JP2012202062A - 油圧ショベルの較正装置及び油圧ショベルの較正方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】油圧ショベルの較正装置は、入力部63と、第1較正演算部65cと、第2較正演算部65dと、を備える。入力部63は、作業点位置情報とアンテナ位置情報とが入力される部分である。作業点位置情報は、外部計測装置で計測された作業点の複数の位置での座標を示す。アンテナ位置情報は、外部計測装置で計測されたアンテナの位置の座標を示す。第1較正演算部65cは、入力部63に入力された作業点位置情報に基づいて、数値解析により作業機パラメータの較正値を演算する。第2較正演算部65dは、入力部63に入力されたアンテナ位置情報に基づいてアンテナパラメータを較正する。
【選択図】図20
Description
1−1.油圧ショベルの全体構成
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの較正装置及び較正方法について説明する。図1は、較正装置による較正が実施される油圧ショベル100の斜視図である。油圧ショベル100は、車体1と作業機2とを有する。車体1は、旋回体3と運転室4と走行体5とを有する。旋回体3は、走行体5に旋回可能に取り付けられている。旋回体3は、油圧ポンプ37(図3参照)や図示しないエンジンなどの装置を収容している。運転室4は旋回体3の前部に載置されている。運転室4内には、後述する表示入力装置38及び操作装置25が配置される(図3参照)。走行体5は履帯5a,5bを有しており、履帯5a,5bが回転することにより油圧ショベル100が走行する。
油圧ショベル100には、表示システム28が搭載されている。表示システム28は、作業エリア内の地面を掘削して後述する設計面のような形状に形成するための情報をオペレータに提供するためのシステムである。表示システム28は、表示入力装置38と、表示コントローラ39とを有している。
以下、案内画面について詳細に説明する。案内画面は、目標面70とバケット8の刃先との位置関係を示し、作業対象である地面が目標面70と同じ形状になるように油圧ショベル100の作業機2を誘導するための画面である。
図5に案内画面53を示す。案内画面53は、作業エリアの設計地形と油圧ショベル100の現在位置とを示す上面図53aと、目標面70と油圧ショベル100との位置関係を示す側面図53bとを含む。
次に、上述したバケット8の刃先位置の演算方法について詳細に説明する。表示コントローラ39の演算部44は、位置検出部19の検出結果、及び、記憶部43に記憶されている複数のパラメータに基づいて、バケット8の刃先の現在位置を演算する。図6に、記憶部43に記憶されているパラメータのリストを示す。パラメータは、作業機パラメータと、アンテナパラメータとを含む。作業機パラメータは、ブーム6とアーム7とバケット8との寸法と揺動角とを示す複数のパラメータを含む。アンテナパラメータは、アンテナ21,22とブーム6との位置関係を示す複数のパラメータを含む。図3に示すように、表示コントローラ39の演算部44は、第1現在位置演算部44aと、第2現在位置演算部44bとを有する。第1現在位置演算部44aは、作業機パラメータに基づいて、バケット8の刃先の車体座標系における現在位置を演算する。第2現在位置演算部44bは、アンテナパラメータと、位置検出部19が検出したアンテナ21,22のグローバル座標系における現在位置と、第1現在位置演算部44aが演算したバケット8の刃先の車体座標系における現在位置とから、バケット8の刃先のグローバル座標系における現在位置を演算する。具体的には、バケット8の刃先の現在位置は、次のように求められる。
次に、第1〜第3角度検出部16−18の検出結果から、ブーム6、アーム7、バケット8の現在の揺動角α、β、γを演算する方法について説明する。
較正装置60は、油圧ショベル100において、上述した揺動角α,β,γの演算、及び、バケット8の刃先の位置を演算するために必要なパラメータを較正するための装置である。較正装置60は、油圧ショベル100及び外部計測装置62と共に、上述したパラメータを較正するための較正システムを構成する。外部計測装置62は、バケット8の刃先の位置を計測する装置であり、例えば、トータルステーションである。較正装置60は、有線または無線によって外部計測装置62とデータ通信を行うことができる。また、較正装置60は、有線または無線によって表示コントローラ39とデータ通信を行うことができる。較正装置60は、外部計測装置62によって計測された情報に基づいて図6に示すパラメータの較正を行う。パラメータの較正は、例えば、油圧ショベル100の出荷時やメンテナンス後の初期設定において実行される。
本実施形態に係る油圧ショベル100の較正装置60は、以下のような特徴を有する。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
上記の実施形態では、第1作業点位置情報、第2作業点位置情報、アンテナ位置情報は、オペレータの手入力によって較正装置60の入力部63に入力されているが、有線または無線の通信手段によって、外部計測装置62から較正装置60の入力部63に入力されてもよい。
Claims (3)
- 車体と、前記車体に揺動可能に取り付けられるブームと前記ブームに揺動可能に取り付けられるアームと前記アームに揺動可能に取り付けられる作業具とを含む作業機と、前記車体に対する前記ブームの揺動角と前記ブームに対する前記アームの揺動角と前記アームに対する前記作業具の揺動角とを検出する角度検出部と、アンテナを含み前記アンテナのグローバル座標系における現在位置を検出する位置検出部と、前記ブームと前記アームと前記作業具との寸法と前記揺動角とを示す複数の作業機パラメータに基づいて前記作業具に含まれる作業点の車体座標系における現在位置を演算する第1現在位置演算部と、前記アンテナと前記ブームとの位置関係を示すアンテナパラメータと前記位置検出部が検出した前記アンテナのグローバル座標系における現在位置と前記第1現在位置演算部が演算した前記作業点の車体座標系における現在位置とから前記作業点のグローバル座標系における現在位置を演算する第2現在位置演算部と、を含む油圧ショベルにおいて、前記作業機パラメータ及び前記アンテナパラメータを較正するための較正装置であって、
外部計測装置で計測された前記作業点の複数の位置での座標を示す作業点位置情報と、前記外部計測装置で計測された前記アンテナの位置の座標を示すアンテナ位置情報とが入力される入力部と、
前記入力部に入力された前記作業点位置情報に基づいて、数値解析により前記作業機パラメータの較正値を演算する第1較正演算部と、
前記入力部に入力された前記アンテナ位置情報に基づいて前記アンテナパラメータを較正する第2較正演算部と、
を備える油圧ショベルの較正装置。 - 前記アンテナ位置情報は、前記アンテナの上面の中心を基準にして対称に配置された第1計測点及び第2計測点の位置を示す座標を含み、
前記第2較正演算部は、前記第1計測点と前記第2計測点との中点の座標を前記アンテナの位置の座標として演算する、
請求項1に記載の油圧ショベルの較正装置。 - 車体と、前記車体に揺動可能に取り付けられるブームと前記ブームに揺動可能に取り付けられるアームと前記アームに揺動可能に取り付けられる作業具とを含む作業機と、前記車体に対する前記ブームの揺動角と前記ブームに対する前記アームの揺動角と前記アームに対する前記作業具の揺動角とを検出する角度検出部と、アンテナを含み前記アンテナのグローバル座標系における現在位置を検出する位置検出部と、前記ブームと前記アームと前記作業具との寸法と前記揺動角とを示す複数の作業機パラメータに基づいて前記作業具に含まれる作業点の車体座標系における現在位置を演算する第1現在位置演算部と、前記アンテナと前記ブームとの位置関係を示すアンテナパラメータと前記位置検出部が検出した前記アンテナのグローバル座標系における現在位置と前記第1現在位置演算部が演算した前記作業点の車体座標系における現在位置とから前記作業点のグローバル座標系における現在位置を演算する第2現在位置演算部と、を含む油圧ショベルにおいて、前記作業機パラメータ及び前記アンテナパラメータを較正するための方法であって、
外部計測装置で計測された前記作業点の複数の位置での座標を示す作業点位置情報と、前記外部計測装置で計測された前記アンテナの位置の座標を示すアンテナ位置情報とが、前記作業機パラメータ及び前記アンテナパラメータを較正する較正装置に入力されるステップと、
前記較正装置が、前記入力部に入力された前記作業点位置情報に基づいて、数値解析により前記作業機パラメータの較正値を演算するステップと、
前記較正装置が、前記入力部に入力された前記アンテナ位置情報に基づいて前記アンテナパラメータを較正するステップと、
を備える油圧ショベルの較正方法。
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