JP2020159045A - Construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は油圧ショベル等の建設機械に関する。 The present invention relates to construction machinery such as hydraulic excavators.
周囲に設定した監視領域に障害物が存在する場合にオペレータに通知する建設機械が知られている(特許文献1等参照)。 There is known a construction machine that notifies an operator when an obstacle exists in a monitoring area set in the surroundings (see Patent Document 1 and the like).
オペレータへの通知は、ブザーによる警告音等の聴覚的な方法の他、モニタによる表示等の視覚的な方法で行われる場合が一般的である。しかし、作業現場では種々の騒音が飛び交うため、監視領域に障害物が存在することを聴覚的に通知する場合には、騒音に邪魔されてオペレータに正確に情報が伝わらない恐れがある。一方、視覚的な通知では、運転席から機体前方の目標を目視しながら操作している最中に機体周囲の障害物を確認する場合、オペレータは機体前方の目標から運転室内のモニタに一旦視線を移さなければならない。言い換えれば、目標から視線を外すことができない操作状況では、オペレータに適時に情報を伝えることができない。 The notification to the operator is generally given by an auditory method such as a warning sound by a buzzer or a visual method such as a display by a monitor. However, since various noises fly around at the work site, when audibly notifying the presence of an obstacle in the monitoring area, there is a risk that the noise will interfere with the accurate transmission of information to the operator. On the other hand, in the visual notification, when checking an obstacle around the aircraft while visually observing the target in front of the aircraft from the driver's seat, the operator once looks at the monitor in the driver's cab from the target in front of the aircraft. Must be transferred. In other words, it is not possible to convey information to the operator in a timely manner in an operation situation in which the line of sight cannot be removed from the target.
本発明の目的は、目標から視線を外すことができない作業状況においても旋回操作に応じて周囲の障害物を適時にオペレータに知らせることができる建設機械を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a construction machine capable of timely notifying an operator of surrounding obstacles in response to a turning operation even in a work situation in which the line of sight cannot be removed from the target.
上記目的を達成するために、本発明は、走行体と、前記走行体の上部に旋回可能に設けた旋回体と、前記旋回体の前部に設けた作業機と、前記旋回体に搭載され内部に運転席を備えた運転室と、前記運転室に配置され前記旋回体の旋回動作を操作入力する操作レバーと、前記操作レバーの操作を検出する操作センサと、前記旋回体の周囲の障害物を検知する障害物センサとを備えた建設機械において、前記運転席に向けて前記運転室の左前方のピラーに照明表示する左ライトと、前記運転席に向けて前記運転室の右前方のピラーに照明表示する右ライトと、前記障害物センサ及び前記操作センサの信号に基づいて前記左ライト及び前記右ライトを制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記旋回体の周囲の監視領域において前記旋回体の旋回方向に障害物が存在する場合、前記左ライト及び前記右ライトのうち旋回方向に対応する方を用いてオペレータに警告を通知することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is mounted on the traveling body, a swivel body provided so as to be swivel on the upper part of the traveling body, a working machine provided on the front portion of the swivel body, and the swivel body. A driver's cab having a driver's seat inside, an operation lever arranged in the driver's cab for operating and inputting the turning operation of the turning body, an operation sensor for detecting the operation of the operating lever, and obstacles around the turning body. In a construction machine equipped with an obstacle sensor for detecting an object, a left light that illuminates a pillar on the left front of the driver's cab toward the driver's seat and a right front of the driver's cab toward the driver's seat. A right light that illuminates the pillar and a controller that controls the left light and the right light based on the signals of the obstacle sensor and the operation sensor are provided, and the controller is in a monitoring area around the swivel body. When an obstacle is present in the turning direction of the turning body, the operator is notified of a warning by using the left light or the right light corresponding to the turning direction.
本発明によれば、目標から視線を外すことができない作業状況においても旋回操作に応じて周囲の障害物を適時にオペレータに知らせることができる。 According to the present invention, it is possible to inform the operator of surrounding obstacles in a timely manner according to the turning operation even in a work situation where the line of sight cannot be removed from the target.
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
−建設機械−
図1は本発明の一実施形態に係る建設機械の外観構成を表す斜視図である。同図では本発明を適用する建設機械の代表例としてクローラ式の油圧ショベルを例示しているが、クレーン等の他種の建設機械にも本発明は適用され得る。以下の説明において断り書きのない場合は運転席の前方(同図中では左上方向)を油圧ショベルの前方とする。
-Construction machinery-
FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration of a construction machine according to an embodiment of the present invention. Although the figure illustrates a crawler type hydraulic excavator as a typical example of a construction machine to which the present invention is applied, the present invention can also be applied to other types of construction machines such as a crane. Unless otherwise specified in the following explanation, the front of the driver's seat (in the upper left direction in the figure) is the front of the hydraulic excavator.
図1に示した油圧ショベル1は自走式であり、走行体2及び旋回体3を有する車体と、作業機(フロント作業機)4を備えている。走行体2は油圧ショベル1を自走させる基礎構造体であり、左右の履帯を有するクローラ式である。旋回体3はベースフレームをなす旋回フレーム5、運転室(キャブ)6、建屋カバー7、カウンタウェイト9等を備えている。旋回フレーム5は旋回輪を介して走行体2の上部に旋回可能に設けられている。オペレータが搭乗する運転室6は旋回フレーム5の前部左側に搭載されている。カウンタウェイト9は作業機4との重量バランスをとる錘であり、旋回フレーム5の後端に搭載されている。建屋カバー7はカウンタウェイト9と運転室6の間に配置された動力室の外郭であり、動力室に配置されたエンジン21(図3)等を覆っている。
The hydraulic excavator 1 shown in FIG. 1 is a self-propelled type, and includes a vehicle body having a traveling
また作業機4は土砂の掘削作業等を行うための多関節型の作業腕であり、旋回フレーム5の前部(運転室6の右側)に取り付けられている。この作業機4は、旋回フレーム5に連結したブーム4a、ブーム4aの先端に連結したアーム4b、アーム4bの先端に連結したバケット4cを備えている。ブーム4aはブームシリンダ4dにより、アーム4bはアームシリンダ4eにより、バケット4cはバケットシリンダ4fにより駆動される。ブーム4a、アーム4b及びバケット4cは左右に延びる軸を支点にして回動し、作業機4は前後に延びる鉛直面に沿って動作する。バケット4cはアタッチメントであり、ブレーカやグラップル等の他のアタッチメントと交換可能である。
Further, the work machine 4 is an articulated work arm for excavating earth and sand, and is attached to the front portion (right side of the driver's cab 6) of the swivel frame 5. The working machine 4 includes a
−運転室−
図2は運転席に座ったオペレータの視界を表した図である。運転室6は前述したように旋回フレーム5(図1)の前部において作業機4の左側に位置しているが、運転室6を作業機4の右側に配置した構成であっても良い。運転室6の内部には、運転席11、左右の作業用操作レバー12,13、左右の走行用操作レバー14,15、左右のライト16,17等が配置されている。
-Driver-
FIG. 2 is a view showing the field of view of the operator sitting in the driver's seat. As described above, the driver's cab 6 is located on the left side of the work machine 4 in the front part of the swivel frame 5 (FIG. 1), but the driver's cab 6 may be arranged on the right side of the work machine 4. Inside the driver's cab 6, a driver's
左右の作業用操作レバー12,13は旋回モータ3a(図3)による旋回体3の旋回動作やブームシリンダ4d等による作業機4の動作の操作入力に用いる操作装置であり、オペレータが座る運転席11のそれぞれ左右に隣接して配置されている。本実施形態では、左側の作業用操作レバー12がアームシリンダ4eと旋回モータ3a(図3)の操作用である。例えば作業用操作レバー12を左手で握って左に倒すとアームダンプ、右に倒すとアームクラウド、前に倒すと右旋回、後に倒すと左旋回の動作が指令される。右側の作業用操作レバー13はブームシリンダ4dとバケットシリンダ4fの操作用である。例えば作業用操作レバー13を右手で握って左に倒すとバケットクラウド、右に倒すとバケットダンプ、前に倒すとブーム下げ、後に倒すとブーム上げの動作が指令される。
The left and right work operation levers 12 and 13 are operation devices used for inputting the operation of the
左右の走行用操作レバー14,15は走行モータ2L,2R(図3)による走行動作の操作入力に用いる操作装置であり、運転席11の前方に左右に並べて配置されている。左側の走行用操作レバー14は左側のクローラの走行モータ2L(図3)の操作用である。例えば走行用操作レバー14を前に倒すと左側のクローラの前進、後に倒すと後進の動作が指令される。右側の走行用操作レバー15は右側のクローラの走行モータ2R(図3)の操作用である。例えば走行用操作レバー15を前に倒すと右側のクローラの前進、後に倒すと後進の動作が指令される。
The left and right traveling operation levers 14 and 15 are operation devices used for operation input of the traveling operation by the traveling motors 2L and 2R (FIG. 3), and are arranged side by side in front of the driver's
左右のライト16,17は、旋回体3の周囲の障害物の有無の情報を旋回操作の状況に応じてオペレータに伝達するための出力装置である。本実施形態では3色LED方式の(RGBの発光ダイオードのチップを持つ)照明をライト16,17として採用し、運転席11に向かって発光するようにライト16,17を設置した場合を図2に例示している。本実施形態におけるライト16,17は縦長であり、ピラー6a,6bに沿って延びている。これらライト16,17は運転席11に座って運転室6の窓から旋回体3の周囲(前方や側方)を目視するオペレータの視界に自然と入る位置に配置されている。具体的には、左側のライト16は運転室6の左前方のピラー6a、右側のライト17は運転室6の右前方のピラー6bに設置されている。ピラー6a,6bは運転室6の外殻の四隅の支柱部分であってフロントの窓の枠の左右部分を構成する部材である。また、ライト16,17は、運転席11側から見てピラー6a,6bの幅(外形線)からはみ出さないように(運転席11側から見てライト16,17の全部がピラー6a,6bに重なるように)構成されている。運転席11に座るオペレータから見える運転室外の視界をライト16,17で狭めないためである。ライト16,17の発光強度は運転中にオペレータが眩しく感じない、或いは運転に支障を来さない程度に調整されている(ダイアルやスイッチ等で発光強度が調整できる構成とすることもできる)。ライト16,17の点灯動作はコントローラ30により制御される(後述)。
The left and
−駆動システム−
図3は本実施形態の油圧ショベル1に備わった駆動システムの概略図である。このシステムは、エンジン21、エンジンコントローラ21a、油圧ポンプ22、レギュレータ22a、方向切換弁ユニット23、減圧弁24〜28、及びコントローラ30を含んで構成されている。
-Drive system-
FIG. 3 is a schematic view of a drive system provided in the hydraulic excavator 1 of the present embodiment. This system includes an
・エンジン/エンジンコントローラ
エンジン21は油圧ポンプ22等を駆動する原動機としての内燃機関であるが、原動機としては電動モータを採用することもできる。エンジンコントローラ21aはエンジン21の回転数を制御する装置であり、コントローラ30から入力される目標エンジン回転数に実際のエンジン回転数が近付くように、エンジン21における燃料噴射量や燃料噴射のタイミングを調整する。
-Engine / engine controller The
・油圧ポンプ/レギュレータ
油圧ポンプ22は油圧ショベル1に搭載された各油圧アクチュエータを駆動する作動油を吐出する可変容量型のポンプであり、エンジン21によって回転駆動されて回転数と容積の積に比例した作動油を吐出する。レギュレータ22aは油圧ポンプ22の容積(傾転)を制御する装置であり、コントローラ30から入力される指令信号により駆動される。油圧ポンプ22から吐出される圧油により駆動される油圧アクチュエータとして、図3においては、走行モータ2L,2R、旋回モータ3a、ブームシリンダ4d、アームシリンダ4e、バケットシリンダ4fが図示してある。
-Hydraulic pump / regulator The
・方向切換弁ユニット
方向切換弁ユニット23は複数の図示しないパイロット駆動式の方向切換弁(不図示)を含んで構成されている。各方向切換弁は減圧弁24〜28のうち対応するものから出力されるパイロット圧で駆動され、油圧ポンプ22から吐出される作動油の方向(又は方向及び流量)を制御して対応する油圧アクチュエータに供給する。
-Direction-switching valve unit The directional-switching
・減圧弁
減圧弁24〜28は、パイロットポンプ(不図示)から吐出される作動油を一次圧として、オペレータの操作に応じてパイロット圧を生成し出力する。減圧弁24〜28は、対応する操作装置(例えば作業用操作レバー12,13)の動きが機械的に伝達されて動作する。図3では、左旋回指令用の減圧弁24、右旋回指令用の減圧弁25、ブーム動作指令用の減圧弁26、アーム動作指令用の減圧弁27、バケット動作指令用の減圧弁28を抜き出して示してある。
-Pressure pressure valve The
減圧弁24,25は旋回モータ3aに対応する方向切換弁にパイロット圧を出力する減圧弁であり、減圧弁24が旋回体3の左旋回指令用(旋回モータ3aの正転用)、減圧弁25が左旋回指令用(旋回モータ3aの逆転用)である。これらは例えば左側の作業用操作レバー12で操作され、作業用操作レバー12を左手で握って前に倒すと減圧弁25からパイロット圧が出力されて旋回体3が右旋回し、後に倒すと減圧弁24からパイロット圧が出力されて旋回体3が左旋回する。
The
減圧弁26はブームシリンダ4dに対応する方向切換弁にパイロット圧を出力する減圧弁であり、ブーム上げ動作用(ブームシリンダ4dの伸長用)とブーム下げ動作用(ブームシリンダ4dの収縮用)の2つが存在する。但し、図3では繁雑防止のため減圧弁26を1つにまとめて図示してある。これら減圧弁26は例えば右側の作業用操作レバー13で操作され、作業用操作レバー13を右手で握って前に倒すとブーム4aが下げ方向に動作し、後に倒すと上げ方向に動作する。
The
減圧弁27はアームシリンダ4eに対応する方向切換弁にパイロット圧を出力する減圧弁であり、アームクラウド動作用(アームシリンダ4eの伸長用)とアームダンプ動作用(アームシリンダ4eの収縮用)の2つが存在する。但し、図3では繁雑防止のため減圧弁27も1つにまとめて図示してある。これら減圧弁27は例えば左側の作業用操作レバー12で操作され、作業用操作レバー12を左手で握って左に倒すとアーム4bがダンプ方向に動作し、右に倒すとクラウド方向に動作する。
The
減圧弁28はバケットシリンダ4fに対応する方向切換弁にパイロット圧を出力する減圧弁である。バケットクラウド動作用(バケットシリンダ4fの伸長用)とバケットダンプ動作用(バケットシリンダ4fの収縮用)の2つの減圧弁28が存在する。但し、図3では繁雑防止のため減圧弁28も1つにまとめて図示してある。これら減圧弁28は例えば右側の作業用操作レバー13で操作され、作業用操作レバー13を右手で握って左に倒すとバケット4cがクラウド方向に動作し、右に倒すとダンプ方向に動作する。
The pressure reducing valve 28 is a pressure reducing valve that outputs a pilot pressure to the direction switching valve corresponding to the
・コントローラ
コントローラ30は、油圧ショベル1の機体制御に関する各種情報や制御指令値を演算し電気指令信号を出力する車載コンピュータであり、CPUや各種メモリ等を含んで構成されており、例えば運転室6の内部において運転席11の後側に配置されている。本実施形態のコントローラ30には、旋回体3の周囲の障害物情報及び旋回操作情報に応じて左右のライト16,17を制御し、旋回体3の周囲の障害物の有無や位置の情報を旋回操作状況に応じてオペレータに知らせる機能が備わっている(後述)。
-Controller The
コントローラ30の入出力部には、左右の操作センサ31,32、左右の障害物センサ33,34、エンジンコントローラ21a、レギュレータ22a及び左右のライト16,17が電気配線を介して接続されている。このコントローラ30には、障害物センサ33,34及び操作センサ31,32の信号に基づいて左右のライト16,17を制御する特徴的機能が備えられている。
The left and
・センサ
操作センサ31,32は旋回操作用の操作レバーつまり本実施形態においては左側の作業用操作レバー12の操作を検出するセンサである。本実施形態では作業用操作レバー12による旋回操作に応じて減圧弁24,25から出力されるパイロット圧を検出する圧力センサが操作センサ31,32として採用してある。例えば左旋回を意図して作業用操作レバー12を後に倒すと、減圧弁24が作動して旋回モータ3aに対応する方向切換弁(不図示)に対するパイロット圧が出力される。このパイロット圧が操作センサ31により検出され、その検出信号がコントローラ30に入力される。右旋回を意図して作業用操作レバー12を前に倒すと、減圧弁25から出力されるパイロット圧が操作センサ32により検出されてコントローラ30に検出信号が入力される。従って、コントローラ30においては、操作センサ31から信号が入力されていれば左旋回操作中、操作センサ32から信号が入力されていれば右旋回操作中であることが判定できる。
-Sensors The
なお、圧力センサは操作センサ31,32の一例に過ぎず、例えば作業用操作レバー12の回転変位を検出する位置センサ(ロータリーエンコーダ等)を操作センサ31,32に採用することもできる。この場合、作業用操作レバー12は電気信号を操作信号として出力する電気レバーでも良い。
The pressure sensor is only an example of the
障害物センサ33,34は旋回体3の周囲に予め設定した監視領域における障害物を検知するセンサである。本実施形態では赤外線センサが障害物センサ33,34として採用してある。障害物センサ33は旋回体3の左側の障害物を監視するためのセンサであり、図4に示したように旋回体3に対して左側に予め設定した監視領域43に赤外線を照射するように旋回体3の例えば上部左側に設置されている。障害物センサ34は旋回体3の右側の障害物を監視するためのセンサであり、同図に示したように旋回体3に対して右側に予め設定した監視領域44に赤外線を照射するように旋回体3の例えば上部右側に設置されている。例えば監視領域43に障害物(人や構造物)が存在する場合、これが障害物センサ33で検出されてその検出信号がコントローラ30に入力される。同じく監視領域44に障害物があれば障害物センサ34からコントローラ30に検出信号が入力される。コントローラ30においては、障害物センサ33,34からの信号を基に、旋回体3に対する障害物の相対位置や個数が演算される。
The
監視領域43,44は旋回体3が旋回すると油圧ショベル1が衝突し得る領域であり、例えば旋回体3の旋回に伴う油圧ショベル1の最大動作範囲(前方に最大に伸ばした状態の作業機4の先端の軌道円で外縁が画定される範囲)に設定することができる。監視領域43,44の設定は、障害物センサ33,34による障害物の検出可能領域の調整(赤外線の照射領域、例えば赤外線の照射強度や障害物センサ33,34の光軸角度等の調整)によりすることができる。
The
−動作−
図5はコントローラ30によるライト16,17の制御手順を表すフローチャートである。コントローラ30は、運転席11でキースイッチ(不図示)が入り操作されて電源が入ると図5の手順を開始し、通電中は同図の手順を繰り返し実行する。
-Operation-
FIG. 5 is a flowchart showing the control procedure of the
・信号入力手順(ステップS1,S2)
手順開始後、コントローラ30は、まず操作センサ31,32からの信号を入力し(ステップS1)、障害物センサ33,34からの信号を入力する(ステップS2)。ステップS1,S2の順番は逆でも良いし同時でも良い。
-Signal input procedure (steps S1 and S2)
After starting the procedure, the
・障害物判定手順(ステップS11〜S13)
ステップS1,S2で判定の基礎となる信号を入力したら、コントローラ30は、障害物センサ33,34の信号を基に監視領域43,44における障害物の有無を判定する(ステップS11〜S13)。本実施形態においては、まず障害物センサ34の信号を基に右側の監視領域44に障害物が存在するかが判定され(ステップS11)、更に障害物センサ33の信号を基に左側の監視領域43に障害物が存在するかが判定される(ステップS12,S13)。左側の監視領域43に障害物があるかを判定した後に右側の監視領域44に障害物があるかを判定しても良い。ステップS11,S12の判定がいずれも満たされれば、コントローラ30は左右の監視領域43,44の双方に障害物が存在すると判定する。ステップS11の判定が肯定されてステップS12の判定が否定された場合、コントローラ30は右側の監視領域44にのみ障害物が存在すると判定する。ステップS11の判定が否定されてステップS13の判定が肯定された場合、コントローラ30は左側の監視領域43にのみ障害物が存在すると判定する。そして、ステップS11,S13の判定処理を実行していずれの判定も満たされない場合、コントローラ30は左右の監視領域43,44のいずれにも障害物は存在しないと判定する。
-Obstacle determination procedure (steps S11 to S13)
After inputting the signal that is the basis of the determination in steps S1 and S2, the
・旋回操作判定手順(ステップS21〜S24)
監視領域43,44における障害物の有無を判定したら、コントローラ30は操作センサ31,32の信号を基に作業用操作レバー12による旋回操作の有無や操作方向を判定する(ステップS21〜S24)。
-Turning operation determination procedure (steps S21 to S24)
After determining the presence or absence of obstacles in the
図5の例に倣って説明すると、例えば左右の監視領域43,44の双方に障害物が存在する場合、コントローラ30は、右旋回操作がされているかの判定(ステップS21)、左旋回操作がされているかの判定(ステップS22)を実行する。この判定順序は逆でも良い。これにより、右旋回操作がされているか、左旋回操作がされているか、それとも旋回操作がされていないか(右旋回操作も左旋回操作もされていないか)を判定する。
Explaining according to the example of FIG. 5, for example, when there are obstacles in both the left and
また、監視領域43,44のいずれか一方のみに障害物が存在する場合、コントローラ30は障害物が存在する方向に旋回操作がされているかを判定する(ステップS23,S24)。具体的には、左側の監視領域43にのみ障害物が存在する場合、コントローラ30は左旋回操作が行われているかを判定する(ステップS23)。反対に、右側の監視領域44にのみ障害物が存在する場合、コントローラ30は右旋回操作が行われているかを判定する(ステップS24)。
Further, when an obstacle exists in only one of the
更に、左右の監視領域43,44のいずれにも障害物が存在しない場合、コントローラ30は旋回操作の有無の判定を省略する。
Further, when there is no obstacle in any of the left and
・照明制御実行手順(ステップS31〜S38)
監視領域43,44における障害物の有無と旋回操作を判定したら、コントローラ30は判定結果に応じて左右のライト16,17を制御する(ステップS31〜S38)。本実施形態において、コントローラ30は、障害物の有無や位置の情報と旋回操作の情報とに基づいて判定した状況を、左右のライト16,17の点灯色で表してオペレータに随時報知する。本実施形態においては、ライト16,17の点灯色をそれぞれ赤、黄、青に色分けする場合を例示する。続けて、各点灯色が表す状況について説明する。
-Lighting control execution procedure (steps S31 to S38)
After determining the presence / absence of an obstacle and the turning operation in the
まず、監視領域43,44において旋回体3の旋回方向に障害物が存在する場合、コントローラ30は、ライト16,17のうち旋回方向に対応する方を警告色である赤色に点灯させ、旋回方向に障害物が存在する旨の警告をオペレータに通知する。例えば、左側の監視領域43に障害物がある場合、コントローラ30は、左旋回操作がされていれば旋回方向に対応する左側のライト16を赤色に点灯させる(ステップS32,S36)。反対に、右側の監視領域44に障害物がある場合、コントローラ30は、右旋回操作がされていれば旋回方向に対応する右側のライト17を赤色に点灯させる(ステップS31,S34)。
First, when an obstacle exists in the turning direction of the turning
また、監視領域43,44において旋回体3の旋回方向と反対側に障害物が存在する場合、コントローラ30は、ライト16,17のうちの旋回方向と反対側に対応する方を注意色である黄色に点灯させて、旋回方向と反対側に障害物が存在する旨をオペレータに通知する。現在は旋回方向と反対側にある障害物であっても、旋回体3の旋回が進捗すれば旋回方向の監視領域にその障害物が侵入してくる可能性があるため、その可能性に関して注意喚起しておくことを意図している。例えば、左側の監視領域43に障害物がある場合、コントローラ30は、右旋回操作がされていれば旋回方向と反対側のライト16を黄色に点灯させる(ステップS31,S37)。反対に、右側の監視領域44に障害物がある場合、コントローラ30は、左旋回操作がされていれば旋回方向と反対側のライト17を黄色に点灯させる(ステップS32,S35)。
Further, when an obstacle exists on the side opposite to the turning direction of the
旋回体3の非旋回時ではあるが監視領域43,44の少なくとも一方に障害物が存在する場合、コントローラ30は、ライト16,17の少なくとも一方を注意色である黄色に点灯させ、監視領域43,44に障害物が存在する旨をオペレータに通知する。例えば旋回操作は行われていない(作業用操作レバー12は中立位置にある)が左側の監視領域43に障害物が存在する場合、コントローラ30は、障害物の存在する監視領域43に対応する左側のライト16を黄色に点灯させる(ステップS33,S37)。反対に旋回操作は行われていないが右側の監視領域44に障害物が存在する場合、コントローラ30は、障害物の存在する監視領域44に対応する右側のライト17を黄色に点灯させる(ステップS33,S35)。
When there is an obstacle in at least one of the
監視領域43,44において旋回体3の旋回方向と反対側には障害物が存在しない場合、コントローラ30は、ライト16,17のうちの旋回方向と反対側に対応する方を安全色である青色に点灯させ、旋回方向と反対側には障害物が存在しない旨をオペレータに通知する。例えば、左側の監視領域43には障害物が存在しない場合、コントローラ30は、右旋回操作がされていても旋回方向と反対側のライト16は青色に点灯させる(ステップS34)。反対に、右側の監視領域44には障害物が存在しない場合、コントローラ30は、左旋回操作がされていても旋回方向と反対側のライト17は青色に点灯させる(ステップS36)。
When there is no obstacle on the side opposite to the turning direction of the
監視領域43,44のいずれにも障害物が存在しない場合、コントローラ30は、旋回操作の有無や方向に関わらず、ライト16,17の双方を青色に点灯させ、監視領域43,44に障害物がない旨をオペレータに通知する(ステップS38)。
When there is no obstacle in any of the
次に、ステップS31〜S38の手順毎にライト16,17の点灯の組み合わせと状況を整理して説明する。
Next, the combination of lighting of the
まず監視領域43,44の双方に障害物が存在する状況は、言い換えれば左右そちらに旋回しても旋回方向に障害物が存在する状況である。この場合、旋回操作がされていない状況でも左右のライト16,17が黄色に点灯し、左右いずれの方向への旋回操作についてもオペレータに注意喚起がなされる(ステップS33)。そして、左右いずれかの方向への旋回操作がされると、旋回方向に対応する側のライトの点灯色が赤色に切り換わり、その旋回操作についてオペレータに警告がなされる。具体的には、左旋回操作がされれば、右側のライト17を黄色に点灯させて右側の監視領域44にも障害物が存在することを継続して伝えつつ、障害物に向かって旋回している旨を警告すべく左側のライト16の点灯色を赤色に切り換える(ステップS32)。同様に、右旋回操作がされれば、左側のライト16を引き続き黄色に点灯させつつ、右側のライト17の点灯色を赤色に切り換える(ステップS31)。
First, the situation where obstacles exist in both the
次に右側の監視領域44のみに障害物が存在する状況は、言い換えれば右方向への旋回操作には注意を要するが、左方向への旋回操作については目下のところ特段の注意を払う必要がない状況と言える。この場合、旋回操作がされていない状況、及び左旋回操作がされている状況においては、右側のライト17を黄色に点灯させて右側の監視領域44に障害物がある旨をオペレータに知らせる。これと同時に、左側のライト16を青色に点灯させて左側の監視領域43には障害物がない旨をオペレータに知らせる(ステップS35)。しかし、右旋回操作がされた場合には、左側のライト16を青色に点灯させて左側の監視領域43には障害物がないことを継続して伝えつつ、障害物に向かって旋回している旨を警告すべく右側のライト17の点灯色を赤色に切り換える(ステップS34)。
Next, in the situation where an obstacle exists only in the
なお、右側の監視領域44のみに障害物が存在する状況において、障害物が存在しない左側への旋回動作を開始した場合、旋回体3の旋回が進むうちに当初右側の監視領域44にあった障害物が左側の監視領域43で検出される状況に変化し得る。旋回方向である左側にのみ障害物が存在する状況に変化した場合、状況判定の結果が切り換わり、左側のライト16の点灯色が赤色に、右側のライト17の点灯色が青色に切り換わる(ステップS36)。
In a situation where an obstacle exists only in the
また、左側の監視領域43のみに障害物が存在する状況は、言い換えれば左方向への旋回操作には注意を要するが、右方向への旋回操作については目下のところ特段の注意を払う必要がない状況と言える。この場合、旋回操作がされていない状況、及び右旋回操作がされている状況においては、左側のライト16を黄色に点灯させて左側の監視領域43に障害物がある旨をオペレータに知らせる。これと同時に、右側のライト17を青色に点灯させて右側の監視領域44には障害物がない旨をオペレータに知らせる(ステップS37)。しかし、左旋回操作がされた場合には、右側のライト17を青色に点灯させて右側の監視領域44には障害物がないことを継続して伝えつつ、障害物に向かって旋回している旨を警告すべく左側のライト16の点灯色を赤色に切り換える(ステップS36)。
Further, in a situation where an obstacle exists only in the
なお、左側の監視領域43のみに障害物が存在する状況において、障害物が存在しない右側への旋回動作を開始した場合、旋回体3の旋回が進むうちに当初左側の監視領域43にあった障害物が右側の監視領域44で検出される状況に変化し得る。旋回方向である右側にのみ障害物が存在する状況に変化した場合、右側のライト17の点灯色が赤色に、左側のライト16の点灯色が青色に切り換わる(ステップS34)。
In a situation where an obstacle exists only in the
最後に、左右の監視領域43,44のどちらにも障害物が存在しない状況は、言い換えれば左右どちら側に旋回操作しても障害物との衝突の恐れがない状況である。この場合、左右のライト16,17を青色に点灯させて左右どちら側への旋回操作にも特段の注意を要しない状況である旨をオペレータに知らせる(ステップS38)。
Finally, the situation where there is no obstacle in either of the left and
・継続判定手順
ステップS31〜S38のいずれかの手順を実行したら、コントローラ30はキースイッチ(不図示)が切り操作されて電源がオフになったかを判定し(ステップS40)、継続して電源が供給されていればステップS1に手順を戻す。これにより電源が入っている間はコントローラ30により一定のサイクルタイム(例えば1ms程度)で状況判定が繰り返され、判定結果に応じてライト16,17の点灯パターンが自動的にリアルタイムで切り換わる。電源がオフになった場合には、コントローラ30は例えば遅延回路を用いて図5の手順の終了処理を実行する。
-Continuity determination procedure After executing any of the procedures of steps S31 to S38, the
−効果−
(1)本実施形態においては、ライト16,17により運転席11に向けて運転室6の左右のピラー6a,6bに照明表示するので、運転操作中のオペレータの視界の中(隅)に周囲の障害物に関する情報を入れ込むことができる。オペレータは周囲の障害物を確認するために運転操作中に運転室6内のモニタに視線を落とす必要がない。従って、機体前方の目標から視線を外すことができない操作状況でも、オペレータは目標を視認したままリアルタイムで旋回操作に応じて周囲の障害物を自然と把握することができる。例えば障害物に向かって旋回している状況であればその旨の情報をオペレータにリアルタイムに警告することができる。ライト16,17はピラー6a,6bからはみ出さないように設置されているので、ライト16,17の設置によりオペレータの視界を狭め、運転室6からの周囲状況の視認性を低下させることもない。
-Effect-
(1) In the present embodiment, the
(2)また、障害物に向かって旋回している状況のみならず、旋回方向と反対側に障害物が存在する状況もライト16,17によりリアルタイムにオペレータに報知できる。旋回方向と反対側に存在する障害物は旋回体3が旋回するうちに旋回方向の監視領域で捕捉されれば、その時点で障害物に向かって旋回している状況と判定されてオペレータに警告される。しかし、旋回体3は重量物であり慣性が大きいため、旋回速度が速まってから旋回操作を中止しても旋回動作を急停止させることができない場合もある。従って、旋回操作前から旋回方向と反対側に障害物があることをオペレータに前もって知らせておくことで、オペレータはそのことを意識して慎重に旋回操作をすることができる。
(2) Further, not only the situation of turning toward the obstacle but also the situation where the obstacle exists on the opposite side of the turning direction can be notified to the operator in real time by the
(3)例えば作業機4の操作に専念している場合や停車中等、旋回操作をしていない場合においても、旋回体3の周囲の監視領域43,44に障害物が存在する場合には、ライト16,17によって障害物の位置がオペレータに通知される。従って、オペレータは旋回操作をするに当たって、旋回の可否や注意すべき旋回方向等を事前に把握することができる。
(3) If there are obstacles in the
(4)左右の監視領域43,44のいずれにも障害物が存在しない場合にも、ライト16,17によって周囲に障害物が存在しない旨がオペレータに通知される。これにより、オペレータは旋回操作に特段の注意を払う必要がないことを知って運転できるため、作業に集中することができ作業効率が向上する。
(4) Even if there are no obstacles in either of the left and
−変形例−
なお、上記実施形態では、ライト16,17にLEDランプを採用し運転席11に向かって発光する構成を例示したが、ライト16,17は運転席11に向けて照明表示してオペレータに情報を伝達することができれば良い。従って、例えばピラー6a,6bに向かって発光し、ピラー6a,6bを照らすことで運転席11に向けて照明表示する構成としても良い。また、ライト16,17の点灯色により状況を知らせる形態を例に挙げて説明したが、点灯色を変える代わりに、点灯色自体は単色でも、点灯、点滅、点滅速度、消灯を適宜組み合わせて状況を知らせる形態を採ることもできる。音声によるオペレータへの通知を組み合わせても何ら問題ない。
-Modification example-
In the above embodiment, the LED lamps are used for the
また、監視領域43,44は障害物センサ33,34による検出可能範囲の調整により設定する例を説明したが、この点にも限定されない。例えば障害物センサ33,34による検出可能領域内においてコントローラ30の演算処理により監視領域43,44を識別する構成を採用することもできる。つまり障害物センサ33,34からの検出信号を基に、検出された障害物の旋回体3(例えば旋回中心)からの距離が設定値より遠ければその障害物は監視領域外にあり、設定値以内であればその障害物が監視領域内にあると判定できる。
Further, although the example in which the
更には、例えば作業機4の姿勢に応じて監視領域43,44の広さがリアルタイムに変化する構成とすることもできる。作業機4を前方に伸ばした状態では監視領域43,44が広がり、抱え込んだ姿勢では狭まるといった要領である。この場合、例えば障害物センサ33,34を揺動させる駆動装置を設け、作業機4の姿勢(ブーム4aやアーム4bの角度を検出するセンサの信号)に応じてコントローラ30によりその駆動装置を制御することで監視領域43,44の広さを制御できる。コントローラ30で監視領域43,44を識別する場合は、旋回体3からの距離についての設定値を作業機4の姿勢に応じて可変とすることで実現できる。
Further, for example, the size of the
また、障害物センサ33,34として赤外線センサを採用した場合を例に挙げて説明したが、赤外線センサは障害物センサ33,34の一例であり、障害物センサ33,34として例えばカメラを採用することもできる。この場合、コントローラ30において画像処理を実行して障害物の位置等を検出する。
Further, the case where the infrared sensor is adopted as the
また、監視領域43,44における障害物の有無を単純に判定する場合を例に挙げて説明したが、この点についても種々の設計変更が可能である。例えば監視領域43,44を旋回体3からの距離に応じて複数に区画し、監視領域43,44において障害物が旋回体3の近くの領域にあるのか遠くの領域にあるのかの情報を併せてライト16,17により報知する構成とすることができる。この場合、点灯色を増やすと通知が煩雑になるが、例えば点灯のみならず、点滅や消灯を組み合わせて障害物の距離を表現したり、点灯色の濃淡や光量で障害物の距離を表現したりすることで、通知の繁雑化を抑えることができる。音声出力を組み合わせることもできる。
Further, although the case where the presence or absence of obstacles in the
単純に障害物の有無を判定するのみならず、障害物の数をオペレータに伝える構成を採ることもできる。この場合、障害物の数に応じて発光色の濃淡や光量が変化する構成とすることで、オペレータに障害物の多少を直感的に知らせることができ、また通知の繁雑化も抑制できる。また、一定時間内に障害物の数に応じた回数だけ点滅する構成を採れば、具体的な障害物の数を表現できる。 In addition to simply determining the presence or absence of obstacles, it is possible to adopt a configuration in which the number of obstacles is notified to the operator. In this case, by adopting a configuration in which the shade of the emitted color and the amount of light change according to the number of obstacles, the operator can be intuitively notified of the number of obstacles, and the complication of notification can be suppressed. In addition, a specific number of obstacles can be expressed by adopting a configuration in which the blinking is performed a number of times according to the number of obstacles within a certain period of time.
また、監視領域43,44において旋回方向と反対側に障害物が存在する状況と、非旋回状態だが監視領域43,44に障害物が存在する状況とを、同じ黄色で表現する形態を例に挙げて説明した。双方とも直ちに操作を中止すべき状態ではなく、注意喚起を共通の目的とするためである。しかし必要であれば、点滅を組み合わせたり点灯色やその濃淡、光量に変化を付けたりして、両者の状況を区別してオペレータに知らせる形態を採ることもできる。音声出力を組み合わせることもできる。
Further, as an example, the situation where an obstacle exists on the opposite side of the turning direction in the
また、建設機械として油圧ショベル1を例に挙げて説明したが、例えば油圧クレーン等の他の建設機械にも本発明は適用可能であり、同様の効果を得ることができる。また、支持構造体としてクローラ式の走行体2を備えた油圧ショベル1に本発明を適用した場合を例示したが、ホイール式の走行体を備えた油圧ショベルにも本発明は適用可能である。
Further, although the hydraulic excavator 1 has been described as an example of the construction machine, the present invention can be applied to other construction machines such as a hydraulic crane, and the same effect can be obtained. Further, although the case where the present invention is applied to the hydraulic excavator 1 provided with the crawler
1…油圧ショベル(建設機械)、2…走行体、3…旋回体、4…作業機、6…運転室、11…運転席、12…作業用操作レバー(操作レバー)、16…ライト(左ライト)、17…ライト(右ライト)、31,32…操作センサ、33,34…障害物センサ、30…コントローラ、43,44…監視領域 1 ... Hydraulic excavator (construction machine), 2 ... Running body, 3 ... Swivel body, 4 ... Working machine, 6 ... Driver's cab, 11 ... Driver's seat, 12 ... Working operating lever (operating lever), 16 ... Light (left) Light), 17 ... Light (right light), 31, 32 ... Operation sensor, 33, 34 ... Obstacle sensor, 30 ... Controller, 43, 44 ... Monitoring area
Claims (4)
前記走行体の上部に旋回可能に設けた旋回体と、
前記旋回体の前部に設けた作業機と、
前記旋回体に搭載され内部に運転席を備えた運転室と、
前記運転室に配置され前記旋回体の旋回動作を操作入力する操作レバーと、
前記操作レバーの操作を検出する操作センサと、
前記旋回体の周囲の障害物を検知する障害物センサとを備えた建設機械において、
前記運転席に向けて前記運転室の左前方のピラーに照明表示する左ライトと、
前記運転席に向けて前記運転室の右前方のピラーに照明表示する右ライトと、
前記障害物センサ及び前記操作センサの信号に基づいて前記左ライト及び前記右ライトを制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記旋回体の周囲の監視領域において前記旋回体の旋回方向に障害物が存在する場合、前記左ライト及び前記右ライトのうち旋回方向に対応する方を用いてオペレータに警告を通知することを特徴とする建設機械。 With the running body
A swivel body provided on the upper part of the traveling body so as to be swivel,
A work machine provided at the front of the swivel body and
A driver's cab mounted on the swivel body and having a driver's seat inside,
An operation lever arranged in the driver's cab and operating and inputting the turning operation of the turning body,
An operation sensor that detects the operation of the operation lever and
In a construction machine equipped with an obstacle sensor that detects an obstacle around the swivel body,
A left light that illuminates the left front pillar of the driver's cab toward the driver's seat,
A right light that illuminates the pillar on the right front of the driver's cab toward the driver's seat,
It includes a controller that controls the left light and the right light based on the signals of the obstacle sensor and the operation sensor.
When an obstacle exists in the turning direction of the turning body in the monitoring area around the turning body, the controller notifies the operator of a warning by using the left light or the right light corresponding to the turning direction. A construction machine characterized by doing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019059294A JP2020159045A (en) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Construction machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019059294A JP2020159045A (en) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Construction machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2020159045A true JP2020159045A (en) | 2020-10-01 |
Family
ID=72642234
Family Applications (1)
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JP2019059294A Pending JP2020159045A (en) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Construction machine |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2020159045A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023053739A1 (en) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | 株式会社小松製作所 | Obstacle detection alarm system, obstacle detection alarm method, and work machine |
WO2023190355A1 (en) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 住友建機株式会社 | Road machine |
-
2019
- 2019-03-26 JP JP2019059294A patent/JP2020159045A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023053739A1 (en) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | 株式会社小松製作所 | Obstacle detection alarm system, obstacle detection alarm method, and work machine |
WO2023190355A1 (en) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | 住友建機株式会社 | Road machine |
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