DE112020004168T5 - Arbeitsmaschine und Verfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine - Google Patents

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Masashi Katoh
Yuuki Kobayashi
Keisuke Kubota
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Komatsu Ltd
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Abstract

Bei dem Hydraulikbagger (1) gibt die Steuereinheit (31, 131) die Ansteuersignale (s1, s2, s3), die den Arbeitsgerätebetätigungshebel (150), den rechten Arbeitsgerätebetätigungshebel (160) und den Fahrhebel (140) in eine Bewegung versetzen, die der Bewegung des Hydraulikzylinders (10, 11, 12), des Drehmotors (5a) der Dreheinheit (5) und der Fahrvorrichtung (4a, 4b) entspricht, an den Antriebsabschnitt (17, 44) aus. Der Steuerabschnitt (31, 131) gibt die Steuersignale (s7', s8', s9') auf der Grundlage der Bewegung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels (150), des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels (160) oder des Fahrhebels (140) aus, die von dem Bediener betätigt werden, wenn die Bewegung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels (150), des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels (160) oder des Fahrhebels (140), die von dem Bediener betätigt werden, von der Bewegung verschieden ist, die der Bewegung des Hydraulikzylinders (10, 11, 12), des Drehmotors (5a) der Dreheinheit (5) und der Fahrvorrichtung (4a, 4b) entspricht.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Arbeitsmaschine und ein Steuerverfahren für eine Arbeitsmaschine.
  • HINTERGRUNDTECHNIK
  • Der Hydraulikbagger, der ein Beispiel für eine Arbeitsmaschine ist, ist mit einem Fahrhebel zum Vorwärts. oder Rückwärtsbewegen der Fahrvorrichtung und zwei Arbeitsgerätebetätigungshebeln zum Drehen der Dreheinheit und zum Betätigen des Arbeitsgeräts ausgestattet. Die Hydraulikbagger sind häufig mit einer Vielzahl von Betätigungshebeln ausgestattet.
  • Patentdokument 1 legt beispielsweise einen Hydraulikbagger offen, der automatisch betätigt wird, wenn sich eine Reihe von monotonen Arbeitsgängen wiederholt.
  • ZITATLISTE
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1 Japanische Patentanmeldung H05-306532
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Da sich der Einsatz jedoch nicht auf monotone Arbeiten auf der Baustelle beschränkt, ist auch manuelle Arbeit durch den Bediener erforderlich, die jedoch einem Anfänger nur schwer beizubringen ist.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Arbeitsmaschine und ein Steuerverfahren für eine Arbeitsmaschine vorzusehen, die es einem Bediener leicht machen, die Betätigung eines Betätigungshebels zu bestätigen.
  • (MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS)
  • Die Arbeitsmaschine der Offenlegung enthält ein Betätigungselement, einen Antriebsabschnitt und eine Steuerung. Der Antriebsabschnitt betätigt das Betätigungselement. Die Steuerung gibt ein Steuersignal aus, um eine Fahrvorrichtung der Arbeitsmaschine oder einen Aktuator eines Arbeitsgeräts zu betätigen. Die Steuerung gibt ein Antriebssignal an den Antriebsabschnitt aus, der das Betätigungselement auf der Grundlage des Antriebssignals in eine Bewegung versetzt, die der Bewegung des Aktuators auf das Betätigungselement entspricht. Wenn sich die Bewegung des von einem Bediener betätigten Betätigungselements von der Bewegung unterscheidet, die der Bewegung des Aktuators entspricht, gibt die Steuerung das Steuersignal auf der Grundlage der Bewegung des vom Bediener betätigten Betätigungselements aus.
  • Das Steuerverfahren für die Arbeitsmaschine der Offenlegung enthält einen ersten Ausgabeschritt, einen zweiten Ausgabeschritt, einen Bestimmungsschritt und einen dritten Ausgabeschritt. Der erste Ausgabeschritt gibt ein Steuersignal zur Betätigung eines Aktuators aus. Der zweite Ausgabeschritt gibt ein Ansteuersignal, das ein Betätigungselement in eine der Bewegung des Aktuators entsprechende Bewegung versetzt, an einen Antriebsabschnitt aus, der das Betätigungselement antreibt. Der Bestimmungsschritt bestimmt, ob sich die Bewegung des von einem Bediener betätigten Betätigungselements von der Bewegung unterscheidet, die der Bewegung des Aktuators entspricht oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass sie unterschiedlich sind, gibt der dritte Ausgabeschritt das Steuersignal auf der Grundlage der Bewegung des vom Bediener betätigten Betätigungselements aus.
  • (WIRKUNGEN DER ERFINDUNG)
  • Nach der vorliegenden Offenlegung ist es möglich, eine Arbeitsmaschine und ein Steuerverfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine vorzusehen, die es einem Bediener leicht machen, die Betätigung eines Betätigungshebels zu bestätigen.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht des Hydraulikbaggers nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung.
    • 2 ist eine perspektivische Ansicht, die das Innere einer Kabine des Hydraulikbaggers aus 1 zeigt.
    • 3 ist eine perspektivische Außenansicht, die eine Fahrhebeleinheit aus 2 zeigt.
    • 4 ist eine Querschnittsansicht aus der Pfeilrichtung der Linie BB' in 3.
    • 5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen äußeren Aufbau der linken Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit in 3 zeigt.
    • 6 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch den inneren Aufbau der linken Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit in 4 zeigt.
    • 7 ist eine Querschnittsansicht aus der Pfeilrichtung der Linie AA' in 5.
    • 8 ist ein Blockdiagramm, das ein Steuersystem des Hydraulikbaggers aus 1 zeigt.
    • 9 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Steuerverfahren für den Hydraulikbagger in 1 zeigt.
    • 10 ist ein Blockdiagramm, das ein Steuersystem für einen Hydraulikbagger nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Nachfolgend wird der Hydraulikbagger 1 (ein Beispiel für eine Arbeitsmaschine) nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • (Ausführungsform 1)
  • <Aufbau>
  • (Übersicht über den Aufbau des Hydraulikbaggers 1)
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die den Aufbau des Hydraulikbaggers 1 der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
  • Der Hydraulikbagger 1 enthält einen Fahrzeughauptkörper 2 und ein Arbeitsgerät 3. Wie in 1 dargestellt, enthält der Fahrzeughauptkörper 2 eine Fahreinheit 4 und eine Dreheinheit 5. Die Fahreinheit 4 enthält ein Paar von Fahrvorrichtungen 4a und 4b. Jede der Fahrvorrichtungen 4a und 4b enthält Raupen 4c und 4d, und der Hydraulikbagger 1 bewegt sich, indem er die Fahrmotoren 4ae und 4be mit der Antriebskraft des Motors dreht und die Raupen 4c und 4d antreibt. 1 zeigt nur den Fahrmotor 4be.
  • Die Dreheinheit 5 ist an der Fahreinheit 4 angeordnet. Die Dreheinheit 5 ist so vorgesehen, dass sie in Bezug auf die Fahreinheit 4 um eine Achse entlang der vertikalen Richtung durch eine (nicht gezeigte) Drehvorrichtung drehbar ist.
  • An der linken Seite des vorderen Teils der Dreheinheit 5 ist eine Kabine 6 als Fahrerraum vorgesehen. Die Dreheinheit 5 beherbergt eine Hydraulikpumpe, einen (nicht dargestellten) Motor und dergleichen. Sofern in der vorliegenden Ausführungsform nicht anders angegeben, beziehen sich die Bezeichnungen vorne, hinten, links und rechts auf den Fahrersitz im Fahrerhaus 6. Die Richtung, in der der Fahrersitz vorwärts zeigt, ist die Vorne-Richtung V, und die Richtung, die der vorderen Richtung zugewandt ist, ist die Hinten-Richtung H. Die rechte Seite und die linke Seite in seitlicher Richtung, wenn der Fahrersitz vorwärts zeigt, sind die rechte Richtung R bzw. die linke Richtung L.
  • Die Kabine 6 enthält eine Tür 6a an der linken Seitenfläche, die auf der gegenüberliegenden Seite des Arbeitsgeräts 3 angeordnet ist.
  • Das Arbeitsgerät 3 enthält einen Ausleger 7, einen Arm 8 und einen Aushublöffel 9 und ist an der vorderen mittleren Position der Dreheinheit 5 angebracht. Das Arbeitsgerät 3 befindet sich insbesondere auf der rechten Seite der Kabine 6. Der Basisendabschnitt des Auslegers 7 ist drehbar mit der Dreheinheit 5 verbunden. Darüber hinaus ist der Spitzenendabschnitt des Auslegers 7 drehbar mit dem Basisendabschnitt des Arms 8 verbunden. Die Spitze des Arms 8 ist drehbar mit dem Aushublöffel 9 verbunden. Der Aushublöffel 9 ist so am Arm 8 angebracht, dass seine Öffnung in die Richtung (rückwärts) des Fahrzeughauptkörpers 2 weisen kann. Ein Hydraulikbagger, bei dem der Aushublöffel 9 in dieser Richtung angebracht ist, wird als Tieflöffel bezeichnet. Ferner sind Hydraulikzylinder 10 bis 12 (ein Auslegerzylinder 10, ein Armzylinder 11 und ein Löffelzylinder 12) so angeordnet, dass sie dem Ausleger 7, dem Arm 8 bzw. dem Aushublöffel 9 entsprechen. Der Antrieb des Arbeitsgeräts 3 erfolgt durch den Antrieb dieser Hydraulikzylinder 10 bis 12 (ein Beispiel für einen Aktuator). Infolgedessen werden Arbeiten, wie z. B. Aushubarbeiten, durchgeführt.
  • Ferner ist der Fahrzeughauptkörper 2, wie in 8 gezeigt, mit einem Steuersystem 30 ausgestattet, das später beschrieben wird. Das Steuersystem 30 steuert das Arbeitsgerät 3, die Dreheinheit 5, die Fahrvorrichtungen 4a und 4b sowie die später beschriebenen Antriebsabschnitte 17 und 44.
  • (Kabine 6)
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht, die das Innere der Kabine 6 zeigt.
  • In der Kabine 6 sind ein Fahrersitz 13, eine Fahrhebeleinheit 14, eine linke Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 15 und eine rechte Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 16 vorgesehen.
  • Die Fahrhebeleinheit 14 ist an der Vorderseite des Fahrersitzes 13 angeordnet. Durch Vorwärtsschieben des Fahrhebels 140 (ein Beispiel für einen Betätigungshebel) der Fahrhebeleinheit 14 bewegt sich der Fahrzeughauptkörper 2 vorwärts, und durch Ziehen des Fahrhebels 140 zum Bediener hin bewegt sich der Fahrzeughauptkörper 2 rückwärts. Je nach Richtung der Dreheinheit können sich die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung umkehren.
  • Die linke Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 15 ist an dem Konsolenkasten 61 vorgesehen, der auf der linken Seite des Fahrersitzes 13 angeordnet ist. Der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 (ein Beispiel für einen Betätigungshebel) der linken Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 15 kann in vier Richtungen gekippt werden, nämlich nach vorne, nach hinten, nach links und nach rechts.
  • Der Arm 8 wird nach außen geschoben, indem der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 vorwärts gekippt wird, und der Arm 8 wird nach innen gezogen, indem der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 rückwärts gekippt wird. Ferner dreht sich die Dreheinheit 5 nach rechts, indem der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 zu dem Fahrersitzes 13 hin gekippt wird, und die Dreheinheit 5 dreht sich nach links, indem der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 auf die gegenüberliegende Seite des Fahrersitzes 13 gekippt wird. In dem Zustand, in dem der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 in der Neutralposition vorne, hinten, links und rechts angeordnet ist, werden die Dreheinheit 5 und der Arm 8 in dieser Position gehalten, während sie angehalten werden.
  • Die rechte Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 16 ist an dem Konsolenkasten 62 vorgesehen, der auf der rechten Seite des Fahrersitzes 13 angeordnet ist. Der rechte Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 (ein Beispiel für einen Betätigungshebel) der rechten Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 16 kann in vier Richtungen gekippt werden: nach vorne, nach hinten, nach links und nach rechts.
  • Der Ausleger 7 wird abgesenkt, indem der rechte Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 vorwärts gekippt wird, und der Ausleger 7 wird angehoben, indem der rechte Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 rückwärts gekippt wird. Der Aushublöffel 9 kippt ab durch Neigen des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 106 zur gegenüberliegenden Seite des Fahrersitzes 13, und der Aushublöffel 9 führt den Aushub durch Kippen des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 zur Seite des Fahrersitzes 13 aus. In dem Zustand, in dem der rechte Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 in der Neutralposition vorne, hinten, links und rechts angeordnet ist, bewegen sich der Ausleger 7 und der Aushublöffel 9 nicht und werden in dieser Position gehalten.
  • (Fahrantriebseinheit 14)
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht der Fahrhebeleinheit 14. 4 ist eine Querschnittsansicht aus der Pfeilrichtung der Linie BB' in 3.
  • Die Fahrhebeleinheit 14 enthält einen Fahrhebel 140, ein Verbindungsteil 41, ein Wellenteil 42, ein Potentiometer 43, einen Antriebsabschnitt 44 und ein Fahrpedal 45.
  • Der Fahrhebel 140 ragt vom Boden 6f der Kabine 6 nach oben. Am oberen Ende des Fahrhebels 140 befindet sich ein Griffteil 141, das vom Bediener während der Betätigung ergriffen wird. Das Verbindungsteil 41 stellt eine Verbindung zwischen dem unteren Teil des Fahrhebels 140 und dem Wellenteil 42 her. Das Verbindungsteil 41 ist sowohl an dem Fahrhebel 140 als auch an dem Wellenteil 42 befestigt. Das Wellenteil 42 ist entlang der Links-Rechts-Richtung angeordnet.
  • Das Potentiometer 43 ist an einem Ende des Wellenteils 42 angebracht. Wenn der Fahrhebel 140 in die Vorne-Hinten-Richtung gekippt wird, bewegt sich das an dem Fahrhebel 140 befestigte Verbindungsteil 41 ebenfalls in die Vorne-Hinten-Richtung, und das Wellenteil 42 dreht sich zusammen mit dem Verbindungsteil 41. Durch Erfassen der Position des Wellenteils 42 mit dem Potentiometer 43 kann die Betätigungsposition des Fahrhebels 140 erfasst werden.
  • Der Antriebsabschnitt 44 enthält einen Elektromotor 44a, der mit dem anderen Ende des Wellenteils 42 verbunden ist. Die Ausgangswelle 44b des Elektromotors 44a ist mit dem Wellenteil 42 verbunden, und der Elektromotor 44a kann das Wellenteil 42 in Drehung versetzen. Durch den Drehantrieb des Wellenteils 42 kann der Fahrhebel 140 gekippt und in der Vorne-Hinten-Richtung bewegt werden.
  • Das Fahrpedal 45 ist an der Oberseite des Verbindungsteils 41 angeordnet, und wie in 3 gezeigt, bewegt sich der Fahrhebel 140 auch vorwärts, wenn man auf das vordere Ende 45a tritt, um es nach unten zu bewegen, und der Hydraulikbagger 1 kann vorwärts gefahren werden. Wenn man auf das hintere Ende 45b tritt, um es nach unten zu bewegen, bewegt sich der Fahrhebel 140 auch rückwärts, und der Hydraulikbagger 1 kann rückwärts gefahren werden.
  • (Linke Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 15 und rechte Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 16)
  • Da die linke Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 15 und die rechte Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 16 den gleichen Aufbau aufweisen, wird die linke Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 15 als Beispiel beschrieben.
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch den äußeren Aufbau der linken Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 15 zeigt. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch den inneren Aufbau der linken Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 15 zeigt. 7 ist eine Querschnittsansicht aus der Pfeilrichtung der Linie AA' in 5.
  • Wie in 6 dargestellt, enthält die linke Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 15 einen ersten Stützrahmen 21, einen zweiten Stützrahmen 22, einen dritten Stützrahmen 23 und einen Antriebsabschnitt 17.
  • (Erster Stützrahmen 21)
  • Der erste Stützrahmen 21 ist am Rahmen des Konsolenkastens 61 befestigt und stützt den linken Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 über den zweiten Stützrahmen 22 und den dritten Stützrahmen 23 vor- und zurück sowie nach links und rechts schwenkbar.
  • Wie in 5 dargestellt, weist der erste Stützrahmen 21 beispielsweise eine Kastenform auf und enthält eine obere Fläche 21a, ein Paar Seitenflächen 21b, ein Paar Seitenflächen 21c, ein Paar Anordnungsflächen 21d und ein Paar Anordnungsflächen. 21e.
  • Auf der oberen Fläche 21a ist in der Draufsicht ein quadratisches Durchgangsloch 21h ausgebildet.
  • Die beiden Seitenflächen 21b sind so vorgesehen, dass sie vom vorderen Ende und vom hinteren Ende der oberen Fläche 21a nach unten weisen. Die beiden Seitenflächen 21b sind so angeordnet, dass sie einander in der Vorne-Hinten-Richtung gegenüberliegen. In jeder der beiden Seitenflächen 21b sind Durchgangslöcher 21f ausgebildet. Es ist nur ein Durchgangsloch 21f dargestellt.
  • Die beiden Seitenflächen 21c sind so angeordnet, dass sie jeweils vom linken und rechten Ende der oberen Fläche 21a nach unten weisen. Die beiden Seitenflächen 21c sind so angeordnet, dass sie sich in der Links-Rechts-Richtung gegenüberliegen. In jeder der beiden Seitenflächen 21c sind Durchgangslöcher 21g ausgebildet. Es ist nur ein Durchgangsloch 21g dargestellt.
  • Die obere Fläche 21a, das Paar Seitenflächen 21b und das Paar Seitenflächen 21c bilden eine Kastenform.
  • Die beiden Anordnungsflächen 21d sind so vorgesehen, dass sie senkrecht zu den Seitenflächen 21b verlaufen und sich von den unteren Enden jeder der beiden Seitenflächen 21b nach außen erstrecken.
  • Die beiden Anordnungsflächen 21e sind so vorgesehen, dass sie senkrecht zu den Seitenflächen 21c verlaufen und sich von den unteren Enden jeder der beiden Seitenflächen 21c nach außen erstrecken.
  • (Zweiter Stützrahmen 22)
  • In 6 ist der erste Stützrahmen 21 durch eine Zweipunkt-Kettenlinie dargestellt, und der Innenaufbau des ersten Stützrahmens 21 ist durch eine durchgezogene Linie dargestellt.
  • Der zweite Stützrahmen 22 ist entsprechend der Neigung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150 in der Vorne-Hinten-Richtung geneigt. Der zweite Stützrahmen 22 dreht sich nicht in Bezug auf die Links-Rechts-Neigung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150 und unterstützt die Links-Rechts-Neigung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150.
  • Der zweite Stützrahmen 22 ist drehbar innerhalb des ersten Stützrahmens 21 in Bezug auf den ersten Stützrahmen 21 angeordnet. Wie in 7 gezeigt, ist der zweite Stützrahmen 22 in umgekehrter U-Form ausgebildet, wenn man ihn entlang der Vorne-Hinten-Richtung betrachtet.
  • Der zweite Stützrahmen 22 enthält eine obere Fläche 22a, ein Paar Seitenflächen 22b und eine Welle 22c. Die beiden Seitenflächen 22b sind so vorgesehen, dass sie von den linken und rechten Enden der oberen Fläche 22a nach unten weisen. Die obere Fläche 22a ist mit einem Durchgangsloch 22d versehen, das entlang der Links-Rechts-Richtung ausgebildet ist. Darüber hinaus ist die Breite des Durchgangslochs 22d in der Vorne-Hinten-Richtung so eingestellt, dass sie im Wesentlichen dem Durchmesser des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150 entspricht. Der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 kippt in der Links-Rechts-Richtung entlang des Durchgangslochs 22d.
  • Die Welle 22c ist an jeder der beiden Seitenflächen 22b entlang der Links-Rechts-Richtung so vorgesehen, dass sie nach außen ragt. Die Welle 22c auf der linken Seitenfläche 22b ist von der linken Seitenfläche 22b nach links vorgesehen, und die Welle 22c auf der rechten Seitenfläche 22b ist von der rechten Seitenfläche 22b nach rechts vorgesehen. Die beiden Wellen 22c sind drehbar in den Durchgangslöchern 21g (siehe 5) eingesetzt, die in jeder der beiden Seitenflächen 21c ausgebildet sind.
  • (Dritter Stützrahmen 23)
  • Der dritte Stützrahmen 23 dreht sich in Übereinstimmung mit der Neigung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150 in der Links-Rechts-Richtung. Der dritte Stützrahmen 23 dreht sich nicht in Bezug auf die Neigung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150 in der Vorne-Hinten-Richtung und unterstützt die Drehung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150.
  • Der dritte Stützrahmen 23 ist drehbar innerhalb des ersten Stützrahmens 21 in Bezug auf den ersten Stützrahmen 21 angeordnet. Der dritte Stützrahmen 23 ist innerhalb des zweiten Stützrahmens 22 angeordnet.
  • Wie in 6 dargestellt, enthält der dritte Stützrahmen 23 ein Rahmenteil 23a und eine Welle 23b. Das Rahmenteil 23a weist in der Draufsicht eine entlang der Vorne Hinten-Richtung verlaufende rechteckige Form auf. Das Rahmenteil 23a umgibt in der Draufsicht den linken Arbeitsgerätebetätigungshebel 150. Der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 ist entlang der vorderen und hinteren Richtung des Rahmenteils 23a geneigt. Das Rahmenteil 23a enthält ein Paar Seitenflächen 23c und ein Paar Seitenflächen 23d. Die beiden Seitenflächen 23c sind so angeordnet, dass sie sich in der vorderen und hinteren Richtung gegenüberliegen. Die beiden Seitenflächen 23d sind so angeordnet, dass sie einander in der Links-Rechts-Richtung zugewandt sind. Die Seitenfläche 23d ist in der Draufsicht länger als die Seitenfläche 23c. In jeder der beiden Seitenflächen 23d sind Durchgangslöcher 23e ausgebildet, wie in 5 dargestellt.
  • Die Welle 23b ist an jeder der beiden Seitenflächen 23c entlang der Vorne-Hinten-Richtung so vorgesehen, dass sie nach außen ragt. Die an der vorderen Seitenfläche 23c vorgesehene Welle 23b ist von der vorderen Seitenfläche 23c aus vorwärts angeordnet, und die an der hinteren Seitenfläche 23c vorgesehene Welle 23b ist von der hinteren Seitenfläche 23c aus rückwärts angeordnet. Die beiden Wellen 23b sind drehbar in den Durchgangslöchern 21f (siehe 5) eingesetzt, die in jeder der beiden Seitenflächen 21b ausgebildet sind.
  • Wie in 5 dargestellt, enthält der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 eine Welle 150a, die an ihrem Fußabschnitt sowohl in die linke als auch in die rechte Richtung vorsteht. Die Welle 150a ist drehbar in jedem Durchgangsloch 23e des Paars von Seitenflächen 23d eingesetzt. Die Welle 150a und das Paar Wellen 22c des vorstehend beschriebenen zweiten Stützrahmens 22 sind koaxial angeordnet (siehe Achse C2). Das Paar Wellen 23b des dritten Stützrahmens 23 ist koaxial angeordnet (siehe Achse C1).
  • Wenn der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 beispielsweise in die Vorne-Hinten-Richtung gekippt wird, dreht sich der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 um die Welle 150a in Bezug auf den dritten Stützrahmen 23. Da das Rahmenteil 23a des dritten Stützrahmens 23 entlang der Vorne-Hinten-Richtung ausgebildet ist, kann der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 in der Vorne-Hinten-Richtung gekippt werden, ohne das Rahmenteil 23a zu beeinträchtigen.
  • Da andererseits der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 mit dem Rand des Durchgangslochs 22d in Kontakt kommt, dreht sich der zweite Stützrahmen 22 um die Welle 22c, wenn sich der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 in der Vorne-Hinten-Richtung dreht. Da die Welle 150a und das vorstehend beschriebene Paar Wellen 22c des zweiten Stützrahmens 22 auf der Koaxialachse C2 angeordnet sind, wird der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 in der Vorne-Hinten-Richtung um die Achse C2 gekippt.
  • Wenn der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 in die Links-Rechts-Richtung gekippt wird, dreht sich der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 zusammen mit dem dritten Stützrahmen 23 um die Welle 23b. Wenn der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 in die Links-Rechts-Richtung gekippt wird, bewegt sich der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 entlang des Durchgangslochs 22d des zweiten Stützrahmens 22, so dass der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 in die Links-Rechts-Richtung gekippt werden kann, ohne mit der oberen Fläche 22a des zweiten Stützrahmens 22 in Konflikt zu geraten. Da die beiden Wellen 23b des dritten Stützrahmens 23 auf der Koaxialachse C1 angeordnet sind, wird der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 in die Links-Rechts-Richtung um die Achse C1 gekippt.
  • (Antriebsabschnitt 17)
  • Der Antriebsabschnitt 17 treibt den linken Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 entsprechend der im später beschriebenen Speicherabschnitt 32 gespeicherten Hebelbewegung an.
  • Der Antriebsabschnitt 17 enthält einen ersten Motor 24 und einen zweiten Motor 25.
  • (Erster Motor 24)
  • Der erste Motor 24 ist ein Elektromotor und ist mit einer Welle 23b des Paares von Wellen 23b des dritten Stützrahmens 23 verbunden. Der erste Motor 24 ist an der Anordnungsfläche 21d befestigt.
  • Der erste Motor 24 kann den linken Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 in der Links-Rechts-Richtung kippen, indem er eine Kraft auf die Welle 23b ausübt.
  • (Zweiter Motor 25)
  • Der zweite Motor 25 ist ein Elektromotor und ist mit einer Welle 22c des Paares von Wellen 22c des zweiten Stützrahmens 22 verbunden. Der zweite Motor 25 ist an der Anordnungsfläche 21e befestigt.
  • Der zweite Motor 25 kann den linken Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 durch Krafteinwirkung auf die Welle 22c in die Vorne-Hinten-Richtung kippen.
  • (erstes Potentiometer 18)
  • Wie in 5 dargestellt, ist das erste Potentiometer 18 mit dem Paar Wellen 23b des dritten Stützrahmens 23 verbunden. Das erste Potentiometer 18 ist an der Anordnungsfläche 21d befestigt.
  • Das erste Potentiometer 18 erfasst die Kippposition des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150 in der Links-Rechts-Richtung, indem es die Drehposition der Welle 23b erfasst. Basierend auf dieser gekippten Position wird ein Befehlssignal ausgeübt, und die Dreheinheit 5 dreht sich.
  • (zweites Potentiometer 19)
  • Das zweite Potentiometer 19 ist mit einem Paar von Wellen 22c des zweiten Stützrahmens 22 verbunden. Das zweite Potentiometer 19 ist an der Anordnungsfläche 21e des ersten Stützrahmens 21 befestigt.
  • Das zweite Potentiometer 19 erfasst die Kippposition des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150 in der Vorne-Hinten-Richtung, indem es die Drehposition der Welle 22c erfasst. Basierend auf dieser Kippposition wird ein Befehlssignal ausgeübt und der Arm 8 wird ausgefahren oder eingezogen.
  • (Steuersystem 30)
  • 8 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau des Steuersystems 30 zeigt. In 8 sind das erste Potentiometer 18 und das zweite Potentiometer 19 zusammen dargestellt. Der erste Motor 24 und der zweite Motor 25 sind zusammen dargestellt.
  • Das Steuersystem 30 enthält einen Steuerabschnitt 31, einen Speicherabschnitt 32, eine IMU 33, Hubsensoren 34, 35, 36, einen Fahrgeschwindigkeitssensor 37 und einen Drehwinkelsensor 38.
  • Der Steuerabschnitt 31 enthält einen Prozessor, wie z. B. eine CPU (Central Processing Unit) und einen Hauptspeicher mit einem nichtflüchtigen Speicher wie einem ROM (Read Only Memory) und einem flüchtigen Speicher wie einem RAM (Random Access Memory). Der Steuerabschnitt 31 liest das im Speicherabschnitt 32 gespeicherte Programm aus, erweitert das Programm im Hauptspeicher und führt einen vorbestimmten Prozess entsprechend dem Programm aus. Das Programm kann über das Netzwerk an das Steuersystem 30 verteilt werden.
  • Der Speicherabschnitt 32 speichert die vorbestimmte Bewegung des Hydraulikbaggers 1 für die automatische Betätigung in Zeitreihen. Die vorbestimmte Bewegung des Hydraulikbaggers 1 enthält mindestens eine der Bewegungen des Arbeitsgeräts 3, die Drehbewegung der Dreheinheit 5 und die Fahrbewegung der Fahrvorrichtungen 4a und 4b. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Speicherabschnitt 32 getrennt von dem Steuerabschnitt 31 vorgesehen, kann aber auch in dem Steuerabschnitt 31 vorgesehen sein.
  • Ferner speichert der Speicherabschnitt 32 die Hebelbewegung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150, des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 und des Fahrhebels 140, wie sie die vorbestimmte Bewegung des Hydraulikbaggers 1 in Zeitreihen zusätzlich zu der vorbestimmten Bewegung des Hydraulikbaggers 1 durchführen. Diese Hebelbewegung kann als eine Bewegung bezeichnet werden, die der vorbestimmten Bewegung des Hydraulikbaggers 1 entspricht.
  • Die vorbestimmte Bewegung und die im Speicherabschnitt 32 gespeicherte Hebelbewegung kann von dem Bediener z.B. mittels Einlernen der Wiedergabe (in Englisch: Teaching-Playback) erzeugt werden. Das Einlernen der Wiedergabe bedeutet, dass der Bediener den linken Arbeitsgerätebetätigungshebel 150, den rechten Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 und den Fahrhebel 140 betätigt und der Speicherabschnitt 32 den Betätigungsvorgang speichert.
  • Der Steuerabschnitt 31 enthält einen Hebelantriebsabschnitt 51, einen Fahrzeugkörperantriebsabschnitt 52 und einen Bestimmungsabschnitt 53.
  • Der Hebelantriebsabschnitt 51 steuert die linke Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 15, die rechte Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 16 und die Fahrhebeleinheit 14, um die in dem Speicherabschnitt 32 gespeicherte Hebelbewegung durchzuführen. Der Hebelantriebsabschnitt 51 überträgt Antriebssignale s1, s2 und s3 an jede von der linken Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 15, der rechten Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 16 und der Fahrhebeleinheit 14, um eine vorbestimmte, im Speicherabschnitt 32 gespeicherte Hebelbewegung durchzuführen.
  • Die linke Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 15 treibt den ersten Motor 24 und den zweiten Motor 25 basierend auf dem Antriebssignal s1 an, um den linken Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 anzutreiben. Die rechte Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 16 treibt den ersten Motor 24 und den zweiten Motor 25 auf der Grundlage des Antriebssignals s2 an, um den rechten Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 anzutreiben. Die Fahrhebeleinheit 14 treibt den Elektromotor 44a auf der Grundlage des Antriebssignals s3 an, um den Fahrhebel 140 anzutreiben.
  • Der Fahrzeugkörperantriebsabschnitt 52 steuert das Arbeitsgerät 3, die Dreheinheit 5 oder die Fahrvorrichtungen 4a und 4b, um die vorbestimmte Bewegung im Lagerabschnitt 32 durchzuführen. Der Fahrzeugkörperantriebsabschnitt 52 überträgt ein Steuersignal s7 an das Arbeitsgerät 3, überträgt ein Steuersignal s8 an die Dreheinheit 5 und überträgt ein Steuersignal s9 an die Fahrvorrichtungen 4a und 4b, um die vorbestimmte Bewegung im Lagerabschnitt 32 durchzuführen. Beispielsweise wird das EPC-Ventil, das das Steuersignal s7 empfangen hat, angetrieben, das Hydraulikfluid wird den Hydraulikzylindern 10 bis 12 zugeführt und das Arbeitsgerät 3 arbeitet. Ferner wird bei Empfang des Steuersignals s8 der Drehmotor 5a angetrieben, um die Dreheinheit 5 zu drehen. Nach Erhalt des Steuersignals s9 treiben die Fahrmotoren 4ae und 4be, die in jeder der Fahrvorrichtungen 4a und 4b vorgesehen sind, die Raupen 4c und 4d an, und die Fahreinheit 4 bewegt sich vorwärts oder rückwärts. Die Hydraulikzylinder 10 bis 12 sind Beispiele für Aktuatore eines Arbeitsgeräts. Die Fahrmotoren 4ae und 4be sind Beispiele für Aktuatoren einer Fahrvorrichtung. Der Drehmotor 5a ist ein Beispiel für einen Aktuator einer Dreheinheit.
  • Die IMU (Inertial Measurement Unit, Trägheitsmesseinheit) 33 enthält einen Drei-Achsen-Kreisel und einen Drei-Wege-Beschleunigungsmesser und kann dreidimensionale Winkelgeschwindigkeiten und Beschleunigungen erfassen. Der Hubsensor 34 erfasst den Hub des Auslegerzylinders 10. Der Hubsensor 35 erfasst den Hub des Armzylinders 11. Der Hubsensor 36 erfasst den Hub des Löffelzylinders 12. Die Haltung des Arbeitsgeräts 3 kann von den Hubsensoren 34 bis 36 erfasst werden.
  • Der Fahrgeschwindigkeitssensor 37 erfasst die Fahrgeschwindigkeit der Fahrvorrichtungen 4a und 4b. Der Drehwinkelsensor 38 erfasst den Drehwinkel der Dreheinheit 5.
  • Der Bestimmungsabschnitt 53 bestimmt die Betätigungsunterbrechung des Bedieners während der automatischen Betätigung der vorbestimmten Bewegung. Der Bestimmungsabschnitt 53 bestimmt, ob die Bewegung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150, des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 oder des Fahrhebels 140 mit der im Speicherabschnitt 32 gespeicherten Hebelbewegung übereinstimmt oder nicht.
  • Die linke Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 15 überträgt das von dem ersten Potentiometer 18 und dem zweiten Potentiometer 19 erfasste Positionssignal s4 des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150 an den Steuerabschnitt 31. Die rechte Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 16 überträgt das von dem ersten Potentiometer 18 und dem zweiten Potentiometer 19 erfasste Positionssignal s5 des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 an den Steuerabschnitt 31. Die Fahrhebeleinheit 14 überträgt das vom Potentiometer 43 erfasste Positionssignal s6 des Fahrhebels 140 oder des Fahrpedals 45 an den Steuerabschnitt 31.
  • Der Bestimmungsabschnitt 53 bestimmt auf der Grundlage der Positionssignale s4 bis s6, ob sich die Hebelbewegung von der im Speicherabschnitt 32 gespeicherten vorbestimmten Hebelbewegung unterscheidet, wenn der Bediener einen von dem linken Arbeitsgerätebetätigungshebel 150, dem rechten Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 oder dem Fahrhebel 140 betätigt. Da der erste Motor 24, der zweite Motor 25 oder der Elektromotor 44a so angetrieben wird, dass er die im Speicherabschnitt 32 gespeicherte Hebelbewegung durchführt, muss der Bediener gegen die Antriebskraft des Motors arbeiten, um den Vorgang zu unterbrechen.
  • Wenn der Bestimmungsabschnitt 53 bestimmt, dass der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150, der rechte Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 oder der Fahrhebel 140 abweichend von der vorbestimmten Hebelbewegung betätigt wurde, erzeugt der Fahrzeugkörperantriebsabschnitt 52 Steuersignale s7', s8' und s9', die einer abweichenden Bewegung auf der Grundlage der Positionssignale s4 bis s6 entsprechen, und überträgt die Steuersignale s7', s8' und s9' an das Arbeitsgerät 3, die Dreheinheit 5 oder die Fahrvorrichtungen 4a und 4b. Das Arbeitsgerät 3 arbeitet auf der Grundlage des Steuersignals s7', die Dreheinheit 5 arbeitet auf der Grundlage des Steuersignals s8', und die Fahrvorrichtungen 4a und 4b arbeiten auf der Grundlage des Steuersignals s9'. Der Fahrzeugkörperantriebsabschnitt 52 erzeugt Steuersignale s7', s8' und s9', um den Hebel größer oder kleiner als die Hebelbetätigungsposition zu betätigen, wenn die vorbestimmte Bewegung mit der Differenz zwischen der Hebelbetätigungsposition beim Ausführen der vorbestimmten Bewegung und der anderen Hebelbetätigungsposition durchgeführt wird.
  • Infolgedessen kann die Bewegung, die der Hebelbetätigung des Bedieners entspricht, auch dann durchgeführt werden, wenn der Bediener den Hebel während der automatischen Betätigung, in dem die vorbestimmte Bewegung durchgeführt wird, unterbricht und betätigt, und der Unterbrechungsvorgang kann reibungslos während der automatischen Betätigung durchgeführt werden.
  • Ferner, wenn der Bestimmungsabschnitt 53 auf der Grundlage der Positionssignale s4 bis s6 bestimmt, dass die Bewegung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150, des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 oder des Fahrhebels 140 mit der im Speicherabschnitt 32 gespeicherten Hebelbewegung übereinstimmt, erzeugt der Fahrzeugkörperantriebsabschnitt 52 die Steuersignale s7, s8 und s9, um die im Speicherabschnitt 32 gespeicherte vorbestimmte Bewegung durchzuführen, und überträgt die Steuersignale s7, s8 und s9. Da der erste Motor 24, der zweite Motor 25 oder der Elektromotor 44a so angetrieben wird, dass er die im Speicherabschnitt 32 gespeicherte Hebelbewegung durchführt, kehrt der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150, der rechte Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 oder der Fahrhebel 140 in die ursprüngliche Hebelbetätigungsposition zurück, wenn der Bediener, der die automatische Betätigung unterbrochen hat, seine Hand vom Hebel loslässt. Diese Rückkehr wird von der Bestimmungseinheit 53 auf der Grundlage der Positionssignale s4 bis s6 bestimmt.
  • Infolgedessen, wenn der Bediener die automatische Betätigung, in der die vorbestimmte Bewegung durchgeführt wird, unterbricht und eine Betätigung durchführt, kann die Bewegung, die der Betätigung des Bedieners entspricht, durchgeführt werden, und der Unterbrechungsbetrieb kann reibungslos durchgeführt werden.
  • Außerdem ist es in dem Zustand, in dem der Bediener seine Hand auf den linken Arbeitsgerätebetätigungshebel 150, den rechten Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 oder den Fahrhebel 140 legt, möglich, die automatische Betätigung reibungslos zu unterbrechen, wenn es notwendig ist, einen größeren (Addition) oder kleineren (Subtraktion) Vorgang als der automatische Vorgang durchzuführen.
  • Wenn der Bestimmungsabschnitt 53 bestimmt, dass die Positionen des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150, des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 oder des Fahrhebels 140 mit den Positionen der Hebelbewegung zur Durchführung einer vorbestimmten Bewegung übereinstimmen, ist es möglich, die automatische Betätigung wieder aufzunehmen.
  • <Betätigung>
  • Die Betätigung des Hydraulikbaggers 1 nach der vorliegenden Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben.
  • 9 ist ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Betätigung des Hydraulikbaggers 1 nach der vorliegenden Ausführungsform der Offenlegung.
  • Zunächst wird im Schritt S10 der Hydraulikbagger 1 so betätigt, dass der Automatikbetrieb, bei dem die im Speicherabschnitt 32 gespeicherte vorbestimmte Bewegung durchgeführt wird, erfolgt. Konkret überträgt der Fahrzeugkörperantriebsabschnitt 52 das Steuersignal s7 an die Hydraulikzylinder 10 bis 12 des Arbeitsgeräts 3, überträgt das Steuersignal s8 an den Drehmotor 5a der Dreheinheit 5 und überträgt das Steuersignal s9 an die Fahrmotoren 4ae und 4be der Fahrvorrichtungen 4a und 4b, um die im Speicherabschnitt 32 gespeicherte vorbestimmte Bewegung durchzuführen, während die erfassten Werte der IMU 33 und verschiedener Sensoren 34 bis 38 zurückgeführt werden
  • Als nächstes wird im Schritt S11 die Hebelbewegung durchgeführt, um die Bewegung entsprechend der Bewegung des Hydraulikbaggers 1 durchzuführen. Konkret überträgt der Hebelantriebsabschnitt 51 das Antriebssignal s1 an die linke Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 15, überträgt das Antriebssignal s2 an die rechte Arbeitsgerätebetätigungshebeleinheit 16 und überträgt das Antriebssignal s3 an die Fahrhebeleinheit 14, um die im Speicherabschnitt 32 gespeicherte Hebelbewegung durchzuführen. Die in dem Speicherabschnitt 32 gespeicherte Hebelbewegung ist eine Bewegung, die der Bewegung des Arbeitsgeräts 3, der Dreheinheit 5 und der in dem Speicherabschnitt 32 gespeicherten Fahrvorrichtungen 4a und 4b entspricht, und ist eine Bewegung, die der Bewegung des Arbeitsgeräts 3, der Dreheinheit 5 und der in dem Speicherabschnitt 32 gespeicherten Fahrvorrichtungen 4a und 4b entspricht.
  • Als nächstes bestimmt der Steuerabschnitt 31 im Schritt S12, ob die im Speicherabschnitt 32 gespeicherte Zeitreihe der vorbestimmten Bewegung abgeschlossen ist oder nicht. Wenn die Zeitreihe nicht abgeschlossen ist, erfasst der Steuerabschnitt 31 im Schritt S13 die Positionssignale s4 bis s6 des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150, des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 und des Fahrhebels 140.
  • Als nächstes bestimmt der Bestimmungsabschnitt 53 des Steuerabschnitts 31 im Schritt S14, ob sich die Bewegung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150, des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 und des Fahrhebels 140 von der im Speicherabschnitt 32 gespeicherten vorbestimmten Bewegung unterscheidet oder nicht.
  • Als nächstes, wenn bestimmt wird, dass die Hebelbewegung von der vorbestimmten Bewegung abweicht, betätigt der Fahrzeugkörperantriebsabschnitt 52 im Schritt S15 den Hydraulikbagger durch die abweichende Hebelbewegung.
  • Nach Schritt S15 geht die Steuerung zu Schritt S12 über, und im Schritt S12 bestimmt der Steuerabschnitt 31, ob die im Speicherabschnitt 32 gespeicherte Zeitreihe der vorbestimmten Bewegung abgeschlossen ist oder nicht, und wenn die Zeitreihen nicht abgeschlossen sind, werden die Schritte S13 und S14 durchgeführt.
  • Wenn im Schritt S14 bestimmt wird, dass sich die Hebelbewegung nicht von der vorbestimmten Bewegung unterscheidet (wenn zur Position der ursprünglichen Hebelbewegung zurückgekehrt wird), geht die Steuerung zu Schritt S11 über und die automatische Betätigung wird durchgeführt, bei dem die vorbestimmte Bewegung, die in dem Speicherabschnitt 32 gespeichert ist, durchgeführt wird, und die Hebelbewegung wie die Durchführung der vorbestimmten Bewegung, wird durchgeführt.
  • Wenn andererseits im Schritt S12 bestimmt wird, dass die vorbestimmte Bewegung abgeschlossen ist, beendet der Steuerabschnitt 31 die Steuerung.
  • (Ausführungsform 2)
  • Nachfolgend wird der Hydraulikbagger der zweiten Ausführungsform beschrieben. Der Hydraulikbagger 1 der zweiten Ausführungsform erzeugt die Bewegung durch Erfassen von Information(en) über das Gelände, das ein Arbeitsziel ist, und berechnet sie nicht durch Einlernen.
  • <Aufbau>
  • 10 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau des Steuersystems 130 nach der zweiten Ausführungsform zeigt. Das Steuersystem 130 der zweiten Ausführungsform enthält einen Steuerabschnitt 131, einen Speicherabschnitt 32, eine IMU 33, Hubsensoren 34, 35, 36, einen Fahrgeschwindigkeitssensor 37, einen Drehwinkelsensor 38 und einen dreidimensionalen Messabschnitt 39. Außerdem enthält der Steuerabschnitt 131 im Vergleich zum Steuerabschnitt 31 der ersten Ausführungsform einen Berechnungsabschnitt 54.
  • Der dreidimensionale Messabschnitt 39 misst die Position oder Form des Arbeitsziels. Der dreidimensionale Messabschnitt 39 enthält ein Laserradar 39a, das eine Art Lasermessvorrichtung ist, und eine Stereokamera 39b. Das Laserradar 39a bestrahlt das Arbeitsziel mit einem Laser, empfängt das vom Arbeitsziel gestreute Laserlicht und überträgt die Lichtempfangsdaten an den Steuerabschnitt 131. Der Berechnungsabschnitt 54 des Steuerabschnitts 131 misst die dreidimensionale Form des Arbeitsziels und die relative Position zum Arbeitsziel auf der Grundlage der empfangenen Lichtdaten.
  • Die Stereokamera 39b enthält zwei Kameras. Die von den beiden Kameras aufgenommenen Bilddaten werden an den Steuerabschnitt 131 übertragen. Der Berechnungsabschnitt 54 des Steuerabschnitts 131 führt eine Stereoverarbeitung auf der Grundlage der von jeder Kamera erfassten Bilddaten durch und misst die dreidimensionale Form des Arbeitsziels und die relative Position in Bezug auf das Arbeitsziel. Es kann entweder das Laserradar 39a oder die Stereokamera 39b vorhanden sein.
  • Der Berechnungsabschnitt 54 berechnet die Bewegung des Hydraulikbaggers 1 aus der dreidimensionalen Form und der relativen Position zum Arbeitsziel, die aus den Erfassungswerten der IMU 33, verschiedener Sensoren 34 bis 38 und dem dreidimensionalen Messabschnitt 39 gewonnen werden. Die berechnete Bewegung wird im Speicherabschnitt 32 gespeichert. Dann werden das Arbeitsgerät 3, die Dreheinheit 5 und die Fahrvorrichtung 4a so gesteuert, dass sie die im Speicherabschnitt 32 gespeicherte vorbestimmte Bewegung durchführen, und der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150, der rechte Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 und der Fahrhebel 140 werden so betätigt, dass sie die Hebelbewegung wie bei der Ausführung der vorbestimmten Bewegung durchführen.
  • <Charakteristika>
  • (1)
  • Der Hydraulikbagger 1 (ein Beispiel für eine Arbeitsmaschine) der Ausführungsform enthält den linken Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 (ein Beispiel für ein Betätigungselement), den rechten Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 (ein Beispiel für ein Betätigungselement) und den Fahrhebel 140 (ein Beispiel für ein Betätigungselement), die Antriebsabschnitte 17 und 44 sowie die Steuerabschnitte 31 und 131 (ein Beispiel für eine Steuerung). Die Antriebsabschnitte 17 und 44 betätigen den linken Arbeitsgerätebetätigungshebel 150, den rechten Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 und den Fahrhebel 140. Die Steuerabschnitte 31 und 131 geben die Steuersignale s7, s8 und s9 an die Hydraulikzylinder 10 bis 12 (Beispiel für Aktuatoren), den Drehmotor 5a (Beispiel für einen Aktuator) der Dreheinheit 5 und die Fahrmotoren 4ae und 4be (Beispiel für Aktuatoren) der Fahrvorrichtungen 4a und 4b aus. Die Steuerabschnitte 31 und 131 geben die Ansteuersignale s1, s2 und s3 an die Antriebsabschnitte 17 und 44 aus. Die Antriebssignale s1, s2 und s3 geben eine der Bewegung der Hydraulikzylinder 10 bis 12, der Drehmotoren 5a und der Fahrmotoren 4ae und 4be entsprechende Bewegung an den linken Arbeitsgerätebetätigungshebel 150, den rechten Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 und den Fahrhebel 140 ab.
  • Da der Bediener bei der Betätigung des Hydraulikbaggers 1 die Bewegung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150, des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 und des Fahrhebels 140 visuell erkennen kann, ist es somit möglich, die Bewegung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150, des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 und des Fahrhebels 140 leicht zu bestätigen.
  • (2)
  • In dem Hydraulikbagger 1 der Ausführungsform (ein Beispiel für eine Arbeitsmaschine) sind der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 und der rechte Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 Hebel zur Betätigung des Arbeitsgeräts 3, und die Steuerabschnitte 31 und 131 geben das Steuersignal s7 an die Hydraulikzylinder 10 bis 12 (Beispiel für Aktuatoren) des Arbeitsgeräts 3 auf der Grundlage der vorbestimmten Bewegung aus.
  • Indem das Steuersignal s7 auf diese Weise an das Arbeitsgerät 3 ausgegeben wird, kann das Arbeitsgerät 3 als die vorbestimmte Bewegung betätigt werden.
  • (3)
  • Bei dem Hydraulikbagger 1 der vorliegenden Ausführungsform (Beispiel für eine Arbeitsmaschine) ist der Fahrhebel 140 ein Hebel zur Betätigung der Fahrvorrichtungen 4a und 4b des Hydraulikbaggers 1. Die Steuerabschnitte 31 und 131 geben das Steuersignal s9 an die Fahrmotoren 4ae und 4be (Beispiel für Aktuatoren) der Fahrvorrichtungen 4a und 4b basierend auf der Bewegung des Fahrhebels 140 aus.
  • Durch die Ausgabe des Steuersignals s9 an die Fahrvorrichtungen 4a und 4b auf diese Weise können die Fahrvorrichtungen 4a und 4b entsprechend der im Speicherabschnitt 32 gespeicherten vorbestimmten Bewegung betätigt werden.
  • (4)
  • Wenn bei dem Hydraulikbagger 1 der Ausführungsform (ein Beispiel für eine Arbeitsmaschine) der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150, der rechte Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 oder der Fahrhebel 140 durch den Bediener betätigt wird und die Bewegung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150, des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 oder des Fahrhebels 140 von der der Bewegung abweicht, die derb Bewegung der Hydraulikzylinder 10 bis 12, des Drehmotors 5a der Dreheinheit 5 oder der Fahrvorrichtungen 4a und 4b durch die Betätigung des Bedieners entspricht, geben die Steuerabschnitte 31 und 131 die Steuersignale s7', s8' und s9' auf der Grundlage der unterschiedlichen Bewegung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150, des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 oder des Fahrhebels 140 aus.
  • Im Automatikbetrieb, bei dem der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150, der rechte Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 und der Fahrhebel 140 automatisch angetrieben werden, so dass der Hydraulikbagger 1 die vorbestimmte Bewegung durchführt, kann der Bediener somit den Automatikbetrieb leicht unterbrechen, indem er den linken Arbeitsgerätebetätigungshebel 150, den rechten Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 oder den Fahrhebel 140 betätigt.
  • (5)
  • Der Hydraulikbagger 1 der Ausführungsform (ein Beispiel für eine Arbeitsmaschine) enthält das erste Potentiometer 18, das zweite Potentiometer 19 und das Potentiometer 43 (ein Beispiel für Positionserfassungsabschnitte). Das erste Potentiometer 18 und das zweite Potentiometer 19 erfassen die Position des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150. Das erste Potentiometer 18 und das zweite Potentiometer 19 erfassen die Position des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160. Das Potentiometer 43 erfasst die Position des Fahrhebels 140. Die Steuerabschnitte 31 und 131 enthalten den Bestimmungsabschnitt 53. Der Bestimmungsabschnitt 53 bestimmt basierend auf der Position des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150, des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 oder des Fahrhebels 140, die von dem ersten Potentiometer 18, dem zweiten Potentiometer 19 und dem Potentialmesser 43 erfasst wird, ob sich die Bewegung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150, des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 oder des Fahrhebels 140 von der Bewegung unterscheidet, die der Bewegung der Hydraulikzylinder 10 bis 12 des Arbeitsgeräts 3, des Drehmotors 5a der Dreheinheit 5, und der Fahrmotoren 4ae und 4be der Fahrvorrichtungen 4a und 4b abweicht.
  • Dabei kann anhand der Position des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150, des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 oder des Fahrhebels 140 bestimmt werden, ob die Bewegung den Automatikbetrieb unterbricht oder nicht.
  • (6)
  • Der Hydraulikbagger 1 (ein Beispiel für eine Arbeitsmaschine) der vorliegenden Ausführungsform enthält den Speicherabschnitt 32. Der Speicherabschnitt 32 speichert die Bewegung der Hydraulikzylinder 10 bis 12, des Drehmotors 5a und der Fahrmotoren 4ae und 4be. Die Bewegung der Hydraulikzylinder 10 bis 12, des Drehmotors 5a, der Fahrmotoren 4ae und 4be, die im Speicherabschnitt 32 gespeichert sind, wird durch Einlernen der Wiedergabe (Teaching-Playback) erzeugt.
  • Indem beispielsweise die Betätigung eines geübten Bedieners eingelernt und in dem Speicherabschnitt 32 gespeichert wird, ist es möglich, die Betätigung des Betätigungshebels durch den geübten Bediener zu bestätigen.
  • (7)
  • Bei dem Hydraulikbagger 1 (ein Beispiel für eine Arbeitsmaschine) der vorliegenden Ausführungsform enthält der Steuerabschnitt 131 einen dreidimensionalen Messabschnitt 39 (ein Beispiel für einen Geländeinformationserfassungsabschnitt) und einen Berechnungsabschnitt 54. Der dreidimensionale Messabschnitt 39 erfasst Geländeinformationen. Der Berechnungsabschnitt 54 berechnet die Bewegung der Hydraulikzylinder 10 bis 12 (Beispiele für Aktuatoren), des Drehmotors 5a (ein Beispiel für einen Aktuator) der Dreheinheit 5 und der Fahrmotoren 4ae und 4be (Beispiele für Aktuatoren) der Fahrvorrichtungen 4a und 4b.
  • Infolgedessen kann die Bewegung auf der Baustelle automatisch erzeugt werden, und der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150, der rechte Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 oder der Fahrhebel 140 können aufgrund der Bewegung angetrieben werden.
  • (8)
  • Das offengelegte Steuerverfahren für den Hydraulikbagger 1 (ein Beispiel für eine Arbeitsmaschine) enthält einen Schritt S10 (ein Beispiel für einen ersten Ausgabeschritt) und einen Schritt S11 (ein Beispiel für einen zweiten Ausgabeschritt). Im Schritt S10 werden die Steuersignale s7, s8 und s9 zur Betätigung der Hydraulikzylinder 10 bis 12 (Beispiele für Aktuatoren) des Arbeitsgeräts 3, des Drehmotors 5a (Beispiel für einen Aktuator) der Dreheinheit 5 und der Fahrmotoren 4ae und 4be (Beispiele für Aktuatoren) der Fahrvorrichtungen 4a und 4b ausgegeben. Im Schritt S11 werden die Ansteuersignale s1, s2 und s3 ausgegeben, die die Bewegung entsprechend der Bewegung der Hydraulikzylinder 10 bis 12, des Drehmotors 5a und der Fahrmotoren 4ae und 4be an den linken Arbeitsgerätebetätigungshebel 150, den rechten Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 und den Fahrhebel 140 (ein Beispiel für ein Betätigungselement) weitergeben.
  • Infolgedessen kann der Bediener bei der Betätigung des Hydraulikbaggers 1 die Bewegung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150, des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 und des Fahrhebels 140 visuell erkennen, so dass eine einfache Bestätigung der Bewegung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150, des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 und des Fahrhebels 140 möglich ist.
  • <Andere Ausführungsformen>
  • Obwohl eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorstehend beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt, und verschiedene Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
  • (A)
  • In der vorstehenden Ausführungsform werden der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150, der rechte Arbeitsgerätebetätigungshebel 160 und der Fahrhebel 140 angetrieben, es kann jedoch jeder von ihnen angetrieben werden, oder nur der linke Arbeitsgerätebetätigungshebel 150 und der rechte Arbeitsgerätebetätigungshebel 610 können angetrieben werden.
  • (B)
  • In der vorstehenden Ausführungsform erfasst der Bestimmungsabschnitt 53 die Betätigung des linken Arbeitsgerätebetätigungshebels 150, des rechten Arbeitsgerätebetätigungshebels 160 und des Fahrhebels 140 durch den Bediener nur durch das Potentiometer, aber dies ist nicht auf das Potentiometer beschränkt. Zum Beispiel kann in dem Zustand, in dem der Hebel zusätzlich mit einem Drucksensor oder ähnlichem ausgestattet ist, wenn er den Griff des Bedieners erfasst und die Erfassungsposition durch das Potentiometer unterschiedlich ist, erfasst werden, dass eine unterschiedliche Bewegung durch den Bediener durchgeführt wurde.
  • (C)
  • In der vorstehenden Ausführungsform wird die vorbestimmte Bewegung durch Einlernen oder Berechnen aus den Geländeinformationen gewonnen, aber das ist nicht beschränkt, und die im Voraus erstellte Bewegung kann über das Internet im Speicherabschnitt 32 gespeichert werden.
  • (D)
  • In der vorstehenden Ausführungsform wurde der Hydraulikbagger als Beispiel für die Arbeitsmaschine beschrieben, aber die Arbeitsmaschine ist nicht auf den Hydraulikbagger beschränkt und kann auch ein Radlader oder ähnliches sein.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Gemäß der Arbeitsmaschine und dem Steuerverfahren für die Arbeitsmaschine der vorliegenden Erfindung wird die Wirkung erzielt, dass der Bediener die Betätigung des Betätigungshebels leicht bestätigen kann, was für Hydraulikbagger oder dergleichen nützlich ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Hydraulikbagger
    17
    Antriebsabschnitt
    31
    Steuerabschnitt
    32
    Speicherabschnitt
    140
    Fahrhebel
    150
    linker Arbeitsgerätebetätigungshebel
    160
    rechter Arbeitsgerätebetätigungshebel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP H05306532 [0004]

Claims (5)

  1. Arbeitsmaschine, umfassend: ein Betätigungselement; einen Antriebsabschnitt, der zur Betätigung des Betätigungselements eingerichtet ist; und eine Steuerung, die eingerichtet ist, um ein Steuersignal auszugeben, um einen Aktuator eines Arbeitsgeräts oder einer Fahrvorrichtung der Arbeitsmaschine zu betätigen, wobei die Steuerung eingerichtet ist, um ein Antriebssignal an den Antriebsabschnitt auszugeben, wobei das Antriebssignal das Betätigungselement in eine Bewegung entsprechend der Bewegung des Aktuators versetzt, wobei die Arbeitsmaschine eingerichtet ist, um das Betätigungselement basierend auf dem Antriebssignal zu betätigen, wobei die Steuerung eingerichtet ist, um das Steuersignal auf der Grundlage der Bewegung des vom Bediener betätigten Betätigungselements auszugeben, wenn sich die Bewegung des vom Bediener betätigten Betätigungselements von der Bewegung unterscheidet, die der Bewegung des Aktuators entspricht.
  2. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Positionserfassungsabschnitt, der eingerichtet ist, um eine Position des Betätigungselements zu erfassen, wobei die Steuerung einen Bestimmungsabschnitt enthält, der eingerichtet ist, um basierend auf der Position des Betätigungselements, die durch den Positionserfassungsabschnitt erfasst wird, zu bestimmen, ob sich die Bewegung des Betätigungselements von der Bewegung, die der Bewegung des Aktuators entspricht, unterscheidet oder nicht.
  3. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend einen Speicherabschnitt, der eingerichtet ist, um die Bewegung des Aktuators zu speichern, wobei die Bewegung des Aktuators durch das Einlernen von Wiedergabe erzeugt wird.
  4. Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerung enthält einen Geländeinformationserfassungsabschnitt, der eingerichtet ist, um Geländeinformation des Arbeitsziels zu erfassen, und einen Berechnungsabschnitt, der eingerichtet ist, um die Bewegung des Aktuators auf der Grundlage der Geländeinformation zu berechnen.
  5. Steuerverfahren für eine Arbeitsmaschine, umfassend: einen ersten Ausgabeschritt zur Ausgabe eines Steuersignals, das einen Aktuator betätigt; einen zweiten Ausgabeschritt zur Ausgabe eines Antriebssignals an einen Antriebsabschnitt, der eingerichtet ist, um ein Betätigungselement anzutreiben, wobei das Antriebssignal das Betätigungselement in eine der Bewegung des Aktuators entsprechende Bewegung versetzt; einen Bestimmungsschritt zur Bestimmung, ob sich die Bewegung des von einem Bediener betätigten Betätigungselements von der Bewegung unterscheidet, die der Bewegung des Aktuators entspricht; und einen dritten Ausgabeschritt zur Ausgabe des Steuersignals auf der Grundlage der Bewegung des vom Bediener betätigten Betätigungselements, wenn bestimmt wird, dass sich die Bewegung des vom Bediener betätigten Betätigungselements von der Bewegung unterscheidet, die der Bewegung des Aktuators entspricht.
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JP2019187840 2019-10-11
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