JP2023142831A - 作業機械および表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】リッパ装置の姿勢を容易に把握する。【解決手段】作業機械は、作業機械本体と、作業機械本体の後方に配置されるリッパ装置と、作業機械本体に装着され、リッパ装置を撮像する撮像装置とを備えている。リッパ装置は、シャンク１１と、シャンク１１の先端に取り付けられるリッパポイント１３と、シャンク１１を支持するビーム１７と、作業機械本体とビーム１７とを連結するリッパアーム１４と、を含んでいる。撮像装置は、リッパ装置を側方から撮像し、シャンク１１の少なくとも一部と、ビーム１７の少なくとも一部と、リッパアーム１４の少なくとも一部と、を撮像範囲に含んでいる。【選択図】図４

Description

本開示は、作業機械および表示システムに関する。

特開２０１７－８２４１５号公報（特許文献１）には、作業車両に係る情報を表示するための表示システムが開示されている。撮像部は、作業車両の車両本体に搭載され、リッパポイントを撮像する。画像生成部は、撮像部によるリッパポイントの画像と、履帯の回転情報と、を含む表示画像を生成する。表示部は、表示画像を表示する。

特開２０１７－８２４１５号公報

上記文献に記載の技術では、表示画像を見たオペレータは、リッパポイントの位置を正確に把握でき、また履帯が空転するシュースリップが発生しているか否かを判断できるが、適切なリッピング作業を行うためには、オペレータがリッパ装置の姿勢をさらに容易に把握できることが求められている。

本開示では、リッパ装置の姿勢を容易に把握できる作業機械と、リッパ装置の撮像画像を表示する表示システムと、が提案される。

本開示に従った作業機械は、作業機械本体と、作業機械本体の後方に配置されるリッパ装置と、作業機械本体に装着され、リッパ装置を撮像する撮像装置とを備えている。リッパ装置は、シャンクと、シャンクの先端に取り付けられるリッパポイントと、シャンクを支持するビームと、作業機械本体とビームとを連結するリッパアームと、を含んでいる。撮像装置は、リッパ装置を側方から撮像する。撮像装置は、シャンクの少なくとも一部と、ビームの少なくとも一部と、リッパアームの少なくとも一部と、を撮像範囲に含んでいる。

本開示によれば、リッパ装置の姿勢を容易に把握することができる。

実施形態に基づく作業機械の構成を概略的に示す側面図である。 図１に示す作業機械の背面図である。 リッパ装置の斜視図である。 撮像装置により撮像される撮像画像の第１の例を示す模式図である。 撮像装置により撮像される撮像画像の第２の例を示す模式図である。 撮像装置により撮像される撮像画像の第３の例を示す模式図である。 実施形態に基づく表示システムの構成の概略を示すブロック図である。 表示装置に表示される表示画像の一例を示す模式図である。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の説明では、同一部品には、同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

［作業機械］
まず、実施形態の作業機械の一例として、ブルドーザ１００の構成について説明する。図１は、実施形態に基づく作業機械の構成を概略的に示す側面図である。図２は、図１に示す作業機械の背面図である。

図１，２に示されるように、ブルドーザ１００は、本体１（実施形態における作業機械本体に相当する）と、掘削ブレード２と、走行体３とを主に備えている。掘削ブレード２は、本体１に装着されている。掘削ブレード２は、本体１の前方に設けられている。走行体３は、車幅方向に離れた左右一対の履帯３Ｃを有している、履帯式の走行体である。本体１は、左右一対の履帯３Ｃの間に配置されている。履帯３Ｃが駆動されることにより、ブルドーザ１００が走行する。

本体１は、キャブ９とエンジン室８とを有している。キャブ９は、本体１の後上部に配置されている。エンジン室８は、キャブ９の前方に配置されている。エンジン室８は、キャブ９と掘削ブレード２との間に配置されている。

実施形態では、ブルドーザ１００が直進走行する方向を、ブルドーザ１００の前後方向という。ブルドーザ１００の前後方向において、本体１から掘削ブレード２が突き出している側を、前方向とする。ブルドーザ１００の前後方向において、前方向と逆側を、後方向とする。ブルドーザ１００の左右方向とは、平面視において前後方向と直交する方向である。前方向を見て左右方向の右側、左側が、それぞれ右方向、左方向である。ブルドーザ１００の上下方向とは、前後方向および左右方向によって定められる平面に直交する方向である。上下方向において地面のある側が下側、空のある側が上側である。

図１においては、前後方向を図中矢印Ｘ、左右方向を図中矢印Ｙ、上下方向を図中矢印Ｚで示している。

ブルドーザ１００は作業機として、本体１の前方に掘削ブレード２（第１の作業機）を備えている。掘削ブレード２は、地表の掘削および整地などの作業を行なうための作業機である。掘削ブレード２は、本体１に対して前方に配置される、前方作業機の一例である。掘削ブレード２は、その下端に切刃２Ｃを有している。切刃２Ｃは、掘削ブレード２の刃先を構成している。掘削ブレード２は、切刃２Ｃの左方の端部に左方側端部２ＣＬを有している。掘削ブレード２は、切刃２Ｃの右方の端部に右方側端部２ＣＲを有している。掘削ブレード２は、左下端２Ｅ１と、右下端２Ｅ２とを有している。

掘削ブレード２は、左右両側でフレーム４により支持されている。フレーム４は、四角柱状の部材である。フレーム４の一端は、掘削ブレード２の背面に、回転自在の支持部により取り付けられている。フレーム４の他端は、走行体３の側面に回転自在に支持されている。

掘削ブレード２は、チルトシリンダ５およびリフトシリンダ６によって駆動される。チルトシリンダ５の一端は、掘削ブレード２の背面に、回転自在に支持されている。チルトシリンダ５の他端は、フレーム４の上面に、回転自在に支持されている。チルトシリンダ５の油圧による伸縮により、掘削ブレード２の上端が、掘削ブレード２にフレーム４が取り付けられる支持部を中心に、前後方向に移動する。これにより、掘削ブレード２のピッチ角が変化する。

リフトシリンダ６の一端は、掘削ブレード２の背面に、回転自在に支持されている。リフトシリンダ６の中間部は、本体１の側面に支持されている。リフトシリンダ６の油圧による伸縮により、掘削ブレード２は、フレーム４の他端を中心に、上下方向に移動する。

本体１には、フロントグリル２３が取り付けられている。フロントグリル２３は、本体１の前端に配置されている。フロントグリル２３は、本体１の前端に形成された開口部を覆うように、配置されている。掘削ブレード２は、フロントグリル２３の前方に、間隔を空けて配置されている。

本体１の後端には、燃料タンク２６が配置されている。燃料タンク２６は、キャブ９の後方に配置されている。燃料タンク２６は、その内部に、エンジン２１に供給する燃料を貯留している。

燃料タンク２６は、図１に示すように、側方視において、後方に向かうほどその高さが低くなっている。燃料タンク２６は、後方に向かって下方に傾斜するテーパ面を有している。

ブルドーザ１００は他の作業機として、本体１の後方にリッパ装置１０（第２の作業機）を備えている。リッパ装置１０は、岩石などの硬質材料を貫通し破砕するための作業機である。リッパ装置１０は、本体１に装着されている。リッパ装置１０は、本体１に対して後方に設けられている。ブルドーザ１００の前後方向において、本体１からリッパ装置１０が突き出している側が、後方向である。リッパ装置１０は、燃料タンク２６の後方に、間隔を空けて配置されている。リッパ装置１０は、本体１に対して後方に配置される、後方作業機の一例である。

図３は、リッパ装置１０の斜視図である。図１～３に示されるように、リッパ装置１０は、シャンク１１と、リッパポイント１３とを有している。シャンク１１の先端（下端）に、リッパポイント１３が取り付けられている。リッパ装置１０は、リッパポイント１３を岩石などに突き刺して、走行体３による牽引力によって岩石の切削または破砕を行う。リッパポイント１３は、シャンク１１から取り外し可能である。リッパ装置１０は、リッパポイント１３を交換可能に構成されている。

シャンク１１は、ビーム１７によって支持されている。ビーム１７は、左右方向における中央の位置に、シャンク１１を収容するホルダ１７Ｈを有している。シャンク１１には、複数の貫通孔１２ｈが形成されている。ホルダ１７Ｈにシャンク１１を挿し込み、複数の貫通孔１２ｈのうちのいずれか１つに保持ピン１７Ｐを貫通させることで、シャンク１１はビーム１７に固定され、ビーム１７とシャンク１１とが一体として動作するようになる。

リッパアーム１４は、本体１とビーム１７とを連結している。リッパアーム１４の一端は、本体１の本体フレーム１Ｆに回転可能に取り付けられている。リッパアーム１４の他端には、ビーム１７が、連結ピン１４Ｐを介して、リッパアーム１４に対して回転可能に取り付けられている。シャンク１１は、リッパアーム１４に対して、連結ピン１４Ｐを中心として、ビーム１７と一体的に回転可能に設けられている。

リッパ装置１０は、チルトシリンダ１５およびリフトシリンダ１６によって駆動される。チルトシリンダ１５およびリフトシリンダ１６は、リッパアーム１４の上方に設けられている。チルトシリンダ１５は、リフトシリンダ１６の上方に配置されている。リフトシリンダ１６は、ビーム１７とシャンク１１とを上下動させる。リフトシリンダ１６は、リッパポイント１３を上下動させる。チルトシリンダ１５は、リッパポイント１３を、本体１に接近する方向（すなわち前方向）と本体１から離れる方向（すなわち後方向）とに往復動させる。チルトシリンダ１５は、リッパアーム１４に対するシャンク１１の角度を変化させる。シャンク１１がリッパアーム１４に対してなす角度を、シャンク１１のチルト角度と称する。

チルトシリンダ１５の伸縮によって、リッパ装置１０の作業対象物である現況地形に対してシャンク１１のなす角度が変化する。チルトシリンダ１５の伸縮によって，水平方向に対してシャンク１１のなす角度が変化する。チルトシリンダ１５の伸縮によって、車体方向に対してシャンク１１のなす角度が変化する。シャンク１１のチルト角度は、現況地形に対してなす角度、水平方向に対してなす角度、または、車体方向に対してなす角度として定義されてもよい。

チルトシリンダ１５の基端は、本体１の本体フレーム１Ｆに回転可能に取り付けられている。チルトシリンダ１５の先端は、連結ピン１５Ｐを介して、ビーム１７に回転可能に連結されている。リフトシリンダ１６の基端は、本体１の本体フレーム１Ｆに回転可能に取り付けられている。リフトシリンダ１６の先端は、連結ピン１６Ｐを介して、ビーム１７に回転可能に連結されている。図２，３に示されるように、ビーム１７は、左右一対の左連結部１７Ｌと右連結部１７Ｒとを有している。チルトシリンダ１５は、左チルトシリンダ１５Ｌと右チルトシリンダ１５Ｒとを有している。リフトシリンダ１６は、左リフトシリンダ１６Ｌと右リフトシリンダ１６Ｒとを有している。連結ピン１５Ｐ，１６Ｐは、左連結ピン１５ＰＬ，１６ＰＬと、右連結ピン１５ＰＲ，１６ＰＲとを有している。

左チルトシリンダ１５Ｌは、左連結ピン１５ＰＬを介して、左連結部１７Ｌの上端部に連結されている。左リフトシリンダ１６Ｌは、左連結ピン１６ＰＬを介して、左連結部１７Ｌに連結されている。右チルトシリンダ１５Ｒは、右連結ピン１５ＰＲを介して、右連結部１７Ｒの上端部に連結されている。右リフトシリンダ１６Ｒは、右連結ピン１６ＰＲを介して、右連結部１７Ｒに連結されている。

図１，２に戻って、エンジン室８内に、ブルドーザ１００の駆動源であるエンジン２１が収容されている。エンジン２１が発生する動力は、本体１内部のドライブトレインを経て、走行体３の駆動輪に伝達される。駆動輪の回転により、履帯３Ｃが駆動され、ブルドーザ１００が走行する。エンジン２１の動力はまた、油圧ポンプに伝達される。油圧ポンプは、掘削ブレード２を駆動するチルトシリンダ５およびリフトシリンダ６、ならびにリッパ装置１０を駆動するチルトシリンダ１５およびリフトシリンダ１６などの、各アクチュエータに圧油を供給する。

エンジン２１は、エンジンフード２２によって上方から覆われている。エンジンフード２２は、エンジン室８の天井部を構成している。エンジンフード２２は、エンジン室８の外部と内部とを隔てている。

燃料タンク２６の上方に、作業台３０が配置されている。作業台３０は、キャブ９の後方に配置されている。作業台３０は、キャブ９の後方において作業を行なう作業者の足場である。作業台３０上で作業者が行なう作業は、たとえば、キャブ９の窓の清掃、燃料タンク２６のフィルタ交換およびブリーザのメンテナンス、などである。作業台３０には、予期しない落下を防止するためのガードレール３１が取り付けられている。

本体１の左縁に沿って、地上から作業台３０へのアクセスを可能にするためのアクセス通路４０が設けられている。アクセス通路４０には、予期しない落下を防止するためのガードレール４１が取り付けられている。

ブルドーザ１００には、転倒時保護構造９０が取り付けられている。転倒時保護構造９０は、ＩＳＯ３４７１として規格化されている。図２に示す背面図では、図示の明確化のために、転倒時保護構造９０は図示を省略されている。転倒時保護構造９０は、三方枠状に枠組みされて形成されている。

転倒時保護構造９０は、左柱部９１と、梁部９３と、図示しない右柱部とを有している。左柱部９１は、キャブ９の左側方に配置されている。右柱部は、キャブ９の右側方に配置されている。梁部９３は、キャブ９の上方に配置されている。梁部９３は、左柱部９１の上端に連結された左端と、右柱部の上端に連結された右端とを有している。梁部９３は、左柱部９１および右柱部によって支持されている。梁部９３は、左柱部９１と右柱部との間で、左右方向に延びている。

ブルドーザ１００には、複数のカメラが取り付けられている。複数のカメラは、第１のカメラ５１、第２のカメラ５２、第３のカメラ５３、第４のカメラ５４（図１，２には不図示）、第５のカメラ５５、第６のカメラ５６（図１，２には不図示）、第７のカメラ５７、および第８のカメラ５８を含んでいる。

第１のカメラ５１は、本体１の前方を撮像する。第１のカメラ５１の撮像範囲には、本体１の前方が含まれている。第１のカメラ５１が出力する撮像画像は、本体１の前方の地形を含み得る。第１のカメラ５１は、実施形態における前方撮像装置に相当する。第１のカメラ５１は、キャブ９の上面に取り付けられている。第１のカメラ５１は、キャブ９の上面から上方に突き出している。第１のカメラ５１は、キャブ９を介して、本体１に装着されている。第１のカメラ５１は、前方を向いて固定されている。

第２のカメラ５２は、本体１の後方を撮像する。第２のカメラ５２の撮像範囲には、本体１の後方が含まれている。第２のカメラ５２が出力する撮像画像は、本体１の後方の地形を含み得る。第２のカメラ５２は、実施形態における後方撮像装置に相当する。第２のカメラ５２は、キャブ９から後方に突き出る突出部９ｃに取り付けられている。第２のカメラ５２は、キャブ９を介して、本体１に装着されている。第２のカメラ５２は、後下方を向いて固定されている。

第３のカメラ５３は、掘削ブレード２の切刃２Ｃの左方側端部２ＣＬを撮像する。第３のカメラ５３の撮像範囲には、掘削ブレード２の左下端２Ｅ１が含まれている。第３のカメラ５３が出力する撮像画像は、掘削ブレード２の左下端２Ｅ１を含み得る。第３のカメラ５３の撮像範囲は、掘削ブレード２の左下端２Ｅ１が地表に貫入する地点を含む。第３のカメラ５３は、実施形態における左ブレード撮像装置に相当する。第３のカメラ５３は、転倒時保護構造９０の左柱部９１に取り付けられている。第３のカメラ５３は、転倒時保護構造９０を介して、本体１に装着されている。第３のカメラ５３は、前下方を向いて固定されている。

図１，２には図示されないが、第４のカメラ５４は、転倒時保護構造９０の右柱部に取り付けられている。第４のカメラ５４は、転倒時保護構造９０を介して、本体１に装着されている。第４のカメラ５４は、前下方を向いて固定されている。第４のカメラ５４は、掘削ブレード２の切刃２Ｃの右方側端部２ＣＲを撮像する。第４のカメラ５４の撮像範囲には、掘削ブレード２の右下端２Ｅ２が含まれている。第４のカメラ５４が出力する撮像画像は、掘削ブレード２の右下端２Ｅ２を含み得る。第４のカメラ５４の撮像範囲は、掘削ブレード２の右下端２Ｅ２が地表に貫入する地点を含む。第４のカメラ５４は、実施形態における右ブレード撮像装置に相当する。

第５のカメラ５５は、本体１の左方を撮像する。第５のカメラ５５の撮像範囲には、本体１の左方が含まれている。第５のカメラ５５が出力する撮像画像は、本体１の左方の地形を含み得る。第５のカメラ５５は、実施形態における左方撮像装置に相当する。第５のカメラ５５は、転倒時保護構造９０の左柱部９１に取り付けられている。第５のカメラ５５は、転倒時保護構造９０を介して、本体１に装着されている。第５のカメラ５５は、左下方を向いて固定されている。第３のカメラ５３と第５のカメラ５５とは、第３のカメラ５３が前側に、第５のカメラ５５が後側に、前後方向に隣り合って配置されている。

図１，２には図示されないが、第６のカメラ５６は、転倒時保護構造９０の右柱部に取り付けられている。第６のカメラ５６は、転倒時保護構造９０を介して、本体１に装着されている。第６のカメラ５６は、右下方を向いて固定されている。第６のカメラ５６は、本体１の右方を撮像する。第６のカメラ５６の撮像範囲には、本体１の右方が含まれている。第６のカメラ５６が出力する撮像画像は、本体１の右方の地形を含み得る。第６のカメラ５６は、実施形態における右方撮像装置に相当する。第４のカメラ５４と第６のカメラ５６とは、第４のカメラ５４が前側に、第６のカメラ５６が後側に、前後方向に隣り合って配置されている。

第７のカメラ５７は、リッパ装置１０の下端に相当するリッパポイント１３を撮像する。第７のカメラ５７の撮像範囲には、リッパポイント１３が含まれている。第７のカメラ５７が出力する撮像画像は、リッパポイント１３を含み得る。第７のカメラ５７は、実施形態におけるリッパポイント撮像装置に相当する。第７のカメラ５７は、本体１の後面に取り付けられている。第７のカメラ５７は、左右方向における本体１の後面の中央部付近において、本体１に装着されている。第７のカメラ５７は、後下方を向いて固定されている。

第８のカメラ５８は、本体１の後面に装着されている。第８のカメラ５８は、本体１の左右方向の中心から離れて配置されている。第８のカメラ５８は、本体１の左右方向の中心よりも左寄りに配置されている。第８のカメラ５８は、左側の履帯３Ｃの上方に配置されている。第８のカメラ５８は、リッパ装置１０の左斜め前方に配置されている。第８のカメラ５８は、左右方向においてリッパ装置１０に対して左方に配置されている。第８のカメラ５８は、リッパ装置１０のシャンク１１よりも前方に配置されており、シャンク１１よりも左方に配置されている。第８のカメラ５８は、平面視において、リッパポイント１３の左斜め前方に配置されている。

第８のカメラ５８は、リッパ装置１０を撮像する。第８のカメラ５８は、リッパ装置１０を撮像可能なように、右斜め後方を向いて固定されている。第８のカメラ５８の光軸は、第８のカメラ５８から右斜め後方に延びている。第８のカメラ５８は、リッパ装置１０を左方から撮像する。第８のカメラ５８は、リッパ装置１０を、左右方向の成分を含む方向から撮像する。第８のカメラ５８は、リッパ装置１０を、左斜め前方から撮像する。

第８のカメラ５８の撮像範囲には、リッパ装置１０の少なくとも一部が含まれている。第８のカメラ５８が出力する撮像画像は、リッパ装置１０の少なくとも一部を含み得る。第８のカメラ５８は、実施形態における撮像装置に相当する。

図４～６は、第８のカメラ５８（撮像装置）により撮像される撮像画像の例を示す模式図である。図４～６に示されるように、第８のカメラ５８は、シャンク１１の少なくとも一部と、ビーム１７の少なくとも一部と、リッパアーム１４の少なくとも一部と、を撮像範囲に含む。第８のカメラ５８の撮像画像には、シャンク１１のチルト角度、リッパアーム１４に対するビーム１７の角度、リッパアーム１４の地面からの距離、リッパアーム１４が地面に対してなす角度、などに関する情報が含まれる。

第８のカメラ５８は、さらに、チルトシリンダ１５（左チルトシリンダ１５Ｌ）の少なくとも一部を撮像範囲に含む。左チルトシリンダ１５Ｌは、シリンダチューブ１５Ｌｓと、ロッド１５Ｌｒとを有している。ロッド１５Ｌｒは、シリンダチューブ１５Ｌｓに対して、シリンダチューブ１５Ｌｓの長手方向に往復移動可能に、シリンダチューブ１５Ｌｓに支持されている。第８のカメラ５８は、シリンダチューブ１５Ｌｓの少なくとも一部と、ロッド１５Ｌｒの少なくとも一部とを撮像範囲に含む。第８のカメラ５８の撮像画像には、左チルトシリンダ１５Ｌの伸縮量に関する情報が含まれ、したがってシャンク１１のチルト角度に関する情報が含まれる。

第８のカメラ５８は、さらに、リフトシリンダ１６（左リフトシリンダ１６Ｌ）の少なくとも一部を撮像範囲に含む。第８のカメラ５８の撮像画像には、左リフトシリンダ１６Ｌの伸縮量に関する情報が含まれ、したがって、リッパアーム１４の地面からの距離、リッパアーム１４が地面に対してなす角度、などに関する情報が含まれる。

図４に示される、第８のカメラ５８の撮像画像５８ＩＭＧ１においては、リフトシリンダ１６（左リフトシリンダ１６Ｌ）の長さが最小である。リッパアーム１４、ビーム１７およびシャンク１１は、上下方向における可動範囲のうち、最も上方の位置にある。リッパポイント１３は地面から離れて配置されており、リッパポイント１３は空中にある。

図５に示される、第８のカメラ５８の撮像画像５８ＩＭＧ２においては、図４と比較してリフトシリンダ１６（左リフトシリンダ１６Ｌ）の長さが増大している。リッパアーム１４、ビーム１７およびシャンク１１は、図４に示される位置よりも下方の位置にあり、地面に接近している。シャンク１１は、ビーム１７に隠れているため撮像画像に含まれないが、第８のカメラ５８の撮像範囲内に存在している。リッパポイント１３は依然として地面から離れて配置されており、リッパポイント１３は空中にある。

図６に示される、第８のカメラ５８の撮像画像５８ＩＭＧ３においては、リフトシリンダ１６（左リフトシリンダ１６Ｌ）の長さが最大である。リッパアーム１４、ビーム１７およびシャンク１１は、上下方向における可動範囲のうち、最も下方の位置にある。リッパポイント１３は、地中にあるため撮像画像に含まれないが、第８のカメラ５８の撮像範囲内に存在している。図５と比較して、チルトシリンダ１５（左チルトシリンダ１５Ｌ）のロッド１５Ｌｒがシリンダチューブ１５Ｌｓから突き出る長さが増大しており、左チルトシリンダ１５Ｌの長さが増大している。左チルトシリンダ１５Ｌの伸長により、リッパアーム１４に対するビーム１７およびシャンク１１の角度が変化しており、リッパポイント１３は地中において前方に移動している。

［表示システム］
以下、実施形態の表示システムについて説明する。図７は、実施形態に基づく表示システムの構成の概略を示すブロック図である。図７に示されるように、表示システムは、図１～３を参照して説明したブルドーザ１００と、遠隔操作局１０１とを備えている。

ブルドーザ１００は、映像コントローラ６０を有している。第１～第８のカメラ５１～５８は、映像コントローラ６０に電気的に接続されている。映像コントローラ６０は、第１～第８のカメラ５１～５８から、各々のカメラが撮像した撮像画像のデータの入力を受ける。映像コントローラ６０は、撮像画像のデータの圧縮および暗号化を行うエンコーダ６１を有している。

ブルドーザ１００は、操作コントローラ６３を有している。操作コントローラ６３は、図示しないメモリに格納されているプログラムに基づいて、ブルドーザ１００の動作を制御する。操作コントローラ６３は、ブレードアクチュエータ、すなわちチルトシリンダ５およびリフトシリンダ６に制御信号を出力することにより、掘削ブレード２の動作を制御する。操作コントローラ６３から制御信号を受けたチルトシリンダ５およびリフトシリンダ６が適宜伸縮することにより、掘削ブレード２のピッチ角の変化、および掘削ブレード２の上下動が行なわれる。

操作コントローラ６３は、リッパアクチュエータ、すなわちチルトシリンダ１５およびリフトシリンダ１６に制御信号を出力することにより、リッパ装置１０の動作を制御する。操作コントローラ６３から制御信号を受けたチルトシリンダ１５およびリフトシリンダ１６が適宜伸縮することにより、ビーム１７およびシャンク１１が上下動し、シャンク１１の先端のリッパポイント１３は上下方向および前後方向へ移動する。

操作コントローラ６３は、変速機６４および操向装置６６に制御信号を出力することにより、ブルドーザ１００の走行を制御する。

ブルドーザ１００は、送受信装置６２を有している。映像コントローラ６０は、送受信装置６２を経由して、遠隔操作局１０１に信号を送信し、また遠隔操作局１０１から信号を受信する。映像コントローラ６０は、第１～第８のカメラ５１～５８から出力された撮像画像のデータを、送受信装置６２を経由して、遠隔操作局１０１へ送信する。

遠隔操作局１０１は、ブルドーザ１００の外部に配置されている。遠隔操作局１０１は、表示制御装置１１０と、送受信装置１１２と、入力装置１１４と、表示装置１２０とを有している。表示制御装置１１０、送受信装置１１２、入力装置１１４、および表示装置１２０は、ブルドーザ１００から離れた遠隔操作局１０１に配置されている。

表示制御装置１１０は、表示装置１２０を制御する。表示制御装置１１０は、送受信装置１１２を経由して、ブルドーザ１００から信号を受信し、またブルドーザ１００に信号を送信する。表示制御装置１１０は、送受信装置１１２を経由して、ブルドーザ１００から、第１～第８のカメラ５１～５８で撮像された撮像画像のデータの入力を受ける。表示制御装置１１０は、エンコーダ６１で圧縮および暗号化されたデータを復元するデコーダ１１１を有している。

表示制御装置１１０は、第１～第８のカメラ５１～５８のうち１台以上のカメラから出力される撮像画像を、表示装置１２０に表示する。以下に記載の実施形態では、８台のカメラから出力される撮像画像のうち、４台のカメラから出力される撮像画像を、表示装置１２０に表示する。入力装置１１４は、走行・停車中、ドージング作業中、およびリッピング作業中に、表示装置１２０に表示される撮像画像を選択するためのスイッチである。表示制御装置１１０は、オペレータの操作による入力装置１１４からの入力を受けて、選択した撮像画像を表示装置１２０に表示する。

遠隔操作局１０１はまた、操作盤１４０を有している。操作盤１４０は、ブレード操作レバー１４１と、リッパ操作レバー１４２と、操向レバー１４３とを有している。ブレード操作レバー１４１、リッパ操作レバー１４２、および操向レバー１４３は、オペレータによって操作される。操作盤１４０の操作は、ブルドーザ１００の操作コントローラ６３へ入力される。操作盤１４０の操作の入力を受けた操作コントローラ６３は、その入力に従って、ブレードアクチュエータ、リッパアクチュエータ、変速機６４または操向装置６６へ制御信号を出力して、これらアクチュエータを動作させる。

入力装置１１４および操作盤１４０は、表示装置１２０を見るオペレータの手元に配置される。オペレータは、表示装置１２０を見ながら、入力装置１１４および操作盤１４０を操作して、ブルドーザ１００を遠隔操作することができる。

図８は、表示装置１２０に表示される表示画像の一例を示す模式図である。表示制御装置１１０は、表示装置１２０に複数の分割表示部を設定する。図８に示される表示装置１２０には、複数の分割表示部として、前方表示部１２１と、後方表示部１２２と、リッパポイント表示部１２７と、リッパ装置表示部１２８と、が設定されている。図８に示される表示装置１２０には、リッパ装置１０によるリッピング作業中に表示されるべき表示画像が表示されている。

前方表示部１２１は、本体１の前方を撮像範囲に含む第１のカメラ５１（前方撮像装置）から出力される撮像画像を表示する。後方表示部１２２は、本体１の後方を撮像範囲に含む第２のカメラ５２（後方撮像装置）から出力される撮像画像を表示する。リッパポイント表示部１２７は、リッパポイント１３を撮像範囲に含む第７のカメラ５７（リッパポイント撮像装置）から出力される撮像画像を表示する。リッパ装置表示部１２８は、リッパ装置１０の少なくとも一部を撮像範囲に含む第８のカメラ５８（撮像装置）から出力される撮像画像を表示する。

表示制御装置１１０は、リッパポイント表示部１２７と、後方表示部１２２と、リッパ装置表示部１２８とを、左から右にこの順に並べて設定している。表示制御装置１１０は、前方表示部１２１を、リッパポイント表示部１２７、後方表示部１２２およびリッパ装置表示部１２８の列の上側に設定している。

前方表示部１２１は、横長矩形状の形状に設定されている。後方表示部１２２は、前方表示部１２１と同じ横長矩形状の形状に設定されている。前方表示部１２１と後方表示部１２２とは、同じ面積に設定されている。表示制御装置１１０は、前方表示部１２１と後方表示部１２２とを、前方表示部１２１を上に、後方表示部１２２を下にして、上下に並べて設定している。表示制御装置１１０は、前方表示部１２１と後方表示部１２２とを、中央揃えして設定している。

表示制御装置１１０は、リッパポイント表示部１２７を、前方表示部１２１と後方表示部１２２との上下の並びの左側に設定している。リッパポイント表示部１２７は、後方表示部１２２よりも面積の小さい横長矩形状の形状に設定されている。

表示制御装置１１０は、リッパ装置表示部１２８を、前方表示部１２１と後方表示部１２２との上下の並びの右側に設定している。リッパ装置表示部１２８は、縦長矩形状の形状に設定されている。リッパ装置表示部１２８は、後方表示部１２２およびリッパポイント表示部１２７よりも縦長に設定されている。リッパ装置表示部１２８は、後方表示部１２２の右側に設定されている。後方表示部１２２に表示される本体１の後方の画像の右側に、リッパ装置１０の画像が配置されている。リッパ装置表示部１２８において、リッパ装置１０は、後方表示部１２２に隣接するリッパ装置表示部１２８の左縁部から右方へ突き出るように表示されている。

表示制御装置１１０は、表示装置１２０の右上隅に、各種のアイコン１３１と、傾斜計１３２および傾斜インジケータ１３３とを設定している。傾斜計１３２および傾斜インジケータ１３３は、水平面に対するブルドーザ１００のピッチ角およびロール角を表示する。傾斜計１３２および傾斜インジケータ１３３の表示位置は、表示装置１２０の右上隅に限られない。傾斜計１３２および傾斜インジケータ１３３は、撮像画像に重畳表示されてもよい。表示制御装置１１０は、表示装置１２０の左上隅に、カメラ位置インジケータ１３４を設定している。カメラ位置インジケータは、現時点で表示装置１２０に表示されている撮像画像を撮像するカメラの配置を表示する。

［作用および効果］
上述した説明と一部重複する記載もあるが、本実施形態の特徴的な構成および作用効果についてまとめて記載すると、以下の通りである。

図１～３に示されるように、リッパ装置１０は、シャンク１１と、シャンク１１の先端に取り付けられるリッパポイント１３と、シャンク１１を支持するビーム１７と、本体１とビーム１７とを連結するリッパアーム１４とを含んでいる。第８のカメラ５８は、リッパ装置１０を側方から撮像する。図４～６に示されるように、第８のカメラ５８は、シャンク１１の少なくとも一部と、ビーム１７の少なくとも一部と、リッパアーム１４の少なくとも一部とを撮像範囲に含んでいる。

第８のカメラ５８によって撮像される撮像画像には、側方から見たリッパ装置１０が含まれる。第８のカメラ５８の撮像画像を見たオペレータは、リッパ装置１０の姿勢および動きを容易に把握することができる。リッパポイント１３が空中にありリッパポイント１３が撮像画像に含まれる場合には、オペレータは、撮像画像中のリッパポイント１３を見ることで、リッパポイント１３の現在位置および動作を把握することができる。リッパポイント１３が地中にありリッパポイント１３が撮像されていない場合でも、オペレータは、リッパアーム１４の姿勢と、リッパアーム１４に対するビーム１７の相対位置および相対移動とを確認することで、リッパポイント１３の現在位置および動作を容易に推測することができる。

図４～６に示されるように、第８のカメラ５８は、チルトシリンダ１５の少なくとも一部を撮像範囲に含んでもよい。第８のカメラ５８は、左チルトシリンダ１５Ｌのシリンダチューブ１５Ｌｓとロッド１５Ｌｒとを撮像範囲に含んでもよい。リッパポイント１３が地中にありリッパポイント１３が撮像されていない場合に、オペレータは、左チルトシリンダ１５Ｌのシリンダチューブ１５Ｌｓからロッド１５Ｌｒが突き出る長さおよびその長さの変化を確認することで、リッパポイント１３の現在位置および動作を容易に推測することができる。

図４～６に示されるように、第８のカメラ５８は、リフトシリンダ１６の少なくとも一部を撮像範囲に含んでもよい。第８のカメラ５８は、左リフトシリンダ１６Ｌのシリンダチューブとロッドとを撮像範囲に含んでもよい。オペレータは、リッパアーム１４およびビーム１７の姿勢に加えて、左リフトシリンダ１６Ｌのシリンダチューブからロッドが突き出る長さを確認することで、リッパポイント１３の現在位置を容易に把握することができる。

図１～２，４～６に示されるように、第８のカメラ５８は、リッパ装置１０を左方から撮像してもよい。キャブ９に搭乗しているオペレータが後方へ振り返ってリッパ装置１０を見る場合には、キャブ９内の運転席が本体１の左右方向の中心よりも左寄りに配置されているので、オペレータはリッパ装置１０を左右方向の成分を含む方向から見ることになる。具体的には、オペレータはリッパ装置１０を左方から見ることになる。第８のカメラ５８を、キャブ９に搭乗しているオペレータの視点の位置と同じく、リッパ装置１０に対して左側に配置することで、第８のカメラ５８の撮像画像をオペレータの感覚に合致したものとすることができる。オペレータは、撮像画像を見ることで、リッパ装置１０の姿勢を容易に把握することができる。

図１，２に示されるように、ブルドーザ１００は、リッパポイント１３を撮像範囲に含む第７のカメラ５７と、本体１の後方を撮像範囲に含む第２のカメラ５２とをさらに備えてもよい。オペレータは、第７のカメラ５７の撮像画像を見て、地面に対するリッパポイント１３の位置を把握することができる。オペレータは、第２のカメラ５２の撮像画像を見て、本体１の後方の地形および障害物の有無を把握することができる。

図７に示されるように、表示システムは、上記のブルドーザ１００と、表示装置１２０とを備えている。図８に示されるように、表示装置１２０は、第７のカメラ５７の撮像画像と、第２のカメラ５２の撮像画像と、第８のカメラ５８の撮像画像とを同時に表示する。オペレータは、表示装置１２０に表示される表示画像中の、後方表示部１２２を見て本体１の後方の状況を把握でき、リッパポイント表示部１２７を見てリッパポイント１３の位置を把握でき、リッパ装置表示部１２８を見てリッパ装置１０の姿勢を把握できる。オペレータは、表示装置１２０から十分な情報を知得して、効率的にかつ安全にリッピング作業を実行することができる。

図８に示されるように、表示装置１２０に、第７のカメラ５７の撮像画像、第２のカメラ５２の撮像画像および第８のカメラ５８の撮像画像が、左から右に並べて表示されてもよい。表示装置１２０の左右の中心に後方表示部１２２が配置され、後方表示部１２２の右側にリッパ装置表示部１２８が配置され、リッパ装置表示部１２８には左方から撮像されたリッパ装置１０が表示される。このようにすることで、表示装置１２０に表示される表示画像を、オペレータの感覚に合致したものとすることができる。

図７に示されるように、表示装置１２０は、ブルドーザ１００の外部に配置されていてもよい。オペレータは、ブルドーザ１００の外部で、表示装置１２０を見てブルドーザ１００を遠隔監視することができる。オペレータは、表示装置１２０を見ながらブルドーザ１００を遠隔操作することも可能である。

これまでの実施形態の説明では、作業機械の例として、掘削ブレード２とリッパ装置１０とを備えるブルドーザ１００について説明した。ブルドーザ１００は、リッパ装置１０に替えて他の種類の後方作業機を備えていてもよい。たとえばブルドーザ１００は、本体１の後方にウインチを備えていてもよく、第８のカメラ５８が撮像範囲にウインチを含むように構成されてもよい。

表示装置１２０は、ブルドーザ１００の外部に配置されていなくてもよい。たとえば、キャブ９がオペレータが搭乗する運転室であるブルドーザ１００において、実施形態の表示装置１２０が運転室内に配置され、ブルドーザ１００に搭載される映像コントローラ６０が撮像画像を表示装置１２０に表示させてもよい。実施形態の表示システムは、遠隔操縦用の無人作業機械のみに適用されるものではなく、作業機械に搭乗したオペレータが作業機械の操作を行う有人の作業機械に適用されてもよい。作業機械に搭乗したオペレータは、表示装置１２０を見ることで、後方を振り返らなくてもリッパ装置１０の姿勢を把握することができる。

作業機械は、ブルドーザ１００に限られるものではない。たとえば、前輪と後輪との間にブレードを備え本体の後方にリッパ装置を備えるモータグレーダなど、他の種類の作業機械に、本開示の思想を適用してもよい。作業機械が遠隔操縦専用の無人作業機械である場合には、作業機械は、キャブ９を備えていなくてもよい。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 本体、１Ｆ 本体フレーム、２ 掘削ブレード、３ 走行体、９ キャブ、１０ リッパ装置、１１ シャンク、１２ｈ 貫通孔、１３ リッパポイント、１４ リッパアーム、１４Ｐ，１５Ｐ，１６Ｐ 連結ピン、１５ チルトシリンダ、１５Ｌ 左チルトシリンダ、１５Ｌｒ ロッド、１５Ｌｓ シリンダチューブ、１５Ｒ 右チルトシリンダ、１６ リフトシリンダ、１６Ｌ 左リフトシリンダ、１６Ｒ 右リフトシリンダ、１７ ビーム、１７Ｈ ホルダ、１７Ｌ 左連結部、１７Ｐ 保持ピン、１７Ｒ 右連結部、５１ 第１のカメラ、５２ 第２のカメラ、５３ 第３のカメラ、５４ 第４のカメラ、５５ 第５のカメラ、５６ 第６のカメラ、５７ 第７のカメラ、５８ 第８のカメラ、５８ＩＭＧ１～５８ＩＭＧ３ 第８のカメラの撮像画像、６０ 映像コントローラ、６１ エンコーダ、６２，１１２ 送受信装置、６３ 操作コントローラ、１００ ブルドーザ、１０１ 遠隔操作局、１１０ 表示制御装置、１１１ デコーダ、１２０ 表示装置、１２１ 前方表示部、１２２ 後方表示部、１２７ リッパポイント表示部、１２８ リッパ装置表示部。

Claims (8)

1. 作業機械本体と、
   前記作業機械本体の後方に配置されるリッパ装置と、
   前記作業機械本体に装着され、前記リッパ装置を撮像する撮像装置とを備え、
   前記リッパ装置は、シャンクと、前記シャンクの先端に取り付けられるリッパポイントと、前記シャンクを支持するビームと、前記作業機械本体と前記ビームとを連結するリッパアームと、を含み、
   前記撮像装置は、前記リッパ装置を側方から撮像し、前記シャンクの少なくとも一部と、前記ビームの少なくとも一部と、前記リッパアームの少なくとも一部と、を撮像範囲に含む、作業機械。
2. 前記リッパ装置は、前記リッパポイントを前記作業機械本体に接近する方向と前記作業機械本体から離れる方向とに往復動させるチルトシリンダをさらに含み、
   前記撮像装置は、前記チルトシリンダの少なくとも一部を撮像範囲に含む、請求項１に記載の作業機械。
3. 前記リッパ装置は、前記リッパポイントを上下動させるリフトシリンダをさらに含み、
   前記撮像装置は、前記リフトシリンダの少なくとも一部を撮像範囲に含む、請求項１または請求項２に記載の作業機械。
4. 前記撮像装置は、前記リッパ装置を左方から撮像する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の作業機械。
5. 前記作業機械本体に装着され、前記リッパポイントを撮像範囲に含むリッパポイント撮像装置と、
   前記作業機械本体に装着され、前記作業機械本体の後方を撮像範囲に含む後方撮像装置と、をさらに備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の作業機械。
6. 請求項５に記載の作業機械と、
   前記リッパポイント撮像装置の撮像画像と、前記後方撮像装置の撮像画像と、前記撮像装置の撮像画像と、を同時に表示する表示装置とを備える、表示システム。
7. 前記表示装置に、前記リッパポイント撮像装置の撮像画像、前記後方撮像装置の撮像画像、および前記撮像装置の撮像画像を、左から右に並べて表示する、請求項６に記載の表示システム。
8. 前記表示装置は、前記作業機械の外部に配置されている、請求項６または請求項７に記載の表示システム。
   

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