JP6996227B2 - Work machine - Google Patents
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Description
本発明は、作業機械に関し、詳しくは、着脱可能なアタッチメントを含む作業装置を備える作業機械に関する。 The present invention relates to a work machine, and more particularly to a work machine including a work device including a removable attachment.
従来、作業装置を備えた油圧ショベル等の作業機械が知られている。作業装置のなかには、作業装置本体と、当該作業装置本体に対して着脱されるブレーカやニブラ、バケット等の様々な作業用アタッチメントと、を含み、用途に応じた作業用アタッチメントを選択して装着することにより様々な作業を行うことが可能なものがある。 Conventionally, a working machine such as a hydraulic excavator equipped with a working device is known. The work equipment includes the work equipment main body and various work attachments such as breakers, nibblers, buckets, etc. that are attached to and detached from the work equipment main body, and the work attachments according to the application are selected and attached. There are some that can perform various tasks.
作業用アタッチメントは、その種類ごとに異なる稼働条件を有する。そのため、作業機械においては、装着している作業用アタッチメントの種類を的確に把握し、当該作業用アタッチメントに適した条件で作業用アタッチメントを稼働させる必要がある。 Working attachments have different operating conditions for each type. Therefore, in the work machine, it is necessary to accurately grasp the type of the work attachment to be attached and to operate the work attachment under the conditions suitable for the work attachment.
下記特許文献1は、作業用アタッチメントについての情報を当該作業用アタッチメントから無線通信によって機体へ送信することが可能な建設機械を開示する。当該建設機械は、作業用アタッチメントに設けられて当該作業用アタッチメントの情報を含む情報信号を発信することが可能な発信器と、機体に設けられて情報信号を受信することにより作業用アタッチメントの種類を把握するコントローラと、を備える。 The following Patent Document 1 discloses a construction machine capable of transmitting information about a work attachment from the work attachment to the airframe by wireless communication. The construction machine is a type of transmitter provided in the work attachment and capable of transmitting an information signal including information of the work attachment, and a type of work attachment provided in the machine body by receiving the information signal. It is equipped with a controller that grasps the information.
特許文献1に記載の作業機械では、発信器からコントローラへ無線通信によって情報伝達を行うものであるから、発信器が情報信号を発信するのに必要な電力を確保する必要があるが、その電力の確保は困難である。例えば、発信器に電池を設ける場合には発信可能な時間が著しく制限され、また、発信器に電線を介して電源を接続することは、無線通信の本来のメリットを損なう。 Since the work machine described in Patent Document 1 transmits information from the transmitter to the controller by wireless communication, it is necessary to secure the electric power required for the transmitter to transmit an information signal. It is difficult to secure. For example, when a battery is provided in the transmitter, the time that can be transmitted is significantly limited, and connecting a power source to the transmitter via an electric wire impairs the original merit of wireless communication.
本発明の目的は、機体と、着脱可能なアタッチメントを含み、機体に対してアタッチメントを相対的に変位させるように作動する作業装置と、を備えた作業機械であって、アタッチメントに設けられた発信器による情報信号の発信を長期間に亘って安定して行うことができる作業機械を提供することである。 An object of the present invention is a work machine including a machine body and a work device including a detachable attachment and operating so as to relatively displace the attachment with respect to the machine body, and a transmission provided in the attachment. It is to provide a work machine capable of stably transmitting an information signal by a vessel for a long period of time.
本発明による作業機械は、機体と、前記機体に取付けられる作業装置本体及び前記作業装置本体に対して着脱可能なアタッチメントを含み、前記機体に対して前記アタッチメントを相対変位させるように作動する作業装置と、前記アタッチメントとともに前記機体に対して相対変位するように前記アタッチメントに配置され、前記作業装置の作動による前記アタッチメントの運動エネルギーを電力に変換し当該電力を利用して前記アタッチメントに関する情報を含む情報信号を発信する発信器と、前記機体に配置され、前記情報信号を受信することが可能な受信器と、前記受信器が受信した前記情報信号に基づいて、前記アタッチメントに関する情報を取得するコントローラとを備える。 The work machine according to the present invention includes a machine body, a work device main body attached to the machine body, and an attachment that can be attached to and detached from the work device main body, and is a work device that operates so as to relatively displace the attachment with respect to the machine body. And information including information about the attachment, which is arranged in the attachment so as to be relatively displaced with respect to the machine together with the attachment, converts the kinetic energy of the attachment by the operation of the working device into electric power, and uses the electric power. A transmitter that emits a signal, a receiver that is placed on the machine and can receive the information signal, and a controller that acquires information about the attachment based on the information signal received by the receiver. To prepare for.
上記作業機械においては、発信器がアタッチメントの動きによって発電することができるから、電池や他の外部電源からの電力供給を受けなくても、機体から離れた場所より機体側の受信器に対して自力で情報信号を送信することができる。 In the above work machine, since the transmitter can generate electricity by the movement of the attachment, even if it does not receive power from a battery or other external power source, it can be applied to the receiver on the aircraft side from a place away from the aircraft. You can send information signals on your own.
上記作業機械において、前記コントローラは、前記作業装置が特定の運転状態であるか否かを判定する運転状態判定部と、前記運転状態判定部によって前記作業装置が前記特定の運転状態であると判断された特定運転状態判定期間と前記情報信号を受信したタイミングとの関係に基づいて、前記情報信号に基づく前記アタッチメントに関する情報を取得するか否かを判定する情報取得判定部とを含む。 In the work machine, the controller has an operation state determination unit that determines whether or not the work device is in a specific operating state, and the operation state determination unit determines that the work device is in the specific operation state. It includes an information acquisition determination unit that determines whether or not to acquire information about the attachment based on the information signal based on the relationship between the determined specific operating state determination period and the timing at which the information signal is received.
上記作業機械においては、アタッチメントに関する情報の取得が特定の条件を満たす場合に限定されるので、例えば、同じ作業現場に複数の作業機械が存在する場合であっても、受信した情報信号が自機のアタッチメントに設けられた発信器から発信されたものであるか否かを判断することができる。そのため、自機のアタッチメントに関する情報だけを取得することができる。 In the above work machine, since the acquisition of information about the attachment is limited to the case where a specific condition is satisfied, for example, even if there are a plurality of work machines at the same work site, the received information signal is the own machine. It is possible to determine whether or not the transmission is from a transmitter provided in the attachment of. Therefore, only the information about the attachment of the own machine can be acquired.
上記作業機械において、好ましくは、前記情報取得判定部は、前記特定運転状態判定期間に基づいて設定される許容期間内に前記情報信号を受信したか否かを判定し、その結果に基づいて、前記情報信号に基づく前記アタッチメントに関する情報を取得するか否かを判定する。 In the work machine, preferably, the information acquisition determination unit determines whether or not the information signal has been received within the allowable period set based on the specific operation state determination period, and based on the result, It is determined whether or not to acquire information about the attachment based on the information signal.
上記作業機械においては、想定されるタイムラグを考慮して、情報信号を特定運転状態判定期間内に受信したか否かを判定することができる。そのため、当該判定の精度を高めることができる。 In the above-mentioned work machine, it is possible to determine whether or not the information signal has been received within the specific operation state determination period in consideration of the assumed time lag. Therefore, the accuracy of the determination can be improved.
本発明による作業機械によれば、アタッチメントに設けられた発信器による情報信号の発信を長期間に亘って安定して行うことができる。 According to the working machine according to the present invention, the information signal can be stably transmitted by the transmitter provided in the attachment for a long period of time.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る作業機械1の構成図である。図1の例では、作業機械1は、油圧ショベルで構成されているが、これは一例であり、油圧クレーン等の他の建設機械が採用されてもよい。 FIG. 1 is a block diagram of a work machine 1 according to an embodiment of the present invention. In the example of FIG. 1, the work machine 1 is composed of a hydraulic excavator, but this is an example, and other construction machines such as a hydraulic crane may be adopted.
作業機械1は、クローラ式の下部走行体2と、下部走行体2上に旋回可能に設けられた上部旋回体3と、上部旋回体3に取り付けられた作業装置4とを備えている。下部走行体2及び上部旋回体3は作業機械1の機体を構成する。
The work machine 1 includes a crawler-type lower traveling
作業装置4は、作業装置本体としてのブーム41及びアーム42と、アタッチメント43とを備えている。ブーム41は、上部旋回体3に対して起伏可能に取り付けられている。アーム42は、ブーム41の先端部に対して揺動可能に取り付けられている。ブーム41及びアーム42は、可動連結部40を介して、相対変位可能に連結されている。ブーム41及びアーム42により、複数の分割可動部材が実現されている。アタッチメント43は、アーム42の先端部に対して揺動可能に取り付けられている。
The
図2を参照しながら、作業装置4を作動させるための構成について説明する。図2は、作業装置4を作動させるための構成についてのブロック図である。
A configuration for operating the
アクチュエータ9は、作動油が供給されることによって作動するものである。アクチュエータ9は、作業装置4に設けられる。アクチュエータ9は、上部旋回体3に対してブーム41を起伏させる油圧シリンダ(ブームシリンダ)や、ブーム41に対してアーム42を揺動させる油圧シリンダ(アームシリンダ)、アーム42に対してアタッチメント43を揺動させる油圧シリンダ(アタッチメントシリンダ)等である。
The
アクチュエータ駆動回路8は、作動油をアクチュエータ9に供給し、アクチュエータ9を駆動する。アクチュエータ駆動回路8は、動力源としてのエンジンによって駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプからアクチュエータ9に吐出される作動油の供給量を調整するコントロールバルブと、コントロールバルブを制御するためのパイロット圧を発生させる操作レバーとを含む。
The
コントローラ7は、アクチュエータ駆動回路8によるアクチュエータ9の駆動を制御する。具体的には、操作レバーの操作量に応じて、油圧ポンプからアクチュエータに供給される作動油の吐出量を調整する。その結果、作業装置4は、ブーム41及び上部旋回体3間の角度と、ブーム41及びアーム42間の角度と、アーム42及びアタッチメント43間の角度とをそれぞれ変更し、姿勢を変更する。つまり、作業装置4は、上部旋回体3に対してアタッチメント43を相対変位させるように作動する。
The
コントローラ7は、例えばCPU等のプロセッサ及びメモリを備えるコンピュータで構成される。コントローラ7は、上部旋回体3の内部に設けられる。なお、コントローラ7の詳細については、後述する。
The
再び、図1を参照しながら説明する。アタッチメント43は、装着部431を備えている。装着部431は、アーム42の先端に着脱可能に装着される部分である。図1の例では、アタッチメント43は、例えばバケットで構成されているが、これは一例であり、ブレーカ又はニブラというような油圧ショベルに対して交換可能に構成されたアタッチメントであればどのようなアタッチメントで構成されてもよい。作業装置4においては、アタッチメント43の代わりに、アタッチメント43Aを装着してもよい。アタッチメント43Aは、例えば、ブレーカで構成されている。アタッチメント43Aも装着部431を備えており、アーム42の先端に交換可能に装着される。このように、作業機械1は、バケットからなるアタッチメント43及びブレーカからなるアタッチメント43Aを択一的に交換できる。
This will be described again with reference to FIG. The
アタッチメント43には、発信器5が配置されている。発信器5は、アタッチメント43の識別情報を含む情報信号を発信する。アタッチメント43Aも、アタッチメント43と同様、アタッチメント43Aの識別情報を含む情報信号を発信する。
A
図1の例において、発信器5は、掘削作業時にアタッチメント43が地面側に向かう面43aにおいて、後端側(アーム42側)に設けられているが、これは一例であり、面43aにおいて、先端側に設けられてもよいし、底面43b上の適当な位置に設けられてもよいし、特に配置位置は限定されない。
In the example of FIG. 1, the
通信可能エリアD1は、発信器5から送信される情報信号が到達する範囲を規定する。ここでは、通信可能エリアD1は、発信器5の放射面の法線方向に延びるメインローブとメインローブを挟んで前記法線方向に対して斜め方向に延びる複数のサイドローブとにより構成される。
The communicable area D1 defines a range in which the information signal transmitted from the
発信器5は、例えば、ICタグで構成されている。また、発信器5は、アタッチメント43の識別情報を含む情報信号を外部空間に出力するためのアンテナを備えている。その他、発信器5は、識別情報を記憶するメモリと、メモリから識別情報を読み出し、読み出した識別情報を含む発信データを変調して情報信号を生成し、アンテナから出力させる電子回路とを備えている。
The
ICタグはRFID(radio frequency identifier)タグとも称される。本実施の形態では、アクディブ型のICタグであって、作業装置4が動作するときのアタッチメント43の運動エネルギーを電力に変換し、当該電力を利用して情報信号を発信するものが発信器5として採用されている。運動エネルギーを電力に変換する態様としては、例えば、アタッチメント43が動き始めたとき、或いは、アタッチメント43がその動きを停止したときの衝撃を利用するものや、アタッチメント43が動いているときの振動を利用するものがある。運動エネルギーを電力に変換する素子としては、例えば、圧電素子等が用いられる(例えば、Proc. Symp. Ultrason. Electron., Vol. 27, (2006) pp. 85-86を参照)。なお、運動エネルギーを電力に変換する素子として、例えば、コイルと永久磁石による電磁誘導を利用したものを採用することも可能である。運動エネルギーを電力に変換する態様は、例えば、作業時におけるアタッチメント43の動き等を考慮して、適宜、選択される。アタッチメント43の運動エネルギーを変換することによって得られた電力が情報信号の発信に必要な電力に満たない場合には、情報信号の発信に必要な電力を蓄えた後、当該電力を利用して情報信号を発信することが好ましい。電力は、例えば、コンデンサ等を用いることによって蓄えることができる。
The IC tag is also referred to as an RFID (radio frequency identifier) tag. In the present embodiment, the
識別情報としては、アタッチメント43の種別を示す情報、製造メーカを示す情報、シリアル番号、及び品番の少なくとも一つを含む情報が採用できる。種別を示す情報とは、例えば、アタッチメント43がバケットであればバケットであることを示す情報、アタッチメント43がブレーカであればブレーカであることを示す情報である。
As the identification information, information indicating the type of the
受信器6は、上部旋回内3の内部に設けられ、発信器5によって発信された情報信号を受信する。受信器6は、例えば、ICタグリーダで構成されている。詳細には、受信器6は、発信器5が発信した情報信号を受信するアンテナと、受信された情報信号を増幅する増幅器と、増幅された情報信号を復調し、発信データを抽出する信号処理部と、抽出された発信データをデコードして、識別情報を取得し、当該識別情報をコントローラ7に出力する情報処理部とを備えている。
The receiver 6 is provided inside the upper swivel inner 3 and receives the information signal transmitted by the
受信器6は、有線により、コントローラ7に接続されている。コントローラ7は、発信器5から発信された識別情報に基づいて、現在、装着されているアタッチメント43を認識し、認識したアタッチメント43に応じた制御を実行する。
The receiver 6 is connected to the
再び、図2を参照しながら説明する。コントローラ7は、制御部71と、運転状態判定部72と、情報取得判定部73と、情報処理部74とを含む。
This will be described again with reference to FIG. The
制御部71は、アクチュエータ駆動回路8によるアクチュエータ9の駆動を制御する。具体的には、作業装置4を操作する操作レバーの操作量に応じて、油圧ポンプからアクチュエータに供給される作動油の吐出量を調整する。
The
運転状態判定部72は、作業装置4の運転状態が特定の運転状態であるか否かを判定する。
The operating state determination unit 72 determines whether or not the operating state of the working
作業装置4の運転状態が特定の運転状態であるか否かの判定に用いる情報は、例えば、採用されているアクチュエータ駆動回路8の構成等によって異なる。例えば、操作レバーの操作によってコントロールバルブに付与されるパイロット圧を検出するパイロット圧センサが設けられている場合には、当該パイロット圧センサから出力されるパイロット圧信号に基づいて判定される。また、操作レバーとして電気レバーを用いる場合には、当該電気レバーの操作に伴ってコントローラ7に入力される操作入力信号に基づいて判定される。
The information used for determining whether or not the operating state of the working
特定の運転状態は、例えば、発信器5が運動エネルギーを電力に変換する態様等に応じて、適当に設定される。特定の運転状態は、例えば、少なくともアタッチメント43が動いている状態であってもよいし、アタッチメント43の状況が変化する状態であってもよい。少なくともアタッチメント43が動いている状態は、例えば、下部走行体2によって作業機械1が移動することに起因してアタッチメント43が動いている状態や、作業装置本体としてのアーム42及びブーム41の動作に伴ってアタッチメント43が動いている状態、アタッチメント43のみが動いている状態である。アタッチメント43の状況が変化する状態は、例えば、アタッチメント43が動き始める状態や、アタッチメント43の動きが停止する状態である。
The specific operating state is appropriately set according to, for example, a mode in which the
情報取得判定部73は、受信器6から送られてきた識別情報(受信器6が受信した情報信号に基づくアタッチメント43に関する情報)を自機のアタッチメント43に関するものとして取得するか否かを判定する。情報取得判定部73は、運転状態判定部72によって作業装置4が特定の運転状態であると判定された期間(特定運転状態判定期間)に基づいて設定される許容期間内に情報信号を受信した場合に、当該情報信号に含まれる識別情報を自機のアタッチメント43に関するものとして取得する。上記許容期間は、例えば、想定されるタイムラグを考慮して設定される。また、受信器6から送られてきた識別情報が自機のアタッチメント43に関するものであるか否かを判定する精度を高めるために、例えば、連続する複数の許容期間の全てにおいて情報信号を受信した場合に、受信器6から送られてきた識別情報が自機のアタッチメント43に関するものであると判定するようにしてもよい。
The information
情報処理部74は、取得した情報を受信時刻と対応付けられてログデータとしてメモリに蓄積する。メモリに蓄積されたログデータは、所定の時間単位(例えば1日単位)で作業機械1の識別情報と対応付けられて通信ネットワークを介してサーバ(図略)に送信される。このログデータを受信したサーバは、自身のメモリにログデータを蓄積する。サーバは、このようなログデータを複数の作業機械から受信してメモリに蓄積する。これにより、管理者は、各作業機械1において、現在、又は過去においてどのようなアタッチメント43が装着されていたかを管理することができる。
The
作業機械1においては、発信器5がアタッチメント43の動きによって発電することができるから、電池や他の外部電源からの電力供給を受けなくても、発信器5から受信器6に対して自力で情報信号を送信することができる。
In the work machine 1, since the
作業機械1においては、アタッチメント43に関する情報の取得が特定の条件を満たす場合に限定されるので、例えば、同じ作業現場に複数の作業機械1が存在する場合であっても、受信した情報信号が自機のアタッチメント43に設けられた発信器5から発信されたものであるか否かを判断することができる。そのため、自機のアタッチメント43に関する情報だけを取得することができる。
In the work machine 1, the acquisition of information about the
作業機械1においては、想定されるタイムラグを考慮して、情報信号を特定運転状態判定期間内に受信したか否かを判定することができる。そのため、当該判定の精度を高めることができる。 In the work machine 1, it is possible to determine whether or not the information signal has been received within the specific operation state determination period in consideration of the assumed time lag. Therefore, the accuracy of the determination can be improved.
また、作業機械1においては、識別情報がアタッチメント43のシリアル番号を含む場合、当該シリアル番号とアタッチメント43の使用状況とを対応付けることにより、アタッチメント43の累積使用時間を管理することができるため、当該累積使用時間を参考にしてアタッチメント43の交換時期を把握することができる。
Further, in the work machine 1, when the identification information includes the serial number of the
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、上述の実施の形態によって、何等、限定されない。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, these are merely examples, and the present invention is not limited to any of the above-described embodiments.
例えば、本発明のアタッチメントは、バケットやニブラ等のように、作業装置の先端に配置されるものに限定されない。例えば、アームがブームに対して着脱可能に配置されている場合には、バケットやニブラ等のようにアームに対して着脱可能な作業用アタッチメントだけでなくアームも本発明のアタッチメントに相当する。 For example, the attachment of the present invention is not limited to the attachment arranged at the tip of the working device such as a bucket or a nibbler. For example, when the arm is detachably arranged with respect to the boom, not only the work attachment detachable to the arm such as a bucket or a nibbler but also the arm corresponds to the attachment of the present invention.
1 作業機械
2 下部走行体
3 上部旋回体
4 作業装置
41 ブーム
42 アーム
43 アタッチメント
5 発信器
6 受信器
7 コントローラ
72 運転状態判定部
73 情報取得判定部
1
Claims (2)
前記機体に取付けられる作業装置本体及び前記作業装置本体に対して着脱可能なアタッチメントを含み、前記機体に対して前記アタッチメントを相対変位させるように作動する作業装置と、
前記アタッチメントとともに前記機体に対して相対変位するように前記アタッチメントに配置され、前記作業装置の作動による前記アタッチメントの運動エネルギーを電力に変換し当該電力を利用して前記アタッチメントに関する情報を含む情報信号を発信する発信器と、
前記機体に配置され、前記情報信号を受信することが可能な受信器と、
前記受信器が受信した前記情報信号に基づいて、前記アタッチメントに関する情報を取得するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記作業装置が特定の運転状態であるか否かを判定する運転状態判定部と、
前記運転状態判定部によって前記作業装置が前記特定の運転状態であると判断された特定運転状態判定期間と前記情報信号を受信したタイミングとの関係に基づいて、前記情報信号に基づく前記アタッチメントに関する情報を取得するか否かを判定する情報取得判定部とを含む、作業機械。 With the aircraft
A work device that includes a work device main body attached to the machine body and an attachment that can be attached to and detached from the work device main body, and that operates so as to relatively displace the attachment to the machine body.
An information signal that is arranged in the attachment so as to be displaced relative to the machine together with the attachment, converts the kinetic energy of the attachment due to the operation of the working device into electric power, and uses the electric power to generate an information signal including information about the attachment. The transmitter to send and
A receiver that is placed on the aircraft and is capable of receiving the information signal,
A controller for acquiring information about the attachment based on the information signal received by the receiver is provided .
The controller
An operation state determination unit that determines whether or not the work device is in a specific operation state, and an operation state determination unit.
Information on the attachment based on the information signal based on the relationship between the specific operation state determination period in which the work device is determined to be in the specific operation state by the operation state determination unit and the timing at which the information signal is received. A work machine , including an information acquisition determination unit that determines whether or not to acquire .
前記情報取得判定部は、前記特定運転状態判定期間に基づいて設定される許容期間内に前記情報信号を受信したか否かを判定し、その結果に基づいて、前記情報信号に基づく前記アタッチメントに関する情報を取得するか否かを判定する、作業機械。 The work machine according to claim 1 .
The information acquisition determination unit determines whether or not the information signal has been received within an allowable period set based on the specific operation state determination period, and based on the result, relates to the attachment based on the information signal. A work machine that determines whether or not to acquire information.
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