JP4093915B2

JP4093915B2 - 建設機械のモニタ装置

Info

Publication number: JP4093915B2
Application number: JP2003145885A
Authority: JP
Inventors: 紀幸坂井
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2023-05-23
Also published as: JP2004346643A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建設機械のモニタ装置に関するものである。更に具体的にはモニタ装置に表示する画像を切替える切替え装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
油圧ショベル等の建設機械は下部走行体の上に上部旋回体が旋回自在に載置され、上部旋回体の上にオペレータキャブが設けられている。オペレータキャブは上部旋回体の前方に設けられると共に前方の視野を確保するために前面窓は広く設けられている。オペレータキャブの後方にも窓が設けられているが、しかしオペレータキャブの後方には種々の装置が配置するために収納ハウスカバーやカウンタウエイトが設けられている。従って、建設機械の後方やオペレータキャブの反対側側面は視界が遮られ、障害物の確認に困難が伴う。このために、下部走行体が後退する際、或いは、上部旋回体が旋回（特に反対方向に旋回）する際に障害物確認のために建設機械にカメラを装着して、このカメラの画像をモニタに表示して障害物を確認する方法が採用されている。
【０００３】
一方、建設機械には作業機が設置されており、作業機に関する運転状況をオペレータに知らせるために種々のデータ等を表示するモニタがフロント（例えば、フロントパネル）に装着されている。複数のモニタをフロントに装着すると煩雑になり、オペレータにとっても見難いものとなる。そこで、１個のモニタに、作業機データの表示と後方画像の表示を切替えて両者を表示可能な方式が採用されている。この切替え表示方式に関して従来から種々の考案がなされている。
【０００４】
従来装置のカメラの取付け位置と切替え表示方式の例として、公開特許公報、特開２００１−２９５３２１号に記載された例を図６及び図７に示す。図６は建設機械５０の平面図で、下部走行体５１の上に上部旋回体５２が旋回自在に載置されている。上部旋回体５２の左側先頭にキャブハウス５３が設置され、作業機５４が前方中央に装着されている。また、第１カメラ５５と第２カメラ５６が後方端の両側に設けられている。図の斜線部はカメラの視野を示す。又図中の矢印は上部旋回体５２の旋回方向を示す。
【０００５】
図７はこの切替え装置を油圧ショベルに適用した回路で、カメラ５５，５６の映像はコントローラ６６に入力されている。一方、旋回操作の信号も圧力スイッチ６４，６５からコントローラ６６に入力されている。旋回操作信号は油圧ポンプ５８の下流に接続された切替え弁５９のパイロットポートに旋回モータ６０のリモコン弁６２からの出力ＳＲ，ＳＬが印加されるように接続されており、これらの出力が同時に圧力スイッチ６４，６５にも印加されている。なお、リモコン弁６２にはパイロット油圧ポンプ６１、油タンク５７が接続されている。選択スイッチ６７は手動切替えモードと自動切替えモードを選択するスイッチである。
【０００６】
コントローラ６６は、運転者が自動切替えモードを選択すると、以下のように機能するように構成されている。例えば、運転者が操作レバー６２ａを右旋回側（左旋回側）に倒すとリモコン弁６２から出力ＳＲ（ＳＬ）が出力され、圧力スイッチ６４（６５）がオンになり、コントローラ６６はカメラ５５（５６）の画像をモニタ６３に表示する。又、手動切替えモードを選択した場合は運転者が指定した方のカメラ５５（５６）の画像をモニタ６３に表示される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上に説明したように、従来装置では複数の固定カメラを使用してモニタ表示の切替えを行っている。上記で説明したもの以外にも、例えば、公開特許公報、特開２００２−２０１６７６号では３個のカメラを装着している。このように複数のカメラを使用すると画像と実際の位置関係について頭の中で混乱しがちになるという課題が生じる。又、切替えが複雑になるという課題も生じる。上記の公報には何れも取付け個所は記載されていないが、切替えのためのスイッチを設ける個所の選択も複雑になるという課題も生じる。
【０００８】
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、カメラを１個にして切替えを簡単化すると共に切替えスイッチを操作のし易い位置に設けて機械や装置のデータ表示と後方画像表示の切替え操作を容易にしたモニタ表示装置を提供することを課題とする。
【０００９】
本発明は課題を解決するための手段として以下の構成を採用している。即ち、
請求項１に記載の発明は、建設機械のキャブ前面にモニタを装備した建設機械において、後方の操作環境を撮影する１台のカメラをカウンタウエイトに設け、該モニタ装置に機械の操作状態を表示する画面と後方の操作環境を表示する画面とを切り換える切換スイッチをオペレータの操作レバーに設け、機械の操作状態を表示するモードと後方の操作環境を表示するモードを選択する選択スイッチを設け、後方の操作環境を表示するモードを選択したときは常時後方の操作環境を表示し、かつ、操作環境の表示中に警報表示要求があった場合は一定時間その要求に対応した画面を表示し、該一定時間経過後は再度後方の操作環境を表示し、また、機械の操作状態を表示するモードを選択したときは前記切換スイッチをアクティブにすることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記切換スイッチを交番スイッチとしたことを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記警報表示要求はラジエータの水温が高くなった場合や燃料残量が少なくなった場合等の機械操作状態に異変が生じた場合、ラジエータの水温がオーバヒート状態になった場合、燃料残量がエンプティ状態になった場合等の警報表示を必要とする場合に要求信号を出力することを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３に記載の発明において、前記後方の操作環境を撮影するカメラは、ＣＣＤカメラで構成したことを特徴としている。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４に記載の発明において、前記後方の操作環境を撮影するカメラは、前記カウンタウエイトの上側表面に保護ボックスを装着してその保護ボックスに設けたこと、或いは、前記カウンタウエイトの後部上方に切り欠き部を設け、該切り欠き部に設置したことを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５に記載の発明において、前記後方の操作環境を撮影するカメラは、左右、上下に揺動可能に設けたことを特徴としている。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６に記載の発明において、前記切換スイッチは、ホーンスイッチと兼用したことを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明を実施した実施形態の構成概要を示す図であり、図２は切替えスイッチとモニタの表示内容との関係を説明した図である。図３は上記の実施形態の一部を変更した例を示す図である。図４は本発明を実施した建設機械を示す図で、図５はオペレータの運転席を示す図である。
【００１７】
図４は油圧ショベル１０の左側面図を示す。図４において、油圧ショベル１０の下部には下部走行体１１が設けられており、その上に旋回フレーム１２が旋回自在に載置されている。旋回フレーム１３の左側前方にはキャブ１３が設けられており、その後方中央部には種々の装置、機械を収納するハウス１４が設けられており、後尾にはカウンタウエイト１５が設けられている。また、前方中央にはブーム、アーム等からなる作業機１６が設けられている。カウンタウエイト１５の上側面には後方画像を撮影するビデオカメラ２０が設置されている。
【００１８】
図５は左側壁を取り除いたキャブ内の斜視図を示す。図５において、略中央部にはオペレータの運転席１８が設けられており、運転席１８の左右両側にコンソールボックス１９ａ、１９ｂが設けられている。コンソールボックス１９ａ、１９ｂの上側表面には操作レバー２１ａ、２１ｂが設けられている。また、運転席１８の前方には一対の走行レバー２２が設けられている。更に、図示されていないフロントパネルにはモニタ２３が装着されている。モニタ２３は機械や装置の状態を表示するため、及び後方画像を表示するために使用される。
【００１９】
本実施形態は、図１に示すように、操作レバー２１（２１ａ又は２１ｂ）に設けられた画面切替えスイッチ２５及びコンソール１９（１９ａ又は１９ｂ）に設けられたモード選択スイッチ２６と、機械や装置等の種々の状態（燃料残量、冷却水温度、その他）を検出する一群のセンサ２７と、カウンタウエイト１５の上部に設けられた上部旋回体１２の後方の状況を撮影するビデオカメラ２０と、画面を表示するモニタ２３及びモニタに表示する画面を制御しているコントローラ２８とを具備している。なお、コントローラ２８は入力用バッファ２９ａ、出力用バッファ２９ｂ、コンピュータ３０、時計３１、入力端末３２等を具備しており、スイッチ２５，２６、及び一群のセンサ２７、カメラ２０の画像出力端がコントローラ２８の入力側に接続され、モニタ２３が出力側に接続されている。
【００２０】
スイッチ２５はモーメンタリースイッチで押し釦を押す毎に２つの状態が交互に遷移するように構成されたスイッチである。即ち、押し釦２５を１回押すと、状態表示画面から後方画像表示画面に切替わり、或いは逆に、後方画像表示画面から状態表示画面に切替わる。スイッチ２６は、選択スイッチで、一方の側に倒すと機械画像表示モードになり、他方の側に倒すと後方画像表示モードになるように構成されている。選択スイッチ２６は、交番スイッチ２５と同じ側のコンソールボックスに設けてもよいし、或いは反対側のコンソールボックスに設けてもよい。カメラ２０は、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）を利用したカメラでデジタル画像を出力するのが好ましい。更にカメラ２０のレンズは広角レンズであることが望ましい。カメラ２０はカウンタウエイト１５の上側表面に図示省略の保護ケースを設けて、その保護ケースに設置してもよい。或いは、図３に示すように、カウンタウエイト１５の外側面に切欠き部を設けて、そこに設置してもよい。
【００２１】
図２はコントローラ２８の機能を説明したタイミングチャートである。図２において、モード選択スイッチ２６を機械画像表示モードにした状態で、画面切替えスイッチ２５の押し釦を押すと、モニタ２３の表示が機械画像表示から後方画像表示に切り換って、カメラ２０で撮影されている画像が表示される。なお、後方画像表示をしているときに表示時間が所定の時間（ｔ１）を超えると自動的に機械画像表示に戻るようにプログラムされている。次に、再度押し釦２５を押すとモニタ２３の表示が後方画像表示から機械画像表示に切り換り、水温、燃料残量、その他の機械や装置に関するデータがモニタ２３に表示される。なお、図２では図示を省略しているが、機械画像表示中に警報表示要求があった場合は警報画像が表示される。
【００２２】
モード選択スイッチ２６を後方画像表示モードにした状態では常時後方画像がモニタ２３に表示される。しかし、警報表示要求があった場合は一定時間（ｔ２）だけ警報画像が表示され、その後は再び後方画像が表示される。
【００２３】
図３は上記の実施形態を一部変更した実施例を示す。図３（Ａ）はカメラ２０を設置する場所として、カウンタウエイト１５の外側上部に切欠き部４１を設け、切欠き部４１の内部に装着した場合を示す。切欠き部４１の外側に開閉扉４２を設けてカメラ２０内に埃、ごみ等の進入防止とレンズの汚れ防止を図ってもよい。図３（Ｂ）は従来技術のリンクを使用した揺動機構を利用してカメラ２０に左右又は上下に揺動可能に設けた場合の操作釦を示す。例えば、中央に交番スイッチ２５を設けて、その周囲に揺動スイッチ釦４３ａ〜４３ｄを設けた例を示す。モーメンタリースイッチ２５を押して後方画像表示にしたときに、カメラ２０のレンズは中央方向に向くようにする。そして、揺動スイッチ釦４３ａ（４３ｂ〜４３ｄも同様）を押している間カメラ２０のレンズは同じ方向（例えば、左側）に緩やかに向きが変化するようにしてもよいし、或いは揺動スイッチ釦４３ａを１回押す度に所定の小角度だけ緩やかに向きが変化するようにしてもよい。
【００２４】
以上に説明した実施形態では、画面切替えスイッチ２５は交番スイッチで構成し、操作レバーに設けたので、オペレータは操作レバーで操作しながら、画面切替えスイッチ２５を操作することができる。従って、オペレータの作業操作が容易になるという効果が得られる。又、画面切替えスイッチ２５の他に選択スイッチ２６を設けて種々の場合に対応できるようにしたので、複雑な作業に対応できるという効果が得られる。一方、撮像カメラは１個のみを採用しているために、スイッチ操作は簡単な構成となっている。
【００２５】
以上本発明の実施形態を図面に基づいて詳述してきたが、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではなく、例えば、画面切替えスイッチ２５とホーンスイッチとを兼用するようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
画面切替えスイッチは操作レバーに設けたので、オペレータは操作レバーで操作しながら、画面切替えスイッチを操作することができる。従って、オペレータの作業操作が容易になるという効果が得られる。又、画面切替えスイッチの他に選択スイッチを設けて種々の場合に対応できるようにしたので、複雑な作業に対応できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した実施形態の構成概要を示す。
【図２】切替えスイッチとモニタの表示内容とのタイミングチャートを示す。
【図３】上記の実施形態の一部を変更した実施例を示す。
【図４】本発明を実施した建設機械を示す。
【図５】キャブ内のオペレータの運転席を示す。
【図６】従来装置を利用した油圧ショベルの平面図を示す。
【図７】従来装置を利用した回路図を示す。
【符号の説明】
１５カウンタウエイト
１９コンソールボックス
２０カメラ
２１操作レバー
２３モニタ
２５画面切替えスイッチ
２６モード選択スイッチ
２７センサ端末
２８コントローラ

Claims

建設機械のキャブ前面にモニタを装備した建設機械において、後方の操作環境を撮影する１台のカメラをカウンタウエイトに設け、該モニタ装置に機械の操作状態を表示する画面と後方の操作環境を表示する画面とを切り換える切換スイッチをオペレータの操作レバーに設け、機械の操作状態を表示するモードと後方の操作環境を表示するモードを選択する選択スイッチを設け、後方の操作環境を表示するモードを選択したときは常時後方の操作環境を表示し、かつ、操作環境の表示中に警報表示要求があった場合は一定時間その要求に対応した画面を表示し、該一定時間経過後は再度後方の操作環境を表示し、また、機械の操作状態を表示するモードを選択したときは前記切換スイッチをアクティブにすることを特徴とする建設機械のモニタ装置。
前記切換スイッチは交番スイッチとしたことを特徴とする請求項１に記載の建設機械のモニタ装置。
前記警報表示要求はラジエータの水温が高くなった場合や燃料残量が少なくなった場合等の機械操作状態に異変が生じた場合、ラジエータの水温がオーバヒート状態になった場合、燃料残量がエンプティ状態になった場合等の警報表示を必要とする場合に要求信号を出力することを特徴とする請求項１又は請求項２の何れか１に記載の建設機械のモニタ装置。
前記後方の操作環境を撮影するカメラは、ＣＣＤカメラで構成したことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１に記載の建設機械のモニタ装置。
前記後方の操作環境を撮影するカメラは、前記カウンタウエイトの上側表面に保護ボックスを装着してその保護ボックスに設けたこと、或いは、前記カウンタウエイトの後部上方に切り欠き部を設け、該切り欠き部に設置したことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１に記載の建設機械のモニタ装置。
前記後方の操作環境を撮影するカメラは、左右、上下に揺動可能に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１に記載の建設機械のモニタ装置。
前記切換スイッチは、ホーンスイッチと兼用したことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１に記載の建設機械のモニタ装置。