KR20190122699A

KR20190122699A - 쇼벨 및 건설기계의 작업지원시스템

Info

Publication number: KR20190122699A
Application number: KR1020197025899A
Authority: KR
Inventors: 유스케 사노; 춘난 우; 요시야스 이츠지; 코이치로 츠카네; 타쿠미 이토; 케이지 혼다
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2019-10-30
Also published as: EP3594415A1; US12031301B2; EP3974586B1; CN110382793A; EP3974586A1; EP3594415A4; US11613873B2; CN114482157A; US20200018045A1; JP6957597B2; EP3594415B1; JPWO2018164172A1; US20230203790A1; WO2018164172A1; KR102455260B1; CN110382793B

Abstract

본 발명의 실시예에 관한 쇼벨은, 하부주행체(1)와, 하부주행체(1)에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체(3)와, 지면에 광을 투영하는 투영장치(S9)를 제어하는 머신가이던스장치(50)를 구비한다. 머신가이던스장치(50)는, 상부선회체(3)에 장착되며, 또한, 투영장치(S9)를 제어하여 지면의 현재의 형상과 목표면의 형상과의 관계를 가시화하도록 구성되어 있다.

Description

쇼벨 및 건설기계의 작업지원시스템

본 발명은, 쇼벨 및 건설기계의 작업지원시스템에 관한 것이다.

종래, 목표면과 버킷의 날끝의 사이의 거리를 나타내는 수치를 모니터에 표시하여 조작자에 의한 굴삭작업을 지원하는 건설기계로서의 쇼벨이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 목표면은, 목표대로 굴삭작업이 행해진 경우에 얻어지는 지면이며, 전형적으로는, 현재의 지면 아래에 묻혀 있다.

모니터는, 운전실 내에서 조작자의 근처에 설치되어 있다. 따라서, 조작자는, 운전실의 밖에 있는 실제의 버킷의 날끝과, 운전실 내의 모니터에 표시되는 수치를 교대로 보면서, 조작레버를 조작하여 굴삭작업을 행한다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2012-172425호

그러나, 조작자는, 모니터를 확인하기 위하여 버킷의 날끝으로부터 일시적으로 눈을 뗄 필요가 있어, 조작레버에 의한 굴삭작업을 중단시키는 경우가 있다. 또, 쇼벨의 주위의 작업자는, 건설기계가 파악하고 있는 정보를 확인할 수 없다. 그 때문에, 상술의 쇼벨은, 굴삭작업의 효율을 저하시킬 우려가 있다.

상술을 감안하여, 작업효율을 저하시키지 않고, 조작자 혹은 주위의 작업자를 지원할 수 있는 쇼벨을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 관한 쇼벨은, 하부주행체와, 상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와, 지면에 광을 투영하는 투영장치를 제어하는 제어장치를 구비하고, 상기 제어장치는, 상기 상부선회체에 장착되며, 또한, 상기 투영장치를 제어하여 상기 지면의 현재의 형상과 목표면의 형상과의 관계를 가시화하도록 구성되어 있다.

상술의 수단에 의하여, 작업효율을 저하시키지 않고, 조작자 혹은 주위의 작업자를 지원할 수 있는 쇼벨을 제공할 수 있다.

도 1은 쇼벨의 측면도이다.
도 2는 도 1의 쇼벨의 구동계의 구성예를 나타내는 도이다.
도 3은 머신가이던스장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 쇼벨이 위치하는 지면의 측단면도이다.
도 5는 캐빈 내에서 본 쇼벨의 전방의 지면을 나타내는 도이다.
도 6은 가시화 처리의 일례의 플로차트이다.
도 7은 캐빈 내에서 본 쇼벨의 전방의 지면을 나타내는 도이다.
도 8은 가시화 처리의 다른 일례의 플로차트이다.
도 9는 쇼벨과 투영장치의 관계를 나타내는 도이다.
도 10은 쇼벨의 측면도이다.
도 11은 도 10의 쇼벨의 정면도이다.
도 12는 하부주행체의 사시도이다.
도 13a는 스텝의 사시도이다.
도 13b는 스텝의 사시도이다.
도 14는 쇼벨이 위치하는 지면의 측단면도이다.
도 15는 쇼벨이 위치하는 지면의 측단면도이다.
도 16은 쇼벨이 위치하는 지면의 측단면도이다.
도 17은 캐빈 내에서 본 쇼벨의 전방의 공간을 나타내는 도이다.
도 18은 쇼벨이 위치하는 지면의 측단면도이다.
도 19는 캐빈 내에서 본 쇼벨의 전방의 공간을 나타내는 도이다.
도 20은 쇼벨의 측면도이다.
도 21은 쇼벨의 상면도이다.
도 22는 쇼벨의 상면도이다.
도 23은 쇼벨의 상면도이다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨(굴삭기)의 측면도이다. 쇼벨의 하부주행체(1)에는 선회기구(2)를 통하여 상부선회체(3)가 선회 가능하게 탑재되어 있다. 상부선회체(3)에는 붐(4)이 장착되어 있다. 붐(4)의 선단에는 암(5)이 장착되어 있고, 암(5)의 선단에는 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)이 장착되어 있다. 엔드어태치먼트로서 법면용(法面用) 버킷, 준설용(浚渫用) 버킷 등이 이용되어도 된다.

붐(4), 암(5), 및 버킷(6)은, 어태치먼트의 일례로서의 굴삭어태치먼트를 구성하고, 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)에 의하여 각각 유압구동된다. 붐(4)에는 붐각도센서(S1)가 장착되고, 암(5)에는 암각도센서(S2)가 장착되며, 버킷(6)에는 버킷각도센서(S3)가 장착되어 있다. 굴삭어태치먼트에는, 버킷틸트기구가 마련되어도 된다.

붐각도센서(S1)는 붐(4)의 회동(回動)각도를 검출한다. 본 실시예에서는, 붐각도센서(S1)는 수평면에 대한 경사를 검출하여 상부선회체(3)에 대한 붐(4)의 회동각도를 검출하는 가속도센서이다.

암각도센서(S2)는 암(5)의 회동각도를 검출한다. 본 실시예에서는, 암각도센서(S2)는 수평면에 대한 경사를 검출하여 붐(4)에 대한 암(5)의 회동각도를 검출하는 가속도센서이다.

버킷각도센서(S3)는 버킷(6)의 회동각도를 검출한다. 본 실시예에서는, 버킷각도센서(S3)는 수평면에 대한 경사를 검출하여 암(5)에 대한 버킷(6)의 회동각도를 검출하는 가속도센서이다. 굴삭어태치먼트가 버킷틸트기구를 구비하는 경우, 버킷각도센서(S3)는 틸트축 둘레의 버킷(6)의 회동각도를 추가적으로 검출한다.

어태치먼트의 자세센서에 포함되는 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3)는, 가변저항기를 이용한 퍼텐쇼미터, 대응하는 유압실린더의 스트로크양을 검출하는 스트로크센서, 연결핀 둘레의 회동각도를 검출하는 로터리인코더 등이어도 된다.

상부선회체(3)에는, 캐빈(10)이 마련되어 있다. 캐빈(10) 내에는, 운전조종부로서의 조작장치(26)가 마련되어 있다. 또, 상부선회체(3)에는 엔진(11) 등의 동력원이 탑재되어 있다. 또, 상부선회체(3)에는, 기체경사센서(S4), 선회각속도센서(S5)가 장착되어 있다. 또, 캐빈(10)에는 스테레오카메라(S6), 통신장치(S7), 측위장치(S8), 및 투영장치(S9)가 장착되어 있다. 투영장치(S9)는, 상부선회체(3)의 우측전부에 있는 공구상자 속 등, 다른 위치에 장착되어 있어도 된다. 공구상자 내에 설치된 경우, 투영장치(S9)는, 공구상자의 커버에 형성된 슬릿 등을 통하여 광을 투영한다. 공구상자는 시정(施錠) 가능하기 때문에, 도난방지의 효과도 갖는다. 또, 복수 대의 투영장치(S9)가 쇼벨에 장착되어 있어도 된다.

기체경사센서(S4)는 수평면에 대한 상부선회체(3)의 경사를 검출한다. 본 실시예에서는, 기체경사센서(S4)는 상부선회체(3)의 전후축 및 좌우축 둘레의 경사각을 검출하는 2축가속도센서이다. 상부선회체(3)의 전후축 및 좌우축은, 예를 들면, 서로 직교하여 쇼벨의 선회축 상의 일점인 쇼벨중심점을 통과한다.

선회각속도센서(S5)는, 상부선회체(3)의 선회각속도를 검출한다. 선회각속도센서(S5)는, 예를 들면 자이로센서이다. 선회각속도센서(S5)는, 리졸버, 로터리인코더 등이어도 된다.

스테레오카메라(S6)는, 쇼벨의 주변의 화상을 취득하는 스테레오촬영 가능한 촬상장치이다. 본 실시예에서는, 스테레오카메라(S6)는 캐빈(10)의 전측(진행방향 측)의 상부에 장착되어 있다. 스테레오카메라(S6)는 단안(單眼) 카메라여도 된다. 이 경우, 스테레오카메라(S6)는, 촬상위치를 약간 다르게 하여 촬상한 2개의 카메라화상을 스테레오페어화상으로 한다. 촬상위치의 이동은, 예를 들면, 상부선회체(3)의 선회에 의하여 실현되고, 또한, 자이로센서, GNSS(Global Navigation Satellite System) 등을 이용하여 측정된다.

통신장치(S7)는, 쇼벨과 외부의 사이의 통신을 제어하는 장치이다. 통신장치(S7)는, 예를 들면, GNSS 등의 측량시스템과 쇼벨의 사이의 무선통신을 제어한다. 쇼벨은, 통신장치(S7)를 이용함으로써 무선통신을 통하여 목표면에 관한 정보 등을 포함하는 설계데이터를 취득할 수 있다. 단, 쇼벨은, 반도체메모리 등을 이용하여 설계데이터를 취득해도 된다.

측위장치(S8)는, 쇼벨의 위치 및 방향을 측정하는 장치이다. 본 실시예에서는, 측위장치(S8)는, 전자컴퍼스를 도입한 GNSS수신기이며, 쇼벨의 존재위치의 위도, 경도, 고도를 측정하고, 또한, 쇼벨의 방향을 측정한다.

투영장치(S9)는, 지면에 광을 투영하는 장치이다. 투영장치(S9)는, 예를 들면, 3D프로젝션매핑용의 액정프로젝터, DLP(등록상표) 프로젝터 등이다. 본 실시예에서는, 투영장치(S9)는, 1024×768화소의 해상도를 갖는 DLP(등록상표) 프로젝터이다. 보다 높은 해상도여도 되고, 보다 낮은 해상도여도 된다.

캐빈(10) 내에는, 입력장치(D1), 음성출력장치(D2), 표시장치(D3), 기억장치(D4), 게이트로크레버(D5), 컨트롤러(30), 및 머신가이던스장치(50)가 설치되어 있다.

컨트롤러(30)는, 쇼벨의 구동제어를 행하는 제어장치로서 기능한다. 본 실시예에서는, 컨트롤러(30)는, CPU 및 내부메모리를 포함하는 연산처리장치로 구성되어 있다. 컨트롤러(30)의 각종 기능은, CPU가 내부메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 실현된다.

머신가이던스장치(50)는, 쇼벨의 조작을 가이드하는 제어장치이다. 본 실시예에서는, 머신가이던스장치(50)는, 예를 들면, 조작자가 설정한 목표면과 버킷(6)의 선단(치선(爪先)) 위치와의 연직거리를 시각적으로 또한 청각적으로 조작자에게 알린다. 이로써, 머신가이던스장치(50)는 조작자에 의한 쇼벨의 조작을 가이드할 수 있다. 머신가이던스장치(50)는, 그 거리를 시각적으로 조작자에게 알리는 것만이어도 되고, 청각적으로 조작자에게 알리는 것만이어도 된다. 구체적으로는, 머신가이던스장치(50)는, 컨트롤러(30)와 동일하게, CPU 및 내부메모리를 포함하는 연산처리장치로 구성되어 있다. 그리고, 머신가이던스장치(50)의 각종 기능은 CPU가 내부메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 또, 머신가이던스장치(50)는, 예를 들면, 투영장치(S9)를 제어하여, 현재의 지면 상의 각 점과 목표면 상의 대응점과의 연직거리에 대응하는 색의 광으로 그 지면 상의 각 점을 조사해도 된다. 또, 머신가이던스장치(50)는, 컨트롤러(30)와는 별개로 마련되어도 되고, 혹은, 컨트롤러(30)에 도입되어 있어도 된다.

입력장치(D1)는, 쇼벨의 조작자가 머신가이던스장치(50)에 각종 정보를 입력하기 위한 장치이다. 본 실시예에서는, 입력장치(D1)는, 표시장치(D3)의 주위에 장착되어 있는 멤브레인스위치이다. 입력장치(D1)로서 터치패널 등이 이용되어도 된다.

음성출력장치(D2)는, 머신가이던스장치(50)로부터의 음성출력지령에 따라 음성정보를 출력한다. 본 실시예에서는, 음성출력장치(D2)는, 머신가이던스장치(50)에 직접 접속되는 차재(車載) 스피커이다. 음성출력장치(D2)는, 버저 등의 경보기여도 된다.

표시장치(D3)는, 머신가이던스장치(50)로부터의 지령에 따라 화상정보를 출력한다. 본 실시예에서는, 표시장치(D3)는, 머신가이던스장치(50)에 직접 접속되는 액정디스플레이이다.

기억장치(D4)는, 각종 정보를 기억하기 위한 장치이다. 본 실시예에서는, 기억장치(D4)는, 반도체메모리 등의 불휘발성 기억매체이다. 기억장치(D4)는, 예를 들면, 머신가이던스장치(50) 등이 출력하는 각종 정보를 기억한다.

게이트로크레버(D5)는, 쇼벨이 잘못 조작되는 것을 방지하는 기구이다. 본 실시예에서는, 게이트로크레버(D5)는, 캐빈(10)의 도어와 운전석의 사이에 배치되어 있다. 캐빈(10)으로부터 조작자가 퇴출할 수 없도록 게이트로크레버(D5)가 당겨 올려진 경우에, 각종 조작장치는 조작 가능해진다. 한편, 캐빈(10)으로부터 조작자가 퇴출할 수 있도록 게이트로크레버(D5)가 눌러 내려진 경우에는, 각종 조작장치는 조작 불능이 된다.

도 2는, 도 1의 쇼벨의 구동계의 구성예를 나타내는 도이다. 도 2에 있어서, 기계적 동력전달계는 이중선, 작동유라인은 굵은 실선, 파일럿라인은 파선(破線), 전기구동·제어계는 가는 실선으로 각각 나타나 있다.

엔진(11)은 쇼벨의 동력원이다. 본 실시예에서는, 엔진(11)은, 엔진부하의 증감에 관계없이 엔진회전수를 일정하게 유지하는 등시성(isochronous) 제어를 채용한 디젤엔진이다. 엔진컨트롤러유닛(ECU)(D7)은, 엔진(11)에 있어서의 연료분사량, 연료분사타이밍, 부스트압 등을 제어한다.

엔진(11)에는 유압펌프로서의 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)가 접속되어 있다. 메인펌프(14)에는 작동유라인을 통하여 컨트롤밸브(17)가 접속되어 있다.

컨트롤밸브(17)는, 쇼벨의 유압계의 제어를 행하는 유압제어장치이다. 우측주행용 유압모터, 좌측주행용 유압모터, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 선회용 유압모터 등의 유압액추에이터는, 작동유라인을 통하여 컨트롤밸브(17)에 접속되어 있다. 컨트롤밸브(17)와 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9)의 각각을 접속하는 작동유라인에는, 붐실린더(7)에 가해지는 부하를 검출하는 붐실린더압력센서, 암실린더(8)에 가해지는 부하를 검출하는 암실린더압력센서, 및 버킷실린더(9)에 가해지는 부하를 검출하는 버킷실린더압력센서가 배치되어 있다. 또, 컨트롤밸브(17)와 선회용 유압모터를 접속하는 작동유라인에는 선회압력센서가 배치되어 있다. 다만, 선회용 유압모터는 선회용 전동발전기여도 된다.

파일럿펌프(15)에는 파일럿라인 및 게이트로크밸브(D6)를 통하여 조작장치(26)가 접속되어 있다. 조작장치(26)는 레버 및 페달을 포함한다.

게이트로크밸브(D6)는, 파일럿펌프(15)와 조작장치(26)를 접속하는 파일럿라인의 연통·차단을 전환한다. 본 실시예에서는, 게이트로크밸브(D6)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 파일럿라인의 연통·차단을 전환하는 전자(電磁)밸브이다. 컨트롤러(30)는, 게이트로크레버(D5)가 출력하는 상태신호에 근거하여 게이트로크레버(D5)의 상태를 판정한다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 게이트로크레버(D5)가 당겨 올려진 상태에 있다고 판정한 경우에, 게이트로크밸브(D6)에 대하여 연통지령을 출력한다. 게이트로크밸브(D6)는, 연통지령에 따라 개방상태가 되어, 파일럿라인을 연통시킨다. 그 결과, 조작장치(26)에 대한 조작자의 조작이 유효가 된다. 한편, 컨트롤러(30)는, 게이트로크레버(D5)가 눌러 내려진 상태에 있다고 판정한 경우에, 게이트로크밸브(D6)에 대하여 차단지령을 출력한다. 게이트로크밸브(D6)는, 차단지령에 따라 닫힌 상태가 되어, 파일럿라인을 차단한다. 그 결과, 조작장치(26)에 대한 조작자의 조작이 무효가 된다.

압력센서(29)는, 조작장치(26)의 조작내용을 압력의 형태로 검출한다. 압력센서(29)는, 검출값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

또, 도 2는 컨트롤러(30)와 표시장치(D3)와의 접속관계를 나타낸다. 본 실시예에서는, 표시장치(D3)는 머신가이던스장치(50)를 통하여 컨트롤러(30)에 접속된다. 다만, 표시장치(D3), 머신가이던스장치(50), 및 컨트롤러(30)는, CAN 등의 통신네트워크를 통하여 접속되어 있어도 되고, 전용선을 통하여 접속되어 있어도 된다.

표시장치(D3)는 화상을 생성하는 변환처리부(D3a)를 포함한다. 본 실시예에서는, 변환처리부(D3a)는, 스테레오카메라(S6)의 출력에 근거하여 표시용의 카메라화상을 생성한다. 그 때문에, 표시장치(D3)는, 머신가이던스장치(50)를 통하여, 머신가이던스장치(50)에 접속된 스테레오카메라(S6)의 출력을 취득한다. 단, 스테레오카메라(S6)는, 표시장치(D3)에 접속되어도 되고, 컨트롤러(30)에 접속되어도 된다.

변환처리부(D3a)는, 컨트롤러(30) 또는 머신가이던스장치(50)의 출력에 근거하여 표시용의 화상을 생성한다. 본 실시예에서는, 변환처리부(D3a)는, 컨트롤러(30) 또는 머신가이던스장치(50)가 출력하는 각종 정보를 화상신호로 변환한다. 컨트롤러(30)가 출력하는 정보는, 예를 들면, 엔진냉각수의 온도를 나타내는 데이터, 작동유의 온도를 나타내는 데이터, 연료의 잔량을 나타내는 데이터 등을 포함한다. 또, 머신가이던스장치(50)가 출력하는 정보는, 버킷(6)의 치선위치를 나타내는 데이터, 작업대상의 법면의 방향을 나타내는 데이터, 쇼벨의 방향을 나타내는 데이터, 쇼벨을 법면에 정면으로 마주하기 위한 조작방향을 나타내는 데이터 등을 포함한다.

변환처리부(D3a)는, 표시장치(D3)가 갖는 기능으로서가 아니고, 컨트롤러(30) 또는 머신가이던스장치(50)가 갖는 기능으로서 실현되어도 된다.

표시장치(D3)는, 축전지(70)로부터 전력의 공급을 받아 동작한다. 축전지(70)는 엔진(11)의 얼터네이터(11a)(발전기)에서 발전한 전력으로 충전된다. 축전지(70)의 전력은, 컨트롤러(30) 및 표시장치(D3)뿐만 아니라, 쇼벨의 전장품(72) 등에도 공급된다. 엔진(11)의 스타터(11b)는, 축전지(70)로부터의 전력으로 구동되어, 엔진(11)을 시동한다.

엔진(11)은, 엔진컨트롤러유닛(D7)에 의하여 제어된다. 엔진컨트롤러유닛(D7)은, 엔진(11) 상태를 나타내는 각종 데이터를 컨트롤러(30)에 송신한다. 각종 데이터는, 예를 들면, 수온센서(11c)로 검출되는 냉각수온 등이다. 컨트롤러(30)는 일시기억부(메모리)(30a)에 이 데이터를 축적해 두고, 필요할 때에 표시장치(D3)에 송신할 수 있다.

또, 각종 데이터가 컨트롤러(30)에 공급되어, 일시기억부(30a)에 저장된다. 예를 들면, 가변용량식 유압펌프인 메인펌프(14)의 레귤레이터(14a)는, 사판경전각(斜板傾轉角)에 관한 데이터를 컨트롤러(30)에 공급한다. 토출압력센서(14b)는, 메인펌프(14)의 토출압력에 관한 데이터를 컨트롤러(30)에 공급한다. 유온센서(14c)는, 메인펌프(14)가 흡입하는 작동유가 저장된 탱크와 메인펌프(14)의 사이의 관로를 흐르는 작동유의 온도에 관한 데이터를 컨트롤러(30)에 공급한다. 연료탱크(55)에 있어서의 연료잔량센서(55a)는, 연료의 잔량상태에 관한 데이터를 컨트롤러(30)에 공급한다. 압력센서(29)는, 조작장치(26)가 조작되었을 때에 컨트롤밸브(17)에 보내지는 파일럿압에 관한 데이터를 컨트롤러(30)에 공급한다.

본 실시예에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 쇼벨은, 캐빈(10) 내에 엔진회전수조정다이얼(75)을 구비한다. 엔진회전수조정다이얼(75)은, 엔진(11)의 회전수를 조정하기 위한 다이얼이며, 본 실시예에서는 엔진회전수를 4단계로 전환할 수 있도록 한다. 엔진회전수조정다이얼(75)은, 엔진회전수의 설정상태를 나타내는 데이터를 컨트롤러(30)에 송신한다.

다음으로, 도 3을 참조하면서, 머신가이던스장치(50)의 각종 기능요소에 대하여 설명한다. 도 3은, 머신가이던스장치(50)의 구성예를 나타내는 기능블록도이다.

본 실시예에서는, 컨트롤러(30)는, 쇼벨 전체의 동작의 제어에 더하여, 머신가이던스장치(50)에 의한 가이던스를 행할지 여부를 제어한다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 게이트로크레버(D5)의 상태, 압력센서(29)로부터의 검출신호 등에 근거하여 머신가이던스장치(50)에 의한 가이던스를 행할지 여부를 제어한다.

다음으로, 머신가이던스장치(50)에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는, 머신가이던스장치(50)는, 예를 들면, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4), 선회각속도센서(S5), 입력장치(D1), 및 컨트롤러(30)로부터 출력되는 각종 신호 및 데이터를 수신한다. 그리고, 머신가이던스장치(50)는, 수신한 신호 및 데이터에 근거하여 버킷(6)의 치선위치를 산출한다. 그리고, 머신가이던스장치(50)는, 버킷(6)의 치선위치와 목표면과의 거리에 따른 정보를 시각적으로 또한 청각적으로 출력하여 쇼벨의 조작을 가이드한다.

머신가이던스장치(50)는, 다양한 기능을 담당하는 기능부를 포함한다. 본 실시예에서는, 머신가이던스장치(50)는, 위치산출부(501), 비교부(502), 통지부(503), 스테레오페어화상취득부(504), 지형데이터생성부(505), 좌표변환부(506), 좌표수우후측510), 지형데이터표시부(507), 및 지형데이터투영부(508)를 포함한다.

위치산출부(501)는, 엔드어태치먼트의 작업부위의 위치를 산출한다. 예를 들면, 쇼벨의 현재위치, 쇼벨의 방향, 및 어태치먼트의 자세에 근거하여 버킷(6)의 치선위치를 산출한다. 쇼벨의 위치 및 방향은, 측위장치(S8)의 출력에 근거하여 산출된다. 어태치먼트의 자세는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4)의 출력에 근거하여 산출된다.

비교부(502)는, 위치산출부(501)가 산출한 버킷(6)의 치선위치의 높이와 목표면의 높이와의 차를 산출한다. 비교부(502)는, 예를 들면, 위치산출부(501)가 산출한 버킷(6)의 치선위치의 평면좌표(예를 들면, 위도 및 경도)를 이용하여, 미리 입력된 설계데이터로부터 목표면의 높이를 도출한다.

통지부(503)는, 비교부(502)에 의한 비교의 결과에 근거하여 각종 정보를 쇼벨의 조작자에게 통지한다. 예를 들면, 음성출력장치(D2) 및 표시장치(D3)의 양쪽 모두 또는 일방에 통지지령을 송신한다. 음성출력장치(D2)는, 통지지령을 받으면 소정의 소리를 발한다. 표시장치(D3)는, 통지지령을 받으면 소정의 화상을 표시한다. 통지내용은, 버킷(6)의 치선위치의 높이와 목표면의 높이와의 차에 따라 다단계로 설정되어도 된다.

스테레오페어화상취득부(504)는 스테레오페어화상을 취득한다. 스테레오페어화상은, 삼각측량의 수법을 이용하여 스테레오카메라(S6)와 측정대상이 되는 점(이하, "측정점"이라고 함)과의 거리를 도출하기 위하여 이용하는 1대의 카메라화상이다. 본 실시예에서는, 스테레오페어화상취득부(504)는, 스테레오카메라(S6)가 출력하는 1대의 카메라화상을 스테레오페어화상으로서 취득한다. 또, 스테레오카메라(S6)의 장착위치, 장착각도, 촛점거리 등의 스테레오카메라(S6)에 관한 파라미터는 미리 기억장치(D4) 등에 기억되어 있다. 스테레오페어화상취득부(504)는, 그들 파라미터를 필요에 따라 기억장치(D4) 등으로부터 읽어낸다.

스테레오페어화상취득부(504)는, 스테레오카메라(S6)에 있어서의 1대의 촬상부의 각각이 동시에 촬상한 1대의 카메라화상을 스테레오페어화상으로서 취득한다. 그리고, 취득한 1대의 카메라화상의 각각에 있어서의, 각 측정점에 대응하는 화소의 사이의 어긋남과, 1대의 촬상부 간의 거리에 근거하여 스테레오카메라(S6)와 각 측정점과의 거리를 취득한다.

또, 스테레오페어화상취득부(504)는, 소정의 취득조건이 충족될 때마다 스테레오페어화상을 취득한다. 소정의 취득조건은, 예를 들면, 상부선회체(3)의 선회각도, 쇼벨의 이동거리 등에 근거하여 설정된다. 본 실시예에서는, 스테레오페어화상취득부(504)는, 상부선회체(3)가 소정의 선회각도 α만큼 선회할 때마다 스테레오페어화상을 취득한다. 선회각도는, 예를 들면, 선회각속도센서(S5)의 출력으로부터 도출된다. 또, 스테레오페어화상취득부(504)는, 쇼벨이 소정의 거리만큼 이동(주행)할 때마다 스테레오페어화상을 취득해도 된다. 이동거리는, 예를 들면, 측위장치(S8)의 출력으로부터 도출된다. 혹은, 스테레오페어화상취득부(504)는, 원하는 측정점의 화상을 포함하는 스테레오페어화상이 효율적으로 취득될 수 있도록, 취득조건이 되는 선회각도, 이동거리 등에 관한 임곗값을 동적으로 결정해도 된다. 또, 스테레오페어화상취득부(504)는, 소정의 시간간격마다 스테레오페어화상을 취득해도 되고, 쇼벨의 조작자에 의한 조작입력(예를 들면 스위치조작)에 따라 임의의 타이밍에 스테레오페어화상을 취득해도 된다. 머신가이던스장치(50)는, 이와 같이 취득한 스테레오페어화상으로부터, 시공의 도중, 혹은, 시공 후에 있어서, 쇼벨 주변의 지형정보를 계측한다.

지형데이터생성부(505)는, 지형데이터를 생성한다. 지형데이터는, 예를 들면, 쇼벨 주변의 지면 상의 각 점을 나타내는 3차원좌표의 집합이다. 3차원좌표는, 예를 들면, 카메라좌표계에 있어서의 좌표이다. 카메라좌표계는, 카메라를 기준으로 하는 좌표계이며, 예를 들면, 스테레오카메라(S6)의 중심점을 원점으로 하고, 스테레오카메라(S6)의 2개의 광축의 중간에 X축을 취하며, 그들 2개의 광축을 포함하는 평면에 수직으로 Z축을 취하는 3차원 직교 XYZ좌표계이다. 본 실시예에서는, 지형데이터생성부(505)는, 스테레오페어화상취득부(504)가 도출한 각 측정점까지의 거리에 근거하여 카메라좌표계에 있어서의 각 측정점의 3차원좌표를 도출한다.

지형데이터생성부(505)는, 소정 시점에 있어서의 지면의 기존의 형상과 그 소정 시점 이후의 엔드어태치먼트의 이동궤적에 근거하여 지면의 현재의 형상을 도출하도록 해도 된다. 소정 시점에 있어서의 지면의 기존의 형상은, 예를 들면, 굴삭작업을 개시하는 시점에 있어서, 기억장치(D4) 등에 기억되어 있는 그 시점에 있어서의 지형을 나타내는 지형데이터이다. 이 경우, 지형데이터는, 토탈스테이션을 이용한 측량 등, 임의의 방법으로 측정될 수 있다. 엔드어태치먼트의 이동궤적은, 예를 들면, 버킷(6)의 이동궤적이다. 버킷(6)의 궤적은, 소정 주기로 계속적으로 취득되는 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 및 기체경사센서(S4)의 각각의 출력으로부터 도출된다. 지형데이터생성부(505)는, 굴삭작업을 개시하는 시점에 있어서의 지면의 기존의 형상과, 그 후의 버킷(6)의 궤적에 근거하여, 버킷(6)에 의하여 굴삭된 혹은 다시 묻혀진 영역을 도출함으로써 지면의 현재의 형상을 도출할 수 있다.

좌표변환부(506)는, 카메라좌표계에 있어서의 좌표를 다른 좌표계에 있어서의 좌표로 변환한다. 예를 들면, 좌표변환부(506)는, 카메라좌표계에 있어서의 좌표를 쇼벨좌표계 또는 기준좌표계에 있어서의 좌표로 변환한다. 쇼벨좌표계는, 쇼벨을 기준으로 하는 좌표계이며, 예를 들면, 상부선회체(3)의 선회축과 하부주행체(1)의 가상접지면과의 교점을 원점으로 하고, 하부주행체(1)의 전후축을 X축으로 하며, 하부주행체(1)의 좌우축을 Y축으로 하고, 선회축을 Z축으로 하는 3차원 직교 XYZ좌표계이다. 기준좌표계는, 예를 들면 세계측지계를 포함한다. 세계측지계는, 지구의 중심(重心)에 원점을 두고, X축을 그리니치자오선과 적도와의 교점의 방향으로, Y축을 동경 90도의 방향으로, 그리고 Z축을 북극의 방향으로 취하는 3차원 직교 XYZ좌표계이다. 본 실시예에서는, 좌표변환부(506)는, 지형데이터생성부(505)가 도출한 카메라좌표계에 있어서의 각 측정점의 3차원좌표를 세계측지계에 있어서의 좌표로 변환한다.

지형데이터표시부(507)는, 머신가이던스장치(50)가 생성한 지형데이터를 표시한다. 본 실시예에서는, 지형데이터표시부(507)는, 좌표변환부(506)가 도출한 변환 후의 좌표의 집합인 지형데이터에 근거하여 쇼벨 주변의 지형의 3차원 화상(예를 들면 와이어프레임, 폴리곤메시 등)을 생성하여 표시장치(D3)에 표시한다. 또, 지형데이터표시부(507)는, 설계데이터에 근거하여 목표면의 3차원 화상을 생성하고, 쇼벨 주변의 지형의 3차원 화상과 함께 그 목표면의 3차원 화상을 표시장치(D3)에 표시해도 된다. 또한, 지형데이터표시부(507)는, 쇼벨 주변의 지형의 3차원 화상에, 스테레오카메라(S6)가 실제로 촬상한 화상을 합성하여 표시해도 된다.

지형데이터투영부(508)는, 투영장치(S9)를 이용하여, 쇼벨 주변의 지면의 현재의 형상과 목표면의 형상과의 관계를 가시화한다. 본 실시예에서는, 지형데이터투영부(508)는, 투영장치(S9)를 제어하여 쇼벨 주변의 지면에 광을 투영시킨다. 그리고, 지면과 목표면과의 거리에 따라 투영장치(S9)가 투영하는 광의 색, 조도 등을 바꾼다.

여기에서, 도 4 및 도 5를 참조하여, 지형데이터투영부(508)가 투영장치(S9)를 이용하여, 쇼벨 주변의 지면의 현재의 형상과 목표면의 형상과의 관계를 가시화하는 처리(이하, "가시화 처리"라고 함)에 대하여 설명한다. 도 4는, 쇼벨이 위치하는 지면의 측단면도이다. 도 5는, 캐빈(10) 내에서 본 쇼벨의 전방의 지면을 나타낸다.

투영장치(S9)는, 쇼벨의 전방의 지면에 광을 투영하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 투영장치(S9)는, 투영화소수에 상당하는 개수의 광선을 쇼벨의 전방으로 투영한다. 도 4는, 굴삭작업을 할 때의 가시화 처리에 관한 것이다. 굴삭작업에서는, 목표면은, 현재의 지면보다 하방으로 설정되어 있다. 도 4의 도트해칭영역(PR)은 투영장치(S9)의 투영범위를 나타낸다. 굵은 실선은 현재의 지면(CP)의 형상을 나타내고, 일점쇄선은 목표면(TP)을 나타낸다. 광선(L1~L3)은, 투영화소수에 상당하는 개수의 광선의 일부이다. 지점(P1, P2, P3)은 각각, 광선(L1, L2, L3)이 투영되는 지면(CP) 상의 점이다. 지점(P1)은 목표면(TP)보다 높은(얕은) 위치에 있고, 목표면(TP)까지의 연직거리는 거리 C1이다. 지점(P2)은 목표면(TP) 상에 있다. 지점(P3)은 목표면(TP)보다 낮은(깊은) 위치에 있고, 목표면(TP)까지의 연직거리는 거리 C3이다.

지형데이터투영부(508)는, 투영장치(S9)의 현재위치 및 방향과, 투영장치(S9)의 파라미터(해상도, 투영각 등)에 근거하여, 투영장치(S9)가 투영하는 광선의 각각이 닿는 지점의 3차원좌표를 도출한다. 투영장치(S9)의 현재위치 및 방향은, 쇼벨의 현재위치 및 방향으로부터 도출된다. 투영장치(S9)의 현재위치 및 방향의 상대적인 변화는, 기체경사센서(S4) 및 선회각속도센서(S5)의 출력에 근거하여 결정되어도 된다. 도 4의 예에서는, 지형데이터투영부(508)는, 지점(P1~P3)을 포함하는 1024×768화소의 각각에 상당하는 지점의 3차원좌표를 도출한다.

그 후, 지형데이터투영부(508)는, 상술과 같이 도출한 각 지점의 3차원좌표와, 설계데이터에 포함되는 목표면에 관한 정보에 근거하여 각 지점과 목표면과의 연직거리를 도출한다. 도 4의 예에서는, 지형데이터투영부(508)는, 지점(P1)과 목표면(TP)과의 연직거리 C1, 지점(P2)과 목표면(TP)과의 연직거리 C2(=0), 지점(P3)과 목표면(TP)과의 연직거리 C3 등을 도출한다. 도 4에서 나타낸 목표면(TP)은, 최종적인 시공목표면으로서 설정되어 있지만, 시공 도중의 기준선으로서 설정되어도 된다. 이 경우, 목표면(TP)은, 현재의 지면과 최종적인 시공목표면의 사이에 있어서의 소정의 깊이의 면이어도 된다. 또, 현재의 지면과 최종적인 시공목표면의 사이에 있어서의 소정의 깊이의 면은 복수의 면이어도 된다. 예를 들면, 현재의 지면으로부터 최종적인 시공목표면까지의 깊이가 5m인 경우, 목표면(TP)은, 1m마다 설정되어도 된다. 이로써, 지면이 단계적으로 굴삭되기 때문에, 매설물 등이 존재하는 경우여도 매설물 등의 손상을 방지할 수 있다.

그 후, 지형데이터투영부(508)는, 각 지점과 목표면과의 연직거리의 크기에 따라 각 지점을 조사하는 광선의 색, 조도 등을 바꾼다. 도 4의 예에서는, 지형데이터투영부(508)는, 연직거리가 제로일 때에 녹색으로 한다. 그리고, 연직거리가 플러스 측으로 클수록(목표면(TP)보다 얕을수록) 청색에 접근하고, 연직거리가 마이너스 측으로 클수록(목표면(TP)보다 깊을수록) 적색에 접근하도록 한다. 다른 색이 이용되어도 된다. 또, 지형데이터투영부(508)는, 연직거리의 크기에 따라, 광선의 색을 단계적으로 변화시켜도 되고, 무단계로 변화시켜도 된다. 또, 지형데이터투영부(508)는, 연직거리의 크기에 따라, 지면(CP)에 투영된 색의 농담을 변화시켜도 된다. 색의 농담을 망점(網點)으로써 표현하는 경우에는 그 밀도를 변화시켜도 된다. 이 경우, 지면(CP)에 투영되는 색은 단일색이어도 된다.

도 5의 도트해칭영역(PR)은 투영장치(S9)의 투영범위를 나타낸다. 도트해칭영역(PR)은, 연직거리의 크기에 따라 광선의 색을 3단계로 변화시킨 상태를 나타내고 있다. 구체적으로는, 영역(PR1)은, 현재의 지면(CP)의 높이가 목표면(TP)의 높이보다 높은(얕은) 상태를 나타낸다. 지점(P1)은 이 영역(PR1)에 포함되어 있다. 영역(PR2)은, 현재의 지면(CP)의 높이가 목표면(TP)의 높이와 동등한 상태를 나타낸다. 지점(P2)은 이 영역(PR2)에 포함되어 있다. 영역(PR3)은, 현재의 지면(CP)의 높이가 목표면(TP)의 높이보다 낮은(깊은) 상태를 나타낸다. 지점(P3)은 이 영역(PR3)에 포함되어 있다. 이 경우, 투영장치(S9)는, 영역(PR1)을 청색의 광선으로 조사하고 있다. 또, 투영장치(S9)는, 영역(PR2)을 녹색의 광선으로 조사하고, 영역(PR3)을 적색의 광선으로 조사하고 있다. 투영장치(S9)는, 영역(PR2)의 전체를 골고루 조사해도 되고, 영역(PR2)의 윤곽이 두드러지도록 영역(PR2)의 내부뿐만 아니라 그 윤곽을 조사해도 된다. 예를 들면 다른 색의 광선을 윤곽 부분에 조사해도 된다. 또한, 영역(PR2)의 내부에 있어서 소정의 높이(깊이)마다 등고선(등심선)이 표시되도록 해도 된다. 영역(PR3)에 대해서도 동일하다.

지형데이터투영부(508)는, 문자정보를 투영시켜도 된다. 도 5는, 영역(PR1)에 문자정보 "나머지 00m³"이 투영되고 있는 상태를 나타낸다. "나머지 00m³"은, 굴삭해야 할 토량을 나타낸다. 지형데이터투영부(508)는, 소정 위치에 문자정보를 투영시켜도 되고, 영역(PR1)의 비교적 평탄한 부분을 선택하여 문자정보를 투영시켜도 된다. 영역(PR2) 또는 영역(PR3)에 문자정보를 투영시켜도 된다. 또, 지형데이터투영부(508)는, 목표접지위치(TC)를 투영시켜도 된다. 목표접지위치(TC)는, 예를 들면, 버킷(6)의 치선을 접촉시켜야 할 지면 상의 위치를 나타낸다. 도 5는, 영역(PR1)에 목표접지위치(TC)가 투영되고 있는 상태를 나타낸다. 또, 지형데이터투영부(508)가 투영하는 정보와 동일한 정보가, 캐빈(10) 내의 표시장치(D3)에 표시되어도 된다.

다음으로, 도 6을 참조하여, 가시화 처리의 흐름에 대하여 설명한다. 도 6은, 가시화 처리의 일례의 플로차트이며, 지형데이터투영부(508)는, 소정의 제어주기로 반복하여 이 가시화 처리를 실행한다.

최초로, 지형데이터투영부(508)는, 각 광선에 대응하는 각 지점(P)의 3차원좌표를 산출한다(스텝 ST1). 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 지형데이터투영부(508)는, 광선(L1, L2, L3)에 대응하는 지점(P1, P2, P3)의 3차원좌표를 산출한다.

그 후, 지형데이터투영부(508)는, 각 지점(P)과 목표면과의 연직거리를 산출한다(스텝 ST2). 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 지형데이터투영부(508)는, 지점(P1, P2, P3)의 각각과 목표면(TP)과의 연직거리 C1, C2(=0), C3를 산출한다.

그 후, 지형데이터투영부(508)는, 연직거리의 크기에 따라 광선의 색을 결정한다(스텝 ST3). 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 지형데이터투영부(508)는, 목표면(TP)으로부터 연직거리 C1의 위치에 있는 지점(P1)에 해당되는 광선(L1)의 색을 청색으로 한다. 또, 목표면(TP)으로부터 연직거리 C2의 위치에 있는, 즉, 목표면(TP)과 동일한 높이에 있는 지점(P2)에 해당되는 광선(L2)의 색을 녹색으로 한다. 또, 목표면(TP)으로부터 연직거리 C3의 위치에 있는 지점(P3)에 해당되는 광선(L3)의 색을 적색으로 한다.

그 후, 지형데이터투영부(508)는, 모든 지점(P)에 대하여 광선의 색을 결정했는지 여부를 판정한다(스텝 ST4).

모든 지점(P)에 대하여 광선의 색을 아직도 결정하지 않았다고 판정한 경우(스텝 ST4의 NO), 지형데이터투영부(508)는, 처리를 스텝 ST1로 되돌리고, 스텝 ST1 이후의 처리를 재개시킨다.

모든 지점(P)에 대하여 광선의 색을 결정했다고 판정한 경우(스텝 ST4의 YES), 지형데이터투영부(508)는, 이번 가시화 처리를 종료시킨다.

이와 같이, 지형데이터투영부(508)는, 투영장치(S9)에 의한 프로젝션매핑에 의하여 현재의 지면(CP)의 형상과 목표면(TP)의 형상과의 관계를 가시화한다. 구체적으로는, 현재의 지면(CP)과 목표면(TP)과의 연직거리를 색분류하여 가시화한다. 쇼벨의 조작자는, 버킷(6)의 치선을 시인하면서 동시에 목표면(TP)의 깊이를 확인할 수 있다. 즉, 목표면(TP)에 대한 현재의 지면(CP)의 요철을 확인할 수 있어, 어느 부분을 어느 정도 파면 좋은지 혹은 어느 정도 다시 묻으면 좋은지를 판단할 수 있다. 또, 쇼벨의 조작자는, 목표면의 깊이를 확인하기 위하여 버킷(6)의 치선으로부터 시선을 뗄 필요가 없다. 표시장치(D3)를 보지 않고, 지면에 투영된 광(화상)을 보는 것으로 목표면(TP)의 깊이를 확인할 수 있기 때문이다. 그 때문에, 쇼벨은, 작업효율의 향상 및 작업시간의 단축을 실현할 수 있다.

또, 상술의 구성은, 쇼벨의 조작자의 시력피로를 경감하는 효과를 갖는다. 조작자는, 버킷(6)의 치선과 표시장치(D3)의 사이에서 시선을 왕래시킬 필요가 없기 때문이다. 즉, 비교적 멀리 있는 버킷(6)의 치선과 비교적 근처에 있는 표시장치(D3)의 사이에서 시선을 왕래시킬 필요가 없고, 눈의 촛점거리를 빈번하게 조절할 필요도 없기 때문이다. 단, 캐빈(10) 내에 배치되어 있는 표시장치(D3)는, 투영장치(S9)가 쇼벨의 전방의 지면에 투영하는 화상과 동일한 화상을 표시해도 된다. 이 경우, 영역(PR2), 영역(PR3)을 나타내는 화상은, 쇼벨의 전방을 촬상하는 촬상장치가 출력하는 카메라화상에 중첩표시되어도 된다.

투영장치(S9)는, 상술과 같이 쇼벨의 밖에 있는 지면에 시공정보를 투영한다. 그 때문에, 쇼벨의 조작자뿐만 아니라, 쇼벨의 주위에 있는 작업자도 시공정보를 파악할 수 있다.

다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하여, 가시화 처리의 다른 예에 대하여 설명한다. 도 7은, 캐빈(10) 내에서 본 쇼벨의 전방의 지면을 나타내고, 도 5에 대응한다. 도 8은, 가시화 처리의 다른 예의 플로차트이며, 도 6에 대응한다.

도 7에 나타난 상태는, 주로, 도트해칭영역(PR)에 매설물영역(BP)이 포함되는 점에서, 도 5에 나타난 상태와 다르지만 그 외의 점에서 공통된다. 또, 도 8의 플로차트는, 스텝 ST1A 및 스텝 ST3A를 포함하는 점에서, 도 6의 플로차트와 다르지만 그 외의 점에서 공통된다. 그 때문에, 공통부분의 설명을 생략하고, 상위부분을 상세하게 설명한다.

지형데이터투영부(508)는, 특정의 하나의 광선에 대응하는 지점의 3차원좌표를 산출한 후, 그 지점의 바로 밑에 매설물이 존재하는지 여부를 판정한다(스텝 ST1A). 예를 들면, 지형데이터투영부(508)는, 설계데이터에 근거하여 그 지점의 바로 밑에 매설물이 존재하는지 여부를 판정한다.

매설물이 존재하지 않는다고 판정한 경우(스텝 ST1A의 NO), 지형데이터투영부(508)는, 스텝 ST2 이후의 처리를 실행한다.

매설물이 존재한다고 판정한 경우(스텝 ST1A의 YES), 지형데이터투영부(508)는, 그 지점을 조사하는 광선의 색을 소정의 색으로 설정한다(스텝 ST3A). 예를 들면, 지형데이터투영부(508)는, 그 지점과 목표면(TP)과의 연직거리에 관계없이, 그 지점을 조사하는 광선의 색으로서 지중매설물을 나타내는 색(예를 들면 회색)을 선택한다. 도 7의 매설물영역(BP)은, 지중매설물을 나타내는 색이 지면에 투영된 상태를 나타낸다.

지형데이터투영부(508)는, 지중매설물을 나타내는 색(화상)과 함께, 문자정보를 투영시켜도 된다. 도 7은, 도트해칭영역(PR)에 문자정보 "지중 00m" 및 "나머지 00m"가 투영되고 있는 상태를 나타낸다. "지중 00m"는 지중매설물의 매설깊이를 나타낸다. "나머지 00m"는, 매설깊이까지의 거리, 즉, 현재의 지면과 매설깊이와의 거리를 나타낸다. 지형데이터투영부(508)는, 소정 위치에 문자정보를 투영시켜도 되고, 도트해칭영역(PR)의 비교적 평탄한 부분을 선택하여 문자정보를 투영시켜도 된다. 지중매설물을 나타내는 화상의 가능한 한 가까운 위치에 문자정보를 투영시키도록 해도 된다.

이와 같이, 지형데이터투영부(508)는, 지중매설물을 가시화함으로써, 쇼벨의 조작자에게 그 존재를 깨닫게 할 수 있다. 쇼벨의 조작자는, 버킷(6)의 치선으로부터 시선을 떼지 않고, 지중매설물의 위치를 인식할 수 있다. 그 때문에, 쇼벨의 조작자는, 지중매설물의 손상을 회피하면서 굴삭작업을 계속할 수 있다.

다음으로, 도 9를 참조하여, 가시화 처리의 또 다른 예에 대하여 설명한다. 도 9는, 쇼벨(PS)과 투영장치(S9)의 관계를 나타내는 도이다. 도 9의 쇼벨(PS)은, 투영장치(S9)가 쇼벨(PS)의 외부에 설치되어 있는 점에서 도 1의 쇼벨과 다르지만 그 외의 점에서 공통된다. 그 때문에, 공통부분의 설명을 생략하고, 상위부분을 상세하게 설명한다.

도 9의 예에서는, 투영장치(S9)는, 공사현장에 설치된 철탑에 장착되어 있다. 쇼벨(PS)은, 통신장치(S7)를 이용하여, 통신네트워크(CN)를 통하여 투영장치(S9)와의 사이에서 정보를 무선으로 송수신한다. 통신네트워크(CN)를 통하지 않고 투영장치(S9)와의 사이에서 직접적으로 정보를 송수신해도 된다.

쇼벨(PS)은, 공사현장의 철탑 등에 장착되어 있는 복수 대의 투영장치(S9)를 동시에 제어해도 된다. 반대로, 투영장치(S9)는, 복수 대의 쇼벨(PS)에 의하여 제어되어도 된다.

이 구성에 의하여, 쇼벨(PS)은, 도 1~도 8을 참조하여 설명한 쇼벨과 동일한 효과를 실현할 수 있다. 또, 쇼벨(PS)은, 쇼벨(PS)의 외부에 설치된 1 또는 복수 대의 투영장치(S9)를 제어하여 지면의 현재의 형상과 목표면의 형상과의 관계를 가시화할 수 있다. 그 때문에, 보다 광범위한 지면의 현재의 형상과 목표면의 형상과의 관계를 가시화할 수 있다.

다음으로, 도 10 및 도 11을 참조하여, 본 발명의 실시예에 관한 쇼벨(굴삭기)에 대하여 더 설명한다. 도 10은 쇼벨(PS)의 측면도이다. 도 11은 쇼벨(PS)의 정면도이다. 쇼벨(PS)은 도 10과 도 11에서 자세가 다르다.

쇼벨(PS)은, 크롤러식의 하부주행체(1)를 구비하고 있다.

종래, 크롤러의 프레임에 스텝이 장착되어 있는 쇼벨이 알려져 있다(일본 실용신안등록 제2583666호 참조.).

스텝은, 일반적으로, 프레임과 동일한 도료로 도장되어 있다. 그 때문에, 프레임과 분간하기 어렵다.

그 때문에, 크롤러식의 하부주행체의 프레임과 분간하기 쉬운 스텝을 구비한 쇼벨을 제공하는 것이 바람직하다.

쇼벨(PS)의 하부주행체(1)에는 선회기구(2)를 통하여 상부선회체(3)가 탑재되어 있다. 상부선회체(3)에는 붐(4)이 장착되어 있다. 붐(4)의 선단에는 암(5)이 장착되어 있고, 암(5)의 선단에는 버킷(6)이 장착되어 있다. 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)은, 어태치먼트의 일례인 굴삭어태치먼트를 구성하고 있다. 붐(4), 암(5), 버킷(6)은, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9)에 의하여 각각 유압구동된다. 상부선회체(3)에는 엔진(11) 등의 동력원이 탑재되어 있다. 도 11에서는, 명료화를 위하여, 암(5), 버킷(6), 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9) 등의 도시가 생략되어 있다.

상부선회체(3)의 좌측(-Y측)의 전단(+X측단)에는 캐빈(10)이 설치되어 있다. 캐빈(10)의 전면(+X측면)은 하부프런트윈도우(10a) 및 상부프런트윈도우(10b)로 덮여 있다. 상부프런트윈도우(10b)는 개폐 가능하게 구성되어 있어도 된다. 캐빈(10)의 정면(+Z측면)은 정부(頂部)윈도우(10c)로 덮여 있다. 캐빈(10)의 좌전측의 필러의 외측에는 난간(10d)이 장착되어 있다.

상부선회체(3)의 우측(+Y측)의 전단(+X측단)에는 공구상자(3a)가 설치되어 있다. 공구상자(3a)의 후측(-X측)에는 요소수탱크(3b)가 설치되고, 요소수탱크(3b)의 후측에는 연료탱크(3c)가 설치되어 있다. 도 11에서는, 요소수탱크(3b)는 숨은선으로 나타나 있다. 상부선회체(3)의 하우스커버 내에 수납되어 있기 때문이다. 공구상자(3a)와, 요소수탱크(3b)를 덮는 하우스커버와, 연료탱크(3c)와는 계단을 형성하여, 작업자가 승강할 수 있도록 구성되어 있다. 그 때문에, 계단의 외측(+Y측)에는 핸드레일(3d)이 장착되어 있다. 또, 연료탱크(3c)의 상면에는 가드레일(3e)이 장착되어 있다. 가드레일은, 캐빈(10)의 후측에 설치되어 있는 하우스커버의 상면에 장착되어 있어도 된다.

하부주행체(1)는, 주로, 프레임(1a), 크롤러벨트(1b), 캐리어롤러(1c), 트랙롤러(1d), 스텝(1e), 주행용 유압모터(1M) 등으로 구성되어 있다. 도 11은, 하부주행체(1)에 관해서는, 도 10의 일점쇄선(L4)을 포함하는 평면을 +X측에서 보았을 때의 주요 구성요소의 상태를 나타내고 있다.

프레임(1a)은, 하부주행체(1)의 골격을 형성하는 부재이다. 프레임(1a)은, 좌측프레임부(1a-L), 우측프레임부(1a-R), 및 좌측프레임부(1a-L)와 우측프레임부(1a-R)를 연결하는 중앙프레임부(1a-C)를 갖는다.

크롤러벨트(1b)는, 주행용 유압모터(1M)에 의하여 회전구동되는 무한궤도(이대(履帶))이다. 크롤러벨트(1b)는, 좌측크롤러벨트(1b-L) 및 우측크롤러벨트(1b-R)를 포함한다.

캐리어롤러(1c)는, 프레임(1a)의 상측에서 프레임(1a)과 크롤러벨트(1b)의 사이에 배치되는 종동(從動)롤러이다. 트랙롤러(1d)는, 프레임(1a)의 하측에서 프레임(1a)과 크롤러벨트(1b)의 사이에 배치되는 종동롤러이다.

스텝(1e)은, 작업자가 하부주행체(1)를 오르고 내릴 때에 이용하는 부재이다. 본 실시예에서는, 스텝(1e)은, 좌전측스텝(1e-FL), 좌후측스텝(1e-BL), 우전측스텝(1e-FR), 및 우후측스텝(1e-BR)(도시하지 않음)을 포함한다.

좌전측스텝(1e-FL) 및 좌후측스텝(1e-BL)은, 좌측프레임부(1a-L)의 좌측의 측면에 용접되어 있다. 좌전측스텝(1e-FL)은, 도 11에 나타내는 바와 같이, 좌측크롤러벨트(1b-L)의 폭(Wc)으로부터 초과하지 않게, 즉, 좌측크롤러벨트(1b-L)의 좌단으로부터 돌출되지 않도록 구성되어 있다. 좌전측스텝(1e-FL)의 높이(Hs)는, 예를 들면, 좌측크롤러벨트(1b-L)의 높이(Hc)의 거의 절반이다. 좌후측스텝(1e-BL), 우전측스텝(1e-FR) 및 우후측스텝(1e-BR)에 대해서도 동일하다.

작업자는, 예를 들면, 우전측스텝(1e-FR), 우측크롤러벨트(1b-R)의 상면, 스텝(3f), 공구상자(3a)의 상면, 요소수탱크(3b)를 덮는 하우스커버의 상면, 및 연료탱크(3c)의 상면을 차례로 이용하여 상부선회체(3)의 정부에 이를 수 있다. 스텝(3f)은, 공구상자(3a)의 전방에서 선회 프레임의 위치에 장착된 발판이다. 순번이 역인 것을 제외하고, 상부선회체(3)의 정부에서 지면으로 내릴 때도 마찬가지이다. 또, 작업자는, 예를 들면, 좌전측스텝(1e-FL), 및 좌측크롤러벨트(1b-L)의 상면을 차례로 이용하여 캐빈(10) 내에 이를 수 있다. 순번이 역인 것을 제외하고, 캐빈(10) 내에서 지면으로 내릴 때도 마찬가지이다.

주행용 유압모터(1M)는, 프레임(1a)의 후단(-X측단)에 장착되어 있다. 주행용 유압모터(1M)는, 좌측주행용 유압모터(1M-L) 및 우측주행용 유압모터(1M-R)(도시하지 않음)를 포함한다. 좌측주행용 유압모터(1M-L)는, 좌측프레임부(1a-L)의 후단에 장착되어 있다. 좌측크롤러벨트(1b-L)는, 좌측주행용 유압모터(1M-L)의 회전축에 결합된 구동스프로킷, 및 좌측프레임부(1a-L)의 전단에 회전 가능하게 장착된 좌측종동스프로킷(1S-L)의 각각과 서로 맞물려 있다. 이 구성에 의하여, 도 10에 있어서 주행용 유압모터(1M)가 반시계방향으로 회전하면 크롤러벨트(1b)도 반시계방향으로 회전하여 쇼벨(PS)이 전진한다. 반대로, 주행용 유압모터(1M)가 시계방향으로 회전하면 크롤러벨트(1b)도 시계방향으로 회전하여 쇼벨(PS)이 후퇴한다.

다음으로, 도 12를 참조하여, 스텝(1e)의 상세에 대하여 설명한다. 도 12는, 하부주행체(1)를 좌측경사상측전방에서 보았을 때의 하부주행체(1)의 사시도이다.

도 12의 예에서는, 스텝(1e)은, 1매의 금속판을 U자상으로 절곡시켜 형성되어 있다. 그리고, 그 양단이 프레임(1a)에 용접되어 있다. 스텝(1e)은, 복수의 금속판을 조합하여 형성되어 있어도 된다. 스텝(1e)은, 볼트로 프레임(1a)에 체결되어 있어도 된다.

스텝(1e)은, 작업자(특히 하부주행체(1) 상으로부터 스텝(1e)을 이용하여 지면에 내리고자 하는 작업자)가 프레임(1a)과 스텝(1e)을 분별할 수 있도록, 프레임(1a)과는 색의 성질이 다르도록 도장되어 있다. 색의 성질은, 예를 들면, 색상, 명도 및 채도의 3속성으로 나타내어진다. "색의 성질이 다르다"란, 예를 들면, 색을 정량적으로 나타내는 표색계에 있어서 각 속성의 단계가 다른 것을 의미한다. 예를 들면, 먼셀표색계에서는, 색상이 100단계로 나타나고, 명도가 11단계로 나타나며, 채도가 14단계로 나타내어진다.

스텝(1e)은, 예를 들면, 그 색이 색상, 명도 및 채도 중 적어도 하나에 있어서 프레임(1a)의 색과 다르도록 도장되어 있다. 스텝(1e)은, 무채색도료로 도장되어 있어도 되고, 유채색도료로 도장되어 있어도 된다. 스텝(1e)은, 형광도료, 반사도료, 반사방지도료, 축광도료 등으로 도장되어 있어도 된다. 프레임(1a)에 대해서도 동일하다.

스텝(1e)의 색의 명도는, 바람직하게는, 프레임(1a)의 색의 명도보다 높다. 프레임(1a)의 색의 명도와 스텝(1e)의 색의 명도는, 바람직하게는 2단계 이상 다르고, 더 바람직하게는 4단계 이상 다르다.

프레임(1a)의 색이 소정의 명도(예를 들면 명도 "5") 이하인 경우, 스텝(1e)은 그 색이 소정의 명도(예를 들면 명도 "6") 이상이 되도록 도장되어도 된다. 혹은, 프레임(1a)의 색이 소정의 명도(예를 들면 명도 "6") 이상인 경우, 스텝(1e)은 그 색이 소정의 명도(예를 들면 명도 "5") 이하가 되도록 도장되어도 된다. 이와 같이, 명도에 차를 둠으로써 프레임(1a)으로부터 스텝(1e)을 분별하기 쉽게 할 수 있다.

스텝(1e)의 색의 색상은, 상부선회체(3)의 색의 색상과 동일해도 되고, 상부선회체(3)의 색의 색상과 달라도 된다. 스텝(1e)의 색의 색상이 상부선회체(3)의 색의 색상과 동일한 경우, 상부선회체(3) 및 스텝(1e)의 도장에는 동일한 도료가 사용될 수 있다. 즉, 스텝(1e)의 색은, 색상, 명도 및 채도의 모두에 있어서, 상부선회체(3)의 색과 동일해도 된다.

스텝(1e)의 색의 색상은, 바람직하게는 식별성이 높은 색이며, 예를 들면, 황색 또는 황녹색이다. 스텝(1e)의 색은, 프레임(1a)의 색의 보색(補色)이어도 되고, 상부선회체(3)의 색의 보색이어도 된다. 스텝(1e)의 색은, 쇼벨의 사용환경에 따라 결정되어도 된다. 쇼벨의 사용환경은, 예를 들면, 스크랩야드, 도로, 삼림지대, 산악지대 등을 포함한다.

스텝(1e)의 색은, 스텝(1e)의 측면 및 상면의 도장색 중 적어도 일방을 포함한다. 즉, 스텝(1e)은, 그 측면 및 상면 중 적어도 일방에 있어서, 프레임(1a)과는 색의 성질이 다르도록 도장되어 있다. 하부주행체(1)를 오르고 내리는 작업자가 스텝(1e)을 용이하게 발견할 수 있도록 하기 위해서이다. 스텝(1e)의 측면의 색은, 색상, 명도 및 채도 중 적어도 하나에 있어서 스텝(1e)의 상면의 색과 달라도 된다. 도 12는, 좌전측스텝(1e-FL)의 상면(UP) 및 측면(SP)의 각각이 다른 색으로 도장되어 있는 상태를 나타내고 있다.

스텝(1e)의 측면은, 기본적으로 1색으로 칠해지지만, 색상, 명도 및 채도 중 적어도 하나가 다른 복수의 색으로 칠해져 있어도 된다. 예를 들면, 야간에 눈에 띄는 색과 주간에 눈에 띄는 색의 2색으로 나뉘어 발라져 있어도 된다. 스텝(1e)의 상면에 대해서도 동일하다.

좌전측스텝(1e-FL)의 색은, 기본적으로 좌후측스텝(1e-BL)의 색과 동일하지만, 색상, 명도 및 채도 중 적어도 하나에 있어서 좌후측스텝(1e-BL)의 색과 다르도록 도장되어 있어도 된다. 또, 좌전측스텝(1e-FL) 및 좌후측스텝(1e-BL)의 색은, 기본적으로 우전측스텝(1e-FR) 및 우후측스텝(1e-BR)의 색과 동일하지만, 색상, 명도 및 채도 중 적어도 하나에 있어서 우전측스텝(1e-FR) 및 우후측스텝(1e-BR)의 색과 다르도록 도장되어 있어도 된다. 이 배색에 의하여, 작업자는 하부주행체(1)의 방향을 보다 용이하게 판별할 수 있다.

스텝(1e)의 색은, 기본적으로, 스텝(1e) 자체의 색을 의미하지만, 스텝(1e)에 첩부되는 시일의 색, 스텝(1e)에 고정되는 별도 부재의 색 등을 의미하는 경우도 있다. 프레임(1a)에 대해서도 동일하다.

다음으로, 도 13a 및 도 13b를 참조하여, 스텝(1e)의 다른 구성예에 대하여 설명한다. 도 13a 및 도 13b는 스텝(1e)의 다른 구성예의 사시도이다. 구체적으로는, 좌전측스텝(1e-FL)의 사시도이다.

도 13a의 좌전측스텝(1e-FL)은, 그 상면(UPa)에 미끄럼방지가공이 실시되어 있는 점에서 도 12의 좌전측스텝(1e-FL)과 다르다. 구체적으로는, 표면이 파상면(波狀面)이 되도록 구성되어 있다.

도 13b의 좌전측스텝(1e-FL)은, 프레임(1a)과 좌전측스텝(1e-FL)의 사이에 형성되어 있는 구멍이 금속판(UPb)으로 막혀 있는 점에서 도 12의 좌전측스텝(1e-FL)과 다르다. 금속판(UPb)은, 도 13a의 경우와 동일하게, 미끄럼방지가공이 실시되어 있어도 된다.

이상과 같이, 쇼벨(PS)은, 프레임(1a)과는 다른 색의 스텝(1e)을 구비하고 있다. 그 때문에, 프레임(1a)과 분간하기 쉬운 스텝(1e)을 제공할 수 있다. 작업자는, 예를 들면 캐빈(10)으로부터 나와 하차할 때에 스텝(1e)을 용이하게 분별할 수 있어, 스텝(1e)을 헛디딜 경우도 없다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예가 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 상술한 실시예에 한정되지 않는다. 상술한 실시예는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 다양한 변형, 치환 등이 적용될 수 있다. 또, 상술의 실시예를 참조하여 설명된 특징의 각각은, 기술적으로 모순되지 않는 한, 적절하게 조합되어도 된다.

예를 들면, 상술의 실시예에서는, 지형데이터투영부(508)는, 지중매설물을 회색 일색으로 가시화하고 있지만, 지중매설물까지의 연직거리의 크기에 따라 색, 조도 등을 바꾸어도 된다.

또, 상술의 실시예에서는, 투영장치(S9)는, 쇼벨(PS)에 장착되어 있다. 그러나, 투영장치(S9)는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(PS)의 상공을 비행하는 비행체(DR)에 장착되어 있는 투영장치(S9D)여도 된다. 비행체(DR)는, 예를 들면, 원격조작 또는 자동조종에 의하여 비행시킬 수 있는 자율식 비행체이며, 예를 들면, 멀티콥터(드론), 비행선 등을 포함한다. 도 14의 예에서는, 비행체(DR)는, 통신장치(S7D), 측위장치(S8D) 및 투영장치(S9D)를 탑재한 쿼드콥터이다. 도 14의 도트해칭영역(PR)은 투영장치(S9D)의 투영범위를 나타낸다.

투영장치(S9)는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(PS)의 외부에 설치된 지지대(TR)에 장착되어 있는 투영장치(S9T)여도 된다. 지지대(TR)는, 예를 들면, 지면에 고정된 지주, 또는, 운반 가능한 삼각대 등이다. 도 15의 예에서는, 지지대(TR)는, 통신장치(S7T), 측위장치(S8T) 및 투영장치(S9T)가 장착된 삼각대이다. 도 15의 도트해칭영역(PR)은 투영장치(S9T)의 투영범위를 나타낸다.

도 14 및 도 15는, 투영장치(S9)가 쇼벨(PS)로부터 떨어진 위치에 설치되는 사례를 나타내고 있다. 이 경우, 투영장치(S9)를 제어하여 지면에서 가시화하는 정보를 변화시키는 제어장치는, 투영장치(S9) 내에 배치되어 있어도 된다. 또, 투영장치(S9) 내에 통신수단이 배치되어 있어도 된다. 이 경우, 투영장치(S9)의 제어장치는, 통신수단을 통하여, 쇼벨(PS) 등의 건설기계 내에 배치된 컨트롤러(30)(제어장치)로부터, 시공에 관한 정보, 및 조작상태에 관한 정보 등을 수신해도 된다. 다만, 본 발명을 이용할 수 있는 건설기계에는, 쇼벨(유압쇼벨), 불도저, 휠로더 등이 포함된다.

투영장치(S9)는, 어태치먼트에 광을 투영할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 투영장치(S9)는, 예를 들면 도 16에 나타내는 바와 같이, 굴삭어태치먼트의 복측(腹側)에 있는 투영면에 광을 투영할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 투영면은, 예를 들면, 버킷(6)의 배면(背面), 버킷(6)에 투입된 토사 등의 피굴삭물(EX)의 표면, 및 암(5)의 복면 등 중 적어도 하나를 포함한다. 쇼벨(PS)의 조작자는, 예를 들면, 굴삭어태치먼트를 움직여 피굴삭물(EX)을 덤프트럭의 짐받이에 실을 때에, 운전석으로부터 굴삭어태치먼트의 복측을 봄으로써, 투영면에 투영된 정보를 시인할 수 있다. 이 경우, 머신가이던스장치(50)는, 굴삭어태치먼트의 자세의 변화에 따라 투영면의 배치를 변경해도 된다. 투영면에 투영되는 정보는, 예를 들면 도 17에 나타내는 바와 같이, 버킷투입중량, 또는, 적재잔량 등 중 적어도 하나를 포함한다. 버킷투입중량은, 버킷(6)에 투입된 피굴삭물(EX)의 중량이다. 버킷투입중량은, 예를 들면, 붐실린더압력센서, 암실린더압력센서 및 버킷실린더압력센서의 각각이 검출하는 부하에 근거하여 산출되어도 된다. 적재잔량은, 덤프트럭의 최대 적재량으로부터 덤프트럭의 짐받이에 이미 실려있는 피굴삭물(EX)의 중량을 뺀 값이다. 도 17은, 버킷(6) 내에 투입된 피굴삭물(EX)의 표면과 암(5)의 복면의 각각에, 버킷투입중량 및 적재잔량이 투영된 상태를 나타내고 있다. 또, 도 17은, 버킷투입중량이 150kg이며, 적재잔량이 ±0kg인 것을 나타내고 있다. 버킷투입중량은, 예를 들면, 굴삭 종료 후에 붐상승선회조작을 하고 있을 때에 산출되고, 그 후, 투영되어도 된다. 또, 적재잔량은, 예를 들면, 덤프트럭마다 계산되는, 짐싣기 개시부터의 버킷투입중량의 누계와 덤프트럭의 최대 적재중량과의 차에 근거하여 산출되어도 된다.

또, 투영장치(S9)는, 굴삭작업 이외의 작업을 지원하기 위하여 이용되어도 된다. 예를 들면, 투영장치(S9)는, 도 18에 나타내는 바와 같이, 도로부설작업을 지원하기 위하여 이용되어도 된다. 도 18은, 도로부설작업을 할 때의 가시화 처리에 관한 것이다. 도로부설작업에서는, 목표면(TP)은, 현재의 지면(CP)보다 상방에 설정되어 있다. 도 18의 예에서는, 도로는, 상층노반, 하층노반, 노상(路床) 및 노체(路體)의 4층을 포함하도록 구성되어 있다. 그 때문에, 목표면(TP)은, 상층노반의 목표면(TP1), 하층노반의 목표면(TP2), 노상의 목표면(TP3), 및 노체의 목표면(TP4)을 포함한다. 도 18의 예에서는, 쇼벨(PS)은, 상층노반의 목표면(TP1)을 형성하기 위한 성토작업(盛土作業)과 하층노반의 목표면(TP2)을 마무리하기 위한 전압작업(轉壓作業)을 행하고 있다. 즉, 노상 및 노체의 각각을 위한 성토작업과 전압작업은 이미 완료되어 있다. 도 18에 있어서의 지점(P1, P2, P3)은, 도 4의 경우와 동일하게, 광선(L1, L2, L3)이 투영되는 지면(CP) 상의 점이며, 모두 목표면(TP2) 상에 있다. 또, 도트해칭영역(PR)은 투영장치(S9)의 투영범위를 나타낸다.

이 경우, 투영장치(S9)가 투영하는 정보는, 예를 들면 도 19에 나타내는 바와 같이, 전압력, 층의 목표두께, 층을 형성하기 위하여 필요한 토량을 포함한다. 도 19는, 상층노반의 목표두께가 30cm인 것, 상층노반을 완성시키기 위하여 필요한 토량이 "△△m³"인 것, 및 하층노반의 형성에 필요한 전압력이 "0톤"인 것을 나타내고 있다. 영역(PR1)은, 현재의 지면(CP)의 높이가 하층노반의 목표면(TP2)의 높이보다 높은(얕은) 상태를 나타내고 있다. 영역(PR2)은, 현재의 지면(CP)의 높이가 하층노반의 목표면(TP2)의 높이와 동등한 상태를 나타내고 있다. 또, 영역(PR4)은, 하층노반 중의 전압이 부족한 범위를 나타내고 있다. 이와 같이 하여, 머신가이던스장치(50)는, 하층노반의 형성에 필요한 전압력의 값뿐만 아니라, 전압이 불충분한 범위도 조작자에게 알릴 수 있다. 또, 머신가이던스장치(50)는, 하층노반에 관한 전압작업이 완료되었을 때(예를 들면 전압이 불충분한 범위가 소실됐을 때)에, 상층노반에 관한 성토작업을 개시해야 할 취지를 조작자에게 알리도록 해도 된다. 혹은, 머신가이던스장치(50)는, 도로의 보강을 위하여 통나무 등의 보강재가 매설되는 경우에는, 투영장치(S9)를 이용하여 매설위치를 지면에 투영하도록 구성되어 있어도 된다. 이와 같이, 머신가이던스장치(50)는, 작업마다 다른 유용한 정보를 지면에 투영시킬 수 있다. 작업마다 다른 유용한 정보는, 예를 들면, 작업의 진척에 따라 변화하는 지시정보 또는 수치정보 등 중 적어도 하나를 포함하고 있어도 된다.

투영장치(S9)는, 쇼벨(PS)의 기체의 전방뿐만 아니라, 기체의 측방 및 후방 등 중 적어도 하나를 포함하는 복수의 방향을 향해서도 광을 투영할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 투영장치(S9)는, 예를 들면 도 20 및 도 21에 나타내는 바와 같이, 전방투영장치(S9F), 좌측투영장치(S9L), 우측투영장치(S9R) 및 후방투영장치(S9B)를 포함하고 있어도 된다. 그리고, 투영장치(S9)는, 쇼벨(PS)의 주위에서 작업하고 있는 작업자 등이, 기체(機體)로부터 제1 거리의 범위 내에 있는 진입금지영역과, 기체로부터 제1 거리보다 큰 제2 거리의 범위 내에 있는 주의영역과, 주의영역의 외측에 있는 작업영역을 구별할 수 있도록 지면에 광을 조사해도 된다.

도 20 및 도 21의 각각에 있어서의 진한 배표면무늬(梨地模樣)는 진입금지영역(PRa)을 나타내고, 옅은 배표면무늬는 주의영역(PRb)을 나타낸다. 작업영역은, 주의영역(PRb)의 외측의 범위에 상당한다. 도 20 및 도 21의 예에서는, 제1 거리 및 제2 거리는 모두 선회축으로부터의 거리이다. 단, 제1 거리 및 제2 거리는 모두 상부선회체(3)의 측단면으로부터의 거리 등이어도 된다. 또, 도 20 및 도 21의 예에서는, 진입금지영역(PRa)은 적색의 광선으로 조사되고, 주의영역(PRb)은 녹색의 광선으로 조사되며, 작업영역은 조사되지 않는다. 단, 주의영역(PRb)은, 황색의 광선으로 조사되어도 된다. 투영장치(S9)는, 예를 들면, 엔진(11)이 ON일 때에, 진입금지영역(PRa) 및 주의영역(PRb)을 조사하도록 구성되어 있다. 그 때문에, 작업자 등은, 주위의 소음 때문에 엔진소리가 들리지 않는 작업현장이더라도, 쇼벨(PS)의 접근정도를 용이하게 파악할 수 있다. 단, 투영장치(S9)는, 게이트로크밸브(D6)가 개방상태일 때에, 진입금지영역(PRa) 및 주의영역(PRb)을 조사하도록 구성되어 있어도 된다. 또, 투영장치(S9)는, 쇼벨(PS)이 조작상태인 것을 알리는 문자정보 또는 도형정보를 지면에 투영하도록 구성되어 있어도 된다.

투영장치(S9)는, 조작장치(26)의 조작내용에 따라 쇼벨(PS)의 주위의 지면의 소정 영역을 조사하도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 투영장치(S9)는, 선회조작레버가 우측선회방향으로 조작된 경우, 도 22에 나타내는 바와 같이, 우전측영역(PRc) 및 좌후측영역(PRd)을 소정의 색의 광으로 조사하도록 구성되어 있어도 된다. 우전측영역(PRc)은, 우측선회조작이 행해진 경우에 굴삭어태치먼트와 접촉하는 물체가 존재할 우려가 있는 범위에 대응한다. 좌후측영역(PRd)은, 우측선회조작이 행해진 경우에 카운터웨이트와 접촉하는 물체가 존재할 우려가 있는 범위에 대응한다. 다만, 도 22의 파선으로 나타내는 도형은, 우측선회 중의 상부선회체(3)를 나타내고 있다. 또, 우전측영역(PRc)의 사이즈는, 굴삭어태치먼트의 자세, 선회조작레버의 경도각도 등의 변화에 따라 변화하도록 구성되어 있어도 된다. 좌후측영역(PRd)에 대해서도 동일하다.

투영장치(S9)는, 쇼벨(PS)의 주행 시에, 하부주행체(1)의 전방 및 후방의 각각에 있어서의 지면에 광을 투영하도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 투영장치(S9)는, 주행레버가 조작된 경우, 도 23에 나타내는 바와 같이, 전측영역(PRe) 및 후측영역(PRf)을 조사하도록 구성되어 있어도 된다. 전측영역(PRe)은, 전진조작이 행해진 경우에 하부주행체(1)와 접촉하는 물체가 존재할 우려가 있는 범위에 대응한다. 후측영역(PRf)은, 후진조작이 행해진 경우에 하부주행체(1)와 접촉하는 물체가 존재할 우려가 있는 범위에 대응한다. 투영장치(S9)는, 후진조작이 행해진 경우에 한하여, 후측영역(PRf)을 조사하도록 구성되어 있어도 된다. 또, 전측영역(PRe)의 사이즈는, 주행레버의 경도각도 등의 변화에 따라 변화하도록 구성되어 있어도 된다. 후측영역(PRf)에 대해서도 동일하다. 다만, 투영장치(S9)를 구성하는 후방투영장치(S9B) 및 전방투영장치(S9F)는, 전기회로로 직렬로 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 쇼벨(PS)의 조작자는, 예를 들면, 전방투영장치(S9F)가 투영하는 광을 시인함으로써, 후방투영장치(S9B)가 정상적으로 동작하고 있는 것을 확인할 수 있다. 후방투영장치(S9B)에서 전기회로가 차단된 경우, 전방투영장치(S9F)는, 광을 투영할 수 없기 때문이다.

본원은, 2017년 3월 7일에 출원한 일본 특허출원 2017-043248호, 및 2017년 3월 27일에 출원한 일본 특허출원 2017-061957호에 근거하여 우선권을 주장하는 것이며, 이들 일본 특허출원의 전체내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.

1…하부주행체
1a…프레임
1b…크롤러벨트
1c…캐리어롤러
1d…트랙롤러
1e…스텝
1M…주행용 유압모터
2…선회기구
3…상부선회체
3a…공구상자
3b…요소수탱크
3c…연료탱크
3d…핸드레일
3e…가드레일
3f…스텝
4…붐
5…암
6…버킷
7…붐실린더
8…암실린더
9…버킷실린더
10…캐빈
10a…하부프런트윈도우
10b…상부프런트윈도우
10c…정부윈도우
10d…난간
11…엔진
14…메인펌프
15…파일럿펌프
17…컨트롤밸브
26…조작장치
29…압력센서
30…컨트롤러
30a…일시기억부
50…머신가이던스장치
55…연료탱크
55a…연료잔량센서
70…축전지
72…전장품
75…엔진회전수조정다이얼
501…위치산출부
502…비교부
503…통지부
504…스테레오페어화상취득부
505…지형데이터생성부
506…좌표변환부
507…지형데이터표시부
508…지형데이터투영부
S1…붐각도센서
S2…암각도센서
S3…버킷각도센서
S4…기체경사센서
S5…선회각속도센서
S6…스테레오카메라
S7, S7D, S7T…통신장치
S8, S8D, S8T…측위장치
S9, S9D, S9T…투영장치
D1…입력장치
D2…음성출력장치
D3…표시장치
D3a…변환처리부
D4…기억장치
D5…게이트로크레버
D6…게이트로크밸브
D7…엔진컨트롤러유닛
DR…비행체
PS…쇼벨
TR…지지대

Claims

하부주행체와,
상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와,
지면에 광을 투영하는 투영장치를 제어하는 제어장치를 구비하고,
상기 제어장치는, 상기 상부선회체에 장착되며, 또한, 상기 투영장치를 제어하여 상기 지면에서 가시화하는 정보를 변화시키는,
쇼벨.
제1항에 있어서,
상기 제어장치는, 상기 지면과 목표면과의 거리에 따라 상기 투영장치가 투영하는 광의 색 또는 조도를 바꾸도록 구성되어 있는,
쇼벨.
제1항에 있어서,
상기 제어장치는, 소정 시점에 있어서의 상기 지면의 기존의 형상과 상기 소정 시점 이후의 엔드어태치먼트의 이동궤적에 근거하여 상기 지면의 현재의 형상을 도출하도록 구성되어 있는,
쇼벨.
제1항에 있어서,
상기 제어장치는, 상기 지면을 촬상하는 스테레오카메라의 출력에 근거하여 상기 지면의 현재의 형상을 도출하도록 구성되어 있는,
쇼벨.
제1항에 있어서,
상기 제어장치는, 상기 투영장치를 제어하여 지중매설물을 가시화하도록 구성되어 있는,
쇼벨.
크롤러식의 하부주행체와,
상기 하부주행체에 탑재되는 상부선회체와,
상기 상부선회체에 장착되는 어태치먼트와,
상기 하부주행체의 크롤러벨트의 폭내에 들어가도록 상기 하부주행체의 프레임에 장착되는 스텝을 구비하고,
상기 스텝의 색은, 색상, 명도 및 채도 중 적어도 하나에 있어서, 상기 프레임의 색과 다른,
쇼벨.
제6항에 있어서,
상기 스텝의 색의 명도는, 상기 프레임의 색의 명도보다 높은,
쇼벨.
제6항에 있어서,
상기 프레임의 색의 명도와 상기 스텝의 색의 명도는 2단계 이상 다른,
쇼벨.
제6항에 있어서,
상기 스텝의 색의 색상은, 상기 상부선회체의 색의 색상과 동일한,
쇼벨.
제6항에 있어서,
상기 스텝의 색의 색상은, 상기 상부선회체의 색의 색상과 다른,
쇼벨.
제6항에 있어서,
상기 스텝의 색의 색상은, 황색 또는 황녹색인,
쇼벨.
제6항에 있어서,
상기 스텝의 색은, 상기 스텝의 측면 및 상면의 도장색 중 적어도 일방을 포함하는,
쇼벨.
제1항에 있어서,
상기 제어장치는, 상기 투영장치를 제어하여 상기 지면에서 가시화하는 정보와 동일한 정보를 캐빈 내의 표시장치에 표시시키는,
쇼벨.
건설기계의 주위에 광을 투영하는 건설기계의 작업지원시스템으로서,
제어장치와,
상기 제어장치로부터의 신호에 근거하여, 상기 건설기계의 주위의 지면에서 가시화하는 정보를 변화시키는 투영장치를 갖는,
건설기계의 작업지원시스템.