JP2005001847A - 作業機械の表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非作業状態から作業状態に移行する際に表示を迅速に切り換える。
【解決手段】作業時には、ディスプレイ７にモーメントリミッタ画面を表示する。非作業時に、モーメントリミッタ画面以外（例えばメニュー画面）を表示しているとき、レバー操作検出器４により操作レバーの操作が検出されると、コントローラ５０からの制御信号によりディスプレイ７の表示をモーメントリミッタ画面に自動的に切り換える。これにより作業開始時の画面表示の切換操作が不要となる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画面表示を切換可能な作業機械の表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、作業機械の性能向上および多機能化に伴い、作業機械からは多種多様の複数の情報が得られるが、全ての情報をモニタに表示するのは煩雑であるため、必要な情報を選択的に表示するようにしている。この種の表示装置として、クレーンの仕様を入力する画面と、クレーンの仕様を表示する画面とを切換可能な表示装置が知られている（例えば特許文献１参照）。また、クレーンの作業状態を検出し、その作業状態が予め設定した緊急表示条件に該当した場合に、所定の表示画面に強制的に切り換えるものもある（例えば特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３１３６１１０号公報
【特許文献２】
特開２００１−３９６７６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１記載の装置では、オペレータの切換操作により表示画面が切り換えられる。また、上記特許文献２記載の装置においても、作業状態が予め設定した緊急条件に該当しない場合には、オペレータの切換操作により表示画面が切り換えられる。そのため、作業時に表示すべき画面以外を表示し、作業を中断しているとき、作業を開始する際には、切換操作により画面表示を切り換える必要があり、迅速な作業開始に支障を来すという問題がある。
【０００５】
本発明は、迅速な作業開始が可能となる作業機械の表示装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による作業機械の表示装置は、作業時に表示すべき作業情報を表示するための画像信号および他の情報を表示するための画像信号をそれぞれ生成する画像信号生成手段と、画像信号生成手段で生成された画像信号に基づき作業時に表示すべき作業情報または他の情報を選択的に表示するモニタ装置と、作業開始を検出する作業開始検出手段と、モニタ装置に他の情報が表示されているとき、作業開始検出手段により作業開始が検出されると、作業時に表示すべき作業情報を表示するように表示を切り換える表示制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図７を参照して本発明による作業機械の表示装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明が適用されるタワークレーンの構成を示す外観側面図である。タワークレーンは、走行体１１１と、走行体１１１上に旋回可能に搭載される旋回体１１３と、旋回体１１３の先端部に回動可能に軸支されたブーム１１４およびブーム１１４の先端部に回動可能に軸支されたジブ１１５からなるフロントアタッチメント１１６とを有する。１１７はカウンタウエイトである。
【０００８】
旋回体１１３には主巻ドラム１０３ａと、補巻ドラム１０３ｂと、第３ドラム１０３ｃが搭載されている。主巻ドラム１０３ａには主巻ロープ１１８が巻回され、主巻ロープ１１８はブーム先端部を経由して主フック１２０に接続されている。補巻ドラム１０３ｂには補巻ロープ１１９が巻回され、補巻ロープ１１９はジブ先端部を経由して補フック１２１に接続されている。主巻ドラム１０３ａを駆動すると主巻ロープ１１８が巻き取りまたは繰り出され、主フック１２０が昇降する。補巻ドラム１０３ｂを駆動すると補巻ロープ１１９が巻き取りまたは繰り出され、補フック１２１が昇降する。ドラム１０３ａ〜１０３ｃの駆動指令は、各ドラム１０３ａ〜１０３ｃに対応して設けた操作レバーから出力され、操作レバーの操作に応じてドラム１０３ａ〜１０３ｃが駆動する。
【０００９】
図２は、本実施の形態に係わる表示装置の構成を示すブロック図である。コントローラ５０には、旋回体１１３に対するブーム角度およびブーム１１４に対するジブ角度をそれぞれ検出する角度検出器１と、吊り荷重を検出する荷重検出器２と、ドラム１０３ａ〜１０３ｃの回転の有無をそれぞれ検出するドラム回転検出器３と、操作レバーの操作を検出するレバー操作検出器４と、オペレータの操作により各種指令を入力する入力装置５と、ドラム駆動用圧油の供給を停止する電磁比例弁６と、作業情報を表示するディスプレイ７と、スピーカ８と、周辺監視用のカメラ９とが接続されている。荷重検出器２は、例えば起伏ロープ張力を検出するロードセルであり、この張力検出値から吊り荷重を求める。レバー操作検出器４は、例えば操作レバーの操作により発生するパイロット圧を検出する圧力センサであり、この圧力検出値によりレバー操作を検出する。なお、他の構成によってもレバー操作を検出することができる。入力装置５は矢印キー５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄと、リターンキー５ｅと、キャンセルキー５ｆとを有する。
【００１０】
図３はコントローラ５０内の構成を示すブロック図である。コントローラ５０は、ＣＰＵ６１と、各種プログラムやクレーンの仕様に応じた定格荷重曲線（限界作業半径と限界荷重の関係）、ブーム１１４やジブ１１５の回動可能範囲等を記憶するＲＯＭ６２と、ＲＡＭ６３と、検出器１〜４からの信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器６５と、入力装置５からの信号を入力するための入力インターフェース６４とからなるシングルチップマイコン６０を有するとともに、オペレータの設定する各種仕様値を記憶する不揮発性のＥＥＰＲＯＭ５３、シングルチップマイコン６０からの信号により画像信号を生成する表示部５２、画像信号をディスプレイ７に出力するための出力インターフェース５１、および電磁比例弁６へ信号を出力する増幅器５４を有する。
【００１１】
ＣＰＵ６１は、角度検出器１および荷重検出器２からの信号に基づいて、実作業半径とフック１２０，１２１に吊り下げられた吊り荷の実荷重を演算するとともに、その作業半径における限界荷重に対する実荷重の比（負荷率）を演算する。そして、負荷率が所定値α（例えば１００％）以上になると電磁比例弁６に制御信号を出力し、ドラム１０３ａ〜１０３ｃの駆動を停止する。これによりクレーンに作用する負荷が制限され、クレーンの転倒が防止される。すなわち、コントローラ５０は過負荷防止装置（モーメントリミッタ）としての機能を有する。さらにコントローラ５０では、以下のような画像表示処理を実行し、ディスプレイ７の画像を制御する。
【００１２】
図４は、メイン電源オン後のコントローラ５０内での表示処理の一例を示すフローチャートである。なお、ＥＥＰＲＯＭ５３には、予めオペレータが実機に合わせて設定したクレーンの仕様、具体的にはブーム１１４やジブ１１５の有無、長さ、ドラム１０３ａ〜１０３ｃとフック１２０，１２１との対応関係や、クレーンの仕様に応じた定格荷重曲線等が記憶されている。
【００１３】
図４において、まず、ステップＳ１で、ＥＥＰＲＯＭ５３に記憶された各種設定値を読み込む。次いで、ステップＳ２で各検出器１〜４からの信号を読み込む。ステップＳ３では、モーメントリミッタ画面の表示モードを判定する。ここで判定される表示モードは、主フック１２０による主吊り作業を表示する主吊り表示モード、または補フック１２１による補吊り作業を表示する補吊り表示モードであり、入力装置５の矢印キー５ｃが操作されると主吊り表示モードと判定され、矢印キー５ｄが操作されると補吊り表示モードと判定される。なお、電源オン直後の初期状態では、主吊り表示モードに設定される。
【００１４】
ステップＳ３で主吊り表示モードと判定されるとステップＳ４に進み、所定の画像信号を生成し、主吊り用のモーメントリミッタ画面（主吊り画面）をディスプレイ７に表示する。モーメントリミッタ画面は、設定された作業範囲および作業状態に基づいて車体姿勢や吊り荷荷重、負荷率等を表示する画面であり、画面表示の一例（主吊り画面）を図５に示す。ディスプレイ７にはクレーンのイラスト２０１および主フック１２０のイラスト２１０が表示されるとともに、このイラスト２０１，２１０に対応して各種設定値，検出値，および限界値がそれぞれ表示される。すなわち、表示部２０７に主フック１２０の高さ検出値が、表示部２０８にブーム角度検出値が、表示部２０９に実作業半径が、表示部２１１に実吊り荷重が、表示部２１２に限界荷重が、表示部２１３にジブ角度検出値が、表示部２１４にブーム長さ設定値が、表示部２１５にジブ長さ設定値がそれぞれ表示される。
【００１５】
また、イラスト２０１上には、ドラム１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃの位置に対応してそれぞれドラムのイラスト２０２，２０３，２０４が表示される。イラスト２０２には主巻ドラム１０３ａを表す「Ｆ」が、イラスト２０３には補巻ドラム１０３ｂを表す「Ｒ」が、イラスト２０４には第３ドラム１０３ｃを表す「３」がそれぞれ表示される。なお、図５では、時計２２１、エンジン回転数メータ２２２、負荷率メータ２２３も併せて表示されている。
【００１６】
一方、ステップＳ３で補吊り表示モードと判定されるとステップＳ５に進み、補吊り用のモーメントリミッタ画面（補吊り画面）を表示する。なお、図示は省略するが、この場合には、主フック１２０のイラスト２１０の代わりに補フック１２１のイラストが表示される。
【００１７】
次いで、ステップＳ６でリターンキー５ｅの操作によりメニュー画面の表示指令が出力されたか否かを判定する。ステップＳ６が肯定されるとステップＳ７に進み、否定されるとリターンする。ステップＳ７では、図６に示すようなメニュー画面１０００を主吊り画面または補吊り画面上にポップアップ表示する。メニュー画面１００には、「モーメントリミッタ」、「作業状態設定」、「点検」、「作業範囲制限」、「荷重表」、「時計調整」、「取扱説明」などのメニュー項目が表示される。このメニュー画面１０００を見ながらオペレータは矢印キー５ａ，５ｂを操作してカーソルを移動し、メニュー項目を選択する。そして、リターンキー５ｅを操作し、選択を決定する。なお、図６では「モーメントリミッタ」が選択されている。
【００１８】
次のステップＳ８では、レバー操作検出器４からの信号を読み込み、レバー操作の有無を判定する。ステップＳ８でレバー操作ありと判定されるとステップＳ１に戻る。これによりメニュー画面１０００が消去され、ディスプレイ７にモーメントリミッタ画面（図５）が表示される。ステップＳ８でレバー操作なしと判定されるとステップＳ９に進む。ステップＳ９では、リターンキー５ｅの操作によりいずれのメニュー項目が選択されたかを判定する。「モーメントリミッタ」の選択と判定されるとステップＳ１に戻り、それ以外の選択と判定されるとステップＳ１０に進む。
【００１９】
ステップＳ１０では、選択されたメニューに応じた画面表示処理を行う。この場合、「作業状態設定」が選択されると、モーメントリミッタを作動するために必要なクレーン本体の仕様、ブーム１１４やジブ１１５の有無，長さ等のフロント関係の仕様を確認、設定するための作業状態設定画面を表示する。「点検」が選択されると、クレーン各部の点検箇所および点検項目を確認するための点検画面を表示する。「作業範囲制限」が選択されると、吊り上げ荷重、作業半径、ブーム１１４またはジブ１１５の先端高さ、ブーム角度についての任意の制限値を確認、設定するための作業範囲設定画面を表示する。「荷重表」が選択されると、作業状態設定画面で設定されたフロント仕様のクレーン性能（作業半径、ブーム角度、定格総荷重、ブーム高さ）を確認するための荷重表画面を表示する。「時計調整」が選択されると、内蔵時計の日付と時刻を設定するための時計調整画面を表示する。「取扱説明」が選択されると、表示装置の使用方法を説明するための取扱説明画面を表示する。
【００２０】
取扱説明画面の一例を図７に示す。図７では取扱説明の目次が表示されている。この画面表示を見ながらオペレータは矢印キー５ａ，５ｂを操作してカーソルを移動し、目次を選択した後、リターンキー５ｅを操作し、選択を決定する。これにより目次に対応した画面（不図示）に表示が切り換わる。
【００２１】
以上の表示処理の後、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１ではキャンセルキー５ｆが操作されたか否かを判定し、肯定されるとステップ１に戻る。これによりディスプレイ７にモーメントリミッタ画面が表示される。一方、ステップＳ１１が否定されるとステップＳ１２に進み、レバー操作検出器４からの信号を読み込んでレバー操作の有無を判定する。レバー操作なしと判定されるとステップＳ１０に戻り、上述したメニュー選択に応じた表示処理を繰り返す。すなわち、メニュー画面で「モーメントリミッタ」以外が選択され、かつ、キャンセルキー５ｆが非操作のときは、ステップＳ１０〜ステップＳ１２を繰り返し、レバー操作の有無を常時判定する。ステップＳ１２でレバー操作ありと判定されるとステップＳ１に戻る。これによりディスプレイ７にモーメントリミッタ画面が表示される。
【００２２】
本実施の形態の動作をより具体的に説明する。
電源オン後、ディスプレイ７には図５に示すようなモーメントリミッタ画面が表示される（ステップＳ４）。モーメントリミッタ画面には車体姿勢、吊り荷重、負荷率等の作業情報が表示されるが、これらは作業時に表示すべき情報、すなわち、作業時に数値が変化する情報であり、オペレータはモーメントリミッタ画面を表示させた状態で作業を行う。これによりオペレータは必要な作業情報を把握することができ、安全かつ効率的に作業を行うことができる。作業時に、負荷率が所定値以上になると、あるいは車体姿勢が所定の作業範囲を超えると、過負荷防止装置が作動し、ドラム１０３ａ〜１０３ｃが自動停止する。これによりクレーンの転倒や周囲の障害物との接触を防ぐことができる。この場合、スピーカ８からは警報が発生する。
【００２３】
非作業時に、例えば取扱説明を参照するときは、リターンキー５ｅを操作してメニュー画面１０００を表示させ、メニュー項目の中から取扱説明を選択する。これによりディスプレイ７には図７に示すような取扱説明画面が表示される（ステップＳ１０）。取扱説明画面を閲覧中に、オペレータがレバー操作を行うと、画面表示がモーメントリミッタ画面に切り換わる（ステップＳ１２→ステップＳ４）。これにより入力装置５（キャンセルキー５ｆ）を操作することなく、即座に表示を切り換えることができ、迅速な作業開始が可能となる。また、メニュー画面１０００を表示しているときにレバー操作を行った場合も、同様に画面表示がモーメントリミッタ画面に切り換わる（ステップＳ８→ステップＳ４）。なお、レバー操作により作業を開始するのではなく、非作業状態を継続したまま、表示のみをモーメントリミッタ画面に切り換える場合は、キャンセルキー５ｆを操作する。作業時に数値が変化しない画面として、例えば設定値の入力や設定値の確認等をする画面を表示中にレバー操作が行われれた場合も、同様に画面表示がモーメントリミッタ画面に切り換わる。
【００２４】
以上の実施の形態によれば、非作業時にモーメントリミッタ画面以外をディスプレイ７に表示させている状態において、操作レバーの操作により作業開始を検出すると、画面表示をモーメントリミッタ画面に切り換えるようにした。これにより非作業状態から作業状態に移行する際の入力装置５による表示切換操作が不要となり、迅速な作業開始が可能となる。また、非作業状態において、緊急に作業を行う必要が生じた場合等に、画面表示の切換遅れにより作業開始が遅れることを防止することができ、安全性も高まる。
【００２５】
レバー操作に連動して画面表示を切り換えるので、作業開始操作と同時に画面表示が切り換わる。したがって、クレーンが動作する直前、またはクレーンの動作と同時に表示が切り換わり、オペレータはクレーンの動作を的確に把握することができる。この点、クレーンが所定状態に動作したことを検出してから（例えばブーム角度が所定値になった後）表示を切り換えたのでは、表示が切り換わった時点で既にクレーンが動作しており、画面表示に基づくオペレータの判断が遅れがちとなる。
【００２６】
なお、上記実施の形態では、モーメントリミッタ画面以外を表示中に、レバー操作が検出されると画面表示を切り換えるようにしたが、モーメントリミッタ画面以外を表示中であっても、特定の画面、例えば点検画面が表示されているときは、画面表示の切換を禁止してもよい。すなわち点検作業は、点検画面を見ながら操作レバーを動かすことがあるため、点検画面を表示中にレバー操作が検出されても画面表示が切り換わらないように表示制御手段を構成することが好ましい。
【００２７】
また、上記実施の形態では、レバー操作の有無により作業開始を検出するようにしたが、作業開始検出手段の構成はこれに限らない。例えばドラム１０３ａ〜１０３ｃの回転を検出し、ドラム１０３ａ〜１０３ｃの回転開始時に作業開始を検出するようにしてもよい。駆動指令検出装置としてレバー操作検出器４を用いたが、操作レバー以外により駆動指令を出力するものにあっては、駆動指令が発生したとき作業開始であると判定すればよい。レバー操作の開始時に、作業時に表示すべき作業情報を表示するのであれば、画面表示は実施の形態のものに限らない。すなわち、画像信号生成手段が生成する画像信号に基づく画面表示は、図５のモーメントリミッタ画面以外であってもよい。
【００２８】
上記実施の形態は、複数の吊り具を有するタワークレーンに適用したが、タワークレーン以外のクレーンや、油圧ショベル等、他の作業機械にも本発明を同様に適用することができる。すなわち、作業用アクチュエータはドラム１０３ａ〜１０３ｃ以外でもよく、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の表示装置に限定されない。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、作業時に表示すべき作業情報以外の情報がモニタ装置に表示されているときに、作業開始が検出されると、作業時に表示すべき作業情報を表示するように表示を切り換えるようにしたので、オペレータによる画面表示の切換操作が不要となり、迅速な作業開始が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるタワークレーンの外観側面図。
【図２】本発明の実施の形態に係わる表示装置の構成を示すブロック図。
【図３】図２のコントローラ内の構成を示すブロック図。
【図４】本実施の形態に係わる表示装置を構成するコントローラ内での処理の一例を示すフローチャート。
【図５】本実施の形態に係わる表示装置による画面表示の一例（主吊り画面）を示す図。
【図６】本実施の形態に係わる表示装置による画面表示の別の例（メニュー画面）を示す図。
【図７】本実施の形態に係わる表示装置による画面表示のさらに別の例（取扱説明画面）を示す図。
【符号の説明】
４ レバー操作検出器 ５ 入力装置
７ ディスプレイ ５０ コントローラ
１０３ａ〜１０３ｃ ドラム

Claims (4)

1. 作業時に表示すべき作業情報を表示するための画像信号および他の情報を表示するための画像信号をそれぞれ生成する画像信号生成手段と、
   前記画像信号生成手段で生成された画像信号に基づき作業時に表示すべき作業情報または他の情報を選択的に表示するモニタ装置と、
   作業開始を検出する作業開始検出手段と、
   前記モニタ装置に前記他の情報が表示されているとき、前記作業開始検出手段により作業開始が検出されると、前記作業時に表示すべき作業情報を表示するように表示を切り換える表示制御手段とを備えることを特徴とする作業機械の表示装置。
2. 請求項１に記載の作業機械の表示装置において、
   前記作業開始検出手段は、作業用アクチュエータの駆動指令を検出する駆動指令検出装置であり、駆動指令の発生が検出されると作業開始を検出することを特徴とする作業機械の表示装置。
3. 請求項１または２に記載の作業機械の表示装置において、
   前記作業時に表示すべき作業情報は、少なくとも機械に作用する負荷に関する情報を含むことを特徴とする作業機械の表示装置。
4. 前記表示制御手段は、前記モニタ装置に点検時の情報が表示されているとき、前記作業開始検出手段により作業開始が検出されても表示を切り換えないことを特徴とする作業機械の表示装置。

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