使动臂5A转动动作，则第1惯性传感器16、第2惯性传感器17及第3惯性传感器18全部动作，因此从各惯性传感器16、17、18分别检测角速度ωa、ωb、ωc。

即，第1惯性传感器16、第2惯性传感器17及第3惯性传感器18按照在液压挖掘机1停车的状态使动臂5A进行俯仰动作时，判定搭载部位时使用的判定用坐标轴成为相互不同的坐标轴的方式安装到各部位。第4惯性传感器19在例如驾驶室8的下侧搭载于上部旋转体4，根据车身的倾角检测角速度ωa、ωb、ωc。

控制器20由例如微型计算机构成，并设置在上部旋转体4上。控制器20使用第1～第4惯性传感器16、17、18、19的传感器输出(角速度ωa、ωb、ωc)来运算作业装置5的动作姿态。控制器20在输入侧连接行驶操作压传感器14、旋转操作压传感器15及第1～第4惯性传感器16、17、18、19，在输出侧连接显示装置13及其他控制器(未图示)。在控制器20中保存图7所示的各惯性传感器16、17、18、19的搭载部位设定处理。控制器20构成为包含姿态运算部21、搭载部位判定部22及搭载部位设定部23。

姿态运算部21根据在液压挖掘机1的挖掘作业时从第1～第4惯性传感器16、17、18、19输出的传感器输出，运算车身、动臂5A、斗杆5B及铲斗5C的动作姿态。由姿态运算部21运算得到的动作姿态被向显示装置13输出。显示装置13显示液压挖掘机1的动作姿态以辅助操作者进行的挖掘作业。

在该情况下，姿态运算部21需要识别第1～第4惯性传感器16、17、18、19分别安装在哪个部位。为此，控制器20为了在液压挖掘机1的挖掘作业前识别各惯性传感器16、17、18、19的搭载部位，而具备搭载部位判定部22和搭载部位设定部23。

搭载部位判定部22对第1～第4惯性传感器16、17、18、19的搭载部位进行判定。从行驶操作压传感器14和旋转操作压传感器15向搭载部位判定部22输入各操作压Pa、Pb。另外，从第1～第4惯性传感器16、17、18、19向搭载部位判定部22输入各传感器输出(角速度ωa、ωb、ωc)。

首先，作为对第1～第4惯性传感器16、17、18、19的搭载部位进行判定的条件，搭载部位判定部22判定液压挖掘机1是否停止。具体来说，搭载部位判定部22判定行驶操作压Pa是否为预先设定的行驶操作压阈值Pr以下(Pa≤Pr)，从而判定液压挖掘机1是停车还是行驶。另外，搭载部位判定部22判定旋转操作压Pb是否为预先设定的旋转操作压阈值Pt以下(Pb≤Pt)，从而判定液压挖掘机1的上部旋转体4是旋转还是停止。

在该情况下，行驶操作压阈值Pr和旋转操作压阈值Pt被设定用于避免因液压挖掘机1的振动等干扰引起的操作压检测值的变化而做出误判定，并保存(存储)在预先搭载部位判定部22中。即，行驶操作压阈值Pr和旋转操作压阈值Pt被设定用于防止由液压挖掘机1停止时的噪声引起的误判定。

接下来，搭载部位判定部22基于从第1～第4惯性传感器16、17、18、19输出的传感器输出(角速度ωa、ωb、ωc)，判定各惯性传感器16、17、18、19搭载在上部旋转体4、动臂5A、斗杆5B及铲斗5C中的哪个部位。具体来说，搭载部位判定部22在操作者操作右操作杆装置11使得动臂5A进行俯仰动作(转动动作)时，判定通过第1～第3惯性传感器16、17、18动作而检测的角速度ωa、ωb、ωc是否为各阈值ω1、ω2、ω3以上，以确定各惯性传感器16、17、18、19的搭载部位。

因此，在搭载部位判定部22中保存有与各惯性传感器16、17、18、19的第1轴A的角速度ωa对应的第1轴用判定阈值ω1、与各惯性传感器16、17、18、19的第2轴B的角速度ωb对应的第2轴用判定阈值ω2和与各惯性传感器16、17、18、19的第3轴C的角速度ωc对应的第3轴用判定阈值ω3。这些阈值ω1、ω2、ω3通过实验及模拟等设定，以避免由振动等干扰引起的检测值的误判定。

然后，搭载部位判定部22将第1轴A的角速度ωa为第1轴用判定阈值ω1以上(ωa≥ω1)的惯性传感器判定为搭载于动臂5A的动臂用惯性传感器。另外，搭载部位判定部22将第2轴B的角速度ωb为第2轴用判定阈值ω2以上(ωb≥ω2)的惯性传感器判定为搭载于斗杆5B的斗杆用惯性传感器。另一方面，搭载部位判定部22将第3轴C的角速度ωc为第3轴用判定阈值ω3以上(ωc≥ω3)的惯性传感器判定为搭载于铲斗5C的铲斗用惯性传感器。

需要说明的是，关于将与各搭载部位对应的检测轴设为第1轴A到第3轴C中的哪个轴，在各惯性传感器16、17、18的安装方向已确定的情况下，可以预先保存在搭载部位判定部22中或由操作者等任意设定。并且，搭载部位判定部22在对第1～第3惯性传感器16、17、18的搭载部位进行判定，并在后述的搭载部位设定部23中进行了设定后，将余下的未设定的第4惯性传感器19判定为车身用惯性传感器。

搭载部位设定部23基于搭载部位判定部22的判定结果来设定设定动臂5A、斗杆5B、铲斗5C及车身(上部旋转体4)与各惯性传感器16、17、18、19的对应关系。由此，控制器20仅使动臂5A工作，就能够一次设定将同一规格的第1～第4惯性传感器16、17、18、19分别搭载(安装)在哪个位置。

第1实施方式的液压挖掘机1具有上述构成，以下说明其动作。

首先，操作者进入驾驶室8并坐在驾驶席8A上。在该状态下，操作者能够通过操作行驶操作杆装置9来使下部行驶体2行驶。另一方面，能够通过操作左、右的操作杆装置10、11，实现上部旋转体4的旋转动作及作业装置5进行砂土的挖掘作业等。

另外，作为挖掘作业的辅助，操作者能够对在显示装置13上显示的铲斗5C的前端位置进行确认。在该情况下，对于铲斗5C的前端位置而言，由控制器20的姿态运算部21根据搭载在动臂5A、斗杆5B、铲斗5C及上部旋转体4上的各惯性传感器16、17、18、19的传感器输出(角速度ωa、ωb、ωc)来运算动作姿态。

然而，控制器20的姿态运算部21在进行动作姿态运算的情况下需要识别各惯性传感器16、17、18、19搭载在哪个位置。因而，考虑将各惯性传感器一个一个地安装并进行设定的方法。但是，该方法必须对应于惯性传感器的搭载数量进行惯性传感器的安装、设定及拆卸这一系列的设定作业，存在设定作业耗时费力的情况。另外，考虑通过将各惯性传感器设为搭载部位被指定的专用惯性传感器来免去搭载部位的设定。但是，存在发生各惯性传感器的搭载部位的混淆的可能。另外，为了应对各惯性传感器发生故障的情况，必须预先库存准备各搭载部位专用的惯性传感器，因此存在各惯性传感器的库存管理及保管的成本增加的可能。

于是，在本实施方式中，能够在液压挖掘机1的挖掘作业前仅使例如动臂5A转动动作，就能够一次设定各惯性传感器16、17、18、19的搭载部位。具体来说，搭载在动臂5A上的第1惯性传感器16例如以在使动臂5A转动动作时，第1轴A的角速度ωa为第1轴用判定阈值ω1以上的方式搭载在动臂5A上。另一方面，搭载于斗杆5B的第2惯性传感器17例如以在使动臂5A转动动作时，第2轴B的角速度ωb为第2轴用判定阈值ω2以上的方式搭载在斗杆5B上。

另外，搭载于铲斗5C的第3惯性传感器18例如以在使动臂5A转动动作时，第3轴C的角速度ωc为第3轴用判定阈值ω3以上的方式搭载在铲斗5C上。即，各惯性传感器16、17、18以使用各不相同的检测轴检测规定大小的角速度的方式安装到各部位。

接下来，参照图7说明控制器20进行的搭载部位设定处理。需要说明的是，图7所示的搭载部位设定处理例如在按键开关12被进行开操作(ON操作)后，在规定的时间内执行。

首先，在步骤1中，判定行驶、旋转的操作压是否为阈值以下。即，控制器20的搭载部位判定部22通过判定从行驶操作压传感器14输出的行驶操作压Pa是否为行驶操作压阈值Pr以下(Pa≤Pr)，来判定液压挖掘机1是否为停车状态。另外，搭载部位判定部22通过判定从旋转操作压传感器15输出的旋转操作压Pb是否为旋转操作压阈值Pt以下(Pb≤Pt)，来判定上部旋转体4是否为非旋转状态。

并且，在步骤1中为“是”、即判定液压挖掘机1为停车状态且处于非旋转状态的情况下进入步骤2。另一方面，在步骤1中为“否”、即判定液压挖掘机1为行驶中或旋转中的情况下，待机直到液压挖掘机1停车及停止。

在步骤2中，判定是否存在传感器输出变为阈值以上的惯性传感器。在该情况下，确认过图10所示的促使进行动臂5A的操作的显示的操作者操作右操作杆装置11，以使动臂5A转动动作。搭载部位判定部22判定第1～第3惯性传感器16、17、18的传感器输出(角速度ωa、ωb、ωc)中是否存在成为阈值ω1、ω2、ω3以上的值。并且，在步骤2中为“是”、即判定为存在输出阈值ω1、ω2、ω3以上的检测值的惯性传感器的情况下进入步骤3。另一方面，在判定为不存在输出阈值ω1、ω2、ω3以上的检测值的惯性传感器的情况下，返回步骤1。

在步骤3中，判定变为阈值以上的检测轴是否为第1轴。即，搭载部位判定部22判定是否存在检测到第1轴用判定阈值ω1以上的第1轴A的角速度ωa(ω1≤ωa)。并且，在步骤3中为“是”、即判定为第1轴A的角速度ωa为第1轴用判定阈值ω1以上的情况下进入步骤4。另一方面，在步骤3中为“否”、即判定为第1轴A的角速度ωa低于第1轴用判定阈值ω1的情况下进入步骤5。

在步骤4中，将相应的惯性传感器设定为动臂用传感器。即，控制器20的搭载部位设定部23将检测到第1轴A的角速度ωa为第1轴用判定阈值ω1以上的第1惯性传感器16设定为搭载在动臂5A上的动臂用惯性传感器。

在接下来的步骤5中，判定变为阈值以上的检测轴是否为第2轴。即，搭载部位判定部22判定是否存在检测到第2轴用判定阈值ω2以上的第2轴B的角速度ωb(ω2≤ωb)。并且，在步骤5中为“是”、即判定为第2轴B的角速度ωb为第2轴用判定阈值ω2以上的情况下进入步骤6。另一方面，在步骤5中为“否”、即判定为第2轴B的角速度ωb低于第2轴用判定阈值ω2的情况下进入步骤7。

在步骤6中，将相应的惯性传感器设定为斗杆用传感器。即，控制器20的搭载部位设定部23将检测到第2轴B的角速度ωb为第2轴用判定阈值ω2以上的第2惯性传感器17设定为搭载于斗杆5B的斗杆用惯性传感器。

在接下来的步骤7中，判定变为阈值以上的检测轴是否为第3轴。即，搭载部位判定部22判定是否存在检测到第3轴用判定阈值ω3以上的第3轴C的角速度ωc(ω3≤ωc)。并且，在步骤7中为“是”、即判定第3轴C的角速度ωc为第3轴用判定阈值ω3以上的情况下进入步骤8。另一方面，在步骤7中为“否”、即判定第3轴C的角速度ωc低于第3轴用判定阈值ω3的情况下进入步骤9。

在步骤8中，将相应的惯性传感器设定为铲斗用传感器。即，控制器20的搭载部位设定部23将检测到第3轴C的角速度ωc为第3轴用判定阈值ω3以上的第3惯性传感器18设定为搭载于铲斗5C的铲斗用惯性传感器。

在接下来的步骤9中，判定未设定的惯性传感器是否仅为1个。即，搭载部位判定部22判定搭载部位设定部23是否将第1惯性传感器16设定为动臂用，将第2惯性传感器17设定为斗杆用，将第3惯性传感器18设定为铲斗用。并且，在步骤9中为“是”、即判定未设定的惯性传感器仅为1个的情况下进入步骤10。另一方面，在步骤9中为“否”、即判定未设定的惯性传感器有2个以上的情况下返回步骤1。

需要说明的是，在步骤3～步骤9的期间，如图11所示，将各惯性传感器16、17、18、19的设定状况显示在显示装置13上。由此，能够识别成为未设定的惯性传感器16、17、18、19，因此能够确定例如因故障而无法设定的惯性传感器。

在步骤10中，将未设定的惯性传感器设定为车身用。即，控制器20的搭载部位设定部23将第1～第4惯性传感器16、17、18、19中的留到最后的第4惯性传感器19设定为搭载于上部旋转体4的车身用惯性传感器。在该情况下，在显示装置13上显示是否完成全部惯性传感器16、17、18、19的设定。

接下来，参照图8，说明在进行搭载部位设定处理的情况下，从使动臂5A转动时的第1～第3惯性传感器16、17、18输出的传感器输出(角速度ωa、ωa、ωc)。

首先，在操作者使动臂5A向下转动时，如图4～图6所示，第1～第3惯性传感器16、17、18分别向箭头D方向动作。在该情况下，从第1惯性传感器16输出的传感器输出检测第1轴A的角速度ωa为第1轴用判定阈值ω1以上的值。另一方面，检测从第1惯性传感器16输出的第2轴B的角速度ωb低于第2轴用判定阈值ω2的值，检测第3轴C的角速度ωc低于第3轴用判定阈值ω3的值。

另外，从第2惯性传感器17输出的传感器输出检测第2轴B的角速度ωb为第2轴用判定阈值ω2以上的值。另一方面，检测从第2惯性传感器17输出的第1轴A的角速度ωa低于第1轴用判定阈值ω1的值，检测第3轴C的角速度ωc低于第3轴用判定阈值ω3的值检测。

并且，从第3惯性传感器18输出的传感器输出检测第3轴C的角速度ωc为第3轴用判定阈值ω3以上的值。另一方面，检测第1轴的角速度ωa低于第1轴用判定阈值ω1的值，检测第2轴B的角速度ωb低于第2轴用判定阈值ω2的值。即，第1～第3惯性传感器16、17、18基以相互不同的坐标轴为判定用坐标轴。由此，控制器20的搭载部位判定部22能够将与相应的检测轴对应的惯性传感器和搭载部位建立对应。

由此，根据第1实施方式的工程机械(液压挖掘机1)，其包括：能够自行的下部行驶体2；上部旋转体4，其以能够旋转的方式搭载在所述下部行驶体2上；多个可动部(作业装置5)，其设置在所述上部旋转体4上并相互连结；多个同一规格的惯性传感器(第1惯性传感器16、第2惯性传感器17、第3惯性传感器18)，其分别搭载于各所述可动部，能够检测相互正交的3个坐标轴(第1轴A、第2轴B、第3轴C)的角速度(ωa、ωb、ωc)；控制器20，其使用各所述惯性传感器的传感器输出来运算各所述可动部的动作姿态；行驶操作压传感器14，其检测用于使所述下部行驶体2行驶的行驶操作压Pa；以及旋转操作压传感器15，其检测用于使所述上部旋转体4旋转的旋转操作压Pb。

并且，多个所述惯性传感器以在多个所述可动部动作时基于相互不同的坐标轴旋转的方式分别搭载于多个所述可动部。所述控制器20在所述行驶操作压Pa和所述旋转操作压Pb为预先设定的各操作压阈值(行驶操作压阈值Pr、旋转操作压阈值Pt)以下的状态且多个所述可动部动作时，基于从多个所述惯性传感器输出的所述传感器输出来判定各所述惯性传感器搭载在多个所述可动部中的哪个可动部，并基于其判定结果设定各所述可动部与各所述惯性传感器的对应关系。

由此，能够简单地设定将搭载在多个部位的同一规格的惯性传感器分别搭载在何处，因此能够提高传感器搭载部位的设定作业的作业性。另外，由于能够将惯性传感器搭载在任意位置，因此能够抑制发生搭载部位的混淆。另外，能够削减库存管理等成本。

另外，第1实施方式的工程机械(液压挖掘机1)具备用于显示信息的显示装置13。所述显示装置13显示通过所述控制器20设定的各所述惯性传感器的设定信息。由此，操作者能够识别各惯性传感器16～19的设定状况。

另外，多个所述可动部包括：动臂5A，其以能够进行俯仰动作的方式连结在所述上部旋转体4上；斗杆5B，其连结在所述动臂5A的前端侧；以及作业工具(铲斗5C)，其连结在所述斗杆5B的前端侧。多个所述惯性传感器16～18包含：第1惯性传感器16，其搭载于所述动臂5A并以所述3个坐标轴中的第1轴A为判定用坐标轴；第2惯性传感器17，其搭载于所述斗杆5B并以所述3个坐标轴中的第2轴B为判定用坐标轴；以及第3惯性传感器18，其搭载于所述作业工具并以所述3个坐标轴中的第3轴C为判定用坐标轴。所述控制器20在使多个所述可动部动作的情况下，在所述第1轴A的角速度ωa变为第1轴用判定阈值ω1以上时，将所述第1惯性传感器16判定为动臂用惯性传感器，在所述第2轴B的角速度ωb变为第2轴用判定阈值ω2以上时，将所述第2惯性传感器17判定为斗杆用惯性传感器，在所述第3轴C的角速度ωc变为第3轴用判定阈值ω3以上时，将所述第3惯性传感器18判定为作业工具用惯性传感器。

由此，例如仅使动臂5A转动就能够一次设定第1～第3惯性传感器16、17、18的搭载部位，因此能够提高各惯性传感器16、17、18的搭载部位设定作业的作业性。

接下来，图13至图15示出本发明的第2实施方式。第2实施方式的特征在于设有在开始搭载部位设定处理时被操作的开始操作装置。需要说明的是，在第2实施方式中，对与第1实施方式相同的构成要素标注同一附图标记并省略其说明。

开始操作装置31在开始进行各惯性传感器16、17、18、19的搭载部位的设定时被操作。开始操作装置31设置在例如驾驶室8内的显示装置13或按键开关12的周围。开始操作装置31与控制器20的判定模式控制部32连接，在操作者设定各惯性传感器16～19的搭载部位时被进行开(ON)操作。

判定模式控制部32设置在控制器20中。判定模式控制部32从开始操作装置31接收开操作的输出信号，从而开始进行判定及设定的控制处理。即，在操作者对开始操作装置31进行开操作时，控制器20将用于判定各惯性传感器16、17、18、19的搭载部位的判定模式从关(OFF)切换为开(ON)。另外，判定模式控制部32将搭载部位判定部22的判定处理的进展信息及操作指示信息向显示装置13输出。

接下来，参照图14、图15说明控制器20进行的搭载部位设定处理。需要说明的是，图14、图15所示的搭载部位设定处理在例如开始操作装置31被进行了开操作后，在规定的时间(周期)内重复执行。

在步骤11中，对判定模式是否为开进行判定。即，控制器20的判定模式控制部32判定是否检测到操作者对开始操作装置31进行了开操作。并且，在步骤11中为“是”、即判定出判定模式为开的情况下，进入步骤12。另一方面，在步骤11中为“否”、即判定出判定模式为关的情况下，不进行搭载部位设定处理而转入结束。

在步骤12中，显示动臂操作指示信息。即，判定模式控制部32向显示装置13输出判定模式变为开的情况。并且，例如如图10所示，在显示装置13上显示促使操作者使动臂5A进行转动动作的图像信息及文字信息。由此，操作者能够识别接下来应进行操作的情况，能够顺畅地进行搭载部位设定处理。并且，接下来的步骤13～步骤22进行与第1实施方式的图7所示的步骤1～步骤10相同的控制处理，因此省略其说明。

在步骤23中，显示判定完成信息。即，在各惯性传感器16、17、18、19的搭载部位的设定完成的情况下，控制器20的判定模式控制部32将判定模式从开切换为关，并将该信号向显示装置13输出。并且，例如如图12所示，在显示装置13上显示各惯性传感器16、17、18、19的搭载部位设定完成的内容。需要说明的是，在操作者对开始操作装置31进行了关操作或者未进行控制处理且经过规定时间等，搭载部位设定处理中途中断或中止的情况下，也可以在显示装置13上显示搭载部位设定处理中断或中止的内容。

由此，在按照上述方式构成的第2实施方式中，具备在使各所述惯性传感器16、17、18、19的搭载部位的设定开始时被操作的开始操作装置31。所述控制器20在所述开始操作装置31被操作时，设定各所述惯性传感器16、17、18、19的搭载部位。由此，在第2实施方式中，能够获得与上述第1实施方式相同的作用效果，且能够按照操作者的意愿开始进行各惯性传感器16、17、18、19的搭载部位的设定。

需要说明的是，在上述第2实施方式中，以将开始操作装置31设置在驾驶室8内的情况为例进行了说明。但本发明不限于此，例如如图16所示的变形例所示，也可以将具备开始操作装置41A、判定模式控制部41B及显示装置41C的移动终端等外部终端41通过有线或无线与控制器20连接，来进行搭载部位设定处理。另外，也可以驾驶室8内的开始操作装置31和外部终端41均能够实现搭载部位设定处理。

另外，在上述第1实施方式中，以通过使动臂5A转动动作而使第1～第3惯性传感器16、17、18动作的情况为例进行了说明。但本发明不限于此，例如，也可以仅使铲斗5C转动动作以仅设定第3惯性传感器18，然后使斗杆5B转动来设定第2惯性传感器17，之后使动臂5A转动来设定第1惯性传感器16。这一点对于第2实施方式及变形例也相同。

另外，在上述实施方式中，以将第1惯性传感器16安装在动臂5A的上表面的情况为例进行了说明。但本发明不限于此，例如也可以安装在动臂5A的下表面或侧面。这一点对于安装在斗杆5B上的第2惯性传感器17及安装在铲斗5C上的第3惯性传感器18也相同。

另外，在上述实施方式中，作为工程机械，以液压挖掘机1为例进行了说明。本发明不限于此，能够应用于例如轮式装载机之类的各种工程机械。

附图标记说明

1 液压挖掘机(工程机械)

2 下部行驶体

4 上部旋转体

5 作业装置

5A 动臂(可动部)

5B 斗杆(可动部)

5C 铲斗(可动部)

13、41C 显示装置

14 行驶操作压传感器

15 旋转操作压传感器

16 第1惯性传感器

17 第2惯性传感器

18 第3惯性传感器

19 第4惯性传感器

20 控制器

21 姿态运算部

22 搭载部位判定部

23 搭载部位设定部

31、41A 开始操作装置

A 第1轴

B 第2轴

C 第3轴

ωa 第1轴的角速度

ωb 第2轴的角速度

ωc 第3轴的角速度

ω1 第1轴用判定阈值

ω2 第2轴用判定阈值

ω3 第3轴用判定阈值

Pa 行驶操作压

Pb 旋转操作压

Pr 行驶操作压阈值

Pt 旋转操作压阈值

Claims

1.一种工程机械，其包括：

能够自行的下部行驶体；

上部旋转体，其以能够旋转的方式搭载在所述下部行驶体上；

作业装置，其设置于所述上部旋转体，并具有相互连结的多个可动部；

多个同一规格的惯性传感器，其分别搭载于各所述可动部，能够检测相互正交的3个坐标轴的角速度；

控制器，其使用各所述惯性传感器的传感器输出来运算各所述可动部的姿态；

行驶操作压传感器，其检测用于使所述下部行驶体行驶的行驶操作压；以及

旋转操作压传感器，其检测用于使所述上部旋转体旋转的旋转操作压，

所述工程机械的特征在于，

多个所述惯性传感器以在多个所述可动部动作时基于相互不同的坐标轴旋转的方式分别搭载于多个所述可动部，

所述控制器在所述行驶操作压和所述旋转操作压为预先设定的各操作压阈值以下的状态且多个所述可动部动作时，基于从多个所述惯性传感器输出的所述传感器输出来判定各所述惯性传感器搭载在多个所述可动部中的哪个可动部，并基于其判定结果设定各所述可动部与各所述惯性传感器的对应关系。

2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，

具备用于显示信息的显示装置，

所述显示装置显示通过所述控制器设定的各所述惯性传感器的设定信息。

3.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，

具备开始操作装置，所述开始操作装置在使各所述惯性传感器的搭载部位的设定开始时被操作，

所述控制器在所述开始操作装置被操作时设定各所述惯性传感器的搭载部位。

4.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，

多个所述可动部包括与所述上部旋转体连结的动臂、与所述动臂的前端侧连结的斗杆和与所述斗杆的前端侧连结的作业工具，

多个所述惯性传感器包括：第1惯性传感器，其搭载于所述动臂并以所述3个坐标轴中的第1轴为判定用坐标轴；第2惯性传感器，其搭载于所述斗杆并以所述3个坐标轴中的第2轴为判定用坐标轴；以及第3惯性传感器，其搭载于所述作业工具并以所述3个坐标轴中的第3轴为判定用坐标轴，

所述控制器在多个所述可动部动作时，在所述第1轴的角速度变为第1轴用判定阈值以上时，将所述第1惯性传感器判定为动臂用惯性传感器，在所述第2轴的角速度变为第2轴用判定阈值以上时，将所述第2惯性传感器判定为斗杆用惯性传感器，在所述第3轴的角速度变为第3轴用判定阈值以上时，将所述第3惯性传感器判定为作业工具用惯性传感器。