CN115726410A - 建筑设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种建筑设备，包括：下部行驶体；上部回转体；作业装置，包括通过各个液压缸进行工作的动臂、斗杆及铲斗；控制阀；操作杆，输出与驾驶员的操作量对应的操作信号；作业设定部，能够设定上述作业装置的作业区域；位置信息提供部，提供上述作业装置的位置信息、姿势信息以及上述作业区域的位置信息中的一个以上；以及电子控制部，根据从上述操作杆、上述作业设定部以及上述位置信息提供部中的至少一个输入的信号，输出对上述控制阀的控制信号，上述电子控制部运算上述作业区域与作业装置之间的角度，并基于运算出的角度来控制作业装置的速度。

Description

建筑设备

技术领域

本发明涉及一种建筑设备，更详细地，涉及一种具有作业区域限制功能的建筑设备，通过考虑作业设备的转绕半径和相对于作业区域的角度来控制铲斗的速度，从而提高作业速度和作业效率。

背景技术

通常，挖掘机是一种在建筑工地等执行各种作业的建筑设备，包括进行挖土的挖掘作业、搬运沙土的装载作业、制造基础的挖地基作业、拆除建筑物的破碎作业、整理地面的平地作业、使地面平整的平整作业等。

参照图1，诸如挖掘机这样的建筑设备1具备：下部行驶体2；上部回转体3，以能够回转的方式设置在下部行驶体2上；以及作业装置4，以能够沿上下方向进行工作的方式设置在上部回转体3上。

另外，作业装置4具备：动臂4a，该动臂4a形成为多关节，并且后端部以能够转绕的方式支撑于上部回转体3；斗杆4b，该斗杆4b的后端部以能够转绕的方式支撑于动臂4a的前端；以及铲斗4c，该铲斗4c以能够转绕的方式设置于斗杆4b的前端侧。并且，根据使用者的杆操作而供给工作油，动臂缸5(作业用致动器)、斗杆缸6(作业用致动器)和铲斗缸7(作业用致动器)分别使动臂4a、斗杆4b及铲斗4c工作。

在这种建筑设备1中，通过各自的手动操作杆使动臂4a、斗杆4b、铲斗4c等作业装置4工作，但这种作业装置4分别由关节部连接而进行转绕运动，因此需要驾驶员的相当大的努力来分别操作作业装置4而对规定的区域进行作业。

因此，为了容易进行这种作业，在日本授权专利平7-94735中提出了挖掘机的作业区域控制装置。上述作业区域控制装置根据铲斗4c的末端A和到不可入侵区域的边界线为止的距离来控制铲斗4c的移动。因此，即使当驾驶员失误而要使铲斗4c的末端A向不可入侵区域移动时，铲斗4c也会自动地在不可入侵区域的边界停止。另外，驾驶员能够在作业途中从作业装置4的速度降低识别出作业装置4在接近不可入侵区域，使铲斗4c的前端调转。

图2示出情况(c)至(e)，在该情况(c)至(e)中，在驾驶员设定作业区域之后去除堆积在作业区域中的作业材料的情况下，虽然铲斗4c的姿势各不相同，但是铲斗4c的末端A与作业区域(work area)之间的距离是相同的。

此时，为了去除堆积在驾驶员所设定的作业区域中的作业材料，需要操作铲斗4c。根据现有技术，铲斗4c的速度仅依据铲斗4c的末端A与作业区域之间的最短距离d来限制。然而，即使铲斗4c的末端A与作业区域之间的最短距离d相同，根据铲斗4c的姿势，也可能会产生铲斗4c不会侵犯作业区域或者直到侵犯为止存在较大时间余量的情况。即使在这种情况下，根据现有技术，铲斗4c的速度也会被统一地限制成相同。

即，与情况(e)不同，情况(c)和(d)是即使驾驶员操作铲斗4c，铲斗4c也不会侵犯作业区域的情况，即使如此，铲斗4c的末端与作业区域之间的最短距离d也会被识别为相同，从而以与情况(e)相同的方式限制铲斗4c的速度。因此，存在利用铲斗4c进行挖掘作业时作业速度及效率降低的问题。

为了解决这种问题，国际申请公报WO2020/204240提出了一种建筑设备，该建筑设备在铲斗4c的末端的速度方向上考虑到作业区域为止的距离，来控制铲斗4c的速度。但是，与以往同样，即使铲斗4c不可能侵犯作业区域，若铲斗4c与作业面接近而铲斗4c的末端的速度方向上的到作业区域为止的距离较短，则铲斗4c的速度也会受到限制。

现有技术文献

专利文献：

日本授权专利平7-94735(1995年10月11日公开)

国际申请公报WO2020/204240(2020年10月8日公开)

发明内容

要解决的技术问题

本发明用于解决如上所述的现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种具有作业区域限制功能的建筑设备，该建筑设备通过考虑铲斗与作业区域之间的角度来控制铲斗的速度，从而提高作业速度和作业效率。

解决问题的手段

本发明的一方面提供一种建筑设备，包括：下部行驶体；上部回转体，以能够转绕的方式支撑在上述下部行驶体上；作业装置，包括通过各个液压缸进行工作的动臂、斗杆及铲斗，并由上述上部回转体支撑；控制阀，控制上述液压缸；操作杆，输出与驾驶员的操作量对应的操作信号；作业设定部，能够设定上述作业装置的作业区域；位置信息提供部，提供上述作业装置的位置信息、姿势信息以及上述作业区域的位置信息中的一个以上；以及电子控制部，根据从上述操作杆、上述作业设定部以及上述位置信息提供部中的至少一个输入的信号，输出对上述控制阀的控制信号，上述电子控制部运算上述作业区域与作业装置之间的角度，并且基于运算出的角度来控制作业装置的速度。

在一实施例中，上述电子控制部可以在上述操作杆的操作信号被输入时，判断作业装置的转绕半径是否有可能侵犯上述作业区域，并且仅在作业装置有可能侵犯上述作业区域的情况下，限制作业装置的速度。

在一实施例中，上述电子控制部可以将上述转绕半径和从作业装置的转绕中心到上述作业区域的最短距离进行比较，在上述转绕半径小于上述最短距离的情况下，限制作业装置的速度。

在一实施例中，上述转绕半径可以是连接上述转绕中心和铲斗末端的线。

在一实施例中，上述转绕中心可以是动臂销、斗杆销和铲斗销中的一个以上。

在一实施例中，上述电子控制部可以基于作业装置到上述作业区域为止剩余的角度来控制作业装置的速度。

在一实施例中，若当前的作业装置相对于上述作业区域的角度与在上述铲斗侵犯作业区域时的作业装置相对于上述作业区域的角度的差为预先设定的基准值以下，则上述电子控制部可以判断为速度限制区间。

在一实施例中，上述电子控制部可以在上述速度限制区间内设定作业装置的减速率，并基于所设定的减速率来限制作业装置的速度。

在一实施例中，上述电子控制部可以基于上述角度的差来设定速度限制区间和/或减速率。

在一实施例中，上述位置信息提供部可以包括测定建筑设备的位置信息的位置测定部、测定建筑设备的姿势信息和各个作业装置的姿势的姿势测定部、以及基于上述位置测定部和上述姿势测定部测定的位置信息来计算坐标的坐标计算部中的至少一个。

在一实施例中，上述操作杆可以作为电动式操纵杆，与驾驶员的操作量成比例地产生电信号并且提供给电子控制部。

在一实施例中，上述作业设定部可以具备能够根据驾驶员的需要而设定的多个作业模式设定功能，根据上述作业模式设定，将从上述位置信息提供部提供的地形信息、位置信息以及建筑设备的姿势信息中的至少一个显示于显示画面。

发明效果

根据本发明的一方面，基于作业装置的转绕半径和作业装置与作业区域之间的距离，判断是否开始控制铲斗的速度，因此，即使铲斗位于离作业区域较近的位置，若作业装置的转绕半径不存在侵犯作业区域的可能性，则也不会强制限制铲斗的速度，从而使作业人员的作业联动自然。

若基于作为当前的铲斗相对于作业面的角度与铲斗侵犯作业区域时的铲斗相对于作业面的角度之差的角度偏差来控制铲斗的速度，则在铲斗挖掘时，根据铲斗的姿势，在直到铲斗侵犯作业区域为止存在较大时间余量的情况下，能够更有效地操作铲斗。

本发明的效果不限于上述效果，应理解为包括从本发明的详细说明或权利要求书中记载的发明的构成可推断的所有效果。

附图说明

图1是示出建筑设备的基本结构的立体图。

图2是示出现有技术的作业装置的速度控制方法的概略图。

图3是根据本发明的一实施例的建筑设备的作业区域限制功能的概略图。

图4是示出根据本发明的一实施例的铲斗行进操作时的作业装置的速度控制方法的概略图。

图5是示出根据本发明的另一实施例的建筑设备的斗杆行进操作时的作业装置的速度控制方法的概略图。

图6是示出根据本发明的另一实施例的根据建筑设备的角度的致动器的速度允许率的图。

图7是示出根据本发明的另一实施例的建筑设备的作业装置操作时的作业装置的速度控制方法的概略图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明。然而，本发明能够以多种不同的形态实施，因此不应限定于在此说明的实施例。并且，在附图中，为了清楚地说明本发明而省略了与说明无关的部分，在整个说明书中，对于类似的部分赋予了类似的附图标记。

在整个说明书中，当表示某一部分与另一部分“连接”时，该情况不仅包括“直接连接”的情况，而且还包括在其中间设置其他部件而“间接连接”的情况。另外，当表示某一部分“包括”某构成要素时，这意味着在没有特别相反的记载的情况下并非排除其他构成要素，而是还可以包括其他构成要素。

在本说明书中使用的包括诸如“第一”或“第二”的序数的术语可以用于说明各种构成要素或步骤，但是对应的构成要素或步骤不应限定于序数。包括序数的术语应当被解释为仅用于将一个构成要素或步骤与其他构成要素或步骤区分开。

以下，参照附图，详细说明本发明的实施例。

图3是示出根据本发明的一实施例的建筑设备的作业区域限制功能的概略图，图4是示出根据本发明的一实施例的铲斗行进操作时的作业装置的速度控制方法的概率图。

参照图3及图4，根据本发明的实施方式的具有作业区域限制功能的建筑设备10包括：下部行驶体11；上部回转体12，以能够转绕的方式支撑在上述下部行驶体11上；作业装置13，包括通过各个液压缸而工作的动臂13a、斗杆13b以及铲斗13c，并由上述上部回转体12支撑；控制阀100，控制液压缸；操作杆200，输出与驾驶员的操作量对应的操作信号；作业设定部400，能够设定和/或选择作业装置13的作业区域；位置信息提供部300，收集和/或计算作业装置13的位置信息、姿势信息和/或作业区域的位置信息；以及电子控制部500，根据从上述操作杆200、上述作业设定部400及上述位置信息提供部300中的至少一个输入的信号，输出对上述控制阀100的控制信号。

此时，根据本发明的一实施例的上述电子控制部500运算作业装置13与作业区域之间的角度，并基于运算出的角度来控制作业装置13的速度。

控制阀100是通过接受压力而沿轴线移动的阀芯对流路进行开闭的部件。即，控制阀100起到将由作为液压源的液压泵供给的工作油的供给方向转换到液压缸及液压马达侧的作用。控制阀100通过液压配管与液压泵连接，引导从液压泵向液压缸工作油的供给。

操作杆200可以是液压式操纵杆或电动式操纵杆(Electric Joystick)，优选地，可以是与驾驶员的操作量成比例地产生电信号并提供给电子控制部500的电动式操纵杆。

可以通过比较作业装置13的转绕半径和作业装置13与作业区域之间的距离，来判断作业装置13是否有可能侵犯所设定的作业区域。例如，在作业装置13的转绕半径小于转绕中心与作业区域之间的最短距离的情况下，判断为作业装置13不可能侵犯所设定的作业区域，从而作业装置13的速度可以不受限制。

相反，在作业装置13的转绕半径大于作业装置13的转绕中心与作业区域之间的最短距离的情况下，判断为作业装置13有可能侵犯所设定的作业区域，从而可以限制作业装置13的速度。

优选地，在作业装置13的转绕半径和作业装置13的转绕中心与作业区域之间的最短距离相同的情况下，作业装置13的速度也可以不受限制。

位置信息提供部300可以包括位置测定部、姿势测定部以及坐标计算部中的至少一个，该位置测定部接收由GPS(Global Positioning System)卫星发送的信号并测定建筑设备10的位置信息，该姿势测定部测定建筑设备10的姿势信息和动臂13a、斗杆13b及铲斗13c中的至少一个的姿势，该坐标计算部基于由上述位置测定部和上述姿势测定部测定的位置信息，算出建筑设备10的坐标。

位置测定部310可以具备能够接收从GPS卫星发送的信号的接收器，从接收到的信号测定建筑设备10的位置信息。

姿势测定部320利用多个惯性测定装置(Inertial Measurement Unit，IMU)、角传感器(Angle Senor)等，测定动臂13a、斗杆13b及铲斗13c中的至少一个的位置和/或姿势、以及建筑设备10的主体的倾斜度等。

坐标计算部330利用由上述位置测定部310和上述姿势测定部320测定的位置信息和姿势信息，来算出动臂13a、斗杆13b和铲斗13c中的至少一个的坐标(x，y，z)。

另外，位置信息提供部300还可以具备映射部，该映射部将作业位置周围的地形信息及关于作业位置的施工信息映射到算出的坐标上。上述映射部根据由上述坐标计算部算出的各轴，调节由姿势测定部测定的各作业装置13的位置和/或姿势以及建筑设备10的主体的倾斜度等，来进行映射。

作业设定部400可以设定和/或选择作业装置13的作业区域，并提供所设定和/或选择的作业区域的平面信息。另外，还可以具备铲斗姿势控制(Bucket Posture Control)模式、作业区域限制(Work Area Limit)模式、摆动位置控制(Swing Position Control)模式等能够根据驾驶员的需要而进行各种设置和/或选择的作业模式功能。

作业设定部400根据上述作业区域和/或上述作业模式的设定和/或选择，将从位置信息提供部300提供的地形信息、位置信息、建筑设备10的姿势信息及在作业设定部400设定的作业区域的平面信息中的至少一个显示于显示器410的画面。

即，驾驶员可以在显示器410的画面上设定和/或选择作业区域和/或作业模式，由此能够利用显示的信息来容易地进行作业。此时，上述作业区域是指驾驶员作为作业目标的设计面(Design Surface)。

电子控制部(Electronic Control Unit)500在操作杆200的操作信号被输入时，判断作业装置13是否有可能侵犯所设定的作业区域。若判断为作业装置13有可能侵犯所设定的作业区域，则运算作业装置13与所设定的作业区域之间的角度和在作业装置13侵犯所设定的作业区域时的角度之差。然后，将运算出的角度偏差θ与预先设定的基准值θt进行比较，并且决定作业装置13的速度限制量。最后，基于上述速度控制量，向控制液压缸的控制阀100输出控制信号。

即，当本发明的作业区域限制功能被激活时，向电子控制部500输入操作杆200的操作信号和/或位置信息提供部300的各种位置信息。并且，上述电子控制部500根据汇集的信息来决定作业装置13的速度限制量，由此控制作业装置13的移动。

参照图3及图4，根据本发明的一实施例的具有作业区域限制功能的建筑设备的动作方式如下。

首先，驾驶员在作业设定部400上选择激活控制模式(Active Control Mode)，并设定作为目标的作业区域。并且，为了进行铲斗13c对上述作业区域的挖掘作业，操作铲斗13c行进操作杆200。

相关地，位置信息提供部300收集和/或计算作业装置13的位置信息、姿势信息和/或所设定的作业区域的位置信息，并提供给电子控制部500。电子控制部500基于从上述位置信息提供部300提供的作业装置13的位置信息、姿势信息和/或所设定的作业区域的位置信息，判断作业装置13是否有可能侵犯所设定的作业区域。优选地，电子控制部500对铲斗13c的转绕半径和铲斗13c的转绕中心与作业区域之间的距离进行比较判断。

具体地，图4的(c)是作为铲斗13c的转绕半径L1的从铲斗销O到铲斗端部A的距离小于从作为铲斗13c的转绕中心的铲斗销O到作业区域的最短点B之间的距离的情况，图4的(d)是铲斗13c的转绕半径L1等于从铲斗13c的转绕中心O到作业区域之间的最短距离的情况，图4的(e)是铲斗13c的转绕半径L1大于从铲斗13c的转绕中心O到作业区域之间的最短距离的情况。

铲斗13c的末端A与作业区域之间的最短距离d在(c)、(d)和(e)姿势中都相同，但是在(c)和(d)的情况下，由于转绕半径L1小于或等于转绕中心O与作业区域之间的最短距离，因此即使操作铲斗13c，也不可能侵犯作业区域。尽管如此，若基于铲斗13c的末端A与作业区域之间的最短距离d来限制铲斗13c的速度，则在利用铲斗13c的挖掘作业时作业速度及效率可能会降低。

因此，对作业装置13的转绕半径L1和作业装置13与作业区域之间的距离进行比较，如图4的(e)所示，仅在作业装置13的转绕半径L1大于作业装置13与作业区域之间的距离的情况下，需要限制铲斗13c的速度。

如此，如果电子控制部500对作业装置13的转绕半径和作业装置13与作业区域之间的距离进行比较来控制铲斗13c的速度，则即使铲斗13c位于离作业区域较近的位置，若作业装置13的转绕半径不可能侵犯作业区域，则不强制限制铲斗13c的速度，因此使作业人员的作业联动自然。

另一方面，在判断为铲斗13c的转绕半径小于铲斗13c的转绕中心O与作业区域之间的最短距离从而铲斗13c有可能侵犯作业区域的情况下，铲斗13c的速度可以基于直到上述铲斗13c侵犯上述作业区域为止剩余的角度来控制。即，如图4(b)所示，可以基于当前的铲斗13c相对于作业区域的角度与在侵犯作业区域时的铲斗13c的角度的偏差来控制铲斗13c的速度。

电子控制部500基于从上述位置信息提供部300提供的作业装置13的位置信息和/或所设定的作业区域的位置信息，运算作为当前铲斗13c的转绕中心O、铲斗13c的末端A以及作业区域的最短点B之间的角度∠AOB与铲斗13c的转绕中心O、铲斗13c的末端A以及在铲斗13c转动时首次侵犯作业区域的点C之间的角度∠COB之差的角度偏差θ(∠AOC)。接着，将角度偏差θ与预先设定的基准值θt进行比较。此时，预定的基准值θt可以是例如15度，但不限于此。

若角度偏差θ大于预先设定的基准值θt，则电子控制部500判断为不需要限制铲斗13c的速度。即，此时，电子控制部500不限制铲斗13c的速度。

然而，如图4的(c)所示，若角度偏差θc在基准值θt以下，则电子控制部500判断为速度限制区间。

并且，电子控制部500设定上述速度限制区间内的铲斗13c的减速率。此时，铲斗13c的减速率可以根据角度偏差θ线性设定，但并不限于此，如图6所示，也可以非线性地设定。

因此，在上述速度限制区间中基于上述减速率来控制铲斗13c的速度。

即，电子控制部500基于根据角度偏差θ的减速率，向控制阀100输出控制信号，控制阀100基于上述控制信号来控制液压缸，该角度偏差θ是当前的上述铲斗13c相对于上述作业区域的角度∠AOB与在上述铲斗13c侵犯作业区域时的上述铲斗13c相对于上述作业区域的角度∠COB之差。

根据本发明，在铲斗13c的转绕半径L1大于铲斗13c的转绕中心O与作业区域之间的距离的情况下，基于作为角度∠AOB与角度∠COB之差的角度偏差θ来进行控制，该角度∠AOB是当前的铲斗13c的转绕中心O、铲斗13c的末端A以及作业区域的最短点B之间的角度，该角度∠COB是在铲斗13c侵犯作业区域时的铲斗13c的转绕中心O、铲斗13c的末端A以及作业区域之间的角度，因此，当铲斗13c挖掘时，根据铲斗13c的姿势在直到铲斗13c侵犯作业区域为止存在较大时间余量的情况下，能够更有效地操作铲斗13c。

图5是示出根据本发明的另一实施例的建筑设备的斗杆行进操作时的作业装置13的速度控制方法的概略图。

参照图3及图5，根据本发明的另一实施例的具有作业区域限制功能的作业设备的动作方式如下。

本发明的另一实施例与前面的实施例的不同之处在于作业设备13的转绕中心以斗杆销O’为基准。

首先，驾驶员在作业设定部400上选择激活控制模式(Active Control Mode)，并设定作为目标的作业区域。并且，为了对上述作业区域进行挖掘作业，操作斗杆行进操作杆200。

相关地，位置信息提供部300收集和/或计算作业装置13的位置信息、姿势信息和/或所设定的作业区域的位置信息，并提供给电子控制部500。电子控制部500基于从上述位置信息提供部300提供的作业装置13的位置信息、姿势信息和/或所设定的作业区域的位置信息，判断作业装置13是否有可能侵犯所设定的作业区域。优选地，电子控制部500对铲斗13c相对于斗杆销O’的转绕半径和斗杆销O’与作业区域之间的距离进行比较判断。

具体地，图5的(c)是作为铲斗13c相对于斗杆销O’的转绕半径L2的从斗杆销O’到铲斗端部A的距离小于从斗杆销O’到作业区域的最短点B的距离的情况，图5的(d)是铲斗13c相对于斗杆销O’的转绕半径L2等于从斗杆销O’到作业区域的最短距离的情况，图5的(e)是铲斗13c相对于斗杆销O’的转绕半径L2大于从斗杆销O’到作业区域的最短距离的情况。

铲斗13c的末端A与作业区域之间的最短距离d在(c)、(d)及(e)的姿势中均相同，但在(c)及(d)的情况下，由于转绕半径L2小于或等于转绕中心O’与作业区域之间的最短距离，因此即使操作斗杆13b也不会侵犯作业区域。即使如此，若以铲斗13c的末端A与作业区域之间的最短距离d为基准来限制斗杆13b的速度，则在挖掘作业时作业速度及效率可能会降低。

因此，比较作业装置13的转绕半径L2和作业装置13与作业区域之间的距离，如图5(e)所示，仅在作业装置13的转绕半径L2大于作业装置13与作业区域之间的距离的情况下，才需要限制铲斗13c的速度。

如此，如果电子控制部500以作业装置13的转绕半径和作业装置13与作业区域之间的距离为基准来控制斗杆13b的速度，则即使铲斗13c位于离作业区域较近的位置，若作业装置13的转绕半径不可能侵犯作业区域，则不强制限制斗杆13b的速度，因此使作业人员的作业联动自然。

另一方面，电子控制部500在判断为铲斗13c相对于斗杆销O’的转绕半径L2大于斗杆销O’与作业区域之间的最短距离从而铲斗13c有可能侵犯作业区域的情况下，可以基于直到上述铲斗13c侵犯上述作业区域为止剩余的角度来控制斗杆13b的速度。

即，如图5(b)所示，可以基于当前的铲斗13c以及斗杆销O’相对于作业区域的角度与在侵犯作业区域时铲斗13c以及斗杆销O’相对于作业区域的角度的偏差来控制斗杆13c的速度。

电子控制部500基于从上述位置信息提供部300提供的作业装置13的位置信息和/或所设定的作业区域的位置信息，运算作为当前的斗杆销O’、铲斗13c的末端A和作业区域的最短点B之间的角度∠AO’B与在斗杆销O’、铲斗13c的末端A和铲斗13c转动时首次侵犯作业区域的点C之间的角度∠CO’B之差的角度偏差θ(∠AO’C)。接着，将角度偏差θ与预先设定的基准值θt进行比较。此时，预先设定的基准值θt可以是例如15度，但不限于此。

当角度偏差θ超过预先设定的基准值θt时，电子控制部500判断为不需要限制斗杆13b的速度。即，此时，电子控制部500不限制斗杆13b的速度。

然而，如图5的(c)所示，若角度偏差θc在基准值θt以下，则电子控制部500判断为速度限制区间。

并且，电子控制部500设定上述速度限制区间内的斗杆13b的减速率。此时，斗杆13b的减速率可以根据角度偏差θ线性设定，但并不限于此，如图6所示，也可以非线性地设定。

因此，在速度限制区间中基于上述减速率来控制斗杆13b的速度。

即，电子控制部500基于根据角度偏差θ的减速率，向控制阀100输出控制信号，控制阀100基于上述控制信号来控制液压缸，该角度偏差θ是当前的上述铲斗13c以及斗杆13b相对于上述作业区域的角度∠AO’B与在上述铲斗13c侵犯作业区域时的上述铲斗13c以及斗杆13b相对于上述作业区域的角度∠CO’B之差。

根据本发明，在铲斗13c相对于斗杆销O’的转绕半径L2大于斗杆销O’与作业区域之间的距离的情况下，基于作为角度∠AO’B与角度∠CO’B之差的角度偏差θ来控制斗杆13b的速度，该角度∠AO’B是当前的斗杆销O’、铲斗13c的末端A和作业区域之间的角度，该角度∠CO’B是在铲斗13c侵犯作业区域时的斗杆销O’、铲斗13c的末端A和作业区域之间的角度，因此在挖掘时，根据斗杆13b的姿势铲斗13c不会侵犯作业区域或直到侵犯为止存在较大时间余量的情况下，能够更有效地操作斗杆13b。

本发明的另一个实施例与前面的实施例的不同之处在于作业设备13的转绕中心基于动臂销O”。如图7所示，若铲斗13c的端部A相对于动臂销O”的转绕半径L3大于动臂销O”与作业区域之间的距离，则判断为可能会侵犯作业区域。

具体地，电子控制部500基于从位置信息提供部300提供的作业装置13的位置信息、位置信息和/或所设定的作业区域的位置信息，运算当前的铲斗13c以及动臂销O”相对于作业区域的角度与在侵犯作业区域时的铲斗13c以及动臂销O”的角度的偏差θc，并与预先设定的基准值θt进行比较，若运算出的角度偏差为预先设定的基准值θt以下，则限制动臂13a的速度。此时，预先设定的基准值θt可以是例如15度，但不限于此。

若角度偏差θ超过设定的基准值θt，则电子控制部500判断为不需要限制动臂13a的速度。即，此时电子控制部500不限制动臂13a的速度。

然而，如图7的(b)所示，若角度偏差θc小于基准值θt，则电子控制部500判断为速度限制区间。

并且，电子控制部500设定上述速度限制区间内的动臂13a的减速率。此时，动臂13a的减速率可以根据角度偏差θ线性设定，但并不限于此，如图6所示，也可以非线性地设定。

因此，在上述速度限制区间中基于上述减速率来控制动臂13a的速度。

即，电子控制部500基于根据角度偏差θ的减速率向控制阀100输出控制信号，控制阀100基于上述控制信号控制液压缸。

根据本发明，在铲斗13c相对于动臂销O”的转绕半径L3大于动臂销O”与作业区域之间的距离的情况下，若基于角度偏差θ来控制动臂13a的速度，则在挖掘时，根据铲斗13c的姿势铲斗13c不会侵犯作业区域或者直到侵犯为止存在较大时间余量的情况下，能够更有效地操作动臂13a。

本发明的另一实施例与上述实施例的不同之处在于，作为作业设备13的转绕中心，同时考虑了动臂销O”、斗杆销O’和铲斗销O。具体地，将作为铲斗13c的端部A与各转绕中心之间的距离的转绕半径和各转绕中心与作业区域之间的最短距离进行比较，若在三种情况中的任一种情况下，转绕半径大于最短距离，则判断为铲斗13c可能会侵犯作业区域。并且，对判断为可能会侵犯作业区域的作业装置13，可以基于直到侵犯上述作业区域为止剩余的角度来进行控制。

例如，如图7所示，假设驾驶员为了对作业区域进行挖掘作业而操作动臂13a、斗杆13b及铲斗13c中的一个以上时，铲斗13c相对于铲斗销O的转绕半径L1小于从铲斗销O到作业区域的最短距离，铲斗13c相对于斗杆销O’的转绕半径L2小于从斗杆销O’到作业区域的最短距离，因此不需要限制斗杆13b和铲斗13c的速度。

然而，由于铲斗13c相对于动臂销O’的转绕半径L3大于从动臂销O”到作业区域的最短距离，因此可以基于直到上述铲斗13c侵犯上述作业区域为止剩余的角度来控制动臂13a的速度。

如上所述，若通过同时考虑动臂销O”、斗杆销O’和铲斗销O作为作业设备13的转绕中心来控制可能侵犯作业区域的作业装置13的速度，则在挖掘时根据作业装置的姿势，在铲斗13c不侵犯作业区域或者直到侵犯为止存在较大时间余量的情况下，能够更有效地操作作业装置13。

上述的本发明的说明是为了例示，本发明所属技术领域的普通技术人员应当理解，在不变更本发明的技术思想或必要特征的情况下能够容易地变形为其他具体的形态。因此，应理解为上述实施例在所有方面都是例示性的，而不是限制性的。例如，被描述为单一结构的各构成要素可以分散地实施，同样被描述为分散的构成要素也可以以结合的形态实施。

本发明的范围由后述的权利要求书表示，从权利要求书的意义及范围以及其均等概念导出的所有变更或变形的形态应解释为包含于本发明的范围。

附图标记说明

10：建筑设备

100：控制阀

200：操作杆

300：位置信息提供部

400：作业设定部

500：电子控制部

Claims (12)

1.一种建筑设备，其特征在于，包括：

下部行驶体；

上部回转体，所述上部回转体以能够转绕的方式支撑在所述下部行驶体上；

作业装置，所述作业装置包括通过各个液压缸进行工作的动臂、斗杆及铲斗，并由所述上部回转体支撑；

控制阀，所述控制阀控制所述液压缸；

操作杆，所述操作杆输出与驾驶员的操作量对应的操作信号；

作业设定部，所述作业设定部能够设定所述作业装置的作业区域；

位置信息提供部，所述位置信息提供部提供所述作业装置的位置信息、姿势信息以及所述作业区域的位置信息中的一个以上；以及

电子控制部，所述电子控制部根据从所述操作杆、所述作业设定部以及所述位置信息提供部中的至少一个输入的信号，输出对所述控制阀的控制信号，

所述电子控制部运算所述作业区域与作业装置之间的角度，并基于运算出的角度来控制作业装置的速度。

2.根据权利要求1所述的建筑设备，其中，

所述电子控制部在所述操作杆的操作信号被输入时，判断作业装置的转绕半径是否有可能侵犯所述作业区域，并且仅在作业装置有可能侵犯所述作业区域的情况下，限制作业装置的速度。

3.根据权利要求2所述的建筑设备，其中，

所述电子控制部将所述转绕半径和从作业装置的转绕中心到所述作业区域的最短距离进行比较，在所述转绕半径小于所述最短距离的情况下，限制作业装置的速度。

4.根据权利要求3所述的建筑设备，其中，

所述转绕半径是连接所述转绕中心和铲斗末端的线。

5.根据权利要求4所述的建筑设备，其中，

所述转绕中心是动臂销、斗杆销和铲斗销中的一个以上。

6.根据权利要求5所述的建筑设备，其中，

所述电子控制部基于作业装置到所述作业区域为止剩余的角度来控制作业装置的速度。

7.根据权利要求6所述的建筑设备，其中，

若当前的作业装置相对于所述作业区域的角度与在所述铲斗侵犯作业区域时的作业装置相对于所述作业区域的角度的差为预先设定的基准值以下，则所述电子控制部判断为速度限制区间。

8.根据权利要求7所述的建筑设备，其中，

所述电子控制部在所述速度限制区间内设定作业装置的减速率，并基于所设定的减速率来限制作业装置的速度。

9.根据权利要求8所述的建筑设备，其中，

所述电子控制部基于所述角度的差来设定速度限制区间和/或减速率。

10.根据权利要求1所述的建筑设备，其中，

所述位置信息提供部包括测定建筑设备的位置信息的位置测定部、测定建筑设备的姿势信息和各个作业装置的姿势的姿势测定部、以及基于所述位置测定部和所述姿势测定部测定的位置信息来计算坐标的坐标计算部中的至少一个。

11.根据权利要求1所述的建筑设备，其中，

所述操作杆作为电动式操纵杆，与驾驶员的操作量成比例地产生电信号并且提供给电子控制部。

12.根据权利要求1所述的建筑设备，其中，

所述作业设定部具备能够根据驾驶员的需要而设定的多个作业模式设定功能，根据所述作业模式设定，将从所述位置信息提供部提供的地形信息、位置信息以及建筑设备的姿势信息中的至少一个显示于显示画面。

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