JP7235521B2 - working machine - Google Patents

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Description

本発明は、土木工事等に使用される油圧ショベル等の作業機械に関する。 The present invention relates to a working machine such as a hydraulic excavator used for civil engineering work.

土木工事等に使用される作業機械として、動力系により走行する走行体の上部に旋回体を旋回自在に取り付けると共に、旋回体に多関節型の作業フロントを上下方向に揺動自在に取り付け、作業フロントを構成する各フロント部材をアクチュエータにて駆動するものが知られている。このような作業機械の一例として、一端が旋回体に揺動自在に連結されたブームと、一端がブームの先端に揺動自在に連結されたアームと、アームの先端に装着されたバケット等の作業具を備え、所望の作業を行えるようにしたショベルがある。一般に、この種のショベルは、オペレータが操作レバーを操作することにより、走行、旋回、作業フロントの各アクチュエータが駆動され、作業対象の地面等に対して掘削、整形等の各種作業を行う。 As a working machine used for civil engineering work, etc., a revolving body is attached to the upper part of a traveling body that travels by a power system, and a multi-joint type work front is attached to the revolving body so that it can swing vertically. It is known to drive each front member constituting the front by an actuator. An example of such a working machine includes a boom whose one end is swingably connected to a revolving body, an arm whose one end is swingably connected to the tip of the boom, and a bucket or the like attached to the tip of the arm. There are shovels that are equipped with working tools so that desired work can be performed. Generally, in this type of excavator, an operator operates an operation lever to drive actuators for traveling, turning, and front of work, and performs various works such as excavation and shaping on the ground to be worked.

油圧ショベルを用いた施工の管理を支援するシステムとして、例えば、特許文献1には、施工対象の地形に関する情報とショベルの位置及び動きに関する情報とを取得し、ショベルの動きに関する情報に基づいてショベルの行った作業内容を判別し、施工対象の地形を表す地形情報とショベルが行った作業の内容を表す作業内容画像とを合成して出力するシステムが開示されている。 As a system for supporting the management of construction work using a hydraulic excavator, for example, Patent Document 1 discloses a system that acquires information on the topography of a construction target and information on the position and movement of the excavator, and controls the excavator based on the information on the movement of the excavator. A system has been disclosed which discriminates the content of work performed by a shovel, synthesizes topographical information representing the topography of a construction target, and a work content image representing the content of work performed by an excavator, and outputs the result.

油圧ショベルを用いた作業の一つとして、地表面を締固める作業(転圧作業)がある。転圧作業は一般に盛土作業や法面等の形成作業の際に行われる。転圧作業においては、むらや過不足なく締固めを行うことが重要である。特許文献2には、締固め状況を管理するシステムとして、締固め板を所定の位置に設置して起振機を起動させて締固め板による締固め作業を行う際に、締固め板の位置及び角度から作業実施範囲を判定し、起振機が起動している時間の累積値が所定の閾値以上となった場合に締固めが完了したと判断する締固め作業管理システムが開示されている。 One type of work using a hydraulic excavator is work for compacting the ground surface (rolling compaction work). Rolling compaction work is generally carried out during embankment work and slope formation work. In rolling compaction work, it is important to perform compaction without unevenness or excess or deficiency. In Patent Document 2, as a system for managing the compaction situation, when a compaction plate is installed at a predetermined position and a vibrator is activated to perform compaction work with the compaction plate, the position of the compaction plate And a compaction work management system that determines the work execution range from the angle and determines that compaction is completed when the cumulative value of the time during which the exciter is activated exceeds a predetermined threshold. .

特開2016-98535号公報JP 2016-98535 A 特開2017-141579号公報JP 2017-141579 A

特許文献1の技術を用いることにより、ショベルを用いた施工の管理が容易となるが、特許文献1のシステムでは、ショベルを用いて行った作業内容のみが管理可能であり、締固めがどの程度完了しているかを把握することはできず、転圧作業の進捗や締固めの品質の管理はできない。 By using the technique of Patent Document 1, it becomes easy to manage the construction using a shovel, but in the system of Patent Document 1, only the details of the work performed using the shovel can be managed, and the degree of compaction can be controlled. It is not possible to check whether the work has been completed, and it is not possible to monitor the progress of the rolling compaction work or the quality of compaction.

また、特許文献2は、締固めの完了を起振機の起動時間を用いて管理するものであり、起振機を有しないバケットを用いた転圧作業に適用することはできない。 Further, Patent Document 2 manages the completion of compaction using the start-up time of the vibrator, and cannot be applied to rolling compaction work using a bucket that does not have a vibrator.

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、転圧作業において締固めの仕上がり状態を判定し、正確に管理することのできる作業機械を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a working machine capable of determining and accurately managing the finished state of compaction in rolling compaction work.

上記目的を達成するために、本発明は、車体本体と、前記車体本体に対して回動可能に取り付けられた作業機と、前記作業機を駆動するアクチュエータと、前記車体本体の位置を検出する車体位置検出装置と、前記作業機の姿勢および加速度を検出する姿勢検出装置と、前記アクチュエータの負荷を検出する負荷検出装置と、演算機能を有するコントローラと、前記コントローラの演算結果を出力する通知装置とを備えた作業機械において、前記コントローラは、前記姿勢検出装置で検出した前記作業機の加速度と前記負荷検出装置で検出した前記作業機の負荷とに基づいて、前記作業機械が前記作業機を地面に接触させて地面を締め固める作業である転圧作業を行っているか否か、および前記転圧作業の内容を判定し、前記転圧作業の実行中に、前記車体位置検出装置および前記姿勢検出装置の出力に基づいて、前記作業機が地面に接触する位置である締固め位置を算出するとともに、前記転圧作業の内容と前記姿勢検出装置および前記負荷検出装置の出力に基づいて、前記転圧作業の内容に応じた前記作業機が地面の締固めに寄与する度合いである締固め寄与度を算出し、前記締固め位置における前記締固め寄与度の累積である累積締固め寄与度を算出し、前記累積締固め寄与度に基づいて、前記締固め位置における締固め進捗度を判定し、前記作業機械の作業現場を複数のグリッドに分割して記憶し、前記複数のグリッドのうち前記締固め位置に対応するグリッドと前記締固め進捗度とを対応付けた情報を前記通知装置に出力するものとする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a vehicle body, a working machine rotatably attached to the vehicle body, an actuator for driving the working machine, and a position of the vehicle body. A vehicle body position detection device, an attitude detection device that detects the attitude and acceleration of the working machine, a load detection device that detects the load of the actuator, a controller having a calculation function, and a notification device that outputs the calculation result of the controller. and the controller controls the work machine to move the work machine based on the acceleration of the work machine detected by the attitude detection device and the load of the work machine detected by the load detection device. It determines whether or not a rolling compaction work , which is a work of compacting the ground by bringing it into contact with the ground, is being performed, determines the content of the rolling compaction work , and detects the position of the vehicle body and the posture during the execution of the rolling compaction work. Based on the output of the detection device, the compaction position, which is the position where the working machine contacts the ground, is calculated, and based on the details of the rolling compaction work and the outputs of the attitude detection device and the load detection device, the The degree of compaction contribution, which is the degree to which the work machine contributes to the compaction of the ground, is calculated according to the content of the compaction work , and the cumulative compaction contribution, which is the accumulation of the compaction contribution at the compaction position, is calculated. and determining the compaction progress at the compaction position based on the cumulative compaction contribution , dividing the work site of the work machine into a plurality of grids and storing the Information that associates the grid corresponding to the compaction position with the degree of compaction progress is output to the notification device.

以上のように構成した本発明によれば、作業機械を用いて転圧作業を行う際に、作業機械に搭載したセンサからの情報に基づいて、締固め状態を判定することができる。また、締固め状態を通知装置を介してショベルのオペレータに通知することにより、オペレータは締固めの仕上がり状態を認識して作業を行うことができ、締固めのむらや過不足を防止することができる。その結果、作業機械を用いた施工の管理において、締固め状態を把握することができ、施工状況、進捗をより正確に管理することが可能となる。 According to the present invention configured as described above, it is possible to determine the compaction state based on the information from the sensor mounted on the working machine when performing the rolling compaction work using the working machine. In addition, by notifying the operator of the excavator of the compaction state via the notification device, the operator can perform work while recognizing the compaction finish state, and it is possible to prevent uneven compaction and excess or deficiency. . As a result, in the management of construction using a work machine, it is possible to grasp the compaction state and to more accurately manage the construction status and progress.

本発明によれば、作業機械を用いた転圧作業において、締固めの仕上がり状態を判定し、正確に管理することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the rolling compaction work using a working machine, it becomes possible to determine the finishing state of compaction and to manage it correctly.

本発明の第1の実施例に係るショベルの側面図である。1 is a side view of a shovel according to a first embodiment of the present invention; FIG. 本発明の第1の実施例に係るショベルの転圧作業の様子を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state of rolling compaction work of the shovel according to the first embodiment of the present invention; 本発明の第1の実施例に係るショベルの締固め位置を示す図である。1 is a view showing a compaction position of a shovel according to a first embodiment of the invention; FIG. 本発明の第1の実施例に係るコントローラの機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram of a controller according to the first embodiment of the present invention; FIG. 本発明の第1の実施例に係るコントローラの記憶部に保持される情報を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing information held in a storage unit of the controller according to the first embodiment of the present invention; FIG. 本発明の第1の実施例に係るコントローラの演算処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the flow of arithmetic processing of the controller according to the first embodiment of the present invention; 本発明の第1の実施例に係るショベルの転圧作業時のブームシリンダ保持力、ならびに作業フロントの重心速度および重心加速度の変化の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of changes in the boom cylinder holding force and the center-of-gravity velocity and center-of-gravity acceleration of the work front during rolling compaction work of the excavator according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施例に係る締固めエリアの算出方法を示す図である。It is a figure which shows the calculation method of the compaction area which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例に係る表示装置の表示例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a display example of the display device according to the first embodiment of the present invention; 本発明の第1の実施例の変形例に係る締固め目標情報、累積締固め寄与度情報、および締固め進捗情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the compaction target information, cumulative compaction contribution information, and compaction progress information which concerns on the modification of 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例の変形例に係る締固め進捗情報の更新処理の流れを示すフローチャートである。It is a flow chart which shows a flow of update processing of compaction progress information concerning a modification of the 1st example of the present invention. 本発明の第1の実施例に係るマシンガイダンス機能による表示装置の表示例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a display example of the display device by the machine guidance function according to the first embodiment of the present invention; 本発明の第2の実施例に係るコントローラの機能ブロック図である。FIG. 5 is a functional block diagram of a controller according to a second embodiment of the invention; 本発明の第3の実施例に係るコントローラの機能ブロック図である。FIG. 8 is a functional block diagram of a controller according to a third embodiment of the invention;

以下、本発明の実施の形態に係る建設機械として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。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An excavator will be described below as an example of a construction machine according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code|symbol is attached|subjected to the same member, and the overlapping description is abbreviate|omitted suitably.

本発明の第1の実施例に係るショベルについて、図1~図12を用いて説明する。
<対象機械>
図1は本実施例に係るショベルの側面図である。
A shovel according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 12. FIG.
<Target machine>
FIG. 1 is a side view of a shovel according to this embodiment.

図1において、ショベル1は、走行体2と、走行体2の上部に旋回可能に取り付けられた旋回体3と、一端が旋回体3に連結された多関節型のリンク機構よりなる作業フロント6とを備えている。図中の符号30は地面を表す。 In FIG. 1, an excavator 1 includes a traveling body 2, a revolving body 3 attached to the upper part of the traveling body 2 so as to be able to turn, and a work front 6 composed of an articulated link mechanism having one end connected to the revolving body 3. and Reference numeral 30 in the figure represents the ground.

作業フロント6は、一端が旋回体3に連結されたブーム6Aと、一端がブーム6Aの他端に連結されたアーム6Bと、一端がアーム6Bの他端に連結されたバケット6Cとを有しており、これらの各部材は、それぞれ上下または前後方向に回動するように構成されている。また、作業フロント6の各部の回動を行うアクチュエータとして、ブームシリンダ11A、アームシリンダ11B、バケットシリンダ11Cが備えられている。 The work front 6 has a boom 6A whose one end is connected to the revolving body 3, an arm 6B whose one end is connected to the other end of the boom 6A, and a bucket 6C whose one end is connected to the other end of the arm 6B. Each of these members is configured to rotate vertically or in the front-rear direction. As actuators for rotating each part of the work front 6, a boom cylinder 11A, an arm cylinder 11B, and a bucket cylinder 11C are provided.

旋回体3は旋回モータ7によって旋回駆動される。旋回体3上には、運転室4が備えられている。また、旋回体3上の所要の部分には、動力系を構成するエンジンやアクチュエータの駆動油圧回路等から構成され、ショベル1の起動停止および動作全般を制御する運転制御装置9と、各種演算処理を行うコントローラ60とが備えられている。 The revolving body 3 is driven to revolve by a revolving motor 7 . A driver's cab 4 is provided on the revolving body 3 . In addition, at a required portion on the revolving structure 3, there is an engine that constitutes a power system, a drive hydraulic circuit for actuators, and the like. and a controller 60 for performing

運転室4内には、エンジンを始動させるためのエンジンキースイッチ、オペレータが各アクチュエータに対する動きの指示を入力するための操作レバー5等が備えられる。オペレータが、操作レバー5を操作することにより、走行、旋回、および作業フロント6を用いた各種作業が行われる。運転室4内には、上記の操作装置の他、オペレータに各種情報を通知するための通知装置として、表示装置81が備えられる。
<状態量検出装置>
ショベル1には、状態量検出装置として機械の状態量を検出するセンサが備えられる。本実施例に係るショベル1には、車体位置検出装置50、姿勢検出装置70、負荷検出装置20が備えられる。
Inside the operator's cab 4, an engine key switch for starting the engine, an operation lever 5 for an operator to input movement instructions to each actuator, and the like are provided. By operating the operation lever 5, the operator performs traveling, turning, and various operations using the work front 6. FIG. A display device 81 is provided in the operator's cab 4 as a notification device for notifying the operator of various types of information in addition to the operation device described above.
<State quantity detector>
The excavator 1 is equipped with a sensor that detects the state quantity of the machine as a state quantity detection device. The excavator 1 according to this embodiment includes a vehicle body position detection device 50 , an attitude detection device 70 and a load detection device 20 .

車体位置検出装置50は、ショベル1の位置及び向きを測定する装置であり、本実施例では、全地球航法衛星システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)による測位を用いる。車体位置検出装置50は、測位衛星からの電波を受信する1対のGNSS受信アンテナと、受信した電波を復調して複数の測位衛星からの信号に基づいてショベル1の3次元位置及び向きを算出する位置情報生成部を備え、ショベル1の3次元位置及び向きを出力する。 The vehicle body position detection device 50 is a device that measures the position and orientation of the excavator 1, and in this embodiment, positioning by the Global Navigation Satellite System (GNSS) is used. The vehicle body position detection device 50 has a pair of GNSS receiving antennas for receiving radio waves from positioning satellites, and demodulates the received radio waves to calculate the three-dimensional position and orientation of the excavator 1 based on signals from a plurality of positioning satellites. and outputs the three-dimensional position and orientation of the excavator 1 .

姿勢検出装置70は、作業フロント6の姿勢を検出するものであり、本実施例では、ブーム6Aに設けられた姿勢センサ70Aと、アーム6Bに設けられた姿勢センサ70Bと、バケット6Cに設けられた姿勢センサ70Cとで構成される。姿勢センサには、例えば、角度(または角速度)と加速度を検出するIMU(Inertial Measurement Unit:慣性計測装置)が用いられる。 The attitude detection device 70 detects the attitude of the work front desk 6, and in this embodiment, an attitude sensor 70A provided on the boom 6A, an attitude sensor 70B provided on the arm 6B, and an attitude sensor 70B provided on the bucket 6C. and a posture sensor 70C. For example, an IMU (Inertial Measurement Unit) that detects angles (or angular velocities) and accelerations is used as the attitude sensor.

負荷検出装置20は、ショベル1のバケット6C用いて転圧作業を行う際に、バケット6Cから地面30に加えられる力を検出するものである。本実施例では、負荷検出装置20として、ブームシリンダ11Aのボトム側とロッド側に圧力センサ20A、20Bが設けられる。ボトム側の圧力センサ20Aはブームシリンダ11Aのボトム室内の圧力を検出するものであり、ロッド側の圧力センサ20Bはブームシリンダ11Aのロッド室内の圧力を検出するものである。
<コントローラ>
コントローラ60は、図示しないCPU、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、およびフラッシュメモリ等からなる記憶部、およびこれらを備えるマイクロコンピュータ並びに図示しない周辺回路などから構成され、例えばROMに格納されるプログラムにしたがって作動する。コントローラ60は、ショベル1に取付けられた装置や外部のシステムからの信号を入力し、ショベル1に搭載される他の装置、ショベル1の各アクチュエータ、外部のシステム等へ信号を出力する。
The load detection device 20 detects the force applied from the bucket 6C to the ground 30 when the bucket 6C of the excavator 1 is used to perform rolling compaction work. In this embodiment, as the load detection device 20, pressure sensors 20A and 20B are provided on the bottom side and the rod side of the boom cylinder 11A. The bottom-side pressure sensor 20A detects the pressure in the bottom chamber of the boom cylinder 11A, and the rod-side pressure sensor 20B detects the pressure in the rod chamber of the boom cylinder 11A.
<Controller>
The controller 60 includes a CPU (not shown), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a storage unit such as a flash memory, a microcomputer having them, and peripheral circuits (not shown). It operates according to a stored program. The controller 60 inputs signals from devices attached to the excavator 1 and external systems, and outputs signals to other devices mounted on the excavator 1, actuators of the excavator 1, external systems, and the like.

各部の詳細について説明する前に、ショベル1の転圧作業およびコントローラ60で行われる処理の概要を説明する。コントローラ60は、車体位置検出装置50、姿勢検出装置70、負荷検出装置20の検出結果および記憶部60Bに保持される情報に基づいて、ショベル1を用いた転圧作業における締固め状態を算出し、出力する。一般に、ショベル1を用いた転圧作業には、バケット6Cの底面を地面30に押し付けて、静的な荷重を加えることによって地面30を締固める押し付け作業と、バケット6Cの底面を地面30に打ち付けて地面30に衝撃力を加えることによって地面30を締固める土羽打ち作業とがある。いずれの場合においても、締固めはバケット6Cを地面30に接地させることよって行われる。 Before describing the details of each part, an overview of the rolling compaction operation of the excavator 1 and the processing performed by the controller 60 will be described. The controller 60 calculates the compaction state in the rolling compaction work using the excavator 1 based on the detection results of the vehicle body position detection device 50, the posture detection device 70, the load detection device 20, and the information held in the storage unit 60B. ,Output. In general, the rolling compaction work using the shovel 1 includes pressing work of pressing the bottom surface of the bucket 6C against the ground 30 and compacting the ground 30 by applying a static load, and pounding the bottom of the bucket 6C against the ground 30. There is also a soil beating work in which the ground 30 is compacted by applying an impact force to the ground 30. In either case, compaction is accomplished by grounding the bucket 6C on the ground 30. FIG.

図2は、転圧作業の様子を示す図である。転圧作業における締固め状態の管理方法は種々の方法が考えられるが、以下では、図3(A)に示すように作業現場をグリッド101に分割し、それぞれのグリッド101において、どの程度の締固めが行われているかを管理する場合を例にとって説明する。転圧作業において締固めがなされるのは、転圧作業においてバケット6Cが接地したグリッドである。バケット6Cと地面30との接地部の算出方法は種々の方法が考えられるが、以下では、常に図3(B)に示すバケット底面の一部(以下、バケット接地面)6C’が地面30に接触すると仮定し、バケット接地面6C’が接触するグリッドを締固め位置として算出する場合を例にとって説明する。 FIG. 2 is a diagram showing a state of rolling compaction work. Various methods are conceivable for managing the compaction state in the rolling compaction work. A case of managing whether or not hardening is performed will be described as an example. In the rolling compaction work, the grid to which the bucket 6C is grounded is compacted. Various methods are conceivable for calculating the ground contact portion between the bucket 6C and the ground 30, but below, a part of the bucket bottom surface (hereinafter referred to as the bucket ground contact surface) 6C′ shown in FIG. Assuming contact, a case where the grid with which the bucket contact surface 6C' contacts is calculated as the compaction position will be described as an example.

図3(A)に示すグリッド101の1つのグリッドは例えば、一辺が200mmの正方形に対応する。グリッド101の辺長は、バケット接地面6C’の辺長より短くなるように予め設定される。締固めの仕上がりは、締固め対象の土の種類や含水率等によって異なり、地面30に作用する力の大きさや力の作用時間、作用回数等との相関を持つ。締固めの仕上がり状態の判定方法は種々の方法が考えられるが、以下では、地面30に作用する力の大きさ、力の作用時間、作用回数と締固めの進捗状況との相関を表す締固め目標情報320を用いる場合を例にとって説明する。締固め目標情報320は記憶部60Bに保持され、演算部60Aにおいて、締固め目標情報320を参照することによって締固め状態を判定する。 One grid of the grid 101 shown in FIG. 3A corresponds to, for example, a square with a side of 200 mm. The side length of the grid 101 is preset to be shorter than the side length of the bucket ground plane 6C'. The finish of compaction differs depending on the type of soil to be compacted, the moisture content, etc., and has a correlation with the magnitude of the force acting on the ground 30, the force acting time, the number of acts, and the like. Various methods are conceivable for determining the finished state of compaction. A case where the target information 320 is used will be described as an example. The compaction target information 320 is held in the storage unit 60B, and the compaction state is determined by referring to the compaction target information 320 in the calculation unit 60A.

以下では、コントローラ60の演算処理の詳細を説明する。図4および図5にコントローラ60の機能ブロック図を示す。
<記憶部>
記憶部60Bは、演算部60Aの行う演算に必要な情報を保持し、演算部60Aからの指令に応じて保持している情報を出力する。本実施例では、図5に示すように、グリッド情報310、締固め目標情報320、車体固有情報330、累積締固め寄与度情報350、締固め進捗情報360が保持される。
Below, the details of the arithmetic processing of the controller 60 will be described. 4 and 5 show functional block diagrams of the controller 60. FIG.
<Memory part>
The storage unit 60B holds information required for calculations performed by the calculation unit 60A, and outputs the held information in response to commands from the calculation unit 60A. In this embodiment, as shown in FIG. 5, grid information 310, compaction target information 320, vehicle specific information 330, cumulative compaction contribution information 350, and compaction progress information 360 are held.

グリッド情報310は、図3(A)に示すグリッド101に関する情報であり、グリッド101の辺長や各グリッドの中心座標情報が保持される。 The grid information 310 is information related to the grid 101 shown in FIG. 3A, and holds the side length of the grid 101 and central coordinate information of each grid.

締固め目標情報320は、地面30に作用する力(締固め力)の種別、締固め力の大きさ、作用時間等と締固めの仕上がり状態(すなわち進捗状況)との相関を表す情報である。締固めの仕上がり状態は、同じ大きさの力が同じ時間、同じ回数作用する場合であっても、地面30を構成する土の種類や含水率等によって異なるため、締固め目標情報320は、地面30の土質に応じて設定される。締固め目標情報320は、複数の参照テーブルで構成されても良いし、複数の参照関数で構成されても良い。また、締固め目標情報320は、ショベル1で作業を行うエリア全域について単一のテーブルに記憶しても良いし、土質等によって異なる複数のテーブルに記憶し、グリッド101ごとに設定しても良い。 The compaction target information 320 is information representing the correlation between the type of force (compaction force) acting on the ground 30, the magnitude of the compaction force, the duration of action, etc., and the compaction finish state (that is, progress). . Even if the same amount of force acts for the same amount of time and the same number of times, the finished compaction state differs depending on the type of soil and moisture content that constitute the ground 30. Therefore, the compaction target information 320 is It is set according to 30 types of soil. The compaction target information 320 may consist of a plurality of reference tables or a plurality of reference functions. Moreover, the compaction target information 320 may be stored in a single table for the entire area where the excavator 1 is working, or may be stored in a plurality of tables that differ depending on the soil quality, etc., and may be set for each grid 101. .

車体固有情報330は、演算部60Aの行う演算に使用するショベル1に固有の情報であり、例えば、作業フロント6のリンク長や各種センサの設定情報等が保持される。 The vehicle body specific information 330 is information specific to the excavator 1 used for the calculation performed by the calculation unit 60A, and holds, for example, the link length of the work front desk 6, setting information of various sensors, and the like.

累積締固め寄与度情報350は、これまでの転圧作業によってなされた累積の締固め強さを表す情報である。本実施例では、累積締固め寄与度情報350はグリッドごとの情報として表され、演算部60Aで更新される。 The cumulative compaction contribution information 350 is information representing the cumulative compaction strength achieved by the rolling compaction work so far. In this embodiment, the cumulative compaction contribution information 350 is represented as information for each grid and updated by the calculation unit 60A.

締固め進捗情報360は、これまでの転圧作業による締固めの仕上がり状態を表す情報であり、どの程度締固めがなされているかを判定した結果が保持される。判定結果は、締固め目標に対する進捗度で表され、例えば、数段階の進捗や、パーセンテージで表される。また、本実施例では、締固め進捗情報360はグリッドごとの情報として表され、演算部60Aで更新される。
<演算部>
演算部60Aは、図4または図5に示すように、バケット6Cによる転圧作業が行われているか否かを判定する転圧作業判定部61と、転圧作業が地面の締固めに寄与する度合い(以下、締固め寄与度)を算出する締固め寄与度算出部62と、締固め位置を算出する締固め位置算出部63と、締固めの進捗度を判定する締固め進捗度判定部64と、出力生成部65とから構成される。
The compaction progress information 360 is information representing the finished state of compaction by the rolling compaction work so far, and holds the result of determining how much compaction has been achieved. The determination result is expressed as a degree of progress toward the compaction target, for example, as progress in several steps or as a percentage. Further, in this embodiment, the compaction progress information 360 is expressed as information for each grid and updated by the calculation unit 60A.
<Calculation part>
As shown in FIG. 4 or FIG. 5, the calculation unit 60A includes a rolling compaction determination unit 61 that determines whether or not the compaction work is being performed by the bucket 6C, and a compaction operation determination unit 61 that determines whether the compaction work is being performed by the bucket 6C. A compaction contribution calculation unit 62 that calculates the degree of compaction (hereinafter referred to as compaction contribution), a compaction position calculation unit 63 that calculates the compaction position, and a compaction progress determination unit 64 that determines the progress of compaction. , and an output generation unit 65 .

各部の詳細について説明する前に、演算部60Aで行われる処理の流れを説明する。図6は、演算部60Aで行われる処理の流れを示すフローチャートである。 Before describing the details of each unit, the flow of processing performed by the calculation unit 60A will be described. FIG. 6 is a flow chart showing the flow of processing performed by the calculation unit 60A.

演算部60Aでは、まず、転圧作業判定部61が、転圧作業を行っているか否かの判定を行う(ステップS101)。転圧作業が行われていない(NO)と判定された場合には、処理を終了する。転圧作業が行われている(YES)と判定された場合には、転圧作業判定部61は、転圧作業が押し付け作業と土羽打ち作業のいずれであるかを判定する(ステップS102)。次に、締固め寄与度算出部62は、転圧作業の種別に応じた演算式を用いて締固め寄与度を算出する(ステップS103またはステップS104)。締固め位置算出部63は、転圧作業における締固め位置を算出する(ステップS105)。そして、締固め進捗度判定部64は、ステップS103またはステップS104で算出された締固め寄与度とステップS105で算出された締固め位置とに基づいて、当該締固め位置における累積の締固め寄与度(以下、累積締固め寄与度)を算出し(ステップS106)、累積締固め寄与度に基づいて締固め進捗度を判定する(ステップS107)。出力生成部65は、ステップS106の判定結果に基づいて出力情報を生成し(ステップS108)、演算部60Aにおける処理を終了する。 In the calculation unit 60A, first, the rolling compaction work determination unit 61 determines whether or not the rolling compaction work is being performed (step S101). If it is determined that the rolling compaction work has not been performed (NO), the process is terminated. When it is determined that the rolling compaction work is being performed (YES), the rolling compaction work determining unit 61 determines whether the rolling compaction work is pressing work or beating work (step S102). . Next, the compaction contribution calculation unit 62 calculates the compaction contribution using an arithmetic expression according to the type of rolling compaction work (step S103 or step S104). The compaction position calculator 63 calculates the compaction position in the rolling compaction work (step S105). Then, based on the compaction contribution calculated in step S103 or step S104 and the compaction position calculated in step S105, the compaction progress determination unit 64 determines the cumulative compaction contribution at the compaction position. (hereinafter referred to as cumulative compaction contribution) is calculated (step S106), and the degree of compaction progress is determined based on the cumulative compaction contribution (step S107). The output generation unit 65 generates output information based on the determination result of step S106 (step S108), and ends the processing in the calculation unit 60A.

以下では、各部の詳細を説明する。
・転圧作業判定部
転圧作業判定部61は、姿勢検出装置70および負荷検出装置20の検出結果に基づいて、ショベル1が転圧作業を行っているか否か、および、どのような転圧作業が行われているかを判定し、判定結果を出力する。
The details of each unit will be described below.
Rolling Compaction Work Determining Unit The rolling compacting work determining unit 61 determines whether or not the excavator 1 is performing a compacting operation based on the detection results of the posture detection device 70 and the load detection device 20, and determines what type of compaction is performed. Determine whether the work is being done and output the determination result.

上述のように一般にショベル1を用いた転圧作業には、押し付け作業と土羽打ち作業とがある。転圧作業判定部61では、このような転圧作業が行われているか否かを判定し、また、転圧作業が押し付け作業と土羽打ち作業とのいずれであるかを判定する。転圧作業の判定方法は、種々考えられるが、本実施例では、姿勢検出装置70で検出される作業フロント6の加速度と負荷検出装置20で検出される作業フロント6の負荷に基づいて判定する。 As described above, the rolling compaction work using the excavator 1 generally includes pressing work and soil beating work. The rolling compaction work determination unit 61 determines whether or not such a rolling compaction work is being performed, and also determines whether the rolling compaction work is pressing work or beating work. Various methods of determining the rolling compaction work are conceivable, but in the present embodiment, determination is made based on the acceleration of the work front 6 detected by the posture detection device 70 and the load of the work front 6 detected by the load detection device 20. .

まず、転圧作業判定部61は、図6のステップS101において、ショベル1が転圧作業を行っているか否かの判定を行う。図2に示すように、作業フロント6には、作業フロント6の構造物の自重およびバケット6C内の土砂による荷重により、鉛直方向下向きの負荷が加わる。一方、転圧作業時には、押し付け作業および土羽打ち作業のいずれにおいてもバケット6Cは地面30からの反力により、鉛直方向上向き負荷を受ける。ブームシリンダ11Aの保持力をFbm、ブーム揺動支点からブームシリンダ11Aに対して引いた垂線の長さをLbm、作業フロント6の質量をMf、ブーム回動支点から作業フロント6の重心までの水平距離をLf、バケット6Cが地面30から受ける反力をFp、ブーム回動支点からバケット6Cの地面30との接地箇所までの水平距離をLp、重力加速度をGとすると、ブームシリンダ11Aにおけるモーメントの釣り合いにより、以下の式が成立する。 First, in step S101 of FIG. 6, the rolling compaction work determining unit 61 determines whether or not the excavator 1 is performing the rolling compaction work. As shown in FIG. 2 , a vertical downward load is applied to the work front 6 due to the weight of the structure of the work front 6 and the load due to the earth and sand in the bucket 6C. On the other hand, during the rolling compaction work, the bucket 6C receives a vertically upward load due to the reaction force from the ground 30 in both the pressing work and the beating work. The holding force of the boom cylinder 11A is Fbm, the length of the vertical line drawn from the boom swing fulcrum to the boom cylinder 11A is Lbm, the mass of the work front 6 is Mf, the horizontal from the boom rotation fulcrum to the center of gravity of the work front 6 Let Lf be the distance, Fp be the reaction force that the bucket 6C receives from the ground 30, Lp be the horizontal distance from the boom rotation fulcrum to the contact point of the bucket 6C with the ground 30, and G be the gravitational acceleration. By the balance, the following formula holds.

Figure 0007235521000001
Figure 0007235521000001

転圧作業時には、通常、地面30に対して比較的大きな力が加えられるため、ブームシリンダ11Aの保持力Fbmは負となる。そこで、本実施例では、ブームシリンダ11Aの保持力Fbmを算出し、Fbmが負である場合に、転圧作業中と判定する。ブームシリンダ11Aの保持力Fbmは、ブームシリンダ11Aのボトム側受圧面積をAb、ロッド側受圧面積Arとすると、負荷検出装置20で検出されるブームシリンダ11Aのボトム側圧力Pb、ロッド側圧力Prを用いて以下のように算出される。 Since a relatively large force is normally applied to the ground 30 during rolling compaction work, the holding force Fbm of the boom cylinder 11A becomes negative. Therefore, in this embodiment, the holding force Fbm of the boom cylinder 11A is calculated, and when Fbm is negative, it is determined that the rolling compaction operation is being performed. The holding force Fbm of the boom cylinder 11A is defined by the bottom side pressure Pb and the rod side pressure Pr of the boom cylinder 11A detected by the load detection device 20, where Ab is the bottom side pressure receiving area of the boom cylinder 11A and Ar is the rod side pressure receiving area. is calculated as follows.

Figure 0007235521000002
Figure 0007235521000002

次に、転圧作業判定部61は、図6のステップS102において、転圧作業が押し付け作業であるか土羽打ち作業であるかの判定を行う。作業フロント6の重心速度Vf、重心加速度Afおよびブームシリンダ保持力Fbmは、押し付け作業時には図7(A)に示す例のように変化し、土羽打ち作業時には図7(B)に示す例のように変化する。押し付け作業時中は、作業フロント6の重心加速度Afはほぼゼロである。一方、土羽打ち作業では、バケット6Cを地面30に打ち付けるため、作業フロント6の重心速度Vfが急激に変化し、大きな加速度が発生する。また、土羽打ち作業においては、ブーム6Aの回動が行われるため、ブーム6Aの速度Vbmおよび加速度Abmは、作業フロント6の重心速度Vfおよび重心加速度Afと同様に変化する。そこで、本実施例では、ブーム加速度Abmに閾値Alを設け、ブーム加速度Abmが閾値Alを下回る場合には、押し付け作業と判定し、ブーム加速度Abmが閾値Alを上回る場合には土羽打ち作業と判定する。
・締固め寄与度算出部
締固め寄与度算出部62は、転圧作業判定部61において、転圧作業中と判定された場合に、転圧作業判定部61の判定結果と姿勢検出装置70および負荷検出装置20の検出結果に基づいて、転圧作業による締固め寄与度を算出する。
Next, in step S102 of FIG. 6, the rolling compaction work determining unit 61 determines whether the rolling compaction work is pressing work or beating work. The center-of-gravity velocity Vf, the center-of-gravity acceleration Af, and the boom cylinder holding force Fbm of the work front 6 change as shown in FIG. 7A during pressing work, and change as shown in FIG. change as During the pressing work, the center-of-gravity acceleration Af of the work front 6 is almost zero. On the other hand, in the beating work, since the bucket 6C is hit against the ground 30, the center-of-gravity velocity Vf of the work front 6 changes abruptly, generating a large acceleration. In addition, since the boom 6A is rotated during the beating work, the velocity Vbm and the acceleration Abm of the boom 6A change similarly to the center-of-gravity velocity Vf and the center-of-gravity acceleration Af of the work front 6 . Therefore, in the present embodiment, a threshold Al is provided for the boom acceleration Abm, and when the boom acceleration Abm is below the threshold Al, it is determined that the pressing work is performed, and when the boom acceleration Abm exceeds the threshold Al, it is determined that the work is beating work. judge.
Compaction Contribution Degree Calculation Unit When the rolling compaction work determination unit 61 determines that the rolling compaction work is being performed, the compaction contribution degree calculation unit 62 uses the determination result of the rolling compaction work determination unit 61 and the posture detection device 70 and Based on the detection result of the load detection device 20, the degree of compaction contribution by the rolling compaction work is calculated.

本実施例では、転圧作業が押し付け作業である場合には、バケット6Cから地面30に加えられる力の大きさを締固め寄与度とし、転圧作業が土羽打ち作業である場合には、地面30に加えられる衝撃力(力積)による運動量を締固め寄与度とする。 In this embodiment, when the rolling compaction work is pressing work, the magnitude of the force applied from the bucket 6C to the ground 30 is taken as the degree of compaction contribution. The momentum due to the impact force (impulse) applied to the ground 30 is defined as the degree of compaction contribution.

転圧作業判定部61において押し付け作業と判定された場合には、式(1)のモーメントの釣り合いに基づいて、バケット6Cから地面30に加えられる力の大きさFpを締固め寄与度として算出する。Fpは、式(1)、(2)より、以下のように算出される。 When the rolling compaction work determination unit 61 determines that the pressing work is performed, the magnitude Fp of the force applied from the bucket 6C to the ground 30 is calculated as the compaction contribution degree based on the balance of the moments in the equation (1). . Fp is calculated as follows from equations (1) and (2).

Figure 0007235521000003
Figure 0007235521000003

ここで、Ab、Arは記憶部60Bに保持される車体固有情報330に含まれる値であり、Pb、Prは負荷検出装置20で検出される値である。Mf、Lf、Lbm、Lpは姿勢検出装置71の検出結果および記憶部60Bに保持される車体固有情報330を用いて算出される。 Here, Ab and Ar are values included in the vehicle-specific information 330 held in the storage unit 60B, and Pb and Pr are values detected by the load detection device 20. FIG. Mf, Lf, Lbm, and Lp are calculated using the detection result of the posture detection device 71 and the vehicle-specific information 330 held in the storage unit 60B.

転圧作業判定部61において土羽打ち作業と判定された場合には、作業フロント6の質量Mfおよび作業フロント6の重心の動作速度Vfを用いて、地面30に加えられる衝撃力による運動量を算出する。衝撃力による運動量Ppは、地面30への接触前の速度Vf0を用いて以下のように算出される。 When the rolling compaction work determination unit 61 determines that the soil covering work is performed, the mass Mf of the work front 6 and the movement speed Vf of the center of gravity of the work front 6 are used to calculate the momentum due to the impact force applied to the ground 30. do. The momentum Pp due to the impact force is calculated using the velocity Vf0 before contact with the ground 30 as follows.

Figure 0007235521000004
Figure 0007235521000004

・締固め位置算出部
締固め位置算出部63は、車体位置検出装置50と姿勢検出装置70の検出結果に基づいて、ショベル1の転圧作業における締固め位置を算出する。締固め位置の算出方法は種々の方法が考えられるが、以下では、上述のように、バケット接地面6C’に対応するグリッドを算出し、締固めエリア150(図8に示す)として出力する場合を例にとって説明する。
Compaction Position Calculation Section The compaction position calculation section 63 calculates the compaction position of the excavator 1 in the rolling compaction operation based on the detection results of the vehicle body position detection device 50 and the posture detection device 70 . Various methods are conceivable for calculating the compaction position. In the following, as described above, the grid corresponding to the bucket contact surface 6C' is calculated and output as the compaction area 150 (shown in FIG. 8). will be described as an example.

締固め位置算出部63では、まず、車体位置検出装置50から出力されるショベル1の位置情報と、姿勢検出装置70から出力される作業フロント6の姿勢情報と、記憶部60Bに保持される車体固有情報330を用いてリンク演算を行い、バケット接地面6C’の端点P6a、P6b、P6c、P6dの座標を算出する。記憶部60Bに保持されたグリッド情報310と端点P6a、P6b、P6c、P6dの座標の算出結果に基づいて、端点P6a、P6b、P6c、P6dを有する四角形6C’に含まれるグリッドを抽出し、締固めエリア150として出力する。各グリッドが四角形6C’に含まれるか否かの判定は、例えば、図8に示すように、グリッド101の中心座標が四角形6C’内であるか否かによって判定すればよい。具体的には、グリッド101の中心座標が四角形6C’内である場合に、当該グリッドを締固めエリア150を形成するグリッドと判定する。全てのグリッド101について、四角形6C’内であるかの判定を行い、抽出されたグリッドのリストを締固めエリア150として出力する。
・締固め進捗度判定部
締固め進捗度判定部64は、締固め寄与度算出部62の算出結果と締固め位置算出部63の算出結果と記憶部60Bに保持される締固め目標情報320とに基づいて、累積締固め寄与度情報350を更新するとともに、締固め進捗度を判定し、締固め進捗情報360を更新する。
The compaction position calculation unit 63 first calculates the position information of the excavator 1 output from the vehicle body position detection device 50, the attitude information of the work front 6 output from the attitude detection device 70, and the vehicle body held in the storage unit 60B. A link operation is performed using the specific information 330 to calculate the coordinates of the end points P6a, P6b, P6c, and P6d of the bucket contact surface 6C'. Based on the grid information 310 held in the storage unit 60B and the calculation results of the coordinates of the endpoints P6a, P6b, P6c, and P6d, the grid included in the quadrangle 6C′ having the endpoints P6a, P6b, P6c, and P6d is extracted and tightened. Output as a solidified area 150 . Whether or not each grid is included in the quadrangle 6C' may be determined, for example, by determining whether the central coordinates of the grid 101 are within the quadrangle 6C', as shown in FIG. Specifically, when the center coordinates of the grid 101 are within the quadrangle 6C′, the grid is determined as the grid forming the compaction area 150 . For all grids 101, it is determined whether they are within the rectangle 6C', and a list of extracted grids is output as the compaction area 150. FIG.
Compaction Progress Determining Unit The compaction progress determining unit 64 calculates the results of the compaction contribution degree calculation unit 62, the calculation results of the compaction position calculation unit 63, and the compaction target information 320 held in the storage unit 60B. Based on, the cumulative compaction contribution information 350 is updated, the compaction progress is determined, and the compaction progress information 360 is updated.

より具体的には、締固め進捗度判定部64は、締固めエリア150に含まれるグリッドについて、累積締固め寄与度情報350と締固め進捗情報360を更新し、締固め進捗情報360を更新する。上述のように、累積締固め寄与度情報350は、各グリッド101におけるこれまでの転圧作業による累積の締固め寄与度を表す情報であり、記憶部60Bに保持される。締固め進捗度判定部64では、締固めエリア150に含まれるグリッドそれぞれについて、記憶部60Bから累積締固め寄与度情報350を読み出し、累積締固め寄与度情報350における当該グリッドの累積締固め寄与度に締固め寄与度算出部62の出力する締固め寄与度を追加する。続いて、締固め目標情報320を参照し、更新された累積累積締固め寄与度情報に対応する締固め進捗度を導出し、これを当該グリッドの締固め進捗度として締固め進捗情報360に格納する。締固め進捗度としては、例えば、所望の累積締固め寄与度に対する進捗をパーセンテージで表したものが格納される。締固め進捗度判定部64は、上記の処理を締固めエリア150に含まれる全てのグリッドについて行い、更新された累積締固め寄与度情報350と締固め進捗情報360を記憶部60Bに保存し、締固め進捗情報360を出力生成部65に出力する。
・出力生成部
出力生成部65は、締固め進捗度判定部64の判定結果に基づいて出力情報を生成する。締固め進捗度判定部64の出力する締固め進捗情報360の出力方法および利用方法は種々考えられるが、本実施例では、締固め進捗情報360を表示装置81を用いてオペレータに通知する場合を例にとって説明する。
More specifically, the compaction progress determination unit 64 updates the cumulative compaction contribution information 350 and the compaction progress information 360 for the grids included in the compaction area 150, and updates the compaction progress information 360. . As described above, the cumulative compaction contribution information 350 is information representing the cumulative compaction contribution by past rolling compaction operations in each grid 101, and is held in the storage unit 60B. The compaction progress determination unit 64 reads the cumulative compaction contribution information 350 from the storage unit 60B for each grid included in the compaction area 150, and determines the cumulative compaction contribution of the grid in the cumulative compaction contribution information 350. , the compaction contribution output from the compaction contribution calculator 62 is added. Subsequently, the compaction target information 320 is referred to, the compaction progress corresponding to the updated accumulated cumulative compaction contribution information is derived, and this is stored in the compaction progress information 360 as the compaction progress of the grid. do. As the compaction progress, for example, the percentage of progress toward the desired cumulative compaction contribution is stored. The compaction progress determination unit 64 performs the above processing for all grids included in the compaction area 150, saves the updated cumulative compaction contribution information 350 and compaction progress information 360 in the storage unit 60B, Compaction progress information 360 is output to the output generator 65 .
Output generation unit The output generation unit 65 generates output information based on the determination result of the compaction progress determination unit 64 . Various methods of outputting and using the compaction progress information 360 output by the compaction progress determination unit 64 are conceivable. An example will be described.

出力生成部65は、締固め進捗度判定部64から出力される締固め進捗情報360を用いて表示装置81への表示指令を生成する。表示装置81に対しては、図9の表示例に示すように、例えば、ショベル1の上面図とショベル1周囲のグリッド101を表示し、締固め進捗度判定部64の出力する締固め進捗情報360に応じて、色やパターンでグリッドを塗りつぶして表示することにより、ショベル1周囲の締固め仕上がり状態を表示するように表示指令を行う。 The output generation unit 65 generates a display command for the display device 81 using the compaction progress information 360 output from the compaction progress determination unit 64 . For example, as shown in the display example of FIG. In response to 360, a display command is issued to display the finished compaction state around the excavator 1 by filling the grid with a color or pattern.

以上のように、本実施例では、車体本体3と、車体本体3に対して回動可能に取り付けられた作業機6と、作業機6を駆動するアクチュエータ11Aと、車体本体3の位置を検出する車体位置検出装置50と、作業機6の姿勢を検出する姿勢検出装置70と、アクチュエータ11Aの負荷を検出する負荷検出装置20と、演算機能を有するコントローラ60と、コントローラ60の演算結果を出力する通知装置80とを備えたショベル1において、コントローラ60は、姿勢検出装置70で検出した作業機6の姿勢と負荷検出装置20で検出した作業機6の負荷とに基づいて、作業機械1が作業機6を地面に接触させて地面30を締め固める作業である転圧作業を行っているか否かを判定し、前記転圧作業の実行中に、車体位置検出装置50および姿勢検出装置70の出力に基づいて、作業機6が地面30に接触する位置である締固め位置を算出するとともに、負荷検出装置20の出力に基づいて、作業機6が地面30の締固めに寄与する度合いである締固め寄与度を算出し、前記締固め位置における前記締固め寄与度の累積である累積締固め寄与度を算出し、前記累積締固め寄与度に基づいて、前記締固め位置における締固め進捗度を判定し、通知装置80に出力する。 As described above, in this embodiment, the positions of the vehicle body 3, the working machine 6 rotatably attached to the vehicle body 3, the actuator 11A for driving the working machine 6, and the vehicle body 3 are detected. an attitude detection device 70 for detecting the attitude of the working machine 6; a load detection device 20 for detecting the load on the actuator 11A; a controller 60 having a computing function; In the excavator 1 equipped with a notification device 80 that performs It is determined whether or not a rolling compaction operation, which is an operation of compacting the ground 30 by bringing the working machine 6 into contact with the ground, is being performed, and the vehicle body position detection device 50 and the posture detection device 70 are detected during the compaction operation. Based on the output, the compaction position, which is the position where the work implement 6 contacts the ground 30, is calculated, and based on the output of the load detection device 20, the degree of contribution of the work implement 6 to the compaction of the ground 30. Calculate the compaction contribution, calculate the cumulative compaction contribution that is the accumulation of the compaction contribution at the compaction position, and calculate the compaction progress at the compaction position based on the cumulative compaction contribution is determined and output to the notification device 80 .

また、通知装置80は、前記作業機械の運転室に設けられた表示装置81であり、表示装置81は、ショベル1の位置と締固め位置ごとの締固め進捗度とを表示する。 The notification device 80 is a display device 81 provided in the cab of the working machine, and the display device 81 displays the position of the excavator 1 and the progress of compaction for each compaction position.

また、コントローラ60は、累積締固め寄与度と締固め進捗度との相関を表す締固め目標情報320を記憶しており、締固め目標情報320から累積締固め寄与度に対応する締固め進捗度を導出する。 The controller 60 also stores compaction target information 320 representing the correlation between the cumulative compaction contribution and the compaction progress. to derive

本実施例によれば、ショベル1を用いて転圧作業を行う際に、ショベル1に搭載したセンサからの情報に基づいて、締固め状態を判定することができる。また、締固め状態を表示装置81を介してショベル1のオペレータに通知することにより、オペレータは締固めの仕上がり状態を認識して作業を行うことができ、締固めのむらや過不足を防止することができる。その結果、ショベル1を用いた施工の管理において、締固め状態を把握することができ、施工状況、進捗をより正確に管理することが可能となる。 According to this embodiment, when the shovel 1 is used for rolling compaction work, the compaction state can be determined based on the information from the sensor mounted on the shovel 1 . In addition, by notifying the operator of the excavator 1 of the compaction state via the display device 81, the operator can perform work while recognizing the compaction finish state, thereby preventing uneven compaction and excess or deficiency of compaction. can be done. As a result, in the management of construction using the shovel 1, the compaction state can be grasped, and the construction status and progress can be managed more accurately.

以下では、第1の実施例の変形例について説明する。
<転圧作業判定部の変形例>
上記の実施例では、転圧作業判定部61において、転圧作業が行われているかの判定をブームシリンダ11Aの保持力に基づいて行う例を示したが、転圧作業の判定は、他の方法で行っても良い。他の方法としては、例えば、圧力センサ20A、20Bの出力値であるブームボトム圧Pbとブームロット圧Prを比較し、ブームボトム圧Pbがブームロッド圧Prよりも低い場合に、転圧作業と判定する方法があげられる。このような方法で行うことにより、転圧作業の判定をより簡易に実施することが可能となる。また、その他の例としては、バケット6Cの押し付け力Fpを算出し、押し付け力が所定値F1を超えた場合に転圧作業と判定する方法があげられる。押し付け力を判定に用いることにより、より小さな力で転圧を行う場合についても漏れなく転圧作業と判定することができる。
A modification of the first embodiment will be described below.
<Modified Example of Rolling Compaction Operation Determining Unit>
In the above embodiment, the rolling compaction work determination unit 61 determines whether the rolling compaction work is being performed based on the holding force of the boom cylinder 11A. You can go any way. As another method, for example, the boom bottom pressure Pb, which is the output value of the pressure sensors 20A and 20B, and the boom lot pressure Pr are compared, and if the boom bottom pressure Pb is lower than the boom rod pressure Pr, the roller compaction work is performed. There is a method for judging. By performing such a method, it is possible to more easily determine the rolling compaction work. Further, as another example, there is a method of calculating the pressing force Fp of the bucket 6C and determining that the rolling compaction operation is performed when the pressing force exceeds a predetermined value F1. By using the pressing force for determination, it is possible to determine that the rolling compaction work is performed without omission even when the compaction is performed with a smaller force.

また、操作レバー5の操作量を検出するレバー操作量検出装置を設け、転圧作業の判定および転圧作業の種類の判定に、レバー操作情報を用いても良い。レバー操作情報を用いることにより、ブームシリンダ保持圧の変化や作業フロント重心加速度の変化が、オペレータの操作によるものなのか否かを判定することができ、より正確に作業を判定することが可能となる。
<負荷検出装置の変形例>
上記の実施例では、負荷検出装置20としてブームシリンダ11Aに圧力センサ20A、20Bを設ける例を示したが、負荷検出装置20は、ショベル1のバケット6C用いて転圧作業を行う際に、バケット6Cから地面30に加えられる力を検出するものであればよい。例えば、圧力センサ20A、20Bの代わりに、アーム6Bとバケット6Cとの連結部にピン力センサを設けても良い。
<締固め位置算出部の変形例>
上記の実施例では、締固め位置算出部63において、転圧作業時には常にバケット接地面6C’が地面30に接触すると仮定し、バケット接地面6C’に接触するグリッドを締固めエリア150として算出する例を示した。転圧作業で締固めを行う地面30の形状等によっては、バケット接地面6C’の一部のみ接地させる、あるいは、バケット接地面6C’以外の箇所を接地させる可能性が考えられる。目標形状を示す目標面情報や現在の地形を表す現況地形情報と、バケット6Cの姿勢情報に基づいて、バケット6Cと地面30との接地箇所を算出し、接地箇所に該当するグリッドを締固めエリア150として算出するように構成しても良い。
<締固め進捗度判定方法の変形例>
上記の実施例では、締固めの仕上がり状態の判定方法として、地面30に作用する力(締固め力)の種別、締固め力の大きさ、作用時間等と締固めの仕上がり状態の相関を表す締固め目標情報320を用いる例を示した。より簡易に締固めの仕上がりを判定する方法としては、例えば、地面30に加えられた力の大きさおよび回数と締固めの仕上がり状態の相関を用いて判定する方法が考えられる。この方法を採用する場合の締固め目標情報320、累積締固め寄与度情報350、締固め進捗情報360の一例を図10に示す。図10において、累積締固め寄与度情報350は、各グリッドに加えられた締固め寄与度のリストを含んでいる。締固め目標情報320は、締固め回数および締固め寄与度範囲のリストに対する締固め進捗度を含んでいる。締固め進捗情報360は、各グリッドの締固め進捗度を含んでいる。図10に示すように、あるグリッドの締固め寄与度リストが与えられると、締固め目標情報320の該当レコードが参照され、当該グリッドの締固め進捗度が導出される。図6は、締固め進捗度判定部64で行われる処理の流れを示すフローチャートである。
Further, a lever operation amount detection device for detecting the operation amount of the operation lever 5 may be provided, and lever operation information may be used for determining the rolling compaction work and the type of the rolling compaction work. By using lever operation information, it is possible to determine whether or not changes in boom cylinder holding pressure and work front center-of-gravity acceleration are due to operator operations, making it possible to determine work more accurately. Become.
<Modified Example of Load Detector>
In the above embodiment, an example in which the pressure sensors 20A and 20B are provided in the boom cylinder 11A as the load detection device 20 is shown. Any device that detects the force applied from 6C to the ground 30 may be used. For example, instead of the pressure sensors 20A and 20B, a pin force sensor may be provided at the connecting portion between the arm 6B and the bucket 6C.
<Modified example of compaction position calculator>
In the above embodiment, the compaction position calculation unit 63 assumes that the bucket contact surface 6C′ always contacts the ground 30 during rolling compaction, and calculates the grid contacting the bucket contact surface 6C′ as the compaction area 150. I gave an example. Depending on the shape of the ground 30 to be compacted by the rolling compaction work, it is conceivable that only a portion of the bucket ground contact surface 6C' may be grounded, or a portion other than the bucket ground contact surface 6C' may be grounded. Based on the target surface information indicating the target shape, the current terrain information indicating the current terrain, and the attitude information of the bucket 6C, the contact point between the bucket 6C and the ground 30 is calculated, and the grid corresponding to the contact point is determined as the compaction area. It may be configured to be calculated as 150.
<Modified example of compaction progress determination method>
In the above embodiment, as a method of determining the finished state of compaction, the correlation between the type of force (compaction force) acting on the ground 30, the magnitude of the compaction force, the action time, etc. and the finished state of compaction is expressed. An example using compaction target information 320 has been provided. As a method for determining the compaction finish more easily, for example, a determination method using the correlation between the magnitude and number of times of force applied to the ground 30 and the compaction finish state is conceivable. FIG. 10 shows an example of compaction target information 320, cumulative compaction contribution information 350, and compaction progress information 360 when this method is adopted. In FIG. 10, cumulative compaction contribution information 350 includes a list of compaction contributions made to each grid. Compaction target information 320 includes compaction times and compaction progress against a list of compaction contribution ranges. Compaction progress information 360 includes the compaction progress of each grid. As shown in FIG. 10, when the compaction contribution list of a certain grid is given, the corresponding record of the compaction target information 320 is referred to derive the compaction progress of the grid. FIG. 6 is a flow chart showing the flow of processing performed by the compaction progress determination unit 64. As shown in FIG.

図11において、締固め進捗度判定部64は、まず、締固めエリア150の1番目のグリッドを選択する(ステップS201)。累積締固め寄与度情報350から当該グリッドの締固め寄与度リストを読み出し(ステップS202)、締固め寄与度リストに締固め寄与度を追加する(ステップS203)。締固め寄与度リストに対応する締固め目標情報320のレコードを検索する(ステップS204)。締固め進捗情報360における当該グリッドの進捗度を検索レコードの進捗度で更新する(ステップS205)。当該グリッドが締固めエリア150の最終グリッドであるか否かを判定する(ステップS206)。当該グリッドが最終グリッドである(YES)と判定された場合は、処理を終了する。当該グリッドが最終グリッドでない(NO)と判定された場合は、締固めエリア150の次のグリッドを選択し(ステップS207)、ステップS202に戻る。 In FIG. 11, the compaction progress determination unit 64 first selects the first grid in the compaction area 150 (step S201). The compaction contribution list of the grid is read from the cumulative compaction contribution information 350 (step S202), and the compaction contribution is added to the compaction contribution list (step S203). A record of the compaction target information 320 corresponding to the compaction contribution list is retrieved (step S204). The progress of the grid in the compaction progress information 360 is updated with the progress of the search record (step S205). It is determined whether or not the grid is the final grid of the compaction area 150 (step S206). If it is determined that the grid is the final grid (YES), the process ends. If it is determined that the grid is not the final grid (NO), the grid next to the compaction area 150 is selected (step S207), and the process returns to step S202.

また、締固め寄与度算出部62は、締固め寄与度として締固め力を算出するように構成する。具体的には、転圧作業が押し付け作業である場合には、上記の実施形態と同様に式(3)を用いて、バケット6Cから地面30に加えられる力Fpを算出し、締固め力として出力する。転圧作業が土羽打ち作業である場合には、作業フロント6の質量Mfおよび作業フロント6の重心加速度の最大値Afmaxを用いて、地面30に加えられる衝撃力の最大値Fmaxを算出し、締固め力として出力する。作業フロント6の重心加速度の最大値Afmaxは、姿勢検出装置70の検出結果から算出されるものであり、衝撃力の最大値Fmaxは以下のように算出される。 Further, the compaction contribution calculation unit 62 is configured to calculate the compaction force as the compaction contribution. Specifically, when the rolling compaction work is a pressing work, the force Fp applied from the bucket 6C to the ground 30 is calculated using the equation (3) as in the above embodiment, and the compaction force is Output. When the rolling compaction work is soil beating work, the maximum value Fmax of the impact force applied to the ground 30 is calculated using the mass Mf of the work front 6 and the maximum value Afmax of the center-of-gravity acceleration of the work front 6, Output as compaction force. The maximum value Afmax of the center-of-gravity acceleration of the work front 6 is calculated from the detection result of the attitude detection device 70, and the maximum value Fmax of the impact force is calculated as follows.

Figure 0007235521000005
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締固め進捗度判定部64は、締固め位置算出部63の出力する締固めエリア150の各グリッドについて、累積締固め寄与度情報350における累積締固め寄与度に締固め寄与度算出部62の出力する締固め寄与度を追加する。また、累積締固め寄与度情報350および締固め目標情報320を基に、各グリッドの締固め進捗度を判定し、締固め進捗情報360を更新する。 The compaction progress determination unit 64 adds the cumulative compaction contribution in the cumulative compaction contribution information 350 to the compaction contribution calculation unit 62 output for each grid in the compaction area 150 output by the compaction position calculation unit 63. add the compaction contribution. Based on the cumulative compaction contribution information 350 and the compaction target information 320, the compaction progress of each grid is determined, and the compaction progress information 360 is updated.

締固め進捗度の判定をさらに簡易に行う方法としては、例えば、地面30の受けた力積と締固め進捗度の相関を用いて判定する方法があげられる。力積を用いることによって、押し付け作業と土羽打ち作業とを同じ指標を用いて判定することが可能となる。この方法を採用する場合には、累積締固め寄与度情報350には、累積締固め寄与度として各グリッドに加えられた力積の積算値が格納される。締固め目標情報320は、力積と締固め進捗度との相関を表し、例えば、グリッドごとの力積の目標値を含んでいる。 As a method for further simplifying the determination of the degree of compaction progress, for example, there is a method of determining using the correlation between the impulse received by the ground 30 and the degree of compaction progress. By using the impulse, it is possible to determine the pressing work and the beating work using the same index. When this method is employed, the cumulative compaction contribution information 350 stores the integrated value of the impulse applied to each grid as the cumulative compaction contribution. Compaction target information 320 represents the correlation between impulse and compaction progress, and includes, for example, the target value of impulse for each grid.

また、締固め寄与度算出部62は、締固め寄与度として力積を算出するように構成する。具体的には、転圧作業が押し付け作業である場合には、式(3)を用いて算出される締固め力Fpに演算周期ΔTを乗じたものを力積Ppとして出力する。転圧作業が土羽打ち作業である場合には、上記の実施例と同様に、式(4)を用いて運動量Ppを算出し、力積として出力する。 Further, the compaction contribution calculation unit 62 is configured to calculate an impulse as the compaction contribution. Specifically, when the rolling compaction work is pressing work, the product of the compaction force Fp calculated using the equation (3) and the calculation period ΔT is output as the impulse Pp. When the rolling compaction work is the beating work, the amount of momentum Pp is calculated using the equation (4) and output as an impulse in the same manner as in the above embodiment.

締固め進捗度判定部64は、締固め位置算出部63の出力する締固めエリア150の各グリッドについて、累積締固め寄与度情報350に保持される力積積算値(累積締固め寄与度)に締固め寄与度算出部62の出力する力積Ppを加算する。また、累積締固め寄与度情報350に保持される累積締固め寄与度と締固め目標情報320に保持される力積目標値と比較することによって、各グリッドの締固め進捗度を判定し、締固め進捗情報360を更新する。このように構成することによって、締固め進捗度の判定精度は低下するものの、締固め目標情報320をより簡易に構築することが可能となる。
<マシンガイダンス機能搭載機>
上記の実施例は、マシンガイダンス機能を搭載したショベル1にも適用可能である。マシンガイダンス機能は、目標形状を示す目標面情報とバケット6Cの画像を表示装置81に表示し、その位置関係を明示することにより、ショベル1を用いて所定の目標形状を形成する作業を支援するものである。一般的なマシンガイダンス機能による表示装置81の表示例を図12(A)に示した。一般的なマシンガイダンス機能では、目標面35とバケット6Cの位置関係を算出し、表示することにより、掘削作業時に、目標面35の下方へバケット6Cを侵入することを防止する。本発明を適用することにより、転圧作業においてもマシンガイダンス機能を活用することが可能となる。具体的には、表示装置81にマシンガイダンスの表示を行う際に、図12(B)に示すように、目標面35、バケット6Cの現在位置に加え、各グリッドの締固め進捗度を表示する。このような表示を行うことにより、オペレータは、目標面35との位置関係と締固めの仕上がり状態とを同時に認識することができ、目標とする締固めの仕上がり状態で目標形状を形成することが容易となる。
The compaction progress determination unit 64 determines the integrated impulse value (cumulative compaction contribution) held in the cumulative compaction contribution information 350 for each grid in the compaction area 150 output by the compaction position calculation unit 63. The impulse Pp output from the compaction contribution calculation unit 62 is added. In addition, by comparing the cumulative compaction contribution held in the cumulative compaction contribution information 350 and the impulse target value held in the compaction target information 320, the compaction progress of each grid is determined, and compaction is performed. The hardening progress information 360 is updated. By configuring in this way, the compaction target information 320 can be constructed more easily, although the determination accuracy of the degree of compaction progress is lowered.
<Machine with machine guidance function>
The above embodiment is also applicable to the excavator 1 equipped with the machine guidance function. The machine guidance function displays the target surface information indicating the target shape and the image of the bucket 6C on the display device 81 to clarify the positional relationship, thereby supporting the work of forming the predetermined target shape using the excavator 1. It is. FIG. 12A shows a display example of the display device 81 by a general machine guidance function. A general machine guidance function calculates and displays the positional relationship between the target surface 35 and the bucket 6C, thereby preventing the bucket 6C from entering below the target surface 35 during excavation work. By applying the present invention, it is possible to utilize the machine guidance function even in rolling compaction work. Specifically, when the machine guidance is displayed on the display device 81, as shown in FIG. . By performing such a display, the operator can simultaneously recognize the positional relationship with the target surface 35 and the finished state of compaction, and can form the target shape in the desired finished state of compaction. easier.

本発明の第2の実施例に係るショベル1について、第1の実施例との相違点を中心に説明する。図13に本実施例に係るコントローラ60の機能ブロック図を示す。 A shovel 1 according to a second embodiment of the present invention will be described with a focus on differences from the first embodiment. FIG. 13 shows a functional block diagram of the controller 60 according to this embodiment.

本実施例では、累積締固め寄与度情報350および締固め進捗情報360を作業現場管理に用いる。本実施例に係るショベル1は、第1の実施例の表示装置81の変わりに、通信装置85を備える。また、ショベル1は、通信装置85を介してショベル外に設けられる現場管理システム200と情報の授受を行う。
<通信装置>
通信装置85は、ショベル1外に設けられる現場管理システム200との通信を行うための装置であり、作業現場内無線ネットワークや携帯電話網等の無線通信を介して現場管理システム200からの情報の受信及びショベル1で取得した情報の送信を行う。
<現場管理システム>
現場管理システム200は、作業現場内の情報に基づいて、現場の管理や施工の管理を行うシステムであり、例えば、作業現場内の管理事務所等のショベル外に設けられる。現場管理システム200は、単一の現場管理サーバとして構成される場合やクラウド上に構成されるシステムとクラウドに接続するコンピュータ等の組合せで構成される場合がある。現場管理システム200は、施工目標や作業工程等の情報を保管し、また、作業現場内の情報を収集することによって、ショベル1を含む現場内の複数の作業機械および作業員の位置や作業状況、現場内の作業環境、地形情報、作業の進捗等を管理する。
<コントローラ>
本実施例では、コントローラ60は第1の実施例と同様の構成(図4に示す)を有するが、演算部60Aの出力生成部65は、表示装置81への出力情報に代えて現場管理システム200に送信する情報を生成し、通信装置85へ出力する。以下では、本実施例における出力生成部65の詳細を説明する。
・出力生成部
本実施例の出力生成部65は、締固め進捗度判定部64から出力される締固め進捗情報360に基づいて現場管理システム200に送信する情報を生成し、通信装置85へ出力する。現場管理システム200に送信する情報は、締固め進捗情報360そのものであっても良いし、締固め進捗情報360のうち前回の送信から更新があったグリッドに関する情報のみであっても良い。現場管理システム200との通信周期は、一般に、演算部60Aの演算周期よりも長い周期に設定される。出力生成部65における車体情報の生成および出力は、あらかじめ設定された通信周期ごとに行っても良いし、ショベル1の周囲の締固め進捗情報360が予め定められた条件を満たした場合にのみ行っても良い。予め定められた条件としては、例えば、締固め進捗情報360において進捗度が所定値を上回るグリッドが所定の割合を超えた場合や、前回の出力結果からの締固め進捗情報360の変化度合いが所定以上である場合などが考えられる。このように条件を定めることにより、適切なタイミングにおいてのみ通信を行うことができ、通信量を削減することが可能となる。
In this embodiment, the cumulative compaction contribution information 350 and the compaction progress information 360 are used for work site management. The excavator 1 according to this embodiment includes a communication device 85 instead of the display device 81 of the first embodiment. Also, the excavator 1 exchanges information with a site management system 200 provided outside the excavator via the communication device 85 .
<Communication device>
The communication device 85 is a device for communicating with the site management system 200 provided outside the excavator 1, and receives information from the site management system 200 via wireless communication such as a wireless network within the work site or a mobile phone network. It receives and transmits the information obtained by the excavator 1.
<On-site management system>
The site management system 200 is a system that performs site management and construction management based on information in the work site, and is provided outside the excavator such as a management office in the work site, for example. The site management system 200 may be configured as a single site management server, or may be configured by a combination of a system configured on a cloud and a computer connected to the cloud. The site management system 200 stores information such as construction targets and work processes, and collects information within the work site to determine the positions and work conditions of a plurality of work machines and workers within the site, including the excavator 1. , work environment in the site, topographic information, work progress, etc.
<Controller>
In this embodiment, the controller 60 has the same configuration as in the first embodiment (shown in FIG. 4), but the output generation section 65 of the calculation section 60A outputs information to the site management system instead of the output information to the display device 81. It generates information to be transmitted to 200 and outputs it to communication device 85 . The details of the output generator 65 in this embodiment will be described below.
Output generation unit The output generation unit 65 of the present embodiment generates information to be transmitted to the site management system 200 based on the compaction progress information 360 output from the compaction progress determination unit 64, and outputs it to the communication device 85. do. The information to be transmitted to the site management system 200 may be the compaction progress information 360 itself, or may be only information relating to grids that have been updated since the previous transmission in the compaction progress information 360 . The communication cycle with the site management system 200 is generally set to a longer cycle than the computation cycle of the computing section 60A. The output generation unit 65 may generate and output the vehicle body information at predetermined communication intervals, or may be performed only when the compaction progress information 360 around the excavator 1 satisfies a predetermined condition. can be Predetermined conditions include, for example, a case where grids whose degree of progress exceeds a predetermined value in the compaction progress information 360 exceeds a predetermined percentage, or a degree of change in the compaction progress information 360 from the previous output result is a predetermined For example, a case where the number is equal to or greater than the above is considered. By setting the conditions in this way, communication can be performed only at appropriate timings, and the amount of communication can be reduced.

以上のように、本実施例では、通知装置80は、ショベル1の外部に設けられた現場管理システムと通信を行う通信装置85であり、コントローラ60は、現場管理向け情報として締固め進捗度を含む車体情報を生成し、通信装置85に出力し、通信装置85は、コントローラ60から出力された車体情報を現場管理システムへ送信する。 As described above, in this embodiment, the notification device 80 is the communication device 85 that communicates with the site management system provided outside the excavator 1, and the controller 60 reports the degree of compaction progress as information for site management. The vehicle body information included therein is generated and output to the communication device 85, and the communication device 85 transmits the vehicle body information output from the controller 60 to the site management system.

本実施例によれば、現場管理システム200において転圧作業の状況を把握し、管理することができ、転圧作業の品質管理が容易となる。また、より正確に作業の進捗を把握し、管理することが可能となる。 According to this embodiment, the situation of the compaction work can be grasped and managed in the field management system 200, and the quality control of the compaction work can be facilitated. In addition, it becomes possible to grasp and manage the progress of work more accurately.

本発明の第3の実施例に係るショベル1について、第2の実施例との相違点を中心に説明する。図14に本実施例に係るコントローラ60の機能ブロック図を示す。 A shovel 1 according to a third embodiment of the present invention will be described with a focus on differences from the second embodiment. FIG. 14 shows a functional block diagram of the controller 60 according to this embodiment.

第2の実施例では、ショベル1から現場管理システム200に締固め進捗情報360を送信する例を示したが、本実施例に係るショベル1は、現場管理システム200に情報を送信するだけでなく、現場管理システム200から他の作業機械の行った転圧作業による累積締固め寄与度情報350を受け取るように構成しても良い。このような構成においては、ショベル1は、締固め進捗情報360に加えて、累積締固め寄与度情報350を現場管理システム200に送信する。 In the second embodiment, the compaction progress information 360 is transmitted from the excavator 1 to the site management system 200, but the excavator 1 according to this embodiment not only transmits information to the site management system 200, but also , the cumulative compaction contribution information 350 by the rolling compaction work performed by other working machines may be received from the site management system 200 . In such a configuration, the excavator 1 transmits the cumulative compaction contribution information 350 to the site management system 200 in addition to the compaction progress information 360 .

現場管理システム200は、ショベル1を含む複数の作業機械から累積締固め寄与度情報350を受信し、これを統合し、統合版累積締固め寄与度情報351を生成する。また、統合版累積締固め寄与度情報351に基づいて、締固め進捗度判定部64と同様の処理を行い、統合版締固め進捗情報361を生成する。さらに、現場管理システム200は、統合版累積締固め寄与度情報351および統合版締固め進捗情報361をショベル1を含む作業現場内の複数の作業機械に送信する。 The site management system 200 receives cumulative compaction contribution information 350 from multiple work machines, including the excavator 1 , and integrates it to generate consolidated cumulative compaction contribution information 351 . Further, based on the integrated version cumulative compaction contribution degree information 351 , the same processing as the compaction progress determination unit 64 is performed to generate the integrated version compaction progress information 361 . In addition, the site management system 200 transmits integrated cumulative compaction contribution information 351 and integrated compaction progress information 361 to a plurality of work machines in the work site, including the excavator 1 .

ショベル1のコントローラ60は、図14に示すように、第2の実施例の構成(図13に示す)に加え、締固め進捗情報更新部66を備える。締固め進捗情報更新部66は、各グリッドについて記憶部60Bに保持された締固め進捗情報360と現場管理システム200から受信した統合版締固め進捗情報361とを比較し、累積締固め寄与度情報350と締固め進捗情報360の更新を行う。他の作業機械によって転圧作業がなされている場合には現場管理システム200から受信した統合版締固め進捗情報361は、記憶部60Bに保持された締固め進捗情報360よりも締固めが進行した状態を示す。したがって、締固め進捗情報更新部66では、各グリッドについて、締固め進捗情報360と統合版締固め進捗情報361を比較し、統合版締固め進捗情報361の方が締固めが進行している場合には、累積締固め寄与度情報350における該当グリッドの累積寄与度を統合版累積締固め寄与度情報351における該当グリッドの累積寄与度に置き換え、締固め進捗情報360における該当グリッドの進捗度を統合版締固め進捗情報361における該当グリッドの進捗度に置き換える。記憶部60Bには、締固め進捗情報更新部66で更新された累積締固め寄与度情報350および締固め進捗情報360が保持されるため、締固め進捗情報更新部66は、第2の実施例と同様の処理を行えばよい。 The controller 60 of the excavator 1, as shown in FIG. 14, has a compaction progress information updating unit 66 in addition to the configuration of the second embodiment (shown in FIG. 13). The compaction progress information update unit 66 compares the compaction progress information 360 held in the storage unit 60B for each grid with the integrated version compaction progress information 361 received from the site management system 200, and updates the cumulative compaction contribution degree information. 350 and compaction progress information 360 are updated. When the rolling compaction work is being performed by other work machines, the consolidated compaction progress information 361 received from the site management system 200 indicates that the compaction progressed more than the compaction progress information 360 held in the storage unit 60B. Indicates status. Therefore, the compaction progress information update unit 66 compares the compaction progress information 360 and the integrated version compaction progress information 361 for each grid, and if the integrated version compaction progress information 361 indicates that compaction is progressing, , the cumulative contribution of the grid in the cumulative compaction contribution information 350 is replaced with the cumulative contribution of the grid in the integrated cumulative compaction contribution information 351, and the progress of the grid in the compaction progress information 360 is integrated. Replace with the progress of the corresponding grid in the stencil compaction progress information 361 . Since the storage unit 60B holds the cumulative compaction contribution information 350 and the compaction progress information 360 updated by the compaction progress information update unit 66, the compaction progress information update unit 66 can The same processing as for .

以上のように、本実施例では、通信装置85は、累積締固め寄与度情報350および締固め進捗情報360を現場管理システム200へ送信するとともに、現場管理システム200から他の作業機械の転圧作業による統合版累積締固め寄与度情報351および統合版締固め進捗情報361を受信し、コントローラ60は、統合版累積締固め寄与度情報351および統合版締固め進捗情報361を用いて、累積締固め寄与度情報350および締固め進捗情報360を更新する。 As described above, in this embodiment, the communication device 85 transmits the cumulative compaction contribution information 350 and the compaction progress information 360 to the site management system 200, and also transmits the compaction information of other work machines from the site management system 200. The integrated cumulative compaction contribution information 351 and the integrated compaction progress information 361 from the work are received, and the controller 60 uses the integrated cumulative compaction contribution information 351 and the integrated compaction progress information 361 to perform cumulative compaction. Update compaction contribution information 350 and compaction progress information 360 .

本実施例によれば、ショベル1は他の作業機械の行った転圧作業の状況を考慮した判定を行うことができ、より正確に転圧作業の状況を把握することが可能となる。 According to the present embodiment, the excavator 1 can make determinations in consideration of the conditions of compaction work performed by other working machines, and it is possible to grasp the condition of compaction work more accurately.

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。さらに、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. Furthermore, it is also possible to add part of the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment, to delete part of the configuration of one embodiment, or to replace it with part of another embodiment. It is possible.

1…ショベル(作業機械)、2…走行体、3…旋回体(車体本体)、4…運転室、5…操作レバー、6…作業フロント(作業機)、6A…ブーム、6B…アーム、6C…バケット、6C’…バケット接地面、9…運転制御装置、11A…ブームシリンダ(アクチュエータ)、11B…アームシリンダ(アクチュエータ)、11C…バケットシリンダ(アクチュエータ)、20…負荷検出装置、20A,20B…圧力センサ、30…地面、35…目標面、50…車体位置検出装置、60…コントローラ、60A…演算部、60B…記憶部、61…転圧作業判定部、62…締固め寄与度算出部、63…締固め位置算出部、64…締固め進捗度判定部、65…出力生成部、66…締固め進捗情報更新部、70…姿勢検出装置、70A,70B,70C…姿勢センサ、81…表示装置(通知装置)、85…通信装置(通知装置)、101…グリッド、150…締固めエリア、200…現場管理システム、310…グリッド情報、320…締固め目標情報、330…車体固有情報、350…累積締固め寄与度情報、351…統合版累積締固め寄与度情報、360…締固め進捗情報、361…統合版締固め進捗情報。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Excavator (work machine), 2... Running body, 3... Revolving body (vehicle body), 4... Driver's cab, 5... Control lever, 6... Work front (work machine), 6A... Boom, 6B... Arm, 6C Bucket 6C' Bucket contact surface 9 Operation control device 11A Boom cylinder (actuator) 11B Arm cylinder (actuator) 11C Bucket cylinder (actuator) 20 Load detector 20A, 20B Pressure sensor 30 Ground 35 Target surface 50 Car body position detection device 60 Controller 60A Calculation unit 60B Storage unit 61 Rolling compaction determination unit 62 Compaction contribution calculation unit 63... Compaction position calculation unit 64... Compaction progress determination unit 65... Output generation unit 66... Compaction progress information update unit 70... Posture detection device 70A, 70B, 70C... Posture sensor 81... Display Device (notification device) 85 Communication device (notification device) 101 Grid 150 Compaction area 200 Site management system 310 Grid information 320 Compaction target information 330 Car body specific information 350 ... Accumulated compaction contribution information, 351 ... Integrated cumulative compaction contribution information, 360 ... Compaction progress information, 361 ... Integrated compaction progress information.

Claims (6)

車体本体と、
前記車体本体に対して回動可能に取り付けられた作業機と、
前記作業機を駆動するアクチュエータと、
前記車体本体の位置を検出する車体位置検出装置と、
前記作業機の姿勢および加速度を検出する姿勢検出装置と、
前記アクチュエータの負荷を検出する負荷検出装置と、
演算機能を有するコントローラと、
前記コントローラの演算結果を出力する通知装置とを備えた作業機械において、
前記コントローラは、前記姿勢検出装置で検出した前記作業機の加速度と前記負荷検出装置で検出した前記作業機の負荷とに基づいて、前記作業機械が前記作業機を地面に接触させて地面を締め固める作業である転圧作業を行っているか否か、および前記転圧作業の内容を判定し、
前記転圧作業の実行中に、前記車体位置検出装置および前記姿勢検出装置の出力に基づいて、前記作業機が地面に接触する位置である締固め位置を算出するとともに、
前記転圧作業の内容と前記姿勢検出装置および前記負荷検出装置の出力に基づいて、前記転圧作業の内容に応じた前記作業機が地面の締固めに寄与する度合いである締固め寄与度を算出し、
前記締固め位置における前記締固め寄与度の累積である累積締固め寄与度を算出し、
前記累積締固め寄与度に基づいて、前記締固め位置における締固め進捗度を判定し、
前記作業機械の作業現場を複数のグリッドに分割して記憶し、
前記複数のグリッドのうち前記締固め位置に対応するグリッドと前記締固め進捗度とを対応付けた情報を前記通知装置に出力する
ことを特徴とする作業機械。
a vehicle body;
a work machine rotatably attached to the vehicle body;
an actuator that drives the work machine;
a vehicle body position detection device that detects the position of the vehicle body;
an attitude detection device that detects the attitude and acceleration of the working machine;
a load detection device that detects the load of the actuator;
a controller having a computing function;
A working machine comprising a notification device that outputs a calculation result of the controller,
Based on the acceleration of the work machine detected by the attitude detection device and the load of the work machine detected by the load detection device, the controller causes the work machine to contact the ground to tighten the ground. Determining whether or not a rolling compaction operation, which is a hardening operation , is being performed and the details of the rolling compaction operation ,
calculating a compaction position, which is a position at which the work machine contacts the ground, based on the outputs of the vehicle body position detection device and the attitude detection device during execution of the rolling compaction work;
Based on the content of the compaction work and the outputs of the attitude detection device and the load detection device, the degree of compaction contribution, which is the degree of contribution of the work machine to compaction of the ground according to the content of the compaction work, is determined. calculate,
Calculate a cumulative compaction contribution that is the accumulation of the compaction contribution at the compaction position,
Determining the degree of compaction progress at the compaction position based on the cumulative compaction contribution;
storing a work site of the work machine by dividing it into a plurality of grids;
A working machine , wherein information that associates the grid corresponding to the compaction position among the plurality of grids with the degree of compaction progress is output to the notification device.
請求項1に記載の作業機械において、
前記通知装置は、前記作業機械の運転室に設けられた表示装置であり、
前記表示装置は、前記作業機械の位置と前記締固め位置に対応する前記グリッドごとの前記締固め進捗度とを表示する
ことを特徴とする作業機械。
The work machine according to claim 1,
The notification device is a display device provided in a cab of the working machine,
The working machine, wherein the display device displays the position of the working machine and the degree of progress of compaction for each grid corresponding to the compaction position.
請求項1に記載の作業機械において、
前記コントローラは、前記累積締固め寄与度と前記締固め進捗度との相関を表す締固め目標情報を記憶しており、前記締固め目標情報から前記累積締固め寄与度に対応する前記締固め進捗度を導出する
ことを特徴とする作業機械。
The work machine according to claim 1,
The controller stores compaction target information representing a correlation between the cumulative compaction contribution and the compaction progress, and the compaction progress corresponding to the cumulative compaction contribution from the compaction target information. A working machine characterized by deriving a degree.
車体本体と、
前記車体本体に対して回動可能に取り付けられた作業機と、
前記作業機を駆動するアクチュエータと、
前記車体本体の位置を検出する車体位置検出装置と、
前記作業機の姿勢を検出する姿勢検出装置と、
前記アクチュエータの負荷を検出する負荷検出装置と、
演算機能を有するコントローラと、
前記コントローラの演算結果を出力する通知装置とを備えた作業機械において、
前記コントローラは、
前記姿勢検出装置で検出した前記作業機の姿勢と前記負荷検出装置で検出した前記作業機の負荷とに基づいて、前記作業機械が前記作業機を地面に接触させて地面を締め固める作業である転圧作業を行っているか否かを判定し、
前記転圧作業の実行中に、前記車体位置検出装置および前記姿勢検出装置の出力に基づいて、前記作業機が地面に接触する位置である締固め位置を算出するとともに、前記姿勢検出装置および前記負荷検出装置の出力に基づいて、前記作業機を介して前記地面に加えられる力の大きさおよび力積の少なくとも一方を、前記作業機が地面の締固めに寄与する度合いである締固め寄与度として算出し、
前記締固め位置における前記締固め寄与度の累積である累積締固め寄与度を算出し、
前記累積締固め寄与度に基づいて、前記締固め位置における締固め進捗度を判定し、前記通知装置に出力する
ことを特徴とする作業機械。
a vehicle body;
a work machine rotatably attached to the vehicle body;
an actuator that drives the work machine;
a vehicle body position detection device that detects the position of the vehicle body;
an attitude detection device that detects the attitude of the working machine;
a load detection device that detects the load of the actuator;
a controller having a computing function;
A working machine comprising a notification device that outputs a calculation result of the controller,
The controller is
In this work, the working machine causes the working machine to contact the ground based on the attitude of the working machine detected by the attitude detection device and the load of the working machine detected by the load detection device to compact the ground. Judging whether or not rolling compaction work is being performed,
During execution of the rolling compaction work, based on the outputs of the vehicle body position detection device and the attitude detection device, a compaction position, which is a position where the work machine contacts the ground, is calculated. Based on the output of the load detection device, at least one of the magnitude and impulse of the force applied to the ground through the work machine is determined as a compaction contribution degree, which is the degree of contribution of the work machine to the compaction of the ground. calculated as
Calculate a cumulative compaction contribution that is the accumulation of the compaction contribution at the compaction position,
Based on the cumulative compaction contribution, determine the compaction progress at the compaction position and output to the notification device.
A working machine characterized by:
請求項1に記載の作業機械において、
前記通知装置は、前記作業機械の外部に設けられた現場管理システムと通信を行う通信装置であり、
前記コントローラは、現場管理向け情報として前記締固め進捗度を含む車体情報を生成し、前記通信装置に出力し、
前記通信装置は、前記コントローラから出力された前記車体情報を前記現場管理システムへ送信する
ことを特徴とする作業機械。
The work machine according to claim 1,
The notification device is a communication device that communicates with a site management system provided outside the work machine,
The controller generates vehicle body information including the degree of compaction progress as information for on-site management, outputs the information to the communication device,
The working machine, wherein the communication device transmits the vehicle body information output from the controller to the site management system.
車体本体と、
前記車体本体に対して回動可能に取り付けられた作業機と、
前記作業機を駆動するアクチュエータと、
前記車体本体の位置を検出する車体位置検出装置と、
前記作業機の姿勢を検出する姿勢検出装置と、
前記アクチュエータの負荷を検出する負荷検出装置と、
演算機能を有するコントローラと、
前記コントローラの演算結果を出力する通知装置とを備えた作業機械において、
前記コントローラは、前記姿勢検出装置で検出した前記作業機の姿勢と前記負荷検出装置で検出した前記作業機の負荷とに基づいて、前記作業機械が前記作業機を地面に接触させて地面を締め固める作業である転圧作業を行っているか否かを判定し、
前記転圧作業の実行中に、前記車体位置検出装置および前記姿勢検出装置の出力に基づいて、前記作業機が地面に接触する位置である締固め位置を算出するとともに、前記負荷検出装置の出力に基づいて、前記作業機が地面の締固めに寄与する度合いである締固め寄与度を算出し、
前記締固め位置における前記締固め寄与度の累積である累積締固め寄与度を算出し、
前記累積締固め寄与度に基づいて、前記締固め位置における締固め進捗度を判定し、前記通知装置に出力し、
前記通知装置は、前記作業機械の外部に設けられた現場管理システムと通信を行う通信装置であり、
前記通信装置は、前記累積締固め寄与度情報および前記締固め進捗情報を前記現場管理システムへ送信するとともに、前記現場管理システムから他の作業機械の転圧作業による統合版累積締固め寄与度情報および統合版締固め進捗情報を受信し、
前記コントローラは、前記統合版累積締固め寄与度情報および前記統合版締固め進捗情報を用いて、前記累積締固め寄与度情報および前記締固め進捗情報を更新する
ことを特徴とする作業機械。
a vehicle body;
a work machine rotatably attached to the vehicle body;
an actuator that drives the work machine;
a vehicle body position detection device that detects the position of the vehicle body;
an attitude detection device that detects the attitude of the working machine;
a load detection device that detects the load of the actuator;
a controller having a computing function;
A working machine comprising a notification device that outputs a calculation result of the controller,
The controller causes the work machine to contact the ground to tighten the ground based on the attitude of the work machine detected by the attitude detection device and the load of the work machine detected by the load detection device. Determine whether or not rolling compaction work, which is work to harden, is being performed,
During execution of the rolling compaction work, based on the outputs of the vehicle body position detection device and the attitude detection device, a compaction position, which is the position where the work machine contacts the ground, is calculated, and the output of the load detection device is calculated. Based on, calculate the degree of compaction contribution, which is the degree of contribution of the work machine to the compaction of the ground,
Calculate a cumulative compaction contribution that is the accumulation of the compaction contribution at the compaction position,
Based on the cumulative compaction contribution, determine the compaction progress at the compaction position, output to the notification device,
The notification device is a communication device that communicates with a site management system provided outside the work machine,
The communication device transmits the cumulative compaction contribution information and the compaction progress information to the site management system, and from the site management system integrated cumulative compaction contribution information by rolling compaction work of other working machines. and receive consolidated compaction progress information,
A working machine, wherein the controller updates the cumulative compaction contribution information and the compaction progress information using the integrated cumulative compaction contribution information and the integrated compaction progress information.
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