JP2024004211A - Rotating work machine, and orientation detection method of rotating work machine - Google Patents

Rotating work machine, and orientation detection method of rotating work machine Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation work machine detecting an orientation of a rotation base with a single position detection device.
SOLUTION: A rotational work machine is provided with: a rotational base rotatable around a rotational axis center extending in a vertical direction; a work device arranged on the rotational base; a position detection device arranged on the rotational base and detecting a position; and a calculation section calculating an orientation of the rotational base based on a detected position detected with the position detection device, wherein the calculation section calculates an axis center position of the rotational axis center based on a plurality of detected positions at the time when the rotational base rotates around the rotational axis center and calculates an orientation of the rotational base based on the axis center position and the detected position.
SELECTED DRAWING: Figure 8
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、旋回作業機、及び旋回作業機の方位検出方法に関する。 The present invention relates to a swing work machine and a method for detecting the orientation of a swing work machine.

従来、特許文献1に開示された積込機械が知られている。
特許文献1に開示された積込機械は、例えば機械本体に対して上下方向に回動自在に設けられた作業装置を備えた油圧ショベル等のバックホーであって、積込機械の方位を計測する積込機械方位センサを有している。積込機械方位センサは、例えばアンテナを2つ備えてそれぞれが取得したアンテナ位置の相対位置から方位を計測するデュアルアンテナGPSである。
Conventionally, a loading machine disclosed in Patent Document 1 has been known.
The loading machine disclosed in Patent Document 1 is, for example, a backhoe such as a hydraulic excavator equipped with a working device that is rotatably provided in the vertical direction with respect to the machine body, and measures the orientation of the loading machine. It has a loading machine orientation sensor. The loading machine orientation sensor is, for example, a dual-antenna GPS that includes two antennas and measures the orientation from the relative positions of the antenna positions acquired by each antenna.

特開2022-75200号公報JP2022-75200A

特許文献1の積込機械では、デュアルアンテナGPSから構成される積込機械方位センサによって、積込機械の方位を計測することができる。
ここで、積込機械の方位の計測精度を向上させるために、デュアルアンテナGPSを構成する位置検出装置として、位置検出精度が高いGNSS受信機等の装置を採用することが考えられる。しかしながら、GNSS受信機等は、比較的高価であるため、デュアルアンテナGPSとして複数のGNSS受信機等を設けることで積込機械の製造コストが高くなるという問題があった。
In the loading machine of Patent Document 1, the orientation of the loading machine can be measured by the loading machine orientation sensor configured with a dual antenna GPS.
Here, in order to improve the measurement accuracy of the orientation of the loading machine, it is conceivable to employ a device such as a GNSS receiver with high position detection accuracy as the position detection device that constitutes the dual antenna GPS. However, since GNSS receivers and the like are relatively expensive, there is a problem in that providing a plurality of GNSS receivers and the like as a dual antenna GPS increases the manufacturing cost of the loading machine.

本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、単一の位置検出装置で旋回台の方位を検出することができる旋回作業機及び旋回作業機の方位検出方法の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and is directed to a swing work machine and a swing work machine orientation detection system that can detect the direction of a swing base with a single position detection device. The purpose is to provide a method.

本発明の一態様に係る旋回作業機は、上下方向に延びる旋回軸心廻りに回転可能な旋回台と、前記旋回台に設けられた作業装置と、前記旋回台に設けられ、且つ位置を検出する位置検出装置と、前記位置検出装置が検出した検出位置に基づいて、前記旋回台の方位を演算する演算部と、を備え、前記演算部は、前記旋回台が前記旋回軸心廻りに回転をした際の複数の前記検出位置に基づいて、前記旋回軸心の軸心位置を演算し、前記軸心位置と、前記検出位置と、に基づいて前記旋回台の方位を演算する。 A swing work machine according to one aspect of the present invention includes a swing base that is rotatable around a pivot axis that extends in the vertical direction, a working device provided on the swing base, and a working device that is provided on the swing base and detects a position. a position detection device that calculates the orientation of the swivel base based on the detected position detected by the position detection device, and the swivel base rotates around the rotation axis. An axial center position of the pivot axis is calculated based on the plurality of detected positions when performing the above operation, and an azimuth of the swivel base is calculated based on the axial center position and the detected position.

上記旋回作業機及び旋回作業機の方位検出方法によれば、単一の位置検出装置で旋回台の方位を検出することができる。 According to the above-described swing work machine and direction detection method for a swing work machine, the direction of the swing base can be detected with a single position detection device.

旋回作業機を示す概略側面図である。FIG. 2 is a schematic side view showing the swing working machine. 旋回作業機を示す概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing a swing work machine. 旋回作業機のシステムを説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a system of a swing work machine. 旋回台が旋回軸心廻りに回転している場合を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a case where the swivel base is rotating around the swivel axis. 旋回台が旋回軸心廻りに回転した場合における検出位置を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing detection positions when the swivel base rotates around the swivel axis. フィルタ処理部のフィルタリングの一例を説明する第1図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of filtering by a filter processing section. フィルタ処理部のフィルタリングの一例を説明する第2図である。FIG. 2 is a second diagram illustrating an example of filtering by a filter processing unit. 第2算出部が算出した近似線の一例を示す第1図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an approximate line calculated by a second calculation unit. 第2算出部が算出した近似線の一例を示す第2図である。FIG. 2 is a second diagram showing an example of an approximate line calculated by a second calculation unit. 第3算出部が算出した基準方位及び第4算出部が算出した現在の方位の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reference azimuth calculated by the 3rd calculation part, and the current azimuth calculated by the 4th calculation part. 演算部が方位を演算する一連の流れを説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a series of steps in which a calculation unit calculates an orientation. 揺動体の位置の算出について説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating calculation of the position of a rocking body. 第1の変形例における方位の演算を説明する図である。It is a figure explaining the calculation of the direction in a 1st modification. 第1の変形例において演算部が方位を演算する一連の流れの一部を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a part of a series of flows in which the calculation unit calculates the orientation in the first modification. 第1の変形例における旋回作業機のシステムを説明する図である。It is a figure explaining the system of the turning work machine in a 1st modification. 第2の変形例において演算部が方位を演算する一連の流れの一部を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a part of a series of flows in which a calculation unit calculates an orientation in a second modification. 第3の変形例における旋回作業機のシステムを説明する図である。It is a figure explaining the system of the turning work machine in the 3rd modification. 第3の変形例において演算部が方位を演算する一連の流れの一部を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a part of a series of flows in which a calculation unit calculates an orientation in a third modification.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、旋回作業機1の全体構成について説明する。図1は、旋回作業機1を示す概略側面図である。また、図2は、旋回作業機1を示す概略平面図である。図1、図2に示すように、旋回作業機1は、例えば旋回台2と、キャビン5と、下部走行体10と、作業装置20と、を備えているバックホー等である。旋回台2上には、運転席6が設けられている。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the overall configuration of the swing work machine 1 will be explained. FIG. 1 is a schematic side view showing a swing working machine 1. As shown in FIG. Moreover, FIG. 2 is a schematic plan view showing the swing working machine 1. As shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the swing work machine 1 is, for example, a backhoe or the like that includes a swing base 2, a cabin 5, an undercarriage 10, and a work device 20. A driver's seat 6 is provided on the swivel base 2.

以下、旋回作業機1の運転席6に着座した作業者(オペレータ)が向く方向(図1、図2等の矢印A1方向)を前方、その反対方向(図1、図2等の矢印A2方向)を後方という。また、作業者の左側(図1の手前側、図2の矢印B1方向)を左方、作業者の右側(図1の奥側、図2及の矢印B2方向)を右方という。また、前後方向に直交する方向である水平方向を幅方向(図2参照)という。 Hereinafter, the direction in which the worker (operator) seated in the driver's seat 6 of the swing work machine 1 faces (direction of arrow A1 in FIGS. 1, 2, etc.) is the forward direction, and the opposite direction (direction of arrow A2 in FIGS. 1, 2, etc.) ) is called backward. Further, the left side of the worker (the front side in FIG. 1, the direction of arrow B1 in FIG. 2) is called the left side, and the right side of the worker (the back side in FIG. 1, the direction of arrow B2 in FIGS. 2 and 2) is called the right side. Further, the horizontal direction, which is a direction perpendicular to the front-rear direction, is referred to as the width direction (see FIG. 2).

旋回台2は、上下方向に延伸する旋回軸心(縦軸)X廻りに回転可能である。旋回台2は、旋回基板17とウエイト18とを有している。旋回基板17は、下部走行体10上に、旋回ベアリング3を介して左右に旋回自在に支持されている。旋回ベアリング3の中心は、旋回軸心Xであり、旋回基板17には、旋回モータMTが取り付けられている。旋回モータMTは、旋回基板17に設けられた油圧ポンプ(図示略)が吐出した作動油によって駆動する油圧機器であり、旋回基板17を旋回軸心X廻りに回転駆動するモータである。ウエイト18は、旋回台2の後部に設けられている。 The swivel base 2 is rotatable around a swivel axis (vertical axis) X extending in the vertical direction. The swivel base 2 has a swivel base 17 and a weight 18. The swing base plate 17 is supported on the lower traveling body 10 via the swing bearing 3 so as to be able to swing left and right. The center of the swing bearing 3 is a swing axis X, and a swing motor MT is attached to the swing base plate 17. The swing motor MT is a hydraulic device driven by hydraulic oil discharged by a hydraulic pump (not shown) provided on the swing base plate 17, and is a motor that drives the swing base board 17 to rotate around the swing axis X. The weight 18 is provided at the rear of the swivel base 2.

下部走行体10は、走行フレーム(トラックフレーム)11と、走行機構12と、を有する。走行フレーム11は、走行機構12が取り付けられ、且つ上部に旋回台2を支持する構造体である。
走行機構12は、例えば、クローラ式の走行装置である。走行機構12は、アイドラ13と、駆動輪14と、複数の転輪15と、無端状のクローラベルト16と、油圧ポンプが吐出した作動油によって駆動する走行モータML,MRと、を有する。走行モータML,MRは、油圧モータから構成されており、駆動輪14を駆動することでクローラベルト16を周方向に循環回走させる。走行機構12の前部にはドーザ装置29が設けられている。
The lower traveling body 10 includes a traveling frame (track frame) 11 and a traveling mechanism 12. The traveling frame 11 is a structure to which the traveling mechanism 12 is attached and supports the swivel base 2 on the upper part.
The traveling mechanism 12 is, for example, a crawler type traveling device. The traveling mechanism 12 includes an idler 13, a driving wheel 14, a plurality of rolling wheels 15, an endless crawler belt 16, and traveling motors ML and MR driven by hydraulic fluid discharged by a hydraulic pump. The travel motors ML and MR are constituted by hydraulic motors, and drive the drive wheels 14 to circulate the crawler belt 16 in the circumferential direction. A dozer device 29 is provided at the front of the traveling mechanism 12.

旋回台2の前部には、支持ブラケット7が設けられている。支持ブラケット7には、スイングブラケット8が装着されている。スイングブラケット8は、支持ブラケット7に対して縦方向の軸心廻りに揺動可能に支持されている。スイングブラケット8の揺動は、旋回台2に取り付けられたスイングシリンダ(図示略)の伸縮により行われる。なお、図1、図2に示す例においては、図2に示すように、支持ブラケット7は、旋回基板17の幅方向の中央(旋回軸心Xを通る前後方向に延びる直線SL上)から右方に偏倚した位置に設けられている。 A support bracket 7 is provided at the front of the swivel base 2. A swing bracket 8 is attached to the support bracket 7. The swing bracket 8 is supported by the support bracket 7 so as to be swingable about an axis in the vertical direction. Swinging of the swing bracket 8 is performed by expansion and contraction of a swing cylinder (not shown) attached to the swivel base 2. In the example shown in FIGS. 1 and 2, as shown in FIG. It is located in a position that is biased towards the side.

図1に示すように、作業装置20は、旋回台2に設けられている。作業装置20は、揺動体とバケット25とを有している。本実施形態では、揺動体は、ブーム21とアーム23とを有している。揺動体であるアーム23の先端にバケット25が姿勢変更可能に取り付けられている。
バケット25の基端にはブラケット27が設けられている。バケット25は、ブラケット27を介してアーム23の先端に取り付けられている。バケット25は、側壁25Aと底壁25Bとバケット爪25Cとを有している。側壁25Aは、左側壁と右側壁とを含む。底壁25Bは、左側壁と右側壁とを連結している。バケット爪25Cは、バケット25の先端に設けられている。
As shown in FIG. 1, the working device 20 is provided on the swivel base 2. As shown in FIG. The working device 20 has a swinging body and a bucket 25. In this embodiment, the rocking body includes a boom 21 and an arm 23. A bucket 25 is attached to the tip of an arm 23, which is a swinging body, so that its posture can be changed.
A bracket 27 is provided at the base end of the bucket 25. The bucket 25 is attached to the tip of the arm 23 via a bracket 27. The bucket 25 has a side wall 25A, a bottom wall 25B, and a bucket claw 25C. The side wall 25A includes a left side wall and a right side wall. The bottom wall 25B connects the left side wall and the right side wall. The bucket claw 25C is provided at the tip of the bucket 25.

作業装置20は、ブーム21、アーム23及びバケット25の駆動機構(油圧アクチュエータ等)として、ブームシリンダ21a、アームシリンダ23a及びバケットシリンダ25aを有している。ブームシリンダ21a、アームシリンダ23a、及びバケットシリンダ25aは、油圧シリンダにより構成されている。
ブーム21の基端部は、スイングブラケット8に対して第1回転軸22廻りに揺動可能に枢支されている。アーム23の基端部は、ブーム21の先端部に対して第2回転軸24廻りに揺動可能に枢支されている。バケット25の基端部は、アーム23の先端部に対して第3回転軸26廻りに揺動可能に枢支されている。ブーム21は、ブームシリンダ21aの伸縮により上下に揺動する。アーム23は、アームシリンダ23aの伸縮により上下に揺動する。バケット25は、バケットシリンダ25aの伸縮によりスクイ・ダンプ動作する。
The work device 20 has a boom cylinder 21a, an arm cylinder 23a, and a bucket cylinder 25a as a drive mechanism (hydraulic actuator or the like) for the boom 21, arm 23, and bucket 25. The boom cylinder 21a, the arm cylinder 23a, and the bucket cylinder 25a are constituted by hydraulic cylinders.
A base end portion of the boom 21 is pivotally supported to the swing bracket 8 about a first rotation shaft 22 . The base end of the arm 23 is pivotally supported to the distal end of the boom 21 about a second rotating shaft 24 . The base end of the bucket 25 is pivotally supported to the distal end of the arm 23 about a third rotating shaft 26 . The boom 21 swings up and down due to expansion and contraction of the boom cylinder 21a. The arm 23 swings up and down due to the expansion and contraction of the arm cylinder 23a. The bucket 25 performs a scoop/dump operation by expanding and contracting the bucket cylinder 25a.

旋回台2の右部には、旋回台2の旋回、走行機構12の駆動、作業装置20の駆動等を行うための油圧アクチュエータへの作動油の供給を制御するコントロールバルブ(図示略)等が搭載されている。旋回台2の後部には、原動機4、油圧ポンプ(図示略)等が搭載されている。原動機4は、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関、又は電動モータ等である。原動機4は、内燃機関と電動モータとの両方を有するハイブリッド型であってもよい。 On the right side of the swivel base 2, there is a control valve (not shown) that controls the supply of hydraulic oil to a hydraulic actuator for rotating the swivel base 2, driving the traveling mechanism 12, driving the working device 20, etc. It is installed. A prime mover 4, a hydraulic pump (not shown), and the like are mounted at the rear of the swivel base 2. The prime mover 4 is an internal combustion engine such as a diesel engine or a gasoline engine, or an electric motor. The prime mover 4 may be a hybrid type having both an internal combustion engine and an electric motor.

旋回台2の上部には、キャビン5が搭載されている。キャビン5は、運転席6を保護する運転席保護装置である。運転席保護装置としてキャビン5に代えてキャノピを搭載してもよい。
運転席6の周囲には、旋回台2を旋回操作する旋回レバー、走行機構12を操作する走行レバー、作業装置20を操作する操作レバー(いずれも図示略)等を含む操作機器40が設けられている。
A cabin 5 is mounted on the top of the swivel base 2. The cabin 5 is a driver's seat protection device that protects the driver's seat 6. A canopy may be installed in place of the cabin 5 as a driver's seat protection device.
An operating device 40 is provided around the driver's seat 6, including a turning lever for turning the turning base 2, a traveling lever for operating the traveling mechanism 12, an operating lever for operating the working device 20 (all not shown), and the like. ing.

図3は、旋回作業機1のシステムを説明する図である。図3に示すように、旋回作業機1は、制御装置30と、記憶装置34と、表示装置35と、を備えている。制御装置30、記憶装置34、及び表示装置35は、CAN(Controller Area Network)やフレックスレイ(FlexRay)等の車載用通信ネットワークNによって、相互通信が可能である。
制御装置30は、旋回作業機1が有する様々な機器を制御する装置である。制御装置30は、電気・電子部品、及びプログラム等から構成されている。記憶装置34は、不揮発性のメモリ等であり、オペレーティングシステムや、様々なアプリケーションソフト(Application software)を記憶しており、種々のプログラム等や旋回作業機1に関する様々な情報を記憶することができる。
FIG. 3 is a diagram illustrating the system of the swing work machine 1. As shown in FIG. 3, the swing work machine 1 includes a control device 30, a storage device 34, and a display device 35. The control device 30, the storage device 34, and the display device 35 can communicate with each other through an in-vehicle communication network N such as a CAN (Controller Area Network) or FlexRay.
The control device 30 is a device that controls various devices included in the swing work machine 1. The control device 30 is composed of electrical/electronic components, programs, and the like. The storage device 34 is a non-volatile memory or the like, stores an operating system and various application software, and can store various programs and various information regarding the swing work machine 1. .

表示装置35は、旋回作業機1に関する情報等、旋回作業機1について様々な表示する表示画面35aを備えている。例えば、旋回作業機1は、走行機構12の速度(車速)を検出する車速検出装置(車速センサ)53を備え、表示装置35は、当該車速検出装置53が検出した車速を表示画面35aに表示することができる。車速検出装置53は、制御装置30と接続されており、検出した車速に関する信号(車速信号)を制御装置30に出力する。制御装置30は、当該車速信号に基づいて表示装置35に車速を表示させる。表示装置35の表示画面35aは、キャビン5の室内における運転席6に着座した作業者から視認可能な位置(例えば、運転席6の前方、斜め前方、或いは側方)に配置されている。なお、表示画面35aは、旋回作業機1に関する様々な設定を行うことが可能であってもよい。 The display device 35 includes a display screen 35a that displays various information about the swing work machine 1, such as information regarding the swing work machine 1. For example, the swing work machine 1 includes a vehicle speed detection device (vehicle speed sensor) 53 that detects the speed (vehicle speed) of the traveling mechanism 12, and the display device 35 displays the vehicle speed detected by the vehicle speed detection device 53 on the display screen 35a. can do. The vehicle speed detection device 53 is connected to the control device 30 and outputs a signal related to the detected vehicle speed (vehicle speed signal) to the control device 30. The control device 30 causes the display device 35 to display the vehicle speed based on the vehicle speed signal. The display screen 35a of the display device 35 is arranged at a position (for example, in front of, diagonally in front of, or to the side of the driver's seat 6) that is visible to the operator seated in the driver's seat 6 inside the cabin 5. Note that the display screen 35a may be able to perform various settings regarding the swing work machine 1.

旋回作業機1は、旋回台2に設けられた位置検出装置50が検出した検出位置Pdの位置情報に基づいて、旋回台2の方位Dを演算することができる。さらに、旋回作業機1は、演算した旋回台2の方位Dに基づいて、揺動体の位置Pwを演算することができる。ここで、旋回台2の方位Dとは、例えば旋回台2における作業装置20が向く水平面内の方向であって、旋回軸心Xを通る前後方向に延びる直線SLのうち、作業装置20の先端側(バケット25側)が指し示す方向である。なお、旋回台2の方位Dは、旋回軸心Xを基準とした、旋回台2上の所定の点を指し示す水平面内の方向であればよく、直線SLのうち、作業装置20の先端側が指し示す方向に限定されない。 The swing work machine 1 can calculate the orientation D of the swing base 2 based on the position information of the detection position Pd detected by the position detection device 50 provided on the swing base 2. Furthermore, the swing work machine 1 can calculate the position Pw of the swinging body based on the calculated orientation D of the swing base 2. Here, the orientation D of the swivel base 2 is, for example, the direction in the horizontal plane that the working device 20 faces on the swivel base 2, and is the tip of the working device 20 within the straight line SL extending in the front-rear direction passing through the swivel axis X. This is the direction indicated by the side (bucket 25 side). Note that the orientation D of the swivel base 2 may be any direction within a horizontal plane that points to a predetermined point on the swivel base 2 with reference to the rotation axis Not limited to direction.

以下、旋回作業機1による旋回台2の方位Dの演算について詳しく説明する。図3に示すように、旋回作業機1は、位置検出装置50と、傾斜検出装置51と、角度検出装置52と、演算部(方位演算部)31と、を備えている。
位置検出装置50は、自己の位置である検出位置Pdを検出する装置である。位置検出装置50は、検出位置Pdの位置情報(緯度、経度を含む測位情報であって、本実施形態においては位置座標)を信号(位置信号)として、制御装置30に出力する。本実施形態においては、位置検出装置50は、全地球航法衛星システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)の一例である周知のGPS(Global Positioning System)を利用して検出位置Pdを検出する。図1、図2に示すように、位置検出装置50は、旋回軸心Xから離れた位置に配置されている。
Hereinafter, the calculation of the orientation D of the swivel base 2 by the swivel work machine 1 will be explained in detail. As shown in FIG. 3, the swinging work machine 1 includes a position detection device 50, an inclination detection device 51, an angle detection device 52, and a calculation section (azimuth calculation section) 31.
The position detection device 50 is a device that detects a detection position Pd that is its own position. The position detection device 50 outputs position information (positioning information including latitude and longitude, and position coordinates in this embodiment) of the detected position Pd to the control device 30 as a signal (position signal). In the present embodiment, the position detection device 50 detects the detection position Pd using the well-known GPS (Global Positioning System), which is an example of the Global Navigation Satellite System (GNSS). As shown in FIGS. 1 and 2, the position detection device 50 is arranged at a position away from the pivot axis X. As shown in FIGS.

図4は、旋回台2が旋回軸心X廻りに回転している場合を示す平面図である。図4に示すように、下部走行体10が走行を停止している場合において、旋回台2が旋回軸心X廻りに回転すると、位置検出装置50のうち、検出位置Pdに対応する位置P´は、旋回軸心Xと位置P´との間の距離L1を半径R1とする円弧状の軌跡を描く。図5は、旋回台2が旋回軸心X廻りに回転した場合における検出位置Pdを示す平面図である。 FIG. 4 is a plan view showing the case where the turning table 2 is rotating around the turning axis X. As shown in FIG. 4, when the undercarriage 10 stops traveling and the swivel base 2 rotates around the swivel axis X, a position P' of the position detection device 50 corresponding to the detection position Pd draws an arc-shaped locus whose radius R1 is the distance L1 between the rotation axis X and the position P'. FIG. 5 is a plan view showing the detection position Pd when the turning table 2 rotates around the turning axis X. FIG.

なお、図5等におけるx軸方向は、経度方向と一致し、y軸方向は、緯度方向と一致する。また、図5等においては、説明の都合上、下部走行体10の進行方向(前後方向)がy軸方向を向き、下部走行体10の幅方向がx軸方向を向いている場合を例示している。
位置検出装置50は、図1、図2に示すように、本実施形態においては、ブラケット50aを介して、キャビン5の後上部に取り付けられている。また、図2に示す例においては、位置検出装置50は、旋回基板17の幅方向の中央に設けられている。
Note that the x-axis direction in FIG. 5 and the like corresponds to the longitude direction, and the y-axis direction corresponds to the latitude direction. In addition, in FIG. 5 and the like, for convenience of explanation, a case is illustrated in which the traveling direction (back and forth direction) of the undercarriage body 10 is oriented in the y-axis direction, and the width direction of the undercarriage body 10 is oriented in the x-axis direction. ing.
As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, the position detection device 50 is attached to the rear upper part of the cabin 5 via a bracket 50a. Further, in the example shown in FIG. 2, the position detection device 50 is provided at the center of the swing board 17 in the width direction.

なお、位置検出装置50の取り付け位置は、図1、図2等に示す位置に限定されず、旋回台2のうち、旋回軸心Xから水平方向に離れた所定の位置を検出することができればよい。例えば、位置検出装置50は、キャビン5のルーフ5aに取り付けられていてもよいし、旋回台2に設けられたウエイト18、フレーム(図示略)、又は外装カバー9に設けられていてもよい。ただし、GNSSの測位信号の受信精度を高めるためには、旋回台2における比較的高い位置に位置検出装置50を設けることが好ましい。また、方位Dの検出精度を高めるためには、旋回軸心Xからの水平方向の距離が大きい位置に位置検出装置50を設けることが好ましい。 Note that the mounting position of the position detection device 50 is not limited to the positions shown in FIGS. good. For example, the position detection device 50 may be attached to the roof 5a of the cabin 5, or may be attached to the weight 18 provided on the swivel base 2, a frame (not shown), or the exterior cover 9. However, in order to improve the reception accuracy of the GNSS positioning signal, it is preferable to provide the position detection device 50 at a relatively high position on the swivel base 2. Furthermore, in order to improve the detection accuracy of the orientation D, it is preferable to provide the position detection device 50 at a position with a large horizontal distance from the rotation axis X.

以下、説明の都合上、図2に示すように位置検出装置50がキャビン5の後上部に取り付けられ、旋回軸心Xよりも後方であって、且つ幅方向の中央に配置されている場合を例に説明する。
傾斜検出装置51は、水平面に対する旋回台2の傾斜角度を検出する装置である。傾斜検出装置51は、検出した旋回台2の傾斜角度を信号(傾斜信号)として、制御装置30に出力する。本実施形態において、傾斜検出装置51は、慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)である。慣性計測装置は、加速度を検出する加速度センサ、角速度を検出するジャイロセンサ等を有している。慣性計測装置は、旋回台2、例えば、運転席6の下方に設けられ、旋回台2のロール角、ピッチ角、ヨー角等を検出することができる。なお、傾斜検出装置51は、旋回台2の傾斜角度として、ロール角及びピッチ角を検出することができればよく、上述したような慣性計測装置に限定されず、2軸チルトセンサであってもよい。
Hereinafter, for convenience of explanation, a case will be described in which the position detection device 50 is attached to the rear upper part of the cabin 5, as shown in FIG. Let's explain with an example.
The inclination detection device 51 is a device that detects the inclination angle of the swivel base 2 with respect to a horizontal plane. The inclination detection device 51 outputs the detected inclination angle of the swivel base 2 to the control device 30 as a signal (inclination signal). In this embodiment, the tilt detection device 51 is an inertial measurement unit (IMU). The inertial measurement device includes an acceleration sensor that detects acceleration, a gyro sensor that detects angular velocity, and the like. The inertial measurement device is provided below the swivel base 2, for example, the driver's seat 6, and can detect the roll angle, pitch angle, yaw angle, etc. of the swivel base 2. Incidentally, the inclination detection device 51 only needs to be able to detect a roll angle and a pitch angle as the inclination angle of the swivel base 2, and is not limited to the above-mentioned inertial measurement device, but may be a two-axis tilt sensor. .

角度検出装置52は、下部走行体10に対する旋回台2の旋回軸心X廻りの旋回角度θを検出する装置である。角度検出装置52は、検出した旋回角度θを信号(角度信号)として、制御装置30に出力する。本実施形態において、角度検出装置52は、ロータリエンコーダである。本実施形態において、旋回角度θは、旋回台2が初期位置(例えば作業装置20の前部と、下部走行体10の前部とが一致している場合の旋回台2の位置)における直線SLと、旋回台2が回転した後の位置における直線SLとが形成する角度である。 The angle detection device 52 is a device that detects the turning angle θ of the turning base 2 about the turning axis X with respect to the lower traveling body 10. The angle detection device 52 outputs the detected turning angle θ to the control device 30 as a signal (angle signal). In this embodiment, the angle detection device 52 is a rotary encoder. In the present embodiment, the turning angle θ is the straight line SL when the turning table 2 is at the initial position (for example, the position of the turning table 2 when the front part of the working device 20 and the front part of the undercarriage body 10 are aligned). This is the angle formed by and the straight line SL at the position after the swivel base 2 has rotated.

また、角度検出装置52は、インクリメンタル形のロータリエンコーダである。このため、角度検出装置52は、旋回角度θを示す角度信号として、軸の回転変位量に対応するパルスを制御装置30に出力する。なお、角度検出装置52は、インクリメンタル形のロータリエンコーダに限定されず、アブソリュート形のロータリエンコーダであってもよい。斯かる場合、角度検出装置52は、旋回角度θを示す角度信号として、原点からの絶対位置を回転角度に対応するコードを制御装置30に出力する。 Further, the angle detection device 52 is an incremental type rotary encoder. Therefore, the angle detection device 52 outputs a pulse corresponding to the amount of rotational displacement of the shaft to the control device 30 as an angle signal indicating the turning angle θ. Note that the angle detection device 52 is not limited to an incremental type rotary encoder, but may be an absolute type rotary encoder. In such a case, the angle detection device 52 outputs a code corresponding to the rotation angle of the absolute position from the origin to the control device 30 as an angle signal indicating the rotation angle θ.

なお、角度検出装置52は、旋回角度θを検出することができればよく、ロータリエンコーダに限定されない。また、角度検出装置52は、旋回台2に設けられていてもよく、下部走行体10に設けられていてもよい。
演算部31は、制御装置30に設けられた電気・電子部品、及び記憶装置34に組み込まれたプログラム等から構成されている。演算部31は、位置検出装置50が検出した検出位置Pdに基づいて、旋回台2の方位Dを演算する。詳しくは、演算部31は、下部走行体10が走行してから停止し、且つ旋回台2が最初に旋回軸心X廻りに回転をした際において、当該旋回台2が回転を開始してから当該回転を停止(終了)するまでの複数の検出位置Pdに基づく円又は楕円の近似線ALを演算する。演算部31は、当該近似線ALに基づいて旋回軸心Xの軸心位置(旋回軸心Xの位置座標)Pxを演算する。また、演算部31は、軸心位置Pxと、検出位置Pd(軸心位置Pxの演算に用いた検出位置Pdのうちのいずれか)と、に基づいて旋回台2の方位D(旋回台2が回転を停止した際において、旋回軸心Xを通る前後方向に延びる直線SL2のうち、作業装置20の先端側が指し示す方向である基準方位D1)を演算する。本実施形態においては、演算部31は、軸心位置Pxと、軸心位置Pxの演算に用いた検出位置Pdのうちのいずれかの平均であり、且つ旋回台2が回転を停止した際の位置を示す基準位置Ppと、に基づいて基準方位D1を演算する。そして、演算部31は、基準方位D1に対応する旋回位置から現在の旋回位置までの旋回角度θ(旋回台2が回転を停止した際の旋回角度θと現在の旋回角度θとの差)と、基準方位D1と、に基づいて、旋回台2の現在の方位(旋回軸心Xを通る前後方向に延びる直線SL3のうち、作業装置20の先端側が指し示す方向)D2を演算する。
Note that the angle detection device 52 is not limited to a rotary encoder as long as it can detect the turning angle θ. Furthermore, the angle detection device 52 may be provided on the swivel base 2 or may be provided on the lower traveling body 10.
The calculation unit 31 is composed of electrical/electronic components provided in the control device 30, programs incorporated in the storage device 34, and the like. The calculation unit 31 calculates the orientation D of the swivel base 2 based on the detected position Pd detected by the position detection device 50. Specifically, when the lower traveling body 10 travels and then stops, and the swivel base 2 first rotates around the rotation axis An approximate line AL of a circle or an ellipse is calculated based on the plurality of detection positions Pd until the rotation is stopped (completed). The calculation unit 31 calculates the axial center position of the rotation axis X (position coordinates of the rotation axis X) Px based on the approximate line AL. Further, the calculation unit 31 calculates the orientation D of the swivel base 2 (the azimuth of the swivel base 2 When the rotation of the working device 20 stops, a reference direction D1) is calculated, which is the direction in which the distal end side of the working device 20 points out of the straight line SL2 passing through the pivot axis X and extending in the front-rear direction. In the present embodiment, the calculation unit 31 calculates the average of either the shaft center position Px or the detected position Pd used to calculate the shaft center position Px, and also calculates the average of the shaft center position Px and the detection position Pd used for calculating the shaft center position Px, and A reference orientation D1 is calculated based on a reference position Pp indicating the position. Then, the calculation unit 31 calculates the turning angle θ from the turning position corresponding to the reference orientation D1 to the current turning position (the difference between the turning angle θ when the turning base 2 stops rotating and the current turning angle θ). , the reference orientation D1, and the current orientation D2 of the swivel base 2 (the direction in which the tip end side of the working device 20 points on the straight line SL3 passing through the rotation axis X and extending in the front-rear direction) is calculated.

図3に示すように、演算部31は、第1取得部31aと、第2取得部31bと、第3取得部31cと、第4取得部31dと、第1算出部31eと、フィルタ処理部31fと、第2算出部31gと、第3算出部31hと、第4算出部31iと、を有している。第1取得部31a、第2取得部31b、第3取得部31c、第4取得部31d、第1算出部31e、フィルタ処理部31f、第2算出部31g、第3算出部31h、及び第4算出部31iは、制御装置30に設けられた電気・電子部品、及び記憶装置34に組み込まれたプログラム等から構成されている。 As shown in FIG. 3, the calculation unit 31 includes a first acquisition unit 31a, a second acquisition unit 31b, a third acquisition unit 31c, a fourth acquisition unit 31d, a first calculation unit 31e, and a filter processing unit. 31f, a second calculation section 31g, a third calculation section 31h, and a fourth calculation section 31i. The first acquisition unit 31a, the second acquisition unit 31b, the third acquisition unit 31c, the fourth acquisition unit 31d, the first calculation unit 31e, the filter processing unit 31f, the second calculation unit 31g, the third calculation unit 31h, and the fourth The calculation unit 31i is composed of electrical/electronic components provided in the control device 30, programs incorporated in the storage device 34, and the like.

第1取得部31aは、車速検出装置53から制御装置30に出力された車速信号に基づいて、下部走行体10の車速を取得する。第1取得部31aは、車速信号と、記憶装置34に記憶された演算式又は演算マップ等と、に基づいて、車速を取得する。第1取得部31aは、例えば、車速検出装置53が検出する車速のうち、下部走行体10が前進している場合の車速を正の値とし、後進している場合の車速を負の値として取得する。 The first acquisition unit 31a acquires the vehicle speed of the lower traveling body 10 based on the vehicle speed signal output from the vehicle speed detection device 53 to the control device 30. The first acquisition unit 31a acquires the vehicle speed based on the vehicle speed signal and the calculation formula or calculation map stored in the storage device 34. For example, among the vehicle speeds detected by the vehicle speed detection device 53, the first acquisition unit 31a sets the vehicle speed when the lower traveling body 10 is moving forward as a positive value, and sets the vehicle speed when it is moving backward as a negative value. get.

第2取得部31bは、位置検出装置50が制御装置30に取得された位置信号に基づいて、検出位置Pdの位置情報(位置座標)を取得する。第2取得部31bは、位置信号と、記憶装置34に記憶された演算式等と、に基づいて、位置検出装置50が検出した検出位置Pdを位置座標として取得する。なお、第2取得部31bは、位置情報と、位置検出装置50が当該検出位置Pdを検出した時刻と、を対応付けて記憶装置34に記憶する。 The second acquisition unit 31b acquires position information (position coordinates) of the detected position Pd by the position detection device 50 based on the position signal acquired by the control device 30. The second acquisition unit 31b acquires the detected position Pd detected by the position detection device 50 as position coordinates based on the position signal and the calculation formula stored in the storage device 34. Note that the second acquisition unit 31b stores the position information and the time at which the position detecting device 50 detects the detected position Pd in the storage device 34 in association with each other.

第3取得部31cは、傾斜検出装置51から制御装置30に出力された傾斜信号に基づいて、旋回台2のロール角とピッチ角とを取得する。第3取得部31cは、傾斜信号と、記憶装置34に記憶された演算式等と、に基づいて、ロール角及びピッチ角を取得する。
第4取得部31dは、角度検出装置52から制御装置30に出力された旋回信号に基づいて、旋回台2の回転方向及び旋回角度θを取得する。第4取得部31dは、旋回信号と、記憶装置34に記憶された演算式等と、に基づいて、旋回台2の回転方向及び旋回角度θを取得する。
The third acquisition unit 31c acquires the roll angle and pitch angle of the swivel base 2 based on the tilt signal output from the tilt detection device 51 to the control device 30. The third acquisition unit 31c acquires the roll angle and pitch angle based on the tilt signal and the calculation formula stored in the storage device 34.
The fourth acquisition unit 31d acquires the rotation direction and rotation angle θ of the rotation base 2 based on the rotation signal output from the angle detection device 52 to the control device 30. The fourth acquisition unit 31d acquires the rotation direction and rotation angle θ of the swivel base 2 based on the rotation signal and the calculation formula stored in the storage device 34.

例えば、第4取得部31dは、角度検出装置52から入力されたA相のパルスとB相のパルスの出力タイミングによって、旋回台2の回転方向を取得する。また、第4取得部31dは、旋回台2が所定の初期位置に位置している場合を零として、角度検出装置52から入力されたパルスをカウントすることにより、旋回角度θを取得する。このため、第4取得部31dは、カウントを初期化(リセット)することにより、初期位置を再定義することができる。初期位置は、所定の位置であって、任意のタイミングにおいて、第4取得部31dがカウントを初期化した際の旋回台2の回転位置である。また、第4取得部31dは、初期位置における旋回角度θを零として、旋回台2が平面視において反時計回りに回転している場合の旋回角度θを正の値とし、旋回台2が平面視において時計回りに回転している場合の旋回角度θを負の値として取得する。 For example, the fourth acquisition unit 31d acquires the rotation direction of the swivel base 2 based on the output timing of the A-phase pulse and the B-phase pulse input from the angle detection device 52. Further, the fourth acquisition unit 31d acquires the rotation angle θ by counting the pulses input from the angle detection device 52, with the value being zero when the rotation base 2 is located at a predetermined initial position. Therefore, the fourth acquisition unit 31d can redefine the initial position by initializing (resetting) the count. The initial position is a predetermined position, and is the rotational position of the swivel base 2 when the fourth acquisition unit 31d initializes the count at an arbitrary timing. Further, the fourth acquisition unit 31d sets the rotation angle θ at the initial position to zero, sets the rotation angle θ when the swivel base 2 is rotating counterclockwise in a plan view as a positive value, and sets the rotation angle θ at the initial position to a positive value, The turning angle θ when the object is rotated clockwise in view is obtained as a negative value.

第1算出部31eは、方位Dの演算に用いる検出位置Pd(候補位置Pc)として、位置検出装置50が検出した検出位置Pdから所定の条件を満たす検出位置Pdを抽出する。本実施形態において、候補位置Pcは、下部走行体10が走行してから停止して、旋回台2が最初に回転した際において、回転を開始してから当該回転を停止するまでの検出位置Pdである。 The first calculation unit 31e extracts a detection position Pd that satisfies a predetermined condition from the detection position Pd detected by the position detection device 50 as the detection position Pd (candidate position Pc) used for calculating the orientation D. In this embodiment, the candidate position Pc is the detected position Pd from when the lower traveling body 10 travels and then stops and when the swivel base 2 rotates for the first time, from when it starts to when it stops rotating. It is.

第1算出部31eは、第1取得部31aが取得した車速の絶対値が所定の第1閾値(例えば零)を超過している場合、下部走行体10が走行している状態(走行状態)であると判断する。また、第1算出部31eは、第1取得部31aが取得した車速の絶対値が所定の第1閾値以下である場合、下部走行体10が停止している状態(走行停止状態)であると判断する。 When the absolute value of the vehicle speed acquired by the first acquisition unit 31a exceeds a predetermined first threshold value (for example, zero), the first calculation unit 31e determines the state in which the undercarriage body 10 is traveling (driving state). It is determined that Further, the first calculation unit 31e determines that the lower traveling body 10 is in a stopped state (travel stopped state) when the absolute value of the vehicle speed acquired by the first acquisition unit 31a is less than or equal to a predetermined first threshold value. to decide.

ここで、旋回作業機1で作業を行う場合、作業者は、旋回作業機1を操作して、下部走行体10を走行させて作業場に移動した後に、まず旋回台2を回転させるため、作業を実施する前に特別な操作を経ることなく、作業者が普段の作業を実施する中で、第1算出部31eは、上述した条件を満たす候補位置Pcを抽出することができる。
第1算出部31eは、第4取得部31dが取得した旋回角度θの変化量の絶対値が所定の第2閾値を超過している場合、旋回台2が回転している状態(回転状態)であると判断する。第1算出部31eは、第4取得部31dが取得した旋回角度θの変化量の絶対値が所定の第2閾値以下である場合、下部走行体10が停止している状態(回転停止状態)であると判断する。本実施形態においては、第2閾値は、零であって、第1算出部31eは、角度検出装置52からパルスが入力された場合、旋回台2が回転状態であると判断し、角度検出装置52からパルスが入力されていない場合、旋回台2が回転停止状態であると判断する。
Here, when performing work with the swing work machine 1, the worker operates the swing work machine 1, moves the lower traveling body 10 to the work place, and then first rotates the swing base 2, so that the worker can perform the work. The first calculation unit 31e can extract the candidate position Pc that satisfies the above-mentioned conditions while the worker performs the usual work without undergoing any special operations before performing the above.
If the absolute value of the amount of change in the turning angle θ acquired by the fourth acquiring unit 31d exceeds a predetermined second threshold, the first calculating unit 31e calculates a state in which the swivel base 2 is rotating (rotating state). It is determined that When the absolute value of the amount of change in the turning angle θ acquired by the fourth acquisition unit 31d is less than or equal to a predetermined second threshold, the first calculation unit 31e determines that the undercarriage 10 is in a stopped state (rotation stopped state). It is determined that In this embodiment, the second threshold value is zero, and when a pulse is input from the angle detection device 52, the first calculation unit 31e determines that the swivel base 2 is in a rotating state, and If no pulse is input from 52, it is determined that the rotation base 2 is in a stopped state.

このため、第1算出部31eは、下部走行体10が回転停止状態から回転状態に移行し、角度検出装置52からパルスが入力された場合に、旋回台2が回転を開始したと判断する。一方、第1算出部31eは、下部走行体10が回転状態から回転停止状態に移行し、角度検出装置52からパルスが入力されなくなった場合に、旋回台2が回転を停止したと判断する。 Therefore, the first calculation unit 31e determines that the swivel base 2 has started rotating when the lower traveling body 10 transitions from the rotation stop state to the rotation state and a pulse is input from the angle detection device 52. On the other hand, the first calculation unit 31e determines that the swivel base 2 has stopped rotating when the lower traveling body 10 transitions from the rotating state to the rotating stopped state and the pulse is no longer input from the angle detecting device 52.

なお、候補位置Pcの条件は、上述した条件に限定されず、第1算出部31eは、旋回台2が回転を開始する前の所定時間内の検出位置Pd、及び旋回台2が回転を停止した後の所定時間内の検出位置Pdを候補位置Pcとして算出してもよい。
また、以下の説明において、第1算出部31eが候補位置Pcを算出する際に、旋回台2が回転を開始してから当該回転を停止するまでの旋回角度θの変化量を「基準角度θb」として説明することがある。つまり、図5に示すように、基準角度θbは、旋回台2が回転を開始した際において、旋回軸心Xを通る前後方向に延びる直線SL1と、直線SL2と、が形成する角度である。
Note that the conditions for the candidate position Pc are not limited to the conditions described above, and the first calculation unit 31e calculates the detected position Pd within a predetermined time before the swivel base 2 starts rotating, and the position Pd when the swivel base 2 stops rotating. The detected position Pd within a predetermined time after the detection may be calculated as the candidate position Pc.
In the following explanation, when the first calculation unit 31e calculates the candidate position Pc, the amount of change in the turning angle θ from when the turning base 2 starts rotating until it stops the rotation is defined as the “reference angle θb”. ” may be explained as. That is, as shown in FIG. 5, the reference angle θb is an angle formed by a straight line SL1 extending in the front-rear direction passing through the pivot axis X and a straight line SL2 when the rotating base 2 starts rotating.

また、以下の説明において、第1算出部31eによって旋回台2が回転を停止したと判断した時点において、第2取得部31bが取得した検出位置Pdのことを「停止位置Pe」として説明する場合がある。
また、上述した一例において、第1算出部31eは、第1取得部31aが取得した車速に基づいて、下部走行体10が走行状態から走行停止状態に移行したか否かを判断するが、制御装置30が操作機器40の操作情報を取得できる場合、第1算出部31eは、当該操作情報に基づいて下部走行体10の状態(走行状態及び走行停止状態)を判断してもよい。また、第1算出部31eは、角度検出装置52から制御装置30に出力された旋回信号に基づいて、旋回台2が回転を開始したかを判断し、当該回転が停止したかを判断しているが、制御装置30が操作機器40の操作情報を取得できる場合、第1算出部31eは、当該操作情報に基づいて旋回台2の状態(回転状態及び回転停止状態)を判断してもよい。
In addition, in the following description, the detection position Pd acquired by the second acquisition unit 31b at the time when the first calculation unit 31e determines that the rotation of the swivel base 2 has stopped is referred to as the “stop position Pe”. There is.
Furthermore, in the example described above, the first calculation unit 31e determines whether or not the lower traveling body 10 has transitioned from the running state to the running stopped state based on the vehicle speed acquired by the first acquisition unit 31a. When the device 30 can acquire the operation information of the operating device 40, the first calculation unit 31e may determine the state of the undercarriage 10 (running state and running stopped state) based on the operating information. The first calculation unit 31e also determines whether the rotation base 2 has started rotating based on the rotation signal output from the angle detection device 52 to the control device 30, and determines whether the rotation has stopped. However, if the control device 30 can acquire the operation information of the operating device 40, the first calculation unit 31e may determine the state of the swivel base 2 (rotation state and rotation stop state) based on the operation information. .

フィルタ処理部31fは、旋回台2が回転した際の複数の候補位置Pc(検出位置Pd)のフィルタリング(フィルタ処理)を行う。フィルタ処理部31fは、所定のエリアE外に位置する候補位置Pcを排除する。図6Aは、フィルタ処理部31fのフィルタリングの一例を説明する第1図である。図6Bは、フィルタ処理部31fのフィルタリングの一例を説明する第2図である。 The filter processing unit 31f performs filtering (filter processing) on a plurality of candidate positions Pc (detected positions Pd) when the swivel base 2 rotates. The filter processing unit 31f excludes candidate positions Pc located outside the predetermined area E. FIG. 6A is a first diagram illustrating an example of filtering by the filter processing section 31f. FIG. 6B is a second diagram illustrating an example of filtering by the filter processing section 31f.

エリアEは、緯度と経度で示す位置座標の領域であって、図6Aに示すように、旋回軸心Xから位置検出装置50が検出する位置P´までの長さR1を半径とする円弧を含む略円弧状の領域である。なお、図6A、図6Bにおいて、エリアE内に位置する候補位置Pcを黒点で記載し、エリアE外に位置する候補位置Pcを白点で記載している。
また、エリアEの中心角θeの大きさは、基準角度θbに対応している。なお、エリアEの中心角θeの大きさは、基準角度θbに対応していればよく、基準角度θbよりも所定値だけ大きくてもよい。エリアEの径方向の長さ(幅W)は、位置検出装置50が検出する検出位置Pdの誤差に応じて定義された大きさである。例えば、幅Wは、位置検出装置50が検出する検出位置Pdの誤差の大きさの2倍の大きさである。
Area E is a region of position coordinates indicated by latitude and longitude, and as shown in FIG. 6A, is a circular arc with a radius of length R1 from the rotation axis This is an approximately arc-shaped area that includes Note that in FIGS. 6A and 6B, candidate positions Pc located within area E are indicated by black dots, and candidate positions Pc located outside area E are indicated by white dots.
Further, the size of the central angle θe of the area E corresponds to the reference angle θb. Note that the magnitude of the central angle θe of the area E only needs to correspond to the reference angle θb, and may be larger than the reference angle θb by a predetermined value. The radial length (width W) of the area E is a size defined according to the error of the detection position Pd detected by the position detection device 50. For example, the width W is twice as large as the error size of the detected position Pd detected by the position detecting device 50.

なお、幅Wは、検出位置Pdの誤差の大きさに応じた値であることが好ましく、2倍に限定されない。また、幅Wは、記憶装置34に予め記憶されている値であって、作業者が表示装置35等を操作して任意に変更できる構成であってもよい。このため、作業者が表示装置35等を操作して幅Wを小さくすることで軸心位置Pxの算出の精度を向上するよう設定できる。 Note that the width W is preferably a value that corresponds to the magnitude of the error in the detection position Pd, and is not limited to twice. Further, the width W may be a value stored in advance in the storage device 34, and can be arbitrarily changed by the operator by operating the display device 35 or the like. Therefore, by operating the display device 35 or the like to reduce the width W, the operator can make settings to improve the accuracy of calculation of the axial center position Px.

フィルタ処理部31fは、記憶装置34に記憶された演算式(第1演算式)や各種パラメータ(長さR1、幅W、基準角度θb等)に基づいてエリアEを演算する。演算式は、円又は楕円の方程式と各種パラメータに基づいて定義された数式である。また、フィルタ処理部31fは、傾斜検出装置51が検出した傾斜角度(ロール角及びピッチ角)に基づいて、エリアEを補正する。フィルタ処理部31fは、記憶装置34に記憶された演算式(第2演算式)と傾斜角度とに基づいてエリアEを補正する。 The filter processing unit 31f calculates the area E based on the calculation formula (first calculation formula) and various parameters (length R1, width W, reference angle θb, etc.) stored in the storage device 34. The arithmetic expression is a mathematical expression defined based on a circle or ellipse equation and various parameters. Furthermore, the filter processing unit 31f corrects the area E based on the inclination angle (roll angle and pitch angle) detected by the inclination detection device 51. The filter processing unit 31f corrects the area E based on the arithmetic expression (second arithmetic expression) stored in the storage device 34 and the inclination angle.

このため、旋回台2が水平であって、第3取得部31cが取得した傾斜角度が零である場合、図6Aに示すように、エリアEは、半径R2が長さR1よりも幅Wの1/2大きい円(外円)C1と、半径R3が長さR1よりも幅Wの1/2小さい円(内円)C2と、に囲まれ、且つ中心角θeの大きさが基準角度θbと同値の領域である。外円C1及び内円C2は、同心円状に配置され、且つそれぞれ真円を描く。 Therefore, when the swivel base 2 is horizontal and the inclination angle acquired by the third acquisition unit 31c is zero, as shown in FIG. 6A, the radius R2 of the area E is smaller than the width W than the length R1. It is surrounded by a circle (outer circle) C1 that is 1/2 larger and a circle (inner circle) C2 whose radius R3 is smaller than the length R1 by 1/2 of the width W, and the size of the central angle θe is the reference angle θb. This is the same area as . The outer circle C1 and the inner circle C2 are arranged concentrically and each draw a perfect circle.

フィルタ処理部31fは、旋回台2が水平である場合のエリアEを基準エリアEbとして、当該基準エリアEbを傾斜角度に基づいて補正する。このため、旋回作業機1が傾斜地に位置し、旋回台2が傾いており、第3取得部31cが取得した傾斜角度(ロール角及びピッチ角)が零以外である場合、フィルタ処理部31fは、基準エリアEbを当該傾斜角度だけ傾斜した領域に補正する。即ち、外円C1及び内円C2は、同心円状に配置され、且つそれぞれ楕円を描く。 The filter processing unit 31f sets the area E when the swivel base 2 is horizontal as a reference area Eb, and corrects the reference area Eb based on the inclination angle. Therefore, when the swing work machine 1 is located on a slope, the swing base 2 is tilted, and the tilt angle (roll angle and pitch angle) acquired by the third acquisition section 31c is other than zero, the filter processing section 31f , the reference area Eb is corrected to an area tilted by the tilt angle. That is, the outer circle C1 and the inner circle C2 are arranged concentrically and each draw an ellipse.

また、フィルタ処理部31fは、演算したエリアEをより多くの候補位置PcがエリアE内に位置するよう移動させ、エリアE外に位置する候補位置Pcを排除することで掃引を行う。
なお、上述した実施形態において、フィルタ処理部31fは、第1演算式及び各種パラメータに基づいて基準エリアEbを演算し、第2演算式及び傾斜角度に基づいて当該基準エリアEbを補正しているが、記憶装置34は、第1演算式と第2演算式を組み合わせた単一の演算式を記憶し、フィルタ処理部31fは、当該単一の演算式と、各種パラメータ(長さR1、幅W、基準角度θb、及び傾斜角度)に基づいてエリアEを演算してもよい。
Furthermore, the filter processing unit 31f moves the calculated area E so that more candidate positions Pc are located within the area E, and eliminates candidate positions Pc located outside the area E, thereby performing sweeping.
Note that in the embodiment described above, the filter processing unit 31f calculates the reference area Eb based on the first calculation formula and various parameters, and corrects the reference area Eb based on the second calculation formula and the inclination angle. However, the storage device 34 stores a single arithmetic expression that is a combination of the first arithmetic expression and the second arithmetic expression, and the filter processing unit 31f stores the single arithmetic expression and various parameters (length R1, width W, reference angle θb, and inclination angle).

第2算出部31gは、フィルタ処理部31fがフィルタリングした複数の候補位置Pc(検出位置Pd)に基づいて、円又は楕円の近似線ALを算出(演算)する。第2算出部31gは、近似線ALを緯度と経度で示す座標系の近似式によって算出する。図7Aは、第2算出部31gが算出した近似線ALの一例を示す第1図である。図7Bは、第2算出部31gが算出した近似線ALの一例を示す第2図である。 The second calculation unit 31g calculates (operates) a circular or elliptical approximate line AL based on the plurality of candidate positions Pc (detected positions Pd) filtered by the filter processing unit 31f. The second calculation unit 31g calculates the approximate line AL using an approximate formula of a coordinate system indicated by latitude and longitude. FIG. 7A is a first diagram showing an example of the approximate line AL calculated by the second calculation unit 31g. FIG. 7B is a second diagram showing an example of the approximate line AL calculated by the second calculation unit 31g.

第2算出部31gは、旋回台2が回転した際の複数の検出位置Pdに対して、円又は楕円の方程式の最小二乗法を用いて、近似線ALを算出する。最小二乗法のモデル関数は、傾斜角度に基づいて楕円の方程式を補正した演算式であって、各種パラメータ(長さR1、傾斜角度)を代入して用いられる。
このため、旋回台2が水平であって、第3取得部31cが取得した傾斜角度が零である場合、図7Aに示すように、第2算出部31gが算出した近似線ALは、半径が長さR1の真円となる。一方、旋回台2が傾いており、第3取得部31cが取得した傾斜角度(ロール角及びピッチ角)が零以外である場合、図7Bに示すように、第2算出部31gが算出した近似線ALは、半径が長さR1の真円を傾斜角度で補正した楕円となる。
The second calculation unit 31g calculates an approximate line AL for the plurality of detection positions Pd when the swivel base 2 rotates, using the least squares method of a circle or ellipse equation. The least squares model function is an arithmetic expression that corrects the ellipse equation based on the inclination angle, and is used by substituting various parameters (length R1, inclination angle).
Therefore, when the swivel base 2 is horizontal and the inclination angle acquired by the third acquisition unit 31c is zero, as shown in FIG. 7A, the approximate line AL calculated by the second calculation unit 31g has a radius of It becomes a perfect circle with length R1. On the other hand, when the swivel base 2 is tilted and the tilt angle (roll angle and pitch angle) acquired by the third acquisition unit 31c is other than zero, as shown in FIG. 7B, the approximation calculated by the second calculation unit 31g The line AL is an ellipse whose radius is a perfect circle with a length R1 corrected by the inclination angle.

第3算出部31hは、第2算出部31gが算出した近似線ALに基づいて、当該近似線ALの中心の位置(中心位置)Poを旋回軸心Xの軸心位置Pxとして算出(演算)する。また、第3算出部31hは、算出した軸心位置Pxと、基準位置Ppと、に基づいて、軸心位置Pxと基準位置Ppを通る直線SL2を旋回台2の方位D(基準方位D1)として算出する。図8は、第3算出部31hが算出した基準方位D1及び第4算出部31iが算出した現在の方位D2の一例を示す図である。 The third calculation unit 31h calculates (calculates) the center position (center position) Po of the approximate line AL as the axis position Px of the turning axis X based on the approximate line AL calculated by the second calculation unit 31g. do. Further, the third calculation unit 31h calculates a straight line SL2 passing through the axis position Px and the reference position Pp based on the calculated axis position Px and the reference position Pp, as the orientation D of the swivel base 2 (reference orientation D1). Calculated as FIG. 8 is a diagram showing an example of the reference orientation D1 calculated by the third calculation unit 31h and the current orientation D2 calculated by the fourth calculation unit 31i.

第3算出部31hは、基準方位D1を緯度と経度で示す座標系の数式で算出する。第3算出部31hは、位置検出装置50が検出した検出位置Pdから少なくとも停止位置Peを含む検出位置Pd(終了位置Pa)を抽出し、当該検出位置Pdに基づいて基準位置Ppを算出する。終了位置Paとは、第1算出部31eによって旋回台2が回転を停止したと判断した時点の前後の所定時間内において、第2取得部31bが取得した複数の検出位置Pdである。第3算出部31hは、複数の終了位置Paの位置情報の平均値に基づいて基準位置Ppを算出する。 The third calculation unit 31h calculates the reference direction D1 using a formula of a coordinate system indicated by latitude and longitude. The third calculation unit 31h extracts a detection position Pd (end position Pa) including at least the stop position Pe from the detection position Pd detected by the position detection device 50, and calculates a reference position Pp based on the detection position Pd. The end position Pa is a plurality of detection positions Pd acquired by the second acquisition unit 31b within a predetermined time period before and after the first calculation unit 31e determines that the rotation of the swivel base 2 has stopped. The third calculation unit 31h calculates the reference position Pp based on the average value of the position information of the plurality of end positions Pa.

なお、図8において、終了位置Paを白点で記載し、基準位置Ppを黒点で記載している。
また、本実施形態においては、第3算出部31hは、複数の位置情報の平均値を基準位置Ppとして算出するが、第3算出部31hは、少なくとも停止位置Peを含む検出位置Pdに基づいて基準位置Ppを算出すればよく、第3算出部31hが参照する検出位置Pd(終了位置Pa)は、停止位置Peのみであってもよいし、停止位置Peを含む2つ以上の検出位置Pdであってもよい。
In FIG. 8, the end position Pa is indicated by a white dot, and the reference position Pp is indicated by a black dot.
Further, in the present embodiment, the third calculation unit 31h calculates the average value of the plurality of position information as the reference position Pp, but the third calculation unit 31h calculates the average value of the plurality of position information as the reference position Pp. It is sufficient to calculate the reference position Pp, and the detection position Pd (end position Pa) referred to by the third calculation unit 31h may be only the stop position Pe, or two or more detection positions Pd including the stop position Pe. It may be.

第3算出部31hは、基準方位D1を算出すると、第4取得部31dのカウントを初期化させ、初期位置を再定義させる。つまり、再定義された初期位置において、旋回軸心Xを通る前後方向に延びる直線は、直線SL2である。
第4算出部31iは、基準方位D1と、旋回角度θに基づいて、旋回台2の現在の方位D2を算出(演算)する。第4算出部31iは、基準方位D1に対応する旋回位置から現在の旋回位置までの旋回角度θ(旋回台2が回転を停止した際の旋回角度θと現在の旋回角度θとの差)と、基準方位D1と、に基づいて、旋回台2の現在の方位D2を算出する。なお、本実施形態においては、第3算出部31hによって、第4取得部31dのカウントが初期化され、初期位置が再定義されるため、旋回台2が回転を停止した際の旋回角度θは、零である。
When the third calculation unit 31h calculates the reference orientation D1, the third calculation unit 31h initializes the count of the fourth acquisition unit 31d and redefines the initial position. That is, at the redefined initial position, the straight line passing through the rotation axis X and extending in the front-rear direction is the straight line SL2.
The fourth calculation unit 31i calculates (computes) the current orientation D2 of the swivel base 2 based on the reference orientation D1 and the turning angle θ. The fourth calculation unit 31i calculates the turning angle θ from the turning position corresponding to the reference orientation D1 to the current turning position (the difference between the turning angle θ when the turning base 2 stops rotating and the current turning angle θ). , the reference orientation D1, and the current orientation D2 of the swivel base 2. Note that in this embodiment, the third calculation unit 31h initializes the count of the fourth acquisition unit 31d and redefines the initial position, so the rotation angle θ when the rotation base 2 stops rotating is , is zero.

第4算出部31iは、現在の旋回角度θと基準方位D1とに基づいて、旋回台2の現在の方位D2を緯度と経度で示す座標系の数式で算出する。本実施形態において、現在の旋回角度θは、現在の位置において旋回軸心Xを通る前後方向に延びる直線SL3と、直線SL2と、が形成する角度である。現在の旋回角度θと基準方位D1とに基づいて、旋回台2の現在の方位D2を緯度と経度で示す座標系の数式で算出する。即ち、第2取得部31bが取得した旋回角度θが正の値である場合、第4算出部31iは、軸心位置Pxを中心として基準方位D1を変化量だけ、反時計回りに傾けることで現在の方位D2を算出する。一方、第2取得部31bが取得した旋回角度θが負の値である場合、第4算出部31iは、基準方位D1を変化量だけ、軸心位置Pxを中心として時計回りに傾けることで現在の方位D2を算出する。 The fourth calculation unit 31i calculates the current orientation D2 of the swivel base 2 based on the current turning angle θ and the reference orientation D1 using a formula of a coordinate system indicated by latitude and longitude. In the present embodiment, the current turning angle θ is an angle formed by a straight line SL3 that passes through the turning axis X at the current position and extends in the front-rear direction, and a straight line SL2. Based on the current turning angle θ and the reference azimuth D1, the current azimuth D2 of the swivel base 2 is calculated using a formula of a coordinate system indicated by latitude and longitude. That is, when the turning angle θ acquired by the second acquisition unit 31b is a positive value, the fourth calculation unit 31i tilts the reference orientation D1 counterclockwise by the amount of change around the axis position Px. Calculate the current direction D2. On the other hand, when the turning angle θ acquired by the second acquisition unit 31b is a negative value, the fourth calculation unit 31i tilts the reference orientation D1 clockwise around the axis position Px by the amount of change. Calculate the direction D2.

図9は、演算部31が方位Dを演算する一連の流れを説明する図である。以下、図9を用いて、第1算出部31eによる候補位置Pcの抽出、フィルタ処理部31fによる候補位置Pcのフィルタリング、第2算出部31gによる近似線ALの算出、第3算出部31hによる軸心位置Px及び基準方位D1の算出、並びに第4算出部31iによる現在の方位D2の算出の一連の流れについて説明する。 FIG. 9 is a diagram illustrating a series of steps in which the calculation unit 31 calculates the orientation D. Hereinafter, using FIG. 9, extraction of the candidate position Pc by the first calculation unit 31e, filtering of the candidate position Pc by the filter processing unit 31f, calculation of the approximate line AL by the second calculation unit 31g, and axis by the third calculation unit 31h. A series of steps for calculating the heart position Px and the reference orientation D1, and calculating the current orientation D2 by the fourth calculation unit 31i will be described.

まず、第1算出部31eは、第1取得部31aが取得した車速に基づいて、下部走行体10が走行状態か否かを判断する(S10)。第1算出部31eは、下部走行体10が走行状態であると判断すると(S10,Yes)、第1算出部31eが第1取得部31aの取得した車速に基づいて、下部走行体10が走行状態から走行停止状態に移行したか否かを判断する(S11)。第1算出部31eは、下部走行体10が走行状態から走行停止状態に移行していないと判断した場合(S11,No)、S11の処理を継続し、下部走行体10が走行状態から走行停止状態に移行したと判断した場合(S11,Yes)、第4取得部31dが取得した旋回信号に基づいて、旋回台2が回転を開始したか否かを判断する(S12)。 First, the first calculation unit 31e determines whether the lower traveling body 10 is in a running state based on the vehicle speed acquired by the first acquisition unit 31a (S10). When the first calculation unit 31e determines that the undercarriage body 10 is in a running state (S10, Yes), the first calculation unit 31e determines whether the undercarriage body 10 is running based on the vehicle speed acquired by the first acquisition unit 31a. It is determined whether or not the state has shifted to the running stopped state (S11). If the first calculation unit 31e determines that the undercarriage body 10 has not transitioned from the running state to the running stop state (S11, No), it continues the process of S11, and the undercarriage body 10 changes from the running state to the running stop state. If it is determined that the rotation base 2 has started to rotate (S11, Yes), it is determined whether the rotation base 2 has started rotating based on the rotation signal acquired by the fourth acquisition unit 31d (S12).

第1算出部31eが、旋回台2は回転を開始していないと判断すると(S12,No)、S12の処理を継続し、旋回台2は回転を開始したと判断すると(S12,Yes)、位置検出装置50が検出位置Pdを検出する(S13)。第2取得部31bは、位置検出装置50が検出した位置情報を記憶装置34に記憶させる。第1算出部31eは、第4取得部31dが取得した旋回信号に基づいて、旋回台2が回転を停止したか否かを判断する(S14)。 When the first calculation unit 31e determines that the swivel base 2 has not started rotating (S12, No), it continues the process of S12, and when it determines that the swivel base 2 has started rotating (S12, Yes), The position detection device 50 detects the detection position Pd (S13). The second acquisition unit 31b causes the storage device 34 to store the position information detected by the position detection device 50. The first calculation unit 31e determines whether the rotation base 2 has stopped rotating based on the rotation signal acquired by the fourth acquisition unit 31d (S14).

第1算出部31eは、旋回台2が回転を停止していないと判断した場合(S14,No)、即ち旋回台2が回転を停止するまでの間、S13の処理を実行する。一方、第1算出部31eは、旋回台2が回転を停止したと判断すると(S14,Yes)、第1算出部31eが旋回台2は回転を開始したと判断してから(S12,Yes)、旋回台2は回転を停止したと判断する(S14,Yes)までの間(旋回期間)において、記憶装置34から第2取得部31bが取得した位置情報の抽出を行い、候補位置Pcとして算出する(S15)。このため、第1算出部31eは、下部走行体10が走行してから停止した際に、旋回台2が旋回することで候補位置Pcを算出することができる。 When the first calculation unit 31e determines that the swivel base 2 has not stopped rotating (S14, No), that is, until the swivel base 2 stops rotating, it executes the process of S13. On the other hand, when the first calculation unit 31e determines that the swivel base 2 has stopped rotating (S14, Yes), the first calculation unit 31e determines that the swivel base 2 has started rotating (S12, Yes). , until it is determined that the rotation base 2 has stopped rotating (S14, Yes) (swing period), the position information acquired by the second acquisition unit 31b is extracted from the storage device 34 and calculated as a candidate position Pc. (S15). For this reason, the first calculation unit 31e can calculate the candidate position Pc by turning the swivel base 2 when the lower traveling body 10 travels and then stops.

なお、以下の説明において、旋回台2を旋回軸心X廻りに回転させて、位置検出装置50により複数の検出位置Pdを検出するS12~S14のようなステップのことを第1ステップということがある。
第1算出部31eがS15の処理を行うと、フィルタ処理部31fは、第1演算式や各種パラメータに基づいてエリアEを演算する(S16)。フィルタ処理部31fは、エリアEを演算すると(S16)、より多くの候補位置PcがエリアE内に位置するよう当該エリアEを移動させる(S17)。フィルタ処理部31fは、エリアE外に位置する候補位置Pcを排除することで掃引を行う(S18)。
In the following description, steps such as S12 to S14, in which the swivel base 2 is rotated around the swivel axis X and the position detection device 50 detects a plurality of detection positions Pd, will be referred to as the first step. be.
When the first calculation unit 31e performs the process of S15, the filter processing unit 31f calculates the area E based on the first calculation formula and various parameters (S16). After calculating the area E (S16), the filter processing unit 31f moves the area E so that more candidate positions Pc are located within the area E (S17). The filter processing unit 31f performs sweeping by excluding candidate positions Pc located outside the area E (S18).

フィルタ処理部31fがS18の処理を行うと、第2算出部31gは、フィルタ処理部31fがフィルタリングした複数の候補位置Pcに対して、円又は楕円の方程式の最小二乗法を用いて、近似線ALを算出する(S19)。
第2算出部31gがS19の処理を行うと、第3算出部31hは、第2算出部31gが算出した近似線ALに基づいて、当該近似線ALの中心位置Poを旋回軸心Xの軸心位置Pxとして算出する(S20)。言い換えると、S20は、第1ステップ(S13)において、位置検出装置50が検出した複数の検出位置Pdに基づいて、旋回軸心Xの軸心位置Pxを演算するステップ(第2ステップ)である。また、第3算出部31hは、位置検出装置50が検出した検出位置Pdから少なくとも停止位置Peを含む検出位置Pd(終了位置Pa)を抽出し、当該検出位置Pdに基づいて基準位置Ppを算出する(S21)。
When the filter processing unit 31f performs the process of S18, the second calculation unit 31g calculates an approximate line using the least squares method of a circle or ellipse equation for the plurality of candidate positions Pc filtered by the filter processing unit 31f. Calculate AL (S19).
When the second calculation unit 31g performs the process of S19, the third calculation unit 31h moves the center position Po of the approximate line AL to the axis of the rotation axis X based on the approximate line AL calculated by the second calculation unit 31g. The heart position Px is calculated (S20). In other words, S20 is a step (second step) of calculating the axis position Px of the rotation axis X based on the plurality of detection positions Pd detected by the position detection device 50 in the first step (S13). . Further, the third calculation unit 31h extracts a detection position Pd (end position Pa) including at least the stop position Pe from the detection position Pd detected by the position detection device 50, and calculates a reference position Pp based on the detection position Pd. (S21).

第3算出部31hは、S20で算出した軸心位置Pxと、S21で算出した基準位置Ppと、に基づいて、軸心位置Pxと基準位置Ppを通る直線を旋回台2の方位D(基準方位D1)として算出して、当該基準方位D1を記憶装置34に記憶させる(S22)。つまり、S22は、第2ステップで演算した軸心位置Pxと、基準位置Ppと、に基づいて旋回台2の方位Dを演算するステップである(第3ステップ)。 The third calculation unit 31h calculates a straight line passing through the axial center position Px and the reference position Pp based on the axial center position Px calculated in S20 and the reference position Pp calculated in S21, in the direction D (reference) of the swivel base 2. azimuth D1), and the reference azimuth D1 is stored in the storage device 34 (S22). That is, S22 is a step of calculating the orientation D of the swivel base 2 based on the axial center position Px calculated in the second step and the reference position Pp (third step).

第3算出部31hは、基準方位D1を算出すると(S22)、第4取得部31dのカウントを初期化させ、初期位置を再定義させる(S23)。第3算出部31hがS23の処理を停止すると、第1算出部31eがS10の処理を実行する。
また、第1算出部31eが下部走行体10は走行停止状態であると判断すると(S10,No)、第4算出部31iは、記憶装置34に軸心位置Px及び基準方位D1が記憶されているか否かを判断する(S24)。第4算出部31iは、記憶装置34に軸心位置Px及び基準方位D1が記憶されていると判断した場合(S24,Yes)、記憶装置34に記憶された軸心位置Px及び基準方位D1、並びに第4取得部31dが取得した旋回角度θに基づいて、現在の方位D2を算出する(S25)。
When the third calculation unit 31h calculates the reference orientation D1 (S22), the third calculation unit 31h initializes the count of the fourth acquisition unit 31d and redefines the initial position (S23). When the third calculation unit 31h stops the process in S23, the first calculation unit 31e executes the process in S10.
Further, when the first calculation unit 31e determines that the undercarriage body 10 is in a traveling stopped state (S10, No), the fourth calculation unit 31i determines that the axis position Px and the reference orientation D1 are stored in the storage device 34. It is determined whether or not there is one (S24). When the fourth calculation unit 31i determines that the axial center position Px and the reference orientation D1 are stored in the storage device 34 (S24, Yes), the axial center position Px and the reference orientation D1 stored in the storage device 34, The current orientation D2 is also calculated based on the turning angle θ acquired by the fourth acquisition unit 31d (S25).

第4算出部31iが現在の方位D2を算出すると(S25)、一連の処理を停止する。なお、第4算出部31iが記憶装置34に軸心位置Px及び基準方位D1が記憶されていないと判断した場合(S24,No)、第1算出部31eは、S10の処理を実行する。
このため、下部走行体10が走行状態になると(S10,Yes)、S11~S22の処理によって基準方位D1が再定義されることになる。一方、下部走行体10が走行停止状態を維持され(S10,No)、記憶装置34に軸心位置Px及び基準方位D1が記憶されている場合(S24,Yes)、第4算出部31iは、S11~S22の処理によって算出された基準方位D1に基づいて現在の方位D2を算出することになる(S25)。
When the fourth calculation unit 31i calculates the current orientation D2 (S25), the series of processes is stopped. Note that when the fourth calculation unit 31i determines that the axial center position Px and the reference orientation D1 are not stored in the storage device 34 (S24, No), the first calculation unit 31e executes the process of S10.
Therefore, when the undercarriage body 10 enters the running state (S10, Yes), the reference orientation D1 is redefined through the processes of S11 to S22. On the other hand, when the undercarriage body 10 is maintained in a stopped state (S10, No) and the axial center position Px and the reference orientation D1 are stored in the storage device 34 (S24, Yes), the fourth calculation unit 31i The current orientation D2 is calculated based on the reference orientation D1 calculated through the processes of S11 to S22 (S25).

これにより、旋回作業機1が備える位置検出装置50が単一である場合であっても、旋回台2の方位Dを演算することができる。このため、旋回台2(旋回作業機1)の方位Dを演算する機能を低コストで導入することができる。また、基準方位D1と、旋回角度θと、に基づいて現在の方位D2を演算するため、基準方位D1の演算後には、位置検出装置50の検出誤差が発生せず、演算部31は、より精度高く現在の方位D2を演算することができる。 Thereby, even if the rotating work machine 1 has a single position detection device 50, the orientation D of the rotating base 2 can be calculated. Therefore, the function of calculating the orientation D of the swivel base 2 (swivel work machine 1) can be introduced at low cost. In addition, since the current orientation D2 is calculated based on the reference orientation D1 and the turning angle θ, a detection error of the position detection device 50 does not occur after the reference orientation D1 is calculated, and the calculation unit 31 The current orientation D2 can be calculated with high accuracy.

次に、旋回作業機1における揺動体の位置Pwの演算について詳しく説明する。図3に示すように、旋回作業機1は、位置演算部32を有している。位置演算部32は、制御装置30に設けられた電気・電子部品、及び記憶装置34に組み込まれたプログラム等から構成されている。位置演算部32は、旋回作業機1に設けられたセンサが検出した信号と、演算部31が演算した旋回台2の方位D(現在の方位D2)と、に基づいて、揺動体の位置Pwを演算できる。位置演算部32が演算した揺動体の位置Pwは、例えば表示装置35に表示される。また、位置演算部32が演算した揺動体の位置Pwと、記憶装置34に記憶された位置情報とに基づいて、旋回作業機1が自律して作業を行うような構成であってもよい。 Next, the calculation of the position Pw of the swinging body in the swing work machine 1 will be explained in detail. As shown in FIG. 3, the swing work machine 1 has a position calculation section 32. The position calculation section 32 is composed of electrical/electronic components provided in the control device 30, programs incorporated in the storage device 34, and the like. The position calculation unit 32 determines the position Pw of the swinging body based on the signal detected by the sensor provided in the swing work machine 1 and the orientation D (current orientation D2) of the swivel base 2 calculated by the calculation unit 31. can be calculated. The position Pw of the rocking body calculated by the position calculation unit 32 is displayed on the display device 35, for example. Alternatively, the swing work machine 1 may be configured to perform work autonomously based on the position Pw of the rocking body calculated by the position calculation unit 32 and the position information stored in the storage device 34.

図10は、揺動体の位置Pwの算出について説明する図である。図10に示すように、本実施形態において、位置演算部32は、揺動体の位置Pwとして、作業装置20が作業を行う位置(作業位置)Pwを演算する。特に、位置演算部32は、作業位置Pwとして、揺動体のうちバケット爪25Cの位置座標を演算する。なお、位置演算部32が演算する作業位置Pwは、バケット爪25Cの位置座標に限定されず、バケット25の底壁25Bの中央部等であってもよい。 FIG. 10 is a diagram illustrating calculation of the position Pw of the rocking body. As shown in FIG. 10, in this embodiment, the position calculation unit 32 calculates a position (work position) Pw where the work device 20 performs work as the position Pw of the rocking body. In particular, the position calculation unit 32 calculates the position coordinates of the bucket claw 25C in the swinging body as the work position Pw. Note that the work position Pw calculated by the position calculation unit 32 is not limited to the position coordinates of the bucket claw 25C, but may be the center of the bottom wall 25B of the bucket 25, etc.

例えば、作業装置20には、第1回転軸22、第2回転軸24、及び第3回転軸26の回転角度を検出する角度センサ54(ブーム角度センサ54a、アーム角度センサ54b、作業具角度センサ54c、スイング角度センサ54d)が設けられている。角度センサ54は、例えば制御装置30に接続され、且つ検出した回転角度を信号として制御装置30に出力するポテンショメータである。 For example, the working device 20 includes angle sensors 54 (boom angle sensor 54a, arm angle sensor 54b, work implement angle sensor 54c and a swing angle sensor 54d). The angle sensor 54 is, for example, a potentiometer that is connected to the control device 30 and outputs the detected rotation angle to the control device 30 as a signal.

具体的には、ブーム角度センサ54aは、ブーム21の揺動角度(回動位置)を検出し、アーム角度センサ54bは、アーム23の揺動角度(回動位置)を検出する。作業具角度センサ54cは、アーム23の先端側に対するバケット25の揺動角度(回動位置)を検出し、スイング角度センサ54dは、支持ブラケット7に対するスイングブラケット8の揺動角度(回動位置)を検出する。 Specifically, the boom angle sensor 54a detects the swing angle (rotation position) of the boom 21, and the arm angle sensor 54b detects the swing angle (rotation position) of the arm 23. The work implement angle sensor 54c detects the swing angle (rotation position) of the bucket 25 with respect to the tip side of the arm 23, and the swing angle sensor 54d detects the swing angle (rotation position) of the swing bracket 8 with respect to the support bracket 7. Detect.

位置演算部32は、角度センサ54が検出した回転角度と、記憶装置34に記憶されている演算式と、に基づいて、旋回軸心Xから作業位置Pwまでの長さ(前後方向の長さL2、幅方向の長さL3)を演算する。位置演算部32は、演算した長さL2,L3と、第3取得部31cが取得した傾斜角度と、現在の方位D2を示す数式と、軸心位置Pxと、に基づいて、作業位置Pwを算出する。 The position calculation unit 32 calculates the length from the rotation axis X to the working position Pw (the length in the front-rear direction) based on the rotation angle detected by the angle sensor 54 and the calculation formula stored in the storage device 34. L2 and the length L3 in the width direction are calculated. The position calculation unit 32 calculates the working position Pw based on the calculated lengths L2 and L3, the inclination angle acquired by the third acquisition unit 31c, the formula indicating the current orientation D2, and the axial center position Px. calculate.

なお、位置演算部32は、作業位置Pwを算出できればよく、角度センサ54は、ポテンショメータに限定されず、例えば、ブームシリンダ21a、アームシリンダ23a、バケットシリンダ25a、及びスイングシリンダのストローク(伸長位置)を検出し、その検出結果からブーム21、アーム23、バケット25、及びスイングブラケット8の揺動角度を演算するようにしてもよい。また、作業装置20の周辺を撮像する撮像装置(カメラ)を用いて、ブーム21、アーム23、バケット25、及びスイングブラケット8の揺動角度を検出するような構成であってもよい。 Note that the position calculation unit 32 only needs to be able to calculate the working position Pw, and the angle sensor 54 is not limited to a potentiometer, and for example, the stroke (extension position) of the boom cylinder 21a, arm cylinder 23a, bucket cylinder 25a, and swing cylinder. may be detected, and the swing angles of the boom 21, arm 23, bucket 25, and swing bracket 8 may be calculated from the detection results. Alternatively, the swing angles of the boom 21, the arm 23, the bucket 25, and the swing bracket 8 may be detected using an imaging device (camera) that captures images of the surroundings of the work device 20.

なお、上述した実施形態においては、下部走行体10が走行状態になると(S10,Yes)、演算部31は、S11~S22の処理によって基準方位D1を再定義していたが、所定の条件を満たす場合、基準方位D1を初期化しない構成であってもよい。図11は、第1の変形例における方位Dの演算を説明する図である。図11に示すように、下部走行体10が走行停止状態から走行状態に移行し、演算部31が基準方位D1を算出した際の位置から前方又は後方に直進走行した場合において、旋回台2の旋回角度θが維持されている場合には、演算部31は、基準方位D1を更新せず、軸心位置Pxを補正してもよい。 In the embodiment described above, when the undercarriage body 10 enters the running state (S10, Yes), the calculation unit 31 redefines the reference orientation D1 through the processes of S11 to S22. If the condition is satisfied, a configuration may be adopted in which the reference orientation D1 is not initialized. FIG. 11 is a diagram illustrating calculation of the direction D in the first modification. As shown in FIG. 11, when the undercarriage body 10 transitions from the running stopped state to the running state and moves straight forward or backward from the position when the calculation unit 31 calculates the reference direction D1, the rotation base 2 When the turning angle θ is maintained, the calculation unit 31 may correct the axis position Px without updating the reference orientation D1.

図12は、第1の変形例において演算部31が方位Dを演算する一連の流れの一部を説明する図である。図12に示すように、S10において第1算出部31eが下部走行体10は走行状態であると判断してから、下部走行体10が走行状態から走行停止状態に移行したと判断する(S11,Yes)までの間(移動期間)において、下部走行体10が直進方向に前進又は後進を継続し、旋回動作を行わなかった場合、演算部31は、軸心位置Pxを補正する処理を実行する。 FIG. 12 is a diagram illustrating a part of a series of steps in which the calculation unit 31 calculates the orientation D in the first modification. As shown in FIG. 12, in S10, the first calculation unit 31e determines that the undercarriage body 10 is in the running state, and then determines that the undercarriage body 10 has transitioned from the running state to the running stopped state (S11, If the undercarriage body 10 continues to move forward or backward in the straight direction during the period up to (Yes) (movement period) and does not perform a turning operation, the calculation unit 31 executes a process of correcting the axial center position Px. .

図13は、第1の変形例における旋回作業機1のシステムを説明する図である。図13に示すように、演算部31は、補正部31jを有している。補正部31jは、移動期間において旋回台2が回転しないで、下部走行体10が直進走行を継続している場合、当該移動期間の始点Sと、終点Gと、において位置検出装置50が検出した検出位置Pdの位置情報に基づいて軸心位置Pxを補正する。 FIG. 13 is a diagram illustrating a system of the swing working machine 1 in the first modification. As shown in FIG. 13, the calculation section 31 includes a correction section 31j. When the undercarriage 10 continues to travel straight without the swivel base 2 rotating during the movement period, the correction unit 31j calculates the position detected by the position detection device 50 at the start point S and the end point G of the movement period. The axial center position Px is corrected based on the position information of the detected position Pd.

補正部31jは、第4取得部31dが取得した旋回角度θに基づいて、旋回台2の旋回角度θが維持されているか否かを判断する。また、補正部31jは、操作機器40の操作情報に基づいて、下部走行体10が直進走行を維持しているか、旋回走行を行っているかを判断する。補正部31jは、第2取得部31bが取得した検出位置Pdの位置情報に基づいて、移動期間の始点Sにおける検出位置Psの位置情報と、終点Gにおける検出位置Pgの位置情報と、を取得する。 The correction unit 31j determines whether the rotation angle θ of the swivel base 2 is maintained based on the rotation angle θ acquired by the fourth acquisition unit 31d. Further, the correction unit 31j determines whether the undercarriage body 10 is maintaining straight running or turning based on the operation information of the operating device 40. The correction unit 31j acquires the position information of the detection position Ps at the start point S of the movement period and the position information of the detection position Pg at the end point G, based on the position information of the detection position Pd acquired by the second acquisition unit 31b. do.

また、補正部31jは、始点Sにおける検出位置Psの位置情報と、終点Gにおける検出位置Pgの位置情報と、に基づいて、移動期間において下部走行体10が移動した距離(経度方向の移動距離Lx、及び緯度方向の移動距離Ly)を演算する。そして、補正部31jは、下部走行体10が移動した移動距離Lx,Lyと同じだけ軸心位置Pxをオフセットすることで、軸心位置Pxを補正する。補正部31jは、補正後の軸心位置Pxを記憶装置34に記憶されている軸心位置Pxに上書きして記憶させる。 Further, the correction unit 31j calculates the distance traveled by the undercarriage 10 during the movement period (the distance traveled in the longitude direction) based on the position information of the detection position Ps at the starting point S and the position information of the detection position Pg at the end point G. Lx and the moving distance Ly in the latitudinal direction are calculated. Then, the correction unit 31j corrects the axial center position Px by offsetting the axial center position Px by the same amount as the moving distances Lx and Ly that the lower traveling body 10 has moved. The correction unit 31j overwrites and stores the corrected axial center position Px on the axial center position Px stored in the storage device 34.

以下、図12を用いて、補正部31jによる軸心位置Pxの補正について説明する。
図12に示すように、第1算出部31eが下部走行体10は走行状態であると判断すると(S10,Yes)、補正部31jは、第4取得部31dが取得した旋回角度θに基づいて、旋回台2の旋回角度θが維持されているか否かを判断する(S31)。補正部31jは、旋回台2の旋回角度θが維持されていると判断した場合(S31,Yes)、操作機器40の操作情報に基づいて、下部走行体10が直進走行しているか否かを判断する(S32)。
Hereinafter, the correction of the axial center position Px by the correction section 31j will be explained using FIG. 12.
As shown in FIG. 12, when the first calculation unit 31e determines that the undercarriage body 10 is in a running state (S10, Yes), the correction unit 31j calculates the rotation angle θ based on the turning angle θ acquired by the fourth acquisition unit 31d. , it is determined whether the turning angle θ of the turning table 2 is maintained (S31). When the correction unit 31j determines that the turning angle θ of the turning base 2 is maintained (S31, Yes), the correction unit 31j determines whether the undercarriage body 10 is traveling straight or not based on the operation information of the operating device 40. A judgment is made (S32).

補正部31jは、下部走行体10が直進走行していると判断すると(S32,Yes)、第1取得部31aの取得した車速に基づいて、下部走行体10が走行状態から走行停止状態に移行したか否かを判断する(S33)。補正部31jは、下部走行体10が走行状態から走行停止状態に移行していないと判断した場合(S33,No)、S31の処理を実行する。一方、補正部31jは、下部走行体10が走行状態から走行停止状態に移行したと判断した場合(S33,Yes)、第2取得部31bが取得し且つ記憶装置34に記憶された位置情報に基づいて、移動期間の始点Sにおける検出位置Psの位置情報と終点Gにおける検出位置Pgの位置情報とを取得する(S34)。 When the correction unit 31j determines that the undercarriage body 10 is traveling straight (S32, Yes), the undercarriage body 10 shifts from the running state to the running stopped state based on the vehicle speed acquired by the first acquisition unit 31a. It is determined whether or not it has been done (S33). When the correction unit 31j determines that the lower traveling body 10 has not transitioned from the running state to the running stopped state (S33, No), it executes the process of S31. On the other hand, when the correction unit 31j determines that the undercarriage body 10 has transitioned from the running state to the running stopped state (S33, Yes), the correction unit 31j updates the position information acquired by the second acquisition unit 31b and stored in the storage device 34. Based on this, the positional information of the detected position Ps at the starting point S of the moving period and the positional information of the detected position Pg at the ending point G are acquired (S34).

補正部31jは、始点Sにおける検出位置Psの位置情報と終点Gにおける検出位置Pgの位置情報に基づいて、移動期間において下部走行体10が移動した移動距離Lx,Lyを演算し、下部走行体10が移動した移動距離Lx,Lyと同じだけ軸心位置Pxをオフセットすることで、軸心位置Pxを補正する(S35)。補正部31jが軸心位置Pxを補正すると(S35)、第4算出部31iがS24の処理を実行する。 The correction unit 31j calculates the moving distances Lx and Ly that the undercarriage body 10 has moved during the movement period based on the position information of the detection position Ps at the starting point S and the position information of the detection position Pg at the end point G, and The axial center position Px is corrected by offsetting the axial center position Px by the same amount as the moving distances Lx and Ly of the axis 10 (S35). When the correction unit 31j corrects the axial center position Px (S35), the fourth calculation unit 31i executes the process of S24.

なお、補正部31jが旋回台2の旋回角度θが維持されていないと判断した場合(S31,No)、及び補正部31jが下部走行体10は旋回走行していると判断した場合(S32,No)、第1算出部31eは、S11の処理を実行する。
また、図12に示す例においては、S31において、旋回台2の旋回角度θが維持されているか否かを判断しているが、移動期間の始点Sにおける旋回角度θと終点Gにおける旋回角度θとが同値であればよく、補正部31jは、S31に代えてS33とS34との間において、移動期間の始点Sにおける旋回角度θと終点Gにおける旋回角度θとが同値であるか判断してもよい。斯かる場合、補正部31jは、移動期間の始点Sにおける旋回角度θと終点Gにおける旋回角度θとが同値であると判断すると、S34の処理を実行し、同値でないと判断すると、第1算出部31eがS11の処理を実行する。
Note that when the correction unit 31j determines that the turning angle θ of the turning base 2 is not maintained (S31, No), and when the correction unit 31j determines that the undercarriage 10 is turning (S32, No), the first calculation unit 31e executes the process of S11.
In the example shown in FIG. 12, in S31, it is determined whether or not the rotation angle θ of the swivel base 2 is maintained. The correction unit 31j determines whether the turning angle θ at the starting point S and the turning angle θ at the ending point G of the movement period are the same value between S33 and S34 instead of S31. Good too. In such a case, if the correction unit 31j determines that the turning angle θ at the start point S of the movement period and the turning angle θ at the end point G are the same value, it executes the process of S34, and if it determines that they are not the same value, the correction unit 31j performs the first calculation. The unit 31e executes the process of S11.

演算部31は、下部走行体10が走行してから停止した際に、旋回台2が旋回することで基準方位D1を演算していたが、当該旋回台2の旋回角度θの変化量(基準角度θb)が所定の第3閾値以下である場合に、基準方位D1の演算処理をやり直してもよい。図14は、第2の変形例における演算部31が方位Dを演算する一連の流れの一部を説明する図である。以下、図14を用いて、第2の変形例における第1算出部31eの処理について説明する。 The calculation unit 31 calculates the reference orientation D1 by the rotation of the swivel base 2 when the undercarriage body 10 travels and then stops. If the angle θb) is less than or equal to a predetermined third threshold value, the calculation process of the reference orientation D1 may be redone. FIG. 14 is a diagram illustrating a part of a series of steps in which the calculation unit 31 calculates the orientation D in the second modification. Hereinafter, the processing of the first calculation unit 31e in the second modification will be described using FIG. 14.

具体的には、図14に示すように、下部走行体10が走行してから停止して(S11,Yes)、旋回台2は回転を開始し(S12,Yes)、旋回台2が回転を停止しても(S14,Yes)、第1算出部31eは、基準角度θbの絶対値が第3閾値以下であると判断した場合(S41,No)、S12の処理に戻る。斯かる場合、制御装置30は、作業者に対して基準方位D1の算出をやり直す旨の報知を行ってもよい。 Specifically, as shown in FIG. 14, the lower traveling body 10 runs and then stops (S11, Yes), the swivel base 2 starts rotating (S12, Yes), and the swivel base 2 starts rotating. Even if it stops (S14, Yes), if the first calculation unit 31e determines that the absolute value of the reference angle θb is less than or equal to the third threshold (S41, No), the process returns to S12. In such a case, the control device 30 may notify the operator that the calculation of the reference direction D1 will be recalculated.

一方、旋回台2が回転を停止して(S14,Yes)、第1算出部31eは、基準角度θbの絶対値が第3閾値を超過していると判断すると(S41,Yes)、S15の処理に進む。第3閾値は、記憶装置34に予め記憶されている値であって、例えば5°や10°である。なお、第3閾値は、作業者が表示装置35等を操作して任意に変更できる構成であってもよい。 On the other hand, when the swivel base 2 stops rotating (S14, Yes) and the first calculation unit 31e determines that the absolute value of the reference angle θb exceeds the third threshold (S41, Yes), the first calculation unit 31e performs S15. Proceed to processing. The third threshold value is a value stored in advance in the storage device 34, and is, for example, 5° or 10°. Note that the third threshold may be configured to be arbitrarily changed by the operator by operating the display device 35 or the like.

報知装置は、例えば制御装置30に接続される装置であって、本実施形態においては、表示装置35である。
図3に示すように、演算部31は、報知制御部33を有している。第1算出部31eが、基準角度θbの絶対値が第3閾値以下であると判断すると(S41,No)、報知制御部33は、当該判断結果を取得し、且つ報知装置を制御して、当該報知装置に作業者への報知を実行させる。報知制御部33は、制御装置30に設けられた電気・電子部品、及び記憶装置34に組み込まれたプログラム等から構成されている。例えば報知制御部33は、表示装置35に報知画面(図示略)を表示させて、基準方位D1の算出をやり直す旨を報知する。詳しくは、報知画面は、作業者に対して操作機器40を操作して、旋回台2を回転させることを促すメッセージ(報知メッセージ)を表示する。
The notification device is, for example, a device connected to the control device 30, and is the display device 35 in this embodiment.
As shown in FIG. 3, the calculation section 31 includes a notification control section 33. When the first calculation unit 31e determines that the absolute value of the reference angle θb is equal to or less than the third threshold (S41, No), the notification control unit 33 acquires the determination result and controls the notification device, The notification device is made to notify the worker. The notification control unit 33 is composed of electrical/electronic components provided in the control device 30, programs incorporated in the storage device 34, and the like. For example, the notification control unit 33 displays a notification screen (not shown) on the display device 35 to notify that the calculation of the reference direction D1 will be recalculated. Specifically, the notification screen displays a message (notification message) urging the operator to rotate the swivel base 2 by operating the operating device 40.

なお、上述した実施形態において、報知装置が表示装置35である場合を例に説明したが、報知装置は、表示装置35に限定されず、音声や警告音によって報知を行うスピーカや、点灯や点滅により報知を行うランプであってもよい。斯かる場合において、第1算出部31eが、基準角度θbの絶対値が第3閾値以下であると判断すると(S41,No)、報知制御部33は、スピーカから報知メッセージを出力させたり、ランプを点滅させたりする。 In the above-described embodiment, the case where the notification device is the display device 35 has been described as an example, but the notification device is not limited to the display device 35, and may include a speaker that provides notification by voice or warning sound, lighting or blinking. It may also be a lamp that provides notification. In such a case, if the first calculation unit 31e determines that the absolute value of the reference angle θb is less than or equal to the third threshold (S41, No), the notification control unit 33 outputs a notification message from the speaker, or outputs a notification message from the lamp. blinking.

また、旋回作業機1は、操作を受け付ける操作具41を備え、演算部31は、当該操作具41の操作に応じて、S11~S22に代えて、或いは加えて当該S11~S12と同様の処理を行って基準方位D1を再定義(初期化)してもよい。図15は、第3の変形例における旋回作業機1のシステムを説明する図である。図15に示すように、操作具41は、制御装置30と通信可能に接続され、且つ操作を受け付けるスイッチである。操作具41は、操作を受け付けると、旋回台2を所定の旋回角度θ(例えば5°以上、又は10°以上等)だけ回転させるよう指示する指示信号を制御装置30に出力する。操作具41は、例えば押圧操作可能なプッシュスイッチである。なお、操作具41は、プッシュスイッチに限定されず、表示装置35が操作を受け付けるタッチパネルである場合、表示装置35に表示されたアイコン等の表示画像であってもよい。 Further, the swing work machine 1 includes an operating tool 41 that receives an operation, and the calculation unit 31 performs the same processing as S11 to S12 instead of or in addition to S11 to S22 according to the operation of the operating tool 41. The reference orientation D1 may be redefined (initialized) by performing the following steps. FIG. 15 is a diagram illustrating a system of the swing working machine 1 in the third modification. As shown in FIG. 15, the operating tool 41 is a switch that is communicably connected to the control device 30 and accepts operations. Upon receiving the operation, the operating tool 41 outputs an instruction signal to the control device 30 to instruct the rotating base 2 to rotate by a predetermined turning angle θ (for example, 5 degrees or more, or 10 degrees or more). The operating tool 41 is, for example, a push switch that can be operated by pressing. Note that the operating tool 41 is not limited to a push switch, and may be a display image such as an icon displayed on the display device 35 when the display device 35 is a touch panel that accepts operations.

また、演算部31は、旋回制御部31kを有している。旋回制御部31kは、操作具41の操作に応じて、コントロールバルブを制御し、旋回モータMTによって旋回台2を所定の方向に所定の旋回角度θだけ回転させる。旋回制御部31kが操作具41の操作に応じて旋回台2を回転させる方向、及び旋回角度θは、設定情報として記憶装置34に予め記憶されており、作業者が表示装置35等を操作して任意に変更できる構成であってもよい。なお、旋回制御部31kは、操作具41から入力された指示信号に基づいて、旋回台2を所定の方向に所定の旋回角度θだけ回転させたあと、当該旋回角度θを維持してもよいし、後述するS54の処理が完了後、元の旋回角度θに戻すよう、所定の方向と反対方向に旋回台2を回転させてもよい。 Further, the calculation section 31 has a turning control section 31k. The swing control unit 31k controls a control valve in accordance with the operation of the operating tool 41, and causes the swing motor MT to rotate the swing base 2 in a predetermined direction by a predetermined swing angle θ. The direction in which the swing control unit 31k rotates the swing base 2 in accordance with the operation of the operating tool 41 and the swing angle θ are stored in advance in the storage device 34 as setting information, and the direction in which the swing control unit 31k rotates the swing base 2 according to the operation of the operating tool 41 is stored in advance in the storage device 34 as setting information, and the direction in which the swing control unit 31k rotates the swing base 2 according to the operation of the operating tool 41 is stored in advance in the storage device 34 as setting information. The configuration may be such that it can be changed arbitrarily. Note that the swing control unit 31k may rotate the swing base 2 in a predetermined direction by a predetermined swing angle θ based on the instruction signal input from the operating tool 41, and then maintain the swing angle θ. However, after the process of S54, which will be described later, is completed, the swivel base 2 may be rotated in the opposite direction to the predetermined direction so as to return to the original rotation angle θ.

図16は、第3の変形例における演算部31が方位Dを演算する一連の流れの一部を説明する図である。以下、図16を用いて、操作具41が操作された場合に演算部31による方位Dの演算について説明する。
第1算出部31eがS10において下部走行体10が走行停止状態であると判断すると(S10,No)、旋回制御部31kは、操作具41から指示信号が入力されているか否かを判断する(S51)。旋回制御部31kは、操作具41から指示信号が入力されていると判断した場合(S51,Yes)、記憶装置34に記憶された設定情報に基づいて旋回モータMTを制御し、旋回台2を所定方向に回転を開始する(S52)。
FIG. 16 is a diagram illustrating a part of a series of steps in which the calculation unit 31 calculates the orientation D in the third modification. Hereinafter, using FIG. 16, the calculation of the direction D by the calculation unit 31 when the operating tool 41 is operated will be described.
When the first calculation unit 31e determines in S10 that the undercarriage body 10 is in a traveling stopped state (S10, No), the turning control unit 31k determines whether an instruction signal is input from the operating tool 41 ( S51). When the swing control unit 31k determines that an instruction signal is input from the operating tool 41 (S51, Yes), the swing control unit 31k controls the swing motor MT based on the setting information stored in the storage device 34, and controls the swing base 2. Rotation is started in a predetermined direction (S52).

旋回制御部31kが旋回台2の回転を開始すると(S52)、位置検出装置50が検出位置Pdを検出する(S53)。第2取得部31bは、位置検出装置50が検出した位置情報を記憶装置34に記憶させる。第1算出部31eは、第4取得部31dが取得した旋回信号に基づいて、旋回台2が回転を停止したか否かを判断する(S54)。
第1算出部31eは、旋回台2が回転を停止していないと判断した場合(S54,No)、即ち旋回台2が回転を停止するまでの間、S53の処理を実行する。一方、第1算出部31eは、旋回台2が回転を停止したと判断すると(S54,Yes)、旋回制御部31kが旋回台2の回転を開始してから(S52)、旋回台2は回転を停止したと判断する(S54,Yes)までの間(旋回期間)において、記憶装置34から第2取得部31bが取得した位置情報の抽出を行い、候補位置Pcとして算出する(S55)。このため、第1算出部31eは、操作具41の操作に応じて旋回制御部31kが旋回台2を回転することで候補位置Pcを算出することができる。第1算出部31eは、S55の処理を実行すると、フィルタ処理部31fがS16の処理を実行する。
When the rotation control unit 31k starts rotating the rotation base 2 (S52), the position detection device 50 detects the detection position Pd (S53). The second acquisition unit 31b causes the storage device 34 to store the position information detected by the position detection device 50. The first calculation unit 31e determines whether the rotation base 2 has stopped rotating based on the rotation signal acquired by the fourth acquisition unit 31d (S54).
If the first calculation unit 31e determines that the swivel base 2 has not stopped rotating (S54, No), that is, until the swivel base 2 stops rotating, it executes the process of S53. On the other hand, when the first calculation unit 31e determines that the swivel base 2 has stopped rotating (S54, Yes), the swivel control unit 31k starts the rotation of the swivel base 2 (S52), and then the swivel base 2 rotates. During the period (turning period) until it is determined that the vehicle has stopped (S54, Yes), the position information acquired by the second acquisition unit 31b is extracted from the storage device 34 and calculated as a candidate position Pc (S55). Therefore, the first calculating section 31e can calculate the candidate position Pc by causing the turning control section 31k to rotate the turning base 2 in accordance with the operation of the operating tool 41. When the first calculation unit 31e executes the process of S55, the filter processing unit 31f executes the process of S16.

また、旋回制御部31kが操作具41から指示信号が入力されていないと判断した場合(S51,No)、第4算出部31iは、S24の処理を実行する。
なお、S52~S54は、旋回台2を旋回軸心X廻りに回転させて、位置検出装置50により複数の検出位置Pdを検出するため、第1ステップといえる。
上述した旋回作業機1は、上下方向に延びる旋回軸心X廻りに回転可能な旋回台2と、旋回台2に設けられた作業装置20と、旋回台2に設けられ、且つ位置を検出する位置検出装置50と、位置検出装置50が検出した検出位置Pdに基づいて、旋回台2の方位Dを演算する演算部31と、を備え、演算部31は、旋回台2が旋回軸心X廻りに回転をした際の複数の検出位置Pdに基づいて、旋回軸心Xの軸心位置Pxを演算し、軸心位置Pxと、検出位置(基準位置)Ppと、に基づいて旋回台2の方位Dを演算する。
Further, when the turning control section 31k determines that the instruction signal is not input from the operating tool 41 (S51, No), the fourth calculation section 31i executes the process of S24.
Note that S52 to S54 can be said to be the first step because the turning table 2 is rotated around the turning axis X and the position detection device 50 detects a plurality of detection positions Pd.
The above-described swing work machine 1 includes a swing base 2 that is rotatable around a pivot axis X that extends in the vertical direction, a working device 20 that is installed on the swing base 2, and that detects a position. The calculation unit 31 includes a position detection device 50 and a calculation unit 31 that calculates the orientation D of the swivel base 2 based on the detected position Pd detected by the position detection device 50. The axial center position Px of the turning axis X is calculated based on the plurality of detected positions Pd when rotating around the swivel base 2 based on the axial center position Px and the detected position (reference position) Pp. The direction D of is calculated.

上記構成によれば、旋回作業機1が備える位置検出装置50が単一である場合であっても、旋回台2の方位Dを演算することができる。このため、旋回台2(旋回作業機1)の方位Dを演算する機能を低コストで導入することができる。
また、演算部31は、旋回台2が回転を開始してから回転を停止するまでの複数の検出位置Pdに基づいて、旋回軸心Xの軸心位置Pxを演算する。
According to the above configuration, even if the swing work machine 1 has a single position detection device 50, the orientation D of the swing base 2 can be calculated. Therefore, the function of calculating the orientation D of the swivel base 2 (swivel work machine 1) can be introduced at low cost.
Further, the calculation unit 31 calculates the axial center position Px of the rotation axis X based on a plurality of detected positions Pd from when the swivel base 2 starts rotating until it stops rotating.

上記構成によれば、旋回台2の回転時の検出位置Pdのうち、演算に用いる検出位置Pdが多く、それぞれの離間距離を大きくすることができるため、演算部31は、旋回軸心Xの軸心位置Pxを精度高く演算することができる。
また、旋回作業機1は、旋回台2に設けられ、且つ当該旋回台2の旋回軸心X廻りの旋回角度θを検出する角度検出装置52を備え、演算部31は、軸心位置Pxと、前記軸心位置Pxの演算に用いた検出位置Pdのうちのいずれかと、に基づいて演算した旋回台2の方位Dを基準方位D1として、基準方位D1と、基準方位D1に対応する旋回位置から現在の旋回位置までの旋回角度θと、に基づいて、旋回台2の現在の方位D2を演算する。
According to the above configuration, among the detection positions Pd during rotation of the swivel base 2, there are many detection positions Pd used for calculation, and the distance between them can be increased. The axis position Px can be calculated with high accuracy.
Further, the swing work machine 1 includes an angle detection device 52 that is provided on the swing base 2 and detects a swing angle θ around the pivot axis , one of the detected positions Pd used to calculate the axis position Px, and the reference direction D1, with the direction D of the turning base 2 calculated based on the reference direction D1, and the turning position corresponding to the reference direction D1. The current orientation D2 of the turning base 2 is calculated based on the turning angle θ from to the current turning position.

上記構成によれば、基準方位D1と、旋回角度θと、に基づいて現在の方位D2を演算するため、基準方位D1の演算後に位置検出装置50による位置検出に誤差が生じても、現在の方位D2に影響がないため、演算部31は、より精度高く現在の方位D2を演算することができる。
また、演算部31は、旋回台2が回転を開始してから回転を停止するまでの複数の検出位置Pdに基づいて、旋回軸心Xの軸心位置Pxを演算し、旋回台2が回転を停止した際の旋回角度θと現在の旋回角度θとの差と、基準方位D1と、に基づいて、旋回台2の現在の方位D2を演算する。
According to the above configuration, since the current orientation D2 is calculated based on the reference orientation D1 and the turning angle θ, even if an error occurs in the position detection by the position detection device 50 after the calculation of the reference orientation D1, the current orientation D2 is calculated based on the reference orientation D1 and the turning angle θ. Since the direction D2 is not affected, the calculation unit 31 can calculate the current direction D2 with higher accuracy.
Further, the calculation unit 31 calculates the axis position Px of the rotation axis X based on the plurality of detected positions Pd from when the rotation base 2 starts rotating to when the rotation base 2 stops, so that the rotation base 2 rotates. The current orientation D2 of the swivel base 2 is calculated based on the reference orientation D1 and the difference between the rotation angle θ when the rotation base 2 is stopped and the current rotation angle θ.

上記構成によれば、演算部31は、比較的簡単な処理により、精度高く現在の方位D2を演算することができる。
また、演算部31は、旋回台2が回転した際の複数の検出位置Pdをフィルタリングするフィルタ処理部31fを有し、フィルタ処理部31fは、旋回軸心Xから位置検出装置50が検出する位置までの長さを半径とする円弧を含む略円弧状のエリアE外に位置する検出位置Pdを排除する。
According to the above configuration, the calculation unit 31 can calculate the current orientation D2 with high accuracy through relatively simple processing.
Further, the calculation unit 31 includes a filter processing unit 31f that filters a plurality of detected positions Pd when the swivel base 2 rotates, and the filter processing unit 31f filters the position detected by the position detection device 50 from the rotation axis X. Detection positions Pd located outside a substantially circular arc-shaped area E including a circular arc whose radius is the length up to are excluded.

上記構成によれば、位置検出装置50が検出した検出位置Pdのうち、位置検出に誤差が生じた検出位置Pdを排除することができる。このため、方位Dの演算精度を向上させることができる。
また、旋回作業機1は、旋回台2の傾斜角度を検出する傾斜検出装置51を備え、フィルタ処理部31fは、傾斜検出装置51が検出した傾斜角度に基づいて、エリアEを補正する。
According to the above configuration, among the detected positions Pd detected by the position detection device 50, it is possible to exclude the detected positions Pd where an error has occurred in position detection. Therefore, the calculation accuracy of the direction D can be improved.
Further, the swing work machine 1 includes a tilt detection device 51 that detects the tilt angle of the swing base 2, and the filter processing section 31f corrects the area E based on the tilt angle detected by the tilt detection device 51.

上記構成によれば、フィルタ処理部31fは、旋回作業機1が傾斜地に位置している場合であっても、フィルタリングの精度を向上させることができる。
また、演算部31は、旋回台2が回転した際の複数の検出位置Pdに基づいて、円又は楕円の近似線ALを演算し、当該近似線ALに基づいて、軸心位置Pxを演算する。
上記構成によれば、演算部31は、旋回軸心Xの軸心位置Pxを精度高く演算することができる。
According to the above configuration, the filter processing unit 31f can improve the accuracy of filtering even when the swing work machine 1 is located on a slope.
Further, the calculation unit 31 calculates a circular or elliptical approximation line AL based on the plurality of detected positions Pd when the swivel base 2 rotates, and calculates the axial center position Px based on the approximation line AL. .
According to the above configuration, the calculation unit 31 can calculate the axial center position Px of the rotation axis X with high accuracy.

また、演算部31は、旋回台2が回転した際の複数の検出位置Pdに対して、円又は楕円の方程式の最小二乗法を用いて、近似線ALを演算する。
上記構成によれば、演算部31は、比較的簡単な処理によって、旋回軸心Xの軸心位置Pxを精度高く演算することができる。
また、旋回作業機1は、旋回台2を旋回軸心X廻りに支持し、且つ走行可能な下部走行体10を備え、演算部31は、下部走行体10が走行してから停止した場合において、最初に旋回台2が回転した際の複数の検出位置Pdに基づいて、軸心位置Pxを演算する。
Further, the calculation unit 31 calculates an approximate line AL for the plurality of detection positions Pd when the swivel base 2 rotates, using the least squares method of a circle or ellipse equation.
According to the above configuration, the calculation unit 31 can calculate the axial center position Px of the rotation axis X with high accuracy through relatively simple processing.
Further, the swing work machine 1 includes an undercarriage body 10 that supports the swivel table 2 around the rotation axis X and is movable, and the calculation unit 31 is configured to calculate, when the undercarriage body 10 travels and then stops. , the axial center position Px is calculated based on a plurality of detected positions Pd when the swivel base 2 first rotates.

上記構成によれば、通常、旋回作業機1で作業を行う場合、作業場に走行後にまず旋回台2を回転させるため、作業を実施する前に特別な操作を経ることなく、普段の作業の中で、軸心位置Pxを演算することができる。
また、位置検出装置50は、旋回軸心Xから水平方向に離れた位置に配置されている。
上記構成によれば、位置検出装置50は、離れた位置を検出できるため、演算部31は、より精度高く方位Dを演算することができる。
According to the above configuration, when working with the swing work machine 1, the swing base 2 is first rotated after traveling to the work site, so that the work can be carried out during normal work without having to undergo any special operations before starting the work. Then, the axial center position Px can be calculated.
Further, the position detection device 50 is arranged at a position horizontally away from the rotation axis X.
According to the above configuration, since the position detection device 50 can detect a distant position, the calculation unit 31 can calculate the direction D with higher accuracy.

また、位置検出装置50は、旋回台2の端部に配置されている。
上記構成によれば、位置検出装置50は、離れた位置を検出できるため、演算部31は、一層精度高く方位Dを演算することができる。
また、旋回作業機1の方位検出方法は、作業装置20が設けられた旋回台2を上下方向に延びる旋回軸心X廻りに回転させて、旋回台2に設けられた位置検出装置50により複数の検出位置Pdを検出する第1ステップと、位置検出装置50が検出した複数の検出位置Pdに基づいて、旋回軸心Xの軸心位置Pxを演算する第2ステップと、第2ステップで演算した軸心位置Pxと、基準位置Ppと、に基づいて旋回台2の方位Dを演算する第3ステップと、を備えている。
Further, the position detection device 50 is arranged at the end of the swivel base 2.
According to the above configuration, since the position detection device 50 can detect a remote position, the calculation unit 31 can calculate the direction D with higher accuracy.
In addition, the direction detection method of the swing work machine 1 is such that the swing base 2 on which the work device 20 is installed is rotated around the pivot axis X extending in the vertical direction, and the position detection device 50 provided on the swing base 2 is a first step of detecting the detection position Pd of the rotation axis X, a second step of calculating the axial center position Px of the rotation axis X based on the plurality of detection positions Pd detected by the position detection device 50; and a third step of calculating the orientation D of the swivel base 2 based on the axial center position Px and the reference position Pp.

以上、本発明について説明したが、今回開示された実施の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て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及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。 Although the present invention has been described above, the embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that all changes within the meaning and range equivalent to the claims are included.

1 旋回作業機
2 旋回台
10 下部走行体
20 作業装置
31 演算部
31f フィルタ処理部
50 位置検出装置
51 傾斜検出装置
52 角度検出装置
AL 近似線
D 方位
D1 基準方位
D2 現在の方位
E エリア
Pd 検出位置
Px 軸心位置
X 旋回軸心
θ 旋回角度
1 Swinging work machine 2 Swivel base 10 Undercarriage 20 Working device 31 Calculation unit 31f Filter processing unit 50 Position detection device 51 Inclination detection device 52 Angle detection device AL Approximate line D Direction D1 Reference direction D2 Current direction E Area Pd Detection position Px Axis position X Rotation axis θ Rotation angle

Claims (12)

上下方向に延びる旋回軸心廻りに回転可能な旋回台と、
前記旋回台に設けられた作業装置と、
前記旋回台に設けられ、且つ位置を検出する位置検出装置と、
前記位置検出装置が検出した検出位置に基づいて、前記旋回台の方位を演算する演算部と、
を備え、
前記演算部は、
前記旋回台が前記旋回軸心廻りに回転をした際の複数の前記検出位置に基づいて、前記旋回軸心の軸心位置を演算し、
前記軸心位置と、前記検出位置と、に基づいて前記旋回台の方位を演算する旋回作業機。
a swivel table that is rotatable around a swivel axis that extends in the vertical direction;
a working device provided on the swivel base;
a position detection device that is provided on the swivel base and detects the position;
a calculation unit that calculates the orientation of the swivel base based on the detected position detected by the position detection device;
Equipped with
The arithmetic unit is
calculating the axial position of the pivot axis based on the plurality of detected positions when the pivot table rotates around the pivot axis;
A turning work machine that calculates an orientation of the turning base based on the axis position and the detected position.
前記演算部は、前記旋回台が前記回転を開始してから前記回転を停止するまでの複数の前記検出位置に基づいて、前記旋回軸心の軸心位置を演算する請求項1に記載の旋回作業機。 The swivel according to claim 1, wherein the calculation unit calculates the axial center position of the swivel axis based on the plurality of detected positions from when the swivel table starts the rotation until it stops the rotation. work equipment. 前記旋回台に設けられ、且つ当該旋回台の前記旋回軸心廻りの旋回角度を検出する角度検出装置を備え、
前記演算部は、
前記軸心位置と、前記軸心位置の演算に用いた前記検出位置のうちのいずれかと、に基づいて演算した前記旋回台の方位を基準方位として、
前記基準方位と、前記基準方位に対応する旋回位置から現在の旋回位置までの旋回角度と、に基づいて、前記旋回台の現在の方位を演算する請求項1に記載の旋回作業機。
an angle detection device provided on the swivel base and configured to detect a rotation angle of the swivel base around the pivot axis;
The arithmetic unit is
The azimuth of the swivel base calculated based on the axial center position and one of the detected positions used for calculating the axial center position is set as a reference azimuth,
The rotating work machine according to claim 1, wherein the current orientation of the swivel base is calculated based on the reference orientation and a rotation angle from a rotation position corresponding to the reference orientation to a current rotation position.
前記演算部は、前記旋回台が前記回転を開始してから前記回転を停止するまでの複数の前記検出位置に基づいて、前記旋回軸心の軸心位置を演算し、
前記旋回台が前記回転を停止した際の旋回角度と現在の旋回角度との差と、前記基準方位と、に基づいて、前記旋回台の現在の方位を演算する請求項3に記載の旋回作業機。
The calculation unit calculates the axial center position of the rotation axis based on the plurality of detected positions from when the rotation base starts the rotation until it stops the rotation,
The turning operation according to claim 3, wherein the current direction of the turning table is calculated based on the reference direction and a difference between the turning angle when the turning table stops the rotation and the current turning angle. Machine.
前記演算部は、前記旋回台が前記回転した際の複数の前記検出位置をフィルタリングするフィルタ処理部を有し、
前記フィルタ処理部は、前記旋回軸心から前記位置検出装置が検出する位置までの長さを半径とする円弧を含む略円弧状のエリア外に位置する検出位置を排除する請求項1に記載の旋回作業機。
The calculation unit includes a filter processing unit that filters the plurality of detected positions when the swivel base rotates,
2. The filter processing unit excludes detection positions located outside a substantially arc-shaped area including an arc having a radius of a length from the rotation axis to the position detected by the position detection device. Swivel work machine.
前記旋回台の傾斜角度を検出する傾斜検出装置を備え、
前記フィルタ処理部は、前記傾斜検出装置が検出した前記傾斜角度に基づいて、前記エリアを補正する請求項5に記載の旋回作業機。
comprising an inclination detection device that detects an inclination angle of the swivel base,
The swing work machine according to claim 5, wherein the filter processing section corrects the area based on the inclination angle detected by the inclination detection device.
前記演算部は、前記旋回台が前記回転した際の複数の前記検出位置に基づいて、円又は楕円の近似線を演算し、当該近似線に基づいて、前記軸心位置を演算する請求項1に記載の作業機。 1 . The calculation unit calculates an approximation line of a circle or an ellipse based on the plurality of detected positions when the swivel base rotates, and calculates the axial center position based on the approximation line. Work equipment described in. 前記演算部は、前記旋回台が前記回転した際の複数の前記検出位置に対して、円又は楕円の方程式の最小二乗法を用いて、前記近似線を演算する請求項7に記載の作業機。 The working machine according to claim 7, wherein the calculation unit calculates the approximate line using a least squares method of a circle or an ellipse equation for the plurality of detected positions when the swivel base rotates. . 前記旋回台を前記旋回軸心廻りに支持し、且つ走行可能な下部走行体を備え、
前記演算部は、前記下部走行体が走行してから停止した場合において、最初に前記旋回台が前記回転した際の複数の前記検出位置に基づいて、前記軸心位置を演算する請求項1に記載の旋回作業機。
The swivel base is supported around the swivel axis, and includes a movable lower running body;
2. The calculation unit calculates the axial center position based on the plurality of detected positions when the swivel base first rotates when the lower traveling body travels and then stops. The swing work machine described.
前記位置検出装置は、前記旋回軸心から水平方向に離れた位置に配置されている請求項1に記載の旋回作業機。 The swing working machine according to claim 1, wherein the position detection device is arranged at a position horizontally apart from the swing axis center. 前記位置検出装置は、前記旋回台の端部に配置されている請求項10に記載の旋回作業機。 The swing work machine according to claim 10, wherein the position detection device is arranged at an end of the swing base. 作業装置が設けられた旋回台を上下方向に延びる旋回軸心廻りに回転させて、前記旋回台に設けられた位置検出装置により複数の検出位置を検出する第1ステップと、
前記位置検出装置が検出した複数の前記検出位置に基づいて、前記旋回軸心の軸心位置を演算する第2ステップと、
前記第2ステップで演算した前記軸心位置と、現在の前記検出位置と、に基づいて前記旋回台の方位を演算する第3ステップと、
を備えている旋回作業機の方位検出方法。
a first step of rotating a swivel base provided with a working device around a pivot axis extending in the vertical direction and detecting a plurality of detection positions with a position detection device provided on the swivel base;
a second step of calculating the axis position of the pivot axis based on the plurality of detection positions detected by the position detection device;
a third step of calculating the orientation of the swivel base based on the axis position calculated in the second step and the current detected position;
A direction detection method for a swing work machine equipped with
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