CN116917579A - 工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够将搬运物装载到装载对象的固定点的工程机械。具有控制器，通过基于设定于载台(56)上方的目标装载点(P)，驱动动臂(31)、斗杆(32)及铲斗(33)，而自动进行将铲斗(33)所保持的砂土倒出的动作。控制器在目标装载点(P)以铲斗(33)的开口面变为竖直的方式转动铲斗(33)后，在维持相对于机械主体的位置即铲斗(33)远端的前后方向上的位置(T)的状态下，以使铲斗(33)的开口面朝下的方式驱动动臂(31)、斗杆(32)及铲斗(33)。

Description

工程机械

技术领域

本发明涉及一种自动进行将铲斗所保持的搬运物倒出的动作的工程机械。

背景技术

专利文献1中公开一种系统，对于停在装载位置的搬运车辆，自动控制液压挖掘机进行卸土。在专利文献1中，根据相机所拍摄的图像检测搬运车辆的载台位置，执行自动卸土。

但是，将搬运物(砂土等)倒出时，如果仅使铲斗转动，则搬运物被装入装载对象(搬运车辆的载台等)的位置会产生偏差。例如，根据砂土的土质不同，砂土会在转动初期被倒出，或者砂土会在转动后期被倒出，因此砂土的装载位置会产生偏差。对此，期望能够将搬运物装载到装载对象的固定点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本发明公开公报特开2020-20155号

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够将搬运物装载到装载对象的固定点的工程机械。

本发明包括：机械主体；动臂，能够沿上下方向转动地被安装于所述机械主体；斗杆，能够沿上下方向转动地被安装于所述动臂；铲斗，能够沿前后方向转动地被安装于所述斗杆；以及，控制器，通过基于设定于装载对象上方的目标装载点来驱动所述动臂、所述斗杆及所述铲斗，使将所述铲斗所保持的搬运物倒出的动作自动进行，其中，所述控制器，在所述目标装载点，以所述铲斗的开口面变为竖直的方式使所述铲斗转动后，在维持相对于所述机械主体的位置即所述铲斗远端在所述前后方向上的位置的状态下，以使所述铲斗的所述开口面朝下的方式驱动所述动臂、所述斗杆及所述铲斗。

根据本发明，在目标装载点，以铲斗的开口面变为竖直的方式转动铲斗后，在相对于机械主体的位置即铲斗远端的前后方向上的位置被维持的状态下，以使铲斗的开口面朝下的方式驱动动臂、斗杆及铲斗。通过一边维持铲斗远端相对于机械主体的位置，一边使铲斗的开口面朝下，可使搬运物被倒出的位置从铲斗的转动初期到后期大致相同。由此，能够将搬运物装载到装载对象的固定点。

附图说明

图1是工程机械的侧视图。

图2是运输车的侧视图。

图3是工程机械及移动终端的电路图。

图4是工程机械及运输车的俯视图。

图5是斗杆及铲斗的侧视图，并且是示出用铲斗保持砂土的状态的图。

图6是斗杆及铲斗的侧视图，并且是示出铲斗的开口面竖直的状态的图。

图7是斗杆及铲斗的侧视图，并且是示出以使铲斗的开口面朝下的方式驱动动臂、斗杆及铲斗的状态的图。

图8是斗杆及铲斗的侧视图，并且是示出铲斗的开口面朝下的状态的图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的较为理想的实施方式。

(工程机械的结构)

本发明的实施方式的工程机械自动进行将铲斗所保持的搬运物倒出的动作。如作为工程机械1的侧视图的图1所示，工程机械1是利用附属装置30进行作业的机械，例如液压挖掘机。工程机械1具有具备下部行走体21及上部回转体22的机械主体24、附属装置30及工作缸40。

下部行走体21是使工程机械1行走的部分，例如具备履带。上部回转体22经由回转装置25可回转地安装于下部行走体21的上部。上部回转体22的前部设有驾驶舱(驾驶室)23。

附属装置30能够沿上下方向转动地安装于上部回转体22。附属装置30具备动臂31、斗杆32及铲斗33。动臂31能够沿上下方向转动(起伏)地安装于上部回转体22。斗杆32能够沿上下方向转动地安装于动臂31。铲斗33能够沿前后方向转动地安装于斗杆32。铲斗33是进行砂土(搬运物)的挖掘、平整、挖取等作业的部分。此外，搬运物不限定于砂土，也可为石头，还可为废弃物(产业废弃物等)。

工作缸40可通过液压使附属装置30转动。工作缸40为液压式伸缩工作缸。工作缸40具备动臂工作缸41、斗杆工作缸42及铲斗工作缸43。

动臂工作缸41使动臂31相对于上部回转体22转动。动臂工作缸41的基端部可转动地安装于上部回转体22。动臂工作缸41的远端部可转动地安装于动臂31。

斗杆工作缸42使斗杆32相对于动臂31转动。斗杆工作缸42的基端部可转动地安装于动臂31。斗杆工作缸42的远端部可转动地安装于斗杆32。

铲斗工作缸43使铲斗33相对于斗杆32转动。铲斗工作缸43的基端部可转动地安装于斗杆32。铲斗工作缸43的远端部可转动地安装于连杆部件34，该连杆部件34可转动地安装于铲斗33。

另外，工程机械1具有角度传感器52及倾斜角传感器60。

角度传感器52检测上部回转体22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(encoder)、解析器(resolver)或陀螺仪传感器(gyro sensor)。在本实施方式中，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的回转角度设为0°

倾斜角传感器60检测附属装置30的姿势。倾斜角传感器60包括动臂倾斜角传感器61、斗杆倾斜角传感器62及铲斗倾斜角传感器63。

动臂倾斜角传感器61安装于动臂31，检测动臂31的姿势。动臂倾斜角传感器61可为获取动臂31相对于水平线的倾斜角度的传感器，例如可为倾斜(加速度)传感器等。此外，动臂倾斜角传感器61也可以是检测动臂脚销(动臂基端)的旋转角度的旋转角度传感器、或检测动臂工作缸41的行程量的行程传感器。

斗杆倾斜角传感器62安装于斗杆32，检测斗杆32的姿势。斗杆倾斜角传感器62可为获取斗杆32相对于水平线的倾斜角度的传感器，例如可为倾斜(加速度)传感器等。此外，斗杆倾斜角传感器62也可以是检测斗杆连结销(斗杆基端)的旋转角度的旋转角度传感器、或检测斗杆工作缸42的行程量的行程传感器。

铲斗倾斜角传感器63安装于连杆部件34，检测铲斗33的姿势。铲斗倾斜角传感器63可为获取铲斗33相对于水平线的倾斜角度的传感器，例如可为倾斜(加速度)传感器等。此外，铲斗倾斜角传感器63也可以是检测铲斗连结销(铲斗基端)的旋转角度的旋转角度传感器、或检测铲斗工作缸43的行程量的行程传感器。

(运输车的结构)

如作为运输车3的侧视图的图2所示，运输车3是具有作为装载对象的载台56的车辆。运输车3是用于输送由工程机械1装载的砂土(装载物)的车辆，可以是自卸车，也可以是卡车。

运输车3具备主体部55及载台56。主体部55可以行驶，且支撑载台56。主体部55具备驾驶室57。载台56配置得比驾驶室57靠运输车3的后侧。

以下，关于运输车3的方向，将从驾驶室57朝向载台56的一侧称为“运输车后侧”，将从载台56朝向驾驶室57的一侧称为“运输车前侧”。

载台56不具有盖，例如为箱形等。载台56具备底板面56a、后部挡板面56b、左右的侧部挡板面56c及龙门架面56d。底板面56a为载台56的底面(下侧的面)。后部挡板面56b为载台56的运输车后侧的面，从底板面56a的运输车后侧的部分向上突出。侧部挡板面56c为载台56左右的面，从底板面56a左右的端部向上突出。龙门架面56d为载台56的运输车前侧的面，从底板面56a的运输车前侧的部分向上突出。龙门架面56d比侧部挡板面56c更向上突出，且比后部挡板面56b更向上突出。

载台56收容砂土(装载物)。载台56可相对于主体部55活动，也可固定于主体部55。此外，工程机械1进行装载作业(卸土作业)的装载对象可不为运输车3的载台56，例如也可为直接放置于地面等的容器等。

(移动终端的结构)

如图1所示，移动终端5是由处于作业现场的作业者操作的终端，例如是平板终端。移动终端5可与工程机械1相互通信。此外，移动终端5也可为智能手机等。

(工程机械及移动终端的电路结构)

如作为工程机械1及移动终端5的电路图的图3所示，工程机械1具有控制器11、工程机械侧通信装置12及存储装置13。

控制器11自动控制工程机械1。控制器11使工程机械1自动进行砂土的挖掘到卸土的一系列动作。也就是说，工程机械1自动运行。具体而言，控制器11基于角度传感器52及倾斜角传感器60的检测值，使回转装置25及附属装置30自动动作。

工程机械侧通信装置12能够与移动终端5的下文叙述的移动终端侧通信装置16通信。存储装置13能够存储下文叙述的目标装载点。

移动终端5具有移动终端侧控制器15、移动终端侧通信装置16、显示器17及触摸屏18。

移动终端侧通信装置16能够与工程机械1的工程机械侧通信装置12通信。移动终端侧控制器15经由移动终端侧通信装置16从工程机械1接收斗杆32的远端(铲斗33的基端)的位置信息。

此处，如作为工程机械1及运输车3的俯视图的图4所示，从砂土的挖掘到卸土的一系列动作在如下状态下进行：以运输车3的长度方向沿着工程机械1的上部回转体22的回转方向的方式配置运输车3，且运输车3停止。也就是说，控制器11在铲斗33从砂土积存处70挖起砂土后，使上部回转体22回转，并使铲斗33位于运输车3的载台56的上方。然后，控制器11在砂土倒出至载台56中之后，使上部回转体22沿与之前相反的方向回转，使铲斗33位于砂土积存处70的上方。控制器11自动重复这些动作。砂土积存处70为砂土坑或砂土堆。

工程机械1的控制器11在载台56的上方设定目标装载点P。目标装载点P是工程机械1对运输车3进行装载作业(卸土作业)的目标位置。装载作业是将铲斗33所保持的砂土倒出至载台56的作业。目标装载点P的设定由所谓的示教进行。

示教按以下方式进行。首先，由操作人员手动操作，将斗杆32的远端(铲斗33的基端)配置于载台56的上方。持有移动终端5的作业者确认此时的斗杆32的远端位置，如果作业者判断为没问题，则作业者操作触摸屏18来确定位置。将与该位置相关的信息发送至工程机械1的控制器11，将此时的斗杆32的远端位置设定为目标装载点P，存储于存储装置13

通过示教，目标装载点P可在载台56的长度方向上设定多个。目标装载点P设定于分别与载台56的长度方向及竖直方向正交的方向(短边方向)上的载台56的宽度的中央部。

控制器11基于所设定的目标装载点P进行装载作业的控制。此时，控制器11在目标装载点P以铲斗33的开口面变为竖直的方式使铲斗33转动后，在维持相对于机械主体24的位置即铲斗33远端的前后方向上的位置的状态下，以使铲斗33的开口面朝下的方式驱动动臂31、斗杆32及铲斗33。

具体而言，如作为斗杆32及铲斗33的侧视图的图5～图8所示，驱动动臂31、斗杆32及铲斗33。首先，如图5所示，在铲斗33保持砂土的状态下，斗杆32的远端被配置于目标装载点P后，控制器11使动臂31、斗杆32及铲斗33停止。此时，铲斗33的开口面是水平的。

接着，如图6所示，控制器11以铲斗33的开口面变为竖直的方式转动铲斗33。由此，保持在铲斗33中的砂土的一部分落在载台56上。

接着，如图7及图8所示，控制器11在维持相对于机械主体24的位置即铲斗33远端的前后方向上的位置T的状态下，以使铲斗33的开口面朝下的方式驱动动臂31、斗杆32及铲斗33。具体而言，以使铲斗33的开口面朝下的方式动臂31进行转动，并且斗杆32向上部回转体22那边移动(收斗杆动作)。随着动臂31的转动，铲斗33内的砂土落到载台56上。

由此，如图8所示，铲斗33的开口面朝下，保持于铲斗33中的砂土几乎全部落在载台56上。

在本实施方式中，通过维持铲斗33远端相对于机械主体24的位置T，并且使铲斗33的开口面朝下，能够使砂土被倒出的位置从铲斗33的转动初期到后期大致相同。由此，能够将砂土装载到载台56的固定点。

另外，在设定于载台56的短边方向上的载台56中央部的目标装载点P进行倒出砂土的动作，从而能够抑制砂土从载台56洒出。

此外，可考虑在从铲斗33的开口面为水平的状态(图5所示的状态)变为铲斗33的开口面朝下的状态(图8所示的状态)的过程中，以维持铲斗33远端的位置T的方式驱动动臂31、斗杆32及铲斗33。但是，此种情况下，由于铲斗33的远端比斗杆32的远端更靠近上部回转体22，如果转动铲斗33，则在俯视时，在上部回转体22与载台56之间的区域，铲斗33超出载台56的范围，砂土可能会洒到载台56外。对此，可考虑使铲斗33的远端位于目标装载点P，以免铲斗33超出载台56的范围。但是，此种情况下，斗杆32的远端会过于远离上部回转体22，在附属装置30的结构上，可能无法使铲斗33的开口面保持水平。

在本实施方式中，通过在使铲斗33的开口面为水平的状态下，使斗杆32的远端位于目标装载点P，使铲斗33的开口面变为竖直后，在维持铲斗33的远端相对于机械主体24的位置T的状态下，使铲斗33转动，从而能够将铲斗33的开口面保持为水平，或避免铲斗33超出载台56的范围。

(效果)

如以上所述，根据本实施方式的工程机械1，在目标装载点P，以铲斗33的开口面变为竖直的方式使铲斗33转动后，在相对于机械主体24的位置即铲斗33远端的前后方向的位置T被维持的状态下，以使铲斗33的开口面朝下的方式驱动动臂31、斗杆32及铲斗33。通过一边维持铲斗33远端相对于机械主体24的位置，一边使铲斗33的开口面朝下，能够使砂土被倒出的位置从铲斗33的转动初期到后期大致相同。由此，能够将砂土装载到载台56的固定点。

另外，目标装载点P设定于分别与载台56的长度方向及竖直方向正交的方向上的载台56的中央部。通过在此种目标装载点P，进行倒出砂土的动作，可以抑制砂土从载台56洒出。

以上，说明了本发明的实施方式，但仅例示了具体例，并不特别地限定本发明，可恰当地对具体结构等进行设计变更。另外，发明的实施方式所记载的作用及效果仅列举了由本发明产生的最佳的作用及效果，本发明的作用及效果并不限定于本发明的实施方式所记载的作用及效果。

Claims (2)

1.一种工程机械，其特征在于包括：

机械主体；

动臂，能够沿上下方向转动地被安装于所述机械主体；

斗杆，能够沿上下方向转动地被安装于所述动臂；

铲斗，能够沿前后方向转动地被安装于所述斗杆；以及，

控制器，通过基于设定于装载对象上方的目标装载点来驱动所述动臂、所述斗杆及所述铲斗，使将所述铲斗所保持的搬运物倒出的动作自动进行，其中，

所述控制器，在所述目标装载点，以所述铲斗的开口面变为竖直的方式使所述铲斗转动后，在维持相对于所述机械主体的位置即所述铲斗远端在所述前后方向上的位置的状态下，以使所述铲斗的所述开口面朝下的方式驱动所述动臂、所述斗杆及所述铲斗。

2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于：

所述目标装载点设定于分别与所述装载对象的长度方向及竖直方向正交的方向上的所述装载对象的中央部。