JP7406641B2 - 操作制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、移動しながら掘削を行う複数の建設機械の操作を制御する操作制御方法に関する。
建設機械では、オペレータの熟練度により作業品質が左右されることがあり、例えば掘削積込み作業のサイクルタイムにも差が生じることが知られている。そこで、熟練度の低い操作者に操作支援情報を提供したり、自動運転に切り替えたりすることが特許文献1に記載されている。
特開2016-156193号公報
しかしながら、特許文献1に記載されている操作支援システムは、操作支援の概念を開示しているに過ぎず、実際の現場を鑑みたときに使い勝手が良いものではなかった。
そこで、本発明では、複数台の建設機械を現場で使用する際に使い勝手のよい操作制御方法を提供することを目的とする。
本発明に係る操作制御方法は、移動しながら掘削を行う複数の建設機械の操作を制御する操作制御方法において、前記掘削時の第1建設機械の移動速度と、前記第1建設機械が有する第1のスクレーパが掘削箇所において地面に食い込んだ状態である掘削時間と、に基づいて、第2建設機械の掘削時の移動速度と、当該第2建設機械が有する第2のスクレーパが掘削箇所において地面に食い込んだ状態である掘削時間と、を設定し、前記第1スクレーパの地面への食い込み量と、前記第2スクレーパの地面への食い込み量とを同じに制御する。
また、本発明に係る操作制御方法は、移動しながら掘削を行う複数の建設機械の操作を制御する操作制御方法において、掘削箇所において掘削を行う掘削工程と、前記掘削を行う掘削箇所から前記掘削した掘削物を撒き出す撒き出し箇所まで移動する移動工程と、前記撒き出し箇所で前記掘削物を排出する排出工程と、前記撒き出し箇所から前記掘削箇所まで回送する回送工程と、を有し、前記第1建設機械の掘削工程と移動工程と排出工程と回送工程とに要する時間と、前記第2建設機械の掘削工程と移動工程と排出工程と回送工程とに要する時間とが同じになるように前記第2建設機械を制御する。
本発明によれば、掘削時の第1建設機械の移動速度と、前記第1建設機械の掘削時間とに基づいて、第2建設機械の掘削時の移動速度と、当該第2建設機械の掘削時間とを設定しているので、使い勝手のよい効率的な掘削工事を実現することができる。
本実施形態の被牽引式スクレーパを示す概要図である。 複数台の被牽引式スクレーパが施工ヤードに存在する状態を示す図である。 本実施形態の主要部のブロック図である。 本実施形態の制御装置により実行されるフローチャートを示す図である。 本実施形態の中央制御装置により実行されるフローチャートを示す図である。 本実施形態のタイミングチャートである。 比較例のタイミングチャートである。
以下に、本発明の第1の実施形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態により、本発明が限定されるものではない。
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態の被牽引式スクレーパ100を示す概要図である。本実施形態の被牽引式スクレーパ100は、駆動車両である牽引車両1とスクレーパ車両20とを有する。
本実施形態に係るスクレーパ車両20は、大型トラックやその他の牽引車両1により牽引される被牽引車として利用される。
図2は、複数台(図2では3台)の被牽引式スクレーパ100が施工ヤードに存在する状態を示す図である。本実施形態において、被牽引式スクレーパ100は、走行路30を矢印方向に沿って移動し、掘削箇所31にて掘削を行い、掘削した掘削物を撒き出し箇所32に撒き出す。なお、本実施形態では、総称する場合に被牽引式スクレーパ100とし、それぞれを示す場合には、被牽引式スクレーパ100a、被牽引式スクレーパ100b、被牽引式スクレーパ100cといったように符号にアルファベットを付して説明する。なお、牽引車両1やスクレーパ車両20においても同様とする。
(牽引車両)
図1に示すように、牽引車両1は、スクレーパ車両20を牽引するものである。本実施形態の牽引車両1は、ダンプトラックを採用することができ、例えば、アーティキュレートダンプトラックを採用することができる。このような、アーティキュレートダンプトラックにおいて、車両としての機能や各構成要件は従来のものと同じであるので、その説明を簡略化する。
図3は本実施形態の主要部のブロック図であり、以下、図3を用いて牽引車両1の構成について説明を続ける。なお、図3のブロック図を簡単にするために、図3では牽引車両1aと、牽引車両1bとを示しており、構成は同じであるので、牽引車両1aの説明を行う。
牽引車両1aは、操作部2aと、速度計3aと、油圧ユニット4aと、通信装置5aと、メモリ6aと、計時装置7aと、制御装置8aと、を備えている。
操作部2aは、ハンドルや、ギアシフトレバーや、ウィンカーや、ワイパーや、アクセルや、ブレーキなどの周知の構成を総称している。
速度計3aは、牽引車両1aの速度を検出するものであり、シャフトの回転数を検出する車速センサや、GNSS(Global Navigation Satellite System)の出力を利用したセンサなど各種のセンサを適用することができる。
油圧ユニット4aは、不図示のシリンダ内部で作られた高圧の流体を配管・パイプ等によって、動力駆動に伝えるものであり、本実施形態ではスクレーパ車両20aの第1油圧シリンダ26aおよび第2油圧シリンダ27aに供給されている。
通信装置5aは、中央制御装置50やインターネット等の広域ネットワークにアクセスする無線通信ユニットであり、本実施形態では、速度計3aの検出結果や計時装置7aの検出結果などを中央制御装置50に送信している。
メモリ6aは、不揮発性のメモリ(例えばフラッシュメモリ)であり、速度計3aの検出結果や、計時装置7aの検出結果や、牽引車両1aを駆動するための各種データを記憶している。また、メモリ6aは、牽引車両1aを駆動するためのプログラムや、後述する図4のフローチャートなどの各種プログラムを記憶している。
計時装置7aは、後述するスクレーパ車両20aの掘削、運搬、排出、回送の各工程の時間を計測するものである。なお、計時装置7aは、牽引車両1aではなく、スクレーパ車両20aに設けるようにしてもよい。
制御装置8aは、CPUを有し、牽引車両1aやスクレーパ車両20aの制御を行うものである。本実施形態において、牽引車両1aはリファレンスとなる車両であり、牽引車両1aの駆動状態に基づいて牽引車両1b以降の車両が制御される(詳細後述)。なお、牽引車両1aは、人(オペレータ)による運転とし、牽引車両1b以降は人が運転しない自動運転としてもよい。なお、本実施形態において、牽引車両1aを運転する人は、修練度の高い人(オペレータ)である。
(スクレーパ車両)
以下、図1を参照してスクレーパ車両20の説明を行う。スクレーパ車両20は、連結装置であるヒッチ21により牽引車両1と連結されている。ヒッチ21は、牽引車両1から着脱可能であり、牽引車両1側の一端に設けられたフレキシブルなボールジョイント22と、スクレーパ車両20側の他端に設けられた不図示のフレキシブルなボールジョイントとを有している。
スクレーパ車両20は、前述のヒッチ21およびボールジョイント22に加えて、フレーム23と、ボウル24と、スクレーパ(scraper)25と、第1油圧シリンダ26と、第2油圧シリンダ27と、を有している。
フレーム23はボウル24などの構造物を支持する金属製のフレームであり、ボウル24は下面側に開口を有するとともに、上面が開放されており、スクレーパ25が掘削した土砂などの掘削物をこの開口を介して収容するものである。
スクレーパ25は、地表等の走行面の土砂を削り取るための刃状或いはへら状の部材であり、本実施形態では、ボウル24の底部にボウル24と一体的に設けられている。
ボウル24とスクレーパ25とは一体的に設けられているので、第1油圧シリンダ26によりボウル24を地面に向けて傾斜させることにより、スクレーパ25が地面に食い込んで土砂を掘削することができる。また、ボウル24には不図示の開口部が設けられており、ボウル24が地面に向けて傾斜した状態の際に、スクレーパ25が掘削した掘削物が不図示の開口部からボウル24に収容される。
スクレーパ25による掘削が終了すると、第1油圧シリンダ26によりボウル24を地上に向けて傾斜させることにより、スクレーパ25が地面から離れた状態となる。
第1油圧シリンダ26は、油圧ユニット4に接続されており、前述したようにスクレーパ25を地面に食い込ませて土砂を掘削できる状態と、スクレーパ25を地面から離れた状態とにするものである。
第2油圧シリンダ27は、油圧ユニット4に接続されており、ボウル24の後端側に設けられている。第2油圧シリンダ27は、スクレーパ車両20が掘削を行っている際には、縮んだ状態であり、ボウル24に掘削物が収容されるようにしている。一方、第2油圧シリンダ27は、撒き出し箇所32において、ボウル24に積載された掘削物を排出するために、伸びた状態となりボウル24の開口から掘削物を排出する。
なお、スクレーパ車両20に計時装置7を設ける場合には、CPUを備えた制御装置や、牽引車両1や中央制御装置50などと通信できる通信装置などを設けることが好ましい。
中央制御装置50は、CPUと、通信装置と、計時装置とを有し、複数台の被牽引式スクレーパ100を制御するものである。本実施形態において、中央制御装置50は、牽引車両1aを運転している人の操作をリファレンスとして、牽引車両1b以降の制御に適用するようにしている。具体的には、中央制御装置50は、牽引車両1aの掘削、運搬、排出、回送の各工程の時間およびそれぞれの工程での牽引車両1aの移動速度を検出して、牽引車両1b以降の操作制御に適用している。
(フローチャートの説明)
図4は本実施形態の制御装置8aにより実行されるフローチャートを示す図であり、図5は本実施形態の中央制御装置50により実行されるフローチャートを示す図であり、図6は本実施形態のタイミングチャートである。以下、図4、図5のフローチャートと図6のタイミングチャートを参照しながら本実施形態の動作について説明する。ここで、図6のタイミングチャートの掘削は、図2の掘削箇所31での掘削のことであり、タイミングチャートの運搬は、掘削箇所31から撒き出し箇所32までの掘削物の運搬のことである。また、タイミングチャートの排出は、撒き出し箇所32での掘削物の排出のことであり、タイミングチャートの回送は、撒き出し箇所32から掘削箇所31までの移動のことである。なお、被牽引式スクレーパ100aは、掘削から回送まで連続的に移動し続けており、一連の作業が終了するまでは停止することがない。
なお、図5のフローチャートおよび図6のタイミングチャートは、7台の被牽引式スクレーパ100により施工ヤードを施工する場合のものである。
また、図6のタイミングチャートは、横方向の長さが時間の長さを模式的に示すものである。なお、図4のフローチャートは、被牽引式スクレーパ100aが掘削箇所31に到着した時点から始まるものとする。
制御装置8aは、掘削箇所31での掘削が始まったかどうかを判断する(ステップS1)。制御装置8aは、オペレータの操作により油圧ユニット4aが第1油圧シリンダ26aに油圧を供給した際に掘削が開始すると判断する。制御装置8aは、油圧ユニット4aが第1油圧シリンダ26aに油圧を供給するまでステップS1を繰り返す。なお、本実施形態において、制御装置8aは、本フローチャートの開始に伴い、牽引車両1aの速度を速度計3aにより検出する。
制御装置8aは、ステップS1の判断が肯定されると、計時装置7aにより掘削時間の計時を開始する(ステップS2)。第1油圧シリンダ26aがスクレーパ25aを地面に食い込ませることにより土砂の掘削が開始される。なお、掘削は、被牽引式スクレーパ100aが掘削箇所31を移動しながら行われる。ここで、制御装置8aは、オペレータの操作による油圧ユニット4aの操作状況をメモリ6aに記憶させるようにしてもよい。これにより、制御装置8aは、スクレーパ25aを地面に食い込ませる量を認識することができる。制御装置8aは、油圧ユニット4aの操作状況を所定時間(例えば数秒)毎にメモリ6aに記憶させてもよく、第1油圧シリンダ26aの油圧が変化した場合にメモリ6aに記憶させてもよい。
制御装置8aは、掘削が終了したかどうかを判断する(ステップS3)。制御装置8aは、オペレータの操作により油圧ユニット4aが第1油圧シリンダ26aに油圧の供給を停止した際に掘削が終了したと判断する。制御装置8aは、油圧ユニット4aが第1油圧シリンダ26aに油圧の供給を停止するまでステップS3を繰り返す。なお、被牽引式スクレーパ100aの食い込み量に応じて掘削中でも、第1油圧シリンダ26aへの油圧の供給を停止して被牽引式スクレーパ100aの高さ(Z軸方向)を保つ方が好ましい。なお、制御装置8aは、オペレータの操作により油圧ユニット4aが第1油圧シリンダ26aに油圧の供給を停止した際に掘削が終了したと判断する代わりに、第1油圧シリンダ26aを縮める制御を行った際に掘削が終了したと判断しても良い。
制御装置8aは、ステップS3の判断が肯定されると、計時装置7aによる掘削時間の計時を終了するとともに、掘削時間のデータを通信装置5aにより中央制御装置50に送信する(ステップS4)。また、制御装置8aは、掘削開始から掘削終了までの速度計3aが検出した牽引車両1aの速度のデータ(例えば平均速度)を中央制御装置50に送信する。
制御装置8aは、被牽引式スクレーパ100aが搬送を開始したかどうかを判断する(ステップS5)。前述のように、被牽引式スクレーパ100aは一連の作業が終了するまでは停止しないので、制御装置8aは、油圧ユニット4aが第1油圧シリンダ26aへの油圧の供給を停止したことで、被牽引式スクレーパ100aが搬送を開始したと判断して、ステップS6に進む。
制御装置8aは、ステップS5の判断が肯定されると、計時装置7aにより搬送時間の計時を開始する(ステップS6)。また、本実施形態において、制御装置8aは、搬送の開始に伴い、搬送中の牽引車両1aの速度を速度計3aにより検出する。
制御装置8aは、搬送が終了したかどうかを判断する(ステップS7)。制御装置8aは、オペレータの操作により油圧ユニット4aから第2油圧シリンダ27aに油圧が供給されると搬送が終了したと判断する。なお、これに代えて、GNSSが撒き出し箇所32に到着したことを検出した際に、制御装置8aは搬送が終了したと判断してもよい。
制御装置8aは、ステップS7の判断が肯定されると、計時装置7aによる運搬時間の計時を終了するとともに、運搬時間のデータを通信装置5aにより中央制御装置50に送信する(ステップS8)。また、制御装置8aは、運搬開始から運搬終了までの速度計3aが検出した牽引車両1aの速度のデータ(例えば平均速度)を中央制御装置50に送信する。
制御装置8aは、第2油圧シリンダ27aによる排出が開始したかどうかを判断する(ステップS9)。制御装置8aは、オペレータの操作により油圧ユニット4aが第2油圧シリンダ27aに油圧を供給した際に搬出が開始したと判断する。制御装置8aは、油圧ユニット4aが第2油圧シリンダ27aに油圧を供給するまでステップS9を繰り返す。
制御装置8aは、ステップS9の判断が肯定されると、計時装置7aにより排出時間の計時を開始する(ステップS10)。また、本実施形態において、制御装置8aは、排出の開始に伴い、排出中の牽引車両1aの速度を速度計3aにより検出する。
制御装置8aは、排出が終了したかどうかを判断する(ステップS11)。制御装置8aは、油圧ユニット4aが第2油圧シリンダ27aへの油圧の供給を停止したことで、排出が終了したと判断する。なお、これに代えて、GNSSが撒き出し箇所32から離れたことを検出した際に、制御装置8aは排出が終了したと判断してもよい。なお、制御装置8aは、オペレータの操作により油圧ユニット4aが第1油圧シリンダ26aに油圧の供給を停止した際に掘削が終了すると判断する代わりに、第1油圧シリンダ26aを縮める制御を行った際に掘削が終了したと判断しても良い。
制御装置8aは、ステップS11の判断が肯定されると、計時装置7aによる排出時間の計時を終了するとともに、排出時間のデータを通信装置5aにより中央制御装置50に送信する(ステップS12)。また、制御装置8aは、排出開始から排出終了までの速度計3aが検出した牽引車両1aの速度のデータ(例えば平均速度)を中央制御装置50に送信する。
制御装置8aは、回送が開始されたかどうかを判断する(ステップS13)。制御装置8aは、オペレータの操作により油圧ユニット4aが第2油圧シリンダ27aへの油圧の供給を停止した際に回送が開始すると判断する。制御装置8aは、油圧ユニット4aが第2油圧シリンダ27aへの油圧の供給を停止するまでステップS13を繰り返す。
制御装置8aは、ステップS13の判断が肯定されると、計時装置7aにより回送時間の計時を開始する(ステップS14)。また、本実施形態において、制御装置8aは、回送の開始に伴い、回送中の牽引車両1aの速度を速度計3aにより検出する。
制御装置8aは、回送が終了したかどうかを判断する(ステップS15)。制御装置8aは、油圧ユニット4aが第1油圧シリンダ26aへの油圧を供給することで、回送が終了したと判断する。なお、これに代えて、GNSSが掘削箇所31に到着したことを検出した際に、制御装置8aは回送が終了したと判断してもよい。
制御装置8aは、ステップS15の判断が肯定されると、計時装置7aによる回送時間の計時を終了するとともに、回送時間のデータを通信装置5aにより中央制御装置50に送信する(ステップS16)。また、制御装置8aは、回送開始から回送終了までの速度計3aが検出した牽引車両1aの速度のデータ(例えば平均速度)を中央制御装置50に送信して、本フローチャートを終了する。なお、本フローチャートを終了せずに、2回目以降の一連の工程を行うようにしてもよい。2回目以降の工程を行うかどうかの判断は、オペレータが行ってもよく、中央制御装置50が行ってもよい。
また、本フローチャートにおいて、制御装置8aは、メモリ6aに記憶された油圧ユニット4aの操作状況、すなわち、スクレーパ25aを地面に食い込ませる量を通信装置5aを介して中央制御装置50に送信してもよい。
次いで、図5を用いて中央制御装置50により実行されるフローチャートの説明を続ける。なお、本実施の形態において、図5のフローチャートは、図4のフローチャートのステップS4により、掘削時間のデータと牽引車両1aの速度のデータとを受信した際に開始されるものとする。なお、本実施形態において、被牽引式スクレーパ100bは掘削箇所31で待機しているものとする。
中央制御装置50は、被牽引式スクレーパ100の号機番号(被牽引式スクレーパ100aは1号機、被牽引式スクレーパ100bは2号機、・・・被牽引式スクレーパ100gは7号機と称する)を表すN値としてN=1を設定する(ステップS101)。
中央制御装置50は、1号機(被牽引式スクレーパ100a)の掘削が終了しているかどうかを判断する(ステップS102)。前述したように、中央制御装置50は、掘削時間のデータと牽引車両1aの速度のデータとを受信しているのでステップS103に進むものとする。
中央制御装置50は、被牽引式スクレーパ100の号機番号を表すN値を1つ足して2とする(ステップS103)。これにより、中央制御装置50による制御対象機が2号機である被牽引式スクレーパ100bとなる。
中央制御装置50は、2号機である被牽引式スクレーパ100bに掘削の指示を行う(ステップS104)とともに、掘削時間の計時を開始する(ステップS105)。
具体的には、中央制御装置50は、ステップS104において、牽引車両1bの通信装置5bを介して、制御装置8bに掘削の指示および移動速度を送信する。これに加えて、中央制御装置50は、制御装置8bに油圧ユニット4aの操作状況を送信して、スクレーパ25bを地面に食い込ませる量を制御装置8bに伝達してもよい。
制御装置8bは、図6に示すように、被牽引式スクレーパ100aの掘削の終了とほぼ同時に油圧ユニット4bにより第1油圧シリンダ26bに油圧を供給して、スクレーパ25bによる掘削を開始する。この場合、制御装置8bは、第1油圧シリンダ26bに供給する油圧量を第1油圧シリンダ26aが供給した油圧量と同じにすることにより、スクレーパ25bの地面への食い込み量をスクレーパ25aの地面への食い込み量と同じとすることができる。
また、制御装置8bは、受信した移動速度に基づき牽引車両1bを駆動する。制御装置8bは、速度計3bが検出した速度と、掘削時の牽引車両1aの平均速度とに基づき、掘削時の牽引車両1bの平均速度と掘削時の牽引車両1aの平均速度とが同じになるように速度制御を行う。
なお、ステップS105における計時は、本実施形態では中央制御装置50側で行っているが、牽引車両1bの計時装置7bに行わせてもよい。
中央制御装置50は、掘削開始から所定時間が経過したかどうかを判断する(ステップS106)。本実施形態において、所定時間は、スクレーパ車両20aのスクレーパ25aが掘削を行った時間である。なお、ステップS105の計時を牽引車両1bの計時装置7bに行わせる場合には、所定時間を通信装置5bを介して制御装置8bに送信しておき、制御装置8bにより所定時間の経過を判断させるようにしてもよい。
中央制御装置50は、所定時間が経過するまでステップS106を繰り返し、所定時間が経過するとステップS107に進む。
中央制御装置50は、2号機に掘削終了の指示をするとともに、運搬以降の指示を行う(ステップS107)。
中央制御装置50は、被牽引式スクレーパ100の号機番号を表すN値が7かどうかを判断する(ステップS108)。ここでN値が2であるので、中央制御装置50は、ステップS102に戻り2号機の掘削終了を確認して、続くステップS103にて、被牽引式スクレーパ100の号機番号を表すN値を1つ足して3とする(ステップS103)。中央制御装置50は、以下、ステップS104以降を実施し、N値が7になるまで本フローチャートを繰り返す。
図6に示すように、1号機の被牽引式スクレーパ100aの掘削時間と、運搬時間と、排出時間と、回送時間とをリファレンスとすることにより7台の被牽引式スクレーパ100により施工ヤードを施工することができる。
図7は比較例のタイミングチャートであり、各号機にて掘削時間が異なっている。図7の比較例では、6台の被牽引式スクレーパ100にて施工を行うため、7台の被牽引式スクレーパ100にて施工する場合に比べて取れ高が少なくなってしまう。
また、図7の比較例では、1号機の被牽引式スクレーパ100aが2回目の掘削を開始する際に、6号機の被牽引式スクレーパ100fが掘削箇所31にて掘削を行っているため、1号機の被牽引式スクレーパ100aと6号機の被牽引式スクレーパ100fとが接近してしまい不慮の事故につながる虞がある。1号機の被牽引式スクレーパ100aと6号機の被牽引式スクレーパ100fとの接近を避けるためには、1号機の被牽引式スクレーパ100aが待機しなければならず時間のロスが発生してしまう。
これに対して、図6のタイミングチャートでは、7号機の被牽引式スクレーパ100gの掘削終了時に1号機の被牽引式スクレーパ100aの回送が終了し、1号機の被牽引式スクレーパ100aが2回目の掘削を開始するので、安全で時間のロスの無い施工を行うことができる。本実施形態の中央制御装置50による操作制御方法によれば、効率的な掘削工事を実現することができる。
なお、上述の説明では、1号機の被牽引式スクレーパ100aの掘削時間と、運搬時間と、排出時間と、回送時間とのそれぞれを他の号機の被牽引式スクレーパ100b~被牽引式スクレーパ100gと一致させたが、これに限定されるものではない。
例えば、1号機の被牽引式スクレーパ100aの掘削時間と、他の号機の被牽引式スクレーパ100b~被牽引式スクレーパ100gの掘削時間とを一致させて、1号機の被牽引式スクレーパ100aの運搬時間と、排出時間と、回送時間とを総計した時間が、他の号機の被牽引式スクレーパ100b~被牽引式スクレーパ100gの運搬時間と、排出時間と、回送時間とを総計した時間と一致するようにしてもよい。
また、1号機の掘削開始から回送終了までの時間Tが、1~N号機の掘削時間tの合計と一致するように、T=N×tとしてもよい。
1号機の被牽引式スクレーパ100aは、1回目の掘削と、運搬と、排出とが終了した後の回送中に他の被牽引式スクレーパ100と入れ替えてもよい。この場合、他の被牽引式スクレーパ100は無人運転としてもよい。これに代えて、n回目(nは2以上の自然数)の掘削と、運搬と、排出とが終了した後の回送中に他の被牽引式スクレーパ100と入れ替えてもよい。
また、1日目は、1号機の被牽引式スクレーパ100aにより、掘削と、運搬と、排出と、回送とのデータ取りを行い、2日目以降は第1日目に取得したデータに基づき、複数の被牽引式スクレーパ100を無人運転としてもよい。この場合、中央制御装置50は、天候や風速などの環境条件により、1日目に取得したデータを補正してもよい。
例えば、2日目が1日目に比べて風が強かったり、若干の雨により地面がぬかったりする場合に、中央制御装置50は、被牽引式スクレーパ100の平均移動速度を5~10%程度減速するような制御を行ってもよい。また、中央制御装置50は、被牽引式スクレーパ100の移動時間も5~10%程度延ばすようにしてもよい。
以上で説明した実施形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加えることは可能である。例えば、中央制御装置50は、Aという施工ヤードにて取得したデータに基づき、Aとは異なるBという施工ヤードにて、取得したデータに基づき、複数の被牽引式スクレーパ100を制御してもよい。この場合、中央制御装置50は、Aという施工ヤードで1回目の掘削と、運搬と、排出と、回送とが終了した時点で、Bという施工ヤードの施工を開始してもよい。
1 牽引車両 3 速度計 4 油圧ユニット 5 通信装置
7 計時装置 8 制御装置 20 スクレーパ車両
25 スクレーパ 26 第1油圧シリンダ 27 第2油圧シリンダ
50 中央制御装置 100 被牽引式スクレーパ

Claims (7)

  1. 移動しながら掘削を行う複数の建設機械の操作を制御する操作制御方法において、
    前記掘削時の第1建設機械の移動速度と、前記第1建設機械が有する第1のスクレーパが掘削箇所において地面に食い込んだ状態である掘削時間と、に基づいて、第2建設機械の掘削時の移動速度と、当該第2建設機械が有する第2のスクレーパが掘削箇所において地面に食い込んだ状態である掘削時間と、を設定し、
    前記第1のスクレーパの地面への食い込み量と、前記第2のスクレーパの地面への食い込み量とを同じに制御する操作制御方法。
  2. 移動しながら掘削を行う複数の建設機械の操作を制御する操作制御方法において、
    掘削箇所において前記掘削を行う掘削工程と、
    前記掘削を行う掘削箇所から前記掘削した掘削物を撒き出す撒き出し箇所まで移動する移動工程と、
    前記撒き出し箇所で前記掘削物を排出する排出工程と、
    前記撒き出し箇所から前記掘削箇所まで回送する回送工程と、を有し、
    第1建設機械の掘削工程と移動工程と排出工程と回送工程とに要する時間と、第2建設機械の掘削工程と移動工程と排出工程と回送工程とに要する時間とが同じになるように前記第2建設機械を制御する操作制御方法。
  3. 前記掘削を行う掘削箇所から前記掘削した掘削物を撒き出す撒き出し箇所まで移動する移動工程を有し、
    前記移動工程における前記第1建設機械と前記第2建設機械が、掘削を行う掘削箇所から前記掘削した掘削物を撒き出し箇所まで移動する各移動時間を同じに設定する請求項記載の操作制御方法。
  4. 前記移動工程における前記第1建設機械と前記第2建設機械が、掘削を行う掘削箇所から前記掘削した掘削物を撒き出し箇所まで移動する各移動時間を同じに設定する請求項2記載の操作制御方法。
  5. 前記移動工程における前記第1建設機械と前記第2建設機械との移動速度を同じに設定する請求項3又は4記載の操作制御方法。
  6. 前記第1建設機械の移動工程と排出工程と回送工程とにおける移動速度と、前記第2建設機械の移動工程と排出工程と回送工程とにおける移動速度とが同じになるように前記第2建設機械の移動速度を制御する請求項記載の操作制御方法。
  7. 前記第2建設機械は無人で操作が制御されている請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の操作制御方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090118889A1 (en) 2005-10-03 2009-05-07 Timo Heino Method of Driving Plurality of Mine Vehicles in Mine, and Transport System
JP2016156193A (ja) 2015-02-25 2016-09-01 株式会社日立製作所 操作支援システムおよび操作支援システムを備えた作業機械
WO2019017159A1 (ja) 2017-07-18 2019-01-24 株式会社小松製作所 パラメータ特定装置、シミュレーション装置、およびパラメータ特定方法
WO2019031551A1 (ja) 2017-08-08 2019-02-14 住友建機株式会社 ショベル及びショベルの支援装置
WO2020195048A1 (ja) 2019-03-22 2020-10-01 株式会社小松製作所 作業機械の制御方法および制御システム

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0559746A (ja) * 1991-02-21 1993-03-09 Jdc Corp 被牽引式スクレーパの制御装置
JP3240450B2 (ja) * 1993-11-25 2001-12-17 株式会社間組 重機車両の遠隔操縦方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090118889A1 (en) 2005-10-03 2009-05-07 Timo Heino Method of Driving Plurality of Mine Vehicles in Mine, and Transport System
JP2016156193A (ja) 2015-02-25 2016-09-01 株式会社日立製作所 操作支援システムおよび操作支援システムを備えた作業機械
WO2019017159A1 (ja) 2017-07-18 2019-01-24 株式会社小松製作所 パラメータ特定装置、シミュレーション装置、およびパラメータ特定方法
WO2019031551A1 (ja) 2017-08-08 2019-02-14 住友建機株式会社 ショベル及びショベルの支援装置
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