JP6915007B2 - Wheel loader - Google Patents
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Description
本発明は、ホイールローダに関する。 The present invention relates to a wheel loader.
自走式作業車両のホイールローダは、車両を走行させるための走行装置と、掘削などの各種の作業を行うための作業機とを備えている。走行装置と作業機とは、エンジンからの駆動力によって駆動される。 The wheel loader of a self-propelled work vehicle is provided with a traveling device for traveling the vehicle and a working machine for performing various operations such as excavation. The traveling device and the working machine are driven by a driving force from the engine.
このようなホイールローダは、一般的に走行と積込等の作業を同時に行う場合が多い。たとえば、掘削作業においては、車両を前進させることにより作業機を土砂の山に押し込むと共に、作業機を上昇させる。 In general, such a wheel loader often performs operations such as running and loading at the same time. For example, in excavation work, the work machine is pushed into a pile of earth and sand by moving the vehicle forward, and the work machine is raised.
これにより、土砂が作業機上に掬い取られる。そのため、エンジンの出力を走行装置と作業機とにバランス良く配分することが重要である。 As a result, the earth and sand are scooped up on the work machine. Therefore, it is important to distribute the engine output to the traveling device and the working machine in a well-balanced manner.
しかし、このバランスをうまくとれるように車両の操作を行うには、熟練が必要である。 However, skill is required to operate the vehicle so that this balance can be achieved well.
例えば、不慣れなオペレータが、掘削時にアクセルを踏みすぎて作業機を土砂に押し込み過ぎると、車両が前進できずに停止した状態となる。この状態では、車両を走行させる駆動力が大きすぎるため、作業機を上昇させる駆動力が小さくなる。このため、作業機操作部材を最大に操作しても、作業機が上昇できない。また、このような状態では、油圧ポンプを保護するために、作業機に油圧ポンプからの作動油を供給するための油圧回路がリリーフ状態となる。このように車両が動かなくなってしまったストール状態では、エンジンの出力が高い状態が続いてしまうため、燃費(燃料消費量)が増大してしまう。 For example, if an unfamiliar operator steps on the accelerator too much during excavation and pushes the work machine into the earth and sand too much, the vehicle cannot move forward and stops. In this state, the driving force for driving the vehicle is too large, so that the driving force for raising the work equipment becomes small. Therefore, even if the working machine operating member is operated to the maximum, the working machine cannot be raised. Further, in such a state, in order to protect the hydraulic pump, the hydraulic circuit for supplying the hydraulic oil from the hydraulic pump to the working machine is in the relief state. In such a stall state in which the vehicle has stopped moving, the engine output continues to be high, so that fuel consumption (fuel consumption) increases.
この点で、オペレータによらずに例えば土石等の掘削対象物に向けて車体を自動走行させ、この走行動作によってバケットを掘削対象物に突っ込ませた後にバケットおよびアームを作動させて掘削動作を行う自動運転式のホイールローダも提案されている(特許文献1および2)。
At this point, the vehicle body is automatically driven toward an excavation object such as earth and stone regardless of the operator, and the bucket is thrust into the excavation object by this traveling operation, and then the bucket and the arm are operated to perform the excavation operation. Self-driving wheel loaders have also been proposed (
一方で、ホイールローダを効率的に動作させるためには、掘削対象物に応じた掘削姿勢による掘削動作が重要である。この点については上記文献には何ら示されていない。 On the other hand, in order to operate the wheel loader efficiently, it is important to perform the excavation operation according to the excavation posture according to the excavation object. Nothing is shown in the above literature on this point.
本発明は、上記の課題を解決するためのものであって、掘削対象物に応じた掘削姿勢による効率的な掘削動作が可能なホイールローダを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a wheel loader capable of efficient excavation operation in an excavation posture according to an excavation object.
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other challenges and novel features will become apparent from the description and accompanying drawings herein.
ある局面に従うホイールローダは、作業機と、取得部と、制御部とを備える。作業機は、バケットを含む。取得部は、掘削対象物の土質に関する土質情報を取得する。制御部は、取得部で取得した土質情報に基づき作業機のバケットによる掘削対象物に対する掘削動作を制御する。 A wheel loader according to a certain aspect includes a working machine, an acquisition unit, and a control unit. The work equipment includes a bucket. The acquisition department acquires soil quality information regarding the soil quality of the excavated object. The control unit controls the excavation operation of the excavation target by the bucket of the work machine based on the soil information acquired by the acquisition unit.
本発明によれば、制御部は、掘削対象物の土質情報に基づき掘削動作を制御するため掘削対象物に応じた掘削姿勢による効率的な掘削動作が可能である。 According to the present invention, since the control unit controls the excavation operation based on the soil quality information of the excavation object, the efficient excavation operation can be performed by the excavation posture according to the excavation object.
好ましくは、取得部は、掘削対象物に含まれる水分量を示す水分情報を取得する。制御部は、取得した水分情報に基づき掘削対象物に対する掘削動作を制御する。 Preferably, the acquisition unit acquires moisture information indicating the amount of moisture contained in the excavated object. The control unit controls the excavation operation for the excavation object based on the acquired moisture information.
上記によれば、制御部は、掘削対象物の水分情報に基づき掘削動作を制御するため掘削対象物に応じた掘削姿勢による効率的な掘削動作が可能である。 According to the above, since the control unit controls the excavation operation based on the moisture information of the excavation object, the efficient excavation operation can be performed by the excavation posture according to the excavation object.
好ましくは、取得部は、掘削対象物の土の粒度を示す粒度情報を取得する。制御部は、取得した粒度情報に基づき掘削対象物に対する掘削動作を制御する。 Preferably, the acquisition unit acquires particle size information indicating the particle size of the soil of the excavation object. The control unit controls the excavation operation for the excavation target based on the acquired particle size information.
上記によれば、制御部は、掘削対象物の粒度情報に基づき掘削動作を制御するため掘削対象物に応じた掘削姿勢による効率的な掘削動作が可能である。 According to the above, since the control unit controls the excavation operation based on the particle size information of the excavation object, the efficient excavation operation can be performed by the excavation posture according to the excavation object.
好ましくは、ホイールローダは、表示部をさらに備える。制御部は、取得部で取得した土質情報に基づき作業機のバケットによる掘削対象物に対する掘削動作の操作ガイダンスを表示部に表示する。 Preferably, the wheel loader further comprises a display. Based on the soil information acquired by the acquisition unit, the control unit displays the operation guidance of the excavation operation for the excavation target by the bucket of the work machine on the display unit.
上記によれば、制御部は、掘削対象物の土質情報に基づき掘削動作の操作ガイダンスを表示部に表示する。これにより掘削対象物に応じた掘削姿勢による効率的な掘削動作が可能である。 According to the above, the control unit displays the operation guidance of the excavation operation on the display unit based on the soil quality information of the excavation object. This enables efficient excavation operation according to the excavation posture according to the excavation target.
好ましくは、取得部は、バケットの形態に関する形態情報をさらに取得する。制御部は、取得部で取得した土質情報および形態情報に基づき作業機のバケットによる掘削動作を制御する。 Preferably, the acquisition unit further acquires morphological information regarding the morphology of the bucket. The control unit controls the excavation operation by the bucket of the work machine based on the soil quality information and the morphological information acquired by the acquisition unit.
上記によれば、制御部は、バケットの形態に関する形態情報および土質情報に基づき掘削動作を制御するため掘削対象物に応じた掘削姿勢による効率的な掘削動作が可能である。 According to the above, since the control unit controls the excavation operation based on the morphological information and the soil information regarding the form of the bucket, the efficient excavation operation can be performed by the excavation posture according to the excavation target.
好ましくは、ホイールローダは、バケットの外形データを取得するセンサをさらに備える。取得部は、センサからの外形データに基づいてバケットの形態に関する形態情報を取得する。 Preferably, the wheel loader further comprises a sensor that acquires the outer shape data of the bucket. The acquisition unit acquires morphological information regarding the morphology of the bucket based on the external shape data from the sensor.
上記によれば、制御部は、センサによりバケットの外形データを取得するため簡易に外形データを取得することが可能である。 According to the above, since the control unit acquires the outer shape data of the bucket by the sensor, the outer shape data can be easily acquired.
好ましくは、ホイールローダは、負荷算出部をさらに備える。負荷算出部は、掘削対象物に対するバケットの掘削負荷を算出する。制御部は、取得部で取得した土質情報および負荷算出部の算出結果に基づいて作業機のバケットによる掘削対象物に対する掘削動作を制御する。 Preferably, the wheel loader further includes a load calculation unit. The load calculation unit calculates the excavation load of the bucket with respect to the excavation target. The control unit controls the excavation operation of the excavation target by the bucket of the work machine based on the soil information acquired by the acquisition unit and the calculation result of the load calculation unit.
上記によれば、土質情報および算出された掘削負荷に基づいて掘削動作を制御するため掘削対象物に応じた掘削姿勢による効率的な掘削動作が可能である。 According to the above, since the excavation operation is controlled based on the soil quality information and the calculated excavation load, the efficient excavation operation can be performed by the excavation posture according to the excavation target.
好ましくは、負荷算出部は、バケットの取付ピンの歪み量あるいは作業機のシリンダの圧力に基づいて掘削負荷を算出する。 Preferably, the load calculation unit calculates the excavation load based on the strain amount of the mounting pin of the bucket or the pressure of the cylinder of the working machine.
上記によれば、負荷算出部は、バケットの取付ピンの歪み量あるいはシリンダ圧力に基づいて掘削負荷を算出するため簡易に掘削負荷を算出することが可能である。 According to the above, the load calculation unit calculates the excavation load based on the strain amount of the mounting pin of the bucket or the cylinder pressure, so that the excavation load can be easily calculated.
別の局面に従うホイールローダは、作業機と、取得部と、制御部とを備える。作業機は、バケットを含む。取得部は、バケットの形態に関する形態情報を取得する。制御部は、取得部で取得した形態情報に基づき作業機のバケットによる掘削対象物に対する掘削動作を制御する。 A wheel loader according to another aspect includes a working machine, an acquisition unit, and a control unit. The work equipment includes a bucket. The acquisition unit acquires morphological information regarding the morphology of the bucket. The control unit controls the excavation operation of the excavation target by the bucket of the work machine based on the form information acquired by the acquisition unit.
本発明によれば、制御部は、バケットの形態に関する形態情報に基づき掘削動作を制御するためバケットの形態に応じた掘削姿勢による効率的な掘削動作が可能である。 According to the present invention, since the control unit controls the excavation operation based on the form information regarding the form of the bucket, the efficient excavation operation can be performed by the excavation posture according to the form of the bucket.
さらに別の局面に従うホイールローダは、作業機と、負荷算出部と、制御部とを備える。作業機は、バケットを含む。負荷算出部は、掘削対象物に対するバケットの掘削負荷を算出する。制御部は、負荷算出部の算出結果に基づいて作業機のバケットによる掘削対象物に対する掘削動作を制御する。 A wheel loader according to yet another aspect includes a work machine, a load calculation unit, and a control unit. The work equipment includes a bucket. The load calculation unit calculates the excavation load of the bucket with respect to the excavation target. The control unit controls the excavation operation of the excavation target by the bucket of the work machine based on the calculation result of the load calculation unit.
本発明によれば、制御部は、掘削対象物に対するバケットの掘削負荷に基づき掘削動作を制御するため掘削対象物に対するバケットの掘削負荷に応じた掘削姿勢による効率的な掘削動作が可能である。 According to the present invention, since the control unit controls the excavation operation based on the excavation load of the bucket for the excavation object, the efficient excavation operation can be performed by the excavation posture according to the excavation load of the bucket for the excavation object.
本発明のホイールローダは、掘削対象物に応じた掘削姿勢による効率的な掘削動作が可能である。 The wheel loader of the present invention is capable of efficient excavation operation in an excavation posture according to an object to be excavated.
以下、実施形態について図に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
以下、ホイールローダについて、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the wheel loader will be described with reference to the drawings.
以下の説明において、「上」「下」「前」「後」「左」「右」とは、運転席に着座したオペレータを基準とする用語である。 In the following description, "upper", "lower", "front", "rear", "left", and "right" are terms based on the operator seated in the driver's seat.
(実施形態1)
<全体構成>
図1は、実施形態1に基づくホイールローダ1の外観図である。
(Embodiment 1)
<Overall configuration>
FIG. 1 is an external view of the
図2は、実施形態1に基づくホイールローダ1の構成を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of the
図1および図2に示されるように、ホイールローダ1は、車輪4a,4bが回転駆動されることにより自走可能であると共に作業機3を用いて所望の作業を行うことができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ホイールローダ1は、車体フレーム2、作業機3、車輪4a,4b、運転室5を備えている。
The
車体フレーム2は、前車体部2aと後車体部2bとを有している。前車体部2aと後車体部2bとは互いに左右方向に揺動可能に連結されている。
The vehicle body frame 2 has a front
前車体部2aと後車体部2bとに渡って一対のステアリングシリンダ11a,11bが設けられている。ステアリングシリンダ11a,11bは、ステアリングポンプ12(図2参照)からの作動油によって駆動される油圧シリンダである。ステアリングシリンダ11a,11bが伸縮することによって、前車体部2aが後車体部2bに対して揺動する。これにより、車両の進行方向が変更される。
A pair of
なお、図1及び図2では、ステアリングシリンダ11a,11bの一方のみを図示しており他方を省略している。
Note that in FIGS. 1 and 2, only one of the
前車体部2aには、作業機3および一対の前輪4aが取り付けられている。作業機3は、作業機ポンプ13(図2参照)からの作動油によって駆動される。作業機3は、ブーム6と、一対のリフトシリンダ14a,14bと、バケット7と、ベルクランク9と、バケットシリンダ15とを有する。
A
ブーム6は、前車体部2aに回転可能に支持されている。リフトシリンダ14a,14bの一端は前車体部2aに取り付けられている。リフトシリンダ14a,14bの他端は、ブーム6に取り付けられている。リフトシリンダ14a,14bが作業機ポンプ13からの作動油によって伸縮することによって、ブーム6が上下に揺動する。
The
なお、図1及び図2では、リフトシリンダ14a,14bのうちの一方のみを図示しており、他方は省略している。
Note that in FIGS. 1 and 2, only one of the
バケット7は、ブーム6の先端に回転可能に支持されている。バケットシリンダ15の一端は前車体部2aに取り付けられている。バケットシリンダ15の他端はベルクランク9を介してバケット7に取り付けられている。バケットシリンダ15が、作業機ポンプ13からの作動油によって伸縮することによって、バケット7が上下に揺動する。
The
後車体部2bには、運転室5及び一対の後輪4bが取り付けられている。運転室5は、車体フレーム2の上部に載置されており、オペレータが着座するシートや、後述する操作部8などが内装されている。
A driver's
また、図2に示すように、ホイールローダ1は、駆動源としてのエンジン21、走行装置22、作業機ポンプ13、ステアリングポンプ12、操作部8、制御部10などを備えている。
Further, as shown in FIG. 2, the
エンジン21は、ディーゼルエンジンであり、シリンダ内に噴射する燃料量を調整することによりエンジン21の出力が制御される。この調整は、エンジン21の燃料噴射ポンプ24に付設された電子ガバナ25が制御部10によって制御されることで行われる。ガバナ25としては、一般的にオールスピード制御方式のガバナが用いられ、エンジン回転数が、後述するアクセル操作量に応じた目標回転数となるように、負荷に応じてエンジン回転数と燃料噴射量とを調整する。すなわち、ガバナ25は目標回転数と実際のエンジン回転数との偏差がなくなるように燃料噴射量を増減する。エンジン回転数は、エンジン回転数センサ91によって検出される。エンジン回転数センサ91の検出信号は、制御部10に入力される。
The
走行装置22は、エンジン21からの駆動力により車両を走行させる装置である。走行装置22は、トルクコンバータ装置23、トランスミッション26、及び上述した前輪4a及び後輪4bなどを有する。
The traveling
トルクコンバータ装置23は、ロックアップクラッチ27とトルクコンバータ28を有している。ロックアップクラッチ27は、連結状態と非連結状態とに切換可能である。ロックアップクラッチ27が非連結状態である場合には、トルクコンバータ28が、オイルを媒体としてエンジン21からの駆動力を伝達する。ロックアップクラッチ27が連結状態である場合には、トルクコンバータ28の入力側と出力側とが直結される。ロックアップクラッチ27は、油圧作動式のクラッチであり、ロックアップクラッチ27への作動油の供給がクラッチ制御弁31を介して制御部10によって制御されることにより、連結状態と非連結状態とが切り換えられる。
The
トランスミッション26は、前進走行段に対応する前進クラッチCFと、後進走行段に対応する後進クラッチCRとを有している。各クラッチCF,CRの連結状態・非連結状態が切り換えられることによって、車両の前進と後進とが切り換えられる。クラッチCF,CRが共に非連結状態のときは、車両は中立状態となる。また、トランスミッション26は、複数の速度段に対応した複数の速度段クラッチC1−C4を有しており、減速比を複数段階に切り換えることができる。例えば、このトランスミッション26では、4つの速度段クラッチC1−C4が設けられており、速度段を第1速から第4速までの4段階に切る換えることができる。各速度段クラッチC1−C4は、油圧作動式の油圧クラッチである。図示しない油圧ポンプからクラッチ制御弁31を介してクラッチC1−C4へ作動油が供給される。クラッチ制御弁31が制御部10によって制御されて、クラッチC1−C4への作動油の供給が制御されることにより、各クラッチC1−C4の連結状態及び非連結状態が切り換えられる。
The
トランスミッション26の出力軸には、トランスミッション26の出力軸の回転数を検出するT/M出力回転数センサ92が設けられている。T/M出力回転数センサ92からの検出信号は、制御部10に入力される。制御部10は、T/M出力回転数センサ92の検出信号に基づいて車速を算出する。従って、T/M出力回転数センサ92は車速を検出する車速検出部として機能する。なお、トランスミッション26の出力軸ではなく他の部分の回転速度を検出するセンサが車速センサとして用いられてもよい。トランスミッション26から出力された駆動力は、シャフト32などを介して車輪4a,4bに伝達される。これにより、車両が走行する。トランスミッション26の入力軸の回転数は、T/M入力回転数センサ93によって検出される。T/M入力回転数センサ93からの検出信号は、制御部10に入力される。
The output shaft of the
エンジン21の駆動力の一部は、PTO軸33を介して作業機ポンプ13及びステアリングポンプ12に伝達される。作業機ポンプ13及びステアリングポンプ12は、エンジン21からの駆動力によって駆動される油圧ポンプである。作業機ポンプ13から吐出された作動油は、作業機制御弁34を介してリフトシリンダ14a,14b及びバケットシリンダ15に供給される。また、ステアリングポンプ12から吐出された作動油は、ステアリング制御弁35を介してステアリングシリンダ11a,11bに供給される。このように、作業機3は、エンジン21からの駆動力の一部によって駆動される。
A part of the driving force of the
作業機ポンプ13から吐出された作動油の圧力は、第1油圧センサ94によって検出される。リフトシリンダ14a,14bに供給される作動油の圧力は、第2油圧センサ95によって検出される。具体的には、第2油圧センサ95は、リフトシリンダ14a,14bを伸長させるときに作動油が供給されるシリンダボトム室の油圧を検出する。バケットシリンダ15に供給される作動油の圧力は、第3油圧センサ96によって検出される。具体的には、第3油圧センサ96は、バケットシリンダ15を伸長させるときに作動油が供給されるシリンダボトム室の油圧を検出する。ステアリングポンプ12から吐出された作動油の圧力は、第4油圧センサ97によって検出される。第1〜第4油圧センサ94−97からの検出信号は、制御部10に入力される。
The pressure of the hydraulic oil discharged from the
操作部8は、オペレータによって操作される。操作部8は、アクセル操作部材81a、アクセル操作検出装置81b、ステアリング操作部材82a、ステアリング操作検出装置82b、ブーム操作部材83a、ブーム操作検出装置83b、バケット操作部材84a、バケット操作検出装置84b、変速操作部材85a、変速操作検出装置85b、FR操作部材86a、及び、FR操作検出装置86bなどを有する。
The
アクセル操作部材81aは、例えばアクセルペダルであり、エンジン21の目標回転数を設定するために操作される。アクセル操作検出装置81bは、アクセル操作部材81aの操作量を検出する。アクセル操作検出装置81bは、検出信号を制御部10へ出力する。
The
ステアリング操作部材82aは、例えばステアリングハンドルであり、車両の進行方向を操作するために操作される。ステアリング操作検出装置82bは、ステアリング操作部材82aの位置を検出し、検出信号を制御部10に出力する。制御部10は、ステアリング操作検出装置82bからの検出信号に基づいてステアリング制御弁35を制御する。これにより、ステアリングシリンダ11a,11bが伸縮して、車両の進行方向が変更される。
The
ブーム操作部材83a及びバケット操作部材84aは、例えば操作レバーであり、作業機3を動作させるために操作される。具体的には、ブーム操作部材83aは、ブーム6を動作させるために操作される。バケット操作部材84aは、バケット7を動作させるために操作される。ブーム操作検出装置83bは、ブーム操作部材83aの位置を検出する。バケット操作検出装置84bは、バケット操作部材84aの位置を検出する。ブーム操作検出装置83b及びバケット操作検出装置84bは、検出信号を制御部10に出力する。制御部10は、ブーム操作検出装置83b及びバケット操作検出装置84bからの検出信号に基づいて作業機制御弁34を制御する。これにより、リフトシリンダ14a,14b及びバケットシリンダ15が伸縮して、ブーム6及びバケット7が動作する。また、作業機3にはブーム角を検出するブーム角検出装置98が設けられている。ブーム角は、前車体部2aとブーム6との回転支持中心と、ブーム6とバケット7との回転支持中心とを結ぶ線と、前後の車輪4a,4bの軸中心を結ぶ線とに挟まれた角度をいう。ブーム角検出装置98は、検出信号を制御部10に出力する。制御部10は、ブーム角検出装置98が検出したブーム角に基づいて、バケット7の高さ位置を算出する。このため、ブーム角検出装置98はバケット7の高さを検出する高さ位置検出部として機能する。
The
変速操作部材85aは、例えばシフトレバーである。変速操作部材85aは、自動変速モードが選択されているときには、速度段の上限を設定するために操作される。例えば、変速操作部材85aが第3速に設定されている場合には、トランスミッション26は、第2速から第3速までの間で切り換えられ、第4速には切り換えられない。また、手動変速モードが選択されているときには、トランスミッション26は変速操作部材85aによって設定された速度段に切り換えられる。変速操作検出装置85bは、変速操作部材85aの位置を検出する。変速操作検出装置85bは、検出信号を制御部10に出力する。制御部10は、変速操作検出装置85bからの検出信号に基づいて、トランスミッション26の変速を制御する。なお、自動変速モードと手動変速モードとは図示しない変速モード切換部材によってオペレータによって切り換えられる。
The speed
FR操作部材86aは、車両の前進と後進とを切り換えるために操作される。FR操作部材86aは、前進、中立、及び後進の各位置に切り換えられることができる。FR操作検出装置86bは、FR操作部材86aの位置を検出する。FR操作検出装置86bは、検出信号を制御部10に出力する。制御部10は、FR操作検出装置86bからの検出信号に基づいてクラッチ制御弁31を制御する。これにより、前進クラッチCF及び後進クラッチCRが制御され、車両の前進と後進と中立状態とが切り換えられる。
The
制御部10は、一般的にCPU(Central Processing Unit)により各種のプログラムを読み込むことにより実現される。
The
制御部10は、メモリ60と接続され、当該メモリ60は、ワークメモリとして機能するとともに、ホイールローダの機能を実現するための各種のプログラムを格納する。
The
制御部10は、アクセル操作量に応じた目標回転数が得られるように、エンジン指令信号をガバナ25に送る。
The
制御部10は、カメラ40が接続され、カメラ40で撮像した画像データの入力を受け付ける。カメラ40は、ホイールローダ1の運転室5のルーフ側に設けられる。
The
制御部10は、表示器50とも接続される。表示器50は、後述するがオペレータに操作ガイダンスを表示することが可能である。また、表示器50には、タッチパネル等の入力装置が設けられ、当該タッチパネルを操作することにより制御部10に対してコマンドを指示することが可能である。
The
<掘削パターン例>
本実施形態1のホイールローダは、一例として土砂等の掘削対象物に応じた掘削姿勢による掘削動作を実行する。
<Example of excavation pattern>
As an example, the wheel loader of the first embodiment executes an excavation operation in an excavation posture according to an object to be excavated such as earth and sand.
図3は、実施形態1に基づく作業機の掘削動作を説明する図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating an excavation operation of a working machine based on the first embodiment.
図3(A)に示されるように、一例として、作業機3の掘削姿勢として掘削対象物Pに対してバケット7がバケット軌跡L1に従って掘削動作を実行する場合が示されている。
As shown in FIG. 3A, as an example, a case where the
具体的には、バケット7の刃先が掘削対象物Pに浅く食い込んだ後にバケット7を上昇させる掘削動作が示されている(浅掘り掘削パターンとも称する)。
Specifically, an excavation operation in which the cutting edge of the
図3(B)に示されるように、一例として、作業機3の掘削姿勢として掘削対象物Pに対してバケット7がバケット軌跡L2に従って掘削動作を実行する場合が示されている。
As shown in FIG. 3B, as an example, a case where the
具体的には、バケット7の刃先が掘削対象物Pに深く食い込んだ後にバケット7を上昇させる掘削動作が示されている(深掘り掘削パターンとも称する)。
Specifically, an excavation operation in which the cutting edge of the
<土質例>
図4は、実施形態1に基づく土質が異なる掘削対象物の例を説明する図である。
<Soil example>
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an excavation object having a different soil quality based on the first embodiment.
図4に示されるように、ここでは土質として土の粒径が異なる2種類の掘削対象物P1,P2の土質が示されている。 As shown in FIG. 4, here, as the soil quality, the soil quality of two types of excavation objects P1 and P2 having different soil particle sizes is shown.
一般的に掘削対象物が積み上げられた(堆積した)際の安息角を計測することにより土質の粒径を推定することが可能である。具体的には、粒径が小さいほど安息角は小さくなり、粒径が大きいほど安息角は大きくなる。 Generally, it is possible to estimate the grain size of soil by measuring the angle of repose when the excavated objects are piled up (accumulated). Specifically, the smaller the particle size, the smaller the angle of repose, and the larger the particle size, the larger the angle of repose.
本例においては、一例として掘削対象物P1の安息角αと、掘削対象物P2の安息角βが示されており、掘削対象物P1の安息角αの方が掘削対象物P2の安息角βよりも大きい場合が示されている。 In this example, the angle of repose α of the excavation object P1 and the angle of repose β of the excavation object P2 are shown as an example, and the angle of repose α of the excavation object P1 is the angle of repose β of the excavation object P2. Greater than is shown.
したがって、例えば、安息角を測定することにより土質情報として掘削対象物P1の粒径の方が掘削対象物P2の粒径よりも大きいと判定することが可能である。 Therefore, for example, by measuring the angle of repose, it is possible to determine that the particle size of the excavation object P1 is larger than the particle size of the excavation object P2 as soil information.
例えば、掘削対象物P1は粒径が大きい小石状の土質であり、掘削対象物P2は粒径が小さい砂状の土質であると判定することが可能である。 For example, it can be determined that the excavation object P1 is a pebble-like soil having a large particle size, and the excavation object P2 is a sand-like soil having a small particle size.
本実施形態においては、掘削対象物の土質情報に基づいて掘削動作を制御する。具体的には、掘削対象物の土質が小石状の場合には深掘り掘削パターンではなく、浅掘り掘削パターンの方が効率的な掘削動作が可能である。粒径が大きいほど貫入抵抗が大きいためバケット7を貫入する際に粒径が小さい場合と比べて車両を走行させる駆動力が必要となるとともに、作業機を上昇させる駆動力(リフト力)も十分に必要となるからである。また、粒径が大きい掘削対象物の場合には安息角が大きくなるため、深く貫入しない浅掘り掘削パターンであっても粒径が小さい掘削対象物の場合と比べてバケット7に流れ込む量は大きくなるからである。
In the present embodiment, the excavation operation is controlled based on the soil quality information of the excavation target. Specifically, when the soil quality of the excavation object is pebble-like, the shallow excavation pattern is more efficient than the deep excavation pattern. The larger the particle size, the greater the penetration resistance. Therefore, when penetrating the
逆に、掘削対象物の土質が砂状の場合には浅掘り掘削パターンではなく、深掘り掘削パターンの方が効率的な掘削動作が可能である。粒径が小さいほど貫入抵抗は小さくなるためバケット7を貫入する際に粒径が大きい場合と比べて車両を走行させる駆動力を低減することができるとともに、作業機を上昇させる駆動力(リフト力)も低減することが可能である。また、粒径が小さい掘削対象物の場合には安息角が小さくなるため、バケット7に流れ込む量を確保するために深く貫入する必要があるからである。
On the contrary, when the soil quality of the excavation object is sandy, the deep excavation pattern is more efficient than the shallow excavation pattern. Since the smaller the particle size, the smaller the penetration resistance, the driving force for driving the vehicle can be reduced as compared with the case where the particle size is large when penetrating the
<制御システムの構成>
図5は、実施形態1に基づくホイールローダ1の制御部10の機能構成を説明する図である。
<Control system configuration>
FIG. 5 is a diagram illustrating a functional configuration of the
図5に示されるように、制御部10は、カメラ40およびメモリ60と接続されている。
As shown in FIG. 5, the
制御部10は、土質情報取得部100と、掘削制御部110とを含む。
The
土質情報取得部100は、カメラ画像取得部102と、画像解析部104と、土質判定部106とを含む。
The soil
カメラ画像取得部102は、カメラ40から取得される画像データを取得する。具体的には、カメラ40は、掘削対象物を撮像する。カメラ画像取得部102は、カメラ40が撮像した掘削対象物の画像データを取得する。
The camera
画像解析部104は、カメラ画像取得部102で取得された画像データを解析する。具体的には、画像解析部104は、掘削対象物の画像データに基づいて安息角を計測する。
The
土質判定部106は、画像データの解析結果に基づいて土質を判定して土質情報として掘削制御部110に出力する。具体的には、土質判定部106は、画像解析部104の解析結果である計測した安息角に基づいて土質を判定する。例えば、土質判定部106は、計測した安息角が所定の閾値以上である場合には、掘削対象物の土質の粒径は大きいと判定する。一方、土質判定部106は、計測した安息角が所定の閾値未満である場合には、掘削対象物の土質の粒径は小さいと判定する。所定の閾値は当業者であるならば適宜設計変更可能である。
The soil
掘削制御部110は、土質情報取得部100で取得した土質情報に基づいて掘削動作を制御する。
The
メモリ60は、バケット軌跡L1の掘削動作(浅掘り掘削パターン)を実行するためのデータMD1と、バケット軌跡L2の掘削動作(深堀り掘削パターン)を実行するためデータMD2とを格納する。
The
データMD1,MD2は、ホイールローダ1がバケット7による掘削対象物に対する掘削動作を自動制御するための各種パラメータを含むデータである。
The data MD1 and MD2 are data including various parameters for the
具体的には、掘削対象物に対してそれぞれの掘削姿勢による掘削動作を実行するための作業機3のバケット7を貫入する際の車両の速度を規定するパラメータ、作業機を上昇させる駆動力(リフト力)を確保するための作動油の圧力に関するパラメータ、車両を走行させる駆動力および作業機を上昇させる駆動力(リフト力)を確保するためのエンジンの回転数に関するパラメータ等のデータを含む。当該データは一例としてシミュレーションにより予め算出したものを用いることが可能である。また、実際に駆動した場合にキャリブレーションにより補正されたデータを用いるようにしても良い。
Specifically, a parameter that defines the speed of the vehicle when penetrating the
掘削制御部110は、土質判定部106からの土質情報として掘削対象物の粒径が小さいとの判定情報を受けた場合には、データMD2に基づいてバケット軌跡L2の掘削姿勢による掘削動作(深堀り掘削パターン)を実行する。
When the
一方、掘削制御部110は、土質判定部106からの土質情報として掘削対象物の粒径が大きいとの判定情報を受けた場合には、データMD1に基づいてバケット軌跡L1の掘削姿勢による掘削動作(浅掘り掘削パターン)を実行する。
On the other hand, when the
当該処理により、実施形態1に基づくホイールローダは、掘削対象物の土質情報に基づく作業機の掘削姿勢による掘削動作を実行することにより効率的な掘削動作を実行することが可能である。 By this processing, the wheel loader based on the first embodiment can execute an efficient excavation operation by executing an excavation operation according to the excavation posture of the work machine based on the soil quality information of the excavation object.
なお、本例における土質情報取得部100は、カメラ40からの撮像データに基づいて掘削対象物の土質情報を取得する場合について説明したが、特にカメラ40からの撮像データに限られず、他のデータに基づいて土質情報を取得しても良い。例えば、ホイールローダがネットワークを介して接続される外部サーバからのダウンロード等により外部からの掘削対象物の土質情報の入力を受け付けることにより土質情報を取得するようにしても良い。
The case where the soil
なお、本例においては、粒径に従って土質情報を分類してそれに応じた掘削姿勢による掘削動作を実行する場合について説明したが、粒径のみならず、粒の種別等に基づいて土質情報をさらに複数に分類して、それぞれに応じた掘削姿勢による掘削動作を実行することも可能である。 In this example, the case where the soil information is classified according to the particle size and the excavation operation is performed according to the excavation posture has been described, but the soil information is further based on not only the particle size but also the type of grain and the like. It is also possible to classify into a plurality of types and execute the excavation operation according to the excavation posture.
(変形例)
上記の実施形態1においては、土質情報取得部100は、カメラ40から取得される画像データに基づいて掘削対象物の土質情報(粒径)を取得する場合について説明したが、これに限られず土質情報として水分量を推定することも可能である。
(Modification example)
In the above-described first embodiment, the case where the soil
<制御システムの構成>
図6は、実施形態1の変形例に基づくホイールローダ1の制御部10Aの機能構成を説明する図である。
<Control system configuration>
FIG. 6 is a diagram illustrating a functional configuration of the control unit 10A of the
図6に示されるように、制御部10Aは、環境センサ42およびメモリ60と接続されている。
As shown in FIG. 6, the control unit 10A is connected to the
環境センサ42は、周囲の環境データを検知するセンサである。具体的には、環境センサ42は、周囲の環境データとして温度や湿度等の少なくとも1つを検知する。
The
制御部10Aは、土質情報取得部100Aと、掘削制御部110とを含む。
The control unit 10A includes a soil
土質情報取得部100Aは、水分量推定部101と、土質判定部105とを含む。
The soil
水分量推定部101は、環境センサ42から取得される環境データを取得して、掘削対象物の水分量を推定する。具体的には、環境センサ42から取得される環境データ(温度および湿度の少なくとも一方)に基づいて掘削対象物の水分量を推定する。
The water
土質判定部105は、推定された掘削対象物の水分量に基づいて土質を判定して土質情報として掘削制御部110に出力する。例えば、土質判定部105は、推定された水分量と所定の閾値とを比較して掘削対象物の水分量の大小を判定する。そして、その判定結果を判定情報として掘削制御部110に出力する。所定の閾値は当業者であるならば適宜設計変更可能である。
The soil
掘削制御部110は、土質情報取得部100Aで取得した土質情報に基づいて掘削動作を制御する。
The
メモリ60は、バケット軌跡L1の掘削動作(浅掘り掘削パターン)を実行するためのデータMD1と、バケット軌跡L2の掘削動作(深堀り掘削パターン)を実行するためデータMD2とを格納する。
The
掘削制御部110は、土質判定部105からの土質情報として掘削対象物の水分量が少ないとの判定情報を受けた場合には、データMD2に基づいてバケット軌跡L2の掘削姿勢による掘削動作(深堀り掘削パターン)を実行する。
When the
一方、掘削制御部110は、土質判定部105からの土質情報として掘削対象物の水分量が多いとの判定情報を受けた場合には、データMD1に基づいてバケット軌跡L1の掘削姿勢による掘削動作(浅掘り掘削パターン)を実行する。
On the other hand, when the
掘削対象物の土質の粒径の場合と同様に、水分量が多い場合には深掘り掘削パターンではなく、浅掘り掘削パターンの方が効率的な掘削動作が可能である。水分量が大きいほど貫入抵抗が大きいためバケット7を貫入する際に水分量が小さい場合と比べて車両を走行させる駆動力が必要となるとともに、作業機を上昇させる駆動力(リフト力)も十分に必要となるからである。
Similar to the case of the grain size of the soil of the excavation object, when the water content is large, the shallow excavation pattern is more efficient than the deep excavation pattern. The larger the amount of water, the greater the penetration resistance. Therefore, when penetrating the
当該処理により、実施形態1に基づくホイールローダは、掘削対象物の土質情報に基づいて効率的な掘削動作を実行することが可能である。 By this process, the wheel loader based on the first embodiment can execute an efficient excavation operation based on the soil quality information of the excavation object.
なお、本例における土質情報取得部100Aは、環境センサからの環境データに基づいて掘削対象物の土質情報を取得する場合について説明したが、特に環境データに限られず、他のデータに基づいて土質情報を取得しても良い。例えば、ホイールローダがネットワークを介して接続される外部サーバからのダウンロード等により外部からの掘削対象物の土質情報の入力を受け付けることにより土質情報を取得するようにしても良い。あるいは、掘削対象物の一部を試料として採取して、水分量を測定して土質情報を取得するようにしても良い。
The soil
なお、上記の実施形態においては、バケット軌跡として2種類の掘削姿勢による掘削動作について説明したが、特にこれに限られずさらに複数種類の掘削姿勢による掘削動作を実行するようにすることも可能である。 In the above embodiment, the excavation operation with two types of excavation postures has been described as the bucket locus, but the excavation operation is not particularly limited to this, and it is also possible to execute the excavation operation with a plurality of types of excavation postures. ..
(実施形態2)
上記の実施形態1においては、ホイールローダ1が土質情報に基づいてバケット軌跡の掘削動作を制御する方式について説明した。
(Embodiment 2)
In the above-described first embodiment, a method in which the
一方で、ホイールローダ1が掘削動作を制御するのみならず、オペレータに対する作業ガイダンスとして土質情報に基づく掘削動作を表示させるようにしても良い。
On the other hand, the
<制御システムの構成>
図7は、実施形態2に基づくホイールローダ1の制御部10Bの機能構成を説明する図である。
<Control system configuration>
FIG. 7 is a diagram illustrating a functional configuration of the
図7に示されるように、制御部10Bは、カメラ40と、表示器50およびメモリ60Aと接続されている。
As shown in FIG. 7, the
制御部10Bは、土質情報取得部100と、掘削操作ガイダンス制御部111とを含む。
The
土質情報取得部100は、カメラ画像取得部102と、画像解析部104と、土質判定部106とを含む。
The soil
カメラ画像取得部102は、カメラ40から取得される画像データを取得する。具体的には、カメラ40は、掘削対象物を撮像する。カメラ画像取得部102は、カメラ40が撮像した掘削対象物の画像データを取得する。
The camera
画像解析部104は、カメラ画像取得部102で取得された画像データを解析する。具体的には、画像解析部104は、掘削対象物の画像データに基づいて安息角を計測する。
The
土質判定部106は、画像データの解析結果に基づいて土質を判定して土質情報として掘削制御部110に出力する。具体的には、土質判定部106は、画像解析部104の解析結果である計測した安息角に基づいて土質を判定する。例えば、土質判定部106は、計測した安息角が所定の閾値以上である場合には、掘削対象物の土質の粒径は大きいと判定する。一方、土質判定部106は、計測した安息角が所定の閾値未満である場合には、掘削対象物の土質の粒径は小さいと判定する。所定の閾値は当業者であるならば適宜設計変更可能である。
The soil
掘削操作ガイダンス制御部111は、土質情報取得部100で取得した土質情報に基づいて掘削動作の操作ガイダンスを表示器50に表示する。
The excavation operation
メモリ60は、バケット軌跡L1の掘削動作(浅掘り掘削パターン)を実現するための操作ガイダンスを表示するためのデータMGD1と、バケット軌跡L2の掘削動作(深堀り掘削パターン)を実現するための操作ガイダンスを表示するためのデータMGD2とを格納する。
The
掘削操作ガイダンス制御部111は、土質判定部106からの土質情報として掘削対象物の粒径が大きいとの判定情報を受けた場合には、データMGD1に基づいてバケット軌跡L1の掘削動作(浅堀り掘削パターン)を実行するための操作ガイダンスを表示器50に表示する。
When the excavation operation
図8は、実施形態2に基づく土質情報に基づいて操作ガイダンスを表示器50に表示する場合を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a case where the operation guidance is displayed on the
図8に示されるように、ここでは、バケット軌跡L1の掘削動作(浅掘り掘削パターン)を実現するための操作ガイダンスが表示されている。一例として、バケット7のバケット軌跡L1がアニメーション表示されるものとする。
As shown in FIG. 8, here, the operation guidance for realizing the excavation operation (shallow excavation pattern) of the bucket locus L1 is displayed. As an example, it is assumed that the bucket locus L1 of the
当該操作ガイダンスの表示により、オペレータは掘削対象物に対する効率的な掘削動作を把握することが可能である。これにより、オペレータは操作部8を効率的に操作することが可能である。
By displaying the operation guidance, the operator can grasp the efficient excavation operation for the excavation object. As a result, the operator can efficiently operate the
なお、操作ガイダンスとして、本例においては、一例としてバケット7のバケット軌跡を表示する場合について説明したが、これに限られず、例えば、ブーム操作部材83aおよびバケット操作部材84aの操作量等に関するガイダンスを表示したり、掘削対象物に対してバケットが貫入する際の車速に関するガイダンスを表示することも可能である。
As the operation guidance, in this example, the case of displaying the bucket locus of the
当該処理により、実施形態2に基づくホイールローダは、掘削対象物の土質情報に基づいて効率的な掘削動作を実現することが可能である。 By this process, the wheel loader based on the second embodiment can realize an efficient excavation operation based on the soil quality information of the excavation target.
なお、上記の実施形態においては、バケット軌跡として2種類の掘削姿勢による掘削動作のガイダンスについて説明したが、特にこれに限られずさらに複数種類の掘削姿勢による掘削動作のガイダンスを実行するようにすることも可能である。 In the above embodiment, the guidance of the excavation operation by two types of excavation postures has been described as the bucket locus, but the guidance is not particularly limited to this, and the guidance of the excavation operation by a plurality of types of excavation postures is to be executed. Is also possible.
(実施形態3)
上記の実施形態1においては、ホイールローダ1が土質情報に基づいてバケット軌跡の掘削動作を制御する方式について説明したが、土質情報とともに、他の情報を利用することも可能である。
(Embodiment 3)
In the above-described first embodiment, the method in which the
本実施形態3においては、土質情報およびバケットの形態に基づいて掘削動作を効率的に制御する方式について説明する。 In the third embodiment, a method of efficiently controlling the excavation operation based on the soil information and the form of the bucket will be described.
図9は、本実施形態3に基づくバケットの形態を説明する図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating a form of a bucket based on the third embodiment.
図9(A),(B)に示されるように、用途に応じた複数の形態のバケット7A,7Bが設けられている。 As shown in FIGS. 9A and 9B, buckets 7A and 7B having a plurality of forms according to the intended use are provided.
本例においては、一例として大きさが異なる2つのバケット7A,7Bのバケットが示されている。バケット7Bは、バケット7Aと比較してサイズが大きく容量も大きいものとする。 In this example, two buckets 7A and 7B having different sizes are shown as an example. It is assumed that the bucket 7B has a larger size and a larger capacity than the bucket 7A.
<制御システムの構成>
図10は、実施形態3に基づくホイールローダ1の制御部10Cの機能構成を説明する図である。
<Control system configuration>
FIG. 10 is a diagram illustrating a functional configuration of the control unit 10C of the
図10に示されるように、制御部10Cは、カメラ40およびメモリ60と接続されている。
As shown in FIG. 10, the control unit 10C is connected to the
制御部10Cは、土質情報取得部100と、バケット情報取得部100Cと、掘削制御部110とを含む。
The control unit 10C includes a soil
土質情報取得部100は、図7で説明したのと同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。
Since the soil
バケット情報取得部100Cは、カメラ画像取得部102Cと、画像解析部104Cと、バケット判定部106Cとを含む。
The bucket
カメラ画像取得部102Cは、カメラ40から取得される画像データを取得する。具体的には、カメラ40は、作業機3に設けられたバケット7を撮像する。カメラ画像取得部102Cは、カメラ40が撮像したバケット7の画像データを取得する。
The camera
画像解析部104Cは、カメラ画像取得部102で取得された画像データを解析する。具体的には、画像解析部104Cは、バケット7の画像データに基づいてバケットの形態を計測する。具体的には、画像解析部104Cは、画像データ中のバケットをパターンマッチングにより識別して、識別したバケットからその形態を計測する。あるいはパターンマッチングにより識別されたバケットの形態からバケットの品番情報を取得して、当該品番情報に基づいて長さ、高さ等のバケットの寸法情報を取得するようにしても良い。
The
バケット判定部106Cは、画像データの解析結果に基づいてバケットを判定して形態情報として掘削制御部110に出力する。具体的には、バケット判定部106Cは、画像解析部104Cの解析結果である計測したバケットの形態に基づいてバケットの大小を判定する。例えば、バケット判定部106Cは、計測したバケットの形態が所定の大きさ以上である場合には、バケットは大きいと判定する。一方、バケット判定部106Cは、計測したバケットの形態が所定の大きさ未満である場合には、バケットは小さいと判定する。所定の大きさは当業者であるならば適宜設計変更可能である。
The
掘削制御部110は、バケット情報取得部100Cで取得した形態情報に基づいて掘削動作を制御する。
The
メモリ60は、掘削データ62と、補正データ64とを格納する。
The
掘削データは、掘削対象物に対して土質情報に基づいて効率的な掘削姿勢による掘削動作を実行するための作業機3のバケット7を貫入する際の車両の速度を規定するパラメータ、作業機を上昇させる駆動力(リフト力)を確保するための作動油の圧力に関するパラメータ、車両を走行させる駆動力および作業機を上昇させる駆動力(リフト力)を確保するためのエンジンの回転数に関するパラメータ等のデータを含む。当該データは一例としてシミュレーションにより予め算出したものを用いることが可能である。また、実際に駆動した場合にキャリブレーションにより補正されたデータを用いるようにしても良い。この点で、上記のバケット軌跡L1の掘削動作(浅掘り掘削パターン)を実行するためのデータMD1と、バケット軌跡L2の掘削動作(深堀り掘削パターン)を実行するためデータMD2とを含んでいてもよい。
The excavation data includes parameters and work equipment that specify the speed of the vehicle when penetrating the
補正データ64は、バケットの形態に基づいて掘削動作を補正するために必要なデータである。具体的には、当該補正データに基づいてバケットの形態が大きい場合には、浅堀り掘削パターン側に掘削動作を補正する。一方、バケットの形態が小さい場合には、深堀り掘削パターン側に掘削動作を補正する。例えば、種々のパラメータ(速度、圧力等)に重み付けする係数を調整することにより補正することが可能である。
The
掘削制御部110は、土質判定部106からの土質情報に基づいて効率的な掘削姿勢による掘削動作を決定する。そして、バケット判定部106Cからの形態情報に基づいて掘削姿勢を補正する。具体的には、バケットの形態が小さいとの判定情報を受けた場合には、バケット軌跡として深堀り掘削パターン側となるように補正する。一方、掘削制御部110は、バケット判定部106Cからの形態情報としてバケットの形態が大きいとの判定情報を受けた場合には、バケット軌跡として浅掘り掘削パターン側となるように補正する。
The
バケットの形態としてバケットが大きい場合には深掘り掘削パターン側ではなく、浅掘り掘削パターン側に補正する方が効率的な掘削動作が可能である。一方、バケットの形態としてバケットが小さい場合には浅掘り掘削パターン側ではなく、深掘り掘削パターン側に補正する方が効率的な掘削動作が可能である。バケットが大きいほど貫入抵抗が大きいためバケット7を貫入する際にバケットが小さい場合と比べて車両を走行させる駆動力が必要となるとともに、作業機を上昇させる駆動力(リフト力)も十分に必要となるからである。
When the bucket is large as a form of the bucket, it is possible to perform more efficient excavation operation by correcting it to the shallow excavation pattern side instead of the deep excavation pattern side. On the other hand, when the bucket is small as a form of the bucket, it is possible to perform more efficient excavation operation by correcting it to the deep excavation pattern side instead of the shallow excavation pattern side. The larger the bucket, the greater the penetration resistance. Therefore, when penetrating the
当該処理により、実施形態3に基づくホイールローダは、土質情報およびバケットの形態情報に基づいて効率的な掘削動作を実行することが可能である。 By this process, the wheel loader based on the third embodiment can execute an efficient excavation operation based on the soil quality information and the form information of the bucket.
図11は、実施形態3に基づく掘削動作(掘削パターン)を説明する図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating an excavation operation (excavation pattern) based on the third embodiment.
図11(A)から(C)には、3種類のバケット軌跡が示されている。 Three types of bucket loci are shown in FIGS. 11A to 11C.
一例として、図11(C)には、一例として、掘削対象物Pに対して土質情報に基づいて決定されたバケット軌跡L5に従って掘削動作を実行する場合が示されている。 As an example, FIG. 11C shows, as an example, a case where the excavation operation is executed for the excavation target P according to the bucket locus L5 determined based on the soil quality information.
図11(A)および(B)は、図11(C)で示されるバケット軌跡L5を補正した掘削姿勢が示されている。 11 (A) and 11 (B) show the excavation posture corrected for the bucket locus L5 shown in FIG. 11 (C).
図11(A)は、一例としてバケットが大きい場合に掘削動作を補正した場合が示されている。 FIG. 11A shows, for example, a case where the excavation operation is corrected when the bucket is large.
具体的には、バケット7の刃先が掘削対象物Pにある程度食い込んだ後(図11(C)よりも浅い)にバケット7をバケット軌跡L3に従って上昇させる掘削動作が示されている。
Specifically, an excavation operation is shown in which the cutting edge of the
図11(B)は、一例としてバケットが小さい場合に掘削動作を補正した場合が示されている。 FIG. 11B shows, as an example, a case where the excavation operation is corrected when the bucket is small.
具体的には、バケット7の刃先が掘削対象物Pに深く食い込んだ後(図11(C)よりも深い)にバケット7をバケット軌跡L4に従って上昇させる掘削動作が示されている。
Specifically, an excavation operation is shown in which the cutting edge of the
上記の如く掘削動作を調整することにより、さらに効率的な掘削動作を実行することが可能である。 By adjusting the excavation operation as described above, it is possible to execute a more efficient excavation operation.
なお、上記の実施の形態1の変形例1および形態2ならびに以降の実施形態についても同様に適用可能である。 The same applies to the first and second modifications of the first embodiment and the subsequent embodiments.
なお、本例におけるバケット情報取得部100Cは、カメラ40から取得した画像データに基づいてバケットの形態を取得する場合について説明したが、特に画像データに限られず、他のデータに基づいてバケットの形態を取得しても良い。例えば、ホイールローダがネットワークを介して接続される外部サーバからのダウンロード等により外部からのバケットの形態に関する入力を受け付けることにより形態情報を取得するようにしても良い。あるいは、オペレータによるバケットの形態に関する情報入力を受け付けることにより、バケットの形態情報を取得するようにしても良い。
The case where the bucket
図12は、実施形態3に基づくホイールローダ1の制御部10Cの処理の流れを説明するフロー図である。
FIG. 12 is a flow diagram illustrating a processing flow of the control unit 10C of the
図12に示されるように、制御部10Cは、土質を判定する(ステップS0)。具体的には、土質判定部106は、上述したように画像データの解析結果に基づいて土質を判定する。例えば、土質判定部106は、計測した安息角が所定の閾値以上である場合には、掘削対象物の土質の粒径は大きいと判定する。
As shown in FIG. 12, the control unit 10C determines the soil quality (step S0). Specifically, the soil
次に、制御部10Cは、掘削動作を決定する(ステップS2)。掘削制御部110は、土質情報に基づいてメモリ60に格納されている掘削データ62を利用して効率的な掘削姿勢による掘削動作を決定する。
Next, the control unit 10C determines the excavation operation (step S2). The
次に、制御部10Cは、バケットを判定する(ステップS4)。バケット判定部106Cは、画像データの解析結果に基づいてバケットを判定する。具体的には、バケット判定部106Cは、画像解析部104Cの解析結果である計測したバケットの形態に基づいてバケットの大小を判定する。
Next, the control unit 10C determines the bucket (step S4). The
次に、制御部10Cは、バケットが大きいか否かを判定する(ステップS6)。例えば、バケット判定部106Cは、計測したバケットの形態が所定の大きさ以上であるか否かを判定する。
Next, the control unit 10C determines whether or not the bucket is large (step S6). For example, the
次に、制御部10Cは、バケットが大きいと判定した場合(ステップS6においてYES)には、掘削動作を補正(浅堀り掘削パターン側)する(ステップS8)。具体的には、バケット判定部106Cは、計測したバケットの形態が所定の大きさ以上であると判定した場合には、その情報を掘削制御部110に出力する。掘削制御部110は、補正データ64に基づいてバケット軌跡として浅掘り掘削パターン側となるように補正する。
Next, when the control unit 10C determines that the bucket is large (YES in step S6), the control unit 10C corrects the excavation operation (shallow excavation pattern side) (step S8). Specifically, when the
そして、処理を終了する(エンド)。 Then, the process ends (end).
次に、制御部10Cは、バケットが大きくないと判定した場合(ステップS6においてNO)には、バケットが小さいか否かを判定する(ステップS10)。バケット判定部106Cは、計測したバケットの形態が所定の大きさ未満であるか否かを判定する。
Next, when the control unit 10C determines that the bucket is not large (NO in step S6), the control unit 10C determines whether or not the bucket is small (step S10). The
次に、制御部10Cは、バケットが小さいと判定した場合(ステップS10においてYES)には、掘削動作を補正(深堀り掘削パターン側)する(ステップS12)。具体的には、バケット判定部106Cは、計測したバケットの形態が所定の大きさ未満であると判定した場合には、その情報を掘削制御部110に出力する。掘削制御部110は、補正データ64に基づいてバケット軌跡として深堀り掘削パターン側となるように補正する。
Next, when the control unit 10C determines that the bucket is small (YES in step S10), the control unit 10C corrects the excavation operation (deep excavation pattern side) (step S12). Specifically, when the
そして、処理を終了する(エンド)。 Then, the process ends (end).
次に、制御部10Cは、バケットが小さくないと判定した場合(ステップS10においてNO)には、掘削動作を変更することなく処理を終了する(エンド)。 Next, when the control unit 10C determines that the bucket is not small (NO in step S10), the control unit 10C ends the process without changing the excavation operation (end).
当該処理により、実施形態3に基づくホイールローダは、掘削対象物に対する土質情報およびバケットの形態に基づいて効率的な掘削動作を実行することが可能である。 By this process, the wheel loader based on the third embodiment can perform an efficient excavation operation based on the soil information for the excavation object and the form of the bucket.
(実施形態4)
<制御システムの構成>
図13は、実施形態4に基づくホイールローダ1の制御部10#の機能構成を説明する図である。
(Embodiment 4)
<Control system configuration>
FIG. 13 is a diagram illustrating a functional configuration of the
図13に示されるように、制御部10#は、カメラ40、歪みセンサ70およびメモリ60と接続されている。歪みセンサ70は、バケット7の取付ピンに設けられるものとする。
As shown in FIG. 13, the
歪みセンサ70として、一例としてストレインゲージを設けることが可能であり、掘削対象物に対する掘削反力を検出する。
As the
制御部10#は、土質情報取得部100と、負荷算出部108と、負荷判定部109と、掘削制御部110とを含む。
The
土質情報取得部100は、図7で説明したのと同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。
Since the soil
負荷算出部108は、歪みセンサ70からのデータ(歪み量)に基づいて作業負荷を算出する。
The
負荷判定部109は、負荷算出部108で算出された作業負荷に基づいて負荷のレベルを判断する。
The
掘削制御部110は、負荷判定部109で判定された負荷のレベルに基づいて掘削動作を制御する。
The
メモリ60は、掘削データ62と、補正データ65とを格納する。
The
掘削データは、掘削対象物に対して土質情報に基づいて効率的な掘削姿勢による掘削動作を実行するための作業機3のバケット7を貫入する際の車両の速度を規定するパラメータ、作業機を上昇させる駆動力(リフト力)を確保するための作動油の圧力に関するパラメータ、車両を走行させる駆動力および作業機を上昇させる駆動力(リフト力)を確保するためのエンジンの回転数に関するパラメータ等のデータを含む。当該データは一例としてシミュレーションにより予め算出したものを用いることが可能である。また、実際に駆動した場合にキャリブレーションにより補正されたデータを用いるようにしても良い。この点で、上記のバケット軌跡L1の掘削動作(浅掘り掘削パターン)を実行するためのデータMD1と、バケット軌跡L2の掘削動作(深堀り掘削パターン)を実行するためデータMD2とを含んでいてもよい。
The excavation data includes parameters and work equipment that specify the speed of the vehicle when penetrating the
補正データ65は、作業負荷のレベルに基づいて掘削動作を補正するために必要なデータである。具体的には、当該補正データに基づいて作業負荷のレベルが大きい場合には、浅堀り掘削パターン側に掘削動作を補正する。一方、作業負荷のレベルが小さい場合には、深堀り掘削パターン側に掘削動作を補正する。例えば、種々のパラメータ(速度、圧力等)に重み付けする係数を調整することにより補正することが可能である。
The
掘削制御部110は、土質判定部106からの土質情報に基づいて効率的な掘削姿勢による掘削動作を決定する。そして、負荷判定部109からの負荷情報に基づいて掘削姿勢を補正する。具体的には、作業負荷のレベルが小さいとの判定情報を受けた場合には、バケット軌跡として深堀り掘削パターン側となるように補正する。一方、掘削制御部110は、負荷判定部109からの負荷情報に基づいて作業負荷のレベルが大きいとの判定情報を受けた場合には、バケット軌跡として浅掘り掘削パターン側となるように補正する。
The
作業負荷のレベルとして作業負荷が大きい場合には深掘り掘削パターン側ではなく、浅掘り掘削パターン側に補正する方が効率的な掘削動作が可能である。一方、作業負荷のレベルとして作業負荷が小さい場合には浅掘り掘削パターン側ではなく、深掘り掘削パターン側に補正する方が効率的な掘削動作が可能である。作業負荷が大きいほど作業機を上昇させる駆動力(リフト力)が十分に必要となるからである。 When the workload level is large, it is better to correct it to the shallow excavation pattern side instead of the deep excavation pattern side for more efficient excavation operation. On the other hand, when the workload level is small, it is more efficient to correct the excavation operation to the deep excavation pattern side instead of the shallow excavation pattern side. This is because the larger the work load, the more the driving force (lifting force) for raising the working machine is required.
図14は、実施形態4に基づくホイールローダ1の制御部10#の処理の流れを説明するフロー図である。
FIG. 14 is a flow diagram illustrating a processing flow of the
図14に示されるように、制御部10#は、土質を判定する(ステップS0)。具体的には、土質判定部106は、上述したように画像データの解析結果に基づいて土質を判定する。例えば、土質判定部106は、計測した安息角が所定の閾値以上である場合には、掘削対象物の土質の粒径は大きいと判定する。
As shown in FIG. 14, the
次に、制御部10C#、掘削動作を決定する(ステップS2)。掘削制御部110は、土質情報に基づいてメモリ60に格納されている掘削データ62を利用して効率的な掘削姿勢による掘削動作を決定する。
Next, the control unit 10C # determines the excavation operation (step S2). The
次に、制御部10#は、掘削負荷を算出する(ステップS12)。具体的には、負荷算出部108は、歪みセンサ70からのデータ(歪み量)に基づいて掘削負荷を算出する。
Next, the
次に、制御部10#は、掘削負荷が大きいか否かを判断する(ステップS14)。具体的には、負荷判定部109は、負荷算出部108で算出された掘削負荷に基づいて掘削負荷のレベルを判定する。例えば、負荷算出部108は、算出された掘削負荷が所定の範囲内であるか否かを判断する。負荷算出部108は、算出された掘削負荷が所定の範囲内を超える場合には、掘削負荷のレベルが大きいと判断する。また、負荷算出部108は、算出された掘削負荷が所定の範囲内よりも低い場合には、掘削負荷のレベルは小さいと判断する。また、負荷算出部108は、算出された掘削負荷が所定の範囲内であると判断した場合には、掘削負荷のレベルは通常であると判断する。なお、所定の範囲は当業者であるならば適宜設計変更可能である。
Next, the
ステップS14において、制御部10#は、掘削負荷のレベルが大きいと判断した場合(ステップS14においてYES)には、掘削動作を補正(浅掘り掘削パターン側)する(ステップS16)。具体的には、掘削制御部110は、負荷判定部109の判定結果として掘削負荷のレベルが大きいと判断した場合には、補正データ65に基づいてバケット軌跡として浅掘り掘削パターン側となるように補正する。
In step S14, when the
そして、処理を終了する(エンド)。 Then, the process ends (end).
次に、ステップS14において、制御部10#は、掘削負荷のレベルが大きくないと判断した場合(ステップS14においてNO)には、掘削負荷のレベルが小さいか否かを判断する(ステップS18)。
Next, in step S14, when the
ステップS18において、制御部10#は、掘削負荷のレベルが小さいと判断した場合(ステップS18においてYES)には、掘削動作を補正(深掘り掘削パターン側)する。具体的には、掘削制御部110は、負荷判定部109の判定結果として掘削負荷のレベルが小さいと判断した場合には、補正データ65に基づいてバケット軌跡として深掘り掘削パターン側となるように補正する。
In step S18, when the
そして、処理を終了する(エンド)。 Then, the process ends (end).
ステップS18において、制御部10#は、掘削負荷のレベルが小さくないと判断した場合(ステップS18においてNO)には、掘削動作を変更することなく処理を終了する(エンド)。
In step S18, when the
当該処理により、実施形態4に基づくホイールローダは、掘削対象物に対する土質情報および掘削負荷に基づいて効率的な掘削動作を実行することが可能である。 By this process, the wheel loader based on the fourth embodiment can execute an efficient excavation operation based on the soil information and the excavation load for the excavation target.
なお、本例においては、歪みセンサ70からのデータ(歪み量)に基づいて掘削負荷を算出する場合について説明したが、これに限られず、バケット7で掘削した土砂の重量に基づいて掘削負荷を算出するようにしても良い。また、作業機のシリンダに設けられた圧力センサを用いて、圧力センサの検出結果に基づいて作業負荷を算出することも可能である。掘削負荷の算出方式については何ら限定されない。
In this example, the case where the excavation load is calculated based on the data (strain amount) from the
なお、掘削負荷の算出は、掘削動作中に継続して実行される。掘削制御部110は、随時更新される算出された掘削負荷に基づいてバケット軌跡を補正して効率的な掘削動作を実行することが可能である。
The calculation of the excavation load is continuously executed during the excavation operation. The
(実施形態5)
上記の実施形態においては、土質情報を用いて効率的な掘削動作を実行する場合について説明したが、土質情報を用いることなく効率的な掘削動作を実行する場合について説明する。
(Embodiment 5)
In the above embodiment, the case where the efficient excavation operation is executed using the soil information has been described, but the case where the efficient excavation operation is executed without using the soil information will be described.
<制御システムの構成>
図15は、実施形態5に基づくホイールローダ1の制御部10Pの機能構成を説明する図である。
<Control system configuration>
FIG. 15 is a diagram illustrating a functional configuration of the
図15に示されるように、制御部10Pは、カメラ40およびメモリ60と接続されている。
As shown in FIG. 15, the
制御部10Pは、バケット情報取得部100Cと、掘削制御部110とを含む。
The
バケット情報取得部100Cは、図10で説明したのと同様であるのでその詳細は説明は繰り返さない。
Since the bucket
掘削制御部110は、バケット情報取得部100Cで取得した形態情報に基づいて掘削動作を制御する。
The
メモリ60は、掘削データ62と、補正データ64とを格納する。
The
掘削データは、掘削対象物に対してバケット情報に基づいて効率的な掘削姿勢による掘削動作を実行するための作業機3のバケット7を貫入する際の車両の速度を規定するパラメータ、作業機を上昇させる駆動力(リフト力)を確保するための作動油の圧力に関するパラメータ、車両を走行させる駆動力および作業機を上昇させる駆動力(リフト力)を確保するためのエンジンの回転数に関するパラメータ等のデータを含む。当該データは一例としてシミュレーションにより予め算出したものを用いることが可能である。また、実際に駆動した場合にキャリブレーションにより補正されたデータを用いるようにしても良い。この点で、上記のバケット軌跡L1の掘削動作(浅掘り掘削パターン)を実行するためのデータMD1と、バケット軌跡L2の掘削動作(深堀り掘削パターン)を実行するためデータMD2とを含んでいてもよい。
The excavation data is a parameter and a work machine that specify the speed of the vehicle when penetrating the
補正データ64は、バケットの形態に基づいて掘削動作を補正するために必要なデータである。具体的には、当該補正データに基づいてバケットの形態が大きい場合には、浅堀り掘削パターン側に掘削動作を補正する。一方、バケットの形態が小さい場合には、深堀り掘削パターン側に掘削動作を補正する。例えば、種々のパラメータ(速度、圧力等)に重み付けする係数を調整することにより補正することが可能である。
The
掘削制御部110は、バケット情報取得部100Cで取得したバケット情報に基づいて掘削動作を制御する。具体的には、バケット判定部106Cからの形態情報に基づいて掘削姿勢を補正する。バケットの形態が小さいとの判定情報を受けた場合には、バケット軌跡として深堀り掘削パターン側となるように補正する。一方、掘削制御部110は、バケット判定部106Cからの形態情報としてバケットの形態が大きいとの判定情報を受けた場合には、バケット軌跡として浅掘り掘削パターン側となるように補正する。
The
バケットの形態としてバケットが大きい場合には深掘り掘削パターン側ではなく、浅掘り掘削パターン側に補正する方が効率的な掘削動作が可能である。一方、バケットの形態としてバケットが小さい場合には浅掘り掘削パターン側ではなく、深掘り掘削パターン側に補正する方が効率的な掘削動作が可能である。バケットが大きいほど貫入抵抗が大きいためバケット7を貫入する際にバケットが小さい場合と比べて車両を走行させる駆動力が必要となるとともに、作業機を上昇させる駆動力(リフト力)も十分に必要となるからである。
When the bucket is large as a form of the bucket, it is possible to perform more efficient excavation operation by correcting it to the shallow excavation pattern side instead of the deep excavation pattern side. On the other hand, when the bucket is small as a form of the bucket, it is possible to perform more efficient excavation operation by correcting it to the deep excavation pattern side instead of the shallow excavation pattern side. The larger the bucket, the greater the penetration resistance. Therefore, when penetrating the
当該処理により、実施形態5に基づくホイールローダは、バケットの形態情報に基づいて効率的な掘削動作を実行することが可能である。 By this process, the wheel loader based on the fifth embodiment can execute an efficient excavation operation based on the form information of the bucket.
(実施形態6)
また、土質情報を用いることなく効率的な掘削動作を実行する別の場合について説明する。
(Embodiment 6)
In addition, another case of performing an efficient excavation operation without using soil information will be described.
<制御システムの構成>
図16は、実施形態6に基づくホイールローダ1の制御部10Qの機能構成を説明する図である。
<Control system configuration>
FIG. 16 is a diagram illustrating a functional configuration of the
図16に示されるように、制御部10Qは、カメラ40、歪みセンサ70およびメモリ60と接続されている。歪みセンサ70は、バケット7の取付ピンに設けられるものとする。
As shown in FIG. 16, the
歪みセンサ70として、一例としてストレインゲージを設けることが可能であり、掘削対象物に対する掘削反力を検出する。
As the
制御部10Qは、負荷算出部108と、負荷判定部109と、掘削制御部110とを含む。
The
負荷算出部108および負荷判定部109は、図13で説明したのと同様であるのでその詳細は説明は繰り返さない。
Since the
掘削制御部110は、負荷判定部109で判定された負荷のレベルに基づいて掘削動作を制御する。
The
メモリ60は、掘削データ62と、補正データ65とを格納する。
The
掘削データは、掘削対象物に対して負荷情報に基づいて効率的な掘削姿勢による掘削動作を実行するための作業機3のバケット7を貫入する際の車両の速度を規定するパラメータ、作業機を上昇させる駆動力(リフト力)を確保するための作動油の圧力に関するパラメータ、車両を走行させる駆動力および作業機を上昇させる駆動力(リフト力)を確保するためのエンジンの回転数に関するパラメータ等のデータを含む。当該データは一例としてシミュレーションにより予め算出したものを用いることが可能である。また、実際に駆動した場合にキャリブレーションにより補正されたデータを用いるようにしても良い。この点で、上記のバケット軌跡L1の掘削動作(浅掘り掘削パターン)を実行するためのデータMD1と、バケット軌跡L2の掘削動作(深堀り掘削パターン)を実行するためデータMD2とを含んでいてもよい。
The excavation data is a parameter that defines the speed of the vehicle when penetrating the
補正データ65は、作業負荷のレベルに基づいて掘削動作を補正するために必要なデータである。具体的には、当該補正データに基づいて作業負荷のレベルが大きい場合には、浅堀り掘削パターン側に掘削動作を補正する。一方、作業負荷のレベルが小さい場合には、深堀り掘削パターン側に掘削動作を補正する。例えば、種々のパラメータ(速度、圧力等)に重み付けする係数を調整することにより補正することが可能である。
The
掘削制御部110は、負荷判定部109からの作業負荷情報に基づいて掘削動作を制御する。具体的には、負荷判定部109からの作業負荷のレベルに基づいて掘削姿勢を補正する。作業負荷のレベルが小さいとの判定情報を受けた場合には、バケット軌跡として深堀り掘削パターン側となるように補正する。一方、掘削制御部110は、負荷判定部109からの負荷情報に基づいて作業負荷のレベルが大きいとの判定情報を受けた場合には、バケット軌跡として浅掘り掘削パターン側となるように補正する。
The
作業負荷のレベルとして作業負荷が大きい場合には深掘り掘削パターン側ではなく、浅掘り掘削パターン側に補正する方が効率的な掘削動作が可能である。一方、作業負荷のレベルとして作業負荷が小さい場合には浅掘り掘削パターン側ではなく、深掘り掘削パターン側に補正する方が効率的な掘削動作が可能である。作業負荷が大きいほど作業機を上昇させる駆動力(リフト力)が十分に必要となるからである。 When the workload level is large, it is better to correct it to the shallow excavation pattern side instead of the deep excavation pattern side for more efficient excavation operation. On the other hand, when the workload level is small, it is more efficient to correct the excavation operation to the deep excavation pattern side instead of the shallow excavation pattern side. This is because the larger the work load, the more the driving force (lifting force) for raising the working machine is required.
当該処理により、実施形態6に基づくホイールローダは、掘削対象物に対する作業負荷に基づいて効率的な掘削動作を実行することが可能である。 By this process, the wheel loader based on the sixth embodiment can perform an efficient excavation operation based on the work load on the excavation object.
以上、本発明の実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 Although the embodiments of the present invention have been described above, it should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.
1 ホイールローダ、2 車体フレーム、3 作業機、4a,4b 車輪、5 運転室、6 ブーム、7,7A,7B バケット、8 操作部、9 ベルクランク、10,10A,10B,10C 制御部、11a,11b ステアリングシリンダ、12 ステアリングポンプ、13 作業機ポンプ、14a,14b リフトシリンダ、15 バケットシリンダ、21 エンジン、22 走行装置、23 トルクコンバータ装置、24 燃料噴射ポンプ、26 トランスミッション、27 ロックアップクラッチ、28 トルクコンバータ、31 クラッチ制御弁、32 シャフト、33 軸、34 作業機制御弁、35 ステアリング制御弁、40 カメラ、42 環境センサ、50 表示器、60,60A メモリ、70 歪みセンサ、81a アクセル操作部材、81b アクセル操作検出装置、82a ステアリング操作部材、82b ステアリング操作検出装置、83a ブーム操作部材、83b ブーム操作検出装置、84a バケット操作部材、84b バケット操作検出装置、85a 変速操作部材、85b 変速操作検出装置、86a 操作部材、86b 操作検出装置、91 エンジン回転数センサ、92 出力回転数センサ、93 入力回転数センサ、98 ブーム角検出装置、100,100A 土質情報取得部、100C バケット情報取得部、101 水分量推定部、102,102C カメラ画像取得部、104,104C 画像解析部、105,106 土質判定部、106C バケット判定部、108 負荷算出部、109 負荷判定部、110 掘削制御部、111 掘削操作ガイダンス制御部。 1 Wheel loader, 2 Body frame, 3 Work equipment, 4a, 4b wheels, 5 Driver's cab, 6 Boom, 7, 7A, 7B bucket, 8 Operation unit, 9 Bell clutch, 10, 10A, 10B, 10C Control unit, 11a , 11b Steering Cylinder, 12 Steering Pump, 13 Work Machine Pump, 14a, 14b Lift Cylinder, 15 Bucket Cylinder, 21 Engine, 22 Traveling Device, 23 Torque Converter Device, 24 Fuel Injection Pump, 26 Transmission, 27 Lockup Clutch, 28 Torque converter, 31 clutch control valve, 32 shaft, 33 axis, 34 work equipment control valve, 35 steering control valve, 40 camera, 42 environment sensor, 50 indicator, 60, 60A memory, 70 distortion sensor, 81a accelerator operating member, 81b accelerator operation detection device, 82a steering operation member, 82b steering operation detection device, 83a boom operation member, 83b boom operation detection device, 84a bucket operation member, 84b bucket operation detection device, 85a shift operation member, 85b shift operation detection device, 86a operation member, 86b operation detection device, 91 engine rotation speed sensor, 92 output rotation speed sensor, 93 input rotation speed sensor, 98 boom angle detection device, 100, 100A soil information acquisition unit, 100C bucket information acquisition unit, 101 water content Estimating unit, 102, 102C camera image acquisition unit, 104, 104C image analysis unit, 105, 106 soil quality determination unit, 106C bucket determination unit, 108 load calculation unit, 109 load determination unit, 110 excavation control unit, 111 excavation operation guidance control Department.
Claims (20)
前記車体フレームに回転可能に取り付けられるブームと、
前記ブームに回転可能に取り付けられるバケットと、
掘削対象物の土質に関する土質情報を取得する取得部と、
前記取得部で取得した土質情報に基づき前記走行体の前進と、前記ブームの上昇を制御し前記掘削対象物を掘削する制御部とを備える、ホイールローダ。 The body frame including the running body and
A boom that can be rotatably attached to the body frame,
A bucket that can be rotatably attached to the boom,
The acquisition department that acquires soil information regarding the soil quality of the excavated object,
A wheel loader including a control unit that controls the advancement of the traveling body and the rise of the boom based on the soil quality information acquired by the acquisition unit to excavate the excavation object.
前記制御部は、取得した水分情報に基づき前記掘削対象物に対する掘削動作を制御する、請求項1記載のホイールローダ。 The acquisition unit acquires moisture information indicating the amount of moisture contained in the excavation object, and obtains moisture information.
The wheel loader according to claim 1, wherein the control unit controls an excavation operation for the excavation object based on the acquired moisture information.
前記制御部は、取得した粒度情報に基づき前記掘削対象物に対する掘削動作を制御する、請求項1記載のホイールローダ。 The acquisition unit acquires particle size information indicating the particle size of the soil of the excavation object, and obtains the particle size information.
The wheel loader according to claim 1, wherein the control unit controls an excavation operation for the excavation object based on the acquired particle size information.
前記制御部は、前記取得部で取得した土質情報に基づき前記バケットによる前記掘削対象物に対する掘削動作の操作ガイダンスを前記表示部に表示する、請求項1記載のホイールローダ。 With an additional display
Wherein the control unit displays the operation guidance of the drilling operation for the excavation object by based-out before Symbol bucket soil information acquired by the acquisition unit on the display unit, the wheel loader according to claim 1, wherein.
前記制御部は、前記取得部で取得した土質情報および形態情報に基づき前記バケットによる掘削動作を制御する、請求項1記載のホイールローダ。 The acquisition unit further acquires morphological information regarding the morphology of the bucket.
The control unit controls the drilling operation by the based-out before Symbol bucket soil information and form information acquired by the acquisition unit, a wheel loader according to claim 1, wherein.
前記取得部は、前記センサからの前記外形データに基づいて前記バケットの形態に関する形態情報を取得する、請求項5記載のホイールローダ。 Further equipped with a sensor for acquiring the outer shape data of the bucket,
The wheel loader according to claim 5, wherein the acquisition unit acquires morphological information regarding the form of the bucket based on the external shape data from the sensor.
前記制御部は、前記取得部で取得した土質情報および前記負荷算出部の算出結果に基づいて前記バケットによる前記掘削対象物に対する掘削動作を制御する、請求項1記載のホイールローダ。 A load calculation unit for calculating the excavation load of the bucket with respect to the excavation object is further provided.
The control unit controls the drilling operation for the excavation object by prior Symbol buckets based on the calculation result of the soil information and said load calculating unit acquired by the acquiring unit, a wheel loader according to claim 1, wherein.
前記車体フレームに取り付けられ前記バケットを駆動するバケットシリンダと、
前記リフトシリンダおよび前記バケットシリンダへの作動油の供給を制御する作業機制御弁とをさらに備え、
前記制御部は、前記作業機制御弁を制御し前記リフトシリンダおよびバケットシリンダを伸縮する、請求項1記載のホイールローダ。 A lift cylinder attached to the vehicle body frame to drive the boom,
A bucket cylinder attached to the vehicle body frame to drive the bucket,
Further provided with a work machine control valve for controlling the supply of hydraulic oil to the lift cylinder and the bucket cylinder.
The wheel loader according to claim 1, wherein the control unit controls the work machine control valve to expand and contract the lift cylinder and the bucket cylinder.
前記前車体部と前記後ろ車体部に渡る一対のステアリングシリンダと、をさらに備える、請求項1記載のホイールローダ。 The vehicle body frame is composed of a front vehicle body portion and a rear vehicle body portion connected to the front vehicle body portion.
The wheel loader according to claim 1, further comprising a pair of steering cylinders extending over the front vehicle body portion and the rear vehicle body portion.
前記車体フレームに取り付けられるブームと、The boom attached to the body frame and
前記ブームに取り付けられるバケットと、The bucket attached to the boom and
前記バケットの形態に関する形態情報を取得する取得部と、An acquisition unit that acquires morphological information regarding the morphology of the bucket, and
前記取得部で取得した形態情報に基づき前記走行体の前進と、前記ブームの上昇を制御し掘削対象物を掘削する制御部を備える、ホイールローダ。A wheel loader including a control unit that controls the advancement of the traveling body and the rise of the boom based on the form information acquired by the acquisition unit to excavate an excavation object.
前記車体フレームに取り付けられるブームと、The boom attached to the body frame and
前記ブームに取り付けられるバケットと、The bucket attached to the boom and
掘削対象物に対する前記バケットの掘削負荷を算出する負荷算出部と、A load calculation unit that calculates the excavation load of the bucket for the excavation target,
前記負荷算出部の算出結果に基づき前記走行体の前進と、前記ブームの上昇を制御し前記掘削対象物を掘削する制御部を備える、ホイールローダ。A wheel loader including a control unit that controls the advancement of the traveling body and the rise of the boom based on the calculation result of the load calculation unit to excavate the excavation object.
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