CN117396652A - 土质信息取得系统及具备该土质信息取得系统的工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在作业现场能够在适当的时机取得土质信息的土质信息取得系统及具备该土质信息取得系统的工程机械。土质信息取得系统(100)包括主体位置检测部(33)、取得时机决定部(503)、土质信息取得部(502)及存储部(506)。主体位置检测部(33)取得作业现场的液压挖掘机(1)的位置信息。取得时机决定部(503)基于与作业现场的土质的变化关联的信息即土质关联信息，决定取得时机。土质信息取得部(502)接受从取得时机决定部(503)输出的取得信号，并根据该取得信号，取得土质信息。存储部(506)将位置信息及土质信息彼此关联地进行存储。

Description

土质信息取得系统及具备该土质信息取得系统的工程机械

技术领域

本发明涉及土质信息取得系统及具备该土质信息取得系统的工程机械。

背景技术

以往，已知有对作业现场的地面进行挖掘的工程机械。该工程机械包括：可在地面上行走的下部行走体、搭载在该下部行走体上的上部主体、以及支撑于该上部主体的作业附属装置。在工程机械为液压挖掘机的情况下，作业附属装置具有配置于其远端部的铲斗。工程机械能够在铲斗一边与地面接触，一边对地面进行挖掘。

专利文献1中公开了如下挖掘机，该挖掘机具有安装于作业附属装置的传感器、和基于所述传感器的检测值来估计土地的硬度的硬度估计部。硬度估计部基于进行由作业附属装置的远端部以规定速度及规定角度与地面接触的规定动作时的所述传感器的检测值、和预先存储的数据，来估计土地的硬度。

另外，专利文献2中公开了如下测定装置，该测定装置包括：多轴运动传感器(multi-axial motion sensor)，搭载于施工设备；测定部，基于由所述多轴运动传感器检测的施工时的冲击所伴随的反作用力，测定施工对象物的硬度信息；位置信息取得部，取得所述施工设备的位置信息；以及通信部，将所述硬度信息和所述位置信息发送至外部。

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2019-163621号

专利文献2：日本专利公开公报特开2018-111950号

专利文献1及2所记载的技术存在如下问题：因为在作业中，以规定的间隔定期地持续检测周围的土质信息，所以存储该土质信息的存储部需要大容量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在作业现场能够在适当的时机取得土质信息的土质信息取得系统及具备该土质信息取得系统的工程机械。

本发明所提供的土质信息取得系统用于工程机械，取得与作业现场的土质相关的信息即土质信息，所述工程机械具有包含可在地面上行走的行走部的机体、和以可相对于所述机体相对移动的方式安装于所述机体并对地面进行规定作业的作业附属装置。该土质信息取得系统包括：位置信息取得部，取得所述工程机械在作业现场的位置信息；取得时机决定部，基于与作业现场的土质的变化关联的信息即土质关联信息，决定取得时机，并输出与所述取得时机对应的取得信号；土质信息取得部，接受从所述取得时机决定部输出的所述取得信号，并根据所述取得信号，取得所述土质信息；以及存储部，将由所述位置信息取得部取得的所述位置信息和由所述土质信息取得部取得的所述土质信息彼此关联地进行存储。

附图说明

图1是具备本发明第一实施方式所涉及的土质信息取得系统的工程机械的侧视图。

图2是本发明第一实施方式所涉及的土质信息取得系统的方框图。

图3是表示本发明第一实施方式所涉及的工程机械的基准范围的俯视图。

图4是用于对如下参数进行说明的侧视图，该参数用于计算本发明第一实施方式所涉及的工程机械的挖掘半径。

图5是表示本发明第一实施方式所涉及的土质信息取得系统的初始设定动作的流程图

图6是表示本发明第一实施方式所涉及的土质信息取得系统的土质信息取得动作的流程图。

图7是表示本发明第二实施方式所涉及的土质信息取得系统的土质信息取得动作的流程图。

图8是表示本发明第三实施方式所涉及的土质信息取得系统的土质信息取得动作的流程图。

图9是本发明第四实施方式所涉及的土质信息取得系统的服务器的示意图。

图10是表示本发明第五实施方式所涉及的工程机械的基准范围的侧视图。

图11是本发明第六实施方式所涉及的工程机械的作业附属装置的俯视图。

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。

图1是搭载有本发明第一实施方式所涉及的土质信息取得系统100(图2)的液压挖掘机1(工程机械)的侧视图。

液压挖掘机1包括可在地面G(行走面)上行走的下部行走体10及可回转地支撑于下部行走体10的上部回转体12(上部主体)、和搭载于上部回转体2的作业附属装置20。下部行走体10及上部回转体12构成本发明的机体。

下部行走体10可在地面G上行走。下部行走体10包含履带式的行走部。

上部回转体12具有支撑于所述下部行走体10的回转架121、和搭载于该回转架121上的驾驶舱13。驾驶舱13允许作业人员搭乘，且配置有用于对液压挖掘机1进行操作的各种装置。

作业附属装置20以可相对于上部回转体12相对移动的方式安装于上部回转体12，并对地面G进行规定作业。作业附属装置20包含：动臂21，以可围绕水平的旋转中心轴向起伏方向转动的方式，连结于回转架121的前端部；斗杆22，以可围绕水平的旋转中心轴转动的方式，连结于该动臂21的远端部；以及铲斗23，以可围绕水平的旋转中心轴转动的方式，连结于该斗杆22的远端部。在本实施方式中，彼此平行地设定动臂21、斗杆22及铲斗23的旋转中心轴。动臂21及斗杆22构成本发明的起伏体，铲斗23构成本发明的作业部件。另外，作业附属装置20还具有以使动臂21起伏的方式伸缩的动臂缸21S、以使斗杆22转动的方式伸缩的斗杆缸22S、以及以使铲斗23转动的方式伸缩的铲斗缸23S。这些缸体由液压缸构成。

驾驶舱13搭载于回转架121的前部，即该回转架121的宽度方向上的与所述动臂21邻接的部位(在图1所示的例子中为动臂21的左侧)，并构成用于操纵液压挖掘机1的驾驶室。即，在该驾驶舱13内，作业人员进行用于下部行走体10的行走、上部回转体12的回转及作业附属装置20的工作的操作。

图2是包含本实施方式所涉及的土质信息取得系统100的液压挖掘机1的方框图。土质信息取得系统100取得与作业现场的土质相关的信息即土质信息。液压挖掘机1还包括操作部31、输入部32、主体位置检测部33(位置信息取得部)、附属装置位置检测部34(距离检测部)、缸压检测部35、摄像装置36、气象信息取得部37、驱动部41、显示部42及发送部43。

操作部31配置在驾驶舱13内，并由作业人员操作。即，操作部31受理用于对液压挖掘机1进行操作的操作。该操作包含下部行走体10的行走、上部回转体12的回转、作业附属装置20(动臂21、斗杆22、铲斗23)的驱动等。

输入部32配置在驾驶舱13内，并受理各种信息的输入。作为一个例子，输入部32具有各种输入按钮、开关或后述的显示部42所含的触摸屏等。特别是输入部32可受理后述的土质信息取得动作所参照的信息，即从上部回转体12(回转中心轴CL)到作业附属装置20的远端部(铲斗远端部23A)为止的距离的输入。

主体位置检测部33取得作业现场的液压挖掘机1的位置信息。作为一个例子，主体位置检测部33取得主体坐标信息，该主体坐标信息是与预先设置于上部同转体12的主体基准点在作业现场的绝对坐标相关的信息。构成主体基准点的主体位置检测部33配置于驾驶舱13的上表面部，并作为GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)移动台而发挥功能。另一方面，为了取得上述主体坐标信息，土质信息取得系统100具有GNSS(全球导航卫星系统/全球定位卫星系统)基准台(未图示)。GNSS基准台是配置于作业现场，或者配置于离作业现场最近的位置的基准台。此外，作为GNSS，除了众所周知的GPS(Global Positioning System，全球定位系统)之外，还可以采用GLONASS(全球导航卫星系统)、伽利略(Galileo)、准天顶卫星(QZSS：Quasi-Zenith Satellite System)等卫星定位系统。

附属装置位置检测部34配置于驾驶舱13的上表面部的前端。作为一个例子，附属装置位置检测部34由LiDAR(Light Detection And Ranging，光探测和测距)传感器构成。附属装置位置检测部34可检测从上部回转体12到铲斗23的铲斗远端部23A为止的距离L(图4)。附属装置位置检测部34也可以是TOF(Time Of Flight，飞行时间)传感器或立体相机等。

缸压检测部35配置在用于驱动作业附属装置20的液压回路中，并分别检测所述动臂缸21S、斗杆缸22S及铲斗缸23S的缸压。缸压检测部35所检测出的缸压由后述的土质信息取得部502参照，并被用于估计作业现场的土质(土地硬度)。

摄像装置36配置于驾驶舱13的远端部。摄像装置36拍摄作业附属装置20的铲斗23周边的地面的图像。摄像装置36所拍摄的图像由土质信息取得部502参照，并被用于估计作业现场的土质。此外，摄像装置36也可以兼用作所述附属装置位置检测部34。

气象信息取得部37可取得作业现场的气象信息。作为一个例子，气象信息取得部37安装于液压挖掘机1，并由取得周围的温湿度信息的温湿度计构成。另外，作为其它例子，气象信息取得部37通过连接于互联网等，基于由气象局等提供的预报信息，取得作业现场的气象信息。在该气象信息中，包含降雨量的预测值或早晨、白天、夜晚的气温、湿度等。另外，气象信息取得部37也可以取得由设置于作业现场的雨量计测量出的一定期间内的累计雨量作为气象信息。

驱动部41是驱动液压挖掘机1的各种构造体的驱动部，驱动由操作部31操作的下部行走体10、上部回转体12、作业附属装置20等。驱动部41包含液压泵、液压马达等液压回路

显示部42配置在驾驶舱13内，通过显式各种信息，将该信息告知给作业人员。在该信息中，包含由土质信息取得系统100取得的土质信息、液压挖掘机1的位置信息等。

发送部43将由主体位置检测部33取得的液压挖掘机1的位置信息、和由土质信息取得部502取得的作业现场的土质信息发送至后述的服务器90。

控制部50由CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、存储控制程序的ROM(Read Only Memory，只读存储器)、被用作CPU的作业区域的RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)等构成。如图2所示，控制部50连接着操作部31、输入部32、主体位置检测部33、附属装置位置检测部34、缸压检测部35、摄像装置36、气象信息取得部37、驱动部41、显示部42及发送部43。由所述CPU执行ROM所存储的控制程序，由此，控制部50以包括驱动控制部501、土质信息取得部502、取得时机决定部503、判定部504、输入指令部505及存储部506的方式发挥功能。这些功能部并不具有实体，相当于由所述控制程序执行的功能的单元。此外，控制部50的全部或一部分并不限定于设置在液压挖掘机1内，在液压挖掘机1受到远程控制的情况下，也可以配置于与液压挖掘机1不同的位置。另外，所述控制程序可以是从远程服务器(管理装置)或云端等发送至液压挖掘机1内的控制部50而被执行的控制程序，也可以在所述服务器或云端上执行所述控制程序，并将所产生的各种指令信号发送至液压挖掘机1。

驱动控制部501根据操作部31所受理的操作的内容，将驱动指令信号输入至驱动部41。结果是下部行走体10、上部回转体12及作业附属装置20等的动作受到控制。

土质信息取得部502接受从取得时机决定部503输出的取得信号，并根据该取得信号，取得作业现场的土质信息。土质信息取得部502取得土质信息的方法只要采用众所周知的方法即可。作为一个例子，土质信息取得部502能够根据作业附属装置20的铲斗远端部23A与地面G接触时的反作用力的大小，取得地面G的土质信息(土地硬度)。能够根据由缸压检测部35检测的各缸压来估计所述反作用力。此时，作业附属装置20的姿势可以设为预先设定的基准姿势，当在任意姿势，检测所述反作用力的情况下，也可以根据动臂21、斗杆22及铲斗23的姿势(转动角度、对地角)，对所检测出的反作用力进行修正。

取得时机决定部503基于与作业现场的土质的变化关联的信息即土质关联信息，决定用于取得土质信息的取得时机，并输出与该取得时机对应的取得信号。

判定部504执行由土质信息取得部502、取得时机决定部503执行的土质信息取得动作中的各种判定动作。

输入指令部505在将所取得的土质信息发送至服务器90的情况下，对发送部43输入与所述土质信息对应的指令信号。

存储部506将由主体位置检测部33取得的液压挖掘机1的位置信息和由土质信息取得部502取得的土质信息彼此关联地进行存储。

上述结构中的输入部32、主体位置检测部33、附属装置位置检测部34、缸压检测部35、摄像装置36、气象信息取得部37、发送部43、控制部50构成土质信息取得系统100的一部分。另外，土质信息取得系统100具备服务器90(管理装置)。

服务器90配置于离开液压挖掘机1进行作业的作业现场的位置，例如配置于统一地对多个液压挖掘机1的作业进行管理的数据管理中心、远程操作中心等。服务器90具有服务器接收部901和服务器存储部902。

服务器接收部901配置于离开发送部43的场所，受理从该发送部43发送的所述位置信息及所述土质信息，将所述位置信息及所述土质信息输入并存储至服务器存储部902。

服务器存储部902将发送部43所受理的所述位置信息及所述土质信息彼此关联地进行存储。

图3是表示本实施方式所涉及的液压挖掘机1的基准范围的俯视图。图4是用于对如下参数进行说明的侧视图，该参数用于计算本实施方式所涉及的液压挖掘机1的附属装置长度(挖掘半径)。图5是表示土质信息取得系统100的初始设定动作的流程图。图6是表示土质信息取得系统100的土质信息取得动作的流程图。

在本实施方式中，土质信息取得系统100的取得时机决定部503决定取得土质信息的适当的取得时机，土质信息取得部502根据该时机，取得土质信息。

取得时机决定部503设定在作业现场中被估计为具有一定土质的假想的基准范围P(也称为“土质信息的应用范围”)(图3)，将液压挖掘机1相对于该基准范围P的相对位置作为土质关联信息，基于该相对位置来决定取得时机。在本实施方式中，如图3所示，取得时机决定部503在规定的基准时机(初始设定时)，将俯视下的以上部回转体12的回转中心轴CL为中心的规定半径的基准圆所包围的范围设定为所述基准范围P。即，由土质信息取得系统100执行的土质信息取得动作是基于如下技术思想，即，因为假设在图3的基准范围P的范围内土质为一定，在基准范围P的外侧，土质不同，所以需要进一步取得土质信息。

参照图4，附属装置位置检测部34检测作业附属装置20相对于设定于驾驶舱13的上端部的基准点(x1，z1)的最大长度l1。此外，基准点的x坐标相当于从回转中心轴CL到基准点为止的水平方向上的距离。基准点的z坐标例如是从地面算起的高度。结果是基于下述的式1、式2，计算从回转中心轴CL到铲斗远端部23A为止的距离L(最大挖掘半径)。

[公式1]

[公式2]

在图3中，分别图示了在上部回转体12围绕回转中心轴CL回转的情况下，由目前的作业附属装置20的铲斗远端部23A描绘的以距离L为半径的圆(内侧的圆)、和该圆的外侧的以距离2L为半径的圆。即，图3的基准范围P是以回转中心轴CL为中心且以距离2L为半径的圆。此外，基准范围P的半径也可以被设定为超过距离L的任意值。

此外，关于上述基准范围P的设定，也可以根据液压挖掘机1所代表的工程机械(建设机械)的用途，在出厂时，设定上述基准范围P。另外，也可以在作业现场，由作业人员从输入部32输入。

特别是能够根据如下所述的多个方法，选择性地设定基准范围P的大小(半径)。(i)采用在出厂时与基准范围P(应用范围)相关地被预先存储的值。(ii)若作业人员从存储于存储部506且显示于显示部42的多个作业附属装置20的长度中选择适当的长度，则会自动地设定与该长度对应的半径。(iii)由作业人员从输入部32输入运算基准范围P的半径所需的机械因素信息，由土质信息取得部502计算作业附属装置20被设为预先设定的基准姿势的情况下的距离L，将距离2L设为基准范围P的半径。在该机械因素信息中，包含动臂21、斗杆22、铲斗23的长度等信息。另外，在所述基准姿势下，预先设定了动臂21、斗杆22、铲斗23相对于上部回转体12的姿势。

参照图5，当在作业现场开始作业时，若作业人员从输入部32输入规定的作业开始信号，则土质信息取得系统100会执行初始设定动作。此时，主体位置检测部33取得作业现场的液压挖掘机1的位置信息(步骤S1)。接着，驱动控制部501驱动作业附属装置20，使铲斗远端部23A以规定的速度与地面G接触。土质信息取得部502基于此时由缸压检测部35检测的缸压，取得土质信息(步骤S2)。此外，如上所述，也可以基于摄像装置36所拍摄的地面G的图像，估计土质信息。接着，存储部506彼此相关(关联付)地存储所取得的位置信息及土质信息(步骤S3)。

参照图6，若液压挖掘机1的作业开始，则判定部504会参照由主体位置检测部33检测的位置信息，判定液压挖掘机1是否从初始设定动作时移动了距离Q以上(步骤S11)。此外，作为一个例子，距离Q被设定为距离L。此处，在液压挖掘机1移动了距离Q以上的情况下(步骤S11为“是(YES)”)，取得时机决定部503将取得信号输入至土质信息取得部502，以重新取得土质信息。结果是由土质信息取得部502取得土质信息(步骤S12)。接着，存储部506将所取得的土质信息和目前的液压挖掘机1的位置信息彼此关联地进行存储(步骤S13)。

表1是表示存储部506所存储的位置信息及土质信息的关系的表。

[表1]

这样，关于目前的作业现场，多个信息(土质信息及位置信息的组合)被存储于存储部506。此外，在仅利用最新的信息的情况下，也可以在步骤S13中，覆盖初始设定时的信息。

此外，也可以由存储部506存储上述信息，另一方面，由输入指令部505将与这些信息对应的输入信号显示于显示部42，由此，将周围的土质信息告知给作业人员。另外，也可以由输入指令部505将所述输入信号输入至发送部43，由此，经由服务器接收部901将该信息存储于服务器存储部902。

另外，当在图6的步骤S11中，液压挖掘机1未移动距离Q以上的情况下(步骤S11为“否(NO)”)，土质信息取得部502结束图6的流程而不取得新的土质信息。在液压挖掘机1的作业中，反复执行图6的流程。

如上所述，在本实施方式中，能够由取得时机决定部503基于与作业现场的土质的变化关联的信息即土质关联信息，决定取得时机，并由土质信息取得部502根据该取得时机，取得土质信息。因此，因为根据液压挖掘机1周边的土质信息发生变化的可能性，在适当的时机取得土质信息，所以能够防止取得过剩的信息或取得的信息不足。结果是相比于定期地取得土质信息，并将该土质信息与位置信息一起存储于规定的存储部的情况，能够减小存储部506所需的存储容量。

另外，在本实施方式中，取得时机决定部503设定在作业现场中被估计为具有一定土质的假想的基准范围P，将液压挖掘机1相对于所述基准范围P的相对位置作为所述土质关联信息，决定所述取得时机。根据此种结构，能够根据作业现场的情况或液压挖掘机的尺寸、用途等，设定基准范围P，在更适当的时机，高效地取得、存储土质信息。

特别是在本实施方式中，取得时机决定部503在规定的基准时机，将俯视下的以上部回转体12(回转中心轴CL)为中心的规定半径的基准圆所包围的范围设定为所述基准范围P。根据此种结构，着眼于在作业现场的俯视下的规定范围内土质近似这一点，能够根据基准圆与液压挖掘机1之间的相对位置，决定土质信息的取得时机。因此，能够防止在具有相同土质的范围内频繁地取得土质信息。

另外，在本实施方式中，取得时机决定部503在液压挖掘机1随着下部行走体10(行走部)的行走而超出如下区域的情况下，输出与取得时机对应的取得信号，上述区域由以包含于所述基准圆的方式与所述基准圆呈同心状地被设定的边界圆(以距离L为半径的圆)包围。根据此种结构，若液压挖掘机1超出预先设定的边界圆，则能够取得新的土质信息，因此，即使在液压挖掘机1一边向基准圆的外侧移动，一边进行作业的情况下，也能够取得与作业位置对应的适当的土质信息。

此时，取得时机决定部503也可以在作业附属装置20超出所述基准圆(以距离2L为半径的圆)的情况下，输出所述取得信号。对于此种结构，若作业附属装置20超出基准圆，则也能够取得新的土质信息，因此，即使在液压挖掘机1一边向基准圆的外侧移动，一边进行作业的情况下，也能够取得与作业位置对应的适当的土质信息。

另一方面，取得时机决定部503也可以基于附属装置位置检测部34或摄像装置36(距离检测部)所检测出的上部回转体12与铲斗远端部23A之间的距离，设定所述基准圆的半径。作为一个例子，也可以将所述距离的2倍的值设为所述基准圆的半径。根据此种结构，无论安装于上部回转体12的作业附属装置20的规格如何，均能够根据所述距离检测部所检测的作业附属装置20的实际长度，适当地设定基准圆。此外，基准圆的半径也可以被设定为超过所述距离的任意值。

另外，取得时机决定部503也可以基于输入至输入部32的所述上部回转体12与铲斗远端部23A之间的距离，设定所述基准圆的半径。在此情况下，作为一个例子，也可以将所述距离的2倍的值设为所述基准圆的半径。对于此种结构，无论安装于上部回转体12的作业附属装置20的规格如何，均能够根据由作业人员输入的作业附属装置20的长度，适当地设定基准圆。另外，在此情况下，基准圆的半径也可以被设定为超过所述距离的任意值。

接着，说明本发明的第二实施方式。此外，在本实施方式中，说明相比于之前的第一实施方式的不同点，省略相同点的说明。以下的其它实施方式也相同。

图7是表示本实施方式所涉及的土质信息取得系统100的土质信息取得动作的流程图。在本实施方式中，与之前的第一实施方式(图6)的步骤S11、S12、S13对应地依次执行步骤S21、S22、S23。而且，在本实施方式中，当在步骤S21中，液压挖掘机1未移动距离Q以上的情况下(步骤S21为“否”)，判定部504判定是否从上一次的土质信息取得时刻经过了时间T以上(步骤S24)。此处，在经过了时间T以上的情况下，在步骤S22中重新取得土质信息，并且在步骤S23中，由存储部506将土质信息及位置信息彼此关联地进行存储。结果是能够在液压挖掘机1未大幅移动这一条件下，换句话说，在作业现场的大致相同的位置，将时刻的差异作为变量而取得多个土质信息。

此外，当在步骤S24中，未经过时间T以上的情况下(步骤S24为“否”)，土质信息取得部502结束图7的流程而不取得新的土质信息。

在本实施方式中，考虑了土地的含水量因早晨和白天的气温变化而改变，导致土质发生变化这一可能性。即，即使在液压挖掘机1未大幅移动的情况下，若经过规定时间(例如4小时)，则土质信息取得部502会取得新的土质信息。此外，所述规定时间并不限定于4小时，能够根据作业现场的气候等，设定所述规定时间。

另外，在其它实施方式中，也可以在出厂时，根据液压挖掘机1的货运目的地的气候，设定所述规定时间。另外，也可以根据液压挖掘机1的位置信息，从包含作业现场的地域的气象信息取得白天的温差信息，在该温差大的情况下，缩短规定时间，在温差小的情况下，将规定时间设定得大。

如上所述，在本实施方式中，取得时机决定部503将从土质信息取得部502上一次取得土质信息的时机算起的经过时间作为土质关联信息，决定取得时机。因此，即使在进行像液压挖掘机1的机体位置不发生改变的作业之类的情况下，也能够在适当的时机，取得随着时间推移而产生的土质的变化。

接着，说明本发明的第三实施方式。图8是表示本实施方式所涉及的土质信息取得系统100的土质信息取得动作的流程图。

在本实施方式中，也与之前的第一实施方式(图6)的步骤S11、S12、S13对应地依次执行步骤S31、S32、S33。而且，在本实施方式中，当在步骤S31中，液压挖掘机1未移动距离Q以上的情况下(步骤S31为“否”)，判定部504判定气象是否从上一次取得土质信息时起发生了变化(步骤S34)。此外，在该判定中，参照所述气象信息取得部37的取得信息。此处，在作业现场的气象已变化，或者被估计为已变化的情况下，在步骤S32中重新取得土质信息，并且在步骤S33中，由存储部506将土质信息及位置信息彼此关联地进行存储。结果是能够在液压挖掘机1未大幅移动这一条件下，换句话说，在作业现场的大致相同的位置，将气象信息的差异作为变量而取得多个土质信息。

此外，当在步骤S34中，周围的气象未变化的情况下(步骤S34为“否”)，土质信息取得部502结束图8的流程而不取得新的土质信息。

如上所述，在本实施方式中，取得时机决定部503将气象信息取得部37所取得的气象信息作为土质关联信息，决定取得时机。根据此种结构，即使在进行像液压挖掘机1的机体位置不发生改变的作业之类的情况下，也能够在适当的时机，取得由气象引起的土质的变化。

接着，说明本发明的第四实施方式。图9是表示本实施方式所涉及的土质信息取得系统100的服务器90的示意图。说明如下方式，即，除了之前的第一实施方式中的控制部50的存储部506之外，服务器90也将液压挖掘机1(图9的液压挖掘机1A)所取得的土质信息及液压挖掘机1的位置信息彼此关联地进行存储。在此情况下，通过将在作业现场取得的位置信息及土质信息存储至配置于离开作业现场的位置的服务器存储部902，能够积累土质信息。结果是能够在以后的作业中，一边有效利用上述信息，一边进行液压挖掘机1的自动控制等。

另一方面，在本实施方式中，服务器90还具有副发送部903。副发送部903将由液压挖掘机1A取得并存储至服务器存储部902的所述位置信息及所述土质信息发送至作业现场的液压挖掘机1B(其它工程机械)。另外，土质信息取得系统100还具备副接收部44。副接收部44配置于液压挖掘机1B，受理从副发送部903发送的所述位置信息及所述土质信息，并且将所述位置信息及所述土质信息输入并存储至液压挖掘机1B内的存储部506。

这样，在本实施方式中，通过将在相同作业现场由一个液压挖掘机1A取得的土质信息发送至其它液压挖掘机1B，能够由多个液压挖掘机高效地利用、共享土质信息。特别是能够减少液压挖掘机1B取得土质信息的频度。

接着，说明本发明的第五实施方式。图10是表示本实施方式所涉及的液压挖掘机1的基准范围的侧视图。在本实施方式中，取得时机决定部503在规定的基准时机(初始设定时)，将从下部行走体10到地里的规定深度为止的范围设定为基准范围D。本实施方式基于在地里的规定深度的范围内土质为大致一定不变这一假设。

这样，在本实施方式中，着眼于在作业现场的地里的深度方向上的规定范围内，土质近似这一点，能够根据基准范围与工程机械之间的相对位置，决定土质信息的取得时机。因此，能够防止在具有相同土质的深度方向的范围内频繁地取得土质信息。

接着，说明本发明的第六实施方式。图11是本实施方式所涉及的液压挖掘机1的作业附属装置20的俯视图。在之前的第一实施方式中，说明了动臂21、斗杆22及铲斗23分别围绕水平的转动中心轴转动(摆动)的方式。在本实施方式中，作业附属装置20具有摆动动臂22A，摆动动臂22A将动臂21与斗杆22B彼此连接。摆动动臂可围绕沿着动臂21的长边方向延伸的旋转中心轴摆动(偏移动臂规格)。

即，在本实施方式中，假设俯视下的动臂21与摆动动臂22A所成的角度θ可变。此外，在图11中，虽然表示了摆动动臂22A向右侧摆动的方式，但是摆动动臂22A也可向左侧摆动。因此，在分别向左右偏移的偏移量(摆动角度)设为最大的情况下，较理想的是，基于地面最大挖掘半径变小的情况，设定基准范围P。另外，在本实施方式中，也可以根据动臂21相对于上部回转体12的长度及相对角度、摆动动臂22A相对于动臂21的长度及相对角度、斗杆22B相对于摆动动臂22A的长度及相对角度、铲斗23相对于斗杆22B的长度及相对角度的信息，以几何方式运算铲斗23(铲斗远端部23A)相对于上部回转体12的相对位置。

这样，在本实施方式中，即使在作业附属装置20具有特征性构造的情况下，仍根据该构造来设定基准范围P，由此，能够在适当的时机取得土质信息。

以上，说明了本发明的各实施方式所涉及的土质信息取得系统及具备该土质信息取得系统的工程机械。此外，本发明并不限定于这些方式。本发明例如能够采用如下所述的变形实施方式。

在上述实施方式中，虽然使用液压挖掘机1作为工程机械进行了说明，但是本发明并不限定于此。本发明所涉及的工程机械也可以是由液压挖掘机以外的构造构成的工程机械。特别是配置于作业附属装置20的远端部的作业部件并不限定于铲斗23。另外，本发明所涉及的上部主体也可以采用不相对于下部行走体10回转的方式。在此情况下，上部主体的前后方向与下部行走体10的前后方向彼此一致。

本发明所提供的土质信息取得系统用于工程机械，取得与作业现场的土质相关的信息即土质信息，所述工程机械具有包含可在地面上行走的行走部的机体、和以可相对于所述机体相对移动的方式安装于所述机体并对地面进行规定作业的作业附属装置。该土质信息取得系统包括：位置信息取得部，取得所述工程机械在作业现场的位置信息；取得时机决定部，基于与作业现场的土质的变化关联的信息即土质关联信息，决定取得时机，并输出与所述取得时机对应的取得信号；土质信息取得部，接受从所述取得时机决定部输出的所述取得信号，并根据所述取得信号，取得所述土质信息；以及存储部，将由所述位置信息取得部取得的所述位置信息与由所述土质信息取得部取得的所述土质信息彼此关联地进行存储。

根据本结构，能够由取得时机决定部基于与作业现场的土质的变化关联的信息即土质关联信息，决定取得时机，并由土质信息取得部根据该取得时机，取得土质信息。因此，因为根据工程机械周边的土质信息发生变化的可能性，在适当的时机取得土质信息，所以能够防止取得过剩的信息或取得的信息不足。结果是相比于定期地取得土质信息，并将该土质信息与位置信息一起存储于存储部的情况，能够减小存储部所需的存储容量。

在上述结构中，较理想的是，所述取得时机决定部，设定假想的基准范围，所述基准范围是被推定为在作业现场具有一定土质的范围，将所述工程机械相对于所述基准范围的相对位置作为所述土质关联信息，基于所述相对位置来决定所述取得时机。

根据本结构，能够基于基准范围与工程机械之间的相对位置，在更适当的时机，高效地取得、存储土质信息。

在上述结构中，较理想的是，所述取得时机决定部，在规定的基准时机，将俯视时的以所述机体为中心的规定半径的基准圆所包围的范围设定为所述基准范围。

根据本结构，着眼于作业现场的俯视下的规定范围内，土质近似这一点，能够根据基准圆与工程机械之间的相对位置，决定土质信息的取得时机。因此，能够防止在具有相同土质的范围内频繁地取得土质信息。

在上述结构中，较理想的是，所述取得时机决定部，在所述工程机械随着所述行走部的行走而超出边界圆的情况下，输出所述取得信号，所述边界圆以包含于所述基准圆的方式与所述基准圆呈同心状地被设定。

根据本结构，若工程机械超出预先设定的边界圆，则能够取得新的土质信息，因此，即使在工程机械一边向基准圆的外侧移动，一边进行作业的情况下，也能够取得与作业位置对应的适当的土质信息。

在上述结构中，较理想的是，所述取得时机决定部在所述作业附属装置超出所述基准圆的情况下，输出所述取得信号。

根据本结构，若作业附属装置超出预先设定的基准圆，则能够取得新的土质信息，因此，即使在工程机械一边向基准圆的外侧移动，一边进行作业的情况下，也能够取得与作业位置对应的适当的土质信息。

在上述结构中，较理想的是，所述取得时机决定部，在规定的基准时机，将从所述机体到地里的规定深度为止的范围设定为所述基准范围。

根据本结构，着眼于在作业现场的地里的深度方向上的规定范围内土质近似这一点，能够根据基准范围与工程机械之间的相对位置，决定土质信息的取得时机。因此，能够防止在具有相同土质的深度方向的范围内频繁地取得土质信息。

在上述结构中，较理想的是，所述取得时机决定部将从所述土质信息取得部上一次取得所述土质信息的时机算起的经过时间作为所述土质关联信息，基于所述经过时间，决定所述取得时机。

根据本结构，即使在进行像机体的位置不发生改变的作业之类的情况下，也能够在基于随着时间的推移而产生的土质的变化的适当时机，取得土质信息。

在上述结构中，较理想的是，还包括：气象信息取得部，能够取得所述作业现场的气象信息，其中，所述取得时机决定部，将由所述气象信息取得部取得的所述气象信息作为所述土质关联信息，基于所述气象信息，决定所述取得时机。

根据本结构，即使在进行像机体的位置不发生改变的作业之类的情况下，也能够在基于由气象引起的土质的变化的适当时机，取得土质信息。

在上述结构中，较理想的是，所述存储部被配置于离开所述工程机械的场所，所述土质信息取得系统还包括：发送部，发送由所述位置信息取得部取得的所述位置信息、和由所述土质信息取得部取得的所述土质信息；以及，接收部，被配置于离开所述发送部的场所，受理从所述发送部发送的所述位置信息及所述土质信息，并输入至所述存储部。

根据本结构，通过将在作业现场取得的位置信息及土质信息存储至配置于离开作业现场的位置的存储部，能够积累土质信息。

在上述结构中，较理想的是，还包括：副发送部，将存储于所述存储部的所述位置信息及所述土质信息发送至作业现场的其它工程机械；以及，副接收部，配置于所述其它工程机械，并受理从所述副发送部发送的所述位置信息及所述土质信息。

根据本结构，通过将在相同作业现场由一个工程机械取得的土质信息发送至其它工程机械，能够由多个工程机械高效地利用土质信息。

本发明所提供的是工程机械，该工程机械包括：机体，包含可在地面上行走的行走部；作业附属装置，以可相对于所述机体相对移动的方式而支撑于所述机体，并对地面进行规定的作业；以及上述任一个记载的土质信息取得系统。

根据本结构，工程机械能够由取得时机决定部基于与作业现场的土质的变化关联的信息即土质关联信息，决定取得时机，并由土质信息取得部根据该取得时机，取得土质信息。因此，因为根据工程机械周边的土质信息发生变化的可能性，在适当的时机取得土质信息，所以能够防止取得过剩的信息或取得的信息不足。结果是相较于定期地取得土质信息，并将该土质信息与位置信息一起存储至存储部的情况，能够减少工程机械的存储部所需的存储容量。

根据本发明，提供在作业现场能够在适当的时机取得土质信息的土质信息取得系统及具备该土质信息取得系统的工程机械。

Claims (11)

1.一种土质信息取得系统，被应用于工程机械，用于取得与作业现场的土质相关的信息即土质信息，所述工程机械具有包含可在地面上行走的行走部的机体和以可相对于所述机体相对移动的方式安装于所述机体并对地面进行规定作业的作业附属装置，所述土质信息取得系统的特征在于包括：

位置信息取得部，用于取得所述工程机械在作业现场的位置信息；

取得时机决定部，基于与作业现场的土质的变化关联的信息即土质关联信息，决定取得时机，并输出与该取得时机对应的取得信号；

土质信息取得部，接受从所述取得时机决定部输出的所述取得信号，并根据该取得信号取得所述土质信息；以及，

存储部，将由所述位置信息取得部取得的所述位置信息与由所述土质信息取得部取得的所述土质信息彼此关联地进行存储。

2.根据权利要求1所述的土质信息取得系统，其特征在于：

所述取得时机决定部，设定假想的基准范围，所述基准范围是被推定为在作业现场具有一定土质的范围，将所述工程机械相对于所述基准范围的相对位置作为所述土质关联信息，基于该相对位置来决定所述取得时机。

3.根据权利要求2所述的土质信息取得系统，其特征在于：

所述取得时机决定部，将在规定的基准时机俯视时的以所述机体为中心的规定半径的基准圆所包围的范围设定为所述基准范围。

4.根据权利要求3所述的土质信息取得系统，其特征在于：

所述取得时机决定部，在所述工程机械随着所述行走部的行走而超出边界圆的情况下，输出所述取得信号，所述边界圆以包含于所述基准圆的方式与所述基准圆呈同心状地被设定。

5.根据权利要求3所述的土质信息取得系统，其特征在于：

所述取得时机决定部，在所述作业附属装置超出所述基准圆的情况下，输出所述取得信号。

6.根据权利要求2所述的土质信息取得系统，其特征在于：

所述取得时机决定部，将在规定的基准时机从所述机体到地里的规定深度为止的范围设定为所述基准范围。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的土质信息取得系统，其特征在于：

所述取得时机决定部，将从所述土质信息取得部上一次取得所述土质信息的时机算起的经过时间作为所述土质关联信息，基于该经过时间，决定所述取得时机。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的土质信息取得系统，其特征在于还包括：

气象信息取得部，能够取得所述作业现场的气象信息，其中，

所述取得时机决定部，将由所述气象信息取得部取得的所述气象信息作为所述土质关联信息，基于该气象信息，决定所述取得时机。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的土质信息取得系统，其特征在于：

所述存储部被配置于离开所述工程机械的场所，

所述土质信息取得系统还包括：

发送部，发送由所述位置信息取得部取得的所述位置信息和由所述土质信息取得部取得的所述土质信息；以及，

接收部，被配置于离开所述发送部的场所，受理从所述发送部发送来的所述位置信息及所述土质信息，并将其输入至所述存储部。

10.根据权利要求9所述的土质信息取得系统，其特征在于还包括：

副发送部，将存储于所述存储部的所述位置信息及所述土质信息发送至作业现场的其它工程机械；以及，

副接收部，配置于所述其它工程机械，受理从所述副发送部发送来的所述位置信息及所述土质信息。

11.一种工程机械，其特征在于包括：

机体，包含可在地面上行走的行走部；

作业附属装置，以可相对于所述机体相对移动的方式被所述机体支撑，对地面进行规定作业；以及，

根据权利要求1至10中任一项所述的土质信息取得系统。