JP2019157600A - Work machine - Google Patents

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Abstract

To provide a work machine that can easily construct a design surface subject to work without making work tools contact other design surfaces adjacent to the design surface subject to work when a complex three-dimensional design surface is constructed.SOLUTION: A controller 15 includes a calculation unit 15a, an information generating unit 15b and an information output unit 15c. The calculation unit 15a calculates positional coordinates of a vehicle body and the longitudinal direction of a work machine 3 based on measurement results from position measurement devices 11e, 11f and direction measurement devices 11e, 11f. The information generating unit 15b sets another design surface Sadjacent to a first target surface S, out of a plurality of design surfaces constituting three-dimensional data, as a second target surface S. The information generating unit 15b generates first operation assist information including the revolving amount of a revolving superstructure 2 for making the longitudinal direction of the work machine when the vehicle body is viewed from above parallel with the boundary between the first target surface and the second target surface. The information output unit 15c outputs the first operation assist information generated by the information generating unit to a display device 13.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械に関する。   The present invention relates to a work machine such as a hydraulic excavator.

バケットの刃先を目標面に対して平行にするための操作を支援する情報(操作支援情報)をオペレータに対して提示することができる掘削機械の表示システムを開示するものとして、例えば特許文献1がある。特許文献1には、バケットを有する作業機を含む上部旋回体を、所定の旋回中心軸を中心として旋回させることができる掘削機械に用いられるものであり、前記掘削機械の現在位置及び姿勢に関する情報を検出する車両状態検出部と、作業対象の目標形状を示す目標面の位置情報を少なくとも記憶する記憶部と、前記掘削機械の現在位置及び姿勢に関する情報に基づいて求めた前記バケットの刃先の方向を含む情報と、前記目標面と直交する方向を含む情報と、旋回中心軸の方向を含む情報と、に基づいて前記バケットの刃先が前記目標面と正対するために必要な、前記作業機を含む前記上部旋回体の旋回量を示す第1目標旋回情報及び第2目標旋回情報を求め、得られた前記第1目標旋回情報及び前記第2目標旋回情報と、前記旋回中心軸と直交し、かつ前記作業機の動作平面と平行な軸と、前記旋回中心軸及び前記目標面の各々の端部を通る各々の仮想線とがなす角度のうち最小値となる第1の角度及び最大値となる第2の角度と、に基づいて、前記第1目標旋回情報又は前記第2目標旋回情報を選択し、選択された方に対応する画像を表示装置の画面に表示する処理部と、を含む、掘削機械の表示システム(請求項1)が記載されている。   For example, Patent Document 1 discloses a display system for an excavating machine that can present information (operation support information) that supports an operation for making the blade edge of the bucket parallel to the target surface to the operator. is there. Patent Document 1 is used in an excavation machine that can rotate an upper swing body including a working machine having a bucket around a predetermined rotation center axis, and information on the current position and posture of the excavation machine A state of the cutting edge of the bucket determined based on information on the current position and posture of the excavating machine, a vehicle state detection unit for detecting the position, a storage unit for storing at least position information of a target surface indicating the target shape of the work target The work implement necessary for the cutting edge of the bucket to face the target surface based on the information including the information including the direction orthogonal to the target surface, and the information including the direction of the turning central axis. First target turning information and second target turning information indicating a turning amount of the upper turning body including the first target turning information and the second target turning information obtained, and the turning center axis A first angle that is a minimum value among angles formed by an axis that is orthogonal and parallel to the operation plane of the work implement, and each imaginary line that passes through each end of the turning center axis and the target surface; A processing unit that selects the first target turning information or the second target turning information based on the second angle that is the maximum value, and displays an image corresponding to the selected one on the screen of the display device; A display system for a drilling machine (claim 1) is described.

特許第5826397号公報Japanese Patent No. 5826397

特許文献1に記載の掘削機械の表示システムでは、バケットの刃先を目標面に対して平行にするための操作支援情報が表示されるため、目標面を精度よく成形することが容易になる。   In the display system for an excavating machine described in Patent Document 1, since operation support information for making the blade edge of the bucket parallel to the target surface is displayed, it becomes easy to accurately shape the target surface.

しかしながら、溝や段差あるいは勾配の異なる傾斜面が隣接するような複雑な三次元設計面を施工する作業では、目標面の施工中に当該目標面に隣接する他の設計面にバケット(作業具)が接触し、当該他の設計面が侵される可能性がある。   However, in the construction of a complicated three-dimensional design surface where grooves, steps, or inclined surfaces with different slopes are adjacent, buckets (work tools) are placed on other design surfaces adjacent to the target surface during construction of the target surface. Can come into contact with other design surfaces.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複雑な三次元設計面を施工する作業において、作業対象の設計面に隣接する他の設計面に作業具を接触させることなく作業対象の設計面を施工することを容易とする作業機械を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to bring a work tool into contact with another design surface adjacent to the design surface of the work target in the work of constructing a complicated three-dimensional design surface. An object of the present invention is to provide a working machine that makes it easy to construct a design surface to be worked.

上記目的を達成するために、本発明は、下部走行体と、前記下部走行体上に旋回可能に搭載され、前記下部走行体と共に車体を構成する上部旋回体と、前記上部旋回体の前側に上下方向に回動可能に設けられ、作業具を有する作業機と、前記車体の三次元位置を計測する位置計測装置と、前記上部旋回体の方位を計測する方位計測装置と、三次元設計データを構成する複数の設計面から作業対象の設計面である第1目標面を選択するための選択装置と、表示装置と、前記表示装置を制御するコントローラとを備えた作業機械において、前記コントローラは、前記位置計測装置および前記計測装置の計測結果から前記車体の位置座標および前記作業機の長手方向を演算する演算部と、前記複数の設計面のうち前記第1目標面に隣接する他の設計面を第2目標面として設定し、前記車体を上から見たときの前記作業機の長手方向を前記第1目標面と前記第2目標面の境界線に対して平行にするための前記上部旋回体の旋回量を含む第1操作支援情報を生成する情報生成部と、前記情報生成部が生成した前記第1操作支援情報を前記表示装置に出力する情報出力部とを有するものとする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a lower traveling body, an upper revolving body that is mounted on the lower traveling body in a turnable manner, and that constitutes a vehicle body together with the lower traveling body, and a front side of the upper revolving body. A work machine provided so as to be rotatable in the vertical direction and having a work tool, a position measuring device for measuring the three-dimensional position of the vehicle body, an orientation measuring device for measuring the orientation of the upper swing body, and three-dimensional design data In a work machine including a selection device for selecting a first target surface that is a design surface of a work target from a plurality of design surfaces constituting a display device, a display device, and a controller that controls the display device, the controller includes: A calculation unit that calculates the position coordinates of the vehicle body and the longitudinal direction of the work implement from the position measurement device and the measurement result of the measurement device, and another design adjacent to the first target surface among the plurality of design surfaces Is set as a second target plane, and the upper turn is performed so that the longitudinal direction of the work implement when viewed from above is parallel to the boundary line between the first target plane and the second target plane An information generation unit that generates first operation support information including a turning amount of the body and an information output unit that outputs the first operation support information generated by the information generation unit to the display device are provided.

以上のように構成した本発明によれば、作業対象の設計面(第1目標面)を施工する際に、車体を上から見たときの作業機の長手方向を第1目標面と第2目標面の境界線と平行するための上部旋回体の旋回量を含む第1操作支援情報が表示装置に表示される。オペレータは、第1操作支援情報に従って機体を操作することにより、車体を上から見たときの作業機の長手方向を第1目標面と第2目標面の境界線と平行することができる。これにより、作業機械で複雑な三次元設計面を施工する際に、作業対象の設計面(第1目標面)に隣接する他の設計面(第2目標面)に作業具を接触させることなく作業対象の設計面(第1目標面)を施工することが容易となる。   According to the present invention configured as described above, when constructing the design surface (first target surface) to be worked, the longitudinal direction of the work machine when the vehicle body is viewed from above is set to the first target surface and the second target surface. First operation support information including the turning amount of the upper turning body to be parallel to the boundary line of the target surface is displayed on the display device. The operator operates the machine body according to the first operation support information, so that the longitudinal direction of the work machine when the vehicle body is viewed from above can be parallel to the boundary line between the first target surface and the second target surface. Thereby, when constructing a complicated three-dimensional design surface with a work machine, the work tool is not brought into contact with another design surface (second target surface) adjacent to the design surface (first target surface) to be worked. It becomes easy to construct the design surface (first target surface) to be worked.

本発明によれば、複雑な三次元設計面を施工する作業において、作業対象の設計面に隣接する他の設計面に作業具を接触させることなく作業対象の設計面を施工することが容易となる。   According to the present invention, in the work of constructing a complicated three-dimensional design surface, it is easy to construct the design surface of the work target without bringing the work tool into contact with another design surface adjacent to the design surface of the work target. Become.

本発明の実施の形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す図である。It is a figure showing the whole hydraulic excavator composition concerning an embodiment of the invention. チルトバケットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a tilt bucket. キャブ内の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure in a cab. 操作支援システムの構成図である。It is a block diagram of an operation assistance system. コントローラの処理を示すフロー図(前半)である。It is a flowchart (first half) which shows the process of a controller. コントローラの処理を示すフロー図(後半)である。It is a flowchart (latter half) which shows the process of a controller. 油圧ショベル1と第1目標面と第2目標面との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the hydraulic shovel 1, a 1st target surface, and a 2nd target surface. 表示装置の表示部に表示された第1操作支援情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the 1st operation assistance information displayed on the display part of a display apparatus. 表示装置の表示部に表示された第2操作支援情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the 2nd operation assistance information displayed on the display part of a display apparatus.

以下、本発明の実施の形態に係る作業機械として油圧ショベルを例に挙げ、図面を参照して説明する。なお、各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。   Hereinafter, a hydraulic excavator will be described as an example of a working machine according to an embodiment of the present invention and will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to an equivalent member and the overlapping description is abbreviate | omitted suitably.

図1に本実施の形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す。図1において、油圧ショベル100は、クローラ式の下部走行体1と、下部走行体1上に旋回可能に搭載され、下部走行体1と共に車体を構成する上部旋回体2と、上部旋回体2の前側に上下方向に回動可能に設けられた作業機としてのフロント3とを備えている。下部走行体1は、油圧モータである左右の走行モータ(図示せず)によって駆動される。上部旋回体2は、油圧モータである旋回モータ(図示せず)によって駆動される。上部旋回体2の後部に設けられた建屋6の内部には、エンジンや油圧ポンプ等の各種機器が配置されている。上部旋回体2には、油圧ショベル100の傾きを検出する車体傾斜センサ11dが取り付けられている。上部旋回体2のカウンタウエイト5や建屋6には、絶対座標系における油圧ショベル100の位置座標を検出する左右のGNSS受信機11e,11fが取り付けられている。   FIG. 1 shows an overall configuration of a hydraulic excavator according to the present embodiment. In FIG. 1, a hydraulic excavator 100 includes a crawler-type lower traveling body 1, an upper revolving body 2 that is mounted on the lower traveling body 1, and that forms a vehicle body together with the lower traveling body 1. A front 3 is provided as a working machine provided on the front side so as to be rotatable in the vertical direction. The lower traveling body 1 is driven by left and right traveling motors (not shown) that are hydraulic motors. The upper swing body 2 is driven by a swing motor (not shown) that is a hydraulic motor. Various devices such as an engine and a hydraulic pump are arranged inside the building 6 provided at the rear part of the upper swing body 2. A vehicle body inclination sensor 11 d that detects the inclination of the excavator 100 is attached to the upper swing body 2. Left and right GNSS receivers 11e and 11f for detecting the position coordinates of the excavator 100 in the absolute coordinate system are attached to the counterweight 5 and the building 6 of the upper swing body 2.

フロント3は、上部旋回体2の前側に上下方向に回動可能に連結されたブーム3aと、ブーム3aの先端部に上下、前後方向に回動可能に連結されたアーム3bと、アーム3bの先端部に上下、前後方向に回動可能に連結されたバケット3cとを有する。ブーム3aは、油圧シリンダからなるブームシリンダ3dによって駆動される。アーム3bは、油圧シリンダからなるアームシリンダ3eによって駆動される。バケット3cは、油圧シリンダからなるバケットシリンダ3fによって駆動される。   The front 3 includes a boom 3a that is connected to the front side of the upper swing body 2 so as to be rotatable in the vertical direction, an arm 3b that is connected to the tip of the boom 3a so as to be rotatable in the vertical and longitudinal directions, and an arm 3b The bucket 3c is connected to the tip portion so as to be rotatable in the vertical and front-rear directions. The boom 3a is driven by a boom cylinder 3d made of a hydraulic cylinder. The arm 3b is driven by an arm cylinder 3e made of a hydraulic cylinder. The bucket 3c is driven by a bucket cylinder 3f made of a hydraulic cylinder.

ブーム3aには、ブーム3aの姿勢を検出するブーム姿勢センサ11aが取り付けられている。アーム3bには、アーム3bの姿勢を検出するアーム姿勢センサ11bが取り付けられている。バケット3cには、バケット3cの姿勢を検出するバケット姿勢センサ11cが取り付けられている。   A boom posture sensor 11a that detects the posture of the boom 3a is attached to the boom 3a. An arm posture sensor 11b that detects the posture of the arm 3b is attached to the arm 3b. A bucket posture sensor 11c that detects the posture of the bucket 3c is attached to the bucket 3c.

バケット3cはチルト式バケットであり、図2に示すように、バケット本体3c1と、チルトシリンダ3c2と、ブラケット3c3とを有する。ブラケット3c3の一端は、アーム3bの先端部に上下、前後方向に回動可能に連結されている。バケット本体3c1は、ブラケット3c3の他端に左右方向に(回動軸A1回りに)回動可能に連結されている。バケット本体3c1の回動軸A1は、ブーム3a、アーム3bおよびバケット3cの各回動軸と直交する軸である。チルトシリンダ3c2は、油圧シリンダからなり、一端側がブラケット3c3に回動可能に取り付けられ、他端側がバケット本体3c1に回動可能に取り付けられている。バケット本体3c1は、チルトシリンダ3c2によって回動軸A1回りに駆動される。バケット本体3c1には、バケット本体3c1の傾斜角(チルト回動角)を計測するチルトセンサ11gが取り付けられている。   The bucket 3c is a tilt type bucket and includes a bucket body 3c1, a tilt cylinder 3c2, and a bracket 3c3 as shown in FIG. One end of the bracket 3c3 is connected to the distal end portion of the arm 3b so as to be rotatable in the vertical direction and the front-rear direction. The bucket body 3c1 is connected to the other end of the bracket 3c3 so as to be rotatable in the left-right direction (around the rotation axis A1). The rotation axis A1 of the bucket body 3c1 is an axis orthogonal to the rotation axes of the boom 3a, the arm 3b, and the bucket 3c. The tilt cylinder 3c2 is composed of a hydraulic cylinder, and one end side is rotatably attached to the bracket 3c3, and the other end side is rotatably attached to the bucket body 3c1. The bucket body 3c1 is driven around the rotation axis A1 by the tilt cylinder 3c2. A tilt sensor 11g that measures the tilt angle (tilt rotation angle) of the bucket body 3c1 is attached to the bucket body 3c1.

上部旋回体2の左側前部には、オペレータが搭乗するキャブ4が設けられている。キャブ4の内部には、図3に示すように、下部走行体1の走行動作を指示するための左右の走行レバー8L,8R、上部旋回体2の旋回動作およびブーム3a、アーム3bおよびバケット3cの動作を指示するための左右の操作レバー9L,9R等が設置されている。   A cab 4 on which an operator gets on the left front portion of the upper swing body 2 is provided. Inside the cab 4, as shown in FIG. 3, the left and right traveling levers 8L and 8R for instructing the traveling operation of the lower traveling body 1, the swinging operation of the upper swinging body 2, the boom 3a, the arm 3b and the bucket 3c. Left and right operation levers 9L, 9R and the like are provided for instructing the operation.

また、キャブ4内には、液晶ディスプレイ等から構成される表示装置13が設置されている。表示装置13の表示部13aには、オペレータの操作を支援するための情報(操作支援情報)やその他各種情報が表示される。表示装置13は、スタータキーによる入力によって油圧ショベル100を起動したときに画面表示を開始し、オペレータが左右の操作レバー9R,9L等を操作している間も各種情報を表示することができる。ただし、作業中は、前方視野をできるだけ妨げないようにする必要がある。そのため、表示装置13は、運転席12の斜め前方に配置されており、例えばピラー7に取り付けられている。   In the cab 4, a display device 13 including a liquid crystal display is installed. On the display unit 13a of the display device 13, information (operation support information) for assisting the operation of the operator and various other information are displayed. The display device 13 starts a screen display when the excavator 100 is activated by an input with a starter key, and can display various information while the operator operates the left and right operation levers 9R and 9L. However, it is necessary to avoid obstructing the front vision as much as possible during work. Therefore, the display device 13 is disposed obliquely in front of the driver's seat 12 and is attached to the pillar 7, for example.

図4は、油圧ショベル100に搭載された操作支援システムの構成図である。   FIG. 4 is a configuration diagram of an operation support system mounted on the hydraulic excavator 100.

図4に示すように、操作支援システム200は、ブーム3aの姿勢を検出するブーム姿勢センサ11aと、アーム3bの姿勢を検出するアーム姿勢センサ11bと、バケット3cの姿勢を検出するバケット姿勢センサ11cと、油圧ショベル100の傾きを検出する車体傾斜センサ11dと、車体の三次元位置を計測する位置計測装置と上部旋回体2の方位を計測する方位計測装置とを兼ねた左右のGNSS受信機11e,11fと、バケット本体3c1の傾斜角(チルト回動角)を計測するチルト計測装置としてのチルトセンサ11gと、三次元設計データや油圧ショベル100の寸法情報を記憶する記憶装置14と、各種の演算を行うコントローラ15と、コントローラ15から出力される情報を表示する表示装置13と、記憶装置14に記憶されている三次元設計データを構成する複数の設計面から作業対象の設計面を表示装置13を介して選択するための選択装置16とを備えている。   4, the operation support system 200 includes a boom posture sensor 11a that detects the posture of the boom 3a, an arm posture sensor 11b that detects the posture of the arm 3b, and a bucket posture sensor 11c that detects the posture of the bucket 3c. Left and right GNSS receivers 11e serving both as a vehicle body inclination sensor 11d for detecting the inclination of the hydraulic excavator 100, a position measurement device for measuring the three-dimensional position of the vehicle body, and a direction measurement device for measuring the orientation of the upper swing body 2 11f, a tilt sensor 11g as a tilt measuring device that measures the tilt angle (tilt rotation angle) of the bucket body 3c1, a storage device 14 that stores three-dimensional design data and dimensional information of the excavator 100, and various types A controller 15 that performs computation, a display device 13 that displays information output from the controller 15, and a storage device 14 A plurality of design surfaces constituting the three-dimensional design data stored through the display device 13 design surface of the work object and a selector 16 for selecting.

コントローラ15は、センサ11a〜11gおよび左右のGNSS受信機11e,11fが検出する検出値と記憶装置14が記憶する寸法情報から絶対座標系における油圧ショベル100の姿勢情報および車体方向を演算する演算部15aと、演算部15aの演算結果を基にオペレータの操作を支援する情報(操作支援情報)を生成する情報生成部15bと、情報生成部15bが生成した操作支援情報を表示装置13に出力する情報出力部15cとを有する。   The controller 15 calculates a posture information and a vehicle body direction of the excavator 100 in the absolute coordinate system from detection values detected by the sensors 11a to 11g and the left and right GNSS receivers 11e and 11f and dimensional information stored in the storage device 14. 15a, an information generation unit 15b that generates information (operation support information) that supports the operation of the operator based on the calculation result of the calculation unit 15a, and the operation support information generated by the information generation unit 15b is output to the display device 13. And an information output unit 15c.

表示装置13は、表示部13aと、コントローラ15または選択装置16から入力された情報を処理して表示部13aに表示させる表示処理部13bとを有する。   The display device 13 includes a display unit 13a and a display processing unit 13b that processes information input from the controller 15 or the selection device 16 and displays the information on the display unit 13a.

図5および図6は、コントローラ15の処理を示すフロー図である。以下、各ステップを順に説明する。   5 and 6 are flowcharts showing the processing of the controller 15. Hereinafter, each step will be described in order.

まず、ステップF1で、記憶装置14に記憶されている三次元設計データを構成する複数の設計面の中から作業対象の設計面(第1目標面)を取得する。ここで、一例として、三次元設計データは位置座標を持つ複数の点で構成され、設計面は3つの点を頂点として構成される三角形とする。オペレータは、選択装置16を介して、表示装置13の表示部13aに表示された複数の設計面の中から施工対象の設計面を選択する。コントローラ15は、選択された設計面を第1目標面Sとして記憶する。さらに、第1目標面Sを構成する3つの点の座標A(xa1,ya1,za1),B(xb1,yb1,zb1),C(xc1,yc1,zc1)を取得する。 First, in step F1, a design surface (first target surface) to be worked is acquired from among a plurality of design surfaces constituting the three-dimensional design data stored in the storage device 14. Here, as an example, the three-dimensional design data is composed of a plurality of points having position coordinates, and the design surface is a triangle composed of three points as vertices. The operator selects a design surface to be constructed from a plurality of design surfaces displayed on the display unit 13 a of the display device 13 via the selection device 16. The controller 15 stores the design surface that is selected as the first target surface S 1. Furthermore, the coordinates A 1 (x a1 , y a1 , z a1 ), B 1 (x b1 , y b1 , z b1 ), C 1 (x c1 , y c1 ) of the three points constituting the first target surface S 1 , Z c1 ).

ステップF1に続き、第1目標面Sの3つの頂点A,B,Cの少なくとも1つが車体位置座標P(x,y)を中心とする最大旋回半径R内にあるか否かを判定する(ステップF2)。具体的には、以下の式(1)〜式(3)の少なくとも1つを満たすか否かを判定する。 Following step F1, at least one of the three vertices A 1 , B 1 , C 1 of the first target surface S 1 is within the maximum turning radius R m centered on the vehicle body position coordinate P m (x m , y m ). It is determined whether or not there is (step F2). Specifically, it is determined whether at least one of the following formulas (1) to (3) is satisfied.

Figure 2019157600
Figure 2019157600

Figure 2019157600
Figure 2019157600

Figure 2019157600
Figure 2019157600

ステップF2で第1目標面Sの3つの頂点A,B,Cがいずれも最大旋回半径R内にない(NO)と判定した場合は、当該フローを終了する。 If it is determined in step F2 that none of the three vertices A 1 , B 1 , C 1 of the first target surface S 1 is within the maximum turning radius R m (NO), the flow ends.

ステップF2で第1目標面Sの3つの頂点A,B,Cの少なくとも1つが最大旋回半径R内にある(YES)と判定した場合は、第1目標面Sに隣接面Sがあるか否かを判定する(ステップF3)。ここで、隣接面Sとは、3つの頂点A,B,Cの少なくとも1つが最大旋回半径R内にあり、かつ、いずれか2つの頂点を第1目標面Sと共有する設計面のことである。 Three vertices A 1 in step F2 in the first target surface S 1, B 1, C 1 of at least one in the maximum turning within a radius R m (YES) and if it is determined is adjacent to the first target surface S 1 It determines whether there is a surface S n (step F3). Here, with the adjacent surface S n , at least one of the three vertices A n , B n , and C n is within the maximum turning radius R m , and any two vertices are shared with the first target surface S 1. It is the design surface to do.

ステップF3で第1目標面Sに隣接面Sがある(YES)と判定した場合は、第1目標面Sに対する隣接面Sの角度(隣接面角度)θを算出する(ステップF4)。以下、隣接面Sの3つの頂点がA(=A),B(=B),C(≠C)である場合を例に説明する。隣接面角度θは、以下の式(4)で求められる。 The first target surface S 1 in step F3 is adjacent surface S n when it is determined that (YES), calculates the angle (abutment surface angle) theta S adjacent surface S n to the first target surface S 1 (step F4). Hereinafter, a case where the three vertices of the adjacent surface Sn are A n (= A 1 ), B n (= B 1 ), and C n (≠ C 1 ) will be described as an example. The adjacent surface angle θ S is obtained by the following equation (4).

Figure 2019157600
Figure 2019157600

ステップF4に続き、隣接面角度θが所定の閾値よりも大きいか否かを判定する(ステップF5)。ここで、閾値は、設計面に対する実際の施工面の許容誤差(作業精度)に基づいて設定される。 Following step F4, it is determined whether or not the adjacent surface angle θ S is larger than a predetermined threshold (step F5). Here, the threshold value is set based on the tolerance (working accuracy) of the actual construction surface with respect to the design surface.

ステップF5で隣接面角度θが所定の閾値以下である(NO)と判定した場合は、隣接面Sを第1目標面Sの一部に設定し(ステップF6)、ステップF3に戻る。これは、隣接面角度θが所定の閾値以下となる隣接面は、第1目標面と区別する必要が無いためである。 If the adjacent surface angle theta S is equal to or less than a predetermined threshold value (NO) in step F5, setting the adjacent surface S n to the first part of the target surface S 1 (step F6), the flow returns to step F3 . This is because the adjacent surface whose adjacent surface angle θ S is equal to or smaller than the predetermined threshold need not be distinguished from the first target surface.

ステップF5で隣接面角度θが所定の閾値よりも大きい(YES)と判定した場合は、隣接面Sの頂点CのZ軸(鉛直軸)座標(Zcn)が第1目標面Sの頂点CのZ軸座標(Zc1)よりも大きいか否かを判定する(ステップF7)。 If the adjacent surface angle theta S is determined to be greater than the predetermined threshold (YES) in step F5, the adjacent surface S n Z-axis of the vertex C n of (vertical axis) coordinate (Z cn) is the first target surface S It is determined whether or not it is larger than the Z-axis coordinate (Z c1 ) of one vertex C 1 (step F7).

ステップF7で隣接面Sの頂点CのZ軸座標(Zcn)が第1目標面Sの頂点CのZ軸座標(Zc1)よりも大きくない(NO)と判定した場合は、ステップF3に戻る。これにより、第1目標面Sとの境界部分が凸形状となる(第1目標面Sの施工中にバケット3cが接触するおそれが無い)隣接面Sを第2目標面Sの候補から除外することができる。 In step F7 when it is determined that the Z-axis coordinate of the vertex C n adjacent surface S n (Z cn) is not greater than the first apex C 1 target surface S 1 Z-axis coordinate (Z c1) (NO) is Return to Step F3. Thus, the boundary portion between the first target surface S 1 is a convex shape (there is no fear that the bucket 3c during construction of the first target surface S 1 is in contact) the adjacent surfaces S n of the second target surface S 2 Can be excluded from candidates.

このように、情報生成部15bは、第1目標面Sと第1および第2頂点A,Bを共有することにより第1目標面Sと隣接する他の設計面Sのうち、第3頂点Cの鉛直軸座標Zcnが第1目標面Sの第3頂点Cの鉛直軸座標Zc1よりも大きくない設計面Sを第2目標面Sとして設定しないように構成されている。 Thus, the information generating unit 15b of the other design surface S n adjacent to the first target surface S 1 by sharing the first target surface S 1 and the first and second vertices A 1, the B 1 , so that the vertical axis coordinate Z cn the third vertex C n does not set the design surface S n not greater than the third vertical axis coordinates of the vertex C 1 Z c1 of the first target surface S 1 as the second target surface S 2 It is configured.

ステップF7で隣接面Sの頂点CのZ軸座標(Zcn)が第1目標面Sの頂点CのZ軸座標(Zc1)よりも大きい(YES)と判定した場合は、第1目標面Sの頂点Cから隣接面Sの2つの頂点A,Bを結ぶベクトルと、頂点Cから車体位置座標Pまでを結ぶベクトルの外積Q,Q(以下の式(5)および式(6)に示す)を計算し、外積QのZ軸成分Qz1と外積QのZ軸成分Qz2との積がゼロ以上であるか否かを判定する(ステップF8)。 If it is determined to be greater than the adjacent surface S n vertices C n of Z-axis coordinate (Z cn) of vertex C 1 of the first target surface S 1 Z axis coordinate of the (Z c1) (YES) in step F7, The outer product Q 1 , Q 2 (the vector connecting the vertex C 1 of the first target surface S 1 to the two vertexes A n , B n of the adjacent surface S 2 and the vector connecting the vertex C 1 to the vehicle body position coordinate P m ( the following equation (5) and shown in equation (6)) is calculated, determined the product of the Z-axis component Q z2 of Z-axis component Q z1 and cross product Q 2 of the outer product Q 1 is to or greater than zero (Step F8).

Figure 2019157600
Figure 2019157600

Figure 2019157600
Figure 2019157600

ステップF8で外積QのZ軸成分Qz1と外積QのZ軸成分Qz2との積がゼロよりも小さい(NO)と判定した場合は、ステップF3に戻る。これにより、車体近傍に位置する(第1目標面Sの施工中にバケット3cが接触するおそれが無い)隣接面Sを第2目標面Sの候補から除外することができる。 If the product of the Z-axis component Q z1 and cross product Q 2 in the Z-axis component Q z2 outer product Q 1 is determined to be smaller than zero (NO) in step F8, the flow returns to step F3. This makes it possible to exclude located on the vehicle body near the (first there is no risk of the bucket 3c is in contact with in the construction target surface S 1) adjacent plane S n from the second target surface S 2 of the candidates.

このように、情報生成部15bは、第1目標面Sと第1および第2頂点A,Bを共有することにより第1目標面Sに隣接する他の設計面Sのうち、第1目標面Sの第3頂点Cから他の設計面Sの第2頂点B(=第1設計面Sの第2頂点B)に向かう第1ベクトルCと第1目標面Sの第3頂点Cから車体位置座標Pに向かう第2ベクトルCとの外積Qの鉛直軸成分Qz1と、第1目標面Sの第3頂点Cから他の設計面Sの第2頂点B(=第1設計面Sの第2頂点B)に向かう結ぶ第3ベクトルCと第1目標面Sの第3頂点Cから車体位置座標Pに向かう第4ベクトルCとの外積Qの鉛直軸成分Qz2との積がゼロよりも小さくなる他の設計面Sを第2目標面Sとして設定しないように構成されている。 Thus, the information generating unit 15b of the other design surface S n adjacent to the first target surface S 1 by sharing the first target surface S 1 and the first and second vertices A 1, the B 1 the first vector C 1 B n going from the third vertex C 1 of the first target surface S 1 to the second vertex B n of other design surface S n (= second vertex B 1 of the first design surface S 1) When the first target surface S third vertical-axis component of the cross product to Q 1 from the apex C 1 and the second vector C 1 P m toward the vehicle body position coordinate P m Q z1 1, first third target surface S 1 the second vertex B n vertices C 1 from other design surface S n of the third vector C 1 B n and the first target surface S 1 connecting towards (= second vertex B 1 of the first design surface S 1) the the product of the vertical axis component Q z2 cross product Q 2 from three vertices C 1 and the fourth vector C 1 P m toward the vehicle body position coordinate P m is I less than zero It is configured so as not to set the other design surface S n as a second target surface S 2.

ステップF8で外積QのZ軸成分Qz1と外積QのZ軸成分Qz2との積がゼロ以上である(YES)と判定した場合は、隣接面Sを第2目標面Sに設定し(ステップF9)、ステップF3に戻る。 The product of the Z-axis component Q z1 and cross product Q 2 in the Z-axis component Q z2 cross product Q 1 at step F8 is greater than or equal to zero (YES) and if it is determined the adjacent surface S n the second target surface S 2 (Step F9), the process returns to step F3.

ステップF3で第1目標面Sに他の隣接面Sが無い(NO)と判定した場合は、第2目標面Sがあるか否かを判定する(ステップF10)。 In step F3 if other adjacent surface S n to the first target surface S 1 is determined to not (NO), determines whether the second there is a target surface S 2 (step F10).

ステップF10で第2目標面Sがある(YES)と判定した場合は、フロント方向ベクトルMの単位ベクトルM’を算出する(ステップF11)。ここで、フロント方向ベクトルMとは、図7に示すように、ブームフートピン位置P(x,y,z)からバケット先端位置P(x,y,z)に向かうベクトルであり、以下の式(7)で表される。 Step F10 is the second target surface S 2 is the case where it is determined that (YES), calculates the unit vector M 'in the front direction vector M (step F11). Here, as shown in FIG. 7, the front direction vector M is a boom foot pin position P b (x b , y b , z b ) to a bucket tip position P t (x t , y t , z t ). It is a vector that heads and is expressed by the following equation (7).

Figure 2019157600
Figure 2019157600

フロント方向ベクトルMの単位ベクトルM’は、GNSS受信機ベクトルGと、旋回軸ベクトルCと、フロント方向ベクトルMとGNSS受信機ベクトルGとの角度θとを用いて算出される。 The unit vector M ′ of the front direction vector M is calculated using the GNSS receiver vector G, the swivel axis vector C, and the angle θ m between the front direction vector M and the GNSS receiver vector G.

GNSS受信機ベクトルGは、図7に示すように、右GNSS受信機位置P(x,y,z)から左GNSS受信機位置P(x,y,z)に向かうベクトルであり、以下の式(8)で表される。 As shown in FIG. 7, the GNSS receiver vector G is moved from the right GNSS receiver position P r (x r , y r , z r ) to the left GNSS receiver position P l (x l , y l , z l ). This is a vector that heads and is expressed by the following equation (8).

Figure 2019157600
Figure 2019157600

旋回軸ベクトルCは、上部旋回体2の旋回中心軸と平行な単位ベクトルであり、車体ピッチ角度をα、車体ロール角度をβとすると、以下の式(9)で表される。   The turning axis vector C is a unit vector parallel to the turning center axis of the upper turning body 2, and is represented by the following equation (9), where α is the vehicle body pitch angle and β is the vehicle body roll angle.

Figure 2019157600
Figure 2019157600

フロント方向ベクトルMとGNSS受信機ベクトルGとの角度θは、予め以下の式(10)で求められる。 Angle theta m the front direction vector M and GNSS receiver vector G is calculated by previously following equation (10).

Figure 2019157600
Figure 2019157600

現在の左右のGNSS受信機11e,11fの位置情報からGNSSベクトルGの単位ベクトルG’を算出し、この単位ベクトルG’を旋回軸ベクトルC回りに角度θ回転させることにより、フロント方向ベクトルMの単位ベクトルM’を求めることができる。すなわち、フロント方向ベクトルMの単位ベクトルM’は、以下の式(11)で求められる。 Current left and right GNSS receiver 11e, 'is calculated, the unit vector G' GNSS vector G unit vector G from the position information 11f by the angle theta m rotating the pivot axis vector C around the front direction vector M The unit vector M ′ can be obtained. That is, the unit vector M ′ of the front direction vector M is obtained by the following equation (11).

Figure 2019157600
Figure 2019157600

ステップF11に続き、第2目標面方向ベクトルを算出する(ステップF12)。ここで、第2目標面方向ベクトルとは、図7に示すように、頂点A,B,Cを有する第1目標面Sと頂点A,B,Cを有する第2目標面Sとが共有する2つの頂点A(=A),B(=B)のうち車体に近い一方の頂点A(=A)から他方の頂点B(=B)に向かうベクトルである。 Following step F11, a second target surface direction vector is calculated (step F12). Here, the second target surface direction vectors, as shown in FIG. 7, the apex A 1, B 1, the first target surface with a C 1 S 1 and the vertex A 2, B 2, second with C 2 target surface S 2 and share two vertices a 1 (= a 2), B 1 (= B 2) vertices a 1 one close to the body of the (= a 2) from the other vertices B 1 (= B It is a vector toward 2 ).

ステップF12に続き、バケット3cが第2目標面と接触するおそれがあるか否かを判定する(ステップF13)。具体的には、図7に示すように、第1目標面Sと第2目標面Sの境界線を含む直線(図中破線で示す)と車体位置座標Pmとの距離Dが主にバケット3cの幅Wに応じて設定される閾値以下のときは、バケット3cが第2目標面Sと接触するおそれがあると判定する。 Following step F12, it is determined whether or not the bucket 3c may come into contact with the second target surface (step F13). Specifically, as shown in FIG. 7, the straight line (indicated by a broken line in the figure) and the distance D between the vehicle body position coordinates Pm mainly comprise the first target surface S 1 and the second target surface S 2 of the boundary line It determines that the case of less than the threshold value which is set according to the width W of the bucket 3c, there is a possibility that the bucket 3c is in contact with the second target surface S 2.

ステップF13でバケット3cが第2目標面Sと接触するおそれがある(YES)と判定したときは、旋回中心軸と直交する所定の平面(旋回平面)上で第2目標面方向ベクトルと車体方向ベクトルMの単位ベクトルM’とがなす角度(第2目標面方向角度)θを算出する(ステップF14)。第2目標面方向角度θは、以下の式(12)で求められる。 Bucket 3c in step F13 there is a risk of contact with the second target surface S 2 (YES) and the determined time, the second target surface direction vector on a predetermined plane (turning plane) perpendicular to the pivot axis and the vehicle body calculates an angle (second target surface direction angle) theta d formed by the unit vector M 'direction vector M (step F14). The second target surface direction angle θ d is obtained by the following equation (12).

Figure 2019157600
Figure 2019157600

ステップF14に続き、第2目標面方向角度θが所定の閾値よりも大きいか否かを判定する(ステップF15)。 Following step F14, determines the second target surface direction angle theta d is whether greater than a predetermined threshold value (step F15).

ステップF15で第2目標面角度θが所定の閾値よりも大きい(YES)と判定した場合は、ステップF16で第1操作支援情報を表示装置13に出力し、当該フローを終了する。ここで、第1操作支援情報は、第2目標面方向とフロント方向とを旋回平面上で一致させるための旋回量(第2目標面角度θ)を含む。これにより、表示装置13の表示部13aには、例えば図8に示すように、第2目標面方向とフロント方向とを旋回平面上で一致させるための旋回方向(図中矢印で示す)および旋回量(図中角度で示す)が表示される。オペレータはこの第1操作支援情報に従い、第2目標面方向とフロント方向の角度が閾値以内に収まるように上部旋回体2を旋回操作する。その際、必要に応じて走行操作も行う。なお、第2目標面Sが2つ以上存在する場合、車体により近い方の第2目標面Sに対する第1操作支援情報を表示部13aに表示させる。 If the second target surface angle theta d in step F15 is determined to be greater than the predetermined threshold (YES), it outputs a first operation support information on the display device 13 in step F16, the flow ends. Here, the first operation support information includes a turning amount (second target surface angle θ d ) for making the second target surface direction coincide with the front direction on the turning plane. Accordingly, the display unit 13a of the display device 13 has a turning direction (indicated by an arrow in the figure) and a turn for making the second target surface direction and the front direction coincide on the turning plane as shown in FIG. The quantity (indicated by the angle in the figure) is displayed. The operator turns the upper swing body 2 according to the first operation support information so that the angle between the second target surface direction and the front direction is within a threshold value. At that time, traveling operation is also performed as necessary. In the case where the second target surface S 2 there are two or more, to display the first operation support information for the second target surface S 2 of the closer to the vehicle body on the display unit 13a.

ステップF10で第2目標面Sがない(NO)と判定した場合、ステップF13でバケット3cが第2目標面Sと接触するおそれがない(NO)と判定した場合、または、ステップF15で第2目標面角度θが所定の閾値以下である(NO)と判定した場合は、第1目標面Sに対するバケット刃先ベクトルの角度(バケット刃先角度)θを算出する(ステップF17)。バケット刃先角度θの算出方法を以下に説明する。 Step F10 second no target surface S 2 in (NO) and if it is determined, if the bucket 3c determines fear and without (NO) in contact with the second target surface S 2 in step F13, or, at step F15 If the second target surface angle theta d is equal to or less than a predetermined threshold value (NO), it calculates the angle (bucket edge angle) theta t of the bucket edge vector with respect to the first target surface S 1 (step F17). The method of calculating the bucket edge angle theta t is described below.

バケット両端の位置座標T(x,y),T(x,y)を取得し、爪先鉛直方向の第1目標面座標U(x,y,z),U(x,y,z)を求める。 The position coordinates T 1 (x 1 , y 1 ) and T 2 (x 2 , y 2 ) at both ends of the bucket are acquired, and the first target surface coordinates U 1 (x 1 , y 1 , z 1 ) in the toe vertical direction are obtained. U 2 (x 2 , y 2 , z 1 ) is obtained.

バケット刃先角度θは、第1目標面座標U,Uを結ぶ線分と旋回平面との角度であり、以下の式(13)で求められる。 The bucket edge angle θ t is an angle between a line segment connecting the first target plane coordinates U 1 and U 2 and the turning plane, and is obtained by the following equation (13).

Figure 2019157600
Figure 2019157600

ステップF17に続き、第2操作支援情報を表示装置13に出力し(ステップF18)、当該フローを終了する。ここで、第2操作支援情報は、バケット3cの刃先を第1目標面Sに対して平行にするためのチルト量(バケット刃先角度θ)を含む。 Following step F17, the second operation support information is output to the display device 13 (step F18), and the flow ends. Here, the second operation support information includes a tilt amount (bucket blade edge angle θ t ) for making the blade edge of the bucket 3 c parallel to the first target surface S 1 .

このように、情報生成部15bは、車体を上から見たときの作業機3の長手方向(フロント方向)と第1目標面Sと第2目標面Sの境界線とがなす角度θが所定の閾値以下になったときに、チルトバケット3cの刃先を第1目標面Sに対して平行にするためのチルトバケット3cのチルト量を含む第2操作支援情報を生成するように構成されている。 Thus, the information generation unit 15b, the angle between the working machine 3 in the longitudinal direction (front direction) and the first target surface S 1 and the second target surface S 2 boundary line when viewed vehicle body from above θ when d is equal to or less than a predetermined threshold value, to generate a second operation support information including a tilt amount of the tilt bucket 3c for collimating the cutting edge of the tilt bucket 3c with respect to the first target surface S 1 It is configured.

これにより、表示装置13の表示部13aには、例えば図9に示すように、バケット3cの刃先を第1目標面Sに対して平行にするためのチルト方向(図中矢印で示す)およびチルト量(図中角度で示す)が表示される。チルト量としては、第1目標面Sに対する相対角度(バケット刃先角度θ)を表示しても良いが、水平位置からの絶対角度(現在のチルト角にバケット刃先角度θを加算した値)を表示する方が操作上望ましい。オペレータは、表示部13aに表示された第2操作支援情報に従い、バケット3cの刃先が第1目標面Sに対して平行になるようにチルト操作する。なお、バケット両端が第1目標面Sの上方にあるときに限り、第2操作支援情報を表示部13aに表示させる。また、バケット刃先ベクトルに対する第1目標面Sの角度θがバケット3cのチルト範囲外である場合は、第2操作支援情報に代えてその旨を表示部13aに表示させても良い。 Thus, the display portion 13a of the display device 13, for example, as shown in FIG. 9, (indicated by the arrow) the tilt direction to collimate the blade edge of the bucket 3c with respect to the first target surface S 1 and A tilt amount (indicated by an angle in the figure) is displayed. As a tilt amount, a relative angle (bucket edge angle θ t ) with respect to the first target surface S 1 may be displayed, but an absolute angle from the horizontal position (a value obtained by adding the bucket edge angle θ t to the current tilt angle). ) Is preferable for operation. The operator, in accordance with the second operation support information displayed on the display unit 13a, the cutting edge of the bucket 3c is tilted operating in parallel to the first target surface S 1. Note that only when the bucket both ends above the first target surface S 1, is displayed on the display unit 13a of the second operation support information. In addition, when the angle θ t of the first target surface S 1 with respect to the bucket edge vector is outside the tilt range of the bucket 3c, the fact may be displayed on the display unit 13a instead of the second operation support information.

このように、本実施例に係る作業機械100は、下部走行体1と、下部走行体1上に旋回可能に搭載され、下部走行体1と共に車体を構成する上部旋回体2と、上部旋回体2の前側に上下方向に回動可能に設けられ、作業具3cを有する作業機3と、車体の三次元位置を計測する位置計測装置11e,11fと、上部旋回体2の方位を計測する方位計測装置11e,11fと、三次元設計データを構成する複数の設計面から作業対象の設計面である第1目標面Sを選択するための選択装置16と、表示装置13と、表示装置13を制御するコントローラ15とを備え、コントローラ15は、位置計測装置11e,11fおよび方位計測装置11e,11fの計測結果から車体の位置座標Pおよび作業機3の長手方向(フロント方向)を演算する演算部15aと、複数の設計面のうち第1目標面Sに隣接する他の設計面Sを第2目標面Sとして設定し、車体を上から見たときの作業機3の長手方向を第1目標面Sと第2目標面Sの境界線に対して平行にするための上部旋回体2の旋回量を含む第1操作支援情報を生成する情報生成部15bと、情報生成部15bが生成した第1操作支援情報を表示装置13に出力する情報出力部15cとを有するように構成されている。 As described above, the working machine 100 according to the present embodiment is mounted on the lower traveling body 1, the upper traveling body 2 that is turnably mounted on the lower traveling body 1, and constitutes the vehicle body together with the lower traveling body 1, and the upper rotating body. 2, a work machine 3 having a work tool 3 c, position measuring devices 11 e and 11 f for measuring the three-dimensional position of the vehicle body, and a direction for measuring the direction of the upper swing body 2. measuring device 11e, and 11f, a selector 16 for selecting a first target surface S 1 is a design surface of the work object from a plurality of design surfaces constituting the three-dimensional design data, a display device 13, display device 13 and a controller 15 for controlling the controller 15, the position measuring device 11e, 11f and orientation measuring device 11e, the position of the vehicle body from 11f measurement results coordinate P m and the working machine 3 in the longitudinal direction (front direction) A calculation unit 15a for calculation for working machine 3 when setting the other designed surface S n adjacent to the first target surface S 1 of the plurality of design surfaces as the second target surface S 2, viewed vehicle body from above longitudinal first target surface S 1 and the information generation unit 15b for generating a first operation support information comprising turning amount of the upper rotating body 2 to be parallel to the second target surface S 2 of the border And an information output unit 15 c that outputs the first operation support information generated by the information generation unit 15 b to the display device 13.

以上のように構成した本実施例に係る油圧ショベル100によれば、作業対象の設計面(第1目標面S)を施工する際に、車体を上から見たときの作業機3の長手方向を第1目標面Sと第2目標面Sの境界線に対して平行にするための上部旋回体2の旋回量を含む第1操作支援情報が表示装置13の表示部13aに表示される。オペレータは、第1操作支援情報に従って機体を操作することにより、車体を上から見たときの作業機3の長手方向を第1目標面Sと第2目標面Sの境界線に対して平行にすることができる。これにより、油圧ショベル100で複雑な三次元設計面を施工する際に、作業対象の設計面(第1目標面S)に隣接する他の設計面(第2目標面S)にバケット3cを接触させることなく作業対象の設計面(第1目標面S)を施工することが容易となる。 According to the hydraulic excavator 100 according to the present embodiment configured as described above, when the work surface is designed (first target surface S 1 ), the length of the working machine 3 when the vehicle body is viewed from above. displayed on the display unit 13a of the first operation support information display device 13 including the turning amount of the upper rotating body 2 for collimating the direction to the first target surface S 1 and the second target surface S 2 of the boundary line Is done. By operating the aircraft in accordance with the first operation support information for the working machine 3 in the longitudinal direction of the first target surface S 1 and the second target surface S 2 of the boundary line when viewed vehicle body from above Can be parallel. Thus, when applying a complex three-dimensional design surface by the hydraulic shovel 100, other designs surface adjacent to the design surface of the work object (first target surface S 1) (second target surface S 2) to the bucket 3c It becomes easy to construct the design surface (the first target surface S 1 ) to be worked without bringing the two into contact.

また、第2目標面方向とフロント方向とが旋回平面上で一致したときに、バケット3cの刃先を第1目標面Sに対して平行にするためのチルト量を含む第2操作支援情報が表示装置13の表示部13aに表示される。オペレータは、第2操作支援情報に従ってバケット3cを操作することにより、バケット3cの刃先を第1目標面Sに対して平行にすることができる。これにより、作業対象の設計面(第1目標面S)を施工する際に、バケット3cの刃先を第1目標面Sに対して平行にすることが容易となる。 Further, when the second target surface direction and the front direction is matched with the turning plane, the second operation support information including a tilt amount for collimating the blade edge of the bucket 3c with respect to the first target surface S 1 is It is displayed on the display unit 13 a of the display device 13. The operator, by operating the bucket 3c in accordance with the second operation support information can be parallel to the blade edge of the bucket 3c with respect to the first target surface S 1. Thereby, when constructing the design surface (first target surface S 1 ) to be worked, it becomes easy to make the blade edge of the bucket 3 c parallel to the first target surface S 1 .

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は、作業具としてチルトバケットを有するフロントを例に説明したが、本発明の適用対象はこれに限られず、通常のバケットを有するフロントにも適用可能である。上記した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。   As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to above-described embodiment, Various modifications are included. For example, in the above-described embodiment, a front having a tilt bucket as a work tool has been described as an example. However, the application target of the present invention is not limited to this, and can be applied to a front having a normal bucket. The above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to the one having all the configurations described.

1…下部走行体、2…上部旋回体、3…フロント(作業機)、3a…ブーム、3b…アーム、3c…バケット(作業具)、3c1…バケット本体、3c2…チルトシリンダ、3c3…ブラケット、3d…ブームシリンダ、3e…アームシリンダ、3f…バケットシリンダ、A1…チルト回動軸、4…キャブ、5…カウンタウエイト、6…建屋、7…ピラー、8R…右走行レバー、8L…左走行レバー、9R…右操作レバー、9L…左操作レバー、11a…ブーム姿勢センサ、11b…アーム姿勢センサ、11c…バケット姿勢センサ、11d…車体傾斜センサ、11e…左GNSS受信機(位置計測装置、方位計測装置)、11f…右GNSS受信機(位置計測装置、方位計測装置)、11g…チルトセンサ、12…運転席、13…表示装置、13a…表示部、13b…表示処理部、14…記憶装置、15…コントローラ、15a…演算部、15b…情報生成部、15c…情報出力部、16…選択装置、100…油圧ショベル(作業機械)、200…操作支援システム。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lower traveling body, 2 ... Upper turning body, 3 ... Front (work machine), 3a ... Boom, 3b ... Arm, 3c ... Bucket (work tool), 3c1 ... Bucket body, 3c2 ... Tilt cylinder, 3c3 ... Bracket, 3d ... Boom cylinder, 3e ... Arm cylinder, 3f ... Bucket cylinder, A1 ... Tilt rotation shaft, 4 ... Cab, 5 ... Counterweight, 6 ... Building, 7 ... Pillar, 8R ... Right travel lever, 8L ... Left travel lever , 9R ... right operation lever, 9L ... left operation lever, 11a ... boom posture sensor, 11b ... arm posture sensor, 11c ... bucket posture sensor, 11d ... vehicle body tilt sensor, 11e ... left GNSS receiver (position measuring device, bearing measurement) Device), 11f ... right GNSS receiver (position measuring device, bearing measuring device), 11g ... tilt sensor, 12 ... driver's seat, 13 ... display device DESCRIPTION OF SYMBOLS 13a ... Display part, 13b ... Display processing part, 14 ... Memory | storage device, 15 ... Controller, 15a ... Calculation part, 15b ... Information generation part, 15c ... Information output part, 16 ... Selection apparatus, 100 ... Hydraulic excavator (work machine) , 200 ... Operation support system.

Claims (4)

下部走行体と、
前記下部走行体上に旋回可能に搭載され、前記下部走行体と共に車体を構成する上部旋回体と、
前記上部旋回体の前側に上下方向に回動可能に設けられ、作業具を有する作業機と、
前記車体の三次元位置を計測する位置計測装置と、
前記上部旋回体の方位を計測する方位計測装置と、
三次元設計データを構成する複数の設計面から作業対象の設計面である第1目標面を選択するための選択装置と、
表示装置と、
前記表示装置を制御するコントローラとを備えた作業機械において、
前記コントローラは、
前記位置計測装置および前記方位計測装置の計測結果から前記車体の位置座標および前記作業機の長手方向を演算する演算部と、
前記複数の設計面のうち前記第1目標面に隣接する他の設計面を第2目標面として設定し、前記車体を上から見たときの前記作業機の長手方向を前記第1目標面と前記第2目標面の境界線に対して平行にするための前記上部旋回体の旋回量を含む第1操作支援情報を生成する情報生成部と、
前記情報生成部が生成した前記第1操作支援情報を前記表示装置に出力する情報出力部とを有する
ことを特徴とする作業機械。
A lower traveling body,
An upper revolving body that is mounted on the lower traveling body so as to be capable of turning, and constitutes a vehicle body together with the lower traveling body;
A working machine provided on the front side of the upper swing body so as to be rotatable in the vertical direction, and having a working tool;
A position measuring device for measuring a three-dimensional position of the vehicle body;
An orientation measuring device for measuring the orientation of the upper swing body,
A selection device for selecting a first target surface which is a design surface of a work target from a plurality of design surfaces constituting three-dimensional design data;
A display device;
In a work machine comprising a controller for controlling the display device,
The controller is
A calculation unit for calculating the position coordinates of the vehicle body and the longitudinal direction of the work implement from the measurement results of the position measurement device and the bearing measurement device;
Of the plurality of design surfaces, another design surface adjacent to the first target surface is set as a second target surface, and the longitudinal direction of the work implement when the vehicle body is viewed from above is defined as the first target surface. An information generating unit that generates first operation support information including a turning amount of the upper turning body to be parallel to a boundary line of the second target surface;
An information output unit that outputs the first operation support information generated by the information generation unit to the display device.
請求項1に記載の作業機械において、
前記作業具はチルトバケットであり、
前記チルトバケットの傾斜角を計測するチルト計測装置を更に備え、
前記情報生成部は、前記車体を上から見たときの前記作業機の長手方向と、前記第1目標面と前記第2目標面の境界線とがなす角度が所定の閾値以下になったときに、前記チルトバケットの刃先を前記第1目標面に対して平行にするための前記チルトバケットのチルト量を含む第2操作支援情報を生成し、
前記情報出力部は、前記情報生成部が生成した前記第2操作支援情報を前記表示装置に出力する
ことを特徴とする作業機械。
The work machine according to claim 1,
The work implement is a tilt bucket;
A tilt measuring device for measuring the tilt angle of the tilt bucket;
The information generation unit is configured such that an angle formed between a longitudinal direction of the work implement when the vehicle body is viewed from above and a boundary line between the first target surface and the second target surface is a predetermined threshold value or less. And generating second operation support information including a tilt amount of the tilt bucket for making the blade edge of the tilt bucket parallel to the first target surface,
The information output unit outputs the second operation support information generated by the information generation unit to the display device.
請求項1に記載の作業機械において、
前記複数の設計面は、それそれ、第1頂点と第2頂点と第3頂点とを有する三角形で構成され、
前記情報生成部は、前記第1目標面と第1および第2頂点を共有することにより前記第1目標面に隣接する他の設計面のうち、前記第1目標面の第3頂点から第2頂点に向かう第1ベクトルと前記第1目標面の第3頂点から前記車体の位置座標に向かう第2ベクトルとの外積の鉛直軸成分と、前記第1目標面の第3頂点から第2頂点に向かう結ぶ第3ベクトルと前記第1目標面の第3頂点から前記車体の位置座標に向かう第4ベクトルとの外積の鉛直軸成分との積がゼロよりも小さくなる他の設計面を前記第2目標面として設定しない
ことを特徴とする作業機械。
The work machine according to claim 1,
The plurality of design surfaces are each composed of a triangle having a first vertex, a second vertex, and a third vertex;
The information generation unit is configured to share the first target surface and the first and second vertices to share the second design surface adjacent to the first target surface from the third vertex of the first target surface. The vertical axis component of the outer product of the first vector going to the apex and the second vector going from the third apex of the first target plane to the position coordinates of the vehicle body, and from the third apex of the first target plane to the second apex The other design surface in which the product of the vertical vector component of the outer product of the third vector to be connected and the fourth vector from the third vertex of the first target surface to the position coordinate of the vehicle body is smaller than zero is the second design surface. A work machine that is not set as a target plane.
請求項1に記載の作業機械において、
前記複数の設計面は、それそれ、第1頂点と第2頂点と第3頂点とを有する三角形で構成され、
前記情報生成部は、前記第1目標面と第1および第2頂点を共有することにより前記第1目標面と隣接する他の設計面のうち、第3頂点の鉛直軸座標が前記第1目標面の第3頂点の鉛直軸座標よりも大きくない設計面を前記第2目標面として設定しない
ことを特徴とする作業機械。
The work machine according to claim 1,
The plurality of design surfaces are each composed of a triangle having a first vertex, a second vertex, and a third vertex;
The information generation unit shares the first target surface with the first and second vertices, and among other design surfaces adjacent to the first target surface, a vertical axis coordinate of a third vertex is the first target surface. A work machine that does not set a design surface that is not larger than the vertical axis coordinate of the third vertex of the surface as the second target surface.
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