JP2002070082A - 建設機械制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】再設定の必要なく、正確な方向検出、方向付け
の可能な建設機械制御システムを提供する。 【解決手段】施工具７の相対的位置を電気信号として検
出する建設機械１と、建設機械の位置を検出するＧＰＳ
装置１８と、レーザ光線を照射し反射光から既知点の方
向を検出する回転レーザ装置２３と、前記ＧＰＳ装置か
らの位置データと、前記回転レーザ装置によって検出さ
れた方向データと、前記施工具の相対的位置データに基
づき施工具先端の位置を演算する演算処理部を具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械による土
木作業での作業位置、作業方向、掘削深さ等土木作業に
必要な所定のデータが直ちに得られる様にした建設機械
制御システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建設機械の運転は複雑な操作のものが多
く、熟練したオペレータを必要としているが、現状では
熟練したオペレータがなかなか育ちにくい状況となって
いる。

【０００３】この為、建設機械に於いても、運転の電子
制御化が進みオペレータに熟練度が要求されない様にな
ってきている。

【０００４】図１０、図１１に於いて、油圧ショベル
１、従来の建設機械制御システムの概略について説明す
る。

【０００５】走行部２に機械室３が旋回可能に設けら
れ、該機械室３は油圧駆動回路、制御装置等を有する。
該機械室３の前側に運転室４が設けられ、該運転室４に
は操作レバー、運転の状況等の情報が表示される表示器
１１が設けられている。又、前記機械室３には施工具を
有する作業腕が設けられている。該作業腕はブーム５、
アーム６、バケット７から成る有関節腕であり、後述す
る様に各関節腕には相対変位を検出する検出器が設けら
れている。

【０００６】前記機械室３の前端に前記ブーム５が回動
可能に設けられ、該ブーム５には前記アーム６が回動可
能に設けられ、又該アーム６の先端には施工具である前
記バケット７が回動可能に設けられている。前記ブーム
５はブームシリンダ８により回動され、前記アーム６は
アームシリンダ９により回動され、又前記バケット７は
バケットシリンダ１０により回動される。

【０００７】前記操作レバー（図示せず）の操作により
前記機械室３の旋回が行われ、又前記ブームシリンダ
８、アームシリンダ９、バケットシリンダ１０を介して
前記ブーム５、アーム６、バケット７の屈伸が行われ
る。

【０００８】前記ブーム５の支持部にはブーム角度検出
エンコーダ１２が設けられ、該ブーム角度検出エンコー
ダ１２により前記ブーム５の機械室３に対する相対回転
角度が検出される。前記アーム６の回動支持部にはアー
ム角度検出エンコーダ１３が設けられ、該アーム角度検
出エンコーダ１３により前記アーム６のブーム５に対す
る相対回転角度が検出される。前記バケット７の回動支
持部にはバケット回転角度検出エンコーダ１４が設けら
れ、該バケット回転角度検出エンコーダ１４により前記
バケット７のアーム６に対する相対回転角度が検出され
る。

【０００９】又、前記機械室３の所要位置には２軸傾斜
センサ１５が設けられ、前記油圧ショベル１（機械室
３）の水平に対する傾斜角が検出される様になってい
る。

【００１０】前記ブーム角度検出エンコーダ１２、アー
ム角度検出エンコーダ１３、バケット回転角度検出エン
コーダ１４、２軸傾斜センサ１５からの検出信号は演算
処理部（ＣＰＵ）１６に入力される。又、該演算処理部
１６には基準高さ例えばグランドレベル（ＧＬ）が基準
値として入力される。

【００１１】前記ブーム５の長さ、アーム６の長さ及び
バケット７の刃先７ａの回動半径は既知の数値であるの
で、前記ブーム角度検出エンコーダ１２、アーム角度検
出エンコーダ１３、バケット回転角度検出エンコーダ１
４からの検出角度により前記バケット刃先７ａの油圧シ
ョベル１に対する位置が、即ち機械基準位置に対する相
対位置が演算により求められ、又前記２軸傾斜センサ１
５からの傾斜角度から更にグランドレベル（ＧＬ）に対
するバケット刃先７ａの位置が演算できる。而して、演
算結果は前記運転室４の表示器１１に表示され、オペレ
ータは該表示器１１に表示される情報により、ＧＬに対
する前記バケット刃先７ａの位置を常時確認でき、ＧＬ
を基準として掘削深さ、掘削長さを容易に把握でき、正
確な掘削作業が行える。

【００１２】尚、直接角度を検出する前記エンコーダに
代えて、変位を直接的に検出するシリンダタイプの直線
変位検出装置でもよい。

【００１３】又、更に作業の自動化を進めると、前記油
圧ショベル１の位置データと施工データにより作業が行
われる。前記油圧ショベル１の位置データと施工データ
に基づく作業では施工現場の人手による測量、施工位置
の計測等が省略できる。

【００１４】この場合、基本的に必要なデータは、建設
機械の位置データと、施工データと、施工具の向き、作
業部の位置である。前記油圧ショベル１ではバケット７
が施工具に相当する。

【００１５】位置データと、施工具の方向、施工具の位
置とを算出し、その位置での施工データとを照合し、施
工データに基づき施工が行われる。

【００１６】図１２、図１３は位置検出手段、施工デー
タを更に具備した前記油圧ショベル１、従来の建設機械
制御システムを示す。

【００１７】位置検出手段としてＧＰＳ装置１８が用い
られ、該ＧＰＳ装置１８は前記ブーム５の回動中心と一
致した位置に設けられる。位置データは前記ＧＰＳ装置
１８により検出され、作業の方向はジャイロ１９により
検出され、検出された位置データ、作業方向のデータは
前記演算処理部１６に入力される。又、施工データ２０
は前記演算処理部１６の記憶部に入力されている。

【００１８】前記ＧＰＳ装置１８により前記ブーム５の
中心位置の位置、高さ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の位置が測定さ
れ、この測定結果と、前記バケット７の掘削方向は前記
ブーム角度検出エンコーダ１２、アーム角度検出エンコ
ーダ１３、バケット回転角度検出エンコーダ１４、２軸
傾斜センサ１５からのデータに基づき前記バケット刃先
７ａの位置が、前記演算処理部１６で演算に検出され、
又前記バケット７の掘削方向は前記ジャイロ１９の検出
結果により求められる。前記表示器１１には求められた
バケット刃先７ａの位置（座標位置）と前記施工データ
２０の該当する位置とが照合され、該施工データ２０に
基づき施工が行われる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の建設機
械制御システムでは方向を検出する手段としてジャイロ
１９を使用している。該ジャイロ１９は物理的に高速回
転するコアを有する構造である。又、ジャイロは最初の
設定を基準として方向の変化を加算していく方式であ
る。この為、方向検出途中で何らかの誤差が発生した場
合、誤差を修正する機能はなく、又変化分を順次加算し
ていく方法であるので、どうしても誤差が累積してい
く。

【００２０】更に、上記したパワーショベルの様な建設
機械では、掘削時、移動時に於いて大きな振動が有り、
又突発的な振動も多い。この為、誤差発生要因も多いと
共に建設機械では同一の場所での反復往復といった複雑
な動きも多く、誤差累積の要因の一となっている。

【００２１】この為、ジャイロ１９を使用した建設機械
では、基準の再設定を度々行わなければならず、数時間
に一度、振動が多い或は複雑な作業が多い様な状況で
は、数十分に一度という多頻度で再設定を行わなければ
ならない。この為、作業が中断し、作業能率が低下する
という問題があった。

【００２２】本発明は斯かる実情に鑑み、特に方向設定
に於いて、再設定の必要なく、正確な方向検出、方向付
けの可能な建設機械制御システムを提供しようとするも
のである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、施工具の相対
的位置を電気信号として検出する建設機械と、建設機械
の位置を検出するＧＰＳ装置と、レーザ光線を照射し反
射光から既知点の方向を検出する回転レーザ装置と、前
記ＧＰＳ装置からの位置データと、前記回転レーザ装置
によって検出された方向データと、前記施工具の相対的
位置データに基づき施工具先端の位置を演算する演算処
理部とを具備した建設機械制御システムに係り、又施工
具を有する建設機械と、建設機械の位置を検出するＧＰ
Ｓ装置と、レーザ光線を照射すると共に既知点からの反
射光を検出して建設機械の方向を検出する回転レーザ装
置と、建設機械基準位置に対する施工具の先端相対位置
を検出する検出手段と、前記ＧＰＳ装置からの位置デー
タと、前記回転レーザ装置によって検出された方向デー
タと、前記検出手段の検出結果とに基づき施工具先端の
位置を演算する演算処理部とを具備した建設機械制御シ
ステムに係り、又施工具を有すると共に関節を有する作
業腕と、各関節に設けられた相対変位検出器と、ＧＰＳ
装置とを具備する建設機械に於いて、レーザ光線を照射
すると共に既知点からの反射光を検出して建設機械の方
向を検出する回転レーザ装置と、前記相対変位検出器
と、前記ＧＰＳ装置からの位置データと、前記回転レー
ザ装置によって検出された方向データと、前記相対変位
検出器の検出結果とに基づき施工具先端の位置を演算す
る演算処理部を具備した建設機械制御システムに係り、
又施工データを有する記憶部を更に有し、前記演算処理
部は演算し求めた施工具先端の位置と施工データとを対
比させる建設機械制御システムに係り、又施工具を有す
る建設機械と、建設機械の位置を検出するＧＰＳ装置
と、レーザ光線を照射すると共にレーザ光線の照射方向
を傾斜する傾斜機構を有し、既知点からの反射光を検出
して建設機械の方向を検出する回転レーザ装置と、前記
ＧＰＳ装置からの位置データと、前記既知点のレーザ光
線反射位置とに基づき前記回転レーザ装置が既知点から
の反射光を受光する様レーザ光線の照射方向を傾斜させ
る建設機械制御システムに係り、更に又ジャイロを更に
具備し、該ジャイロにより検出された方向に基づき施工
位置が演算され、前記回転レーザ装置によって検出した
結果に基づきジャイロの方向補正を行う建設機械制御シ
ステムに係るものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００２５】先ず、図１、図２に於いて本実施の形態に
使用される建設機械、例えばパワーショベルについて説
明する。尚、図１、図２中、図１２中で示したものと同
等のものには同符号を付し、説明の詳細は省略する。

【００２６】機械室３には２軸傾斜センサ１５が設けら
れ、ブーム５の回動軸心上に方向検出装置として回転レ
ーザ装置２３を設ける。又、前記機械室３の上面にはＧ
ＰＳ装置１８を設ける。尚、ＧＰＳ装置１８と回転レー
ザ装置２３とは同一位置とするのが好ましいが、図示の
様に離して設けてもよい。この場合、前記ＧＰＳ装置１
８と回転レーザ装置２３との距離は既知の値とし、演算
により位置の補正を行う。

【００２７】測量し、既知の位置となっている点にポー
ル２４を立設し、該ポール２４に入射光を全方向に対し
て反射する反射ミラー２５を取付ける。前記回転レーザ
装置２３はレーザ光線を回転照射し、前記反射ミラー２
５からの反射光を受光した時点のレーザ光線射出方向を
検出し、該反射ミラー２５に対する方向を検出するもの
である。

【００２８】以下、前記回転レーザ装置２３について図
３、図４により説明する。

【００２９】図３は前記回転レーザ装置２３の要部を示
しており、該回転レーザ装置２３は、レーザ光線４１を
射出する発光素子、光学系を収納する発光部２６、該発
光部２６に回転自在に設けられ前記レーザ光線４１を基
準平面内に回転照射する回動部３０、前記回転レーザ装
置２３の整準を行うと共に基準面の傾斜を設定する傾斜
設定部３１、前記回転レーザ装置２３の傾斜、前記発光
部２６の傾斜角を検出する傾斜検出部３２から主に構成
される。

【００３０】前記発光部２６の一部に球面部３３が形成
され、該球面部３３は球面の突起を有する受座３４（又
はジンバル）により任意な方向に自在に傾動可能に支持
されており、前記発光部２６の上端には前記回動部３０
が回転自在に設けられ、該回動部３０には走査ギア３５
が嵌着され、該走査ギア３５は前記発光部２６に固着さ
れた走査モータ３６の駆動ギア３７に噛合する。該駆動
ギア３７の駆動により、前記回動部３０が回転される。
該回動部３０は前記発光部２６から射出されるレーザ光
線４１を反射して水平方向に変向するペンタプリズム３
９を有しており、該ペンタプリズム３９より前記レーザ
光線４１が水平方向に照射される。

【００３１】前記発光部２６より水平方向に２本の傾動
アーム３８，３８（一方は図示せず）が延出し、該２本
の傾動アーム３８，３８は直交し、それぞれ後述する前
記傾斜設定部３１，３１（一方は図示せず）に連結して
いる。

【００３２】該傾斜設定部３１について説明する。

【００３３】前記回転レーザ装置２３のケーシング４２
に取付けられた傾動モータ４３はギア列４４を介して傾
斜設定スクリュー４５に連結され、該傾斜設定スクリュ
ー４５にはスライドナット４６が螺合され、該スライド
ナット４６は前記傾動アーム３８の先端と係合してい
る。前記傾動モータ４３の駆動により前記ギア列４４を
介して前記傾斜設定スクリュー４５が回転され、前記ス
ライドナット４６が昇降し、前記傾動アーム３８を介し
て前記発光部２６が傾斜する。而して、２組の前記傾斜
設定部３１により前記発光部２６を任意な方向に傾斜設
定が可能となっている。

【００３４】又、前記発光部２６の傾斜角は該発光部２
６の下端に設けられた前記傾斜検出部３２により検出さ
れる。該傾斜検出部３２は直交する２の傾斜センサ４
７，４８と該傾斜センサ４７，４８からの出力信号を基
に前記発光部２６の傾斜を検出する傾斜量演算部（図示
せず）を具備している。前記傾動モータ４３は前記傾斜
検出部３２からの出力を基に駆動が制御される。又、傾
斜設定はパルス数に換算した角度で前記傾動モータ４３
を駆動することで達成される。

【００３５】次に、前記回転レーザ装置２３の光学系、
制御系について図４により説明する。

【００３６】前記発光部２６を説明する。

【００３７】発光素子であるレーザダイオード５１の光
軸上に、該レーザダイオード５１側からコリメータレン
ズ５２、孔開きミラー５３が順次配設され、前記レーザ
ダイオード５１から射出されるレーザ光線４１は前記コ
リメータレンズ５２により平行光束とされ、前記孔開き
ミラー５３を通って前記回動部３０へと射出される。前
記レーザダイオード５１は発光素子駆動部５５により発
光されるが、該発光素子駆動部５５により変調が掛けら
れ、前記レーザダイオード５１より発せられるレーザ光
線４１は他の外来光とは区別できる様になっている。

【００３８】前記回動部３０は前述した様に前記発光部
２６から入射されたレーザ光線４１を水平方向に射出走
査するものであり、前記発光部２６からのレーザ光線４
１の光軸を９０°変向する前記ペンタプリズム３９が前
記発光部２６の光軸を中心に回転自在に支持され、更に
前記走査モータ３６により前記駆動ギア３７、前記走査
ギア３５を介して回転される。又ペンタプリズム３９の
射出部分にはシリンダレンズ４０が設けてあり、鉛直方
向にビームを拡大して射出する。前記ペンタプリズム３
９の回転軸に関してエンコーダ５６を設ける。前記走査
モータ３６は走査制御部６１により回転速度、回転方向
等の駆動が制御される。

【００３９】前記エンコーダ５６はロータ５７と検出器
５８、回転カウント検出回路６８（図５参照）から構成
され、前記ロータ５７は基準位置を示すインデックス
（図示せず）が設けられたインクリメンタルエンコーダ
である。前記エンコーダ５６は前記インデックスが示す
基準位置からの出力をカウントすることで、基準位置か
らの角度を検出することができる。基準位置を示すイン
デックスは、回転するレーザ光線４１の照射方向と前記
ブーム５の中心線とが一致した時に、即ち前記レーザ光
線４１が前記ブーム５の中心線に一致した時、前記検出
器５８によって検出され、前記エンコーダ５６の検出す
る角度が０となる様に設けられている。前記検出器５８
の回転位置検出結果は、前記演算処理部１６に入力され
る。

【００４０】次に、反射光検出部６２について説明す
る。

【００４１】前記孔開きミラー５３の反射光軸上にコン
デンサレンズ６３、フォトダイオード等から成る受光器
６４を前記孔開きミラー５３側から順次配設し、前記受
光器６４が前記反射ミラー２５からの反射レーザ光線を
受光する様にし、前記受光器６４からの出力は反射光検
出回路６５に入力される。該反射光検出回路６５は、受
光検出回路６６（図５参照）、レーザ光線４１の受光信
号を検出する為の電気的フィルタ（図示せず）、受光デ
ータ復調回路６７（図５参照）を具備しており、前記受
光器６４からの受光信号の内変調が掛けられたレーザ光
線を他の外来光から抽出して検出し、更に増幅等所要の
信号処理をして前記演算処理部１６に出力する。

【００４２】該演算処理部１６では前記反射光検出回路
６５からの信号、前記検出器５８からの信号に基づき前
記反射ミラー２５の方向を検出する。

【００４３】次に、図５に於いて、本建設機械制御シス
テムの制御系統について説明する。

【００４４】前記反射光検出回路６５は受光検出回路６
６、受光データ復調回路６７を具備し、前記受光器６４
からの出力により、前記受光検出回路６６は受光信号を
検出すると共に増幅などの所要の信号処理を行い、検出
信号を前記受光データ復調回路６７に出力する。該受光
データ復調回路６７では受光検出信号からレーザ光線４
１に関する信号を分離抽出し、前記演算処理部１６に入
力する。

【００４５】該演算処理部１６は入出力する信号の処理
を行うデータ処理部６９と、記憶部７２を有する演算部
７１から構成され、前記記憶部７２は前記施工データ２
０、演算プログラム７３、図示しない入力部から入力さ
れる作業指令データ、初期データ等を記憶する。尚、前
記記憶部７２はハードディスク等別途設けられた外部記
憶装置であってもよい。

【００４６】前記演算部７１は前記回転レーザ装置２３
から入力された信号、施工データ２０、演算プログラム
７３及びブーム角度検出エンコーダ１２、アーム角度検
出エンコーダ１３、バケット回転角度検出エンコーダ１
４、２軸傾斜センサ１５からのデータ、更に前記ＧＰＳ
装置１８から入力される位置信号に基づきバケット回転
角度検出エンコーダ１４の掘削方向、バケット刃先７ａ
の位置を演算する。演算結果は前記表示器１１に出力さ
れる。又、走査制御部６１への制御信号は前記演算部７
１からデータ処理を介して入力される。

【００４７】以下、図６〜図８により本実施の形態の作
動について説明する。

【００４８】図６中、７５は施工場所を示している。作
業は斜面に対してバケット７が正対した状態で行われ、
油圧ショベル１を移動しつつ作業が進行される。

【００４９】既知の点（Ｘ1 ，Ｙ1 ）に前記反射ミラー
２５が設けられた前記ポール２４を立設する。

【００５０】前記記憶部７２に前記反射ミラー２５の位
置（Ｘ1 ，Ｙ1 ,Ｚ1 ）を入力する。又、前記演算部７
１は前記ＧＰＳ装置１８によって測定された位置データ
（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）を取込む。該位置データを基に前
記油圧ショベル１の本体の基準位置が求められる。基準
位置は、例えば、前記回転レーザ装置２３の位置とす
る。

【００５１】前記反射ミラー２５の位置の座標と、前記
ＧＰＳ装置１８の測量データから前記反射ミラー２５と
油圧ショベル１との距離、前記反射ミラー２５に対する
油圧ショベル１の方向、前記反射ミラー２５の高さＺ1
とＧＰＳ装置１８によって測定された高さＺ2 （前記回
転レーザ装置２３の高さ）との高低差が演算される。高
さの差（レーザ光線４１の照射方向の傾斜）が所定値以
上の場合は、前記回転レーザ装置２３から照射されるレ
ーザ光線４１の照射面の傾きを前記反射ミラー２５に向
ける様に傾ける。

【００５２】前記回転レーザ装置２３によりレーザ光線
４１を回転照射して前記反射ミラー２５を検出し、前記
回転レーザ装置２３により前記反射ミラー２５の方向を
検出する。

【００５３】この方向検出について図８により更に説明
する。

【００５４】前記回転レーザ装置２３を駆動し、レーザ
光線４１を回転照射する。前記傾斜設定部３１を駆動
し、回転照射面の傾斜を演算により求めた傾斜値に設定
する。前記回転レーザ装置２３が前記反射光検出部６２
により前記反射ミラー２５からの反射光を受光すると前
記演算処理部１６は前記回転カウント検出回路６８から
の信号を読みとり、角度を検出する。

【００５５】前記した様に前記エンコーダ５６の出力す
る０角度は、前記ブーム５の中心線と合致した方向であ
る。従って、前記エンコーダ５６の検出角は前記ブーム
５の回動中心と前記反射ミラー２５とを結ぶ線と前記ブ
ーム５の中心線とが成す角度となる。

【００５６】前記反射ミラー２５に対する前記油圧ショ
ベル１の方位に、前記エンコーダ５６が検出した角度を
加算することで、前記ブーム５の絶対方位、即ちバケッ
ト７の掘削方向の絶対方位が求められる。

【００５７】次に、（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）地点での、前
記バケット刃先７ａの絶対位置（座標（Ｘ3 ，Ｙ3 ，Ｚ
3 ））を求める。先ず、前記油圧ショベル１を基準とし
た、即ち前記ブーム５の回動中心を基準とした前記バケ
ット刃先７ａの位置を求める（図９参照）。

【００５８】前記ブーム角度検出エンコーダ１２、アー
ム角度検出エンコーダ１３、バケット回転角度検出エン
コーダ１４が検出する各角度データθ1 ，θ2 ，θ3 、
及び前記ブーム５の回動中心の位置（機械高）、該ブー
ム５の長さ、アーム６の長さ、バケット７の回転中心か
らバケット刃先７ａ迄の距離に基づき前記油圧ショベル
１の基準位置（例えば前記ＧＰＳ装置１８の位置）に対
する前記バケット刃先７ａの位置が演算される。

【００５９】本体基準位置に対する該バケット刃先７ａ
の位置と前記ＧＰＳ装置１８で測定された本体基準位置
（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）から前記バケット刃先７ａの位置
（Ｘ3 ，Ｙ3 ，Ｚ3 ）が演算される。

【００６０】前記記憶部７２から本体基準位置（Ｘ2 ，
Ｙ2 ，Ｚ2 ）での施工データが読出され、読出されたデ
ータは前記バケット刃先７ａの位置（Ｘ3 ，Ｙ3 ，Ｚ3
）と共に前記表示器１１に表示される。表示方法は、
数値で表示する或は地形と油圧ショベル１を重合してイ
メージ表示する等、オペレータが容易に認識できる様に
する。

【００６１】オペレータは前記表示器１１に表示された
内容に基づき掘削作業の内容を容易に認識することがで
き、勘に頼ることなく、確実且つ正確に作業を進行でき
る。

【００６２】上記実施の形態では、方向検出装置として
回転レーザ装置２３を使用したが、方向検出装置として
ジャイロを使用し、回転レーザ装置２３を方向補正装置
として使用してもよい。

【００６３】該回転レーザ装置２３により、油圧ショベ
ル１の方向（掘削方向）を検出し、この検出した方向に
基づき前記ジャイロの設定を行う。その後は前記ジャイ
ロにより継続的に前記油圧ショベル１の方向を検出し、
検出した結果を基に掘削方向、前記バケット刃先７ａの
位置を演算して前記表示器１１に施工データと共に前記
バケット刃先７ａの位置を表示する。

【００６４】その後定期的に、前記回転レーザ装置２３
を駆動し、前記反射ミラー２５を検出して方向を演算
し、演算した結果を基に前記ジャイロが検出する方向を
補正する。従って、該ジャイロの累積誤差を解消するこ
とができる。又、該ジャイロと回転レーザ装置２３とを
併用することで、前記油圧ショベル１と反射ミラー２５
間に障害物が存在し、前記回転レーザ装置２３が反射ミ
ラー２５からの反射光を受光できない様な状況であって
も、作業を支障なく継続できる。

【００６５】尚、制御対象とする建設機械は、前記油圧
ショベルに限らずブルドーザ等種々の建設機械に対応可
能である。

【００６６】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、建設機
械の正確な施工方向が得られ、而も累積誤差を生じない
ので、施工方向の確認、補正の為に作業を中断する必要
がなく、長時間に亘る連続作業が可能であり、作業能率
が大幅に向上するという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す側面図である。

【図２】同前実施の形態の平面図である。

【図３】該実施の形態に使用される回転レーザ装置の立
断面図である。

【図４】該回転レーザ装置の要部ブロック図である。

【図５】本発明の実施の形態の要部ブロック図である。

【図６】本発明の実施の形態に於ける施工説明図であ
る。

【図７】同前実施の形態に於ける作業フローチャートで
ある。

【図８】同前実施の形態に於ける作業の部分フローチャ
ートである。

【図９】バケット刃先の位置を求める場合の説明図であ
る。

【図１０】従来例の側面図である。

【図１１】該従来例のブロック図である。

【図１２】他の従来例の側面図である。

【図１３】他の従来例ブロック図である。

【符号の説明】

１ 油圧ショベル ５ ブーム ６ アーム ７ バケット ７ａ バケット刃先 １１ 表示器 １２ ブーム角度検出エンコーダ １３ アーム角度検出エンコーダ １４ バケット回転角検出エンコーダ １５ ２軸傾斜センサ １６ 演算処理部 １８ ＧＰＳ装置 １９ ジャイロ ２０ 施工データ ２３ 回転レーザ装置 ２５ 反射ミラー ７２ 記憶部 ７３ 演算プログラム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 施工具の相対的位置を電気信号として検
   出する建設機械と、建設機械の位置を検出するＧＰＳ装
   置と、レーザ光線を照射し反射光から既知点の方向を検
   出する回転レーザ装置と、前記ＧＰＳ装置からの位置デ
   ータと、前記回転レーザ装置によって検出された方向デ
   ータと、前記施工具の相対的位置データに基づき施工具
   先端の位置を演算する演算処理部とを具備したことを特
   徴とする建設機械制御システム。
2. 【請求項２】 施工具を有する建設機械と、建設機械の
   位置を検出するＧＰＳ装置と、レーザ光線を照射すると
   共に既知点からの反射光を検出して建設機械の方向を検
   出する回転レーザ装置と、建設機械基準位置に対する施
   工具の先端相対位置を検出する検出手段と、前記ＧＰＳ
   装置からの位置データと、前記回転レーザ装置によって
   検出された方向データと、前記検出手段の検出結果とに
   基づき施工具先端の位置を演算する演算処理部とを具備
   したことを特徴とする建設機械制御システム。
3. 【請求項３】 施工具を有すると共に関節を有する作業
   腕と、各関節に設けられた相対変位検出器と、ＧＰＳ装
   置とを具備する建設機械に於いて、レーザ光線を照射す
   ると共に既知点からの反射光を検出して建設機械の方向
   を検出する回転レーザ装置と、前記相対変位検出器と、
   前記ＧＰＳ装置からの位置データと、前記回転レーザ装
   置によって検出された方向データと、前記相対変位検出
   器の検出結果とに基づき施工具先端の位置を演算する演
   算処理部を具備したことを特徴とする建設機械制御シス
   テム。
4. 【請求項４】 施工データを有する記憶部を更に有し、
   前記演算処理部は演算し求めた施工具先端の位置と施工
   データとを対比させる請求項１、請求項２、請求項３の
   内いずれか１つの建設機械制御システム。
5. 【請求項５】 施工具を有する建設機械と、建設機械の
   位置を検出するＧＰＳ装置と、レーザ光線を照射すると
   共にレーザ光線の照射方向を傾斜する傾斜機構を有し、
   既知点からの反射光を検出して建設機械の方向を検出す
   る回転レーザ装置と、前記ＧＰＳ装置からの位置データ
   と、前記既知点のレーザ光線反射位置とに基づき前記回
   転レーザ装置が既知点からの反射光を受光する様レーザ
   光線の照射方向を傾斜させることを特徴とする建設機械
   制御システム。
6. 【請求項６】 ジャイロを更に具備し、該ジャイロによ
   り検出された方向に基づき施工位置が演算され、前記回
   転レーザ装置によって検出した結果に基づきジャイロの
   方向補正を行う請求項１から請求項５の内いずれか１つ
   の建設機械制御システム。