DE102023131953A1

DE102023131953A1 - Bagger, baggersteuervorrichtung und vorrichtung für maschinelles lernen

Info

Publication number: DE102023131953A1
Application number: DE102023131953.1A
Authority: DE
Inventors: Yusuke Sano
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2022-11-17
Filing date: 2023-11-16
Publication date: 2024-05-23
Also published as: US20240167245A1; CN118048944A; JP2024073207A

Abstract

Eine Baggersteuervorrichtung ist konfiguriert, eine Ziel-Freigabeposition P auf der Grundlage eines von einer Raumerkennungsvorrichtung 70 erkannten Merkmals eines Bodens zu bestimmen und eine Schwenkbewegung eines oberen Schwenkkörpers 3 eines Baggers 100 zu steuern, so dass der obere Schwenkkörper 3 in Richtung der Ziel-Freigabeposition P ausgerichtet ist. Der Bagger 100 umfasst einen unteren Fahrkörper 1, den oberen Schwenkkörper 3, der schwenkbar auf dem unteren Fahrkörper 1 montiert ist, Ansatzstücke AT, die an dem oberen Schwenkkörper 3 angebracht sind und einen Ausleger 4, einen Arm 5 und ein Endansatzstück 6 umfassen, und die Raumerkennungsvorrichtung 70, die konfiguriert ist, das Merkmal des Bodens zu erkennen.

Description

HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Bagger, Baggersteuervorrichtungen und Vorrichtungen für maschinelles Lernen.
2. Beschreibung von Stand der Technik
Bagger mit Funktionen in Bezug auf Bewegungen zur Freigabe von Gegenständen in Schaufeln in Richtung des Bodens sind bekannt (siehe japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2019-44582 ).
Bei dem oben beschriebenen Bagger führt ein Bediener, der Aushubarbeiten durchführt, einen Aushubvorgang durch, der eine Armschließbetätigung oder dergleichen einschließt, und führt dann einen Freigabevorgang zum Freigeben von Erde und Sand in einer Schaufel in Richtung einer Position auf dem Boden durch, die von einer Aushubposition entfernt ist. Insbesondere führt der Bediener eine Auslegerhebebetätigung und eine Schwenkbetätigung durch, wodurch die mit der Erde und Sand gefüllte Schaufel zu einer Position direkt über einer gewünschten Freigabeposition bewegt wird, und führt dann eine Schaufelöffnungsbetätigung durch, wodurch die Erde und Sand in der Schaufel in Richtung des Bodens freigegeben werden. Dies ermöglicht es, den nächsten Aushubvorgang durchzuführen. Auf diese Weise erfordert der oben beschriebene Bagger, dass der Bediener den Freigabevorgang, einschließlich der Schwenkbetätigung und der Schaufelöffnungsbetätigung, jedes Mal durchführt, wenn eine Aushubbewegung entsprechend dem Aushubvorgang durchgeführt wird. Dies kann daher eine große Belastung für den Bediener darstellen.
In Anbetracht dessen ist es wünschenswert, die Belastung des Bedieners in Bezug auf die Freigabebewegung zu verringern.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Baggersteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist konfiguriert, eine Ziel-Freigabeposition auf der Grundlage eines durch eine Raumerkennungsvorrichtung erkannten Merkmals eines Bodens zu bestimmen und eine Schwenkbewegung eines oberen Schwenkkörpers eines Baggers zu steuern, so dass der obere Schwenkkörper auf die Ziel-Freigabeposition hin ausgerichtet ist. Der Bagger umfasst einen unteren Fahrkörper, den oberen Schwenkkörper, der schwenkbar auf dem unteren Fahrkörper montiert ist, an dem oberen Schwenkkörper angebrachte Ansatzstücke, die einen Ausleger, einen Arm und ein Endansatzstück umfassen, und die Raumerkennungsvorrichtung, die konfiguriert ist, das Merkmal des Bodens zu erkennen
Die vorstehend beschriebene Baggersteuervorrichtung kann die Belastung des Bedieners in Bezug auf die Freigabebewegung verringern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Seitenansicht eines Baggers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine Draufsicht auf den Bagger gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
3 ist eine Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel eines in dem Bagger montierten Hydrauliksystems veranschaulicht;
4A ist eine Teilansicht des Hydrauliksystems in Bezug auf eine Betätigung eines Armzylinders;
4B ist eine Teilansicht des Hydrauliksystems in Bezug auf eine Betätigung eines Auslegerzylinders;
4C ist eine Teilansicht des Hydrauliksystems in Bezug auf eine Betätigung eines Schaufelzylinders;
4D ist eine Teilansicht des Hydrauliksystems in Bezug auf eine Betätigung eines Schwenkhydraulikmotors;
4E ist eine Teilansicht des Hydrauliksystems in Bezug auf eine Betätigung eines linken Fahrhydraulikmotors;
4F ist eine Teilansicht des Hydrauliksystems in Bezug auf eine Betätigung eines rechten Fahrhydraulikmotors;
5 ist eine Draufsicht auf den Bagger, in der eine Freigabebewegungs-Unterstützungsfunktion durchgeführt wird;
6 ist eine linke Seitenansicht des Baggers, in der die Freigabebewegungs-Unterstützungsfunktion durchgeführt wird;
7A ist eine Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Steuerung veranschaulicht;
7B ist eine Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel der Steuerung veranschaulicht; und
8 ist eine Ansicht, die ein weiteres Konfigurationsbeispiel der Steuerung veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Zunächst wird ein Bagger 100, der als ein Bagger gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dient, unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine Seitenansicht des Baggers 100, und 2 ist eine Draufsicht auf den Bagger 100.
Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst ein unterer Fahrkörper 1 des Baggers 100 eine Raupe 1C als einen angetriebenen Körper. Die Raupe 1C wird durch einen in dem unteren Fahrkörper 1 montierten Fahrhydraulikmotor 2M angetrieben. Der Fahrhydraulikmotor 2M kann jedoch ein Motorgenerator zum Fahren sein, der als ein elektrischer Aktuator dient. Insbesondere umfasst die Raupe 1C eine linke Raupe 1CL und eine rechten Raupe 1CR. Die linke Raupe 1CL wird von einem linken Fahrhydraulikmotor 2ML angetrieben, und die rechte Raupe 1CR wird von einem rechten Fahrhydraulikmotor 2MR angetrieben. Der untere Fahrkörper 1 wird von der Raupe 1C angetrieben und dient somit als ein angetriebener Körper.
Ein oberer Schwenkkörper 3 ist via einen Schwenkmechanismus 2 schwenkbar auf dem unteren Fahrkörper 1 montiert. Der Schwenkmechanismus 2, der als ein angetriebener Körper dient, wird von einem Schwenkhydraulikmotor 2A angetrieben, der in dem oberen Schwenkkörper 3 montiert ist. Der Schwenkhydraulikmotor 2A kann jedoch ein Motorgenerator zum Schwenken sein, der als ein elektrischer Aktuator dient. Der obere Schwenkkörper 3 wird durch den Schwenkmechanismus 2 angetrieben und dient somit als ein angetriebener Körper.
An dem oberen Schwenkkörper 3 ist ein als ein angetriebener Körper dienender Ausleger 4 angebracht. Ein als ein angetriebener Körper dienender Arm 5 ist an einem Ende des Auslegers 4 angebracht, und eine als ein angetriebener Körper dienende Schaufel 6 und ein Endansatzstück ist an einem Ende des Arms 5 angebracht. Das Endansatzstück ist ein Element, das an dem Ende des Arms 5 angebracht wird, und kann beispielsweise ein Hammer, ein Greifer, ein Hebemagnet oder dergleichen sein. Der Ausleger 4, der Arm 5 und die Schaufel 6 bilden ein Aushubansatzstück, das ein Beispiel für ein Ansatzstück AT ist. Der Ausleger 4 wird von einem Auslegerzylinder 7 angetrieben, der Arm 5 wird von einem Armzylinder 8 angetrieben und die Schaufel 6 wird von einem Schaufelzylinder 9 angetrieben.
Ein Auslegerwinkelsensor S1 ist an dem Ausleger 4 angebracht, ein Armwinkelsensor S2 ist an dem Arm 5 angebracht und ein Schaufelwinkelsensor S3 ist an der Schaufel 6 angebracht.
Der Auslegerwinkelsensor S1 ist konfiguriert, einen Drehwinkel des Auslegers 4 zu detektieren. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Auslegerwinkelsensor S1 ein Beschleunigungssensor und kann einen Auslegerwinkel detektieren, der dem Drehwinkel des Auslegers 4 in Bezug auf den oberen Schwenkkörper 3 entspricht. Der Auslegerwinkel ist zum Beispiel der minimale Winkel, wenn der Ausleger 4 in die niedrigste Position gebracht wird, und der Auslegerwinkel nimmt zu, wenn der Ausleger 4 angehoben wird.
Der Armwinkelsensor S2 ist konfiguriert, einen Drehwinkel des Arms 5 zu detektieren. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Armwinkelsensor S2 ein Beschleunigungssensor und kann einen Armwinkel detektieren, der der Drehwinkel des Arms 5 in Bezug auf den Ausleger 4 ist. Der Armwinkel ist beispielsweise der minimale Winkel, wenn der Arm 5 maximal geschlossen ist, und der Armwinkel nimmt zu, wenn der Arm 5 geöffnet wird.
Der Schaufelwinkelsensor S3 ist konfiguriert, einen Drehwinkel der Schaufel 6 zu detektieren. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Schaufelwinkelsensor S3 ein Beschleunigungssensor und kann einen Schaufelwinkel detektieren, der dem Drehwinkel der Schaufel 6 in Bezug auf den Arm 5 entspricht. Der Schaufelwinkel ist z. B. der minimale Winkel, wenn die Schaufel 6 maximal geschlossen ist, und der Schaufelwinkel nimmt zu, wenn die Schaufel 6 geöffnet wird.
Der Auslegerwinkelsensor S1, der Armwinkelsensor S2 und der Schaufelwinkelsensor S3 können jeweils ein Potentiometer unter Verwendung eines variablen Widerstands, ein Hubsensor, der einen Hubbetrag eines entsprechenden Hydraulikzylinders detektiert, ein Drehgeber, der den Drehwinkel um einen Kopplungsstift detektiert, ein Gyrosensor, eine Kombination aus einem Beschleunigungssensor und einem Gyrosensor oder dergleichen sein.
Der Auslegerwinkelsensor S1 kann auch ein Betätigungsdetektionsteil (ein unten beschriebener Betätigungssensor 29LA) sein, das konfiguriert ist, den Betätigungsbetrag eines (unten beschriebenen) Auslegerbetätigungshebels zu detektieren. In diesem Fall kann eine Steuerung 30 einen Auslegerwinkel auf der Grundlage einer Ausgabe von dem Betätigungssensor 29LA berechnen. Das Gleiche gilt für den Armwinkelsensor S2 und den Schaufelwinkelsensor S3.
In dem oberen Schwenkkörper 3 ist eine Kabine 10, die einen Betriebsraum darstellt, vorgesehen, und in dem oberen Schwenkkörper 3 ist eine Leistungsquelle, wie beispielsweise ein Motor 11 oder dergleichen, vorgesehen. Die Leistungsquelle kann ein Elektromotor sein. Außerdem sind ein Außenalarm 45A, eine Raumerkennungsvorrichtung 70, eine Positionierungsvorrichtung 85, ein Maschinenkörperneigungssensor S4, ein Schwenkwinkelgeschwindigkeitssensor S5 und dergleichen an dem oberen Schwenkkörper 3 angebracht. Im Inneren der Kabine 10 ist eine Betätigungsvorrichtung 26, die Steuerung 30, eine Anzeigevorrichtung 40, ein Innenalarm 45B und dergleichen vorgesehen. Es ist anzumerken, dass bei der vorliegenden Beschreibung der Einfachheit halber eine Ausrichtung des an dem oberen Schwenkkörper 3 angebrachten Auslegers 4 als „vorwärts“ und eine Ausrichtung eines daran angebrachten Gegengewichts als „rückwärts“ bezeichnet wird.
Die Steuerung 30 ist ein Beispiel für einen Prozessschaltkreis und fungiert als eine Steuervorrichtung, die zur Steuerung des Baggers 100 konfiguriert ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Steuerung 30 mit einem Computer konfiguriert, der eine CPU, ein RAM, ein NVRAM, ein ROM und dergleichen enthält. Die Steuerung 30 liest Programme für Funktionen aus dem ROM aus und lädt die Programme in den RAM, und veranlasst die CPU, die entsprechenden Prozesse auszuführen.
Die Steuerung 30 kann außerhalb des Baggers 100 angeordnet sein. Insbesondere kann die Steuerung 30 in einer Verwaltungsvorrichtung (Vorrichtung für maschinelles Lernen), wie beispielsweise einem Server oder dergleichen, montiert sein, in einer externen Einrichtung montiert sein oder kann in einer Unterstützungsvorrichtung, wie beispielsweise einem Laptop-PC, einem Smartphone oder dergleichen, montiert sein.
Die Anzeigevorrichtung 40 ist konfiguriert, Bildinformationen anzuzeigen. Bei dem veranschaulichten Beispiel ist die Anzeigevorrichtung 40 eine organische EL-Anzeige und ist konfiguriert, Bildinformationen für den Bediener des Baggers 100 anzuzeigen.
Der Außenalarm 45A ist konfiguriert, einen Ton außerhalb der Kabine 10 auszugeben. Bei dem veranschaulichten Beispiel ist der Außenalarm 45A ein Außenlautsprecher, und ist konfiguriert, einen Ton auszugeben, um Aufmerksamkeit von Arbeitern um den Bagger 100 herum zu erregen.
Der Innenalarm 45B ist konfiguriert, einen Ton innerhalb der Kabine 10 auszugeben. Bei dem dargestellten Beispiel ist der Innenalarm 45B ein Innenlautsprecher, und ist konfiguriert, einen Ton auszugeben, um Aufmerksamkeit des Bedieners, der den Bagger 100 betätigt, zu erregen.
Die Raumerkennungsvorrichtung 70 ist konfiguriert, einen Raum um den Bagger 100 herum zu erkennen. Die Raumerkennungsvorrichtung 70 kann konfiguriert sein, ein Objekt um den Bagger 100 herum zu detektieren. Das Objekt ist ein Mensch, ein Tier, ein Fahrzeug, eine Baumaschine, ein Gebäude, ein Loch oder dergleichen. Die Raumerkennungsvorrichtung 70 ist ein Ultraschallsensor, ein Millimeterwellen-Radar, eine fotografische Vorrichtung, einen Infrarotsensor oder dergleichen. Die fotografische Vorrichtung ist eine monokulare Kamera, eine Stereokamera, ein LIDAR-Sensor, ein Entfernungsbildsensor oder dergleichen. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Raumerkennungsvorrichtung 70 eine Rückwärtskamera 70B, die an dem hinteren Ende der oberen Fläche des oberen Schwenkkörpers 3 angebracht ist, eine Vorwärtskamera 70F, die an dem vorderen Ende der oberen Fläche der Kabine 10 angebracht ist, eine nach links gerichtete Kamera 70L, die an dem linken Ende der oberen Fläche des oberen Schwenkkörpers 3 angebracht ist, und eine nach rechts gerichtete Kamera 70R, die an dem rechten Ende der oberen Fläche des oberen Schwenkkörpers 3 angebracht ist. Es ist anzumerken, dass die Raumerkennungsvorrichtung 70 an einem Flugobjekt wie beispielsweise einem Multikopter oder dergleichen, an einem Stahlturm an einer Arbeitsstelle oder an einer anderen Arbeitsmaschine als dem Bagger 100 angebracht sein kann.
Die Raumerkennungsvorrichtung 70 kann konfiguriert sein, ein vorbestimmtes Objekt (z. B. einen Menschen) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zu detektieren, der um den Bagger 100 herum eingestellt ist. Zum Beispiel kann die Raumerkennungsvorrichtung 70 konfiguriert sein, einen Menschen von einem anderen Objekt als dem Menschen getrennt zu detektieren.
Die Positionierungsvorrichtung 85 ist konfiguriert, die Position des Baggers 100 zu messen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Positionierungsvorrichtung 85 ein GNSS-Empfänger (Global Navigation Satellite System) mit einem elektronischen Kompass und berechnet den Breitengrad, den Längengrad und die Höhe des Baggers 100 auf der Grundlage des empfangenen GNSS-Signals und gibt diese aus und berechnet die Ausrichtung des Baggers 100 und gibt diese aus.
Der Maschinenkörperneigungssensor S4 ist konfiguriert, die Neigung des oberen Schwenkkörpers 3 in Bezug auf eine vorbestimmte ebene Fläche zu detektieren. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Maschinenkörperneigungssensor S4 ein Beschleunigungssensor, der konfiguriert ist, den Neigungswinkel in Bezug auf die horizontale Fläche um die Vorne-Hinten-Achse des oberen Schwenkkörpers 3 herum und den Neigungswinkel um die Links-Rechts-Achse des oberen Schwenkkörpers 3 herum zu detektieren. Beispielsweise sind die Vorne-Hinten-Achse und die Links-Rechts-Achse des oberen Schwenkkörpers 3 orthogonal zueinander und gehen durch den Schwenkmittelpunkt hindurch, der ein Punkt auf einer Schwenkachse PV des Baggers 100 ist.
Der Schwenkwinkelgeschwindigkeitssensor S5 ist konfiguriert, eine Schwenkwinkelgeschwindigkeit des oberen Schwenkkörpers 3 zu detektieren. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Schwenkwinkelgeschwindigkeitssensor S5 ein Kreiselsensor. Der Schwenkwinkelgeschwindigkeitssensor S5 kann ein Resolver, ein Drehgeber oder dergleichen sein. Der Schwenkwinkelgeschwindigkeitssensor S5 kann eine Schwenkgeschwindigkeit, einen Schwenkwinkel oder beides detektieren. In diesem Fall kann die Schwenkgeschwindigkeit, der Schwenkwinkel oder beides aus einer Schwenkwinkelgeschwindigkeit berechnet werden.
Im Folgenden wird jede Kombination aus dem Auslegerwinkelsensor S1, dem Armwinkelsensor S2, dem Schaufelwinkelsensor S3, dem Maschinenkörperneigungssensor S4 und dem Schwenkwinkelgeschwindigkeitssensor S5 kollektiv auch als ein Lagesensor bezeichnet.
Als Nächstes wird ein Konfigurationsbeispiel des in dem Bagger 100 montierten Hydrauliksystems unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 ist eine Ansicht, die das Konfigurationsbeispiel des in dem Bagger 100 montierten Hydrauliksystems veranschaulicht. 3 veranschaulicht ein mechanisches Leistungsübertragungssystem, eine Hydraulikölleitung, eine Vorsteuerleitung und ein elektrisches Steuersystem mit einer Doppellinie, einer durchgezogenen Linie, einer gestrichelten Linie bzw. einer gepunkteten Linie.
Das Hydrauliksystem des Baggers 100 umfasst im Wesentlichen einen Motor 11, einen Pumpenregler 13, eine Hauptpumpe 14, eine Vorsteuerpumpe 15, eine Steuerventileinheit 17, eine Betätigungsvorrichtung 26, einen Abgabedrucksensor 28, einen Betätigungssensor 29, eine Steuerung 30, ein Steuerventil 60 und dergleichen.
In 3 zirkuliert das Hydrauliksystem Hydrauliköl von der von dem Motor 11 angetriebenen Hauptpumpe 14 durch eine zentrale Bypassrohrleitung CB oder eine parallele Rohrleitung PC zu einem Hydrauliköltank.
Der Motor 11 ist eine Antriebsquelle des Baggers 100. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Motor 11 beispielsweise ein Dieselmotor, der angetrieben wird, um eine vorbestimmte Drehgeschwindigkeit beizubehalten. Ausgabewellen des Motors 11 sind mit den jeweiligen Eingabewellen der Hauptpumpe 14 und der Vorsteuerpumpe 15 verbunden.
Die Hauptpumpe 14 ist konfiguriert, der Steuerventileinheit 17 über die Hydraulikölleitung Hydrauliköl zuzuführen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Hauptpumpe 14 eine hydraulische Taumelscheibenverstellpumpe.
Der Pumpenregler 13 ist konfiguriert, die Abgabemenge der Hauptpumpe 14 zu steuern. Bei der vorliegenden Ausführungsform steuert der Pumpenregler 13 die Abgabemenge (Verdrängung) der Hauptpumpe 14 durch Einstellen des Taumelscheiben-Kippwinkels der Hauptpumpe 14 als Reaktion auf einen Steuerbefehl von der Steuerung 30.
Die Vorsteuerpumpe 15 ist konfiguriert, über die Vorsteuerleitung Vorsteueröl den hydraulischen Steuervorrichtungen, einschließlich der Betätigungsvorrichtung 26, zuzuführen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Vorsteuerpumpe 15 eine hydraulische Pumpe mit fester Verdrängung. Die Vorsteuerpumpe 15 kann jedoch weggelassen werden. In diesem Fall kann die von der Vorsteuerpumpe 15 durchgeführte Funktion von der Hauptpumpe 14 übernommen werden. Das heißt, zusätzlich zu der Funktion der Zuführung des Hydrauliköls zu der Steuerventileinheit 17 kann die Hauptpumpe 14 eine Funktion der Zuführung des Hydrauliköls als das Vorsteueröl zu der Betätigungsvorrichtung 26, einem elektromagnetischen Ventil 31 und dergleichen aufweisen (siehe 4A bis 4F), nachdem der Druck des Hydrauliköls durch eine Drossel oder dergleichen gesenkt wurde.
Die Steuerventileinheit 17 ist eine hydraulische Steuervorrichtung, die konfiguriert ist, das Hydrauliksystem in dem Bagger 100 zu steuern. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Steuerventileinheit 17 die Steuerventile 171 bis 176. Das Steuerventil 175 umfasst ein Steuerventil 175L und ein Steuerventil 175R, und das Steuerventil 176 umfasst ein Steuerventil 176L und ein Steuerventil 176R. Die Steuerventileinheit 17 kann das von der Hauptpumpe 14 abgegebene Hydrauliköl über die Steuerventile 171 bis 176 selektiv einem oder mehreren hydraulischen Aktuatoren zuführen. Die Steuerventile 171 bis 176 steuern beispielsweise die Strömungsrate des von der Hauptpumpe 14 zu dem hydraulischen Aktuator strömenden Hydrauliköls und die Strömungsrate des von dem hydraulischen Aktuator zu dem Hydrauliköltank strömenden Hydrauliköls. Der hydraulische Aktuator umfasst den Auslegerzylinder 7, den Armzylinder 8, den Schaufelzylinder 9, den linken Fahrhydraulikmotor 2ML, den rechten Fahrhydraulikmotor 2MR und den Schwenkhydraulikmotor 2A.
Die Betätigungsvorrichtung 26 ist eine Vorrichtung, die von einem Bediener zur Betätigung des Aktuators verwendet wird. Der Aktuator umfasst den hydraulischen Aktuator, den elektrischen Aktuator oder beides. Bei der vorliegenden Ausführungsform führt die Betätigungsvorrichtung 26 das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl über die Vorsteuerleitung dem Vorsteueranschluss des entsprechenden Steuerventils in der Steuerventileinheit 17 zu. Der Druck (Vorsteuerdruck) des zu jedem der Vorsteueranschlüsse zugeführten Vorsteueröls ist ein Druck, der der Richtung und dem Betätigungsbetrag eines nicht dargestellten Hebels oder Pedals der Betätigungsvorrichtung 26 entspricht, die jedem der hydraulischen Aktuatoren entspricht.
Der Abgabedrucksensor 28 ist konfiguriert, den Abgabedruck der Hauptpumpe 14 zu detektieren. Bei der vorliegenden Ausführungsform gibt der Abgabedrucksensor 28 einen detektieren Wert an die Steuerung 30 aus.
Der Betätigungssensor 29 ist konfiguriert, einen Betätigungsinhalt des Bedieners, der die Betätigungsvorrichtung 26 benutzt, zu detektieren. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Betätigungssensor 29 ein Winkelsensor, der konfiguriert ist, in der Form eines Winkels die Richtung und den Betätigungsbetrag des Hebels oder Pedals der Betätigungsvorrichtung 26 entsprechend jedem der Aktuatoren zu detektieren und einen detektierten Wert an die Steuerung 30 auszugeben. Der Betätigungsinhalt der Betätigungsvorrichtung 26 kann durch einen anderen Sensor als den Winkelsensor detektiert werden.
Die Hauptpumpe 14 umfasst eine linke Hauptpumpe 14L und eine rechte Hauptpumpe 14R. Die linke Hauptpumpe 14L zirkuliert das Hydrauliköl zu dem Hydrauliköltank durch eine linke mittlere Bypassrohrleitung CBL oder eine linke parallele Rohrleitung PCL, und die rechte Hauptpumpe 14R zirkuliert das Hydrauliköl zu dem Hydrauliköltank durch eine rechte mittlere Bypassrohrleitung CBR oder eine rechte parallele Rohrleitung PCR.
Die linke mittlere Bypassrohrleitung CBL ist eine Hydraulikölleitung, die durch die in der Steuerventileinheit 17 angeordneten Steuerventile 171, 173, 175L und 176L führt. Die rechte mittlere Bypassrohrleitung CBR ist eine Hydraulikölleitung, die durch die in der Steuerventileinheit 17 angeordneten Steuerventile 172, 174, 175R und 176R führt.
Das Steuerventil 171 ist ein Schieberventil, das das von der linken Hauptpumpe 14L abgegebene Hydrauliköl dem linken Fahrhydraulikmotor 2ML zuführt und die Strömung des Hydrauliköls umschaltet, um das von dem linken Fahrhydraulikmotor 2ML abgegebene Hydrauliköl in den Hydrauliköltank abzugeben. Das Steuerventil 171 wird auch als ein „Steuerventil für linken Fahrhydraulikmotor“ bezeichnet.
Das Steuerventil 172 ist ein Schieberventil, das das von der rechten Hauptpumpe 14R abgegebene Hydrauliköl dem rechten Fahrhydraulikmotor 2MR zuführt und die Strömung des Hydrauliköls umschaltet, um das von dem rechten Fahrhydraulikmotor 2MR abgegebene Hydrauliköl in den Hydrauliköltank abzugeben. Das Steuerventil 172 wird auch als ein „Steuerventil für rechten Fahrhydraulikmotor“ bezeichnet.
Das Steuerventil 173 ist ein Schieberventil, das das von der linken Hauptpumpe 14L abgegebene Hydrauliköl dem Schwenkhydraulikmotor 2A zuführt und die Strömung des Hydrauliköls umschaltet, um das vom Schwenkhydraulikmotor 2A abgegebene Hydrauliköl in den Hydrauliköltank abzugeben. Das Steuerventil 173 wird auch als ein „Steuerventil für Schwenkhydraulikmotor“ bezeichnet.
Das Steuerventil 174 ist ein Schieberventil, das das von der rechten Hauptpumpe 14R abgegebene Hydrauliköl dem Schaufelzylinder 9 zuführt und die Strömung des Hydrauliköls umschaltet, um das Hydrauliköl in den Schaufelzylinder 9 in den Hydrauliköltank abzugeben. Das Steuerventil 174 wird auch als ein „Steuerventil für Schaufelzylinder“ bezeichnet.
Das Steuerventil 175L ist ein Schieberventil, das die Strömung des Hydrauliköls zum Zuführen des von der linken Hauptpumpe 14L abgegebenen Hydrauliköls zu dem Auslegerzylinder 7 umschaltet. Das Steuerventil 175R ist ein Schieberventil, das das von der rechten Hauptpumpe 14R abgegebene Hydrauliköl dem Auslegerzylinder 7 zuführt und die Strömung des Hydrauliköls zum Abgeben des Hydrauliköls in dem Auslegerzylinder 7 in den Hydrauliköltank umschaltet. Das Steuerventil 175 wird auch als ein „Steuerventil für Auslegerzylinder“ bezeichnet.
Das Steuerventil 176L ist ein Schieberventil, das das von der linken Hauptpumpe 14L abgegebene Hydrauliköl dem Armzylinder 8 zuführt und die Strömung des Hydrauliköls zum Abgeben des Hydrauliköls in dem Armzylinder 8 in den Hydrauliköltank umschaltet. Das Steuerventil 176R ist ein Schieberventil, das das von der rechten Hauptpumpe 14R abgegebene Hydrauliköl dem Armzylinder 8 zuführt und die Strömung des Hydrauliköls zum Abgeben des Hydrauliköls in dem Armzylinder 8 in den Hydrauliköltank umschaltet. Das Steuerventil 176 wird auch als ein „Steuerventil für Armzylinder“ bezeichnet.
Die linke parallele Rohrleitung PCL ist eine Hydraulikölleitung, die parallel zu der linken mittleren Bypassrohrleitung CBL verläuft. Die linke parallele Rohrleitung PCL kann das Hydrauliköl einem stromabwärts gelegenen Steuerventil zuführen, wenn der Strom des Hydrauliköls, der durch die linke mittlere Bypassrohrleitung CBL strömt, durch das Steuerventil 171, 173 oder 175L begrenzt oder blockiert ist. Die rechte parallele Rohrleitung PCR ist eine Hydraulikölleitung, die parallel zur rechten mittleren Bypassrohrleitung CBR verläuft. Die rechte parallele Rohrleitung PCR kann das Hydrauliköl einem stromabwärts gelegenen Steuerventil zuführen, wenn die Strömung des Hydrauliköls durch die rechte mittlere Bypassrohrleitung CBR durch das Steuerventil 172, 174 oder 175R begrenzt oder blockiert ist.
Der Pumpenregler 13 umfasst einen linken Pumpenregler 13L und einen rechten Pumpenregler 13R. Der linke Pumpenregler 13L steuert die Abgabemenge (Verdrängung) der linken Hauptpumpe 14L durch Einstellen des Taumelscheiben-Kippwinkels der linken Hauptpumpe 14L entsprechend dem Abgabedruck der linken Hauptpumpe 14L. Insbesondere stellt der linke Pumpenregler 13L beispielsweise den Taumelscheiben-Kippwinkel der linken Hauptpumpe 14L entsprechend einer Erhöhung des Abgabedrucks der linken Hauptpumpe 14L ein, um die Abgabemenge (Verdrängung) zu verringern. Das Gleiche gilt für den rechten Pumpenregler 13R. Dadurch soll verhindert werden, dass Absorptionsleistung (Aufnahmeleistung) der Hauptpumpe 14, die als ein Produkt aus dem Abgabedruck und der Abgabemenge dargestellt wird, die Ausgabeleistung (Leistungsabgabe) des Motors 11 übersteigt.
Die Betätigungsvorrichtung 26 umfasst einen linken Betätigungshebel 26L, einen rechten Betätigungshebel 26R und einen Fahrhebel 26D. Der Fahrhebel 26D umfasst einen linken Fahrhebel 26DL und einen rechten Fahrhebel 26DR.
Der linke Betätigungshebel 26L wird für die Schwenkbetätigung und die Betätigung des Arms 5 verwendet. Der linke Betätigungshebel 26L, wenn er in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung betätigt wird, nutzt das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl, um einen Steuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag in den Vorsteueranschluss des Steuerventils 176 einzuleiten. Wenn der linke Betätigungshebel 26L in der Richtung nach links und Richtung nach rechts betätigt wird, wird das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl verwendet, um den Steuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag in den Vorsteueranschluss des Steuerventils 173 einzuleiten.
Insbesondere leitet der linke Betätigungshebel 26L das Vorsteueröl in den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 176L ein und leitet das Vorsteueröl in den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 176R ein, wenn er in eine Armschließrichtung betätigt wird. Der linke Betätigungshebel 26L leitet das Vorsteueröl in den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 176L ein und leitet das Vorsteueröl in den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 176R ein, wenn er in eine Armöffnungsrichtung betätigt wird. Der linke Betätigungshebel 26L leitet das Vorsteueröl in den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 173 ein, wenn er in eine nach links gerichtete Schwenkbewegung betätigt wird, und leitet das Vorsteueröl in den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 173 ein, wenn er in eine nach rechts gerichtete Schwenkbewegung betätigt wird. Auf diese Weise fungiert der linke Betätigungshebel 26L als ein „Armbetätigungshebel“, wenn er in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung betätigt wird, und fungiert als ein „Schwenk-Betätigungshebel“, wenn er in Richtung nach links und nach rechts betätigt wird.
Der rechte Betätigungshebel 26R wird zur Betätigung des Auslegers 4 und der Schaufel 6 verwendet. Der rechte Betätigungshebel 26R nutzt das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl, wenn er in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung betätigt wird, um einen Steuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag in den Vorsteueranschluss des Steuerventils 175 einzuleiten. Wenn der rechte Betätigungshebel 26R in die Richtung nach links und nach rechts betätigt wird, wird das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl verwendet, um den Steuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag in den Vorsteueranschluss des Steuerventils 174 einzuleiten.
Insbesondere leitet der rechte Betätigungshebel 26R das Vorsteueröl in den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 175R ein, wenn er in die Auslegerabsenkrichtung betätigt wird. Der rechte Betätigungshebel 26R leitet das Vorsteueröl in den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 175L ein und leitet das Vorsteueröl in den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 175R ein, wenn er in die Auslegerheberichtung betätigt wird. Der rechte Betätigungshebel 26R leitet das Vorsteueröl in den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 174 ein, wenn er in die Schaufelschließrichtung betätigt wird, und leitet das Vorsteueröl in den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 174 ein, wenn er in die Schaufelöffnungsrichtung betätigt wird. Auf diese Weise fungiert der rechte Betätigungshebel 26R als ein „Auslegerbetätigungshebel“, wenn er in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung betätigt wird, und fungiert als ein „Schaufelbetätigungshebel“, wenn er in die Richtung nach links und nach rechts betätigt wird.
Der Fahrhebel 26D wird verwendet, um die Raupe 1C zu betätigen. Insbesondere wird der linke Fahrhebel 26DL verwendet, um die linke Raupe 1CL zu betätigen. Der linke Fahrhebel 26DL kann konfiguriert sein, mit einem linken Fahrpedal zu verriegeln. Wenn der linke Fahrhebel 26DL in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung betätigt wird, nutzt er das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl, um den Steuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag in den Vorsteueranschluss des Steuerventils 171 einzuleiten. Der rechte Fahrhebel 26DR wird verwendet, um die rechte Raupe 1CR zu betätigen. Der rechte Fahrhebel 26DR kann konfiguriert sein, mit einem rechten Fahrpedal zu verriegeln. Wenn der rechte Fahrhebel 26DR in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung betätigt wird, nutzt er das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl, um den Steuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag in den Vorsteueranschluss des Steuerventils 172 einzuleiten.
Der Abgabedrucksensor 28 umfasst einen linken Abgabedrucksensor 28L und einen rechten Abgabedrucksensor 28R. Der rechte Abgabedrucksensor 28L detektiert den Abgabedruck der linken Hauptpumpe 14L und gibt einen detektierten Wert an die Steuerung 30 aus. Das Gleiche gilt für den rechten Abgabedrucksensor 28R.
Der Betätigungssensor 29 umfasst Betätigungssensoren 29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL und 29DR. Der Betätigungssensor 29LA detektiert in der Form eines Winkels den Inhalt der Betätigung in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung durch den Bediener in Bezug auf den linken Betätigungshebel 26L und gibt einen detektierten Wert an die Steuerung 30 aus. Der Inhalt der Betätigung ist zum Beispiel die Richtung der Hebelbetätigung und der Betrag der Hebelbetätigung (Winkel der Hebelbetätigung). In ähnlicher Weise detektiert der Betätigungssensor 29LB in der Form eines Winkels den Inhalt der Betätigung durch den Bediener in der Richtung nach links und nach rechts in Bezug auf den linken Betätigungshebel 26L und gibt einen detektierten Wert an die Steuerung 30 aus. Der Betätigungssensor 29RA detektiert in der Form eines Winkels den Inhalt der Betätigung durch den Bediener in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung in Bezug auf den rechten Betätigungshebel 26R und gibt einen detektierten Wert an die Steuerung 30 aus. Der Betätigungssensor 29RB detektiert in der Form eines Winkels den Inhalt der Betätigung durch den Bediener in der Richtung nach links und nach rechts in Bezug auf den rechten Betätigungshebel 26R und gibt einen detektierten Wert an die Steuerung 30 aus. Der Betätigungssensor 29DL detektiert in der Form eines Winkels den Inhalt der Betätigung durch den Bediener in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung in Bezug auf den linken Fahrhebel 26DL und gibt einen detektierten Wert an die Steuerung 30 aus. Der Betätigungssensor 29DR detektiert in der Form eines Winkels den Inhalt der Betätigung durch den Bediener in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung in Bezug auf den rechten Fahrhebel 26DR und gibt einen detektierten Wert an die Steuerung 30 aus.
Die Steuerung 30 empfängt die Ausgabe des Betätigungssensors 29 und gibt bei Bedarf einen Steuerbefehl an den Pumpenregler 13 aus, um die Abgabemenge der Hauptpumpe 14 zu ändern.
Hier wird eine negative Steuerungsregelung unter Verwendung einer Drossel 18 und einem Steuerdrucksensor 19 beschrieben. Die Drossel 18 umfasst eine linke Drossel 18L und eine rechte Drossel 18R, und der Steuerdrucksensor 19 umfasst einen linken Steuerdrucksensor 19L und einen rechten Steuerdrucksensor 19R.
In der linken mittleren Bypassrohrleitung CBL ist die linke Drossel 18L zwischen dem Steuerventil 176L, das sich am weitesten stromabwärts befindet, und dem Hydrauliköltank angeordnet. Daher wird die Strömung des von der linken Hauptpumpe 14L abgegebenen Hydrauliköls durch die linke Drossel 18L begrenzt. Die linke Drossel 18L erzeugt einen Steuerdruck zur Steuerung des linken Pumpenreglers 13L. Der linke Steuerdrucksensor 19L ist ein Sensor zur Detektion dieses Steuerdrucks und gibt einen detektierten Wert an die Steuerung 30 aus. Die Steuerung 30 steuert die Abgabemenge der linken Hauptpumpe 14L, indem sie den Neigungswinkel der Taumelscheibe der linken Hauptpumpe 14L entsprechend dem Steuerdruck einstellt. Die Steuerung 30 verringert die Abgabemenge der linken Hauptpumpe 14L, wenn der Steuerdruck steigt, und erhöht die Abgabemenge der linken Hauptpumpe 14L, wenn der Steuerdruck sinkt. Die Abgabemenge der rechten Hauptpumpe 14R wird auf die gleiche Weise gesteuert.
Insbesondere, wenn keiner der hydraulischen Aktuatoren des Baggers 100 in dem Bereitschaftszustand ist, wie in 3 veranschaulicht, fließt das von der linken Hauptpumpe 14L abgegebene Hydrauliköl durch die linke mittlere Bypassrohrleitung CBL hindurch und erreicht die linke Drossel 18L. Der Strom des von der linken Hauptpumpe 14L abgegebenen Hydrauliköls erhöht den Steuerdruck, der stromaufwärts von der linken Drossel 18L erzeugt wird. Infolgedessen reduziert die Steuerung 30 die Abgabemenge der linken Hauptpumpe 14L auf die zulässige Mindestabgabemenge und unterdrückt den Druckverlust (Pumpverlust), wenn das abgegebene Hydrauliköl durch die linke mittlere Bypassrohrleitung CBL fließt. Andererseits strömt das von der linken Hauptpumpe 14L abgegebene Hydrauliköl bei Betätigung eines der hydraulischen Aktuatoren über ein dem zu betätigenden hydraulischen Aktuator entsprechendes Steuerventil in den zu betätigenden hydraulischen Aktuator. Der Strom des von der linken Hauptpumpe 14L abgegebenen Hydrauliköls verringert oder löscht die Menge, die die linke Drossel 18L erreicht, wodurch der stromaufwärts der linken Drossel 18L erzeugte Steuerdruck verringert wird. Infolgedessen erhöht die Steuerung 30 die Abgaberate der linken Hauptpumpe 14L, um dem zu betätigenden hydraulischen Aktuator genügend Hydrauliköl zuzuführen, um Antrieb des zu betätigenden hydraulischen Aktuators sicherzustellen. Die Steuerung 30 steuert die Abgabemenge der rechten Hauptpumpe 14R auf die gleiche Weise.
Mit der oben beschriebenen Konfiguration kann das Hydrauliksystem von 3 verschwenderischen Energieverbrauch der Hauptpumpe 14 unter Bereitschaftsbedingungen reduzieren. Der verschwenderische Energieverbrauch umfasst Pumpverluste, die durch das von der Hauptpumpe 14 in die mittlere Bypassrohrleitung CB abgegebene Hydrauliköl verursacht werden. Das Hydrauliksystem von 3 stellt sicher, dass, wenn der hydraulische Aktuator betrieben wird, ausreichend Hydraulikfluid von der Hauptpumpe 14 dem zu betätigenden hydraulischen Aktuator zugeführt wird.
Das Steuerventil 60 ist konfiguriert, zwischen einem effektiven Zustand und einem ineffektiven Zustand der Betätigungsvorrichtung 26 umzuschalten. Der effektive Zustand der Betätigungsvorrichtung 26 ist ein Zustand, in dem der Bediener die Betätigungsvorrichtung 26 betätigt und den angetriebenen Körper bewegen kann. Der ineffektive Zustand der Betätigungsvorrichtung 26 ist ein Zustand, in dem der Bediener die Betätigungsvorrichtung 26 betätigt, aber den angetriebenen Körper nicht bewegen kann.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Steuerventil 60 ein elektromagnetisches Ventil, das konfiguriert ist, Umschalten zwischen einem kommunizierenden Zustand und einem Sperrzustand einer Vorsteuerleitung CD1 , die die Vorsteuerpumpe 15 und die Betätigungsvorrichtung 26 miteinander verbindet, durchzuführen. Insbesondere ist das Steuerventil 60 konfiguriert, entsprechend einem Befehl von der Steuerung 30 zwischen dem kommunizierenden Zustand und dem Sperrzustand der Vorsteuerleitung CD1 umzuschalten.
Das Steuerventil 60 kann konfiguriert sein, mit einem nicht abgebildeten Türschlosshebel verriegelt zu sein. Insbesondere kann das Steuerventil 60 konfiguriert sein, um, wenn der Türschlosshebel nach unten gedrückt wird, die Vorsteuerleitung CD1 in den Sperrzustand zu schalten, und wenn der Türschlosshebel nach oben gezogen wird, die Vorsteuerleitung CD1 in den kommunizierenden Zustand zu schalten. Das Steuerventil 60 kann jedoch auch ein anderes elektromagnetisches Ventil sein, das sich von dem elektromagnetischen Ventil unterscheidet, das konfiguriert ist, Umschalten zwischen dem kommunizierenden Zustand und dem Sperrzustand der Vorsteuerleitung CD1 mit Verriegelung mit dem Türschlosshebel durchzuführen.
Als Nächstes wird eine Konfiguration für die Steuerung 30 zum Bewegen der Aktuatoren unter Bezugnahme auf 4A bis 4F beschrieben. 4A bis 4F sind Ansichten von aus dem Hydrauliksystem extrahierten Teilen. Insbesondere ist 4A eine Ansicht eines aus dem Hydrauliksystem extrahierten Teils in Bezug auf die Betätigung des Armzylinders 8. 4B ist eine Ansicht eines aus dem Hydrauliksystem extrahierten Teils in Bezug auf die Betätigung des Auslegerzylinders 7. 4C ist eine Ansicht eines aus dem Hydrauliksystem extrahierten Teils in Bezug auf die Betätigung des Schaufelzylinders 9. 4D ist eine Ansicht eines aus dem Hydrauliksystem extrahierten Teils in Bezug auf die Betätigung des Schwenkhydraulikmotors 2A. 4E ist eine Ansicht eines aus dem Hydrauliksystem extrahierten Teils in Bezug auf die Betätigung des linken Fahrhydraulikmotors 2ML. 4F ist eine Ansicht eines aus dem Hydrauliksystem extrahierten Teils in Bezug auf die Betätigung des rechten Fahrhydraulikmotors 2MR.
Wie in 4A bis 4F veranschaulicht, umfasst das Hydrauliksystem das elektromagnetische Ventil 31. Das elektromagnetische Ventil 31 umfasst ein elektromagnetisches Ventil 31AL bis zu einem elektromagnetischen Ventil 31FL und ein elektromagnetisches Ventil 31AR bis zu einem elektromagnetischen Ventil 31FR.
Das elektromagnetische Ventil 31 ist in einer Rohrleitung angeordnet, die die Vorsteuerpumpe 15 mit dem Vorsteueranschluss des entsprechenden Steuerventils in der Steuerventileinheit 17 verbindet. Das elektromagnetische Ventil 31 ist konfiguriert, den Strömungswegbereich der Rohrleitung durch Änderung des Öffnungsbereichs davon zu ändern. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das elektromagnetische Ventil 31 ein elektromagnetisches Proportionalventil und bewegt sich als Reaktion auf einen von der Steuerung 30 ausgegebenen Steuerbefehl. Somit kann die Steuerung 30 als Reaktion auf die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 26 durch den Bediener oder unabhängig von der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 26 durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31 dem Vorsteueranschluss des entsprechenden Steuerventils in der Steuerventileinheit 17 zuführen. Die Steuerung 30 kann einen durch das elektromagnetische Ventil 31 erzeugten Vorsteuerdruck an den Vorsteueranschluss des entsprechenden Steuerventils anlegen.
Bei dieser Konfiguration kann die Steuerung 30 den hydraulischen Aktuator, der der spezifischen Betätigungsvorrichtung 26 entspricht, selbst dann betätigen, wenn keine Betätigung an der spezifischen Betätigungsvorrichtung 26 durchgeführt wird, zusätzlich dazu, wenn die Betätigung an der spezifischen Betätigungsvorrichtung 26 durchgeführt wird. Außerdem kann die Steuerung 30 die Betätigung des hydraulischen Aktuators, das der spezifischen Betätigungsvorrichtung 26 entspricht, zwangsweise stoppen, selbst wenn eine Betätigung an der spezifischen Betätigungsvorrichtung 26 durchgeführt wird.
Wie in 4A veranschaulicht, wird beispielsweise der linke Betätigungshebel 26L verwendet, um den Arm 5 zu betätigen. Insbesondere nutzt der linke Betätigungshebel 26L das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl, um als Reaktion auf die Betätigung in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung einen Vorsteuerdruck auf den Vorsteueranschluss des Steuerventils 176 auszuüben. Weiter insbesondere legt der linke Betätigungshebel 26L, wenn er in die Armschließrichtung (Rückwärtsrichtung) betätigt wird, einen Steuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag an den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 176L und den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 176R an. Der linke Betätigungshebel 26L legt bei Betätigung in die Armöffnungsrichtung (Vorwärtsrichtung) einen Vorsteuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag an den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 176L und den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 176R an.
Die Betätigungsvorrichtung 26 ist mit einem Schalter SW ausgestattet. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Schalter SW einen Schalter SW1 und einen Schalter SW2. Der Schalter SW1 ist ein Druckknopfschalter, der an dem Ende des linken Betätigungshebels 26L vorgesehen ist. Der Bediener kann den linken Betätigungshebel 26L betätigen, während er den Schalter SW1 drückt. Der Schalter SW1 kann an dem rechten Betätigungshebel 26R oder an anderen Stellen in der Kabine 10 angebracht sein. Der Schalter SW2 ist ein Druckknopfschalter an dem Ende des linken Fahrhebels 26DL. Der Bediener kann den linken Fahrhebel 26DL betätigen, während er den Schalter SW2 drückt. Der Schalter SW2 kann an dem rechten Fahrhebel 26DR oder an anderen Stellen in der Kabine 10 angebracht sein.
Der Betätigungssensor 29LA detektiert den Inhalt der Betätigung in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung durch den Bediener in Bezug auf den linken Betätigungshebel 26L und gibt einen detektierten Wert an die Steuerung 30 aus.
Das elektromagnetische Ventil 31AL arbeitet als Reaktion auf einen Steuerbefehl (elektrischer Strombefehl), der von der Steuerung 30 ausgegeben wird, wodurch der Vorsteuerdruck des von der Vorsteuerpumpe 15 in den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 176L und den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 176R durch das elektromagnetische Ventil 31AL eingeleiteten Vorsteueröls eingestellt wird. Das elektromagnetische Ventil 31AR arbeitet als Reaktion auf einen Steuerbefehl (elektrischer Strombefehl), der von der Steuerung 30 ausgegeben wird, wodurch der Vorsteuerdruck des von der Vorsteuerpumpe 15 in den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 176L und den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 176R eingeleiteten Vorsteueröls über das elektromagnetische Ventil 31AR eingestellt wird. Das elektromagnetische Ventil 31AL kann den Vorsteuerdruck so einstellen, dass das Steuerventil 176L und das Steuerventil 176R bei einer bestimmten Ventilstellung gestoppt werden können. In ähnlicher Weise kann das elektromagnetische Ventil 31AR den Vorsteuerdruck so einstellen, dass das Steuerventil 176L und das Steuerventil 176R bei einer bestimmten Ventilstellung gestoppt werden können.
Bei dieser Konfiguration kann die Steuerung 30 als Reaktion auf die Armschließbetätigung durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31AL dem rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 176L und dem linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 176R zuführen. Auch kann die Steuerung 30 unabhängig von der Armschließbetätigung durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31AL dem rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 176L und dem linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 176R zuführen. Das heißt, die Steuerung 30 kann als Reaktion auf die Armschließbetätigung durch den Bediener oder unabhängig von der Armschließbetätigung durch den Bediener den Arm 5 schließen. Auf diese Weise fungiert das elektromagnetische Ventil 31AL als ein „elektromagnetisches Ventil für Arm“ oder als ein „elektromagnetisches Ventil für Armschließung“.
Auch kann die Steuerung 30 als Reaktion auf die Armöffnungsbetätigung durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31AR dem linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 176L und dem rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 176R zuführen. Auch kann die Steuerung 30 unabhängig von der Armöffnungsbetätigung durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31AR dem linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 176L und dem rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 176R zuführen. Das heißt, die Steuerung 30 kann als Reaktion auf die Armöffnungsbetätigung durch den Bediener oder unabhängig von der Armöffnungsbetätigung durch den Bediener den Arm 5 öffnen. Auf diese Weise fungiert das elektromagnetische Ventil 31AR als ein „elektromagnetisches Ventil für Arm“ oder als ein „elektromagnetisches Ventil für Armöffnung“.
Bei dieser Konfiguration kann die Steuerung 30 bei Bedarf den Vorsteuerdruck, der an den Vorsteueranschluss auf der Schließseite des Steuerventils 176 (der linke Vorsteueranschluss des Steuerventils 176L und der rechte Vorsteueranschluss des Steuerventils 176R) angelegt wird, verringern und die Schließbewegung des Arms 5 zwangsweise stoppen, selbst wenn die Armschließbetätigung durch den Bediener durchgeführt wird. Dasselbe gilt für den Fall, dass die Armöffnungsbewegung 5 zwangsweise gestoppt wird, wenn die Armöffnungsbetätigung durch den Bediener durchgeführt wird.
Alternativ kann die Steuerung 30, selbst wenn die Armschließbetätigung von dem Bediener durchgeführt wird, die Schließbewegung des Arms 5 zwangsweise stoppen, indem sie das elektromagnetische Ventil 31AR steuert, um den Vorsteuerdruck zu erhöhen, der an den Vorsteueranschluss auf der Öffnungsseite des Steuerventils 176 angelegt wird, der dem Vorsteueranschluss auf der Schließseite des Steuerventils 176 gegenüberliegt (der rechte Vorsteueranschluss des Steuerventils 176L und der linke Vorsteueranschluss des Steuerventils 176R), wodurch das Steuerventil 176 zwangsweise in eine neutrale Position zurückkehrt. Das Gleiche gilt für den Fall, dass die Armöffnungsbewegung 5 zwangsweise gestoppt wird, wenn die Armöffnungsbetätigung durch den Bediener durchgeführt wird.
Obwohl im Folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf 4B bis 4F weggelassen wird, gilt dasselbe: für den Fall, dass die Bewegung des Auslegers 4 zwangsweise gestoppt wird, wenn eine Auslegerhebebetätigung oder eine Auslegerabsenkbetätigung durch den Bediener durchgeführt wird; für den Fall, dass die Bewegung der Schaufel 6 zwangsweise gestoppt wird, wenn eine Schaufelschließbetätigung oder eine Schaufelöffnungsbetätigung durch den Bediener durchgeführt wird; und für den Fall, dass die Schwenkbewegung des oberen Schwenkkörpers 3 zwangsweise gestoppt wird, wenn die Schwenkbetätigung durch den Bediener durchgeführt wird. Dasselbe gilt auch für den Fall, dass eine Fahrbewegung des unteren Fahrkörpers 1 zwangsweise gestoppt wird, wenn der Bediener eine Fahrbetätigung durchführt.
Die Steuerung 30 kann auch konfiguriert sein, vor Durchführung der Armbetätigung einen niedrigen Vorsteuerdruck an die Vorsteueranschlüsse auf beiden Seiten des Steuerventils 176 anzulegen, um Ansprechverhalten der Armbetätigung (Armschließbetätigung und Armöffnungsbetätigung) zu verbessern. Dasselbe gilt für andere Betätigungen wie beispielsweise die Auslegerbetätigung (Auslegerhebebetätigung und Auslegerabsenkbetätigung) und dergleichen. Das heißt, die Steuerung 30 kann Ansprechverhalten der hydraulischen Aktuatoren unter Verwendung einer größeren Menge des Vorsteueröls erhöhen.
Wie in 4B veranschaulicht, wird auch der rechte Betätigungshebel 26R verwendet, um den Ausleger 4 zu betätigen. Insbesondere nutzt der rechte Betätigungshebel 26R das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl, um als Reaktion auf die Betätigung in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung einen Steuerdruck an den Vorsteueranschluss des Steuerventils 175 anzulegen. Weiter insbesondere legt der rechte Betätigungshebel 26R, wenn er in einer Auslegerheberichtung (Rückwärtsrichtung) betätigt wird, einen Vorsteuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag an den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 175L und den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 175R an. Der rechte Betätigungshebel 26R legt bei Betätigung in einer Auslegerabsenkrichtung (Vorwärtsrichtung) einen Vorsteuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag an den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 175R an.
Der Betätigungssensor 29RA detektiert den Inhalt der Betätigung in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung durch den Bediener in Bezug auf den rechten Betätigungshebel 26R und gibt einen detektierten Wert an die Steuerung 30 aus.
Das elektromagnetische Ventil 31BL arbeitet als Reaktion auf einen Steuerbefehl (elektrischer Strombefehl), der von der Steuerung 30 ausgegeben wird, wodurch der Vorsteuerdruck des von der Vorsteuerpumpe 15 in den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 175L und den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 175R durch das elektromagnetische Ventil 31BL eingeleiteten Vorsteueröls eingestellt wird. Das elektromagnetische Ventil 31BR arbeitet als Reaktion auf einen Steuerbefehl (elektrischer Strombefehl), der von der Steuerung 30 ausgegeben wird, wodurch der Vorsteuerdruck des von der Vorsteuerpumpe 15 zu dem rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 175R durch das elektromagnetische Ventil 31BR eingeleiteten Vorsteueröls eingestellt wird. Das elektromagnetische Ventil 31BL kann den Vorsteuerdruck so einstellen, dass das Steuerventil 175L und das Steuerventil 175R an einer bestimmten Ventilstellung gestoppt werden können. Auch kann das elektromagnetische Ventil 31BR den Vorsteuerdruck so einstellen, dass das Steuerventil 175R bei einer bestimmten Ventilstellung gestoppt werden kann.
Bei dieser Konfiguration kann die Steuerung 30 als Reaktion auf die Auslegerhebebetätigung durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31BL dem rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 175L und dem linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 175R zuführen. Auch kann die Steuerung 30 unabhängig von der Auslegerhebebetätigung durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31BL dem rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 175L und dem linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 175R zuführen. Das heißt, die Steuerung 30 kann den Ausleger 4 als Reaktion auf die Auslegerhebebetätigung durch den Bediener oder unabhängig von der Auslegerhebebetätigung durch den Bediener heben. Auf diese Weise fungiert das elektromagnetische Ventil 31BL als ein „elektromagnetisches Ventil für Ausleger“ oder als ein „elektromagnetisches Ventil für Auslegeranhebung“.
Auch kann die Steuerung 30 als Reaktion auf die Auslegerabsenkbetätigung durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31BR dem rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 175R zuführen. Auch kann die Steuerung 30 unabhängig von der Auslegerabsenkbetätigung durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31BR dem rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 175R zuführen. Das heißt, die Steuerung 30 kann den Ausleger 4 als Reaktion auf die Auslegerabsenkbetätigung durch den Bediener oder unabhängig von der Auslegerabsenkbetätigung durch den Bediener absenken. Auf diese Weise fungiert das elektromagnetische Ventil 31BR als ein „elektromagnetisches Ventil für Ausleger“ oder als ein „elektromagnetisches Ventil für Auslegerabsenkung“.
Wie in 4C dargestellt, wird der rechte Betätigungshebel 26R verwendet, um die Schaufel 6 zu betätigen. Insbesondere nutzt der rechte Betätigungshebel 26R das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl, um einen Vorsteuerdruck an den Vorsteueranschluss des Steuerventils 174 als Reaktion auf die Betätigung in der Richtung nach links und nach rechts anzulegen. Weiter insbesondere legt der rechte Betätigungshebel 26R, wenn er in die Schaufelschließrichtung (Richtung nach links) betätigt wird, einen Vorsteuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag an den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 174 an. Der rechte Betätigungshebel 26R, wenn er in die Schaufelöffnungsrichtung (Richtung nach rechts) betätigt, wird, legt einen Vorsteuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag an den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 174 an.
Der Betätigungssensor 29RB detektiert den Inhalt der Betätigung in der Richtung nach links und nach rechts durch den Bediener in Bezug auf den rechten Betätigungshebel 26R und gibt einen detektierten Wert an die Steuerung 30 aus.
Das elektromagnetische Ventil 31CL arbeitet als Reaktion auf einen Steuerbefehl (elektrischer Strombefehl), der von der Steuerung 30 ausgegeben wird, wodurch der Vorsteuerdruck des von der Vorsteuerpumpe 15 in den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 174 durch das elektromagnetische Ventil 31CL eingeleiteten Vorsteueröls eingestellt wird. Das elektromagnetische Ventil 31CR arbeitet als Reaktion auf einen von der Steuerung 30 ausgegebenen Steuerbefehl (elektrischer Strombefehl), wodurch der Vorsteuerdruck des von der Vorsteuerpumpe 15 in den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 174 durch das elektromagnetische Ventil 31CR eingeleiteten Vorsteueröls eingestellt wird. Das elektromagnetische Ventil 31CL kann den Vorsteuerdruck so einstellen, dass das Steuerventil 174 bei einer bestimmten Ventilstellung gestoppt werden kann. In ähnlicher Weise kann das elektromagnetische Ventil 31CR den Vorsteuerdruck so einstellen, dass das Steuerventil 174 bei einer bestimmten Ventilstellung gestoppt werden kann.
Bei dieser Konfiguration kann die Steuerung 30 als Reaktion auf die Schaufelschließbetätigung durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31CL dem linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 174 zuführen. Auch kann die Steuerung 30 unabhängig von der Schaufelschließbetätigung durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31CL dem linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 174 zuführen. Das heißt, die Steuerung 30 kann die Schaufel 6 als Reaktion auf die Schaufelschließbetätigung durch den Bediener oder unabhängig von der Schaufelschließbetätigung durch den Bediener schließen. Auf diese Weise fungiert das elektromagnetische Ventil 31CL als ein „elektromagnetisches Ventil für Schaufel“ oder als ein „elektromagnetisches Ventil für Schaufelschließung“.
Auch kann die Steuerung 30 als Reaktion auf die Schaufelöffnungsbetätigung durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31CR dem rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 174 zuführen. Auch kann die Steuerung 30 unabhängig von der Schaufelöffnungsbetätigung durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31CR dem rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 174 zuführen. Das heißt, die Steuerung 30 kann die Schaufel 6 als Reaktion auf die Schaufelöffnungsbetätigung durch den Bediener oder unabhängig von der Schaufelöffnungsbetätigung durch den Bediener öffnen. Auf diese Weise fungiert das elektromagnetische Ventil 31CR als ein „elektromagnetisches Ventil für Schaufel“ oder als ein „elektromagnetisches Ventil für Schaufelöffnung“.
Wie in 4D veranschaulicht, wird der linke Betätigungshebel 26L verwendet, um den Schwenkmechanismus 2 zu betätigen. Insbesondere nutzt der linke Betätigungshebel 26L das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl, um als Reaktion auf die Betätigung in die Richtung nach links und nach rechts einen Vorsteuerdruck an den Vorsteueranschluss des Steuerventils 173 anzulegen. Weiter insbesondere legt der linke Betätigungshebel 26L, wenn er in die nach links gerichtete Schwenkrichtung (Richtung nach links) betätigt wird, einen Vorsteuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag an den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 173 an. Wenn der linke Betätigungshebel 26L in die nach rechts gerichtete Schwenkrichtung (Richtung nach rechts) betätigt wird, wird ein Vorsteuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag an den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 173 angelegt.
Der Betätigungssensor 29LB detektiert den Inhalt der Betätigung in die Richtung nach links und nach rechts durch den Bediener in Bezug auf den linken Betätigungshebel 26L und gibt einen detektierten Wert an die Steuerung 30 aus.
Das elektromagnetische Ventil 31DL arbeitet als Reaktion auf einen Steuerbefehl (elektrischer Strombefehl), der von der Steuerung 30 ausgegeben wird, wodurch der Steuerdruck des von der Vorsteuerpumpe 15 in den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 173 durch das elektromagnetische Ventil 31DL eingeleiteten Vorsteueröls eingestellt wird. Das elektromagnetische Ventil 31DR arbeitet als Reaktion auf einen von der Steuerung 30 ausgegebenen Steuerbefehl (elektrischen Strombefehl), wodurch der Vorsteuerdruck des von der Vorsteuerpumpe 15 in den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 173 durch das elektromagnetische Ventil 31DR eingeleiteten Vorsteueröls eingestellt wird. Das elektromagnetische Ventil 31DL kann den Vorsteuerdruck so einstellen, dass das Steuerventil 173 bei einer bestimmten Ventilstellung gestoppt werden kann. In ähnlicher Weise kann das elektromagnetische Ventil 31DR den Vorsteuerdruck so einstellen, dass das Steuerventil 173 bei einer bestimmten Ventilstellung gestoppt werden kann.
Bei dieser Konfiguration kann die Steuerung 30 als Reaktion auf die Schwenkbetätigung nach links durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31DL dem linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 173 zuführen. Auch kann die Steuerung 30 unabhängig von der Schwenkbewegung nach links durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31DL dem linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 173 zuführen. Das heißt, die Steuerung 30 kann den Schwenkmechanismus 2 als Reaktion auf die Schwenkbetätigung nach links durch den Bediener oder unabhängig von der Schwenkbetätigung nach links durch den Bediener nach links schwenken. Auf diese Weise fungiert das elektromagnetische Ventil 31DL als ein „elektromagnetisches Ventil für Schwenken“ oder als ein „elektromagnetisches Ventil für Linksschwenken“.
Auch kann die Steuerung 30 als Reaktion auf die Schwenkbetätigung nach rechts durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31DR dem rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 173 zuführen. Auch kann die Steuerung 30 unabhängig von der Schwenkbewegung nach rechts durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31DR dem rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 173 zuführen. Das heißt, die Steuerung 30 kann als Reaktion auf die Schwenkbetätigung nach rechts durch den Bediener oder unabhängig von der Schwenkbetätigung nach rechts durch den Bediener den Schwenkmechanismus 2 nach rechts schwenken. Auf diese Weise fungiert das elektromagnetische Ventil 31DR als ein „elektromagnetisches Ventil für Schwenken“ oder als ein „elektromagnetisches Ventil für Rechtsschwenken“.
Auch wird, wie in 4E veranschaulicht, der linke Fahrhebel 26DL verwendet, um die linke Raupe 1CL zu betätigen. Insbesondere nutzt der linke Fahrhebel 26DL das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl, um einen Vorsteuerdruck entsprechend der Betätigung in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung an den Vorsteueranschluss des Steuerventils 171 anzulegen. Weiter insbesondere legt der linke Fahrhebel 26DL, wenn er in die Vorwärtsfahrtrichtung (Vorwärtsrichtung) betätigt wird, den Vorsteuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag an den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 171 an. Auch legt der linke Fahrhebel 26DL, wenn er in die Rückwärtsfahrtrichtung (Rückwärtsrichtung) betätigt wird, den Vorsteuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag an den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 171 an.
Der Betätigungssensor 29DL detektiert elektrisch den Inhalt der Betätigung durch den Bediener in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung in Bezug auf den linken Fahrhebel 26DL und gibt einen detektierten Wert an die Steuerung 30 aus.
Das elektromagnetische Ventil 31EL arbeitet als Reaktion auf einen von der Steuerung 30 ausgegebenen elektrischen Strombefehl. Das elektromagnetische Ventil 31EL stellt den Vorsteuerdruck des Vorsteueröls, das von der Vorsteuerpumpe 15 durch das elektromagnetische Ventil 31EL in den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 171 eingeleitet wird, ein. Das elektromagnetische Ventil 31ER arbeitet als Reaktion auf einen von der Steuerung 30 ausgegebenen elektrischen Strombefehl. Das elektromagnetische Ventil 31ER stellt den Vorsteuerdruck des Vorsteueröls, das von der Vorsteuerpumpe 15 durch das elektromagnetische Ventil 31ER in den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 171 eingeleitet wird, ein. Die elektromagnetischen Ventile 31EL und 31ER können den Vorsteuerdruck so einstellen, dass das Steuerventil 171 bei einer bestimmten Ventilstellung gestoppt werden kann.
Bei dieser Konfiguration kann die Steuerung 30 unabhängig von der Vorwärtsfahrt-Betätigung nach links durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31EL dem linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 171 zuführen. Das heißt, die linke Raupe 1CL kann veranlasst werden, vorwärts zu fahren. Auch kann die Steuerung 30 unabhängig von der Rückwärtsfahrt-Betätigung nach links durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31ER dem rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 171 zuführen. Das heißt, die linke Raupe 1CL kann veranlasst werden, rückwärts zu fahren. Auf diese Weise fungiert das elektromagnetische Ventil 31EL als ein „elektromagnetisches Ventil für Linksfahrt“ oder ein „elektromagnetisches Ventil für Vorwärtsfahrt nach links“, und das elektromagnetische Ventil 31ER fungiert als ein „elektromagnetisches Ventil für Linksfahrt“ oder als ein „elektromagnetisches Ventil für Rückwärtsfahrt nach links“.
Auch wird, wie in 4F veranschaulicht, der rechte Fahrhebel 26DR verwendet, um die rechte Raupe 1CR zu betätigen. Insbesondere nutzt der rechte Fahrhebel 26DR das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl, um einen Vorsteuerdruck entsprechend der Betätigung in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung an den Vorsteueranschluss des Steuerventils 172 anzulegen. Weiter insbesondere, legt der rechte Fahrhebel 26DR, wenn er in die Vorwärtsfahrtrichtung (Vorwärtsrichtung) betätigt wird, den Vorsteuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag an den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 172 an. Auch legt der rechte Fahrhebel 26DR, wenn er in die Rückwärtsfahrtrichtung (die Rückwärtsrichtung) betätigt wird, den Vorsteuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag an den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 172 an.
Der Betätigungssensor 29DR detektiert elektrisch den Inhalt der Betätigung durch den Bediener in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung in Bezug auf den rechten Fahrhebel 26DR und gibt einen detektierten Wert an die Steuerung 30 aus.
Das elektromagnetische Ventil 31FL arbeitet als Reaktion auf einen von der Steuerung 30 ausgegebenen elektrischen Strombefehl. Das elektromagnetische Ventil 31FL stellt den Vorsteuerdruck des Vorsteueröls, das von der Vorsteuerpumpe 15 durch das elektromagnetische Ventil 31FL in den linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 172 eingeleitet wird, ein. Das elektromagnetische Ventil 31FR arbeitet als Reaktion auf einen von der Steuerung 30 ausgegebenen elektrischen Strombefehl. Das elektromagnetische Ventil 31FR stellt den Vorsteuerdruck des Vorsteueröls, das von der Vorsteuerpumpe 15 durch das elektromagnetische Ventil 31FR in den rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 172 eingeleitet wird, ein. Die elektromagnetischen Ventile 31FL und 31FR können den Vorsteuerdruck so einstellen, dass das Steuerventil 172 bei einer bestimmten Ventilstellung gestoppt werden kann.
Bei dieser Konfiguration kann die Steuerung 30 unabhängig von der Vorwärtsfahrt-Betätigung nach rechts durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31FL dem rechten Vorsteueranschluss des Steuerventils 172 zuführen. Das heißt, die rechte Raupe 1CR kann veranlasst werden, vorwärts zu fahren. Auch kann die Steuerung 30 unabhängig von der Rückwärtsfahrt-Betätigung nach rechts durch den Bediener das von der Vorsteuerpumpe 15 abgegebene Vorsteueröl durch das elektromagnetische Ventil 31FR dem linken Vorsteueranschluss des Steuerventils 172 zuführen. Das heißt, die rechte Raupe 1CR kann veranlasst werden, rückwärts zu fahren. Auf diese Weise fungiert das elektromagnetische Ventil 31FL als ein „elektromagnetisches Ventil für Rechtsfahren“ oder ein „elektromagnetisches Ventil für Vorwärtsfahrt nach rechts“, und das elektromagnetische Ventil 31FR fungiert als ein „elektromagnetisches Ventil für Rechtsfahren“ oder ein „elektromagnetisches Ventil für Rückwärtsfahrt nach rechts“.
Der Bagger 100 kann auch eine Struktur umfassen, die konfiguriert ist, automatisch einen Schaufelkippmechanismus zu betätigen. In diesem Fall kann ein Teil des Hydrauliksystems in Bezug auf einen Schaufelkippzylinder, der den Schaufelkippmechanismus bildet, auf die gleiche Weise konfiguriert sein wie beispielsweise der Teil des Hydrauliksystems in Bezug auf die Betätigung des Auslegerzylinders 7.
Obwohl die Betätigungsvorrichtung 26, die ein elektrischer Betätigungshebel ist, beschrieben wurde, kann die Betätigungsvorrichtung 26 anstelle des elektrischen Betätigungshebels ein hydraulischer Betätigungshebel sein. In diesem Fall kann der Betätigungsbetrag des hydraulischen Betätigungshebels durch einen Drucksensor in Form von Druck detektiert und in die Steuerung 30 eingegeben werden. Auch kann ein elektromagnetisches Ventil zwischen der Betätigungsvorrichtung 26, das heißt dem hydraulischen Betätigungshebel, und dem Vorsteueranschluss jedes der Steuerventile angeordnet sein. Das elektromagnetische Ventil ist konfiguriert, als Reaktion auf ein elektrisches Signal von der Steuerung 30 zu arbeiten. Bei dieser Konfiguration erhöht oder verringert die Betätigungsvorrichtung 26 als Reaktion auf manuelle Betätigung der Betätigungsvorrichtung, die der hydraulische Betätigungshebel ist, entsprechend dem Betätigungsbetrag einen Vorsteuerdruck, wodurch jedes der Steuerventile bewegt wird. Auch kann jedes der Steuerventile mit einem elektromagnetischen Schieberventil konfiguriert sein. In diesem Fall wird das elektromagnetische Schieberventil als Reaktion auf ein elektrisches Signal von der Steuerung 30 entsprechend dem Betätigungsbetrag des elektrischen Betätigungshebels betätigt.
Als Nächstes werden Übersichten über eine Maschinenführungsfunktion und eine Maschinensteuerfunktion des Baggers 100 beschrieben. Die Steuerung 30 kann konfiguriert sein, die Maschinenführungsfunktion zur Anleitung manueller Betätigung des Baggers 100 durch den Bediener durchzuführen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Steuerung 30 konfiguriert, die Maschinenführungsfunktion (Führungsfunktion für Freigabebewegung) zum Führen einer Bewegung (ein Beispiel für die Freigabebewegung) zum Freigeben der Erde und Sand, die in der Schaufel 6 durch eine Aushubbewegung aufgenommen wurden, in eine andere Position (Ziel-Freigabeposition) als die Aushubposition durchzuführen. Die Freigabebewegung ist eine Reihe von Bewegungen, die zumindest die Schwenkbewegung und Endansatzstückbewegungen, wie beispielsweise eine Schaufelöffnungsbewegung und dergleichen, umfassen. Wenn ein freizugebendes Objekt beispielsweise Boden oder Erde und Sand ist, wird die Freigabebewegung auch als eine „Bodenfreigabebewegung“, eine „Bodenabgabebewegung“ oder eine „Abkippbewegung“ bezeichnet. Die Freigabebewegung kann auch eine Auslegerhebebewegung, eine Auslegerabsenkbewegung, eine Armschließbewegung, eine Armöffnungsbewegung, eine Schaufelschließbewegung und eine beliebige Kombination davon umfassen. Bei der Freigabebewegung können auch die Bewegungen von mindestens zwei angetriebenen Körpern gleichzeitig durchgeführt werden. Die Ziel-Freigabeposition ist beispielsweise eine Position der Oberseite einer Masse (Erd- und Sandmasse), die aus den Objekten (Erde und Sand) gebildet wird, die durch die vorherige Freigabebewegung auf den Boden freigegeben wurden. Insbesondere bestimmt die Steuerung 30 als einen für Schwenken erforderlichen Winkel (erforderlicher Schwenkwinkel) einen Winkel zwischen einer geraden Linie (Ziellinie), die senkrecht zu der Schwenkachse PV ist und durch die Ziel-Freigabeposition geht, und der Mittellinie des Ansatzstücks AT (Vorne-Hinten-Achse des oberen Schwenkkörpers 3). Dann informiert die Steuerung 30 den Bediener durch die Anzeigevorrichtung 40, den Innenalarm 45B und dergleichen von dem bestimmten erforderlichen Schwenkwinkel.
Weiter insbesondere erhält die Steuerung 30 Informationen von dem Auslegerwinkelsensor S1, dem Armwinkelsensor S2, dem Schaufelwinkelsensor S3, dem Maschinenkörperneigungssensor S4, dem Schwenkwinkelgeschwindigkeitssensor S5, dem Betätigungssensor 29, der Raumerkennungsvorrichtung 70, der Positionierungsvorrichtung 85, dem Schalter SW und dergleichen. Beispielsweise berechnet die Steuerung 30 den erforderlichen Schwenkwinkel auf der Grundlage der erhaltenen Informationen und informiert den Bediener über die Größe des berechneten erforderlichen Schwenkwinkels durch ein auf der Anzeigevorrichtung 40 angezeigtes Bild, einen von dem Innenalarm 45B ausgegebenen Ton oder dergleichen. Beispielsweise kann die Steuerung 30 über den Innenalarm 45B einen intermittierenden Ton ausgeben, der in kürzeren Abständen ertönt, wenn der erforderliche Schwenkwinkel kleiner wird. In diesem Fall kann die Steuerung 30 einen Dauerton von dem Innenalarm 45B ausgeben, wenn der erforderliche Schwenkwinkel Null wird, d. h., wenn die Ziellinie und die Mittellinie des Ansatzstücks AT (Vorne-Hinten-Achse des oberen Schwenkkörpers 3) miteinander übereinstimmen.
Die Koordinaten der Ziel-Freigabeposition werden beispielsweise auf der Grundlage von einem Bild abgeleitet, das von einer als die Raumerkennungsvorrichtung 70 dienenden Kamera aufgenommen wurde. Zur Ableitung der Koordinaten der Ziel-Freigabeposition kann die Ausgabe der Positionierungsvorrichtung 85 verwendet werden. In dem veranschaulichten Beispiel werden die Koordinaten der Ziel-Freigabeposition in einem Referenzkoordinatensystem ausgedrückt. Das Bezugskoordinatensystem ist zum Beispiel das geodätische Weltsystem. Das geodätische Weltsystem ist ein dreidimensionales orthogonales XYZ-Koordinatensystem, bei dem der Ursprung in dem Schwerpunkt der Erdkugel liegt, die X-Achse in einer Richtung des Schnittpunkts zwischen dem Meridian von Greenwich und dem Äquator verläuft, die Y-Achse in einer Richtung des 90. östlichen Längengrads verläuft und die Z-Achse in einer Richtung des Nordpols verläuft. Der Bediener kann zum Beispiel einen bestimmten Punkt einer Baustelle als ein Referenzpunkt definieren und die Ziel-Freigabeposition auf der Grundlage einer relativen Positionsbeziehung zu dem Referenzpunkt definieren. Dabei teilt die Steuerung 30 dem Bediener den gewünschten Schwenkwinkel durch die Anzeigevorrichtung 40, den Innenalarm 45B oder dergleichen mit und kann die Schwenkbetätigung des Baggers 100 durch die Betätigungsvorrichtung 26 durch den Bediener steuern. Es ist anzumerken, dass das Referenzkoordinatensystem ein anderes Koordinatensystem als das geodätische Weltsystem sein kann. Beispielsweise kann das Referenzkoordinatensystem ein lokales Koordinatensystem sein, in dem ein gegebener Punkt an der Arbeitsstelle als der Referenzpunkt (der Ursprung) definiert ist. Alternativ kann die Steuerung 30 ein Koordinatensystem einstellen, das zur Ableitung der Koordinaten der Ziel-Freigabeposition verwendet wird, die zu einem Ist-Zeitpunkt auf der Grundlage der Koordinaten der vorherigen Freigabeposition bestimmt werden soll.
Die Steuerung 30 kann auch konfiguriert sein, die Maschinensteuerfunktion zur Unterstützung manueller Betätigungen des Baggers 100 durch den Bediener durchzuführen oder den Bagger 100 automatisch oder autonom zu bewegen.
Insbesondere kann die Steuerung 30 konfiguriert sein, die Schwenkbewegung des oberen Schwenkkörpers 3 zu steuern, damit der obere Schwenkkörper 3 auf die Ziel-Freigabeposition ausgerichtet ist, wenn der Bediener die Schwenkbetätigung manuell durchführt, indem er die Freigabebewegungs-Unterstützungsfunktion durchführt, die ein Beispiel für die Maschinensteuerfunktion ist. Weiter insbesondere, selbst wenn der Bediener die Schwenkbetätigung manuell durchführt, kann die Steuerung 30 den Schwenkhydraulikmotor 2A zwangsweise stoppen, wenn sich die Ziel-Freigabeposition in einer Draufsicht auf der Mittellinie des Ansatzstücks AT (Vorne-Hinten-Achse des oberen Schwenkkörpers 3) befindet. Das heißt, die Steuerung 30 kann die Schwenkbewegung des oberen Schwenkkörpers 3 automatisch stoppen, wenn der obere Schwenkkörper 3 auf die Ziel-Freigabeposition ausgerichtet ist. Es ist anzumerken, dass die Steuerung 30 die Schwenkgeschwindigkeit des oberen Schwenkkörpers 3 schrittweise verringern kann, bevor sie die Schwenkbewegung des oberen Schwenkkörpers 3 stoppt.
Alternativ kann die Steuerung 30, wenn der Bediener die Schwenkbetätigung manuell durchführt, den Schwenkhydraulikmotor 2A und den Auslegerzylinder 7, den Armzylinder 8, den Schaufelzylinder 9 oder eine beliebige Kombination davon automatisch so ansteuern, dass die Ebenenkoordinaten (X-Koordinate und Y-Koordinate) der Ziel-Freigabeposition mit den Ebenenkoordinaten (X-Koordinate und Y-Koordinate) des Steuerziels übereinstimmen. Das Steuerziel ist zum Beispiel eine flache oder gekrümmte Ebene, die eine Spitze bildet, die als ein Arbeitsabschnitt der Schaufel 6 dient, ein Liniensegment, das auf der flachen oder gekrümmten Ebene definiert ist, oder ein Punkt, der auf der flachen oder gekrümmten Ebene definiert ist. Auch kann das Steuerziel zum Beispiel eine flache oder gekrümmte Ebene, die eine als einen Arbeitsabschnitt der Schaufel 6 dienende Rückfläche bildet, ein auf der flachen oder gekrümmten Ebene definiertes Liniensegment oder ein auf der flachen oder gekrümmten Ebene definierter Punkt, sein. Es ist anzumerken, dass das Steuerziel auf den Mittelpunkt (Schwerpunkt) der Schaufel 6 eingestellt sein kann oder auf einen oberen Stift des Arms (Kopplungsstift von Schaufel) eingestellt sein kann. In dem veranschaulichten Beispiel bewegt die Steuerung 30 auch verschiedene hydraulische Aktuatoren so, um sich nicht in der Höhe des Steuerziels (Z-Koordinate) während Schwenken des oberen Schwenkkörpers 3 zu ändern, aber sie kann verschiedene hydraulische Aktuatoren so bewegen, dass das Steuerziel eine Position in einer vorbestimmten Höhe direkt über der Ziel-Freigabeposition erreicht. Das heißt, während Schwenken des oberen Schwenkkörpers 3 kann die Steuerung 30 zusätzlich zu den Ebenenkoordinaten (X-Koordinate und Y-Koordinate) des Steuerziels auch die Höhe (Z-Koordinate) des Steuerziels ändern. In diesem Fall kann die Ziel-Freigabeposition als eine Position eingestellt sein, die um eine vorbestimmte Höhe höher liegt als die Position der Oberseite der Masse (Erd- und Sandmasse), die aus den Objekten (Erde und Sand) gebildet wird, die durch die vorherige Freigabebewegung auf den Boden freigegeben wurden. Die Ziel-Freigabeposition kann auch eine andere Position als die Oberseite der Masse (Erd- und Sandmasse) sein, die durch die letzte Freigabebewegung gebildet wurde. Dies liegt daran, dass die aus der Schaufel 6 freigegebene Erde und der Sand nicht unbedingt gleichmäßig angesammelt werden. Wenn beispielsweise eine große Menge an Erde und Sand dazu neigt, durch die Freigabebewegung in einem Bereich anzusammeln, der weiter von dem Bagger 100 entfernt ist als die Ziel-Freigabeposition, kann die Steuerung 30 die Ziel-Freigabeposition auf eine Position einstellen, die um einen vorbestimmten Abstand von der Spitze der bereits gebildeten Masse (Erd- und Sandmasse) näher an dem Bagger 100 liegt. Umgekehrt, zum Beispiel, wenn eine große Menge an Erde und Sand dazu neigt, in einem Bereich anzusammeln, der näher an dem Bagger 100 liegt als die Ziel-Freigabeposition, kann die Steuerung 30 die Ziel-Freigabeposition auf eine Position einstellen, die um einen vorbestimmten Abstand von der Oberseite der bereits gebildeten Masse (Erde- und Sandmasse) von dem Bagger 100 entfernt ist. Wenn es auch mehrere Massen (Erd- und Sandmassen) gibt, die durch die vergangenen Freigabebewegungen gebildet wurden, kann die Steuerung 30 die Ziel-Freigabeposition an einer vorbestimmten Position in einem Talabschnitt (vertiefter Abschnitt) einstellen, der zwischen einer Erd- und Sandmasse und einer anderen Erd- und Sandmasse gebildet wird. Auf diese Weise werden die Koordinaten des Steuerziels dreidimensional in einem Raum über dem Boden festgelegt.
Weiter insbesondere, wenn der Bediener den linken Betätigungshebel 26L zum Schwenken des oberen Schwenkkörpers 3 betätigt, während er den Schalter SW betätigt (drückt), treibt die Steuerung 30 entsprechend der Betätigung des linken Betätigungshebels 26L durch den Bediener automatisch den Schwenkhydraulikmotor 2A und den Auslegerzylinder 7, den Armzylinder 8, den Schaufelzylinder 9 oder eine beliebige Kombination davon an, so dass die Ebenenkoordinaten (X-Koordinate und Y-Koordinate) der Ziel-Freigabeposition mit den Ebenenkoordinaten (X-Koordinate und Y-Koordinate) des Steuerziels übereinstimmen. Weiter insbesondere steuert die Steuerung 30, wie oben beschrieben, das elektromagnetische Ventil 31 und treibt automatisch den Schwenkhydraulikmotor 2A und den Auslegerzylinder 7, den Armzylinder 8, den Schaufelzylinder 9 oder eine beliebige Kombination davon an. Dadurch kann der Bediener nur durch Betätigung des linken Betätigungshebels 26L in der Richtung nach links und nach rechts die Schaufel 6, in der die Erde und Sand aufgenommen sind, direkt über der Ziel-Freigabeposition positionieren. Nur durch manuelle Durchführung der Schaufelöffnungsbetätigung nach Positionierung der Schaufel 6 direkt über der Ziel-Freigabeposition kann der Bediener die Erde und Sand in der Schaufel 6 in Richtung der Ziel-Freigabeposition freigeben.
Es ist anzumerken, dass, wenn der Bediener den linken Betätigungshebel 26L in der Richtung nach links und nach rechts betätigt, während er den Schalter SW drückt, die Steuerung 30 die Schaufel 6, in der Erde und Sand aufgenommen sind, direkt über der Ziel-Freigabeposition positionieren und dann automatisch die Erde und Sand in der Schaufel 6 zum Boden hin freigeben kann. Das heißt, die Steuerung 30 kann die Schaufel 6, in der die Erde und Sand aufgenommen sind, direkt über der Ziel-Freigabeposition positionieren und dann den Schaufelzylinder 9 automatisch zurückziehen und die Schaufel 6 öffnen. In diesem Fall kann die Steuerung 30 eine andere Bewegung als die Schaufelöffnungsbewegung automatisch durchführen, wie beispielsweise die Auslegerhebebewegung, die Auslegerabsenkbewegung, die Armschließbewegung, die Armöffnungsbewegung oder dergleichen. Dadurch kann der Bediener nur durch Betätigung des linken Betätigungshebels 26L in der Richtung nach links und nach rechts die Schaufel 6, in der die Erde und Sand aufgenommen sind, direkt über der Ziel-Freigabeposition positionieren und dann die Erde und Sand in der Schaufel 6 in Richtung der Ziel-Freigabeposition freigeben.
Darüber hinaus kann Berechnung der Ziel-Freigabeposition unter Verwendung eines trainierten Modells durchgeführt werden, das hauptsächlich aus einem neuronalen Netz oder einem tiefen neuronalen Netz gebildet ist. Mit anderen Worten, die Steuerung 30 kann die Ziel-Freigabeposition unter Verwendung des trainierten Modells einstellen.
Zum Beispiel wird maschinelles Lernen auf der Grundlage des neuronalen Netzes oder des tiefen neuronalen Netzes, insbesondere Deep Learning, zur Optimierung von Gewichtungsparametern durchgeführt. Dabei kann das neuronale Netz oder das tiefe neuronale Netz beispielsweise ein Eingabesignal x empfangen und ein Ausgabesignal y ausgeben. Das Eingabesignal x ist eine Eingabe von Bilddaten, die von der Raumerkennungsvorrichtung 70 erhalten werden, oder ein Zustand der aktuellen Arbeitsstelle, die eine dreidimensionale Karte der Arbeitsstelle ist, die auf der Grundlage von den Bilddaten erzeugt wird. Das Ausgabesignal y ist eine Ausgabe der Ziel-Freigabeposition, die eine bevorzugte Freigabeposition ist, die für den Zustand der aktuellen Arbeitsstelle geeignet ist (z.B. das Merkmal des Bodens (Unregelmäßigkeiten) oder das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Hindernisses).
Insbesondere kann die Steuerung 30 konfiguriert sein, die mit der bevorzugten Freigabeposition verbundenen Bedingungen zu lernen. Beispielsweise kann die Steuerung 30 konfiguriert sein, eine Beziehung zwischen dem Zustand der Arbeitsstelle (z. B. dem Merkmal des Bodens (Unregelmäßigkeiten) oder das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Hindernisses) und der bevorzugten Freigabeposition (Bedingungen für die bevorzugte Freigabeposition) entsprechend einem Datensatz zu lernen. Der Datensatz wird auf der Grundlage einer Kombination von Informationen in Bezug auf beispielsweise den Zustand der aktuellen Arbeitsstelle, die von der Raumerkennungsvorrichtung 70 erhalten werden, und Referenzinformationen erstellt, die „Bedingungen für die bevorzugte Freigabeposition“ darstellen, die als Bestimmungsdaten dienen, die zuvor in einer nichtflüchtigen Speichervorrichtung gespeichert wurden. Dieser Lernprozess kann in einer Verwaltungsvorrichtung (Vorrichtung für maschinelles Lernen) durchgeführt werden, die mit dem Bagger 100 via eine drahtlose Kommunikation verbunden ist. In diesem Fall kann die Verwaltungsvorrichtung (Vorrichtung für maschinelles Lernen) unter Verwendung des in der Verwaltungsvorrichtung (Vorrichtung für maschinelles Lernen) erzeugten trainierten Modells die bevorzugte Freigabeposition bestimmen, die für den Zustand der Arbeitsstelle geeignet ist, an der sich der zu verwaltende Bagger 100 befindet, und kann dadurch die Ziel-Freigabeposition berechnen. Die Steuerung 30 empfängt die in der Verwaltungsvorrichtung (Vorrichtung für maschinelles Lernen) berechnete Ziel-Freigabeposition und führt die Bodenfreigabebewegung des Baggers 100 auf der Grundlage der empfangenen Ziel-Freigabeposition durch. Auch kann die berechnete Ziel-Freigabeposition von der Verwaltungsvorrichtung (Vorrichtung für maschinelles Lernen) an den Bagger 100 oder eine Unterstützungsvorrichtung übertragen werden. In diesem Fall kann der Bediener oder Arbeiter die von der Verwaltungsvorrichtung (Vorrichtung für maschinelles Lernen) berechnete Ziel-Freigabeposition durch Anzeige der Ziel-Freigabeposition auf der Anzeigevorrichtung in dem Bagger 100 oder der Unterstützungsvorrichtung bestätigen.
Als Nächstes wird die Bewegung des Baggers 100, bei der die Freigabebewegungs-Unterstützungsfunktion durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben. 5 ist eine Draufsicht auf den Bagger 100, in der die Freigabebewegungs-Unterstützungsfunktion durchgeführt wird, und 6 ist eine linke Seitenansicht des Baggers 100, in der die Freigabebewegungs-Unterstützungsfunktion durchgeführt wird. Insbesondere ist der linke Teil von 5 eine Draufsicht auf den Bagger 100, der die dritte Aushubbewegung durchführt, und der rechte Teil von 5 ist eine Draufsicht auf den Bagger 100, der die dritte Freigabebewegung durchführt. Auch ist 6 eine linke Seitenansicht des Baggers 100, der die dritte Freigabebewegung durchführt. Bei dem veranschaulichten Beispiel ist die Freigabebewegung eine Reihe von Bewegungen, einschließlich der Schwenkbewegung und der Schaufelöffnungsbewegung und wird nach der Aushubbewegung durchgeführt. Das heißt, die erste Freigabebewegung wird nach der ersten Aushubbewegung durchgeführt, die zweite Freigabebewegung wird nach der zweiten Aushubbewegung durchgeführt und die dritte Freigabebewegung wird nach der dritten Aushubbewegung durchgeführt. Das Gleiche gilt für die vierte und folgenden Freigabebewegungen. Bei dem veranschaulichten Beispiel ist auch die Aushubbewegung eine Reihe von Bewegungen zum Ausheben einer Furche GV entlang einer durch eine gestrichelte Linie L1 angegebenen Richtung und umfasst zumindest die Armschließbewegung, die Schaufelschließbewegung und die Auslegerhebebewegung. Während der Aushubbewegung entspricht die gestrichelte Linie L1 der Mittellinie des Ansatzstücks AT (Vorne-Hinten-Achse des oberen Schwenkkörpers 3).
Eine Erd- und Sandmasse Q, die in dem linken Teil von 5 dargestellt ist, ist die Erd- und Sandmasse, die aus der Erde und Sand gebildet wird, die durch die Freigabebewegung aus der Schaufel 6 in Richtung Boden freigegeben werden. Die Erd- und Sandmasse Q umfasst eine erste Erd- und Sandmasse Q1, die zum ersten Mal gebildet wird, und eine zweite Erd- und Sandmasse Q2, die beim nächsten Mal gebildet wird. Bei dem in dem linken Teil von 5 dargestellten Beispiel handelt es sich bei der ersten Erd- und Sandmasse Q1 um eine Erd- und Sandmasse, die bereits teilweise gebildet ist, und die erste Erd- und Sandmasse Q1 ist durch eine durchgezogene Linie gekennzeichnet. Bei der zweiten Erd- und Sandmasse Q2 handelt es sich um eine noch zu bildende Erd- und Sandmasse, d. h. um eine Erd- und Sandmasse, die zu diesem Zeitpunkt noch nicht vorhanden ist, und die zweite Erd- und Sandmasse Q2 ist durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet.
Bei dem veranschaulichten Beispiel werden die jeweiligen Erd- und Sandmassen Q so gebildet, dass sie eine Grenzhöhe HT nicht übermäßig überschreiten (siehe 6). Die Grenzhöhe HT ist eine zulässige Maximalhöhe der aus Erde und Sand gebildeten Masse, die durch die Freigabebewegung zu dem Boden abgegeben wird. Bei dem veranschaulichten Beispiel wird die Grenzhöhe HT zuvor in einem internen Speicher gespeichert. Die Steuerung 30 steuert den Bagger 100 so, dass, wenn die Höhe der ersten Erd- und Sandmasse Q1 die Grenzhöhe HT überschreitet, Bildung der ersten Erd- und Sandmasse Q1 gestoppt und Bildung der zweiten Erd- und Sandmasse Q2 gestartet wird. Das Gleiche gilt für eine nicht veranschaulichte dritte Erd- und Sandmasse, die später gebildet wird, und die nachfolgenden Erd- und Sandmassen.
Wie in 6 veranschaulicht, umfasst die erste Erd- und Sandmasse Q1 einen ersten Abschnitt Q11, der aus der Erde und Sand gebildet wird, die durch die erste Freigabebewegung freigegeben werden, einen zweiten Abschnitt Q12, der aus der Erde und Sand gebildet wird, die durch die zweite Freigabebewegung freigegeben werden, und einen dritten Abschnitt Q13, der aus der Erde und Sand gebildet wird, die durch die dritte Freigabebewegung freigegeben werden. Zur Klarstellung ist in 6 der erste Abschnitt Q11, der durch eine Kettenlinie abgegrenzt ist, mit einem groben Punktmuster versehen, und der zweite Abschnitt Q12, der durch eine durchgezogene Linie abgegrenzt ist, ist mit einem feinen Punktmuster versehen. Auch ist der dritte Abschnitt Q13, der noch nicht gebildet wurde, durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Wie in 6 dargestellt, wird der dritte Abschnitt Q13 auf dem zweiten Abschnitt Q12 gebildet, und die Höhe der ersten Erd- und Sandmasse Q1 überschreitet die Grenzhöhe HT, wenn in der Schaufel 6 aufgenommene Erde und Sand SL in Richtung Boden freigegeben werden. Es ist anzumerken, dass eine Schaufel 6a in 6 die Schaufel 6 veranschaulicht, die geöffnet ist, um die Erde und Sand SL in Richtung Boden freizugeben.
Bei dem veranschaulichten Beispiel wird die erste Freigabebewegung als Reaktion auf eine manuelle Betätigung der Betätigungsvorrichtung 26 durch den Bediener des Baggers 100 durchgeführt. Indessen werden die zweite und folgenden Freigabebewegungen halbautomatisch durch die Freigabebewegungs-Unterstützungsfunktion durchgeführt. Insbesondere werden die zweite und nachfolgende Freigabebewegungen halbautomatisch als Reaktion auf die manuelle Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels durch den Bediener des Baggers 100 beim Drücken des Schalters SW durchgeführt. Das heißt, andere Bewegungen als die Schwenkbewegung werden automatisch durchgeführt, unabhängig davon, ob der entsprechende Betätigungshebel manuell betätigt wird oder nicht. Insbesondere wird die Armöffnungsbewegung automatisch durchgeführt, selbst wenn die manuelle Betätigung des Armbetätigungshebels nicht durchgeführt wird. Weiter insbesondere bewegt die Steuerung 30 verschiedene hydraulische Aktuatoren, um die Höhe des Steuerziels (Z-Koordinate) vor dem Beginn der manuellen Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels nicht zu verändern, und bewirkt, dass die Ebenenkoordinaten (X-Koordinate und Y-Koordinate) des Steuerziels mit den Ebenenkoordinaten (X-Koordinate und Y-Koordinate) der Ziel-Freigabeposition übereinstimmen. Die Steuerung 30 kann jedoch verschiedene hydraulische Aktuatoren so bewegen, dass die Position des Steuerziels eine Position ist, die um eine vorbestimmte Höhe höher liegt als die Ziel-Freigabeposition. Das heißt, die Steuerung 30 kann das Steuerziel auf eine Höhe bewegen, die sich von der Höhe des Steuerziels (Z-Koordinate) unterscheidet, bevor die manuelle Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels startet. Auf diese Weise kann die Steuerung 30 die Schaufel 6, in der die Erde und Sand durch die Aushubbewegung aufgenommen werden, automatisch in eine Position direkt über der Ziel-Freigabeposition durch die Freigabebewegungs-Unterstützungsfunktion bewegen. Dabei kann die Steuerung 30 die Auslegerhebebewegung, eine Armöffnungs- und -schließbewegung oder beides durchführen, so dass die Position der Spitze der Schaufel 6 während eines Zeitraums von dem Start der Bodenfreigabebewegung bis zum Abschluss der Bodenfreigabebewegung in der Position der Spitze bei dem Start der Bodenfreigabebewegung gehalten wird. Dies dient dazu, die Erde und Sand, die durch die zweite und nachfolgenden Freigabebewegungen freigegeben werden, auf der durch die erste Freigabebewegung gebildeten Erd- und Sandmasse anzusammeln.
Bei dem veranschaulichten Beispiel leitet die Steuerung 30 eine Position P11 der Oberseite des ersten Abschnitts Q11 der ersten Erd- und Sandmasse Q1 ab, die aus der durch die erste Freigabebewegung freigegebenen Erde und Sand gebildet wird. Diese Ableitung wird auf der Grundlage eines Bildes durchgeführt, das einen vorwärts gerichteten Raum des oberen Schwenkkörpers 3 zeigt, der durch die Vorwärtskamera 70F während eines Zeitraums von der Beendigung der ersten Freigabebewegung bis zu der Beendigung der zweiten Aushubbewegung fotografiert wurde. Dann stellt die Steuerung 30 die Position P11 dieser Oberseite als eine Ziel-Freigabeposition P (erste Ziel-Freigabeposition P1) ein.
Anschließend leitet die Steuerung 30, wie in dem linken Teil von 5 veranschaulicht, einen erforderlichen Schwenkwinkel α ab, auf der Grundlage: der Mittellinie des Ansatzstücks AT zu diesem Zeitpunkt (Vorne-Hinten-Achse des oberen Schwenkkörpers 3) (gestrichelte Linie L1); und einer Ziellinie L2, die eine gerade Linie ist, die durch die Ziel-Freigabeposition P (erste Ziel-Freigabeposition P1) und die Schwenkachse PV (Mittelpunkt von Schwenken) verläuft.
Der erforderliche Schwenkwinkel α ist ein Winkel, der gebildet wird zwischen: der Ziellinie L2, die eine Gerade ist, die durch die Ziel-Freigabeposition P und die Schwenkachse PV verläuft; und der gestrichelten Linie L1, die der Mittellinie des Ansatzstücks AT (Vorne-Hinten-Achse des oberen Schwenkkörpers 3) entspricht.
Anschließend schwenkt die Steuerung 30 als Reaktion auf die Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels in der nach links gerichteten Schwenkbewegung, wobei der Schalter SW gedrückt wird, den oberen Schwenkkörper 3 um den erforderlichen Schwenkwinkel α nach links. Wenn der Schwenkwinkel des oberen Schwenkkörpers 3 den erforderlichen Schwenkwinkel α erreicht, stoppt die Steuerung 30 eine nach links gerichtete Schwenkbewegung des oberen Schwenkkörpers 3, selbst wenn die Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels in der nach links gerichteten Schwenkrichtung fortgesetzt wird. Es ist anzumerken, dass die Steuerung 30 die nach links gerichtete Schwenkbewegung des oberen Schwenkkörpers 3 stoppt, wenn die Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels in der nach links gerichteten Schwenkrichtung gestoppt wird, bevor der Schwenkwinkel des oberen Schwenkkörpers 3 den erforderlichen Schwenkwinkel α erreicht. Damit wird der manuellen Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels durch den Bediener Vorrang eingeräumt. Auch kann die Steuerung 30 die Schwenkgeschwindigkeit verringern, wenn sich der Schwenkwinkel des oberen Schwenkkörpers 3 dem erforderlichen Schwenkwinkel α nähert. Damit soll verhindert werden, dass die nach links gerichtete Schwenkbewegung des oberen Schwenkkörpers 3 plötzlich zu dem Zeitpunkt stoppt, wenn der Schwenkwinkel des oberen Schwenkkörpers 3 den erforderlichen Schwenkwinkel α erreicht. Auch bei dem veranschaulichten Beispiel bestimmt die Steuerung 30 die Schwenkgeschwindigkeit des oberen Schwenkkörpers 3 entsprechend dem Betätigungsbetrag des Schwenk-Betätigungshebels durch den Bediener. Das heißt, die Steuerung 30 steuert die Schwenkbewegung des oberen Schwenkkörpers 3 so, dass die Schwenkgeschwindigkeit höher wird, wenn der Betätigungsbetrag des Schwenk-Betätigungshebels größer wird. Die Steuerung 30 kann jedoch konfiguriert sein, die Schwenkgeschwindigkeit des oberen Schwenkkörpers 3 unabhängig von dem Betätigungsbetrag des Schwenk-Betätigungshebels zu bestimmen. Damit soll verhindert werden, dass die Schwenkgeschwindigkeit des oberen Schwenkkörpers 3 übermäßig hoch wird.
Anschließend gibt der Bediener die Erde und Sand in der Schaufel 6 in Richtung der Ziel-Freigabeposition frei, indem er den Schaufelbetätigungshebel in die Schaufelöffnungsrichtung manuell betätigt, wobei die Ebenenkoordinaten der Ziel-Freigabeposition (X-Koordinate und Y-Koordinate) mit den Ebenenkoordinaten (X-Koordinate und Y-Koordinate) des Steuerziels übereinstimmen. Es ist anzumerken, dass die Bewegung der Freigabe der Erde und des Sandes in der Schaufel 6 in Richtung der Ziel-Freigabeposition automatisch durchgeführt werden kann.
Dasselbe gilt für die dritte Freigabebewegung. Insbesondere leitet die Steuerung 30 eine Position P12 der Oberseite des zweiten Abschnitts Q12 der ersten Erd- und Sandmasse Q1 ab, die aus der durch die zweite Freigabebewegung freigegebene Erde und Sand gebildet wird. Diese Ableitung wird auf der Grundlage eines Bildes durchgeführt, das einen vorwärts gerichteten Raum des oberen Schwenkkörpers 3 zeigt, der von der Vorwärtskamera 70F während eines Zeitraums von dem Abschluss der zweiten Freigabebewegung bis zu dem Abschluss der dritten Aushubbewegung fotografiert wurde. Dann stellt die Steuerung 30 die Position P12 dieser Oberseite als die Ziel-Freigabeposition P ein (erste Ziel-Freigabeposition P1). Es ist anzumerken, dass die Steuerung 30 die Position P11 der Oberseite des ersten Abschnitts Q11 der ersten Erd-und Sandmasse Q1 als die Ziel-Freigabeposition P festlegen kann. Auch kann die Steuerung 30 die Ziel-Freigabeposition P in der zweiten und nachfolgenden Freigabebewegungen an einer Position festlegen, die von der Oberseite der Erd-und Sandmasse um einen vorbestimmten Abstand entsprechend dem Ausmaß von Ansammlung von Erde und Sand entfernt ist.
Bei dem veranschaulichten Beispiel stellt die Steuerung 30 bei der vierten Freigabebewegung die Ziel-Freigabeposition P auf eine andere Position als die Position der ersten Erd- und Sandmasse Q1 ein. Damit soll verhindert werden, dass die Höhe der ersten Erd- und Sandmasse Q1 die Grenzhöhe HT übermäßig überschreitet.
Insbesondere stellt die Steuerung 30 die Ziel-Freigabeposition P auf eine andere Position als die Position der ersten Erd- und Sandmasse Q1 ein, wenn sie erkennt, dass die Höhe der Oberseite der ersten Erd- und Sandmasse Q1 höher als die Grenzhöhe HT ist. Diese Einstellung wird auf der Grundlage eines Bildes durchgeführt, das einen vorwärts gerichteten Raum des oberen Schwenkkörpers 3 zeigt, der von der Vorwärtskamera 70F während eines Zeitraums von dem Abschluss der dritten Freigabebewegung bis zu dem Abschluss der vierten Aushubbewegung aufgenommen wurde. Die Steuerung 30 kann die dreidimensionale Karte jedes Mal aktualisieren, wenn die Erd- und Sandmasse durch die Bodenfreigabebewegung gebildet wird. Ferner kann die Steuerung 30, wenn die Höhe der Oberseite der Erd- und Sandmasse höher als die Grenzhöhe HT ist, das Ansatzstück so bewegen, dass die Erd-und Sandmasse von oben durch die hintere Oberfläche der Schaufel 6 gedrückt wird. In diesem Fall kann die Steuerung 30, wenn sie erkennt, dass die Oberseite der Erd-und Sandmasse eine flache Form aufweist und ferner die flache Oberseite der Erd- und Sandmasse höher als die Grenzhöhe HT ist, die Ziel-Freigabeposition P auf eine andere Position als die Position der Oberseite der Erd- und Sandmasse festlegen.
In dem in dem linken Teil von 5 veranschaulichten Beispiel stellt die Steuerung 30 als die Ziel-Freigabeposition P (zweite Ziel-Freigabeposition P2) eine andere Position ein, die von der Position der Oberseite der ersten Erd- und Sandmasse Q1 (erste Ziel-Freigabeposition P1) um einen vorbestimmten Abstand oder mehr entfernt ist, wobei die zweite Ziel-Freigabeposition P2 auf dem Umfang eines Kreises CE1 mit einem Radius eines Abstands D1 zwischen der Position der Oberseite der ersten Erd- und Sandmasse Q1 (erste Ziel-Freigabeposition P1) und der Schwenkachse PV liegt. Anschließend wird die zweite Erd- und Sandmasse Q2 an der zweiten Ziel-Freigabeposition P2 gebildet. Wenn die Höhe der Oberseite der zweiten Erd-und Sandmasse Q2 die Grenzhöhe HT überschreitet, stellt die Steuerung 30 als die Ziel-Freigabeposition P (dritte Ziel-Freigabeposition P3) eine noch weitere Position ein, die von der Position der Oberseite der zweiten Erd- und Sandmasse Q2 (zweite Ziel-Freigabeposition P2) um einen vorbestimmten Abstand oder mehr entfernt ist, wobei die dritte Ziel-Freigabeposition P3 auf dem Umfang des Kreises CE1 liegt. Das Gleiche gilt für die vierte und folgenden Erd- und Sandmassen. Zu diesem Zeitpunkt kann die Steuerung 30 die Bewegung des Ansatzstücks steuern, bis die Schaufel 6 eine Position direkt über der Ziel-Freigabeposition P erreicht, so dass die Schaufel 6 die bereits gebildete Erd- und Sandmasse nicht berührt.
Alternativ kann die Steuerung 30 als die Ziel-Freigabeposition P eine andere Position auf der Ziellinie L2 festlegen, die von der Position der Spitze der ersten Erd- und Sandmasse Q1 (erste Ziel-Freigabeposition P1) um einen vorbestimmten Abstand oder mehr entfernt ist (z. B. die vierte Ziel-Freigabeposition P4 an einer Position, die näher an der Schwenkachse PV als die erste Ziel-Freigabeposition P1 liegt). In diesem Fall, wenn die Höhe der Oberseite der Erd- und Sandmasse Q, die an der vierten Ziel-Freigabeposition P4 gebildet wird, die Grenzhöhe HT überschreitet, kann die Steuerung 30 als die Ziel-Freigabeposition P eine noch andere Position einstellen, die von der vierten Ziel-Freigabeposition P4 um einen vorbestimmten Abstand oder mehr entfernt ist, wobei die Ziel-Freigabeposition P auf dem Umfang eines Kreises CE2 mit einem Radius eines Abstands zwischen der vierten Ziel-Freigabeposition P4 und der Schwenkachse PV liegt.
Alternativ kann die Steuerung 30 als die Ziel-Freigabeposition P eine andere Position auf der Ziellinie L2 einstellen, die von der Position der Oberseite der ersten Erd- und Sandmasse Q1 (erste Ziel-Freigabeposition P1) um einen vorbestimmten Abstand oder mehr entfernt ist (z. B. die fünfte Ziel-Freigabeposition P5 an einer Position, die weiter von der Schwenkachse PV entfernt ist als die erste Ziel-Freigabeposition P1). In diesem Fall, wenn die Höhe der Oberseite der Erd- und Sandmasse Q, die an der fünften Ziel-Freigabeposition P5 gebildet wird, die Grenzhöhe HT überschreitet, kann die Steuerung 30 als die Ziel-Freigabeposition P eine noch weitere Position einstellen, die von der fünften Ziel-Freigabeposition P5 um einen vorbestimmten Abstand oder mehr entfernt ist, wobei die Ziel-Freigabeposition P auf dem Umfang eines Kreises CE3 mit einem Radius eines Abstands zwischen der fünften Ziel-Freigabeposition P5 und der Schwenkachse PV liegt. Hier wird die Ziel-Freigabeposition innerhalb eines Bodenfreigabebereichs eingestellt, der zuvor an der Arbeitsstelle eingestellt wurde. Wenn sich die angesammelten Erd- und Sandmassen außerhalb des Bodenfreigabebereichs ausbreiten, kann die Steuerung 30 die Ziel-Freigabeposition P an einer vorbestimmten Position in dem Talabschnitt (vertiefter Abschnitt) einstellen, der zwischen einer Erd- und Sandmasse und einer anderen Erd-und Sandmasse gebildet wird. Auch wenn sich die angesammelten Erd- und Sandmassen aus dem Bodenfreigabebereich heraus ausbreiten, kann die Steuerung 30 die Grenzhöhe HT anheben. Auf diese Weise kann die Steuerung 30 die Ziel-Freigabeposition P auf der Grundlage folgender Faktoren einstellen von: dem Merkmal der Erd- und Sandmasse, die durch die Bodenfreigabebewegung gebildet wird; und der Grenzhöhe HT.
Alternativ kann der Bediener des Baggers 100 nach Abschluss der vierten Aushubbewegung manuell die zweite Ziel-Freigabeposition P2 einstellen, die eine Position ist, an der die zweite Erd- und Sandmasse Q2 gebildet werden soll. Insbesondere kann der Bediener, nachdem er die Schaufel 6 in eine Position direkt über der Position bewegt hat, in der die zweite Erd- und Sandmasse Q2 gebildet werden soll, durch manuelle Betätigung der Betätigungsvorrichtung 26 ohne Drücken des Schalters SW den Schaufelbetätigungshebel manuell betätigen und die Schaufelöffnungsbewegung durchführen und die Erde und Sand in Richtung dieser Position freigeben. Nach Abschluss dieser vierten manuellen Freigabebewegung kann die Steuerung 30 als die Ziel-Freigabeposition P für die fünfte und nachfolgenden Freigabebewegungen eine Position der Oberseite der zweiten Erd- und Sandmasse Q2 einstellen, die aus der Erde und Sand gebildet wird, die durch die vierte Freigabebewegung zu dem Boden freigegeben wurde. Diese Einstellung erfolgt auf der Grundlage eines Bildes, das einen vorwärts gerichteten Raum des oberen Schwenkkörpers 3 zeigt, der von der Vorwärtskamera 70F während eines Zeitraums bis zum Abschluss der fünften Aushubbewegung fotografiert wurde.
Auch kann die Steuerung 30 konfiguriert sein, die Schaufel 6, in der die Erde und Sand durch die Aushubbewegung aufgenommen werden, automatisch in eine Position direkt über der Ziel-Freigabeposition P durch die Freigabebewegungs-Unterstützungsfunktion zu bewegen. Insbesondere kann die Steuerung 30 als Reaktion auf die manuelle Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels durch den Bediener des Baggers 100 während Drückens des Schalters SW automatisch andere Bewegungen als die Schwenkbewegung durchführen, unabhängig von dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der manuellen Betätigung des entsprechenden Betätigungshebels vorhanden. In diesem Fall kann beispielsweise die Armöffnungsbewegung automatisch durchgeführt werden, selbst wenn keine manuelle Betätigung des Armbetätigungshebels durchgeführt wird.
Weiter insbesondere, erzeugt die Steuerung 30 zu dem Zeitpunkt der Beendigung der zweiten Aushubbewegung (Auslegerhebebewegung) eine Spur (Zielspur) von der Ist-Position der Schaufel 6 bis zu der Position direkt über der Ziel-Freigabeposition P (Startposition für Bodenfreigabebewegung). Die Position direkt über der Ziel-Freigabeposition P ist eine Position, die vertikal direkt über der Ziel-Freigabeposition P um einen vorbestimmten Abstand (z. B. 10 cm) liegt. Die Startposition für Bodenfreigabebewegung als ein Endpunkt der Spur wird dreidimensional eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Zielspur so erzeugt, dass die Schaufel 6 nicht mit der bereits gebildeten Erd- und Sandmasse in Kontakt kommt. Auf diese Weise kann die Steuerung 30 die Startposition für Bodenfreigabebewegung auf der Grundlage des Zustands der Arbeitsstelle (des Merkmals (Unregelmäßigkeiten) der durch die Bodenfreigabebewegung gebildeten Erd- und Sandmasse) berechnen. Darüber hinaus kann die Steuerung 30 die Startposition für Bodenfreigabebewegung beispielsweise auf der Grundlage des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Hindernisses als dem Zustand der Arbeitsstelle berechnen.
Wenn nachfolgend der Schwenk-Betätigungshebel bei gedrücktem Schalter SW in die nach links gerichtete Schwenkbewegung betätigt wird, bewegt die Steuerung 30 nachfolgend die Schaufel 6 automatisch in eine Position direkt über der Ziel-Freigabeposition P, indem das Ansatzstück bewegt wird, während der obere Schwenkkörper 3 um den erforderlichen Schwenkwinkel α nach links geschwenkt wird. Insbesondere treibt die Steuerung 30 den Schwenkhydraulikmotor 2A und den Auslegerzylinder 7, den Armzylinder 8, den Schaufelzylinder 9 oder eine beliebige Kombination davon an, wodurch die Schaufel 6 entlang der Zielspur bewegt wird.
Auch kann die Steuerung 30 konfiguriert sein, die Schaufel 6, die automatisch in die Position direkt über der Ziel-Freigabeposition P bewegt wird, durch die Freigabebewegungs-Unterstützungsfunktion automatisch zu öffnen. Insbesondere kann die Steuerung 30 als Reaktion auf die manuelle Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels durch den Bediener des Baggers 100 während Drücken des Schalters SW automatisch die Öffnungsbewegung der Schaufel durchführen, unabhängig davon, ob die manuelle Betätigung des Schaufelbetätigungshebels erfolgt oder nicht.
Wenn anschließend der Schwenk-Betätigungshebel in die entgegengesetzte Richtung (Schwenkrichtung nach rechts) betätigt wird, wobei der Schalter SW gedrückt wird, kann die Steuerung 30 konfiguriert sein, den oberen Schwenkkörper 3 nach rechts zu schwenken, bis die Mittellinie des Ansatzstücks AT (Vorne-Hinten-Achse des oberen Schwenkkörpers 3) mit der gestrichelten Linie L1 übereinstimmt, die die Erstreckungsrichtung der Furche GV anzeigt. Dies dient der Rückführung der Schaufel 6 direkt über die Aushubposition (Furche GV).
Als Nächstes wird ein Beispiel der Konfiguration in Bezug auf die Maschinensteuerfunktion unter Bezugnahme auf 7A und 7B beschrieben. 7A und 7B sind jeweils eine Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel der Steuerung 30 veranschaulicht. Insbesondere veranschaulichen 7A und 7B jeweils eine detaillierte Konfiguration in Bezug auf die Maschinensteuerfunktion. Es ist anzumerken, dass sich die folgende Beschreibung unter Bezugnahme auf 7A und 7B auf die Maschinensteuerfunktion bezieht, die durchgeführt wird, wenn der linke Betätigungshebel 26L (Schwenk-Betätigungshebel) zum Bewegen des oberen Schwenkkörpers 3 betätigt wird, wobei der Schalter SW betätigt wird. Insbesondere bezieht sich die folgende Beschreibung auf die Maschinensteuerfunktion des automatischen Antriebs des Schwenkhydraulikmotors 2A und des Auslegerzylinders 7, des Armzylinders 8, des Schaufelzylinders 9 oder eine beliebige Kombination davon, so dass die Ebenenkoordinaten (X-Koordinate und Y-Koordinate) der Ziel-Freigabeposition mit die Ebenenkoordinaten (X-Koordinate und Y-Koordinate) des Steuerziels übereinstimmen, wenn der Bediener die Schwenkbetätigung manuell durchführt.
Die Steuerung 30 umfasst ein Betätigungsinhalt-Beschaffungsteil 3001, ein Ziel-Freigabepositions-Beschaffungsteil 3002, ein Zielspur-Einstellteil 3003, ein Ist-Positions-Berechnungsteil 3004, ein Ziel-Positions-Berechnungsteil 3005, ein Bewegungsbefehls-Erzeugungsteil 3006, ein Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007, ein Lagewinkel-Berechnungsteil 3008 und ein Grenzhöhen-Beschaffungsteil 3009 als Funktionsteile in Bezug auf die Maschinensteuerfunktion. Bei dem veranschaulichten Beispiel werden die neun Funktionsteile jeweils durch Software realisiert. Die neun Funktionsteile können jedoch auch jeweils durch Hardware (z. B. eine elektronische Schaltung) oder durch eine Kombination aus Software und Hardware realisiert sein. Bei dem veranschaulichten Beispiel führen die neun Funktionsteile, wenn der Schalter SW betätigt wird, wiederholt den unten beschriebenen Prozess für jeden der vorbestimmten Steuerzyklen durch.
Das Betätigungsinhalt-Beschaffungsteil 3001 erhält den Betätigungsinhalt des Schwenk-Betätigungshebels auf der Grundlage eines Detektionssignals, das von dem Betätigungssensor 29LB genommen wird. Zum Beispiel erhält (berechnet) das Betätigungsinhalt-Beschaffungsteil 3001, als den Betätigungsinhalt die Richtung der Betätigung (ob die Schwenkbetätigung nach links oder die Schwenkbetätigung nach rechts ist) und den Betätigungsbetrag.
Das Ziel-Freigabepositions-Beschaffungsteil 3002, erhält zum Beispiel Daten in Bezug auf die Ziel-Freigabeposition auf der Grundlage der Ausgabe der Raumerkennungsvorrichtung 70. Bei dem veranschaulichten Beispiel erhält das Ziel-Freigabepositions-Beschaffungsteil 3002 als die Ziel-Freigabeposition die Position der Oberseite der Erd- und Sandmasse, die aus der Erde und Sand gebildet wird, die durch die letzte Freigabebewegung zu dem Boden freigegeben wurde. Diese Beschaffung wird auf der Grundlage eines Bildes durchgeführt, das von der Rückwärtskamera 70B, der Vorwärtskamera 70F, der nach links gerichteten Kamera 70L, der nach rechts gerichteten Kamera 70R oder einer beliebigen Kombination davon aufgenommen wurde und als die Raumerkennungsvorrichtung 70 dient. Die Daten in Bezug auf die Ziel-Freigabeposition sind zum Beispiel zwei- oder dreidimensionale Koordinaten der Ziel-Freigabeposition.
Bei dem veranschaulichten Beispiel wird die erste Freigabebewegung als Reaktion auf die manuelle Betätigung der Betätigungsvorrichtung 26 durch den Bediener des Baggers 100 durchgeführt. Die zweite Freigabebewegung wird als Reaktion auf die manuelle Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels durch den Bediener des Baggers 100 durch die Maschinensteuerfunktion durchgeführt, nachdem die Ziel-Freigabeposition als die Position der Oberseite der Erd-und Sandmasse eingestellt wurde, die aus der Erde und Sand gebildet wird, die durch die erste Freigabebewegung zu dem Boden freigegeben wurde. Die dritte und nachfolgenden Freigabebewegungen werden als Reaktion auf die manuelle Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels durch den Bediener des Baggers 100 durch die Maschinensteuerfunktion durchgeführt, nachdem die Ziel-Freigabeposition als die Position der Oberseite der aus Erde und Sand gebildeten Masse, die durch die erste oder zweite Freigabebewegung zu dem Boden freigegeben wurde, eingestellt wurde. Bei der zweiten und nachfolgenden Freigabebewegungen kann die Schaufelöffnungsbewegung zum Freigeben der Erde und Sandes in der Schaufel 6 als Reaktion auf die manuelle Betätigung des Schaufelbetätigungshebels durch den Bediener durchgeführt werden, oder sie kann unabhängig von dem Vorhandensein oder der Abwesenheit der manuellen Betätigung des Schaufelbetätigungshebels durch den Bediener durchgeführt werden, d. h., sie kann automatisch als Reaktion auf die manuelle Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels durch den Bediener durchgeführt werden.
Das Zielspur-Einstellteil 3003 stellt auf der Grundlage der Daten in Bezug auf die Ziel-Freigabeposition Informationen in Bezug auf die Zielspur ein, um das Steuerziel zu der Position direkt über der Ziel-Freigabeposition (Startposition für Bodenfreigabebewegung) zu bewegen. Die Position direkt über der Ziel-Freigabeposition ist zum Beispiel eine Position, die vertikal direkt über der Ziel-Freigabeposition P um einen vorbestimmten Abstand (z.B. 10 cm) liegt. Bei dem veranschaulichten Beispiel stellt das Zielspur-Einstellteil 3003 die Zielspur ein auf der Grundlage: der Koordinaten der Ist-Position des Steuerziels; und der Koordinaten der Ziel-Freigabeposition fest. Auch kann das Zielspur-Einstellteil 3003 Informationen in Bezug auf das Merkmal des Bodens um den Bagger 100 herum verwenden. In diesem Fall kann das Zielspur-Einstellteil 3003 Informationen in Bezug auf das Merkmal des Bodens um den Bagger 100 herum auf der Grundlage der Ausgabe von der Raumerkennungsvorrichtung 70 erhalten.
Das Ist-Positions-Berechnungsteil 3004, berechnet die Position (Ist-Position) des Steuerziels. Insbesondere kann die Position des Steuerziels auf einem Auslegerwinkel β1, einem Armwinkel β2, einem Schaufelwinkel β3 und einem Schwenkwinkel β4 beruhen, die durch das Lagewinkel-Berechnungsteil 3008 berechnet werden.
Das Ziel-Positions-Berechnungsteil 3005 berechnet die Ziel-Position des Steuerziels auf der Grundlage: des Inhalts der Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels (Richtung und Betätigungsbetrag); von Informationen in Bezug auf die eingestellte Zielspur; und der Ist-Position des Steuerziels. Diese Ziel-Position ist eine Position auf der Zielspur, die während des zu einem Ist-Zeitpunkt durchgeführten Steuerzyklus erreicht werden soll, unter der Annahme, dass der obere Schwenkkörper 3 entsprechend der Richtung und dem Betätigungsbetrag des Schwenk-Betätigungshebels geschwenkt wird. Das Ziel-Positions-Berechnungsteil 3005 kann die Ziel-Position des Steuerziels unter Verwendung von zum Beispiel einer Karte oder einer Berechnungsformel berechnen, die zuvor in dem internen Speicher oder dergleichen gespeichert wurde.
Das Bewegungsbefehls-Erzeugungsteil 3006 erzeugt auf der Grundlage der Ziel-Position des Steuerziels einen Befehlswert in Bezug auf die Bewegung des Auslegers 4 (im Folgenden als ein „Ausleger-Befehlswert β1r“ bezeichnet), einen Befehlswert in Bezug auf die Bewegung des Arms 5 (im Folgenden als ein „Arm-Befehlswert β2r“ bezeichnet), einen Befehlswert in Bezug auf die Bewegung der Schaufel 6 (im Folgenden als ein „Schaufel-Befehlswert β3r“ bezeichnet) und einen Befehlswert in Bezug auf die Bewegung des oberen Schwenkkörpers 3 (im Folgenden als ein „Schwenk-Befehlswert β4r“ bezeichnet). Bei dem veranschaulichten Beispiel sind der Ausleger-Befehlswert β1r, der Arm-Befehlswert β2r, der Schaufel-Befehlswert β3r und der Schwenk-Befehlswert β4r jeweils ein Auslegerwinkel, ein Armwinkel, ein Schaufelwinkel und ein Schwenkwinkel, wenn das Steuerziel die Ziel-Position erreicht hat. Es ist anzumerken, dass der Ausleger-Befehlswert β1r, der Arm-Befehlswert β2r, der Schaufel-Befehlswert β3r und der Schwenk-Befehlswert β4r Drehgeschwindigkeiten (Schwenkgeschwindigkeiten) oder Drehbeschleunigungen (Schwenkbeschleunigungen) des Auslegers 4, des Arms 5, der Schaufel 6 und des oberen Schwenkkörpers 3 sind, die erforderlich sind, damit das Steuerziel die Ziel-Position erreicht.
Das Bewegungsbefehls-Erzeugungsteil 3006 kann ein Master-Befehls-Erzeugungsteil 3006A und ein Slave-Befehls-Erzeugungsteil 3006B umfassen. Das Master-Befehls-Erzeugungsteil 3006A erzeugt einen Befehlswert in Bezug auf die Bewegung eines Arbeitselements (im Folgenden als ein „Master-Element“ bezeichnet), das sich entsprechend dem Inhalt der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 26 bewegt (im Folgenden wird dieser Befehlswert als ein „Master-Befehlswert“ bezeichnet). Es ist anzumerken, dass ein Betätigungshebel, der zur Betätigung des Masterelements konfiguriert ist, auch als ein „MasterBetätigungshebel“ bezeichnet wird. Bei dem veranschaulichten Beispiel ist das Masterelement der obere Schwenkkörper 3, der Masterbetätigungshebel ist der Schwenk-Betätigungshebel, und das Master-Befehls-Erzeugungsteil 3006A erzeugt den Schwenk-Befehlswert β4r und gibt den Schwenk-Befehlswert β4r an ein Schwenk-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007D aus. Insbesondere erzeugt das Master-Befehls-Erzeugungsteil 3006A den Schwenk-Befehlswert β4r entsprechend dem Inhalt der Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels (Richtung und Betätigungsbetrag). Das Master-Befehls-Erzeugungsteil 3006A kann den Schwenk-Befehlswert β4r erzeugen und ausgeben auf der Grundlage von: dem Inhalt der Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels; einer vorbestimmten Karte oder Umrechnungsformel, die eine Beziehung zu dem Schwenk-Befehlswert β4r definiert; oder dergleichen.
Das Slave-Befehls-Erzeugungsteil 3006B erzeugt einen Befehlswert in Bezug auf die Bewegung, unter den Arbeitselementen, eines Arbeitselements (im Folgenden als ein „Slave-Element“ bezeichnet), das sich entsprechend (synchron mit) der Bewegung (Schwenken) des Master-Elements (oberer Schwenkkörper 3) bewegt, so dass sich das Steuerziel entlang der Zielspur bewegt (im Folgenden wird dieser Befehlswert als ein „Slave-Befehlswert“ bezeichnet). Bei dem veranschaulichten Beispiel ist das Slave-Element der Ausleger 4, der Arm 5 und die Schaufel 6. Das Slave-Befehls-Erzeugungsteil 3006B erzeugt den Ausleger-Befehlswert β1r, den Arm-Befehlswert β2r und den Schaufel-Befehlswert β3r und gibt den Ausleger-Befehlswert β1r, den Arm-Befehlswert β2r und den Schaufel-Befehlswert β3r an ein Ausleger-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007A, ein Arm-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007B bzw. ein Schaufel-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007C aus. Insbesondere erzeugt das Slave-Befehls-Erzeugungsteil 3006B den Ausleger-Befehlswert β1r, den Arm-Befehlswert β2r und den Schaufel-Befehlswert β3r, so dass sich der Ausleger 4, der Arm 5, die Schaufel 6 oder eine beliebige Kombination davon entsprechend (in Synchronisation mit) der Bewegung (Schwenken) des oberen Schwenkkörpers 3 entsprechend dem Schwenk-Befehlswert β4r bewegen, und das Steuerziel die Ziel-Position erreichen (d. h. sich entlang der Zielspur bewegen) kann. Dadurch kann die Steuerung 30 das Steuerziel entlang der Zielspur bewegen, indem sie das Ansatzstück AT entsprechend (d. h. synchron mit) der Bewegung (Schwenken) des oberen Schwenkkörpers 3 entsprechend dem Inhalt der Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels bewegt. Das heißt, der obere Schwenkkörper 3 (Schwenkhydraulikmotor 2A) bewegt sich entsprechend einer Eingabe der Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels, und die Bewegungen des Auslegers 4 (Auslegerzylinder 7), des Arms 5 (Armzylinder 8) und der Schaufel 6 (Schaufelzylinder 9) werden entsprechend der Bewegung des oberen Schwenkkörpers 3 (Schwenkhydraulikmotor 2A) gesteuert, so dass sich das Steuerziel, wie beispielsweise der Mittelpunkt der Schaufel 6 oder dergleichen, entlang der Zielspur bewegt.
Um die Winkel (Auslegerwinkel, Armwinkel, Schaufelwinkel und Schwenkwinkel β4) zu erreichen, die den Befehlswerten (Ausleger-Befehlswert β1r, Arm-Befehlswert β2r, Schaufel-Befehlswert β3r und Schwenk-Befehlswert β4r) entsprechen, ist das Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007 konfiguriert, einen Vorsteuerdruck-Befehlswert (im Folgenden als ein „Vorsteuerdruck-Befehlswert“ bezeichnet) zu erzeugen, der an das Steuerventil (Steuerventile 173 bis 176) angelegt werden soll. Insbesondere umfasst das Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007 das Ausleger-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007A, das Arm-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007B, das Schaufel-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007C und das Schwenk-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007D.
Das Ausleger-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007A, erzeugt den Vorsteuerdruck-Befehlswert, der an das Steuerventil 175 angelegt werden soll, das dem Auslegerzylinder 7 entspricht, der den Ausleger 4 antreibt, auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem Ausleger-Befehlswert β1r und einem Berechnungswert (Messwert) des Ist-Auslegerwinkels, der von einem Auslegerwinkel-Berechnungsteil 3008A berechnet wird. Das Ausleger-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007A gibt einen Steuerstrom, der dem erzeugten Vorsteuerdruck-Befehlswert entspricht, an das elektromagnetische Ventil 31BL und das elektromagnetische Ventil 31BR aus. Dadurch können das elektromagnetische Ventil 31BL und das elektromagnetische Ventil 31BR einen Vorsteuerdruck, der dem Vorsteuerdruck-Befehlswert entspricht, an den entsprechenden Vorsteueranschluss des Steuerventils 175 anlegen. Wenn der Vorsteuerdruck an den Vorsteueranschluss angelegt wird, wird das Steuerventil 175 angetrieben. Wenn das Steuerventil 175 angetrieben wird, bewegt sich der Auslegerzylinder 7, und um einen Auslegerwinkel zu erreichen, der dem Ausleger-Befehlswert β1r entspricht, bewegt sich der Ausleger 4.
Auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem Arm-Befehlswert β2r und einem Berechnungswert (Messwert) des Ist-Armwinkels, der von einem Armwinkel-Berechnungsteil 3008B berechnet wird, erzeugt das Arm-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007B einen Vorsteuerdruck-Befehlswert, der an das Steuerventil 176 angelegt werden soll, das dem Armzylinder 8 entspricht, der den Arm 5 antreibt. Das Arm-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007B gibt einen Steuerstrom, der dem erzeugten Vorsteuerdruck-Befehlswert entspricht, an das elektromagnetische Ventil 31AL und das elektromagnetische Ventil 31AR aus. Dadurch können das elektromagnetische Ventil 31AL und das elektromagnetische Ventil 31AR den Vorsteuerdruck, der dem Vorsteuerdruck-Befehlswert entspricht, an den Vorsteueranschluss des Steuerventils 176 anlegen. Wenn der Vorsteuerdruck an den Vorsteueranschluss angelegt wird, wird das Steuerventil 176 angetrieben. Wenn das Steuerventil 176 angetrieben wird, bewegt sich der Armzylinder 8, und um den Armwinkel zu erreichen, der dem Arm-Befehlswert β2r entspricht, bewegt sich der Arm 5.
Auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem Schaufel-Befehlswert β3r und einem Berechnungswert (Messwert) des Ist-Schaufelwinkels, der von einem Schaufelwinkel-Berechnungsteil 3008C berechnet wird, erzeugt das Schaufel-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007C einen Vorsteuerdruck-Befehlswert, der an das Steuerventil 174 anzulegen ist, das dem Schaufelzylinder 9 entspricht, der die Schaufel 6 antreibt. Das Schaufel-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007C gibt einen Steuerstrom, der dem erzeugten Vorsteuerdruck-Befehlswert entspricht, an das elektromagnetische Ventil 31CL und das elektromagnetische Ventil 31CR aus. Dadurch können das elektromagnetische Ventil 31CL und das elektromagnetische Ventil 31CR den Vorsteuerdruck, der dem Vorsteuerdruck-Befehlswert entspricht, an den Vorsteueranschluss des Steuerventils 174 anlegen. Wenn der Vorsteuerdruck an den Vorsteueranschluss angelegt wird, wird das Steuerventil 174 angetrieben. Wenn das Steuerventil 174 angetrieben wird, bewegt sich der Schaufelzylinder 9, und um den Schaufelwinkel zu erreichen, der dem Schaufel-Befehlswert β3r entspricht, bewegt sich die Schaufel 6.
Auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem Schwenk-Befehlswert β4r und einem Berechnungswert (Messwert) des Ist-Schwenkwinkels, der von einem Schwenkwinkel-Berechnungsteil 3008D berechnet wird, erzeugt das Schwenk-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007D einen Vorsteuerdruck-Befehlswert, der an das Steuerventil 173 angelegt werden soll, das dem Schwenkhydraulikmotor 2A entspricht, der den oberen Schwenkkörper 3 antreibt. Das Schwenk-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007D gibt einen Steuerstrom, der dem erzeugten Vorsteuerdruck-Befehlswert entspricht, an das elektromagnetische Ventil 31DL und das elektromagnetische Ventil 31DR aus. Dadurch können das elektromagnetische Ventil 31DL und das elektromagnetische Ventil 31DR den Vorsteuerdruck, der dem Vorsteuerdruck-Befehlswert entspricht, an den Vorsteueranschluss des Steuerventils 173 anlegen. Wenn der Vorsteuerdruck an den Vorsteueranschluss angelegt wird, wird das Steuerventil 173 angetrieben. Wenn das Steuerventil 173 angetrieben wird, bewegt sich der Schwenkhydraulikmotor 2A, und um den Schwenkwinkel zu erreichen, der dem Schwenk-Befehlswert β4r entspricht, bewegt sich (schwenkt) der obere Schwenkkörper 3.
Das Stellungswinkel-Berechnungsteil 3008 ist konfiguriert, den Auslegerwinkel β1, den Armwinkel β2, den Schaufelwinkel β3 und den Schwenkwinkel β4 auf der Grundlage von Detektionssignalen des Auslegerwinkelsensors S1, des Armwinkelsensors S2, des Schaufelwinkelsensors S3 und des Schwenkwinkelsensors S5 zu berechnen (zu messen). Insbesondere umfasst das Stellungswinkel-Berechnungsteil 3008 das Auslegerwinkel-Berechnungsteil 3008A, das Armwinkel-Berechnungsteil 3008B, das Schaufelwinkel-Berechnungsteil 3008C und das Schwenkwinkel-Berechnungsteil 3008D. Das Auslegerwinkel-Berechnungsteil 3008A berechnet (misst) den Auslegerwinkel β1 auf der Grundlage des von dem Auslegerwinkelsensor S1 aufgenommenen Detektionssignals. Das Arm-Berechnungsteil 3008B berechnet (misst) den Armwinkel β2 auf der Grundlage des von dem Armwinkelsensor S2 aufgenommenen Detektionssignals. Das Schaufelwinkel-Berechnungsteil 3008C berechnet (misst) den Schaufelwinkel β3 auf der Grundlage des von dem Schaufelwinkelsensor S3 aufgenommenen Detektionssignals. Das Schwenkwinkel-Berechnungsteil 3008D berechnet (misst) den Schwenkwinkel β4 auf der Grundlage des von dem Schwenkwinkelgeschwindigkeitssensor S5 aufgenommenen Detektionssignals.
Das Grenzhöhen-Beschaffungsteil 3009 ist beispielsweise konfiguriert, Daten in Bezug auf die Grenzhöhe aus dem internen Speicher, einem externen Speichermedium oder dergleichen zu erhalten. Die „Grenzhöhe“ ist eine zulässige maximale Höhe der Masse (Erd- und Sandmasse), die aus den Objekten (Erde und Sand) gebildet wird, die durch die Freigabebewegung zu dem Boden freigegeben werden.
Bei dem veranschaulichten Beispiel ist die Steuerung 30 konfiguriert, die Bewegung des Baggers 100 so zu steuern, dass die Höhe der Erd- und Sandmasse die Grenzhöhe nicht übermäßig überschreitet. Insbesondere, wenn die Höhe der Erd- und Sandmasse, die durch die vorherige Freigabebewegung gebildet wird, die Grenzhöhe überschreitet, ist das Ziel-Freigabepositionserfassungsteil 3002 konfiguriert, eine Position der Oberseite dieser Erd-und Sandmasse nicht als die Ziel-Freigabeposition einzustellen. In diesem Fall stellt beispielsweise das Ziel-Freigabepositions-Beschaffungsteil 3002 als die Ziel-Freigabeposition eine andere Position ein, die von der Position der Oberseite dieser Erd- und Sandmasse um einen vorbestimmten Abstand oder mehr entfernt ist, wobei die Ziel-Freigabeposition auf dem Umfang eines Kreises liegt, der einen Radius eines Abstands zwischen der Oberseite dieser Erd- und Sandmasse und dem Mittelpunkt der Schwenkung aufweist. Alternativ kann das Ziel-Freigabepositions-Beschaffungsteil 3002 als die Ziel-Freigabeposition eine weitere Position einstellen, die von der Position der Oberseite der Erd- und Sandmasse um einen vorbestimmten Abstand oder mehr entfernt ist, wobei die Ziel-Freigabeposition auf einer geraden Linie liegt, die durch die Oberseite der Erd- und Sandmasse und den Mittelpunkt der Schwenkung verläuft.
Bei dieser Konfiguration kann der Bediener des Baggers 100 die Schaufel 6, in der die Erde und Sand und dergleichen aufgenommen sind, nur durch Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels während Drücken des Schalters SW nach Abschluss der Aushubbewegung direkt über der Ziel-Freigabeposition positionieren. Daher kann die Steuerung 30 eine Belastung für den Bediener in Bezug auf die Freigabebewegung verringern.
Auch kann die Steuerung 30 die Schaufel 6 automatisch öffnen und die Erde und Sand in der Schaufel 6 automatisch zu dem Boden freigeben nach Positionieren von der Schaufel 6, in der die Erde und der Sand aufgenommen sind, direkt über der Ziel-Freigabeposition. In diesem Fall kann der Bediener die Schaufel 6, in der die Erde und Sand und dergleichen aufgenommen sind, nur durch Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels während Drücken des Schalters SW nach Abschluss der Aushubbewegung direkt über der Ziel-Freigabeposition positionieren und dann die Erde und Sand in der Schaufel 6 automatisch zu dem Boden freigeben. Daher kann die Steuerung 30 eine Belastung für den Bediener in Bezug auf die Freigabebewegung weiter verringern.
Als Nächstes wird ein weiteres detailliertes Konfigurationsbeispiel in Bezug auf die Maschinensteuerfunktion unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 ist eine Ansicht, die ein weiteres Konfigurationsbeispiel der Steuerung 30 veranschaulicht. Die in 8 veranschaulichte Steuerung 30 unterscheidet sich von der in 7A veranschaulichten Steuerung 30 dadurch, dass das Betätigungsinhalt-Beschaffungsteil 3001 Informationen in Bezug auf den Betätigungsinhalt durch eine Kommunikationsvorrichtung T1 erhält. Die in 8 veranschaulichte Steuerung 30 ist jedoch im Übrigen dieselbe wie diejenige in 7A veranschaulichte Steuerung 30.
Insbesondere ist die Steuerung 30 von 8 eine Vorrichtung, die in einem ferngesteuerten Bagger oder einem unbemannten (autonomen) Bagger eingebaut ist. Bei dem unbemannten (autonomen) Bagger wird die Ziel-Freigabeposition P für die erste Freigabebewegung vorher eingestellt. Die Ziel-Freigabeposition P für die zweite und die folgenden Freigabebewegungen kann auf der Grundlage der Ausgabe der Raumerkennungsvorrichtung 70 flexibel eingestellt werden, oder sie kann im Voraus eingestellt werden. Bei dem ferngesteuerten Bagger kann die Steuerung 30 auch in einem Fernsteuerraum untergebracht sein. Bei dem unbemannten (autonomen) Bagger kann die Steuerung 30 in einer Verwaltungsvorrichtung, wie beispielsweise einem Server oder dergleichen, eingebaut sein, die in einer externen Einrichtung angeordnet ist.
Wie vorstehend beschrieben, umfasst der Bagger 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wie in 5 veranschaulicht: den unteren Fahrkörper 1; den oberen Schwenkkörper 3, der schwenkbar an dem unteren Fahrkörper 1 montiert ist; das Ansatzstück AT, das an dem oberen Schwenkkörper 3 angebracht ist und den Ausleger 4, den Arm 5 und die Schaufel 6 umfasst, die als das Endansatzstück dienen; die Raumerkennungsvorrichtung 70, die konfiguriert ist, das Merkmal des Bodens zu erkennen; und die als die Steuervorrichtung dienende Steuerung 30, die konfiguriert ist, die Ziel-Freigabeposition P auf der Grundlage des von der Raumerkennungsvorrichtung 70 erkannten Merkmals des Bodens zu bestimmen und die Schwenkbewegung des oberen Schwenkkörpers 3 so zu steuern, dass der obere Schwenkkörper 3 auf die Ziel-Freigabeposition P ausgerichtet ist. Es ist anzumerken, dass das Endansatzstück ein anderes Element als die Schaufel 6 sein kann, wie beispielsweise ein Hebemagnet, ein Greifer oder dergleichen.
Bei dieser Konfiguration kann der Bediener des Baggers 100 beispielsweise nur durch Ausführen einer vorbestimmten Betätigung, wie beispielsweise Kippen des Schwenk-Betätigungshebels während Drücken des Schalters SW den oberen Schwenkkörper 3 in Richtung der Ziel-Freigabeposition P ausrichten. Anschließend kann der Bediener nur durch Bewegen des Ansatzstücks AT das Endansatzstück in eine Position direkt über der Ziel-Freigabeposition P bewegen. Dadurch kann der Bagger 100 eine Belastung für den Bediener in Bezug auf die Freigabebewegung reduzieren.
Es ist anzumerken, dass die Steuerung 30 konfiguriert sein kann, die Schwenkbewegung des oberen Schwenkkörpers 3 zwangsweise zu stoppen, wenn der obere Schwenkkörper 3 in Richtung der Ziel-Freigabeposition P ausgerichtet ist. In diesem Fall kann die Steuerung 30 konfiguriert sein, die Schwenkbewegung des oberen Schwenkkörpers 3 sanft zu stoppen, um so ein plötzliches Stoppen der Schwenkbewegung des oberen Schwenkkörpers 3 zu verhindern. Beispielsweise kann die Steuerung 30 die Schwenkgeschwindigkeit des oberen Schwenkkörpers 3 schrittweise verringern. Auch kann die Steuerung 30 konfiguriert sein, die Schwenkgeschwindigkeit von dem Start des Schwenkens bis zu dem Stoppen des Schwenkens kontinuierlich zu steuern, um so eine gleichmäßige Schwenkbewegung des oberen Schwenkkörpers 3 zu erreichen.
Bei dieser Konfiguration kann der Bediener des Baggers 100 beispielsweise nur durch Durchführen einer vorbestimmten Betätigung, wie beispielsweise Kippen des Schwenk-Betätigungshebels während Drücken des Schalters SW den oberen Schwenkkörper 3 gleichmäßig schwenken, so dass der obere Schwenkkörper 3 in Richtung der Ziel-Freigabeposition P ausgerichtet ist. Daher kann der Bagger 100 Auftreten eines Ereignisses verhindern, bei dem die Erde und Sand während der Schwenkbewegung aus der Schaufel 6 fallen, und Besorgnis des Bedieners über Möglichkeit des Auftretens eines solchen Ereignisses verringern. Daher kann der Bagger 100 die Belastung für den Bediener in Bezug auf die Freigabebewegung weiter verringern.
Entsprechend der Betätigung des Schwenk-Betätigungshebels kann die Steuerung 30 auch konfiguriert sein, das Endansatzstück durch Schwenken des oberen Schwenkkörpers 3 und Bewegen des Ansatzstücks AT in die Position direkt über der Ziel-Freigabeposition P zu bewegen.
Bei dieser Konfiguration kann der Bediener des Baggers 100 das Endansatzstück in die Position direkt oberhalb der Ziel-Freigabeposition P bewegen, indem er beispielsweise nur eine vorbestimmte Betätigung, wie beispielsweise Kippen, des Schwenk-Betätigungshebels durchführt während Drücken des Schalters SW. Dadurch kann der Bagger 100 eine Belastung für den Bediener in Bezug auf die Freigabebewegung weiter verringern.
Die Steuerung 30 kann auch konfiguriert sein, das Endansatzstück automatisch zu bewegen und die durch das Ansatzstück AT in die Luft gehobenen Objekte in Richtung des Bodens freizugeben, nachdem sie das Endansatzstück in die Position direkt über der Ziel-Freigabeposition P bewegt hat. Bei dem in 5 veranschaulichten Beispiel bewegt die Steuerung 30 die Schaufel 6 in die Position direkt über der Ziel-Freigabeposition P und öffnet dann automatisch die Schaufel 6 und gibt die durch das Ansatzstück AT in die Luft gehobene Erde und Sand, d. h., die in der Schaufel 6 aufgenommene Erde und Sand, in Richtung des Bodens frei. Es ist anzumerken, dass, wenn das Endansatzstück ein Hebemagnet ist, die Steuerung 30 den Hebemagneten in die Position direkt über der Ziel-Freigabeposition P bewegt und dann automatisch den Hebemagneten entmagnetisiert und die Erde und Sand, die durch das Ansatzstück AT in die Luft gehoben wurden, d. h. die magnetischen Objekte, die durch den Hebemagneten angezogen werden, wie beispielsweise Stahlschrott und dergleichen, in Richtung des Bodens freigibt.
Bei dieser Konfiguration kann der Bediener des Baggers 100 nur durch Durchführen einer vorbestimmten Betätigung, wie beispielsweise Kippen des Schwenk-Betätigungshebels während Drücken des Schalters SW das Endansatzstück in die Position direkt über der Ziel-Freigabeposition P bewegen und die durch das Ansatzstück AT in die Luft gehobenen Gegenstände weiter in Richtung des Bodens freigeben. Daher kann der Bagger 100 die Belastung für den Bediener in Bezug auf die Freigabebewegung weiter reduzieren.
Es ist anzumerken, dass die Ziel-Freigabeposition P die Position der Oberseite der aus den Objekten gebildeten Masse sein kann, die durch die vergangenen Freigabebewegungen zu dem Boden freigegeben wurde. Bei dem in 5 dargestellten Beispiel ist die Ziel-Freigabeposition P die Position der Oberseite der aus Erde und Sand gebildeten Masse, die durch die erste Freigabebewegung zu dem Boden freigegeben wurde. Die Ziel-Freigabeposition P kann jedoch auch der Mittelpunkt eines Bereichs in einer Draufsicht der Masse sein, die aus den Objekten gebildet wird, die durch die vergangenen Freigabebewegungen zu dem Boden freigegeben wurden.
Auch ist die Vorrichtung für maschinelles Lernen gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung konfiguriert, die Ziel-Freigabeposition zu erlernen, indem sie den Datensatz verwendet, der Kombinationen von Informationen über das Merkmal der Erd- und Sandmasse, die durch die Bodenfreigabebewegung gebildet wird, und bevorzugte Freigabepositionen enthält.
In diesem Fall wird das trainierte Modell, das von einer solchen Vorrichtung für maschinelles Lernen erzeugt wurde, in die nichtflüchtige Speichervorrichtung in der Steuerung 30 eingegeben (gespeichert), und die Steuerung 30 kann konfiguriert sein, auf der Grundlage des trainierten Modells die Ziel-Freigabeposition entsprechend der Eingabe der Informationen über das aktuelle Merkmal des Bodens auszugeben.
Mit dieser Konfiguration kann die Steuerung 30 die für das aktuelle Merkmal des Bodens geeignete Ziel-Freigabeposition ableiten.
Vorstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Modifikationen, Substitutionen oder dergleichen können bei den oben beschriebenen Ausführungsformen angewandt werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können die Merkmale, die separat beschrieben wurden, miteinander kombiniert werden, sofern keine technischen Widersprüche auftreten.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 ... unterer Fahrkörper 1C ... Raupe 1CL ... linke Raupe 1CR ... rechte Raupe 2 ... Schwenkmechanismus 2A ... Schwenkhydraulikmotor 2M ... Fahrhydraulikmotor 2ML ... linker Fahrhydraulikmotor 2MR ... rechter Fahrhydraulikmotor 3 ... oberer Schwenkkörper 4 ... Ausleger 5 ... Arm 6, 6a ... Schaufel 7 ... Auslegerzylinder 8 ... Armzylinder 9 ... Schaufelzylinder 10 ... Kabine 11 ... Motor 13 ... Pumpenregler 14 ... Hauptpumpe 15 ... Vorsteuerpumpe 17 ... Steuerventileinheit 18 ... Drossel 19 ... Steuerdrucksensor 26 ... Betätigungsvorrichtung 26D ... Fahrhebel 26DL ... linker Fahrhebel 26DR ... rechter Fahrhebel 26L ... linker Betätigungshebel 26R ... rechter Betätigungshebel 28 ... Abgabedrucksensor 29, 29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL, 29DR ... Betätigungssensor 30 ... Steuerung 31, 31AL, 31AR, 31BL, 31BR, 31CL, 31CR, 31DL, 31DR, 31EL, 31ER, 31FL, 31FR ... elektromagnetisches Ventil 40 ... Anzeigevorrichtung 45A ... Außenalarm 45B ... Innenalarm 60 ... Steuerventil 70 ... Raumerkennungsvorrichtung 70B ... Rückwärtskamera 70F ... Vorwärtskamera 70L ... nach links gerichtete Kamera 70R ... nach rechts gerichtete Kamera 85 ... Positioniervorrichtung 100 ... Bagger 171 bis 175, 175L, 175R, 176, 176L, 176R ... Steuerventil 3001 ... Betätigungsinhalt-Beschaffungsteil 3002 ... Ziel-Freigabepositions-Beschaffungsteil 3003 ... Zielspur-Einstellteil 3004 ... Ist-Positions-Berechnungsteil 3005 ... Ziel-Positions-Berechnungsteil 3006...Bewegungsbefehls-Erzeugungsteil 3006A ... Master-Befehls-Erzeugungsteil 3006B ... Slave-Befehls-Erzeugungsteil 3007 ... Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007A ... Ausleger-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007B ... Arm-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007C ... Schaufel-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3007D ... Schwenk-Vorsteuerbefehls-Erzeugungsteil 3008 ... Stellungswinkel-Berechnungsteil 3008A ... Auslegerwinkel-Berechnungsteil 3008B ... Armwinkel-Berechnungsteil 3008C ... Schaufelwinkel-Berechnungsteil 3008D ... Schwenkwinkel-Berechnungsteil 3009 ... Grenzhöhen-Beschaffungsteil AT ... Ansatzstück CD1 ... Vorsteuerleitung CE1, CE2, CE3 ... Kreis GV ... Furche HT ... Grenzhöhe L2 ... Ziellinie P ... Ziel-Freigabeposition P1 ... erste Ziel-Freigabeposition P2 ... zweite Ziel-Freigabeposition P3 ... dritte Ziel-Freigabeposition P4 ... vierte Ziel-Freigabeposition P5 ... fünfte Ziel-Freigabeposition P11, P12, P13 ... Position PV ... Schwenkachse Q ... Erd-und-Sand-Masse Q1 ... erste Erd-und-Sand-Masse Q11 ... erster Abschnitt Q12 ... zweiter Abschnitt Q13 ... dritter Abschnitt Q2 ... zweite Erd- und Sandmasse S1 ... Auslegerwinkelsensor S2 ... Armwinkelsensor S3 ... Schaufelwinkelsensor S4 ... Maschinenkörperneigungssensor S5 ... Schwenkwinkelgeschwindigkeitssensor SL ... Erd- und Sandmasse SW, SW1, SW2 ... Schalter T1 ... Kommunikationsvorrichtung α ... erforderlicher Schwenkwinkel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 201944582 [0002]

Claims

Baggersteuervorrichtung, wobei die Baggersteuervorrichtung konfiguriert ist, eine Ziel-Freigabeposition auf der Grundlage eines durch eine Raumerkennungsvorrichtung erkannten Merkmals eines Bodens zu bestimmen und eine Schwenkbewegung eines oberen Schwenkkörpers eines Baggers zu steuern, so dass der obere Schwenkkörper in Richtung der Ziel-Freigabeposition ausgerichtet ist, wobei der Bagger umfasst einen unteren Fahrkörper, den oberen Schwenkkörper, der auf dem unteren Fahrkörper schwenkbar montiert ist, Ansatzstücke, die an dem oberen Schwenkkörper angebracht sind und einen Ausleger, einen Arm und ein Endansatzstück umfassen, und die Raumerkennungsvorrichtung, die konfiguriert ist, das Merkmal des Bodens zu erkennen.
Bagger, umfassend: einen unteren Fahrkörper; einen oberen Schwenkkörper, der schwenkbar auf dem unteren Fahrkörper montiert ist; Ansatzstücke, die an dem oberen Schwenkkörper angebracht sind und einen Ausleger, einen Arm und ein Endansatzstück umfassen; eine Raumerkennungsvorrichtung, die konfiguriert ist, ein Merkmal eines Bodens zu erkennen; und eine Steuervorrichtung, die konfiguriert ist, eine Ziel-Freigabeposition auf der Grundlage des von einer Raumerkennungsvorrichtung erkannten Merkmals des Bodens zu bestimmen und eine Schwenkbewegung des oberen Schwenkkörpers zu steuern, so dass der obere Schwenkkörper in Richtung der Ziel-Freigabeposition ausgerichtet ist.
Bagger gemäß Anspruch 2, wobei die Steuervorrichtung Schwenken des oberen Schwenkkörpers stoppt, wenn der obere Schwenkkörper in Richtung der Ziel-Freigabeposition ausgerichtet ist.
Bagger gemäß Anspruch 2, wobei die Steuervorrichtung den oberen Schwenkkörper als Reaktion auf eine Betätigung eines Schwenk-Betätigungshebels schwenkt und die Ansatzstücke bewegt, wodurch das Endansatzstück in eine Position direkt über der Ziel-Freigabeposition bewegt wird.
Bagger gemäß Anspruch 4, wobei die Steuervorrichtung das Endansatzstück in die Position direkt über der Ziel-Freigabeposition bewegt und dann das Endansatzstück automatisch bewegt und ein Objekt, das durch die Ansatzstücke in der Luft angehoben wurde, in Richtung Boden freigibt.
Bagger gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Ziel-Freigabeposition eine Position der Oberseite einer Masse ist, die aus einem Objekt gebildet ist, das durch eine Freigabebewegung in der Vergangenheit zu dem Boden freigegeben wurde.
Vorrichtung für maschinelles Lernen, wobei die Vorrichtung für maschinelles Lernen konfiguriert ist, eine Ziel-Freigabeposition zu lernen, indem sie einen Datensatz verwendet, der Kombinationen von Informationen über ein Merkmal einer Erd- und Sandmasse, die durch eine Bodenfreigabebewegung gebildet wird, und bevorzugte Freigabepositionen enthält.
Baggersteuervorrichtung, die Baggersteuervorrichtung konfiguriert ist, eine Eingabe zu empfangen, die um ein trainiertes Modell ist, das von der Vorrichtung für maschinelles Lernen nach Anspruch 7 erzeugt wurde, und die Ziel-Freigabeposition auf der Grundlage des trainierten Modells entsprechend einer Eingabe, die Informationen über ein aktuelles Merkmal eines Bodens sind, auszugeben.