JP7071320B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、作業前の安全確認をアシストする作業機械に関する。

従来より、油圧ショベル等の作業機械では、キャブに乗り込む前に周囲に人がいないかを目視し、エンジンを始動させる直前に警笛を鳴らす等の安全対策が定められている場合が多い。

但し、このような安全対策をオペレータが失念した場合に備えて、特許文献１には、人検知手段で油圧ショベルの周辺に人がいると判定した場合にエンジンの始動を不許可とし、油圧ショベルの周辺に人がないと判定した場合にエンジンの始動を許可する技術が開示されている。

特開２０１４－１７３２５８号公報

油圧ショベルは、作業前にメンテナンス作業を行う場合があり、オペレータまたは作業者（以下、両者を含めて、「オペレータ」と称することがある）が油圧ショベル上に搭乗して、エンジン等の機器の点検作業を行う。そのため、エンジンの始動の際には、油圧ショベルの周囲のみならず、油圧ショベル上に、オペレータやメンテナンス作業に用いる道具等が放置されていないことも確認する必要がある。特許文献１では、油圧ショベルの後方及び側方を撮影するカメラを、人検知手段として用いているため、油圧ショベルの周囲の人や物については検知できるものの、油圧ショベル上の人や物（以下、「対象物」と表記する。）の検知には限界があるので、エンジン始動の許可及び不許可を適切に判定できているとは言い難い。

本発明は、上記した実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、作業機械に搭載されたアクチュエータの動作を、適切なタイミングで許可及び規制することができる技術を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、アクチュエータが搭載された車体本体と、前記車体本体上の対象物を検知する検知装置と、前記アクチュエータの動作を制御するコントローラとを備える作業機械において、前記車体本体の上面には、オペレータが乗降するための複数のステップと、この複数の前記ステップそれぞれに取り付けられた複数の前記検知装置が配置され、前記検知装置は、前記ステップの歪を検知する歪センサであり、前記コントローラは、複数の前記ステップのうち、検知した歪が最大の前記歪センサが取り付けられた前記ステップの位置を、前記対象物の位置として判定し、前記検知装置によって前記対象物が検知されたと判定した場合に、前記アクチュエータの動作を規制し、前記検知装置によって前記対象物が検知されないと判定した場合に、前記アクチュエータの動作を許可することを特徴とする。

本発明によれば、作業機械に搭載されたアクチュエータの動作を、適切なタイミングで許可及び規制することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

第１実施形態に係る油圧ショベルの側面図である。 油圧ショベルが備える油圧回路の概略構成を示す図である。 油圧ショベルの後上方斜視図である。 ステップの分解斜視図である。 油圧ショベルが備えるコントローラの構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係るエンジン始動処理のフローチャートである。 第２実施形態に係るエンジン始動処理のフローチャートである。

［第１実施形態］
本発明に係る作業機械の実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る作業機械の代表例である油圧ショベル１の側面図である。図２は、油圧ショベル１が備える油圧回路の概略構成を示す図である。なお、本明細書中の前後左右は、特に断らない限り、油圧ショベル１に搭乗して操作するオペレータの視点を基準としている。また、作業機械の具体例は油圧ショベル１に限定されず、ダンプトラック、モータグレーダー、ホイールローダー等であってもよい。

図１に示すように、油圧ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２に旋回可能に支持された上部旋回体３とを主に備える。上部旋回体３は、車体本体の一例である。

下部走行体２は、左右一対の履帯８を備える。左右一対の履帯８は、走行モータ８ａ、８ｂが駆動することによって、それぞれ独立して回転する。これにより、油圧ショベル１は、前進、後退、旋回が可能になる。但し、下部走行体２は、履帯８に代えて、装輪式であってもよい。

上部旋回体３は、旋回モータ３ａによって旋回可能な状態で下部走行体２に支持されている。上部旋回体３は、ベースとなる旋回フレーム５と、旋回フレーム５の前方中央に上下方向に回動可能に取り付けられるフロント作業機４と、旋回フレーム５の後方に配置されるカウンタウェイト６と、旋回フレーム５の前方左側に配置されるキャブ（運転席）７と、油圧ショベル１を動作させるための駆動力を発生させるエンジン１０とを備える。

フロント作業機４は、上部旋回体３に俯仰可能に支持されたブーム４ａと、ブーム４ａの先端に揺動可能に支持されたアーム４ｂと、アーム４ｂの先端に揺動可能に支持されたバケット４ｃと、ブーム４ａ、アーム４ｂ、及びバケット４ｃを駆動させる油圧シリンダ４ｄ～４ｆとを含む。旋回モータ３ａ、及び油圧シリンダ４ｄ～４ｆ、及びエンジン１０は、車体本体に搭載された「アクチュエータ」の一例である。カウンタウェイト６は、フロント作業機４との重量バランスを取るためのもので、円弧状をした重量物である。

キャブ７には、油圧ショベル１を操作するオペレータが搭乗する内部空間が形成されている。キャブ７の内部空間には、油圧ショベル１の動作を指示するオペレータの操作を受け付ける操作装置（ステアリング、ペダル、レバー、スイッチなど）が配置されている。すなわち、キャブ７に搭乗したオペレータが操作装置を操作することによって、油圧ショベル１が動作する。操作装置は、下部走行体２を走行させ、上部旋回体３を旋回させ、フロント作業機４を動作させるためのアクチュエータ操作装置と、油圧ショベル１の動作をロック及びロックを解除するロック操作装置とを含む。

図２に示すように、アクチュエータ操作装置は、左右一対の履帯８それぞれを操作する走行レバー１１、１２と、ブーム４ａを操作するブームレバー１３と、アーム４ｂを操作するアームレバー１４と、バケット４ｃを操作するバケットレバー１５と、上部旋回体３を旋回させる旋回レバー１６とを含む。ロック操作装置は、後述する電磁切換弁３１の位置を切り換えるゲートロックレバー１７を含む。

なお、アクチュエータ操作装置及びロック操作装置はレバーの形態に限定されず、ステアリング、ペダル、スイッチ、ボタン等であってもよい。また、以下の説明において、ブームレバー１３、アームレバー１４、バケットレバー１５、及び旋回レバー１６を総称して、「作業レバー１３～１６」と表記することがある。

アクチュエータ操作装置は、パイロット弁２１、２２、２３、２４、２５、２６に接続されている。パイロット弁２１～２６は、エンジン１０により駆動される油圧ポンプ（パイロットポンプ）３３によって作動油タンク３２から圧送された作動油を、対応する油圧アクチュエータ３ａ、４ｄ～４ｆ、８ａ～８ｂを動作させるためのパイロット圧油として後述するシャトルブロック３４に出力する。パイロット圧油の圧力は、対応するアクチュエータ操作装置の操作量に応じて変化する。

より詳細には、パイロット弁２１、２２は、走行レバー１１、１２の操作量に応じて、走行モータ８ａ、８ｂを駆動させるためのパイロット圧油を出力する。パイロット弁２３は、ブームレバー１３の操作量に応じて、ブームシリンダ４ｄを駆動させるためのパイロット圧油を出力する。パイロット弁２４は、アームレバー１４の操作量に応じて、アームシリンダ４ｅを駆動させるためのパイロット圧油を出力する。パイロット弁２５は、バケットレバー１５の操作量に応じて、バケットシリンダ４ｆを駆動させるためのパイロット圧油を出力する。パイロット弁２６は、旋回レバー１６の操作量に応じて、旋回モータ３ａを駆動させるためのパイロット圧油を出力する。

ゲートロックレバー１７は、油圧アクチュエータ３ａ、４ｄ～４ｆ、８ａ～８ｂの動作を規制するロック位置と、油圧アクチュエータ３ａ、４ｄ～４ｆ、８ａ～８ｂの動作を許容する解除位置とに、オペレータが切換可能に構成されている。ゲートロックレバー１７は、例えば、解除位置のときに解除信号をコントローラ５０に出力する。

各油圧アクチュエータ３ａ、４ｄ～４ｆ、８ａ～８ｂは、エンジン１０によって駆動される油圧ポンプ３０から吐出される圧油が、それぞれ不図示の方向切換弁によって制御されて、その圧油が供給されることによって駆動する。シャトルブロック３４は、パイロット弁２１～２６から供給されるパイロット圧油を方向切換弁の切換圧として方向切換弁に供給するとともに、油圧ポンプ３０を制御する信号圧を生成する機能を有する。シャトルブロック３４は、例えば、油圧ポンプ３３と油圧アクチュエータ３ａ、４ｄ～４ｆ、８ａ～８ｂとの間に設けられる。本実施の形態では、方向切換弁を含めてシャトルブロック３４と称する。

方向切換弁は、油圧アクチュエータ３ａ、４ｄ～４ｆ、８ａ～８ｂそれぞれに対応して複数設けられており、圧油の供給量によって対応する油圧アクチュエータ３ａ、４ｄ～４ｆ、８ａ～８ｂの速度を制御し、圧油の供給方向によって対応する油圧アクチュエータ３ａ、４ｄ～４ｆ、８ａ～８ｂ動作方向を制御する。シャトルブロック３４の具体的な構成は既に周知なので、詳細な説明は省略する。

電磁切換弁３１は、コントローラ５０による制御に従って、遮断位置と流通位置とに切り換え可能に構成されている。遮断位置の電磁切換弁３１は、油圧ポンプ３３からパイロット弁２１～２６への作動油の供給を遮断する。一方、流通位置の電磁切換弁３１は、油圧ポンプ３３からパイロット弁２１～２６へ作動油を流通させる。電磁切換弁３１は、例えば、初期位置が遮断位置であり、ゲートロックレバー１７から解除信号が出力されている間だけ流通位置に切り換えられ、解除信号の出力が停止すると遮断位置に戻る。

すなわち、ゲートロックレバー１７がロック位置（電磁切換弁３１が遮断位置）のとき、アクチュエータ操作装置を操作してもパイロット弁２１～２６からパイロット圧油が出力されない。換言すれば、ゲートロックレバー１７がロック位置（電磁切換弁３１が遮断位置）のときは、アクチュエータ操作装置を操作しても油圧アクチュエータ３ａ、４ｄ～４ｆ、８ａ～８ｂが動作しない。

一方、ゲートロックレバー１７が解除位置（電磁切換弁３１が流通位置）のとき、アクチュエータ操作装置を操作すると、パイロット弁２１～２６からパイロット圧油が出力される。すなわち、ゲートロックレバー１７が解除位置（電磁切換弁３１が流通位置）のときは、アクチュエータ操作装置に対する操作に従って、油圧アクチュエータ３ａ、４ｄ～４ｆ、８ａ～８ｂが動作する。

図３は、油圧ショベル１の後上方斜視図である。図４は、ステップ４１の分解斜視図である。上部旋回体３の上面には、複数のステップ４１、４２、４３、４４、４５、４６が配置されている。ステップ４１～４６は、オペレータまたは作業者が点検作業等のために上部旋回体３に乗降したり、上部旋回体３上の移動するための滑り止め機能を有する足場としての役割を担う。なお、オペレータおよび作業者の両者を含めて、「オペレータ」と称する。

ステップ４１～４３は、上部旋回体３の右端において、前後方向に隣接して設けられている。また、ステップ４１～４３は、前方側から後方側に向かって徐々に高い位置に配置される。すなわち、ステップ４１～４３は、オペレータが上部旋回体３に乗降するための階段を構成する。

ステップ４３～４６は、上部旋回体３の上面において、左右方向及び前後方向に隣接して配置されている。また、ステップ４３～４６は、同じ高さに配置されている。すなわち、ステップ４３～４６は、オペレータが上部旋回体３上を移動するための単一の平面を構成する。

また、ステップ４３～４６に隣接する位置には、エンジン１０や油圧ポンプ３０、３３等を収容するエンジン建屋が設けられている。エンジン建屋は、ステップ４３～４６より後方で、カウンタウェイト６より前方に配置されている。そして、エンジン建屋の上面は、開閉可能な建屋カバー９で覆われている。すなわち、ステップ４３～４６上のオペレータは、建屋カバー９を開放することによって、エンジン建屋内の機器をメンテナンスすることができる。

図４に示すように、ステップ４１は、ベース板４１ａと、踏板４１ｂとで構成されている。ベース板４１ａは、外枠４１ｃと、凹み部４１ｄとを有する。外枠４１ｃは、ベース板４１ａの外縁を構成する枠型の部分である。凹み部４１ｄは、外枠４１ｃに囲まれた位置において、外枠４１ｃの上面から凹んだ部分である。ベース板４１ａは、例えば、平板を曲げ加工して形成される。

踏板４１ｂは、ステップ４１の中央に配置されて、オペレータが足を載せることを想定した部分である。踏板４１ｂの外形は、凹み部４１ｄの外形と一致する。踏板４１ｂは、凹み部４１ｄに収容されて、ボルト４１ｅによってベース板４１ａに固定される。踏板４１ｂは、複数のエンボス部４１ｆと、複数のバーリング突出孔４１ｇとが形成された平板である。

エンボス部４１ｆは、踏板４１ｂの下面側に突出する突起であって、踏板４１ｂ上に分散して形成されている。踏板４１ｂが凹み部４１ｄに収容されると、エンボス部４１ｆが凹み部４１ｄの上面に当接する。これにより、踏板４１ｂと凹み部４１ｄとの間に隙間が形成される。

バーリング突出孔４１ｇは、踏板４１ｂの上面側に突出する開口突起であって、踏板４１ｂ上に分散して形成されている。バーリング突出孔４１ｇは、オペレータがステップ４１に足を載せた際の滑り止めとして機能する。凹み部４１ｄに踏板４１ｂが収容されると、踏板４１ｂの上面（複数のバーリング突出孔４１ｇの上端を結んだ仮想平面）は、外枠４１ｃの上面と面一となる。

また、ステップ４１には、歪センサ（検知装置）４１ｈが取り付けられている。より詳細には、歪センサ４１ｈは、外枠４１ｃに取り付けられている。すなわち、歪センサ４１ｈは、ステップ４１上において、オペレータが直接踏まない場所に取付けられる。歪センサ４１ｈは、ステップ４１に生じる歪を検知し、検知結果を示す検知信号をコントローラ５０に出力する。なお、歪センサ４１ｈは、ステップ４１に生じる歪を検知することができる位置であれば、ステップ４１そのものにではなくても、ステップ４１の近傍に取り付けられていればよい。

なお、ステップ４２～４６は、外形がステップ４１と相違するものの、基本的な構成はステップ４１と共通する。すなわち、ステップ４１、４２、４３、４４、４５、４６それぞれには、歪センサ４１ｈ、４２ｈ、４３ｈ、４４ｈ、４５ｈ、４６ｈ（図５参照）が取り付けられている。そして、歪センサ４１ｈ～４６ｈは、対応するステップ４１～４６の歪を検出する。

図５は、油圧ショベル１が備えるコントローラ５０の構成を示すブロック図である。コントローラ５０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５２、及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５３を備える。コントローラ５０は、ＲＯＭ５２に格納されたプログラムコードをＣＰＵ５１が読み出して実行することによって、ソフトウェアとハードウェアとが協働して、後述する処理を実現する。ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１がプログラムを実行する際のワークエリアとして用いられる。

但し、コントローラ５０の具体的な構成はこれに限定されず、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのハードウェアによって実現されてもよい。

コントローラ５０は、バッテリ６１から供給される電力を用いて動作する。より詳細には、コントローラ５０は、キースイッチ６２から出力される位置信号、及び歪センサ４１ｈ～４６ｈから出力される検知信号に基づいて、切換スイッチ６３、電磁切換弁３１、及びディスプレイ６４を制御する。

バッテリ６１は、エンジン１０によって駆動される発電機（図示省略）が発電した電力を蓄電し、蓄電した電力をキースイッチ６２の位置に応じてコントローラ５０及びスタータ６５に供給する。

キースイッチ６２は、キャブ７内に設置されている。キースイッチ６２は、オペレータがキー（図示省略）を差し込んで回転させることにより、ＬＯＣＫ位置、ＯＮ位置、ＳＴＡＲＴ位置を選択することができる。但し、キースイッチ６２で選択可能な位置は、前述の３つに限定されない。

ＬＯＣＫ位置は、エンジン１０を停止させると共に、バッテリ６１に電力の供給を停止させる位置である。ＯＮ位置は、エンジン１０を停止させた状態で、バッテリ６１からコントローラ５０に電力を供給させる位置および始動したエンジンの駆動状態を継続させる位置である。ＳＴＡＲＴ位置は、エンジン１０を始動させる（すなわち、バッテリ６１からコントローラ５０及びスタータ６５に電力を供給させる）位置である。そして、キースイッチ６２は、ＯＮ位置及びＳＴＡＲＴ位置のときに、現在の位置を示す位置信号をコントローラ５０に出力する。

切換スイッチ６３は、コントローラ５０の制御に従って、バッテリ６１及びスタータ６５を導通させるＯＮ状態と、バッテリ６１及びスタータ６５を遮断するＯＦＦ状態とに切換可能に構成されている。切換スイッチ６３がＯＮ状態のとき、バッテリ６１からスタータ６５に電力が供給可能になる。一方、切換スイッチ６３がＯＦＦ状態のとき、バッテリ６１からスタータ６５に電力が供給されない。コントローラ５０は、例えば、電磁弁（図示省略）を操作することによって、切換スイッチ６３の状態を切り換える。

ディスプレイ６４は、キャブ７に配置される。ディスプレイ６４は、キャブ７に搭乗するオペレータに情報を報知する報知装置の一例である。但し、報知装置の具体例はディスプレイ６４に限定されず、ＬＥＤランプでもよいし、スピーカでもよい。

スタータ６５は、バッテリ６１から供給された電力で回転することによって、エンジン１０を始動させるモータである。すなわち、切換スイッチ６３が導通状態のときに、キースイッチ６２がＳＴＡＲＴ位置に切り換えられると、バッテリ６１からスタータ６５に電力が供給されて、エンジン１０が始動する。

図６は、第１実施形態に係るエンジン始動処理のフローチャートである。コントローラ５０は、例えば、切換スイッチ６３がＬＯＣＫ位置からＯＮ位置に切り換えられたタイミングで、エンジン始動処理を開始する。なお、エンジン始動処理の開始時点において、エンジン１０は停止しており、切換スイッチ６３はＯＦＦ状態とする。

まず、コントローラ５０は、歪センサ４１ｈ～４６ｈそれぞれの検知信号に基づいて、最大歪ε_ｍａｘを特定する（Ｓ１１）。最大ε_ｍａｘ歪は、歪センサ４１ｈ～４６ｈそれぞれで検知した歪εのうちの最大値を指す。そして、コントローラ５０は、ステップＳ１１で特定した最大歪ε_ｍａｘと、予め定められた閾値歪ε_ｔｈとを比較する（Ｓ１２）。

閾値歪ε_ｔｈは、例えば、ステップ４１～４６上に対象物が載っているときに、対応する歪センサ４１ｈ～４６ｈで検知される歪εの下限値である。閾値歪ε_ｔｈは、実験やシミュレーション等で予め定められた値であって、ＲＯＭ５２に記憶されている。対象物とは、ステップ４１～４６上で作業をするオペレータ、ステップ４１～４６上で作業をしたオペレータが置き忘れた工具などである。

次に、コントローラ５０は、最大歪ε_ｍａｘが閾値歪ε_ｔｈより大きい場合に（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、切換スイッチ６３をＯＦＦ状態に切り換える（Ｓ１３）。また、コントローラ５０は、最大歪ε_ｍａｘを検知した位置をディスプレイ６４に表示させる（Ｓ１４）。コントローラ５０は、例えばステップＳ１４において、上部旋回体３の平面図をディスプレイ６４に表示させ、最大歪εｍａｘを検知した歪センサ４１ｈ～４６ｈが取り付けられたステップ４１～４６を、対象物の位置としてハイライト表示（報知）すればよい。

次に、コントローラ５０は、切換スイッチ６３をＯＦＦ状態にしたまま、最大歪ε_ｍａｘが閾値歪ε_ｔｈ以下になるまで（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１～Ｓ１４の処理を繰り返し実行する。すなわち、キースイッチ６２をＯＮ位置に切り換えたタイミングで、ステップ４１～４６上に既に対象物が存在する場合、当該対象物が取り除かれるまでステップＳ１１～Ｓ１４の処理が繰り返し実行される。

そして、最大歪ε_ｍａｘが閾値歪ε_ｔｈより大きい間（Ｓ１２：Ｙｅｓ）は、キースイッチ６２をＳＴＡＲＴ位置に切り換えても、エンジン１０が始動されない。また、キャブ７に搭乗するオペレータは、ディスプレイ６４で対象物の位置を確認して、当該対象物を取り除くことができる。

一方、コントローラ５０は、最大歪ε_ｍａｘが閾値歪ε_ｔｈ以下の場合に（Ｓ１２：Ｎｏ）、切換スイッチ６３をＯＮ状態に切り換える（Ｓ１５）。次に、コントローラ５０は、キースイッチ６２がＳＴＡＲＴ位置に切り換えられるまで（Ｓ１６：Ｎｏ）、ステップＳ１１～Ｓ１５の処理を繰り返し実行する。

すなわち、キースイッチ６２をＯＮ位置に切り換えたタイミングでステップ４１～４６上に対象物が存在しない場合、或いはステップＳ１４の報知を確認したオペレータが対象物を除去した場合、切換スイッチ６３がＯＮ状態に切り換えられる。一方、ステップ４１～４６上の対象物が事後的に検知されると、切換スイッチ６３が再びＯＦＦ状態に切り換えられる。

そして、切換スイッチ６３がＯＮ状態のときに、キースイッチ６２がＳＴＡＲＴ位置に切り換えられると（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、バッテリ６１からスタータ６５に電力が供給されて、エンジン１０が始動する（Ｓ１７）。そして、エンジン１０が始動すると、コントローラ５０は、エンジン始動処理を終了する。

第１実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。

第１実施形態によれば、最大歪ε_ｍａｘが閾値歪ε_ｔｈより大きい場合に、エンジン１０を始動させることができない。その結果、上部旋回体３上に対象物（人、物）が載った状態でエンジン１０が始動されることによるトラブルを防止できる。すなわち、エンジン１０の始動を適切なタイミングで許可及び規制することができる。

また、第１実施形態によれば、ステップ４１～４６の外枠に歪センサ４１ｈ～４６ｈを取り付けるので、上部旋回体３上で作業をするオペレータに踏まれることによって、歪センサ４１ｈ～４６ｈが故障することを防止できる。その結果、エンジン始動処理の信頼性が向上する。

また、第１実施形態によれば、最大歪ε_ｍａｘを検知した歪センサ４１ｈ～４６ｈの位置（すなわち、対象物の位置）を報知するので、キャブ７に搭乗するオペレータに、エンジン１０が始動できない原因を認識させることができる。

［第２実施形態］
次に、図７を参照して、第２実施形態に係るエンジン始動処理を説明する。図７は、第２実施形態に係るエンジン始動処理のフローチャートである。なお、第１実施形態との共通点の詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明する。第２実施形態に係る油圧ショベル１は、歪センサ４１ｈ～４６ｈに代えてカメラ（検知装置）４７を備える点で第１実施形態と相違し、その他の点で第１実施形態と共通する。

カメラ４７は、上部旋回体３の上面（すなわち、ステップ４１～４６）を撮影し、撮影した画像（以下、「撮影画像」と表記する。）をコントローラ５０に出力する。カメラ４７で撮影される画像は、動画像であってもよいし、静止画像であってもよい。ステップ４１～４６が撮影範囲内に入れば、カメラ４７の数及び設置位置は特に限定されない。例えば図３に示すように、キャブ７の右後隅から左下に向けてカメラ４７を設置すればよい。

また、第２実施形態に係るＲＯＭ（記憶装置）５２には、基準画像が保存されている。基準画像は、カメラ４７と同じアングルで、上部旋回体３上を予め撮影した画像である。すなわち、基準画像は、対象物が存在していない状態の上部旋回体３の上面（すなわち、ステップ４１～４６）を撮影した画像である。

第２実施形態に係るコントローラ５０は、ＲＯＭ５２に記憶されている基準画像を、ＲＡＭ（記憶装置）５３にロードする（Ｓ２１）。次に、コントローラ５０は、カメラ４７によって撮影された撮影画像を取得する（Ｓ２２）。

次に、コントローラ５０は、ステップＳ２２で取得した撮影画像と、ＲＡＭ５３にロードした基準画像との明度差を比較する（Ｓ２３）。例えば、コントローラ５０は、撮影画像及び基準画像それぞれについて、全ての画素の明度の平均値を算出し、算出した平均値同士を比較すればよい。

そして、コントローラ５０は、撮影画像と基準画像との明度差が許容範囲内の場合に（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２２で取得した撮影画像を、ＲＡＭ５３にロードした基準画像と比較する（Ｓ２４）。ステップＳ２４は、基準画像に含まれていない物体（すなわち、対象物）が、基準画像に含まれているか否かを判定する処理であって、２つの画像の差分（すなわち、対象物）を抽出する周知のアルゴリズムを利用することができる。

次に、コントローラ５０は、撮影画像が対象物を含むと判定した場合に（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、切換スイッチ６３をＯＦＦ状態に切り換える（Ｓ２５）。また、コントローラ５０は、ステップＳ２２で取得した撮影画像をディスプレイ６４に表示する（Ｓ２６）。ここで表示する撮影画像は、ステップＳ２４で抽出した対象物がハイライト化されていてもよい。

一方、コントローラ５０は、撮影画像と基準画像との明度差が許容範囲を超える場合に（Ｓ２３：Ｎｏ）、ステップＳ２４以降の処理を実行せずに、ステップＳ２２に戻って新たな撮影画像を取得する。すなわち、コントローラ５０は、カメラ４７によって繰り返し撮影された複数の撮影画像のうち、基準画像との明度差が許容範囲内の撮影画像を、基準画像と比較する（Ｓ２３：Ｙｅｓ→Ｓ２４）。

そして、コントローラ５０は、切換スイッチ６３をＯＦＦ状態にしたまま、撮影画像が対象物を含まなくなるまで（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、ステップＳ２２～Ｓ２６の処理を繰り返し実行する。すなわち、キースイッチ６２をＯＮ位置に切り換えたタイミングで、ステップ４１～４６上に既に対象物が存在する場合、当該対象物が取り除かれるまでステップＳ２２～Ｓ２６の処理が繰り返し実行される。

そして、撮影画像が対象物を含んでいる間（Ｓ２４：Ｙｅｓ）は、キースイッチ６２をＳＴＡＲＴ位置に切り換えても、エンジン１０が始動されない。また、キャブ７に搭乗するオペレータは、ディスプレイ６４で対象物の位置を確認して、当該対象物を取り除くことができる。

一方、コントローラ５０は、撮影画像が対象物を含まない場合に（Ｓ２４：Ｎｏ）、基準画像を更新する（Ｓ２７）。より詳細には、コントローラ５０は、ステップＳ２２で取得した撮影画像で、ＲＡＭ５３にロードした基準画像を上書きする。

次に、コントローラ５０は、切換スイッチ６３をＯＮ状態に切り換える（Ｓ２８）。そして、コントローラ５０は、キースイッチ６２がＳＴＡＲＴ位置に切り換えられるまで（Ｓ２９：Ｎｏ）、ステップＳ２２～Ｓ２８の処理を繰り返し実行する。

すなわち、キースイッチ６２をＯＮ位置に切り換えたタイミングでステップ４１～４６上に対象物が存在しない場合、或いはステップＳ２６の報知を確認したオペレータが対象物を除去した場合、切換スイッチ６３がＯＮ状態に切り換えられる。一方、ステップ４１～４６上の対象物が事後的に検知されると、切換スイッチ６３が再びＯＦＦ状態に切り換えられる。

そして、切換スイッチ６３がＯＮ状態のときに、キースイッチ６２がＳＴＡＲＴ位置に切り換えられると（Ｓ２９：Ｙｅｓ）、バッテリ６１からスタータ６５に電力が供給されて、エンジン１０が始動する（Ｓ３０）。そして、エンジン１０が始動すると、コントローラ５０は、エンジン始動処理を終了する。

第２実施形態の場合も第１実施形態と同様に、上部旋回体３上に対象物（人、物）が載った状態でエンジン１０が始動されることによるトラブルを防止できる。すなわち、エンジン１０の始動を適切なタイミングで許可及び規制することができる。

また、油圧ショベル１の近くをダンプトラック等の車高の高い車両が通過したタイミングで撮影された撮影画像は、基準画像と比較して明度が低くなる。このような撮影画像を基準画像と比較すると、対象物の抽出精度が低下する可能性がある。そこで第２実施形態のように、撮影画像と基準画像との明度差が許容範囲を超える場合は、ステップＳ２４の処理をスキップして撮影画像を取得し直すことにより、対象物の抽出精度を担保することができる。

さらに、油圧ショベル１の経年劣化や汚れ等によって、予めＲＯＭ５２に記憶された基準画像が現在の油圧ショベル１の状態を適切に表していない可能性がある。そこで、直前に撮影した撮影画像で基準画像を上書きすることによって、現在の油圧ショベル１の状態を表す基準画像と撮影画像とを比較することができる。

［その他の実施形態］
第１実施形態及び第２実施形態では、ステップ４１～４６上の対象物を検知する例を説明したが、対象物の検知範囲はこれに限定されない。すなわち、検知装置は、車体本体上において、オペレータがいる可能性ある領域、オペレータが工具などを置き忘れる可能性のある領域における対象物の有無を検知すればよい。

また、第１実施形態及び第２実施形態では、検知装置が対象物を検知するか否かによって、エンジン１０の始動を許可及び規制する例を説明した。しかしながら、エンジン始動処理は、油圧アクチュエータ（走行モータ８ａ、８ｂ、旋回モータ３ａ、及び油圧シリンダ４ｄ～４ｆ）の動作を許可及び規制するのにも利用できる。

この場合、図６及び図７に示す処理は、エンジン１０が駆動している期間に所定の時間間隔で繰り返し実行される。そして、コントローラ５０は、ステップＳ１３、Ｓ２５において、電磁切換弁３１を遮断位置に切り換えればよい。また、コントローラ５０は、ステップＳ１５、Ｓ２８において、電磁切換弁３１を流通位置に切り換えればよい。すなわち、コントローラ５０は、車体本体上の対象物の有無に応じて、アクチュエータの動作を許可及び規制すればよい。

また、ステップ４１～４３は、本実施形態によるベース板４１ａ、踏板４１ｂを有するものに限らず、滑り止め加工が施されたシート状の部材であっても良く、その場合、歪センサ４１ｈは、シート状の滑り止め部材の近傍の上部旋回体３の上面に直接設けても良い。

上述した実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。

１ 油圧ショベル
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
３ａ 旋回モータ
４ フロント作業機
４ａ ブーム
４ｂ アーム
４ｃ バケット
４ｄ，４ｅ，４ｆ 油圧シリンダ
５ 旋回フレーム
６ カウンタウェイト
７ キャブ
８ 履帯
８ａ，８ｂ 油圧モータ
９ 建屋カバー
１０ エンジン
１１，１２ 走行レバー
１３ ブームレバー
１４ アームレバー
１５ バケットレバー
１６ 旋回レバー
１７ ゲートロックレバー
２１，２２，２３，２４，２５，２６ パイロット弁
３０，３３ 油圧ポンプ
３１ 電磁切換弁
３２ 作動油タンク
３４ シャトルブロック
４１，４２，４３，４４，４５，４６ ステップ
４１ａ ベース板
４１ｂ 踏板
４１ｃ 外枠
４１ｄ 凹み部
４１ｅ ボルト
４１ｆ エンボス部
４１ｇ バーリング突出孔
４１ｈ，４２ｈ，４３ｈ，４４ｈ，４５ｈ，４６ｈ 歪センサ（検知装置）
４７ カメラ（検知装置）
５０ コントローラ
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ
６１ バッテリ
６２ キースイッチ
６３ 切換スイッチ
６４ ディスプレイ
６５ スタータ

Claims (1)

1. アクチュエータが搭載された車体本体と、
   前記車体本体上の対象物を検知する検知装置と、
   前記アクチュエータの動作を制御するコントローラとを備える作業機械において、
   前記車体本体の上面には、オペレータが乗降するための複数のステップと、この複数の前記ステップそれぞれに取り付けられた複数の前記検知装置が配置され、
   前記検知装置は、前記ステップの歪を検知する歪センサであり、
   前記コントローラは、
   複数の前記ステップのうち、検知した歪が最大の前記歪センサが取り付けられた前記ステップの位置を、前記対象物の位置として判定し、
   前記検知装置によって前記対象物が検知されたと判定した場合に、前記アクチュエータの動作を規制し、
   前記検知装置によって前記対象物が検知されないと判定した場合に、前記アクチュエータの動作を許可することを特徴とする作業機械。
   

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