DE112017007023T5 - Anzeigesystem für aushubmaschine, aushubmaschine und anzeigeverfahren füraushubmaschine - Google Patents

Abstract

Ein Anzeigesystem für eine Aushubmaschine enthält einen Rechner, der eingerichtet ist, um auf der Grundlage von Fahrzeugzustandsdaten, die eine Position und eine Stellung eines Fahrzeugkörpers einer Aushubmaschine angeben, Arbeitsgeräteaußenformdaten, die eine Außenform und eine Abmessung des von dem Fahrzeugkörper gestützten Arbeitsgeräts angeben, und Arbeitsgerätezustandsdaten, die eine Stellung des Arbeitsgeräts angeben, einen Referenzvektor, der sich in einer Breitenrichtung eines Löffels des Arbeitsgeräts erstreckt und durch einen spezifizierten Abschnitt des Löffels verläuft, zu berechnen und einen Anzeigecontroller, der eingerichtet ist, um eine Anzeigevorrichtung zu veranlassen, den Löffel und eine Ziellinie aus einer zu dem Referenzvektor orthogonalen Richtung betrachtet anzuzeigen.

Description

• Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anzeigesystem für eine Aushubmaschine, die Aushubmaschine und ein Anzeigeverfahren für die Aushubmaschine.
• Hintergrund
• Das Arbeitsgerät einer Aushubmaschine, wie etwa eines Baggers, wird betätigt, wenn ein Bediener eine Bedienvorrichtung, wie etwa einen Arbeitshebel, betätigt. Bei der Durchführung des Aushubs mit dem Löffel des Arbeitsgeräts entsprechend einer Zielaushublandform, die die Zielform eines Aushubobjekts darstellt, ist es für den Bediener schwierig, zu bestimmen, ob das Aushubobjekt genau ausgehoben wird, indem einfach der Zustand des Arbeitsgeräts visuell überprüft wird. Um das Aushubobjekt mit dem Löffel genau ausheben zu können, muss der Bediener außerdem über eine qualifizierte Technik verfügen. Dementsprechend wurde, wie in Patentliteratur 1 offenbart, eine Technik vorgeschlagen, die den Bediener beim Bedienen einer Bedienvorrichtung unterstützt, indem ein Bild angezeigt wird, das die relative Position zwischen einem Löffel und einer Zielaushublandform auf einer in einem Bedienraum vorgesehenen Anzeigevorrichtung darstellt.
• Zitierliste
• Patentliteratur
• Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 5886962 Zusammenfassung
• Technisches Problem
• Die Anzeigevorrichtung zeigt ein Bild des Löffels und der Zielaushublandform aus einer gegebenen Richtung betrachtet an. Abhängig von der Richtung, in der der Löffel und die Zielaushubtopographie betrachtet werden, wird die relative Position zwischen dem Löffel und einer Ziellinie, die die Landform des Zielaushubs angibt, möglicherweise nicht genau angezeigt. Man nehme an, dass auf der Anzeigevorrichtung ein Bild angezeigt wird, das die relative Position zwischen einem Löffel, der mehrere Drehachsen aufweist, wie etwa einem Kipplöffel, und einer Ziellinie darstellt. In diesem Fall wird die relative Position zwischen dem Löffel und der Ziellinie, abhängig von der Richtung, in der der Löffel und die Ziellinie betrachtet werden, möglicherweise nicht genau angezeigt, wenn sich der Löffel dreht. Dies kann dazu führen, dass sich der Bediener hinsichtlich des auf dem Anzeigegerät angezeigten Bildes unwohl fühlt, oder dass der Bediener möglicherweise nicht ausreichend beim Bedienen der Bedienvorrichtung unterstützt wird.
• Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung zielt darauf ab, eine Technik vorzusehen, die einen Löffel und eine Ziellinie genau anzeigen kann.
• Lösung des Problems
• Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Anzeigesystem für eine Aushubmaschine: einen Rechner, der eingerichtet ist, um auf der Grundlage von Fahrzeugzustandsdaten, die eine Position und eine Stellung eines Fahrzeugkörpers einer Aushubmaschine angeben, Arbeitsgerätsaußenformdaten, die eine Außenform und eine Abmessung des von dem Fahrzeugkörper gestützten Arbeitsgeräts angeben, und Arbeitsgerätezustandsdaten, die eine Stellung des Arbeitsgeräts angeben, einen Referenzvektor, der sich in einer Breitenrichtung eines Löffels des Arbeitsgeräts erstreckt und durch einen spezifizierten Abschnitt des Löffels verläuft, zu berechnen; und einen Anzeigecontroller, der eingerichtet ist, um eine Anzeigevorrichtung zu veranlassen, den Löffel und eine Ziellinie aus einer zu dem Referenzvektor betrachtet orthogonalen Richtung anzuzeigen.
• Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
• Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Technik vorgesehen, die einen Löffel und eine Ziellinie genau anzeigen kann.
• Figurenliste
• 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Aushubmaschine nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
• 2 ist eine Vorderansicht, die ein Beispiel eines Löffels nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
• 3 ist eine Seitenansicht, die schematisch die Aushubmaschine nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
• 4 ist eine Rückansicht, die schematisch die Aushubmaschine nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
• 5 ist eine Draufsicht, die schematisch die Aushubmaschine nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
• 6 ist eine Vorderansicht, die schematisch ein Arbeitsgerät nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
• 7 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein Beispiel des Steuersystems der Aushubmaschine nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
• 8 ist eine Ansicht, die schematisch ein Beispiel einer Zielaushublandform nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
• 9 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Schneidkantenvektors nach der vorliegenden Ausführungsform.
• 10 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Führungsbildschirms nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
• 11 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Führungsbildschirms nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
• 12 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Verfahrens zum Ableiten einer Ziellinie in einer Löffelvorderseitenbetrachtung nach der vorliegenden Ausführungsform.
• 13 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Bildes, das sowohl den Löffel als auch eine Zielaushublandform in einer Löffelvorderseitenbetrachtung nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
• 14 ist eine Ansicht zum Erläutern einer Ziellinie in einer Bedienervorderseitenbetrachtung.
• 15 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Bildes, das sowohl den Löffel als auch eine Zielaushublandform in einer Vorderansicht des Bedieners darstellt.
• 16 ist eine Ansicht, die einen Führungsbildschirm nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
• 17 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Anzeigeverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
• Beschreibung der Ausführungsformen
• Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt. Die Bestandteile der jeweiligen Ausführungsformen, die nachstehend beschrieben werden, können in geeigneter Weise kombiniert werden. Außerdem werden einige Bestandteile manchmal nicht verwendet.
• In der folgenden Beschreibung werden ein dreidimensionales globales Koordinatensystem (Xg, Yg, Zg) und ein dreidimensionales Fahrzeugkörperkoordinatensystem (Xm, Ym, Zm) definiert, und die Positionsbeziehung jedes Teils wird beschrieben.
• Das globale Koordinatensystem ist ein Koordinatensystem, das auf einem erdfesten Ursprung basiert. Das globale Koordinatensystem ist ein Koordinatensystem, das vom globalen Satellitennavigationssystem (GNSS) definiert wird. GNSS steht für Global Navigation Satellite System. Ein Beispiel für ein globales Satellitennavigationssystem ist das Global Positioning System (GPS). GNSS enthält mehrere Positionierungssatelliten. GNSS erfasst die Position, die durch Koordinatendaten durch Breite, Länge und Höhe definiert werden.
• Das globale Koordinatensystem wird durch die Xg-Achse in einer horizontalen Ebene, die Yg-Achse orthogonal zur Xg-Achse in der horizontalen Ebene und die Zg-Achse orthogonal zur Xg-Achse und der Yg-Achse definiert. Eine Richtung parallel zur Xg-Achse ist als eine Xg-Achsenrichtung definiert, eine Richtung parallel zur Yg-Achse ist als eine Yg-Achsenrichtung definiert und eine Richtung parallel zur Zg-Achse ist als eine Zg-Achsenrichtung definiert. Eine Drehung oder geneigte Richtung um die Xg-Achse ist als eine θXg-Richtung definiert, eine Drehung oder geneigte Richtung um die Yg-Achse ist als eine θYg-Richtung definiert, und eine Drehung oder geneigte Richtung um die Zg-Achse ist als eine θZg-Richtung definiert. Die Zg-Achsenrichtung ist die vertikale Richtung.
• Das Körperkoordinatensystem bezieht sich auf ein Koordinatensystem, das auf einem an der Aushubmaschine fixierten Ursprung basiert.
• Das Fahrzeugkörperkoordinatensystem ist durch die Xm-Achse, die sich in einer Richtung bezogen auf den Ursprung erstreckt, der an dem Fahrzeugkörper der Aushubmaschine fixiert ist, die Ym-Achse orthogonal zur Xm-Achse und die Zm-Achse orthogonal zur Xm-Achse und zur Ym-Achse definiert. Eine Richtung parallel zur Xm-Achse ist als eine Xm-Achsenrichtung definiert, eine Richtung parallel zur Ym-Achse ist als eine Ym-Achsenrichtung definiert und eine Richtung parallel zur Zm-Achse ist als eine Zm-Achsenrichtung definiert. Eine Drehung oder geneigte Richtung um die Xm-Achse ist als eine θXm-Richtung definiert, eine Drehung oder geneigte Richtung um die Ym-Achse ist als eine θYm-Richtung definiert, und eine Drehung oder geneigte Richtung um die Zm-Achse ist als eine θZm-Richtung definiert. Die Xm-Achsenrichtung ist die Längsrichtung der Aushubmaschine, die Ym-Achsenrichtung ist die Fahrzeugkörperbreitenrichtung der Aushubmaschine und die Zm-Achsenrichtung ist die vertikale Richtung der Aushubmaschine.
• [Aushubmaschine]
• 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Aushubmaschine 1 nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Die vorliegende Ausführungsform wird einen Fall veranschaulichen, in dem die Aushubmaschine 1 ein Bagger ist. In der folgenden Beschreibung wird die Arbeitsmaschine 1 gegebenfalls als der Bagger 1 bezeichnet.
• Wie in 1 dargestellt, enthält der Bagger 1 ein Arbeitsgerät 2, die hydraulisch betätigt wird, einen Schwenkkörper 3, der ein Fahrzeugkörper ist, der das Arbeitsgerät 2 stützt, und eine Fahrvorrichtung 5, die den Schwenkkörper 3 stützt.
• Der Schwenkkörper 3 kann um eine Schwenkachse Zr schwenken, während er von der Fahrvorrichtung 5 gestützt wird. Der Schwenkkörper 3 enthält einen Bedienraum 4 und einen Maschinenraum 3EG. Der Bediener des Baggers 1 betritt den Bedienraum 4. Der Maschinenraum 3EG nimmt eine Energiequelle und eine Hydraulikpumpe auf. Die Energiequelle enthält beispielsweise eine Brennkraftmaschine, wie etwa einen Dieselmotor. Man beachte, dass die Energiequelle eine Hybridenergiequelle sein kann, in der eine Brennkraftmaschine, ein Generatormotor und eine Speichervorrichtung kombiniert werden.
• Der Schwenkkörper 3 ist mit GNSS-Antennen 21 und 22 versehen, die zum Erfassen der Position des Schwenkkörpers 3 im globalen Koordinatensystem verwendet werden.
• Die Fahrvorrichtung 5 stützt den Schwenkkörper 3. Die Fahrvorrichtung 5 enthält ein Paar Raupenketten 5C. Wenn sich die Raupenketten 5C drehen, fährt der Bagger 1. Man beachte, dass die Fahrvorrichtung 5 Räder (Reifen) aufweisen kann.
• Das Arbeitsgerät 2 wird von dem Schwenkkörper 3 gestützt. Das Arbeitsgerät 2 enthält einen Ausleger 6, der über einen Auslegerstift 14 mit dem Schwenkkörper 3 gekoppelt ist, einen Stiel 7, der über einen Stielstift 15 mit dem Ausleger 6 gekoppelt ist, ein Kopplungselement 8, das über einen Löffelstift 16 mit dem Stiel 7 gekoppelt ist, und einen Löffel 9, der über einen Kippstift 17 mit dem Kopplungselement 8 gekoppelt ist. Der Löffel 9 ist ein Kipplöffel. Der Löffel 9 weist Schneidkanten 9T auf. Jede Schneidkante 9T des Löffels 9 ist ein distaler Endabschnitt einer konvexen Schneide. Mehrere Schneidkanten 9T sind in der Breitenrichtung an dem Löffel 9 vorgesehen. Man beachte, dass die Schneidkante 9T des Löffels 9 ein distaler Endabschnitt einer geraden Form sein kann.
• Der Ausleger 6 kann sich um eine Drehachse AX1 drehen, die relativ zum Schwenkkörper 3 durch den Auslegerstift 14 verläuft. Der Stiel 7 kann sich um eine Drehachse AX2 drehen, die relativ zum Ausleger 6 durch den Stielstift 15 verläuft. Das Kopplungselement 8 kann sich um eine Drehachse AX3 drehen, die relativ zum Stiel 7 durch den Löffelstift 16 verläuft. Der Löffel 9 kann sich um eine Drehachse AX4 drehen, die relativ zum Kupplungselement 8 durch den Kippstift 17 verläuft.
• Die Drehachse AX1, die Drehachse AX2 und die Drehachse AX3 sind parallel zueinander. Die Drehachsen AX1, AX2 und AX3 sind orthogonal zu einer Achse parallel zur Schwenkachse Zr. Die Drehachse AX3 und die Drehachse AX4 weisen in unterschiedliche Richtungen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Drehachse AX3 orthogonal zu einer Achse parallel zur Drehachse AX4.
• Die Drehachsen AX1, AX2 und AX3 verlaufen parallel zur Ym-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems. Die Schwenkachse Zr verläuft parallel zur Zm-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems. Eine Richtung parallel zu den Drehachsen AX1, AX2 und AX3 gibt die Fahrzeugkörperbreitenrichtung des Schwenkkörpers 3 an. Eine Richtung parallel zu der Schwenkachse Zr gibt die vertikale Richtung des Schwenkkörpers 3 an. Eine Richtung orthogonal zu beiden Drehachsen AX1, AX2 und AX3 und die Schwenkachse Zr geben die Vorne-Hinten-Richtung des Schwenkkörpers 3 an.
• Die Richtung, in der sich das Arbeitsgerät 2 bezogen auf den Bedienraum 4 befindet, entspricht der Vorderseite, und die Richtung, in der sich der Maschinenraum 3EG bezogen auf den Bedienraum 4 befindet, entspricht der Rückseite. Die Richtung, in der sich die Fahrvorrichtung 5 bezogen auf den Schwenkkörper 3 befindet, entspricht nach unten und die Richtung, in der sich der Schwenkkörper 3 bezogen auf die Fahrvorrichtung 5 befindet, entspricht nach oben. Die vom Ausleger 6 abgewandte Richtung bezüglich des im Bedienraum 4 angeordneten und nach vorne weisenden Fahrersitzes entspricht der Richtung nach links und die Richtung, die sich bezüglich des Fahrersitzes dem Ausleger 6 nähert, entspricht der Richtung nach rechts.
• Das Arbeitsgerät 2 wird durch die von einem Hydraulikzylinder erzeugte Leistung betätigt. Der Hydraulikzylinder, der das Arbeitsgerät 2 betätigt, enthält einen Auslegerzylinder 10, der den Ausleger 6 betätigt, einen Stielzylinder 11, der den Stiel 7 betätigt, einen Löffelzylinder 12, der das Kopplungselement 8 betätigt, und einen Kippzylinder 13, der den Löffel 9 betätigt. Der Auslegerzylinder 10 kann eine Leistung erzeugen, die den Ausleger 6 um die Drehachse AX1 dreht. Der Stielzylinder 11 kann eine Leistung erzeugen, die den Stiel 7 um die Drehachse AX2 dreht. Der Löffelzylinder 12 kann eine Leistung erzeugen, die das Kopplungselement 8 um die Drehachse AX3 dreht. Die Kippzylinder 13 können eine Leistung erzeugen, die den Löffel 9 um die Drehachse AX4 dreht.
• [Löffel]
• 2 ist eine Vorderansicht, die ein Beispiel des Löffels 9 nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist der Löffel 9 über das Kopplungselement 8 mit dem Stiel 7 gekoppelt. Das Kopplungselement 8 ist mit dem Stiel 7 gekoppelt, um um die Drehachse AX3 drehbar zu sein. Der Löffel 9 ist mit dem Kopplungselement 8 gekoppelt, um um die Drehachse AX4 drehbar zu sein. Wenn sich das Kopplungselement 8 um die Drehachse AX3 dreht, dreht sich der Löffel 9 um die Drehachse AX3. Das heißt der Löffel 9 wird von dem Stiel 7 gehalten, um um die Drehachse AX3 (erste Drehachse) und die Drehachse AX4 (zweite Drehachse) drehbar zu sein, die einer Richtung gegenüberliegt, die sich von der der Drehachse AX3 unterscheidet.
• In der folgenden Beschreibung wird die Drehachse AX3 nach Bedarf als die Löffeldrehachse AX3 bezeichnet, und die Drehachse AX4 wird nach Bedarf als die Kippdrehachse AX4 bezeichnet. In der folgenden Beschreibung wird die Drehung des Löffels 9 um die Löffeldrehachse AX3 nach Bedarf als Löffeldrehung bezeichnet, und die Drehung des Löffels 9 um die Kippdrehachse AX4 wird nach Bedarf als Kippdrehung bezeichnet. Ein in 1 dargestellter Pfeil SW gibt die Richtung der Löffeldrehung des Löffels 9 an. Ein in 1 und 2 dargestellter Pfeil TIL gibt die Richtung der Kippdrehung des Löffels 9 an.
• Der Löffel 9 weist mehrere Schneidkanten 9T auf. Die mehreren Schneidkanten 9T sind in der Breitenrichtung des Löffels 9 angeordnet. Die Breitenrichtung des Löffels 9 entspricht einer Richtung orthogonal zur Kippdrehachse AX4. Die mehreren Schneidkanten 9T bilden eine Schneidkantenanordnung 9TG. Die Schneidkantenanordnung 9TG ist ein Aggregat von Schneidkanten 9T. In der folgenden Beschreibung wird eine gerade Linie, die die mehreren Schneidkanten 9T verbindet, nach Bedarf als Schneidkantenlinie LBT bezeichnet.
• Man beachte, dass, wenn der Löffel 9 die Schneidkante 9T in einer geraden Form aufweist, die Schneidkantenlinie LBT in der Erstreckungsrichtung der Schneidkante 9T in einer geraden Form definiert ist.
• Die Kippzylinder 13 sind mit dem Kopplungselement 8 und dem Löffel 9 gekoppelt. Die Kippzylinder 13 sind auf der einen und der anderen Seite des Kopplungselements 8 in der Ym-Achsenrichtung angeordnet. Wenn sich ein Kippzylinder 13 ausdehnt und der andere Kippzylinder 13 zusammenzieht, kippt und dreht sich der Löffel 9. Man beachte, dass die Anzahl der Kippzylinder 13 eins sein kann.
• Wenn, wie in 2 dargestellt, eine Achse AXZ orthogonal sowohl zur Löffeldrehachse AX3 als auch zur Kippdrehachse AX4 definiert ist, neigt sich die Schneidkantenlinie LBT des Löffels 9 relativ zur Achse AXZ, wenn sich der Löffel 9 dreht. Wenn die Schneidkantenlinie LBT orthogonal zur Achse AXZ ist, stimmt die Breitenrichtung des Löffels 9 mit der Fahrzeugbreitenrichtung des Schwenkkörpers 3 überein.
• [Erfassungssystem]
• Als nächstes wird ein Erfassungssystem 18 des Baggers 1 nach der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 3 ist eine Seitenansicht, die schematisch den Bagger 1 nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt. 4 ist eine Rückansicht, die schematisch den Bagger 1 nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt. 5 ist eine Draufsicht, die schematisch den Bagger 1 nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt. 6 ist eine Vorderansicht, die schematisch das Arbeitsgerät 2 nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
• Das Erfassungssystem 18 enthält einen Positionsdetektor 20, der die Position des Schwenkkörpers 3 erfasst, und einen Arbeitsgerätewinkeldetektor 19, der den Winkel des Arbeitsgeräts 2 erfasst.
• Der Positionsdetektor 20 enthält einen Positionsrechner 23, der die Position des Schwenkkörpers 3 erfasst, und einen Stellungsrechner 24, der die Stellung des Schwenkkörpers 3 erfasst.
• Der Positionsrechner 23 enthält einen GPS-Empfänger. Der Positionsrechner 23 ist für den Schwenkkörper 3 vorgesehen. Der Positionsrechner 23 erfasst eine Position Pg des Schwenkkörpers 3 im globalen Koordinatensystem. Die Position Pg des Schwenkkörpers 3 enthält Koordinatendaten in der Xg-Achsenrichtung, Koordinatendaten in der Yg-Achsenrichtung und Koordinatendaten in der Zg-Achsenrichtung.
• Der Schwenkkörper 3 ist mit den GNSS-Antennen 21 und 22 versehen. Die GNSS-Antennen 21 und 22 empfangen Funkwellen von den Positionierungssatelliten und geben basierend auf den empfangenen Funkwellen erzeugte Signale an den Positionsrechner 23 aus. Der Positionsrechner 23 erfasst Positionen P1 und P2 der GNSS-Antennen 21 und 22 im globalen Koordinatensystem auf der Basis von Signalen von den GNSS-Antennen 21 und 22. Der Positionsrechner 23 erfasst die Position Pg des Schwenkkörpers 3 auf der Basis der Positionen P1 und P2 der GNSS-Antennen 21 und 22.
• Die GNSS-Antennen 21 und 22 sind in der Fahrzeugbreitenrichtung vorgesehen. Der Positionsrechner 23 berechnet die Position Pg des Schwenkkörpers 3 durch Ausführen einer arithmetischen Verarbeitung auf der Basis mindestens einer von der Position P1 und der Position P2. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Position Pb des Schwenkkörpers 3 die Position P1. Man beachte, dass die Position Pg des Schwenkkörpers 3 die Position P2 oder eine Position zwischen der Position P1 und der Position P2 sein kann.
• Der Stellungsrechner 24 enthält eine Trägheitsmesseinheit (IMU). Der Stellungsrechner 24 ist für den Schwenkkörper 3 vorgesehen. Der Stellungsrechner 24 erfasst die auf den Stellungsrechner 24 ausgeübte Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit. Der Stellungsrechner 24 erfasst eine auf den Schwenkkörper 3 wirkende Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit durch Erfassen einer Beschleunigung und einer Winkelgeschwindigkeit, die auf den Stellungsrechner 24 wirken. Der Stellungsrechner 24 berechnet die Stellung des Schwenkkörpers 3, die einen Rollwinkels θ5 und einen Nickwinkel θ6 enthält, durch Ausführen einer arithmetischen Verarbeitung auf der Grundlage einer Beschleunigung und einer Winkelgeschwindigkeit, die auf den Schwenkkörper 3 wirken. Der Rollwinkel θ5 ist der Kippwinkel des Schwenkkörpers 3 relativ zu einer horizontalen Ebene in der Fahrzeugbreitenrichtung. Der Nickwinkel θ6 ist der Kippwinkel des Schwenkkörpers 3 relativ zu einer horizontalen Ebene in der Vorne-Hinten-Richtung.
• Ein Azimutwinkel θ7 (Gierwinkel) wird auf der Grundlage von Erfassungsdaten von dem Positionsrechner 23 berechnet. Der Azimutwinkel θ7 ist der Kippwinkel des Schwenkkörpers 3 relativ zu einem Referenzazimut. Der Referenzazimut ist beispielsweise Nord. Der Positionsrechner 23 kann den Azimutwinkel θ7 des Schwenkkörpers 3 auf der Grundlage der Positionen P1 und P2 der GNSS-Antennen 21 und 22 berechnen. Der Positionsrechner 23 kann eine gerade Linie berechnen, die die Position P1 und die Position P2 verbindet, und den Azimutwinkel θ7 des Schwenkkörpers 3 auf der Grundlage des Winkels, der durch die berechnete Gerade und den Referenzazimut gebildet wird, berechnen. Man beachte, dass der Stellungsrechner 24 den Azimutwinkel θ7 durch Ausführen einer arithmetischen Verarbeitung auf der Grundlage einer Beschleunigung und einer Winkelgeschwindigkeit berechnen kann, die auf den Schwenkkörper 3 wirken.
• Der Arbeitsgerätewinkeldetektor 19 enthält einen Auslegerhubsensor 19A, der den Hubwert des Auslegerzylinders 10 erfasst, einen Stielhubsensor 19B, der den Hubwert des Stielzylinders 11 erfasst, einen Löffelhubsensor 19C, der den Hubwert des Löffelzylinders 12 erfasst, einen Kipphubsensor 19D, der den Hubwert des Kippzylinders 13 erfasst, und einen Kippwinkelrechner. Der Kippwinkelrechner berechnet einen Kippwinkel θ1 des Auslegers 6 relativ zur Zm-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems auf der Grundlage des durch den Auslegerhubsensor 19A erfassten Hubwerts. Der Kippwinkelrechner berechnet einen Kippwinkel θ2 des Stiels 7 relativ zu dem Ausleger 6 auf der Grundlage des Hubwerts, der von dem Stielhubsensor 19B erfasst wird. Der Kippwinkelrechner berechnet einen Kippwinkel θ3 der Schneidkante 9T des Löffels 9 relativ zu dem Stiel 7 auf der Grundlage des durch den Löffelhubsensor 19C erfassten Hubwerts. Der Kippwinkelrechner berechnet einen Kippwinkel θ4 des Löffels 9 relativ zur Achse AXZ auf der Grundlage des durch den Kipphubsensor 19D erfassten Hubwerts. Wie in 6 dargestellt, ist der Kippwinkel θ4 des Löffels 9 der Winkel, der durch die Achse AXZ und eine Linie orthogonal zur Schneidkantenlinie LBT des Löffels 9 gebildet wird.
• Man beachte, dass die Kippwinkel θ1, θ2, θ3 und θ4 beispielsweise durch einen Winkelsensor erfasst werden können, der für das Arbeitsgerät 2 vorgesehen ist.
• [Steuersystem]
• Ein Steuersystem 100 des Baggers 1 nach der vorliegenden Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. 7 ist ein Funktionsblockdiagramm, das ein Beispiel des Steuersystems 100 des Baggers 1 nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
• Wie in 7 dargestellt, enthält der Bagger 1 einen Fahrzeugcontroller 25, ein Hydrauliksystem 26, eine Bedienvorrichtung 30 und ein Anzeigesystem 200.
• Die Bedienvorrichtung 30 wird von dem Bediener zur Betätigung des Arbeitsgeräts 2, zum Schwenken des Schwenkkörpers 3 und zum Fahren der Fahrvorrichtung 5 betätigt. Die Bedienvorrichtung 30 ist im Bedienraum 4 angeordnet. Die Bedienvorrichtung 30 enthält ein Bedienelement, das von dem Bediener des Baggers 1 betätigt wird. Die Bedienvorrichtung 30 enthält einen Arbeitshebel 31 zum Betätigen des Arbeitsgeräts 2 und des Schwenkkörpers 3 und einen Fahrhebel 32 zum Betätigen der Fahrvorrichtung 5.
• Der Arbeitshebel 31 enthält einen rechten Arbeitshebel 31R, einen linken Arbeitshebel 30L und einen Kipphebel 30T. Der Fahrhebel 32 enthält einen rechten Fahrhebel 32R und einen linken Fahrhebel 32L.
• Wenn der rechte Arbeitshebel 31R in der Vorne-Hinten-Richtung betätigt wird, wird der Ausleger 6 nach unten oder oben betätigt. Wenn der rechte Arbeitshebel 31R in der Links-Rechts-Richtung betätigt wird, dreht sich der Löffel 9, um einen Aushubvorgang oder einen Abladevorgang durchzuführen. Wenn ein Kipphebel 31T betätigt wird, kippt und dreht sich der Löffel 9, um die Schneidkantenlinie LBT relativ zur Achse AXZ nach rechts oder links zu neigen. Man beachte, dass der Löffel 9 durch Betätigen eines Bedienpedals, das vom Fuß des Bedieners betätigt wird, zum Kippen und Drehen gebracht werden kann.
• Wenn ein linker Arbeitshebel 31L in der Vorne-Hinten-Richtung betätigt wird, wird der Stiel 7 für einen Abladevorgang oder einen Aushubvorgang betätigt. Wenn der linke Arbeitshebel 31L in der Links-Rechts- Richtung betätigt wird, schwenkt der Schwenkkörper 3 nach links oder rechts.
• Wenn der rechte Fahrhebel 32R in der Vorne-Hinten-Richtung betätigt wird, dreht sich die rechte Raupenkette 5C des Paares der Raupenketten 5C, um sich vorwärts oder rückwärts zu bewegen. Wenn der linke Fahrhebel 32L in der Vorne-Hinten-Richtung betätigt wird, dreht sich die linke Raupenkette 5C des Paares der Raupenketten 5C, um sich vorwärts oder rückwärts zu bewegen.
• Der Fahrzeugcontroller 25 enthält eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle, eine Speichervorrichtung, die einen flüchtigen Speicher, wie etwa einen Direktzugriffsspeicher (RAM), und einen nichtflüchtigen Speicher, wie etwa einen Nur-Lese-Speicher (ROM), und einen arithmetischen Prozessor, der einen Prozessor, wie etwa eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), enthält. Der Fahrzeugcontroller 25 gibt Steuersignale zum Steuern des Arbeitsgeräts 2 und des Schwenkkörpers 3 aus.
• Das Hydrauliksystem 26 enthält eine Hydraulikpumpe 27, die Hydrauliköl abgibt, ein Strömungssteuerventil 28, das die Zufuhrmenge und die Zufuhrrichtung des jedem Hydraulikzylinder (10, 11, 12 und 13) zugeführten Hydrauliköls zum Betätigen des Arbeitsgeräts 2 einstellt, und ein Proportionalsteuerventil 29, das einen auf das Strömungssteuerventil 28 wirkenden Steuerdruck einstellt. Der auf das Strömungssteuerventil 28 wirkende Steuerdruck wird auf der Grundlage des Betätigungsbetrags des Arbeitshebels 31 eingestellt. Der Steuerkolben des Strömungssteuerventils 28 bewegt sich auf der Grundlage eines Steuerdrucks, um die Zufuhrmenge und die Zufuhrrichtung des jedem Hydraulikzylinder zugeführten Hydrauliköls einzustellen. Man beachte, dass der Arbeitshebel 31 ein Steuerdrucksystem oder ein elektrisches System sein kann. Wenn der Arbeitshebel 31 ein elektrisches System ist, wird der Betätigungsbetrag des Arbeitshebels 31 durch einen Betätigungsbetragssensor, wie etwa ein Potentiometer, erfasst. Das Erfassungssignal von dem Betätigungsbetragssensor wird an den Fahrzeugcontroller 25 ausgegeben. Der Fahrzeugcontroller 25 kann ein Steuersignal zum Steuern des Proportionalsteuerventils 29 auf der Grundlage eines Erfassungssignals von dem Betätigungsbetragssensor ausgeben.
• Das Hydrauliksystem 26 enthält einen Hydraulikmotor zum Fahren der Fahrvorrichtung 5. Der Fahrhebel 32 wird betätigt, um die Zufuhrmenge und die Zufuhrrichtung des dem Hydraulikmotor von der Hydraulikpumpe 27 zugeführten Hydrauliköls einzustellen. Der Fahrhebel 32 kann ein Steuerdrucksystem oder ein elektrisches System sein.
• [Anzeigesystem]
• Das Anzeigesystem 200 zeigt die relative Position zwischen dem Löffel 9 des Arbeitsgeräts 2 und einem Aushubobjekt an, um die Bedienung der Bedienvorrichtung 30 durch den Bediener zu unterstützen.
• Wie in 6 dargestellt, enthält das Anzeigesystem 200 den Positionsdetektor 20, den Arbeitsgerätewinkeldetektor 19, eine Eingabevorrichtung 33, eine Anzeigevorrichtung 34, eine Tonausgabevorrichtung 35 und einen Controller 40. Die Eingabevorrichtung 33, die Anzeigevorrichtung 34 und die Tonausgabevorrichtung 35 sind jeweils in dem Bedienraum 4 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Eingabevorrichtung 33, die Anzeigevorrichtung 34 und die Tonausgabevorrichtung 35 einstückig angeordnet. Man beachte, dass die Eingabevorrichtung 33, die Anzeigevorrichtung 34 und die Tonausgabevorrichtung 35 separat angeordnet sein können.
• Der Positionsdetektor 20 enthält den Positionsrechner 23 und den Stellungsrechner 24. Der Arbeitsgerätewinkeldetektor 19 enthält den Auslegerhubsensor 19A, den Stielhubsensor 19B, den Löffelhubsensor 19C und den Kipphubsensor 19D.
• Der Bediener bedient die Eingabevorrichtung 33. Das Bedienen der Eingabevorrichtung 33 erzeugt ein Eingangssignal für die Bedienung des Anzeigesystems. Als Eingabevorrichtung 33 ist mindestens eines von einem Bedienschalter, einem Bedienknopf, einem Berührungsfeld und einer Tastatur beispielhaft dargestellt.
• Die Anzeigevorrichtung 34 zeigt Anzeigedaten an, um die Bedienung der Bedienvorrichtung 30 durch den Bediener zu unterstützen. Die Anzeigedaten, die auf der Anzeigevorrichtung 34 angezeigt werden, enthalten ein Bild, das die relative Position zwischen dem Löffel 9 und einem Aushubobjekt darstellt. Als Anzeigevorrichtung 34 wird beispielhaft eine Flüssigkristallanzeige (LCD) oder eine Flachbildschirmanzeige, wie etwa eine organische Elektrolumineszenzanzeige (OELD), beispielhaft dargestellt.
• Die Tonausgabevorrichtung 35 gibt einen Warnton aus, um die Bedienung der Bedienvorrichtung 30 durch den Bediener zu unterstützen. Als die Tonausgabevorrichtung 35 ist mindestens eines von einem Lautsprecher, einer Sirene und einer Sprachausgabevorrichtung beispielhaft dargestellt.
• Der Controller 40 enthält eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 40A, eine Speichervorrichtung 40B, die einen flüchtigen Speicher, wie etwa einen Direktzugriffsspeicher (RAM), und einen nichtflüchtigen Speicher, wie etwa einen Nur-Lese-Speicher (ROM), und einen arithmetischen Prozessor 40C, der einen Prozessor enthält, wie etwa eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), enthält.
• Die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 40A enthält eine Schnittstellenschaltung, die die Speichervorrichtung 40B und den arithmetischen Prozessor 40C mit einer externen Vorrichtung verbindet. Die Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle 40A ist mit jedem von dem Positionsdetektor 20, dem Arbeitsgerätewinkeldetektor 19, der Eingabevorrichtung 33, der Anzeigevorrichtung 34 und der Tonausgabevorrichtung 35 verbunden.
• Die Speichervorrichtung 40B enthält eine Arbeitsgeräteaußenformdatenspeichereinheit 41 und eine Zielaushublandformdatenspeichereinheit 42.
• Die Arbeitsgeräteaußenformdatenspeichereinheit 41 speichert Arbeitsgeräteaußenformdaten. Die Arbeitsgeräteaußenformdaten geben die Außenform und die Abmessungen des Arbeitsgeräts 2 an. Die Arbeitsgeräteaußenformdaten sind bekannte Daten, die aus den Entwurfsdaten oder Spezifikationsdaten des Baggers 1 bekannt sind, und in der Arbeitsgeräteaußenformdatenspeichereinheit 41 gespeichert werden.
• Die Arbeitsgeräteaußenformdaten enthalten eine Länge L1 des Auslegers 6, eine Länge L2 des Stiels 7, eine Länge L3 des Kopplungselements 8 und eine Länge L4 des Löffels 9. Wie in 3 dargestellt, ist die Länge L1 des Auslegers 6 die Länge von der Mitte des Auslegerstifts 14 zur Mitte des Stielstifts 15. Die Länge L2 des Stiels 7 ist die Länge von der Mitte des Stielstifts 15 bis zur Mitte des Löffelstifts 16. Die Länge L3 des Kopplungselements 8 ist die Länge von der Mitte des Löffelstifts 16 zur Mitte des Kippstifts 17. Die Länge L4 des Löffels 9 ist die Länge von der Mitte des Kippstifts 17 bis zur Schneidkante 9T des Löffels 9.
• Die Arbeitsgeräteaußenformdaten enthalten Löffelaußenformdaten, die die Außenform und die Abmessungen des Löffels 9 angeben. Die Löffelaußenformdaten enthalten eine Breite W des Löffels 9 und Koordinatendaten des Löffels 9. Die Koordinatendaten des Löffels 9 enthalten die Koordinatendaten der Schneidkante 9T des Löffels 9 und die Koordinatendaten jedes von mehreren Punkten auf der Außenfläche des Löffels 9. Man beachte, dass, wenn der Löffel 9 ersetzt wird, die Löffelaußenformdaten um den ersetzten Löffel über die Eingabevorrichtung 33 der Arbeitsgerätedatenspeichereinheit 41 eingegeben werden.
• Die Zielausaushublandformdatenspeichereinheit 42 speichert Zielausaushublandformdaten, die die Zielausaushublandform des Aushubobjekts angeben. Die Zielaushublandform gibt die Zielform des Aushubobjekts an. Die Zielaushublandform wird im Voraus erstellt und in der Zielaushublandformdatenspeichereinheit 42 gespeichert.
• Die Zielausaushublandformdaten enthalten dreidimensionale Daten, die die dreidimensionale Zielform des Aushubobjekts angeben. Die dreidimensionalen Daten enthalten die dreidimensionalen Koordinatendaten jedes von mehreren Punkten auf der Oberfläche der Zielaushublandform.
• Der arithmetische Prozessor 40C enthält eine Fahrzeugzustandsdatenerfassungseinheit 43, eine Arbeitsgerätezustandsdatenerfassungseinheit 44, eine Zielaushublandformdatenerfassungseinheit 45, einen Rechner 46 und einen Anzeigecontroller 47.
• Die Fahrzeugzustandsdatenerfassungseinheit 43 erfasst Fahrzeugzustandsdaten, die die Position und Stellung des Schwenkkörpers 3 von dem Positionsdetektor 20 angeben. Die Position des Schwenkkörpers 3 ist die Position Pg in dem globalen Koordinatensystem. Die Stellung des Schwenkkörpers 3 wird durch den Rollwinkel θ5, den Nickwinkel θ6 und den Azimutwinkel θ7 dargestellt. Der Positionsrechner 23 erfasst eine Position Pg des Schwenkkörpers 3 im globalen Koordinatensystem. Der Stellungsrechner 24 erfasst die Stellung des Schwenkkörpers 3, die den Rollwinkel θ5, den Nickwinkel θ6 und den Azimutwinkel θ7 enthält. Die Fahrzeugzustandsdatenerfassungseinheit 43 erfasst die Position Pg des Schwenkkörpers 3 in dem globalen Koordinatensystem und die Stellung des Schwenkkörpers 3, die den Rollwinkel θ5, den Nickwinkel θ6 und den Azimutwinkel θ7 enthält.
• Die Arbeitsgerätezustandsdatenerfassungseinheit 44 erfasst Arbeitsgerätezustandsdaten, die die Stellung des Arbeitsgeräts 2 angeben. Die Stellung des Arbeitsgeräts 2 wird durch den Kippwinkel θ1 des Auslegers 6 relativ zur Zm-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems, den Kippwinkel θ2 des Stiels 7 relativ zum Ausleger 6, den Kippwinkel θ3 der Schneidkante 9T des Löffels 9 relativ zum Stiel 7 und den Kippwinkel θ4 des Löffels 9 relativ zu der Achse AXZ dargestellt. Auf die vorstehende Weise werden mit dem Kippwinkelrechner des Arbeitsgerätewinkeldetektors 19 die Kippwinkel θ1, θ2, θ3 und θ4 berechnet. Die Arbeitsgerätezustandsdatenerfassungseinheit 44 erfasst Arbeitsgerätezustandsdaten, die den Kippwinkel des Arbeitsgeräts 2 enthalten, von dem Arbeitsgerätewinkeldetektor 19.
• Die Zielausaushublandformdatenerfassungseinheit 45 erfasst Zielausaushublandformdaten, die die Zielausaushublandform des Aushubobjekts angeben, von der Zielausaushublandformdatenspeichereinheit 42.
• 8 ist eine Ansicht, die schematisch ein Beispiel einer Zielaushublandform nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Wie in 8 dargestellt, enthalten die Zielaushublandformdaten mehrere Entwurfspläne Fa, die durch dreieckige Polygone dargestellt sind. Einer oder mehrere Entwurfspläne Fa werden als Zielebene Fm aus den mehreren Entwurfsplänen Fa ausgewählt. Die Zielebene Fm gibt eine Zielform der Aushubobjektebene an, die von dem Löffel 9 ausgehoben werden soll. Die ZielaushublandformDatenerfassungseinheit 45 definiert eine Betriebsebene WP, die durch die Schneidkante 9T des Löffels 9 verläuft und orthogonal zur Drehachse AX3 ist. Die Arbeitsgerätezustandsdatenerfassungseinheit 44 berechnet die Position der Schneidkante 9T des Löffels 9. Die Zielaushublandformdatenerfassungseinheit 45 definiert auch einen Punkt AP auf der Zielebene Fm, dessen vertikaler Abstand von dem Löffel 8 durch die Betriebsebene WP am kürzesten ist. Zusätzlich berechnet die Zielaushublandformdatenerfassungseinheit 45 eine Schnittlinie LX zwischen der Betriebsebene WP und der Entwurfsebene Fa, die die Zielebene Fm enthält. Die Betriebsebene WP ist eine Ebene, in der die Schneidkante 9T des Löffels 9 durch mindestens eine der Betätigungen des Auslegerzylinders 10, des Stielzylinders 11 und des Löffelzylinders 12 bewegt wird und parallel zu einer ZmXm-Ebene verläuft.
• Der Rechner 46 erfasst Fahrzeugzustandsdaten von der Fahrzeugzustandsdatenerfassungseinheit 43, Arbeitsgeräteaußenformdaten von der Arbeitsgeräteaußenformdatenspeichereinheit 41 und Arbeitsgerätezustandsdaten von der Arbeitsgerätezustandsdatenerfassungseinheit 44. Der Rechner 46 berechnet auf der Grundlage der Fahrzeugzustandsdaten, der Arbeitsgeräteaußenformdaten und der Arbeitsgerätezustandsdaten einen Referenzvektor B, der sich in der Breitenrichtung des Löffels 9 des Arbeitsgeräts 2 erstreckt und durch einen spezifizierten Abschnitt des Löffels 9 verläuft.
• In dieser vorliegenden Ausführungsform ist der spezifizierte Abschnitt des Löffels 9 die Schneidkante 9T des Löffels 9. Der Referenzvektor B ist so definiert, dass er durch die Schneidkante 9T des Löffels 9 verläuft. In der folgenden Beschreibung wird der Referenzvektor B nach Bedarf als Schneidkantenvektor B bezeichnet.
• 9 ist eine Ansicht zum Erläutern des Schneidkantenvektors B nach der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 9 dargestellt, erstreckt sich der Schneidkantenvektor B in der Breitenrichtung des Löffels 9. Die Breitenrichtung des Löffels 9 ist eine Richtung parallel zur Schneidkantenlinie LBT. Der Schneidkantenvektor B ist orthogonal zu einer Achse parallel zur Kippdrehachse AX4.
• Der Schneidkantenvektor B durchläuft mehrere Schneidkanten 9T des Löffels 9, die in der Breitenrichtung des Löffels 9 angeordnet sind. Der Schneidkantenvektor B ist parallel zur Schneidkantenlinie LBT des Löffels 9. Der Schneidkantenvektor B wird auf der Grundlage der von der Fahrzeugzustandsdatenerfassungseinheit 43 erfassten Fahrzeugzustandsdaten, der von der Arbeitsgerätezustandsdatenerfassungseinheit 44 erfassten Arbeitsgerätezustandsdaten und der in der Arbeitsgerätedatenspeichereinheit 41 gespeicherten Arbeitsgeräteaußenformdaten berechnet.
• Der Rechner 46 kann die Position von jedem von mehreren Punkten auf dem Löffel 9 relativ zu einem Referenzpunkt auf dem Schwenkkörper 3 in dem Fahrzeugkörperkoordinatensystem auf der Grundlage der Arbeitsgerätezustandsdaten, die durch die Arbeitsgerätezustandsdatenerfassungseinheit 44 erfasst werden, und die den Kippwinkel 91, den Kippwinkel θ2, den Kippwinkel θ3 und den Kippwinkel θ4 enthalten, und der Arbeitsgeräteaußenformdaten, die in der Arbeitsgeräteaußenformdatenspeichereinheit 41 gespeichert werden und die die Länge L1 des Auslegers 6, die Länge L2 des Stiels 7, die Länge L3 des Kopplungselements 8, die Länge L4 des Löffels 9 und die Breite W des Löffels 9 enthalten, berechnet. Man beachte, dass der Referenzpunkt auf dem Schwenkkörper 3 auf der Schwenkachse Zr des Schwenkkörpers 3 eingestellt sein kann. Beachten Sie, dass der Referenzpunkt auf dem Schwenkkörper 3 auf der Drehachse AX1 eingestellt sein kann. Der Rechner 46 kann die Stellung des Löffels 9 in dem Fahrzeugkörperkoordinatensystem auf der Grundlage der Position jedes von mehreren Punkten auf dem Löffel 9 in dem Fahrzeugkörperkoordinatensystem berechnen.
• Der Rechner 46 berechnet eine Position PA einer Schneidkante 9TA, mehrere Punkte auf dem Löffel 9, die sich an einem Ende in der Breitenrichtung des Löffels 9 befinden, und eine Position PB einer Schneidkante 9TB, die sich am anderen Ende befindet. Der Rechner 46 berechnet auch den Schneidkantenvektor B durch Verbinden der berechneten Schneidkante 9TA und der Schneidkante 9TB.
• Ein Beispiel eines Verfahrens zum Berechnen des Schneidkantenvektors B wird nachstehend beschrieben. Der Rechner 46 berechnet die Koordinaten (xt, yt, zt) einer Position Pt der Kippdrehachse AX4 im Fahrzeugkörperkoordinatensystem auf der Grundlage der Längen L1, L2 und L3 und der Kippwinkel θ1, θ2 und θ3.
• Der Rechner 46 berechnet die Position PA und die Position PB in dem Fahrzeugkörperkoordinatensystem auf der Grundlage des Kippwinkels θ4, der Länge L4 des Löffels 9, die in der Arbeitsgeräteaußenformdatenspeichereinheit 41 gespeichert wird, und der Breite W des Löffels 9, die in der Arbeitsgeräteaußenformdatenspeichereinheit 41 gespeichert wird. Die Breite W ist der Abstand zwischen der Schneidkante 9TA und der Schneidkante 9TB. Die Koordinaten (xmA, ymA, zmA) der Position PA werden auf der Basis der Gleichungen (1), (2) und (3) berechnet. Die Koordinaten (xmB, ymB, zmB) der Position PB werden auf der Basis der Gleichungen (4), (5) und (6) berechnet.
• $$xmA=\left\{L4\times \text{sin}\left(\mathrm{\pi }-\mathrm{\theta }4\right)+\frac{W}{2}\times \text{cos}\left(\mathrm{\pi }-\mathrm{\theta }4\right)\right\}\times \text{sin}\left(\mathrm{\theta }1+\mathrm{\theta }2+\mathrm{\theta }3-\mathrm{\pi }\right)$$

  

  
  $$ymA=L4\times \text{cos}\left(\mathrm{\pi }-\mathrm{\theta }4\right)-\frac{W}{2}\times \text{sin}\left(\mathrm{\pi }-\mathrm{\theta }4\right)$$

  

  
  $$zmA=\left\{L4\times \text{sin}\left(\mathrm{\pi }-\mathrm{\theta }4\right)+\frac{W}{2}\times \text{cos}\left(\mathrm{\pi }-\mathrm{\theta }4\right)\right\}\times \text{cos}\left(\mathrm{\theta }1+\mathrm{\theta }2+\mathrm{\theta }3-\mathrm{\pi }\right)$$

  

  
  $$xmB=\left\{L4/\text{sin}\left(\mathrm{\pi }-\mathrm{\theta }4\right)-\frac{W}{2}\times \text{cos}\left(\mathrm{\pi }-\mathrm{\theta }4\right)\right\}\times \text{sin}\left(\mathrm{\theta }1+\mathrm{\theta }2+\mathrm{\theta }3-\mathrm{\pi }\right)$$

  

  
  $$ymB=L4\times \text{cos}\left(\mathrm{\pi }-\mathrm{\theta }4\right)+\frac{W}{2}\times \text{sin}\left(\mathrm{\pi }-\mathrm{\theta }4\right)$$

  

  
  $$zmB=\left\{L4/\text{sin}\left(\mathrm{\pi }-\mathrm{\theta }4\right)-\frac{W}{2}\times \text{cos}\left(\mathrm{\pi }-\mathrm{\theta }4\right)\right\}\times \text{cos}\left(\mathrm{\theta }1+\mathrm{\theta }2+\mathrm{\theta }3-\mathrm{\pi }\right)$$

  
• Die Koordinaten (xmtA, ymtA, zmtA) der Position PA der Schneidkante 9TA im Fahrzeugkörperkoordinatensystem bezogen auf die Koordinaten (xt, yt, zt) der Position Pt der Kippdrehachse AX4 werden auf der Grundlage der Gleichungen (7), (8) und (9) berechnet. Die Koordinaten (xmtB, ymtB, zmtB) der Position PB der Schneidkante 9TA im Fahrzeugkörperkoordinatensystem bezogen auf die Koordinaten (xt, yt, zt) der Position Pt der Kippdrehachse AX4 werden auf der Grundlage der Gleichungen (10), (11) und (12) berechnet.
  $$xmtA=xt-xmA$$

  

  
  $$ymtA=yt-ymA$$

  

  
  $$zmtA=zt-zmA$$

  

  
  $$xmtB=xt-xmB$$

  

  
  $$ymtB=yt-ymB$$

  

  
  $$zmtB=zt-zmB$$

  
• Der Rechner 46 kann den Schneidkantenvektor B auf der Grundlage der Koordinaten (xmtA, ymtA, zmtA) der Schneidkante 9TA und der Koordinaten (xmtB, ymtB, zmtB) der Schneidkante 9TB berechnen.
• Der Rechner 46 kann auch die Position von jedem von mehreren Punkten auf dem Löffel 9 in dem globalen Koordinatensystem auf der Basis der Position Pg des Schwenkkörpers 3, die durch den Positionsdetektor 20 erfasst wird, und der relativen Position zwischen dem Referenzpunkt auf dem Schwenkkörper 3 und jedem der mehreren Punkte auf dem Löffel 9 berechnen. Die relative Position zwischen der Position Pg und dem Referenzpunkt auf dem Schwenkkörper 3 sind bekannte Daten, die aus den Spezifikationsdaten des Baggers 1 abgeleitet werden. Der Rechner 46 kann die Position jedes der mehreren Punkte auf dem Löffel 9 im globalen Koordinatensystem auf der Grundlage der Position Pg des Schwenkkörpers 3, der relativen Position zwischen dem Referenzpunkt auf dem Schwenkkörper 3 und jedem der mehreren Punkte auf dem Löffel 9, Arbeitsgerätedaten und den Kippwinkeln θ1, θ2, θ3, θ4) des Arbeitsgeräts 2 berechnen. Der Rechner 46 kann die Stellung des Löffels 9 in dem globalen Koordinatensystem auf der Grundlage der Position jedes der mehreren Punkte auf dem Löffel 9 im globalen Koordinatensystem berechnen.
• Der Rechner 46 erzeugt auch Anzeigedaten, die auf der Anzeigevorrichtung 34 angezeigt werden. Der Rechner 46 erzeugt Anzeigedaten, die ein Bild enthalten, das die relative Position zwischen dem Löffel 9 und mindestens einem Teil der Zielaushublandform darstellt. Der Rechner 46 erzeugt auf der Grundlage des Schneidkantenvektors B und der Zielaushublandform ein Bild, das den Löffel 9, gesehen aus einer Richtung orthogonal zu dem Schneidkantenvektor B, darstellt, und ein Bild, das eine Ziellinie Lr darstellt, die zumindest ein Teil der Zielaushublandform ist. Der Rechner 46 erzeugt ein Bild, das die relative Position zwischen der Ziellinie Lr und dem Löffel 9, gesehen aus einer Richtung orthogonal zum Schneidkantenvektor B, darstellt. Die Ziellinie Lr ist durch eine Schnittlinie zwischen der Zielebene Fm und einer Ebene, die den Schneidkantenvektor B enthält und orthogonal zur Zielebene Fm ist, auf der Zielaushublandform des Aushubobjekts definiert. Der Rechner 46 gibt die erzeugten Bilder an den Anzeigecontroller 47 aus.
• Der Anzeigecontroller 47 veranlasst die Anzeigevorrichtung 34, die von dem Rechner 46 erzeugten Anzeigedaten anzuzeigen. Der Anzeigecontroller 47 veranlasst die Anzeigevorrichtung 34, die Anzeigedaten anzuzeigen, die den Löffel 9 und die Ziellinie Lr enthalten. Der Anzeigecontroller 47 veranlasst die Anzeigevorrichtung 34, den Löffel 9, gesehen aus einer Richtung orthogonal zu dem Schneidkantenvektor B, und die Ziellinie Lr anzuzeigen. Der Anzeigecontroller 47 veranlasst die Anzeigevorrichtung 34, das Bild anzuzeigen, das die relative Position zwischen der Ziellinie Lr und dem Löffel 9, gesehen aus einer Richtung orthogonal zu dem Schneidkantenvektor B, darstellt.
• Die Anzeigevorrichtung 34 zeigt einen Führungsbildschirm 50 an, um die Bedienung der Bedienvorrichtung 30 durch den Bediener zu unterstützen. Der Führungsbildschirm 50 enthält ein Bild, das die relative Position zwischen dem Löffel 9 und der Zielebene Fm und den relativen Wert zwischen der Ziellinie Lr und dem Löffel 9, gesehen aus einer Richtung orthogonal zum Schneidkantenvektor B, darstellt. Die Ziellinie Lr wird später beschrieben.
• [Führungsbildschirm]
• 10 und 11 sind Ansichten, die jeweils ein Beispiel des Führungsbildschirms 50 nach der vorliegenden Ausführungsform veranschaulichen. Der Führungsbildschirm 50 ist ein Bildschirm, der die relative Position zwischen der Schneidkante 9T des Löffels 9 und der Zielebene Fm anzeigt, um die Bedienung der Bedienvorrichtung 30 durch den Bediener des Baggers 1 so zu führen, dass das Aushubobjekt entsprechend der Zielebene Fm ausgehoben wird. In der vorliegenden Ausführungsform enthält der Führungsbildschirm 50 einen Grobaushubbildschirm 51 für einen in 10 dargestellten Grobaushubmodus und einen Feinaushubbildschirm 52 für einen in 11 dargestellten Feinaushubmodus. Der Führungsbildschirm 50 wird auf einem Bildschirm 34P der Anzeigevorrichtung 34 angezeigt. Der Feinaushubbildschirm 52 ist ein Bildschirm, der die relative Position zwischen der Schneidkante 9T des Löffels 9 und der Zielebene Fm genauer als der Grobaushubbildschirm 51 darstellt. Durch Herunterdrücken einer Taste unten links in jeder Szene kann ein Übergang zwischen dem Grobaushubbildschirm 51 und dem Feinaushubbildschirm 52 hergestellt werden.
• Wie in 10 dargestellt, enthält der Grobaushubschirm 51 eine Vorderansicht 51A, die die relative Position zwischen dem Bagger 1, der Zielebene Fm und der Entwurfsebene Fa darstellt, und eine Seitenansicht 51B, die die relative Position zwischen dem Bagger 1 und der Zielebene Fm darstellt.
• Die Vorderansicht 51A zeigt ein Bild, wenn der Bagger 1 und die Zielaushublandform von vorne betrachtet werden. Die Vorderansicht 51A ist ein Bild in einer Ebene orthogonal zur Xm-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems. Die Vorderansicht 51A zeigt ein Bild, das die relative Position zwischen dem Bagger 1 und der Zielebene Fm darstellt.
• Der Anzeigecontroller 47 veranlasst die Anzeigevorrichtung 34, die Entwurfsebene Fa, die die Zielebene Fm enthält, anzuzeigen, die durch mehrere dreieckige Polygone ausgedrückt wird. In dem in 11 dargestellten Fall ist die Zielaushublandform eine normale Ebene, und der Bagger 1 ist der normalen Ebene zugewandt. Zusätzlich wird die Zielebene Fm, die aus mehreren Entwurfsebenen Fa ausgewählt wird, in einer Farbe angezeigt, die sich von der der verbleibenden Entwurfsebenen Fa unterscheidet.
• Die Vorderansicht 51A zeigt auch ein Symbol 61 an, das die Position des Baggers 1 anzeigt. Das Symbol 61 ist ein Bild, das die Außenform des Baggers 1 imitiert. In dem in 10 dargestellten Fall wird das Symbol 61 angezeigt, das die Außenform des Baggers 1 imitiert, wenn der Bagger 1 von hinten betrachtet wird.
• Die Vorderansicht 51A zeigt ein Bild im Fahrzeugkörperkoordinatensystem an. Wenn beispielsweise der Bagger 1 kippt, kippt auch die Entwurfsebene Fa einschließlich der Zielebene Fm in der Vorderansicht 51A. Es ist zu beachten, dass die Vorderansicht 51A auch ein Bild im globalen Koordinatensystem anzeigen kann.
• Man beachte, dass die Vorderansicht 51A möglicherweise nicht das Symbol 61 anzeigt, das die Außenform des Baggers 1 imitiert, solange die Vorderansicht 51A ein Bild anzeigt, das die Position der Schneidkante 9T des Löffels 9 darstellt.
• Der Anzeigecontroller 47 veranlasst die Anzeigevorrichtung 34, Führungsanzeigedaten 70 anzuzeigen, um den Schneidkantenvektor B (Schneidkantenlinie LBT) des Löffels 9 direkt der Ziellinie Lr (Zielebene Fm) der Zielaushublandform zugewandt zu machen. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Führungsanzeigedaten 70 ein Anzeiger, der ein Bild einer pfeilförmigen Führung 71 enthält. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Führungsanzeigedaten 70 nach Bedarf als Peilkompass 70 bezeichnet.
• Ein Zustand, in dem die Schneidkante 9T des Löffels 9 direkt der Zielebene Fm zugewandt ist, entspricht einem Zustand, in dem die Schneidkantenlinie LBT der Zielebene Fm zugewandt ist. Das heißt, dieser Zustand enthält einen Zustand, in dem der Schneidkantenvektor B orthogonal zu einem Normalenvektor N der Zielebene Fm ist, und enthält einen Winkelfehler innerhalb eines vorbestimmten Bereichs relativ zu einem Zustand, in dem der Schneidkantenvektor B orthogonal zum Vektor N ist.
• 10 zeigt einen Zustand, in dem die Schneidkantenlinie LBT des Löffels 9 nicht direkt der Zielebene Fm zugewandt ist.
• Die Seitenansicht 51B zeigt ein Bild an, wenn der Bagger 1 und die Zielaushublandform von einer Seite betrachtet werden. Die Seitenansicht 51B zeigt ein Bild in einer Ebene orthogonal zur Ym-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems an. Die Seitenansicht 51B zeigt ein Bild, das die relative Position zwischen der Schneidkante 9T des Löffels 9 und der Zielebene Fm darstellt. Die relative Position zwischen der Schneidkante 9T des Löffels 9 und der Zielebene Fm enthält den Abstand zwischen der Schneidkante 9T des Löffels 9 und der Zielebene Fm.
• Die Seitenansicht 51B zeigt eine Ziellinie Lm und ein Symbol 62 an, das die Position des Baggers 1 angibt. Das Symbol 62 sind Bilddaten, die die Außenform des Baggers 1 imitieren. In dem in 9 dargestellten Fall wird das Symbol 62 angezeigt, das die Außenform des Baggers 1 imitiert, wenn der Bagger 1 von einer Seite betrachtet wird.
• Die Ziellinie Lm gibt einen Querschnitt der Zielebene Fm an. Der Anzeigecontroller 47 berechnet die Ziellinie Lm auf der Grundlage der Schnittlinie LX zwischen der Betriebsebene WP und der Zielebene Fm. Wie vorstehend beschrieben, ist die Betriebsebene WP eine Ebene, in der der Schneidkante 9T des Löffels 9 durch mindestens eine von den Betätigungen des Auslegerzylinders 10, des Stielzylinders 11 und des Löffelzylinders 12 bewegt wird und zu einer XmZm-Ebene parallel ist.
• Der Abstand zwischen der Schneidkante 9T des Löffels 9 und der Zielebene Fm ist der Abstand zwischen der Schneidkante 9T und einem Schnittpunkt zwischen der Zielebene Fm und einer Linie, die durch der Schneidkante 9T verläuft und orthogonal zur Zielebene Fm verläuft. Man beachte, dass der Abstand zwischen der Schneidkante 9T des Löffels 9 und der Zielebene Fm der Abstand zwischen der Schneidkante 9T und einem Schnittpunkt zwischen der Zielebene Fm und einer Linie sein kann, die durch die Schneidkante 9T verläuft und parallel zur Zg-Achse ist.
• Der Abstand zwischen der Schneidkante 9T des Löffels 9 und der Zielebene Fm wird durch eine Grafik 63 angezeigt. Wie in 10 dargestellt, enthält die Grafik 63 mehrere Indexbalken 63A, die die Position der Schneidkante 9T des Löffels 9 angeben, und eine Indexmarkierung 63B, die die Position der Schneidkante 9T des Löffels 9 angibt, wenn der Abstand zwischen der Schneidkante 9T des Löffels 9 und der Zielebene Fm Null wird.
• Man beachte, dass die Seitenansicht 51B Bilddaten anzeigen kann, die die Position des Baggers 1 anstelle des Symbols 62 anzeigen, das die Außenform des Baggers 1 imitiert.
• Man beachte, dass der Abstand zwischen der Schneidkante 9T des Löffels 9 und der Zielebene Fm in Zeichen oder Zahlen angezeigt werden kann.
• Wie in 11 dargestellt, enthält der Feinaushubbildschirm 52 eine Vorderansicht 52A, die die relative Position zwischen dem Löffel 9 und der Zielebene Fm darstellt, eine Seitenansicht 52B, die die relative Position zwischen dem Löffel 9 und der Zielebene Fm darstellt, und eine Draufsicht 52C, die die relative Position zwischen dem Löffel 9 und der Zielebene Fm darstellt.
• Die Vorderansicht 52A zeigt ein Bild an, wenn der Löffel 9 und die Zielebene Fm von vorne betrachtet werden. Die Vorderansicht 52A zeigt ein Bild in einer Ebene parallel zu dem Kopplungselement 8 an. Die Vorderansicht 52A zeigt ein Bild an, das die relative Position der Schneidkante 9T des Löffels 9 und der Zielebene Fm darstellt.
• Die Vorderansicht 52A zeigt den Peilkompass 70, die Ziellinie Lr, ein Symbol 64, das die Position des Löffels 9 angibt, und ein Linienbild 66, das die Position der Schneidkantenlinie LBT (Schneidkantenvektor B) darstellt. Das Linienbild 66 ist ein Bild, das die Position der Schneidkante 9T des Löffels 9 darstellt. Obwohl die Vorderansicht 52A als eine Ausführungsform auf dem Feinaushubbildschirm beschrieben ist, kann die Vorderansicht 52A eingestellt sein, um auf dem Grobaushubbildschirm angezeigt zu werden. Zusätzlich können Einstellungen vorgenommen werden, um willkürlich zu bestimmen, ob die Vorderansicht 52A, die Seitenansicht 52B und die Draufsicht 52C auf Bildschirmen angezeigt werden sollen, und um die Größen der Anzeigen willkürlich festzulegen.
• 11 stellt ein Bild dar, in dem die Schneidkantenlinie LBT des Löffels 9 parallel zur Zielebene Fm ist.
• Das Symbol 64 ist ein Bild, das die Außenform des Löffels 9 imitiert. Der Anzeigecontroller 47 veranlasst die Anzeigevorrichtung 34, das Symbol 64 anzuzeigen, das den Löffel 9 darstellt, gesehen aus einer Richtung orthogonal zum Schneidkantenvektor B. In der vorliegenden Ausführungsform veranlasst der Anzeigecontroller 47 die Anzeigevorrichtung 34, das Symbol 64 anzuzeigen, das den Löffel 9, gesehen aus einer Richtung orthogonal zu jedem von dem Schneidkantenvektor B und der Kippdrehachse AX4, anzeigt. Das heißt der Anzeigecontroller 47 veranlasst die Anzeigevorrichtung 34, ein Bild in einer Ebene parallel zum Kopplungselement 8 und orthogonal zur Kippdrehachse AX4 anzuzeigen.
• In dem in 11 dargestellten Fall wird das Symbol 64 angezeigt, das die Außenform des Löffels 9 imitiert, betrachtet aus einer Richtung orthogonal zum Schneidkantenvektor B, und aus der die Außenform des Löffels 9 ersichtlich ist.
• Die Ziellinie Lr gibt die Form von mindestens einem Teil der Zielaushublandform und einen Querschnitt der Zielebene Fm der Zielaushublandform an. Die Ziellinie Lr gibt eine Form in einem Querschnitt an, der den Schneidkantenvektor B (Schneidkantenlinie LBT) enthält und orthogonal zu der Zielebene Fm ist. Die Ziellinie Lr ist durch eine Schnittlinie zwischen der Zielebene Fm und der Ebene, die den Schneidkantenvektor B enthält und orthogonal zur Zielebene Fm ist, definiert. Das heißt die Ziellinie Lr gibt einen Querschnitt der Zielebene Fm der Zielaushublandform an, wenn die Zielebene Fm aus einer Richtung orthogonal zu dem Schneidkantenvektor B betrachtet wird.
• In der folgenden Beschreibung wird das Betrachten aus einer Richtung orthogonal zu dem Schneidkantenvektor B, wie in der Vorderansicht 52A dargestellt, nach Bedarf als Löffelvorderseitenbetrachtung bezeichnet. Das heißt, eine Löffelvorderseitenbetrachtung bedeutet eine Betrachtung mit einer Sichtlinie orthogonal zu dem Schneidkantenvektor B.
• Die Vorderansicht 52A zeigt das Symbol 64 als ein Bild, das den Löffel 9 in der Löffelvorderseitenbetrachtung darstellt, das Linienbild 66, das die Schneidkantenlinie LBT des Löffels 9 darstellt, und ein Bild, das die Ziellinie Lr darstellt. 11 stellt den Zustand der Schneidkantenlinie LBT des Löffels 9 und die Zielebene Fm dar. Die Vorderansicht 52A zeigt einen Zustand an, in dem das Linienbild 66 parallel zur Ziellinie Lr wird.
• Die Seitenansicht 52B zeigt ein Bild des Baggers 1 und der Zielaushublandform an, gesehen von einer Seite. Die Seitenansicht 52B zeigt ein Bild innerhalb einer Ebene orthogonal zur Ym-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems an. Die Seitenansicht 52B zeigt ein Bild, das die relative Position zwischen der Schneidkante 9T des Löffels 9 und der Zielebene Fm darstellt. Die Seitenansicht 52B zeigt das Symbol 62 an, das die Position des Arbeitsgeräts 2 und die Ziellinie Lm anzeigt.
• Die Draufsicht 52C zeigt ein Bild des Löffels 9 und der Zielaushublandform von oben gesehen an. Die Draufsicht 52C zeigt ein Bild in einer Ebene orthogonal zur Zm-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems an. 52C zeigt ein Bild an, das die relative Position zwischen dem Löffel 9 und der Zielebene Fm darstellt. 52C zeigt ein Symbol 65T an, das die Position des Löffels 9 angibt, und ein Linienbild 67, das die Position der Schneidkantenlinie LBT angibt. Das Symbol 65T sind Bilddaten, die die Außenform des Löffels 9 imitieren. In dem in 11 dargestellten Fall wird das Symbol 65T angezeigt, das die Außenform des Löffels 9 imitiert, wenn der Löffel 9 von oben betrachtet wird. Zusätzlich wird die Zielebene Fm, die aus den mehreren Entwurfsebenen Fa ausgewählt wird, in einer Farbe angezeigt, die sich von der der verbleibenden Entwurfsebenen Fa unterscheidet.
• [Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung und Bild in der Bedienervorderseitenbetrachtung]
• 12 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Verfahrens zum Ableiten der Ziellinie Lr in der Löffelvorderseitenbetrachtung nach der vorliegenden Ausführungsform. 12 zeigt einen Zustand, in dem die Schneidkantenlinie LBT parallel zur Zielebene Fm ist. Zusätzlich ist die Zielebene Fm eine normale Ebene (geneigte Ebene). Bezugnehmend auf 12 werden die Konturlinien CT zu der Zielebene Fm hinzugefügt, um die geneigte Richtung der Zielebene Fm zu verdeutlichen.
• Wie in 12 dargestellt, ist die Ziellinie Lr durch eine Schnittlinie zwischen der Referenzebene Fm und einer Ebene, die durch die Schneidkantenlinie LBT (Referenzvektor B) verläuft und orthogonal zur Referenzebene Fm ist, definiert.
• Ein Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung ist ein Bild, das aus einer Richtung betrachtet wird, die zu jedem von dem Referenzvektor B und der Zm-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems orthogonal ist. Wenn sich der Löffel 9 neigt und dreht, schwenkt der Blickpunkt in der Löffelvorderseitenbetrachtung synchron mit der Kippdrehung um die Kippdrehachse AX4.
• Wie in 12 dargestellt ist, kann der Bediener, selbst in einem Zustand, in dem die Ym-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems nicht parallel zur Schneidkantenlinie LBT ist, die Schneidkantenlinie LBT durch Betätigen der Betätigungsvorrichtung 30 parallel zur Ziellinie Lr auf der Zielebene Fm machen, um den Löffel 9 neigen und drehen zu lassen. In diesem Fall bedeutet, dass die Schneidkantenlinie LBT parallel zur Ziellinie Lr ist, dass der Abstand zwischen der Schneidkante 9TA auf der Schneidkantenlinie LBT und der Ziellinie Lr gleich dem Abstand zwischen der Schneidkante 9TB auf der Schneidkantenlinie LBT und der Ziellinie Lr ist.
• 13 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Bildes, das sowohl den Löffel 9 als auch die Zielausaushublandform in der Löffelvorderseitenbetrachtung nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt. 13 entspricht der in 11 dargestellten Vorderansicht 52A. 11. 13 stellt ein Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung dar, wenn die Schneidkantenlinie LBT parallel zur Ziellinie Lr ist, wie unter Bezugnahme auf 12 beschrieben.
• Wie in 12 dargestellt, kann, wenn sich der Löffel 9 neigt und dreht, die Schneidkantenlinie LBT aus einem Zustand, in dem die Ym-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems nicht parallel zur Schneidkantenlinie LBT ist, parallel zur Ziellinie Lr gemacht werden. Zu diesem Zeitpunkt zeigt, wie in 13 dargestellt, ein Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung einen Zustand, in dem das Linienbild 66, das die Schneidkantenlinie LBT darstellt, parallel zur Ziellinie Lr ist.
• Wie in 13 dargestellt, wenn die relative Beziehung zwischen der Schneidkantenlinie LBT und der Ziellinie Lr auf der Grundlage des tatsächlichen Betriebs des Löffels 9 angezeigt wird, der Bediener erkennen, dass die Schneidkantenlinie LBT parallel zur Ziellinie Lr wird.
• 14 ist eine Ansicht zum Erläutern der Ziellinie Ln in der Bedienervorderseitenbetrachtung. Wie 12, zeigt 14 einen Zustand, in dem die Schneidkantenlinie LBT parallel zur Zielebene Fm ist. Zusätzlich ist die Zielebene Fm eine normale Ebene (geneigte Ebene).
• Bedienervorderseitenbetrachtung bedeutet eine Ansicht von einer Richtung orthogonal zur Ym-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems. Das heißt, eine Bedienervorderseitenbetrachtung bedeutet eine Betrachtung mit einer Sichtlinie parallel zur Xm-Achse, wobei sich der Betrachtungspunkt im Bedienraum 4 befindet. Ein Bild in der Bedienervorderseitenbetrachtung ist ein Bild, das aus einer zur Ym-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems orthogonalen Richtung betrachtet wird. Das heißt ein Bild in der Bedienervorderseitenbetrachtung ist ein Bild in einer Ebene parallel zur Xm-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems.
• Wie in 14 dargestellt, ist die Ziellinie Ln in der Bedienervorderseitenbetrachtung durch eine Schnittlinie zwischen der Referenzebene Fm und einer Ebene definiert, die durch eine Linie LS verläuft, die parallel zur Ym-Achse im Fahrzeugkörperkoordinatensystem und orthogonal zur Referenzebene Fm verläuft. Die Linie LS verläuft durch die Schneidkante 9T.
• Wie in 14 dargestellt, kann der Bediener, selbst in einem Zustand, in dem die Ym-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems nicht parallel zur Schneidkantenlinie LBT ist, die Schneidkantenlinie LBT parallel zur Zielebene Fm machen, indem er die Bedienvorrichtung 30 betätigt, um den Löffel 9 zu neigen und zu drehen.
• 15 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Bildes, das jedes von dem Löffel 9 und der Zielaushublandform in der Bedienervorderseitenbetrachtung darstellt. 15 ist eine Ansicht in der Löffelvorderseitenbetrachtung, wenn die Schneidkantenlinie LBT parallel zur Zielebene Fm ist, wie diejenigen, die unter Bezugnahme auf 14 beschrieben wurden.
• Wie in 14 dargestellt, wird die Schneidkantenlinie LBT, selbst in einem Zustand, in dem die Ym-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems nicht parallel zur Schneidkantenlinie LBT ist, parallel zur Zielebene Fm, wenn sich der Löffel 9 neigt und dreht. Wie in 15 dargestellt, zeigt ein Bild in der Bedienervorderseitenbetrachtung einen Zustand, in dem sich die Ziellinie Lr relativ zu dem Linienbild 66 neigt, das die Schneidkantenlinie LBT darstellt.
• Das heißt in einem Zustand, in dem die tatsächliche Schneidkantenlinie LBT des Löffels 9 parallel zur Zielebene Fm ist, können das Linienbild 66 und eine Ziellinie Fr auf einem Bild in der Bedienervorderseitenbetrachtung nicht anzeigen, dass die Schneidkantenlinie LBT parallel zur Zielebene Fm ist, kann jedoch anzeigen, dass sich die Zielebene Fm relativ zur Schneidkantenlinie LBT neigt.
• Zum Beispiel der Grund, warum die Ziellinie Ln so angezeigt wird, dass sie sich in einem Bild in der Bedienervorderseitenbetrachtung relativ zu dem Linienbild 66 neigt, obwohl die tatsächliche Schneidkantenlinie LBT des Löffels 9 parallel zur Zielebene Fm ist, ist, dass das Bild in der Bedienervorderseitenbetrachtung ein Bild innerhalb einer Ebene ist, die durch die Linie LS parallel zur Ym-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems verläuft.
• Wie in 15 dargestellt, zeigen das Linienbild 66 und die Ziellinie Ln in dem Bild in der Bedienervorderseitenbetrachtung nicht genau an, dass die Schneidkantenlinie LBT parallel zur Zielebene Fm ist. Dadurch fühlt sich der Bediener hinsichtlich des auf der Anzeigevorrichtung 34 angezeigten Bildes unwohl oder dieses kann den Bediener möglicherweise nicht ausreichend beim Bedienen der Bedienvorrichtung 35 unterstützen.
• Nach der vorliegenden Ausführungsform wird ein Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung auf der Anzeigevorrichtung 34 angezeigt. Das Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung ist ein Bild, das aus einer Richtung orthogonal zum Schneidkantenvektor B betrachtet wird. Dementsprechend können, wie unter Bezugnahme auf 13 beschrieben, das Linienbild 66 und die Ziellinie Lr auf einem Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung auch anzeigen, dass die Schneidkantenlinie LBT parallel zur Zielebene Fm ist, wenn die tatsächliche Schneidkantenlinie LBT des Löffels 9 parallel zur Zielebene Fm ist. Dies verhindert, dass sich der Bediener hinsichtlich des auf der Anzeigevorrichtung 34 angezeigten Bildes unwohl fühlt, und die Bedienung der Bedienvorrichtung 35 durch den Bediener wird ausreichend unterstützt.
• 16 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des Feinaushubbildschirms 52 nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt. 16 erläutert einen Fall, in dem die Ziellinie Lr parallel zu einer horizontalen Ebene ist. 16 veranschaulicht einen Fall, in dem sich die Ziellinie Lr relativ zu einer horizontalen Ebene neigt.
• Unter Bezugnahme auf 16 enthält der Feinaushubbildschirm 52 die Vorderansicht 52A, die ein Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung anzeigt, die Seitenansicht 52B und eine Vogelperspektive 52D, in der der Bagger 1 und die Zielebene Fm von schräg oben betrachtet werden. Die Vogelperspektive 52D zeigt ein Symbol 68 an, das die Position des Baggers 1 anzeigt. Die Zielebene Fm ist eine geneigte Ebene, die unter der Fahrvorrichtung 5 des Baggers 1 vorhanden ist. Die Fahrvorrichtung 5 ist auf dem horizontalen Boden um die Zielebene Fm herum positioniert.
• Der Bediener kann die Schneidkantenlinie LBT parallel zur Zielebene Fm machen, indem er die Bedienvorrichtung 30 betätigt, um den Löffel 9 neigen und drehen zu lassen. Selbst in einem Zustand, in dem die Ym-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems nicht parallel zur Schneidkantenlinie LBT ist, wird die Schneidkantenlinie LBT parallel zur Zielebene Fm, wenn sich der Löffel 9 neigt und dreht. Wie in der Vorderansicht 52A in 16 dargestellt, zeigt ein Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung das Linienbild 66 parallel zur Ziellinie Lr an. Man beachte, dass in dem in der 16 dargestellten Fall, wird, da sich die Ziellinie Lr relativ zu einer horizontalen Ebene neigt, das die Schneidkantenlinie LBT darstellende Linienbild 66 auch in einem geneigten Zustand angezeigt.
• Außerdem können in dem in 16 dargestellten Fall, wenn die tatsächliche Schneidkantenlinie LBT des Löffels 9 parallel zur Zielebene Fm ist, das Linienbild 66 und die Ziellinie Lr auf einem Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung anzeigen, dass die Schneidkantenlinie LBT parallel zur Zielebene Fm ist.
• [Anzeigeverfahren]
• Ein Anzeigeverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform wird als nächstes beschrieben. 17 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel des Anzeigeverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
• Der Positionsdetektor 20 gibt erfasste Fahrzeugzustandsdaten an die Fahrzeugzustandsdatenerfassungseinheit 43 aus. Der Arbeitsgerätewinkeldetektor 19 gibt die berechneten Arbeitsgerätezustandsdaten an die Arbeitsgerätezustandsdatenerfassungseinheit 44 aus. Die Fahrzeugzustandsdatenerfassungseinheit 43 erfasst Fahrzeugzustandsdaten von dem Positionsdetektor 20 (Schritt ST1). Die Arbeitsgerätezustandsdatenerfassungseinheit 44 erfasst Arbeitsgerätezustandsdaten von dem Arbeitsgerätewinkeldetektor 19 (Schritt ST2). Man beachte, dass die Ausführungsreihenfolge der Schritte ST1 und ST2 umgekehrt werden kann oder die Schritte ST1 und ST2 gleichzeitig ausgeführt werden können.
• Die Fahrzeugzustandsdatenerfassungseinheit 43 gibt die erfassten Fahrzeugzustandsdaten an den Rechner 46 aus. Die Arbeitsgerätezustandsdatenerfassungseinheit 44 gibt auch die erfassten Arbeitsgerätezustandsdaten an den Rechner 46 aus. Der Rechner 46 erfasst Fahrzeugzustandsdaten von der Fahrzeugzustandsdatenerfassungseinheit 43 (Schritt ST3). Der Rechner 46 erfasst auch Arbeitsgerätezustandsdaten von der Arbeitsgerätezustandsdatenerfassungseinheit 44 (Schritt ST4). Der Rechner 46 erfasst Arbeitsgeräteaußenformdaten von der Arbeitsgeräteaußenformdatenspeichereinheit (Schritt ST5). Man beachte, dass die Ausführungsreihenfolge der Schritte ST3, ST4 und ST5 beliebig ist und die Schritte ST3, ST4 und ST5 gleichzeitig ausgeführt werden können.
• Der Rechner 46 berechnet den Schneidkantenvektor B auf der Grundlage der Fahrzeugzustandsdaten, der Arbeitsgeräteaußenformdaten und der Arbeitsgerätezustandsdaten (Schritt ST6).
• Der Rechner 46 erfasst auch Zielaushublandformdaten von der Zielaushublandformdatenspeichereinheit 42 (Schritt ST7).
• Der Rechner 46 erzeugt auf der Grundlage des berechneten Referenzvektors B und der erfassten Zielaushublandform ein Bild, das die relative Position zwischen der Zielebene Fm und dem Löffel 9, gesehen aus einer Richtung orthogonal zu dem Schneidkantenvektor B, darstellt, das heißt, ein Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung (Schritt ST8). Das heißt der Rechner 46 erzeugt das Symbol 64 als ein Bild, das den Löffel 9 in der Löffelvorderseitenbetrachtung darstellt, und die Ziellinie Lr als ein Bild, das einen Querschnitt der Oberfläche der Referenzebene Fm der Zielaushublandform darstellt.
• Der Rechner 46 gibt das erzeugte Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung an den Anzeigecontroller 47 aus. Der Anzeigecontroller 47 erfasst das Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung von dem Rechner 46. Der Anzeigecontroller 47 gibt ein Bild, das die relative Position zwischen der Zielebene Fm und dem Löffel 9 aus einer Richtung orthogonal zum Referenzvektor B, d.h. ein Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung, auf der Anzeigevorrichtung 34 aus (Schritt ST9). Das heißt der Anzeigecontroller 47 veranlasst die Anzeigevorrichtung 34, das Symbol 64 als ein Bild anzuzeigen, das den Löffel 9 in der Löffelvorderseitenbetrachtung darstellt, und die Ziellinie Lr als ein Bild, das einen Querschnitt der Oberfläche der Referenzebene Fm der Zielaushublandform darstellt.
• Wenn in der vorliegenden Ausführungsform die Anzeigevorrichtung 34 veranlasst wird, ein Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung anzuzeigen, berechnet der Anzeigecontroller 47 einen Normalenvektor F einer Ebene, die durch den Schneidkantenvektor B und einen Vektor Z parallel zur Zm-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems definiert ist. Das heißt der Anzeigecontroller 47 berechnet den Normalenvektor F auf der Grundlage von Gleichung (13).
  $$\overrightarrow{F}=\overrightarrow{B}\times \overrightarrow{Z}$$

  
• Der Schneidkantenvektor B ist nicht orthogonal zum Vektor Z. Der Anzeigecontroller 47 berechnet einen Schneidkantenvektor B', der in einer Ebene, die den Schneidkantenvektor B enthält und orthogonal zum Vektor Z ist, vorhanden ist. Das heißt der Anzeigecontroller 47 berechnet den Schneidkantenvektor B' auf der Basis von Gleichung (14).
  $$\overrightarrow{B}\text{'}=\overrightarrow{Z}\times \overrightarrow{F}$$

  
• Der Anzeigecontroller 47 zeigt ein Bild in einer Löffelvorderseitenbetrachtung in einem Koordinatensystem an, wobei die Abszisse den Schneidkantenvektor B' und die Ordinate den Vektor Z darstellt. In dem in 11 dargestellten Fall repräsentieren die Abszisse und die Ordinate der Vorderansicht 52A den Schneidkantenvektor B' bzw. den Vektor Z.
• Wenn eine solche Koordinatentransformation ausgeführt wird, veranlasst der Anzeigecontroller 47 die Anzeigevorrichtung 34, die feststehende Ziellinie Lr und das Drehsymbol 64 anzuzeigen, wenn sich der Löffel 9 tatsächlich neigt und dreht.
• [Wirkungen]
• Wie vorstehend beschrieben, wird nach der vorliegenden Ausführungsform der Schneidkantenvektor B auf der Grundlage von Arbeitsgeräteaußenformdaten und von Arbeitsgerätezustandsdaten berechnet, und ein Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung wird auf der Grundlage des Schneidkantenvektors B und der Zielebene Fm, die die Zielform eines Aushubobjekts anzeigt, erzeugt und auf der Anzeigevorrichtung 34 angezeigt. Wenn bei diesem Vorgang die tatsächliche Schneidkantenlinie LBT des Löffels 9 parallel zur Zielebene Fm ist, werden die Schneidkantenlinie LBT und die Ziellinien Lr auch auf einem Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung so angezeigt, dass sie parallel zueinander sind.
• Wie unter Bezugnahme auf die 14 und 15 beschrieben, kann auf einem Bild in der Bedienervorderseitenbetrachtung die Ziellinie Ln so angezeigt werden, dass sie relativ zur Schneidkantenlinie LBT geneigt ist, selbst wenn die tatsächliche Schneidkantenlinie LBT des Löffels 9 parallel zur Zielebene Fm ist. Wie vorstehend beschrieben, kann die relative Position zwischen dem Löffel 9 und der Zielebene Fm in Abhängigkeit von der Richtung, in der der Löffel 9 und die Zielebene Fm eines Aushubobjekts betrachtet werden, nicht genau angezeigt werden. Wenn die relative Position zwischen dem Löffel 9 und der Zielebene Fm nicht genau angezeigt wird, kann sich der Bediener hinsichtlich des auf der Anzeigevorrichtung 34 angezeigten Bildes unwohl fühlen, oder die Bedienung der Bedienvorrichtung 35 durch den Bediener kann nicht ausreichend unterstützt werden.
• Nach der vorliegenden Ausführungsform ist die auf der Anzeigevorrichtung 34 angezeigte Schneidkantenlinie LBT parallel zur Ziellinie Lr, da ein Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung erzeugt wird, wenn die tatsächliche Schneidkantenlinie LBT des Löffels 9 parallel zur Zielebene Fm ist. Das genaue Anzeigen der relativen Position zwischen dem Löffel 9 und der Zielebene Fm verhindert, dass sich der Bediener hinsichtlich des auf der Anzeigevorrichtung 34 angezeigten Bildes unwohl fühlt, und unterstützt den Bediener ausreichend, um die Bedienvorrichtung 35 zu bedienen.
• In der vorliegenden Ausführungsform ist der Löffel 9 eine Kippschaufel, die sich jeweils um die Löffeldrehachse AX3 als die erste Drehachse und die Kippdrehachse AX4 als die zweite Drehachse drehen kann. Der Schneidkantenvektor B ist orthogonal zu einer Achse parallel zur Kippdrehachse AX4. In einem Bild in der Bedienervorderseitenbetrachtung ist es beim Kippen und Drehen des Löffels 9 sehr wahrscheinlich, dass die tatsächliche relative Position zwischen der tatsächlichen Schneidkantenlinie LBT des Löffels 9 und der Zielebene Fm nicht mit der relativen Position zwischen der Ziellinie Ln und der Schneidkantenlinie LBT auf dem in der Bedienervorderseitenbetrachtung angezeigten Bild übereinstimmt, und die relative Position zwischen dem Löffel 9 und der Zielaushublandform kann nicht genau angezeigt werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung ein Bild, das aus einer Richtung orthogonal zum Schneidkantenvektor B betrachtet wird. Dementsprechend kann ein Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung die relative Position zwischen der tatsächlichen Schneidkantenlinie LBT des Löffels 9 und der Zielebene Fm genau anzeigen.
• Wie unter Bezugnahme auf die 14 und 15 beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Bild in der Bedienervorderseitenbetrachtung unter Bezugnahme auf die Ym-Achse des Fahrzeugkörperkoordinatensystems erzeugt. Wenn in dem unter Bezugnahme auf 15 beschriebenen Vergleichsbeispiel die Schneidkantenlinie LBT parallel zur Zielebene Fm ist, kann ein Bild in der Bedienervorderseitenbetrachtung nicht anzeigen, dass die Schneidkantenlinie LBT parallel zur Zielebene Fm ist. In diesem Fall kann sich der Bediener hinsichtlich des auf der Anzeigevorrichtung 34 angezeigten Bildes unwohl fühlen, und die Bedienung der Tonausgabevorrichtung 35 durch den Bediener kann möglicherweise nicht ausreichend unterstützt werden. Im Gegensatz dazu kann in der vorliegenden Ausführungsform angezeigt werden, dass die Schneidkantenlinie LBT parallel zur Zielebene Fm ist. Dies kann verhindern, dass sich der Bediener hinsichtlich des auf der Anzeigevorrichtung 34 angezeigten Bildes unwohl fühlt, und kann den Bediener ausreichend unterstützen, die Tonausgabevorrichtung 35 zu bedienen.
• [Andere Ausführungsformen]
• In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen durchläuft der Referenzvektor B die Schneidkante 9T. Der Referenzvektor B kann möglicherweise nicht durch die Schneidkante 9T verlaufen, solange er sich in der Breitenrichtung des Löffels B erstreckt. Beispielsweise kann der Referenzvektor B durch einen spezifizierten Abschnitt der Außenfläche des Löffels 9 verlaufen.
• In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden als ein Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung sowohl das Symbol 64 als Bild, das die Position des Löffels 9 darstellt, als auch das Linienbild 66 als Bild, das die Position der Schneidkantenlinie LBT darstellt, auf der Anzeigevorrichtung 34 angezeigt. Wie vorstehend beschrieben, ist das Linienbild 66 ein Bild, das die Position der Schneidkante 9T des Löffels 9 darstellt. Der Anzeigecontroller 47 kann die Anzeigevorrichtung 34 veranlassen, das Linienbild 66 anzuzeigen, ohne das Symbol 64 anzuzeigen. Selbst wenn das Symbol 64 nicht angezeigt wird, kann der Bediener die relative Position zwischen dem Löffel 9 und der Referenzebene Lm erkennen, wenn das Linienbild 66 und die Ziellinie Lr auf der Anzeigevorrichtung 34 angezeigt werden. Der Anzeigecontroller 47 kann die Anzeigevorrichtung 34 veranlassen, das Linienbild 66 anzuzeigen, ohne das Symbol 64 anzuzeigen.
• Ein Bild in der Löffelvorderseitenbetrachtung ist nur erforderlich, um es dem Bediener zu ermöglichen, zum Beispiel die relative Position zwischen dem Referenzvektor B und mindestens einem Teil der Zielaushublandform zu erkennen. Beispielsweise muss dieses Bild nicht die gesamte Ziellinie Lr anzeigen, solange das Bild die relative Position zwischen der Position 9TA der Schneidkante 9T des Löffels 9 und einem Punkt auf der Ziellinie Lr, der sich im kürzesten Abstand von der Position 9TA befindet, und einem Punkt auf der Ziellinie Lr, der sich in dem kürzesten Abstand von der Position 9TB der Schneidkante 9T des Löffels 9 befindet, anzeigt.
• Man beachte, dass in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Löffel 9 eine Kippschaufel ist und die Drehachse AX3 als eine Löffeldrehachse orthogonal zu einer Achse parallel zu der Drehachse AX4 als einer Kippdrehachse ist. Das Arbeitsgerät 2 kann ein Arbeitsgerät sein, die so ausgeführt ist, dass die Drehachse AX3 nicht orthogonal zu einer Achse parallel zur Drehachse AX4 ist. Selbst wenn die Drehachse AX3 nicht orthogonal zu einer Achse parallel zur Drehachse AX4 ist, ermöglicht das Speichern von Arbeitsgerätedaten, die das Arbeitsgerät betreffen, in der Arbeitsgerätedatenspeichereinheit 41, dem Anzeigecontroller 47 die Anzeigevorrichtung 34 zu veranlassen, ein Bild in einer Löffelvorderseitenbetrachtung anzuzeigen.
• Man beachte, dass sich in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Löffel 9 relativ zu dem Stiel 7 um die beiden Drehachsen AX3 und AX4 drehen kann. Der Löffel 9 kann ein Löffel (ohne jegliche Kippfunktion) sein, der sich nur um die Drehachse AX3 relativ zum Stiel 7 dreht.
• Man beachte, dass eine Aushubmaschine nicht auf einen Bagger beschränkt ist, solange die Maschine zum Durchführen eines Aushubs eingerichtet ist. Obwohl die vorliegende Erfindung beispielhaft die Maschine darstellt, die der Bediener betritt, kann die vorliegende Erfindung auf eine Aushubmaschine angewendet werden, die eine Fernfunktion enthält, die einen Bedienbefehl von außerhalb des Baggers überträgt.
• Bezugszeichenliste

1

BAGGER (AUSHUBMASCHINE)

2

ARBEITSGERÄT

3

SCHWENKKÖRPER

3EG

MASCHINENRAUM

4

BETRIEBSRAUM

5

FAHRVORRICHTUNG

5C

RAUPENKETTE

6

AUSLEGER

7

STIEL

8

KOPPLUNGSELEMENT

9

LÖFFEL

9T

SCHNEIDKANTE

9TG

SCHNEIDKANTENANORDNUNG

10

AUSLEGERZYLINDER

11

STIELZYLINDER

12

LÖFFELZYLINDER

13

KIPPZYLINDER

14

AUSLEGERSTIFT

15

STIELSTIFT

16

LÖFFELSTIFT

17

KIPPSTIFT

18

ERFASSUNGSSYSTEM

19

ARBEITSGERÄTEWINKELDETEKTOR

19A

AUSLEGERHUBSENSOR

19B

STIELHUBSENSOR

19C

LÖFFELHUBSENSOR

19D

LÖFFELWINKELSENSOR

20

POSITIONSDETEKTOR

21,

22 GNSS-ANTENNE

23

POSITIONSRECHNER

24

STELLUNGSRECHNER

25

FAHRZEUGCONTROLLER

26

HYDRAULIKSYSTEM

27

HYDRAULIKPUMPE

28

STRÖMUNGSSTEUERVENTIL

29

PROPORTIONALSTEUERVENTIL

30

BEDIENVORRICHTUNG

31

ARBEITSHEBEL

31L

LINKER ARBEITSHEBEL

31R

RECHTER ARBEITSHEBEL

31T

KIPPHEBEL

32

FAHRHEBEL

32L

LINKER FAHRHEBEL

32R

RECHTER FAHRHEBEL

33

EINGABEVORRICHTUNG

34

ANZEIGEVORRICHTUNG

35

TONAUSGABEVORRICHTUNG

40

CONTROLLER

40A

EINGABE/AUSGABE-SCHNITTSTELLE

40B

SPEICHERVORRICHTUNG

40C

ARITHMETISCHER PROZESSOR

41

ARBEITSGERÄTDATENSPEICHEREINHEIT

42

ZIELAUSHUBLANDFORMDATENSPEICHEREINHEIT

43

FAHRZEUGZUSTANDSDATENERFASSUNGSEINHEIT

44

ARBEITSGERÄTEZUSTANDSDATENERFASSUNGSEINHEIT

45

ZIELAUSHUBLANDFORMDATENERFASSUNGSEINHEIT

46

RECHNER

47

ANZEIGECONTROLLER

50

FÜHRUNGSBILDSCHIRM

51

GROBAUSHUBBILDSCHIRM

51A

VORDERANSICHT

51B

SEITENANSICHT

52

FEINAUSHUBBILDSCHIRM

52A

VORDERANSICHT

52B

SEITENANSICHT

52C

DRAUFSICHT

61

SYMBOL

62

SYMBOL

63

GRAFIK

63A

INDEXLEISTE

63B

INDEXMARKIERUNG

64

SYMBOL

65

SYMBOL

66

LINIENBILD

67

LINIENBILD

70

PEILKOMPASS (FÜHRUNGSANZEIGEDATEN)

71

FÜHRUNG

100

STEUERSYSTEM

200

ANZEIGESYSTEM

AX1, AX2, AX3, AX4

DREHACHSE

AXZ

ACHSE

B

SCHNEIDKANTENVEKTOR (REFERENZVEKTOR)

Fa

ENTWURFSEBENE

FM-

ZIELEBENE

LBT

SCHNEIDKANTENLINIE

Lm

ZIELLINIE

Lr

ZIELLINIE

LX

SCHNITTLINIE

N

NORMALENVEKTOR

WP

BETRIEBSEBENE

θ1

KIPPWINKEL

θ2

KIPPWINKEL

θ3

KIPPWINKEL

θ4

KIPPWINKEL

θ5

ROLLWINKEL

θ6

NICKWINKEL

θ7

AZIMUTWINKEL

• 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 5886962 [0003]

Claims (7)

1. Anzeigesystem für eine Aushubmaschine, umfassend: einen Rechner, der eingerichtet ist, um auf der Grundlage von Fahrzeugzustandsdaten, die eine Position und eine Stellung eines Fahrzeugkörpers einer Aushubmaschine angeben, Arbeitsgeräteaußenformdaten, die eine Außenform und eine Abmessung des von dem Fahrzeugkörper gestützten Arbeitsgeräts angeben, und Arbeitsgerätezustandsdaten, die eine Stellung des Arbeitsgeräts angeben, einen Referenzvektor, der sich in einer Breitenrichtung eines Löffels des Arbeitsgeräts erstreckt und durch einen spezifizierten Abschnitt des Löffels verläuft, zu berechnen; und einen Anzeigecontroller, der eingerichtet ist, um eine Anzeigevorrichtung zu veranlassen, den Löffel und eine Ziellinie aus einer zu dem Referenzvektor orthogonalen Richtung betrachtet anzuzeigen.
2. Anzeigesystem für eine Aushubmaschine nach Anspruch 1, wobei die Ziellinie durch eine Schnittlinie zwischen einer Ebene, die den Referenzvektor enthält und zu einer Zielebene einer Zielaushublandform eines Aushubobjekts orthogonal ist, und der Zielebene definiert ist.
3. Anzeigesystem für eine Aushubmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Arbeitsgerät einen Stiel enthält, der den Löffel stützt, und der Löffel jeweils um jede von einer ersten Drehachse und einer zweiten Drehachse, die einer Richtung zugewandt ist, die sich von der ersten Drehachse bezogen auf den Stiel unterscheidet, drehbar ist.
4. Anzeigesystem für eine Aushubmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der spezifizierte Abschnitt eine Schneidkante des Löffels enthält.
5. Anzeigesystem für eine Aushubmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Anzeigecontroller die Anzeigevorrichtung veranlasst, Führungsanzeigedaten zum Ausrichten des Schneidkantenvektors direkt auf die Ziellinie anzuzeigen.
6. Aushubmaschine, umfassend das Anzeigesystem für die Aushubmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
7. Anzeigeverfahren für eine Aushubmaschine, umfassend das Veranlassen eines arithmetischen Prozessors, Fahrzeugzustandsdaten, die eine Position und eine Stellung eines Fahrzeugkörpers einer Aushubmaschine angeben, Arbeitsgeräteaußenformdaten, die eine Außenform und eine Abmessung des von dem Fahrzeugkörper gestützten Arbeitsgeräts angeben, und Arbeitsgerätezustandsdaten, die eine Stellung des Arbeitsgeräts angeben, zu erfassen; basierend auf den Fahrzeugzustandsdaten, den Arbeitsgeräteaußenformdaten und den Arbeitsgerätezustandsdaten einen Referenzvektor zu berechnen, der sich in einer Breitenrichtung eines Löffels des Arbeitsgeräts erstreckt und durch einen spezifizierten Abschnitt des Löffels verläuft, und den Löffel und eine Ziellinie aus einer zum Referenzvektor orthogonalen Richtung betrachtet auf einer Anzeigevorrichtung auszugeben.

Images