JP2023151586A - Work support system of construction machinery - Google Patents

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JP2023151586A
JP2023151586A JP2022061276A JP2022061276A JP2023151586A JP 2023151586 A JP2023151586 A JP 2023151586A JP 2022061276 A JP2022061276 A JP 2022061276A JP 2022061276 A JP2022061276 A JP 2022061276A JP 2023151586 A JP2023151586 A JP 2023151586A
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啓太 中森
Keita Nakamori
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

To provide a work support system capable of providing a warning regarding upcoming work.SOLUTION: A work support system of construction machinery includes a piece of construction machinery, a management unit, and a support unit. The management unit has an image generation unit that generates warning image data to promote warning regarding a scheduled operation of the construction machinery, and a display instruction unit that instructs the support unit to display a warning image represented by the warning image data.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、建設機械の作業支援システムに関する。 The present invention relates to a work support system for construction machinery.

従来では、建設機械の作業範囲を区切る仮想的な壁である仮想壁を設定し、仮想壁の外側にある物体と建設機械との接触を防止する技術が知られている。 Conventionally, a technique is known in which a virtual wall, which is a virtual wall that demarcates the working range of a construction machine, is set and the construction machine is prevented from coming into contact with an object located outside the virtual wall.

国際公開2019/189030号International Publication 2019/189030

上述した従来の技術では、今後、建設機械が行う予定である作業について考慮されていない。このため、従来の技術では、これから行われる作業に関する注意喚起を行うことができない。 The conventional techniques described above do not take into consideration the work that construction machines are scheduled to perform in the future. For this reason, with the conventional technology, it is not possible to call attention to the work to be performed.

そこで、上記課題に鑑み、これから行われる作業に関する注意喚起を行うことを目的とする。 Therefore, in view of the above issues, the purpose is to call attention to the work that will be carried out in the future.

本発明の実施形態に係る建設機械の作業支援システムは、建設機械と、管理装置と、支援装置とを含む建設機械の作業支援システムであって、前記管理装置は、予定された前記建設機械の動作に関する注意喚起を促す注意喚起画像データを生成する画像生成部と、前記注意喚起画像データが示す注意喚起画像を前記支援装置に表示させる表示指示部と、を有する、建設機械の作業支援システムである。 A construction machine work support system according to an embodiment of the present invention is a construction machine work support system including a construction machine, a management device, and a support device, wherein the management device is configured to control the scheduled construction machine. A work support system for construction machinery, comprising: an image generation unit that generates attention image data that urges attention regarding an operation; and a display instruction unit that causes the support device to display an attention image indicated by the attention image data. be.

これから行われる作業に関する注意喚起を行うことができる。 It is possible to call attention to the work to be performed from now on.

建設機械の作業支援システムのシステム構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a system configuration of a work support system for construction machinery. ショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す図である。It is a diagram showing an example of the configuration of a hydraulic system mounted on an excavator. 管理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。It is a diagram showing an example of the hardware configuration of a management device. 注意喚起画像について説明する図である。It is a figure explaining an attention-calling image. 作業支援システムの有する各装置の機能構成を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the functional configuration of each device included in the work support system. 作業支援システムの動作を説明するシーケンス図である。FIG. 2 is a sequence diagram illustrating the operation of the work support system. 支援装置の画面遷移を説明する図である。It is a figure explaining screen transition of a support device. 注意喚起画像の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of an attention-calling image.

以下に、図面を参照して、本実施形態の建設機械の作業支援システムについて説明する。図1は、建設機械の作業支援システムのシステム構成の一例を示す図である。本実施形態では、ショベル100を建設機械の一例として説明する。 Below, with reference to the drawings, a construction machine work support system according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram showing an example of the system configuration of a work support system for construction machinery. In this embodiment, an excavator 100 will be described as an example of a construction machine.

本実施形態の建設機械の作業支援システムSYSは、ショベル100と、管理装置200と、支援装置300とを含む。以下の説明では、建設機械の作業支援システムSYSを、単に作業支援システムSYSと表現する。 The construction machine work support system SYS of this embodiment includes a shovel 100, a management device 200, and a support device 300. In the following description, the construction machine work support system SYS will be simply expressed as the work support system SYS.

本実施形態の作業支援システムSYSにおいて、ショベル100と、管理装置200と、支援装置300とは、ネットワーク等を介して接続される。 In the work support system SYS of this embodiment, the shovel 100, the management device 200, and the support device 300 are connected via a network or the like.

本実施形態のショベル100は、自機の稼働状況を示す稼働情報を取得し、管理装置200に送信し、管理装置200から各種の情報を受信する。 The excavator 100 of this embodiment acquires operating information indicating the operating status of its own machine, transmits it to the management device 200, and receives various information from the management device 200.

ショベル100の稼働情報とは、具体的には、自機の現在位置を示す位置情報、今後予定されている作業内容を示す予定作業情報、自機の向きを示す向き情報、自機の姿勢を示す姿勢情報、作業内容を示す作業内容情報、負荷率を記す負荷率情報、稼働時間の累積時間を示す累積時間情報、燃料噴射量を含む燃料情報、CO排出量、作業量、等を含む。 Specifically, the operation information of the excavator 100 includes location information indicating the current position of the excavator, scheduled work information indicating the content of the work scheduled for the future, orientation information indicating the orientation of the excavator, and information indicating the attitude of the excavator. Includes posture information to indicate, work content information to indicate work content, load factor information to indicate load factor, cumulative time information to indicate cumulative operating time, fuel information including fuel injection amount, CO 2 emissions, work amount, etc. .

なお、本実施形態の予定作業情報は、例えば、ショベル100が作業現場において、一日に行う予定の作業内容を示す情報であってよい。言い換えれば、予定作業情報とは、今後の一定期間において、ショベル100が行う予定である作業内容を示す情報であってよい。 Note that the scheduled work information in this embodiment may be, for example, information indicating the content of work that the excavator 100 is scheduled to perform in a day at a work site. In other words, the scheduled work information may be information indicating the content of work that the excavator 100 is scheduled to perform in a certain period of time in the future.

また、本実施形態の予定作業情報は、例えば、現在の爪先の目標位置と、今後予定されている作業における爪先の目標軌道と、を含んでもよい。 Further, the scheduled work information of this embodiment may include, for example, the current target position of the toe and the target trajectory of the toe in a work scheduled in the future.

管理装置200は、ショベル100から、稼働情報を受信し、稼働情報に含まれる状態情報が示すショベル100の作業内容毎に、稼働情報を集計する。そして、管理装置200は、ショベル100が作業を休止している状態である期間の内、エンジンが駆動中に各アクチュエータ動作を停止している期間(アイドリング状態の期間)を特定し、特定された期間における燃料に関する情報を、ショベル100の表示装置40に表示させる。 The management device 200 receives the operation information from the shovel 100, and aggregates the operation information for each work content of the shovel 100 indicated by the status information included in the operation information. Then, the management device 200 identifies a period during which the operation of each actuator is stopped while the engine is running (idling period) within the period during which the excavator 100 is not working, and Information regarding fuel during the period is displayed on the display device 40 of the excavator 100.

ショベル100が作業を休止している状態である期間には、エンジン駆動中に各アクチュエータ動作を停止している期間(アイドリング状態の期間)の他に、エンジンを停止している期間も存在する。 During the period in which the excavator 100 is not working, there is a period in which the engine is stopped, in addition to a period in which each actuator operation is stopped while the engine is running (an idling state period).

上記の如く、ショベル100の各アクチュエータ動作を停止している状態とは、ショベル100の原動機としてのエンジン11がオンとされ、且つ、レバー操作が行われていない状態と、エンジン11がオフとされている状態と、を含む。 As mentioned above, the state in which the operation of each actuator of the excavator 100 is stopped is a state in which the engine 11 as the prime mover of the shovel 100 is turned on and no lever operation is performed, and a state in which the engine 11 is turned off. including the state of being

尚、原動機として、エンジンを用いずに電動モータを利用してもよい。この場合、電動モータへ電力を供給するため蓄電装置も搭載される。蓄電装置は、電力を蓄えるための装置であり、例えば、電気二重層キャパシタ、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等である。この場合、ショベル100は、インバータを用いて電動モータを制御することで、蓄電装置にて蓄電された電力によりメインポンプ14を回転駆動させる。 Note that an electric motor may be used as the prime mover instead of an engine. In this case, a power storage device is also installed to supply power to the electric motor. A power storage device is a device for storing electric power, and is, for example, an electric double layer capacitor, a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, or the like. In this case, the excavator 100 uses the inverter to control the electric motor to rotationally drive the main pump 14 using the electric power stored in the power storage device.

また、本実施形態の管理装置200は、支援装置300の位置を示す位置情報と、支援装置300が向いている方向を示す方向情報とを取得する。次に、本実施形態の管理装置200は、ショベル100から取得した稼働情報に含まれる位置情報と、予定作業情報と、支援装置300の位置情報及び方向情報とから、今後予定されたショベル100の作業に関する注意喚起を促すための画像データを生成する。 Furthermore, the management device 200 of this embodiment acquires position information indicating the position of the support device 300 and direction information indicating the direction in which the support device 300 is facing. Next, the management device 200 of this embodiment uses the location information included in the operation information acquired from the excavator 100, the scheduled work information, and the location information and direction information of the support device 300 to determine the future schedule of the excavator 100. Generate image data to call attention to work.

そして、管理装置200は、支援装置300に対して、今後予定されたショベル100の作業に関する注意喚起を促す画像を表示させる。 Then, the management device 200 causes the support device 300 to display an image that calls attention to the scheduled work of the shovel 100 in the future.

支援装置300は、例えば、ショベル100の作業を支援するための端末装置である。具体的には、本実施形態の支援装置300は、ショベル100の作業を支援する作業者Pに装着される眼鏡型のウェアラブル端末等であり、拡張現実機能を有するAR(Augmented Reality)グラスであってもよい。 The support device 300 is, for example, a terminal device for supporting the work of the shovel 100. Specifically, the support device 300 of the present embodiment is a wearable terminal in the form of glasses worn by the worker P who supports the work of the excavator 100, and is AR (Augmented Reality) glasses having an augmented reality function. It's okay.

また、支援装置300は、仮想現実を作業者Pに体験させることができるVR(Virtual Reality)グラスであってもよい。さらに、支援装置300は、例えば、スマートフォン等のような、可搬型のタブレット型端末であってもよい。作業者Pは、ショベル100を操作するオペレータとは別の人物であってもよい。 Further, the support device 300 may be VR (Virtual Reality) glasses that allow the worker P to experience virtual reality. Furthermore, the support device 300 may be, for example, a portable tablet terminal such as a smartphone. The worker P may be a person different from the operator who operates the shovel 100.

本実施形態の支援装置300は、自機の現在位置を示す位置情報と、支援装置300が向いている方向を示す方向情報とを取得し、管理装置200に送信する。また、本実施形態の支援装置300は、撮像装置が撮像した画像データを管理装置200に送信してもよい。支援装置300の撮像装置が撮像した画像データを管理装置200に送信することで、例えば、管理装置200側でショベル100の管理等を行う管理者に対し、作業現場の環境を把握させることができる。 The support device 300 of this embodiment acquires position information indicating the current position of its own device and direction information indicating the direction in which the support device 300 is facing, and transmits them to the management device 200. Furthermore, the support device 300 of this embodiment may transmit image data captured by the imaging device to the management device 200. By transmitting the image data captured by the imaging device of the support device 300 to the management device 200, for example, the manager who manages the shovel 100 on the management device 200 side can be made to understand the environment of the work site. .

なお、支援装置300の位置情報は、世界座標系の座標値によって示されてもよく、支援装置300が向いている方向とは、例えば、支援装置300の有する撮像装置が向いている方向であってもよい。 Note that the position information of the support device 300 may be indicated by coordinate values in a world coordinate system, and the direction in which the support device 300 is facing may be, for example, the direction in which an imaging device included in the support device 300 is facing. It's okay.

さらに、支援装置300は、管理装置200から送信された、注意喚起を促す画像を示す画像データを受信し、この画像を表示させる。 Further, the support device 300 receives image data indicating an image that urges attention, transmitted from the management device 200, and displays this image.

以下の説明では、今後予定されたショベル100の作業に関する注意喚起を促す画像を、注意喚起画像と表現する場合がある。また、以下の説明では、今後予定されたショベル100の動作に関する注意喚起を促す画像を示す画像データを、注意喚起画像データと表現する場合がある。 In the following description, an image that calls attention to future scheduled work for the excavator 100 may be expressed as a warning image. Furthermore, in the following description, image data showing an image that calls attention to future scheduled operations of the excavator 100 may be expressed as attention image data.

このように、本実施形態の管理装置200は、ショベル100の位置情報と予定作業情報と、支援装置300の位置情報と方向情報と、に基づき、今後行われるショベル100の動作に関する注意喚起画像データを生成し、支援装置300に送信する。支援装置300は、管理装置200から注意喚起画像データを受信し、注意喚起画像を表示させる。 In this way, the management device 200 of the present embodiment generates alert image data regarding future operations of the shovel 100 based on the position information and scheduled work information of the shovel 100 and the position information and direction information of the support device 300. is generated and transmitted to the support device 300. The support device 300 receives the attention image data from the management device 200 and displays the attention image.

このとき、支援装置300が、透過型の表示装置を有するARグラスである場合には、注意喚起画像は、AR画像として支援装置300に表示され、支援装置300を装着している作業者Pが見ている風景と共に作業者Pに視認される。 At this time, if the support device 300 is AR glasses having a transmissive display device, the alert image is displayed on the support device 300 as an AR image, and the worker P wearing the support device 300 It is visually recognized by the worker P along with the scenery he/she is looking at.

また、支援装置300がスマートフォンやVRグラスである場合には、支援装置300は、位置情報と方向情報と共に、自機が有する撮像装置で撮像した画像データを管理装置200に送信する。そして、支援装置300の表示装置には、支援装置300の有する撮像装置が撮像した風景画像と注意喚起画像とが重畳された重畳画像が、支援装置300の表示装置に表示される。重畳画像は、管理装置200において生成されてよい。 Furthermore, when the support device 300 is a smartphone or VR glasses, the support device 300 transmits image data captured by its own imaging device to the management device 200, along with position information and direction information. Then, a superimposed image in which the landscape image captured by the imaging device of the support device 300 and the attention-calling image are superimposed is displayed on the display device of the support device 300 . The superimposed image may be generated by the management device 200.

なお、図1の例では、管理装置200は1台の情報処理装置により実現されるものとしたが、これに限定されない。管理装置200は、複数の情報処理装置により実現されてもよい。言い換えれば、管理装置200により実現される機能は、複数の情報処理装置により実現されてもよい。 Note that in the example of FIG. 1, the management device 200 is realized by one information processing device, but the present invention is not limited to this. The management device 200 may be realized by a plurality of information processing devices. In other words, the functions realized by the management device 200 may be realized by a plurality of information processing devices.

次に、本実施形態のショベル100について説明する。図1では、ショベル100の側面図を示す。 Next, the shovel 100 of this embodiment will be explained. FIG. 1 shows a side view of excavator 100.

ショベル100は、下部走行体1、旋回機構2、上部旋回体3を有する。ショベル100において、下部走行体1には旋回機構2を介して上部旋回体3が旋回可能に搭載されている。上部旋回体3にはブーム4が取り付けられている。ブーム4の先端にはアーム5が取り付けられ、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が取り付けられている。 The excavator 100 has a lower traveling body 1, a turning mechanism 2, and an upper rotating body 3. In the excavator 100, an upper rotating body 3 is rotatably mounted on the lower traveling body 1 via a rotating mechanism 2. A boom 4 is attached to the upper revolving body 3. An arm 5 is attached to the tip of the boom 4, and a bucket 6 as an end attachment is attached to the tip of the arm 5.

ブーム4、アーム5、バケット6は、アタッチメントの一例としての掘削アタッチメントを構成している。そして、ブーム4は、ブームシリンダ7により駆動され、アーム5は、アームシリンダ8により駆動され、バケット6は、バケットシリンダ9により駆動される。ブーム4にはブーム角度センサS1が取り付けられ、アーム5にはアーム角度センサS2が取り付けられ、バケット6にはバケット角度センサS3が取り付けられている。 The boom 4, arm 5, and bucket 6 constitute a digging attachment as an example of an attachment. The boom 4 is driven by a boom cylinder 7, the arm 5 is driven by an arm cylinder 8, and the bucket 6 is driven by a bucket cylinder 9. A boom angle sensor S1 is attached to the boom 4, an arm angle sensor S2 is attached to the arm 5, and a bucket angle sensor S3 is attached to the bucket 6.

ブーム角度センサS1はブーム4の回動角度を検出するように構成されている。本実施形態では、ブーム角度センサS1は加速度センサであり、上部旋回体3に対するブーム4の回動角度(以下、「ブーム角度」とする。)を検出できる。ブーム角度は、例えば、ブーム4を最も下げたときに最小角度となり、ブーム4を上げるにつれて大きくなる。 The boom angle sensor S1 is configured to detect the rotation angle of the boom 4. In this embodiment, the boom angle sensor S1 is an acceleration sensor, and can detect the rotation angle of the boom 4 with respect to the upper rotating structure 3 (hereinafter referred to as "boom angle"). For example, the boom angle becomes the minimum angle when the boom 4 is lowered the most, and increases as the boom 4 is raised.

アーム角度センサS2はアーム5の回動角度を検出するように構成されている。本実施形態では、アーム角度センサS2は加速度センサであり、ブーム4に対するアーム5の回動角度(以下、「アーム角度」とする。)を検出できる。アーム角度は、例えば、アーム5を最も閉じたときに最小角度となり、アーム5を開くにつれて大きくなる。 The arm angle sensor S2 is configured to detect the rotation angle of the arm 5. In this embodiment, the arm angle sensor S2 is an acceleration sensor, and can detect the rotation angle of the arm 5 with respect to the boom 4 (hereinafter referred to as "arm angle"). For example, the arm angle becomes the minimum angle when the arm 5 is most closed, and increases as the arm 5 is opened.

バケット角度センサS3はバケット6の回動角度を検出するように構成されている。本実施形態では、バケット角度センサS3は加速度センサであり、アーム5に対するバケット6の回動角度(以下、「バケット角度」とする。)を検出できる。バケット角度は、例えば、バケット6を最も閉じたときに最小角度となり、バケット6を開くにつれて大きくなる。 The bucket angle sensor S3 is configured to detect the rotation angle of the bucket 6. In this embodiment, the bucket angle sensor S3 is an acceleration sensor, and can detect the rotation angle of the bucket 6 with respect to the arm 5 (hereinafter referred to as "bucket angle"). For example, the bucket angle becomes the minimum angle when the bucket 6 is most closed, and increases as the bucket 6 is opened.

ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、及び、バケット角度センサS3はそれぞれ、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ、ジャイロセンサ、又は、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせ等であってもよい。 The boom angle sensor S1, arm angle sensor S2, and bucket angle sensor S3 are each a potentiometer using a variable resistor, a stroke sensor that detects the stroke amount of the corresponding hydraulic cylinder, and a rotation angle around the connecting pin. It may be a rotary encoder, a gyro sensor, or a combination of an acceleration sensor and a gyro sensor.

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。 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.

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 bucket rod pressure sensor S9R and a bucket bottom pressure sensor S9B are attached to the bucket cylinder 9. 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 sensors."

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。 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"). 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.

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。 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").

上部旋回体3には運転室であるキャビン10が設けられ且つエンジン11等の動力源が搭載されている。また、エンジン11の排出機構の近傍には、CO排出量を検出するためのセンサが設けられていてもよい。 The upper revolving body 3 is provided with a cabin 10 which is a driver's room, and is equipped with a power source such as an engine 11. Furthermore, a sensor for detecting the amount of CO 2 emissions may be provided near the exhaust mechanism of the engine 11.

さらに、上部旋回体3には、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、測位装置P1、機体傾斜センサS4、旋回角速度センサS5、撮像装置S6及び通信装置T1が取り付けられている。 Further, the upper revolving body 3 includes a controller 30, a display device 40, an input device 42, an audio output device 43, a storage device 47, a positioning device P1, a body tilt sensor S4, a turning angular velocity sensor S5, an imaging device S6, and a communication device T1. is installed.

上部旋回体3には、電力を供給する蓄電部、及び、エンジン11の回転駆動力を用いて発電する電動発電機等が搭載されていてもよい。蓄電部は、例えば、キャパシタ、又は、リチウムイオン電池等である。電動発電機は、電動機として機能して機械負荷を駆動してもよく、発電機として機能して電気負荷に電力を供給してもよい。 The upper revolving body 3 may be equipped with a power storage unit that supplies electric power, a motor generator that generates electricity using the rotational driving force of the engine 11, and the like. The power storage unit is, for example, a capacitor, a lithium ion battery, or the like. A motor generator may function as an electric motor to drive a mechanical load, or may function as a generator to supply power to an electrical load.

コントローラ30は、ショベル100の駆動制御を行う主制御部として機能する。本実施形態では、コントローラ30は、CPU、RAM及びROM等を含むコンピュータで構成されている。コントローラ30の各種機能は、例えば、ROMに格納されたプログラムをCPUが実行することで実現される。各種機能は、例えば、オペレータによるショベル100の手動操作をガイド(案内)するマシンガイダンス機能、及び、オペレータによるショベル100の手動操作を自動的に支援するマシンコントロール機能の少なくとも1つを含んでいてもよい。 The controller 30 functions as a main control unit that controls the drive of the shovel 100. In this embodiment, the controller 30 is composed of a computer including a CPU, RAM, ROM, and the like. Various functions of the controller 30 are realized, for example, by the CPU executing programs stored in the ROM. The various functions may include, for example, at least one of a machine guidance function that guides the manual operation of the shovel 100 by the operator, and a machine control function that automatically supports the manual operation of the shovel 100 by the operator. good.

表示装置40は、各種情報を表示するように構成されている。表示装置40は、CAN等の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く、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 configured to display various information. The display device 40 may be connected to the controller 30 via a communication network such as CAN, or may be connected to the controller 30 via a dedicated line.

入力装置42は、オペレータが各種情報をコントローラ30に入力できるように構成されている。入力装置42は、キャビン10内に設置されたタッチパネル、ノブスイッチ及びメンブレンスイッチ等の少なくとも1つを含む。 The input device 42 is configured to allow an operator to input various information to the controller 30. The input device 42 includes at least one of a touch panel, a knob switch, a membrane switch, etc. installed in the cabin 10.

音声出力装置43は、音声を出力するように構成されている。音声出力装置43は、例えば、コントローラ30に接続される車載スピーカであってもよく、ブザー等の警報器であってもよい。本実施形態では、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ように構成されている。 The audio output device 43 is configured to output audio. The audio output device 43 may be, for example, an in-vehicle speaker connected to the controller 30, or may be an alarm device such as a buzzer. In this embodiment, the audio output device 43 is configured to output various information as audio in response to audio output commands from the controller 30.

記憶装置47は、各種情報を記憶するように構成されている。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。 The storage device 47 is configured to store various information. The storage device 47 is, for example, a nonvolatile storage medium such as a semiconductor memory. The storage device 47 may store information output by various devices while the shovel 100 is in operation, or may store information acquired via the various devices before the shovel 100 starts operating.

記憶装置47は、例えば、通信装置T1等を介して取得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。目標施工面は、ショベル100のオペレータが設定したものであってもよく、施工管理者等が設定したものであってもよい。 The storage device 47 may store, for example, data regarding the target construction surface acquired via the communication device T1 or the like. The target construction surface may be set by the operator of the excavator 100, or may be set by a construction manager or the like.

測位装置P1は、上部旋回体3の位置を測定するように構成されている。測位装置P1は、上部旋回体3の向きを測定できるように構成されていてもよい。本実施形態では、測位装置P1は、例えばGNSSコンパスであり、上部旋回体3の位置及び向きを検出し、検出値をコントローラ30に対して出力する。そのため、測位装置P1は、上部旋回体3の向きを検出する向き検出装置としても機能し得る。向き検出装置は、上部旋回体3に取り付けられた方位センサであってもよい。 The positioning device P1 is configured to measure the position of the upper revolving structure 3. The positioning device P1 may be configured to be able to measure the orientation of the upper rotating body 3. In this embodiment, the positioning device P1 is, for example, a GNSS compass, detects the position and orientation of the upper rotating body 3, and outputs the detected value to the controller 30. Therefore, the positioning device P1 can also function as a direction detection device that detects the direction of the upper rotating body 3. The orientation detection device may be an orientation sensor attached to the upper revolving body 3.

機体傾斜センサS4は上部旋回体3の傾斜を検出するように構成されている。本実施形態では、機体傾斜センサS4は仮想水平面に対する上部旋回体3の前後軸回りの前後傾斜角及び左右軸回りの左右傾斜角を検出する加速度センサである。上部旋回体3の前後軸及び左右軸は、例えば、ショベル100の旋回軸上の一点であるショベル中心点で互いに直交する。 The body inclination sensor S4 is configured to detect the inclination of the upper revolving body 3. In this embodiment, the body inclination sensor S4 is an acceleration sensor that detects the longitudinal inclination angle around the longitudinal axis and the lateral inclination angle around the left-right axis of the upper revolving superstructure 3 with respect to the virtual horizontal plane. The longitudinal axis and the lateral axis of the upper revolving body 3 are perpendicular to each other at, for example, the center point of the shovel, which is one point on the swing axis of the shovel 100.

旋回角速度センサS5は、上部旋回体3の旋回角速度を検出するように構成されている。旋回角速度センサS5は、上部旋回体3の旋回角度を検出或いは算出するように構成されていてもよい。本実施形態では、旋回角速度センサS5は、ジャイロセンサである。旋回角速度センサS5は、レゾルバ、ロータリエンコーダ等であってもよい。 The turning angular velocity sensor S5 is configured to detect the turning angular velocity of the upper rotating structure 3. The turning angular velocity sensor S5 may be configured to detect or calculate the turning angle of the upper rotating body 3. In this embodiment, the turning angular velocity sensor S5 is a gyro sensor. The turning angular velocity sensor S5 may be a resolver, a rotary encoder, or the like.

撮像装置S6は、空間認識装置の一例であり、ショベル100の周辺の画像を取得するように構成されている。本実施形態では、撮像装置S6は、ショベル100の前方の空間を撮像する前カメラS6F、ショベル100の左方の空間を撮像する左カメラS6L、ショベル100の右方の空間を撮像する右カメラS6R、及び、ショベル100の後方の空間を撮像する後カメラS6Bを含む。 The imaging device S6 is an example of a space recognition device, and is configured to acquire images around the excavator 100. In this embodiment, the imaging device S6 includes a front camera S6F that images the space in front of the shovel 100, a left camera S6L that images the space to the left of the shovel 100, and a right camera S6R that images the space to the right of the shovel 100. , and a rear camera S6B that images the space behind the shovel 100.

撮像装置S6は、例えば、CCD又は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。撮像装置S6は、ステレオカメラ、距離画像カメラ等であってもよい。また、撮像装置S6は、3次元距離画像センサ、超音波センサ、ミリ波レーダ、LIDAR又は赤外線センサ等の他の空間認識装置で置き換えられてもよく、他の空間認識装置とカメラとの組み合わせで置き換えられてもよい。 The imaging device S6 is, for example, a monocular camera having an imaging device such as a CCD or CMOS, and outputs a captured image to the display device 40. The imaging device S6 may be a stereo camera, a distance image camera, or the like. Furthermore, the imaging device S6 may be replaced with another spatial recognition device such as a three-dimensional distance image sensor, an ultrasonic sensor, a millimeter wave radar, a LIDAR or an infrared sensor, or a combination of another spatial recognition device and a camera. May be replaced.

前カメラS6Fは、例えば、キャビン10の天井、すなわちキャビン10の内部に取り付けられている。但し、前カメラ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。左カメラS6Lは、上部旋回体3の上面左端に取り付けられ、右カメラS6Rは、上部旋回体3の上面右端に取り付けられ、後カメラS6Bは、上部旋回体3の上面後端に取り付けられている。なお、本実施形態の撮像装置S6によって撮像された画像データは、稼働情報に含まれてよい。 The front camera S6F is attached to the ceiling of the cabin 10, that is, inside the cabin 10, for example. However, the front camera S6F may be attached to the outside of the cabin 10, such as the roof of the cabin 10 or the side surface of the boom 4. The left camera S6L is attached to the left end of the upper surface of the revolving upper structure 3, the right camera S6R is attached to the right end of the upper surface of the upper revolving structure 3, and the rear camera S6B is attached to the rear end of the upper surface of the revolving upper structure 3. . Note that the image data captured by the imaging device S6 of this embodiment may be included in the operation information.

通信装置T1は、ショベル100の外部にある外部機器との通信を制御するように構成されている。本実施形態では、通信装置T1は、衛星通信網、携帯電話通信網又はインターネット網等を介した外部機器との通信を制御する。外部機器は、例えば、外部施設に設置されたサーバ等の管理装置200や、ショベル100の周囲の作業者が携帯しているスマートフォン等の支援装置300である。 The communication device T1 is configured to control communication with external equipment outside the excavator 100. In this embodiment, the communication device T1 controls communication with an external device via a satellite communication network, a mobile phone communication network, an Internet network, or the like. The external device is, for example, a management device 200 such as a server installed in an external facility, or a support device 300 such as a smartphone carried by a worker around the excavator 100.

次に図2を参照し、ショベル100に搭載される油圧システムの構成例について説明する。図2は、ショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す図である。図2は、機械的動力伝達ライン、作動油ライン、パイロットライン、及び電気制御ラインを、それぞれ二重線、実線、破線及び点線で示している。 Next, with reference to FIG. 2, a configuration example of a hydraulic system mounted on the excavator 100 will be described. FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a hydraulic system mounted on an excavator. FIG. 2 shows mechanical power transmission lines, hydraulic oil lines, pilot lines, and electrical control lines as double lines, solid lines, dashed lines, and dotted lines, respectively.

油圧システムは、エンジン11によって駆動される左メインポンプ14Lから、左センターバイパス管路40L又は左パラレル管路42Lを経て作動油タンクまで作動油を循環させ、且つ、エンジン11によって駆動される右メインポンプ14Rから右センターバイパス管路40R又は右パラレル管路42Rを経て作動油タンクまで作動油を循環させている。 The hydraulic system circulates hydraulic oil from a left main pump 14L driven by the engine 11 to a hydraulic oil tank via a left center bypass line 40L or a left parallel line 42L, and a right main pump 14L driven by the engine 11. Hydraulic oil is circulated from the pump 14R to the hydraulic oil tank via the right center bypass line 40R or the right parallel line 42R.

左センターバイパス管路40Lは、コントロールバルブユニット17内に配置された制御弁171、173、175L及び176Lを通る作動油ラインである。右センターバイパス管路40Rは、コントロールバルブユニット17内に配置された制御弁172、174、175R及び176Rを通る作動油ラインである。 The left center bypass line 40L is a hydraulic oil line that passes through the control valves 171, 173, 175L, and 176L arranged in the control valve unit 17. The right center bypass line 40R is a hydraulic oil line that passes through the control valves 172, 174, 175R, and 176R arranged in the control valve unit 17.

制御弁171は、左メインポンプ14Lが吐出する作動油を左側走行用油圧モータ1Lへ供給し、且つ、左側走行用油圧モータ1Lが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。 The control valve 171 supplies the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L to the left side travel hydraulic motor 1L, and also controls the hydraulic oil in order to discharge the hydraulic oil discharged by the left side travel hydraulic motor 1L to the hydraulic oil tank. It is a spool valve that switches the flow.

制御弁172は、右メインポンプ14Rが吐出する作動油を右側走行用油圧モータ1Rへ供給し、且つ、右側走行用油圧モータ1Rが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。 The control valve 172 supplies the hydraulic oil discharged by the right main pump 14R to the right-side travel hydraulic motor 1R, and discharges the hydraulic oil discharged by the right-hand travel hydraulic motor 1R to the hydraulic oil tank. It is a spool valve that switches the flow.

制御弁173は、左メインポンプ14Lが吐出する作動油を旋回用油圧モータ2Aへ供給し、且つ、旋回用油圧モータ2Aが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。 The control valve 173 controls the flow of hydraulic oil in order to supply the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L to the swing hydraulic motor 2A, and to discharge the hydraulic oil discharged by the swing hydraulic motor 2A to the hydraulic oil tank. It is a switching spool valve.

制御弁174は、右メインポンプ14Rが吐出す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するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。 The control valve 174 is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil in order to supply the hydraulic oil discharged by the right main pump 14R to the bucket cylinder 9 and to discharge the hydraulic oil in the bucket cylinder 9 to the hydraulic oil tank. .

制御弁175Lは、左メインポンプ14Lが吐出する作動油をブームシリンダ7へ供給するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。 The control valve 175L is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil to supply the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L to the boom cylinder 7.

制御弁175Rは、右メインポンプ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するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。 The control valve 175R is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil in order to supply the hydraulic oil discharged by the right main pump 14R to the boom cylinder 7 and to discharge the hydraulic oil in the boom cylinder 7 to the hydraulic oil tank. .

制御弁176Lは、左メインポンプ14L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するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。 The control valve 176L is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil in order to supply the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L to the arm cylinder 8 and to discharge the hydraulic oil in the arm cylinder 8 to the hydraulic oil tank. .

制御弁176Rは、右メインポンプ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するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。 The control valve 176R is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil in order to supply the hydraulic oil discharged by the right main pump 14R to the arm cylinder 8 and to discharge the hydraulic oil in the arm cylinder 8 to the hydraulic oil tank. .

左パラレル管路42Lは、左センターバイパス管路40Lに並行する作動油ラインである。左パラレル管路42Lは、制御弁171、173、175Lの何れかによって左センターバイパス管路40L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。右パラレル管路42Rは、右センターバイパス管路40Rに並行する作動油ラインである。右パラレル管路42Rは、制御弁172、174、175Rの何れかによって右センターバイパス管路40R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 left parallel line 42L is a hydraulic oil line that runs parallel to the left center bypass line 40L. The left parallel line 42L can supply hydraulic oil to a downstream control valve when the flow of hydraulic oil through the left center bypass line 40L is restricted or blocked by any of the control valves 171, 173, and 175L. . The right parallel line 42R is a hydraulic oil line that runs parallel to the right center bypass line 40R. The right parallel line 42R can supply hydraulic oil to a downstream control valve when the flow of hydraulic oil through the right center bypass line 40R is restricted or blocked by any of the control valves 172, 174, and 175R. .

左レギュレータ13Lは、左メインポンプ14Lの吐出量を制御できるように構成されている。本実施形態では、左レギュレータ13Lは、例えば、左メインポンプ14Lの吐出圧に応じて左メインポンプ14Lの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ14Lの吐出量を制御する。右レギュレータ13Rは、右メインポンプ14Rの吐出量を制御できるように構成されている。 The left regulator 13L is configured to control the discharge amount of the left main pump 14L. In this embodiment, the left regulator 13L controls the discharge amount of the left main pump 14L, for example, by adjusting the swash plate tilt angle of the left main pump 14L according to the discharge pressure of the left main pump 14L. The right regulator 13R is configured to control the discharge amount of the right main pump 14R.

本実施形態では、右レギュレータ13Rは、例えば、右メインポンプ14Rの吐出圧に応じて右メインポンプ14Rの斜板傾転角を調節することによって、右メインポンプ14Rの吐出量を制御する。左レギュレータ13Lは、例えば、左メインポンプ14Lの吐出圧の増大に応じて左メインポンプ14Lの斜板傾転角を調節して吐出量を減少させる。右レギュレータ13Rについても同様である。吐出圧と吐出量との積で表されるポンプ吸収馬力がエンジン11の出力馬力を超えないようにするためである。なお、ポンプ吸収馬力は、左メインポンプ14Lの吸収馬力と右メインポンプ14Rの吸収馬力との合計である。 In this embodiment, the right regulator 13R controls the discharge amount of the right main pump 14R, for example, by adjusting the swash plate tilt angle of the right main pump 14R according to the discharge pressure of the right main pump 14R. For example, the left regulator 13L adjusts the swash plate tilt angle of the left main pump 14L in response to an increase in the discharge pressure of the left main pump 14L to reduce the discharge amount. The same applies to the right regulator 13R. This is to prevent the pump absorption horsepower expressed by the product of the discharge pressure and the discharge amount from exceeding the output horsepower of the engine 11. Note that the pump absorption horsepower is the sum of the absorption horsepower of the left main pump 14L and the absorption horsepower of the right main pump 14R.

左吐出圧センサ28Lは、吐出圧センサ28の一例であり、左メインポンプ14Lの吐出圧を検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。右吐出圧センサ28Rについても同様である。 The left discharge pressure sensor 28L is an example of the discharge pressure sensor 28, detects the discharge pressure of the left main pump 14L, and outputs the detected value to the controller 30. The same applies to the right discharge pressure sensor 28R.

ここで、図2の油圧システムで採用されるネガティブコントロール制御について説明する。 Here, negative control control employed in the hydraulic system shown in FIG. 2 will be explained.

左センターバイパス管路40Lには、最も下流にある制御弁176Lと作動油タンクとの間に左絞り18Lが配置されている。左メインポンプ14Lが吐出した作動油の流れは、左絞り18Lで制限される。そして、左絞り18Lは、左レギュレータ13Lを制御するための制御圧を発生させる。左制御圧センサ19Lは、制御圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ30に対して出力する。右センターバイパス管路40Rには、最も下流にある制御弁176Rと作動油タンクとの間に右絞り18Rが配置されている。右メインポンプ14Rが吐出した作動油の流れは、右絞り18Rで制限される。そして、右絞り18Rは、右レギュレータ13Rを制御するための制御圧を発生させる。右制御圧センサ19Rは、制御圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ30に対して出力する。 In the left center bypass pipe 40L, a left throttle 18L is arranged between the most downstream control valve 176L and the hydraulic oil tank. The flow of hydraulic oil discharged by the left main pump 14L is restricted by the left throttle 18L. The left throttle 18L generates a control pressure for controlling the left regulator 13L. The left control pressure sensor 19L is a sensor for detecting control pressure, and outputs the detected value to the controller 30. In the right center bypass conduit 40R, a right throttle 18R is arranged between the most downstream control valve 176R and the hydraulic oil tank. The flow of the hydraulic oil discharged by the right main pump 14R is restricted by the right throttle 18R. The right throttle 18R generates a control pressure for controlling the right regulator 13R. The right control pressure sensor 19R is a sensor for detecting control pressure, and outputs the detected value to the controller 30.

コントローラ30は、制御圧に応じて左メインポンプ14Lの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ14Lの吐出量を制御する。コントローラ30は、制御圧が大きいほど左メインポンプ14Lの吐出量を減少させ、制御圧が小さいほど左メインポンプ14Lの吐出量を増大させる。右メインポンプ14Rの吐出量も同様に制御される。 The controller 30 controls the discharge amount of the left main pump 14L by adjusting the swash plate tilt angle of the left main pump 14L according to the control pressure. The controller 30 decreases the discharge amount of the left main pump 14L as the control pressure increases, and increases the discharge amount of the left main pump 14L as the control pressure decreases. The discharge amount of the right main pump 14R is similarly controlled.

具体的には、図2で示されるように、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の場合、左メインポンプ14Lが吐出する作動油は、左センターバイパス管路40Lを通って左絞り18Lに至る。そして、左メインポンプ14Lが吐出する作動油の流れは、左絞り18Lの上流で発生する制御圧を増大させる。その結果、コントローラ30は、左メインポンプ14Lの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油が左センターバイパス管路40Lを通過する際の圧力損失(ポンピングロス)を抑制する。 Specifically, as shown in FIG. 2, when the excavator 100 is in a standby state where none of the hydraulic actuators are operated, the hydraulic fluid discharged by the left main pump 14L passes through the left center bypass pipe 40L. The left aperture reaches 18L. The flow of hydraulic oil discharged by the left main pump 14L increases the control pressure generated upstream of the left throttle 18L. As a result, the controller 30 reduces the discharge amount of the left main pump 14L to the minimum allowable discharge amount, and suppresses pressure loss (pumping loss) when the discharged hydraulic oil passes through the left center bypass pipe 40L.

一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、左メインポンプ14Lが吐出する作動油は、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、左メインポンプ14Lが吐出する作動油の流れは、左絞り18Lに至る量を減少或いは消失させ、左絞り18Lの上流で発生する制御圧を低下させる。その結果、コントローラ30は、左メインポンプ14L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の駆動を確かなものとする。右メインポンプ14Rが吐出する作動油についても同様である。 On the other hand, when any of the hydraulic actuators is operated, the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L flows into the hydraulic actuator to be operated via the control valve corresponding to the hydraulic actuator to be operated. Then, the flow of hydraulic oil discharged by the left main pump 14L reduces or disappears in the amount reaching the left throttle 18L, thereby lowering the control pressure generated upstream of the left throttle 18L. As a result, the controller 30 increases the discharge amount of the left main pump 14L, circulates sufficient hydraulic fluid to the hydraulic actuator to be operated, and ensures the drive of the hydraulic actuator to be operated. The same applies to the hydraulic oil discharged by the right main pump 14R.

上述のような構成により、図2の油圧システムは、待機状態においては、左メインポンプ14L及び右メインポンプ14Rのそれぞれにおける無駄なエネルギ消費を抑制できる。無駄なエネルギ消費は、左メインポンプ14Lが吐出する作動油が左センターバイパス管路40Lで発生させるポンピングロス、及び、右メインポンプ14Rが吐出する作動油が右センターバイパス管路40Rで発生させるポンピングロスを含む。また、図2の油圧システムは、油圧アクチュエータを作動させる場合には、左メインポンプ14L及び右メインポンプ14Rのそれぞれから必要十分な作動油を作動対象の油圧アクチュエータに供給できる。 With the above configuration, the hydraulic system of FIG. 2 can suppress wasteful energy consumption in each of the left main pump 14L and the right main pump 14R in the standby state. Wasted energy consumption is caused by pumping loss caused by hydraulic oil discharged by the left main pump 14L in the left center bypass line 40L, and pumping loss caused by hydraulic oil discharged by the right main pump 14R in the right center bypass line 40R. Including loss. Furthermore, in the case of operating the hydraulic actuator, the hydraulic system of FIG. 2 can supply necessary and sufficient hydraulic oil from each of the left main pump 14L and the right main pump 14R to the hydraulic actuator to be operated.

次に、アクチュエータを自動的に動作させる構成について説明する。ブーム操作レバー26Aは、操作装置26としての電気式操作レバーの一例であり、ブーム4を操作するために用いられる。ブーム操作レバー26Aは、操作方向及び操作量を検出し、検出した操作方向及び操作量を操作データ(電気信号)としてコントローラ30に対して出力する。手動制御時において、ブーム上げ方向にブーム操作レバー26Aが操作された場合、コントローラ30は、ブーム操作レバー26Aの操作量に応じて比例弁31ALの開度を制御する。 Next, a configuration for automatically operating the actuator will be described. The boom operation lever 26A is an example of an electric operation lever as the operation device 26, and is used to operate the boom 4. The boom operating lever 26A detects the operating direction and operating amount, and outputs the detected operating direction and operating amount to the controller 30 as operating data (electrical signal). During manual control, when the boom operating lever 26A is operated in the boom raising direction, the controller 30 controls the opening degree of the proportional valve 31AL according to the operating amount of the boom operating lever 26A.

これにより、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、ブーム操作レバー26Aの操作量に応じたパイロット圧を制御弁175Lの右側パイロットポートと制御弁175Rの左側パイロットポートに作用させる。また、手動制御時において、ブーム下げ方向にブーム操作レバー26Aが操作された場合、コントローラ30は、ブーム操作レバー26Aの操作量に応じて比例弁31ARの開度を制御する。これにより、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、ブーム操作レバー26Aの操作量に応じたパイロット圧を制御弁175Rの右側パイロットポートに作用させる。 Thereby, using the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15, a pilot pressure corresponding to the operation amount of the boom operation lever 26A is applied to the right pilot port of the control valve 175L and the left pilot port of the control valve 175R. Further, during manual control, when the boom operating lever 26A is operated in the boom lowering direction, the controller 30 controls the opening degree of the proportional valve 31AR according to the operating amount of the boom operating lever 26A. Thereby, using the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15, a pilot pressure corresponding to the operation amount of the boom operation lever 26A is applied to the right pilot port of the control valve 175R.

比例弁31AL、31ARは、電磁弁としての比例弁31の一例であるブーム比例弁31Aを構成する。比例弁31ALは、コントローラ30が調節する電流指令に応じて動作する。コントローラ30は、パイロットポンプ15から比例弁31ALを介して制御弁175Lの右側パイロットポート及び制御弁175Rの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調節する。 The proportional valves 31AL and 31AR constitute a boom proportional valve 31A, which is an example of the proportional valve 31 as a solenoid valve. The proportional valve 31AL operates according to a current command adjusted by the controller 30. The controller 30 adjusts pilot pressure by hydraulic fluid introduced from the pilot pump 15 through the proportional valve 31AL to the right pilot port of the control valve 175L and the left pilot port of the control valve 175R.

比例弁31ARは、コントローラ30が調節する電流指令に応じて動作する。コントローラ30は、パイロットポンプ15から比例弁31ARを介して制御弁175Rの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調節する。比例弁31AL、31ARは、制御弁175L、175Rを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調節可能である。 The proportional valve 31AR operates according to a current command adjusted by the controller 30. The controller 30 adjusts pilot pressure by hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 through the proportional valve 31AR to the right pilot port of the control valve 175R. The pilot pressures of the proportional valves 31AL and 31AR can be adjusted so that the control valves 175L and 175R can be stopped at arbitrary valve positions.

この構成により、コントローラ30は、自動掘削制御の際には、操作者によるブーム上げ操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31ALを介し、制御弁175Lの右側パイロットポート及び制御弁175Rの左側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ30は、ブーム4を自動的に上げることができる。また、コントローラ30は、操作者によるブーム下げ操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31ARを介し、制御弁175Rの右側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ30は、ブーム4を自動的に下げることができる。 With this configuration, during automatic excavation control, the controller 30 directs the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 175L through the proportional valve 31AL, regardless of the boom raising operation by the operator. and can be supplied to the left pilot port of the control valve 175R. That is, the controller 30 can automatically raise the boom 4. Further, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 175R via the proportional valve 31AR, regardless of the boom lowering operation by the operator. That is, the controller 30 can automatically lower the boom 4.

アーム操作レバー26Bは、操作装置26としての電気式操作レバーの別の一例であり、アーム5を操作するために用いられる。アーム操作レバー26Bは、操作方向及び操作量を検出し、検出した操作方向及び操作量を操作データ(電気信号)としてコントローラ30に対して出力する。手動制御時において、アーム開き方向にアーム操作レバー26Bが操作された場合、コントローラ30は、アーム操作レバー26Bの操作量に応じて比例弁31BRの開度を制御する。 The arm operating lever 26B is another example of an electric operating lever as the operating device 26, and is used to operate the arm 5. The arm operation lever 26B detects the operation direction and amount of operation, and outputs the detected operation direction and amount of operation to the controller 30 as operation data (electrical signal). During manual control, when the arm operating lever 26B is operated in the arm opening direction, the controller 30 controls the opening degree of the proportional valve 31BR according to the operating amount of the arm operating lever 26B.

これにより、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、アーム操作レバー26Bの操作量に応じたパイロット圧を制御弁176Lの左側パイロットポートと制御弁176Rの右側パイロットポートに作用させる。また、手動制御時において、アーム閉じ方向にアーム操作レバー26Bが操作された場合、コントローラ30は、アーム操作レバー26Bの操作量に応じて比例弁31BLの開度を制御する。これにより、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、アーム操作レバー26Bの操作量に応じたパイロット圧を制御弁176Lの右側パイロットポートと制御弁176Rの左側パイロットポートとに作用させる。 Thereby, using the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15, a pilot pressure corresponding to the amount of operation of the arm operating lever 26B is applied to the left pilot port of the control valve 176L and the right pilot port of the control valve 176R. Further, during manual control, when the arm operating lever 26B is operated in the arm closing direction, the controller 30 controls the opening degree of the proportional valve 31BL according to the operating amount of the arm operating lever 26B. Thereby, using the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15, a pilot pressure corresponding to the amount of operation of the arm operating lever 26B is applied to the right pilot port of the control valve 176L and the left pilot port of the control valve 176R.

比例弁31BL、31BRは、比例弁31の一例であるアーム比例弁31Bを構成する。比例弁31BLは、コントローラ30が調節する電流指令に応じて動作する。コントローラ30は、パイロットポンプ15から比例弁31BLを介して制御弁176Lの右側パイロットポート及び制御弁176Rの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調節する。比例弁31BRは、コントローラ30が調節する電流指令に応じて動作する。コントローラ30は、パイロットポンプ15から比例弁31BRを介して制御弁176Lの左側パイロットポート及び制御弁176Rの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調節する。比例弁31BL、31BRは、制御弁176L、176Rを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調節可能である。 The proportional valves 31BL and 31BR constitute an arm proportional valve 31B, which is an example of the proportional valve 31. The proportional valve 31BL operates according to a current command adjusted by the controller 30. The controller 30 adjusts pilot pressure by hydraulic fluid introduced from the pilot pump 15 through the proportional valve 31BL to the right pilot port of the control valve 176L and the left pilot port of the control valve 176R. The proportional valve 31BR operates according to a current command adjusted by the controller 30. The controller 30 adjusts pilot pressure by hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 176L and the right pilot port of the control valve 176R via the proportional valve 31BR. The pilot pressures of the proportional valves 31BL and 31BR can be adjusted so that the control valves 176L and 176R can be stopped at arbitrary valve positions.

この構成により、コントローラ30は、操作者によるアーム閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31BLを介し、制御弁176Lの右側パイロットポート及び制御弁176Rの左側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ30は、アーム5を自動的に閉じることができる。また、コントローラ30は、操作者によるアーム開き操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31BRを介し、制御弁176Lの左側パイロットポート及び制御弁176Rの右側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ30は、アーム5を自動的に開くことができる。 With this configuration, the controller 30 directs the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 176L and the left pilot port of the control valve 176R through the proportional valve 31BL, regardless of the arm closing operation by the operator. can be supplied to That is, the controller 30 can automatically close the arm 5. In addition, the controller 30 supplies the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 176L and the right pilot port of the control valve 176R via the proportional valve 31BR, regardless of the arm opening operation by the operator. can. That is, the controller 30 can automatically open the arm 5.

これにより、自動掘削制御においては、アーム操作レバー26Bの操作量に応じて、アームシリンダ8及びブームシリンダ7が自動で動作することにより、作業部位の速度制御、若しくは、位置制御が実行される。 Thus, in automatic excavation control, the arm cylinder 8 and boom cylinder 7 automatically operate according to the amount of operation of the arm operation lever 26B, thereby performing speed control or position control of the work site.

ショベル100は、上部旋回体3を自動的に左旋回・右旋回させるための構成、バケット6を自動的に開閉させるための構成、及び、下部走行体1を自動的に前進・後進させるための構成を備えていてもよい。この場合、旋回用油圧モータ2Aに関する油圧システム部分、バケットシリンダ9の操作に関する油圧システム部分、左側走行用油圧モータ1Lの操作に関する油圧システム部分、及び、右側走行用油圧モータ1Rの操作に関する油圧システム部分は、ブームシリンダ7の操作に関する油圧システム部分等と同じように構成されてもよい。 The excavator 100 has a configuration for automatically turning the upper rotating body 3 to the left and right, a configuration for automatically opening and closing the bucket 6, and a configuration for automatically moving the lower rotating body 1 forward and backward. It may have the following configuration. In this case, a hydraulic system part related to the swing hydraulic motor 2A, a hydraulic system part related to the operation of the bucket cylinder 9, a hydraulic system part related to the operation of the left side travel hydraulic motor 1L, and a hydraulic system part related to the right side travel hydraulic motor 1R. may be configured in the same manner as the hydraulic system portion related to the operation of the boom cylinder 7.

次に、図3を参照して、本実施形態の管理装置200のハードウェア構成について説明する。図3は、管理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 Next, with reference to FIG. 3, the hardware configuration of the management device 200 of this embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the management device.

本実施形態の管理装置200は、それぞれバスBで相互に接続されている入力装置201、出力装置202、ドライブ装置203、補助記憶装置204、メモリ装置205、演算処理装置206及びインターフェース装置207を含むコンピュータである。 The management device 200 of this embodiment includes an input device 201, an output device 202, a drive device 203, an auxiliary storage device 204, a memory device 205, an arithmetic processing device 206, and an interface device 207, which are interconnected by a bus B. It's a computer.

入力装置201は、各種の情報の入力を行うための装置であり、例えばタッチパネル等により実現される。出力装置202は、各種の情報の出力を行うためものであり、例えばディスプレイ等により実現される。インターフェース装置207は、ネットワークに接続する為に用いられる。 The input device 201 is a device for inputting various types of information, and is realized by, for example, a touch panel. The output device 202 is used to output various types of information, and is realized by, for example, a display. Interface device 207 is used to connect to a network.

後述する各部により実現される作業支援プログラムは、管理装置200を制御する各種プログラムの少なくとも一部である。作業支援プログラムは、例えば、記憶媒体208の配布やネットワークからのダウンロード等によって提供される。作業支援プログラムを記録した記憶媒体208は、情報を光学的、電気的或いは磁気的に記録する記憶媒体、ROM、フラッシュメモリ等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記憶媒体を用いることができる。 The work support program realized by each section described below is at least a part of various programs that control the management device 200. The work support program is provided, for example, by distributing the storage medium 208 or downloading it from a network. The storage medium 208 on which the work support program is recorded may be of various types, such as a storage medium that records information optically, electrically, or magnetically, or a semiconductor memory that records information electrically such as ROM or flash memory. A storage medium can be used.

また、作業支援プログラムは、作業支援プログラムを記録した記憶媒体208がドライブ装置203にセットされると、記憶媒体208からドライブ装置203を介して補助記憶装置204にインストールされる。ネットワークからダウンロードされた作業支援プログラムは、インターフェース装置207を介して補助記憶装置204にインストールされる。 Furthermore, when the storage medium 208 recording the work support program is set in the drive device 203, the work support program is installed from the storage medium 208 to the auxiliary storage device 204 via the drive device 203. The work support program downloaded from the network is installed in the auxiliary storage device 204 via the interface device 207.

補助記憶装置204は、管理装置200にインストールされた作業支援プログラムを格納すると共に、管理装置200による各種の必要なファイル、データ等を格納する。メモリ装置205は、管理装置200の起動時に補助記憶装置204から作業支援プログラムを読み出して格納する。そして、演算処理装置206はメモリ装置205に格納された作業支援プログラムに従って、後述するような各種処理を実現している。 The auxiliary storage device 204 stores the work support program installed in the management device 200, and also stores various necessary files, data, etc. by the management device 200. The memory device 205 reads and stores the work support program from the auxiliary storage device 204 when the management device 200 is started. The arithmetic processing unit 206 implements various processes as described below in accordance with the work support program stored in the memory device 205.

また、本実施形態の支援装置300は、管理装置200と同様に、演算処理装置とメモリ装置とを含むコンピュータである。また、支援装置300は、出力装置としての表示装置を含み、入力装置としてのハードウェアスイッチ等を有してもよい。 Further, the support device 300 of the present embodiment is a computer including an arithmetic processing unit and a memory device, similar to the management device 200. Further, the support device 300 may include a display device as an output device, and may have a hardware switch or the like as an input device.

また、支援装置300は、図3に示す各装置に加え、GPS(Global Positioning System)機能を実現するGPS受信部や、IMU(Inertial Measurement Unit)、撮像装置を含む。GPS受信部は、GPS衛星からGPS信号を受信する。IMUは、支援装置300の加速度と支援装置300が向いている方向とを検出する慣性計測装置である。さらに、本実施形態の支援装置300は、集音装置を有しており、音声データを取得してもよい。 In addition to the devices shown in FIG. 3, the support device 300 includes a GPS receiving unit that implements a GPS (Global Positioning System) function, an IMU (Inertial Measurement Unit), and an imaging device. The GPS receiver receives GPS signals from GPS satellites. The IMU is an inertial measurement device that detects the acceleration of the support device 300 and the direction in which the support device 300 is facing. Furthermore, the support device 300 of this embodiment has a sound collection device and may acquire audio data.

次に、図4を参照して、本実施形態の作業支援システムSYSにおける注意喚起画像について説明する。図4は、注意喚起画像について説明する図である。 Next, an attention-calling image in the work support system SYS of this embodiment will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a diagram illustrating an attention-calling image.

図4の例では、作業現場において、ショベル100-1とショベル100-2と、が存在する状態を示す。 The example in FIG. 4 shows a state where shovel 100-1 and shovel 100-2 are present at the work site.

また、図4の例では、ショベル100-1は、これから、旋回を行うことが予定されており、ショベル100-2は、これから、矢印Y1が示す方向と、矢印Y2が示す方向とに走行することが予定されているものとする。 Furthermore, in the example of FIG. 4, the excavator 100-1 is scheduled to turn from now on, and the excavator 100-2 will now travel in the direction indicated by arrow Y1 and in the direction indicated by arrow Y2. It is assumed that something is planned.

また、図4の例では、注意喚起を行う期間として、今後の第一の所定期間と、今後の第二の所定期間とが予め作業者Pによって設定されている。ここでは、第二の所定期間は、第一の所定期間よりも長い期間とする。具体的には、図4の例では、第一の所定期間を10秒間とし、第二の所定期間を60秒間とする。 Further, in the example of FIG. 4, a first predetermined period in the future and a second predetermined period in the future are set in advance by the worker P as the period for calling attention. Here, the second predetermined period is longer than the first predetermined period. Specifically, in the example of FIG. 4, the first predetermined period is 10 seconds, and the second predetermined period is 60 seconds.

この場合、ショベル100-1は、ショベル100-1の位置情報及び予定作業情報とから、第一の所定期間において、作業範囲151内を旋回することがわかる。また、ショベル100-2は、ショベル100-2の位置情報及び予定作業情報とから、第二の所定期間において、作業範囲152内を走行することがわかる。 In this case, it can be seen from the position information and scheduled work information of the shovel 100-1 that the shovel 100-1 will turn within the work range 151 during the first predetermined period. Furthermore, it can be seen from the position information and scheduled work information of the shovel 100-2 that the shovel 100-2 will travel within the work range 152 during the second predetermined period.

言い換えれば、管理装置200は、ショベル100-1とショベル100-2のそれぞれから取得した位置情報及び予定作業情報に基づき、第一の所定期間(今後10秒間)においてショベル100-1が作業を行う作業範囲151と、第二の所定期間(今後60秒間)においてショベル100-2が作業を行う作業範囲152と、を特定する。 In other words, the management device 200 determines whether the shovel 100-1 will perform the work in the first predetermined period (the next 10 seconds) based on the position information and scheduled work information acquired from the shovel 100-1 and the shovel 100-2. A work range 151 and a work range 152 in which the excavator 100-2 will work during a second predetermined period (the next 60 seconds) are specified.

ここで、本実施形態の作業範囲とは、ショベル100が予定された作業を行った場合に機体の一部が接触する可能性がある空間を示す。言い換えれば、作業範囲とは、今後の所定期間において、ショベル100が動作する領域を示す。 Here, the work range in this embodiment refers to a space in which a part of the machine body may come into contact when the excavator 100 performs a scheduled work. In other words, the work range indicates the area in which the shovel 100 will operate during a predetermined period in the future.

本実施形態の管理装置200は、作業範囲151と作業範囲152とが特定されると、支援装置300に対して、作業範囲151と作業範囲152とを示す仮想壁の画像を表示させる。 When the work range 151 and the work range 152 are specified, the management device 200 of this embodiment causes the support device 300 to display an image of a virtual wall indicating the work range 151 and the work range 152.

具体的には、管理装置200は、支援装置300から取得した支援装置300の位置情報と方向情報とに基づき、作業者Pの視線方向に合わせて、作業範囲151を示す仮想壁の画像と、作業範囲152を示す仮想壁の画像とを生成する。 Specifically, the management device 200 generates an image of a virtual wall indicating the work range 151 according to the line of sight direction of the worker P based on the position information and direction information of the support device 300 acquired from the support device 300; An image of a virtual wall indicating the work area 152 is generated.

なお、作業範囲151を示す仮想壁の画像と、作業範囲152を示す仮想壁の画像とを、注意喚起画像の一例である。 Note that the image of the virtual wall showing the work range 151 and the image of the virtual wall showing the work range 152 are examples of attention-calling images.

そして、管理装置200は、注意喚起画像を示す注意喚起画像データを支援装置300に送信し、支援装置300に注意喚起画像を表示させる。 Then, the management device 200 transmits attention image data indicating the attention image to the support device 300, and causes the support device 300 to display the attention image.

このとき、管理装置200は、作業範囲151を示す仮想壁の画像と、作業範囲152を示す仮想壁の画像と、をそれぞれ異なる色の画像として生成してもよい。また、管理装置200は、作業範囲151が第一の所定期間(10秒間)における作業範囲であること、作業範囲152が第二の所定期間(60秒間)における作業範囲であること、を示す情報を、注意喚起画像に含めてもよい。 At this time, the management device 200 may generate an image of the virtual wall showing the work range 151 and an image of the virtual wall showing the work range 152 as images of different colors. The management device 200 also provides information indicating that the work range 151 is the work range during the first predetermined period (10 seconds) and that the work range 152 is the work range during the second predetermined period (60 seconds). may be included in the alert image.

本実施形態では、このように、ショベル100が今後行う予定である作業について、作業者Pに対して注意喚起を促す画像を支援装置300に表示させる。 In this embodiment, in this way, the support device 300 displays an image that calls attention to the worker P regarding the work that the excavator 100 is scheduled to perform in the future.

したがって、本実施形態によれば、作業者Pに対し、これから行われる作業(ショベル100の動作)に関する注意喚起を行うことができる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to alert the worker P regarding the work to be performed (the operation of the shovel 100).

次に、図5を参照して、本実施形態の作業支援システムSYSの有する各装置の機能構成について説明する。図5は、作業支援システムの有する各装置の機能構成を説明する図である。 Next, with reference to FIG. 5, the functional configuration of each device included in the work support system SYS of this embodiment will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating the functional configuration of each device included in the work support system.

はじめに、支援装置300の機能構成から説明する。本実施形態の支援装置300は、入力受付部310、表示制御部320、情報出力部330、通信制御部340を有する。 First, the functional configuration of the support device 300 will be explained. The support device 300 of this embodiment includes an input reception section 310, a display control section 320, an information output section 330, and a communication control section 340.

入力受付部310は、支援装置300に対する各種の入力を受け付ける。具体的には、入力受付部310は、入力装置に対する作業者Pからの入力操作や、集音装置により取得された音声データによる操作指示を受け付ける。 The input receiving unit 310 receives various inputs to the support device 300. Specifically, the input reception unit 310 receives an input operation from the worker P on the input device and an operation instruction using audio data acquired by the sound collection device.

表示制御部320は、通信制御部340を介して管理装置200から受信した画像データを表示装置に表示させる。ここで管理装置200から受信した画像データとは、注意喚起画像データであってもよい。 The display control unit 320 causes the display device to display the image data received from the management device 200 via the communication control unit 340. The image data received from the management device 200 here may be alert image data.

情報出力部330は、支援装置300が取得した各種情報を管理装置200に出力(送信)する。具体的には、情報出力部330は、支援装置300の位置情報と、支援装置300の向きを示す方向情報とを、管理装置200に対して出力する。なお、本実施形態の支援装置300は、支援装置300が起動した直後から、位置情報と方向情報とを管理装置200に連続的に送信してもよい。 The information output unit 330 outputs (sends) various information acquired by the support device 300 to the management device 200. Specifically, the information output unit 330 outputs position information of the support device 300 and direction information indicating the orientation of the support device 300 to the management device 200. Note that the support device 300 of this embodiment may continuously transmit the position information and direction information to the management device 200 immediately after the support device 300 is activated.

また、情報出力部330は、支援装置300がスマートフォンやVRグラスである場合に、画像データを連続的に管理装置200に送信してもよい。 Further, the information output unit 330 may continuously transmit image data to the management device 200 when the support device 300 is a smartphone or VR glasses.

通信制御部340は、支援装置300と管理装置200との通信を制御する。また、通信制御部340は、支援装置300とショベル100との通信を制御してもよい。 The communication control unit 340 controls communication between the support device 300 and the management device 200. Further, the communication control unit 340 may control communication between the support device 300 and the shovel 100.

次に、管理装置200の機能構成について説明する。管理装置200は、表示指示部210、通信制御部220、情報取得部230、画像生成部240を有する。 Next, the functional configuration of the management device 200 will be explained. The management device 200 includes a display instruction section 210, a communication control section 220, an information acquisition section 230, and an image generation section 240.

表示指示部210は、支援装置300に対して、各種の情報の表示を指示する。具体的には、表示指示部210は、支援装置300に対して、所定期間の設定画面や、注意喚起画像の表示指示を行う。また、表示指示部210は、ショベル100の表示装置40に対しても、各種の表示を指示してもよい。 The display instruction unit 210 instructs the support device 300 to display various information. Specifically, the display instruction unit 210 instructs the support device 300 to display a setting screen for a predetermined period and a warning image. The display instruction unit 210 may also instruct the display device 40 of the excavator 100 to display various types of information.

通信制御部220は、管理装置200と支援装置300との通信を制御する。また、通信制御部220は、管理装置200とショベル100との通信を制御する。 The communication control unit 220 controls communication between the management device 200 and the support device 300. Further, the communication control unit 220 controls communication between the management device 200 and the shovel 100.

情報取得部230は、ショベル100から送信される稼働情報を取得する。また、情報取得部230は、支援装置300から送信される位置情報、方向情報、画像データを取得する。また、情報取得部230は、支援装置300において設定された所定期間の値を取得する。 The information acquisition unit 230 acquires operating information transmitted from the excavator 100. The information acquisition unit 230 also acquires position information, direction information, and image data transmitted from the support device 300. Furthermore, the information acquisition unit 230 acquires the value of the predetermined period set in the support device 300.

画像生成部240は、情報取得部230により取得したショベル100の稼働情報と、支援装置300の位置情報、方向情報とに基づき、設定された所定期間におけるショベル100の作業範囲を特定し、特定された作業範囲に応じた注意喚起画像データを生成する。 The image generation unit 240 specifies the work range of the excavator 100 in a set predetermined period based on the operation information of the excavator 100 acquired by the information acquisition unit 230 and the position information and direction information of the support device 300. Generates attention-calling image data according to the work scope.

なお、画像生成部240は、情報取得部230が取得した所定期間の値を保持していてもよい。また、画像生成部240は、所定期間として複数の値が設定された場合には、複数の値毎に、ショベル100の作業範囲を特定し、注意喚起画像データを生成する。 Note that the image generation unit 240 may hold the value for a predetermined period acquired by the information acquisition unit 230. Further, when a plurality of values are set as the predetermined period, the image generation unit 240 specifies the work range of the shovel 100 for each of the plurality of values, and generates attention-calling image data.

次に、ショベル100の機能構成について説明する。ショベル100の機能構成は、コントローラ30が、ROM等の記憶装置に格納されたプログラムを読み込むことで実現される。 Next, the functional configuration of shovel 100 will be explained. The functional configuration of the shovel 100 is realized by the controller 30 reading a program stored in a storage device such as a ROM.

ショベル100は、稼働情報取得部110、通信制御部120を有する。稼働情報取得部110は、稼働情報を取得し、管理装置200に送信する。通信制御部120は、ショベル100と外部装置との通信を制御する。具体的には、通信制御部120は、ショベル100と管理装置200との通信、ショベル100と支援装置300との通信を制御する。 The excavator 100 includes an operation information acquisition section 110 and a communication control section 120. The operation information acquisition unit 110 acquires operation information and transmits it to the management device 200. Communication control unit 120 controls communication between excavator 100 and external devices. Specifically, communication control unit 120 controls communication between shovel 100 and management device 200 and communication between shovel 100 and support device 300.

次に、図6を参照して、本実施形態の作業支援システムSYSの動作について説明する。図6は、作業支援システムの動作を説明するシーケンス図である。 Next, with reference to FIG. 6, the operation of the work support system SYS of this embodiment will be described. FIG. 6 is a sequence diagram illustrating the operation of the work support system.

本実施形態の作業支援システムSYSにおいて、支援装置300は、管理装置200に対して、注意喚起画像を表示させるための設定開始指示を送信する(ステップS601)。なお、設定開始指示は、支援装置300の入力装置に対する操作によって行われてもよい。 In the work support system SYS of this embodiment, the support device 300 transmits to the management device 200 a setting start instruction for displaying an attention-calling image (step S601). Note that the setting start instruction may be performed by operating an input device of the support device 300.

管理装置200は、設定開始指示を受けて、表示指示部210により、支援装置300に対してメニュー画面の表示指示を送信する(ステップS602)。支援装置300は、表示指示を受けて、表示制御部320により、表示装置にメニュー画面を表示させる(ステップS603)。 Upon receiving the setting start instruction, the management device 200 transmits a menu screen display instruction to the support device 300 using the display instruction unit 210 (step S602). In response to the display instruction, the support device 300 causes the display control unit 320 to display a menu screen on the display device (step S603).

支援装置300は、メニュー画面において、注意喚起を行う所定期間の設定をする操作を受け付けて、管理装置200に対して所定期間の設定画面の表示要求を送信する(ステップS604)。 The support device 300 receives an operation for setting a predetermined period for alerting on the menu screen, and transmits a request to display a screen for setting the predetermined period to the management device 200 (step S604).

管理装置200は、表示指示部210により、支援装置300に対し、所定期間の設定画面の表示指示を送信する(ステップS605)。 The management device 200 uses the display instruction unit 210 to transmit an instruction to display a setting screen for a predetermined period to the support device 300 (step S605).

支援装置300は、この表示指示を受けて、所定期間の設定画面を表示させ、入力受付部310により、所定期間の設定を受け付ける(ステップS606)。続いて、支援装置300は、管理装置200に対し、を送信する(ステップS607)。 In response to this display instruction, the support device 300 displays a setting screen for a predetermined period, and the input receiving unit 310 receives the setting for a predetermined period (step S606). Subsequently, the support device 300 transmits to the management device 200 (step S607).

また、支援装置300は、情報出力部330により、自機の位置情報、方向情報の管理装置200への送信を開始する(ステップS608)。なお、このとき、支援装置300がスマートフォンやVRグラス等のように、等価型ではない装置である場合には、撮像装置により撮像した画像データも、位置情報と方向情報と共に管理装置200へ送信してよい。 Furthermore, the support device 300 starts transmitting its own position information and direction information to the management device 200 using the information output unit 330 (step S608). Note that at this time, if the support device 300 is a device that is not an equivalent type, such as a smartphone or VR glasses, the image data captured by the imaging device is also sent to the management device 200 along with the position information and direction information. It's fine.

管理装置200は、情報取得部230により、所定期間を示す値を取得すると、取得した値を所定期間に設定する(ステップS609)。 When the information acquisition unit 230 acquires the value indicating the predetermined period, the management device 200 sets the acquired value to the predetermined period (step S609).

ショベル100は、作業が開始されると、稼働情報取得部110により稼働情報を取得し(ステップS610)、管理装置200への送信を開始する(ステップS611)。 When the excavator 100 starts work, the operation information acquisition unit 110 acquires operation information (step S610), and starts transmitting the information to the management device 200 (step S611).

なお、支援装置300から位置情報、方向情報の管理装置200への送信を開始するタイミングと、ショベル100から管理装置200への稼働情報の送信を開始するタイミングは、図6に示すタイミングに限定されない。 Note that the timing at which the support device 300 starts transmitting position information and direction information to the management device 200 and the timing at which the shovel 100 starts transmitting operating information to the management device 200 are not limited to the timing shown in FIG. .

これらのタイミングは、例えば、ステップS601において、管理装置200に対する設定開始指示が行われる前であってもよい。本実施形態では、任意のタイミングで、支援装置300から管理装置200に対する情報の送信と、ショベル100から管理装置200に対する情報の送信とが開始されてよい。また、支援装置300から管理装置200への情報の送信と、ショベル100から管理装置200への情報の送信は、連続的に行われてもよい。 These timings may be, for example, before the setting start instruction is given to the management device 200 in step S601. In this embodiment, transmission of information from the support device 300 to the management device 200 and transmission of information from the shovel 100 to the management device 200 may be started at any timing. Furthermore, the transmission of information from the support device 300 to the management device 200 and the transmission of information from the shovel 100 to the management device 200 may be performed continuously.

管理装置200は、画像生成部240により、支援装置300から取得した位置情報、方向情報、ショベル100から取得した稼働情報に基づき、注意喚起画像データを生成すし(ステップS612)、支援装置300に注意喚起画像データを送信する(ステップS613)。 The management device 200 uses the image generation unit 240 to generate attention image data based on the position information and direction information acquired from the support device 300 and the operation information acquired from the excavator 100 (step S612), and causes the support device 300 to be careful. The evocative image data is transmitted (step S613).

支援装置300は、注意喚起画像データを受信すると、表示制御部320により、注意喚起画像を表示装置に表示させる(ステップS614)。 When the support device 300 receives the attention image data, the display control unit 320 causes the display device to display the attention image data (step S614).

次に、図7、図8を参照して、本実施形態の支援装置300における画面遷移について説明する。なお、図7、図8では、支援装置300がスマートフォンである場合を示す。 Next, screen transitions in the support device 300 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. Note that FIGS. 7 and 8 show a case where the support device 300 is a smartphone.

図7は、支援装置における画面遷移を説明する図である。図7に示す画面301は、図6のステップS603において、支援装置300の表示装置に表示されるメニュー画面の一例である。 FIG. 7 is a diagram illustrating screen transitions in the support device. A screen 301 shown in FIG. 7 is an example of a menu screen displayed on the display device of the support device 300 in step S603 of FIG.

画面301には、作業支援の種類を示す一覧301aが表示されている。作業支援の種類としては、例えば、注意喚起表示、メンテナンス情報表示等が含まれる。画面301では、「注意喚起表示」が選択されている。 A list 301a showing types of work support is displayed on the screen 301. Types of work support include, for example, warning displays, maintenance information displays, and the like. On the screen 301, "warning display" is selected.

なお、支援装置300が透過型の表示装置を有するARグラスである場合には、一覧301aは、支援装置300を装着している作業者Pが見ている風景の上に重ねて表示されるAR画像として表示される。 Note that when the support device 300 is AR glasses having a transmissive display device, the list 301a is an AR glass that is superimposed on the scenery that the worker P wearing the support device 300 is viewing. Displayed as an image.

画面301において、「注意喚起画像」が選択された状態で、支援装置300から設定要求を送信する操作が行われると、画面301は、画面302に遷移する。 When an operation is performed to send a setting request from the support device 300 with the “alert image” selected on the screen 301 , the screen 301 transitions to a screen 302 .

画面302は、図6のステップS606で支援装置300に表示される設定画面の一例である。 Screen 302 is an example of a setting screen displayed on support device 300 in step S606 of FIG.

画面302には、注意喚起を行う期間を示す一覧302aが表示されている。画面302の例では、注意喚起を行う期間の一覧として、「10秒間」、「60秒間」、「1分間」が表示されており、「10秒間」、「60秒間」が選択されている。つまり、画面302の例では、注意喚起を行う所定期間として、複数の値が設定されている。 Displayed on the screen 302 is a list 302a showing the period during which the warning is issued. In the example of the screen 302, "10 seconds," "60 seconds," and "1 minute" are displayed as a list of periods for alerting, and "10 seconds" and "60 seconds" are selected. That is, in the example of the screen 302, a plurality of values are set as the predetermined period for calling attention.

図8は、注意喚起画像の表示例を示す図である。図8に示す画面303は、図6のステップS614において支援装置300に表示される画面の一例である。 FIG. 8 is a diagram illustrating a display example of an attention-calling image. A screen 303 shown in FIG. 8 is an example of a screen displayed on the support device 300 in step S614 of FIG.

また、図8に示す画面303は、例えば、図4に示す作業現場において、支援装置300を所持(装着)した作業者Pが矢印Y3が示す方向を向いた状態で、支援装置300に表示される画面の例である。 Further, the screen 303 shown in FIG. 8 is displayed on the support device 300, for example, at the work site shown in FIG. This is an example of a screen.

画面303では、第一の所定期間として設定された10秒間における作業範囲151を示す注意喚起画像151aと、第二の所定期間として設定された60秒間における作業範囲152を示す注意喚起画像152aと、が表示されている。 On the screen 303, a warning image 151a showing a work range 151 in 10 seconds set as a first predetermined period, and a warning image 152a showing a work range 152 in 60 seconds set as a second predetermined period, is displayed.

図8では、支援装置300はスマートフォンとしたため、画面303には、支援装置300が撮像したショベル100-1、ショベル100-2を含む風景の画像と、注意喚起画像151a、152aとが重畳された重畳画像が表示されている。 In FIG. 8, since the support device 300 is a smartphone, the image of the landscape including the shovel 100-1 and the shovel 100-2 captured by the support device 300 and the attention-calling images 151a and 152a are superimposed on the screen 303. A superimposed image is displayed.

また、支援装置300が透過型のARグラスである場合には、注意喚起画像151a、152aは、AR画像とした支援装置300に表示されて、作業者Pが視認している風景と共に作業者Pに視認される。 In addition, when the support device 300 is transparent AR glasses, the alert images 151a and 152a are displayed on the support device 300 as AR images, and the worker P is visible.

また、画面303では、注意喚起画像151aと対応する第一の所定期間を示す画像303aが、注意喚起画像151aと対応付けられて表示されている。さらに、画面303では、注意喚起画像152aと対応する第二の所定期間を示す画像303bが、注意喚起画像152aと対応付けられて表示されている。 Furthermore, on the screen 303, an image 303a indicating a first predetermined period corresponding to the attention-calling image 151a is displayed in association with the attention-calling image 151a. Further, on the screen 303, an image 303b indicating a second predetermined period corresponding to the attention-calling image 152a is displayed in association with the attention-calling image 152a.

さらに、画面303では、注意喚起画像151aと、注意喚起画像152aとが異なる色で表示されている。言い換えれば、画面303では、注意喚起画像151aと、注意喚起画像152aとの表示態様が異なっている。 Furthermore, on the screen 303, the attention-seeking image 151a and the attention-seeking image 152a are displayed in different colors. In other words, on the screen 303, the display modes of the attention-seeking image 151a and the attention-seeking image 152a are different.

したがって、本実施形態では、複数の値が所定期間として設定されてるいことを作業者Pに視覚的に認識させることができる。言い換えれば、本実施形態によれば、近い未来においてショベル100が動作する領域に対する注意喚起と、遠い未来においてショベル100が動作する領域に対する注意喚起とを、作業者Pに対して同時に行うことができる。 Therefore, in this embodiment, the worker P can visually recognize that a plurality of values are set as the predetermined period. In other words, according to the present embodiment, it is possible to simultaneously alert the worker P to an area where the shovel 100 will operate in the near future and an area where the shovel 100 will operate in the distant future. .

また、本実施形態では、注意喚起画像151aと、注意喚起画像152aとの形状を、直方体の画像としたが、これに限定されない。注意喚起画像の形状は、例えば、半球状であってもよいし、その他の形状であってもよい。 Further, in this embodiment, the shape of the attention-seeking image 151a and the attention-seeking image 152a is a rectangular parallelepiped image, but the shape is not limited to this. The shape of the attention-seeking image may be, for example, hemispherical or other shapes.

なお、本実施形態では、注意喚起画像データを管理装置200で生成するものとしたが、これに限定されない。 Note that in this embodiment, the attention image data is generated by the management device 200, but the present invention is not limited thereto.

本実施形態では、支援装置300が注意喚起画像データを生成する機能を有していてもよい。その場合、支援装置300は、ショベル100から稼働情報を取得し、自機の位置情報と方向情報を用いて、注意喚起画像データを生成し、表示させればよい。 In this embodiment, the support device 300 may have a function of generating attention-calling image data. In that case, the support device 300 may acquire operation information from the excavator 100, generate attention image data using the own position information and direction information, and display the data.

また、本実施形態では、ショベル100が注意喚起画像データを生成する機能を有していてもよい。その場合、ショベル100は、支援装置300から位置情報と方向情報とを取得し、自機の稼働情報を用いて、注意喚起画像データを生成し、近距離無線通信等によって支援装置300に送信すればよい。 Further, in this embodiment, the excavator 100 may have a function of generating attention-calling image data. In that case, the excavator 100 acquires position information and direction information from the support device 300, uses its own operating information to generate attention image data, and transmits it to the support device 300 by short-range wireless communication or the like. Bye.

本実施形態では、このように、支援装置300やショベル100で注意喚起画像データを生成することで、例えば、作業現場の通信環境が整っていない場合であっても、これから行われる動作に関する注意喚起画像を支援装置300に表示させることができる。 In this embodiment, by generating the alert image data in the support device 300 and the excavator 100, for example, even if the communication environment at the work site is not set up, the alert regarding the operation to be performed can be alerted. The image can be displayed on the support device 300.

このように、本実施形態によれば、支援装置300を利用する作業者Pに、ショベル100が今後行う作業を直感的に把握させることができ、効率的に協調作業を行わせることができる。 In this way, according to the present embodiment, the worker P using the support device 300 can intuitively understand the work that the excavator 100 will perform in the future, and can efficiently perform collaborative work.

また、本実施形態では、例えば、作業者Pがショベル100を視認してない状態においても、ショベル100が今後行う作業に関する警告を行うことができ、安全性を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, for example, even when the worker P does not visually recognize the shovel 100, a warning regarding the work to be performed by the shovel 100 in the future can be issued, and safety can be improved.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above, the above content does not limit the content of the invention, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention.

1 下部走行体
2 旋回機構
3 上部旋回体
30 コントローラ
40 表示装置
100 ショベル
110 稼働情報取得部
120 通信制御部
200 管理装置
230 情報取得部
240 画像生成部
300 支援装置
320 表示制御部
330 情報出力部
1 Lower traveling body 2 Swivel mechanism 3 Upper rotating body 30 Controller 40 Display device 100 Shovel 110 Operation information acquisition section 120 Communication control section 200 Management device 230 Information acquisition section 240 Image generation section 300 Support device 320 Display control section 330 Information output section

Claims (8)

建設機械と、管理装置と、支援装置とを含む建設機械の作業支援システムであって、
前記管理装置は、
予定された前記建設機械の動作に関する注意喚起を促す注意喚起画像データを生成する画像生成部と、
前記注意喚起画像データが示す注意喚起画像を前記支援装置に表示させる表示指示部と、を有する、建設機械の作業支援システム。
A construction machine work support system including a construction machine, a management device, and a support device,
The management device includes:
an image generation unit that generates attention image data that calls attention to the scheduled operation of the construction machine;
A work support system for construction machinery, comprising: a display instruction unit that causes the support device to display a caution image indicated by the caution image data.
前記注意喚起画像は、
今後の所定期間において、前記建設機械が動作する領域を示す画像である、請求項1記載の建設機械の作業支援システム。
The warning image is
The work support system for a construction machine according to claim 1, wherein the image is an image showing an area in which the construction machine will operate in a future predetermined period.
前記所定期間として、異なる複数の値が設定されており、
前記注意喚起画像は、前記複数の値毎に、前記支援装置に表示される、請求項2記載の建設機械の作業支援システム。
A plurality of different values are set as the predetermined period,
3. The construction machine work support system according to claim 2, wherein the attention image is displayed on the support device for each of the plurality of values.
前記複数の値は、
第一の所定期間を示す値と、前記第一の所定期間よりも長い第二の所定期間を示す値を含む、請求項3記載の建設機械の作業支援システム。
The plurality of values are
4. The construction machine work support system according to claim 3, comprising a value indicating a first predetermined period and a value indicating a second predetermined period longer than the first predetermined period.
前記複数の値毎に表示される前記注意喚起画像は、それぞれの表示態様が異なる、請求項4記載の建設機械の作業支援システム。 5. The construction machine work support system according to claim 4, wherein the warning images displayed for each of the plurality of values have different display modes. 前記管理装置は、
前記建設機械から稼働情報を取得し、前記支援装置から前記支援装置の現在位置を示す位置情報及び前記支援装置が向いている方向を示す方向情報を取得する情報取得部を有し、
前記画像生成部は
前記稼働情報と、前記位置情報と、前記方向情報とを用いて前記注意喚起画像データを生成する、請求項1乃至5の何れか一項に記載の建設機械の作業支援システム。
The management device includes:
an information acquisition unit that acquires operation information from the construction machine and acquires position information indicating the current position of the support device and direction information indicating the direction in which the support device is facing from the support device;
The work support system for construction machinery according to any one of claims 1 to 5, wherein the image generation unit generates the attention-calling image data using the operation information, the position information, and the direction information. .
前記稼働情報は、
今後予定されている前記建設機械の作業内容を示す予定作業情報と、前記建設機械の現在位置を示す位置情報と、を含む、請求項6記載の建設機械の作業支援システム。
The operating information is
7. The construction machine work support system according to claim 6, comprising scheduled work information indicating future work contents of the construction machine and position information indicating the current position of the construction machine.
前記画像生成部は、
前記支援装置の撮像装置により撮像された画像データを取得し、前記注意喚起画像データを重畳した重畳画像データを生成し、
前記表示指示部は、
前記重畳画像データが示す重畳画像を前記注意喚起画像として前記支援装置に表示させる、請求項1乃至7の何れか一項に記載の建設機械の作業支援システム。
The image generation unit includes:
acquiring image data captured by an imaging device of the support device, and generating superimposed image data on which the alerting image data is superimposed;
The display instruction section is
The work support system for a construction machine according to any one of claims 1 to 7, wherein a superimposed image indicated by the superimposed image data is displayed on the support device as the attention-calling image.
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