JP2024018117A - ブレーカ姿勢判定装置及びこれを備えた作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】作業対象物に対するブレーカの姿勢がブレーカ作業に適しているか否かを判定することが可能なブレーカ姿勢判定装置及びこれを備えた作業機械を提供する。【解決手段】ブレーカ姿勢判定装置は、チゼル６Ｂを含むブレーカ６を備える作業機械１００によるブレーカ作業のための装置である。ブレーカ姿勢判定装置は、ブレーカ６の姿勢に関する姿勢情報を検出する姿勢情報検出器４０と、ブレーカ作業の対象物である作業対象物３００に対するチゼル６Ｂの傾き度合いが許容範囲にあるか否かを姿勢情報を用いて判定するコントローラ８０と、を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、ブレーカを備える作業機械に関する。

従来、ブレーカを備える作業機械が知られている（例えば特許文献１）。ブレーカは、アームに支持されたブレーカボディと、ブレーカボディに支持されたチゼルと、を含む。チゼルは、作業対象物に打撃を与えるための棒状の部材であり、チゼルの長手方向にブレーカボディに対して高速で往復運動することが可能なように構成されている。このような作業機械は、作業対象物を破砕するブレーカ作業を行う。

特開２０１７－２０１１１９号公報

ところで、ブレーカのチゼルが作業対象物に対して比較的大きく傾いた状態で長時間のブレーカ作業が行われるとブレーカが破損するおそれがある。従って、このようにブレーカ作業に適していない姿勢でブレーカ作業が行われている状態を判定することができる技術の開発が望まれる。

本開示は、作業対象物に対するブレーカの姿勢がブレーカ作業に適しているか否かを判定することが可能なブレーカ姿勢判定装置及びこれを備えた作業機械を提供することを目的とする。

提供されるのは、チゼルを含むブレーカを備える作業機械によるブレーカ作業のためのブレーカ姿勢判定装置であって、前記ブレーカの姿勢に関する姿勢情報を検出する姿勢情報検出器と、前記ブレーカ作業の対象物である作業対象物に対する前記チゼルの傾き度合いが許容範囲にあるか否かを前記姿勢情報を用いて判定するコントローラと、を備える。

このブレーカ姿勢判定装置では、ブレーカ作業において、コントローラは、チゼルの傾き度合いが許容範囲にあるか否かの判定、すなわち、作業対象物に対するブレーカの姿勢がブレーカ作業に適しているか否かの判定を、前記姿勢情報を用いて行うことができる。この判定結果は、例えば以下のように利用されることが可能である。

前記ブレーカ姿勢判定装置は、前記傾き度合いに関する情報を報知する報知器をさらに備え、前記コントローラは、前記傾き度合いが前記許容範囲にない状態で前記ブレーカ作業が継続される時間が予め設定された時間閾値を超えた場合に、前記傾き度合いに関する情報が報知されるように前記報知器を制御してもよい。この構成では、作業機械を操縦するオペレータは、報知器が報知する情報に基づいてチゼルの傾き度合いが許容範囲にないこと、すなわち、ブレーカの姿勢を修正する必要があることを認識できる。従って、チゼルの傾き度合いが許容範囲にない状態で長時間のブレーカ作業が行われる前に、オペレータは、操作器を操作してチゼルの傾き度合いが許容範囲に含まれるような姿勢にブレーカの姿勢を調節することができる。

前記コントローラは、前記傾き度合いが前記許容範囲にない場合、前記傾き度合いが前記許容範囲に含まれるように前記ブレーカの姿勢を制御してもよい。この構成では、ブレーカの姿勢がコントローラによってブレーカ作業に適した姿勢に自動的に調節される。従って、オペレータが操作器を操作しなくても、チゼルが作業対象物に対して比較的大きく傾いた状態で長時間のブレーカ作業が行われることが回避される。

前記コントローラは、前記傾き度合いに関する情報を前記作業機械から離れた位置に存在し得る情報機器に送信するように構成されていてもよい。この構成では、ブレーカ姿勢判定装置は、作業機械とは別の外部の情報機器に前記傾き度合いに関する情報を提供することができる。

前記コントローラは、前記作業対象物に対する前記チゼルの角度であるチゼル角度を前記姿勢情報を用いて演算し、前記チゼル角度が予め設定された角度閾値未満である場合に前記傾き度合いが前記許容範囲にないと判定することが好ましい。この構成では、チゼル角度が角度閾値未満である場合（具体的には例えば、チゼルが作業対象物に対して比較的大きく傾いた状態である場合）、チゼルの傾き度合いが許容範囲にないと判定される。そして、この判定結果が例えば上述した報知器によりオペレータに報知された場合には、オペレータは、操作器を操作してチゼルの傾き度合いが許容範囲に含まれるような姿勢に（具体的には例えば、チゼルが作業対象物に対してほぼ垂直に当たるような姿勢に）ブレーカの姿勢を調節することができる。

前記作業機械は、機体と、前記ブレーカを回動可能に支持しながら前記機体に対して相対変位可能な支持部材と、ブレーカ姿勢調節シリンダと、をさらに備え、前記ブレーカ姿勢調節シリンダは、前記支持部材に対して前記ブレーカを回動させることにより前記傾き度合いを変えるように構成される油圧シリンダであり、前記姿勢情報検出器は、前記ブレーカ姿勢調節シリンダのヘッド圧を検出する圧力センサを含んでいてもよい。ブレーカ作業中にブレーカ姿勢調節シリンダが収縮する方向にピストンロッドに対して作用する力が大きくなると、ブレーカ姿勢調節シリンダのヘッド圧も大きくなる。また、作業対象物に対するチゼルの角度であるチゼル角度が垂直に近づくほど、ブレーカ姿勢調節シリンダが収縮する方向にピストンロッドに対して作用する力も大きくなる。すなわち、ブレーカ姿勢調節シリンダのヘッド圧は、前記チゼル角度に相関する値であり、前記チゼル角度が垂直に近づくほど大きくなる。従って、姿勢情報検出器に含まれる前記圧力センサは、前記チゼル角度に相関する情報を検出することができる。

具体的には、例えば、前記コントローラは、前記ヘッド圧が予め設定された圧力閾値未満である場合に前記傾き度合いが前記許容範囲にないと判定してもよい。

前記コントローラは、前記ブレーカ作業が行われている場合にのみ前記傾き度合いが前記許容範囲にあるか否かの判定を行うように構成されていることが好ましい。この構成では、ブレーカ作業が行われていないときには前記判定が行われないので、コントローラによる不必要な演算処理を省くことができる。

本開示に係る作業機械は、上述したブレーカ姿勢判定装置と、前記ブレーカと、を備えるので、作業対象物に対するブレーカの姿勢がブレーカ作業に適しているか否かを判定することができる。

本開示によれば、作業対象物に対するブレーカの姿勢がブレーカ作業に適しているか否かを判定することが可能なブレーカ姿勢判定装置及びこれを備えた作業機械が提供される。

本開示の実施形態に係るブレーカ姿勢判定装置を備える作業機械を示す側面図であり、当該作業機械のブレーカと作業対象物との位置関係を示している。 前記作業機械と複数の情報機器とを含む作業機械システムを示すブロック図である。 前記ブレーカ姿勢判定装置のコントローラによる演算制御動作を示すフローチャートである。 前記複数の情報機器のうちの一つによる演算制御動作を示すフローチャートである。 前記複数の情報機器のうちの他の一つによる演算制御動作を示すフローチャートである。 前記複数の情報機器のうちのさらに他の一つによる演算制御動作を示すフローチャートである。

本開示の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るブレーカ姿勢判定装置を備える作業機械１００を示す側面図である。図２は、作業機械１００と複数の情報機器とを含む作業機械システムを示すブロック図である。本実施形態に係る作業機械１００は、油圧ショベルである。複数の情報機器は、サーバ２０１と、オペレータの情報端末２０２と、管理者の情報端末２０３と、を含む。本実施形態に係るブレーカ姿勢判定装置は、作業機械１００によるブレーカ作業に用いられる。

図１及び図２に示すように、作業機械１００は、下部走行体１と、上部旋回体２と、作業装置３と、複数の油圧アクチュエータと、複数の操作器２０と、複数の流量調整器３０と、姿勢情報検出器４０と、ブレーカスイッチ５０と、表示器６０と、通信器７０と、コントローラ８０と、入力器９０と、を備える。本実施形態に係るブレーカ姿勢判定装置は、姿勢情報検出器４０と、表示器６０と、通信器７０と、コントローラ８０と、入力器９０と、を含む。なお、図２では、複数の操作器２０のうちの一つのみが図示され、他の操作器２０の図示は省略されている。また、図２では、複数の流量調整器３０のうちの一つのみが図示され、他の流量調整器３０の図示は省略されている。

下部走行体１は、例えば左右一対のクローラ走行装置を備える。上部旋回体２は、下部走行体１に上下方向の軸回りに旋回可能に支持される。上部旋回体２は、オペレータが座る運転席を有するキャビンと、キャビンの後方に配置されるカウンタウェイトと、を備える。上部旋回体２は本開示における機体の一例である。

作業装置３は、上部旋回体２に起伏可能に支持されるブーム４と、ブーム４の先端部に回動可能に支持されるアーム５と、アーム５の先端部に支持される先端アタッチメントと、を含む。ブーム４及びアーム５は本開示における支持部材の一例である。作業現場において掘削作業が行われる場合には、先端アタッチメントとして図略のバケットがアーム５の先端部に取り付けられる。作業現場においてブレーカ作業が行われる場合には、先端アタッチメントとして図１に示すブレーカ６がアーム５の先端部に取り付けられる。すなわち、ブレーカ６とバケットとは交換可能である。ブレーカ作業は、作業現場に存在する作業対象物３００を破砕するための作業である。

ブレーカ６は、ブレーカボディ６Ａと、チゼル６Ｂと、チゼル駆動アクチュエータ６Ｃと、を備える。ブレーカボディ６Ａは、アーム５の先端部に回動可能に取り付けられている。チゼル６Ｂは、作業対象物３００に打撃を与えるための棒状の部材であり、チゼル６Ｂの長手方向にブレーカボディ６Ａに対して変位可能なようにブレーカボディ６Ａに支持されている。チゼル駆動アクチュエータ６Ｃは、ブレーカボディ６Ａに対してチゼル６Ｂをその長手方向に高速で往復運動させるように作動する。チゼル駆動アクチュエータ６Ｃは、例えば油圧により駆動される。

ブレーカ作業は、チゼル６Ｂが作業対象物３００に対してほぼ垂直に当たるような状態で行われることが好ましい。以下では、図１に示すように、作業対象物３００の表面３０１に対するチゼル６Ｂの角度をチゼル角度θと称する。チゼル角度θは、例えば、棒状の部材であるチゼル６Ｂの長手方向（例えばチゼル６Ｂの中心線の延びる方向）と作業対象物３００の表面３０１とのなす角度であってもよい。

複数の油圧アクチュエータのそれぞれは、図略の油圧ポンプから作動油の供給を受けて作動する。油圧ポンプは、図略のエンジンなどの駆動源により駆動される。図１に示すように、複数の油圧アクチュエータは、ブーム姿勢調節シリンダ７と、アーム姿勢調節シリンダ８と、ブレーカ姿勢調節シリンダ９と、旋回モータ１０と、を含む。

ブーム姿勢調節シリンダ７は、前記油圧ポンプから作動油の供給を受けてブーム４を上部旋回体２に対して起伏動作させるように作動する油圧シリンダである。ブーム姿勢調節シリンダ７の基端部は、上部旋回体２に回動可能に取り付けられ、ブーム姿勢調節シリンダ７の先端部は、ブーム４に回動可能に取り付けられている。ブーム姿勢調節シリンダ７は、ヘッド室と、ロッド室と、を有する。ブーム姿勢調節シリンダ７は、作動油がヘッド室に供給されてロッド室の作動油が排出されることにより伸長してブーム４をブーム上げ方向に動かす。ブーム姿勢調節シリンダ７は、作動油がロッド室に供給されてヘッド室の作動油が排出されることにより収縮してブーム４をブーム下げ方向に動かす。ブーム上げ方向は、ブーム４の先端部が地面から遠ざかる方向であり、ブーム下げ方向は、ブーム４の先端部が地面に近づく方向である。

アーム姿勢調節シリンダ８は、前記油圧ポンプから作動油の供給を受けてアーム５をブーム４に対して回動させるように作動する油圧シリンダである。アーム姿勢調節シリンダ８の基端部は、ブーム４に回動可能に取り付けられ、アーム姿勢調節シリンダ８の先端部は、アーム５に回動可能に取り付けられている。アーム姿勢調節シリンダ８は、ヘッド室と、ロッド室と、を有する。アーム姿勢調節シリンダ８は、作動油がヘッド室に供給されてロッド室の作動油が排出されることにより伸長してアーム５をアーム引き方向に動かす。アーム姿勢調節シリンダ８は、作動油がロッド室に供給されてヘッド室の作動油が排出されることにより収縮してアーム５をアーム押し方向に動かす。アーム引き方向は、アーム５の先端部がブーム４に近づく方向であり、アーム押し方向は、アーム５の先端部がブーム４から遠ざかる方向である。

ブレーカ姿勢調節シリンダ９は、前記油圧ポンプから作動油の供給を受けてブレーカ６をアーム５に対して回動させるように作動する油圧シリンダである。ブレーカ姿勢調節シリンダ９は、ブレーカ６をアーム５に対して回動させることにより作業対象物３００の表面３０１に対するチゼル６Ｂの傾き度合いを変えることができる。ブレーカ姿勢調節シリンダ９の基端部は、アーム５に回動可能に取り付けられ、ブレーカ姿勢調節シリンダ９の先端部は、リンク部１１を介してブレーカ６に回動可能に取り付けられている。

具体的には、ブレーカ姿勢調節シリンダ９は、シリンダチューブ９Ａと、ピストンロッド９Ｂと、を備える。ピストンロッド９Ｂは、当該ピストンロッド９Ｂの長手方向にシリンダチューブ９Ａに対して変位することが可能である。リンク部１１は、アームリンク部材１１Ａと、ブレーカリンク部材１１Ｂと、を含む。アームリンク部材１１Ａは、ブレーカ姿勢調節シリンダ９の先端部（ピストンロッド９Ｂの先端部）とアーム５とを連結し、ブレーカリンク部材１１Ｂは、ブレーカ姿勢調節シリンダ９の先端部（ピストンロッド９Ｂの先端部）とブレーカ６のブレーカボディ６Ａとを連結している。

ブレーカ姿勢調節シリンダ９のシリンダチューブ９Ａ内には、ヘッド室９Ｈと、ロッド室９Ｒと、が形成されている。ヘッド室９Ｈとロッド室９Ｒとは、ピストンロッド９Ｂのピストン（図示省略）により仕切られている。ブレーカ姿勢調節シリンダ９は、作動油がヘッド室９Ｈに供給されてロッド室９Ｒの作動油が排出されることにより伸長してブレーカ６をブレーカ引き方向に動かす。ブレーカ姿勢調節シリンダ９は、作動油がロッド室９Ｒに供給されてヘッド室９Ｈの作動油が排出されることにより収縮してブレーカ６をブレーカ押し方向に動かす。ブレーカ引き方向は、ブレーカ６のチゼル６Ｂが上部旋回体２に近づく方向であり、ブレーカ押し方向は、ブレーカ６のチゼル６Ｂが上部旋回体２から遠ざかる方向である。

旋回モータ１０は、前記油圧ポンプから作動油の供給を受けて上部旋回体２を下部走行体１に対して旋回させるように作動する油圧モータである。

複数の操作器２０は、ブーム姿勢操作器２０と、アーム姿勢操作器２０と、ブレーカ姿勢操作器２０と、旋回姿勢操作器２０と、を含む。複数の操作器２０のそれぞれは、オペレータによる操作（レバー操作）を受ける操作レバー２１と、出力器２２と、を備える。操作レバー２１に操作が与えられると、当該操作の操作方向及び操作量に応じた流量の作動油が流量調整器３０を介して油圧アクチュエータに供給される。これにより、当該油圧アクチュエータは、操作レバー２１の操作に応じた動作を行う。

具体的には、ブーム姿勢操作器２０の操作レバー２１は、ブーム操作（ブーム上げ操作又はブーム下げ操作）を受ける。ブーム上げ操作は、ブーム４をブーム上げ方向に動かすためのオペレータによる操作であり、ブーム下げ操作は、ブーム４をブーム下げ方向に動かすためのオペレータによる操作である。ブーム姿勢操作器２０の操作レバー２１にブーム操作が与えられると、ブーム姿勢操作器２０に対応する流量調整器３０を介してブーム操作に応じた流量の作動油がブーム姿勢調節シリンダ７に供給され、ブーム４がブーム操作に応じた動作を行う。

アーム姿勢操作器２０の操作レバー２１は、アーム操作（アーム引き操作又はアーム押し操作）を受ける。アーム引き操作は、アーム５をアーム引き方向に動かすためのオペレータによる操作であり、アーム押し操作は、アーム５をアーム押し方向に動かすためのオペレータによる操作である。アーム姿勢操作器２０の操作レバー２１にアーム操作が与えられると、アーム姿勢操作器２０に対応する流量調整器３０を介してアーム操作に応じた流量の作動油がアーム姿勢調節シリンダ８に供給され、アーム５がアーム操作に応じた動作を行う。

ブレーカ姿勢操作器２０の操作レバー２１は、ブレーカ操作（ブレーカ引き操作又はブレーカ押し操作）を受ける。ブレーカ引き操作は、ブレーカ６をブレーカ引き方向に動かすためのオペレータによる操作であり、ブレーカ押し操作は、ブレーカ６をブレーカ押し方向に動かすためのオペレータによる操作である。ブレーカ姿勢操作器２０の操作レバー２１にブレーカ操作が与えられると、ブレーカ姿勢操作器２０に対応する流量調整器３０を介してブレーカ操作に応じた流量の作動油がブレーカ姿勢調節シリンダ９に供給され、ブレーカ６がブレーカ操作に応じた動作を行う。

旋回姿勢操作器２０の操作レバー２１は、旋回操作（右旋回操作又は左旋回操作）を受ける。右旋回操作は、上部旋回体２を右方向に旋回させるためのオペレータによる操作であり、左旋回操作は、上部旋回体２を左方向に旋回させるためのオペレータによる操作である。旋回姿勢操作器２０の操作レバー２１に旋回操作が与えられると、旋回姿勢操作器２０に対応する流量調整器３０を介して旋回操作に応じた流量の作動油が旋回モータ１０に供給され、上部旋回体２が旋回操作に応じた旋回動作を行う。

図２のブロック図では、操作器２０がいわゆる電気レバータイプの操作器である場合の構成が図示されている。この場合、出力器２２は、操作レバー２１に与えられる操作の操作方向及び操作量に応じたレバー操作信号をコントローラ８０に出力し、コントローラ８０は、レバー操作信号に応じた制御指令を流量調整器３０に入力し、流量調整器３０は、制御指令に応じた流量の作動油が油圧アクチュエータに供給されるように作動する。操作器２０が電気レバータイプである場合、流量調整器３０は、制御指令の入力を受けて当該制御指令に応じた２次圧（パイロット圧）を出力する電磁比例弁と、当該パイロット圧の供給を受けるパイロットポートを有する制御弁と、を含む。制御弁は、パイロット圧に応じて開閉することで油圧アクチュエータへの作動油の流量を調節する。

ただし、操作器２０は、電気レバータイプに限られない。操作器２０は、操作レバー２１と、出力器２２としてのリモコン弁と、を備えていてもよい。この場合、リモコン弁（出力器２２）は、操作レバー２１に与えられる操作の操作方向及び操作量に応じた２次圧（パイロット圧）を流量調整器３０としての制御弁のパイロットポートに供給する。制御弁は、パイロット圧に応じて開閉することで油圧アクチュエータへの作動油の流量を調節する。

姿勢情報検出器４０は、ブレーカ６の姿勢に関する姿勢情報を検出し、当該姿勢情報に対応する検出信号をコントローラ８０に入力する。

姿勢情報検出器４０は、例えば、角度検出器を含んでいてもよい。角度検出器は、ブレーカ６の角度に関するブレーカ角度情報を検出するブレーカ角度検出器を含んでいてもよい。コントローラ８０は、ブレーカ角度情報を用いてブレーカ６の姿勢を演算してもよい。具体的には、角度検出器は、例えば、ブーム４の角度に関するブーム角度情報を検出するブーム角度検出器、アーム５の角度に関するアーム角度情報を検出するアーム角度検出器、及びブレーカ６の角度に関するブレーカ角度情報を検出するブレーカ角度検出器をさらに含んでいてもよい。コントローラ８０は、ブーム角度情報、アーム角度情報及びブレーカ角度情報を用いてブレーカ６の姿勢を演算してもよい。

ブーム角度検出器は、例えば、慣性計測装置４１（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）であってもよく、ブーム姿勢調節シリンダ７の動きを検出するストロークセンサであってもよく、ブーム４の回動角度を検出するロータリエンコーダ、ポテンショメータなどの角度センサであってもよい。同様に、アーム角度検出器は、例えば、慣性計測装置４２であってもよく、アーム姿勢調節シリンダ８の動きを検出するストロークセンサであってもよく、アーム５の回動角度を検出するロータリエンコーダ、ポテンショメータなどの角度センサであってもよい。ブレーカ角度検出器は、例えば、慣性計測装置４３であってもよく、ブレーカ姿勢調節シリンダ９の動きを検出するストロークセンサであってもよく、ブレーカ６の回動角度を検出するロータリエンコーダ、ポテンショメータなどの角度センサであってもよい。

姿勢情報検出器４０は、例えば、３次元情報検出器４４を含んでいてもよい。３次元情報検出器４４は、ブレーカ６及び作業対象物３００を含む観測対象についての縦横の２次元情報と当該観測対象についての奥行きの情報とを含む３次元情報を検出することが可能な３次元カメラであってもよい。３次元カメラは、ステレオ方式の３次元カメラ（ステレオカメラ）であってもよく、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式の３次元カメラであってもよく、プロジェクターとカメラとを組み合わせた３次元カメラであってもよい。ＴＯＦ方式の３次元カメラは、例えばＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）であってもよい。３次元情報検出器４４は、トータルステーションであってもよい。３次元情報検出器４４は、前記観測対象の情報を取得可能な位置に配置される。具体的には、例えば、３次元情報検出器４４は、図１に示すように上部旋回体２に取り付けられていてもよく、作業装置３に取り付けられていてもよく、下部走行体１、上部旋回体２及び作業装置３から離れた位置（例えば、作業現場）に配置されていてもよい。

姿勢情報検出器４０は、例えば、ブレーカ姿勢調節シリンダ９のヘッド圧を検出する圧力センサ４５を含んでいてもよい。このヘッド圧は、ブレーカ姿勢調節シリンダ９のヘッド室９Ｈの圧力に対応する圧力である。ブレーカ作業中にブレーカ姿勢調節シリンダ９が収縮する方向にピストンロッド９Ｂに対して作用する力が大きくなると、ブレーカ姿勢調節シリンダ９のヘッド圧も大きくなる。また、チゼル角度θが垂直に近づくほど、ブレーカ姿勢調節シリンダ９が収縮する方向にピストンロッド９Ｂに対して作用する力も大きくなる。すなわち、ブレーカ姿勢調節シリンダ９のヘッド圧はチゼル角度θに相関する値であり、チゼル角度θが垂直に近づくほど大きくなる。従って、圧力センサ４５は、チゼル角度θに相関する情報を検出することができる。言い換えると、ブレーカ姿勢調節シリンダ９は、チゼル角度θが垂直に近づくほどヘッド圧が大きくなるような姿勢でアーム５及びブレーカ６に取り付けられている。

なお、チゼル駆動アクチュエータ６Ｃを作動させる作動油の圧力は、ブレーカ姿勢調節シリンダ９のヘッド圧に比べてかなり大きいため、チゼル角度θに関する情報を精度よく検出することはできない。従って、仮に、チゼル駆動アクチュエータ６Ｃを作動させる作動油の圧力を検出する圧力センサが設けられていたとしても、この圧力センサは、姿勢情報検出器４０として利用できない。

姿勢情報検出器４０は、前記角度検出器、３次元情報検出器４４及び圧力センサ４５の全てを含んでいてもよく、これらのうちの何れか一つのみを含んでいてもよく、これらの二つを含んでいてもよい。また、姿勢情報検出器４０は、前記角度検出器、３次元情報検出器４４及び圧力センサ４５を含まず、ブレーカ６の姿勢に関する姿勢情報を検出可能な他の検出器を含んでいてもよい。

ブレーカスイッチ５０は、ブレーカ作業を行うときにオペレータにより操作されるスイッチである。ブレーカスイッチ５０は、オペレータが操作可能な位置に配置されている。オペレータが作業機械１００のキャビン内において作業機械１００を操縦する場合には、ブレーカスイッチ５０は、キャビン内に配置されている。オペレータが作業機械１００から離れた遠隔地において作業機械１００を遠隔操縦する場合には、ブレーカスイッチ５０は、当該遠隔地に配置されている。

ブレーカスイッチ５０がオペレータによる操作を受けると、当該操作に対応するスイッチ操作信号がコントローラ８０に入力される。コントローラ８０は、当該スイッチ操作信号の入力を受けると、ブレーカボディ６Ａに対してチゼル６Ｂが高速で往復運動するようにチゼル駆動アクチュエータ６Ｃを制御する。

ブレーカスイッチ５０は、ブレーカ作業が行われていることを検出するブレーカ作業検出器の一例である。後述するように、本実施形態では、コントローラ８０は、ブレーカ作業検出器からの入力を受けることでブレーカ作業が行われていることを検出した場合にブレーカ６の姿勢の判定を行うように構成されている。

表示器６０は、異常情報をオペレータに報知するための装置である。異常情報は、例えば、作業対象物３００に対するチゼル６Ｂの傾き度合いに関する情報を含む。表示器６０は、報知器の一例である。

表示器６０は、異常情報の表示を行うことができるものであればよいので、その具体的な構成は特に限定されない。表示器６０は、例えば、キャビン内又は前記遠隔地においてオペレータが目視することが可能な位置に配置された液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどのディスプレイ（モニター）であってもよい。また、表示器６０は、キャビンにおけるフロントウインドに配置されたフロントガラスなどの透明板に異常情報の表示を行うヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）のための投影器を含んでいてもよい。また、表示器６０は、オペレータの頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）であってもよい。

通信器７０は、作業機械１００から離れた位置に存在し得る少なくとも一つの情報機器に無線通信又は有線通信で前記異常情報を送信するように構成されている。図２に示す本実施形態では、通信器７０は、サーバ２０１、オペレータの情報端末２０２及び管理者の情報端末２０３に無線通信で異常情報を送信するように構成されている。オペレータの情報端末２０２及び管理者の情報端末２０３は、例えば、持ち運び可能な電子情報端末である。なお、通信器７０は、サーバ２０１、オペレータの情報端末２０２及び管理者の情報端末２０３の少なくとも一つから情報を受信可能なように構成されていてもよい。サーバ２０１は、その機能の一部又は全部が、作業機械１００、オペレータの情報端末２０２及び管理者の情報端末２０３の少なくとも一つに設けられていてもよい。また、オペレータの情報端末２０２及び管理者の情報端末２０３は省略されてもよい。

コントローラ８０は、ＣＰＵ、ＭＰＵなどの演算処理装置とメモリと含むコンピュータを備える。コントローラ８０は、作業対象物３００に対するチゼル６Ｂの傾き度合いが許容範囲にあるか否かを、姿勢情報検出器４０により検出される前記姿勢情報を用いて判定する。具体的には、例えば、コントローラ８０は次のように構成されていてもよい。

図２に示す本実施形態では、コントローラ８０は、姿勢判定部８１と、報知制御部８２と、姿勢制御部８３と、を備える。姿勢判定部８１、報知制御部８２及び姿勢制御部８３のそれぞれは、コントローラ８０のメモリに記憶された制御プログラムが実行されることにより実現される。

姿勢判定部８１は、姿勢情報検出器４０から入力される姿勢情報を用いて、作業対象物３００に対するチゼル６Ｂの傾き度合いが許容範囲にあるか否かを判定する。

姿勢情報検出器４０が３次元情報検出器４４を含む場合には、姿勢判定部８１は、前記傾き度合いが許容範囲にあるか否かを次のように判定してもよい。３次元情報検出器４４は、作業対象物３００の表面３０１に関する３次元情報とチゼル６Ｂに関する３次元情報とを含む観測対象の３次元情報を検出することができる。従って、この場合には、姿勢判定部８１は、作業対象物３００の表面３０１に関する３次元情報とチゼル６Ｂに関する３次元情報とを用いて、作業対象物３００の表面３０１に対するチゼル６Ｂの角度（すなわちチゼル角度θ）を演算することができる。そして、姿勢判定部８１は、演算されたチゼル角度θが予め設定された角度閾値未満であるか否かを判定する。具体的には、姿勢判定部８１は、チゼル角度θが角度閾値未満である場合には前記傾き度合いが許容範囲にないと判定し、チゼル角度θが角度閾値以上である場合には前記傾き度合いが許容範囲にあると判定してもよい。

角度閾値は、前記傾き度合いが許容範囲にあるか否かを判定することが可能な値に設定される。この角度閾値は、ブレーカ作業前にコントローラ８０のメモリに予め記憶されていてもよい。また、角度閾値は、ブレーカ作業前又はブレーカ作業中にオペレータによって入力器９０（図２参照）に入力される角度入力値に基づいて設定（更新）されてもよい。この場合、入力器９０は、オペレータにより入力された角度入力値をコントローラ８０に出力し、コントローラ８０は、前記角度入力値を角度閾値として記憶する。

また、姿勢情報検出器４０が圧力センサ４５を含む場合には、姿勢判定部８１は、前記傾き度合いが許容範囲にあるか否かを次のように判定してもよい。この場合、姿勢判定部８１は、圧力センサ４５により検出されるブレーカ姿勢調節シリンダ９のヘッド圧が予め設定された圧力閾値未満であるか否かを判定することができる。具体的には、姿勢判定部８１は、ヘッド圧が圧力閾値未満である場合には前記傾き度合いが許容範囲にないと判定し、ヘッド圧が圧力閾値以上である場合には前記傾き度合いが許容範囲にあると判定してもよい。

圧力閾値は、前記傾き度合いが許容範囲にあるか否かを判定することが可能な値に設定される。この圧力閾値は、ブレーカ作業前にコントローラ８０のメモリに予め記憶されていてもよい。また、圧力閾値は、ブレーカ作業前又はブレーカ作業中にオペレータによって入力器９０に入力される圧力入力値に基づいて設定（更新）されてもよい。この場合、入力器９０は、オペレータにより入力された圧力入力値をコントローラ８０に出力し、コントローラ８０は、前記圧力入力値を圧力閾値として記憶する。

また、姿勢情報検出器４０が慣性計測装置４３などの前記角度検出器を含む場合には、姿勢判定部８１は、前記傾き度合いが許容範囲にあるか否かを次のように判定してもよい。姿勢判定部８１は、前記角度検出器から入力される姿勢情報に基づいてブレーカ６の姿勢を演算する。ブレーカ６の姿勢は、例えば、水平面（水平線）に対するブレーカ６の角度（例えばチゼル６Ｂの角度）であってもよく、ある基準面（基準線）に対するブレーカ６の角度（例えばチゼル６Ｂの角度）であってもよい。

図１に示すように作業対象物３００の表面３０１がほぼ水平である場合には、姿勢判定部８１は、演算されたブレーカ６の角度（例えばチゼル６Ｂの角度）を用いて、作業対象物３００の表面３０１に対するチゼル６Ｂの角度（すなわちチゼル角度θ）を演算することができる。また、作業対象物が例えば図１に示すようにほぼ水平な地面３０３を含む地盤３０２である場合には、上記と同様に、姿勢判定部８１は、演算されたブレーカ６の角度（例えばチゼル６Ｂの角度）を用いて、作業対象物としての地盤３０２の表面（地面３０３）に対するチゼル６Ｂの角度（すなわちチゼル角度θ）を演算することができる。

また、作業対象物３００の表面３０１又は地盤３０２の表面（地面３０３）が水平面に対して比較的大きく傾くような傾斜面である場合には、水平面に対する前記傾斜面の角度である傾斜角度は、ブレーカ作業前又はブレーカ作業中にオペレータによって入力器９０に入力される傾斜角度入力値に基づいて設定（更新）されてもよい。この場合、入力器９０は、オペレータにより入力された傾斜角度入力値をコントローラ８０に出力し、コントローラ８０は、前記傾斜角度入力値を前記傾斜角度として記憶する。そして、姿勢判定部８１は、演算されたブレーカ６の角度（例えばチゼル６Ｂの角度）と、前記傾斜角度と、を用いて、作業対象物の表面に対するチゼル６Ｂの角度（すなわちチゼル角度θ）を演算することができる。

また、姿勢情報検出器４０が前記角度検出器と３次元情報検出器４４を含む場合には、水平面に対する前記傾斜面の傾斜角度は、３次元情報検出器４４からコントローラ８０に入力される作業対象物の表面についての３次元情報に基づいて設定（更新）されてもよい。そして、姿勢判定部８１は、前記角度検出器から入力される姿勢情報を用いて演算されたブレーカ６の角度（例えばチゼル６Ｂの角度）と、３次元情報検出器４４から入力される姿勢情報（すなわち前記傾斜角度に関する情報）を用いて演算された前記傾斜角度と、を用いて、作業対象物の表面に対するチゼル６Ｂの角度（すなわちチゼル角度θ）を演算することができる。

そして、姿勢判定部８１は、演算されたチゼル角度θが予め設定された角度閾値未満であるか否かを判定する。具体的には、姿勢判定部８１は、チゼル角度θが角度閾値未満である場合には前記傾き度合いが許容範囲にないと判定し、チゼル角度θが角度閾値以上である場合には前記傾き度合いが許容範囲にあると判定してもよい。

報知制御部８２は、前記傾き度合いに関する情報を含む異常情報が報知されるように表示器６０を制御する。

姿勢制御部８３は、姿勢判定部８１による演算結果（判定結果）を用いて制御指令を演算し、演算された制御指令を流量調整器３０の電磁比例弁に入力する。これにより、ブレーカ６の姿勢がコントローラ８０によってブレーカ作業に適した姿勢に自動的に調節される。

なお、コントローラ８０によるブレーカ６の姿勢の自動制御が行われない場合には、姿勢制御部８３は、操作器２０の操作レバー２１に与えられるレバー操作に応じた制御指令を演算し、演算された制御指令を流量調整器３０の電磁比例弁に入力する。これにより、当該レバー操作に対応する油圧アクチュエータが当該レバー操作に応じた動作を行い、その結果、ブーム４、アーム５、ブレーカ６及び上部旋回体２のうち当該油圧アクチュエータに対応する部分が当該レバー操作に応じた動作を行う。

図３は、本実施形態に係るブレーカ姿勢判定装置のコントローラ８０による演算制御動作を示すフローチャートである。

図３に示すように、コントローラ８０は、ブレーカ作業中であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。具体的には、例えば、コントローラ８０は、ブレーカスイッチ５０からスイッチ操作信号が入力された場合にはブレーカ作業中であると判定し、ステップＳ１２以降の処理を行う。ステップＳ１２以降の処理は、作業対象物３００に対するチゼル６Ｂの傾き度合いが許容範囲にあるか否かの判定を含む。一方、コントローラ８０は、ブレーカスイッチ５０からスイッチ操作信号が入力されない場合には前記傾き度合いが許容範囲にあるか否かの判定を行わない。このように前記傾き度合いが許容範囲にあるか否かの判定がブレーカ作業が行われている場合にのみ行われることで、コントローラ８０による不必要な演算処理を省略することができる。

コントローラ８０は、姿勢情報検出器４０からブレーカ６の姿勢に関する姿勢情報を取得する（ステップＳ１２）。

コントローラ８０の姿勢判定部８１は、姿勢情報検出器４０から入力される姿勢情報を用いて、前記傾き度合いが許容範囲にあるか否かを判定する（ステップＳ１３）。

前記傾き度合いが許容範囲にないと判定された場合（ステップＳ１３においてＮＯ）、コントローラ８０は、経過時間のカウントアップを行う（ステップＳ１４）。すなわち、コントローラ８０は、前記傾き度合いが許容範囲にない状態でブレーカ作業が継続される時間（経過時間）を計測する。なお、前記傾き度合いが許容範囲にあると判定された場合（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、コントローラ８０は、経過時間をクリアする（ステップＳ２１）。また、ステップＳ１１においてブレーカ作業中ではないと判定された場合にもコントローラ８０は、経過時間をクリアする（ステップＳ２１）。

ステップＳ１５において、コントローラ８０は、経過時間が予め設定された時間閾値を超えたか否かを判定する。経過時間が時間閾値を超えていない場合（ステップＳ１５においてＮＯ）、コントローラ８０は、ステップＳ１１の処理を行う。経過時間が時間閾値を超えた場合（ステップＳ１５においてＹＥＳ）、コントローラ８０の報知制御部８２は、前記傾き度合いに関する情報を含む異常情報が表示器６０に表示されるように表示器６０を制御する（ステップＳ１６）。

また、コントローラ８０は、通信器７０を介して、前記傾き度合いに関する情報を含む異常情報をサーバ２０１、オペレータの情報端末２０２及び管理者の情報端末２０３に無線通信で送信する（ステップＳ１７，Ｓ１８，Ｓ１９）。なお、コントローラ８０からサーバ２０１、オペレータの情報端末２０２及び管理者の情報端末２０３のそれぞれに前記異常情報を送信する際には、通信器間において通信を許可するための認証が識別情報を用いて行われてもよい。また、前記異常情報を送信する際には、前記異常情報の暗号化処理などのセキュリティ対策が施されていることが好ましい。また、前記異常情報の送信において前記異常情報の内容の改ざんを検知できる仕組みが設けられていてもよい。

図２に示すように、サーバ２０１は、通信器２１１と、表示器２２１と、記憶器２３１と、を備える。図４は、サーバ２０１による演算制御動作を示すフローチャートである。図４に示すように、サーバ２０１が通信器２１１を介して前記異常情報を受信した場合（ステップＳ３１においてＹＥＳ）、サーバ２０１は、表示器２２１に当該異常情報を表示し（ステップＳ３２）、前記異常情報をデータベースとして記憶器２３１に記憶する（ステップＳ３３）。記憶器２３１に記憶される前記異常情報は、例えば、作業機械１００を識別することが可能な識別情報を含んでいてもよく、ブレーカ６の姿勢がブレーカ作業に適していない姿勢からブレーカ作業に適した姿勢に改善されたことを示す情報を含んでいてもよい。

図２に示すように、オペレータの情報端末２０２は、通信器２１２と、表示器２２２と、を備える。図５は、オペレータの情報端末２０２による演算制御動作を示すフローチャートである。図５に示すように、オペレータの情報端末２０２が通信器２１２を介して前記異常情報を受信した場合（ステップＳ４１においてＹＥＳ）、オペレータの情報端末２０２は、表示器２２２に当該異常情報を表示する（ステップＳ４２）。オペレータが作業機械１００のキャビン内において作業機械１００を操縦する場合には、オペレータの情報端末２０２は、キャビン内に配置されていてもよい。オペレータの情報端末２０２は、表示器６０の一部を構成していてもよく、入力器９０の一部を構成していてもよい。オペレータが作業機械１００から離れた遠隔地において作業機械１００を遠隔操縦する場合には、オペレータの情報端末２０２は、当該遠隔地に配置されていてもよい。

図２に示すように、管理者の情報端末２０３は、通信器２１３と、表示器２２３と、を備える。図６は、管理者の情報端末２０３による演算制御動作を示すフローチャートである。図６に示すように、管理者の情報端末２０３が通信器２１３を介して前記異常情報を受信した場合（ステップＳ５１においてＹＥＳ）、管理者の情報端末２０３は、表示器２２３に当該異常情報を表示する（ステップＳ５２）。

ここで、図３に戻ってステップＳ２０の処理について説明する。本実施形態では、コントローラ８０は、前記傾き度合いが許容範囲にない場合、前記傾き度合いが許容範囲に含まれるようにブレーカ６の姿勢を制御する。すなわち、本実施形態では、ブレーカ６の姿勢がコントローラ８０によってブレーカ作業に適した姿勢に自動的に調節される。従って、オペレータが操作器２０を操作しなくても、チゼル６Ｂが作業対象物３００の表面３０１に対して比較的大きく傾いた状態で長時間のブレーカ作業が行われることが回避される。

具体的には、姿勢制御部８３は、姿勢判定部８１による判定結果を用いて制御指令を演算し、演算された制御指令を出力し（ステップＳ２０）、出力された制御指令は、流量調整器３０の電磁比例弁に入力される。電磁比例弁は、入力された制御指令に応じた２次圧（パイロット圧）を出力し、このパイロット圧は、当該電磁比例弁に対応する流量調整器３０の制御弁のパイロットポートに入力される。制御弁は、入力されたパイロット圧に応じてスプールが変位することで当該制御弁に対応する油圧アクチュエータに供給される作動油の流量及び作動油の供給方向を調節する。コントローラ８０は、図３のステップＳ１１－Ｓ２０の演算処理を繰り返すことにより、ブレーカ６の姿勢をブレーカ作業に適した姿勢、すなわち前記傾き度合いが許容範囲に含まれるような姿勢にブレーカ６の姿勢を制御することができる。

以下では、コントローラ８０によるブレーカ６の姿勢制御、特に図３のステップＳ２０の処理について具体例を挙げてさらに詳細に説明する。

まず、姿勢情報検出器４０が圧力センサ４５を含む場合のステップＳ２０の処理の一例について説明する。

前記傾き度合いが許容範囲にない場合、すなわち、圧力センサ４５により検出されるブレーカ姿勢調節シリンダ９の実際のヘッド圧が圧力閾値未満である場合で（ステップＳ１３においてＮＯ）、かつ、経過時間が時間閾値を超えた場合（ステップＳ１５においてＹＥＳ）、コントローラ８０の姿勢制御部８３は、実際のヘッド圧が予め設定された目標圧力に近づくようにブレーカ６の姿勢を制御してもよい。具体的には、姿勢制御部８３は、実際のヘッド圧と、目標圧力と、下記の式（１）及び式（２）と、を用いて、実際のヘッド圧と目標圧力との偏差をゼロに近づけるためのフィードバック制御を行うことによりブレーカ６の姿勢を制御してもよい。

ｉ［ｎ］＝ｉ［ｎ－１］＋Δｉ ・・・（１）
式（１）において、「ｉ［ｎ］」は、ステップＳ２０の処理において電磁比例弁に入力する制御指令（指示値）であり、「ｉ［ｎ－１］」は、前回のステップＳ２０の処理において電磁比例弁に入力した制御指令（指示値）であり、「Δｉ」は、前回の指示値ｉ［ｎ－１］に対する補正値である。

Δｉ＝ｉ０×ＰＩＤ（Ｎｅ、Ｐｂｒ－Ｐｂｒ＿ｔｈ） ・・・（２）
式（２）において、「ｉ０」は、所定の係数値であり、「Ｎｅ」は、前記油圧ポンプを駆動するエンジンの回転数であり、「Ｐｂｒ」は、実際のヘッド圧であり、「Ｐｂｒ＿ｔｈ」は、目標圧力であり、「Ｐｂｒ－Ｐｂｒ＿ｔｈ」は、実際のヘッド圧と目標圧力との偏差であり、「ＰＩＤ（Ｎｅ、Ｐｂｒ－Ｐｂｒ＿ｔｈ）」は、エンジン回転数Ｎｅと前記偏差とを変数として含む関数（ＰＩＤ制御における前記補正値を演算するために予め設定された関数）である。制御指令ｉ［ｎ］は、前記傾き度合いが許容範囲に含まれるような姿勢にブレーカ６の姿勢を変化させるための指示値である。所定の係数値（ｉ０）は、制御指令ｉ［ｎ］を変化させる度合い（速度）を指定するために設定された値である。係数値（ｉ０）は、オペレータによって入力器９０（図２参照）に入力される入力値に基づいて設定（更新）されてもよく、予め設定された一定値であってもよい。式（２）は、係数値（ｉ０）が大きくなるほど姿勢調節時のブレーカ６の姿勢の変化速度が大きくなるように設定されてもよい。ＰＩＤ（Ｎｅ、Ｐｂｒ－Ｐｂｒ＿ｔｈ）は、係数値（ｉ０）により決定されるブレーカ６の姿勢の変化速度を調整するための関数である。ＰＩＤ（Ｎｅ、Ｐｂｒ－Ｐｂｒ＿ｔｈ）は、前記油圧ポンプからブレーカ姿勢調節シリンダ９に供給される作動油の供給量がエンジン回転数Ｎｅが大きいほど増大することが考慮されるとともに実際のヘッド圧と目標圧力との偏差が考慮されることによって設定されてもよい。具体的には、ＰＩＤ（Ｎｅ、Ｐｂｒ－Ｐｂｒ＿ｔｈ）は、エンジン回転数Ｎｅが大きいほどブレーカ６の姿勢の変化速度が大きくなるように設定され、かつ、実際のヘッド圧と目標圧力との偏差（Ｐｂｒ－Ｐｂｒ＿ｔ）が大きいほどこの偏差を素早くゼロに近づけるためにブレーカ６の姿勢の変化速度が大きくなるように設定されてもよい。目標圧力（Ｐｂｒ＿ｔｈ）は、前記傾き度合いを許容範囲に含めるために予め設定される目標値であり、前記圧力閾値と同じ値であってもよく、前記圧力閾値とは異なる値であってもよい。

姿勢制御部８３は、実際のヘッド圧と、目標圧力と、上記の式（１）及び式（２）と、を用いて演算した制御指令（指示値）を、例えばブレーカ姿勢調節シリンダ９に対応する流量調整器３０の電磁比例弁に入力し（ステップＳ２０）、これにより、アーム５に対するブレーカ６の姿勢が補正される。コントローラ８０は、ステップＳ１１－Ｓ２０の演算処理を繰り返すことにより、実際のヘッド圧を目標圧力に制御し、チゼル角度θをチゼル角度の目標値（後述する目標チゼル角度）に制御することができる。これにより、ブレーカ６の姿勢が、ブレーカ作業に適した姿勢、すなわち前記傾き度合いが許容範囲に含まれるような姿勢に調節される。

次に、姿勢情報検出器４０が慣性計測装置４３などの角度検出器を含む場合のステップＳ２０の処理の一例について説明する。

前記傾き度合いが許容範囲にない場合、すなわち、チゼル角度θが角度閾値未満である場合で（ステップＳ１３においてＮＯ）、かつ、経過時間が時間閾値を超えた場合（ステップＳ１５においてＹＥＳ）、コントローラ８０の姿勢制御部８３は、実際のチゼル角度θが予め設定された目標チゼル角度に近づくようにブレーカ６の姿勢を制御してもよい。具体的には、姿勢制御部８３は、実際のチゼル角度θと、目標チゼル角度と、下記の式（３）及び式（４）と、を用いて、実際のチゼル角度θと目標チゼル角度との偏差をゼロに近づけるためのフィードバック制御を行うことによりブレーカ６の姿勢を制御してもよい。

ｉ［ｎ］＝ｉ［ｎ－１］＋Δｉ ・・・（３）
式（３）において、「ｉ［ｎ］」は、ステップＳ２０の処理において電磁比例弁に入力する制御指令（指示値）であり、「ｉ［ｎ－１］」は、前回のステップＳ２０の処理において電磁比例弁に入力した制御指令（指示値）であり、「Δｉ」は、前回の指示値ｉ［ｎ－１］に対する補正値である。

Δｉ＝ｉ０×ＰＩＤ（Ｎｅ、Ｄｂｒ－Ｄｂｒ＿ｔｈ） ・・・（４）
式（４）において、「ｉ０」は、所定の係数値であり、「Ｎｅ」は、前記油圧ポンプを駆動するエンジンの回転数であり、「Ｄｂｒ」は、実際のチゼル角度θであり、「Ｄｂｒ＿ｔｈ」は、目標チゼル角度であり、「Ｄｂｒ－Ｄｂｒ＿ｔｈ」は、実際のチゼル角度θと目標チゼル角度との偏差であり、「ＰＩＤ（Ｎｅ、Ｄｂｒ－Ｄｂｒ＿ｔｈ）」は、エンジン回転数Ｎｅと前記偏差とを変数として含む関数（ＰＩＤ制御における前記補正値を演算するために予め設定された関数）である。制御指令ｉ［ｎ］は、前記傾き度合いが許容範囲に含まれるような姿勢にブレーカ６の姿勢を変化させるための指示値である。所定の係数値（ｉ０）は、制御指令ｉ［ｎ］を変化させる度合い（速度）を指定するために設定された値である。係数値（ｉ０）は、オペレータによって入力器９０（図２参照）に入力される入力値に基づいて設定（更新）されてもよく、予め設定された一定値であってもよい。式（４）は、係数値（ｉ０）が大きくなるほど姿勢調整時のブレーカ６の姿勢の変化速度が大きくなるように設定されてもよい。ＰＩＤ（Ｎｅ、Ｄｂｒ－Ｄｂｒ＿ｔｈ）は、係数値（ｉ０）により決定されるブレーカ６の姿勢の変化速度を調整するための関数である。ＰＩＤ（Ｎｅ、Ｄｂｒ－Ｄｂｒ＿ｔｈ）は、前記油圧ポンプからブレーカ姿勢調節シリンダ９に供給される作動油の供給量がエンジン回転数Ｎｅが大きいほど増大することが考慮されるとともに実際のチゼル角度θと目標チゼル角度との偏差が考慮されることによって設定されてもよい。具体的には、ＰＩＤ（Ｎｅ、Ｄｂｒ－Ｄｂｒ＿ｔｈ）は、エンジン回転数Ｎｅが大きいほどブレーカ６の姿勢の変化速度が大きくなるように設定され、かつ、実際のチゼル角度θと目標チゼル角度との偏差（Ｎｅ、Ｄｂｒ－Ｄｂｒ＿ｔｈ）が大きいほど偏差を素早くゼロに近づけるためにブレーカ６の姿勢の変化速度が大きくなるように設定されてもよい。目標チゼル角度（Ｄｂｒ＿ｔｈ）は、前記傾き度合いを許容範囲に含めるために予め設定される目標値であり、前記角度閾値と同じ値であってもよく、前記角度閾値とは異なる値であってもよい。

姿勢制御部８３は、実際のチゼル角度θと、目標チゼル角度と、上記の式（３）及び式（４）と、を用いて演算した制御指令（指示値）を、例えばブレーカ姿勢調節シリンダ９に対応する流量調整器３０の電磁比例弁に入力する（ステップＳ２０）。コントローラ８０は、ステップＳ１１－Ｓ２０の演算処理を繰り返すことにより、実際のチゼル角度θを目標チゼル角度に制御することができる。これにより、ブレーカ６の姿勢が、ブレーカ作業に適した姿勢、すなわち前記傾き度合いが許容範囲に含まれるような姿勢に調節される。

なお、姿勢情報検出器４０が圧力センサ４５と角度検出器を含む場合には、ステップＳ２０の処理において、上記の式（１）、式（２）、式（３）及び式（４）を組み合わせて電磁比例弁に入力する制御指令（指示値）が演算されてもよい。

［変形例］
以上、本開示の実施形態に係る自動制御装置及びこれを備える作業機械について説明したが、本開示は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例を含む。

（Ａ）ブレーカ姿勢判定装置について
前記実施形態ではブレーカ姿勢判定装置は作業機械１００に含まれるが、本開示に係るブレーカ姿勢判定装置は、必ずしも作業機械１００の一部を構成するものでなくてもよく、作業機械１００に含まれていなくてもよい。この場合、ブレーカ姿勢判定装置は、作業機械１００から離れた場所に配置されていてもよく、作業機械１００に取り付けられていてもよい。

前記実施形態では、ブレーカ姿勢判定装置は、表示器６０、通信器７０及び入力器９０を備えるが、これらの少なくとも一つは省略可能である。

（Ｂ）情報機器について
前記実施形態では、作業機械システムが作業機械１００と情報機器２０１，２０２，２０３とを含むが、情報機器２０１，２０２，２０３の少なくとも一つは省略可能である。

（Ｃ）報知器について
前記実施形態では報知器が表示器６０であるが、本開示における報知器は、表示器６０に限られず、前記傾き度合いに関する情報を報知することができる他の装置であってもよい。他の装置は、例えば、前記傾き度合いに関する情報を報知するための音を出力するスピーカーなどの装置であってもよく、前記傾き度合いに関する情報を報知するための光を発するライトなどの装置であってもよい。

（Ｄ）作業機械の遠隔操縦について
前記実施形態では複数の操作器２０は作業機械１００のキャビン内に配置されているが、複数の操作器２０は作業機械１００から離れた場所である遠隔地に配置された複数の遠隔操作器であってもよい。

（Ｅ）コントローラによるブレーカの姿勢制御について
前記実施形態では、コントローラ８０は、前記傾き度合いが許容範囲にない場合、前記傾き度合いが許容範囲に含まれるようにブレーカ６の姿勢を制御するが（図３のステップＳ２０）、このコントローラ８０による自動的なブレーカ６の姿勢制御は省略可能である。すなわち、報知制御部８２が前記傾き度合いに関する情報を含む異常情報が報知されるように表示器６０（報知器の一例）を制御すると、オペレータは、当該報知器により報知される異常情報を認識することができる。具体的には、オペレータは、報知器が報知する情報に基づいてチゼル６Ｂの傾き度合いが許容範囲にないこと、すなわち、ブレーカ６の姿勢を修正する必要があることを認識できる。従って、チゼル６Ｂが作業対象物３００の表面３０１に対して比較的大きく傾いた状態で長時間のブレーカ作業が行われる前に、オペレータは、操作器２０を操作してチゼル６Ｂが作業対象物３００の表面３０１に対してほぼ垂直に当たるような姿勢にブレーカ６の姿勢を調節することができる。

前記実施形態では、姿勢制御部８３は、図３のステップＳ２０において、演算した制御指令（ブレーカ比例弁指示値）をブレーカ姿勢調節シリンダ９に対応する流量調整器３０の電磁比例弁に入力することにより、アーム５に対するブレーカ６の姿勢を補正し、その結果、ブレーカ６の姿勢がブレーカ作業に適した姿勢、すなわち前記傾き度合いが許容範囲に含まれるような姿勢に制御する。ただし、コントローラ８０によるブレーカ６の姿勢制御（フィードバック制御）は前記実施形態に限られない。姿勢制御部８３は、図３のステップＳ２０において、前記偏差を用いてアーム５の姿勢を補正するための制御指令（アーム比例弁指示値）を演算し、当該アーム比例弁指示値をアーム姿勢調節シリンダ８に対応する流量調整器３０の電磁比例弁に入力することにより、ブーム４に対するアーム５の姿勢を補正し、その結果、ブレーカ６の姿勢をブレーカ作業に適した姿勢に制御してもよい。また、姿勢制御部８３は、図３のステップＳ２０において、前記偏差を用いてブーム４の姿勢を補正するための制御指令（ブーム比例弁指示値）を演算し、当該ブーム比例弁指示値をブーム姿勢調節シリンダ７に対応する流量調整器３０の電磁比例弁に入力することにより、上部旋回体２に対するブーム４の姿勢を補正し、その結果、ブレーカ６の姿勢をブレーカ作業に適した姿勢に制御してもよい。すなわち、姿勢制御部８３は、図３のステップＳ２０において、ブレーカ比例弁指示値、アーム比例弁指示値、及びブーム比例弁指示値の少なくとも一つを演算し、演算された指示値を対応する電磁比例弁に入力することにより、ブレーカ６の姿勢をブレーカ作業に適した姿勢に制御してもよい。

（Ｆ）異常情報のデータベースについて
前記実施形態では、サーバ２０１が通信器２１１を介して前記異常情報を受信した場合、前記異常情報をデータベースとして記憶器２３１に記憶する（ステップＳ３３）。ここで、オペレータの情報端末２０２及び管理者の情報端末２０３の少なくとも一方は、記憶器２３１に記憶された異常情報について、アクセス可能に構成されていてもよい。例えば、オペレータの情報端末２０２の表示器２２２又は管理者の情報端末２０３の表示器２２３にブレーカ作業における過去の異常情報が表示されることで、オペレータは、過去の作業を振り返ることができる。

（Ｇ）姿勢情報検出器について
姿勢情報検出器４０が少なくとも一つの慣性計測装置を含む場合において、姿勢情報検出器４０は、ブレーカの姿勢を検出するためには、少なくとも慣性計測装置４３を含んでいればよく、慣性計測装置４１及び慣性計測装置４２を含んでいなくてもよい。

２ ：上部旋回体（機体の一例）
３ ：作業装置
４ ：ブーム（支持部材の一例）
５ ：アーム（支持部材の一例）
６ ：ブレーカ
６Ｂ ：チゼル
９ ：ブレーカ姿勢調節シリンダ
９Ｈ ：ブレーカ姿勢調節シリンダのヘッド室
４０ ：姿勢情報検出器
４１，４２，４３：慣性計測装置（姿勢情報検出器の一例）
４４ ：３次元情報検出器（姿勢情報検出器の一例）
４５ ：圧力センサ（姿勢情報検出器の一例）
６０ ：表示器（報知器の一例）
８０ ：コントローラ
１００ ：作業機械
２０１ ：サーバ（情報機器の一例）
２０２ ：オペレータの情報端末（情報機器の一例）
２０３ ：管理者の情報端末（情報機器の一例）
３００ ：作業対象物
θ ：チゼル角度

Claims (9)

1. チゼルを含むブレーカを備える作業機械によるブレーカ作業のためのブレーカ姿勢判定装置であって、
   前記ブレーカの姿勢に関する姿勢情報を検出する姿勢情報検出器と、
   前記ブレーカ作業の対象物である作業対象物に対する前記チゼルの傾き度合いが許容範囲にあるか否かを前記姿勢情報を用いて判定するコントローラと、を備えるブレーカ姿勢判定装置。
2. 前記傾き度合いに関する情報を報知する報知器をさらに備え、
   前記コントローラは、前記傾き度合いが前記許容範囲にない状態で前記ブレーカ作業が継続される時間が予め設定された時間閾値を超えた場合に、前記傾き度合いに関する情報が報知されるように前記報知器を制御する、請求項１に記載のブレーカ姿勢判定装置。
3. 前記コントローラは、前記傾き度合いが前記許容範囲にない場合、前記傾き度合いが前記許容範囲に含まれるように前記ブレーカの姿勢を制御する、請求項１に記載のブレーカ姿勢判定装置。
4. 前記コントローラは、前記傾き度合いに関する情報を前記作業機械から離れた位置に存在し得る情報機器に送信するように構成されている、請求項１に記載のブレーカ姿勢判定装置。
5. 前記コントローラは、前記作業対象物に対する前記チゼルの角度であるチゼル角度を前記姿勢情報を用いて演算し、前記チゼル角度が予め設定された角度閾値未満である場合に前記傾き度合いが前記許容範囲にないと判定する、請求項１に記載のブレーカ姿勢判定装置。
6. 前記作業機械は、機体と、前記ブレーカを回動可能に支持しながら前記機体に対して相対変位可能な支持部材と、ブレーカ姿勢調節シリンダと、をさらに備え、
   前記ブレーカ姿勢調節シリンダは、前記支持部材に対して前記ブレーカを回動させることにより前記傾き度合いを変える油圧シリンダであり、
   前記姿勢情報検出器は、前記ブレーカ姿勢調節シリンダのヘッド圧を検出する圧力センサを含む、請求項１に記載のブレーカ姿勢判定装置。
7. 前記コントローラは、前記ヘッド圧が予め設定された圧力閾値未満である場合に前記傾き度合いが前記許容範囲にないと判定する、請求項６に記載のブレーカ姿勢判定装置。
8. 前記コントローラは、前記ブレーカ作業が行われている場合にのみ前記傾き度合いが前記許容範囲にあるか否かの判定を行う、請求項１に記載のブレーカ姿勢判定装置。
9. 請求項１～８の何れか１項に記載のブレーカ姿勢判定装置と、前記ブレーカと、を備える作業機械。

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