CN116096970A - 作业机械的状态管理装置 - Google Patents
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Abstract
状态管理装置对作业机械的状态进行管理。作业机械包括:作业装置;姿态检测装置,其检测作业装置的姿态信息;以及动作检测装置,其检测执行机构的动作信息。状态管理装置包括:控制装置,其基于姿态检测装置及动作检测装置的检测结果进行运算;以及输出装置,其将控制装置的运算结果以能够识别的形式输出。控制装置基于作业装置的姿态信息及执行机构的动作信息来运算被驱动部件的累积损伤度,存储被驱动部件的规定位置的累积损伤度的时间变化,并将表示规定位置的累积损伤度的时间变化的信息输出至输出装置。
Description
技术领域
本发明涉及作业机械的状态管理装置。
背景技术
已知使显示画面显示挖掘机中蓄积的损伤度的分布的挖掘机的状态显示装置(参见专利文献1)。专利文献1记载的挖掘机的状态显示装置基于表示在相互不同的多个运转状况下在挖掘机的部件中蓄积的损伤度的分布的数据,将挖掘机的部件中蓄积的损伤度的分布以能够针对每个运转状况相互对比的状态作为图像显示在显示画面上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-222003号公报
发明内容
发明要解决的课题
挖掘机这种作业机械为了重视作业的时间效率,优选在除了维护时以外使之运行。若作业机械长期运行,则在运行中运转状况时刻变化,由于多种要因而部件的累积损伤度变化。在专利文献1记载的状态显示装置中,在维护时,通过显示维护时刻累积的损伤度的分布,从而能够确认维护时刻的累积损伤度。但是,专利文献1记载的状态显示装置无法确认作业机械运行中的累积损伤度的时间变化。因此,在专利文献1记载的技术中,可能无法适当进行部件的寿命预测。
本发明的目的在于适当进行作业装置的被驱动部件的寿命预测。
用于解决课题的手段
本发明一个实施方式的作业机械的状态管理装置用于对所述作业机械的状态进行管理,其中,所述作业机械包括:作业装置,其将由多个执行机构驱动的多个被驱动部件以能够转动的方式以多个关节连结而构成;姿态检测装置,其检测所述作业装置的姿态信息;以及动作检测装置,其检测所述执行机构的动作信息,所述作业机械的状态管理装置包括:控制装置,其基于所述姿态检测装置及所述动作检测装置的检测结果进行运算;以及输出装置,其将所述控制装置的运算结果以能够识别的形式输出。所述控制装置基于所述作业装置的姿态信息及所述执行机构的动作信息来运算所述被驱动部件的累积损伤度,存储所述被驱动部件的规定位置的累积损伤度的时间变化,将所述规定位置的累积损伤度的时间变化输出至所述输出装置。
发明效果
根据本发明,能够适当进行作业装置的被驱动部件的寿命预测。
附图说明
图1是示出第1实施方式的状态管理装置的构成的图。
图2是车载控制器的功能框图。
图3是示出S-N曲线的一例的图。
图4是示出由车载控制器执行的累积损伤度的时间变化曲线的输出处理的内容的图。
图5是示出显示装置显示的位置选择画面的一例的图。
图6是示出显示装置显示的位置指定画面的一例的图。
图7是示出显示装置显示的位置指定画面的另一例的图。
图8是示出显示装置显示的累积损伤度显示画面的一例的图。
图9是示出显示装置显示的比较条件选择画面的一例的图。
图10是示出第2实施方式的状态管理装置的构成的图。
图11是车载控制器及管理服务器的功能框图。
具体实施方式
参照附图说明本发明的实施方式的作业机械的状态管理装置。
<第1实施方式>
图1是示出本发明的第1实施方式的状态管理装置10的构成的图。如图1所示,第1实施方式的状态管理装置10搭载于作业机械100。在本实施方式中,说明作业机械100为履带式液压挖掘机的例子。作业机械100在作业现场进行土木作业、建设作业、解体作业、疏浚作业等作业。
作业机械100包括机体5和安装于机体5的作业装置4。机体5具有履带式的走行体2和能够回转地设置在走行体2上的回转体3。作业装置4是安装于回转体3的多关节型作业装置,具有多个执行机构及由多个执行机构驱动的多个被驱动部件,将多个被驱动部件以能够转动的方式以多个关节连结而构成。
作业装置4是三个被驱动部件(动臂11、斗杆12及铲斗13)串联连结的构成。动臂11将其基端部借助作为关节的动臂销11p以能够转动的方式连结于回转体3的前部。斗杆12将其基端部借助作为关节的斗杆销12p以能够转动的方式连结于动臂11的前端部。铲斗13借助作为关节的铲斗销13p以能够转动的方式连结于斗杆12的前端部。动臂销11p、斗杆销12p及铲斗销13p相互平行配置,各被驱动部件(动臂11、斗杆12及铲斗13)能够在同一面内相对旋转。
动臂11通过作为执行机构(液压缸)的动臂缸11a的伸缩动作而被旋转驱动。斗杆12通过作为执行机构(液压缸)的斗杆缸12a的伸缩动作而被旋转驱动。铲斗13通过作为执行机构(液压缸)的铲斗缸13a的伸缩动作而被旋转驱动。
动臂缸11a将其一端侧以能够转动的方式连接于动臂11,将另一端侧以能够转动的方式连接于回转体3的框架。斗杆缸12a将其一端侧以能够转动的方式连接于斗杆12,将另一端侧以能够转动的方式连接于动臂11。铲斗缸13a将其一端侧借助铲斗连杆(连杆部件)以能够转动的方式连接于铲斗13,将另一端侧以能够转动的方式连接于斗杆12。
回转体3包括操作者搭乘的驾驶室18和收容发动机及由发动机驱动的液压泵等液压设备的发动机室19。发动机是作业机械100的动力源,例如由柴油发动机等内燃机构成。
作业机械100包括:状态管理装置10,其管理作业机械100的状态;姿态检测装置123,其检测作业机械100的姿态信息(作业装置4的姿态信息及机体5的姿态信息);以及动作检测装置124,其检测执行机构(动臂缸11a、斗杆缸12a、铲斗缸13a)的动作信息。
状态管理装置10包括:车载控制器110,其为控制显示装置122等的控制装置;触摸面板监视器120;以及通信装置125,其经由通信网络与外部服务器进行通信。触摸面板监视器120具有:输入装置121,其基于状态管理装置10的使用者(在本实施方式中为作业机械100的操作者)的操作将规定的信息输入至车载控制器110;以及显示装置122,其基于来自车载控制器110的控制信号将显示图像显示在显示画面上。显示装置122具有液晶显示器等显示画面,输入装置121具有在液晶显示器上形成的触摸传感器。显示装置122作为输出装置发挥功能,将车载控制器110的运算结果以能够识别的形式输出至显示画面。
姿态检测装置123具备检测与作业机械100的姿态相关的信息(姿态信息)并将其检测结果向车载控制器110输出的多个角度传感器(动臂角度传感器、斗杆角度传感器、铲斗角度传感器、前后倾斜角度传感器、左右倾斜角度传感器及回转角度传感器)。动臂角度传感器安装于动臂销11p,检测表示动臂11相对于回转体3的转动角度(动臂角度)的姿态信息。斗杆角度传感器安装于斗杆销12p,检测表示斗杆12相对于动臂11的转动角度(斗杆角度)的姿态信息。铲斗角度传感器安装于铲斗销13p,检测表示铲斗13的转动角度(铲斗角度)的姿态信息。前后倾斜角度传感器安装于回转体3,检测表示回转体3相对于基准面(例如水平面)的前后方向的倾斜角度(俯仰角度)的姿态信息。左右倾斜角度传感器安装于回转体3,检测表示回转体3的左右方向的倾斜角度(侧倾角度)的姿态信息。回转角度传感器检测表示与回转中心轴正交的平面内的、回转体3相对于走行体2的相对角度(回转角度)的姿态信息。
构成姿态检测装置123的各角度传感器例如能够采用输出与部件的角度对应的信号(电压)的电位计。另外,角度传感器能够采用IMU(Inertial Measurement Unit:惯性计测装置),该IMU获取正交3轴的角速度及加速度,基于所获取的数据来运算部件的角度,并将运算结果作为姿态信息输出至车载控制器110。
动作检测装置124检测与执行机构的动作相关的信息(动作信息),并将其检测结果向车载控制器110输出。作为动作检测装置124,例如有缸体压力计124a、工作油温度计124b、发动机转速表124c、液压泵排出压力计124d、液压马达入口压力计124e及加速度计124f(参见图2)。
缸体压力计124a包含检测动臂缸11a的表示底侧油室内的工作油的压力(底压)的动作信息的动臂底压传感器、检测动臂缸11a的表示杆侧油室内的工作油的压力(杆压)的动作信息的动臂杆压传感器、检测斗杆缸12a的表示底侧油室内的工作油的压力(底压)的动作信息的斗杆底压传感器、检测斗杆缸12a的表示杆侧油室内的工作油的压力(杆压)的动作信息的斗杆杆压传感器、检测铲斗缸13a的表示底侧油室内的工作油的压力(底压)的动作信息的铲斗底压传感器及检测铲斗缸13a的表示杆侧油室内的工作油的压力(杆压)的动作信息的铲斗杆压传感器。
工作油温度计124b是检测由未图示的液压泵供给至液压马达、液压缸等的工作油的温度的传感器。发动机转速表124c是检测未图示的发动机的旋转速度的旋转传感器。液压泵排出压力计124d是检测从未图示的液压泵供给至液压马达、液压缸等的工作油的压力的压力传感器。液压马达入口压力计124e是检测向未图示的回转液压马达、走行液压马达等供给的工作油的压力的压力传感器。加速度计124f是检测走行体2、回转体3产生的振动加速度的加速度传感器。各传感器124a、124b、124c、124d、124e、124f将检测结果作为执行机构的动作信息输出至车载控制器110。
如图1所示,车载控制器110由具备CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、MPU(Micro Processing Unit:微型处理单元)、DSP(Digital Signal Processor:数字信号处理器)等处理器111、ROM(Read Only Memory:只读存储器)、闪存存储器、硬盘驱动等非易失性存储器112、所谓RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)的易失性存储器113、输入接口114、输出接口115及其他周边电路的计算机构成。需要说明的是,车载控制器110可以由一个计算机构成,也可以由多个计算机构成。
在非易失性存储器112中保存有能够执行各种运算的程序。即,非易失性存储器112是能够读取实现本实施方式的功能的程序的存储介质。处理器111是将非易失性存储器112中存储的程序在易失性存储器113中展开并运算的执行处理装置,按照程序对从输入接口114、非易失性存储器112及易失性存储器113取入的数据进行规定的运算处理。
输入接口114将所输入的输入操作信号等转换为能够由处理器111运算的数据。另外,输出接口115生成与处理器111的运算结果对应的输出用信号,并将该信号输出至显示装置122及通信装置125。
图2是车载控制器110的功能框图。车载控制器110基于姿态检测装置123的检测结果(作业机械100的姿态信息)及动作检测装置124的检测结果(执行机构的动作信息)来运算构成作业装置4的被驱动部件(动臂11、斗杆12及铲斗13)的累积损伤度D,并将基于其运算结果生成的控制信号输出至触摸面板监视器120的显示装置122。以下详细说明车载控制器110的功能。
如图2所示,车载控制器110具有存储信息的基本信息存储部136及显示信息存储部137。需要说明的是,基本信息存储部136及显示信息存储部137的功能通过非易失性存储器112中存储的程序来发挥。车载控制器110包括:动作状态管理部131,其获取姿态信息及动作信息,将所获取的信息与时刻建立对应并存储在基本信息存储部136中;运转状况管理部132,其从输入装置121获取运转状况,或经由通信装置125从外部服务器获取运转状况,或基于基本信息存储部136中存储的信息来确定运转状况,与时刻建立对应并将运转状况存储在显示信息存储部137中;应力运算部133,其基于基本信息存储部136中存储的姿态信息及动作信息(从缸体压力计124a、工作油温度计124b、发动机转速表124c、液压泵排出压力计124d、液压马达入口压力计124e及加速度计124f获得的动作信息)来运算被驱动部件的应力;损伤度运算部134,其基于应力运算部133的运算结果来运算被驱动部件的累积损伤度,将累积损伤度与时刻建立对应并存储在显示信息存储部137中;以及输出控制部135,其将控制信号输出至显示装置122,其中,该控制信号基于从输入装置121的输入信号及显示信息存储部137中存储的累积损伤度而生成显示图像,并使显示装置122显示所生成的显示图像。动作状态管理部131、应力运算部133、损伤度运算部134、运转状况管理部132及输出控制部135的功能通过由处理器111执行非易失性存储器112中存储的程序来发挥。需要说明的是,应力运算部133还具有作为存储所运算的应力的时间变化的应力存储部的功能,该功能通过非易失性存储器112中存储的程序来发挥。在本实施方式中,时刻包含年、月、日、时、分、秒的时间信息,由车载控制器110的计时器功能测定。
动作状态管理部131以规定的时间间隔获取由姿态检测装置123检测的作业机械100的姿态信息及由动作检测装置124检测的执行机构的动作信息,与所获取的时刻建立对应并存储在基本信息存储部13中6。基本信息存储部136预先存储有构成作业装置4的被驱动部件的三维形状数据及尺寸数据。三维形状数据包含网格数据,该网格数据包含与将作业装置4的多个被驱动部件分割为小区域的网格(要素)相关的信息。网格数据包含多个节点的坐标和规定网格(要素)的多个节点的构造数据。另外,作为多个位置信息,在基本信息存储部136中预先存储有动臂11中的各接合部的要素的位置信息、斗杆12中的各接合部的要素的位置信息及铲斗13中的各接合部的要素的位置信息。另外,预先在基本信息存储部136中存储对应于作业装置4的姿态来设定边界条件的边界条件设定用数据。
应力运算部133通过基于周知的有限单元法的应力解析来运算在作业装置4的被驱动部件上产生的应力。应力运算部133参照基本信息存储部136中存储的边界条件设定用数据,基于姿态信息及动作信息来设定边界条件(载荷边界条件、位移边界条件)。
应力运算部133基于姿态信息及动作信息来设定边界条件,通过有限单元法运算将被驱动部件分割为多个小区域的各要素中产生的应力,将运算的各要素的应力按时刻存储。损伤度运算部134基于由应力运算部133运算的各要素的应力的时间变化来运算累积损伤度。由此,能够获得被驱动部件中的累积损伤度的场所分布。
累积损伤度基于从应力的时间变化提取的应力的极值来运算。损伤度运算部134检测应力的时间变化(时间波形)的极大值和极小值。损伤度运算部134基于极大值和极小值来求算应力变化的范围即应力范围Δσ,并且,求算各应力范围Δσ的出现频度。将应力范围Δσi的出现频度以ni表示。
图3是示出S-N曲线的一例的图。如图3所示,应力范围Δσi的疲劳寿命(断裂反复次数)为Ni次。若将与疲劳寿命Ni对应的应力振幅设为ni,则基于线性累积损伤规则,累积损伤度D由下述(1)式表示。
【数1】
损伤度运算部134根据(1)式运算被驱动部件的各要素中的累积损伤度D。损伤度运算部134将各时刻的各要素中的累积损伤度D(即累积损伤度D的时间变化)存储在显示信息存储部137中。
此外,损伤度运算部134基于在显示信息存储部137中存储的运转状况的信息和由应力运算部133运算的应力的时间变化,按运转状况运算累积损伤度D,并将各运转状况的累积损伤度D的时间变化存储在显示信息存储部137中。
图2所示的运转状况管理部132获取运转状况或确定运转状况,与时刻建立对应并将运转状况存储在显示信息存储部137中。运转状况是指作业机械100运转中可能影响作业机械100的部件(被驱动部件)的损伤度的外部要因。运转状况例如包含作业类型、作业现场、昼夜、作业现场的天气、操作者、操作者的熟练度等信息。
运转状况管理部132基于在基本信息存储部136中存储的姿态信息及动作信息确定作业类型,将所确定的作业类型与时刻建立对应并存储在显示信息存储部137中。作业机械100进行挖掘/装载的一连串作业、即,例如在作业装置4的挖掘作业开始后将挖掘的砂土上提并使回转体3回转,将砂土装入自卸卡车等搬运车辆,使回转体3及作业装置4返回至挖掘作业的开始位置。运转状况管理部132基于姿态信息及动作信息(从缸体压力计124a、工作油温度计124b、发动机转速表124c、液压泵排出压力计124d、液压马达入口压力计124e及加速度计124f获取的动作信息)来判定是否进行了挖掘/装载作业。运转状况管理部132在判定为进行了挖掘/装载作业的情况下,将挖掘/装载作业中的从开始时刻到结束时刻为止的作业类型作为“挖掘/装载作业”存储在显示信息存储部137中。另外,作业机械100通过使铲斗13向前方移动而进行以铲斗13的背面将地面压实的压实作业。运转状况管理部132基于姿态信息及动作信息来判定是否进行了压实作业。运转状况管理部132在判定为进行了压实作业的情况下,将压实作业中的从开始时刻到结束时刻为止的作业类型作为“压实作业”并存储在显示信息存储部137中。需要说明的是,运转状况管理部132也可以考虑操作者操作的操作部件的操作量来确定作业类型。
运转状况管理部132基于由车载控制器110的计时器功能测定的时刻来确定昼和夜,将所确定的昼夜信息与时刻建立对应并存储在显示信息存储部137中。运转状况管理部132将从第1时刻到第2时刻确定为昼,将从第2时刻到第1时刻确定为夜。需要说明的是,第1时刻及第2时刻既可以每天变化,也可以无变化。运转状况管理部132基于经由通信装置125从外部服务器获取的气象信息,确定作业现场及作业现场的天气,将所确定的作业现场及作业现场的天气与时刻建立对应并存储在显示信息存储部137中。运转状况管理部132从输入装置121获取操作者的识别信息,将所获取的识别信息存储在显示信息存储部137中。运转状况管理部132参照经由通信装置125保存于外部服务器的操作者的熟练度表,获取与所获取的识别信息建立对应的熟练度的信息,并存储在显示信息存储部137中。需要说明的是,运转状况管理部132的运转状况的获取方法不限于此。例如,也可以在作业机械100中设置天候传感器,基于来自天候传感器的气象信息来确定作业现场的天气。天候传感器例如由测定气温信息的气温传感器、测定气压信息的气压传感器及获取湿度信息的湿度传感器等构成。
输出控制部135基于来自输入装置121的输入信息,由显示装置122输出(显示)在显示信息存储部137中存储的表示被驱动部件的规定位置的累积损伤度的时间变化的形态(显示图像)。另外,输出控制部135在从输入装置121输入用于将累积损伤度的时间变化按运转状况进行比较的操作信号时,生成能够将多个运转状况各自的累积损伤度的时间变化相互对比的形态(显示图像),使显示装置122输出(显示)所生成的显示图像。
参照图4,说明由车载控制器110执行的累积损伤度的时间变化曲线的输出处理的内容。图4所示的流程图的处理由状态管理装置10的使用者操作输入装置121,并通过从输入装置121将用于使其显示累积损伤度曲线图的命令输入至车载控制器110而开始。
在步骤S100中,车载控制器110使显示装置122显示从多个被驱动部件(动臂11、斗杆12及铲斗13)中仅选择一个被驱动部件的被驱动部件选择画面。在被驱动部件选择画面上显示动臂选择按钮、斗杆选择按钮及铲斗选择按钮。若步骤S100的处理完成,则车载控制器110进入步骤S105。
在步骤S105中,车载控制器110判定是否已选择被驱动部件。若触摸操作动臂选择按钮、斗杆选择按钮及铲斗选择按钮中的某一个,则车载控制器110判定被驱动部件被选择,并进入步骤S110。在动臂选择按钮、斗杆选择按钮及铲斗选择按钮均未被触摸操作的情况下,车载控制器110判定未选择被驱动部件。被驱动部件选择判定处理(S105)重复执行,直到判定为选择被驱动部件。以下,说明触摸操作斗杆选择按钮的情况。
在步骤S110中,车载控制器110使显示装置122的显示画面122a显示位置选择画面。图5是示出显示装置122上显示的位置选择画面的一例的图。显示装置122基于来自车载控制器110的控制信号来读取在非易失性存储器112中存储的位置选择画面并显示于显示装置122,其中,该位置选择画面包含表示与将多个被驱动部件分割为多个小区域的要素对应的多个位置信息的图像。例如,如图5所示,预先在位置选择画面上显示能够选择在非易失性存储器112中存储(登记)的斗杆12中的规定位置的登记位置选择区域140和用于变为能够指定斗杆12中的任意位置的位置指定画面(参见图6)的任意指定区域141。
登记位置选择区域140是用于从斗杆12中的多个接合点中选择规定的接合点的区域。在登记位置选择区域140中显示用于选择动臂接合点的动臂接合点选择按钮140a、用于选择铲斗接合点的铲斗接合点选择按钮140b、用于选择斗杆缸接合点的斗杆缸接合点选择按钮140c和用于选择铲斗缸接合点的铲斗缸接合点选择按钮140d。斗杆12上的接合点与斗杆12上的其他部位相比,损伤的可能性高。因此,作为损伤事例多的部位的位置,预先在非易失性存储器112中存储斗杆12上的接合点的位置信息。需要说明的是,接合点是指斗杆12的与将斗杆12与其他部件(动臂11、斗杆缸12a、铲斗13、铲斗缸13a)接合的销接触的部位中的代表性位置。
如图4所示,车载控制器110在步骤S110的处理完成后进入步骤S115,判定任意指定区域141是否已被操作。在步骤S115中,若任意指定区域141(参见图5)被触摸操作,则车载控制器110判定任意指定区域141已被操作并进入步骤S130。在步骤S115中,在任意指定区域141未被触摸操作的情况下,车载控制器110判定任意指定区域141未被操作并进入步骤S120。
在步骤S120中,车载控制器110判定是否已选择规定位置(接合点)。在步骤S120中,若接合点选择按钮140a~140d中的某一个被触摸操作,则车载控制器110判定已选择规定位置(接合点)并进入步骤S160。在步骤S120中,在接合点选择按钮140a~140d均未被触摸操作的情况下,车载控制器110判定为未选择规定位置(接合点)并返回步骤S115。
在步骤S130中,车载控制器110基于在非易失性存储器112中存储的作业机械100的姿态信息及动作信息(从缸体压力计124a、工作油温度计124b、发动机转速表124c、液压泵排出压力计124d、液压马达入口压力计124e及加速度计124f等获取的执行机构的动作信息),通过有限单元法来运算斗杆12的网格数据的各要素中的应力。各要素中的应力在从基准时刻(例如作业机械100出厂时的时刻)到当前时刻(非易失性存储器112中存储的最新的时刻)之间,每隔规定时间间隔运算并存储在非易失性存储器112中。需要说明的是,在直到从基准时刻到当前时刻的期间的规定时刻为止的运算已完成的情况下,仅进行从上述规定时刻到当前时刻为止的应力的运算。
车载控制器110在步骤S130的处理完成后进入步骤S135,执行累积损伤度的运算处理。在步骤S135中,车载控制器110基于各要素中的应力的时间变化来运算各要素中的累积损伤度,并存储在非易失性存储器112中。在从基准时刻到当前时刻为止的期间,每隔规定时间间隔运算各要素中的累积损伤度,并存储在非易失性存储器112中。需要说明的是,在直到从基准时刻到当前时刻的期间的规定时刻为止的运算已完成的情况下,仅进行从上述规定时刻到当前时刻为止的累积损伤度的运算。
在非易失性存储器112中,运转状况、各要素的应力及时刻建立对应并存储。在步骤S135中,车载控制器110基于非易失性存储器112中存储的信息,按运转状况运算各要素的累积损伤度,并将各运转状况的累积损伤度的时间变化存储在非易失性存储器112中。也就是说,在非易失性存储器112中存储与运转状况无关地运算的累积损伤度的时间变化和按运转状况运算的累积损伤度的时间变化。
车载控制器110在步骤S135的处理完成后进入步骤S140,基于在非易失性存储器112中存储的当前时刻的各要素的累积损伤度(与运转状况无关地运算的累积损伤度),使显示装置122的显示画面122a显示位置指定画面。图6是示出在显示装置122上显示的位置指定画面的一例的图,图7是示出在显示装置122上显示的位置指定画面的另一例的图。
如图6及图7所示,在位置指定画面上显示矩形状的分布图显示区域142、图像移动按钮143、显示方式变更按钮144、放大按钮145a、缩小按钮145b、确定按钮146。在分布图显示区域142中显示表示当前(最新)时刻的斗杆12的累积损伤度的场所分布的斗杆图像142a、142c。另外,在分布图显示区域142的中心显示中心标记142b。像这样,显示装置122基于来自车载控制器110的控制信号来显示被驱动部件的累积损伤度的场所分布。
若触摸操作图像移动按钮143,则车载控制器110使斗杆图像142a、142c在分布图显示区域142内移动。图像移动按钮143具有上移按钮、下移按钮、左移按钮及右移按钮。例如,若使用者触摸操作上移按钮,则在触摸操作的期间,斗杆图像142a、142c在分布图显示区域142内向上方移动。
若触摸操作放大按钮145a,则车载控制器110以中心标记142b为中心在分布图显示区域142内使斗杆图像142a、142c放大。若触摸操作缩小按钮145b,则车载控制器110以中心标记142b为中心使斗杆图像142a、142c在分布图显示区域142内缩小。
每当触摸操作显示方式变更按钮144,车载控制器110变更在分布图显示区域142中显示的斗杆图像142a、142c的显示方式。如图6所示,在以二维方式显示斗杆图像142a的状态下,在由使用者触摸操作显示方式变更按钮144时,车载控制器110使显示装置122显示图7所示的位置指定画面。
在图7所示的位置指定画面中,在分布图显示区域142中显示三维方式的斗杆图像142c和用于使三维方式的斗杆图像142c在上下左右方向上旋转的多个旋转按钮147。如图7所示,在以三维方式显示斗杆图像142a的状态下,当使用者触摸操作显示方式变更按钮144时,车载控制器110使显示装置122显示图6所示的位置指定画面。
车载控制器110生成合成图像作为斗杆图像142a、142c并显示在显示装置122中,其中,该合成图像是在从假想空间内的假想视点观察假想的斗杆12的图像中合成累积损伤度的场所分布得到的图像。在图6所示的例子中,车载控制器110示出合成图像作为斗杆图像142a,其中,该合成图像是在从左侧的视点观察斗杆12的三维形状数据的图像中合成累积损伤度的场所分布得到的图像。在图7所示的例子中,当使用者触摸操作旋转按钮147时,车载控制器110基于来自输入装置121的输入操作来变更用于生成斗杆图像142c的假想视点的位置,进行斗杆图像142c的更新。由此,通过使用者操作旋转按钮147,从而显示图像以在显示装置122上显示的假想的斗杆12旋转的方式连续变化。因此,使用者能够指定在图6示出的位置指定画面上无法指定的位置(例如假想的斗杆12的右侧面上的位置、上表面上的位置等)。
在图6及图7所示的例子中,斗杆图像142a、142c是由斗杆12的轮廓线和表示累积损伤度大小的颜色形成的等高线图。使用者能够将斗杆图像142a、142c放大、缩小或下左右移动。在斗杆图像142a、142c中,使用者将希望确认累积损伤度的时间变化的位置与中心标记142b重叠,并触摸操作确定按钮146。在触摸操作确定按钮146时,车载控制器110基于与斗杆图像142a、142c重叠的中心标记142b的位置来设定斗杆12上的显示累积损伤度的时间变化的确认位置。
需要说明的是,在触摸操作确定按钮146时,在中心标记142b与斗杆图像142a、142c不重叠的情况下,由于中心标记142b与斗杆图像142a、142c不重叠,因此车载控制器110使显示装置122显示表示无法显示累积损伤度的时间变化曲线的消息等图像。
如图4所示,若车载控制器110在步骤S140中使显示装置122显示位置指定画面,则进入步骤S145。在步骤S145中,车载控制器110判定是否指定了显示累积损伤度的时间变化的规定位置。在步骤S145中,若在中心标记142b与斗杆图像142a、142c重叠的状态下触摸操作确定按钮146,则车载控制器110判定已指定规定位置并进入步骤S150。在步骤S145中,若在中心标记142b与斗杆图像142a、142c重叠的状态下未触摸操作确定按钮146,则车载控制器110判定未指定规定位置。重复执行位置指定判定处理,直到判定为已指定规定位置为止(S145)。
在步骤S150中,车载控制器110参照非易失性存储器112,生成与在步骤S145中指定的位置对应的要素中的累积损伤度D的时间变化曲线。车载控制器110使显示装置122的显示画面122a显示所生成的累积损伤度D的时间变化曲线。像这样,当从输入装置121输入基于累积损伤度的场所分布指定的位置信息时(在步骤S145中为Y),车载控制器110基于所输入的位置信息来设定规定位置,将所设定的规定位置的累积损伤度的时间变化输出至显示装置122。
图8是示出显示装置122上显示的累积损伤度显示画面的一例的图。如图8所示,在累积损伤度显示画面上显示累积损伤度的时间变化曲线151、显示期间变更按钮154a、154b、时间轴切换按钮148a、比较显示选择按钮148b及结束按钮148c。累积损伤度的时间变化曲线151的横轴表示时间轴,纵轴表示累积损伤度。在图8所示的例子中,设定1天(24小时)作为单位时间,以折线图形式显示每单位时间的累积损伤度。需要说明的是,累积损伤度的时间变化曲线151的形式不限于折线图形式,也可以是柱状图形式。
显示期间变更按钮154a、154b是用于变更在显示画面122a上显示的累积损伤度的时间变化曲线151的显示期间的操作按钮。在图示的例子中、从1月1日到1月8日为显示期间。例如,在图示的状态下,若触摸操作一次显示期间变更按钮154a,则车载控制器110将从1月2日到1月9日设为显示期间,使显示装置122显示该期间内的累积损伤度的时间变化曲线151。之后,若触摸操作一次显示期间变更按钮154b,则将从1月1日到1月8日设为显示期间,使显示装置122显示该期间内的累积损伤度的时间变化曲线151。
时间轴切换按钮148a是用于变更时间轴的单位时间的操作按钮。每当触摸操作时间轴切换按钮148a时,车载控制器110将时间轴的单位时间依次切换为“1天”、“1周”、“1月”、“1年”。需要说明的是,单位时间的设定不限定于此,也可以将任意期间设定为单位时间。例如,若操作者的轮替是规则的,则也可以选择一个作业周期作为单位时间。车载控制器110对应于所设定的单位时间自动调节显示累积损伤度的一个刻度的宽度。
比较显示选择按钮148b是用于显示比较条件选择画面的操作按钮,其中,该比较条件选择画面用于选择运转状况的比较条件。如图8所示,在显示累积损伤度显示画面的状态下,若使用者触摸操作比较显示选择按钮148b,则车载控制器110使显示装置122显示比较条件选择画面。
图9是示出在显示装置122上显示的比较条件选择画面的一例的图。如图9所示,在比较条件选择画面上显示用于选择作业类型作为比较条件的作业类型选择按钮149a、用于选择作业现场作为比较条件的作业现场选择按钮149b、用于选择昼夜作为比较条件的昼夜选择按钮149c、用于选择天气作为比较条件的天气选择按钮149d及用于选择操作者作为比较条件的操作者选择按钮149e。
在触摸操作昼夜选择按钮149c时,车载控制器110将昼夜设定为比较条件,如图8所示,使显示装置122显示累积损伤度显示画面。在累积损伤度显示画面的比较条件显示区域156中显示所设定的比较条件的信息。车载控制器110能够基于非易失性存储器112中存储的各运转状况的累积损伤度的时间变化并列显示第1累积损伤度线152a和第2累积损伤度线152b,其中,该第1累积损伤度线152a表示由与所设定的比较条件对应的第1运转状况(在图示的例子中为昼)下的作业引起的累积损伤度的时间变化,该第2累积损伤度线152b表示由与第2运转状况(在图示的例子中为夜)下的作业引起的累积损伤度的时间变化。像这样,在本实施方式中,以能够对比的形式显示各运转状况的累积损伤度的时间变化。
需要说明的是,在图8所示的例子中,示出在相同的曲线图区域内显示第1累积损伤度线152a和第2累积损伤度线152b的例子,也可以使二者显示在不同的曲线图区域中。换言之,在图8所示的例子中,第1累积损伤度线152a和第2累积损伤度线152b的横轴(时间轴)及纵轴是公共的,但第1累积损伤度线152a的横轴(时间轴)及纵轴也可以独立于第2累积损伤度线152b的横轴(时间轴)及纵轴来设定。
车载控制器110使第1累积损伤度线152a附近的第1运转状况名称显示区域157a显示表示第1运转状况的词(在图示的例子中为昼)的图像。另外,车载控制器110在第2累积损伤度线152b附近的第2运转状况名称显示区域157b中显示表示第2运转状况的词(在图示的例子中为夜)的图像。
虽未图示,但若触摸操作作业现场选择按钮149b(参见图9),则车载控制器110将作业现场设定为比较条件,使显示装置122显示累积损伤度显示画面。在该情况下,车载控制器110使显示装置122显示第1累积损伤度线152a和第2累积损伤度线152b,其中,该第1累积损伤度线152a表示由与作业现场A(第1运转状况)的作业引起的累积损伤度的时间变化,第2累积损伤度线152b表示由与作业现场B(第2运转状况)的作业引起的累积损伤度的时间变化。另外,车载控制器110使第1运转状况名称显示区域157a显示“作业现场A”的文字图像,使第2运转状况名称显示区域157b显示“作业现场B”的文字图像。需要说明的是,在作业现场有三个以上的情况下,车载控制器110使显示装置122显示三条以上的累积损伤度线。
虽未图示,但若触摸操作作业类型选择按钮149a(参见图9),则车载控制器110将作业类型设定为比较条件,使显示装置122显示累积损伤度显示画面。在该情况下,车载控制器110使显示装置122显示第1累积损伤度线152a和第2累积损伤度线152b,其中,该第1累积损伤度线152a表示由与挖掘/装载作业(第1运转状况)的作业引起的累积损伤度的时间变化,第2累积损伤度线152b表示由与压实作业(第2运转状况)的作业引起的累积损伤度的时间变化。另外,车载控制器110使第1运转状况名称显示区域157a显示“挖掘/装载作业”的文字图像,使第2运转状况名称显示区域157b显示“压实作业”的文字图像。需要说明的是,在作业类型有三个以上的情况下,车载控制器110使显示装置122显示三条以上的累积损伤度线。
虽未图示,但若触摸操作天气选择按钮149d(参见图9),则车载控制器110将天气设定为比较条件,使显示装置122显示累积损伤度显示画面。在该情况下,车载控制器110使显示装置122显示第1累积损伤度线152a和第2累积损伤度线152b,其中,该第1累积损伤度线152a表示由与晴天(第1运转状况)的作业引起的累积损伤度的时间变化,第2累积损伤度线152b表示由与雨天(第2运转状况)的作业引起的累积损伤度的时间变化。另外,车载控制器110使第1运转状况名称显示区域157a显示“晴天”的文字图像,使第2运转状况名称显示区域157b显示“雨天”的文字图像。
虽未图示,但若触摸操作操作者选择按钮149e(参见图9),则车载控制器110将操作者设定为比较条件,使显示装置122显示累积损伤度显示画面。在该情况下,车载控制器110使显示装置122显示第1累积损伤度线152a和第2累积损伤度线152b,其中,该第1累积损伤度线152a表示由与操作者A操作的状况(第1运转状况)下的作业引起的累积损伤度的时间变化,第2累积损伤度线152b表示由与操作者B操作的状况(第2运转状况)下的作业引起的累积损伤度的时间变化的。另外,车载控制器110使第1运转状况名称显示区域157a显示“操作者A”的文字图像,使第2运转状况名称显示区域157b显示“操作者B”的文字图像。需要说明的是,车载控制器110也可以使第1运转状况名称显示区域157a显示操作者A的熟练度,使第2运转状况名称显示区域157b显示操作者B的熟练度。
需要说明的是,图8中示出将昼夜设定为比较条件时的画面的一例,在步骤S145(参见图4)中,在判定为已指定规定位置的情况下,也可以使显示装置122在初始显示的画面上显示与运转状况无关地运算的累积损伤度的时间变化的曲线图。另外,也可以是,在设定比较条件后显示的画面显示用于显示与运转状况无关地运算的累积损伤度的时间变化的曲线图的按钮。在该情况下,在触摸操作该按钮的情况下,车载控制器110均使显示装置122的显示画面122a显示与运转状况无关地运算的累积损伤度的时间变化的曲线图。
如图4所示,车载控制器110在步骤S150的处理完成后进入步骤S190,判定是否进行了结束操作。在步骤S190中,在触摸操作结束按钮148c(参见图8)时,车载控制器110判定为已进行了结束操作,并将累积损伤度显示画面设为不显示,使图4的流程图所示的处理结束。在步骤S190中,在未触摸操作结束按钮148c的情况下,车载控制器110判定为未进行结束操作。重复执行结束操作判定处理,直到判定为已进行结束操作为止(S190)。需要说明的是,也可以是,在结束操作判定处理(S190)中判定为已进行结束操作的情况下,车载控制器110再次返回至步骤S100,使显示装置122显示用于从动臂11、斗杆12及铲斗13中选择一个被驱动部件的被驱动部件选择画面。
在步骤S160中,车载控制器110执行与步骤S130的处理相同的应力运算处理,并进入步骤S165。在步骤S165中,车载控制器110执行与步骤S135相同的累积损伤度运算处理,并进入步骤S180。
在步骤S180中,与步骤S150同样地,车载控制器110执行累积损伤度的时间变化曲线151的显示处理,并进入步骤S190。需要说明的是,步骤S150的处理是显示在步骤S145中指定的位置的累积损伤度的时间变化曲线151的处理。对此,步骤S180的处理是显示在步骤S120中选择的位置的累积损伤度的时间变化曲线151的处理,这一点与步骤S150的处理不同。也就是说,若从输入装置121输入从多个位置信息中选择的位置信息(在步骤S120中为Y),则车载控制器110基于所输入的位置信息设定规定位置,将所设定的规定位置的要素的累积损伤度的时间变化输出至显示装置122(步骤S180)。
如上所述,本实施方式的状态管理装置10在长期间持续运行的作业机械100的维护作业时,不仅输出该时刻的累积损伤度,还能够输出从前次维护到本次维护为止的累积损伤度的时间变化。因此,在从前次维护到本次维护为止运转状况变化的情况下,使用者能够确认由运转状况的变化引起的累积损伤度的时间变化(上升率)。由此,使用者能够适当进行被驱动部件的寿命预测。
需要说明的是,除了上述累积损伤度的时间变化以外,还获取作业机械100的采掘量、维持管理成本等的时间变化,将其与累积损伤度的时间变化对比,从而能够适当确立下一次维护的时期选定、经济管理等的长期作业计划。
根据上述实施方式,能够获得下述作用效果。
(1)状态管理装置10是管理作业机械100的状态的装置。在本实施方式中,状态管理装置10搭载于作业机械100。作业机械100包括:作业装置4,其将由多个执行机构(动臂缸11a、斗杆缸12a及铲斗缸13a)驱动的多个被驱动部件(动臂11、斗杆12及铲斗13)以能够转动的方式以多个关节连结而构成;姿态检测装置123,其检测作业装置4的姿态信息(动臂角度、斗杆角度及铲斗角度);以及动作检测装置124,其检测执行机构的动作信息(动臂缸11a、斗杆缸12a及铲斗缸13a的压力等)。
状态管理装置10包括:车载控制器110,其为为了管理作业机械100的状态而基于姿态检测装置123及动作检测装置124的检测结果进行运算的控制装置;以及显示装置122,其为将车载控制器110的运算结果以能够识别的形式输出的输出装置。车载控制器110基于作业装置4的姿态信息及执行机构的动作信息来运算被驱动部件的累积损伤度,存储作业机械100的被驱动部件的规定位置的累积损伤度的时间变化,并将规定位置的累积损伤度的时间变化输出至显示装置122。显示装置122使显示画面122a显示规定位置的累积损伤度的时间变化。
由此,状态管理装置10的使用者能够确认被驱动部件的规定位置的累积损伤度的时间变化。因此,使用者能够适当进行累积损伤度的长期预测、即作业装置4的被驱动部件的寿命预测。此外,使用者基于累积损伤度的时间变化来适当确立包含作业机械100的作业内容、单位时间的作业量、作业期间、作业机械100的维持管理成本等长期作业计划。
(2)状态管理装置10包括:非易失性存储器112,其存储有与将多个被驱动部件分割为多个小区域的要素对应的多个位置信息;输入装置121,其将输入操作信号输入至车载控制器110;以及显示装置122,其基于来自车载控制器110的控制信号来显示表示多个位置信息的图像。输入装置121将从非易失性存储器112读取的位置信息输入至车载控制器110。在从输入装置121输入从多个位置信息中选择的位置信息时,车载控制器110基于所输入的位置信息来设定规定位置,将所设定的规定位置的要素的累积损伤度的时间变化输出至显示装置122。显示装置122使显示画面122a显示规定位置的累积损伤度的时间变化。
根据该构成,能够预先将作业机械100的损伤事例多的部位的位置(即累积损伤度容易较高的位置)的信息存储在非易失性存储器112中。在本实施方式中,作为多个位置信息,预先将被驱动部件彼此的接合部的位置信息、被驱动部件与执行机构(液压缸)的接合部的位置信息存储在非易失性存储器112中。由此,能够以简单的操作使显示装置122显示损伤事例多的部位的累积损伤度的时间变化的曲线图。也就是说,根据本实施方式,能够缩短使用者的操作时间。
(3)状态管理装置10包括:输入装置121,其将位置信息输入至车载控制器110;以及显示装置122,其基于来自车载控制器110的控制信号来显示被驱动部件的累积损伤度的场所分布。在从输入装置121输入基于累积损伤度的场所分布而指定的位置信息时,车载控制器110基于所输入的位置信息来设定规定位置,并将所设定的规定位置的累积损伤度的时间变化输出至显示装置122。显示装置122在显示画面122a上显示规定位置的累积损伤度的时间变化。由此,使用者能够一边确认累积损伤度的场所分布,一边自由指定希望确认累积损伤度的时间变化的位置。
(4)车载控制器110使显示装置122显示合成图像,其中,该合成图像是在从假想空间内的假想视点观察假想的被驱动部件的图像中合成累积损伤度的场所分布得到的图像。车载控制器110基于来自输入装置121的输入操作来变更假想视点的位置。根据该构成,使用者能够一边确认从任意角度观察被驱动部件的图像,一边自由指定希望确认累积损伤度的时间变化的位置。
(5)车载控制器110将多个运转状况各自的累积损伤度的时间变化以能够对比的形式输出至显示装置122。显示装置122使显示画面122a显示能够对比多个运转状况各自的累积损伤度的时间变化的形式的显示图像。由此,能够容易地确定对累积损伤度的时间变化的影响大的运转状况。其结果,使用者能够更加适当确立长期作业计划。
<第2实施方式>
参照图10及图11说明第2实施方式的状态管理装置10B。需要说明的是,在图中,对与第1实施方式相同或相当的部分标注相同的附图标记,并主要说明区别。在第1实施方式中,说明状态管理装置10搭载于作为管理对象的作业机械100的例子(参见图1)。
与此相对,本第2实施方式的状态管理装置10B设置于在作为管理对象的作业机械100的外部设置的外部设备。图10是示出第2实施方式的状态管理装置10B的构成的图。如图10所示,状态管理装置10B是远程管理(把握、监视)作业机械100的状态的外部装置。状态管理装置10B例如设置于在作业机械100的制造业者(厂商)的总公司、分公司、工厂等设施、作业机械100的租赁公司、专门进行服务器运营的数据中心、拥有作业机械100的所有者的设施等内设置的外部设备。
在本第2实施方式中,由搭载于作业机械100的信息管理装置10A、设置于外部设备的状态管理装置10B及移动终端10C构成状态管理系统10D。移动终端10C为智能手机、平板电脑PC、笔记本电脑PC等。
在状态管理系统10D中,在搭载于在作业现场进行作业的作业机械100的信息管理装置10A、设置于远离作业现场的场所的状态管理装置10B及在作业现场进行作业机械100的维护的维护作业人员持有的移动终端10C之间,经由作为广域网的通信网络190进行双向通信。
通信网络190是移动电话运营商等展开的移动电话通信网(移动通信网)、互联网等。例如,在信息管理装置10A与无线基站191以移动电话通信网(移动通信网)连接的情况下,无线基站191在从信息管理装置10A接收车身数据时,将接收到的车身数据经由互联网发送至状态管理装置10B。状态管理装置10B使显示装置182的显示画面显示从信息管理装置10A获取的车身数据。
状态管理装置10B包括:管理服务器170,其为控制显示装置182、印刷装置183及通信装置185的控制装置;通信装置185,其用于经由通信网络190与信息管理装置10A及移动终端10C进行通信;输入装置181,其基于状态管理装置10B的使用者的操作而将规定的信息输入至管理服务器170;显示装置182,其基于来自管理服务器170的控制信号将显示图像显示在显示画面上;以及印刷装置183,其基于来自管理服务器170的控制信号将印刷图像印刷在纸上。
管理服务器(控制装置)170由包括CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、MPU(Micro Processing Unit:微处理器)、DSP(Digital Signal Processor:数字信号处理器)等处理器171、ROM(Read Only Memory:只读存储器)、闪存存储器、硬盘驱动等非易失性存储器172、所谓RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)的易失性存储器173、输入接口174、输出接口175及其他周边电路的计算机构成。需要说明的是,管理服务器170既可以由一个计算机构成,也可以由多个计算机构成。
在非易失性存储器172中保存有能够执行各种运算的程序。即,非易失性存储器172是能够读取实现本实施方式的功能的程序的存储介质。处理器171是将非易失性存储器172中存储的程序在易失性存储器173中展开并运算执行的处理装置,按照程序对从输入接口174、非易失性存储器172及易失性存储器173取入的数据进行规定的运算处理。
输入接口174将所输入的信号转换为能够由处理器171运算的数据。另外,输出接口175生成与处理器171的运算结果对应的输出用的信号,并将该信号输出至显示装置182、印刷装置183及通信装置185。
图11是车载控制器110A及管理服务器170的功能框图。车载控制器110A具有在第1实施方式中说明的动作状态管理部131、基本信息存储部136及运转状况管理部132。另外,车载控制器110A取代第1实施方式中说明的显示信息存储部137而具有运转状况信息存储部237,取代在第1实施方式中说明的输出控制部135而具有输出控制部235。
运转状况管理部132将运转状况与时刻建立对应并存储在运转状况信息存储部237中。输出控制部235通过通信装置125将基本信息存储部136中存储的作业机械100的姿态信息及执行机构的动作信息、以及运转状况信息存储部237中存储的运转状况与作业机械100的识别信息一并经由通信网络190发送至管理服务器170。
管理服务器170具有输入控制部331、机械信息存储部332、应力运算部333、损伤度运算部334、输出信息存储部335及输出控制部336。输入控制部331、应力运算部333、损伤度运算部334及输出控制部336的功能通过由处理器171执行非易失性存储器172中存储的程序来发挥。机械信息存储部332及输出信息存储部335的功能通过非易失性存储器172中存储的程序发挥。需要说明的是,应力运算部333也具有作为存储所运算的应力的时间变化的应力存储部的功能,该功能通过非易失性存储器172中存储的程序发挥。
输入控制部331通过通信装置185获取从车载控制器110A发送的姿态信息、动作信息、运转状况及作业机械100的识别信息,并存储在机械信息存储部332中。另外,输入控制部331还通过通信装置185获取来自移动终端10C的信息。在移动终端10C安装有能够基于来自管理服务器170的信息来显示图5~图9所示的画面的应用软件。
在机械信息存储部332中存储有构成作业装置4的被驱动部件的三维形状数据及尺寸数据。三维形状数据及尺寸数据与作业机械100的识别信息建立关联。需要说明的是,三维形状数据包含作业装置4的被驱动部件的网格数据。另外,作为多个位置信息,在机械信息存储部332中预先存储有动臂11上的各接合部的要素的位置信息、斗杆12上的各接合部的要素的位置信息及铲斗13上的各接合部的要素的位置信息。另外,预先在机械信息存储部332中存储有用于对应于作业装置4的姿态来设定边界条件的边界条件设定用数据。
应力运算部333具有与在第1实施方式中说明的应力运算部133相同的功能,基于机械信息存储部332中存储的信息,通过基于周知的有限单元法的应力解析来运算作业装置4的被驱动部件产生的应力并存储。损伤度运算部334具有与在第1实施方式中说明的损伤度运算部134相同的功能,基于由应力运算部333运算的应力的时间变化来运算被驱动部件的累积损伤度,并将其运算结果存储在输出信息存储部335中。
输出控制部336与在第1实施方式中说明的输出控制部135同样地,基于来自输入装置181的输入信息,由显示装置182输出(显示)在输出信息存储部335中存储的被驱动部件的规定位置的累积损伤度的时间变化(显示图像)。
需要说明的是,在第2实施方式中,输出控制部336基于来自输入装置181的输入信息,由印刷装置183输出(印刷)在输出信息存储部335中存储的被驱动部件的规定位置的累积损伤度的时间变化(印刷图像)。另外,输出控制部336基于来自移动终端10C的输入信息,由通信装置185将输出信息存储部335中存储的被驱动部件的规定位置的累积损伤度的时间变化输出(发送)至移动终端10C。移动终端10C基于从管理服务器170输入的信息,在显示画面上显示累积损伤度的时间变化(显示图像)。
根据这样的第2实施方式,能够在与第1实施方式相同的作用效果的基础上获得下述作用效果。
(6)状态管理装置10B设置在远离作业机械100的外部设备上。因此,使用者能够远程实施包含作业机械100的被驱动部件的寿命预测的作业机械100的状态管理。
(7)状态管理装置10B具备将累积损伤度的时间变化发送(输出)至移动终端(外部的机器)10C的通信装置(输出装置)185。因此,维护作业人员无需搭乘搭乘作业机械100就能够实施包含作业机械100的被驱动部件的寿命预测的作业机械100的状态管理。
(8)状态管理装置10B具备印刷(输出)累积损伤度的时间变化的印刷装置(输出装置)183。因此,能够将累积损伤度的时间变化以维护报告的文件的形式输出。
下一变形例也在本发明的范围内,也可以将变形例中示出的构成与在上述实施方式中说明的构成组合、将在上述不同的实施方式中说明的构成彼此组合、或将在以下不同的变形例中说明的构成彼此组合。
<变形例1>
运转状况的种类不限定于上述实施方式中的说明。例如,也可以将作业现场的地质作为运转状况而存储于非易失性存储器112。在该构成中,按地质输出累积损伤度的时间变化。根据该构成,能够实现考虑地质对损伤度上升率的影响的适当的被驱动部件的寿命预测。
<变形例2>
控制装置(110、170)也可以将规定期间内的其他数据的时间变化与规定期间内的累积损伤度的时间变化一并输出至输出装置。例如,控制装置(110、170)也可以将采掘量的时间变化的曲线图与规定期间内的累积损伤度的时间变化的曲线图一并由显示装置122、182显示。由此,使用者通过该将累积损伤度的时间变化与采掘量的时间变化比较,从而能够实现考虑采掘量对累积损伤度的时间变化(上升率)的影响的适当的被驱动部件的寿命预测。
<变形例3>
在第1实施方式中,对输出累积损伤度的时间变化的输出装置为显示装置122的例子进行了说明,但本发明不限定于此。在第1实施方式中,输出装置也可以设为第2实施方式中说明的印刷装置、通信装置。
<变形例4>
在上述实施方式中,作为作业机械以液压挖掘机为例进行了说明,但本发明不限定于此,例如,也可以将本发明应用于轮式装载机、叉车、自卸卡车、起重机等作业机械。
<变形例5>
在第1实施方式中,对通过基于有限单元法的的应力解析来计算累积损伤度的例子进行了说明,但也可以对应于作业机械100所具有的运算处理能力使用其他数值解析方法、回归分析等统计学方法。
<变形例6>
在第1实施方式中,说明了将累积损伤度D存储在非易失性存储器112中的例子,但为了提高损伤状况的易把握性,也可以将代替累积损伤度D的信息存储在非易失性存储器112中。例如,也可以计算针对累积损伤度D进行与作业机械100的使用环境、各部件的材料特性对应的加权得到的值,或修正使得表示累积损伤度的数值落在0到100的范围,然后存储在非易失性存储器112中。
以上对本发明的实施方式进行了说明,但上述实施方式只不过示出本发明的应用例的一部分,并非旨在将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体构成。
附图标记的说明
2…走行体、3…回转体、4…作业装置、5…机体、10、10B…状态管理装置、10C…移动终端(输入装置及输出装置)、10D…状态管理系统、11…动臂(被驱动部件)、11a…动臂缸(执行机构)、12…斗杆(被驱动部件)、12a…斗杆缸(执行机构)、13…铲斗(被驱动部件)、13a…铲斗缸(执行机构)、100…作业机械、110…车载控制器(控制装置)、112…非易失性存储器、121…输入装置、122…显示装置(输出装置)、123…姿态检测装置、124…动作检测装置、124a…缸体压力计、124b…工作油温度计、124c…发动机转速表、124d…液压泵排出压力计、124e…液压马达入口压力计、124f…加速度计、125…通信装置(输出装置)、131…动作状态管理部、132…运转状况管理部、133…应力运算部、134…损伤度运算部、135…输出控制部、136…基本信息存储部、137…显示信息存储部、170…管理服务器(控制装置)、172…非易失性存储器、181…输入装置、182…显示装置(输出装置)、183…印刷装置(输出装置)、185…通信装置(输出装置)、222…机械信息存储部、235…输出控制部、237…运转状况信息存储部、331…输入控制部、333…应力运算部、334…损伤度运算部、335…输出信息存储部、336…输出控制部
Claims (5)
1.一种作业机械的状态管理装置,其用于对所述作业机械的状态进行管理,其中,所述作业机械包括:作业装置,其将由多个执行机构驱动的多个被驱动部件以能够转动的方式以多个关节连结而构成;姿态检测装置,其检测所述作业装置的姿态信息;以及动作检测装置,其检测所述执行机构的动作信息,所述作业机械的状态管理装置包括:控制装置,其基于所述姿态检测装置及所述动作检测装置的检测结果进行运算;以及输出装置,其将所述控制装置的运算结果以能够识别的形式输出,
所述作业机械的状态管理装置的特征在于,
所述控制装置基于所述作业装置的姿态信息及所述执行机构的动作信息来运算所述被驱动部件的累积损伤度,
存储所述被驱动部件的规定位置的累积损伤度的时间变化,
将所述规定位置的累积损伤度的时间变化输出至所述输出装置。
2.根据权利要求1所述所述作业机械的状态管理装置,其特征在于,包括:
非易失性存储器,其存储有与将多个所述被驱动部件分割为多个小区域的要素对应的多个位置信息;
输入装置,其将从所述非易失性存储器读取的所述位置信息输入至所述控制装置;以及
显示装置,其基于来自所述控制装置的控制信号来显示表示多个所述位置信息的图像,
所述控制装置在从所述输入装置输入从多个所述位置信息中选择的位置信息时,基于所输入的所述位置信息来设定所述规定位置,将所设定的所述规定位置的所述要素的累积损伤度的时间变化输出至所述输出装置。
3.根据权利要求1所述所述作业机械的状态管理装置,其特征在于,包括:
输入装置,其将位置信息输入至所述控制装置;以及
显示装置,其基于来自所述控制装置的控制信号来显示所述被驱动部件的累积损伤度的场所分布,
所述控制装置在从所述输入装置输入基于所述累积损伤度的场所分布而指定的位置信息时,基于所输入的所述位置信息来设定所述规定位置,将所设定的将所述规定位置的累积损伤度的时间变化输出至所述输出装置。
4.根据权利要求3所述所述作业机械的状态管理装置,其特征在于,
所述控制装置使所述显示装置显示合成图像,其中,所述合成图像是在从假想空间内的假想视点观察假想的所述被驱动部件的图像中合成所述累积损伤度的场所分布得到的图像,
基于来自所述输入装置的输入操作来变更所述假想视点的位置。
5.根据权利要求1所述所述作业机械的状态管理装置,其特征在于,
所述控制装置将多个运转状况各自的所述累积损伤度的时间变化以能够对比的形式输出至所述输出装置。
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