JP7478275B2

JP7478275B2 - 油圧ショベル

Info

Publication number: JP7478275B2
Application number: JP2023025716A
Authority: JP
Inventors: 直樹萩原; 和彦溝口; 茂平澤; 慶太郎伊東; 圭一郎穴原
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2018-10-15
Filing date: 2023-02-22
Publication date: 2024-05-02
Anticipated expiration: 2038-10-15
Also published as: JP2023054217A; KR20210032483A; WO2020080293A1; JP2020063566A; CN112585323A; KR20230145209A; EP3832035A4; US11739503B2; EP3832035A1; US20210310218A1; EP3832035B1

Description

本発明は、油圧ショベルに関する。

建設機械の状態に応じて、オペレータに注意を促すことができる建設機械の安全装置を開示する先行技術文献として特許文献１がある。

特許文献１には、建設機械の状態に関する状態情報を取得する状態情報取得部と、シートベルトがオペレータに装着されているか否かを検出するシートベルト検出部と、前記シートベルトが前記オペレータに装着されていない場合に、前記状態情報に基づいて警告を行うように警告部を制御する制御部と、を備えた建設機械の安全装置であって、前記状態情報は、前記建設機械の操作レバーの指令を無効とするロック位置と、前記操作レバーの指令を有効とするロック解除位置とに操作されるゲートロックレバーの操作位置に関する情報を含み、前記制御部は、前記ゲートロックレバーの操作位置が前記ロック解除位置の場合に、警告を行うように前記警告部を制御することを特徴とする建設機械の安全装置が記載されている。

また、監視対象である所定の物体の検知に基づく警報の実効性を確保しつつ、オペレータの煩わしさを抑制することが可能な作業機械用周辺監視システムを開示する先行技術文献として特許文献２がある。

特許文献２には、作業機械の周辺の所定範囲内に存在する所定の物体を検知する物体検知部と、前記物体検知部により前記物体が検知された場合、音による警報を行う警報部と、を備え、前記警報部は、前記物体検知部により前記物体が検知された状態が継続している場合、所定の条件が成立したときに、前記音による警報を停止すると共に、前記音による警報の停止後、光による警報を行う、作業機械用周辺監視システムが記載されている。

特開２０１７－１４５６２６号公報

特開２０１８－１１１９８１号公報

特許文献１に記載の建設機械の安全装置と特許文献２に記載の作業機械用周辺監視システムとを油圧ショベルに搭載した場合、シートベルトの未装着と移動体の検知をオペレータに知らせることが可能になると考えられる。

ところで、油圧ショベルの操作には、例えば機体をトレーラに搭載したり、狭い駐機場に駐機する等、機体を誘導する作業者等が機体の周辺にいる状況下で行われるものがある。このような状況下では、他の作業者等が移動体として検知されることにより、オペレータは移動体検知を知らせる警報が鳴り続ける状態で操作を行うこととなる。そのため、作業を開始する際にシートベルトを装着されていなかった場合、上述した油圧ショベルでは、移動体検知を知らせる警報とシートベルトの未装着を知らせる警報とが同時に発せられることにより、オペレータがシートベルトの未装着を知らせる警報を正しく認識できず、シートベルトを未装着のまま作業を継続してしまうおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、機体の周辺に移動体が存在する状況下で作業を行う場合でも、オペレータがシートベルトの未装着を知らせる警報を確実に認識することができる油圧ショベルを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、下部走行体と、前記下部走行体の上方に設けられた上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられたフロント作業機と、前記上部旋回体の前方に設けられた運転室と、前記上部旋回体の周囲を監視するカメラと、前記上部旋回体または前記フロント作業機を操作するための操作レバーと、前記操作レバーによる前記上部旋回体または前記フロント作業機の操作を無効にするロック位置と前記操作レバーによる操作を有効にするロック解除位置とに操作されるゲートロックレバーと、前記運転室内に設けられ、警報を出力する報知装置と、前記運転室内に設けられたシートベルトと、前記シートベルトが装着されているか否かを検知するシートベルト検知装置と、前記カメラの映像から移動体が存在することを判定したときに前記報知装置を介して移動体検知警報を出力すると共に、前記シートベルト検知装置によりシートベルトの未装着が検知されたときに前記報知装置を介してシートベルト警報を出力するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記カメラの映像から移動体が有と判定し、前記シートベルト検知装置によって前記シートベルトの未装着が検知されている状態で、前記ゲートロックレバーが、（１）ロック解除位置にある場合には、前記移動体検知警報の出力を行わずに、前記シートベルト警報を前記報知装置により出力し、（２）ロック位置にある場合には、前記シートベルト警報の出力を行わずに、前記移動体検知警報を前記報知装置により出力するものとする。

以上のように構成した本発明によれば、移動体が検知され、かつシートベルトの未装着が検知された場合に、報知装置を介して第２の警報（シートベルトの未装着を知らせる警報）が第１の警報（移動体検知を知らせる警報）よりも優先して出力される。これにより、例えば、油圧ショベルをトレーラに搭載したり、狭い駐機場に駐機する等、油圧ショベルの周囲に他の作業者等の移動体が存在する状況下で作業を行う際に、オペレータはシートベルトの未装着を知らせる警報を確実に認識できるため、オペレータがシートベルト２５を未装着のまま作業を継続することを防止することが可能となる。

本発明に係る油圧ショベルによれば、機体の周辺に移動体が存在する状況下で作業を行う場合でも、オペレータがシートベルトの未装着を知らせる警報を確実に認識することが可能となる。

本発明の第１の実施例に係る油圧ショベルの外観を概略的に示す側面図である。図１に示す運転室の内部を示す斜視図である。図１に示す油圧ショベルに搭載された警報システムの構成を示す図である。図３に示すコントローラのシートベルト装着判定部の処理を示すフローチャートである。図３に示すコントローラの移動体判定部の処理を示すフローチャートである。図３に示すコントローラのブザー出力部の処理を示すフローチャートである。本発明の第２の実施例における警報システムの構成を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。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。

図１は、本発明の第１の実施例に係る油圧ショベルの外観を概略的に示す側面図である。

図１において、油圧ショベル１００は、クローラ式の下部走行体１と、下部走行体１に対して旋回可能に設けられた上部旋回体２と、上部旋回体２の前側に俯仰動可能に設けられたフロント作業機３とから概略構成されている。

フロント作業機３は、垂直方向にそれぞれ回動する複数の被駆動部材（ブーム３ａ、アーム３ｂ、及びバケット３ｃ）を連結して構成されている。ブーム３ａの基端は上部旋回体２の前部に回動可能に支持されている。また、ブーム３ａの先端にはアーム３ｂの一端が回動可能に連結されており、アーム３ｂの他端（先端）にはバケット３ｃが回動可能に連結されている。ブーム３ａ、アーム３ｂ、及びバケット３ｃは、油圧アクチュエータであるブームシリンダ３ｄ、アームシリンダ３ｅ、及び、バケットシリンダ３ｆによってそれぞれ駆動される。

下部走行体１は、左右一対のクローラフレーム１ｃ（１ｄ）にそれぞれ掛け回された一対のクローラ１ｅ（１ｆ）と、クローラ１ｅ（１ｆ）を図示しない減速機構等を介してそれぞれ駆動する油圧アクチュエータとしての走行油圧モータ１ａ（１ｂ）とから構成されている。なお、図１において、下部走行体１の各構成については、左右一対の構成のうちの一方のみを図示して符号を付し、他方の構成については図中に括弧書きの符号のみを示して図示を省略する。

上部旋回体２は、基部となる旋回フレーム２ａ上に各部材を配置して構成されており、旋回フレーム２ａが油圧アクチュエータである旋回油圧モータ（図示せず）により下部走行体１に対して旋回駆動されることにより、上部旋回体２が下部走行体１に対して旋回可能となっている。

上部旋回体２の旋回フレーム２ａ上には、オペレータが搭乗して油圧ショベル１００の操作を行うための運転室４が配置されているほか、原動機であるエンジン、エンジンにより駆動される油圧ポンプ及びパイロットポンプ、各油圧アクチュエータ（走行油圧モータ１ａ，１ｂ、旋回油圧モータ（図示せず）、ブームシリンダ３ｄ、アームシリンダ３ｅ、バケットシリンダ３ｆ）を駆動するための油圧回路システム、後述するコントローラ６０（図６に示す）などが搭載されている。上部旋回体２の上部の左右および後方には、車体の周囲を監視するカメラ１４～１６が搭載されている。

図２は、運転室４の内部を示す斜視図である。

図２において、運転室４内には、オペレータが着座する運転席１７と、フロント作業機３の操作および上部旋回体２の旋回操作を行うための操作レバー１８，１９と、下部走行体１の左右の走行油圧モータ１ａ，１ｂを操作するための走行レバー２０，２１と、走行レバー２０，２１のそれぞれと互いに連動した操作が可能な左右の走行ペダル２０ａ，２１ａとが設けられている。運転室４内のオペレータから見やすい位置、かつ、外部視野確保の妨げにならない位置には、油圧ショベル１００に関する種々の情報や設定画面等を表示するための表示装置であるモニタ２３が配置されている。運転室４内には、音や音声を出力することで種々の警報をオペレータに報知することができるブザー２４（報知装置）が配置されている。運転席１７の運転室４における乗降口側（本実施の形態では、運転席１７からみて左側）には、ロック解除位置（詳細には、オペレータの乗降を妨げる下降位置）とロック位置（詳細には、オペレータの乗降を許容する上昇位置）に操作されるゲートロックレバー２２が設けられている。ゲートロックレバー２２には、ゲートロックレバー２２がロック解除位置（下降位置）にある場合に閉じ状態、ロック位置（上昇位置）にある場合に開き状態となるゲートロックスイッチ２２ａが設けられている。ゲートロックレバー２２がロック位置にあるときは、操作レバー１８，１９および走行レバー２０，２１の操作が無効となる。運転席１７には、シートベルト２５と、シートベルト２５を固定するためのバックル２６が設けられている。バックル２６には、シートベルト２５の装着を検知するシートベルトスイッチ２６ａが設けられている。

図３は、油圧ショベル１００に搭載された警報システムの構成図である。

図３において、警報システム２００は、シートベルトスイッチ２６ａと、ゲートロックスイッチ２２ａと、カメラ１４～１６と、コントローラ６０と、ブザー２４とを備えている。

コントローラ６０は、シートベルト装着判定部６１と、移動体判定部６２と、ブザー出力部６３とを有する。シートベルト装着判定部６１は、シートベルトスイッチ２６ａからの入力に基づいて、シートベルトが装着されているか否かを判定し、ゲートロックスイッチ２２ａからの入力に基づいて、ゲートロックレバー２２がロック解除位置にあるか否かを判定する。移動体判定部６２は、カメラ１４～１６で撮影した画像に基づいて、移動体の有無を判定する。ブザー出力部６３は、シートベルト装着判定部６１および移動体判定部６２の判定結果に基づいて、ブザー２４に指令信号を出力する。

図４は、シートベルト装着判定部６１の処理を示すフローチャートである。

シートベルト装着判定部６１は、まず、ステップＳ１０１でシートベルト２５が装着されている（シートベルトスイッチ２６ａがＯＮ）か否かを判定する。

ステップＳ１０１でＹＥＳ（シートベルト２５が装着されている）と判定された場合は、ステップＳ１０４でシートベルト警報フラグをＯＦＦにし、処理を終了する。

ステップＳ１０１でＮＯ（シートベルト２５が装着されていない）と判定された場合は、ステップＳ１０２でゲートロックレバー２２がロック解除位置にある（ゲートロックスイッチ２２ａがＯＦＦ）か否かを判定する。

ステップＳ１０２でＹＥＳ（ゲートロックレバー２２がロック解除位置にある）と判定された場合は、ステップＳ１０３でシートベルト警報フラグをＯＮにし、処理を終了する。

ステップＳ１０２でＮＯ（ゲートロックレバー２２がロック位置にある）と判定された場合は、ステップＳ１０４でシートベルト警報フラグをＯＦＦにし、処理を終了する。

図５は、移動体判定部６２の処理を示すフローチャートである。

移動体判定部６２は、まず、ステップＳ２０１で、カメラ１４～１６から入力された周辺画像における移動体の有無を判定する。

ステップＳ２０１でＹＥＳ（移動体有り）と判定された場合は、ステップＳ２０２で移動体検知警報フラグをＯＮにし、処理を終了する。

ステップＳ２０１でＮＯ（移動体無し）と判定された場合は、ステップＳ２０３で移動体検知警報フラグをＯＦＦにし、処理を終了する。

図６は、ブザー出力部６３の処理を示すフローチャートである。

ブザー出力部６３は、まず、ステップＳ３０１で、シートベルト装着判定部６１から入力されたシートベルト警報フラグがＯＮか否かを判定する。

ステップＳ３０１でＹＥＳ（シートベルト警報フラグがＯＮ）と判定された場合は、シートベルト警報（第１の警報）をブザー２４を介して出力し、処理を終了する。

ステップＳ３０１でＮＯ（シートベルト警報フラグがＯＦＦ）と判定された場合は、ステップＳ３０３で、移動体判定部６２から入力された移動体検知警報フラグがＯＮか否かを判定する。

ステップＳ３０３でＹＥＳ（移動体検知警報フラグがＯＮ）と判定された場合は、移動体検知警報（第２の警報）をブザー２４を介して出力し、処理を終了する。

ステップＳ３０３でＮＯ（移動体検知警報フラグがＯＦＦ）と判定された場合は、ブザー２４の出力をＯＦＦにし、処理を終了する。

本実施例では、下部走行体１と、下部走行体１の上方に設けられた上部旋回体２と、上部旋回体２の前方に設けられた運転室４と、上部旋回体２の周囲を監視するカメラ１４～１６と、運転室４内に設けられた報知装置２４と、カメラ１４～１６の画像から移動体の有無を検知し、前記移動体が検知された場合に報知装置２４を介して警報を出力するコントローラ６０と、運転室４内に設けられたシートベルト２５と、シートベルト２５が装着されているか否かを検知するシートベルト検知装置２６ａとを備えた油圧ショベル１００において、コントローラ６０は、前記移動体が検知され、かつシートベルト検知装置２６ａによってシートベルト２５の装着が検知された場合に、報知装置２４を介して第１の警報を出力し、前記移動体が検知されず、かつシートベルト検知装置２６ａによってシートベルト２５の未装着が検知された場合に、報知装置２４を介して第２の警報を出力し、前記移動体が検知され、かつシートベルト検知装置２６ａによってシートベルト２５の未装着が検知された場合に、報知装置２４を介して前記第２の警報を前記第１の警報よりも優先して出力する。

以上のように構成した本発明によれば、移動体が検知され、かつシートベルト２５の未装着が検知された場合に、報知装置２４を介して第２の警報（シートベルト２５の未装着を知らせる警報）が第１の警報（移動体検知を知らせる警報）よりも優先して出力される。これにより、例えば、油圧ショベルをトレーラに搭載したり、狭い駐機場に駐機する等、油圧ショベルの周囲に他の作業者等の移動体が存在する状況下で作業を行う際に、オペレータはシートベルト２５の未装着を知らせる警報を確実に認識できるため、オペレータがシートベルト２５を未装着のまま作業を継続することを防止することが可能となる。

また、本実施例では、コントローラ６０は、報知装置２４を介して第２の警報を出力している間は、報知装置２４を介して第１の警報を出力しない。これにより、シートベルト２５が未装着の間は、移動体の存在を知らせる警報（第１の警報）が出力されず、シートベルト２５の未装着を知らせる警報（第２の警報）しか出力されないため、オペレータがシートベルト２５の未装着を知らせる警報を確実に認識することが可能となる。

なお、本実施例では、シートベルト２５の未装着を知らせる警報（第２の警報）が出力されている間は移動体の存在を知らせる警報（第１の警報）を出力しないこととしたが、第２の警報を第１の警報よりも優先する方法はこれに限られず、第２の警報が出力されている間に第１の警報の音量を下げる等の方法を採用しても良い。

本発明の第２の実施例に係る油圧ショベル１００について、第１の実施例との相違点を中心に説明する。

図７は、本実施例における警報システムの構成を示す図である。

図７において、第１の実施例（図３に示す）との相違点は、単一のブザー２４に代えて、シートベルト２５の未装着を報知するシートベルト用ブザー２７と移動体検知を報知する移動体検知用ブザー２８とを備えている点である。

本実施例におけるブザー出力部６３は、図６に示すステップＳ３０２でシートベルト用ブザー２７を介してシートベルト警報を出力し、ステップＳ３０４で移動体検知用ブザー２８を介して移動体検知警報を出力する。

本実施例では、第１の報知装置２８と、第１の報知装置２８とは独立して設けられた第２の報知装置２７とを備え、コントローラ６０は、第１の報知装置２８を介して第１の警報を出力し、第２の報知装置２７を介して第２の警報を出力する。

以上のように構成した本実施例に係る油圧ショベル１００においても、第１の実施例と同様の効果を達成することができる。

また、シートベルト２５の未装着を報知するシートベルト用ブザー２７と移動体検知を報知する移動体検知用ブザー２８とを独立して設けたことにより、移動体検知を報知する第１の警報、およびシートベルト２５の未装着を報知する第２の警報の種類（音色、音量、パターン）を柔軟に変更することができるため、各警報の識別性を向上することが可能となる。

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、上記した実施例では報知装置をブザーで構成したが、本発明はこれに限られず、モニタやランプ等で構成しても良い。また、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。また、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。

１…下部走行体、１ａ，１ｂ…走行油圧モータ、１ｃ，１ｄ…クローラフレーム、１ｅ，１ｆ…クローラ、２…上部旋回体、２ａ…旋回フレーム、３…フロント作業機、３ａ…ブーム、３ｂ…アーム、３ｃ…バケット、３ｄ…ブームシリンダ、３ｅ…アームシリンダ、３ｆ…バケットシリンダ、４…運転室、１４～１６…カメラ、１７…運転席、１８，１９…操作レバー、２０，２１…走行レバー、２０ａ，２１ａ…走行ペダル、２２…ゲートロックレバー、２２ａ…ゲートロックスイッチ、２３…モニタ、２４…ブザー（報知装置）、２５…シートベルト、２６…バックル、２６ａ…シートベルトスイッチ（シートベルト検知装置）、２７…シートベルト用ブザー（第２の報知装置）、２８…移動体検知用ブザー（第１の報知装置）、６０…コントローラ、６１…シートベルト装着判定部、６２…移動体判定部、６３…ブザー出力部、１００…油圧ショベル、２００…警報システム。

Claims

下部走行体と、
前記下部走行体の上方に設けられた上部旋回体と、
前記上部旋回体に設けられたフロント作業機と、
前記上部旋回体の前方に設けられた運転室と、
前記上部旋回体の周囲を監視するカメラと、
前記上部旋回体または前記フロント作業機を操作するための操作レバーと、
前記操作レバーによる前記上部旋回体または前記フロント作業機の操作を無効にするロック位置と前記操作レバーによる操作を有効にするロック解除位置とに操作されるゲートロックレバーと、
前記運転室内に設けられたシートベルトと、
前記シートベルトが装着されているか否かを検知するシートベルト検知装置と、
前記運転室内に設けられ、警報を出力する報知装置と、
前記カメラの映像から移動体が存在することを判定したときに前記報知装置を介して移動体検知警報を出力すると共に、前記シートベルト検知装置によりシートベルトの未装着が検知されたときに前記報知装置を介してシートベルト警報を出力するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記カメラの映像から移動体が有と判定し、前記シートベルト検知装置によって前記シートベルトの未装着が検知されている状態で、前記ゲートロックレバーが、
（１）ロック解除位置にある場合には、前記移動体検知警報の出力を行わずに、前記シートベルト警報を前記報知装置により出力し、
（２）ロック位置にある場合には、前記シートベルト警報の出力を行わずに、前記移動体検知警報を前記報知装置により出力する
ことを特徴とする油圧ショベル。
請求項１に記載の油圧ショベルにおいて、
前記報知装置は、第１の報知装置と、前記第１の報知装置とは独立して設けられた第２の報知装置とで構成され、
前記コントローラは、
前記第１の報知装置を介して前記移動体検知警報を出力し、
前記第２の報知装置を介して前記シートベルト警報を出力する
ことを特徴とする油圧ショベル。