KR20210021945A - 굴삭기, 정보처리장치 - Google Patents
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Abstract
다양한 작업패턴이나 작업환경 등에 맞추어, 전도 등으로 이어지는 불안정한 상태의 억제를 도모하는 것이 가능한 굴삭기 등을 제공한다. 본 발명의 일 실시형태에 관한 굴삭기(쇼벨(100))는, 하부주행체(1)와, 하부주행체(1)에 대하여 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체(3)와, 상부선회체(3)에 장착되는 어태치먼트와, 표시장치(40)를 구비하고, 표시장치(40)는, 어태치먼트의 선단부의 하중, 쇼벨(100)의 경사상태, 및 하부주행체(1)에 대한 상부선회체(3)의 상대적인 선회각도 중 적어도 하나를 고려하여, 어태치먼트의 작업범위에 있어서의 제1 범위와, 제1 범위보다 안정도가 낮은 제2 범위를 구별 가능한 양태로 표시한다.
Description
본 발명은, 굴삭기에 관한 것이다.
예를 들면, 건설기계의 전도 등으로 이어지는 불안정한 상태를 억제하기 위한 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 등 참조).
특허문헌 1에서는, 선회체와 주행체의 상대각도(선회각도)를 고려하여, 어태치먼트의 작업범위와 기체(機體)의 안정도의 관계를 시각적으로 표시하는 표시장치가 탑재되는 해체작업기가 개시되어 있다.
그러나, 해체작업기와 달리, 범용적인 굴삭기의 작업패턴이나 작업환경은 다양하기 때문에, 그 다양한 작업패턴이나 작업환경에 대응 가능한 굴삭기의 전도 등으로 이어지는 불안정한 상태를 억제하는 기술이 요망되고 있다.
그래서, 상기 과제를 감안하여, 다양한 작업패턴이나 작업환경 등에 맞추어, 전도 등으로 이어지는 불안정한 상태의 억제를 도모하는 것이 가능한 굴삭기 등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시형태에서는,
하부주행체와,
상기 하부주행체에 대하여 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와,
상기 상부선회체에 장착되는 어태치먼트와,
표시장치를 구비하고,
상기 표시장치는, 상기 어태치먼트의 선단부의 하중, 굴삭기의 경사상태, 및 상기 하부주행체에 대한 상기 상부선회체의 상대적인 선회각도 중 적어도 하나를 고려하여, 상기 어태치먼트의 작업범위에 있어서의 제1 범위와, 상기 제1 범위보다 안정도가 낮은 제2 범위를 구별 가능한 양태로 표시하는, 굴삭기가 제공된다.
또, 본 발명의 다른 실시형태에서는,
하부주행체와,
상기 하부주행체에 대하여 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와,
상기 상부선회체에 장착되는 어태치먼트와,
표시장치를 구비하고,
상기 표시장치는, 상기 어태치먼트의 선단부의 하중, 굴삭기의 경사상태, 및 상기 하부주행체에 대한 상기 상부선회체의 상대적인 선회각도 중 적어도 하나를 고려하여, 상기 어태치먼트의 작업범위에 있어서의 제1 범위와, 상기 제1 범위보다 상기 어태치먼트의 동작속도가 낮은 제2 범위를 구별 가능한 양태로 표시하는, 굴삭기가 제공된다.
또, 본 발명의 또 다른 실시형태에서는,
하부주행체와, 상기 하부주행체에 대하여 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와, 상기 상부선회체에 장착되는 어태치먼트를 갖는 굴삭기와 통신을 행하는 통신장치와,
상기 통신장치를 통하여, 상기 굴삭기를 조작하는 조작장치와,
표시장치를 구비하고,
상기 표시장치는, 상기 어태치먼트의 선단부의 하중, 상기 굴삭기의 경사상태, 및 상기 하부주행체에 대한 상기 상부선회체의 상대적인 선회각도 중 적어도 하나를 고려하여, 상기 어태치먼트의 작업범위에 있어서의 제1 범위와, 상기 제1 범위보다 안정도가 낮은 제2 범위를 구별 가능한 양태로 표시하는, 정보처리장치가 제공된다.
또, 본 발명의 또 다른 실시형태에서는,
하부주행체와, 상기 하부주행체에 대하여 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와, 상기 상부선회체에 장착되는 어태치먼트를 갖는 굴삭기와 통신을 행하는 통신장치와,
상기 통신장치를 통하여, 상기 굴삭기를 조작하는 조작장치와,
표시장치를 구비하고,
상기 표시장치는, 상기 어태치먼트의 선단부의 하중, 상기 굴삭기의 경사상태, 및 상기 하부주행체에 대한 상기 상부선회체의 상대적인 선회각도 중 적어도 하나를 고려하여, 상기 어태치먼트의 작업범위에 있어서의 제1 범위와, 상기 제1 범위보다 상기 어태치먼트의 동작속도가 낮은 제2 범위를 구별 가능한 양태로 표시하는, 정보처리장치가 제공된다.
상술한 실시형태에 의하면, 다양한 작업패턴이나 작업환경 등에 맞추어, 전도 등으로 이어지는 불안정한 상태의 억제를 도모하는 것이 가능한 굴삭기 등을 제공할 수 있다.
도 1은 쇼벨의 측면도이다.
도 2는 쇼벨의 구성의 일례를 나타내는 구성도이다.
도 3은 쇼벨의 불안정상태억제기능에 관한 기능적인 구성의 일례를 나타내는 기능블록도이다.
도 4a는 불안정상태억제기능의 제1 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 4b는 불안정상태억제기능의 제1 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 4c는 불안정상태억제기능의 제1 예에 대응하는 안정범위표시화면의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 4d는 불안정상태억제기능의 제1 예에 대응하는 안정범위표시화면의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 5a는 불안정상태억제기능의 제2 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 5b는 불안정상태억제기능의 제2 예에 대응하는 안정범위표시화면의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 5c는 불안정상태억제기능의 제2 예에 대응하는 안정범위표시화면의 또 다른 예를 나타내는 도이다.
도 6a는 불안정상태억제기능의 제3 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 6b는 불안정상태억제기능의 제3 예에 대응하는 안정범위표시화면의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 6c는 불안정상태억제기능의 제3 예에 대응하는 안정범위표시화면의 또 다른 예를 나타내는 도이다.
도 7은 불안정상태억제기능의 제5 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 8a는 불안정상태억제기능의 제6 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 8b는 불안정상태억제기능의 제6 예에 대응하는 안정범위표시화면의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 9는 불안정상태억제기능의 제7 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 10은 컨트롤러에 의한 불안정상태억제제어처리의 일례를 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 11은 쇼벨원격조작시스템의 구성의 일례를 나타내는 도이다.
도 12는 원격조작용 표시장치의 표시화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 2는 쇼벨의 구성의 일례를 나타내는 구성도이다.
도 3은 쇼벨의 불안정상태억제기능에 관한 기능적인 구성의 일례를 나타내는 기능블록도이다.
도 4a는 불안정상태억제기능의 제1 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 4b는 불안정상태억제기능의 제1 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 4c는 불안정상태억제기능의 제1 예에 대응하는 안정범위표시화면의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 4d는 불안정상태억제기능의 제1 예에 대응하는 안정범위표시화면의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 5a는 불안정상태억제기능의 제2 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 5b는 불안정상태억제기능의 제2 예에 대응하는 안정범위표시화면의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 5c는 불안정상태억제기능의 제2 예에 대응하는 안정범위표시화면의 또 다른 예를 나타내는 도이다.
도 6a는 불안정상태억제기능의 제3 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 6b는 불안정상태억제기능의 제3 예에 대응하는 안정범위표시화면의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 6c는 불안정상태억제기능의 제3 예에 대응하는 안정범위표시화면의 또 다른 예를 나타내는 도이다.
도 7은 불안정상태억제기능의 제5 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 8a는 불안정상태억제기능의 제6 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 8b는 불안정상태억제기능의 제6 예에 대응하는 안정범위표시화면의 다른 예를 나타내는 도이다.
도 9는 불안정상태억제기능의 제7 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 10은 컨트롤러에 의한 불안정상태억제제어처리의 일례를 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 11은 쇼벨원격조작시스템의 구성의 일례를 나타내는 도이다.
도 12는 원격조작용 표시장치의 표시화면의 일례를 나타내는 도이다.
이하, 도면을 참조하여 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명한다.
[쇼벨의 개요]
먼저, 도 1을 참조하여, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 개요에 대하여 설명을 한다.
도 1은, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 측면도이다.
본 실시형태에 관한 쇼벨(100)(굴삭기의 일례)은, 하부주행체(1)와, 선회기구(2)를 통하여 선회 가능하게 하부주행체(1)에 탑재되는 상부선회체(3)와, 어태치먼트(작업장치)로서의 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)과, 캐빈(10)을 구비한다.
하부주행체(1)(주행체의 일례)는, 예를 들면 좌우 한 쌍의 크롤러를 포함하고, 각각의 크롤러가 주행유압모터(1L, 1R)(도 2 참조)로 유압구동됨으로써, 쇼벨(100)을 주행시킨다.
상부선회체(3)(선회체의 일례)는, 선회유압모터(2A)(도 2 참조)로 구동됨으로써, 하부주행체(1)에 대하여 선회축(2X)을 중심으로 하여 선회한다.
붐(4)은, 상부선회체(3)의 전부(前部)중앙에 부앙(俯仰) 가능하게 피봇장착되고, 붐(4)의 선단에는, 암(5)이 상하회동(回動) 가능하게 피봇장착되며, 암(5)의 선단에는, 버킷(6)이 상하회동 가능하게 피봇장착된다. 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)은, 각각 유압액추에이터로서의 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)에 의하여 각각 유압구동된다.
또, 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)에는, 크레인작업용 훅(80)이 장착된다. 훅(80)은, 기단(基端)이, 암(5)과 버킷(6)의 사이를 연결하는 버킷핀(62)에 회동 가능하게 연결된다. 이로써, 훅(80)은, 굴삭작업 등의 크레인작업 이외의 작업이 행해지는 경우, 2개의 버킷링크(70)의 사이에 형성되는 훅수납부(50)에 수납된다.
또, 버킷(6)은, 엔드어태치먼트의 일례이며, 쇼벨(100)에는, 버킷(6)과는 다른 종류의 엔드어태치먼트(예를 들면, 파쇄기, 리프팅마그넷 등, 버킷(6)과 용도가 다른 엔드어태치먼트나, 대형버킷 등, 버킷(6)과 용도 이외의 사양이 다른 엔드어태치먼트)가 장착되어도 된다. 즉, 쇼벨(100)은, 작업내용 등에 맞추어, 적절히, 엔드어태치먼트의 종류를 교환 가능하게 구성되어도 된다.
캐빈(10)은, 오퍼레이터가 탑승하는 운전실이며, 예를 들면 상부선회체(3)의 전부좌측에 탑재된다.
[쇼벨의 구성]
다음으로, 도 1에 더하여, 도 2를 참조하여, 쇼벨(100)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
도 2는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 구성의 일례를 나타내는 도이다.
다만, 도면 중에 있어서, 기계적 동력라인은 이중선, 고압유압라인은 실선, 파일럿라인은 파선, 전기구동·제어라인은 점선으로 각각 나타난다. 이하, 도 3에 대해서도 동일하다.
본 실시형태에 관한 쇼벨(100)에 있어서의 유압액추에이터를 유압구동하는 유압구동계는, 엔진(11)과, 레귤레이터(13)와, 메인펌프(14)와, 컨트롤밸브(17)를 포함한다. 또, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 유압구동계는, 상술과 같이, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)의 각각을 유압구동하는 주행유압모터(1L, 1R), 선회유압모터(2A), 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9) 등의 유압액추에이터를 포함한다.
엔진(11)은, 유압구동계에 있어서의 메인동력원이며, 예를 들면 상부선회체(3)의 후부(後部)에 탑재된다. 엔진(11)은, 예를 들면 경유를 연료로 하는 디젤엔진이다. 구체적으로는, 엔진(11)은, 후술하는 컨트롤러(30)에 의한 직접적인 혹은 간접적인 제어하에서, 미리 설정되는 목표회전수로 일정 회전하여, 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)를 구동한다.
레귤레이터(13)는, 컨트롤러(30)에 의한 제어하에서, 메인펌프(14)의 토출량을 조절한다. 예를 들면, 레귤레이터(13)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 따라, 메인펌프(14)의 사판(斜板)의 각도(이하, "경전각(傾轉角)")를 조절한다.
메인펌프(14)는, 예를 들면 엔진(11)과 동일하게, 상부선회체(3)의 후부에 탑재되고, 고압유압라인을 통하여 컨트롤밸브(17)에 작동유를 공급한다. 메인펌프(14)는, 상술과 같이, 엔진(11)에 의하여 구동된다. 메인펌프(14)는, 예를 들면 가변용량식 유압펌프이며, 상술과 같이, 컨트롤러(30)에 의한 제어하에서, 레귤레이터(13)에 의하여 사판의 경전각이 조절됨으로써 피스톤의 스트로크길이가 조정되어, 토출유량(토출압)이 제어된다.
컨트롤밸브(17)는, 예를 들면 상부선회체(3)의 중앙부에 탑재되고, 오퍼레이터에 의한 조작장치(26)에 대한 조작에 따라, 유압구동계의 제어를 행하는 유압제어장치이다. 컨트롤밸브(17)는, 상술과 같이, 고압유압라인을 통하여 메인펌프(14)와 접속되고, 메인펌프(14)로부터 공급되는 작동유를, 조작장치(26)의 조작상태에 따라, 유압액추에이터(주행유압모터(1L, 1R), 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 복수의 제어밸브를 포함한다.
본 실시형태에 관한 쇼벨(100)에 있어서의 각종 동작요소(유압액추에이터)의 조작계는, 파일럿펌프(15)와, 조작장치(26)를 포함한다.
파일럿펌프(15)는, 예를 들면 상부선회체(3)의 후부에 탑재되고, 파일럿라인을 통하여 조작장치(26)에 파일럿압을 공급한다. 파일럿펌프(15)는, 예를 들면 고정용량식 유압펌프이며, 상술과 같이, 엔진(11)에 의하여 구동된다.
조작장치(26)는, 캐빈(10)의 조종석 부근에 마련되고, 오퍼레이터가 각종 동작요소(하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 버킷(6) 등)의 조작을 행하기 위한 조작입력수단이다. 환언하면, 조작장치(26)는, 오퍼레이터가 각각의 동작요소를 구동하는 유압액추에이터(즉, 주행유압모터(1L, 1R), 선회유압모터(2A), 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9) 등)의 조작을 행하기 위한 조작입력수단이다. 조작장치(26)는, 예를 들면 유압파일럿식이며, 2차측의 파일럿라인을 통하여, 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 입력된다. 그 때문에, 컨트롤밸브(17)는, 조작장치(26)에 있어서의 조작상태에 따라, 각각의 유압액추에이터를 선택적으로 구동할 수 있다. 조작장치(26)는, 예를 들면 어태치먼트, 즉 붐(4)(붐실린더(7)), 암(5)(암실린더(8)), 버킷(6)(버킷실린더(9))의 동작이나 상부선회체의 선회동작의 각각을 조작하는 레버장치를 포함한다. 또, 조작장치(26)는, 예를 들면 좌우의 하부주행체(1)(주행유압모터(1L, 1R))의 각각을 조작하는 페달장치 혹은 레버장치를 포함한다.
다만, 조작장치(26)는, 전기식이어도 된다. 이 경우, 조작장치(26)는, 그 조작내용(예를 들면, 조작량 및 조작방향)을 나타내는 전기신호(이하, "조작신호")를 출력하고, 조작신호는, 예를 들면 컨트롤러(30)에 도입된다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 파일럿펌프(15)와 컨트롤밸브(17)의 사이의 파일럿라인에 설치되는 유압제어밸브(예를 들면, 후술하는 유압제어밸브(31))에 조작신호에 대응하는 조작지령을 출력한다. 이로써, 유압제어밸브로부터 컨트롤밸브(17)로 조작장치(26)의 조작내용에 대응하는 파일럿압이 작용한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 컨트롤밸브(17)에 조작장치(26)의 조작내용에 따른 동작을 행하게 할 수 있다. 또, 컨트롤밸브(17)의 각종 제어밸브가 전기구동식(예를 들면, 전자솔레노이드식)인 경우, 조작장치(26)로부터 출력되는 조작신호가, 직접, 컨트롤밸브(17)의 각종 제어밸브에 입력되어도 된다.
본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 제어계는, 컨트롤러(30)와, 붐보텀압센서(7a)와, 감압밸브(26V)와, 조작압센서(29)와, 표시장치(40)와, 입력장치(42)와, 음성출력장치(44)와, 훅수납상태검출장치(51)와, 붐각도센서(S1)와, 암각도센서(S2)와, 버킷각도센서(S3)와, 기체자세센서(S4)와, 촬상장치(S5)를 포함한다.
컨트롤러(30)는, 예를 들면 캐빈(10) 내에 마련되고, 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)와, ROM(Read Only Memory)과, RAM(Random Access Memory)과, 불휘발성의 보조기억장치와, 각종 입출력인터페이스 등을 포함하는 마이크로컴퓨터를 중심으로 구성된다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면 ROM이나 불휘발성의 보조기억장치에 저장되는 각종 프로그램을 CPU 상에서 실행함으로써 각종 기능을 실현한다.
붐보텀압센서(7a)는, 붐실린더(7)에 장착되고, 보텀측유실의 압력(이하, "붐보텀압")을 검출한다. 붐보텀압센서(7a)에 의하여 검출되는 붐보텀압에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
감압밸브(26V)는, 조작장치(26)의 2차측의 파일럿라인에 마련되고, 컨트롤러(30)에 의한 제어하에서, 조작장치(26)의 조작상태(예를 들면, 조작량이나 조작방향)에 대응하는 파일럿압을 감압 가능하게 구성된다. 예를 들면, 감압밸브(26V)는, 조작장치(26)에 포함되는, 복수의 동작요소(즉, 이들 동작요소를 구동하는 복수의 유압액추에이터)의 각각에 대응하는 레버장치나 페달장치 등의 개별의 조작수단의 모두에 대하여 마련된다. 또, 감압밸브(26V)는, 후술과 같이, 불안정상태억제제어부(306)에 의한 동작제한대상의 동작요소에 대응하는 일부의 개별의 조작수단에 대하여 마련되어도 된다. 예를 들면, 감압밸브(26V)는, 컨트롤러(30)로부터 제어지령으로서의 제어전류가 입력되어 있지 않은 경우, 조작장치(26)로부터 출력되는 파일럿압을 감압하지 않고, 그대로, 컨트롤밸브(17)에 작용시킨다. 한편, 감압밸브(26V)는, 컨트롤러(30)로부터 제어전류가 입력되어 있는 경우, 제어전류의 크기에 따라, 조작장치(26)로부터 출력되는 파일럿압을 감압하고, 감압한 파일럿압을 컨트롤밸브(17)에 작용시킨다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터 등에 의한 조작장치(26)에 있어서의 조작내용에 대응하는 유압액추에이터의 동작, 즉 유압액추에이터에 의하여 구동되는 동작요소의 동작을 제한할 수 있다.
조작압센서(29)는, 상술과 같이, 조작장치(26)의 2차측의 파일럿압, 즉 조작장치(26)에 있어서의 각각의 동작요소(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 조작내용(조작상태)에 대응하는 파일럿압의 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
표시장치(40)는, 캐빈(10) 내의 착석한 오퍼레이터로부터 시인하기 쉬운 장소에 마련되고, 컨트롤러(30)에 의한 제어하에서, 각종 정보화상을 표시한다. 표시장치(40)는, CAN(Controller Area Network) 등의 차재(車載)통신네트워크를 통하여 컨트롤러(30)에 접속되어 있어도 되고, 일 대 일의 전용선을 통하여 컨트롤러(30)에 접속되어 있어도 된다.
입력장치(42)는, 캐빈(10) 내의 착석한 오퍼레이터로부터 손이 닿는 범위에 마련되고, 오퍼레이터에 의한 각종 조작입력을 접수하여, 조작입력에 따른 신호를 컨트롤러(30)에 출력한다. 입력장치(42)는, 예를 들면 각종 정보화상을 표시하는 표시장치의 디스플레이에 실장되는 터치패널, 조작장치(26)에 포함되는 레버장치의 레버부의 선단에 마련되는 노브스위치, 표시장치(40)의 주위에 마련되는 버튼스위치, 레버, 토글, 다이얼 등을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는, 입력장치(42)는, 크레인모드스위치(42a)와, 모드조절다이얼(42b)과, 하중항목설정조작부(42c)와, 안정범위설정조작부(42d)를 포함한다. 입력장치(42)에 대한 조작내용에 대응하는 신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
크레인모드스위치(42a)는, 굴삭작업 등을 행하기 위한 통상모드와 훅(80)을 이용하여 크레인작업을 행하기 위한 크레인모드의 사이에서 쇼벨(100)의 동작모드를 오퍼레이터 등이 전환하기 위한 조작입력을 접수한다. 통상모드는, 조작장치(26)를 통한 오퍼레이터의 조작에 대한 어태치먼트(예를 들면, 붐(4))의 동작속도가 상대적으로 빠른 쇼벨(100)의 동작모드이며, 크레인모드는, 조작장치(26)를 통한 오퍼레이터의 조작에 대한 어태치먼트의 동작속도가 상대적으로 느린 쇼벨(100)의 동작모드이다. 이로써, 크레인작업 시에 있어서, 예를 들면 오퍼레이터에 의한 조작에 대한 붐(4)의 동작이 비교적 완만해지기 때문에, 쇼벨(100)은, 적하를 안정되게 매달아 올리거나, 이동시키거나 할 수 있다. 컨트롤러(30)는, 크레인모드스위치(42a)가 온조작되면, 쇼벨(100)의 동작모드를 통상모드로부터 크레인모드로 전환하고, 크레인모드스위치(42a)가 오프조작되면, 쇼벨(100)의 동작모드를 크레인모드로부터 통상모드로 전환한다.
다만, 컨트롤러(30)는, 크레인모드에 있어서, 엔진(11)의 목표회전수를 통상모드의 경우보다 낮게 설정한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 크레인모드에 있어서, 어태치먼트의 동작을 통상모드보다 완만하게 할 수 있다.
모드조절다이얼(42b)은, 엔진(11)의 목표회전수가 서로 다른, 쇼벨(100)의 복수의 동작모드 중으로부터 하나의 동작모드를 오퍼레이터 등이 선택하기 위한 조작입력을 접수한다. 선택 가능한 복수의 동작모드는, 각각 쇼벨(100)이 통상모드인 경우에 적용되는 동작모드이다. 복수의 동작모드에는, 예를 들면 엔진(11)의 목표회전수가 비교적 높고, 작업스피드를 우선하는 SP(Super Power)모드, 엔진(11)의 목표회전수가 중간 정도이며, 비교적 작업부하가 높은 중작업(重作業)에 최적인 H(Heavy)모드, 및 엔진(11)의 목표회전수가 비교적 낮아, 폭넓은 작업에 대응하는 A(Auto)모드 등이 포함된다.
하중항목설정조작부(42c)는, 어태치먼트의 선단부에 작용하는 하중에 관한 설정항목(이하, "하중항목")을 오퍼레이터 등이 설정하기 위한 조작입력을 접수한다. 하중항목에는, 예를 들면 엔드어태치먼트의 종류가 포함될 수 있다. 또, 하중항목에는, 쇼벨(100)의 작업현장의 토사의 질(이하, "토질". 예를 들면, 토사의 종류나 토사밀도 등)이 포함될 수 있다. 즉, 하중항목에는, 상술한 항목을 포함하는 복수의 항목 중 적어도 하나가 포함된다. 예를 들면, 하중항목설정조작부(42c)는, 예를 들면 표시장치(40)에 표시되는, 하중항목을 설정하기 위한 소정의 조작화면 상에서의 각종 조작을 접수한다.
다만, 하중항목은, 자동적으로 판단되어도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 카메라(S5F)의 촬상화상에 근거하여, 엔드어태치먼트의 종류, 작업현장의 토질 등을 자동적으로 판단해도 된다.
안정범위설정조작부(42d)는, 후술하는 쇼벨(100)의 안정범위를 오퍼레이터가 설정(변경)하기 위한 조작입력을 접수한다. 예를 들면, 안정범위를 변경하기 위한 소정의 조작화면 상에서의 각종 조작을 접수한다.
음성출력장치(44)는, 캐빈(10) 내에 마련되고, 컨트롤러(30)에 의한 제어하에서, 각종 음성을 출력한다. 음성출력장치(44)는, 예를 들면 스피커나 버저 등이다.
훅수납상태검출장치(51)는, 훅(80)의 어태치먼트(훅수납부(50))로의 수납상태를 검출한다. 훅수납상태검출장치(51)는, 예를 들면 훅수납부(50) 내에 훅(80)이 존재하는 경우, 도통(導通)상태가 되고, 훅수납부(50) 내에 훅(80)이 존재하지 않는 경우에 차단상태가 되는 스위치이다. 훅수납상태검출장치(51)는, 케이블(35)을 통하여 컨트롤러(30)와 접속되고, 컨트롤러(30)는, 훅수납상태검출장치(51)의 도통/비도통에 의하여, 훅(80)이 훅수납부(50)에 수납되어 있는지 여부를 판단할 수 있다.
다만, 컨트롤러(30)는, 훅수납상태검출장치(51)에 의한 검출정보에 근거하여, 자동적으로, 크레인모드와 통상모드의 사이에서 쇼벨(100)의 동작모드를 전환해도 된다. 이 경우, 크레인모드스위치(42a)는, 생략될 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 훅수납상태검출장치(51)가 도통상태로부터 차단상태로 전환됨으로써, 훅(80)이 훅수납부(50)로부터 취출되었다고 판단하면, 쇼벨(100)의 동작모드를 통상모드로부터 크레인모드로 전환해도 된다. 또, 컨트롤러(30)는, 훅수납상태검출장치(51)가 차단상태로부터 도통상태로 전환됨으로써, 훅(80)이 훅수납부(50)로 되돌려졌다고 판단하면, 쇼벨(100)의 동작모드를 크레인모드로부터 통상모드로 전환해도 된다.
붐각도센서(S1)는, 붐(4)에 장착되고, 붐(4)의 상부선회체(3)에 대한 자세각도, 구체적으로는 부앙각도(이하, "붐각도")를 검출한다. 붐각도센서(S1)는, 예를 들면 측면시(側面視)에 있어서, 상부선회체(3)의 선회평면에 대하여 붐(4)의 양단의 지점(支点)을 연결하는 직선이 이루는 각도를 검출한다. 붐각도센서(S1)는, 예를 들면 로터리인코더, 가속도센서, 각속도센서, 6축센서, IMU(Inertial Measurement Unit: 관성계측장치) 등을 포함해도 되고, 이하, 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체자세센서(S4)에 대해서도 동일하다. 붐각도센서(S1)에 의한 붐각도에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
다만, 붐(4)의 자세상태(자세각도)는, 카메라(S5F)의 촬상화상으로부터 인식(검출)되어도 된다. 이하, 암(5), 버킷(6)의 자세상태(자세각도)에 대해서도 동일하다.
암각도센서(S2)는, 암(5)에 장착되고, 암(5)의 붐(4)에 대한 자세각도, 구체적으로는 회동각도(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 의한 암각도에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
버킷각도센서(S3)는, 버킷(6)에 장착되고, 버킷(6)의 암(5)에 대한 자세각도, 구체적으로는 회동각도(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 의한 버킷각도에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
기체자세센서(S4)는, 기체, 구체적으로는 상부선회체(3)의 자세상태를 검출한다. 기체자세센서(S4)는, 예를 들면 상부선회체(3)에 장착되고, 상부선회체(3)의 전후방향 및 좌우방향의 2축 둘레의 자세각도, 즉 경사각도(이하, "전후경사각" 및 "좌우경사각")를 검출한다. 또, 기체자세센서(S4)는, 상부선회체(3)의 상하방향의 자세각도, 즉 선회축(2X) 둘레의 선회각도를 검출한다. 기체자세센서(S4)에 의한 경사각도(전후경사각 및 좌우경사각) 및 선회각도에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
다만, 기체의 자세상태는, 촬상장치(S5)의 촬상화상으로부터 인식(검출)되어도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 촬상장치(S5)의 촬상화상 중의 기준물(예를 들면, 작업현장의 건물이나 지주 등)의 자세상태에 근거하여, 기체의 자세상태를 인식(검출)해도 된다.
촬상장치(S5)는, 상부선회체(3)의 상부에 장착되고, 쇼벨(100)의 주위를 촬상하여, 촬상화상을 출력한다. 촬상장치(S5)는, 카메라(S5F, S5B, S5L, S5R)를 포함한다.
카메라(S5F, S5B, S5L, S5R)는, 각각 상부선회체(3)의 전단상부(예를 들면, 캐빈(10)의 전단상부), 후단상부, 좌단상부, 및 우단상부에 장착되고, 상부선회체(3)의 전방, 후방, 좌측방, 및 우측방의 모습을 촬상한다. 예를 들면, 카메라(S5F, S5B, S5L, S5R)는, 각각 매우 넓은 화각을 갖는 단안(單眼)의 광각카메라이다. 구체적으로는, 카메라(S5F, S5B, S5L), 및 카메라(S5R)는, 각각 상부선회체(3)의 상부에 있어서, 광축이 경사하방을 향하도록 장착되고, 쇼벨(100)의 근방의 지면으로부터 쇼벨(100)의 원방까지를 포함하는 상하방향의 촬상범위를 촬상한다. 카메라(S5F, S5B, S5L, S5R)는, 각각 쇼벨(100)의 운전 중, 소정 주기(예를 들면, 1/30초)마다, 촬상화상을 출력하고, 출력된 촬상화상은, 컨트롤러(30)에 도입된다.
[쇼벨의 불안정상태억제기능의 개요]
다음으로, 도 3을 참조하여, 쇼벨(100)의 불안정상태를 억제하는 기능(이하, 불안정상태억제기능)의 개요에 대하여 설명한다.
도 3은, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 불안정상태억제기능에 관한 기능적인 구성의 일례를 나타내는 기능블록도이다.
컨트롤러(30)는, 예를 들면 ROM이나 보조기억장치에 저장되는 하나 이상의 프로그램을 CPU 상에서 실행함으로써 실현되는 기능부로서, 하중측정부(301)와, 하중항목설정부(302)와, 안정도연산부(303)와, 안정범위설정부(304)와, 표시제어부(305)와, 불안정상태억제제어부(306)와, 불안정로그기록부(307)를 포함한다.
하중측정부(301)는, 어태치먼트의 선단부에 작용하는 하중을 측정한다. 하중측정부(301)는, 안정도연산부(303)에 의한 후술하는 안정도연산의 전제동작으로서, 자동적으로, 어태치먼트의 선단부에 작용하는 하중을 측정한다. 또, 하중측정부(301)는, 오퍼레이터 등에 의한 입력장치(42)에 대한 소정의 조작(이하, "하중측정조작")에 따라, 어태치먼트의 선단부에 작용하는 하중을 측정해도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터 등에 의한 하중측정조작에 대응하여, 하중측정부(301)에 의하여 측정된 하중(예를 들면, 후술하는 적재하중)을 표시장치(40)에 표시시켜도 된다. 측정대상의 하중은, 예를 들면 엔드어태치먼트에 적재되는 적재물(버킷(6)에 수용되는 토사 등이나 훅(80)에 매달리는 적하 등)의 하중(이하, "적재하중")이다. 또, 측정대상의 하중은, 예를 들면 표준의 엔드어태치먼트(예를 들면, 버킷(6))를 기준으로 하는, 엔드어태치먼트의 종류의 차이에 따른 중량의 차분(증감분)과, 적재하중을 맞춘 하중이어도 된다.
구체적으로는, 하중측정부(301)는, 붐보텀압센서(7a), 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3)의 검출정보에 근거하여, 어태치먼트의 선단부의 하중을 측정한다. 어태치먼트의 선단부의 하중이 커질수록, 붐보텀압이 높아지는 경향이 있기 때문이다. 또, 붐각도, 암각도, 및 버킷각도에 의하여 규정되는 어태치먼트의 자세(버킷(6)의 상부선회체(3)에 대한 위치)에 따라, 붐보텀압이 변화하기 때문이다. 보다 구체적으로는, 하중측정부(301)는, 예를 들면 붐보텀압, 및 어태치먼트의 자세와, 어태치먼트의 선단부의 하중의 관계가 미리 규정된 맵이나 연산식 등을 이용하여, 어태치먼트의 선단부의 하중을 측정(연산)해도 된다. 또, 하중측정부(301)는, 엔드어태치먼트의 적재하중을 측정하는 경우, 후술하는 하중항목설정부(302)에 의하여 설정된 엔드어태치먼트의 종류에 근거하여, 엔드어태치먼트의 종류에 의한 영향을 보정해도 된다. 보다 구체적으로는, 하중측정부(301)는, 붐보텀압, 및 어태치먼트의 자세에 근거하여 산출한 하중을, 설정되어 있는 종류의 엔드어태치먼트와, 표준의 종류의 엔드어태치먼트의 중량차에 근거하여, 보정함으로써, 엔드어태치먼트의 적재하중을 측정(연산)해도 된다. 또, 하중측정부(301)는, 엔드어태치먼트의 종류마다 미리 준비되는 상술한 맵이나 연산식에 근거하여, 엔드어태치먼트의 적재하중을 측정해도 된다.
하중항목설정부(302)는, 오퍼레이터 등에 의한 하중항목설정조작부(42c)에 대한 조작에 따라, 하중항목을 설정한다. 예를 들면, 하중항목설정부(302)는, 하중항목설정조작부(42c)에 대한 조작에 따라, 하중 항목에 포함되는 일부 또는 전부의 항목을 설정한다. 설정내용에 관한 정보는, 보조기억장치 등에 미리 규정되는 기억영역에 저장된다.
안정도연산부(303)는, 어태치먼트의 선단부가 구조상 취할 수 있는 위치의 일부 또는 전부의 범위, 즉 하부주행체(1) 및 상부선회체(3)를 포함하는 기체를 기준으로 하는 어태치먼트의 작업범위의 일부 또는 전부(이하, "연산대상범위")에 대하여, 어태치먼트의 선단부의 위치와, 당해 위치에 어태치먼트의 선단부가 있을 때의 쇼벨(100)의 안정도(이하, 간단히 "안정도")와의 관계에 관한 연산(이하, "안정도연산")을 행한다. 예를 들면, 안정도연산부(303)는, 연산대상범위에 있어서, 이산화(離散化)된 복수의 위치마다, 당해 위치에 어태치먼트의 선단부가 있을 때의 안정도를 연산해도 된다. 또, 예를 들면 안정도연산부(303)는, 연산대상범위에 있어서, 하나 또는 복수의 기준값에 대하여, 안정도가 당해 기준값이 되는, 어태치먼트의 선단부의 위치를 연산하여, 안정도에 관한 등치(等値)위치(예를 들면, 후술하는 안정범위의 경계)를 도출해도 된다.
안정도는, 쇼벨(100)의 불안정상태의 발생하기 어려움의 정도를 나타낸다. 쇼벨(100)의 불안정상태에는, 예를 들면 굴삭작업이나 평탄화작업 등 시에, 지면으로부터 어태치먼트에 작용하는 외력에 따라, 하부주행체(1)가 지면에 대하여, 전방 혹은 후방으로 미끄러지는(끌려가는) 상태(이하, "미끄러짐상태")가 포함될 수 있다. 또, 쇼벨(100)의 불안정상태에는, 예를 들면 그 정도에 따라서는, 쇼벨(100)의 전도로 이어지는, 하부주행체(1)의 전부 혹은 후부가 부상(浮上)하는 동작(이하, "부상상태")이 포함될 수 있다. 또, 쇼벨(100)의 불안정상태에는, 예를 들면 공중에서의 배토(排土)작업 시 등에 있어서의 어태치먼트의 관성모멘트의 변동이 반력으로서 상부선회체(3)에 작용함으로써 발생할 수 있는 상부선회체(3)의 진동 등과 같이, 어태치먼트의 동작에 기인하여 발생할 수 있는, 기체의 진동(이하, "기체진동상태")이 포함될 수 있다. 즉, 쇼벨(100)의 불안정상태에는, 미끄러짐상태, 부상상태, 및 기체진동상태 중 적어도 하나가 포함된다. 또, 안정도는, 예를 들면 소정 기준에 따라 연속적으로 변화할 수 있는 수치여도 되고, 미리 구분되는, 쇼벨(100)의 전도되기 어려움을 나타내는 복수의 단계의 각각을 나타내는 수치(단곗값)여도 된다. 또, 안정도는, 쇼벨(100)의 정적인 안정도여도 되고, 쇼벨(100)의 동적인 안정도여도 된다. 또, 안정도는, 쇼벨(100)의 정적인 안정도 및 동적인 안정도의 쌍방을 고려한 안정도(예를 들면, 쇼벨(100)의 어태치먼트가 동작하고 있는 경우, 동적인 안정도를 나타내고, 쇼벨(100)이 정지되어 있는 경우, 정적인 안정도를 나타내는 등)여도 된다.
안정도연산의 전제조건으로서의 어태치먼트의 선단부는, 예를 들면 버킷(6)의 날끝, 훅(80)에 있어서의 갈고리상부 등, 엔드어태치먼트에 있어서의 소정의 대표위치, 구체적으로는 엔드어태치먼트에 있어서의 작업부하가 작용하는 부위이다. 안정도연산의 전제조건으로서의 어태치먼트의 선단부는, 예를 들면 쇼벨(100)에 의한 작업내용(크레인작업인지, 크레인작업 이외인지)에 근거하여, 설정(변경)되어도 된다. 구체적으로는, 안정도연산의 전제조건으로서의 어태치먼트의 선단부는, 쇼벨(100)에 의한 크레인작업이 행해지는 경우, 예를 들면 훅(80)에 있어서의 갈고리형상의 하단부에 설정되고, 크레인작업의 경우, 예를 들면 버킷(6)의 치선(齒先) 등으로 설정되어도 된다. 또, 안정도연산의 전제조건으로서의 어태치먼트의 선단부는, 엔드어태치먼트의 종류에 따라, 설정(변경)되어도 된다. 엔드어태치먼트의 종류에 따라, 기체(상부선회체(3))를 기준으로 하여, 작업부하가 작용하는 상대위치가 변화하기 때문이다. 구체적으로는, 안정도연산의 전제조건으로서의 어태치먼트의 선단부는, 버킷(6)의 종별(예를 들면, 표준사이즈의 버킷, 대형의 버킷 등의 구별)에 따라, 설정(변경)되어도 된다. 이때, 엔드어태치먼트의 종별은, 예를 들면 카메라(S5F)의 촬상화상 등에 근거하여, 컨트롤러(30)에 의하여 자동인식되어도 되고, 오퍼레이터 등에 의한 입력장치(42)를 통한 설정입력에 따라 규정되어도 된다. 또, 안정도연산의 전제조건으로서의 어태치먼트의 선단부는, 쇼벨(100)의 크레인작업이 행해지는 경우, 적하가 매달아 내려지는 부위의 종별(예를 들면, 버킷(6)에 부속하는 훅(80)인지, 도시하지 않은 암(5)의 선단에 장착되는 퀵히치에 부속하는 훅인지 등의 구별)에 따라, 설정(변경)되어도 된다. 이때, 적하가 매달아 내려지는 부위의 종별은, 상술한 엔드어태치먼트의 종별의 경우와 동일하게, 예를 들면 카메라(S5F)의 촬상화상 등에 근거하여, 컨트롤러(30)에 의하여 자동인식되어도 되고, 오퍼레이터 등에 의한 입력장치(42)를 통한 설정입력에 따라 규정되어도 된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 안정도연산의 전제조건으로서의 어태치먼트의 선단부의 설정이 고정되어 있는 경우에 비하여, 안정도연산의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 환언하면, 컨트롤러(30)는, 표시장치(40)에 표시되는, 후술하는 안정범위표시화면에 의하여 정확한 안정범위를 표시시킬 수 있다.
어태치먼트의 선단부가 구조상 취할 수 있는 위치는, 어태치먼트의 동작, 및 상부선회체(3)의 선회동작에 의하여, 어떠한 제어에 의한 제한이 없는 전제에서, 구조상의 가동범위를 따라, 어태치먼트의 선단부가 도달할 수 있는, 기체에 대한 상대위치를 나타낸다. 즉, 어태치먼트의 선단부가 구조상 취할 수 있는 위치는, 상부선회체(3)의 선회동작에 근거하는 쇼벨(100)의 주위의 둘레방향으로 360°에 걸치는 위치범위이며, 또한 어태치먼트의 동작에 근거하는 상부선회체(3)의 전후방향 및 상하방향의 구조상 도달 가능한 위치범위이다. 어태치먼트의 선단부가 구조상 취할 수 있는 위치는, 붐(4)의 상부선회체(3)에 대한 구조상의 가동각도(예를 들면, 붐실린더(7)의 신축범위에 근거하는 가동범위), 암(5)의 붐(4)에 대한 가동각도(예를 들면, 암실린더(8)의 신축범위에 근거하는 가동범위), 및 엔드어태치먼트(예를 들면, 버킷(6))의 암(5)에 대한 가동범위에 의하여, 미리 규정된다. 어태치먼트의 선단부가 구조상 취할 수 있는 위치에는, 쇼벨(100)(하부주행체(1))이 위치하는 지면보다 상하방향으로 낮은 위치가 포함된다.
안정도연산부(303)는, 어태치먼트의 선단부의 위치에 대응하는 어태치먼트의 자세(붐각도, 암각도, 및 버킷각도)를 고려하여, 안정도연산을 행해도 된다. 상부선회체(3)에 대한 어태치먼트의 선단부의 위치에 따라, 어태치먼트의 관성모멘트가 변동하고, 예를 들면 부상상태나 기체진동상태 등의 쇼벨(100)의 불안정상태의 발생의 용이성에 영향이 발생하기 때문이다. 또, 어태치먼트의 자세에 의하여, 어태치먼트를 통하여 상부선회체(3)에 작용하는 전도모멘트(쇼벨(100)을 상부선회체(3)의 전방 혹은 후방으로 전도시키는 방향의 모멘트)의 크기가 변동하기 때문이다.
또, 안정도연산부(303)는, 현재의 어태치먼트의 선단부의 하중을 고려하여, 안정도연산을 행해도 된다. 어태치먼트의 선단부에 작용하는 하중이 커질수록, 쇼벨(100)을 상부선회체(3)의 전방으로 전도시키려고 하는 전도모멘트가 커져, 쇼벨(100)이 전도되기 쉬워지기 때문이다. 예를 들면, 안정도연산부(303)는, 하중측정부(301)에 의하여 측정되는 어태치먼트의 선단부의 하중을 고려하여, 안정도연산을 행한다. 또, 예를 들면 안정도연산부(303)는, 하중항목설정부(302)에 의하여 설정된 하중항목의 설정내용(예를 들면, 어태치먼트의 종류나 작업현장의 토질 등)으로부터 상정되는 어태치먼트의 선단부의 하중을 고려하여, 안정도연산을 행한다. 또, 예를 들면 하중측정부(301)에 의하여 적재하중이 측정되는 경우, 하중측정부(301)에 의하여 측정된 적재하중과, 하중항목설정부(302)에 의하여 설정된 하중항목 중 어태치먼트의 종류를 고려하여, 안정도연산을 행한다.
또, 안정도연산부(303)는, 하부주행체(1)의 진행방향(전진방향 혹은 후진방향)에 대한 상부선회체(3)의 방향(어태치먼트의 장착부분의 방향)에 관한 정보(예를 들면, 상부선회체(3)의 선회각도)를 고려하여, 안정도연산을 행해도 된다. 예를 들면, 상부선회체(3)의 방향이, 하부주행체(1)의 진행방향에 대략 직각의 방향(즉, 하부주행체(1)의 폭방향)인 경우, 하부주행체(1)의 진행방향과 동일한 경우에 비하여, 상부선회체(3)의 전후방향에 있어서의 하부주행체(1)의 접지길이가 짧아져, 전도지점이 기체측에 가까워지기 때문에, 전도되기 쉬워지기 때문이다.
또, 안정도연산부(303)는, 기체의 경사상태(예를 들면, 기체자세센서(S4)에 의하여 검출되는 상부선회체(3)의 경사상태)를 고려하여, 안정도연산을 행해도 된다. 기체(하부주행체(1) 및 상부선회체(3))가 경사져 있는 경우, 경사방향으로 하부주행체(1)가 미끄러지거나, 쇼벨(100)이 전도되거나 하기 쉬워지기 때문이다.
또, 안정도연산부(303)는, 어태치먼트의 동작속도에 관한 정보(이하, "동작속도관련정보")를 고려하여, 안정도연산을 행해도 된다. 어태치먼트의 동작속도가 상대적으로 빨라지면, 어태치먼트의 관성모멘트의 변동 등에 대한 영향이 커지기 때문이다. 동작속도관련정보에는, 예를 들면 어태치먼트의 동작에 관한 검출정보(예를 들면, 실린더센서에 의하여 검출되는 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9) 등의 동작속도의 검출값 등)가 포함될 수 있다. 또, 동작속도관련정보에는, 엔진(11)의 동작상태에 관한 정보(이하, "엔진동작상태정보")가 포함될 수 있다. 엔진(11)의 회전수(출력)가 높아질수록, 어태치먼트의 동작속도가 상대적으로 빨라지기 때문이다. 엔진동작상태정보에는, 예를 들면 엔진(11)의 회전수의 검출값, 엔진(11)의 목표회전수, 크레인모드스위치(42a)나 모드조절다이얼(42b)에 대한 조작에 의하여 설정되어 있는 쇼벨(100)의 동작모드 등이 포함될 수 있다. 또, 동작속도관련정보에는, 메인펌프(14)의 동작상태에 관한 정보(이하, "펌프동작상태정보")가 포함된다. 메인펌프(14)의 출력이 커질수록, 어태치먼트의 동작속도가 상대적으로 빨라지기 때문이다. 펌프동작상태정보에는, 예를 들면 메인펌프(14)의 토출압의 검출값, 레귤레이터(13)에 대한 컨트롤러(30)의 제어지령값 등이 포함될 수 있다.
다만, 엔진(11) 대신에, 전동모터에 의하여 메인펌프(14)가 구동되어도 된다. 이 경우, 동작속도관련정보에는, 전동모터의 동작상태에 관한 정보가 포함되어도 된다. 전동모터의 동작상태에 관한 정보에는, 예를 들면 전동모터의 회전수의 검출값이나 제어지령값 등이 포함된다.
또, 안정도연산부(303)는, 어태치먼트의 선단부의 위치에 대응하는 어태치먼트의 자세에 더하여, 오퍼레이터에 의한 당해 쇼벨(100)의 조작경향에 관한 정보(이하, "조작경향정보")를 고려하여, 안정도연산을 행해도 된다. 조작장치(26)의 조작이 상대적으로 느리게(신중하게) 행해지는 경우와, 상대적으로 빠르게(거칠게) 행해지는 경우에서는, 후자의 쪽이 쇼벨(100)을 전도시키기 쉬운 조작이라고 생각되기 때문이다. 조작경향정보에는, 조작압센서(29)에 의하여 검출되는 조작장치(26)의 조작내용(조작상태)의 이력정보가 포함될 수 있다. 또, 조작경향정보에는, 오퍼레이터에 의하여 입력장치(42)를 통하여 설정되거나, 혹은 도시하지 않은 실내카메라 등의 촬상화상에 의하여 인식되는 오퍼레이터의 식별정보(예를 들면, 오퍼레이터 ID(Identifier))가 포함될 수 있다. 오퍼레이터의 식별정보와, 당해 오퍼레이터의 식별정보에 대응하는 오퍼레이터의 조작경향을 관련시키는 것이 가능하기 때문이다. 또, 조작경향정보에는, 미리 등록되거나, 혹은 오퍼레이터에 의하여 입력장치(42)를 통하여 설정되는 오퍼레이터의 속성정보(예를 들면, 연령, 경험년수, 성별 등)가 포함된다. 오퍼레이터의 조작경향과, 오퍼레이터의 속성의 사이에는, 매크로의 상관관계가 존재하는 경우가 있기 때문이다. 또, 오퍼레이터에 의하여 입력장치(42)를 통하여 설정되는, 오퍼레이터 자신의 신고에 의한 조작경향에 관한 입력정보(예를 들면, 조작의 신중정도에 관한 복수의 단계 중 오퍼레이터에 의하여 선택설정되는 단곗값 등)가 포함될 수 있다.
즉, 안정도연산부(303)는, 상술한 항목을 포함하는, 쇼벨(100)의 안정도에 영향을 주는 복수의 항목 중 적어도 하나를 고려하여, 안정도연산을 행해도 된다.
안정범위설정부(304)는, 안정도연산부(303)의 연산결과를 이용하여, 소정 기준에 근거하여, 상술한 연산대상범위(즉, 기체를 기준으로 하는 어태치먼트의 작업범위의 일부 또는 전부) 중 상대적으로 안정도가 높고, 쇼벨(100)의 안정상태에 대응하는 안정범위를 설정한다. 구체적으로는, 안정범위설정부(304)는, 연산대상범위 중에서, 쇼벨(100)의 불안정상태가 발생할 가능성이 낮다고 판단되는, 안정도가 소정 기준보다 높은 범위를 설정한다.
또, 안정범위설정부(304)는, 오퍼레이터 등에 의한 안정범위설정조작부(42d)에 대한 조작에 따라, 상술한 소정 기준에 대응하는 범위, 즉 소정 기준에 근거하여 설정된 안정범위(이하, "기준안정범위") 이내에서, 안정범위의 경계를 설정(변경)한다. 예를 들면, 안정범위설정부(304)는, 안정범위설정조작부(42d)에 대한 조작에 따라, 기준안정범위의 경계보다 안정도가 높은 범위에서, 안정도가 높아지는 방향 혹은 낮아지는 방향으로 안정범위의 경계를 설정변경해도 된다. 또, 안정범위설정부(304)는, 안정범위설정조작부(42d)에 대한 조작에 따라, 기준안정범위의 경계보다 안정도가 높은 범위로 설정되어 있는 안정범위의 경계를, 기준안정범위의 경계로 되돌리는 양태의 설정변경을 행해도 된다. 이로써, 오퍼레이터 등은, 기준안정범위보다 보수적인 안정범위를 스스로 설정하고, 보다 보수적인 안정범위를 전제로 하여, 후술하는 불안정상태억제기능(구체적으로는, 안정범위표시기능 및 불안정상태억제제어기능)을 작용시킬 수 있다. 또, 이때, 안정범위설정부(304)는, 안정범위설정조작부(42d)에 대한 조작에 따라, 안정범위의 경계 중 일부만을 설정변경해도 된다. 예를 들면, 안정범위설정부(304)는, 오퍼레이터의 지정에 의하여 수동으로, 혹은 소정의 조건에 근거하여 자동적으로, 쇼벨(100)의 전방, 후방, 우측방, 좌측방, 상방, 하방에 상당하는 미리 구분되는 안정범위의 경계구분 중 일부의 경계구분만큼을, 기준안정범위 이내에서, 설정변경해도 된다. 이로써, 오퍼레이터 등에 의한 안정범위의 설정자유도를 향상시킬 수 있다.
표시제어부(305)는, 안정도연산부(303)에 의한 연산결과에 근거하여, 연산대상범위에 있어서의 어태치먼트의 선단부의 위치와 쇼벨(100)의 안정도의 관계, 즉 기체를 기준으로 하는 어태치먼트의 작업범위와 쇼벨(100)의 안정도의 관계를 표시장치(40)에 표시시킨다. 예를 들면, 표시제어부(305)는, 안정범위설정부(304)에 의하여 설정되어 있는 안정범위를 표시장치(40)에 표시시킨다. 이하, 표시제어부(305)에 의한 당해 기능을 "안정범위표시기능"이라고 칭한다. 안정범위표시기능의 상세에 대해서는, 후술한다(도 4~도 8 참조).
불안정상태억제제어부(306)는, 안정도연산부(303)에 의한 연산결과에 근거하여, 쇼벨(100)의 불안정상태억제제어를 행한다. 이하, 불안정상태억제제어부(306)에 의한 당해 기능을 "불안정상태억제제어기능"이라고 칭한다.
예를 들면, 불안정상태억제제어부(306)는, 어태치먼트의 선단부의 위치(현재위치)가, 안정범위설정부(304)에 의하여 설정된 안정범위를 일탈한 경우, 표시장치(40)나 음성출력장치(44)를 통하여, 오퍼레이터 등에 대한 경보(이하, "안정범위일탈경보")를 출력한다. 어태치먼트의 선단부의 위치는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3)에 의하여 검출되는 붐각도, 암각도, 및 버킷각도의 검출정보에 근거하여, 산출된다. 구체적으로는, 불안정상태억제제어부(306)는, 표시장치(40)에 쇼벨(100)의 전도의 가능성이 높아져 있는 것을 나타내는 문자정보를 표시시키거나, 표시장치(40)의 표시영역(화면)의 표시양태를 변화시키거나(예를 들면, 화면을 점멸시키거나, 색을 변화시키거나) 하는 양태로, 안정범위일탈경보를 출력해도 된다. 또, 불안정상태억제제어부(306)는, 음성출력장치(44)를 통하여, 쇼벨(100)의 전도의 가능성이 높아져 있는 것을 나타내는 음성을 출력하거나, 경고음을 출력하거나 하는 양태로, 안정범위일탈경보를 출력해도 된다. 이로써, 불안정상태억제제어부(306)는, 오퍼레이터 등에 대하여, 쇼벨(100)이 안정된 상태가 되는 것 같은 조작을 촉구하여, 쇼벨(100)의 전도를 억제할 수 있다.
다만, 불안정상태억제제어부(306)는, 안정범위의 일탈의 유무에 관계없이, 쇼벨(100)의 안정도에 관한 정보를 오퍼레이터 등에게 통지해도 된다. 예를 들면, 불안정상태억제제어부(306)는, 어태치먼트의 선단부의 현재위치가, 안정범위 내에 있어서, 상대적으로 불안정범위에 가까운 위치, 예를 들면 안정범위와 불안정범위의 경계와의 거리가 소정 임계값 이하인 경우, 표시장치(40)나 음성출력장치(44)를 통하여, 쇼벨(100)의 안정도가 상대적으로 저하되어 있는 것을 통지해도 된다. 즉, 불안정상태억제제어부(306)는, 현재의 쇼벨(100)의 안정도에 관한 정보를, 쇼벨(100)의 안정도의 높낮이에 따라, 단계적으로 통지해도 된다. 구체적으로는, 불안정상태억제제어부(306)는, 안정범위 내에 있어서, 쇼벨(100)의 안정도가 상대적으로 저하되어 있는 경우, 표시장치(40)의 안정범위표시화면 상의 후술하는 쇼벨화상을 황색으로 표시시키고, 쇼벨(100)의 안정도가 안정범위를 일탈한 경우, 쇼벨화상을 적색으로 표시시켜도 된다. 또, 불안정상태억제제어부(306)는, 안정범위 내에 있어서, 쇼벨(100)의 안정도가 상대적으로 저하되어 있는 경우, 음성출력장치(44)를 통하여, 비교적 간격이 긴 비프음을 출력시키고, 쇼벨(100)의 안정도가 안정범위를 일탈한 경우, 비교적 간격이 짧은 비프음, 혹은 연속적인 비프음을 출력시켜도 된다.
또, 예를 들면 불안정상태억제제어부(306)는, 어태치먼트의 선단부의 위치(현재위치)가, 안정범위설정부(304)에 의하여 설정된 안정범위를 일탈한 경우, 조작장치(26)를 통하여 오퍼레이터에 의한 쇼벨(100)의 동작(하부주행체(1), 상부선회체(3), 어태치먼트 등의 동작)을 제한한다. 즉, 불안정범위는, 안정범위보다 어태치먼트의 동작속도가 상대적으로 낮게 설정되어도 된다. 구체적으로는, 불안정상태억제제어부(306)는, 감압밸브(26V)에 제어전류를 출력하고, 쇼벨(100)의 동작을 정지시킨다. 이때, 동작이 제한되는 동작요소에는, 적어도 어태치먼트(붐(4), 암(5), 및 버킷(6))가 포함된다. 이로써, 불안정상태억제제어부(306)는, 쇼벨(100)이 전도될 가능성이 높아진 경우에, 쇼벨(100)의 동작을 제한하여, 쇼벨(100)의 전도를 방지할 수 있다. 또, 불안정상태억제제어부(306)는, 어태치먼트의 선단부의 위치가 안정범위설정부(304)에 의하여 설정된 안정범위를 일탈한 경우, 그 일탈정도에 따라, 단계적으로, 쇼벨(100)의 동작제한정도를 변화시켜도 된다. 이로써, 불안정상태억제제어부(306)는, 쇼벨(100)의 전도를 방지하면서, 안정범위의 일탈정도가 낮은 경우에는, 쇼벨(100)의 동작의 제한도를 약하게 함으로써, 쇼벨(100)의 작업성의 저하를 억제할 수 있다. 구체적으로는, 불안정상태억제제어부(306)는, 일탈정도가 상대적으로 낮은 경우, 조작장치(26)를 통한 오퍼레이터의 조작에 의한 쇼벨(100)의 동작을 완만하게 제한하고, 일탈정도가 상대적으로 높은 경우, 쇼벨(100)의 동작을 정지시켜도 된다.
다만, 불안정상태억제제어부(306)는, 안정범위일탈경보의 출력, 및 쇼벨(100)의 동작제한 중 어느 일방만을 행해도 되고, 양방 행해도 된다.
불안정로그기록부(307)는, 어태치먼트의 선단부의 위치(현재위치)가, 안정범위설정부(304)에 의하여 설정된 안정범위를 일탈한 경우에, 보조기억장치의 소정의 기억영역에 로그정보를 기록한다. 또, 불안정로그기록부(307)는, 어태치먼트의 선단부의 위치(현재위치)가, 안정범위설정부(304)에 의하여 설정된 안정범위를 일탈한 상태가 소정 시간 이상 계속된 경우에, 로그정보를 기록해도 된다. 이하, 불안정로그기록부(307)에 의한 당해 기능을 "불안정로그기록기능"이라고 칭한다. 로그정보에는, 예를 들면 어태치먼트의 선단부의 위치가 안정범위를 일탈했을 때의 일시정보, 오퍼레이터의 식별정보, 안정범위로부터의 일탈레벨(일탈량)에 관한 정보, 안정범위를 일탈한 계속시간에 관한 정보, 조작장치(26)의 조작상태에 관한 정보, 작업내용에 관한 정보, 쇼벨(100)의 주위의 환경에 관한 정보(예를 들면, 촬상장치(S5)의 촬상화상) 등이 포함될 수 있다. 이로써, 예를 들면 작업현장의 관리자, 감독자 등은, 쇼벨(100)의 자세를 불안정상태로 하는 것 같은 조작을 행한 오퍼레이터를 특정하거나, 그때의 상황 등으로부터 그와 같은 조작이 행해지기 쉬운 상황을 분석하는 등, 작업현장에 있어서의 쇼벨(100)의 불안정상태억제에 관한 안전대책을 강구할 수 있다.
다만, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트의 선단부가 안정범위를 일탈한 경우에, 안정범위일탈경보의 출력이나 쇼벨(100)의 동작제한을 생략하고, 로그정보의 기록만을 행해도 된다. 또, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트의 선단부가 안정범위를 일탈한 경우에, 로그정보의 기록을 생략하고, 안정범위일탈경보의 출력 및 쇼벨(100)의 동작제한 중 적어도 일방만을 행해도 된다. 즉, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트의 선단부가 안정범위를 일탈한 경우에, 안정범위일탈경보의 출력, 쇼벨(100)의 동작제한, 로그정보의 기록 중 적어도 하나를 행해도 된다.
[쇼벨의 불안정상태억제기능의 상세]
다음으로, 도 4~도 8을 참조하여, 쇼벨(100)의 불안정상태억제기능의 상세에 대하여 설명한다.
<불안정상태억제기능의 제1 예>
도 4(도 4a~도 4d)는, 불안정상태억제기능의 제1 예에 대응하는, 표시장치(40)에 표시되는 안정범위의 표시화면(이하, "안정범위표시화면")의 구체예를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 도 4a, 도 4b는, 불안정상태억제기능의 제1 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이며, 각각 어태치먼트의 선단부에 작용하는 하중이 상대적으로 작은 경우 및 상대적으로 큰 경우의 안정범위를, 쇼벨(100)을 상면으로부터 본 상면시(上面視)로 나타내는 안정범위표시화면의 구체예이다. 또, 도 4c, 도 4d는, 불안정상태억제기능의 제1 예에 대응하는 안정범위표시화면의 다른 예를 나타내는 도이며, 각각 어태치먼트의 선단부에 작용하는 하중이 상대적으로 작은 경우 및 큰 경우의 안정범위를, 쇼벨(100)을 측면으로부터 본 측면시로 나타내는 안정범위표시화면의 구체예이다.
다만, 본 예에서는, 도 4a~도 4d의 안정범위표시화면의 안정범위는, 기준안정범위에 상당한다. 이하, 후술하는 제2 예(도 5a~도 5c) 및 제3 예(도 6a~도 6c)에 대해서도 동일하다. 또, 도 4d의 점선은, 도 4c의 안정범위경계선(SBL)을 편의적으로 나타내고 있고, 실제의 안정범위표시화면에는 표시되지 않는다.
도 4a, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 본 예에서는, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)의 제어하에서, 어태치먼트의 선단부가 구조상 취할 수 있는 위치와, 어태치먼트의 선단부가 당해 위치에 있을 때의 쇼벨(100)의 안정도의 관계를 나타내는 안정범위(기준안정범위)를, 쇼벨(100)을 상면으로부터 본 상면시로 표시한다.
구체적으로는, 상면시의 안정범위표시화면에는, 하부주행체(1) 및 상부선회체(3)의 방향을 나타내는 쇼벨(100)의 상면시의 화상(이하, 쇼벨화상)(TCG)과, 쇼벨(100)(선회축(2X))로부터 등거리의 위치를 등간격으로 나타내는 등거리선(EQL)과, 안정범위의 외연(外緣)을 나타내는 상면시의 안정범위경계선(TBL)이 포함된다. 즉, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)의 제어하에서, 안정범위경계선(TBL)보다 쇼벨(100)로부터 멀어지는 방향에 있는 불안정범위(제2 범위의 일례)와, 안정범위경계선(TBL)보다 쇼벨(100)에 근접하는 방향에 있고, 불안정범위보다 쇼벨(100)의 안정도가 높은 안정범위(제1 범위의 일례)를 구별 가능하게 표시한다. 환언하면, 표시장치(40)는, 어태치먼트의 동작이 제한되는(동작속도가 상대적으로 낮은) 불안정범위와, 어태치먼트의 동작이 제한되지 않는(동작속도가 상대적으로 높은) 안정범위를 구별 가능하게 표시한다. 이하, 후술하는 도 5a, 도 5c, 도 6a, 도 6b에 있어서의 상면시의 안정범위표시화면에 대해서도 동일하다. 이로써, 오퍼레이터는, 쇼벨(100)과 안정범위의 외연의 거리적인 관계를 파악할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에게 안정범위 내에서의 조작을 촉구하여, 쇼벨(100)의 불안정상태의 발생을 억제할 수 있다.
다만, 어태치먼트의 작업범위와, 쇼벨(100)의 안정도의 관계(본 예에서는, 안정범위)는, 임의의 대상이나 위치를 기준으로 하여, 표시장치(40)에 표시되어도 된다. 예를 들면, 도 4a, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 어태치먼트의 작업범위와, 쇼벨(100)의 안정도의 관계는, 쇼벨(100)에 상당하는 쇼벨화상(TCG)의 근방(구체적으로는, 상부선회체(3)에 있어서의 어태치먼트의 장착위치)을 기준(중심)으로 하는 양태로, 표시장치(40)에 표시되어도 된다. 또, 어태치먼트의 작업범위와, 쇼벨(100)의 안정도의 관계는, 예를 들면 크레인작업에 있어서의 적하를 내리는 위치 등, 어태치먼트에 의한 작업대상장소 혹은 작업대상물의 위치 등을 기준(중심)으로 하는 양태로, 표시장치(40)에 표시되어도 된다. 이하, 후술하는 측면도의 안정범위표시화면이나, 후술하는 측면시의 안정범위표시화면이나, 제2 예~제5 예, 제7 예, 제8 예에 있어서의 상면시 및 측면시의 안정범위표시화면 등에 대해서도 동일하다. 또, 본 예에서는, 상부선회체(3)의 선회축(2X)을 중심으로 하는 선회방향에 있어서, 쇼벨(100)의 안정도가 가장 엄격한 조건(상부선회체(3)가 하부주행체(1)의 폭방향을 향하고 있는 상태)에 맞추어 일정한 전제로, 안정도연산이 행해진다. 그 때문에, 상면시의 안정범위표시화면에 있어서, 안정범위경계선(TBL)은, 선회축(2X)으로부터 등거리의 원으로서 나타내어지고 있다.
상면시의 쇼벨화상(TCG)은, 안정범위표시화면 상에서, 상부선회체(3)에 상당하는 부분의 전방, 즉 상면시에서 어태치먼트가 연장하는 방향이 상향이 되도록 표시된다. 또, 쇼벨화상(TCG)에는, 쇼벨(100)의 현재의 하부주행체(1) 및 상부선회체(3)의 방향이 반영되어도 된다. 구체적으로는, 도 4a, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 본 예에서는, 쇼벨(100)의 상부선회체(3)는, 하부주행체(1)의 진행방향(전진방향 혹은 후진방향)과 동일한 방향으로 되어 있고, 쇼벨화상(TCG)은, 안정범위표시화면 상에서, 하부주행체(1)에 상당하는 부분의 진행방향이, 상부선회체(3)와 동일하게, 상향이 되도록 표시되어 있다. 이 상태로부터, 조작장치(26)를 통한 오퍼레이터에 의한 조작에 따라, 상부선회체(3)가 선회하고, 상부선회체(3)의 하부주행체(1)에 대한 상대적인 방향이 변화하면, 쇼벨화상(TCG)의 상부선회체(3)에 상당하는 부분의 방향은 고정된 채로, 하부주행체(1)에 상당하는 부분의 방향이 상부선회체(3)의 선회동작에 맞추어 변화해도 된다. 이로써, 오퍼레이터는, 상면시의 안정범위표시화면 상에서, 리얼타임으로, 하부주행체(1)에 대한 상부선회체(3)의 상대적인 방향을 확인할 수 있다. 이하, 후술하는 제2 예~제5 예, 제7 예의 상면시의 안정범위표시화면 등에 대해서도 동일하다.
다만, 하부주행체(1) 및 상부선회체(3)의 상대적인 방향을 오퍼레이터 등에게 파악시키는 것이 가능하면, 쇼벨화상(TCG) 대신에, 다른 화상(예를 들면, 상부선회체(3)의 전방이 상향으로 고정되어 있는 전제로, 하부주행체(1)의 상대적인 방향을 나타내는 화살표 등)이 상면시의 안정범위표시화면에 표시되어도 된다. 이하, 측면시의 안정표시화면의 경우에 대해서도 동일하다.
또, 상면시의 쇼벨화상(TCG)의 어태치먼트에 상당하는 부분에는, 현재의 쇼벨(100)의 어태치먼트의 자세상태가 반영되어도 된다. 구체적으로는, 상면시의 쇼벨화상(TCG)의 어태치먼트의 선단부에 상당하는 부분의 위치는, 현재의 쇼벨(100)의 어태치먼트의 선단부의 위치(선회축(2X)으로부터의 거리)에 대응하고 있다. 또, 이 상태로부터, 조작장치(26)를 통한 오퍼레이터에 의한 조작에 따라, 어태치먼트가 동작하면, 어태치먼트의 동작에 맞추어, 쇼벨화상(TCG)의 어태치먼트의 선단부에 상당하는 부분의 위치도 변화해도 된다. 이로써, 오퍼레이터는, 리얼타임으로, 어태치먼트의 선단부의 위치가 안정범위 내(안정범위경계선(TBL)의 내측)에 있는지 여부를 확인하면서, 쇼벨(100)에 의한 작업을 진행시킬 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)(표시제어부(305))는, 오퍼레이터에게 안정범위 내에서의 작업을 더 촉구하여, 쇼벨(100)의 불안정상태의 발생을 보다 억제할 수 있다.
다만, 어태치먼트의 선단부의 위치를 오퍼레이터 등에게 파악시키는 것이 가능하면, 쇼벨화상(TCG) 대신에, 다른 화상(예를 들면, 어태치먼트의 선단부의 위치를 나타내는 아이콘 등)이 상면시의 안정범위표시화면에 표시되어도 된다. 이하, 측면시의 안정범위표시화면에 대해서도 동일하다.
또, 도 4c, 도 4d에 나타내는 바와 같이, 본 예에서는, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)의 제어하에서, 기체에 대한 어태치먼트의 작업범위와, 쇼벨(100)의 안정도의 관계를 나타내는 안정범위(기준안정범위)를, 쇼벨(100)을 측면으로부터 본 측면시로 표시한다.
측면시의 안정범위표시화면에는, 하부주행체(1) 및 상부선회체(3)의 방향을 나타내는 쇼벨(100)의 평면시의 화상(이하, 쇼벨화상)(SCG)과, 안정범위의 외연을 나타내는 측면시의 안정범위경계선(SBL)이 포함된다. 즉, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)의 제어하에서, 안정범위경계선(SBL)보다 쇼벨(100)로부터 멀어지는 방향에 있는 불안정범위와, 안정범위경계선(SBL)보다 쇼벨(100)에 근접하는 방향에 있고, 불안정범위보다 쇼벨(100)의 안정도가 높은 안정범위를 구별 가능하게 표시한다. 이하, 후술하는 도 5b, 도 5d, 도 6c에 있어서의 측면시의 안정범위표시화면에 대해서도 동일하다. 이로써, 오퍼레이터는, 쇼벨(100)의 기체와 안정범위의 외연의 거리적인 관계를 파악할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에게 안정범위 내에서의 조작을 촉구하여, 쇼벨(100)의 불안정상태의 발생을 억제할 수 있다.
또, 측면시의 쇼벨화상(SCG)은, 안정범위표시화면 상에서, 상부선회체(3)에 상당하는 부분의 방향(전방), 즉 측면시에서 상부선회체(3)에 대하여 어태치먼트가 존재하는 방향이 좌향이 되도록 표시된다. 또, 쇼벨화상(SCG)에는, 쇼벨(100)의 현재의 하부주행체(1) 및 상부선회체(3)의 방향이 반영되어도 된다. 구체적으로는, 도 4c, 도 4d에 나타내는 바와 같이, 본 예에서는, 쇼벨(100)의 상부선회체(3)는, 하부주행체(1)의 진행방향과 동일한 방향으로 되어 있고, 쇼벨화상(SCG)은, 안정범위표시화면 상에서, 하부주행체(1)에 상당하는 부분의 진행방향(전진방향 혹은 후진방향)이, 상부선회체(3)와 동일하게, 좌향이 되도록 표시되어 있다. 이 상태로부터, 조작장치(26)를 통한 오퍼레이터에 의한 조작에 따라, 상부선회체(3)가 선회하고, 상부선회체(3)의 하부주행체(1)에 대한 상대적인 방향이 변화하면, 쇼벨화상(TCG)의 상부선회체(3)에 상당하는 부분의 방향은 고정된 채로, 하부주행체(1)에 상당하는 부분의 방향이, 상부선회체(3)의 선회동작에 맞추어 변화해도 된다. 구체적으로는, 안정범위표시화면 상에 있어서의 쇼벨화상(TCG)의 하부주행체(1)에 상당하는 부분은, 상부선회체(3)의 선회동작에 맞추어, 안정범위표시화면의 좌우방향으로 평행이고 또한 안정범위표시화면에 상당하는 평면에 연직인 가상평면 상에서 선회해도 된다. 이로써, 오퍼레이터는, 측면시의 안정범위표시화면 상에서, 리얼타임으로, 하부주행체(1)에 대한 상부선회체(3)의 상대적인 방향을 확인할 수 있다. 이하, 후술하는 제2 예~제5 예, 제7 예, 및 제8 예에 있어서의 측면시의 안정범위표시화면 등에 대해서도 동일하다.
또, 측면시의 쇼벨화상(SCG)의 어태치먼트에 상당하는 부분에는, 상면시의 안정범위표시화면(쇼벨화상(TCG))의 경우와 동일하게, 현재의 쇼벨(100)의 어태치먼트의 자세상태가 반영되어도 된다. 구체적으로는, 측면시의 쇼벨화상(SCG)의 어태치먼트의 선단부에 상당하는 부분의 위치는, 현재의 쇼벨(100)의 어태치먼트의 선단부의 위치에 대응하고 있다. 또, 이 상태로부터, 조작장치(26)를 통한 오퍼레이터에 의한 조작에 따라, 어태치먼트가 동작하면, 어태치먼트의 동작에 맞추어, 쇼벨화상(SCG)의 어태치먼트의 선단부에 상당하는 부분의 위치도 변화해도 된다. 이로써, 오퍼레이터는, 상면시의 안정범위표시화면의 경우와 동일하게, 리얼타임으로, 어태치먼트의 선단부의 위치가 안정범위 내(안정범위경계선(SBL)의 내측)에 있는지 여부를 확인하면서, 쇼벨(100)에 의한 작업을 진행시킬 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)(표시제어부(305))는, 오퍼레이터에게 안정범위 내에서의 작업을 더 촉구하여, 쇼벨(100)의 불안정상태의 발생을 보다 억제할 수 있다. 이하, 후술하는 제2 예~제5 예, 제7 예, 제8 예에 있어서의 측면시의 안정범위표시화면 등에 대해서도 동일하다.
또, 본 예에서는, 안정도연산부(303)는, 어태치먼트의 선단부의 하중을 고려하여, 안정도연산을 행한다. 그 때문에, 안정범위설정부(304)에 의하여 소정 기준에 근거하여 설정되는 기준안정범위에는, 어태치먼트의 선단부의 하중이 고려된다.
구체적으로는, 도 4a, 도 4c에 나타내는 바와 같이, 어태치먼트의 선단부의 하중이 상대적으로 작은 경우, 안정범위경계선(TBL, SBL)은, 쇼벨화상(TCG, SCG)에 있어서의 어태치먼트의 기단부(상부선회체(3))에 상당하는 부분으로부터 상대적으로 떨어져 있다.
한편, 도 4b, 도 4d에 나타내는 바와 같이, 어태치먼트의 선단부의 하중이 상대적으로 큰 경우, 안정범위경계선(TBL, SBL)은, 쇼벨화상(TCG, SCG)에 있어서의 어태치먼트의 기단부(상부선회체(3))에 상당하는 부분으로부터 상대적으로 가까워져 있다.
즉, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 어태치먼트의 선단부의 하중의 변화에 따라, 안정범위경계선(TBL, SBL)이 변화하도록, 안정범위(기준안정범위) 및 불안정범위를 표시한다. 환언하면, 표시장치(40)는, 어태치먼트의 선단부의 하중의 변화에 따라, 안정범위 및 불안정범위가 기체를 기준으로 하여 상대적으로 변화하도록(즉, 안정범위 및 불안정범위의 경계가 쇼벨(100)에 대하여, 가까워지거나, 멀어지거나 하도록), 안정범위 및 불안정범위를 표시한다. 구체적으로는, 표시장치(40)는, 어태치먼트의 선단부의 하중이 커질수록, 안정범위경계선(TBL, SBL)이 쇼벨화상(TCG, SCG)의 기체(하부주행체(1) 및 상부선회체(3))에 상당하는 부분에 가까워지도록, 환언하면 기준안정범위가 좁아지도록, 안정범위(안정범위경계선(TBL, SBL))를 표시한다. 어태치먼트의 선단부의 하중이 커질수록, 쇼벨(100)을 전도시키려고 하는 전도모멘트가 커진다. 이에 대하여, 어태치먼트의 선단부의 하중상태가 표시장치(40)에 표시되는 안정범위에 반영되어, 오퍼레이터가 조작정도를 의도적으로 조정할 수 있기 때문에, 쇼벨(100)의 불안정상태의 발생을 보다 억제시킬 수 있다.
또, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 상면시의 안정범위표시화면 및 측면시의 안정범위표시화면을 전환 가능한 양태로, 표시해도 된다. 즉, 표시장치(40)는, 예를 들면 오퍼레이터에 의한 입력장치(42)에 대한 소정의 조작에 따라, 상면시의 안정범위표시화면과 측면시의 안정범위표시화면을 전환해도 된다. 이하, 후술하는 제2 예~제5 예, 제8 예의 경우에 대해서도 동일하다. 이로써, 오퍼레이터는, 표시장치(40)의 표시내용을 전환함으로써, 상면시 및 측면시의 양면으로부터 안정범위를 파악하거나, 어태치먼트의 선단부가 안정범위 내가 되는지 여부를 파악하거나 할 수 있기 때문에, 안정범위 내에서의 어태치먼트의 조작이 하기 쉬워진다. 그 때문에, 컨트롤러(30)(표시제어부(305))는, 쇼벨(100)의 불안정상태의 발생을 더 억제할 수 있다.
또, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 상면시 및 측면시 중 적어도 일방에 의한 안정범위표시화면 대신에, 혹은 당해 안정범위표시화면과 전환 가능한 양태로, 안정범위를 3차원적으로 표시하는 안정범위표시화면(이하, "3차원안정범위표시화면")을 표시해도 된다. 예를 들면, 표시장치(40)는, 쇼벨(100)의 조종석에 착석한 오퍼레이터로부터 본 가상적인 3차원공간 상에, 안정범위의 경계에 상당하는 안정범위경계면을 표시해도 된다. 이하, 후술하는 제2 예~제5 예, 제7 예의 경우에 대해서도 동일하다. 이로써, 오퍼레이터는, 3차원적으로, 안정범위를 파악할 수 있기 때문에, 안정범위 내에서의 어태치먼트의 조작이 하기 쉬워진다. 그 때문에, 컨트롤러(30)(표시제어부(305))는, 쇼벨(100)의 불안정상태의 발생을 더 억제할 수 있다.
또, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 안정범위 및 불안정범위의 경계(안정범위경계선(TBL, SBL)) 대신에, 혹은 더하여, 다른 양태로, 안정범위 및 불안정범위를 구별시켜도 된다. 예를 들면, 표시장치(40)는, 안정범위 및 불안정범위의 색, 모양, 점멸의 유무, 점멸주기 등을 다르게 하는 양태로, 안정범위 및 불안정범위를 표시해도 된다.
<불안정상태억제기능의 제2 예>
도 5(도 5a~도 5c)는, 불안정상태억제기능의 제2 예에 대응하는 안정범위표시화면의 구체예를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 도 5a는, 불안정상태억제기능의 제2 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이며, 쇼벨(100)의 상부선회체(3)가 하부주행체(1)의 진행방향(전진방향 혹은 후진방향)과 동일한 방향인 경우의 안정범위를, 쇼벨(100)을 상면으로부터 본 상면시로 나타내는 안정범위표시화면의 구체예이다. 도 5b는, 불안정상태억제기능의 제2 예에 대응하는 안정범위표시화면의 다른 예를 나타내는 도이며, 쇼벨(100)의 상부선회체(3)가 하부주행체(1)의 진행방향(전진방향 혹은 후진방향)과 동일한 방향인 경우의 안정범위를, 쇼벨(100)을 측면으로부터 본 측면시로 나타내는 안정범위표시화면의 구체예이다. 도 5c는, 불안정상태억제기능에 대응하는 안정범위표시화면의 또 다른 예를 나타내는 도이며, 쇼벨(100)의 상부선회체의 방향이 하부주행체(1)의 진행방향과 직각이 되는 경우의 안정범위를, 쇼벨(100)을 상면으로부터 본 상면시로 나타내는 안정범위표시화면의 구체예이다.
본 예에서는, 안정도연산부(303)는, 하부주행체(1)의 진행방향(전진방향 혹은 후진방향)에 대한 상부선회체(3)의 방향, 즉 선회각도를 고려하여, 안정도연산을 행한다. 그 때문에, 안정범위설정부(304)에 의하여 소정 기준에 근거하여 설정되는 기준안정범위에는, 하부주행체(1)에 대한 상부선회체(3)의 선회각도가 고려된다.
예를 들면, 도 5a, 도 5c에 나타내는 바와 같이, 상면시의 안정범위경계선(TBL)은, 하부주행체(1)를 기준으로 하여, 상부선회체(3)가 선회할 때의 선회각도에 따라, 어태치먼트의 기단부(상부선회체(3))에 상당하는 쇼벨화상(TCG)의 부분으로부터의 상면시의 거리가 변화하고 있다. 구체적으로는, 상면시의 안정범위경계선(TBL)은, 상부선회체(3)가 하부주행체(1)의 진행방향(전진방향 혹은 후진방향)과 동일한 방향으로 되어 있는 경우(도 5a의 경우), 그 경계위치가, 어태치먼트의 기단부(상부선회체(3))에 상당하는 쇼벨화상(TCG)의 부분으로부터 상대적으로 떨어진 위치가 되도록 표시된다. 한편, 쇼벨(100)의 상부선회체(3)의 방향과, 하부주행체(1)의 진행방향의 괴리가 어느 정도 커지면, 상면시의 안정범위경계선(TBL)은, 그 경계위치가, 어태치먼트의 기단부(상부선회체(3))에 상당하는 쇼벨화상(TCG)의 부분으로부터 상대적으로 가까운 위치가 되도록 표시된다. 특히, 상면시의 안정범위경계선(TBL)은, 쇼벨(100)의 상부선회체(3)의 방향이, 하부주행체(1)의 진행방향과 직각이 되는 경우, 즉 하부주행체(1)의 폭방향과 동일한 경우(도 5c의 경우), 그 경계위치가, 어태치먼트의 기단부(상부선회체(3))에 상당하는 쇼벨화상(TCG)의 부분으로부터 가장 가까운 위치가 되도록 표시된다.
또, 예를 들면 도 5b에 나타내는 바와 같이, 측면시의 안정범위경계선(SBL)은, 현재의 쇼벨(100)의 상부선회체(3)의 하부주행체(1)에 대한 선회각도에 대응하는 안정범위경계선(SBL1)과, 가장 안정도에 관한 조건이 엄격한 경우, 즉 상부선회체(3)의 방향이 하부주행체(1)의 진행방향과 직각이 되는 경우의 안정범위경계선(SBL2)을 포함한다. 즉, 측면시의 안정범위표시화면에는, 현재의 쇼벨(100)에 대응하는 안정범위경계선(SBL1)과, 상부선회체(3)의 방향이 하부주행체(1)의 진행방향과 직각이 되는 경우의 안정범위경계선(SBL2)이 표시된다. 또, 본 예(도 5b)와 달리, 상부선회체(3)의 방향이 하부주행체(1)의 진행방향(전진방향 혹은 후진방향)과 다른 경우, 안정범위경계선(SBL1, SBL2)에 더하여, 가장 안정도에 관한 조건이 엄격하지 않은 경우, 즉 상부선회체(3)가 하부주행체(1)와 동일한 방향인 경우의 안정범위경계선이 표시되어도 된다. 이하, 후술하는 도 6c의 경우에 대해서도 동일하다.
즉, 표시장치(40)는, 하부주행체(1)에 대한 상부선회체(3)의 선회각도에 따라, 안정범위경계선(TBL, SBL)이 변화하도록, 안정범위(기준안정범위) 및 불안정범위를 표시한다. 환언하면, 표시장치(40)는, 안정범위 및 불안정범위가 기체를 기준으로 하여 상대적으로 변화하도록(즉, 안정범위 및 불안정범위의 경계가 쇼벨(100)에 대하여, 가까워지거나, 멀어지거나 하도록), 안정범위 및 불안정범위를 표시한다. 구체적으로는, 표시장치(40)는, 하부주행체(1)의 진행방향(전진방향 혹은 후진방향)에 대한 상부선회체(3)의 방향(상부선회체(3)의 어태치먼트의 장착부분의 방향)의 괴리가 커질수록, 안정범위경계선(TBL, SBL)의 경계위치가, 쇼벨화상(TCG, SCG)의 어태치먼트의 기단부인 기체(상부선회체(3))에 상당하는 부분에 가까워지도록, 안정범위를 표시한다. 상술과 같이, 하부주행체(1)의 진행방향에 대한 상부선회체(3)의 방향에 따라, 쇼벨(100)의 불안정상태의 발생의 용이성(전도의 용이성)이 변화한다. 이에 대하여, 본 예에서는, 하부주행체(1)의 진행방향에 대한 상부선회체(3)의 방향이 표시장치(40)에 표시되는 안정범위에 반영된다. 그 때문에, 오퍼레이터는, 예를 들면 상부선회체(3)의 선회동작에 따라 안정범위가 변화하는 상황하여도, 표시장치(40)의 안정범위를 확인하면서, 어태치먼트의 선단이 안정범위에 머물도록 조작정도를 조정할 수 있다. 따라서, 쇼벨(100)의 불안정상태의 발생을 보다 억제시켜, 쇼벨(100)의 안전성을 더 향상시킬 수 있다. 또, 상부선회체(3)의 방향이 하부주행체(1)의 진행방향과 직각이 아닌 조건하에서는, 상술한 제1 예보다 안정범위를 완화하여 표시시킬 수 있기 때문에, 쇼벨(100)의 작업성을 향상시킬 수 있다.
또, 예를 들면 굴삭작업에서는, 굴삭작업 자체의 장소와, 굴삭된 토사의 배토장소의 사이를 상부선회체(3)의 선회동작에 의하여, 어태치먼트가 왕복할 필요가 있다. 그 때문에, 예를 들면 쇼벨(100)의 굴삭작업 자체의 장소 및 배토장소의 위치관계에 따라서는, 굴삭작업에 있어서의 어태치먼트의 작업범위와, 배토장소에 있어서의 어태치먼트의 작업범위 중 어느 일방이 불안정범위가 될 가능성이 있다. 이에 대하여, 본 예에서는, 하부주행체(1)의 진행방향에 대한 상부선회체(3)의 방향이 표시장치(40)에 표시되는 안정범위에 반영된다. 그 때문에, 오퍼레이터는, 표시장치(40)에 표시되는 안정범위를 통하여, 쇼벨(100)을 이동시키면서, 굴삭작업의 장소와 배토장소의 쌍방이 안정범위에 들어가는 쇼벨(100)의 위치를 미리 예측하면서 검토할 수 있다. 즉, 오퍼레이터는, 표시장치(40)에 표시되는 안정범위를 확인하면서, 작업의 절차를 검토할 수 있다. 따라서, 쇼벨(100)의 작업효율을 향상시킬 수 있다.
또, 상술과 같이, 평면시의 쇼벨화상(TCG)은, 안정범위표시화면 상에서, 상부선회체(3)에 상당하는 부분의 전방, 즉 상면시에서 어태치먼트가 연장하는 방향이 상향이 되도록 표시되고, 쇼벨(100)의 현재의 하부주행체(1) 및 상부선회체(3)의 방향이 반영되어도 된다. 그 때문에, 도 5a, 도 5c에 나타내는 바와 같이, 상부선회체(3)가 하부주행체(1)에 대하여 선회하면, 상부선회체(3)의 선회동작에 맞추어, 안정범위(안정범위경계선(TBL))의 표시양태가 변화한다. 즉, 안정범위표시화면에 있어서, 상면시의 안정범위경계선(TBL)은, 상부선회체(3)의 선회동작에 맞추어, 상부선회체(3)를 기준으로 하여 선회방향의 반대방향으로 회전한다. 또, 도시는 생략되지만, 측면시의 쇼벨화상(SCG)에 대해서도, 상술과 같이, 안정범위표시화면 상에서, 상부선회체(3)에 상당하는 부분의 방향(전방), 즉 측면시에서 상부선회체(3)에 대하여 어태치먼트가 존재하는 방향이 좌향이 되도록 표시되고, 쇼벨(100)의 현재의 하부주행체(1) 및 상부선회체(3)의 방향이 반영되어도 된다. 그 때문에, 상부선회체(3)가 하부주행체(1)에 대하여 선회하면, 상부선회체(3)의 선회동작에 맞추어, 안정범위(안정범위경계선(SBL))의 표시양태가 변화한다. 즉, 안정범위표시화면에 있어서, 현재의 쇼벨(100) 상태에 대응하는 측면시의 안정범위경계선(SBL1)은, 상부선회체(3)의 선회동작에 맞추어, 변화한다. 따라서, 오퍼레이터는, 현재의 하부주행체(1)의 진행방향(전진방향 혹은 후진방향)에 대한 상부선회체(3)의 방향을 기준으로 하여, 상부선회체(3)를 선회시킨 경우의 안정범위의 변화를 용이하게 파악할 수 있어, 안정범위 내에서의 어태치먼트의 조작이 하기 쉬워진다. 따라서, 컨트롤러(30)(표시제어부(305))는, 쇼벨(100)의 불안정상태의 발생을 더 억제할 수 있다.
<불안정상태억제기능의 제3 예>
도 6(도 6a~도 6c)은, 불안정상태억제기능의 제3 예에 대응하는 안정범위표시화면의 구체예를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 도 6a는, 불안정상태억제기능의 제3 예에 대응하는 안정표시화면의 일례를 나타내는 도이며, 쇼벨(100)의 작업평면이 상부선회체(3)의 좌방향으로 경사져 있는 경우의 안정범위를, 쇼벨(100)을 상면으로부터 본 상면시로 나타내는 안정범위표시화면의 구체예이다. 도 6b는, 불안정상태억제기능의 제3 예에 대응하는 안정표시화면의 다른 예를 나타내는 도이며, 쇼벨(100)의 작업평면이 상부선회체(3)의 전(前)방향으로 경사져 있는 경우의 안정범위를, 쇼벨(100)의 상면으로부터 본 상면시로 나타내는 안정표시화면의 구체예이다. 도 6c는, 불안정상태억제기능의 제3 예에 대응하는 안정표시화면의 또 다른 예를 나타내는 도이며, 쇼벨(100)의 작업평면이 상부선회체(3)의 전방향으로 경사져 있는 경우의 안정범위를, 쇼벨(100)을 측면으로부터 본 측면시로 나타내는 안정표시화면의 구체예이다.
다만, 도 6c의 가는 점선은, 쇼벨(100)의 작업평면이 전방으로 경사져 있지 않은 경우의 안정범위경계선(SBL1)을 편의적으로 나타내고 있고, 실제의 안정범위표시화면에는 표시되지 않는다.
본 예에서는, 안정도연산부(303)는, 기체의 경사상태(쇼벨(100)의 작업평면의 경사상태), 구체적으로는 기체자세센서(S4)에 의하여 검출되는 상부선회체(3)의 경사상태를 고려하여, 안정도연산을 행한다. 그 때문에, 안정범위설정부(304)에 의하여 소정 기준에 근거하여 설정되는 기준안정범위에는, 기체(상부선회체(3))의 경사상태가 고려된다.
다만, 본 예에서는, 상술한 제2 예(도 5a~도 5c)의 경우와 동일하게, 안정범위설정부(304)에 의하여 소정 기준에 근거하여 설정되는 기준안정범위에는, 하부주행체(1)의 진행방향(전진방향 혹은 후진방향)에 대한 상부선회체(3)의 방향(즉, 선회각도)도 고려된다. 즉, 본 예에서는, 표시장치(40)는, 하부주행체(1)에 대한 상부선회체(3)의 선회각도에 따라 변화하도록, 안정범위(기준안정범위)를 표시한다.
예를 들면, 도 6a에 나타내는 바와 같이, 상면시의 안정범위표시화면에 있어서, 쇼벨(100)의 작업평면이 상부선회체(3)의 좌방향으로 경사져 있는 경우, 상부선회체(3)로부터 본 우방향의 안정범위경계선(TBL)의 경계위치보다, 좌방향의 안정범위경계선(TBL)의 경계위치가, 쇼벨화상(TCG)의 어태치먼트의 기단부(상부선회체(3))에 상당하는 부분에 가까워지도록, 안정범위(안정범위경계선(TBL))가 표시된다.
또, 예를 들면 도 6b에 나타내는 바와 같이, 상면시의 안정범위표시화면에 있어서, 쇼벨(100)의 작업평면이 상부선회체(3)의 전방으로 경사져 있는 경우, 상부선회체(3)로부터 본 후방의 안정범위경계선(TBL)의 경계위치보다, 전방의 안정범위경계선(TBL)의 경계위치가, 쇼벨화상(TCG)의 어태치먼트의 기단부(상부선회체(3))에 상당하는 부분에 가까워지도록, 안정범위(안정범위경계선(TBL))가 표시된다.
또, 예를 들면 도 6c에 나타내는 바와 같이, 측면시의 안정범위표시화면에 있어서, 쇼벨(100)의 작업평면이 상부선회체(3)의 전방으로 경사져 있는 경우, 경사져 있지 않은 경우보다, 상부선회체(3)로부터 본 전방의 안정범위경계선(SBL)(안정범위경계선(SBL1, SBL2))의 경계위치가, 쇼벨화상(SCG)의 어태치먼트의 기단부(상부선회체(3))에 상당하는 부분에 가까워지도록, 안정범위(안정범위경계선(SBL))가 표시된다.
즉, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 기체(상부선회체(3))의 경사상태의 변화에 따라, 안정범위경계선(TBL, SBL)이 변화하도록, 안정범위(기준안정범위) 및 불안정범위를 표시한다. 환언하면, 표시장치(40)는, 기체(상부선회체(3))의 경사상태의 변화에 따라, 안정범위 및 불안정범위가 기체를 기준으로 하여 상대적으로 변화하도록(즉, 안정범위 및 불안정범위의 경계가 쇼벨(100)에 대하여, 가까워지거나, 멀어지거나 하도록), 안정범위 및 불안정범위를 표시한다. 구체적으로는, 표시장치(40)는, 기체의 경사상태가 커질수록, 기체로부터 본 경사방향의 안정범위경계선(TBL, SBL)의 경계위치가, 쇼벨화상(TCG, SCG)의 어태치먼트의 기단부(상부선회체(3))에 상당하는 부분에 가까워지도록, 안정범위(안정범위경계선(TBL, SBL))를 표시한다. 이로써, 기체의 경사상태에 따라, 쇼벨(100)의 전도의 용이성이 변화하는데, 기체의 경사상태가 안정범위에 반영되기 때문에, 쇼벨(100)의 전도를 보다 억제시킬 수 있다. 또, 오퍼레이터는, 상면시의 안정범위표시화면에 있어서, 어태치먼트의 기단부(상부선회체(3))에 상당하는 쇼벨화상(TCG)의 부분을 기준으로 하는 안정범위경계선(TBL)의 편향을 시인함으로써, 쇼벨(100)의 작업평면의 경사상태를 파악할 수 있다.
다만, 크레인작업은, 쇼벨(100)의 작업평면의 수평상태가 확보된 후 실행되지만, 크레인작업이 행해지는 경우에 대해서도, 기체의 경사상태가 고려된 안정범위(도 6a~도 6c)가 표시장치(40)에 표시되어도 된다. 예를 들면, 크레인작업 중에, 작업평면이 어떠한 이유로 경사져 버리는 것 같은 예기치 못한 사태가 발생한 경우에, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 대하여, 예기치 못한 사태에 대응한 적절한 어태치먼트의 조작을 촉구할 필요가 있기 때문이다. 이하, 후술하는 불안정상태억제제어기능에 관한 안정범위에 대해서도, 동일한 이유에 의하여, 기체의 경사상태가 고려된 안정범위가 사용되어도 된다. 또, 본 예에 있어서, 상술한 제1 예(도 4a~도 4d)의 경우와 동일하게, 하부주행체(1)에 대한 상부선회체(3)의 선회각도를 고려하지 않고, 안정범위를 표시해도 된다.
또, 본 예에서는, 도 6c에 나타내는 바와 같이, 측면시의 안정범위표시화면에 있어서, 쇼벨화상(SCG)에는, 상부선회체(3)의 전방 혹은 후방으로의 경사상태가 반영되어도 된다. 구체적으로는, 도 6c에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)의 작업평면이 상부선회체(3)의 전방으로 경사져 있는 경우, 쇼벨화상(SCG)은, 그 경사각도에 맞추어, 전방으로 경사져 표시되어도 된다. 또, 쇼벨(100)의 작업평면이 상부선회체(3)의 후방으로 경사져 있는 경우, 쇼벨화상(SCG)은, 그 경사각도에 맞추어, 후방으로 경사져 표시되어도 된다. 이로써, 오퍼레이터 등은, 쇼벨(100)의 기체(상부선회체(3))의 경사상태를 파악할 수 있다.
다만, 쇼벨(100)의 기체(상부선회체(3))의 경사상태를 오퍼레이터 등에게 파악시키는 것이 가능하면, 쇼벨화상(SCG)이 경사지는 대신에, 다른 화상(예를 들면, 경사방향을 나타내는 화살표나 경사진 작업평면을 나타내는 선분 등)이 측면시의 안정범위표시화면에 표시되어도 된다.
<불안정상태억제기능의 제4 예>
상술과 같이, 안정도연산부(303)는, 어태치먼트의 선단부의 하중, 기체의 경사상태, 하부주행체(1)의 진행방향에 대한 상부선회체(3)의 방향 외, 엔진동작상태정보, 조작경향정보를 포함하는, 복수의 항목 중 적어도 하나를 고려하여, 안정도연산을 행해도 된다. 그 때문에, 안정범위설정부(304)에 의하여 소정 기준에 근거하여 설정되는 기준안정범위에는, 상술한 복수의 항목 중 적어도 하나가 고려될 수 있다.
즉, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 어태치먼트의 선단부의 하중, 기체의 경사상태, 하부주행체(1)의 진행방향에 대한 상부선회체(3)의 방향 외, 엔진동작상태정보, 조작경향정보를 포함하는, 복수의 항목 중 적어도 하나를 고려하여, 상면시 및 측면시 중 적어도 일방에 의하여, 혹은 3차원적으로, 안정범위 및 불안정범위를 표시해도 된다.
예를 들면, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 동작속도관련정보를 고려하여, 안정범위(기준안정범위) 및 불안정범위(예를 들면, 안정범위의 외연으로서의 안정범위경계선)를 표시해도 된다. 구체적으로는, 표시장치(40)는, 동작속도관련정보의 변화에 따라, 안정범위 및 불안정범위(즉, 안정범위경계선)가 기체를 기준으로 하여 변화하도록(즉, 안정범위 및 불안정범위의 경계가 쇼벨(100)에 대하여, 가까워지거나, 멀어지거나 하도록), 안정범위 및 불안정범위를 표시해도 된다. 보다 구체적으로는, 표시장치(40)는, 예를 들면 동작속도관련정보에 대응하는 어태치먼트의 동작속도가 상대적으로 높아질수록, 안정범위의 경계가 어태치먼트의 기단부(상부선회체(3))에 상당하는 쇼벨화상의 부분에 가까워지도록, 즉 안정범위가 좁아지도록, 안정범위 및 불안정범위를 표시해도 된다. 이로써, 상술과 같이, 어태치먼트의 동작속도에 따라, 쇼벨(100)의 불안정상태의 발생의 용이성이 변화할 수 있는데, 어태치먼트의 동작속도가 안정범위에 반영되기 때문에, 쇼벨(100)의 불안정상태의 발생을 보다 억제시킬 수 있다.
또, 예를 들면 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 조작경향정보를 고려하여, 안정범위(기준안정범위) 및 불안정범위를 표시해도 된다. 구체적으로는, 표시장치(40)는, 조작경향정보의 변화에 따라, 안정범위 및 불안정범위가 기체를 기준으로 하여 변화하도록(즉, 안정범위 및 불안정범위의 경계가 쇼벨(100)에 대하여, 가까워지거나, 멀어지거나 하도록), 안정범위 및 불안정범위를 표시해도 된다. 보다 구체적으로는, 표시장치(40)는, 예를 들면 조작경향정보에 대응하는 오퍼레이터의 조작경향으로 나타나는 신중정도가 상대적으로 낮아질수록, 안정범위의 경계가 어태치먼트의 기단부(상부선회체(3))에 상당하는 쇼벨화상의 부분에 가까워지도록, 안정범위를 표시해도 된다. 이로써, 상술과 같이, 조작장치(26)를 통한 오퍼레이터에 의한 어태치먼트의 조작경향에 따라, 쇼벨(100)의 전도의 용이성이 변화하는데, 조작경향정보가 안정범위에 반영되기 때문에, 쇼벨(100)의 전도를 보다 억제시킬 수 있다.
<불안정상태억제기능의 제5 예>
도 7은, 불안정상태억제기능의 제5 예에 대응하는, 표시장치(40)에 표시되는 안정범위표시화면의 구체예를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 도 7은, 불안정상태억제기능의 제5 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이며, 상술한 제2 예(도 5a)의 경우와 동일하게, 하부주행체(1)의 진행방향(전진방향 혹은 후진방향)에 대한 상부선회체(3)의 방향을 고려한 안정범위를 나타내는 상면시의 안정범위표시화면의 구체예이다.
본 예에서는, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 상면시의 안정범위표시화면의 배경으로서, 촬상장치(S5)(카메라(S5B, S5F, S5L, S5R))의 촬상화상으로부터 생성되는 시점변환화상을 표시한다. 환언하면, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의하여 촬상장치(S5)의 촬상화상으로부터 생성되는 시점변환화상에 중첩하여, 안정범위경계선(TBL)(안정범위 및 불안정범위)을 표시하는 양태의 안정범위표시화면을 표시한다.
구체적으로는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 표시제어부(305)는, 쇼벨(100)에 인접하는 주변영역을 바로 위로부터 본 부감(俯瞰)화상(BVP)과, 당해 부감화상(BVP)의 주위에 배치되는, 쇼벨(100)로부터 당해 주변영역을 수평방향으로 본 수평화상(HVP)을 조합한 시점변환화상(EP)을 생성한다. 시점변환화상(EP)은, 카메라(40B, 40F, 40L, 40R)의 각각의 촬상화상에 근거하여, 이미 알려진 시점변환처리나 합성처리를 이용하여 생성된다. 구체적으로는, 시점변환화상(EP)은, 카메라(40B, 40F, 40L, 40R)의 각각의 촬상화상을 공간모델에 투영한 후, 그 공간모델에 투영된 투영화상을 다른 2차원평면에 재투영함으로써 얻어진다. 공간모델은, 가상공간에 있어서의 촬상화상의 투영대상이며, 촬상화상이 위치하는 평면 이외의 평면 혹은 곡면을 포함하는 하나 또는 복수의 평면 혹은 곡면으로 구성된다. 그리고, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 안정범위경계선(TBL) 및 등거리선(EQL)의 배경으로서, 쇼벨화상(TCG)의 주위에, 쇼벨(100)로부터 본 위치관계에 맞추어, 생성한 시점변환화상(EP)을 표시한다. 이로써, 오퍼레이터는, 현재의 쇼벨(100)의 주위의 상황과, 상면시의 안정범위(어태치먼트의 선단부가 구조상 취할 수 있는 위치와, 당해 위치에 어태치먼트의 선단부가 있을 때의 쇼벨(100)의 안정도와의 관계)를 동시에 파악할 수 있다.
또, 동일하게 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 도 5b에 나타내는 측면시의 안정범위표시화면의 배경으로서, 촬상장치(S5)(카메라(S5B, S5F, S5L, S5R))의 촬상화상으로부터 생성되는 시점변환화상을 표시해도 된다. 환언하면, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의하여 촬상장치(S5)의 촬상화상으로부터 생성되는 시점변환화상에 중첩하여, 안정범위를 표시하는 양태의 측면시의 안정범위표시화면을 표시해도 된다.
구체적으로는, 표시제어부(305)는, 쇼벨(100)의 주변영역을 수평방향으로 본(쇼벨(100)의 측면으로부터 본) 시점변환화상을 생성한다. 당해 시점변환화상은, 상술한 시점변환화상(EP)의 경우와 동일하게, 카메라(40B, 40F, 40L, 40R)의 각각의 촬상화상에 근거하여, 이미 알려진 시점변환처리나 합성처리를 이용하여 생성된다. 그리고, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 안정범위경계선(SBL)의 배경으로서, 쇼벨화상(SCG)의 주위에, 쇼벨(100)로부터 본 위치관계에 맞추어, 생성한 시점변환화상(EP)을 표시한다. 이로써, 오퍼레이터는, 동일하게 현재의 쇼벨(100)의 주위의 상황과, 측면시의 안정범위(어태치먼트의 선단부가 구조상 취할 수 있는 위치와, 당해 위치에 어태치먼트의 선단부가 있을 때의 쇼벨(100)의 안정도와의 관계)를 동시에 파악할 수 있다.
또, 동일한 양태는, 상술한 제1 예, 제3 예, 제4 예나 후술하는 제7 예, 제8 예에 적용되어도 된다. 즉, 표시장치(40)는, 쇼벨(100)의 안정도에 영향을 주는 임의의 항목을 고려한 상면시 혹은 측면시의 안정범위표시화면에 있어서, 안정범위표시화면의 배경으로서, 촬상장치(S5)의 촬상화상으로부터 생성되는 시점변환화상을 표시해도 된다.
또, 동일한 양태는, 3차원안정범위표시화면 등, 어태치먼트의 작업범위와, 쇼벨(100)의 안정도의 관계를 3차원적으로 나타내는 임의의 표시화면에 적용되어도 된다. 예를 들면, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 쇼벨(100)의 조종석에 착석한 오퍼레이터로부터 본 가상적인 3차원공간 상에, 촬상장치(S5)의 촬상화상으로부터 기존의 입체시(立體視)처리나 합성처리 등을 이용하여 생성되는, 입체시의 주위화상을 표시함과 함께, 상술한 안정범위의 경계에 상당하는 안정범위경계면을 중첩하여 표시해도 된다.
다만, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 상면시 혹은 측면시의 안정범위표시화면에 있어서, 촬상장치(S5)의 촬상화상에 근거하여 생성되는 시점변환화상 대신에, 상면시 혹은 측면시의 작업현장을 본뜬 컴퓨터그래픽스를 포함하는 배경화상을 표시해도 된다. 동일하게, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 3차원안정범위표시화면에 있어서, 촬상장치(S5)의 촬상화상에 근거하여 생성되는 입체시화상 대신에, 쇼벨(100)의 조종석에 착석한 오퍼레이터로부터 본 작업현장을 본뜬 컴퓨터그래픽스를 포함하는 배경화상을 표시해도 된다.
<불안정상태억제기능의 제6 예>
도 8(도 8a, 도 8b)은, 불안정상태억제기능의 제6 예에 대응하는, 표시장치(40)에 표시되는 안정범위표시화면의 구체예를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 도 8a, 도 8b는, 불안정상태억제기능의 제6 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례 및 다른 예를 나타내는 도이며, 상술한 제2 예의 경우와 동일하게, 하부주행체(1)의 진행방향(전진방향 혹은 후진방향)에 대한 상부선회체(3)의 방향을 고려한 안정범위를 나타내는 안정범위표시화면의 구체예이다.
본 예에서는, 표시장치(40)는, 촬상장치(S5)의 촬상화상(구체적으로는, 카메라(S5B, S5F, S5L, S5R) 중 적어도 하나의 촬상화상)을 그대로 표시함과 함께, 당해 촬상화상에 대응하는 촬상범위와 쇼벨(100)의 상대위치에 맞추어, 안정범위경계선(안정범위 및 불안정범위)을 중첩하여 표시한다. 이로써, 상술한 제5 예의 경우와 동일하게, 오퍼레이터는, 현재의 쇼벨(100)의 주위의 상황과, 안정범위(어태치먼트의 선단부가 구조상 취할 수 있는 위치와, 당해 위치에 어태치먼트의 선단부가 있을 때의 쇼벨(100)의 안정도와의 관계)를 동시에 파악할 수 있다.
구체적으로는, 도 8a에 나타내는 일례에서는, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 카메라(S5F), 혹은 카메라(S5B)의 촬상화상에 상당하는 스루화상(TP1), 즉 상부선회체(3)의 전방 혹은 후방의 모습을 나타내는 스루화상(TP1)을 표시한다. 아울러, 표시장치(40)는, 스루화상(TP1) 상에, 쇼벨(100)로부터의 상대위치에 맞추어, 안정범위의 외연을 나타내는 안정범위경계선(TPBL1)을 표시한다.
또, 도 8b에 나타내는 다른 예에서는, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 카메라(S5L), 혹은 카메라(S5R)의 촬상화상에 상당하는 스루화상(TP2), 즉 상부선회체(3)의 좌측방 혹은 우측방의 모습을 나타내는 스루화상(TP2)을 표시한다. 아울러, 표시장치(40)는, 스루화상(TP2) 상에, 쇼벨(100)로부터의 상대위치에 맞추어, 안정범위의 외연을 나타내는 안정범위경계선(TPBL2)을 표시한다.
본 예에서는, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)의 제어하에서, 상술한 제2 예의 경우와 동일하게, 하부주행체(1)의 진행방향(전진방향 혹은 후진방향)에 대한 상부선회체(3)의 방향을 고려한 안정범위(안정범위경계선(TPBL1, TPBL2))를 표시한다. 그 때문에, 카메라(S5F, S5B)의 촬상화상(스루화상(TP1))에 중첩되는 안정범위경계선(TPBL1)과, 카메라(S5L, S5R)의 촬상화상(스루화상(TP2))에 중첩되는 안정범위경계선(TPBL2)은, 쇼벨(100)로부터 본 위치관계가 다르다. 따라서, 오퍼레이터는, 입력장치(42)에 대한 소정의 조작을 통하여, 표시장치(40)에 표시시키는 스루화상의 종류(카메라(S5B, S5F, S5L, S5R) 중 어느 하나의 촬상화상)를 전환함으로써, 상부선회체(3)로부터 본 각각의 방향(전방, 후방, 좌측방, 및 우측방)의 안정범위를 확인할 수 있다.
또, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 복수의 종류의 스루화상, 즉 카메라(S5B, S5F, S5L, S5R) 중 2개 이상의 촬상화상에 상당하는 복수의 스루화상을 표시하고, 각각의 스루화상 상에 안정범위경계선(안정범위 및 불안정범위)을 중첩하여 표시해도 된다. 이로써, 오퍼레이터는, 동시에 상부선회체(3)로부터 본 복수의 방향의 안정범위를 확인할 수 있다.
다만, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 촬상장치(S5)의 촬상화상에 상당하는 스루화상 대신에, 스루화상의 상부선회체(3)로부터 본 촬상범위에 상당하는 작업현장을 본뜬 컴퓨터그래픽스를 포함하는 배경화상을 표시하고, 당해 배경화상 상에, 안정범위 및 불안정범위(예를 들면, 안정범위와 불안정범위의 경계선)를 중첩하여 표시해도 된다.
<불안정상태억제기능의 제7 예>
도 7은, 불안정상태억제기능의 제7 예에 대응하는 안정범위표시화면의 구체예를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 도 7은, 불안정상태억제기능의 제7 예에 대응하는 안정범위표시화면의 일례를 나타내는 도이며, 상술한 제2 예(도 5a, 도 5b)의 경우와 동일하게, 하부주행체(1)의 진행방향(전진방향 혹은 후진방향)에 대한 상부선회체(3)의 방향을 고려한 안정범위를 나타내는 상면시 및 측면시의 안정범위표시화면의 구체예이다.
본 예에서는, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 상술한 제2 예의 상면시의 안정범위표시화면과, 측면시의 안정범위표시화면을 동시에 표시한다. 이로써, 오퍼레이터는, 상면시 및 측면시의 양면으로부터 동시에 안정범위를 파악하거나, 어태치먼트의 선단부가 안정범위 내가 되는지 여부를 파악하거나 할 수 있기 때문에, 안정범위 내에서의 어태치먼트의 조작이 더 하기 쉬워진다. 그 때문에, 컨트롤러(30)(표시제어부(305))는, 쇼벨(100)의 불안정상태의 발생을 더 억제할 수 있다.
다만, 표시장치(40)의 표시영역에 있어서의 상면시 및 측면시의 안정범위표시화면의 배치양태는, 임의여도 된다. 예를 들면, 도 7과 같이, 상면시 및 측면시의 안정범위표시화면이 표시장치(40)의 표시영역의 좌우에 배치되는 경우, 좌우의 배치순서는 임의여도 되며, 좌측에 측면시의 안정범위표시화면이 표시되고, 우측에 상면시의 안정범위표시화면이 표시되어도 된다. 또, 상면시 및 측면시의 안정범위표시화면은, 표시장치(40)의 표시영역의 상하에 배치되어도 되고, 상면시 및 측면시의 안정범위표시화면의 상하의 배치순서도 임의여도 된다.
또, 동일한 양태는, 상술한 제1 예, 제3 예~제5 예에 있어서의 상면시 및 측면시의 안정범위표시화면을 대상으로 하여 적용되어도 된다.
<불안정상태억제기능의 제8 예>
표시장치(40)는, 상술한 안정범위 대신에, 혹은 더하여, 다른 양태의, 어태치먼트의 선단부가 구조상 취할 수 있는 위치와, 어태치먼트의 선단부가 당해 위치에 있을 때의 쇼벨(100)의 안정도와의 관계(즉, 기체에 대한 어태치먼트의 작업범위와, 쇼벨(100)의 안정도의 관계)를 표시해도 된다. 즉, 쇼벨(100)의 자세를 보다 안정시켜, 쇼벨(100)의 불안정상태를 억제 가능한 조작을 오퍼레이터에게 촉구하는 것이 가능하면, 표시장치(40)는, 임의의 양태로, 어태치먼트의 선단부가 구조상 취할 수 있는 위치와, 어태치먼트의 선단부가 당해 위치에 있을 때의 쇼벨(100)의 안정도와의 관계를 표시해도 된다. 이때, 상술한 제5 예~제7 예에 있어서의 안정범위표시화면의 표시양태는, 당연하게도, 어태치먼트의 작업범위와, 쇼벨(100)의 안정도의 관계를 임의의 양태로 표시하는 표시장치(40)의 표시화면에 적절히 적용될 수 있다.
예를 들면, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 기체를 기준으로 하는 어태치먼트의 작업범위 중 안정도의 높낮이에 근거하여 단계적으로 구분되는 3 이상의 복수의 범위를 구별 가능하게 표시해도 된다. 이때, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 상술한 안정범위 및 불안정범위를 구별시키는 경우와 동일하게, 복수의 범위의 상호 간의 색, 모양, 점멸의 유무, 점멸주기 등을 다르게 하는 양태로, 복수의 범위를 표시해도 된다.
구체적으로는, 안정범위는, 추가로 상대적으로 안정도가 높은 제1 안정범위와, 제1 안정범위보다 안정도가 낮고, 오퍼레이터로의 주의를 촉구하기 위한 제2 안정범위로 구분되어도 된다. 이 경우, 표시장치(40)는, 안정범위표시화면에 있어서, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 안정범위(제2 안정범위)와 불안정범위의 경계에 더하여, 제1 안정범위와 제2 안정범위의 경계를 표시해도 된다. 이로써, 오퍼레이터는, 제1 안정범위와 제2 안정범위의 경계와, 어태치먼트의 선단부의 위치의 관계를 파악하고, 쇼벨(100)의 안정도가 보다 높은 제1 안정범위 내에서 어태치먼트의 조작을 행할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(30)(표시제어부(305))는, 쇼벨(100)의 불안정상태의 발생을 더 억제할 수 있다.
또, 불안정범위는, 추가로 상대적으로 안정도가 높은 제1 불안정범위와, 제1 불안정범위보다 안정도가 낮고, 불안정상태억제제어부(306)에 의하여 안정범위로부터의 일탈정도가 상대적으로 높은 것을 조건으로 하여, 쇼벨(100)의 동작이 정지되는 제2 불안정범위로 구분되어도 된다. 이 경우, 표시장치(40)는, 안정범위표시화면에 있어서, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 안정범위와 불안정범위의 경계에 더하여, 제1 불안정범위와 제2 불안정범위의 경계, 즉 불안정상태억제제어부(306)가 안정범위로부터의 일탈정도가 상대적으로 높은 것을 조건으로 하여, 쇼벨(100)의 동작을 정지할 때의 당해 조건에 상당하는 경계를 표시해도 된다. 이로써, 오퍼레이터는, 제1 불안정범위와 제2 불안정범위의 경계(쇼벨(100)의 동작이 정지되는 경계조건)와, 어태치먼트의 선단부의 위치의 관계를 파악할 수 있다.
또, 예를 들면 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 안정범위경계선 대신에, 혹은 안정범위경계선을 기준으로 하여, 안정도의 컨투어선(등고선)을 쇼벨화상의 주위에 표시해도 된다. 환언하면, 표시장치(40)는, 안정도의 컨투어선에 의하여, 안정도의 높낮이에 근거하는 복수의 범위를 구분하여, 표시해도 된다.
또, 예를 들면 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 안정도의 높낮이에 근거하여 단계적으로 구분되는 2 이상의 복수의 범위를 표시하는 경우에, 당해 복수의 범위의 각각의 안정도(의 기준)를 구체적으로 표시해도 된다. 예를 들면, 표시장치(40)는, 복수의 범위의 경계에 상당하는 안정도의 수치를 표시해도 된다. 또, 예를 들면 표시장치(40)는, 안정도의 범위마다 할당되는 복수의 색 중으로부터, 복수의 범위의 경계에 대하여, 대응하는 안정도의 범위의 색을 붙여, 표시해도 된다. 또, 예를 들면 표시장치(40)는, 안정도의 범위마다 할당되는 범위의 색 중으로부터, 복수의 범위의 각각에 대하여, 대응하는 안정도의 범위의 색을 붙여, 표시해도 된다. 또, 예를 들면 표시장치(40)는, 안정도의 범위마다, 안정도의 범위를 나타내는 명칭(예를 들면, 안정도가 상대적으로 높은 "고안정범위", 안정도가 중간 정도인 "주의범위", 안정도가 상대적으로 낮은 "불안정범위" 등)을 표시해도 된다. 또, 예를 들면 표시장치(40)는, 안정도의 범위마다 할당되는 복수의 점멸주기 중으로부터, 복수의 범위의 각각에 대하여, 대응하는 안정도의 범위의 점멸주기를 할당하여, 점멸표시해도 된다. 즉, 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 색, 수치, 안정도의 높낮이를 나타내는 문자정보, 점멸주기 등 중 적어도 하나를 이용하여, 복수의 범위에 대응하는 안정도를 구체적으로 표시해도 된다.
또, 예를 들면 표시장치(40)는, 표시제어부(305)에 의한 제어하에서, 안정범위의 경계 대신에, 혹은 안정범위의 경계에 더하여, 기체를 기준으로 하는 안정도의 높낮이를 나타내는 히트맵 등을 표시해도 된다.
[불안정상태억제제어처리]
다음으로, 도 10을 참조하여, 불안정상태억제기능에 관한 제어처리(이하, "불안정상태억제제어처리")에 대하여 설명한다.
도 10은, 컨트롤러(30)에 의한 불안정상태억제제어처리의 일례를 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
컨트롤러(30)는, 예를 들면 쇼벨(100)에 의한 특정작업이 개시되는 것을 검지한 경우, 당해 특정작업의 개시 전에, 당해 플로차트를 개시한다.
특정작업에는, 쇼벨(100)에 의한 임의의 작업이 포함될 수 있다. 쇼벨(100)은, 다양한 작업환경이 상정되고, 어떠한 작업이어도, 쇼벨(100)의 전도가 발생할 수 있기 때문이다. 특히, 특정작업에는, 쇼벨(100)의 전도가 발생하기 쉬운 쇼벨(100)의 작업이 포함된다. 구체적으로는, 특정작업에는, 크레인작업, 법면(法面) 등을 정형(整形)(정지(整地))하는 정형작업, 쇼벨(100)의 하부주행체(1)가 접지하는 지면보다 상대적으로 깊은 위치를 굴삭하는 심굴(深掘)작업, 주위에 절벽 등의 단차부분이 존재하는 상황에서의 작업 등이 포함될 수 있다.
예를 들면, 컨트롤러(30)는, 입력되는 각종 정보에 근거하여, 크레인작업의 개시를 검지해도 된다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 크레인모드스위치(42a)의 온조작에 의하여 쇼벨(100)의 동작모드가 크레인모드로 전환된 경우에, 크레인작업의 개시를 검지해도 된다. 또, 컨트롤러(30)는, 훅(80)에 적하를 매달아 내린(즉, 짐걸기작업이 행해진) 후, 입력장치(42)를 통한 하중측정조작이 행해진 경우에, 크레인작업의 개시를 검지해도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 촬상장치(S5)의 촬상화상에 근거하여, 짐걸기작업이 행해진 것을 판단해도 되고, 쇼벨(100)의 동작모드가 크레인모드인 상태에서, 하중측정조작이 행해진 것으로, 짐걸기작업이 행해졌다고 판단해도 된다. 또, 이 경우, 컨트롤러(30)는, 하중측정조작에 대응하여 하중측정부(301)에 의하여 측정되는, 어태치먼트의 선단부에 작용하는 하중(즉, 적하의 하중)에 근거하여, 자세안정도연산을 행한다(후술하는 스텝 S102). 또, 컨트롤러(30)는, 촬상장치(S5)의 촬상화상에 근거하여, 자동적으로, 크레인작업의 개시의 유무를 판단함으로써, 크레인작업의 개시를 검지해도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100) 혹은 쇼벨(100)과 통신 가능하게 접속되는 외부장치(예를 들면, 서버장치) 등에 축적되는, 쇼벨(100)의 과거의 촬상장치(S5)의 촬상화상으로부터 기계학습 등에 의하여 추출될 수 있는 작업패턴정보에 근거하여, 크레인작업의 개시의 유무를 판단해도 된다.
동일하게 컨트롤러(30)는, 다른 종류의 특정작업에 대해서도, 입력장치(42)에 포함될 수 있는, 특정작업에 대응하는 작업모드의 실행(개시)을 나타내는 조작부에 대한 조작에 따라, 특정작업의 개시를 검출해도 된다. 또, 컨트롤러(30)는, 다른 종류의 작업에 대해서도, 쇼벨(100)의 과거의 촬상장치(S5)의 촬상화상으로부터 기계학습 등에 의하여 추출될 수 있는 작업패턴정보에 근거하여, 특정작업의 개시의 유무를 판단하고, 특정작업의 개시를 검지해도 된다.
또, 컨트롤러(30)는, 입력장치(42)를 통하여, 안정범위표시화면을 표시장치(40)에 표시시키기 위한 소정 조작(이하, "안정범위표시개시조작")이 행해진 경우에, 당해 플로차트를 개시한다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 스텝 S102에서, 안정도연산부(303)는, 안정도연산을 행한다.
스텝 S104에서, 안정범위설정부(304)는, 안정도연산부(303)의 연산결과에 근거하여, 안정범위를 설정한다.
스텝 S106에서, 표시제어부(305)는, 안정범위설정부(304)에 의하여 설정된 안정범위에 근거하여, 표시장치(40)에 안정범위표시화면을 표시시킨다.
스텝 S108에서, 불안정상태억제제어부(306)는, 어태치먼트의 선단부의 위치는, 안정범위 내인지 여부를 판정한다. 불안정상태억제제어부(306)는, 어태치먼트의 선단부의 위치가 안정범위 내가 아닌 경우, 스텝 S110으로 진행되고, 안정범위 내인 경우, 스텝 S112로 진행된다.
스텝 S110에서, 불안정상태억제제어부(306)는, 안정범위일탈경보의 출력을 개시함과 함께, 쇼벨(100)의 동작제한을 개시하고, 스텝 S116으로 진행된다.
다만, 본 스텝의 처리 시, 이미 안정범위일탈경보의 출력, 및 쇼벨(100)의 동작제한이 개시되어 있는 경우, 불안정상태억제제어부(306)는, 그 상태를 계속시킨다.
한편, 스텝 S112에서, 불안정상태억제제어부(306)는, 안정범위일탈경보의 출력 중(환언하면, 쇼벨(100)의 동작제한 중)인지 여부를 판정한다. 불안정상태억제제어부(306)는, 안정범위일탈경보의 출력 중인 경우, 스텝 S114로 진행되고, 그 이외인 경우, 스텝 S116으로 진행된다.
스텝 S114에서, 불안정상태억제제어부(306)는, 안정범위일탈경보의 출력, 및 쇼벨(100)의 동작제한을 해제함과 함께, 불안정로그기록부(307)는, 어태치먼트의 선단부가 안정범위를 일탈한 후 안정범위 내로 되돌아올 때까지의 사이의 대상이 되는 각종 로그정보를 기록하고, 스텝 S116으로 진행된다.
스텝 S116에서, 컨트롤러(30)는, 특정작업의 종료, 혹은 입력장치(42)를 통한, 안정범위표시화면의 표시장치(40)로의 표시를 해제시키기 위한 소정 조작(이하, "안정범위표시해제조작")의 오퍼레이터 등에 의한 실행 중 어느 일방의 조건이 성립했는지 여부를 판정한다. 이때, 컨트롤러(30)는, 입력장치(42)에 포함될 수 있는, 특정작업에 대응하는 작업모드의 정지(해제)를 나타내는 조작부에 대한 조작에 따라, 특정작업의 정지를 검출해도 된다. 또, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 과거의 촬상장치(S5)의 촬상화상으로부터 기계학습 등에 의하여 추출될 수 있는 상술한 작업패턴정보에 근거하여, 특정작업의 종료의 유무를 판단하고, 특정작업의 종료를 검지해도 된다. 컨트롤러(30)는, 특정작업이 종료된 경우, 혹은 입력장치(42)를 통하여, 오퍼레이터 등에 의하여 안정범위표시해제조작이 행해진 경우, 스텝 S118로 진행되고, 그 이외인 경우, 스텝 S102로 되돌아와, 스텝 S102~S116의 처리를 반복한다.
스텝 S118에서, 표시제어부(305)는, 안정범위표시화면의 표시장치(40)로의 표시를 해제(종료)시킴과 함께, 불안정상태억제제어부(306)는, 불안정상태억제제어기능(스텝 S108~S114의 처리에 상당)을 정지시키고, 이번 처리를 종료한다.
이와 같이, 본 예에서는, 표시제어부(305)는, 소정의 작업(특정작업)이 개시되기 전에, 상술한 안정범위표시화면을 표시장치(40)에 표시시킨다.
이로써, 오퍼레이터 등은, 특정작업의 개시에 있어서, 예를 들면 안정범위표시화면을 확인함으로써, 쇼벨(100)(상부선회체(3))로부터 본 안정범위가 어떠한 상태인지를 파악할 수 있다. 그 때문에, 오퍼레이터 등은, 쇼벨(100)의 안정도를 상대적으로 높게 유지시키면서, 특정작업을 효율적으로 행하기 위한 절차의 결정을 비교적 용이하게 행할 수 있다. 예를 들면, 오퍼레이터 등은, 안정범위표시화면을 이용함으로써, 쇼벨(100)에 의한 특정작업을 행하는 작업범위 내에 있어서, 어느 위치에 쇼벨(100)을 배치하면, 쇼벨(100)의 안정도를 상대적으로 높게 유지시키면서, 최소한의 이동량이나 조작량으로 특정작업을 진행시킬지를 비교적 용이하게 판단할 수 있다. 또, 상술과 같이, 안정범위가, 촬상장치(S5)에 의하여 촬상된 촬상화상, 혹은 촬상화상에 근거하여 생성되는 시점변환화상 혹은 입체시화상에 중첩되는 경우, 오퍼레이터 등은, 안정범위표시화면을 통하여, 안정범위와, 실제의 쇼벨(100)의 주위의 상황을 동시에 파악할 수 있다. 그 때문에, 오퍼레이터 등은, 보다 용이하게, 쇼벨(100)의 안정도를 상대적으로 높게 유지시키면서, 특정작업을 효율적으로 행하기 위한 절차의 결정을 비교적 용이하게 행할 수 있다.
[변형·변경]
이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 특정의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형·변경이 가능하다.
예를 들면, 상술한 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 안정범위설정부(304)에 의하여 설정되는 안정범위에 근거하여, 안정범위표시기능, 불안정상태억제제어기능, 및 불안정로그기록기능에 관한 동작을 행하지만, 일부의 기능에 관한 동작만을 행하는 양태여도 된다. 환언하면, 컨트롤러(30)는, 표시제어부(305), 불안정상태억제제어부(306), 및 불안정로그기록부(307) 중 적어도 하나만을 갖는 양태여도 된다.
또, 상술한 실시형태 및 변형예에서는, 불안정상태억제기능의 대상은, 쇼벨(100)이지만, 상부선회체(3)에 장착되고, 오퍼레이터 등에 의하여 그 동작이 조작 가능한 작업요소(어태치먼트)를 갖고 있으면, 임의의 건설기계(예를 들면, 해체기 등)가 불안정상태억제기능의 대상이어도 된다.
또, 상술한 실시형태 및 변형예에서는, 쇼벨(100)은, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등의 각종 동작요소를 모두 유압구동하는 구성이지만, 그 일부가 전기구동되는 구성이어도 된다. 즉, 상술한 실시형태에서 개시되는 구성 등은, 하이브리드쇼벨이나 전동쇼벨 등에 적용되어도 된다. 이 경우, 엔진(11)은, 발전기를 구동하여, 쇼벨(100)의 구동용 전력을 발전시키는 구성이어도 된다. 또, 상술한 동작속도관련정보에는, 예를 들면 하이브리드쇼벨의 축전기나 전동쇼벨의 전원장치의 방전 시의 출력(방전출력)에 관한 정보가 포함될 수 있다. 축전기로부터의 방전출력에 따라, 엔진(11)을 구동하는 어시스트모터의 출력이 변화하거나, 어태치먼트를 구동하는 전동액추에이터의 출력이 변화하거나 하기 때문이다.
또, 상술한 실시형태 및 변형예에 있어서, 쇼벨(100)의 동력원은, 엔진(111) 이외를 포함해도 된다. 예를 들면, 쇼벨(100)의 동력원은, 배터리나 커패시터 등의 축전장치나 케이블접속되는 외부의 상용전원이어도 된다. 이 경우, 쇼벨(100)은, 축전장치나 상용전원의 전력으로 작동하는 모터에 의하여 메인펌프(14)가 구동되는 구성이어도 되고, 축전장치나 상용전원의 전력으로 전동액추에이터가 구동되는 구성이어도 된다. 또, 예를 들면 쇼벨(100)의 동력원은, 다른 내연기관이어도 된다. 이 경우, 다른 내연기관은, 메인펌프(14)를 구동하는 구성이어도 되고, 발전기를 구동하여, 쇼벨(100)의 구동용 전력을 발전시키는 구성이어도 된다. 또, 쇼벨(100)의 동력원은, 연료전지 등의 발전수단이어도 된다. 이 경우, 발전수단의 발전전력으로 작동하는 모터에 의하여 메인펌프(14)가 구동되는 구성이어도 되고, 발전수단의 발전전력으로 전동액추에이터가 구동되는 구성이어도 된다.
또, 상술한 실시형태 및 변형예에 있어서, 쇼벨(100)의 어태치먼트의 동작이 제한되지 않는 비제한범위(제1 범위의 일례)와, 어태치먼트의 동작이 제한되는 제한범위(제2 범위의 일례)가 규정되어도 된다. 예를 들면, 쇼벨(100)의 주위에서, 작업자가 작업을 행하는 범위가 미리 규정되어 있는 경우나 전주(電柱)나 전선 등의 장애물의 존재하는 범위가 미리 판명되어 있는 경우에, 이들 범위가 제한범위로서 미리 규정되어도 된다. 또, 예를 들면 쇼벨(100)의 주위에서 소정의 장애물(예를 들면, 작업자 등의 사람, 전주, 자재, 다른 건설기계, 작업차량 등)이 검출된 경우, 검출된 장애물에 근접하는 소정의 범위가 제한범위로서 규정되어도 된다. 이 경우, 상술한 안정범위 및 불안정범위의 경우와 동일하게, 표시장치(40)는, 비제한범위와 제한범위를 구별 가능한 양태로 표시해도 된다.
또, 상술한 실시형태 및 변형예에 있어서, 쇼벨(100)은, 원격조작되어도 된다. 예를 들면, 도 11은, 쇼벨원격조작시스템(SYS)의 구성의 일례를 나타내는 도이다. 이하, 상술한 실시형태 및 변형예와 다른 부분을 중심으로 설명한다.
쇼벨원격조작시스템(SYS)은, 원격조작대상의 쇼벨(100)과, 원격조작용 서버(200)를 포함한다.
쇼벨(100)은, 통신장치(T1)와, 유압제어밸브(31)와, 셔틀밸브(32)를 포함한다.
통신장치(T1)는, 예를 들면 기지국을 말단으로 하는 이동통신망, 통신위성을 이용하는 위성통신망, 인터넷망 등의 소정의 통신네트워크에 접속하여, 쇼벨(100)의 외부장치와 통신을 행한다. 이로써, 쇼벨(100)(컨트롤러(30))은, 통신장치(T1)를 통하여, 원격조작용 서버(200)와 통신할 수 있다. 구체적으로는, 통신장치(T1)는, 원격조작용 서버(200)로부터 수신되는, 원격조작의 내용에 대응하는 신호(이하, "원격조작신호")를 수신할 수 있다. 또, 통신장치(T1)는, 쇼벨(100)의 주위의 상황을 나타내는 화상정보, 즉 촬상장치(S5)의 촬상화상을 원격조작용 서버(200)에 송신할 수 있다.
유압제어밸브(31)는, 컨트롤러(30)의 제어하에서, 파일럿펌프(15)의 작동유의 유압을 조정하고, 소정의 파일럿압의 작동유를 2차측에 출력한다. 유압제어밸브(31)는, 예를 들면 전자비례밸브이다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 통신장치(T1)에 의하여 수신되는 원격조작신호로 지정되는 원격조작의 내용에 대응하는 제어지령을 유압제어밸브(31)에 출력한다. 이로써, 유압제어밸브(31)는, 원격조작용 서버(200)로 실행되는 원격조작의 내용에 대응하는 파일럿압을 출력할 수 있다.
셔틀밸브(32)는, 2개의 입력포트와 1개의 출력포트를 갖고, 2개의 입력포트에 입력되는 작동유 중, 유압이 높은 쪽의 작동유를 출력포트로부터 출력한다. 셔틀밸브(32)의 일방의 입력포트에는, 조작장치(26)의 2차측의 파일럿라인이 접속되고, 타방의 입력포트에는, 유압제어밸브(31)의 2차측의 파일럿라인이 접속된다. 그리고, 셔틀밸브(32)의 출력포트는, 감압밸브(26V)를 통하여 컨트롤밸브(17)(구체적으로는, 복수의 제어밸브의 각각의 파일럿포트)와 접속된다. 이로써, 컨트롤밸브(17)에는, 조작장치(26)의 조작내용에 대응하는 파일럿압이 셔틀밸브(32)를 통하여 작용할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤밸브(17)는, 조작장치(26)의 조작내용에 따른 유압액추에이터의 동작을 실현할 수 있다. 또, 컨트롤밸브(17)에는, 유압제어밸브(31)로부터 출력되는, 원격조작의 내용에 대응하는 파일럿압이 셔틀밸브(32)를 통하여 작용할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤밸브(17)는, 원격조작용 서버(200)로 실행되는 원격조작의 내용에 따른 유압액추에이터의 동작을 실현할 수 있다. 또, 감압밸브(26V)는, 컨트롤러(30)의 제어하에서, 조작장치(26)의 조작내용이나 원격조작의 내용에 관계없이, 쇼벨(100)의 동작을 제한할 수 있다.
원격조작용 서버(200)(정보처리장치의 일례)는, 제어장치(210)와, 통신장치(220)와, 원격조작용 표시장치(230)와, 원격조작장치(240)를 포함한다.
제어장치(210)는, 원격조작용 서버(200)의 각종 기능에 관한 제어를 행한다. 제어장치(210)는, 임의의 하드웨어, 혹은 하드웨어 및 소프트웨어의 조합에 의하여 실현되어도 된다. 예를 들면, 제어장치(210)는, CPU, RAM 등의 메모리장치, ROM 등의 보조기억장치, 및 각종 입출력용 인터페이스장치를 포함하는 컴퓨터를 중심으로 구성된다. 제어장치(210)는, 예를 들면 보조기억장치에 인스톨되는 각종 프로그램을 CPU 상에서 실행함으로써 각종 기능을 실현한다.
통신장치(220)는, 예를 들면 기지국을 말단으로 하는 이동통신망, 통신위성을 이용하는 위성통신망, 인터넷망 등의 소정의 통신네트워크에 접속하여, 외부장치와 통신을 행한다. 이로써, 원격조작용 서버(200)는, 통신장치(220)를 통하여, 쇼벨(100)과 통신을 행할 수 있다. 구체적으로는, 통신장치(220)는, 원격조작장치(240)에 있어서의 쇼벨(100)의 원격조작의 내용에 대응하는 원격조작신호를 쇼벨(100)에 송신할 수 있다. 또, 통신장치(220)는, 쇼벨(100)의 주위의 상황을 나타내는 화상정보, 즉 촬상장치(S5)의 촬상화상을 쇼벨로부터 수신할 수 있다.
원격조작용 표시장치(230)는, 제어장치(210)의 제어하에서, 통신장치(220)에 의하여 수신되는 쇼벨(100)의 촬상장치(S5)의 촬상화상에 근거하여, 쇼벨(100)의 주위의 상황을 나타내는 화상을 표시한다. 이로써, 원격조작을 행하는 오퍼레이터(이하, "원격조작오퍼레이터")는, 원격조작용 표시장치(230)에 표시되는 화상으로 쇼벨(100)의 주위의 상황을 확인하면서, 원격조작장치(240)를 이용하여, 원격조작을 행할 수 있다.
원격조작장치(240)는, 원격조작오퍼레이터가 원격조작을 행하기 위한 입력수단이다. 원격조작장치(240)는, 예를 들면 쇼벨(100)의 조작장치(26)와 동일하게, 레버장치여도 되고, 조이스틱이나 텔레비전게임의 컨트롤러와 같은 형태여도 된다. 원격조작장치(240)는, 원격조작오퍼레이터에 의한 조작내용, 즉 원격조작의 내용에 대응하는 원격조작신호를 제어장치(210)에 출력하고, 원격조작신호는, 통신장치(220)를 통하여, 쇼벨(100)에 송신된다.
예를 들면, 도 12는, 원격조작용 표시장치(230)의 표시화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 본 예에서는, 원격조작용 표시장치(230)에는, 캐빈(10)의 내부로부터 어태치먼트(붐(4), 암(5), 및 버킷(6))를 포함하는 쇼벨(100)의 전방을 본 화상(이하, "전방화상")이 표시되어 있다. 이로써, 오퍼레이터는, 쇼벨(100)의 캐빈(10)에 탑승하고 있는 감각으로, 쇼벨(100)을 원격조작할 수 있다.
또, 본 예에서는, 원격조작용 표시장치(230)에는, 전방화상에 중첩하여, 정보화상(311~314)이 표시되어 있다.
정보화상(311)은, 상부선회체(3)의 선회동작도 고려하여, 현재의 쇼벨(100)의 위치로부터 어태치먼트의 선단, 구체적으로는 버킷(6)의 치선이나 배면 등의 작업부위가 닿는 범위, 환언하면, 어태치먼트가 작업 가능한 범위(이하, "작업가능범위")를 3차원적으로 표시한다.
예를 들면, 원격조작오퍼레이터는, 토사 등을 버킷의 배면에서 전방으로 밀어내는 비질작업을 수동으로 혹은 머신컨트롤기능을 이용하여 쇼벨(100)에 행하게 하는 경우에, 토사를 멀리로 밀어내려고 해도 닿지 않는 경우가 있을 수 있다. 이 경우, 원격조작오퍼레이터가 작업개시 전에 상정하고 있던 절차대로 작업을 행할 수 없기 때문에, 작업효율이 저하되는 경우가 있을 수 있다. 이에 대하여, 작업가능범위가 원격조작오퍼레이터의 전방시야 중에 중첩적으로 표시됨으로써, 원격조작오퍼레이터는, 작업개시 전에, 현재의 쇼벨(100)의 위치에서 어느 범위까지 비질작업을 행할 수 있는지 어떤지를 직감적으로 파악할 수 있다. 따라서, 쇼벨(100)의 작업효율을 향상시킬 수 있다.
정보화상(312)은, 어태치먼트(붐(4), 암(5), 및 버킷(6))의 가동평면을 3차원적으로 표시한다. 이로써, 원격조작오퍼레이터는, 자기(自機)의 주위의 작업영역 중, 쇼벨(100)의 현재위치 및 상부선회체(3)의 현재의 선회각도의 상태에서 어태치먼트에 의한 작업 가능한 범위를 직감적으로 파악할 수 있다.
정보화상(313)은, 어태치먼트의 가동평면 중에서, 소정의 작업(예를 들면, 굴삭작업)의 작업효율이 상대적으로 높은 에어리어(환언하면, 상대적으로 높은 굴삭력을 출력하기 쉬운 에어리어)(이하, "고효율에어리어")를 3차원적으로 표시한다. 이로써, 원격조작오퍼레이터는, 작업효율이 높은 어태치먼트의 자세상태를 직감적으로 파악할 수 있다. 그 때문에, 원격조작오퍼레이터에 의하여 작업효율이 높은 작업을 촉구하여, 쇼벨(100)의 작업효율을 향상시킬 수 있다.
또, 정보화상(313)은, 고효율에어리어 중에서의 상대적인 작업효율의 높낮이를 그라데이션에 의하여 표시한다. 본 예에서는, 작업효율이 상대적으로 낮은 것을 나타내는 "흑"으로부터 상대적으로 작업효율이 높은 것을 나타내는 "백"으로 변화하는 그라데이션이 채용되고 있다. 이로써, 원격조작오퍼레이터는, 고효율에어리어 내에 있어서의 작업효율의 높낮이를 직감적으로 파악할 수 있다. 그 때문에, 원격조작오퍼레이터에 의하여 작업효율이 높은 작업을 촉구하여, 쇼벨(100)의 작업효율을 더 향상시킬 수 있다.
다만, 정보화상(313) 대신에, 혹은 더하여, 원격조작용 표시장치(230)에는, 제어장치(210)의 제어하에서, 작업효율의 수치(예를 들면, 현재의 어태치먼트의 자세에 대응하는 작업효율의 수치 등)가 표시되어도 된다. 또, 원격조작용 표시장치(230)에는, 제어장치(210)의 제어하에서, 캐빈(10) 내로부터 본 쇼벨(100)의 주위(전방)의 작업영역의 지형을 따르는 양태로, 작업효율이 상대적으로 높은 에어리어가 표시되어도 된다.
정보화상(314)은, 성토에 의하여 시공(형성)될 예정의 법면의 목표시공면을 3차원적으로 표시한다. 이로써, 원격조작오퍼레이터는, 완성 후의 법면형상에 대응하는 3차원데이터를 현재의 지형형상과 비교하면서 직감적으로 파악할 수 있다. 따라서, 원격조작오퍼레이터는, 목표시공면의 3차원데이터를 보면서, 현재의 지형형상과 3차원데이터의 차분에 의하여 진척을 확인하면서, 효율적으로, 성토작업이나 성토 후의 전압작업 등을 진행시킬 수 있다.
다만, 정보화상(314)은, 굴삭이나 절토(切土) 등에 의하여 시공(형성)되는 목표시공면의 3차원데이터여도 된다.
도 11로 되돌아와, 본 예에서는, 상술한 표시제어부(305)의 기능, 즉 안정범위표시기능은, 원격조작용 서버(200)의 제어장치(210)에 이관되어도 된다. 구체적으로는, 원격조작용 표시장치(230)에는, 제어장치(210)의 제어하에서, 상술한 도 4a~도 4d, 도 5a~5c, 도 6a~도 6c, 도 7, 도 8a, 도 8b, 및 도 9에 나타내는 안정범위표시화면의 내용이 전방화상에 중첩하여 표시되어도 된다. 또, 상술한 도 4a~도 4d, 도 5a~5c, 도 6a~도 6c, 도 7, 도 8a, 도 8b, 및 도 9에 나타내는 안정범위표시화면의 내용은, 원격조작용 표시장치(230)와는 다른 표시장치에 표시되어도 된다. 이로써, 원격조작오퍼레이터는, 상술한 실시형태와 동일한 작용·효과를 누릴 수 있다. 특히, 원격조작오퍼레이터는, 원격조작용 표시장치(230)에 표시되는 화상을 통하여, 쇼벨(100)의 주위의 상황을 확인하는 것이 가능한 것은 아니지만, 예를 들면 쇼벨(100)의 자세상태나 쇼벨(100)이 전도되지 않는 것 같은 조작을 의식하는 것은 어렵다. 이에 대하여, 본 예에서는, 원격조작용 서버(200)의 원격조작용 표시장치(230) 등에, 상술한 안정범위표시화면의 내용이 표시되기 때문에, 원격조작오퍼레이터는, 쇼벨(100)의 안정도를 의식하면서, 쇼벨(100)의 원격조작을 행할 수 있다. 그 때문에, 원격조작되는 경우에 있어서의 쇼벨(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
또, 본 예에서는, 상술한 불안정상태억제제어부(306)의 기능의 일부, 구체적으로는 안정범위일탈경보의 기능은, 원격조작용 서버(200)의 제어장치(210)에 이관되어도 된다. 이 경우, 제어장치(210)는, 원격조작용 서버(200)와 접속되는 소리출력장치(예를 들면, 스피커나 버저 등)나 표시장치(예를 들면, 원격조작용 표시장치(230))를 통하여, 원격조작오퍼레이터에 대한 안정범위일탈경보를 출력해도 된다.
또, 상술한 실시형태 및 변형예에 있어서, 쇼벨(100)은, 예를 들면 자율운전을 행해도 된다. 즉, 쇼벨(100)은, 무인기여도 된다. 이 경우, 불안정로그기록부(307)에 의하여 기록되는 로그정보에 근거하여, 자율운전 시에 안정범위를 일탈하는 것 같은 동작상태가 있었는지 여부를 사후적으로 확인할 수 있다.
다만, 본원은, 2018년 6월 19일에 출원한 일본 특허출원 2018-116455호에 근거하는 우선권을 주장하는 것이며, 이들 일본 특허출원의 전체내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.
1 하부주행체
1L, 1R 주행유압모터
2 선회기구
2A 선회유압모터
3 상부선회체
4 붐
5 암
6 버킷(엔드어태치먼트)
7 붐실린더
7a 붐보텀압센서
8 암실린더
9 버킷실린더
26 조작장치
29 조작압센서
30 컨트롤러
40 표시장치
42 입력장치
42c 하중항목설정조작부
42d 안정범위설정조작부
44 음성출력장치
100 쇼벨
200 원격조작용 서버(정보처리장치)
210 제어장치
220 통신장치
230 원격조작용 표시장치
240 원격조작장치
301 하중측정부
302 하중항목설정부
303 안정도연산부
304 안정범위설정부
305 표시제어부
306 불안정상태억제제어부(제어부)
307 불안정로그기록부(제어부)
S1 붐각도센서
S2 암각도센서
S3 버킷각도센서
S4 기체자세센서
S5 촬상장치
S5B, S5F, S5L, S5R 카메라
1L, 1R 주행유압모터
2 선회기구
2A 선회유압모터
3 상부선회체
4 붐
5 암
6 버킷(엔드어태치먼트)
7 붐실린더
7a 붐보텀압센서
8 암실린더
9 버킷실린더
26 조작장치
29 조작압센서
30 컨트롤러
40 표시장치
42 입력장치
42c 하중항목설정조작부
42d 안정범위설정조작부
44 음성출력장치
100 쇼벨
200 원격조작용 서버(정보처리장치)
210 제어장치
220 통신장치
230 원격조작용 표시장치
240 원격조작장치
301 하중측정부
302 하중항목설정부
303 안정도연산부
304 안정범위설정부
305 표시제어부
306 불안정상태억제제어부(제어부)
307 불안정로그기록부(제어부)
S1 붐각도센서
S2 암각도센서
S3 버킷각도센서
S4 기체자세센서
S5 촬상장치
S5B, S5F, S5L, S5R 카메라
Claims (21)
- 하부주행체와,
상기 하부주행체에 대하여 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와,
상기 상부선회체에 장착되는 어태치먼트와,
표시장치를 구비하고,
상기 표시장치는, 상기 어태치먼트의 선단부의 하중, 굴삭기의 경사상태, 및 상기 하부주행체에 대한 상기 상부선회체의 상대적인 선회각도 중 적어도 하나를 고려하여, 상기 어태치먼트의 작업범위에 있어서의 제1 범위와, 상기 제1 범위보다 안정도가 낮은 제2 범위를 구별 가능한 양태로 표시하는, 굴삭기. - 제1항에 있어서,
상기 안정도는, 상기 하부주행체가 지면에 대하여 미끄러지는 상태, 상기 하부주행체의 일부가 지면으로부터 부상하는 상태, 및 상기 어태치먼트의 동작에 기인하는 상기 상부선회체의 진동 중 적어도 하나를 포함하는 당해 굴삭기의 불안정상태의 발생하기 어려움의 정도를 나타내는, 굴삭기. - 제1항에 있어서,
상기 표시장치는, 상기 어태치먼트의 선단부의 하중, 당해 굴삭기의 경사상태, 및 상기 선회각도 중 적어도 하나의 변화에 따라, 상기 제1 범위 및 상기 제2 범위의 경계가 당해 굴삭기에 대하여, 가까워지거나, 또는 멀어지도록, 상기 제1 범위 및 상기 제2 범위를 표시하는, 굴삭기. - 제1항에 있어서,
상기 표시장치는, 오퍼레이터의 당해 굴삭기의 조작경향에 관한 정보를 고려하여, 상기 제1 범위 및 상기 제2 범위를 표시하는, 굴삭기. - 제1항에 있어서,
상기 표시장치는, 상기 어태치먼트의 동작속도에 관한 정보를 고려하여, 상기 제1 범위 및 상기 제2 범위를 표시하는, 굴삭기. - 제1항에 있어서,
상기 어태치먼트의 선단부의 하중을 측정하는 하중측정부를 더 구비하고,
상기 하중측정부에 의하여 측정되는 하중을 고려하여, 상기 제1 범위 및 상기 제2 범위를 표시하는, 굴삭기. - 제1항에 있어서,
엔드어태치먼트의 종류 및 작업현장의 토질 중 적어도 일방을 포함하는 상기 어태치먼트의 선단부의 하중에 관한 항목의 설정조작을 접수하는 하중항목설정조작부와,
상기 하중항목설정조작부에 대한 조작에 따라, 상기 항목의 설정을 행하는 하중항목설정부와,
상기 하중항목설정부에 의하여 설정된 상기 항목의 설정내용을 고려하여, 상기 제1 범위 및 상기 제2 범위를 표시하는, 굴삭기. - 제1항에 있어서,
상기 표시장치는, 상기 하부주행체 및 상기 상부선회체의 방향을 나타내는 화상과 함께, 상기 제1 범위 및 상기 제2 범위를 표시하는, 굴삭기. - 제7항에 있어서,
상기 표시장치는, 오퍼레이터에 의한 상기 어태치먼트의 조작에 따라 변화하는, 상기 어태치먼트의 선단부의 위치를 나타내는 화상과 함께, 상기 제1 범위 및 상기 제2 범위를 표시하는, 굴삭기. - 제1항에 있어서,
당해 굴삭기의 주위를 촬상하는 촬상장치를 더 구비하고,
상기 표시장치는, 상기 촬상장치에 의한 촬상화상, 또는 상기 촬상화상으로부터 생성되는 시점변환화상 혹은 입체시화상에, 상기 제1 범위 및 상기 제2 범위를 중첩하여 표시하는, 굴삭기. - 제1항에 있어서,
상기 표시장치는, 작업현장을 본뜬 컴퓨터그래픽스를 포함하는 배경화상에, 상기 제1 범위 및 상기 제2 범위를 중첩하여 표시하는, 굴삭기. - 제1항에 있어서,
상기 제2 범위는, 상기 어태치먼트의 상기 작업범위 중 상기 안정도가 상대적으로 높고, 당해 굴삭기의 안정상태에 대응하는 안정범위인, 굴삭기. - 제12항에 있어서,
상기 어태치먼트의 선단부의 위치가 상기 안정범위로부터 일탈한 경우에, 경보를 출력하거나, 오퍼레이터의 조작에 의한 상기 어태치먼트의 동작을 제한하거나, 또는 로그정보를 기록하는 제어부를 더 구비하는, 굴삭기. - 제12항에 있어서,
상기 안정범위의 설정에 관한 조작입력을 접수하는 안정범위설정조작부와,
소정 기준에 근거하여, 상기 안정범위를 설정함과 함께, 상기 안정범위설정조작부에 대한 조작에 따라, 상기 소정 기준에 대응하는 범위 이내에서, 상기 안정범위의 경계 중 적어도 일부를 설정변경하는 안정범위설정부를 더 구비하는, 굴삭기. - 제1항에 있어서,
상기 표시장치는, 당해 굴삭기에 의한 소정의 작업이 개시되기 전에, 상기 제1 범위 및 상기 제2 범위를 표시하는, 굴삭기. - 제1항에 있어서,
상기 표시장치는, 상기 어태치먼트의 작업범위에 있어서, 상기 제1 범위 및 상기 제2 범위를 포함하고, 상기 안정도의 높낮이에 근거하여 단계적으로 구분되는 3 이상의 복수의 범위를 표시하는, 굴삭기. - 제1항에 있어서,
상기 표시장치는, 색, 수치, 및 상기 안정도의 높낮이를 나타내는 문자정보 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 제1 범위 및 상기 제2 범위에 대응하는 상기 안정도를 표시하는, 굴삭기. - 제1항에 있어서,
상기 표시장치는, 당해 굴삭기를 측면으로부터 본 측면시 및 상면으로부터 본 상면시 중 적어도 일방에 의하여, 또는 3차원적으로, 상기 제1 범위 및 상기 제2 범위를 표시하는, 굴삭기. - 하부주행체와,
상기 하부주행체에 대하여 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와,
상기 상부선회체에 장착되는 어태치먼트와,
표시장치를 구비하고,
상기 표시장치는, 상기 어태치먼트의 선단부의 하중, 굴삭기의 경사상태, 및 상기 하부주행체에 대한 상기 상부선회체의 상대적인 선회각도 중 적어도 하나를 고려하여, 상기 어태치먼트의 작업범위에 있어서의 제1 범위와, 상기 제1 범위보다 상기 어태치먼트의 동작속도가 낮은 제2 범위를 구별 가능한 양태로 표시하는, 굴삭기. - 하부주행체와, 상기 하부주행체에 대하여 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와, 상기 상부선회체에 장착되는 어태치먼트를 갖는 굴삭기와 통신을 행하는 통신장치와,
상기 통신장치를 통하여, 상기 굴삭기를 조작하는 조작장치와,
표시장치를 구비하고,
상기 표시장치는, 상기 어태치먼트의 선단부의 하중, 상기 굴삭기의 경사상태, 및 상기 하부주행체에 대한 상기 상부선회체의 상대적인 선회각도 중 적어도 하나를 고려하여, 상기 어태치먼트의 작업범위에 있어서의 제1 범위와, 상기 제1 범위보다 안정도가 낮은 제2 범위를 구별 가능한 양태로 표시하는, 정보처리장치. - 하부주행체와, 상기 하부주행체에 대하여 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와, 상기 상부선회체에 장착되는 어태치먼트를 갖는 굴삭기와 통신을 행하는 통신장치와,
상기 통신장치를 통하여, 상기 굴삭기를 조작하는 조작장치와,
표시장치를 구비하고,
상기 표시장치는, 상기 어태치먼트의 선단부의 하중, 상기 굴삭기의 경사상태, 및 상기 하부주행체에 대한 상기 상부선회체의 상대적인 선회각도 중 적어도 하나를 고려하여, 상기 어태치먼트의 작업범위에 있어서의 제1 범위와, 상기 제1 범위보다 상기 어태치먼트의 동작속도가 낮은 제2 범위를 구별 가능한 양태로 표시하는, 정보처리장치.
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| JP2018116455 | 2018-06-19 | ||
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