JP4761382B2

JP4761382B2 - 作業機械

Info

Publication number: JP4761382B2
Application number: JP2006213326A
Authority: JP
Inventors: 正治村上; 康夫山下
Original assignee: キャタピラーエスエーアールエル
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2026-08-04
Also published as: JP2008038438A

Description

本発明は、グローバル・ポジショニング・システム用レシーバを備えた作業機械に関する。

作業機械のカウンタウエイトに２つのグローバル・ポジショニング・システム用レシーバ（以下、「ＧＰＳレシーバ」という）を取り付け、作業機械の作業装置の先端位置（バケット先端位置）を演算をする際に、このＧＰＳレシーバで得た位置データも用いる位置計測システムが知られている（例えば、特許文献１および２参照）。

このような位置計測システムで用いられるＧＰＳレシーバは、高精度のものが用いられ、高価であるため、盗難に遭うことがある。そこで、使用しないときは、このＧＰＳレシーバを取り外して保管するようにしている。
特開２００２−３１０６５２号公報（第６頁、図１）特開２００２−１８１５３８号公報（第３頁、図２）

しかしながら、カウンタウエイト上では、足場、手摺などが不十分であるため、ＧＰＳレシーバの日々の脱着が容易でない。また、ＧＰＳレシーバの脱着のみのために足場、手摺などを設置することは、単にコストアップの問題があるだけでなく、機体から半径方向に突出した足場により、旋回半径が拡大する問題もある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、グローバル・ポジショニング・システム用レシーバを容易に脱着できる作業機械を提供することを目的とする。

請求項１に記載された発明は、機体と、機体に搭載された運転室形成用のキャブと、キャブの後部に臨んで機体上に設けられた足場と、キャブの上部に脱着可能に設置され機体位置を計測する複数のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバとを具備した作業機械であって、グローバル・ポジショニング・システム用レシーバの１つが、キャブの前部上に設定されたレシーバ設置位置と、キャブの後部上に設定されたレシーバ脱着位置との間で移動自在に設けられた作業機械である。

請求項２に記載された発明は、請求項１記載の作業機械において、レシーバ設置位置からレシーバ脱着位置にわたって設けられたレールと、レールに移動自在に設けられた長尺状の移動体とを具備し、移動体の前端部上にグローバル・ポジショニング・システム用レシーバが脱着可能に設置されたものである。

請求項３に記載された発明は、機体と、機体に搭載された運転室形成用のキャブと、キャブの後部に臨んで機体上に設けられた足場と、キャブの上部に脱着可能に設置され機体位置を計測する複数のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバとを具備し、キャブは、キャブ本体と、キャブ本体の上部に脱着可能に取り付けられたキャブ本体保護装置とを備え、複数のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバは、キャブ本体保護装置上に設置された作業機械であって、キャブ本体保護装置が、キャブ本体より後方に突出された突出部を備え、グローバル・ポジショニング・システム用レシーバは、キャブ本体保護装置の突出部上に設置された作業機械である。

請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３のいずれか記載の作業機械における複数のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバが、キャブの上部にて対角線上に位置する２つの角部に配置されたものである。

請求項５に記載された発明は、請求項１乃至４のいずれか記載の作業機械において、機体から平面視でアーム状に突出された作業装置を備え、複数のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバは、作業装置に近い位置と作業装置から遠い位置とに設置されて、作業装置の位置を演算する際の機体位置を計測するものであり、作業装置に近い位置のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバは、作業装置から遠い位置のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバより高く設置されたものである。

請求項１に記載された発明によれば、キャブの上部に機体位置を計測する複数のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバが脱着可能に設置されたので、キャブの後部の足場に立った作業者により、複数のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバを容易に脱着できる。特に、キャブの前部上に設定されたレシーバ設置位置のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバを、キャブの後部上に設定されたレシーバ脱着位置まで移動させることで、キャブの後部の足場に立った作業者により、レシーバ脱着位置のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバを容易に脱着できる。

請求項２に記載された発明によれば、長尺状の移動体を手繰り寄せることで、この移動体上のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバをレールに沿ってレシーバ設置位置からレシーバ脱着位置に簡単に移動でき、また、長尺状の移動体を押し込むことで、この移動体上のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバをレールに沿ってレシーバ脱着位置からレシーバ設置位置に簡単に移動でき、キャブの前部上に設置されたグローバル・ポジショニング・システム用レシーバの脱着を容易に行なえる。

請求項３に記載された発明によれば、キャブの上部に機体位置を計測する複数のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバが脱着可能に設置されたので、キャブの後部の足場に立った作業者により、複数のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバを容易に脱着できる。特に、キャブ本体より後方に突出されたキャブ本体保護装置の突出部上のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバは、キャブの後部の足場に立った作業者からアプローチしやすく、後部のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバを容易に脱着できるとともに、前方に位置するグローバル・ポジショニング・システム用レシーバに対して必要な離間距離を容易に確保できる。

請求項４に記載された発明によれば、キャブの上部にて対角線上に位置する２つの角部にグローバル・ポジショニング・システム用レシーバが配置されたので、２つのグローバル・ポジショニング・システム用レシーバを所定距離以上離して配置することができ、機体位置を正確に計測できるグローバル・ポジショニング・システム用レシーバの所定受信感度を確保できる。

請求項５に記載された発明によれば、作業装置に近い位置のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバを、遠い位置のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバより高く設置したので、近い位置のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバが作業装置の影響を受けて受信感度が低下することを防止でき、作業装置の位置を演算する際のベースとなる機体位置を正確に計測できる。

以下、本発明を、図１乃至図３に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。

図３は、旋回型の作業機械としての油圧ショベル11を示し、機体12が、下部走行体13と、この下部走行体13に対し旋回可能に設けられた上部旋回体14とにより構成されている。

上部旋回体14の前部中央から平面視でアーム状に作業装置15が突出されている。この作業装置15は、ブーム16、スティック17およびバケット18が順次回動自在に連結されて、それらが油圧シリンダによりそれぞれ回動されるものである。

上部旋回体14の前部一側には運転室形成用のキャブ21が搭載されており、このキャブ21の内部には、オペレータが座る座席を中心に、操作レバー、ペダル、モニタなどが設置されている。

キャブ21および作業装置15の後側であってカウンタウエイト22より前側では、エンジン、油圧ポンプおよび発電機などの内蔵された動力装置23が上部旋回体14に搭載され、この動力装置23の上部カバーの一部が、キャブ21の後部に臨んで上部旋回体14上に設けられた足場（以下、「プラットホーム24」という）となっている。

キャブ21の上部には、作業装置15の位置を演算する際の機体位置を計測する複数のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバ（以下、「ＧＰＳレシーバ」という）25，26が脱着可能に設置されている。

これらのＧＰＳレシーバ25，26は、作業装置15のブーム16に対して平面視で直交する線上に配置することが最も望ましいが、キャブ幅の制約があるので、キャブ21の上部にて対角線上に位置する２つの角部に２つのＧＰＳレシーバ25，26を配置する。これらの２つのＧＰＳレシーバ25，26は、少なくとも１．５ｍ以上、望ましくは２ｍ以上離して搭載する。

図１および図２に示されるように、キャブ21は、キャブ本体27と、このキャブ本体27の上部に脱着可能に取り付けられたキャブ本体保護装置（以下、「キャブガード28」という）とを備え、複数のＧＰＳレシーバ25，26は、キャブガード28上に立設された複数の支柱25p，26pの上端に脱着可能に取り付けられている。ＧＰＳレシーバ取付手段は、支柱25p，26pに対しＧＰＳレシーバ25，26を螺合する構造、または嵌合してピン止めする構造などを採用する。

図１に示されるように、キャブガード28は、キャブ本体27より後方に突出された突出部29を備え、ＧＰＳレシーバ25は、この定位置にある突出部29上の支柱25pに脱着可能に設置されている。

さらに、ＧＰＳレシーバ26は、レシーバ移動機構31により、キャブ21の前部上に設定されたレシーバ設置位置Ｐaと、キャブ21の後部上に設定されたレシーバ脱着位置Ｐbとの間で移動自在に設けられている。

レシーバ移動機構31は、レシーバ設置位置Ｐaからレシーバ脱着位置Ｐbにわたって設けられたレール32と、このレール32に移動自在に被嵌して設けられた長尺状の移動体33とを具備し、この移動体33の前端部上に立設された支柱26pにＧＰＳレシーバ26が脱着可能に設置されている。長尺状の移動体33は、例えばコ字形断面部材やパイプ部材を同形断面のレール32に対し摺動自在にかつ外れないように嵌合するとよい。

前部のＧＰＳレシーバ26は作業装置15に近い位置に設置され、後部のＧＰＳレシーバ25は作業装置15から遠い位置に設置されているので、図２に示されるように、作業装置15に近い前部のＧＰＳレシーバ26は、作業装置15から遠い後部のＧＰＳレシーバ25より高い支柱26pにより高い位置に設置されている。

次に、図示された実施の形態の作用効果を説明する。

油圧ショベル11の稼働を停止して作業現場などに放置するときは、キャブ21上の各ＧＰＳレシーバ25，26を取り外して保管することが盗難防止に必要であるので、後部の突出部29上の支柱25pに設置されたＧＰＳレシーバ25は、上部旋回体14上のプラットホーム24に立つ作業者が、そのＧＰＳレシーバ25を直接操作して支柱25pから取り外し、また、キャブ21の前部上に位置するＧＰＳレシーバ26は、そのままでは作業者の手が届かないので、レシーバ移動機構31の長尺状の移動体33を手繰り寄せることで、この移動体33上のＧＰＳレシーバ26をレール32に沿ってレシーバ設置位置Ｐaからレシーバ脱着位置Ｐbに引き寄せ、そのＧＰＳレシーバ26をプラットホーム24上のオペレータが支柱26pから取り外し、これらのＧＰＳレシーバ25，26を持ち帰って保管する。

一方、油圧ショベル11を稼働開始するにあたって、後部の突出部29上の支柱25pには、プラットホーム24に立つ作業者が、手にするＧＰＳレシーバ25を直接取り付け、また、前部のＧＰＳレシーバ26は、レシーバ脱着位置Ｐbまで引き出された移動体33上の支柱26pに取り付け、この移動体33を押し込むことで、レシーバ脱着位置Ｐbからレシーバ設置位置Ｐaまで移動し、移動体33の移動を定位置で固定することで、前部のＧＰＳレシーバ26を所定のレシーバ設置位置Ｐaに設置する。

そして、旋回可能な機体12上に設置された複数のＧＰＳレシーバ25，26により、機体12の地上位置、旋回位置などを計測し、これらの情報と、機体12に対する作業装置15のブーム角度センサ、スティック角度センサ、バケット角度センサなどから得られた姿勢情報とによって、機体コントローラは、バケット18の先端などの３次元位置を演算することができ、その位置情報に基づき、油圧ショベル11による施工または測量などの作業を効率良く行なえる。

このように、キャブ21の上部に機体位置を計測する複数のＧＰＳレシーバ25，26が脱着可能に設置されたので、キャブ21の後部のプラットホーム24に立った作業者により、複数のＧＰＳレシーバ25，26を容易に脱着できる。

また、キャブ21の上部にて対角線上に位置する２つの角部にＧＰＳレシーバ25，26が配置されたので、２つのＧＰＳレシーバ25，26を結ぶ仮想線がアーム状の作業装置15の中心線と平行にならないように配置することができるとともに、２つのＧＰＳレシーバ25，26を所定距離以上離して配置することができ、これらにより、作業装置15の先端などの位置を正確に演算する上で必要となるＧＰＳレシーバ25，26の所定受信感度を確保できる。

さらに、キャブ21の前部上に設定されたレシーバ設置位置ＰaのＧＰＳレシーバ26を、キャブ21の後部上に設定されたレシーバ脱着位置Ｐbまで移動させることで、キャブ21の後部のプラットホーム24に立った作業者により、レシーバ脱着位置ＰbのＧＰＳレシーバ26を容易に脱着できる。

その際、長尺状の移動体33を手繰り寄せることで、この移動体33上のＧＰＳレシーバ26をレール32に沿ってレシーバ設置位置Ｐaからレシーバ脱着位置Ｐbに簡単に移動でき、また、長尺状の移動体33を押し込むことで、この移動体33上のＧＰＳレシーバ26をレール32に沿ってレシーバ脱着位置Ｐbからレシーバ設置位置Ｐaに簡単に移動でき、キャブ21の前部上に設置されたＧＰＳレシーバ26の脱着を容易に行なえる。

また、キャブ本体27にレシーバ取付部を加工することなく、キャブ本体27の上部に脱着可能なキャブガード28の強度および耐久性を有効利用して、重量のあるＧＰＳレシーバ25，26を容易にかつ確実に設置できる。

さらに、キャブ本体27より後方に突出された突出部29上のＧＰＳレシーバ25は、キャブ21の後部のプラットホーム24に立った作業者からアプローチしやすく、後部のＧＰＳレシーバ25を容易に脱着できるとともに、前方に位置するＧＰＳレシーバ26に対して必要な離間距離を容易に確保できる。

作業装置15に近い位置のＧＰＳレシーバ26を、遠い位置のＧＰＳレシーバ25より高く設置したので、すなわち、ブーム16の陰にならないように前側のＧＰＳレシーバ26を後側のＧＰＳレシーバ25より高い位置に設置したので、前側のＧＰＳレシーバ26がブーム16の影響を受けて受信感度が低下することを防止でき、作業装置15の先端などの位置を演算する際のベースとなる機体位置をＧＰＳレシーバ25，26により正確に計測できる。

本発明は、油圧ショベル11などの作業機械、無線操縦の無人作業機械などに利用可能である。

本発明に係る作業機械の要部の一実施の形態を示す斜視図である。同上作業機械の上部旋回体を示す斜視図である。同上作業機械の平面図である。

12 機体
15 作業装置
21 キャブ
24 足場（プラットホーム）
25，26 グローバル・ポジショニング・システム用レシーバ（ＧＰＳレシーバ）
27 キャブ本体
28 キャブ本体保護装置（キャブガード）
29 突出部
32 レール
33 移動体
Ｐa レシーバ設置位置
Ｐb レシーバ脱着位置

Claims

機体と、
機体に搭載された運転室形成用のキャブと、
キャブの後部に臨んで機体上に設けられた足場と、
キャブの上部に脱着可能に設置され機体位置を計測する複数のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバとを具備した作業機械であって、
グローバル・ポジショニング・システム用レシーバの１つは、キャブの前部上に設定されたレシーバ設置位置と、キャブの後部上に設定されたレシーバ脱着位置との間で移動自在に設けられた
ことを特徴とする作業機械。
レシーバ設置位置からレシーバ脱着位置にわたって設けられたレールと、
レールに移動自在に設けられた長尺状の移動体とを具備し、
移動体の前端部上にグローバル・ポジショニング・システム用レシーバが脱着可能に設置された
ことを特徴とする請求項１記載の作業機械。
機体と、
機体に搭載された運転室形成用のキャブと、
キャブの後部に臨んで機体上に設けられた足場と、
キャブの上部に脱着可能に設置され機体位置を計測する複数のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバとを具備し、
キャブは、
キャブ本体と、
キャブ本体の上部に脱着可能に取り付けられたキャブ本体保護装置とを備え、
複数のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバは、キャブ本体保護装置上に設置された作業機械であって、
キャブ本体保護装置は、キャブ本体より後方に突出された突出部を備え、
グローバル・ポジショニング・システム用レシーバは、キャブ本体保護装置の突出部上に設置された
ことを特徴とする作業機械。
複数のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバは、キャブの上部にて対角線上に位置する２つの角部に配置された
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の作業機械。
機体から平面視でアーム状に突出された作業装置を備え、
複数のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバは、作業装置に近い位置と作業装置から遠い位置とに設置されて、作業装置の位置を演算する際の機体位置を計測するものであり、
作業装置に近い位置のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバは、作業装置から遠い位置のグローバル・ポジショニング・システム用レシーバより高く設置された
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の作業機械。