CN1621628B - 工程建筑机械的显示装置 - Google Patents

Abstract

一种建筑机械的显示装置，当在监视器上显示车辆状况信息等或者其他的信息时，可由操作者在正确的时刻、顺利而且确实又容易地将监视器的画面切换成显示后方视野图像的状态。在驾驶员座(5)的左右的肘靠部(5L)、(5R)处设有工作操纵杆(6)、(7)，另外，在驾驶员座(5)的前方位置上设有工作操纵杆(8a)、(8b)和操作踏板(9a)、(9b)，并且在包含回转操作用的工作操纵杆(6)的把手部(6a)上设有切换开关(16)，通过操作此切换开关(16)使得监视器(12)的图像可在车辆状况信息图像和后方视野图像之间进行切换。

Description

工程建筑机械的显示装置

技术领域

本发明涉及一种用于被设置在液压挖掘机等的工程建筑机械的驾驶室内而使操作者认识各种信息的工程建筑机械的显示装置。

背景技术

作为工程建筑机械的一个例子有液压挖掘机。众所周之，液压挖掘机是由发动机驱动液压泵，并将由此液压泵输出的压力油提供给由安装在各运转部上的液压缸和液压马达构成的液压执行元件的。而且，这些各个运转部，通常其操作者坐在驾驶室内，通过操作操纵杆等的操作装置操作而进行土沙的挖掘等工作。

在驾驶室内，为了使操作者认识机械的运转状况，安装了各种仪表。例如有发动机的转速表、燃料表、冷却水温表、工作油温度表、计时仪、等。此外，也进行关于机械安全运转的信息如门锁操纵杆是否位于正确规定的位置上等的显示。还有，也进行发动机钥匙是否已经插入的判别，以及还有进行被安装在前工作机上的附件的种类等的识别。而且，设有用于显示这些信息、即车辆状况信息的显示装置。

作为这样的显示装置，随着液晶显示器的高精度化、低价格化等，在由液晶显示器构成的监视器的画面上作为彩色图像一并显示的结构的装置已经实用化。通过利用这样的显示装置可以用紧凑的结构显示多种信息，其操作者能够准确地把握机械的运转状况。另外，近年来也开发了一种在建筑机械上设置后方监视用的摄像机，使得操作者依靠此摄像机的影像能够辅助性地得到以通常的操作姿势不能识别的后方视野而构成的装置。

在驾驶室内设有操作者乘坐的驾驶员座，对于坐在此驾驶员座上的操作者来说，如果不在其前方位置乃至斜前方位置上配置监视器，那么此监视器的观看就很困难。因此，如果把显示上述机械的运转状况的车辆状况信息显示图像和后方视野图像显示在分别的监视器上，那么这些监视器就会成为障碍而使得前方视野受到限制，另外，也有使得操作者的注意力涣散的可能性。在此，后方视野图像并不是时常要显示的图像，而是为了在车辆后退等时确认周围的安全，用于向操作者提供辅助性的视野的图像。另一方面，关于车辆状况信息，虽然如果有可能有必要总是显示着，但是，在例如室内等的那样换气不良、发动机马上就要过热的状态下必须使机械运转的时候等，在特别的状况下使得机械运转那样的时候暂且不论，操作者并不是总是注视车辆状况。因此，原则上在监视器上显示着车辆状况信息，并在使车辆后退之际，能够将监视器上显示的信息切换成后方视野图像地构成的装置已经在如日本专利文献1《特开2002-371594号公报》中为人们所知。

在此现有技术的构成中，在操作了行走操作装置的时候，根据控制压力检测其操作而使得将监视器自动切换成后方视野图像。另外，不是自动地检测行走操作装置的操作，而是预先在行走操作装置上设置开关，并在操作者操作此操作装置之际，即在想要使车辆后退时，通过操作开关能够使监视器切换到映射出后方视野图像的状态，这已经在上述的现有技术中有人提出过。

发明内容

但是，在上述的现有技术的构成中，平时在监视器上显示着基本图像，即工作油的温度和发动机冷却水的温度等的车辆状况信息，而行走操作装置，具体地说在操作行走操纵杆和行走踏板以后，虽然使其画面从基本图像切换到后方视野图像，但是，如果操作行走用的操作装置，那么与此相应，车辆进行行走，此时即使得到了后方视野图像，作为安全措施也不一定是万无一失的。即，如果操作者等进入了非常靠近车辆的位置，那么即使被监视器映现出来，操作者也确认到该情况，但是有时也不能采取回避危险等的措施等，作为安全装置有时未发挥充分的作用。

另外，为了通过手动进行画面的切换，行走操作装置，例如在行走操纵杆上设置了开关的时候，实际上在车辆后退前的阶段，为了在监视器上显示后方视野图像的操作是可能的。但是，即使在行走操纵杆上设置了图像切换用的开关，其操作性也不一定是可以令人满意的。

即，作为设置在驾驶员座的周围的操作装置，不仅设置了上述的行走操纵杆，也设置了用于操作其他各部的工作操纵杆，一般地，工作操纵杆被配置在驾驶员座的左右的肘靠部，而行走操纵杆被配置在驾驶员座的前方。因此，在操作者将两手的胳膊肘放在肘靠部上而采取手握在左右的工作操纵杆上的姿势状态并使挖掘机行走之际，是将手向前方伸出而能把手握在行走操纵杆上。而且，如果把持行走操纵杆，那么因为马上就要进行该操作，所以，即使在行走把手上设置了开关，事先也不保证后方视野图像一定被显示在监视器上。而且，在同时进行工作操纵杆的操作和车辆的行走的复合操作时，因为不能操作行走操纵杆，所以，作为行走操作装置一并设置了操作踏板。因此，在一边操作左右的工作操纵杆一边使其行走之际，必须依靠操作踏板，此时，将手从工作操纵杆上离开而操作被安装在行走操纵杆上的开关实质上是不可能的。因此，从上述情况来看，在行走操纵杆上设置监视器的图像切换用的开关不一定是合理的。

另外，后方视野图像的显示，不仅是在车辆后退时，在转弯时后方视野图像也必须能够被显示在监视器上。但是，如上述的现有技术那样，在行走操作装置上设置开关，将后方视野图像显示在监视器上只是在行走的时候，并没有考虑在转弯时将后方视野图像显示在监视器上。

本发明是鉴于以上的问题而进行的，其目的为当在监视器上显示车辆状况信息等或其他的信息时，由操作者能够在准确的时刻顺利而且确实又容易地把监视器的画面切换成显示后方视野图像的状态。

为了实现上述目的，在本发明中采用的建筑机械的结构是，在下部行走体上设置了可以回转的上部回转体，在该上部回转体上，设有发动机和由此发动机驱动的液压泵、以及由从此液压泵提供的压力油驱动的多个运转部，并且至少具备检测向上述发动机提供的燃料的剩余量、发动机冷却水温以及工作油温的传感器，还设有监视机械的周围的摄像机，而在驾驶室内设置把由此摄像机得到的后方视野图像可以与其他的图像进行切换来显示的监视器，其结构特征是，在上述驾驶室内，在驾驶员座的左右的两个肘靠部及其附近设有工作操纵杆，在此左右的工作操纵杆的至少任一方的工作操纵杆上设置上述监视器的图像切换用的切换开关。

在此作为建筑机械，在其运转各部上安装着传感器类等而取得各种数据使得操作者能够认识现状。即，发动机冷却水温和工作油温就是其例，另外也要显示电池的电剩余量，发动机机油的油压等。以及也希望包含工作时间的显示和现在的时刻的显示等。将这些作为车辆状况信息操作者经常地识别着，这对使建筑机械不过分运转、而稳定、高效地运转并抑制故障的发生是很有必要的。因此，平时在监视器上显示着此车辆状况信息，根据需要通过开关操作能够将画面切换成显示后方视野图像的状态。

在液压挖掘机中具有前工作机，工作操纵杆是为了使得此前工作机工作的操纵杆，而且，上部回转体的回转也由工作操纵杆控制。而且，工作操纵杆通常设置两个，被配置在驾驶员座的左右两侧。因此，如果将切换开关设置在任一个工作操纵杆上，对于操作者来说都将提高监视器的图像切换操作的操作性。而且，设有切换开关的工作操纵杆，最好为用于进行回转操作的工作操纵杆，另外，也可以在两个工作操纵杆上都设置切换开关。

本发明因为是如上那样地构成，所以，对工程建筑机械的操作者来说，监视器画面的向后方视野图像的切换操作的操作性是非常好的，将起到可以在必要的时刻顺利而且准确又容易地进行图像的切换等的效果。

附图说明

图1是作为表示本发明实施方式之一的建筑机械的一个例子的液压挖掘机结构简图。

图2是表示图1的液压挖掘机中的驾驶室内部结构的要部结构图。

图3是表示在显示装置中的车辆状况显示画面的一个例子的图。

图4是表示在显示装置中的后方视野图像显示画面的一个例子的图。

图5是工作操纵杆的外观图。

图6是表示由切换开关形成的监视器的切换装置的结构说明图。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的实施方式。在此实施方式中，虽然作为建筑机械对液压挖掘机的显示装置进行说明，但是，作为安装显示装置的建筑机械并不是限定于此液压挖掘机的。

首先，图1显示液压挖掘机的整体结构。在同图中，1是履带式的下部行走体，2是上部回转体，3是由设置在上部回转体2上的挖掘工作装置等构成的前工作机。另外，在上部回转体2上设有为了操作者乘坐而操作机械的驾驶室4(cab)，并且在此驾驶室4内设有包含操纵杆在内的操作装置，该操纵杆用于进行由下部行走体1进行的走行、上部回转体2的回转、构成用于进行土沙的挖掘等的工作的前工作机3的动臂3a、斗杆3b、铲斗3c的动作等的操作。

图2显示驾驶室4的内部构造。从图2中可知，在驾驶室4的内部，设有用于操作者乘坐而操作液压挖掘机的驾驶员座5，在此驾驶员座5的左右两肘靠部5L、5R上装有操作操纵杆6、7，另外，在驾驶员座5的前方位置上装有一对操作操纵杆8a、8b和一对操作踏板9a、9b。在两个肘靠部5L、5R上分别设置的操作操纵杆6、7是构成用于操作动臂3a、斗杆3b、铲斗3c以及回转的操作装置的，以下，将这些操纵杆称为工作操纵杆。工作操纵杆6、7可以分别向前后以及左右倾斜运动操作，并且被分配了上述的4个运转部的操作功能。例如，设置在左肘靠部5L上的工作操纵杆6是回转和铲斗操作用的操纵杆，设置在右肘靠部5R上的工作操纵杆7是动臂和斗杆操作用的操纵杆。另外，位于驾驶室5的前方的操作操纵杆8a、8b是左右行走用的操纵杆，操作踏板9a、9b也是左右行走用的操作装置。

在此，作为行走用的操作装置，同时设置了操作操纵杆和操作踏板是为了进行复合操作。即，在仅进行车辆的行走时，虽然可以操作操作操纵杆8a、8b或操作踏板9a、9b中的某一个，但是，在例如一边行走一边操作动臂3a，而且在为了使上部回转体2能够回转而进行复合操作之际，因为有必要用两手操作工作操纵杆6、7，所以，将通过操作踏板9a、9b进行行走的操作。

液压挖掘机虽然大致如上地构成，但是，通常它的驱动是由发动机使液压泵运转而驱动液压马达和液压缸这样的液压执行元件的液压驱动式。因此，设置有检测与发动机有关的运转状况的各种传感器，并在液压驱动系统的各部也设有各种传感器，在前工作机3等的各运行部上也装有传感器而监视着液压挖掘机的各运行部。在由这些各传感器等检测的检测信息之中，有使操作者认识为好的信息和必须认识的信息、以及可以不向操作者报知的信息。有必要使操作者认识的信息是关于车辆的运转状况的信息，在这些信息中，也有紧急而且确实地必须使操作者认识的信息。即，作为有必要向操作者报知的信息，包括一般的车辆状况信息和关于液压挖掘机中有可能发生重大故障等产生异常状况等的异常信息。

在此液压挖掘机中，为了帮助开阔操作者的外部视野，设置了监视用的摄像机。10是为了确保后方视野被安装在设置于上部回转体2的后部位置上的配重11上的摄像机，是用来给在驾驶室4内操作机械的操作者进行安全确认和为了帮助确保视野的。因此，为了确保此后方视野的摄像机10从确保工作的安全等方面来说是极其重要的。

在驾驶室4内，如图2所示，设有由液晶显示器等构成的监视器12，并通过在此监视器12上显示各种信息而使操作机械的操作者能够认识这些信息。因此，监视器12，即使其操作者在进行构成液压挖掘机的各机构部的操作期间也可以看。不过，在工作中，需要尽可能地不妨碍前方视野。为此，监视器12具有比较小型的画面，被配置在驾驶室4内驾驶员座5的斜前方，例如被安装在立柱13上。

在监视器12上虽然可以显示必要的信息，但是，首先能够显示车辆状况显示图像。图3显示此车辆状况显示图像的一个例子。作为被具体地显示在此图中的显示信息是，作为图标显示从图面的左侧按照顺序有，盗窃防止装置是否动作的显示A1；在构成前工作机3的斗杆3b的前端是否安装了铲斗3c，或者是否安装了其他的前附件的显示A2；运转负载的状态显示A3；行走速度显示A4；是否自动空转的显示A5；关于照明灯有无点亮的显示A6；刮水器有无工作的显示A7；另外，与此同时还有工作时间显示部B。工作时间由数值显示。另外，在其下层，即，在监视器12的中央部分的较大的区域内，发动机冷却水温显示C1、工作油温显示C2以及燃料剩余量显示C3排成一列而显示成特征图形。另外，在最下层有电池电剩余量和发动机机油油压的显示部D1、D2，但是，在电池的充电量和发动机机油的油压保持在一定水平时，和如果电池的充电量和发动机机油的油压比规定的水平低，那么其浓淡的变化、色彩的变化等的显示产生变化。

另外，作为车辆状况信息被显示的，不是必须包含这些全部的信息，也可以使其包含这些信息以外的信息。总之，只要能够显示了操作者应该认识的车辆的现状就可以。不过，显示形态姑且不论，至少必须包含发动机冷却水温显示C1、工作油温显示C2以及燃料剩余量显示C3。

另外，在监视器12上将显示由取得后方视野的摄像机10得到的影像。此影像如图4所示，在监视器12的整个画面上，车辆后方和后部侧方的风景影像被作为后方视野图像来显示。此方向的视野，在操作者坐在驾驶员座5的状态下进行通常的工作时是不能目视确认的。因此，通过将此后方视野显示在监视器12上，对操作者来说可以得到成为死角的范围中的辅助性的视野。

如上所述，作为被显示在监视器12上的图像的代表性的图像，虽然有图3和图4中显示的那些图像，但是，此外也可以设定成能够显示的各种信息。例如，有显示异常信息的图像，此异常信息显示图像，当将机械原样不变地使其继续运转时，就是把成为发生了故障或事故的原因的事态向操作者报知的图像。具体地说，是电池的充电电压已变为≤规定值时，发动机油的液压≤规定值时，发动机冷却水≥规定温度时，工作油温度在异常地上升时，设置在发动机过滤器的吸气侧的过滤器阻堵塞时等。为了使得操作者迅速地认识到这些事态，例如可以设定成在监视器12的画面中央部、即在图3的特征图形显示C1～C3的地方醒目地进行信息显示。另外，在车辆上搭载了通信装置，在借助于通信用天线14(图1)可以与机械的管理中心通信的时候，使得包含来自于管理中心的联络事项的通信信息也可以显示在监视器12上。

如上所述，在监视器12上虽然显示各种信息，但是，也可以使其选择操作者所希望的信息来显示。为此，在监视器12中的框的部分上设有选择开关组15，并且通过适当操作这些选择开关组15，使其可以选择被显示在监视器12上的图像。

但是，在上述的各图像之中，图3所示的车辆状况信息的显示图像是基本的图像，只要操作者不具有特别的要求，平时就使之成为显示该车辆状况信息的状态，此外的图像，根据需要从车辆状况信息图像切换来显示。上述的各图像信息之中的异常信息显示图像，在性质上其机器类等产生异常状态时是自动地被显示的，没有操作者选择的余地。另外，来自管理中心的联络事项等的通信信息，因为不是特别地与液压挖掘机的运转有关的信息，所以，在工作休息等时，只要通过操作选择开关组15读出此信息而使其显示在监视器12上即可。

图4所示的后方视野图像，至少在车辆后退之际和在上部回转体2回转之际是必要的，为此，使后方视野图像从被显示在监视器12上的车辆状况显示图像切换而得到显示。在此，有必要显示后方视野图像的是在液压挖掘机正在运转当中，因为其操作者在操作由操纵杆和踏板等构成的操作装置的期间，对操作者来说并不希望强迫操作设置在监视器12上的选择开关组15。在此，构成为在进行液压挖掘机的操作的期间，不会中断其操作，在必要的时候，在最适当的时刻顺利而且容易地切换图像。

本来，在操作者乘坐在驾驶员座5上而操作液压挖掘机的各运行部之际，一般来说是将左右的胳膊肘放在肘靠部5L、5R之上，采取用手把持工作操纵杆6、7的姿势。这些工作把手6、7是用于操作由动臂3a、斗杆3b以及铲斗3c构成的前工作机3的，并且是用于使上部回转体2回转的操作。因此，在工作中，因为使这些工作操纵杆6、7向前后和左右频繁地倾斜运动，所以，操作者几乎不会将手离开工作操纵杆6、7。当然，也可在操作工作操纵杆6、7之中的一方或者同时操作双方的时候的同时，使得车辆行走的时候。在这时，用一只手同时操作2根行走用的操作操纵杆8a、8b，或者用脚踩下操作踏板9a、9b而使车辆行走。在此，设有行走用的操作操纵杆8a、8b，是使车辆的行走转向、即是所谓的换向(steering)时，因此，是为了能够改变一根操作操纵杆8a和另一根操作操纵杆8b的倾斜运动方向进行操作。在挖掘土沙等的工作中，行走主要是前进或者是后退，极少进行换向。因此，同时操作两根操作操纵杆或两个操作踏板。

在考虑以上问题后的本发明中，工作操纵杆6或7之中的至少一方，最好如图5所示的那样，在包含回转操作用的工作操纵杆6的把手部6a上设有切换开关16，并且使得通过操作此切换开关16可以进行切换监视器12的图像。工作操纵杆6(以及7)，如图6所示，被连接在液压控制阀6P上，是用于向方向切换阀17的液压控制部施加作用压力而切换该换向阀17的，并且是通过使其沿着该图5中用箭头显示的方向倾斜运动来进行换向阀17的切换操作的。其中，换向阀17用于对从上述液压控制阀管6P向液压执行元件的压力油的供给进行控制的。

切换开关16可以用把持工作操纵杆6的把手6a的手指进行操作，如果操作此切换开关16，那么其信号将被传送到控制装置18内，使得显示在监视器12上的图像切换。在此，由此切换开关16进行的图像切换是图3所示的车辆状况信息图像和图4所示的后方视野图像。因此，如果在监视器12上显示着车辆状况信息图像的状态下操作切换开关16，那么就切换成后方视野图像，另外，如果在显示着后方视野图像的状态下操作切换开关16，那么就切换成车辆状况信息显示图像。

现在，假定操作液压挖掘机而进行挖掘土沙并将挖掘的土沙装载到翻斗车上的工作。此工作，首先将液压挖掘机配置在挖掘位置上，将前工作机3的动臂3a调节成可以挖掘的角度，而后一边操作斗杆3b一边操作铲斗3c，由此由铲斗3c挖掘土沙。然后，使动臂3a上升，并根据需要在操作斗杆3b和铲斗3c的同时，使上部回转体2回转规定的角度，由此使得铲斗3c移动到翻斗车的车箱的上部位置上。然后，操作铲斗3c而使在将土沙装载到翻斗车上以后再回转到进行挖掘的位置。虽然将反复地进行此操作，但是随着挖掘的进行，挖掘位置将会变化，与此同时也将使翻斗车移动。不过，由于因场地的状态等有的地方翻斗车不能进入，因此，在这种情况下，每进行一次挖掘都要使下部行走体1行走。即，使得液压挖掘机前进(或者后退)到挖掘位置而进行由前工作机3来进行的土沙的挖掘，此后使液压挖掘机后退(或者前进)到向翻斗车装载土沙的位置。

在进行这些一系列的动作过程中，有必要得到后方视野的是上部回转体2的回转时和由下部行走体1进行的后退时。在下部行走体1前进时和在利用前工作机3进行挖掘土沙或将挖掘的土沙向翻斗车装载的工作时，操作者由于可以直接识别各运行部，所以没有必要得到后方视野。不过，上部回转体2由于相对于下部回转体1可以回转360°，所以，在使上部回转体2回转180°的状态下进行工作之际，使车辆的前进和后退反过来。因此，前进后退暂且不论，在行走时有必要对周围进行安全确认。另外，是在使得液压挖掘机起动后在进行工作前，有必要确认周围的安全，此时也有必要将后方视野图像显示在监视器12上而对周围是否存在建筑物等或者是否有工作人员等的对人、对物进行安全确认。

如上所述，有必要在监视器12上显示后方视野图像的是在进入挖掘等的工作之前的阶段和正在工作中回转以及行走的时候，而且是变换到执行回转或行走前的阶段，而在上部回转体2开始回转后或者在行走开始后，即使在监视器12上映出了后方视野图像，有时也不能回避危险。

如前所述，在工作中操作者通常把持着工作操纵杆6、7，将手离开工作操纵杆6、7是在将操作行走用的操作操纵杆8a、8b的时候和在将要操作其他的开关如刮水器运转用的开关、照明灯点亮用的开关、发动机的转速可变用的刻度盘等之际。在正在工作中，因为同时进行前工作机3和上部回转体2的回转等的复合操作，所以，行走一般不是主要依靠操作操作操纵杆8a、8b，而是主要依靠操作操纵杆9a、9b来进行的，另外，即使操作操作操纵杆8a、8b，也是用一只手操作两根操作操纵杆8a、8b，而另一只手还是把在工作操纵杆6、7上。

因此，在工作操纵杆6、7的至少一根上设置切换开关16而使其能够通过此切换开关16的操作来进行监视器12中的图像的切换，而且，此图像的切换，是通过限定于车辆状况信息显示图像和后方视野图像而在需要得到后方视野的车辆的后退时和回转时，而且是在开始这些操作前的阶段。在监视器12上已经显示了车辆状况信息的时候，操作者可以顺利而且容易地切换成后方视野图像，这在确保安全方面是极其令人满意的。另外，当不需要后方视野的时候，即，在回转或者后退结束之际或者之后，通过再次操作切换开关16在监视器12上能够切换成显示车辆状况信息。

另外，在设有两根工作操纵杆6、7时，至于在其中的哪根上设置切换开关16，一般来说设置在包含回转操作的工作操纵杆6上是合理的。另外，如果考虑用把持着工作操纵杆6的手来操作操作操纵杆8a、8b的情况，那么可以在两根工作操纵杆6、7上都设置切换开关16。

Claims (3)

1.一种工程建筑机械的显示装置，该建筑机械，在下部行走体上设置的可以回转的上部回转体上设有发动机和由此发动机驱动的液压泵以及由所述液压泵提供的压力油驱动的多个运转部；并至少具备检测向上述发动机提供的燃料的剩余量和发动机冷却水温以及工作油温的传感器，还设置有监视机械周围的摄像机；在驾驶室内设有可将从上述摄像机得到的后方视野图像与其他的图像进行切换地进行显示的监视器，所述建筑机械的显示装置的特征在于，

能够与上述后方视野图像相切换显示的其他的图像由包含基于上述各传感器的检测信息的车辆状况信息显示图像和该车辆状况信息显示图像以外的其他图像在内的多个图像构成，

为了选择上述监视器的显示图像，具有由多个开关构成的选择开关组，

在上述驾驶室内，在驾驶员座的左右的两个肘靠部或者其附近设有工作操纵杆；

在此左右的工作操纵杆中的至少一方工作操纵杆上设有切换开关，该切换开关是在通过上述选择开关使上述后方视野图像或上述车辆状况图像显示时，在上述后方视野图像和上述车辆状况图像之间切换上述监视器的图像显示。

2.如权利要求1所述的建筑机械的显示装置，其特征在于，上述选择开关是在上述监视器的框的部位设置多个，这些各选择开关被操作时，被该选择开关选择的图像被显示在上述监视器上，在没有通过上述选择开关选择所期望的图像时，作为基本图像显示上述车辆状况信息，将控制装置连接到上述监视器，该控制器通过上述切换开关的操作，在上述监视器上切换上述车辆状况信息显示图像和上述后方视野图像。

3.如权利要求1所述的建筑机械的显示装置，其特征在于，设有上述切换开关的工作操纵杆至少是用于进行上述上部回转体的回转操作的工作操纵杆。

Images