CN113039326A - 挖土机、挖土机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够更适当地使挖土机的成为附属装置的基准的部位沿规定的轨道移动的技术。本发明的一实施方式所涉及的挖土机(100)具备:附属装置(AT);多个致动器,包括斗杆缸(8)、动臂缸(7)及铲斗缸(9),且驱动附属装置(AT);及控制器(30),以使铲斗(6)的工作部位沿目标轨道的方式,根据斗杆缸(8)的动作,控制动臂缸(7)及铲斗缸(9)中的至少一个的动作,当与动臂缸(7)及铲斗缸(9)中的至少一个的动作相关的规定条件成立时,控制器(30)以使铲斗(6)的工作部位沿目标轨道的方式使动臂缸(7)或铲斗缸(9)进行动作。

Description

挖土机、挖土机的控制装置
技术领域
本发明涉及一种挖土机等。
背景技术
例如,已知有使铲斗的铲尖沿设计面移动的进行仿形挖掘控制的挖土机(参考专利文献1)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-217137号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
然而,上述仿形挖掘控制为根据铲斗的铲尖与设计面的距离而调整铲斗铲尖相对于设计面的相对速度的控制,存在无法适当地控制一边维持铲斗铲尖与设计面的距离一边沿设计面移动的铲斗铲尖的移动速度的可能性。
因此,鉴于上述课题,本发明的目的在于提供一种能够更适当地使挖土机的成为附属装置的基准的部位沿规定的轨道移动的技术。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的,在本发明的一实施方式中,提供一种挖土机,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;
多个致动器,包括第1致动器及第2致动器,且驱动所述附属装置及所述回转体;及
控制装置,以使所述附属装置沿目标轨道的方式,根据所述第1致动器的动作,控制所述多个致动器中的与所述第1致动器不同的其他致动器的动作,
当规定条件成立时,所述控制装置以使所述附属装置沿目标轨道的方式使所述第2致动器进行动作。
并且,在本发明的另一实施方式中提供一种挖土机的控制装置,所述挖土机备下部行走体、回转自如地搭载于所述下部行走体的上部回转体、安装于所述上部回转体的附属装置以及包括第1致动器及第2致动器且驱动所述附属装置及所述上部回转体的多个致动器,所述挖土机的控制装置中,
以使所述附属装置沿目标轨道的方式,根据所述第1致动器的动作控制所述多个致动器中的与所述第1致动器不同的其他致动器的动作,并且当规定条件成立时,以使所述附属装置沿目标轨道的方式使所述第2致动器进行动作。
发明效果
根据上述实施方式,能够提供一种能够更适当地使挖土机的成为附属装置的基准的部位沿规定的轨道移动的技术。
附图说明
图1是挖土机的侧视图。
图2是挖土机的俯视图。
图3是表示挖土机的液压系统的结构的一例的图。
图4A是表示挖土机的液压系统中的与斗杆相关的操作系统的结构部分的一例的图。
图4B是表示挖土机的液压系统中的与动臂相关的操作系统的结构部分的一例的图。
图4C是表示挖土机的液压系统中的与铲斗相关的操作系统的结构部分的一例的图。
图4D是表示挖土机的液压系统中的与上部回转体相关的操作系统的结构部分的一例的图。
图5是表示挖土机的与设备引导功能及设备控制功能相关的结构的一例的概要的框图。
图6A是表示挖土机的与设备控制功能相关的详细结构的一例的功能框图。
图6B是表示挖土机的与设备控制功能相关的详细结构的一例的功能框图。
图6C是表示挖土机的与设备控制功能相关的详细结构的一例的功能框图。
图7A是概略地表示由挖土机的控制器进行的主切换处理的一例的流程图。
图7B是概略地表示由一实施方式所涉及的挖土机的控制器进行的控制基准切换处理的一例的流程图。
图7C是概略地表示由一实施方式所涉及的挖土机的控制器进行的仿形控制处理的一例的流程图。
图8A是表示基于比较例所涉及的挖土机的设备控制功能的附属装置的动作的一例的图。
图8B是表示基于一实施方式所涉及的挖土机的设备控制功能的附属装置的动作的一例的图。
图9是对挖土机的设备控制功能的另一例设为对象的一系列工作顺序进行说明的图。
图10A是表示挖土机的与设备控制功能相关的详细结构的另一例的功能框图。
图10B是表示挖土机的与设备控制功能相关的详细结构的另一例的功能框图。
图10C是表示挖土机的与设备控制功能相关的详细结构的另一例的功能框图。
图10D是表示挖土机的与设备控制功能相关的详细结构的另一例的功能框图。
图11A是概略地表示由挖土机的控制器进行的主切换处理的另一例的流程图。
图11B是概略地表示由挖土机的控制器进行的主切换处理的另一例的流程图。
图11C是概略地表示由挖土机的控制器进行的主切换处理的另一例的流程图。
图12A是表示基于挖土机的设备控制功能的附属装置的动作的另一例的俯视图。
图12B是表示基于挖土机的设备控制功能的附属装置的动作的另一例的侧视图。
图13是对挖土机的设备控制功能的又一例设为对象的一系列工作顺序进行说明的图。
图14A是概略地表示由挖土机的控制器进行的主切换处理的又一例的流程图。
图14B是概略地表示由挖土机的控制器进行的主切换处理的又一例的流程图。
图15是表示挖土机管理系统的一例的概略图。
具体实施方式
以下,参考附图对实施方式进行说明。
[挖土机的概要]
首先,参考图1、图2对本实施方式所涉及的挖土机100的概要进行说明。
图1、图2分别为本实施方式所涉及的挖土机100的俯视图及侧视图。
本实施方式所涉及的挖土机100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;构成附属装置AT的动臂4、斗杆5及铲斗6;操纵室10。
如后述,下部行走体1(行走体的一例)包括左右一对履带1C,具体而言包括左履带1CL及右履带1CR。下部行走体1通过由行走液压马达2M(2ML、2MR)分别液压驱动左履带1CL及右履带1CR,使挖土机100行走。
上部回转体3(回转体的一例)由回转液压马达2A驱动,由此相对于下部行走体1进行回转。
动臂4能够俯仰地枢轴安装于上部回转体3的前部中央,在动臂4的前端能够上下转动地枢轴安装有斗杆5,在斗杆5的前端能够上下转动地枢轴安装有作为端接附件的铲斗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。
另外,铲斗6为端接附件的一例,根据工作内容等,在斗杆5的前端可以代替铲斗6而安装其他端接附件,例如斜坡用铲斗、疏浚用铲斗、破碎器等。
操纵室10为操作人员搭乘的驾驶室,并且搭载于上部回转体3的前部左侧。
挖土机100根据搭乘于操纵室10的操作人员的操作,使致动器进行动作,并驱动下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等动作要件(被驱动要件)。
并且,代替挖土机100以由操纵室10的操作人员能够操作的方式构成或除此以外,挖土机100还可以以由规定的外部装置(例如,后述的支援装置200、管理装置300)的操作人员能够远程操作的方式构成。此时,挖土机100例如将后述的空间识别装置70所输出的图像信息(摄像图像)发送至外部装置。并且,显示于后述的挖土机100的显示装置D1的各种信息图像(例如,各种设定画面等)同样也可以显示于设置于外部装置的显示装置。由此,操作人员例如能够一边确认显示于设置在外部装置的显示装置的内容,一边远程操作挖土机100。而且,挖土机100可以根据从外部装置接收的表示远程操作的内容的远程操作信号,使致动器进行动作,从而驱动下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等的动作要件。当远程操作挖土机100时,操纵室10的内部也可以是无人状态。以下,以在操作人员的操作中包括操纵室10的操作人员对操作装置26的操作及外部装置的操作人员的远程操作中的至少一个为前提进行说明。
并且,挖土机100也可以不依赖于操作人员的操作内容,使液压致动器自动进行动作。由此,挖土机100实现使下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等动作要件中的至少一部分自动进行动作的功能(以下,称为“自动运行功能”或“机械控制功能”)。
自动运行功能中可以包括根据操作人员对操作装置26的操作或远程操作,使除操作对象的动作要件(液压致动器)以外的动作要件(液压致动器)自动进行动作的功能(所谓的“半自动运行功能”)。并且,自动运行功能中可以包括以没有操作人员对操作装置26的操作或远程操作为前提,使多个被驱动要件(液压致动器)中的至少一部分自动进行动作的功能(所谓的“全自动运行功能”)。在挖土机100中,当全自动运行功能有效时,操纵室10的内部可以是无人状态。并且,自动运行功能中可以包括挖土机100识别挖土机100周围的工作人员等人的手势并根据识别出的手势的内容,使多个被驱动要件(液压致动器)中的至少一部分自动进行动作的功能(“手势操作功能”)。并且,半自动运行功能、全自动运行功能及手势操作功能中可以包括按照预先规定的规则自动地确定自动运行的对象的动作要件(液压致动器)的动作内容的方式。并且,半自动运行功能、全自动运行功能及手势操作功能中可以包括挖土机100自主地进行各种判断,并根据其判断结果,自主地确定自动运行的对象的动作要件(液压致动器)的动作内容的方式(所谓的“自主运行功能”)。
[挖土机的结构]
接着,除了图1、图2以外,还参考图3、图4(图4A~图4D)对挖土机100的结构进行说明。
图3是对本实施方式所涉及的挖土机100的液压系统的结构的一例进行说明的图。图4A~图4D是表示本实施方式所涉及的挖土机100的液压系统中的与附属装置AT及上部回转体3相关的操作系统的结构部分的一例的图。具体而言,图4A~图4D是分别表示与斗杆5、动臂4、铲斗6及上部回转体3相关的操作系统的结构部分的一例的图。
本实施方式所涉及的挖土机100的液压系统包括发动机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及控制器30。并且,如上所述,本实施方式所涉及的挖土机100的液压系统包括分别对下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6进行液压驱动的行走液压马达2ML、2MR、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为液压系统的主动力源,例如搭载于上部回转体3的后部。具体而言,发动机11在基于控制器30的直接或间接的控制下,以预先设定的目标转速恒定旋转,并驱动主泵14及先导泵15。发动机11例如为以柴油为燃料的柴油机。
调节器13控制主泵14的吐出量。例如,调节器13根据来自控制器30的控制指令,调节主泵14的斜板的角度(偏转角)。调节器13包括分别与后述的主泵14L、14R对应的调节器13L、13R。
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,如上所述,由发动机11驱动,由此通过高压液压管路对控制阀17供给工作油。主泵14例如为可变容量式液压泵,在基于控制器30的控制下,如上所述,通过调节器13调节斜板的偏转角,由此调整活塞的行程长,并控制吐出流量(吐出压力)。主泵14包括主泵14L、14R。
先导泵15例如搭载于上部回转体3的后部,经由先导管路对操作装置26供给先导压。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。
控制阀17例如搭载于上部回转体3的中央部,是根据操作人员对操作装置26的操作或远程操作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,并且根据对操作装置26的操作或远程操作的状态,将从主泵14供给的工作油选择性地供给至液压致动器(行走液压马达2ML、2MR、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供给至各液压致动器的工作油的流量及流动方向的控制阀171~176。控制阀171与行走液压马达2ML对应。并且,控制阀172与行走液压马达2MR对应。并且,控制阀173与回转液压马达2A对应,控制阀174与铲斗缸9对应。并且,控制阀175与动臂缸7对应,且包括控制阀175L、175R。控制阀176与斗杆缸8对应,且包括控制阀176L、176R。
操作装置26设置于操纵室10的操作员座附近,是操作人员用于进行各种动作要件(下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等)的操作的操作输入机构。换言之,操作装置26为操作人员用于进行驱动各动作要件的液压致动器(即,行走液压马达2ML、2MR、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。
如图3、图4A~图4D所示,操作装置26为液压先导式。操作装置26通过其二次侧的先导管路直接或经由设置于其二次侧的先导管路的后述的往复阀32与控制阀17连接。由此,对控制阀17能够输入操作装置26中的与下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等的操作状态相对应的先导压。因此,控制阀17能够根据操作装置26的操作状态驱动各液压致动器。
操作装置26包括用于操作附属装置AT即动臂4(动臂缸7)、斗杆5(斗杆缸8)、铲斗6(铲斗缸9)以及上部回转体3的左操作杆26L及右操作杆26R。并且,操作装置26包括用于操作下部行走体1的行走杆26D,行走杆26D包括用于操作左履带1CL的左行走杆26DL及用于操作右履带1CR的右行走杆26DR。
左操作杆26L用于上部回转体3的回转操作及斗杆5的操作。若向从操纵室10内的操作人员观察的前后方向(即,上部回转体3的前后方向)进行操作,则左操作杆26L利用从先导泵15吐出的工作油,将与操纵杆操作量相对应的控制压(先导压)输出至二次侧的先导管路。并且,若向从操纵室10内的操作人员观察的左右方向(即,上部回转体3的左右方向)进行操作,则左操作杆26L利用从先导泵15吐出的工作油,将与操纵杆操作量相对应的控制压(先导压)输出至二次侧的先导管路。
右操作杆26R用于动臂4的操作及铲斗6的操作。若向从操纵室10内的操作人员观察的前后方向进行操作,则右操纵杆26R利用从先导泵15吐出的工作油,将与操纵杆操作量相对应的控制压(先导压)输出至二次侧的先导管路。并且,若向左右方向进行操作,则右操作杆26R利用从先导泵15吐出的工作油,将与操纵杆操作量相对应的控制压(先导压)输出至二次侧的先导管路。
如上所述,左行走杆26DL用于左履带1CL的操作,并且也可以以与未图示的左行走踏板联动的方式构成。若向从操纵室10内的操作人员观察的前后方向进行操作,则左行走杆26DL利用从先导泵15吐出的工作油,将与操纵杆操作量相对应的控制压(先导压)输出至二次侧的先导管路。与左行走杆26DL的前进方向及后退方向的操作对应的二次侧的先导管路分别与控制阀171的所对应的先导端口直接连接。即,在驱动行走液压马达2ML的控制阀171的阀芯位置上反映左行走杆26DL的操作内容。
如上所述,右行走杆26DR用于右履带1CR的操作,并且也可以以与未图示的右行走踏板联动的方式构成。若向从操纵室10内的操作人员观察的前后方向进行操作,则右行走杆26DR利用从先导泵15吐出的工作油,将与操纵杆操作量相对应的控制压(先导压)输出至二次侧的先导管路。与右行走杆26DR的前进方向及后退方向的操作对应的二次侧的先导管路分别与控制阀172的所对应的先导端口直接连接。即,在驱动行走液压马达2ML的控制阀172的阀芯位置上反映左行走杆26DL的操作内容。
并且,操作装置26(左操作杆26L、右操作杆26R、左行走杆26DL及右行走杆26DR)也可以是输出电信号(以下,称为“操作信号”)的电气式,而不是输出先导压的液压先导式。此时,来自操作装置26的电信号(操作信号)输入于控制器30,控制器30根据所输入的电信号,控制控制阀17内的各控制阀171~176,由此实现与对操作装置26的操作内容相对应的各种液压致动器的动作。例如,控制阀17内的控制阀171~176也可以是通过来自控制器30的指令驱动的电磁螺线管式滑阀。并且,例如,在先导泵15与各控制阀171~176的先导端口之间也可以配置根据来自控制器30的电信号进行动作的液压控制阀(以下,称为“操作用控制阀”)。操作用控制阀例如可以是比例阀31,并省略往复阀32。此时,若进行使用了电气式操作装置26的手动操作,则控制器30根据与其操作量(例如,操纵杆操作量)对应的电信号,控制操作用控制阀来增减先导压,由此能够根据对操作装置26的操作内容,使各控制阀171~176进行动作。以下,以操作用控制阀是比例阀31为前提进行说明。
吐出压力传感器28检测主泵14的吐出压力。与由吐出压力传感器28检测到的吐出压力对应的检测信号输入于控制器30。吐出压力传感器28包括检测主泵14L、14R各自的吐出压力的吐出压力传感器28L、28R。
操作压力传感器29检测操作装置26的二次侧的先导压,即操作装置26中的与各动作要件(即,液压致动器)的操作状态对应的先导压。由操作压力传感器29检测的操作装置26中的与下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等的操作状态对应的先导压的检测信号输入于控制器30。操作压力传感器29包括操作压力传感器29LA、29LB、29RA、29RB、29DL及29DR。
操作压力传感器29LA以左操作杆26L的二次侧的先导管路的工作油的压力(以下,称为“操作压力”)的方式检测操作人员对左操作杆26L的前后方向的操作内容(例如,操作方向及操作量)。
操作压力传感器29LB以左操作杆26L的二次侧的先导管路的操作压力的方式检测操作人员对左操作杆26L的左右方向的操作内容(例如,操作方向及操作量)。
操作压力传感器29RA以右操作杆26R的二次侧的先导管路的操作压力的方式检测操作人员对右操作杆26R的前后方向的操作内容(例如,操作方向及操作量)。
操作压力传感器29RB以右操作杆26R的二次侧的先导管路的操作压力的方式检测操作人员对右操作杆26R的左右方向的操作内容(例如,操作方向及操作量)。
操作压力传感器29DL以左行走杆26DL的二次侧的先导管路的操作压力的方式检测操作人员对左行走杆26DL的前后方向的操作内容(例如,操作方向及操作量)。
操作压力传感器29DR以右行走杆26DR的二次侧的先导管路的操作压力的方式检测操作人员对右行走杆26DR的前后方向的操作内容(例如,操作方向及操作量)。
另外,操作装置26(左操作杆26L、右操作杆26R、左行走杆26DL及右行走杆26DR)的操作内容也可以由除操作压力传感器29以外的传感器(例如,安装于右操作杆26R、左行走杆26DL及右行走杆26DR的电位差计等)检测。
控制器30(控制装置的一例)例如设置于操纵室10内,并进行挖土机100的驱动控制。控制器30可通过任意的硬件、软件或其组合来实现其功能。例如,控制器30以包括CPU(Central Processing Unit: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上执行保存于ROM、非易失性辅助存储装置的各种程序而实现各种功能。
另外,控制器30的功能的一部分也可以通过其他控制器(控制装置)来实现。即,控制器30的功能也可以以通过多个控制器分散的方式来实现。
在此,如图3所示,在挖土机100的液压系统中,驱动液压致动器的驱动系统的液压系统的部分使工作油从由发动机11驱动的主泵14经由中心旁通油路40、平行油路42循环至工作油罐。
中心旁通油路40包括中心旁通油路40L、40R。
中心旁通油路40L以主泵14L为起点依次通过配置于控制阀17内的控制阀171、173、175L、176L,到达工作油罐。
中心旁通油路40R以主泵14R为起点依次通过配置于控制阀17内的控制阀172、174、175R、176R,到达工作油罐。
控制阀171为向行走液压马达2ML供给从主泵14L吐出的工作油且将行走液压马达2ML所吐出的工作油排出至工作油罐的滑阀。
控制阀172为向行走液压马达2MR供给从主泵14R吐出的工作油且将行走液压马达2MR所吐出的工作油排出至工作油罐的滑阀。
控制阀173为向回转液压马达2A供给从主泵14L吐出的工作油且将回转液压马达2A所吐出的工作油排出至工作油罐的滑阀。
控制阀174为向铲斗缸9供给从主泵14R吐出的工作油且将铲斗缸9内的工作油排出至工作油罐的滑阀。
控制阀175L、175R分别为向动臂缸7供给主泵14L、14R所吐出的工作油且将动臂缸7内的工作油排出至工作油罐的滑阀。
控制阀176L、176R分别为向斗杆缸8供给主泵14L、14R所吐出的工作油且将斗杆缸8内的工作油排出至工作油罐的滑阀。
控制阀171、172、173、174、175L、175R、176L、176R分别根据作用于先导端口的先导压,调整供排至液压致动器的工作油的流量,或切换流动方向。
平行油路42包括平行油路42L、42R。
平行油路42L与中心旁通油路40L并列地对控制阀171、173、175L、176L供给主泵14L的工作油。具体而言,平行油路42L构成为在控制阀171的上游侧从中心旁通油路40L分支,以能够向各控制阀171、173、175L、176L并列地供给主泵14L的工作油。由此,当因控制阀171、173、175L中的任一个而通过中心旁通油路40L的工作油的流动被限制或切断时,平行油路42L能够对更下游的控制阀供给工作油。
平行油路42R与中心旁通油路40R并列地对控制阀172、174、175R、176R供给主泵14R的工作油。具体而言,平行油路42R构成为在控制阀172的上游侧从中心旁通油路40R分支,以能够向各控制阀172、174、175R、176R并列地供给主泵14R的工作油。当因控制阀172、174、175R中的任一个而通过中心旁通油路40R的工作油的流动被限制或切断时,平行油路42R能够对更下游的控制阀供给工作油。
调节器13L、13R分别在基于控制器30的控制下,调节主泵14L、14R的斜板的偏转角,由此调节主泵14L、14R的吐出量。
吐出压力传感器28L检测主泵14L的吐出压力,与检测到的吐出压力对应的检测信号输入于控制器30。关于吐出压力传感器28R也相同。由此,控制器30能够根据主泵14L、14R的吐出压力控制调节器13L、13R。
在中心旁通油路40L、40R中,在位于最下游的各控制阀176L、176R与工作油罐之间设置有负控制节流器(以下,称为“负控节流器”)18L、18R。由此,由主泵14L、14R吐出的工作油的流动被负控节流器18L、18R限制。而且,负控节流器18L、18R产生用于控制调节器13L、13R的控制压(以下,称为“负控压”)。
负控压传感器19L、19R检测负控压,与检测到的负控压对应的检测信号输入于控制器30。
控制器30可以根据由吐出压力传感器28L、28R检测的主泵14L、14R的吐出压力,控制调节器13L、13R来调节主泵14L、14R的吐出量。例如,控制器30可以根据主泵14L的吐出压力的增加,控制调节器13L来调节主泵14L的斜板偏转角,由此减少吐出量。关于调节器13R也相同。由此,控制器30能够以由吐出压力与吐出量的乘积来表示的主泵14L、14R的吸收马力不超过发动机11的输出马力的方式进行主泵14L、14R的总马力控制。
并且,控制器30可以根据由负控压力传感器19L、19R检测的负控压来控制调节器13L、13R,由此调节主泵14L、14R的吐出量。例如,控制器30如下进行控制:负控压越大则越减小主泵14L、14R的吐出量,负控压越小则越增加主泵14L、14R的吐出量。
具体而言,当挖土机100中的任一个液压致动器均处于未进行操作的待机状态(图3所示的状态)时,从主泵14L、14R吐出的工作油通过中心旁通油路40L、40R到达负控节流器18L、18R。然后,从主泵14L、14R吐出的工作油的流动使在负控节流器18L、18R的上游所产生的负控压增大。其结果,控制器30使主泵14L、14R的吐出量减少至许可的最小吐出量,并抑制所吐出的工作油通过中心旁通油路40L、40R时的压力损失(抽吸损失)。
另一方面,当通过操作装置26操作了任一个液压致动器时,从主泵14L、14R吐出的工作油经由与操作对象的液压致动器对应的控制阀流入操作对象的液压致动器。然后,从主泵14L、14R吐出的工作油的流动使到达负控节流器18L、18R的量减少或消失,从而降低在负控节流器18L、18R的上游所产生的负控压。其结果,控制器30增加主泵14L、14R的吐出量,使工作油在操作对象的液压致动器中充分地循环,从而能够可靠地驱动操作对象的液压致动器。
并且,如图3、图4所示,在挖土机100的液压系统中,与操作系统相关的液压系统部分包括先导泵15、操作装置26(左操作杆26L、右操作杆26R、左行走杆26DL及右行走杆26DR)、比例阀31、往复阀32及减压用比例阀33。
比例阀31设置于连接先导泵15与往复阀32的先导管路,并且以能够变更其流路面积(工作油能够流通的截面积)的方式构成。比例阀31根据从控制器30输入的控制指令而进行动作。由此,即使在操作人员未操作操作装置26(具体而言,左操作杆26L、右操作杆26R)的情况下,控制器30也能够将从先导泵15吐出的工作油经由比例阀31及往复阀32供给至控制阀17内的所对应的控制阀(具体而言,控制阀173~176)的先导端口。因此,控制器30能够通过控制比例阀31来实现挖土机100的自动运行功能或远程操作功能。比例阀31包括比例阀31AL、31AR、31BL、31BR、31CL、31CR、31DL、31DR。
往复阀32具有两个入口端口及一个出口端口,并且将输入于两个入口端口的先导压中的具有较高的先导压的工作油输出至出口端口。往复阀32的两个入口端口中的一个端口与操作装置26连接,另一个端口与比例阀31连接。往复阀32的出口端口通过先导管路与控制阀17内的所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所生成的先导压及比例阀31所生成的先导压中的较高的先导压作用于所对应的控制阀的先导端口。即,控制器30通过从比例阀31输出高于从操作装置26输出的二次侧的先导压的先导压,不依赖于操作人员对操作装置26的操作而控制所对应的控制阀,从而能够控制下部行走体1、上部回转体3及附属装置AT的动作。往复阀32包括往复阀32AL、32AR、32BL、32BR、32CL、32CR、32DL、32DR。
减压用比例阀33设置于连接操作装置26与往复阀32的先导管路。减压用比例阀33例如以能够变更其流路面积的方式构成。减压用比例阀33根据从控制器30输入的控制指令而进行动作。由此,当由操作人员操作操作装置26(具体而言,操纵杆装置26A~26C)时,控制器30能够强制性地对从操作装置26输出的先导压进行减压。因此,即使在操作操作装置26的情况下,控制器30也能够强制性地抑制或停止与操作装置26的操作对应的液压致动器的动作。并且,例如,即使在操作操作装置26的情况下,控制器30也能够使从操作装置26输出的先导压减压,并且使其低于从比例阀31输出的先导压。因此,控制器30通过控制比例阀31及减压用比例阀33,例如,与操作装置26的操作内容无关地,能够使所期望的先导压可靠地作用于控制阀17内的控制阀的先导端口。因此,控制器30例如除了比例阀31以外,还控制减压用比例阀33,由此能够更适当地实现挖土机100的自动运行功能或远程操作功能。如后述,减压用比例阀33包括减压用比例阀33AL、33AR、33BL、33BR、33CL、33CR、33DL、33DR。
并且,减压用比例阀33也可以替换为切换阀。切换阀在基于控制器30的控制下,切换操作装置26与往复阀32之间的先导管路的连通状态与非连通状态。
如图4A所示,左操作杆26L供操作人员以向前后方向倾倒的方式,用于操作与斗杆5对应的斗杆缸8。即,当左操作杆26L向前后方向倾倒时,将斗杆5作为动作对象。左操作杆26L利用从先导泵15吐出的工作油而将与向前后方向的操作内容相对应的先导压输出至二次侧。
往复阀32AL的两个入口端口分别连接于与斗杆5的闭合方向的操作(以下,称为“斗杆闭合操作”)对应的左操作杆26L的二次侧的先导管路及比例阀31AL的二次侧的先导管路,出口端口连接于控制阀176L的右侧的先导端口及控制阀176R的左侧的先导端口。
往复阀32AR的两个入口端口分别连接于与斗杆5的打开方向的操作(以下,称为“斗杆打开操作”)对应的左操作杆26L的二次侧的先导管路及比例阀31AR的二次侧的先导管路,出口端口连接于控制阀176L的左侧的先导端口及控制阀176R的右侧的先导端口。
即,左操作杆26L经由往复阀32AL、32AR使与向前后方向的操作内容相对应的先导压作用于控制阀176L、176R的先导端口。具体而言,当进行了斗杆闭合操作时,左操作杆26L将与操作量相对应的先导压输出至往复阀32AL的其中一个入口端口,并且经由往复阀32AL使其作用于控制阀176L的右侧的先导端口及控制阀176R的左侧的先导端口。并且,当进行了斗杆打开操作时,左操作杆26L将与操作量相对应的先导压输出至往复阀32AR的其中一个入口端口,并且经由往复阀32AR使其作用于控制阀176L的左侧的先导端口及控制阀176R的右侧的先导端口。
比例阀31AL根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言,比例阀31AL利用从先导泵15吐出的工作油而将与从控制器30输入的控制电流相对应的先导压输出至往复阀32AL的另一个先导端口。由此,比例阀31AL经由往复阀32AL能够调整作用于控制阀176L的右侧的先导端口及控制阀176R的左侧的先导端口的先导压。
比例阀31AR根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言,比例阀31AR利用从先导泵15吐出的工作油而将与从控制器30输入的控制电流相对应的先导压输出至往复阀32AR的另一个先导端口。由此,比例阀31AR经由往复阀32AR能够调整作用于控制阀176L的左侧的先导端口及控制阀176R的右侧的先导端口的先导压。
即,比例阀31AL、31AR能够以不依赖于左操作杆26L的操作状态而能够使控制阀176L、176R停止在任意的阀位置上的方式调整输出至二次侧的先导压。
减压用比例阀33AL根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言,当未输入来自控制器30的控制电流时,减压用比例阀33AL将与左操作杆26L的斗杆闭合操作对应的先导压直接输出至二次侧。另一方面,当输入来自控制器30的控制电流时,减压用比例阀33AL将与左操作杆26L的斗杆闭合操作对应的二次侧的先导管路的先导压减压至与控制电流相对应的程度,并将已减压的先导压输出至往复阀32AL的其中一个入口端口。由此,即使在利用左操作杆26L正在进行斗杆闭合操作的情况下,减压用比例阀33AL也能够根据需要强制性地抑制或停止与斗杆闭合操作对应的斗杆缸8的动作。并且,即使在利用左操作杆26L正在进行斗杆闭合操作的情况下,减压用比例阀33AL也能够使作用于往复阀32AL的其中一个入口端口的先导压低于从比例阀31AL作用于往复阀32AL的另一个入口端口的先导压。因此,控制器30能够控制比例阀31AL及减压用比例阀33AL,使所期望的先导压可靠地作用于控制阀176L、176R的斗杆闭合侧的先导端口。
减压用比例阀33AR根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言,当未输入来自控制器30的控制电流时,减压用比例阀33AR将与左操作杆26L的斗杆打开操作对应的先导压直接输出至二次侧。另一方面,当输入来自控制器30的控制电流时,减压用比例阀33AR将与左操作杆26L的斗杆打开操作对应的二次侧的先导管路的先导压减压至与控制电流相对应的程度,并将已减压的先导压输出至往复阀32AR的其中一个入口端口。由此,即使在利用左操作杆26L正在进行斗杆打开操作的情况下,减压用比例阀33AR也能够根据需要强制性地抑制或停止与斗杆打开操作对应的斗杆缸8的动作。并且,即使在利用左操作杆26L正在进行斗杆打开操作的情况下,减压用比例阀33AR也能够使作用于往复阀32AR的其中一个入口端口的先导压低于从比例阀31AR作用于往复阀32AR的另一个入口端口的先导压。因此,控制器30能够控制比例阀31AR及减压用比例阀33AR,使所期望的先导压可靠地作用于控制阀176L、176R的斗杆打开侧的先导端口。
如此,减压用比例阀33AL、33AR能够强制性地抑制或停止与左操作杆26L的向前后方向的操作状态对应的斗杆缸8的动作。并且,减压用比例阀33AL、33AR能够以降低作用于往复阀32AL、32AR的其中一个入口端口的先导压,从而使比例阀31AL、31AR的先导压通过往复阀32AL、32AR可靠地作用于控制阀176L、176R的先导端口的方式进行辅助。
另外,控制器30也可以控制比例阀31AR来代替控制减压用比例阀33AL,由此强制性地抑制或停止与左操作杆26L的斗杆闭合操作对应的斗杆缸8的动作。例如,当利用左操作杆26L进行斗杆闭合操作时,控制器30可以控制比例阀31AR,从而使规定的先导压从比例阀31AR经由往复阀32AR作用于控制阀176L、176R的斗杆打开侧的先导端口。由此,以与从左操作杆26L经由往复阀32AL作用于控制阀176L、176R的斗杆闭合侧的先导端口的先导压抵抗的方式,先导压作用于控制阀176L、176R的斗杆打开侧的先导端口。因此,控制器30能够强制性地使控制阀176L、176R接近中性位置而抑制或停止与左操作杆26L的斗杆闭合操作对应的斗杆缸8的动作。同样地,控制器30也可以控制比例阀31AL来代替控制减压用比例阀33AR,由此强制性地抑制或停止与左操作杆26L的斗杆打开操作对应的斗杆缸8的动作。
并且,减压用比例阀33AL、33AR也可以分别替换为切换阀。以下,关于减压用比例阀33BL、33BR、33CL、33CR、33DL、33DR也可以相同。
与减压用比例阀33AL对应的切换阀设置于与斗杆闭合操作对应的左操作杆26L的二次侧端口和往复阀32AL之间的先导管路,并根据从控制器30输入的控制指令,切换该先导管路的连通·非连通。例如,该切换阀通常为将该先导管路维持为连通状态的常开型,并且可以根据来自控制器30的控制指令将该先导管路设为非连通,将从左操作杆26L输出的与斗杆闭合操作对应的工作油排出至工作油罐。
与减压用比例阀33AR对应的切换阀设置于与斗杆打开操作对应的左操作杆26L的二次侧端口和往复阀32AR之间的先导管路,并根据从控制器30输入的控制指令,切换该先导管路的连通·非连通。例如,该切换阀通常为将该先导管路维持为连通状态的常开型,并且可以根据来自控制器30的控制指令将该先导管路设为非连通,将从左操作杆26L输出的与斗杆打开操作对应的工作油排出至工作油罐。
即,切换阀能够防止左操作杆26L的与斗杆5的操作对应的先导压输入于往复阀32AL、32AR。
操作压力传感器29LA以压力(操作压力)的形式检测操作人员对左操作杆26L的向前后方向的操作内容,与检测到的压力对应的检测信号输入于控制器30。由此,控制器30能够掌握对左操作杆26L的向前后方向的操作内容。对检测对象的左操作杆26L的向前后方向的操作内容中例如可包括操作方向、操作量(操作角度)等。以下,关于对左操作杆26L的左右方向的操作内容以及对右操作杆26R的前后方向及左右方向的操作内容也相同。
控制器30与由操作人员对左操作杆26L的斗杆闭合操作无关地,能够将从先导泵15吐出的工作油经由比例阀31AL及往复阀32AL供给至控制阀176L的右侧的先导端口及控制阀176R的左侧的先导端口。并且,控制器30与由操作人员对左操作杆26L的斗杆打开操作无关地,能够将从先导泵15吐出的工作油经由比例阀31AR及往复阀32AR供给至控制阀176L的左侧的先导端口及控制阀176R的右侧的先导端口。即,控制器30自动控制斗杆5的开闭动作,从而能够实现挖土机100的自动运行功能或远程操作功能等。
并且,如上所述,控制器30控制减压用比例阀33AL、33AR或切换阀,从而能够相对降低从与斗杆5的操作对应的左操作杆26L的二次侧的先导管路输入于往复阀32AL、32AR的先导压。由此,控制器30以与左操作杆26L的前后方向的操作内容对应的形式,使除斗杆5以外的动作要件(例如,动臂4、铲斗6)作为后述的主要件进行动作,从而能够使斗杆5作为根据主要件而进行动作的后述的次要件进行动作。
并且,例如,如图4B所示,右操作杆26R供操作人员以向前后方向倾倒的方式,用于操作与动臂4对应的动臂缸7。即,当右操作杆26R向前后方向倾倒时,将动臂4的动作设为操作对象。右操作杆26R利用从先导泵15吐出的工作油而将与向前后方向的操作内容相对应的先导压输出至二次侧。
往复阀32BL的两个入口端口分别连接于与动臂4的上升方向的操作(以下,称为“动臂上升操作”)对应的右操作杆26R的二次侧的先导管路及比例阀31BL的二次侧的先导管路,出口端口连接于控制阀175L的右侧的先导端口及控制阀175R的左侧的先导端口。
往复阀32BR的两个入口端口分别连接于与动臂4的下降方向的操作(以下,称为“动臂下降操作”)对应的右操作杆26R的二次侧的先导管路及比例阀31BR的二次侧的先导管路,出口端口连接于控制阀175R的右侧的先导端口。
即,右操作杆26R经由往复阀32BL、32BR而使与向前后方向的操作内容相对应的先导压作用于控制阀175L、175R的先导端口。具体而言,当进行了动臂上升操作时,右操作杆26R将与操作量相对应的先导压输出至往复阀32BL的其中一个入口端口,并且经由往复阀32BL使其作用于控制阀175L的右侧的先导端口及控制阀175R的左侧的先导端口。并且,当进行了动臂下降操作时,右操作杆26R将与操作量相对应的先导压输出至往复阀32BR的其中一个入口端口,并且经由往复阀32BR使其作用于控制阀175R的右侧的先导端口。
比例阀31BL根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言,比例阀31BL利用从先导泵15吐出的工作油而将与从控制器30输入的控制电流相对应的先导压输出至往复阀32BL的另一个入口端口。由此,比例阀31BL经由往复阀32BL能够调整作用于控制阀175L的右侧的先导端口及控制阀175R的左侧的先导端口的先导压。
比例阀31BR根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言,比例阀31BR利用从先导泵15吐出的工作油而将与从控制器30输入的控制电流相对应的先导压输出至往复阀32BR的另一个入口端口。由此,比例阀31BR经由往复阀32BR能够调整作用于控制阀175R的右侧的先导端口的先导压。
即,比例阀31BL、31BR能够以不依赖于右操作杆26R的操作状态而能够使控制阀175L、175R停止在任意的阀位置上的方式调整输出至二次侧的先导压。
减压用比例阀33BL根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言,当未输入来自控制器30的控制电流时,减压用比例阀33BL将与右操作杆26R的动臂上升操作对应的先导压直接输出至二次侧。另一方面,当输入来自控制器30的控制电流时,减压用比例阀33BL将与右操作杆26R的动臂上升操作对应的二次侧的先导管路的先导压减压至与控制电流相对应的程度,并且将已减压的先导压输出至往复阀32BL的其中一个入口端口。由此,即使在利用右操作杆26R正在进行动臂上升操作的情况下,减压用比例阀33BL也能够根据需要强制性地抑制或停止与动臂上升操作对应的动臂缸7的动作。并且,当利用右操作杆26R正在进行动臂上升操作的情况下,减压用比例阀33BL也能够使作用于往复阀32BL的其中一个入口端口的先导压低于从比例阀31BL作用于往复阀32BL的另一个入口端口的先导压。因此,控制器30能够控制比例阀31BL及减压用比例阀33BL使所期望的先导压可靠地作用于控制阀175L、175R的动臂上升侧的先导端口。
减压用比例阀33BR根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言,当未输入来自控制器30的控制电流时,减压用比例阀33BR将与右操作杆26R的动臂下降操作对应的先导压直接输出至二次侧。另一方面,当输入来自控制器30的控制电流时,减压用比例阀33BR将与右操作杆26R的动臂下降操作对应的二次侧的先导管路的先导压减压至与控制电流相对应的程度,并且将已减压的先导压输出至往复阀32BR的其中一个入口端口。由此,即使在利用右操作杆26R正在进行动臂下降操作的情况下,减压用比例阀33BR也能够根据需要强制性地抑制或停止与动臂下降操作对应的动臂缸7的动作。并且,即使在利用右操作杆26R正在进行动臂下降操作的情况下,减压用比例阀33BR也能够使作用于往复阀32BR的其中一个入口端口的先导压低于从比例阀31BR作用于往复阀32BR的另一个入口端口的先导压。因此,控制器30能够控制比例阀31BR及减压用比例阀33BR使所期望的先导压可靠地作用于控制阀175L、175R的动臂下降侧的先导端口。
如此,减压用比例阀33BL、33BR能够强制性地抑制或停止与右操作杆26R的向前后方向的操作状态对应的动臂缸7的动作。并且,减压用比例阀33BL、33BR能够以降低作用于往复阀32BL、32BR的其中一个入口端口的先导压,从而使比例阀31BL、31BR的先导压通过往复阀32BL、32BR可靠地作用于控制阀175L、175R的先导端口的方式进行辅助。
另外,控制器30也可以控制比例阀31BR来代替控制减压用比例阀33BL,由此强制性地抑制或停止与右操作杆26R的动臂上升操作对应的动臂缸7的动作。例如,当利用右操作杆26R进行动臂上升操作时,控制器30可以控制比例阀31BR,从而使规定的先导压从比例阀31BR经由往复阀32BR作用于控制阀175L、175R的动臂下降侧的先导端口。由此,以与从右操作杆26R经由往复阀32BL作用于控制阀175L、175R的动臂上升侧的先导端口的先导压抵抗的方式,先导压作用于控制阀175L、175R的动臂下降侧的先导端口。因此,控制器30能够使控制阀175L、175R强制性地接近中性位置而抑制或停止与右操作杆26R的动臂上升操作对应的动臂缸7的动作。同样地,控制器30也可以控制比例阀31BL来代替控制减压用比例阀33BR,由此强制性地抑制或停止与右操作杆26R的动臂下降操作对应的动臂缸7的动作。
操作压力传感器29RA以压力(操作压力)的形式检测操作人员对右操作杆26R的向前后方向的操作内容,与检测到的压力对应的检测信号输入于控制器30。由此,控制器30能够掌握对右操作杆26R的向前后方向的操作内容。
控制器30与操作人员对右操作杆26R的动臂上升操作无关地,能够将从先导泵15吐出的工作油经由比例阀31BL及往复阀32BL供给至控制阀175L的右侧的先导端口及控制阀175R的左侧的先导端口。并且,控制器30与操作人员对右操作杆26R的动臂下降操作无关地,能够将从先导泵15吐出的工作油经由比例阀31BR及往复阀32BR供给至控制阀175R的右侧的先导端口。即,控制器30自动控制动臂4的升降动作,从而能够实现挖土机100的自动运行功能或远程操作功能等。
如图4C所示,右操作杆26R供操作人员以向左右方向倾倒的方式,用于操作与铲斗6对应的铲斗缸9。即,右操作杆26R向左右方向倾倒时,将铲斗6的动作设为操作对象。右操作杆26R利用从先导泵15吐出的工作油而将与向左右方向的操作内容相对应的先导压输出至二次侧。
往复阀32CL的两个入口端口分别连接于与铲斗6的闭合方向的操作(以下,称为“铲斗闭合操作”)对应的右操作杆26R的二次侧的先导管路及比例阀31CL的二次侧的先导管路,出口端口连接于控制阀174的左侧的先导端口。
往复阀32CR的两个入口端口分别连接于与铲斗6的打开方向的操作(以下,称为“铲斗打开操作”)对应的右操作杆26R的二次侧的先导管路及比例阀31CR的二次侧的先导管路,出口端口连接于控制阀174的右侧的先导端口。
即,右操作杆26R经由往复阀32CL、32CR使与向左右方向的操作内容相对应的先导压作用于控制阀174的先导端口。具体而言,当进行了铲斗闭合操作时,右操作杆26R将与操作量相对应的先导压输出至往复阀32CL的其中一个入口端口,并且经由往复阀32CL使其作用于控制阀174的左侧的先导端口。并且,当进行了铲斗打开操作时,右操作杆26R将与操作量相对应的先导压输出至往复阀32CR的其中一个入口端口,并且经由往复阀32CR使其作用于控制阀174的右侧的先导端口。
比例阀31CL根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言,比例阀31CL利用从先导泵15吐出的工作油而将与从控制器30输入的控制电流相对应的先导压输出至往复阀32CL的另一个先导端口。由此,比例阀31CL经由往复阀32CL能够调整作用于控制阀174的左侧的先导端口的先导压。
比例阀31CR根据控制器30所输出的控制电流而进行动作。具体而言,比例阀31CR利用从先导泵15吐出的工作油而将与从控制器30输入的控制电流相对应的先导压输出至往复阀32CR的另一个先导端口。由此,比例阀31CR经由往复阀32CR能够调整作用于控制阀174的右侧的先导端口的先导压。
即,比例阀31CL、31CR能够以不依赖于右操作杆26R的操作状态而能够使控制阀174停止在任意的阀位置上的方式调整输出至二次侧的先导压。
减压用比例阀33CL根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言,当未输入来自控制器30的控制电流时,减压用比例阀33CL将与右操作杆26R的铲斗闭合操作对应的先导压直接输出至二次侧。另一方面,当输入来自控制器30的控制电流时,减压用比例阀33CL将与右操作杆26R的铲斗闭合操作对应的二次侧的先导管路的先导压减压至与控制电流相对应的程度,并且将已减压的先导压输出至往复阀32CL的其中一个入口端口。由此,即使在利用右操作杆26R正在进行铲斗闭合操作的情况下,减压用比例阀33CL也能够根据需要强制性地抑制或停止与铲斗闭合操作对应的铲斗缸9的动作。并且,即使在利用右操作杆26R正在进行铲斗闭合操作的情况下,减压用比例阀33CL也能够使作用于往复阀32CL的其中一个入口端口的先导压低于从比例阀31CL作用于往复阀32CL的另一个入口端口的先导压。因此,控制器30能够控制比例阀31CL及减压用比例阀33CL,从而使所期望的先导压可靠地作用于控制阀174的铲斗闭合侧的先导端口。
减压用比例阀33CR根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言,当未输入来自控制器30的控制电流时,减压用比例阀33CR将与右操作杆26R的铲斗打开操作对应的先导压直接输出至二次侧。另一方面,当输入来自控制器30的控制电流时,减压用比例阀33CR将与右操作杆26R的铲斗打开操作对应的二次侧的先导管路的先导压减压至与控制电流相对应的程度,并且将已减压的先导压输出至往复阀32CR的其中一个入口端口。由此,即使在利用右操作杆26R正在进行铲斗打开操作的情况下,减压用比例阀33CR也能够根据需要强制性地抑制或停止与铲斗打开操作对应的铲斗缸9的动作。并且,即使在利用右操作杆26R正在进行铲斗打开操作的情况下,减压用比例阀33CR也能够使作用于往复阀32CR的其中一个入口端口的先导压低于从比例阀31CR作用于往复阀32CR的另一个入口端口的先导压。因此,控制器30能够控制比例阀31CR及减压用比例阀33CR使所期望的先导压可靠地作用于控制阀174的铲斗打开侧的先导端口。
如此,减压用比例阀33CL、33CR能够强制性地抑制或停止与右操作杆26R的向左右方向的操作状态对应的铲斗缸9的动作。并且,减压用比例阀33CL、33CR能够以降低作用于往复阀32CL、32CR的其中一个入口端口的先导压,从而使比例阀31CL、31CR的先导压通过往复阀32CL、32CR可靠地作用于控制阀174的先导端口的方式进行辅助。
另外,控制器30也可以控制比例阀31CR来代替控制减压用比例阀33CL,由此强制性地抑制或停止与右操作杆26R的铲斗闭合操作对应的铲斗缸9的动作。例如,当利用右操作杆26R进行铲斗闭合操作时,控制器30可以控制比例阀31CR,从而使规定的先导压从比例阀31CR经由往复阀32CR作用于控制阀174的铲斗打开侧的先导端口。由此,以与从右操作杆26R经由往复阀32CL作用于控制阀174的铲斗闭合侧的先导端口的先导压抵抗的方式,先导压作用于控制阀174的铲斗打开侧的先导端口。因此,控制器30能够使控制阀174强制性地接近中性位置而抑制或停止与右操作杆26R的铲斗闭合操作对应的铲斗缸9的动作。同样地,控制器30也可以控制比例阀31CL来代替控制减压用比例阀33CR,由此强制性地抑制或停止与右操作杆26R的铲斗打开操作对应的铲斗缸9的动作。
操作压力传感器29RB以压力(操作压力)的形式检测操作人员对右操作杆26R的向左右方向的操作内容,与检测到的压力对应的检测信号输入于控制器30。由此,控制器30能够掌握右操作杆26R的向左右方向的操作内容。
控制器30与操作人员对右操作杆26R的铲斗闭合操作无关地,能够将从先导泵15吐出的工作油经由比例阀31CL及往复阀32CL供给至控制阀174的左侧的先导端口。并且,控制器30与操作人员对右操作杆26R的铲斗打开操作无关地,能够将从先导泵15吐出的工作油经由比例阀31CR及往复阀32CR供给至控制阀174的右侧的先导端口。即,控制器30自动控制铲斗6的开闭动作,从而能够实现挖土机100的自动运行功能或远程操作功能等。
并且,例如,如图4D所示,左操作杆26L供操作人员以向左右方向倾倒的方式,用于操作与上部回转体3(回转机构2)对应的回转液压马达2A。即,当左操作杆26L向左右方向倾倒时,将上部回转体3的回转动作设为操作对象。左操作杆26L利用从先导泵15吐出的工作油而将与向左右方向的操作内容相对应的先导压输出至二次侧。
往复阀32DL的两个入口端口分别连接于与上部回转体3的左方向的回转操作(以下,称为“左回转操作”)对应的左操作杆26L的二次侧的先导管路及比例阀31DL的二次侧的先导管路,出口端口连接于控制阀173的左侧的先导端口。
往复阀32DR的两个入口端口分别连接于与上部回转体3的右方向的回转操作(以下,称为“右回转操作”)对应的左操作杆26L的二次侧的先导管路及比例阀31DR的二次侧的先导管路,出口端口连接于控制阀173的右侧的先导端口。
即,左操作杆26L经由往复阀32DL、32DR使与向左右方向的操作内容相对应的先导压作用于控制阀173的先导端口。具体而言,当进行了左回转操作时,左操作杆26L将与操作量相对应的先导压输出至往复阀32DL的其中一个入口端口,并且经由往复阀32DL使其作用于控制阀173的左侧的先导端口。并且,当进行右回转操作时,左操作杆26L将与操作量相对应的先导压输出至往复阀32DR的其中一个入口端口,并且经由往复阀32DR使其作用于控制阀173的右侧的先导端口。
比例阀31DL根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言,比例阀31DL利用从先导泵15吐出的工作油而将与从控制器30输入的控制电流相对应的先导压输出至往复阀32DL的另一个先导端口。由此,比例阀31DL能够调整经由往复阀32DL作用于控制阀173的左侧的先导端口的先导压。
比例阀31DR根据控制器30所输出的控制电流进行动作。具体而言,比例阀31DR利用从先导泵15吐出的工作油而将与从控制器30输入的控制电流相对应的先导压输出至往复阀32DR的另一个先导端口。由此,比例阀31DR能够调整经由往复阀32DR作用于控制阀173的右侧的先导端口的先导压。
即,比例阀31DL、31DR能够以不依赖于左操作杆26L的操作状态而能够使控制阀173停止在任意的阀位置上的方式调整输出至二次侧的先导压。
减压用比例阀33DL根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言,当未输入来自控制器30的控制电流时,减压用比例阀33DL将与左操作杆26L的左回转操作对应的先导压直接输出至二次侧。另一方面,当输入来自控制器30的控制电流时,减压用比例阀33DL将与左操作杆26L的左回转操作对应的二次侧的先导管路的先导压减压至与控制电流相对应的程度,并且将已减压的先导压输出至往复阀32DL的其中一个入口端口。由此,即使在利用左操作杆26L进行左回转操作的情况下,减压用比例阀33DL也能够根据需要强制性地抑制或停止与左回转操作对应的回转液压马达2A的动作。并且,当利用左操作杆26L进行左回转操作的情况下,减压用比例阀33DL也能够使作用于往复阀32DL的其中一个入口端口的先导压低于从比例阀31DL作用于往复阀32DL的另一个入口端口的先导压。因此,控制器30能够控制比例阀31DL及减压用比例阀33DL并且使所期望的先导压可靠地作用于控制阀173的左回转侧的先导端口。
减压用比例阀33DR根据从控制器30输入的控制电流而进行动作。具体而言,当未输入来自控制器30的控制电流时,减压用比例阀33DR将与左操作杆26L的右回转操作对应的先导压直接输出至二次侧。另一方面,当输入来自控制器30的控制电流时,减压用比例阀33DR将与左操作杆26L的右回转操作对应的二次侧的先导管路的先导压减压至与控制电流相对应的程度,并且将已减压的先导压输出至往复阀32DR的其中一个入口端口。由此,即使在利用左操作杆26L进行右回转操作的情况下,减压用比例阀33DR也能够根据需要强制性地抑制或停止与右回转操作对应的回转液压马达2A的动作。并且,即使在利用左操作杆26L进行右回转操作的情况下,减压用比例阀33DR也能够使作用于往复阀32DR的其中一个入口端口的先导压低于从比例阀31DR作用于往复阀32DR的另一个入口端口的先导压。因此,控制器30能够控制比例阀31DR及减压用比例阀33DR并且使所期望的先导压可靠地作用于控制阀173的右回转侧的先导端口。
如此,减压用比例阀33DL、33DR能够强制性地抑制或停止与左操作杆26L的向左右方向的操作状态对应的回转液压马达2A的动作。并且,减压用比例阀33DL、33DR能够以降低作用于往复阀32DL、32DR的其中一个入口端口的先导压并且使比例阀31DL、31DR的先导压通过往复阀32DL、32DR可靠地作用于控制阀173的先导端口的方式进行辅助。
另外,控制器30也可以控制比例阀31DR来代替控制减压用比例阀33DL,由此强制性地抑制或停止与左操作杆26L的左回转操作对应的回转液压马达2A的动作。例如,当利用左操作杆26L进行左回转操作时,控制器30可以控制比例阀31DR并且使规定的先导压从比例阀31DR经由往复阀32DR作用于控制阀173的右回转侧的先导端口。由此,以与从左操作杆26L经由往复阀32DL作用于控制阀173的左回转侧的先导端口的先导压抵抗的方式,先导压作用于控制阀173的右回转侧的先导端口。因此,控制器30能够使控制阀173强制性地接近中性位置而抑制或停止与左操作杆26L的左回转操作对应的回转液压马达2A的动作。同样地,控制器30也可以控制比例阀31DL来代替控制减压用比例阀33DR,由此强制性地抑制或停止与左操作杆26L的右回转操作对应的回转液压马达2A的动作。
操作压力传感器29LB以压力来检测由操作人员对左操作杆26L的操作状态,与检测到的压力对应的检测信号输入于控制器30。由此,控制器30能够掌握对左操作杆26L的向左右方向的操作内容。
控制器30与由操作人员对左操作杆26L的左回转操作无关地,能够将从先导泵15吐出的工作油经由比例阀31DL及往复阀32DL供给至控制阀173的左侧的先导端口。并且,控制器30与由操作人员对左操作杆26L的右回转操作无关地,能够将从先导泵15吐出的工作油经由比例阀31DR及往复阀32DR供给至控制阀173的右侧的先导端口。即,控制器30自动控制上部回转体3的向左右方向的回转动作,从而能够实现挖土机100的自动运行功能或远程操作功能等。
另外,关于下部行走体1,与动臂4、斗杆5、铲斗6及上部回转体3同样地,也可以采用由控制器30能够进行自动控制的结构。此时,例如,可以在左行走杆26DL及右行走杆26DR各自与控制阀171、172之间的二次侧的先导管路中设置往复阀32,并且设置与该往复阀32连接且由控制器30能够进行控制的比例阀31。由此,控制器30通过对该比例阀31输出控制电流,自动控制下部行走体1的行走动作,从而能够实现挖土机100的自动运行功能或远程操作功能等。
接着,本实施方式所涉及的挖土机100的控制系统包括控制器30、空间识别装置70、朝向检测装置71、输入装置72、定位装置73、显示装置D1、声音输出装置D2、动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、机体倾斜传感器S4及回转状态传感器S5。
如上所述,控制器30进行与挖土机100相关的控制。
例如,控制器30根据通过操作人员等对输入装置72的规定操作而预先设定的工作模式等,设定目标转速,并进行使发动机11恒定旋转的驱动控制。
并且,例如,控制器30根据需要对调节器13输出控制指令,并改变主泵14的吐出量。
并且,例如,当操作装置26为电气式时,如上所述,控制器30可以控制比例阀31,并实现与操作装置26的操作内容相对应的液压致动器的动作。
并且,例如,控制器30可以使用比例阀31来实现挖土机100的远程操作。具体而言,控制器30可以将与由从外部装置接收的远程操作信号指定的远程操作的内容对应的控制指令输出至比例阀31。而且,比例阀31可以使用从先导泵15供给的工作油,输出与来自控制器30的控制指令对应的先导压,并使该先导压作用于控制阀17内的所对应的控制阀的先导端口。由此,远程操作的内容反映到控制阀17的动作,通过液压致动器可实现按照远程操作的内容的各种动作要件(被驱动要件)的动作。
并且,例如,控制器30进行与周边监视功能相关的控制。在周边监视功能中,根据通过空间识别装置70获取的信息,监视监视对象的物体向挖土机100周围的规定范围(以下,称为“监视范围”)内的进入。监视对象的物体向监视范围内的进入的判断处理可以通过空间识别装置70来进行,也可以通过空间识别装置70的外部(例如,控制器30)来进行。监视对象的物体中例如可以包括人、卡车、其他施工机械、电柱、吊装货物、标志塔及建筑物等。
并且,例如,控制器30进行与物体检测通知功能相关的控制。在物体检测通知功能中,当通过周边监视功能判断为在监视范围内存在监视对象的物体时,对操纵室10内的操作人员或挖土机100的周围通知监视对象的物体的存在。控制器30例如可以使用显示装置D1或声音输出装置D2来实现物体检测通知功能。
并且,例如,控制器30进行与动作限制功能相关的控制。在动作限制功能中,例如,当通过周边监视功能判断为在监视对象内存在监视对象的物体时,限制挖土机100的动作。以下,以监视对象的物体是人的情况为中心进行说明。
控制器30可以是如下方式,例如,在致动器进行动作之前,当根据空间识别装置70的获取信息,判断为自挖土机100起规定范围内(监视范围内)存在人等监视对象的物体时,即便操作人员操作操作装置26,将致动器设为不能进行动作,或限制为微速状态下的动作。具体而言,当判断为在监视范围内存在人时,控制器30通过使门锁阀处于锁止状态而能够使致动器不能进行动作。在电气式的操作装置26的情况下,通过将从控制器30向操作用比例阀(比例阀31)的信号设为无效,能够使致动器不能进行动作。在其他方式的操作装置26中,在使用输出与来自控制器30的控制指令对应的先导压并且使该先导压作用于控制阀17内的所对应的控制阀的先导端口的操作用比例阀(比例阀31)的情况下也相同。当欲将致动器的动作设为微速时,通过将从控制器30向操作用比例阀(比例阀31)的控制信号限制为与相对较小的先导压对应的内容,能够使致动器的动作处于微速状态。如此,若判断为检测到的监视对象的物体存在于监视范围内,则即便操作操作装置26,致动器也不会驱动,或以小于与向操作装置26的操作输入对应的动作速度的动作速度(微速)来驱动。而且,在操作人员正在操作操作装置26的情况下,当判断为在监视范围内存在人等监视对象的物体时,也可以与操作人员的操作无关地,停止或减速致动器的动作。具体而言,当判断为在监视范围内存在人时,可以通过使门锁阀处于锁止状态而停止致动器。在使用输出与来自控制器30的控制指令对应的先导压并且使该先导压作用于控制阀内的所对应的控制阀的先导端口的操作用比例阀(比例阀31)的情况下,通过将从控制器30向操作用比例阀(比例阀31)的信号设为无效或对操作用比例阀(比例阀31)输出减速指令,能够使致动器不能进行动作或限制为微速状态的动作。并且,当检测到的监视对象的物体为卡车时,可以不实施与致动器的停止或减速相关的控制。例如,可以以避开检测到的卡车的方式控制致动器。如此,识别出检测到的物体的种类,并且可以根据该识别控制致动器。
空间识别装置70构成为识别存在于挖土机100周围的三维空间的物体,并且测量(运算)从空间识别装置70或挖土机100至识别出的物体为止的距离等位置关系。空间识别装置70例如可包括超声波传感器、毫米波雷达、单眼摄像机、立体摄像机、LIDAR(LightDetecting and Ranging:激光雷达)、距离图像传感器、红外线传感器等。在本实施方式中,空间识别装置70包括安装于操纵室10的上表面前端的前方识别传感器70F、安装于上部回转体3的上表面后端的后方识别传感器70B、安装于上部回转体3的上表面左端的左方识别传感器70L及安装于上部回转体3的上表面右端的右方识别传感器70R。并且,识别存在于上部回转体3上方空间的物体的上方识别传感器可以安装于挖土机100。
朝向检测装置71检测和上部回转体3的朝向与下部行走体1的朝向之间的相对关系相关的信息(例如,上部回转体3相对于下部行走体1的回转角度)。
朝向检测装置71例如可以包括安装于下部行走体1的地磁传感器与安装于上部回转体3的地磁传感器的组合。并且,朝向检测装置71也可以包括安装于下部行走体1的GNSS接收机与安装于上部回转体3的GNSS接收机的组合。并且,朝向检测装置71可以包括能够检测上部回转体3相对于下部行走体1的相对回转角度的旋转编码器、回转位置传感器等,即上述的回转状态传感器S5,例如,也可以安装于和实现下部行走体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。并且,朝向检测装置71也可以包括安装于上部回转体3的摄像机。此时,朝向检测装置71通过对安装于上部回转体3的摄像机所拍摄的图像(输入图像)实施已知的图像处理,检测输入图像中所包括的下部行走体1的图像。而且,朝向检测装置71可以通过利用已知的图像识别技术检测下部行走体1的图像,确定下部行走体1的长度方向,并且导出在上部回转体3的前后轴的方向与下部行走体1的长度方向之间形成的角度。此时,上部回转体3的前后轴的方向可由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通过检测履带1C的图像,能够确定下部行走体1的长度方向。
另外,当为上部回转体3代替回转液压马达2A而由电动机回转驱动的结构时,朝向检测装置71可以是分解器。
输入装置72设置于从就坐于操纵室10内的操作人员够得到的范围内,接收由操作人员进行的各种操作输入,将与操作输入相对应的信号输出至控制器30。例如,输入装置72可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。并且,例如,输入装置72可包括设置于显示装置D1周围的按扭开关、操纵杆及切换键等。并且,输入装置72可包括设置于操作装置26的旋钮开关(例如,设置于左操作杆26L的开关NS等)。与对输入装置72的操作内容对应的信号输入于控制器30。
开关NS例如为设置于左操作杆26L的前端的按扭开关。操作人员能够一边按压开关NS一边操作左操作杆26L。并且,开关NS可以设置于右操作杆26R,也可以设置于操纵室10内的其他位置。
定位装置73测量上部回转体3的位置及朝向。定位装置73例如为GNSS(GlobalNavigation Satellite System:全球导航卫星系统)罗盘,检测上部回转体3的位置及朝向,与上部回转体3的位置及朝向对应的检测信号输入于控制器30。并且,定位装置73的功能中的检测上部回转体3的朝向的功能也可以由安装于上部回转体3的方位传感器来代替。
显示装置D1设置于操纵室10内就坐的操作人员容易视觉辨认的位置上,在基于控制器30的控制下,显示各种信息图像。显示装置D1可以经由CAN(Controller AreaNetwork:控域网)等车载网络与控制器30连接,也可以经由一对一专用线与控制器30连接。
声音输出装置D2例如设置于操纵室10内,并且与控制器30连接,在基于控制器30的控制下,输出声音。声音输出装置D2例如为扬声器或蜂鸣器等。声音输出装置D2根据来自控制器30的声音输出指令而声音输出各种信息。
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的俯仰角度(以下,称为“动臂角度”),例如检测从侧面观察时连结动臂4两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、陀螺仪传感器(角速度传感器)、六轴传感器、IMU(Inertial Measurement 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、机体倾斜传感器S4也相同。由动臂角度传感器S1检测的与动臂角度对应的检测信号输入于控制器30。
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的转动角度(以下,称为“斗杆角度”),例如检测从侧面观察时连结斗杆5两端的支点的直线相对于连结动臂4两端的支点的直线所成的角度。由斗杆角度传感器S2检测的与斗杆角度对应的检测信号输入于控制器30。
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的转动角度(以下,称为“铲斗角度”),例如检测从侧面观察时连结铲斗6的支点与前端(铲尖)的直线相对于连结斗杆5两端的支点的直线所成的角度。由铲斗角度传感器S3检测的与铲斗角度对应的检测信号输入于控制器30。
机体倾斜传感器S4检测机体(例如,上部回转体3)相对于水平面的倾斜状态。机体倾斜传感器S4例如安装于上部回转体3,检测挖土机100(即,上部回转体3)围绕前后方向及左右方向的两个轴的倾斜角度(以下,称为“前后倾斜角”及“左右倾斜角”)。机体倾斜传感器S4例如可以包括加速度传感器、陀螺仪传感器(角速度传感器)、六轴传感器及IMU等。由机体倾斜传感器S4检测的与倾斜角度(前后倾斜角及左右倾斜角)对应的检测信号输入于控制器30。
回转状态传感器S5安装于上部回转体3,输出与上部回转体3的回转状态相关的检测信息。回转状态传感器S5例如检测上部回转体3的回转角速度或回转角度。回转状态传感器S5例如包括陀螺仪传感器、分解器及旋转编码器等。
另外,当在机体倾斜传感器S4中包括能够检测围绕三轴的角速度的陀螺仪传感器、六轴传感器、IMU等时,也可以根据机体倾斜传感器S4的检测信号检测上部回转体3的回转状态(例如,回转角速度)。此时,能够省略回转状态传感器S5。
[挖土机的设备引导功能及设备控制功能的概要]
接着,参考图5对挖土机的设备引导功能及设备控制功能的概要进行说明。
图5是表示挖土机100的与设备引导功能及设备控制功能相关的结构的一例的框图。
控制器30例如执行引导(guide)操作人员对挖土机100的手动操作的与设备引导功能相关的挖土机100的控制。
控制器30例如将目标施工面(设计面的一例)与附属装置AT的前端部,具体而言端接附件的工作部位之间的距离等工作信息通过显示装置D1或声音输出装置D2等传递至操作人员。具体而言,控制器30从动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、机体倾斜传感器S4、回转状态传感器S5、空间识别装置70、定位装置V1及输入装置72等获取信息。而且,控制器30例如可以根据所获取的信息,计算铲斗6与目标施工面之间的距离,并通过显示于显示装置D1的图像或从声音输出装置D2输出的声音,对操作人员通知计算出的距离。与目标施工面相关的数据例如根据由操作人员通过输入装置72的设定输入,或通过从外部(例如,规定的管理服务器)下载,存储于内部存储器或与控制器30连接的外部存储装置等。与目标施工面相关的数据例如以基准坐标系来表述。基准坐标系例如为世界测地系统。世界测地系统为在地球的重心放置原点,在格林威治子午线与赤道的交点的方向上取X轴,在东经90度的方向上取Y轴,而且在北极的方向上取Z轴的三维直角XYZ坐标系。例如,操作人员可以将施工现场的任意的点设定为基准点,并通过输入装置72,根据与基准点的相对位置关系设定目标施工面。铲斗6的工作部位例如为铲斗6的铲尖、铲斗6的背面等。并且,作为端接附件,当代替铲斗6例如采用破碎器时,破碎器的前端部相当于工作部位。由此,控制器30通过显示装置D1、声音输出装置D2等,对操作人员通知工作信息,从而能够引导由操作人员通过操作装置26对挖土机100的操作。
并且,控制器30例如执行支援操作人员对挖土机100的手动操作,或使挖土机100自动地或自主地动作的与设备控制功能相关的挖土机100的控制。具体而言,控制器30构成为获取设定于附属装置的工作部位等的成为控制基准的位置(以下,简称为“控制基准”)所追随的轨道即目标轨道。在控制基准中,当如挖掘工作或碾压工作等存在端接附件可抵接的工作对象(例如,地面或后述的自卸车的货箱的沙土)时,可以设定端接附件的工作部位(例如,铲斗6的铲尖或背面等)。并且,在控制基准中,当如后述的动臂上升回转动作、排土动作及动臂下降回转动作等没有端接附件可抵接的工作对象的动作时,可以设定能够规定该动作中的端接附件的位置的任意的部位(例如,铲斗6的下端部或铲尖等)。例如,控制器30根据存储于内部或外部的可通信的非易失性存储装置的与目标施工面相关的数据,导出目标轨道。控制器30也可以根据空间识别装置70识别出的与挖土机100周围的地形相关的信息,导出目标轨道。并且,控制器30也可以从临时存储于内部的易失性存储装置的姿势检测装置(例如,动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3等)的过去的输出导出与铲斗6的铲尖等工作部位的过去的轨迹相关的信息,并根据该信息导出目标轨道。并且,控制器30也可以根据附属装置的规定部位的当前位置及与目标施工面相关的数据,导出目标轨道。
例如,当操作人员手动进行地面的挖掘操作或平整操作等时,控制器30使动臂4、斗杆5及铲斗6中的至少一个自动进行动作,以使目标施工面与铲斗6的前端位置具体而言铲斗6的铲尖或背面等工作部位一致。具体而言,若操作人员一边操作(按压)开关NS一边进行左操作杆26L中的前后方向的操作,则控制器30根据该操作使动臂4、斗杆5及铲斗6中的至少一个自动进行动作,以使目标施工面与铲斗6的前端位置一致。更具体而言,如上所述,控制器30控制比例阀31,并且使动臂4、斗杆5及铲斗6中的至少一个自动进行动作。由此,操作人员仅向前后方向操作左操作杆26L,便能够使挖土机100执行沿目标施工面的挖掘工作或平整工作等。
并且,例如,当规定条件(以下,称为“动臂上升回转开始条件”)成立时,控制器30根据由操作人员进行的回转操作,自动进行动臂4的上升动作等,使铲斗6沿规定的目标轨道移动。动臂上升回转开始条件是表示将容纳于铲斗6中的沙土等朝向停在规定位置上的自卸车移动的工作开始的条件。例如,如后述,动臂上升回转开始条件可以包括“在设备控制功能有效的状态下,即开关NS被按压的状态下,将左操作杆26L的操作方向从前后方向切换为左右方向”的条件。并且,例如,动臂上升回转开始条件也可以包括“在输入装置72中可包括的设置于左操作杆26L的前端部的规定的开关(以下,称为“动臂上升回转开始开关”)被按压的状态下,向左方向或右方向操作了左操作杆26L”的条件。并且,例如,动臂上升回转开始条件也可以包括“由附属装置进行的挖掘土量成为规定量以上”的条件。并且,例如,动臂上升回转开始条件也可以包括“由附属装置进行的规定的距离以上的挖掘已完成”。此时,控制器30例如根据由在空间识别装置70中可包括的单眼摄像机或立体摄像机拍摄的上部回转体3前方的图像,能够掌握由附属装置进行的挖掘土量或挖掘距离等。即,动臂上升回转开始条件例如为用于判断挖掘动作等挖土机100的一个动作是否已完成的条件。并且,当在动臂上升回转开始条件中包括多个如上所述的条件时,若所包括的多个条件中的任一个条件成立,则可以是动臂上升回转开始条件成立的方式,若所包括的多个条件中的两个以上的一部分或全部成立,则也可以是动臂上升回转开始条件成立的方式。以下,关于后述的排土开始条件及动臂下降回转开始条件等也相同。具体而言,若操作人员向左方向或右方向操作左操作杆26L,则控制器30根据该操作使上部回转体3及附属装置AT中的至少动臂4自动进行动作,以使目标轨道与铲斗6的成为控制基准的部位(例如,铲斗6的下端部等)一致。更具体而言,如上所述,控制器30控制比例阀31,并且使上部回转体3及动臂4等自动进行动作。由此,操作人员仅向左右方向操作左操作杆26L,便能够使挖土机100进行将容纳于铲斗6中的沙土等移动至自卸车的动臂上升回转动作。
并且,例如,当规定条件(以下,称为“排土开始条件”)成立时,控制器30根据铲斗6的打开操作,自动进行斗杆5的打开动作等,并且朝向自卸车排出容纳于铲斗6中的沙土等。排土开始条件是表示对自卸车排出容纳于铲斗6中的沙土等的工作开始的条件。例如,如后述,排土开始条件可以包括“在设备控制功能有效的状态下,即开关NS被按压的状态下,左操作杆26L从向左右方向被操作的状态切换为右操作杆26R向左右方向(具体而言,与铲斗6的打开操作对应的左方向)被操作的状态”的条件。并且,例如,排土开始条件也可以包括“在输入装置72中可包括的设置于右操作杆26R的前端部的规定的开关(以下,称为“排土开始开关”)被按压的状态下,右操作杆26R向左方向(铲斗6的闭合操作)或右方向(铲斗6的打开操作)被操作”的条件。并且,例如,排土开始条件也可以包括“铲斗6已到达自卸车上方的规定的部位(例如,目标轨道的终点等)”的条件。此时,也可以在每次进行排土时变更排土开始条件中的“规定的部位(目标轨道的终点)”。具体而言,若操作人员向右方向操作右操作杆26R,则控制器30根据该操作进行铲斗6的打开动作及斗杆5的打开动作等,以使铲斗6内的沙土等排出至自卸车的货箱中的规定的目标位置。更具体而言,如上所述,控制器30控制比例阀31,并且使斗杆5及铲斗6等自动进行动作。由此,操作人员仅向左右方向(具体而言,右方向)操作右操作杆26R,便能够使容纳于铲斗6中的沙土等排出至自卸车的货箱。
并且,例如,当规定条件(以下,称为“动臂下降回转开始条件”)成立时,控制器30根据由操作人员进行的回转操作,自动进行动臂4的下降动作等,并且使铲斗6沿规定的目标轨道移动。动臂下降回转开始条件是表示在自卸车的货箱中排出铲斗6的沙土等之后,使附属装置AT回转移动至用于进行挖掘工作等的初始位置的工作开始的条件。例如,如后述,动臂下降回转开始条件可以包括“右操作杆26R从向左右方向(具体而言,右方向)被操作的状态切换为左操作杆26L向左右方向被操作的状态”的条件。并且,例如,动臂下降回转开始条件也可以包括“在输入装置72中可包括的设置于左操作杆26L的前端部的规定的开关(以下,称为“动臂下降回转开始开关”)被按压的状态下,左操作杆26L向左方向或右方向被操作”的条件。并且,例如,动臂下降回转开始条件也可以包括“已无从铲斗6掉落于自卸车的货箱的沙土”的条件。此时,控制器30例如根据由空间识别装置70中可包括的单眼摄像机或立体摄像机拍摄的上部回转体3前方的图像,能够掌握铲斗6内的沙土等的量。具体而言,若操作人员向左方向或右方向操作左操作杆26L,则控制器30根据该操作使上部回转体3及附属装置AT中的至少动臂4自动进行动作,以使目标轨道与铲斗6的成为控制基准的部位一致。更具体而言,如上所述,控制器30控制比例阀31,并且使上部回转体3及动臂4等自动进行动作。由此,操作人员仅向左右方向操作左操作杆26L,便能够在将容纳于铲斗6中的沙土等排出至自卸车的货箱之后,使挖土机100进行将附属装置AT移动至用于进行挖掘工作等的初始位置的动臂下降回转动作。
并且,控制器30也可以在挖土机100进行动臂下降回转动作之前,例如当规定条件(以下,称为“平整动作开始条件”)成立时,根据操作人员的与附属装置相关的操作,自动进行用于平整搭载于自卸车的货箱的沙土等的动作(以下,称为“平整动作”),并且使铲斗6沿规定的目标轨道移动。平整动作开始条件是表示在自卸车的货箱中排出铲斗6的沙土等之后平整动作开始的条件。例如,平整动作开始条件可以包括“已无从铲斗6掉落于自卸车的货箱的沙土”的条件。并且,例如,平整动作开始条件也可以包括“在自卸车的货箱的上方存在铲斗6的状态下,进行了与斗杆5相关的操作(即,左操作杆26L向前后方向被操作)”的条件。此时,控制器30可以根据预先规定且存储于内部或外部的可通信的非易失性存储装置的自卸车的货箱的形状,生成目标轨道。
并且,控制器30也可以在挖土机100进行动臂下降回转动作之后,例如当规定条件(以下,称为“挖掘开始条件”)成立时,根据操作人员的与附属装置相关的操作,自动进行挖掘动作,并且使铲斗6沿规定的目标轨道移动。挖掘开始条件是表示在挖土机100进行动臂下降回转动作之后挖掘动作开始的条件。例如,挖掘开始条件可以包括“在铲斗6位于目标施工面上方的状态下,进行了与斗杆5相关的操作(即,左操作杆26L向前后方向被操作)”的条件。
如此,当规定条件即相当于“通过规定的操作部(例如,操作装置26)开始操作了尚未操作的操作对象”的条件成立时,控制器30根据操作对象的动作,使挖土机100自动进行规定的动作,并且使附属装置的规定的部位沿目标轨道移动。
以下,以当在开关NS被按压操作的状态下对左操作杆26L及右操作杆26R进行了操作时设备控制功能有效为前提进行说明。
[挖土机的设备控制功能的一例]
接着,参考图6~图8对本实施方式所涉及的挖土机100的设备控制功能的一例进行详细说明。
<挖土机的与设备控制功能相关的结构>
参考图6(图6A~图6C)对与挖土机100的设备控制功能的一例相关的详细结构进行说明。
图6(图6A~图6C)是表示本实施方式所涉及的挖土机100的与设备控制功能相关的详细结构的一例的功能框图。具体而言,图6A、图6B是表示挖土机100的与半自动运行功能相关的详细结构的功能框图,图6C是表示挖土机100的与自主运行功能相关的详细结构的功能框图。图6B中所记载的结构部分在半自动运行功能及自主运行功能这两者的情况下相同,因此省略挖土机100的与自主运行功能对应的该结构部分的图示,适当援用图6B而对挖土机100的自主运行功能进行说明。
如图6A、图6B所示,实现挖土机100的半自动运行功能的控制器30作为与设备控制功能相关的功能部,包括操作内容获取部3001、目标施工面获取部3002、目标轨道设定部3003、当前位置计算部3004、目标位置计算部3005、铲斗形状获取部3006、主要件设定部3007、控制基准设定部3008、动作指令生成部3009、先导指令生成部3010及姿势角度计算部3011。例如,当开关NS被按压操作时,这些功能部3001~3011按照规定的控制周期重复执行后述的动作。
并且,如图6B、图6C所示,实现挖土机100的自主运行功能的控制器30作为与设备控制功能相关的功能部,包括工作内容获取部3001A、目标施工面获取部3002、目标轨道设定部3003、当前位置计算部3004、目标位置计算部3005、铲斗形状获取部3006、主要件设定部3007、控制基准设定部3008、动作指令生成部3009、先导指令生成部3010及姿势角度计算部3011。例如,当自主运行功能有效时,这些功能部3001A、3002~3011按照规定的控制周期重复执行后述的动作。
即,当实现挖土机100的自主运行功能时(图6C),控制器30代替操作内容获取部3001而包括工作内容获取部3001A,在这一点上与实现挖土机100的半自动运行功能的情况(图6A)不同。
操作内容获取部3001根据从操作压力传感器29LA输入的检测信号,获取左操作杆26L中的与前后方向的倾倒操作相关的操作内容。例如,操作内容获取部3001作为操作内容,获取(计算)操作方向(是前方向还是后方向)及操作量。并且,当挖土机100被远程操作时,也可以根据从外部装置接收的远程操作信号的内容,实现挖土机100的半自动运行功能。此时,操作内容获取部3001根据从外部装置接收的远程操作信号,获取与远程操作相关的操作内容。
另一方面,工作内容获取部3001A通过搭载于挖土机100的通信装置T1,从规定的外部装置(例如,后述的支援装置200或管理装置300等)获取与挖土机100需执行的工作内容相关的信息(以下,称为“工作内容信息”)。工作内容信息中例如包括挖土机100所进行的规定的工作的内容、构成规定的工作的动作的内容、与规定的工作相关的动作条件及工作开始的触发条件等。规定的工作中例如可以包括挖掘工作、装载工作及平整地面工作等。例如,当规定的工作为挖掘工作时,构成规定的工作的动作中包括挖掘动作、动臂上升回转动作、排土动作及动臂下降回转动作等。例如,当规定的工作为挖掘工作时,动作条件中包括与挖掘深度及挖掘长度等相关的条件。工作内容获取部3001A根据所获取的工作内容信息,输出与挖土机100的动作要件(致动器)相关的操作指令。
目标施工面获取部3002例如从内部存储器或规定的外部存储装置等获取与目标施工面相关的数据。
目标轨道设定部3003根据与目标施工面相关的数据,设定用于使附属装置AT的前端部具体而言端接附件的成为控制基准的规定部位(例如,铲斗6的铲尖或背面等)沿目标施工面移动的附属装置AT的前端部的与目标轨道相关的信息。例如,目标轨道设定部3003作为与目标轨道相关的信息,可以设定以挖土机100的机体(上部回转体3)为基准的向目标施工面的前后方向的倾斜角度。并且,在目标轨道中也可以设定可许可的误差的范围(以下,称为“许可误差范围”)。此时,与目标轨道相关的信息中也可以包括与许可误差范围相关的信息。
当前位置计算部3004计算附属装置AT中的控制基准(例如,铲斗6的作为工作部位的铲尖或背面等)的位置(当前位置)。具体而言,当前位置计算部3004可以根据通过后述的姿势角度计算部3011计算的动臂角度θ1、斗杆角度θ2及铲斗角度θ3,计算附属装置AT的控制基准的(当前)位置。
目标位置计算部3005在挖土机100的半自动运行功能中,根据操作人员的操作输入(例如,左操作杆26L中的前后方向的操作)的内容、与所设定的目标轨道相关的信息及附属装置AT中的控制基准(工作部位)的当前位置,计算附属装置AT的前端部(控制基准)的目标位置。操作内容中例如包括操作方向及操作量。当假设斗杆5根据由操作人员进行的操作输入中的操作方向及操作量而进行动作时,该目标位置为在这次的控制周期中需设为到达目标的目标轨道(换言之,目标施工面)上的位置。目标位置计算部3005例如可以使用预先存储于非易失性内部存储器等的映射图或运算式等,计算附属装置AT的前端部的目标位置。
并且,目标位置计算部3005在挖土机100的自主运行功能中,根据从工作内容获取部3001A输入的操作指令、与所设定的目标轨道相关的信息及附属装置AT中的控制基准(工作部位)的当前位置,计算附属装置AT的前端部(控制基准)的目标位置。由此,控制器30不依赖于操作人员的操作,能够自主控制挖土机100。
铲斗形状获取部3006例如从内部存储器或规定的外部存储装置等获取与预先登录的铲斗6的形状相关的数据。此时,铲斗形状获取部3006可以获取预先登录的与多个种类的铲斗6的形状相关的数据中与通过输入装置72的通过设定操作设定的种类的铲斗6的形状相关的数据。
主要件设定部3007设定构成附属装置AT的动作要件(驱动这些动作要件的致动器)中与操作人员的操作输入或操作指令对应而进行动作的动作要件(致动器)(以下,称为“主要件”)。以下,有时将根据操作人员的操作输入或与自主运行功能相关的操作指令而进行动作的动作要件及驱动该动作要件的致动器统称为主要件,或分别单独地称为主要件,关于后述的次要件也相同。并且,当将附属装置AT中的除斗杆5(斗杆缸8)以外即动臂4(动臂缸7)或铲斗6(铲斗缸9)设定为主要件时,主要件设定部3007对减压用比例阀33AL、33AR或切换阀输出将先导管路设为非连通状态的指令。由此,控制器30能够防止使左操作杆26L中的与前后操作对应的先导压经由往复阀32AL、32AR作用于与驱动斗杆5的斗杆缸8对应的控制阀176L、176R。关于由主要件设定部3007设定的具体的主要件的设定方法,将在后面叙述(参考图7A)。
控制基准设定部3008设定附属装置AT中的控制基准。例如,控制基准设定部3008可以根据由操作人员等通过输入装置72的操作,设定附属装置AT的控制基准。并且,例如,控制基准设定部3008也可以根据规定条件的成立,自动地设定变更附属装置AT的控制基准。关于由控制基准设定部3008设定的附属装置AT的控制基准的设定方法的详细内容,将在后面叙述(参考图7B)。
动作指令生成部3009根据附属装置AT中的控制基准的目标位置,生成与动臂4的动作相关的指令值(以下,称为“动臂指令值”)β1r、与斗杆5的动作相关的指令值(以下,称为“斗杆指令值”)β2r及与铲斗6的动作相关的指令值(“铲斗指令值”)β3r。例如,动臂指令值β1r、斗杆指令值β2r及铲斗指令值β3r分别为附属装置AT中的控制基准为了实现目标位置而所需的动臂4的角速度(以下,称为动臂角速度)、斗杆5的角速度(以下,称为“斗杆角速度”)及铲斗6的角速度(以下,称为“铲斗角速度”)。动作指令生成部3009包括主指令值生成部3009A及次指令值生成部3009B。
另外,动臂指令值、斗杆指令值及铲斗指令值也可以是附属装置AT中的控制基准实现了目标位置时的动臂角度、斗杆角度及铲斗角度。并且,动臂指令值、斗杆指令值及铲斗指令值也可以是附属装置AT中的控制基准为了实现目标位置而所需的角加速度等。
主指令值生成部3009A生成构成附属装置AT的动作要件(动臂4、斗杆5及铲斗6)中与主要件的动作相关的指令值(以下,称为“主指令值”)βm。例如,当由主要件设定部3007设定的主要件为动臂4(动臂缸7)时,主指令值生成部3009A作为主指令值βm,生成动臂指令值β1r,并输出至后述的动臂先导指令生成部3010A。并且,例如,当由主要件设定部3007设定的主要件为斗杆5(斗杆缸8)时,主指令值生成部3009A生成斗杆指令值β2r,并输出至斗杆先导指令生成部3010B。并且,例如,当由主要件设定部3007设定的主要件为铲斗6(铲斗缸9)时,主指令值生成部3009A作为主指令值βm,生成铲斗指令值β3r,并输出至铲斗先导指令生成部3010C。具体而言,主指令值生成部3009A生成与操作人员的操作或操作指令的内容(操作方向及操作量)对应的主指令值βm。例如,主指令值生成部3009A可以根据规定操作人员的操作或操作指令的内容分别与动臂指令值β1r、斗杆指令值β2r及铲斗指令值β3r之间的关系的规定的映射图或转换式等,生成作为主指令值的动臂指令值β1r、斗杆指令值β2r、铲斗指令值β3r
另外,关于挖土机100的半自动运行功能(图6A),当由操纵室10的操作人员操作左操作杆26L时,且主要件为斗杆5时,主指令值生成部3009A也可以不生成主指令值βm(斗杆指令值β2r)。这是因为,如上所述,当左操作杆26L向前后方向被操作时,与该操作内容对应的先导压经由往复阀32AL、32AR作用于与驱动斗杆5的斗杆缸8对应的控制阀176L、176R,斗杆5能够作为主要件进行动作。
次指令值生成部3009B生成构成附属装置AT的动作要件中对应(同步)于主要件的动作而以附属装置AT的控制基准沿目标施工面移动的方式进行动作的与次要件的动作相关的指令值(以下,称为“次指令值”)βs1、βs2。例如,当通过主要件设定部3007而将动臂4设定为主要件时,次指令值生成部3009B作为次指令值βs1、βs2,生成斗杆指令值β2r及铲斗指令值β3r,并分别输出至斗杆先导指令生成部3010B及铲斗先导指令生成部3010C。并且,例如,当通过主要件设定部3007而将斗杆5设定为主要件时,次指令值生成部3009B作为次指令值βs1、βs2,生成动臂指令值β1r及铲斗指令值β3r,并分别输出至动臂先导指令生成部3010A及铲斗先导指令生成部3010C。并且,当通过主要件设定部3007而将铲斗6设定为主要件时,次指令值生成部3009B作为次指令值βs1、βs2,生成动臂指令值β1r及斗杆指令值β2r,并分别输出至动臂先导指令生成部3010A及斗杆先导指令生成部3010B。具体而言,次指令值生成部3009B以对应(同步)于与主指令值βm对应的主要件的动作而次要件进行动作,并且使附属装置AT的控制基准能够实现目标位置的方式(即,沿目标施工面移动的方式),生成次指令值βs1、βs2。由此,控制器30对应(即,同步)于与操作人员的操作输入或操作指令对应的附属装置AT的主要件的动作,使附属装置AT的两个次要件进行动作,由此能够使附属装置AT的控制基准沿目标施工面移动。即,主要件(的液压致动器)与操作人员的操作输入或操作指令对应而进行动作,次要件(的液压致动器)以使铲斗6的铲尖等附属装置AT的前端部(控制基准)沿目标施工面移动的方式根据主要件(的液压致动器)的动作控制其动作。
先导指令生成部3010生成用于实现与动臂指令值β1r、斗杆指令值β2r及铲斗指令值β3r对应的动臂角速度、斗杆角速度及铲斗角速度的作用于控制阀174~176的先导压的指令值(以下,称为“先导压指令值”)。先导指令生成部3010包括动臂先导指令生成部3010A、斗杆先导指令生成部3010B及铲斗先导指令生成部3010C。
动臂先导指令生成部3010A根据动臂指令值β1r与由后述的动臂角度计算部3011A计算的当前的动臂角速度的计算值(测量值)之间的偏差,生成作用于与驱动动臂4的动臂缸7对应的控制阀175L、175R的先导压指令值。而且,动臂先导指令生成部3010A将与所生成的先导压指令值对应的控制电流输出至比例阀31BL、31BR。由此,如上所述,从比例阀31BL、31BR输出的与先导压指令值对应的先导压经由往复阀32BL、32BR作用于控制阀175L、175R的所对应的先导端口。而且,通过控制阀175L、175R的作用,动臂缸7进行动作,并且以实现与动臂指令值β1r对应的动臂角速度的方式动臂4进行动作。
斗杆先导指令生成部3010B根据斗杆指令值β2r与由后述的斗杆角度计算部3011B计算的当前的斗杆角速度的计算值(测量值)之间的偏差,生成与驱动斗杆5的斗杆缸8对应的控制阀176L、176R的先导压指令值。而且,斗杆先导指令生成部3010B将与所生成的先导压指令值对应的控制电流输出至比例阀31AL、31AR。由此,如上所述,从比例阀31AL、31AR输出的与先导压指令值对应的先导压经由往复阀32AL、32AR作用于控制阀176L、176R的所对应的先导端口。而且,通过控制阀176L、176R的作用,斗杆缸8进行动作,并且以实现与斗杆指令值β2r对应的斗杆角速度的方式斗杆5进行动作。
铲斗先导指令生成部3010C根据铲斗指令值β3r与由后述的铲斗角度计算部3011C计算的当前的铲斗角速度的计算值(测量值)之间的偏差,生成作用于与驱动铲斗6的铲斗缸9对应的控制阀174的先导压指令值。而且,铲斗先导指令生成部3010C将与所生成的先导压指令值对应的控制电流输出至比例阀31CL、31CR。由此,如上所述,从比例阀31CL、31CR输出的与先导压指令值对应的先导压经由往复阀32CL、32CR作用于控制阀174的所对应的先导端口。而且,通过控制阀174的作用,铲斗缸9进行动作,并且以实现与铲斗指令值β3r对应的铲斗角速度的方式铲斗6进行动作。
姿势角度计算部3011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的检测信号,计算(测量)(当前的)动臂角度、斗杆角度及铲斗角度以及动臂角速度、斗杆角速度及铲斗角速度。姿势角度计算部3011包括动臂角度计算部3011A、斗杆角度计算部3011B及铲斗角度计算部3011C。
动臂角度计算部3011A根据从动臂角度传感器S1输入的检测信号,计算(测量)动臂角度及动臂角速度等。由此,动臂先导指令生成部3010A根据动臂角度计算部3011A的测量结果,能够进行与动臂缸7的动作相关的反馈控制。
斗杆角度计算部3011B根据从斗杆角度传感器S2输入的检测信号,计算(测量)斗杆角度及斗杆角速度等。由此,斗杆先导指令生成部3010B根据斗杆角度计算部3011B的测量结果,能够进行与斗杆缸8的动作相关的反馈控制。
铲斗角度计算部3011C根据从铲斗角度传感器S3输入的检测信号,计算(测量)铲斗角度及铲斗角速度等。由此,铲斗先导指令生成部3010C根据铲斗角度计算部3011C的测量结果,能够进行与铲斗缸9的动作相关的反馈控制。
<挖土机的与设备控制功能相关的处理>
接着,参考图7(图7A~图7C)对与挖土机100的设备控制功能的一例相关的控制器30的处理流程进行说明。
图7A~图7C是概略地表示由本实施方式所涉及的挖土机100的控制器30进行的与设备控制功能相关的处理的一例的流程图。具体而言,图7A是概略地表示由本实施方式所涉及的挖土机100的控制器30(主要件设定部3007)进行的切换主要件的控制处理(以下,称为“主切换处理”)的一例的流程图。图7B是概略地表示由本实施方式所涉及的挖土机100的控制器30(控制基准设定部3008)进行的切换附属装置AT的控制基准的控制处理(以下,称为“控制基准切换处理”)的一例的流程图。图7C是概略地表示由本实施方式所涉及的挖土机100的控制器30(动作指令生成部3009)进行的使控制基准沿目标施工面移动的控制处理(以下,称为“仿形控制处理”)的一例的流程图。
<<主切换处理>>
当挖土机100的设备控制功能有效时,可以按照与上述控制周期对应的处理间隔重复执行图7A的流程图。以下,以若将设备控制功能从无效的状态切换为有效的状态,则作为初始设定(默认),在主要件中设定斗杆5为前提进行说明。
在步骤S102中,主要件设定部3007判定伴随附属装置AT中的控制基准(例如,铲斗6的铲尖或背面等)沿目标施工面的移动而附属装置AT的控制基准是否到达目标施工面上的角部、大曲率部或拐点部(以下,统称为“角部等”)。角部表示在俯视观察挖土机100时的附属装置相对于上部回转体3的延伸方向(以下,简称为“附属装置的延伸方向”)上目标施工面的倾斜不连续地变化的部分。并且,大曲率部表示在附属装置的延伸方向上目标施工面的曲率相对较大(具体而言,曲率超过了规定基准)的部分。并且,拐点部例如表示在附属装置的延伸方向上目标施工面弯曲的方向发生变化的部分(即,由附属装置AT的各连接件规定的二维平面上的拐点)。例如,主要件设定部3007可以判定附属装置AT的控制基准的当前位置是否已到达目标施工面的角部等。并且,主要件设定部3007也可以判定附属装置AT的控制基准的目标位置是否与目标施工面的角部等对应(即,附属装置AT的控制基准是否紧接着到达目标施工面的角部等)。以下,关于后述的图7B的步骤S202也相同。主要件设定部3007当附属装置AT的控制基准到达角部等时,转到步骤S104,在除此以外的情况下,转到步骤S110。
在步骤S104中,主要件设定部3007将铲斗6设定为主要件,并转到步骤S106。即,当在步骤S104中规定的规定条件(以下,称为“角部等到达条件”)成立时,控制器30将主要件从斗杆5切换为铲斗6。换言之,当角部等到达条件成立时,控制器30以与操作人员的操作输入或操作指令对应的方式代替与斗杆5对应的斗杆缸8(第1致动器的一例)而使与铲斗6对应的铲斗缸9(第2致动器的一例)进行动作。
在步骤S106中,主要件设定部3007判定使铲斗6的姿势与位于角部等的前方的目标施工面的部分(以下,称为“前方的目标施工面部分”)对齐的动作(以下,称为“铲斗姿势调整动作”)是否已结束。例如,主要件设定部3007可以根据由姿势角度计算部3011计算的当前的动臂角度、斗杆角度及铲斗角度和与目标施工面相关的数据,判定铲斗6的姿势与前方的目标施工面部分的相对姿势是否变得适当。并且,主要件设定部3007也可以通过从动作指令生成部3009获取表示铲斗姿势调整动作结束的通知,判定铲斗姿势调整动作是否已结束。关于后述的图7B的步骤S206也相同。主要件设定部3007当铲斗姿势调整动作已结束时,转到步骤S108,当尚未结束时,待机直至结束(例如,按照上述控制周期重复本步骤的处理)。
在步骤S108中,将主要件设定为斗杆5,并结束这次的处理。
另一方面,在步骤S110中,主要件设定部3007判定假设将斗杆5设为主要件而进行动作时动臂4及铲斗6是否能够与斗杆5的动作同步地进行动作。
例如,主要件设定部3007判定假设斗杆5与操作人员的操作输入或操作指令对应而进行动作时,附属装置AT的控制基准沿目标施工面移动所需的动臂4及铲斗6的角速度(以下,称为“所需角速度”)或角加速度(以下,称为“所需角加速度”)等是否处于超过规定的上限值的状态或存在超过的可能性的状态。这是因为,在附属装置AT的结构上,动臂4及铲斗6中存在可输出的角速度或角加速度的上限值。与动臂4相关的该上限值例如根据动臂角度或动臂4的动作方向(是上升方向还是下降方向)、发动机11的输出(发动机11的设定转速)等各种参数而可能会不同。同样地,与铲斗6相关的该上限值例如根据铲斗角度或铲斗6的动作方向(是打开方向还是闭合方向)、发动机11的输出等各种参数而可能会不同。因此,主要件设定部3007可以根据上述各种参数的当前值,使用预先规定的挖土机100的附属装置的力学模型等计算该上限值。并且,主要件设定部3007也可以使用预先规定的表示该上限值与上述各种参数之间的关系的映射图等计算该上限值。而且,主要件设定部3007可以根据与动臂4及铲斗6相关的所需角速度或所需角加速度和计算出的上限值的比较结果,判定动臂4及铲斗6是否能够与斗杆5的动作同步地进行动作。
主要件设定部3007当动臂4及铲斗6能够与斗杆5的动作同步地进行动作时,转到步骤S112,当动臂4及铲斗6中的至少一个无法与斗杆5的动作同步地进行动作时,转到步骤S114。
在步骤S112中,主要件设定部3007将斗杆5设定为主要件,并结束这次的处理。
另外,当斗杆5已设定为主要件时,主要件设定部3007可以维持该设定状态,也可以再次将主要件重新设定为斗杆5。
另一方面,在步骤S114中,主要件设定部3007判定在无法与斗杆5的动作同步地进行动作的动作要件中是否包括动臂4。主要件设定部3007当在无法与斗杆5的动作同步地进行动作的动作要件中包括动臂4时,转到步骤S116,当不包括时(即,只有铲斗6无法同步时),转到步骤S118。
在步骤S116中,主要件设定部3007将动臂4设定为主要件,并结束这次的处理。
另一方面,在步骤S118中,主要件设定部3007将铲斗6设定为主要件,并结束这次的处理。
即,当在步骤S110中规定的规定条件(以下,称为“不能同步条件”)成立时,控制器30将主要件从斗杆5切换为动臂4或铲斗6。换言之,当不能同步条件成立时,控制器30以与操作人员的操作输入或操作指令对应的方式,代替与斗杆5对应的斗杆缸8(第1致动器的一例)而使与动臂4对应的动臂缸7(第2致动器的一例)或与铲斗6对应的铲斗缸9(第2致动器的一例)进行动作。
<<控制基准切换处理>>
当挖土机100的设备控制功能有效时,可以按照与上述控制周期对应的处理间隔重复执行图7B的流程图。以下,以若设备控制功能从无效的状态切换为有效的状态,则作为控制基准的初始设定,设定通过输入装置72等用手动等预先设定的铲斗6的规定部位(例如,铲斗6的作为工作部位的铲尖或背面等)为前提进行说明。
在步骤S202中,控制基准设定部3008与图7A的步骤S102的情况同样地,判定伴随附属装置AT中的控制基准沿目标施工面的移动而附属装置AT的控制基准是否到达目标施工面上的角部等。控制基准设定部3008当附属装置AT的控制基准到达目标施工面的角部等时,转到步骤S204,在除此以外的情况下,转到步骤S210。
在步骤S204中,控制基准设定部3008将铲斗6的铲尖设定为控制基准,并转到步骤S206。即,当角部等到达条件成立时,控制器30将附属装置AT的(具体而言,作为端接附件的铲斗6的)控制基准设定为作为工作部位的铲尖。
另外,当铲斗6的铲尖已设定为控制基准时,控制基准设定部3008可以维持该设定状态,也可以再次重新设定为铲斗6的铲尖。并且,控制基准设定部3008也可以在附属装置AT的控制基准到达目标施工面上的角部等之前,例如,当已到达可判断为角部等周边的位置时,将控制基准设定为铲斗6的铲尖。
在步骤S206中,控制基准设定部3008与图7A的步骤S106的情况同样地,判定铲斗姿势调整动作是否已结束。控制基准设定部3008当铲斗姿势调整动作已结束时,转到步骤S208,当铲斗姿势调整动作尚未结束时,待机直至结束。
在步骤S208中,控制基准设定部3008使控制基准返回到设定为铲斗6的铲尖之前的状态(步骤S204之前的状态),并结束这次的处理。
另外,当在步骤S204之前的阶段所设定的控制基准为铲斗6的铲尖时,控制基准设定部3008可以维持该设定状态,也可以再次将控制基准重新设定为铲斗6的铲尖。
另一方面,在步骤S210中,控制基准设定部3008判定由操作人员等通过输入装置72是否进行了固定控制基准的设定。控制基准设定部3008当已进行固定控制基准的设定时,转到步骤S212,当尚未进行固定控制基准的设定时,转到步骤S214。
在步骤S212中,控制基准设定部3008维持手动设定了控制基准的内容(相当于初始设定的内容),并结束这次的处理。
另一方面,在步骤S214中,控制基准设定部3008判定对目标施工面需用铲斗6挖掘的剩余沙土等的量(以下,称为“剩余土量”)是否超过了规定基准。控制基准设定部3008当剩余土量超过了规定基准,即剩余土量相对较多时,转到步骤S216,当剩余土量为规定基准以下,即剩余土量相对较少时,转到步骤S218。
在步骤S216中,控制基准设定部3008将控制基准设定为铲斗6的作为工作部位的铲尖,并结束这次的处理。
另外,当控制基准已设定为铲斗6的铲尖时,控制基准设定部3008可以维持该设定状态,也可以再次将控制基准重新设定为铲斗6的铲尖。即,当在步骤S214中规定的规定条件(以下,称为“残留土量条件”)成立时,控制基准设定部3008将附属装置AT的(具体而言,作为端接附件的铲斗6的)控制基准设定为作为工作部位的铲尖。
另一方面,在步骤S218中,控制基准设定部3008将铲斗6的作为工作部位的背面设定为控制基准,并结束这次的处理。
另外,当控制基准已设定为铲斗6的背面时,控制基准设定部3008可以维持该设定状态,也可以再次将控制基准重新设定为铲斗6的背面。
<<仿形控制处理>>
当挖土机100的设备控制功能有效时,可以按照与上述控制周期对应的处理间隔重复执行图7C的流程图。
在步骤S302中,动作指令生成部3009判定伴随附属装置AT的控制基准沿目标施工面的移动而附属装置AT的控制基准是否已到达目标施工面上的角部等的周边。例如,当在附属装置AT的延伸方向上,附属装置AT的控制基准距目标施工面上的角部等的距离成为规定阈值以下时,动作指令生成部3009可以判定为已到达角部等周边。动作指令生成部3009当附属装置AT的控制基准已到达目标施工面上的角部等周边时,转到步骤S304,在除此以外的情况下,结束这次的处理。
在步骤S304中,动作指令生成部3009使附属装置AT中的控制基准沿目标施工面的移动速度即铲斗6的移动速度减速。即,当在步骤S302中规定的规定条件(以下,称为“角部等周边到达条件”)成立时,控制器30使作为端接附件的铲斗6的移动速度减速。例如,当斗杆5为主要件时,动作指令生成部3009可以以使斗杆角速度成为规定的限制值以下方式进行限制,由此使铲斗6沿目标施工面的移动速度减速。此时,该限制值可以是如下方式,即,附属装置AT的控制基准越接近角部等,越变小,若到达角部等则成为零。此时,当与操作人员的操作输入或操作指令的内容(操作量)对应的斗杆指令值超过了该限制值时,动作指令生成部3009(主指令值生成部3009A)可以将该斗杆指令值校正(限制)为该限制值以下。而且,动作指令生成部3009将得到限制(校正)的斗杆指令值β2r输出至斗杆先导指令生成部3010B,并且以防止与左操作杆26L的前后操作对应的先导压作用于控制阀176的先导端口的方式控制减压用比例阀33AL、33AR或切换阀。由此,控制器30能够将斗杆角速度限制为限制值以下,并且使附属装置AT中的控制基准沿目标施工面的移动速度减速,且在已到达角部等的时点,能够使该移动速度成为零。
另外,当然,次指令值生成部3009B已与限制为限制值以下的斗杆指令值β2r对应而使附属装置AT的控制基准沿目标施工面移动的方式生成动臂指令值β1r及铲斗指令值β3r。以下,关于步骤S310的情况也相同。
在步骤S306中,动作指令生成部3009判定伴随附属装置AT的控制基准沿目标施工面的移动而附属装置AT的控制基准是否已到达目标施工面上的角部等。动作指令生成部3009当附属装置AT的控制基准已到达目标施工面时,转到步骤S308,当尚未到达时,待机直至到达。
在步骤S308中,动作指令生成部3009根据由主要件设定部3007及控制基准设定部3008设定的设定内容,使附属装置AT进行将铲斗6的姿势与前方的目标施工面部分对齐的动作,即铲斗姿势调整动作。即,当在步骤S306中规定的规定条件,即角部等到达条件成立时,控制器30使附属装置AT进行铲斗姿势调整动作。当附属装置AT的控制基准到达目标施工面上的角部等时,如上所述,主要件被设定为铲斗6(图7A的步骤S104),控制基准设定为铲斗6的铲尖(图7B的步骤S204)。因此,动作指令生成部3009将沿角部等配置的铲斗6的铲尖设为基准,以使铲斗6转动的方式,根据铲斗6的动作而使动臂4及斗杆5进行动作。由此,控制器30在将铲斗6的铲尖与角部等(例如,角部的顶点或拐点等)对齐的状态下,能够使铲斗6的姿势转动,直至铲斗6的姿势成为沿前方的目标施工面部分的状态。具体而言,主指令值生成部3009A以使铲斗6的转动速度成为与操作人员的操作输入或操作指令内容(操作量)对应的角速度的方式生成铲斗指令值β3r。而且,次指令值生成部3009B生成铲斗6以与铲斗指令值β3r对应的角速度进行转动时,为了将铲斗6的铲尖维持在目标施工面上的角部等而所需的与动臂4及斗杆5的角速度对应的动臂指令值β1r及斗杆指令值β2r
另外,铲斗6的转动方向可以以如下方式决定,即,当控制基准返回到初始状态时(图7B的步骤S208),铲斗6相对于前方的目标施工面部分的姿势成为使附属装置AT的控制基准沿目标施工面移动的适当的状态。
若铲斗姿势调整动作结束,则在步骤S310中,动作指令生成部3009将附属装置AT中的控制基准沿目标施工面的移动速度,即铲斗6的移动速度逐渐恢复到与操作人员的操作输入或操作指令的内容(操作量)对应的速度。当铲斗姿势调整动作已结束时,如上所述,主要件被设定为斗杆5(图7A的步骤S108),并且控制基准返回到设定为铲斗6的铲尖之前的状态(图7B的步骤S208)。因此,动作指令生成部3009例如以使斗杆角速度即斗杆指令值β2r成为规定的限制值以下的方式进行限制,并且逐渐放宽该限制值。由此,控制器30逐渐提高附属装置AT中的控制基准的移动速度,从而能够恢复到与操作人员的操作或操作指令的内容(操作量)对应的级别。具体而言,当与操作人员的操作或操作指令的内容对应的斗杆指令值超过了该限制值时,动作指令生成部3009(主指令值生成部3009A)可以将该斗杆指令值校正(限制)为该限制值以下。而且,动作指令生成部3009将得到限制(校正)的斗杆指令值β2r输出至斗杆先导指令生成部3010B,并且以防止与左操作杆26L的前后操作对应的先导压作用于控制阀176的先导端口的方式控制减压用比例阀33AL、33AR或切换阀。由此,控制器30能够将斗杆角速度限制为限制值以下,并且使附属装置AT中的控制基准沿目标施工面的移动速度逐渐增速。而且,控制器30最终能够恢复到与操作人员的操作输入或操作指令的内容(操作量)对应的移动速度。
<挖土机的与设备控制功能相关的作用>
接着,参考图8(图8A、图8B),与比较例所涉及的挖土机进行对比,并且对本实施方式所涉及的挖土机100的与设备控制功能相关的作用,具体而言图6(图6A~图6C)及图7(图7A~图7C)所示的设备控制功能的作用进行说明。
另外,比较例所涉及的挖土机从本实施方式所涉及的挖土机100中至少省略了上述的主要件设定部3007、控制基准设定部3008。
<<附属装置相对于目标施工面上的角部的动作>>
图8A、图8B是对本实施方式所涉及的挖土机100的设备控制功能的一例所涉及的作用进行说明的图。具体而言,图8A是表示基于比较例所涉及的挖土机100的设备控制功能的附属装置AT的动作的图。图8B是表示基于本实施方式所涉及的挖土机100的设备控制功能的一例的附属装置AT的动作的图。在图8A、图8B中,为了便于理解,仅示出了附属装置AT中的前端部即铲斗6,并且示出了附属装置AT的控制基准沿目标施工面SF从位置P1移动至位置P4的状态。
另外,在图8A中,比较例所涉及的挖土机将附属装置AT的控制基准设定为铲斗6的作为工作部位的背面。
例如,如图8A、图8B所示,当在目标施工面SF包括前低后高的斜面部分SF1及水平部分SF2时,在前低后高的斜面部分SF1与水平部分SF2之间形成角部CR。在该前提下,假设从斜面部分SF1到水平部分SF2连续地进行挖掘工作或平整工作的情况。
如图8A所示,在比较例所涉及的挖土机中,主要件由斗杆5固定。因此,根据操作人员的操作输入或操作指令的内容,以使附属装置AT的规定的控制基准(在本例中,为铲斗6的背面)沿目标施工面SF移动的方式控制动臂4及铲斗6的动作。
此时,沿斜面部分SF1移动中的铲斗6以和与操作输入或操作指令的内容(操作量)对应的斗杆角速度对应的移动速度接近目标施工面SF的角部CR(图中的位置P1、P2)。而且,即便到达相当于目标施工面SF的角部CR的位置P3,附属装置AT的控制基准(即,铲斗6的背面)也要以与操作人员的操作输入或操作指令的操作量对应的移动速度沿目标施工面SF移动。因此,在比较例所涉及的挖土机中,即便根据从斜面部分SF1向水平部分SF2的倾斜角度较大的变化而将铲斗6的姿势(具体而言,铲斗6的背面的角度)与水平部分SF2对齐,也会产生无法适当地对齐的情况。例如,若为了提高向目标施工面的追随性而以某种程度较快的定时来将铲斗6的姿势与前方的目标施工面部分(水平部分SF2)对齐,则如图8A所示,可能会存在附属装置AT的控制基准超过目标施工面而导致以破坏角部的方式移动的情况。并且,若以免破坏角部的方式将定时尽量延迟而将铲斗6的姿势与前方的目标施工面部分(水平部分SF2)对齐,则会导致在角部CR残留残土,从而可能会存在无法适当地形成角部CR的情况。并且,在常规的设备控制功能中,通常为通过根据斗杆5的操作而使动臂4进行动作,使铲斗6的背面等控制基准沿目标施工面的控制。因此,因支承斗杆5、铲斗6的重量的结构上的理由及基于动臂4本身的自重相对较大的理由等,动臂4的动作反应(响应性)并不那么快,在比较例的挖土机中,从一开始,无法对如倾斜变化相对较大的角部CR那样的部位适当地进行施工的可能性较高。
相对于此,在本实施方式中,考虑到伴随附属装置AT的控制基准沿目标施工面的移动的该控制基准与目标施工面之间的相对位置关系,控制器30切换主要件。具体而言,当附属装置AT的控制基准位于目标施工面的角部等的附近时,即规定条件(具体而言,角部等到达条件)成立时,控制器30将主要件设定为铲斗6。即,当规定条件成立时,在由相同的操作部(在本例中,为左操作杆26L中的前后方向的操作部或设置于外部装置的远程操作用操作装置的所对应的操作部)操作时,变更成为主要件的致动器。换言之,切换主要件的规定条件可以根据端接附件的目标轨道(或,目标施工面)与控制基准(例如,端接附件的工作部位)之间的位置关系来设定。更具体而言,该规定条件例如相当于“端接附件的控制基准(例如,端接附件的工作部位)接近至从目标轨道的拐点起规定距离内”。由此,控制器30以与操作人员的操作输入或操作指令对应的方式,能够代替驱动斗杆5的斗杆缸8(第1致动器的一例)而使驱动铲斗6的铲斗缸9(第2致动器的一例)进行动作。而且,控制器30根据铲斗6的动作,能够控制动臂4及斗杆5,即驱动动臂4的动臂缸7及驱动斗杆5的斗杆缸8的动作。更具体而言,如图8B所示,将铲斗6的铲尖设为控制基准,在维持铲斗6的铲尖位于角部CR上的状态下,以使铲斗6以其铲尖为基准进行转动的方式,控制动臂4及斗杆5,并且自动控制铲斗6的姿势。由此,挖土机100不会破坏角部CR,从而能够将铲斗6的姿势与前方的施工面部分(水平部分SF2)对齐。并且,若铲斗姿势调整动作结束,则控制器30将主要件设定为斗杆5。由此,挖土机100对应于与斗杆5相关的操作或操作指令,能够从对角部CR对齐了铲斗6的铲尖的状态开始下一目标施工面SF的挖掘等,因此能够适当地形成角部CR。因此,本实施方式所涉及的挖土机100根据由操作人员进行的操作或与自主运行功能相关的操作指令,能够更适当地使附属装置AT的前端部沿目标轨道(目标施工面的角部CR)移动。
并且,在本实施方式中,当附属装置AT的前端部(即,设定于端接附件的控制基准)位于角部等(角部CR)的附近时,控制器30将附属装置AT的控制基准切换为铲斗6的作为工作部位的铲尖。即,当规定条件(具体而言,角部等到达条件)成立时,控制器30将附属装置AT的控制基准切换为铲斗6的铲尖。由此,如图8B所示,控制器30即使在将铲斗6的作为工作部位的背面设为控制基准而进行使铲斗6的背面沿目标施工面SF(斜面部分SF1)移动的仿形控制的情况下,在角部CR中,也将铲斗6的铲尖设为控制基准而能够适当地控制铲斗6的姿势。
并且,在本实施方式中,当附属装置AT的前端部(控制基准)已到达角部等(角部CR)的周边时,控制器30使附属装置AT的控制基准即端接附件(例如,铲斗6)沿目标施工面(斜面部分SF1)的移动速度减速(进行限制)。即,当规定条件(具体而言,角部等周边到达条件)成立时,控制器30使端接附件(铲斗6)的移动速度减速。由此,挖土机100能够将铲斗6的铲尖更适当地对齐到角部CR,因此能够更适当地形成角部CR。
并且,在本实施方式中,当铲斗姿势调整动作已结束时,控制器30将主要件设定为斗杆5,另一方面,限制附属装置AT的控制基准沿目标施工面(水平部分SF2)的移动速度。而且,控制器30一边逐渐放宽限制,最终恢复到与操作人员的操作输入或操作指令的内容(操作量)对应的移动速度。由此,能够避免若附属装置AT的前端部(控制基准)的移动速度急剧变快则可能会导致角部CR受其影响而破坏等事态。
<<无法取得附属装置的同步时的动作>>
例如,根据与斗杆5相关的操作状态(例如,操作速度等)或操作指令的内容,可能会导致为了根据斗杆5的动作而使铲斗6的铲尖等沿目标施工面移动所需的动臂4、铲斗6的动作超过与动臂4、铲斗6的动作相关的界限(例如,角速度或角加速度的上限值)。
在这种状况下,在比较例所涉及的挖土机的情况下,相对于斗杆5的动作,动臂4并不对应(并不同步)于该动作,作为结果,铲斗6的铲尖等的轨迹有时会超过目标施工面。
相对于此,在本实施方式中,当相对于根据由操作人员进行的操作内容而进行动作的斗杆5的动作,动臂4的动作无法同步或存在无法同步的可能性时,即规定条件(具体而言,不能同步条件)成立时,控制器30将动臂4切换为主要件。并且,关于铲斗6的情况也相同。换言之,当动臂缸7的动作无法与斗杆缸8(第1致动器的一例)的动作同步或存在无法同步的可能性时,即不能同步条件成立时,控制器30以与操作人员的操作输入或操作指令对应的方式使动臂缸7(第2致动器的一例)进行动作。而且,控制器30根据动臂缸7的动作,控制斗杆缸8及铲斗缸9的动作。关于驱动铲斗6的铲斗缸9的情况也相同。由此,当存在无法与斗杆5的动作同步的动作要件(动臂4、铲斗6)时,控制器30能够以根据该动作要件的动作而使其他动作要件(次要件)进行动作的方式改变控制状态。因此,附属装置AT在整体上看同步的同时进行动作,从而能够使其前端部的控制基准沿目标施工面移动。因此,本实施方式所涉及的挖土机100根据由操作人员进行的操作或与自主运行功能相关的操作指令,能够更适当地使附属装置AT的前端部(例如,设定为控制基准的铲斗6的作为工作部位的铲尖或背面等)沿目标施工面移动。
并且,例如,若目标施工面的倾斜相对变大,则为了使铲斗6的铲尖等沿目标施工面移动,需要加大铲斗6的铅垂方向的移动量。即,与用于使铲斗6沿水平方向移动的斗杆5的动作相比,对用于使铲斗6沿铅垂方向移动的动臂4的动作要求较高的响应性。因此,在目标施工面的倾斜相对较大的状况下,根据和与斗杆5相关的操作输入或操作指令的操作量对应的斗杆5的动作,为了使铲斗6的铲尖等沿目标施工面移动而所需的动臂4的动作容易超过与动臂4的动作相关的界限。其结果,附属装置AT的动作不平稳,从而控制器30有可能无法使铲斗6沿目标施工面顺利地移动。
相对于此,在本实施方式中,如上所述,当相对于根据操作人员的操作输入或与自主运行功能相关的操作指令的内容而进行动作的斗杆5的动作,动臂4的动作无法同步或存在无法同步的可能性时,控制器30将动臂4设定为主要件。由此,如上所述,控制器30能够以根据动臂4的动作而使斗杆5进行动作的方式改变控制状态。因此,附属装置AT在整体上看同步的同时进行动作,从而能够使其前端部的控制基准(工作部位)沿目标施工面移动。因此,本实施方式所涉及的挖土机100即使在目标施工面的倾斜相对较大的情况下,也能够根据由操作人员进行的操作或与自主运行功能相关的操作指令,更适当地使附属装置AT的前端部(工作部位)沿目标施工面移动。
另外,在本实施方式中,当目标施工面的倾斜相对较大时,控制器30将动臂4的动作无法与斗杆5的动作同步设为触发,将主要件设定为动臂4,但也可以将目标施工面的倾斜相对较大设为直接触发来将主要件设定为动臂4。即,当(可判断为)附属装置AT中的控制基准沿目标施工面上的倾斜角度相对较大(例如,倾斜角度大于规定基准)的急倾斜部移动(的规定条件成立)时,控制器30也可以将主要件设定为动臂4。
[挖土机的设备控制功能的另一例]
接着,参考图9~图12对本实施方式所涉及的挖土机100的设备控制功能的另一例进行详细说明。
<挖土机的设备控制功能的概要>
首先,参考图9对本实施方式所涉及的挖土机100的设备控制功能的概要进行说明。
图9是对本实施方式所涉及的挖土机100的设备控制功能的另一例的概要进行说明的图。具体而言,图9是表示本实施方式所涉及的挖土机100的设备控制功能的另一例设为对象的挖掘工作的一系列动作工序(工作工序)的图。
在本例中,挖土机100通过挖掘动作在铲斗6内容纳沙土等之后,经由动臂上升回转动作,进行在自卸车的货箱上排出铲斗6内的沙土等的排土动作,经由动臂下降回转动作,重复再次返回到挖掘动作的一系列动作工序。此时,控制器30一边切换设备控制功能中的主要件即与由操作人员等进行的操作输入对应而进行动作的动作要件,一边将该一系列工作工序设为对象而实现设备控制功能。
具体而言,控制器30在挖掘动作中,将斗杆5设定为主要件。而且,控制器30根据和与斗杆5相关的操作人员的操作输入或与自主运行功能相关的操作指令对应的斗杆5的动作,以使附属装置AT的控制基准(工作部位)沿目标施工面移动的方式控制动臂4及铲斗6的动作。由此,控制器30能够实现与挖掘动作相关的设备控制功能。
并且,若动臂上升回转开始条件成立,则控制器30将主要件从斗杆5切换(设定变更)为上部回转体3(回转机构2)。而且,控制器30根据和与上部回转体3相关的操作人员的操作输入或与自主运行功能相关的操作指令对应的上部回转体3的回转动作,以使附属装置AT的控制基准(例如,铲斗6的背面)沿规定的目标轨道移动的方式控制动臂4等的动作。此时,目标轨道以如下方式预先规定,即,铲斗6不会与停在规定位置上的自卸车的货箱的挡板等碰撞而朝向货箱的上方空间中的规定位置。由此,控制器30根据从挖掘动作向动臂上升回转动作的动作工序的切换,能够实现与动臂上升回转动作相关的设备控制功能。
并且,若排土开始条件成立,则控制器30将主要件从上部回转体3切换(设定变更)为铲斗6。而且,控制器30根据和与铲斗6(的打开动作)相关的操作人员的操作输入或与自主运行功能相关的操作指令对应的铲斗6的打开动作,以使附属装置AT的控制基准(例如,铲斗6的铲尖)沿规定的目标轨道移动的方式控制斗杆5等的动作。并且,控制器30也可以根据和与斗杆5(的打开动作)相关的操作人员的操作输入或与自主运行功能相关的操作指令对应的斗杆5的打开动作,控制铲斗6等。此时,目标轨道以在自卸车的货箱中的规定的目标位置上排出沙土等的方式被预先规定。并且,在一系列工作工序中,根据规定条件,可以使自卸车的货箱中的目标位置可变。由此,控制器30根据从动臂上升回转动作向排土动作的动作工序的切换,能够实现与排土动作相关的设备控制功能。
并且,若动臂下降回转开始条件成立,则控制器30将主要件从铲斗6或斗杆5切换(设定变更)为上部回转体3。而且,控制器30根据和与上部回转体3相关的操作人员的操作输入或与自主运行功能相关的操作指令对应的上部回转体3的回转动作,以使附属装置AT的控制基准沿规定的目标轨道移动的方式控制动臂4等的动作。此时,目标轨道以铲斗6不会从自卸车的货箱的上方空间与该货箱的挡板等碰撞而返回到挖掘动作所进行的初始工作位置的方式被预先规定。由此,控制器30根据从排土动作向动臂下降回转动作的动作工序的切换,能够实现与动臂下降回转动作相关的设备控制功能。
并且,若可判断为动臂下降回转动作结束且再次开始挖掘动作的规定条件(以下,称为“挖掘开始条件”)成立,则控制器30将主要件从上部回转体3切换(设定变更)为斗杆5。由此,控制器30能够在沙土等向自卸车的装载结束之后,再次使挖土机100恢复到基于设备控制功能的挖掘动作。
<挖土机的与设备控制功能相关的结构>
接着,参考图10(图10A~图10D)对与本实施方式所涉及的挖土机100的设备控制功能的另一例相关的详细结构进行说明。以下,对与上述的设备控制功能的一例(参考图6A、图6B)相同或对应的结构标注相同的符号,并且以不同的部分为中心进行说明。
图10A~图10D是表示本实施方式所涉及的挖土机100的与设备控制功能相关的详细结构的另一例的功能框图。具体而言,图10A是表示挖土机100的和与挖掘动作相关的设备控制功能对应的结构的一部分的功能框图。并且,图10B是表示挖土机100的和与动臂上升回转动作及动臂下降回转动作相关的设备控制功能对应的结构的一部分的功能框图。并且,图10C是表示挖土机100的和与排土动作相关的设备控制功能对应的结构的一部分的功能框图。并且,图10D是表示在挖土机100的一系列动作工序中相同的设备控制功能的结构的其他部分的功能框图。
另外,在图10A~图10C中,主要由动作指令生成部3009生成并输出的主指令值及次指令值的种类不同,而其他部分相同。并且,在图10B、图10C中,关于控制器30,以点线示出了与分别对应的挖土机100的动作工序无关联的功能框或输入要件。
控制器30与上述的一例(图6A、图6B)同样地,作为与设备控制功能相关的功能部,包括操作内容获取部3001、目标施工面获取部3002、目标轨道设定部3003、当前位置计算部3004、目标位置计算部3005、铲斗形状获取部3006、主要件设定部3007、控制基准设定部3008、动作指令生成部3009、先导指令生成部3010及姿势角度计算部3011。例如,当开关NS被按压操作时,这些功能部3001~3011按照规定的控制周期重复执行后述的动作。
操作内容获取部3001根据从操作压力传感器29LA、29LB、29RB输入的检测信号,获取操作装置26(左操作杆26L、右操作杆26R)的操作内容。例如,操作内容获取部3001作为操作内容,获取(计算)左操作杆26L或右操作杆26R的操作方向(是前方向还是后方向,或是左方向还是右方向)及操作量。并且,当挖土机100被远程操作时,也可以根据从外部装置接收的远程操作信号的内容,实现挖土机100的半自动运行功能。此时,与上述的一例(图6A)的情况同样地,操作内容获取部3001根据从外部装置接收的远程操作信号,获取与远程操作相关的操作内容。
目标轨道设定部3003设定附属装置AT中的与控制基准的目标轨道相关的信息。例如,目标轨道设定部3003将由挖土机100进行的挖掘动作设为对象,设定用于沿目标施工面移动的目标轨道(例如,如上所述,将挖土机100的机体设为基准的向目标施工面的前后方向的倾斜角度)。并且,目标轨道设定部3003将由挖土机100进行的动臂上升回转动作设为对象,设定使铲斗6朝向停在规定位置上的自卸车的货箱的上方空间移动的目标轨道。此时,目标轨道设定部3003例如可以从内部存储器等读取假设自卸车的位置及与自卸车的货箱相关的条件(例如,挡板部分的高度等)而预先规定的与目标轨道相关的数据。并且,目标轨道设定部3003例如也可以根据由空间识别装置70识别的挖土机100周围的物体的识别结果,掌握自卸车的位置或与货箱相关的条件等,并且根据状况导出目标轨道。以下,关于与挖土机100的动臂下降回转动作对应的目标轨道的设定也相同。并且,目标轨道设定部3003将挖土机100的排土动作设为对象,设定在自卸车的货箱的规定的目标位置上装载沙土等的目标轨道。此时,目标轨道设定部3003例如可以从内部存储器读取假设与自卸车的货箱相关的条件(例如,货箱的长度、宽度、深度等规格)而预先规定的与目标轨道相关的数据。并且,目标轨道设定部3003例如也可以根据由空间识别装置70识别的挖土机100周围的物体的识别结果,掌握与自卸车的货箱相关的条件,并且根据状况设定目标轨道。并且,目标轨道设定部3003将由挖土机100进行的动臂下降回转动作设为对象,设定使铲斗6从自卸车的货箱的上方空间返回到与初始挖掘动作对应的位置的目标轨道。此时,目标轨道设定部3003例如可以从内部存储器等读取假设自卸车的位置及与自卸车的货箱相关的条件而预先规定的与目标轨道相关的数据。并且,目标轨道设定部3003例如也可以根据由空间识别装置70识别的挖土机100周围的物体的识别结果,掌握自卸车的位置或与货箱相关的条件等,并且根据状况导出目标轨道。
当前位置计算部3004计算附属装置AT中的控制基准(铲斗6的铲尖等)的位置(当前位置)。具体而言,当前位置计算部3004可以根据由后述的姿势角度计算部3011计算的动臂角度θ1、斗杆角度θ2、铲斗角度θ3及回转角度θ4,计算附属装置AT的控制基准的(当前)位置。
目标位置计算部3005根据操作装置26中的操作内容(操作方向及操作量)、与所设定的目标轨道相关的信息及附属装置AT中的控制基准的当前位置,计算附属装置AT的前端部(控制基准)的目标位置。该目标位置为假设根据与斗杆5相关的操作输入中的斗杆5的操作方向及操作量而进行动作时,在这次的控制周期中需设为到达目标的目标施工面(换言之,目标轨道)上的位置。目标位置计算部3005例如可以使用预先存储于非易失性内部存储器等的映射图或运算式等,计算附属装置AT的前端部的目标位置。
主要件设定部3007设定构成附属装置AT的动作要件(动臂4、斗杆5及铲斗6)以及上部回转体3(回转机构2)中与操作人员的操作输入对应而进行动作的动作要件,即主要件。
具体而言,如上所述,主要件设定部3007将由挖土机100进行的挖掘动作设为对象,将斗杆5设定为主要件。并且,当动臂上升回转开始条件(第3条件的一例)成立时,主要件设定部3007将主要件从斗杆5切换为上部回转体3。此时,如上所述,动臂上升回转开始条件例如为从左操作杆26L(第1操作部及第2操作部的一例)向前后方向被操作的状态切换为向左右方向被操作的状态。并且,当挖土机100被远程操作时,动臂上升回转开始条件例如可以是由远程操作信号指定的远程操作的内容从表示与斗杆5相关的操作的状态切换为表示与上部回转体3相关的操作的状态。即,动臂上升回转开始条件可以是从进行与斗杆5相关的操作的状态切换为进行与上部回转体3相关的操作的状态。并且,当排土开始条件(第4条件的一例)成立时,主要件设定部3007将主要件从上部回转体3切换为铲斗6。此时,如上所述,排土开始条件例如为从左操作杆26L(第3操作部的一例)向左右方向被操作的状态切换为右操作杆26R(第4操作部的一例)向左右方向(具体而言,右方向)被操作的状态。并且,当挖土机100被远程操作时,排土开始条件例如可以是由远程操作信号指定的远程操作的内容从表示与上部回转体3相关的操作的状态切换为表示与铲斗6相关的操作(具体而言,打开操作)的状态。即,排土开始条件可以是从进行与上部回转体3相关的操作的状态切换为进行与铲斗6相关的(打开)操作的状态。并且,当动臂下降回转开始条件成立时,主要件设定部3007将主要件从铲斗6切换为上部回转体3。此时,如上所述,动臂下降回转开始条件例如为从右操作杆26R向左右方向被操作的状态切换为左操作杆26L向左右方向被操作的状态。并且,当挖土机100被远程操作时,动臂下降回转开始条件例如可以是由远程操作信号指定的远程操作的内容从表示与铲斗6(或斗杆5)相关的(打开)操作的状态切换为表示与上部回转体3相关的操作的状态。即,动臂下降回转开始条件可以是从进行与铲斗6(或斗杆5)相关的(打开)操作的状态切换为进行与上部回转体3相关的操作的状态。并且,当挖掘开始条件成立时,主要件设定部3007将主要件从上部回转体3切换为斗杆5。此时,挖掘开始条件例如为从左操作杆26L向左右方向被操作的状态切换为向前后方向被操作的状态。并且,当挖土机100被远程操作时,挖掘开始条件例如可以是由远程操作信号指定的远程操作的内容从表示上部回转体3的操作的状态切换为表示与斗杆5相关的操作的状态。即,挖掘开始条件可以是从上部回转体3被操作的状态切换为斗杆5被操作的状态。关于由主要件设定部3007设定的具体的主要件的设定方法,将在后面叙述(参考图11A~图11C)。
另外,左操作杆26L中,与前后方向的倾倒操作对应的部分相当于第1操作部的一例,与左右方向的倾倒操作对应的部分相当于第2操作部的一例。
控制基准设定部3008设定附属装置AT中的控制基准。例如,控制基准设定部3008也可以根据由挖土机100进行的动作工序的切换,自动地设定(变更)附属装置AT的控制基准。具体而言,控制基准设定部3008根据动作工序的切换,切换按照每个动作工序即分别对挖掘动作、动臂上升回转动作、排土动作及动臂下降回转动作预先规定的控制基准。此时,每个动作工序的控制基准可以预先规定,也可以根据通过输入装置72由操作人员等进行的操作进行设定(变更)。并且,控制基准设定部3008可以通过与上述的主要件的切换(设定变更)的情况相同的方法判定动作工序的切换。
动作指令生成部3009根据附属装置AT中的控制基准的目标位置,生成与动臂4的动作相关的指令值(以下,称为“动臂指令值”)β1r、与斗杆5的动作相关的指令值(以下,称为“斗杆指令值”)β2r、与铲斗6的动作相关的指令值(“铲斗指令值”)β3r及与上部回转体3的回转动作相关的指令值(以下,称为“回转指令值”)β4r中的至少两个。例如,动臂指令值β1r、斗杆指令值β2r、铲斗指令值β3r及回转指令值β4r分别为附属装置AT中的控制基准为了实现目标位置而所需的动臂角速度、斗杆角速度、铲斗角速度及上部回转体3的回转角速度。动作指令生成部3009包括主指令值生成部3009A及次指令值生成部3009B。
另外,动臂指令值、斗杆指令值、铲斗指令值及回转指令值也可以是附属装置AT中的控制基准实现了目标位置时的动臂角度、斗杆角度、铲斗角度及回转角度。并且,动臂指令值、斗杆指令值、铲斗指令值及回转指令值也可以是附属装置AT中的控制基准为了实现目标位置而所需的角加速度等。
主指令值生成部3009A生成构成附属装置AT的动作要件(动臂4、斗杆5及铲斗6)及上部回转体3(回转机构2)中与主要件的动作相关的指令值,即主指令值。
如图10A所示,例如,当由主要件设定部3007设定的主要件为斗杆5时,即进行挖土机100的挖掘动作时,主指令值生成部3009A作为主指令值,生成斗杆指令值β2r,并输出至斗杆先导指令生成部3010B。具体而言,主指令值生成部3009A生成和与斗杆5相关的操作输入的内容(操作方向及操作量)对应的斗杆指令值β2r。例如,主指令值生成部3009A可以根据规定与斗杆5相关的操作输入的内容和斗杆指令值β2r之间的关系的规定的映射图或转换式等,生成斗杆指令值β2r
并且,如图10B所示,例如,当由主要件设定部3007设定的主要件为上部回转体3时,即进行挖土机100的动臂上升回转动作或动臂下降回转动作时,主指令值生成部3009A作为主指令值,生成回转指令值β4r,并输出至后述的回转先导指令生成部3010D。具体而言,主指令值生成部3009A生成和与上部回转体3相关的操作输入的内容(操作方向及操作量)对应的回转指令值β4r。例如,主指令值生成部3009A可以根据规定与上部回转体3相关的操作输入的内容和回转指令值β4r之间的关系的规定的映射图或转换式等,生成回转指令值β4r
并且,如图10C所示,例如,当由主要件设定部3007设定的主要件为铲斗6时,即进行挖土机100的排土动作时,主指令值生成部3009A作为主指令值,生成铲斗指令值β3r,并输出至铲斗先导指令生成部3010C。具体而言,主指令值生成部3009A生成和与铲斗6相关的操作输入的内容(操作方向及操作量)对应的铲斗指令值β3r。例如,主指令值生成部3009A可以根据规定与铲斗6相关的操作输入的内容和铲斗指令值β3r之间的关系的规定的映射图或转换式等,生成铲斗指令值β3r
另外,当由操纵室10的操作人员操作操作装置26时,主指令值生成部3009A也可以不生成主指令值。这是因为,当进行挖土机100的挖掘动作时,与左操作杆26L的前后操作对应的先导压经由往复阀32AL、32AR作用于与斗杆缸8对应的控制阀176L、176R的先导端口,斗杆5能够作为主要件进行动作。并且,这是因为,当进行挖土机100的动臂上升回转动作或动臂下降回转动作时,与左操作杆26L的左右操作对应的先导压经由往复阀32DL、32DR作用于与回转液压马达2A对应的控制阀173的先导端口,上部回转体3能够作为主要件进行动作。并且,这是因为,当进行挖土机100的排土动作时,与右操作杆26R的左右操作对应的先导压经由往复阀32CL、32CR作用于与铲斗缸9对应的控制阀174,铲斗6能够作为主要件进行动作。
次指令值生成部3009B对应(同步)于构成附属装置AT的动作要件及上部回转体3中的主要件的动作,生成与以使附属装置AT的控制基准沿目标轨道移动的方式进行动作的动作要件(次要件)的动作相关的指令值,即次指令值。
如图10A所示,例如,当通过主要件设定部3007而将斗杆5设定为主要件时,即进行挖土机100的挖掘动作时,次指令值生成部3009B作为次指令值,生成动臂指令值β1r及铲斗指令值β3r。具体而言,次指令值生成部3009B以对应(同步)于斗杆5的动作而动臂4及铲斗6进行动作,并且使附属装置AT的控制基准能够实现目标位置的方式(即,沿目标施工面移动的方式),生成动臂指令值β1r及铲斗指令值β3r。而且,次指令值生成部3009B将动臂指令值β1r及铲斗指令值β3r分别输出至动臂先导指令生成部3010A及铲斗先导指令生成部3010C。由此,控制器30对应(即,同步)于和与斗杆5相关的操作输入对应的斗杆5的动作,使动臂4及铲斗6进行动作,由此能够使附属装置AT的控制基准沿目标施工面移动。即,斗杆5(斗杆缸8)和与斗杆5相关的操作输入对应而进行动作,动臂4(动臂缸7)及铲斗6(铲斗缸9)以使铲斗6的铲尖等附属装置AT的前端部(工作部位)沿目标施工面移动的方式,根据斗杆5(斗杆缸8)的动作而控制其动作。
并且,如图10B所示,例如,当通过主要件设定部3007而上部回转体3设定为主要件时,即进行挖土机100的动臂上升回转动作或动臂下降回转动作时,次指令值生成部3009B作为次指令值,生成动臂指令值β1r、斗杆指令值β2r及铲斗指令值β3r。具体而言,次指令值生成部3009B以对应(同步)于上部回转体3的回转动作而动臂4、斗杆5及铲斗6进行动作,并且使附属装置AT的控制基准能够实现目标位置的方式(即,沿目标轨道移动的方式),生成动臂指令值β1r、斗杆指令值β2r及铲斗指令值β3r。而且,次指令值生成部3009B将动臂指令值β1r、斗杆指令值β2r及铲斗指令值β3r分别输出至动臂先导指令生成部3010A、斗杆先导指令生成部3010B及铲斗先导指令生成部3010C。由此,控制器30对应(即,同步)于和与上部回转体3相关的操作输入对应的上部回转体3的回转动作,使动臂4、斗杆5及铲斗6进行动作,由此能够使附属装置AT的控制基准沿目标轨道移动。即,上部回转体3(回转液压马达2A)和与上部回转体3相关的操作输入对应而进行动作,动臂4(动臂缸7)、斗杆5(斗杆缸8)及铲斗6(铲斗缸9)以使铲斗6的背面等附属装置AT的前端部(工作部位)沿目标轨道移动的方式,根据上部回转体3(回转液压马达2A)的动作而控制其动作。
并且,如图10C所示,例如,当通过主要件设定部3007而铲斗6设定为主要件时,即进行挖土机100的排土动作时,次指令值生成部3009B作为次指令值,生成斗杆指令值β2r。具体而言,次指令值生成部3009B以对应(同步)于铲斗6的打开动作而斗杆5进行动作,并且使附属装置AT的控制基准能够实现目标位置的方式(即,沿目标轨道移动的方式),生成斗杆指令值β2r。而且,如图10D所示,次指令值生成部3009B将斗杆指令值β2r分别输出至动臂先导指令生成部3010A、斗杆先导指令生成部3010B及铲斗先导指令生成部3010C。由此,控制器30对应(即,同步)于和与铲斗6相关的(打开)操作对应的铲斗6的动作,使斗杆5进行动作,由此能够使附属装置AT的控制基准沿目标轨道移动。即,铲斗6(铲斗缸9)和与铲斗6相关的操作输入对应而进行动作,斗杆5(斗杆缸8)以使铲斗6的铲尖等附属装置AT的前端部(控制基准)沿目标轨道移动的方式,根据铲斗6(铲斗缸9)的动作而控制其动作。
先导指令生成部3010生成用于实现与动臂指令值β1r、斗杆指令值β2r、铲斗指令值β3r及回转指令值β4r对应的动臂角速度、斗杆角速度、铲斗角速度及回转角速度的作用于控制阀173~176的先导压的指令值(以下,称为“先导压指令值”)。先导指令生成部3010包括动臂先导指令生成部3010A、斗杆先导指令生成部3010B、铲斗先导指令生成部3010C及回转先导指令生成部3010D。
回转先导指令生成部3010D根据回转指令值β4r与由后述的回转角度计算部3011D计算的当前的上部回转体3的回转角速度的计算值(测量值)之间的偏差,生成作用于与回转驱动上部回转体3的回转液压马达2A对应的控制阀173的先导压指令值。而且,回转先导指令生成部3010D将与所生成的先导压指令值对应的控制电流输出至比例阀31DL、31DR。由此,如上所述,从比例阀31DL、31DR输出的与先导压指令值对应的先导压经由往复阀32DL、32DR作用于控制阀173的所对应的先导端口。而且,通过控制阀173的作用,回转液压马达2A进行动作,并且以实现与回转指令值β4r对应的回转角速度的方式,上部回转体3进行回转动作。
姿势角度计算部3011根据动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3及回转状态传感器S5的检测信号,计算(测量)(当前的)动臂角度、斗杆角度、铲斗角度及回转角度以及动臂角速度、斗杆角速度、铲斗角速度及回转角速度。姿势角度计算部3011包括动臂角度计算部3011A、斗杆角度计算部3011B、铲斗角度计算部3011C及回转角度计算部3011D。
回转角度计算部3011D根据从回转状态传感器S5输入的检测信号,计算(测量)回转角度及回转角速度等。
<挖土机的与设备控制功能相关的处理>
接着,参考图11(图11A~图11C)对与本实施方式所涉及的挖土机100的设备控制功能的另一例相关的处理流程进行说明。
图11A~图11C是概略地表示由本实施方式所涉及的挖土机100的控制器30进行的与设备控制功能相关的处理的另一例,具体而言主切换处理的另一例的流程图。更具体而言,图11A~图11C分别为表示当主要件设定为斗杆5、上部回转体3及铲斗6时即进行挖土机100的挖掘动作、动臂上升回转动作或动臂下降回转动作及排土动作时的主切换处理的流程图。以下,当设备控制功能有效时,例如开关NS被按压操作时,可以按照上述控制周期重复执行图11A~图11C。以下,在本例中,对由操纵室10的操作人员操作操作装置26(左操作杆26L、右操作杆26R)的情况进行说明,但如上所述,关于被远程操作的情况也可以相同。
<<挖掘动作时的主切换处理>>
在步骤S402中,主要件设定部3007根据操作压力传感器29LA、29LB的检测信号,判定左操作杆26L的倾倒方向是否从前后方向转变为左右方向。主要件设定部3007当左操作杆26L的倾倒方向从前后方向转变为左右方向时,转到步骤S404,在除此以外的情况下,结束这次的处理。
在步骤S404中,主要件设定部3007将主要件设定为上部回转体3(回转机构2)。即,主要件设定部3007将主要件从斗杆5切换为上部回转体3,并结束这次的处理。
<<动臂上升回转动作时或动臂下降回转动作时的主切换处理>>
在步骤S502中,主要件设定部3007根据回转状态传感器S5或操作压力传感器29LB的检测信号,判定上部回转体3是否已回转停止。主要件设定部3007当上部回转体3已回转停止时,转到步骤S504,当尚未回转停止时,结束这次的处理。
在步骤S504中,主要件设定部3007根据操作压力传感器29LB、29RB的检测信号,判定是否从左操作杆26L被左右操作的状态转变为右操作杆26R向左右方向(具体而言,右方向)被操作的状态。主要件设定部3007当从左操作杆26L被左右操作的状态转变为右操作杆26R向左右方向(具体而言,右方向)被操作的状态时,转到步骤S506,在除此以外的情况下,转到步骤S508。
在步骤S506中,主要件设定部3007将主要件设定为铲斗6。即,主要件设定部3007将主要件从上部回转体3切换为铲斗6,并结束这次的处理。
另一方面,在步骤S508中,主要件设定部3007根据操作压力传感器29LA、29LB的检测信号,判定左操作杆26L是否从被左右操作的状态转变为被前后操作的状态。主要件设定部3007当左操作杆26L从被左右操作的状态转变为被前后操作的状态时,转到步骤S510,在除此以外的情况下,结束这次的处理。
在步骤S510中,主要件设定部3007将主要件设定为斗杆5。即,主要件设定部3007将主要件从上部回转体3切换为斗杆5,并结束这次的处理。
另外,主要件设定部3007也可以预先判定挖土机100是动臂上升回转动作中还是动臂下降回转动作中。此时,主要件设定部3007根据主要件的切换的履历等,能够判定挖土机100是动臂上升回转动作中还是动臂下降回转动作中。而且,主要件设定部3007当挖土机100为动臂上升回转动作中时,执行省略了步骤S508、S510的流程图,当挖土机100为动臂下降回转动作中时,省略步骤S504、S506,当步骤S502为“是”时,可以执行修正为转到步骤S508的形式的流程图。
<<排土动作时的主切换处理>>
在步骤S602中,主要件设定部3007根据操作压力传感器29LB、29RB的检测信号,判定是否从右操作杆26R被左右操作的状态转变为左操作杆26L被左右操作的状态。主要件设定部3007当从右操作杆26R被左右操作的状态转变为左操作杆26C被左右操作的状态时,转到步骤S604,在除此以外的情况下,结束这次的处理。
在步骤S604中,主要件设定部3007将上部回转体3设定为主要件。即,主要件设定部3007将主要件从铲斗6切换为上部回转体3,并结束这次的处理。
<挖土机的与设备控制功能相关的作用>
接着,参考图12(图12A、图12B)对与本实施方式所涉及的挖土机100的设备控制功能的另一例相关的作用,具体而言图9~图11所示的设备控制功能的作用进行说明。
图12A、图12B分别为对本实施方式所涉及的挖土机100的设备控制功能的另一例的作用进行说明的图。具体而言,图12A、图12B是表示挖土机100的挖掘动作、动臂上升回转动作、排土动作及动臂下降回转动作的一系列动作工序中的附属装置AT的动作的俯视图及侧视图。
另外,图中的位置P11、位置P12及位置P13分别表示挖掘结束位置、动臂上升结束位置及排土位置。并且,位置P13可以在每次进行排土动作时发生变化。例如,当在自卸车的货箱上从靠近挖土机100的一侧装载沙土等时,在每次进行排土动作时朝向自卸车的货箱中的驾驶座侧变更位置P13。并且,也可以通过由挖土机100的空间识别装置70(例如,单眼摄像机或立体摄像机等摄像装置)检测沙土等装载于自卸车的状态(以下,称为“装载状态”),根据检测到的装载状态变更位置P13。具体而言,作为装载状态,也可以检测货箱的凹凸的状态,并将与检测到的凹部对应的位置设定为位置P13。而且,作为装载状态,也可以因排土时检测到从自卸车货箱的洒落,而根据洒落的检测,使位置P13向左右方向的任一个方向或下方变更。
如图12A、图12B所示,在本例中,挖土机100从位置P10至位置P11沿前后方向进行挖掘动作,并且通过动臂上升回转动作使容纳有沙土的铲斗6从位置P11提升至比自卸车DT的挡板的高度Hd更高的位置P12。然后,挖土机100一边打开铲斗6,一边进行打开斗杆5的排土动作,使铲斗6从位置P12移动至与自卸车DT的货箱的目标位置对应的位置P13,将沙土排出到目标位置。而且,挖土机100根据设备控制功能,通过动臂下降回转动作从位置P13(经由位置P12)返回到位置P11,并结束一系列动作工序的一个周期。
通常,操作人员等运用对操作装置26的复合操作而实现这种一系列动作工序。因此,根据操作人员等的操作熟练度,存在其作业性降低的可能性。
相对于此,在本实施方式中,以上述一系列动作工序为前提,当操作装置26中的与操作状态相关的规定条件成立时,控制器30切换设备控制功能中的主要件。本例中的该规定条件相当于通过规定的操作部(操作装置26)开始对尚未操作的操作对象进行操作的情况。
具体而言,若因左操作杆26L从被前后操作的状态切换为被左右操作的状态而动臂上升回转开始条件成立,则如上所述,控制器30将主要件从斗杆5切换为上部回转体3。由此,控制器30从以对应于与左操作杆26L的前后操作对应而进行动作的斗杆缸8(第1致动器的一例)的动作的方式控制动臂缸7(其他致动器的一例)等的动作的状态、过渡到以对应于与左操作杆26L的左右操作对应而进行动作的回转液压马达2A(第2致动器的一例)的动作的方式控制动臂缸7等的动作的状态。因此,如上所述,操作人员等仅将左操作杆26L的操作方向(倾倒方向)从前后方向切换为左右方向,便能够使基于设备控制功能的挖土机100的动作工序从挖掘动作过渡到动臂上升回转动作。
并且,若因从左操作杆26L被左右操作的状态切换为右操作杆26R被左右操作的状态而排土开始条件成立,则如上所述,控制器30将主要件从上部回转体3切换为铲斗6。由此,控制器30从以对应于与左操作杆26L的左右操作对应而进行动作的回转液压马达2A(第1致动器的一例)的动作的方式控制动臂缸7等(其他致动器的一例)的动作的状态、过渡到以对应于与右操作杆26R的左右操作对应而进行动作的铲斗缸9(第2致动器的一例)的动作的方式控制斗杆缸8等的动作的状态。因此,如上所述,操作人员等仅将操作装置26中的操作对象从左操作杆26L的左右操作切换为右操作杆26R的左右操作,便能够使基于设备控制功能的挖土机100的动作工序从动臂上升回转动作过渡到排土动作。
并且,若因从右操作杆26R被左右操作的状态切换为左操作杆26L被左右操作的状态而动臂下降回转开始条件成立,则如上所述,控制器30将主要件从铲斗6切换为上部回转体3。由此,控制器30从以对应于与右操作杆26R的左右操作对应而进行动作的铲斗缸9(第1致动器的一例)的动作的方式控制斗杆缸8(其他致动器的一例)等的动作的状态、过渡到以对应于与左操作杆26L的左右操作对应而进行动作的回转液压马达2A(第2致动器的一例)的动作的方式控制动臂缸7等的动作的状态。因此,如上所述,操作人员等仅将操作装置26中的操作对象从右操作杆26R的左右操作切换为左操作杆26L的左右操作,便能够使基于设备控制功能的挖土机100的动作工序从排土动作切换为动臂下降回转动作。
并且,若因左操作杆26L从被左右操作的状态切换为被前后操作的状态而挖掘开始条件成立,则如上所述,控制器30将主要件从上部回转体3切换为斗杆5。由此,控制器30从以对应于与左操作杆26L的左右操作对应而进行动作的回转液压马达2A的动作的方式控制动臂缸7(其他致动器的一例)等的状态、过渡到以对应于与左操作杆26L的前后操作对应而进行动作的斗杆5的动作的方式控制动臂4等的动作的状态。因此,如上所述,操作人员等仅将左操作杆26L的操作方向从左右方向切换为前后方向,便能够使基于设备控制功能的挖土机100的动作工序从动臂下降回转动作恢复到挖掘动作。
即,通过与斗杆5相关的操作(即,左操作杆26L的前后操作)进行的挖土机100的挖掘动作在铲斗6从位置P10到达了位置P11的状态下结束,然后,若进行回转操作(即,左操作杆26L的左右操作),则以使铲斗6从位置P11朝向位置P13的方式开始挖土机100的动臂上升回转动作。而且,铲斗6到达位置P13之后,若进行与铲斗6相关的操作(即,右操作杆26R的左右操作),则开始挖土机100的排土动作。
并且,如上所述,也可以在挖土机100进行动臂下降回转动作之前,附加平整动作。即,当规定条件(平整动作开始条件)成立时,控制器30可以根据操作人员的与附属装置相关的操作,自动进行用于平整装载于自卸车的货箱的沙土等的平整动作,并且使铲斗6沿规定的目标轨道移动。例如,如上所述,平整动作开始条件可以包括“已无从铲斗6掉落于自卸车的货箱的沙土”的条件。并且,例如,如上所述,平整动作开始条件也可以包括“在自卸车的货箱的上方存在铲斗6的状态下,进行与斗杆5相关的操作(即,左操作杆26L向前后方向被操作)”的条件。此时,如上所述,控制器30可以根据自卸车的货箱的形状,生成目标轨道。
如此,操作人员等无需进行与多个动作要件(致动器)对应的复合操作,仅按照规定条件切换单一操作的操作对象,便能够使挖土机100轻松地容进行上述一系列动作工序。因此,操作人员等即使在其熟练度较低的情况下,也能够使附属装置AT的前端部(控制基准)沿规定的目标轨道(例如,从图中的位置P1经由位置P2到达位置P3的点线的轨道)移动。换言之,本实施方式所涉及的挖土机100根据由操作人员进行的操作,能够更适当地使附属装置AT的前端部沿目标轨道(具体而言,遍及一系列动作工序的目标轨道)移动。因此,本实施方式所涉及的挖土机100能够提高通过上述一系列动作工序的操作人员等的操作性,并且能够提高作业性。
[挖土机的设备控制功能的又一例]
接着,参考图13、图14(图14A、图14B)对本实施方式所涉及的挖土机100的设备控制功能的又一例进行详细说明。在本例中,挖土机100根据自主运行功能,进行与上述的另一例(图9~图12)相同的一系列工作。
本例所涉及的挖土机100的与设备控制功能相关的结构和上述的另一例的结构(图10A~图10D)的不同点跟与上述的一例的半自动运行功能对应的相对于图6A的与自主运行功能对应的图6C的不同点相同。即,本例所涉及的挖土机100的与设备控制功能相关的结构除了代替操作内容获取部3001的功能而采用工作内容获取部3001A的功能以外,与上述的另一例(图10A~图10D)相同。因此,在本例中,省略挖土机100的与设备控制功能相关的结构的图示,适当援用图10A~图10D进行说明。
<挖土机的设备控制功能的概要>
首先,参考图13对本实施方式所涉及的挖土机100的设备控制功能的又一例的概要进行说明。
图13是对本实施方式所涉及的挖土机100的设备控制功能的又一例的概要进行说明的图。具体而言,图13是表示本实施方式所涉及的挖土机100的设备控制功能的又一例设为对象的挖掘工作的一系列动作工序(工作工序)的图。
在本例中,挖土机100与上述的图9的情况同样地,通过挖掘动作在铲斗6内容纳沙土等之后,经由动臂上升回转动作,进行在自卸车的货箱上排出铲斗6内的沙土等的排土动作,经由动臂下降回转动作,重复再次返回到挖掘动作的一系列动作工序。此时,控制器30一边切换设备控制功能(自主运行功能)中的主要件即与操作指令对应而进行动作的动作要件,一边将该一系列工作工序设为对象而实现设备控制功能。
具体而言,控制器30在挖掘动作中,将斗杆5设定为主要件。而且,控制器30根据与操作指令对应的斗杆5的动作,以使附属装置AT的控制基准(工作部位)沿目标施工面移动的方式控制动臂4及铲斗6的动作。并且,控制器30在挖掘动作中,也可以将铲斗6设定为主要件。这是因为,例如也有可能存在挖掘长度或挖掘深度相对较小的状况。由此,控制器30能够实现与挖掘动作相关的设备控制功能。
并且,若附属装置AT的控制基准(工作部位)到达目标轨道上的挖掘动作的目标结束位置(以下,称为“挖掘目标结束位置”),则控制器30将主要件从斗杆5切换(设定变更)为上部回转体3(回转机构2)。而且,控制器30根据与操作指令对应的上部回转体3的回转动作,以使附属装置AT的控制基准(例如,铲斗6的背面等工作部位)沿规定的目标轨道移动的方式控制动臂4等的动作。此时,目标轨道可以以如下方式预先规定,即,铲斗6不会与停在规定位置上的自卸车的货箱的挡板等碰撞而朝向货箱的上方空间中的规定位置。由此,控制器30根据从挖掘动作向动臂上升回转动作的动作工序的切换,能够实现与动臂上升回转动作相关的设备控制功能。
并且,若附属装置AT的控制基准(工作部位)到达目标轨道上的动臂上升回转动作的结束目标位置(以下,称为“回转目标结束位置”),则控制器30将主要件从上部回转体3切换(设定变更)为铲斗6。而且,控制器30根据与操作指令对应的铲斗6的打开动作,以使附属装置AT的控制基准(例如,铲斗6的铲尖等工作部位)沿规定的目标轨道移动的方式控制斗杆5等的动作。此时,目标轨道以在自卸车的货箱中的规定的目标位置上排出沙土等的方式预先规定。在一系列工作工序中,根据规定条件,可以使自卸车的货箱中的目标位置可变。并且,若附属装置AT的控制基准(工作部位)到达目标轨道上的回转目标结束位置,则控制器30可以将主要件从上部回转体3切换为斗杆5。这是因为,根据已装载于自卸车的沙土的形状,有可能会需要在从挖土机100的机体相对分开的场所排出沙土。由此,控制器30根据从动臂上升回转动作向排土动作的动作工序的切换,能够实现与排土动作相关的设备控制功能。
并且,若附属装置AT的控制基准(工作部位)到达目标轨道上的排土动作的目标结束位置,则控制器30将主要件从铲斗6切换(设定变更)为上部回转体3。而且,控制器30根据与操作指令对应的上部回转体3的回转动作,以使附属装置AT的控制基准沿规定的目标轨道移动的方式控制动臂4等的动作。此时,目标轨道以铲斗6不会从自卸车的货箱的上方空间与该货箱的挡板等碰撞而返回到挖掘动作所进行的初始工作位置的方式预先规定。由此,控制器30根据从排土动作向动臂下降回转动作的动作工序的切换,能够实现与动臂下降回转动作相关的设备控制功能。
并且,若附属装置AT的控制基准(工作部位)到达目标轨道上的动臂下降回转动作的目标结束位置,即挖掘动作的目标开始位置(以下,称为“挖掘目标开始位置”),则控制器30将主要件从上部回转体3切换(设定变更)为斗杆5或铲斗6。由此,控制器30能够在沙土等向自卸车的装载结束之后,再次使挖土机100恢复到基于设备控制功能的挖掘动作。
如此,在本例中,控制器30根据目标轨道上的当前的动作工序向目标结束位置的到达,能够切换进行与根据自主运行功能生成的操作指令相对应的动作的主要件。
<挖土机的与设备控制功能相关的处理>
接着,参考图14A、图14B对与由本实施方式所涉及的挖土机100的控制器30进行的设备控制功能的又一例相关的处理流程进行说明。
图14A、图14B是概略地表示由本实施方式所涉及的挖土机100的控制器30进行的与设备控制功能相关的处理的又一例,具体而言主切换处理的又一例的流程图。当挖土机100的自主运行功能有效时,可以重复执行图14A、图14B的流程图。
如图14A所示,在步骤S702中,控制器30判定附属装置AT的工作部位(例如,铲斗6的铲尖等)是否已到达挖掘动作的目标轨道上的挖掘目标结束位置。控制器30当附属装置AT的工作部位(控制基准)已到达挖掘目标结束位置时,转到步骤S704,当尚未到达时,重复本步骤的处理,直至到达。
在步骤S704中,控制器30将主要件从斗杆5切换为上部回转体3。若完成步骤S704的处理,则控制器30转到步骤S706。
在步骤S706中,控制器30判定附属装置AT的工作部位(例如,铲斗6的背面等)是否已到达动臂上升回转动作的目标轨道上的回转目标结束位置。控制器30当附属装置AT的工作部位已到达回转目标结束位置时,转到步骤S708,当尚未到达时,重复本步骤的处理,直至到达。
在步骤S708中,控制器30根据空间识别装置70的输出,判断自卸车的货箱的沙土的形状。若完成步骤S708的处理,则控制器30转到步骤S710。
在步骤S710中,控制器30判定自卸车的货箱中的离挖土机100的机体相对较近的区域的沙土的量是否相对较少。控制器30当离挖土机100的机体相对较近的区域的沙土的量相对较少时,转到步骤S712,当并不相对较少即相对较多时,转到步骤S714。
在步骤S712中,控制器30将主要件从上部回转体3切换为铲斗6。由此,控制器30通过根据操作指令而使铲斗6进行动作,能够在自卸车的货箱中的离挖土机100的机体相对较近的区域排出铲斗6的沙土。若完成步骤S712的处理,则控制器30转到步骤S716。
另一方面,在步骤S714中,控制器30将主要件从上部回转体3切换为斗杆5。由此,控制器30通过根据操作指令而使斗杆5进行动作,能够在自卸车的货箱中的从挖土机100的机体相对分开的区域排出铲斗6的沙土。若完成步骤S714的处理,则控制器30转到步骤S716。
如图14B所示,在步骤S716中,控制器30判定附属装置AT的工作部位(例如,铲斗6的铲尖等)是否已到达排土动作的目标轨道上的排土目标结束位置。控制器30当附属装置AT的工作部位已到达排土目标结束位置时,转到步骤S718,当尚未到达时,重复本步骤的处理,直至到达。
在步骤S718中,控制器30将主要件从铲斗6或斗杆5切换为上部回转体3。若完成步骤S718的处理,则控制器30转到步骤S720。
在步骤S720中,控制器30判定附属装置AT的工作部位(例如,铲斗6的背面等)是否已到达动臂下降回转动作的目标轨道上的挖掘目标开始位置。控制器30当附属装置AT的工作部位已到达挖掘目标开始位置时,转到步骤S722,当尚未到达时,重复本步骤的处理,直至到达。
在步骤S722中,控制器30将主要件从上部回转体3切换为斗杆5。若完成步骤S722的处理,则控制器30结束这次的本流程图的处理。
如此,在本例中,控制器30在开始排土动作时,根据排土场所(自卸车的货箱)的沙土的形状,将斗杆5(斗杆缸8)及铲斗6(铲斗缸9)中的任一个选择为主要件。具体而言,控制器30当离挖土机100的机体相对较近的区域的沙土相对较少时,将主要件设定为铲斗6(铲斗缸9),当离挖土机100的机体相对较近的区域的沙土相对较多时,将主要件设定为斗杆5(斗杆缸8)。由此,挖土机100在进行排土动作时,根据其排土场所的沙土形状,能够切换主要件。因此,挖土机100根据设备控制功能(自动运行功能),能够在排土场所的更适当的区域排出沙土。
另外,在开始上述设备控制功能的另一例中的排土动作时,也可以进行相同的处理。即,当上述设备控制功能的另一例中的排土动作开始条件成立时,控制器30也可以根据排土场所的沙土的形状,将斗杆5及铲斗6中的任一个选择为主要件。
[挖土机管理系统]
接着,参考图15对挖土机管理系统SYS进行说明。
图15是表示挖土机管理系统SYS的一例的概略图。
如图15所示,挖土机管理系统SYS包括挖土机100、支援装置200及管理装置300。挖土机管理系统SYS为管理一台或多台挖土机100的系统。
管理者及其他挖土机的操作人员等通过挖土机管理系统SYS可以共享挖土机100所获取的信息。构成挖土机管理系统SYS的挖土机100、支援装置200及管理装置300可以分别为一台,也可以是多台。在本例中,挖土机管理系统SYS包括一台挖土机100、一台支援装置200及一台管理装置300。
支援装置200典型地为移动终端装置,例如为在施工现场的工作者等所携带的膝上型计算机终端、平板终端或智能手机等。支援装置200也可以是挖土机100的操作人员所携带的移动终端。支援装置200也可以是固定终端装置。
管理装置300典型地为固定终端装置,例如为设置于施工现场外的管理中心等的服务器计算机(所谓的云服务器)。并且,管理装置300例如也可以是设定于施工现场的边缘服务器。并且,管理装置300也可以是移动式终端装置(例如,膝上型计算机终端、平板终端或智能手机等移动终端)。
支援装置200及管理装置300中的至少一个也可以具备显示器及远程操作用操作装置。此时,利用支援装置200或管理装置300的操作人员也可以使用远程操作用操作装置,并且操作挖土机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能够进行通信地连接。
并且,显示于设置于操纵室10内的显示装置D1的各种信息图像(例如,表示挖土机100周围的状态的图像信息或各种设定画面等)也可以通过与支援装置200及管理装置300中的至少一个连接的显示装置来显示。表示挖土机100周围的状态的图像信息可以根据空间识别装置70的摄像图像而生成。由此,利用支援装置200的工作者或利用管理装置300的管理者等能够一边确认挖土机100周围的状态,一边对挖土机100进行远程操作或进行与挖土机100相关的各种设定。
例如,在挖土机管理系统SYS中,挖土机100的控制器30也可以将与执行中的设备控制功能相关的信息发送至支援装置200及管理装置300中的至少一个。此时,控制器30也可以将空间识别装置70的输出及单眼摄像机所拍摄的图像等中的至少一个发送至支援装置200及管理装置300中的至少一个。图像也可以是执行设备控制功能中所拍摄的多个图像。而且,控制器30也可以将和执行设备控制功能中的与挖土机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发送至支援装置200及管理装置300中的至少一个。这是为了使利用支援装置200的工作者或利用管理装置300的管理者能够获取执行设备控制功能中的与挖土机100相关的信息。
如此,挖土机管理系统SYS能够使管理者及其他挖土机的操作人员等共享执行设备控制功能中所获取的与挖土机100相关的信息。
[变形·变更]
以上,对实施方式进行了详细说明,但本发明并不限定于该特定的实施方式,能够在技术方案中所记载的宗旨的范围内进行各种变形·变更。
例如,在上述实施方式中,也可以组合挖土机100的设备控制功能的一例与另一例。具体而言,在上述设备控制功能的另一例中的挖土机100的挖掘动作中,也可以适用上述设备控制的一例中的主要件的切换方法(图7A)。
例如,在上述实施方式及变形例中,挖土机100为均对下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等各种动作要件进行液压驱动的结构,但也可以是其一部分被电力驱动的结构。即,在上述实施方式中所公开的结构等也可以适用于混合式挖土机或电动挖土机等。
本申请主张基于2018年11月14日于日本申请的日本专利申请2018-214164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,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,7-动臂缸,8-斗杆缸,9-铲斗缸,26-操作装置,26L-左操作杆,26R-右操作杆,29、29AL、29BL、29CL、29DL-操作压力传感器,30-控制器(控制装置),31、31AL、31AR、31BL、31BR、31CL、31CR、31DL、31DR-比例阀,32、32AL、32AR、32BL、32BR、32CL、32CR、32DL、32DR-往复阀,33、33AL、33AR、33BL、33BR、33CL、33CR-减压用比例阀,100-挖土机,AT-附属装置,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-机体倾斜传感器,S5-回转状态传感器。

Claims (14)

1.一种挖土机,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;
多个致动器,包括第1致动器及第2致动器,且驱动所述附属装置及所述上部回转体;及
控制装置,以使所述附属装置沿目标轨道的方式,根据所述第1致动器的动作,控制所述多个致动器中的与所述第1致动器不同的其他致动器的动作,
当规定条件成立时,所述控制装置以使所述附属装置沿目标轨道的方式使所述第2致动器进行动作。
2.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述控制装置,当所述规定条件不成立时,根据所述第1致动器的动作,控制所述第2致动器的动作,当所述规定条件成立时,根据所述第2致动器的动作,控制所述第1致动器的动作。
3.根据权利要求2所述的挖土机,其中,
所述控制装置以使所述附属装置的工作部位沿目标施工面移动的方式控制所述第2致动器的动作,
所述规定条件为与伴随所述工作部位沿所述目标施工面移动的所述工作部位与所述目标施工面之间的相对位置关系相关的条件。
4.根据权利要求3所述的挖土机,其中,
所述第1致动器为驱动所述附属装置中所包括的斗杆的斗杆缸,
所述第2致动器为驱动所述附属装置中所包括的铲斗的铲斗缸,
所述规定条件包括所述工作部位位于所述目标施工面的角部附近时成立的第1条件,
当所述第1条件成立时,所述控制装置以和与所述附属装置相关的操作输入对应的方式控制所述铲斗缸的动作,并且以使所述工作部位沿所述目标施工面移动的方式,根据所述铲斗缸的动作控制所述斗杆缸的动作。
5.根据权利要求3所述的挖土机,其中,
所述第1致动器为驱动所述附属装置中所包括的斗杆的斗杆缸,
所述第2致动器为驱动所述附属装置中所包括的动臂的动臂缸,
所述规定条件包括所述工作部位沿所述目标施工面上的从该挖土机观察的倾斜角度大于规定基准的急倾斜部移动时成立的第2条件,
当所述第2条件成立时,所述控制装置以和与所述附属装置相关的操作输入对应的方式控制所述动臂缸的动作,并且以使所述工作部位沿所述目标施工面移动的方式,根据所述动臂缸的动作控制所述斗杆缸的动作。
6.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述规定条件为和与所述附属装置及所述上部回转体相关的操作状态相关的条件。
7.根据权利要求6所述的挖土机,其中,
所述第1致动器为驱动所述附属装置中所包括的斗杆的斗杆缸,
所述第2致动器为回转驱动所述上部回转体的回转马达,
在所述多个致动器中包括驱动所述附属装置中所包括的动臂的动臂缸,
所述规定条件包括所述操作状态从进行与所述斗杆相关的操作的状态切换为进行与所述上部回转体相关的操作的状态时成立的第3条件,
所述控制装置,当进行与所述斗杆相关的操作时,根据所述斗杆缸的动作控制所述动臂缸的动作,当所述第3条件成立时,以和与所述上部回转体相关的操作输入对应的方式使所述回转马达进行动作,并且根据所述回转马达的动作控制所述动臂缸的动作。
8.根据权利要求6所述的挖土机,其中,
所述第1致动器为回转驱动所述上部回转体的回转马达,
所述第2致动器为驱动所述附属装置中所包括的铲斗的铲斗缸,
在所述多个致动器中包括分别驱动所述附属装置中所包括的动臂及斗杆的动臂缸及斗杆缸,
所述规定条件包括从进行与所述上部回转体相关的操作的状态切换为进行与所述铲斗相关的操作的状态时成立的第4条件,
所述控制装置,当进行与所述上部回转体相关的操作时,根据所述回转马达的动作控制所述动臂缸的动作,当所述第4条件成立时,以和与所述铲斗相关的操作输入对应的方式使所述铲斗缸进行动作,并且根据所述铲斗缸的动作控制所述斗杆缸的动作。
9.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述控制装置在所述附属装置的工作部位到达所述目标轨道上的目标结束位置时所述规定条件成立,并且将主要件从所述第1致动器变更为所述第2致动器。
10.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
在所述多个致动器中包括驱动所述附属装置中所包括的斗杆及铲斗的斗杆缸及铲斗缸,
所述控制装置在挖土机开始排土动作时所述规定条件成立,根据排土场所的沙土的形状,将所述斗杆缸及所述铲斗缸中的任一个选择为所述第2致动器,并且将主要件从所述第1致动器变更为所选择的所述第2致动器。
11.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
在所述多个致动器中包括驱动所述附属装置中所包括的斗杆及铲斗的斗杆缸及铲斗缸,
所述控制装置当离挖土机相对较近的区域的沙土的量相对较少时,选择所述铲斗缸作为所述第2致动器,当离挖土机相对较近的区域的沙土的量相对较多时,选择所述斗杆缸作为所述第2致动器。
12.根据权利要求1所述的挖土机,其具备:
空间识别装置,识别挖土机周围的状态,
所述控制装置在所述致动器开始动作之前,当根据所述空间识别装置的获取信息判断为在自挖土机起规定范围内存在人时,使所述致动器不能进行动作。
13.根据权利要求1所述的挖土机,其具备:
空间识别装置,识别挖土机周围的状态;及
操作装置,接收所述致动器的操作,
所述控制装置在所述致动器开始动作之前,若根据所述空间识别装置的获取信息判断为在自挖土机起规定范围内存在人,则即便操作所述操作装置也不会驱动所述致动器。
14.一种挖土机的控制装置,所述挖土机备下部行走体、回转自如地搭载于所述下部行走体的上部回转体、安装于所述上部回转体的附属装置以及包括第1致动器及第2致动器且驱动所述附属装置及所述上部回转体的多个致动器,所述挖土机的控制装置中,
以使所述附属装置沿目标轨道的方式,根据所述第1致动器的动作控制所述多个致动器中的与所述第1致动器不同的其他致动器的动作,并且当规定条件成立时,以使所述附属装置沿目标轨道的方式使所述第2致动器进行动作。
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