JP2017210729A - Shovel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ショベルに関する。 The present invention relates to an excavator.
マシンガイダンス機能を有するショベルは、運転席の斜め前方に設置された表示装置の画面上に例えばエンドアタッチメントの目標面に対する相対距離を2次元表示している(例えば特許文献1参照)。 An excavator having a machine guidance function displays, for example, a two-dimensional display of a relative distance to a target surface of an end attachment on a screen of a display device installed obliquely in front of a driver's seat (see, for example, Patent Document 1).
上述のショベルは、ショベルの運転室内に配置された表示装置に、エンドアタッチメントの目標面に対する相対距離の表示が、エンドアタッチメントを側面から見た場合や、正面から見た場合など複数の形態で表示されている。 The above-mentioned excavator displays the relative distance to the target surface of the end attachment on the display device disposed in the excavator's cab in multiple forms, such as when the end attachment is viewed from the side or from the front. Has been.
しかしながら、ショベルの操作者は、通常、運転席の前方に位置するエンドアタッチメントの爪先や掘削場所を見ながら作業を行うため、作業中に運転室内の表示装置を長時間見ることはできない。したがって、ショベルの操作者が作業中に表示装置を見ることのできる時間は極短時間であり、その時間内にバケットから視点を移動させ焦点を変更して運転室内の表示装置に表示された画像から所望する情報を認識することは難しい。 However, since the operator of the excavator usually works while looking at the tip of the end attachment located at the front of the driver's seat and the excavation site, the display device in the driver's cab cannot be seen for a long time during the work. Therefore, the time when the operator of the excavator can see the display device during the work is extremely short, and the image displayed on the display device in the driver's room by moving the viewpoint from the bucket and changing the focus within that time. It is difficult to recognize desired information from
そこで、操作者が表示画面に意識を集中しなくても、エンドアタッチメントと目標面との相対距離を容易に且つ正確に把握できる表示装置を有するショベルを提供することを目的とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide an excavator having a display device that can easily and accurately grasp the relative distance between the end attachment and the target surface without the operator concentrating on the display screen.
上述の目的を達成するために、本発明の一実施形態によれば、
走行動作を行う下部走行体と、
前記下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられたブーム、アーム、及びエンドアタッチメントを含むアタッチメントと、
該アタッチメントの操作をガイダンスするガイダンス装置と、
を有するショベルであって、
前記ガイダンス装置は、前記アームに目標面と前記エンドアタッチメントの作業部位との相対的な距離を表示することを特徴とするショベルが提供される。
In order to achieve the above object, according to one embodiment of the present invention,
A lower traveling body that performs traveling operation;
An upper swing body that is rotatably mounted on the lower traveling body;
An attachment including a boom, an arm, and an end attachment attached to the upper swing body;
A guidance device for guiding the operation of the attachment;
An excavator having
The guidance device is provided with an excavator that displays a relative distance between a target surface and a work site of the end attachment on the arm.
開示した実施形態によれば、操作者が表示画面に意識を集中しなくても、エンドアタッチメントと目標面との相対距離を容易に且つ正確に把握できる。 According to the disclosed embodiment, the relative distance between the end attachment and the target surface can be easily and accurately grasped without the operator concentrating on the display screen.
図1は、実施形態におけるショベルを例示する側面図である。 FIG. 1 is a side view illustrating a shovel in the embodiment.
ショベルの下部走行体1には、旋回機構2を介して上部旋回体3が搭載されている。上部旋回体3には、ブーム4が取り付けられている。ブーム4の先端にはアーム5が取り付けられ、アーム5の先端にはエンドアタッチメントとしてバケット6が取り付けられている。エンドアタッチメントとしては、法面用バケット、浚渫用バケット、ブレーカー等が取り付けられてもよい。
An
ブーム4、アーム5、及びバケット6は、アタッチメントの一例として掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9によりそれぞれ油圧駆動される。ブーム4にはブーム角度センサS1が取り付けられ、アーム5にはアーム角度センサS2が取り付けられ、バケット6にはバケット角度センサS3が取り付けられている。掘削アタッチメントには、バケットチルト機構が設けられてもよい。
The boom 4, the
ブーム角度センサS1は、ブーム4の回動角度を検出する。ブーム角度センサS1は、例えば、横面に対する傾斜を検出して、上部旋回体3に対するブーム4の回動角度を検出する加速度センサである。
The boom angle sensor S1 detects the rotation angle of the boom 4. The boom angle sensor S1 is, for example, an acceleration sensor that detects the rotation angle of the boom 4 with respect to the
アーム角度センサS2は、アーム5の回動角度を検出する。アーム角度センサS2は、例えば、横面に対する傾斜を検出して、ブーム4に対するアーム5の回動角度を検出する加速度センサである。
The arm angle sensor S2 detects the rotation angle of the
バケット角度センサS3は、バケット6の回動角度を検出する。バケット角度センサS3は、例えば、横面に対する傾斜を検出して、アーム5に対するバケット6の回動角度を検出する加速度センサである。
The bucket angle sensor S3 detects the rotation angle of the
掘削アタッチメントがバケットチルト機構を備える場合、バケット角度センサS3は、チルト軸回りのバケット6の回動角度を追加的に検出する。ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、及びバケット角度センサS3は何れも加速度センサである。但し、各センサは加速度センサとジャイロセンサの組み合わせであってもよい。この場合、加速度センサ及びジャイロセンサのそれぞれの出力から車体傾斜角、ブーム角度、アーム角度、バケット角度といった所望の角度を算出する。また、ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、及びバケット角度センサS3は、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ等であってもよい。
When the excavation attachment includes a bucket tilt mechanism, the bucket angle sensor S3 additionally detects the rotation angle of the
本実施形態のアーム5には、操作者へ作業情報を表示する距離表示装置D1が設けられている。作業情報とは、目標面とエンドアタッチメントの作業部位との距離情報、エンドアタッチメントの作業部位の目標面に対する相対角を示す姿勢情報等を含む。作業部位とは、例えばバケット6の爪先、バケット6の背面、又はブレーカーの先端などを指す。距離表示装置D1は、複数のライトバーを配置する構成や、液晶パネル、複数のLED素子で成るLED表示部などであってよい。
The
上部旋回体3は、エンジン11等の動力源、カウンタウエイト32、車体傾斜センサS4が搭載され、カバー3aにより覆われている。カウンタウエイト32は、アタッチメントとの重量バランスをとる機能を奏する。車体傾斜センサS4は、上部旋回体3の傾斜角度を検出する。車体傾斜センサS4は、例えば、横面に対する傾斜を検出して、上部旋回体3の傾斜角度を検出する加速度センサである。車体傾斜センサS4、ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、及びバケット角度センサS3は集合的に「姿勢センサ」と称される。
The
上部旋回体3のカバー3a上部には、撮像装置80が設けられている。撮像装置80は、上部旋回体3からキャビン10に向かって、左側を撮像する左側カメラ80L、右側を撮像する右側カメラ80R、後方を撮像する後方カメラ80Bを有する。左側カメラ80L、右側カメラ80R、及び後方カメラ80Bは、例えば、CCDやCMOS等の撮像素子を有するデジタルカメラであり、それぞれ撮影した画像をキャビン10内に設けられている表示装置40に送る。
An
上部旋回体3には、運転室としてのキャビン10が設けられている。キャビン10の頂部には、GPS装置(GNSS受信機)G1が設けられている。GPS装置G1は、ショベルの位置をGPS機能により検出し、位置データをコントローラ30内のマシンガイダンス装置50に供給する。
The
また、キャビン10内には、コントローラ30、表示装置40、音声出力装置43、入力装置45、及び記憶装置47が設けられている。
In the
コントローラ30は、ショベルの駆動制御を行う主制御部として機能する。コントローラ30は、CPU及び内部メモリを含む演算処理装置で構成されている。コントローラ30の各種機能は、CPUが内部メモリに格納されているプログラムを実行することで実現される。
The
コントローラ30は、ショベルの操作をガイドするマシンガイダンス装置50としても機能する。マシンガイダンス装置50は、例えば、操作者が設定した目標地形の表面である目標面とエンドアタッチメントとの距離や、エンドアタッチメントの目標面に対する相対角等といった作業情報を操作者に報知する。目標面とエンドアタッチメントとの距離は、例えば、エンドアタッチメントとしてのバケット6の先端(爪先)、及びバケット6の背面と目標面との間の距離である。マシンガイダンス装置50は、表示装置40や音声出力装置43等を介して、作業情報を操作者に報知し、ショベルの操作をガイドしてよい。本実施形態のマシンガイダンス装置50は、アーム5に設けられた距離表示装置D1を介して、作業情報を操作者に報知し、ショベルの操作をガイドする。
The
本実施形態では、マシンガイダンス装置50がコントローラ30に組み込まれているが、マシンガイダンス装置50とコントローラ30とは別に設けられてもよい。この場合、マシンガイダンス装置50は、コントローラ30と同様、CPU及び内部メモリを含む演算処理装置で構成される。マシンガイダンス装置50の各種機能は、CPUが内部メモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。
In the present embodiment, the
表示装置40は、コントローラ30に含まれるマシンガイダンス装置50からの指令に応じて各種作業情報を含む画像を表示する。表示装置40は、例えば、マシンガイダンス装置50に接続される車載液晶ディスプレイである。
The
音声出力装置43は、コントローラ30に含まれるマシンガイダンス装置50からの音声出力指令に応じて各種音声情報を出力する。音声出力装置43は、例えば、マシンガイダンス装置50に接続される車載スピーカを含む。また、音声出力装置43は、ブザー等の警報器を含んでもよい。
The
入力装置45は、ショベルの操作者がマシンガイダンス装置50を含むコントローラ30に各種情報を入力するための装置である。入力装置45は、例えば、表示装置40の表面に設けられるメンブレンスイッチを含んで構成される。また、入力装置45は、タッチパネル等を含んで構成されてもよい。
The
記憶装置47は、各種情報を記憶するための装置である。記憶装置47は、例えば、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体である。記憶装置47は、マシンガイダンス装置50を含むコントローラ30等が出力する各種情報を記憶する。
The
ゲートロックレバー49は、キャビン10のドアと運転席との間に設けられ、ショベルが誤って操作されるのを防止する機構である。操作者が運転席に乗り込んでゲートロックレバー49を引き上げると、操作者はキャビン10から退出できなくなると共に各種操作装置が操作可能になる。操作者がゲートロックレバー49を押し下げると、操作者はキャビン10から退出可能になると共に、各種操作装置は操作不能になる。
The
図2は、実施形態におけるショベルのコントローラ30を含む接続構成を例示する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a connection configuration including the
表示装置40は、キャビン10に設けられ、マシンガイダンス装置50から供給される作業情報等を含む画像を表示する。アーム5に設けられた距離表示装置D1は、マシンガイダンス装置50から供給される作業情報等を表示する。表示装置40及び距離表示装置D1は、例えば、Controller Area Network (CAN)、Local Interconnect Network(LIN)等の通信ネットワーク、専用線等を介してマシンガイダンス装置50を含むコントローラ30に接続されている。
The
表示装置40は、画像表示部41に表示する画像を生成する変換処理部40aを有する。変換処理部40aは、撮像装置80から得られる画像データに基づいて画像表示部41上に表示する撮影画像を含む画像を生成する。表示装置40には、左側カメラ80L、右側カメラ80R、及び後方カメラ80Bのそれぞれから画像データが入力される。
The
また、変換処理部40aは、コントローラ30から表示装置40に入力される各種データのうち画像表示部41に表示させるデータを画像信号に変換する。コントローラ30から表示装置40に入力されるデータは、例えば、エンジン冷却水の温度を示すデータ、作動油の温度を示すデータ、尿素水の残量を示すデータ、燃料の残量を示すデータ等を含む。
The
変換処理部40aは、変換した画像信号を画像表示部41に出力し、撮影画像や各種データに基づいて生成した画像を画像表示部41に表示させる。
The
なお、変換処理部40aは、表示装置40ではなく、例えば、コントローラ30に設けられてもよい。この場合、撮像装置80は、コントローラ30に接続される。
Note that the
表示装置40は、入力部としてのスイッチパネル42を有する。スイッチパネル42は、各種ハードウェアスイッチを含むパネルである。スイッチパネル42は、ライトスイッチ42a、ワイパースイッチ42b、及びウィンドウォッシャスイッチ42cを有する。
The
ライトスイッチ42aは、キャビン10の外部に取り付けられるライトの点灯・消灯を切り替えるためのスイッチである。ワイパースイッチ42bは、ワイパーの作動・停止を切り替えるためのスイッチである。また、ウィンドウォッシャスイッチ42cは、ウィンドウォッシャ液を噴射するためのスイッチである。
The
表示装置40は、蓄電池70から電力の供給を受けて動作する。蓄電池70は、エンジン11のオルタネータ11a(発電機)で発電した電力で充電される。蓄電池70の電力は、コントローラ30及び表示装置40以外のショベルの電装品72等にも供給される。また、エンジン11のスタータ11bは、蓄電池70からの電力で駆動されてエンジン11を始動させる。
The
距離表示装置D1は、マシンガイダンス装置50から取得した作業情報を表示する。本実施形態において距離表示装置D1は、バケット6の爪先中央位置と目標面との相対距離を表示する。表示形態については後述する。距離表示装置D1は、蓄電池70から電力の供給を受けて動作する。
The distance display device D1 displays the work information acquired from the
エンジン11は、メインポンプ14及びパイロットポンプ15に接続され、エンジン制御装置(ECU)74により制御される。ECU74からは、エンジン11の状態を示す各種データ(例えば、水温センサ11cで検出される冷却水温(物理量)を示すデータ等)がコントローラ30に常時送信される。コントローラ30は内部の一時記憶部(メモリ)30aにこのデータを蓄積し、適宜表示装置40に送信できる。
The
メインポンプ14は、高圧油圧ラインを介して作動油をコントロールバルブ17に供給するための油圧ポンプである。メインポンプ14は、例えば、斜板式可変容量型油圧ポンプである。
The
パイロットポンプ15は、パイロットラインを介して各種油圧制御機器に作動油を供給するための油圧ポンプである。パイロットポンプ15は、例えば、固定容量型油圧ポンプである。
The
コントロールバルブ17は、ショベルにおける油圧システムを制御する油圧制御装置である。コントロールバルブ17は、例えば、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、走行用油圧モータ、及び旋回用油圧モータ等に、メインポンプ14が吐出する作動油を選択的に供給する。なお、以下では、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、走行用油圧モータ、及び旋回用油圧モータを、「油圧アクチュエータ」という場合がある。
The
操作レバー26A〜26Cは、キャビン10内に設けられ、操作者によって油圧アクチュエータの操作に用いられる。操作レバー26A〜26Cが操作されると、パイロットポンプから油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁のパイロットポートに作動油が供給される。各パイロットポートには、対応する操作レバー26A〜26Cの操作方向及び操作量に応じた圧力の作動油が供給される。
The operation levers 26A to 26C are provided in the
本実施形態では、操作レバー26Aは、ブーム操作レバーである。操作者が操作レバー26Aを操作すると、ブームシリンダ7を油圧駆動させて、ブーム4を操作できる。操作レバー26Bは、アーム操作レバーである。操作者が操作レバー26Bを操作すると、アームシリンダ8を油圧駆動させて、アーム5を操作できる。操作レバー26Cは、バケット操作レバーである。操作者が操作レバー26Cを操作すると、バケットシリンダ9を油圧駆動させて、バケット6を操作できる。なお、ショベルには、操作レバー26A〜26Cの他に、走行用油圧モータや旋回用油圧モータ等を駆動させる操作レバー、操作ペダル等が設けられてもよい。
In the present embodiment, the
コントローラ30は、例えば以下で説明する各種データを取得する。コントローラ30が取得したデータは、一時記憶部30aに格納される。
For example, the
可変容量式油圧ポンプであるメインポンプ14のレギュレータ14aは、斜板角度を示すデータをコントローラ30に送る。また、吐出圧力センサ14bは、メインポンプ14の吐出圧力を示すデータをコントローラ30に送る。これらのデータ(物理量を表すデータ)は一時記憶部30aに格納される。また、メインポンプ14が吸入する作動油が貯蔵されたタンクとメインポンプ14との間の管路に設けられている油温センサ14cは、管路を流れる作動油の温度を表すデータをコントローラ30に送る。
The regulator 14 a of the
圧力センサ15a,15bは、操作レバー26A〜26Cが操作された際にコントロールバルブ17に送られるパイロット圧を検出し、検出したパイロット圧を示すデータをコントローラ30に送る。操作レバー26A〜26Cには、スイッチボタン27が設けられている。操作者は、操作レバー26A〜26Cを操作しながらスイッチボタン27を操作することで、コントローラ30に指令信号を送ることができる。
The
ショベルのキャビン10内には、エンジン回転数調整ダイヤル75が設けられている。エンジン回転数調整ダイヤル75は、エンジンの回転数を調整するためのダイヤルであり、例えば、エンジン回転数を段階的に切り替えることができる。本実施形態では、エンジン回転数調整ダイヤル75は、SPモード、Hモード、Aモード、及びアイドリングモードの4段階にエンジン回転数を切り替えることができるように設けられている。エンジン回転数調整ダイヤル75は、エンジン回転数の設定状態を示すデータをコントローラ30に送る。なお、図2には、エンジン回転数調整ダイヤル75によりHモードが選択された状態が示されている。
An engine
SPモードは、作業量を優先したい場合に選択される回転数モードであり、最も高いエンジン回転数を利用する。Hモードは、作業量と燃費を両立させたい場合に選択される回転数モードであり、二番目に高いエンジン回転数を利用する。Aモードは、燃費を優先させながら低騒音でショベルを稼働させたい場合に選択される回転数モードであり、三番目に高いエンジン回転数を利用する。アイドリングモードは、エンジンをアイドリング状態にしたい場合に選択される回転数モードであり、最も低いエンジン回転数を利用する。エンジン11は、エンジン回転数調整ダイヤル75で設定された回転数モードのエンジン回転数で一定回転数に制御される。
The SP mode is a rotation speed mode that is selected when priority is given to the amount of work, and uses the highest engine speed. The H mode is a rotation speed mode that is selected when both the work amount and the fuel consumption are desired, and uses the second highest engine speed. The A mode is a rotation speed mode that is selected when it is desired to operate the shovel with low noise while giving priority to fuel consumption, and uses the third highest engine speed. The idling mode is a rotation speed mode that is selected when the engine is desired to be in an idling state, and uses the lowest engine speed. The
次に、ショベルのコントローラ30及びマシンガイダンス装置50に設けられている各種機能について説明する。図3は、実施形態におけるコントローラ30及びマシンガイダンス装置50の構成を例示する図である。
Next, various functions provided in the
コントローラ30は、エンジンコントローラ74を含むショベル全体の動作を制御する。コントローラ30は、ゲートロックレバー49が押し下げられている状態では、ゲートロック弁49aを閉状態とし、ゲートロックレバー49が引き上げられている状態では、ゲートロック弁49aを開状態とするように制御する。ゲートロック弁49aは、コントロールバルブ17と操作レバー26A〜26C等との間の油路に設けられている切替弁である。ここでは、ゲートロック弁49aは、コントローラ30からの指令によって開閉する構成になっているが、ゲートロックレバー49と機械的に接続され、ゲートロックレバー49の動作に応じて開閉する構成であってもよい。
The
ゲートロック弁49aは、閉状態において、コントロールバルブ17と操作レバー26A〜26C等との間の作動油の流れを遮断して操作レバー26A〜26C等の操作を無効にする。また、ゲートロック弁49aは、開状態において、コントロールバルブ17と操作レバー等との間で作動油を連通させて操作レバー26A〜26C等の操作を有効にする。
In the closed state, the
コントローラ30は、ゲートロック弁49aが開状態となり、操作レバー26A〜26Cの操作が有効になった状態で、圧力センサ15a、15bによって検出されるパイロット圧から、各レバーの操作量を検出する。
The
コントローラ30は、ショベル全体の動作の制御に加えて、マシンガイダンス装置50によるガイダンスを行うか否かを制御する。具体的には、コントローラ30は、ショベルが休止中であると判定したときは、マシンガイダンス装置50によるガイダンスを中止するように、マシンガイダンス装置50にガイダンス中止指令を送る。また、ガイダンス中止指令が出された場合には、ガイダンスが中止されている旨を距離表示装置D1に表示してもよい。更に、ガイダンスが機能している場合にも、ガイダンス実行中である旨を距離表示装置D1に表示してもよい。
The
また、コントローラ30は、オートアイドルストップ指令をエンジンコントローラ74に対して出力する際に、ガイダンス中止指令をマシンガイダンス装置50に出力してもよい。あるいは、コントローラ30は、ゲートロックレバー49が押し下げられた状態にあると判定した場合に、ガイダンス中止指令をマシンガイダンス装置50に出力してもよい。
Further, the
次に、マシンガイダンス装置50について説明する。マシンガイダンス装置50は、ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、バケット角度センサS3、車体傾斜センサS4、GPS装置G1、入力装置45等から、コントローラ30に供給される各種信号及びデータを受信する。
Next, the
入力装置45は、バケット6の形状に関する情報が入力され、コントローラ30に出力される。バケット6の形状に関する情報とは、バケット6の開口高さと開口幅、爪先から背面までの距離、及び爪の長さなどの情報を含む。
Information relating to the shape of the
マシンガイダンス装置50は、受信した信号及びデータに基づいてバケット6等のアタッチメントの実際の動作位置を算出する。そして、マシンガイダンス装置50は、アタッチメントの実際の動作位置と目標面とを比較し、例えばバケット6と目標面との間の距離や、バケット6の目標面との相対角等を算出する。マシンガイダンス装置50は、ショベルの旋回中心軸からバケット6の爪先までの距離や、目標面の傾斜角度等も算出し、これらを作業情報として表示装置40及びアーム5に設置された距離表示装置D1へ送信する。
The
なお、マシンガイダンス装置50とコントローラ30とが別に設けられている場合には、マシンガイダンス装置50とコントローラ30とは、CAN(Controller Area Network)を通じて互いに通信可能に接続される。
When the
マシンガイダンス装置50は、高さ算出部503、比較部504、表示制御部505、及びガイダンスデータ出力部506を有する。
The
高さ算出部503は、ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2及びバケット角度センサS3の検出信号から求められるブーム4、アーム5及びバケット6の角度から、バケット6の先端(爪先)の高さを算出する。
The
比較部504は、高さ算出部503が算出したバケット6の先端(爪先)の高さと、ガイダンスデータ出力部506から出力されるガイダンスデータにおいて示される目標面の位置とを比較する。本実施形態の比較部504は、「代表位置」としてのバケット6の爪先中央位置の高さと目標面との位置を比較する。また、比較部504は、「代表位置以外の位置」としてのバケット6の爪先の左右位置のそれぞれの高さと、該左右位置に対する目標面との位置、及びバケット6の背面の高さと目標面との位置を比較する。
The
比較部504は、バケット6の目標面との相対距離を算出する。算出する相対距離は、バケット6の代表位置における目標面との相対距離や、バケット6の「代表位置以外の位置」における目標面との相対距離などを算出する。また比較部504は、バケット6の目標面との相対角を算出する。比較部504において求められた各種データは、記憶装置47に記憶される。
The
表示制御部505は、比較部504によって求められたバケット6の高さや、目標面との相対距離などを、作業情報として表示装置40及びアーム5に設置された距離表示装置D1へ送信する。表示装置40及び距離表示装置D1は、表示制御部505から送られる作業情報を表示する。表示装置40は、撮像装置80から送られる撮影画像を適宜表示してよい。距離表示装置D1の表示形態については後述する。また、表示制御部505は、バケット6が目標面よりも低い位置になった場合等には、表示装置40及び距離表示装置D1に警報を表示したり、音声出力装置43を介して操作者に警報を発することができる。
The
図4は、実施形態におけるショベルがバケット6により法面(傾斜面)を掘削する作業を行っている様子を例示する図である。また、図5は、図4の状態におけるショベルのキャビン10内の運転席から前方を見た様子を例示する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the excavator in the embodiment is performing an operation of excavating a slope (inclined surface) with the
図4に示すように、法面(傾斜面)を作業操作する場合には、作業面SL(バケット爪先)や目標面TLが操作者の視界の下限KLよりも下方に位置する場合には、操作者の目の位置IP(アイポイント)から作業面SL(バケット爪先)や目標面TLが視認できない。アタッチメントが図4の状態にあるとき、操作者がキャビン10の前面の窓から視認できるアタッチメントの下限は、図5に示すようにバケット6の上部までである。
As shown in FIG. 4, when operating the slope (inclined surface), when the work surface SL (bucket toe) and the target surface TL are located below the lower limit KL of the operator's field of view, The work surface SL (bucket toe) and the target surface TL cannot be visually recognized from the position IP (eye point) of the operator's eyes. When the attachment is in the state shown in FIG. 4, the lower limit of the attachment that the operator can visually recognize from the front window of the
そこで、本実施形態では、図4、図5に示すように操作者から作業面SL(バケット爪先)や目標面TLが視認できない場合であっても、アーム5に備えられた距離表示装置D1により、バケット爪先から目標面TLまでの距離を視認できる。以下にそのような表示制御について説明する。なお、以下にアーム5に表示される表示形態を中心に説明するが、同様の表示が表示装置40の画像表示部41に表示されていてよい。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, even when the work surface SL (bucket toe) and the target surface TL cannot be visually recognized by the operator, the distance display device D1 provided in the
次に、図5を参照しながら、法面掘削作業を行なっているときにアーム5に表示される作業情報の表示構成について説明する。
Next, a display configuration of work information displayed on the
本実施形態の作業情報は、アーム5に設置された距離表示装置D1により表示される。
なお、図5に示すように、キャビン10には、中央に運転席10aが設けられ、その両脇に操作レバー26A,26Bが配置されている。操作者は、運転席10aに座って、左手で操作レバー26Aを操作し、右手で操作レバー26Bを操作することで、バケット6を所望の位置に移動させて掘削作業を行う。運転席10aの右前方(前面の窓の右下)には、表示装置40の画像表示部41及びスイッチパネル42が配置されている。
The work information of the present embodiment is displayed by the distance display device D1 installed on the
As shown in FIG. 5, the
通常、作業中において、操作者はバケット6を注視している。ここで、バケット爪先や目標面に関する作業情報が画像表示部41に表示されていても、画像表示部41はキャビン10内に配置されているため、操作者が画像表示部41に表示された情報を確認するためには、バケット6から視点や焦点を大きく変えなければならない。
Usually, the operator watches the
本願発明では、バケット爪先や目標面に関する作業情報がアーム5に設置された距離表示装置D1に表示される。このため、作業中において、操作者がバケット6を注視していても、視点や焦点を大きく変えること無く距離表示装置D1を確認して作業情報を取得できる。
In the present invention, work information related to the bucket toe and the target surface is displayed on the distance display device D <b> 1 installed on the
したがって、ショベルの操作者は、窓の外のバケット6を見ながら距離表示装置D1などから作業情報を読み取りつつ、両手で操作レバー26A、26B等を操作することになる。
Therefore, the operator of the shovel operates the operation levers 26A, 26B and the like with both hands while reading the work information from the distance display device D1 while looking at the
本実施形態の距離表示装置D1は、バケット爪先と目標面までの距離を、縮尺を変更すること無く実スケールで表示する。このため、操作者は、距離表示装置D1で示されるバケット爪先と目標面との相対的な距離を確認することで、視点や焦点を変更すること無く、容易にかつ正確に施工作業を行うことができる。 The distance display device D1 of the present embodiment displays the distance between the bucket tip and the target surface on an actual scale without changing the scale. For this reason, the operator can perform construction work easily and accurately without changing the viewpoint or focus by confirming the relative distance between the bucket tip and the target surface indicated by the distance display device D1. Can do.
距離表示装置D1は、例えば代表位置としてのバケット6の爪先中央位置から目標面までの距離を表示する。
The distance display device D1 displays the distance from the center position of the tip of the
距離表示装置D1は、アーム5の側面5aに設置されている。図示例では、アタッチメントの延在方向に対して左側(矢印X1側)の側面5aに設けられているが、右側(矢印X2側)の側面5aであってもよい。
The distance display device D1 is installed on the
距離表示装置D1は、バケット6と目標面との相対的な距離を示す距離表示部600を有している。
The distance display device D1 includes a
本実施形態の距離表示部600は、複数のライトバー600aが上下方向に一定の間隔で並列されたバーグラフである。
The
距離表示部600において、6個のライトバー600aのうちの一つが、バケット6の爪先中央位置から目標面までの距離に応じて他のバーとは異なる色(例えば黒)で表示される。異なる色に表示されたライトバー600aは、バケット位置表示部BP(図5では下から5つ目の表示部)となる。バケット位置表示部BPは、バケット6の爪先中央位置から目標面までの距離に応じて上下に動くように表示される。
In the
本実施形態では下から2つ目のライトバー600aは、目標面表示部TLPとなる。目標面表示部TLPは、バケット位置表示部BPとは異なる色で表示され、上下に移動しない。
In the present embodiment, the
操作者は、距離表示装置D1の距離表示部600を見ることで、視点や焦点を変更すること無く、バケット6の爪先中央位置から目標面までの距離を容易に且つ正確に把握できる。
By viewing the
距離表示装置D1は、操作者が作業時に注視しているバケット6と同軸上にあるアーム5に設けられている。そのため、視線を左右に動かすことなくバケット6の位置を視認でき、作業性を向上できる。また、距離表示装置D1を視認する際には、アーム5が遮光部材の役割を兼ねるため、視認性が良い。
The distance display device D1 is provided on the
本実施形態の距離表示装置D1は、図6に示す位置に設けられていてもよい。図6に示す距離表示装置D1は、アーム5のキャビン10側の腹面5bの下方位置に設けられている。図6に示す距離表示装置D1は、図5に示した距離表示装置D1と同様の表示がなされるため、表示形態に関する説明は省略する。
The distance display device D1 of the present embodiment may be provided at the position shown in FIG. The distance display device D1 shown in FIG. 6 is provided at a position below the
図5、図6に示した距離表示装置D1は、複数のライトバー600aを有する構成であったが、この限りではない。例えば距離表示装置D1は、液晶パネルによって構成されてよい。液晶パネルには、図6と同形態の距離表示部600が表示される。また、距離表示装置D1は、複数のLED素子を有するLED表示部であってもよい。LED表示部も図6と同形態の距離表示部600が表示される。距離表示装置D1を液晶パネルやLED表示部で構成した場合、例えばバケット6が目標面と接触した際には「危険」などのメッセージや赤などの警告色を表示させる構成としてもよい。
The distance display device D1 shown in FIGS. 5 and 6 has a configuration having a plurality of
次に、図7を参照しながら、アーム5にバケット6と目標面との相対的な距離を表示する別の実施形態について説明する。なお、アーム5に表示される表示形態については、図5、図6と同様であるため説明は省略する。
Next, another embodiment in which the relative distance between the
別の実施形態のショベルは、図7に示すようにアーム5に投影装置D2が設置されている。投影装置D2は、プロジェクターであり、短焦点のものが好ましい。投影装置D2は、アーム5の側面5aのブーム4側に設置されている。
In the shovel of another embodiment, a projection device D2 is installed on the
投影装置D2は、図2、図3に示すようにマシンガイダンス装置50と接続されている。投影装置D2は、マシンガイダンス装置50から取得した作業情報を表示する。本実施形態において投影装置D2は、バケット6の爪先中央位置と目標面との相対距離を表示する。投影装置D2は、蓄電池70から電力の供給を受けて動作してよい。
The projection device D2 is connected to the
投影装置D2は、マシンガイダンス装置50から取得した作業情報を、アーム5の腹面5b上に投影させる。なお、投影装置D2により、アーム5の腹面5bに投影される情報は、上記した作業情報だけでなく、作業をガイダンスするメッセージなどが表示されてもよい。
The projection device D2 projects the work information acquired from the
投影装置D2の設置位置は、図示の限りではなく、ブーム4の腹面4aや、キャビン10の上面などに設置されてよい。投影装置D2がブーム4の腹面4aに設置される場合、アーム5に近い上方位置に配置されることが好ましい。
The installation position of the projection device D2 is not limited to the illustration, and may be installed on the
操作者は、投影装置D2によりアーム5の腹面5bに投影された作業情報を見ることで、バケット6の爪先中央位置から目標面までの距離を容易に且つ正確に把握できる。
The operator can easily and accurately grasp the distance from the center position of the toe of the
投影装置D2により投影される作業情報は、操作者が作業時に注視しているバケット6と同軸上にあるアーム5の腹面5bに表示されるため、視線を左右に動かすことなくバケット6の位置を視認でき、作業性を向上できる。また、アーム5の腹面5bに表示された作業情報を視認する際には、当該アーム5が遮光部材の役割を兼ねるため視認性が良い。
The work information projected by the projection device D2 is displayed on the
以上、実施形態に係るショベル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、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。 As mentioned above, although the shovel which concerns on embodiment was demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation and improvement are possible within the scope of the present invention.
1 下部走行体
3 上部旋回体
4 ブーム
5 アーム
6 バケット
10 キャビン
40 表示装置
41 画像表示部
80 撮像装置
600 距離表示部
600a ライトバー
D1 距離表示装置
D2 投影装置
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられたブーム、アーム、及びエンドアタッチメントを含むアタッチメントと、
該アタッチメントの操作をガイダンスするガイダンス装置と、
を有するショベルであって、
前記ガイダンス装置は、前記アームに目標面と前記エンドアタッチメントの作業部位との相対的な距離を表示することを特徴とするショベル。 A lower traveling body that performs traveling operation;
An upper swing body that is rotatably mounted on the lower traveling body;
An attachment including a boom, an arm, and an end attachment attached to the upper swing body;
A guidance device for guiding the operation of the attachment;
An excavator having
The guidance device displays a relative distance between a target surface and a work site of the end attachment on the arm.
前記アームに設置された距離表示装置に、前記目標面と前記エンドアタッチメントの作業部位との相対的な距離を表示することを特徴とする請求項1に記載のショベル。 The guidance device
The excavator according to claim 1, wherein a relative distance between the target surface and a work site of the end attachment is displayed on a distance display device installed on the arm.
前記アタッチメント又はキャビンに設置された投影装置により、前記アームに前記目標面と前記エンドアタッチメントの作業部位との相対的な距離を表示することを特徴とする請求項1に記載のショベル。 The guidance device
The shovel according to claim 1, wherein a relative distance between the target surface and a work site of the end attachment is displayed on the arm by a projection device installed in the attachment or cabin.
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