KR102659158B1 - 쇼벨 - Google Patents

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KR102659158B1
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타카시 니시
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스미토모 겐키 가부시키가이샤
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Abstract

주위의 작업자 등에 의하여 조작 가능한 쇼벨 등을 제공한다. 이를 위하여, 본 발명의 일 실시형태에 관한 쇼벨은, 동작요소(예를 들면, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 어태치먼트(AT) 등)와, 주위의 작업자를 인식함과 함께, 인식한 작업자에 의한 소정의 제스처를 인식하는 제스처인식부(301)와, 제스처인식부(301)에 의하여 인식된 작업자에 의한 소정의 제스처에 따라, 동작요소의 동작제어를 행하는 동작제어부(302)를 구비한다.

Description

쇼벨
본 개시는, 쇼벨에 관한 것이다.
오퍼레이터 등에 의하여 그 동작이 조작되는 쇼벨이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 등 참조).
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2017-214761호
그러나, 쇼벨은, 오퍼레이터 등이 캐빈 내에서 조작하지 않는 한, 동작하지 않는다. 따라서, 주위의 작업자 등에 의해서도 조작 가능한 쇼벨이 요망되고 있다.
그래서, 상기 과제를 감안하여, 주위의 작업자 등에 의하여 조작 가능한 쇼벨을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 일 실시형태에서는,
동작요소와,
주위의 작업자를 인식함과 함께, 인식한 작업자에 의한 소정의 제스처를 인식하는 인식부와,
상기 인식부에 의하여 인식된 작업자에 의한 상기 소정의 제스처에 따라, 상기 동작요소의 동작제어를 행하는 제어부를 구비하는,
쇼벨이 제공된다.
상술한 실시형태에 의하면, 주위의 작업자 등에 의하여 조작 가능한 쇼벨을 제공할 수 있다.
도 1은 쇼벨의 측면도이다.
도 2는 쇼벨의 상면도이다.
도 3은 쇼벨의 유압시스템의 구성의 일례를 나타내는 도이다.
도 4a는 쇼벨의 유압시스템에 있어서의 암에 관한 조작계의 구성부분의 일례를 나타내는 도이다.
도 4b는 쇼벨의 유압시스템에 있어서의 붐에 관한 조작계의 구성부분의 일례를 나타내는 도이다.
도 4c는 쇼벨의 유압시스템에 있어서의 버킷에 관한 조작계의 구성부분의 일례를 나타내는 도이다.
도 4d는 쇼벨의 유압시스템에 있어서의 상부선회체에 관한 조작계의 구성부분의 일례를 나타내는 도이다.
도 5a는 쇼벨의 유압시스템에 있어서의 하부주행체에 관한 조작계의 구성부분의 일례를 나타내는 도이다.
도 5b는 쇼벨의 유압시스템에 있어서의 하부주행체에 관한 조작계의 구성부분의 일례를 나타내는 도이다.
도 6은 조작장치의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 7은 쇼벨의 제스처조작기능에 관한 구성의 제1예를 나타내는 기능블록도이다.
도 8은 인식대상제스처와 동작요소의 동작내용과의 대응관계의 일례를 나타내는 도이다.
도 9는 쇼벨의 컨트롤러에 의한 제스처조작제어처리의 일례를 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 10은 쇼벨을 포함하는 원격조작시스템의 구성의 일례를 나타내는 개요도이다.
도 11은 쇼벨의 제스처조작기능에 관한 구성의 제2예를 나타내는 기능블록도이다.
도 12a는 쇼벨의 제스처조작기능에 관한 구성의 제3예를 나타내는 기능블록도이다.
도 12b는 쇼벨의 제스처조작기능에 관한 구성의 제3예를 나타내는 기능블록도이다.
도 13은 쇼벨의 제스처조작기능에 관한 구성의 제4예를 나타내는 기능블록도이다.
이하, 도면을 참조하여 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명한다.
[쇼벨의 개요]
먼저, 도 1, 도 2를 참조하여, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 개요에 대하여 설명한다.
도 1은, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 측면도이다. 도 2는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 상면도이다.
본 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 하부주행체(1)와, 선회기구(2)를 개재하여 선회 가능하게 하부주행체(1)에 탑재되는 상부선회체(3)와, 어태치먼트(AT)를 구성하는 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)과 캐빈(10)을 구비한다.
하부주행체(1)는, 좌우 한 쌍의 크롤러(1C), 구체적으로는, 좌(左)크롤러(1CL) 및 우(右)크롤러(1CR)를 포함한다. 하부주행체(1)는, 좌크롤러(1CL) 및 우크롤러(1CR)가 주행유압모터(2M)(구체적으로는, 주행유압모터(2ML, 2MR))로 각각 유압구동됨으로써, 쇼벨(100)을 주행시킨다.
상부선회체(3)는, 선회유압모터(2A)로 구동됨으로써, 하부주행체(1)에 대하여 선회한다.
붐(4)은, 상부선회체(3)의 전부(前部)중앙에 부앙(俯仰) 가능하게 피봇장착되고, 붐(4)의 선단에는, 암(5)이 상하회전운동 가능하게 피봇장착되며, 암(5)의 선단에는, 버킷(6)이 상하회전운동 가능하게 피봇장착된다. 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)은, 유압액추에이터로서의 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)에 의하여 각각 유압구동된다.
캐빈(10)은, 오퍼레이터가 탑승하는 운전실이며, 상부선회체(3)의 전부좌측에 탑재된다.
쇼벨(100)은, 캐빈(10)에 탑승하는 오퍼레이터(이하, 편의적으로 "탑승오퍼레이터")의 조작이나 소정의 외부장치(예를 들면, 후술하는 관리장치(200))로부터 수신되는 원격조작신호에 따라, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등의 동작요소(피구동요소)를 동작시킨다.
또, 쇼벨(100)은, 캐빈(10)의 탑승오퍼레이터의 조작이나 외부장치의 오퍼레이터(이하, 편의적으로 "원격오퍼레이터")의 원격조작의 내용과 관계없이, 자동으로 유압액추에이터를 동작시킨다. 이로써, 쇼벨(100)은, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등의 동작요소(피구동요소) 중 적어도 일부를 자동으로 동작시키는 기능(이하, "자동운전기능")을 실현한다. 예를 들면, 쇼벨(100)은, 후술과 같이, 자동운전기능을 이용하여, 제스처조작기능을 실현한다. 상세는, 후술한다.
자동운전기능에는, 탑승오퍼레이터의 조작이나 원격조작오퍼레이터의 원격조작에 따라, 조작대상의 동작요소(유압액추에이터) 이외의 동작요소(유압액추에이터)를 자동으로 동작시키는 기능(이른바 "반자동운기능")이 포함되어도 된다. 또, 자동운전기능에는, 탑승오퍼레이터의 조작이나 원격오퍼레이터의 원격조작이 없는 전제에서, 복수의 동작요소(유압액추에이터) 중 적어도 일부를 자동으로 동작시키는 기능(이른바 "완전자동운전기능")이 포함되어도 된다. 또, 자동운전기능에는, 쇼벨(100)의 주위의 작업자 등의 사람의 제스처를 쇼벨(100)이 인식하고, 인식되는 제스처의 내용에 따라, 복수의 동작요소(유압액추에이터) 중 적어도 일부를 자동으로 동작시키는 기능(후술하는 "제스처조작기능")이 포함되어도 된다. 또, 반자동운전기능이나 완전자동운전기능이나 제스처조작기능에는, 자동운전의 대상의 동작요소(유압액추에이터)의 동작내용이 미리 규정되는 룰에 따라 자동적으로 결정되는 양태뿐만 아니라, 쇼벨(100)이 자율적으로 각종 판단을 행하고, 그 판단결과를 따라, 자율적으로 자동운전의 대상의 동작요소(유압액추에이터)의 동작내용이 결정되는 형태로 동작요소가 자동으로 동작하는 양태(이른바 "자율운전기능")가 포함되어도 된다.
[쇼벨의 구성]
다음으로, 도 1, 도 2에 더하여, 도 3, 도 4(도 4a~도 4b), 도 5(도 5a, 도 5b), 도 6을 참조하여, 쇼벨(100)의 구성에 대하여 설명한다.
도 3은, 쇼벨(100)의 유압시스템의 구성의 일례를 설명하는 도이다.
도 4a~도 4d는, 각각 쇼벨(100)의 유압시스템에 있어서의 암(5), 붐(4), 버킷(6), 및 상부선회체(3)에 관한 조작계의 구성부분의 일례를 나타내는 도이다.
도 5a, 도 5b는, 쇼벨(100)의 유압시스템에 있어서의 하부주행체(1)에 관한 조작계의 구성부분의 일례를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 도 5a, 도 5b는, 각각 쇼벨(100)의 유압시스템에 있어서의 좌크롤러(1CL) 및 우크롤러(1CR)에 관한 조작계의 구성부분의 일례를 나타내는 도이다.
도 6은, 조작장치(26)의 다른 예를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 도 6은, 유압액추에이터를 유압제어하는 컨트롤밸브(17)(제어밸브(171~174, 175L, 175R, 176L, 176R))에 파일럿압을 작용시키는 파일럿회로의 구성의 다른 예를 나타내는 도이다. 도 6에서는, 붐실린더(7)를 유압제어하는 컨트롤밸브(17)(제어밸브(175L, 175R))에 파일럿압을 작용시키는 파일럿회로가 예시된다.
다만, 주행유압모터(2ML, 2MR), 선회유압모터(2A), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)의 각각을 유압제어하는 파일럿회로는, 붐실린더(7)를 유압제어하는 도 6의 파일럿회로와 동일하게 나타난다. 그 때문에, 이들의 파일럿회로의 도시는 생략된다.
먼저, 쇼벨(100)의 유압시스템에 관한 구성에 대하여 설명한다.
본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 유압시스템은, 엔진(11)과, 레귤레이터(13)와, 메인펌프(14)와, 파일럿펌프(15)와, 컨트롤밸브(17)와, 조작장치(26)와, 토출압센서(28L, 28R)와, 조작압센서(29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL, 29DR)와, 컨트롤러(30)를 포함한다. 이하, 조작압센서(29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL, 29DR)를 포괄적으로, 혹은 각각을 개별적으로 "조작압센서(29)"라고 칭하는 경우가 있다. 또, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 유압시스템은, 상술과 같이, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등의 피구동요소(동작요소)의 각각을 유압구동하는 주행유압모터(2ML, 2MR), 선회유압모터(2A), 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9) 등의 유압액추에이터를 포함한다.
엔진(11)은, 유압시스템의 메인동력원이며, 예를 들면, 상부선회체(3)의 후부에 탑재된다. 구체적으로는, 엔진(11)은, 컨트롤러(30)에 의한 직접 혹은 간접적인 제어하에서, 미리 설정되는 목표회전수로 일정 회전하여, 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)를 구동한다. 엔진(11)은, 예를 들면, 경유를 연료로 하는 디젤엔진이다.
레귤레이터(13L, 13R)는, 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 제어한다. 예를 들면, 레귤레이터(13L, 13R)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 따라, 메인펌프(14L, 14R)의 사판(斜板)의 각도(경전각(傾轉角))를 조절한다. 레귤레이터(13L, 13R)는, 각각 메인펌프(14L, 14R)의 각각에 대응한다.
메인펌프(14L, 14R)는, 예를 들면, 엔진(11)과 동일하게, 상부선회체(3)의 후부에 탑재되며, 상술과 같이, 엔진(11)에 의하여 구동됨으로써, 고압유압라인을 통하여 컨트롤밸브(17)에 작동유를 공급한다. 메인펌프(14L, 14R)는, 각각 예를 들면, 가변용량식 유압펌프이며, 컨트롤러(30)에 의한 제어하에서, 상술과 같이, 레귤레이터(13L, 13R)에 의하여 사판의 경전각이 조절됨으로써 피스톤의 스트로크길이가 조정되어, 토출유량(토출압)이 제어된다.
파일럿펌프(15)는, 예를 들면, 상부선회체(3)의 후부에 탑재되며, 파일럿라인을 통하여 조작장치(26)에 파일럿압을 공급한다. 파일럿펌프(15)는, 예를 들면, 고정용량식 유압펌프이며, 상술과 같이, 엔진(11)에 의하여 구동된다.
컨트롤밸브(17)는, 예를 들면, 상부선회체(3)의 중앙부에 탑재되며, 오퍼레이터에 의한 조작장치(26)에 대한 조작에 따라, 유압구동계의 제어를 행하는 유압제어장치이다. 컨트롤밸브(17)는, 상술과 같이, 고압유압라인을 통하여 메인펌프(14)에 접속되며, 메인펌프(14)로부터 공급되는 작동유를, 조작장치(26)의 조작상태, 혹은 쇼벨(100)의 자동운전기능에 의한 제어지령에 따라, 유압액추에이터(주행유압모터(2ML, 2MR), 선회유압모터(2A), 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9))에 선택적으로 공급한다. 구체적으로는, 컨트롤밸브(17)는, 메인펌프(14)로부터 유압액추에이터의 각각에 공급되는 작동유의 유량과 흐르는 방향을 제어하는 제어밸브(171~174, 175L, 175R, 176L, 176R)를 포함한다.
제어밸브(171)는, 주행유압모터(2ML)에 대응한다. 또, 제어밸브(172)는, 주행유압모터(2MR)에 대응한다. 또, 제어밸브(173)는, 선회유압모터(2A)에 대응한다. 또, 제어밸브(174)는, 버킷실린더(9)에 대응한다. 또, 제어밸브(175L, 176R)는, 붐실린더(7)에 대응한다. 이하, 제어밸브(175L, 175R)를 포괄적으로, 혹은 각각을 개별적으로 제어밸브(175)로 칭하는 경우가 있다. 또, 제어밸브(176L, 176R)는, 암실린더(8)에 대응한다. 이하, 제어밸브(176L, 176R)를 포괄적으로, 혹은 각각을 개별적으로 제어밸브(176)로 칭하는 경우가 있다.
조작장치(26)는, 캐빈(10)의 조종석 부근에 마련되며, 오퍼레이터가 각종 동작요소(하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 버킷(6) 등의 피구동요소)의 조작을 행하기 위한 조작입력수단이다. 환언하면, 조작장치(26)는, 오퍼레이터가 각각의 동작요소(피구동요소)를 구동하는 유압액추에이터(즉, 주행유압모터(2ML, 2MR), 선회유압모터(2A), 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9) 등)의 조작을 행하기 위한 조작입력수단이다.
도 4a~도 4d, 도 5a, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 조작장치(26)는, 예를 들면, 그 조작상태에 대응하는 파일럿압을 출력하는 유압파일럿식이다. 조작장치(26)는, 그 이차측의 파일럿라인에 마련되는 후술하는 셔틀밸브(32)를 개재하여, 컨트롤밸브(17)에 접속된다. 이로써, 컨트롤밸브(17)에는, 조작장치(26)에 있어서의 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등의 조작상태에 따른 파일럿압이 입력될 수 있다. 그 때문에, 컨트롤밸브(17)는, 조작장치(26)에 있어서의 조작상태에 따라, 각각의 유압액추에이터를 구동할 수 있다.
조작장치(26)는, 어태치먼트(AT), 즉, 붐(4)(붐실린더(7)), 암(5)(암실린더(8)), 버킷(6)(버킷실린더(9)), 및 상부선회체(3)(선회유압모터(2A))를 조작하기 위한 좌조작레버(26L) 및 우조작레버(26R)를 포함한다. 또, 조작장치(26)는, 하부주행체(1)을 조작하기 위한 주행레버(26D)를 포함하고, 주행레버(26D)는, 좌크롤러(1CL)(주행유압모터(2ML))를 조작하기 위한 좌주행레버(26DL)와, 우크롤러(1CR)(주행유압모터(2MR))를 조작하기 위한 우주행레버(26DR)를 포함한다.
좌조작레버(26L)는, 상부선회체(3)의 선회조작과 암(5)의 조작에 이용된다. 좌조작레버(26L)는, 캐빈(10) 내의 오퍼레이터로부터 본 전후방향(즉, 상부선회체(3)의 전후방향)으로 조작되면, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압(파일럿압)을, 제어밸브(176L, 176R)의 파일럿포트에 연결되는 이차측의 파일럿라인에 출력한다. 또, 좌조작레버(26L)는, 캐빈(10) 내의 오퍼레이터로부터 본 좌우방향(즉, 상부선회체(3)의 좌우방향)으로 조작되면, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압(파일럿압)을, 제어밸브(173)의 파일럿포트에 연결되는 이차측의 파일럿라인에 출력한다.
우조작레버(26R)는, 붐(4)의 조작과 버킷(6)의 조작에 이용된다. 우조작레버(26R)는, 캐빈(10) 내의 오퍼레이터로부터 본 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압(파일럿압)을, 제어밸브(175L, 175R)의 파일럿포트에 연결되는 이차측의 파일럿라인에 출력한다. 또, 우조작레버(26R)는, 좌우방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압(파일럿압)을, 제어밸브(174)에 연결되는 이차측의 파일럿라인에 출력한다.
좌주행레버(26DL)는, 상술과 같이, 좌크롤러(1CL)의 조작에 이용되며, 도시하지 않은 좌주행페달과 연동하도록 구성되어 있어도 된다. 좌주행레버(26DL)는, 캐빈(10) 내의 오퍼레이터로부터 본 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압(파일럿압)을, 제어밸브(171)에 연결되는 이차측의 파일럿라인에 출력한다.
우주행레버(26DR)는, 상술과 같이, 우크롤러(1CR)의 조작에 이용되며, 도시하지 않은 우주행페달과 연동하도록 구성되어 있어도 된다. 우주행레버(26DR)는, 캐빈(10) 내의 오퍼레이터로부터 본 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압(파일럿압)을, 제어밸브(172)에 연결되는 이차측의 파일럿라인에 출력한다.
또, 도 6에 나타내는 바와 같이, 조작장치(26)(좌조작레버(26L), 우조작레버(26R), 좌주행레버(26DL), 및 우주행레버(26DR))는, 파일럿압을 출력하는 유압파일럿식은 아니고, 전기신호를 출력하는 전기식이어도 된다. 이 경우, 컨트롤밸브(17) 내의 제어밸브(171~174, 175L, 175R, 176L, 176R)는, 조작장치(26) 혹은 컨트롤러(30)로부터 출력되는 조작장치(26)의 조작내용에 대응하는 전기신호로 작동하는 전자솔레노이드식 스풀밸브여도 된다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 본 예의 파일럿회로는, 붐상승조작용의 전자밸브(60)와 붐하강조작용의 전자밸브(62)를 포함한다.
전자밸브(60)는, 파일럿펌프(15)와 파일럿압작동형의 컨트롤밸브(17)(구체적으로는, 제어밸브(175L, 175R))의 붐상승측의 파일럿포트를 연결하는 유로(파일럿라인) 내의 작동유의 압력을 조절 가능하게 구성된다.
전자밸브(62)는, 파일럿펌프(15)로 컨트롤밸브(17)(제어밸브(175L, 175R))의 붐하강측의 파일럿포트를 연결하는 유로(파일럿라인) 내의 작동유의 압력을 조절 가능하게 구성된다.
붐(4)(붐실린더(7))이 수동조작되는 경우, 컨트롤러(30)는, 우조작레버(26R)(조작신호생성부)가 출력하는 전후방향으로의 조작내용에 대응하는 조작신호(전기신호)에 따라, 붐상승조작신호(전기신호) 혹은 붐하강조작신호(전기신호)를 생성한다. 우조작레버(26R)로부터 출력되는 조작신호(전기신호)는, 그 전후방향으로의 조작내용(예를 들면, 조작량 및 조작방향)을 나타내고, 우조작레버(26R)의 조작신호생성부가 출력하는 붐상승용 조작신호(전기신호) 및 붐하강용 조작신호(전기신호)는, 우조작레버(26R)의 전후방향으로의 조작내용(조작량 및 조작방향)에 따라 변화한다.
구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 우조작레버(26R)가 붐상승방향으로 조작되는 경우, 그 조작량에 따른 붐상승조작신호(전기신호)를 전자밸브(60)에 대하여 출력한다. 전자밸브(60)는, 붐상승조작신호(전기신호)에 따라 동작하고, 제어밸브(175L, 175R)의 붐상승측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압, 즉, 붐상승조작신호(압력신호)를 제어한다. 동일하게, 컨트롤러(30)는, 우조작레버(26R)가 붐하강방향으로 조작된 경우, 그 조작량에 따른 붐하강조작신호(전기신호)를 전자밸브(62)에 대하여 출력한다. 전자밸브(62)는, 붐하강조작신호(전기신호)에 따라 동작하고, 제어밸브(175L, 175R)의 붐하강측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압, 즉, 붐하강조작신호(압력신호)를 제어한다. 이로써, 컨트롤밸브(17)는, 우조작레버(26R)의 전후방향으로의 조작내용에 따른 붐실린더(7)(붐(4))의 동작을 실현할 수 있다.
한편, 붐(4)(붐실린더(7))이 자동으로 동작하는 경우, 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 우조작레버(26R)의 조작신호생성부가 출력하는 조작신호(전기신호)와 관계없이, 보정조작신호(전기신호)에 따라, 붐상승조작신호(전기신호) 혹은 붐하강조작신호(전기신호)를 생성한다. 보정조작신호는, 컨트롤러(30)가 생성하는 전기신호여도 되고, 컨트롤러(30) 이외의 제어장치 등이 생성하는 전기신호여도 된다. 이로써, 컨트롤밸브(17)는, 보정조작신호(전기신호)에 따른 붐(4)(붐실린더(7))의 자동운전기능을 실현할 수 있다.
또, 동일한 파일럿회로에 근거하는 암(5)(암실린더(8)), 버킷(6)(버킷실린더(9)), 상부선회체(3)(선회유압모터(2A)), 및 하부주행체(1)(주행유압모터(1L, 1R))의 동작에 대해서도, 붐(4)(붐실린더(7))의 동작과 동일하다.
이와 같이, 전기식의 조작장치(26)가 채용되는 경우, 컨트롤러(30)는, 유압파일럿식의 조작장치(26)가 채용되는 경우에 비하여, 쇼벨(100)의 자동운전기능을 보다 용이하게 실행할 수 있다.
토출압센서(28L, 28R)는, 각각 메인펌프(14L, 14R)의 토출압을 검출한다. 토출압센서(28L, 28R)에 의하여 검출된 토출압에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
조작압센서(29)는, 조작장치(26)의 이차측의 파일럿압, 즉, 조작장치(26)에 있어서의 각각의 동작요소(즉, 유압액추에이터)의 조작상태에 대응하는 파일럿압을 검출한다. 조작압센서(29)에 의한 조작장치(26)에 있어서의 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등의 조작상태에 대응하는 파일럿압의 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
조작압센서(29LA)는, 오퍼레이터에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 전후방향의 조작내용(예를 들면, 조작방향 및 조작량)을, 좌조작레버(26L)의 대응하는 이차측의 파일럿라인의 작동유의 압력(이하, "조작압")의 형태로 검출한다.
조작압센서(29LB)는, 오퍼레이터에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 좌우방향의 조작내용(예를 들면, 조작방향 및 조작량)을, 좌조작레버(26L)의 대응하는 이차측의 파일럿라인의 조작압의 형태로 검출한다.
조작압센서(29RA)는, 오퍼레이터에 의한 우조작레버(26R)에 대한 전후방향의 조작내용(예를 들면, 조작방향 및 조작량)을, 우조작레버(26R)의 대응하는 이차측의 파일럿라인의 조작압의 형태로 검출한다.
조작압센서(29RB)는, 오퍼레이터에 의한 우조작레버(26R)에 대한 좌우방향의 조작내용(예를 들면, 조작방향 및 조작량)을, 우조작레버(26R)의 대응하는 이차측의 파일럿라인의 조작압의 형태로 검출한다.
조작압센서(29DL)는, 오퍼레이터에 의한 좌주행레버(26DL)에 대한 전후방향의 조작내용(예를 들면, 조작방향 및 조작량)을, 좌주행레버(26DL)의 이차측의 파일럿라인의 조작압의 형태로 검출한다.
조작압센서(29DR)는, 오퍼레이터에 의한 우주행레버(26DR)에 대한 전후방향의 조작내용(예를 들면, 조작방향 및 조작량)을, 우주행레버(26DR)의 이차측의 파일럿라인의 조작압의 형태로 검출한다.
다만, 조작장치(26)(좌조작레버(26L), 우조작레버(26R), 좌주행레버(26DL), 및 우주행레버(26DR))의 조작내용은, 조작압센서(29) 이외의 센서(예를 들면, 우조작레버(26R), 좌주행레버(26DL), 및 우주행레버(26DR)에 장착된 퍼텐쇼미터 등)로 검출되어도 된다. 또, 조작장치(26)가 전기식인 경우, 조작압센서(29)는 생략된다. 전기식의 조작장치(26)로부터 조작상태에 대응하는 전기신호(조작신호)가 컨트롤러(30)에 입력되고, 컨트롤러(30)는, 조작신호로부터 그 조작상태를 파악할 수 있기 때문이다.
컨트롤러(30)는, 예를 들면, 캐빈(10) 내에 마련되며, 쇼벨(100)의 구동제어를 행한다. 컨트롤러(30)는, 그 기능이 임의의 하드웨어, 소프트웨어, 혹은 그 조합에 의하여 실현되어도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, CPU(Central Processing Unit), RAM(Random Access Memory) 등의 메모리장치, ROM(Read Only Memory) 등의 불휘발성의 보조기억장치, 및 각종 입출력인터페이스 등을 포함하는 마이크로컴퓨터를 중심으로 구성된다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 보조기억장치에 저장되는 각종 프로그램을 CPU상에서 실행함으로써 각종 기능을 실현한다.
다만, 컨트롤러(30)의 기능의 일부는, 다른 컨트롤러(제어장치)에 의하여 실현되어도 된다. 즉, 컨트롤러(30)의 기능은, 복수의 컨트롤러에 분산되는 양태로 실현되어도 된다.
여기에서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)의 유압시스템에 있어서, 유압액추에이터를 구동하는 구동계의 유압시스템부분은, 엔진(11)에 의하여 구동되는 메인펌프(14L, 14R)의 각각으로부터, 센터바이패스유로(C1L, C1R), 패럴렐유로(C2L, C2R)를 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시킨다.
센터바이패스유로(C1L)는, 메인펌프(14L)를 기점으로 하여 컨트롤밸브(17) 내에 배치되는 제어밸브(171, 173, 175L, 176L)를 순서대로 통과하여, 작동유탱크에 이른다.
센터바이패스유로(C1R)는, 메인펌프(14R)를 기점으로 하여 컨트롤밸브(17) 내에 배치되는 제어밸브(172, 174, 175R, 176R)를 순서대로 통과하여, 작동유탱크에 이른다.
제어밸브(171)는, 메인펌프(14L)로부터 토출되는 작동유를 주행유압모터(2ML)에 공급하며, 또한 주행유압모터(2ML)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출시키는 스풀밸브이다.
제어밸브(172)는, 메인펌프(14R)로부터 토출되는 작동유를 주행유압모터(2MR)에 공급하며, 또한 주행유압모터(2MR)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출시키는 스풀밸브이다.
제어밸브(173)는, 메인펌프(14L)로부터 토출되는 작동유를 선회유압모터(2A)에 공급하며, 또한 선회유압모터(2A)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출시키는 스풀밸브이다.
제어밸브(174)는, 메인펌프(14R)로부터 토출되는 작동유를 버킷실린더(9)에 공급하며, 또한 버킷실린더(9) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출시키는 스풀밸브이다.
제어밸브(175L, 175R)는, 각각 메인펌프(14L, 14R)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)에 공급하며, 또한 붐실린더(7) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출시키는 스풀밸브이다.
제어밸브(176L, 176R)는, 각각 메인펌프(14L, 14R)가 토출하는 작동유를 암실린더(8)에 공급하며, 또한 암실린더(8) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출시키는 스풀밸브이다.
제어밸브(171~174, 175L, 175R, 176L, 176R)는, 각각 파일럿포트에 작용하는 파일럿압에 따라, 유압액추에이터에 급배되는 작동유의 유량을 조정한다. 또, 제어밸브(171~174, 175L, 175R, 176L, 176R)는, 각각 2개의 파일럿포트 중 어느 파일럿포트에 파일럿압이 작용하고 있는가에 따라, 유압액추에이터에 급배되는 작동유가 흐름방향을 전환한다.
패럴렐유로(C2L)는, 센터바이패스유로(C1L)와 병렬적으로, 제어밸브(171, 173, 175L, 176L)에 메인펌프(14L)의 작동유를 공급한다. 구체적으로는, 패럴렐유로(C2L)는, 제어밸브(171)의 상류측에서 센터바이패스유로(C1L)로부터 분기하고, 제어밸브(171, 173, 175L, 176R)의 각각에 병렬하여 메인펌프(14L)의 작동유를 공급 가능하게 구성된다. 이로써, 패럴렐유로(C2L)는, 제어밸브(171, 173, 175L) 중 어느 하나에 의하여 센터바이패스유로(C1L)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다.
패럴렐유로(C2R)는, 센터바이패스유로(C1R)와 병렬적으로, 제어밸브(172, 174, 175R, 176R)에 메인펌프(14R)의 작동유를 공급한다. 구체적으로는, 패럴렐유로(C2R)는, 제어밸브(172)의 상류측에서 센터바이패스유로(C1R)로부터 분기하고, 제어밸브(172, 174, 175R, 176R)의 각각에 병렬하여 메인펌프(14R)의 작동유를 공급 가능하게 구성된다. 이로써, 패럴렐유로(C2R)는, 제어밸브(172, 174, 175R) 중 어느 하나에 의하여 센터바이패스유로(C1R)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다.
레귤레이터(13L, 13R)는, 각각 컨트롤러(30)에 의한 제어하에서, 메인펌프(14L, 14R)의 사판의 경전각을 조절함으로써, 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 조절한다.
토출압센서(28L)는, 메인펌프(14L)의 토출압을 검출하고, 검출된 토출압에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다. 토출압센서(28R)에 대해서도 동일하다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14L, 14R)의 토출압에 따라, 레귤레이터(13L, 13R)를 제어할 수 있다.
센터바이패스유로(C1L, C1R)에는, 가장 하류에 있는 제어밸브(176L, 176R)의 각각과 작동유탱크의 사이에는, 네거티브컨트롤스로틀(이하, "네거컨스로틀")(18L, 18R)이 마련된다. 이로써, 메인펌프(14L, 14R)에 의하여 토출된 작동유의 흐름은, 네거컨스로틀(18L, 18R)로 제한된다. 그리고, 네거컨스로틀(18L, 18R)은, 레귤레이터(13L, 13R)를 제어하기 위한 제어압(이하, "네거컨압")을 발생시킨다.
네거컨압센서(19L, 19R)는, 각각 네거컨스로틀(18L, 18R)의 네거컨압을 검출하고, 검출된 네거컨압에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
컨트롤러(30)는, 토출압센서(28L, 28R)에 의하여 검출되는 메인펌프(14L, 14R)의 토출압에 따라, 레귤레이터(13L, 13R)를 제어하여, 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 조절해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14L)의 토출압의 증대에 따라, 레귤레이터(13L)를 제어하여, 메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절함으로써, 토출량을 감소시켜도 된다. 레귤레이터(13R)에 대해서도 동일하다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 토출압과 토출량의 곱으로 나타나는 메인펌프(14L, 14R)의 흡수마력이 엔진(11)의 출력마력을 초과하지 않도록, 메인펌프(14L, 14R)의 전마력(全馬力)제어를 행할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 네거컨압센서(19L, 19R)에 의하여 검출되는 네거컨압에 따라, 레귤레이터(13L, 13R)를 제어함으로써, 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 조절해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 네거컨압이 클수록 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 감소시키고, 네거컨압이 작을수록 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 증대시킨다.
구체적으로는, 쇼벨(100)에 있어서의 유압액추에이터가 모두 조작되고 있지 않은 대기상태(도 3에 나타내는 상태)의 경우, 메인펌프(14L, 14R)로부터 토출되는 작동유는, 센터바이패스유로(C1L, C1R)를 통과하여 네거컨스로틀(18L, 18R)에 이른다. 그리고, 메인펌프(14L, 14R)로부터 토출되는 작동유의 흐름은, 네거컨스로틀(18L, 18R)의 상류에서 발생하는 네거컨압을 증대시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 허용최소토출량까지 감소시켜, 토출한 작동유가 센터바이패스유로(C1L, C1R)를 통과할 때의 압력손실(펌핑로스)을 억제한다.
한편, 어느 하나의 유압액추에이터가 조작된 경우, 메인펌프(14L, 14R)로부터 토출되는 작동유는, 조작대상의 유압액추에이터에 대응하는 제어밸브를 개재하여, 조작대상의 유압액추에이터에 흘러든다. 그리고, 메인펌프(14L, 14R)로부터 토출되는 작동유의 흐름은, 네거컨스로틀(18L, 18R)에 이르는 양을 감소 혹은 소실시켜, 네거컨스로틀(18L, 18R)의 상류에서 발생하는 네거컨압을 저하시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 증대시키고, 조작대상의 유압액추에이터에 충분한 작동유를 순환시켜, 조작대상의 유압액추에이터를 확실히 구동시킬 수 있다.
또, 도 4a~도 4d 및 도 5a, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)의 유압시스템에 있어서, 조작계의 유압시스템부분은, 파일럿펌프(15)와, 조작장치(26)(좌조작레버(26L), 우조작레버(26R), 좌주행레버(26DL), 및 우주행레버(26DR))와, 비례밸브(31AL, 31AR, 31BL, 31BR, 31CL, 31CR, 31DL, 31DR, 31EL, 31ER, 31FL, 31FR)와, 셔틀밸브(32AL, 32AR, 32BL, 32BR, 32CL, 32CR, 32DL, 32DR, 32EL, 32ER, 32FL, 32FR)와, 감압용 비례밸브(33AL, 33AR, 33BL, 33BR, 33CL, 33CR, 33DL, 33DR, 33EL, 33ER, 33FL, 33FR)를 포함한다. 이하, 비례밸브(31AL, 31AR, 31BL, 31BR, 31CL, 31CR, 31DL, 31DR, 31EL, 31ER, 31FL, 31FR)를 포괄적으로, 혹은 각각을 개별적으로 비례밸브(31)로 칭하는 경우가 있다. 또, 셔틀밸브(32AL, 32AR, 32BL, 32BR, 32CL, 32CR, 32DL, 32DR, 32EL, 32ER, 32FL, 32FR)를 포괄적으로, 혹은 각각을 개별적으로 셔틀밸브(32)로 칭하는 경우가 있다. 또, 감압용 비례밸브(33AL, 33AR, 33BL, 33BR, 33CL, 33CR, 33DL, 33DR, 33EL, 33ER, 33FL, 33FR)를 포괄적으로, 혹은 각각을 개별적으로 감압용 비례밸브(33)로 칭하는 경우가 있다.
비례밸브(31)는, 파일럿펌프(15)와 셔틀밸브(32)를 접속하는 파일럿라인에 마련되며, 그 유로면적(작동유가 통류 가능한 단면적)을 변경할 수 있도록 구성된다. 비례밸브(31)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어지령에 따라 동작한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의하여 조작장치(26)(구체적으로는, 좌조작레버(26L), 우조작레버(26R), 좌주행레버(26DL), 혹은 우주행레버(26DR))가 조작되고 있지 않은 경우여도, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31) 및 셔틀밸브(32)를 개재하여, 컨트롤밸브(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 공급할 수 있다.
셔틀밸브(32)는, 2개의 입구포트와 1개의 출구포트를 갖고, 2개의 입구포트에 입력된 파일럿압 중 높은 쪽의 파일럿압을 갖는 작동유를 출구포트에 출력시킨다. 셔틀밸브(32)는, 2개의 입구포트 중 일방이 감압용 비례밸브(33)를 개재하여 조작장치(26)에 접속되고, 타방이 비례밸브(31)에 접속된다. 셔틀밸브(32)의 출구포트는, 파일럿라인을 통하여, 컨트롤밸브(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 접속되어 있다. 그 때문에, 셔틀밸브(32)는, 조작장치(26)로부터 출력되는 파일럿압을 원압으로 하여 감압용 비례밸브(33)가 생성하는 파일럿압, 및 비례밸브(31)가 생성하는 파일럿압 중 높은 쪽을, 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 비례밸브(31) 및 감압용 비례밸브(33)를 제어하여, 조작장치(26)의 이차측의 파일럿라인으로부터 감압용 비례밸브(33)를 경유하여 셔틀밸브(32)에 입력되는 파일럿압보다 높은 파일럿압을 비례밸브(31)로부터 출력시킨다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 조작장치(26)의 조작과 관계없이, 대응하는 제어밸브를 제어하여, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 및 어태치먼트(AT)의 동작을 제어할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31) 및 감압용 비례밸브(33)를 이용하여, 쇼벨(100)의 자동운전기능을 실현할 수 있다.
감압용 비례밸브(33)는, 조작장치(26)와 셔틀밸브(32)를 접속하는 파일럿라인에 마련되며, 그 유로면적을 변경할 수 있도록 구성된다. 감압용 비례밸브(33)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어지령에 따라 동작한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의하여 조작장치(26)(구체적으로는, 좌조작레버(26L), 우조작레버(26R), 좌주행레버(26DL), 혹은 우주행레버(26DR))가 조작되고 있는 경우에, 조작장치(26)로부터 출력되는 파일럿압을 강제적으로 감압시킬 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)가 조작되고 있는 경우여도, 조작장치(26)의 조작에 대응하는 유압액추에이터의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 조작장치(26)가 조작되고 있는 경우여도, 조작장치(26)로부터 출력되는 파일럿압을 감압시켜, 비례밸브(31)로부터 출력되는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31) 및 감압용 비례밸브(33)를 제어함으로써, 조작장치(26)의 조작내용과는 무관하게, 원하는 파일럿압을 컨트롤밸브(17) 내의 제어밸브의 파일럿포트에 확실히 작용시킬 수 있다.
도 4a에 나타내는 바와 같이, 좌조작레버(26L)는, 오퍼레이터가 전후방향으로 기울이는 양태로, 암(5)에 대응하는 암실린더(8)를 조작하기 위하여 이용된다. 즉, 좌조작레버(26L)는, 전후방향으로 기울어지는 경우, 암(5)의 동작을 조작대상으로 한다. 좌조작레버(26L)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 전후방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 이차측에 출력한다.
셔틀밸브(32AL)는, 2개의 입구포트가, 각각 암(5)의 접음방향의 조작(이하, "암접음조작")에 대응하는 좌조작레버(26L)의 이차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31AL)의 이차측의 파일럿라인에 접속되며, 출구포트가 제어밸브(176L)의 우측의 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측의 파일럿포트에 접속된다.
셔틀밸브(32AR)는, 2개의 입구포트가, 각각 암(5)의 펼침방향의 조작(이하, "암펼침조작")에 대응하는 좌조작레버(26L)의 이차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31AR)의 이차측의 파일럿라인에 접속되며, 출구포트가 제어밸브(176L)의 좌측의 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측의 파일럿포트에 접속된다.
즉, 좌조작레버(26L)는, 셔틀밸브(32AL, 32AR)를 개재하여, 전후방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 제어밸브(176L, 176R)의 파일럿포트에 작용시킨다. 구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 암접음조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32AL)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32AL)를 개재하여, 제어밸브(176L)의 우측의 파일럿포트와 제어밸브(176R)의 좌측의 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 암펼침조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32AR)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32AR)를 개재하여, 제어밸브(176L)의 좌측의 파일럿포트와 제어밸브(176R)의 우측의 파일럿포트에 작용시킨다.
비례밸브(31AL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31AL)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32AL)의 타방의 파일럿포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31AL)는, 셔틀밸브(32AL)를 개재하여, 제어밸브(176L)의 우측의 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
비례밸브(31AR)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31AR)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32AR)의 타방의 파일럿포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31AR)는, 셔틀밸브(32AR)를 개재하여, 제어밸브(176L)의 좌측의 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
즉, 비례밸브(31AL, 31AR)는, 좌조작레버(26L)의 전후방향으로의 조작상태와 관계없이, 제어밸브(176L, 176R)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록, 이차측에 출력하는 파일럿압을 조정할 수 있다. 이하, 비례밸브(31AL, 31AR)를 포괄적으로, 혹은 각각을 개별적으로 "암비례밸브(31A)"라고 칭하는 경우가 있다.
감압용 비례밸브(33AL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33AL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 좌조작레버(26L)의 암접음조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 이차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33AL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 좌조작레버(26L)의 암접음조작에 대응하는 이차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32AL)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33AL)는, 좌조작레버(26L)로 암접음조작이 행해지고 있는 경우여도, 필요에 따라, 암접음조작에 대응하는 암실린더(8)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33AL)는, 좌조작레버(26L)로 암접음조작이 되고 있는 경우여도, 셔틀밸브(32AL)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31AL)로부터 셔틀밸브(32AR)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31AL) 및 감압용 비례밸브(33AL)를 제어하여, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(176L, 176R)의 암접음측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
감압용 비례밸브(33AR)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33AR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 좌조작레버(26L)의 암펼침조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 이차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33AR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 좌조작레버(26L)의 암펼침조작에 대응하는 이차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32AR)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33AR)는, 좌조작레버(26L)로 암펼침조작이 행해지고 있는 경우여도, 필요에 따라, 암펼침조작에 대응하는 암실린더(8)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33AR)는, 좌조작레버(26L)로 암펼침조작이 되고 있는 경우여도, 셔틀밸브(32AR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31AR)로부터 셔틀밸브(32AR)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31AR) 및 감압용 비례밸브(33AR)를 제어하여, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(176L, 176R)의 암펼침측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
이와 같이, 감압용 비례밸브(33AL, 33AR)는, 좌조작레버(26L)의 전후방향으로의 조작상태에 대응하는 암실린더(8)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33AL, 33AR)는, 셔틀밸브(32AL, 32AR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을 저하시켜, 비례밸브(31AL, 31AR)의 파일럿압이 셔틀밸브(32AL, 32AR)를 통하여 확실히 제어밸브(176L, 176R)의 파일럿포트에 작용하도록 보조할 수 있다.
다만, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33AL)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31AR)를 제어함으로써, 좌조작레버(26L)의 암접음조작에 대응하는 암실린더(8)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)로 암접음조작이 행해지는 경우에, 비례밸브(31AR)를 제어하여, 비례밸브(31AR)로부터 셔틀밸브(32AR)를 개재하여 제어밸브(176L, 176R)의 암펼침측의 파일럿포트에 작용시켜도 된다. 이로써, 좌조작레버(26L)로부터 셔틀밸브(32AL)를 개재하여 제어밸브(176L, 176R)의 암접음측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압에 대항하는 형태로, 제어밸브(176L, 176R)의 암펼침측의 파일럿포트에 파일럿압이 작용한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 제어밸브(176L, 176R)를 강제적으로 중립위치에 접근시켜, 좌조작레버(26L)의 암접음조작에 대응하는 암실린더(8)의 동작을 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 동일하게, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33AR)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31AL)를 제어함으로써, 좌조작레버(26L)의 암펼침조작에 대응하는 암실린더(8)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다.
조작압센서(29LA)는, 오퍼레이터에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 전후방향으로의 조작내용을 압력(조작압)의 형태로 검출하고, 검출된 압력에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)에 대한 전후방향으로의 조작내용을 파악할 수 있다. 검출 대상의 좌조작레버(26L)에 대한 전후방향으로의 조작내용에는, 예를 들면, 조작방향, 조작량(조작각도) 등이 포함될 수 있다. 이하, 좌조작레버(26L)에 대한 좌우방향의 조작내용, 및 우조작레버(26R)에 대한 전후방향과 좌우방향의 조작내용에 대해서도 동일하다.
컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 암접음조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31AL) 및 셔틀밸브(32AL)를 개재하여, 제어밸브(176L)의 우측의 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 암펼침조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31AR) 및 셔틀밸브(32AR)를 개재하여, 제어밸브(176L)의 좌측의 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 암(5)의 개폐동작을 자동제어할 수 있다.
또, 예를 들면, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 우조작레버(26R)는, 오퍼레이터가 전후방향으로 기울이는 양태로, 붐(4)에 대응하는 붐실린더(7)를 조작하기 위하여 이용된다. 즉, 우조작레버(26R)는, 전후방향으로 기울어지는 경우, 붐(4)의 동작을 조작대상으로 한다. 우조작레버(26R)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 전후방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 이차측에 출력한다.
셔틀밸브(32BL)는, 2개의 입구포트가, 각각 붐(4)의 상승방향의 조작(이하, "붐상승조작")에 대응하는 우조작레버(26R)의 이차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31BL)의 이차측의 파일럿라인에 접속되며, 출구포트가, 제어밸브(175L)의 우측의 파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측의 파일럿포트에 접속된다.
셔틀밸브(32BR)는, 2개의 입구포트가, 각각 붐(4)의 하강방향의 조작(이하, "붐하강조작")에 대응하는 우조작레버(26R)의 이차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31BR)의 이차측의 파일럿라인에 접속되며, 출구포트가, 제어밸브(175R)의 우측의 파일럿포트에 접속된다.
즉, 우조작레버(26R)는, 셔틀밸브(32BL, 32BR)를 개재하여, 전후방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 제어밸브(175L, 175R)의 파일럿포트에 작용시킨다. 구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 붐상승조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32BL)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32BL)를 개재하여, 제어밸브(175L)의 우측의 파일럿포트와 제어밸브(175R)의 좌측의 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 붐하강조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32BR)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32BR)를 개재하여, 제어밸브(175R)의 우측의 파일럿포트에 작용시킨다.
비례밸브(31BL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31BL)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32BL)의 타방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31BL)는, 셔틀밸브(32BL)를 개재하여, 제어밸브(175L)의 우측의 파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
비례밸브(31BR)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31BR)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32BR)의 타방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31BR)는, 셔틀밸브(32BR)를 개재하여, 제어밸브(175R)의 우측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
즉, 비례밸브(31BL, 31BR)는, 우조작레버(26R)의 전후방향으로의 조작상태와 관계없이, 제어밸브(175L, 175R)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록, 이차측에 출력하는 파일럿압을 조정할 수 있다. 이하, 비례밸브(31BL, 31BR)를 포괄적으로, 혹은 각각을 개별적으로 "붐비례밸브(31B)"라고 칭하는 경우가 있다.
감압용 비례밸브(33BL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33BL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 우조작레버(26R)의 붐상승조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 이차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33BL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 우조작레버(26R)의 붐상승조작에 대응하는 이차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32BL)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33BL)는, 우조작레버(26R)로 붐상승조작이 행해지고 있는 경우여도, 필요에 따라, 붐상승조작에 대응하는 붐실린더(7)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33BL)는, 우조작레버(26R)로 붐상승조작이 되고 있는 경우여도, 셔틀밸브(32BL)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31BL)로부터 셔틀밸브(32BR)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31BL) 및 감압용 비례밸브(33BL)를 제어하여, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(175L, 175R)의 붐상승측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
감압용 비례밸브(33BR)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33BR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 우조작레버(26R)의 붐하강조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 이차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33BR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 우조작레버(26R)의 붐하강조작에 대응하는 이차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32BR)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33BR)는, 우조작레버(26R)로 붐하강조작이 행해지고 있는 경우여도, 필요에 따라, 붐하강조작에 대응하는 붐실린더(7)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33BR)는, 우조작레버(26R)로 붐하강조작이 되고 있는 경우여도, 셔틀밸브(32BR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31BR)로부터 셔틀밸브(32BR)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31BR) 및 감압용 비례밸브(33BR)를 제어하여, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(175L, 175R)의 붐하강측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
이와 같이, 감압용 비례밸브(33BL, 33BR)는, 우조작레버(26R)의 전후방향으로의 조작상태에 대응하는 붐실린더(7)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33BL, 33BR)는, 셔틀밸브(32BL, 32BR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을 저하시켜, 비례밸브(31BL, 31BR)의 파일럿압이 셔틀밸브(32BL, 32BR)를 통하여 확실히 제어밸브(175L, 175R)의 파일럿포트에 작용하도록 보조할 수 있다.
다만, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33BL)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31BR)를 제어함으로써, 우조작레버(26R)의 붐상승조작에 대응하는 붐실린더(7)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 우조작레버(26R)로 붐상승조작이 행해지는 경우에, 비례밸브(31BR)를 제어하여, 비례밸브(31BR)로부터 셔틀밸브(32BR)를 개재하여 제어밸브(175L, 175R)의 붐하강측의 파일럿포트에 작용시켜도 된다. 이로써, 우조작레버(26R)로부터 셔틀밸브(32BL)를 개재하여 제어밸브(175L, 175R)의 붐상승측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압에 대항하는 형태로, 제어밸브(175L, 175R)의 붐하강측의 파일럿포트에 파일럿압이 작용한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 제어밸브(175L, 175R)를 강제적으로 중립위치에 접근시켜, 우조작레버(26R)의 붐상승조작에 대응하는 붐실린더(7)의 동작을 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 동일하게, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33BR)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31BL)를 제어함으로써, 우조작레버(26R)의 붐하강조작에 대응하는 붐실린더(7)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다.
조작압센서(29RA)는, 오퍼레이터에 의한 우조작레버(26R)에 대한 전후방향으로의 조작내용을 압력(조작압)의 형태로 검출하고, 검출된 압력에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 우조작레버(26R)에 대한 전후방향으로의 조작내용을 파악할 수 있다.
컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 우조작레버(26R)에 대한 붐상승조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31BL) 및 셔틀밸브(32BL)를 개재하여, 제어밸브(175L)의 우측의 파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 우조작레버(26R)에 대한 붐하강조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31BR) 및 셔틀밸브(32BR)를 개재하여, 제어밸브(175R)의 우측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 붐(4)의 상승하강의 동작을 자동제어할 수 있다.
도 4c에 나타내는 바와 같이, 우조작레버(26R)는, 오퍼레이터가 좌우방향으로 기울이는 양태로, 버킷(6)에 대응하는 버킷실린더(9)를 조작하기 위하여 이용된다. 즉, 우조작레버(26R)는, 좌우방향으로 기울어지는 경우, 버킷(6)의 동작을 조작대상으로 한다. 우조작레버(26R)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 좌우방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 이차측에 출력한다.
셔틀밸브(32CL)는, 2개의 입구포트가, 각각 버킷(6)이 접음방향의 조작(이하, "버킷접음조작")에 대응하는 우조작레버(26R)의 이차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31CL)의 이차측의 파일럿라인에 접속되며, 출구포트가, 제어밸브(174)의 좌측의 파일럿포트에 접속된다.
셔틀밸브(32CR)는, 2개의 입구포트가, 각각 버킷(6)의 펼침방향의 조작(이하, "버킷펼침조작")에 대응하는 우조작레버(26R)의 이차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31CR)의 이차측의 파일럿라인에 접속되며, 출구포트가, 제어밸브(174)의 우측의 파일럿포트에 접속된다.
즉, 우조작레버(26R)는, 셔틀밸브(32CL, 32CR)를 개재하여, 좌우방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 제어밸브(174)의 파일럿포트에 작용시킨다. 구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 버킷접음조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32CL)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32CL)를 개재하여, 제어밸브(174)의 좌측의 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 버킷펼침조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32CR)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32CR)를 개재하여, 제어밸브(174)의 우측의 파일럿포트에 작용시킨다.
비례밸브(31CL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31CL)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32CL)의 타방의 파일럿포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31CL)는, 셔틀밸브(32CL)를 개재하여, 제어밸브(174)의 좌측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
비례밸브(31CR)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31CR)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32CR)의 타방의 파일럿포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31CR)는, 셔틀밸브(32CR)를 개재하여, 제어밸브(174)의 우측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
즉, 비례밸브(31CL, 31CR)는, 우조작레버(26R)의 좌우방향으로의 조작상태와 관계없이, 제어밸브(174)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록, 이차측에 출력하는 파일럿압을 조정할 수 있다. 이하, 비례밸브(31CL, 31CR)를 포괄적으로, 혹은 각각을 개별적으로 "버킷비례밸브(31C)"라고 칭하는 경우가 있다.
감압용 비례밸브(33CL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33CL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 우조작레버(26R)의 버킷접음조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 이차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33CL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 우조작레버(26R)의 버킷접음조작에 대응하는 이차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32CL)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33CL)는, 우조작레버(26R)로 버킷접음조작이 행해지고 있는 경우여도, 필요에 따라, 버킷접음조작에 대응하는 버킷실린더(9)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33CL)는, 우조작레버(26R)로 버킷접음조작이 되고 있는 경우여도, 셔틀밸브(32CL)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31CL)로부터 셔틀밸브(32CR)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31CL) 및 감압용 비례밸브(33CL)를 제어하여, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(174)의 버킷접음측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
감압용 비례밸브(33CR)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33CR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 우조작레버(26R)의 버킷펼침조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 이차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33CR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 우조작레버(26R)의 버킷펼침조작에 대응하는 이차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32CR)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33CR)는, 우조작레버(26R)로 버킷펼침조작이 행해지고 있는 경우여도, 필요에 따라, 버킷펼침조작에 대응하는 버킷실린더(9)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33CR)는, 우조작레버(26R)로 버킷펼침조작이 되고 있는 경우여도, 셔틀밸브(32CR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31CR)로부터 셔틀밸브(32CR)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31CR) 및 감압용 비례밸브(33CR)를 제어하여, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(174)의 버킷펼침측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
이와 같이, 감압용 비례밸브(33CL, 33CR)는, 우조작레버(26R)의 좌우방향으로의 조작상태에 대응하는 버킷실린더(9)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33CL, 33CR)는, 셔틀밸브(32CL, 32CR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을 저하시켜, 비례밸브(31CL, 31CR)의 파일럿압이 셔틀밸브(32CL, 32CR)를 통하여 확실히 제어밸브(174)의 파일럿포트에 작용하도록 보조할 수 있다.
다만, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33CL)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31CR)를 제어함으로써, 우조작레버(26R)의 버킷접음조작에 대응하는 버킷실린더(9)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 우조작레버(26R)로 버킷접음조작이 행해지는 경우에, 비례밸브(31CR)를 제어하여, 비례밸브(31CR)로부터 셔틀밸브(32CR)를 개재하여 제어밸브(174)의 버킷펼침측의 파일럿포트에 작용시켜도 된다. 이로써, 우조작레버(26R)로부터 셔틀밸브(32CL)를 개재하여 제어밸브(174)의 버킷접음측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압에 대항하는 형태로, 제어밸브(174)의 버킷펼침측의 파일럿포트에 파일럿압이 작용한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 제어밸브(174)를 강제적으로 중립위치에 접근시켜, 우조작레버(26R)의 버킷접음조작에 대응하는 버킷실린더(9)의 동작을 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 동일하게, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33CR)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31CL)를 제어함으로써, 우조작레버(26R)의 버킷펼침조작에 대응하는 버킷실린더(9)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다.
조작압센서(29RB)는, 오퍼레이터에 의한 우조작레버(26R)에 대한 좌우방향으로의 조작내용을 압력(조작압)의 형태로 검출하고, 검출된 압력에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 우조작레버(26R)의 좌우방향으로의 조작내용을 파악할 수 있다.
컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 우조작레버(26R)에 대한 버킷접음조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31CL) 및 셔틀밸브(32CL)를 개재하여, 제어밸브(174)의 좌측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 우조작레버(26R)에 대한 버킷펼침조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31CR) 및 셔틀밸브(32CR)를 개재하여, 제어밸브(174)의 우측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 개폐동작을 자동제어할 수 있다.
또, 예를 들면, 도 4d에 나타내는 바와 같이, 좌조작레버(26L)는, 오퍼레이터가 좌우방향으로 기울이는 양태로, 상부선회체(3)(선회기구(2))에 대응하는 선회유압모터(2A)를 조작하기 위하여 이용된다. 즉, 좌조작레버(26L)는, 좌우방향으로 기울어지는 경우, 상부선회체(3)의 선회동작을 조작대상으로 한다. 좌조작레버(26L)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 좌우방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 이차측에 출력한다.
셔틀밸브(32DL)는, 2개의 입구포트가, 각각 상부선회체(3)의 좌방향의 선회조작(이하, "좌선회조작")에 대응하는 좌조작레버(26L)의 이차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31DL)의 이차측의 파일럿라인에 접속되며, 출구포트가, 제어밸브(173)의 좌측의 파일럿포트에 접속된다.
셔틀밸브(32DR)는, 2개의 입구포트가, 각각 상부선회체(3)의 우방향의 선회조작(이하, " 우선회조작")에 대응하는 좌조작레버(26L)의 이차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31DR)의 이차측의 파일럿라인에 접속되며, 출구포트가, 제어밸브(173)의 우측의 파일럿포트에 접속된다.
즉, 좌조작레버(26L)는, 셔틀밸브(32DL, 32DR)를 개재하여, 좌우방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 제어밸브(173)의 파일럿포트에 작용시킨다. 구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 좌선회조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32DL)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32DL)를 개재하여, 제어밸브(173)의 좌측의 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 우선회조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32DR)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32DR)를 개재하여, 제어밸브(173)의 우측의 파일럿포트에 작용시킨다.
비례밸브(31DL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31DL)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32DL)의 타방의 파일럿포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31DL)는, 셔틀밸브(32DL)를 개재하여, 제어밸브(173)의 좌측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
비례밸브(31DR)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31DR)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32DR)의 타방의 파일럿포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31DR)는, 셔틀밸브(32DR)를 개재하여, 제어밸브(173)의 우측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
즉, 비례밸브(31DL, 31DR)는, 좌조작레버(26L)의 좌우방향으로의 조작상태와 관계없이, 제어밸브(173)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록, 이차측에 출력하는 파일럿압을 조정할 수 있다. 이하, 비례밸브(31DL, 31DR)를 포괄적으로, 혹은 각각을 개별적으로 "선회비례밸브(31D)"라고 칭하는 경우가 있다.
감압용 비례밸브(33DL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33DL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 좌조작레버(26L)의 좌선회조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 이차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33DL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 좌조작레버(26L)의 좌선회조작에 대응하는 이차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32DL)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33DL)는, 좌조작레버(26L)로 좌선회조작이 행해지고 있는 경우여도, 필요에 따라, 좌선회조작에 대응하는 선회유압모터(2A)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33DL)는, 좌조작레버(26L)로 좌선회조작이 되고 있는 경우여도, 셔틀밸브(32DL)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31DL)로부터 셔틀밸브(32DR)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31DL) 및 감압용 비례밸브(33DL)를 제어하여, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(173)의 좌선회측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
감압용 비례밸브(33DR)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33DR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 좌조작레버(26L)의 우선회조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 이차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33DR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 좌조작레버(26L)의 우선회조작에 대응하는 이차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32DR)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33DR)는, 좌조작레버(26L)로 우선회조작이 행해지고 있는 경우여도, 필요에 따라, 우선회조작에 대응하는 선회유압모터(2A)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33DR)는, 좌조작레버(26L)로 우선회조작이 되고 있는 경우여도, 셔틀밸브(32DR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31DR)로부터 셔틀밸브(32DR)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31DR) 및 감압용 비례밸브(33DR)를 제어하여, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(173)의 우선회측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
이와 같이, 감압용 비례밸브(33DL, 33DR)는, 좌조작레버(26L)의 좌우방향으로의 조작상태에 대응하는 선회유압모터(2A)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33DL, 33DR)는, 셔틀밸브(32DL, 32DR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을 저하시켜, 비례밸브(31DL, 31DR)의 파일럿압이 셔틀밸브(32DL, 32DR)를 통하여 확실히 제어밸브(173)의 파일럿포트에 작용하도록 보조할 수 있다.
다만, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33DL)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31DR)를 제어함으로써, 좌조작레버(26L)의 좌선회조작에 대응하는 선회유압모터(2A)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)로 좌선회조작이 행해지는 경우에, 비례밸브(31DR)를 제어하여, 비례밸브(31DR)로부터 셔틀밸브(32DR)를 개재하여 제어밸브(173)의 우선회측의 파일럿포트에 작용시켜도 된다. 이로써, 좌조작레버(26L)로부터 셔틀밸브(32DL)를 개재하여 제어밸브(173)의 좌선회측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압에 대항하는 형태로, 제어밸브(173)의 우선회측의 파일럿포트에 파일럿압이 작용한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 제어밸브(173)를 강제적으로 중립위치에 접근시켜, 좌조작레버(26L)의 좌선회조작에 대응하는 선회유압모터(2A)의 동작을 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 동일하게, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33DR)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31DL)를 제어함으로써, 좌조작레버(26L)의 우선회조작에 대응하는 선회유압모터(2A)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다.
조작압센서(29LB)는, 오퍼레이터에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 조작상태를 압력으로서 검출하고, 검출된 압력에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)에 대한 좌우방향으로의 조작내용을 파악할 수 있다.
컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 좌선회조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31DL) 및 셔틀밸브(32DL)를 개재하여, 제어밸브(173)의 좌측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 우선회조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31DR) 및 셔틀밸브(32DR)를 개재하여, 제어밸브(173)의 우측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 상부선회체(3)의 좌우방향으로의 선회동작을 자동제어할 수 있다.
또, 예를 들면, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 좌주행레버(26DL)는, 좌크롤러(1CL)에 대응하는 주행유압모터(2ML)를 조작하기 위하여 이용된다. 즉, 좌주행레버(26DL)는, 좌크롤러(1CL)의 주행동작을 조작대상으로 한다. 좌주행레버(26DL)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 전후방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 이차측에 출력한다.
셔틀밸브(32EL)는, 2개의 입구포트가, 각각 좌크롤러(1CL)의 전진방향으로 대응하는 전방향(前方向)으로의 조작(이하, "전진조작")에 대응하는 좌주행레버(26DL)의 이차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31EL)의 이차측의 파일럿라인에 접속되며, 출구포트가, 제어밸브(171)의 좌측의 파일럿포트에 접속된다.
셔틀밸브(32ER)는, 2개의 입구포트가, 각각 좌크롤러(1CL)의 후진방향으로 대응하는 후방향으로의 조작(이하, "후진조작")에 대응하는 좌주행레버(26DL)의 이차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31ER)의 이차측의 파일럿라인에 접속되며, 출구포트가, 제어밸브(171)의 우측의 파일럿포트에 접속된다.
즉, 좌주행레버(26DL)는, 셔틀밸브(32EL, 32ER)를 개재하여, 좌우방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 제어밸브(171)의 파일럿포트에 작용시킨다. 구체적으로는, 좌주행레버(26DL)는, 전진조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32EL)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32EL)를 개재하여, 제어밸브(171)의 좌측의 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 좌주행레버(26DL)는, 후진조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32ER)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32ER)를 개재하여, 제어밸브(171)의 우측의 파일럿포트에 작용시킨다.
비례밸브(31EL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31EL)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32EL)의 타방의 파일럿포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31EL)는, 셔틀밸브(32EL)를 개재하여, 제어밸브(171)의 좌측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
비례밸브(31ER)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31ER)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32ER)의 타방의 파일럿포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31ER)는, 셔틀밸브(32ER)를 개재하여, 제어밸브(171)의 우측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
즉, 비례밸브(31EL, 31ER)는, 좌주행레버(26DL)의 조작상태와 관계없이, 제어밸브(171)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록, 이차측에 출력하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
감압용 비례밸브(33EL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33EL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 좌주행레버(26DL)의 전진조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 이차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33EL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 좌주행레버(26DL)의 전진조작에 대응하는 이차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32EL)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33EL)는, 좌주행레버(26DL)로 전진조작이 행해지고 있는 경우여도, 필요에 따라, 전진조작에 대응하는 주행유압모터(2ML)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33EL)는, 좌주행레버(26DL)로 전진조작이 되고 있는 경우여도, 셔틀밸브(32EL)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31EL)로부터 셔틀밸브(32ER)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31EL) 및 감압용 비례밸브(33EL)를 제어하여, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(171)의 전진측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
감압용 비례밸브(33ER)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33ER)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 좌주행레버(26DL)의 후진조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 이차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33ER)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 좌주행레버(26DL)의 후진조작에 대응하는 이차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32ER)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33ER)는, 좌주행레버(26DL)로 후진조작이 행해지고 있는 경우여도, 필요에 따라, 후진조작에 대응하는 주행유압모터(2ML)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33ER)는, 좌주행레버(26DL)로 후진조작이 되고 있는 경우여도, 셔틀밸브(32ER)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31ER)로부터 셔틀밸브(32ER)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31ER) 및 감압용 비례밸브(33ER)를 제어하여, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(171)의 후진측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
이와 같이, 감압용 비례밸브(33EL, 33ER)는, 좌주행레버(26DL)의 좌우방향으로의 조작상태에 대응하는 주행유압모터(2ML)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33EL, 33ER)는, 셔틀밸브(32EL, 32ER)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을 저하시켜, 비례밸브(31EL, 31ER)의 파일럿압이 셔틀밸브(32EL, 32ER)를 통하여 확실히 제어밸브(171)의 파일럿포트에 작용하도록 보조할 수 있다.
다만, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33EL)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31ER)를 제어함으로써, 좌주행레버(26DL)의 전진조작에 대응하는 주행유압모터(2ML)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 좌주행레버(26DL)로 전진조작이 행해지는 경우에, 비례밸브(31ER)를 제어하여, 비례밸브(31ER)로부터 셔틀밸브(32ER)를 개재하여 제어밸브(171)의 후진측의 파일럿포트에 작용시켜도 된다. 이로써, 좌주행레버(26DL)로부터 셔틀밸브(32EL)를 개재하여 제어밸브(171)의 전진측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압에 대항하는 형태로, 제어밸브(171)의 후진측의 파일럿포트에 파일럿압이 작용한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 제어밸브(171)를 강제적으로 중립위치에 접근시켜, 좌주행레버(26DL)의 전진조작에 대응하는 주행유압모터(2ML)의 동작을 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 동일하게, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33ER)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31EL)를 제어함으로써, 좌주행레버(26DL)의 후진조작에 대응하는 주행유압모터(2ML)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다.
조작압센서(29DL)는, 오퍼레이터에 의한 좌주행레버(26DL)에 대한 전후방향으로의 조작내용을 압력으로서 검출하고, 검출된 압력에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 좌주행레버(26DL)에 대한 전후방향으로의 조작내용을 파악할 수 있다.
컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 좌주행레버(26DL)에 대한 전진조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31EL) 및 셔틀밸브(32EL)를 개재하여, 제어밸브(171)의 좌측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 좌주행레버(26DL)에 대한 후진조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31ER) 및 셔틀밸브(32ER)를 개재하여, 제어밸브(171)의 우측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 좌크롤러(1CL)의 전후방향으로의 주행동작을 자동제어할 수 있다.
또, 예를 들면, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 우주행레버(26DR)는, 우크롤러(1CR)에 대응하는 주행유압모터(2MR)를 조작하기 위하여 이용된다. 즉, 우주행레버(26DR)는, 우크롤러(1CR)의 주행동작을 조작대상으로 한다. 우주행레버(26DR)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 전후방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 이차측에 출력한다.
셔틀밸브(32FR)는, 2개의 입구포트가, 각각 우크롤러(1CR)의 전진조작에 대응하는 우주행레버(26DR)의 이차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31FR)의 이차측의 파일럿라인에 접속되며, 출구포트가, 제어밸브(172)의 우측의 파일럿포트에 접속된다.
셔틀밸브(32FL)는, 2개의 입구포트가, 각각 우크롤러(1CR)의 후진조작에 대응하는 우주행레버(26DR)의 이차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31FL)의 이차측의 파일럿라인에 접속되며, 출구포트가, 제어밸브(172)의 좌측의 파일럿포트에 접속된다.
즉, 우주행레버(26DR)는, 셔틀밸브(32FL, 32FR)를 개재하여, 좌우방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 제어밸브(172)의 파일럿포트에 작용시킨다. 구체적으로는, 우주행레버(26DR)는, 전진조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32FR)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32FR)를 개재하여, 제어밸브(172)의 우측의 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 우주행레버(26DR)는, 후진조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32FL)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32FL)를 개재하여, 제어밸브(172)의 좌측의 파일럿포트에 작용시킨다.
비례밸브(31FL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31FL)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32FL)의 타방의 파일럿포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31FL)는, 셔틀밸브(32FL)를 개재하여, 제어밸브(172)의 좌측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
비례밸브(31FR)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31FR)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32FR)의 타방의 파일럿포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31FR)는, 셔틀밸브(32FR)를 개재하여, 제어밸브(172)의 우측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
즉, 비례밸브(31FL, 31FR)는, 우주행레버(26DR)의 조작상태와 관계없이, 제어밸브(172)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록, 이차측에 출력하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
감압용 비례밸브(33FL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33FL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 우주행레버(26DR)의 전진조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 이차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33FL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 우주행레버(26DR)의 전진조작에 대응하는 이차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32FL)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33FL)는, 우주행레버(26DR)로 전진조작이 행해지고 있는 경우여도, 필요에 따라, 전진조작에 대응하는 주행유압모터(2MR)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33FL)는, 우주행레버(26DR)로 전진조작이 되고 있는 경우여도, 셔틀밸브(32FL)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31FL)로부터 셔틀밸브(32FR)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31FL) 및 감압용 비례밸브(33FL)를 제어하여, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(172)의 전진측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
감압용 비례밸브(33FR)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33FR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 우주행레버(26DR)의 후진조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 이차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33FR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 우주행레버(26DR)의 후진조작에 대응하는 이차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32FR)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33FR)는, 우주행레버(26DR)로 후진조작이 행해지고 있는 경우여도, 필요에 따라, 후진조작에 대응하는 주행유압모터(2MR)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33FR)는, 우주행레버(26DR)로 후진조작이 되고 있는 경우여도, 셔틀밸브(32FR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31FR)로부터 셔틀밸브(32FR)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31FR) 및 감압용 비례밸브(33FR)를 제어하여, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(172)의 후진측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
이와 같이, 감압용 비례밸브(33FL, 33FR)는, 우주행레버(26DR)의 좌우방향으로의 조작상태에 대응하는 주행유압모터(2MR)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33FL, 33FR)는, 셔틀밸브(32FL, 32FR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을 저하시켜, 비례밸브(31FL, 31FR)의 파일럿압이 셔틀밸브(32FL, 32FR)를 통하여 확실히 제어밸브(172)의 파일럿포트에 작용하도록 보조할 수 있다.
다만, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33FL)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31FR)를 제어함으로써, 우주행레버(26DR)의 전진조작에 대응하는 주행유압모터(2MR)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 우주행레버(26DR)로 전진조작이 행해지는 경우에, 비례밸브(31FR)를 제어하여, 비례밸브(31FR)로부터 셔틀밸브(32FR)를 개재하여 제어밸브(172)의 후진측의 파일럿포트에 작용시켜도 된다. 이로써, 우주행레버(26DR)로부터 셔틀밸브(32FL)를 개재하여 제어밸브(172)의 전진측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압에 대항하는 형태로, 제어밸브(172)의 후진측의 파일럿포트에 파일럿압이 작용한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 제어밸브(172)를 강제적으로 중립위치에 접근시켜, 우주행레버(26DR)의 전진조작에 대응하는 주행유압모터(2MR)의 동작을 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 동일하게, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33FR)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31FL)를 제어함으로써, 우주행레버(26DR)의 후진조작에 대응하는 주행유압모터(2MR)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다.
조작압센서(29DR)는, 오퍼레이터에 의한 우주행레버(26DR)에 대한 전후방향으로의 조작내용을 압력으로서 검출하고, 검출된 압력에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 우주행레버(26DR)에 대한 전후방향으로의 조작내용을 파악할 수 있다.
컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 우주행레버(26DR)에 대한 전진조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31FR) 및 셔틀밸브(32FR)를 개재하여, 제어밸브(172)의 우측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 우주행레버(26DR)에 대한 후진조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31FL) 및 셔틀밸브(32FL)를 개재하여, 제어밸브(172)의 좌측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 우크롤러(1CR)의 전후방향으로의 주행동작을 자동제어할 수 있다.
계속해서, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 제어시스템은, 컨트롤러(30)와, 공간인식장치(70)와, 방향검출장치(71)와, 입력장치(72)와, 측위장치(73)와, 외부표시장치(74)와, 외부음성출력장치(75)와, 표시장치(D1)와, 음성출력장치(D2)와, 붐각도센서(S1)와, 암각도센서(S2)와, 버킷각도센서(S3)와, 기체경사센서(S4)와, 선회상태센서(S5)와, 통신장치(T1)를 포함한다.
공간인식장치(70)는, 쇼벨(100)의 주위의 3차원 공간에 존재하는 물체를 인식하고, 공간인식장치(70)혹은 쇼벨(100)부터 인식된 물체까지의 거리 등의 위치관계를 측정(연산)하도록 구성된다. 공간인식장치(70)는, 예를 들면, 초음파센서, 밀리파레이더, 단안카메라, 스테레오카메라, LIDAR(Light Detecting and Ranging), 거리화상센서, 적외선센서 등을 포함할 수 있다. 본 실시형태에서는, 공간인식장치(70)는, 캐빈(10)의 상면 전단에 장착된 전방인식센서(70F), 상부선회체(3)의 상면 후단에 장착된 후방인식센서(70B), 상부선회체(3)의 상면 좌단에 장착된 좌방인식센서(70L), 및 상부선회체(3)의 상면 우단에 장착된 우방인식센서(70R)를 포함한다. 또, 상부선회체(3)의 상방의 공간에 존재하는 물체를 인식하는 상방인식센서가 쇼벨(100)에 장착되어 있어도 된다.
다만, 전방인식센서(70F)의 배치장소는, 캐빈(10)의 상면에 한정되지 않고, 상부선회체(3)의 전방의 물체를 인식 가능한 개소이면 임의로 설정될 수 있다. 구체적으로는, 전방인식센서(70F)는, 상부선회체(3)의 전단의 임의의 개소에 직접 장착된 양태로 배치되어도 되고, 상부선회체(3)의 전단에 탑재되는 캐빈(10) 이외의 구성 부재, 예를 들면, 어태치먼트의 붐(4)이나 암(5) 등에 배치되어도 된다.
방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향의 상대적인 관계에 관한 정보(예를 들면, 하부주행체(1)에 대한 상부선회체(3)의 선회각도)를 검출한다.
방향검출장치(71)는, 예를 들면, 하부주행체(1)에 장착된 지자기(地磁氣)센서와 상부선회체(3)에 장착된 지자기센서의 조합을 포함해도 된다. 또, 방향검출장치(71)는, 하부주행체(1)에 장착된 GNSS(Global Navigation Satellite System)수신기와 상부선회체(3)에 장착된 GNSS수신기의 조합을 포함해도 된다. 또, 방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)의 하부주행체(1)에 대한 상대적인 선회각도를 검출 가능한 로터리인코더, 로터리포지션센서 등, 즉, 후술하는 선회상태센서(S5)를 포함해도 되고, 예를 들면, 하부주행체(1)와 상부선회체(3)의 사이의 상대회전을 실현하는 선회기구(2)에 관련하여 마련되는 센터조인트에 장착되어 있어도 된다. 또, 방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)에 장착된 카메라를 포함해도 된다. 이 경우, 방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)에 장착되어 있는 카메라가 촬상한 화상(입력화상)에 기존의 화상처리를 실시함으로써, 입력화상에 포함되는 하부주행체(1)의 화상을 검출한다. 그리고, 방향검출장치(71)는, 기존의 화상인식기술을 이용하여, 하부주행체(1)의 화상을 검출함으로써, 하부주행체(1)의 길이방향을 특정하여, 상부선회체(3)의 전후축의 방향과 하부주행체(1)의 길이방향의 사이에 형성되는 각도를 도출해도 된다. 이때, 상부선회체(3)의 전후축의 방향은, 카메라의 장착위치로부터 도출될 수 있다. 특히, 크롤러(1C)는 상부선회체(3)로부터 돌출되어 있기 때문에, 방향검출장치(71)는, 크롤러(1C)의 화상을 검출함으로써, 하부주행체(1)의 길이방향을 특정할 수 있다.
다만, 상부선회체(3)가 선회유압모터(2A) 대신에, 전동기로 선회구동되는 구성인 경우, 방향검출장치(71)는, 리졸버여도 된다.
입력장치(72)는, 캐빈(10) 내의 착석한 오퍼레이터로부터 손이 닿는 범위에 마련되며, 오퍼레이터에 의한 각종 조작입력을 접수하고, 조작입력에 따른 신호를 컨트롤러(30)에 출력한다. 입력장치(72)는, 각종 정보화상을 표시하는 표시장치(D1)의 디스플레이에 실장되는 터치패널, 좌조작레버(26L)나 우조작레버(26R)의 선단에 마련되는 노브스위치, 표시장치(D1)의 주위에 마련되는 버튼스위치, 레버, 토글 등을 포함한다. 입력장치(42)에 대한 조작내용에 대응하는 신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
측위장치(73)는, 상부선회체(3)의 위치 및 방향을 측정한다. 측위장치(73)는, 예를 들면, GNSS컴퍼스이며, 상부선회체(3)의 위치 및 방향을 검출하고, 상부선회체(3)의 위치 및 방향에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다. 또, 측위장치(73)의 기능 중의 상부선회체(3)의 방향을 검출하는 기능은, 상부선회체(3)에 장착된 방위센서에 의하여 대체되어도 된다.
외부표시장치(74)는, 캐빈(10)의 외부, 예를 들면, 상부선회체(3)의 측면(구체적으로는, 상부선회체(3)(캐빈(10))의 전측면이나 후측면 등)에 장착되며, 컨트롤러(30)에 의한 제어하에서, 캐빈(10)의 외부, 즉, 쇼벨(100)의 주위의 작업자 등을 향하여, 각종 화상정보를 표시한다. 외부표시장치(74)는, 예를 들면, 액정디스플레이나 전광게시판 등이다.
외부음성출력장치(75)는, 예를 들면, 상부선회체(3)에 장착된, 컨트롤러(30)에 의한 제어하에서, 캐빈(10)의 외부, 즉, 쇼벨(100)의 주위의 작업자 등을 향하여, 음성을 출력한다. 외부음성출력장치(75)는, 예를 들면, 스피커나 버저 등이며, 후술하는 음성출력장치(D2)에 대해서도 동일하다.
표시장치(D1)는, 캐빈(10) 내의 착석한 오퍼레이터로부터 시인하기 쉬운 장소에 마련되며, 컨트롤러(30)에 의한 제어하에서, 각종 정보화상을 표시한다. 표시장치(D1)는, 예를 들면, 액정디스플레이나 유기EL(Electroluminescence)디스플레이이다. 표시장치(D1)는, CAN(Controller Area Network) 등의 차재(車載)통신네트워크를 개재하여 컨트롤러(30)에 접속되어 있어도 되고, 일대일의 전용선을 개재하여 컨트롤러(30)에 접속되어 있어도 된다.
음성출력장치(D2)는, 예를 들면, 캐빈(10) 내에 마련되며, 컨트롤러(30)로부터의 음성출력지령에 따라 각종 정보를 음성출력한다. 음성출력장치(D2)는, 컨트롤러(30)로부터의 음성출력지령에 따라 각종 정보를 음성출력한다.
붐각도센서(S1)는, 붐(4)에 장착되며, 붐(4)의 상부선회체(3)에 대한 부앙각도(이하, "붐각도"), 예를 들면, 측면시에 있어서, 상부선회체(3)의 선회평면에 대하여 붐(4)의 양단의 지지점을 연결하는 직선이 이루는 각도를 검출한다. 붐각도센서(S1)는, 예를 들면, 로터리인코더, 가속도센서, 6축센서, IMU(Inertial Measurement Unit: 관성계측장치) 등을 포함해도 되고, 이하, 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4)에 대해서도 동일하다. 붐각도센서(S1)에 의하여 검출되는 붐각도에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
암각도센서(S2)는, 암(5)에 장착되며, 암(5)의 붐(4)에 대한 회전운동각도(이하, "암각도"), 예를 들면, 측면시에 있어서, 붐(4)의 양단의 지점을 연결하는 직선에 대하여 암(5)의 양단의 지점을 연결하는 직선이 이루는 각도를 검출한다. 암각도센서(S2)에 의하여 검출되는 암각도에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
버킷각도센서(S3)는, 버킷(6)에 장착되며, 버킷(6)의 암(5)에 대한 회전운동각도(이하, "버킷각도"), 예를 들면, 측면시에 있어서, 암(5)의 양단의 지점을 연결하는 직선에 대하여 버킷(6)의 지점과 선단(날끝)을 연결하는 직선이 이루는 각도를 검출한다. 버킷각도센서(S3)에 의하여 검출되는 버킷각도에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
기체경사센서(S4)는, 소정의 기준면(예를 들면, 수평면)에 대한 기체(예를 들면, 상부선회체(3))의 경사상태를 검출한다. 기체경사센서(S4)는, 예를 들면, 상부선회체(3)에 장착되며, 쇼벨(100)(즉, 상부선회체(3))의 전후방향 및 좌우방향의 2축회전의 경사각도(이하, "전후경사각" 및 "좌우경사각")를 검출한다. 기체경사센서(S4)에 의하여 검출되는 경사각도(전후경사각 및 좌우경사각)에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
선회상태센서(S5)는, 상부선회체(3)에 장착되며, 상부선회체(3)의 선회상태에 관한 검출정보를 출력한다. 선회상태센서(S5)는, 예를 들면, 상부선회체(3)의 선회각속도나 선회각도를 검출한다. 선회상태센서(S5)는, 예를 들면, 자이로센서, 리졸버, 로터리인코더 등을 포함한다. 선회상태센서(S5)에 의하여 검출되는 선회상태에 관한 검출정보는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
다만, 기체경사센서(S4)에 3축회전의 각속도를 검출 가능한 자이로센서, 6축센서, IMU 등이 포함되는 경우, 기체경사센서(S4)의 검출신호에 근거하여 상부선회체(3)의 선회상태(예를 들면, 선회각속도)가 검출되어도 된다. 이 경우, 선회상태센서(S5)는, 생략될 수 있다.
통신장치(T1)는, 기지국을 말단으로 하는 이동통신망, 위성통신망, 인터넷망 등을 포함하는 소정의 네트워크를 통하여 외부기기와 통신을 행한다. 통신장치(T1)는, 예를 들면, LTE(Long Term Evolution), 4G(4th Generation), 5G(5th Generation) 등의 이동통신규격에 대응하는 이동통신모듈이나, 위성통신망에 접속하기 위한 위성통신모듈 등이다.
[쇼벨의 제스처조작기능]
다음으로, 도 7~도 13을 참조하여, 쇼벨(100)의 주위의 작업자 등으로부터의 제스처로 쇼벨(100)의 동작요소를 조작 가능한 기능(이하, "제스처조작기능")에 대하여 설명한다.
<쇼벨의 제스처조작기능의 제1예>
먼저, 도 7을 참조하여, 쇼벨(100)의 제스처조작기능에 관한 구성에 대하여 설명한다.
도 7은, 쇼벨(100)(컨트롤러(30))의 제스처조작기능에 관한 구성의 제1예를 나타내는 기능블록도이다.
컨트롤러(30)는, 예를 들면, 보조기억장치 등에 저장되는 하나 이상의 프로그램을 CPU상에서 실행함으로써 실현되는 제스처조작기능에 관한 기능부로서, 제스처인식부(301)와, 동작제어부(302)와, 얼러트통지부(303)를 포함한다. 또, 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 불휘발성의 보조기억장치 등의 내부메모리에 규정되는 기억영역으로서의 기억부(300)를 포함한다.
제스처인식부(301)는, 쇼벨(100)의 주위의 사람, 예를 들면, 작업자나 작업현장의 감독자 등(이하, "작업자 등")을 인식함과 함께, 인식한 작업자 등에 의한 소정의 제스처(이하, "인식대상제스처")를 인식한다. 인식대상제스처는, 작업자 등이 쇼벨(100)을 외부(주위)로부터 조작하기 위하여 미리 규정되는 하나 또는 복수의 제스처이다. 구체적으로는, 제스처인식부(301)는, 공간인식장치(70)로부터 입력되는 정보, 예를 들면, 쇼벨(100)의 주위의 촬상화상 등에 근거하여, 기존의 화상인식처리를 적용함으로써, 쇼벨(100)의 주위의 작업자 등이나 당해 작업자 등이 행하는 인식대상제스처를 인식한다.
다만, 제스처인식부(301)의 기능은, 공간인식장치(70)(인식부의 일례)에 내장되어 있어도 된다.
예를 들면, 제스처인식부(301)는, 인식대상제스처를 실행하여, 후술하는 동작제어부(302)에 의한 동작제어가 지시를 내리는 지시자(이하, "제스처지시자")를 인식하고, 미리 등록한다. 환언하면, 제스처인식부(301)에 의하여 제스처지시자가 등록됨으로써, 쇼벨(100)은, 하나의 동작모드로서의 제스처에 의한 조작모드(이하, "제스처조작모드")로 이행하는 양태여도 된다. 구체적으로는, 제스처인식부(301)는, 하나의 작업자 등이 공간인식장치(70)로서의 촬상장치의 렌즈를 응시하는 동작을 일정시간 이상 계속한 경우, 당해 작업자 등을 제스처지시자로서 인식하고, 등록해도 된다(제스처조작모드의 개시). 그리고, 제스처인식부(301)는, 등록한 제스처지시자에 의하여 실행되는 인식대상제스처를 인식한다.
쇼벨(100)의 동작모드가 제스처조작모드 이외로부터 제스처조작모드로 이행하면, 엔진(11)의 회전수는, 제스처조작모터에 대하여 미리 규정되는 회전수(이하, "제스처조작모드회전수")로 변경된다. 제스처조작모드회전수는, 쇼벨(100)의 통상의 동작모드에 있어서의 엔진(11)의 회전수보다 상대적으로 낮은 값으로 설정된다. 이로써, 제스처조작모드의 경우, 유압액추에이터는, 통상의 동작모드의 경우보다 동작속도가 상대적으로 낮게 제한된다. 그 때문에, 제스처조작모드에 있어서의 하부주행체(1)의 주행동작속도, 상부선회체(3)의 선회동작속도, 및 어태치먼트의 동작속도의 제한값(상한값)은, 통상의 동작모드보다 낮게 설정(제한)된다. 이하, 후술하는 제2예~제4예의 경우에 대해서도 동일해도 된다.
다만, 제스처인식부(301)는, 제스처지시자의 등록 후, 제스처지시자로서의 등록을 위하여 필요한 동작(예를 들면, 촬상장치의 렌즈를 응시하는 동작)이 일정시간 행해지지 않은 경우, 제스처지시자로서의 하나의 작업자의 등록을 해제해도 된다. 이 경우, 제스처조작모드는, 해제된다.
또, 제스처인식부(301)는, 제스처지시자로서 등록되지 않은 작업자 등(이하, "비제스처지시자")을 인식하고, 예외처리로서, 비제스처지시자에 의하여 실행되는 특정 종류의 인식대상제스처를 인식해도 된다. 예외처리의 대상이 되는 인식대상제스처는, 복수의 인식대상제스처 중, 쇼벨(100)의 안전성이 고려된 형태로 미리 규정되는 우선도가 상대적으로 높은 인식대상제스처여도 된다. 예외처리의 대상이 되는, 우선도가 상대적으로 높은 인식대상제스처는, 예를 들면, 후술하는 "정지제스처", "급정지제스처", "해제제스처" 등을 포함할 수 있다. 이로써, 제스처지시자로서 등록되지 않은 작업자 등이어도, 쇼벨(100)을 정지 혹은 급정지시키거나 쇼벨(100)의 동작제어를 해제시키거나 하여, 쇼벨(100) 및 쇼벨(100)의 주위의 안전확보를 도모할 수 있다.
동작제어부(302)는, 제스처인식부(301)에 의하여 인식된 작업자 등에 의한 인식대상제스처에 따라, 쇼벨(100)의 동작요소(구체적으로는, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등 중 적어도 하나)의 동작제어를 행한다. 예를 들면, 동작제어부(302)는, 기억부(300)에 저장되는 제스처·동작대응관계테이블정보(300A)(대응관계정보의 일례)에 근거하여, 쇼벨(100)의 동작요소의 동작제어를 행한다. 동작제어부(302)는, 상술과 같이, 조작장치(26)의 조작상태와는 무관하게, 비례밸브(31) 및 셔틀밸브(32)를 개재하여, 유압액추에이터에 대응하는 제어밸브에 파일럿압을 작용시킴으로써, 쇼벨(100)의 각종 동작요소를 자동적으로 동작시킬 수 있다.
예를 들면, 도 8은, 제스처·동작대응관계테이블정보(300A)를 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 8은, 제스처·동작대응관계테이블정보(300A)로 규정되는 인식대상제스처와 동작요소의 동작내용과의 대응관계의 일례를 나타내는 도이다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 본 예에서는, 제스처·동작대응관계테이블정보(300A)에 있어서, 7개의 인식대상제스처가 규정됨과 함께, 7개의 인식대상제스처마다의 동작요소의 동작내용이 규정된다.
구체적으로는, 본 예에서는, 제스처·동작대응관계테이블정보(300A)에는, 어태치먼트(AT)를 상승시키기(예를 들면, 붐(4)을 상승시키기) 위한 인식대상제스처(이하, "어태치먼트상승제스처")가 규정되어 있다. 보다 구체적으로는, 어태치먼트상승제스처는, 다른 손가락을 쥔 상태에서, 엄지만을 위로 하여, 수평보다 상방으로 밀어 올리는 제스처이다. 또, 어태치먼트상승제스처는, 주먹을 머리 위에 얹은 후에, 다른 손가락을 쥔 상태에서, 엄지만을 위로 하여, 수평보다 상방으로 밀어 올리는 제스처여도 된다.
또, 본 예에서는, 제스처·동작대응관계테이블정보(300A)에는, 어태치먼트를 하강시키기(예를 들면, 붐(4)을 하강시키기) 위한 인식대상제스처(이하, "어태치먼트하강제스처")가 규정되어 있다. 보다 구체적으로는, 어태치먼트하강제스처는, 다른 손가락을 쥔 상태에서, 엄지만을 아래로 하여, 수평보다 하방에 대하여 눌러 내리는 제스처이다. 또, 어태치먼트하강제스처는, 주먹을 머리 위에 얹은 후에, 다른 손가락을 쥔 상태에서, 엄지만을 아래로 하여, 수평보다 하방으로 눌러 내리는 제스처여도 된다.
또, 본 예에서는, 제스처·동작대응관계테이블정보(300A)에는, 쇼벨(100)을 수평이동(예를 들면, 상부선회체(3)에 의한 선회이동 혹은 하부주행체(1)에 의한 주행이동)시키기 위한 인식대상제스처(이하, "수평이동 제스처")가 규정되어 있다. 보다 구체적으로는, 수평이동 제스처는, 팔을 대략 수평으로 뻗어, 손바닥을 이동시키는 방향을 향하여 수회 움직이는 제스처이다.
다만, 수평이동 제스처에 의한 수평이동이 상부선회체(3)의 선회동작에 대응하는지, 하부주행체(1)의 주행동작에 대응하는지에 대해서는, 예를 들면, 입력장치(72) 등을 통하여, 컨트롤러(30)(예를 들면, 기억부(300))에 대한 설정등록이 이루어져 있으면 된다. 또, 쇼벨(100)의 선회동작 및 주행동작의 각각에 대하여, 다른 인식대상제스처가 마련되어도 된다.
또, 본 예에서는, 제스처·동작대응관계테이블정보(300A)에는, 하부주행체(1)(크롤러(1C))를 스핀턴(이하, "크롤러스핀턴")시키기 위한 인식대상제스처(이하, "스핀턴제스처")가 규정되어 있다. 보다 구체적으로는, 스핀턴제스처는, 양손을 대략 평행한 상태로 수평으로 뻗어, 크롤러(1C)를 스핀턴시키는 방향으로 감싸도록 팔을 대략 수평으로 회전시키는 제스처이다.
또, 본 예에서는, 제스처·동작대응관계테이블정보(300A)에는, 쇼벨(100)의 동작요소를 정지시키기(구체적으로는, 정지시켜 정지상태를 유지시키기) 위한 인식대상제스처(이하, "정지제스처")가 규정되어 있다. 보다 구체적으로는, 정지제스처는, 손바닥을 높이 올리는 제스처이다. 또, 정지제스처는, 손바닥을 높이 올린 후에, 손가락을 꽉 쥐는 동작이어도 된다.
또, 본 예에서는, 제스처·동작대응관계테이블정보(300A)에는, 쇼벨(100)의 동작요소를 급정지시키기(구체적으로는, 급정지시켜 정지상태를 유지시키기) 위한 인식대상제스처(이하, "급정지제스처")가 규정되어 있다. 보다 구체적으로는, 급정지제스처는, 양손을 벌려 높이 올리고, 격하게 좌우로 흔드는 제스처이다.
또, 본 예에서는, 제스처·동작대응관계테이블정보(300A)에는, 제스처조작기능을 이용한 쇼벨(100)의 동작요소의 조작을 해제하기 위한 제스처, 즉, 동작제어부(302)에 의한 인식대상제스처에 근거하는 쇼벨(100)의 동작요소의 동작제어를 해제하기 위한 제스처(이하, "해제제스처")가 규정되어 있다. 보다 구체적으로는, 해제제스처는, 거수경례의 제스처이다. 또, 해제제스처는, 양손(양팔)을 머리 위에서 교차시키는 제스처여도 된다.
또, 도 8의 인식대상제스처는 일례이며, 제스처·동작대응관계테이블정보(300A)에는, 쇼벨(100)의 동작요소의 그 외의 동작내용에 대응하는 인식대상제스처가 추가로 규정되어도 된다. 예를 들면, 작업자 등과 쇼벨(100)과의 간격을 일정하게 유지한 상태에서, 작업자 등의 이동에 추종하여 쇼벨(100)을 이동(주행)시키기 위한 인식대상제스처 등이 규정되어도 된다. 이로써, 작업자 등은, 원하는 장소까지, 간단히, 쇼벨(100)을 이동시킬 수 있다.
다만, 인식대상제스처마다의 동작요소의 동작내용과의 대응관계는, 제스처·동작대응관계테이블정보(300A)와 같은 테이블형식이 아닌, 그 외의 형식으로 규정되어도 된다.
동작제어부(302)는, 제스처인식부(301)에 의하여 인식된 인식대상제스처의 내용에 대응하는 동작요소의 동작내용을 제스처·동작대응관계테이블정보(300A)로부터 선택하고, 동작요소에 선택한 동작내용을 행하게 한다. 이로써, 쇼벨(100)의 주위의 작업자 등은, 캐빈(10) 내의 오퍼레이터에 의한 조작에 의하지 않고, 복수의 인식대상제스처(예를 들면, 도 8의 7개의 인식대상제스처)를 조합하여, 쇼벨(100)에 원하는 동작을 행하게 할 수 있다. 즉, 쇼벨(100)의 주위의 작업자 등은, 쇼벨(100)의 오퍼레이터가 부재인 상황이어도, 쇼벨(100)의 동작을 주위로부터 조작할 수 있다. 예를 들면, 작업자 등은, 쇼벨(100)의 캐빈(10)에 탑승하지 않고, 쇼벨(100)의 외부로부터의 제스처로 쇼벨(100)을 주행시켜, 쇼벨(100)을 소정의 위치까지 유도할 수 있다. 또, 예를 들면, 쇼벨(100)의 오퍼레이터가 부재인 상황이어도, 쇼벨(100)의 외부의 작업자 등만으로, 어태치먼트를 하강시켜, 버킷(6)의 교환을 행하거나 크레인작업을 행하거나 하는 것 등을 할 수 있다.
한편, 동작제어부(302)는, 제스처인식부(301)에 의하여 인식대상제스처가 인식된 경우여도, 당해 인식대상제스처에 대응하는 동작요소의 동작내용의 실행을 허가하기 위한 소정 조건(이하, "동작허가조건")이 성립되어 있지 않은 경우, 인식대상제스처에 따른 동작요소의 동작제어를 행하지 않는다(금지한다). 동작허가조건에는, 예를 들면, "크레인작업에 있어서의 훅의 적하의 중량이 과적재에 상당하는 상태(구체적으로는, 하중이 소정 기준을 초과하는 상태)가 아닌 것"이 포함되어도 된다. 이때, 적하의 하중은, 붐실린더(7)에 장착된 붐실린더(7)의 보텀측유실의 압력센서의 검출값과, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3)의 검출값으로부터 도출되는 어태치먼트(AT)의 자세에 근거하여, 산출될 수 있다. 또, 동작허가조건에는, 예를 들면, "쇼벨(100)의 자세가 안정상태에 있는 것(구체적으로는, 쇼벨(100)의 자세에 관한 안정도가 소정 기준을 하회하는 상태가 아닌 것)"이 포함되어도 된다. 이때, 쇼벨(100)의 자세에 관한 안정도는, 예를 들면, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3)의 검출값으로부터 도출되는 어태치먼트(AT)의 자세나, 기체경사센서(S4)의 검출값으로부터 도출되는 기체의 자세(상부선회체(3)의 경사상태) 등으로부터 산출될 수 있다.
도 7로 되돌아와, 얼러트통지부(303)는, 제스처인식부(301)에 의하여 인식된 인식대상제스처에 대응하는 동작허가조건이 성립되어 있지 않은 경우, 쇼벨(100)의 주위의 작업자에게 그 취지를 나타내는 주의환기정보(얼러트)를 통지(알림)한다. 구체적으로는, 얼러트통지부(303)는, 외부표시장치(74)나 외부음성출력장치(75)를 통하여, 주의환기정보(얼러트)를 쇼벨(100)의 주위의 작업자 등에 통지한다.
계속해서, 도 9를 참조하여, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)에 의한 제스처조작기능에 관한 제어처리(이하, "제스처조작제어처리")에 대하여 설명한다.
도 9는, 컨트롤러(30)에 의한 제스처조작제어처리의 일례를 개략적으로 나타내는 플로차트이다. 본 플로차트는, 예를 들면, 쇼벨(100)의 기동 시에 있어서의 컨트롤러(30)의 초기처리의 완료 후부터 쇼벨(100)의 정지 시에 있어서의 컨트롤러(30)의 종료처리의 개시 전까지의 사이에서, 소정의 처리 간격마다, 반복실행된다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 스텝 S102에서, 제스처인식부(301)는, 제스처지시자에 의한 인식대상제스처를, 인식했는지 여부를 판정한다. 제스처인식부(301)는, 제스처지시자에 의한 인식대상제스처를 인식한 경우, 스텝 S104로 진행되고, 제스처지시자에 의한 인식대상제스처를 인식하지 않은 경우, 이번 본 플로차트에 의한 처리를 종료한다.
스텝 S104에서, 동작제어부(302)는, 제스처인식부(301)에 의하여 인식된 인식대상제스처와 미리 등록된 제스처내용을 대비하여, 인식된 인식대상제스처에 대응하는 동작요소의 동작내용의 실행허가조건이 성립되어 있는지 여부를 판정한다. 동작제어부(302)는, 실행허가조건이 성립되어 있는 경우, 스텝 S106으로 진행되고, 실행허가조건이 성립되어 있지 않은 경우, 스텝 S115로 진행된다.
스텝 S106에서, 동작제어부(302)는, 스텝 S102에서 제스처인식부(301)에 의하여 인식된 인식대상제스처에 대응하는 동작요소의 동작내용에 관한 동작제어를 행한다(개시한다).
스텝 S108에서, 제스처인식부(301)는, 스텝 S102에서 인식한 인식대상제스처에 대응하는 작업자, 즉, 제스처지시자에 의한 해제제스처 이외의 인식대상제스처를 재차 인식했는지 여부를 판정한다. 제스처인식부(301)는, 제스처지시자에 의한 해제제스처 이외의 인식대상제스처를 인식한 경우, 스텝 S104로 되돌아가고, 그 이외의 경우, 스텝 S110으로 진행된다.
스텝 S110에서, 동작제어부(302)는, 스텝 S106의 동작제어개시로부터 소정 시간이 경과했는지 여부를 판정한다. 당해 소정 시간은, 쇼벨(100)의 주위의 작업자(제스처지시자)에 의한 무조작상태의 계속에 의한 동작제어해제를 위한 대기시간(해제확정을 위한 지연시간)이다. 동작제어부(302)는, 동작제어개시로부터 소정 시간이 경과하고 있지 않은 경우, 스텝 S112로 진행되고, 동작제어개시로부터 소정 시간이 경과한 경우, 스텝 S116으로 진행된다.
스텝 S112에서, 제스처인식부(301)는, 제스처지시자에 의한 해제제스처를 인식했는지 여부를 판정한다. 제스처인식부(301)는, 제스처지시자에 의한 해제제스처를 인식하고 있지 않은 경우, 스텝 S114로 진행되고, 제스처지시자에 의한 해제제스처를 인식한 경우, 스텝 S116으로 진행된다.
다만, 상술과 같이, 제스처인식부(301)는, 비제스처지시자에 의한 해제제스처를 인식해도 되고, 이 경우, 비제스처지시자에 의한 해제제스처를 인식하면, 스텝 S116으로 진행된다.
스텝 S114에서, 제스처인식부(301)는, 제스처지시자를 인식할 수 있는지 여부를 판정한다. 제스처인식부(301)는, 제스처지시자를 인식할 수 있었을 경우, 스텝 S108로 되돌아가고, 제스처지시자를 인식할 수 없는 경우, 스텝 S116으로 진행된다.
한편, 스텝 S115에서, 얼러트통지부(303)는, 외부표시장치(74)나 외부음성출력장치(75)를 통하여, 쇼벨(100)의 주위의 작업자 등(제스처지시자를 포함함)에 실행허가조건이 성립되지 않는 취지의 얼러트(이하, "실행허가조건 불성립얼러트")를 출력하고, 스텝 S116으로 진행된다.
스텝 S116에서, 동작제어부(302)는, 동작요소를 모두 정지시킨 다음, 스텝 S106에서 개시한 동작제어를 해제(종료)하고, 이번 본 플로차트에 의한 처리를 종료한다.
이와 같이, 본 예에서는, 동작제어부(302)는, 제스처인식부(301)에 의하여 인식된 작업자에 의한 소정의 제스처(인식대상제스처)에 따라, 동작요소(하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등 중 적어도 하나)의 동작제어를 행한다.
이로써, 쇼벨(100)의 주위의 작업자 등은, 상술과 같이, 쇼벨(100)의 오퍼레이터가 캐빈(10) 내에 부재인 상황이어도, 소정의 제스처에 의하여, 쇼벨(100)을 조작할 수 있다.
또, 본 예에서는, 동작제어부(302)는, 제스처인식부(301)에 의하여 인식된 소정의 제스처(인식대상제스처)에 따라, 동작요소의 동작제어를 개시함과 함께, 그 후, 소정 시간이 경과한 경우, 당해 동작제어를 해제해도 된다.
이로써, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 주위의 작업자에 의한 제스처조작기능에 근거하는 조작이 개시된 후에, 무조작상태가 계속되고 있는 것 같은 경우에, 불필요한 동작제어를 해제할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면, 불필요하게 쇼벨(100)의 동작요소의 소정의 동작이 계속되어 버리는 것을 억제하여, 쇼벨(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
또, 본 예에서는, 동작제어부(302)는, 제스처인식부(301)에 의하여 인식된 하나의 작업자(제스처지시자)에 의한 소정의 제스처(인식대상제스처)에 따라, 동작제어를 개시한 경우, 그 후, 제스처인식부(301)에 의하여 하나의 작업자에 의한 해제제스처가 인식되었을 때에, 당해 동작제어를 해제한다. 환언하면, 동작제어부(302)는, 제스처인식부(301)에 의하여 하나의 작업자와 상이한 다른 작업자에 의한 해제제스처가 인식되었을 때에, 동작제어를 해제하지 않아도 된다.
이로써, 컨트롤러(30)는, 제스처조작기능에 근거하는 쇼벨(100)의 조작을 개시한 하나의 작업자와 상이한 다른 작업자가 쇼벨(100)의 동작제어를 해제해 버리는 것 같은 사태를 회피시킬 수 있다.
또, 본 예에서는, 동작제어부(302)는, 제스처인식부(301)에 의하여 인식된 작업자에 의한 소정의 제스처(인식대상제스처)에 따라, 동작요소의 동작제어를 개시한 경우, 그 후, 제스처인식부(301)에 의하여 당해 작업자(제스처지시자)가 인식되지 않게 되었을 때에, 동작요소를 정지시킨다(즉, 제스처조작모드를 해제한다).
이로써, 제스처조작기능에 근거하는 쇼벨(100)의 조작을 개시한 작업자가, 쇼벨(100)의 동작제어를 해제하지 않고, 쇼벨(100)의 주위로부터 멀어져 버린 경우여도, 쇼벨(100)을 정지시킬 수 있다. 그 때문에, 제스처조작기능과 쇼벨(100)의 안전성을 양립시킬 수 있다.
<쇼벨의 제스처조작기능의 제2예>
먼저, 도 10, 도 11을 참조하여, 쇼벨(100)의 제스처기능의 전제가 되는 원격조작시스템(SYS)의 개요에 대하여 설명한다.
도 10은, 쇼벨(100)을 포함하는 원격조작시스템(SYS)의 구성의 일례를 나타내는 개요도이다. 도 11은, 쇼벨(100)의 제스처조작기능에 관한 구성의 제2예를 나타내는 기능블록도이며, 구체적으로는, 쇼벨(100)의 제스처조작기능에 관한 구성의 제2예로 본 예에 관련되는 관리장치(200)의 구성의 일례를 포함하는 양태의 원격조작시스템(SYS)의 기능블록도이다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 원격조작시스템(SYS)은, 쇼벨(100)과, 쇼벨(100)과 통신네트워크(CN)를 통하여 쌍방향으로 통신 가능하게 접속되는 관리장치(200)를 포함하고, 관리장치(200)로부터 원격오퍼레이터에 의한 쇼벨(100)의 원격조작이 가능하게 구성된다.
도 11에 나타내는 바와 같이, 관리장치(200)는, 제어장치(210)와, 통신장치(220)와, 조작입력장치(230)와, 표시장치(240)를 포함한다.
제어장치(210)는, 관리장치(200)에 관한 각종 제어처리를 행한다. 제어장치(210)는, 예를 들면, CPU, RAM 등의 메모리장치, ROM 등의 보조기억장치, 및 각종 입출력인터페이스를 포함하는 하나 또는 복수의 서버컴퓨터를 중심으로 구성될 수 있다. 제어장치(210)는, 예를 들면, 보조기억장치에 저장되는 하나 이상의 프로그램을 CPU상에서 실행함으로써 실현되는 기능부로서, 표시제어부(2101)와, 지령송신부(2102)를 포함한다.
통신장치(220)는, 제어장치(210)의 제어하에서, 통신네트워크(CN)를 통하여, 쇼벨(100)로 쌍방향으로 통신을 행하는 임의의 디바이스이다.
조작입력장치(230)는, 제어장치(210)에 대한 각종 조작입력을 접수하여, 조작입력의 내용에 대응하는 조작신호를 제어장치(210)에 출력한다. 조작입력장치(230)는, 원격조작장치(230a)를 포함한다.
원격조작장치(230a)는, 쇼벨(100)의 동작요소(하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등)를 원격조작하기 위한 조작입력을 접수하여, 제어장치(210)에 조작입력의 내용에 대응하는 원격조작신호를 출력한다. 원격조작장치(230a)는, 예를 들면, 쇼벨(100)의 조작장치(26)와 동일하게, 레버식의 조작디바이스(예를 들면, 조이스틱 등)를 중심으로 구성되어도 된다. 이하, 원격조작장치(230a)를 통하여, 쇼벨(100)의 원격조작을 행하는 조작자를, 편의적으로, "원격조작자"라고 칭하는 경우가 있다.
표시장치(240)는, 예를 들면, 액정디스플레이나 유기EL디스플레이이며, 컨트롤러(30)에 의한 제어하에서, 각종 정보화상을 표시시킨다.
표시제어부(2101)는, 표시장치(240)에 각종 정보화상을 표시시킨다.
예를 들면, 표시제어부(2101)는, 쇼벨(100)로부터 순서대로 송신되는 상부선회체(3)(캐빈(10))의 주위의 촬상화상(구체적으로는, 공간인식장치(70)에 의하여 취득된 촬상화상)을 표시장치(240)에 표시시킨다. 이로써, 원격조작자는, 상부선회체(3)의 주위의 상황이나, 어태치먼트의 상황을 파악하면서, 쇼벨(100)의 원격조작을 행할 수 있다. 또, 후술과 같이, 관리장치(200)로부터의 쇼벨(100)의 원격조작이 제한된 경우에, 원격조작자는, 원격조작이 제한되었을 때의 작업현장의 상황을 파악할 수 있다.
또, 표시제어부(2101)는, 통신장치(220)를 통하여 관리장치(200)로부터의 원격조작이 제한(금지)된 취지의 통지(이하, "원격조작제한통지")가 쇼벨(100)로부터 수신된 경우, 원격조작이 제한되어 있는 취지를 나타내는 정보화상을 표시장치(240)에 표시시킨다. 이로써, 원격조작자는, 후술과 같이, 작업현장에서의 제스처조작기능에 근거하는 작업자 등에 의한 쇼벨(100)의 조작이 우선되어, 원격조작이 금지되어 있는 것을 인식할 수 있다.
지령송신부(2102)는, 원격조작장치(230a)로부터 입력되는 원격조작신호에 따라, 원격조작신호로 특정되는 조작내용을 쇼벨(100)의 동작요소에 실행시키기 위한 지령정보를, 통신장치(220)를 통하여, 쇼벨(100)에 송신한다.
계속해서, 도 11을 참조하여, 쇼벨(100)의 제스처조작기능에 관한 구성에 대하여 설명한다.
쇼벨(100)의 컨트롤러(30)는, 제스처인식부(301)와, 동작제어부(302)와, 얼러트통지부(303)와, 원격조작제한통지부(304)를 포함한다. 또, 컨트롤러(30)는, 상술한 일례의 경우와 같이, 예를 들면, 보조기억장치 등의 내부메모리에 규정되는 기억영역으로서의 기억부(300)를 포함하고, 기억부(300)에는, 제스처·동작대응관계테이블정보(300A)가 저장된다. 이하, 상술한 제1예(도 7~도 9)와 다른 부분을 중심으로 설명한다.
동작제어부(302)는, 통신장치(T1)를 통하여 관리장치(200)로부터 수신되는 지령신호에 따라, 지령신호로 특정되는 조작내용에 맞추어, 쇼벨(100)의 동작요소의 동작제어를 행한다. 구체적으로는, 동작제어부(302)는, 상술과 같이, 조작장치(26)의 조작상태와는 무관하게, 비례밸브(31) 및 셔틀밸브(32)를 개재하여, 유압액추에이터에 대응하는 제어밸브에 파일럿압을 작용시킴으로써, 쇼벨(100)의 각종 동작요소를 자동적으로 동작시킬 수 있다. 이로써, 관리장치(200)의 원격조작자에 의한 쇼벨(100)의 원격조작이 실현된다.
한편, 동작제어부(302)는, 관리장치(200)로부터의 원격조작에 근거하는 쇼벨(100)의 동작제어의 실행 중에, 제스처인식부(301)에 의하여 인식대상제스처가 인식된 경우, 제스처조작기능에 근거하는 동작제어를 우선시킨다. 즉, 이 경우, 동작제어부(302)는, 원격조작에 근거하는 동작제어를 정지시켜, 쇼벨(100)의 원격조작을 제한(금지)함과 동시에, 제스처조작기능에 근거하는 쇼벨(100)의 동작제어를 개시시킨다. 이로써, 예를 들면, 인식대상제스처가 정지제스처인 경우에는, 원격조작의 내용에 상관없이, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 동작을 정지시킬 수 있다. 관리장치(200)로부터 쇼벨(100)이 원격조작되고 있는 경우에, 원격조작자가 인식할 수 없는 작업현장이나 쇼벨(100) 자체의 이상 등이 발생할 수 있다. 이에 대하여, 컨트롤러(30)는, 원격조작기능보다 제스처조작기능, 즉, 원격조작자의 판단보다 작업현장의 상황을 보다 파악하고 있을 가능성이 높은 쇼벨(100)의 주위의 작업자의 판단을 우선시킴으로써, 쇼벨(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다. 동작제어부(302)에 의한 제스처조작기능에 근거하는 쇼벨(100)의 동작제어는, 도 7~도 9에 나타내는 상술한 일례와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.
원격조작제한통지부(304)는, 동작제어부(302)에 의하여 원격조작에 근거하는 동작제어, 즉, 관리장치(200)로부터의 쇼벨(100)의 원격조작이 제한(금지)된 경우에, 그 취지를 나타내는 통지(이하, "원격조작제한통지")를 쇼벨(100)로부터 관리장치(200)에 송신한다. 이로써, 관리장치(200)의 원격조작자는, 상술과 같이, 표시장치(240)에 표시되는, 원격조작제한통지에 대응하는 정보를 시인하여, 쇼벨(100)의 원격조작이 제한되어 있는 것을 인식할 수 있다.
<제스처조작기능의 제3예>
도 12(도 12a, 도 12b)를 참조하여, 제스처조작기능에 관한 구성에 대하여 설명한다. 이하, 상술한 제1예, 제2예와 다른 부분을 중심으로 설명하고, 동일한 부분 혹은 대응하는 부분의 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 12a, 도 12b는, 쇼벨(100)의 제스처조작기능에 관한 구성의 제3예를 나타내는 기능블록도이다.
본 예에서는, 쇼벨(100)은, 상술한 제2예와 같이, 관리장치(200)로부터 원격조작되며, 관리장치(200)로부터 수신되는 원격조작신호에 따라, 동작요소(피구동요소)의 적어도 일부를 자동으로 동작시키는 반자동운전기능을 실현한다.
도 12a에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(30)는, 주변현상(現狀)정보취득부(F101)와, 목표궤도생성부(F102)와, 버킷현재위치산출부(F103)와, 버킷목표위치산출부(F104)와, 동작지령생성부(F105)와, 작업자인식부(F106)와, 제스처인식부(F107)와, 동작지령생성부(F108)와, 전환부(F109)와, 동작제한부(F110)와, 지령값산출부(F111)를 포함한다. 또, 도 12b에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(30)는, 붐전류지령생성부(F11)와, 붐스풀변위량산출부(F12)와, 붐각도산출부(F13)와, 암전류지령생성부(F21)와, 암스풀변위량산출부(F22)와, 암각도산출부(F23)와, 버킷전류지령생성부(F31)와, 버킷스풀변위량산출부(F32)와, 버킷각도산출부(F33)와, 선회전류지령생성부(F41)와, 선회스풀변위량산출부(F42)와, 선회각도산출부(F43)를 포함한다. 이들의 기능은, 임의의 하드웨어, 혹은 하드웨어 및 소프트웨어의 조합에 의하여 실현되어도 된다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 보조기억장치에 인스톨되는 각종 프로그램을 CPU상에서 실행함으로써, 이들의 기능을 실현한다.
주변현상정보취득부(F101)는, 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여, 쇼벨(100)의 주변의 현재의 상황에 관한 정보(이하, "주변현상정보")를 취득한다. 주변현상정보에는, 예를 들면, 쇼벨(100)의 주변의 지형형상에 관한 정보(예를 들면, 3차원의 점군이나 표면 등의 3차원데이터)가 포함된다. 또, 주변현상정보에는, 예를 들면, 쇼벨(100)의 주변의 감시대상의 물체의 유무, 그 위치, 방향, 상태 등에 관한 정보가 포함될 수 있다. 감시대상에는, 예를 들면, 사람, 동물, 작업차량(예를 들면, 덤프트럭), 건설기계(예를 들면, 다른 쇼벨이나 불도저 등), 벽, 울타리, 구멍, 헬멧, 안전조끼 등이 포함되어도 된다. 예를 들면, 감시대상이 덤프트럭인 경우, 주변현상정보에는, 덤프트럭의 위치, 짐받이의 토사의 양, 짐받이의 토사의 형상 등이 포함되어도 된다.
목표궤도생성부(F102)는, 주변현상정보와, 통신장치(T1)를 통하여 관리장치(200)로부터 수신되는 시공목표에 관한 정보(예를 들면, 목표시공면에 관한 정보)에 근거하여, 버킷(6)의 기준이 되는 작업부위(예를 들면, 치선이나 배면 등)의 목표궤도를 생성한다.
버킷현재위치산출부(F103)는, 버킷(6)의 작업부위의 현재위치(이하, "버킷현재위치")를 산출한다. 버킷현재위치는, 쇼벨(100)의 주위의 지형이나 덤프 등의 국소적인 기준에 대한 상대위치여도 되고, GNSS를 이용하는 세계측지계의 절대위치(절대좌표)여도 된다. 구체적으로는, 버킷현재위치산출부(F103)는, 붐각도산출부(F13), 암각도산출부(F23), 버킷각도산출부(F33), 선회각도산출부(F43) 등으로부터 피드백되는 붐각도(α), 암각도(β), 버킷각도(γ), 우구동륜회전각도(ε1)와, 좌구동륜회전각도(ε2), 및 방향검출장치(71)의 출력 등에 근거하여, 버킷현재위치를 산출한다.
버킷목표위치산출부(F104)는, 통신장치(T1)를 통하여 수신되는 원격조작신호의 내용과 버킷(6)의 작업부위의 목표궤도와 버킷현재위치에 근거하여, 버킷(6)의 작업부위의 다음의 목표위치(이하, "버킷목표위치")를 산출한다.
동작지령생성부(F105)는, 버킷목표위치에 근거하여, 버킷목표위치를 실현하기 위한 쇼벨(100)의 동작지령(예를 들면, 버킷(6)의 동작지령)을 생성한다. 동작지령생성부(F105)는, 예를 들면, 버킷(6)의 속도지령을 생성해도 된다.
작업자인식부(F106)는, 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여, 쇼벨(100)의 주위의 작업자를 인식한다.
제스처인식부(F107)(인식부의 일례)는, 작업자인식부(F106)에 의하여 쇼벨(100)의 주위의 작업자가 인식되는 경우, 작업자에 의하여 행해지는 인식대상제스처를 인식한다.
다만, 작업자인식부(F106) 및 제스처인식부(F107)의 기능은, 공간인식장치(70)(인식부의 일례)에 내장되어도 된다. 이하, 후술하는 작업자인식부(F209) 및 제스처인식부(F210)의 기능에 대해서도 동일하다.
동작지령생성부(F108)는, 제스처인식부(F107)에 의하여 인식대상제스처가 인식되는 경우, 인식대상제스처의 내용에 대응하는 동작을 쇼벨(100)에 실행시키기 위한 동작지령을 생성한다.
전환부(F109)(제어부의 일례)는, 쇼벨(100)의 원격조작에 근거하는 동작지령생성부(F105)의 출력과, 쇼벨(100)의 제스처조작기능에 근거하는 동작지령생성부(F108)의 출력의 사이에서, 동작제한부(F110)에 입력하는 쇼벨(100)의 동작지령을 변경한다. 구체적으로는, 전환부(F109)는, 통상 시, 환언하면, 제스처인식부(F107)에 의하여 작업자의 인식대상제스처가 인식되지 않고, 동작지령생성부(F108)로부터 동작지령이 출력되지 않는 경우에, 동작지령생성부(F105)에 의한 동작지령을 동작제한부(F110)에 출력한다. 한편, 전환부(109)는, 제스처인식부(F107)에 의하여 작업자의 인식대상제스처가 인식되어, 동작지령생성부(F108)로부터 인식대상제스처에 대응하는 동작지령이 출력되는 경우, 동작지령생성부(F108)의 동작지령을 동작제한부(F110)에 입력한다.
동작제한부(F110)는, 소정의 동작제한조건에 따라, 전환부(109)를 통하여 입력되는 동작지령에 대응하는 쇼벨(100)의 동작을 제한한다. 쇼벨(100)의 동작의 제한에는, 쇼벨(100)의 동작억제(감속)뿐만 아니라, 쇼벨(100)의 동작정지가 포함된다. 동작제한조건에는, 예를 들면, "동작지령에 대응하는 쇼벨(100)의 동작에 의하여, 쇼벨(100)의 작업부위 이외의 부분이 주위의 물체와 맞닿을 가능성이 있는 것"을 포함되어도 된다. 또, 동작제한조건에는, 예를 들면, "동작지령에 대응하는 쇼벨(100)의 동작에 의하여, 어태치먼트의 동작축의 각속도의 허용범위를 벗어나는 것"이 포함되어도 된다. 이하, 후술하는 동작제한부(F213)에 대해서도 동일하다. 구체적으로는, 동작제한부(F110)는, 동작제한조건이 성립되는 경우, 전환부(F109)를 통하여 입력되는 동작지령을, 쇼벨(100)의 동작이 제한되도록 보정한 보정동작지령을 지령값산출부(F111)에 출력한다. 한편, 동작제한부(F110)는, 동작제한조건이 성립되지 않은 경우, 전환부(F109)를 통하여 입력되는 동작지령을 그대로 지령값산출부(F111)에 출력한다.
지령값산출부(F111)는, 동작제한부(F110)로부터 입력되는 동작지령 혹은 보정동작지령에 근거하여, 각 피구동요소(붐(4), 암(5), 버킷(6), 상부선회체(3), 하부주행체(1)의 좌우의 크롤러)에 대한 지령값을 출력한다. 구체적으로는, 지령값산출부(F111)는, 붐(4)에 대한 붐지령값(α*), 암(5)에 대한 암지령값(β*), 버킷(6)에 대한 버킷지령값(γ*), 상부선회체(3)에 대한 선회지령값(δ*), 우측의 크롤러에 대한 우주행지령값(ε1*), 좌측의 크롤러에 대한 좌주행지령값(ε2*)을 출력한다.
이와 같이, 컨트롤러(30)는, 전환부(109)의 작용에 의하여, 쇼벨(100)의 주위에서 작업자에 의한 인식대상제스처가 인식되는 경우, 쇼벨(100)의 원격조작에 의한 반자동운전기능보다 제스처조작기능을 우선시킬 수 있다. 환언하면, 컨트롤러(30)는, 원격오퍼레이터의 판단(원격조작의 내용)보다 작업현장의 상황을 보다 파악하고 있을 가능성이 높은 쇼벨(100)의 주위의 작업자의 판단(인식대상제스처의 내용)을 우선시킬 수 있다. 이로써, 예를 들면, 원격오퍼레이터가 인식할 수 없는 작업현장이나 쇼벨(100) 자체의 이상 등이 발생한 경우여도, 작업현장의 작업자의 판단으로, 쇼벨(100)의 동작을 정지시킬 수 있다. 그 때문에, 쇼벨(100)이 원격조작되는 경우에 있어서의 쇼벨(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
붐전류지령생성부(F11)는, 붐비례밸브(31B)에 대하여 붐전류지령을 출력한다.
붐스풀변위량산출부(F12)는, 붐스풀변위센서(S16)의 출력에 근거하여, 붐실린더(7)에 대응하는 제어밸브(175)를 구성하는 붐스풀의 변위량을 산출한다.
붐각도산출부(F13)는, 붐각도센서(S1)의 출력에 근거하여, 붐각도(α)를 산출한다.
붐전류지령생성부(F11)는, 기본적으로, 지령값산출부(F111)가 생성한 붐지령값(α*)과 붐각도산출부(F13)가 산출한 붐각도(α)의 차가 제로가 되도록, 붐비례밸브(31B)에 대한 붐전류지령을 생성한다. 그때, 붐전류지령생성부(F11)는, 붐전류지령으로부터 도출되는 목표붐스풀변위량과 붐스풀변위량산출부(F12)가 산출한 붐스풀변위량의 차가 제로가 되도록, 붐전류지령을 조절한다. 그리고, 붐전류지령생성부(F11)는, 그 조절 후의 붐전류지령을 붐비례밸브(31B)에 대하여 출력한다.
붐비례밸브(31B)는, 붐전류지령에 따라 개구면적을 변화시켜, 붐지령전류의 크기에 대응하는 파일럿압을 제어밸브(175)의 파일럿포트에 작용시킨다. 제어밸브(175)는, 파일럿압에 따라 붐스풀을 이동시켜, 붐실린더(7)에 작동유를 유입시킨다. 붐스풀변위센서(S16)는, 붐스풀의 변위를 검출하고, 그 검출결과를 컨트롤러(30)의 붐스풀변위량산출부(F12)에 피드백한다. 붐실린더(7)는, 작동유의 유입에 따라 신축하여, 붐(4)을 상하이동시킨다. 붐각도센서(S1)는, 상하이동하는 붐(4)의 회전운동각도를 검출하고, 그 검출결과를 컨트롤러(30)의 붐각도산출부(F13)에 피드백한다. 붐각도산출부(F13)는, 산출한 붐각도(α)를 버킷현재위치산출부(F103)에 피드백한다.
암전류지령생성부(F21)는, 암비례밸브(31A)에 대하여 암전류지령을 출력한다.
암스풀변위량산출부(F22)는, 암스풀변위센서(S17)의 출력에 근거하여, 암실린더(8)에 대응하는 제어밸브(176)를 구성하는 암스풀의 변위량을 산출한다.
암각도산출부(F23)는, 암각도센서(S2)의 출력에 근거하여, 암각도(β)를 산출한다.
암전류지령생성부(F21)는, 기본적으로, 지령값산출부(F111)가 생성한 암지령값(β*)과 암각도산출부(F23)가 산출한 암각도(β)의 차가 제로가 되도록, 암비례밸브(31A)에 대한 암전류지령을 생성한다. 그때, 암전류지령생성부(F21)는, 암전류지령으로부터 도출되는 목표암스풀변위량과 암스풀변위량산출부(F22)가 산출한 암스풀변위량의 차가 제로가 되도록, 암전류지령을 조절한다. 그리고, 암전류지령생성부(F21)는, 그 조절 후의 암전류지령을 암비례밸브(31A)에 대하여 출력한다.
암비례밸브(31A)는, 암전류지령에 따라 개구면적을 변화시켜, 암지령전류의 크기에 대응하는 파일럿압을 제어밸브(176)의 파일럿포트에 작용시킨다. 제어밸브(176)는, 파일럿압에 따라 암스풀을 이동시켜, 암실린더(8)에 작동유를 유입시킨다. 암스풀변위센서(S17)는, 암스풀의 변위를 검출하고, 그 검출결과를 컨트롤러(30)의 암스풀변위량산출부(F22)에 피드백한다. 암실린더(8)는, 작동유의 유입에 따라 신축하여, 암(5)을 개폐시킨다. 암각도센서(S2)는, 개폐하는 암(5)의 회전운동각도를 검출하고, 그 검출결과를 컨트롤러(30)의 암각도산출부(F23)에 피드백한다. 암각도산출부(F23)는, 산출한 암각도(β)를 버킷현재위치산출부(F103)에 피드백한다.
버킷전류지령생성부(F31)는, 버킷비례밸브(31C)에 대하여 버킷전류지령을 출력한다.
버킷스풀변위량산출부(F32)는, 버킷스풀변위센서(S18)의 출력에 근거하여, 버킷실린더(9)에 대응하는 제어밸브(174)를 구성하는 버킷스풀의 변위량을 산출한다.
버킷각도산출부(F33)는, 버킷각도센서(S3)의 출력에 근거하여, 버킷각도(γ)를 산출한다.
버킷전류지령생성부(F31)는, 기본적으로, 지령값산출부(F111)가 생성한 버킷지령값(γ*)과 버킷각도산출부(F33)가 산출한 버킷각도(γ)의 차가 제로가 되도록, 버킷비례밸브(31C)에 대한 버킷전류지령을 생성한다. 그때, 버킷전류지령생성부(F31)는, 버킷전류지령으로부터 도출되는 목표버킷스풀변위량과 버킷스풀변위량산출부(F32)가 산출한 버킷스풀변위량의 차가 제로가 되도록, 버킷전류지령을 조절한다. 그리고, 버킷전류지령생성부(F31)는, 그 조절 후의 버킷전류지령을 버킷비례밸브(31C)에 대하여 출력한다.
버킷비례밸브(31C)는, 버킷전류지령에 따라 개구면적을 변화시켜, 버킷지령전류의 크기에 대응하는 파일럿압을 제어밸브(174)의 파일럿포트에 작용시킨다. 제어밸브(174)는, 파일럿압에 따라 버킷스풀을 이동시켜, 버킷실린더(9)에 작동유를 유입시킨다. 버킷스풀변위센서(S18)는, 버킷스풀의 변위를 검출하고, 그 검출결과를 컨트롤러(30)의 버킷스풀변위량산출부(F32)에 피드백한다. 버킷실린더(9)는, 작동유의 유입에 따라 신축하여, 버킷(6)을 개폐시킨다. 버킷각도센서(S3)는, 개폐하는 버킷(6)의 회전운동각도를 검출하고, 그 검출결과를 컨트롤러(30)의 버킷각도산출부(F33)에 피드백한다. 버킷각도산출부(F33)는, 산출한 버킷각도(γ)를 버킷현재위치산출부(F103)에 피드백한다.
선회전류지령생성부(F41)는, 선회비례밸브(31D)에 대하여 선회전류지령을 출력한다.
선회스풀변위량산출부(F42)는, 선회스풀변위센서(S19)의 출력에 근거하여, 선회유압모터(2A)에 대응하는 제어밸브(173)를 구성하는 선회스풀의 변위량을 산출한다.
선회각도산출부(F43)는, 선회상태센서(S5)의 출력에 근거하여, 선회각도(δ)를 산출한다.
선회전류지령생성부(F41)는, 기본적으로, 지령값산출부(F111)가 생성한 선회지령값(δ*)과 선회각도산출부(F43)가 산출한 선회각도(δ)의 차가 제로가 되도록, 선회비례밸브(31D)에 대한 선회전류지령을 생성한다. 그때, 선회전류지령생성부(F41)는, 선회전류지령으로부터 도출되는 목표선회스풀변위량과 선회스풀변위량산출부(F42)가 산출한 선회스풀변위량의 차가 제로가 되도록, 선회전류지령을 조절한다. 그리고, 선회전류지령생성부(F41)는, 그 조절 후의 선회전류지령을 선회비례밸브(31D)에 대하여 출력한다.
선회비례밸브(31D)는, 선회전류지령에 따라 개구면적을 변화시켜, 선회지령전류의 크기에 대응하는 파일럿압을 제어밸브(173)의 파일럿포트에 작용시킨다. 제어밸브(173)는, 파일럿압에 따라 선회스풀을 이동시켜, 선회유압모터(2A)에 작동유를 유입시킨다. 선회스풀변위센서(S19)는, 선회스풀의 변위를 검출하고, 그 검출결과를 컨트롤러(30)의 선회스풀변위량산출부(F42)에 피드백한다. 선회유압모터(2A)는, 작동유의 유입에 따라 회전하여, 상부선회체(3)를 선회시킨다. 선회상태센서(S5)는, 선회하는 상부선회체(3)의 선회각도를 검출하고, 그 검출결과를 컨트롤러(30)의 선회각도산출부(F43)에 피드백한다. 선회각도산출부(F43)는, 산출한 선회각도(δ)를 버킷현재위치산출부(F103)에 피드백한다.
또, 하부주행체(1)의 좌크롤러(1CL) 및 우크롤러(1CR)에 대해서도, 붐(4), 암(5), 버킷(6), 및 상부선회체(3) 등의 다른 피구동요소(동작요소)와 동일한 피드백루프를 갖는다. 즉, 지령값산출부(F111)가 생성한 우주행지령값(ε1*) 및 좌주행지령값(ε2*)의 입력에 근거하는 피드백루프가 구성된다. 당해 피드백루프로부터는, 우측의 크롤러 및 좌측의 크롤러의 구동륜의 회전위치(회전각도)를 나타내는 우구동륜회전각도(ε1) 및 좌구동륜회전각도(ε2)가 버킷현재위치산출부(F103)에 피드백된다.
이와 같이, 컨트롤러(30)는, 피구동요소(동작요소)마다, 3단의 피드백루프를 구성한다. 즉, 컨트롤러(30)는, 컨트롤밸브(17) 내의 제어밸브의 스풀변위량에 관한 피드백루프, 피구동요소(동작요소)의 회전운동각도에 관한 피드백루프, 및 버킷(6)의 작업부위의 위치(예를 들면, 치선의 위치)에 관한 피드백루프를 구성한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 원격오퍼레이터에 의한 원격조작에 근거하는 자동운전기능에 있어서, 버킷(6)의 작업부위의 움직임을 고정밀도로 제어할 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 주위의 작업자에 의하여 실행되는 인식대상제스처에 근거하는 제스처조작기능에 있어서, 쇼벨(100)의 동작을 고정밀도로 제어할 수 있다.
<제스처조작기능의 제4예>
도 13을 참조하여, 제스처조작기능에 관한 구성에 대하여 설명한다. 이하, 상술한 제1예~제3예와 다른 부분을 중심으로 설명하고, 동일한 부분 혹은 대응하는 부분의 설명을 생략하는 경우가 있다.
도 13은, 쇼벨(100)의 제스처조작기능에 관한 구성의 제4예를 나타내는 기능블록도이다.
다만, 도 13의 지령값산출부(F214)의 출력에 근거하여, 쇼벨(100)의 유압액추에이터를 동작시키는 기능 구성은, 도 12의 부호 "F103" 및 "F111"의 각각을 "F201" 및 "F214"로 바꾸어 읽은 구성과 동일하다. 그 때문에, 도시 및 설명을 생략한다.
본 예에서는, 쇼벨(100)은, 시공현장의 목표가 되는 상태를 실현하기 위한 자신의 동작내용을 자율적으로 판정하기 위한 기계학습기능 및 자율운전기능을 갖는다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(30)는, 버킷현재위치산출부(F201)와, 주변현상정보취득부(F202)와, 목표상태정보취득부(F203)와, 비교부(F204)와, 작업개시판별부(F205)와, 절차·작업설정부(F206)와, 동작내용판정부(F207)와, 동작지령생성부(F208)와, 작업자인식부(209)와, 제스처인식부(F210)와, 동작지령생성부(F211)와, 전환부(212)와, 동작제한부(F213)와, 지령값산출부(F214)를 포함한다. 이들의 기능은, 임의의 하드웨어, 혹은 하드웨어 및 소프트웨어의 조합에 의하여 실현되어도 된다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 보조기억장치에 인스톨되는 각종 프로그램을 CPU상에서 실행함으로써, 이들의 기능을 실현한다.
버킷현재위치산출부(F201) 및 주변현상정보취득부(F202)는, 각각 그 기능이 상술한 제3예의 버킷현재위치산출부(F103) 및 주변현상정보취득부(F101)와 동일하다. 그 때문에, 설명을 생략한다.
목표상태정보취득부(F203)는, 통신장치(T1)를 통하여 관리장치(200)로부터 수신되는, 시공현장의 목표가 되는 상태에 관한 정보(이하, "목표상태정보")(예를 들면, 목표시공면에 관한 정보)를 취득한다.
비교부(F204)는, 주변현상정보에 대응하는 쇼벨(100)의 주변의 현재의 상황과 목표상태정보에 대응하는 시공현장의 목표가 되는 상태를 비교하여, 그 차분에 관한 정보(이하, "차분정보")를 학습부(F300)에 출력한다.
작업개시판별부(F205)는, 통신장치(T1)를 통하여 관리장치(200)로부터 수신되는 지령에 따라, 작업개시를 판별한다.
절차·작업설정부(F206)(설정부의 일례)는, 통신장치(T1)를 통하여 관리장치(200)로부터 수신되는 지령에 따라, 작업현장에서의 절차 및 절차에 포함되는 작업의 내용을 설정한다. 설정되는 절차 및 작업의 내용은, 학습부(F300) 및 동작내용판정부(F207)에 입력된다.
동작내용판정부(F207)(판정부의 일례)는, 학습부(F300)로부터의 지령에 따라, 절차·작업설정부(F206)에 의하여 설정되는 절차 및 작업내용에 따른 동작내용을 자율적으로 판정한다. 또, 판정되는 동작내용은, 학습부(F300) 및 동작지령생성부(F208)에 입력된다.
동작지령생성부(F208)는, 학습부(F300)로부터의 지령, 동작내용판정부(F207)에 의하여 판정된 동작내용, 및 버킷(6)의 작업부위(예를 들면, 치선이나 배면 등)의 현재위치(버킷현재위치)에 따라, 쇼벨(100)의 동작지령(예를 들면, 버킷(6)의 동작지령)을 생성한다. 동작지령생성부(F105)는, 예를 들면, 버킷(6)의 속도지령을 생성해도 된다. 생성되는 동작지령은, 학습부(F300) 및 전환부(F212)에 입력된다.
작업자인식부(F209), 제스처인식부(F210)(인식부의 일례), 및 동작지령생성부(F211)는, 각각 그 기능이 상술한 제3예의 작업자인식부(F106), 제스처인식부(F107), 및 동작지령생성부(F108)와 동일하다. 그 때문에, 설명을 생략한다.
전환부(F212)(제어부의 일례)는, 쇼벨(100)의 자율운전기능에 근거하는 동작지령생성부(F208)의 출력과 쇼벨(100)의 제스처조작기능에 근거하는 동작지령생성부(F211)의 출력의 사이에서, 동작제한부(F213)에 입력하는 쇼벨(100)의 동작지령을 변경한다. 구체적으로는, 전환부(F212)는, 통상 시, 환언하면, 제스처인식부(F210)에 의하여 작업자의 인식대상제스처가 인식되지 않고, 동작지령생성부(F211)로부터 동작지령이 출력되지 않는 경우에, 동작지령생성부(F208)에 의한 동작지령을 동작제한부(F213)에 출력한다. 한편, 전환부(212)는, 제스처인식부(F210)에 의하여 작업자의 인식대상제스처가 인식되며, 동작지령생성부(F211)로부터 인식대상제스처에 대응하는 동작지령이 출력되는 경우, 동작지령생성부(F211)의 동작지령을 동작제한부(F213)에 입력한다.
동작제한부(F213) 및 지령값산출부(F214)는, 그 기능이 상술한 제3예의 동작제한부(F110) 및 지령값산출부(F111)와 동일하다. 그 때문에, 설명을 생략한다.
학습부(F300)는, 쇼벨(100)의 기계학습기능 및 운전지원기능을 실현한다. 구체적으로는, 학습부(F300)는, 통신장치(T1)를 통하여 관리장치(200)로부터 수신되는 학습완료모델을 이용하여, 상태검출장치(S20)의 출력에 근거하여, 절차·작업설정부(F206), 동작내용판정부(F207), 및 동작지령생성부(F208)로의 지령을 출력하고, 쇼벨(100)의 자율운전기능을 실현한다.
상태검출장치(S20)는, 쇼벨(100)의 각종 상태에 관한 검출정보를 출력한다. 상태검출장치(S20)로부터 출력되는 검출정보는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
예를 들면, 상태검출장치(S20)는, 어태치먼트의 자세상태나 동작상태를 검출한다. 구체적으로는, 상태검출장치(S20)는, 붐각도, 암각도, 및 버킷각도를 검출해도 된다. 즉, 상태검출장치(S20)는, 붐각도, 암각도, 및 버킷각도의 각각을 검출하는 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3)를 포함해도 된다. 또, 상태검출장치(S20)는, 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)의 가속도, 각가속도 등을 검출해도 된다. 이 경우, 상태검출장치(S20)는, 예를 들면, 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)의 각각에 장착되는, 로터리인코더, 가속도센서, 각가속도센서, 6축센서, IMU 등을 포함해도 된다. 또, 상태검출장치(S20)는, 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)의 각각을 구동하는 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)의 실린더위치, 속도, 가속도 등을 검출하는 실린더센서를 포함해도 된다.
또, 예를 들면, 상태검출장치(S20)는, 기체, 즉, 하부주행체(1) 및 상부선회체(3)의 자세상태를 검출한다. 구체적으로는, 상태검출장치(S20)는, 수평면에 대한 기체의 경사상태를 검출해도 된다. 즉, 상태검출장치(S20)는, 기체경사센서(S4)를 포함해도 된다.
또, 예를 들면, 상태검출장치(S20)는, 상부선회체(3)의 선회상태를 검출한다. 구체적으로는, 상태검출장치(S20)는, 상부선회체(3)의 선회각속도나 선회각도를 검출한다. 이 경우, 상태검출장치(S20)는, 예를 들면, 상부선회체(3)에 장착되는 자이로센서, 리졸버, 로터리인코더 등을 포함할 수 있다. 즉, 상태검출장치(S20)는, 상부선회체(3)의 선회각도 등을 검출하는 선회상태센서(S5)를 포함해도 된다.
또, 예를 들면, 상태검출장치(S20)는, 어태치먼트를 통하여 쇼벨(100)에 작용하는 힘의 작용상태를 검출한다. 구체적으로는, 상태검출장치(S20)는, 유압액추에이터의 작동압(실린더압)을 검출해도 된다. 이 경우, 상태검출장치(S20)는, 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)의 각각의 로드측유실 및 보텀측유실의 압력을 검출하는 압력센서를 포함할 수 있다.
또, 예를 들면, 상태검출장치(S20)는, 컨트롤밸브(17) 내의 제어밸브의 스풀의 변위를 검출하는 센서를 포함해도 된다. 구체적으로는, 상태검출장치(S20)는, 제어밸브(175)를 구성하는 붐스풀의 변위를 검출하는 붐스풀변위센서(S16)를 포함해도 된다. 또, 상태검출장치(S20)는, 제어밸브(176)를 구성하는 암스풀의 변위를 검출하는 암스풀변위센서(S17)를 포함해도 된다. 또, 상태검출장치(S20)는, 제어밸브(174)를 구성하는 버킷스풀의 변위를 검출하는 버킷스풀변위센서(S18)를 포함해도 된다. 또, 상태검출장치(S20)는, 제어밸브(173)를 구성하는 선회스풀의 변위를 검출하는 선회스풀변위센서(S19)를 포함해도 된다. 또, 상태검출장치(S20)는, 우주행제어밸브 및 좌주행제어밸브의 각각을 구성하는 우주행스풀 및 좌주행스풀의 변위를 검출하는 우주행스풀변위센서 및 좌주행스풀변위센서를 포함해도 된다.
또, 예를 들면, 상태검출장치(S20)는, 쇼벨(100)의 위치나 상부선회체(3)의 방향 등을 검출한다. 이 경우, 상태검출장치(S20)는, 예를 들면, 상부선회체(3)에 장착되는 GNSS(Global Navigation Satellite System)컴퍼스, GNSS센서, 방위센서 등을 포함해도 된다.
학습부(F300)는, 자기(쇼벨(100))에 실제의 작업 및 절차를 행하게 하면서, 실제의 작업 및 절차 중에서 취득되는 실적정보에 근거하여, 강화학습을 행해도 된다. 이로써, 학습완료모델이 추가학습되어 쇼벨(100)의 자율운전기능에 관한 성능을 향상시킬 수 있다. 당해 실적정보에는, 절차·작업설정부(F206), 동작내용판정부(F207), 및 동작지령생성부(F208)로부터 피드백되는 쇼벨(100)의 절차, 작업, 및 동작에 관한 실적정보가 포함된다. 또, 실적정보에는, 비교부(F204)를 개재하여 주변현상정보취득부(F202)로부터 입력되는 쇼벨(100)의 주위의 현재의 상황 등의 환경조건에 관한 실적정보가 포함된다. 또, 실적정보에는, 비교부(F204)로부터 입력되는 차분정보 등의 쇼벨(100)의 절차, 작업, 및 동작 등의 결과에 관한 실적정보가 포함된다. 이로써, 학습부(F100)는, 작업종별 혹은 작업내용의 조합마다(의 종별) 또한 환경조건마다, 실적정보를 기점으로 하여 소정의 목표지표가 상대적으로 높아지는 것 같은 작업패턴(최적작업패턴)이나 절차패턴(최적절차패턴)을 생성할 수 있다. 그리고, 학습부(F100)는, 비교부(F204)로부터 입력되는 차분정보에 근거하여, 현재의 환경조건(예를 들면, 현재 지형형상) 하에서의 최적작업패턴이나 최적절차패턴에 대응하는 지령을 절차·작업설정부(F206), 동작내용판정부(F207), 및 동작지령생성부(F208)에 출력한다. 이로써, 컨트롤러(30)(동작지령생성부(F208))는, 최적작업패턴이나 최적절차패턴에 근거하여, 자기(쇼벨(100))를 자율적으로 제어할 수 있다.
다만, 학습완료모델의 추가학습은, 쇼벨(100)에 대신하거나, 혹은 더하여, 관리장치(200)로 행해져도 된다. 이 경우, 추가학습된 학습완료모델(이하, "추가학습완료모델")은, 소정의 타이밍에 쇼벨(100)에 송신되고, 쇼벨(100)의 학습완료모델은, 추가학습완료모델로 갱신된다. 또, 쇼벨(100)로 추가학습된 학습완료모델은, 소정의 타이밍에 관리장치(200)에 송신되어도 된다. 이로써, 관리장치(200)는, 쇼벨(100)의 기계학습의 결과를 다른 쇼벨(100)에 전개하거나 쇼벨(100)의 기계학습의 결과를 기점으로 하여 추가학습을 더 행하거나 할 수 있다.
이와 같이, 컨트롤러(30)는, 전환부(F212)의 작용에 의하여, 쇼벨(100)의 주위로 작업자에 의한 인식대상제스처가 인식되는 경우, 쇼벨(100)의 자율운전기능보다 제스처조작기능을 우선시킬 수 있다. 환언하면, 컨트롤러(30)는, 자기의 판단보다 작업현장의 상황을 보다 파악하고 있을 가능성이 높은 쇼벨(100)의 주위의 작업자의 판단(인식대상제스처의 내용)을 우선시킬 수 있다. 이로써, 예를 들면, 학습부(F300)가 적절한 판단을 내릴 수 없는 상황이 작업현장이나 쇼벨(100) 자체에 발생한 경우나 자율운전기능에 이상이 발생한 것 같은 경우여도, 작업현장의 작업자의 판단으로, 쇼벨(100)의 동작을 정지시킬 수 있다. 그 때문에, 쇼벨(100)이 자율운전되는 경우에 있어서의 쇼벨(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
[변형·변경]
이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 특정 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형·변경이 가능하다.
예를 들면, 상술한 실시형태에서는, 쇼벨(100)은, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등의 각종 동작요소를 모두 유압구동하는 구성이었지만, 그 일부가 전기구동되는 구성이어도 된다. 즉, 상술한 실시형태로 개시되는 구성 등은, 하이브리드쇼벨이나 전동쇼벨 등에 적용되어도 된다.
마지막으로, 본원은, 2018년 8월 10일에 출원한 일본 특허출원 2018-151853호에 근거하여 우선권을 주장하는 것이며, 일본 특허출원의 전체 내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.
1 하부주행체
2 선회기구
3 상부선회체
4 붐
5 암
6 버킷
26 조작장치
30 컨트롤러
31 비례밸브
32 셔틀밸브
33 감압용 비례밸브
70 공간인식장치(인식부)
74 외부표시장치
75 외부음성출력장치
100 쇼벨
200 관리장치
210 제어장치
220 통신장치
230 조작입력장치
240 표시장치
230a 원격조작장치
300 기억부
300A 제스처·동작대응관계테이블정보(대응관계정보)
301 제스처인식부(인식부)
302 동작제어부(제어부)
303 얼러트통지부
304 원격조작제한통지부
2101 표시제어부
2102 지령송신부
AT 어태치먼트
E1 정보취득장치
F106 작업자인식부
F107 제스처인식부(인식부)
F108 동작지령생성부
F109 전환부(제어부)
F202 주변현상정보취득부
F203 목표상태정보취득부
F206 절차·작업설정부(설정부)
F207 동작내용판정부(판정부)
F208 동작지령생성부
F209 작업자인식부
F210 제스처인식부(인식부)
F211 동작지령생성부
F212 전환부(제어부)
S1 붐각도센서
S2 암각도센서
S3 버킷각도센서
S4 기체경사센서
S5 선회상태센서
SYS 원격조작시스템
T1 통신장치

Claims (12)

  1. 동작요소와,
    쇼벨에 장착되고, 주위화상을 취득하는 촬상장치와,
    상기 주위화상에 근거하여 주위의 작업자를 인식함과 함께, 상기 인식한 작업자에 의한 소정의 제스처를 상기 주위화상에 근거하여 인식하는 인식부와,
    상기 인식부에 의하여 인식된 작업자에 의한 상기 소정의 제스처에 따라, 상기 동작요소의 동작제어를 행하는 제어부를 구비하는, 쇼벨.
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 소정의 제스처마다의 상기 소정의 제스처와 상기 동작요소의 동작내용과의 대응관계를 나타내는 대응관계정보를 기억하는 기억부를 더 구비하는, 쇼벨.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 대응관계정보 중에서 상기 인식부에 의하여 인식된 작업자에 의한 상기 소정의 제스처의 내용에 대응하는 동작내용을 선택하여, 상기 동작요소에 선택된 동작내용을 행하게 하는, 쇼벨.
  4. 동작요소와,
    주위의 작업자를 인식함과 함께, 인식한 작업자에 의한 소정의 제스처를 인식하는 인식부와,
    상기 인식부에 의하여 인식된 작업자에 의한 상기 소정의 제스처에 따라, 상기 동작요소의 동작제어를 행하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 인식부에 의하여 인식된 상기 소정의 제스처에 따라, 상기 동작요소의 동작제어를 개시함과 함께, 그 후, 소정 시간이 경과한 경우, 당해 동작제어를 해제하는, 쇼벨.
  5. 동작요소와,
    주위의 작업자를 인식함과 함께, 인식한 작업자에 의한 소정의 제스처를 인식하는 인식부와,
    상기 인식부에 의하여 인식된 작업자에 의한 상기 소정의 제스처에 따라, 상기 동작요소의 동작제어를 행하는 제어부를 구비하고,
    상기 소정의 제스처에는, 상기 동작제어를 해제하는 해제제스처가 포함되고,
    상기 제어부는, 상기 인식부에 의하여 인식된 하나의 작업자에 의한 상기 소정의 제스처에 따라, 상기 동작제어를 개시한 경우, 그 후, 상기 인식부에 의하여 상기 하나의 작업자에 의한 상기 해제제스처가 인식되었을 때에, 상기 동작제어를 해제하며, 상기 인식부에 의하여 상기 하나의 작업자와 상이한 다른 작업자에 의한 상기 해제제스처가 인식되었을 때에, 상기 동작제어를 해제하지 않는, 쇼벨.
  6. 동작요소와,
    주위의 작업자를 인식함과 함께, 인식한 작업자에 의한 소정의 제스처를 인식하는 인식부와,
    상기 인식부에 의하여 인식된 작업자에 의한 상기 소정의 제스처에 따라, 상기 동작요소의 동작제어를 행하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 인식부에 의하여 인식된 작업자에 의한 상기 소정의 제스처에 따라, 상기 동작제어를 개시한 경우, 그 후, 상기 인식부에 의하여 당해 작업자가 인식되지 않게 되었을 때에, 상기 동작요소를 정지시키는, 쇼벨.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인식부는, 어태치먼트에 배치되는, 쇼벨.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인식부와는 별도로, 상기 동작요소를 조작하는 조작장치를 더 구비하는, 쇼벨.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 소정의 제스처 이외에 근거하는 동작지령보다 상기 소정의 제스처에 근거하는 동작지령을 우선하는, 쇼벨.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 동작요소를 구동하는 유압액추에이터에 작동유를 공급하는 유압펌프와,
    상기 유압펌프를 구동하는 엔진을 구비하고,
    상기 엔진의 회전수는, 상기 소정의 제스처에 따라, 상기 동작요소의 동작제어가 상기 제어부에 의하여 행해질 때에, 미리 설정된 회전수로 변경되는, 쇼벨.
  11. 제1항에 있어서,
    주변현상정보와 목표상태정보에 근거하여, 절차를 설정하는 설정부를 구비하는, 쇼벨.
  12. 제1항에 있어서,
    주변현상정보와 목표상태정보에 근거하여, 동작내용을 판정하는 판정부를 구비하는, 쇼벨.
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