CN112368449A - 挖土机 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施方式所涉及的挖土机(100)具有:下部行走体(1);上部回转体(3),可回转地搭载于下部行走体(1);作为行走促动器的行走液压马达(2M),驱动下部行走体(1);及控制器(30),设置于上部回转体(3)。控制器(30)构成为根据与目标位置相关的信息而使行走液压马达(2M)动作。
Description
技术领域
本发明涉及一种挖土机。
背景技术
以往,已知一种具备行走杆及行走踏板的挖土机(参考专利文献1。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2016/152700号
发明内容
发明要解决的课题
然而,在上述挖土机中,在使挖土机持续地行走时,操作者需要持续地操作行走杆及行走踏板中的至少一个。因此,上述挖土机有可能会使操作者对行走操作感到腻烦。
因此,希望提供一种能够减轻对行走操作的腻烦的挖土机。
用于解决课题的手段
本发明的实施方式所涉及的挖土机具有:下部行走体;上部回转体,可回转地搭载于所述下部行走体;行走促动器,驱动所述下部行走体;及控制装置,设置于所述上部回转体,所述控制装置根据与目标位置相关的信息而使所述行走促动器动作。
发明效果
通过上述手段,可提供一种能够减轻对行走操作的腻烦的挖土机。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的挖土机的侧视图。
图2是图1的挖土机的俯视图。
图3是表示搭载于图1的挖土机的液压系统的结构例的图。
图4A是与斗杆缸的操作相关的液压系统的一部分的图。
图4B是与动臂缸的操作相关的液压系统的一部分的图。
图4C是与铲斗缸的操作相关的液压系统的一部分的图。
图4D是与回转液压马达的操作相关的液压系统的一部分的图。
图5A是与左行走液压马达的操作相关的液压系统的一部分的图。
图5B是与右行走液压马达的操作相关的液压系统的一部分的图。
图6是控制器的功能框图。
图7是表示设定画面的显示例的图。
图8是表示设定画面的另一显示例的图。
图9是进行坡面工作的挖土机的俯视图。
图10是表示控制器的另一结构例的功能框图。
图11是表示电动式操作系统的结构例的图。
图12是表示挖土机的管理系统的结构例的概略图。
具体实施方式
首先,参考图1及图2对作为本发明的实施方式所涉及的挖掘机的挖土机100进行说明。图1是挖土机100的侧视图,图2是挖土机100的俯视图。
在本实施方式中,挖土机100的下部行走体1包括履带1C。履带1C由搭载于下部行走体1的作为行走促动器的行走液压马达2M驱动。具体而言,履带1C包括左履带1CL及右履带1CR。左履带1CL由左行走液压马达2ML驱动,右履带1CR由右行走液压马达2MR驱动。
下部行走体1上经由回转机构2可回转地搭载有上部回转体3。回转机构2由搭载于上部回转体3的作为回转促动器的回转液压马达2A驱动。但是,回转促动器也可以是作为电动促动器的回转电动发电机。
上部回转体3上安装有动臂4。动臂4的前端安装有斗杆5,斗杆5的前端安装有作为端接附件的铲斗6。动臂4、斗杆5及铲斗6构成作为附件的一例的挖掘附件AT。动臂4由动臂缸7驱动,斗杆5由斗杆缸8驱动,铲斗6由铲斗缸9驱动。动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9构成附件促动器。
动臂4相对于上部回转体3以可上下转动的方式被支承。并且,动臂4上安装有动臂角度传感器S1。动臂角度传感器S1能够检测作为动臂4的转动角度的动臂角度θ1。动臂角度θ1例如为自将动臂4降低到最低位置的状态起的上升角度。因此,动臂角度θ1在将动臂4提升到最高位置时变最大。
斗杆5相对于动臂4以可转动的方式被支承。并且,斗杆5上安装有斗杆角度传感器S2。斗杆角度传感器S2能够检测作为斗杆5的转动角度的斗杆角度θ2。斗杆角度θ2例如为自最大限度地收回斗杆5的状态起的张开角度。因此,斗杆角度θ2在最大限度地张开斗杆5时变最大。
铲斗6相对于斗杆5以可转动的方式被支承。并且,铲斗6上安装有铲斗角度传感器S3。铲斗角度传感器S3能够检测作为铲斗6的转动角度的铲斗角度θ3。铲斗角度θ3为自最大限度地收回铲斗6的状态起的张开角度。因此,铲斗角度θ3在最大限度地张开铲斗6时变最大。
在图1的实施方式中,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分别由加速度传感器和陀螺仪传感器的组合构成。但是,也可以仅由加速度传感器构成。并且,动臂角度传感器S1可以为安装在动臂缸7上的行程传感器,也可以为旋转编码器、电位差计、惯性测量装置等。这也同样地适用于斗杆角度传感器S2及铲斗角度传感器S3。
上部回转体3上设置有作为驾驶舱的驾驶室10,且搭载有发动机11等动力源。并且,上部回转体3上安装有空间识别装置70、朝向检测装置71、定位装置73、机身倾斜度传感器S4、回转角速度传感器S5等。驾驶室10的内部设置有操作装置26、控制器30、信息输入装置72、显示装置D1、声音输出装置D2等。另外,在本说明书中,为了方便起见,将上部回转体3中安装有挖掘附件AT的一侧设为前侧,将安装有配重的一侧设为后侧。
空间识别装置70构成为能够识别存在于挖土机100的周围的三维空间内的物体。并且,空间识别装置70构成为计算空间识别装置70或挖土机100至被识别的物体的距离。空间识别装置70例如为超声波传感器、毫米波雷达、单眼摄像机、立体摄像机、LIDAR、距离图像传感器或红外线传感器等。在本实施方式中,空间识别装置70为LIDAR,其构成为通过向多个方向发射多个激光并接收其反射光来计算反射光至物体的距离及方向。这也同样地适用于作为空间识别装置70的毫米波雷达等向物体发射电磁波的情况。具体而言,空间识别装置70包括安装在驾驶室10的上表面前端的前置传感器70F、安装在上部回转体3的上表面后端的后置传感器70B、安装在上部回转体3的上表面左端的左侧传感器70L及安装在上部回转体3的上表面右端的右侧传感器70R。也可以将识别存在于上部回转体3的上方的空间内的物体的上侧传感器安装在挖土机100上。
空间识别装置70可以构成为拍摄挖土机100的周围。此时,空间识别装置70例如为具有CCD或CMOS等成像元件的单眼摄像机,其向显示装置D1输出拍摄到的图像。
空间识别装置70也可以构成为检测设定在挖土机100周围的规定区域内的规定物体。即,空间识别装置70也可以构成为能够识别物体的种类、位置及形状等中的至少一个。例如,空间识别装置70也可以构成为能够区分人及人以外的物体。而且,空间识别装置70也可以构成为能够确定挖土机100的周围的地形的种类。地形的种类例如为凹坑、倾斜面或河流等。而且,空间识别装置70也可以构成为能够确定障碍物的种类。障碍物的种类例如为电线、电线杆、人、动物、车辆、施工机材、施工机械、建筑物或围栏等。而且,空间识别装置70也可以构成为能够确定作为车辆的自卸车的种类或尺寸等。而且,空间识别装置70也可以构成为通过识别安全帽、安全背心或工作服等或通过识别安全帽、安全背心或工作服等上的规定的标记等来检测人。而且,空间识别装置70也可以构成为识别路面的状态。具体而言,空间识别装置70例如也可以构成为确定存在于路面上的物体的种类。存在于路面上的物体的种类例如为香烟、罐、塑料瓶或石头等。
朝向检测装置71构成为检测与上部回转体3的朝向和下部行走体1的朝向之间的相对关系相关的信息。朝向检测装置71例如可以由安装在下部行走体1上的地磁传感器和安装在上部回转体3上的地磁传感器的组合构成。或者,朝向检测装置71可以由安装在下部行走体1上的GNSS接收机和安装在上部回转体3上的GNSS接收机的组合构成。朝向检测装置71也可以为旋转编码器、旋转位置传感器等。在通过回转电动发电机回转驱动上部回转体3的结构中,朝向检测装置71也可以由分解器构成。朝向检测装置71例如也可以安装在和实现下部行走体1与上部回转体3之间的相对旋转的回转机构2相关联地设置的中心接头部上。
朝向检测装置71也可以由安装在上部回转体3上的摄像机构成。此时,朝向检测装置71通过对安装在上部回转体3上的摄像机拍摄到的图像(输入图像)实施已知的图像处理来检测输入图像中所包括的下部行走体1的图像。然后,朝向检测装置71通过使用已知的图像识别技术来检测下部行走体1的图像,确定下部行走体1的长度方向。然后,导出形成在上部回转体3的前后轴的方向与下部行走体1的长度方向之间的角度。上部回转体3的前后轴的方向从摄像机的安装位置导出。尤其,履带1C从上部回转体3突出,因此朝向检测装置71能够通过检测履带1C的图像来确定下部行走体1的长度方向。此时,朝向检测装置71可以与控制器30统合在一起。
信息输入装置72构成为挖土机的操作者能够对控制器30输入信息。在本实施方式中,信息输入装置72为设置在显示装置D1的显示部的附近的开关面板。但是,信息输入装置72也可以为配置在显示装置D1的显示部上的触摸面板,还可以为配置在驾驶室10内的麦克风等声音输入装置。并且,信息输入装置72也可以为通信装置。此时,操作者能够经由智能手机等通信终端将信息输入到控制器30中。
定位装置73构成为测定当前位置。在本实施方式中,定位装置73为GNSS接收机,其检测上部回转体3的位置,并对控制器30输出检测值。定位装置73也可以为GNSS罗盘。此时,定位装置73能够检测上部回转体3的位置及朝向。
机身倾斜度传感器S4检测上部回转体3相对于规定平面的倾斜度。在本实施方式中,机身倾斜度传感器S4为检测上部回转体3相对于水平面绕前后轴的倾角及绕左右轴的倾角的加速度传感器。上部回转体3的前后轴及左右轴例如彼此正交且通过挖土机100的回转轴上的一点即挖土机中心点。
回转角速度传感器S5检测上部回转体3的回转角速度。在本实施方式中,其为陀螺仪传感器。也可以为分解器、旋转编码器等。回转角速度传感器S5也可以检测回转速度。回转速度可以由回转角速度计算。
以下,将动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、机身倾斜度传感器S4及回转角速度传感器S5中的至少一个还称为姿势检测装置。挖掘附件AT的姿势例如根据动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2及铲斗角度传感器S3各自的输出来检测。
显示装置D1为显示信息的装置。在本实施方式中,显示装置D1为设置在驾驶室10内的液晶显示器。但是,显示装置D1也可以为智能手机等通信终端的显示器。
声音输出装置D2为输出声音的装置。声音输出装置D2包括向驾驶室10内的操作者输出声音的装置及向驾驶室10外的工作人员输出声音的装置中的至少一个。其也可以为附属于通信终端的扬声器。
操作装置26为操作者用于操作促动器的装置。
控制器30为用于控制挖土机100的控制装置。在本实施方式中,控制器30由具备CPU、RAM、NVRAM、ROM等的计算机构成。并且,控制器30从ROM读取与各功能对应的程序而将其加载到RAM中,并使CPU执行对应的处理。各功能例如包括引导(guide)操作者进行的挖土机100的手动操作的设备引导功能及支援操作者进行的挖土机100的手动操作或者使挖土机100自动或自主地动作的设备控制功能。
接着,参考图3对搭载于挖土机100的液压系统的结构例进行说明。图3是表示搭载于挖土机100的液压系统的结构例的图。图3中分别用双重线、实线、虚线及点线示出了机械动力传递系统、工作油管路、先导管路及电气控制系统。
挖土机100的液压系统主要包括发动机11、调节器13、主泵14、先导泵15、控制阀17、操作装置26、吐出压力传感器28、操作压力传感器29、控制器30等。
在图3中,液压系统构成为能够使工作油从由发动机11驱动的主泵14经由中间旁通管路40或并联管路42循环至工作油罐。
发动机11为挖土机100的驱动源。在本实施方式中,发动机11例如为以维持规定转速的方式动作的柴油机。发动机11的输出轴与主泵14及先导泵15的输入轴连结。
主泵14构成为能够经由工作油管路向控制阀17供给工作油。在本实施方式中,主泵14为斜板式可变容量型液压泵。
调节器13构成为能够控制主泵14的吐出量。在本实施方式中,调节器13通过根据来自控制器30的控制指令调节主泵14的斜板偏转角来控制主泵14的吐出量。
先导泵15构成为能够经由先导管路向包括操作装置26的液压控制设备供给工作油。在本实施方式中,先导泵15为固定容量型液压泵。
控制阀17为控制挖土机100中的液压系统的液压控制装置。在本实施方式中,控制阀17包括控制阀171~176。控制阀175包括控制阀175L及控制阀175R,控制阀176包括控制阀176L及控制阀1756。控制阀17构成为能够通过控制阀171~176向一个或多个液压促动器选择性地供给主泵14吐出的工作油。控制阀171~176例如控制从主泵14流向液压促动器的工作油的流量及从液压促动器流向工作油罐的工作油的流量。液压促动器包括动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、左行走液压马达2ML、右行走液压马达2MR及回转液压马达2A。
操作装置26为操作者用于操作促动器的装置。操作装置26例如包括操作杆及操作踏板。促动器包括液压促动器及电动促动器中的至少一个。在本实施方式中,操作装置26构成为能够经由先导管路向控制阀17内的对应的控制阀的先导端口供给先导泵15吐出的工作油。向各先导端口供给的工作油的压力(先导压)为对应于与各液压促动器对应的操作装置26的操作方向及操作量的压力。但是,操作装置26也可以为电动控制式,而不是如上所述的先导压式。此时,控制阀17内的控制阀可以为电磁螺线管式滑阀。
吐出压力传感器28能够构成为检测主泵14的吐出压力。在本实施方式中,吐出压力传感器28对控制器30输出检测出的值。
操作压力传感器29能够构成为检测操作者对操作装置26进行的操作的内容。在本实施方式中,操作压力传感器29以压力(操作压力)形式检测与各促动器对应的操作装置26的操作方向及操作量,并对控制器30输出检测出的值。操作装置26的操作内容也可以使用操作压力传感器以外的其他传感器来检测。
主泵14包括左主泵14L及右主泵14R。并且,左主泵14L使工作油经由左中间旁通管路40L或左并联管路42L循环至工作油罐,右主泵14R使工作油经由右中间旁通管路40R或右并联管路42R循环至工作油罐。
左中间旁通管路40L为通过配置在控制阀17内的控制阀171、173、175L及176L的工作油管路。右中间旁通管路40R为通过配置在控制阀17内的控制阀172、174、175R及176R的工作油管路。
控制阀171是为了向左行走液压马达2ML供给左主泵14L吐出的工作油且向工作油罐排出左行走液压马达2ML吐出的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
控制阀172是为了向右行走液压马达2MR供给右主泵14R吐出的工作油且向工作油罐排出右行走液压马达2MR吐出的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
控制阀173是为了向回转液压马达2A供给左主泵14L吐出的工作油且向工作油罐排出回转液压马达2A吐出的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
控制阀174是为了向铲斗缸9供给右主泵14R吐出的工作油且向工作油罐排出铲斗缸9内的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
控制阀175L是为了向动臂缸7供给左主泵14L吐出的工作油而切换工作油的流动的滑阀。控制阀175R是为了向动臂缸7供给右主泵14R吐出的工作油且向工作油罐排出动臂缸7内的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
控制阀176L是为了向斗杆缸8供给左主泵14L吐出的工作油且向工作油罐排出斗杆缸8内的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
控制阀176R是为了向斗杆缸8供给右主泵14R吐出的工作油且向工作油罐排出斗杆缸8内的工作油而切换工作油的流动的滑阀。
左并联管路42L为与左中间旁通管路40L并行的工作油管路。在通过左中间旁通管路40L的工作油的流动被控制阀171、173、175L中的某一个限制或切断的情况下,左并联管路42L能够向更靠下游的控制阀供给工作油。右并联管路42R为与右中间旁通管路40R并行的工作油管路。在通过右中间旁通管路40R的工作油的流动被控制阀172、174、175R中的某一个限制或切断的情况下,右并联管路42R能够向更靠下游的控制阀供给工作油。
调节器13包括左调节器13L及右调节器13R。左调节器13L通过根据左主泵14L的吐出压力调节左主泵14L的斜板偏转角来控制左主泵14L的吐出量。具体而言,左调节器13L例如根据左主泵14L的吐出压力的增大调节左主泵14L的斜板偏转角来减小吐出量。这也同样地适用于右调节器13R。这是为了使由吐出压力和吐出量的乘积表示的主泵14的吸收马力不超出发动机11的输出马力。
操作装置26包括左操作杆26L、右操作杆26R及行走杆26D。行走杆26D包括左行走杆26DL及右行走杆26DR。
左操作杆26L用于回转操作及斗杆5的操作。若向前后方向进行操作,则左操作杆26L利用先导泵15吐出的工作油,将与杆操作量对应的控制压力导入到控制阀176的先导端口。并且,若向左右方向进行操作,则利用先导泵15吐出的工作油,将与杆操作量对应的控制压力导入到控制阀173的先导端口。
具体而言,在向斗杆收回方向进行了操作的情况下,左操作杆26L将工作油导入到控制阀176L的右侧先导端口,且将工作油导入到控制阀176R的左侧先导端口。并且,在向斗杆张开方向进行了操作的情况下,左操作杆26L将工作油导入到控制阀176L的左侧先导端口,且将工作油导入到控制阀176R的右侧先导端口。并且,在向左回转方向进行了操作的情况下,左操作杆26L将工作油导入到控制阀173的左侧先导端口,在向右回转方向进行了操作的情况下,左操作杆26L将工作油导入到控制阀173的右侧先导端口。
右操作杆26R用于动臂4的操作及铲斗6的操作。若向前后方向进行操作,则右操作杆26R利用先导泵15吐出的工作油,将与杆操作量对应的控制压力导入到控制阀175的先导端口。并且,若向左右方向进行操作,则利用先导泵15吐出的工作油,将与杆操作量对应的控制压力导入到控制阀174的先导端口。
具体而言,在向动臂降低方向进行了操作的情况下,右操作杆26R将工作油导入到控制阀175R的左侧先导端口。并且,在向动臂提升方向进行了操作的情况下,右操作杆26R将工作油导入到控制阀175L的右侧先导端口,且将工作油导入到控制阀175R的左侧先导端口。并且,在向铲斗收回方向进行了操作的情况下,右操作杆26R将工作油导入到控制阀174的右侧先导端口,在向铲斗张开方向进行了操作的情况下,右操作杆26R将工作油导入到控制阀174的左侧先导端口。
行走杆26D用于履带1C的操作。具体而言,左行走杆26DL用于左履带1CL的操作。也可以构成为与左行走踏板联动。若向前后方向进行操作,则左行走杆26DL利用先导泵15吐出的工作油,将与杆操作量对应的控制压力导入到控制阀171的先导端口。右行走杆26DR用于右履带1CR的操作。也可以构成为与右行走踏板联动。若向前后方向进行操作,则右行走杆26DR利用先导泵15吐出的工作油,将与杆操作量对应的控制压力导入到控制阀172的先导端口。
吐出压力传感器28包括吐出压力传感器28L及吐出压力传感器28R。吐出压力传感器28L检测左主泵14L的吐出压力,并对控制器30输出检测出的值。这也同样地适用于吐出压力传感器28R。
操作压力传感器29包括操作压力传感器29LA、29LB、29RA、29RB、29DL、29DR。操作压力传感器29LA以压力形式检测操作者在前后方向上对左操作杆26L进行的操作的内容,并对控制器30输出检测出的值。操作内容例如为杆操作方向及杆操作量(杆操作角度)等。
同样地,操作压力传感器29LB以压力形式检测操作者在左右方向上对左操作杆26L进行的操作的内容,并对控制器30输出检测出的值。操作压力传感器29RA以压力形式检测操作者在前后方向上对右操作杆26R进行的操作的内容,并对控制器30输出检测出的值。操作压力传感器29RB以压力形式检测操作者在左右方向上对右操作杆26R进行的操作的内容,并对控制器30输出检测出的值。操作压力传感器29DL以压力形式检测操作者在前后方向上对左行走杆26DL进行的操作的内容,并对控制器30输出检测出的值。操作压力传感器29DR以压力形式检测操作者在前后方向上对右行走杆26DR进行的操作的内容,并对控制器30输出检测出的值。
控制器30接收操作压力传感器29的输出,并根据需要对调节器13输出控制指令,改变主泵14的吐出量。并且,控制器30接收设置在节流器18的上游的控制压力传感器19的输出,并根据需要对调节器13输出控制指令,改变主泵14的吐出量。节流器18包括左节流器18L及右节流器18R,控制压力传感器19包括左控制压力传感器19L及右控制压力传感器19R。
在左中间旁通管路40L中,在位于最下游的控制阀176L与工作油罐之间配置有左节流器18L。因此,左主泵14L吐出的工作油的流动被左节流器18L限制。并且,左节流器18L产生用于控制左调节器13L的控制压力。左控制压力传感器19L为用于检测该控制压力的传感器,其对控制器30输出检测出的值。控制器30通过根据该控制压力调节左主泵14L的斜板偏转角来控制左主泵14L的吐出量。该控制压力越大,控制器30越减小左主泵14L的吐出量,该控制压力越小,控制器30越增大左主泵14L的吐出量。右主泵14R的吐出量也同样地受控制。
具体而言,如图3所示,在挖土机100中的液压促动器均未被操作的待机状态的情况下,左主泵14L吐出的工作油通过左中间旁通管路40L而到达左节流器18L。并且,左主泵14L吐出的工作油的流动使在左节流器18L的上游产生的控制压力增大。其结果,控制器30将左主泵14L的吐出量减小至允许最小吐出量,抑制所吐出的工作油经过左中间旁通管路40L时的压力损耗(泵送损耗)。另一方面,在某一液压促动器被操作的情况下,左主泵14L吐出的工作油经由与操作对象液压促动器对应的控制阀流入操作对象液压促动器。并且,左主泵14L吐出的工作油的流动使到达左节流器18L的量减小或消失,降低在左节流器18L的上游产生的控制压力。其结果,控制器30使左主泵14L的吐出量增大,而使足够的工作油在操作对象液压促动器中循环,确保操作对象液压促动器的驱动。另外,控制器30也同样地控制右主泵14R的吐出量。
根据如上结构,图3的液压系统在待机状态下能够抑制主泵14中的不必要的能量消耗。不必要的能量消耗包括主泵14吐出的工作油在中间旁通管路40中产生的泵送损耗。并且,在使液压促动器工作的情况下,图3的液压系统能够从主泵14向工作对象液压促动器可靠地供给所需足够量的工作油。
接着,参考图4A~图4D、图5A及图5B对控制器30用于利用设备控制功能使促动器动作的结构进行说明。图4A~图4D、图5A及图5B为液压系统的一部分的图。具体而言,图4A是与斗杆缸8的操作相关的液压系统的一部分的图,图4B是与动臂缸7的操作相关的液压系统的一部分的图。图4C是与铲斗缸9的操作相关的液压系统的一部分的图,图4D是与回转液压马达2A的操作相关的液压系统的一部分的图。图5A是与左行走液压马达2ML的操作相关的液压系统的一部分的图,图5B是与右行走液压马达2MR的操作相关的液压系统的一部分的图。
如图4A~图4D、图5A及图5B所示,液压系统包括比例阀31、往复阀32及比例阀33。比例阀31包括比例阀31AL~31FL及31AR~31FR,往复阀32包括往复阀32AL~32FL及32AR~32FR,比例阀33包括比例阀33AL~33FL及33AR~33FR。
比例阀31发挥设备控制用控制阀的功能。比例阀31配置在连接先导泵15和往复阀32的管路上,且构成为能够变更该管路的流路面积。在本实施方式中,比例阀31根据控制器30输出的控制指令来动作。因此,与操作者对操作装置26进行的操作无关地,控制器30能够经由比例阀31及往复阀32向控制阀17内的对应的控制阀的先导端口供给先导泵15吐出的工作油。
往复阀32具有两个引入端口和一个排出端口。两个引入端口中的一个与操作装置26连接,另一个与比例阀31连接。排出端口与控制阀17内的对应的控制阀的先导端口连接。因此,往复阀32能够使操作装置26生成的先导压和比例阀31生成的先导压中更高的先导压作用于对应的控制阀的先导端口。
比例阀33与比例阀31相同地发挥设备控制用控制阀的功能。比例阀33配置在连接操作装置26和往复阀32的管路上,且构成为能够变更该管路的流路面积。在本实施方式中,比例阀33根据控制器30输出的控制指令来动作。因此,控制器30能够在与操作者对操作装置26进行的操作无关地减小操作装置26吐出的工作油的压力之后,经由往复阀32向控制阀17内的对应的控制阀的先导端口供给该工作油。
通过该结构,即使在未进行针对特定的操作装置26的操作的情况下,控制器30也能够使与该特定的操作装置26对应的液压促动器动作。并且,即使在进行了针对特定的操作装置26的操作的情况下,控制器30也能够强制性地停止与该特定的操作装置26对应的液压促动器的动作。
例如,如图4A所示,左操作杆26L用于操作斗杆5。具体而言,左操作杆26L利用先导泵15吐出的工作油,使与前后方向上的操作对应的先导压作用于控制阀176的先导端口。更具体而言,在向斗杆收回方向(后侧)进行了操作的情况下,左操作杆26L使与操作量对应的先导压作用于控制阀176L的右侧先导端口和控制阀176R的左侧先导端口。并且,在向斗杆张开方向(前侧)进行了操作的情况下,左操作杆26L使与操作量对应的先导压作用于控制阀176L的左侧先导端口和控制阀176R的右侧先导端口。
左操作杆26L上设置有开关NS。在本实施方式中,开关NS为按钮开关。操作者能够在按压开关NS的同时操作左操作杆26L。开关NS也可以设置在右操作杆26R上,还可以设置在驾驶室10内的其他位置。
操作压力传感器29LA以压力形式检测操作者在前后方向上对左操作杆26L进行的操作的内容,并对控制器30输出检测出的值。
比例阀31AL根据控制器30输出的电流指令来动作。并且,调整由从先导泵15经由比例阀31AL及往复阀32AL导入至控制阀176L的右侧先导端口及控制阀176R的左侧先导端口的工作油产生的先导压。比例阀31AR根据控制器30输出的电流指令来动作。并且,调整由从先导泵15经由比例阀31AR及往复阀32AR导入至控制阀176L的左侧先导端口及控制阀176R的右侧先导端口的工作油产生的先导压。比例阀31AL、31AR能够调整先导压,以便能够将控制阀176L、176R停在任意的阀位置。
通过该结构,与操作者进行的斗杆收回操作无关地,控制器30能够经由比例阀31AL及往复阀32AL向控制阀176L的右侧先导端口及控制阀176R的左侧先导端口供给先导泵15吐出的工作油。即,能够收回斗杆5。并且,与操作者进行的斗杆张开操作无关地,控制器30能够经由比例阀31AR及往复阀32AR向控制阀176L的左侧先导端口及控制阀176R的右侧先导端口供给先导泵15吐出的工作油。即,能够张开斗杆5。
比例阀33AL根据控制器30输出的控制指令(电流指令)来动作。并且,减小由工作油产生的先导压,该工作油从先导泵15经由左操作杆26L、比例阀33AL及往复阀32AL导入至控制阀176L的右侧先导端口及控制阀176R的左侧先导端口。比例阀33AR根据控制器30输出的控制指令(电流指令)来动作。并且,减小由工作油产生的先导压,该工作油从先导泵15经由左操作杆26L、比例阀33AR及往复阀32AR导入至控制阀176L的左侧先导端口及控制阀176R的右侧先导端口。比例阀33AL、33AR能够调整先导压,以便能够将控制阀176L、176R停在任意的阀位置。
通过该结构,即使在操作者进行斗杆收回操作的情况下,控制器30也能够根据需要减小作用于控制阀176的关闭侧先导端口(控制阀176L的左侧先导端口及控制阀176R的右侧先导端口)的先导压,强制性地停止斗杆5的收回动作。这也同样地适用于在操作者进行斗杆张开操作时强制性地停止斗杆5的张开动作的情况。
或者,即使在操作者进行了斗杆收回操作的情况下,控制器30也可以根据需要控制比例阀31AR,增加作用于位于与控制阀176的关闭侧先导端口相反的一侧的控制阀176的打开侧先导端口(控制阀176L的右侧先导端口及控制阀176R的左侧先导端口)的先导压,强制性地使控制阀176返回到中立位置,由此强制性地停止斗杆5的收回动作。此时,可以省略比例阀33AL。这也同样地适用于在操作者进行斗杆张开操作时强制性地停止斗杆5的张开动作的情况。
并且,省略参考以下图4B~图4D、图5A及图5B进行的说明,但也同样地适用于在操作者进行动臂提升操作或动臂降低操作时强制性地停止动臂4的动作的情况、在操作者进行铲斗收回操作或铲斗张开操作时强制性地停止铲斗6的动作的情况及在操作者进行回转操作时强制性地停止上部回转体3的回转动作的情况。并且,也同样地适用于在操作者进行行走操作时强制性地停止下部行走体1的行走动作的情况。
并且,如图4B所示,右操作杆26R用于操作动臂4。具体而言,右操作杆26R利用先导泵15吐出的工作油,使与前后方向上的操作对应的先导压作用于控制阀175的先导端口。更具体而言,在向动臂提升方向(后侧)进行了操作的情况下,右操作杆26R使与操作量对应的先导压作用于控制阀175L的右侧先导端口和控制阀175R的左侧先导端口。并且,在向动臂降低方向(前侧)进行了操作的情况下,右操作杆26R使与操作量对应的先导压作用于控制阀175R的右侧先导端口。
操作压力传感器29RA以压力形式检测操作者在前后方向上对右操作杆26R进行的操作的内容,并对控制器30输出检测出的值。
比例阀31BL根据控制器30输出的电流指令来动作。并且,调整由从先导泵15经由比例阀31BL及往复阀32BL导入至控制阀175L的右侧先导端口及控制阀175R的左侧先导端口的工作油产生的先导压。比例阀31BR根据控制器30输出的电流指令来动作。并且,调整由从先导泵15经由比例阀31BR及往复阀32BR导入至控制阀175L的左侧先导端口及控制阀175R的右侧先导端口的工作油产生的先导压。比例阀31BL、31BR能够调整先导压,以便能够将控制阀175L、175R停在任意的阀位置。
通过该结构,与操作者进行的动臂提升操作无关地,控制器30能够经由比例阀31BL及往复阀32BL向控制阀175L的右侧先导端口及控制阀175R的左侧先导端口供给先导泵15吐出的工作油。即,能够提升动臂4。并且,与操作者进行的动臂降低操作无关地,控制器30能够经由比例阀31BR及往复阀32BR向控制阀175R的右侧先导端口供给先导泵15吐出的工作油。即,能够降低动臂4。
并且,如图4C所示,右操作杆26R用于操作铲斗6。具体而言,右操作杆26R利用先导泵15吐出的工作油,使与左右方向上的操作对应的先导压作用于控制阀174的先导端口。更具体而言,在向铲斗收回方向(左方向)进行了操作的情况下,右操作杆26R使与操作量对应的先导压作用于控制阀174的左侧先导端口。并且,在向铲斗张开方向(右方向)进行了操作的情况下,右操作杆26R使与操作量对应的先导压作用于控制阀174的右侧先导端口。
操作压力传感器29RB以压力形式检测操作者在左右方向上对右操作杆26R进行的操作的内容,并对控制器30输出检测出的值。
比例阀31CL根据控制器30输出的电流指令来动作。并且,调整由从先导泵15经由比例阀31CL及往复阀32CL导入至控制阀174的左侧先导端口的工作油产生的先导压。比例阀31CR根据控制器30输出的电流指令来动作。并且,调整由从先导泵15经由比例阀31CR及往复阀32CR导入至控制阀174的右侧先导端口的工作油产生的先导压。比例阀31CL、31CR能够调整先导压,以便能够将控制阀174停在任意的阀位置。
通过该结构,与操作者进行的铲斗收回操作无关地,控制器30能够经由比例阀31CL及往复阀32CL向控制阀174的左侧先导端口供给先导泵15吐出的工作油。即,能够收回铲斗6。并且,与操作者进行的铲斗张开操作无关地,控制器30能够经由比例阀31CR及往复阀32CR向控制阀174的右侧先导端口供给先导泵15吐出的工作油。即,能够张开铲斗6。
并且,如图4D所示,左操作杆26L还用于操作回转机构2。具体而言,左操作杆26L利用先导泵15吐出的工作油,使与左右方向上的操作对应的先导压作用于控制阀173的先导端口。更具体而言,在向左回转方向(左方向)进行了操作的情况下,左操作杆26L使与操作量对应的先导压作用于控制阀173的左侧先导端口。并且,在向右回转方向(右方向)进行了操作的情况下,左操作杆26L使与操作量对应的先导压作用于控制阀173的右侧先导端口。
操作压力传感器29LB以压力形式检测操作者在左右方向上对左操作杆26L进行的操作的内容,并对控制器30输出检测出的值。
比例阀31DL根据控制器30输出的电流指令来动作。并且,调整由从先导泵15经由比例阀31DL及往复阀32DL导入至控制阀173的左侧先导端口的工作油产生的先导压。比例阀31DR根据控制器30输出的电流指令来动作。并且,调整由从先导泵15经由比例阀31DR及往复阀32DR导入至控制阀173的右侧先导端口的工作油产生的先导压。比例阀31DL、31DR能够调整先导压,以便能够将控制阀173停在任意的阀位置。
通过该结构,与操作者进行的左回转操作无关地,控制器30能够经由比例阀31DL及往复阀32DL向控制阀173的左侧先导端口供给先导泵15吐出的工作油。即,能够使回转机构2进行左回转。并且,与操作者进行的右回转操作无关地,控制器30能够经由比例阀31DR及往复阀32DR向控制阀173的右侧先导端口供给先导泵15吐出的工作油。即,能够使回转机构2进行右回转。
并且,为了通过根据电流指令来控制比例阀31DL、比例阀31DR、比例阀33DL及比例阀33DR中的至少一个而使上部回转体3正对目标施工面,控制器30可以使作为促动器的一例的回转液压马达2A自动旋转或制动。
例如,挖土机100的上部回转体3正对目标施工面的状态为能够使附件的前端部(例如,作为工作部位的铲斗6的铲尖或背面等)跟随附件的动作而沿着目标施工面(例如,上坡面)的倾斜方向移动的状态。具体而言,挖土机100的上部回转体3正对目标施工面的状态为与挖土机100的回转平面(与回转轴垂直的假想平面)垂直的附件运转面(包括附件的中心线的假想平面)包括目标施工面的法线的状态(换言之,沿着目标施工面的法线的状态)。
在挖土机100的附件运转面未处于包括目标施工面的法线的状态的情况下,即,在上部回转体3未正对目标施工面的情况下,挖土机100无法使附件的前端部沿着目标施工面的倾斜方向移动。因此,其结果,挖土机100无法适当地形成目标施工面。针对该状况,控制器30通过使回转液压马达2A自动旋转,能够使上部回转体3正对目标施工面。因此,挖土机100能够适当地形成目标施工面。
在如上正对控制中,例如,在铲斗6的铲尖的左端与目标施工面之间的铅垂距离(以下,称为“左端铅垂距离”。)等于铲斗6的铲尖的右端与目标施工面之间的铅垂距离(以下,称为“右端铅垂距离”。)的情况下,控制器30判定挖土机100正对目标施工面。或者,控制器30可以在不是左端铅垂距离等于右端铅垂距离的情况(即,左端铅垂距离与右端铅垂距离之差为零的情况)而是该差为规定值以下的情况下,判定挖土机100正对目标施工面。然后,若该差成为规定值以下或零,则控制器30通过回转液压马达2A的制动控制来放慢且停止回转液压马达2A。
在上述例中,示出了与目标施工面相关的正对控制的事例,但正对控制的执行并不限于与目标施工面相关的情况。例如,正对控制也可以在用于将临时放置的沙土装载到自卸车上的铲取动作期间执行。具体而言,控制器30设定铲斗6的铲尖为了通过一次挖掘动作将所期望的体积(目标挖掘体积)量的沙土铲入到铲斗6内而应遵循的轨道即目标挖掘轨道。并且,控制器30也可以使上部回转体3正对与沿着该目标挖掘轨道移动铲斗6的铲尖时的附件运转面垂直的假想平面。此时,每当进行铲取动作时,目标挖掘轨道会变更。因此,挖土机100在将沙土卸到自卸车的货架上之后使上部回转体3正对与沿着新设定的目标挖掘轨道移动铲斗6的铲尖时的附件运转面垂直的假想平面。
并且,如图5A所示,左行走杆26DL用于操作左履带1CL。具体而言,左行走杆26DL利用先导泵15吐出的工作油,使与前后方向上的操作对应的先导压作用于控制阀171的先导端口。更具体而言,在向前进方向(前侧)进行了操作的情况下,左行走杆26DL使与操作量对应的先导压作用于控制阀171的左侧先导端口。并且,在向后退方向(后侧)进行了操作的情况下,左行走杆26DL使与操作量对应的先导压作用于控制阀171的右侧先导端口。
操作压力传感器29DL以压力形式检测操作者在前后方向上对左行走杆26DL进行的操作的内容,并对控制器30输出检测出的值。
比例阀31EL根据控制器30输出的电流指令来动作。并且,调整由从先导泵15经由比例阀31EL及往复阀32EL导入至控制阀171的左侧先导端口的工作油产生的先导压。比例阀31ER根据控制器30输出的电流指令来动作。并且,调整由从先导泵15经由比例阀31ER及往复阀32ER导入至控制阀171的右侧先导端口的工作油产生的先导压。比例阀31EL、31ER能够调整先导压,以便能够将控制阀171停在任意的阀位置。
通过该结构,与操作者进行的左前进操作无关地,控制器30能够经由比例阀31EL及往复阀32EL向控制阀171的左侧先导端口供给先导泵15吐出的工作油。即,能够使左履带1CL前进。并且,与操作者进行的左后退操作无关地,控制器30能够经由比例阀31ER及往复阀32ER向控制阀171的右侧先导端口供给先导泵15吐出的工作油。即,能够使左履带1CL后退。
并且,如图5B所示,右行走杆26DR用于操作右履带1CR。具体而言,右行走杆26DR利用先导泵15吐出的工作油,使与前后方向上的操作对应的先导压作用于控制阀172的先导端口。更具体而言,在向前进方向(前侧)进行了操作的情况下,右行走杆26DR使与操作量对应的先导压作用于控制阀172的右侧先导端口。并且,在向后退方向(后侧)进行了操作的情况下,右行走杆26DR使与操作量对应的先导压作用于控制阀172的左侧先导端口。
操作压力传感器29DR以压力形式检测操作者在前后方向上对右行走杆26DR进行的操作的内容,并对控制器30输出检测出的值。
比例阀31FL根据控制器30输出的电流指令来动作。并且,调整由从先导泵15经由比例阀31FL及往复阀32FL导入至控制阀172的左侧先导端口的工作油产生的先导压。比例阀31FR根据控制器30输出的电流指令来动作。并且,调整由从先导泵15经由比例阀31FR及往复阀32FR导入至控制阀172的右侧先导端口的工作油产生的先导压。比例阀31FL、31FR能够调整先导压,以便能够将控制阀172停在任意的阀位置。
通过该结构,与操作者进行的右前进操作无关地,控制器30能够经由比例阀31FL及往复阀32FL向控制阀172的右侧先导端口供给先导泵15吐出的工作油。即,能够使右履带1CR前进。并且,与操作者进行的右后退操作无关地,控制器30能够经由比例阀31FR及往复阀32FR向控制阀172的左侧先导端口供给先导泵15吐出的工作油。即,能够使右履带1CR后退。
接着,参考图6对控制器30的功能进行说明。图6是控制器30的功能框图。在图6的例子中,控制器30构成为能够接收信息获取装置E1及开关NS等中的至少一个输出的信号来执行各种运算,并向比例阀31、显示装置D1及声音输出装置D2等中的至少一个输出控制指令。
信息获取装置E1检测与挖土机100相关的信息。在本实施方式中,信息获取装置E1包括动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、机身倾斜度传感器S4、回转角速度传感器S5、动臂杆压传感器、动臂缸底压传感器、斗杆杆压传感器、斗杆缸底压传感器、铲斗杆压传感器、铲斗缸底压传感器、动臂缸行程传感器、斗杆缸行程传感器、铲斗缸行程传感器、吐出压力传感器28、操作压力传感器29、空间识别装置70、朝向检测装置71、信息输入装置72、定位装置73及通信装置中的至少一个。信息获取装置E1例如获取动臂角度、斗杆角度、铲斗角度、机身倾角度、回转角速度、动臂杆压、动臂缸底压、斗杆杆压、斗杆缸底压、铲斗杆压、铲斗缸底压、动臂行程量、斗杆行程量、铲斗行程量、主泵14的吐出压力、操作装置26的操作压力、与存在于挖土机100的周围的三维空间内的物体相关的信息、与上部回转体3的朝向和下部行走体1的朝向之间的相对关系相关的信息、对控制器30输入的信息及与当前位置相关的信息中的至少一个作为与挖土机100相关的信息。并且,信息获取装置E1也可以从其他设备(施工机械或现场信息获取用飞行物等)获得信息。
作为功能要件,控制器30具有设定部30A及自主控制部30B。各功能要件可以由硬件构成,也可以由软件构成。
设定部30A构成为支援操作者进行的各种信息的设定。在本实施方式中,设定部30A构成为支援操作者进行的使挖土机100自主地行走时所需的信息的设定。
例如,设定部30A构成为支援操作者进行的目的地的设定。目的地为使挖土机100自主地行走时的去处。即,将目的地设定为最终目标位置。在本实施方式中,设定部30A构成为,若操作构成信息输入装置72的规定开关,则在具备触摸面板的显示装置D1中显示设定画面。设定画面例如为包括挖土机100的当前位置的地图图像。地图图像可以为摄像机拍摄到的图像。操作者例如可以通过对与所期望的目的地对应的地图图像上的点进行点击操作来设定目的地。设定部30A可以使用与在外部网页上发布的路径搜索或地图等相关的API(Application Programming Interface,应用程序界面)来显示在设定画面中使用的地图图像。并且,设定部30A也可以根据信息获取装置E1获取的信息来导出施工状况,并将所导出的施工状况反映到地图图像中。例如,设定部30A也可以将进行了堆土的场所及进行了碾压作业的场所同时显示在地图图像上。并且,操作者可以考虑所导出的施工状况来设定行走路径。而且,设定部30A可以将当前位置至目的地为止划分为多个区间,并针对每个区间设定目标位置。此时,在挖土机100的行走控制中利用的目标位置在挖土机100到达第一个区间的端部(终点)时变更(再设定)为下一个区间的端部(终点)。如此,控制器30构成为能够连续执行各区间内的行走控制。另外,在挖土机100到达第一个区间的端部(终点)时根据状况变更了行走路径的情况下,也会变更下一个区间的进路和目标位置。
并且,设定部30A构成为支援操作者进行的行走路径的设定。行走路径为挖土机100的当前位置至所期望的目的地为止的路程。挖土机100例如以使挖土机100的规定部位所描绘的轨迹与行走路径一致的方式自主地行走。此时,规定部位例如为挖土机100的中心点。挖土机100的中心点例如为位于距挖土机100的接地面规定高度的挖土机100的回转轴上的点。
在本实施方式中,操作者例如在设定画面上以连接与挖土机100的当前位置对应的地图图像上的点和与所期望的目的地对应的地图图像上的点的方式拖动手指来设定所期望的行走路径。设定部30A可以将与操作者的手指离开触摸面板的点对应的地点设定为目的地。此时,操作者无需事先设定目的地,而能够同时设定行走路径和目的地。
在显示装置D1不具备触摸面板的情况下,操作者可以使用开关面板上的按钮等来移动光标,设定目的地及行走路径。
或者,在设定有目的地的情况下,设定部30A可以根据挖土机100的当前位置、目的地及地图信息来自动设定行走路径。此时,地图信息例如包括与地面的凹凸相关的信息及与铺修的道路、未铺修的道路、建筑物、河流或池塘等地上物相关的信息等。设定部30A例如可以在根据包括通信装置或空间识别装置70等的信息获取装置E1获取的信息来识别出包括凹坑、土堆、施工材料及沙土(例如,从自卸车等卸下的沙土)等障碍物的位置的最新施工状况之后设定避开障碍物的行走路径。另外,施工材料包括沙袋、Tetrapod(注册商标)、混凝土块或板桩等。如此,设定部30A能够考虑最新施工状况来设定行走路径。
或者,设定部30A可以根据过去的行走轨迹来设定行走路径。此时,控制器30可以构成为历时规定时间而将挖土机100的行走轨迹存储到非易失性存储介质中。
自主控制部30B构成为使挖土机100自主地动作。在本实施方式中,自主控制部30B构成为使挖土机100沿着由设定部30A设定的行走路径自主地行走。
自主控制部30B例如可以在按下显示装置D1的显示部的附近设置的开关面板上的自主行走开关时开始挖土机100的自主行走。自主行走开关也可以为显示于具备触摸面板的显示装置D1的软件按钮。或者,自主控制部30B可以在按下设置在行走杆26D的前端的开关的状态下使行走杆26D倾倒时开始挖土机100的自主行走。或者,自主控制部30B可以在驾驶室10的外部的操作者所携带的通信终端中进行了规定操作时开始挖土机100的自主行走。挖土机100的操作者例如能够在加油时或工作结束时按下自主行走开关来开始挖土机100的自主行走,而使位于工作现场的挖土机100自主地行走到规定位置。
自主控制部30B例如根据所设定的行走路径来决定促动器的驱动方式。例如,在使挖土机100行走时,从旋转转向、枢转转向、慢转弯或直行中选择适当的行走方法来决定行走液压马达2M的驱动方式。此时,自主控制部30B不仅可以判定行走液压马达2M等行走促动器的驱动方式,而且还可以判定是否需要使回转机构2动作。这是为了在防止挖土机100与外部物体之间的接触的同时,使挖土机100以适当的姿势行走。并且,还可以判断挖掘附件AT是否有可能会与周边的设备或其他施工机械接触,而判定是否需要使挖掘附件AT动作。
在本实施方式中,自主控制部30B能够通过对比例阀31发出电流指令来单独调整作用于与各促动器对应的控制阀的先导压而使各促动器自主地动作。例如,能够与左行走杆26DL是否倾倒无关地使左行走液压马达2ML动作,并且能够与右行走杆26DR是否倾倒无关地使右行走液压马达2MR动作。同样地,能够与是否踩下左行走踏板无关地使左行走液压马达2ML动作,并且能够与右行走踏板是否倾倒无关地使右行走液压马达2MR动作。这也同样地适用于与左操作杆26L相关的斗杆缸8及回转液压马达2A以及与右操作杆26R相关的动臂缸7及铲斗缸9。
具体而言,如图5A所示,自主控制部30B构成为能够通过向比例阀31EL输出电流指令来调整作用于控制阀171的左侧先导端口的先导压。根据该结构,即使在左行走杆26DL及左行走踏板均未向前进方向被操作的情况下,也能够生成与实际上向前进方向操作了左行走杆26DL及左行走踏板中的至少一个时相同的先导压,能够使左行走液压马达2ML向正向旋转。这也同样地适用于使左行走液压马达2ML向相反的方向旋转的情况及使右行走液压马达2MR向正向或相反的方向旋转的情况。
自主控制部30B可以构成为根据定位装置73的输出而以规定的控制周期反复获取与挖土机100的位置相关的信息。并且,也可以构成为根据朝向检测装置71的输出而以规定的控制周期反复获取与上部回转体3的朝向和下部行走体1的朝向之间的相对关系相关的信息。并且,自主控制部30B也可以构成为反馈所获取的信息,以便挖土机100能够以所期望的姿势沿着所期望的路径持续行走。
根据该结构,自主控制部30B例如能够使下部行走体1在上部回转体3的朝向与下部行走体1的朝向一致的状态下行走。因此,例如在使挖土机100自主地行走较长的距离的情况下,能够使挖土机100的行走姿势稳定。
或者,自主控制部30B能够使下部行走体1在上部回转体3的朝向不同于下部行走体1的朝向的状态下行走。因此,例如,在沿着坡面间断地移动挖土机100的情况下等、使挖土机100自主地行走较短的距离的情况下,能够在短时间内移动挖土机100。这是因为,能够省略为了使上部回转体3的朝向与下部行走体1的朝向一致而所需的时间。
接着,参考图7对控制器30设定行走路径的处理进行说明。图7中示出显示于显示装置D1的设定画面GS的显示例。
设定画面GS包括挖土机图形G1、填拓地图形G2、沙袋图形G3、河流图形G4、水渠图形G5、堤坝图形G6、铺修的道路图形G7、未铺修的道路图形G8、办公室图形G9、停机场图形G10、目的地图形G11及行走路径图形G12。填拓地图形G2及沙袋图形G3可以根据工作的进度来随时更新。
与设定画面GS的铺修的道路图形G7对应的实际的道路成为通过与在外部网页上发布的路径搜索等相关的API搜索的搜索对象。然而,挖土机100的工作现场的附近的道路大多未被铺设。因此,仅通过利用外部的已发布的API的路径搜索功能,控制器30有时会无法设定用于将挖土机100从当前位置移动至目的地的行走路径。因此,在本实施方式中,对即使在挖土机100的工作现场也能够设定行走路径且能够根据所设定的路径来移动挖土机100的结构进行说明。
挖土机图形G1为表示挖土机100的位置的图形。在图7的例子中,挖土机100包括作为设置有显示装置D1的本机的挖土机100A和作为在挖土机100A的周围工作的另一挖土机的挖土机100B。设定画面GS中包括与挖土机100A对应的挖土机图形G1A和与挖土机100B对应的挖土机图形G1B。挖土机图形G1A表示挖土机100A的位置。挖土机图形G1B表示挖土机100B的位置。控制器30例如根据搭载于挖土机100A的定位装置73的输出来决定挖土机图形G1A的显示位置。这也同样地适用于挖土机图形G1B。
填拓地图形G2及沙袋图形G3为根据以较短的间隔更新的信息来生成的图形的例子。在图7的例子中,根据安装在挖土机100A上的空间识别装置70输出的信息来生成。
河流图形G4、水渠图形G5、堤坝图形G6、铺修的道路图形G7、未铺修的道路图形G8、办公室图形G9及停机场图形G10为根据以较长的间隔更新的信息来生成的图形的例子。在图7的例子中,为根据地图信息来生成的图形。其也可以为地图图像的一部分。
目的地图形G11为在设定部30A设定了目的地时显示的图形。例如,在操作者对虚线框即停机场图形G10的内侧进行了点击操作时显示。在图7的例子中,目的地图形G11为圆形标记,但也可以为三角形、四边形或楕圆形等具有其他形状的标记。
行走路径图形G12为在设定部30A设定了行走路径时显示的线状图形。例如,在从显示有挖土机图形G1A的位置进行了拖动操作的情况下,沿着该拖动操作的轨迹显示。并且,手指离开触摸面板的点成为末端。在图7的例子中,其显示为朝向目的地图形G11的虚线箭头。
挖土机100的工作现场不同于铺设有道路的场所等,有时地基的稳定性会不均匀。因此,希望使用过去已走过一次的行走路径。因此,设定部30A可以根据过去工作时的行走轨迹来设定最短路径等行走路径。
并且,在判定为拖动操作的轨迹不适当的情况下,设定部30A可以不显示行走路径图形G12,而在设定画面GS上显示拖动操作的轨迹不适当的内容。这是为了提示操作者设定适当的行走路径。例如,在以穿过河流图形G4的方式进行了拖动操作的情况下,设定部30A判定拖动操作的轨迹不适当。
然后,若按下自主行走开关,则自主控制部30B使挖土机100A沿着所设定的行走路径自主地行走。挖土机100A根据信息获取装置E1获取的信息来判断施工材料、沙袋、高低差、土堆及凹坑等的位置,并在自主地避开施工材料、沙袋、高低差、土堆及凹坑等的同时,沿着行走路径行走到与目的地图形G11对应的地点。在图7的例子中,在挖土机100A进行自主行走的期间,挖土机100A的操作者就坐在驾驶室10内的驾驶座上,但也可以在驾驶室10外。即,挖土机100A也可以进行无人驾驶。
设定画面GS可以在挖土机100A进行自主行走的期间持续地显示。这是为了使操作者能够掌握挖土机100A的移动状况。
另外,在图7的例子中,设定画面GS中的填拓地图形G2、沙袋图形G3、河流图形G4、水渠图形G5、堤坝图形G6、铺修的道路图形G7、未铺修的道路图形G8、办公室图形G9及停机场图形G10可以为四轴飞行器等飞行物拍摄到的图像。
根据该结构,挖土机100A的操作者仅通过设定至目的地为止的行走路径,便能够使挖土机100A自主地行走到目的地。例如,在操作者乘车来到工作现场时,若操作者利用移动终端装置将停车场的规定位置设定为目的地,则挖土机100A会从停机场自主地行走到所设定的目的地。此时,控制器30可以以使所设定的目的地(目标位置)与挖土机100A的中心对应的方式进行行走控制,也可以以使所设定的目的地(目标位置)与驾驶室10的升降门对应的方式进行行走控制。由此,操作者无需从汽车的停车场移动至挖土机100A的停机场,便能够搭乘挖土机100A。因此,在搭乘挖土机100A时,操作者无需经过泥泞的工作现场,而能够防止驾驶室10内被污泥等弄脏。
接着,参考图8对自主行走的另一执行例进行说明。图8中示出显示于显示装置D1的设定画面GS的另一显示例。
在图8的例子中,自主控制部30B构成为未使用行走路径而通过使挖土机100A跟随作为先行物体的挖土机100B,而使挖土机100A自主地行走。因此,不会设定行走路径,也不会显示行走路径图形G12。
在图8的例子中,设定部30A构成为支援操作者进行的先行物体的设定。作为目标物(目的地)的先行物体为在使挖土机100A自主地行走时使挖土机100A跟随的对象。典型地是目的地相同的其他挖土机。但是,先行物体也可以是人,还可以是车辆等其他自主行走体。
在图8的例子中,操作者例如通过对与所期望的目的地对应的地图图像上的点进行点击操作来设定目的地。然后,通过对与挖土机100B对应的挖土机图形G1B进行点击操作,而将挖土机100B设定为先行挖土机。此时,设定部30A可以强调显示挖土机图形G1B,以使操作者能够识别将挖土机100B设定为先行挖土机的情况。强调显示例如包括闪烁显示。图8中示出闪烁显示出挖土机图形G1B的状态。然后,挖土机100A的操作者例如在加油时或工作结束时按下自主行走开关来开始挖土机100A的自主行走。位于工作现场的挖土机100A跟随挖土机100B而自主地行走,并在到达目的地时停止。在挖土机100A的目的地与挖土机100B的目的地相同的情况下,可以省略目的地的设定。
自主控制部30B例如根据包括通信装置或空间识别装置70等的信息获取装置E1获取的信息来导出先行的挖土机100B的行走轨迹。然后,自主控制部30B使挖土机100A以遵循该行走轨迹的方式自主地行走。即,自主控制部30B以使挖土机100跟随先行的挖土机100B的方式执行挖土机100的行走控制。挖土机100A可以构成为在自主地避开沙袋、高低差及凹坑等的同时,沿着挖土机100B的行走轨迹行走到与目的地图形G11对应的地点。即,无需遵循与挖土机100B的行走轨迹完全相同的行走轨迹,而可以根据需要脱离挖土机100B的行走轨迹。并且,与图7的例子的情况相同地,在图8的例子中,在挖土机100A进行自主行走的期间,挖土机100A的操作者就坐在驾驶室10内的驾驶座上,但也可以在驾驶室10外。即,挖土机100A也可以进行无人驾驶。
设定画面GS可以在挖土机100A进行自主行走的期间持续地显示。这是为了使操作者能够掌握挖土机100A的移动状况。
根据该结构,挖土机100A的操作者仅通过设定先行物体,便能够使挖土机100A自主地行走到目的地。
接着,参考图9对自主行走的另一执行例进行说明。图9中示出进行坡面工作的挖土机100的俯视图。图9中用点线描绘的图形100X表示位于远离坡面的位置的挖土机100的状态,用虚线描绘的图形100Y表示正对坡面时的挖土机100的状态,用实线描绘的图形100Z表示沿着坡面移动短距离之后的当前的挖土机100的状态。并且,点图案区域FS表示进行修整工作之后的坡面,交叉线图案区域US表示进行修整工作之前的坡面。
在图9的例子中,设定部30A构成为支援操作者进行的施工对象的设定。施工对象例如为成为坡面工作的对象的斜面、成为水平牵引工作的对象的地面或成为深挖工作的对象的凹坑等。
在图9的例子中,操作者例如通过在设定画面GS上利用点击操作、捏缩操作或拖动操作等来指定与所期望的斜面对应的图像部分,而将成为坡面工作的对象的斜面设定为施工对象。若设定了施工对象,则设定部30A根据挖土机100的当前位置、该施工对象的位置及地图信息来自动设定当前位置至施工对象为止的行走路径。设定部30A例如可以在根据包括通信装置或空间识别装置70等的信息获取装置E1获取的信息来识别出包括障碍物的位置等的最新施工状况之后,设定避开障碍物的行走路径。
然后,若挖土机100的操作者按下自主行走开关,则自主控制部30B使挖土机100沿着所设定的行走路径自主地行走。挖土机100例如从图9的用点线描绘的图形100X的位置沿着箭头AR1所示的行走路径行走到用虚线描绘的图形100Y的位置。此时,目的地例如为坡面工作的开始位置。如此,挖土机100在自主地避开施工材料、沙袋、高低差、土堆及凹坑等的同时,沿着行走路径行走到施工对象(成为坡面工作的对象的斜面)的位置。然后,挖土机100如图9的用虚线描绘的图形100Y所示那样在正对成为坡面工作的对象的斜面的位置停止。在图9的例子中,挖土机100使下部行走体1朝向与X轴平行的方向停止,以便能够沿着坡面移动。在该状态下,挖土机100能够利用挖掘附件AT来执行修整工作。并且,在图9的例子中,在挖土机100进行自主行走的期间,挖土机100的操作者就坐在驾驶室10内的驾驶座上,但也可以在驾驶室10外。即,挖土机100也可以进行无人驾驶。
根据该结构,挖土机100的操作者仅通过设定施工对象,便能够使挖土机100自主地行走到施工对象的位置。此时,将施工对象的位置设定为在挖土机100的行走控制中利用的目标位置。具体而言,操作者仅通过设定成为坡面工作的对象的斜面的位置,便能够使挖土机100自主地行走到该斜面的位置,并且,通过使用上述正对控制,能够使挖土机100在正对该斜面的状态下停止。
并且,自主控制部30B也可以构成为在进行坡面工作等规定工作时使挖土机100自主地行走。例如,若挖土机100的操作者在成为坡面工作的对象的斜面的一部分完成了修整工作的时刻按下自主行走开关,则自主控制部30B可以根据事先设定的移动方向和移动距离而使挖土机100自主地行走。在图9的例子中,自主控制部30B在每次按下自主行走开关时,如箭头AR2所示那样,使挖土机100移动至设定于在坡面的延伸方向(+X方向)上相隔规定距离的位置的目的地(目标位置)。此时,目的地(目标位置)可以逐步更新。
根据该结构,挖土机100的操作者仅通过按下自主行走开关,便能够使挖土机100朝向坡面的延伸方向上的下一个目的地(目标位置)移动规定距离,能够提高坡面修整工作的效率。
接着,参考图10对控制器30的另一结构例进行说明。图10是表示控制器30的另一结构例的功能框图。在图10的例子中,控制器30构成为能够接收姿势检测装置、空间识别装置70、信息输入装置72、定位装置73及异常检测传感器74等中的至少一个输出的信号,执行各种运算,并向比例阀31及比例阀33等输出控制指令。姿势检测装置包括动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、机身倾斜度传感器S4及回转角速度传感器S5。
图10所示的控制器30与异常检测传感器74连接且具有目标设定部F1、异常监视部F2、停止判定部F3、中间目标设定部F4、位置计算部F5、物体检测部F6、速度指令生成部F7、速度计算部F8、速度限制部F9及流量指令生成部F10,其主要在这两个方面不同于图6所示的控制器30。因此,以下省略相同部分的说明,并详细说明不同部分。
姿势检测部30C构成为检测与挖土机100的姿势相关的信息。在图10的例子中,姿势检测部30C判定挖土机100的姿势是否成为行走姿势。并且,姿势检测部30C构成为,在判定为挖土机100的姿势已成为行走姿势的情况下,允许执行挖土机100的自主行走。
目标设定部F1构成为设定与挖土机100的自主行走相关的目标。在图10的例子中,目标设定部F1根据信息输入装置72的输出而将作为使挖土机100自主地行走时的去处的目的地(目标位置)及到达该目的地(目标位置)为止的行走路径等设定为目标。具体而言,目标设定部F1将挖土机100的操作者使用触摸面板选择的目的地(例如,参考图7的目的地图形G11。)或自动导出的目的地(例如,参考图9的图形100Y。)设定为目标位置,并且,将挖土机100的操作者使用触摸面板选择的行走路径(例如,参考图7的行走路径图形G12。)或自动导出的行走路径(例如,参考图9的箭头AR1所示的行走路径。)设定为目标路径。工作人员不仅可以使用挖土机100的显示装置D1来设定目的地(目标位置),而且还可以使用后述的支援装置200及管理装置300中的至少一个,从挖土机100的外部通过远程操作来设定目的地(目标位置)。
异常监视部F2构成为监视挖土机100的异常。在图10的例子中,异常监视部F2根据异常检测传感器74的输出来决定挖土机100的异常程度。异常检测传感器74例如为检测发动机11的异常的传感器及检测与工作油的温度相关的异常的传感器、检测控制器30的异常的传感器等中的至少一个。
停止判定部F3构成为根据各种信息来判定是否需要使挖土机100停止。在图10的例子中,停止判定部F3根据异常监视部F2的输出来判定是否需要使自主行走中的挖土机100停止。具体而言,例如,在由异常监视部F2决定的挖土机100的异常程度超出规定程度的情况下,停止判定部F3判定需要使自主行走中的挖土机100停止。此时,控制器30例如对作为行走促动器的行走液压马达2M进行制动控制,放慢或停止行走液压马达2M的旋转。另一方面,例如,在由异常监视部F2决定的挖土机100的异常程度为规定程度以下的情况下,停止判定部F3判定无需使自主行走中的挖土机100停止,即,能够继续进行挖土机100的自主行走。另外,在操作者搭乘在挖土机100上的情况下,除判定是否需要使挖土机100停止以外,停止判定部F3还可以判定是否解除自主行走。
中间目标设定部F4构成为设定与挖土机100的自主行走相关的中间目标。在图10的例子中,在通过姿势检测部30C判定为挖土机100的姿势已成为行走姿势且通过停止判定部F3判定为无需使挖土机100停止的情况下,中间目标设定部F4将由目标设定部F1设定的目标路径分割成多个区间,并将各区间的终点设定为中间目标位置。
位置计算部F5构成为计算挖土机100的当前位置。在图10的例子中,位置计算部F5根据定位装置73的输出来计算挖土机100的当前位置。在挖土机正在进行坡面工作的情况下,目标设定部F1可以将坡面工作的结束位置设定为最终目标位置。并且,中间目标设定部F4可以将坡面工作的开始位置至结束位置为止分割成多个区间,并将各区间的终点设定为中间目标位置。
运算部C1构成为计算由中间目标设定部F4设定的中间目标位置与由位置计算部F5计算出的挖土机100的当前位置之差。
物体检测部F6构成为检测存在于挖土机100的周围的物体。在图10的例子中,物体检测部F6根据空间识别装置70的输出来检测存在于挖土机100的周围的物体。并且,在检测到存在于自主行走中的挖土机100的行进方向上的物体(例如,人)的情况下,物体检测部F6生成用于停止挖土机100的自主行走的停止指令。
速度指令生成部F7构成为生成与行走速度相关的指令。在图10的例子中,速度指令生成部F7根据由运算部C1计算出的差来生成速度指令。基本上,速度指令生成部F7构成为该差越大,则生成越大的速度指令。并且,速度指令生成部F7构成为生成使由运算部C1计算出的差接近零的速度指令。
在判断为挖土机100存在于倾斜地面的情况下,速度指令生成部F7可以根据事先输入的与地形相关的信息和定位装置73的检测值来变更速度指令值。例如,在判定为挖土机100位于下坡的情况下,速度指令生成部F7可以生成与比通常速度慢的速度对应的速度指令。速度指令生成部F7可以通过空间识别装置70获取地面的倾斜度等与地形相关的信息。而且,在根据来自空间识别装置70的信号判定为路面的凹凸较大的情况下(例如,在判定为路面上存在多个石头的情况下),速度指令生成部F7也可以同样地生成与比通常速度慢的速度对应的速度指令。如此,速度指令生成部F7可以根据与行走路径上的路面相关的信息来变更速度指令值。例如,在河岸地挖土机100从沙土地移动至碎石路时,速度指令生成部F7也可以变更自动速度指令值。由此,速度指令生成部F7能够根据路面状况来变更行走速度。而且,速度指令生成部F7也可以根据附件的动作来生成速度指令。例如,在挖土机100正在进行坡面工作的情况下(具体而言,在挖掘附件AT正在进行坡顶至坡底为止的修整工作的情况下),中间目标设定部F4在判定为铲斗6已到达坡底时,将下一个区间的端部(终点)设定为目标位置。然后,速度指令生成部F7生成下一个区间的目标位置为止的速度指令。作为另一方法,在铲斗6到达坡底之后判定为动臂4提升至规定高度的情况下,中间目标设定部F4将下一个区间的端部(终点)设定为目标位置。然后,速度指令生成部F7可以生成下一个目标位置为止的速度指令。如此,速度指令生成部F7可以根据附件的动作来设定目标位置。
而且,控制器30可以具有设定挖土机100的动作模式的模式设定部。此时,在作为挖土机100的动作模式而设定有起重机模式的情况下或设定有低速高转矩模式等低速模式的情况下,速度指令生成部F7生成与低速模式对应的速度指令。如此,速度指令生成部F7能够根据挖土机100的状态来变更行走速度。
速度计算部F8构成为计算挖土机100的当前的行走速度。在图10的例子中,速度计算部F8根据由位置计算部F5计算出的挖土机100的当前位置的变化来计算挖土机100的当前的行走速度。
运算部C2构成为计算与由速度指令生成部F7生成的速度指令对应的行走速度和由速度计算部F8计算出的挖土机100的当前的行走速度的速度差。
速度限制部F9构成为限制挖土机100的行走速度。在图10的例子中,速度限制部F9在由运算部C2计算出的速度差超出限制值的情况下,代替该速度差而输出限制值,在由运算部C2计算出的速度差为限制值以下的情况下,直接输出该速度差。限制值可以为预先登记的值,也可以为自动计算值。
流量指令生成部F10构成为生成与从主泵14供给至行走液压马达2M的工作油的流量相关的指令。在图10的例子中,流量指令生成部F10根据速度限制部F9输出的速度差来生成流量指令。基本上,流量指令生成部F10构成为该速度差越大,生成越大的流量指令。并且,流量指令生成部F10构成为生成使由运算部C2计算出的速度差接近零的流量指令。
由流量指令生成部F10生成的流量指令为分别针对比例阀31EL、31ER、31FL、31FR、33EL、33ER、33FL及33FR(参考图5A及图5B。)的电流指令。比例阀31EL及33EL根据该电流指令而动作,以改变作用于控制阀171的左侧先导端口的先导压。因此,流入左行走液压马达2ML的工作油的流量被调整成与由流量指令生成部F10生成的流量指令对应的流量。比例阀31ER及33ER也以相同的方式动作。并且,比例阀31FR及33FR根据该电流指令而动作,以改变作用于控制阀172的右侧先导端口的先导压。因此,流入右行走液压马达2MR的工作油的流量被调整成与由流量指令生成部F10生成的流量指令对应的流量。比例阀31FL及33FL也以相同的方式动作。其结果,挖土机100的行走速度被调整成与由速度指令生成部F7生成的速度指令对应的行走速度。另外,挖土机100的行走速度为包括行走方向的概念。这是因为,挖土机100的行走方向根据左行走液压马达2ML的旋转速度及旋转方向和右行走液压马达2MR的旋转速度及旋转方向来决定。
另外,在上述例子中,示出了将由流量指令生成部F10生成的流量指令输出至比例阀31的事例,但控制器30并不限于该结构。通常,在行走动作期间,动臂缸7等行走液压马达2M以外的其他促动器不会动作。因此,由流量指令生成部F10生成的流量指令可以输出至主泵14的调节器13。此时,控制器30能够通过控制主泵14的吐出量来控制挖土机100的行走动作。并且,控制器30也可以通过分别控制左调节器13L及右调节器13R(即,通过控制左主泵14L及右主泵14R各自的吐出量)来控制挖土机100的操舵。而且,控制器30也可以通过比例阀31来控制分别向左行走液压马达2ML及右行走液压马达2MR供给的工作油的供给量,而控制行走动作的操舵,并通过控制调节器13来控制行走速度。
通过这种结构,控制器30能够实现当前位置至目标位置为止的挖土机100的自主行走。
如此,本发明的实施方式所涉及的挖土机100具有:下部行走体1;上部回转体3,可回转地搭载于下部行走体1;行走促动器,驱动下部行走体1;及作为控制装置的控制器30,设置于上部回转体3。并且,控制器30构成为根据与目标位置相关的信息而使行走促动器动作。行走促动器例如为行走液压马达2M。其也可以为行走电动马达。根据该结构,挖土机100能够减轻对行走操作的腻烦。这是因为,即使不持续地操作行走杆26D及行走踏板中的至少一个,也能够使挖土机100行走。
挖土机100也可以具有:定位装置73,测定当前位置;及朝向检测装置71,检测与上部回转体3的朝向和下部行走体1的朝向之间的相对关系相关的信息。此时,控制器30能够根据定位装置73的输出和朝向检测装置71的输出而使与行走促动器相关的控制阀动作。例如,即使在行走杆26D及行走踏板均未被操作的情况下,能够使与左行走液压马达2ML相关的控制阀171及与右行走液压马达2MR相关的控制阀172中的至少一个位移。根据该结构,控制器30能够一边对挖土机100的位置及姿势进行反馈控制,一边使挖土机100自主地行走。
挖土机100也可以具有获取与施工状况相关的信息的信息获取装置E1。此时,控制器30可以根据与目标位置相关的信息和与施工状况相关的信息来设定行走路径,并使下部行走体1沿着该行走路径行走。或者,控制器30也可以根据过去的行走轨迹来设定行走路径,并使下部行走体1沿着该行走路径行走。如此,挖土机100可以构成为沿着通过各种方法设定的行走路径自主地行走。根据该结构,挖土机100能够减轻与行走操作相关的操作者的负担。
控制器30可以在上部回转体3的朝向和下部行走体1的朝向一致的状态下使下部行走体1行走,也可以在上部回转体3的朝向不同于下部行走体1的朝向的状态下使下部行走体1行走。根据该结构,控制器30能够使挖土机100以与使挖土机100自主地行走的距离及行走路径的状态等对应的适当的姿势行走。
以上,对本发明的优选实施方式进行了详细说明。然而,本发明并不限于上述实施方式。上述实施方式能够在不脱离本发明的范围内适用各种变形、替换等。并且,分开说明的特征只要在技术上不产生矛盾,则能够进行组合。
例如,在上述实施方式中,公开了具备液压式先导回路的液压式操作系统。例如,在与左操作杆26L相关的液压式先导回路中,从先导泵15向左操作杆26L供给的工作油以与通过左操作杆26L向斗杆张开方向倾倒而开闭的远程控制阀的开度对应的流量传递至控制阀176L、176R的先导端口。或者,在与右操作杆26R相关的液压式先导回路中,从先导泵15向右操作杆26R供给的工作油以与通过右操作杆26R向动臂提升方向倾倒而开闭的远程控制阀的开度对应的流量传递至控制阀175L、175R的先导端口。
但是,也可以采用具备电动式先导回路的电动式操作系统,而不是具备这种液压式先导回路的液压式操作系统。此时,电动式操作系统中的电动式操作杆的杆操作量例如作为电信号而输入于控制器30。并且,先导泵15与各控制阀的先导端口之间配置有电磁阀。电磁阀构成为根据来自控制器30的电信号来动作。根据该结构,若进行使用了电动式操作杆的手动操作,则控制器30根据与杆操作量对应的电信号控制电磁阀而增减先导压,由此能够移动各控制阀。另外,各控制阀可以由电磁滑阀构成。此时,电磁滑阀根据来自与电动式操作杆的杆操作量对应的控制器30的电信号来动作。
在采用了具备电动式操作杆的电动式操作系统的情况下,与采用具备液压式操作杆的液压式操作系统的情况相比,控制器30能够容易执行自主控制功能。图11中示出电动式操作系统的结构例。具体而言,图11的电动式操作系统为用于使左行走液压马达2ML旋转的左行走操作系统的一例,其主要由先导压工作型控制阀17、作为电动式操作杆的左行走杆26DL、控制器30、左前进操作用电磁阀60及左后退操作用电磁阀62构成。图11的电动式操作系统也可同样地适用于用于使上部回转体3回转的回转操作系统、用于使动臂4上下移动的动臂操作系统、用于使斗杆5张开/收回的斗杆操作系统及用于使铲斗6张开/收回的铲斗操作系统等。
先导压工作型控制阀17包括与左行走液压马达2ML相关的控制阀171(参考图3。)、与右行走液压马达2MR相关的控制阀172(参考图3。)、与回转液压马达2A相关的控制阀173(参考图3。)、与动臂缸7相关的控制阀175(参考图3。)、与斗杆缸8相关的控制阀176(参考图3。)及与铲斗缸9相关的控制阀174(参考图3。)等。电磁阀60构成为能够调节连接先导泵15和控制阀171的前进侧先导端口的管路内的工作油的压力。电磁阀62构成为能够调节连接先导泵15和控制阀171的后退侧先导端口的管路内的工作油的压力。
在进行手动操作的情况下,控制器30根据左行走杆26DL的操作信号生成部输出的操作信号(电信号)来生成前进操作信号(电信号)或后退操作信号(电信号)。左行走杆26DL的操作信号生成部输出的操作信号为随着左行走杆26DL的操作量及操作方向而变化的电信号。
具体而言,在向前进方向操作了左行走杆26DL的情况下,控制器30对电磁阀60输出与杆操作量对应的前进操作信号(电信号)。电磁阀60根据前进操作信号(电信号)来动作,控制作用于控制阀171的前进侧先导端口的作为前进操作信号(压力信号)的先导压。同样地,在向后退方向操作了左行走杆26DL的情况下,控制器30对电磁阀62输出与杆操作量对应的后退操作信号(电信号)。电磁阀62根据后退操作信号(电信号)来动作,控制作用于控制阀171的后退侧先导端口的作为后退操作信号(压力信号)的先导压。
在执行自主控制的情况下,控制器30例如代替左行走杆26DL的操作信号生成部输出的操作信号(电信号)而根据校正操作信号(电信号)来生成前进操作信号(电信号)或后退操作信号(电信号)。校正操作信号可以为控制器30生成的电信号,也可以为控制器30以外的控制装置等生成的电信号。
挖土机100所获取的信息可以通过如图12所示的挖土机的管理系统SYS而与管理者及其他挖土机的操作者等共享。图12是表示挖土机的管理系统SYS的结构例的概略图。管理系统SYS为管理一台或多台挖土机100的系统。在本实施方式中,管理系统SYS主要由挖土机100、支援装置200及管理装置300构成。构成管理系统SYS的挖土机100、支援装置200及管理装置300分别可以为一台,也可以为多台。在图12的例子中,管理系统SYS包括一台挖土机100、一台支援装置200及一台管理装置300。
典型地,支援装置200为移动终端装置,例如为在施工现场的工作人员等所携带的笔记本电脑、平板电脑或智能手机等。支援装置200也可以为挖土机100的操作者所携带的移动终端装置。支援装置200也可以为固定终端装置。
典型地,管理装置300为固定终端装置,例如为设置在施工现场外的管理中心等的服务器计算机。管理装置300也可以为便携式计算机(例如,笔记本电脑、平板电脑或智能手机等移动终端装置)。
支援装置200及管理装置300中的至少一个也可以具备监视器和远程操作用操作装置。此时,操作者可以使用远程操作用操作装置来操作挖土机100。远程操作用操作装置例如通过近距离无线通信网、移动电话通信网或卫星通信网等无线通信网与搭载于挖土机100的控制器30连接。
并且,图7及图8所示的设定画面GS典型地显示于设置在驾驶室10内的显示装置D1,但也可以显示于与支援装置200及管理装置300中的至少一个连接的显示装置。这是为了使利用支援装置200的工作人员或利用管理装置300的管理者能够进行目标位置的设定或目标路径的设定等。
在如上挖土机100的管理系统SYS中,挖土机100的控制器30可以向支援装置200及管理装置300中的至少一个发送与按下自主行走开关时的时刻及场所、自主地移动挖土机100时(进行自主行走时)利用的目标路径以及规定部位在进行自主行走时实际上遵循的轨迹等中的至少一个相关的信息。此时,控制器30可以向支援装置200及管理装置300中的至少一个发送空间识别装置70的输出及单眼摄像机拍摄到的图像等中的至少一个。图像可以为在自主行走期间拍摄的多个图像。而且,控制器30也可以向支援装置200及管理装置300中的至少一个发送和自主行走期间的与挖土机100的动作内容相关的数据、与挖土机100的姿势相关的数据及与挖掘附件的姿势相关的数据等中的至少一个相关的信息。这是为了使利用支援装置200的工作人员或利用管理装置300的管理者能够获取与自主行走期间的挖土机100相关的信息。
如此,本发明的实施方式所涉及的挖土机100的管理系统SYS能够与管理者及其他挖土机的操作者等共享在自主行走期间内获取的与挖土机100相关的信息。
本申请主张基于2018年3月31日提出申请的日本专利申请2018-070465号的优先权,该日本专利申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
符号说明
1-下部行走体,1C-履带,1CL-左履带,1CR-右履带,2-回转机构,2A-回转液压马达,2M-行走液压马达,2ML-左行走液压马达,2MR-右行走液压马达,3-上部回转体,4-动臂,5-斗杆,6-铲斗,7-动臂缸,8-斗杆缸,9-铲斗缸,10-驾驶室,11-发动机,13-调节器,14-主泵,15-先导泵,17-控制阀,18-节流器,19-控制压力传感器,26-操作装置,26D-行走杆,26DL-左行走杆,26DR-右行走杆,26L-左操作杆,26R-右操作杆,28-吐出压力传感器,29、29DL、29DR、29LA、29LB、29RA、29RB-操作压力传感器,30-控制器,30A-设定部,30B-自主控制部,30C-姿势检测部,31、31AL~31FL、31AR~31FR-比例阀,32、32AL~32FL、32AR~32FR-往复阀,33、33AL~33FL、33AR~33FR-比例阀,40-中间旁通管路,42-并联管路,60、62-电磁阀,70-空间识别装置,70F-前置传感器,70B-后置传感器,70L-左侧传感器,70R-右侧传感器,100-挖土机,71-朝向检测装置,72-信息输入装置,73-定位装置,74-异常检测传感器,171~176-控制阀,AT-挖掘附件,D1-显示装置,D2-声音输出装置,E1-信息获取装置,F1-目标设定部,F2-异常监视部,F3-停止判定部,F4-中间目标设定部,F5-位置计算部,F6-物体检测部,F7-速度指令生成部,F8-速度计算部,F9-速度限制部,F10-流量指令生成部,NS-开关,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-机身倾斜度传感器,S5-回转角速度传感器,SYS-管理系统。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种挖土机,其具有:
下部行走体;
上部回转体,可回转地搭载于所述下部行走体;
行走促动器,驱动所述下部行走体;及
控制装置,设置于所述上部回转体,
所述控制装置根据与目标位置相关的信息而使所述行走促动器动作。
2.根据权利要求1所述的挖土机,其具有:
定位装置,测定当前位置;及
朝向检测装置,检测与所述上部回转体的朝向和所述下部行走体的朝向之间的相对关系相关的信息,
所述控制装置根据所述定位装置的输出和所述朝向检测装置的输出而使与所述行走促动器相关的控制阀动作。
3.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
具有获取与施工状况相关的信息的信息获取装置,
所述控制装置根据与目标位置相关的信息和与施工状况相关的信息来设定行走路径,并使所述下部行走体沿着该行走路径行走。
4.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述控制装置根据过去的行走轨迹来设定行走路径,并使所述下部行走体沿着该行走路径行走。
5.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述控制装置在所述上部回转体的朝向和所述下部行走体的朝向一致的状态下使所述下部行走体行走。
6.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述控制装置在所述上部回转体的朝向不同于所述下部行走体的朝向的状态下使所述下部行走体行走。
7.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述目标位置包括最终目标位置,
将至所述最终目标位置为止划分为多个区间,并针对被划分的多个区间的每个设定多个目标位置。
8.一种挖土机,其具有:
下部行走体;
上部回转体,可回转地搭载于所述下部行走体;
行走促动器,驱动所述下部行走体;及
控制装置,设置于所述上部回转体,
所述控制装置具有:
速度指令生成部,使所述行走促动器动作;及
速度限制部,限制所生成的速度指令。
9.根据权利要求8所述的挖土机,其中,
具有模式设定部,
所述控制装置与由所述模式设定部设定的模式对应地生成所述速度指令。
10.根据权利要求8所述的挖土机,其中,
具有模式设定部,
所述控制装置根据路面信息来变更所述速度指令。
11.一种挖土机,其具有:
下部行走体;
上部回转体,可回转地搭载于所述下部行走体;
行走促动器,驱动所述下部行走体;
控制装置,设置于所述上部回转体;及
异常检测传感器,
所述控制装置根据所述异常检测传感器的输出来对所述行走促动器进行制动控制。
12.一种挖土机,其具有:
下部行走体;
上部回转体,可回转地搭载于所述下部行走体;
附件,搭载于所述上部回转体;
行走促动器,驱动所述下部行走体;及
控制装置,设置于所述上部回转体,
所述控制装置与所述附件的动作对应地设定所述行走促动器的目标位置。
13.根据权利要求12所述的挖土机,其中,
所述目标位置包括最终目标位置,
将至所述最终目标位置为止划分为多个区间,并针对被划分的多个区间的每个设定多个目标位置。
14.(追加)根据权利要求1所述的挖土机,其中,
在所述上部回转体设置有定位装置。
15.(追加)根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述目标位置使用显示于显示装置的地图图像来设定。
16.(追加)根据权利要求12所述的挖土机,其中,
具备姿势检测装置,
根据所述姿势检测装置的输出来判定所述附件的动作。
Claims (13)
1.一种挖土机,其具有:
下部行走体;
上部回转体,可回转地搭载于所述下部行走体;
行走促动器,驱动所述下部行走体;及
控制装置,设置于所述上部回转体,
所述控制装置根据与目标位置相关的信息而使所述行走促动器动作。
2.根据权利要求1所述的挖土机,其具有:
定位装置,测定当前位置;及
朝向检测装置,检测与所述上部回转体的朝向和所述下部行走体的朝向之间的相对关系相关的信息,
所述控制装置根据所述定位装置的输出和所述朝向检测装置的输出而使与所述行走促动器相关的控制阀动作。
3.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
具有获取与施工状况相关的信息的信息获取装置,
所述控制装置根据与目标位置相关的信息和与施工状况相关的信息来设定行走路径,并使所述下部行走体沿着该行走路径行走。
4.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述控制装置根据过去的行走轨迹来设定行走路径,并使所述下部行走体沿着该行走路径行走。
5.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述控制装置在所述上部回转体的朝向和所述下部行走体的朝向一致的状态下使所述下部行走体行走。
6.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述控制装置在所述上部回转体的朝向不同于所述下部行走体的朝向的状态下使所述下部行走体行走。
7.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述目标位置包括最终目标位置,
将至所述最终目标位置为止划分为多个区间,并针对被划分的多个区间的每个设定多个目标位置。
8.一种挖土机,其具有:
下部行走体;
上部回转体,可回转地搭载于所述下部行走体;
行走促动器,驱动所述下部行走体;及
控制装置,设置于所述上部回转体,
所述控制装置具有:
速度指令生成部,使所述行走促动器动作;及
速度限制部,限制所生成的速度指令。
9.根据权利要求8所述的挖土机,其中,
具有模式设定部,
所述控制装置与由所述模式设定部设定的模式对应地生成所述速度指令。
10.根据权利要求8所述的挖土机,其中,
具有模式设定部,
所述控制装置根据路面信息来变更所述速度指令。
11.一种挖土机,其具有:
下部行走体;
上部回转体,可回转地搭载于所述下部行走体;
行走促动器,驱动所述下部行走体;
控制装置,设置于所述上部回转体;及
异常检测传感器,
所述控制装置根据所述异常检测传感器的输出来对所述行走促动器进行制动控制。
12.一种挖土机,其具有:
下部行走体;
上部回转体,可回转地搭载于所述下部行走体;
附件,搭载于所述上部回转体;
行走促动器,驱动所述下部行走体;及
控制装置,设置于所述上部回转体,
所述控制装置与所述附件的动作对应地设定所述行走促动器的目标位置。
13.根据权利要求12所述的挖土机,其中,
所述目标位置包括最终目标位置,
将至所述最终目标位置为止划分为多个区间,并针对被划分的多个区间的每个设定多个目标位置。
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