CN111954740B - 回转式工程机械的回转控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种回转式工程机械的回转控制装置，能够准确且容易地设定目标停止位置。回转控制装置具备设定回转体的目标停止位置的目标停止位置设定部和回转指令部（54、84）。目标停止位置设定部具有：拍摄装置（72）；基于拍摄影像形成工程机械和周围物体的俯瞰图像的图像处理装置（74）；将包含俯瞰图像的目标停止位置设定图像显示于图像显示装置（46）的显示画面的图像显示指令部（56）；接受以俯瞰图像中包含的工程机械和周围物体的图像位置为基准设定目标停止位置的位置设定操作的设定操作构件（44）；以及基于位置设定操作决定目标停止位置的目标停止位置决定部（58）。

Description

回转式工程机械的回转控制装置

技术领域

本发明涉及一种控制回转式工程机械的回转体的回转动作的装置。

背景技术

液压挖掘机和回转式起重机等回转式工程机械具备回转体（例如上部回转体）、将该回转体可回转地支撑的支撑主体（例如下部行走体）以及使所述回转体回转的回转驱动装置。在该回转式工程机械中，所述回转驱动装置一般以根据由操作人员施加于回转操作杆的回转操作让所述回转体进行回转动作的方式工作。

而且，在专利文献1中公开了以减轻操作人员的负担为目的，进行让回转式工程机械中的回转体自动地停止在预先被设定的目标停止位置的控制的装置。具体而言，在该专利文献1中记载了在具备具有动臂、斗杆及铲斗的挖掘作业用臂的回转式挖掘作业车中，从预先在示教模式中设定的第一设定位置到第二设定位置让所述挖掘作业用臂自动地移动的控制装置。在所述示教模式，为了避免所述挖掘作业用臂与附近的结构物等冲撞，进行手动地使该挖掘作业用臂实际移动的人为移动操作。所述控制装置将所述人为移动操作的所述挖掘作业用臂的移动开始位置和移动结束位置分别作为所述第一及第二设定位置而存储，以再现该人为移动操作的方式执行控制。该控制包含使所述挖掘作业用臂的回转在所述第二设定位置自动地停止的回转自动停止控制。

但是，在所述专利文献1记载的装置，为了设定目标停止位置（在该文献中为第二设定位置），操作人员必须在示教模式下进行实际让回转体动作并在与所述目标停止位置相对应的位置准确地停止的人为移动操作。此种操作并不容易，需要熟练的技术。此外，想要不管回转体的大的惯性扭矩如何而使其准确地停止在所述目标停止位置，则需要使该回转体以极低速动作，这导致作业效率显著降低。而且近年，正在开发操作人员无需实际搭乘到工程机械上就能一边看搭载于该工程机械的摄像机的拍摄影像一边在离开该工程机械的操纵席对该工程机械的回转进行远程操纵的系统，但在此种系统中难以一边看所述摄像机的影像一边准确地设定目标停止位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报特开昭60-37339号

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够让回转式工程机械的回转体自动地停止在目标停止位置，并且能够准确且容易地设定该目标停止位置的回转控制装置。

所提供的是一种回转控制装置，控制具备回转体、可回转地支撑所述回转体的支撑主体以及使所述回转体回转的回转驱动装置的工程机械中的所述回转体的驱动，其包括：目标停止位置设定部，设定作为应该使所述回转体的回转停止的位置的目标停止位置；以及回转指令部，将使所述回转体在所述目标停止位置自动地停止的自动停止指令施加于所述回转驱动装置。所述目标停止位置设定部具有：拍摄装置，被搭载于所述工程机械用于拍摄该工程机械以及其周围的影像；图像处理装置，基于所述拍摄装置拍摄的影像形成所述工程机械以及位于该工程机械周围的周围物体的俯瞰图像；图像显示装置，具有能够显示所述俯瞰图像的显示画面；图像显示指令部，使包含所述俯瞰图像的目标停止位置设定图像显示于所述显示画面；设定操作构件，接受以所述俯瞰图像中包含的所述工程机械和周围物体的图像位置为基准设定所述目标停止位置的位置设定操作；以及目标停止位置决定部，基于所述位置设定操作决定所述目标停止位置。

附图说明

图1是表示作为本发明的实施方式所涉及的回转控制装置被适用的回转式工程机械的一例的液压挖掘机的侧视图。

图2是表示搭载于所述液压挖掘机的实机回转操作器和回转液压回路的图。

图3是表示搭载于所述液压挖掘机的回转控制装置的主要构成要素的框图。

图4是表示所述回转控制装置进行的运算控制动作的流程图，主要表示目标停止位置设定模式下的运算控制动作。

图5是表示在所述目标停止位置设定模式下被显示的目标停止位置设定图像的图。

图6是所述回转控制装置在远程操作模式下进行的运算控制动作的流程图。

图7是表示在所述远程操作模式下运算的制动必要角度与剩下角度之间的关系的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的优选实施方式。

图1表示作为本发明的实施方式所涉及的回转控制装置被适用的回转式工程机械的一例的液压挖掘机10。另外，本发明被适用的回转式工程机械并不限定于液压挖掘机。本发明可以广泛地被适用于具备回转体、支撑该回转体的支撑主体以及使所述回转体回转的回转体驱动装置的回转式工程机械中。该回转式工程机械例如也可以是移动式的拆毁机、移动式或固定式的起重机。

图1所示的所述液压挖掘机10具备下部行走体11、绕纵轴X如箭头A0那样可回转地被该下部行走体11支撑的上部回转体12、搭载于上部回转体12的作业装置14以及液压驱动装置。所述上部回转体12和作业装置14构成回转体，所述下部行走体11构成将该回转体可回转地支撑的支持主体。

所述下部行走体11能够在地面G上行走。所述上部回转体12具有回转框架16和搭载于其上的多个回转体要素。该多个回转体要素包含收容发动机的发动机室17和界定驾驶室的司机室18。

所述作业装置14能够进行用于挖掘作业以及其他必要的作业的动作，包含动臂21、斗杆22、铲斗24以及多个作业用液压缸。所述动臂21具有可起伏地、即如箭头A1所示能够绕水平轴转动地被所述回转框架16的前端支撑的基端部和其相反侧的远端部。所述斗杆22具有如箭头A2所示能够绕水平轴转动地被安装在所述动臂21的远端部的基端部和其相反侧的远端部。所述铲斗24相当于远端附属装置，能够转动地被安装在所述斗杆22的远端部。所述多个作业用液压缸包含使所述动臂21起伏的动臂油缸26、使斗杆22相对于该动臂21转动的斗杆油缸27以及使所述铲斗24相对于该斗杆22转动的铲斗油缸28。

所述液压驱动装置包含利用液压使所述上部回转体12回转的部分和利用液压使所述作业装置14动作来进行作业动作的部分。其中前者构成图2所示的回转驱动装置30。该回转驱动装置30具有液压泵31、回转马达32、回转控制阀34、回转操作器36以及先导液压源38。

所述液压泵31通过发动机等驱动源被驱动从而喷出用于供给到所述回转马达32的工作油。所述回转马达32在该实施方式中是以通过受所述工作油的供给而使所述上部回转体12向两个方向回转的方式工作的液压马达。

所述回转控制阀34是能够以改变从所述液压泵31向所述回转马达32供给工作油的方向以及该工作油的流量的方式进行开闭工作的先导操作式的换向阀。具体而言，该回转控制阀34具有左回转先导端口34a和右回转先导端口34b，当该先导端口34a、34b的任一个被供给先导压时，以容许工作油朝向与该先导压被供给的先导端口相对应的方向，并以与该先导压的大小相对应的流量从所述液压泵31供给到所述回转马达32的方式开阀。

所述回转操作器36在所述液压挖掘机10受到实际回转操作，且以进行与该实际回转操作相对应的上部回转体12的回转驱动的方式让所述回转控制阀34工作。具体而言，该回转操作器36具有实机回转操作杆36a和连结于该实机回转操作杆36a的回转先导阀36b。所述实机回转操作杆36a是包含在设置于所述司机室18所界定的驾驶室内的多个实机操作杆之中，受到使该实机回转操作杆36a从其中立位置向左方向或右方向转动的实际回转操作的实机操作构件。所述回转先导阀36b以容许对于所述回转控制阀34的左回转和右回转先导端口34a、34b中与所述实际回转操作的方向相对应的回转先导端口，从所述先导液压源38供给与该实际回转操作的大小相对应的大小的先导压的方式开阀。

图3是表示该实施方式所涉及的所述回转控制装置的构成要素的框图。该实施方式所涉及的所述液压挖掘机10的操纵通过远程操纵系统来进行。在该远程操纵系统中，在离开作为实机的该液压挖掘机10的远程操纵处通过操作人员的远程操作让所述液压挖掘机10动作。

所述回转控制装置的构成要素分为设置在所述远程操纵处的多个远程操作侧要素和搭载于所述实机的多个实机侧要素。在该实施方式中，所述多个远程操作侧要素包含远程操作盘40所含的远程回转操作杆44、图像显示装置46、模式选择开关48以及远程操作控制器50。所述多个实机侧要素包含回转体信息检测装置60、实际操作施加机构70、拍摄装置72、图像处理装置74以及实机控制器80。

所述远程操作盘40具有：操作人员为了对所述下部行走体11的行走、上部回转体12的回转以及作业装置14的工作进行远程操纵而施加操作的多个远程操作杆；以及输出与分别施加于该多个远程操作杆的操作相对应的远程操作信号的操作信号输出部。所述远程回转操作杆44包含在所述多个远程操作杆之中。该远程回转操作杆44是受到用于使所述上部回转体12回转的远程回转操作的远程操作构件。

所述图像显示装置46具有能够显示规定的图像的显示画面。该图像显示装置46被设置在所述远程操作盘40的附近位置，具体而言，被设置于在所述远程操纵处操作包含在所述远程操作盘40的远程操作杆的操作人员能够视觉确认所述显示画面的位置。

所述模式选择开关48接受用于操作人员选择所述远程操作控制器50的模式的模式选择操作（在该实施方式中为接通断开操作），将对应该模式选择操作的模式指定限号输入到所述远程操作控制器50。该远程操作控制器50具有多个模式，从该多个模式中根据所述模式指定信号指定规定的模式。所述多个模式包含远程操作模式和目标停止位置设定模式。

所述远程操作控制器50由微计算机等构成，与所述远程操作盘40、图像显示装置46以及所述模式选择开关48电气连接。该远程操作控制器50具有远程操作通信部52、远程操作指令部54、图像显示指令部56以及目标停止位置决定部58来作为用于构成所述回转控制装置的功能。

所述远程操作通信部52具有在与所述实机控制器80之间通过规定的通信路径100进行必要的信号的发送接收的功能。该通信路径100例如可以是特定省电无线、蓝牙（注册商标）、手机通信网、包含互联网通信网的公众通信线路等无线通信路径，也可以是以长电缆作为媒介的有线通信路径。

所述远程操作指令部54接受来自所述远程操作盘40的远程操作信号（包含远程回转操作信号）的输入，并且，根据从所述模式选择开关48输入的模式指令信号而在所述远程操作模式和所述目标停止位置设定模式之间切换。

所述远程操作指令部54在所述远程操作模式下，将从所述远程操作盘40输入的各操作信号看作是与远程操作（包含远程回转操作）相对应的信号，并将对应该操作信号的远程操作指令（包含对应所述回转操作信号的远程回转操作指令）经由所述远程操作通信部52和所述通信路径100而输入到所述实机控制器80。因此，该远程操作指令部54将施加于所述远程回转操作杆44的操作看作远程回转操作，并输出与其相对应的远程回转操作指令。

另一方面，所述远程操作指令部54在所述目标停止位置设定模式下，以使所述图像显示指令部56将规定的目标停止位置设定图像显示于所述图像显示装置46的方式向该图像显示指令部56输入图像显示指令。而且，所述远程操作指令部54在所述目标停止位置设定模式下，将施加于所述远程操作盘40的所述远程回转操作杆44的操作看作是用于设定目标停止位置的位置设定操作，并与该操作相对应，将从所述远程操作盘40输入的操作信号（不是对应于远程操作的信号）作为对应于所述位置设定操作的信号而输入到目标停止位置决定部58。因此，该远程操作通信部52在所述目标停止位置设定模式下，不向所述实机控制器80发送远程操作指令。

所述目标停止位置决定部58在所述目标停止位置设定模式下基于从所述远程操作指令部54输入的信号（与位置设定操作相对应的信号）决定目标停止位置，并将指定该目标停止位置的目标停止位置指令通过所述远程操作通信部52发送到所述实机控制器80。该目标停止位置是应该使所述上部回转体12自动停止的位置，是该上部回转体12的回转方向上的位置。该目标停止位置的设定目的并不限定。例如，可以为了防止存在于所述液压挖掘机10的周围的障碍物与上部回转体12或作业装置14发生干扰而在该障碍物的跟前设定所述目标停止位置。或者，也可以为了向自动卸货卡车等搬运车装载沙土而在该搬运车的上方设定所述目标停止位置。

所述图像显示指令部56通过所述远程操作通信部52从所述实机控制器80接收图像数据，利用该图像数据在所述图像显示装置46显示目标停止位置设定图像。该目标停止位置设定图像是用于操作人员一边看该目标停止位置设定图像一边向所述远程回转操作杆44施加所述位置设定操作从而设定所述目标停止位置的图像，其详细内容后述。此外，该实施方式所涉及的所述图像显示指令部56还接收操作人员进行远程操作所需的远程操作用图像数据，将该远程操作用图像也显示于图像显示装置46。

所述回转体信息检测装置60检测让所述上部回转体12自动地停止在所述目标停止位置所需的信息，即检测有关回转体的惯性扭矩和回转动作的回转体信息。该实施方式所涉及的回转体信息包含所述作业装置14的姿势、所述上部回转体12的回转角度和回转角速度以及承载于铲斗24的沙土的重量。具体而言，该回转体信息检测装置60包含如图1所示的多个传感器，即检测所述动臂21的起伏角度的动臂角传感器61、检测所述斗杆22相对于所述动臂21的角度的斗杆角传感器62、检测所述铲斗24相对于所述斗杆22的角度的铲斗角传感器64、检测所述上部回转体12相对于所述下部行走体11的回转角度的回转角度传感器66、以及检测根据所述铲斗24内的沙土的重量而增减的所述动臂油缸26的头压的动臂压传感器68。所述回转角速度可以对通过所述回转角度传感器66检测出的回转角度进行时间微分运算而获得。该运算可以在回转角度传感器66进行，也可以在实机控制器80进行。或者，也可以在回转角度传感器66之外配备检测所述回转角速度的回转速度传感器。

所述实际操作施加机构70被搭载于所述司机室18内的操纵席，以便代替操作人员而对所述实际回转操作杆36a施加所述实际回转操作。该实际操作施加机构70机械性地连结于所述实机回转操作杆36a，以便能够向所述实机回转操作杆36a施加所述实际回转操作（也就是使该实机回转操作杆36a向左右任一方向转动）。

所述拍摄装置72拍摄所述液压挖掘机10及其周围的影像。该拍摄装置72例如由分别安装在所述上部回转体12或所述下部行走体11的多个部位的多个摄像机构成，该多个摄像机从彼此不同的角度拍摄所述液压挖掘机10及其周围的影像。

所述图像处理装置74基于所述拍摄装置72拍摄的影像生成从上方俯瞰所述液压挖掘机10及其周围的物体的俯瞰图像。该俯瞰图像如后所述是成为所述目标停止位置设定图像的基础的图像。此外，该实施方式所涉及的图像处理装置74还生成在所述远程操纵处操作人员进行所述液压挖掘机10的远程操纵所需的影像，即从所述司机室18内的驾驶席看到的远程操纵用图像。该远程操纵用图像可以利用所述拍摄装置72的拍摄图像而生成，也可以利用专门的摄像机而生成。所述图像处理装置74将生成的图像数据输入到所述实机控制器80。

所述实机控制器80与远程操作控制器50同样由微计算机等构成，与所述回转体信息检测装置60、所述实际操作施加机构70以及所述图像处理装置74电气连接。该实机控制器80具有实机通信部82、实际操作指令部84以及制动必要角度运算部88来作为用于构成所述回转控制装置的功能。

所述实机通信部82具有在与所述远程操作控制器50的所述远程操作通信部52之间通过所述通信路径100进行必要的信号的发送接收的功能。具体而言，该实机通信部82将从所述图像处理装置74输入的图像数据经由所述远程操作通信部52发送到所述图像显示指令部56，另一方面，接收从所述远程操作指令部54和所述目标停止位置决定部58分别通过所述远程操作通信部52发送来的远程指令和目标停止位置指令，并输入到实际操作指令部84以及制动必要角度运算部88。

所述实际操作指令部84原则上执行远程操作控制。具体而言，基于从所述远程操作指令部54经由所述远程操作通信部52和所述实机通信部82发送来的所述远程指令（与施加于所述远程操作盘40的各远程操作杆的远程操作相对应的指令），以让所述实际操作施加机构70将对应所述远程指令的实际操作施加于各实机操作杆的方式向该实际操作施加机构70输入实际操作指令。该实际操作指令除了包含与施加于所述远程回转操作杆44的远程回转操作相对应的实际回转操作指令以外，还包含用于进行作业装置14的作业动作以及下部行走体11的行走动作的实际操作指令。

所述制动必要角度运算部88在从所述实机通信部82输入了所述目标停止位置指令的情况下，运算包含所述上部回转体12及所述作业装置14的回转体的制动必要角度θb。该制动必要角度θb是让当前正在回转的上部回转体12及作业装置14以不过度的减速度达到停止状态所需的回转角度。该制动必要角度θb可以基于所述回转体信息，即有关回转体的惯性扭矩和回转状态（回转角度以及回转角速度）的信息而实时地被计算。

所述实际操作指令部84在所述目标停止位置指令被输入到该实际操作指令部84的情况下，即所述目标停止位置被决定的情况下，优先于所述远程操作控制而执行基于所述目标停止位置的自动停止控制。具体而言，该实际操作指令部84运算从当前的回转位置到达所述目标停止位置的回转角度、即剩下角度θr，在该剩下角度θr为所述制动必要角度θb以下的情况下，不管有无从所述远程操作指令部54发送来的远程回转操作指令，都输入用于让正在回转的所述上部回转体12及所述作业装置14停止在所述目标停止位置的自动停止用实际回转操作指令。

接着，一并参照图4至图7说明由所述回转控制装置进行的具体的运算控制动作。图4是主要表示所述运算控制动作中在所述目标停止位置设定模式下进行的运算控制动作的流程图，图6是表示在所述远程操作模式下进行的运算控制动作的流程图。

该实施方式所涉及的所述远程操作控制器50的远程操作指令部54通过所述模式选择开关48的接通断开而在远程操作模式和目标停止位置设定模式之间切换。具体而言，该远程操作指令部54在所述模式选择开关48为断开的情况下（在步骤S01为否），维持所述远程操作模式（步骤S02），如果该模式选择开关48切换为接通（在步骤S01为是），则被切换为目标停止位置设定模式。

在该目标停止位置设定模式下，所述远程操作指令部54向图像显示指令部56输入图像显示指令。据此，该图像显示指令部56基于从搭载于实机（在该实施方式中为液压挖掘机10）的图像处理装置74经由实机通信部82、远程操作通信部52及远程操作指令部54发送来的图像数据、即有关俯瞰图像的数据，将目标停止位置设定图像显示于图像显示装置46（步骤S11）。

图5表示所述目标停止位置设定图像的例子。该目标停止位置设定图像以所述俯瞰影像，具体而言从所述液压挖掘机10的正上方位置俯瞰该液压挖掘机10的实机影像90以及俯瞰存在于其周围的物体的周围物体影像92为基础，还包含回转虚像94。所述回转虚像94是为模拟所述回转体的整体或其一部分（在图5中为作业装置14）进行与该回转体的回转动作相同的回转动作而被显示的像。

在所述远程操纵处，操作人员一边参照所述回转虚像94的回转开始以及该回转虚像94，通过向设置在该远程操纵处的所述远程操作盘40的远程回转操作杆44施加操作，从而能够容易地设定目标停止位置。

首先，如果由操作人员向所述远程回转操作杆44施加使所述远程回转操作杆44从其中立位置向左右任一方向倾倒的操作，也就是回转开始操作（在步骤S12为是），则所述远程操作指令部54向所述图像显示指令部56发送指令，以使在目标停止位置设定图像上的所述回转虚像94的回转开始（步骤S13）。该回转虚像94的回转方向优选与施加于所述远程回转操作杆44的操作方向一致。这可以提供适合于操作人员的操作感觉的目标停止位置设定图像。

在所述回转虚像94的回转开始后，如果向所述远程回转操作杆44施加使该远程回转操作杆44重新复位到中立位置的中立位置复位操作（在步骤S14为是），则所述远程操作控制器50的目标停止位置决定部58基于该中立位置复位操作被施加的时刻的回转虚像94在回转方向上的位置，决定目标停止位置（步骤S15）。因此，所述操作人员通过一边确认所述回转虚像94与周围物体影像92的相对位置关系一边在适当的时机将所述中立位置复位操作施加于所述远程回转操作杆44，从而能够容易且准确地、而且在不用让实机的回转体回转的情况下安全地设定所述目标停止位置。

所述目标停止位置决定部58将有关决定的所述目标停止位置的指令即目标停止位置指令经由所述远程操作通信部52和所述通信路径100而向所述实机控制器80的实机通信部82发送。据此，目标停止位置设定模式结束，所述远程操作指令部54的模式自动地被切换为远程操作模式（步骤S02）。

在所述远程操作模式，所述远程操作指令部54将施加于所述远程回转操作杆44的操作看作为远程回转操作，将与该远程回转操作相对应的远程回转操作指令通过所述远程操作通信部52、所述通信路径100以及所述实机通信部82发送到所述实际操作指令部84（图6的步骤S21）。

所述实际操作指令部84判断是否设定有所述目标停止位置（步骤S22）。在没有设定该目标停止位置的情况下（在步骤S22为否），所述实际操作指令部84将用于实现通常的远程操作的实际回转操作指令输入到实际操作施加机构70。也就是说，将对应所述远程回转操作指令的实际回转操作指令输入到实际操作施加机构70（步骤S23）。接受该实际回转操作指令的输入的实际操作施加机构70以使上部回转体12进行对应所述远程回转操作指令的回转动作的方式向作为实机的液压挖掘机10的实机回转操作杆36a施加实际操作。也就是说，让该实机回转操作杆36a实际转动。此外，实际操作施加机构70在实际回转操作指令以外的实际操作指令（例如动臂提升指令）被输入的情况下，还向其他的实机操作杆（例如动臂杆）施加与该实际操作指令相对应的实际操作。

另一方面，在设定有所述目标停止位置的情况下（在步骤S22为是），所述实际操作指令部84在每个规定的控制周期接收用于回转自动停止控制的检测信号，具体而言接收从回转体信息检测装置60输入到实机控制器80的有关回转体信息的检测信号（步骤S24）。而且，该实际操作指令部84以及制动必要角度运算部88分别实时地进行剩下角度θr和制动必要角度θb的运算（步骤S25）。

图7是表示所述剩下角度θr与所述制动必要角度θb的关系的图。在图7，从回转中心Os向回转半径方向延伸的多个直线中，一点划线Ls表示当前的回转位置，粗的实线Lt表示目标停止位置，细的实线Lb表示为了让上部回转体12安全地在所述目标停止位置停止而应开始制动的制动开始位置。所述剩下角度θr是形成于所述一点划线Ls与所述实线Lt之间的角度，也就是从当前的回转位置到所述目标停止位置的回转角度。所述制动必要角度θb是形成于所述实线Lb与所述实线Lt之间的角度，也就是从所述制动开始位置到所述目标停止位置的回转角度。

如图7所示，在所述剩下角度θr大于所述制动必要角度θb的期间（在步骤S26为否），与所述目标停止位置没有被设定的情况同样，所述实际操作指令部84将用于实现通常的远程操作的实际回转操作指令，也就是与从所述远程操作指令部54发送来的远程回转操作指令相对应的实际回转操作指令输入到实际操作施加机构70（步骤S27）。但是，从所述剩下角度θr变为所述制动必要角度θb以下的时刻（在步骤S26为是）起，换句话说，从当前的回转体的回转位置到达了制动开始位置的时刻起，所述实际操作指令部84不管所述远程回转操作指令如何，将使所述上部回转体12以规定的减速度安全且准确地停止在所述目标停止位置的制动用实际回转操作指令输入到所述实际操作施加机构70（步骤S28）。也就是说，将基于所述目标停止位置的自动停止控制优先于通常的远程操作控制而执行。并且，在所述剩下角度θr变为0的时刻，即在所述上部回转体12到达了所述目标停止位置的时刻（在步骤S29为是），结束自动停止控制（步骤S30）。

如上所述，回转体的目标停止位置容易且准确地，而且在无需实际的回转体的回转动作的情况下安全地被设定，并且，执行基于该目标停止位置的自动停止控制。

本发明并不限定于以上说明的实施方式。本发明例如包含以下的方式。

（A）关于回转驱动装置

成为本发明所涉及的装置的控制对象的回转驱动装置并不限定于如上所述的液压式的物。该回转驱动装置也可以是具备电动式的回转马达的装置。例如，也可以从所述实施方式所涉及的实机控制器80直接向所述回转马达输入回转驱动指令信号。或者，该回转驱动装置也可以代替图2所示的回转操作器36而具备分别介于回转控制阀34的两个先导端口34a、34b与先导液压源38之间的电磁阀，回转指令部向该电磁阀输入回转驱动指令，来控制从该电磁阀输入到与其对应的先导端口的先导压。

（B）关于各要素的位置

构成本发明所涉及的回转控制装置的要素的位置不并特别限定。例如，所述实施方式所涉及的远程操作系统的图像显示指令部56以及目标停止位置决定部58也可以不包含在所述远程操作控制器50而包含在所述实机控制器80。此时，构成所述回转体信息检测装置60的各传感器可以不经由所述通信路径100而直接以无线发送到所述图像显示指令部56以及所述目标停止位置决定部58。相反地，所述制动必要角度运算部88也可以包含在所述远程操作控制器50。此外，在拍摄装置72具有发送功能的情况下，所述图像处理装置74也可以被配置在远程操纵处并基于从该拍摄装置72发送的数据形成目标停止位置设定图像。

（C）关于远程操作

本发明所涉及的回转控制装置并不限定于如所述液压挖掘机10那样通过远程操作系统被进行远程操作的机械，也可以适用于由搭乘于司机室内的操作人员直接操作的回转式工程机械中。在此种直接操作方式，位置设定构件、图像显示装置、图像显示指令部、目标停止位置决定部等与回转驱动装置一起被搭载于所述工程机械即可。此外，在该直接操作方式，被配置在工程机械的驾驶席附近的回转操作构件也可以被兼用作位置设定构件。此时，优选代替所述实施方式所涉及的远程操作指令部54而在工程机械上搭载能够在目标停止位置设定模式和（对应所述远程操作模式的）回转操作模式之间切换的指令切换部，该指令切换部在所述目标停止位置设定模式下将施加于所述回转操作构件的操作作为所述位置设定操作而让所述目标停止位置决定部进行目标停止位置的决定，在所述回转操作模式下将施加于所述回转操作构件的操作作为所述回转操作而让所述回转指令部进行所述回转驱动指令的输出。

（D）关于位置设定构件、位置设定操作

本发明所涉及的位置设定构件也可以是独立于回转操作构件的构件。例如，也可以在所述远程操作盘40设置所述远程回转操作杆44以外的位置设定杆。此外，不是远程操作系统而是在直接操作系统中也可以在工程机械的驾驶室设置回转操作构件以外的位置设定构件。

此外，用于设定所述目标停止位置的位置设定操作并不限定于与实际的回转操作近似的操作。例如，所述位置设定构件也可以是构成按压开关的按钮的构件，通过向该按钮施加按压操作从而回转虚像的回转开始，而且，在第二次的按压操作被施加的时刻目标停止位置被决定。或者，也可以在回转操作杆的手柄部分设置用于设定目标停止位置的按钮开关。或者，也可以将由操作人员一边按压位置设定开关一边操作回转操作杆作为条件进行目标停止位置的决定。

关于目标停止位置的设定的解除也可以考虑各种方式。例如，也可以直到设定解除用的操作施加于设定操作构件或者其以外的构件为止维持目标停止位置，也可以在下部行走体行走的时刻解除目标停止位置。或者，也可以在周围物体的位置变动的时刻解除目标停止位置，并在图像显示装置显示促使设定新的目标停止位置的图像。

（E）关于模式切换

在本发明中，对于指令切换部（在所述实施方式中为远程操作指令部54）设定有目标停止位置设定模式和回转操作模式（在所述实施方式中为远程操模式）的情况下，该模式的切换方式可以自由设定。例如，在目标停止位置设定模式下即使目标停止位置的设定结束，直到模式切换开关被操作为止还维持该目标停止位置设定模式。或者，也可以在目标停止位置没有被设定的状态下回转操作构件被施加了规定的操作时自动地从回转操作模式切换为目标停止位置设定模式。

（F）关于自动停止控制

关于基于所述目标停止位置的自动停止控制存在各种方式。例如，回转指令部也可以被构成为：在设定有该目标停止位置的情况下，不是通常的回转操作杆的操作，而是通过操作人员按下规定的回转开始开关，由此从回转开始到目标停止位置的停止期间自动地控制回转体的驱动。进一步，也可以设定第一目标停止位置和第二目标停止位置，并进行让回转体在该第一及第二目标停止位置之间自动地以规定的时间间隔往返的控制。此外，在回转开始时的回转体的位置已经比制动开始位置更接近目标停止位置的情况下，也可以进行任意地让回转体停止的控制。

（G）关于目标停止位置设定图像

本发明所涉及的目标停止位置设定图像中包含的回转虚像也可以不是如图5所示的回转虚像94那样具有与作业装置14的形状相同的形状的虚像。该回转虚像只要是能够与实际的回转体同样地在目标停止位置设定图像上回转来设定目标停止位置的像即可，例如也可以是如图7所示的一点划线Ls那样从回转中心Os向回转半径方向延伸的直线。

而且，目标停止位置设定图像也可以不必包含回转虚像。例如，目标停止位置设定图像也可以仅由俯瞰图像构成，通过操作人员在显示该俯瞰图像的显示画面上按下与所需的目标停止位置相对应的部位从而进行目标停止位置的设定。或者，也可以与所述俯瞰图像重叠地显示表示多个回转角度的回转角度刻度，并向设定操作构件施加用于操作人员从该回转角度刻度表示的回转角度中选择与所需的目标停止位置相对应的回转角度的操作。

构成本发明所涉及的目标停止位置设定图像的俯瞰图像并不限定于如图5所示那样从工程机械的正上方俯瞰该工程机械及其周围的物体的方式。该俯瞰图像也可以是例如从工程机械的斜上方俯瞰的图像。

如上所述，可以提供能够在回转式工程机械中使回转体自动地停止在目标停止位置，并且能够准确且容易地设定该目标停止位置的回转控制装置。

所提供的是一种回转控制装置，控制具备回转体、可回转地支撑所述回转体的支撑主体以及使所述回转体回转的回转驱动装置的工程机械中的所述回转体的驱动，其包括：目标停止位置设定部，设定作为应该使所述回转体的回转停止的位置的目标停止位置；以及回转指令部，将使所述回转体在所述目标停止位置自动地停止的自动停止指令施加于所述回转驱动装置。所述目标停止位置设定部具有：拍摄装置，被搭载于所述工程机械用于拍摄该工程机械以及其周围的影像；图像处理装置，基于所述拍摄装置拍摄的影像形成所述工程机械以及位于该工程机械周围的周围物体的俯瞰图像；图像显示装置，具有能够显示所述俯瞰图像的显示画面；图像显示指令部，使包含所述俯瞰图像的目标停止位置设定图像显示于所述显示画面；设定操作构件，接受以所述俯瞰图像中包含的所述工程机械和周围物体的图像位置为基准设定所述目标停止位置的位置设定操作；以及目标停止位置决定部，基于所述位置设定操作决定所述目标停止位置。

根据该回转控制装置，操作人员通过进行以基于拍摄装置实际拍摄的影像而生成的所述俯瞰图像中包含的工程机械以及周围物体的图像位置为基准设定所述回转体的目标停止位置的位置设定操作，无需让具有大的惯性扭矩的回转体实际动作，而且基于包含实际的工程机械及其周围物体的目标停止位置设定图像，能够容易且准确地设定适当的目标停止位置。

在所述回转控制装置中，优选所述图像显示指令部将还包含回转虚像的图像作为所述目标停止位置设定图像显示于所述显示画面，所述回转虚像在所述俯瞰图像上模拟所述回转体而回转，所述目标停止位置决定部基于在所述回转虚像的回转过程中所述设定操作构件被施加了所述位置设定操作的时刻该回转虚像在回转方向的位置，决定所述目标停止位置。所述俯瞰图像和所述回转虚像的组合使操作人员以一边确认显示在该俯瞰图像的周围物体和回转显示的所述回转虚像的相对位置关系一边在适当的时机向所述设定操作构件施加所述位置设定操作的这一简单的作业就能设定所述目标停止位置。而且，为设定该目标停止位置，在所述俯瞰图像上显示所述回转虚像就足够，无需实际让回转体动作。这可以使操作人员以与让实际的回转体回转的情况同样的感觉安全地设定目标停止位置。

所述回转控制装置优选还包括回转操作构件，接受用于使所述回转体回转的回转操作，其中，所述回转指令部，在未设定有所述目标停止位置时向所述回转驱动装置施加使所述回转体进行与施加于所述回转操作构件的所述回转操作相对应的回转动作的回转驱动指令，在设定有所述目标停止位置时向所述回转驱动装置施加使所述回转体优先于所述回转操作而进行自动地停止在所述目标停止位置的自动停止动作的所述自动停止指令。如此地构成的所述回转指令部能够执行让回转体进行反映向所述回转操作构件施加所述回转操作的操作人员的意思的动作的控制和不管该回转操作如何让所述回转体安全地停止在所述目标停止位置的控制双方。

例如，所述回转控制装置优选包括：检测有关所述回转体的惯性扭矩以及回转动作的回转体信息的回转体信息检测装置；以及基于该回转体信息检测装置检测出的信息运算开始所述回转体的制动起至停止为止所需的制动必要角度的制动必要角度运算部，其中，所述回转指令部在所述回转体的当前位置到所述目标停止位置为止的剩下角度大于所述制动必要角度时，向所述回转驱动装置施加所述回转驱动指令，在所述剩下角度为所述制动必要角度以下时，向所述回转驱动装置施加所述自动停止指令。如上所述的考虑制动必要角度的控制在所述回转体具有较大的惯性扭矩的情况下也能让该惯性体以不过度的减速度自动地停止。

所述回转操作构件也可以是所述设定操作构件以外的构件，但也可以兼用作该设定操作构件。此时，所述回转控制装置优选还包括能够在目标停止位置设定模式和回转操作模式之间切换的指令切换部，其中，所述目标停止位置设定模式将施加于所述回转操作构件的操作作为所述位置设定操作而让所述目标停止位置决定部进行所述目标停止位置的决定，所述回转操作模式将施加于所述回转操作构件的操作作为所述回转操作而让所述回转指令部进行所述回转驱动指令的输出。该操作切换部即使在对同一回转操作构件施加的操作为所述位置设定操作和所述回转操作的任一个，也能反映到回转控制装置的动作中。

所述回转操作构件在所述图像显示指令部将包含所述俯瞰图像和所述回转虚像的图像显示在图像显示装置的方式中，也与所述同样地兼用作设定操作构件。此时优选所述指令切换部在所述目标停止位置设定模式下，以在所述回转操作构件被施加了让该回转操作构件从中立位置向离开的方向的回转开始操作时使所述俯瞰图像中的所述回转虚像的回转开始的方式，让所述图像显示指令部发出图像显示指令，并基于在所述回转虚像的回转过程中所述回转操作构件被施加了使该回转操作构件复位到所述中立位置的中立位置复位操作的时刻该回转虚像在回转方向的位置，让所述目标停止位置决定部决定所述目标停止位置。由此，使施加于回转操作构件的回转开始操作、中立位置复位操作、所述回转虚像的回转开始以及目标停止位置的决定相对应，从而使操作人员以与实际操作回转操作构件进行回转体的回转开始以及停止的感觉相同的感觉进行回转虚像的回转开始以及目标停止位置的设定。

所述回转操作构件可以搭载于所述工程机械，但也可以是在离开该工程机械的远程操纵处受远程回转操作的远程操作构件。具体而言，所述回转控制装置优选还包括发送与施加于所述远程操作构件的所述远程回转操作相对应的远程回转操作指令的远程操作指令部，其中，所述回转指令部接收所述远程回转操作指令，并将与该远程回转操作指令相对应的所述回转驱动指令输入到所述回转驱动装置。在此种远程操作中，与实际搭乘到工程机械并进行实际操作的情况相比，操作人员让回转体准确地停止在所需的位置变得更难，因此，利用所述目标停止位置设定图像的目标停止位置的设定的实效性更高。

此时优选所述设定操作构件被设置在所述远程操纵处的操作人员能够操作的位置，所述图像显示装置被设置在能让所述远程操纵处的操作人员视觉确认被显示在该图像显示装置的画面上的所述目标停止位置设定图像的位置。这些可以使操作人员在用于进行所述远程操作的远程操纵处利用所述设定操作构件和所述图像显示装置进行所述目标停止位置的设定。

所述回转驱动装置例如也可以具有：实机操作构件，能够接受在所述工程机械的实际操作；以及回转液压回路，以与施加于所述实机操作构件的所述实际操作相对应地让所述回转体回转的方式工作。此时，所述回转指令部具有：实际操作施加机构，以能够将所述实际操作作为所述回转驱动指令而施加于所述实机操作构件的方式搭载于所述工程机械；以及实际回转操作指令部，接收从所述远程操作指令部发送的所述远程回转操作指令，以使所述实际操作施加机构将与所述远程回转操作指令对应的所述实际操作施加于所述实机操作构件的方式向该实际操作施加机构输入实际回转操作指令，从而能够进行利用所述远程操作构件的远程操作。

所述远程操作构件也可以兼作所述设定操作构件。具体而言，优选所述远程操作指令部能够在远程操作模式和目标停止位置设定模式之间切换，其中，所述远程操作模式发送与施加于所述远程操作构件的所述远程回转操作相对应的所述远程回转操作指令并将其输入到所述回转指令部，所述目标停止位置设定模式将施加于所述远程操作构件的操作作为所述位置设定操作而让所述目标停止位置决定部进行所述目标停止位置的决定（也就是说优选作为所述指令切换部而构成）。

所述远程操作构件在所述图像显示指令部将包含所述回转虚像的目标停止位置设定图像显示于图像显示装置的方式中也能与所述同样地兼作设定操作构件。具体而言，优选所述远程操作指令部在所述目标停止位置设定模式下，以在所述远程操作构件被施加了让该远程操作构件从所述中立位置向离开的方向的回转开始操作时使所述目标停止位置设定图像中的所述回转虚像的回转开始的方式，让所述图像显示指令部进行在所述图像显示装置中的图像显示，且基于在所述回转虚像的回转过程中所述远程操作构件被施加了使该远程操作构件复位到所述中立位置的中立位置复位操作的时刻该回转虚像在回转方向的位置，让所述目标停止位置决定部决定所述目标停止位置。

此外，根据本发明，提供一种回转式工程机械，其包括：回转体；支撑主体，可回转地支撑所述回转体；回转驱动装置，使所述回转体回转；以及由所述的回转控制装置的任一个构成的装置，控制所述回转驱动装置对所述回转体的驱动。

Claims (11)

1.一种回转控制装置，控制具备回转体、可回转地支撑所述回转体的支撑主体以及使所述回转体回转的回转驱动装置的工程机械中的所述回转体的驱动，其特征在于包括：

目标停止位置设定部，设定作为应该使所述回转体的回转停止的位置的目标停止位置；以及，

回转指令部，将使所述回转体在所述目标停止位置自动地停止的自动停止指令施加于所述回转驱动装置，其中，

所述目标停止位置设定部具有：

拍摄装置，被搭载于所述工程机械用于拍摄该工程机械以及其周围的影像；

图像处理装置，基于所述拍摄装置拍摄的影像形成所述工程机械以及位于该工程机械周围的周围物体的俯瞰图像；

图像显示装置，具有能够显示所述俯瞰图像的显示画面；

图像显示指令部，使包含所述俯瞰图像的目标停止位置设定图像显示于所述显示画面；

设定操作构件，接受以所述俯瞰图像中包含的所述工程机械和周围物体的图像位置为基准设定所述目标停止位置的位置设定操作；以及，

目标停止位置决定部，基于所述位置设定操作决定所述目标停止位置。

2.根据权利要求1所述的回转控制装置，其特征在于，

所述图像显示指令部将还包含回转虚像的图像作为所述目标停止位置设定图像显示于所述显示画面，所述回转虚像在所述俯瞰图像上模拟所述回转体而回转，

所述目标停止位置决定部基于在所述回转虚像的回转过程中所述设定操作构件被施加了所述位置设定操作的时刻该回转虚像在回转方向的位置，决定所述目标停止位置。

3.根据权利要求1所述的回转控制装置，其特征在于还包括：

回转操作构件，接受用于使所述回转体回转的回转操作，其中，

所述回转指令部，在未设定有所述目标停止位置时向所述回转驱动装置施加使所述回转体进行与施加于所述回转操作构件的所述回转操作相对应的回转动作的回转驱动指令，在设定有所述目标停止位置时向所述回转驱动装置施加使所述回转体优先于所述回转操作而进行自动地停止在所述目标停止位置的自动停止动作的所述自动停止指令。

4.根据权利要求3所述的回转控制装置，其特征在于，

所述回转操作构件兼作为所述设定操作构件，

所述回转控制装置还包括能够在目标停止位置设定模式和回转操作模式之间切换的指令切换部，其中，所述目标停止位置设定模式将施加于所述回转操作构件的操作作为所述位置设定操作而让所述目标停止位置决定部进行所述目标停止位置的决定，所述回转操作模式将施加于所述回转操作构件的操作作为所述回转操作而让所述回转指令部进行所述回转驱动指令的输出。

5.根据权利要求4所述的回转控制装置，其特征在于，

所述图像显示指令部将还包含回转虚像的图像作为所述目标停止位置设定图像显示于所述显示画面，所述回转虚像在所述俯瞰图像上模拟所述回转体而回转，

所述目标停止位置决定部，基于在所述回转虚像的回转过程中所述设定操作构件被施加了所述位置设定操作的时刻该回转虚像在回转方向的位置，决定所述目标停止位置，

所述指令切换部在所述目标停止位置设定模式下，以在所述回转操作构件被施加了让该回转操作构件从中立位置向离开的方向的回转开始操作时使所述俯瞰图像中的所述回转虚像的回转开始的方式，让所述图像显示指令部发出图像显示指令，并基于在所述回转虚像的回转过程中所述回转操作构件被施加了使该回转操作构件复位到所述中立位置的中立位置复位操作的时刻该回转虚像在回转方向的位置，让所述目标停止位置决定部决定所述目标停止位置。

6.根据权利要求3所述的回转控制装置，其特征在于，

所述回转操作构件是在离开所述工程机械的远程操纵处接受远程回转操作的远程操作构件，

所述回转控制装置还包括发送与施加于所述远程操作构件的所述远程回转操作相对应的远程回转操作指令的远程操作指令部，其中，

所述回转指令部接收所述远程回转操作指令，并将与该远程回转操作指令相对应的所述回转驱动指令输入到所述回转驱动装置。

7.根据权利要求6所述的回转控制装置，其特征在于，

所述设定操作构件被设置在所述远程操纵处的操作人员能够操作的位置，

所述图像显示装置被设置在能让所述远程操纵处的操作人员视觉确认被显示在该图像显示装置的画面上的所述目标停止位置设定图像的位置。

8.根据权利要求6或7所述的回转控制装置，其特征在于，

所述回转驱动装置具有：

实机操作构件，能够接受在所述工程机械的实际操作；以及，

回转液压回路，以与施加于所述实机操作构件的所述实际操作相对应地让所述回转体回转的方式工作，

所述回转指令部具有：

实际操作施加机构，以能够将所述实际操作作为所述回转驱动指令而施加于所述实机操作构件的方式搭载于所述工程机械；以及，

实际回转操作指令部，接收从所述远程操作指令部发送的所述远程回转操作指令，以使所述实际操作施加机构将与所述远程回转操作指令对应的所述实际操作施加于所述实机操作构件的方式向该实际操作施加机构输入实际回转操作指令。

9.根据权利要求6或7所述的回转控制装置，其特征在于，

所述远程操作构件兼作所述设定操作构件，

所述远程操作指令部能够在远程操作模式和目标停止位置设定模式之间切换，其中，所述远程操作模式发送与施加于所述远程操作构件的所述远程回转操作相对应的所述远程回转操作指令并将其输入到所述回转指令部，所述目标停止位置设定模式将施加于所述远程操作构件的操作作为所述位置设定操作而让所述目标停止位置决定部进行所述目标停止位置的决定。

10.根据权利要求9所述的回转控制装置，其特征在于，

所述图像显示指令部将还包含回转虚像的图像作为所述目标停止位置设定图像显示于所述显示画面，所述回转虚像在所述俯瞰图像上模拟所述回转体而回转，

所述目标停止位置决定部基于在所述回转虚像的回转过程中所述设定操作构件被施加了所述位置设定操作的时刻该回转虚像在回转方向的位置，决定所述目标停止位置，

所述远程操作指令部在所述目标停止位置设定模式下，以在所述远程操作构件被施加了让该远程操作构件从所述中立位置向离开的方向的回转开始操作时使所述目标停止位置设定图像中的所述回转虚像的回转开始的方式，让所述图像显示指令部进行在所述图像显示装置中的图像显示，且基于在所述回转虚像的回转过程中所述远程操作构件被施加了使该远程操作构件复位到所述中立位置的中立位置复位操作的时刻该回转虚像在回转方向的位置，让所述目标停止位置决定部决定所述目标停止位置。

11.一种回转式工程机械，其特征在于包括：

回转体；

支撑主体，可回转地支撑所述回转体；

回转驱动装置，使所述回转体回转；以及，

根据权利要求1至10中任一项所述的回转控制装置，控制所述回转驱动装置对所述回转体的驱动。

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