JP2018104931A - 作業機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】作業機は、操縦操作を行う操縦装置を備えた作業機であって、当該作業機を操縦操作が可能な操縦可能状態と操縦装置による操縦操作が操縦可能状態よりも制限される操縦制限状態とに制御可能な制御装置と、表示部と入力操作部とを有する表示装置と、を備え、制御装置は、入力操作部で所定の入力操作が行われた際に操縦制限状態にすることを特徴とする。作業機は、作業機の周辺画像を撮像する撮像装置を備え、表示装置は、操縦可能状態であるときには表示部に撮像装置が撮像した前記周辺画像を表示させる。
【選択図】図4A
Description
特許文献1に開示された作業機は、表示装置に対する入力操作を行うことによって、作業機の設定を行うことができる。
そこで本発明は、上記課題に鑑み、表示装置への入力操作中に作業機の動作制限を簡単に行うことができる作業機を提供することを目的とする。
[第1実施形態]
図11は、本実施形態に係る作業機1の全体構成を示す概略側面図である。図12は、作業機1の概略平面図である。本実施形態では、作業機1として旋回作業機であるバックホーが例示されている。
図11、図12に示すように、作業機1は、機体(旋回台)2と、走行装置3と、作業装置4とを備えている。機体2上にはキャビン5が搭載されている。キャビン5の室内には運転席6が設けられている。
本実施形態においては、作業機1の運転席6に着座した運転者(オペレータ)の前側(図11、図12の矢印A1方向)を前方、運転者の後側(図11、図12の矢印A2方向)を後方、運転者の左側(図11の手前側、図12の矢印B1方向)を左方、運転者の右側(図11の奥側、図12の矢印B2方向)を右方として説明する。
機体2は、走行装置3上に旋回ベアリング8を介して縦軸(上下の方向に延伸する軸心)回りに旋回自在に支持されている。機体2は、油圧モータ(油圧アクチュエータ)からなる旋回モータMTによって旋回駆動される。機体2は、縦軸回りに旋回する旋回基板9と、ウエイト10とを有している。旋回基板9は、鋼板等から形成されており、旋回ベアリング8に連結されている。ウエイト10は、機体2の後部に設けられている。機体2の後部には、原動機E1が搭載されている。原動機E1は、ディーゼルエンジンである。なお、原動機E1は、電動モータであってもよいし、ディーゼルエンジン及び電動モータを有するハイブリッド型であってもよい。
図11に示すように、作業装置4は、ブーム15と、アーム16と、バケット(作業具)17とを有している。ブーム15の基部は、スイングブラケット14に横軸(機体幅方向に延伸する軸心)回りに回動自在に枢着されている。これによって、ブーム15が上下に揺動自在とされている。アーム16は、ブーム15の先端側に横軸回りに回動自在に枢着されている。これによって、アーム16が前後或いは上下に揺動自在とされている。バケット17は、アーム16の先端側にスクイ動作及びダンプ動作可能に設けられている。作業機1は、バケット17に代えて或いは加えて、油圧アクチュエータにより駆動可能な他の作業具(予備アタッチメント)を装着することが可能である。他の作業具(予備アタッチメント)としては、油圧ブレーカ、油圧圧砕機、アングルブルーム、アースオーガ、パレットフォーク、スイーパー、モア、スノウブロア等が例示できる。
ータ)によって構成されている。
図2に示すように、作業機1の油圧システムは、ブームシリンダC3、アームシリンダC4、バケットシリンダC5、旋回モータMT等の作業系油圧アクチュエータと、第1走行モータML、第2走行モータMR等の走行系油圧アクチュエータとを作動させるシステムである。なお、図2の油圧システムは、説明の便宜上、ドーザシリンダ及びスイングシリンダC2を制御する回路を省略している。
当該電磁弁37の開度に応じて当該電磁弁37に対応する制御弁33の受圧部に作用するパイロット圧が変化する。
R)に供給される作動油の流量等を制御する。
さて、操縦装置19は、操縦装置19L及び操縦装置19Rの他に、操縦装置19Fを備えている。操縦装置19Fは、走行装置3、即ち、走行系油圧アクチュエータ(第1走行モータML及び第2走行モータMR)を操作するための装置である。操縦装置19Fは、当該操縦装置19Fに対する操作量に応じて走行制御弁(第1走行制御弁33G、第2走行制御弁33R)の開度を変更することにより、第1走行モータML及び第2走行モータMRに供給する作動油の流量(供給量)を増減させる装置である。
第1走行ペダル51Lは、運転席6の前方で且つ左に配置され、且つ、第1走行モータ
MLの供給する作動油の流量を増減させる走行ペダルである。第1走行ペダル51Lは、運転席6の下部に設けられたステップ等に横軸によって、前、後に揺動自在に支持されている。
第1走行検出部52Lは、制御部60に接続されている。第1走行検出部52Lによって検出された第1走行ペダル51Lの第1操作量(前操作量、後操作量)は、制御部60に入力される。
第2走行検出部52Rは、第2走行ペダル51Rの前、後の中立位置からの揺動量(操作量)を検出するポテンションメータである。即ち、第2走行検出部52Rは、第2走行ペダル51Rが前に揺動した場合は、前操作量を検出する。また、第2走行検出部52Rは、第2走行ペダル51Rが後に揺動した場合は、後操作量を検出する。
制御部60は、第2操作量(前操作量、後操作量)の大きさに応じて、前進電磁弁37H1又は後進電磁弁37H2に制御信号を出力して、前進電磁弁37H1又は後進電磁弁37H2の開度を設定する。したがって、第2走行ペダル51Rを、例えば、オペレータが踏み込み、踏み込み量である第2操作量が第2走行検出部52Rによって検出されると、制御部60は、踏み込み量に応じて前進電磁弁37H1又は後進電磁弁37H2の開度を設定する。そのため、第2走行制御弁33Hは前進電磁弁37H1又は後進電磁弁37H2の開度に応じて開き、第2走行制御弁33Hから油路48に流れる作動油の流量(第2供給量)を増減させる。即ち、操縦装置19Fの操作量によって、油路48から走行装置3の第2走行モータMRに供給する作動油の流量が増減し、走行装置3(作業機)が右に曲がる際の走行速度を変更することができる。
る。その結果、第1走行モータML及び第2走行モータMRに供給する作動油の流量が増減し、走行装置3(作業機)の後進時の走行速度を変更することができる。
図2に示すように、作業機1は、操縦等の制御を行う操縦制御装置(制御装置)150を備えている。操縦制御装置150は、作業機1の状態を、操縦装置19による作業機1の通常の操縦操作が可能な操縦可能状態と、操縦装置19による作業機1の操縦操作が操縦可能状態よりも制限される操縦制限状態とに切り換える装置である。本実施形態では、操縦制限状態において操縦装置19(19F、19L、19R、19F)による作業機1の操縦操作をできなくする。ただし、これに限らず、操縦制限状態において、操縦可能状態で操縦装置19を用いて行うことのできる操縦操作のうちの一部のみを行えないようにしてもよい。
表示装置100は、作業機1に関する様々な表示を行ったり、作業機1に関する様々な設定を行うことが可能である。表示装置100は、キャビン5の室内における運転席に着座したオペレータから視認可能な位置(例えば、運転席の前方、斜め前方、或いは側方)
に配置されている。撮像装置120は、作業機1の前部、後部、側部或いは上部に設けられたカメラ等であって、作業装置4の周辺、作業機1の後方等を撮像することが可能である。例えば、撮像装置120は、キャビン5の前部に設けられていて、ブーム15、アーム16、バケット(作業具)17の周辺を撮像する。また、撮像装置120は、キャビン5の後部或いは後部ボンネットに設けられていて、後部ボンネットの後方、走行装置3の周辺を撮像する。或いは、撮像装置120を作業機1の側部に備え、機体側方を撮像するようにしてもよい。
制御部60には、操縦装置19の操作量の他に、ガバナセンサからのガバナ角度(ガバナ位置)、アクセルレバーの操作量(角度)、アイドルスイッチ(AI-SW)のオン信号/オフ信号、エンジン回転センサからのエンジン回転数、アームの角度、ブームの角度などの信号が入力される。
ブーム高さ制御では、ブーム15の高さが予め設定されたブームの高さの上限値になったときに操縦装置19の操作に関わらずブーム15の上げ動作を停止する。ブーム高さ制御では、操縦装置19によりブーム15を上げ動作しているときはブームの角度が制御部60に入力される。そして、制御部60に入力されたブームの角度が上限値に達した際には、制御部60は、ブーム電磁弁37Cのソレノイドを消磁することによってブームの上げ動作を停止させる。
第1操作具111は、回転操作を行う回転操作部及び押圧操作が可能な押圧操作部を有する操作具であって、例えば、ロータリエンコーダスイッチである。具体的には、第1操作具111は、回転軸111aと、回転軸111aに取付けられた回転操作部(摘み部)111bと、摘み部111bに設けられた押圧操作部(プッシュスイッチ)111cとを含んでいる。第1操作具111においては、オペレータが摘み部111bを回転軸111
b周りに回転させることによって回転操作を行うことができ、回転操作による位置が内蔵されたエンコーダによって検出される。また、第1操作具111においては、オペレータがプッシュスイッチ111cを押すことによって押圧操作を行うことができる。
さて、制御部60は、上述した入力操作部102による入力操作を検出可能である。即ち、制御部60は、第1操作具111による回転操作、第1操作具111による押圧操作、第2操作具112による押圧操作、第3操作具113による押圧操作を検出可能である。具体的には、第1操作具111による回転操作、第1操作具111による押圧操作、第2操作具112による押圧操作、第3操作具113による押圧操作を示す操作信号(第1操作信号という)が制御部60に入力される。或いは、第1操作具111、第2操作具112、第3操作具113のいずれかが操作されたことを示す操作信号(第2操作信号)が表示装置100等から入力される。制御部60は、第1操作信号又は第2操作信号が入力された時点で、入力操作部102による入力操作を検出する。
復帰処理は、制御部60が操縦切換処理に移行する前(操縦切換処理の開始直前)にお
ける操縦切換装置110の切換前状態、即ち、入力操作部102の入力操作の検出前の操縦切換装置110の状態に基づいて行われる。この実施形態では、切換前状態とは、操縦ロックレバー93の状態のことである。図1に示すように、制御部60は、不揮発性のメモリ等から構成された記憶部61を有しており、当該記憶部61は、切換前状態として、作業機1が操縦可能状態であるか、操縦制限状態であるかを記憶(保持)している。
次に、メニュー画面Q1、運転画面Q2、設定画面Q3、入力操作部102における入力操作、制御部60による操縦切換処理及び復帰処理の関係について詳しく説明する。図4Aは、メニュー画面Q1、運転画面Q2及び設定画面Q3の画面推移を示すフローチャートである。
また、運転画面Q2の表示(S4)後の切換判定処理S5において、操縦ロックレバー93を下げた場合(S5、Yes)、制御部60は、所定の入力操作であるプッシュスイッチ111cによる押圧操作が行われたか否かの判定を行う(S9)。即ち、制御部60は、運転画面Q2が表示された状態(S4)で且つ操縦ロックレバー93が下げられた状
態(S5、Yes)では、プッシュスイッチ111cによる押圧操作が行われたか否かの判定を行う(S9)。
図5に示すように、設定画面Q3では、まず、機械設定を行う複数の選択項目、例えば、「高さ制御設定」、「AI制御設定」、「アーム制限設定」が表示される。ここで、オペレータが第1操作具111の摘み部111bを回して回転操作を行うと、カーソルKが移動することにより、選択されている選択項目の候補(選択項目候補という)を変更することができる。
例えば、設定画面Q3において、「AI制限設定」という選択項目候補にカーソルKを合わせ、オペレータが第3操作具113を押すと、選択項目が決定する。
値)が新たなアイドリング回転数として更新される。アイドリング回転数の変更後は、設定画面Q3は、アイドリング回転数に更新されたことを示す画面Q3−2に切り換わる。画面Q3−2において、再び第3操作具113を押すと、設定画面Q3におけるアイドリング回転数の設定が完了し、少なくとも1つ前の画面、例えば、設定画面Q3に戻り、設定画面Q3によって続けて機械設定を行うことができる。
図6に基づいて、操縦切換装置110を操縦制限状態から操縦可能状態に一時的に切り換える場合について説明する。図6は、アーム制限設定の画面推移を示した図である。
図6に示すように、設定画面Q3において、「アーム制限設定」という選択項目候補にカーソルKを合わせ、オペレータが第3操作具113を押すと、選択項目が「アーム制限設定」に決定する。なお、カーソルKを移動させる操作をした時点で、制御部60は操縦切換処理に移行している。
制御装置150は、入力操作部102で所定の入力操作が行われた際に、操縦制限状態にすると共に、表示部101に、作業機1に関する設定を入力操作部を用いて行う入力画面を表示させる。そのため、表示部101に表示した入力画面に対してオペレータが入力操作部102を用いて作業機1に関する設定を行う場合に、操縦装置19による作業機1の操縦を自動的に確実に制限することができる。
制御装置150は、前記所定の入力操作が行われる前に操縦可能状態であったか操縦制限状態であったかを記憶する記憶部を備え、制御装置150は、所定の入力操作が行われた後、表示装置100に対する入力の受付を完了したときに、切換前状態が操縦可能状態であった場合には操縦制限状態から操縦可能状態に切り換え、切換前状態が操縦制限状態であった場合には操縦制限状態に維持する。そのため、表示装置100が入力操作部102の受付を完了後に、オペレータが、切換前状態がどうであったかを気にしなくても、当該切換前状態に復帰することができる。
入力操作部として、オペレータによる押圧操作を受け付ける押圧操作部、オペレータによる回転操作を受け付ける回転操作具、およびオペレータによる表示部101へのタッチ操作を受け付けるタッチ操作部のうちのいずれか1つ以上を備えている。このため、作業機1に対する入力操作を容易に行うことができる。
図7は、第2実施形態における作業機の制御ブロックを示し、図8は、第2実施形態に
おける作業機の油圧システムを示している。第1実施形態では、入力操作部102で所定の入力操作が行われた際、操縦切換装置110(アンロード弁90)を切り換えることによって機械的に操縦制限状態にしていたが、第2実施形態はアンロード弁90を用いずに電気的に操縦制限状態にする実施形態である。第2実施形態の説明では、第1実施形態と異なる構成について説明する。
なお、第2実施形態において、手動により操縦可能状態と操縦制限状態とに切り換えるための操縦ロックスイッチ(ロック操作部)92を設けることが好ましい。この場合、操縦ロックスイッチ92は、オペレータが直接操作できる切換スイッチであっても、第1実施形態で示したように、操縦ロックレバー93の揺動を検出するようなスイッチであってもよい。
[第3実施形態]
図10は、第3実施形態におけるメニュー画面、運転画面及び設定画面の画面推移を示すフローチャートである。第1実施形態及び第2実施形態では、作業機1は、操縦ロックスイッチ92と操縦ロックレバー93を備えているが、第3実施形態では操縦ロックスイッチ92と操縦ロックレバー93を用いずに当該操縦ロックスイッチ92と操縦ロックレバー93を、プッシュスイッチ111cで兼用化している。第3実施形態では、作業機の操縦制限が行われているか否かを表示する報知部(例えば、ランプ)が運転席6の近傍に設けられている。
消灯(OFF)していて、作業機が操縦可能であることを報知する。また、メニュー画面Q1の表示(S2)後にエンジンを始動すると、プログラム(ソフトウェア)は一旦リセットされ、再び、メニュー画面Q1の表示(S2)後の状態に復帰する。
19、19F、19L、19R 操縦装置
60 制御部
61 記憶部
92 操縦ロックスイッチ(ロック操作部)
93 操縦ロックレバー(ロック操作部)
100 表示装置
101 表示部
102 入力操作部
110 操縦切換装置
111 第1操作具
112 第2操作具
113 第3操作具
120 撮像装置
150 制御装置(操縦制御装置)
Claims (6)
- 操縦操作を行う操縦装置を備えた作業機であって、
当該作業機を前記操縦操作が可能な操縦可能状態と前記操縦装置による操縦操作が前記操縦可能状態よりも制限される操縦制限状態とに制御可能な制御装置と、
表示部と入力操作部とを有する表示装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記入力操作部で所定の入力操作が行われた際に前記操縦制限状態にすることを特徴とする作業機。 - 作業機の周辺画像を撮像する撮像装置を備え、
前記表示装置は、前記操縦可能状態であるときには前記表示部に前記撮像装置が撮像した前記周辺画像を表示させることを特徴とする請求項1に記載の作業機。 - 前記制御装置は、前記入力操作部で前記所定の入力操作が行われた際に、前記操縦制限状態にすると共に、前記表示部に、前記作業機に関する設定を前記入力操作部を用いて行う入力画面を表示させることを特徴とする請求項1又は2に記載の作業機。
- 前記所定の入力操作が行われる前に操縦可能状態であったか操縦制限状態であったかを記憶する記憶部を備え、
前記制御装置は、前記所定の入力操作が行われた後、前記表示装置が前記入力操作部に対する入力の受付を完了したときに、切換前状態が操縦可能状態であった場合には前記操縦制限状態から前記操縦可能状態に切り換え、前記切換前状態が操縦制限状態であった場合には操縦制限状態に維持することを特徴とする請求項1又は2に記載の作業機。 - 前記制御装置は、手動により前記操縦可能状態と前記操縦制限状態とに切り換えるためのロック操作部を備えていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の作業機。
- 前記入力操作部として、オペレータの回転操作および押圧操作を受け付ける第1操作具と、オペレータによる押圧操作を受け付ける第2操作具および第3操作具とを備え、
前記所定の操作は、前記第1操作具に対する押圧操作であり、
前記制御装置は、前記第1操作具の回転操作に応じて前記表示部に表示される複数の選択項目のうちの選択項目候補を変更させ、前記第2操作具の押圧操作により選択項目を決定し、前記第3操作具の押圧操作に応じて前記選択項目を決定する前の状態に戻ることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載に作業機。
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