DE112020002281T5

DE112020002281T5 - Baumaschine und Steuersystem für eine Baumaschine

Info

Publication number: DE112020002281T5
Application number: DE112020002281.1T
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: 2022-04-14
Also published as: JP7340710B2; JP7289232B2; CN113950556A; KR20210152558A; JP2021014736A; US20220251803A1; WO2021010249A1; JP2023053407A; KR102631627B1

Abstract

Die Bedienbarkeit einer Baumaschine wird verbessert. Die Baumaschine umfasst eine Betätigungsvorrichtung, einen Stellantrieb, eine Umgebungsbereich-Überwachungsvorrichtung und eine Steuereinheit. Die Betätigungsvorrichtung wird betätigt, um die Baumaschine zu betreiben. Der Stellantrieb treibt die Baumaschine in einer Weise an, die einer Betätigung der Betätigungsvorrichtung entspricht. Die Umgebungsbereich-Überwachungsvorrichtung dient als eine 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. Wenn eine vorgeschriebene Betätigungsvorrichtung in einem Fall betätigt wird, in dem erfasst wird, dass sich das Objekt innerhalb des festgelegten Bereichs befindet, beschränkt die Steuereinheit einen Betrieb des Stellantriebs entsprechend einer Betätigung der Betätigungsvorrichtung.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Baumaschine und ein Steuersystem für die Baumaschine.
Stand der Technik
Die folgende Vorrichtung wurde auf herkömmliche Art vorgeschlagen. Ein hydraulischer Bagger umfasst eine Dreheinheit, die mit einem vorderen Arbeitsgerät versehen ist. Die Dreheinheit kann sich drehen. Zudem ist ein Bereich als gefährlicher Bereich definiert, in dem eine Person, die einen Wartungsarbeiter beinhaltet, mit der sich drehenden Dreheinheit oder dem vorderen Arbeitsgerät kollidieren kann, das sich bewegt, während sich die Dreheinheit dreht. Wenn bestimmt wird, dass ein zu erkennendes Objekt in dem gefährlichen Bereich vorhanden ist, sind vorgeschriebene Sicherheitsvorkehrungen zu ergreifen. Derartige Sicherheitsvorkehrungen umfassen eine der Sicherheitseinrichtungen, die umfassen: das Ausgeben eines Alarms aus einem Summer; und Einrichtungen zum Verriegeln der Betätigung des hydraulischen Baggers (siehe beispielsweise die japanische Patentoffenlegungsschrift No. 2004-343297 (PTL 1)).
Literaturverzeichnis
Patentliteratur
PTL 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift No. 2004-343297
Übersicht über die Erfindung
Technisches Problem
Gemäß der oben erwähnten Literatur, die offenbart, dass eine Betätigung lediglich auf dem Bestimmungsergebnis verriegelt wird, dass ein zu erkennendes Objekt in dem gefährlichen Bereich vorhanden ist, wird der Betrieb der Baumaschine unabhängig von der Absicht einer Bedienperson verriegelt. Daher wurde gefordert, eine Deaktivierung der Baumaschine durch Beabsichtigung der Bedienperson nur dann zu gestatten, wenn dies erforderlich ist.
Die vorliegende Offenbarung gibt eine Baumaschine, die hinsichtlich der Bedienbarkeit verbessert werden kann, und ein Steuersystem an, das die Bedienbarkeit der Baumaschine verbessern kann.
Lösung des Problems
Die vorliegende Offenbarung gibt eine Baumaschine mit einer Betätigungsvorrichtung, einem Stellantrieb, einer Umgebungsbereich-Überwachungsvorrichtung und einer Steuereinheit an. Die Betätigungsvorrichtung wird betätigt, um die Baumaschine zu betreiben. Der Stellantrieb treibt die Baumaschine in einer Art an, die einer Betätigung der Betätigungsvorrichtung entspricht. 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. Wenn eine vorgeschriebene Betätigungsvorrichtung in einem Fall betätigt wird, in dem erfasst wird, dass sich das Objekt innerhalb des festgelegten Bereichs befindet beschränkt die Steuereinheit einen Betrieb des Stellantriebs entsprechend einer Betätigung der Betätigungsvorrichtung.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann die Baumaschine hinsichtlich der Bedienbarkeit verbessert 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 einen Vorgang zeigt, der von einer Objekterfassungsfunktion ausgeführt wird.
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 Fahrstellantrieb 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 der Umgebung 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 der 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.
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.
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 erstreckt sich als 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 erstreckt sich als 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 „Sollbereich“.
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. 4 ist eine schematische Darstellung, die jeden Vorgang zeigt, der von der Objekterfassungsfunktion ausgeführt wird.
Der Bereitschaftszustand, der in 4 gezeigt ist, zeigt einen Zustand, in dem ein zu erkennendes Objekt, wie etwa eine Person, nicht in dem Erfassungsbereich A1 und dem Stoppsteuerbereich A2 vorhanden ist. Der Betrieb des hydraulischen Baggers 100 ist in dem Bereitschaftszustand nicht eingeschränkt. Weder ein Alarm noch eine Warnung werden in dem Bereitschaftszustand ausgegeben.
In dem Bereitschaftszustand wird eine Warnung ausgegeben, wenn erfasst wird, dass sich ein Objekt, wie etwa eine Person, in dem Erfassungsbereich A1 befindet. Eine Warnung kann die Aufmerksamkeit der Bedienperson mit einem Symbol, das auf diese Warnung hinweist und auf dem Monitor 31 angezeigt wird, visuell auf sich ziehen. Eine Warnung kann die Aufmerksamkeit der Bedienperson akustisch durch einen Summer oder dergleichen auf sich lenken.
Wenn während der Ausgabe einer Warnung die Anwesenheit einer Person in dem Erfassungsbereich A1 nicht mehr erfasst wird und dieser Zustand, in dem keine Anwesenheit einer Person erfasst wird, für eine vorgeschriebene Zeitspanne, wie etwa für fünf Sekunden, anhält, wird die Ausgabe der Warnung gestoppt und das System kehrt in den Bereitschaftszustand zurück.
Wenn während der Ausgabe einer Warnung die Anwesenheit eines Objekts, wie beispielsweise einer Person, innerhalb des Stoppsteuerbereichs A2 festgestellt wird, 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 oder dergleichen wecken. Der Summer, der eine Warnung ausgibt, kann dieselbe Vorrichtung sein wie der Summer, der einen Alarm ausgibt. Damit die Bedienperson einen Alarm erkennen kann, kann beispielsweise das Intervall der intermittierenden Töne eines Summers verkürzt oder die Lautstärke des Summers verändert werden.
Wenn während der Ausgabe eines Alarms die Anwesenheit einer Person in dem Stoppsteuerbereich A2 nicht mehr erfasst wird und dieser Zustand, in dem keine Anwesenheit einer Person erfasst wird, für eine vorgeschriebene Zeitspanne, beispielsweise für fünf Sekunden, anhält, wird die Ausgabe des Alarms in eine Ausgabe einer Warnung umgewandelt.
In dem Fall, in dem die Betätigungsvorrichtung 61 während der Ausgabe eines Alarms betätigt wird, d.h. wenn erfasst wird, dass sich ein zu erkennendes Objekt innerhalb des Stoppsteuerbereichs A2 befindet, beschränkt die Hauptsteuereinheit 40 den Betrieb des hydraulischen Stellantriebs 80 entsprechend der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61.
In diesem Fall erfolgt die Bestimmung, dass die Betätigungsvorrichtung 61 betätigt wurde, durch Erfassen eines Betätigungssignals. In der in 2 gezeigten Systemkonfiguration erfasst das Druckmessgerät 65 Schwankungen des Pilotdrucks, wobei das entsprechende Erfassungssignal dann in die Hauptsteuereinheit 40 eingegeben wird. Auf diese Weise erfasst die Hauptsteuereinheit 40 ein Betätigungssignal. Die Hauptsteuereinheit 40, die das Betätigungssignal erfasst hat, gibt 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.
Wenn die Betätigungsvorrichtung 61 eine Fahrbewegungs-Betätigungsvorrichtung ist, die betätigt wird, um den hydraulischen Bagger 100 zum Fahren zu veranlassen, und wenn erfasst wird, dass die Fahrbewegungs-Betätigungsvorrichtung während der Ausgabe eines Alarms betätigt wird, beschränkt die Hauptsteuereinheit 40 den Betrieb des Fahrmotors 5M. Der Fahrmotor 5M ist ein Beispiel für einen hydraulischen Stellantrieb 80, der der Betätigung der Fahrbewegungs-Betätigungsvorrichtung entspricht. 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.
Wenn die Betätigungsvorrichtung 61 eine Drehbewegungs-Betätigungsvorrichtung ist, die betätigt wird, um die Dreheinheit 3 in Drehung zu versetzen, und wenn erfasst wird, dass die Drehbewegungs-Betätigungsvorrichtung während der Ausgabe eines Alarms betätigt wird, beschränkt die Hauptsteuereinheit 40 den Betrieb des Drehmotors 3M. Der Drehmotor 3M ist ein Beispiel für einen hydraulischen Stellantrieb 80, der der Betätigung der Drehbewegungs-Betätigungsvorrichtung entspricht. Die Hauptsteuereinheit 40 führt eine Steuerung aus, 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, wenn die Betätigungsvorrichtung 61 betätigt wird, um das Arbeitsgerät 2 während der Ausgabe eines Alarms zu betätigen, die Hauptsteuereinheit 40 den Betrieb des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11 und des Schaufelzylinders 12 nicht ein. 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 ein Alarm ausgegeben wird.
Selbst wenn die Anwesenheit einer Person in dem Erfassungsbereich A1 nicht mehr erfasst wird, nachdem der Vorgang des Stoppens des betreffenden hydraulischen Stellantriebs 80 zur Einschränkung des Betriebs des hydraulischen Baggers 100 ausgeführt wurde, wird das System nicht in den in 4 gezeigten Bereitschaftszustand zurückgeführt. Damit das System in einen Bereitschaftszustand zurückkehren kann, kann das System so konfiguriert sein, dass eine manuelle Betätigung durch eine Bedienperson erforderlich ist, um das System wieder in einen Bereitschaftszustand zu versetzen, wie etwa ein Vorgang, bei dem ein Verriegelungshebel einmal verriegelt und dann wieder entriegelt wird.
Wie oben beschrieben, wird bei dem hydraulischen Bagger 100 in der Ausführungsform, wenn die Betätigungsvorrichtung 61 in dem Fall betätigt wird, in dem erfasst wird, dass ein zu erkennendes Objekt, wie etwa eine Person, innerhalb des Stoppsteuerbereichs A2 vorhanden ist, der Betrieb des hydraulischen Stellantriebs 80 entsprechend der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 eingeschränkt, wie in 4 gezeigt.
Gemäß der Konfiguration in diesem Fall wird zusätzlich zu der Frage, ob ein Objekt innerhalb des Stoppsteuerbereichs A2 erfasst wird oder nicht, die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 auch als Bedingung für das Bestimmen der Unterbrechung der Zufuhr von Pilotdruck zu dem Hauptventil 70 verwendet, um dadurch die mechanische Bewegung des hydraulischen Baggers 100 zu stoppen. Anstelle den hydraulischen Stellantrieb 80 einheitlich zu stoppen, wenn die Gegenwart einer Person in dem Stoppsteuerbereich A2 erfasst wird, kann willkürlich geändert werden, ob der hydraulische Stellantrieb 80 in Übereinstimmung mit den Details der Betätigung gestoppt wird, wenn die Betätigungsvorrichtung 61 betätigt wird. Somit wird der Betrieb des hydraulischen Baggers 100 nur bei Bedarf durch die Absicht der Bedienperson eingeschränkt. Dadurch kann die Bedienbarkeit des hydraulischen Baggers 100 verbessert werden.
Wie in 2 gezeigt, gibt die Betätigungsvorrichtung 61 ein Betätigungssignal aus, das der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 entspricht. Bei Erfassung dieses Betätigungssignals stellt die Hauptsteuereinheit 40 fest, dass die Betätigungsvorrichtung 61 betätigt wurde. Die Betätigungsvorrichtung 61 verursacht Schwankungen in dem Pilotdruck, nachdem sie die Betätigungsvorrichtung 61 durchlaufen hat. Anschießend erfasst das Druckmessgerät 65 diesen Pilotdruck und gibt das Erfassungsergebnis an die Hauptsteuereinheit 40 aus. Anhand des Ergebnisses der Erfassung des von dem Druckmessgerät 65 eingegebenen Pilotdrucks bestimmt die Hauptsteuereinheit 40, dass die Betätigungsvorrichtung 61 betätigt wurde. Dadurch kann die Hauptsteuereinheit 40 genau bestimmen, ob die Betätigungsvorrichtung 61 betätigt wurde oder nicht.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der hydraulische Stellantrieb 80 einen Fahrmotor 5M zum Antrieb der Fahreinheit 5, die den hydraulischen Bagger 100 in Bewegung setzt. Wenn die Fahrbewegungs-Betätigungsvorrichtung, die betätigt wird, um den hydraulischen Bagger 100 zum Fahren zu veranlassen, betätigt wird, kann die Hauptsteuereinheit 40 den Betrieb des Fahrmotors 5M einschränken. Dadurch, dass der hydraulische Bagger 100 so gesteuert wird, dass er nicht fährt, kann zuverlässig vermieden werden, dass der fahrende hydraulische Bagger 100 mit dem Hindernis in dem Stoppsteuerbereich A2 in Kontakt kommt. Dementsprechend muss die Bedienperson keinen besonderen Vorgang ausführen um zu verhindern, dass der fahrende hydraulische Bagger 100 mit einem Hindernis in Berührung kommt. Auch unter diesem Gesichtspunkt wird die Bedienbarkeit des hydraulischen Baggers 100 verbessert.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der hydraulische Stellantrieb 80 einen Drehmotor 3M, um die Dreheinheit 3 in Drehung zu versetzen. Wenn die Drehbewegungs-Betätigungsvorrichtung, die betätigt wird, um die Dreheinheit 3 zum Drehen zu bringen, betätigt wird, kann die Hauptsteuereinheit 40 den Betrieb des Drehmotors 3M einschränken. Dadurch, dass die Dreheinheit 3 so gesteuert wird, dass sie sich nicht dreht, kann zuverlässig vermieden werden, dass die gedrehte Dreheinheit 3 mit dem Hindernis in dem Stoppsteuerbereich A2 in Kontakt kommt. Dementsprechend muss die Bedienperson keinen besonderen Vorgang ausführen um zu verhindern, dass die sich drehende Dreheinheit 3 mit einem Hindernis in Berührung kommt. Auch unter diesem Gesichtspunkt wird die Bedienbarkeit des hydraulischen Baggers 100 verbessert.
Wenn sich die Dreheinheit 3 dreht oder der hydraulische Bagger 100 fährt, besteht die Möglichkeit, dass der hydraulische Bagger 100 mit einem Hindernis in Berührung kommt. Wenn eine Bedienperson die Drehbewegungs-Betätigungsvorrichtung oder die Fahrbewegungs-Betätigungsvorrichtung betätigt, ist es für die Bedienperson schwierig, das Arbeitsgerät 2 und den Fahrzeugkörper visuell zu überprüfen, weshalb der hydraulische Bagger 100 mit einem Hindernis in Berührung kommen kann. Daher beschränkt die Hauptsteuereinheit 40 den Betrieb des Drehmotors 3M, wenn die Drehbewegungs-Betätigungsvorrichtung betätigt wird um zu verhindern, dass sich die Dreheinheit 3 dreht. Wenn die Fahrbewegungs-Betätigungsvorrichtung betätigt wird, beschränkt die Hauptsteuereinheit 40 den Betrieb des Fahrmotors 5M um zu verhindern, dass sich der hydraulische Bagger 100 bewegt. In Übereinstimmung mit den Einzelheiten der Betätigung durch eine Bedienperson führt die Hauptsteuereinheit 40 eine Steuerung aus, um den Betrieb des hydraulischen Baggers 100 zu stoppen, wenn erwartet wird, dass er mit einem Hindernis in Kontakt kommt. Dadurch kann zuverlässig vermieden werden, dass der fahrende oder sich drehende hydraulische Bagger 100 mit einem Hindernis in Berührung kommt.
In dem Fall, in dem eine Arbeitsgeräte-Betätigungsvorrichtung betätigt wird, um das Arbeitsgerät 2 in Betrieb zu setzen, wenn die Anwesenheit einer Person in dem Stoppsteuerbereich A2 erfasst wird, schränkt die Hauptsteuereinheit 40 den Betrieb des Arbeitsgerätes 2 nicht ein. Wenn die Bedienperson, die sich in der Kabine 4 befindet, das Arbeitsgerät 2 bedient, bedient die Bedienperson das Arbeitsgerät 2 im Allgemeinen, während sie das Arbeitsgerät 2 mit ihren eigenen Augen ansieht. Selbst wenn sich eine Person innerhalb des Stoppsteuerbereichs A2 befindet, die Bedienperson aber visuell feststellen kann, dass sich keine Person an der Stelle befindet, an der der Betrieb des Arbeitsgerätes 2 beeinflusst wird, ist der Betrieb des Arbeitsgerätes 2 erlaubt, so dass die Bedienperson das Arbeitsgerät 2 frei bewegen kann. Auf diese Weise kann die Bedienbarkeit des hydraulischen Baggers 100 verbessert werden.
[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 Gegenwart einer Person innerhalb des Stoppsteuerbereiches A2 erfasst wird, wird die Betätigungsvorrichtung 161 derart betätigt, dass sie ein Betätigungssignal in die Hauptsteuereinheit 40 eingibt, wodurch die Hauptsteuereinheit 40 das Betätigungssignal erfasst. Die Hauptsteuereinheit 40, die das Betätigungssignal erkannt hat, gibt sofort ein Steuersignal an das Proportionalsolenoidventil 163 aus, um das Proportionalsolenoidventil 163 in einen vollständig geschlossenen Zustand zu bringen. Im vollständig geschlossenen Zustand sperrt das Proportionalsolenoidventil 163 den Pilotdruck, um so den Schieber des Hauptventils 70 zu stoppen. Dadurch wird verhindert, dass die Hydraulikpumpe 51 das Hydrauliköl dem Hydraulikstellstellantrieb 80 zuführt, selbst wenn die Betätigungsvorrichtung 61 betätigt wird. Somit wird der Betrieb des hydraulischen Stellantriebs 80 entsprechend der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 eingeschränkt.
Wie bei der ersten Ausführungsform kann die Systemkonfiguration in der zweiten Ausführungsform auch willkürlich ändern, ob der hydraulische Stellantrieb 80 entsprechend den Details der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 161 angehalten wird oder nicht, mit dem Ergebnis, dass die Bedienbarkeit des Hydraulikbaggers 100 verbessert werden kann.
[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.
Wenn die Gegenwart einer Person in dem Stoppsteuerbereich A2 erfasst wird, wird die Betätigungsvorrichtung 161 so betätigt, dass sie ein Betätigungssignal in die Hauptsteuereinheit 40 eingibt, wodurch die Hauptsteuereinheit 40 das Betätigungssignal erfasst. Nachdem die Hauptsteuereinheit 40 das Betätigungssignal erfasst hat, gibt sie sofort 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 61 betätigt wird. Somit wird der Betrieb des hydraulischen Stellantriebs 80 entsprechend der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 61 eingeschränkt.
Wie in der ersten Ausführungsform kann die Systemkonfiguration in der dritten Ausführungsform auch willkürlich ändern, ob der hydraulische Stellantrieb 80 entsprechend den Details der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 161 angehalten wird oder nicht, mit dem Ergebnis, dass die Manipulierbarkeit des Hydraulikbaggers 100 verbessert werden kann.
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,
100: hydraulischer Bagger,
163: Proportionalsolenoidventil,
172: Schieber,
240: Steuereinheit,
A1: Erfassungsbereich,
A2: Stoppsteuerbereich,
A3: sichtbarer Bereich,
B1: erste Begrenzungslinie,
B2: zweite Begrenzungslinie,
RX: Drehachse.

Claims

Baumaschine, umfassend: eine Betätigungsvorrichtung, die betätigt wird, um die Baumaschine zu betreiben; einen Stellantrieb, der die Baumaschine in einer Art antreibt, die einer Betätigung der Betätigungsvorrichtung entspricht; 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, wenn die Betätigungsvorrichtung in einem Fall betätigt wird, in dem erfasst wird, dass sich das Objekt innerhalb des festgelegten Bereichs befindet, die Steuereinheit einen Betrieb des Stellantriebs entsprechend einer Betätigung der Betätigungsvorrichtung beschränkt.
Baumaschine nach Anspruch 1, bei der die Betätigungsvorrichtung ein Betätigungssignal ausgibt, das einer Betätigung der Betätigungsvorrichtung entspricht, und die Steuereinheit bestimmt, dass die Betätigungsvorrichtung betätigt wird, wenn die Steuereinheit das Betätigungssignal erfasst.
Baumaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Baumaschine eine Fahreinheit enthält, die die Baumaschine in Bewegung setzt, die Betätigungsvorrichtung eine Fahrtbewegungs-Betätigungsvorrichtung umfasst, die betätigt wird, um die Baumaschine in Bewegung zu setzen, der Stellantrieb einen Fahrstellantrieb umfasst, der die Fahreinheit antreibt, und, wenn die Fahrtbewegungs-Betätigungsvorrichtung in einem Fall betätigt wird, in dem erfasst wird, dass sich das Objekt innerhalb des festgelegten Bereichs befindet, die Steuereinheit den Betrieb des Fahrstellantriebs einstellt.
Baumaschine nach Anspruch 1 oder 2, 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, der Stellantrieb einen Drehstellantrieb umfasst, der die Dreheinheit in Drehung versetzt, und, wenn die Drehbewegungs-Betätigungsvorrichtung in einem Fall betätigt wird, in dem erfasst wird, dass sich das Objekt innerhalb des festgelegten Bereichs befindet, die Steuereinheit einen Betrieb des Drehstellantriebs beschränkt.
Steuersystem für eine Baumaschine, wobei das Steuersystem umfasst: eine Betätigungsvorrichtung, die für einen Betrieb der Baumaschine betätigt wird; einen Stellantrieb, der die Baumaschine in einer Weise antreibt, die einer Betätigung der Betätigungsvorrichtung entspricht; und 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, wobei, wenn die Betätigungsvorrichtung in einem Fall betätigt wird, in dem erfasst wird, dass sich das Objekt innerhalb des festgelegten Bereichs befindet, das Steuersystem einen Betrieb des Stellantriebs entsprechend einer Betätigung der Betätigungsvorrichtung beschränkt.