JP2010037036A

JP2010037036A - 作業機械

Info

Publication number: JP2010037036A
Application number: JP2008200896A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Yanagihara; 好孝柳原; Takuya Gokyu; 卓哉後久; Kazuo Fujishima; 一雄藤島; Takayuki Komata; 貴之小俣; Hideto Ishibashi; 英人石橋; Kunitsugu Tomita; 邦嗣富田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Tokyu Construction Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Tokyu Construction Co Ltd
Priority date: 2008-08-04
Filing date: 2008-08-04
Publication date: 2010-02-18
Anticipated expiration: 2028-08-04
Also published as: JP5145159B2

Abstract

【課題】作業機械の足場環境が悪い場合にも、把持物を、円滑かつ安全に把持し移動することができる作業機械を提供する。
【解決手段】フロント作業腕１０１の先端に設けた把持装置１０によって対象物を把持移動させる作業機械において、把持すべき対象物の重量及び材質を検出し、それに応じて把持装置１０の最適な把持力、及びフロント作業腕１０１の動作速度を演算し、この演算値に基づいて、把持装置１０による対象物の把持力、
及び対象物を把持したフロント作業腕１０１の動作速度を制御する制御ユニット２２を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、廃棄物等の対象物を把持する作業機械に係り、特に建設系廃棄物処理における不定形の廃棄物を把持することができる作業機械に関する。

ビル等の解体においては、例えば、コンクリート塊や鋼材のようなある程度大きな力で掴んでも割れることがない廃棄物や、木材やプラスティックのような強い力で掴んでしまうと破壊してしまう廃棄物が混在して排出される。

これらの廃棄物はリサイル可能な物とそうでない物とに分別されるが、この分別作業は、例えば、油圧ショベルにおけるフロント作業機の先端に装設したバケットを、小割り機，グラップル等の把持装置に交換した作業機械によって行われている。

この作業機械による把持装置によって、前述した各種の廃棄物を把持するに際して、作業中に、把持対象物が変わる場合には、把持対象物に応じてオペレータが把持力を設定できるようするものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−２０６２９１号公報

しかしながら、上記の作業機械による作業現場は、解体されるビルの階上やスクラップヤードであったりして、足場が悪くまた狭隘な現場であることが多い。このような現場において、作業機械の把持装置で例えば、コンクリート塊を適当な場所に移動しようとする場合、その塊が非常に重い重量であったりすると、それを支える作業機械の車体もコンクリート塊や足場の影響により、大きくバランスを崩す場合がある。特に、ビルの階上で作業をする場合は、階下へ通じる穴等があるため、機械がバランスを崩して作業することは非常に危険が伴う。また、把持物の把持移動の途中で把持力が緩んで、把持物を地面に落下させると、大きな騒音や振動が生じ、また周囲の作業員にも危険が伴う。更に、把持物を地面に落下させた場合、把持物が破損し粉々になることがある。この場合、その回収作業に多大な時間と労力を要してしまうという憾みがある。

本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、作業機械の足場環境が悪い場合にも、把持物を、円滑かつ安全に把持し移動することができる作業機械を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、走行体と、この走行体上に設けた旋回体と、この旋回体に装設され、操作レバーの操作信号により作動する多関節型のフロント作業腕と、このフロント作業腕の先端に設けられ、操作レバーの操作信号により作動する把持装置を備え、この把持装置によって対象物を把持移動させる作業機械において、前記把持装置によって把持された対象物の荷重を計測する荷重検出装置と、前記対象物を撮像する撮像装置と、前記把持装置の把持力を制御する把持力制御装置と、前記撮像装置からの撮像を取込み、前記対象物の性状を演算する対象物性状演算手段と、前記荷重検出装置からの検出信号を取込み、前記対象物の重量を演算する対象物重量演算手段と、前記対象物性状演算手段によって演算された前記対象物の材質及び前記対象物重量演算手段によって演算された前記対象物の重量値より前記フロント作業腕の最大動作速度と前記把持装置による把持力を演算するハンドリング計画演算手段と、前記ハンドリング計画演算手段によって演算された最大動作速度内に前記フロント作業機の動作速度を制限するように前記操作レバーの指令信号を出力する信号生成演算手段と、前記ハンドリング計画演算手段によって生成された最大把持力内に前記把持装置による最大の把持力を制限するように前記把持力制御装置に把持力指令信号を出力する把持力制御演算手段とを有する制御ユニットとを備える。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記対象物性状演算手段は、画像ピックアップ器により選定された一点の画像上の座標値より前記作業機械を中心とした三次元座標系における座標値を演算するとともに、撮像の色彩により前記対象物の材質を演算する。

更に、第３の発明は、第２の発明において、前記ハンドリング計画演算手段は、前記対象物性状演算手段からの対象物の位置座標値に基づいて前記把持装置の最適な移動軌跡、移動速度を演算する移動軌跡演算部と、前記対象物性状演算手段によって演算された前記対象物の材質と前記対象物重量演算手段によって演算された前記対象物の重量値とを予め記憶した特性線に照合して、前記対象物に対する前記フロント作業腕の最大動作速度と前記把持装置による把持力を演算する把持操作演算部とを備える。

また、第４の発明は、第３の発明において、前記信号生成演算手段は、自動動作指示スイッチからの指令信号に基づいて、前記ハンドリング計画演算手段の移動軌跡部で演算した前記把持装置における前記対象物への最適な移動軌跡、移動速度を、前記フロント作業腕にその動作指令信号として出力する。

本発明によれば、把持すべき対象物の重量及び材質を検出し、それに応じて把持装置の最適な把持力、及びフロント作業腕の動作速度を演算し、この演算値に基づいて、把持装置及びフロント作業腕を制御するようにしたので、不意に誤って過度に操作レバーを操作することにより車体が振動して把持物を落下させたり、操作レバーの過大な操作により動的なバランスを崩して車体が傾いてしまうことを防止することができ、また、把持対象物の無用な破壊を防止することができる。その結果、対象物の移送作業時の安全性がさらに向上し、また、把持対象物の把持仕分け作業の効率も向上する。

以下、本発明の作業機械の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１乃至図８は、本発明の作業機械の一実施の形態を示すもので、図１は本発明の作業機械の一実施の形態を示す正面図、図２は図１に示す本発明の作業機械の一実施の形態を構成する把持装置の正面図、図３は図１に示す本発明の作業機械の一実施の形態を構成する制御回路図、図４は本発明の作業機械の一実施の形態に用いられる操作レバー及び指令信号発生装置の構成を示す図、図５は本発明の作業機械の一実施の形態に用いられる操作レバーのレバー操作量と指令信号発生装置から出力される信号の関係を示す特性図、図６は図１に示す本発明の作業機械の一実施の形態を構成する制御ブロック図、図７は図１に示す本発明の作業機械の一実施の形態を構成する制御回路に用いられる把持物重量に対する最大レバー信号及び最大把持力との関係を示す特性図、図８は図１に示す本発明の作業機械の一実施の形態を構成する表示モニタの表示例図である。

図１において、作業機械１００においては、油圧ショベルをベースとしたもので、その走行体１には旋回体２が旋回可能に取り付けられている。旋回体２の前部には運転室３が取り付けられている。運転室３の後方にはエンジンおよび油圧ポンプを含む主要駆動装置４が設けられている。

旋回体２の前部には、多関節の腕を有するフロント作業腕１０１が取り付けられている。フロント作業腕１０１は、ブームシリンダ５により上下方向に揺動自在に旋回体２に取り付けられたブーム６と、ブーム６に連結されてアームシリンダ７により上下方向に揺動自在に取り付けられたアーム８と、アーム８の先端部分に連結されて作業具シリンダ９により上下方向に回動自在に取り付けられた作業具であるグラップル等の把持装置１０とを有している。

旋回体２には、作業機１００の前方及び作業機１００の前方に存在する廃棄物等の把持物Ａの形状、位置、姿勢を画像処理によって検出するカメラ７０が設置されている。このカメラ７０は、運転室３内の操作器によって上下、左右、旋回動可能である。

上述した把持装置１０の構成を図２を用いて説明する。
把持装置１０は、アーム８の先端に取り付けられる把持装置本体１１０と、先端側で対象物を把持できるように対向して設けられた把持爪１１１，１１２と、把持爪１１１，１１２を駆動するシリンダ１１３とを有する。把持爪１１１，１１２は、それぞれの後端を回動軸１１４，１１５を中心に回動可能に把持装置本体１１０に軸支されている。把持爪１１１と把持爪１１２とは、それぞれ回動軸１１４，１１５の後端近傍でリンク１１６を介して連結されている。このリンク１１６によって、それぞれの把持爪１１１，１１２は、回動軸１１４，１１５を中心に連動して回動するので、把持爪１１１，１１２の先端部で把持対象となる把持物Ａを把持および開放することができる。

次に、図１に示す本発明の作業機械の一実施の形態を構成する制御回路図を図３を用いて説明する。
図３において、図１と同符号のものは同一部分である。１１は旋回体２駆動用の油圧モータ、１２は右側の走行体１駆動用の油圧モータ、１３は左側の走行体１駆動用の油圧モータである。

１４〜１９、５１はそれぞれアーム操作用のシリンダ７、ブーム操作用のシリンダ５，把持装置操作用のシリンダ９、旋回体２駆動用の油圧モータ１１，右側の走行体１駆動用の油圧モータ１２、左側の走行体１駆動用の油圧モータ１３、把持装置開閉用のシリンダ１１３を駆動制御する流量制御弁で、これらの流量制御弁１４〜１９、５１は電気信号によって操作され、油圧ポンプ２０からの上記の各油圧機器に供給される圧油を切り換える。２１はリリーフ弁である。

２２はフロント作業腕１０１及び把持装置１０を制御する制御ユニットである。２３〜２８、４５はそれぞれアーム操作用のシリンダ７、ブーム操作用のシリンダ５、把持装置操作用のシリンダ９、走行体１駆動用の油圧モータ１２、１３、把持装置開閉用のシリンダ１１３を操作する操作レバーである。２９〜３４、４４はそれぞれ操作レバー２３〜２８、４５の操作信号を電気信号に変換して出力する指令信号発生装置で、これらの指令信号発生装置２９〜３４、４４からの操作レバー信号は、制御ユニット２２に出力される。

４１、４２はブーム操作用のシリンダ５のボトム及びロッド部の圧力を検出する圧力センサである。４３ａ、４３ｂ、４３ｃは、フロント作業腕１０１にそれぞれ設けたブーム角度センサ、アーム角度センサ、把持装置角度センサである、これらのセンサで検出された角度信号は、制御ユニット２２に出力される。５２は表示器で、この表示器５２には、圧力センサ４１、４２による検出値とブーム角度センサ４３ａ、アーム角度センサ４３ｂ、把持装置角度センサ４３ｃの検出値に基づいて制御ユニット２２内の重量演算手段（後述する）にて演算される把持物の重量値、及び後述する把持物性状演算手段による判定結果、例えば、把持物の材質、把持重量、把持力、フロント作業腕１０１の動作速度等を表示する。５３は制御ユニット２２内の把持重量演算手段（後述する）にて演算した重量値に応じて吹鳴するブザー、６０は把持装置１０の把持力を制御する把持制御装置である。

次に、前述した操作レバー２３〜２８、４５及びその指令信号発生装置２９〜３４、４４の構造の概略を図４を用いて説明する。
筐体８０内には、操作グリップ８１を付設した操作レバー８２が回動可能に設けられている。操作レバー８２の中心軸には、これと同軸に回転式のポテンショメータ８３が配されている。操作レバー８２のレバー操作量は、操作レバー８２の回動に応じてポテンショメータ８３の信号が上下することにより検出される。また、筐体８０内には、操作レバー８２を中立位置に復帰させるばね８４が備えられ、操作レバー８２を操作していないときは中立の状態に復帰する。また、筐体８０内には、操作レバー８２の左右方向の移動上限を規定するストッパ８５が設けられている。

上述した操作レバー２３〜２８、４５のレバー操作量と指令信号発生装置２９〜３４、４４から出力される信号の関係を図５より説明する。
操作レバー８２が中立の場合には、指令信号発生装置２９〜３４、４４は、電圧Ｖ０を出力する。一方、操作レバー８２が一方の最大操作量であるＳＬｍａｘだけ操作されると、電圧ＶＬが、他方の最大操作量であるＳＲｍａｘだけ操作されると、電圧ＶＲを出力する。

次に、前述した制御ユニット２２の構成を、図６を用いて説明する。この図６において、図１乃至図３に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略
する。
制御ユニット２２は、把持重量演算手段２２０、把持物性状演算手段２２１、ハンドリング計画演算手段２２２、信号生成演算手段２２３、把持力制御演算手段２２４、ブザー出力部２２５、及び表示出力部２２６を備えている。

把持重量演算手段２２０は、ブーム角度センサ４３ａ、アーム角度センサ４３ｂ、把持装置角度センサ４３ｃの検出値、及びブームボトム圧センサ４１、ブームロッド圧センサ４２の検出値を取り込み、予めその記憶部に記憶した旋回体２からのブーム６、アーム９、把持装置１０の長さ寸法、モーメント式に基づいて、把持装置１０によって把持している対象物Ａの重量を演算する。

把持物性状演算手段２２１は、カメラ７０から画像信号と、運転室３に設置された画像ピックアップ器７１によって、映し出された映像上の選定された画像上の座標値からの信号を取込み、把持装置１０によって把持しようとする把持物Ａの材質、形状、位置、姿勢等の性状を演算する。

把持物性状演算手段２２１での把持物Ａの把持材質は、例えば、カメラ７０から画像信号の色彩と予め記憶した例えばコンクリート、鋼材、アルミなどの軽金属、木材、プラスチックの色彩とを照合することにより、例えばコンクリート、鋼材、アルミなどの軽金属、木材、プラスチックであるかを演算する。また、把持物性状演算手段２２１での把持物Ａの形状、姿勢は、例えば、カメラ７からの映像信号を処理することにより、演算する。更に、把持物性状演算手段２２１での把持物Ａの位置は、三次元座標変換器により、画像ピックアップ器７１によって選定された一点の画像上の座標値を、作業機械１００を中心とした三次元座標系における座標値として演算する。

ハンドリング計画演算手段２２２は、把持物性状演算手段２２１で演算された把持物Ａの把持材質毎の操作レバー２３〜２８、４５の最大レバー信号と把持力を演算する把持操作演算手段２２２Ａと、把持物性状演算手段２２１によって演算された把持物Ａの形状、位置、姿勢等の性状の情報を取り込み、把持装置１０の移動軌跡を演算する移動軌跡演算手段２２２Ｂとを備えている。

把持操作演算手段２２２Ａは、対象物Ａの把持材質毎の操作レバー２３〜２８、４５の最大レバー信号と把持力を演算するために、図７に示すような各対象物Ａの把持物重量に対応した特性線を記憶する記憶部を有している。例えば、図７の（ａ）は、把持物がコンクリートの場合における最大レバー信号と把持力を、図７の（ｂ）は、把持物が鋼材の場合における最大レバー信号と把持力を、図７の（ｃ）は、把持物が軽金属の場合における最大レバー信号と把持力を、図７の（ｄ）は、把持物が木材の場合における最大レバー信号と把持力を、図７の（ｅ）は、把持物がプラスチックの場合における最大レバー信号と把持力を示している。なお、これらの図における実線は、最大レバー信号の特性線であり、点線は、把持力の特性線である。

把持操作演算手段２２２Ａは、把持重量演算手段２２０で演算された把持物重量値と、把持物性状演算手段２２１で演算されたコンクリート、鋼材、軽金属、木材、プラスチック等の把持物の材質とを、図７に示す特性線に照合する手順により、対象物Ａの把持材質毎の操作レバー２３〜２８、４５の最大レバー信号と把持力を演算する。

移動軌跡演算部２２２Ｂは、把持物性状演算手段２２１で演算された把持物Ａの作業機械１００を中心とした三次元座標系における座標値を取込み、把持装置１０を対象とする把持物Ａへの最適な移動軌跡を演算する。

信号生成手段２２３は、操作レバー２３〜２６からの操作レバー信号と、自動動作指示スイッチ７２からの信号と、ハンドリング計画演算手段２２２による演算結果からの信号に応じて流量制御弁１４〜１７への出力信号を生成する。

把持力制御演算手段２２４は、ハンドリング計画演算手段２２２で演算された把持力が最大把持力値となる制御信号を演算し、この制御信号を把持力制御装置６０への指令信号として出力する。把持力制御装置６０は、例えば、把持装置開閉用のシリンダ１１３の圧力検出器からの検出信号と、把持力制御装置６０からの指令信号とが一致するように、把持装置開閉用のシリンダ１１３への圧油給排用の把持力制御弁６１を制御する。

ブザー出力部２２５は、運転室３内に配置され、信号生成手段２２３からの信号に基づいて、把持作業時における把持重量が、作業機械１００の機械性能の限界付近の重量であった場合にブザー５３を吹鳴して操作者に注意を促し、作業時の安全性を高める。

表示出力部２２６は、図８に示すように、表示モニタ５２に、カメラ７０で撮像した画像５２ａの信号Ｖ、把持物Ａの材質５２ｂの信号Ｗ、把持重量５２ｃの信号Ｘ、把持力の大中小の度合５２ｄの信号Ｙ、及びフロント作業腕１０１の通常、低速、微速の度合５２ｅの信号Ｚを出力する。

次に、上述した本発明の作業機械の一実施の形態の動作を、特に図６及び図７を用いて説明する。
まず、把持物性状演算手段２２１において、カメラ７０と画像ポイント指示器７１とからの信号を取込み、把持装置１０によって把持しようとする把持物Ａの材質、形状、位置、姿勢等の性状を演算する。把持物性状演算手段２２１によって演算された把持物Ａの形状、位置、姿勢の情報は、ハンドリング計画演算手段２２２の移動軌跡演算部２２２Ｂに出力される。ハンドリング計画演算手段２２２の移動軌跡演算部２２２Ｂは、把持物Ａの形状、位置、姿勢の情報に基づいて、把持装置１０が把持すべき把持物Ａに対する最適な移動軌跡、動作速度を得るための演算値を演算する。この把持装置１０の最適な移動軌跡、動作速度の演算値は、信号生成演算手段２２３に出力される。また、把持物性状演算手段２２１は、把持物Ａの材質がコンクリート、鋼材、軽金属、木材、プラスチック等であるかを演算している。

この状態で、信号生成演算手段２２３に、自動動作指令スイッチからの自動動作指令信号が入力されると、信号生成演算手段２２３は、ハンドリング計画演算手段２２２の移動軌跡演算部２２２Ｂで演算された把持装置１０の最適な移動軌跡、動作速度の演算値に基づいて、アーム操作用のシリンダ７、ブーム操作用のシリンダ５，把持装置操作用のシリンダ９の流量制御弁１４〜１７を制御して、フロント作業腕１０１を動作させる。これにより、フロント作業腕１０１の先端の把持装置１０は、目標する把持物Ａに自動位置決めされる。この位置決め動作は終了すると、把持装置１０の自動軌跡移動動作は解除される。

ここで、自動動作指示がされている場合の動作条件としては、次の条件が揃った場合に設定されている。
（１）前回の把持物の把持に至るまでの自動動作が終了していること。
（２）画像ポイント指示器７１により、カメラ画像の一点が指示されていること。
（３）自動動作指示スイッチ７２がＯＮであること。

次に、図３に示す把持装置開閉用のシリンダ１１３を操作する操作レバー４５によって、把持物Ａを把持すると共に、操作レバー２３〜２６を操作して、フロント作業腕１０１を動作させ、把持物Ａを地切りさせる。

このときのブーム角度センサ４３ａ、アーム角度センサ４３ｂ、把持装置角度センサ４３ｃ、ブームボトム圧センサ４１、及びブームロッド圧センサ４２の検出値が、把持重量演算手段２２０に入力される。把持重量演算手段２２０は、これらの検出信号に基づいて把持物Ａの重量を演算する。

次に、ハンドリング計画演算手段２２２の把持操作演算部２２２Ａは、把持重量演算手段２２０で演算された把持物Ａの重量値と、把持物性状演算手段２２１で演算された把持物Ａの材質の例えば、コンクリート、鋼材、軽金属、木材、プラスチック等の情報とを取込み、この入力情報を図７に示す特性図に参照して、把持物Ａの特定した材質に対応した把持力と操作レバーの最大レバー信号を演算する。

例えば、把持物Ａがコンクリートであり、その重量が大きい場合には、図７の（ａ）の点線の右側に示すように、操作レバーの操作量は、フロント作業腕１０１が微速となるような最大レバー信号が選択され、また、把持装置１０による把持力は、図７の（ａ）の実線の右側に示すように、大きな把持力値が演算される。また、把持物Ａがコンクリートであり、その重量が小さい場合には、図７の（ａ）の点線の左側に示すように、操作レバーの操作量は、フロント作業腕１０１が高速となるような最大レバー信号が選択され、また、把持装置１０による把持力は、図７の（ａ）の実線の左側に示すように、小さな把持力値が演算される。

図７の（ｂ）に示すように把持物Ａが鋼材の場合、図７の（ｃ）に示すように把持物Ａが軽金属の場合、図７の（ｄ）に示すように把持物Ａが木材の場合、図７の（ｅ）に示すように把持物Ａがプラスチックの場合にも、各特性線に基づいて、フロント作業腕１０１を動作させる最大レバー信号、及び把持装置１０による把持力が選択される。

例えば、把持装置１０によって把持される把持物Ａが、大重量のコンクリートである場合、ハンドリング計画演算手段２２２の把持操作演算部２２２Ａによって演算された把持力値が、把持力制御演算手段２２４を介して把持力制御装置６０に出力されるので、把持力制御装置６０は、把持装置１０の把持力を、演算された大きな把持力に制御する。また、フロント作業腕１０１は、信号生成演算手段２２３からの微速信号によって移動制御される。すなわち、把持物Ａの重量が大きい場合は、操作レバー信号を小さくしてフロント作業腕１０１の動作速度を落として、ゆっくりと作業を行うよう制御される。

この結果、作業機械１００が足場影響が悪い現場に設置された状態で、大重量のコンクリートを他の位置に移動させるハンドリング作業を実行する場合においても、作業機械１００はバランスを崩すことなく、大重量のコンクリートを他の位置に移動させることができる。

また、プラスチックの把持物Ａをハンドリングする場合には、把持装置１０は把持物Ａのプラスチックを破砕させることなく把持し、フロント作業腕１０１によって、把持装置１０を通常の速度で移送することができる。

なお、上記のハンドリング作業中、表示モニタ５２には、把持物の重量が表示されて、操作者に把持重量を教示し、かつ把持物が非常に重く、把持するにおいて機械性能の限界付近の重量であった場合は、ブザー５３を吹鳴して操作者に注意が促され、作業時の安全性が高められている。また、表示モニタ５２には、ハンドリング計画演算手段２２２からの把持力値も表示されるようになっている。

上述した本発明の実施の形態によれば、把持物の重量及び材質、形状、位置、姿勢を検出し、それに応じて把持物の把持に至るまでの把持装置の最適な動作軌跡と把持姿勢、及び最適なフロント作業腕を最適な動作速度に制御でき、さらに把持力も制御するようにしたので、例えば、足場環境が悪い現場での作業により、不意に誤って過度に操作レバーを操作をすることにより、作業機械の車体が振動して把持物を落下させたり、操作レバーの過大な操作により、動的なバランスを崩して作業機械が傾いてしまうことを防止することができ、また、把持物の無用な破壊を防止することができる。

その結果、例えば廃棄物等の把持物を効率良くハンドリングすることができ、また、把持物を破損させることもないので、破砕粉砕した把持物の回収作業も不要になり、把持物を、円滑かつ安全に把持し移動することができ、その作業時の安全性を更に向上させ、また作業効率を向上させることができる。

なお、上述の実施の形態において、把持装置１０として、グラップルを例として説明したが、マグネットを用いたリフティングマグネット仕様機やコンクリート等の小割り機、ログフォークのような掴み具やその他種々のものにも、本発明を適用することができる。また、フロント作業機の角度を演算するためのブーム角、アーム角、グラップル角をそれぞれの検出値を用いて検出するように構成したが、フロント作業機の各フロント部材に傾斜角センサを備えて角度を検出するよう構成してもよい。また、把持物の材質を、図７に示すように、コンクリート、鋼材、アルミなどの軽金属、木材、プラスティックに特定したが、さらに他の材質を増やしてもよいし、場合によっては減らすことも可能である。

また、上述の実施の形態において、把持重量演算手段２２０と把持材質演算手段２２１を、制御ユニット２２に設けたが、それぞれ制御ユニット２２の外部に別途設置してもよい。また、把持物Ａの把持重量を演算する把持重量演算手段２２０の代わりに、把持装置１０に荷重検出器を設けることも可能である。

本発明の作業機械の一実施の形態を示す正面図である。図１に示す本発明の作業機械の一実施の形態を構成する把持装置の正面図である。図１に示す本発明の作業機械の一実施の形態を構成する制御回路図である。本発明の作業機械の一実施の形態に用いられる操作レバー及び指令信号発生装置の構成を示す図である。本発明の作業機械の一実施の形態に用いられる操作レバーレバー操作量と指令信号発生装置から出力される信号の関係を示す特性図ある。図１に示す本発明の作業機械の一実施の形態を構成する制御ブロック図である。図１に示す本発明の作業機械の一実施の形態を構成する制御回路に用いられる把持物重量に対する最大レバー信号及び最大把持力との関係を示す特性図である。図１に示す本発明の作業機械の一実施の形態を構成する表示モニタの表示例図である。

符号の説明

１００作業機械
１０１フロント作業腕
１０把持装置
２２制御ユニット

Claims

走行体と、この走行体上に設けた旋回体と、この旋回体に装設され、操作レバーの操作信号により作動する多関節型のフロント作業腕と、このフロント作業腕の先端に設けられ、操作レバーの操作信号により作動する把持装置を備え、この把持装置によって対象物を把持移動させる作業機械において、
前記把持装置によって把持された対象物の荷重を計測する荷重検出装置と、
前記対象物を撮像する撮像装置と、
前記把持装置の把持力を制御する把持力制御装置と、
前記撮像装置からの撮像を取込み、前記対象物の性状を演算する対象物性状演算手段と、前記荷重検出装置からの検出信号を取込み、前記対象物の重量を演算する対象物重量演算手段と、前記対象物性状演算手段によって演算された前記対象物の材質及び前記対象物重量演算手段によって演算された前記対象物の重量値より前記フロント作業腕の最大動作速度と前記把持装置による把持力を演算するハンドリング計画演算手段と、前記ハンドリング計画演算手段によって演算された最大動作速度内に前記フロント作業機の動作速度を制限するように前記操作レバーの指令信号を出力する信号生成演算手段と、前記ハンドリング計画演算手段によって生成された最大把持力内に前記把持装置による最大の把持力を制限するように前記把持力制御装置に把持力指令信号を出力する把持力制御演算手段とを有する制御ユニットと、を備えた
ことを特徴とする作業機械。
請求項１に記載の作業機械において、
前記対象物性状演算手段は、画像ピックアップ器により選定された一点の画像上の座標値より前記作業機械を中心とした三次元座標系における座標値を演算するとともに、撮像の色彩により前記対象物の材質を演算することを特徴とする作業機械。
請求項２に記載の作業機械において、
前記ハンドリング計画演算手段は、前記対象物性状演算手段からの対象物の位置座標値に基づいて前記把持装置の最適な移動軌跡、移動速度を演算する移動軌跡演算部と、前記対象物性状演算手段によって演算された前記対象物の材質と前記対象物重量演算手段によって演算された前記対象物の重量値とを予め記憶した特性線に照合して、前記対象物に対する前記フロント作業腕の最大動作速度と前記把持装置による把持力を演算する把持操作演算部とを備えたことを特徴とする作業機械。
請求項３に記載の作業機械において、
前記信号生成演算手段は、自動動作指示スイッチからの指令信号に基づいて、前記ハンドリング計画演算手段の移動軌跡部で演算した前記把持装置における前記対象物への最適な移動軌跡、移動速度を、前記フロント作業腕にその動作指令信号として出力することを特徴とする作業機械。