JP2021025198A

JP2021025198A - Shovel

Info

Publication number: JP2021025198A
Application number: JP2019140507A
Authority: JP
Inventors: 一則平沼; Kazunori Hiranuma
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2021-02-22

Abstract

To provide a shovel that estimates an operator's conditions.SOLUTION: A shovel comprises: a base carrier; a revolving super structure that is revolvably mounted on the base carrier; an attachment that is attached to the revolving super structure; a machine body sensor that is provided in a machine body including the base carrier, the revolving super structure and the attachment; and a control device. The control device estimates an operator's conditions on the basis of a physical quantity measured by the machine body sensor.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、ショベルに関する。 This disclosure relates to excavators.

例えば、特許文献１には、オペレータが着座する座席の座面に複数の荷重センサを含む検出器が配置され、検出器で得られた圧力分布に基づいてオペレータの覚醒レベルを判定する作業機械が開示されている。 For example, in Patent Document 1, a detector including a plurality of load sensors is arranged on the seat surface of a seat on which an operator sits, and a work machine that determines an operator's arousal level based on a pressure distribution obtained by the detector is provided. It is disclosed.

また、特許文献２には、オペレータの状態を監視する生体センサが設けられ、生体センサで得られた生体情報に基づいてオペレータの現在の状態を推定し警告または支援を行うショベルが開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a shovel provided with a biosensor that monitors the state of the operator, estimates the current state of the operator based on the biometric information obtained by the biosensor, and provides warning or support. ..

特開２０１７−１６２２２５号公報JP-A-2017-162225 特開２０１８−１３１８９０号公報JP-A-2018-131890

しかしながら、特許文献１に開示された作業機械では、オペレータの覚醒レベルを判定するための検出器を特別に追加する必要があり、ショベルのコストが上昇する。また、特許文献２に開示されたショベルでは、オペレータの現在の状態を推定するための生体センサを特別に追加する必要があり、ショベルのコストが上昇する。また、オペレータに生体センサを装着させることで、オペレータに不快感を与えるおそれがある。 However, in the work machine disclosed in Patent Document 1, it is necessary to specially add a detector for determining the arousal level of the operator, which increases the cost of the excavator. Further, in the excavator disclosed in Patent Document 2, it is necessary to specially add a biosensor for estimating the current state of the operator, which increases the cost of the excavator. In addition, mounting the biosensor on the operator may cause discomfort to the operator.

そこで、上記課題に鑑み、オペレータの状態を推定するショベルを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an excavator for estimating the state of the operator.

上記目的を達成するため、本発明の一実施形態では、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、前記下部走行体、前記上部旋回体、前記アタッチメントを含む機体に設けられる機体センサと、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記機体センサにより計測した物理量に基づいて、オペレータ状態を推定する、ショベルが提供される。 In order to achieve the above object, in one embodiment of the present invention, a lower traveling body, an upper rotating body rotatably mounted on the lower traveling body, an attachment attached to the upper rotating body, and the lower traveling body. Provided by an excavator, the upper swinging body, the body sensor provided in the body including the attachment, and a control device, the control device estimating an operator state based on a physical quantity measured by the body sensor. Will be done.

上述の実施形態によれば、オペレータの状態を推定するショベルを提供することができる。 According to the above-described embodiment, it is possible to provide an excavator for estimating the state of the operator.

本実施形態に係る掘削機としてのショベルを含むシステムの構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the configuration example of the system including the excavator as an excavator which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るショベルの油圧システムの構成の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the structure of the hydraulic system of the excavator which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るショベルの電気式操作システムの構成の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the structure of the electric operation system of the excavator which concerns on this embodiment. 補正の前後におけるショベルの物理量と、オペレータの状態との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the physical quantity of the excavator before and after the correction, and the state of an operator.

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.

［ショベルの概要］
最初に、図１を参照して、本実施形態に係るショベル１００を含むシステムＳＹＳについて説明する。 [Outline of excavator]
First, the system SYS including the excavator 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図１は、本実施形態に係る掘削機としてのショベル１００を含むシステムＳＹＳの構成例を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of a system SYS including an excavator 100 as an excavator according to the present embodiment.

尚、図１では、ショベル１００は、施工対象の上り傾斜面ＥＳに面する水平面に位置すると共に、後述する目標施工面の一例である上り法面ＢＳ（つまり、上り傾斜面ＥＳに対する施工後の法面形状）が併せて記載されている。なお、施工対象の上り傾斜面ＥＳには、目標施工面である上り法面ＢＳの法線方向を示す円筒体（図示せず）が設けられている。 In FIG. 1, the excavator 100 is located on a horizontal plane facing the uphill slope ES to be constructed, and is an uphill slope BS (that is, after construction on the uphill slope ES) which is an example of the target construction surface described later. Slope shape) is also described. The uphill slope ES to be constructed is provided with a cylindrical body (not shown) indicating the normal direction of the uphill slope BS, which is the target construction surface.

ショベル１００は、図示しないダンプトラックに土砂を積み込む。システムＳＹＳは、ダンプトラックに積み込んだ土砂重量を管理するシステムである。本実施形態では、システムＳＹＳは、主に、ショベル１００、支援装置２００及び管理装置３００で構成される。システムＳＹＳを構成するショベル１００、支援装置２００及び管理装置３００はそれぞれ１台であってもよく、複数台であってもよい。本実施形態では、１台のショベル１００と、１台の支援装置２００と、１台の管理装置３００を含む。 The excavator 100 loads earth and sand on a dump truck (not shown). System SYS is a system that manages the weight of earth and sand loaded on a dump truck. In the present embodiment, the system SYS mainly includes an excavator 100, a support device 200, and a management device 300. The excavator 100, the support device 200, and the management device 300 constituting the system SYS may be one or a plurality of each. In this embodiment, one excavator 100, one support device 200, and one management device 300 are included.

支援装置２００は、携帯端末装置であり、例えば、作業現場にいる作業者等が携帯するノートＰＣ、タブレットＰＣ、スマートフォン等のコンピュータである。ショベル１００の操作者が携帯するコンピュータであってもよい。 The support device 200 is a mobile terminal device, and is, for example, a computer such as a notebook PC, a tablet PC, or a smartphone carried by a worker or the like at a work site. It may be a computer carried by the operator of the excavator 100.

管理装置３００は、固定端末装置であり、例えば、作業現場外の管理センタ等に設置されるコンピュータである。管理装置３００は、可搬性のコンピュータ（例えば、ノートＰＣ、タブレットＰＣ、スマートフォン等の携帯端末装置）であってもよい。 The management device 300 is a fixed terminal device, for example, a computer installed in a management center or the like outside the work site. The management device 300 may be a portable computer (for example, a portable terminal device such as a notebook PC, a tablet PC, or a smartphone).

本実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、旋回機構２を介して旋回自在に下部走行体１に搭載される上部旋回体３と、アタッチメント（作業機）を構成するブーム４、アーム５、及び、バケット６と、キャビン１０を備える。 The excavator 100 according to the present embodiment includes a lower traveling body 1, an upper swinging body 3 mounted on the lower traveling body 1 so as to be swivelable via a swivel mechanism 2, a boom 4 and an arm constituting an attachment (working machine). It includes 5, a bucket 6, and a cabin 10.

下部走行体１は、左右一対のクローラが走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ（後述する図２参照）でそれぞれ油圧駆動されることにより、ショベル１００を走行させる。つまり、一対の走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ（走行モータの一例）は、被駆動部としての下部走行体１（クローラ）を駆動する。 The lower traveling body 1 travels the excavator 100 by hydraulically driving a pair of left and right crawlers by the traveling hydraulic motors 1L and 1R (see FIG. 2 described later), respectively. That is, the pair of traveling hydraulic motors 1L and 1R (an example of the traveling motor) drive the lower traveling body 1 (crawler) as the driven portion.

上部旋回体３は、旋回油圧モータ２Ａ（後述する図２参照）で駆動されることにより、下部走行体１に対して旋回する。つまり、旋回油圧モータ２Ａは、被駆動部としての上部旋回体３を駆動する旋回駆動部であり、上部旋回体３の向きを変化させることができる。 The upper swing body 3 turns with respect to the lower traveling body 1 by being driven by the swing hydraulic motor 2A (see FIG. 2 described later). That is, the swing hydraulic motor 2A is a swing drive unit that drives the upper swing body 3 as a driven unit, and can change the direction of the upper swing body 3.

尚、上部旋回体３は、旋回油圧モータ２Ａの代わりに、電動機（以下、「旋回用電動機」）により電気駆動されてもよい。つまり、旋回用電動機は、旋回油圧モータ２Ａと同様、非駆動部としての上部旋回体３を駆動する旋回駆動部であり、上部旋回体３の向きを変化させることができる。 The upper swivel body 3 may be electrically driven by an electric motor (hereinafter, “swivel motor”) instead of the swivel hydraulic motor 2A. That is, the swivel electric motor is a swivel drive unit that drives the upper swivel body 3 as a non-drive unit, like the swivel hydraulic motor 2A, and can change the direction of the upper swivel body 3.

ブーム４は、上部旋回体３の前部中央に俯仰可能に枢着され、ブーム４の先端には、アーム５が上下回動可能に枢着され、アーム５の先端には、エンドアタッチメントとしてのバケット６が上下回動可能に枢着される。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、それぞれ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。 The boom 4 is pivotally attached to the center of the front portion of the upper swing body 3 so as to be vertically movable, the arm 5 is pivotally attached to the tip of the boom 4 so as to be vertically rotatable, and the tip of the arm 5 is pivotally attached as an end attachment. The bucket 6 is pivotally attached so as to be vertically rotatable. The boom 4, arm 5, and bucket 6 are hydraulically driven by the boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9 as hydraulic actuators, respectively.

尚、バケット６は、エンドアタッチメントの一例であり、アーム５の先端には、作業内容等に応じて、バケット６の代わりに、他のエンドアタッチメント、例えば、法面用バケット、浚渫用バケット、ブレーカ等が取り付けられてもよい。 The bucket 6 is an example of an end attachment, and the tip of the arm 5 has another end attachment, for example, a slope bucket, a dredging bucket, or a breaker, instead of the bucket 6 depending on the work content or the like. Etc. may be attached.

キャビン１０は、オペレータが搭乗する運転室であり、上部旋回体３の前部左側に搭載される。また、上部旋回体３には、エンジン１１が設けられている。 The cabin 10 is a driver's cab on which the operator is boarded, and is mounted on the front left side of the upper swing body 3. Further, the upper swing body 3 is provided with an engine 11.

また、上部旋回体３には、操作装置（レバー装置２６Ａ）、コントローラ３０、表示装置４０、入力装置４２、音声出力装置４３、記憶装置４７が設けられている。 Further, the upper swing body 3 is provided with an operation device (lever device 26A), a controller 30, a display device 40, an input device 42, an audio output device 43, and a storage device 47.

操作装置は、キャビン１０の操縦席付近に設けられ、オペレータが各種動作要素（下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、バケット６等）の操作を行うための操作入力手段である。換言すれば、操作装置は、オペレータがそれぞれの動作要素を駆動する油圧アクチュエータ（即ち、走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９等）の操作を行うための操作入力手段である。操作装置は、例えば、ブーム４（ブームシリンダ７）、アーム５（アームシリンダ８）、バケット６（バケットシリンダ９）、上部旋回体３（旋回油圧モータ２Ａ）のそれぞれを操作するレバー装置を含む。なお、後述する図３では、操作装置の一例として、レバー装置２６Ａを図示する。また、操作装置は、例えば、下部走行体１の左右一対のクローラ（走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ）のそれぞれを操作するレバー装置やペダル装置を含む。 The operation device is provided near the cockpit of the cabin 10 and is an operation input means for the operator to operate various operation elements (lower traveling body 1, upper turning body 3, boom 4, arm 5, bucket 6, etc.). is there. In other words, the operating device operates the hydraulic actuators (that is, traveling hydraulic motors 1L, 1R, swivel hydraulic motor 2A, boom cylinder 7, arm cylinder 8, bucket cylinder 9, etc.) in which the operator drives each operating element. It is an operation input means for performing. The operating device includes, for example, a lever device for operating each of the boom 4 (boom cylinder 7), the arm 5 (arm cylinder 8), the bucket 6 (bucket cylinder 9), and the upper swing body 3 (swing hydraulic motor 2A). In FIG. 3, which will be described later, the lever device 26A is illustrated as an example of the operating device. Further, the operating device includes, for example, a lever device and a pedal device for operating each of the pair of left and right crawlers (running hydraulic motors 1L, 1R) of the lower traveling body 1.

コントローラ３０（制御装置の一例）は、例えば、キャビン１０内に設けられ、ショベル１００の駆動制御を行う。コントローラ３０は、その機能が任意のハードウェア、ソフトウェア、或いは、その組み合わせにより実現されてよい。例えば、コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、不揮発性の補助記憶装置と、各種入出力インターフェース等を含むマイクロコンピュータを中心に構成される。コントローラ３０は、例えば、ＲＯＭや不揮発性の補助記憶装置に格納される各種プログラムをＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現する。 The controller 30 (an example of a control device) is provided in the cabin 10, for example, and controls the drive of the excavator 100. The function of the controller 30 may be realized by any hardware, software, or a combination thereof. For example, the controller 30 is centered on a microcomputer including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a non-volatile auxiliary storage device, various input / output interfaces, and the like. It is composed. The controller 30 realizes various functions by executing various programs stored in a ROM or a non-volatile auxiliary storage device on the CPU, for example.

表示装置４０は、キャビン１０内の着座したオペレータから視認し易い場所に設けられ、コントローラ３０による制御下で、各種情報画像を表示する。表示装置４０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載通信ネットワークを介してコントローラ３０に接続されていてもよいし、一対一の専用線を介してコントローラ３０に接続されていてもよい。 The display device 40 is provided in the cabin 10 at a location that is easily visible to the seated operator, and displays various information images under the control of the controller 30. The display device 40 may be connected to the controller 30 via an in-vehicle communication network such as CAN (Controller Area Network), or may be connected to the controller 30 via a one-to-one dedicated line.

入力装置４２は、キャビン１０内の着座したオペレータから手が届く範囲に設けられ、オペレータによる各種操作入力を受け付け、操作入力に応じた信号をコントローラ３０に出力する。入力装置４２は、各種情報画像を表示する表示装置のディスプレイに実装されるタッチパネル、レバー装置２６Ａのレバー部の先端に設けられるノブスイッチ、表示装置４０の周囲に設置されるボタンスイッチ、レバー、トグル、回転ダイヤル等を含む。入力装置４２に対する操作内容に対応する信号は、コントローラ３０に取り込まれる。 The input device 42 is provided within reach of a seated operator in the cabin 10, receives various operation inputs by the operator, and outputs a signal corresponding to the operation input to the controller 30. The input device 42 includes a touch panel mounted on a display of a display device that displays various information images, a knob switch provided at the tip of a lever portion of the lever device 26A, and a button switch, a lever, and a toggle installed around the display device 40. , Includes rotary dial, etc. The signal corresponding to the operation content for the input device 42 is taken into the controller 30.

音声出力装置４３は、例えば、キャビン１０内に設けられ、コントローラ３０と接続され、コントローラ３０による制御下で、音声を出力する。音声出力装置４３は、例えば、スピーカやブザー等である。音声出力装置４３は、コントローラ３０からの音声出力指令に応じて各種情報を音声出力する。 The audio output device 43 is provided in the cabin 10, for example, is connected to the controller 30, and outputs audio under the control of the controller 30. The audio output device 43 is, for example, a speaker, a buzzer, or the like. The voice output device 43 outputs various information by voice in response to a voice output command from the controller 30.

記憶装置４７は、例えば、キャビン１０内に設けられ、コントローラ３０による制御下で、各種情報を記憶する。記憶装置４７は、例えば、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体である。記憶装置４７は、ショベル１００の動作中に各種機器が出力する情報を記憶してもよく、ショベル１００の動作が開始される前に各種機器を介して取得する情報を記憶してもよい。記憶装置４７は、例えば、通信装置Ｔ１等を介して取得される、或いは、入力装置４２等を通じて設定される目標施工面に関するデータを記憶していてもよい。当該目標施工面は、ショベル１００のオペレータにより設定（保存）されてもよいし、施工管理者等により設定されてもよい。 The storage device 47 is provided in the cabin 10, for example, and stores various information under the control of the controller 30. The storage device 47 is a non-volatile storage medium such as a semiconductor memory. The storage device 47 may store information output by various devices during the operation of the excavator 100, or may store information acquired through the various devices before the operation of the excavator 100 is started. The storage device 47 may store data regarding the target construction surface acquired via the communication device T1 or the like or set through the input device 42 or the like, for example. The target construction surface may be set (saved) by the operator of the excavator 100, or may be set by the construction manager or the like.

ブーム角度センサＳ１は、ブーム４に取り付けられ、ブーム４の上部旋回体３に対する俯仰角度（以下、「ブーム角度」）、例えば、側面視において、上部旋回体３の旋回平面に対してブーム４の両端の支点を結ぶ直線が成す角度を検出する。ブーム角度センサＳ１は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、６軸センサ、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置）等を含んでよい。また、ブーム角度センサＳ１は、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、ブーム角度に対応する油圧シリンダ（ブームシリンダ７）のストローク量を検出するシリンダセンサ等を含んでもよい。以下、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３についても同様である。ブーム角度センサＳ１によるブーム角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。 The boom angle sensor S1 is attached to the boom 4, and the depression / elevation angle of the boom 4 with respect to the upper swing body 3 (hereinafter, “boom angle”), for example, in a side view, the boom 4 has a swing plane of the upper swing body 3. Detects the angle formed by the straight line connecting the fulcrums at both ends. The boom angle sensor S1 may include, for example, a rotary encoder, an acceleration sensor, a 6-axis sensor, an IMU (Inertial Measurement Unit), and the like. Further, the boom angle sensor S1 may include a potentiometer using a variable resistor, a cylinder sensor for detecting the stroke amount of the hydraulic cylinder (boom cylinder 7) corresponding to the boom angle, and the like. Hereinafter, the same applies to the arm angle sensor S2 and the bucket angle sensor S3. The detection signal corresponding to the boom angle by the boom angle sensor S1 is taken into the controller 30.

アーム角度センサＳ２は、アーム５に取り付けられ、アーム５のブーム４に対する回動角度（以下、「アーム角度」）、例えば、側面視において、ブーム４の両端の支点を結ぶ直線に対してアーム５の両端の支点を結ぶ直線が成す角度を検出する。アーム角度センサＳ２によるアーム角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。 The arm angle sensor S2 is attached to the arm 5, and the rotation angle of the arm 5 with respect to the boom 4 (hereinafter, “arm angle”), for example, the arm 5 with respect to a straight line connecting the fulcrums at both ends of the boom 4 in a side view. Detects the angle formed by the straight line connecting the fulcrums at both ends of. The detection signal corresponding to the arm angle by the arm angle sensor S2 is taken into the controller 30.

バケット角度センサＳ３は、バケット６に取り付けられ、バケット６のアーム５に対する回動角度（以下、「バケット角度」）、例えば、側面視において、アーム５の両端の支点を結ぶ直線に対してバケット６の支点と先端（刃先）とを結ぶ直線が成す角度を検出する。バケット角度センサＳ３によるバケット角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。 The bucket angle sensor S3 is attached to the bucket 6, and the rotation angle of the bucket 6 with respect to the arm 5 (hereinafter, “bucket angle”), for example, the bucket 6 with respect to a straight line connecting the fulcrums at both ends of the arm 5 in a side view. Detects the angle formed by the straight line connecting the fulcrum and the tip (blade edge). The detection signal corresponding to the bucket angle by the bucket angle sensor S3 is taken into the controller 30.

機体傾斜センサＳ４は、水平面に対する機体（上部旋回体３或いは下部走行体１）の傾斜状態を検出する。機体傾斜センサＳ４は、例えば、上部旋回体３に取り付けられ、ショベル１００（即ち、上部旋回体３）の前後方向及び左右方向の２軸回りの傾斜角度（以下、「前後傾斜角」及び「左右傾斜角」）を検出する。機体傾斜センサＳ４は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、６軸センサ、ＩＭＵ等を含んでよい。機体傾斜センサＳ４による傾斜角度（前後傾斜角及び左右傾斜角）に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。 The airframe tilt sensor S4 detects the tilted state of the airframe (upper swivel body 3 or lower traveling body 1) with respect to the horizontal plane. The body tilt sensor S4 is attached to, for example, the upper swing body 3, and tilt angles around two axes in the front-rear direction and the left-right direction of the excavator 100 (that is, the upper swing body 3) (hereinafter, “front-back tilt angle” and “left-right”. Tilt angle ") is detected. The airframe tilt sensor S4 may include, for example, a rotary encoder, an acceleration sensor, a 6-axis sensor, an IMU, and the like. The detection signal corresponding to the tilt angle (front-back tilt angle and left-right tilt angle) by the aircraft tilt sensor S4 is taken into the controller 30.

旋回状態センサＳ５は、上部旋回体３の旋回状態に関する検出情報を出力する。旋回状態センサＳ５は、例えば、上部旋回体３の旋回角速度及び旋回角度を検出する。旋回状態センサＳ５は、例えば、ジャイロセンサ、レゾルバ、ロータリエンコーダ等を含んでよい。旋回状態センサＳ５による上部旋回体３の旋回角度や旋回角速度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。 The swivel state sensor S5 outputs detection information regarding the swivel state of the upper swivel body 3. The turning state sensor S5 detects, for example, the turning angular velocity and the turning angle of the upper swing body 3. The swivel state sensor S5 may include, for example, a gyro sensor, a resolver, a rotary encoder, and the like. The detection signal corresponding to the turning angle and the turning angular velocity of the upper turning body 3 by the turning state sensor S5 is taken into the controller 30.

空間認識装置としての撮像装置Ｓ６は、ショベル１００の周辺を撮像する。撮像装置Ｓ６は、ショベル１００の前方を撮像するカメラＳ６Ｆ、ショベル１００の左方を撮像するカメラＳ６Ｌ、ショベル１００の右方を撮像するカメラＳ６Ｒ、及び、ショベル１００の後方を撮像するカメラＳ６Ｂを含む。 The imaging device S6 as a space recognition device images the periphery of the excavator 100. The image pickup apparatus S6 includes a camera S6F that images the front of the excavator 100, a camera S6L that images the left side of the excavator 100, a camera S6R that images the right side of the excavator 100, and a camera S6B that images the rear of the excavator 100. ..

カメラＳ６Ｆは、例えば、キャビン１０の天井、即ち、キャビン１０の内部に取り付けられている。また、カメラＳ６Ｆは、キャビン１０の屋根、ブーム４の側面等、キャビン１０の外部に取り付けられていてもよい。カメラＳ６Ｌは、上部旋回体３の上面左端に取り付けられ、カメラＳ６Ｒは、上部旋回体３の上面右端に取り付けられ、カメラＳ６Ｂは、上部旋回体３の上面後端に取り付けられている。 The camera S6F is mounted, for example, on the ceiling of the cabin 10, that is, inside the cabin 10. Further, the camera S6F may be attached to the outside of the cabin 10, such as the roof of the cabin 10 and the side surface of the boom 4. The camera S6L is attached to the upper left end of the upper swivel body 3, the camera S6R is attached to the upper right end of the upper swivel body 3, and the camera S6B is attached to the upper surface rear end of the upper swivel body 3.

撮像装置Ｓ６（カメラＳ６Ｆ，Ｓ６Ｂ，Ｓ６Ｌ，Ｓ６Ｒ）は、それぞれ、例えば、非常に広い画角を有する単眼の広角カメラである。また、撮像装置Ｓ６は、ステレオカメラや距離画像カメラ等であってもよい。撮像装置Ｓ６による撮像画像は、表示装置４０を介してコントローラ３０に取り込まれる。 The image pickup apparatus S6 (cameras S6F, S6B, S6L, S6R) is, for example, a monocular wide-angle camera having a very wide angle of view. Further, the image pickup device S6 may be a stereo camera, a distance image camera, or the like. The image captured by the image pickup device S6 is captured by the controller 30 via the display device 40.

空間認識装置としての撮像装置Ｓ６は、物体検知装置として機能してもよい。この場合、撮像装置Ｓ６は、ショベル１００の周囲に存在する物体を検知してよい。検知対象の物体には、例えば、人、動物、車両、建設機械、建造物、穴等が含まれうる。また、撮像装置Ｓ６は、撮像装置Ｓ６又はショベル１００から認識された物体までの距離を算出してもよい。物体検知装置としての撮像装置Ｓ６には、例えば、ステレオカメラ、距離画像センサ等が含まれうる。そして、空間認識装置は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有する単眼カメラであり、撮像した画像を表示装置４０に出力する。また、空間認識装置は、空間認識装置又はショベル１００から認識された物体までの距離を算出するように構成されていてもよい。また、撮像装置Ｓ６に加えて、空間認識装置として、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、ＬＩＤＡＲ、赤外線センサ等の他の物体検知装置が設けられてもよい。空間認識装置としてミリ波レーダ、超音波センサ、又はレーザレーダ等を利用する場合には、多数の信号（レーザ光等）を物体に発信し、その反射信号を受信することで、反射信号から物体の距離及び方向を検出してもよい。 The image pickup device S6 as a space recognition device may function as an object detection device. In this case, the image pickup apparatus S6 may detect an object existing around the excavator 100. The object to be detected may include, for example, a person, an animal, a vehicle, a construction machine, a building, a hole, or the like. Further, the image pickup device S6 may calculate the distance from the image pickup device S6 or the excavator 100 to the recognized object. The image pickup device S6 as an object detection device may include, for example, a stereo camera, a distance image sensor, and the like. The space recognition device is, for example, a monocular camera having an image pickup element such as a CCD or CMOS, and outputs the captured image to the display device 40. Further, the space recognition device may be configured to calculate the distance from the space recognition device or the excavator 100 to the recognized object. Further, in addition to the image pickup device S6, other object detection devices such as an ultrasonic sensor, a millimeter wave radar, a LIDAR, and an infrared sensor may be provided as the space recognition device. When a millimeter-wave radar, ultrasonic sensor, laser radar, etc. is used as a space recognition device, a large number of signals (laser light, etc.) are transmitted to the object, and the reflected signal is received to receive the reflected signal from the reflected signal. Distance and direction may be detected.

尚、撮像装置Ｓ６は、直接、コントローラ３０と通信可能に接続されてもよい。 The image pickup apparatus S6 may be directly connected to the controller 30 in a communicable manner.

ブームシリンダ７にはブームロッド圧センサＳ７Ｒ及びブームボトム圧センサＳ７Ｂが取り付けられている。アームシリンダ８にはアームロッド圧センサＳ８Ｒ及びアームボトム圧センサＳ８Ｂが取り付けられている。バケットシリンダ９にはバケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂが取り付けられている。ブームロッド圧センサＳ７Ｒ、ブームボトム圧センサＳ７Ｂ、アームロッド圧センサＳ８Ｒ、アームボトム圧センサＳ８Ｂ、バケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂは、集合的に「シリンダ圧センサ」とも称される。 A boom rod pressure sensor S7R and a boom bottom pressure sensor S7B are attached to the boom cylinder 7. An arm rod pressure sensor S8R and an arm bottom pressure sensor S8B are attached to the arm cylinder 8. A bucket rod pressure sensor S9R and a bucket bottom pressure sensor S9B are attached to the bucket cylinder 9. The boom rod pressure sensor S7R, boom bottom pressure sensor S7B, arm rod pressure sensor S8R, arm bottom pressure sensor S8B, bucket rod pressure sensor S9R and bucket bottom pressure sensor S9B are also collectively referred to as "cylinder pressure sensor".

ブームロッド圧センサＳ７Ｒはブームシリンダ７のロッド側油室の圧力（以下、「ブームロッド圧」とする。）を検出し、ブームボトム圧センサＳ７Ｂはブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（以下、「ブームボトム圧」とする。）を検出する。アームロッド圧センサＳ８Ｒはアームシリンダ８のロッド側油室の圧力（以下、「アームロッド圧」とする。）を検出し、アームボトム圧センサＳ８Ｂはアームシリンダ８のボトム側油室の圧力（以下、「アームボトム圧」とする。）を検出する。バケットロッド圧センサＳ９Ｒはバケットシリンダ９のロッド側油室の圧力（以下、「バケットロッド圧」とする。）を検出し、バケットボトム圧センサＳ９Ｂはバケットシリンダ９のボトム側油室の圧力（以下、「バケットボトム圧」とする。）を検出する。各センサＳ７Ｒ〜Ｓ９Ｂの検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。 The boom rod pressure sensor S7R detects the pressure in the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 (hereinafter referred to as “boom rod pressure”), and the boom bottom pressure sensor S7B detects the pressure in the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 (hereinafter referred to as “boom rod pressure”). , "Boom bottom pressure") is detected. The arm rod pressure sensor S8R detects the pressure in the rod side oil chamber of the arm cylinder 8 (hereinafter referred to as “arm rod pressure”), and the arm bottom pressure sensor S8B detects the pressure in the bottom side oil chamber of the arm cylinder 8 (hereinafter referred to as “arm rod pressure”). , "Arm bottom pressure") is detected. The bucket rod pressure sensor S9R detects the pressure in the rod side oil chamber of the bucket cylinder 9 (hereinafter referred to as "bucket rod pressure"), and the bucket bottom pressure sensor S9B detects the pressure in the bottom side oil chamber of the bucket cylinder 9 (hereinafter referred to as "bucket rod pressure"). , "Bucket bottom pressure") is detected. The detection signals of the sensors S7R to S9B are taken into the controller 30.

測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の位置及び向きを測定する。測位装置Ｐ１は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）コンパスであり、上部旋回体３の位置及び向きを検出し、上部旋回体３の位置及び向きに対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。また、測位装置Ｐ１の機能のうちの上部旋回体３の向きを検出する機能は、上部旋回体３に取り付けられた方位センサにより代替されてもよい。 The positioning device P1 measures the position and orientation of the upper swing body 3. The positioning device P1 is, for example, a GNSS (Global Navigation Satellite System) compass, which detects the position and orientation of the upper swivel body 3, and the detection signal corresponding to the position and orientation of the upper swivel body 3 is taken into the controller 30. .. Further, among the functions of the positioning device P1, the function of detecting the direction of the upper swing body 3 may be replaced by the directional sensor attached to the upper swing body 3.

通信装置Ｔ１は、基地局を末端とする移動体通信網、衛星通信網、インターネット網等を含む所定のネットワークを通じて外部機器と通信を行う。通信装置Ｔ１は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、４Ｇ（4th Generation）、５Ｇ（5th Generation）等の移動体通信規格に対応する移動体通信モジュールや、衛星通信網に接続するための衛星通信モジュール等である。 The communication device T1 communicates with an external device through a predetermined network including a mobile communication network having a base station as a terminal, a satellite communication network, an Internet network, and the like. The communication device T1 is, for example, a mobile communication module corresponding to mobile communication standards such as LTE (Long Term Evolution), 4G (4th Generation), and 5G (5th Generation), and satellite communication for connecting to a satellite communication network. Modules, etc.

［ショベルの油圧システム］
次に、図２を参照して、本実施形態に係るショベル１００の油圧システムについて説明する。 [Excavator hydraulic system]
Next, the hydraulic system of the excavator 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図２は、本実施形態に係るショベル１００の油圧システムの構成の一例を概略的に示す図である。 FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the hydraulic system of the excavator 100 according to the present embodiment.

尚、図２において、機械的動力系、作動油ライン、パイロットライン、及び電気制御系は、それぞれ、二重線、実線、破線、及び点線で示されている。 In FIG. 2, the mechanical power system, the hydraulic oil line, the pilot line, and the electric control system are shown by double lines, solid lines, broken lines, and dotted lines, respectively.

本実施形態に係るショベル１００の駆動系は、エンジン１１と、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒと、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒと、コントロールバルブ１７（制御弁１７１〜１７６）を含む。また、本実施形態に係るショベル１００の油圧駆動系は、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６のそれぞれを油圧駆動する走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９等の油圧アクチュエータを含む。また、本実施形態に係るショベル１００の操作系は、パイロットポンプ１５と、操作装置（レバー装置２６Ａ）を含む。また、本実施形態に係るショベル１００の制御系は、コントローラ３０と、吐出圧センサ２８Ｌ，２８Ｒと、表示装置４０と、入力装置４２と、音声出力装置４３と、記憶装置４７と、ブーム角度センサＳ１と、アーム角度センサＳ２と、バケット角度センサＳ３と、機体傾斜センサＳ４と、旋回状態センサＳ５と、撮像装置Ｓ６と、測位装置Ｐ１と、通信装置Ｔ１を含む。 The drive system of the excavator 100 according to the present embodiment includes an engine 11, regulators 13L and 13R, main pumps 14L and 14R, and control valves 17 (control valves 171 to 176). Further, the hydraulic drive system of the excavator 100 according to the present embodiment includes traveling hydraulic motors 1L, 1R, and swivel hydraulic motors that hydraulically drive each of the lower traveling body 1, the upper rotating body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6. 2A, including a hydraulic actuator such as a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, and a bucket cylinder 9. The operation system of the excavator 100 according to the present embodiment includes a pilot pump 15 and an operation device (lever device 26A). Further, the control system of the excavator 100 according to the present embodiment includes a controller 30, discharge pressure sensors 28L and 28R, a display device 40, an input device 42, an audio output device 43, a storage device 47, and a boom angle sensor. It includes S1, an arm angle sensor S2, a bucket angle sensor S3, a machine body tilt sensor S4, a turning state sensor S5, an image pickup device S6, a positioning device P1, and a communication device T1.

エンジン１１は、油圧駆動系におけるメイン動力源であり、例えば、上部旋回体３の後部に搭載される。具体的には、エンジン１１は、コントローラ３０による直接或いは間接的な制御下で、予め設定される目標回転数で一定回転し、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒ及びパイロットポンプ１５を駆動する。エンジン１１は、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。 The engine 11 is a main power source in the hydraulic drive system, and is mounted on the rear part of the upper swing body 3, for example. Specifically, the engine 11 rotates constantly at a preset target rotation speed under direct or indirect control by the controller 30 to drive the main pumps 14L and 14R and the pilot pump 15. The engine 11 is, for example, a diesel engine that uses light oil as fuel.

例えば、コントローラ３０は、オペレータ等の所定操作により予め設定される作業モード等に基づき、目標回転数を設定し、エンジン１１を一定回転させる駆動制御を行う。 For example, the controller 30 sets a target rotation speed based on a work mode or the like preset by a predetermined operation by an operator or the like, and performs drive control for rotating the engine 11 at a constant speed.

レギュレータ１３Ｌは、メインポンプ１４Ｌの吐出量を制御する。例えば、レギュレータ１３Ｌは、コントローラ３０からの制御指令に応じて、メインポンプ１４Ｌの斜板の角度（傾転角）を調節する。同様に、レギュレータ１３Ｒは、メインポンプ１４Ｒの吐出量を制御する。 The regulator 13L controls the discharge amount of the main pump 14L. For example, the regulator 13L adjusts the angle (tilt angle) of the swash plate of the main pump 14L in response to a control command from the controller 30. Similarly, the regulator 13R controls the discharge amount of the main pump 14R.

例えば、コントローラ３０は、必要に応じてレギュレータ１３Ｌ，１３Ｒに対して制御指令を出力し、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を変化させる。 For example, the controller 30 outputs a control command to the regulators 13L and 13R as needed, and changes the discharge amount of the main pumps 14L and 14R.

メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒは、例えば、上部旋回体３の後部に搭載され、高圧油圧ラインを通じてコントロールバルブ１７（制御弁１７１〜１７６）に作動油を供給する。メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒは、上述の如く、エンジン１１により駆動される。メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒは、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、上述の如く、コントローラ３０による制御下で、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒにより斜板の傾転角が調節されることでピストンのストローク長が調整され、吐出流量（吐出圧）が制御される。 The main pumps 14L and 14R are mounted on the rear portion of the upper swing body 3, for example, and supply hydraulic oil to the control valves 17 (control valves 171 to 176) through the high-pressure hydraulic line. The main pumps 14L and 14R are driven by the engine 11 as described above. The main pumps 14L and 14R are, for example, variable displacement hydraulic pumps, and as described above, the stroke length of the piston is increased by adjusting the tilt angle of the swash plate by the regulators 13L and 13R under the control of the controller 30. It is adjusted and the discharge flow rate (discharge pressure) is controlled.

パイロットポンプ１５は、例えば、上部旋回体３の後部に搭載され、パイロットラインを介してコントロールバルブ１７（制御弁１７１〜１７６）のパイロットポートに作動油を供給する。パイロットポンプ１５は、例えば、固定容量式油圧ポンプであり、上述の如く、エンジン１１により駆動される。なお、後述する図３に示すように、パイロットラインには、コントローラ３０により制御される電磁弁６０，６２が設けられている。これにより、コントローラ３０は、電磁弁６０，６２の開度を調整することにより、コントロールバルブ１７のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整する。 The pilot pump 15 is mounted on the rear portion of the upper swing body 3, for example, and supplies hydraulic oil to the pilot ports of the control valves 17 (control valves 171 to 176) via the pilot line. The pilot pump 15 is, for example, a fixed-capacity hydraulic pump, and is driven by the engine 11 as described above. As shown in FIG. 3, which will be described later, the pilot line is provided with solenoid valves 60 and 62 controlled by the controller 30. As a result, the controller 30 adjusts the pilot pressure acting on the pilot port of the control valve 17 by adjusting the opening degrees of the solenoid valves 60 and 62.

コントロールバルブ１７（制御弁１７１〜１７６）は、例えば、上部旋回体３の中央部に搭載され、オペレータによる操作装置（レバー装置２６Ａ）に対する操作に応じて、油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、上述の如く、高圧油圧ラインを介してメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒと接続され、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから供給される作動油を、操作装置（レバー装置２６Ａ）の操作状態に応じて、または、コントローラ３０によって調整されたパイロット圧に応じて、油圧アクチュエータ（走行油圧モータ１Ｌ，１Ｒ、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９）に選択的に供給する。具体的には、コントロールバルブ１７は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから油圧アクチュエータのそれぞれに供給される作動油の流量と流れる方向を制御する制御弁１７１〜１７６を含む。より具体的には、制御弁１７１は、走行油圧モータ１Ｌに対応し、制御弁１７２は、走行油圧モータ１Ｒに対応し、制御弁１７３は、旋回油圧モータ２Ａに対応する。また、制御弁１７４は、バケットシリンダ９に対応し、制御弁１７５は、ブームシリンダ７に対応し、制御弁１７６は、アームシリンダ８に対応する。また、制御弁１７５は、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒを含み、制御弁１７６は、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒを含む。 The control valve 17 (control valves 171 to 176) is mounted on the central portion of the upper swing body 3, for example, and is a hydraulic control device that controls the hydraulic drive system in response to an operator's operation on the operation device (lever device 26A). Is. As described above, the control valve 17 is connected to the main pumps 14L and 14R via the high-pressure hydraulic line, and the hydraulic oil supplied from the main pumps 14L and 14R is supplied according to the operating state of the operating device (lever device 26A). , Or, according to the pilot pressure adjusted by the controller 30, the hydraulic actuators (running hydraulic motors 1L, 1R, swivel hydraulic motor 2A, boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9) are selectively supplied. Specifically, the control valve 17 includes control valves 171 to 176 that control the flow rate and flow direction of the hydraulic oil supplied from the main pumps 14L and 14R to the hydraulic actuators, respectively. More specifically, the control valve 171 corresponds to the traveling hydraulic motor 1L, the control valve 172 corresponds to the traveling hydraulic motor 1R, and the control valve 173 corresponds to the swing hydraulic motor 2A. Further, the control valve 174 corresponds to the bucket cylinder 9, the control valve 175 corresponds to the boom cylinder 7, and the control valve 176 corresponds to the arm cylinder 8. Further, the control valve 175 includes control valves 175L and 175R, and the control valve 176 includes control valves 176L and 176R.

図２に示す油圧回路により実現される油圧システムは、エンジン１１により駆動されるメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒのそれぞれから、センタバイパス油路Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｒ、パラレル油路Ｃ２Ｌ，Ｃ２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。 The hydraulic system realized by the hydraulic circuit shown in FIG. 2 operates from the main pumps 14L and 14R driven by the engine 11 to the hydraulic oil tank via the center bypass oil passages C1L and C1R and the parallel oil passages C2L and C2R, respectively. Circulate the oil.

センタバイパス油路Ｃ１Ｌは、メインポンプ１４Ｌを起点として、コントロールバルブ１７内に配置される制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｌを順に通過し、作動油タンクに至る。 The center bypass oil passage C1L starts from the main pump 14L, passes through the control valves 171, 173, 175L, and 176L arranged in the control valve 17 in order, and reaches the hydraulic oil tank.

センタバイパス油路Ｃ１Ｒは、メインポンプ１４Ｒを起点として、コントロールバルブ１７内に配置される制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒを順に通過し、作動油タンクに至る。 The center bypass oil passage C1R starts from the main pump 14R, passes through the control valves 172, 174, 175R, and 176R arranged in the control valve 17 in order, and reaches the hydraulic oil tank.

制御弁１７１は、メインポンプ１４Ｌから吐出される作動油を走行油圧モータ１Ｌへ供給し、且つ、走行油圧モータ１Ｌが吐出する作動油を作動油タンクに排出させるスプール弁である。 The control valve 171 is a spool valve that supplies the hydraulic oil discharged from the main pump 14L to the traveling hydraulic motor 1L and discharges the hydraulic oil discharged from the traveling hydraulic motor 1L to the hydraulic oil tank.

制御弁１７２は、メインポンプ１４Ｒから吐出される作動油を走行油圧モータ１Ｒへ供給し、且つ、走行油圧モータ１Ｒが吐出する作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。 The control valve 172 is a spool valve that supplies the hydraulic oil discharged from the main pump 14R to the traveling hydraulic motor 1R and discharges the hydraulic oil discharged from the traveling hydraulic motor 1R to the hydraulic oil tank.

制御弁１７３は、メインポンプ１４Ｌから吐出される作動油を旋回油圧モータ２Ａへ供給し、且つ、旋回油圧モータ２Ａが吐出する作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。 The control valve 173 is a spool valve that supplies the hydraulic oil discharged from the main pump 14L to the swing hydraulic motor 2A and discharges the hydraulic oil discharged by the swing hydraulic motor 2A to the hydraulic oil tank.

制御弁１７４は、メインポンプ１４Ｒから吐出される作動油をバケットシリンダ９へ供給し、且つ、バケットシリンダ９内の作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。 The control valve 174 is a spool valve that supplies the hydraulic oil discharged from the main pump 14R to the bucket cylinder 9 and discharges the hydraulic oil in the bucket cylinder 9 to the hydraulic oil tank.

制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒは、それぞれ、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給し、且つ、ブームシリンダ７内の作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。 The control valves 175L and 175R are spool valves that supply the hydraulic oil discharged by the main pumps 14L and 14R to the boom cylinder 7 and discharge the hydraulic oil in the boom cylinder 7 to the hydraulic oil tank, respectively.

制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒは、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒが吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の作動油を作動油タンクへ排出させる。 The control valves 176L and 176R supply the hydraulic oil discharged by the main pumps 14L and 14R to the arm cylinder 8 and discharge the hydraulic oil in the arm cylinder 8 to the hydraulic oil tank.

制御弁１７１，１７２，１７３，１７４，１７５Ｌ，１７５Ｒ，１７６Ｌ，１７６Ｒは、それぞれ、パイロットポートに作用するパイロット圧に応じて、油圧アクチュエータに給排される作動油の流量を調整したり、流れる方向を切り換えたりする。 The control valves 171, 172, 173, 174, 175L, 175R, 176L, and 176R adjust the flow rate of the hydraulic oil supplied to and discharged from the hydraulic actuator according to the pilot pressure acting on the pilot port, and the flow direction, respectively. To switch.

パラレル油路Ｃ２Ｌは、センタバイパス油路Ｃ１Ｌと並列的に、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｌにメインポンプ１４Ｌの作動油を供給する。具体的には、パラレル油路Ｃ２Ｌは、制御弁１７１の上流側でセンタバイパス油路Ｃ１Ｌから分岐し、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｒのそれぞれに並列してメインポンプ１４Ｌの作動油を供給可能に構成される。これにより、パラレル油路Ｃ２Ｌは、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌの何れかによってセンタバイパス油路Ｃ１Ｌを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。 The parallel oil passage C2L supplies the hydraulic oil of the main pump 14L to the control valves 171, 173, 175L, and 176L in parallel with the center bypass oil passage C1L. Specifically, the parallel oil passage C2L branches from the center bypass oil passage C1L on the upstream side of the control valve 171 and supplies the hydraulic oil of the main pump 14L in parallel with the control valves 171, 173, 175L, and 176R, respectively. It is configured to be possible. As a result, the parallel oil passage C2L supplies the hydraulic oil to the control valve further downstream when the flow of the hydraulic oil through the center bypass oil passage C1L is restricted or blocked by any of the control valves 171, 173, and 175L. it can.

パラレル油路Ｃ２Ｒは、センタバイパス油路Ｃ１Ｒと並列的に、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒにメインポンプ１４Ｒの作動油を供給する。具体的には、パラレル油路Ｃ２Ｒは、制御弁１７２の上流側でセンタバイパス油路Ｃ１Ｒから分岐し、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒのそれぞれに並列してメインポンプ１４Ｒの作動油を供給可能に構成される。パラレル油路Ｃ２Ｒは、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒの何れかによってセンタバイパス油路Ｃ１Ｒを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。 The parallel oil passage C2R supplies the hydraulic oil of the main pump 14R to the control valves 172, 174, 175R and 176R in parallel with the center bypass oil passage C1R. Specifically, the parallel oil passage C2R branches from the center bypass oil passage C1R on the upstream side of the control valve 172, and supplies the hydraulic oil of the main pump 14R in parallel with the control valves 172, 174, 175R, and 176R, respectively. It is configured to be possible. The parallel oil passage C2R can supply the hydraulic oil to the control valve further downstream when the flow of the hydraulic oil through the center bypass oil passage C1R is restricted or blocked by any of the control valves 172, 174, and 175R.

レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒは、それぞれ、コントローラ３０による制御下で、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの斜板の傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節する。 The regulators 13L and 13R adjust the discharge amounts of the main pumps 14L and 14R by adjusting the tilt angle of the swash plate of the main pumps 14L and 14R, respectively, under the control of the controller 30.

吐出圧センサ２８Ｌは、メインポンプ１４Ｌの吐出圧を検出し、検出された吐出圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。吐出圧センサ２８Ｒについても同様である。これにより、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御することができる。 The discharge pressure sensor 28L detects the discharge pressure of the main pump 14L, and the detection signal corresponding to the detected discharge pressure is taken into the controller 30. The same applies to the discharge pressure sensor 28R. As a result, the controller 30 can control the regulators 13L and 13R according to the discharge pressures of the main pumps 14L and 14R.

センタバイパス油路Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｒには、最も下流にある制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのそれぞれと作動油タンクとの間には、ネガティブコントロール絞り（以下、「ネガコン絞り」）１８Ｌ，１８Ｒが設けられる。これにより、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒにより吐出された作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒで制限される。そして、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒは、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御するための制御圧（以下、「ネガコン圧」）を発生させる。 Negative control throttles (hereinafter referred to as "negative control throttles") 18L and 18R are provided between the control valves 176L and 176R, which are the most downstream, and the hydraulic oil tank in the center bypass oil passages C1L and C1R. As a result, the flow of hydraulic oil discharged by the main pumps 14L and 14R is restricted by the negative control throttles 18L and 18R. Then, the negative control diaphragms 18L and 18R generate a control pressure (hereinafter, “negative control pressure”) for controlling the regulators 13L and 13R.

ネガコン圧センサ１９Ｌ，１９Ｒは、ネガコン圧を検出し、検出されたネガコン圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。 The negative control pressure sensors 19L and 19R detect the negative control pressure, and the detection signal corresponding to the detected negative control pressure is taken into the controller 30.

コントローラ３０は、吐出圧センサ２８Ｌ，２８Ｒにより検出されるメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御し、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節してよい。例えば、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌの吐出圧の増大に応じて、レギュレータ１３Ｌを制御し、メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することにより、吐出量を減少させてよい。レギュレータ１３Ｒについても同様である。これにより、コントローラ３０は、吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吸収馬力がエンジン１１の出力馬力を超えないように、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの全馬力制御を行うことができる。 The controller 30 may control the regulators 13L and 13R according to the discharge pressure of the main pumps 14L and 14R detected by the discharge pressure sensors 28L and 28R, and adjust the discharge amount of the main pumps 14L and 14R. For example, the controller 30 may reduce the discharge amount by controlling the regulator 13L in response to the increase in the discharge pressure of the main pump 14L and adjusting the swash plate tilt angle of the main pump 14L. The same applies to the regulator 13R. As a result, the controller 30 controls the total horsepower of the main pumps 14L and 14R so that the absorption horsepower of the main pumps 14L and 14R, which is represented by the product of the discharge pressure and the discharge amount, does not exceed the output horsepower of the engine 11. be able to.

また、コントローラ３０は、ネガコン圧センサ１９Ｌ，１９Ｒにより検出されるネガコン圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御することにより、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節してよい。例えば、コントローラ３０は、ネガコン圧が大きいほどメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を減少させ、ネガコン圧が小さいほどメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を増大させる。 Further, the controller 30 may adjust the discharge amount of the main pumps 14L and 14R by controlling the regulators 13L and 13R according to the negative control pressure detected by the negative control pressure sensors 19L and 19R. For example, the controller 30 reduces the discharge amount of the main pumps 14L and 14R as the negative control pressure increases, and increases the discharge amount of the main pumps 14L and 14R as the negative control pressure decreases.

具体的には、ショベル１００における油圧アクチュエータが何れも操作されていない待機状態（図２に示す状態）の場合、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油は、センタバイパス油路Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｒを通ってネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒに至る。そして、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒの上流で発生するネガコン圧を増大させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油がセンタバイパス油路Ｃ１Ｌ，Ｃ１Ｒを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制する。 Specifically, in the standby state (state shown in FIG. 2) in which none of the hydraulic actuators in the excavator 100 is operated, the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R passes through the center bypass oil passages C1L and C1R. Through it, it reaches the negative control aperture 18L, 18R. Then, the flow of the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R increases the negative control pressure generated upstream of the negative control throttles 18L and 18R. As a result, the controller 30 reduces the discharge amount of the main pumps 14L and 14R to the allowable minimum discharge amount, and suppresses the pressure loss (pumping loss) when the discharged hydraulic oil passes through the center bypass oil passages C1L and C1R. ..

一方、何れかの油圧アクチュエータが操作装置（レバー装置２６Ａ）またはコントローラ３０を通じて操作された場合、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そして、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒに至る量を減少或いは消失させ、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒの上流で発生するネガコン圧を低下させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、操作対象の油圧アクチュエータを確実に駆動させることができる。 On the other hand, when any of the hydraulic actuators is operated through the operating device (lever device 26A) or the controller 30, the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R is passed through the control valve corresponding to the hydraulic actuator to be operated. , Flows into the hydraulic actuator to be operated. Then, the flow of the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R reduces or eliminates the amount reaching the negative control diaphragms 18L and 18R, and lowers the negative control pressure generated upstream of the negative control throttles 18L and 18R. As a result, the controller 30 can increase the discharge amount of the main pumps 14L and 14R, circulate sufficient hydraulic oil to the operation target hydraulic actuator, and reliably drive the operation target hydraulic actuator.

また、旋回油圧モータ２Ａは、第１ポート２Ａ１及び第２ポート２Ａ２を有している。油圧センサ２１は、旋回油圧モータ２Ａの第１ポート２Ａ１の作動油の圧力を検出する。油圧センサ２２は、旋回油圧モータ２Ａの第２ポート２Ａ２の作動油の圧力を検出する。油圧センサ２１，２２により検出された吐出圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。 Further, the swing hydraulic motor 2A has a first port 2A1 and a second port 2A2. The hydraulic sensor 21 detects the pressure of the hydraulic oil in the first port 2A1 of the swivel hydraulic motor 2A. The hydraulic sensor 22 detects the pressure of the hydraulic oil in the second port 2A2 of the swivel hydraulic motor 2A. The detection signal corresponding to the discharge pressure detected by the oil pressure sensors 21 and 22 is taken into the controller 30.

また、第１ポート２Ａ１は、リリーフ弁２３を介して作動油タンクと接続される。リリーフ弁２３は、第１ポート２Ａ１側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、第１ポート２Ａ１側の作動油を作動油タンクに排出する。同様に、第２ポート２Ａ２は、リリーフ弁２４を介して作動油タンクと接続される。リリーフ弁２４は、第２ポート２Ａ２側の圧力が所定のリリーフ圧に達した場合に開き、第２ポート２Ａ２側の作動油を作動油タンクに排出する。 Further, the first port 2A1 is connected to the hydraulic oil tank via the relief valve 23. The relief valve 23 opens when the pressure on the first port 2A1 side reaches a predetermined relief pressure, and discharges the hydraulic oil on the first port 2A1 side to the hydraulic oil tank. Similarly, the second port 2A2 is connected to the hydraulic oil tank via the relief valve 24. The relief valve 24 opens when the pressure on the second port 2A2 side reaches a predetermined relief pressure, and discharges the hydraulic oil on the second port 2A2 side to the hydraulic oil tank.

［電気式操作システム］
次に、図３を参照して、本実施形態に係るショベル１００の電気式操作システムについて説明する。図３は、本実施形態に係るショベル１００の電気式操作システムの構成の一例を概略的に示す図である。なお、図３では、電気式操作システムの一例として、ブーム４を上下させるブーム操作システムを例に説明する。なお、電気式操作システムは、下部走行体１を前進・後進させるための走行操作システム、上部旋回体３を旋回させるための旋回操作システム、アーム５を開閉させるためのアーム操作システム、及び、バケット６を開閉させるためのバケット操作システム等にも同様に適用され得る。 [Electric operation system]
Next, the electric operation system of the excavator 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of the configuration of the electric operation system of the excavator 100 according to the present embodiment. In FIG. 3, as an example of the electric operation system, a boom operation system for moving the boom 4 up and down will be described as an example. The electric operation system includes a traveling operation system for moving the lower traveling body 1 forward and backward, a turning operation system for turning the upper turning body 3, an arm operating system for opening and closing the arm 5, and a bucket. Similarly, it can be applied to a bucket operation system for opening and closing 6.

図３に示す電気式操作システムは、電気式操作レバーとしてのレバー装置２６Ａと、ショベル１００の姿勢を検出する各センサＳ１〜Ｓ５と、パイロットポンプ１５と、パイロット圧作動型のコントロールバルブ１７と、ブーム上げ操作用の電磁弁６０と、ブーム下げ操作用の電磁弁６２と、コントローラ３０と、を備えている。 The electric operation system shown in FIG. 3 includes a lever device 26A as an electric operation lever, sensors S1 to S5 for detecting the posture of the excavator 100, a pilot pump 15, a pilot pressure actuated control valve 17, and a pilot pressure actuated control valve 17. The solenoid valve 60 for raising the boom, the solenoid valve 62 for lowering the boom, and the controller 30 are provided.

操作装置の一例であるレバー装置２６Ａ（操作信号生成部）には、操作量（傾倒量）や傾倒方向を検出可能なエンコーダやポテンショメータ等のセンサが設けられている。レバー装置２６Ａのセンサで検出されたレバー装置２６Ａの操作に対応する操作信号（電気信号）は、コントローラ３０に取り込まれる。 The lever device 26A (operation signal generation unit), which is an example of the operation device, is provided with sensors such as an encoder and a potentiometer that can detect the operation amount (tilt amount) and the tilt direction. The operation signal (electrical signal) corresponding to the operation of the lever device 26A detected by the sensor of the lever device 26A is taken into the controller 30.

また、機体センサ（ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４、旋回状態センサＳ５等）で検出されたショベル１００の姿勢（ブーム角度、アーム角度、バケット角度、傾斜角度、旋回角度等）に対応する検出信号（電気信号）は、コントローラ３０に取り込まれる。 Further, the posture (boom angle, arm angle, bucket angle, inclination) of the excavator 100 detected by the aircraft sensors (boom angle sensor S1, arm angle sensor S2, bucket angle sensor S3, aircraft inclination sensor S4, turning state sensor S5, etc.) The detection signal (electrical signal) corresponding to the angle, turning angle, etc.) is taken into the controller 30.

電磁弁６０は、パイロットポンプ１５からコントロールバルブ１７（図２に示す制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒ参照）のブーム上げ側パイロットポートに作動油を供給するパイロットラインに設けられている。電磁弁６０は、開度調整が可能な電磁弁であり、コントローラ３０からの制御信号であるブーム上げ操作信号（電気信号）に応じて電磁弁６０の開度が制御される。電磁弁６０の開度を制御することにより、ブーム上げ側パイロットポートに作用する、ブーム上げ操作信号（圧力信号）としてのパイロット圧を制御する。同様に、電磁弁６２は、パイロットポンプ１５からコントロールバルブ１７（図２に示す制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒ参照）のブーム下げ側パイロットポートに作動油を供給するパイロットラインに設けられている。電磁弁６２は、開度調整が可能な電磁弁であり、コントローラ３０からの制御信号であるブーム下げ操作信号（電気信号）に応じて電磁弁６２の開度が制御される。電磁弁６２の開度を制御することにより、ブーム下げ側パイロットポートに作用する、ブーム下げ操作信号（圧力信号）としてのパイロット圧を制御する。 The solenoid valve 60 is provided in a pilot line for supplying hydraulic oil from the pilot pump 15 to the boom raising side pilot port of the control valve 17 (see the control valves 175L and 175R shown in FIG. 2). The solenoid valve 60 is a solenoid valve whose opening degree can be adjusted, and the opening degree of the solenoid valve 60 is controlled according to a boom raising operation signal (electric signal) which is a control signal from the controller 30. By controlling the opening degree of the solenoid valve 60, the pilot pressure as a boom raising operation signal (pressure signal) acting on the boom raising side pilot port is controlled. Similarly, the solenoid valve 62 is provided in the pilot line for supplying hydraulic oil from the pilot pump 15 to the boom lowering side pilot port of the control valve 17 (see the control valves 175L and 175R shown in FIG. 2). The solenoid valve 62 is a solenoid valve whose opening degree can be adjusted, and the opening degree of the solenoid valve 62 is controlled according to a boom lowering operation signal (electric signal) which is a control signal from the controller 30. By controlling the opening degree of the solenoid valve 62, the pilot pressure as a boom lowering operation signal (pressure signal) acting on the boom lowering side pilot port is controlled.

コントローラ３０は、レバー装置２６Ａの操作信号（電気信号）および／または機体センサの検出信号（電気信号）に基づいて、電磁弁６０，６２の開度を制御するブーム上げ操作信号（電気信号）、ブーム下げ操作信号（電気信号）を出力する。これにより、コントローラ３０は、電磁弁６０，６２、コントロールバルブ１７（制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒ）を介して、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒからブームシリンダ７に供給される作動油の流量及び流れる方向を制御して、ブーム４の動作を制御することができる。 The controller 30 has a boom raising operation signal (electric signal) that controls the opening degree of the solenoid valves 60 and 62 based on the operation signal (electric signal) of the lever device 26A and / or the detection signal (electric signal) of the aircraft sensor. Outputs the boom lowering operation signal (electric signal). As a result, the controller 30 controls the flow rate and the flow direction of the hydraulic oil supplied from the main pumps 14L and 14R to the boom cylinder 7 via the solenoid valves 60 and 62 and the control valves 17 (control valves 175L and 175R). Therefore, the operation of the boom 4 can be controlled.

例えば、ショベル１００の手動操作が行われる場合、コントローラ３０は、レバー装置２６Ａの操作信号（電気信号）に応じてブーム上げ操作信号（電気信号）又はブーム下げ操作信号（電気信号）を生成し出力する。また、例えば、ショベル１００の自動制御が行われる場合、コントローラ３０は、設定されたプログラム等に基づいて、ブーム上げ操作信号（電気信号）又はブーム下げ操作信号（電気信号）を生成し出力する。 For example, when the excavator 100 is manually operated, the controller 30 generates and outputs a boom raising operation signal (electric signal) or a boom lowering operation signal (electric signal) according to the operation signal (electric signal) of the lever device 26A. To do. Further, for example, when the excavator 100 is automatically controlled, the controller 30 generates and outputs a boom raising operation signal (electric signal) or a boom lowering operation signal (electric signal) based on a set program or the like.

コントローラ３０は、オペレータ状態推定部３１と、要因分析部３２と、補正部３３と、を有している。また、記憶装置４７には、マップ４７ａと、マップ４７ｂと、が記憶されている。 The controller 30 has an operator state estimation unit 31, a factor analysis unit 32, and a correction unit 33. Further, the map 47a and the map 47b are stored in the storage device 47.

オペレータ状態推定部３１は、ショベル１００の機体センサ（ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４、旋回状態センサＳ５等）で検出された物理量（ブーム角度、アーム角度、バケット角度、傾斜角度、旋回角度等。また、検出値から求めるショベル１００の車体軌道、アタッチメントの動作軌跡等を含んでもよい。）に基づいて、オペレータの状態を推定する。 The operator state estimation unit 31 is a physical quantity (boom angle, arm angle, etc.) detected by the body sensor (boom angle sensor S1, arm angle sensor S2, bucket angle sensor S3, body tilt sensor S4, turning state sensor S5, etc.) of the excavator 100. , Bucket angle, tilt angle, turning angle, etc. Also, the vehicle body trajectory of the excavator 100, the operation trajectory of the attachment, etc. obtained from the detected values may be included), and the state of the operator is estimated.

ここで、ショベル１００の動作として、例えば、掘削動作、搬送動作、排土動作、位置決め動作を行うものとする。掘削動作は、掘削位置においてアタッチメントを操作して、土砂を掘削する。搬送動作は、アタッチメント及び上部旋回体３を操作して、バケット６を掘削位置から排土位置まで移動させる動作である。排土動作は、アタッチメントを操作して、バケット６内の土砂を排土位置で排土する動作である。位置決め動作は、アタッチメント及び上部旋回体３を操作して、バケット６を掘削位置に位置決めする動作である。 Here, as the operation of the excavator 100, for example, excavation operation, transfer operation, soil removal operation, and positioning operation are performed. In the excavation operation, the attachment is operated at the excavation position to excavate the earth and sand. The transport operation is an operation of operating the attachment and the upper swivel body 3 to move the bucket 6 from the excavation position to the soil removal position. The soil discharge operation is an operation of operating the attachment to discharge the earth and sand in the bucket 6 at the soil discharge position. The positioning operation is an operation of positioning the bucket 6 at the excavation position by operating the attachment and the upper swing body 3.

まず、オペレータ状態推定部３１は、機体センサＳ１〜Ｓ５で検出された物理量を説明変数とし、第１パラメータｙ_ｎを目的変数として、回帰式により第１パラメータｙ_ｎを推定する。具体的には、オペレータ状態推定部３１は、機体センサＳ１〜Ｓ５の検出値（物理量）、マップ４７ａに基づいて、第１パラメータｙ_ｎを推定する。ここで、第１パラメータｙ_ｎとは、オペレータの現在の操作が操作しやすい状況か否かを示すパラメータである。また、第１パラメータｙ_ｎの値が高いほど、オペレータにとって操作しやすい状況であり、疲労が蓄積しにくいことを示す。第１パラメータｙ_ｎの値が低いほど、オペレータにとって操作しにくい状況であり、疲労が蓄積しやすいことを示す。なお、機体センサＳ１〜Ｓ５の検出値（物理量）と、第１パラメータｙ_ｎとの相関関係を示すマップ４７ａは、例えば、記憶装置４７に予め記憶されている。なお、このマップ４７ａは、機械学習により適宜更新されてもよい。 First, the operator state estimating unit 31, the physical quantity detected by the body sensor S1~S5 as explanatory variables, the first parameter y _n as the dependent variable, to estimate a first parameter y _n by regression equation. _{Specifically, the operator state estimation unit 31 estimates the first parameter y n} based on the detected values (physical quantities) of the airframe sensors S1 to S5 and the map 47a. Here, the first parameter y _n is a parameter indicating whether or not the current operation of the operator is easy to operate. Further, the higher the value of the first parameter y _n, the easier it is for the operator to operate, and the less fatigue is accumulated. The lower the value of the first parameter y _n, the more difficult it is for the operator to operate, and the easier it is for fatigue to accumulate. The map 47a showing the correlation between the detected values (physical quantities) of the airframe sensors S1 to S5 and the first parameter y _n is stored in advance in, for example, the storage device 47. The map 47a may be updated as appropriate by machine learning.

操作しやすい状況を示す第１パラメータｙ_ｎとして、例えば、「操作し易さｙ_１」、「揺れの少なさｙ_２」、「力強さｙ_３」等を評価する。ここで、操作し易さとは、加速度の変化量である。揺れの少なさとは、ピッチ加速度の大きさである。力強さとは、前後加速度の変化量である。また、第１パラメータｙ_ｎの回帰式は、ショベル１００の動作ごとに設定される。即ち、掘削動作時における操作し易さｙ_１ａは、機体センサＳ１〜Ｓ５の検出値（物理量）を説明変数とした関数で表される。同様に、搬送動作時における操作し易さｙ_１ｂ、排土動作時における操作し易さｙ_１ｃ、位置決め動作時における操作し易さｙ_１ｄ、掘削動作時における揺れの少なさｙ_２ａ、搬送動作時における揺れの少なさｙ_２ｂ、排土動作時における揺れの少なさｙ_２ｃ、位置決め動作時における揺れの少なさｙ_２ｄ、掘削動作時における力強さｙ_３ａ、搬送動作時における力強さｙ_３ｂ、排土動作時における力強さｙ_３ｃ、位置決め動作時における力強さｙ_３ｄは、それぞれ機体センサＳ１〜Ｓ５の検出値（物理量）を説明変数とした関数で表される。記憶装置４７に記憶されるマップ４７ａは、回帰式の数だけ設けられており、１つの回帰式に対して１つのマップが対応する。 _{As the first parameter y n} indicating an easy-to-operate situation, for example, "ease of operation y ₁ ", "less shaking y ₂ ", "strength y ₃ ", and the like are evaluated. Here, the ease of operation is the amount of change in acceleration. The small amount of shaking is the magnitude of pitch acceleration. Strength is the amount of change in front-back acceleration. Further, the regression equation of the first parameter y _n is set for each operation of the excavator 100. In other words, ease y _1a operated during drilling operation is represented by a function with the explanatory variable detection value of the vehicle body sensor S1~S5 (physical quantity). Similarly, ease y _1b operated during the transport _operation, ease y _1c operate in dumping _operation, ease y _1d operated during the positioning _operation, lack y _2a of shaking during drilling _operation, the conveying operation Less swaying during time y _2b , less swaying during soil _{removal operation y 2c} , less swaying during positioning operation y _2d _{, strength y 3a} during excavation operation, strength y during transport operation _3b , strength y _3c during soil removal operation, and strength y _3d during positioning operation are represented by functions using the detected values (physical quantities) of the airframe sensors S1 to S5 as explanatory variables, respectively. Maps 47a stored in the storage device 47 are provided for the number of regression equations, and one map corresponds to one regression equation.

具体的には、オペレータ状態推定部３１は、機体センサＳ１〜Ｓ５の検出値（物理量）に基づいて、ショベル１００の動作状態（掘削動作、搬送動作、排土動作、位置決め動作）を推定する。そして、オペレータ状態推定部３１は、機体センサＳ１〜Ｓ５の検出値（物理量）、推定した動作状態に対応するマップ４７ａに基づいて、第１パラメータｙ_ｎを推定する。 Specifically, the operator state estimation unit 31 estimates the operating state (excavation operation, transport operation, soil removal operation, positioning operation) of the excavator 100 based on the detected values (physical quantities) of the airframe sensors S1 to S5. _{Then, the operator state estimation unit 31 estimates the first parameter y n} based on the detected values (physical quantities) of the airframe sensors S1 to S5 and the map 47a corresponding to the estimated operating state.

次に、オペレータ状態推定部３１は、第１パラメータｙ_ｎに基づいて、第２パラメータＹを推定する。ここで、第２パラメータＹは、オペレータの操作の「疲れにくさ」を示すパラメータである。また、第２パラメータＹの値が高いほど、オペレータにとって、疲労が蓄積しにくいことを示す。第２パラメータＹの値が低いほど、オペレータにとって、疲労が蓄積しやすいことを示す。第２パラメータＹは、第１パラメータｙ_ｎの積み重ねとして、以下の式（１）で表すことができる。なお、Ａ〜Ｃは係数である。
Ｙ＝Ａ（ｙ_１ａ＋ｙ_１ｂ＋ｙ_１ｃ＋ｙ_１ｄ）
＋Ｂ（ｙ_２ａ＋ｙ_２ｂ＋ｙ_２ｃ＋ｙ_２ｄ）
＋Ｃ（ｙ_３ａ＋ｙ_３ｂ＋ｙ_３ｃ＋ｙ_３ｄ） …（１） Next, the operator state estimation unit 31 estimates the second parameter Y based on _{the first parameter y n.} Here, the second parameter Y is a parameter indicating "difficulty in getting tired" of the operator's operation. Further, the higher the value of the second parameter Y, the less fatigue is accumulated for the operator. The lower the value of the second parameter Y, the easier it is for the operator to accumulate fatigue. The second parameter Y can be expressed by the following equation (1) as a stack of _{the first parameters y n.} A to C are coefficients.
Y = A (y _1a + y _1b + y _1c + y _1d )
+ B (y _2a + y _2b + y _2c + y _2d )
+ C (y _3a + y _3b + y _3c + y _3d ) ... (1)

次に、オペレータ状態推定部３１は、オペレータがショベル１００を操作する総操作時間における第２パラメータＹに基づいて、オペレータの累積疲労度を推定する。 Next, the operator state estimation unit 31 estimates the cumulative fatigue level of the operator based on the second parameter Y in the total operation time when the operator operates the excavator 100.

ここで、オペレータの状態とは、第１パラメータｙ_ｎ、第２パラメータＹ、累積疲労度をいう。 Here, the operator's state means the first parameter y _n , the second parameter Y, and the cumulative fatigue degree.

要因分析部３２は、オペレータ状態推定部３１が推定したオペレータの状態（第１パラメータｙ_ｎ、第２パラメータＹ、累積疲労度）、マップ４７ｂに基づいて、オペレータが疲労する要因を推定する。なお、オペレータの状態と、疲労の要因との相関関係を示すマップ４７ｂは、例えば、記憶装置４７に予め記憶されている。 The factor analysis unit 32 estimates the factors that cause the operator to become tired based on the operator's state (first parameter y _{n, second parameter Y, cumulative fatigue degree) estimated by the operator state estimation unit 31 and the map 47b.} The map 47b showing the correlation between the operator's state and the cause of fatigue is stored in advance in, for example, the storage device 47.

補正部３３は、レバー装置２６Ａの操作信号（電気信号）及び要因分析部３２が推定した推定結果に基づいて、ブーム上げ操作信号（電気信号）又はブーム下げ操作信号（電気信号）を生成し出力する。例えば、要因分析部３２が、搬送動作時において上部旋回体３の旋回角速度が速すぎることがオペレータが疲労する要因と推定した場合、補正部３３は、レバー装置２６Ａの操作信号（電気信号）に応じて旋回操作システムの電磁弁６０，６２への右旋回操作信号（電気信号）又は左旋回操作信号（電気信号）を生成する際に、上部旋回体３の旋回角速度を下げるように補正する。また、例えば、要因分析部３２が、掘削動作時において上部旋回体３のピッチ方向の角速度が速すぎる（ピッチ方向の揺れが大きい）ことがオペレータが疲労する要因と推定した場合、補正部３３は、レバー装置２６Ａの操作信号（電気信号）に応じてブーム操作システムの電磁弁６０，６２へのブーム上げ操作信号（電気信号）又はブーム下げ操作信号（電気信号）を生成する際に、ブーム４の加速度を下げるように補正する。 The correction unit 33 generates and outputs a boom raising operation signal (electric signal) or a boom lowering operation signal (electric signal) based on the operation signal (electric signal) of the lever device 26A and the estimation result estimated by the factor analysis unit 32. To do. For example, when the factor analysis unit 32 estimates that the turning angular velocity of the upper swing body 3 is too fast during the transport operation is a factor that causes the operator to get tired, the correction unit 33 uses the operation signal (electric signal) of the lever device 26A. Correspondingly, when the right turning operation signal (electric signal) or the left turning operation signal (electric signal) to the solenoid valves 60 and 62 of the turning operation system is generated, the turning angular velocity of the upper turning body 3 is corrected to be lowered. .. Further, for example, when the factor analysis unit 32 estimates that the angular velocity of the upper swivel body 3 in the pitch direction is too fast (the swing in the pitch direction is large) during the excavation operation, the correction unit 33 determines that the operator is tired. , When generating a boom raising operation signal (electric signal) or a boom lowering operation signal (electric signal) to the solenoid valves 60 and 62 of the boom operation system according to the operation signal (electric signal) of the lever device 26A, the boom 4 Correct to reduce the acceleration of.

図４は、補正の前後におけるショベル１００の物理量と、オペレータの状態との関係を示すグラフである。横軸はショベル１００の物理量の一例である上部旋回体３のピッチ方向の角速度を示す。縦軸は、オペレータの状態の一例である疲れにくさＹを示す。また、補正制御適用前を点Ｐ１として示し、補正制御適用後を点Ｐ２として示す。図４のグラフに示すように、補正部３３による補正制御を適用することにより、疲れにくさＹを向上させることができる。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the physical quantity of the excavator 100 before and after the correction and the state of the operator. The horizontal axis shows the angular velocity in the pitch direction of the upper swing body 3, which is an example of the physical quantity of the excavator 100. The vertical axis shows the fatigue resistance Y, which is an example of the operator's state. Further, the point before applying the correction control is shown as a point P1, and the point after applying the correction control is shown as a point P2. As shown in the graph of FIG. 4, the resistance to fatigue Y can be improved by applying the correction control by the correction unit 33.

以上、本実施形態に係るショベル１００によれば、ショベル１００の機体に設けられた機体センサＳ１〜Ｓ５で検出した物理量に基づいて、オペレータの状態（第１パラメータｙ_ｎ、第２パラメータＹ、累積疲労度）を推定することができる。これにより、例えば、特許文献１，２に開示された方法に示すような座面の荷重センサや生体センサといった特別なセンサを追加することなく、オペレータの状態を推定することができるので、ショベル１００のコストの増加を抑制することができる。また、オペレータに生体センサを装着させることもないので、オペレータに不快感を与えることを抑制することができる。 _{As described above, according to the excavator 100 according to the present embodiment, the operator's state (first parameter y n} , second parameter Y, cumulative) is based on the physical quantity detected by the body sensors S1 to S5 provided on the body of the excavator 100. Fatigue) can be estimated. As a result, for example, the state of the operator can be estimated without adding a special sensor such as a load sensor for the seat surface or a biological sensor as shown in the methods disclosed in Patent Documents 1 and 2, and thus the excavator 100. The increase in cost can be suppressed. Further, since the operator is not required to wear the biosensor, it is possible to suppress the operator from being uncomfortable.

また、本実施形態に係るショベル１００によれば、推定したオペレータの状態に基づいて、オペレータの操作によるショベル１００の動作を補正することができる。具体的には、第１パラメータｙ_ｎが小さくなるように補正する、第２パラメータＹが小さくなるように補正する。これにより、オペレータが疲れにくい状況とすることができ、オペレータの疲労の蓄積を低減することができる。 Further, according to the excavator 100 according to the present embodiment, the operation of the excavator 100 by the operation of the operator can be corrected based on the estimated state of the operator. Specifically, the first parameter y _n is corrected to be small, and the second parameter Y is corrected to be small. As a result, the operator can be made less tired, and the accumulation of operator fatigue can be reduced.

また、コントローラ３０は、表示装置４０、音声出力装置４３を介してキャビン１０内のオペレータに、オペレータ状態推定部３１で推定したオペレータの状態を報知してもよい。例えば、オペレータの累積疲労度が所定の閾値を超えると、注意や休憩を促すテキストやアイコンを表示装置４０に表示させてもよい。また、注意や休憩を促す音声を音声出力装置４３から出力してもよい。オペレータの疲労度が蓄積すると、作業効率の低下や作業ミスの発生につながるおそれがある。本実施形態に係るショベル１００によれば、オペレータ自身が気が付いていない疲労度の蓄積を自覚させることができる。これにより、オペレータに適切に注意や休憩を促すことができる。よって、作業効率の低下や作業ミスの発生を抑制することができる。 Further, the controller 30 may notify the operator in the cabin 10 of the operator's state estimated by the operator state estimation unit 31 via the display device 40 and the voice output device 43. For example, when the cumulative fatigue level of the operator exceeds a predetermined threshold value, a text or an icon prompting attention or a break may be displayed on the display device 40. Further, a voice prompting attention or a break may be output from the voice output device 43. Accumulation of operator fatigue may lead to a decrease in work efficiency and the occurrence of work mistakes. According to the excavator 100 according to the present embodiment, it is possible to make the operator aware of the accumulation of the degree of fatigue that he / she is not aware of. As a result, the operator can be appropriately alerted and rested. Therefore, it is possible to suppress a decrease in work efficiency and the occurrence of work mistakes.

また、コントローラ３０は、オペレータ状態推定部３１で推定されたオペレータの状態や要因分析部３２の推定結果を、通信装置Ｔ１を介して支援装置２００や管理装置３００に送信してもよい。例えば、オペレータを監督する監督者は、支援装置２００や管理装置３００を介してショベル１００を操作するオペレータの状態を把握することができる。これにより、オペレータに適切に注意や休憩を促すことができる。よって、作業効率の低下や作業ミスの発生を抑制することができる。 Further, the controller 30 may transmit the operator state estimated by the operator state estimation unit 31 and the estimation result of the factor analysis unit 32 to the support device 200 and the management device 300 via the communication device T1. For example, the supervisor who supervises the operator can grasp the state of the operator who operates the excavator 100 via the support device 200 and the management device 300. As a result, the operator can be appropriately alerted and rested. Therefore, it is possible to suppress a decrease in work efficiency and the occurrence of work mistakes.

以上、ショベル１００の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。 Although the embodiment of the excavator 100 has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and improvements are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Is possible.

コントローラ３０が電磁弁６０，６２の開度を調整することにより、コントロールバルブ１７（制御弁１７１〜１７６）のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整するものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、コントロールバルブ１７内の制御弁１７１〜１７６は、コントローラ３０からの指令により駆動する電磁ソレノイド式スプール弁であってよい。このように、コントローラ３０がコントロールバルブ１７（制御弁１７１〜１７６）を直接制御する構成であってもよい。 It has been described that the controller 30 adjusts the opening degree of the solenoid valves 60 and 62 to adjust the pilot pressure acting on the pilot port of the control valve 17 (control valves 171 to 176), but the present invention is not limited to this. Absent. For example, the control valves 171 to 176 in the control valve 17 may be electromagnetic solenoid type spool valves driven by a command from the controller 30. In this way, the controller 30 may be configured to directly control the control valves 17 (control valves 171 to 176).

１００ショベル
１下部走行体
２旋回機構
３上部旋回体
４ブーム
５アーム
６バケット
７ブームシリンダ
８アームシリンダ
９バケットシリンダ
２６Ａレバー装置
３０コントローラ（制御装置）
３１オペレータ状態推定部
３２要因分析部
３３補正部
４０表示装置
４３音声出力装置
４７記憶装置
Ｓ１ブーム角度センサ（機体センサ）
Ｓ２アーム角度センサ（機体センサ）
Ｓ３バケット角度センサ（機体センサ）
Ｓ４機体傾斜センサ（機体センサ）
Ｓ５旋回状態センサ（機体センサ） 100 Excavator 1 Lower traveling body 2 Swivel mechanism 3 Upper swivel body 4 Boom 5 Arm 6 Bucket 7 Boom cylinder 8 Arm cylinder 9 Bucket cylinder 26A Lever device 30 Controller (control device)
31 Operator state estimation unit 32 Factor analysis unit 33 Correction unit 40 Display device 43 Voice output device 47 Storage device S1 Boom angle sensor (airframe sensor)
S2 arm angle sensor (airframe sensor)
S3 bucket angle sensor (airframe sensor)
S4 Airframe tilt sensor (Airframe sensor)
S5 Turning state sensor (airframe sensor)

Claims

With the lower running body,
An upper swivel body that is mounted on the lower traveling body so as to be swivel
The attachment attached to the upper swing body and
An airframe sensor provided on the airframe including the lower traveling body, the upper swivel body, and the attachment,
Equipped with a control device,
The control device is
The operator state is estimated based on the physical quantity measured by the airframe sensor.
Excavator.

An operation device that is operated by an operator and outputs an operation signal to the control device is further provided.
The control device is
The operation signal is corrected based on the estimated operator state.
The excavator according to claim 1.

The control device is
The operator state is estimated based on the evaluation result for each work content.
The excavator according to any one of claims 1 and 2.