CN114207220B - 动作示教系统 - Google Patents

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Abstract

本发明中，移动终端3的点生成部(151)根据上部回转体(22)的回转角度及附属设备(30)的姿势信息，生成教导点信息，该教导点信息是将示教在使工程机械(2)进行的一系列的动作中附属设备(30)的位置的示教位置和在示教位置的目标的姿势信息相互对应的信息，点变更部(152)变更所生成的教导点信息，工程机械2的指令生成部(112)在被变更了教导点信息的情况下，根据所变更的教导点信息，生成用于使回转装置24及附属设备(30)自动地动作的自动运转指令，工程机械2的动作控制部(113)根据自动运转指令使回转装置(24)及附属设备(30)自动地动作。

Description

动作示教系统
技术领域
本发明涉及对工程机械进行动作示教的技术。
背景技术
例如在专利文献1中公开了一种根据预先示教的挖掘位置和放土位置使挖掘机自动进行一系列的反复动作的自动运转挖掘机。
此外，例如在专利文献2中公开了如下的直接教导：在使铲斗的远端点移动到目的位置后，若按下直接设定开关便设定前部装置的可移动区域。而且，在专利文献2中还公开了如下的内容：以由直接教导设定的数值为基准，通过数值输入开关来变更所述数值。
另外，有时存在作业对象的位置或形状与预先示教的内容相差异的情形。当两者的差异程度较大时需要重做示教，为了重做示教而运转工程机械会使作业效率下降。在两者的差异程度较小时也可以如专利文献2那样通过变更数值来予以应对，但是，操作工程机械的操作人员每次重新示教时所进行的输入会使作业效率下降。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开公报特开2001-182091号
专利文献2：日本专利公开公报特开平10-8490号。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高作业效率的技术。
本发明的一个方面所涉及的动作示教系统包括：工程机械；移动终端，能够与所述工程机械互相通信；信息生成部，生成所述工程机械的姿势信息；以及，指令生成部，生成用于使所述工程机械动作的指令；其中，所述工程机械具有：下部行走体；上部回转体，可回转地被安装在所述下部行走体的上部；回转装置，能够使所述上部回转体回转；附属设备，可摆动地被安装于所述上部回转体；回转角度检测装置，检测所述上部回转体相对于所述下部行走体的回转角度；姿势检测装置，检测所述附属设备的姿势；以及，动作控制部，根据由所述指令生成部生成的所述指令，使所述回转装置及所述附属设备动作；其中，所述信息生成部根据由所述回转角度检测装置检测的所述上部回转体的回转角度和由所述姿势检测装置检测的所述附属设备的姿势，生成所述姿势信息，所述移动终端具有：点生成部，根据由所述信息生成部生成的所述姿势信息，生成教导点信息，该教导点信息是将示教在使所述工程机械进行的一系列的动作中所述附属设备的位置的示教位置、和在所述示教位置的目标的所述姿势信息相互对应的信息；以及，点变更部，变更由所述点生成部生成的所述教导点信息；其中，所述指令生成部根据由所述点生成部生成的所述教导点信息，生成用于使所述回转装置及所述附属设备自动地动作的自动运转指令，所述指令生成部在由所述点变更部变更了所述教导点信息的情况下，根据所变更的所述教导点信息生成所述自动运转指令，所述动作控制部根据由所述指令生成部生成的所述自动运转指令，使所述回转装置及所述附属设备自动地动作。
根据本发明，能够提高作业效率。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的动作示教系统的构成的图。
图2是表示本发明的第1实施方式的动作示教系统的构成的方块图。
图3是从侧方观察本发明的第1实施方式的作业现场时的侧视图。
图4是用于说明本发明的第1实施方式中的基准位置、最终挖掘深度位置、挖掘开始位置及挖掘结束位置的侧视图。
图5是用于说明本发明的第1实施方式中的铲起位置的侧视图。
图6是用于说明本发明的第1实施方式中的接触回避位置的侧视图。
图7是用于说明本发明的第1实施方式中的接触回避位置的顶视图。
图8是用于说明本发明的第1实施方式中的排土位置的侧视图。
图9是用于说明本发明的第1实施方式中的排土位置的顶视图。
图10是表示本发明的第1实施方式的教导点信息生成处理中被显示于移动终端的显示器上的设定画面的一个例子的图。
图11是用于说明本发明的第1实施方式中关于挖掘开始位置及挖掘结束位置的变更的侧视图。
图12是用于说明本发明的第1实施方式中关于接触回避位置及排土位置的变更的顶视图。
图13是表示本发明的第2实施方式的动作示教系统的构成的方块图。
图14是从侧方观察本发明的第2实施方式的作业现场时的侧视图。
图15是表示本发明的第3实施方式的动作示教系统的构成的方块图。
图16是表示本发明的第3实施方式中所生成的姿势信息的一个例子的图。
图17是表示本发明的第3实施方式中所进行的操作的种类与具体的操作模式的对应关系的一个例子的图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的优选实施方式。以下的实施方式只不过是本发明的一个具体例子，其并不限定本发明的技术范围。
(第1实施方式)
图1是表示本发明的第1实施方式的动作示教系统的构成的图。
本发明的第1实施方式的动作示教系统1对工程机械2示教动作。如图1所示，动作示教系统1具备工程机械2和经由网络可与工程机械2互相通信的移动终端3。
如图1所示，工程机械2是通过附属设备30进行作业的机械，其例如是液压挖掘机。工程机械2具备下部行走体21、上部回转体22、回转装置24、附属设备30、工作缸40。
下部行走体21使工程机械2行走，例如具备履带。上部回转体22可回转地被安装在下部行走体21的上部。在上部回转体22的前部设置有驾驶室(操纵室)23。回转装置24使上部回转体22回转。
附属设备30沿上下方向可摆动地被安装于上部回转体22。附属设备30具备动臂31、斗杆32、铲斗33。动臂31可摆动(可起伏)地被安装于上部回转体22。斗杆32可摆动地被安装于动臂31。铲斗33可摆动地被安装于斗杆32。铲斗33对砂土等作业对象进行挖掘、平整、铲取等。
工作缸40通过液压使附属设备30摆动。工作缸40是液压式的伸缩缸。工作缸40具备动臂缸41、斗杆缸42、铲斗缸43。
动臂缸41驱动动臂31相对于上部回转体22转动。动臂缸41的基端部可摆动地被安装于上部回转体22。动臂缸41的远端部可摆动地被安装于动臂31。
斗杆缸42驱动斗杆32相对于动臂31转动。斗杆缸42的基端部可摆动地被安装于动臂31。斗杆缸42的远端部可摆动地被安装于斗杆32。
铲斗缸43驱动铲斗33相对于斗杆32转动。铲斗缸43的基端部可摆动地被安装于斗杆32。铲斗缸43的远端部可摆动地被安装于连杆构件34，该连杆构件34可摆动地被安装于铲斗33。
此外，工程机械2还具备操作杆51(参照图2)、角度传感器52、倾角传感器60。
操作杆51为了使回转装置24及附属设备30动作而被操作人员操作。操作杆51被设置在驾驶室23内。
角度传感器(回转角度检测装置)52检测上部回转体22的相对于下部行走体21的回转角度。角度传感器52例如是编码器、分相器或陀螺传感器。在本第1实施方式中，将上部回转体22的前方与下部行走体21的前方一致时的上部回转体22的回转角度假定为0°。
倾角传感器(姿势检测装置)60检测附属设备30的姿势。倾角传感器60具备动臂倾角传感器61、斗杆倾角传感器62、铲斗倾角传感器63。
动臂倾角传感器61被安装于动臂31，检测动臂31的姿势。动臂倾角传感器61是获取动臂31相对于水平线的倾斜角度的传感器，例如是倾斜(加速度)传感器等。此外，动臂倾角传感器61可以是检测动臂枢轴(动臂基端)的摆动角度的摆动角度传感器，或者可以是检测动臂缸41的行程量的行程传感器。
斗杆倾角传感器62被安装于斗杆32，检测斗杆32的姿势。斗杆倾角传感器62是获取斗杆32相对于水平线的倾斜角度的传感器，例如是倾斜(加速度)传感器等。此外，斗杆倾角传感器62可以是检测斗杆连结销(斗杆基端)的摆动角度的摆动角度传感器，或者可以是检测斗杆缸42的行程量的行程传感器。
铲斗倾角传感器63被安装于连杆构件34，检测铲斗33的姿势。铲斗倾角传感器63是获取铲斗33相对于水平线的倾斜角度的传感器，例如是倾斜(加速度)传感器等。此外，铲斗倾角传感器63可以是检测铲斗连结销(铲斗基端)的摆动角度的摆动角度传感器，或者可以是检测铲斗缸43的行程量的行程传感器。
图2是表示本发明的第1实施方式的动作示教系统的构成的方块图。
如图2所示，工程机械2具备控制器11、通信装置12、存储装置13、回转装置24、附属设备30、操作杆51、角度传感器52、倾角传感器60。
通信装置12与移动终端3的后述通信装置16通信。通信装置12将各种信息发送到移动终端3并且从移动终端3接收各种信息。
控制器11例如是中央处理器(CPU)，其根据存储装置13所存储的程序及数据，执行各种运算处理。控制器11具备信息生成部111、指令生成部112、动作控制部113。
存储装置13例如是快闪存储器或磁盘装置，其存储各种程序及数据，并且还作为控制器11的工作存储器而发挥作用。
存储装置13存储由信息生成部111生成的姿势信息或后述的教导点。存储装置13存储教导点信息，该教导点信息是将示教在使工程机械2进行的一系列的动作中附属设备30的位置的示教位置、和在示教位置的目标的姿势信息相互对应的信息。
信息生成部111生成工程机械2的姿势信息。具体而言，控制器11根据角度传感器52所检测的上部回转体22的回转角度及倾角传感器60所检测的附属设备30的姿势，生成姿势信息。
通信装置12接收要求姿势信息的姿势信息要求信号。信息生成部111在由通信装置12接收到姿势信息要求信号的情况下生成姿势信息。此时，姿势信息在由操作人员使铲斗33的远端移动到指定的示教位置的状态下被生成。通信装置12将由信息生成部111生成的姿势信息发送到移动终端3。
此外，通信装置12接收由移动终端3发送的教导点信息。
指令生成部112生成用于使工程机械2动作的指令。指令生成部112根据由移动终端3生成的教导点信息，生成用于使回转装置24及附属设备30自动地动作的自动运转指令。
指令生成部112在由移动终端3变更了教导点信息的情况下根据所变更的教导点信息，生成自动运转指令。
动作控制部113根据由指令生成部112生成的指令，使回转装置24及附属设备30动作。动作控制部113根据由指令生成部112生成的自动运转指令，使回转装置24及附属设备30自动地动作。工程机械2基于自动运转指令而自动运转。
接着，说明移动终端3的构成。
如图1所示，移动终端3是被位于作业现场的作业人员操作的例如平板电脑终端。移动终端3也可以是智能手机等。此外，操作移动终端3的作业人员与操作工程机械2的操作人员可以是同一个人，也可以是不同的人。
如图2所示，移动终端3具备控制器15、通信装置16、存储装置17、输入装置18、显示器19。
通信装置16与工程机械2的通信装置12通信。通信装置16向工程机械2发送各种信息，并且从工程机械2接收各种信息。
通信装置16将对工程机械2要求姿势信息的姿势信息要求信号发送到工程机械2。通信装置16接收由工程机械2发送的姿势信息。
控制器15例如是CPU，其根据存储装置17所存储的程序及数据执行各种运算处理。控制器15具备点生成部151及点变更部152。
点生成部151根据由通信装置16从工程机械2接收的姿势信息，生成教导点信息，该教导点信息是将示教在使工程机械2进行的一系列的动作中附属设备30的位置的示教位置、和在示教位置的目标的姿势信息相互对应的信息。更具体而言，附属设备30的位置是铲斗33的远端的位置。
点变更部152变更由点生成部151生成的教导点信息。
通信装置16将由点生成部151生成的教导点信息发送到工程机械2。此外，通信装置16将由点变更部152变更的教导点信息发送到工程机械2。
存储装置17例如是快闪存储器或磁盘装置，其存储各种程序及数据，并且还作为控制器15的工作存储器而发挥作用。
存储装置17存储从工程机械2接收的姿势信息或由点生成部151生成的教导点信息。
输入装置18是受理来自作业人员的输入的例如触摸屏。此外，输入装置18也可以是键盘等。输入装置18受理作业人员对由点生成部151生成的教导点信息的变更。输入装置18是变更受理部的一个例子。点变更部152根据由输入装置18受理的变更内容，变更教导点信息。
接着，说明教导点信息。
此处，本第1实施方式的自动运转指令使工程机械2进行通过铲斗33挖掘地面并且将所铲取的砂土排出到翻斗卡车的翻斗上的一系列的动作。此外，排土的对象并不限于翻斗卡车，也可以是砂土坑等。以下，说明为了生成自动运转指令而需要的教导点信息。
图3是从侧方观察本发明的第1实施方式的作业现场时的侧视图。
如图3所示，作为挖掘对象的地面70位于工程机械2前方(纸面的左方)，翻斗卡车80位于工程机械2后方(纸面的右侧)。以将动臂31的基端部安装于上部回转体22的动臂支座销35(参照图1)作为原点，而沿水平方向(工程机械2的前后方向)设定X轴，并且沿垂直方向(工程机械2的上下方向)设定Z轴。此外，在图3中，仅图示了附属设备30中的铲斗33。
第1实施方式中所需要的教导点信息在7个示教位置处被生成。7个示教位置包含基准位置P1、最终挖掘深度位置P2、挖掘结束位置P3、铲起位置P4、接触回避位置P5、排土位置P6及挖掘开始位置P7。此外，本第1实施方式中的工程机械2的动作是对挖掘对象进行挖掘并且将所铲起的土排出到翻斗卡车80的挖掘动作。工程机械2的动作并不限于挖掘动作，也可以是其它的动作。
图4是用于说明本发明的第1实施方式中的基准位置、最终挖掘深度位置、挖掘开始位置及挖掘结束位置的侧视图。
如图4所示，基准位置P1是从动臂支座销35至任意设定的位置为止的Z方向的高度。例如，在砂土坑等结构体的高度明确的情况下，基准位置P1表示从动臂支座销35至结构体的上部为止的高度。此外，在存在标桩等反映现场测量的标志的情况下，基准位置P1表示从动臂支座销35至标志为止的高度。基准位置P1在X方向上的位置为任意。在图4中，基准位置P1表示从动臂支座销35至设置在挖掘对象的地面70上的未图示的标桩为止的高度。
最终挖掘深度位置P2是最终挖掘作为挖掘对象的地面70的深度。最终挖掘深度位置P2作为相对于基准位置P1的深度而通过数值输入而被设定。
挖掘开始位置P7是开始挖掘的位置，包含铲斗33的远端的x坐标、铲斗33的远端的z坐标、以及上部回转体22相对于下部行走体21的回转角度的信息。
挖掘结束位置P3是结束挖掘的位置，包含铲斗33的远端的x坐标、铲斗33的远端的z坐标、以及上部回转体22相对于下部行走体21的回转角度的信息。
图5是用于说明本发明的第1实施方式中的铲起位置的侧视图。
如图5所示，铲起位置P4是利用铲斗33铲起砂土的位置，包含铲斗33的远端的x坐标及铲斗33的远端的z坐标。
图6是用于说明本发明的第1实施方式中的接触回避位置的侧视图，图7是用于说明本发明的第1实施方式中的接触回避位置的顶视图。
如图6及图7所示，接触回避位置P5是在翻斗卡车80的翻斗的上方避免铲斗33等与翻斗卡车80接触的位置。接触回避位置P5包含铲斗33的远端的x坐标、铲斗33的远端的z坐标、以及上部回转体22相对于下部行走体21的回转角度的信息。
图8是用于说明本发明的第1实施方式中的排土位置的侧视图，图9是用于说明本发明的第1实施方式中的排土位置的顶视图。
如图8及图9所示，排土位置P6是对翻斗卡车80的翻斗排土的位置，包含铲斗33的远端的x坐标、铲斗33的远端的z坐标、以及上部回转体22相对于下部行走体21的回转角度的信息。
其次，说明生成教导点信息的步骤。首先，在移动终端3执行用于生成教导点信息的应用程序。应用程序被执行后，例如移动终端3的显示器19显示用于受理作业人员从多个种类的作业动作中对生成教导点信息的作业动作的选择的作业动作选择画面。作业人员在所显示的作业动作选择画面中选择生成教导点信息的作业动作。例如，作业人员选择利用铲斗33挖掘地面并且将所铲取的砂土排出到翻斗卡车的翻斗中的作业动作。移动终端3的输入装置18受理由作业人员进行的作业动作选择。而且，执行按顺序获取上述的7个示教位置处的姿势信息的处理。
图10是表示本发明的第1实施方式的教导点信息生成处理中被显示于移动终端的显示器上的设定画面的一个例子的图。
在教导点信息生成处理中，移动终端3的显示器19显示图10所示那样的设定画面90。设定画面90提示让工程机械2的操作人员进行的示教动作。在设定画面90上显示用于说明工程机械2的操作人员进行的示教动作的说明文91、开关图像92、以及表示获取姿势信息的示教位置的插图图像93。在图10中，图示了获取挖掘结束位置P3处的姿势信息时的设定画面90。
工程机械2的操作人员使铲斗33的远端移动到示教位置。工程机械2的操作杆51受理由操作人员进行的操作。在获取了挖掘结束位置P3处的姿势信息的情况下，工程机械2的操作人员操作操作杆51，以使铲斗33的远端与挖掘结束位置P3一致。
其次，持有移动终端3的作业人员在铲斗33的远端被移动到示教位置(挖掘结束位置P3)的时期将开关图像92从“OFF”切换到“ON”。
开关图像92被切换到“ON”后，移动终端3的通信装置16将对工程机械2要求姿势信息的姿势信息要求信号发送到工程机械2。
其次，工程机械2的通信装置12接收由移动终端3发送的姿势信息要求信号。
其次，工程机械2的信息生成部111在接收到姿势信息要求信号的时期生成姿势信息。姿势信息表示挖掘结束位置P3处的上部回转体22的回转角度及附属设备30的姿势。
其次，通信装置12将由信息生成部111生成的姿势信息发送到移动终端3。
其次，移动终端3的通信装置16接收由工程机械2发送的姿势信息。
其次，点生成部151根据由通信装置16接收的姿势信息，生成教导点信息，该教导点信息是将示教在使工程机械2进行的一系列的动作中附属设备30的位置的示教位置、和在示教位置的目标的姿势信息相互对应的信息。例如，点生成部151生成将被提示于设定画面90的挖掘结束位置P3与在由通信装置16接收的挖掘结束位置P3处的姿势信息相互对应的教导点信息。
其次，点生成部151将所生成的教导点信息存储于存储装置17。
在这样的示教动作对所有的示教位置被进行后，移动终端3的点生成部151根据7个姿势信息，生成7个教导点信息。这些教导点信息与工程机械2共享。即，移动终端3的通信装置16将由点生成部151生成的教导点信息发送到工程机械2。工程机械2的通信装置12接收由移动终端3发送的教导点信息，并且将所接收的教导点信息存储于存储装置13。
工程机械2的指令生成部112生成使工程机械2进行一系列的动作的自动运转指令，该一系列的动作包含：为了挖掘挖掘对象而使铲斗33的远端从挖掘开始位置P7移动至挖掘结束位置P3的动作；为了铲取砂土而使铲斗33的远端移动至铲起位置P4的动作；一边使上部回转体22向翻斗卡车80这一方回转，一边使铲斗33的远端移动到接触回避位置P5的动作；为了排土而使之移动到排土位置P6的动作；在排土位置P6使之排土的动作；使铲斗33的远端返回到挖掘开始位置P7的动作。工程机械2基于该自动运转指令而自动运转。
动作控制部113根据由指令生成部112生成的自动运转指令，使回转装置24及附属设备30自动地动作。
接着，说明教导点信息的变更。
基于所生成的教导内容(例如7个教导点信息)，工程机械2对多个作业对象反复进行自动运转。此时，在某一作业对象中，有时会存在作业对象的位置或形状与所生成的教导内容相异的情况。为此，点变更部152变更由点生成部151生成的教导点信息。
图11是用于说明本发明的第1实施方式中关于挖掘开始位置及挖掘结束位置的变更的侧视图。
例如，如图11所示，假想如下的情况：作业现场的挖掘开始位置P7高于当前的教导信息的挖掘开始位置P7，而作业现场的挖掘结束位置P3低于当前的教导信息的挖掘结束位置P3。此情况下，在作业现场的作业人员使移动终端3执行变更教导点信息的应用程序。在该应用程序，被调出先前所设定的教导点信息。而且，点变更部152按顺序变更挖掘开始位置P7的z坐标、以及挖掘结束位置P3的z坐标。
例如，移动终端3的显示器19显示用于受理由作业人员对要变更的示教位置进行的选择的变更受理画面。作业人员在所显示的变更受理画面中选择要变更的示教位置。而且，移动终端3的输入装置18受理由作业人员进行的示教位置的变更。挖掘开始位置P7被变更后，作业人员使显示于变更受理画面的表示铲斗33的图像从当前的挖掘开始位置移动到变更后的挖掘开始位置。点变更部152根据由输入装置18受理的变更后的挖掘开始位置P7的位置来变更挖掘开始位置P7的z坐标。此外，点变更部152根据变更后的挖掘开始位置P7还变更姿势信息。
此外，输入装置18也可以受理表示以何种程度在Z轴方向上变更挖掘开始位置的值的输入，而不是将表示铲斗33的图像从当前的挖掘开始位置移动到变更后的挖掘开始位置。
图12是用于说明本发明的第1实施方式中关于接触回避位置及排土位置的变更的顶视图。
此外，如图12所示，假想作业现场的翻斗卡车80的停车位置相对于作为基准的停车位置倾斜的情况。此情况下，在作业现场的作业人员使移动终端3执行变更教导点信息的应用程序。点变更部152按顺序变更上部回转体22相对于接触回避位置P5的下部行走体21的回转角度和上部回转体22相对于排土位置P6的下部行走体21的回转角度。
例如，在接触回避位置P5被变更的情况下，作业人员使显示于变更受理画面的表示铲斗33的图像从当前的接触回避位置移动到变更后的接触回避位置。点变更部152根据由输入装置18受理的变更后的接触回避位置P5位置来变更接触回避位置P5的回转角度。此外，点变更部152根据变更后的接触回避位置P5还变更姿势信息。此外，点变更部152在变更接触回避位置之际，不仅变更回转角度，还可以变更铲斗33的远端的x坐标及z坐标。
此外，输入装置18也可以受理表示以何种程度变更接触回避位置的值的输入，而不是将表示铲斗33的图像从当前的接触回避位置移动到变更后的接触回避位置。此外，关于排土位置P6，也可以与接触回避位置P5同样地进行变更。
点变更部152将所变更的教导点信息存储于存储装置17。
移动终端3的通信装置16将由点变更部152变更的教导点信息发送到工程机械2。工程机械2的通信装置12接收所变更的教导点信息，并且将所接收的被变更的教导点信息存储于存储装置13。指令生成部112根据变更后的教导点信息，生成自动运转指令。由此，工程机械2基于变更后的自动运转指令而自动运转。
如上所述，根据本第1实施方式所涉及的动作示教系统1，基于自动运转指令，工程机械2的回转装置24及附属设备30自动地动作。而且，在由移动终端3变更了教导点信息的情况下，根据所变更的教导点信息而生成自动运转指令，并且基于所生成的自动运转指令，工程机械2的回转装置24及附属设备30自动地动作。由于通过移动终端3来变更教导点信息，因此，作业人员无需为了重新生成所变更的教导点信息而使工程机械2动作。而且，作业人员基于将移动终端3带入到作业现场，便能够一边确认作业对象一边在该现场变更教导点信息。由此，能够提高作业效率。
(第2实施方式)
在第2实施方式中，动作示教系统还具备获取作业现场的周围状况的周围状况获取装置。
图13是表示本发明的第2实施方式的动作示教系统的构成的方块图，图14是从侧方观察本发明的第2实施方式的作业现场时的图。
如图13所示，动作示教系统101具备工程机械2、移动终端3A、周围状况获取装置4。此外，在第2实施方式中，对于与第1实施方式同样的构成附予相同的符号而省略其说明。
周围状况获取装置4获取作业现场的周围状况。周围状况获取装置4例如是摄像机或光学雷达(LIDAR∶Light Detection And Ranging)。动作示教系统101可以具备1个周围状况获取装置4，也可以具备多个周围状况获取装置4。如图14所示，在本第2实施方式中，动作示教系统101具备被配置在获取附属设备30的周围状况的位置上的周围状况获取装置4和被配置在获取翻斗卡车80的停车位置的周围状况的位置上的周围状况获取装置4。
如图13所示，周围状况获取装置4将表示所获取的周围状况的信息经由通信装置12而发送到工程机械2的控制器11。控制器11将表示所接收的周围状况的信息经由通信装置12而发送到移动终端3A。此外，周围状况获取装置4也可以将表示所获取的周围状况的信息经由通信装置16而直接发送到控制器15。
移动终端3A具备控制器15A、通信装置16、存储装置17、输入装置18、显示器19。控制器15A具备点生成部151及点变更部152A。
移动终端3A的点变更部152A根据由周围状况获取装置4获取的周围状况自动地变更教导点信息。例如在图14中，在附属设备30的前方存在石头等障碍物的情况下，点变更部152A变更挖掘结束位置P3或铲起位置P4，以使附属设备30不与障碍物干涉。
例如在周围状况获取装置4为摄像机的情况下，周围状况获取装置4获取通过拍摄附属设备30的周围而获得的图像。点变更部152A分析图像来检测存在于工程机械2前方的障碍物的位置及形状。点变更部152A在当前的挖掘结束位置P3检测到障碍物的情况下，将挖掘结束位置P3及铲起位置P4变更到不存在障碍物的位置。
此外，在翻斗卡车80相对于作为基准的停车位置太靠近工程机械2或倾斜的情况下，点变更部152A变更接触回避位置P5或排土位置P6。
例如在周围状况获取装置4为摄像机的情况下，周围状况获取装置4获取通过从上方拍摄翻斗卡车80而获得的图像。点变更部152A分析图像来判断翻斗卡车80是否停止在作为预先决定的基准的停车位置上。检测存在于工程机械2前方的障碍物的位置及形状。点变更部152A在判断到翻斗卡车80未停止在作为基准的停车位置上的情况下，将接触回避位置P5变更到不与翻斗卡车80接触的位置，并且将排土位置P6变更到翻斗卡车80的翻斗的上方。
由此，根据由周围状况获取装置4所获取的周围状况，能够修正工程机械2的自动运转的动作。
如上所述，根据本第2实施方式所涉及的动作示教系统101，根据作业现场的周围状况，自动地变更教导点信息。由此，例如在检测到与附属设备30干涉的障碍物或排土对象的翻斗卡车80发生移动的情况下，能够自动地修正工程机械2的自动运转的动作。其结果，能够提高作业效率。
(第3实施方式)
其次，参照附图来说明第3实施方式的动作示教系统。此外，对于与第1实施方式共通的构成以及由此而产生的效果，省略其说明，主要对与第1实施方式相异之处进行说明。此外，对于与第1实施方式同样的构成附予与第1实施方式相同的符号。
首先，说明生成教导点信息的步骤。
在第1实施方式的动作示教系统1中，生成7个教导点信息，并且根据这些信息来生成自动运转指令。此情况下，相邻的示教位置之间的动作由工程机械2的控制器11来决定。具体而言，如图4所示，挖掘开始位置P7及挖掘结束位置P3的教导点信息被生成后，控制器11的动作控制部113以使作业在挖掘开始位置P7开始且使作业在挖掘结束位置P3结束的方式来决定挖掘开始位置P7与挖掘结束位置P3之间的动作。例如，动作控制部113以使铲斗33的远端在连结挖掘开始位置P7与挖掘结束位置P3的直线上移动的方式来使之动作。因此，所生成的自动运转指令欠缺详细度。
图15是表示本发明的第3实施方式的动作示教系统的构成的方块图。
动作示教系统102具备工程机械2B和移动终端3。工程机械2B具备控制器11B、通信装置12、存储装置13、回转装置24、附属设备30、操作杆51、角度传感器52、操作量检测装置53、倾角传感器60。
如图15所示，工程机械2B还具备操作量检测装置53。操作量检测装置53连续地检测操作杆51的操作的种类及操作量。此处，操作杆51的操作的种类是指动臂31的上升、动臂31的下降、斗杆32的推动、斗杆32的拉动、铲斗33的挖掘、以及铲斗33的排土等。
此外，角度传感器52连续地检测基于操作杆51的操作而连续地变化的上部回转体22的回转角度。同样，倾角传感器60连续地检测基于操作杆51的操作而连续地变化的附属设备30的姿势。
工程机械2B的控制器11B具备信息生成部111B、指令生成部112、动作控制部113。
信息生成部111B连续地生成姿势信息，该姿势信息是将由操作量检测装置53连续地检测的操作杆51的操作的种类及操作量和由角度传感器52连续地检测的上部回转体22的回转角度以及由倾角传感器60连续地检测的附属设备30的姿势相互对应的信息。该姿势信息通过操作人员操作工程机械2B而使工程机械2B实际上进行与自动运转相同的一系列的动作而被生成。
图16是表示本发明的第3实施方式中所生成的姿势信息的一个例子的图。图16所示的姿势信息表示如下各信息：信息201，表示操作杆51的操作的种类及连续的操作量；信息202，表示上部回转体22的连续的回转角度；信息203，表示铲斗33的远端位置的连续的动作。
图17是表示本发明的第3实施方式中由操作杆51所进行的操作的种类与具体的操作模式的对应关系的一个例子的图。在图17中表示了对于挖掘、提升回转、排土及返回回转各个操作模式是否分别进行了动臂31的操作、斗杆32的操作、铲斗33的操作、以及回转的操作。在图17中，以圆圈来表示进行了操作。
移动终端3的控制器15的点生成部151根据由工程机械2B的信息生成部111B连续地生成的姿势信息，提取操作杆51的操作模式。具体而言，点生成部151根据姿势信息中所包含的操作杆51的操作的种类及操作量的信息201，分别提取挖掘、提升回转、排土及返回回转的操作模式。而且，点生成部151生成：第1教导点信息211，是操作杆51的操作模式切换时的教导点信息；第2教导点信息212，是操作杆51的操作模式继续时的教导点信息。
在图16中，较大的黑圆点表示生成第1教导点信息211的时期。图16所示的5个第1教导点信息211分别相当于上述的7个教导点信息中的5个教导点信息(挖掘结束位置P3、铲起位置P4、接触回避位置P5、排土位置P6及挖掘开始位置P7)。此外，在图16中，挖掘结束位置P3与铲起位置P4重叠。通过对照操作杆51的操作量与图17所示的操作模式可知，各个第1教导点信息211在操作杆51的操作模式切换时被生成。此外，操作杆51的操作开始从而操作杆51的操作量从零起增加的时期包含在操作杆51的操作模式切换的时期中。此外，操作杆51的操作全部结束从而操作杆51的操作量减少至零的时期包含在操作杆51的操作模式切换的时期中。
在图16中，较小的黑圆点表示生成第2教导点信息212的时期。多个第2教导点信息212分别在2个第1教导点信息211之间被生成。通过对照操作杆51的操作量与图17所示的操作模式可知，多个第2教导点信息212分别在操作杆51的操作模式继续时被生成。
工程机械2B的控制器11的指令生成部112根据由移动终端3的点生成部151所生成的第1教导点信息211及第2教导点信息212，生成自动运转指令。基于生成第1教导点信息211和第2教导点信息212，指令生成部112能够生成更详细的自动运转指令。因此，通过自动运转，能够使工程机械2进行更为复杂的动作。此外，在基于熟练操作人员的操作而生成姿势信息的情况下，通过自动运转能够重现熟练操作人员的动作。
此外，移动终端3的点生成部151根据姿势信息中所包含的操作杆51的操作的种类及操作量的信息，将表示一系列的动作的姿势信息划分为多个姿势信息。在图16中，在操作模式切换的时期，存在有开始操作杆51的操作的时期也就是操作杆51的操作量从零起增加的时期以及在操作杆51的操作量减少之后进行其它种类的操作的时期。点生成部151根据操作模式切换的时期及操作的种类，将表示一系列的动作的姿势信息划分为与挖掘、提升回转、排土及返回回转的操作模式对应的4个姿势信息。
例如，与挖掘对应的操作模式是开始用于拉动斗杆32的操作的时期(拉动斗杆32的操作的操作量从零起增加的时期)与开始上部回转体22的回转的时期(使上部回转体22回转的操作的操作量从零起增加的时期)之间的期间。
此外，与提升回转对应的操作模式是开始上部回转体22的回转的时期(使上部回转体22回转的操作的操作量从零起增加的时期)与开始铲斗33的排土的时期(使铲斗33排土的操作的操作量从零起增加的时期)之间的期间。
此外，与排土对应的操作模式是开始铲斗33的排土的时期(使铲斗33排土的操作的操作量从零起增加的时期)与开始上部回转体22的回转的时期(使上部回转体22回转的操作的操作量从零起增加的时期)之间的期间。
此外，与返回回转对应的操作模式是开始上部回转体22的回转的时期(使上部回转体22回转的操作的操作量从零起增加的时期)与上部回转体22的回转结束的时期(使上部回转体22回转的操作的操作量减少而成为零的时期)之间的期间。
工程机械2B的控制器11的指令生成部112按由移动终端3的点生成部151划分的多个姿势信息的每一者来生成自动运转指令。基于将表示一系列的动作的姿势信息划分为多个姿势信息，能够按所划分的姿势信息的每一者来明确附属设备30的被移动的部分、以及上部回转体22的回转角度。例如，根据被划分为排土的姿势信息可知：不使上部回转体22回转而仅使铲斗33摆动。由此，容易地按所划分的每一姿势信息来生成自动运转指令，因此能够降低在生成自动运转指令上所需的负荷。
此外，图16所示的姿势信息只是一个例子，例如如果在被划分为排土的区间操作人员还进行了使动臂31或斗杆32动作的操作，便会生成在被划分为排土的区间还使动臂31或斗杆32动作的自动运转指令。
如上所述，根据本第3实施方式所涉及的动作示教系统102，连续地生成姿势信息，该姿势信息是将连续地被检测的操作杆51的操作的种类及操作量和连续地被检测的上部回转体22的回转角度以及连续地被检测的附属设备30的姿势相互对应的信息。根据该姿势信息，提取操作杆51的操作模式，并且生成：第1教导点信息211，是操作模式切换时的教导点信息；第2教导点信息212，是操作模式继续时的教导点信息。基于生成第1教导点信息211和第2教导点信息212，指令生成部112能够生成更详细的自动运转指令。因此，通过自动运转，能够使工程机械2的回转装置24及附属设备30进行更为复杂的动作。此外，在基于熟练操作人员的操作而生成姿势信息的情况下，通过自动运转能够重现熟练操作人员的动作。
此外，根据操作杆51的操作的种类及操作量的信息，将表示一系列的动作的姿势信息划分为多个姿势信息。而且，按所划分的每一姿势信息来生成自动运转指令。基于将表示一系列的动作的姿势信息划分为多个姿势信息，能够按所划分的姿势信息的每一者来明确附属设备30的被移动的部分、以及上部回转体22的回转角度。由此，容易地按所划分的每一姿势信息来生成自动运转指令，因此能够降低在生成自动运转指令上所需的负荷。
此外，本第3实施方式的动作示教系统102也可以与第2实施方式的动作示教系统101同样地还具备周围状况获取装置4。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但这只是例示了具体例，其并不特别限定本发明，其的具体构成等是可以适当进行设计变更的。此外，关于本发明的实施方式所记载的作用及效果，只是列举了基于本发明而产生的最优选的作用及效果，本发明所产生的作用及效果并不限于本发明的实施方式中所记载的作用及效果。
例如，本发明并不限定于由工程机械2的控制器11生成姿势信息的构成，也可以由移动终端3的控制器15生成姿势信息，或者也可以由有别于工程机械2及移动终端3的设备来生成姿势信息。此外，本发明并不限定于由工程机械2的控制器11生成自动运转指令的构成，也可以由移动终端3的控制器15生成自动运转指令，或者也可以由有别于工程机械2及移动终端3的设备来生成自动运转指令。
(实施方式的总结)
本实施方式的技术特征总结如下。
本发明的一个方面所涉及的动作示教系统包括：工程机械；移动终端，能够与所述工程机械互相通信；信息生成部，生成所述工程机械的姿势信息；以及，指令生成部，生成用于使所述工程机械动作的指令；其中，所述工程机械具有：下部行走体；上部回转体，可回转地被安装在所述下部行走体的上部；回转装置，能够使所述上部回转体回转；附属设备，可摆动地被安装于所述上部回转体；回转角度检测装置，检测所述上部回转体相对于所述下部行走体的回转角度；姿势检测装置，检测所述附属设备的姿势；以及，动作控制部，根据由所述指令生成部生成的所述指令，使所述回转装置及所述附属设备动作；其中，所述信息生成部根据由所述回转角度检测装置检测的所述上部回转体的回转角度和由所述姿势检测装置检测的所述附属设备的姿势，生成所述姿势信息，所述移动终端具有：点生成部，根据由所述信息生成部生成的所述姿势信息，生成教导点信息，该教导点信息是将示教在使所述工程机械进行的一系列的动作中所述附属设备的位置的示教位置、和在所述示教位置的目标的所述姿势信息相互对应的信息；以及，点变更部，变更由所述点生成部生成的所述教导点信息；其中，所述指令生成部根据由所述点生成部生成的所述教导点信息，生成用于使所述回转装置及所述附属设备自动地动作的自动运转指令，所述指令生成部在由所述点变更部变更了所述教导点信息的情况下，根据所变更的所述教导点信息生成所述自动运转指令，所述动作控制部根据由所述指令生成部生成的所述自动运转指令，使所述回转装置及所述附属设备自动地动作。
根据该技术方案，基于自动运转指令，工程机械的回转装置及附属设备自动地动作。而且，在由移动终端变更了教导点信息的情况下，根据所变更的教导点信息而生成自动运转指令，并且基于所生成的自动运转指令，工程机械的回转装置及附属设备自动地动作。由于通过移动终端来变更教导点信息，因此，作业人员无需为了重新生成所变更的教导点信息而使工程机械动作。而且，作业人员基于将移动终端带入到作业现场，便能够一边确认作业对象一边在该现场变更教导点信息。由此，能够提高作业效率。
此外，在上述的动作示教系统，所述工程机械还具有：操作杆，为了使所述回转装置及所述附属设备动作而被操作人员操作；以及，操作量检测装置，连续地检测所述操作杆的操作的种类及操作量；其中，所述回转角度检测装置连续地检测基于所述操作杆的操作而连续地变化的所述上部回转体的所述回转角度，所述姿势检测装置连续地检测基于所述操作杆的操作而连续地变化的所述附属设备的所述姿势，所述信息生成部连续地生成所述姿势信息，该姿势信息是将由所述操作量检测装置连续地检测的所述操作杆的操作的种类及操作量、由所述回转角度检测装置连续地检测的所述上部回转体的所述回转角度、以及由所述姿势检测装置连续地检测的所述附属设备的所述姿势相互对应的信息，所述点生成部根据由所述信息生成部连续地生成的所述姿势信息，提取所述操作杆的操作模式，并且生成在所述操作模式切换时的所述教导点信息即第1教导点信息和在所述操作模式继续时的所述教导点信息即第2教导点信息。
根据该技术方案，连续地生成姿势信息，该姿势信息是将连续地被检测的操作杆的操作的种类及操作量和连续地被检测的上部回转体的回转角度以及连续地被检测的附属设备的姿势相互对应的信息。根据该姿势信息，提取操作杆的操作模式，并且生成：第1教导点信息211，是操作模式切换时的教导点信息；第2教导点信息212，是操作模式继续时的教导点信息。基于生成第1教导点信息211和第2教导点信息212，指令生成部能够生成更详细的自动运转指令。因此，通过自动运转，能够使工程机械的回转装置及附属设备进行更为复杂的动作。此外，在基于熟练操作人员的操作而生成姿势信息的情况下，通过自动运转能够重现熟练操作人员的动作。
此外，在上述的动作示教系统，所述点生成部根据所述姿势信息所包含的所述操作杆的操作的种类及操作量的信息，将表示所述一系列的动作的所述姿势信息划分为多个姿势信息，所述指令生成部按由所述点生成部划分的所述多个姿势信息的每个姿势信息，生成所述自动运转指令。
根据该技术方案，基于操作杆的操作的种类及操作量的信息，将表示一系列的动作的姿势信息划分为多个姿势信息。而且，按所划分的每一姿势信息来生成自动运转指令。基于将表示一系列的动作的姿势信息划分为多个姿势信息，能够按所划分的姿势信息的每一者来明确附属设备的被移动的部分、以及上部回转体的回转角度。由此，容易地按所划分的每一姿势信息来生成自动运转指令，因此能够降低在生成自动运转指令上所需的负荷。
此外，在上述的动作示教系统，所述移动终端还具有：变更受理部，受理作业人员对由所述点生成部生成的所述教导点信息进行的变更；其中，所述点变更部根据由所述变更受理部受理的变更内容，变更所述教导点信息。
根据该技术方案，所生成的教导点信息的基于作业人员的变更由移动终端来受理，并且根据所受理的变更内容来变更教导点信息。因此，作业人员利用移动终端能够容易地变更教导点信息。因此，作业人员能够节省为了变更教导点信息而使工程机械动作的劳力及时间。
此外，在上述的动作示教系统还包括：周围状况获取装置，获取作业现场的周围状况；其中，所述点变更部根据由所述周围状况获取装置获取的所述周围状况，变更所述教导点信息。
根据该技术方案，基于作业现场的周围状况，自动地变更教导点信息。由此，例如在检测到与附属设备干涉的障碍物的情况下，能够自动地修正工程机械的自动运转的动作。其结果，能够提高作业效率。

Claims (6)

1.一种动作示教系统，其特征在于包括：
工程机械；
移动终端，能够与所述工程机械互相通信；
信息生成部，生成所述工程机械的姿势信息；以及，
指令生成部，生成用于使所述工程机械动作的指令；其中，
所述工程机械具有：
下部行走体；
上部回转体，可回转地被安装在所述下部行走体的上部；
回转装置，能够使所述上部回转体回转；
附属设备，可摆动地被安装于所述上部回转体；
回转角度检测装置，检测所述上部回转体相对于所述下部行走体的回转角度；
姿势检测装置，检测所述附属设备的姿势；以及，
动作控制部，根据由所述指令生成部生成的所述指令，使所述回转装置及所述附属设备动作；其中，
所述信息生成部根据由所述回转角度检测装置检测的所述上部回转体的回转角度和由所述姿势检测装置检测的所述附属设备的姿势，生成所述姿势信息，
所述移动终端具有：
点生成部，根据由所述信息生成部生成的所述姿势信息，生成教导点信息，该教导点信息是将示教在使所述工程机械进行的一系列的动作中所述附属设备的位置的示教位置、和在所述示教位置的目标的所述姿势信息相互对应的信息；以及，
点变更部，变更由所述点生成部生成的所述教导点信息；其中，
所述指令生成部根据由所述点生成部生成的所述教导点信息，生成用于使所述回转装置及所述附属设备自动地动作的自动运转指令，
所述指令生成部在由所述点变更部变更了所述教导点信息的情况下，根据所变更的所述教导点信息生成所述自动运转指令，
所述动作控制部根据由所述指令生成部生成的所述自动运转指令，使所述回转装置及所述附属设备自动地动作。
2.根据权利要求1所述的动作示教系统，其特征在于，
所述工程机械还具有：
操作杆，为了使所述回转装置及所述附属设备动作而被操作人员操作；以及，
操作量检测装置，连续地检测所述操作杆的操作的种类及操作量；其中，
所述回转角度检测装置连续地检测基于所述操作杆的操作而连续地变化的所述上部回转体的所述回转角度，
所述姿势检测装置连续地检测基于所述操作杆的操作而连续地变化的所述附属设备的所述姿势，
所述信息生成部连续地生成所述姿势信息，该姿势信息是将由所述操作量检测装置连续地检测的所述操作杆的操作的种类及操作量、由所述回转角度检测装置连续地检测的所述上部回转体的所述回转角度、以及由所述姿势检测装置连续地检测的所述附属设备的所述姿势相互对应的信息，
所述点生成部根据由所述信息生成部连续地生成的所述姿势信息，提取所述操作杆的操作模式，并且生成在所述操作模式切换时的所述教导点信息即第1教导点信息和在所述操作模式继续时的所述教导点信息即第2教导点信息。
3.根据权利要求2所述的动作示教系统，其特征在于：
所述点生成部根据所述姿势信息所包含的所述操作杆的操作的种类及操作量的信息，将表示所述一系列的动作的所述姿势信息划分为多个姿势信息，
所述指令生成部按由所述点生成部划分的所述多个姿势信息的每个姿势信息，生成所述自动运转指令。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的动作示教系统，其特征在于，
所述移动终端还具有：
变更受理部，受理作业人员对由所述点生成部生成的所述教导点信息进行的变更；其中，
所述点变更部根据由所述变更受理部受理的变更内容，变更所述教导点信息。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的动作示教系统，其特征在于还包括：
周围状况获取装置，获取作业现场的周围状况；其中，
所述点变更部根据由所述周围状况获取装置获取的所述周围状况，变更所述教导点信息。
6.根据权利要求4所述的动作示教系统，其特征在于还包括：
周围状况获取装置，获取作业现场的周围状况；其中，
所述点变更部根据由所述周围状况获取装置获取的所述周围状况，变更所述教导点信息。
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