KR102573390B1 - 쇼벨 - Google Patents

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KR102573390B1
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타케야 이즈미카와
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스미토모 겐키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 실시예에 관한 쇼벨은, 하부 주행체(1)과, 하부 주행체(1)에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체(3)과, 상부선회체(3)에 탑재되는 캐빈(10)과, 상부선회체(3)에 장착된 카메라(S6)과, 상부선회체(3)에 장착된 어태치먼트와, 캐빈(10) 내에 마련된 제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)와, 버킷(6)의 치선의 높이와 소정의 목표높이의 거리를 산출하는 컨트롤러(30)을 갖는다. 제1 표시장치(D3)은, 카메라(S6)이 촬상한 화상 및 쇼벨의 가동정보 중 적어도 일방과 그 거리에 근거하는 치선가이던스정보를 표시하고, 제2 표시장치(D3S)는, 목표지형화상 및 쇼벨을 나타내는 화상 중 적어도 일방을 표시한다.

Description

쇼벨
본 발명은 머신가이던스기능을 갖는 쇼벨에 관한 것이다.
건설기계로서의 쇼벨의 조작자에게는, 어태치먼트에 의한 굴삭 등의 작업을 효율적이고 또한 정확히 행하기 위하여, 숙련된 조작기술이 요구된다. 따라서, 쇼벨의 조작경험이 적은 조작자라도 작업을 효율적이고 또한 정확히 행할 수 있도록, 쇼벨의 조작을 가이드하는 쇼벨이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1의 쇼벨은, 굴삭 등의 작업을 행하기 위한 조작을 가이드하는 가이던스정보를 제공하기 위한 안내화상을 표시하는 1대의 표시장치를 캐빈 내에 구비한다.
그러나, 가이던스정보를 그 이외의 정보와 함께 1대의 표시장치에서 표시하면 안내화상이 보기 어려워질 우려가 있다.
따라서, 가이던스정보 이외의 정보를 표시하는 소화면의 모니터와는 별도로, 가이던스정보를 표시하기 위한 대화면의 모니터를 우측필러에 장착하도록 한 쇼벨이 알려져 있다(특허문헌 2 참조.).
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2014-74319호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2014-136943호
그러나, 특허문헌 2의 대화면의 모니터는, 굴삭 등의 작업을 행하기 위하여 조작자가 쇼벨의 전방이나 그 주변을 시인할 때의 시야의 방해가 되고, 나아가서는 효율적이고 안전한 작업의 방해가 될 우려가 있다.
상술을 감안하여, 굴삭작업 중에 필요한 가이던스정보를 보다 보기 쉽고 또한 전방시야를 방해하지 않고 조작자에게 제시할 수 있는 쇼벨을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 관한 쇼벨은, 하부주행체와, 상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와, 상기 상부선회체에 탑재되는 운전실과, 상기 상부선회체에 장착된 어태치먼트와, 상기 운전실 내에 마련된 제1 표시장치와, 상기 운전실 내에 마련된 제2 표시장치와, 상기 어태치먼트의 작업부위의 높이와 소정의 목표높이의 거리를 산출하는 제어장치를 갖고, 상기 제1 표시장치는, 쇼벨의 가동정보와 상기 거리에 근거하는 작업부위가이던스정보를 표시하며, 상기 제2 표시장치는, 목표지형화상 및 상기 쇼벨을 나타내는 화상 중 적어도 일방을 표시한다.
상술한 수단에 의하여, 굴삭작업 중에 필요한 가이던스정보를 보다 보기 쉽고 또한 전방시야를 방해하지 않고 조작자에게 제시할 수 있는 쇼벨을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 쇼벨의 측면도이다.
도 2는 도 1의 쇼벨의 구동제어계의 구성을 나타내는 도이다.
도 3은 머신가이던스장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 캐빈의 내부의 사시도이다.
도 5는 캐빈의 내부의 상면도이다.
도 6a는 제1 표시장치에 표시되는 출력화상의 일례를 나타내는 도이다.
도 6b는 제2 표시장치에 표시되는 출력화상의 일례를 나타내는 도이다.
도 6c는 지형화상표시부에 표시되는 화상의 일례를 나타내는 도이다.
도 7a는 제1 표시장치에 표시되는 출력화상의 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 7b는 제2 표시장치에 표시되는 출력화상의 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 쇼벨(굴삭기)의 측면도이다. 쇼벨의 하부주행체(1)에는 선회기구(2)를 통하여 상부선회체(3)이 선회 가능하게 탑재된다. 상부선회체(3)에는 붐(4)가 장착된다. 붐(4)의 선단에는 암(5)가 장착되고, 암(5)의 선단에는 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)이 장착된다. 엔드어태치먼트로서, 법면용 버킷, 준설용 버킷 등이 이용되어도 된다.
붐(4), 암(5), 및 버킷(6)은, 어태치먼트의 일례로서 굴삭어태치먼트를 구성하고, 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)에 의하여 각각 유압구동된다. 붐(4)에는 붐각도센서(S1)이 장착되고, 암(5)에는 암각도센서(S2)가 장착되며, 버킷(6)에는 버킷각도센서(S3)이 장착된다. 굴삭어태치먼트에는, 버킷틸트기구가 마련되어도 된다.
붐각도센서(S1)은 붐(4)의 회전운동각도를 검출한다. 본 실시예에서는, 붐각도센서(S1)은 수평면에 대한 경사를 검출하여 상부선회체(3)에 대한 붐(4)의 회전운동각도를 검출하는 가속도센서이다.
암각도센서(S2)는 암(5)의 회전운동각도를 검출한다. 본 실시예에서는, 암각도센서(S2)는 수평면에 대한 경사를 검출하여 붐(4)에 대한 암(5)의 회전운동각도를 검출하는 가속도센서이다.
버킷각도센서(S3)은 버킷(6)의 회전운동각도를 검출한다. 본 실시예에서는, 버킷각도센서(S3)은 수평면에 대한 경사를 검출하여 암(5)에 대한 버킷(6)의 회전운동각도를 검출하는 가속도센서이다. 굴삭어태치먼트가 버킷틸트기구를 구비하는 경우, 버킷각도센서(S3)은 틸트축을 중심으로 버킷(6)의 회전운동각도를 추가적으로 검출한다.
붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3)은, 가변저항기를 이용한 퍼텐쇼미터, 대응하는 유압실린더의 스트로크양을 검출하는 스트로크센서, 연결핀둘레의 회전운동각도를 검출하는 로터리인코더 등이어도 된다. 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3)은, 굴삭어태치먼트의 자세를 검출하는 자세센서를 구성한다.
상부선회체(3)에는 운전실인 캐빈(10)이 마련되고, 또한 엔진(11) 등의 동력원이 탑재된다. 또, 상부선회체(3)에는 기체경사센서(S4), 선회각속도센서(S5), 및 카메라(S6)이 장착된다. 또, 통신장치(S7) 및 측위장치(S8)이 장착되어도 된다.
기체경사센서(S4)는 수평면에 대한 상부선회체(3)의 경사를 검출한다. 본 실시예에서는, 기체경사센서(S4)는 상부선회체(3)의 전후축 및 좌우축둘레의 경사각을 검출하는 2축가속도센서이다. 상부선회체(3)의 전후축 및 좌우축은, 예를 들면, 서로 직교하여 쇼벨의 선회축상의 일점인 쇼벨중심점을 통과한다.
선회각속도센서(S5)는, 예를 들면 자이로센서이며, 상부선회체(3)의 선회각속도를 검출한다. 선회각속도센서(S5)는, 리졸버, 로터리인코더 등이어도 된다.
카메라(S6)은 쇼벨의 주변의 화상을 취득하는 장치이다. 본 실시예에서는, 카메라(S6)은 상부선회체(3)에 장착되는 하나 또는 복수 대의 카메라이다.
통신장치(S7)은, 쇼벨과 외부의 사이의 통신을 제어하는 장치이다. 통신장치(S7)은, 예를 들면 외부의 GNSS(Global Navigation Satellite System) 측량시스템과 쇼벨의 사이의 무선통신을 제어한다. 쇼벨은, 통신장치(S7)을 이용함으로써 무선통신을 통하여 목표시공면에 관한 정보 등을 포함하는 설계데이터를 취득할 수 있다. 이 경우, 통신장치(S7)은 목표시공면정보취득부로서 기능한다. 단, 쇼벨은, 반도체메모리 등을 이용하여 설계데이터를 취득해도 된다. 이 경우, 쇼벨의 캐빈(10) 내에 설치된 반도체메모리 등의 판독디바이스가 목표시공면정보취득부로서 기능한다.
측위장치(S8)은, 쇼벨의 위치에 관한 정보를 취득하는 위치정보취득부의 일례이며, 예를 들면 쇼벨의 위치 및 방향을 측정한다. 본 실시예에서는, 측위장치(S8)은, 전자컴퍼스를 도입한 GNSS수신기이고, 쇼벨의 존재위치의 위도, 경도, 고도를 측정하며, 또한 쇼벨의 방향을 측정한다.
캐빈(10) 내에는 입력장치(D1), 음성출력장치(D2), 제1 표시장치(D3), 제2 표시장치(D3S), 기억장치(D4), 게이트록레버(D5), 컨트롤러(30), 및 머신가이던스장치(50)이 설치된다.
컨트롤러(30)은, 쇼벨의 구동제어를 행하는 메인제어부로서 기능한다. 본 실시예에서는, 컨트롤러(30)은 CPU 및 내부메모리를 포함하는 연산처리장치로 구성된다. 컨트롤러(30)의 각종 기능은, CPU가 내부메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 실현된다.
머신가이던스장치(50)은, 쇼벨의 조작을 가이드한다. 본 실시예에서는, 머신가이던스장치(50)은, 예를 들면, 조작자가 설정한 목표시공면과 버킷(6)의 선단(치선(齒先))위치의 연직방향에 있어서의 거리를 시각적이고 또한 청각적으로 조작자에게 알린다. 이로써, 머신가이던스장치(50)은 조작자에 의한 쇼벨의 조작을 가이드한다. 머신가이던스장치(50)은, 그 거리를 시각적으로만 조작자에게 알리는 것이어도 되고, 청각적으로만 조작자에게 알리는 것이어도 된다. 구체적으로는, 머신가이던스장치(50)은, 컨트롤러(30)과 마찬가지로, CPU 및 내부메모리를 포함하는 연산처리장치로 구성된다. 머신가이던스장치(50)의 각종 기능은 CPU가 내부메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 머신가이던스장치(50)은, 컨트롤러(30)에 도입되어도 된다.
입력장치(D1)은, 쇼벨의 조작자가 머신가이던스장치(50)에 각종 정보를 입력하기 위한 장치이다. 본 실시예에서는, 입력장치(D1)은 제1 표시장치(D3)의 주위에 장착되는 멤브레인스위치이다. 입력장치(D1)은, 제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)의 각각에 대응지어 개별적으로 설치되어 있어도 된다. 이 경우, 입력장치(D1)로서 터치패널이 이용되어도 된다.
음성출력장치(D2)는, 머신가이던스장치(50)으로부터의 음성출력지령에 따라 각종 음성정보를 출력한다. 본 실시예에서는, 음성출력장치(D2)로서, 머신가이던스장치(50)에 직접 접속되는 차재스피커가 이용된다. 음성출력장치(D2)로서, 버저 등의 경보기가 이용되어도 된다.
제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)는, 머신가이던스장치(50)으로부터의 지령에 따라 각종 화상정보를 출력한다. 본 실시예에서는, 제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)로서, 머신가이던스장치(50)에 직접 접속되는 차재액정디스플레이가 이용된다. 제1 표시장치(D3)에는 카메라(S6)이 촬영한 카메라화상이 표시된다. 제2 표시장치(D3S)에 카메라화상이 표시되어도 된다. 본 실시예에서는, 제2 표시장치(D3S)의 화면사이즈는 제1 표시장치(D3)의 화면사이즈보다 크다. 단, 제2 표시장치(D3S)의 화면사이즈는 제1 표시장치(D3)의 화면사이즈 이하여도 된다.
기억장치(D4)는, 각종 정보를 기억하기 위한 장치이다. 본 실시예에서는, 기억장치(D4)로서, 반도체메모리 등의 불휘발성 기억매체가 이용된다. 기억장치(D4)는, 설계데이터 등, 머신가이던스장치(50) 등이 출력하는 각종 정보를 기억한다.
게이트록레버(D5)는, 쇼벨이 잘못 조작되는 것을 방지하는 기구이다. 본 실시예에서는, 게이트록레버(D5)는, 캐빈(10)의 도어와 운전석의 사이에 배치된다. 캐빈(10)으로부터 조작자가 나갈 수 없도록 게이트록레버(D5)가 당겨진 경우에, 각종 조작장치는 조작이 가능해진다. 한편, 캐빈(10)으로부터 조작자가 나갈 수 있도록 게이트록레버(D5)가 내려진 경우에는, 각종 조작장치는 조작이 불가능해진다.
도 2는, 도 1의 쇼벨의 구동제어계의 구성예를 나타내는 도이다. 도 2에 있어서, 기계적 동력계는 이중선, 고압유압라인은 굵은 실선, 파일럿라인은 파선, 전기구동·제어계는 가는 실선으로 각각 나타난다.
엔진(11)은 쇼벨의 동력원이다. 본 실시예에서는, 엔진(11)은 엔진부하의 증감에 관계없이 엔진회전수를 일정하게 유지하는 아이소크로노스제어를 채용한 디젤엔진이다. 엔진(11)에 있어서의 연료분사량, 연료분사타이밍, 부스트압 등은, 엔진컨트롤러유닛(ECU)(D7)에 의하여 제어된다.
엔진(11)의 회전축에는 유압펌프로서의 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)의 각각의 회전축이 접속된다. 메인펌프(14)에는 고압유압라인을 통하여 컨트롤밸브(17)이 접속된다.
컨트롤밸브(17)은, 쇼벨의 유압계의 제어를 행하는 유압제어장치이다. 좌우의 주행용 유압모터, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 선회용 유압모터 등의 유압액추에이터는, 고압유압라인을 통하여 컨트롤밸브(17)에 접속된다. 선회용 유압모터는 선회용 전동발전기여도 된다.
파일럿펌프(15)에는 파일럿라인을 통하여 조작장치(26)이 접속된다. 조작장치(26)은 레버 및 페달을 포함한다. 조작장치(26)은, 유압라인 및 게이트록밸브(D6)을 통하여 컨트롤밸브(17)에 접속된다.
게이트록밸브(D6)은, 컨트롤밸브(17)과 조작장치(26)을 접속하는 유압라인의 연통·차단을 전환한다. 본 실시예에서는, 게이트록밸브(D6)은, 컨트롤러(30)으로부터의 지령에 따라 유압라인의 연통·차단을 전환하는 전자밸브이다. 컨트롤러(30)은, 게이트록레버(D5)가 출력하는 상태신호에 근거하여 게이트록레버(D5)의 상태를 판정한다. 그리고, 컨트롤러(30)은, 게이트록레버(D5)가 당겨진 상태에 있다고 판정한 경우에, 게이트록밸브(D6)에 대하여 연통지령을 출력한다. 연통지령을 받으면, 게이트록밸브(D6)은 개방되어 유압라인을 연통시킨다. 그 결과, 조작장치(26)에 대한 조작자의 조작이 유효가 된다. 한편, 컨트롤러(30)은, 게이트록레버(D5)가 내려진 상태에 있다고 판정한 경우에, 게이트록밸브(D6)에 대하여 차단지령을 출력한다. 차단지령을 받으면, 게이트록밸브(D6)은 폐쇄되어 유압라인을 차단한다. 그 결과, 조작장치(26)에 대한 조작자의 조작이 무효가 된다.
압력센서(29)는, 조작장치(26)의 조작내용을 압력의 형태로 검출한다. 압력센서(29)는, 검출값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.
도 2는 컨트롤러(30)과 제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)의 접속관계를 나타낸다. 본 실시예에서는, 제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)는 머신가이던스장치(50)을 통하여 컨트롤러(30)에 접속된다. 제1 표시장치(D3), 제2 표시장치(D3S), 머신가이던스장치(50), 및 컨트롤러(30)은, CAN 등의 통신네트워크를 통하여 접속되어도 된다.
제1 표시장치(D3)은 화상을 생성하는 변환처리부(D3a)를 포함한다. 본 실시예에서는, 변환처리부(D3a)는, 카메라(S6)의 출력에 근거하여 표시용 카메라화상을 생성한다. 카메라(S6)은, 예를 들면 전용선을 통하여 제1 표시장치(D3)에 접속되어 있다.
변환처리부(D3a)는, 컨트롤러(30) 또는 머신가이던스장치(50)의 출력에 근거하여 표시용 화상을 생성한다. 본 실시예에서는, 변환처리부(D3a)는, 컨트롤러(30)또는 머신가이던스장치(50)이 출력하는 각종 정보를 화상신호로 변환한다. 컨트롤러(30)이 출력하는 정보는, 예를 들면 엔진냉각수의 온도를 나타내는 데이터, 작동유의 온도를 나타내는 데이터, 연료의 잔량을 나타내는 데이터, 요소수의 잔량을 나타내는 데이터 등을 포함한다. 머신가이던스장치(50)이 출력하는 정보는, 버킷(6)의 선단(치선)위치를 나타내는 데이터, 작업대상의 법면의 방향을 나타내는 데이터, 쇼벨의 방향을 나타내는 데이터, 쇼벨을 법면에 정대향시키기 위한 조작방향을 나타내는 데이터 등을 포함한다.
제2 표시장치(D3S)는, 제1 표시장치(D3)과 마찬가지로, 화상을 생성하는 변환처리부(D3Sa)를 포함한다. 본 실시예에서는, 제2 표시장치(D3S)는 카메라(S6)에 직접적으로는 접속되어 있지 않다. 이로 인하여, 변환처리부(D3Sa)는 카메라화상을 생성하지 않는다. 단, 변환처리부(D3Sa)는, 제2 표시장치(D3S)가 카메라(S6)에 직접적으로 접속되어 있는 경우에는 카메라화상을 생성해도 된다.
변환처리부(D3Sa)는 머신가이던스장치(50)의 출력에 근거하여 표시용 화상을 생성한다. 본 실시예에서는, 변환처리부(D3Sa)는 머신가이던스장치(50)이 출력하는 각종 정보를 화상신호로 변환한다. 단, 컨트롤러(30)의 출력에 근거하여 표시용 화상을 생성해도 된다.
변환처리부(D3a)는, 제1 표시장치(D3)이 갖는 기능으로서가 아닌, 컨트롤러(30) 또는 머신가이던스장치(50)이 갖는 기능으로서 실현되어도 된다. 변환처리부(D3Sa)에 대해서도 마찬가지이다. 이 경우, 카메라(S6)은, 제1 표시장치(D3)이 아닌, 컨트롤러(30) 또는 머신가이던스장치(50)에 접속된다.
제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)는, 축전지(70)으로부터 전력의 공급을 받아 동작한다. 축전지(70)은 엔진(11)의 얼터네이터(11a)(발전기)로 발전한 전력으로 충전된다. 축전지(70)의 전력은, 컨트롤러(30), 제1 표시장치(D3), 및 제2 표시장치(D3S) 이외에, 쇼벨의 전장품(72) 등에도 공급된다. 엔진(11)의 스타터(11b)는, 축전지(70)으로부터의 전력으로 구동되어, 엔진(11)을 시동한다.
엔진(11)은, 엔진컨트롤러유닛(D7)에 의하여 제어된다. 엔진컨트롤러유닛(D7)로부터는, 엔진(11)의 상태를 나타내는 각종 데이터가 컨트롤러(30)에 상시 송신된다. 엔진(11)의 상태를 나타내는 각종 데이터는, 쇼벨의 가동정보의 일례이며, 예를 들면 가동정보취득부로서의 수온센서(11c)에서 검출되는 냉각수온도를 나타내는 데이터를 포함한다. 컨트롤러(30)은 일시기억부(메모리)(30a)에 이 데이터를 축적해두어, 필요할 때에 제1 표시장치(D3)으로 송신할 수 있다.
컨트롤러(30)에는 이하에 나타내는 바와 같이 쇼벨의 가동정보로서 각종 데이터가 공급되고, 컨트롤러(30)의 일시기억부(30a)에 저장된다.
예를 들면, 가변용량식 유압펌프인 메인펌프(14)의 레귤레이터(14a)로부터 사판경전각(斜板傾轉角)을 나타내는 데이터가 컨트롤러(30)에 공급된다. 또, 메인펌프(14)의 토출압력을 나타내는 데이터가, 토출압력센서(14b)로부터 컨트롤러(30)에 공급된다. 이들 데이터는 일시기억부(30a)에 저장된다. 또, 메인펌프(14)가 흡입하는 작동유가 저장된 탱크와 메인펌프(14)의 사이의 관로에는 유온센서(14c)가 마련되어 있고, 그 관로를 흐르는 작동유의 온도를 나타내는 데이터가 유온센서(14c)로부터 컨트롤러(30)에 공급된다. 레귤레이터(14a), 토출압력센서(14b), 유온센서(14c)는 가동정보취득부의 예이다.
연료수용부(55)에 있어서의 연료수용량검출부(55a)로부터 연료수용량을 나타내는 데이터가 컨트롤러(30)에 공급된다. 본 실시예에서는, 연료수용부(55)로서의 연료탱크에 있어서의 연료수용량검출부(55a)로서의 연료잔량센서로부터 연료의 잔량상태를 나타내는 데이터가 컨트롤러(30)에 공급된다.
구체적으로는, 연료잔량센서는, 액면에 추종하는 플로트와, 플로트의 상하변동량을 저항값으로 변환하는 가변저항기(퍼텐쇼미터)로 구성된다. 이 구성에 의하여, 연료잔량센서는, 제1 표시장치(D3)에서 연료의 잔량상태를 무단계표시시킬 수 있다. 연료수용량검출부의 검출방식은, 사용환경 등에 따라 적절히 선택할 수 있는 것이고, 연료의 잔량상태를 단계표시시킬 수 있는 검출방식이 채용되어도 된다. 이들 구성은, 요소수탱크에 대해서도 마찬가지이다.
조작장치(26)을 조작했을 때에 컨트롤밸브(17)에 작용하는 파일럿압이 압력센서(29)에 의하여 검출되고, 검출한 파일럿압을 나타내는 데이터가 컨트롤러(30)에 공급된다.
본 실시예에서는, 쇼벨은 캐빈(10) 내에 엔진회전수 조정다이얼(75)를 구비한다. 엔진회전수 조정다이얼(75)는 엔진(11)의 회전수를 조정하기 위한 다이얼이며, 엔진회전수를 4단계로 전환할 수 있도록 한다. 엔진회전수 조정다이얼(75)로부터는 엔진회전수의 설정상태를 나타내는 데이터가 컨트롤러(30)에 송신된다. 엔진회전수 조정다이얼(75)는, SP모드, H모드, A모드 및 아이들링모드의 4단계로 엔진회전수를 전환할 수 있도록 한다. 도 2는 엔진회전수 조정다이얼(75)에서 H모드가 선택된 상태를 나타낸다.
SP모드는, 작업량을 우선으로 하고자 하는 경우에 선택되는 회전수모드이고, 가장 높은 엔진회전수를 이용한다. H모드는, 작업량과 연비를 양립시키고자 하는 경우에 선택되는 회전수모드이고, 2번째로 높은 엔진회전수를 이용한다. A모드는, 연비를 우선으로 하면서 저소음으로 쇼벨을 가동시키고자 하는 경우에 선택되는 회전수모드이고, 3번째로 높은 엔진회전수를 이용한다. 아이들링모드는, 엔진(11)을 아이들링상태로 하고자 하는 경우에 선택되는 회전수모드이고, 가장 낮은 엔진회전수를 이용한다. 그리고, 엔진(11)은, 엔진회전수 조정다이얼(75)에 의하여 설정된 회전수모드의 엔진회전수로 일정하게 회전수가 제어된다.
다음으로, 도 3을 참조하여, 머신가이던스장치(50)의 각종 기능요소에 대하여 설명한다. 도 3은 머신가이던스장치(50)의 구성예를 나타내는 기능블록도이다.
머신가이던스장치(50)은, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4), 선회각속도센서(S5), 입력장치(D1), 통신장치(S7), 측위장치(S8), 컨트롤러(30) 등이 출력하는 정보를 수신한다. 그리고, 수신한 정보와 기억장치(D4)에 기억된 정보에 근거하여 각종 연산을 실행하고, 그 연산결과를 음성출력장치(D2), 제1 표시장치(D3), 제2 표시장치(D3S) 등에 출력한다.
머신가이던스장치(50)은, 예를 들면 어태치먼트의 작업부위의 높이를 산출하고, 그 작업부위의 높이와 소정의 목표높이의 거리의 크기에 따른 제어지령을 음성출력장치(D2) 및 제1 표시장치(D3) 중 적어도 일방에 출력한다. 제어지령을 받은 음성출력장치(D2)는 그 거리의 크기를 나타내는 소리를 출력한다. 제어지령을 받은 제1 표시장치(D3)은 그 거리의 크기를 나타내는 화상을 표시한다. 목표높이는, 목표깊이를 포함하는 개념이며, 예를 들면 3차원 머신가이던스(GNSS데이터를 이용하는 머신가이던스)에 있어서는, 기억장치(D4)에 기억된 설계데이터와 현재의 쇼벨의 위치 및 방향 등으로부터 자동적으로 산출하는 높이이다. 2차원 머신가이던스(GNSS데이터를 이용하지 않는 머신가이던스)에 있어서는, 예를 들면, 기존의 위도, 경도, 및 고도를 갖는 기준위치에 작업부위를 접촉시킨 후에 그 기준위치에 대한 연직거리로서 조작자가 입력하는 높이이다. 이하에서는, 제1 표시장치(D3)에 표시되는 어태치먼트의 작업부위의 높이와 목표높이의 거리의 크기에 관한 정보를 "작업부위가이던스정보"라고 한다. 조작자는, 작업부위가이던스정보를 봄으로써 그 거리의 크기의 추이를 확인하면서 작업을 진행시킬 수 있다.
머신가이던스장치(50)은, 상술한 가이던스를 행하기 위하여, 경사각산출부(501), 높이산출부(502), 거리산출부(503), 조작방향표시부(504) 등을 포함한다.
경사각산출부(501)은, 기체경사센서(S4)로부터의 검출신호에 근거하여 수평면에 대한 상부선회체(3)의 경사각인 쇼벨의 경사각을 산출한다. 즉, 경사각산출부(501)은, 기체경사센서(S4)로부터의 검출신호를 이용하여 쇼벨의 경사각을 산출한다.
높이산출부(502)는, 경사각산출부(501)이 산출한 경사각과, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3)의 각각의 검출신호로부터 산출된 붐(4), 암(5), 버킷(6)의 각도에 근거하여 기준면에 대한 어태치먼트의 작업부위의 높이를 산출한다. 본 실시예에서는, 버킷(6)의 선단으로 굴삭을 행하기 위하여, 버킷(6)의 선단(치선)이 어태치먼트의 작업부위에 상당한다. 버킷(6)의 배면으로 토사를 고르게 하는 작업을 할 때에는 버킷(6)의 배면이 어태치먼트의 작업부위에 상당한다. 버킷(6) 이외의 엔드어태치먼트로서 브레이커를 이용한 경우에는 브레이커의 선단이 어태치먼트의 작업부위에 상당한다. 기준면은, 예를 들면 쇼벨이 위치하는 수평면이다.
거리산출부(503)은, 높이산출부(502)가 산출한 작업부위의 높이와 목표높이의 거리를 산출한다. 본 실시예에서는, 높이산출부(502)가 산출한 버킷(6)의 선단(치선)의 높이와 목표높이의 거리를 산출한다.
조작방향표시부(504)는, 쇼벨을 작업대상으로서의 법면에 정대향시키기 위한 조작방향을 나타내는 화상을 출력화상상에 표시하는 기능요소이다. 본 실시예에서는, 조작방향표시부(504)는, 법면에 정대향하는 방향을 설계데이터로부터 자동적으로 도출하고, 쇼벨을 법면에 정대향시키기 위한 조작방향을 나타내는 화살표를 지형화상상에 중첩표시한다. 지형화상은, 예를 들면 목표시공면의 3차원 CG화상인 목표지형화상을 포함한다. 조작방향표시부(504)는, 쇼벨을 법면에 정대향시키기 위한 조작방향을 나타내는 화상을 지형화상이 표시된 부분 이외의 부분에 표시해도 된다. 조작방향을 나타내는 화상은, 선회방향을 나타내는 화상이어도 되고, 진행방향을 나타내는 화상이어도 된다.
다음으로 도 4를 참조하여, 제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)의 각각의 장착위치의 일례에 대하여 설명한다. 도 4는, 캐빈(10)의 내부의 사시도이고, 운전석(10S)로부터 쇼벨의 전방을 보았을 때의 모습을 나타낸다. 도 4의 예에서는 제1 표시장치(D3)은 운전석(10S)의 우측전방에 있는 우측필러(10R)의 폭에 수용되도록 우측필러(10R)에 장착되어 있다. 정면을 향하여 운전석에 앉는 조작자가 작업 중에 시인할 수 있도록 하기 위함이다. 구체적으로는, 조작자가 프런트유리(FG)를 통하여 버킷(6)을 중심시야에서 파악했을 때에 제1 표시장치(D3)을 주변시야에서 파악할 수 있도록 하기 위함이다. 제2 표시장치(D3S)는 우측사이드유리(RG)의 앞에 설치되어 있다. 조작자가 프런트유리(FG)를 통하여 버킷(6)을 볼 때의 방해가 되지 않도록 하기 위함이다. 따라서, 제2 표시장치(D3S)가 캐빈(10)의 프런트유리(FG)를 가리는 범위는, 제1 표시장치(D3)이 프런트유리(FG)를 가리는 범위보다 작다. 제2 표시장치(D3S)는, 조작자가 프런트유리(FG)를 통하여 버킷(6)을 볼 때의 방해가 되지 않는 한에 있어서, 좌측필러(10L)에 장착되어도 된다. 도 4의 예에서는, 제2 표시장치(D3S)는 제1 표시장치(D3)보다 운전석(10S)에 가까운 위치에 장착된다. 제2 표시장치(D3S)에 부속의 입력장치에 대한 조작을 행하기 쉽게 하기 위함이다. 그 조작은, 예를 들면 화면을 확대 혹은 축소하는 조작, 화면을 스크롤하는 조작, 화면을 전환하는 조작, 각종 임곗값을 설정하는 조작 등이다. 각종 임계값은 예를 들면 경보발령조건 등을 포함한다.
다음으로 도 5를 참조하여, 제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)의 각각의 장착위치의 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 5는, 캐빈(10)의 내부의 상면도이며, 운전석(10S)를 바로 위에서 보았을 때의 모습을 나타낸다. 도 5의 예에서는, 제1 표시장치(D3)은 도 4의 경우와 마찬가지로 우측필러(10R)에 장착되어 있다. 제2 표시장치(D3S)는, 화면을 수평에 가까운 상태로 하여 우측콘솔(10CR) 위에 장착되어 있다. 조작자는, 운전석(10S)에 앉은 상태에서 우측을 향함으로써 제2 표시장치(D3S)의 화면을 내려다 볼 수 있다. 또, 도 5의 예에 있어서도, 제2 표시장치(D3S)는 제1 표시장치(D3)보다 운전석(10S)에 가까운 위치에 장착되어 있다.
다음으로 도 6a 및 도 6b를 참조하여, 도 3의 머신가이던스장치(50)을 이용한 경우에 표시되는 출력화상의 일례에 대하여 설명한다. 도 6a는, 제1 표시장치(D3)에 표시되는 출력화상(Gx)의 일례를 나타내고, 도 6b는, 제2 표시장치(D3S)에 표시되는 출력화상(Gy)의 일례를 나타낸다.
도 6a에 나타내는 바와 같이, 제1 표시장치(D3)에 표시되는 출력화상(Gx)는, 시각표시부(411), 회전수모드표시부(412), 주행모드표시부(413), 어태치먼트표시부(414), 엔진제어상태표시부(415), 요소수잔량표시부(416), 연료잔량표시부(417), 냉각수온도표시부(418), 엔진가동시간표시부(419), 카메라화상표시부(420), 제1 작업가이던스표시부(430)을 갖는다. 회전수모드표시부(412), 주행모드표시부(413), 어태치먼트표시부(414), 및 엔진제어상태표시부(415)는, 쇼벨의 설정상태표시부의 구체예이다. 요소수잔량표시부(416), 연료잔량표시부(417), 냉각수온도표시부(418), 및 엔진가동시간표시부(419)는, 쇼벨의 운전상태표시부의 구체예이다. 각부에 표시되는 화상은, 제1 표시장치(D3)의 변환처리부(D3a)에 의하여, 컨트롤러(30) 또는 머신가이던스장치(50)으로부터 송신되는 각종 데이터 및 카메라(S6)으로부터 송신되는 카메라화상으로부터 생성된다.
시각표시부(411)은, 현재의 시각을 표시한다. 도 6a에 나타내는 예에서는, 디지털표시가 채용되어, 현재시각(10시 5분)이 나타나 있다.
회전수모드표시부(412)는, 엔진회전수 조정다이얼(75)에 의하여 설정되어 있는 회전수모드를 쇼벨의 가동정보로서 화상표시한다. 회전수모드는, 예를 들면, 상기한 SP모드, H모드, A모드 및 아이들링모드의 4개를 포함한다. 도 6a에 나타내는 예에서는, SP모드를 나타내는 기호 "SP"가 표시되어 있다.
주행모드표시부(413)은 주행모드를 쇼벨의 가동정보로서 표시한다. 주행모드는, 가변용량모터를 이용한 주행용 유압모터의 설정상태를 나타낸다. 예를 들면, 주행모드는, 저속모드 및 고속모드를 갖고, 저속모드에서는 "거북이" 모양의 마크가 표시되며, 고속모드에서는 "토끼" 모양의 마크가 표시된다. 도 6a에 나타내는 예에서는, "거북이" 모양의 마크가 표시되어 있어, 조작자는 저속모드가 설정되어 있는 것을 인식할 수 있다.
어태치먼트표시부(414)는, 장착되어 있는 어태치먼트를 나타내는 화상을 쇼벨의 가동정보로서 표시한다. 쇼벨에는, 버킷(6), 착암기, 그래플, 리프팅마그넷 등의 다양한 엔드어태치먼트가 장착된다. 어태치먼트표시부(414)는, 예를 들면, 이들 엔드어태치먼트 모양의 마크 및 어태치먼트에 대응하는 번호를 표시한다. 도 6a에 나타내는 예에서는, 엔드어태치먼트로서 버킷(6)이 장착되어 있고, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 어태치먼트표시부(414)는 공란으로 되어 있다. 엔드어태치먼트로서 착암기가 장착되어 있는 경우에는, 예를 들면 어태치먼트표시부(414)에는 착암기 모양의 마크가, 착암기의 출력의 크기를 나타내는 숫자와 함께 표시된다.
엔진제어상태표시부(415)는 엔진(11)의 제어상태를 쇼벨의 가동정보로서 표시한다. 도 6a에 나타내는 예에서는, 엔진(11)의 제어상태로서 "자동감속·자동정지모드"가 선택되어 있다. "자동감속·자동정지모드"는, 비조작상태의 계속시간에 따라, 엔진회전수를 자동적으로 저감하고, 나아가서는 엔진(11)을 자동적으로 정지시키는 제어상태를 의미한다. 그 외에, 엔진(11)의 제어상태에는, "자동감속모드", "자동정지모드", "수동감속모드" 등이 있다.
요소수잔량표시부(416)은, 요소수탱크에 저장되어 있는 요소수의 잔량상태를 쇼벨의 가동정보로서 화상표시한다. 도 6a에 나타내는 예에서는, 현재의 요소수의 잔량상태를 나타내는 바게이지가 표시되어 있다. 요소수의 잔량은, 요소수탱크에 마련되어 있는 요소수잔량센서가 출력하는 데이터에 근거하여 표시된다.
연료잔량표시부(417)은, 연료탱크에 저장되어 있는 연료의 잔량상태를 가동정보로서 표시한다. 도 6a에 나타내는 예에서는, 현재의 연료의 잔량상태를 나타내는 바게이지가 표시되어 있다. 연료의 잔량은, 연료탱크에 마련되어 있는 연료잔량센서가 출력하는 데이터에 근거하여 표시된다.
냉각수온도표시부(418)은, 엔진냉각수의 온도상태를 쇼벨의 가동정보로서 표시한다. 도 6a에 나타내는 예에서는, 엔진냉각수의 온도상태를 나타내는 바게이지가 표시되어 있다. 엔진냉각수의 온도는, 엔진(11)에 마련되어 있는 수온센서(11c)가 출력하는 데이터에 근거하여 표시된다.
엔진가동시간표시부(419)는, 엔진(11)의 누적가동시간을 쇼벨의 가동정보로서 표시한다. 도 6a에 나타내는 예에서는, 운전자에 의하여 카운트가 재시작된 후의 가동시간의 누적이, 단위 "hr(시간)"과 함께 표시되어 있다. 엔진가동시간표시부(419)에는, 쇼벨제조 후의 전체기간의 생애가동시간 또는 조작자에 의하여 카운트가 재시작된 후의 구간가동시간이 표시된다.
카메라화상표시부(420)은, 카메라(S6)에 의하여 촬영된 화상을 표시한다. 도 6a에 나타내는 예에서는, 상부선회체(3)의 상면 후단에 장착된 후방카메라에 의하여 촬영된 화상이 카메라화상표시부(420)에 표시되어 있다. 카메라화상표시부(420)에는, 상부선회체(3)의 상면 좌단에 장착된 좌측카메라 또는 상면 우단에 장착된 우측카메라에 의하여 촬상된 카메라화상이 표시되어도 된다. 카메라화상표시부(420)에는, 좌측카메라, 우측카메라, 및 후방카메라 중 복수의 카메라에 의하여 촬영된 화상이 나란히 표시되어도 된다. 또한 카메라화상표시부(420)에는, 좌측카메라, 우측카메라, 및 후방카메라 중 적어도 2개에 의하여 촬상된 복수의 카메라화상의 합성화상이 표시되어도 된다. 합성화상은, 예를 들면, 부감화상이어도 된다.
각 카메라는 상부선회체(3)의 일부가 카메라화상에 포함되도록 설치되어 있다. 표시되는 화상에 상부선회체(3)의 일부가 포함됨으로써, 조작자는 카메라화상표시부(420)에 표시되는 물체와 쇼벨의 사이의 거리감을 파악하기 쉬워진다.
카메라화상표시부(420)에는, 표시 중인 카메라화상을 촬영한 카메라(S6)의 방향을 나타내는 카메라아이콘(421)이 표시되어 있다. 카메라아이콘(421)은, 쇼벨의 설정상태표시부의 다른 일례이며, 쇼벨의 상면에서 보았을 때의 형상을 나타내는 쇼벨아이콘(421a)와, 표시 중인 카메라화상을 촬상한 카메라(S6)의 방향을 나타내는 띠형상의 방향표시아이콘(421b)로 구성되어 있다.
도 6a에 나타내는 예에서는, 쇼벨아이콘(421a)의 하측(어태치먼트의 반대측)에 방향표시아이콘(421b)가 표시되어 있고, 카메라화상표시부(420)에는, 후방카메라에 의하여 촬영된 쇼벨의 후방의 화상이 표시되어 있는 것이 나타나 있다. 예를 들면, 카메라화상표시부(420)에 우측카메라에 의하여 촬영된 화상이 표시되어 있는 경우에는, 쇼벨아이콘(421a)의 우측에 방향표시아이콘(421b)가 표시된다. 또, 예를 들면 카메라화상표시부(420)에 좌측카메라에 의하여 촬영된 화상이 표시되어 있는 경우에는, 쇼벨아이콘(421a)의 좌측에 방향표시아이콘(421b)가 표시된다.
조작자는, 예를 들면 캐빈(10) 내에 마련되어 있는 화상전환스위치를 압하함으로써, 카메라화상표시부(420)에 표시하는 화상을 다른 카메라에 의하여 촬영된 화상 등으로 전환할 수 있다.
쇼벨에 카메라(S6)이 마련되어 있지 않은 경우에는, 카메라화상표시부(420)대신에, 다른 정보가 표시되어도 된다.
제1 작업가이던스표시부(430)은, 각종 작업을 위한 가이던스정보를 표시한다. 도 6a에 나타내는 예에서는, 제1 작업가이던스표시부(430)은, 작업부위가이던스정보의 일례인 치선가이던스정보를 표시하는 위치표시화상(431)을 포함한다. 위치표시화상(431)은, 복수의 세그먼트(431a)가 세로방향으로 배열된 바게이지이고, 어태치먼트의 작업부위(예를 들면 버킷(6)의 선단)로부터 목표시공면까지의 거리의 크기를 나타낸다. 구체적으로는, 버킷(6)의 선단으로부터 목표시공면까지의 거리에 따라 7개의 세그먼트 중 하나인 버킷위치표시세그먼트가 다른 세그먼트와는 다른 색으로 표시된다. 도 6a에 나타내는 예에서는, 위에서부터 3번째의 세그먼트가 버킷위치표시세그먼트로서 다른 세그먼트와는 다른 색으로 표시되어 있다. 위치표시화상(431)은, 버킷(6)의 선단으로부터 목표시공면까지의 거리를 보다 고정밀도로 표시할 수 있도록, 보다 많은 세그먼트로 구성되어도 된다.
이와 같이, 머신가이던스장치(50)은, 거리의 크기에 따라 제1 표시장치(D3)의 표시화면의 일부영역의 색을 변화시킨다. 단, 머신가이던스장치(50)은, 거리의 크기에 따라 표시화면의 전체영역의 색을 변화시켜도 된다. 이 경우, 색이 변화하는 영역이 크기 때문에, 조작자는 주변시야에서 색의 변화를 용이하게 확인할 수 있다.
표시화면의 일부영역은, 예를 들면, 제1 작업가이던스표시부(430)의 하나의 세그먼트(431a)와 같은 비교적 작은 영역이며, 표시화면의 전체영역은, 예를 들면, 제1 작업가이던스표시부(430)의 프레임 내의 전체영역과 같은 비교적 큰 영역이다. 표시화면의 전체영역은, 카메라화상표시부(420)의 전체영역이어도 되고, 출력화상(Gx)의 전체영역이어도 된다.
보다 구체적으로는, 가장 아래에 있는 세그먼트를 목표시공면의 레벨을 나타내는 기준세그먼트로 한 경우, 버킷(6)의 선단으로부터 목표시공면까지의 거리가 클수록, 보다 위에 있는 세그먼트가 버킷위치표시세그먼트로서 다른 세그먼트와는 다른 색으로 표시된다. 버킷(6)의 선단으로부터 목표시공면까지의 거리가 작을수록, 보다 아래에 있는 세그먼트가 버킷위치표시세그먼트로서 다른 세그먼트와는 다른 색으로 표시된다. 그리고, 버킷위치표시세그먼트는, 버킷(6)의 선단으로부터 목표시공면까지의 거리의 변화에 따라 상하로 움직이도록 표시된다. 조작자는, 위치표시화상(431)을 봄으로써, 버킷(6)의 선단으로부터 목표시공면까지의 현재의 거리를 파악할 수 있다. 가장 아래에 있는 세그먼트 이외의 세그먼트가 기준세그먼트로서 설정되어도 된다.
위치표시화상(431)은, 수치화상(431b)를 포함한다. 수치화상(431b)는 어태치먼트의 작업부위(예를 들면 버킷(6)의 선단)와 목표시공면의 거리를 수치로 나타낸다. 도 6a에 나타내는 예에서는 목표시공면의 연직상방 0.50미터 부분에 버킷(6)의 선단이 위치하는 것이 나타나 있다. 수치화상(431b)의 부호 "+"는 목표시공면보다 높은 위치에 버킷(6)이 존재하는 것을 나타내고, 부호 "-"는 목표시공면보다 낮은 위치에 버킷(6)이 존재하는 것을 나타낸다.
상술한 바와 같이, 출력화상(Gx)는 쇼벨의 가동정보를 포함하는 표시부와, 카메라(S6)이 촬상한 카메라화상을 포함하는 표시부와, 치선가이던스정보를 포함하는 표시부를 갖는다. 단, 쇼벨의 가동정보를 포함하는 표시부 및 카메라화상을 포함하는 표시부 중의 일방은 생략되어도 된다. 예를 들면, 출력화상(Gx)는, 카메라화상을 포함하는 표시부와 치선가이던스정보를 포함하는 표시부만을 갖고 있어도 되고, 가동정보를 포함하는 표시부와 치선가이던스정보를 포함하는 표시부만을 갖고 있어도 된다.
다음으로, 제2 표시장치(D3S)에 표시되는 출력화상(Gy)에 대하여 설명한다. 도 6b에 나타내는 예에서는, 출력화상(Gy)는, 제2 작업가이던스표시부(430S) 및 지형화상표시부(440)을 갖는다. 각부에 표시되는 화상은, 제2 표시장치(D3S)의 변환처리부(D3Sa)에 의하여, 머신가이던스장치(50)으로부터 송신되는 각종 데이터로부터 생성된다.
제2 작업가이던스표시부(430S)는, 각종 작업을 위한 가이던스정보를 표시한다. 도 6b에 나타내는 예에서는, 제2 작업가이던스표시부(430S)는, 제1 목표시공면표시화상(432), 제2 목표시공면표시화상(433), 및 수치정보화상(434)를 포함한다.
제1 목표시공면표시화상(432)는, 버킷(6)과 목표시공면의 관계를 치선가이던스정보로서 모식적으로 표시한다. 제1 목표시공면표시화상(432)에는, 조작자가 캐빈(10)에 앉아 쇼벨의 전방을 보았을 때의 버킷(6)과 목표시공면이, 버킷아이콘(451) 및 목표시공면화상(452)로 모식적으로 표시된다. 버킷아이콘(451)은, 버킷(6)을 나타내는 도형이고, 버킷(6)을 캐빈(10)으로부터 본 형태로 나타나 있다. 목표시공면화상(452)는, 목표면으로서의 지면을 나타내는 도형이고, 실제의 목표시공면에 대한 버킷(6)의 경사각(도 6b에 나타내는 예에서는 10.0˚)과 함께 표시된다. 버킷아이콘(451)과 목표시공면화상(452)의 간격은, 실제의 버킷(6)의 선단으로부터 목표시공면까지의 거리에 따라 변화하도록 표시된다. 버킷(6)의 경사각도 동일하게, 실제의 버킷(6)과 목표시공면의 위치관계에 따라 변화하도록 표시된다.
조작자는, 제1 목표시공면표시화상(432)를 봄으로써, 버킷(6)과 목표시공면의 위치관계나, 목표시공면의 경사각을 파악할 수 있다. 제1 목표시공면표시화상(432)에는, 조작자의 시인성을 높이기 위하여, 실제의 경사각보다 커지도록 목표시공면화상(452)가 표시되어 있어도 된다. 조작자는, 제1 목표시공면표시화상(432)에 표시되는 목표시공면화상(452)로부터 대략적인 경사각을 인식할 수 있다. 또, 조작자는, 정확한 경사각을 알고자 하는 경우에는, 목표시공면화상(452) 아래에 수치표시되어 있는 경사각을 봄으로써, 실제의 경사각을 알 수 있다.
제2 목표시공면표시화상(433)은, 측면에서 보았을 때의 버킷(6)과 목표시공면의 관계를 치선가이던스정보로서 모식적으로 표시한다. 제2 목표시공면표시화상(433)에는, 버킷아이콘(451) 및 목표시공면화상(452)가 표시된다. 버킷아이콘(451)은, 버킷(6)을 측면에서 본 형태로 나타나 있다. 목표시공면화상(452)는, 수평면에 대한 경사각(도 6b에 나타내는 예에서는 20.0˚)과 함께 표시된다. 버킷아이콘(451)과 목표시공면화상(452)의 간격은, 실제의 버킷(6)의 선단으로부터 목표시공면까지의 거리에 따라 변화하도록 표시된다. 경사각은, 실제의 버킷(6)과 목표시공면의 위치관계에 따라 변화하도록 표시된다.
조작자는, 제2 목표시공면표시화상(433)을 봄으로써, 버킷(6)과 목표시공면의 위치관계나, 목표시공면의 경사각을 파악할 수 있다. 제2 목표시공면표시화상(433)에는, 조작자의 시인성을 높이기 위하여, 실제의 경사각보다 커지도록 목표시공면화상(452)가 표시되어 있어도 된다. 조작자는, 제2 목표시공면표시화상(433)에 표시되는 목표시공면화상(452)로부터 대략적인 경사각을 인식할 수 있다. 또, 조작자는, 정확한 경사각을 알고자 하는 경우에는, 목표시공면화상(452) 아래에 수치 표시되어 있는 경사각을 봄으로써, 실제의 경사각을 알 수 있다.
수치정보화상(434)는, 버킷(6)의 선단과 목표시공면의 위치관계를 나타내는 각종 수치를 치선가이던스정보로서 표시한다. 도 6b에 나타내는 예에서는, 수치정보화상(434)에는, 목표시공면으로부터 버킷(6)의 선단까지의 높이(버킷(6)의 선단과 목표시공면의 연직방향의 거리이며, 도 6b에 나타내는 예에서는 1.00미터)가 표시되어 있다. 수치정보화상(434)에는, 선회축으로부터 버킷(6)의 선단까지의 거리(도 6b에 나타내는 예에서는 3.50미터)가 표시되어 있다. 수치정보화상(434)에는, 기준방위에 대한 상부선회체(3)의 선회각도 등, 다른 수치정보가 표시되어 있어도 된다.
지형화상표시부(440)은, 작업현장의 지형화상을 표시한다. 지형화상은, 예를 들면, 2차원지형화상, 3차원 지형화상 등을 포함한다. 지형화상은, 예를 들면, 소정의 방위(예를 들면 북쪽)가 화면상방에 대응하도록 표시된다. 도 6b에 나타내는 예에서는, 지형화상표시부(440)은, 측위장치(S8)이 취득한 쇼벨의 위치에 관한 정보와, 기억장치(D4)에 기억된 목표시공면에 관한 정보에 근거하여 생성되는 3차원 지형화상을 표시한다. 3차원 지형화상은, 북쪽이 화면상방에 대응하도록 표시되고, 목표시공면의 3차원 CG화상(목표지형화상)과, 쇼벨의 3차원 CG화상(440a)와, 쇼벨을 작업대상으로서의 법면에 정대향시키기 위한 조작방향을 나타내는 조작방향표시화상(440b)와, 방향어긋남표시화상(440c)를 포함한다. 작업대상으로서의 법면은 다른 면과 구별 가능하게 표시되어도 된다. 도 6b에 나타내는 예에서는, 작업대상으로서의 법면은 도트패턴으로 해칭되어, 다른 지면과 구별할 수 있도록 나타나 있다. 쇼벨의 3차원 CG화상(440a)가 표시되는 화상위치는, 쇼벨의 위치에 관한 정보에 근거하여 결정된다. 조작방향표시화상(440b) 및 방향어긋남표시화상(440c)는, 머신가이던스장치(50)의 조작방향표시부(504)가 생성하는 화상이다.
조작방향표시화상(440b)는, 쇼벨을 작업대상에 정대향시키기 위한 조작방향을 나타내는 원형화상이며, 화살표(AR1) 및 눈금(G1)을 포함한다. 방향어긋남표시화상(440c)는, 작업대상의 방향에 대한 쇼벨의 방향의 어긋남을 나타내는 원형화상이며, 선분(L1) 및 눈금(G2)를 포함한다.
조작방향표시화상(440b)는, 지형화상과 마찬가지로, 소정의 방위(예를 들면 북쪽)가 화면상방에 대응하도록 표시된다. 도 6b의 예에서는, 북쪽이 화면상방에 대응하도록 지형화상이 표시되어 있기 때문에, 조작방향표시화상(440b)도, 북쪽이 화면상방에 대응하도록 표시되어 있다. 남쪽이 화면상방에 대응하도록 지형화상이 표시되어 있는 경우에는, 조작방향표시화상(440b)도, 남쪽이 화면상방에 대응하도록 표시된다. 한편, 방향어긋남표시화상(440c)는, 상부선회체(3)의 전방이 화면상방에 대응하도록 표시되어 있다.
화살표(AR1)은, 쇼벨이 향해야 할 방향을 나타낸다. 도 6b의 예에서는, 남서방향(현재의 쇼벨의 방향에 대하여 우측 대각선 전방)을 향해야 한다는 것을 나타내고 있다. 이 경우, 조작자는, 상부선회체(3)을 우회전으로 선회시킴으로써, 혹은, 쇼벨을 우측 대각선 전방으로 이동시킴으로써 쇼벨을 법면에 정대향시킬 수 있다.
눈금(G1, G2)는, 쇼벨의 방향을 나타낸다. 도 6b의 예에서는, 눈금(G1)은 원형화상의 상단에 배치되는 상측눈금과, 원형화상의 하단에 배치되는 하측눈금을 포함한다. 상측눈금 및 하측눈금은 각각 5개의 선분으로 구성되고, 중심의 최장선분인 주눈금이 상부선회체(3)의 좌우축에 대응한다. 눈금(G2)는, 원형화상의 좌단에 배치되는 좌측눈금과, 원형화상의 우단에 배치되는 우측눈금을 포함한다. 좌측눈금 및 우측눈금은 각각 5개의 선분으로 구성되고, 중심의 최장선분인 주눈금이 상부선회체(3)의 좌우축에 대응한다. 눈금(G1, G2)는 원형화상의 외측에 표시되어 있어도 된다.
선분(L1)은, 작업대상으로서의 법면의 연장방향을 나타내는 선분, 즉 법면의 연장방향으로 평행한 선분을 나타낸다. 도 6b의 예에서는, 방향어긋남표시화상(440c)는, 상부선회체(3)의 좌우축에 대하여 법면의 연장방향이 상면에서 보았을 때 약 45도 어긋나 있는 상태를 나타내고 있다. 선분(L1)은 원형화상의 중심을 통과하고, 원형화상의 직경과 동일한 길이를 갖는다. 단, 선분(L1)은 원형화상의 중심을 통과하지 않아도 된다. 선분(L1)의 길이는 원형화상의 직경과 동일하지 않아도 된다. 예를 들면, 선분(L1)은 원형화상에서 튀어나와 있어도 된다.
다음으로, 도 6c를 참조하여 출력화상(Gy)에 있어서의 지형화상표시부(440)에 표시되는 화상의 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 6c의 지형화상표시부(440)에 표시되는 화상, 및 도 6b의 지형화상표시부(440)에 표시되는 화상은, 동일한 작업현장의 동일한 시각상태를 나타내고 있다.
도 6c의 화상은, 쇼벨의 후방 대각선 위로부터 작업현장을 보았을 때의 상태를 나타내는 점에서, 쇼벨의 우측 대각선 위로부터 작업현장을 보았을 때의 상태를 나타내는 도 6b의 화상과 상이하다. 또, 조작방향표시화상(440b)의 표시를 생략하고 있는 점에서 도 6b의 화상과 상이하다.
도 6c의 화상과 도 6b의 화상은, 예를 들면 터치패널에 대한 스와이프, 플릭 등의 터치조작에 의하여 전환된다.
지형화상표시부(440)은, 제1 표시장치(D3)보다 조작자에게 가까운 위치에 마련된 제2 표시장치(D3S) 내에 표시된다. 이로써, 쇼벨의 조작자는, 캐빈(10) 내에 있어서 조작장치(26)을 조작하고 있지 않을 때에 지형화상표시부(440)으로 작업현장의 전체모습과 그 작업현장에 있어서의 쇼벨의 위치를 확인할 수 있다. 그리고, 다음 시공작업의 절차, 다음 시공작업을 위한 쇼벨의 배치 등을 검토하고, 또한 확인할 수 있다. 상술한 예에서는 목표지형화상의 예를 나타냈지만, 현재의 시공상황(현재의 지형정보)과 목표지형화상의 조합이 표시되는 경우에는, 조작자는, 작업현장의 전체의 시공상황을 확인한 후 시공작업의 절차 등을 검토하고, 또한 확인할 수 있다. 도 6b의 예에서는, 지형화상표시부(440)은, 조작대상의 쇼벨을 나타내는 화상이 포함되는 영역을 표시하고 있지만, 커서조작 또는 스와이프 등의 터치조작에 따른 화면스크롤에 의하여, 조작대상의 쇼벨을 나타내는 화상이 포함되지 않는 영역을 표시해도 된다. 혹은, 조작대상의 쇼벨을 나타내는 화상만을 표시해도 된다. 즉, 지형화상표시부(440)은 목표지형화상 및 쇼벨을 나타내는 화상 중 적어도 일방을 표시해도 된다. 핀치인, 핀치아웃 등의 터치조작에 따라 표시대상이 되고 있는 화상의 축척을 변경해도 된다. 표시대상이 되는 작업영역의 크기는, 시공현장 전체, 당일 시공하는 범위 등, 임의의 크기로 전환 가능해도 된다.
이와 같이, 쇼벨의 조작 중에는, 도 6a 및 도 6b에 나타내는 화면의 조합이 제1 표시장치(D3) 및 제2 표시장치(D3S)에 표시된다. 조작자는, 프런트유리(FG)를 통하여 버킷(6)을 중심시야에서 파악하고, 또한 제1 표시장치(D3)에 표시된 출력화상(Gx)를 주변시야에서 파악하면서 굴삭작업을 행할 수 있다. 또, 필요에 따라 제2 표시장치(D3S)로 시선을 돌려 제2 표시장치(D3S)에 표시된 출력화상(Gy)를 봄으로써, 버킷(6)의 선단과 목표시공면의 상세한 위치관계, 목표시공면과 쇼벨의 위치관계 등을 확인할 수 있다. 또, 조작자는, 예를 들면 터치패널에 대한 스와이프, 핀치인, 핀치아웃, 플릭 등의 터치조작에 의하여, 표시되는 지형화상의 위치, 범위, 방향 등을 변경할 수 있다.
다음으로 도 7a 및 도 7b를 참조하여, 도 3의 머신가이던스장치(50)을 이용한 경우에 표시되는 출력화상의 일례에 대하여 설명한다. 도 7a는, 제1 표시장치(D3)에 표시되는 출력화상(Gx)의 다른 일례를 나타내고, 도 7b는, 제2 표시장치(D3S)에 표시되는 출력화상(Gy)의 다른 일례를 나타낸다. 도 7a의 출력화상(Gx)는, 도 6b에 나타내는 예에서는 출력화상(Gy)의 제2 작업가이던스표시부(430S)에 표시되어 있던 제1 목표시공면표시화상(432), 제2 목표시공면표시화상(433), 및 수치정보화상(434)를 제1 작업가이던스표시부(430)에 포함하는 점에서 도 6a의 출력화상(Gx)와 상이하다. 즉, 제1 표시장치(D3)은, 바게이지뿐만 아니라, 버킷(6)의 도형과 목표시공면의 단면도를 이용하여 치선가이던스정보를 표시한다. 그러나, 그 외의 점에서는 도 6a의 출력화상(Gx)와 공통된다. 도 7b의 출력화상(Gy)는, 지형화상표시부(440)이 전체화면표시된 점에서 도 6b의 출력화상(Gy)와 상이하지만 그 외의 점에서 공통된다.
이와 같이, 도 7b의 출력화상(Gy)는 도 6b의 출력화상(Gy)보다 지형화상표시부(440)이 크기 때문에, 작업현장의 지형화상에 관하여, 도 6b의 출력화상(Gy)보다 더 상세한 정보를 표시할 수 있다. 그리고, 조작자는 조작 중에 그 상세한 정보를 시인할 수 있다. 제2 표시장치(D3S)가 조작 중의 조작자의 시야를 방해하는 경우도 없다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은, 상술한 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 범위를 벗어나는 일 없이 상술한 실시예에 다양한 변형 및 치환을 더할 수 있다.
예를 들면, 상술한 실시예에서는, 위치표시화상(431), 제1 목표시공면표시화상(432), 제2 목표시공면표시화상(433), 및 수치정보화상(434)가 제1 작업가이던스표시부(430) 및 제2 작업가이던스표시부(430S) 중 어느 일방에 표시되어 있다. 그러나, 위치표시화상(431), 제1 목표시공면표시화상(432), 제2 목표시공면표시화상(433), 및 수치정보화상(434) 중 적어도 하나는 제1 작업가이던스표시부(430) 및 제2 작업가이던스표시부(430S)의 쌍방에 표시되어 있어도 된다.
본원은, 2016년 2월 9일에 출원한 일본 특허출원 2016-023097호에 근거하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 일본 특허출원의 전체내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.
1…하부주행체
2…선회기구
3…상부선회체
4…붐
5…암
6…버킷
7…붐실린더
8…암실린더
9…버킷실린더
10…캐빈
10CR…우측콘솔
10L…좌측필러
10R…우측필러
10S…운전석
11…엔진
11a…얼터네이터
11b…스타터
11c…수온센서
14…메인펌프
14a…레귤레이터
14b…토출압력센서
14c…유온센서
15…파일럿펌프
17…컨트롤밸브
26…조작장치
29…압력센서
30…컨트롤러
30a…일시기억부
50…머신가이던스장치
55…연료수용부
55a…연료수용량검출부
70…축전지
72…전장품
75…엔진회전수 조정다이얼
411…시각표시부
412…회전수모드표시부
413…주행모드표시부
414…어태치먼트표시부
415…엔진제어상태표시부
416…요소수잔량표시부
417…연료잔량표시부
418…냉각수온도표시부
419…엔진가동시간표시부
420…카메라화상표시부
421…카메라아이콘
421a…쇼벨아이콘
421b…방향표시아이콘
430…제1 작업가이던스표시부
430S…제2 작업가이던스표시부
431…위치표시화상
431a…세그먼트
431b…수치화상
432…제1 목표시공면표시화상
433…제2 목표시공면표시화상
434…수치정보화상
440…지형화상표시부
440a…쇼벨의 3차원 CG화상
440b…조작방향표시화상
440c…방향어긋남표시화상
451…버킷아이콘
452…목표시공면화상
501…경사각산출부
502…높이산출부
503…거리산출부
504…조작방향표시부
AR1…화살표
D1…입력장치
D2…음성출력장치
D3…제1 표시장치
D3S…제2 표시장치
D3a, D3Sa…변환처리부
D4…기억장치
D5…게이트록레버
D6…게이트록밸브
D7…엔진컨트롤러유닛
FG…프런트유리
G1, G2…눈금
Gx, Gy…출력화상
L1…선분
RG…우측사이드유리
S1…붐각도센서
S2…암각도센서
S3…버킷각도센서
S4…기체경사센서
S5…선회각속도센서
S6…카메라
S7…통신장치
S8…측위장치

Claims (11)

  1. 하부주행체와,
    상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와,
    상기 상부선회체에 탑재되는 운전실과,
    상기 상부선회체에 장착된 어태치먼트와,
    상기 운전실 내에 마련된 제1 표시장치와,
    상기 운전실 내에 마련된 제2 표시장치와,
    상기 어태치먼트의 작업부위의 높이와 소정의 목표높이와의 거리를 산출하는 제어장치를 갖고,
    상기 제1 표시장치는, 쇼벨의 가동정보와 상기 거리에 근거하는 작업부위가이던스정보를 표시하며,
    상기 제2 표시장치는, 목표지형화상 및 상기 쇼벨을 나타내는 화상 중 적어도 일방을 표시하는 쇼벨.
  2. 하부주행체와,
    상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와,
    상기 상부선회체에 탑재되는 운전실과,
    상기 상부선회체에 장착된 카메라와,
    상기 상부선회체에 장착된 어태치먼트와,
    상기 운전실 내에 마련된 제1 표시장치와,
    상기 운전실 내에 마련된 제2 표시장치와,
    상기 어태치먼트의 작업부위의 높이와 소정의 목표높이와의 거리를 산출하는 제어장치를 갖고,
    상기 제1 표시장치는, 상기 카메라가 촬상한 화상 및 쇼벨의 가동정보 중 적어도 일방과 상기 거리에 근거하는 작업부위가이던스정보를 표시하며,
    상기 제2 표시장치는, 목표지형화상 및 상기 쇼벨을 나타내는 화상 중 적어도 일방을 표시하는, 쇼벨.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 표시장치는, 상기 운전실 내의 운전석의 우측전방에 장착되는, 쇼벨.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 표시장치는, 상기 운전실 내의 운전석에 정면을 향하여 앉는 조작자가 시인 가능한 위치에 장착되는, 쇼벨.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 표시장치가 상기 운전실의 프런트유리를 가리는 범위는, 상기 제1 표시장치가 상기 프런트유리를 가리는 범위보다 작은, 쇼벨.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 표시장치는, 상기 제1 표시장치보다 상기 운전실 내의 운전석에 가까운 위치에 장착되는, 쇼벨.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 거리는, 상기 어태치먼트를 구성하는 버킷의 치선의 높이와 상기 목표높이와의 거리인, 쇼벨.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 작업부위가이던스정보로서 상기 거리의 크기에 따라 상기 제1 표시장치의 표시화면의 일부영역 또는 전체영역의 색을 변화시키는, 쇼벨.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업부위가이던스정보는, 상기 거리의 크기를 나타내는 바게이지 및 수치 중 적어도 일방을 포함하는, 쇼벨.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업부위가이던스정보는, 목표면을 나타내는 도형과 상기 어태치먼트를 나타내는 도형을 포함하는, 쇼벨.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 표시장치는, 상기 목표지형화상에 대한 상기 쇼벨의 위치관계를 나타내는 화상을 표시하는, 쇼벨.
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