KR20210063279A - 쇼벨, 정보처리장치 - Google Patents

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KR20210063279A
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케이지 혼다
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스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
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Abstract

보다 용이하게 쇼벨에 장착되어 있는 엔드어태치먼트를 추정하여, 엔드어태치먼트가 교환되어도, 교환 후의 엔드어태치먼트의 중량에 맞춘 어태치먼트의 동작제어를 실현 가능한 기술을 제공한다. 본 발명의 일 실시형태에 관한 쇼벨은, 붐(4)과, 붐(4)의 선단에 장착되는 암(5)과, 암(5)의 선단에 장착되는 엔드어태치먼트(6)를 갖는 작업어태치먼트와, 엔드어태치먼트(6)를 촬상 가능한 촬상장치(S6)를 구비하고, 촬상장치(S6)로부터 출력되는 화상정보에 근거하여, 엔드어태치먼트(6)의 종류에 관한 정보를 취득하며, 당해 정보에 근거하여, 작업어태치먼트의 응답특성, 또는 작업어태치먼트의 조작내용을 보정한다.

Description

쇼벨, 정보처리장치
본 개시는, 쇼벨에 관한 것이다.
예를 들면, 거리센서 등을 이용하여, 작업어태치먼트의 선단에 장착되어 있는 엔드어태치먼트를 인식하고, 사이즈나 중량 등의 장착되어 있는 어태치먼트에 관한 정보를 취득하는 기술이 알려져 있다(특허문헌 1 등 참조).
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2017-157016호
그러나, 거리센서 등을 이용하면 구성이 복잡화되어, 비용의 상승 등을 초래할 가능성이 있다.
따라서, 상기 과제를 감안하여, 보다 용이하게 쇼벨에 장착되어 있는 엔드어태치먼트를 추정하여, 엔드어태치먼트가 교환되어도, 교환 후의 엔드어태치먼트에 맞춘 어태치먼트의 동작제어를 실현 가능한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 일 실시형태에서는,
붐과, 상기 붐의 선단에 장착되는 암과, 상기 암의 선단에 장착되는 엔드어태치먼트를 갖는 작업어태치먼트와,
상기 엔드어태치먼트를 촬상 가능한 촬상장치를 구비하고,
상기 촬상장치로부터 출력되는 화상정보에 근거하여, 상기 엔드어태치먼트의 종류에 관한 정보를 취득하며, 당해 정보에 근거하여, 상기 작업어태치먼트의 응답특성, 또는 상기 작업어태치먼트의 조작내용을 보정하는,
쇼벨이 제공된다.
또, 본 개시의 다른 실시형태에서는,
붐과, 상기 붐의 선단에 장착되는 암과, 상기 암의 선단에 장착되는 엔드어태치먼트를 갖는 작업어태치먼트와,
상기 작업어태치먼트를 구동하는 유압실린더를 구비하고,
상기 유압실린더의 압력의 측정값에 근거하여, 상기 엔드어태치먼트의 종류에 관한 정보를 취득하며, 당해 정보에 근거하여, 상기 작업어태치먼트의 응답특성, 또는 상기 작업어태치먼트의 조작내용을 보정하는,
쇼벨이 제공된다.
또, 본 개시의 또 다른 실시형태에서는,
쇼벨에 장착되는 작업어태치먼트에 포함되는 엔드어태치먼트가 비치고 있는 화상정보를 취득하며, 화상정보에 근거하여, 상기 엔드어태치먼트의 종류에 관한 정보를 취득함과 함께, 당해 정보에 근거하여, 상기 작업어태치먼트의 응답특성, 또는 상기 작업어태치먼트의 조작내용에 관한 제어파라미터를 생성하여, 상기 쇼벨에 송신하는,
정보처리장치가 제공된다.
상술한 실시형태에 의하면, 보다 용이하게 쇼벨에 장착되어 있는 엔드어태치먼트를 추정하여, 엔드어태치먼트가 교환되어도, 교환 후의 엔드어태치먼트의 중량에 맞춘 어태치먼트의 동작제어를 실현 가능한 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 쇼벨의 측면도이다.
도 2는 쇼벨의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 3은 쇼벨의 구성의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 4는 쇼벨관리시스템의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
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)은, 하부주행체(1)와, 선회기구(2)를 통하여 선회 가능하게 하부주행체(1)에 탑재되는 상부선회체(3)와, 어태치먼트(작업어태치먼트의 일례)로서의 붐(4), 암(5), 및 엔드어태치먼트(6)와, 오퍼레이터가 탑승하는 캐빈(10)을 구비한다. 이하, 쇼벨(100)의 전방은, 쇼벨(100)을 상부선회체(3)의 선회축을 따라 바로 위로부터 평면시(平面視)(이하, 간단히 "평면시"라고 칭함)에서 보았을 때에, 상부선회체(3)에 대하여, 어태치먼트가 연장되는 방향(이하, 간단히 "어태치먼트의 연장방향"이라고 칭함)에 대응한다. 또, 쇼벨(100)의 좌방 및 우방은, 각각, 쇼벨(100)을 평면시에서 보았을 때에, 캐빈(10) 내의 오퍼레이터의 좌방 및 우방에 대응한다.
하부주행체(1)는, 예를 들면 좌우 한 쌍의 크롤러를 포함하며, 각각의 크롤러가 주행유압모터(1L, 1R)(도 2, 도 3 참조)로 유압구동됨으로써, 쇼벨(100)을 주행시킨다.
상부선회체(3)는, 선회유압모터(2A)(도 2, 도 3 참조)로 구동됨으로써, 하부주행체(1)에 대하여 선회한다.
붐(4)은, 상부선회체(3)의 전부(前部)중앙에 부앙(俯仰) 가능하게 피봇장착되며, 붐(4)의 선단에는, 암(5)이 상하회동(上下回動) 가능하게 피봇장착되고, 암(5)의 선단에는, 엔드어태치먼트(6)가 상하회동 가능하게 피봇장착된다.
엔드어태치먼트(6)는, 쇼벨(100)의 작업내용에 따라, 적절히 교환 가능한 양태로, 암(5)의 선단에 장착되어 있다. 엔드어태치먼트(6)는, 예를 들면 도 1에 나타내는 바와 같이, 버킷이다. 또, 엔드어태치먼트(6)는, 예를 들면 교반기 등, 버킷 이외여도 된다. 또, 엔드어태치먼트(6)는, 퀵커플링을 통하여, 암(5)과 장착되어도 된다.
붐(4), 암(5), 및 엔드어태치먼트(6)는, 각각, 유압액추에이터로서의 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 엔드어태치먼트실린더(9)에 의하여 각각 유압구동된다.
캐빈(10)은, 오퍼레이터가 탑승하는 조종실이며, 상부선회체(3)의 전부좌측에 탑재된다.
쇼벨(100)은, 캐빈(10)에 탑승하는 오퍼레이터(이하, 편의적으로 "탑승오퍼레이터")의 조작에 따라, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 엔드어태치먼트(6) 등의 피구동요소를 동작시킨다.
또, 쇼벨(100)은, 소정의 외부장치(예를 들면, 후술하는 관리장치(200))로부터 수신되는 원격조작신호에 따라, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 엔드어태치먼트(6) 등의 동작요소(피구동요소)를 동작시켜도 된다. 즉, 쇼벨(100)은, 원격조작되어도 된다. 쇼벨(100)이 원격조작되는 경우, 캐빈(10)의 내부는, 무인상태여도 된다.
또, 쇼벨(100)은, 캐빈(10)의 탑승오퍼레이터의 조작이나 외부장치의 오퍼레이터(이하, 편의적으로 "원격오퍼레이터")의 원격조작의 내용에 관계없이, 자동으로 유압액추에이터를 동작시켜도 된다. 이로써, 쇼벨(100)은, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 엔드어태치먼트(6) 등의 피구동요소 중 적어도 일부를 자동으로 동작시키는 기능(이하, "자동운전기능")을 실현한다. 이하, 탑승오퍼레이터 및 원격오퍼레이터를 포괄적으로 오퍼레이터라고 칭하는 경우가 있다.
자동운전기능에는, 탑승오퍼레이터의 조작이나 원격조작오퍼레이터의 원격조작에 따라, 조작대상의 피구동요소(유압액추에이터) 이외의 피구동요소(유압액추에이터)를 자동으로 동작시키는 기능(이른바 "반자동운전기능")이 포함되어도 된다. 또, 자동운전기능에는, 탑승오퍼레이터의 조작이나 원격오퍼레이터의 원격조작이 없는 전제에서, 복수의 피구동요소(유압액추에이터) 중 적어도 일부를 자동으로 동작시키는 기능(이른바 "완전자동운전기능")이 포함되어도 된다. 쇼벨(100)에 있어서, 완전자동운전기능이 유효한 경우, 캐빈(10)의 내부는 무인상태여도 된다. 또, 자동운전기능에는, 쇼벨(100)의 주위의 작업자 등의 사람의 제스처를 쇼벨(100)이 인식하고, 인식되는 제스처의 내용에 따라, 복수의 피구동요소(유압액추에이터) 중 적어도 일부를 자동으로 동작시키는 기능("제스처조작기능")이 포함되어도 된다. 또, 반자동운전기능이나 완전자동운전기능이나 제스처조작기능에는, 자동운전의 대상인 피구동요소(유압액추에이터)의 동작내용이 미리 규정되는 룰에 따라 자동적으로 결정되는 양태가 포함되어도 된다. 또, 반자동운전기능이나 완전자동운전기능이나 제스처조작기능에는, 쇼벨(100)이 자율적으로 각종의 판단을 행하고, 그 판단결과를 따라, 자율적으로 자동운전의 대상인 피구동요소(유압액추에이터)의 동작내용이 결정되는 양태(이른바 "자율운전기능")가 포함되어도 된다.
[쇼벨의 구성]
다음으로, 도 1에 더하여, 도 2, 도 3을 참조하여, 쇼벨(100)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
도 2는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 구성의 일례를 나타내는 블록도이다. 도 3은, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 구성의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
다만, 도면 중에 있어서, 기계적 동력라인은 이중선, 고압유압라인은 실선, 파일럿라인은 파선, 전기구동·제어라인은 점선으로 각각 나타난다.
본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 유압구동계는, 상술한 바와 같이, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 엔드어태치먼트(6)의 각각을 유압구동하는 주행유압모터(1L, 1R), 선회유압모터(2A), 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 엔드어태치먼트실린더(9) 등의 유압액추에이터를 포함한다. 또, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 유압구동계는, 엔진(11)과, 레귤레이터(13)와, 메인펌프(14)와, 컨트롤밸브(17)를 포함한다.
엔진(11)은, 유압구동계에 있어서의 메인동력원이며, 예를 들면 상부선회체(3)의 후부(後部)에 탑재된다. 구체적으로는, 엔진(11)은, 후술하는 컨트롤러(30)에 의한 직접 혹은 간접적인 제어하에서, 미리 설정된 목표회전수로 일정회전하여, 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)를 구동한다. 엔진(11)은, 예를 들면 경유를 연료로 하는 디젤엔진이다.
레귤레이터(13)는, 메인펌프(14)의 토출량을 제어한다. 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 탑재되어, 고압유압라인을 통하여 컨트롤밸브(17)에 작동유를 공급한다. 메인펌프(14)는, 상술한 바와 같이, 엔진(11)에 의하여 구동된다. 메인펌프(14)는, 예를 들면 가변용량(可變容量)식 유압펌프이며, 상술한 바와 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 탑재되어, 탑승오퍼레이터에 의한 조작장치(26)에 대한 조작내용이나 원격오퍼레이터에 의한 원격조작의 내용에 따라, 유압액추에이터의 제어를 행하는 유압제어장치이다. 컨트롤밸브(17)는, 상술한 바와 같이, 고압유압라인을 통하여 메인펌프(14)와 접속되며, 메인펌프(14)로부터 공급되는 작동유를, 오퍼레이터의 조작내용에 따라, 유압액추에이터(주행유압모터(1L, 1R), 선회유압모터(2A), 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 엔드어태치먼트실린더(9))에 선택적으로 공급한다. 구체적으로는, 컨트롤밸브(17)는, 메인펌프(14)로부터 유압액추에이터의 각각에 공급되는 작동유의 유량과 흐르는 방향을 제어하는 제어밸브를 포함한다.
본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 조작계는, 파일럿펌프(15)와, 조작장치(26)와, 셔틀밸브(32)를 포함한다.
파일럿펌프(15)는, 예를 들면 상부선회체(3)의 후부에 탑재되어, 파일럿라인(25)을 통하여 조작장치(26) 등에 파일럿압을 공급한다. 파일럿펌프(15)는, 예를 들면 고정용량식 유압펌프이며, 상술한 바와 같이, 엔진(11)에 의하여 구동된다.
조작장치(26)는, 캐빈(10)의 조종석 부근에 마련되며, 탑승오퍼레이터가 각종 동작요소(하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 엔드어태치먼트(6) 등)의 조작을 행하기 위한 조작입력수단이다. 환언하면, 조작장치(26)는, 탑승오퍼레이터가 각각의 동작요소를 구동하는 유압액추에이터(즉, 주행유압모터(1L, 1R), 선회유압모터(2A), 붐실린더(7), 암실린더(8), 엔드어태치먼트실린더(9) 등)의 조작을 행하기 위한 조작입력수단이다.
도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 조작장치(26)는, 예를 들면 파일럿라인(25) 및 파일럿라인(25)으로부터 분기되는 파일럿라인(25A)을 통하여 파일럿펌프(15)로부터 공급되는 작동유를 이용하는 유압파일럿식이다. 조작장치(26)는, 파일럿펌프(15)로부터 공급되는 작동유를 이용하여, 조작장치(26)에 대한 조작내용에 따른 파일럿압을 그 2차측의 파일럿라인(27)에 출력한다. 파일럿라인(27)은, 직접, 컨트롤밸브(17)에 접속되는 파일럿라인(27A)을 포함한다. 이로써, 컨트롤밸브(17)에는, 조작장치(26)에 있어서의 각종 동작요소의 일부(예를 들면, 하부주행체(1) 및 상부선회체(3))에 관한 조작내용에 따른 파일럿압이 직접 입력된다. 또, 파일럿라인(27)은, 셔틀밸브(32)를 통하여 컨트롤밸브(17)에 간접적으로 접속되는 파일럿라인(27B)을 포함한다. 이로써, 컨트롤밸브(17)에는, 조작장치(26)에 있어서의 각종 동작요소 중 남은 일부(예를 들면, 붐(4), 암(5), 및 엔드어태치먼트(6))에 관한 조작내용에 따른 파일럿압이, 셔틀밸브(32)를 통하여 간접적으로, 입력될 수 있다. 그 때문에, 컨트롤밸브(17)는, 탑승오퍼레이터 등의 조작장치(26)에 대한 조작내용에 따른, 각각의 유압액추에이터의 동작을 실현할 수 있다.
또, 조작장치(26)는, 예를 들면 조작내용에 따른 전기신호(이하, "조작신호")를 출력하는 전기식이어도 된다. 이 경우, 파일럿라인(27) 및 셔틀밸브(32)는 생략되며, 비례밸브(31)로부터 출력되는 작동유는, 셔틀밸브(32)를 통하지 않고, 직접, 컨트롤밸브(17)에 공급된다. 조작장치(26)로부터 출력되는 조작신호는, 예를 들면 컨트롤러(30)에 도입되며, 컨트롤러(30)는, 조작신호에 따라, 조작장치(26)의 조작내용에 따른 제어신호를 후술하는 비례밸브(31)에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31)로부터 조작장치(26)의 조작내용에 따른 파일럿압이 컨트롤밸브(17)에 공급된다. 그 때문에, 컨트롤밸브(17)는, 탑승오퍼레이터 등의 조작장치(26)에 대한 조작내용에 따른, 각각의 유압액추에이터의 동작을 실현할 수 있다.
조작장치(26)는, 예를 들면 붐(4)(붐실린더(7)), 암(5)(암실린더(8)), 엔드어태치먼트(6)(엔드어태치먼트실린더(9)), 및 상부선회체(3)(선회유압모터(2A))의 각각을 조작하는 레버장치를 포함한다. 또, 조작장치(26)는, 예를 들면 하부주행체(1)의 좌우의 크롤러(주행유압모터(1L, 1R))의 각각을 조작하는 페달장치 혹은 레버장치를 포함한다.
다만, 파일럿라인(27)은, 모두, 셔틀밸브(32)를 통하여 컨트롤밸브(17)에 접속되어도 된다. 즉, 조작장치(26)에 있어서의 모든 동작요소에 관한 조작내용에 대응하는 파일럿압은, 셔틀밸브(32)를 통하여, 컨트롤밸브(17)에 입력되는 양태여도 된다.
셔틀밸브(32)는, 2개의 입구포트와 1개의 출구포트를 갖고, 2개의 입구포트에 입력된 파일럿압 중 높은 쪽의 파일럿압을 갖는 작동유를 출구포트에 출력시킨다. 셔틀밸브(32)는, 2개의 입구포트 중 일방이 조작장치(26)(구체적으로는, 조작장치(26)에 포함되는 상술한 레버장치 혹은 페달장치)에 접속되며, 타방이 비례밸브(31)에 접속된다. 셔틀밸브(32)의 출구포트는, 파일럿라인을 통하여, 컨트롤밸브(17) 내의 대응하는 제어밸브(구체적으로는, 셔틀밸브(32)의 일방의 입구포트에 접속되는 상술한 레버장치 혹은 페달장치의 조작대상인 유압액추에이터에 대응하는 제어밸브)의 파일럿포트에 접속된다. 예를 들면, 쇼벨(100)은 붐(4)(붐실린더(7)), 암(5)(암실린더(8)), 및 엔드어태치먼트(6)(엔드어태치먼트실린더(9))를 조작하는 레버장치의 각각에 대응하는 셔틀밸브(32)를 포함한다. 이 경우, 이들 셔틀밸브(32)의 출구포트는, 각각, 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 엔드어태치먼트실린더(9)의 각각에 대응하는 제어밸브에 접속된다. 그 때문에, 이들 셔틀밸브(32)는, 각각, 조작장치(26)(레버장치)가 생성하는 파일럿압과 비례밸브(31)가 생성하는 파일럿압 중 높은 쪽을, 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다. 즉, 후술하는 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31)로부터 조작장치(26)(레버장치)에서 출력되는 2차측의 파일럿압보다 높은 파일럿압을 출력시킴으로써, 탑승오퍼레이터의 조작장치(26)에 대한 조작에 관계없이, 대응하는 제어밸브를 제어하여, 어태치먼트(붐(4), 암(5), 및, 엔드어태치먼트(6) 중 적어도 하나)의 동작을 자동으로 제어할 수 있다.
다만, 하부주행체(1)를 조작대상으로 하는 레버장치 혹은 페달장치에 대해서도, 그 2차측의 파일럿라인(27)이 셔틀밸브(32)를 통하여 컨트롤밸브(17)의 대응하는 제어밸브에 접속되어도 된다. 상부선회체(3)를 조작대상으로 하는 레버장치에 대해서도 동일하다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트의 경우와 동일하게, 탑승오퍼레이터의 조작장치(26)에 대한 조작에 관계없이, 대응하는 제어밸브를 제어하여, 하부주행체(1)나 상부선회체(3)의 동작을 제어할 수 있다.
본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 제어계는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(30)와, 조작압센서(29)와, 비례밸브(31)와, 붐자세센서(S1)와, 암자세센서(S2)와, 엔드어태치먼트자세센서(S3)와, 기체경사센서(S4)와, 선회상태센서(S5)와, 촬상장치(S6)와, 붐보텀압센서(S7B)와, 붐로드압센서(S7R)와, 암보텀압센서(S8B)와, 암로드압센서(S8R)와, 엔드어태치먼트보텀압센서(S9B)와, 엔드어태치먼트로드압센서(S9R)와, 릴리프밸브(V7B, V7R)를 포함한다. 또, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 제어계는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 릴리프밸브(V7B, V7R) 대신에, 릴리프밸브(V8B, V8R)를 포함해도 된다. 또, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 릴리프밸브(V7B, V7R)와 릴리프밸브(V8B, V8R)의 쌍방을 포함해도 된다.
컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 구동제어를 행한다. 컨트롤러(30)는, 그 기능이 임의의 하드웨어, 혹은 하드웨어 및 소프트웨어의 조합에 의하여 실현되어도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, CPU(Central Processing Unit), RAM(Random Access Memory) 등의 메모리장치, ROM(Read Only Memory) 등의 불휘발성의 보조기억장치, 및 각종 입출력용의 인터페이스장치 등을 포함하는 마이크로컴퓨터를 중심으로 구성되어도 된다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면 불휘발성의 보조기억장치 등에 인스톨되는 하나 이상의 프로그램을 CPU 상에서 실행함으로써 실현되는 기능부로서, 엔드어태치먼트추정부(301)와, 머신컨트롤제어부(302)와, 안정화 제어부(303)를 포함한다.
다만, 컨트롤러(30)의 기능의 일부는, 다른 컨트롤러(제어장치)에 의하여 실현되어도 된다. 즉, 컨트롤러(30)의 기능은, 복수의 컨트롤러에 의하여 분산되는 양태로 실현되어도 된다.
조작압센서(29)는, 조작장치(26)의 2차측(파일럿라인(27A, 27B))의 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 엔드어태치먼트(6) 등에 관한 조작상태에 대응하는 파일럿압의 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
비례밸브(31)는, 파일럿라인(25)으로부터 분기되어, 셔틀밸브(32)에 접속되는 파일럿라인(25B)에 마련되며, 그 유로면적(작동유가 통류 가능한 단면적)을 변경 가능하게 구성되어 있다. 이로써, 비례밸브(31)는, 파일럿라인(25) 및 파일럿라인(25B)을 통하여 공급되는 파일럿펌프의 작동유를 이용하여, 소정의 파일럿압을 2차측에 출력하여, 셔틀밸브(32)의 타방의 입력포트에 작용시킬 수 있다. 예를 들면, 상술한 바와 같이, 붐(4)(붐실린더(7)), 암(5)(암실린더(8)), 및 엔드어태치먼트(6)(엔드어태치먼트실린더(9))의 각각에 대응하는 셔틀밸브(32)가 마련되는 경우, 셔틀밸브(32)마다, 대응하는 비례밸브(31)가 마련된다. 비례밸브(31)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어지령에 따라 동작한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 탑승오퍼레이터에 의하여 조작장치(26)(구체적으로는, 상술한 레버장치)가 조작되고 있지 않은 경우여도, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31) 및 셔틀밸브(32)를 통하여, 컨트롤밸브(17) 내의 어태치먼트(붐(4), 암(5), 혹은 엔드어태치먼트(6))의 동작에 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다.
예를 들면, 컨트롤러(30)는, 외부장치로부터 수신되는 원격조작신호에 따라, 비례밸브(31)에 원격조작의 내용에 따른 제어지령을 출력해도 된다. 이로써, 원격조작의 내용에 따른 파일럿압이, 비례밸브(31)로부터 셔틀밸브(32)를 통하여 컨트롤밸브(17)에 공급된다. 그 때문에, 컨트롤밸브(17)는, 원격조작신호에 대응하는 원격조작의 내용에 따른, 각각의 유압액추에이터의 동작을 실현할 수 있다.
또, 예를 들면 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)의 조작내용이나 원격조작신호에 대응하는 원격조작의 내용에 관계없이, 자동운전기능에 대응하는 제어지령을 비례밸브(31)에 출력해도 된다. 이로써, 자동운전기능에 대응하는 파일럿압이, 비례밸브(31)로부터 셔틀밸브(32)를 통하여 컨트롤밸브(17)에 공급된다. 그 때문에, 컨트롤밸브(17)는, 자동운전기능에 대응하는 각각의 유압액추에이터의 동작을 실현할 수 있다.
붐자세센서(S1)는, 붐(4)에 장착되며, 붐(4)의 상부선회체(3)에 대한 자세각도, 구체적으로는, 부앙각도(이하, "붐각도")를 검출한다. 붐자세센서(S1)는, 예를 들면 측면시에 있어서, 상부선회체(3)의 선회평면에 대하여 붐(4)의 양단의 지점을 연결하는 직선이 이루는 각도를 검출한다. 붐자세센서(S1)는, 예를 들면 로터리인코더, 가속도센서, 각가속도센서, 6축센서, IMU(Inertial Measurement Unit: 관성계측장치) 등을 포함해도 되며, 이하, 암자세센서(S2), 엔드어태치먼트자세센서(S3), 기체경사센서(S4)에 대해서도 동일하다. 붐자세센서(S1)에 의한 붐각도에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
암자세센서(S2)는, 암(5)에 장착되며, 암(5)의 붐(4)에 대한 자세각도, 구체적으로는, 회동각도(이하, "암각도")를 검출한다. 암자세센서(S2)는, 예를 들면 측면시에 있어서, 붐(4)의 양단의 지점을 연결하는 직선에 대하여 암(5)의 양단의 지점을 연결하는 직선이 이루는 각도를 검출한다. 암자세센서(S2)에 의한 암각도에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
엔드어태치먼트자세센서(S3)는, 엔드어태치먼트(6)에 장착되며, 엔드어태치먼트(6)의 암(5)에 대한 자세각도, 구체적으로는, 회동각도(이하, "엔드어태치먼트각도")를 검출한다. 엔드어태치먼트자세센서(S3)는, 예를 들면 측면시에 있어서, 암(5)의 양단의 지점을 연결하는 직선에 대하여 엔드어태치먼트(6)의 지점과 선단(버킷의 경우, 날끝)을 연결하는 직선이 이루는 각도를 검출한다. 엔드어태치먼트자세센서(S3)에 의한 엔드어태치먼트각도에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
기체경사센서(S4)는, 소정의 기준면(예를 들면, 수평면)에 대한 기체(機體)(예를 들면, 상부선회체(3))의 경사상태를 검출한다. 기체경사센서(S4)는, 예를 들면 상부선회체(3)에 장착되며, 쇼벨(100)(즉, 상부선회체(3))의 전후방향 및 좌우방향의 2축 둘레의 경사각도(이하, "전후경사각” 및 "좌우경사각")를 검출한다. 기체경사센서(S4)에 의하여 검출되는 경사각도(전후경사각 및 좌우경사각)에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
선회상태센서(S5)는, 상부선회체(3)에 장착되며, 상부선회체(3)의 선회상태에 관한 검출정보를 출력한다. 선회상태센서(S5)는, 예를 들면 상부선회체(3)의 선회각속도나 선회각도를 검출한다. 선회상태센서(S5)는, 예를 들면 자이로센서, 리졸버, 로터리인코더 등을 포함한다. 선회상태센서(S5)에 의하여 검출되는 선회상태에 관한 검출정보는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
다만, 기체경사센서(S4)에 3축 둘레의 각속도를 검출 가능한 자이로센서, 6축센서, IMU 등이 포함되는 경우, 기체경사센서(S4)의 검출신호에 근거하여 상부선회체(3)의 선회상태(예를 들면, 선회각속도)가 검출되어도 된다. 이 경우, 선회상태센서(S5)는, 생략되어도 된다.
촬상장치(S6)는, 쇼벨(100)의 주위를 촬상한다.
촬상장치(S6)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 상부선회체(3)의 전부상면(예를 들면, 캐빈(10)의 상면)에 장착되며, 쇼벨(100)의 전방을 촬상하는 전방카메라를 포함한다. 전방카메라로부터 출력되는 화상정보(촬상화상)에는, 엔드어태치먼트(6)를 포함하는 어태치먼트가 포함된다(비치고 있다). 또, 촬상장치(S6)는, 쇼벨(100)의 후방, 좌방, 및 우방의 각각을 촬상하는 후방카메라, 좌방카메라, 및 우방카메라 중 적어도 하나가 포함되어도 된다. 촬상장치(S6)로부터 출력되는 화상정보는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
예를 들면, 컨트롤러(30)는, 촬상장치(S6)의 화상정보에 근거하여, 쇼벨(100)의 주위의 모습을 나타내는 화상(이하, "주위화상")을 생성하여, 캐빈(10)의 내부에 설치되는 표시장치에 표시시키는 주위화상표시기능을 가져도 된다. 이로써, 쇼벨(100)의 탑승오퍼레이터는, 캐빈(10) 내의 표시장치에 표시되는 주위화상에 근거하여, 쇼벨(100)의 주위에서, 직접 시인하기 어려운 장소 등의 상황을 파악할 수 있다.
또, 예를 들면 쇼벨(100)이 원격조작되는 경우, 컨트롤러(30)는, 촬상장치(S6)의 화상정보를 리얼타임으로 외부장치(예를 들면, 관리장치(200))에 송신하는 화상정보업로드기능을 가져도 된다. 이로써, 외부장치의 원격오퍼레이터는, 외부장치에 설치되는 표시장치에 표시되는 촬상장치(S6)의 화상정보에 근거하여, 쇼벨(100)의 주위의 모습을 확인하면서, 쇼벨(100)의 원격조작을 행할 수 있다.
또, 예를 들면 컨트롤러(30)는, 촬상장치(S6)의 화상정보에 근거하여, 쇼벨(100)의 주위의 소정 에어리어(이하, "감시에어리어")로의 소정의 감시대상의 물체의 진입을 감시하는 주변감시기능을 가져도 된다. 감시대상의 물체에는, 사람, 동물, 작업차량(예를 들면, 덤프트럭), 건설기계(예를 들면, 다른 쇼벨이나 불도저 등), 벽, 울타리, 구멍, 헬멧, 안전조끼 등이 포함되어도 된다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 감시에어리어 내로의 감시대상의 물체의 침입을 검출하면, 소정의 음성출력장치를 통하여, 캐빈(10)의 내부나 쇼벨(100)의 주위에 경보를 출력시키거나, 쇼벨(100)의 피구동요소(유압액추에이터)의 동작을 제한해도 된다. 이로써, 쇼벨(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다.
붐로드압센서(S7R) 및 붐보텀압센서(S7B)는, 각각, 붐실린더(7)에 장착되며, 붐실린더(7)의 로드측유실의 압력(이하, "붐로드압") 및 보텀측유실의 압력(이하, "붐보텀압")을 검출한다. 붐로드압센서(S7R) 및 붐보텀압센서(S7B)에 의한 붐로드압 및 붐보텀압에 대응하는 검출신호는, 각각, 컨트롤러(30)에 도입된다.
암로드압센서(S8R) 및 암보텀압센서(S8B)는, 각각, 암실린더(8)의 로드측유실의 압력(이하, "암로드압"), 및 보텀측유실의 압력(이하, "암보텀압")을 검출한다. 암로드압센서(S8R) 및 암보텀압센서(S8B)에 의한 암로드압 및 암보텀압에 대응하는 검출신호는, 각각, 컨트롤러(30)에 도입된다.
엔드어태치먼트로드압센서(S9R) 및 엔드어태치먼트보텀압센서(S9B)는, 각각, 엔드어태치먼트실린더(9)의 로드측유실의 압력(이하, "엔드어태치먼트로드압") 및 보텀측유실의 압력(이하, "엔드어태치먼트보텀압")을 검출한다. 엔드어태치먼트로드압센서(S9R) 및 엔드어태치먼트보텀압센서(S9B)에 의한 엔드어태치먼트로드압 및 엔드어태치먼트보텀압에 대응하는 검출신호는, 각각, 컨트롤러(30)에 도입된다.
릴리프밸브(V7B, V7R)는, 각각, 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 따라, 붐실린더(7)의 보텀측유실 및 로드측유실의 작동유를 작동유탱크에 배출하여, 압력을 저하시킨다. 예를 들면, 릴리프밸브(V7B, V7R)는, 각각, 붐실린더(7)의 보텀측유실과 컨트롤밸브(17)의 사이의 고압유압라인, 및 붐실린더(7)의 로드측유실과 컨트롤밸브(17)의 사이의 고압유압라인에 마련된다. 또, 릴리프밸브(V7B, V7R)는, 각각, 컨트롤밸브(17)에 내장되어도 된다. 이 경우, 릴리프밸브(V7B, V7R)는, 각각, 컨트롤밸브(17)에 내장되는, 붐실린더(7)에 대응하는 제어밸브보다 붐실린더(7)측의 유로에 마련된다. 릴리프밸브(V7B, V7R)는, 예를 들면 전자릴리프밸브이다.
릴리프밸브(V8B, V8R)는, 각각, 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 따라, 암실린더(8)의 보텀측유실 및 로드측유실의 작동유를 작동유탱크에 배출하여, 압력을 저하시킨다. 예를 들면, 릴리프밸브(V8B, V8R)는, 각각, 암실린더(8)의 보텀측유실과 컨트롤밸브(17)의 사이의 고압유압라인, 및 암실린더(8)의 로드측유실과 컨트롤밸브(17)의 사이의 고압유압라인에 마련된다. 또, 릴리프밸브(V8B, V8R)는, 각각, 컨트롤밸브(17)에 내장되어도 된다. 이 경우, 릴리프밸브(V8B, V8R)는, 각각, 컨트롤밸브(17)에 내장되는, 암실린더(8)에 대응하는 제어밸브보다 암실린더(8)측의 유로에 마련된다. 릴리프밸브(V8B, V8R)는, 예를 들면 전자릴리프밸브이다.
엔드어태치먼트추정부(301)는, 암(5)의 선단에 장착되어 있는 엔드어태치먼트(6)의 중량, 사이즈, 혹은 종류를 추정한다. 환언하면, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 암(5)의 선단에 장착되어 있는 엔드어태치먼트(6)를 추정하여, 그 중량에 관한 정보, 사이즈에 관한 정보, 혹은 종류에 관한 정보를 취득한다. 이때, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 퀵커플러를 통하여 엔드어태치먼트(6)가 암(5)에 장착되어 있는 경우, 퀵커플러와 퀵커플러에 장착되어 있는 엔드어태치먼트의 조합을 "엔드어태치먼트(6)"로서 취급해도 된다. 이하, 암(5)의 선단에 실제로 장착되어 있는 엔드어태치먼트를 "엔드어태치먼트(6)"라고 칭하며, 암(5)의 선단에 장착될 가능성이 있는 일반적인 엔드어태치먼트에 대해서는, 부호를 붙이지 않고 설명을 행한다.
다만, 엔드어태치먼트의 사이즈에는, 엔드어태치먼트의 암(5)과 장착위치(암(5)과의 사이의 연결핀의 위치)부터 엔드어태치먼트의 선단(예를 들면, 버킷의 날끝)까지의 길이(이하, "링크길이")가 포함된다. 또, 엔드어태치먼트의 종류란, 엔드어태치먼트의 기능에 관한 분류에 근거하는 종류가 아닌, 엔드어태치먼트의 중량 및 사이즈 중 적어도 일방에 관한 분류에 근거하는 종류이다. 예를 들면, 복수의 버킷의 각각의 중량이나 사이즈(링크길이)가 다른 경우, 다른 종류의 엔드어태치먼트로서 취급된다.
예를 들면, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 어태치먼트의 공중동작 시에 있어서, 미리 규정되는 표준의 엔드어태치먼트(이하, "표준엔드어태치먼트")에 근거하는 어태치먼트를 구동하는 유압실린더(붐실린더(7), 암실린더(8), 엔드어태치먼트실린더(9))의 추력(이하, "실린더추력")의 예측값과, 실제의 실린더추력의 계측값을 비교하여, 엔드어태치먼트(6)의 중량 혹은 링크길이를 추정한다. 엔드어태치먼트(6)의 중량이나 링크길이에 의하여, 유압실린더의 추력이 변화하기 때문이다. 구체적으로는, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 엔드어태치먼트실린더(9) 중 적어도 두개에 관한 실린더추력의 예측값과 계측값을 비교하여, 엔드어태치먼트(6)의 중량 혹은 링크길이를 추정해도 된다. 암실린더(8)나 엔드어태치먼트실린더(9)의 추력은, 예를 들면 엔드어태치먼트(6)의 중량이나 링크길이에 관계없이, 대략 제로가 되는 경우가 있으며, 복수의 유압실린더에 관한 실린더추력의 측정값과 예측값의 비교결과에 근거하여, 엔드어태치먼트(6)의 중량이나 링크길이가 추정되는 것이 바람직하기 때문이다. 구체적으로는, 암실린더(8)나 엔드어태치먼트실린더(9)의 추력은, 암(5)이나 엔드어태치먼트(6)의 무게중심위치가 각각의 기단(基端)측의 연결위치(붐(4) 및 암(5)의 사이나 암(5) 및 엔드어태치먼트(6)의 사이의 연결핀의 위치)에서 보아, 연직방향에서 바로 아래(직하) 부근에 있는 경우, 대략 제로가 된다. 단, 붐실린더(7)는, 추력이 제로가 되는 경우가 없기 때문에, 붐실린더(7)의 추력의 예측값과 계측값의 비교만으로, 엔드어태치먼트(6)의 중량 혹은 링크길이가 추정되어도 된다. 표준엔드어태치먼트는, 예를 들면 쇼벨(100)에서의 이용빈도가 가장 높은 엔드어태치먼트이며, 표준적인 사이즈 및 중량의 버킷이어도 된다. 어태치먼트를 구동하는 유압실린더의 실린더추력의 예측값은, 이미 알려진 어태치먼트(붐(4), 암(5), 표준엔드어태치먼트)의 중량, 링크길이 및 무게중심위치 등과, 각 센서(S1~S4)의 검출값에 근거하는 어태치먼트의 동작상태를 나타내는 계측값(붐(4), 암(5), 엔드어태치먼트(6)의 각가속도 등)에 근거하여, 도출되어도 된다. 또, 실린더추력의 계측값은, 각 센서(S7B, S7R, S8B, S8R, S9B, S9R)에 의하여 검출되는 붐로드압 및 붐보텀압, 암보텀압 및 암로드압, 엔드어태치먼트보텀압 및 엔드어태치먼트로드압에 근거하여, 도출되어도 된다.
다만, 컨트롤러(30)는, 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 엔드어태치먼트실린더(9)의 부하상태나, 어태치먼트(붐(4), 암(5), 및 엔드어태치먼트(6))의 자세상태에 근거하여, 어태치먼트가 공중동작 중인지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 컨트롤러(30)는, 붐보텀압센서(S7B), 붐로드압센서(S7R), 암보텀압센서(S8B), 암로드압센서(S8R), 엔드어태치먼트보텀압센서(S9B), 및 엔드어태치먼트로드압센서(S9R)의 검출값으로부터 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 엔드어태치먼트실린더(9)의 부하상태를 파악할 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 붐자세센서(S1), 암자세센서, 및 엔드어태치먼트자세센서(S3)에 의하여 검출되는 붐각도, 암각도, 및 엔드어태치먼트각도에 근거하여, 어태치먼트의 자세상태를 파악할 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트의 공중동작이 행해지는 쇼벨(100)의 구체적인 작업상황을 검출함으로써, 어태치먼트의 공중동작을 파악해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)의 조작상태나, 붐자세센서(S1), 암자세센서, 및 엔드어태치먼트자세센서(S3)의 검출값에 근거하여, 쇼벨(100)의 토사의 배토(排土)작업이나 트럭 등으로의 적재작업을 향한 붐상승선회동작을 검출함으로써, 어태치먼트의 공중동작을 파악해도 된다. 이때, 쇼벨(100)의 붐상승선회동작은, 붐(4)의 상승동작과 선회동작이 동시에 행해지는 쇼벨(100)의 복합동작이다. 또, 탑승오퍼레이터 등이, 캐빈(10) 내에 마련되는, 어태치먼트가 공중동작 중인 것을 나타내는 스위치를 누름으로써, 컨트롤러(30)에 어태치먼트가 공중동작 중인 것이 통지되어도 된다.
엔드어태치먼트추정부(301)는, 실린더추력의 예측값과 계측값의 사이의 차분이 소정 임곗값 이하인 경우, 암(5)의 선단에 장착되어 있는 엔드어태치먼트(6)가 표준엔드어태치먼트라고 판단한다. 그리고, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 엔드어태치먼트(6)의 중량 혹은 링크길이의 추정값을, 이미 알려진 표준엔드어태치먼트의 중량 혹은 링크길이로 설정한다.
한편, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 실린더추력의 예측값과 계측값 사이의 차분이 소정 임곗값을 초과하고 있는 경우, 암(5)의 선단에 장착되어 있는 엔드어태치먼트(6)가 표준엔드어태치먼트와 다른 엔드어태치먼트(이하, "비표준엔드어태치먼트")라고 판단한다. 그리고, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 실린더추력의 계측값에 근거하여, 엔드어태치먼트(6)의 중량 혹은 링크길이의 추정값을 도출한다. 예를 들면, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 어태치먼트의 공중동작 시의 소정의 시점에 있어서, 실린더추력의 계측값, 및 엔드어태치먼트자세센서(S3)에 의한 엔드어태치먼트각도의 검출값 등에 근거하여, 엔드어태치먼트(6)의 중량 혹은 링크길이를 산출하고, 추정값으로서 설정해도 된다. 또, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 어태치먼트의 공중동작 시에 있어서의 실린더추력의 계측값 및 엔드어태치먼트각도의 검출값 등에 근거하여 산출되는 엔드어태치먼트(6)의 중량 혹은 링크길이의 일정시간(예를 들면, 수 분간부터 수십 분간)에서의 변화를 이용하여, 엔드어태치먼트(6)의 중량 혹은 링크길이의 추정값을 설정해도 된다. 구체적으로는, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 일정기간에서 산출되는 엔드어태치먼트(6)의 중량 혹은 링크길이의 변화가 상대적으로 작은 경우, 엔드어태치먼트(6)로서의 버킷에 토사 등이 수용되는 작업은 없었다고 판단한다. 그리고, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 일정기간의 엔드어태치먼트(6)의 중량의 산출값의 평균값을 엔드어태치먼트(6)의 중량의 추정값으로서 설정한다. 한편, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 일정기간에서 산출되는 엔드어태치먼트(6)의 중량 혹은 링크길이의 변화가 상대적으로 큰 경우, 엔드어태치먼트(6)로서의 버킷에 토사 등이 수용되는 작업이 있었다고 판단한다. 그리고, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 버킷에 토사 등이 수용되어 있던 기간을 제외한 다음, 일정기간의 엔드어태치먼트(6)의 중량 혹은 링크길이의 산출값의 평균값을 엔드어태치먼트(6)의 중량 혹은 링크길이의 추정값으로서 설정한다. 이로써, 엔드어태치먼트(6)로서의 버킷에 토사 등이 수용되어 있는 경우여도, 엔드어태치먼트(6)의 중량 혹은 링크길이를 적절히 추정할 수 있다.
다만, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 엔드어태치먼트(6)로서의 버킷에 토사 등이 수용되어 있지 않은 경우만, 상술한 방법으로, 엔드어태치먼트(6)의 중량 혹은 링크길이의 추정값을 설정해도 된다. 환언하면, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 엔드어태치먼트(6)로서의 버킷에 토사 등이 수용되어 있는 경우, 어태치먼트의 공중동작 시여도, 엔드어태치먼트(6)의 중량 혹은 링크길이를 추정하는 처리를 정지해도 된다. 이때, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 예를 들면 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 엔드어태치먼트실린더(9)의 현재의 부하상태를, 다른 시점에서의 공중동작 시의 부하상태와 비교함으로써, 엔드어태치먼트(6)로서의 버킷에 토사 등이 수용되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 또, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 상부선회체(3)에 탑재되어, 어태치먼트를 포함하는 전방을 촬상 가능한 촬상장치(도시하지 않음)의 촬상화상에 근거하여, 엔드어태치먼트(6)로서의 버킷에 토사 등이 수용되어 있는지 여부를 판단해도 된다.
또, 예를 들면 엔드어태치먼트추정부(301)는, 미리 등록되는 복수의 종류의 엔드어태치먼트(후보인 엔드어태치먼트의 일례. 이하, "등록엔드어태치먼트") 중으로부터, 암(5)의 선단에 장착되어 있는 엔드어태치먼트(6)의 종류를 추정해도 된다.
구체적으로는, 먼저, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 엔드어태치먼트(6)의 중량이나 링크길이를 추정하는 경우와 동일한 방법으로, 암(5)의 선단에 장착되어 있는 엔드어태치먼트(6)가 표준엔드어태치먼트인지, 비표준엔드어태치먼트인지를 판단해도 된다. 그리고, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 암(5)의 선단에 장착되어 있는 엔드어태치먼트(6)가 표준엔드어태치먼트라고 판단하는 경우, 엔드어태치먼트의 종류를 “표준엔드어태치먼트”라고 추정한다.
한편, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 암(5)의 선단에 장착되어 있는 엔드어태치먼트(6)가 비표준엔드어태치먼트라고 판단한 경우, 상술한 동일한 방법으로, 엔드어태치먼트(6)의 중량 혹은 링크길이를 산출하여, 엔드어태치먼트(6)의 중량 혹은 링크길이의 산출값과, 복수의 등록엔드어태치먼트의 중량 혹은 링크길이의 등록값을 비교함으로써, 엔드어태치먼트(6)의 종류를 추정해도 된다. 이로써, 미리 등록되어 있는 등록어태치먼트 중으로부터 엔드어태치먼트(6)의 종류를 추정하고, 추정한 종류의 등록어태치먼트의 중량이나 링크길이를 엔드어태치먼트(6)의 중량이나 링크길이로서 채용할 수 있다. 그 때문에, 각종 센서의 검출값으로부터 엔드어태치먼트(6)의 중량을 직접 추정하는 경우보다 보다 양호한 정밀도로 엔드어태치먼트(6)의 중량이나 링크길이를 취득(추정)할 수 있다.
또, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 엔드어태치먼트(6)로서의 버킷에 토사 등(소정의 대상물의 일례)이 수용되어 있는지 여부를 고려하여, 엔드어태치먼트(6)의 종류를 추정해도 된다.
구체적으로는, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 엔드어태치먼트(6)로서의 버킷에 토사 등이 수용되어 있지 않은 경우, 상술과 동일한 방법으로, 엔드어태치먼트(6)의 종류를 추정한다.
한편, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 엔드어태치먼트(6)로서의 버킷에 토사 등이 수용되어 있는 경우, 상술과 다른 방법으로, 엔드어태치먼트(6)의 종류를 추정한다. 구체적으로는, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 엔드어태치먼트(6)로서의 버킷의 자세에 근거하여, 엔드어태치먼트의 종류를 추정해도 된다. 이때, 버킷의 자세란, 암(5)에 대한 버킷의 상대적인 자세각도가 아닌, 쇼벨(100)의 외부에서 본 버킷의 절대적인 자세각도를 의미한다. 예를 들면, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 붐자세센서(S1), 암자세센서(S2), 엔드어태치먼트자세센서(S3), 및 기체경사센서(S4)의 검출값에 근거하는 버킷의 자세각도의 측정값과, 토사 등의 수용 시의 버킷의 통상자세에 대응하는 규정값의 사이의 차분이 상대적으로 작은 경우, 엔드어태치먼트(6)의 종류를 “표준엔드어태치먼트”라고 추정한다. 토사 등의 수용 시의 버킷의 통상자세란, 예를 들면 어태치먼트를 측면시에서 보아, 버킷의 개구부분이 대략 수평 등 상태에 대응해도 된다. 한편, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 버킷의 자세각도의 측정값과, 토사 등의 수용 시의 버킷의 통상자세에 대응하는 규정값의 사이의 차분이 상대적으로 큰 경우, 엔드어태치먼트(6)의 종류를 “비표준엔드어태치먼트”라고 추정한다. 오퍼레이터 등은, 통상, 표준엔드어태치먼트에 맞춘 조작을 행하고 있기 때문에, 엔드어태치먼트가 표준엔드어태치먼트로부터 비표준엔드어태치먼트로 교환되면, 버킷의 자세각도가 통상자세로부터의 어긋남이 상대적으로 커진다고 생각되기 때문이다. 또, 퀵커플링을 통하여, 엔드어태치먼트(6)가 암(5)에 장착되어 있는 경우, 퀵커플링이 개재됨으로써, 실제는, 버킷이 통상자세여도, 붐자세센서(S1), 암자세센서(S2), 및 엔드어태치먼트자세센서(S3)의 검출값에 근거하는 버킷의 자세각도의 측정값이 통상자세에 대응하는 규정값으로부터 상대적으로 멀어진 값이 되어 버리기 때문이다.
또, 예를 들면 엔드어태치먼트추정부(301)는, 촬상장치(S6)로부터 출력되는, 엔드어태치먼트가 포함되는(비치고 있는) 화상정보에 근거하여, 엔드어태치먼트의 중량, 사이즈, 혹은 종류를 추정해도 된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 상술한 바와 같이 복수의 기능에 겸용되는 촬상장치(S6)를 이용하여, 엔드어태치먼트의 종류 등을 추정하는 엔드어태치먼트 추정기능을 실현할 수 있다. 그 때문에, 쇼벨(100)은, 보다 용이하게 장착되어 있는 엔드어태치먼트를 추정할 수 있다.
구체적으로는, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 소정의 화상인식기술을 이용하여, 화상정보에 포함되는 엔드어태치먼트(6)를 인식한다. 그리고, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 인식한 엔드어태치먼트(6)가 미리 등록되어 있는 복수의 종류의 엔드어태치먼트의 어느 하나에 상당하는지, 혹은 미리 등록되어 있는 종류 이외의 엔드어태치먼트인지를 판단해도 된다. 또, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 인식한 엔드어태치먼트(6)와 화상정보에 포함되는 붐(4)이나 암(5)의 크기를 대비하여, 인식한 엔드어태치먼트(6)의 중량이나 사이즈를 추정해도 된다.
또, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 소정의 화상인식기술을 이용하여, 엔드어태치먼트(6)에 미리 설치되는 식별정보를 독취하고, 독취한 식별정보에 근거하여, 화상정보에 포함되는 엔드어태치먼트(6)의 중량, 사이즈, 혹은 종류를 추정해도 된다. 식별정보는, 예를 들면 영숫자열로 나타나는 ID(Identifier), QR코드(등록상표), 바코드 등이다. 이 경우, 컨트롤러(30)의 보조기억장치나 컨트롤러(30)와 통신 가능한 불휘발성의 외부기억장치에는, 엔드어태치먼트(6)마다 식별정보와 중량, 사이즈, 및 종류 중 적어도 하나를 대응짓는 정보가 미리 등록된다. 이로써, 엔드어태치먼트추정부(301)는, 미리 등록되는 당해 정보를 참조하여, 독취한 엔드어태치먼트(6)의 식별정보로부터 엔드어태치먼트(6)의 종류 등을 추정(특정)할 수 있다.
머신컨트롤제어부(302)는, 쇼벨(100)의 자동운전기능에 관한 제어를 행한다. 예를 들면, 머신컨트롤제어부(302)는, 오퍼레이터에 의한 어태치먼트의 조작을 지원하는 머신컨트롤기능(반자동운전기능)에 관한 제어(이하, "머신컨트롤제어")를 행한다. 구체적으로는, 머신컨트롤제어부(302)는, 유압액추에이터를 자동적으로 동작시킴으로써 오퍼레이터에 의한 쇼벨(100)의 수동조작을 자동적으로 지원한다. 이때, 머신컨트롤제어부(302)는, 상술한 바와 같이, 비례밸브(31)를 제어함으로써, 각각의 유압액추에이터에 대응하는 제어밸브에 작용하는 파일럿압을 개별적으로 또한 자동적으로 조정한다. 이로써, 머신컨트롤제어부(302)는, 각각의 유압액추에이터를 자동적으로 동작시켜, 머신컨트롤기능을 실현할 수 있다.
보다 구체적으로는, 머신컨트롤제어부(302)는, 오퍼레이터가 수동으로 암(5)의 접음조작(이하, "암접음조작")을 행하고 있는 경우에, 엔드어태치먼트(6)의 제어대상의 소정의 부위(이하, "제어대상부위"), 예를 들면 버킷의 날끝이나 배면(背面) 등이 소정의 목표궤도를 따라 이동하도록, 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 엔드어태치먼트실린더(9) 중 적어도 하나를 자동적으로 신축시켜도 된다. 예를 들면, 머신컨트롤제어부(302)는, 암(5)의 접음조작에 따라, 미리 설정된 목표시공면과 버킷의 치선이나 배면 등의 제어대상부위의 위치가 일치하도록, 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 엔드어태치먼트실린더(9) 중 적어도 하나를 자동적으로 신축시킨다. 이때, 머신컨트롤제어부(302)는, 버킷의 치선이나 배면 등의 위치(좌표점)를 순차 산출하면서, 당해 위치가 목표시공면에 일치하도록, 자동제어의 대상인 유압액추에이터에 대응하는 비례밸브(31)에 제어지령을 출력한다. 이로써, 오퍼레이터는, 예를 들면 암접음조작을 행하는 것만으로, 버킷의 치선을 목표시공면에 일치시키면서, 암(5)을 접을 수 있다. 당해 자동제어는, 캐빈(10)의 내부나 외부장치에 설치되는 소정의 버튼스위치(이하, "MC(Machine Control)스위치")가 탑승오퍼레이터나 원격오퍼레이터에 의하여 압하되었을 때에 실행되는 양태여도 된다. MC스위치는, 예를 들면 조작장치(26)(레버장치)의 선단에 배치되어도 된다. 또, MC스위치는, 예를 들면 원격오퍼레이터가 어태치먼트에 관한 조작입력을 행하는 조작장치(이하, "원격조작장치")(레버장치)의 선단에 배치되어도 된다.
또, 머신컨트롤제어부(302)는, 엔드어태치먼트추정부(301)에 의하여 추정된 엔드어태치먼트(6)의 중량, 링크길이, 혹은 종류에 따라, 머신컨트롤기능에 관한 제어파라미터를 변경한다. 엔드어태치먼트(6)의 중량이나 링크길이가 변화하면, 동일한 제어지령을 비례밸브(31)에 출력해도, 그 제어지령에 대한 어태치먼트의 응답특성이 변화해 버리기 때문이다. 또, 엔드어태치먼트(6)의 링크길이가 변화하면, 제어대상부위(예를 들면, 버킷의 배면이나 날끝 등)의 위치가 변화해 버리기 때문이다. 환언하면, 머신컨트롤제어부(302)는, 엔드어태치먼트추정부(301)에 의하여 추정되는 엔드어태치먼트(6)의 중량, 링크길이, 혹은 종류에 근거하여, 머신컨트롤기능에 관하여, 오퍼레이터의 조작에 대한 어태치먼트의 응답특성을 보정해도 된다. 또, 머신컨트롤제어부(302)는, 엔드어태치먼트(6)의 링크길이, 혹은 종류에 근거하여, 머신컨트롤기능에 있어서의 엔드어태치먼트(6)의 제어대상부위의 상대위치(좌표)를 보정해도 된다. 이로써, 머신컨트롤제어부(302)는, 엔드어태치먼트(6)가 교환된 경우여도, 어태치먼트의 응답특성을 보정(조정)하여, 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능에 의한 적절한 시공을 실현할 수 있다. 구체적으로는, 엔드어태치먼트(6)의 중량과, 제어파라미터의 관계를 나타내는 변환테이블 등이 컨트롤러(30)의 내부메모리 등에 미리 보존되고, 머신컨트롤제어부(302)는, 당해 변환테이블 등에 근거하여, 제어파라미터를 변경해도 된다. 후술하는 안정화 제어에 관한 제어파라미터의 경우에 대해서도 동일하다.
다만, 머신컨트롤제어부(302)는, 오퍼레이터의 조작에 대한 어태치먼트의 응답특성을 보정하는 대신에, 동등의 응답특성이 얻어지도록, 오퍼레이터의 조작내용을 보정해도 된다. 오퍼레이터의 조작내용에는, 탑승오퍼레이터의 조작장치(26)에 대한 조작내용이나 원격조작신호에 대응하는 원격오퍼레이터에 의한 원격조작의 내용이 포함될 수 있다.
또, 머신컨트롤제어부(302)는, 머신컨트롤기능(반자동운전기능) 대신에, 혹은 더하여, 완전자동운전기능에 관한 제어를 실행 가능하게 구성되어도 된다. 이 경우, 머신컨트롤제어부(302)는, 엔드어태치먼트추정부(301)에 의하여 추정된 엔드어태치먼트(6)의 중량, 링크길이, 혹은 종류에 따라, 완전자동운전기능에 관한 제어파라미터를 보정해도 된다. 이로써, 머신컨트롤제어부(302)는, 완전자동운전기능에 대응하는 어태치먼트의 동작지령에 대한 어태치먼트의 응답특성을 보정하여, 쇼벨(100)의 완전자동운전기능에 의한 적절한 시공을 실현할 수 있다. 또, 머신컨트롤제어부(302)는, 어태치먼트의 응답특성을 보정하는 대신에, 완전자동운전기능에 대응하는 동작지령을 보정해도 된다.
안정화 제어부(303)는, 쇼벨(100)의 자세의 안정화에 관한 제어(이하, "안정화 제어")를 행한다.
예를 들면, 안정화 제어부(303)는, 오퍼레이터의 조작에 대한 어태치먼트나 하부주행체(1)의 동작에 기인하여, 쇼벨(100)(하부주행체(1))의 후부의 부상이 발생할 가능성이 있는 경우, 혹은 당해 부상이 발생한 경우에, 릴리프밸브(V7B)를 제어하여, 붐실린더(7)의 보텀측유실의 작동유를 탱크에 배출시키고, 압력을 개방시켜도 된다. 또, 안정화 제어부(303)는, 오퍼레이터의 조작에 대한 어태치먼트나 하부주행체(1)의 동작에 기인하여, 쇼벨(100)(하부주행체(1))의 후부의 부상이 발생할 가능성이 있는 경우, 혹은 당해 부상이 발생한 경우에, 릴리프밸브(V8R)를 제어하여, 암실린더(8)의 로드측유실의 작동유를 탱크에 배출시키고, 압력을 개방시켜도 된다. 이로써, 예를 들면 공중에서의 배토동작 등의 어태치먼트의 동작에 기인하여, 쇼벨(100)의 후부를 부상시켜, 전방으로 전도시키고자 하는 반력(반모멘트)이 쇼벨(100)의 기체(상부선회체(3))에 작용할 수 있기 때문에, 당해 반력을 붐실린더(7)나 암실린더(8)에 흡수시킬 수 있다. 그 때문에, 안정화 제어부(303)는, 쇼벨(100)의 후부의 부상의 발생을 억제하거나, 쇼벨(100)의 후부의 부상의 증대를 억제하거나 할 수 있다.
동일하게, 안정화 제어부(303)는, 오퍼레이터의 조작에 대한 어태치먼트나 하부주행체(1)의 동작에 기인하여, 쇼벨(100)(하부주행체(1))의 전부의 부상이 발생할 가능성이 있는 경우, 혹은 당해 부상이 발생한 경우에, 릴리프밸브(V7R)를 제어하여, 붐실린더(7)의 로드측유실의 작동유를 탱크에 배출시키고, 압력을 개방시켜도 된다. 또, 안정화 제어부(303)는, 오퍼레이터의 조작에 대한 어태치먼트나 하부주행체(1)의 동작에 기인하여, 쇼벨(100)(하부주행체(1))의 전부의 부상이 발생할 가능성이 있는 경우, 혹은 당해 부상이 발생한 경우에, 릴리프밸브(V8B)를 제어하여, 암실린더(8)의 보텀측유실의 작동유를 탱크에 배출시키고, 압력을 개방시켜도 된다. 이로써, 어태치먼트의 굴삭동작 등의 어태치먼트의 동작에 기인하여, 쇼벨(100)의 전부를 부상시켜, 후방에 전도시키고자 하는 반력(반모멘트)이 기체(상부선회체(3))에 작용할 수 있기 때문에, 당해 반력을 붐실린더(7)나 암실린더(8)에 흡수시킬 수 있다. 그 때문에, 안정화 제어부(303)는, 쇼벨(100)의 전부의 부상을 억제하거나, 쇼벨(100)의 전부의 부상의 증대를 억제하거나 할 수 있다.
다만, 안정화 제어부(303)는, 예를 들면 어태치먼트의 자세상태나, 어태치먼트나 하부주행체(1)의 동작에 기인하는 어태치먼트나 하부주행체(1)의 부하상태(즉, 어태치먼트나 기체에 대한 외란(外亂)의 작용상태) 등에 근거하여, 쇼벨(100)을 전방이나 후방으로 전도시키는 전도모멘트를 산출할 수 있어, 쇼벨(100)의 전부 혹은 후부가 부상할 가능성(징조)의 유무를 판단할 수 있다. 이때, 안정화 제어부(303)는, 붐자세센서(S1), 암자세센서(S2), 및 엔드어태치먼트자세센서(S3)의 각각에서 검출되는 붐각도, 암각도, 및 엔드어태치먼트각도에 근거하여, 어태치먼트의 자세상태를 파악할 수 있다. 또, 안정화 제어부(303)는, 붐보텀압센서(S7B), 붐로드압센서(S7R), 암보텀압센서(S8B), 암로드압센서(S8R), 엔드어태치먼트보텀압센서(S9B), 및 엔드어태치먼트로드압센서(S9R)의 각각에서 검출되는 압력으로부터 산출되는, 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 엔드어태치먼트실린더(9) 등의 추력에 근거하여, 어태치먼트의 부하상태를 파악할 수 있다. 또, 안정화 제어부(303)는, 예를 들면 기체경사센서(S4) 및 선회상태센서(S5)의 검출값에 근거하여, 쇼벨(100)(하부주행체(1))의 전부 혹은 후부의 부상의 발생을 검출할 수 있다.
또, 안정화 제어부(303)는, 엔드어태치먼트추정부(301)에 의하여 추정된 엔드어태치먼트(6)의 중량, 링크길이, 혹은 종류에 따라, 안정화 제어에 관한 제어파라미터를 변경한다. 엔드어태치먼트(6)의 중량이나 링크길이가 변화하면, 오퍼레이터의 조작에 의한 어태치먼트의 동작에 기인하여 발생하는 전도모멘트의 크기가 변화하기 때문에, 동일한 제어지령을 릴리프밸브(V7B, V7R)나 릴리프밸브(V8B, V8R)에 출력해도, 어태치먼트(붐실린더(7)나 암실린더(8))의 응답특성이 변화해 버려, 쇼벨(100)의 전부 혹은 후부의 부상을 적절히 억제할 수 없을 가능성이 있기 때문이다. 환언하면, 안정화 제어부(303)는, 엔드어태치먼트추정부(301)에 의하여 추정되는 엔드어태치먼트(6)의 중량, 링크길이, 혹은 종류에 근거하여, 안정화 제어에 관하여, 오퍼레이터의 조작에 대한 어태치먼트의 응답특성을 보정한다. 이로써, 안정화 제어부(303)는, 엔드어태치먼트(6)가 교환된 경우여도, 어태치먼트(붐실린더(7)나 암실린더(8))의 응답특성을 보정(조정)하여, 보다 적절히, 쇼벨(100)의 전부 혹은 후부의 부상 등의 불안정현상을 억제하거나, 발생한 불안정현상의 증대를 억제하거나 할 수 있다.
다만, 안정화 제어부(303)는, 오퍼레이터의 조작에 대한 어태치먼트(붐실린더(7)나 암실린더(8))의 응답특성을 보정하는 대신에, 동등의 응답특성이 얻어지도록, 오퍼레이터의 조작내용을 보정해도 된다. 예를 들면, 안정화 제어부(303)는, 오퍼레이터의 조작에 대한 하부주행체(1)나 어태치먼트의 동작에 기인하여, 쇼벨(100)의 후부의 부상이 발생할 가능성이 있는 경우, 혹은 당해 부상이 발생한 경우에, 붐실린더(7)가 보텀측, 즉, 수축측으로 이동하도록, 혹은 암실린더(8)가 로드측, 즉, 신장측으로 이동하도록, 조작장치(26)(레버장치)에 대한 조작내용을 보정해도 된다. 또, 안정화 제어부(303)는, 오퍼레이터의 조작에 대한 하부주행체(1)나 어태치먼트의 동작에 기인하여, 쇼벨(100)의 전부의 부상이 발생할 가능성이 있는 경우, 혹은 당해 부상이 발생한 경우에, 붐실린더(7)가 로드측, 즉, 신장측으로 이동하도록, 혹은 암실린더(8)가 보텀측, 즉, 수축측으로 이동하도록, 조작장치(26)(레버장치)에 대한 조작내용을 보정해도 된다. 이때, 안정화 제어부(303)는, 비례밸브(31)에 제어지령을 출력함으로써, 셔틀밸브(32)를 통하여 오퍼레이터의 조작내용을 보정한 파일럿압을 컨트롤밸브(17)에 작용시켜도 된다.
[쇼벨관리시스템의 구성]
다음으로, 도 4를 참조하여, 쇼벨관리시스템(SYS)의 구성에 대하여 설명한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)은, 쇼벨관리시스템(SYS)의 구성요소여도 된다.
쇼벨관리시스템(SYS)은, 쇼벨(100)과, 관리장치(200)와, 휴대단말(300)을 포함한다. 쇼벨관리시스템(SYS)에 포함되는 쇼벨(100)은, 1대여도 되고 복수 대여도 된다. 또, 쇼벨관리시스템(SYS)에 포함되는 휴대단말(300)은, 1대여도 되고, 복수 대여도 된다.
쇼벨관리시스템(SYS)은, 예를 들면 관리장치(200)에 있어서, 쇼벨(100)로부터 각종 정보를 수집하여, 쇼벨(100)의 운용상황이나 고장의 유무 등을 감시한다. 또, 쇼벨관리시스템(SYS)은, 예를 들면 관리장치(200)로부터 휴대단말(300)에 대하여, 쇼벨(100)에 관한 각종 정보를 전달한다.
<쇼벨의 구성>
도 4에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)은, 통신장치(T1)를 포함하며, 관리장치(200)와 통신 가능하게 구성된다.
통신장치(T1)는, 소정의 통신회선(NW)을 통하여, 쇼벨(100)의 외부장치(예를 들면, 관리장치(200))와 통신을 행한다. 통신회선(NW)은, 예를 들면 기지국을 말단으로 하는 이동체통신망을 포함해도 된다. 또, 통신회선(NW)은, 예를 들면 통신위성을 이용하는 위성통신망을 포함해도 된다. 또, 통신회선(NW)은, 예를 들면 인터넷망을 포함해도 된다. 또, 통신회선(NW)은, 예를 들면 블루투스(등록상표)나 WiFi 등의 규격에 근거하는 근거리통신망이어도 된다.
통신장치(T1)는, 예를 들면 컨트롤러(30)의 제어하에서, 쇼벨(100)에서 취득되는 각종 정보를 관리장치(200)에 업로드(송신)한다. 또, 통신장치(T1)는, 예를 들면 관리장치(200)로부터 통신회선(NW)을 통하여 송신되는 정보를 수신한다. 통신장치(T1)에 의하여 수신되는 정보는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
통신장치(T1) 이외의 쇼벨(100)의 그 외의 구성은, 예를 들면 도 2나 도 3으로 나타나도 된다. 그 때문에, 그 외의 구성에 관한 설명을 생략한다.
<관리장치의 구성>
관리장치(200)는, 쇼벨(100)의 외부에 배치된다. 관리장치(200)는, 예를 들면 쇼벨(100)이 작업을 행하는 작업현장과는 다른 장소에 설치되는 서버이다. 당해 서버는, 클라우드서버여도 되고, 에지서버여도 된다. 또, 관리장치(200)는, 예를 들면 쇼벨(100)이 작업을 행하는 작업현장의 관리사무소에 배치되는 관리단말이어도 된다.
관리장치(200)(정보처리장치의 일례)는, 제어장치(210)와, 통신장치(220)와, 표시장치(230)와, 입력장치(240)를 포함한다.
제어장치(210)는, 관리장치(200)의 동작에 관한 각종 제어를 행한다. 제어장치(210)는, 그 기능이 임의의 하드웨어, 혹은 임의의 하드웨어 및 소프트웨어의 조합에 의하여 실현되어도 된다. 제어장치(210)는, 예를 들면 CPU, RAM 등의 메모리장치, ROM 등의 보조기억장치, 및 각종 입출력용의 인터페이스장치 등을 포함하는 컴퓨터를 중심으로 구성된다. 이하, 후술하는 휴대단말(300)의 제어장치(310)에 대해서도 동일하다.
통신장치(220)는, 통신회선(NW)을 통하여, 소정의 외부장치(예를 들면, 쇼벨(100)이나 휴대단말(300))와 통신을 행한다. 통신장치(220)는, 예를 들면 제어장치(210)의 제어하에서, 쇼벨(100)이나 휴대단말(300)에 각종 정보를 송신한다. 또, 통신장치(220)는, 예를 들면 쇼벨(100)이나 휴대단말(300)로부터 송신(업로드)되는 정보를 수신한다. 통신장치(220)에 의하여 수신되는 정보는, 제어장치(210)에 입력된다.
표시장치(230)는, 제어장치(210)의 제어하에서, 관리장치(200)의 관리자나 작업자 등(이하, "관리자 등")을 향하여, 각종 정보화상을 표시한다. 표시장치(230)는, 예를 들면 유기EL(Electroluminescence)디스플레이나 액정디스플레이이다. 이하, 후술하는 휴대단말(300)의 표시장치(330)에 대해서도 동일하다.
입력장치(240)는, 관리장치(200)의 관리자 등으로부터의 조작입력을 접수하고, 제어장치(210)에 출력한다. 입력장치(240)는, 예를 들면 버튼, 토글, 레버, 조이스틱, 키보드, 마우스, 터치패널 등의 임의의 하드웨어의 조작입력수단을 포함한다. 또, 입력장치(240)는, 표시장치(230)에 표시되는, 하드웨어의 조작입력수단(예를 들면, 터치패널)을 통하여 조작 가능한 가상적인 조작입력수단(예를 들면, 버튼아이콘 등)을 포함해도 된다. 이하, 후술하는 휴대단말(300)의 입력장치(340)에 대해서도 동일하다.
본 예에서는, 상술한 엔드어태치먼트추정부(301)의 기능은, 관리장치(200)의 제어장치(210)에 이관되어도 된다.
제어장치(210)는, 예를 들면 쇼벨(100)로부터 업로드되는 정보에 근거하여, 상술과 동일한 방법으로, 쇼벨(100)에 장착되어 있는 엔드어태치먼트(6)의 중량, 사이즈, 혹은 종류를 추정해도 된다.
또, 제어장치(210)는, 휴대단말(300)로부터 수신되는 소정의 요구신호에 따라, 쇼벨(100)에 장착되어 있는 엔드어태치먼트(6)의 중량, 사이즈, 혹은 종류를 추정해도 된다. 요구신호에는, 휴대단말(300)의 유저가 휴대단말(300)의 촬상장치(350)를 이용하여 촬상한 쇼벨(100)의 엔드어태치먼트(6)를 포함하는 화상정보가 포함된다. 이로써, 제어장치(210)는, 쇼벨(100)의 촬상장치(S6)로부터 출력되는 화상정보를 이용하는 경우와 동일한 방법으로, 쇼벨(100)에 장착되어 있는 엔드어태치먼트(6)의 중량, 사이즈, 혹은 종류를 추정할 수 있다.
또, 본 예에서는, 추가로, 머신컨트롤제어나 안정화 제어에 관한 제어파라미터를 생성하는 기능이 관리장치(200)의 제어장치(210)에 이관되어도 된다.
제어장치(210)는, 추정한 엔드어태치먼트(6)의 중량, 사이즈, 혹은 종류에 따라, 머신컨트롤제어나 안정화 제어에 관한 제어파라미터를 생성하여, 쇼벨(100)에 송신한다. 제어장치(210)는, 휴대단말(300)로부터 수신되는 요구신호에 근거하여, 쇼벨(100)에 장착되는 엔드어태치먼트의 종류 등을 추정하는 경우, 휴대단말(300)과 미리 연결되는 형태로 등록되는 쇼벨(100)에 대하여, 생성한 제어파라미터를 송신해도 된다. 또, 제어장치(210)는, 미리 관리장치(200)에 등록되는 복수의 쇼벨(100) 중 휴대단말(300)로부터 수신되는 요구신호로 지정되는 쇼벨(100)에 대하여, 생성한 제어파라미터를 송신해도 된다. 예를 들면, 쇼벨(100)의 관리자나 탑승오퍼레이터 등은, 촬상장치(350)에서 쇼벨(100)의 엔드어태치먼트(6)를 촬상하여, 화상정보를 관리장치(200)에 업로드한다. 이로써, 쇼벨(100)의 관리자나 오퍼레이터 등은, 엔드어태치먼트(6)의 중량, 사이즈, 혹은 종류에 맞추어, 쇼벨(100)의 제어파라미터를 갱신할 수 있다.
<휴대단말의 구성>
휴대단말(300)은, 쇼벨(100)의 오너, 관리자, 오퍼레이터, 작업현장의 감독자 등에 의하여 소지된다. 휴대단말(300)은, 예를 들면 휴대전화, 스마트폰, 태블릿단말, 랩톱형의 컴퓨터단말 등이다.
휴대단말(300)은, 제어장치(310)와, 통신장치(320)와, 표시장치(330)와, 입력장치(340)와, 촬상장치(350)를 포함한다.
제어장치(310)는, 휴대단말(300)의 동작에 관한 각종 제어를 행한다.
통신장치(320)는, 통신회선(NW)을 통하여, 소정의 외부장치(예를 들면, 관리장치(200))와 통신을 행한다. 통신장치(320)는, 예를 들면 제어장치(310)의 제어하에서, 관리장치(200)에 각종 정보를 송신한다. 또, 통신장치(320)는, 예를 들면 관리장치(200)로부터 송신(다운로드)되는 정보를 수신한다. 통신장치(320)에 의하여 수신되는 정보는, 제어장치(310)에 도입된다.
표시장치(330)는, 제어장치(310)의 제어하에서, 휴대단말(300)의 유저를 향하여 각종 정보화상을 표시한다.
입력장치(340)는, 휴대단말(300)의 유저로부터의 조작입력을 접수하고, 제어장치(310)에 출력한다.
촬상장치(350)는, 입력장치(340)에 대한 소정의 조작에 따라, 휴대단말(300)의 배면 등에 설치되는 렌즈에 마주하는 주위의 모습을 촬상한다.
휴대단말(300)의 유저는, 입력장치(340)에 대하여 소정의 조작을 행하고, 제어장치(310)에 인스톨되는 소정의 애플리케이션 프로그램(이하, "제어파라미터갱신요구 앱")을 기동시킨다. 또, 휴대단말(300)의 유저는, 제어파라미터갱신요구 앱에 대응하는 소정의 앱화면 상에서, 촬상장치(350)를 이용하여, 쇼벨(100)의 엔드어태치먼트를 포함하는 화상정보를 휴대단말(300)에 취득시킨다. 그리고, 휴대단말(300)은, 제어파라미터갱신요구 앱에 대응하는 소정의 앱화면 상에서, 입력장치(340)를 통하여, 화상정보를 포함하는 요구신호를 관리장치(200)에 송신시키기 위한 조작을 행한다. 제어장치(310)는, 당해 조작에 따라, 통신장치(320)를 통하여, 쇼벨(100)의 엔드어태치먼트(6)가 비치고 있는 화상정보를 포함하는 요구신호를 관리장치(200)에 송신한다. 이로써, 관리장치(200)는, 휴대단말(300)로부터의 요구신호에 따라, 쇼벨(100)의 엔드어태치먼트(6)를 추정하고, 추정한 엔드어태치먼트(6)에 맞춘 제어파라미터를 쇼벨(100)에 송신한다. 따라서, 휴대단말(300)의 유저는, 휴대단말(300)을 조작하는 것만으로, 쇼벨(100)의 제어파라미터를 엔드어태치먼트(6)의 중량, 사이즈, 혹은 종류에 맞추어 적절히 갱신할 수 있다.
다만, 제어파라미터는, 휴대단말(300)에 회신되어도 된다. 이 경우, 휴대단말(300)의 유저는, 휴대단말(300)에 회신되는 제어파라미터의 내용을 확인하면서, 쇼벨(100)에 있어서, 수동으로 제어파라미터의 갱신작업을 행할 수 있다.
또, 휴대단말(300)은, 통신장치(320)를 통하여, 쇼벨(100)과 직접적으로 통신 가능한 구성이어도 된다. 이 경우, 상술한 엔드어태치먼트추정부(301)의 기능은, 휴대단말(300)(정보처리장치의 일례)의 제어장치(310)에 이관되어도 된다. 또, 이 경우, 추가로, 머신컨트롤제어나 안정화 제어에 관한 제어파라미터를 생성하는 기능이 휴대단말(300)의 제어장치(310)에 이관되어도 된다.
[작용]
본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)(엔드어태치먼트추정부(301))는, 엔드어태치먼트(6)의 종류, 링크길이, 또는 중량에 관한 정보를 취득한다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 촬상장치(S6)로부터 출력되는 화상정보에 근거하여, 엔드어태치먼트(6)의 종류, 링크길이, 또는 중량에 관한 정보를 취득한다. 또, 컨트롤러(30)는, 엔드어태치먼트실린더(9)의 측정값에 근거하여, 엔드어태치먼트(6)의 종류, 링크길이, 또는 중량에 관한 정보를 취득한다. 그리고, 컨트롤러(30)(머신컨트롤제어부(302), 안정화 제어부(303))는, 취득한 정보에 근거하여, 어태치먼트의 응답특성을 보정하거나, 어태치먼트의 조작내용을 보정하거나 한다.
또, 본 실시형태에서는, 관리장치(200)(혹은 휴대단말(300))는, 쇼벨(100)에 장착되는 어태치먼트에 포함되는 엔드어태치먼트(6)가 비치고 있는 화상정보를 취득한다. 또, 관리장치(200)(혹은 휴대단말(300))는, 취득한 화상정보에 근거하여, 엔드어태치먼트(6)의 중량, 사이즈, 혹은 종류에 관한 정보를 취득한다. 그리고, 관리장치(200)(혹은 휴대단말(300))는, 취득한 엔드어태치먼트(6)의 종류 등에 관한 정보에 근거하여, 어태치먼트의 응답특성 혹은 어태치먼트 조작내용에 관한 제어파라미터를 생성하여, 쇼벨(100)에 송신한다.
이로써, 거리센서 등을 이용하는 일 없이, 보다 간이하게 장착되어 있는 엔드어태치먼트(6)를 추정하고, 오퍼레이터의 조작에 대하여, 적절한 어태치먼트의 응답특성을 실현할 수 있다. 즉, 엔드어태치먼트(6)가 교환되어도, 교환 후의 엔드어태치먼트(6)(의 링크길이나 중량)에 맞추어, 적절히, 어태치먼트의 동작제어를 실현시킬 수 있다.
다만, 컨트롤러(30)는, 엔드어태치먼트(6)의 종류, 링크길이, 또는 중량에 관한 정보를, 머신컨트롤제어나 안정화 제어 이외의 어태치먼트의 동작제어에 반영시켜도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 엔드어태치먼트(6)가 비표준어태치먼트로 교환되어 있는 경우에, 엔드어태치먼트(6)로서의 표준어태치먼트가 암(5)의 선단에 장착되어 있을 때의 어태치먼트의 응답특성에 맞추도록, 오퍼레이터의 조작에 대한 어태치먼트의 응답특성을 변경(보정)해도 된다. 또, 동일하게, 컨트롤러(30)는, 엔드어태치먼트(6)가 비표준어태치먼트로 교환되어 있는 경우에, 엔드어태치먼트(6)로서의 표준어태치먼트가 암(5)의 선단에 장착되어 있을 때의 어태치먼트의 응답특성에 맞추도록, 오퍼레이터의 조작내용을 변경(보정)해도 된다. 이때, 컨트롤러(30)는, 파일럿라인(27B)에 설치되는 도시하지 않은 감압밸브에 제어지령을 출력함으로써, 조작내용보다 상대적으로 작은 파일럿압을, 셔틀밸브(32)를 통하여 컨트롤밸브(17)에 작용시키거나, 비례밸브(31)에 제어지령을 출력함으로써, 조작내용보다 상대적으로 큰 파일럿압을, 셔틀밸브(32)를 통하여 컨트롤밸브(17)에 작용시키거나 해도 된다. 이로써, 오퍼레이터는, 엔드어태치먼트(6)를 비표준어태치먼트로 교환하고 있는 경우여도, 표준어태치먼트의 경우와 동일한 조작감각으로 어태치먼트의 조작을 행할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)(머신컨트롤제어부(302), 안정화 제어부(303))는, 취득한 엔드어태치먼트(6)의 종류, 링크길이, 또는 중량에 관한 정보에 근거하여, 오퍼레이터의 조작에 따라, 어태치먼트에 소정의 동작을 자동적으로 행하게 하는 머신컨트롤제어, 또는 쇼벨(100)의 소정의 불안정상태를 억제하도록 어태치먼트의 동작을 제어하는 안정화 제어에 있어서의 제어파라미터를 변경해도 된다.
이로써, 엔드어태치먼트(6)가 교환되어도, 교환 후의 엔드어태치먼트(6)의 중량에 맞추어, 적절히, 머신컨트롤제어나 안정화 제어를 실현할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)(엔드어태치먼트추정부(301))는, 미리 등록되는, 엔드어태치먼트(6)의 복수의 종류의 후보인 엔드어태치먼트(등록엔드어태치먼트)에 근거하여, 암(5)의 선단에 장착되어 있는 엔드어태치먼트(6)의 종류를 판단해도 된다.
이로써, 컨트롤러(30)는, 엔드어태치먼트(6)의 후보가 되는 복수의 등록엔드어태치먼트 중으로부터 엔드어태치먼트(6)의 종류를 판단(추정)할 수 있기 때문에, 엔드어태치먼트(6)의 링크길이나 중량을 특정(추정)하는 정밀도가 향상된다. 따라서, 엔드어태치먼트(6)가 교환되어도, 교환 후의 엔드어태치먼트(6)의 링크길이나 중량에 맞추어, 보다 적절히, 어태치먼트의 동작제어를 실현시킬 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)(엔드어태치먼트추정부(301))는, 엔드어태치먼트(6)의 자세상태, 및 기준이 되는 엔드어태치먼트의 후보(표준엔드어태치먼트)의 중량으로부터 도출되는 실린더추력의 예측값과, 엔드어태치먼트실린더(9)의 압력으로부터 도출되는 실린더추력의 실측값에 근거하여, 엔드어태치먼트(6)의 종류, 링크길이, 또는 중량에 관한 정보를 취득해도 된다.
이로써, 컨트롤러(30)는, 구체적으로, 엔드어태치먼트(6)의 종류, 링크길이, 또는 중량에 관한 정보를 취득할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)(엔드어태치먼트추정부(301))는, 엔드어태치먼트(6)가 공중동작 중이며, 또한 무부하상태(예를 들면, 엔드어태치먼트(6)로서의 버킷에 토사 등이 수용되어 있지 않은 상태)라고 판단되는 경우에, 엔드어태치먼트의 종류, 링크길이, 또는 중량에 관한 정보를 취득해도 된다.
이로써, 컨트롤러(30)는, 엔드어태치먼트(6)에 대한 부하를 고려할 필요가 없기 때문에, 간이하고 또한 양호한 정밀도로, 엔드어태치먼트(6)의 종류, 링크길이, 혹은 중량 등의 판단을 행할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)(엔드어태치먼트추정부(301))는, 엔드어태치먼트(6)가 공중동작 중이며, 또한 엔드어태치먼트(6)로서의 버킷에 토사 등이 수용되어 있는 경우, 버킷의 자세상태와, 토사 등이 수용되어 있을 때의 버킷의 기준이 되는 자세상태(통상자세)의 비교에 근거하여, 엔드어태치먼트(6)의 종류, 링크길이, 또는 중량에 관한 정보를 취득해도 된다.
이로써, 컨트롤러(30)는, 엔드어태치먼트(6)로서의 버킷에 토사 등이 수용되어 있는 경우여도, 엔드어태치먼트(6)의 종류, 링크길이, 혹은 중량 등을 판단할 수 있다.
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, 쇼벨(100)은, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 엔드어태치먼트(6) 등의 각종 동작요소를 모두 유압구동하는 구성이었지만, 그 일부가 전기구동되는 구성이어도 된다. 즉, 상술한 실시형태에서 개시되는 구성 등은, 하이브리드쇼벨이나 전동쇼벨 등에 적용되어도 된다.
마지막으로, 본원은, 2018년 9월 27일에 출원된 일본 특허출원 2018-181987호에 근거하여 우선권을 주장하는 것이며, 일본 특허출원의 전체 내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.
1 하부주행체
1L 주행유압모터
1R 주행유압모터
2A 선회유압모터
2 선회기구
3 상부선회체
4 붐
5 암
6 엔드어태치먼트
7 붐실린더
8 암실린더
9 엔드어태치먼트실린더(유압실린더)
10 캐빈
11 엔진
13 레귤레이터
14 메인펌프
15 파일럿펌프
17 컨트롤밸브
25, 25A, 25B 파일럿라인
26 조작장치
27, 27A, 27B 파일럿라인
29 조작압센서
30 컨트롤러
31 비례밸브
32 셔틀밸브
100 쇼벨
200 관리장치(정보처리장치)
300 휴대단말(정보처리장치)
301 엔드어태치먼트추정부
302 머신컨트롤제어부
303 안정화 제어부
350 촬상장치
S1 붐자세센서
S2 암자세센서
S3 엔드어태치먼트자세센서
S4 기체경사센서
S5 선회상태센서
S6 촬상장치
S7B 붐보텀압센서
S7R 붐로드압센서
S8B 암보텀압센서
S8R 암로드압센서
S9B 엔드어태치먼트보텀압센서
S9R 엔드어태치먼트로드압센서
SYS 쇼벨관리시스템
V7B, V7R, V8B, V8R 릴리프밸브

Claims (8)

  1. 붐과, 상기 붐의 선단에 장착되는 암과, 상기 암의 선단에 장착되는 엔드어태치먼트를 갖는 작업어태치먼트와,
    상기 엔드어태치먼트를 촬상 가능한 촬상장치를 구비하고,
    상기 촬상장치로부터 출력되는 화상정보에 근거하여, 상기 엔드어태치먼트의 종류에 관한 정보를 취득하며, 당해 정보에 근거하여, 상기 작업어태치먼트의 응답특성, 또는 상기 작업어태치먼트의 조작내용을 보정하는, 쇼벨.
  2. 붐과, 상기 붐의 선단에 장착되는 암과, 상기 암의 선단에 장착되는 엔드어태치먼트를 갖는 작업어태치먼트와,
    상기 작업어태치먼트를 구동하는 유압실린더를 구비하고,
    상기 유압실린더의 압력의 측정값에 근거하여, 상기 엔드어태치먼트의 종류에 관한 정보를 취득하며, 당해 정보에 근거하여, 상기 작업어태치먼트의 응답특성, 또는 상기 작업어태치먼트의 조작내용을 보정하는, 쇼벨.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정보에 근거하여, 상기 작업어태치먼트에 소정의 동작을 자동적으로 행하게 하는 머신컨트롤제어, 또는 당해 쇼벨의 소정의 불안정상태를 억제하도록 상기 작업어태치먼트의 동작을 제어하는 안정화 제어에 있어서의 제어파라미터를 변경하는, 쇼벨.
  4. 제1항에 있어서,
    미리 등록되는, 상기 엔드어태치먼트의 복수의 종류의 후보인 엔드어태치먼트에 근거하여, 상기 암의 선단에 장착되어 있는 상기 엔드어태치먼트의 종류를 판단하는, 쇼벨.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 작업어태치먼트를 구동하는 유압실린더를 구비하고,
    상기 엔드어태치먼트의 자세상태와, 상기 유압실린더의 압력으로부터 도출되는 상기 유압실린더의 추력의 실측값에 근거하여, 상기 엔드어태치먼트의 종류에 관한 정보를 취득하는, 쇼벨.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 엔드어태치먼트가 공중동작 중이며, 또한 무부하상태라고 판단되는 경우에, 상기 엔드어태치먼트의 종류에 관한 정보를 취득하는, 쇼벨.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 엔드어태치먼트가 공중동작 중이며, 또한 상기 엔드어태치먼트로서의 버킷에 소정의 대상물이 수용되어 있는 경우, 상기 버킷의 자세상태와, 상기 대상물이 수용되어 있을 때의 상기 버킷의 기준이 되는 자세상태의 비교에 근거하여, 상기 엔드어태치먼트의 종류에 관한 정보를 취득하는, 쇼벨.
  8. 쇼벨에 장착되는 작업어태치먼트에 포함되는 엔드어태치먼트가 비치고 있는 화상정보를 취득하며, 화상정보에 근거하여, 상기 엔드어태치먼트의 종류에 관한 정보를 취득함과 함께, 당해 정보에 근거하여, 상기 작업어태치먼트의 응답특성, 또는 상기 작업어태치먼트의 조작내용에 관한 제어파라미터를 생성하여, 상기 쇼벨에 송신하는, 정보처리장치.
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