CN112041510A - 挖掘机、信息处理装置 - Google Patents

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CN112041510A CN201980029410.XA CN201980029410A CN112041510A CN 112041510 A CN112041510 A CN 112041510A CN 201980029410 A CN201980029410 A CN 201980029410A CN 112041510 A CN112041510 A CN 112041510A
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Abstract

提供一种能够对应于多种多样的作业模式或作业环境等而实现抑制导致倾覆等的不稳定状态的挖掘机等。本发明的一实施方式所涉及的挖掘机即挖土机(100)具备:下部行走体(1);上部回转体(3),回转自如地搭载于下部行走体(1);附属装置,安装于上部回转体(3);及显示装置(40),显示装置(40)考虑附属装置的前端部的荷载、挖土机(100)的倾斜状态及上部回转体(3)相对于下部行走体(1)的相对回转角度中的至少一个来以能够区分的方式显示附属装置的作业范围中的第1范围和稳定度比第1范围的稳定度低的第2范围。

Description

挖掘机、信息处理装置
技术领域
本发明涉及一种挖掘机。
背景技术
例如,已知有用于抑制导致施工机械的倾覆等的不稳定状态的技术(例如,参考专利文献1等)。
在专利文献1中,公开有一种解体作业机,其搭载有显示装置,该显示装置考虑回转体与行走体的相对角度(回转角度)来视觉地显示附属装置的作业范围与机身的稳定度的关系。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-138657号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,与解体作业机不同,通用的挖掘机的作业模式或作业环境是多种多样的,因此期望一种能够与该多种多样的作业模式或作业环境相对应的抑制导致挖掘机的倾覆等的不稳定状态的技术。
因此,鉴于上述课题,其目的在于提供一种能够对应于多种多样的作业模式或作业环境等而实现抑制导致倾覆等的不稳定状态的挖掘机等。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的,在本发明的一实施方式中,提供一种挖掘机,其具备:
下部行走体;
上部回转体,回转自如地搭载于所述下部行走体;
附属装置,安装于所述上部回转体;及
显示装置,
所述显示装置考虑所述附属装置的前端部的荷载、挖掘机的倾斜状态及所述上部回转体相对于所述下部行走体的相对回转角度中的至少一个来以可区分的方式显示所述附属装置的作业范围中的第1范围和稳定度比所述第1范围的稳定度低的第2范围。
并且,在本发明的另一实施方式中,提供一种挖掘机,其具备:
下部行走体;
上部回转体,回转自如地搭载于所述下部行走体;
附属装置,安装于所述上部回转体;及
显示装置,
所述显示装置考虑所述附属装置的前端部的荷载、挖掘机的倾斜状态及所述上部回转体相对于所述下部行走体的相对回转角度中的至少一个来以可区分的方式显示所述附属装置的作业范围中的第1范围和所述附属装置的动作速度比所述第1范围的所述附属装置的动作速度低的第2范围。
并且,在本发明的又一实施方式中,提供一种信息处理装置,其具备:
通信装置,与挖掘机进行通信,所述挖掘机具有下部行走体、回转自如地搭载于所述下部行走体的上部回转体及安装于所述上部回转体的附属装置;
操作装置,通过所述通信装置操作所述挖掘机;及
显示装置,
所述显示装置考虑所述附属装置的前端部的荷载、所述挖掘机的倾斜状态及所述上部回转体相对于所述下部行走体的相对回转角度中的至少一个来以可区分的方式显示所述附属装置的作业范围中的第1范围和稳定度比所述第1范围的稳定度低的第2范围。
并且,在本发明的又一实施方式中,提供一种信息处理装置,其具备:
通信装置,与挖掘机进行通信,所述挖掘机具有下部行走体、回转自如地搭载于所述下部行走体的上部回转体及安装于所述上部回转体的附属装置;
操作装置,通过所述通信装置操作所述挖掘机;及
显示装置,
所述显示装置考虑所述附属装置的前端部的荷载、所述挖掘机的倾斜状态及所述上部回转体相对于所述下部行走体的相对回转角度中的至少一个来以可区分的方式显示所述附属装置的作业范围中的第1范围和所述附属装置的动作速度比所述第1范围的所述附属装置的动作速度低的第2范围。
发明效果
根据上述实施方式,可提供一种能够对应于多种多样的作业模式或作业环境等而实现抑制导致倾覆等的不稳定状态的挖掘机等。
附图说明
图1是挖土机的侧视图。
图2是表示挖土机的结构的一例的结构图。
图3是表示与挖土机的不稳定状态抑制功能有关的功能性结构一例的功能框图。
图4A是表示与不稳定状态抑制功能的第1例相对应的稳定范围显示画面的一例的图。
图4B是表示与不稳定状态抑制功能的第1例相对应的稳定范围显示画面的一例的图。
图4C是表示与不稳定状态抑制功能的第1例相对应的稳定范围显示画面的另一例的图。
图4D是表示与不稳定状态抑制功能的第1例相对应的稳定范围显示画面的另一例的图。
图5A是表示与不稳定状态抑制功能的第2例相对应的稳定范围显示画面的一例的图。
图5B是表示与不稳定状态抑制功能的第2例相对应的稳定范围显示画面的另一例的图。
图5C是表示与不稳定状态抑制功能的第2例相对应的稳定范围显示画面的又一例的图。
图6A是表示与不稳定状态抑制功能的第3例相对应的稳定范围显示画面的一例的图。
图6B是表示与不稳定状态抑制功能的第3例相对应的稳定范围显示画面的另一例的图。
图6C是表示与不稳定状态抑制功能的第3例相对应的稳定范围显示画面的又一例的图。
图7是表示与不稳定状态抑制功能的第5例相对应的稳定范围显示画面的一例的图。
图8A是表示与不稳定状态抑制功能的第6例相对应的稳定范围显示画面的一例的图。
图8B是表示与不稳定状态抑制功能的第6例相对应的稳定范围显示画面的另一例的图。
图9是表示与不稳定状态抑制功能的第7例相对应的稳定范围显示画面的一例的图。
图10是概略地表示由控制器进行的不稳定状态抑制控制处理的一例的流程图。
图11是表示挖土机远程操作系统的结构的一例的图。
图12是表示远程操作用显示装置的显示画面的一例的图。
具体实施方式
以下,参考附图对用于实施发明的方式进行说明。
[挖土机的概要]
首先,参考图1对本实施方式所涉及的挖土机100的概要进行说明。
图1是本实施方式所涉及的挖土机100的侧视图。
本实施方式所涉及的挖土机100(挖掘机的一例)具备下部行走体1、经由回转机构2回转自如地搭载于下部行走体1的上部回转体3、作为附属装置(作业装置)的动臂4、斗杆5及铲斗6以及驾驶舱10。
下部行走体1(行走体的一例)例如包括左右一对履带,通过各个履带由行走液压马达1L、1R(参考图2)液压驱动而使挖土机100行走。
上部回转体3(回转体的一例)通过由回转液压马达2A(参考图2)驱动而相对于下部行走体1以回转轴2X为中心进行回转。
动臂4可俯仰地枢轴连接于上部回转体3的前部中央,在动臂4的前端可上下转动地枢轴连接有斗杆5,在斗杆5的前端可上下转动地枢轴连接有铲斗6。动臂4、斗杆5及铲斗6分别由作为液压致动器的动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9液压驱动。
并且,在作为端接附属装置的铲斗6上安装有起重作业用的吊钩80。吊钩80的基端可转动地连结于将斗杆5与铲斗6之间进行连结的铲斗销62。由此,当进行挖掘作业等除起重作业以外的作业时,吊钩80收纳于形成在两根铲斗连杆70之间的吊钩收纳部50。
并且,铲斗6为端接附属装置的一例,挖土机100上也可以安装有与铲斗6不同的种类的端接附属装置(例如,破碎机、起重磁铁等用途与铲斗6的用途不同的端接附属装置、或大型铲斗等用途以外的规格与铲斗6的规格不同的端接附属装置)。即,挖土机100可以构成为能够对应于作业内容等而适当地更换端接附属装置的种类。
驾驶舱10为操作者乘坐的驾驶室,例如搭载于上部回转体3的前部左侧。
[挖土机的结构]
接着,除了参考图1以外,还参考图2,对挖土机100的具体结构进行说明。
图2是表示本实施方式所涉及的挖土机100的结构的一例的图。
另外,在图中,用双重线表示机械动力管路,用实线表示高压液压管路,用虚线表示先导管路,用点线表示电力驱动/控制管路。以下,关于图3也相同。
液压驱动本实施方式所涉及的挖土机100中的液压致动器的液压驱动系统包括发动机11、调节器13、主泵14及控制阀17。并且,如上所述,本实施方式所涉及的挖土机100的液压驱动系统包括分别液压驱动下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6的行走液压马达1L、1R、回转液压马达2A、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9等液压致动器。
发动机11为液压驱动系统中的主动力源,例如搭载于上部回转体3的后部。发动机11例如为以轻油为燃料的柴油发动机。具体而言,发动机11在基于后述的控制器30的直接或间接控制下以预先设定的目标转速恒定旋转来驱动主泵14及先导泵15。
调节器13在基于控制器30的控制下调节主泵14的吐出量。例如,调节器13根据来自控制器30的控制指令来调节主泵14的斜板的角度(以下,称为“偏转角”)。
主泵14例如与发动机11同样地搭载于上部回转体3的后部,通过高压液压管路向控制阀17供给工作油。如上所述,主泵14由发动机11驱动。主泵14例如为可变容量式液压泵,如上所述,在基于控制器30的控制下通过由调节器13调节斜板的偏转角来调整活塞的行程长度,从而控制吐出流量(吐出压力)。
控制阀17例如为搭载于上部回转体3的中央部,并根据操作者对操作装置26进行的操作来进行液压驱动系统的控制的液压控制装置。如上所述,控制阀17经由高压液压管路与主泵14连接,根据操作装置26的操作状态将从主泵14供给的工作油选择性地供给到液压致动器(行走液压马达1L、1R、回转液压马达2A、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9)。具体而言,控制阀17包括控制从主泵14分别供给到液压致动器的工作油的流量和流动方向的多个控制阀。
本实施方式所涉及的挖土机100中的各种动作要件(液压致动器)的操作系统包括先导泵15和操作装置26。
先导泵15例如搭载于上部回转体3的后部,经由先导管路向操作装置26供给先导压力。先导泵15例如为固定容量式液压泵,如上所述,由发动机11驱动。
操作装置26为设置于驾驶舱10的操作员座附近,并用于由操作者进行各种动作要件(下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5、铲斗6等)的操作的操作输入机构。换言之,操作装置26为用于由操作者进行驱动各个动作要件的液压致动器(即,行走液压马达1L、1R、回转液压马达2A、动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9等)的操作的操作输入机构。操作装置26例如为液压先导式,通过次级侧的先导管路连接于控制阀17。由此,向控制阀17输入与操作装置26中的下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等的操作状态相应的先导压力。因此,控制阀17能够根据操作装置26中的操作状态来选择性地驱动各个液压致动器。操作装置26例如包括分别操作附属装置即动臂4(动臂缸7)、斗杆5(斗杆缸8)、铲斗6(铲斗缸9)的动作或上部回转体的回转动作的操纵杆装置。并且,操作装置26例如包括分别操作左右的下部行走体1(行走液压马达1L、1R)的踏板装置或操纵杆装置。
另外,操作装置26也可以为电力式。此时,操作装置26输出表示其操作内容(例如,操作量及操作方向)的电信号(以下,称为“操作信号”),操作信号例如被控制器30读取。然后,控制器30向设置于先导泵15与控制阀17之间的先导管路的液压控制阀(例如,后述的液压控制阀31)输出与操作信号相对应的操作指令。由此,与操作装置26的操作内容相对应的先导压力从液压控制阀作用于控制阀17。由此,控制器30能够使控制阀17进行与操作装置26的操作内容相应的动作。并且,当控制阀17的各种控制阀为电力驱动式(例如,电磁螺线管式)时,从操作装置26输出的操作信号可以直接输入到控制阀17的各种控制阀。
本实施方式所涉及的挖土机100的控制系统包括控制器30、动臂底部压力传感器7a、减压阀26V、操作压力传感器29、显示装置40、输入装置42、声音输出装置44、吊钩收纳状态检测装置51、动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、机身姿势传感器S4及摄像装置S5。
控制器30例如设置于驾驶舱10内,进行挖土机100的驱动控制。控制器30可以通过任意的硬件、软件或其组合来实现其功能。例如,控制器30以包括CPU(Central ProcessingUnit:中央处理器)、ROM(Read Only Memory:只读存储器)、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)、非易失性的辅助存储装置及各种输入输出接口等的微型计算机为中心构成。控制器30例如通过在CPU上执行存储于ROM或非易失性的辅助存储装置中的各种程序来实现各种功能。
动臂底部压力传感器7a安装于动臂缸7,检测底侧油室的压力(以下,称为“动臂底部压力”)。与由动臂底部压力传感器7a检测的动臂底部压力相对应的检测信号被控制器30读取。
减压阀26V设置于操作装置26的次级侧的先导管路,构成为在基于控制器30的控制下能够减小与操作装置26的操作状态(例如,操作量或操作方向)相对应的先导压力。例如,减压阀26V设置于操作装置26中所包括的与多个动作要件(即,驱动这些动作要件的多个液压致动器)的每一个相对应的操纵杆装置或踏板装置等所有个别的操作机构。并且,如后述,减压阀26V也可以设置于与由不稳定状态抑制控制部306限制的动作限制对象的动作要件相对应的一部分个别的操作机构。例如,当从控制器30未输入有作为控制指令的控制电流时,减压阀26V不减小从操作装置26输出的先导压力,而直接使其作用于控制阀17。另一方面,当从控制器30输入有控制电流时,减压阀26V根据控制电流的大小来减小从操作装置26输出的先导压力,并使减小的先导压力作用于控制阀17。由此,控制器30能够限制与由操作者等在操作装置26中的操作内容相对应的液压致动器的动作,即由液压致动器驱动的动作要件的动作。
如上所述,操作压力传感器29检测操作装置26的次级侧的先导压力,即与操作装置26中的各个动作要件(液压致动器)的操作状态相对应的先导压力。由操作压力传感器29检测的与操作装置26中的下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等的操作内容(操作状态)相对应的先导压力的检测信号被控制器30读取。
显示装置40设置于使就座在驾驶舱10内的操作者容易辨识的部位,在基于控制器30的控制下显示各种信息图像。显示装置40可以经由CAN(Controller Area Network:控制器局域网)等车载通信网络连接于控制器30,也可以经由一对一的专用线连接于控制器30。
输入装置42设置于就座在驾驶舱10内的操作者的手能够达到的范围内,接受由操作者进行的各种操作输入,并将与操作输入相应的信号输出到控制器30。输入装置42例如可以包括安装于显示各种信息图像的显示装置的显示器的触控面板、设置于操作装置26中所包括的操纵杆装置的操纵杆部的前端的旋钮开关、设置于显示装置40的周围的按钮开关、操纵杆、切换键、转盘(dial)等。更具体而言,输入装置42包括起重模式开关42a、模式调节转盘42b、荷载项目设定操作部42c及稳定范围设定操作部42d。与对输入装置42的操作内容相对应的信号被控制器30读取。
起重模式开关42a接受用于由操作者等在用于进行挖掘作业等的通常模式与用于使用吊钩80进行起重作业的起重模式之间切换挖土机100的动作模式的操作输入。通常模式为相对于操作者通过操作装置26进行的操作,附属装置(例如,动臂4)的动作速度相对快的挖土机100的动作模式,起重模式为相对于操作者通过操作装置26进行的操作,附属装置的动作速度相对慢的挖土机100的动作模式。由此,在起重作业时,例如相对于由操作者进行的操作,动臂4的动作比较缓慢,因此挖土机100能够稳定地起吊吊物或者使其移动。若对起重模式开关42a进行接通操作,则控制器30将挖土机100的动作模式由通常模式切换为起重模式,若对起重模式开关42a进行断开操作,则将挖土机100的动作模式由起重模式切换为通常模式。
另外,控制器30在起重模式下将发动机11的目标转速设定为低于通常模式下的目标转速。由此,控制器30能够在起重模式下使附属装置的动作比通常模式下的附属装置的动作缓慢。
模式调节转盘42b接受用于使操作者等从发动机11的目标转速彼此不同的挖土机100的多个动作模式中选择一个动作模式的操作输入。可选择的多个动作模式分别是挖土机100为通常模式时适用的动作模式。多个动作模式中例如包括发动机11的目标转速比较高且优先作业速度的SP(Super Power:超级功率)模式、发动机11的目标转速为中等程度且最适合于作业负载比较高的繁重作业的H(Heavy:重载)模式及发动机11的目标转速比较低且对应于广泛的作业的A(Auto:自动)模式等。
荷载项目设定操作部42c接受用于使操作者等设定与作用于附属装置的前端部的荷载有关的设定项目(以下,称为“荷载项目”)的操作输入。荷载项目中例如可以包括端接附属装置的种类。并且,荷载项目中可以包括挖土机100的作业现场的沙土的性质(以下,称为“土质”。例如,沙土的种类或沙土密度等)。即,荷载项目中包括包含上述项目的多个项目中的至少一个。例如,荷载项目设定操作部42c例如接受显示于显示装置40的用于设定荷载项目的规定的操作画面上的各种操作。
另外,也可以自动判断荷载项目。例如,控制器30可以根据摄像机S5F的拍摄图像自动判断端接附属装置的种类、作业现场的土质等。
稳定范围设定操作部42d接受用于使操作者设定(变更)后述的挖土机100的稳定范围的操作输入。例如,接受用于变更稳定范围的规定的操作画面上的各种操作。
声音输出装置44设置于驾驶舱10内,在基于控制器30的控制下输出各种声音。声音输出装置44例如为扬声器或蜂鸣器等。
吊钩收纳状态检测装置51检测吊钩80在附属装置(吊钩收纳部50)中的收纳状态。吊钩收纳状态检测装置51例如为如下开关:当在吊钩收纳部50内存在吊钩80时,成为导通状态,当在吊钩收纳部50内不存在吊钩80时,成为切断状态。吊钩收纳状态检测装置51通过电缆35与控制器30连接,控制器30能够通过吊钩收纳状态检测装置51的导通/非导通来判断吊钩80是否收纳于吊钩收纳部50。
另外,控制器30可以根据基于吊钩收纳状态检测装置51的检测信息在起重模式与通常模式之间自动地切换挖土机100的动作模式。此时,可以省略起重模式开关42a。例如,若根据吊钩收纳状态检测装置51由导通状态切换为切断状态来判断为吊钩80已从吊钩收纳部50被取出,则控制器30可以将挖土机100的动作模式由通常模式切换为起重模式。并且,若根据吊钩收纳状态检测装置51由切断状态切换为导通状态来判断为吊钩80已被返回到吊钩收纳部50,则控制器30可以将挖土机100的动作模式由起重模式切换为通常模式。
动臂角度传感器S1安装于动臂4,检测动臂4相对于上部回转体3的姿势角度,具体而言,检测俯仰角度(以下,称为“动臂角度”)。动臂角度传感器S1例如检测侧视时连结动臂4的两端的支点的直线相对于上部回转体3的回转平面所成的角度。动臂角度传感器S1例如可以包括旋转编码器、加速度传感器、角速度传感器、6轴传感器、IMU(InertialMeasurement Unit:惯性测量装置)等,以下关于斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、机身姿势传感器S4也相同。与由动臂角度传感器S1检测的动臂角度相对应的检测信号被控制器30读取。
另外,动臂4的姿势状态(姿势角度)可以根据摄像机S5F的拍摄图像来识别(检测)。以下,关于斗杆5、铲斗6的姿势状态(姿势角度)也相同。
斗杆角度传感器S2安装于斗杆5,检测斗杆5相对于动臂4的姿势角度,具体而言,检测转动角度(以下,称为“斗杆角度”),例如侧视时连结斗杆5的两端的支点的直线相对于连结动臂4的两端的支点的直线所成的角度。与由斗杆角度传感器S2检测的斗杆角度相对应的检测信号被控制器30读取。
铲斗角度传感器S3安装于铲斗6,检测铲斗6相对于斗杆5的姿势角度,具体而言,检测转动角度(以下,称为“铲斗角度”),例如侧视时连结铲斗6的支点与前端(铲尖)的直线相对于连结斗杆5的两端的支点的直线所成的角度。与由铲斗角度传感器S3检测的铲斗角度相对应的检测信号被控制器30读取。
机身姿势传感器S4检测机身的姿势状态,具体而言,检测上部回转体3的姿势状态。机身姿势传感器S4例如安装于上部回转体3,检测上部回转体3的前后方向及左右方向上的围绕两个轴的姿势角度即倾斜角度(以下,称为“前后倾斜角”及“左右倾斜角”)。并且,机身姿势传感器S4检测上部回转体3的上下方向的姿势角度即围绕回转轴2X的回转角度。与由机身姿势传感器S4检测的倾斜角度(前后倾斜角及左右倾斜角)及回转角度相对应的检测信号被控制器30读取。
另外,机身的姿势状态可以根据摄像装置S5的拍摄图像来识别(检测)。例如,控制器30可以根据摄像装置S5的拍摄图像中的基准物(例如,作业现场的建筑物或支柱等)的姿势状态来识别(检测)机身的姿势状态。
摄像装置S5安装于上部回转体3的上部,拍摄挖土机100的周围并输出拍摄图像。摄像装置S5包括摄像机S5F、S5B、S5L、S5R。
摄像机S5F、S5B、S5L、S5R分别安装于上部回转体3的前端上部(例如,驾驶舱10的前端上部)、后端上部、左端上部及右端上部,拍摄上部回转体3的前方、后方、左侧方及右侧方的状态。例如,摄像机S5F、S5B、S5L、S5R分别为具有非常宽的视角的单眼广角摄像机。具体而言,摄像机S5F、S5B、S5L及摄像机S5R分别在上部回转体3的上部以光轴朝向斜下方的方式安装,拍摄包括从挖土机100附近的地面到挖土机100的远方为止的上下方向上的拍摄范围。摄像机S5F、S5B、S5L、S5R分别在挖土机100的运行中以规定周期(例如,1/30秒)输出拍摄图像,所输出的拍摄图像被控制器30读取。
[挖土机的不稳定状态抑制功能的概要]
接着,参考图3对抑制挖土机100的不稳定状态的功能(以下,称为不稳定状态抑制功能)的概要进行说明。
图3是表示与本实施方式所涉及的挖土机100的不稳定状态抑制功能有关的功能性结构一例的功能框图。
控制器30例如包括荷载测定部301、荷载项目设定部302、稳定度运算部303、稳定范围设定部304、显示控制部305、不稳定状态抑制控制部306及不稳定日志记录部307来作为通过在CPU上执行存储于ROM或辅助存储装置中的一个以上的程序来实现的功能部。
荷载测定部301测定作用于附属装置的前端部的荷载。作为基于稳定度运算部303的后述的稳定度运算的前提动作,荷载测定部301自动地测定作用于附属装置的前端部的荷载。并且,荷载测定部301也可以根据由操作者等对输入装置42进行的规定的操作(以下,称为“荷载测定操作”)来测定作用于附属装置的前端部的荷载。此时,控制器30可以将对应于由操作者等进行的荷载测定操作而由荷载测定部301测定出的荷载(例如,后述的装载荷载)显示于显示装置40。测定对象的荷载例如为装载于端接附属装置中的载重物(容纳于铲斗6中的沙土等或吊在吊钩80上的吊物等)的荷载(以下,称为“装载荷载”)。并且,测定对象的荷载例如也可以为将以标准的端接附属装置(例如,铲斗6)为基准的因端接附属装置的种类的不同而产生的重量的差分(增减量)和装载荷载加在一起的荷载。
具体而言,荷载测定部301根据动臂底部压力传感器7a、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的检测信息来测定附属装置的前端部的荷载。这是因为,附属装置的前端部的荷载越大,则动臂底部压力越趋于变高。并且是因为,动臂底部压力根据由动臂角度、斗杆角度及铲斗角度规定的附属装置的姿势(铲斗6相对于上部回转体3的位置)而变化。更具体而言,荷载测定部301例如可以使用预先规定有动臂底部压力及附属装置的姿势与附属装置的前端部的荷载的关系的映射图或运算式等来测定(运算)附属装置的前端部的荷载。并且,当测定端接附属装置的装载荷载时,可以根据由后述的荷载项目设定部302设定的端接附属装置的种类来校正由端接附属装置的种类产生的影响。更具体而言,荷载测定部301可以根据所设定的种类的端接附属装置与标准种类的端接附属装置的重量差校正根据动臂底部压力及附属装置的姿势计算出的荷载来测定(运算)端接附属装置的装载荷载。并且,荷载测定部301也可以根据按端接附属装置的种类预先准备的上述映射图或运算式来测定端接附属装置的装载荷载。
荷载项目设定部302根据由操作者等对荷载项目设定操作部42c进行的操作来设定荷载项目。例如,荷载项目设定部302根据对荷载项目设定操作部42c的操作来设定荷载项目中所包括的一部分或全部项目。与设定内容有关的信息存储于在辅助存储装置等中预先规定的存储区域中。
稳定度运算部303对于附属装置的前端部在结构上可取的位置的一部分或全部范围,即以包括下部行走体1及上部回转体3的机身为基准的附属装置的作业范围的一部分或全部(以下,称为“运算对象范围”),进行与附属装置的前端部的位置与附属装置的前端部位于该位置时的挖土机100的稳定度(以下,简称为“稳定度”)的关系有关的运算(以下,称为“稳定度运算”)。例如,稳定度运算部303可以在运算对象范围内对离散的多个位置运算附属装置的前端部位于该位置时的稳定度。并且,例如,稳定度运算部303也可以在运算对象范围内对一个或多个基准值计算稳定度成为该基准值的附属装置的前端部的位置并导出与稳定度有关的等值位置(例如,后述的稳定范围的边界)。
稳定度表示挖土机100难以发生不稳定状态的程度。挖土机100的不稳定状态中例如可以包括在挖掘作业或平整作业等时根据从地面作用于附属装置的外力而下部行走体1相对于地面向前方或后方滑动的(被拖拽的)状态(以下,称为“滑动状态”)。并且,挖土机100的不稳定状态中例如可以包括根据其程度而导致挖土机100倾覆的下部行走体1的前部或后部翘起的动作(以下,称为“翘起状态”)。并且,挖土机100的不稳定状态中例如可以包括由于空中的排土作业时等的附属装置的惯性力矩的变动作为反作用力作用于上部回转体3而可能发生的上部回转体3的振动等那样,因附属装置的动作而可能发生的机身的振动(以下,称为“机身振动状态”)。即,挖土机100的不稳定状态中包括滑动状态、翘起状态及机身振动状态中的至少一个。并且,稳定度例如可以为按照某一基准可连续变化的数值,也可以为预先划分的、分别代表表示挖土机100难以倾覆的程度的多个阶段的数值(阶段值)。并且,稳定度可以为挖土机100的静态稳定度,也可以为挖土机100的动态稳定度。并且,稳定度也可以为考虑到挖土机100的静态稳定度及动态稳定度双方的稳定度(例如,当挖土机100的附属装置进行动作时,表示动态稳定度,当挖土机100静止时,表示静态稳定度等)。
作为稳定度运算的前提条件的附属装置的前端部为端接附属装置中的规定的代表位置,具体而言为端接附属装置中的作业负载起作用的部位,例如铲斗6的铲尖、吊钩80中的钩形部等。作为稳定度运算的前提条件的附属装置的前端部例如可以根据由挖土机100进行的作业内容(是起重作业,还是除起重作业以外的作业)来设定(变更)。具体而言,当由挖土机100进行起重作业时,作为稳定度运算的前提条件的附属装置的前端部例如可以设定于吊钩80中的钩形的下端部,当为起重作业时,例如可以设定于铲斗6的铲尖等。并且,作为稳定度运算的前提条件的附属装置的前端部也可以根据端接附属装置的种类来设定(变更)。这是因为,根据端接附属装置的类别,作业负载起作用的相对位置以机身(上部回转体3)为基准发生变化。具体而言,作为稳定度运算的前提条件的附属装置的前端部可以根据铲斗6的类别(例如,标准尺寸的铲斗、大型的铲斗等类别)来设定(变更)。此时,端接附属装置的类别例如可以根据摄像机S5F的拍摄图像等由控制器30自动识别,也可以根据由操作者等通过输入装置42进行的设定输入来规定。并且,当进行挖土机100的起重作业时,作为稳定度运算的前提条件的附属装置的前端部可以根据悬挂吊物的部位的类别(例如,是属于铲斗6的吊钩80,还是属于安装于未图示的斗杆5的前端的快速连接器(Quickhitch)的吊钩等类别)来设定(变更)。此时,悬挂吊物的部位的类别与上述端接附属装置的类别的情况同样地,例如可以根据摄像机S5F的拍摄图像等由控制器30自动识别,也可以根据由操作者等通过输入装置42进行的设定输入来规定。由此,与作为稳定度运算的前提条件的附属装置的前端部的设定被固定的情况相比,控制器30能够提高稳定度运算的精确度。换言之,控制器30能够在显示于显示装置40的后述的稳定范围显示画面上显示更准确的稳定范围。
附属装置的前端部在结构上可取的位置表示在不存在基于某种控制的限制的前提下,附属装置的前端部通过附属装置的动作及上部回转体3的回转动作沿着结构上的可动范围能够到达的、相对于机身的相对位置。即,附属装置的前端部在结构上可取的位置为基于上部回转体3的回转动作的在挖土机100周围的周向上遍及360°的位置范围,且为基于附属装置的动作的在上部回转体3的前后方向及上下方向上的结构上可到达的位置范围。附属装置的前端部在结构上可取的位置根据动臂4相对于上部回转体3的结构上的可动角度(例如,基于动臂缸7的伸缩范围的可动范围)、斗杆5相对于动臂4的可动角度(例如,基于斗杆缸8的伸缩范围的可动范围)及端接附属装置(例如,铲斗6)相对于斗杆5的可动范围来预先规定。附属装置的前端部在结构上可取的位置中包括在上下方向上比挖土机100(下部行走体1)所在的地面低的位置。
稳定度运算部303可以考虑与附属装置的前端部的位置相对应的附属装置的姿势(动臂角度、斗杆角度及铲斗角度)来进行稳定度运算。这是因为,根据附属装置的前端部相对于上部回转体3的位置,附属装置的惯性力矩发生变动,例如对翘起状态或机身振动状态等挖土机100的不稳定状态的易发生度产生影响。并且,是因为,根据附属装置的姿势,通过附属装置作用于上部回转体3的倾覆力矩(使挖土机100向上部回转体3的前方或后方倾覆的方向的力矩)的大小发生变动。
并且,稳定度运算部303也可以考虑当前的附属装置的前端部的荷载来进行稳定度运算。这是因为,若作用于附属装置的前端部的荷载越大,则欲使挖土机100向上部回转体3的前方倾覆的倾覆力矩越大,挖土机100越容易倾覆。例如,稳定度运算部303考虑由荷载测定部301测定的附属装置的前端部的荷载来进行稳定度运算。并且,例如,稳定度运算部303考虑可根据由荷载项目设定部302设定的荷载项目的设定内容(例如,附属装置的种类或作业现场的土质等)设想的附属装置的前端部的荷载来进行稳定度运算。并且,例如,当由荷载测定部301测定装载荷载时,考虑由荷载测定部301测定的装载荷载和由荷载项目设定部302设定的荷载项目中的附属装置的种类来进行稳定度运算。
并且,稳定度运算部303也可以考虑与相对于下部行走体1的行进方向(前进方向或后退方向)的上部回转体3的朝向(附属装置的安装部分的朝向)有关的信息(例如,上部回转体3的回转角度)来进行稳定度运算。这是因为,例如,当上部回转体3的朝向为与下部行走体1的行进方向成大致直角的方向(即,下部行走体1的宽度方向)时,相比于与下部行走体1的行进方向相同的情况,上部回转体3的前后方向上的下部行走体1的接地长度变短,倾覆支点靠近机身侧,因此容易倾覆。
并且,稳定度运算部303也可以考虑机身的倾斜状态(例如,由机身姿势传感器S4检测的上部回转体3的倾斜状态)来进行稳定度运算。这是因为,当机身(下部行走体1及上部回转体3)倾斜时,下部行走体1容易沿倾斜方向滑动,或者挖土机100容易倾覆。
并且,稳定度运算部303也可以考虑与附属装置的动作速度有关的信息(以下,称为“动作速度相关信息”)来进行稳定度运算。这是因为,若附属装置的动作速度相对变快,则对附属装置的惯性力矩的变动等的影响变大。动作速度相关信息中例如可以包括与附属装置的动作有关的检测信息(例如,由缸传感器检测的动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9等的动作速度的检测值等)。并且,动作速度相关信息中可以包括与发动机11的动作状态有关的信息(以下,称为“发动机动作状态信息”)。这是因为,若发动机11的转速(输出)越高,则附属装置的动作速度相对变得越快。发动机动作状态信息中例如可以包括发动机11的转速的检测值、发动机11的目标转速、通过对起重模式开关42a或模式调节转盘42b的操作而设定的挖土机100的动作模式等。并且,动作速度相关信息中包括与主泵14的动作状态有关的信息(以下,称为“泵动作状态信息”)。这是因为,主泵14的输出越大,则附属装置的动作速度相对变得越快。泵动作状态信息中例如可以包括主泵14的吐出压力的检测值、控制器30对调节器13的控制指令值等。
另外,可以代替发动机11而由电动马达驱动主泵14。此时,动作速度相关信息中可以包括与电动马达的动作状态有关的信息。与电动马达的动作状态有关的信息中例如包括电动马达的转速的检测值或控制指令值等。
并且,稳定度运算部303也可以除了考虑与附属装置的前端部的位置相对应的附属装置的姿势以外,还考虑与操作者对该挖土机100的操作倾向有关的信息(以下,称为“操作倾向信息”)来进行稳定度运算。这是因为,当操作装置26的操作相对缓慢(慎重)地进行时和相对迅速(粗略)地进行时,认为后者是容易使挖土机100倾覆的操作。操作倾向信息中可以包括由操作压力传感器29检测的操作装置26的操作内容(操作状态)的履历信息。并且,操作倾向信息中可以包括由操作者通过输入装置42设定的或根据未图示的室内摄像机等的拍摄图像识别的操作者的识别信息(例如,操作者ID(Identifier))。这是因为,能够将操作者的识别信息和与该操作者的识别信息相对应的操作者的操作倾向建立对应关联。并且,操作倾向信息中包括预先登记的或由操作者通过输入装置42设定的操作者的属性信息(例如,年龄、经验年数、性别等)。这是因为,操作者的操作倾向与操作者的属性之间有时会存在宏观相关关系。并且,可以包括由操作者通过输入装置42设定的、与基于操作者自身的申报的操作倾向有关的输入信息(例如,与操作的慎重程度有关的多个阶段中由操作者选择设定的阶段值等)。
即,稳定度运算部303可以考虑包括上述项目的、影响到挖土机100的稳定度的多个项目中的至少一个来进行稳定度运算。
稳定范围设定部304使用稳定度运算部303的运算结果,根据规定基准来设定上述运算对象范围(即,以机身为基准的附属装置的作业范围的一部分或全部)中稳定度相对高且与挖土机100的稳定状态相对应的稳定范围。具体而言,稳定范围设定部304在运算对象范围中设定判断为发生挖土机100的不稳定状态的可能性低的、稳定度高于规定基准的范围。
并且,稳定范围设定部304根据由操作者等对稳定范围设定操作部42d进行的操作,在与上述规定基准相对应的范围即根据规定基准设定的稳定范围(以下,称为“基准稳定范围”)以内设定(变更)稳定范围的边界。例如,稳定范围设定部304可以根据对稳定范围设定操作部42d的操作,在稳定度比基准稳定范围的边界的稳定度高的范围内沿稳定度变高的方向或变低的方向对稳定范围的边界进行设定变更。并且,稳定范围设定部304也可以根据对稳定范围设定操作部42d的操作,进行将设定在稳定度比基准稳定范围的边界的稳定度高的范围内的稳定范围的边界返回到基准稳定范围的边界的方式的设定变更。由此,操作者等能够亲自设定比基准稳定范围保守的稳定范围,并以更保守的稳定范围为前提发挥后述的不稳定状态抑制功能(具体而言,稳定范围显示功能及不稳定状态抑制控制功能)。并且,此时,稳定范围设定部304可以根据对稳定范围设定操作部42d的操作仅对稳定范围的边界中的一部分进行设定变更。例如,稳定范围设定部304可以根据操作者的指定手动地或根据规定的条件自动地仅对相当于挖土机100的前方、后方、右侧方、左侧方、上方、下方的预先划分的稳定范围的边界划分中的一部分的边界划分在基准稳定范围以内进行设定变更。由此,能够提高操作者等对稳定范围的设定自由度。
显示控制部305根据由稳定度运算部303得到的运算结果将运算对象范围中的附属装置的前端部的位置与挖土机100的稳定度的关系,即以机身为基准的附属装置的作业范围与挖土机100的稳定度的关系显示于显示装置40。例如,显示控制部305将由稳定范围设定部304设定的稳定范围显示于显示装置40。以下,将基于显示控制部305的该功能称为“稳定范围显示功能”。关于稳定范围显示功能的详细内容,将在后面进行叙述(参考图4~图8)。
不稳定状态抑制控制部306根据由稳定度运算部303得到的运算结果进行挖土机100的不稳定状态抑制控制。以下,将基于不稳定状态抑制控制部306的该功能称为“不稳定状态抑制控制功能”。
例如,当附属装置的前端部的位置(当前位置)脱离了由稳定范围设定部304设定的稳定范围时,不稳定状态抑制控制部306通过显示装置40或声音输出装置44对操作者等输出警报(以下,称为“稳定范围脱离警报”)。附属装置的前端部的位置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检测的动臂角度、斗杆角度及铲斗角度的检测信息来进行计算。具体而言,不稳定状态抑制控制部306可以以在显示装置40上显示表示挖土机100的倾覆的可能性变高的字符信息、或改变显示装置40的显示区域(画面)的显示方式(例如,使画面闪烁或改变颜色)的方式输出稳定范围脱离警报。并且,不稳定状态抑制控制部306也可以以通过声音输出装置44输出表示挖土机100的倾覆的可能性变高的声音或输出警告声的方式输出稳定范围脱离警报。由此,不稳定状态抑制控制部306能够促使操作者等进行使挖土机100成为稳定状态的操作来抑制挖土机100的倾覆。
另外,不稳定状态抑制控制部306也可以不依赖于有无脱离稳定范围而通知操作者等与挖土机100的稳定度有关的信息。例如,当附属装置的前端部的当前位置为在稳定范围内相对靠近不稳定范围的位置,例如稳定范围与不稳定范围的边界的距离为规定阈值以下时,不稳定状态抑制控制部306可以通过显示装置40或声音输出装置44通知挖土机100的稳定度相对下降。即,不稳定状态抑制控制部306可以根据挖土机100的稳定度的高低来阶段性地通知与当前的挖土机100的稳定度有关的信息。具体而言,当在稳定范围内挖土机100的稳定度相对下降时,不稳定状态抑制控制部306可以用黄色显示显示装置40的稳定范围显示画面上的后述的挖土机图像,当挖土机100的稳定度脱离了稳定范围时,可以用红色显示挖土机图像。并且,当在稳定范围内挖土机100的稳定度相对下降时,不稳定状态抑制控制部306可以通过声音输出装置44输出间隔比较长的蜂鸣声,当挖土机100的稳定度脱离了稳定范围时,可以输出间隔比较短的蜂鸣声或连续的蜂鸣声。
并且,例如,当附属装置的前端部的位置(当前位置)脱离了由稳定范围设定部304设定的稳定范围时,不稳定状态抑制控制部306限制由操作者通过操作装置26进行的挖土机100的动作(下部行走体1、上部回转体3、附属装置等)的动作。即,不稳定范围的附属装置的动作速度可以设定为相对低于稳定范围的附属装置的动作速度。具体而言,不稳定状态抑制控制部306向减压阀26V输出控制电流,使挖土机100停止动作。此时,动作受限的动作要件中至少包括附属装置(动臂4、斗杆5及铲斗6)。由此,当挖土机100倾覆的可能性变高时,不稳定状态抑制控制部306能够限制挖土机100的动作来防止挖土机100的倾覆。并且,当附属装置的前端部的位置脱离了由稳定范围设定部304设定的稳定范围时,不稳定状态抑制控制部306可以根据其脱离程度阶段性地改变挖土机100的动作限制程度。由此,不稳定状态抑制控制部306防止挖土机100的倾覆,并且,当稳定范围的脱离程度低时,能够通过减小挖土机100的动作的限制度来抑制挖土机100的作业性下降。具体而言,当脱离程度相对低时,不稳定状态抑制控制部306可以缓慢地限制由操作者通过操作装置26操作的挖土机100的动作,当脱离程度相对高时,可以使挖土机100停止动作。
另外,不稳定状态抑制控制部306可以仅进行稳定范围脱离警报的输出及挖土机100的动作限制中的任意一方,也可以进行双方。
当附属装置的前端部的位置(当前位置)脱离了由稳定范围设定部304设定的稳定范围时,不稳定日志记录部307将日志信息记录在辅助存储装置的规定的存储区域中。并且,当附属装置的前端部的位置(当前位置)脱离了由稳定范围设定部304设定的稳定范围的状态持续规定时间以上时,不稳定日志记录部307可以记录日志信息。以下,将基于不稳定日志记录部307的该功能称为“不稳定日志记录功能”。日志信息中例如可以包括附属装置的前端部的位置脱离了稳定范围时的日期时间信息、操作者的识别信息、与从稳定范围的脱离水平(脱离量)有关的信息、与脱离了稳定范围的持续时间有关的信息、与操作装置26的操作状态有关的信息、与作业内容有关的信息、与挖土机100周围的环境有关的信息(例如,摄像装置S5的拍摄图像)等。由此,例如,作业现场的管理者、监督者等能够采取与作业现场中的挖土机100的不稳定状态抑制有关的安全对策,例如确定进行了使挖土机100的姿势成为不稳定状态的操作的操作者,或者根据此时的状况等来分析容易进行这种操作的状况等。
另外,当附属装置的前端部脱离了稳定范围时,控制器30可以省略稳定范围脱离警报的输出或挖土机100的动作限制,而仅进行日志信息的记录。并且,当附属装置的前端部脱离了稳定范围时,控制器30也可以省略日志信息的记录,而仅进行稳定范围脱离警报的输出及挖土机100的动作限制中的至少一方。即,当附属装置的前端部脱离了稳定范围时,控制器30可以进行稳定范围脱离警报的输出、挖土机100的动作限制、日志信息的记录中的至少一个。
[挖土机的不稳定状态抑制功能的详细内容]
接着,参考图4~图8对挖土机100的不稳定状态抑制功能的详细内容进行说明。
<不稳定状态抑制功能的第1例>
图4(图4A~图4D)是表示与不稳定状态抑制功能的第1例相对应的、显示于显示装置40的稳定范围的显示画面(以下,称为“稳定范围显示画面”)的具体例的图。具体而言,图4A、图4B是表示与不稳定状态抑制功能的第1例相对应的稳定范围显示画面的一例的图,分别是以从上面观察挖土机100的俯视表示作用于附属装置的前端部的荷载相对小的情况及相对大的情况的稳定范围的稳定范围显示画面的具体例。并且,图4C、图4D是表示与不稳定状态抑制功能的第1例相对应的稳定范围显示画面的另一例的图,分别是以从侧面观察挖土机100的侧视表示作用于附属装置的前端部的荷载相对小的情况及大的情况的稳定范围的稳定范围显示画面的具体例。
另外,在本例中,图4A~图4D的稳定范围显示画面的稳定范围相当于基准稳定范围。以下,关于后述的第2例(图5A~图5C)及第3例(图6A~图6C)也相同。并且,图4D的点线方便地示出图4C的稳定范围边界线SBL,在实际的稳定范围显示画面上并不显示。
如图4A、图4B所示,在本例中,显示装置40在显示控制部305的控制下以从上面观察挖土机100的俯视显示表示附属装置的前端部在结构上可取的位置与附属装置的前端部位于该位置时的挖土机100的稳定度的关系的稳定范围(基准稳定范围)。
具体而言,俯视的稳定范围显示画面中包括表示下部行走体1及上部回转体3的朝向的挖土机100的俯视图像(以下,称为挖土机图像)TCG、以等间隔表示自挖土机100(回转轴2X)起等距离的位置的等距离线EQL及表示稳定范围的外缘的俯视的稳定范围边界线TBL。即,显示装置40在显示控制部305的控制下以可区分的方式显示位于比稳定范围边界线TBL更远离挖土机100的方向上的不稳定范围(第2范围的一例)和位于比稳定范围边界线TBL更靠近挖土机100的方向上且挖土机100的稳定度比不稳定范围的稳定度高的稳定范围(第1范围的一例)。换言之,显示装置40以可区分的方式显示附属装置的动作受限的(动作速度相对低的)不稳定范围和附属装置的动作未受限的(动作速度相对高的)稳定范围。以下,关于后述的图5A、图5C、图6A、图6B中的俯视的稳定范围显示画面也相同。由此,操作者能够掌握挖土机100与稳定范围的外缘的距离关系。因此,控制器30能够促使操作者进行稳定范围内的操作来抑制挖土机100的不稳定状态的发生。
另外,附属装置的作业范围与挖土机100的稳定度的关系(在本例中为稳定范围)可以以任意的对象或位置为基准显示于显示装置40。例如,如图4A、图4B所示,附属装置的作业范围与挖土机100的稳定度的关系可以以将相当于挖土机100的挖土机图像TCG的附近(具体而言,上部回转体3中的附属装置的安装位置)作为基准(中心)的方式显示于显示装置40。并且,附属装置的作业范围与挖土机100的稳定度的关系例如也可以以将起重作业中取下吊物的位置等附属装置的作业对象场所或作业对象物的位置等作为基准(中心)的方式显示于显示装置40。以下,关于后述的侧视图的稳定范围显示画面、后述的侧视的稳定范围显示画面、或第2例~第5例、第7例、第8例中的俯视及侧视的稳定范围显示画面等也相同。并且,在本例中,在以上部回转体3的回转轴2X为中心的回转方向上挖土机100的稳定度满足最严格的条件(上部回转体3朝向下部行走体1的宽度方向的状态)且其为恒定的前提下,进行稳定度运算。因此,在俯视的稳定范围显示画面中,以自回转轴2X起等距离的圆表示稳定范围边界线TBL。
俯视的挖土机图像TCG在稳定范围显示画面上显示为相当于上部回转体3的部分的前方即俯视时附属装置延伸的方向朝上。并且,挖土机图像TCG中可以反映挖土机100的当前的下部行走体1及上部回转体3的朝向。具体而言,如图4A、图4B所示,在本例中,挖土机100的上部回转体3成为与下部行走体1的行进方向(前进方向或后退方向)相同的朝向,挖土机图像TCG在稳定范围显示画面上显示为相当于下部行走体1的部分的行进方向与上部回转体3同样地朝上。若上部回转体3由该状态根据操作者通过操作装置26进行的操作而进行回转而上部回转体3相对于下部行走体1的相对朝向发生变化,则在挖土机图像TCG的相当于上部回转体3的部分的朝向被固定的状态下,相当于下部行走体1的部分的朝向对应于上部回转体3的回转动作而变化。由此,操作者能够在俯视的稳定范围显示画面上实时确认上部回转体3相对于下部行走体1的相对朝向。以下,关于后述的第2例~第5例、第7例的俯视的稳定范围显示画面等也相同。
另外,只要能够使操作者等掌握下部行走体1及上部回转体3的相对朝向,则也可以代替挖土机图像TCG而将其他图像(例如,在上部回转体3的前方固定为朝上的前提下,表示下部行走体1的相对朝向的箭头等)显示于俯视的稳定范围显示画面。以下,关于侧视的稳定显示画面的情况也相同。
并且,在俯视的挖土机图像TCG的相当于附属装置的部分可以反映当前的挖土机100的附属装置的姿势状态。具体而言,俯视的挖土机图像TCG的相当于附属装置的前端部的部分的位置对应于当前的挖土机100的附属装置的前端部的位置(自回转轴2X的距离)。并且,若附属装置由该状态根据操作者通过操作装置26进行的操作而进行动作,则挖土机图像TCG的相当于附属装置的前端部的部分的位置也可以对应于附属装置的动作而变化。由此,操作者能够一边实时确认附属装置的前端部的位置是否在稳定范围内(稳定范围边界线TBL的内侧),一边通过挖土机100进行作业。因此,控制器30(显示控制部305)能够进一步促使操作者进行稳定范围内的作业来进一步抑制挖土机100的不稳定状态的发生。
另外,只要能够使操作者等掌握附属装置的前端部的位置,则也可以代替挖土机图像TCG而将其他图像(例如,表示附属装置的前端部的位置的图标等)显示于俯视的稳定范围显示画面。以下,关于侧视的稳定范围显示画面也相同。
并且,如图4C、图4D所示,在本例中,显示装置40在显示控制部305的控制下以从侧面观察挖土机100的侧视显示表示相对于机身的附属装置的作业范围与挖土机100的稳定度的关系的稳定范围(基准稳定范围)。
侧视的稳定范围显示画面中包括表示下部行走体1及上部回转体3的朝向的挖土机100的俯视图像(以下,称为挖土机图像)SCG和表示稳定范围的外缘的侧视的稳定范围边界线SBL。即,显示装置40在显示控制部305的控制下以可区分的方式显示位于比稳定范围边界线SBL更远离挖土机100的方向上的不稳定范围和位于比稳定范围边界线SBL更靠近挖土机100的方向上且挖土机100的稳定度比不稳定范围的稳定度高的稳定范围。以下,关于后述的图5B、图5D、图6C中的侧视的稳定范围显示画面也相同。由此,操作者能够掌握挖土机100的机身与稳定范围的外缘的距离关系。因此,控制器30促使操作者进行稳定范围内的操作来抑制挖土机100的不稳定状态的发生。
并且,侧视的挖土机图像SCG在稳定范围显示画面上显示为相当于上部回转体3的部分的朝向(前方)即侧视时相对于上部回转体3而言存在附属装置的方向朝左。并且,挖土机图像SCG中可以反映挖土机100的当前的下部行走体1及上部回转体3的朝向。具体而言,如图4C、图4D所示,在本例中,挖土机100的上部回转体3成为与下部行走体1的行进方向相同的朝向,挖土机图像SCG在稳定范围显示画面上显示为相当于下部行走体1的部分的行进方向(前进方向或后退方向)与上部回转体3同样地朝左。若上部回转体3由该状态根据操作者通过操作装置26进行的操作进行回转而上部回转体3相对于下部行走体1的相对朝向发生变化,则在挖土机图像TCG的相当于上部回转体3的部分的朝向被固定的状态下,相当于下部行走体1的部分的朝向对应于上部回转体3的回转动作而变化。具体而言,稳定范围显示画面上的挖土机图像TCG的相当于下部行走体1的部分可以对应于上部回转体3的回转动作而在与稳定范围显示画面的左右方向平行且与相当于稳定范围显示画面的平面铅垂的假想平面上进行回转。由此,操作者能够在侧视的稳定范围显示画面上实时确认上部回转体3相对于下部行走体1的相对朝向。以下,关于后述的第2例~第5例、第7例及第8例中的侧视的稳定范围显示画面等也相同。
并且,在侧视的挖土机图像SCG的相当于附属装置的部分与俯视的稳定范围显示画面(挖土机图像TCG)的情况同样地可以反应当前的挖土机100的附属装置的姿势状态。具体而言,侧视的挖土机图像SCG的相当于附属装置的前端部的部分的位置对应于当前的挖土机100的附属装置的前端部的位置。并且,若附属装置由该状态根据操作者通过操作装置26进行的操作而进行动作,则挖土机图像SCG的相当于附属装置的前端部的部分的位置也可以对应于附属装置的动作而变化。由此,与俯视的稳定范围显示画面的情况同样地,操作者能够一边实时确认附属装置的前端部的位置是否在稳定范围内(稳定范围边界线SBL的内侧),一边通过挖土机100进行作业。因此,控制器30(显示控制部305)能够进一步促使操作者进行稳定范围内的作业来进一步抑制挖土机100的不稳定状态的发生。以下,关于后述的第2例~第5例、第7例、第8例中的侧视的稳定范围显示画面等也相同。
并且,在本例中,稳定度运算部303考虑附属装置的前端部的荷载来进行稳定度运算。因此,由稳定范围设定部304根据规定基准而设定的基准稳定范围考虑附属装置的前端部的荷载。
具体而言,如图4A、图4C所示,当附属装置的前端部的荷载相对小时,稳定范围边界线TBL、SBL相对远离挖土机图像TCG、SCG中的相当于附属装置的基端部(上部回转体3)的部分。
另一方面,如图4B、图4D所示,当附属装置的前端部的荷载相对大时,稳定范围边界线TBL、SBL相对靠近挖土机图像TCG、SCG中的相当于附属装置的基端部(上部回转体3)的部分。
即,显示装置40在基于显示控制部305的控制下以稳定范围边界线TBL、SBL根据附属装置的前端部的荷载的变化而变化的方式显示稳定范围(基准稳定范围)及不稳定范围。换言之,显示装置40根据附属装置的前端部的荷载的变化而以稳定范围及不稳定范围以机身为基准相对变化的方式(即,以稳定范围与不稳定范围的边界靠近或远离挖土机100的方式)显示稳定范围及不稳定范围。具体而言,显示装置40以附属装置的前端部的荷载越大,则稳定范围边界线TBL、SBL越靠近挖土机图像TCG、SCG的相当于机身(下部行走体1及上部回转体3)的部分的方式,换言之,基准稳定范围变窄的方式显示稳定范围(稳定范围边界线TBL、SBL)。附属装置的前端部的荷载越大,则欲使挖土机100倾覆的倾覆力越大。相对于此,由于附属装置的前端部的荷载状态反映在显示于显示装置40的稳定范围中,操作者能够有目的地调整操作情况,因此能够进一步抑制挖土机100的不稳定状态的发生。
并且,显示装置40也可以在基于显示控制部305的控制下以能够切换俯视的稳定范围显示画面及侧视的稳定范围显示画面的方式进行显示。即,显示装置40例如根据可以操作者对输入装置42的规定的操作来切换俯视的稳定范围显示画面和侧视的稳定范围显示画面。以下,关于后述的第2例~第5例、第8例的情况也相同。由此,操作者通过切换显示装置40的显示内容,能够从俯视及侧视的两个面掌握稳定范围,或者掌握附属装置的前端部是否位于稳定范围内,因此容易进行稳定范围内的附属装置的操作。因此,控制器30(显示控制部305)能够进一步抑制挖土机100的不稳定状态的发生。
并且,显示装置40也可以在基于显示控制部305的控制下代替基于俯视及侧视中的至少一方的稳定范围显示画面,或者以能够与该稳定范围显示画面切换的方式显示将稳定范围三维地显示的稳定范围显示画面(以下,称为“三维稳定范围显示画面”)。例如,显示装置40可以在从就座在挖土机100的操作员座上的操作者观察的假想的三维空间上显示相当于稳定范围的边界的稳定范围边界面。以下,关于后述的第2例~第5例、第7例的情况也相同。由此,操作者能够三维地掌握稳定范围,因此容易进行稳定范围内的附属装置的操作。因此,控制器30(显示控制部305)能够进一步抑制挖土机100的不稳定状态的发生。
并且,显示装置40也可以在基于显示控制部305的控制下代替稳定范围与不稳定范围的边界(稳定范围边界线TBL、SBL),或者,除此以外,以其他方式区分稳定范围及不稳定范围。例如,显示装置40可以以使稳定范围及不稳定范围的颜色、模样、有无闪烁、闪烁周期等不同的方式显示稳定范围及不稳定范围。
<不稳定状态抑制功能的第2例>
图5(图5A~图5C)是表示与不稳定状态抑制功能的第2例相对应的稳定范围显示画面的具体例的图。具体而言,图5A是表示与不稳定状态抑制功能的第2例相对应的稳定范围显示画面的一例的图,是以从上面观察挖土机100的俯视表示挖土机100的上部回转体3与下部行走体1的行进方向(前进方向或后退方向)为相同的朝向时的稳定范围的稳定范围显示画面的具体例。图5B是表示与不稳定状态抑制功能的第2例相对应的稳定范围显示画面的另一例的图,是以从侧面观察挖土机100的侧视表示挖土机100的上部回转体3与下部行走体1的行进方向(前进方向或后退方向)为相同的朝向时的稳定范围的稳定范围显示画面的具体例。图5C是表示与不稳定状态抑制功能相对应的稳定范围显示画面的又一例的图,是以从上面观察挖土机100的俯视表示挖土机100的上部回转体的朝向与下部行走体1的行进方向成直角时的稳定范围的稳定范围显示画面的具体例。
在本例中,稳定度运算部303考虑相对于下部行走体1的行进方向(前进方向或后退方向)的上部回转体3的朝向即回转角度来进行稳定度运算。因此,由稳定范围设定部304根据规定基准而设定的基准稳定范围中考虑上部回转体3相对于下部行走体1的回转角度。
例如,如图5A、图5C所示,俯视的稳定范围边界线TBL根据上部回转体3以下部行走体1为基准进行回转时的回转角度而自相当于附属装置的基端部(上部回转体3)的挖土机图像TCG部分的俯视距离发生变化。具体而言,当上部回转体3成为与下部行走体1的行进方向(前进方向或后退方向)相同的朝向时(图5A的情况),俯视的稳定范围边界线TBL显示为其边界位置成为相对远离相当于附属装置的基端部(上部回转体3)的挖土机图像TCG部分的位置。另一方面,若挖土机100的上部回转体3的朝向与下部行走体1的行进方向的偏差变大一定程度,则俯视的稳定范围边界线TBL显示为其边界位置成为相对靠近相当于附属装置的基端部(上部回转体3)的挖土机图像TCG部分的位置。尤其,当挖土机100的上部回转体3的朝向与下部行走体1的行进方向成直角时,即,与下部行走体1的宽度方向相同时(图5C的情况),俯视的稳定范围边界线TBL显示为其边界位置成为最靠近相当于附属装置的基端部(上部回转体3)的挖土机图像TCG部分的位置。
并且,例如,如图5B所示,侧视的稳定范围边界线SBL包括与当前的挖土机100的上部回转体3相对于下部行走体1的回转角度相对应的稳定范围边界线SBL1和与稳定度有关的条件最严格时即上部回转体3的朝向与下部行走体1的行进方向成直角时的稳定范围边界线SBL2。即,在侧视的稳定范围显示画面上显示与当前的挖土机100相对应的稳定范围边界线SBL1和上部回转体3的朝向与下部行走体1的行进方向成直角时的稳定范围边界线SBL2。并且,也可以与本例(图5B)不同,除了显示上部回转体3的朝向与下部行走体1的行进方向(前进方向或后退方向)不同时的稳定范围边界线SBL1、SBL2以外,还显示与稳定度有关的条件最宽松的情况即上部回转体3为与下部行走体1相同的朝向时的稳定范围边界线。以下,关于后述的图6C的情况也相同。
即,显示装置40以稳定范围边界线TBL、SBL根据上部回转体3相对于下部行走体1的回转角度而变化的方式显示稳定范围(基准稳定范围)及不稳定范围。换言之,显示装置40以稳定范围及不稳定范围以机身为基准相对变化的方式(即,以稳定范围与不稳定范围的边界靠近或远离挖土机100的方式)显示稳定范围及不稳定范围。具体而言,显示装置40以上部回转体3的朝向(上部回转体3的附属装置的安装部分的朝向)相对于下部行走体1的行进方向(前进方向或后退方向)的偏差越大,则稳定范围边界线TBL、SBL的边界位置越靠近挖土机图像TCG、SCG的相当于附属装置的基端部即机身(上部回转体3)部分的方式显示稳定范围。如上所述,挖土机100的不稳定状态的易发生度(易倾覆度)根据相对于下部行走体1的行进方向的上部回转体3的朝向而变化。相对于此,在本例中,相对于下部行走体1的行进方向的上部回转体3的朝向反映在显示于显示装置40的稳定范围中。因此,操作者例如即使在稳定范围根据上部回转体3的回转动作而变化的状况下,也能够一边确认显示装置40的稳定范围,一边以使附属装置的前端进入稳定范围内的方式调整操作情况。因此,能够进一步抑制挖土机100的不稳定状态的发生,从而进一步提高挖土机100的安全性。并且,在上部回转体3的朝向与下部行走体1的行进方向不是直角的条件下,与上述第1例相比,能够更放宽地显示稳定范围,因此能够提高挖土机100的作业性。
并且,例如,在挖掘作业中,附属装置需通过上部回转体3的回转动作在挖掘作业本身的场所与所挖掘的沙土的排土场所之间往复移动。因此,例如,根据挖土机100的挖掘作业本身的场所与排土场所的位置关系,挖掘作业中的附属装置的作业范围和排土场所中的附属装置的作业范围中的任意一方有可能成为不稳定范围。相对于此,在本例中,相对于下部行走体1的行进方向的上部回转体3的朝向反映在显示于显示装置40的稳定范围中。因此,操作者能够一边使挖土机100在显示于显示装置40的稳定范围内移动,一边预先预测并研究使挖掘作业的场所和排土场所双方进入稳定范围内的挖土机100的位置。即,操作者能够一边确认显示于显示装置40的稳定范围,一边研究作业的准备工序。因此,能够提高挖土机100的作业效率。
并且,如上所述,俯视挖土机图像TCG可以在稳定范围显示画面上显示为相当于上部回转体3的部分的前方即俯视时附属装置延伸的方向朝上,并且反映挖土机100的当前的下部行走体1及上部回转体3的朝向。因此,如图5A、图5C所示,若上部回转体3相对于下部行走体1进行回转,则稳定范围(稳定范围边界线TBL)的显示方式对应于上部回转体3的回转动作而变化。即,在稳定范围显示画面上,俯视的稳定范围边界线TBL对应于上部回转体3的回转动作而以上部回转体3为基准沿回转方向的相反朝向进行旋转。并且,虽然省略图示,但关于侧视的挖土机图像SCG,如上所述,也可以在稳定范围显示画面上显示为相当于上部回转体3的部分的朝向(前方)即侧视时相对于上部回转体3而言存在附属装置的方向朝左,并且反映挖土机100的当前的下部行走体1及上部回转体3的朝向。因此,若上部回转体3相对于下部行走体1进行回转,则稳定范围(稳定范围边界线SBL)的显示方式对应于上部回转体3的回转动作而变化。即,在稳定范围显示画面上,与当前的挖土机100的状态相对应的侧视的稳定范围边界线SBL1对应于上部回转体3的回转动作而变化。因此,操作者能够以相对于当前的下部行走体1的行进方向(前进方向或后退方向)的上部回转体3的朝向为基准容易掌握使上部回转体3回转时的稳定范围的变化,从而容易进行稳定范围内的附属装置的操作。因此,控制器30(显示控制部305)能够进一步抑制挖土机100的不稳定状态的发生。
<不稳定状态抑制功能的第3例>
图6(图6A~图6C)是表示与不稳定状态抑制功能的第3例相对应的稳定范围显示画面的具体例的图。具体而言,图6A是表示与不稳定状态抑制功能的第3例相对应的稳定显示画面的一例的图,是以从上面观察挖土机100的俯视表示挖土机100的作业平面向上部回转体3的左方向倾斜时的稳定范围的稳定范围显示画面的具体例。图6B是表示与不稳定状态抑制功能的第3例相对应的稳定显示画面的另一例的图,是以从挖土机100的上面观察的俯视表示挖土机100的作业平面向上部回转体3的前方向倾斜时的稳定范围的稳定显示画面的具体例。图6C是表示与不稳定状态抑制功能的第3例相对应的稳定显示画面的又一例的图,是以从侧面观察挖土机100的侧视表示挖土机100的作业平面向上部回转体3的前方向倾斜时的稳定范围的稳定显示画面的具体例。
另外,图6C的细点线方便地示出挖土机100的作业平面向前方倾斜时的稳定范围边界线SBL1,在实际的稳定范围显示画面上并不显示。
在本例中,稳定度运算部303考虑机身的倾斜状态(挖土机100的作业平面的倾斜状态),具体而言,考虑由机身姿势传感器S4检测的上部回转体3的倾斜状态来进行稳定度运算。因此,由稳定范围设定部304根据规定基准而设定的基准稳定范围中考虑机身(上部回转体3)的倾斜状态。
另外,在本例中,与上述第2例(图5A~图5C)的情况同样地,由稳定范围设定部304根据规定基准而设定的基准稳定范围中还考虑相对于下部行走体1的行进方向(前进方向或后退方向)的上部回转体3的朝向(即,回转角度)。即,在本例中,显示装置40以根据上部回转体3相对于下部行走体1的回转角度而变化的方式显示稳定范围(基准稳定范围)。
例如,如图6A所示,在俯视的稳定范围显示画面上,当挖土机100的作业平面向上部回转体3的左方向倾斜时,以左方向的稳定范围边界线TBL的边界位置比从上部回转体3观察的右方向的稳定范围边界线TBL的边界位置更靠近挖土机图像TCG的相当于附属装置的基端部(上部回转体3)的部分的方式显示稳定范围(稳定范围边界线TBL)。
并且,例如,如图6B所示,在俯视的稳定范围显示画面上,当挖土机100的作业平面向上部回转体3的前方倾斜时,以前方的稳定范围边界线TBL的边界位置比从上部回转体3观察的后方的稳定范围边界线TBL的边界位置更靠近挖土机图像TCG的相当于附属装置的基端部(上部回转体3)的部分的方式显示稳定范围(稳定范围边界线TBL)。
并且,例如,如图6C所示,在侧视的稳定范围显示画面上,当挖土机100的作业平面向上部回转体3的前方倾斜时,与未倾斜的情况相比,以从上部回转体3观察的前方的稳定范围边界线SBL(稳定范围边界线SBL1、SBL2)的边界位置靠近挖土机图像SCG的相当于附属装置的基端部(上部回转体3)的部分的方式显示稳定范围(稳定范围边界线SBL)。
即,显示装置40在基于显示控制部305的控制下以稳定范围边界线TBL、SBL根据机身(上部回转体3)的倾斜状态的变化而变化的方式显示稳定范围(基准稳定范围)及不稳定范围。换言之,显示装置40根据机身(上部回转体3)的倾斜状态的变化而以稳定范围及不稳定范围以机身为基准相对变化的方式(即,以稳定范围与不稳定范围的边界靠近或远离挖土机100的方式)显示稳定范围及不稳定范围。具体而言,机身的倾斜状态越大,则显示装置40以从机身观察的倾斜方向的稳定范围边界线TBL、SBL的边界位置越靠近挖土机图像TCG、SCG的相当于附属装置的基端部(上部回转体3)的部分的方式显示稳定范围(稳定范围边界线TBL、SBL)。由此,挖土机100的易倾覆度根据机身的倾斜状态而变化,其结果,机身的倾斜状态反映在稳定范围中,因此能够进一步抑制挖土机100的倾覆。并且,操作者通过在俯视的稳定范围显示画面上辨识以相当于附属装置的基端部(上部回转体3)的挖土机图像TCG部分为基准的稳定范围边界线TBL的偏向,能够掌握挖土机100的作业平面的倾斜状态。
另外,起重作业是在确保挖土机100的作业平面的水平状态之后执行的,但是即使在进行起重作业时,也可以将考虑到机身的倾斜状态的稳定范围(图6A~图6C)显示于显示装置40。这是因为,例如,当在起重作业中发生了作业平面因某种原因而倾斜的不测的事态时,控制器30需要促使操作者进行与不测的事态相对应的适当的附属装置的操作。以下,关于与后述的不稳定状态抑制控制功能有关的稳定范围,也因同样的原因而可以使用考虑到机身的倾斜状态的稳定范围。并且,在本例中,与上述的第1例(图4A~图4D)的情况同样地,也可以不考虑上部回转体3相对于下部行走体1的回转角度而显示稳定范围。
并且,在本例中,如图6C所示,在侧视的稳定范围显示画面上,挖土机图像SCG中可以反映上部回转体3向前方或后方的倾斜状态。具体而言,如图6C所示,当挖土机100的作业平面向上部回转体3的前方倾斜时,挖土机图像SCG可以对应于其倾斜角度而向前方倾斜地显示。并且,当挖土机100的作业平面向上部回转体3的后方倾斜时,挖土机图像SCG可以对应于其倾斜角度而向后方倾斜地显示。由此,操作者等能够掌握挖土机100的机身(上部回转体3)的倾斜状态。
另外,只要能够使操作者等掌握挖土机100的机身(上部回转体3)的倾斜状态,则也可以代替使挖土机图像SCG倾斜而将其他图像(例如,表示倾斜方向的箭头或表示倾斜的作业平面的线段等)显示于侧视的稳定范围显示画面。
<不稳定状态抑制功能的第4例>
如上所述,稳定度运算部303可以除了考虑附属装置的前端部的荷载、机身的倾斜状态、相对于下部行走体1的行进方向的上部回转体3的朝向以外,还考虑包括发动机动作状态信息、操作倾向信息的多个项目中的至少一个来进行稳定度运算。因此,由稳定范围设定部304根据规定基准而设定的基准稳定范围中可以考虑上述多个项目中的至少一个。
即,显示装置40可以在根据显示控制部305的控制下除了考虑附属装置的前端部的荷载、机身的倾斜状态、相对于下部行走体1的行进方向的上部回转体3的朝向以外,还考虑包括发动机动作状态信息、操作倾向信息的多个项目中的至少一个,通过俯视及侧视中的至少一方来显示稳定范围及不稳定范围或者三维地显示稳定范围及不稳定范围。
例如,显示装置40可以在基于显示控制部305的控制下考虑动作速度相关信息来显示稳定范围(基准稳定范围)及不稳定范围(例如,作为稳定范围的外缘的稳定范围边界线)。具体而言,显示装置40可以根据动作速度相关信息的变化而以稳定范围及不稳定范围(即,稳定范围边界线)以机身为基准变化的方式(即,以稳定范围与不稳定范围的边界靠近或远离挖土机100的方式)显示稳定范围及不稳定范围。更具体而言,例如,与动作速度相关信息相对应的附属装置的动作速度相对变得越高,则显示装置40以稳定范围的边界越靠近相当于近附属装置的基端部(上部回转体3)的挖土机图像的部分的方式,即,以稳定范围变窄的方式显示稳定范围及不稳定范围。由此,如上所述,挖土机100的不稳定状态的易发生度可以根据附属装置的动作速度而变化,其结果,附属装置的动作速度反映在稳定范围中,因此能够进一步抑制挖土机100的不稳定状态的发生。
并且,例如,显示装置40可以在基于显示控制部305的控制下考虑操作倾向信息来显示稳定范围(基准稳定范围)及不稳定范围。具体而言,显示装置40可以根据操作倾向信息的变化而以稳定范围及不稳定范围以机身为基准变化的方式(即,以稳定范围与不稳定范围的边界相对于挖土机100靠近或远离的方式)显示稳定范围及不稳定范围。更具体而言,例如,以与操作倾向信息相对应的操作者的操作倾向表示的慎重程度相对变得越低,则显示装置40可以以稳定范围的边界越靠近相当于附属装置的基端部(上部回转体3)的挖土机图像的部分的方式显示稳定范围。由此,如上所述,挖土机100的易倾覆度根据操作者通过操作装置26操作附属装置的倾向而变化,其结果,操作倾向信息反映在稳定范围中,因此能够进一步抑制挖土机100的倾覆。
<不稳定状态抑制功能的第5例>
图7是表示与不稳定状态抑制功能的第5例相对应的显示于显示装置40的稳定范围显示画面的具体例的图。具体而言,图7是表示与不稳定状态抑制功能的第5例相对应的稳定范围显示画面的一例的图,是表示与上述第2例(图5A)的情况同样地考虑到相对于下部行走体1的行进方向(前进方向或后退方向)的上部回转体3的朝向的稳定范围的俯视的稳定范围显示画面的具体例。
在本例中,显示装置40在基于显示控制部305的控制下显示根据摄像装置S5(摄像机S5B、S5F、S5L、S5R)的拍摄图像生成的视点变换图像来作为俯视的稳定范围显示画面的背景。换言之,显示装置40将显示稳定范围边界线TBL(稳定范围及不稳定范围)的方式的稳定范围显示画面重叠于由显示控制部305根据摄像装置S5的拍摄图像而生成的视点变换图像上而显示。
具体而言,如图7所示,显示控制部305生成如下视点变换图像EP,该视点变换图像EP是将从正上方观察与挖土机100相邻的周边区域的俯瞰图像BVP和配置于该俯瞰图像BVP的周围的、从挖土机100沿水平方向观察该周边区域的水平图像HVP组合而成的。视点变换图像EP是根据摄像机40B、40F、40L、40R各自的拍摄图像,通过已知的视点变换处理或合成处理而生成。具体而言,视点变换图像EP是在将摄像机40B、40F、40L、40R各自的拍摄图像投影在空间模型之后,将投影在该空间模型中的投影图像再次投影在其他二维平面上而得到的。空间模型为假想空间中的拍摄图像的投影对象,其由包括拍摄图像所在的平面以外的平面或曲面的一个或多个平面或曲面构成。然后,显示装置40在基于显示控制部305的控制下在挖土机图像TCG的周围对应于从挖土机100观察的位置关系而显示所生成的视点变换图像EP来作为稳定范围边界线TBL及等距离线EQL的背景。由此,操作者能够同时掌握当前的挖土机100周围的状况和俯视的稳定范围(附属装置的前端部在结构上可取的位置与附属装置的前端部位于该位置时的挖土机100的稳定度的关系)。
并且,显示装置40也可以同样地在基于显示控制部305的控制下显示根据摄像装置S5(摄像机S5B、S5F、S5L、S5R)的拍摄图像而生成的视点变换图像来作为图5B所示的侧视的稳定范围显示画面的背景。换言之,显示装置40可以将显示稳定范围的方式的侧视的稳定范围显示画面重叠于由显示控制部305根据摄像装置S5的拍摄图像而生成的视点变换图像上而显示。
具体而言,显示控制部305生成沿水平方向观察挖土机100的周边区域的(从挖土机100的侧面观察的)视点变换图像。该视点变换图像与上述视点变换图像EP的情况同样地是根据摄像机40B、40F、40L、40R各自的拍摄图像,通过已知的视点变换处理或合成处理而生成。然后,显示装置40在基于显示控制部305的控制下在挖土机图像SCG的周围显示对应于从挖土机100观察的位置关系而生成的视点变换图像EP来作为稳定范围边界线SBL的背景。由此,操作者同样地能够同时掌握当前的挖土机100周围的状况和侧视的稳定范围(附属装置的前端部在结构上可取的位置与附属装置的前端部位于该位置时的挖土机100的稳定度的关系)。
并且,相同的方式可以适用于上述第1例、第3例、第4例或后述的第7例、第8例。即,显示装置40可以在考虑到影响挖土机100的稳定度的任意的项目的俯视或侧视的稳定范围显示画面上显示根据摄像装置S5的拍摄图像而生成的视点变换图像来作为稳定范围显示画面的背景。
并且,相同的方式也可以适用于三维稳定范围显示画面等三维地表示附属装置的作业范围与挖土机100的稳定度的关系的任意的显示画面。例如,显示装置40可以在基于显示控制部305的控制下在由从就座在挖土机100的操作员座上的操作者观察的假想的三维空间上显示立体的周围图像,并且重叠显示相当于上述稳定范围的边界的稳定范围边界面,该立体的周围图像是根据摄像装置S5的拍摄图像,通过已知的立体处理或合成处理等而生成。
另外,显示装置40也可以在基于显示控制部305的控制下在俯视或侧视的稳定范围显示画面上显示包括模拟了俯视或侧视的作业现场的计算机图形的背景图像来代替根据摄像装置S5的拍摄图像而生成的视点变换图像。同样地,显示装置40也可以在基于显示控制部305的控制下在三维稳定范围显示画面上显示包括模拟了从就座在挖土机100的操作员座上的操作者观察的作业现场的计算机图形的背景图像来代替根据摄像装置S5的拍摄图像而生成的立体图像。
<不稳定状态抑制功能的第6例>
图8(图8A、图8B)是表示与不稳定状态抑制功能的第6例相对应的显示于显示装置40的稳定范围显示画面的具体例的图。具体而言,图8A、图8B是表示与不稳定状态抑制功能的第6例相对应的稳定范围显示画面的一例及另一例的图,是表示与上述第2例的情况同样地考虑到相对于下部行走体1的行进方向(前进方向或后退方向)的上部回转体3的朝向的稳定范围的稳定范围显示画面的具体例。
在本例中,显示装置40直接显示摄像装置S5的拍摄图像(具体而言,摄像机S5B、S5F、S5L、S5R中的至少一个的拍摄图像),并且对应于与该拍摄图像相对应的摄像范围与挖土机100的相对位置而重叠显示稳定范围边界线(稳定范围及不稳定范围)。由此,与上述第5例的情况同样地,操作者能够同时掌握当前的挖土机100周围的状况和稳定范围(附属装置的前端部在结构上可取的位置与附属装置的前端部位于该位置时的挖土机100的稳定度的关系)。
具体而言,在图8A所示的一例中,显示装置40在基于显示控制部305的控制下显示相当于摄像机S5F或摄像机S5B的拍摄图像的实时取景图像TP1,即表示上部回转体3的前方或后方的状态的实时取景图像TP1。同时,显示装置40在实时取景图像TP1上对应于自挖土机100的相对位置而显示表示稳定范围的外缘的稳定范围边界线TPBL1。
并且,在图8B所示的另一例中,显示装置40在基于显示控制部305的控制下显示相当于摄像机S5L或摄像机S5R的拍摄图像的实时取景图像TP2,即表示上部回转体3的左侧方或右侧方的状态的实时取景图像TP2。同时,显示装置40在实时取景图像TP2上对应于自挖土机100的相对位置而显示表示稳定范围的外缘的稳定范围边界线TPBL2。
在本例中,显示装置40在显示控制部305的控制下显示与上述第2例的情况同样地考虑到相对于下部行走体1的行进方向(前进方向或后退方向)的上部回转体3的朝向的稳定范围(稳定范围边界线TPBL1、TPBL2)。因此,重叠于摄像机S5F、S5B的拍摄图像(实时取景图像TP1)上的稳定范围边界线TPBL1和重叠于摄像机S5L、S5R的拍摄图像(实时取景图像TP2)上的稳定范围边界线TPBL2从挖土机100观察的位置关系不同。因此,操作者通过对输入装置42进行的规定的操作来切换显示于显示装置40的实时取景图像的种类(摄像机S5B、S5F、S5L、S5R中的任一个的拍摄图像),由此能够确认从上部回转体3观察的各个方向(前方、后方、左侧方及右侧方)的稳定范围。
并且,显示装置40也可以在基于显示控制部305的控制下显示多种实时取景图像,即相当于摄像机S5B、S5F、S5L、S5R中两个以上的拍摄图像的多个实时取景图像,并在各个实时取景图像上重叠稳定范围边界线(稳定范围及不稳定范围)而显示。由此,操作者能够同时确认从上部回转体3观察的多个方向的稳定范围。
另外,显示装置40也可以在基于显示控制部305的控制下显示包括模拟了实时取景图像的相当于从上部回转体3观察的摄像范围的作业现场的计算机图形的背景图像来代替相当于摄像装置S5的拍摄图像的实时取景图像,并在该背景图像上重叠稳定范围及不稳定范围(例如,稳定范围与不稳定范围的边界线)而显示。
<不稳定状态抑制功能的第7例>
图7是表示与不稳定状态抑制功能的第7例相对应的稳定范围显示画面的具体例的图。具体而言,图7是表示与不稳定状态抑制功能的第7例相对应的稳定范围显示画面的一例的图,是表示与上述第2例(图5A、图5B)的情况同样地考虑到相对于下部行走体1的行进方向(前进方向或后退方向)的上部回转体3的朝向的稳定范围的俯视及侧视的稳定范围显示画面的具体例。
在本例中,显示装置40在基于显示控制部305的控制下同时显示上述第2例的俯视的稳定范围显示画面和侧视的稳定范围显示画面。由此,操作者能够从俯视及侧视的两个面同时掌握稳定范围,或者掌握附属装置的前端部是否位于稳定范围内,因此进一步容易进行稳定范围内的附属装置的操作。因此,控制器30(显示控制部305)能够进一步抑制挖土机100的不稳定状态的发生。
另外,显示装置40的显示区域中的俯视及侧视的稳定范围显示画面的配置方式可以是任意的。例如,当如图7那样俯视及侧视的稳定范围显示画面配置于显示装置40的显示区域的左右时,左右的配置顺序可以是任意的,也可以在左侧显示侧视的稳定范围显示画面并在右侧显示俯视的稳定范围显示画面。并且,俯视及侧视的稳定范围显示画面可以配置于显示装置40的显示区域的上下,俯视及侧视的稳定范围显示画面的上下的配置顺序也可以是任意的。
并且,可以将上述第1例、第3例~第5例中的俯视及侧视的稳定范围显示画面作为对象而适用相同的方式。
<不稳定状态抑制功能的第8例>
显示装置40也可以代替上述稳定范围,或者,除了上述稳定范围以外,还显示其他方式的附属装置的前端部在结构上可取的位置与附属装置的前端部位于该位置时的挖土机100的稳定度的关系(即,相对于机身的附属装置的作业范围与挖土机100的稳定度的关系)。即,只要能够促使操作者进行能够使挖土机100的姿势进一步稳定以抑制挖土机100的不稳定状态的操作,则显示装置40可以以任意的方式显示附属装置的前端部在结构上可取的位置与附属装置的前端部位于该位置时的挖土机100的稳定度的关系。此时,上述第5例~第7例中的稳定范围显示画面的显示方式当然可以适用于以任意的方式显示附属装置的作业范围与挖土机100的稳定度的关系的显示装置40的显示画面。
例如,显示装置40可以在基于显示控制部305的控制下以可区分的方式显示以机身为基准的附属装置的作业范围中的根据稳定度的高低阶段性地划分的3个以上的多个范围。此时,显示装置40可以在基于显示控制部305的控制下与区分上述稳定范围及不稳定范围的情况同样地以使多个范围的彼此之间的颜色、模样、有无闪烁、闪烁周期等不同的方式显示多个范围。
具体而言,稳定范围可以进一步划分为稳定度相对高的第1稳定范围和稳定度比第1稳定范围的稳定度低且用于让操作者引起注意的第2稳定范围。此时,显示装置40可以在基于显示控制部305的控制下在稳定范围显示画面上除了显示稳定范围(第2稳定范围)和不稳定范围的边界以外,还显示第1稳定范围与第2稳定范围的边界。由此,操作者能够掌握第1稳定范围与第2稳定范围的边界与附属装置的前端部的位置的关系,并且在挖土机100的稳定度更高的第1稳定范围内进行附属装置的操作。因此,控制器30(显示控制部305)能够进一步抑制挖土机100的不稳定状态的发生。
并且,不稳定范围可以进一步划分为稳定度相对高的第1不稳定范围和稳定度比第1不稳定范围的稳定度低且通过不稳定状态抑制控制部306在自稳定范围的脱离程度相对高为条件下挖土机100停止动作的第2不稳定范围。此时,显示装置40可以在基于显示控制部305的控制下在稳定范围显示画面上除了显示稳定范围与不稳定范围的边界以外,还显示第1不稳定范围与第2不稳定范围的边界,即不稳定状态抑制控制部306在自稳定范围的脱离程度相对高为条件下使挖土机100停止动作时的相当于该条件的边界。由此,操作者能够掌握第1不稳定范围与第2不稳定范围的边界(挖土机100停止动作的边界条件)与附属装置的前端部的位置的关系。
并且,例如,显示装置40可以在基于显示控制部305的控制下代替稳定范围边界线,或者,以稳定范围边界线为基准将稳定度的等高线(contour line)显示于挖土机图像的周围。换言之,显示装置40可以根据稳定度的等高线将基于稳定度的高低的多个范围进行划分而显示。
并且,例如,当显示装置40在基于显示控制部305的控制下显示根据稳定度的高低阶段性地划分的2个以上的多个范围时,可以具体地显示该多个范围各自的稳定度(的标准)。例如,显示装置40可以显示相当于多个范围的边界的稳定度的数值。并且,例如,显示装置40也可以从按稳定度的每个范围分配的多个颜色中将相对应的稳定度的范围的颜色标注在多个范围的边界而进行显示。并且,例如,显示装置40也可以从按稳定度的每个范围分配的范围的颜色中将相对应的稳定度的范围的颜色标注在多个范围的每一个而进行显示。并且,例如,显示装置40也可以按稳定度的每个范围显示表示稳定度的范围的名称(例如,稳定度相对高的“高稳定范围”、稳定度为中等程度的“注意范围”、稳定度相对低的“不稳定范围”等)。并且,例如,显示装置40也可以从按稳定度的每个范围分配的多个闪烁周期中将相对应的稳定度的范围的闪烁周期分配给多个范围的每一个而进行闪烁显示。即,显示装置40可以在基于显示控制部305的控制下使用颜色、数值、表示稳定度的高低的字符信息、闪烁周期等中的至少一个来具体地显示与多个范围相对应的稳定度。
并且,例如,显示装置40也可以在基于显示控制部305的控制下代替稳定范围的边界,或者,除了稳定范围的边界以外,还显示以机身为基准的表示稳定度的高低的热图(heat map)等。
[不稳定状态抑制控制处理]
接着,参考图10对与不稳定状态抑制功能有关的控制处理(以下,称为“不稳定状态抑制控制处理”)进行说明。
图10是概略地表示由控制器30进行的不稳定状态抑制控制处理的一例的流程图。
例如,当检测到通过挖土机100开始特定作业时,控制器30在该特定作业的开始之前,开始执行该流程图。
特定作业中可以包括由挖土机100进行的任意的作业。这是因为,挖土机100可以设想各种各样的作业环境,在任何作业中都有可能发生挖土机100的倾覆。尤其,特定作业中包括容易发生挖土机100的倾覆的挖土机100的作业。具体而言,特定作业中可以包括起重作业、对斜坡等进行整形(整地)的整形作业、挖掘与挖土机100的下部行走体1接地的地面相比相对深的位置的深挖作业、在周围存在悬崖等高低差部分的状况下的作业等。
例如,控制器30可以根据所输入的各种信息来检测起重作业的开始。具体而言,控制器30可以在挖土机100的动作模式通过起重模式开关42a的接通操作被切换为起重模式时,检测起重作业的开始。并且,控制器30也可以在将吊物悬挂在吊钩80(即,进行挂环作业)之后通过输入装置42进行了荷载测定操作时,检测起重作业的开始。此时,控制器30可以根据摄像装置S5的拍摄图像来判断已进行挂环作业,也可以基于在挖土机100的动作模式为起重模式的状态下进行了荷载测定操作来判断为已进行挂环作业。并且,此时,控制器30根据对应于荷载测定操作而由荷载测定部301测定的作用于附属装置的前端部的荷载(即,吊物的荷载)来进行姿势稳定度运算(后述的步骤S102)。并且,控制器30也可以通过根据摄像装置S5的拍摄图像自动判断有无开始起重作业来检测起重作业的开始。此时,控制器30可以根据储存于与挖土机100或挖土机100可通信地连接的外部装置(例如,服务器装置)等中的、能够通过机器学习等从挖土机100的过去的摄像装置S5的拍摄图像中提取的作业模式信息来判断有无开始起重作业。
同样地,对于其他种类的特定作业,控制器30也可以根据表示执行(开始)可包含于输入装置42中的与特定作业相对应的作业模式的对操作部的操作来检测特定作业的开始。并且,对于其他种类的作业,控制器30也可以根据能够通过机器学习等从挖土机100的过去的摄像装置S5的拍摄图像中提取的作业模式信息来判断有无开始特定作业,并检测特定作业的开始。
并且,控制器30也可以在通过输入装置42进行了用于将稳定范围显示画面显示于显示装置40的规定操作(以下,称为“稳定范围显示开始操作”)时,开始执行该流程图。
如图10所示,在步骤S102中,稳定度运算部303进行稳定度运算。
在步骤S104中,稳定范围设定部304根据稳定度运算部303的运算结果来设定稳定范围。
在步骤S106中,显示控制部305根据由稳定范围设定部304设定的稳定范围将稳定范围显示画面显示于显示装置40。
在步骤S108中,不稳定状态抑制控制部306判定附属装置的前端部的位置是否在稳定范围内。当附属装置的前端部的位置不在稳定范围内时,不稳定状态抑制控制部306进入步骤S110,当在稳定范围内时,进入步骤S112。
在步骤S110中,不稳定状态抑制控制部306开始进行稳定范围脱离警报的输出,并且开始进行挖土机100的动作限制之后,进入步骤S116。
另外,在进行本步骤的处理时,若已开始进行稳定范围脱离警报的输出及挖土机100的动作限制,则不稳定状态抑制控制部306持续该状态。
另一方面,在步骤S112中,不稳定状态抑制控制部306判定是否正在进行稳定范围脱离警报的输出(换言之,正在进行挖土机100的动作限制)。当正在进行稳定范围脱离警报的输出时,不稳定状态抑制控制部306进入步骤S114,在除此以外的情况下,进入步骤S116。
在步骤S114中,不稳定状态抑制控制部306解除稳定范围脱离警报的输出及挖土机100的动作限制,并且不稳定日志记录部307记录从附属装置的前端部脱离稳定范围之后到返回到稳定范围内为止之间的成为对象的各种日志信息,并进入步骤S116。
在步骤S116中,控制器30判定特定作业的结束,或者操作者等通过输入装置42执行用于解除稳定范围显示画面在显示装置40上显示的规定操作(以下,称为“稳定范围显示解除操作”)中的任意一方的条件是否成立。此时,控制器30可以根据表示停止(解除)可包含于输入装置42中的与特定作业相对应的作业模式的对操作部的操作来检测特定作业的停止。并且,控制器30也可以根据能够通过机器学习等从挖土机100的过去的摄像装置S5的拍摄图像中提取的上述作业模式信息来判断有无结束特定作业,并检测特定作业的结束。当特定作业结束时,或者,由操作者等通过输入装置42进行了稳定范围显示解除操作时,控制器30进入步骤S118,在除此以外的情况下,返回到步骤S102,重复进行步骤S102~S116的处理。
在步骤S118中,显示控制部305解除(结束)稳定范围显示画面在显示装置40上的显示,并且不稳定状态抑制控制部306停止不稳定状态抑制控制功能(相当于步骤S108~S114的处理),并结束本次的处理。
如此,在本例中,显示控制部305在开始规定的作业(特定作业)之前,将上述稳定范围显示画面显示于显示装置40。
由此,操作者等每次开始特定作业时例如能够通过确认稳定范围显示画面来掌握从挖土机100(上部回转体3)观察的稳定范围处于哪种状态。因此,操作者等能够将挖土机100的稳定度维持为相对高,并且比较容易地确定用于有效率地进行特定作业的准备工序。例如,操作者等通过利用稳定范围显示画面能够比较容易地判断在通过挖土机100进行特定作业的作业范围内将挖土机100配置于哪个位置,就能够一边将挖土机100的稳定度维持为相对高,一边以最小限度的移动量或操作量进行特定作业。并且,如上所述,当稳定范围重叠于由摄像装置S5拍摄的拍摄图像或根据拍摄图像而生成的视点变换图像或立体图像上时,操作者等能够通过稳定范围显示画面同时掌握稳定范围和实际的挖土机100周围的状况。因此,操作者等能够更容易地将挖土机100的稳定度维持为相对高,并且比较容易地确定用于有效率地进行特定作业的准备工序。
[变形和变更]
以上,对用于实施本发明的方式进行了详细叙述,但本发明并不限定于该特定的实施方式,在技术方案中所记载的本发明的宗旨的范围内可以进行各种变形和变更。
例如,在上述实施方式中,控制器30根据由稳定范围设定部304设定的稳定范围进行与稳定范围显示功能、不稳定状态抑制控制功能及不稳定日志记录功能有关的动作,但也可以为仅进行与一部分功能有关的动作的方式。换言之,控制器30可以为仅具有显示控制部305、不稳定状态抑制控制部306及不稳定日志记录部307中的至少一个的方式。
并且,在上述实施方式及变形例中,不稳定状态抑制功能的对象为挖土机100,但具有只要安装于上部回转体3且能够由操作者等操作其动作的作业要件(附属装置),则任意的施工机械(例如,解体机等)都可以为不稳定状态抑制功能的对象。
并且,在上述实施方式及变形例中,挖土机100为对下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等各种动作要件全部都进行液压驱动的结构,但也可以为其一部分被电驱动的结构。即,上述实施方式中所公开的结构等可以适用于混合式挖土机或电动挖土机等。此时,发动机11可以为驱动发电机而使其产生挖土机100的驱动用电力的结构。并且,上述动作速度相关信息中例如可以包括与混合式挖土机的蓄电器或电动挖土机的电源装置的放电时的输出(放电输出)有关的信息。这是因为,根据从蓄电器的放电输出,驱动发动机11的辅助马达的输出发生变化,或者驱动附属装置的电动致动器的输出发生变化。
并且,在上述实施方式及变形例中,挖土机100的动力源可以包括发动机111以外的动力源。例如,挖土机100的动力源可以为电池或电容器等蓄电装置或电缆连接的外部的商用电源。此时,挖土机100可以为主泵14由利用蓄电装置或商用电源的电力进行工作的马达驱动的结构,也可以为电动致动器由蓄电装置或商用电源的电力驱动的结构。并且,例如,挖土机100的动力源也可以为其他内燃机。此时,其他内燃机可以为驱动主泵14的结构,也可以为驱动发电机而使其产生挖土机100的驱动用电力的结构。并且,挖土机100的动力源也可以为燃料电池等发电机构。此时,可以为主泵14由利用发电机构的发电电力进行工作的马达驱动的结构,也可以为电动致动器由发电机构的发电电力驱动的结构。
并且,在上述实施方式及变形例中,可以规定挖土机100的附属装置的动作不受限的非限制范围(第1范围的一例)和附属装置的动作受限的限制范围(第2范围的一例)。例如,当在挖土机100的周围预先规定有工作人员进行作业的范围时或预先明确了电线杆或电线等障碍物所存在的范围时,可以将这些范围预先规定为限制范围。并且,例如,当在挖土机100的周围检测到规定的障碍物(例如,工作人员等人、电线杆、材料、其他施工机械、作业车辆等)时,可以将与所检测到的障碍物靠近的规定范围规定为限制范围。此时,与上述稳定范围及不稳定范围的情况同样地,显示装置40可以以能够区别的方式显示非限制范围和限制范围。
并且,在上述实施方式及变形例中,挖土机100可以进行远程操作。例如,图11是表示挖土机远程操作系统SYS的结构的一例的图。以下,重点说明与上述实施方式及变形例不同的部分。
挖土机远程操作系统SYS包括远程操作对象的挖土机100和远程操作用服务器200。
挖土机100包括通信装置T1、液压控制阀31及往复阀32。
通信装置T1例如连接于以基站为终端的移动体通信网、利用通信卫星的卫星通信网、互联网等规定的通信网络,并与挖土机100的外部装置进行通信。由此,挖土机100(控制器30)能够通过通信装置T1与远程操作用服务器200进行通信。具体而言,通信装置T1能够接收从远程操作用服务器200接收的与远程操作的内容相对应的信号(以下,称为“远程操作信号”)。并且,通信装置T1能够将表示挖土机100周围的状况的图像信息即摄像装置S5的拍摄图像发送到远程操作用服务器200。
液压控制阀31在控制器30的控制下调整先导泵15的工作油的液压,并将规定的先导压力的工作油输出到次级侧。液压控制阀31例如为电磁比例阀。具体而言,控制器30将与以由通信装置T1接收的远程操作信号指定的远程操作的内容相对应的控制指令输出到液压控制阀31。由此,液压控制阀31能够输出与由远程操作用服务器200执行的远程操作的内容相对应的先导压力。
往复阀32具有两个输入端口和一个输出端口,将输入到两个输入端口的工作油中液压高的工作油从输出端口进行输出。在往复阀32的一个输入端口连接有操作装置26的次级侧的先导管路,在另一个输入端口连接有液压控制阀31的次级侧的先导管路。而且,往复阀32的输出端口经由减压阀26V与控制阀17(具体而言,多个控制阀的各自的先导端口)连接。由此,与操作装置26的操作内容相对应的先导压力能够通过往复阀32作用于控制阀17。因此,控制阀17能够实现与操作装置26的操作内容相应的液压致动器的动作。并且,从液压控制阀31输出的与远程操作的内容相对应的先导压力能够通过往复阀32作用于控制阀17。因此,控制阀17能够实现与由远程操作用服务器200执行的远程操作的内容相应的液压致动器的动作。并且,减压阀26V能够在控制器30的控制下不依赖于操作装置26的操作内容或远程操作的内容而限制挖土机100的动作。
远程操作用服务器200(信息处理装置的一例)包括控制装置210、通信装置220、远程操作用显示装置230及远程操作装置240。
控制装置210进行与远程操作用服务器200的各种功能有关的控制。控制装置210可以通过任意的硬件、或硬件与软件的组合来实现。例如,控制装置210以包括CPU、RAM等存储器装置、ROM等辅助存储装置及各种输入输出用接口装置的计算机为中心构成。控制装置210例如通过在CPU上执行安装于辅助存储装置中的各种程序来实现各种功能。
通信装置220例如连接于以基站为终端的移动体通信网、利用通信卫星的卫星通信网、互联网等规定的通信网络,并与外部装置进行通信。由此,远程操作用服务器200能够通过通信装置220与挖土机100进行通信。具体而言,通信装置220能够将远程操作装置240中的与挖土机100的远程操作的内容相对应的远程操作信号发送到挖土机100。并且,通信装置220能够从挖土机接收表示挖土机100周围的状况的图像信息即摄像装置S5的拍摄图像。
远程操作用显示装置230在控制装置210的控制下根据由通信装置220接收的挖土机100的摄像装置S5的拍摄图像来显示表示挖土机100周围的状况的图像。由此,进行远程操作的操作者(以下,称为“远程操作操作者”)能够一边在显示于远程操作用显示装置230的图像上确认挖土机100周围的状况,一边使用远程操作装置240进行远程操作。
远程操作装置240为用于由远程操作操作者进行远程操作的输入机构。远程操作装置240例如与挖土机100的操作装置26同样地可以为操纵杆装置,也可以为如游戏手柄(Joystick)或电视游戏的控制器那样的方式。远程操作装置240将与远程操作操作者的操作内容即远程操作的内容相对应的远程操作信号输出到控制装置210,远程操作信号通过通信装置220发送到挖土机100。
例如,图12是表示远程操作用显示装置230的显示画面的一例的图。
如图12所示,在本例中,在远程操作用显示装置230上显示有从驾驶舱10的内部观察包括附属装置(动臂4、斗杆5及铲斗6)的挖土机100的前方的图像(以下,称为“前方图像”)。由此,操作者能够以乘坐在挖土机100的驾驶舱10中的感觉对挖土机100进行远程操作。
并且,在本例中,在远程操作用显示装置230上重叠于前方图像而显示有信息图像311~314。
在信息图像311中,还考虑上部回转体3的回转动作而三维地显示附属装置的前端(具体而言为铲斗6的铲尖或背面等作业部位)从当前的挖土机100的位置能够达到的范围,换言之,附属装置能够进行作业的范围(以下,称为“可作业范围”)。
例如,当远程操作操作者手动或利用机器控制功能使挖土机100进行用铲斗的背面将沙土等向前方推开的清扫作业时,即使欲将沙土推开到远处,有时也有可能无法达到。此时,远程操作操作者无法按在作业开始之前设想好的准备工序那样进行作业,因此作业效率有可能下降。相对于此,通过可作业范围重叠显示于远程操作操作者的前方视野中,远程操作操作者在作业开始之前能够直观地掌握在当前的挖土机100的位置处能够将清扫作业进行至哪个范围。因此,能够提高挖土机100的作业效率。
信息图像312三维地显示附属装置(动臂4、斗杆5及铲斗6)的运行平面。由此,远程操作操作者能够直观地掌握本机周围的作业区域中挖土机100的当前位置及在上部回转体3的当前的回转角度的状态下能够由附属装置进行作业的范围。
信息图像313三维地显示附属装置的运行平面中规定作业(例如,挖掘作业)的作业效率相对高的区域(换言之,容易输出相对高的挖掘力的区域)(以下,称为“高效率区域”)。由此,远程操作操作者能够直观地掌握高作业效率的附属装置的姿势状态。因此,能够促使远程操作操作者进行高作业效率的作业来提高挖土机100的作业效率。
并且,在信息图像313中通过色彩渐变(gradation)来显示高效率区域中作业效率的相对高低。在本例中,采用由表示作业效率相对低的“黑色”变为表示作业效率相对高的“白色”的色彩渐变。由此,远程操作操作者能够直观地掌握高效率区域内的作业效率的高低。因此,能够促使远程操作操作者进行高作业效率的作业来进一步提高挖土机100的作业效率。
另外,也可以代替信息图像313,或者,除了信息图像313以外,在远程操作用显示装置230上在控制装置210的控制下还显示作业效率的数值(例如,与当前的附属装置的姿势相对应的作业效率的数值等)。并且,在远程操作用显示装置230上在控制装置210的控制下也可以以沿着从驾驶舱10内观察的挖土机100周围(前方)的作业区域的地形的方式显示作业效率相对高的区域。
信息图像314三维地显示通过填土而施工(形成)的预定斜坡的目标施工面。由此,远程操作操作者能够将与完成后的斜坡形状相对应的三维数据与当前的地形形状进行比较的同时直观地掌握。因此,远程操作操作者能够一边观察目标施工面的三维数据,一边根据当前的地形形状与三维数据的差分确认进度,同时有效率地进行填土作业或填土后的碾压作业等。
另外,信息图像314也可以为通过挖掘或切土等而施工(形成)的目标施工面的三维数据。
返回到图11,在本例中,上述显示控制部305的功能即稳定范围显示功能也可以被转移到远程操作用服务器200的控制装置210中。具体而言,在远程操作用显示装置230上,在控制装置210的控制下,上述图4A~图4D、图5A~5C、图6A~图6C、图7、图8A、图8B及图9所示的稳定范围显示画面的内容可以重叠显示于前方图像上。并且,上述图4A~图4D、图5A~5C、图6A~图6C、图7、图8A、图8B及图9所示的稳定范围显示画面的内容也可以显示于与远程操作用显示装置230不同的另一显示装置上。由此,远程操作操作者能够享受与上述实施方式相同的作用和效果。尤其,远程操作操作者能够通过显示于远程操作用显示装置230上的图像来确认挖土机100周围的状况,但是例如难以意识到挖土机100的姿势状态或不使挖土机100倾覆的操作。相对于此,在本例中,在远程操作用服务器200的远程操作用显示装置230等上显示上述稳定范围显示画面的内容,因此远程操作操作者能够一边意识挖土机100的稳定度,一边进行挖土机100的远程操作。因此,能够提高远程操作时的挖土机100的安全性。
并且,在本例中,上述不稳定状态抑制控制部306的功能的一部分(具体而言为稳定范围脱离警报的功能)也可以转移到远程操作用服务器200的控制装置210中。此时,控制装置210可以通过与远程操作用服务器200连接的声音输出装置(例如,扬声器或蜂鸣器等)或显示装置(例如,远程操作用显示装置230)对远程操作操作者输出稳定范围脱离警报。
并且,在上述实施方式及变形例中,挖土机100例如可以进行自主运行。即,挖土机100可以为无人机。此时,能够根据由不稳定日志记录部307记录的日志信息来事后确认在自主运行时是否存在如脱离稳定范围那样的动作状态。
另外,本申请主张基于2018年6月19日申请的日本专利申请2018-116455号的优先权,本申请中通过参考援用这些日本专利申请的全部内容。
符号说明
1-下部行走体,1L、1R-行走液压马达,2-回转机构,2A-回转液压马达,3-上部回转体,4-动臂,5-斗杆,6-铲斗(端接附属装置),7-动臂缸,7a-动臂底部压力传感器,8-斗杆缸,9-铲斗缸,26-操作装置,29-操作压力传感器,30-控制器,40-显示装置,42-输入装置,42c-荷载项目设定操作部,42d-稳定范围设定操作部,44-声音输出装置,100-挖土机,200-远程操作用服务器(信息处理装置),210-控制装置,220-通信装置,230-远程操作用显示装置,240-远程操作装置,301-荷载测定部,302-荷载项目设定部,303-稳定度运算部,304-稳定范围设定部,305-显示控制部,306-不稳定状态抑制控制部(控制部),307-不稳定日志记录部(控制部),S1-动臂角度传感器,S2-斗杆角度传感器,S3-铲斗角度传感器,S4-机身姿势传感器,S5-摄像装置,S5B、S5F、S5L、S5R-摄像机。

Claims (21)

1.一种挖掘机,其特征在于,具备:
下部行走体;
上部回转体,回转自如地搭载于所述下部行走体;
附属装置,安装于所述上部回转体;及
显示装置,
所述显示装置考虑所述附属装置的前端部的荷载、挖掘机的倾斜状态及所述上部回转体相对于所述下部行走体的相对回转角度中的至少一个来以可区分的方式显示所述附属装置的作业范围中的第1范围和稳定度比所述第1范围的稳定度低的第2范围。
2.根据权利要求1所述的挖掘机,其特征在于,
所述稳定度表示该挖掘机难以发生不稳定状态的程度,所述不稳定状态包括所述下部行走体相对于地面滑动的状态、所述下部行走体的一部分从地面翘起的状态及由所述附属装置的动作引起的所述上部回转体的振动中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的挖掘机,其特征在于,
所述显示装置根据所述附属装置的前端部的荷载、该挖掘机的倾斜状态及所述回转角度中的至少一个的变化而以所述第1范围与所述第2范围的边界靠近或远离该挖掘机的方式显示所述第1范围及所述第2范围。
4.根据权利要求1所述的挖掘机,其特征在于,
所述显示装置考虑与操作者对该挖掘机的操作倾向有关的信息来显示所述第1范围及所述第2范围。
5.根据权利要求1所述的挖掘机,其特征在于,
所述显示装置考虑与所述附属装置的动作速度有关的信息来显示所述第1范围及所述第2范围。
6.根据权利要求1所述的挖掘机,其特征在于,还具备:
荷载测定部,测定所述附属装置的前端部的荷载,
所述挖掘机考虑由所述荷载测定部测定的荷载来显示所述第1范围及所述第2范围。
7.根据权利要求1所述的挖掘机,其特征在于,还具备:
荷载项目设定操作部,接受包括端接附属装置的种类及作业现场的土质中的至少一方的与所述附属装置的前端部的荷载有关的项目的设定操作;及
荷载项目设定部,根据对所述荷载项目设定操作部的操作来进行所述项目的设定,
所述挖掘机考虑由所述荷载项目设定部设定的所述项目的设定内容来显示所述第1范围及所述第2范围。
8.根据权利要求1所述的挖掘机,其特征在于,
所述显示装置将所述第1范围及所述第2范围与表示所述下部行走体及所述上部回转体的朝向的图像一起显示。
9.根据权利要求7所述的挖掘机,其特征在于,
所述显示装置将所述第1范围及所述第2范围与根据由操作者进行的所述附属装置的操作而变化的表示所述附属装置的前端部的位置的图像一起显示。
10.根据权利要求1所述的挖掘机,其特征在于,还具备:
摄像装置,拍摄该挖掘机的周围,
所述显示装置将所述第1范围及所述第2范围重叠于由所述摄像装置拍摄的拍摄图像或根据所述拍摄图像而生成的视点变换图像或立体图像上而显示。
11.根据权利要求1所述的挖掘机,其特征在于,
所述显示装置将所述第1范围及所述第2范围重叠于包括模拟了作业现场的计算机图形的背景图像上而显示。
12.根据权利要求1所述的挖掘机,其特征在于,
所述第2范围为所述附属装置的所述作业范围中的所述稳定度相对高且与该挖掘机的稳定状态相对应的稳定范围。
13.根据权利要求12所述的挖掘机,其特征在于,还具备:
控制部,当所述附属装置的前端部的位置脱离了所述稳定范围时,输出警报、限制通过操作者的操作而进行的所述附属装置的动作或者记录日志信息。
14.根据权利要求12所述的挖掘机,其特征在于,还具备:
稳定范围设定操作部,接受与所述稳定范围的设定有关的操作输入;及
稳定范围设定部,根据规定基准设定所述稳定范围,并且根据对所述稳定范围设定操作部的操作,在与所述规定基准相对应的范围以内对所述稳定范围的边界中的至少一部分进行设定变更。
15.根据权利要求1所述的挖掘机,其特征在于,
所述显示装置在通过该挖掘机开始进行规定的作业之前显示所述第1范围及所述第2范围。
16.根据权利要求1所述的挖掘机,其特征在于,
所述显示装置在所述附属装置的作业范围中显示包括所述第1范围及所述第2范围在内的根据所述稳定度的高低阶段性地划分的3个以上的多个范围。
17.根据权利要求1所述的挖掘机,其特征在于,
所述显示装置使用颜色、数值及表示所述稳定度的高低的字符信息中的至少一个来显示与所述第1范围及所述第2范围相对应的所述稳定度。
18.根据权利要求1所述的挖掘机,其特征在于,
所述显示装置通过从侧面观察该挖掘机的侧视及从上面观察该挖掘机的俯视中的至少一方来显示所述第1范围及所述第2范围,或者三维地显示所述第1范围及所述第2范围。
19.一种挖掘机,其特征在于,具备:
下部行走体;
上部回转体,回转自如地搭载于所述下部行走体;
附属装置,安装于所述上部回转体;及
显示装置,
所述显示装置考虑所述附属装置的前端部的荷载、挖掘机的倾斜状态及所述上部回转体相对于所述下部行走体的相对回转角度中的至少一个来以可区分的方式显示所述附属装置的作业范围中的第1范围和所述附属装置的动作速度比所述第1范围的所述附属装置的动作速度低的第2范围。
20.一种信息处理装置,其特征在于,具备:
通信装置,与挖掘机进行通信,所述挖掘机具有下部行走体、回转自如地搭载于所述下部行走体的上部回转体及安装于所述上部回转体的附属装置;
操作装置,通过所述通信装置操作所述挖掘机;及
显示装置,
所述显示装置考虑所述附属装置的前端部的荷载、所述挖掘机的倾斜状态及所述上部回转体相对于所述下部行走体的相对回转角度中的至少一个来以可区分的方式显示所述附属装置的作业范围中的第1范围和稳定度比所述第1范围的稳定度低的第2范围。
21.一种信息处理装置,其特征在于,具备:
通信装置,与挖掘机进行通信,所述挖掘机具有下部行走体、回转自如地搭载于所述下部行走体的上部回转体及安装于所述上部回转体的附属装置;
操作装置,通过所述通信装置操作所述挖掘机;及
显示装置,
所述显示装置考虑所述附属装置的前端部的荷载、所述挖掘机的倾斜状态及所述上部回转体相对于所述下部行走体的相对回转角度中的至少一个来以可区分的方式显示所述附属装置的作业范围中的第1范围和所述附属装置的动作速度比所述第1范围的所述附属装置的动作速度低的第2范围。
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