KR101512254B1 - 굴삭 기계의 표시 시스템 및 굴삭 기계 - Google Patents

Abstract

굴삭 기계의 표시 시스템은, 버킷을 포함하는 작업기를 구비하는 굴삭 기계의 현재 위치 및 자세에 관한 정보를 검출하는 차량 상태 검출부와, 작업 대상의 목표 형상을 나타내는 목표면의 위치 정보를 기억하는 기억부와, 버킷과 설계면 및 상기 목표면의 위치 정보를 화면에 표시하는 표시부와, 굴삭 기계의 현재 위치 및 자세에 관한 정보에 기초하여 버킷의 칼날끝 위치를 구하고, 목표면과 직교하는 방향에 있어서의 목표면 주위의 소정 범위에 버킷의 적어도 일부가 진입했을 때에, 칼날끝 위치에 기초하여 구한, 소정 범위 내에 존재하는 칼날끝의 궤적을 표시부의 화면에 표시하는 처리부를 포함한다.

Description

굴삭 기계의 표시 시스템 및 굴삭 기계{DISPLAY SYSTEM OF EXCAVATING MACHINE AND EXCAVATING MACHINE}

본 발명은 굴삭 기계의 표시 시스템 및 이것을 구비한 굴삭 기계에 관한 것이다.

일반적으로, 유압 쇼벨 등의 굴삭 기계는, 오퍼레이터가 조작 레버를 조작함으로써 버킷을 포함하는 작업기가 구동되어, 작업 대상의 지면 등을 굴삭한다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 백호우 준설선에 의한 준설시에, 버킷 발톱끝의 심도의 궤적을 모니터 화면에 단시간 유지 가능하도록 하는 기술이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2009－150218호

유압 쇼벨 등의 굴삭 기계를 이용하여, 시공 대상의 설계면의 일부를 목표면으로 하고, 이것에 따라 작업 대상의 지면을 굴삭하는 경우, 굴삭 기계의 조작자는 목표면 근방에 있어서의 정보를 특별히 필요로 한다. 특허문헌 1 의 기술은, 얕은 위치부터 목표 준설 심도까지 발톱끝의 궤적이 표시되므로, 표시 장치의 화면에는 목표면 근방 이외의 정보도 표시되어 버린다. 이 때문에, 특허문헌 1 의 기술은, 시공 대상의 설계면의 일부를 목표면으로 하고 이것에 따라 작업 대상의 지면을 굴삭하는 굴삭 기계의 조작자에 대해, 시공 결과에 관한 정보를 이해하기 쉽게 제공할 수 없는 가능성이 있다.

본 발명은, 굴삭 기계의 조작자가 설계면에 따라 시공을 진행함에 있어서, 조작자에 대해 시공 결과에 관한 정보를 이해하기 쉽게 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의하면, 버킷을 포함하는 작업기와, 상기 작업기가 장착되는 본체부를 갖는 굴삭 기계의 표시 시스템으로서, 상기 굴삭 기계의 현재 위치 및 자세에 관한 정보를 검출하는 차량 상태 검출부와, 작업 대상의 설계면의 위치 정보와 목표 형상을 나타내는 목표면의 위치 정보를 기억하는 기억부와, 상기 버킷과 상기 설계면 및 상기 목표면의 위치 정보를 화면에 표시하는 표시부와, 상기 굴삭 기계의 현재 위치 및 자세에 관한 정보에 기초하여 상기 버킷의 칼날끝의 위치를 구하고, 상기 목표면과 직교하는 방향에 있어서의 상기 목표면 주위의 소정 범위에 상기 버킷의 적어도 일부가 진입했을 때에, 상기 칼날끝의 위치에 기초하여 구한, 상기 소정 범위 내에 존재하는 상기 칼날끝의 궤적을 상기 표시부의 화면에 표시하는 처리부를 포함하는 굴삭 기계의 표시 시스템이 제공된다.

본 발명에 있어서, 상기 처리부는, 상기 소정 범위로부터 상기 버킷이 나온 후, 다시 상기 버킷이 상기 소정 범위에 진입했을 때에, 이미 표시되어 있는 상기 칼날끝의 궤적을 소거하고, 상기 소정 범위에 다시 진입한 상기 버킷의 상기 칼날끝의 궤적을 상기 화면에 표시하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 처리부는, 상기 목표면에 대해 수직인 방향으로 넓어지는 공간이고 또한 상기 버킷에 의한 굴삭 범위를 포함하는 소정의 범위와 상기 버킷의 위치 관계에 기초하여 상기 궤적의 적어도 일부를 소거하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 굴삭 범위를 포함하는 소정의 범위는 상기 버킷의 폭보다 큰 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 처리부는 상기 작업기를 탑재하는 상부 선회체가 선회한 것에 기초하여 상기 궤적의 적어도 일부를 소거하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 처리부는 상기 본체부가 이동한 것에 기초하여 상기 궤적의 적어도 일부를 소거하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 처리부는, 상기 목표면이 작업 대상이 아니게 된 경우 또는 상기 목표면이 변경된 경우에, 상기 표시 장치의 상기 화면에 표시된 상기 궤적을 소거하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 소정 범위의 크기는 변경 가능한 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 소정 범위의 크기는 상기 설계면을 시공할 때의 공차에 상당하는 크기인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 처리부는 상기 버킷의 상기 칼날끝과 상기 목표면 또는 상기 설계면의 거리에 기초하여 경보로서 소리를 알리는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 처리부는 상기 버킷의 상기 칼날끝과 상기 목표면 또는 상기 설계면의 거리에 기초하여 상기 소리를 알리는 양태를 변경하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 처리부는 상기 표시부의 상기 화면에 상기 버킷의 칼날끝의 위치를 나타내기 위한 안내용 지표를 표시하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 상기 서술한 굴삭 기계의 표시 시스템을 구비한 굴삭 기계가 제공된다.

본 발명은, 굴삭 기계의 조작자가 설계면에 따라 시공을 진행함에 있어서, 조작자에 대해 시공 결과에 관한 정보를 이해하기 쉽게 제공할 수 있다.

도 1 은, 본 실시형태에 관련된 유압 쇼벨 (100) 의 사시도이다.
도 2 는, 유압 쇼벨 (100) 의 측면도이다.
도 3 은, 유압 쇼벨 (100) 의 배면도이다.
도 4 는, 유압 쇼벨 (100) 이 구비하는 제어계를 나타내는 블록도이다.
도 5 는, 설계 지형 데이터에 의해 나타내어지는 설계 지형을 나타내는 도면이다.
도 6 은, 안내 화면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7 은, 안내 화면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8 은, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 현재 위치를 구하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 는, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 현재 위치를 구하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은, 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 궤적 (TLi) 을 표시한 예를 나타내는 도면이다.
도 11 은, 칼날끝 궤적 (TLi) 을 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시시키는 표시 순서의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
도 12 는, 칼날끝 궤적 (TLi) 이 표시되는 표시부 (42) 의 화면 (42P) 상태를 나타내는 도면이다.
도 13 은, 칼날끝 궤적 (TLi) 이 표시되는 표시부 (42) 의 화면 (42P) 상태를 나타내는 도면이다.
도 14 는, 칼날끝 궤적 (TLi) 이 표시되는 표시부 (42) 의 화면 (42P) 상태를 나타내는 도면이다.
도 15 는, 칼날끝 궤적 (TLi) 이 표시되는 표시부 (42) 의 화면 (42P) 상태를 나타내는 도면이다.
도 16 은, 칼날끝 궤적 (TLi) 의 표시 양태를 나타내는 도면이다.
도 17 은, 목표면 (70) 에 대해 수직인 방향으로 넓어지는 공간이고 또한 버킷 (8) 에 의한 목표면 (70) 의 굴삭 범위를 포함하는 소정의 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 18 은, 버킷 (8) 이 이동한 경우에 있어서의 칼날끝 궤적 (TLi) 의 표시 양태를 나타내는 도면이다.
도 19 는, 버킷 (8) 이 이동한 경우에 있어서의 칼날끝 궤적 (TLi) 의 표시 제어의 처리 순서의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
도 20 은, 버킷 (8) 과 수평 방향 소정 범위 (AS) 의 관계를 나타내는 도면이다.
도 21 은, 버킷 (8) 과 수평 방향 소정 범위 (AS) 의 관계를 나타내는 도면이다.
도 22 는, 버킷 (8) 과 수평 방향 소정 범위 (AS) 의 관계를 나타내는 도면이다.
도 23a 는, 목표면 (70) 에 대해 수직인 방향으로 넓어지는 공간이고 또한 버킷 (8) 에 의한 목표면 (70) 의 굴삭 범위를 포함하는 소정의 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 23b 는, 목표면 (70) 에 대해 수직인 방향으로 넓어지는 공간이고 또한 버킷 (8) 에 의한 목표면 (70) 의 굴삭 범위를 포함하는 소정의 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 24a 는, 버킷 (8) 과 수평 방향 소정 범위 (AS) 의 관계를 나타내는 도면이다.
도 24b 는, 버킷 (8) 과 수평 방향 소정 범위 (AS) 의 관계를 나타내는 도면이다.

본 발명을 실시하기 위한 형태 (실시형태) 에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태에 기재한 내용에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 이하의 실시형태는, 굴삭 기계의 일례로서 유압 쇼벨을 설명하지만, 이하의 실시형태에서 대상이 되는 굴삭 기계는 굴삭 또는 다시 메우는 기능을 갖고 있으면 유압 쇼벨에 한정되는 것은 아니다.

＜굴삭 기계의 전체 구성＞

도 1 은 본 실시형태에 관련된 유압 쇼벨 (100) 의 사시도이다. 도 2 는 유압 쇼벨 (100) 의 측면도이다. 도 3 은 유압 쇼벨 (100) 의 배면도이다. 도 4 는 유압 쇼벨 (100) 이 구비하는 제어계를 나타내는 블록도이다. 도 5 는 설계 지형 데이터에 의해 나타내어지는 설계 지형을 나타내는 도면이다. 본 실시형태에 있어서, 굴삭 기계로서의 유압 쇼벨 (100) 은 본체부로서의 차량 본체 (1) 와 작업기 (2) 를 갖는다. 차량 본체 (1) 는 상부 선회체 (3) 와 주행 장치 (5) 를 갖는다. 상부 선회체 (3) 는 기관실 (3EG) 내부에, 도시되지 않은 동력 발생 장치 및 유압 펌프 등의 장치를 수용하고 있다. 기관실 (3EG) 은 상부 선회체 (3) 의 일단측에 배치되어 있다.

본 실시형태에 있어서, 유압 쇼벨 (100) 은, 예를 들어 디젤 엔진 등의 내연 기관을 동력 발생 장치로 하고 있지만, 유압 쇼벨 (100) 은 이러한 것에 한정되지 않는다. 유압 쇼벨 (100) 은, 예를 들어, 내연 기관과 발전 전동기와 축전 장치를 조합한, 소위 하이브리드 방식의 동력 발생 장치를 구비하는 것 등이어도 된다.

상부 선회체 (3) 는 운전실 (4) 을 갖는다. 운전실 (4) 은 상부 선회체 (3) 의 타단측에 재치되어 있다. 즉, 운전실 (4) 은 기관실 (3EG) 이 배치되어 있는 측과는 반대측에 배치되어 있다. 운전실 (4) 내에는, 도 4 에 나타내는 표시 입력 장치 (38) 및 조작 장치 (25) 가 배치된다. 이들에 대해서는 후술한다. 주행 장치 (5) 는 캐터필러 (5a, 5b) 를 갖고 있다. 주행 장치 (5) 는, 도시되지 않은 유압 모터가 구동하고, 캐터필러 (5a, 5b) 가 회전함으로써 주행하여, 유압 쇼벨 (100) 을 주행시킨다. 작업기 (2) 는 상부 선회체 (3) 의 운전실 (4) 의 측방측에 장착되어 있다.

또한, 유압 쇼벨 (100) 은, 캐터필러 (5a, 5b) 대신에 타이어를 구비하고, 도시되지 않은 디젤 엔진의 구동력을 트랜스미션을 통해서 타이어로 전달하여 주행이 가능한 주행 장치를 구비한 것이어도 된다. 예를 들어, 이러한 형태의 유압 쇼벨 (100) 로서 휠식 유압 쇼벨이어도 된다. 또, 유압 쇼벨 (100) 은, 이러한 타이어를 가진 주행 장치를 구비하고, 또한 차량 본체 (본체부) 에 작업기가 장착되고, 도 1 과 같은 상부 선회체 및 그 선회 기구를 구비하고 있지 않은 구조를 갖는, 예를 들어 백호우 로더여도 된다. 즉, 백호우 로더는, 차량 본체에 작업기가 장착되고, 차량 본체의 일부를 구성하는 주행 장치를 구비한 것이다.

상부 선회체 (3) 는, 작업기 (2) 및 운전실 (4) 이 배치되어 있는 측이 앞이고, 기관실 (3EG) 이 배치되어 있는 측이 뒤다. 앞을 향해 좌측이 상부 선회체 (3) 의 왼쪽이고, 앞을 향해 우측이 상부 선회체 (3) 의 오른쪽이다. 또, 유압 쇼벨 (100) 또는 차량 본체 (1) 는, 상부 선회체 (3) 를 기준으로 하여 주행 장치 (5) 측이 아래이고, 주행 장치 (5) 를 기준으로 하여 상부 선회체 (3) 측이 위이다. 유압 쇼벨 (100) 이 수평면에 설치되어 있는 경우, 아래는 연직 방향, 즉 중력의 작용 방향측이고, 위는 연직 방향과는 반대측이다.

작업기 (2) 는, 붐 (6) 과 아암 (7) 과 버킷 (8) 과 붐 실린더 (10) 와 아암 실린더 (11) 와 버킷 실린더 (12) 를 갖는다. 붐 (6) 의 기단부는 붐 핀 (13) 을 개재하여 차량 본체 (1) 의 전부 (前部) 에 요동 가능하게 장착되어 있다. 아암 (7) 의 기단부는 아암 핀 (14) 을 개재하여 붐 (6) 의 선단부에 요동 가능하게 장착되어 있다. 아암 (7) 의 선단부에는, 버킷 핀 (15) 을 개재하여 버킷 (8) 이 요동 가능하게 장착되어 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 붐 (6) 의 길이, 즉, 붐 핀 (13) 으로부터 아암 핀 (14) 까지의 길이는 L1 이다. 아암 (7) 의 길이, 즉, 아암 핀 (14) 의 중심으로부터 버킷 핀 (15) 의 중심까지의 길이는 L2 이다. 버킷 (8) 의 길이, 즉, 버킷 핀 (15) 의 중심으로부터 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 까지의 길이는 L3 이다. 칼날끝 (P3) 은 버킷 (8) 의 버킷 핀 (15) 과는 반대측에 장착된 칼날 (8B) 의 선단이다.

도 1 에 나타내는 붐 실린더 (10) 와 아암 실린더 (11) 와 버킷 실린더 (12) 는, 각각 작동유의 압력 (이하, 적당히 유압이라고 한다) 에 의해 구동되는 유압 실린더이다. 붐 실린더 (10) 는 붐 (6) 을 구동하여, 이것을 승강시킨다. 아암 실린더 (11) 는 아암 (7) 을 구동하여, 아암 핀 (14) 의 주위를 회전 운동시킨다. 버킷 실린더 (12) 는 버킷 (8) 을 구동하여, 버킷 핀 (15) 의 주위를 회전 운동시킨다. 붐 실린더 (10), 아암 실린더 (11) 및 버킷 실린더 (12) 등의 유압 실린더와 도시되지 않은 유압 펌프 사이에는, 도 4 에 나타내는 비례 제어 밸브 (37) 가 배치되어 있다. 후술하는 작업기용 전자 제어 장치 (26) 가 비례 제어 밸브 (37) 를 제어함으로써, 붐 실린더 (10), 아암 실린더 (11) 및 버킷 실린더 (12) 에 공급되는 작동유의 유량이 제어된다. 그 결과, 붐 실린더 (10), 아암 실린더 (11) 및 버킷 실린더 (12) 의 동작이 제어된다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 붐 (6) 과 아암 (7) 과 버킷 (8) 에는, 각각 제 1 스트로크 센서 (16) 와 제 2 스트로크 센서 (17) 와 제 3 스트로크 센서 (18) 가 설치되어 있다. 제 1 스트로크 센서 (16), 제 2 스트로크 센서 (17) 및 제 3 스트로크 센서 (18) 는 작업기 (2) 의 자세를 검출하는 자세 검출부이다. 제 1 스트로크 센서 (16) 는 붐 실린더 (10) 의 스트로크 길이를 검출한다. 후술하는 표시 제어 장치 (39) (도 4 참조) 는 제 1 스트로크 센서 (16) 가 검출한 붐 실린더 (10) 의 스트로크 길이로부터 후술하는 차량 본체 좌표계의 Za 축에 대한 붐 (6) 의 경사각 (θ1) 을 산출한다. 제 2 스트로크 센서 (17) 는 아암 실린더 (11) 의 스트로크 길이를 검출한다. 표시 제어 장치 (39) 는 제 2 스트로크 센서 (17) 가 검출한 아암 실린더 (11) 의 스트로크 길이로부터 붐 (6) 에 대한 아암 (7) 의 경사각 (θ2) 을 산출한다. 제 3 스트로크 센서 (18) 는 버킷 실린더 (12) 의 스트로크 길이를 검출한다. 표시 제어 장치 (39) 는 제 3 스트로크 센서 (18) 가 검출한 버킷 실린더 (12) 의 스트로크 길이로부터 아암 (7) 에 대한 버킷 (8) 의 경사각 (θ3) 을 산출한다.

차량 본체 (1) 는 위치 검출부 (19) 를 구비한다. 위치 검출부 (19) 는 유압 쇼벨 (100) 의 현재 위치를 검출한다. 위치 검출부 (19) 는, RTK－GNSS (Real Time Kinematic - Global Navigation Satellite Systems, GNSS 는 전지구 항법 위성 시스템을 말한다) 용 2 개의 안테나 (21, 22) (이하, 적당히 GNSS 안테나 (21, 22) 라고 한다) 와, 3 차원 위치 센서 (23) 와, 경사각 센서 (24) 를 갖는다. GNSS 안테나 (21, 22) 는, 차량 본체 (1), 보다 구체적으로는 상부 선회체 (3) 에 설치된다. 본 실시형태에 있어서, GNSS 안테나 (21, 22) 는, 후술하는 차량 본체 좌표계의 Ya 축을 따라 일정 거리만큼 떨어져 설치되어 있다. 또한, 위치 검출부 (19) 와 상기 자세 검출부 (이들의 차량 상태 검출부) 에 의해, 굴삭 기계의 위치 및 자세와 같은 차량 상태를 검출할 수 있다.

또한, GNSS 안테나 (21, 22) 는, 상부 선회체 (3) 의 위로서, 유압 쇼벨 (100) 의 좌우 방향으로 떨어진 양단 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 또, 상부 선회체 (3) 의 위로서, 도시되지 않은 카운터 웨이트 (상부 선회체 (3) 의 후단) 또는 운전실 (4) 의 후방에 설치되어도 된다. 어쨌든, GNSS 안테나 (21, 22) 는, 가능한 한 떨어진 위치에 설치되는 쪽이, 유압 쇼벨 (100) 의 현재 위치의 검출 정밀도는 향상된다. 또, GNSS 안테나 (21, 22) 는, 오퍼레이터의 시야를 최대한 방해하지 않는 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 또, 위치 검출부 (19) 와 자세 검출부 (이들 차량 상태 검출부) 에 의해, 굴삭 기계 (본 실시형태에서는 유압 쇼벨 (100)) 의 현재 위치 및 자세와 같은 차량 상태를 검출할 수 있다.

GNSS 안테나 (21, 22) 가 수신한 GNSS 전파에 따른 신호는 3 차원 위치 센서 (23) 에 입력된다. 3 차원 위치 센서 (23) 는 GNSS 안테나 (21, 22) 의 설치 위치 (P1, P2) 의 위치를 검출한다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 경사각 센서 (24) 는, 중력이 작용하는 방향, 즉 연직 방향 (Ng) 에 대한 차량 본체 (1) 의 폭 방향의 경사각 (θ4) (이하, 적당히 롤각 (θ4) 이라고 한다) 을 검출한다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 폭 방향이란, 버킷 (8) 의 폭 방향을 의미하고 있고, 상부 선회체 (3) 의 폭 방향, 즉 좌우 방향과 일치하고 있다. 단, 작업기 (2) 가 후술하는 틸트 버킷을 구비하는 경우에는, 버킷의 폭 방향과 상부 선회체 (3) 의 폭 방향이 일치하지 않는 경우도 있을 수 있다.

유압 쇼벨 (100) 은, 조작 장치 (25) 와, 작업기용 전자 제어 장치 (26) 와, 작업기 제어 장치 (27) 와, 굴삭 기계의 표시 시스템 (이하, 적당히 표시 시스템이라고 한다) (101) 을 구비한다. 조작 장치 (25) 는, 작업기 조작 부재 (31) 와, 작업기 조작 검출부 (32) 와, 주행 조작 부재 (33) 와, 주행 조작 검출부 (34) 를 갖는다. 작업기 조작 부재 (31) 는 오퍼레이터가 작업기 (2) 를 조작하기 위한 부재이며, 예를 들어, 조이 스틱 또는 조작 레버이다. 또, 작업기 조작 부재 (31) 및 작업기 조작 검출부 (32) 는 2 세트 (도 4 에서는 1 세트만 도시) 이다. 운전실 (4) 내의 도시되지 않은 오퍼레이트 시트의 좌우 각각에 작업기 조작 부재 (31) 가 설치되어 있다. 예를 들어 오른쪽에 설치된 작업기 조작 부재 (31) 를 조작함으로써 버킷 (8) 및 붐 (6) 을 동작시킬 수 있고, 왼쪽에 설치된 작업기 조작 부재 (31) 를 조작함으로써 아암 (7) 및 상부 선회체 (3) 를 동작시킬 수 있다. 작업기 조작 검출부 (32) 는, 작업기 조작 부재 (31) 의 조작 내용을 검출하여, 검출 신호로서 작업기용 전자 제어 장치 (26) 로 보낸다.

주행 조작 부재 (33) 는 오퍼레이터가 유압 쇼벨 (100) 의 주행을 조작하기 위한 부재이며, 예를 들어, 조이 스틱 또는 조작 레버이다. 또, 주행 조작 부재 (33) 및 주행 조작 검출부 (34) 는 2 세트 (도 4 에서는 1 세트만 도시) 이다. 운전실 (4) 내의 도시되지 않은 오퍼레이트 시트의 전방에 좌우로 나란히 주행 조작 부재 (33) 가 설치되어 있다. 우측에 설치된 주행 조작 부재 (33) 를 조작함으로써 우측의 캐터필러 (5a) 를 동작시킬 수 있고, 좌측에 설치된 주행 조작 부재 (33) 를 조작함으로써 좌측의 캐터필러 (5b) 를 동작시킬 수 있다. 주행 조작 검출부 (34) 는, 주행 조작 부재 (33) 의 조작 내용을 검출하여, 검출 신호로서 작업기용 전자 제어 장치 (26) 로 보낸다.

작업기용 전자 제어 장치 (26) 는, RAM (Random Access Memory) 및 ROM (Read Only Memory) 의 적어도 일방을 포함하는 작업기측 기억부 (35) 및 CPU (Central Processing Unit) 등의 연산부 (36) 를 갖고 있다. 작업기용 전자 제어 장치 (26) 는 주로 작업기 (2) 를 제어한다. 작업기용 전자 제어 장치 (26) 는, 작업기 조작 부재 (31) 의 조작에 따라 작업기 (2) 를 동작시키기 위한 제어 신호를 생성하여, 작업기 제어 장치 (27) 로 출력한다. 작업기 제어 장치 (27) 는 비례 제어 밸브 (37) 를 갖고 있으며, 작업기용 전자 제어 장치 (26) 로부터의 제어 신호에 기초하여 비례 제어 밸브 (37) 가 제어된다. 작업기용 전자 제어 장치 (26) 로부터의 제어 신호에 따른 유량의 작동유가 비례 제어 밸브 (37) 로부터 유출되어, 붐 실린더 (10), 아암 실린더 (11) 및 버킷 실린더 (12) 중 적어도 하나에 공급된다. 그러면, 도 1 에 나타내는 붐 실린더 (10), 아암 실린더 (11) 및 버킷 실린더 (12) 는, 비례 제어 밸브 (37) 로부터 공급된 작동유에 따라 구동된다. 그 결과, 작업기 (2) 가 동작한다.

＜표시 시스템 (28)＞

표시 시스템 (28) 은, 작업 에리어 내의 지면을 굴삭하여 후술하는 설계면 과 같은 형상으로 형성하기 위한 정보를 오퍼레이터에 제공하기 위한 시스템이다. 표시 시스템 (28) 은, 상기 서술한 붐 실린더 (10), 아암 실린더 (11) 및 버킷 실린더 (12), 3 차원 위치 센서 (23) 및 경사각 센서 (24), 제 1 스트로크 센서 (16), 제 2 스트로크 센서 (17) 및 제 3 스트로크 센서 (18) 이외에, 표시 장치로서의 표시 입력 장치 (38) 와, 표시 제어 장치 (39) 와, 경보음을 알리기 위한 스피커 등을 포함하는 소리 발생 장치 (46) 를 갖고 있다.

표시 입력 장치 (38) 는 터치 패널식 입력부 (41) 와 LCD (Liquid Crystal Display) 등의 표시부 (42) 를 갖는다. 표시 입력 장치 (38) 는 굴삭을 실시하기 위한 정보를 제공하기 위한 안내 화면을 표시한다. 또, 안내 화면에는 각종 키가 표시된다. 조작자인 오퍼레이터 (유압 쇼벨 (100) 을 점검 또는 수리할 때에는 서비스 맨) 는 안내 화면 상의 각종 키에 접촉함으로써, 표시 시스템 (28) 의 각종 기능을 실행시킬 수 있다. 안내 화면에 대해서는 뒤에 상세하게 설명한다.

표시 제어 장치 (39) 는 표시 시스템 (28) 의 각종 기능을 실행한다. 표시 제어 장치 (39) 는, RAM 및 ROM 중 적어도 일방을 포함하는 기억부 (43), CPU 등의 처리부 (44) 를 갖는 전자 제어 장치이다. 기억부 (43) 는 작업기 데이터를 기억하고 있다. 작업기 데이터는, 상기 서술한 붐 (6) 의 길이 (L1), 아암 (7) 의 길이 (L2), 버킷 (8) 의 길이 (L3) 를 포함한다. 또, 작업기 데이터는, 붐 (6) 의 경사각 (θ1) 과, 아암 (7) 의 경사각 (θ2) 과, 버킷 (8) 의 경사각 (θ3) 의 각각의 최소값 및 최대값을 포함한다.

표시 제어 장치 (39) 와 작업기용 전자 제어 장치 (26) 는 무선 또는 유선의 통신 수단을 통해 서로 통신 가능하게 되어 있다. 표시 제어 장치 (39) 의 기억부 (43) 는 미리 작성된 설계 지형 데이터를 기억하고 있다. 설계 지형 데이터는 3 차원의 설계 지형의 형상 및 위치에 관한 정보이다. 설계 지형은 작업 대상이 되는 지면의 목표 형상을 나타낸다. 표시 제어 장치 (39) 는, 설계 지형 데이터 및 상기 서술한 각종 센서로부터의 검출 결과 등의 정보에 기초하여, 안내 화면을 표시 입력 장치 (38) 에 표시시킨다. 구체적으로는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 설계 지형은 삼각형 폴리곤에 의해 각각 표현되는 복수의 설계면 (45) 에 의해 구성되어 있다. 또한, 도 5 에서는, 복수의 설계면 중 하나에만 부호 45 가 붙어 있고, 다른 설계면의 부호는 생략되어 있다. 목표 작업 대상은 이들 설계면 (45) 중 하나 또는 복수의 설계면이다. 오퍼레이터는, 이들 설계면 (45) 중 하나 또는 복수의 설계면을 목표면 (70) 으로서 선택한다. 목표면 (70) 은 복수의 설계면 (45) 중 앞으로 굴삭될 면이다. 표시 제어 장치 (39) 는, 목표면 (70) 의 위치를 오퍼레이터에게 알리기 위한 안내 화면을 표시 입력 장치 (38) 에 표시시킨다.

＜안내 화면＞

도 6, 도 7 은 안내 화면의 일례를 나타내는 도면이다. 안내 화면은, 목표면 (70) 과 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 위치 관계를 나타고, 작업 대상인 지면이 목표면 (70) 과 동일한 형상이 되도록 유압 쇼벨 (100) 의 작업기 (2) 를 유도하기 위한 화면이다. 도 6 및 도 7 에 나타내는 바와 같이, 안내 화면은, 조 (粗) 굴삭 모드의 안내 화면 (이하, 적당히 조 굴삭 화면 (53) 이라고 한다) 과 섬세 굴삭 모드의 안내 화면 (이하, 적당히 섬세 굴삭 화면 (54) 이라고 한다) 을 포함한다.

(조 굴삭 화면 (53))

도 6 에 나타내는 조 굴삭 화면 (53) 은 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시된다. 조 굴삭 화면 (53) 은, 작업 에리어의 설계 지형 (목표면 (70) 을 포함하는 설계면 (45)) 과 유압 쇼벨 (100) 의 현재 위치를 나타내는 상면도 (53a) 와, 목표면 (70) 과 유압 쇼벨 (100) 의 위치 관계를 나타내는 측면도 (53b) 를 포함한다. 조 굴삭 화면 (53) 의 상면도 (53a) 는, 복수의 삼각형 폴리곤에 의해 상면에서 본 설계 지형을 표현하고 있다. 보다 구체적으로는, 상면도 (53a) 는, 유압 쇼벨 (100) 이 선회하는 평면인 선회 평면을 투영면으로 하여 설계 지형을 표현하고 있다. 따라서, 상면도 (53a) 는, 유압 쇼벨 (100) 의 바로 위에서 본 부감도이며, 유압 쇼벨 (100) 이 기울었을 때에는 설계면 (45) 도 기울게 된다.

또, 복수의 설계면 (45) 으로부터 목표 작업 대상으로서 선택된 목표면 (70) 은 다른 설계면 (45) 과 다른 색으로 표시된다. 또한, 도 6 에서는, 유압 쇼벨 (100) 의 현재 위치가 상면에서 본 유압 쇼벨 (100) 의 아이콘 (61) 으로 나타내어지고 있지만, 다른 심볼에 의해 나타내도 된다. 또, 상면도 (53a) 는, 유압 쇼벨 (100) 을 목표면 (70) 에 대해 정대 (正對) 시키기 위한 정보를 포함하고 있다. 유압 쇼벨 (100) 을 목표면 (70) 에 대해 정대시키기 위한 정보는 목표면 정대 컴퍼스 (73) 로서 표시된다. 목표면 정대 컴퍼스 (73) 는, 예를 들어, 화살표 형상의 지침 (73I) 이 화살표 (R) 방향으로 회전하여, 목표면 (70) 에 대한 정대 방향과 유압 쇼벨 (100) 을 선회시켜야 할 방향을 나타내는 아이콘이다. 유압 쇼벨 (100) 의 오퍼레이터는 목표면 정대 컴퍼스 (73) 에 의해 목표면 (70) 에 대한 정대도를 확인할 수 있다.

조 굴삭 화면 (53) 의 측면도 (53b) 는, 목표면 (70) 과 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 위치 관계를 나타내는 화상과, 목표면 (70) 과 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 사이의 거리를 나타내는 거리 정보를 포함한다. 구체적으로는, 측면도 (53b) 는, 설계면 선 (74) 과, 목표면 선 (79) 과, 측면에서 본 유압 쇼벨 (100) 의 아이콘 (75) 을 포함한다. 설계면 선 (74) 은 목표면 (70) 이외의 설계면 (45) 의 단면을 나타낸다. 목표면 선 (79) 은 목표면 (70) 의 단면을 나타낸다. 설계면 선 (74) 과 목표면 선 (79) 은, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 버킷 (8) 칼날끝 (P3) 의 현재 위치를 지나는 평면 (77) 과 설계면 (45) 의 교선 (80) 을 산출함으로써 구해진다. 교선 (80) 은 표시 제어 장치 (39) 의 처리부 (44) 가 구한다. 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 현재 위치를 구하는 방법에 대해서는 뒤에 설명한다.

측면도 (53b) 에 있어서, 목표면 선 (79) 은 설계면 선 (74) 과 다른 색으로 표시된다. 또한, 도 6 에서는 선 종류를 바꾸어, 목표면 선 (79) 과 설계면 선 (74) 을 표현하고 있다. 또, 측면도 (53b) 에서는, 목표면 선 (79) 및 설계면 선 (74) 보다 지중측의 영역과, 이들 선분보다 공중측의 영역은 상이한 색으로 나타낸다. 도 6 에서는, 목표면 선 (79) 및 설계면 선 (74) 보다 지중측의 영역에 해칭을 함으로써, 색 차이를 표현하고 있다.

목표면 (70) 과 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 사이의 거리를 나타내는 거리 정보는, 수치 정보 (83) 와 그래픽 정보 (84) 를 포함한다. 수치 정보 (83) 는 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 과 목표면 (70) 사이의 최단 거리를 나타내는 수치이다. 그래픽 정보 (84) 는 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 과 목표면 (70) 의 거리를 그래픽으로 나타낸 정보이다. 그래픽 정보 (84) 는, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 위치를 나타내기 위한 안내용 지표이다. 구체적으로는, 그래픽 정보 (84) 는, 인덱스 바 (84a) 와, 인덱스 바 (84a) 중 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 과 목표면 (70) 사이의 거리가 제로에 상당하는 위치를 나타내는 인덱스 마크 (84b) 를 포함한다. 인덱스 바 (84a) 는, 버킷 (8) 의 선단과 목표면 (70) 의 최단 거리에 따라 각 인덱스 바 (84a) 가 점등하도록 되어 있다. 또한, 그래픽 정보 (84) 의 표시의 온/오프가 유압 쇼벨 (100) 의 오퍼레이터에 의한 입력부 (41) 의 조작에 의해 변경 가능하게 되어도 된다.

상기 서술한 바와 같이, 조 굴삭 화면 (53) 에서는, 목표면 선 (79) 과 유압 쇼벨 (100) 의 상대 위치 관계 및 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 과 목표면 선 (79) 의 최단 거리를 나타내는 수치가 표시된다. 유압 쇼벨 (100) 의 오퍼레이터는, 목표면 선 (79) 을 따라 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 을 이동시킴으로써, 현재의 지형이 설계 지형이 되도록 용이하게 굴삭할 수 있다. 또한, 조 굴삭 화면 (53) 에는 안내 화면을 전환하기 위한 화면 전환 키 (65) 가 표시된다. 오퍼레이터는 화면 전환 키 (65) 를 조작함으로써, 조 굴삭 화면 (53) 으로부터 섬세 굴삭 화면 (54) 으로 전환할 수 있다.

(섬세 굴삭 화면 (54))

도 7 에 나타내는 섬세 굴삭 화면 (54) 은 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시된다. 섬세 굴삭 화면 (54) 은 조 굴삭 화면 (53) 보다 목표면 (70) 과 유압 쇼벨 (100) 의 위치 관계를 상세하게 나타내고 있다. 즉, 섬세 굴삭 화면 (54) 은 조 굴삭 화면 (53) 보다 목표면 (70) 과 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 위치 관계를 상세하게 나타내고 있다. 섬세 굴삭 화면 (54) 은, 목표면 (70) 과 버킷 (8) 을 나타내는 정면도 (54a) 와, 목표면 (70) 과 버킷 (8) 을 나타내는 측면도 (54b) 를 포함한다. 섬세 굴삭 화면 (54) 의 정면도 (54a) 에는, 정면에서 본 버킷 (8) 을 나타내는 아이콘 (89) 과, 정면에서 본 목표면 (70) 의 단면을 나타내는 선 (78) (이하, 적당히 목표면 선 (78) 이라고 한다) 이 포함된다. 정면에서 본다는 것은, 도 1, 도 2 에 나타내는 버킷 핀 (15) 의 연장 방향과 직교하는 방향에서 보는 것이다.

목표면 선 (78) 은 이하와 같이 하여 구해진다. 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 으로부터 연직 방향 (중력 방향) 으로 수선을 내렸을 때, 그 수선을 포함하는 평면이 목표면 (70) 과 교차했을 때에 생기는 교선이 목표면 선 (78) 이다. 즉, 글로벌 좌표계에 있어서의 목표면 선 (78) 이 된다. 한편, 차량 본체 (1) 의 상하 방향의 선과 평행한 위치 관계인 것을 조건으로 하여, 다시 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 으로부터 목표면 (70) 을 향해 선을 내렸을 때에, 그 선을 포함하는 평면이 목표면 (70) 과 교차했을 때에 생기는 교선을 목표면 선 (78) 으로 해도 된다. 즉, 차량 본체 좌표계에 있어서의 목표면 선 (78) 이 된다. 어느 쪽의 좌표계로 목표면 선 (78) 을 표시시킬지는, 오퍼레이터가 입력부 (41) 의 도시되지 않은 전환 키를 조작함으로써 선택할 수 있다.

섬세 굴삭 화면 (54) 의 측면도 (54b) 에는, 측면에서 본 버킷 (8) 의 아이콘 (90) 과, 설계면 선 (74) 과, 목표면 선 (79) 이 포함된다. 또, 섬세 굴삭 화면 (54) 의 정면도 (54a) 와 측면도 (54b) 에는 각각 목표면 (70) 과 버킷 (8) 의 위치 관계를 나타내는 정보가 표시된다. 측면에서 본다는 것은, 도 1, 도 2 에 나타내는 버킷 핀 (15) 의 연장 방향 (버킷 (8) 의 회전 운동 중심축 방향) 에서 보는 것이다.

정면도 (54a) 에 있어서 목표면 (70) 과 버킷 (8) 의 위치 관계를 나타내는 정보는 거리 정보 (86a) 와 각도 정보 (86b) 를 포함한다. 거리 정보 (86a) 는, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 과 목표면 (70) 사이의 차량 본체 좌표계에 있어서의 Za 방향에 있어서의 거리를 나타낸 것이다. 여기서, 정면도 (54a) 에 나타내는 거리 정보 (86a) 는 글로벌 좌표계 Z 에 있어서의 거리여도 된다. 이 거리는, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 폭 방향에 있어서의 위치 중 목표면 (70) 에 대한 최근접 위치와 목표면 선 (78) 사이의 거리이다. 또한, 거리 정보 (86a) 는 비표시로 설정할 수도 있다. 정면도 (54a) 에는 최근접 위치를 나타내는 마크 (86c) 가 버킷 (8) 의 정면도의 아이콘 (89) 에 겹쳐 표시된다. 각도 정보 (86b) 는 목표면 (70) 과 버킷 (8) 사이의 각도를 나타내는 정보이다. 구체적으로는, 각도 정보 (86b) 는, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 을 지나는 가상 선분과 목표면 선 (78) 사이의 각도이다.

측면도 (54b) 에 있어서, 목표면 (70) 과 버킷 (8) 의 위치 관계를 나타내는 정보는 거리 정보 (87a) 와 각도 정보 (87b) 를 포함한다. 거리 정보 (87a) 는, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 과 목표면 (70) 사이의 최단 거리, 즉 목표면 (70) 의 면에 수직인 방향에 있어서의 버킷 (8) 의 선단과 목표면 (70) 사이의 거리를 나타낸 것이다. 혹은, 측면도 (54b) 에 있어서, 버킷 (8) 의 칼날끝과, 그 칼날끝으로부터 연직 방향으로 내린 선과 목표면 (70) 이 교차하는 점의 거리를 거리 정보 (87a) 로서 나타내도 된다. 또, 각도 정보 (87b) 는 목표면 (70) 과 버킷 (8) 사이의 각도를 나타내는 정보이다. 구체적으로는, 측면도 (54b) 에 표시되는 각도 정보 (87b) 는 버킷 (8) 의 저면과 목표면 선 (79) 사이의 각도이다.

섬세 굴삭 화면 (54) 은, 상기 서술한 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 과 목표면 (70) 의 거리를 그래픽으로 나타내는 그래픽 정보 (84) 를 포함한다. 그래픽 정보 (84) 는, 조 굴삭 화면 (53) 의 그래픽 정보 (84) 와 마찬가지로, 인덱스 바 (84a) 와 인덱스 마크 (84b) 를 갖는다. 상기 서술한 바와 같이, 섬세 굴삭 화면 (54) 에서는, 목표면 선 (78, 79) 과 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 상대 위치 관계가 상세하게 표시된다. 유압 쇼벨 (100) 의 오퍼레이터는, 목표면 선 (78, 79) 을 따라 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 을 이동시킴으로써, 현재의 지형이 3 차원 설계 지형과 동일한 형상이 되도록 한층 더 용이하게 굴삭할 수 있다. 또한, 섬세 굴삭 화면 (54) 에는, 상기 서술한 조 굴삭 화면 (53) 과 마찬가지로 화면 전환 키 (65) 가 표시된다. 오퍼레이터는 화면 전환 키 (65) 를 조작함으로써 섬세 굴삭 화면 (54) 으로부터 조 굴삭 화면 (53) 으로 전환할 수 있다.

＜버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 현재 위치를 구하는 방법＞

목표면 선 (79) 은 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 현재 위치로부터 산출된다. 표시 제어 장치 (39) 는, 3 차원 위치 센서 (23), 제 1 스트로크 센서 (16), 제 2 스트로크 센서 (17), 제 3 스트로크 센서 (18) 및 경사각 센서 (24) 등의 검출 결과에 기초하여, 글로벌 좌표계 {X, Y, Z} 에서의 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 현재 위치를 구한다. 본 실시형태에 있어서, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 현재 위치는 다음과 같이 하여 구해진다.

도 8, 도 9 는 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 현재 위치를 구하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 8 은 유압 쇼벨 (100) 의 측면도이고, 도 9 는 유압 쇼벨 (100) 의 배면도이다. 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 현재 위치를 구함에 있어서, 표시 제어 장치 (39) 는, 도 8, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 GNSS 안테나 (21) 의 설치 위치 (P1) 를 원점으로 하는 차량 본체 좌표계 {Xa, Ya, Za} 를 구한다. 본 예에서는, 유압 쇼벨 (100) 의 전후 방향, 즉 차량 본체 (1) 의 좌표계 (차량 본체 좌표계) (COM) 의 Ya 축 방향이, 글로벌 좌표계 (COG) 의 Y 축 방향에 대해 경사져 있는 것으로 한다. 또, 차량 본체 좌표계 (COM) 에서의 붐 핀 (13) 의 좌표는 (0, Lb1, －Lb2) 이고, 미리 표시 제어 장치 (39) 의 기억부 (43) 에 기억되어 있다.

도 2 및 도 4 에 나타내는 3 차원 위치 센서 (23) 는 GNSS 안테나 (21, 22) 의 설치 위치 (P1, P2) 를 검출한다. 검출된 설치 위치 (P1, P2) 의 좌표 위치로부터 식 (1) 에 의해 Ya 축 방향의 단위 벡터가 산출된다.

도 8 에 나타내는 바와 같이, Ya 와 Z 의 2 개의 벡터로 나타내는 평면을 지나, Ya 와 수직인 벡터 Z' 를 도입하면, 식 (2) 및 식 (3) 의 관계가 성립된다. 식 (3) 의 c 는 상수이다. 식 (2) 및 식 (3) 으로부터, Z' 는 식 (4) 와 같이 나타내어진다. 또한, Ya 및 Z' 와 수직인 벡터를 X' 로 하면, X' 는 식 (5) 에서 나타내는 바와 같이 된다.

도 9 에 나타내는 바와 같이, 차량 본체 좌표계 (COM) 는, 이것을 Ya 축 주위로 상기 서술한 롤각 (θ4) 만큼 회전시킨 것이기 때문에, 식 (6) 과 같이 나타내어진다.

또, 제 1 스트로크 센서 (16), 제 2 스트로크 센서 (17) 및 제 3 스트로크 센서 (18) 의 검출 결과로부터, 상기 서술한 붐 (6), 아암 (7), 버킷 (8) 의 현재의 경사각 (θ1, θ2, θ3) 이 산출된다. 차량 본체 좌표계 (COM) 내에 있어서의 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 좌표 (xat, yat, zat) 는, 경사각 (θ1, θ2, θ3) 및 붐 (6), 아암 (7), 버킷 (8) 의 길이 (L1, L2, L3) 를 이용하여, 식 (7), 식 (8) 및 식 (9) 로 구할 수 있다. 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 은 차량 본체 좌표계 (COM) 의 Ya－Za 평면 내를 이동하는 것으로 한다. 글로벌 좌표계 (COG) 에 있어서의 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 좌표는 식 (10) 으로 구할 수 있다. 글로벌 좌표계 (COG) 에 있어서의 칼날끝 (P3) 의 좌표가 칼날끝 (P3) 의 위치이다.

표시 제어 장치 (39) 는, 상기와 같이 산출한 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 현재 위치와, 기억부 (43) 에 기억된 설계 지형 데이터에 기초하여, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 3 차원 설계 지형과 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 을 지나는 평면 (이하, 적당히 Ya－Za 평면 (77) 이라고 한다) 의 교선 (80) 을 산출한다. 그리고, 표시 제어 장치 (39) 는, 이 교선 (80) 중 목표면 (70) 을 지나는 부분을 상기 서술한 목표면 선 (79) 으로 하여 안내 화면에 표시한다. 다음으로, 도 4 에 나타내는 표시 제어 장치 (39) 가, 버킷 (8) 이 작업 대상이 되는 지면을 굴삭할 때의 칼날끝 (P3) 의 궤적을 표시 입력 장치 (38) 의 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시시키는 예에 대하여 설명한다.

＜버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 궤적 표시＞

도 10 은 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 궤적 (TLi) 을 표시한 예를 나타내는 도면이다. 본 실시형태에 있어서, 표시 제어 장치 (39), 보다 구체적으로는 처리부 (44) 는, 유압 쇼벨 (100) 의 현재 위치에 관한 정보에 기초하여 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 위치를 구한다. 그리고, 처리부 (44) 는, 목표면 (70) 과 직교하는 방향에 있어서의 목표면 (70) 주위의 소정 범위 (AI) 에 버킷 (8) 의 적어도 일부가 진입했을 때에, 칼날끝 (P3) 의 위치에 기초하여 구한, 소정 범위 (AI) 내에 존재하는 칼날끝 (P3) 의 궤적 (이하, 적당히 칼날끝 궤적이라고 한다) (TLi) 을, 시공 결과에 관한 정보로서 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시한다. 이와 같이 함으로써, 유압 쇼벨 (100) 의 오퍼레이터는 칼날끝 궤적 (TLi) 에 의해 실제로 버킷 (8) 이 굴삭한 상태를 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에서 확인할 수 있다. 그 결과, 오퍼레이터는 칼날끝 궤적 (TLi) 을 시인함으로써 현재의 시공 상황을 확인하면서 시공을 실시할 수 있으므로, 작업 효율이 향상된다. 또, 소정 범위 (AI) 외에 칼날끝 (P3) 이 존재하는 경우, 그 궤적은 표시되지 않는다. 즉, 설계면 (또는 목표면) 근방 이외의 불필요한 정보는 화면 (42P) 에 표시되지 않기 때문에, 표시 시스템 (28) 은, 유압 쇼벨 (100) 의 오퍼레이터가 설계면에 따라 시공을 진행함에 있어서, 오퍼레이터에 대해 시공 결과에 관한 정보를 이해하기 쉽게 제공할 수 있다.

본 실시형태에 있어서는, 상기 서술한 섬세 굴삭 화면 (54) 에 칼날끝 궤적 (TLi) 을 표시하는 예를 설명하지만, 조 굴삭 화면 (53) 에 이것을 표시해도 된다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 칼날끝 궤적 (TLi) 은 섬세 굴삭 화면 (54) 의 측면도 (54b) 에 표시된다. 즉, 칼날끝 궤적 (TLi) 은 측면에서 본 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 궤적이다.

측면도 (54b) 에는, 측면에서 본 버킷 (8) 의 아이콘 (90) 이 표시되어 있다. 또, 측면도 (54b) 에는, 측면에서 본 목표면 (70) 의 단면을 나타내는 목표면 선 (79) 과, 목표면 (70) 과 직교하는 방향에 있어서의 소정 범위 (AI) 를 규정하기 위한 지표측 획선 (Lu) 및 지중측 획선 (Ld) 이 표시되어 있다 (도 10 의 2 점 쇄선). 지표측 획선 (Lu) 및 지중측 획선 (Ld) 은 목표면 선 (79) 과 평행이다. 정면도 (54a) 에는, 정면에서 본 버킷 (8) 의 아이콘 (89) 및 정면에서 본 목표면 (70) 의 단면을 나타내는 목표면 선 (78) 과, 후술하는 제 1 평면 (Pu) 및 제 2 평면 (Pd) 이 표시되어 있다.

소정 범위 (AI) 는, 목표면 (70) 과 직교하는 방향 (도 10 의 1 점 쇄선 (n) 이 연장되는 방향) 에 있어서, 목표면 (70) 으로부터 지표면을 향해 소정 거리 (tu) 의 위치에 존재하는 목표면 (70) 에 평행한 제 1 평면 (Pu) 과, 지면 내를 향해 소정 거리 (td) 의 거리에 존재하는 목표면 (70) 에 평행한 제 2 평면 (Pd) 으로 둘러싸이는 범위이다. 제 1 평면 (Pu) 과 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 을 지나는 Ya－Za 평면 (77) (도 5 참조) 의 교선이 지표측 획선 (Lu) 이고, 제 2 평면 (Pd) 과 Ya－Za 평면 (77) 의 교선 (80) 이 지중측 획선 (Ld) 이다.

도 10 에 있어서, 칼날끝 궤적 (TLi) 은 소정 범위 (AI) 내에 그려진 실선이다. 도 10 에 있어서, 소정 범위 (AI) 의 외측 (이 예에서는 지표측 획선 (Lu) 보다 외측) 에 그려진 파선도 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 궤적 (이하, 적당히 범위 외 궤적이라고 한다) (TLe) 이다. 이 예에 있어서, 범위 외 궤적 (TLe) 은 편의상 기재되어 있지만, 표시부 (42) 의 실제 화면 (42P) 에는 표시되지 않는다.

소정 범위 (AI) 를 규정하는 소정 거리 (tu, td) 는 동일한 크기여도 되고, 상이해도 된다. 소정 거리 (tu, td) 의 크기가 상이한 경우에는, 시공의 정밀도를 얻기 위해서, 소정 거리 td 쪽이 소정 거리 tu 보다 작은 편이 바람직하다. 본 실시형태에 있어서, 소정 거리 (tu, td) 는 동일한 크기, 즉, tu=td 이다. 본 실시형태에 있어서, 소정 범위 (AI) 의 크기, 즉, 소정 거리 (tu, td) 의 크기는, 유압 쇼벨 (100) 이 목표면 (70) 에 시공할 때의 공차에 상당하는 크기로 하고 있다. 이와 같이 함으로써, 설계면 (45) (목표면 (70)) 을 과도하게 굴삭할 가능성을 저감하여, 시공의 정밀도 저하를 억제할 수 있다. 또, 소정 거리 (tu, td) 의 크기는 변경 가능하게 해도 된다. 예를 들어, 표시 제어 장치 (39) 의 처리부 (44) 는, 도 4 에 나타내는 표시 입력 장치 (38) 의 표시부 (42) 에 소정 거리 (tu, td) 를 변경하는 메뉴를 표시시키고, 유압 쇼벨 (100) 의 오퍼레이터가 입력부 (41) 로부터 변경값을 입력하도록 해도 된다. 이와 같이 함으로써, 설계 변경 또는 실제 시공 장소의 상황 등에 따라 소정 범위 (AI) 를 변경할 필요가 생긴 경우에도, 유연하게 대응할 수 있기 때문에, 작업 효율이 향상된다.

본 실시형태에 있어서, 소정 범위 (AI) 는 그래픽 정보 (84) 가 갖는 복수의 인덱스 바 (84a) 중 부호 84G 로 나타내는 범위에 대응하고 있다. 즉, 목표면 (70) 과 직교하는 방향에 있어서의 소정 범위 (AI) 의 크기인 tu＋td 에 상당하는 크기가, 부호 84G 로 나타내는 복수의 인덱스 바 (84a) 의 범위에 대응하고 있다. 본 실시형태에 있어서는, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 이 이 범위에서 이동하면, 목표면 (70) 은 설계시에 있어서의 공차의 범위 내에서 시공된다.

그래픽 정보 (84) 가 갖는 복수의 인덱스 바 (84a) 중 부호 84B 로 나타내는 범위는, 소정 범위 (AI) 의 지표측에 있어서의 외측을 나타내고 있다. 그래픽 정보 (84) 가 갖는 복수의 인덱스 바 (84a) 중 부호 84Y 로 나타내는 범위는, 소정 범위 (AI) 의 지중측에 있어서의 외측을 나타내고 있다. 이 범위는, 목표면 (70) 의 설계시에 있어서의 공차의 범위를 초과하여 목표면 (70) 을 굴삭한 것을 나타낸다. 그래픽 정보 (84) 가 갖는 복수의 인덱스 바 (84a) 중 부호 84R 로 나타내는 범위는, 소정 범위 (AI) 의 가장 지중측에 있어서의 외측을 나타내고 있다. 이 범위는, 목표면 (70) 의 설계시에 있어서의 공차의 범위를 크게 초과하여 목표면 (70) 을 굴삭한 것을 나타낸다.

그래픽 정보 (84) 가 갖는 복수의 인덱스 바 (84a) 는, 유압 쇼벨 (100) 의 굴삭시에 있어서, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 과 목표면 (70) 의 위치 관계를 표시한다. 즉, 칼날끝 (P3) 과 목표면 (70) 의 거리에 따라 인덱스 바 (84a) 의 표시 양태가 변화한다. 예를 들어, 부호 84B 범위의 인덱스 바 (84a) 는 청색으로 표시되고, 부호 84G 범위의 인덱스 바 (84a) 는 녹색으로 표시되고, 부호 84Y 범위의 인덱스 바 (84a) 는 황색으로 표시되고, 부호 84R 범위의 인덱스 바 (84a) 는 적색으로 표시된다.

따라서, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 이 소정 범위 (AI) 의 지표측에 있어서의 외측에 있는 경우, 부호 84B 로 나타내는 범위의 인덱스 바 (84a) 가 청색으로 표시된다. 또, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 이 소정 범위 (AI) 내에 있는 경우, 부호 84B 로 나타내는 범위의 인덱스 바 (84a) 가 청색으로 표시됨과 함께, 부호 84G 로 나타내는 범위의 인덱스 바 (84a) 가 녹색으로 표시된다. 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 이 소정 범위 (AI) 의 지중측에 있어서의 외측에 있는 경우, 부호 84B 로 나타내는 범위의 인덱스 바 (84a) 가 청색으로 표시되고, 부호 84G 로 나타내는 범위의 인덱스 바 (84a) 가 녹색으로 표시되고, 또한 부호 84Y 로 나타내는 범위의 인덱스 바 (84a) 가 황색으로 표시된다. 이와 같이, 칼날끝 궤적 (TLi) 의 표시에 더하여, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 과 목표면 (70) 의 거리에 따라 인덱스 바 (84a) 의 표시 양태가 변경됨으로써, 유압 쇼벨 (100) 의 오퍼레이터는, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 이 목표면 (70) 을 중심으로 한 소정 범위 (AI) 를 초과하여 굴삭하고 있는지 여부를 한층 더 용이하게 알 수 있다. 그 결과, 오퍼레이터는 굴삭 중에 있어서 소정 범위 (AI) 내에 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 을 유지하기 쉬워지므로, 시공의 정밀도가 향상된다.

칼날끝 궤적 (TLi) 은 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 이 소정 범위 (AI) 내에 진입했을 때에 소정 범위 (AI) 내에 표시된다. 이와 같이 함으로써, 표시 제어 장치 (39) 는, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 이 실제 소정 범위 (AI) 를 굴삭했다고 생각되는 경우의 칼날끝 궤적 (TLi) 을 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 나타낼 수 있으므로, 유압 쇼벨 (100) 의 오퍼레이터는 필요 충분한 범위에서 시공 상황을 확인할 수 있다. 또한, 이것에 한정되지 않고, 칼날끝 궤적 (TLi) 은, 버킷 (8) 의 일부, 예를 들어 배면이 소정 범위 (AI) 내에 진입했을 때에 소정 범위 (AI) 내에 표시되어도 된다. 이와 같이, 본 실시형태에 있어서 칼날끝 궤적 (TLi) 은, 적어도 버킷 (8) 의 일부가 소정 범위 (AI) 내에 진입했을 때에 표시되어 있으면 된다.

칼날끝 궤적 (TLi) 은 소정 범위 (AI) 외에서는 표시되지 않으므로, 목표면 (70) 에 대한 1 회의 굴삭, 예를 들어, 법면이 작업 대상이 되는 지면 (목표면 (70)) 인 경우에, 버킷 (8) 으로 법면 위에서 아래에 걸쳐 소정의 깊이를 파내어 깎는 굴삭이 종료하고, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 이 소정 범위 (AI) 외로 나온 후에는, 소정 범위 (AI) 의 외측에 있어서의 범위 외 궤적 (TLe) 은 표시되지 않는다. 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 이 소정 범위 (AI) 외로 나온 후에는, 소정 범위 (AI) 내에 표시된 칼날끝 궤적 (TLi) 은, 다음에 칼날끝 (P3) 이 소정 범위 (AI) 내에 진입할 때까지 그대로 표시가 유지된다. 이와 같이 함으로써, 유압 쇼벨 (100) 의 오퍼레이터는, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 이 작업 대상의 지면을 굴삭한 이력을 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에서 확인할 수 있다. 또, 표시 제어 장치 (39) 는 소정 범위 (AI) 의 외측에 있어서의 범위 외 궤적 (TLe) 을 표시하지 않으므로, 작업에 필요한 목표면 (70) 근방의 정보를 오퍼레이터에 대해 확실하게 인식시킬 수 있다. 또, 표시 제어 장치 (39) 는, 소정 범위 (AI) 의 외측에 있어서의 범위 외 궤적 (TLe) 을 표시하지 않음으로써, 범위 외 궤적 (TLe) 의 데이터를 기억부 (43) 에 보존해 둘 필요는 없다. 이 때문에, 기억부 (43) 의 기억 용량을 효율적이고 또한 유효하게 이용할 수 있다.

상기 서술한 예에서는, 범위 외 궤적 (TLe) 은 표시되지 않는다고 했지만, 본 실시형태는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 제어 장치 (39) 는, 칼날끝 궤적 (TLi) 과 범위 외 궤적 (TLe) 을 각각의 표시 양태를 다르게 하여 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시해도 된다. 일례로서 표시 제어 장치 (39) 는, 칼날끝 궤적 (TLi) 을 적색의 실선으로 표시하고, 범위 외 궤적 (TLe) 을 칼날끝 궤적 (TLi) 보다 눈에 띄지 않는 색 (본 예에서는, 예를 들어 연한 물색) 또한 칼날끝 궤적 (TLi) 을 나타내는 실선보다 가는 파선으로 표시해도 된다. 이와 같이 함으로써, 표시 제어 장치 (39) 는, 소정 범위 (AI) 내에 존재하는 칼날끝 궤적 (TLi) 을 유압 쇼벨 (100) 의 오퍼레이터에 대해 인식시킬 수 있다. 또, 오퍼레이터는 범위 외 궤적 (TLe) 을 시인할 수 있기 때문에, 예를 들어, 버킷 (8) 을 작업 대상의 지면으로 이동시키는 경우에 있어서, 작업기 조작 부재 (31) 의 조작 방법을 개선하여 작업 효율의 향상을 도모하는 등으로 범위 외 궤적 (TLe) 을 유용하게 사용하는 것도 가능하다.

이와 같이, 칼날끝 궤적 (TLi) 과 범위 외 궤적 (TLe) 을 각각의 표시 양태를 다르게 하여 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시해도, 소정 범위 (AI) 외에 존재하는 범위 외 궤적 (TLe) 은, 소정 범위 (AI) 내에 존재하는 칼날끝 궤적 (TLi) 보다 잘 눈에 띄지 않게 되어 있다. 이 때문에, 유압 쇼벨 (100) 의 오퍼레이터는, 범위 외 궤적 (TLe) 이 화면 (42P) 에 표시되어 있어도, 칼날끝 궤적 (TLi) 의 인식은 거의 방해받지 않는다. 그 결과, 표시 시스템 (28) 은, 유압 쇼벨 (100) 의 오퍼레이터가 설계면에 따라 시공을 진행함에 있어서, 오퍼레이터에 대해 시공 결과에 관한 정보를 이해하기 쉽게 제공할 수 있다.

상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 소정 범위 (AI) 내에 있어서의 칼날끝 궤적 (TLi) 과 소정 범위 (AI) 외에 있어서의 범위 외 궤적 (TLe) 으로, 표시 양태가 상이하면 된다. 양자의 표시 양태를 다르게 하는 것에는, 양자를 표시한 다음 각각의 표시 형태를 다르게 하는 것 외, 범위 외 궤적 (TLe) 을 표시하지 않고 칼날끝 궤적 (TLi) 만을 표시하는 것의 양방이 포함된다.

본 실시형태에 있어서, 표시 제어 장치 (39) 는 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 과 목표면 (70) 또는 목표면 (70) 에 설정되어 있지 않은 설계면 (45) 의 거리에 기초하여 경보로서 소리를 알려도 된다. 예를 들어, 칼날끝 (P3) 이 작업 대상의 지중측에 있어서 소정 범위 (AI) 외로 나왔을 때, 즉, 칼날끝 (P3) 이 지중측 획선 (Ld) 보다 지중측으로 이동했을 때에, 표시 제어 장치 (39) 는 도 4 에 나타내는 소리 발생 장치 (46) 로부터 경보음을 알리게 해도 된다. 또, 목표면 (70) 또는 설계면 (45) 을 넘어 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 이 지면을 굴삭해버리면, 다시 메우는 등의 수고가 발생하기 때문에, 설계면 (45) (목표면 (70)) 을 효율적으로 시공하지 못하게 된다. 이 때문에, 표시 제어 장치 (39) 는, 칼날끝 (P3) 과 설계면 (45) 의 거리에 기초하는 경보로서 소리도 알린다. 이와 같이, 칼날끝 (P3) 과 목표면 (70) 또는 설계면 (45) 의 거리에 기초하여 경보로서의 소리를 알리는 양태를 변경함으로써, 유압 쇼벨 (100) 의 오퍼레이터에게, 목표면 (70) 또는 설계면 (45) 에 대해 지나치게 굴삭하고 있는 것을 인식시킬 수 있다. 따라서, 오퍼레이터는 굴삭량을 조정하여 과도한 굴삭을 최소한으로 억제할 수 있다.

또, 칼날끝 (P3) 이 한층 더 지중측으로 이동한 경우, 즉, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 이 목표면 (70) 으로부터 지중측으로 한층 더 멀어진 경우, 표시 제어 장치 (39) 는 경보음을 보다 크게 하는 등 하여 경보음의 레벨을 보다 높게 해도 된다. 즉, 표시 제어 장치 (39) 는, 목표면 (70) 과 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 거리가 커질수록 경보음의 레벨을 높게 해도 된다. 이와 같이 함으로써, 목표면 (70) 을 지나치게 굴삭한 정도를 오퍼레이터에 대해 인식시킬 수 있다. 다음으로, 칼날끝 궤적 (TLi) 의 표시 순서의 일례를 설명한다.

＜칼날끝 궤적 (TLi) 의 표시 순서＞

도 11 은, 칼날끝 궤적 (TLi) 을 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시시키는 표시 순서의 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 도 12 내지 도 15 는, 칼날끝 궤적 (TLi) 이 표시되는 표시부 (42) 의 화면 (42P) 상태를 나타내는 도면이다. 칼날끝 궤적 (TLi) 을 도 4 에 나타내는 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시시킴에 있어서, 단계 S101 에 있어서, 표시 제어 장치 (39), 보다 구체적으로는 처리부 (44) 는 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 의 위치 (이하, 적당히 칼날끝 위치라고 한다) 를 구한다. 칼날끝 위치를 구하는 방법은 상기 서술한 바와 같다.

다음으로, 단계 S102 에 있어서, 처리부 (44) 는, 단계 S101 에서 구한 칼날끝 위치와 도 12 에 나타내는 소정 범위 (AI) 내의 위치를 비교하여, 칼날끝 위치가 소정 범위 (AI) 내에 있는 경우 (단계 S102, 예 (Yes)), 처리를 단계 S103 으로 진행한다. 칼날끝 위치가 소정 범위 (AI) 내에 없는 경우 (단계 S102, 아니오 (No)), 처리부 (44) 는 단계 S101 및 단계 S102 를 반복한다.

단계 S102 에 있어서, 처리부 (44) 는, 예를 들어, 칼날끝 위치 (글로벌 좌표계 (COG) 에 있어서의 칼날끝 (P3) 의 좌표) 와 도 12 에 나타내는 지표측 획선 (Lu) 및 지중측 획선 (Ld) 의 위치 (글로벌 좌표계 (COG) 에 있어서의 좌표) 를 비교하여, 지표측 획선 (Lu) 과 지중측 획선 (Ld) 사이에 칼날끝 위치가 있으면, 칼날끝 위치가 소정 범위 (AI) 내에 있다고 한다. 또, 처리부 (44) 는, 지표측 획선 (Lu) 과 지중측 획선 (Ld) 사이에 칼날끝 위치가 없으면, 칼날끝 위치가 소정 범위 (AI) 외에 있다고 한다. 본 실시형태에 있어서, 칼날끝 위치가 지표측 획선 (Lu) 의 위 또는 지중측 획선 (Ld) 의 위에 있는 경우에도, 소정 범위 (AI) 내에 있다고 한다. 지표측 획선 (Lu) 및 지중측 획선 (Ld) 의 위치 대신에, 도 10 에 나타내는 제 1 평면 (Pu) 및 제 2 평면 (Pd) 의 위치 (글로벌 좌표계 (COG) 에 있어서의 좌표) 를 이용해도 된다.

단계 S103 에 있어서, 처리부 (44) 는, 버킷 (8), 보다 구체적으로는 칼날끝 (P3) 의 진행 방향측의 소정 범위 (AI) 내에 있어서, 이미 칼날끝 궤적 (TLi) 이 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시되어 있으면 (단계 S103, 예), 처리를 단계 S104 로 진행한다. 단계 S104 에 있어서, 처리부 (44) 는, 칼날끝 궤적 (TLi) 을 소거, 즉, 표시부 (42) 의 화면 (42P) 으로의 칼날끝 궤적 (TLi) 의 표시를 소거하여, 처리를 단계 S105 로 진행한다. 단계 S103 에 있어서, 처리부 (44) 는, 소정 범위 (AI) 내에 있어서, 칼날끝 궤적 (TLi) 이 아직 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시되어 있지 않으면 (단계 S103, 아니오), 처리를 단계 S105 로 진행한다.

단계 S105 에 있어서, 처리부 (44) 는, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 현재의 칼날끝 위치에 기초하여 칼날끝 궤적 (TLi) 을 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시한다. 이 때, 칼날끝 궤적 (TLi) 은, 소정 범위 (AI) 내, 즉, 지표측 획선 (Lu) 과 지중측 획선 (Ld) 사이에 표시된다. 도 13 중, 칼날끝 궤적 (TLi) 과 지표측 획선 (Lu) 의 교점 (IN) 은, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 이 소정 범위 (AI) 내에 들어간 위치를 나타낸다.

처리부 (44) 는, 예를 들어, 지표측 획선 (Lu) 및 지중측 획선 (Ld) 과 동일한 좌표계에 칼날끝 위치를 표시하고, 또한 이미 소정 범위 (AI) 내에 표시되어 있는 칼날끝 위치와 새롭게 표시한 칼날끝 위치 사이를 선으로 잇도록 하여 표시함으로써, 칼날끝 궤적 (TLi) 을 표시할 수 있다. 즉, 처리부 (44) 는, 소정 범위 (AI) 내에서 칼날끝 (P3) 이 이동할 때, 소정의 주기로 칼날끝 위치를 구하여, 구해진 복수의 칼날끝 위치 (점) 를 선 (예를 들어 직선) 으로 이음으로써 칼날끝 궤적 (TLi) 을 표시한다. 또한, 소정 범위 (AI) 내에서 칼날끝 (P3) 의 이동이 정지한 경우 (예를 들어, 오퍼레이터가 작업기 조작 부재 (31) 의 조작을 정지한 경우), 처리부 (44) 는 소정의 주기로 칼날끝 위치를 구하는 처리를 중단하는 것이 바람직하다. 또, 이와 같이 칼날끝 (P3) 의 이동이 정지한 경우, 칼날끝 위치를 구하는 처리는 중단하지 않고, 그 칼날끝 위치 (점) 의 표시를 하게 하지 않도록 해도 된다. 즉, 처리부 (44) 는, 칼날끝이 정지한 장소에서의 칼날끝 위치를 구한 후, 소정의 주기가 경과해도 계속 정지하는 한은, 새로운 칼날끝 위치를 구하지 않는다. 이것은, 새로운 칼날끝 위치를 구하여 점을 표시하면, 복수의 점이 거의 동일한 위치에 겹쳐 표시되게 되기 때문에, 칼날끝 궤적 (TLi) 이 잘 시인되지 않게 되기 때문이다. 즉, 소정 범위 (AI) 내에 처음으로 칼날끝 위치가 표시되는 경우, 그 칼날끝 위치가 칼날끝 궤적 (TLi) 에 상당한다. 칼날끝 궤적 (TLi) 은, 칼날끝 위치의 집합체 (점을 직선으로 이은 것) 로서, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 이 소정 범위 (AI) 내에서 이동한 경로를 나타낸다. 또한, 칼날끝 궤적 (TLi) 은 복수의 점을 직선으로 이은 것이지만, 그 점의 수에 미리 제한을 두고, 그 제한에 상당하는 수의 점으로 칼날끝 궤적 (TLi) 이 구해진 후에, 새로운 칼날끝 위치를 나타내는 점이 구해진 경우, 처리부 (44) 는 오래된 점부터 차례로 삭제하여 칼날끝 궤적 (TLi) 을 갱신하여 표시한다.

다음으로, 단계 S106 에 있어서, 처리부 (44) 는 칼날끝 위치를 구한다. 다음으로, 단계 S107 로 진행하여, 처리부 (44) 는 단계 S106 에서 구한 칼날끝 위치와 도 13 에 나타내는 소정 범위 (AI) 내의 위치를 비교한다. 칼날끝 위치가 소정 범위 (AI) 외에 있는 경우 (단계 S107, 예), 처리부 (44) 는 처리를 단계 S108 로 진행한다. 칼날끝 위치가 소정 범위 (AI) 외에 없는 경우 (단계 S107, 아니오), 즉, 칼날끝 위치가 소정 범위 (AI) 내에 있는 경우, 처리부 (44) 는 단계 S105 및 단계 S106 을 반복한다. 즉, 처리부 (44) 는, 칼날끝 위치가 소정 범위 (AI) 외가 될 때까지, 구한 칼날끝 위치에 기초하여 소정 범위 (AI) 내로의 칼날끝 궤적 (TLi) 의 표시를 계속한다.

칼날끝 위치가 소정 범위 (AI) 외에 있는 경우 (단계 S107, 예), 단계 S108 에 있어서, 처리부 (44) 는, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 소정 범위 (AI) 내의 칼날끝 궤적 (TLi) 을 남기고 소정 범위 (AI) 외에 있어서는 칼날끝 (P3) 의 궤적 표시를 정지한다. 도 14 중, 칼날끝 궤적 (TLi) 의 종단측에 있어서의 칼날끝 궤적 (TLi) 과 지표측 획선 (Lu) 의 교점 (OUT) 은, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 이 소정 범위 (AI) 내에서 나온 위치를 나타낸다. 또한, 상기 서술한 바와 같이, 처리부 (44) 는, 소정 범위 (AI) 외에 있어서, 칼날끝 (P3) 의 궤적을 소정 범위 (AI) 내의 칼날끝 궤적 (TLi) 과는 양태를 다르게 하여 표시해도 된다.

다음으로, 단계 S104 에 있어서의, 이미 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시되어 있는 칼날끝 궤적 (TLi) 의 소거에 대하여 설명한다. 예를 들어, 버킷 (8) 이 작업 대상의 지면을 한 번 굴삭하고, 목표면 (70) 을 중심으로 한 소정 범위 (AI) 외로 나온 경우를 생각한다. 이 경우, 상기 서술한 단계 S108 에 의해, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 화면 (42P) 에는 소정 범위 (AI) 내에 칼날끝 궤적 (TLi) 이 표시된 상태가 계속되고 있다. 이 상태로, 다시 목표면 (70) 의 근방을 절삭하는 경우, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 버킷 (8) 이 목표면 (70) (도 15 에서는 목표면 선 (79)) 의 근방의 지표측 획선 (Lu) 에 접근한다. 그리고, 버킷 (8) 의 적어도 일부, 예를 들어, 칼날끝 (P3) 이 지표측 획선 (Lu) 을 넘어 소정 범위 (AI) 내에 진입하면, 처리부 (44) 는 소정 범위 (AI) 내에 표시되어 있던 칼날끝 궤적 (TLi) 을 소거하고, 도 12 에 나타내는 바와 같은 상태로부터 새로운 칼날끝 궤적 (TLi) 을 소정 범위 (AI) 내에 표시한다.

이와 같이, 처리부 (44) 는 소정 범위 (AI) 로부터 버킷 (8) (본 예에서는 칼날끝 (P3)) 이 나온 후, 다시 버킷 (8) (본 예에서는 칼날끝 (P3)) 이 소정 범위 (AI) 에 진입했을 때에, 이미 표시되어 있는 칼날끝 궤적 (TLi) 을 소거한다. 그리고, 처리부 (44) 는, 소정 범위 (AI) 에 다시 진입한 버킷 (8) 의 칼날끝 궤적 (TLi) 을 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시한다. 버킷 (8) 으로 작업 대상의 지면을 복수 회 굴삭하는 경우, 전회 표시한 칼날끝 궤적 (TLi) 을 소거하지 않으면, 복수의 칼날끝 궤적 (TLi) 이 화면 (42P) 에 표시되기 때문에, 유압 쇼벨 (100) 의 작업자는 현재의 굴삭에 대응하는 칼날끝 궤적 (TLi) 을 잘 시인하지 못하게 된다.

상기 서술한 바와 같이, 2 회째 이후의 굴삭에 대응하는 칼날끝 궤적 (TLi) 을 화면 (42P) 에 표시시키는 경우, 처리부 (44) 가 전회의 칼날끝 궤적 (TLi) 을 소거함으로써, 오퍼레이터는 현재의 굴삭에 대응하는 칼날끝 궤적 (TLi) 을 확실하게 인식할 수 있다. 또, 버킷 (8) 이 새롭게 소정 범위 (AI) 내에 들어가 새롭게 칼날끝 궤적 (TLi) 을 표시시킬 때마다, 이미 표시되어 있는 칼날끝 궤적 (TLi) 이 소거됨으로써, 표시 제어 장치 (39) 가 갖는 기억부 (43) 로부터 이미 표시되어 있는 칼날끝 궤적 (TLi) 의 데이터도 소거된다. 그 결과, 칼날끝 궤적 (TLi) 의 데이터가 기억부 (43) 의 기억 영역을 점유하는 것을 회피할 수 있기 때문에, 기억부 (43) 를 효율적으로 또한 유효하게 이용할 수 있다. 특히, 기억부 (43) 의 기억 용량이 작은 경우에는 유효하다.

본 실시형태에 있어서, 처리부 (44) 는, 현재의 목표면 (70) 이 작업 대상이 아니게 된 경우 또는 현재의 목표면 (70) 이 그 밖에 변경된 경우에, 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시된 칼날끝 궤적 (TLi) 을 소거, 즉 리세트하도록 해도 된다. 이와 같이 함으로써, 작업 대상의 지면이 변경된 경우 등에는, 이전의 칼날끝 궤적 (TLi) 의 표시를 확실하게 소거하여, 새로운 작업 대상의 지면을 시공할 때에는, 이전의 정보가 현재의 칼날끝 궤적 (TLi) 과 혼재되지 않도록 할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 한번 소정 범위 (AI) 내에 칼날끝 궤적 (TLi) 이 표시되면, 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 이 다시 소정 범위 (AI) 에 진입할 때까지는, 칼날끝 궤적 (TLi) 이 리세트되지 않는 한, 칼날끝 궤적 (TLi) 의 표시가 계속된다. 이 때문에, 유압 쇼벨 (100) 의 오퍼레이터는 화면 (42P) 에 표시된 칼날끝 궤적 (TLi) 을 확실하게 확인할 수 있다. 그 결과, 오퍼레이터는 시공 상황의 확인, 굴삭 작업 순서의 확인, 버킷 (8) 조작 순서의 확인 또는 버킷 (8) 조작 방법의 검토를 위한 충분한 시간을 확보할 수 있다.

＜버킷 (8) 이 이동한 경우에 있어서의 칼날끝 궤적 (TLi) 의 표시＞

도 16 은 칼날끝 궤적 (TLi) 의 표시 양태를 나타내는 도면이다. 도 17, 도 23a, 도 23b 는 목표면 (70) 에 대해 수직인 방향으로 넓어지는 공간, 또한 버킷 (8) 에 의한 목표면 (70) 의 굴삭 범위를 포함하는 소정의 범위를 설명하기 위한 도면이다. 도 18 은 버킷 (8) 이 이동한 경우에 있어서의 칼날끝 궤적 (TLi) 의 표시 양태를 나타내는 도면이다. 이 예에 있어서, 칼날끝 궤적 (TLi) 은 조 굴삭 화면 (53) 에 표시되지만, 섬세 굴삭 화면 (54) 에 표시되어도 된다. 본 실시형태에 있어서, 도 4 에 나타내는 표시 제어 장치 (39) 의 처리부 (44) 는, 목표면 (70) 에 대해 수직인 방향으로 넓어지는 공간, 또한 버킷 (8) 에 의한 목표면 (70) 의 굴삭 범위를 포함하는 소정의 범위 (이하, 적당히 수평 방향 소정 범위) 로서 정의되는 범위 (AS) 로부터 버킷 (8) (아이콘 (90)) 의 적어도 일부가 나온 경우에, 칼날끝 궤적 (TLi) 의 적어도 일부를 소거한다.

도 23a, 도 23b 에 나타내는 바와 같이, 목표면 (70) 의 면 내를 지나는 선 (LBl, LBr) 및 목표면 (70) 에 평행하고 또한 선 (LBl, LBr) 에 평행한 경계 획선 Ll 과 경계 획선 Lr 로 둘러싸이는 영역을 수평 방향 소정 범위 (AS) 라고 정의한다. 즉, 수평 방향 소정 범위 (AS) 란, 직방체 또는 입방체의 영역으로, 목표면 (70) 에 대해 수직인 방향으로 넓어지는 공간으로서, 도 23a 에 나타내는 A2 (경계 획선 Ll 과 경계 획선 Lr 로 사이에 끼워지는 범위 및 선 LBl 과 선 LBr 로 사이에 끼워지는 영역) 를 직방체 또는 입방체의 상하 2 개의 면으로 하고, 도 23a, 도 23b 에 나타내는 바와 같이 목표면 (70) 과 경계 획선 Ll 및 경계 획선 Lr 로 사이에 끼워지는 범위를 직방체 또는 입방체의 대향하는 2 개의 측면 (A1) 으로 하는 것이다. 그리고, 도 16, 도 18, 도 20 ∼ 도 22 에서 나타내는 수평 방향 소정 범위 (AS) 는, 이러한 수평 방향 소정 범위 (AS) 를 유압 쇼벨 (100) 의 바로 위에서 본 부감도로 표현한 것이다. 경계 획선 Ll 과 경계 획선 Lr 로 사이에 끼워지는 범위 (A2) 가 목표면 (70) 의 굴삭 범위이다. 도 23a 에서는, 수평 방향 소정 범위 (AS) 중 목표면 (70) 과 겹치는 범위에 해칭을 하고 있지만, 선 (LBl, LBr) 및 경계 획선 (Ll, Lr) 이 연장되는 방향에 있어서, 수평 방향 소정 범위 (AS) 의 범위는 제한을 받지 않는다.

즉, 도 16 의 상면도 (53a) 에 나타내는 수평 방향 소정 범위 (AS) 는 목표면 (70) 에 대해 수직인 방향으로 넓어지는 공간으로서, 목표면 (70) 을 굴삭하는 버킷 (8) 의 폭 방향 양측을 포함하는 것으로, 도 16 에 나타내는 상면도 (53a) 에 나타내는 바와 같이, 버킷 (8) 의 폭 방향 양측에 설정되는 경계 획선 (Ll, Lr) 으로 둘러싸이는 범위 (수평 방향 소정 범위 (AS)) 이다. 수평 방향 소정 범위 (AS) 는, 목표면 (70) 중 버킷 (8) 으로 굴삭되는 범위를 포함하고 있다.

또한, 수평 방향 소정 범위 (AS) 에 대하여 상세하게 설명한다. 수평 방향 소정 범위 (AS) 는, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 버킷 (8) 의 폭 방향 중심축 (Cl) 으로부터 버킷 (8) 의 폭 방향 좌측과 우측으로 각각 거리 Wl, Wr 떨어진 위치까지의 범위이다. 버킷 (8) 의 폭 방향 중심축 (Cl) 으로부터 폭 방향 좌측으로 거리 Wl 만큼 떨어지고 또한 폭 방향 중심축 (Cl) 과 평행한 직선이 경계 획선 Ll 이다. 또, 버킷 (8) 의 폭 방향 중심축 (Cl) 으로부터 폭 방향 우측으로 거리 Wr 만큼 떨어지고 또한 폭 방향 중심축 (Cl) 과 평행한 직선이 경계 획선 Lr 이다. 거리 Wr, Wl 의 크기는 특별히 한정되지는 않지만, 거리 Wr 와 Wl 의 합계 (Wr＋Wl) 는 버킷 (8) 의 폭 (최대폭) (W) 보다 크다. 본 실시형태에서는, 거리 Wr 과 Wl 과 버킷 (8) 의 폭 (W) 은 동일한 (Wr=Wl=W) 설정으로 하고 있다. 즉, 거리 Wr 과 Wl 의 합계는, 버킷 (8) 폭 (W) 의 2 배 (Wl＋Wr=2×W) 이다. 또, 거리 Wr, Wl 의 크기는 가변으로 해도 된다.

도 16 의 측면도 (53b) 에는, 소정 범위 (AI) 에 칼날끝 궤적 (TLi) 이 표시되어 있다. 상면도 (53a) 의 수평 방향 소정 범위 (AS) 에 해칭으로 나타낸 영역 (AT1) 은, 소정 범위 (AI) 에 칼날끝 궤적 (TLi) 이 표시된 영역이다 (이하 동일). 소정 범위 (AI) 및 수평 방향 소정 범위 (AS) 는, 목표면 (70) 이 설정되면, 동시에 설정되어, 도 4 에 나타내는 표시 제어 장치 (39) 의 기억부 (43) 에 기억된다. 수평 방향 소정 범위 (AS) 는, 예를 들어, 경계 획선 (Ll, Lr) 의 위치 정보 (예를 들어, 글로벌 좌표계 (COG) 에 있어서의 좌표) 가 기억부 (43) 에 기억됨으로써 설정된다. 본 실시형태에 있어서, 한번 설정된 소정 범위 (AI) 및 수평 방향 소정 범위 (AS) 는, 현재의 목표면 (70) 이 작업 대상이 아니게 된 경우 또는 목표면 (70) 이 다른 목표면으로 변경될 때까지는 유지된다.

도 18 은, 도 16 에 나타내는 상태로부터, 유압 쇼벨 (100) (도 16, 도 18 에서는 아이콘 (61, 75)) 이 우측 방향 (화살표 (R) 로 나타내는 방향) 으로 선회한 상태를 나타내고 있다. 이 선회에 수반하여, 유압 쇼벨 (100) 의 버킷 (8) 과 목표면 (70) 의 위치 관계가 변화하기 때문에, 상면도 (53a) 에 표시된 목표면 정대 컴퍼스 (73) 의 지침 (73I) 도 회전하고 있다.

도 18 의 측면도 (53b) 에 나타내는 바와 같이, 유압 쇼벨 (100) 의 선회에 의해 버킷 (8) 의 적어도 일부가 수평 방향 소정 범위 (AS) 로부터 나온 경우, 처리부 (44) 는 버킷 (8) 과 수평 방향 소정 범위 (AS) 의 위치 관계에 따라 칼날끝 궤적 (TLi) 의 적어도 일부를 소거한다. 도 18 에서는, 편의상, 칼날끝 궤적 (TLi) 이 소거된 부분은 부호 TLi' 를 붙인 점선으로 나타내고 있다. 버킷 (8) 과 수평 방향 소정 범위 (AS) 의 위치 관계를 어떻게 파악하여 칼날끝 궤적 (TLi) 의 일부를 소거할지에 대해서는 뒤에 상세히 서술한다. 도 18 에 나타내는 바와 같이, 칼날끝 궤적 (TLi) 중 TLi′가 소거되고, 칼날끝 궤적 (TLi) 이 표시된다. 이에 수반하여, 상면도 (53a) 의 수평 방향 소정 범위 (AS) 에 해칭으로 나타낸 영역 (AT2) (도 18 참조) 의 크기도, 버킷 (8) 전체가 수평 방향 소정 범위 (AS) 에 존재하는 경우와 비교하여 작아져 있다 (도 18 에 나타내는 영역 (AT2)). 이 상태로부터 유압 쇼벨 (100) 이 좌측 방향으로 선회하여, 버킷 (8) 전부가 수평 방향 소정 범위 (AS) 에 들어간 경우, 처리부 (44) 는 칼날끝 궤적 (TLi) 을 원래로 되돌린다. 즉, 처리부 (44) 는 칼날끝 궤적 (TLi) 의 모든 것을 표시한다. 그 결과, 도 18 에서 나타낸 칼날끝 궤적 TLi′와 TLi 가 칼날끝 궤적 (TLi) 으로서 모두 표시된다. 또한, 버킷 (8) 전부가 수평 방향 소정 범위 (AS) 로부터 나온 경우, 칼날끝 궤적 (TLi) 의 모든 표시가 소거된다. 또한, 본 예는, 유압 쇼벨 (100) 전체가 선회한 경우이지만, 주행 장치 (5) 는 동작시키지 않고, 상부 선회체 (3) 만 선회한 경우도 동일하다.

이와 같이 함으로써, 유압 쇼벨 (100) 의 오퍼레이터가 굴삭 이외의 작업을 실시하는 경우, 칼날끝 궤적 (TLi) 의 적어도 일부가 소거됨으로써, 굴삭 작업에 관계가 없는 표시는 화면 (42P) 에 표시되지 않게 된다. 그 결과, 표시부 (42) 의 화면 (42P) 를 확인하는 오퍼레이터에게 번잡한 인상을 줄 가능성을 저감시킬 수 있다. 굴삭 이외의 작업을 실시하는 경우란, 예를 들어, 버킷 (8) 이 굴삭한 토사 등을 덤프 트럭 등에 적재하기 위해서 유압 쇼벨 (100) 을 선회시킨 경우이다. 다음으로, 버킷 (8) 이 이동한 경우에 있어서의 칼날끝 궤적 (TLi) 의 표시 제어의 처리 순서에 대하여 설명한다.

버킷 (8) 과 수평 방향 소정 범위 (AS) 의 관계에 대하여, 도 19 ∼ 도 22, 도 24a, 도 24b 를 이용하여 설명한다. 도 19 는, 버킷 (8) 이 이동한 경우에 있어서의 칼날끝 궤적 (TLi) 의 표시 제어의 처리 순서의 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 도 20 내지 도 22, 도 24a 및 도 24b 는 버킷 (8) 과 수평 방향 소정 범위 (AS) 의 관계를 나타내는 도면이다. 도 20 ∼ 도 22, 도 24a 및 도 24b 의 부호 LC 는 유압 쇼벨 (100) 측을 나타내고, 부호 TC 는 유압 쇼벨 (100) 의 작업기 (2) 의 붐 (6) 이 향하고 있는 방향으로서 유압 쇼벨 (100) 로부터 떨어진 측을 나타낸다. 단계 S201 에 있어서, 도 4 에 나타내는 표시 제어 장치 (39) 의 처리부 (44) 는, 칼날끝 궤적 (TLi) 을 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시 중인 경우 (단계 S201, 예), 처리를 단계 S202 로 진행한다. 칼날끝 궤적 (TLi) 이 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시 중이 아닌 경우 (단계 S201, 아니오), 처리부 (44) 는 칼날끝 궤적 (TLi) 의 표시 제어를 종료한다.

단계 S202 에 있어서, 처리부 (44) 는, 버킷 (8) 의 현재 위치를 구하고, 구한 버킷 (8) 의 현재 위치가 수평 방향 소정 범위 (AS) 내에 있는지 여부를 판단한다. 버킷 (8) 의 현재 위치는, 상기 서술한 버킷 (8) 의 칼날끝 (P3) 위치를 구하는 수법을 이용하여 구할 수 있다. 즉, 칼날끝 (P3) 의 좌표를 버킷 (8) 의 구하고자 하는 위치의 좌표로 바꿔놓으면 된다.

버킷 (8) 이 수평 방향 소정 범위 (AS) 내에 있는 경우 (단계 S202, 예), 처리부 (44) 는 처리를 단계 S203 으로 진행한다. 버킷 (8) 이 수평 방향 소정 범위 (AS) 내에 있는 경우에는, 예를 들어, 도 20, 도 21, 도 24a, 도 24b 에 나타내는 바와 같은 경우이다. 도 21 은 버킷 (8) 의 모서리부 (8C) 가 버킷 (8) 의 우측에 존재하는 경계 획선 (Lr) 과 접하고 있는 상태를 나타내고 있다. 이 경우도, 버킷 (8) 이 경계 획선 (Lr) 을 넘지 않는 한, 버킷 (8) 은 수평 방향 소정 범위 (AS) 내에 있다. 이러한 경우, 단계 S203 에 있어서, 처리부 (44) 는 칼날끝 궤적 (TLi) 의 표시를 현상 그대로 유지한다.

버킷 (8) 의 현재 위치가 수평 방향 소정 범위 (AS) 내에 없는 경우, 즉, 수평 방향 소정 범위 (AS) 외에 있는 경우 (단계 S202, 아니오), 처리부 (44) 는 처리를 단계 S204 로 진행한다. 버킷 (8) 이 수평 방향 소정 범위 (AS) 외에 있는 경우에는, 예를 들어, 도 22 에 나타내는 바와 같은 경우이다. 이 경우, 버킷 (8) 의 단부 (8T) 가, 버킷 (8) 의 우측에 존재하는 경계 획선 (Lr) 과 교차하고 있고, 버킷 (8) 의 일부가 수평 방향 소정 범위 (AS) 외에 있다. 이러한 경우, 단계 S204 에 있어서, 처리부 (44) 는, 수평 방향 소정 범위 (AS) 내에 존재하는 버킷 (8) 과의 위치 관계에 따라 칼날끝 궤적 (TLi) 을 소거한다.

처리부 (44) 가 칼날끝 궤적 (TLi) 의 적어도 일부를 소거하는 경우에 처리부 (44) 가 소거하는 범위에 대하여, 도 22 를 이용하여 설명한다. 상기 서술한 바와 같이, 도 22 에 나타내는 예는, 버킷 (8) 의 일부가 수평 방향 소정 범위 (AS) 외에 있다. 이 경우, 처리부 (44) 는, 수평 방향 소정 범위 (AS) 내에 있는 부분에서 가장 유압 쇼벨 (100) 로부터 떨어져 있는 위치 (이 예에서는 부호 TC 측에 있어서의 버킷 (8) 의 모서리부 (8C)) 를 기준으로 하여, 이 위치보다 유압 쇼벨 (100) 로부터 떨어져 있는 칼날끝 궤적 (TLi) 의 부분을 소거한다. 또, 처리부 (44) 는, 단부 (8T) 가 버킷 (8) 의 우측에 존재하는 경계 획선 (Lr) 과 교차하는 위치 (CP) 를 기준으로 하여, 이 위치보다 유압 쇼벨 (100) 로부터 떨어져 있는 칼날끝 궤적 (TLi) 의 부분을 소거해도 된다.

도 22 에 나타내는 수평 방향 소정 범위 (AS) 에 해칭으로 나타낸 영역 (AT2) 은 소정 범위 (AI) 에 칼날끝 궤적 (TLi) 이 표시된 영역이다. 이 예에 있어서, 버킷 (8) 의 모서리부 (8C) 를 기준으로 하는 것보다 위치 (CP) 를 기준으로 한 쪽이, 경계 획선 (Ll, Lr) 의 연장 방향에 있어서의 영역 (AT2) 의 길이는 작아지므로 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시되는 칼날끝 궤적 (TLi) 의 길이도 짧아진다.

또, 처리부 (44) 가 칼날끝 궤적 (TLi) 의 적어도 일부를 소거하는 다른 예를 나타낸다. 여기서, 칼날끝 궤적 (TLi) 을 소거하는 범위에 대하여, 도 24a, 도 24b 를 이용하여 설명한다. 도 24a 에는, 버킷 (8) 의 일부가 수평 방향 소정 범위 (AS) 외에 있는 모습을 나타내지만, 도 24b 에 나타내는 바와 같이, 버킷 (8) 이 수평 방향 소정 범위 (AS) 외로 나오지 않아도, 이하에 설명하는 처리에 의하면, 칼날끝 궤적 (TLi) 의 적어도 일부를 소거할 수 있다.

칼날끝 궤적 (TLi) 의 적어도 일부를 소거함에 있어서, 처리부 (44) 는 이하의 처리를 실시한다. 처리부 (44) 는, 먼저, 경계 획선 (Lr) 과 버킷 (8) 의 폭 방향의 중심선 (CLB) 의 교점 (PM1) 을 구한다. 다음으로, 처리부 (44) 는 그 경계 획선 (Lr) 상의 교점 (PM1) 으로부터 중심선 (CLB) 에 대한 수선 (VL) 을 긋는다. 또한, 처리부 (44) 는 버킷 (8) 의 폭 방향 중심축 (Cl) 과 수선 (VL) 의 교점 (PM2) 을 구한다. 그 결과, 처리부 (44) 는, 수평 방향 소정 범위 (AS) 내에 있는 부분에서 가장 유압 쇼벨 (100) 로부터 떨어져 있는 위치 (이 예에서는 교점 (PM2)) 를 기준으로 하여, 이 위치보다 유압 쇼벨 (100) 로부터 떨어져 있는 칼날끝 궤적 (TLi) 의 부분을 소거한다. 도 24a, 도 24b 에 나타내는 수평 방향 소정 범위 (AS) 에 해칭으로 나타낸 영역 (AT3) 은 소정 범위 (AI) 에 칼날끝 궤적 (TLi) 이 표시된 영역이다.

본 실시형태에 있어서는, 버킷 (8) 의 적어도 일부가 수평 방향 소정 범위 (AS) 에 있는지 여부에 기초하여 칼날끝 궤적 (TLi) 의 적어도 일부를 소거했지만, 칼날끝 궤적 (TLi) 의 적어도 일부를 소거하는 조건은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 유압 쇼벨 (100) 의 상부 선회체 (3) 가 선회한 것 또는 유압 쇼벨의 차량 본체 (1) 가 이동한 것 (동일한 위치에서의 선회 또는 상이한 위치로의 이동을 포함한다) 등을, 칼날끝 궤적 (TLi) 의 적어도 일부를 소거하는 조건으로 해도 된다. 버킷 (8) 의 적어도 일부가 수평 방향 소정 범위 (AS) 에 있는지 여부는, 버킷 (8) 의 위치를 구할 필요가 있지만, 상부 선회체 (3) 의 선회 및 유압 쇼벨 (100) 의 이동은, 유압 쇼벨 (100) 의 차량 정보 (도시되지 않은 선회 위치 검출 센서로부터 얻어지는 선회 위치 정보 등) 로부터 취득할 수 있기 때문에, 그 필요는 없다. 이 때문에, 상부 선회체 (3) 의 선회 또는 유압 쇼벨 (100) 의 이동을, 칼날끝 궤적 (TLi) 의 적어도 일부를 소거하는 조건으로 함으로써, 이 조건의 판정이 용이해진다.

도 17 에 나타내는, 수평 방향 소정 범위 (AS) 의 폭 방향에 있어서의 치수 Wr＋Wl 은 버킷 (8) 의 폭 (W) 보다 크게, 본 실시형태에서는 2 배로 하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 유압 쇼벨 (100) 의 진동 또는 상부 선회체 (3) 가 약간 선회한 경우 등의 원인으로, 버킷 (8) 의 적어도 일부가 수평 방향 소정 범위 (AS) 외로 나온 후, 곧바로 수평 방향 소정 범위 (AS) 내로 되돌아가는 경우가 있다. 이러한 경우, 치수 Wr＋Wl 을 버킷 (8) 의 폭 (W) 과 동일하게 하면, 칼날끝 궤적 (TLi) 의 적어도 일부의 소거와 표시가 빈번하게 전환되어, 유압 쇼벨 (100) 의 오퍼레이터에게 번거로움을 줄 가능성이 있다. 치수 Wr＋Wl 을 버킷 (8) 의 폭 (W) 보다 크게 함으로써, 전술한 전환의 빈도를 저감할 수 있다. 치수 Wr＋Wl 을 버킷 (8) 의 폭 (W) 의 2 배 이상, 바람직하게는 2 배로 함으로써, 칼날끝 궤적 (TLi) 의 적어도 일부의 소거와 표시의 빈번한 전환을 억제할 수 있다.

이상, 본 실시형태를 설명했지만, 상기 서술한 내용에 의해 본 실시형태가 한정되는 것은 아니다. 또, 상기 서술한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것, 소위 균등한 범위의 것이 포함된다. 또한, 상기 서술한 구성 요소는 적절히 조합하는 것이 가능하다. 또한, 본 실시형태의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소의 여러 가지 생략, 치환 또는 변경을 실시할 수 있다.

예를 들어, 각 안내 화면의 내용은 상기의 것에 한정되지 않고, 적절히 변경되어도 된다. 또, 표시 제어 장치 (39) 의 기능의 일부 또는 전부가 유압 쇼벨 (100) 의 외부에 배치된 컴퓨터에 의해 실행되어도 된다. 또, 목표 작업 대상은, 상기 서술한 바와 같은 평면에 한정되지 않고, 점, 선 또는 3 차원 형상이어도 된다. 표시 입력 장치 (38) 의 입력부 (41) 는 터치 패널식의 것에 한정되지 않고, 하드 키나 스위치 등의 조작 부재에 의해 구성되어도 된다.

상기 실시형태에서는, 작업기 (2) 는, 붐 (6), 아암 (7), 버킷 (8) 을 갖고 있지만, 작업기 (2) 는 이것에 한정되지 않고, 적어도 버킷 (8) 을 갖는 것이면 된다. 또, 상기 실시형태에서는, 제 1 스트로크 센서 (16), 제 2 스트로크 센서 (17) 및 제 3 스트로크 센서 (18) 에 의해, 붐 (6), 아암 (7), 버킷 (8) 의 경사각을 검출하고 있는데, 경사각의 검출 수단은 이들에 한정되지 않는다. 예를 들어, 붐 (6), 아암 (7), 버킷 (8) 의 경사각을 검출하는 각도 센서가 구비되어도 된다.

상기 실시형태에서는 버킷 (8) 을 갖고 있는데, 버킷은 이것에 한정되지 않고, 틸트 버킷이어도 된다. 틸트 버킷이란, 버킷 틸트 실린더를 구비하고, 버킷이 좌우로 틸트 경사짐으로써 유압 쇼벨이 경사지에 있어도, 사면, 평지를 자유로운 형태로 성형, 정지 (整地) 를 할 수 있고, 저판 플레이트에 의한 전압 (轉壓) 작업도 할 수 있는 버킷이다.

1 : 차량 본체
2 : 작업기
3 : 상부 선회체
4 : 운전실
5 : 주행 장치
8 : 버킷
8B : 칼날
19 : 위치 검출부
21, 22 : 안테나
23 : 3 차원 위치 센서
24 : 경사각 센서
28 : 굴삭 기계의 표시 시스템 (표시 시스템)
38 : 표시 입력 장치
39 : 표시 제어 장치
41 : 입력부
42 : 표시부
42P : 화면
43 : 기억부
44 : 처리부
45 : 설계면
46 : 소리 발생 장치
70 : 목표면
78 : 선 (목표면 선)
79 : 목표면 선
84 : 그래픽 정보
100 : 유압 쇼벨
AI : 소정 범위
AS : 수평 방향 소정 범위
AT1, AT2 : 영역
Ld : 지중측 획선
Ll, Lr : 경계 획선
Lu : 지표측 획선
P3 : 칼날끝
TLe : 범위 외 궤적
TLi : 칼날끝 궤적

Claims (13)

1. 버킷을 포함하는 작업기와, 상기 작업기가 장착되는 본체부를 갖는 굴삭 기계의 표시 시스템으로서,
   상기 굴삭 기계의 현재 위치 및 자세에 관한 정보를 검출하는 차량 상태 검출부와,
   작업 대상의 설계면의 위치 정보와 목표 형상을 나타내는 목표면의 위치 정보를 기억하는 기억부와,
   상기 버킷과 상기 설계면 및 상기 목표면의 위치 정보를 화면에 표시하는 표시부와,
   상기 굴삭 기계의 현재 위치 및 자세에 관한 정보에 기초하여 상기 버킷의 칼날끝의 위치를 구하고, 상기 목표면과 직교하는 방향에 있어서의 상기 목표면 주위의 소정 범위에 상기 버킷의 적어도 일부가 진입했을 때에, 상기 칼날끝의 위치에 기초하여 구한, 상기 소정 범위 내에 존재하는 상기 칼날끝의 궤적을 상기 표시부의 화면에 표시하는 처리부
   를 포함하는, 굴삭 기계의 표시 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 처리부는,
   상기 소정 범위로부터 상기 버킷이 나온 후, 다시 상기 버킷이 상기 소정 범위에 진입했을 때에, 이미 표시되어 있는 상기 칼날끝의 궤적을 소거하고, 상기 소정 범위에 다시 진입한 상기 버킷의 상기 칼날끝의 궤적을 상기 화면에 표시하는, 굴삭 기계의 표시 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 처리부는,
   상기 목표면에 대해 수직인 방향으로 넓어지는 공간이고 또한 상기 버킷에 의한 굴삭 범위를 포함하는 소정의 범위와 상기 버킷의 위치 관계에 기초하여 상기 궤적의 적어도 일부를 소거하는, 굴삭 기계의 표시 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 굴삭 범위를 포함하는 소정의 범위는 상기 버킷의 폭보다 큰, 굴삭 기계의 표시 시스템.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 처리부는,
   상기 작업기를 탑재하는 상부 선회체가 선회한 것에 기초하여, 상기 궤적의 적어도 일부를 소거하는, 굴삭 기계의 표시 시스템.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 처리부는,
   상기 본체부가 이동한 것에 기초하여 상기 궤적의 적어도 일부를 소거하는, 굴삭 기계의 표시 시스템.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 처리부는,
   상기 목표면이 작업 대상이 아니게 된 경우 또는 상기 목표면이 변경된 경우에, 상기 표시부의 상기 화면에 표시된 상기 궤적을 소거하는, 굴삭 기계의 표시 시스템.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 소정 범위의 크기는 변경 가능한, 굴삭 기계의 표시 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 소정 범위의 크기는 상기 설계면을 시공할 때의 공차에 상당하는 크기인, 굴삭 기계의 표시 시스템.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 버킷의 상기 칼날끝과 상기 목표면 또는 상기 설계면의 거리에 기초하여 경보로서 소리를 알리는, 굴삭 기계의 표시 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 버킷의 상기 칼날끝과 상기 목표면 또는 상기 설계면의 거리에 기초하여 상기 소리를 알리는 양태를 변경하는, 굴삭 기계의 표시 시스템.
12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 처리부는,
    상기 표시부의 상기 화면에 상기 버킷의 칼날끝의 위치를 나타내기 위한 안내용 지표를 표시하는, 굴삭 기계의 표시 시스템.
13. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 굴삭 기계의 표시 시스템을 구비한, 굴삭 기계.

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