KR20150038619A - 굴삭 기계의 표시 시스템 및 굴삭 기계 - Google Patents

Abstract

굴삭 기계의 조작자가 설계면에 따라 시공을 진행시킬 때에, 조작자에 대해 시공에 관한 정보를 이해하기 쉽게 제공한다. 굴삭 기계의 표시 시스템 (28) 은, 설계면의 위치 정보를 적어도 기억하는 기억부 (43) 와, 설계면의 위치 정보를 화면에 표시하는 표시부 (42) 와, 설계면 중, 설계면에 존재하는 제 1 평면을 포함하고, 또한 제 1 평면 주위의 적어도 일부에 존재하는 제 2 평면의 외연을, 외연의 내측 및 외측과는 상이한 형태로 표시부 (42) 의 화면에 표시하는 처리부 (44) 를 포함한다.

Description

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

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

일반적으로, 유압 셔블 등의 굴삭 기계는, 오퍼레이터가 조작 레버를 조작함으로써, 버킷을 포함하는 작업기가 구동되어 작업 대상의 지면 등을 굴삭한다. 이와 같은 굴삭 작업에 있어서, 오퍼레이터를 보조하기 위해, 목표로 하는 굴삭면을 가이던스하는 기술이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1).

일본 공개특허공보 2004-107925호

특허문헌 1 에 기재되어 있는 기술은, 3 차원 목표 지형을 구성하는 다수의 소평면과, 건설 기계의 본체 및 적어도 작업기의 선단부를 포함하는 건설 기계의 전체 또는 일부분의 일러스트를 제 1 화면으로서 표시 수단에 표시하고, 또한 그 제 1 화면에 있어서, 3 차원 목표 지형을 구성하는 다수의 소평면 중 그 법선 방향이 작업기의 동작면과 허용 오차의 범위 내에서 평행인 것을 목표 굴삭면으로서 식별 표시하는 것이다.

그런데, 목표 지형은 3 차원뿐만 아니라 2 차원으로 표시 장치에 표시되는 경우도 있다. 예를 들어, 목표 지형은 건설 기계의 상방에서 본 2 차원의 화상으로 표시 장치에 표시되는 경우가 있다. 이 경우, 목표 지형이 상이한 면을 갖고 있는 경우, 각각을 구별하여 표시하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 그 결과, 표시 장치에 표시된 시공 대상의 설계면을 시인한 굴삭 기계의 조작자에 대해, 시공에 관한 정보를 이해하기 쉽게 제공할 수 없을 가능성이 있다.

본 발명은, 굴삭 기계의 조작자가 설계면에 따라 시공을 진행시킬 때에, 조작자에 대해 시공에 관한 정보를 이해하기 쉽게 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의하면, 버킷을 포함하는 작업기와, 상기 작업기가 장착되는 본체부를 갖는 굴삭 기계의 표시 시스템으로서, 설계면의 위치 정보를 적어도 기억하는 기억부와, 상기 설계면의 위치 정보를 화면에 표시하는 표시부와, 상기 설계면 중 상기 설계면에 존재하는 제 1 평면을 포함하고, 또한 상기 제 1 평면 주위의 적어도 일부에 존재하는 제 2 평면의 외연 (外緣) 을, 상기 외연의 내측 및 외측과는 상이한 형태로 상기 표시부의 화면에 표시하는 처리부를 포함하는 굴삭 기계의 표시 시스템이 제공된다.

상기 설계면은 복수의 면 요소로 분할되어 있고, 상기 제 1 평면은, 상기 복수의 면 요소 중의 하나이고, 상기 제 2 평면은, 상기 복수의 면 요소 중의 상기 제 1 평면의 주위에 존재하는 적어도 하나이며, 또한 상기 제 1 평면에 대응하는 면 요소와 동일한 평면에 존재하는 것으로 간주할 수 있는 것인 것이 바람직하다.

상기 처리부는, 상기 설계면의 위치 정보, 상기 외연 및 상기 굴삭 기계에 대응하는 도안을 상기 표시부의 동일 화면에 표시하는 것이 바람직하다.

상기 처리부는, 복수의 상이한 상기 제 1 평면과, 각각의 상기 제 1 평면에 대응하는 상기 제 2 평면의 외연을, 상기 외연의 내측 및 외측과는 상이한 형태로 상기 표시부의 동일 화면에 표시하는 것이 바람직하다.

상기 처리부는, 상기 설계면에 소정의 방향으로부터 광을 조사했을 때에 발생하는 명암을 상기 설계면과 함께 상기 표시부의 화면에 표시하는 것이 바람직하다.

상기 처리부는, 상기 굴삭 기계에 장착되는 라이트의 위치로부터 상기 광을 조사하는 것이 바람직하다.

상기 외연의 내측을 상기 외연의 외측과는 상이한 형태로 표시시키기 위한 표시 전환 지령을 발신하는 표시 전환부를 갖고, 상기 처리부는, 상기 표시 전환부로부터의 상기 표시 전환 지령을 수신했을 경우, 상기 외연의 내측을, 상기 외연의 외측과는 상이한 형태로 상기 표시부의 화면에 표시하는 것이 바람직하다.

상기 처리부는, 적어도 상기 버킷의 바로 아래에 존재하는 상기 제 2 평면의 외연을, 상기 외연의 내측 및 외측과는 상이한 형태로 상기 표시부의 화면에 표시하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 버킷을 포함하는 작업기와, 상기 작업기가 장착되는 본체부를 갖는 굴삭 기계의 표시 시스템으로서, 복수의 면 요소로 분할된 설계면의 위치 정보를 적어도 기억하는 기억부와, 상기 설계면의 위치 정보를 화면에 표시하는 표시부와, 상기 굴삭 기계의 현재 위치에 관한 정보를 적어도 검출하는 차량 상태 검출부와, 상기 설계면 중 상기 설계면에 존재하는 제 1 평면을 포함하고, 또한 상기 제 1 평면 주위의 적어도 일부에 존재하는 제 2 평면의 외연을, 상기 외연의 내측 및 외측과는 상이한 형태로 상기 표시부의 화면에 표시하고, 또한, 상기 굴삭 기계에 대응하는 도안을 상기 제 2 평면의 외연과 동일 화면에 표시하는 처리부를 포함하고, 상기 제 2 평면은, 상기 제 1 평면과 직교하는 방향 또한 상기 제 1 평면으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치에 존재하는 2 개의 평면으로 둘러싸이는 범위에 존재하는 굴삭 기계의 표시 시스템이 제공된다.

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

본 발명은, 굴삭 기계의 조작자가 설계면에 따라 시공을 진행시킬 때에, 조작자에 대해 시공에 관한 정보를 이해하기 쉽게 제공할 수 있다.

도 1 은, 본 실시형태에 관련된 유압 셔블 (100) 의 사시도이다.
도 2 는, 유압 셔블 (100) 의 측면도이다.
도 3 은, 유압 셔블 (100) 의 배면도이다.
도 4 는, 유압 셔블 (100) 이 구비하는 제어계를 나타내는 블록도이다.
도 5 는, 설계 지형 데이터에 의해 나타내는 설계 지형을 나타내는 도면이다.
도 6 은, 안내 화면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7 은, 안내 화면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8 은, 버킷 (8) 의 날끝 (Pb) 의 현재 위치를 구하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 는, 버킷 (8) 의 날끝 (Pb) 의 현재 위치를 구하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은, 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 조(粗)굴삭 화면 (53) 에서의 설계면 (45) 을 표시한 예를 나타내는 도면이다.
도 11 은, 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 조굴삭 화면 (53) 에서의 설계면 (45) 을 표시한 예를 나타내는 도면이다.
도 12 는, 설계면 (45) 에 포함되는 평면의 외연을 다른 것과는 상이한 형태로 표시하는 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 13 은, 설계면 (45) 이 갖는 복수의 면 요소 (47a ∼ 47e) 를 나타내는 평면도이다.
도 14 는, 설계면 (45) 이 갖는 복수의 면 요소 (47a ∼ 47d) 를 나타내는 측면도이다.

본 발명을 실시하기 위한 형태 (실시형태) 에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태는, 굴삭 기계의 일례로서 유압 셔블을 설명하지만, 이하의 실시형태에서 대상이 되는 굴삭 기계는, 버킷 등의 어태치먼트를 장착하여 작업을 하는 건설 기계이면, 유압 셔블에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 실시형태에서 대상이 되는 굴삭 기계는 백호 로더에 적용되어도 된다.

<굴삭 기계의 전체 구성>

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

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

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

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

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

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

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

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

상부 선회체 (3) 의 작업기 (2) 측에는, 작업기 (2) 의 버킷 (8) 측에 광을 조사하는 라이트 (20A) 가 장착되어 있다. 또, 작업기 (2) 의 붐 (6) 에는, 작업기 (2) 의 버킷 (8) 측에 광을 조사하는 라이트 (20B) 가 장착되어 있다. 라이트 (20A, 20B) 에 의해, 저녁 또는 야간에 있어서의 작업이 용이해진다.

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

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

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

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

유압 셔블 (100) 은, 조작 장치 (25) 와, 작업기용 전자 제어 장치 (26) 와, 작업기 제어 장치 (27) 와, 굴삭 기계의 표시 시스템 (이하, 적절히 표시 시스템이라고 한다) (28) 을 구비한다. 조작 장치 (25) 는, 작업기 조작 부재 (31) 와, 작업기 조작 검출부 (32) 와, 주행 조작 부재 (33) 와, 주행 조작 검출부 (34) 를 갖는다. 작업기 조작 부재 (31) 는, 오퍼레이터가 작업기 (2) 를 조작하기 위한 부재로, 예를 들어, 조이스틱 또는 조작 레버이다. 또, 작업기 조작 부재 (31) 및 작업기 조작 검출부 (32) 는 2 쌍 (도 4 에서는 1 쌍만 도시) 있다. 운전실 (4) 내의 도시되지 않은 오퍼레이터 시트의 좌우 각각에 작업기 조작 부재 (31) 가 설치되어 있다. 예를 들어 오른쪽에 설치된 작업기 조작 부재 (31) 를 조작함으로써, 버킷 (8) 및 붐 (6) 을 동작시킬 수 있고, 왼쪽에 설치된 작업기 조작 부재 (31) 를 조작함으로써, 아암 (7) 및 상부 선회체 (3) 를 동작시킬 수 있다. 작업기 조작 검출부 (32) 는, 작업기 조작 부재 (31) 의 조작 내용을 검출하여, 검출 신호로서 작업기용 전자 제어 장치 (26) 에 보낸다.

주행 조작 부재 (33) 는, 오퍼레이터가 유압 셔블 (100) 의 주행을 조작하기 위한 부재로, 예를 들어, 조이스틱 또는 조작 레버이다. 또, 주행 조작 부재 (33) 및 주행 조작 검출부 (34) 는 2 쌍 (도 4 에서는 1 쌍만 도시) 있다. 운전실 (4) 내의 도시되지 않은 오퍼레이터 시트의 전방에 좌우로 늘어서 주행 조작 부재 (33) 가 설치되어 있다. 우측에 설치된 주행 조작 부재 (33) 를 조작함으로써, 우측의 캐터필러 (5a) 를 동작시킬 수 있고, 좌측에 설치된 주행 조작 부재 (33) 를 조작함으로써, 좌측의 캐터필러 (5b) 를 동작시킬 수 있다. 주행 조작 검출부 (34) 는, 주행 조작 부재 (33) 의 조작 내용을 검출하여, 검출 신호로서 작업기용 전자 제어 장치 (26) 에 보낸다.

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

<표시 시스템 (28)>

표시 시스템 (28) 은, 작업 에어리어 내의 지면을 굴삭하여 후술하는 설계면 (45) 과 같은 형상으로 형성하기 위한 정보를 오퍼레이터에 제공하기 위한 시스템이다. 표시 시스템 (28) 은, 3 차원 위치 센서 (23), 경사각 센서 (24), 제 1 스트로크 센서 (16), 제 2 스트로크 센서 (17) 및 제 3 스트로크 센서 (18) 외에, 표시 장치로서의 표시 입력 장치 (38) 와 표시 제어 장치 (39) 를 갖고 있다.

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

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

표시 제어 장치 (39) 와 작업기용 전자 제어 장치 (26) 는, 무선 또는 유선의 통신 수단을 통하여 서로 통신 가능하게 되어 있다. 표시 제어 장치 (39) 의 기억부 (43) 는, 미리 작성된 설계 지형 데이터를 기억하고 있다. 설계 지형 데이터는, 3 차원의 설계 지형의 형상 및 위치에 관한 정보이다. 설계 지형은, 작업 대상이 되는 지면의 목표 형상 (목표 지형) 을 나타낸다. 표시 제어 장치 (39) 는, 설계 지형 데이터 및 상기 서술한 각종 센서로부터의 검출 결과 등의 정보에 기초하여, 안내 화면을 표시 입력 장치 (38) 에 표시시킨다. 구체적으로는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 설계 지형은, 면 요소 (47) 에 의해 표현되는 설계면 (45) 에 의해 구성되어 있다. 즉, 설계면 (45) 은, 적어도 하나의 면 요소 (47) 를 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 면 요소 (47) 는 평면 요소이고, 예를 들어, TIN (Triangulated Irregular Network) 이다. TIN 이란, 지리 정보 시스템 (GIS：Geographic Information System) 에 이용하기 위한, 지표면을 삼각형의 집합으로 표현하는 디지털 데이터 구조이다. TIN 은, 부정 삼각형망, 부정 삼각망, 불규칙 삼각망이라고도 불린다. 면 요소 (47) 는 TIN 에 한정되지 않고, 예를 들어, 사각형, 오각형 등의 평면 요소여도 된다.

목표 작업 대상은 설계면 (45) 의 일부 또는 전부이다. 오퍼레이터는, 설계면 (45) 중 하나의 면 요소 (47) 또는 복수의 면 요소 (47) 를 목표면 (70) 으로서 선택한다. 목표면 (70) 은, 복수의 면 요소 (47) 를 포함하는 설계면 (45) 중, 이제부터 굴삭되는 면이다. 표시 제어 장치 (39) 는, 목표면 (70) 의 위치를 오퍼레이터에 알리기 위한 안내 화면을 표시 입력 장치 (38) 에 표시시킨다.

<안내 화면>

도 6, 도 7 은, 안내 화면의 일례를 나타내는 도면이다. 안내 화면은, 목표면 (70) 과 버킷 (8) 의 날끝 (Pb) 과의 위치 관계를 나타내고, 작업 대상인 지면이 목표면 (70) 과 동일한 형상이 되도록 유압 셔블 (100) 의 작업기 (2) 를 유도하기 위한 화면이다. 도 6 및 도 7 에 나타내는 바와 같이, 안내 화면은 조굴삭 모드의 안내 화면 (이하, 적절히 조굴삭 화면 (53) 이라고 한다) 과, 섬세 굴삭 모드의 안내 화면 (이하, 적절히 섬세 굴삭 화면 (54) 이라고 한다) 을 포함한다.

(조굴삭 화면 (53))

도 6 에 나타내는 조굴삭 화면 (53) 은, 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시된다. 조굴삭 화면 (53) 은, 작업 에어리어의 설계 지형 (목표면 (70) 을 포함하는 설계면 (45)) 과 유압 셔블 (100) 의 현재 위치를 나타내는 상면도 (53a) 와, 목표면 (70) 과 유압 셔블 (100) 의 위치 관계를 나타내는 측면도 (53b) 를 포함한다. 조굴삭 화면 (53) 의 상면도 (53a) 는, 복수의 삼각형 폴리곤에 의해 상면에서 보는 것에 의한 설계 지형을 표현하고 있다. 보다 구체적으로는, 상면도 (53a) 는, 유압 셔블 (100) 이 선회하는 평면인 선회 평면을 투영면으로 하여 설계 지형을 표현하고 있다. 따라서, 상면도 (53a) 는, 유압 셔블 (100) 의 바로 위에서 본 부감도이고, 유압 셔블 (100) 이 경사졌을 때에는 설계면 (45) 도 경사지게 된다.

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

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

측면도 (53b) 에 있어서, 목표면 (70) 의 단면을 나타내는 선 (79) 은, 설계면 (45) 의 단면을 나타내는 선 (74) 과 상이한 색으로 표시된다. 또한, 도 6 에서는 선 종류를 바꾸어, 목표면 (70) 의 단면을 나타내는 선 (79) 과 설계면 (45) 의 단면을 나타내는 선 (74) 을 표현하고 있다. 또, 측면도 (53b) 에서는, 목표면 (70) 의 단면을 나타내는 선 (79) 및 설계면 (45) 의 단면을 나타내는 선 (74) 보다 지중측의 영역과 이들의 선분보다 공중측의 영역은 상이한 색으로 나타낸다. 도 6 에서는, 목표면 (70) 의 단면을 나타내는 선 (79) 및 설계면 (45) 의 단면을 나타내는 선 (74) 보다 지중 (地中) 측의 영역에 해칭을 부여함으로써, 색의 차이를 표현하고 있다.

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

상기 서술한 바와 같이, 조굴삭 화면 (53) 에서는, 목표면 (70) 의 단면을 나타내는 선 (79) 과 유압 셔블 (100) 의 상대 위치 관계 및 버킷 (8) 의 날끝 (Pb) 과 목표면 (70) 의 단면을 나타내는 선 (79) 의 최단 거리를 나타내는 수치가 표시된다. 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는, 목표면 (70) 의 단면을 나타내는 선 (79) 을 따라 버킷 (8) 의 날끝 (Pb) 을 이동시킴으로써, 현재의 지형이 설계 지형이 되도록 용이하게 굴삭할 수 있다. 또한, 조굴삭 화면 (53) 에는 안내 화면을 전환하기 위한 화면 전환 키 (65) 가 표시된다. 오퍼레이터는, 화면 전환 키 (65) 를 조작함으로써, 조굴삭 화면 (53) 으로부터 섬세 굴삭 화면 (54) 으로 전환할 수 있다.

(섬세 굴삭 화면 (54))

도 7 에 나타내는 섬세 굴삭 화면 (54) 은, 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시된다. 섬세 굴삭 화면 (54) 은, 조굴삭 화면 (53) 보다 목표면 (70) 과 유압 셔블 (100) 의 위치 관계를 상세하게 나타내고 있다. 즉, 섬세 굴삭 화면 (54) 은, 조굴삭 화면 (53) 보다 목표면 (70) 과 버킷 (8) 의 날끝 (Pb) 의 위치 관계를 상세하게 나타내고 있다. 섬세 굴삭 화면 (54) 은, 목표면 (70) 과 버킷 (8) 을 나타내는 정면도 (54a) 와, 목표면 (70) 과 버킷 (8) 을 나타내는 측면도 (54b) 를 포함한다. 섬세 굴삭 화면 (54) 의 정면도 (54a) 에는, 정면에서 보는 것에 의한 버킷 (8) 을 나타내는 아이콘 (89) 과, 정면에서 보는 것에 의한 목표면 (70) 의 단면을 나타내는 선 (78) 이 포함된다. 정면에서 볼 때란, 도 1, 도 2 에 나타내는 버킷 (8) 을 차량 본체 (1) 측에서 보는 것으로, 후술하는 차량 본체 좌표계의 Ya 축과 평행한 방향에서 보는 것이다.

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

섬세 굴삭 화면 (54) 의 측면도 (54b) 에는, 측면에서 보는 것에 의한 버킷 (8) 의 아이콘 (90) 과, 설계면 (45) 의 단면을 나타내는 선 (74) 과, 목표면 (70) 의 단면을 나타내는 선 (79) 이 포함된다. 또, 섬세 굴삭 화면 (54) 의 정면도 (54a) 와 측면도 (54b) 에는, 각각 목표면 (70) 과 버킷 (8) 의 위치 관계를 나타내는 정보가 표시된다. 측면에서 본다는 것은, 도 1, 도 2 에 나타내는 버킷 핀 (15) 의 연장 방향 (버킷 (8) 의 회동 중심축 방향) 에서 보는 것으로, 후술하는 차량 본체 좌표계의 Xa 축과 평행한 방향에서 보는 것이다.

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

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

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

<버킷 (8) 의 날끝 (Pb) 의 현재 위치를 구하는 방법>

목표면 (70) 의 단면을 나타내는 선 (79) 은 버킷 (8) 의 날끝 (Pb) 의 현재 위치로부터 산출된다. 표시 제어 장치 (39) 는, 3 차원 위치 센서 (23), 제 1 스트로크 센서 (16), 제 2 스트로크 센서 (17), 제 3 스트로크 센서 (18) 및 경사각 센서 (24) 등의 검출 결과에 기초하여, 글로벌 좌표계｛X, Y, Z｝에서의 버킷 (8) 의 날끝 (Pb) 의 현재 위치를 구한다. 본 실시형태에 있어서, 버킷 (8) 의 날끝 (Pb) 의 현재 위치는 다음과 같이 하여 구해진다.

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

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

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

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

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

표시 제어 장치 (39) 는, 상기와 같이 산출한 버킷 (8) 의 날끝 (Pb) 의 현재 위치와 기억부 (43) 에 기억된 설계 지형 데이터에 기초하여, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 3 차원 설계 지형과 버킷 (8) 의 날끝 (Pb) 을 통과하는 평면 (이하, 적절히 Ya-Za 평면 (77) 이라고 한다) 의 교선 (80) 을 산출한다. 그리고, 표시 제어 장치 (39) 는, 이 교선 (80) 중 목표면 (70) 을 통과하는 부분을 상기 서술한 목표면 (70) 의 단면을 나타내는 선 (79) 으로서 안내 화면에 표시한다. 다음으로, 도 4 에 나타내는 표시 제어 장치 (39) 가 설계면 (45) 또는 목표면 (70) 을 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시하는 예를 설명한다.

<설계면 (45) 또는 목표면 (70) 의 표시>

도 10, 도 11 은, 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 조굴삭 화면 (53) 에서의 설계면 (45) 을 표시한 예를 나타내는 도면이다. 다음에 있어서는, 조굴삭 화면 (53) 에서의 설계면 (45) 또는 목표면 (70) 의 표시를 설명하지만, 섬세 굴삭 화면 (54) 도 동일하다. 도 5 에 나타낸 바와 같이, 설계면 (45) 은 복수의 면 요소 (47) 를 포함하고 있다. 설계면 (45) 또는 목표면 (70) 을 화면 (42P) 의 상면도 (53a) 에 표시하는 경우, 면 요소 (47) 도 동시에 표시하면, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는, 설계면 (45) 또는 목표면 (70) 을 시인하기 어려워진다. 따라서, 표시 제어 장치 (39), 보다 구체적으로는 처리부 (44) 는, 면 요소 (47) 를 소거하여 설계면 (45) 또는 목표면 (70) 을 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시한다.

설계면 (45) 또는 목표면 (70) 이 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시되는 경우, 상면도 (53a) 로부터는 알 수 없지만, 측면도 (53b) 에 나타내는 바와 같이, 설계면 (45) 은, 제 1 면 (45a) 에 인접한 제 2 면 (45b) 을 갖고 있다. 이 때문에, 처리부 (44) 는, 소정의 방향, 본 예에서는 아이콘 (61) 으로 나타내는 유압 셔블 (100) 의 후방 (아이콘 (89) 으로 나타내는 버킷 (8) 과는 반대측) 으로부터 설계면 (45) 에 광을 조사했을 때에 발생하는 명암을 화면 (42P) 에 표시한다. 그 결과, 설계면 (45) 의 일부의 평면인 제 1 면 (45a) 은, 암부로서의 음영이 표시되므로, 설계면 (45) 의 다른 면과 구별할 수 있다. 처리부 (44) 는, 전술한 명암을 화면 (42P) 에 표시하는 경우, 유압 셔블 (100) 의 후방으로부터 설계면 (45) 에 평행광을 조사했을 때에 발생하는 명암을 화면 (42P) 에 표시한다.

유압 셔블 (100) 의 상부 선회체 (3) 가 선회하거나 유압 셔블 (100) 이 이동 또는 선회하거나 하면, 처리부 (44) 는, 그것에 대응하여 유압 셔블 (100) 을 나타내는 아이콘 (61) 과 설계면 (45) 의 위치 관계를 변화시켜 화면 (42P) 에 표시한다. 이 때, 본 실시형태에 있어서, 처리부 (44) 는, 항상 유압 셔블 (100) 의 후방으로부터 설계면 (45) 에 광을 조사한다.

유압 셔블 (100) 의 이동 등에 의해 설계면 (45) 에 광이 조사되는 방향이 변경되기 때문에, 설계면 (45) 이 제 1 면 (45a) 이외에도 복수의 면을 갖고 있는 경우, 유압 셔블 (100) 이 이동하거나 함으로써, 제 1 면 (45a) 이외의 면에도 명암이 표시된다. 이 때문에, 유압 셔블 (100) 이 이동하거나 함으로써, 오퍼레이터는, 설계면 (45) 이 갖는 복수의 면 중 제 1 면 (45a) 이외의 면을 시인할 수 있다. 그러나, 유압 셔블 (100) 이 이동하거나 하지 않는 경우, 예를 들어, 설계면 (45) 이 복수의 면을 갖고 있어도, 오퍼레이터는, 그 중의 하나 (도 10 에 나타내는 예에서는 제 1 면 (45a)) 밖에 분별할 수 없을 가능성도 있다. 일반적으로, 면의 명암은 광의 반사율에 의해 결정된다. 이 때문에, 예를 들어, V 자 형상의 골짜기가 갖는 2 개의 법면과 같이, 완전히 상이한 복수의 면이라도, 예를 들어, 반사율이 근사하면 명암 차가 작아지는 결과, 이들 면을 식별할 수 없는 경우가 있다. 그 결과, 오퍼레이터는, 설계면 (45) 을 표시한 화면 (42P) 으로부터 충분한 정보를 얻을 수 없을 가능성이 있다. 특히, 설계면 (45) 을 상면도 (53a), 즉, 유압 셔블 (100) 의 상방에서 본 부감 화상에 의해 2 차원으로 표현하는 경우, 상이한 평면을 분별할 수 없다는 문제는 보다 현저해진다.

이 때문에, 본 실시형태에 있어서, 표시부 (42) 는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 설계면 (45) 이 갖는 복수의 면 (평면) 의 외연 (外緣) 을, 다른 부분과는 상이한 형태로 화면 (42P) 에 표시한다. 이 예에서는, 면의 외연을 실선으로 표시하고 있다. 이와 같이 함으로써, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는, 설계면 (45) 이 갖는 복수의 면 (평면) 을 식별할 수 있기 때문에, 설계면 (45) 을 표시한 화면 (42P) 으로부터 충분한 정보를 얻을 수 있다. 특히, 유압 셔블 (100) 의 상방에서 본 부감 화상에 설계면 (45) 을 2 차원으로 표현하는 경우, 상이한 복수의 평면을 용이하게 식별할 수 있다. 또, 복수의 면 요소 (47) 는 표시되어 있지 않기 때문에, 오퍼레이터는, 설계면 (45) 이 갖는 복수의 면이 시인되기 쉬워진다.

도 11 에 나타내는 예에서는, 설계면 (45) 은, 제 1 면 (45a), 제 2 면 (45b), 제 3 면 (45c), 제 4 면 (45d), 제 5 면 (45e) 및 제 6 면 (45f) 을 갖고 있다. 각각의 면의 외연 (48a ∼ 48f) 이 실선으로 표시됨으로써, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는, 화면 (42P) 에 표시된 상면도 (53a) 로부터 설계면 (45) 의 자세한 정보를 얻을 수 있다. 다음으로, 처리부 (44) 가 제 1 면 (45a) 등의 외연 (48a) 을 다른 것과는 상이한 형태로 표시하는 처리에 대해 설명한다.

도 12 는, 설계면 (45) 에 포함되는 평면의 외연을 다른 것과는 상이한 형태로 표시하는 처리를 설명하기 위한 도면이다. 도 13 은, 설계면 (45) 이 갖는 복수의 면 요소 (47a ∼ 47e) 를 나타내는 평면도이다. 도 13 은, 편의상, 설계면 (45) 이 갖는 복수의 면 요소 (삼각형으로 나타나 있는 것) 중 5 개에 부호 (47a ∼ 47e) 를 붙이고 있다. 다음에 있어서, 면 요소 (47a ∼ 47e) 를 구별하지 않는 경우, 간단히 면 요소 (47) 라고 한다.

도 12 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서, 처리부 (44) 는, 설계면 (45) 중, 설계면 (45) 에 존재하는 제 1 평면 (45Pa) 을 포함하고, 또한 제 1 평면 (45Pa) 주위의 적어도 일부 (이 예에서는 주위 전부) 에 존재하는 제 2 평면 (45Pb) 의 외연 (48P) 을, 외연 (48P) 의 내측 및 외측과는 상이한 형태로 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시한다.

본 실시형태에 있어서, 도 12 에 나타내는 제 1 평면 (45Pa) 은, 도 13 에 나타내는 면 요소 (47a) 이다. 도 12 에 나타내는 제 2 평면 (45Pb) 은, 도 13 에 나타내는 면 요소 (47a) 주위의 적어도 일부에 존재하는 면 요소 (47b ∼ 47e) 등 중, 면 요소 (47a) 와 동일한 평면으로 간주할 수 있는 것이다. 설계면 (45) 은, 예를 들어, 측량한 데이터 등을 바탕으로 만들어지고 있다. 또, 설계면 (45) 은, 상기 서술한 바와 같이 복수의 면 요소 (47) 를 포함하고 있지만, 면 요소 (47) 는 유한의 크기를 갖고 있기 때문에, 설계면 (45) 은 복수의 면 요소 (47) 에 의해 이산적으로 표현된다. 따라서, 설계면 (45) 이 평면이었다고 해도, 이것에 포함되는 복수의 면 요소 (47) 가 모두 동일한 평면에 존재한다고는 단정할 수 없다. 이 때문에, 제 2 평면 (45Pb) 은, 제 1 평면 (45Pa) 으로서의 면 요소 (47a) 주위의 적어도 일부에 존재하는 면 요소 (47) 중, 면 요소 (47a) 와 동일한 평면으로 간주할 수 있는 것으로 구성된다. 처리부 (44) 는, 설계면 (45) 이 갖는 복수의 면 요소 (47) 중 동일한 평면에 존재한다고 간주할 수 있는 것을 추출하고, 추출된 면 요소 (47) 의 집합을 제 2 평면 (45Pb) 으로 한다. 그리고, 처리부 (44) 는, 제 2 평면 (45Pb) 의 외연 (48P) 의 위치 정보를 외연 (48P) 의 내측 및 외측과는 상이한 형태로 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시한다.

도 14 는, 설계면 (45) 이 갖는 복수의 면 요소 (47a ∼ 47d) 를 나타내는 측면도이다. 도 14 를 사용하여, 설계면 (45) 이 갖는 하나의 면 요소 (47a) 주위의 적어도 일부에 존재하는 면 요소 (47b ∼ 47d) 가 면 요소 (47a) 와 동일한 평면에 존재하는 것으로 간주하는 것의 판정 (이하, 적절히 동일면 판정이라고 한다) 의 일례에 대해 설명한다. 또한, 동일면 판정은 다음에 설명하는 예에 한정되는 것은 아니다.

동일면 판정을 실행할 때에, 먼저, 면 요소 (47a) (다음의 설명에 있어서는, 적절히 특정 면 요소 (47a) 라고 한다) 가 존재하는 평면 (P1) 을 생각한다. 특정 면 요소 (47a) 는 평면 (P1) 의 일부이다. 동일면 판정의 기준이 되는 특정 면 요소 (47a) 로는, 예를 들어, 날끝 (Pb) 의 바로 아래에 존재하는 면 요소 또는 도 6 에 나타내는 조굴삭 화면 (53) 의 상면도 (53a) 의 중심에 존재하는 면 요소 등을 들 수 있다. 또, 평면 (P1), 즉, 제 1 평면 (45Pa) 으로서의 특정 면 요소 (47a) 와 직교하는 방향 또한 평면 (P1) 으로부터 각각 반대 방향으로 소정 거리 (tu, td) 만큼 떨어진 위치에 존재하는 2 개의 평면 (Pcu, Pcd) 을 생각한다. 소정 거리 (tu, td) 는, 예를 들어, ±50 ㎜ 정도로 할 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 본 실시형태에 있어서, 예를 들어, 평면 (Pcu, Pcd) 으로 둘러싸이는 범위에 존재하는 특정 면 요소 (47a) 이외의 면 요소 (47) 는, 특정 면 요소 (47a) 와 동일한 평면에 존재하는 것으로 판정된다. 이 동일면 판정에 의하면, 면 요소 (47b, 47d) 는 평면 (Pcu, Pcd) 으로 둘러싸이는 범위에 전부가 존재하기 때문에, 특정 면 요소 (47a) 와 동일 평면에 있어, 제 2 평면 (45Pb) 이 된다. 면 요소 (47c) 는 평면 (Pcu, Pcd) 으로 둘러싸이는 범위에 전부가 존재하지 않기 때문에, 특정 면 요소 (47a) 와 동일 평면은 없어, 제 2 평면 (45Pb) 으로는 되지 않는다.

동일면 판정은 처리부 (44) 가 실행한다. 이 동일면 판정을 실행하는 경우, 처리부 (44) 는, 도 4 에 나타내는 기억부 (43) 로부터 설계면 (45) 의 위치 정보를 취득한다. 그리고, 처리부 (44) 는, 특정 면 요소 (47a) 를 설정한 다음, 특정 면 요소 (47a) 의 위치 정보로부터 평면 (Pcu, Pcd) 을 생성하고, 평면 (Pcu, Pcd) 으로 둘러싸이는 범위에 전부가 존재하는 면 요소 (47) 를 추출한다. 그 후, 처리부 (44) 는, 추출된 면 요소 (47) 및 특정 면 요소 (47a) 의 위치 정보로부터 제 2 평면 (45Pb) 을 생성하여 기억부 (43) 에 보존한다. 처리부 (44) 는, 생성된 제 2 평면 (45Pb) 의 위치 정보로부터 외연 (48P) 의 위치 정보를 추출하고, 외연 (48P) 의 내측 및 외측과는 상이한 형태, 예를 들어, 선, 색을 상이하게 하는 등의 형태로 외연 (48P) 을 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시한다.

또, 다른 동일면 판정의 예로는, 특정 면 요소 (47a) 가 존재하는 평면 (P1) 과, 다른 면 요소 (47) 또는 다른 면 요소가 존재하는 평면이 이루는 각도가 소정의 임계값 (θt) 이하인 경우, 그와 같은 면 요소 (47) 는, 특정 면 요소 (47a) 와 동일한 평면에 존재하는 것으로 판정하는 경우가 있다. 예를 들어, 도 14 에 나타내는 예에서는, 특정 면 요소 (47a) 가 존재하는 평면 (P1) 과 면 요소 (47b) 가 존재하는 평면 (P2) 이 이루는 각도 (θA) 및 특정 면 요소 (47a) 가 존재하는 평면 (P1) 과, 면 요소 (47d) 가 존재하는 평면 (P4) 이 이루는 각도 (θB) 는 모두 임계값 (θt) 이하인 것으로 한다. 이 경우, 면 요소 (47b, 47d) 는 특정 면 요소 (47a) 와 동일 평면에 있어, 제 2 평면 (45Pb) 이 된다. 또, 특정 면 요소 (47a) 가 존재하는 평면 (P1) 과 면 요소 (47c) 가 존재하는 평면 (P3) 이 이루는 각도 (θC) 는, 임계값 (θt) 보다 큰 것으로 한다. 이 경우, 면 요소 (47c) 는 특정 면 요소 (47a) 와 동일 평면에는 없어, 제 2 평면 (45Pb) 으로는 되지 않는다. 임계값 (θt) 은, 예를 들어, ±1 도로 할 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

상기 서술한 동일면 판정을 실행하는 경우, 처리부 (44) 는, 도 4 에 나타내는 기억부 (43) 로부터 설계면 (45) 의 위치 정보를 취득한다. 그리고, 처리부 (44) 는, 특정 면 요소 (47a) 를 설정한 후에, 특정 면 요소 (47a) 의 위치 정보로부터 평면 (P1) 을 생성하여, 면 요소 (47b, 47c) 등이 존재하는 평면 (P2, P3) 등과 평면 (P1) 이 이루는 각도 (θA, θC) 등을 구한다. 그 후, 처리부 (44) 는, 구한 각도 (θA, θC) 등과 임계값 (θt) 을 비교하여, θt 이하의 각도의 면 요소 (47) 를 추출한다. 처리부 (44) 는, 추출된 면 요소 (47) 및 특정 면 요소 (47a) 의 위치 정보로부터 제 2 평면 (45Pb) 을 생성하여 기억부 (43) 에 보존한다. 처리부 (44) 는, 생성된 제 2 평면 (45Pb) 의 위치 정보로부터 외연 (48P) 의 위치 정보를 추출하고, 이것에 기초하여, 외연 (48P) 의 내측 및 외측과는 상이한 형태로 외연 (48P) 을 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시한다.

특정 면 요소 (47a) 가 존재하는 평면 (P1) 과, 다른 면 요소 (47) 또는 다른 면 요소가 존재하는 평면이 이루는 각도 대신에, 평면 (P1, P2, P3, P4) 등의 법선 벡터 (n1, n2, n3, n4) 등을 사용하여 이들이 이루는 각도에 의해 동일면 판정을 실행해도 된다. 이 경우, 임계값 (θt) 은, 상기 서술한 것을 사용할 수 있다. 법선 벡터 (n1, n2, n3, n4) 등은, 도 4 에 나타내는 표시 제어 장치 (39) 의 기억부 (43) 가 설계면 (45) 의 정보의 하나로서 기억하고 있다. 이 때문에, 법선 벡터 (n1, n2, n3, n4) 등을 사용함으로써, 처리부 (44) 는, 동일면 판정을 용이하게 실현시킬 수 있다.

또, 동일 평면 판정은, 다음과 같이 실행해도 된다. 먼저, 특정 면 요소 (47a) 와 이것에 인접하는 면 요소 (47b) 또는 면 요소 (47c) 사이에서 동일 평면 판정이 개시된다. 특정 면 요소 (47a) 와 동일 평면에 존재하는 것으로 판정된 면 요소 (47) 가 있는 경우, 그 면 요소 (47) 와 이것에 인접하는 면 요소 (47) 사이에서 동일 평면 판정이 실시된다. 이것을, 특정 면 요소 (47a) 의 전체 주위에 걸쳐, 특정 면 요소 (47a) 와 동일 평면에 존재하는 것으로 판정된 면 요소 (47) 가 존재하지 않게 될 때까지 반복한다.

도 14 에 나타내는 예에서는, 처리부 (44) 는, 먼저, 특정 면 요소 (47a) 와 이것에 인접하는 면 요소 (47b, 47c) 의 동일 평면 판정을 실행한다. 특정 면 요소 (47a) 와 면 요소 (47b) 가 동일한 평면에 존재하는 것으로 판정되면, 처리부 (44) 는, 다음에 동일한 것으로 판정된 면 요소 (47b) 와 이것에 인접하는 면 요소 (47d) 사이에서 동일면 판정을 실행한다. 이와 같이, 처리부 (44) 는, 인접하는 면 요소 (47) 와 동일면에 있는 것으로 판정된 면 요소 (47) 를 기준으로 하여 순차 동일면 판정을 실행한다. 동일면에 없는 것으로 판정된 면 요소 (47) (도 14 에 나타내는 예에서는 면 요소 (47c)) 가 존재하는 경우, 처리부 (44) 는 동일면 판정을 종료한다.

인접하는 면 요소 (47) 끼리의 사이에서 순차 동일면 판정을 실시하는 경우, 예를 들어, 동일면 판정의 대상이 되는 면 요소 (47) 끼리가 이루는 각도가 임계값 (θt) 이하인지의 여부가 판정된다. 또, 인접하는 면 요소 (47) 끼리의 일방의 면 요소 (47) 와 직교하는 방향 또한 일방의 면 요소 (47) 로부터 각각 반대 방향으로 소정 거리만큼 떨어진 위치에 존재하는 2 개의 평면으로 둘러싸이는 범위에 타방의 면 요소 (47) 가 존재하는지의 여부가 판정된다.

특정 면 요소 (47a) 를 포함하는 동일면 판정이 종료되면, 처리부 (44) 는 동일면 판정의 종료시에 있어서 동일면에 없는 것으로 판정된 면 요소를 새로운 특정 면 요소로 한다. 그리고, 처리부 (44) 는, 새로운 특정 면 요소를 사용하여 동일면 판정을 실행하고, 특정 면 요소와 동일한 평면에 존재하는 것으로 간주할 수 있는 복수의 면 요소를 추출한다. 처리부 (44) 는, 이와 같이 하여 동일면 판정을 반복한다. 그리고, 처리부 (44) 는, 예를 들어, 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시되어 있는, 조굴삭 화면 (53) 의 상면도 (53a) 의 범위 전체에 대해, 동일한 평면에 존재하는 것으로 간주할 수 있는 복수의 면 요소를 갖는 복수의 평면을 추출한다. 즉, 처리부 (44) 는 모든 설계면 (45) 에 대해 동일면 판정을 실행할 필요는 없다.

또, 새로운 특정 면 요소는, 동일면 판정의 종료시에 있어서 동일면에 없는 것으로 판정된 면 요소가 아니어도 된다. 처리부 (44) 는, 예를 들어, 도 6 에 나타내는 조굴삭 화면 (53) 의 상면도 (53a) 에 있어서, 동일면 판정이 실행되어 있지 않고, 또한 추출된 평면과는 상이한 위치에 존재하는 면 요소를 새로운 특정 면 요소로 해도 된다. 복수의 평면을 추출하기 위한 동일면 판정의 순서는 상기 서술한 것에 한정되지 않는다.

본 실시형태에 있어서는, 처리부 (44) 가 상기 서술한 바와 같은 동일면 판정을 실행하고, 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시된 설계면 (45) 으로부터 제 2 평면 (45Pb) 을 생성한다. 그리고, 처리부 (44) 는, 생성된 제 2 평면 (45Pb) 의 외연 (48P) 을 추출하고, 이것의 내측 및 외측과는 상이한 형태로 외연 (48P) 을 화면 (42P) 에 표시한다. 이와 같이 함으로써, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는, 설계면 (45) 이 갖는 복수의 면을 시인할 수 있다. 그 결과, 도 4 에 나타내는 표시 시스템 (28) 은, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터가 설계면 (45) 에 따라 시공을 진행시킬 때에, 오퍼레이터에 대해 시공에 관한 정보를 이해하기 쉽게 제공할 수 있다.

본 실시형태에 있어서, 처리부 (44) 는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 설계면 (45) 의 위치 정보, 외연 (48a ∼ 48f) 및 유압 셔블 (100) 에 대응하는 도안으로서의 아이콘 (61) 을 표시부 (42) 의 동일 화면 (42P) 에 표시해도 된다. 이와 같이 함으로써, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는, 자신이 조작하는 유압 셔블 (100) 과 설계면 (45) 의 위치 관계를 파악하기 쉬워진다. 처리부 (44) 는, 위치 검출부 (19) 와 상기 서술한 자세 검출부로서의 차량 상태 검출부가 검출한 유압 셔블 (100) 의 위치 및 자세에 기초하여 설계면 (45) 에 대해 아이콘 (61) 이 표시되는 위치를 계산하여, 아이콘 (61) 을 화면 (42P) 에 표시한다.

또, 처리부 (44) 는, 복수의 상이한 제 1 평면 (45Pa) 과, 각각의 제 1 평면 (45Pa) 에 대응하는 제 2 평면 (45Pb) 의 외연 (48P) 을, 외연 (48P) 의 내측 및 외측과는 상이한 형태로 표시부 (42) 의 동일 화면 (42P) 에 표시해도 된다. 즉, 처리부 (44) 는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 복수의 제 1 면 (45a) ∼ 제 6 면 (45f) (이들은 도 12 에 나타내는 제 2 평면 (45Pb) 에 상당한다) 및 이들의 외연 (48a ∼ 48f) 를 동일 화면 (42P) 에 표시해도 된다. 이와 같이 함으로써, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는 설계면 (45) 의 정보를 용이하게 파악할 수 있다. 이 때, 처리부 (44) 는, 설계면 (45) 중 목표면 (70) 을 다른 설계면 (45) 과는 상이한 형태, 예를 들어, 상이한 색 또는 점멸 등에 의해 표시해도 된다. 이와 같이 함으로써, 오퍼레이터는, 설계면 (45) 중에서 목표면 (70) 을 파악하기 쉬워진다.

또, 본 실시형태에 있어서, 처리부 (44) 는, 설계면 (45) 에 소정의 방향으로부터 광을 조사했을 때에 발생하는 명암을 설계면 (45) 과 함께 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시하는 경우, 유압 셔블 (100) 에 장착되는 라이트 (20A) 또는 라이트 (20B) 의 위치로부터 광을 조사해도 된다. 이 경우에는, 점광원으로부터 조사되는 광이 된다. 그리고, 라이트 (20A) 또는 라이트 (20B) 로부터 조사된 광에 의해 설계면 (45) 에 발생하는 명암을 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시한다. 이와 같이 함으로써, 상부 선회체 (3) 의 선회 또는 유압 셔블 (100) 의 이동에 따라 광이 설계면 (45) 에 조사되는 방향을 상이하게 하여 명암이 표시된다. 그 결과, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는, 자차량을 기준으로 한 시점에서 설계면 (45) 의 명암을 시인할 수 있으므로, 설계면 (45) 의 정보를 보다 직감적으로 이해하기 쉬워진다.

도 4 에 나타내는 표시 시스템 (28) 은, 제 2 평면 (45Pb) 의 외연 (48P) 의 내측을, 외연 (48P) 의 외측과는 상이한 형태로 표시시키기 위한 표시 전환 지령을 발신하는 표시 전환부를 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 표시 입력 장치 (38) 의 입력부 (41) 를 표시 전환부로 할 수 있다. 그리고, 처리부 (44) 는, 입력부 (41) 로부터의 표시 전환 지령을 수신했을 경우, 외연 (48P) 의 내측을, 외연 (48P) 의 외측과는 상이한 형태, 예를 들어, 상이한 색 또는 점멸 표시 등으로 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시해도 된다. 이와 같이 함으로써, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는, 자신의 의사로 외연 (48P) 의 표시와 비표시를 전환할 수 있으므로, 편리성이 향상된다. 또, 오퍼레이터는, 설계면 (45) 의 정보를 보다 이해하기 쉬워진다. 동일 화면 (42P) 에 표시되는 제 2 평면 (45Pb) 이 복수 있는 경우, 각각의 외연 (48P) 의 내측을 각각 상이한 형태로 하는 것이 가능하다. 이와 같이 하면, 오퍼레이터는, 각각의 제 2 평면 (45Pb) 을 구별하기 쉬워지므로 바람직하다.

본 실시형태에서는, 처리부 (44) 는, 제 2 평면 (45Pb) 의 외연 (48P) 을 그 내측 및 외측과는 상이한 형태로 표시시키지만, 설계면 (45) 중, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터가 지정한 부분을 포함하는 평면에 대해, 그 외연을 이것의 내외와는 상이한 형태로 표시해도 된다. 예를 들어, 처리부 (44) 는, 도 4 에 나타내는 표시 입력 장치 (38) 의 입력부 (41) 를 사용하여 오퍼레이터가 지정한 부분에 대응하는 설계면 (45) 의 위치 정보로부터, 그 부분을 포함하는 평면을 제 2 평면 (45Pb) 으로서 생성하고, 그 외연 (48P) 을, 외연 (48P) 의 내외와는 상이한 형태로 화면 (42P) 에 표시한다. 이와 같이 함으로써, 오퍼레이터는, 자신의 의사로 외연 (48P) 의 표시와 비표시를 전환할 수 있으므로, 편리성이 향상된다.

또, 처리부 (44) 는, 적어도 버킷 (8) 의 바로 아래에 존재하는 제 2 평면 (45Pb) 의 외연 (48P) 을, 외연 (48P) 의 내측 및 외측과는 상이한 형태로 표시부 (42) 의 화면 (42P) 에 표시해도 된다. 도 11 에 나타내는 예에서는, 처리부 (44) 는, 버킷 (8) 에 대응하는 아이콘 (89) 의 바로 아래에 존재하는 제 3 면 (45c) (제 2 평면 (45Pb) 에 대응한다) 의 외연 (48c) 를 그 내외와는 상이한 양태로 표시한다. 버킷 (8) 의 바로 아래는 통상 목표면 (70) 이므로, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는, 설계면 (45) 중에서 목표면 (70) 을 파악하기 쉬워진다.

처리부 (44) 는, 상면도 (53a) 에 설계면 (45) 을 표시할 때에는, 예를 들어, 갈색을 기조로 하고, 광의 조사에 따른 농담을 더하여 설계면 (45) 을 표시하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 보다 현실에 가까운 표현이 되기 때문에, 유압 셔블 (100) 의 오퍼레이터는, 보다 직감적으로 설계면 (45) 의 상태를 시인하기 쉬워진다. 또, 처리부 (44) 는, 오퍼레이터가 지정한 부분을 포함하는 평면의 외연의 내부를, 예를 들어, 백색으로 표시해도 된다. 또한 처리부 (44) 는, 버킷 (8) 의 바로 아래에 존재하는 평면의 외연의 내부를, 예를 들어, 백색으로 표시해도 된다.

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

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

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

상기 실시형태에서는, 작업기 (2) 는 버킷 (8) 을 갖고 있지만, 버킷은 이것에 한정되지 않고, 틸트 버킷 또는 법면 버킷 등의 다른 어태치먼트가 장착되어도 된다. 틸트 버킷이란, 버킷 틸트 실린더를 구비하고, 버킷이 좌우로 틸트 경사짐으로써 유압 셔블이 경사지에 있어도, 경사면, 평지를 자유로운 형태로 성형, 정지 (整地) 를 할 수 있고, 바닥판 플레이트에 의한 전압 (轉壓) 작업도 가능한 버킷이다. 법면 버킷이란, 바닥면이 평평하여, 평면 또는 법면의 지면 다지기 작업에 적합한 버킷이다.

1 : 차량 본체
2 : 작업기
3 : 상부 선회체
4 : 운전실
5 : 주행 장치
6 : 붐
7 : 아암
8 : 버킷
8B : 날
10 : 붐 실린더
11 : 아암 실린더
12 : 버킷 실린더
19 : 위치 검출부
20A, 20B : 라이트
23 : 3 차원 위치 센서
28 : 굴삭 기계의 표시 시스템 (표시 시스템)
38 : 표시 입력 장치
39 : 표시 제어 장치
41 : 입력부
42 : 표시부
42P : 화면
43 : 기억부
44 : 처리부
45 : 설계면
45Pa : 제 1 평면
45Pb : 제 2 평면
45a ∼ 45f : 제 1 면 ∼ 제 6 면
47 : 면 요소
47a : 특정 면 요소 (면 요소)
47b ∼ 47e : 면 요소
48P, 48a ∼ 48f : 외연
53 : 조굴삭 화면
54 : 섬세 굴삭 화면
61, 75, 89, 90 : 아이콘
70 : 목표면
100 : 유압 셔블
Pcu, Pcd : 평면
tu, td : 소정 거리

Claims (10)

1. 버킷을 포함하는 작업기와, 상기 작업기가 장착되는 본체부를 갖는 굴삭 기계의 표시 시스템으로서,
   설계면의 위치 정보를 적어도 기억하는 기억부와,
   상기 설계면의 위치 정보를 화면에 표시하는 표시부와,
   상기 설계면 중, 상기 설계면에 존재하는 제 1 평면을 포함하고, 또한 상기 제 1 평면 주위의 적어도 일부에 존재하는 제 2 평면의 외연 (外緣) 을, 상기 외연의 내측 및 외측과는 상이한 형태로 상기 표시부의 화면에 표시하는 처리부를 포함하는, 굴삭 기계의 표시 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 설계면은 복수의 면 요소로 분할되어 있고,
   상기 제 1 평면은, 상기 복수의 면 요소 중의 하나이고,
   상기 제 2 평면은, 상기 복수의 면 요소 중의, 상기 제 1 평면의 주위에 존재하는 적어도 하나이며, 또한 상기 제 1 평면에 대응하는 면 요소와 동일한 평면에 존재하는 것으로 간주할 수 있는 것인, 굴삭 기계의 표시 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 처리부는, 상기 설계면의 위치 정보, 상기 외연 및 상기 굴삭 기계에 대응하는 도안을 상기 표시부의 동일 화면에 표시하는, 굴삭 기계의 표시 시스템.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 처리부는,
   복수의 상이한 상기 제 1 평면과, 각각의 상기 제 1 평면에 대응하는 상기 제 2 평면의 외연을, 상기 외연의 내측 및 외측과는 상이한 형태로 상기 표시부의 동일 화면에 표시하는, 굴삭 기계의 표시 시스템.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 처리부는,
   상기 설계면에 소정의 방향으로부터 광을 조사했을 때에 발생하는 명암을 상기 설계면과 함께 상기 표시부의 화면에 표시하는, 굴삭 기계의 표시 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 처리부는,
   상기 굴삭 기계에 장착되는 라이트의 위치로부터 상기 광을 조사하는, 굴삭 기계의 표시 시스템.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 외연의 내측을, 상기 외연의 외측과는 상이한 형태로 표시시키기 위한 표시 전환 지령을 발신하는 표시 전환부를 갖고,
   상기 처리부는,
   상기 표시 전환부로부터의 상기 표시 전환 지령을 수신했을 경우, 상기 외연의 내측을 상기 외연의 외측과는 상이한 형태로 상기 표시부의 화면에 표시하는, 굴삭 기계의 표시 시스템.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 처리부는,
   적어도 상기 버킷의 바로 아래에 존재하는 상기 제 2 평면의 외연을, 상기 외연의 내측 및 외측과는 상이한 형태로 상기 표시부의 화면에 표시하는, 굴삭 기계의 표시 시스템.
9. 버킷을 포함하는 작업기와, 상기 작업기가 장착되는 본체부를 갖는 굴삭 기계의 표시 시스템으로서,
   복수의 면 요소로 분할된 설계면의 위치 정보를 적어도 기억하는 기억부와,
   상기 설계면의 위치 정보를 화면에 표시하는 표시부와,
   상기 굴삭 기계의 현재 위치에 관한 정보를 적어도 검출하는 차량 상태 검출부와,
   상기 설계면 중, 상기 설계면에 존재하는 제 1 평면을 포함하고, 또한 상기 제 1 평면 주위의 적어도 일부에 존재하는 제 2 평면의 외연을, 상기 외연의 내측 및 외측과는 상이한 형태로 상기 표시부의 화면에 표시하고, 또한 상기 굴삭 기계에 대응하는 도안을 상기 제 2 평면의 외연과 동일 화면에 표시하는 처리부를 포함하고,
   상기 제 2 평면은, 상기 제 1 평면과 직교하는 방향 또한 상기 제 1 평면으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치에 존재하는 2 개의 평면으로 둘러싸이는 범위에 존재하는, 굴삭 기계의 표시 시스템.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 굴삭 기계의 표시 시스템을 구비한, 굴삭 기계.
    

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