JP2020007867A - 旋回式作業機械の安全装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(A)前記下部側座標位置PLが前記下部側判定領域AL内の位置であると前記下部側接近判定部74が判定した場合、または、前記上部側座標位置PUが前記上部側判定領域AU内の位置であると前記上部側接近判定部76が判定した場合:安全動作指令部78は、走行駆動装置30の適当な要素(当該走行駆動装置30が前記のような油圧回路である場合には走行制御電磁弁)に走行動作制限信号を入力することにより、オペレータによる走行指令操作にかかわらず、障害物に近づく走行方向についての下部走行体10の走行速度を強制的に制限する(下部走行体10の走行の強制停止も含む。)。
(B)前記上部側座標位置PUが前記旋回方向判定領域内の位置であると前記旋回方向接近判定部77が判定した場合:安全動作指令部78は、旋回駆動装置32の適当な要素(当該旋回駆動装置32が前記のような油圧回路である場合には旋回制御電磁弁)に旋回動作制限信号を入力することにより、オペレータによる旋回指令操作にかかわらず、障害物に近づく旋回方向についての上部旋回体12の旋回速度を強制的に制限する(上部旋回体12の旋回の強制停止も含む。)。
(C)(A)及び(B)のいずれの場合においても前記安全動作指令部78は警報装置40に警報指令信号を入力して当該警報装置40に適当な警報動作を行わせる。
前記コントローラ70の上部側座標位置演算部71は、前記障害物センサ61〜64のうち前記障害物を検知した障害物センサ(該当する障害物センサが複数存在する場合には原則として最も障害物に近いもの)の上部旋回体12における取付位置(当該障害物センサに対応する設定部位)に対する当該障害物の相対位置に基づき、図5に示されるような上部側座標位置PU、すなわち、前記上部旋回体12を基準とする前記上部側座標系において特定された前記障害物の位置、を演算する。より詳しくは、当該上部側座標位置PUの当該上部側座標系におけるX座標XU及びY座標YUを演算する。
次に、前記コントローラ70の座標変換部73は、前記上部側座標位置PUの座標(XU,YU)を図6に示されるような前記下部走行体10を基準とする下部側座標系での座標(XL,YL)に変換することにより、当該下部側座標系において特定された当該障害物の位置である下部側座標位置PL(XL,YL)を算定する。この座標変換は、前記旋回角度センサ66により検出される旋回角度θに基づき、次の[数1]に示される変換行列を用いて行われることが可能である。
前記コントローラ70の上部側接近判定部76は、前記上部側座標位置演算部71により演算される前記上部側座標位置PU(XU,YU)が、例えば図5に示されるような、上部側判定領域設定部75により設定される上部側判定領域AU内の位置であるか否かを判定する。前記上部側座標位置PU及び前記上部側判定領域AUはいずれも上部旋回体12を基準とする前記上部側座標系において設定されているので、前記判定は、前記障害物が前記上部側判定領域内に存在するか否か、つまり当該障害物が実際に上部旋回体12に接近しているか否か、の的確な判定を可能にする。
前記上部側座標位置PUが前記上部側判定領域AU内にない場合(ステップS3でNO)、例えば図5に示されるように前記上部側座標位置PUが前記上部側判定領域AUの外側にある場合、前記コントローラ70の下部側接近判定部74は、前記座標変換部73により座標変換された後の前記障害物の位置、つまり前記下部走行体10を基準とする下部側座標系における位置、である前記下部側座標位置PL(XL,YL)が、下部側判定領域設定部72により設定される下部側判定領域AL内の位置であるか否かを判定する。前記下部側座標位置PL及び前記下部側判定領域ALはいずれも下部走行体10を基準とする下部側座標系において特定されているので、前記判定は、前記障害物が前記下部側判定領域AL内に存在するか否か、つまり当該障害物が実際に下部走行体10に接近しているか否か、を的確に判定することを可能にする。
前記コントローラ70の安全動作指令部78は、前記上部側座標位置PUが前記上部側判定領域AU内の位置であると前記上部側接近判定部76が判定した場合(ステップS3でYES)、または、前記下部側座標位置PLが前記下部側判定領域AL内の位置であると前記下部側接近判定部74が判定した場合(ステップS3でYES)に、走行駆動装置30の適当な要素(例えば前記走行制御電磁弁)に走行動作制限信号を入力することにより、走行方向(前進方向及び後進方向)のうち障害物に近づく方向についての下部走行体10の走行速度を制限する(強制停止も含む。)とともに、警報装置40に警報指令信号を入力して警報動作を行わせる。前記走行動作制限信号や警報指令信号の出力は、実際の走行方向が障害物に近づく方向である場合にのみ行われてもよいし、実際の走行方向にかかわらず行われてもよい。いずれの場合も、前記障害物から離れる方向への下部走行体10の走行動作は制限されない。
XRA=XRC+ΔXR
YFA=YFC+ΔYF
YRA=YRC+ΔYR
本発明に係る下部側判定領域の具体的な形状は限定されない。例えば、図5に示される下部走行体10が平面視において左右のクローラ11L,11Rから前後方向または左右方向に突出する部分を含む場合、下部側判定領域の形状は矩形状ではなく前記突出部分を包含するような変則的な形状に設定されてもよい。
本発明に係る安全動作指令部は、安全動作指令として、前記走行動作制限信号及び前記警報指令信号のうちのいずれか一方のみを出力するものであってもよい。また、走行動作制限信号の出力の要否を判定するための判定領域と、警報指令信号の出力の要否を判定するための判定領域と、が個別に設定されてもよい。また、前記安全動作指令は、前記走行動作制限信号及び前記警報指令信号以外のものであってもよい。
12 上部旋回体
30 走行駆動装置
32 旋回駆動装置
40 警報装置
60 障害物
61〜64 障害物センサ
66 旋回角度センサ
70,70A,70B コントローラ
71 上部側座標位置演算部
72 下部側判定領域設定部
72A 総合判定領域設定部
73,73B 座標変換部
74,74B 下部側接近判定部
74A 総合接近判定部
75 上部側判定領域設定部
76 上部側接近判定部
78 安全動作指令部
(A)前記下部側座標位置PLが前記下部側判定領域AL内の位置であると前記下部側接近判定部74が判定した場合、または、前記上部側座標位置PUが前記上部側判定領域AU内の位置であると前記上部側接近判定部76が判定した場合:安全動作指令部78は、走行駆動装置30の適当な要素(当該走行駆動装置30が前記のような油圧回路である場合には走行制御電磁弁)に走行動作制限信号を入力することにより、オペレータによる走行指令操作にかかわらず、障害物に近づく走行方向についての下部走行体10の走行速度を強制的に制限する(下部走行体10の走行の強制停止も含む。)。
(B)前記上部側座標位置PUが前記旋回方向判定領域内の位置であると前記旋回方向接近判定部77が判定した場合:安全動作指令部78は、旋回駆動装置32の適当な要素(当該旋回駆動装置32が前記のような油圧回路である場合には旋回制御電磁弁)に旋回動作制限信号を入力することにより、オペレータによる旋回指令操作にかかわらず、障害物に近づく旋回方向についての上部旋回体12の旋回速度を強制的に制限する(上部旋回体12の旋回の強制停止も含む。)。
(C)(A)及び(B)のいずれの場合においても前記安全動作指令部78は警報装置40に警報指令信号を入力して当該警報装置40に適当な警報動作を行わせる。
Claims (7)
- 地面上を走行可能な下部走行体と、当該下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、を備えた作業機械に設けられる安全装置であって、
前記上部旋回体の特定部位に設けられて前記作業機械の周囲の障害物を検知する障害物センサと、
前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度を検出する旋回角度検出器と、
前記障害物センサにより検知される前記障害物の位置であって前記上部旋回体を基準とする座標系における位置である上部側座標位置を演算する上部側座標位置演算部と、
前記下部走行体を基準として少なくとも当該下部走行体の周囲に前記障害物の接近を判定するための下部側判定領域を設定する下部側判定領域設定部と、
前記旋回角度検出器により検出される前記旋回角度に基づいて前記上部側座標位置と前記下部側判定領域の位置のうちの一方の位置を他方の位置が属する座標系における位置に変換することにより前記障害物の位置及び前記下部側判定領域の位置を特定する座標系を統一させる座標変換部と、
当該座標変換部により統一された座標系において前記下部側判定領域内に前記障害物が存在するか否かを判定する下部側接近判定部と、
前記下部側判定領域内に前記障害物が存在すると前記下部側接近判定部が判定した場合に前記作業機械に安全動作を行わせるための安全動作指令を出力する安全動作指令部と、を備える、作業機械の安全装置。 - 請求項1記載の作業機械の安全装置であって、前記座標変換部は、前記上部側座標位置を前記下部走行体を基準とする下部側座標位置に変換するものであり、前記下部側接近判定部は前記下部側座標位置が前記下部側判定領域内の位置であるか否かを判定するものであり、前記安全動作指令部は前記下部側座標位置が前記下部側判定領域内の位置であると前記下部側接近判定部が判定した場合に前記安全動作指令を出力する、作業機械の安全装置。
- 請求項2記載の作業機械の安全装置であって、前記上部旋回体を基準としてその周囲に前記上部旋回体に対する前記障害物の接近を判定するための上部側判定領域を設定する上部側判定領域設定部と、前記上部側座標位置が前記上部側判定領域内の位置であるか否かを判定する上部側接近判定部と、をさらに備え、前記安全動作指令部は、前記上部側座標位置が前記上部側判定領域内の位置であると前記上部側接近判定部が判定した場合にも前記安全動作指令を出力する、作業機械の安全装置。
- 請求項2記載の作業機械の安全装置であって、前記下部側判定領域設定部は、前記下部側判定領域として、前記旋回角度検出器により検出される前記旋回角度に基づいて前記下部走行体及び前記上部旋回体の双方の周囲に総合判定領域を設定する総合判定領域設定部であり、前記下部側接近判定部は前記下部側座標位置が前記総合判定領域内の位置であるか否かを判定する総合接近判定部であり、前記安全動作指令部は前記下部側座標位置が前記総合判定領域内の位置であると前記総合接近判定部が判定した場合に前記安全動作指令を出力する、作業機械の安全装置。
- 請求項1記載の作業機械の安全装置であって、前記座標変換部は、前記旋回角度検出器により検出される前記旋回角度に基づいて前記下部側判定領域の位置を前記上部旋回体を基準とする位置に変換するものであり、前記下部側接近判定部は前記上部側座標位置が前記領域座標変換部により座標変換された後の前記下部側判定領域内の位置であるか否かを判定するものであり、前記安全動作指令部は前記上部側座標位置が前記領域座標変換部により座標変換された後の前記下部側判定領域内の位置であると前記下部側接近判定部が判定した場合に前記安全動作指令を出力する、作業機械の安全装置。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の作業機械の安全装置であって、前記作業機械が前記下部走行体に走行動作を行わせる走行駆動装置を備えるものであり、前記安全動作指令部は、前記安全動作指令として、前記障害物に近づく方向への前記下部走行体の走行動作を制限する走行動作制限指令を出力する、作業機械の安全装置。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の作業機械の安全装置であって、前記作業機械がオペレータに対する警報動作を行うことが可能な警報装置を備えるものであり、前記安全動作指令部は前記安全動作指令として前記警報装置に警報動作を行わせる警報指令を出力する、作業機械の安全装置。
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