JP6877385B2 - Work machine - Google Patents

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Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械に関する。 The present invention relates to a work machine such as a hydraulic excavator.

油圧ショベル等の作業機械は、作業中に車体が転倒しないように、車体安定度が高い状態で作業を行う必要がある。ここでいう車体安定度とは、車体の転倒し難さを表す指標であり、車体安定度が低いほど車体が転倒する可能性が高いことを意味する。車体安定度を判定できる作業機械の従来技術を開示するものとして、例えば特許文献1がある。 Work machines such as hydraulic excavators need to work in a state where the vehicle body is highly stable so that the vehicle body does not tip over during the work. The vehicle body stability referred to here is an index indicating the difficulty of the vehicle body falling, and means that the lower the vehicle body stability, the higher the possibility of the vehicle body falling. For example, Patent Document 1 discloses a prior art of a work machine capable of determining vehicle body stability.

特許文献1には、下部走行体と、前記下部走行体に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、操作内容を検出する操作内容検出装置と、ショベルの位置及び向きを測定する測位装置と、前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出装置と、制御装置と、を備えるショベルであって、前記制御装置は、地面形状情報取得部を有し、前記姿勢検出装置が検出した前記アタッチメントの姿勢の推移と、前記地面形状情報取得部が取得した作業対象の地面の現在の形状に関する情報と、ショベルの位置とに基づいてショベルが安定な状態か不安定な状態か(車体安定度)を判定し、不安定と判定した場合にショベルの動きを制限する、ショベルが開示されている。 Patent Document 1 describes the position and orientation of the lower traveling body, the upper rotating body mounted on the lower traveling body, the attachment attached to the upper rotating body, the operation content detecting device for detecting the operation content, and the position and orientation of the excavator. A shovel including a positioning device for measuring a body, a posture detecting device for detecting the posture of the attachment, and a control device. The control device has a ground shape information acquisition unit, and the posture detecting device detects the position. Whether the excavator is in a stable state or an unstable state based on the transition of the posture of the attachment, the information on the current shape of the work target ground acquired by the ground shape information acquisition unit, and the position of the excavator (vehicle body). A shovel that determines (stability) and limits the movement of the excavator when it is determined to be unstable is disclosed.

特開2016−172963号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-172963

ところで、油圧ショベル等の作業機械では、高い施工精度が求められることがあり、その場合は安定度の高い地盤に車体を接地する必要がある。例えば軟らかい地盤(安定度の低い地盤)に車体を接地して作業を行った場合、自重や作業の反動で地盤が変形することにより車体が振動し、精密な作業が困難になるためである。 By the way, in a work machine such as a hydraulic excavator, high construction accuracy may be required, and in that case, it is necessary to ground the vehicle body on a highly stable ground. For example, when the vehicle body is grounded on soft ground (ground with low stability), the vehicle body vibrates due to the deformation of the ground due to its own weight or the reaction of the work, which makes precise work difficult.

ここで、特許文献1に記載のショベルでは、車体が接地している地盤の形状に応じて車体安定度を判定することができるものの、自重や作業の反動による地盤の変形までは考慮しておらず、地盤の安定度を判定することはできない。そのため、現状では、操作者が自身の経験に基づいて地盤の安定度を判断しており、作業効率や施工品質にばらつきが生じている。 Here, in the excavator described in Patent Document 1, although the vehicle body stability can be determined according to the shape of the ground on which the vehicle body is in contact with the ground, the deformation of the ground due to its own weight or the reaction of the work should be taken into consideration. Therefore, it is not possible to judge the stability of the ground. Therefore, at present, the operator judges the stability of the ground based on his / her own experience, and the work efficiency and the construction quality vary.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車体が接地している地盤の安定度を判定し、判定結果を操作者に通知することができる作業機械を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a work machine capable of determining the stability of the ground on which the vehicle body is in contact with the ground and notifying the operator of the determination result. It is in.

上記目的を達成するために、本発明は、車体と、前記車体に取り付けられた作業機と、前記車体および前記作業機の姿勢情報を取得する姿勢情報取得装置と、情報出力装置と、前記情報出力装置を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記姿勢情報に基づいて前記作業機械の動的重心位置を推定する動的重心位置推定部と、前記車体の寸法情報に基づいて前記車体の接地点で構成される支持範囲図形を演算する支持範囲演算部と、前記動的重心位置と前記支持範囲図形を構成する辺との距離に応じて前記作業機械の車体安定度を演算する車体安定度演算部とを有する作業機械において、前記コントローラは、前記車体の姿勢情報に基づいて前記車体の振幅を推定する振幅推定部と、前記車体安定度が所定の安定度よりも高くかつ前記振幅が所定の振幅よりも大きい場合に前記車体が接地している地盤の安定度である地盤安定度が低いと判定し、前記車体安定度が所定の安定度よりも高くかつ前記振幅が前記所定の振幅以下の場合に前記地盤安定度が高いと判定し、判定結果を前記情報出力装置に出力する地盤安定度判定部とを有するものとする。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a vehicle body, a work machine attached to the vehicle body, a posture information acquisition device for acquiring posture information of the vehicle body and the work machine, an information output device, and the information. The controller includes a controller for controlling an output device, and the controller includes a dynamic center of gravity position estimation unit that estimates the dynamic center of gravity position of the work machine based on the attitude information, and the vehicle body based on the dimension information of the vehicle body. Body stability that calculates the vehicle body stability of the work machine according to the distance between the support range calculation unit that calculates the support range figure composed of the grounding points and the side that constitutes the dynamic center of gravity position and the support range figure. In a work machine having a degree calculation unit, the controller has an amplitude estimation unit that estimates the amplitude of the vehicle body based on the posture information of the vehicle body, and the vehicle body stability is higher than a predetermined stability and the amplitude is higher than a predetermined stability. When it is larger than a predetermined amplitude, it is determined that the ground stability, which is the stability of the ground on which the vehicle body is in contact with the ground, is low, the vehicle body stability is higher than the predetermined stability, and the amplitude is the predetermined amplitude. In the following cases, it is assumed that the ground stability determination unit is provided to determine that the ground stability is high and output the determination result to the information output device.

以上のように構成した本発明によれば、車体安定度が所定の安定度よりも高い状態で、車体の振幅に基づいて地盤安定度が判定され、判定結果が情報出力装置を介して操作者に通知される。これにより、車体が接地している地盤の安定度を操作者が作業中に把握することが可能となる。 According to the present invention configured as described above, the ground stability is determined based on the amplitude of the vehicle body in a state where the vehicle body stability is higher than the predetermined stability, and the determination result is determined by the operator via the information output device. Will be notified. As a result, the operator can grasp the stability of the ground on which the vehicle body is in contact with the ground during the work.

本発明によれば、作業機械の車体が接地している地盤の安定度を操作者が作業中に把握することができるため、作業効率や施工品質のばらつきを抑えることが可能となる。 According to the present invention, since the operator can grasp the stability of the ground on which the vehicle body of the work machine is in contact with the ground during the work, it is possible to suppress variations in work efficiency and construction quality.

本発明の第1の実施例に係る油圧ショベルの側面図である。It is a side view of the hydraulic excavator which concerns on 1st Example of this invention. 図1に示す油圧ショベルに搭載された地盤安定度通知システムのブロック図である。It is a block diagram of the ground stability notification system mounted on the hydraulic excavator shown in FIG. 図2に示すコントローラの各演算で用いられる油圧ショベルの物理モデルを示す図である。It is a figure which shows the physical model of the hydraulic excavator used in each calculation of the controller shown in FIG. 図2に示す車体安定度演算部による車体安定度の演算方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the calculation method of the vehicle body stability by the vehicle body stability calculation unit shown in FIG. 図2に示す振幅推定部による車体の振幅の推定方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the method of estimating the amplitude of the vehicle body by the amplitude estimation part shown in FIG. 本発明の第1の実施例における地盤安定度判定部による地盤安定度の判定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the determination method of the ground stability by the ground stability determination part in 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例における情報出力装置の外観図である。It is an external view of the information output device in the 1st Example of this invention. 本発明の第2の実施例に係る油圧ショベルに搭載された地盤安定度通知システムのブロック図である。It is a block diagram of the ground stability notification system mounted on the hydraulic excavator according to the second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施例における地盤安定度判定部による地盤安定度の判定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the determination method of the ground stability by the ground stability determination part in the 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例に係る油圧ショベルに搭載された地盤安定度通知システムのブロック図である。It is a block diagram of the ground stability notification system mounted on the hydraulic excavator according to the third embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施例における許容振幅設定装置の外観図である。It is an external view of the permissible amplitude setting apparatus in 4th Example of this invention. 本発明の第4の実施例に係る油圧ショベルに搭載された地盤安定度通知システムのブロック図である。It is a block diagram of the ground stability notification system mounted on the hydraulic excavator according to the 4th embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施例における許容振幅設定装置の外観図である。It is an external view of the permissible amplitude setting apparatus in 4th Example of this invention.

以下、本発明の実施の形態に係る作業機械として油圧ショベルを例に挙げ、図面を参照して説明する。なお、各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。 Hereinafter, a hydraulic excavator will be taken as an example as a work machine according to an embodiment of the present invention, and will be described with reference to the drawings. In each figure, the same members are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted as appropriate.

図1は本発明の第1の実施例に係る油圧ショベルの側面図である。 FIG. 1 is a side view of the hydraulic excavator according to the first embodiment of the present invention.

図1において、油圧ショベル1は、下部走行体10と、下部走行体10に旋回可能に設けられ、下部走行体10と共に車体を構成する上部旋回体11と、上部旋回体11に回動可能に設けられた作業フロント12とを備えている。 In FIG. 1, the hydraulic excavator 1 is provided on the lower traveling body 10 and the lower traveling body 10 so as to be rotatable, and can be rotated by the upper rotating body 11 and the upper rotating body 11 which form a vehicle body together with the lower traveling body 10. It is provided with a work front 12 provided.

作業フロント12は、上部旋回体11に回動可能に設けられたブーム13と、ブーム先端に回動可能に設けられたアーム14と、アーム先端に回動可能に設けられたバケット15と、ブーム13を駆動するブームシリンダ16と、アーム14を駆動するアームシリンダ17と、バケット15を駆動するバケットシリンダ18と、バケットシリンダ18とアーム14を結合するリンク19とバケットシリンダ18とバケット15を結合するリンク20と、アーム14とバケット15を繋ぐピン33、リンク20とバケット15を繋ぐピン34とで構成されている。 The work front 12 includes a boom 13 rotatably provided on the upper swivel body 11, an arm 14 rotatably provided at the tip of the boom, a bucket 15 rotatably provided at the tip of the arm, and a boom. The boom cylinder 16 that drives the 13 and the arm cylinder 17 that drives the arm 14, the bucket cylinder 18 that drives the bucket 15, the link 19 that connects the bucket cylinder 18 and the arm 14, and the bucket cylinder 18 and the bucket 15 are connected. It is composed of a link 20, a pin 33 connecting the arm 14 and the bucket 15, and a pin 34 connecting the link 20 and the bucket 15.

上部旋回体11には、上部旋回体11を回動する旋回モータ21と、操作者が乗り込む操作室22と、操作室22内に配置され、操作者による操作情報を油圧信号に変換するための操作レバー23と、油圧ショベル1の動作を制御するコントローラ24とが設けられている。 The upper swivel body 11 is arranged in a swivel motor 21 that rotates the upper swivel body 11, an operation chamber 22 on which the operator gets in, and an operation chamber 22, and is used to convert operation information by the operator into a flood control signal. An operation lever 23 and a controller 24 for controlling the operation of the hydraulic excavator 1 are provided.

ブーム13、アーム14、リンク19、上部旋回体11にはそれぞれブームIMU25、アームIMU26、バケットIMU27、車体IMU28が取り付けられている。IMUとは、Inertial Measurement Unit(慣性計測装置)の略称で、3軸の角度(または角速度)と加速度を検出することができ、作業フロント12を構成するブーム13、アーム14、バケット15、及び上部旋回体11の姿勢情報を取得する姿勢情報取得装置41として機能する。IMU25,26,27は、ブーム13、アーム14、バケット15それぞれの回動角度および角速度を取得でき、IMU28は、上部旋回体11の旋回方向、旋回角速度、上部旋回体11の前後方向および左右方向の傾斜角度が取得できるように構成されている。また、操作室22の内部には、コントローラ24で地盤安定度が低いと判定された時に、地盤安定度の判定を出力する情報出力装置31が備えられている。
[システムの構成]
図2は本実施例に係る油圧ショベル1に搭載された地盤安定度通知システムのブロック図である。
A boom IMU25, an arm IMU26, a bucket IMU27, and a vehicle body IMU28 are attached to the boom 13, arm 14, link 19, and upper swing body 11, respectively. IMU is an abbreviation for Inertial Measurement Unit (inertial measurement unit), which can detect angles (or angular velocities) and accelerations of three axes, and constitutes the work front 12, the boom 13, the arm 14, the bucket 15, and the upper part. It functions as an attitude information acquisition device 41 that acquires attitude information of the swivel body 11. The IMUs 25, 26, and 27 can acquire the rotation angles and angular velocities of the boom 13, arm 14, and bucket 15, respectively, and the IMU 28 can acquire the rotation direction, the rotation angle speed, the front-rear direction and the left-right direction of the upper swing body 11. It is configured so that the tilt angle of can be obtained. Further, inside the operation room 22, an information output device 31 that outputs a determination of the ground stability when the controller 24 determines that the ground stability is low is provided.
[System configuration]
FIG. 2 is a block diagram of a ground stability notification system mounted on the hydraulic excavator 1 according to the present embodiment.

コントローラ24は、図示しないCPU、ROM、RAM、及びフラッシュメモリ等の書換可能な不揮発性の記憶手段等からなるマイクロコンピュータ、並びにROMに格納するコンピュータプログラム及び周辺回路を有し、CPU上でコンピュータプログラムを作動させて演算処理を行うように構成されている。コントローラ24は、IMU25〜28で構成される姿勢情報取得装置41と、情報出力装置31とに接続されている。また、コントローラ24は、姿勢情報取得装置41から入力する姿勢情報に基づいて、油圧ショベル1が接地している地盤の安定度を判定し、地盤の安定度が低いと判定した場合に、情報出力装置31を用いて操作者に通知するように構成されている。 The controller 24 includes a microcomputer (not shown) consisting of a CPU, a ROM, a RAM, a rewritable non-volatile storage means such as a flash memory, a computer program stored in the ROM, and peripheral circuits, and the computer program is stored on the CPU. Is configured to operate to perform arithmetic processing. The controller 24 is connected to the posture information acquisition device 41 composed of the IMUs 25 to 28 and the information output device 31. Further, the controller 24 determines the stability of the ground on which the hydraulic excavator 1 is in contact with the ground based on the posture information input from the posture information acquisition device 41, and outputs information when it is determined that the stability of the ground is low. The device 31 is configured to notify the operator.

コントローラ24では、コントローラ24内部に記憶された下部走行体10の寸法情報を用いて油圧ショベル1が平坦な地盤に正立している時の下部走行体10と地表面32との接地点で形成される支持範囲図形L(図4に示す)を演算する支持範囲演算部42と、姿勢情報取得装置41からの姿勢情報に基づいて、油圧ショベル1の動的重心位置70(図4に示す)を推定する動的重心位置推定部43と、支持範囲演算図形Lを構成する辺と動的重心位置70の距離から油圧ショベル1の車体安定度を演算する車体安定度演算部44と、姿勢情報取得装置41の出力のうち上部旋回体11の前後傾斜角及び左右傾斜角の時系列変化から、車体10,11の振幅を推定する振幅推定部45と、車体安定度が所定の安定度よりも高く、振幅が所定の振幅よりも大きい場合に、地盤安定度が低いと判定する地盤安定度判定部46とを備えている。ここで、車体安定度は、車体10,11の転倒し難さを表す指標であり、車体安定度が低いほど車体10,11が転倒する可能性が高いことを意味する。一方、地盤安定度は、油圧ショベル1の自重や作業の反動による地盤の変形のし難さを表す指標であり、地盤安定度が低いほど作業中の車体10,11の振動が大きくなることを意味する。 In the controller 24, the hydraulic excavator 1 is formed at the ground contact point between the lower traveling body 10 and the ground surface 32 when the hydraulic excavator 1 is upright on a flat ground by using the dimensional information of the lower traveling body 10 stored inside the controller 24. Dynamic center of gravity position 70 of the hydraulic excavator 1 (shown in FIG. 4) based on the posture information from the support range calculation unit 42 that calculates the support range figure L (shown in FIG. 4) and the posture information acquisition device 41. The dynamic center of gravity position estimation unit 43 for estimating the above, the vehicle body stability calculation unit 44 for calculating the vehicle body stability of the hydraulic excavator 1 from the distance between the side forming the support range calculation figure L and the dynamic center of gravity position 70, and the posture information. Of the output of the acquisition device 41, the amplitude estimation unit 45 that estimates the amplitudes of the vehicle bodies 10 and 11 from the time-series changes in the front-rear tilt angle and the left-right tilt angle of the upper swing body 11 and the vehicle body stability are higher than the predetermined stability. It is provided with a ground stability determining unit 46 for determining that the ground stability is low when the amplitude is high and the amplitude is larger than a predetermined amplitude. Here, the vehicle body stability is an index showing the difficulty of the vehicle bodies 10 and 11 falling, and it means that the lower the vehicle body stability is, the higher the possibility that the vehicle bodies 10 and 11 will fall. On the other hand, the ground stability is an index showing the difficulty of deformation of the ground due to the weight of the hydraulic excavator 1 and the reaction of the work, and the lower the ground stability, the larger the vibration of the vehicle bodies 10 and 11 during the work. means.

情報出力装置31は、地盤安定度判定部46で地盤安定度が低いと判定された時、油圧ショベル1の操作者に通知するように構成されている。通知する手段としては、例えば図示しない表示装置および音響装置の少なくとも一方を使用することが挙げられる。表示装置を用いる場合はメッセージ、図形の変化、点灯パターンの変更などの方法がある。また、音響装置を用いる場合は、音量、音程、音色の変化を用いる方法がある。 The information output device 31 is configured to notify the operator of the hydraulic excavator 1 when the ground stability determination unit 46 determines that the ground stability is low. As the means for notifying, for example, at least one of a display device and an audio device (not shown) may be used. When using a display device, there are methods such as changing a message, changing a figure, and changing a lighting pattern. When using an audio device, there is a method of using changes in volume, pitch, and timbre.

次に、コントローラ24が行う各処理について、図3〜図6を用いて説明する。
[演算モデルの説明]
図3はコントローラ24の各演算に用いられる油圧ショベル1の物理モデルを示す図である。コントローラ24は、ワールド座標系(O−X’Y’Z’)と機械基準座標系(O−XYZ)の二つの座標系において演算を行う。
Next, each process performed by the controller 24 will be described with reference to FIGS. 3 to 6.
[Explanation of calculation model]
FIG. 3 is a diagram showing a physical model of the hydraulic excavator 1 used for each calculation of the controller 24. The controller 24 performs operations in two coordinate systems, a world coordinate system (O-X'Y'Z') and a machine reference coordinate system (O-XYZ).

図3に示すようにワールド座標系(O−X’Y’Z’)は重力方向を基準とし、重力と逆方向をZ軸としたものである。一方、機械基準座標系(O−XYZ)は下部走行体10を基準としたものであり、原点を上部旋回体11の旋回中心線11c上で、地表面32と接する点Oとし、下部走行体10の前後方向にX軸、左右方向にY軸、旋回中心線11c方向にZ軸を設定する。ワールド座標系と機械基準座標系との関係は上述した車体IMU28を用いて検出する。 As shown in FIG. 3, the world coordinate system (OX'Y'Z') is based on the direction of gravity and the direction opposite to the direction of gravity as the Z axis. On the other hand, the machine reference coordinate system (O-XYZ) is based on the lower traveling body 10, and the origin is set as the point O in contact with the ground surface 32 on the turning center line 11c of the upper turning body 11, and the lower traveling body is set. The X-axis is set in the front-rear direction of 10, the Y-axis is set in the left-right direction, and the Z-axis is set in the turning center line 11c direction. The relationship between the world coordinate system and the machine reference coordinate system is detected by using the vehicle body IMU 28 described above.

油圧ショベル1の物理モデルとしては、各構成部材の重心に質量が集中している集中質点モデルを用いる。 As the physical model of the hydraulic excavator 1, a concentrated mass model in which the mass is concentrated at the center of gravity of each component is used.

下部走行体10、上部旋回体11、ブーム13、アーム14、バケット15のそれぞれの質点10P,11P,13P,14P,15Pを各構成部材の重心位置に設定し、それぞれの質点の質量をm10,m11,m13,m14,m15とする。そして、それぞれの質点の位置ベクトルをr10,r11,r13,r14,r15、加速度ベクトルr´´10,r´´11,r´´13,r´´14,r´´15とする。 The mass points 10P, 11P, 13P, 14P, and 15P of the lower traveling body 10, the upper swivel body 11, the boom 13, the arm 14, and the bucket 15 are set at the positions of the centers of gravity of each component, and the mass of each mass point is m10. Let it be m11, m13, m14, m15. Then, the position vectors of the respective mass points are r10, r11, r13, r14, r15, and the acceleration vectors r ″ 10, r ″ 11, r ″ 13, r ″ 14, r ″ 15.

なお、質点の設定方法はこの限りでなく、例えば質量が集中している部位(ブームシリンダ16など)を追加してもよい。 The method of setting the mass point is not limited to this, and for example, a portion where the mass is concentrated (boom cylinder 16 or the like) may be added.

また、支持範囲演算部42、動的重心位置推定部43、車体安定度演算部44における油圧ショベル1の安定度演算指標についてはZMP(Zero Moment Point)とZMP安定判別規範に基づいて演算を行う。なお、ZMPおよびZMP安定判別規範の概念については「LEGGED LOCOMOTION ROBOTS: Miomir Vukobratovic著(「歩行ロボットと人工の足: 加藤一郎訳、日刊工業新聞社」)」に記載されている。 Further, the stability calculation index of the hydraulic excavator 1 in the support range calculation unit 42, the dynamic center of gravity position estimation unit 43, and the vehicle body stability calculation unit 44 is calculated based on ZMP (Zero Moment Point) and the ZMP stability discrimination standard. .. The concept of ZMP and ZMP stability discrimination norms is described in "LEGGED LOCOMATION ROBOTS: Miomir Vukobratovic (" Walking robot and artificial foot: Translated by Ichiro Kato, Nikkan Kogyo Shimbun ")".

油圧ショベル1から地表面32には重力、慣性力、外力およびこれらのモーメントが作用するが、ダランベールの原理によればこれらは地表面32から油圧ショベル1への反作用としての床反力および床反力モーメントとつりあう。 Gravity, inertial force, external force and these moments act from the hydraulic excavator 1 to the ground surface 32, but according to D'Alembert's principle, these are the floor reaction force and the floor reaction as a reaction from the ground surface 32 to the hydraulic excavator 1. Balance with the moment of force.

したがって、油圧ショベル1が地表面32に安定に接地している場合、油圧ショベル1と地表面32との接地点を凹にならないように結んだ支持範囲図形Lの辺上あるいはその内側にピッチ軸およびロール軸方向のモーメントがゼロになる点(ZMP)が存在する。逆に言えば、ZMPが支持範囲図形L内に存在し、油圧ショベル1から地表面32に作用する力が地表面32を押す向き、つまり床半力が正である場合、油圧ショベル1は安定に接地しているといえる。 Therefore, when the hydraulic excavator 1 is stably grounded on the ground surface 32, the pitch axis is on or inside the side of the support range figure L that connects the grounding points of the hydraulic excavator 1 and the ground surface 32 so as not to be concave. And there is a point (ZMP) where the moment in the roll axis direction becomes zero. Conversely, when ZMP exists in the support range diagram L and the force acting on the ground surface 32 from the hydraulic excavator 1 pushes the ground surface 32, that is, when the floor half force is positive, the hydraulic excavator 1 is stable. It can be said that it is grounded to.

つまり、ZMPが支持範囲図形Lの中心に近いほど安定度は高く、支持範囲図形Lの内側にあれば油圧ショベル1は浮き上がりが発生することなく作業を行うことができる、一方、ZMPが支持範囲図形Lの外側に存在する場合には油圧ショベル1は浮き上がりがおこる可能性がある。したがって、動的重心位置70にZMPを用いることで、油圧ショベル1と地表面32との接地点で形成される支持範囲図形Lと、動的重心位置70を比較することによって安定度を演算することができる。
[支持範囲図形演算]
支持範囲演算部42は、予め登録された下部走行体10の寸法情報に基づいて、油圧ショベル1と地表面32との接地点を凹にならないように結んだ支持範囲図形Lを算出するように構成されている。
That is, the closer the ZMP is to the center of the support range figure L, the higher the stability, and if it is inside the support range figure L, the hydraulic excavator 1 can perform the work without causing lifting, while the ZMP is in the support range. If it exists outside the figure L, the hydraulic excavator 1 may be lifted. Therefore, by using ZMP for the dynamic center of gravity position 70, the stability is calculated by comparing the support range figure L formed at the ground contact point between the hydraulic excavator 1 and the ground surface 32 with the dynamic center of gravity position 70. be able to.
[Support range graphic calculation]
The support range calculation unit 42 calculates the support range figure L that connects the ground contact points between the hydraulic excavator 1 and the ground surface 32 so as not to be concave, based on the dimensional information of the lower traveling body 10 registered in advance. It is configured.

下部走行体10が地表面32に正立している場合、支持範囲図形Lは、下部走行体10の平面形状と等しくなる。したがって、下部走行体10の平面形状が矩形の場合、支持範囲図形Lは図4に示すように矩形となる。より具体的には、下部走行体10としてクローラを有している場合の支持範囲図形Lは、左右のスプロケットの中心点を結んだ線を前方境界線、左右のアイドラの中心点を結んだ線を後方境界線、左右それぞれのトラックリンク外側端を左右の境界線とした四角形である。なお、前方および後方の境界は最も前方の下部ローラおよび最も後方の下部ローラの接地点としてもよい。
[動的重心位置推定]
動的重心位置推定部43は、姿勢情報取得装置41の出力から油圧ショベル1の動的重心位置70を演算するように構成されている。
When the lower traveling body 10 stands upright on the ground surface 32, the support range figure L becomes equal to the planar shape of the lower traveling body 10. Therefore, when the plane shape of the lower traveling body 10 is rectangular, the support range figure L is rectangular as shown in FIG. More specifically, in the support range figure L when the lower traveling body 10 has a crawler, the line connecting the center points of the left and right sprocket is the front boundary line, and the line connecting the center points of the left and right idlers is connected. Is a quadrangle with the rear boundary line and the outer ends of the left and right track links as the left and right boundary lines. The boundary between the front and the rear may be the grounding point of the frontmost lower roller and the rearmost lower roller.
[Dynamic center of gravity position estimation]
The dynamic center of gravity position estimation unit 43 is configured to calculate the dynamic center of gravity position 70 of the hydraulic excavator 1 from the output of the posture information acquisition device 41.

まず、姿勢情報取得装置41の出力結果から、各リンクについて順次運動学計算を行う。そして、各質点10P,11P,13P,14P,15Pの位置ベクトルr10,r11,r13,r14,r15とその加速度ベクトルr´´10,r´´11,r´´13,r´´14,r´´15を算出し、機械基準座標系(O−XYZ)を基準とした値に変換する。 First, kinematics calculation is sequentially performed for each link from the output result of the posture information acquisition device 41. Then, the position vectors r10, r11, r13, r14, r15 of each mass point 10P, 11P, 13P, 14P, 15P and their acceleration vectors r ″ 10, r ″ 11, r ″ 13, r ″ 14, r '' 15 is calculated and converted into a value based on the machine reference coordinate system (O-XYZ).

ここで、運動学計算の方法は周知の方法を用いることができるが、例えば「ロボット制御基礎論:吉川恒夫著、コロナ社(1988)」に記載されている方法を用いることができる。 Here, a well-known method can be used for the kinematics calculation method, and for example, the method described in "Robot Control Basic Theory: Tsuneo Yoshikawa, Corona Publishing Co., Ltd. (1988)" can be used.

機械基準座標系(O−XYZ)に変換された各質点の位置ベクトル、加速度ベクトルを用いて動的重心位置70を求めるために以下に示すZMP方程式を利用する。 The ZMP equation shown below is used to obtain the dynamic center of gravity position 70 using the position vector and acceleration vector of each mass point converted into the machine reference coordinate system (O-XYZ).

Figure 0006877385
Figure 0006877385

ここで
rzmp : 動的重心位置ベクトル
mi : i番目の質点の質量
ri : i番目の質点の位置ベクトル
r´´i : i番目の質点に加わる加速度ベクトル(重力加速度含む)
Mj : j番目の外力モーメント
sk : k番目の外力作用点位置ベクトル
Fk : k番目の外力ベクトル
である。なお、ベクトルはX成分、Y成分、Z成分で構成される3次元ベクトルである。
Here, rzmp: Dynamic center of gravity position vector mi: Mass of i-th mass point ri: Position vector of i-th mass point r'´i: Acceleration vector applied to i-th mass point (including gravitational acceleration)
Mj: The j-th external force moment sk: The k-th external force action point position vector Fk: The k-th external force vector. The vector is a three-dimensional vector composed of an X component, a Y component, and a Z component.

機械基準座標系の原点Oを下部走行体10と地表面32の接する点に設定しているため、動的重心位置70のZ軸座標が地表面32上にあると仮定すると、rzmpz=0である。また、負荷を伴わない作業に限定すれば外力についても無視できることから、外力Fk=0、外力モーメントM=0とみなす。このような条件のもとで式(1)を解き、動的重心位置70のX座標rzmpxを以下のように算出する。 Since the origin O of the machine reference coordinate system is set at the point where the lower traveling body 10 and the ground surface 32 meet, assuming that the Z-axis coordinate of the dynamic center of gravity position 70 is on the ground surface 32, rzmpz = 0. is there. Further, since the external force can be ignored if the work is limited to the work without a load, it is considered that the external force Fk = 0 and the external force moment M = 0. Under such conditions, the equation (1) is solved, and the X coordinate rzmpx of the dynamic center of gravity position 70 is calculated as follows.

Figure 0006877385
Figure 0006877385

また、同様に式(1)を解き、動的重心位置70のY座標rzmpyは以下のように算出する。 Similarly, the equation (1) is solved, and the Y coordinate rzmpy of the dynamic center of gravity position 70 is calculated as follows.

Figure 0006877385
Figure 0006877385

式(2)、(3)において、mは、図3に示す各質点10P,11P,13P,14P,15Pの質量であり、各質点の質量m10,m11,m13,m14,m15を代入する。r´´は各質点の加速度であり、各質点の加速度r´´10,r´´11,r´´13,r´´14,r´´15を代入する。 In the formulas (2) and (3), m is the mass of each mass point 10P, 11P, 13P, 14P, 15P shown in FIG. 3, and the mass m10, m11, m13, m14, m15 of each mass point is substituted. r ″ is the acceleration of each mass point, and the accelerations r ″ 10, r ″ 11, r ″ 13, r ″ 14, r ″ 15 of each mass point are substituted.

以上のように、油圧ショベル1の各部に設けた姿勢情報取得装置41を用いることによって、推定された動的重心位置70の座標を求めることができる。
[車体安定度演算]
図4は車体安定度演算部44による車体安定度の演算方法を示す図である。
As described above, the coordinates of the estimated dynamic center of gravity position 70 can be obtained by using the posture information acquisition device 41 provided in each part of the hydraulic excavator 1.
[Car body stability calculation]
FIG. 4 is a diagram showing a method of calculating the vehicle body stability by the vehicle body stability calculation unit 44.

車体安定度演算部44は、動的重心位置70と支持範囲図形Lに基づいて車体安定度を演算するように構成されている。 The vehicle body stability calculation unit 44 is configured to calculate the vehicle body stability based on the dynamic center of gravity position 70 and the support range figure L.

図4(a)に示すように油圧ショベル1と地表面32との接地点で形成される支持範囲図形Lの中心点Lc(Xlc、Ylc)から動的重心位置70に向かって伸ばした半直線Lzと、支持範囲図形Lの辺との交点C(Xc、Yc)を算出する。そして、車体安定度αを中心Lcから交点Cまでの距離と中心Lcから動的重心位置70までの距離との比率を用いて以下式のように算出する。 As shown in FIG. 4A, a half straight line extending from the center point Lc (Xlc, Ylc) of the support range figure L formed at the ground contact point between the hydraulic excavator 1 and the ground surface 32 toward the dynamic center of gravity position 70. The intersection C (Xc, Yc) between Lz and the side of the support range figure L is calculated. Then, the vehicle body stability α is calculated by the following equation using the ratio of the distance from the center Lc to the intersection C and the distance from the center Lc to the dynamic center of gravity position 70.

Figure 0006877385
Figure 0006877385

車体安定度αは値が大きいほど動的重心位置70が支持範囲図形Lの中心に近いことを示し、車体10,11が転倒し難いことを意味する。 The larger the value of the vehicle body stability α, the closer the dynamic center of gravity position 70 is to the center of the support range figure L, which means that the vehicle bodies 10 and 11 are less likely to tip over.

より簡易な演算とする方法について図4(b)を用いて説明する。この方法では、車体安定度αをX座標、Y座標それぞれに対し支持範囲図形L内でとりうる最大値と動的重心位置70との比率を評価する。このとき、X軸方向の比率 A method for performing a simpler calculation will be described with reference to FIG. 4 (b). In this method, the ratio of the maximum value that can be taken in the support range figure L and the dynamic center of gravity position 70 is evaluated for each of the X coordinate and the Y coordinate of the vehicle body stability α. At this time, the ratio in the X-axis direction

Figure 0006877385
Figure 0006877385

とY軸方向の比率 And the ratio in the Y-axis direction

Figure 0006877385
Figure 0006877385

のうち小さい値を車体安定度αとして選定する。ここで、Xmaxは支持範囲図形L内で取りうるX座標の最大値であり、Ymaxは支持範囲図形L内で取りうるY座標の最大値である。 The smaller value is selected as the vehicle body stability α. Here, Xmax is the maximum value of the X coordinate that can be taken in the support range figure L, and Ymax is the maximum value of the Y coordinate that can be taken in the support range figure L.

また、以上では、支持範囲図形Lの辺部と動的重心位置70との距離の比率を用いて車体安定度αを算出する方法を示したが、距離の比率を対数で評価し、車体安定度αを算出してもよい。このようにすることで、支持範囲図形Lの辺近傍における安定度変化をより詳細に表現することができる。
[振幅推定]
図5は振幅推定部45による車体10,11の振幅の推定方法を示す説明図である。
Further, in the above, the method of calculating the vehicle body stability α using the ratio of the distance between the side portion of the support range figure L and the dynamic center of gravity position 70 has been shown, but the vehicle body stability is evaluated by logarithmically evaluating the distance ratio. The degree α may be calculated. By doing so, it is possible to express the stability change in the vicinity of the side of the support range figure L in more detail.
[Amplitude estimation]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a method of estimating the amplitudes of the vehicle bodies 10 and 11 by the amplitude estimation unit 45.

振幅推定部45は姿勢情報取得装置41の出力のうち、車体IMU28から取得した前後傾斜角と左右傾斜角を用いて車体10,11の振幅を推定するように構成されている。 The amplitude estimation unit 45 is configured to estimate the amplitudes of the vehicle bodies 10 and 11 by using the front-rear inclination angle and the left-right inclination angle acquired from the vehicle body IMU 28 in the output of the posture information acquisition device 41.

図5に示すように、現在時刻tに対して、前後傾斜角と左右傾斜角がそれぞれの傾斜角波形fx(t)、fy(t)のように変化しているとする。 As shown in FIG. 5, it is assumed that the front-rear tilt angle and the left-right tilt angle change like the tilt angle waveforms fx (t) and fy (t), respectively, with respect to the current time t.

この現在時刻tまでにΔt秒のサンプリング周期で取得したn個のサンプリングデータから、前後方向傾斜振幅Ampxを求める。具体的には、以下の標準偏差の式を用いて求める。 From the n sampling data acquired in the sampling cycle of Δt seconds up to the current time t, the anteroposterior tilt amplitude Ampx is obtained. Specifically, it is calculated using the following standard deviation formula.

Figure 0006877385
Figure 0006877385

ここで
μx:取得したサンプリングデータfx(T)の平均値
である。
Here, μx: is the average value of the acquired sampling data fx (T).

次に、左右方向傾斜振幅Ampyも同様に以下式で求める。 Next, the left-right tilt amplitude Ampy is also calculated by the following equation in the same manner.

Figure 0006877385
Figure 0006877385

ここで
μy:取得したサンプリングデータfy(T)の平均値
である。
Here, μy: is the average value of the acquired sampling data fy (T).

上記方法では、過去の一定区間における傾斜角波形の標準偏差を用いて傾斜振幅を推定したが、過去一定区間における傾斜角波形のPeak to Peak値を用いて傾斜振幅を推定してもよい。 In the above method, the tilt amplitude is estimated using the standard deviation of the tilt angle waveform in the past fixed section, but the tilt amplitude may be estimated using the Peak to Peak value of the tilt angle waveform in the past fixed section.

なお、Δtとサンプリング数nについては、サンプリング数nが標準偏差の95%信頼区間のt値が大よそ収束する10以上かつ、nΔtが油圧ショベル1が振動する際の振動周期の2周期以上に設定されることが望ましい。 Regarding Δt and the number of samplings n, the number of samplings n is 10 or more at which the t-value in the 95% confidence interval of the standard deviation generally converges, and nΔt is 2 or more cycles of the vibration cycle when the hydraulic excavator 1 vibrates. It is desirable to set.

次に、以下式によって車体10,11の振幅Ampを求める。 Next, the amplitude Amp of the vehicle bodies 10 and 11 is obtained by the following equation.

Figure 0006877385
Figure 0006877385

なお、振幅Ampは、以上の求め方に限られず、前後傾斜角と左右傾斜角を用いて、座標変換による合成によって求めてもよい。
[地盤安定度判定]
図6は、地盤安定度判定部46による地盤安定度の判定方法を示したフローチャートである。地盤安定度判定部46は図6に示すフローを所定の周期で繰り返し実行する。
The amplitude Amp is not limited to the above method, and may be obtained by synthesizing by coordinate transformation using the front-back tilt angle and the left-right tilt angle.
[Ground stability judgment]
FIG. 6 is a flowchart showing a method of determining the ground stability by the ground stability determination unit 46. The ground stability determination unit 46 repeatedly executes the flow shown in FIG. 6 at a predetermined cycle.

ステップS100では、車体安定度αが予め設定された車体安定度閾値より高いと判定した場合は、ステップS101に進み、そうでない場合は地盤安定度判定を行わず、ステップS100に戻る。 In step S100, if it is determined that the vehicle body stability α is higher than the preset vehicle body stability threshold value, the process proceeds to step S101. If not, the ground stability determination is not performed and the process returns to step S100.

ステップS101では、振幅Ampが予め設定された振幅閾値より高いと判定した場合は、ステップS102に進み、そうでない場合はステップS103に進む。ここで、振幅閾値は要求する振幅上限値に設定されている。 In step S101, if it is determined that the amplitude Amp is higher than the preset amplitude threshold value, the process proceeds to step S102, and if not, the process proceeds to step S103. Here, the amplitude threshold value is set to the required upper limit value of the amplitude.

次に、ステップS102では地盤安定度が低いと判定し、ステップS103では地盤安定度が高いと判定する。ステップS102又はS102続き、ステップS104で地盤安定度判定を出力して終了する。ここで、車体安定度閾値は、車体の浮き上がりが伴う振動は0以下の場合に発生することから0が設定される。ただし、使用するセンサの精度、モデル化誤差等を考慮して、安全率を設定し0より大きな値を設定してもよい(たとえば0.2)。また、振幅上限値については、計測装置の誤差による誤検知を防ぐため、傾斜角度計測値の誤差によって定義される。例えば、所定時間、車体が停止している時の標準偏差によって定義される。もし、計測値の標準偏差が0.5度であった場合、その3倍の1.5度と設定する。なお、振幅閾値は前記方法に限らず、所定時間車体が停止している時の、傾斜角の最大振幅を用いたり、センサの仕様値を用いる場合や、前記方法を含めた少なくとも2つ以上の組み合わせにおける最大値を用いて設定する構成にしてもよい。
[情報出力装置]
図7は本実施例における情報出力装置31の外観図である。
Next, in step S102, it is determined that the ground stability is low, and in step S103, it is determined that the ground stability is high. Step S102 or S102 is continued, and in step S104, the ground stability determination is output and the process ends. Here, the vehicle body stability threshold value is set to 0 because the vibration accompanied by the lifting of the vehicle body occurs when it is 0 or less. However, the safety factor may be set and a value larger than 0 may be set in consideration of the accuracy of the sensor to be used, the modeling error, and the like (for example, 0.2). Further, the upper limit of the amplitude is defined by the error of the tilt angle measurement value in order to prevent erroneous detection due to the error of the measuring device. For example, it is defined by the standard deviation when the vehicle body is stopped for a predetermined time. If the standard deviation of the measured value is 0.5 degrees, set it to 1.5 degrees, which is three times that. The amplitude threshold value is not limited to the above method, and the maximum amplitude of the inclination angle when the vehicle body is stopped for a predetermined time is used, the specification value of the sensor is used, or at least two or more including the above method. The configuration may be set by using the maximum value in the combination.
[Information output device]
FIG. 7 is an external view of the information output device 31 in this embodiment.

情報出力装置31は、モニタ表示部31aと発光部31bとを有する。モニタ表示部31aには地盤安定度判定出力部60が配置されている。地盤安定度判定出力部60は、地盤安定度が低いと判定された時、一定時間、作業中の地盤が不安定であることを示すメッセージを表示する。 The information output device 31 has a monitor display unit 31a and a light emitting unit 31b. A ground stability determination output unit 60 is arranged on the monitor display unit 31a. When it is determined that the ground stability is low, the ground stability determination output unit 60 displays a message indicating that the ground during work is unstable for a certain period of time.

なお、出力方法は図7に示したメッセージ方式に限らず、アイコン、図形の点灯に変えても良いし、発光部31bの点灯、点滅によって出力されてもよい。また、音響装置によるブザー音の音程変化、音量変化、出力パターン変化などによって出力するように構成されてもよい。また、モニタ表示部31a、発光部31b、音響装置の何れか少なくとも2つを組み合わせて出力するように構成してもよい。出力を継続する時間は、操作者が出力を認識できる程度の時間を設定すればよく、例えば1秒以上に設定する。また、出力を組み合わせる場合、組み合わせた時間が合計1秒以上になるよう設定する。
[作用・効果]
本実施例に係る油圧ショベル1は、車体10,11と、車体10,11に取り付けられた作業機12と、車体10,11および作業機12の姿勢情報を取得する姿勢情報取得装置41と、情報出力装置31と、情報出力装置31を制御するコントローラ24とを備え、コントローラ24は、前記姿勢情報に基づいて油圧ショベル1の動的重心位置70を推定する動的重心位置推定部43と、車体10,11の寸法情報に基づいて車体10,11の接地点で構成される支持範囲図形Lを演算する支持範囲演算部42と、動的重心位置70と前記支持範囲図形Lを構成する辺との距離に応じて油圧ショベル1の車体安定度αを演算する車体安定度演算部44と、車体10,11の姿勢情報に基づいて車体10,11の振幅Ampを推定する振幅推定部45と、車体安定度αが所定の安定度(車体安定度閾値)よりも高くかつ振幅Ampが所定の振幅(振幅閾値)よりも大きい場合に車体10,11が接地している地盤の安定度である地盤安定度が低いと判定し、車体安定度αが所定の安定度よりも高くかつ振幅Ampが所定の振幅以下の場合は地盤安定度が高いと判定し、判定結果を情報出力装置31に出力する地盤安定度判定部46とを有する。
The output method is not limited to the message method shown in FIG. 7, and may be changed to lighting an icon or a figure, or may be output by lighting or blinking the light emitting unit 31b. Further, the buzzer sound may be configured to be output by changing the pitch, changing the volume, changing the output pattern, or the like by the sound device. Further, at least two of the monitor display unit 31a, the light emitting unit 31b, and the audio device may be combined and output. The time for continuing the output may be set so that the operator can recognize the output, and is set to, for example, 1 second or more. When combining outputs, the combined time is set to be 1 second or longer in total.
[Action / Effect]
The hydraulic excavator 1 according to the present embodiment includes vehicle bodies 10, 11, working machines 12 attached to the vehicle bodies 10, 11, and posture information acquisition devices 41 for acquiring posture information of the vehicle bodies 10, 11, and the working machines 12. An information output device 31 and a controller 24 for controlling the information output device 31 are provided, and the controller 24 includes a dynamic center of gravity position estimation unit 43 that estimates the dynamic center of gravity position 70 of the hydraulic excavator 1 based on the attitude information. A support range calculation unit 42 that calculates a support range graphic L composed of grounding points of the vehicle bodies 10 and 11 based on the dimensional information of the vehicle bodies 10 and 11, a dynamic center of gravity position 70, and a side forming the support range graphic L. A vehicle body stability calculation unit 44 that calculates the vehicle body stability α of the hydraulic excavator 1 according to the distance from the vehicle body, and an amplitude estimation unit 45 that estimates the amplitude Amp of the vehicle bodies 10 and 11 based on the attitude information of the vehicle bodies 10 and 11. , The stability of the ground on which the vehicle bodies 10 and 11 are in contact with each other when the vehicle body stability α is higher than the predetermined stability (vehicle body stability threshold) and the amplitude Amp is larger than the predetermined amplitude (amplitude threshold). It is determined that the ground stability is low, and when the vehicle body stability α is higher than the predetermined stability and the amplitude Amp is equal to or less than the predetermined amplitude, it is determined that the ground stability is high, and the determination result is output to the information output device 31. It has a ground stability determination unit 46 and a ground stability determination unit 46.

以上のように構成した本実施例に係る油圧ショベル1によれば、車体安定度αが所定の安定度よりも高い状態で、車体の振幅Ampに基づいて地盤安定度が判定され、判定結果が情報出力装置31を介して操作者に通知される。これにより、車体10,11が接地している地盤の安定度を操作者が作業中に把握することができるため、作業効率や施工品質のばらつきを抑えることが可能となる。 According to the hydraulic excavator 1 according to the present embodiment configured as described above, the ground stability is determined based on the amplitude Amp of the vehicle body in a state where the vehicle body stability α is higher than the predetermined stability, and the determination result is obtained. The operator is notified via the information output device 31. As a result, the operator can grasp the stability of the ground on which the vehicle bodies 10 and 11 are in contact with the ground during the work, so that it is possible to suppress variations in work efficiency and construction quality.

本発明の第2の実施例に係る油圧ショベル1について、第1の実施例との相違点を中心に説明する。
[システムの構成]
図8は、本実施例に係る油圧ショベル1に搭載された地盤安定度通知システムのブロック図である。
The hydraulic excavator 1 according to the second embodiment of the present invention will be described focusing on the differences from the first embodiment.
[System configuration]
FIG. 8 is a block diagram of the ground stability notification system mounted on the hydraulic excavator 1 according to the present embodiment.

本実施例に係る油圧ショベル1は、操作レバー23から出力される操作情報のうち、走行情報を伝達する油圧信号を取得する走行圧センサ23aで構成された走行状態取得装置47を更に備えている。走行状態取得装置47はコントローラ24に接続されている。また、走行状態取得装置47の出力は地盤安定度判定部46に入力され、地盤安定度の判定に用いられる。また、情報出力装置31は、地盤安定度が低いと判定されてから一定時間、通知する出力方法に代わり、地盤安定度が低いと判定されている間、常に通知するように構成されている。
[地盤安定度判定]
図9は、本実施例における地盤安定度判定部46による地盤安定度の判定方法を示すフローチャートである。地盤安定度判定部46は図9に示すフローを所定の周期で繰り返し実行する。
The hydraulic excavator 1 according to the present embodiment further includes a traveling state acquisition device 47 composed of a traveling pressure sensor 23a that acquires a hydraulic signal for transmitting traveling information among the operating information output from the operating lever 23. .. The traveling state acquisition device 47 is connected to the controller 24. Further, the output of the traveling state acquisition device 47 is input to the ground stability determination unit 46 and used for determining the ground stability. Further, the information output device 31 is configured to always notify while the ground stability is determined to be low, instead of the output method of notifying the information for a certain period of time after the ground stability is determined to be low.
[Ground stability judgment]
FIG. 9 is a flowchart showing a method of determining the ground stability by the ground stability determination unit 46 in this embodiment. The ground stability determination unit 46 repeatedly executes the flow shown in FIG. 9 at a predetermined cycle.

ステップS200では走行状態取得装置47の出力から、走行状態であるか否かを判定し、走行状態であればステップS204に進み、地盤安定度が高いと判定し、ステップS205に進んで地盤安定度判定を出力して終了する。また、走行状態でなければステップS201に進む。ここで、走行状態取得装置47が走行圧センサ23aである場合、走行状態は、圧力値が走行を始める値を超えている間を走行中、そうでない場合に停止中として判定する。 In step S200, it is determined from the output of the traveling state acquisition device 47 whether or not it is in a traveling state, and if it is in a traveling state, the process proceeds to step S204, it is determined that the ground stability is high, and the process proceeds to step S205 to determine the ground stability. Outputs the judgment and ends. If it is not in the running state, the process proceeds to step S201. Here, when the traveling state acquisition device 47 is the traveling pressure sensor 23a, the traveling state is determined to be traveling while the pressure value exceeds the value at which the traveling starts, and when not, it is determined to be stopped.

ステップS201では、車体安定度αが予め設定された車体安定度閾値より高く、安定であるならば、ステップS202に進み、そうでなければ地盤安定度の判定を更新せず、ステップS205に進んで地盤安定度判定を出力して終了する。ここで、車体安定度閾値の設定方法は第1の実施例と同じである。 In step S201, if the vehicle body stability α is higher than the preset vehicle body stability threshold value and is stable, the process proceeds to step S202, otherwise the determination of the ground stability is not updated and the process proceeds to step S205. Outputs the ground stability judgment and ends. Here, the method of setting the vehicle body stability threshold value is the same as that of the first embodiment.

ステップS202では、振幅Ampが予め設定された振幅閾値より高く、振動していると判定した場合は、ステップS203に進み、そうでない場合は地盤安定度の判定を更新せず、ステップS205に進んで地盤安定度判定を出力して終了する。ここで、振幅閾値の設定方法は第1の実施例と同じである。 In step S202, if it is determined that the amplitude Amp is higher than the preset amplitude threshold value and the vibration is vibrating, the process proceeds to step S203. If not, the ground stability determination is not updated and the process proceeds to step S205. Outputs the ground stability judgment and ends. Here, the method of setting the amplitude threshold value is the same as that of the first embodiment.

最後に、ステップS203では地盤安定度が低いと判定し、ステップS205に進んで地盤安定度判定を出力して終了する。 Finally, in step S203, it is determined that the ground stability is low, the process proceeds to step S205, the ground stability determination is output, and the process ends.

情報出力装置31は、地盤安定度が低いと判定されている間、つまり、不安定な地盤で作業を継続する間、常に通知を出力する。また、出力するメッセージやアイコンを、油圧ショベル1の移動や下部走行体10の向きの変更を推奨する通知を出力する。
[作用・効果]
本実施例に係る油圧ショベル1は、車体10,11の走行状態を取得する走行状態取得装置47を更に備え、地盤安定度判定部46は、前記走行状態に基づいて車体10,11が走行中か否かを判定し、車体10,11が走行中でない場合にのみ地盤安定度の判定を行い、車体10,11が走行を開始するまで判定結果を保持する。
The information output device 31 always outputs a notification while it is determined that the ground stability is low, that is, while the work is continued on the unstable ground. In addition, the output message or icon is output as a notification recommending the movement of the hydraulic excavator 1 or the change of the direction of the lower traveling body 10.
[Action / Effect]
The hydraulic excavator 1 according to the present embodiment further includes a traveling state acquisition device 47 for acquiring the traveling states of the vehicle bodies 10 and 11, and the ground stability determination unit 46 is traveling the vehicle bodies 10 and 11 based on the traveling state. Whether or not it is determined, the ground stability is determined only when the vehicle bodies 10 and 11 are not traveling, and the determination result is held until the vehicle bodies 10 and 11 start traveling.

以上のように構成した油圧ショベル1によれば、作業中の地盤が不安定な場合に、油圧ショベル1の設置方向の変更や移動を促すことで、操作者が作業を改善することができる。 According to the hydraulic excavator 1 configured as described above, when the ground during work is unstable, the operator can improve the work by encouraging the change or movement of the installation direction of the hydraulic excavator 1.

本発明の第3の実施例に係る油圧ショベル1について、第2の実施例との相違点を中心に説明する。
[システムの構成]
図10は、本実施例に係る油圧ショベル1に搭載された地盤安定度通知システムのブロック図である。
The hydraulic excavator 1 according to the third embodiment of the present invention will be described focusing on the differences from the second embodiment.
[System configuration]
FIG. 10 is a block diagram of the ground stability notification system mounted on the hydraulic excavator 1 according to the present embodiment.

本実施例では、操作者が作業内容を選択することにより要求する地盤安定度を設定することができる、本実施例に係る油圧ショベル1は、許容振幅設定装置48を更に備える。許容振幅設定装置48はコントローラ24に接続されている。許容振幅設定装置48は、操作者が許容振幅を数値入力するための許容振幅入力部49と、許容振幅入力部49の入力値を記憶しコントローラ24に送信する許容振幅記憶部50とを有する。また、地盤安定度判定部46は、予め設定された振幅閾値に代わり、許容振幅記憶部50から入力された許容振幅を用いて地盤安定度を判定する。
[許容振幅設定装置]
許容振幅設定装置48は、図示しないCPU、ROM、RAM、及びフラッシュメモリ等の書換可能な不揮発性の記憶手段等からなるマイクロコンピュータ、並びにROMに格納するコンピュータプログラム及び周辺回路を有し、CPU上でコンピュータプログラムを作動させて演算処理を行うように構成されている。
In the present embodiment, the hydraulic excavator 1 according to the present embodiment, which allows the operator to set the required ground stability by selecting the work content, further includes an allowable amplitude setting device 48. The allowable amplitude setting device 48 is connected to the controller 24. The permissible amplitude setting device 48 includes a permissible amplitude input unit 49 for the operator to input a permissible amplitude numerically, and a permissible amplitude storage unit 50 that stores the input value of the permissible amplitude input unit 49 and transmits it to the controller 24. Further, the ground stability determination unit 46 determines the ground stability using the allowable amplitude input from the allowable amplitude storage unit 50 instead of the preset amplitude threshold value.
[Allowable amplitude setting device]
The permissible amplitude setting device 48 includes a microcomputer composed of a rewritable non-volatile storage means such as a CPU, ROM, RAM, and flash memory (not shown), a computer program stored in the ROM, and peripheral circuits on the CPU. It is configured to run a computer program in and perform arithmetic processing.

図11は許容振幅設定装置48の外観図である。許容振幅設定装置48は、入力および表示を兼ねたGUI(Graphical User Interface)としてのタッチパネル48aを備えている。タッチパネル48a上には、数値入力をするためのキーボード49aと、入力値を確認するための入力値表示部49bとが配置されている。キーボード49aおよび入力値表示部49bは許容振幅入力部49を構成している。
[地盤安定度判定]
本実施例における地盤安定度判定部46が実行するフローは第2の実施例(図9に示す)と同様であるが、ステップS202の振幅閾値として許容振幅設定装置48で設定した許容振幅を用いる点で相違している。
[作用・効果]
本実施例に係る油圧ショベル1は、所定の振幅(振幅閾値)としての許容振幅を設定する許容振幅設定装置48を更に備え、許容振幅設定装置48は、前記許容振幅の数値を入力するための許容振幅入力部49と、許容振幅入力部49に入力された数値を前記許容振幅として記憶する許容振幅記憶部50とを有する。
FIG. 11 is an external view of the allowable amplitude setting device 48. The allowable amplitude setting device 48 includes a touch panel 48a as a GUI (Graphic User Interface) that also serves as an input and a display. On the touch panel 48a, a keyboard 49a for inputting numerical values and an input value display unit 49b for confirming input values are arranged. The keyboard 49a and the input value display unit 49b constitute an allowable amplitude input unit 49.
[Ground stability judgment]
The flow executed by the ground stability determination unit 46 in this embodiment is the same as that in the second embodiment (shown in FIG. 9), but the allowable amplitude set by the allowable amplitude setting device 48 is used as the amplitude threshold value in step S202. It differs in that.
[Action / Effect]
The hydraulic excavator 1 according to the present embodiment further includes an allowable amplitude setting device 48 for setting an allowable amplitude as a predetermined amplitude (amplitude threshold), and the allowable amplitude setting device 48 for inputting a numerical value of the allowable amplitude. It has an allowable amplitude input unit 49 and an allowable amplitude storage unit 50 that stores a numerical value input to the allowable amplitude input unit 49 as the allowable amplitude.

以上のように構成した油圧ショベル1によれば、単純掘削作業と仕上げ面の掘削など、作業内容毎に許容される振幅(許容振幅)が異なることを考慮し、許容振幅を変更できるようにすることで、地盤安定度の誤判定を低減し作業効率を低下させることなく適切な安定度の地盤で作業することができる。 According to the hydraulic excavator 1 configured as described above, the allowable amplitude can be changed in consideration of the difference in the allowable amplitude (allowable amplitude) for each work content such as simple excavation work and excavation of the finished surface. As a result, it is possible to work on the ground with appropriate stability without reducing the erroneous determination of the ground stability and lowering the work efficiency.

本発明の第4の実施例に係る油圧ショベル1について第3の実施例との相違点を中心に説明する。
[システムの構成]
図12は、本実施例に係る油圧ショベル1に搭載された地盤安定度通知システムのブロック図である。
The hydraulic excavator 1 according to the fourth embodiment of the present invention will be described focusing on the differences from the third embodiment.
[System configuration]
FIG. 12 is a block diagram of the ground stability notification system mounted on the hydraulic excavator 1 according to the present embodiment.

許容振幅設定装置48に、操作者が作業内容を選択するための作業内容選択部51と、前記作業内容に従って、予め作業内容に関連付けられて記録されている許容振幅を許容振幅設定部に入力する、許容振幅選択部52とを更に備えるように構成する。
[許容振幅設定装置]
図13は許容振幅設定装置48の外観図である。タッチパネル48a上には、作業内容選択部51の作業内容リストが表示され、リストを選択することで作業内容を選択できるように構成されている。
In the allowable amplitude setting device 48, the work content selection unit 51 for the operator to select the work content and the allowable amplitude recorded in advance associated with the work content according to the work content are input to the allowable amplitude setting unit. , The permissible amplitude selection unit 52 is further provided.
[Allowable amplitude setting device]
FIG. 13 is an external view of the allowable amplitude setting device 48. A work content list of the work content selection unit 51 is displayed on the touch panel 48a, and the work content can be selected by selecting the list.

図12に戻り、作業内容選択部51で選択された作業内容は、許容振幅設定装置48の許容振幅選択部52に送信される。許容振幅選択部52では、予め設定された複数の作業内容とそれら作業内容に関連付けられた許容振幅とを記憶しており、作業内容選択部51で選択された作業内容に関連付けられた許容振幅を検索して出力する。許容振幅記憶部50は、許容振幅選択部52から出力された許容振幅値を許容振幅設定値として記憶する。また、許容振幅記憶部50は、作業内容選択部51で作業内容が選択されず、許容振幅選択部52から許容振幅値が出力されない場合は、許容振幅入力部49で入力された数値を許容振幅設定値として設定する。 Returning to FIG. 12, the work content selected by the work content selection unit 51 is transmitted to the allowable amplitude selection unit 52 of the allowable amplitude setting device 48. The permissible amplitude selection unit 52 stores a plurality of preset work contents and the permissible amplitude associated with those work contents, and stores the permissible amplitude associated with the work contents selected by the work content selection unit 51. Search and output. The permissible amplitude storage unit 50 stores the permissible amplitude value output from the permissible amplitude selection unit 52 as the permissible amplitude setting value. Further, when the work content is not selected by the work content selection unit 51 and the allowable amplitude value is not output from the allowable amplitude selection unit 52, the allowable amplitude storage unit 50 uses the numerical value input by the allowable amplitude input unit 49 as the allowable amplitude. Set as a setting value.

許容振幅は以下の判断基準によって基準値を設定する。 For the allowable amplitude, set the reference value according to the following criteria.

1.作業内容の関連規格において記載された基準値がある場合
2.油圧ショベル1の製造者が決定した各作業内容において使用する機能が使用可能な傾斜角度の基準値がある場合
3.各作業内容において要求される施工精度と油圧ショベル1の寸法情報から算出される傾斜角の基準値がある場合
4.1〜3の明確な基準値がない場合
例えば、図13の作業内容選択部51に表示されているクレーンモードは、関連する規格が存在することから判断基準1に従って、関連規格に定める走行時の傾斜角度1度を元に、許容振幅を1度と定義する。
1. 1. When there is a reference value described in the related standard of work content 2. 2. When there is a reference value of the tilt angle at which the function used in each work content determined by the manufacturer of the hydraulic excavator 1 can be used. When there is a reference value for the inclination angle calculated from the construction accuracy required for each work content and the dimensional information of the hydraulic excavator 1 When there is no clear reference value for 4.1 to 3 For example, the work content selection unit in FIG. Since the crane mode displayed in 51 has a related standard, the allowable amplitude is defined as 1 degree based on the tilt angle of 1 degree during traveling specified in the related standard according to the judgment standard 1.

荷重計測モードでは、荷重計測機能を行う場合に例えば±3度の振動まで許容できる機能を使用するので、判断基準2に従い、許容振幅を3度と定義する。 In the load measurement mode, when the load measurement function is performed, a function that can tolerate vibrations of, for example, ± 3 degrees is used. Therefore, the allowable amplitude is defined as 3 degrees according to the judgment criterion 2.

半自動掘削モード、半自動掘削モード(仕上げ)の場合は、施工精度と機械寸法によって基準値が変わるため、判断基準3の定義に従う。例えば、例えば爪先位置±10cmが要求され、油圧ショベル1のクラスが20tであった場合、爪先の最大到達距離が10mのため、Arctan(10m,10cm)≒0.6度から、許容振幅を0.6度と定義する。 In the case of the semi-automatic excavation mode and the semi-automatic excavation mode (finishing), the reference value changes depending on the construction accuracy and the machine dimensions, so the definition of the judgment standard 3 is followed. For example, when the toe position ± 10 cm is required and the class of the hydraulic excavator 1 is 20 tons, the maximum reach of the toes is 10 m, so the allowable amplitude is 0 from Arctan (10 m, 10 cm) ≈0.6 degrees. Defined as 6 degrees.

通常掘削モードの場合、明確な基準値が存在しないため、判断基準4に従って定義される。判断基準4では、許容振幅選択部52で許容振幅を選択せず、許容振幅入力部49で入力された許容振幅を許容振幅記憶部50に記憶させる。 In the case of the normal excavation mode, since there is no clear reference value, it is defined according to the judgment criterion 4. In the determination criterion 4, the permissible amplitude selection unit 52 does not select the permissible amplitude, and the permissible amplitude storage unit 50 stores the permissible amplitude input by the permissible amplitude input unit 49.

なお、本発明は図13に示した作業内容に限らず、様々な作業内容において上記の判断基準に従って基準値を許容振幅選択部52に予め記憶させ、選択できるようにすることが可能である。
[作用・効果]
本実施例に係る油圧ショベル1は、所定の振幅(振幅閾値)としての許容振幅を設定する許容振幅設定装置48を更に備え、許容振幅設定装置48は、複数の作業内容のいずれかを選択するための作業内容選択部51と、前記複数の作業内容のそれぞれに関連付けられた許容振幅の数値を記憶し、作業内容選択部51で選択された作業内容に関連付けられた許容振幅の数値を選択する許容振幅選択部52とを更に有し、許容振幅選択部52で選択された数値を前記許容振幅として記憶する許容振幅記憶部50とを有する。
The present invention is not limited to the work content shown in FIG. 13, and it is possible to store a reference value in advance in the allowable amplitude selection unit 52 in accordance with the above-mentioned determination criteria in various work contents so that the reference value can be selected.
[Action / Effect]
The hydraulic excavator 1 according to the present embodiment further includes an allowable amplitude setting device 48 for setting an allowable amplitude as a predetermined amplitude (amplitude threshold), and the allowable amplitude setting device 48 selects one of a plurality of work contents. The work content selection unit 51 for the purpose and the numerical value of the allowable amplitude associated with each of the plurality of work contents are stored, and the numerical value of the allowable amplitude associated with the work content selected by the work content selection unit 51 is selected. It further has an allowable amplitude selection unit 52, and also has an allowable amplitude storage unit 50 that stores a numerical value selected by the allowable amplitude selection unit 52 as the allowable amplitude.

以上のように構成した本実施例に係る油圧ショベル1によれば、作業内容に適した安定度を、作業内容から直感的に設定できるようになるため、設定値の入力ミスなどによる、作業内容に対して不適切な安定度を設定することを防止し、施工品質の低下を防ぐことができる。
<その他>
本発明は上記した実施例に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施例の説明に用いた油圧ショベル1は上部旋回体11、ブーム13、アーム14、バケット15を有しているが、作業機械の構成はこれに限らず、例えばバケット15の代わりにリフティングマグネットやグラップルなどを備えた構成の作業機械にも本発明は適用可能である。
According to the hydraulic excavator 1 according to the present embodiment configured as described above, the stability suitable for the work content can be intuitively set from the work content. Therefore, the work content due to an input error of the set value or the like. It is possible to prevent the setting of inappropriate stability and prevent the deterioration of construction quality.
<Others>
The present invention is not limited to the above-described examples, and includes various modifications. For example, the hydraulic excavator 1 used in the description of the above embodiment has an upper swing body 11, a boom 13, an arm 14, and a bucket 15, but the configuration of the work machine is not limited to this, and for example, instead of the bucket 15. The present invention can also be applied to a work machine having a structure including a lifting magnet, a grapple, and the like.

本発明の適用対象は油圧ショベルに限らず、移動式クレーンなど、移動体に対し作業機をとりつけた構成の作業機械に対し適用可能である。 The object of application of the present invention is not limited to a hydraulic excavator, but can be applied to a work machine having a structure in which a work machine is attached to a moving body, such as a mobile crane.

上記では油圧シリンダを駆動する油圧ショベルを例に挙げて説明したが、水圧シリンダや空圧シリンダ等の流体圧シリンダで作業機を駆動する作業機械や、関節を電動モータなどによって駆動する作業機械に適用することも可能である。 In the above, a hydraulic excavator that drives a hydraulic cylinder has been described as an example, but for a work machine that drives a work machine with a fluid pressure cylinder such as a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder, or a work machine that drives a joint with an electric motor or the like. It is also possible to apply.

コントローラ24の各部は、図2のように1台のコンピュータに搭載する必要は無く、相互通信可能な複数のコンピュータに分散してもよい。この場合、コンピュータの設置場所は作業機械上に限定されない。 Each part of the controller 24 does not need to be mounted on one computer as shown in FIG. 2, and may be distributed to a plurality of computers capable of intercommunication. In this case, the installation location of the computer is not limited to the work machine.

姿勢情報取得装置41はIMUを用いたが、シリンダのストロークを検出する測距センサや、関節の相対角を取得するポテンショメータやロータリエンコーダ、角速度や加速度を検出するジャイロセンサ、加速度センサ等、姿勢を検出することが可能なデバイスであればいずれを使用してもよく、これらを組み合わせて使用するように構成されてもよい。 Although the attitude information acquisition device 41 uses an IMU, the attitude can be determined by a distance measuring sensor that detects the stroke of the cylinder, a potentiometer or rotary encoder that acquires the relative angle of the joint, a gyro sensor that detects angular velocity or acceleration, an acceleration sensor, or the like. Any device that can be detected may be used, and these may be configured to be used in combination.

動的重心位置推定部43は姿勢情報取得装置41の出力を用いていれば、他の車体情報取得装置からの情報を用いて動的重心位置70を推定するように構成であってもよい。例えばピン33,34にそれぞれひずみゲージのような、ピン力センサをとりつけ、その外力情報と位置座標を式(1)に代入することにより動的重心位置70を演算するように構成されていてもよい。また、外力としてシリンダ16〜18に圧力センサを取り付け、圧力情報と姿勢情報を用いて外力を演算し、式(1)に代入して動的重心位置70を推定するように構成してもよい。 If the output of the posture information acquisition device 41 is used, the dynamic center of gravity position estimation unit 43 may be configured to estimate the dynamic center of gravity position 70 using information from another vehicle body information acquisition device. For example, even if a pin force sensor such as a strain gauge is attached to each of the pins 33 and 34, and the external force information and the position coordinates are substituted into the equation (1), the dynamic center of gravity position 70 is calculated. Good. Further, a pressure sensor may be attached to the cylinders 16 to 18 as an external force, the external force may be calculated using the pressure information and the attitude information, and the dynamic center of gravity position 70 may be estimated by substituting it into the equation (1). ..

上記実施形態では、走行状態取得装置47は、走行指令の圧力信号を用いたが、操作レバー23が油圧式でなく電気式であれば、走行指令の電気信号を用いるように構成されてもよい。また、走行指令信号を用いず、車体IMU28の加速度を用いて移動中であるか否かを検出して代用してもよい。また、高精度なGPSにより座標が変化したことを用いて走行の有無を判定するように構成してもよい。また、上記の何れかを組み合わせて走行状態を取得するように構成してもよい。 In the above embodiment, the traveling state acquisition device 47 uses the pressure signal of the traveling command, but if the operating lever 23 is an electric type instead of the hydraulic type, the traveling state acquisition device 47 may be configured to use the electric signal of the traveling command. .. Further, instead of using the travel command signal, the acceleration of the vehicle body IMU 28 may be used to detect whether or not the vehicle is moving and substitute it. In addition, it may be configured to determine the presence or absence of traveling by using the change in coordinates by high-precision GPS. Further, any of the above may be combined to acquire the running state.

上記実施形態では許容振幅設定装置48を独立した装置として構成したが、コントローラ24と情報出力装置31に分散して構成されてもよい。また、この時、追加でスイッチやポテンショメータなど、アナログ入力デバイスを入力装置としてコントローラ24に接続し、タッチパネルの代替として入力できるように構成してもよい。 In the above embodiment, the allowable amplitude setting device 48 is configured as an independent device, but the controller 24 and the information output device 31 may be dispersed and configured. Further, at this time, an analog input device such as a switch or a potentiometer may be additionally connected to the controller 24 as an input device so that input can be performed as an alternative to the touch panel.

上記実施例では、操作者が油圧ショベル1上に備わる操作室22に搭乗して、油圧ショベル1の操作を行うことを想定して説明した。然るに、油圧ショベル1の操作は無線等を用いた遠隔操作が行われるケースがある。遠隔操作時には、搭乗時に比べ作業機械の姿勢や地盤の安定度を正確に把握するのが困難であり、また、熟練した操作者でも地盤の安定度を感覚的に把握することが困難である。したがって、遠隔操作時においては、一層優れた効果を奏する。遠隔操作型の作業機械においては、操作者の操作場所付近に情報出力装置31を設け、油圧ショベル1の情報を付加的に与えるように構成してもよい。 In the above embodiment, it is assumed that the operator gets on the operation room 22 provided on the hydraulic excavator 1 and operates the hydraulic excavator 1. However, there are cases where the hydraulic excavator 1 is operated remotely using wireless or the like. At the time of remote control, it is difficult to accurately grasp the posture of the work machine and the stability of the ground as compared with the time of boarding, and it is difficult for even a skilled operator to intuitively grasp the stability of the ground. Therefore, it is more effective at the time of remote control. In the remote-controlled work machine, an information output device 31 may be provided near the operation location of the operator so as to additionally provide information on the hydraulic excavator 1.

1…油圧ショベル(作業機械)、10…下部走行体(車体)、11…上部旋回体(車体)、12…作業フロント(作業機)、13…ブーム、14…アーム、15…バケット、16…ブームシリンダ、17…アームシリンダ、18…バケットシリンダ、19,20…リンク、21…旋回モータ、22…操作室、23…操作レバー、23a…走行圧センサ、24…コントローラ、25…ブームIMU、26…アームIMU、27…バケットIMU、28…車体IMU、31…情報出力装置、31a…モニタ表示部、31b…発光部、32…地表面、33,34…ピン、41…姿勢情報取得装置、42…支持範囲演算部、43…動的重心位置推定部、44…車体安定度演算部、45…振幅推定部、46…地盤安定度判定部、47…走行状態取得装置、48…許容振幅設定装置、48a…タッチパネル、49…許容振幅入力部、49a…キーボード、49b…入力値表示部、50…許容振幅記憶部、51…作業内容選択部、52…許容振幅選択部、60…地盤安定度判定出力部、70…動的重心位置。 1 ... hydraulic excavator (working machine), 10 ... lower traveling body (body), 11 ... upper turning body (body), 12 ... work front (working machine), 13 ... boom, 14 ... arm, 15 ... bucket, 16 ... Boom cylinder, 17 ... arm cylinder, 18 ... bucket cylinder, 19, 20 ... link, 21 ... swivel motor, 22 ... operation room, 23 ... operation lever, 23a ... running pressure sensor, 24 ... controller, 25 ... boom IMU, 26 ... Arm IMU, 27 ... Bucket IMU, 28 ... Body IMU, 31 ... Information output device, 31a ... Monitor display unit, 31b ... Light emitting unit, 32 ... Ground surface, 33, 34 ... Pins, 41 ... Attitude information acquisition device, 42 ... Support range calculation unit, 43 ... Dynamic center of gravity position estimation unit, 44 ... Body stability calculation unit, 45 ... Vibration estimation unit, 46 ... Ground stability determination unit, 47 ... Running state acquisition device, 48 ... Allowable amplitude setting unit , 48a ... Touch panel, 49 ... Allowable amplitude input unit, 49a ... Keyboard, 49b ... Input value display unit, 50 ... Allowable amplitude storage unit, 51 ... Work content selection unit, 52 ... Allowable amplitude selection unit, 60 ... Ground stability determination Output unit, 70 ... Dynamic center of gravity position.

Claims (5)

車体と、
前記車体に取り付けられた作業機と、
前記車体および前記作業機の姿勢情報を取得する姿勢情報取得装置と、
情報出力装置と、
前記情報出力装置を制御するコントローラとを備えた作業機械において、
前記コントローラは、
前記姿勢情報に基づいて前記作業機械の動的重心位置を推定する動的重心位置推定部と、
前記車体の寸法情報に基づいて前記車体の接地点で構成される支持範囲図形を演算する支持範囲演算部と、
前記動的重心位置と前記支持範囲図形を構成する辺との距離に応じて前記作業機械の車体安定度を演算する車体安定度演算部と、
前記車体の姿勢情報に基づいて前記車体の振幅を推定する振幅推定部と、
前記車体安定度が所定の安定度よりも高くかつ前記振幅が所定の振幅よりも大きい場合に前記車体が接地している地盤の安定度である地盤安定度が低いと判定し、前記車体安定度が前記所定の安定度よりも高くかつ前記振幅が前記所定の振幅以下の場合は前記地盤安定度が高いと判定し、判定結果を前記情報出力装置に出力する地盤安定度判定部とを有する
ことを特徴とする作業機械。
With the car body
The work machine attached to the car body and
A posture information acquisition device that acquires posture information of the vehicle body and the work machine, and
Information output device and
In a work machine equipped with a controller for controlling the information output device,
The controller
A dynamic center of gravity position estimation unit that estimates the dynamic center of gravity position of the work machine based on the posture information,
A support range calculation unit that calculates a support range figure composed of ground points of the vehicle body based on the dimensional information of the vehicle body, and a support range calculation unit.
A vehicle body stability calculation unit that calculates the vehicle body stability of the work machine according to the distance between the dynamic center of gravity position and the side forming the support range figure.
An amplitude estimation unit that estimates the amplitude of the vehicle body based on the posture information of the vehicle body,
When the vehicle body stability is higher than the predetermined stability and the amplitude is larger than the predetermined amplitude, it is determined that the ground stability, which is the stability of the ground on which the vehicle body is in contact with the ground, is low, and the vehicle body stability is determined. When the amplitude is higher than the predetermined stability and the amplitude is equal to or less than the predetermined amplitude, it is determined that the ground stability is high, and the ground stability determination unit for outputting the determination result to the information output device is provided. A work machine characterized by.
請求項1に記載の作業機械において、
前記車体の走行状態を取得する走行状態取得装置を更に備え、
前記地盤安定度判定部は、前記走行状態に基づいて前記車体が走行中か否かを判定し、前記車体が走行中でない場合にのみ前記地盤安定度の判定を行い、前記車体が走行を開始するまで判定結果を保持する
ことを特徴とする作業機械。
In the work machine according to claim 1,
Further equipped with a running state acquisition device for acquiring the running state of the vehicle body,
The ground stability determination unit determines whether or not the vehicle body is traveling based on the traveling state, determines the ground stability only when the vehicle body is not traveling, and the vehicle body starts traveling. A work machine characterized in holding the judgment result until it is done.
請求項1に記載の作業機械において、
前記所定の振幅としての許容振幅を設定する許容振幅設定装置を更に備えた
ことを特徴とする作業機械。
In the work machine according to claim 1,
A work machine further provided with an allowable amplitude setting device for setting the allowable amplitude as the predetermined amplitude.
請求項3に記載の作業機械において、
前記許容振幅設定装置は、
前記許容振幅の数値を入力するための許容振幅入力部と、
前記許容振幅入力部に入力された数値を前記許容振幅として記憶する許容振幅記憶部とを有する
ことを特徴とする作業機械。
In the work machine according to claim 3,
The allowable amplitude setting device is
An allowable amplitude input unit for inputting a numerical value of the allowable amplitude, and
A work machine having a permissible amplitude storage unit that stores a numerical value input to the permissible amplitude input unit as the permissible amplitude.
請求項3に記載の作業機械において、
前記許容振幅設定装置は、
複数の作業内容のいずれかを選択するための作業内容選択部と、
前記複数の作業内容のそれぞれに関連付けられた許容振幅の数値を記憶し、前記作業内容選択部で選択された作業内容に関連付けられた許容振幅の数値を選択する許容振幅選択部とを更に有し、
前記許容振幅選択部で選択された数値を前記許容振幅として記憶する許容振幅記憶部とを有する
ことを特徴とする作業機械。
In the work machine according to claim 3,
The allowable amplitude setting device is
A work content selection unit for selecting one of multiple work contents,
It further has an allowable amplitude selection unit that stores a numerical value of the allowable amplitude associated with each of the plurality of work contents and selects a numerical value of the allowable amplitude associated with the work content selected by the work content selection unit. ,
A work machine having a permissible amplitude storage unit that stores a numerical value selected by the permissible amplitude selection unit as the permissible amplitude.
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