KR102579791B1

KR102579791B1 - 건설 기계

Info

Publication number: KR102579791B1
Application number: KR1020217027634A
Authority: KR
Inventors: 유호 사이토; 히데카즈 모리키; 신야 이무라; 고지 시와쿠
Original assignee: 히다치 겡키 가부시키 가이샤
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2020-02-14
Publication date: 2023-09-19
Also published as: KR20210120085A; US20210388578A1; CN113508206A; JP7111641B2; JP2020148029A; CN113508206B; EP3904609A4; EP3904609A1; EP3904609B1; WO2020184065A1

Abstract

프론트 작업기의 프론트 부재에 마련되어, 프론트 부재의 자세 정보를 검출하는 자세 검출 장치와, 본체의 주위의 물체를 검출하는 외부 환경 인식 장치와, 외부 환경 인식 장치에서 인식된 물체에 의해 외부 환경 인식 장치의 인식 범위로부터 사각이 되는 범위인 사각 범위를 연산하고, 사각에 존재한다고 가정한 이동체가 미리 정한 시간에서 이동 가능한 범위인 상정 이동 범위를 연산함과 함께, 자세 검출 장치에서 검출한 자세 정보에 의거하여, 프론트 작업기가 미리 정한 시간에서 이동 가능한 범위인 이동 가능 범위를 연산하고, 이동체의 상정 이동 범위와 프론트 작업기의 이동 가능 범위에 의거하여, 이동체와 프론트 작업기와의 접촉을 예방하는 예방 제어를 행하는 제어 장치를 구비한다. 이에 따라, 물체의 사각의 이동체에도 충분히 대응할 수 있고, 확실하게 프론트 작업기와 이동체와의 접촉을 보다 확실하게 예방할 수 있다.

Description

건설 기계

본 발명은, 건설 기계에 관한 것이다.

건설 토목 시공업계에 있어서의 유압 셔블 등의 건설 기계에 있어서는, 작업을 행하는 프론트 작업기와 작업원 등과의 접촉을 예방하는 것으로서, 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재와 같이 프론트 작업기의 작업 속도를 제어하는 기술이 있다.

특허 문헌 1에는, 주행체(기체(基體))에 대하여 선회 가능하게 장착된 어태치먼트와, 어태치먼트를 선회시키는 선회 기구와, 선회 기구를 제어하는 제어 장치와, 작업 영역 내로 진입한 진입물의 위치를 검출하는 진입물 검출 장치를 가지고, 제어 장치는, 어태치먼트의 현시점의 각속도 및 어태치먼트의 현시점의 관성 모멘트 중 적어도 일방과 관련된 제 1 물리량, 및 진입물 검출 장치에서 검출된 진입물의 위치에 의거하여, 어태치먼트의 선회 동작을 제어하는 선회 작업 기계가 개시되어 있다.

일본공개특허 특개2012-21290호 공보

그러나, 상기 종래 기술에 있어서는, 검출한 물체의 사각(死角)에 이동체가 존재할 가능성을 고려하고 있지 않기 때문에, 사각으로부터 이동체가 출현한 경우에는 충분히 대응할 수 없다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 물체의 사각의 이동체에도 대응할 수 있고, 확실하게 프론트 작업기와 이동체와의 접촉을 보다 확실하게 예방할 수 있는 건설 기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원은 상기 과제를 해결하는 수단을 복수 포함하고 있지만, 그 일례를 들면, 하부 주행체와, 상기 하부 주행체에 대하여 선회 가능하게 마련된 상부 선회체로 이루어지는 본체와, 상기 상부 선회체에 장착되어, 회전 운동 가능하게 연결된 복수의 프론트 부재로 이루어지는 다관절형의 프론트 작업기와, 상기 프론트 작업기의 복수의 프론트 부재를 각각 구동하는 복수의 액추에이터를 구비한 건설 기계에 있어서, 상기 프론트 작업기의 프론트 부재에 마련되어, 상기 프론트 부재의 자세 정보를 검출하는 자세 검출 장치와, 상기 본체의 주위의 물체를 검출하는 외부 환경 인식 장치와, 상기 외부 환경 인식 장치에서 인식된 물체에 의해 상기 외부 환경 인식 장치의 인식 범위로부터 사각이 되는 범위인 사각 범위를 연산하여, 상기 사각에 존재한다고 가정한 이동체가 미리 정한 시간에서 이동 가능한 범위인 상정 이동 범위를 연산함과 함께, 상기 자세 검출 장치에서 검출한 자세 정보에 의거하여 상기 프론트 작업기가 미리 정한 시간에서 이동 가능한 범위인 이동 가능 범위를 연산하고, 상기 이동체의 상정 이동 범위와 상기 프론트 작업기의 이동 가능 범위에 의거하여, 상기 이동체와 상기 프론트 작업기와의 접촉을 예방하는 예방 제어를 행하는 제어 장치를 구비한 것으로 한다.

본 발명에 의하면, 물체의 사각의 이동체에도 충분히 대응할 수 있고, 확실하게 프론트 작업기와 이동체와의 접촉을 보다 확실하게 예방할 수 있다.

도 1은 제 1 실시 형태와 관련된 건설 기계의 일례인 유압 셔블의 외관을 모식적으로 나타내는 도이다.
도 2는 유압 셔블의 외관을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 3은 제 1 실시 형태와 관련된 유압 셔블에 탑재되는 제어 장치의 처리 기능의 일부를 모식적으로 나타내는 기능 블록도이다.
도 4는 도 3에 있어서의 기능의 일부를 상세하게 나타내는 기능 블록도이다.
도 5는 xy 평면에서의 사각 산출 방법에 대하여 설명하는 도이다.
도 6은 xy 평면에서의 사각 산출 방법에 대하여 설명하는 도이다.
도 7은 xy 평면에서의 사각 산출 방법에 대하여 설명하는 도이다.
도 8은 xy 평면에서의 사각 산출 방법에 대하여 설명하는 도이다.
도 9는 자차량의 버킷이 사각이 되는 경우에 대하여 설명하는 도이다.
도 10은 자차량의 버킷이 사각이 되는 경우에 대하여 설명하는 도이다.
도 11은 자차량의 버킷이 사각이 되는 경우에 대하여 설명하는 도이다.
도 12는 속도 제한 영역이나 상정 이동 범위의 연산 방법에 대하여 설명하는 도이다.
도 13은 예방 제어의 처리 내용을 나타내는 플로우 차트이다.
도 14는 제 2 실시 형태에 있어서의 유압 셔블에 탑재되는 제어 장치의 처리 기능의 일부를 모식적으로 나타내는 기능 블록도이다.
도 15는 제 2 실시 형태에 있어서의 사각의 연산에 대하여 설명하는 도이다.
도 16은 제 3 실시 형태에 있어서의 유압 셔블에 탑재되는 제어 장치의 처리 기능의 일부를 모식적으로 나타내는 기능 블록도이다.
도 17은 제 3 실시 형태에 있어서의 사각의 연산에 대하여 설명하는 도이다.
도 18은 제 3 실시 형태에 있어서의 이동체의 상정 이동 범위에 대하여 설명하는 도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 발명의 실시 형태에서는, 건설 기계의 일례로서, 프론트 작업기를 구비하는 유압 셔블을 예시하여 설명하지만, 휠 로더나 크레인과 같은 작업기를 구비하는 다른 건설 기계에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.

<제 1 실시 형태>

본 발명의 제 1 실시 형태를 도 1~도 13을 참조하면서 설명한다.

도 1은, 본 실시 형태와 관련된 건설 기계의 일례인 유압 셔블의 외관을 모식적으로 나타내는 도이다. 또한, 도 2는, 유압 셔블의 외관을 모식적으로 나타내는 측면도이다.

도 1 및 도 2에 있어서, 유압 셔블(100)은, 유압 셔블(100)은, 수직 방향으로 각각 회전 운동하는 복수의 피구동 부재(붐(8), 아암(9), 버킷(작업 도구)(10))를 연결하여 구성된 다관절형의 프론트 작업기(24)와, 셔블 본체(이하, 간단히 「본체」라고 함)를 구성하는 상부 선회체(22) 및 하부 주행체(20)를 구비하고, 상부 선회체(22)는 선회 기구(21)를 개재하여 하부 주행체(20)에 대하여 선회 가능하게 마련되어 있다. 선회 기구(21)는, 선회 모터(23)와 선회 각도 검출 장치(27)를 가지고 있으며, 선회 모터(23)에 의해 상부 선회체(22)가 하부 주행체(20)에 대하여 선회 구동되어, 선회 각도 검출 장치(27)에 의해 하부 주행체(20)에 대한 선회 각도가 검출된다.

프론트 작업기(24)의 붐(8)의 기단은 상부 선회체(22)의 전부(前部)에 수직 방향으로 회전 운동 가능하게 지지되어 있으며, 아암(9)의 일단은 붐(8)의 기단과는 상이한 단부(선단)에 수직 방향으로 회전 운동 가능하게 지지되어 있고, 아암(9)의 타단에는 버킷(10)이 수직 방향으로 회전 운동 가능하게 지지되어 있다. 붐(8), 아암(9), 버킷(10), 상부 선회체(22), 및 하부 주행체(20)는, 유압 액추에이터인 붐 실린더(5), 아암 실린더(6), 버킷 실린더(7), 선회 모터(23), 및 좌우의 주행 모터(3)(단, 일방의 주행 모터만을 도시함)에 의해 각각 구동된다.

여기서, 상부 선회체(22)의 선회 중심축(25)과 상부 선회체(22)의 하면과의 교점을 원점으로 하고, 선회 중심축(25)을 따라 상방을 정(正)으로 하는 z축을, 원점으로부터 z축으로 수직이 되는 전후 방향에 전방을 정으로 하는 x축을, 원점으로부터 z축 및 x축에 수직이 되는 좌우 방향에 우측 방향을 정으로 하는 y축을 가지는 본체 좌표계를 설정한다.

상부 선회체(22)의 전방 좌측에는, 오퍼레이터가 탑승하는 캡(2)이 탑재되어 있다. 또한, 상부 선회체(22)에는, 유압 셔블(100)의 전체의 동작을 제어하는 제어 장치(44)가 배치되어 있다. 캡(2)에는, 유압 액추에이터(5~7, 23)를 조작하기 위한 조작 신호를 출력하는 조작 레버(조작 장치)(2a, 2b)가 마련되어 있다. 도면에 나타내지는 않지만 조작 레버(2a, 2b)는 각각 전후 좌우로 경도(傾倒) 가능하며, 조작 신호인 레버의 경도량, 즉 레버 조작량을 전기적으로 검지하는 도면에 나타내지 않은 검출 장치를 포함하고, 검출 장치가 검출한 레버 조작량을 제어 장치(44)(후술)에 전기 배선을 개재하여 출력한다. 즉, 조작 레버(2a, 2b)의 전후 방향 또는 좌우 방향으로, 유압 액추에이터(5~7, 23)의 조작이 각각 할당되고 있다.

붐 실린더(5), 아암 실린더(6), 버킷 실린더(7), 선회 모터(23) 및 좌우의 주행 모터(3)의 동작 제어는, 도면에 나타내지 않은 엔진이나 전동 모터 등의 원동기에 의해 구동되는 유압 펌프 장치로부터 각 유압 액추에이터(3, 5~7, 23)에 공급되는 작동유의 방향 및 유량을 컨트롤 밸브 등으로 제어함으로써 행한다. 컨트롤 밸브는, 조작 레버(2a, 2b)로부터의 조작 신호에 의거하여 제어 장치(44)에 의해 동작 제어되고, 이에 따라 각 유압 액추에이터(5~7, 23)의 동작이 제어된다.

붐(8)의 기부(基部), 붐(8)과 아암(9)과의 접속부, 및 아암(9)과 버킷(10)과의 접속부에는, 각각, 자세 센서(34A, 34B, 34C)가 장착되어 있다. 자세 센서(34A, 34B, 34C)는, 예를 들면, 퍼텐쇼미터와 같은 기계식의 각도 센서이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 자세 센서(34A)는, 붐(8)의 길이 방향(양단의 회전 운동 중심을 연결하는 직선)과 x-y 평면과의 이루는 각도 β1을 측정하여 제어 장치(44)로 송신한다. 또한, 자세 센서(34B)는, 붐(8)의 길이 방향(양단의 회전 운동 중심을 연결하는 직선)과 아암(9)의 길이 방향(양단의 회전 운동 중심을 연결하는 직선)과의 이루는 각도 β2를 측정하여 제어 장치(44)로 송신한다. 또한, 자세 센서(34C)는, 아암(9)의 길이 방향(양단의 회전 운동 중심을 연결하는 직선)과 버킷(10)의 길이 방향(회전 운동 중심과 갈고리끝을 연결하는 직선)과의 이루는 각도 β3을 측정하여 제어 장치(44)로 송신한다. 여기서, 선회 각도 검출 장치(27) 및 자세 센서(34A~34C)는, 상부 선회체(22) 및 프론트 작업기(24)의 자세 정보를 검출하는 자세 검출 장치(60)를 구성한다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 프론트 작업기(24)의 요동 중심(38)(붐(8)의 상부 선회체(22)와의 접속부)은, 선회 중심축(25)과는 상이한 위치에 배치되어 있는 경우를 예시하여 설명하지만, 선회 중심축(25)과 요동 중심(38)이 교차하도록 배치해도 된다.

또한, 본 실시 형태에 있어서는, 자세 검출 장치(60)로서 각도 센서 등을 이용하는 경우를 예시하여 설명했지만, 선회 각도 검출 장치(27) 및 자세 센서(34A~34C)로서, 관성 계측 장치(IMU: Inertial Measurement Unit)를 이용해도 된다. 또한, 붐 실린더(5), 아암 실린더(6), 및 버킷 실린더(7)에 각각 스트로크 센서를 배치하고, 스트로크 변화량으로부터 상부 선회체(22)나 붐(8), 아암(9), 및 버킷(10)의 각 접속 부분에 있어서의 상대적인 방향(자세 정보)을 산출하며, 그 결과로부터 각 각도를 구하도록 구성해도 된다.

상부 선회체(22)에는, 셔블 본체(상부 선회체(22), 하부 주행체(20))의 주위의 물체를 검출하는 복수(예를 들면 4개)의 외부 환경 인식 장치(26)가 배치되어 있다. 외부 환경 인식 장치(26)의 설치 위치나 수는 특히 본 실시 형태의 예에 한정되는 것은 아니고, 본체의 전(全)방향(즉, 유압 셔블(100)의 주위 360도)의 시야를 확보할 수 있으면 된다. 본 실시 형태에 있어서는, 4개의 외부 환경 인식 장치(26)가, 캡(2)의 상부, 상부 선회체(22)의 좌측방, 우측방 전부(前部), 및, 우측방 후부(後部)에 각각 설치되어, 본체의 주위 360도의 시야를 망라하고 있는 경우를 예시하여 설명한다. 외부 환경 인식 장치(26)는, 예를 들면, LiDAR(Laser Imaging Detection and Ranging, 레이저 화상 검출과 측거) 기술을 이용한 센서이며, 유압 셔블(100)의 주위에 있는 물체(예를 들면, 후술하는 장해물(14))를 검출하고, 그 좌표 데이터를 제어 장치(44)에 송신한다.

도 3은, 유압 셔블에 탑재되는 제어 장치의 처리 기능의 일부를 모식적으로 나타내는 기능 블록도이다. 또한, 도 4는, 도 3에 있어서의 기능의 일부를 상세하게 나타내는 기능 블록도이다.

도 3 및 도 4에 있어서, 제어 장치(44)는, 판정부(31), 동작 범위 연산부(35), 사각 연산부(37), 및, 이동체 진로 예측부(45)를 구비하고 있다. 또한, 동작 범위 연산부(35)는, 자세 연산부(43), 선회 각도 연산부(48), 속도 제한 영역 연산부(50), 프론트 작업기 속도 연산부(51), 및, 각속도 연산부(52)를 구비하고 있다. 또한, 속도 제한 영역 연산부(50)는, 제동 거리 연산부(30), 및, 제동 시간 연산부(49)를 구비하고 있다.

도 3에 있어서, 사각 연산부(37)는, 외부 환경 인식 장치(26)로부터 얻은 상부 선회체(22)에 대한 상대적인 위치 관계로부터, 사각을 연산한다. 동작 범위 연산부(35)는, 자세 검출 장치(60)로부터 얻은 정보를 기초로 제동 시간을 연산하여, 이동체 진로 예측부(45)에 제동 시간을 송신하고, 판정부(31)로 본체의 동작 범위를 송신한다. 동작 범위 연산부(35)에서 행하는 연산은 이후에 상세하게 설명한다. 이동체 진로 예측부(45)는, 얻어진 사각(16)의 위치, 및 형상으로부터 작업원 등의 이동체가 숨어 있을 가능성이 있는지 여부를 판단하고, 또한, 얻어진 프론트 작업기(24)의 제동 시간으로부터, 프론트 작업기(24)가 제동할 때까지의 동안에 이동체가 이동할 수 있는 범위, 상정 이동 범위(41)를 연산하여, 판정부(31)로 송신한다. 판정부(31)는, 이동체 진로 예측부(45)와 동작 범위 연산부(35)에서 얻어진 정보를 기초로 작업 장치(33)의 속도를 제한하거나, 혹은 경보 장치(59)를 작동시킬지 여부를 판정한다. 판정부(31)의 연산에 관한 상세한 것은 후술한다.

도 4에 있어서, 자세 연산부(43)는, 자세 센서(34)에 의해 얻어지는 붐(8), 아암(9), 버킷(10) 각각의 각도 정보를 기초로 프론트 작업기(24)의 길이를 연산하여, 속도 제한 영역 연산부(50)로 송신한다. 또한, 프론트 작업기 속도 연산부(51)에서는, 자세 센서(34)에 의해 얻어지는 붐(8), 아암(9), 버킷(10) 각각의 각도의 변동을 기초로 프론트 작업기(24)가 이동하는 속도(프론트 작업기 속도)를 연산하여, 속도 제한 영역 연산부(50)로 송신한다. 또한, 선회 각도 연산부(48)에서는, 하부 주행체(20)의 전측 방향을 0°로 하고, 상부 선회체(22)의 좌선회 방향을 정으로 하여 자차량(13)의 선회 각도를 연산하여, 속도 제한 영역 연산부(50)로 송신한다. 또한, 각속도 연산부(52)는, 선회 각도 검출 장치(27)로부터 입력된 선회각의 변화 속도에 의거하여, 프론트 작업기(24)의 각속도를 연산하여, 속도 제한 영역 연산부(50)에 송신한다. 속도 제한 영역 연산부(50)는 제동 거리 연산부(30)와 제동 시간 연산부(49)로 이루어진다. 제동 거리 연산부(30)는, 자세 연산부(43)에서 얻어진 프론트 작업기 길이와 프론트 작업기 속도 연산부(51)로부터 얻어진 프론트 작업기(24)의 이동 속도와, 선회 각도 연산부(48)로부터 얻어진 선회 각도와, 각속도 연산부(52)로부터 얻어진 각속도로부터, 프론트 작업기(24)의 제동 거리를 연산하여, 판정부(31)로 송신한다. 또한, 제동 시간 연산부(49)는, 자세 연산부(43)에서 얻어진 프론트 작업기 길이와 프론트 작업기 속도 연산부(51)로부터 얻어진 프론트 작업기(24)의 이동 속도와, 선회 각도 연산부(48)로부터 얻어진 선회 각도와, 각속도 연산부(52)로부터 얻어진 각속도로부터, 프론트 작업기(24)의 제동 시간을 연산하여, 이동체 진로 예측부(45)로 송신한다.

이상과 같이 구성한 제어 장치(44)는, 외부 환경 인식 장치(26)에서 인식된 물체에 의해 외부 환경 인식 장치의 인식 범위로부터 사각이 되는 범위인 사각 범위(사각(16))를 연산하고, 사각에 존재한다고 가정한 이동체(39)가 미리 정한 시간에서 이동 가능한 범위인 상정 이동 범위(41)를 연산함과 함께, 자세 검출 장치(60)에서 검출한 자세 정보에 의거하여 프론트 작업기(24)가 미리 정한 시간에서 이동 가능한 범위인 이동 가능 범위를 연산하고, 이동체(39)의 상정 이동 범위(41)와 프론트 작업기(24)의 이동 가능 범위에 의거하여, 이동체(39)와 프론트 작업기(24)와의 접촉을 예방하는 예방 제어를 행한다.

도 13은, 예방 제어의 처리 내용을 나타내는 플로우 차트이다.

도 13에 있어서, 제어 장치(44)는, 먼저, 장해물이 있는지 여부를 판정하고(단계 S101), 판정 결과가 YES인 경우에는, 유압 셔블 본체의 자세를 검출하고(단계 S102), 장해물에 의해 발생하는 사각을 연산하는 사각 범위 연산을 행한다(단계 S103).

계속해서, 이동체가 사각에 숨어 있을 가능성이 있는지 여부를 판정하고(단계 S104), 판정 결과가 YES인 경우에는, 프론트 작업기(24)의 제동 시간을 연산하는 제동 시간 연산을 행하고(단계 S105), 프론트 작업기(24)의 이동 범위를 연산하는 동작 범위 연산 처리를 행하고(단계 S106), 이동체의 상대 이동 범위를 연산하는 상정 이동 범위 연산을 행한다(단계 S107).

계속해서, 이동체와 프론트 작업기(24)가 접촉할 가능성이 있는지 여부를 판정하고(단계 S108), 판정 결과가 YES인 경우에는, 프론트 작업기(24)의 구동과 관련된 제한 속도를 결정하고(단계 S109), 경보 장치(59)의 작동이나 작업 속도의 제어 작동을 행한다(단계 S110).

계속해서, 본체는 정지하였는지 여부를 판정하고(단계 S111), 판정 결과가 NO인 경우에는, 판정 결과가 YES가 될 때까지, 단계 S110의 처리를 반복한다. 또한, 단계 S111에서의 판정 결과가 YES인 경우에는, 처리를 종료한다.

또한, 단계 S101, S104, S108 중 어느 판정 결과가 NO인 경우에는, 처리를 종료한다.

이상과 같은 예방 제어에 대하여 더 상세하게 설명한다.

우선, 도 2에 나타낸 프론트 작업기 길이 R과 버킷 높이 Zb의 산출 방법에 대하여 설명한다. 프론트 작업기 길이 R은, 선회 중심축(25)으로부터 프론트 작업기(24)의 선단까지의 거리 R이다. 붐(8), 아암(9), 및 버킷(10)의 길이를, 각각 L1, L2, L3이라고 한다. x-y면과, 붐(8)의 길이 방향과의 이루는 각도 β1이, 자세 센서(34A)에 의해 측정된다. 붐(8)과 아암(9)과의 이루는 각도 β2, 및 아암(9)과 버킷(10)과의 이루는 각도 β3이, 각각 자세 센서(34B, 34C)에 의해 측정된다. x-y면에서부터 요동 중심(38)까지의 높이 Z0은, 미리 구해져 있다. 또한, 선회 중심축(25)에서부터 요동 중심(38)까지의 거리 L0도 미리 구해져 있다.

각도 β1 및 각도 β2로부터, xy면과 아암(9)의 길이 방향과의 이루는 각도 β2a를 계산할 수 있다. 각도 β1, 각도 β2, β3으로부터, xy면과 버킷(10)의 길이 방향과의 이루는 각도 β3b를 계산할 수 있다. 버킷 높이 Zb, 및 프론트 작업기 길이 R은, 이하의 (식 1) 및 (식 2)에 의해 계산할 수 있다.

Zb=Z0+L1sinβ1+L2sinβ2+L3sinβ3 ··· (식 1)

R=L0+L1cosβ1+L2cosβ2+L3cosβ3 ··· (식 2)

이어서, 도 5~도 11을 이용하여 본 발명에 의한 제 1 실시예의 제어 장치(44)로 행해지는 사각(16)의 연산 방법에 대하여 설명한다. 우선, 도 5를 이용하여 xy 평면에서의 사각 산출 방법에 대하여 설명한다. 외부 환경 인식 장치(26)에서 얻어진 장해물(14)의 좌표를 기초로, 제어 장치(44) 내의 장해물 위치 연산부(36)에서 xy 평면에서의 자차량(13)과, 장해물(14)의 좌우 양 단부(14A 및 14B) 각각의 상대 각도 θxya, θxyb와 상대 거리 XA, XB를 연산한다. 이러한 정보를 기초로, 사각 연산부(37)에서 장해물(14)에 의해 사각(16)이 존재하는지 여부를 연산한다. 이 경우, 사각(16)은 사선으로 나타낸 범위를 가리키고, 검출한 장해물(14)의 표면측을 전방으로 한 경우, 장해물(14)을 검출한 위치보다 후방의 영역을 사각(16)으로서 인식한다. 즉, 외부 환경 인식 장치(26)에서부터 장해물(14)의 양 단부(14A, 14B)까지의 거리를 각각 XA, XB라고 한 경우, 외부 환경 인식 장치(26)에서부터 장해물(14)의 단부까지의 거리 XA와 XB의 각도 θxy의 범위보다 후방을 사각(16)으로서 인식한다. 또한, 사각(16)의 크기가, 일반적인 이동체(작업원)(39)보다 작은 경우, 사각(16)이 없는 것으로 해도 된다. 이와 같이 함으로써, 과잉한 제어 개입을 피할 수 있다.

이어서, 도 6~도 8을 이용하여, xz 평면에서의 사각 검출 방법에 대하여 설명한다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 검출한 장해물(14)의 높이 Z가 외부 환경 인식 장치(26)가 설치되어 있는 높이 Zs와 동일한 경우에 있어서는, 사각(16) 높이는 높이 Z로 규정된다. 외부 환경 인식 장치(26)에서부터 장해물(14)의 상하 단부(14C, 14D)까지의 거리 XC와 XD의 각도 θxz의 범위보다 후방을 사각(16)으로서 인식한다.

한편, 도 7에 나타낸 바와 같이, 외부 환경 인식 장치(26)가 설치되어 있는 높이 Zs보다 장해물(14)의 높이 Z가 낮은 경우에는, 장해물(14)의 안길이는 장해물(14)의 단부(14C, 14D, 14E)로부터 계산할 수 있다. 여기서, 장해물(14)의 양단은 14D와 14E가 되기 때문에, 사각(16)은 장해물(14)의 단부 14D와 14E까지의 거리 XD와 XE의 각도가 된다. 외부 환경 인식 장치(26)를 장해물(14)보다 높은 위치에 배치함으로써, 장해물(14)의 안길이를 검출하는 것이 가능해지기 때문에, 가능한 한 높은 위치에 외부 환경 인식 장치(26)를 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 높은 위치에 외부 환경 인식 장치(26)를 설치하는 것이 곤란한 경우에 있어서도, 검출한 높이 Z의 높이가 이동체(작업원)(39)가 숨어 있을 수 있는 높이가 아닌 경우에는, 제어를 실시하지 않아도 된다.

또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 검출한 장해물(14)의 높이 Z가 외부 환경 인식 장치(26)가 설치되어 있는 높이 Zs보다 높은 경우에는, 장해물(14)의 상단부(14C)와 외부 환경 인식 장치(26)의 높이 Zs와의 각도를 θxza라고 하고, 장해물(14)의 하단부(14D)와 외부 환경 인식 장치(26)의 높이 Zs와의 각도를 θxzb라고 하고, θxza와 θxzb의 합인 θxzs의 각도의 범위에 있어서, 장해물(14)보다 후방의 영역을 사각(16)으로서 인식한다.

이어서, 도 9~도 11을 이용하여 자차량(13)의 버킷(10)이 사각(16)이 되는 경우에 대하여 설명한다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 외부 환경 인식 장치(26)의 설치 장소에 따라서는, 자차량(13)의 버킷(10)이 사각(16)이 되는 경우가 있다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 유압 셔블(100)의 자세에 따라서는 버킷(10)이 외부 환경 인식 장치(26)의 시야를 가로막아, 사각(16)을 형성한다. 이 경우, 외부 환경 인식 장치(26)가 버킷(10) 너머로 부분적으로 장해물(14)을 인식할 수 있는 경우에는 사각(16)이라고 판단하지 않는다.

또한, 도 10에 나타낸 바와 같이, 외부 환경 인식 장치(26)를 캡(2)의 상부에 설치한 경우, xy 평면에 있어서도 사각(16)을 형성한다. 이 때문에, 도 11에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 외부 환경 인식 장치(26)를 캡(2)측에서 볼 때 프론트 작업기(24)의 반대측의 상부 선회체(22)에 설치함으로써, 사각(16)의 범위를 좁힐 수 있다. 이 경우, 사각(16)은, 외부 환경 인식 장치(26a와 26b)의 양 사각선(15)이 교차하는 점, 사각선 교차점(58)으로부터 각도 θb의 범위를 버킷의 선단 단부(57A와 57B)의 거리까지를 사각으로서 인식한다. 여기서, 각도 θb는 θAb와 θBb의 합이다.

이어서, 도 12를 이용하여 속도 제한 영역(40), 이동체(작업원)(39)가 존재할 수 있는 위치, 상정 이동 범위(41)의 연산 방법, 버킷(10)에 의한 사각의 대처법 및 작업 장치(33)의 제어 방법에 대하여 설명한다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 현시점의 프론트 작업기(24)의 각속도가 ω이며, 프론트 작업기 길이가 R인 것으로 한다. 그 경우, 선회를 정지시키기 위한 브레이크를 작동시킨 시점에서부터, 프론트 작업기(24)가 정지할 때까지 선회하는 각도 θt(제동 각도)는, 최대 제동력을 가한 경우에 제동까지 걸리는 시간을 tθ(선회 제동 시간), 선회 가속도를 α, 초기 각도를 θ로 한 경우, 이하의 (식 3)에 의해 계산할 수 있다.

θt=θt0+ω×tθ+(α×tθ^2)/2 ···(식 3)

또한, 전진 방향의 이동을 정지시키기 위한 브레이크를 작동시킨 시점에서부터, 프론터 작업기(24)가 정지할 때까지 전진하는 거리 xt(전진 제동 거리)는, 전진 속도 v와 전후 방향의 이동을 정지시키기 위한 브레이크를 작동시킨 시점에서부터, 프론트 작업기(24)가 정지할 때까지 걸리는 시간(전후진 제동 시간)을 tx, 감속 가속도를 a로 한 경우, 이하의 (식 4)에 의해 계산할 수 있다.

xt=v×tx+(a×tx^2)/2 ···(식 4)

이 때문에, 속도 제한 영역(40)은, 전진 제동 거리를 xt, 프론트 작업기의 길이를 R, 선회 중심축(25)에서부터 요동 중심(38)까지의 거리 L0의 합의 값을 Rxt로 한 경우, 이 Rxt의 반경을 θt 선회시킨 범위로 한다. 또한, 프론트 작업기(24)가 후진하고 있는 경우에 있어서의 속도 제한 영역(40)은, 프론트 작업기 길이 R의 반경을 θt 선회시킨 범위로 한다.

이어서, 이동체(작업원)(39)의 상정 이동 범위(41)의 연산 방법에 대하여 설명한다. 사각(16) 내에 존재하는 이동체(작업원)(39)는, 장해물(14)의 양단부(14A와 14B)를 연결한 표면선(42)과 사각선(15)의 양 선에 접하는 위치에 존재한다고 가정한다. 그 경우, 이동체(작업원)(39)의 상정 이동 범위(41)는, 이동체(작업원)(39)의 보행 시간과 이동체(작업원)(39)가 이동할 수 있는 거리 r에 의해 결정된다. 이동체(작업원)(39)의 보행 시간은 프론트 작업기(24)가 전후 방향 및 선회 방향으로 제동할 때까지의 시간이 큰 값을 선택한다. 또한, 이동체(작업원)(39)가 이동할 수 있는 거리 r은, 이동체(작업원)(39)의 보행 속도를 어른의 평균 보행 속도라고 한 경우, 이동체(작업원)(39)가 이동 시간만큼 보행한 거리라고 규정된다. 이 때문에, 상정 이동 범위(41)는 작업원이 이동할 수 있는 거리 r을 이동체(작업원)(39)의 표면으로부터 360° 회전시킨 범위이다.

또한, 버킷(10)에 의한 사각의 대처법에 대하여 설명한다. 가령 버킷(10)에 의해 사각(16)이 형성된 경우에는, 외부 환경 인식 장치(26)에서 얻은 사각을 형성하기 전의 정보를 이용하여 사각 범위를 보완하여, 과잉으로 제어를 가하는 것을 억제할 수 있다.

판정부(31)는 이동체 진로 예측부(45)에서 연산한 상정 이동 범위(41)와 동작 범위 연산부(35)에서 연산한 속도 제한 영역(40)이 겹치는지 여부를 판정하고, 상정 이동 범위(41)와 동작 범위 연산부(35)에서 연산한 속도 제한 영역(40)이 겹칠 것 같은 경우에 있어서 작업 장치(33)로 속도 제한을 송신, 혹은 경보 장치(59)를 작동시킨다. 이와 같은 판정부(31)를 마련함으로써 사각(16)으로부터 출현하는 이동체와의 접촉 확률을 저감할 수 있다. 또한, 속도 제한 영역(40)에 마진을 가지게 하고, 마진 내에 상정 이동 범위(41)가 겹친 경우에 경보 장치(59)를 작동시키고, 속도 제한 영역(40)과 상정 이동 범위(41)가 겹칠 것 같은 경우에 있어서 작업 장치(33)로 속도 제한을 실시하는 것도 가능하다.

이상과 같이 구성한 본 실시 형태의 효과를 설명한다.

건설 토목 시공 업계에 있어서의 유압 셔블 등의 건설 기계에 있어서는, 작업을 행하는 프론트 작업기와 작업원 등과의 접촉을 예방하는 것으로서, 프론트 작업기의 작업 속도를 제어하는 종래 기술이 있었다. 그러나, 종래 기술에 있어서는, 검출한 물체의 사각에 이동체가 존재할 가능성을 고려하고 있지 않기 때문에, 사각으로부터 이동체가 출현한 경우에는 충분히 대응할 수 없었다.

이에 대하여 본 실시 형태에 있어서는, 하부 주행체와, 하부 주행체에 대하여 선회 가능하게 마련된 상부 선회체로 이루어지는 본체와, 본체에 장착되어, 회전 운동 가능하게 연결된 복수의 프론트 부재로 이루어지는 다관절형의 프론트 작업기와, 프론트 작업기의 복수의 프론트 부재를 각각 구동하는 복수의 액추에이터를 구비한 건설 기계에 있어서, 프론트 작업기의 프론트 부재에 마련되어, 프론트 부재의 자세 정보를 검출하는 자세 검출 장치와, 본체의 주위의 물체를 검출하는 외부 환경 인식 장치와, 외부 환경 인식 장치에서 인식된 물체에 의해 외부 환경 인식 장치의 인식 범위로부터 사각이 되는 범위인 사각 범위를 연산하고, 사각에 존재한다고 가정한 이동체가 미리 정한 시간에서 이동 가능한 범위인 상정 이동 범위를 연산함과 함께, 자세 검출 장치에서 검출한 자세 정보에 의거하여 프론트 작업기가 미리 정한 시간에서 이동 가능한 범위인 이동 가능 범위를 연산하고, 이동체의 상정 이동 범위와 프론트 작업기의 이동 가능 범위에 의거하여, 이동체와 프론트 작업기와의 접촉을 예방하는 예방 제어를 행하는 제어 장치를 구비하여 구성했으므로, 물체의 사각의 이동체에도 충분히 대응할 수 있어, 확실하게 프론트 작업기와 이동체와의 접촉을 보다 확실하게 예방할 수 있다.

<제 2 실시 형태>

본 발명의 제 2 실시 형태를 도 14 및 도 15을 참조하면서 설명한다.

제 1 실시 형태에서는, 외부 환경 인식 장치(26)를 이용하여 장해물(14)과의 상대 거리 및 상대 각도로부터 사각(16)을 연산하고 있었지만, 본 실시 형태는, 예를 들면 GPS 신호 등을 기초로 자차량(13)의 위치를 측정하는 위치 측정 장치(46)와, 타차량(18)에서 검출한 장해물(14)의 위치, 타차량(18)의 위치, 본체의 방향의 정보를 수신하는 무선 통신 장치(47)를 구비하고, 무선 통신 장치(47)는 타차량(18)으로부터 얻어진 정보를 사각 연산부(37)에 송신하고, 사각 연산부(37)는 외부 환경 인식 장치(26), 위치 측정 장치(46)와 무선 통신 장치(47)의 정보를 기초로 사각(16), 이동체가 존재할 수 있는 위치, 이동체(작업원)(39)의 상정 이동 범위(41)를 연산하는 것이다.

도 14는, 본 실시 형태에 있어서의 유압 셔블에 탑재되는 제어 장치의 처리 기능의 일부를 모식적으로 나타내는 기능 블록도이다. 또한, 도 15는, 본 실시 형태에 있어서의 사각의 연산에 대하여 설명하는 도이다. 도면 중, 제 1 실시 형태와 마찬가지의 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.

도 14에 나타내는 바와 같이, 위치 측정 장치(46)에서는, 예를 들면 GPS 신호 등을 기초로 자차량(13)의 좌표 위치를 사각 연산부(37)로 송신한다. 또한, 무선 통신 장치(47)는 타차량(18)이 얻은 외부 환경 인식 장치(26)의 정보와, 타차량(18)의 좌표 위치와, 타차량(18)의 본체의 방향을 수신하여, 사각 연산부(37)에 송신한다. 사각 연산부(37)는 위치 측정 장치(46), 무선 통신 장치(47), 자차량(13)의 외부 환경 인식 장치(26)의 정보를 기초로, 사각(16)을 연산하여, 이동체 진로 예측부(45)로 송신한다.

도 15에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 타차량(18)이 작업 범위(17) 내외로부터 장해물(14)의 측방을 검출할 수 있는 위치에 존재하는 경우, 타차량(18)은 차량의 좌표 위치와 본체의 방향, 및 외부 환경 인식 장치(26)의 정보를 무선 통신 장치(47)를 개재하여 송신한다. 자차량(13)은 타차량(18)에서 얻은 정보를 무선 통신 장치(47)를 개재하여 수신하고, 사각 연산부(37)에서, 자차량(13)과 타차량(18)의 좌표 위치로부터, 자차량(13)과의 위치 관계를 연산한다. 또한, 타차량(18)의 본체의 방향으로부터, 타차량(18)이 검지하고 있는 장해물(14)의 위치와 사각(16)을 연산한다. 여기서, 자차량(13)에서 검출한 장해물(14)의 사각(16)은 사각선(15a)의 범위로 나타나고, 타차량(18)에서 검출한 장해물(14)의 사각(16)은 사각선(15b)의 범위로 나타난다.

또한, 사각 연산부(37)는 자차량(13)에서 얻은 정보를 기초로 연산한 사각(16)과 타차량(18)의 정보를 기초로 연산한 사각(16)을 비교하여, 자차량(13)에서 사각(16)으로서 판단한 범위를 타차량(18)이 검출할 수 있으면, 그 범위를 사각(16)으로서 인식하지 않는다. 그 결과, 타차량(18)이 검출하고 있는 방면으로의 작업 및 선회 동작에 대해서는 속도 제한을 실시할 필요가 없어진다.

그 밖의 구성에 대해서는 제 1 실시 형태와 마찬가지이다.

이상과 같이 구성한 본 실시 형태에 있어서도 제 1 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

<제 3 실시 형태>

본 발명의 제 3 실시 형태를 도 16~도 18을 참조하면서 설명한다.

제 2 실시 형태에서는, 외부 환경 인식 장치(26)에 있어서 LiDAR 등의 좌표 데이터를 취득하는 기술을 사용하여, 장해물(14)과의 상대 거리와 상대 각도를 구하고, 또한, 자차량(13)의 위치를 측정하는 위치 측정 장치(46)와, 무선 통신 장치(47)로부터 얻어지는 타차량(18)의 위치 정보나 장해물(14)까지의 상대 거리와 상대 각도로부터 사각(16)을 연산하고 있었지만, 본 실시 형태는, 자차량(13)의 위치를 측정하는 위치 추정 장치와, 카메라 등을 이용하여 대상물(14)을 촬영하는 화상 판별 장치(53)와, 무선 통신을 통하여 타차량(18)으로부터 정보를 수신하는 무선 통신 장치(47)와, 장해물(14)과의 상대 거리와 상대 각도를 장해물 판별부(54)로 송신하는 외부 환경 인식 장치(26)와, 그러한 정보를 기초로 장해물(14)을 판별하는 장해물 판별부(54)를 구비하고, 그러한 정보를 기초로 장해물 판별부(54)는 장해물(14)을 타차량(18)이라고 인식하고, 차종을 판단하는 기능을 추가 실장한 것이다.

도 16은, 본 실시 형태에 있어서의 유압 셔블에 탑재되는 제어 장치의 처리 기능의 일부를 모식적으로 나타내는 기능 블록도이다. 또한, 도 17은 본 실시 형태에 있어서의 사각의 연산에 대하여 설명하는 도이며, 도 18은 본 실시 형태에 있어서의 이동체의 상정 이동 범위에 대하여 설명하는 도이다. 도면 중, 제 1 및 제 2 실시 형태와 마찬가지의 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.

도 16에 나타낸 바와 같이, 위치 측정 장치(46)는 자차량(13)의 좌표를 장해물 판별부(54)로 송신한다. 또한, 화상 판별 장치(53)는 장해물(14)을 촬영하여, 장해물 판별부(54)로 송신한다. 무선 통신 장치(47)는 위치 측정 장치(46)를 탑재한 타차량(18)의 위치 정보와 차종 정보를 장해물 판별부(54)로 송신한다. 장해물 판별부(54)에서는, 미리 기억한 건설 기계의 화상과 화상 판별 장치(53)로부터 얻어진 화상을 대조하여, 장해물(14)이 타차량(18)인지 여부를 판별한다. 또한, 장해물 판별부(54)에서는, 위치 측정 장치(46)로부터 얻어지는 자차량(13)의 위치와, 무선 통신 장치(47)로부터 얻어지는 타차량(18)의 위치 정보로부터 자차량(13)과 타차량(18)의 위치 관계를 연산하고, 외부 환경 인식 장치(26)로부터 얻어진 장해물(14)의 위치가 연산한 타차량(18)의 위치와 일치하는 경우에는, 장해물(14)을 타차량(18)으로서 인식한다.

도 17에 나타내는 바와 같이, 화상 판별 장치(53)와 장해물 판별부(54)를 이용함으로써, 장해물(14)의 종류를 판별할 수 있기 때문에, 후방의 일정 거리를 장해물(14)로 간주하여, 사각(16)을 좁힐 수 있다. 그 결과 이동체(작업원)(39)가 존재할 가능성이 있는 위치를 좁힐 수 있어, 이동체(작업원)(39)의 상정 이동 범위(41)가 속도 제한 영역(40)과 겹칠 확률을 저감할 수 있다.

여기서, 사각(16) 내에 존재하는 이동체(작업원)(39)의 위치는, 도 18에 나타내는 바와 같이, 장해물(14)의 측면(56)과 사각선(15)에 접하는, 가장 자차량(13)에 접근하고 있는 위치에 존재한다고 가정한다. 또한, 장해물(14)을 판별하는 것이 곤란한 경우나 등록되어 있지 않은 장해물(14)에 대해서는, 실시예 1의 사각 검지 방법에 따라, 사각의 범위를 판단한다.

그 밖의 구성은 제 1 및 제 2 실시 형태와 마찬가지이다.

이상과 같이 구성한 본 실시 형태에 있어서도 제 1 및 제 2 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

<부기>

또한, 본 발명은 상기의 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내의 다양한 변형예나 조합이 포함된다. 또한, 본 발명은, 상기의 실시 형태에서 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되지 않고, 그 구성의 일부를 삭제한 것도 포함된다. 또한 ,상기의 각 구성, 기능 등은, 그들의 일부 또는 전부를, 예를 들면 집적 회로로 설계하는 등에 의해 실현해도 된다. 또한, 상기의 각 구성, 기능 등은, 프로세서가 각각의 기능을 실현하는 프로그램을 해석하여, 실행함으로써 소프트웨어로 실현해도 된다.

2…캡, 2a, 2b…조작 레버(조작 장치), 3…주행 모터, 5…붐 실린더, 6…아암 실린더, 7…버킷 실린더, 8…붐, 9…아암, 10…버킷, 13…자차량, 14…장해물(대상물), 15…사각선, 15…양 사각선, 16…사각, 17…작업 범위, 18…타차량, 20…하부 주행체, 21…선회 기구, 22…상부 선회체, 23…선회 모터, 24…프론트 작업기, 25…선회 중심축, 26…외부 환경 인식 장치, 27…선회 각도 검출 장치, 30…제동 거리 연산부, 31…판정부, 34…자세 센서, 35…동작 범위 연산부, 36…장해물 위치 연산부, 37…사각 연산부, 38…요동 중심, 39…이동체(작업원), 40…속도 제한 영역, 41…상정 이동 범위, 42…표면선, 43…자세 연산부, 44…제어 장치, 45…이동체 진로 예측부, 46…위치 측정 장치, 47…무선 통신 장치, 48…선회 각도 연산부, 49…제동 시간 연산부, 50…속도 제한 영역 연산부, 51…프론트 작업기 속도 연산부, 52…각속도 연산부, 53…화상 판별 장치, 54…장해물 판별부, 59…경보 장치, 60…자세 검출 장치, 100…유압 셔블

Claims

하부 주행체와, 상기 하부 주행체에 대하여 선회 가능하게 마련된 상부 선회체로 이루어지는 본체와,
상기 상부 선회체에 장착되어, 회전 운동 가능하게 연결된 복수의 프론트 부재로 이루어지는 다관절형의 프론트 작업기와,
상기 프론트 작업기의 복수의 프론트 부재를 각각 구동하는 복수의 액추에이터를 구비한 건설 기계에 있어서,
상기 프론트 작업기의 프론트 부재에 마련되어, 상기 프론트 부재의 자세 정보를 검출하는 자세 검출 장치와,
상기 본체의 주위의 물체를 검출하는 외부 환경 인식 장치와,
상기 외부 환경 인식 장치에서 인식된 물체에 의해 상기 외부 환경 인식 장치의 인식 범위로부터 사각이 되는 범위인 사각 범위를 연산하고, 상기 사각에 존재한다고 가정한 이동체가 미리 정한 시간에서 이동 가능한 범위인 상정 이동 범위를 연산함과 함께, 상기 자세 검출 장치에서 검출한 자세 정보에 의거하여, 상기 프론트 작업기가 미리 정한 시간에서 이동 가능한 범위인 이동 가능 범위를 연산하고, 상기 이동체의 상정 이동 범위와 상기 프론트 작업기의 이동 가능 범위에 의거하여, 상기 이동체와 상기 프론트 작업기와의 접촉을 예방하는 예방 제어를 행하는 제어 장치를 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 예방 제어로서, 상기 프론트 작업기의 이동 가능 범위와 상기 이동체의 상정 이동 범위가 중복되지 않도록, 상기 프론트 작업기의 액추에이터를 제어하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 프론트 작업기의 이동 가능 범위와 상기 이동체의 상정 이동 범위가 미리 정한 거리보다 근접한 경우에, 경보 장치에 의해 오퍼레이터에게 그 것을 통지하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
제 1 항에 있어서,
작업 현장에 있어서의 상기 건설 기계의 위치를 계측하는 위치 측정 장치와,
상기 작업 현장에 있어서의 다른 건설 기계에서 얻어진 상기 다른 건설 기계의 위치, 및, 상기 다른 건설 기계에 마련된 외부 환경 인식 장치의 검출 결과를 취득하는 무선 통신 장치를 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 외부 환경 인식 장치의 사각 범위와 상기 다른 건설 기계의 외부 환경 인식 장치의 검출 결과가 중복되는 경우에는, 상기 사각 범위의 적어도 일부를 상기 다른 건설 기계의 외부 환경 인식 장치의 검출 결과로 치환하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.
하부 주행체와, 상기 하부 주행체에 대하여 선회 가능하게 마련된 상부 선회체로 이루어지는 본체와,
상기 상부 선회체에 장착되어, 회전 운동 가능하게 연결된 복수의 프론트 부재로 이루어지는 다관절형의 프론트 작업기와,
상기 프론트 작업기의 복수의 프론트 부재를 각각 구동하는 복수의 액추에이터를 구비한 건설 기계에 있어서,
상기 프론트 작업기의 프론트 부재에 마련되어, 상기 프론트 부재의 자세 정보를 검출하는 자세 검출 장치와,
상기 본체의 주위의 물체를 검출하는 외부 환경 인식 장치와,
상기 외부 환경 인식 장치에서 인식된 물체에 의해 상기 외부 환경 인식 장치의 인식 범위로부터 사각이 되는 범위인 사각 범위를 연산하고, 상기 사각에 존재한다고 가정한 이동체가 미리 정한 시간에서 이동 가능한 범위인 상정 이동 범위를 연산함과 함께, 상기 자세 검출 장치에서 검출한 자세 정보에 의거하여, 상기 프론트 작업기가 미리 정한 시간에서 이동 가능한 범위인 이동 가능 범위를 연산하고, 상기 이동체의 상정 이동 범위와 상기 프론트 작업기의 이동 가능 범위에 의거하여, 상기 이동체와 상기 프론트 작업기와의 접촉을 예방하는 예방 제어를 행하는 제어 장치를 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 외부 환경 인식 장치에서 검출된 물체의 종류를 판별하고, 판별한 물체의 종류에 따라 상기 사각 범위를 연산하는 것을 특징으로 하는 건설 기계.