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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Baggeranzeigesystem bzw. Erdbewegungsmaschinenanzeigesystem und einen Bagger bzw. eine Erdbewegungsmaschine, der dieses Erdbewegungsmaschinenanzeigesystem umfasst.
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Hintergrund
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Im Allgemeinen hebt eine Erdbewegungsmaschine, wie beispielsweise ein Bagger, beispielsweise einen Erdboden bzw. Erde eines Arbeitsobjektes aus, wenn eine Bedienungsperson, die ein Bedienungspersonal ist, einen Bedienungshebel bzw. Betätigungshebel betätigt, um eine Arbeitsmaschine, die einen Löffel bzw. eine Schaufel umfasst, anzusteuern. Beispielsweise offenbart die Patentdruckschrift 1 eine Technik zum Erfassen von Schneidenpositionen einer Schaufel, zum Bestimmen einer Beziehung zwischen einer Absolutposition eines Untergrundrohres und von Absolutpositionen von Schaufelschneiden und zum Bestimmen einer Aushubposition und einer Aushubtiefe durch eine Schaufel mittels einer Aushubposition-/-Tiefenbestimmungseinheit.
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Zitierungsliste
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Patentdruckschrift
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- Patentdruckschrift 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP 2003-056010 A
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Zusammenfassung
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Technisches Problem
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Wenn ein Teil einer Entwurfsoberfläche eines Baustellenziels als eine Zieloberfläche eingestellt bzw. gesetzt ist, wobei eine Erdbewegungsmaschine, wie beispielsweise ein Bagger, verwendet wird, um einen Boden bzw. Erde eines Arbeitsobjekts entsprechend dieser Zieloberfläche auszuheben, benötigt eine Bedienungsperson der Erdbewegungsmaschine insbesondere Informationen über relative Positionen der Zieloberfläche und von Schaufelschneiden (eines Aushubkantenabschnitts bzw. Aushubrandabschnitts). Die Technik gemäß der Patentdruckschrift 1 erlaubt es, die Positionen der Schaufelschneiden (Aushubrandabschnitte) zu lernen, wenn sie von einer Seite betrachtet werden. Wenn die Technik gemäß der Patentdruckschrift 1 jedoch verwendet wird, verschwinden, wenn sich eine Schaufel über eine Löffellagerung bzw. Schaufellagerung dreht, die Schaufelschneiden (Aushubrandabschnitte) hinter der Schaufel, wenn sie von oben betrachten werden. Ferner muss die Bedienungsperson Informationen über relative Positionen einer Zieloberfläche und von Schaufelschneiden (Aushubrandabschnitten) nur auf der Grundlage von Positionen der Schaufelschneiden (Aushubrandabschnitte) abschätzen, die von der Seite betrachtet werden können. Somit kann die Technik gemäß der Patentdruckschrift 1 möglicherweise Positionen von Schaufelschneiden (Aushubrandabschnitten), die einer Drehung der Schaufel folgen, nicht klar bereitstellen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Positionen von Aushubrandabschnitten, die einer Drehung einer Schaufel folgen, für eine Bedienungsposition klar bzw. verständlich bereitzustellen, wenn die Bedienungsperson einer Erdbewegungsmaschine Bauarbeiten entsprechend einer Entwurfsoberfläche fortsetzt.
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Lösung der Aufgabe
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Anzeigesystem einer Erdbewegungsmaschine bereitgestellt, wobei die Erdbewegungsmaschine eine Arbeitsmaschine, die eine Schaufel umfasst, welche einen Aushubrandabschnitt umfasst, und einen Hauptkörper umfasst, der an die Arbeitsmaschine angebracht ist, wobei das Erdbewegungsmaschinenanzeigesystem umfasst: eine Arbeitsmaschinenzustandserfassungseinheit, die Informationen, die eine derzeitige Position der Erdbewegungsmaschine betreffen, Informationen, die eine Stellung des Hauptkörpers betreffen, und Informationen über eine Position des Aushubrandabschnitts erfasst, eine Speichereinheit, die Positionsinformationen über eine Zieloberfläche, die eine Entwurfsgeographie angeben, und Außenforminformationen über die Schaufel speichert, und eine Verarbeitungseinheit, die Positionen der Schaufel und des Aushubrandabschnitts, wenn sie von einer Oberseite der Erdbewegungsmaschine betrachtet wird, auf der Grundlage der Informationen, die die derzeitige Position der Erdbewegungsmaschine betreffen, der Informationen, die die Stellung des Hauptkörpers betreffen, der Informationen über die Position des Aushubrandabschnitts und der Außenforminformationen über die Schaufel berechnet und auf einem Bildschirm einer Anzeigevorrichtung die Zieloberfläche, ein Bild, das die Schaufel angibt, und ein Bild, das die Position des Aushubrandabschnitts angibt, anzeigt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es zu bevorzugen, dass die Verarbeitungseinheit zu jeder Zeit das Bild, das die Position des Aushubrandabschnitts angibt, auf dem Bildschirm anzeigt, der die Erdbewegungsmaschine von der Oberseite anzeigt, sodass eine relative Position des Aushubrandabschnitts in Bezug auf das Bild, das die Schaufel angibt, die von der Oberseite der Erdbewegungsmaschine betrachtet wird, klar ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es zu bevorzugen, dass die Verarbeitungseinheit das Bild, das die Position des Aushubrandabschnitts angibt, als ein Bild eines Liniensegments anzeigt, das die Position des Aushubrandabschnitts angibt, und das Bild des Liniensegments, das die Position des Aushubrandabschnitts angibt, in einer Betriebsart anzeigt, die unterschiedlich zu der des Bildes ist, das die Schaufel angibt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es zu bevorzugen, dass das Liniensegment eine Schneide bei dem Aushubrandabschnitt angibt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Erdbewegungsmaschine das Anzeigesystem der Erdbewegungsmaschine.
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Die vorliegende Erfindung kann Positionen von Aushubrandabschnitten, die einer Drehung einer Schaufel folgen, für eine Bedienungsperson klar bzw. verständlich bereitstellen, wenn die Bedienungsperson einer Erdbewegungsmaschine Bauarbeiten entsprechend einer Entwurfsoberfläche fortsetzt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung, die einen Bagger 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
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2 zeigt eine Seitenansicht des Baggers 100.
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3 zeigt eine Rückenansicht des Baggers 100.
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4 zeigt ein Blockschaltbild, das ein Steuerungssystem veranschaulicht, das in dem Bagger 100 beinhaltet ist.
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5 zeigt eine Darstellung, die eine Entwurfsgeographie veranschaulicht, die durch Entwurfsgeographiedaten angegeben ist.
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6 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel eines Leitsystembildschirms bzw. Führungsbildschirms veranschaulicht.
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7 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel des Führungsbildschirms veranschaulicht.
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8 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung eines Beispiels eines Verfahrens zum Berechnen von derzeitigen Positionen von Aushubrandabschnitten (P3).
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9 zeigt eine Darstellung zur Beschreibung eines Beispiels eines Verfahrens zum Berechnen von derzeitigen Positionen der Aushubrandabschnitte (P3).
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10 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitung zum Anzeigen der Aushubrandabschnitte P3 von einer Draufsicht veranschaulicht.
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11 zeigt eine beschreibende Darstellung, die ein Anzeigebeispiel der Aushubrandabschnitte P3 beschreibt.
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12 zeigt eine perspektivische Darstellung zur Beschreibung einer Drehung der Aushubrandabschnitte P3.
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13 zeigt eine Seitenansicht zur Beschreibung einer Zielflächenentfernung DAi.
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14 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel veranschaulicht, in dem die Aushubrandabschnitte P3 von der Draufsicht auf einen Bildschirm 42P einer Anzeigeeinheit 42 angezeigt werden.
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15 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel veranschaulicht, in dem die Aushubrandabschnitte P3 von der Draufsicht auf den Bildschirm 42P der Anzeigeeinheit 42 angezeigt werden.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Eine Ausführungsform (ein Ausführungsbeispiel) zur Verwirklichung der vorliegenden Erfindung wird ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Inhalte, die in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel offenbart sind, beschränken in keinerlei Weise die vorliegende Erfindung. Ferner ist, obwohl in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel ein Bagger als ein Beispiel der Erdbewegungsmaschine beschrieben wird, die Erdbewegungsmaschine, auf die das nachfolgende Ausführungsbeispiel abzielt, in keinerlei Weise auf einen Bagger begrenzt, solange die Erdbewegungsmaschine eine Aushub- oder Auffüllfunktion aufweist.
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<Gesamtkonfiguration der Erdbewegungsmaschine>
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung, die einen Bagger 100 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel veranschaulicht. 2 zeigt eine Seitenansicht des Baggers 100. 3 zeigt eine Rückenansicht des Baggers 100. 4 zeigt ein Blockschaltbild, das ein Steuerungssystem veranschaulicht, das in dem Bagger 100 beinhaltet ist. 5 zeigt eine Darstellung, die eine Entwurfsgeographie veranschaulicht, die durch Entwurfsgeographiedaten angegeben ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der Bagger 100 als eine Erdbewegungsmaschine einen Fahrzeughauptkörper 1, der ein Hauptkörper ist, und eine Arbeitsmaschine 2. Der Fahrzeughauptkörper 1 umfasst einen oberen Schwenkkörper 3 und eine Fahrvorrichtung bzw. ein Fahrwerk 5. Innerhalb eines Kraftmaschinenraums 3EG sind eine Leistungserzeugungsvorrichtung und eine Vorrichtung, wie beispielsweise eine Hydraulikpumpe, die nicht gezeigt sind, untergebracht. Der Kraftmaschinenraum 3EG ist bei einer Endseite des oberen Schwenkkörpers 3 angeordnet.
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Obwohl der Bagger 100 eine Brennkraftmaschine, wie beispielsweise eine Dieselkraftmaschine, als eine Leistungserzeugungsvorrichtung in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet, ist der Bagger 100 nicht hierauf begrenzt. Der Bagger 100 kann beispielsweise mit einer sogenannten Hybrid-Leistungserzeugngsvorrichtung ausgestattet sein, die durch Kombinieren einer Brennkraftmaschine, eines Generatormotors und einer elektrischen Speichervorrichtung gebildet wird.
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Der obere Schwenkkörper 3 weist einen Führerstand 4 auf. Der Führerstand 4 ist auf der anderen Endseite des oberen Schwenkkörpers 3 platziert. Das heißt, der Führerstand 4 ist auf einer Seite angeordnet, die entgegengesetzt zu einer Seite ist, bei der der Kraftmaschinenraum 3EG angeordnet ist. In dem Führerstand 4 sind eine Anzeigeeingabevorrichtung 38 und eine Betätigungsvorrichtung 25, die in 4 veranschaulicht sind, angeordnet. Diese Vorrichtungen werden nachstehend beschrieben. Die Fahrvorrichtung bzw. das Fahrwerk 5 weist Raupenketten 5a und 5b auf. Die Fahrvorrichtung 5 fährt den Bagger 100 und dreht die Raupenketten 5a und 5b. Die Arbeitsmaschine 2 ist an dem Führerstand 4 des oberen Schwenkkörpers 3 angebracht.
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Mit dem oberen Schwenkkörper 3 ist eine Seite, auf der die Arbeitsmaschine 2 und der Führerstand 4 angeordnet sind, die Frontseite, und eine Seite, auf der der Kraftmaschinenraum 3EG angeordnet ist, ist die Rückseite. Die linke Seite, wenn man der Frontseite gegenüber steht, ist die linke Seite des oberen Schwenkkörpers 3, und eine rechte Seite, wenn man der Frontseite gegenüber steht, ist die rechte Seite des oberen Schwenkkörpers 3. Ferner ist mit dem Bagger 100 oder dem Fahrzeughauptkörper 1 die Seite der Fahrvorrichtung bzw. des Fahrwerks 5, basierend auf dem oberen Schwenkkörper 3, eine untere Seite, und die Seite des oberen Schwenkkörpers 3 ist, basierend auf der Fahrvorrichtung 5, eine obere Seite. Wenn der Bagger 100 auf einer horizontalen Oberfläche platziert ist, ist die untere Seite eine vertikale Richtung, das heißt eine Richtung eines Aufbringens der Schwerkraft, wobei die obere Seite eine zu der vertikalen Richtung entgegengesetzte Seite ist.
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Die Arbeitsmaschine 2 weist einen Ausleger 6, einen Arm 7, einen Löffel bzw. eine Schaufel 8, einen Auslegerzylinder 10, einen Armzylinder 11 und einen Schaufelzylinder 12 auf. Ein Basisendabschnitt des Auslegers 6 ist schwenkbar an einem Frontabschnitt des Fahrzeughauptkörpers 1 mittels eines Auslegerbolzens 13 angebracht. Ein Basisendabschnitt des Arms 7 ist schwenkbar an einem Frontendabschnitt des Auslegers 6 mittels eines Armbolzens 14 angebracht. An dem Frontendabschnitt des Arms 7 ist die Schaufel bzw. der Löffel 8 schwenkbar mittels eines Schaufelbolzens 15 angebracht. An einen Kanten- bzw. Randabschnitt 8A, der ein konkaver Abschnitt der Schaufel 8 ist, sind Messer bzw. Klingen (Zahnelemente) 8B angebracht. Frontenden der Messer 8B sind Aushubrandabschnitte P3, die eine Aushubkraft der Arbeitsmaschine 2 erzeugen. Abhängig von Typen der Schaufel 8 sind die Messer 8B nicht an den konkaven Randabschnitten 8A der Schaufel 8 angebracht, wobei in diesem Fall die konkaven Randabschnitte 8A der Schaufel 8 die Aushubrandabschnitte P3 sind, die eine Aushubkraft erzeugen. Ferner wird ein konkaver Bodenabschnitt der Schaufel 8 als ein ”Beckenabschnitt” (hip portion) 8C bezeichnet, wobei die Arbeitsmaschine 2 ein Terrain durch Drücken des Beckenabschnitts 8C gegen eine Bodenoberfläche ebnen kann.
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Wie es in 2 veranschaulicht ist, ist die Länge des Auslegers 6, das heißt die Länge von dem Auslegerbolzen 13 zu dem Armbolzen 14 L1. Die Länge des Arms 7, das heißt die Länge von der Mitte des Armbolzens 14 zu der Mitte des Schaufelbolzens 15 ist L2. Die Länge der Schaufel 8, das heißt die Länge von der Mitte des Schaufelbolzens 15 zu den Aushubrandabschnitten P3 der Schaufel 8 ist L3.
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Der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 und der Schaufelzylinder 12, die in 1 veranschaulicht sind, sind Hydraulikzylinder, die durch einen Betriebsöldruck (nachstehend zweckentsprechend als ein ”Hydraulikdruck” bezeichnet) angesteuert bzw. angetrieben werden. Der Auslegerzylinder 10 treibt den Ausleger 6 an, um sich aufwärts und abwärts zu bewegen. Der Armzylinder 11 treibtden Arm 7 an, um sich um den Armbolzen 14 zu drehen. Der Schaufelzylinder 12 treibt die Schaufel 8 an, sich um den Schaufelbolzen 15 zu drehen. Ein Proportionalsteuerungsventil 37, das in 3 veranschaulicht ist, ist zwischen den Hydraulikzylindern, wie beispielsweise dem Auslegerzylinder 10, dem Armzylinder 11 und dem Schaufelzylinder 12, und Hydraulikpumpen, die nicht veranschaulicht sind, angeordnet. Eine elektronische Arbeitsmaschinensteuerungsvorrichtung 26, die nachstehend beschrieben wird, steuert das Proportionalsteuerungsventil 37, um die Strömungsrate des Arbeitsöls zu steuern, das dem Auslegerzylinder 10, dem Armzylinder 11 und dem Schaufelzylinder 12 zuzuführen ist. Als Ergebnis werden Betriebe des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11 und des Schaufelzylinders 12 gesteuert.
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Wie es in 2 veranschaulicht ist, sind der Ausleger 6, der Arm 7 und die Schaufel 8 mit einem ersten Hubsensor 16, einem zweiten Hubsensor 17 bzw. einem dritten Hubsensor 18 versehen. Der erste Hubsensor 16 erfasst eine Hublänge des Auslegerzylinders 10. Eine Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 (siehe 4), die nachstehend beschrieben wird, berechnet einen Neigungswinkel θ1 des Auslegers 6 in Bezug auf eine Za-Achse eines Fahrzeughauptkörperkoordinatensystems, das nachstehend beschrieben wird, aus der Hublänge des Auslegerzylinders 10, die durch den ersten Hubsensor 16 erfasst wird. Der zweite Hubsensor 17 erfasst eine Hublänge des Armzylinders 11. Die Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 berechnet einen Neigungswinkel θ2 des Arms 7 in Bezug auf den Ausleger 6 aus der Hublänge des Armzylinders 11, die durch den zweiten Hubsensor 17 erfasst wird. Der dritte Hubsensor 18 erfasst die Hublänge des Schaufelzylinders 12. Die Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 berechnet einen Neigungswinkel θ3 der Schaufel 8 in Bezug auf den Arm 7 aus der Hublänge des Schaufelzylinders 12, die durch den dritten Hubsensor 18 erfasst wird.
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Der Fahrzeughauptkörper 1 weist eine Arbeitsmaschinenzustandserfassungseinheit 19 auf. Die Arbeitsmaschinenzustandserfassungseinheit 19 erfasst eine derzeitige Position bzw. Ist-Position des Baggers 100, eine Stellung des Fahrzeughauptkörpers 1 und derzeitige Positionen bzw. Ist-Positionen der Aushubrandabschnitte P3. Die Arbeitsmaschinenzustandserfassungseinheit 19 weist zwei RTK-GNSS-Antennen (Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite Systems bzw. Echtzeitkinematik-Globale Navigationssatellitensysteme) 21 und 22 (nachstehend zweckentsprechend als ”GNSS-Antennen 21 und 22” bezeichnet), einen dreidimensionalen Positionssensor 23, einen Neigungswinkelsensor 24, den ersten Hubsensor 16, den zweiten Hubsensor 17 und den dritten Hubsensor 18 auf. Die GNSS-Antennen 21 und 22 sind in dem Fahrzeughauptkörper 1, genauer gesagt dem oberen Schwenkkörper 3, eingebaut. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die GNSS-Antennen 21 und 22 mit einer bestimmten Entfernung zueinander entlang einer Ya-Achse des Fahrzeughauptkörperkoordinatensystems, das nachstehend beschrieben wird, eingebaut. Die GNSS-Antennen 21 und 22 können mit einer bestimmten Entfernung zueinander entlang einer Xa-Achse des Fahrzeughauptkörperkoordinatensystems beabstandet sein oder sie können um eine bestimmte Entfernung zueinander in einer Oberfläche einer Xa-Achse-Ya-Achse des Fahrzeughauptkörperkoordinatensystems beabstandet sein.
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Signale, die GNSS-Funkwellen entsprechend, die durch die GNSS-Antennen 21 und 22 empfangen werden, werden dem dreidimensionalen Positionssensor 23 eingegeben. Der dreidimensionale Positionssensor 23 erfasst Positionen von Einbaupositionen P1 und P2 der GNSS-Antennen 21 und 22. Wie es in 3 veranschaulicht ist, erfasst der Neigungswinkelsensor 24 einen Neigungswinkel θ4 (nachstehend zweckentsprechend als ein ”Rollwinkel θ4” bezeichnet) in einer Richtung, in der die Schwerkraft aufgebracht ist, das heißt in einer Breitenrichtung des Fahrzeughauptkörpers 1 in Bezug auf eine vertikale Richtung Ng. Zusätzlich bedeutet in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Breitenrichtung eine Breitenrichtung der Schaufel 8, wobei sie mit der Breitenrichtung des oberen Schwenkkörpers 3, das heißt den Links- und Rechts-Richtungen übereinstimmt. Unterdessen stimmen, wenn die Arbeitsmaschine 2 eine Kippschaufel aufweist, die nachstehend beschrieben wird, die Breitenrichtung der Schaufel und die Breitenrichtung des oberen Schwenkkörpers 3 in einigen Fällen nicht überein.
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Der Bagger 100 weist die Betätigungsvorrichtung 25, die elektronische Arbeitsmaschinensteuerungsvorrichtung 26, eine Arbeitsmaschinensteuerungsvorrichtung 27 und ein Erdbewegungsmaschinenanzeigesystem (nachstehend zweckentsprechend als ein ”Anzeigesystem” bezeichnet) 28 auf. Die Betätigungsvorrichtung 25 weist Arbeitsmaschinenbetätigungselemente 31, Arbeitsmaschinenbetätigungserfassungseinheiten 32, Fahrbetätigungselemente 33 und Fahrbetätigungserfassungseinheiten 34 auf. Das Arbeitsmaschinenbetätigungselement 31 ist ein Element, das die Bedienungsperson verwendet, um die Arbeitsmaschine 2 zu betätigen bzw. zu bedienen, wobei sie beispielsweise ein Joystick bzw. Handsteuergeber oder ein Betätigungshebel ist. Die Arbeitsmaschinenbetätigungserfassungseinheit 32 erfasst einen Inhalt von Bedienungen bzw. Betätigungen der Arbeitsmaschinenbetätigungselemente 31 und sendet Erfassungssignale an die elektronische Arbeitsmaschinensteuerungsvorrichtung 26. Das Fahrbetätigungselement 33 ist ein Element, das die Bedienungsperson verwendet, um ein Fahren des Baggers 100 zu betätigen, wobei es beispielsweise ein Joystick bzw. Handsteuergeber oder ein Betätigungshebel ist. Die Fahrbetätigungserfassungseinheit 34 erfasst einen Inhalt von Betätigungen der Fahrbetätigungselemente 33 und sendet Erfassungssignale an die elektronische Arbeitsmaschinensteuerungsvorrichtung 26.
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Die elektronische Arbeitsmaschinensteuerungsvorrichtung 26 weist eine Arbeitsmaschinenspeichereinheit 35, die zumindest ein RAM (Random Access Memory bzw. Speicher mit wahlfreiem Zugriff) und/oder ROM (Read Only Memory bzw. Nur-Lese-Speicher) umfasst, und eine Betriebseinheit 36 auf, wie beispielsweise eine CPU (Central Processing Unit bzw. zentrale Verarbeitungseinheit). Die elektronische Arbeitsmaschinensteuerungsvorrichtung 26 steuert hauptsächlich die Arbeitsmaschine 2. Die elektronische Arbeitsmaschinensteuerungsvorrichtung 26 erzeugt ein Steuerungssignal zur Betätigung der Arbeitsmaschine 2 entsprechend einer Betätigung bzw. Bedienung des Arbeitsmaschinenbetätigungselements 31 und gibt das Steuerungssignal an die Arbeitsmaschinensteuerungsvorrichtung 27 aus. Die Arbeitsmaschinensteuerungsvorrichtung 27 weist das Proportionalsteuerungsventil 37 auf und steuert das Proportionalsteuerungsventil 37 auf der Grundlage des Steuerungssignals von der elektronischen Arbeitsmaschinensteuerungsvorrichtung 26. Ein Betätigungsöl bzw. Betriebsöl fließt aus dem Proportionalsteuerungsventil 37 mit einer Strömungsrate, die zu dem Steuerungssignal von der elektronischen Arbeitsmaschinensteuerungsvorrichtung 26 passt, wobei es zu zumindest einem des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11 und des Schaufelzylinders 12 zugeführt wird. Dann werden der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 und der Schaufelzylinder 12, die in 1 veranschaulicht sind, entsprechend dem Betriebsöl, das von dem Proportionalsteuerungsventil 37 zugeführt wird, angetrieben bzw. angesteuert. Als Ergebnis setzt sich die Arbeitsmaschine 2 in Betrieb.
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<Anzeigesystem 28>
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Das Anzeigesystem 28 ist ein System, das der Bedienungsperson Informationen zum Ausheben eines Bodens in einem Arbeitsbereich und zum Formen des Bodens in eine Form, die ähnlich zu einer Entwurfsoberfläche ist, die nachstehend beschrieben wird, bereitstellt. Das Anzeigesystem 28 umfasst den vorstehend genannten ersten Hubsensor 16, den zweiten Hubsensor 17 und den dritten Hubsensor 18, den dreidimensionalen Positionssenor 23 und den Neigungswinkelsensor 24 sowie zusätzlich die Anzeigeeingabevorrichtung 38 als eine Anzeigevorrichtung, die Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 und eine Geräuscherzeugungsvorrichtung 46, die einen Lautsprecher zum Aussenden eines Warngeräusches umfasst.
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Die Anzeigeeingabevorrichtung 38 weist eine Berührungsfeldeingabeeinheit bzw. Touch-Panel-Eingabeeinheit 41 und eine Anzeigeeinheit 42 auf, wie beispielsweise eine LCD (Liquid Crystal Display bzw. Flüssigkristallanzeige). Die Anzeigeeingabevorrichtung 38 zeigt einen Leitsystembildschirm bzw. Führungsbildschirm an, der Informationen für einen Aushub bereitstellt. Ferner zeigt der Führungsbildschirm verschiedene Tasten an. Die Bedienungsperson, die ein Bedienungspersonal (ein Servicepersonal im Falle einer Wartung oder Reparatur des Baggers 100) ist, kann verschiedene Funktionen des Anzeigesystems 28 durch Berühren von verschiedenen Tasten auf dem Führungsbildschirm ausführen. Der Führungsbildschirm wird nachstehend ausführlich beschrieben.
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Die Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 führt verschiedene Funktionen des Anzeigesystems 28 aus. Die Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 ist eine elektronische Steuerungsvorrichtung, die eine Speichereinheit 43, die zumindest ein RAM und/oder ein ROM umfasst, und eine Verarbeitungseinheit 44 aufweist, wie beispielsweise eine CPU. Die Speichereinheit 43 speichert Arbeitsmaschinendaten. Die Arbeitsmaschinendaten umfassen die vorstehend genannte Länge L1 des Auslegers 6, die Länge L2 des Arms 7 und die Länge L3 der Schaufel 8. Ferner umfassen die Arbeitsdaten minimale Werte und maximale Werte des Neigungswinkels θ1 des Auslegers 6 des Neigungswinkels θ2 des Arms 7 und des Neigungswinkels θ3 der Schaufel 8.
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Die Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 und die elektronische Arbeitsmaschinensteuerungsvorrichtung 26 können miteinander über eine drahtlose oder eine verdrahtete Kommunikationseinheit kommunizieren. Die Speichereinheit 43 der Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 speichert Entwurfsgeographiedaten, die im Voraus erzeugt werden. Die Entwurfsgeographiedaten sind Informationen, die die Form und die Position einer dreidimensionalen Entwurfsgeographie betreffen. Die Entwurfsgeographie bezieht sich auf eine Zielform eines Bodens, der ein Arbeitsobjekt ist. Die Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 zeigt den Führungsbildschirm auf der Anzeigeeingabevorrichtung 38 beruhend auf den Entwurfsgeographiedaten und Informationen, wie beispielsweise Erfassungsergebnissen von verschiedenen Sensoren, an. Genauer gesagt ist, wie es in 5 veranschaulicht ist, die Entwurfsgeographie mit einer Vielzahl von Entwurfsoberflächen 45 konfiguriert, die jeweils durch ein dreieckiges Polygon dargestellt werden. Zusätzlich ist in 5 lediglich ein Bezugszeichen 45 einer Vielzahl von Entwurfsoberflächen veranschaulicht, wobei Bezugszeichen der anderen Entwurfsoberflächen nicht dargestellt sind. Das Zielarbeitsobjekt ist eine Entwurfsoberfläche oder eine Vielzahl von Entwurfsoberflächen aus diesen Entwurfsoberflächen 45. Die Bedienungsperson wählt eine Entwurfsoberfläche oder eine Vielzahl von Entwurfsoberflächen aus diesen Entwurfsoberflächen 45 als die Zieloberfläche 70 aus. Die Zieloberfläche 70 ist eine Oberfläche, die von nun an unter einer Vielzahl von Entwurfsoberflächen 45 auszuheben ist. Die Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 lässt die Anzeigeeingabevorrichtung 38 den Führungsbildschirm anzeigen, der die Bedienungsperson über die Position der Zieloberfläche 70 benachrichtigt.
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<Führungsbildschirm>
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Die 6 und 7 sind Darstellungen, die Beispiele des Führungsbildschirms veranschaulichen. Der Führungsbildschirm ist ein Bildschirm, der eine Positionsbeziehung zwischen der Zieloberfläche 70 und den Aushubrandabschnitten der Schaufel 8 zeigt und der die Arbeitsmaschine 2 des Baggers 100 führt bzw. anleitet, um einen Boden, der ein Arbeitsobjekt ist, in die gleiche Form wie die Zieloberfläche 70 zu formen. Wie es in den 6 und 7 veranschaulicht ist, umfasst der Führungsbildschirm einen Grobaushubbetriebsart-Führungsbildschirm (nachstehend zweckentsprechend als ein ”Grobaushubbildschirm 53” bezeichnet) und einen Feinaushubbetriebsartführungsbildschirm (nachstehend zweckentsprechend als ein ”Feinaushubbildschirm 54” bezeichnet).
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(Grobaushubbildschirm 53)
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Der Grobaushubbildschirm 53, der in 6 veranschaulicht ist, wird auf einem Bildschirm 42P der Anzeigeeinheit 42 angezeigt. Der Grobaushubbildschirm 53 umfasst eine Draufsicht 53a, die eine Entwurfsgeographie eines Arbeitsbereichs und eine derzeitige Position des Baggers 100 veranschaulicht, und eine Seitenansicht 53b, die eine Positionsbeziehung zwischen der Zieloberfläche 70 und dem Bagger 100 veranschaulicht. Die Draufsicht 53a des Grobaushubbildschirms 53 stellt eine Entwurfsgeographie durch eine Vielzahl von dreieckigen Polygonen dar, die von einer Draufsicht betrachtet werden. Genauer gesagt stellt die Draufsicht 53a eine Etwurfsgeographie dar, die als eine Projektionsfläche eine Drehoberfläche veranschaulicht, die eine Oberfläche ist, auf der sich der Bagger 100 dreht. Somit ist die Draufsicht 53a eine Vogelansicht, die den Bagger 100 von oben veranschaulicht, wobei, wenn sich der Bagger 100 neigt, die Entwurfsoberfläche sich ebenso neigt.
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Ferner wird die Zieloberfläche 70, die als ein Zielarbeitsobjekt aus der Vielzahl von Entwurfsoberflächen 45 ausgewählt wird, durch eine Farbe angezeigt, die von denen der anderen Entwurfsoberflächen 45 unterschiedlich ist. Zusätzlich kann, obwohl in 6 die derzeitige Position des Baggers 100 durch ein Piktogramm 61 des Baggers, der von einer Draufsicht betrachtet wird, angegeben ist, die derzeitige Position durch andere Symbole angegeben werden. Ferner umfasst die Draufsicht 53a Informationen, die den Bagger 100 dazu bringt, der Zieloberfläche 70 gegenüber zu stehen. Die Informationen, die den Bagger 100 dazu bringen, der Zieloberfläche 70 gegenüber zu stehen, werden als ein Zieloberflächengegenüberstellungskompass 73 angezeigt. Der Zieloberflächengegenüberstellungskompass 73 ist beispielsweise ein Piktogramm eines pfeilförmigen Zeigers 73I, der sich in einer Pfeil-R-Richtung dreht und der eine Richtung anzeigt, die der Zieloberfläche 70 gegenüberliegt, und eine Richtung anzeigt, in die der Bagger 100 gedreht werden muss. Die Bedienungsperson des Baggers 100 kann den Grad eines Gegenüberstehens in Bezug auf die Zieloberfläche 70 von dem Zielflächengegenüberstellungskompass 73 überprüfen.
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Die Seitenansicht 53b des Grobaushubbildschirms 53 umfasst ein Bild, das eine Positionsbeziehung zwischen der Zieloberfläche 70 und den Aushubrandabschnitten P3 der Schaufel 8 angibt, und Entfernungsinformationen, die eine Entfernung zwischen der Zieloberfläche 70 und den Aushubrandabschnitten P3 der Schaufel 8 angeben. Genauer gesagt umfasst die Seitenansicht 53b eine Linie 74, die einen Querschnitt der Entwurfsoberfläche angibt, eine Linie 79, die einen Querschnitt der Zieloberfläche angibt, und ein Piktogramm 75 des Baggers 100, der von der Seite betrachtet wird. Die Linie 74, die den Querschnitt der Entwurfsoberfläche angibt, gibt einen Querschnitt der Entwurfsoberfläche 45 an, die zu der Zieloberfläche 70 unterschiedlich ist. Die Linie 79, die den Querschnitt der Zieloberfläche angibt, gibt den Querschnitt der Zieloberfläche 70 an. Wie es in 5 veranschaulicht ist, werden die Linie 74, die den Querschnitt der Entwurfsoberfläche angibt, und die Linie 79, die den Querschnitt der Zieloberfläche angibt, berechnet, indem eine Schnittlinie 80 einer Oberfläche 77 berechnet wird, die auf den derzeitigen Positionen der Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8 und der Entwurfsoberfläche 45 verläuft. Die Schnittlinie 80 wird durch die Verarbeitungseinheit 44 der Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 berechnet. Ein Verfahren zum Berechnen von derzeitigen Positionen der Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8 wird nachstehend beschrieben.
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In der Seitenansicht 53b wird die Linie 79, die den Querschnitt der Zieloberfläche angibt, durch eine Farbe angezeigt, die zu der der Linie 74 unterschiedlich ist, die den Querschnitt der Entwurfsoberfläche angibt. Zusätzlich werden die Linie 79, die den Querschnitt der Zieloberfläche angibt, und die Linie 74, die den Querschnitt der Entwurfsoberfläche angibt, durch sich ändernde Linientypen in 6 dargestellt. Ferner werden in der Seitenansicht 53b ein Bereich, der näher an einer Untergrundseite ist als die Linie 79, die den Querschnitt der Zieloberfläche angibt, und die Linie 74, die die Entwurfsoberfläche angibt, und ein Bereich, der näher an einer Luftseite als diese Linien ist, durch unterschiedliche Farben angegeben. In 6 wird der Farbunterschied durch Anwenden einer Schraffur bei dem Bereich dargestellt, der näher an der Untergrundseite als die Linie 79, die den Querschnitt der Zieloberfläche angibt, und die Linie 74 ist, die den Querschnitt der Entwurfsoberfläche angibt.
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Die Entfernungsinformation, die die Entfernung zwischen der Zieloberfläche 70 und den Aushubrandabschnitten P3 der Schaufel 8 angibt, umfasst numerische Wertinformationen 83 und Grafikinformationen 84. Die numerische Wertinformationen 83 sind ein numerischer Wert, der die kürzeste Entfernung zwischen den Aushubrandabschnitten P3 der Schaufel 8 und der Zieloberfläche 70 angibt. Die Grafikinformationen 84 sind Informationen, die eine Entfernung zwischen den Aushubrandabschnitten P3 der Schaufel 8 und der Zieloberfläche 70 als eine Grafik angeben. Die Grafikinformationen 84 sind ein Führungsindikator, der die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8 angibt. Genauer gesagt umfassen die Grafikinformationen 84 Indexbalken 84a und Indexmarkierungen 84b der Indexbalken 84a, die eine Position angeben, bei der die Entfernung zwischen den Aushubrandabschnitten P3 der Schaufel 8 und der Zieloberfläche 70 Null entspricht. Jeder Indexbalken 84a ist entsprechend der kürzesten Entfernung zwischen dem Front-ende der Schaufel 8 und der Zieloberfläche 70 beleuchtet. Zusätzlich kann durch eine Betätigung durch die Bedienungsperson des Baggers 100 ein Einschalten/Ausschalten einer Anzeige der Grafikinformationen 84 umgeschaltet werden.
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Wie es vorstehend beschrieben ist, zeigt der Grobaushubbildschirm 53 eine relative Positionsbeziehung zwischen der Linie 79, die den Querschnitt der Zieloberfläche anzeigt, und dem Bagger 100 sowie einen numerischen Wert an, der die kürzeste Entfernung zwischen den Aushubrandabschnitten P3 der Schaufel 8 und der Linie 79 angibt, die den Querschnitt der Zieloberfläche anzeigt. Die Bedienungsperson des Baggers 100 kann auf einfache Weise einen Boden bzw. Erde ausheben, sodass die derzeitige Geographie in eine Entwurfsgeographie geformt wird, indem die Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8 entlang der Linie 79 bewegt werden, die den Querschnitt der Zieloberfläche angibt. Zusätzlich zeigt der Grobaushubbildschirm 53 eine Bildschirmumschalttaste 65 an, die den Führungsbildschirm umschaltet. Die Bedienungsperson kann den Grobaushubbildschirm 53 zu dem Feinaushubbildschirm 54 umschalten, indem die Bildschirmumschalttaste 65 betätigt wird.
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(Feinaushubbildschirm 54)
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Der Feinaushubbildschirm 54, der in 7 veranschaulicht ist, wird auf dem Bildschirm 42P der Anzeigeinheit 42 angezeigt. Der Feinaushubbildschirm 54 veranschaulicht die Positionsbeziehung zwischen der Zieloberfläche 70 und dem Bagger 100 in einem größeren Detail als der Grobaushubbildschirm 53. Das heißt, der Feinaushubbildschirm 54 veranschaulicht die Positionsbeziehung zwischen der Zieloberfläche 70 und den Aushubrandabschnitten P3 der Schaufel 8 in einem größeren Detail als der Grobaushubbildschirm 53. Der Feinaushubbildschirm 54 umfasst eine Frontansicht 54a, die die Zieloberfläche 70 und die Schaufel 8 zeigt, sowie eine Seitenansicht 54b, die die Zieloberfläche 70 und die Schaufel 8 zeigt. Die Frontansicht 54a des Feinaushubbildschirms 54 umfasst ein Piktogramm 89, das die Schaufel 8 anzeigt, die von einer Frontansicht betrachtet wird, und eine Linie 78, die einen Querschnitt der Zieloberfläche 70 angibt, die von vorne betrachtet wird. Die Frontseite (Frontansicht) ist eine Ansicht der Schaufel 8, die in den 1 und 2 veranschaulicht ist, von einer Fahrzeughauptkörperseite 1, wobei sie parallel zu einer Ya-Achse eines Fahrzeughauptkörperkoordinatensystems zu sehen ist, das nachstehend beschrieben wird.
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Die Seitenansichten 54b des Feinaushubbildschirms 54 umfasst ein Piktogramm 90 der Schaufel 8, die von einer Seite betrachtet wird, die Linie 74, die den Querschnitt der Entwurfsoberfläche angibt, und die Linie 79, die den Querschnitt der Zieloberfläche angibt. Ferner zeigen die Frontansichten 54a und die Seitenansicht 54b des Feinaushubbildschirms 54 jeweils Informationen an, die die Positionsbeziehung zwischen der Zieloberfläche 70 und der Schaufel 8 angeben. Eine Längsseite (Seitenansicht) ist eine Ansicht aus einer Richtung, in der sich der Schaufelbolzen 15, der in den 1 und 2 veranschaulicht ist, erstreckt (eine Drehmittelachsenrichtung der Schaufel 8), wobei sie parallel zu einer Xa-Achse des Fahrzeughauptkörperkoordinatensystems zu sehen ist, das nachstehend beschrieben wird.
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Die Informationen, die die Positionsbeziehung zwischen der Zieloberfläche 70 und der Schaufel 8 in der Frontansicht 54a anzeigen, umfassen Entfernungsinformationen 86a und Winkelinformationen 86b. Die Entfernungsinformationen 86a geben eine Entfernung zwischen den Aushubrandabschnitten P3 der Schaufel 8 und der Zieloberfläche 70 in der Za-Richtung an. Diese Entfernung ist eine Entfernung zwischen einer nächsten Position der Positionen der Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8 in der Breitenrichtung in Bezug auf die Zielfläche 70 und der Zieloberfläche 70. In der Frontansicht 54a ist eine Markierung 86c, die die nächste Position anzeigt, auf dem Piktogramm 89 in der Frontansicht der Schaufel 8 überlagert und angezeigt. Die Winkelinformationen 86b sind Informationen, die einen Winkel zwischen der Zieloberfläche 70 und der Schaufel 8 angeben. Genauer gesagt sind die Winkelinformationen 86b ein Winkel zwischen einem virtuellen Liniensegment, das auf den Aushubrandabschnitten P3 der Schaufel 8 verläuft, und der Linie 78, die die Zieloberfläche anzeigt.
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In der Seitenansicht 54b umfassen Informationen, die die Positionsbeziehung zwischen der Zieloberfläche 70 und der Schaufel 8 angeben, Entfernungsinformationen 87a und Winkelinformationen 87b. Die Entfernungsinformationen 87a geben die kürzeste Entfernung zwischen den Aushubrandabschnitten P3 der Schaufel 8 und der Zieloberfläche 70 an, das heißt die Entfernung zwischen dem Frontende der Schaufel 8 in einer Richtung, die vertikal zu der Zieloberfläche 70 ist, und der Zieloberfläche 70. Ferner sind die Winkelinformationen 87b Informationen, die einen Winkel zwischen der Zieloberfläche 70 und der Schaufel 8 angeben. Genauer gesagt sind die Winkelinformationen 87b, die in der Seitenansicht 54b angezeigt werden, ein Winkel zwischen einer Bodenoberfläche der Schaufel 8 und der Linie 79, die den Querschnitt der Zieloberfläche anzeigt.
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Der Feinaushubbildschirm 54 umfasst die Grafikinformationen 84, die die vorstehend beschriebene Entfernung zwischen den Aushubrandabschnitten P3 der Schaufel 8 und der Zieloberfläche 70 als eine Grafik angeben. Die Grafikinformationen 84 umfassen ähnlich zu den Grafikinformationen 84 des Grobaushubbildschirms 53 die Indexbalken 84a und die Indexmarkierungen 84b. Wie es vorstehend beschrieben ist, zeigt der Feinaushubbildschirm 54 eine relative Positionsbeziehung zwischen den Linien 78 und 79, die die Querschnitte der Zieloberfläche angeben, und den Aushubrandabschnitten P3 der Schaufel 8 im Detail an. Die Bedienungsperson des Baggers 100 kann einfacher einen Boden derart ausheben, dass die derzeitige Geographie in die gleiche Form wie eine dreidimensionale Entwurfsgeographie geformt wird, indem die Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8 entlang der Linien 78 und 79 bewegt werden, die die Querschnitte der Zieloberfläche anzeigen. Zusätzlich zeigt der Feinaushubbildschirm 54 die Bildschirmumschalttaste 65 ähnlich zu dem vorstehenden beschriebenen Grobaushubbildschirm 53 an. Die Bedienungsperson kann den Feinaushubbildschirm 54 zu dem Grobaushubbildschirm 53 durch eine Betätigung der Bildschirmumschalttaste 65 umschalten.
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<Verfahren zum Berechnen von derzeitigen Positionen der Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8>
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Die Linie 79, die den Querschnitt der Zieloberfläche angibt, wird aus derzeitigen Positionen der Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8 berechnet. Die Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 berechnet die derzeitigen Positionen der Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8 in dem globalen Koordinatensystem {X, Y, Z} auf der Grundlage von Erfassungsergebnissen beispielsweise des dreidimensionalen Positionssensors 23, des ersten Hubsensors 16, des zweiten Hubsensors 17, des dritten Hubsensors 18 und des Neigungswinkelsensors 24. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die derzeitigen Positionen der Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8 wie nachstehend beschrieben berechnet.
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Die 8 und 9 zeigen Darstellungen zur Beschreibung von Beispielen des Verfahrens zum Berechnen von derzeitigen Positionen der Aushubrandabschnitte P3. 8 zeigt eine Seitenansicht des Baggers 100 und 9 zeigt eine Rückenansicht des Baggers 100. Um die derzeitigen Positionen der Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8 zu berechnen, berechnet die Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 ein Fahrzeughauptkörperkoordinatensystem {Xa, Ya, Za}, dessen Ursprung die Einbauposition P1 der vorstehend genannten GNSS-Antenne 21 ist, wie es in 8 veranschaulicht ist. In diesem Beispiel sind Front- und Rückrichtungen des Baggers 100, das heißt eine Ya-Achsenrichtung eines Koordinatensystems (Fahrzeughauptkörperkoordinatensystem) COM des Fahrzeughauptkörpers 1 in Bezug auf die Y-Achsenrichtung eines globalen Koordinatensystems COG geneigt. Ferner ist die Koordinate des Auslegerbolzens 13 in dem Fahrzeughauptkörperkoordinatensystem COM (0, Lb1, –Lb2), wobei sie in der Speichereinheit 43 der Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 im Voraus gespeichert ist. In dem Fahrzeughauptkörperkoordinatensystem COM dreht sich der obere Schwenkkörper 3 des Baggers 100 auf der Oberfläche bzw. Ebene, die parallel zu einer Xa-Ya-Oberfläche bzw. Ebene ist. In dem Fahrzeughauptkörperkoordinatensystem COM wird die Arbeitsmaschine 2 des Baggers 100 durch den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Schaufelzylinder 12 angetrieben bzw. angesteuert, wobei sich der Ausleger 6, der Arm 7 und die Schaufel 8 entlang der Ya-Za-Oberfläche bzw. Ebene bewegen. Wenn der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 und der Schaufelzylinder 12 angetrieben werden, bewegt sich der Arm 7 entlang der Ya-Za-Ebene und die Schaufel 8 bewegt sich in dem Fahrzeughauptkörperkoordinatensystem COM, das entsprechend der Stellung (Neigung) des Fahrzeughauptkörpers 1 fixiert ist.
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Der dreidimensionale Positionssensor 23, der in 4 veranschaulicht ist, erfasst die Einbaupositionen P1 und P2 der GNSS-Antennen 21 und 22, die in 2 veranschaulicht sind. Ein Einheitsvektor in der Ya-Achsenrichtung wird entsprechend einer Gleichung (1) aus den Koordinatenpositionen der erfassten Einbaupositionen P1 und P2 berechnet. Ya = (P1 – P2)/|P1 – P2|
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Wie es in 8 veranschaulicht ist, gelten, wenn ein Vektor Z' eingeführt wird, der auf der Oberfläche bzw. Ebene verläuft, die durch zwei Vektoren Ya und Z dargestellt wird, und der vertikal zu Ya ist, Beziehungen gemäß einer Gleichung (2) und einer Gleichung (3). c in Gleichung (3) ist eine Konstante. Z' wird wie in Gleichung (4) entsprechend Gleichung (2) und Gleichung (3) ausgedrückt. Ferner wird, wenn ein Vektor, der vertikal zu Ya und Z' ist, X' ist, X' wie in Gleichung (5) ausgedrückt. (Z', Ya) = 0 (2) Z' = (1 – c) × Z + c × Ya (3) Z' = Z + {(Z, Ya)/((Z, Ya) – 1)} × (Ya – Z) (4) X' = Ya ⊥ Z' (5)
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Wie es in 9 veranschaulicht ist, wird das Fahrzeughauptkörperkoordinatensystem COM nur um den Rollwinkel θ4 um die Ya-Achse gedreht, wobei es dann wie in Gleichung (6) ausgedrückt wird.
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Ferner werden die derzeitigen Neigungswinkel θ1, θ2 und θ3 des vorstehend genannten Auslegers 6, des vorstehend genannten Arms 7 und der vorstehend genannten Schaufel 8 aus Erfassungsergebnissen des ersten Hubsensors 16, des zweiten Hubsensors 17 und des dritten Hubsensors 18 berechnet. Die Koordinaten (xat, yat, zat) der Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8 in dem Fahrzeughauptkörperkoordinatensystem COM können entsprechend einer Gleichung (7), einer Gleichung (8) und einer Gleichung (9) unter Verwendung der Neigungswinkel θ1, θ2 und θ3 sowie der Längen L1, L2 und L3 des Auslegers 6, des Arms 7 und der Schaufel 8 berechnet werden. Die Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8 bewegen sich in der Ya-Za-Oberfläche bzw. Ebene des Fahrzeughauptkörperkoordinatensystems COM. Die Koordinate der Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8 in dem globalen Koordinatensystem COG kann entsprechend einer Gleichung (10) berechnet werden. Die Koordinaten der Aushubrandabschnitte P3 in dem globalen Koordinatensystem COG sind Positionen der Aushubrandabschnitte P3. xat = 0 (7) yat = Lb1 + L1 × sinθ1 + L2 × sin(θ1 + θ2) + L3 × sin(θ1 + θ2 + θ3) (8) zat = –Lb2 + L1 × cosθ1 + L2 × cos(θ1 + θ2) + L3 × cos(θ1 + θ2 + θ3) (9) P3 = xat·Xa + yat·Ya + zat·Za + P1 (10)
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Die Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 berechnet die Schnittlinie 80 einer dreidimensionalen Geographie und einer Ya-Za-Oberfläche bzw. Ebene 77, die auf den Aushubrandabschnitten P3 der Schaufel 8 verläuft, wie es in 5 veranschaulicht ist, auf der Grundlage der derzeitigen Positionen der Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8, die vorstehend berechnet werden, und der Entwurfsgeographiedaten, die in der Speichereinheit 43 gespeichert sind. Ferner zeigt die Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 einen Abschnitt dieser Schnittlinie 80, die auf der Zieloberfläche 70 verläuft, auf dem Führungsbildschirm als die vorstehend genannte Linie 79 an, die den Querschnitt der Zieloberfläche angibt. Als nächstes wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die Anzeigesteuerungsvorrichtung 39, die in 4 veranschaulicht ist, die derzeitigen Positionen der Aushubrandabschnitte P3, wenn die Schaufel einen Boden eines Arbeitsobjekts aushebt, von der Draufsicht auf den Bildschirm 42P der Anzeigeeinheit 42 der Anzeigeeingabevorrichtung 38 anzeigt.
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<Draufsichtanzeige der Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8>
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10 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitung zum Anzeigen der Aushubrandabschnitte P3 von der Draufsicht veranschaulicht. Um die Aushubrandabschnitte P3 auf dem Bildschirm 42P der Anzeigeeinheit 42 anzuzeigen, die in 4 veranschaulicht ist, spezifiziert die Anzeigesteuerungsvorrichtung 39, genauer gesagt die Verarbeitungseinheit 44 eine Schaufelabmessung in Schritt S1. Die Schaufel 8 ist von dem Arm 7 abnehmbar, wobei die Schaufel 8 an den Arm 7 neu angebracht werden kann und an die Arbeitsmaschine 2 angebracht werden kann. In der Speichereinheit 43 der Anzeigesteuerungsvorrichtung 39, die in 4 veranschaulicht ist, sind Schaufelaußenforminformationen gespeichert, die von der Eingabeeinheit 41 eingegeben werden und die zum Spezifizieren der Abmessung der Schaufel 8 verwendet werden.
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Als nächstes erfasst in Schritt S2 die Verarbeitungseinheit 44 die derzeitige Position des Baggers 100. Die Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 erfasst die derzeitige Position des Fahrzeughauptkörpers 1 und die Stellung des Fahrzeughauptkörpers 1 auf der Grundlage eines Erfassungssignals von dem dreidimensionalen Positionssensor 23.
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Wie es vorstehend beschrieben ist, werden in dem Fahrzeughauptkörperkoordinatensystem COM der Ausleger 6, der Arm 7 und die Schaufel 8 der Arbeitsmaschine 2 des Baggers 100 durch den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Schaufelzylinder 12 entlang der Ya-Za-Oberfläche bzw. Ebene angetrieben. Wenn der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 und der Schaufelzylinder 12 angetrieben bzw. angesteuert werden, bewegt sich der Arm 7 entlang der Ya-Za-Oberfläche bzw. Ebene und die Schaufel 8 bewegt sich in dem Fahrzeughauptkörperkoordinatensystem COM, die entsprechend der Stellung (Neigung) des Fahrzeughauptkörpers 1 fixiert ist. Die Verarbeitungseinheit 44 erfasst einen Stellungszustand der Arbeitsmaschine 2 auf der Grundlage von Erfassungsergebnissen beispielsweise des dreidimensionalen Positionssensors 23, des ersten Hubsensors 16, des zweiten Hubsensors 17, des dritten Hubsensors 18 und des Neigungswinkelsensors 24 (Schritt S3).
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Als nächstes spezifiziert in Schritt S4 die Verarbeitungseinheit 44 die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8. Genauer gesagt können die Koordinaten (xat, yat, zat) der Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8 in dem Fahrzeughauptkörperkoordinatensystem COM entsprechend der Gleichung (7), der Gleichung (8) und der Gleichung (9) unter Verwendung der Neigungswinkel θ1, θ2 und θ3 sowie der Längen L1, L2 und L3 des Auslegers 6, des Arms 7 und der Schaufel 8 berechnet werden.
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Als nächstes zeigt in Schritt S5 die Verarbeitungseinheit 44 ein Bild, das eine Entwurfsgeographie (eine Zielform eines Arbeitsobjekts) darstellt, ein Piktogramm der Schaufel 8 und die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 als die Draufsicht auf dem Bildschirm 42P der Anzeigeeinheit 42 an.
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Die Verarbeitungseinheit 44 kann die kürzeste Entfernung zwischen der Entwurfsgeographie (der Zielform des Arbeitsobjekts) und den Aushubrandabschnitten P3 der Schaufel 8 auf dem Bildschirm 42P der Anzeigeeinheit 42 klar anzeigen, indem eine Vielzahl von Berechnungspunkten auf den Aushubrandabschnitten P3 der Schaufel 8 gesetzt wird und die Entfernung zwischen jedem Berechnungspunkt und der Zieloberfläche berechnet wird. 11 zeigt eine beschreibende Darstellung, die ein Anzeigebeispiel der Aushubrandabschnitte P3 beschreibt. Wie es in 11 veranschaulicht ist, berechnet die Schaufel 8 ein virtuelles Liniensegment LS1, das auf den Frontenden einer Vielzahl von Messern 8B verläuft und mit der Breitenrichtungsabmessung der Schaufel 8 übereinstimmt. Zusätzlich liest die Verarbeitungseinheit 44 die Breitenrichtungsabmessung der Schaufel 8 aus den Schaufelaußenforminformationen, die in Schritt S1 spezifiziert werden, und berechnet das virtuelle Liniensegment LS1. Dieses virtuelle Liniensegment LS1 ist ein Liniensegment 8AL, das ein Beispiel des Bildes ist, das nachstehend beschrieben wird, und das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 anzeigt.
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Als nächstes teilt die Verarbeitungseinheit 44 das virtuelle Liniensegment LS1 gleichmäßig in eine Vielzahl von (beispielsweise vier) Bereichen, und setzt fünf Punkte, die die Grenzen und beide Enden jeweiliger Bereiche anzeigen, als einen ersten Berechnungspunkt C1, einen zweiten Berechnungspunkt C2, einen dritten Berechnungspunkt C3, einen vierten Berechnungspunkt C4 und einen fünften Berechnungspunkt C5. Die Anzahl von Unterteilungen i ist eine natürliche Zahl, wobei in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel i 1, 2, 3, 4 und 5 ist. Das heißt, der erste Berechnungspunkt C1, der zweite Berechnungspunkt C2, der dritte Berechnungspunkt C3, der vierte Berechnungspunkt C4 und der fünfte Berechnungspunkt C5 zeigen eine Vielzahl von spezifischen Positionen in der Breitenrichtung der Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8 an. Ferner berechnet die Verarbeitungseinheit 44 derzeitige Positionen des ersten Berechnungspunkts C1, des zweiten Berechnungspunkts C2, des dritten Berechnungspunkts C3, des vierten Berechnungspunkts C4 und des fünften Berechnungspunkts C5 auf der Grundlage der derzeitigen Position des Baggers 100, die in Schritt S2 erfasst wird. Genauer gesagt berechnet die Verarbeitungseinheit 44 die derzeitige Position des dritten Berechnungspunkts C3 in der Mitte entsprechend den vorstehend beschriebenen Verfahren zum Berechnen der derzeitigen Positionen der Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8. Ferner berechnet die Verarbeitungseinheit 44 die derzeitige Position des dritten Berechnungspunkts C3 in der Mitte und berechnet die anderen derzeitigen Positionen des ersten Berechnungspunkts C1, des zweiten Berechnungspunkts C2, des vierten Berechnungspunkts C4 und des fünften Berechnungspunkts C5 aus der Breitenrichtungsabmessung der Schaufel 8 und der Richtung, in die sich das virtuelle Liniensegment LS1 erstreckt.
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12 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Beschreibung einer Drehung der Aushubrandabschnitte P3. 13 zeigt eine Seitenansicht zur Beschreibung einer Zieloberflächenentfernung DAi. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist die Schaufel 8 schwenkbar an dem Frontendabschnitt des Armes 7 mittels des Schaufelbolzens 15 angebracht. Die Schaufel 8 kann sich um den Schaufelbolzen 15 der Schaufel 8 von einem obersten Ende 71 (der obere Teil des Hanges) der normalen Oberfläche der Zieloberfläche 70 zu dem untersten Ende 72 (dem Fußende des Hanges) der Zieloberfläche drehen, sodass die Frontenden der Messer 8B Bögen ziehen. Hierdurch dreht sich ebenso das Liniensegment 8AL, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 anzeigt, wobei ein Bogen gezogen wird. Ferner ist die vorstehend genannte Länge L3 der Schaufel 8 der Radius des Bogens dieser Drehung.
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Wenn eine Schnittlinie der Ya-Za-Oberfläche bzw. Ebene, die auf einem i-ten Berechnungspunkt Ci und der Entwurfsoberfläche 45 verläuft, Mi ist, berechnet die Verarbeitungseinheit 44 die Entfernung zwischen jeder Gerade MAi-MCi, die in der Schnittlinie Mi und dem i-ten Berechnungspunkt Ci beinhaltet ist, in Schritt S4. Unterdessen wird eine vertikale Linie, die auf dem i-ten Berechnungspunkt Ci verläuft, für jede Gerade MAi-MCi, die in der Schnittlinie Mi beinhaltet ist, berechnet, wobei somit die Entfernung zwischen jeder geraden Linie MAi-MCi und dem i-ten Berechnungspunkt Ci berechnet wird. Wenn beispielsweise der i-te Berechnungspunkt Ci in einem Zielbereich A1 von Zielbereichen A1, A2 und A3 positioniert ist, wie es in 13 veranschaulicht ist, wird eine vertikale Linie einer Ziellinie MAi, die auf dem ersten Berechnungspunkt Ci verläuft, berechnet und die kürzeste Entfernung (nachstehend als eine ”Zieloberflächenentfernung DAi” bezeichnet) zwischen dem i-ten Berechnungspunkt Ci und der Ziellinie MAi wird berechnet. Somit berechnet die Verarbeitungseinheit 44 Entfernungen DA1 bis DA5, die in 11 veranschaulicht sind, und stellt die kürzeste Entfernung als die Zieloberflächenentfernung DA1 ein. Diese Zieloberflächenentfernung DA1 wird als die vorstehend genannten numerischen Wertinformationen 83 angezeigt, die in 6 veranschaulicht sind.
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Die Verarbeitungseinheit 44 zeigt eine Piktogrammanzeige (ein Bild) 8BL der Schaufel 8 von oben betrachtet auf der Grundlage der Schaufelaußenforminformationen an, die in der Speichereinheit 43 gespeichert sind und die die Abmessung der Schaufel 8 spezifizieren. Eine Oberseite (Draufsicht) dient dazu, die Schaufel 8, die in den 1 und 2 veranschaulicht ist, von oben in einer Richtung parallel zu der Za-Achse des vorstehend genannten Fahrzeughauptkörperkoordinatensystems zu betrachten. Die Verarbeitungseinheit 44 liest Informationen über Abmessungen der Schaufelbreite, der Schaufellänge und der Schaufelhöhe der Schaufel 8 aus den Schaufelaußenforminformationen aus, die in Schritt S1 spezifiziert werden, und erhält ein Bild der Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8, das von der Draufsicht aus betrachtet wird, auf der Grundlage der Informationen über die Außenform der Schaufel 8, die in die Richtung projiziert wird, die parallel zu der Za-Achse des Fahrzeughauptkörperkoordinatensystems ist. Die Verarbeitungseinheit 44 zeigt das Bild, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, auf der Anzeigeeinheit 42P an, die die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 derart angibt, dass relative Positionen der Aushubrandabschnitte in Bezug auf die Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8, die von oben betrachtet wird, klar sind. Die 14 und 15 zeigen Darstellungen, die ein Beispiel veranschaulichen, in dem die Aushubrandabschnitte P3 von der Draufsicht auf den Bildschirm 42P der Anzeigeeinheit 42 angezeigt werden.
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Ein Feinaushubbildschirm 55, der in den 14 und 15 veranschaulicht ist, umfasst eine Draufsicht 55a, die eine Entwurfsgeographie (eine Zielform eines Arbeitsobjekts) und die Schaufel 8 zeigt, und eine Seitenansicht 55b, die die Linie 79, die den Querschnitt der Zieloberfläche zeigt, und die Schaufel 8 zeigt. Die Draufsicht 55a des Feinaushubbildschirms 55 umfasst die Zieloberfläche 70, die von oben betrachtet wird.
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Die Seitenansicht 55b des Feinaushubbildschirms 55 umfasst das Piktogramm 90 der Schaufel 8, die von der Seite betrachtet wird, die Linie 74, die den Querschnitt der Entwurfsoberfläche angibt, und die Linie 79, die den Querschnitt der Zieloberfläche angibt. Ferner zeigen die Draufsichten 55a und die Seitenansicht 55b des Feinaushubbildschirms 54 jeweils Informationen an, die die Positionsbeziehung zwischen der Zieloberfläche 70 und der Schaufel 8 angeben. Eine Seitenansicht ist eine Ansicht aus einer Richtung, in der sich der Schaufelbolzen 15, der in den 1 und 2 veranschaulicht ist, erstreckt (eine Drehmittelachsenrichtung der Schaufel 8). Die Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt gleichzeitig die Seitenansicht 55b und die Draufsicht 55a an, um klar Positionen von Aushubrandabschnitten, die eine Drehung der Schaufel 8 nachfolgen, der Bedienungsperson bereitzustellen, wenn die Bedienungsperson Bauarbeiten entsprechend der Entwurfsoberfläche fortsetzt. Die Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 kann die Seitenansicht 55b in eine Nicht-Anzeigebetriebsart versetzen und die Draufsicht 55a anzeigen. Die Seitenansicht 55b zeigt das Piktogramm 90 der Schaufel 8 an, die von der Seite betrachtet wird.
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Die Schaufel 8, die in 14 veranschaulicht ist, hebt die Aushubrandabschnitte P3 nach oben an, um die Bauarbeiten bei dem obersten Ende (dem oberen Teil des Hanges) der normalen Oberfläche der Zieloberfläche fortzusetzen. In diesem Fall wird in der Draufsicht 55a das Liniensegment 8AL, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, auf dem Bildschirm 42 der Anzeigeeinheit 42 angezeigt, auch wenn dieses Liniensegment gleichzeitig zusammen mit der Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8 angezeigt wird.
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Die Schaufel 8, die in 15 veranschaulicht wird, dreht die Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8 von der Oberseite zu der Unterseite, um die Bauarbeiten von dem obersten Ende (dem oberen Teil des Hanges) der normalen Oberfläche der Zieloberfläche zu dem untersten Ende (den Fußteil des Hanges) der Zieloberfläche fortzusetzen. In diesem Fall gelangt in der Draufsicht 55a das Liniensegment 8AL, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, zu einer Position, die ursprünglich hinter der Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8 nicht gesehen werden kann. Somit zeigt, wenn es von oben in der Richtung betrachtet wird, die parallel zu der Za-Achse des Fahrzeughauptkörperkoordinatensystems ist (wenn es von der Oberseite betrachtet wird), die Verarbeitungseinheit 44 die Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8 an und sie zeigt das Liniensegment 8AL, das das Bild ist, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, insgesamt auf der Anzeigeeinheit 42P derart an, dass die relativen Position der Aushubrandabschnitte P3 in Bezug auf die Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8 klar sind. Somit kann die Bedienungsperson die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 auch erkennen, wenn die Aushubrandabschnitte P3 innerhalb der Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8 sind.
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Um das Bild, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 zeigt, auf der Anzeigeeinheit 42P zu jeder Zeit anzuzeigen, berechnet die Verarbeitungseinheit 44 relative Positionen der Aushubrandabschnitte P3 in Bezug auf die Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8, die von oben betrachtet wird, und befiehlt der Anzeigeeinheit 42, eine Anzeigeschicht des Bildes, die die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, über einer Anzeigeschicht der Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8 anzuzeigen. Hierdurch wird das Liniensegment 8AL, das das Bild ist, das die Aushubrandabschnitte P3 angibt, zu jeder Zeit angezeigt, ohne hinter der Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8 versteckt zu sein.
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Alternativ hierzu kann die Verarbeitungseinheit 44, um das Bild, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, zu jeder Zeit auf der Anzeigeeinheit 42P anzuzeigen, eine Transparenzverarbeitung zumindest eines Teiles der Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8, die das Bild überlagert, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, ausführen. Unterdessen bezieht sich die Transparenzverarbeitung auf ein Löschen einer Anzeige eines Teils der Schaufel 8, mit dem sich Aushubrandabschnitte P3 überlappen, oder auf ein transparentes Anzeigen des Teils der Schaufel 8. Hierdurch wird das Liniensegment 8AL, das das Bild ist, das die Aushubrandabschnitte P3 zeigt, zu jeder Zeit angezeigt, ohne hinter der Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8 versteckt zu sein.
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Wie es vorstehend beschrieben ist, zeigt die Verarbeitungseinheit 44 das Segment 8AL, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, vorzugsweise über der Piktogrammanzeige 8BL der angezeigten Schaufel 8 von der Draufsicht auf dem Bildschirm 55a an. Dementsprechend kann, auch wenn die Aushubrandabschnitte P3 zu Positionen gelangen, bei denen die Aushubrandabschnitte P3 ursprünglich aufgrund der Außenform der Schaufel 8 nicht von oben betrachtet werden können, die Bedienungsperson die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 aus dem Bild (dem Liniensegment 8AL), das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, lernen, wie es in der Draufsicht 55a gemäß 15 veranschaulicht ist. Als Ergebnis kann das Erdbewegungsmaschinenanzeigesystem 28 Positionen von Aushubrandabschnitten P3, die einer Drehung der Schaufel 8 folgen, einer Bedienungsperson klar bereitstellen, wenn die Bedienungsperson Bauarbeiten entsprechend der Entwurfsoberfläche fortsetzt.
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Ferner zeigt die Verarbeitungseinheit 44 das Liniensegment 8AL, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, vorzugsweise über der Piktogrammanzeige 8BL der angezeigten Schaufel 8 von der Draufsicht auf dem Bildschirm 55a an und zeigt gleichzeitig die Zieloberfläche 70 an. Obwohl die Position der Schaufel 8 in Bezug auf die Zieloberfläche 70 sich ändert, wenn sich die Schaufel 8 bewegt, wie es bei einem Vergleich zwischen den 14 und 15 klar wird, werden das Liniensegment 8AL, das die Zieloberfläche 70 ist, die Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8 und ein Bild, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, gleichzeitig angezeigt, sodass die Bedienungsperson die relative Position der Schaufel 8 in Bezug auf die Zieloberfläche 70 und die relativen Positionen der Aushubrandabschnitte P3 in Bezug auf die Zieloberfläche 70 intuitiver lernen kann.
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Zusätzlich zeigt die Verarbeitungseinheit 44 das Liniensegment 8AL, das das Bild ist, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, in einer Betriebsart an, die zu der Betriebsart der Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8 unterschiedlich ist. Als ein Beispiel einer unterschiedlichen Betriebsart kann die Verarbeitungseinheit 44 die Piktogrammanzeige 8BL in einer Farbe anzeigen, die zu einer Farbe zum Anzeigen der Piktrogrammanzeige 8BL der Schaufel 8 unterschiedlich ist, und das Liniensegment 8AL hervorheben, indem das Liniensegment 8AL zu der Umgebung unterschiedlich gemacht wird. Ferner kann die Verarbeitungseinheit 44 das Liniensegment 8AL hervorheben, indem das Liniensegment 8AL zu der Umgebung unterschiedlich im Vergleich zu einem Liniensegment 8AL gemacht wird, das durch eine breitere Linienbreite als eine Linienbreite zum Anzeigen der Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8 angezeigt wird. Alternativ hierzu kann die Verarbeitungseinheit das Liniensegment 8AL hervorheben, indem das Liniensegment 8AL unterschiedlich zu der Umgebung im Vergleich zu einem Liniensegment 8AL gemacht wird, das mit einer höheren Helligkeit als eine Helligkeit zum Anzeigen der Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8 angezeigt wird.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, obwohl das Liniensegment 8AL, das ein Bild ist, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, durch eine durchgezogene Linie angegeben wird, das Liniensegment 8AL nicht hierauf begrenzt. Beispielsweise kann das Liniensegment 8AL eine virtuelle Linie sein, wie beispielsweise eine durchgezogene Linie, eine gestrichelte Linie, eine strichpunktierte Linie oder eine doppelt strichpunktierte Linie.
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Obwohl die Verarbeitungseinheit 44 das Liniensegment 8AL als das Bild verwendet, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 anzeigt, ist das Liniensegment 8AL nicht hierauf begrenzt, wobei beispielsweise dreieckige Symbole oder Pfeile, die den vorstehend genannten ersten Berechnungspunkt C1, den vorstehend genannten zweiten Berechnungspunkt C2, den vorstehend genannten dritten Berechnungspunkt C3, den vorstehend genannten vierten Berechnungspunkt C4 und den vorstehend genannten fünften Berechnungspunkt C5 angeben, verwendet werden können. Somit können in einem Bild, das Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, Bildmuster, wie beispielsweise Punkte, Zeichen oder Linien, sich fortsetzen oder gestrichelt sein, wobei Symbole beinhaltet sind, die eine Identifikation der Positionen der Aushubrandabschnitte P3 auf den ersten Blick ermöglichen.
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Wie es vorstehend beschrieben ist, ist das Erdbewegungsmaschinenanzeigesystem 28 ein System, das die Arbeitsmaschine 2, die eine Schaufel 8 umfasst, die eine Aushubkraft bei den Aushubrandabschnitten P3 erzeugt, und den Fahrzeughauptkörper 1 betreibt, an den diese Arbeitsmaschine 2 angebracht ist. Das Erdbewegungsmaschinenanzeigesystem 28 umfasst die Arbeitsmaschinenzustanderfassungseinheit 19, die Speichereinheit 43 und die Verarbeitungseinheit 44. Die Arbeitsmaschinenzustandserfassungseinheit 19 erfasst eine derzeitige Position des Baggers 100, eine Stellung des Fahrzeughauptkörpers 1 und derzeitige Positionen der Aushubrandabschnitte P3. Die Speichereinheit 43 speichert Positionsinformationen über die Zielfläche, die eine Zielform eines Arbeitsobjekts anzeigt, und Außenforminformationen über die Schaufel 8.
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Die Verarbeitungseinheit 44 berechnet die Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8 und die Positionen der Aushubrandabschnitte P3, die von der Oberseite des Baggers 100 betrachtet werden, auf der Grundlage von Informationen, die eine derzeitige Position des Baggers 100, die Stellung des Fahrzeughauptkörpers 1, derzeitige Positionen der Aushubrandabschnitte P3 und die Außenforminformationen über die Schaufel 8 betreffen, und zeigt die Zieloberfläche 70, die Piktogrammanzeige 8BL der Schaufel 8 und ein Bild, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, auf dem Bildschirm 42P der Anzeigeeinheit 42 an. Unterdessen wird das Bild, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, durch das Liniensegment 8AL angegeben. Hierdurch kann, auch wenn die Aushubrandabschnitte P3 zu Positionen gelangen, bei denen die Aushubrandabschnitte P3 ursprünglich aufgrund der Außenform der Schaufel 8 nicht von oben gesehen werden können und versteckt sind, die Bedienungsperson des Baggers 100 die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 aus dem Bild, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, wie beispielsweise das Liniensegment 8AL, lernen und einen Zustand, bei dem die Aushubrandabschnitte P3 der Schaufel 8 sich bewegen, auf dem Bildschirm 42P der Anzeigeeinheit 42 überprüfen. Als Ergebnis kann die Bedienungsperson Bauarbeiten fortsetzen, während die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 überprüft werden, indem das Bild, das die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 angibt, die beispielsweise das Liniensegment 8AL, visuell überprüft wird, sodass die Arbeitseffizienz verbessert wird.
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Wenn die Positionen der Aushubrandabschnitte P3 durch das Liniensegment 8AL angegeben werden, kann die Bedienungsperson auf einfache Weise die Breite der Schaufel 8 auf der Grundlage der Länge des Liniensegments 8AL erkennen. Ferner kann, wenn das Liniensegment AL Schneiden bzw. Zähne anzeigt, und die Länge des Messers bzw. Zahns 8B bei einer Verwendung des Baggers 100 in dem vorstehend beschriebenen Schritt S1 berücksichtigt wird, die Bedienungsperson Bauarbeiten entsprechend der Entwurfsoberfläche unter Berücksichtigung des Abnutzungsgrades des Messers bzw. des Zahnes 8B fortsetzen.
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Obwohl in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Beispiel beschrieben worden ist, bei dem die Draufsicht 55a auf dem vorstehend beschriebenen Feinaushubbildschirm 55 angezeigt wird, kann die Draufsicht 55a ebenso auf dem Grobaushubbildschirm 53 angezeigt werden. Zusätzlich zeigt die Verarbeitungseinheit 44 gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispiel die vorstehend genannte Draufsicht 55a und die vorstehend genannte Seitenansicht 55b als eine Draufsicht (eine Ansicht, die parallel zu der Za-Achse gesehen wird) und als eine Seitenansicht (eine Ansicht, die parallel zu der Xa-Achse gesehen wird) in dem Fahrzeughauptkörperkoordinatensystem COM an. Die Verarbeitungseinheit 44 kann zumindest eine der Draufsicht 55a und der Seitenansicht 55b als eine Draufsicht (eine Ansicht, die parallel zu der Z-Achse gesehen wird) oder als eine Seitenansicht (eine Ansicht, die parallel zu der X-Achse gesehen wird) in dem globalen Koordinatensystem anzeigen.
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Obwohl das vorliegende Ausführungsbeispiel vorstehend beschrieben worden ist, schränkt der vorstehend beschriebene Inhalt in keinerlei Weise das vorliegende Ausführungsbeispiel ein. Ferner umfassen die vorstehend beschriebenen Komponenten Komponenten, auf die ein Fachmann in einfacher Weise kommen kann, die im Wesentlichen das Gleiche sind. Des Weiteren können die vorstehend beschriebenen Komponenten in adäquater Weise kombiniert werden. Weiterhin können die Komponenten in verschiedenerlei Weise entfernt, ersetzt oder ausgetauscht werden, ohne von dem Gedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Beispielsweise ist ein Inhalt eines jeweiligen Führungsbildschirms nicht auf den vorstehend beschriebenen eingeschränkt und kann in adäquater Weise verändert werden. Ferner kann ein Teil oder die Gesamtheit von Funktionen der Anzeigesteuerungsvorrichtung 39 durch einen Computer ausgeführt werden, der außerhalb des Baggers 100 bereitgestellt ist. Des Weiteren ist ein Zielarbeitsobjekt nicht auf die vorstehend beschriebene Oberfläche beschränkt, und kann ein Punkt, eine Linie oder eine dreidimensionale Form sein. Die Eingabeeinheit 41 der Anzeigeeingabevorrichtung 38 ist nicht auf einen Berührungsfeldtyp begrenzt und kann mit Bedienungselementen, wie beispielsweise festen Tasten und Schaltern, gebildet werden.
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Obwohl die Arbeitsmaschine 2 den Ausleger 6, den Arm 7 und die Schaufel bzw. den Löffel 8 aufweist, die in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel bereitgestellt sind, ist die Arbeitsmaschine 2 nicht hierauf begrenzt und muss lediglich zumindest die Schaufel bzw. den Löffel 8 aufweisen. Ferner ist, obwohl der erste Hubsensor 16, der zweite Hubsensor 17 und der dritte Hubsensor 18 Neigungswinkel des Auslegers 6, des Armes 7 und der Schaufel 8 in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erfassen, eine Erfassungseinheit, die Neigungswinkel erfasst, nicht hierauf begrenzt. Beispielsweise können Winkelsensoren bereitgestellt sein, die Neigungswinkel des Auslegers 6, des Armes 7 und der Schaufel 8 erfassen.
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Obwohl die Schaufel bzw. der Löffel 8 in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel bereitgestellt ist, ist die Schaufel bzw. der Löffel nicht hierauf begrenzt und kann eine Kippschaufel sein. Die Kippschaufel ist eine Schaufel, die einen Schaufelneigungszylinder aufweist, der eine geneigte Oberfläche oder eine flache Oberfläche in eine gewünschte Form formt und ebnet, indem die Schaufel nach links und rechts geneigt wird, auch wenn ein Bagger auf einer schiefen Oberfläche ist, und der ebenso einen Walzverdichtungsbetrieb unter Verwendung einer Bodenplatte ausführen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeughauptkörper
- 2
- Arbeitsmaschine
- 3
- Oberer Schwenkkörper
- 4
- Führerstand
- 5
- Fahrwerk bzw. Fahrvorrichtung
- 8
- Schaufel bzw. Löffel
- 8B
- Schneide bzw. Messer bzw. Zahn
- 19
- Arbeitsmaschinenzustandserfassungseinheit
- 21, 22
- Antenne
- 23
- dreidimensionaler Positionssensor
- 24
- Neigungswinkelsensor
- 28
- Erdbewegungsmaschinenanzeigesystem (Anzeigesystem)
- 38
- Anzeigeeingabevorrichtung
- 39
- Anzeigesteuerungsvorrichtung
- 41
- Eingabeeinheit
- 42
- Anzeigeeinheit
- 42B
- Bildschirm
- 43
- Speichereinheit
- 44
- Verarbeitungseinheit
- 45
- Entwurfsoberfläche
- 46
- Geräuscherzeugungsvorrichtung
- 70
- Zieloberfläche
- 78, 79
- Linie, die Querschnitt der Zieloberfläche angibt
- 84
- Grafikinformationen
- 100
- Bagger
- P3
- Aushubrandabschnitt
