JP2016153573A

JP2016153573A - 建設機械

Info

Publication number: JP2016153573A
Application number: JP2015032101A
Authority: JP
Inventors: 晋平細谷; Shimpei Hosoya
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2015-02-20
Filing date: 2015-02-20
Publication date: 2016-08-25

Abstract

【課題】引抜作業の効率を高めることができる建設機械を提供する。
【解決手段】作業機１の作業装置１０は、アーム１１〜１３と油圧シリンダ１４〜１６とを備える。作業装置１０には、アーム１１〜１３の角度を検出するアーム角度センサ２５〜２７が取り付けられる。キャブ５内には、コントローラ２８に接続されたモニタ装置３１が設けられる。コントローラ２８は、アーム角度センサ２５〜２７からの検出信号に基づいて、作業装置１０の先端部の作業高さＨと作業半径Ｌを算出する。モニタ装置３１は、コントローラ２８が算出した作業高さＨと作業半径Ｌと、引抜力表Ｔdf_nとを含むガイダンス画面３５を表示する。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば杭部材の引抜作業に用いて好適な建設機械に関する。

下部走行体と、下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、上部旋回体に設けられたキャブと、互いに回動可能に連結された少なくとも２本以上のアームを有する作業装置とを備えた建設機械が知られている（特許文献１参照）。

特公平７−７６４５３号公報

ところで、基礎工事を行うときには、土留めのための矢板やＨ鋼等の杭部材を地面に打込んだり、引抜いたりする工程が発生する。このような基礎工事では、杭部材の引抜作業を行うときに、建設機械の作業装置の先端部分で杭部材を把持し、作業装置の先端部分を引き上げることによって、杭部材の引抜きを行う。

このような引抜作業を行うときには、作業装置の先端部分の作業位置、即ち作業半径および作業高さに応じて、作業装置によって発生可能な引抜力が変化する。建設機械を運転するオペレータは、任意の作業位置で引抜作業を行うため、どの作業位置で引抜力が強くなるかを把握せずに引抜作業を行っている。その結果、オペレータは引抜力の弱い作業位置で引抜作業を行ってしまう可能性がある。

仮に、建設機械で発生可能な引抜力よりも大きな引抜抵抗があった場合には、作業装置を駆動する油圧シリンダの圧油がリリーフしてしまい、杭部材が引抜けず、引抜作業を継続できない状態になる。油圧シリンダがリリーフしてしまった場合、オペレータは、より大きな引抜力が発生する作業位置を探して引抜作業を再開する。このように、従来技術による建設機械では、事前に引抜力の強い作業位置を把握する手段が存在しないため、引抜作業を中断する可能性があり、結果的に作業効率が低下するという問題がある。

本発明は、上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、引抜作業の効率を高めることができる建設機械を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、下部走行体と、前記下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられオペレータが搭乗するためのキャブと、互いに回動可能に連結された少なくとも２本以上のアームを有し、前記上部旋回体に俯仰動可能に設けられ、地面に打込まれた杭部材を引抜く作業装置とを備えた建設機械において、前記キャブには、前記杭部材の引抜きを行うときに、前記作業装置の引抜力不足を補うためのガイダンス画面を表示する表示装置を設けたことを特徴としている。

本発明によれば、引抜作業の効率を高めることができる。

本発明の実施の形態による多関節基礎用作業機を示す正面図である。座標系を示す説明図である。軌跡制御装置の構成を示すブロック図である。モニタ装置の構成を示すブロック図である。ガイダンス画面表示処理を示す流れ図である。モニタ装置のメニュー画面を示す説明図である。モニタ装置のガイダンス画面を示す説明図である。図７中の引抜力表を示す説明図である。変形例による引抜力表を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態に係る建設機械として、多関節基礎用作業機を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

多関節基礎用作業機１（以下、作業機１という）は、例えばクローラ式の自走可能な下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に搭載され、下部走行体２と共に車体を構成する上部旋回体３と、上部旋回体３の前側に俯仰動可能に設けられた後述の作業装置１０とにより大略構成されている。上部旋回体３は、旋回フレーム４上にキャブ５を有し、キャブ５内には、運転席（図示せず）の周囲に位置して後述の操作レバー１９〜２１、軌跡レバー２３、モニタ装置３１等が配設されている。上部旋回体３の後側には、油圧ポンプを駆動するエンジン（いずれも図示せず）が搭載されている。

作業装置１０は、上部旋回体３の前側に俯仰動可能に設けられ、地面に杭部材ＰＬを打込む打設作業や地面に打込まれた杭部材ＰＬを引抜く引抜作業を行う。作業装置１０は、互いに回動可能に連結された３本のアーム１１〜１３を有する。具体的には、作業装置１０は、基端側が上部旋回体３の旋回フレーム４に回動可能に連結された第１アーム１１と、基端側が第１アーム１１の先端側に回動可能に連結された第２アーム１２と、基端側が第２アーム１２の先端側に回動可能に連結された第３アーム１３と、これらのアーム１１〜１３を駆動する油圧シリンダ１４〜１６とを備える。油圧シリンダ１４〜１６は、油圧ポンプ、コントロールバルブ等を含む油圧回路１８に接続されている。

また、第３アーム１３の先端部には、作業用アタッチメントとして、例えばバイブロハンマユニット１７が回動可能にピン結合されている。バイブロハンマユニット１７は、杭部材ＰＬを通して地盤に振動を加えて、杭部材ＰＬの打込みや引抜きを容易にするものである。バイブロハンマユニット１７は、油圧駆動によって振動を加える油圧式でもよく、電気駆動によって振動を加える電動式でもよい。

操作レバー１９〜２１は、油圧シリンダ１４〜１６をそれぞれ操作するものであり、キャブ５内に設けられている。操作レバー１９〜２１は、例えば油圧回路１８のコントロールバルブにパイロット圧を供給する。これにより、油圧回路１８のコントロールバルブは、操作レバー１９〜２１の操作に応じて、油圧シリンダ１４〜１６に対する圧油の供給と排出とを切り換える。この結果、油圧シリンダ１４〜１６は、操作レバー１９〜２１の操作に応じて伸長または縮小し、アーム１１〜１３を回動変位させて、作業装置１０の俯仰動を行う。

ここで、作業機１で杭部材ＰＬの打設作業や引抜作業を行う場合、一般的な垂直施工では第３アーム１３の先端部を地面に対して垂直方向に操作しないと、例えば杭部材ＰＬを円滑に引抜くことができない等のような各種の不具合が生じる虞れがある。また、杭部材ＰＬの打設作業や引抜作業を操作レバー１９〜２１の操作によって行った場合には、第３アーム１３の先端部が水平方向に変位し易い傾向がある。このため、通常は第３アーム１３の近傍に合図を行うための作業者を配置し、この作業者が第３アーム１３の先端部の水平方向偏差を目視確認することによって、杭部材ＰＬが地面に対して垂直となるように、打設作業や引抜作業を行っている。このような打設作業や引抜作業の効率を高めるために、本実施の形態による作業機１は、第３アーム１３の先端部（バイブロハンマユニット１７）を地面等に対して垂直方向に操作するための軌跡制御装置２２を備えている。

次に、軌跡制御装置２２の具体的な構成について、図２および図３を参照しつつ説明する。なお、軌跡制御装置２２の説明に際して、図２に示すように、作業機１の座標を定義し、以下の説明はこの座標に従う。
原点Ｏ：第１アーム１１の回動支点
点Ａ：第２アーム１２の回動支点
点Ｂ：第３アーム１３の回動支点
点Ｃ：第３アーム１３先端の作業用アタッチメントの連結点
Ｘ軸：点Ｏ，Ａ，Ｂ，Ｃを含む平面上にあり、点Ｏを通る水平面との交線とσの角をなす直線（修正方向と呼ぶ）
Ｙ軸：点Ｏ，Ａ，Ｂ，Ｃを含む平面上にあり、点Ｏを通りＸ軸に直交する直線（作業方向と呼ぶ）
Ｌ1：点Ｏ，Ａ間長さ
Ｌ2：点Ａ，Ｂ間長さ
Ｌ3：点Ｂ，Ｃ間長さ
α：大地に対する線分ＯＡのなす角
Ａ1：Ｘ軸に対する線分ＯＡのなす角（第１アーム角と呼ぶ）
Ａ2：Ｘ軸に対する線分ＡＢのなす角
Ａ3：Ｘ軸に対する線分ＢＣのなす角
Ｔ2：線分ＯＡの延長線と線分ＡＢのなす角
Ｔ3：線分ＡＢの延長線と線分ＢＣのなす角
σ：Ｙ軸と直交するＸ軸が水平方向となす角
Ｈ：作業高さ（高さ位置）
Ｌ：作業半径

ここで、角Ａ1，Ａ2，Ａ3，Ｔ2，Ｔ3は、以下の数１に示す関係を満たす。

軌跡制御装置２２は、軌跡レバー２３、作業方向決定器２４、第１アーム角度センサ２５、第２アーム角度センサ２６、第３アーム角度センサ２７、コントローラ２８によって構成されている。軌跡制御装置２２は、第１アーム１１を固定した状態で、第２アーム１２および第３アーム１３を動作させ、杭部材ＰＬの打込みや引抜きを行う。

軌跡レバー２３は、運転席の近傍に取り付けられ、例えば周知のレバー機構とポテンショメータとによって構成されている。この軌跡レバー２３は、レバーの操作角度に応じた信号を出力する。この信号は、第３アーム１３の先端部の作業速度を決めるものであり、作業速度指令値Ｖyとしてコントローラ２８に向けて出力される。

作業方向決定器２４は、第３アーム１３の先端部の作業方向と直交する方向（Ｘ軸）が水平方向となす傾斜角σを設定するものであり、設定値として傾斜角σに応じた信号をコントローラ２８に向けて出力する。例えば、杭部材ＰＬを水平面に対して垂直に打設する場合には、作業方向決定器２４によって、傾斜角σを０°に設定する（σ＝０°）。なお、通常はＸ軸と水平方向が一致しているものとして、傾斜角σの初期値を０°に設定してもよい。

第１アーム角度センサ２５は、第１アーム１１の回動支点付近として、第１アーム１１と旋回フレーム４との連結部分付近に取り付けられ、例えば周知の振り子機構とポテンショメータとによって構成されている。第１アーム角度センサ２５は、大地に対する第１アーム１１の傾斜角度である対地角αを検出し、対地角αに応じた検出信号を出力する。

第２アーム角度センサ２６は、第１アーム１１と第２アーム１２との間の回動支点（連結部分）付近に取り付けられ、例えば周知のレバー機構とポテンショメータとによって構成されている。第２アーム角度センサ２６は、第１アーム１１と第２アーム１２との相対角Ｔ2を検出し、相対角Ｔ2に応じた検出信号を出力する。

第３アーム角度センサ２７は、第２アーム１２と第３アーム１３との間の回動支点（連結部分）付近に取り付けられ、例えば周知のレバー機構とポテンショメータとによって構成されている。第３アーム角度センサ２７は、第２アーム１２と第３アーム１３との相対角Ｔ3を検出し、相対角Ｔ3に応じた検出信号を出力する。

コントローラ２８は、例えばマイクロコンピュータ等によって構成され、各種のプログラムやパラメータ等が記憶された記憶部２８Ａを備える。コントローラ２８は、記憶部２８Ａに格納された軌跡制御プログラムを実行することによって、対地角α、相対角Ｔ2，Ｔ3、傾斜角σ、作業速度指令値Ｖyに基づいて、油圧回路１８のコントロールバルブを制御し、第２アーム１２の油圧シリンダ１５と第３アーム１３の油圧シリンダ１６の動作を制御する。具体的には、コントローラ２８は、対地角α、相対角Ｔ2，Ｔ3、傾斜角σ、作業速度指令値Ｖyに基づいて、油圧シリンダ１４，１５に適正な油量Ｑ2，Ｑ3を配分し、油圧シリンダ１４，１５の伸長と縮小の動作を制御する。これにより、コントローラ２８は、傾斜角σに応じた軌跡に従って、作業速度指令値Ｖyに応じた作業速度で第３アーム１３の先端部を移動させる。この結果、軌跡制御装置２２は、軌跡レバー２３の単独操作で第３アーム１３の先端部をＸ軸に対して垂直方向に移動させることができる。

ところで、杭部材ＰＬの引抜作業を行うときには、作業装置１０の姿勢に応じて、作業装置１０が発生可能な引抜力が異なる。例えば作業装置１０が全体的に伸びた状態では、引抜力が小さくなる傾向があり、引抜力の不足によって引抜作業が中断することがある。このような引抜作業の中断を回避するために、また仮に中断したときでも速やかに再開させることができるようにするために、作業機１は、引抜作業を補助する表示装置としてのモニタ装置３１を備えている。

次に、本実施の形態によるモニタ装置３１の具体的な構成について、図４を参照しつつ説明する。

モニタ装置３１は、モニタ入力部３２およびモニタ表示部３３を備え、運転席の近傍に位置してキャブ５内に設けられている。また、モニタ装置３１は、コントローラ２８に接続されている。

モニタ入力部３２は、例えばタッチパネル等によって構成され、モニタ表示部３３と連動して動作する。このモニタ入力部３２は、モニタ表示部３３を操作するモニタ操作盤を構成し、複数のモニタ表示切換ボタンとして、例えば項目選択ボタンＢu，Ｂd、戻るボタンＢr、決定ボタンＢe等を備えている。モニタ入力部３２は、これらのモニタ表示切換ボタンの操作に応じてモニタ表示部３３の画面を切り換える。

モニタ表示部３３は、例えば液晶表示パネル等によって構成され、各種の入力操作や選択操作が可能なメニュー画面３４を表示する（図６参照）。また、モニタ表示部３３は、杭部材ＰＬの引抜きを行うときに、コントローラ２８から出力される情報に応じて、作業装置１０の引抜力不足を補うためのガイダンス画面３５を表示する。このガイダンス画面３５には、作業半径Ｌ［ｍ］、作業高さＨ［ｍ］、第１アーム角Ａ1［°］、引抜力表Ｔdf_n等が含まれる。

このとき、コントローラ２８は、作業方向決定器２４による傾斜角σと、アーム角度センサ２５〜２７による対地角α、相対角Ｔ2，Ｔ3と、各アーム１１〜１３の連結ピン間の距離Ｌ1〜Ｌ3とに基づいて、第３アーム１３の先端部の作業位置を演算する位置演算部２８Ｂを備える。位置演算部２８Ｂは、傾斜角σと対地角αとに基づいて、第１アーム角Ａ1を演算する。

コントローラ２８の記憶部２８Ａには、図５に示すガイダンス画面表示処理のプログラムが格納されている。また、コントローラ２８の記憶部２８Ａには、異なる値の第１アーム角Ａ1に応じて、複数（例えばＮ個）の引抜力表Ｔdf₁〜Ｔdf_Nが予め格納されている。なお、以下では、引抜力表Ｔdf₁〜Ｔdf_Nのうち任意の１つのものを示すときには、引抜力表Ｔdf_nと記載する。

コントローラ２８は、複数の引抜力表Ｔdf₁〜Ｔdf_Nのうち第１アーム角Ａ1に対応した引抜力表Ｔdf_nを選択し、モニタ表示部３３に表示する。これにより、モニタ表示部３３には、作業装置１０の姿勢に応じた引抜力ＤＦ等を示すガイダンス画面３５が表示される（図７参照）。

次に、コントローラ２８によるガイダンス画面表示処理について、図５ないし図８を参照しつつ説明する。

ステップ１では、作業機１が始動したか否かを判定する。具体的には、例えばイグニションキーがＯＮに切り換わったとき、またはエンジンが始動したときに、作業機１が始動したものと判定する。ステップ１で「ＮＯ」と判定したときには、作業機１が停止しているので、作業機１が始動するまで、ステップ１で待機する。一方、ステップ１で「ＹＥＳ」と判定したときには、作業機１が始動しているので、コントローラ２８は、ステップ２に移行して、モニタ装置３１に電力を供給して、モニタ装置３１を起動させる。これにより、モニタ表示部３３が点灯すると共に、モニタ入力部３２による入力操作が可能になる。このとき、アーム角度センサ２５〜２７、コントローラ２８にも電力が供給され、これらも一緒に起動する。

続くステップ３では、コントローラ２８は、図６に示すメニュー画面３４を表示させる。このメニュー画面３４では、引抜モード処理が選択可能になっている。これに加え、メニュー画面３４では、例えば作業条件の入力処理、時計、ブザー等の各種の設定処理等のような引抜モード処理以外の他の処理も選択可能になっている。

続くステップ４では、モニタ入力部３２によって引抜モード処理が選択されたか否かを判定する。ステップ４で「ＮＯ」と判定したときには、ステップ５に移行して、引抜モード処理以外の他の処理が選択されているか否かを判定する。ステップ５で「ＹＥＳ」と判定したときには、オペレータは、他の処理を選択しているから、ステップ６に移行して、他の処理に対応したプログラムを実行する。ステップ５で「ＮＯ」と判定したときには、メニュー画面３４でいずれの処理も選択されていないから、ステップ３に戻って、メニュー画面３４の表示を継続する。

一方、ステップ４で「ＹＥＳ」と判定したときには、オペレータによって、引抜モード処理が選択されたから、ステップ７に移行する。ステップ７では、コントローラ２８の位置演算部２８Ｂは、アーム角度センサ２５〜２７からの検出信号に基づいて、作業装置１０の姿勢を検出する。これに加えて、コントローラ２８の位置演算部２８Ｂは、作業位置として、地面から第３アーム１３の先端部（バイブロハンマユニット１７）までの作業高さＨと、上部旋回体３の旋回中心からバイブロハンマユニット１７までの作業半径Ｌを算出する。

続くステップ８では、図７に示すガイダンス画面３５を表示する。このガイダンス画面３５は、作業機１を示すイラスト３６と一緒に、現在の作業位置として、位置演算部２８Ｂによって算出した作業高さＨの算出値と作業半径Ｌの算出値とが表示される。このとき、作業機１のイラスト３６は、固定されたものでもよく、作業装置１０の姿勢を反映させて、変化してもよい。

また、ガイダンス画面３５には、作業高さＨおよび作業半径Ｌに応じた引抜力ＤＦの一覧を示す引抜力表Ｔdf_nが表示される。引抜力表Ｔdf_nは、作業高さＨを縦軸とし、作業半径Ｌを横軸とし、作業装置１０の先端部の任意の位置に対応した引抜力ＤＦの大きさの指標分布を示している。このため、引抜力表Ｔdf_nは、作業高さＨが異なる複数の行と、作業半径Ｌが異なる複数の列とを有している。引抜力表Ｔdf_nでは、作業機１が発生可能な最大の引抜力ＤＦ［ｋＮ］（引抜力の最大値）が、作業高さＨおよび作業半径Ｌに応じて、行列状に配置されている。なお、引抜力表Ｔdf_nには、各アーム１１〜１３の回動範囲の制限に伴って、引抜作業が不可能な領域が含まれる。このため、引抜力表Ｔdf_n中で引抜作業が不可能な領域は、空欄で表示される。

ここで、第１アーム角Ａ1が変化すると、作業高さＨおよび作業半径Ｌが同じ値であっても、作業装置１０の姿勢が変化するから、引抜力の最大値も変化する。このため、記憶部２８Ａには、異なる値の第１アーム角Ａ1に応じて、複数の引抜力表Ｔdf₁〜Ｔdf_Nが予め格納されている。これらの引抜力表Ｔdf₁〜Ｔdf_Nは、第１アーム１１の可動範囲を考慮して、第１アーム角Ａ1が０°〜９６°の範囲内で、第１アーム角Ａ1を所定角度（例えば１°）毎に異なる値に設定したときに対応している。このため、コントローラ２８は、記憶部２８Ａに格納されたＮ個（例えばＮ＝９７）の引抜力表Ｔdf₁〜Ｔdf_Nのうち、現在の第１アーム角Ａ1に対応したものを選択して取り出す。

また、引抜力表Ｔdf_nは、例えば行見出しとして異なる値の複数の作業高さＨ［ｍ］が縦方向に並んで表示されると共に、列見出しとして異なる値の複数の作業半径Ｌ［ｍ］が横方向に並んで表示されている。行見出しの複数の作業高さＨのうち、位置演算部２８Ｂによる算出値に対応した部分（算出値付近の部分）は、他の部分と異なる特定の色（例えば青色）で表示される。同様に、行見出しの複数の作業半径Ｌのうち、位置演算部２８Ｂによる算出値に対応した部分（算出値付近の部分）は、他の部分と異なる特定の色（例えば青色）で表示される。これにより、引抜力表Ｔdf_nの行見出しと列見出しに、現在の作業位置が明示される。引抜力表Ｔdf_nの近傍には、対応する第１アーム角Ａ1が表示される。

さらに、引抜力表Ｔdf_nのうち、現在の作業高さＨおよび作業半径Ｌに対応した部分の引抜力ＤＦは、他の部分と異なる特定の色（例えば赤色）で表示される。これにより、オペレータは、現在の作業装置１０の姿勢で発生可能な引抜力ＤＦを目視確認することができる。

続くステップ９では、例えば第１アーム角度センサ２５からの検出信号に基づいて、第１アーム１１が操作されているか否かを判定する。ステップ９で「ＹＥＳ」と判定したときには、第１アーム１１が回動変位して、対地角αや第１アーム角Ａ1が変化する。このため、ステップ１０に移行して、コントローラ２８は、記憶部２８Ａに格納された複数の引抜力表Ｔdf₁〜Ｔdf_Nのうち、変化後の第１アーム角Ａ1に対応したもの（例えば引抜力表Ｔdf_n+1）を選択して、更新した引抜力表Ｔdf_n+1を再表示する。これにより、更新前の引抜力表Ｔdf_nを含むガイダンス画面３５は、更新後の引抜力表Ｔdf_n+1を含む他のガイダンス画面３５に切り換わる。ステップ１０が終了すると、後述のステップ１２に移行する。なお、第１アーム１１が操作されているか否かは、操作レバー１９の操作状態に基づいて判定してもよい。

一方、ステップ９で「ＮＯ」と判定したときには、第１アーム１１は固定されているから、ステップ１１に移行して、第２アーム１２、第３アーム１３のうち少なくともいずれか一方が操作されているか否かを判定する。具体的には、例えば第２アーム角度センサ２６、第３アーム角度センサ２７からの検出信号に基づいて、第２アーム１２、第３アーム１３が操作されているか否かを判定する。ステップ１１で「ＮＯ」と判定したときには、全てのアーム１１〜１３が固定された状態であるから、ステップ８に戻って、現在のガイダンス画面３５の表示を継続する。なお、第２アーム１２、第３アーム１３が操作されているか否かは、操作レバー２０，２１および軌跡レバー２３の操作状態に基づいて判定してもよい。

一方、ステップ１１で「ＹＥＳ」と判定したときには、第２アーム１２、第３アーム１３が回動変位して、作業位置が移動している。同様に、ステップ９で「ＹＥＳ」と判定したときも、第１アーム１１が回動変位して、作業位置が移動している。このため、ステップ１１で「ＹＥＳ」と判定したとき、またはステップ１０が終了すると、ステップ１２に移行して、引抜作業が終了したか否かを判定する。ステップ１２で「ＮＯ」と判定したときには、引抜作業が継続されているから、ステップ７以降の処理を繰り返す。これにより、ガイダンス画面３５では、作業高さＨおよび作業半径Ｌの算出値が更新されると共に、引抜力表Ｔdf_n中で作業位置や引抜力ＤＦに関する色違いによる明示部分が、更新された作業高さＨおよび作業半径Ｌの算出値に基づいて移動する。一方、ステップ１２で「ＹＥＳ」と判定したときには、引抜作業が終了しているから、ガイダンス画面表示処理を終了する。

本実施の形態による作業機１は上述のような構成を有するもので、次に杭部材ＰＬの引抜作業におけるモニタ装置３１の具体的な動作について、図１ないし図８を参照しつつ説明する。

まず、オペレータは、作業機１を走行操作して、引抜作業の対象物である杭部材ＰＬの近傍に作業機１を移動させる。次に、オペレータは、モニタ装置３１のモニタ入力部３２を操作して、引抜モード処理を選択する。これにより、コントローラ２８のガイダンス画面表示処理が実行され、モニタ表示部３３には、ガイダンス画面３５が表示される。この状態で、オペレータは、操作レバー１９〜２１を操作して、地面に打込まれた杭部材ＰＬの上端に第３アーム１３の先端部を近付ける。なお、オペレータは、必要に応じて作業方向決定器２４を操作し、傾斜角σを所望の設定値に設定してもよい。

第３アーム１３の先端部が杭部材ＰＬの上端に近付いたときには、ガイダンス画面３５には、この状態での作業高さＨ、作業半径Ｌおよび第１アーム角Ａ1が表示されると共に、第１アーム角Ａ1に応じた引抜力表Ｔdf_nが表示される。また、引抜力表Ｔdf_n中で、現在の作業高さＨと作業半径Ｌにおいて発生可能な引抜力ＤＦが、色分け等によって明示される。

このため、オペレータは、引抜力表Ｔdf_n等を目視することによって、現在の作業装置１０の姿勢で発生可能な引抜力ＤＦを把握することができる。この結果、現在の作業位置で引抜力ＤＦが小さいときには、引抜作業の開始前に、引抜力ＤＦが大きくなるように、作業機１を移動させて作業半径Ｌを調整したり、第１アーム１１を回動変位させて第１アーム角Ａ1を調整したりすることができる。

そして、作業機１の位置や第１アーム角Ａ1が決まると、オペレータは、杭部材ＰＬの上端に第３アーム１３の先端部を近付けて、バイブロハンマユニット１７を杭部材ＰＬに取付ける。この状態で、オペレータは、バイブロハンマユニット１７を動作させると共に、軌跡レバー２３等を操作して、作業装置１０の先端部を上方に引き上げる。これにより、作業機１は、杭部材ＰＬを地面から引抜くことができる。

また、杭部材ＰＬを引抜いている途中で引抜力不足が生じたときにも、オペレータは、ガイダンス画面３５を目視する。このとき、ガイダンス画面３５の引抜力表Ｔdf_nには、現在の作業装置１０の姿勢で発生可能な引抜力ＤＦが明示されていると共に、作業半径Ｌを変更したときの引抜力ＤＦも表示されている。このため、オペレータは、引抜力表Ｔdf_nを参照することによって、現在よりも大きな引抜力ＤＦが得られる作業半径Ｌを把握することができる。従って、所望の作業半径Ｌとなる位置に作業機１を移動させることによって、引抜作業を速やかに再開することができ、作業性を向上することができる。

かくして、本実施の形態によれば、キャブ５には、杭部材ＰＬの引抜きを行うときに、作業装置１０の引抜力不足を補うためのガイダンス画面３５を表示するモニタ装置３１を設けた。このため、オペレータは、モニタ装置３１を目視することによって、大きな引抜力ＤＦが発生可能な作業位置を把握することができ、引抜作業の作業効率を高めることができる。

また、ガイダンス画面３５は、作業装置１０の先端部（第３アーム１３の先端部）の作業高さＨと、上部旋回体３の旋回中心からの作業装置１０の先端部までの作業半径Ｌと、作業高さＨと作業半径Ｌとによって決まる引抜力ＤＦとを表示する。このため、オペレータはモニタ装置３１を目視することによって、現在の作業位置として作業高さＨおよび作業半径Ｌを把握することができると共に、この作業位置に対応した引抜力ＤＦを把握することができる。

これに加え、ガイダンス画面３５は、作業高さＨと作業半径Ｌに応じた複数の引抜力ＤＦからなる引抜力表Ｔdf_nを表示する。このとき、引抜力表Ｔdf_nは、作業高さＨを縦軸とし、作業半径Ｌを横軸とし、作業装置１０の先端部の任意の位置に対応した引抜力ＤＦの大きさの指標分布を示している。このため、オペレータは、引抜力表Ｔdf_nを目視することによって、現在の作業位置での引抜力ＤＦに加えて、引抜力ＤＦが大きな作業位置を探すことができる。従って、引抜作業の途中で引抜力不足が生じたときでも、オペレータは、ガイダンス画面３５の引抜力表Ｔdf_nを目視することによって、現在の引抜力ＤＦよりも大きな引抜力ＤＦが発生可能となる作業位置を把握することができる。この結果、作業機１を移動させたり、作業装置１０の姿勢を変化させたりすることによって、引抜力ＤＦの強い作業位置に速やかに移動することができ、引抜作業の作業効率を高めることができる。

さらに、モニタ装置３１は、第１アーム１１の回動角度（第１アーム角Ａ1）と引抜力ＤＦとの関係を表示する他のガイダンス画面３５を有している。具体的には、モニタ装置３１は、第１アーム角Ａ1が変化すると、例えば引抜力表Ｔdf_nが引抜力表Ｔdf_n+1に更新された新たなガイダンス画面３５に切り換わる。このため、オペレータは、更新された引抜力表Ｔdf_n+1に基づいて、第１アーム角Ａ1に応じた引抜力ＤＦを把握することができる。

また、軌跡制御装置２２を用いて引抜作業を行うときには、第１アーム１１は固定され、第２アーム１２および第３アーム１３によって杭部材ＰＬの引抜きを行う。このため、軌跡レバー２３を操作しているときには、ガイダンス画面３５が切り換わることがなく、軌跡レバー２３の操作開始時に表示された単一のガイダンス画面３５（引抜力表Ｔdf_n）に基づいて、引抜作業を行うことができる。この結果、引抜力表Ｔdf_nのうち現在の引抜力ＤＦと同じ列を縦方向に目視することによって、第３アーム１３の先端部が変位するときに、この変位に伴う引抜力ＤＦの変化を事前に把握することができ、引抜力不足が発生するか否かを予測することができる。

なお、引抜力ＤＦは、作業高さＨと作業半径Ｌによって決まるため、作業高さＨと作業半径Ｌに対応した各アーム１１〜１３の位置関係によっても決まる。また、各アーム１１〜１３の位置関係は、互いに連結したアーム１１〜１３の角度、即ち第１アーム角Ａ1と相対角Ｔ2，Ｔ3とによって決まる。このとき、各アーム１１〜１３の回転方向のうち、引抜力ＤＦが増加する方向が分かる。そこで、引抜力ＤＦが増加する方向に各アーム１１〜１３を回転させるために、この方向に各アーム１１〜１３を操作するような案内（ガイダンス）をモニタ装置３１に表示してもよい。このような回転方向のガイダンスは、モニタ装置３１に表示するだけに限らず、音声等によって回転方向を指示してもよい。

また、前記実施の形態では、引抜力表Ｔdf_nは、引抜力の大きさの指標分布として、作業位置に応じた引抜力ＤＦを数値によって表示するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図９に示す変形例のように、引抜力表Ｔdf_n′は、引抜力の大きさの指標分布として、作業位置に応じた引抜力の大小を、濃淡パターンまたは明暗パターンによって表示するものでもよい。例えば引抜力が大きいところで色が濃く、引抜力が小さいところで色が薄くなる引抜力表Ｔdf_n′を用いた場合には、オペレータは色の濃い作業位置に作業装置１０の先端を配置すればよいため、大きな引抜力が発生可能な作業位置を容易に把握することができる。

また、前記実施の形態では、作業装置１０は、３本のアーム１１〜１３を有するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、作業装置は、互いに回動可能に連結された２本のアームを有するものでもよく、４本以上のアームを有するものでもよい。

また、前記実施の形態では、クローラ式の作業機１に適用した場合を例に挙げて説明したが、ホイール式の油圧ショベルに適用してもよく、杭部材を引抜く作業装置を備えた各種の建設機械に広く適用することができる。

１多関節基礎用作業機（建設機械）
２下部走行体
３上部旋回体
５キャブ
１０作業装置
１１第１アーム
１２第２アーム
１３第３アーム
３１モニタ装置（表示装置）
３５ガイダンス画面

Claims

下部走行体と、
前記下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、
前記上部旋回体に設けられオペレータが搭乗するためのキャブと、
互いに回動可能に連結された少なくとも２本以上のアームを有し、前記上部旋回体に俯仰動可能に設けられ、地面に打込まれた杭部材を引抜く作業装置とを備えた建設機械において、
前記キャブには、前記杭部材の引抜きを行うときに、前記作業装置の引抜力不足を補うためのガイダンス画面を表示する表示装置を設けたことを特徴とする建設機械。
前記ガイダンス画面は、前記作業装置の先端部の高さ位置と、前記上部旋回体の旋回中心からの前記作業装置の先端部までの作業半径と、前記高さ位置と前記作業半径とによって決まる引抜力とを表示してなる請求項１に記載の建設機械。
前記ガイダンス画面は、前記高さ位置を縦軸とし、前記作業半径を横軸とし、前記作業装置の先端部の任意の位置に対応した前記引抜力の大きさの指標分布を表示してなる請求項１または２に記載の建設機械。
前記表示装置は、前記アームの回動角度と前記引抜力との関係を表示する他のガイダンス画面を有してなる請求項２または３に記載の建設機械。