DE112020002149T5

DE112020002149T5 - Baumaschine

Info

Publication number: DE112020002149T5
Application number: DE112020002149.1T
Authority: DE
Inventors: Harunobu Ushijima; Satoru Ide; Hiroshi Yamashita
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2019-07-12
Filing date: 2020-07-08
Publication date: 2022-01-20
Also published as: KR20210152559A; JP2021014737A; JP7201548B2; CN113939632A; US20220364333A1; WO2021010250A1; KR102631628B1

Abstract

Eine Objekterfassungsfunktion wird je nach Absicht der Bedienperson von AUS auf EIN geschaltet. Eine Baumaschine umfasst eine Betätigungsvorrichtung, eine Umgebungsbereich-Überwachungsvorrichtung und eine Steuereinheit. Die Betätigungsvorrichtung gibt ein Betätigungssignal aus, um die Baumaschine zu betätigen. Die Umgebungsbereich-Überwachungsvorrichtung dient als Vorrichtung zum Erfassen, ob ein zu erkennendes Objekt innerhalb eines festgelegten Bereichs, der in einem Umgebungsbereich der Baumaschine festgelegt ist, vorhanden ist oder nicht. Die Steuereinheit steuert die Baumaschine. Die Steuereinheit ist in der Lage, die Einstellung einer Objekterfassungsfunktion zwischen Ausführung und Nicht-Ausführung umzuschalten, wobei die Objekterfassungsfunktion dazu dient, die Bewegung der Baumaschine einzuschränken, wenn erfasst wird, dass sich das Objekt innerhalb des festgelegten Bereichs befindet. Wenn das Betätigungssignal in einem Zustand erfasst wird, in dem die Objekterfassungsfunktion auf Nicht-Ausführung eingestellt ist, schaltet die Steuereinheit die Einstellung der Objekterfassungsfunktion auf Ausführung um.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Baumaschine.
Stand der Technik
Die folgende Vorrichtung wurde auf herkömmliche Art vorgeschlagen. Ein Umgebungsbereich-Überwachungssystem umfasst: eine Personenanwesenheits-Erfassungseinheit, die eine Person in einem Umgebungsbereich eines Baggers erfasst; und eine Steuereinheit, die den Zustand des Baggers zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand auf der Grundlage eines Erfassungsergebnisses von der Personenanwesenheits-Erfassungseinheit umschaltet. Der erste Zustand umfasst den Zustand, in dem die Bewegung des Baggers nicht eingeschränkt ist, oder den Zustand, in dem ein Alarm gestoppt ist. Der zweite Zustand umfasst den Zustand, in dem die Bewegung des Baggers eingeschränkt oder gestoppt ist, oder den Zustand, in dem ein Alarm ausgegeben wird. Wenn eine vorgeschriebene Aufhebungsbedingung erfüllt ist, nachdem der Zustand des Baggers in den zweiten Zustand umgeschaltet wurde, bringt die Steuereinheit den Zustand des Baggers zurück in den ersten Zustand. Die vorgeschriebene Aufhebungsbedingung umfasst: eine Bedingung, dass keine Person in dem Umgebungsbereich des Baggers erfasst wird; und eine Bedingung, dass der Zustand des Baggers, bei dem sichergestellt ist, dass er sich nicht in Bewegung setzt, erfasst wird (siehe beispielsweise die japanische Patentoffenlegungsschrift No. 2018-197491 (PTL 1)).
Literaturverzeichnis
Patentliteratur
PTL 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift No. 2018-197491
Übersicht über die Erfindung
Technisches Problem
Die Funktion des Erfassens, ob sich ein Hindernis wie eine Person in dem Umgebungsbereich einer Baumaschine befindet oder nicht, muss nicht immer in der Einstellung EIN (Ausführung) beibehalten werden. Wenn sich beispielsweise ein Verriegelungshebel in einem verriegelten Zustand befindet, bewegt sich die Baumaschine nicht, selbst wenn eine Bedienperson eine Betätigungsvorrichtung betätigt. Da die Baumaschine also nicht mit einem Hindernis in Berührung kommt, tritt auch dann kein Problem auf, wenn die Funktion des Erfassens eines Hindernisses auf AUS (Nicht-Ausführung) gestellt ist. Damit die Einstellung der Hinderniserfassungsfunktion auf diese Weise zwischen EIN und AUS umgeschaltet werden kann, muss die Einstellung dieser Funktion auf der Grundlage der Absicht der Bedienperson von AUS auf EIN umgeschaltet werden.
Die vorliegende Offenbarung gibt eine Baumaschine an, die in der Lage ist, eine Objekterfassungsfunktion nur dann von AUS auf EIN zu schalten, wenn diese Objekterfassungsfunktion auf der Grundlage der Absicht der Bedienperson, die Baumaschine zu bedienen, aktiviert werden muss. Die Objekterfassungsfunktion dient dazu, den Betrieb der Baumaschine einzuschränken, wenn sich ein zu erkennendes Objekt in dem Umgebungsbereich der Baumaschine befindet.
Lösung des Problems
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird eine Baumaschine mit einer Betätigungsvorrichtung, einer Umgebungsbereich-Überwachungsvorrichtung und einer Steuereinheit angegeben. Die Betätigungsvorrichtung gibt ein Betätigungssignal aus, um die Baumaschine zu betreiben. Die Umgebungsbereich-Überwachungsvorrichtung dient dazu, zu erfassen, ob ein zu erkennendes Objekt innerhalb eines festgelegten Bereichs vorhanden ist oder nicht, der in einem Umgebungsbereich der Baumaschine festgelegt ist. Die Steuereinheit steuert die Baumaschine. Die Steuereinheit ist in der Lage, eine Einstellung einer Objekterfassungsfunktion zwischen Ausführung und Nicht-Ausführung umzuschalten, wobei die Objekterfassungsfunktion dazu dient, einen Betrieb der Baumaschine einzuschränken, wenn festgestellt wird, dass sich das Objekt innerhalb des festgelegten Bereichs befindet. Die Betätigungsvorrichtung gibt ein Betätigungssignal aus, das einer Betätigung der Betätigungsvorrichtung entspricht. Wenn ein vorgeschriebenes Betätigungssignal in einem Zustand erfasst wird, in dem die Objekterfassungsfunktion auf Nicht-Ausführung eingestellt ist, setzt die Steuereinheit die Objekterfassungsfunktion auf Ausführung.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Einstellung der Objekterfassungsfunktion je nach der Absicht einer Bedienperson von Nicht-Ausführung auf Ausführung umgeschaltet werden.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung, die das äußere Erscheinungsbild eines hydraulischen Baggers gemäß einer Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Blockschaltbild, das eine Systemkonfiguration des hydraulischen Baggers zeigt.
3 ist eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der einzelnen Bereiche, die sich in dem Umgebungsbereich des hydraulischen Baggers befinden.
4 ist ein schematisches Diagramm, das den Vorgang des Umschaltens einer Einstellung einer Objekterfassungsfunktion zwischen EIN und AUS zeigt.
5 ist ein Blockschaltbild, das eine Systemkonfiguration eines hydraulischen Baggers gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
6 ist ein Blockschaltbild, das eine Systemkonfiguration eines hydraulischen Baggers gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
7 ist ein schematisches Diagramm eines Steuersystems für einen hydraulischen Bagger.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden dieselben Bauteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Auch die Bezeichnungen und Funktionen derselben sind identisch. Daher wird eine detaillierte Beschreibung derselben nicht wiederholt.
[Erste Ausführungsform]
Zunächst wird im Folgenden der Aufbau eines hydraulischen Baggers 100 als Beispiel für eine Baumaschine beschrieben. 1 ist eine Darstellung, die das äußere Erscheinungsbild des hydraulischen Baggers 100 gemäß einer Ausführungsform zeigt.
Wie in 1 gezeigt, umfasst der hydraulische Bagger 100 einen Körper 1 und ein Arbeitsgerät 2, das mit Hydraulikdruck arbeitet. Der Körper 1 umfasst eine Dreheinheit 3 und eine Fahreinheit 5. Die Fahreinheit 5 umfasst ein Paar rechter und linker Raupenbänder 5Cr und einen Fahrmotor 5M. Der hydraulische Bagger 100 kann sich bewegen, wenn sich die Raupenbänder 5Cr drehen. Der Fahrmotor 5M ist ein Beispiel für einen Fahrantrieb zum Antrieb der Fahreinheit 5. Durch den Antrieb durch den Fahrmotor 5M drehen sich die Raupenbänder 5Cr, so dass sich der hydraulische Bagger 100 fortbewegt. Der Fahrmotor 5M ist ein Hydraulikmotor, der mit Hydraulikdruck betrieben wird. Es wird darauf hingewiesen, dass die Fahreinheit 5 Räder (Reifen) aufweisen kann.
Während des Betriebs des hydraulischen Baggers 100 befindet sich die Fahreinheit 5, genauer gesagt jedes Raupenband 5Cr, auf einer Referenzfläche, wie beispielsweise einer Bodenfläche.
Die Dreheinheit 3 ist auf der Fahreinheit 5 angeordnet und lagert auf der Fahreinheit 5. Die Dreheinheit 3 ist an der Fahreinheit 5 so angebracht, dass sie über einen Drehmechanismus in einem oberen Abschnitt der Fahreinheit 5 drehbar ist. Die Dreheinheit 3 ist so an der Fahreinheit 5 angebracht, dass sie um eine Drehachse RX in Bezug auf die Fahreinheit 5 drehbar ist. Da sich die Fahreinheit 5 auf der Bodenoberfläche befindet, ist die Dreheinheit 3 in Bezug auf die Bodenoberfläche drehbar.
Die Dreheinheit 3 umfasst eine Kabine 4. Eine Person (eine Bedienperson) des hydraulischen Baggers 100, die sich in der Kabine 4 befindet, steuert den hydraulischen Bagger 100. Die Kabine 4 ist mit einem Bedienpersonsitz ausgestattet, auf dem eine Bedienperson sitzt. Die Bedienperson in der Kabine 4 kann den hydraulischen Bagger 100 betätigen. Die Bedienperson in der Kabine 4 kann das Arbeitsgerät 2 betätigen, kann die Dreheinheit 3 so betätigen, dass sie sich in Bezug auf die Fahreinheit 5 dreht, und kann den hydraulischen Bagger 100 so betätigen, dass er mit Hilfe der Fahreinheit 5 fährt.
Die Dreheinheit 3 umfasst: einen Maschinenraum, der eine Maschine aufnimmt, und ein Gegengewicht, das in einem hinteren Abschnitt der Dreheinheit 3 vorgesehen ist.
Das Arbeitsgerät 2 ist von der Dreheinheit 3 gehalten. Das Arbeitsgerät 2 ist schwenkbar an der Dreheinheit 3 gelagert, um in Auf- und Abwärtsrichtung betrieben werden zu können, und führt Arbeiten wie beispielsweise Bodenaushub aus. Das Arbeitsgerät 2 umfasst einen Ausleger 6, einen Arm 7 und eine Schaufel 8. Der Ausleger 6 hat ein Basisende, das drehbar mit der Dreheinheit 3 verbunden ist. Der Arm 7 ist drehbar mit dem vorderen Ende des Auslegers 6 verbunden. Die Schaufel 8 ist drehbar mit dem vorderen Ende des Arms 7 verbunden.
Das Arbeitsgerät 2 umfasst einen Auslegerzylinder 10, einem Armzylinder 11 und einem Schaufelzylinder 12. Der Auslegerzylinder 10 treibt den Ausleger an 6. Der Armzylinder 11 treibt den Arm an 7. Der Schaufelzylinder 12 treibt die Schaufel 8 an. Jeder von Auslegerzylinder 10, Armzylinder 11 und Schaufelzylinder 12 dient als Hydraulikzylinder, der mit Hydrauliköl angetrieben wird, das von einer Hydraulikpumpe (siehe 2) zugeführt wird. Der Ausleger 6, der Arm 7 und die Schaufel 8 werden jeweils von einem Hydraulikzylinder angetrieben, so dass das Arbeitsgerät 2 betrieben werden kann.
Der hydraulische Bagger 100 ist mit einer Kamera 20 ausgestattet. Die Kamera 20 dient als Bildgebevorrichtung zum Abbilden des Umgebungsbereiches des hydraulischen Baggers 100 und zum Beziehen von Bildern des Umgebungsbereiches des hydraulischen Baggers 100. Die Kamera 20 ist derart eingerichtet, dass sie in der Lage ist, aktuelle geografische Merkmale in dem Umgebungsbereich des hydraulischen Baggers 100 zu erfassen und auch das Vorhandensein eines Hindernisses in der Umgebung des hydraulischen Baggers 100 zu erkennen.
Die Kamera 20 umfasst eine rechte Frontkamera 21, eine rechte Seitenkamera 22, eine Heckkamera 23 und eine linke Seitenkamera 24. Die rechte Frontkamera 21 und die rechte Seitenkamera 22 sind an dem rechten Seitenrand auf der Oberseite der Dreheinheit 3 angeordnet. Die rechte Frontkamera 21 ist vor der rechten Seitenkamera 22 angeordnet. Die rechte Frontkamera 21 und die rechte Seitenkamera 22 sind in der Nähe des Mittelabschnitts der Dreheinheit 3 in der Front-Heck-Richtung derart angeordnet, dass sie in einer Linie von Front zu Heck angeordnet sind.
Die Heckkamera 23 ist an dem hinteren Ende der Dreheinheit 3 in der Front-Heck-Richtung angeordnet und befindet sich in dem mittleren Abschnitt der Dreheinheit 3 in der Rechts-Links-Richtung. An dem hinteren Ende der Dreheinheit 3 ist ein Gegengewicht vorgesehen, um das Gleichgewicht des Fahrzeugkörpers bei Aushubarbeiten und dergleichen zu halten. Die Heckkamera 23 ist auf der Oberseite des Gegengewichts angeordnet. Die linke Seitenkamera 24 ist an dem linken Rand auf der Oberseite der Dreheinheit 3 angeordnet. Die linke Seitenkamera 24 ist in der Nähe des mittleren Abschnitts der Dreheinheit 3 in der Front-Heck-Richtung angeordnet.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Lagebeziehung der Bauteile des hydraulischen Baggers 100 in Bezug auf das Arbeitsgerät 2 beschrieben.
Der Ausleger 6 des Arbeitsgerätes 2 schwenkt um einen Auslegerbolzen, der an dem unteren Ende des Auslegers 6 in Bezug auf die Dreheinheit 3 vorgesehen ist. Ein bestimmter Abschnitt des Auslegers 6, der in Bezug auf die Dreheinheit 3 schwenkt, beispielsweise das vordere Ende des Auslegers 6, bewegt sich entlang einer bogenförmigen Bahn. Es ist eine Ebene angegeben, die diese bogenförmige Bahn einschließt. In einer Draufsicht auf den hydraulischen Bagger 100 ist diese Ebene als gerade Linie dargestellt. Die Richtung, in der sich diese Gerade erstreckt, entspricht der Front-Heck-Richtung des Körpers 1 des hydraulischen Baggers 100 oder der Front-Heck-Richtung der Dreheinheit 3 und wird im Folgenden auch einfach als Front-Heck-Richtung bezeichnet. Die Rechts-Links-Richtung des Körpers 1 des hydraulischen Baggers 100 (Richtung der Fahrzeugbreite) oder die Rechts-Links-Richtung der Dreheinheit 3 entspricht der Richtung, die in der Draufsicht orthogonal zu der Front-Rück-Richtung verläuft, und wird im Folgenden auch einfach als Rechts-Links-Richtung bezeichnet.
In Bezug auf die Front-Heck-Richtung ragt das Arbeitsgerät 2 von dem Körper 1 des hydraulischen Baggers 100 in der Front-Richtung hervor, die der Heck-Richtung entgegengesetzt ist. In einer vorwärts gerichteten Ansicht entsprechen die rechte Seite und die linke Seite in der Rechts-Links-Richtung der rechten bzw. linken Richtung.
Die Front-Heck-Richtung entspricht der Front-Heck-Richtung, in der sich eine auf dem Bedienpersonsitz in der Kabine 4 sitzende Bedienperson befindet. Die Richtung, in die die auf dem Bedienpersonsitz sitzende Bedienperson blickt, entspricht der Front-Richtung. Die Richtung hinter der auf dem Bedienpersonsitz sitzenden Bedienperson entspricht der Heck-Richtung. Die Rechts-Links-Richtung entspricht der Rechts-Links-Richtung der auf dem Bedienpersonsitz sitzenden Bedienperson. Wenn die auf dem Bedienpersonsitz sitzende Bedienperson nach vorne blickt, entsprechen die rechte Seite und die linke Seite der Rechts- bzw. Links-Richtung.
Der hydraulische Bagger 100 ist mit einer Hauptsteuereinheit 40 ausgestattet. Die Hauptsteuereinheit 40 steuert den Betrieb des hydraulischen Baggers 100. Die Steuerung des hydraulischen Baggers 100 durch die Hauptsteuereinheit 40 wird später beschrieben.
2 ist ein Blockschaltbild, das die Systemkonfiguration des hydraulischen Baggers 100 zeigt. Wie in 2 dargestellt, umfasst der hydraulische Bagger 100 im Wesentlichen eine Umgebungsbereich-Überwachungssteuereinheit 30, eine Hauptsteuereinheit 40 und einen Hydraulikkreislauf, der sich von einer Hydraulikpumpe 51 zu einem hydraulischen Stellantrieb 80 erstreckt. Die Volllinie in 2 zeigt diesen Hydraulikkreislauf. Die Strichlinie in 2 zeigt einen elektrischen Schaltkreis. Es wird darauf hingewiesen, dass 2 nur einen Teil des elektrischen Schaltkreises des hydraulischen Baggers 100 in der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Die Bilder des Umgebungsbereiches des hydraulischen Baggers 100, die mit der in 1 gezeigten Kamera 20 bezogen werden, werden in die Umgebungsbereich-Überwachungssteuereinheit 30 eingegeben. Von den in 1 gezeigten Kameras 20 sind die rechte Frontkamera 21 und die rechte Seitenkamera 22 in 2 repräsentativ dargestellt, wobei jedoch die mit der Heckkamera 23 und der linken Seitenkamera 24 bezogenen Bilder natürlich auch in die Umgebungsbereich-Überwachungssteuereinheit 30 eingegeben werden. Aus den von der Kamera 20 aufgenommenen Bildern erzeugt die Umgebungsbereich-Überwachungssteuereinheit 30 Umgebungsbilder des hydraulischen Baggers 100 und veranlasst einen Monitor 31, die erzeugten Bilder anzuzeigen.
Die Umgebungsbilder des hydraulischen Baggers 100 umfassen ein Monobild, das aus einem Bild ausgebildet ist, das von einer der folgenden Kameras aufgenommen wurde: rechte Frontkamera 21, rechte Seitenkamera 22, Heckkamera 23 und linke Seitenkamera 24. Zudem umfassen die Umgebungsbilder des hydraulischen Baggers 100 ein Bild aus der Vogelperspektive, das durch die Synthese einer Vielzahl von Bildern ausgebildet ist, die von der rechten Frontkamera 21, der rechten Seitenkamera 22, der Heckkamera 23 oder der linken Seitenkamera 24 aufgenommen wurden.
Die Hauptsteuereinheit 40 dient als Steuereinheit zum Steuern des gesamten Betriebs des hydraulischen Baggers 100 und besteht aus einer Zentralverarbeitungseinheit (CPU), einem nichtflüchtigen Speicher, einem Zeitgeber und dergleichen. Die Hauptsteuereinheit 40 veranlasst den Monitor 31, die Fahrzeugkörperinformationen über den hydraulischen Bagger 100 anzuzeigen. Die Fahrzeugkörperinformationen über den hydraulischen Bagger 100 umfassen beispielsweise den Betriebsmodus des hydraulischen Baggers 100, die von einer Kraftstoffanzeige angezeigte verbleibende Kraftstoffmenge, die Temperatur des Kühlmittels oder die Temperatur des Hydrauliköls, die von einem Thermometer angezeigt wird, den Betriebsstatus einer Klimaanlage und dergleichen.
Das in 2 gezeigte System ist derart eingerichtet, dass die Hydraulikpumpe 51 von einer Maschine (nicht gezeigt) angetrieben wird und das von der Hydraulikpumpe 51 abgegebene Hydrauliköl durch ein Hauptventil 70 zu verschiedenen Arten von hydraulischen Stellantrieben 80 geleitet wird. Der Hydraulikdruck wird so gesteuert, dass er dem hydraulischen Stellantrieb 80 zugeführt und von diesem abgelassen wird, um dadurch den Betrieb des Arbeitsgerätes 2, die Drehung der Dreheinheit 3 und den Fahrbetrieb der Fahreinheit 5 zu steuern. Der hydraulische Stellantrieb 80 umfasst den in 1 dargestellten Fahrmotor 5M und einen Drehmotor 3M. Der hydraulische Stellantrieb 80 umfasst den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Schaufelzylinder 12, die in 1 dargestellt sind.
Der Drehmotor 3M ist ein Beispiel für einen Drehantrieb, der die Dreheinheit 3 in Drehung versetzt. Der Drehmotor 3M treibt die Dreheinheit 3 zur Durchführung eines Drehvorgangs an. Der Drehmotor 3M ist ein Hydraulikmotor, der mit Hydraulikdruck betrieben wird.
Die Hydraulikpumpe 51 führt Hydrauliköl zu, mit dem die Fahreinheit 5 bewegt und die Dreheinheit 3 gedreht werden kann. Die Hydraulikpumpe 51 ist mit der Antriebswelle der Maschine gekoppelt. Die Drehantriebskraft der Maschine wird auf die Hydraulikpumpe 51 übertragen, um die Hydraulikpumpe 51 anzutreiben, so dass die Hydraulikpumpe 51 das unter Druck stehende Öl ausstößt. Die Hydraulikpumpe 51 dient als hydraulische Verschiebepumpe, die beispielsweise eine Taumelscheibe aufweist, die in verschiedenen Winkeln geneigt wird, um das Abgabevolumen zu verändern.
In dem Tank 53 ist das von der Hydraulikpumpe 51 verwendete Öl aufbewahrt. Wenn die Hydraulikpumpe 51 angetrieben wird, wird das in dem Tank 53 aufbewahrte Öl aus dem Tank 53 angesaugt und über einen Hydrauliköl-Zuführleitungsweg 55 dem Hauptventil 70 zugeführt.
Das Hauptventil 70 ist ein Schieberventil, das derart eingerichtet ist, dass ein stangenförmiger Schieber bewegt wird, um die Richtung zu ändern, in die das Hydrauliköl fließt. Der Schieber bewegt sich axial, um die Menge an Hydrauliköl einzustellen, die dem hydraulischen Stellantrieb 80 zugeführt wird, d.h. dem Fahrmotor 5M und dem Drehmotor 3M, dem Auslegerzylinder 10, dem Armzylinder 11 und dem Schaufelzylinder 12. Das Hydrauliköl wird dem hydraulischen Stellantrieb 80 zugeführt, um ihn zu aktivieren.
Das aus dem Hauptventil 70 abfließende Hydrauliköl wird über einen Hydrauliköl-Abführleitungsweg 56 in den Tank 53 zurückgeführt.
Ein Teil des von der Hydraulikpumpe 51 geförderten Öls wird von dem Hydrauliköl-Zuführleitungsweg 55 abgezweigt und fließt in einen Pilotölleitungsweg 57. Ein Teil des von der Hydraulikpumpe 51 geförderten Öls wird in einem Selbstdruckreduzierventil druckreduziert, wobei das druckreduzierte Öl als Pilotöl verwendet wird. Das Pilotöl wird dem Hauptventil 70 zugeführt, um den Schieber des Hauptventils 70 zu betätigen. Das Hauptventil 70 hat ein Paar Pilotanschlüsse 72. Wenn das Pilotöl mit dem vorgeschriebenen hydraulischen Druck (Pilotdruck) jedem Pilotanschluss 72 zugeführt wird, bewegt sich der Schieber entsprechend dem Pilotdruck und steuert so das Hauptventil 70.
In dem Pilotölleitungsweg 57 ist eine Betätigungsvorrichtung 61 vorgesehen. Die Betätigungsvorrichtung 61 wird betätigt, um den hydraulischen Bagger 100 zu betreiben. Der auf das Hauptventil 70 ausgeübte Pilotdruck wird durch die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 gesteuert. Die Betätigungsvorrichtung 61 hat einen Betätigungshebel. Das Pilotöl mit einem Druck, der dem Ausmaß der Betätigung des Betätigungshebels entspricht, wird von der Betätigungsvorrichtung 61 ausgegeben und jedem Pilotanschluss 72 des Hauptventils 70 zugeführt.
Die Betätigungsvorrichtung 61 umfasst eine Drehbewegungs-Betätigungsvorrichtung. Die Drehbewegungs-Betätigungsvorrichtung wird von einer Bedienperson betätigt, um die Dreheinheit 3 in Drehung zu versetzen. Wenn die Dreheinheit 3 zum Drehen bewegt wird, ändert sich die Position der Dreheinheit 3. Die Drehbewegungs-Betätigungsvorrichtung ist zum Beispiel an dem Seitenabschnitt des Bedienpersonsitzes in der Kabine 4 angeordnet. Die Drehbewegungs-Betätigungsvorrichtung ist beispielsweise auf der linken Seite des Bedienpersonsitzes angeordnet. Die Drehbewegungs-Betätigungsvorrichtung umfasst beispielsweise einen Drehbewegungs-Betätigungshebel.
Die Betätigungsvorrichtung 61 umfasst eine Fahrbewegungs-Betätigungsvorrichtung. Die Fahrbewegungs-Betätigungsvorrichtung wird von einer Bedienperson betätigt, um den hydraulischen Bagger 100 in Bewegung zu setzen, insbesondere um die Fahreinheit 5 anzutreiben und den hydraulischen Bagger 100 zu bewegen. Während sich der hydraulische Bagger 100 bewegt, ändert sich die Position des hydraulischen Baggers 100. Die Fahrbewegungs-Betätigungsvorrichtung ist beispielsweise vor dem Bedienpersonsitz in der Kabine 4 angeordnet. Die Fahrbewegungs-Betätigungsvorrichtung umfasst beispielsweise ein Paar Fahrbewegungs-Betätigungshebel oder -pedale für die jeweiligen Raupenbänder 5Cr auf der rechten und linken Seite.
Die Betätigungsvorrichtung 61 umfasst eine Arbeitsgeräte-Betätigungsvorrichtung. Die Arbeitsgeräte-Betätigungsvorrichtung wird von einer Bedienperson betätigt, um das Arbeitsgerät 2 zu bedienen. Wenn das Arbeitsgerät 2 betätigt wird, ändert sich die Position des Arbeitsgerätes 2. Genauer gesagt bewegt sich der Ausleger 6 in der Aufwärts-Abwärts-Richtung in Bezug auf die Dreheinheit 3, der Arm 7 bewegt sich, um sich um das vordere Ende des Auslegers 6 zu drehen, und die Schaufel 8 bewegt sich, um sich um das vordere Ende des Arms 7 zu drehen.
Die Arbeitsgeräte-Betätigungsvorrichtung ist beispielsweise an dem Seitenabschnitt des Bedienpersonsitzes in der Kabine 4 angeordnet. Die Arbeitsgeräte-Betätigungsvorrichtung umfasst beispielsweise einen ersten Betätigungshebel, der auf der rechten Seite des Bedienpersonsitzes angeordnet ist und zur Betätigung des Auslegers 6 und der Schaufel 8 betätigt wird, und einen zweiten Betätigungshebel, der auf der linken Seite des Bedienpersonsitzes angeordnet ist und zur Betätigung des Arms 7 betätigt wird. Der zweite Betätigungshebel kann mit dem Hebel für die Drehbewegung identisch sein. Zudem kann die Betätigung dieses Betätigungshebels in der Rechts-Links-Richtung der Betätigung des Arms 7 entsprechen, während die Betätigung dieses Betätigungshebels in der Front-Heck-Richtung der Umdrehung der Dreheinheit 3 entsprechen kann.
Der Pilotölleitungsweg 57 ist mit einem Solenoidventil 63 versehen. Das Solenoidventil 63 ist mit dem Pilotölleitungsweg 57 stromaufwärts der Betätigungsvorrichtung 61 in der Richtung verbunden, in der das Pilotöl fließt. Bei Empfang eines Steuersignals von der Hauptsteuereinheit 40 wird das Solenoidventil 63 zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand umgeschaltet. Das Solenoidventil 63 justiert den Pilotdruck auf der Grundlage des Steuersignals aus der Hauptsteuereinheit 40. Das Solenoidventil 63 steuert das Öffnen und Schließen des Pilotölleitungswegs 57 in Abhängigkeit des Steuersignals aus der Hauptsteuereinheit 40.
Wenn sich das Solenoidventil 63 in einem geöffneten Zustand befindet, wird das Pilotöl durch das Solenoidventil 63 der Betätigungsvorrichtung 61 zugeführt. Wenn die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 aktiviert ist, werden die Strömungsrichtung und die Durchflussmenge des Hydrauliköls, das von der Hydraulikpumpe 51 durch das Hauptventil 70 dem hydraulischen Stellantrieb 80 zugeführt wird, in Übereinstimmung mit der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 eingestellt. Wenn das Solenoidventil 63 geschlossen ist, ist der Pilotölleitungsweg 57 blockiert, so dass die Zufuhr von Pilotöl zu der Betätigungsvorrichtung 61 unterbrochen ist. Da das Solenoidventil 63 in geschlossenem Zustand den Pilotdruck blockiert, wird das Hydrauliköl auch bei Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 nicht mehr von der Hydraulikpumpe 51 dem hydraulischen Stellantrieb 80 zugeführt, so dass der Betrieb des hydraulischen Stellantriebs 80 eingeschränkt ist.
Auf diese Weise wird die Zufuhr von Hydrauliköl zu dem hydraulischen Stellantrieb 80 in Abhängigkeit von der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 gesteuert, um dadurch die Leistung des hydraulischen Stellantriebs 80 zu steuern, so dass der Fahrbetrieb der Fahreinheit 5 und der Drehbetrieb der Dreheinheit 3 gesteuert werden.
An den Pilotölleitungsweg 57 ist in Strömungsrichtung des Pilotöls stromabwärts der Betätigungsvorrichtung 61 eine Abzweigleitung angeschlossen. Diese Abzweigleitung ist mit einem Druckmessgerät 65 ausgestattet. Das Druckmessgerät 65 erfasst den Druck des Pilotöls (Pilotdruck), das die Betätigungsvorrichtung 61 durchlaufen hat. Das Erfassungssignal, das den von dem Druckmessgerät 65 erfassten Pilotdruck anzeigt, wird in die Hauptsteuereinheit 40 eingegeben. Das Erfassungssignal, das den von dem Druckmessgerät 65 erfassten Pilotdruck anzeigt, ist ein Beispiel für das Betätigungssignal, das der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 entspricht.
Das Druckmessgerät 65 kann ein Drucksensor sein, der ein elektrisches Signal ausgibt, das proportional zu dem Pilotdruck ist. Wenn der von dem Drucksensor erfasste Pilotdruck gleich oder größer als ein vorgeschriebener Schwellenwert ist, beispielsweise gleich oder größer als 5 kg/cm², kann die Hauptsteuereinheit 40 bestimmen, dass die Betätigungsvorrichtung 61 betätigt wurde.
Das Druckmessgerät 65 kann ein Druckschalter sein, der zwischen EIN und AUS geschaltet wird, wenn der Pilotdruck den vorgeschriebenen Druck erreicht. Der Schwellenwert des Druckschalters kann beispielsweise auf 5 kg/cm² eingestellt werden. Wenn in diesem Fall der Druckschalter von AUS auf EIN geschaltet wird, kann die Hauptsteuereinheit 40 erfassen, dass in dem Pilotölleitungsweg 57 Druck auftritt, und dann bestimmen, dass die Betätigungsvorrichtung 61 betätigt wurde.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der hydraulische Bagger 100 weiterhin einen Verriegelungshebel 90. Der Verriegelungshebel 90 bildet in der dargestellten Ausführungsform eine Verriegelungseinheit zum Stoppen von Funktionen wie dem Betrieb des Arbeitsgerätes 2, der Drehung der Dreheinheit 3 und dem Fortbewegen der Fahreinheit 5. Die Position des Verriegelungshebels 90 wird geändert, um dadurch den Verriegelungshebel 90 zwischen einem verriegelten Zustand und einem entriegelten Zustand umzuschalten. Der Verriegelungshebel 90 ist wahlweise in eine der folgenden Stellungen bewegbar: eine verriegelte Stellung, in der sich der Verriegelungshebel 90 in einem verriegelten Zustand befindet; und eine entriegelte Stellung, in der sich der Verriegelungshebel 90 in einem entriegelten Zustand befindet.
Der Verriegelungshebel 90 ist beispielsweise in der Nähe der Arbeitsgeräte-Betätigungsvorrichtung angeordnet. Wenn der Verriegelungshebel 90 so betätigt wird, dass er nach oben gezogen wird, wird der Verriegelungshebel 90 in einen verriegelten Zustand gebracht, um dadurch den Betrieb des Arbeitsgerätes 2, die Drehung der Dreheinheit 3 und das Fortbewegen der Fahreinheit 5 einzuschränken. Selbst wenn eine Bedienperson die Betätigungsvorrichtung 61 im verriegelten Zustand betätigt, funktioniert das Arbeitsgerät 2 nicht, die Dreheinheit 3 dreht sich nicht und die Fahreinheit 5 fährt nicht. Wenn der Verriegelungshebel 90 so betätigt wird, dass er nach unten gedrückt wird, wird der Verriegelungshebei 90 in einen entriegelten Zustand gebracht, um dadurch den Betrieb des Arbeitsgerätes 2, die Drehung der Dreheinheit 3 und das Fahren der Fahreinheit 5 zu ermöglichen. Die Bedienperson betätigt die Betätigungsvorrichtung 61 in dem entriegelten Zustand, um dadurch den Betrieb des Arbeitsgerätes 2, die Drehung der Dreheinheit 3, das Fortbewegen der Fahreinheit 5 und ähnliches auszuführen.
Der in 2 gezeigte Verriegelungshebel 90 ist elektrisch mit der Hauptsteuereinheit 40 verbunden und dient dazu, ein elektrisches Signal an die Hauptsteuereinheit 40 auszugeben, um der Hauptsteuereinheit 40 mitzuteilen, dass sich der Verriegelungshebel 90 im verriegelten Zustand oder in dem entriegelten Zustand befindet. Wenn die Hauptsteuereinheit 40 das Signal von dem Verriegelungshebel 90 empfängt, das anzeigt, dass sich der Verriegelungshebel 90 im verriegelten Zustand befindet, gibt die Hauptsteuereinheit 40 ein Steuersignal an das Solenoidventil 63 aus, um das Solenoidventil 63 in einen geschlossenen Zustand zu bringen. Anstelle dieser Konfiguration kann der Verriegelungshebel 90 derart eingerichtet sein, dass er den Pilotölleitungsweg 57 mechanisch blockiert, wenn sich der Verriegelungshebel 90 im verriegelten Zustand befindet, und dass er den Pilotölleitungsweg 57 freigibt, wenn sich der Verriegelungshebel 90 in dem entriegelten Zustand befindet.
Im verriegelten Zustand ist der Pilotölleitungsweg 57 blockiert, wodurch die Zufuhr von Pilotöl zu der Betätigungsvorrichtung 61 unterbrochen ist, so dass der Pilotdruck stromabwärts der Betätigungsvorrichtung 61 nicht durch die Betätigungsvorrichtung 61 eingestellt wird. Selbst wenn die Betätigungsvorrichtung 61 betätigt wird, kann das Druckmessgerät 65 den der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 entsprechenden Pilotdruck nicht erfassen. Somit ist in dem gesperrten Zustand die Ausgabe des Betätigungssignals aus der Betätigungsvorrichtung 61 eingeschränkt.
Im entriegelten Zustand ist der Pilotölleitungsweg 57 freigegeben, so dass das Pilotöl der Betätigungsvorrichtung 61 zugeführt wird. Der Pilotdruck stromabwärts der Betätigungsvorrichtung 61 wird durch die Betätigungsvorrichtung 61 eingestellt. Wenn die Betätigungsvorrichtung 61 betätigt wird, erfasst das Druckmessgerät 65 den Pilotdruck, der der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 entspricht. Daher kann die Betätigungsvorrichtung 61 im entriegelten Zustand das Betätigungssignal ausgeben.
3 ist eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der einzelnen Bereiche in dem Umgebungsbereich des hydraulischen Baggers 100. 3 zeigt schematisch den hydraulischen Bagger 100 in einer Draufsicht. Bei dem in 3 gezeigten hydraulischen Bagger 100 ändert die Dreheinheit 3 ihre in 1 gezeigte Stellung und wird um 90° in Bezug auf die Fahreinheit 5 gedreht. In 3 entspricht die Front-Heck-Richtung der Dreheinheit 3 der Aufwärts-Abwärts-Richtung in der Zeichnung. Das in 3 gezeigte Raupenband 5Cr erstreckt sich in der Rechts-Links-Richtung der Dreheinheit 3.
Wie in 3 gezeigt, sind eine erste Begrenzungslinie B1 und eine zweite Begrenzungslinie B2 in einem Umgebungsbereich des hydraulischen Baggers 100 angeordnet. Die erste Begrenzungslinie B1 ist weiter von dem hydraulischen Bagger 100 entfernt als die zweite Begrenzungslinie B2. Die erste Begrenzungslinie B1 und die zweite Begrenzungslinie B2 sind so festgelegt, dass sie den hydraulischen Bagger 100 umgeben und im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
Die erste Begrenzungslinie B1 bildet eine Begrenzungslinie, die als Referenz zum Erfassen verwendet wird, dass ein Hindernis als zu erkennendes Objekt (beispielsweise eine Person) innerhalb der ersten Begrenzungslinie B1 vorhanden ist, d.h. in der Nähe des hydraulischen Baggers 100 in Bezug auf die erste Begrenzungslinie B1 vorhanden ist. Die zweite Begrenzungslinie B2 bildet eine Begrenzungslinie, die als Referenz für die Einschränkung des Betriebs des hydraulischen Baggers 100 verwendet wird, wenn sich ein zu erkennendes Objekt innerhalb der zweiten Begrenzungslinie B2 befindet, d.h. in der Nähe des hydraulischen Baggers 100 in Bezug auf die zweite Begrenzungslinie B2. Der Bereich innerhalb der zweiten Begrenzungslinie B2 wird als Stoppsteuerbereich A2 bezeichnet. Der Bereich zwischen der ersten Begrenzungslinie B1 und der zweiten Begrenzungslinie B2 wird als Erfassungsbereich A1 bezeichnet.
Ein in 3 dargestellter sichtbarer Bereich A3 mit einem Schraffurmuster zeigt einen Bereich, der für eine Bedienperson sichtbar ist, die sich in der Kabine 4 befindet und nach vorne schaut. Der sichtbare Bereich A3 befindet sich vor der Dreheinheit 3. Der sichtbare Bereich A3 befindet sich in einem toten Winkel zu der Kamera 20 und ist daher nicht in den Bildern enthalten, die von der rechten Frontkamera 21, der rechten Seitenkamera 22, der Heckkamera 23 und der linken Seitenkamera 24 aufgenommen werden. Der Erfassungsbereich A1, der Stoppsteuerbereich A2 und der sichtbare Bereich A3 befinden sich jeweils in einem Umgebungsbereich des hydraulischen Baggers 100. Der Stoppsteuerbereich A2 entspricht in dieser Ausführungsform einem „festgelegten Bereich“.
Die Kamera 20 bezieht Bilder aus dem Umgebungsbereich des hydraulischen Baggers 100 mit Ausnahme des sichtbaren Bereichs A3. Die Kamera 20 kann Bilder beziehen, die das Innere des Erfassungsbereichs A1 zeigen, und kann zudem Bilder beziehen, die das Innere des Stoppsteuerbereichs A2 zeigen. Die Umgebungsbereich-Überwachungssteuereinheit 30 bestimmt, ob die von der Kamera 20 bezogenen Bilder ein Hindernis als ein zu erkennendes Objekt (beispielsweise eine Person) zeigen oder nicht, um dadurch zu erfassen, ob ein zu erkennendes Objekt in dem Umgebungsbereich des hydraulischen Baggers 100 vorhanden ist oder nicht. Von der Umgebungsbereich-Überwachungssteuereinheit 30 empfängt die Hauptsteuereinheit 40 ein elektrisches Signal, das das Ergebnis der Erfassung anzeigt, ob ein zu erkennendes Objekt in dem Umgebungsbereich des hydraulischen Baggers 100 vorhanden ist oder nicht.
Die Kamera 20 und die Umgebungsbereich-Überwachungssteuereinheit 30 bilden in dieser Ausführungsform eine Umgebungsbereich-Überwachungsvorrichtung. Aus den Bildern, die das Innere des Erfassungsbereichs A1 zeigen, die von der Kamera 20 bezogen werden, erfasst die Umgebungsbereich-Überwachungssteuereinheit 30, ob ein zu erkennendes Objekt, wie beispielsweise eine Person, innerhalb des Erfassungsbereichs A1 vorhanden ist oder nicht. Aus den Bildern, die das Innere des Stoppsteuerbereichs A2 als einen festgelegten Bereich zeigen und die von der Kamera 20 bezogen werden, erfasst die Umgebungsbereich-Überwachungssteuereinheit 30, ob ein zu erkennendes Objekt wie eine Person innerhalb des Stoppsteuerbereichs A2 vorhanden ist oder nicht.
Die Hauptsteuereinheit 40 führt eine Objekterfassungsfunktion aus. Die Objekterfassungsfunktion in der vorliegenden Ausführungsform ist eine Funktion zur Einschränkung des Betriebs des hydraulischen Baggers 100, wenn erfasst wird, dass sich ein zu erkennendes Objekt, wie beispielsweise eine Person, innerhalb des Stoppsteuerbereichs A2 befindet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Hauptsteuereinheit 40 zudem in der Lage, die Objekterfassungsfunktion zwischen einer EIN-Einstellung, um die Objekterfassungsfunktion auszuführen, und einer AUS-Einstellung, um die Objekterfassungsfunktion nicht auszuführen (Nicht-Ausführung), umzuschalten. 4 ist ein schematisches Diagramm, das einen Vorgang des Umschaltens der Einstellung der Objekterfassungsfunktion zwischen EIN und AUS zeigt.
Wenn bestimmt wird, dass sich ein zu erkennendes Objekt innerhalb des Stoppsteuerbereichs A2 befindet und die Objekterfassungsfunktion EIN-geschaltet ist, wird ein Alarm ausgegeben. Ein Alarm kann die Aufmerksamkeit der Bedienperson visuell durch ein Symbol wecken, das auf diesen Alarm hinweist und auf dem Monitor 31 angezeigt wird. Ein Alarm kann die Aufmerksamkeit der Bedienperson auch akustisch durch einen Summer und dergleichen wecken.
Zu diesem Zeitpunkt schränkt die Hauptsteuereinheit 40 den Betrieb des hydraulischen Stellantriebs 80 ein. Wenn die Hauptsteuereinheit 40 das Signal empfängt, das anzeigt, dass sich ein Objekt in dem Stoppsteuerbereich A2 befindet, gibt die Hauptsteuereinheit 40 sofort ein Steuersignal an das Solenoidventil 63 aus, um das Solenoidventil 63 in einen geschlossenen Zustand zu bringen. Im geschlossenen Zustand blockiert das Solenoidventil 63 den Pilotölleitungsweg 57, um dadurch Schwankungen des Pilotdrucks zu verhindern, der dem Pilotanschluss 72 des Hauptventils 70 zugeführt wird, so dass der Schieber des Hauptventils 70 stoppt. Dadurch wird auch bei Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 kein Hydrauliköl mehr von der Hydraulikpumpe 51 dem hydraulischen Stellantrieb 80 zugeführt, so dass der Betrieb des hydraulischen Stellantriebs 80 eingeschränkt ist.
Während sich ein Objekt innerhalb des Stoppsteuerbereichs A2 befindet, schränkt die Hauptsteuereinheit 40 den Betrieb des Fahrmotors 5M ein. Die Hauptsteuereinheit 40 führt eine Steuerung durch, um zu verhindern, dass der Fahrmotor 5M fährt, und, wenn der Fahrmotor 5M in Betrieb ist, um den Betrieb des Fahrmotors 5M zu stoppen, um dadurch zu verhindern, dass der hydraulische Bagger 100 fährt.
Während sich ein Objekt innerhalb des Stoppsteuerbereichs A2 befindet, schränkt die Hauptsteuereinheit 40 den Betrieb des Drehmotors 3M ein. Die Hauptsteuereinheit 40 führt eine Steuerung durch, um zu verhindern, dass der Drehmotor 3M angetrieben wird, und, wenn der Drehmotor 3M in Betrieb ist, um den Betrieb des Drehmotors 3M zu stoppen, um dadurch die Drehbewegung der Dreheinheit 3 zu verhindern.
Andererseits schränkt die Hauptsteuereinheit 40 den Betrieb des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11 und des Schaufelzylinders 12 nicht ein, wenn sich ein Objekt im Stoppsteuerbereich A2 befindet. Der hydraulische Bagger 100 wird so gesteuert, dass das Fahren und Drehen des hydraulischen Baggers 100 wie oben beschrieben eingeschränkt werden, wobei jedoch der Betrieb des Arbeitsgerätes 2 nicht eingeschränkt wird, selbst wenn sich ein Objekt innerhalb des Stoppsteuerbereichs A2 befindet.
Wie in 4 gezeigt, wird der Verriegelungshebel 90 in einen verriegelten Zustand geschaltet, wenn die Objekterfassungsfunktion auf EIN eingestellt ist, wodurch die Einstellung der Objekterfassungsfunktion auf AUS geschaltet wird. Selbst wenn die Bedienperson die Betätigungsvorrichtung 61 betätigt, während sich der Verriegelungshebel 90 im verriegelten Zustand befindet, dreht sich die Dreheinheit 3 nicht und die Fahreinheit 5 bewegt sich nicht. Selbst wenn ein Hindernis innerhalb des Stoppsteuerbereichs A2 vorhanden ist, kommt weder der fahrende hydraulische Bagger 100 noch die sich drehende Einheit 3 mit dem Hindernis in Kontakt. Da der hydraulische Bagger 100 nicht mit einem Hindernis in Berührung kommt, tritt auch dann kein Problem auf, wenn die Objekterfassungsfunktion auf AUS gestellt ist.
Um die Einstellung der Objekterfassungsfunktion auf EIN zu schalten, wenn die Objekterfassungsfunktion auf AUS eingestellt ist, wird der Verriegelungshebel 90 zunächst in einen entriegelten Zustand geschaltet. Die Bedienperson betätigt die Betätigungsvorrichtung 61 in dem entriegelten Zustand, in dem der Betrieb des Arbeitsgerätes 2, die Drehung der Dreheinheit 3 und das Fortbewegen der Fahreinheit 5 erlaubt sind. Durch die Erfassung eines Betätigungssignals wird bestimmt, dass diese Betätigungsvorrichtung 61 betätigt wurde. In der in 2 gezeigten Systemkonfiguration erfasst das Druckmessgerät 65 Schwankungen des Pilotdrucks, wobei das entsprechende Erfassungssignal in die Hauptsteuereinheit 40 eingegeben wird, so dass die Hauptsteuereinheit 40 ein Betätigungssignal erfasst. Wenn das Betätigungssignal auf diese Weise erfasst wird, wird die Objekterfassungsfunktion auf EIN geschaltet.
Die Betätigungsvorrichtung 61 kann in diesem Fall eine Fahrbewegungs-Betätigungsvorrichtung sein, die betätigt wird, um den hydraulischen Bagger 100 zum Fahren zu veranlassen, sie kann eine Drehbewegungs-Betätigungsvorrichtung sein, die betätigt wird, um die Dreheinheit 3 zum Drehen zu bringen, oder sie kann eine Arbeitsgeräte-Betätigungsvorrichtung sein, die betätigt wird, um das Arbeitsgerät 2 zu betätigen. Wenn die Bedienperson die Betätigungsvorrichtung 61 betätigt, um entweder das Arbeitsgerät 2 zu bedienen, die Dreheinheit 3 zu drehen oder die Fahreinheit 5 zu verfahren, gibt die Betätigungsvorrichtung 61 ein Betätigungssignal aus, das der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 entspricht. Die Hauptsteuereinheit 40 erfasst das Betätigungssignal, wodurch die Einstellung der Objekterfassungsfunktion von AUS auf EIN umgeschaltet wird.
Wie oben beschrieben, gibt in der Ausführungsform des hydraulischen Baggers 100 die Betätigungsvorrichtung 61 ein Betätigungssignal aus, das der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 entspricht, wie in 2 gezeigt. Wie in 4 gezeigt, wird, wenn das Betätigungssignal in dem Zustand erfasst wird, in dem die Objekterfassungsfunktion auf AUS gesetzt ist, die Einstellung der Objekterfassungsfunktion auf EIN geschaltet. Wenn die Einstellung der Objekterfassungsfunktion von AUS auf EIN umgeschaltet wird, wird das Nichtvorhandensein eines Objekts innerhalb des Stoppsteuerbereichs A2 nicht als Bedingung für ein derartiges Umschalten angewendet, sondern die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 durch die Bedienperson als Bedingung für ein derartiges Umschalten angewendet.
Der hydraulische Bagger 100 kommt mit einem Hindernis in Berührung, wenn sich die Dreheinheit 3 dreht oder der hydraulische Bagger 100 fährt. Wenn eine Bedienperson die Drehbewegungs-Betätigungsvorrichtung oder die Fahrbewegungs-Betätigungsvorrichtung betätigt, kann der hydraulische Bagger 100 mit einem Hindernis in Berührung kommen. In diesem Fall wird die Objekterfassungsfunktion auf EIN geschaltet. Basierend auf der Absicht der Bedienperson, den Betrieb des hydraulischen Baggers 100 auszuführen, wie beispielsweise das Fahren des hydraulischen Baggers 100 und die Drehung der Dreheinheit 3, wird die Einstellung der Objekterfassungsfunktion von AUS auf EIN umgeschaltet. Somit kann die Einstellung der Objekterfassungsfunktion zu einem geeigneten Zeitpunkt von AUS auf EIN geschaltet werden, wenn die Objekterfassungsfunktion aktiviert werden soll.
Wenn das Nichtvorhandensein eines Objekts innerhalb des Stoppsteuerbereichs A2 als Bedingung für das Umschalten der Einstellung der Objekterfassungsfunktion von AUS auf EIN verwendet wird, kann ein Alarm ausgegeben werden, selbst wenn eine Bedienperson die Betätigungsvorrichtung 61 nicht betätigt und der hydraulische Bagger 100 somit nicht mit einem Hindernis in Kontakt kommt. Dadurch kann sich die Bedienperson in der Kabine 4 belästigt fühlen. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch, wenn die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 durch eine Bedienperson als eine Bedingung für die Umschaltung der Einstellung angewendet wird, die Situation, in der sich die Bedienperson gestört fühlt, beseitigt, so dass der Komfort der Bedienperson während der Arbeit verbessert werden kann.
Wenn die Bedienperson die Arbeitsgeräte-Betätigungsvorrichtung betätigt, wird die Objekterfassungsfunktion ebenfalls von AUS auf EIN geschaltet. Wenn die Bedienperson die Arbeit in dem Zustand beginnt, in dem die Rückseite der Schaufel 8 auf der Bodenoberfläche steht, führt sie zunächst die Betätigung durch, um das Arbeitsgerät 2 anzuheben. Durch die Betätigung des Arbeitsgerätes 2 wird die Objekterfassungsfunktion auf EIN geschaltet. Befindet sich also zu dem Zeitpunkt, zu dem das Arbeitsgerät 2 in Betrieb genommen wird, eine Person innerhalb des Stoppsteuerbereichs A2, wird ein Alarm ausgelöst. Dieser Alarm macht die Bedienperson darauf aufmerksam und warnt sie davor, im Anschluss an die Betätigung des Arbeitsgerätes 2 die Dreh- oder Fahrbewegung der Dreheinheit 3 auszuführen. So kann zuverlässig vermieden werden, dass der fahrende oder drehende hydraulische Bagger 100 mit einem Hindernis in Berührung kommt.
Wie in 4 gezeigt, wird, wenn der Verriegelungshebel 90 in einen entriegelten Zustand geschaltet ist und das Betätigungssignal in dem Zustand erfasst wird, in dem die Objekterfassungsfunktion auf AUS gesetzt ist, die Einstellung der Objekterfassungsfunktion auf EIN geschaltet. Wenn die Einstellung der Objekterfassungsfunktion von AUS auf EIN umgeschaltet wird, wird das Fortbewegen in zwei Schritten ausgeführt: Entriegeln des Verriegelungshebels 90 durch eine Bedienperson und Betätigen der Betätigungsvorrichtung 61 durch eine Bedienperson. Dadurch wird die Absicht der Bedienperson zuverlässiger überprüft, so dass die Bedienperson ein zusätzliches Gefühl der Sicherheit verspürt.
Wie in 4 gezeigt, wird, wenn der Verriegelungshebel 90 in einen verriegelten Zustand geschaltet wird, in dem die Objekterfassungsfunktion auf EIN gesetzt ist, die Einstellung der Objekterfassungsfunktion auf AUS geschaltet. Wenn sich der Verriegelungshebel 90 in einem verriegelten Zustand befindet, erlaubt selbst die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 durch die Bedienperson keine Drehung der Dreheinheit 3 und keine Bewegung der Fahreinheit 5, so dass der hydraulische Bagger 100 nicht mit einem Hindernis in Berührung kommt. Wenn ein Hindernis innerhalb des Stoppsteuerbereichs A2 nicht erfasst werden muss, wird die Objekterfassungsfunktion auf AUS gesetzt. Wenn ein Hindernis innerhalb des Stoppsteuerbereichs A2 erfasst werden muss, wird die Objekterfassungsfunktion auf EIN gesetzt. Dadurch kann die Einstellung der Objekterfassungsfunktion zu einem geeigneten Zeitpunkt zwischen EIN und AUS umgeschaltet werden. Wenn ein Hindernis nicht erfasst werden muss, wird die Objekterfassungsfunktion auf AUS gestellt, um dadurch die Ausgabe eines Alarms zu verhindern, so dass der Komfort für die Bedienperson während der Arbeit verbessert werden kann.
[Zweite Ausführungsform]
5 ist ein Blockschaltbild, das eine Systemkonfiguration eines hydraulischen Baggers 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. Im Vergleich zu der in 2 dargestellten Systemkonfiguration der ersten Ausführungsform umfasst die Systemkonfiguration der zweiten Ausführungsform eine elektrische Betätigungsvorrichtung 161 anstelle der Betätigungsvorrichtung 61 und ein Proportionalsolenoidventil 163 anstelle des Solenoidventils 63.
Die Betätigungsvorrichtung 161 umfasst einen Betätigungshebel. Die Betätigungsvorrichtung 161 gibt ein Erfassungssignal, das die Richtung und das Ausmaß der Betätigung des Betätigungshebels anzeigt, an die Hauptsteuereinheit 40 aus. In der zweiten Ausführungsform entspricht das von der Betätigungsvorrichtung 161 ausgegebene Erfassungssignal dem Betätigungssignal, das der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 161 entspricht.
Die Hauptsteuereinheit 40 gibt ein Steuersignal an das Proportionalsolenoidventil 163 in Abhängigkeit von den Einzelheiten der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 161 aus und steuert den Öffnungsgrad des Proportionalsolenoidventils 163. Die Hauptsteuereinheit 40 passt den Öffnungsgrad des Proportionalsolenoidventils 163 an, um den Druck des durch den Pilotölleitungsweg 57 fließenden Pilotöls zu ändern und dadurch den einem Paar von Steueranschlüssen 72 des Hauptventils 70 zugeführten Pilotdruck zu steuern. Das Druckmessgerät 65 erfasst den vom Proportionalsolenoidventil 163 eingestellten Pilotdruck.
Wenn die Objekterfassungsfunktion auf AUS gesetzt ist, wird die Betätigungsvorrichtung 161 derart betätigt, dass sie ein Betätigungssignal in die Hauptsteuereinheit 40 eingibt, wodurch die Hauptsteuereinheit 40 das Betätigungssignal erkennt. Dadurch wird die Einstellung der Objekterfassungsfunktion von AUS auf EIN umgeschaltet.
Wie in der ersten Ausführungsform ist auch in der Systemkonfiguration der zweiten Ausführungsform die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 161 durch eine Bedienperson als eine Bedingung für das Umschalten der Einstellung der Objekterfassungsfunktion von AUS auf EIN definiert. Da die Einstellung der Objekterfassungsfunktion auf der Grundlage der Absicht der Bedienperson von AUS auf EIN geschaltet wird, kann die Einstellung der Objekterfassungsfunktion zu einem geeigneten Zeitpunkt von AUS auf EIN geschaltet werden, wenn die Objekterfassungsfunktion aktiviert werden soll.
[Dritte Ausführungsform]
6 ist ein Blockschaltbild, das eine Systemkonfiguration eines hydraulischen Baggers 100 gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt. Die Systemkonfiguration in der dritten Ausführungsform umfasst eine elektrische Betätigungsvorrichtung 161 wie in der zweiten Ausführungsform. Im Vergleich zu der in 5 dargestellten Systemkonfiguration der zweiten Ausführungsform enthält die Systemkonfiguration der dritten Ausführungsform keinen Pilotölleitungsweg 57. In der dritten Ausführungsform umfasst das Hauptventil 170 einen solenoidangetriebenen Schieber 172, aber keinen Pilotanschluss.
Die Hauptsteuereinheit 40 gibt ein Steuersignal an den Schieber 172 entsprechend den Einzelheiten der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 161 aus und steuert die Position des Schiebers 172.
Die Systemkonfiguration in der dritten Ausführungsform umfasst einen Verriegelungsschalter 190 anstelle des Verriegelungshebels 90. Der Verriegelungsschalter 190 dient als Schalter zum Umschalten, ob der Betrieb des hydraulischen Baggers 100 zugelassen wird oder nicht, wenn die Betätigungsvorrichtung 161 betätigt wird. Der Verriegelungsschalter 190 ist elektrisch mit der Hauptsteuereinheit 40 verbunden. Von dem Verriegelungsschalter 190 empfängt die Hauptsteuereinheit 40 ein Signal, das anzeigt, ob der Betrieb des hydraulischen Baggers 100 zugelassen werden soll oder nicht.
Wenn die Hauptsteuereinheit 40 das Signal von dem Verriegelungsschalter 190 empfängt, das anzeigt, dass der Betrieb des hydraulischen Baggers 100 nicht zulässig ist, gibt die Hauptsteuereinheit 40 ein Steuersignal an den Schieber 172 aus, um den Schieber 172 zu stoppen. Dadurch wird verhindert, dass die Hydraulikpumpe 51 das Hydrauliköl dem hydraulischen Stellantrieb 80 zuführt, auch wenn die Betätigungsvorrichtung 161 betätigt wird. Somit ist der Betrieb des hydraulischen Stellantriebs 80 entsprechend der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 161 eingeschränkt. Gleichzeitig wird die Einstellung der Objekterfassungsfunktion wie bei der ersten Ausführungsform von EIN auf AUS geschaltet.
Wenn die Objekterfassungsfunktion auf AUS gesetzt ist, wird die Betätigungsvorrichtung 161 so betätigt, dass sie ein Betätigungssignal in die Hauptsteuereinheit 40 eingibt, wodurch die Hauptsteuereinheit 40 das Betätigungssignal erfasst. Dadurch wird die Einstellung der Objekterfassungsfunktion von AUS auf EIN umgeschaltet.
Wie in der ersten Ausführungsform ist auch in der Systemkonfiguration der dritten Ausführungsform die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 161 durch eine Bedienperson als eine Bedingung für das Umschalten der Einstellung der Objekterfassungsfunktion von AUS auf EIN definiert. Da die Einstellung der Objekterfassungsfunktion auf der Grundlage der Absicht der Bedienperson von AUS auf EIN geschaltet wird, kann die Einstellung der Objekterfassungsfunktion zu einem geeigneten Zeitpunkt von AUS auf EIN geschaltet werden, wenn die Objekterfassungsfunktion aktiviert werden soll.
Anstelle der in 6 gezeigten Konfiguration kann der hydraulische Bagger 100 derart eingerichtet sein, dass er keinen Verriegelungsschalter 190 enthält. In diesem Fall kann die Einstellung der Objekterfassungsfunktion von EIN auf AUS umgeschaltet werden, indem die Betätigungsvorrichtung 161 für eine vorgeschriebene Zeitspanne, beispielsweise für zehn Sekunden, in eine neutrale Position gebracht wird. Anschließend kann in dem Zustand, in dem die Objekterfassungsfunktion auf AUS gesetzt ist, die Bedienperson die Betätigungsvorrichtung 161 erneut betätigen, um dadurch die Einstellung der Objekterfassungsfunktion von AUS auf EIN zu schalten.
In der obigen Beschreibung der Ausführungsbeispiele umfasst der hydraulische Bagger 100 eine Hauptsteuereinheit 40, wobei die in dem hydraulischen Bagger 100 eingebaute Hauptsteuereinheit 40 den Betrieb des hydraulischen Baggers 100 steuert. Die Steuereinheit, die den Betrieb des hydraulischen Baggers 100 steuert, muss nicht unbedingt in dem hydraulischen Bagger 100 angebracht sein.
7 ist eine schematische Darstellung eines Steuersystems für einen hydraulischen Bagger 100. Eine externe Steuereinheit 240, die getrennt von der in dem hydraulischen Bagger 100 angebrachten Hauptsteuereinheit 40 vorgesehen ist, kann ein Steuersystem für den hydraulischen Bagger 100 bilden. Die Steuereinheit 240 kann am Einsatzort des hydraulischen Baggers 100 oder an einem vom Einsatzort des hydraulischen Baggers 100 entfernten Ort angeordnet sein.
In der obigen Beschreibung wurde der hydraulische Bagger 100 als Beispiel für eine Baumaschine beschrieben, wobei jedoch die Baumaschine, auf die das Konzept der vorliegenden Offenbarung anwendbar ist, ein Radlader, ein Planierfahrzeug, ein Kran und dergleichen sein kann.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Ausführungsformen in jeder Hinsicht veranschaulichend und nicht einschränkend sind. Der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung wird durch die Begriffe der Ansprüche definiert, und nicht durch die obige Beschreibung, und soll sämtliche Änderungen innerhalb der Bedeutung und des Geltungsbereichs umfassen, die den Begriffen der Ansprüche entsprechen.
Bezugszeichenliste

1: Körper,
2: Arbeitsgerät,
3: Dreheinheit,
3M: Drehmotor,
5: Fahreinheit,
5Cr: Raupenband,
5M: Fahrmotor,
6: Ausleger,
7: Arm,
8: Schaufel,
10: Auslegerzylinder,
11: Armzylinder,
12: Schaufelzylinder,
20: Kamera,
21: rechte Frontkamera,
22: rechte Seitenkamera,
23: Heckkamera,
24: linke Seitenkamera,
30: Umgebungsbereich-Überwachungssteuereinheit,
31: Monitor,
40: Hauptsteuereinheit,
51: Hydraulikpumpe,
53: Tank,
55: Hydrauliköl-Zuführleitungsweg,
56: Hydrauliköl-Abführleitungsweg,
57: Pilotölleitungsweg,
61, 161: Betätigungsvorrichtung,
63: Solenoidventil,
65: Druckmessgerät
70, 170: Hauptventil,
72: Pilotanschluss,
80: hydraulischer Stellantrieb,
90: Verriegelungshebel,
100: hydraulischer Bagger,
163: Proportionalsolenoidventil,
172: Schieber,
190: Verriegelungsschalter,
240: Steuereinheit,
A1: Erfassungsbereich,
A2: Stoppsteuerbereich,
A3: sichtbarer Bereich,
B1: erste Begrenzungslinie,
B2: zweite Begrenzungslinie,
RX: Drehachse.

Claims

Baumaschine, umfassend: eine Betätigungsvorrichtung, die ein Betätigungssignal zur Betätigung der Baumaschine ausgibt; eine Umgebungsbereich-Überwachungsvorrichtung, die erfasst, ob ein zu erkennendes Objekt innerhalb eines festgelegten Bereichs, der in einem Umgebungsbereich der Baumaschine festgelegt ist, vorhanden ist oder nicht; und eine Steuereinheit, die die Baumaschine steuert, wobei die Steuereinheit in der Lage ist, eine Einstellung einer Objekterfassungsfunktion zwischen Ausführung und Nicht-Ausführung umzuschalten, wobei die Objekterfassungsfunktion dazu dient, einen Betrieb der Baumaschine einzuschränken, wenn erfasst wird, dass sich das Objekt innerhalb des festgelegten Bereichs befindet, und wenn das Betätigungssignal in einem Zustand erfasst wird, in dem die Objekterfassungsfunktion auf Nicht-Ausführung eingestellt ist, die Steuereinheit die Einstellung der Objekterfassungsfunktion auf Ausführung umschaltet.
Baumaschine nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Verriegelungseinheit, die zwischen einem verriegelten Zustand und einem entriegelten Zustand umgeschaltet wird, der Betätigungsvorrichtung die Ausgabe des Betätigungssignals im entriegelten Zustand gestattet und die Ausgabe des Betätigungssignals aus der Betätigungsvorrichtung im verriegelten Zustand beschränkt, wobei, in einem Zustand, in dem die Objekterfassungsfunktion auf Nicht-Ausführung eingestellt ist, die Steuereinheit die Einstellung der Objekterfassungsfunktion auf Ausführung umschaltet, wenn die Verriegelungseinheit in den entriegelten Zustand geschaltet wird und das Betätigungssignal erfasst wird.
Baumaschine nach Anspruch 2, bei der in einem Zustand, in dem die Objekterfassungsfunktion auf Ausführung eingestellt ist, die Steuereinheit die Einstellung der Objekterfassungsfunktion auf Nicht-Ausführung umschaltet, wenn die Verriegelungseinheit in den verriegelten Zustand geschaltet ist.
Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Baumaschine eine Fahreinheit enthält, die die Baumaschine in Bewegung setzt, und die Betätigungsvorrichtung eine Fahrtbewegungs-Betätigungsvorrichtung umfasst, die betätigt wird, um die Baumaschine in Bewegung zu setzen.
Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Baumaschine eine Dreheinheit umfasst, die sich in Bezug auf eine Bodenfläche drehen kann, und die Betätigungsvorrichtung eine Drehbewegungs-Betätigungsvorrichtung umfasst, die betätigt wird, um die Dreheinheit in Drehung zu versetzen.
Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Baumaschine ein Arbeitsgerät enthält und die Betätigungsvorrichtung eine Arbeitsgeräte-Betätigungsvorrichtung umfasst, die betätigt wird, um das Arbeitsgerät zu betätigen.