KR101762044B1

KR101762044B1 - 굴삭 기계의 표시 시스템, 굴삭 기계 및 화상 표시 방법

Info

Publication number: KR101762044B1
Application number: KR1020157009416A
Authority: KR
Inventors: 다이시 이와나가; 다케시 다카우라; 다이키 아리마츠
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2014-09-09
Filing date: 2014-09-09
Publication date: 2017-07-26
Also published as: JPWO2015030266A1; US20170175362A1; DE112014000225B4; DE112014000225T5; KR20160030465A; CN110905037A; JP5847340B2; WO2015030266A1; CN105992851A; US10161111B2

Abstract

버킷을 포함하는 작업기 및 상기 작업기가 장착되는 본체부를 갖는 굴삭 기계의 표시 시스템으로서, 상기 버킷의 위치 정보를 생성하는 버킷 위치 정보 생성부와, 상기 버킷의 치수 정보 및 시공 대상의 목표 형상을 나타내는 목표 시공면의 정보를 기억하는 기억부와, 상기 목표 시공면의 화상을 화면에 표시하는 표시부와, 상기 버킷을 측면에서 보았을 때의 바닥면에 대응하는 부분을 추출하여 생성된 직선 화상을, 상기 목표 시공면의 화상과 함께 상기 표시부에 표시시키는 처리부를 포함한다.

Description

굴삭 기계의 표시 시스템, 굴삭 기계 및 화상 표시 방법{DISPLAY SYSTEM FOR EXCAVATING EQUIPMENT, EXCAVATING EQUIPMENT, AND IMAGE DISPLAY METHOD}

본 발명은 굴삭 기계의 표시 시스템, 굴삭 기계 및 화상 표시 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 유압 셔블 등의 굴삭 기계는, 오퍼레이터가 조작 레버를 조작함으로써, 버킷을 포함하는 작업기가 구동되어, 작업 대상의 지면 등을 굴삭한다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 버킷의 바닥부의 구배를 화면에 수치로 나타내는 것이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 평10-103925호

유압 셔블 등의 굴삭 기계를 사용하여 시공 대상의 설계면의 일부를 목표 시공면으로 하고, 목표 시공면이 형성되도록 시공 대상의 지면을 굴삭하는 경우, 굴삭 기계의 오퍼레이터는 목표 시공면과 작업기의 위치 관계에 관한 정보를 필요로 한다. 특허문헌 1 에 기재된 기술은, 버킷의 바닥부의 구배가 수치로 나타나지만, 오퍼레이터에게 목표 시공면과 버킷을 포함하는 작업기와의 위치 관계에 관한 정보를 이해하기 쉽게 제공하지 못할 가능성이 있다.

본 발명은 굴삭 기계의 오퍼레이터가 시공을 진행함에 있어서, 오퍼레이터 에 대해 시공 상태에 관한 정보를 이해하기 쉽게 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 버킷을 포함하는 작업기 및 상기 작업기가 장착되는 본체부를 갖는 굴삭 기계의 표시 시스템으로서, 상기 버킷의 위치 정보를 생성하는 버킷 위치 정보 생성부와, 상기 버킷의 치수 정보 및 시공 대상의 목표 형상을 나타내는 목표 시공면의 정보를 기억하는 기억부와, 상기 목표 시공면의 화상을 화면에 표시하는 표시부와, 상기 버킷을 측면에서 보았을 때의 바닥면에 대응하는 부분을 추출하여 생성된 직선 화상을, 상기 목표 시공면의 화상과 함께 상기 표시부에 표시시키는 처리부를 포함하는 굴삭 기계의 표시 시스템이다.

상기 처리부는, 상기 버킷의 화상을 상기 직선 화상과는 별개로 생성하여, 상기 직선 화상과는 상이한 표시 형태로 상기 직선 화상과 함께 상기 표시부에 표시시키는 것이 바람직하다.

상기 표시부는, 추가로 상기 버킷의 화상을 상기 직선 화상과 함께 표시하는 것이 바람직하다.

상기 처리부는, 상기 버킷의 바닥면과 상기 목표 시공면의 각도에 따라 상기 직선 화상의 표시 양태를 상이하게 하는 것이 바람직하다.

상기 처리부는, 상기 버킷의 바닥면과 상기 목표 시공면의 거리에 따라 상기 직선 화상의 표시 양태를 상이하게 하는 것이 바람직하다.

본 발명은 버킷을 포함하는 작업기 및 상기 작업기가 장착되는 본체부를 갖는 굴삭 기계의 표시 시스템으로서, 상기 버킷의 날끝의 위치 정보를 생성하는 버킷 위치 정보 생성부와, 상기 버킷의 치수 정보 및 시공 대상의 목표 형상을 나타내는 목표 시공면의 정보를 기억하는 기억부와, 상기 버킷의 화상 및 상기 목표 시공면의 화상을 화면에 표시하는 표시부와, 상기 버킷을 측면에서 보았을 때의 화상 및 상기 목표 시공면의 화상을 상기 표시부에 표시시키고, 또한, 상기 버킷의 위치 정보 및 상기 버킷의 치수 정보를 사용하여, 상기 버킷을 측면에서 보았을 때의 바닥면에 대응한 위치에 직선 화상을 생성하여 상기 표시부에 표시시키는 처리부와, 상기 직선 화상의 표시와 비표시를 전환하는 표시 전환 장치를 포함하는 굴삭 기계의 표시 시스템이다.

본 발명은 버킷을 포함하는 작업기 및 상기 작업기가 장착되는 본체부를 갖는 굴삭 기계의 표시 시스템으로서, 상기 버킷의 위치 정보를 생성하는 버킷 위치 정보 생성부와, 상기 버킷의 치수 정보 및 시공 대상의 목표 형상을 나타내는 목표 시공면의 정보를 기억하는 기억부와, 상기 목표 시공면의 화상을 화면에 표시하는 표시부와, 상기 버킷을 측면에서 보았을 때의 바닥면에 대응하는 부분을 나타내는 직선 화상과, 상기 직선 화상과는 상이한 표시 형태로, 상기 바닥면에 대응하는 부분 이외의 상기 버킷의 화상을 상기 표시부에 표시시키는 처리부를 포함하는 굴삭 기계의 표시 시스템이다.

본 발명은 전술한 굴삭 기계의 표시 시스템을 구비한 굴삭 기계이다.

본 발명은 버킷을 포함하는 작업기와, 상기 작업기가 장착되는 본체부와, 적어도 시공 대상의 목표 형상을 나타내는 목표 시공면의 화상을 화면에 표시하는 표시부를 갖는 굴삭 기계의 상기 표시부에 화상을 표시시킴에 있어서, 상기 목표 시공면의 화상을 상기 표시부에 표시하는 것과, 상기 버킷을 측면에서 보았을 때의 상기 바닥면에 대응하는 부분을 추출하여 직선 화상을 생성하고 상기 표시부에 표시하는 것을 포함하는 화상 표시 방법이다.

본 발명은 굴삭 기계의 오퍼레이터가 시공을 진행함에 있어서, 오퍼레이터 에 대해 시공 상태에 관한 정보를 이해하기 쉽게 제공할 수 있다.

도 1 은, 본 실시형태에 관련된 유압 셔블의 사시도이다.
도 2 는, 유압 셔블의 측면도이다.
도 3 은, 유압 셔블의 배면도이다.
도 4 는, 유압 셔블이 구비하는 제어계를 나타내는 블록도이다.
도 5 는, 설계 지형 데이터에 의해 나타나는 설계 지형을 나타내는 도면이다.
도 6 은, 안내 화면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7a 은, 안내 화면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7b 는, 안내 화면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8 은, 직선 화상을 표시부에 표시함에 있어서, 버킷의 위치 정보를 구하는 수법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 는, 직선 화상을 표시부에 표시함에 있어서, 버킷의 위치 정보를 구하는 수법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은, 직선 화상을 생성하기 위해 필요한 버킷의 정보를 나타내는 측면도이다.
도 11 은, 버킷의 바닥면의 길이를 구하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 는, 법면 시공용의 버킷으로부터 직선 화상을 생성하기 위해 필요한 정보를 나타내는 측면도이다.

본 발명을 실시하기 위한 형태 (실시형태) 에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

＜굴삭 기계의 전체 구성＞

도 1 은, 본 실시형태에 관련된 유압 셔블 (100) 의 사시도이다. 도 2 는, 유압 셔블 (100) 의 측면도이다. 도 3 은, 유압 셔블 (100) 의 배면도이다. 도 4 는, 유압 셔블 (100) 이 구비하는 제어계를 나타내는 블록도이다. 도 5 는, 설계 지형 데이터에 의해 나타나는 설계 지형을 나타내는 도면이다.

본 실시형태에 있어서, 굴삭 기계로서의 유압 셔블 (100) 은 본체부로서의 차량 본체 (1) 와 작업기 (2) 를 갖는다. 차량 본체 (1) 는 선회체로서의 상부 선회체 (3) 와 주행 장치 (5) 를 갖는다. 상부 선회체 (3) 는 기계실 (3EG) 의 내부에, 도시되지 않은 동력 발생 장치 및 유압 펌프 등의 장치를 수용하고 있다. 기계실 (3EG) 은 상부 선회체 (3) 의 일단측에 배치되어 있다.

본 실시형태에 있어서, 유압 셔블 (100) 은, 예를 들어 디젤 엔진 등의 내연 기관을 동력 발생 장치로 하고 있지만, 유압 셔블 (100) 은 이와 같은 것에 한정되지 않는다. 유압 셔블 (100) 은, 예를 들어, 내연 기관과 발전 전동기와 축전 장치를 조합한, 이른바 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 재치 (載置) 되어 있다. 즉, 운전실 (4) 은 기계실 (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. 상부 선회체 (3) 아래에는, 주행 장치 (5) 가 구비되어 있다. 주행 장치 (5) 는 무한 궤도 (5a, 5b) 를 가지고 있다. 주행 장치 (5) 는, 유압 모터 (5c) 가 구동되고, 무한 궤도 (5a, 5b) 가 회전함으로써 주행하여, 유압 셔블 (100) 을 주행시킨다. 작업기 (2) 는 상부 선회체 (3) 의 운전실 (4) 의 측방측에 장착되어 있다.

또한, 유압 셔블 (100) 은, 무한 궤도 (5a, 5b) 대신에 타이어를 구비하고, 도시되지 않은 디젤 엔진의 구동력을 트랜스 미션을 통하여 타이어에 전달하여 주행 가능한 주행 장치를 구비한 것이어도 된다. 예를 들어 이와 같은 형태의 유압 셔블 (100) 로서 휠식 유압 셔블이어도 된다.

상부 선회체 (3) 는 작업기 (2) 및 운전실 (4) 이 배치되어 있는 측이 앞이고, 기계실 (3EG) 이 배치되어 있는 측이 뒤이다. 앞을 향하여 좌측이 상부 선회체 (3) 의 왼쪽이고, 앞을 향하여 우측이 상부 선회체 (3) 의 오른쪽이다. 또, 유압 셔블 (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 셔블 (100) 이 수평면에 설치되어 있는 경우, 아래는 연직 방향, 즉 중력의 작용 방향측이고, 위는 연직 방향과는 반대측이다. 상부 선회체 (3) 위에는 난간 (9) 이 형성되어 있다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 난간 (9) 에는, RTK-GNSS (Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite Systems, GNSS 는 전지구 항법 위성 시스템을 말한다) 용의 2 개의 안테나 (21, 22) (이하, 적절히 GNSS 안테나 (21, 22) 라고 한다) 가 착탈 가능하게 장착되어 있다.

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 회동 (回動) 가능하게 장착되어 있다. 아암 (7) 의 기단부는, 아암 핀 (14) 을 개재하여 붐 (6) 의 선단부에 회동 가능하게 장착되어 있다. 아암 (7) 의 선단부에는, 버킷 핀 (15) 을 개재하여 버킷 (8) 이 장착되어 있다.

버킷 (8) 은 복수의 날 (8B) 을 구비하고 있다. 복수의 날 (8B) 은, 버킷 (8) 의 버킷 핀 (15) 이 장착되는 측과는 반대측의 단부, 즉 버킷 (8) 의 버킷 핀 (15) 이 장착되는 측으로부터 가장 떨어진 단부에 장착되어 있다. 복수의 날 (8B) 은, 버킷 핀 (15) 과 평행한 방향으로 1 열로 배열되어 있다. 날끝 (8T) 은 날 (8B) 의 선단부이다. 날끝 (8T) 은 작업기 (2) 가 굴삭력을 발생시키는 버킷 (8) 의 선단이다.

버킷 (8) 은 핀 (16) 을 개재하여 버킷 실린더 (12) 와 연결되어 있고, 버킷 실린더 (12) 가 신축됨으로써 버킷 (8) 이 회동한다. 요컨대, 버킷 (8) 은, 아암 (7) 의 연장 방향과 직교하는 축을 중심으로 하여 회동한다. 붐 핀 (13) 과 아암 핀 (14) 과 버킷 핀 (15) 은, 모두 평행한 위치 관계로 배치되어 있다. 즉, 각각의 핀의 중심축은, 서로 평행한 위치 관계로 되어 있다.

또한, 이하에 나타내는 「직교」란, 공간 상에서, 2 개의 선 (또는 축) 끼리, 선 (또는 축) 과 면 또는 면과 면과 같은 2 개의 대상이 직교하는 위치 관계를 의미한다. 예를 들어, 하나의 선 (또는 축) 이 포함되는 평면과, 다른 선 (또는 축) 이 포함되는 평면이 평행이고, 그들의 면 중 어느 면에 대해 수직 방향에서 본 경우, 하나의 선과 다른 선이 직교하고 있는 상태도, 하나의 선과 다른 선은 직교하고 있다고 표현한다. 선 (축) 과 면이 직교하고 있는 상태, 면과 면이 직교하고 있는 상태도 마찬가지로 직교하고 있다고 표현한다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 붐 (6) 의 길이, 즉, 붐 핀 (13) 의 중심 축선으로부터 아암 핀 (14) 의 중심 축선까지의 길이는 L1 이다. 아암 (7) 의 길이, 즉, 아암 핀 (14) 의 중심 축선으로부터 버킷 핀 (15) 의 중심 축선 (AX1) 까지의 길이는 L2 이다. 버킷 (8) 의 길이, 즉, 버킷 핀 (15) 의 중심 축선 (AX1) 으로부터 날끝 (8T) 까지의 길이는 L3 이다. 버킷 (8) 의 길이는, 버킷 핀 (15) 의 중심 축선 (AX1) 과 직교하고, 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 을 지나는 축선 (AX3) 을 따른 길이이다.

도 1 에 나타내는 붐 실린더 (10) 와 아암 실린더 (11) 와 버킷 실린더 (12) 는, 각각 작동유의 압력 (이하, 적절히 유압이라고 한다) 또는 유량에 따라 신축과 속도가 조정되어 동작하는 유압 실린더이다. 붐 실린더 (10) 는 붐 (6) 을 동작시키는 것으로, 붐 핀 (13) 의 중심축을 중심으로 하여 붐 (6) 을 상하로 회동시킨다. 아암 실린더 (11) 는 아암 (7) 을 동작시키는 것이며, 아암 핀 (14) 의 중심축을 중심으로 하여 아암 (7) 을 회동시킨다. 버킷 실린더 (12) 는 버킷 (8) 을 동작시키는 것이며, 버킷 핀 (15) 의 중심축을 중심으로 하여 버킷 (8) 을 회동시킨다. 붐 실린더 (10), 아암 실린더 (11) 및 버킷 실린더 (12) 등의 유압 실린더와, 도 4 에 나타내는 유압 펌프 (47) 사이에는, 도 4 에 나타내는 작업용 제어 밸브 (37W) 가 배치되어 있다. 후술하는 작업기용 전자 제어 장치 (26) 가 작업용 제어 밸브 (37W) 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 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 붐 (6) 과 아암 (7) 과 버킷 (8) 에는, 각각 제 1 스트로크 센서 (18A) 와 제 2 스트로크 센서 (18B) 와 제 3 스트로크 센서 (18C) 가 형성되어 있다. 이들 제 1 스트로크 센서 (18A), 제 2 스트로크 센서 (18B) 및 제 3 스트로크 센서 (18C) 는, 작업기 (2) 의 자세를 검출하는 자세 검출부이다. 제 1 스트로크 센서 (18A) 는 붐 실린더 (10) 의 스트로크 길이를 검출한다.

도 4 에 나타내는 표시 제어 장치 (39) 는, 제 1 스트로크 센서 (18A) 가 검출한 붐 실린더 (10) 의 스트로크 길이로부터, 후술하는 차량 본체 좌표계의 Za 축에 대한 붐 (6) 의 경사 각도 (θ1) 를 산출한다. 제 2 스트로크 센서 (18B) 는, 아암 실린더 (11) 의 스트로크 길이를 검출한다. 표시 제어 장치 (39) 는, 제 2 스트로크 센서 (18B) 가 검출한 아암 실린더 (11) 의 스트로크 길이로부터, 붐 (6) 에 대한 아암 (7) 의 경사 각도 (θ2) 를 산출한다. 제 3 스트로크 센서 (18C) 는, 버킷 실린더 (12) 의 스트로크 길이를 검출한다. 표시 제어 장치 (39) 는, 제 3 스트로크 센서 (18C) 가 검출한 버킷 실린더 (12) 의 스트로크 길이로부터, 아암 (7) 에 대한 버킷 (8) 의 경사 각도 (θ3) 를 산출한다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 차량 본체 (1) 는 위치 검출부 (19) 를 구비한다. 위치 검출부 (19) 는 유압 셔블 (100) 의 현재 위치를 검출한다. 위치 검출부 (19) 는, GNSS 안테나 (21, 22) 와, 글로벌 좌표 연산부 (23) 와, 경사 각도 센서 (24) 를 포함한다. 위치 검출부 (19) 는, 3 차원 위치 센서를 포함하고 있어도 된다. GNSS 안테나 (21, 22) 는 차량 본체 (1), 보다 구체적으로는 상부 선회체 (3) 위에 설치된다. 본 실시형태에 있어서, GNSS 안테나 (21, 22) 는, 예를 들어, 도 2 및 도 3 에 나타내는 차량 본체 좌표계 [Xa, Ya, Za] 의 Ya 축과 평행한 축선을 따라 일정 거리만큼 떨어져 설치된다.

상부 선회체 (3) 그리고 이것에 장착되는 작업기 (2) 및 버킷 (8) 은, 소정의 선회 중심축을 중심으로 하여 회동한다. 차량 본체 좌표계 [Xa, Ya, Za] 는 차량 본체 (1) 의 좌표계이다. 본 실시형태에 있어서, 차량 본체 좌표계 [Xa, Ya, Za] 는, 작업기 (2) 등의 선회 중심축을 Za 축으로 하고, Za 축과 직교하고, 또한 작업기 (2) 의 동작 평면과 평행한 축을 Xa 축으로 하고, Za 축과 Xa 축에 직교하는 축을 Ya 축으로 한다. 작업기 (2) 의 동작 평면이란, 예를 들어, 붐 핀 (13) 과 직교하는 평면이다. Xa 축은 상부 선회체 (3) 의 전후 방향에 대응하고, Ya 축은 상부 선회체 (3) 의 폭 방향에 대응한다.

GNSS 안테나 (21, 22) 는, 상부 선회체 (3) 의 위로서, 유압 셔블 (100) 의 전후 방향 (도 2 및 도 3 에 나타내는 차량 본체 좌표계 [Xa, Ya, Za] 의 Xa 축의 방향) 또는 좌우 방향 (도 2 및 도 3 에 나타내는 차량 본체 좌표계 [Xa, Ya, Za] 의 Ya 축의 방향) 으로 떨어진 양단 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서, GNSS 안테나 (21, 22) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 상부 선회체 (3) 의 폭 방향 양측에 각각 장착된 난간 (9) 에 장착된다. GNSS 안테나 (21, 22) 가 상부 선회체 (3) 에 장착되는 위치는 난간 (9) 에 한정되는 것은 아니지만, GNSS 안테나 (21, 22) 는, 가능한 한 떨어진 위치에 설치되는 편이, 유압 셔블 (100) 의 현재 위치의 검출 정밀도가 향상되기 때문에 바람직하다. 또, GNSS 안테나 (21, 22) 는, 오퍼레이터의 시야를 최대한 방해하지 않는 위치에 설치되는 것이 바람직하다. GNSS 안테나 (21, 22) 는, 상부 선회체 (3) 의 위로서, 도 1 에 나타내는 상부 선회체 (3) 의 후단에 형성된 카운터 웨이트 (3CW) 또는 운전실 (4) 의 후방에 설치되어도 된다.

GNSS 안테나 (21, 22) 에서 수신된 GNSS 전파에 따른 신호는, 글로벌 좌표 연산부 (23) 에 입력된다. GNSS 안테나 (21) 는, 자신의 설치 위치를 나타내는 기준 위치 데이터 (P1) 를 측위 위성으로부터 수신한다. GNSS 안테나 (22) 는, 자신의 설치 위치를 나타내는 기준 위치 데이터 (P2) 를 측위 위성으로부터 수신한다. GNSS 안테나 (21, 22) 는, 예를 들어 10 ㎐ 주기로 기준 위치 데이터 (P1, P2) 를 수신한다. 기준 위치 데이터 (P1, P2) 는, GNSS 안테나가 설치되어 있는 위치의 정보이다. GNSS 안테나 (21, 22) 는, 기준 위치 데이터 (P1, P2) 를 수신할 때마다 글로벌 좌표 연산부 (23) 로 출력한다.

글로벌 좌표 연산부 (23) 는, 글로벌 좌표계로 나타내는 2 개의 기준 위치 데이터 (P1, P2) (복수의 기준 위치 데이터) 를 취득한다. 글로벌 좌표 연산부 (23) 는, 2 개의 기준 위치 데이터 (P1, P2) 에 기초하여, 상부 선회체 (3) 의 배치를 나타내는 선회체 배치 데이터를 생성한다. 본 실시형태에 있어서, 선회체 배치 데이터에는, 2 개의 기준 위치 데이터 (P1, P2) 의 일방의 기준 위치 데이터 (P) 와, 2 개의 기준 위치 데이터 (P1, P2) 에 기초하여 생성된 선회체 방위 데이터 (Q) 가 포함된다. 선회체 방위 데이터 (Q) 는, GNSS 안테나 (21, 22) 가 취득한 기준 위치 데이터 (P) 로부터 결정되는 방위가, 글로벌 좌표의 기준 방위 (예를 들어 북쪽) 에 대해 이루는 각에 기초하여 결정된다. 선회체 방위 데이터 (Q) 는, 상부 선회체 (3), 즉 작업기 (2) 가 향하고 있는 방위를 나타내고 있다. 글로벌 좌표 연산부 (23) 는, 예를 들어 10 ㎐ 의 주파수로 GNSS 안테나 (21, 22) 로부터 2 개의 기준 위치 데이터 (P1, P2) 를 취득할 때마다 선회체 배치 데이터, 즉 기준 위치 데이터 (P) 와 선회체 방위 데이터 (Q) 를 갱신하여, 표시 제어 장치 (39) 로 출력한다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 경사 각도 센서 (24) 는 상부 선회체 (3) 에 장착되어 있다. 경사 각도 센서 (24) 는, 중력이 작용하는 방향, 즉 연직 방향 (Ng) 에 대한 차량 본체 (1) 의 폭 방향의 경사 각도 (θ4) (이하, 적절히 롤 각도 (θ4) 라고 한다) 를 검출한다. 경사 각도 센서 (24) 는, 예를 들어, IMU (Inertial Measurement Unit : 관성 계측 장치) 여도 된다. 본 실시형태에 있어서, 버킷 (8) 의 폭 방향이란, 복수의 날끝 (8T) 을 잇는 직선과 평행한 방향이다. 버킷 (8) 의 폭 방향은, 상부 선회체 (3) 의 폭 방향, 즉 상부 선회체 (3) 의 좌우 방향과 일치한다. 상기 서술한 바와 같이, 차량 상태 검출부로서의 위치 검출부 (19) 및 자세 검출부는, 굴삭 기계, 본 실시형태에서는 유압 셔블 (100) 의 현재 위치 및 자세와 같은 차량 상태를 검출할 수 있다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 유압 셔블 (100) 은, 조작 장치 (25) 와 작업기용 전자 제어 장치 (26) 와 차량 제어 장치 (27) 와 굴삭 기계의 표시 시스템 (이하, 적절히 표시 시스템이라고 한다) (101) 을 구비한다. 조작 장치 (25) 는, 조작부로서의 작업기 조작 부재 (31L, 31R) 및 주행 조작 부재 (33L, 33R) 와, 작업기 조작 검출부 (32L, 32R) 및 주행 조작 검출부 (34L, 34R) 를 갖는다. 본 실시형태에 있어서, 작업기 조작 부재 (31L, 31R) 및 주행 조작 부재 (33L, 33R) 는, 파일럿압 방식의 레버이지만, 이것에 한정되지 않는다. 작업기 조작 부재 (31L, 31R) 및 주행 조작 부재 (33L, 33R) 는, 예를 들어, 전기 방식의 레버여도 된다. 작업기 조작 검출부 (32L, 32R) 및 주행 조작 검출부 (34L, 34R) 는, 조작부로서의 작업기 조작 부재 (31L, 31R) 및 주행 조작 부재 (33L, 33R) 에 대한 입력을 검출하는 조작 검출부로서 기능한다.

작업기 조작 부재 (31L, 31R) 는, 오퍼레이터가 작업기 (2) 또는 상부 선회체 (3) 를 조작하기 위한 부재이며, 예를 들어, 조이스틱과 같은 손잡이 부분과 봉재를 구비한 조작 레버이다. 이와 같은 구조의 작업기 조작 부재 (31L, 31R) 는, 손잡이부를 잡고 전후 좌우로 경도 (傾倒) 시키는 것이 가능하다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 작업기 조작 부재 (31L, 31R) 의 각각에 대해 작업기 조작 검출부 (32L, 32R) 의 각각이 대응하고 있다. 운전실 (4) 내의 도시되지 않은 운전석의 좌우에, 작업기 조작 부재 (31L) 또는 작업기 조작 부재 (31R) 가 설치되어 있다. 예를 들어 왼쪽에 설치된 작업기 조작 부재 (31L) 를 조작함으로써, 아암 (7) 및 상부 선회체 (3) 를 동작시킬 수 있고, 오른쪽에 설치된 작업기 조작 부재 (31R) 를 조작함으로써, 버킷 (8) 및 붐 (6) 을 동작시킬 수 있다.

작업기 조작 검출부 (32L, 32R) 는, 작업기 조작 부재 (31L, 31R) 에 대한 입력, 즉 조작 내용에 따라 파일럿압을 발생시켜, 차량 제어 장치 (27) 가 구비하는 작업용 제어 밸브 (37W) 에 발생한 작동유의 파일럿압을 공급한다. 이 파일럿압의 크기에 따라 작업용 제어 밸브 (37W) 가 동작하여, 도 1 에 나타내는 붐 실린더 (10), 아암 실린더 (11) 및 버킷 실린더 (12) 등에, 도시되지 않은 유압 펌프로부터 작동유가 공급된다. 작업기 조작 부재 (31L, 31R) 가 전기 방식의 레버인 경우, 작업기 조작 검출부 (32L, 32R) 는, 작업기 조작 부재 (31L, 31R) 에 대한 입력, 즉 조작 내용을, 예를 들어, 포텐셔미터 등을 사용하여 검출하고, 입력을 전기 신호 (검출 신호) 로 변환하여 작업기용 전자 제어 장치 (26) 로 보낸다. 작업기용 전자 제어 장치 (26) 는, 이 검출 신호에 기초하여, 작업용 제어 밸브 (37W) 를 제어한다.

주행 조작 부재 (33L, 33R) 는, 오퍼레이터가 유압 셔블 (100) 의 주행을 조작하기 위한 부재이다. 주행 조작 부재 (33L, 33R) 는, 예를 들어, 손잡이부와 봉재를 구비한 조작 레버 (이하, 적절히 주행 레버라 부른다) 이다. 이와 같은 주행 조작 부재 (33L, 33R) 는, 오퍼레이터가 손잡이부를 잡고 전후로 경도시키는 것이 가능하다. 주행 조작 부재 (33L, 33R) 는, 2 개의 조작 레버를 동시에 앞으로 경도시키면 유압 셔블 (100) 이 전진하고, 뒤로 경도시키면 유압 셔블 (100) 은 후진한다. 또, 주행 조작 부재 (33L, 33R) 는, 오퍼레이터가 발로 밟음으로써 조작이 가능한 도시되지 않은 페달로서, 시소식의 페달이다. 페달의 전측 또는 후측 중 어느 것을 밟음으로써 전술한 조작 레버와 마찬가지로 파일럿압이 발생하여, 주행용 제어 밸브 (37D) 가 제어되고, 유압 모터 (5c) 가 구동되어 유압 셔블 (100) 을 전진 또는 후진시킬 수 있다. 2 개의 페달을 동시에, 또한 전측을 밟으면 유압 셔블 (100) 은 전진하고, 후측을 밟으면 유압 셔블 (100) 은 후진 한다. 혹은 편방의 페달의 전측 또는 후측을 밟으면, 무한 궤도 (5a, 5b) 의 편측만이 회전하여, 유압 셔블 (100) 을 선회시킬 수 있다.

이와 같이, 오퍼레이터는, 유압 셔블 (100) 을 주행시키고자 하는 경우, 손으로 조작 레버를 전후로 경도시키거나 또는 발로 페달의 전측 또는 후측을 밟는 것 중 어느 일방을 실행하면, 주행 장치 (5) 의 유압 모터 (5c) 를 구동시킬 수 있다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 주행 조작 부재 (33L, 33R) 의 각각에 대해 주행 조작 검출부 (34L, 34R) 의 각각이 대응하고 있다. 운전실 (4) 내의 도시되지 않은 오퍼레이터 시트의 전방에 좌우로 나란히 주행 조작 부재 (33L, 33R) 가 설치되어 있다. 좌측에 설치된 주행 조작 부재 (33L) 를 조작함으로써, 도 1 에 나타내는 좌측의 유압 모터 (5c) 를 구동시켜 좌측의 무한 궤도 (5b) 를 동작시킬 수 있다. 우측에 설치된 주행 조작 부재 (33R) 를 조작함으로써, 우측의 유압 모터 (5c) 를 구동시켜 우측의 무한 궤도 (5a) 를 동작시킬 수 있다.

주행 조작 검출부 (34L, 34R) 는, 주행 조작 부재 (33L, 33R) 에 대한 입력, 즉 조작 내용에 따라 파일럿압을 발생시켜, 차량 제어 장치 (27) 가 구비하는 주행용 제어 밸브 (37D) 에 발생한 파일럿압을 공급한다. 이 파일럿압의 크기에 따라 주행용 제어 밸브 (37D) 가 동작하여, 도 1 에 나타내는 주행용 유압 모터 (5c) 에 작동유가 공급된다. 주행 조작 부재 (33L, 33R) 가 전기 방식의 레버인 경우, 주행 조작 검출부 (34L, 34R) 는, 주행 조작 부재 (33L, 33R) 에 대한 입력, 즉 조작 내용을, 예를 들어 포텐셔미터 등을 사용하여 검출하고, 입력을 전기 신호 (검출 신호) 로 변환하여 작업기용 전자 제어 장치 (26) 로 보낸다. 작업기용 전자 제어 장치 (26) 는, 이 검출 신호에 기초하여 주행용 제어 밸브 (37D) 를 제어한다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 작업기용 전자 제어 장치 (26) 는, RAM (Random Access Memory) 및 ROM (Read Only Memory) 중 적어도 일방을 포함하는 작업기측 기억부 (35) 및 CPU (Central Processing Unit) 등의 연산부 (36) 를 가지고 있다. 작업기용 전자 제어 장치 (26) 는, 주로 작업기 (2) 및 상부 선회체 (3) 의 동작을 제어한다. 작업기측 기억부 (35) 에는, 작업기 (2) 를 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램, 본 실시형태에 관련된 굴삭 기계의 표시용 컴퓨터 프로그램 및 차량 본체 좌표계의 좌표의 정보 등이 기억되어 있다. 도 4 에 나타내는 표 시 시스템 (101) 은, 작업기용 전자 제어 장치 (26) 와 표시 제어 장치 (39) 가 분리되어 있지만, 이와 같은 형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 시스템 (101) 은, 작업기용 전자 제어 장치 (26) 와 표시 제어 장치 (39) 가 분리되지 않고 일체로 된 제어 장치여도 된다.

차량 제어 장치 (27) 는, 유압 제어 밸브 등을 구비한 유압 기기로서, 주행용 제어 밸브 (37D) 및 작업용 제어 밸브 (37W) 를 가지고 있다. 이들은 비례 제어 밸브로서, 작업기 조작 검출부 (32L, 32R) 및 주행 조작 검출부 (34L, 34R) 로부터의 파일럿압에 의해 제어된다. 작업기 조작 부재 (31L, 31R) 및 주행 조작 부재 (33L, 33R) 가 전기 방식의 레버인 경우, 주행용 제어 밸브 (37D) 및 작업용 제어 밸브 (37W) 는, 작업기용 전자 제어 장치 (26) 로부터의 제어 신호에 기초하여 제어된다.

주행 조작 부재 (33L, 33R) 가 파일럿압 방식의 주행 레버인 경우, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터가 이들에 입력을 주어 조작하면, 주행 조작 검출부 (34L, 34R) 로부터의 파일럿압에 따른 유량의 작동유가 주행용 제어 밸브 (37D) 로부터 유출되어, 주행용 유압 모터 (5c) 에 공급된다. 주행 조작 부재 (33L, 33R) 의 편방 또는 양방이 조작되면, 도 1 에 나타내는 좌우의 유압 모터 (5c) 의 편방 또는 양방이 구동된다. 그 결과, 무한 궤도 (5a, 5b) 중 적어도 일방이 회전하여, 유압 셔블 (100) 이 전후진 주행하거나 또는 선회한다.

차량 제어 장치 (27) 는, 주행용 제어 밸브 (37D) 에 공급되는 파일럿압의 크기를 검출하여 대응하는 전기 신호를 생성하는 유압 센서 (37Slf, 37Slb, 37Srf, 37Srb) 를 구비하고 있다. 유압 센서 (37Slf) 는 좌전진의 파일럿압을 검출하고, 유압 센서 (37Slb) 는 좌후진의 파일럿압을 검출하고, 유압 센서 (37Srf) 는 우전진의 파일럿압을 검출하고, 유압 센서 (37Srb) 는 우후진의 파일럿압을 검출한다. 작업기용 전자 제어 장치 (26) 는, 유압 센서 (37Slf, 37Slb, 37Srf, 37Srb) 가 검출하고, 생성된 작동유의 파일럿압의 크기를 나타내는 전기 신호를 취득한다. 이 전기 신호는, 엔진 또는 유압 펌프의 제어 또는 후술하는 시공 관리 장치의 동작 등에 사용된다. 전술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 작업기 조작 부재 (31L, 31R) 및 주행 조작 부재 (33L, 33R) 는 파일럿압 방식의 레버이다. 이 경우, 유압 센서 (37Slf, 37Slb, 37Srf, 37Srb) 및 후술하는 유압 센서 (37SBM, 37SBK, 37SAM, 37SRM) 가, 조작부로서의 작업기 조작 부재 (31L, 31R) 및 주행 조작 부재 (33L, 33R) 에 대한 입력을 검출하는 조작 검출부로서 기능한다.

작업기 조작 부재 (31L, 31R) 가 파일럿압 방식의 조작 레버인 경우, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터가 이들 조작 레버를 조작하면, 작업기 조작 부재 (31L, 31R) 의 조작에 따라 발생한 파일럿압에 대응한 유량의 작동유가 작업용 제어 밸브 (37W) 로부터 유출된다. 작업용 제어 밸브 (37W) 로부터 유출된 작동유는, 붐 실린더 (10), 아암 실린더 (11), 버킷 실린더 (12) 및 선회 모터 중 적어도 하나에 공급된다. 그리고, 도 1 에 나타내는 붐 실린더 (10), 아암 실린더 (11), 버킷 실린더 (12) 및 선회 모터 중 적어도 하나는, 작업용 제어 밸브 (37W) 로부터 공급된 작동유에 의해 각 실린더는 신축 동작하고, 선회 모터는 선회 구동된다. 그 결과, 작업기 (2) 및 상부 선회체 (3) 중 적어도 일방이 동작된다.

차량 제어 장치 (27) 는, 작업용 제어 밸브 (37W) 에 공급되는 파일럿압의 크기를 검출하여 전기 신호를 생성하는 유압 센서 (37SBM, 37SBK, 37SAM, 37SRM) 를 구비하고 있다. 유압 센서 (37SBM) 는 붐 실린더 (10) 에 대응하는 파일럿압을 검출하고, 유압 센서 (37SAM) 는 아암 실린더 (11) 에 대응하는 파일럿압을 검출하고, 유압 센서 (37SBK) 는 버킷 실린더 (12) 에 대응하는 파일럿압을 검출하고, 유압 센서 (37SRM) 는 선회 모터에 대응하는 파일럿압을 검출한다. 작업기용 전자 제어 장치 (26) 는, 유압 센서 (37SBM, 37SBK, 37SAM, 37SRM) 가 검출하고, 생성된 파일럿압의 크기를 나타내는 전기 신호를 취득한다. 이 전기 신호는, 엔진 또는 유압 펌프의 제어 등에 사용된다.

본 실시형태에 있어서, 작업기 조작 부재 (31L, 31R) 및 주행 조작 부재 (33L, 33R) 는 파일럿압 방식의 조작 레버이지만, 이들은 전기 방식의 레버여도 된다. 이 경우, 작업기용 전자 제어 장치 (26) 는, 작업기 조작 부재 (31L, 31R) 또는 주행 조작 부재 (33L, 33R) 의 조작에 따라 작업기 (2), 상부 선회체 (3) 또는 주행 장치 (5) 를 동작시키기 위한 제어 신호를 생성하여, 차량 제어 장치 (27) 로 출력한다.

차량 제어 장치 (27) 는, 작업기용 전자 제어 장치 (26) 로부터의 제어 신호 에 기초하여 작업용 제어 밸브 (37W) 및 주행용 제어 밸브 (37D) 가 제어된다. 작업기용 전자 제어 장치 (26) 로부터의 제어 신호에 따른 유량의 작동유가 작업용 제어 밸브 (37W) 로부터 유출되어, 붐 실린더 (10), 아암 실린더 (11) 및 버킷 실린더 (12) 중 적어도 하나에 공급된다. 도 1 에 나타내는 붐 실린더 (10), 아암 실린더 (11) 및 버킷 실린더 (12) 는, 작업용 제어 밸브 (37W) 로부터 공급된 작동유에 따라 구동된다. 그 결과, 작업기 (2) 가 동작된다.

＜굴삭 기계의 표시 시스템 (101)＞

굴삭 기계의 표시 시스템 (이하, 적절히 표시 시스템이라고 칭한다) (101) 은, 작업 에어리어 내의 지면을 유압 셔블 (100) 에 의해 굴삭하여 후술하는 설계면과 같은 형상으로 시공하기 위한 정보를 오퍼레이터에게 제공하기 위한 시스템이다. 표시 시스템 (101) 은, 전술한 글로벌 좌표 연산부 (23) 및 경사 각도 센서 (24) 외에, 제 1 스트로크 센서 (18A), 제 2 스트로크 센서 (18B), 제 3 스트로크 센서 (18C) 와 같은 각 스트로크 센서와, 표시 장치로서의 표시 입력 장치 (38) 와, 표시 제어 장치 (39) 와, 작업기용 전자 제어 장치 (26) 와, 경보음을 알리기 위한 스피커 등을 포함하는 소리 발생 장치 (46) 를 포함한다. 또, 표시 시스템 (101) 은, 도 2 에 나타내는 위치 검출부 (19) 를 구비하고 있다. 편의상, 도 4 에는, 위치 검출부 (19) 중 글로벌 좌표 연산부 (23) 및 경사 각도 센서 (24) 를 나타내고 있으며, 2 개의 안테나 (21, 22) 는 생략되어 있다.

표시 입력 장치 (38) 는, 입력부 (41) 와 표시부 (42) 를 갖는 표시 장치이다. 입력부 (41) 의 예로는, 버튼, 키보드 혹은 터치 패널 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 표시부 (42) 의 예로는, LCD (Liquid Crystal Display) 또는 유기 EL (Electro Luminescence) 디스플레이와 같은 표시 패널을 들 수 있다. 표시 입력 장치 (38) 는, 작업기 (2) 를 사용한 굴삭을 실시하기 위한 정보를 오퍼레이터에게 제공하기 위한 안내 화면을 표시한다. 또, 안내 화면에는 각종 키가 표시된다. 조작자로서의 오퍼레이터는, 안내 화면 상의 각종 키에 접촉함으로써, 표시 시스템 (101) 의 각종 기능을 실행시킬 수 있다. 안내 화면에 대해서는 후술한다.

표시 제어 장치 (39) 는, 표시 시스템 (101) 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, 전술한 붐 (6) 의 길이 (L1), 아암 (7) 의 길이 (L2) 및 버킷 (8) 의 길이 (L3) 를 포함한다. 버킷 (8) 이 교환된 경우, 작업기 데이터로서의 버킷 (8) 의 길이 (L3) 는, 교환된 버킷 (8) 의 치수에 따른 값이 입력부 (41) 로부터 입력되어 기억부 (43) 에 기억된다. 또, 작업기 데이터는, 붐 (6) 의 경사 각도 (θ1) 와, 아암 (7) 의 경사 각도 (θ2) 와, 버킷 (8) 의 경사 각도 (θ3) 의 각각의 최소값 및 최대값을 포함한다. 기억부 (43) 에는 화상 표시용의 컴퓨터 프로그램이 기억되어 있다. 처리부 (44) 는, 기억부 (43) 에 기억된 본 실시형태에 관련된 화상 표시용의 컴퓨터 프로그램을 판독하여 실행함으로써, 안내 화면을 표시부 (42) 에 표시시키거나, 굴삭중인 작업기 (2) 및 버킷 (8) 과 목표 시공면의 위치 관계 등에 관한 정보를 표시부 (42) 에 표시시키거나, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터에게 버킷 (8) 의 조작을 안내하기 위한 자세 정보를 표시부 (42) 에 표시시키거나 한다.

표시 제어 장치 (39) 와 작업기용 전자 제어 장치 (26) 는, 무선 또는 유선의 통신 수단을 개재하여 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 정보이며, 도 5 에 나타내는 설계면 (45) 의 정보가 된다. 설계 지형은 작업 대상이 되는 지면의 목표 형상을 나타낸다. 표시 제어 장치 (39) 는, 설계 지형 데이터 및 전술한 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 붙여져 있고, 다른 설계면의 부호는 생략되어 있다. 작업 대상은 이들 설계면 (45) 중 하나 또는 복수이다. 오퍼레이터는 이들 설계면 (45) 중 하나 또는 복수를 목표 시공면 (70) 으로서 선택한다. 목표 시공면 (70) 은 복수의 설계면 (45) 중, 이제부터 굴삭되는 면이다. 목표 시공면 (70) 은 시공 대상의 목표 형상을 나타낸다. 목표 시공면 (70) 은 설계면 (45) 중 하나 또는 복수이며, 설계면 (45) 은 기억부 (43) 에 기억된 설계 지형 데이터에 의해 특정된다. 따라서, 표시 제어 장치 (39) 의 기억부 (43) 는, 목표 시공면 (70) 의 정보를 기억하게 된다. 표시 제어 장치 (39) 는, 목표 시공면 (70) 의 위치를 오퍼레이터에게 알리기 위한 안내 화면을 표시 입력 장치 (38) 에 표시시킨다.

＜안내 화면＞

도 6, 도 7a 및 도 7b 는, 안내 화면의 일례를 나타내는 도면이다. 안내 화면은, 목표 시공면 (70) 과 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 의 위치 관계를 나타내고, 작업 대상인 지면이 목표 시공면 (70) 과 동일한 형상이 되도록 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터에 대해 작업기 (2) 의 조작을 안내시키기 위한 화면이다. 도 6, 도 7a 및 도 7b 에 나타내는 바와 같이, 안내 화면은, 조 (粗) 굴삭 모드의 안내 화면 (이하, 적절히 조굴삭 화면 (53) 이라고 한다) 과, 섬세 굴삭 모드의 안내 화면 (이하, 적절히 섬세 굴삭 화면 (54) 이라고 한다) 을 포함한다.

(조굴삭 화면 (53) 의 일례)

도 6 에 나타내는 조굴삭 화면 (53) 은, 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시된다. 조굴삭 화면 (53) 은, 작업 에어리어의 설계 지형 (목표 시공면 (70) 을 포함하는 설계면 (45)) 과 유압 셔블 (100) 의 현재 위치를 나타내는 정면도 (53a) 와, 목표 시공면 (70) 과 유압 셔블 (100) 의 위치 관계를 나타내는 측면도 (53b) 를 포함한다. 조굴삭 화면 (53) 의 정면도 (53a) 는, 복수의 삼각형 폴리곤에 의해 정면시 (正面視) 에 의한 설계 지형을 표현하고 있다. 도 6 의 정면도 (53a) 에 나타내는 바와 같이, 표시 제어 장치 (39) 는, 복수의 삼각형 폴리곤을 모아 설계면 (45) 또는 목표 시공면 (70) 으로서 표시부 (42) 에 표시시킨다. 도 6 은, 설계 지형이 법면인 경우에, 유압 셔블 (100) 이 법면을 마주 본 상태를 나타내고 있다. 따라서, 정면도 (53a) 는, 유압 셔블 (100) 이 기울어졌을 때에는 설계 지형을 나타내는 설계면 (45) 도 기울어지게 된다. 정면도 (53a) 는, 설계 지형 (목표 시공면 (70) 을 포함하는 설계면 (45)) 과 유압 셔블 (100) 의 현재 위치를 조감도와 같은 3 차원 형태로 표시하는 것이어도 된다.

또, 복수의 설계면 (45) (도 6 에서는 하나에만 부호를 붙이고 있다) 으로부터 목표 작업 대상으로서 선택된 목표 시공면 (70) 은, 다른 설계면 (45) 과 상이한 색으로 표시된다. 또한, 도 6 의 정면도 (53a) 에서는, 유압 셔블 (100) 의 현재 위치가, 유압 셔블 (100) 을 배면에서 본 아이콘 (61) 으로 나타내어져 있지만, 다른 심볼에 의해 나타내어져도 된다. 또, 정면도 (53a) 는, 유압 셔블 (100) 을 목표 시공면 (70) 에 대해 정대 (正對) 시키기 위한 정보를 포함하고 있다. 유압 셔블 (100) 을 목표 시공면 (70) 에 대해 정대시키기 위한 정보는, 정대 컴퍼스 (73) 로서 표시된다. 정대 컴퍼스 (73) 는, 예를 들어, 화살표 형상의 지침 (73I) 이 화살표 (R) 로 나타내는 바와 같이 회전하여, 목표 시공면 (70) 에 대한 정대 방향과 유압 셔블 (100) 을 선회시켜야 하는 방향을 안내하기 위한 도안 또는 아이콘과 같은 자세 정보이다.

자세 정보란, 버킷 (8) 의 자세에 관한 정보이며, 도안, 수치 또는 숫자 등을 포함한다. 유압 셔블 (100) 을 목표 시공면 (70) 에 정대시키기 위해 유압 셔블 (100) 을 조작하여 유압 셔블 (100) (버킷 (8)) 을 목표 시공면 (70) 에 정대시켜도 된다. 예를 들어, 오퍼레이터는, 주행 장치 (5) 를 동작시켜 유압 셔블 (100) 을 이동시켜, 유압 셔블 (100) (버킷 (8)) 을 목표 시공면 (70) 에 정대시켜도 되고, 상부 선회체 (3) 를 선회시켜 유압 셔블 (100) (버킷 (8)) 을 목표 시공면 (70) 에 정대시켜도 된다. 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는, 정대 컴퍼스 (73) 에 의해, 목표 시공면 (70) 에 대한 정대도를 확인할 수 있다. 정대 컴퍼스 (73) 는, 목표 시공면 (70) 에 대한 정대도에 따라 회전하고, 유압 셔블 (100) 또는 버킷 (8) 이 목표 시공면 (70) 과 정대되면, 예를 들어, 오퍼레이터가 보았을 때 지침 (73I) 의 지시 방향이 화면 (42P) 의 상방을 향하도록 되어 있다. 예를 들어, 도 6 에 나타내는 바와 같이 지침 (73I) 이 삼각형 형상인 경우, 삼각형의 정점이 가리키고 있는 방향이, 보다 상방을 나타낼수록, 유압 셔블 (100) 또는 버킷 (8) 이 목표 시공면 (70) 에 보다 정대되어 있는 것을 나타낸다.

이 때문에, 오퍼레이터는, 지침 (73I) 의 회전 각도에 기초하여 유압 셔블 (100) 을 조작함으로써, 용이하게 유압 셔블 (100) 또는 버킷 (8) 을 목표 시공면 (70) 에 대해 정대시킬 수 있다.

조굴삭 화면 (53) 의 측면도 (53b) 는, 목표 시공면 (70) 과 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 의 위치 관계를 나타내는 화상과, 목표 시공면 (70) 과 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 사이의 거리를 나타내는 거리 정보를 포함한다. 구체적으로는, 측면도 (53b) 는, 목표 시공면선 (79) 과, 측면시 (側面視) 에 의한 유압 셔블 (100) 의 아이콘 (75) 을 포함한다. 목표 시공면선 (79) 은 목표 시공면 (70) 의 단면을 나타낸다. 목표 시공면선 (79) 은 도 5 에 나타내는 바와 같이, 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 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.

측면도 (53b) 에 있어서, 목표 시공면 (70) 과 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 사이의 거리를 나타내는 거리 정보는 그래픽 정보 (84) 를 포함한다. 목표 시공면 (70) 과 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 사이의 거리는, 날끝 (8T) 으로부터 연직 방향 (중력 방향) 으로 목표 시공면 (70) 을 향하여 내린 선이 목표 시공면 (70) 과 교차하는 점과 날끝 (8T) 의 거리이다. 또, 목표 시공면 (70) 과 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 사이의 거리는, 날끝 (8T) 으로부터 목표 시공면 (70) 에 수선을 내렸을 때의 교점과 날끝 (8T) 의 거리여도 된다. 날끝 (8T) 으로부터 목표 시공면 (70) 에 내린 수선과 목표 시공면 (70) 은 직교한다.

그래픽 정보 (84) 는, 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 과 목표 시공면 (70) 의 거리를 그래픽으로 나타낸 정보이다. 그래픽 정보 (84) 는, 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 의 위치를 나타내기 위한 안내용 지표이다. 구체적으로는, 그래픽 정보 (84) 는, 인덱스 바 (84a) 와, 인덱스 바 (84a) 중 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 과 목표 시공면 (70) 사이의 거리가 제로에 상당하는 위치를 나타내는 인덱스 마크 (84b) 를 포함한다. 인덱스 바 (84a) 는, 예를 들어 복수로 구획딘 블록으로 형성되어 있다. 인덱스 바 (84a) 는, 버킷 (8) 의 선단과 목표 시공면 (70) 의 최단 거리 에 따라 각 인덱스 바 (84a) 가 점등하도록 되어 있다. 또한, 그래픽 정보 (84) 의 표시의 온/오프가 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터에 의한 입력부 (41) 의 조작에 의해 변경 가능하게 되어도 된다.

조굴삭 화면 (53) 에, 전술한 바와 같은 목표 시공면선 (79) 과 유압 셔블 (100) 의 위치 관계를 나타내기 위해 도시되지 않은 거리 (수치) 를 표시해도 된다. 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는, 목표 시공면선 (79) 을 따라 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 을 이동시키는 것에 의해, 현재의 지형이 설계 지형이 되도록 용이하게 굴삭할 수 있다. 또한, 조굴삭 화면 (53) 에는 안내 화면을 전환하기 위한 화면 전환 키 (65) 가 표시된다. 오퍼레이터는, 화면 전환 키 (65) 를 조작함으로써, 조굴삭 화면 (53) 으로부터 섬세 굴삭 화면 (54) 으로 전환할 수 있다.

(섬세 굴삭 화면 (54) 의 일례)

도 7a 에 나타내는 섬세 굴삭 화면 (54) 은, 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시된다. 이 섬세 굴삭 화면 (54) 은, 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 이, 도 6 에 나타내는 목표 시공면 (70) 에 정대되어 있는 상태를 나타내고 있다. 섬세 굴삭 화면 (54) 은, 조굴삭 화면 (53) 보다 목표 시공면 (70) 과 유압 셔블 (100) 의 위치 관계를 상세하게 나타내고 있다. 즉, 섬세 굴삭 화면 (54) 은, 조굴삭 화면 (53) 보다 목표 시공면 (70) 과 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 의 위치 관계를 상세하게 나타내고 있다. 섬세 굴삭 화면 (54) 은, 목표 시공면 (70) 과 버킷 (8) 을 나타내는 정면도 (54a) 와, 목표 시공면 (70) 과 버킷 (8) 을 나타내는 측면도 (54b) 를 포함한다. 섬세 굴삭 화면 (54) 의 정면도 (54a) 에는, 정면시에 의한 버킷 (8) 을 나타내는 아이콘 (89) 과, 정면시에 의한 목표 시공면 (70) 의 단면을 나타내는 선 (78) (이하, 적절히, 정면시에 있어서의 목표 시공면선 (78) 이라고 한다) 이 포함된다. 정면시이란, 도 1 및 도 2 에 나타내는 버킷 핀 (15) 의 중심축의 연장 방향 (버킷 (8) 의 회동 중심축 방향) 과 직교하는 방향으로서, 유압 셔블 (100) 의 후방에서 버킷 (8) 을 보는 것이다.

정면시에 있어서의 목표 시공면선 (78) 은, 다음과 같이 하여 구할 수 있다. 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 으로부터, 연직 방향 (중력 방향) 으로 수선을 내렸을 때, 그 수선을 포함하는 평면이 목표 시공면 (70) 과 교차하였을 때 발생하는 교선이 정면시에 있어서의 목표 시공면선 (78) 이다. 즉, 글로벌 좌표계에 있어서의 정면시에 있어서의 목표 시공면선 (78) 이 된다. 한편, 차량 본체 (1) 의 상하 방향의 선과 평행한 위치 관계인 것을 조건으로 하여, 다시 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 으로부터 목표 시공면 (70) 을 향하여 선을 내렸을 때, 그 선을 포함하는 평면이 목표 시공면 (70) 과 교차하였을 때 생기는 교선을 정면시에 있어서의 목표 시공면선 (78) 이라고 해도 된다. 즉, 차량 본체 좌표계에 있어서의, 정면시에 있어서의 목표 시공면선 (78) 이 된다. 어느 좌표계로 정면시에 있어서의 목표 시공면선 (78) 을 표시시킬지는, 오퍼레이터가 입력부 (41) 의 도시되지 않은 전환 키를 조작함으로써 선택할 수 있다.

섬세 굴삭 화면 (54) 의 측면도 (54b) 에는, 버킷 (8) 을 측면에서 보았을 때, 즉 버킷 (8) 의 측면시의 화상인 아이콘 (90) 과 목표 시공면선 (79) 이 포함된다. 또, 섬세 굴삭 화면 (54) 의 정면도 (54a) 및 측면도 (54b) 에는, 각각 다음에 설명하는 바와 같은 목표 시공면 (70) 과 버킷 (8) 의 위치 관계를 나타내는 정보가 표시된다. 측면시란, 도 1 및 도 2 에 나타내는 버킷 핀 (15) 의 중심축의 연장 방향, 즉 버킷 (8) 의 회동 중심축 방향에서 본 것으로서, 유압 셔블 (100) 의 좌우 어느 일방측에서 보는 것이다. 본 실시형태에 있어서, 측면시는, 유압 셔블 (100) 의 좌측에서 본 경우로 하고 있다.

정면도 (54a)는, 목표 시공면 (70) 과 버킷 (8) 의 위치 관계를 나타내는 정보로서, 날끝 (8T) 과 목표 시공면 (70) 사이의 차량 본체 좌표계의 Za 또는 글로벌 좌표계의 Z 방향에 있어서의 거리를 나타내는 거리 정보를 포함하고 있어도 된다. 이 거리는 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 의 폭 방향에 있어서의 위치 중 목표 시공면 (70) 에 대한 최근접 위치와, 목표 시공면 (70) 사이의 거리이다. 즉, 전술한 바와 같이, 목표 시공면 (70) 과 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 사이의 거리는, 날끝 (8T) 으로부터 연직 방향으로 목표 시공면 (70) 을 향하여 내린 선이 목표 시공면 (70) 과 교차하는 점과, 날끝 (8T) 의 거리여도 된다. 또, 목표 시공면 (70) 과 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 사이의 거리는, 날끝 (8T) 으로부터 목표 시공면 (70) 에 수선 (그 수선과 목표 시공면 (70) 은 직교) 을 내렸을 때의 교점과, 날끝 (8T) 의 거리여도 된다.

섬세 굴삭 화면 (54) 은, 전술한 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 과 목표 시공면 (70) 의 거리를 그래픽으로 나타내는 그래픽 정보 (84) 를 포함한다. 그래픽 정보 (84) 는, 조굴삭 화면 (53) 의 그래픽 정보 (84) 와 마찬가지로, 인덱스 바 (84a) 와 인덱스 마크 (84b) 를 갖는다. 전술한 바와 같이, 섬세 굴삭 화면 (54) 에서는, 정면시에 있어서의 목표 시공면선 (78) 및 목표 시공면선 (79) 과 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 의 상대 위치 관계가 상세하게 표시된다. 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는, 정면시에 있어서의 목표 시공면선 (78) 및 목표 시공면선 (79) 을 따라 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 을 이동시키는 것에 의해, 현재의 지형이 3 차원의 설계 지형과 동일한 형상이 되도록, 또한 용이하게 양호한 정밀도로 굴삭할 수 있다. 또한, 섬세 굴삭 화면 (54) 에는, 전술한 조굴삭 화면 (53) 과 마찬가지로 화면 전환 키 (65) 가 표시된다. 오퍼레이터는, 화면 전환 키 (65) 를 조작함으로써, 섬세 굴삭 화면 (54) 으로부터 조굴삭 화면 (53) 으로 전환할 수 있다.

(버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 을 나타내는 직선 화상 (91))

표시 제어 장치 (39) 는, 본 실시형태에 관련된 화상 표시 방법을 실행한다. 구체적으로는, 표시 제어 장치 (39) 는, 조굴삭 화면 (53) 및 섬세 굴삭 화면 (54) 중 적어도 일방에, 버킷 (8) 의 측면시의 화상인 아이콘 (90) 과 함께, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 에 상당하는 위치에 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 을 나타내는 직선 화상 (91) 을 표시한다. 직선 화상 (91) 은, 버킷 (8) 을 측면에서 보았을 때의 바닥면 (8BT) 에 대응하는 화상이다. 직선 화상 (91) 은, 버킷 (8) 의 측면시의 화상인 아이콘 (90) 과는 상이한 표시 형태에 의해, 버킷 (8) 을 측면에서 보았을 때의 바닥면 (8BT) 에 대응한 위치에 표시된다. 즉, 직선 화상 (91) 과 버킷 (8) 의 측면시의 화상인 아이콘 (90) 은, 각각 상이한 표시 형태로 표시부 (42) 에 표시된다. 예를 들어, 직선 화상 (91) 이 아이콘 (90) 의 윤곽선보다 굵은 선으로 표시되거나, 직선 화상 (91) 이 아이콘 (90) 의 윤곽선과는 상이한 선종 또는 색으로 표시되거나 한다. 표시 제어 장치 (39) 는, 본 실시형태에 나타내는 조굴삭 화면 (53) 또는 섬세 굴삭 화면 (54) 에 표시되는 화면이 아니라, 적어도 직선 화상 (91) 과 목표 시공면 (70) 을 포함하는 화면을 표시하도록 하면 된다. 이 경우, 표시 제어 장치 (39) 는, 직선 화상 (91) 및 목표 시공면 (70) 과 같은 화상에 추가하여, 버킷 (8) 의 측면시의 화상인 아이콘 (90) 을 표시부 (42) 에 표시시켜도 된다. 또, 표시 제어 장치 (39) 는, 직선 화상 (91) 및 목표 시공면 (70) 과 같은 화상에 추가하여, 버킷 (8) 을 포함하는 작업기 (2) 의 측면시의 화상을 표시부 (42) 에 표시시키도록 해도 된다. 바람직하게는 표시 제어 장치 (39) 는, 도 6 에 나타내는 측면시에 의한 유압 셔블 (100) 의 아이콘 (75), 직선 화상 (91), 목표 시공면 (70), 이들을 적어도 포함하는 화상을 표시부 (42) 에 표시시키도록 하면 된다.

직선 화상 (91) 이 목표 시공면 (70) 을 나타내는 화상인 목표 시공면선 (79) 과 함께, 조굴삭 화면 (53) 및 섬세 굴삭 화면 (54) 중 적어도 일방에 표시 됨으로써, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는, 목표 시공면 (70) 과 버킷 (8) 의 위치 관계, 보다 구체적으로는 목표 시공면 (70) 과 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 의 위치 관계를 파악할 수 있다. 이 때문에, 오퍼레이터는, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 을 이용하여 시공 대상을 목표 시공면 (70) 을 따라 시공하는 경우, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 과 목표 시공면 (70) 의 평행도와 같은 양자의 위치 관계를 직감적이고 또한 용이하게 파악할 수 있다. 그 결과, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 을 이용하여 목표 시공면 (70) 을 따라 시공하는 작업의 효율이 향상된다. 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 을 이용하여 대상의 시공면에 시공하는 작업은, 예를 들어, 전압 (轉壓) 작업 또는 평균 작업에 의한 시공면의 평탄화 작업, 법면 작업에 의한 시공면의 성형화 작업 및 홈을 형성하기 위한 홈 굴삭 작업 등을 들 수 있다.

도 7a 에 나타내는 섬세 굴삭 화면 (54) 에는, 버킷 (8) 의 측면시의 화상인 아이콘 (90) 과 함께, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 에 상당하는 위치에 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 을 나타내는 직선 화상 (91) 이 표시된다. 그러나, 도 7b 에 나타내는 섬세 굴삭 화면 (54A) 과 같이, 직선 화상 (91) 만이 표시되고, 아이콘 (90) 은 표시되지 않아도 된다. 즉, 표시 제어 장치 (39) 는, 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에, 적어도 직선 화상 (91) 및 목표 시공면선 (79) 을 표시시킨다.

＜직선 화상 (91) 의 생성＞

도 8 및 도 9 는, 직선 화상 (91) 을 표시부 (42) 에 표시함에 있어서, 버킷 (8) 의 위치 정보를 구하는 수법의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 8 은 유압 셔블 (100) 의 측면도이고, 도 9 는 유압 셔블 (100) 의 배면도이다. 직선 화상 (91) 을 생성함에 있어서, 표시 제어 장치 (39) 는, 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 의 위치 (이하, 적절히 날끝 위치라고 한다) 를 구한다.

본 실시형태에 있어서, 버킷 (8) 의 위치 정보는, 날끝 (8T) 의 위치의 정보이다. 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 은, 본 실시형태에 있어서 차량 본체 좌표계 (COM) 으로 취급되므로, 날끝 (8T) 의 위치의 정보는, 예를 들어, 차량 본체 좌표계 (COM) 에 있어서의 날끝 (8T) 의 좌표이다. 표시 제어 장치 (39) 는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 상부 선회체 (3) 의 선회 중심축 위에 차량 본체 좌표계 (COM) 의 Za 축이 위치하도록 한다. 본 예에서는, 유압 셔블 (100) 의 전후 방향, 즉 차량 본체 좌표계 (COM) 의 Xa 축 방향이, 글로벌 좌표계 (COG) 의 X 축 방향에 대해 경사져 있는 것으로 한다. 또, 차량 본체 좌표계 (COM) 에서의 붐 핀 (13) 의 좌표는 (Lb1, 0, Lb2) 이고, 미리 표시 제어 장치 (39) 의 기억부 (43) 에 기억되어 있다. 붐 핀 (13) 의 Ya 좌표는 0 이외의 값이어도 된다.

도 2 및 도 4 에 나타내는 글로벌 좌표 연산부 (23) 는, GNSS 안테나 (21, 22) 의 기준 위치 데이터 (P1, P2) 를 검출 (연산) 한다. 처리부 (44) 는, 검출된 기준 위치 데이터 (P1, P2) 의 좌표를 취득하고, 식 (1) 을 이용하여 Xa 축방향의 단위 벡터를 산출한다. 식 (1) 에 있어서, P1, P2 는 각각의 기준 위치 데이터 (P1, P2) 의 좌표를 나타내고 있다.

도 8 에 나타내는 바와 같이, Xa 와 Za 의 2 개의 벡터로 나타내는 평면을 지나, 벡터 Xa 에 대해 공간 상에서 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 나타낸다. 또한, 도 9 에 나타내는, Xa 및 Z' 와 수직인 벡터를 Y' 로 하면, Y' 는 식 (5) 로 나타내는 바와 같이 된다.

도 9 에 나타내는 바와 같이, 차량 본체 좌표계 (COM) 는, 좌표계 [Xa, Y', Z'] 를 Xa 축 둘레로, 전술한 롤 각도 (θ4) 만큼 회전시킨 것이기 때문에, 식 (6) 과 같이 나타낸다.

처리부 (44) 는, 제 1 스트로크 센서 (18A), 제 2 스트로크 센서 (18B), 제 3 스트로크 센서 (18C) 의 검출 결과를 취득하고, 취득한 검출 결과를 이용하여, 전술한 붐 (6), 아암 (7), 버킷 (8) 의 현재의 경사 각도 (θ1, θ2, θ3) 를 구한다. 차량 본체 좌표계 (COM) 내에 있어서의 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 의 좌표 (P3) (xa3, ya3, za3) 는, 경사 각도 (θ1, θ2, θ3) 및 붐 (6), 아암 (7), 버킷 (8) 의 각각의 길이 (L1, L2, L3) 를 이용하여 식 (7), 식 (8) 및 식 (9) 로 구할 수 있다. 좌표 (P3) 는 버킷 (8) 의 폭 방향 중심에 있어서의 날끝 (8T) 의 좌표이다. 좌표 (P3) 는 버킷 (8) 의 위치 정보이며, 보다 구체적으로는 날끝 (8T) 의 위치 정보이다. 도 4 에 나타내는 표시 제어 장치 (39) 의 처리부 (44) 는, 버킷 (8) 의 위치 정보를 생성하는 버킷 위치 정보 생성부에 상당한다.

표시 제어 장치 (39) 는, 상기와 같이 산출한 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 의 현재 위치와, 기억부 (43) 에 기억된 설계 지형 데이터를 이용하여, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 3 차원 설계 지형과 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 을 통과하는 평면 (이하, 적절히 Ya-Za 평면 (77)) 이라고 한다) 의 교선 (80) 을 산출한다. 그리고, 표시 제어 장치 (39) 는, 이 교선 (80) 중 목표 시공면 (70) 을 지나는 부분을 상기 서술한 목표 시공면선 (79) 으로서 안내 화면에 표시한다.

도 10 은, 직선 화상 (91) 을 생성하기 위해 필요한 버킷 (8) 의 정보를 나타내는 측면도이다. 도 11 은, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 의 길이 (LBT) 를 구하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 12 는, 법면 시공용의 버킷 (8a) 으로부터 직선 화상 (91) 을 생성하기 위해 필요한 정보를 나타내는 측면도이다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 버킷 (8) 은, 버킷 핀 (15) 으로부터 날끝 (8T) 까지의 외측 (8K), 즉 개구부 (8G) 와는 대향하는 부분이 돌출되어 있다. 버킷 (8) 은, 폭 방향에 대향하여 형성된 1 쌍의 측면 (8S) 끼리를 갖지만, 버킷 (8) 의 외측 (8K) 은 1 쌍의 측면 (8S) 끼리와 접합한다.

버킷 (8) 의 외측은, 곡면부 (8HH) 와 바닥면 (8BT) 을 갖는다. 곡면부 (8HH) 는, 버킷 핀 (15) 으로부터 날끝 (8T) 에 이르기까지의 사이로서, 곡면으로 형성되어 있는 부분이다. 바닥면 (8BT) 은, 날끝 (8T) 으로부터 버킷 핀 (15) 에 이르기까지의 사이로서, 평면으로 형성되어 있는 부분이다. 이 때문에, 버킷 (8) 을 측면 (8S) 측에서 보면, 바닥면 (8BT) 은 직선이 된다. 바닥면 (8BT) 과 곡면부 (8HH) 의 경계가 위치 (A) 이다. 곡면부 (8HH) 는 버킷 핀 (15) 으로부터 위치 (A) 까지의 사이이다. 바닥면 (8BT) 은 날끝 (8T) 으로부터 위치 (A) 까지의 사이이다.

버킷 (8) 의 치수의 정보로부터, 바닥면 (8BT) 의 길이 (LBT) 및 도 11 에 나타내는 축선 (AX3) 과 바닥면 (8BT) 이 이루는 각도 (α) 가 얻어진다. 바닥면 (8BT) 의 길이 (LBT) 는 식 (10) 으로, 각도 (α) 는 식 (11) 로 구해진다. L3 은 버킷 (8) 의 길이, φa 는 중심 축선 (AX1) 및 날끝 (8T) 을 잇는 축선 (AX3) 과, 중심 축선 (AX1) 및 위치 (A) 를 잇는 직선이 이루는 각도, LA 는 중심 축선 (AX1) 과 위치 (A) 의 길이이다. 각도 (φa) 및 LA 는, 버킷 (8) 의 치수의 정보이다.

LBT = √{L3²+ LA² - 2 × L3 × LA × cos(φa)} ··(10)

α = acos{(L3²+ LBT² - LA²)/(2 × L3 × LA)} ··(11)

식 (7) 내지 식 (9) 에 의해 날끝 (8T) 의 좌표 (P3) (xa3, ya3, za3) 가 얻어지므로, 축선 (AX3) 에 대해 각도 (α) 경사진 방향, 또한 날끝 (8T) 으로부터 길이 (LBT) 의 위치가, 차량 본체 좌표계 (COM) 에 있어서의 위치 (A) 가 된다. 도 4 에 나타내는 표시 제어 장치 (39) 의 처리부 (44) 는, 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 의 좌표 (P3) 와 버킷 (8) 의 위치 (A) 의 좌표 (x1, y1, z1) 를 잇는 직선을 구하여, 직선 화상 (91) 으로서 표시부 (42) 에 표시시킨다. 이와 같이, 버킷 (8) 의 위치 정보 및 버킷 (8) 의 치수의 정보를 사용하여 생성되는 직선 화상 (91) 은, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 에 대응하는 부분을 추출하여 생성된 것이 된다.

또한, 표시부 (42) 에 표시되는 직선 화상 (91) 의 길이는, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 의 길이 (LBT) 에 대응한 길이가 아니어도 된다. 예를 들어, 길이 (LBT) 보다 긴 직선 화상 (91) 이, 표시부 (42) 에 표시되어도 된다. 예를 들어, 직선 화상 (91) 이 연장되는 방향으로서, 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 쪽에, 연장시킨 직선 화상 (91) 을 표시시켜도 된다. 혹은 직선 화상 (91) 이 연장되는 방향으로서, 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 과는 반대 쪽에, 연장시킨 직선 화상 (91) 을 표시시켜도 된다. 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 의 길이 (LBT) 보다 긴 직선 화상 (91) 이 표시부 (42) 에 표시됨으로써, 오퍼레이터는 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 과 목표 시공면 (70) 이 평행인지의 여부를 인식하기 쉬워진다.

직선 화상 (91) 의 길이를 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 의 길이 (LBT) 보다 길게 하는 경우, 표시 제어 장치 (39) 의 처리부 (44) 는, 바닥면 (8BT) 의 길이 (LBT) 를 초과한 직선 화상 (91) 의 부분을, 바닥면 (8BT) 에 대응하는 직선 화상 (91) 의 부분과는 상이한 표시 형태로 표시부 (42) 에 표시시켜도 된다. 이와 같이 하면, 오퍼레이터는 실제로는 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 이 아닌 부분을 파악하기 쉬워진다. 표시 제어 장치 (39) 의 처리부 (44) 는, 예를 들어, 바닥면 (8BT) 의 길이 (LBT) 를 초과한 직선 화상 (91) 의 부분을 파선으로, 바닥면 (8BT) 에 대응하는 직선 화상 (91) 의 부분을 실선으로 표시시키거나, 바닥면 (8BT) 의 길이 (LBT) 를 초과한 직선 화상 (91) 의 부분과 바닥면 (8BT) 에 대응하는 직선 화상 (91) 의 부분을 상이한 색으로 표시시키거나 할 수 있다.

도 4 에 나타내는 표시 제어 장치 (39) 의 기억부 (43) 는, 버킷 (8) 의 치수의 정보를 기억하고 있다. 버킷 (8) 의 정보는, 예를 들어, 버킷 길이 (L3), 중심 축선 (AX1) 으로부터 위치 (A), 위치 (B), 위치 (C), 위치 (D) 및 위치 (E) 까지의 길이 (LA, LB, LC, LD 및 LE), 각도 (φa, φb, φc, φd, φe) 이다. 각도 (φa, φb, φc, φd, φe) 는, 축선 (AX3) 과, 중심 축선 (AX1) 및 위치 (A, B, C, D, E) 를 잇는 각각의 직선이 이루는 각도이다. 위치 (A), 위치 (B), 위치 (C), 위치 (D) 및 위치 (E) 는, 버킷 (8) 의 외측의 위치이므로, 위치 (A), 위치 (B), 위치 (C), 위치 (D) 및 위치 (E) 에 의해 버킷 (8) 의 외측의 형상의 개략을 파악할 수 있다. 따라서, 길이 (L3, LA, LB, LC, LD 및 LE), 각도 (φa, φb, φc, φd, φe) 는, 버킷 (8) 의 치수의 정보임과 함께, 버킷 (8) 의 형상을 나타내는 정보이기도 하다.

도 12 에 나타내는 법면 시공용의 버킷 (8a) 은, 1 장의 평판인 바닥판 (8BP) 이, 버킷 (8a) 의 폭 방향에 형성되고, 또한 대향하여 배치되는 1 쌍의 측면 (8Sa) 끼리와 접합한다. 또한, 법면 시공용의 버킷 (8a) 은, 바닥판 (8BP) 의 단부 (날끝 (8Ta) 과 반대측의 단부) 와 측면 (8Sa) 의 단부 (버킷 (8a) 의 개구측과 반대측의 단부) 에 접합하는 배면판 (8Ba) 을 형성한다. 법면 시공용의 버킷 (8a) 은, 바닥판 (8BP) 의 외측의 전체면이 바닥면 (8BTa) 이 된다. 바닥판 (8BP) 의 버킷 핀 (15) 측의 단부가, 바닥면 (8BTa) 과 바닥면 (8BTa) 이외의 부분의 경계가 되는 위치 (A) 이다. 법면 시공용의 버킷 (8a) 도, 날끝 (8Ta) 으로부터 위치 (A) 까지의 길이가 바닥면 (8BTa) 의 길이 (LBT) 가 된다. 법면 시공용의 버킷 (8a) 도, 도 10 에 나타낸 버킷 (8) 과 마찬가지로, 식 (10) 및 식 (11) 을 이용하여 바닥면 (8BTa) 의 길이 (LBT) 및 축선 (AX3) 과 바닥면 (8BTa) 이 이루는 각도 (α) 가 얻어진다.

전술한 방법에 의해, 도 4 에 나타내는 표시 제어 장치 (39) 의 처리부 (44) 는, 버킷 (8) 의 날끝 위치의 좌표 (P3) 와, 버킷 (8) 의 형상 및 치수의 정보로부터, 직선 화상 (91) 을 생성할 수 있다. 버킷 (8) 의 날끝 위치의 좌표 (P3) 는, 버킷 (8) 의 폭 방향 중심에 있어서의 날끝 (8T) 의 좌표이므로, 직선 화상 (91) 은, 버킷 (8) 의 폭 방향 중심에 있어서의 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 을 나타낸다. 버킷 (8) 의 폭 방향 중심 이외의 바닥면 (8BT) 을 직선 화상 (91) 으로 하고자 하는 경우, 직선 화상 (91) 으로서 표시하고자 하는 버킷 (8) 의 단면의 형상과, 차량 본체 좌표계 (COM) 의 Ya 축에 있어서의 그 단면의 위치의 Ya 좌표를 이용하여 버킷 (8) 의 날끝 위치의 좌표 (P3) 를 구하면 된다. 버킷 (8) 의 단면이란, 버킷 핀 (15) 의 중심 축선 (AX1) 과 직교하는 평면에서 버킷 (8) 을 잘랐을 때의 단면이다.

직선 화상 (91) 은, 목표 시공면선 (79) 과 함께, 도 6 에 나타나는 조굴삭 화면 (53) 또는 도 7 에 나타내는 섬세 굴삭 화면 (54) 에 표시된다. 직선 화상 (91) 은, 차량 본체 좌표계 (COM) 로 나타낸다. 목표 시공면선 (79) 은, 도 5 에 나타내는 설계면 (45) 으로부터 생성되지만, 설계면 (45) 은, 3 차원의 설계 지형의 형상 및 위치에 관한 정보인 설계 지형 데이터로부터 생성된다. 설계 지형 데이터는 글로벌 좌표계이므로, 표시 제어 장치 (39) 의 처리부 (44) 는, 설계 지형 데이터를 글로벌 좌표계로부터 차량 본체 좌표계 (COM) 로 변환하고 나서 목표 시공면선 (79) 을 생성하여, 조굴삭 화면 (53) 또는 섬세 굴삭 화면 (54) 에 표시한다.

직선 화상 (91) 은 버킷 (8) 의 아이콘 (90) 과는 상이한 색이다. 이와 같이 함으로써, 직선 화상 (91) 의 시인성이 향상된다. 표시 제어 장치 (39) 의 처리부 (44) 는, 오퍼레이터에 의한 입력부 (41) 의 조작에 의해 직선 화상 (91) 의 색을 변경할 수 있다. 처리부 (44) 는, 표시부 (42) 에 표시되어 있는 화상에 이미 사용되고 있는 색은 선택하지 않고, 사용하지 않은 색을 직선 화상 (91) 의 색으로서 선택한다. 또한, 처리부 (44) 는, 오퍼레이터에 의한 입력부 (41) 의 조작에 의해, 직선 화상 (91) 의 굵기를 변경하거나, 실선 및 파선과 같은 선종을 변경하거나 할 수도 있다.

표시 제어 장치 (39) 는, 버킷 (8) 의 아이콘 (90) 의 화상 데이터와 직선 화상 (91) 의 화상 데이터를 각각 준비 또는 생성하여, 양방의 화상 데이터를 중첩하여 표시시키는 것이 아니라, 버킷 (8) 의 아이콘 (90) 과 직선 화상 (91) 을 일체화한 데이터를 생성하여, 그 생성된 데이터를 표시부 (42) 에 표시시키도록 해도 된다. 어느 경우도, 표시 제어 장치 (39) 는, 버킷 (8) 을 측면에서 보았을 때의 바닥면 (8BT) 에 대응하는 부분을 나타내는 직선 화상 (91) 과, 그 직선 화상 (91) 과는 상이한 표시 형태로, 바닥면 (8BT) 에 대응하는 부분 이외의 버킷 (8) 의 화상을 표시부 (42) 에 표시시키도록 하면 된다.

＜변형예 1＞

표시 제어 장치 (39) 의 처리부 (44) 는, 직선 화상 (91) 과, 목표 시공면 (70) 에 대응하는 목표 시공면선 (79) 이 평행이 되기 전과 평행이 된 후에, 직선 화상 (91) 의 표시 양태를 상이하게 해도 된다. 이와 같이 하면, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 과 목표 시공면 (70) 이 평행이 된 것을 인식하기 쉬워지므로, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 을 이용한 목표 시공면 (70) 에 대한 시공이 용이해진다. 직선 화상 (91) 과 목표 시공면 (70) 에 대응하는 목표 시공면선 (79) 이 평행이 되기 전과 평행이 된 후에, 직선 화상 (91) 의 표시 양태를 상이하게 하는 예로는, 직선 화상 (91) 의 색을 상이하게 하는, 직선 화상 (91) 을 점멸 상태로부터 점등 상태 또는 점등 상태로부터 점멸 상태로 하거나, 혹은 직선 화상 (91) 의 굵기를 변경하거나 또는 이들 중 적어도 2 개를 조합하는 것을 들 수 있다. 일례로서, 표시 제어 장치 (39) 는, 직선 화상 (91) 과 목표 시공면 (70) 에 대응하는 목표 시공면선 (79) 이 평행이 되기 전에는 적색의 직선 화상 (91) 을 표시부 (42) 에 표시시키고, 양자가 평행이 된 후에는 청색의 직선 화상 (91) 을 표시부 (42) 에 표시시키는 것을 들 수 있다.

직선 화상 (91) 은, 도 11 에 나타나는 축선 (AX3) 에 대해 각도 (α) 만큼 경사져 있다. 이 때문에, 직선 화상 (91) 은, 도 8 에 나타내는 차량 본체 좌표계 (COM) 의 Za 축에 대해 (θ1 + θ2 + θ3 - 180 ＋ α) 도 경사져 있다. 목표 시공면선 (79) 은, 차량 본체 좌표계 (COM) 로 나타나므로, 차량 본체 좌표계 (COM) 에 있어서 Za 축에 대한 경사 각도가 구해진다. 따라서, 처리부 (44) 는, 직선 화상 (91) 과 목표 시공면선 (79) 의 각도를 구할 수 있다. 본 변형예에 있어서, 처리부 (44) 는, 직선 화상 (91) 과 목표 시공면선 (79) 의 각도가 0 도가 되었을 때 또는 소정의 임계값 이하가 되었을 때, 직선 화상 (91) 과 목표 시공면선 (79) 이 평행이 된 것으로 판정한다.

표시 제어 장치 (39) 의 처리부 (44) 는, 직선 화상 (91) 과 목표 시공면선 (79) 이 평행이 되면, 예를 들어 도 4 에 나타나는 소리 발생 장치 (46) 에 소리를 발생시켜, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 과 목표 시공면 (70) 이 평행이 된 것을 오퍼레이터에게 알려도 된다. 이와 같이 하면, 오퍼레이터는, 화상과 소리 중 어느 일방 또는 양방으로부터 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 과 목표 시공면 (70) 이 평행이 된 것을 인식할 수 있다. 본 변형예에 있어서, 표시 제어 장치 (39) 는, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 과 목표 시공면 (70) 이 평행이 된 것을 오퍼레이터에게 알리는 경우, 표시 양태의 변경 및 소리에 의한 알림 양방을 사용해도 되고, 양자 중 어느 일방을 사용해도 된다.

＜변형예 2＞

표시 제어 장치 (39) 의 처리부 (44) 는, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 과 목표 시공면 (70) 의 각도에 따라 직선 화상 (91) 의 표시 양태를 상이하게 해도 된다. 이와 같이 하면, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 과 목표 시공면 (70) 의 상대적인 위치 관계가 변화한 것을 인식하기 쉬워지므로, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 을 이용한 목표 시공면 (70) 에 대한 시공이 용이해진다. 직선 화상 (91) 의 표시 양태를 상이하게 하는 예 및 직선 화상 (91) 과 목표 시공면선 (79) 의 각도를 구하는 방법은, 변형예 1 에서 설명한 바와 같다. 처리부 (44) 는, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 과 목표 시공면 (70) 의 각도가 변화함에 따라, 직선 화상 (91) 의 표시 양태를 연속적으로 변화시켜도 되고, 단계적으로 변화시켜도 된다. 직선 화상 (91) 의 표시 양태를 연속적으로 변화시키는 예로는, 직선 화상 (91) 의 색상을 서서히 상이한 색상으로 변화시키거나, 직선 화상 (91) 의 색의 명도를 서서히 변화시키거나 하는 것을 들 수 있다. 일례로서, 표시 제어 장치 (39) 는, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 과 목표 시공면 (70) 의 각도가 미리 정해진 임계값 이상인 경우에는 적색의 직선 화상 (91) 을 표시부 (42) 에 표시시키고, 양자의 각도가 미리 정해진 임계값 미만인 경우에는 청색의 직선 화상 (91) 을 표시부 (42) 에 표시시키는 것을 들 수 있다.

＜변형예 3＞

표시 제어 장치 (39) 의 처리부 (44) 는, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 과 목표 시공면 (70) 의 거리에 따라 직선 화상 (91) 의 표시 양태를 상이하게 해도 된다. 이와 같이 하여도, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 과 목표 시공면 (70) 의 상대적인 위치 관계가 변화한 것을 인식하기 쉬워지므로, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 을 이용한 목표 시공면 (70) 에 대한 시공이 용이해진다. 일례로서, 표시 제어 장치 (39) 는, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 과 목표 시공면 (70) 의 거리가 미리 정해진 임계값 이상인 경우에는 적색의 직선 화상 (91) 을 표시부 (42) 에 표시시키고, 양자의 거리가 미리 정해진 임계값 미만인 경우에는 청색의 직선 화상 (91) 을 표시부 (42) 에 표시시키는 것을 들 수 있다. 직선 화상 (91) 과 목표 시공면선 (79) 의 거리는, 예를 들어, 직선 화상 (91) 의, 버킷 (8) 의 날끝 (8T) 에 상당하는 부분을 기준으로 하여 구해도 된다. 또, 직선 화상 (91) 과 목표 시공면선 (79) 의 최단 거리를, 직선 화상 (91) 과 목표 시공면선 (79) 의 거리로 해도 된다. 직선 화상 (91) 의 표시 양태를 상이하게 하는 예는, 변형예 1 및 변형예 2 에서 설명한 바와 같다.

＜변형예 4＞

표시 제어 장치 (39) 의 처리부 (44) 는, 표시부 (42) 에 직선 화상 (91) 의 표시에 대한 메뉴 화상을 표시시켜, 오퍼레이터에 의한 입력부 (41) 의 조작에 의해 직선 화상 (91) 의 표시와 비표시를 전환할 수 있도록 해도 된다. 이 경우, 입력부 (41) 가 표시 전환 장치에 상당한다. 이와 같이 하면, 오퍼레이터는 예를 들어, 유압 셔블 (100) 의 작업 모드에 따라, 직선 화상 (91) 의 표시와 비표시를 전환할 수 있다. 일례로서, 오퍼레이터의 조작에 의해, 중굴삭 모드에서는 직선 화상 (91) 이 비표시가 되고, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 을 이용하여 대상의 시공면을 시공하는 작업 모드에서는 직선 화상 (91) 이 표시된다. 이와 같이 하면, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 과 목표 시공면 (70) 의 위치 관계가 불필요한 경우, 직선 화상 (91) 이 비표시로 됨으로써 처리부 (44) 의 부하를 저감시킬 수 있다.

이상, 본 실시형태 및 그 변형예는, 버킷 (8) 을 측면에서 보았을 때의 화상 및 목표 시공면 (70) 의 화상을 표시부 (42) 에 표시시키고, 또한, 버킷 (8) 의 위치 정보 및 버킷 (8) 의 형상의 정보를 사용하여, 버킷 (8) 을 측면에서 보았을 때의 바닥면 (8BT) 에 대응하는 부분을 추출하여 직선 화상 (91) 을 생성함으로써, 바닥면 (8BT) 에 대응하는 위치에 직선 화상 (91) 을 표시부 (42) 에 표시시킨다. 이 때문에, 오퍼레이터는, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 과 목표 시공면 (70) 의 위치 관계를 직감적이고 또한 용이하게 파악할 수 있기 때문에, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 을 이용하여 목표 시공면 (70) 이 되도록 시공하는 작업을 실시할 때, 작업의 효율이 향상된다. 이와 같이, 본 실시형태 및 그 변형예는, 굴삭 기계인 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터가 시공을 진행함에 있어서, 오퍼레이터에 대해 시공 상태에 관한 정보를 이해하기 쉽게 제공할 수 있다. 특히, 본 실시형태 및 그 변형예는, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 을 이용하여 시공 대상을 시공하는 경우에 유효하다.

버킷 (8) 의 형상을 정확하게 재현하여 표시부 (42) 에 표시하는 경우, 표시 제어 장치 (39) 의 처리부 (44) 의 부하가 증대되고, 또한 버킷 (8) 의 형상을 정확하게 재현하기 위한 방대한 정보를 기억부 (43) 에 기억시킬 필요가 있다. 이와 같이, 버킷 (8) 의 형상을 정확하게 재현하면, 하드웨어 자원의 부담이 커진다. 본 실시형태 및 그 변형예는, 직선 화상 (91) 을 사용함으로서 처리부 (44) 의 부하가 저감되고, 또한 버킷 (8) 의 형상을 정확하게 재현할 필요가 없기 때문에 기억부 (43) 에 기억시키는 정보도, 버킷 (8) 의 형상을 정확하게 재현하는 경우와 비교하여 적어도 된다. 이와 같이, 본 실시형태 및 그 변형예는, 버킷 (8) 의 바닥면 (8BT) 과 목표 시공면의 관계를 표시부 (42) 에 표시시켜 오퍼레이터에게 파악시키는 경우, 하드웨어 자원의 부하를 저감시킬 수 있다.

본 실시형태 및 그 변형예는, 전술한 내용에 한정되는 것은 아니다. 또, 전술한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것, 이른바 균등한 범위의 것이 포함된다. 또한, 전술한 구성 요소는 적절히 조합하는 것이 가능하다. 또한, 본 실시형태 및 그 변형예의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소의 여러 가지의 생략, 치환 또는 변경을 실시할 수 있다.

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

본 실시형태 및 그 변형예에서는, 작업기 (2) 는, 붐 (6), 아암 (7), 버킷 (8) 을 가지고 있지만, 작업기 (2) 는 이것에 한정되지 않고, 적어도 버킷 (8) 을 갖는 것이면 된다. 또, 상기 실시형태에서는, 제 1 스트로크 센서 (18A), 제 2 스트로크 센서 (18B) 및 제 3 스트로크 센서 (18C) 에 의해 각 유압 실린더의 스트로크 길이를 검출함으로써, 붐 (6), 아암 (7), 버킷 (8) 의 자세를 검출하고 있지만, 자세의 검출 수단은 이들에 한정되지 않는다. 예를 들어, 붐 (6), 아암 (7), 버킷 (8) 의 경사각을 검출하는 각도 센서가 구비되어도 된다.

본 실시형태 및 그 변형예에서는, 버킷 (8) 을 가지고 있지만, 버킷은 이것에 한정되지 않고, 틸트 버킷이어도 된다. 틸트 버킷이란, 틸트 실린더를 구비하고, 버킷이 좌우로 틸트 경사짐으로써 유압 셔블이 경사지에 있더라도, 경사면, 평지를 자유로운 형태로 성형, 정지 (整地) 할 수 있고, 바닥판 플레이트에 의한 전압작업도 할 수 있는 버킷이다. 틸트 버킷의 경우, 예를 들어, 바닥면의 폭 방향에 있어서 가장 목표 시공면 (70) 에 가까운 부분이 직선 화상 (91) 으로서 표시부 (42) 에 표시되도록 할 수 있다.

1 : 차량 본체
2 : 작업기
3 : 상부 선회체
6 : 붐
7 : 아암
8, 8a : 버킷
8B : 날
8G : 개구부
8HH : 곡면부
8K : 외측
8T, 8Ta : 날끝
8S, 8Sa : 측면
8BP : 바닥판
8BT, 8BTa : 바닥면
19 : 위치 검출부
21, 22 : 안테나
23 : 글로벌 좌표 연산부
24 : 경사 각도 센서
25 : 조작 장치
26 : 작업기용 전자 제어 장치
27 : 차량 제어 장치
35 : 작업기측 기억부
36 : 연산부
38 : 표시 입력 장치
39 : 표시 제어 장치
43 : 기억부
44 : 처리부
45 : 설계면
70 : 목표 시공면
79 : 목표 시공면선
90 : 아이콘
91 : 직선 화상
100 : 유압 셔블
101 : 표시 시스템
P3 : 좌표

Claims

버킷을 포함하는 작업기를 갖는 굴삭 기계의 표시 시스템으로서,
상기 버킷의 위치 정보를 생성하는 버킷 위치 정보 생성부와,
상기 버킷의 치수 정보 및 시공 대상의 목표 형상을 나타내는 목표 시공면의 정보를 기억하는 기억부와,
상기 목표 시공면의 화상을 화면에 표시하는 표시부와,
상기 버킷을 측면에서 보았을 때의 바닥면에 대응하는 부분을 상기 바닥면 이외의 부분과는 상이한 표시 형태로 나타내는 직선 화상을 포함하는 상기 버킷의 측면도를, 상기 목표 시공면의 화상과 함께 상기 표시부에 표시시키는 처리부를 포함하는 굴삭 기계의 표시 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 처리부는,
상기 버킷의 화상을 상기 직선 화상과는 별개로 생성하여, 상기 직선 화상과는 상이한 표시 형태로 상기 직선 화상과 함께 상기 표시부에 표시시키는 굴삭 기계의 표시 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 처리부는,
상기 버킷의 바닥면과 상기 목표 시공면이 평행이 되기 전과 평행이 된 후에, 상기 직선 화상의 표시 양태를 상이하게 하는 굴삭 기계의 표시 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 처리부는,
상기 버킷의 바닥면과 상기 목표 시공면의 각도에 따라 상기 직선 화상의 표시 양태를 상이하게 하는 굴삭 기계의 표시 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 처리부는,
상기 버킷의 바닥면과 상기 목표 시공면의 거리에 따라 상기 직선 화상의 표시 양태를 상이하게 하는 굴삭 기계의 표시 시스템.
버킷을 포함하는 작업기를 갖는 굴삭 기계의 표시 시스템으로서,
상기 버킷의 날끝의 위치 정보를 생성하는 버킷 위치 정보 생성부와,
상기 버킷의 치수 정보 및 시공 대상의 목표 형상을 나타내는 목표 시공면의 정보를 기억하는 기억부와,
상기 버킷의 화상 및 상기 목표 시공면의 화상을 화면에 표시하는 표시부와,
상기 버킷을 측면에서 보았을 때의 화상 및 상기 목표 시공면의 화상을 상기 표시부에 표시시키고, 또한, 상기 버킷의 위치 정보 및 상기 버킷의 치수 정보를 사용하여, 상기 버킷을 측면에서 보았을 때의 바닥면에 대응하는 부분을 상기 바닥면 이외의 부분과는 상이한 표시 형태로 표시하는 직선 화상을 포함하는 상기 버킷의 측면도를 상기 표시부에 표시시키는 처리부와,
상기 직선 화상의 표시와 비표시를 전환하는 표시 전환 장치를 포함하는 굴삭 기계의 표시 시스템.
버킷을 포함하는 작업기를 갖는 굴삭 기계의 표시 시스템으로서,
상기 버킷의 위치 정보를 생성하는 버킷 위치 정보 생성부와,
상기 버킷의 치수 정보 및 시공 대상의 목표 형상을 나타내는 목표 시공면의 정보를 기억하는 기억부와,
상기 목표 시공면의 화상을 화면에 표시하는 표시부와,
상기 버킷을 측면에서 보았을 때의 바닥면에 대응하는 부분을 나타내는 직선 화상과, 상기 직선 화상과는 상이한 표시 형태로, 상기 바닥면에 대응하는 부분 이외의 상기 버킷의 화상을 상기 표시부에 표시시키는 처리부를 포함하는 굴삭 기계의 표시 시스템.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 굴삭 기계의 표시 시스템을 구비한 굴삭 기계.
버킷을 포함하는 작업기와, 적어도 시공 대상의 목표 형상을 나타내는 목표 시공면의 화상을 화면에 표시하는 표시부를 갖는 굴삭 기계의 상기 표시부에 화상을 표시시킴에 있어서,
상기 목표 시공면의 화상을 상기 표시부에 표시하는 것과,
상기 버킷을 측면에서 보았을 때의 바닥면에 대응하는 부분을 상기 바닥면 이외의 부분과는 상이한 표시 형태로 나타내는 직선 화상을 포함하는 상기 버킷의 측면도를 상기 표시부에 표시하는 것을 포함하는 화상 표시 방법.
버킷을 포함하는 작업기를 갖는 굴삭 기계의 표시 시스템으로서,
상기 버킷의 위치 정보를 생성하는 버킷 위치 정보 생성부와,
상기 버킷의 치수 정보 및 시공 대상의 목표 형상을 나타내는 목표 시공면의 정보를 기억하는 기억부와,
상기 목표 시공면의 화상을 화면에 표시하는 표시부와,
상기 버킷을 측면에서 보았을 때의 바닥면에 대응하는 직선 화상을 상기 목표 시공면의 화상과 함께 상기 표시부에 표시시키고, 상기 버킷의 측면도를 비표시로 하는 처리부를 포함하는 굴삭 기계의 표시 시스템.