JPH10204917A - 自動運転ショベル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】放土される採石との衝突防止を図った自動運転
ショベルを提供する。 【解決手段】油圧ショベルの各部に設けられた角度検出
器５と、教示位置データ２３１を順次読み出し、角度検
出器５からの現在位置データと対比してコントロールバ
ルブ３を制御する自動運転コントローラ２と、を備えた
自動運転ショベルにおいて、トラックからの採石放土時
に油圧ショベルの退避を指示するスイッチ８１と、放出
完了を知らせるスイッチ８２と、フロント機構の退避完
了を表示するランプ８３と、通信手段７とを備えた退避
確認装置８を設け、自動運転コントローラには、通信手
段６を備えると共に、退避指示信号の受信時、フロント
機構が退避領域内にあるか否かを判断し、退避領域内に
ない時はフロント機構を所定の退避位置に退避させ、退
避完了時には、退避完了信号を退避確認装置に送信する
手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動運転ショベル
に係わり、特にトラック等の運搬機械と連携して自動運
転を行う油圧ショベルにおいて、運搬機械からの運搬物
の放出時、油圧ショベルを退避させる自動運転ショベル
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動運転ショベルの一連の作業を
図４および図５を用いて説明する。

【０００３】図４において、１０１は採石を搬入し放土
点で放土するトラック、１０２は放土点、１０３は放土
された採石、１０４は積み込点、１０５は油圧ショベ
ル、１０６は油圧ショベルのフロント機構、１０７は旋
回体、１０８はクラッシャ、１０９はホッパ、１１０は
砕石である。また図５において、１は油圧ショベルに搭
載される車上装置、２は自動運転コントローラ、２１は
演算処理を行うＣＰＵ、２２はデータバス、２３は、教
示時に得られた教示位置データ等を記憶するメモリ、２
３１は教示位置データ、２４は、教示時に教示位置デー
タを獲得するための処理を実行する教示プログラム、お
よび自動運転時に教示位置データ２３１と角度センサか
ら得られた現在位置データを読み込み、自動運転処理を
実行する自動運転プログラム等が記憶されるメモリ、２
４１は教示プログラム、２４２は自動運転プログラム、
２５はコントロールバルブを駆動するためのドライバ、
２６はインターフェース、３はコンロールバルブ、４は
フロント機構１０６および旋回体１０７を作動するため
のアクチュエータ、５はフロント機構各部の回転角およ
び旋回体の旋回角を検出する角度センサである。

【０００４】砕石作業を行う場合、図４に示すように、
トラック１０１、油圧ショベル１０５、クラッシャ１０
８のように配置すると作業効率が良い。作業は、トラッ
ク１０１が採石現場から運搬してきた採石は、放土点１
０２で放土され、放土された採石１０３は積み込点１０
４に堆積される。油圧ショベル１０５は、堆積された採
石１０３を採掘し、旋回してクラッシャ１０８のホッパ
１０９に放土し、放土された採石１０３は破砕されて砕
石１１０を得る。

【０００５】自動運転時は、図５に示すように、自動運
転コントローラ２は、ＣＰＵ２１において、メモリ２３
から記憶されている教示位置データ２３１を順次読み出
し、角度センサ５から検出された現在位置データと対比
しながらコントロールバルブ３に制御信号を出力し、さ
らにコントロールバルブ３はアクチュエータ４を作動し
フロント機構１０６および旋回体１０７を作動し、自動
運転を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来の
自動運転ショベルは、上記の一連の作業において次のよ
うな問題があった。即ち、トラック１０１と油圧ショベ
ル１０５の動きとが連動していないため、油圧ショベル
１０５の積み込点１０４で採石１０３を採掘しようとし
ている最中に、トラック１０１が放土点１０２から放土
してしまうことがある。このような場合、放土した採石
１０３が油圧ショベル１０５のフロント機構１０６に衝
突し、破損する可能性があった。

【０００７】従って、本発明は、上記の問題点に鑑み
て、トラック等の運搬機械が運搬物を放出する際、油圧
ショベルのフロント機構に衝突しないようにするための
防止手段を備えた自動運転ショベルを提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、油圧ショベルのアクチュエータを駆動
するためのコントロールバルブと、油圧ショベルのフロ
ント機構の各関節部の回転角および旋回体の旋回角を検
出する角度検出器と、教示された教示位置データを順次
読み出し、前記角度検出器から得られた現在位置データ
と対比して前記コントロールバルブを制御する自動運転
コントローラと、を備えた自動運転ショベルにおいて、
運搬車の運搬物の放出時に前記油圧ショベルの退避を指
示する退避スイッチと、運搬物の放出完了を知らせる放
出完了スイッチと、前記油圧ショベルのフロント機構の
退避完了を表示する退避完了ランプと、信号の送受信を
行う通信手段とを備えた退避確認装置を設け、前記自動
運転コントローラは、信号の送受信を行う通信手段を備
えると共に、前記退避の指示信号を受信すると、前記油
圧ショベルのフロント機構が退避領域内にあるか否かを
判断し、退避領域内にない時は前記フロント機構を所定
の退避位置に退避させ、退避完了時には、退避完了信号
を前記退避確認装置に送信する手段を備えることを特徴
とする。

【０００９】また、前記自動運転コントローラは、前記
フロント機構が退避位置に退避している時、前記放出完
了の信号を受信すると、前記フロント機構を退避位置か
ら退避直前の作業位置に復帰させる手段を備えることを
特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を図１
〜図３を用いて説明する。

【００１１】図１は本実施形態に係わる自動運転ショベ
ルの制御機構を示す図であり、図２は自動運転ショベル
の全体構成と退避状況を示す図である。

【００１２】これらの図において、図４および図５と同
一の部分については同一符号を付して説明を省略する。

【００１３】図１において、６は自動運転コントローラ
２と退避確認装置間で信号の送受信を行う無線等を利用
した通信装置、７は退避確認装置と自動運転コントロー
ラ２間で信号の送受信を行う無線等を利用した通信装
置、８は放土点１０２の付近に設けられる退避確認装
置、８１はトラック１０１による採石の放土時に、油圧
ショベル１０５の退避を指示する退避スイッチ、８２は
トラック１０１からの放土完了を油圧ショベル１０５に
伝えるための放土完了スイッチ、８３は油圧ショベル１
０５からフロント機構１０６の退避完了を知らせる退避
完了ランプ、２７は通信インターフェース、２３２は、
トラック１０１が放土する際、油圧ショベル１０５が退
避しなければならない時、その時点のメモリ２３に記憶
される作業位置データ、２４３はトラック１０１が放土
する際、退避指示信号を受信して退避処理を実行する退
避処理プログラムである。

【００１４】なお、退避確認装置８はトラック１０１の
運転者がトラック１０１内から操作できる範囲に設置し
てもよく、またはトラック１０１自体に退避確認装置８
を装備してもよく、さらにまた退避確認装置８を携帯型
とし、運転者に携帯させ操作させることも可能である。

【００１５】図２において、１１１はフロント機構１０
６の退避領域外を示す領域、１１２は退避時のフロント
機構１０６の退避位置、１１１はフロント機構１０６の
退避領域内を示す領域である。

【００１６】次に図１および図２に基づいて、自動運転
ショベルの動作について説明する。トラック１０１が放
土点１０２に達し、放土の準備ができると退避スイッチ
８１が押される。退避スイッチ８１が押されると、その
信号は通信装置７および６を介して油圧ショベル１０５
の自動運転コントローラ２に伝達される。自動運転コン
トローラ２は退避指示信号を受信すると、その時点での
油圧ショベル１０５のフロント機構１０６、旋回体１０
７の作業位置を角度センサ５によって得られた検出デー
タにより演算する。その結果、フロント機構１０６およ
び旋回体１０７が退避領域外１１１にある時は、退避位
置１１２に移動して退避する。なおフロント機構１０６
および旋回体１０７が退避領域内１１３にある時は、そ
のまま作業を続行する。

【００１７】退避が完了すると、自動運転コントローラ
２は退避完了信号を通信手段６および７を介して退避確
認装置８に送信し、退避確認装置８はその信号を受信す
ると、退避完了ランプ８３を点灯する。退避完了ランプ
８３の点灯を確認すると、トラック１０１から放土す
る。

【００１８】放土終了後、放土完了スイッチ８２が押さ
れ、その信号は通信装置７および６を介して自動運転コ
ントローラ２に伝送される。自動運転コントローラ２は
放土完了信号を受信すると、フロント機構１０６を退避
している場合は、退避直前の作業位置に復帰させてその
位置から作業を再開する。油圧ショベルが作業を再開す
る時、自動運転コントローラ２は自動運転再開信号を通
信装置６および７を介して退避確認装置８に送信する。
退避確認装置８は自動運転再開信号を受信すると退避完
了ランプを消灯する。

【００１９】次に、自動運転コントローラ２における処
理手順を図３に示すフローチャートを用いて説明する。

【００２０】ステップ１において、自動運転スイッチが
オン状態か否かが判断され、手動運転時はステップ２に
おいて手動運転が行われる。自動運転スイッチがオンさ
れると、ステップ３において油圧ショベル１０５の自動
運転処理が実行される。自動運転時は、ステップ４にお
いて逐次、退避指示信号の有無が判断され、退避指示信
号が受信されない時は、自動運転が続行される。退避指
示信号が受信されるとステップ５において、フロント機
構１０６が退避領域内にあるか否かが判断され、退避領
域内にある時は自動運転を継続する。フロント機構１０
６が退避領域内にない時は、ステップ６でその時点での
フロント機構１０６および旋回体１０７の作業位置を記
憶し、さらにステップ７でフロント機構１０６および旋
回体１０７を所定の退避位置に移動させる。退避位置に
達すると、ステップ８で退避完了信号を退避確認装置８
に送信する。ステップ９では放土確認信号が退避確認装
置８から受信されるまで、ステップ８の処理が繰り返さ
れる。

【００２１】放土完了信号が受信されると、ステップ１
０で以前に記憶していた作業位置にフロント機構１０６
を復帰させ、さらにステップ１１で自動運転再開信号を
退避確認装置８に送信して、ステップ１から再び自動運
転を再開する。

【００２２】以上のごとく、本実施形態によれば、トラ
ック１０２が放土する時は、油圧ショベル１０５のフロ
ント機構１０６が放土される採石に衝突する位置にない
ため、フロント機構の破損を防止することができる。ま
た、トラック１０１の運転者は退避確認装置８の操作お
よび確認をトラック１０１内できるので、作業効率がよ
い。

【００２３】

【発明の効果】上記のごとく、本発明は、運搬車が運搬
物を放出する時、油圧ショベルのフロント機構が退避す
べき位置いるか否かを判断し、退避すべき位置いる時は
退避し、それ以外の時は、自動運転を継続するので、作
業効率がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わる自動運転ショベル
の制御機構の全体構成図である。

【図２】本実施形態に係わる自動運転ショベルの全体構
成と退避状況を示す図である。

【図３】図１に示す自動運転コントローラ２の作業手順
を示すフローチャートである。

【図４】従来技術に係わる自動運転ショベルの全体構成
と作業状況を示す図である。

【図５】従来技術に係わる自動運転ショベルの制御機構
の全体構成図である。

【符号の説明】

１ 車上装置 ２ 自動運転コントローラ ３ コントロールバルブ ４ アクチュエータ ５ 角度センサ ６，７ 通信装置 ８ 退避確認装置 ８１ 退避スイッチ ８２ 放土完了スイッチ ８３ 退避完了ランプ １０１ トラック １０３ 採石 １０５ 油圧ショベル １０６ フロント機構 １０７ 旋回体 １１１ 退避領域外 １１２ 退避位置 １１３ 退避領域内

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 一宏 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 橋本 昭 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 安田 元 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 石橋 英人 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ショベルのアクチュエータを駆動す
   るためのコントロールバルブと、 油圧ショベルのフロント機構の各関節部の回転角および
   旋回体の旋回角を検出する角度検出器と、 教示された教示位置データを順次読み出し、前記角度検
   出器から得られた現在位置データとを対比して前記コン
   トロールバルブを制御する自動運転コントローラと、 を備えた自動運転ショベルにおいて、 運搬車の運搬物の放出時に前記油圧ショベルの退避を指
   示する退避スイッチと、運搬物の放出完了を知らせる放
   出完了スイッチと、前記油圧ショベルのフロント機構の
   退避完了を表示する退避完了ランプと、信号の送受信を
   行う通信手段とを備えた退避確認装置を設け、 前記自動運転コントローラは、信号の送受信を行う通信
   手段を備えると共に、前記退避の指示信号を受信する
   と、前記油圧ショベルのフロント機構が退避領域内にあ
   るか否かを判断し、退避領域内にない時は前記フロント
   機構を所定の退避位置に退避させ、退避完了時には、退
   避完了信号を前記退避確認装置に送信する手段を備える
   ことを特徴とする自動運転ショベル。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記自動運転コントローラは、前記フロント機構が退避
   位置に退避している時、前記放出完了の信号を受信する
   と、前記フロント機構を前記退避位置から退避直前の作
   業位置に復帰させる手段を備えることを特徴とする自動
   運転ショベル。