KR20210140722A

KR20210140722A - 쇼벨

Info

Publication number: KR20210140722A
Application number: KR1020217027941A
Authority: KR
Inventors: 류지 시라타니; 토모키 쿠로가와
Original assignee: 스미토모 겐키 가부시키가이샤
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2021-11-23
Also published as: CN113677853A; JP2024071579A; US20220010522A1; EP3951079A1; JPWO2020203843A1; WO2020203843A1; CN113677853B; EP3951079A4

Abstract

쇼벨(100)은, 하부주행체(1)와, 하부주행체(1)에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체(3)와, 상부선회체(3)에 장착된 굴삭어태치먼트(AT)와, 굴삭어태치먼트(AT)를 움직이는 어태치먼트액추에이터인 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)를 구비하고 있다. 그리고, 쇼벨(100)은, 이웃하는 2개의 마무리면의 사이에 형성되는 단차(LD1)의 크기(HT1)가 소정 값(TH1) 이하가 되도록 조작자를 지원하도록 구성되어 있다.

Description

쇼벨

본 개시는, 굴삭기로서의 쇼벨에 관한 것이다.

종래, 법면(法面)마무리작업을 지원하는 쇼벨이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이 쇼벨은, 버킷의 날끝의 위치를 자동적으로 조절하면서, 버킷의 날끝을 설계면을 따라 이동시켜 사면을 굴삭시킴으로써 법면이 형성되도록 하고 있다. 구체적으로는, 버킷의 날끝을 사면의 하단(비탈끝)으로부터 상단(비탈머리)까지 이동시키는 법면마무리작업 시에, 버킷의 날끝이 사면을 따르도록 버킷의 날끝의 위치를 자동적으로 조절함으로써 법면이 형성되도록 하고 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2013-217137호

그러나, 상술한 쇼벨은, 위성위치 혹은 기후 등에 기인하는 GNSS 안테나의 출력에 포함되는 오차, IMU의 출력에 포함되는 오차, 작동유온 혹은 유압액추에이터의 온도 등에 기인하는 유압펌프의 토출량에 관한 오차, 또는, 유압실린더의 신축량에 관한 오차 등의 영향에 의하여, 반복실행되는 굴삭동작에 의하여 형성되는 이웃하는 2개의 띠형상영역의 사이에서 비교적 큰 단차를 발생시켜 버릴 우려가 있다. 다만, 띠형상영역은, 버킷의 폭에 상당하는 폭을 갖는 마무리면의 일부이다.

그래서, 이웃하는 2개의 띠형상영역의 사이에 있어서의 단차를 억제할 수 있는 쇼벨을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨은, 하부주행체와, 상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와, 상기 상부선회체에 장착된 어태치먼트와, 상기 어태치먼트를 움직이는 어태치먼트액추에이터를 구비하고, 이웃하는 2개의 마무리면의 사이에 형성되는 단차가 소정 값 이하가 되도록 조작자를 지원한다.

상술한 수단에 의하여, 이웃하는 2개의 띠형상영역의 사이에 있어서의 단차를 억제할 수 있는 쇼벨이 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨의 측면도이다.
도 2는 도 1의 쇼벨의 상면도이다.
도 3은 도 1의 쇼벨에 탑재되는 유압시스템의 구성예를 나타내는 도이다.
도 4a는 암실린더의 조작에 관한 유압시스템 부분을 발췌한 도이다.
도 4b는 붐실린더의 조작에 관한 유압시스템 부분을 발췌한 도이다.
도 4c는 버킷실린더의 조작에 관한 유압시스템 부분을 발췌한 도이다.
도 4d는 선회유압모터의 조작에 관한 유압시스템 부분을 발췌한 도이다.
도 5는 컨트롤러의 구성예를 나타내는 도이다.
도 6은 내리막구배의 법면의 마무리작업을 실행하고 있는 쇼벨의 사시도이다.
도 7은 제1 지원처리의 플로차트이다.
도 8은 제1 지원화면의 구성예이다.
도 9는 내리막구배의 법면의 마무리작업을 실행하고 있는 2대의 쇼벨의 사시도이다.
도 10은 제2 지원처리의 플로차트이다.
도 11은 제2 지원화면의 구성예이다.
도 12a는 쇼벨의 머신컨트롤기능에 관한 상세한 구성의 일례를 나타내는 기능블록도이다.
도 12b는 쇼벨의 머신컨트롤기능에 관한 상세한 구성의 일례를 나타내는 기능블록도이다.
도 13은 쇼벨의 머신컨트롤기능에 관한 상세한 구성의 다른 예를 나타내는 기능블록도이다.
도 14는 전기식 조작시스템의 구성예를 나타내는 도이다.
도 15는 시공시스템의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 16은 시공시스템의 다른 일례를 나타내는 개략도이다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시형태에 관한 굴삭기로서의 쇼벨(100)에 대하여 설명한다. 도 1은 쇼벨(100)의 측면도이며, 도 2는 쇼벨(100)의 상면도이다.

본 실시형태에서는, 쇼벨(100)의 하부주행체(1)는 크롤러(1C)를 포함한다. 크롤러(1C)는, 하부주행체(1)에 탑재되어 있는 주행액추에이터로서의 주행유압모터(2M)에 의하여 구동된다. 구체적으로는, 크롤러(1C)는 좌크롤러(1CL) 및 우크롤러(1CR)를 포함한다. 좌크롤러(1CL)는 좌주행유압모터(2ML)에 의하여 구동되고, 우크롤러(1CR)는 우주행유압모터(2MR)에 의하여 구동된다.

하부주행체(1)에는 선회기구(2)를 통하여 상부선회체(3)가 선회 가능하게 탑재되어 있다. 선회기구(2)는, 상부선회체(3)에 탑재되어 있는 선회액추에이터로서의 선회유압모터(2A)에 의하여 구동된다. 단, 선회액추에이터는, 전동액추에이터로서의 선회전동발전기여도 된다.

상부선회체(3)에는 붐(4)이 장착되어 있다. 붐(4)의 선단에는 암(5)이 장착되고, 암(5)의 선단에는 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)이 장착되어 있다. 붐(4), 암(5) 및 버킷(6)은, 어태치먼트의 일례인 굴삭어태치먼트(AT)를 구성한다. 붐(4)은 붐실린더(7)로 구동되고, 암(5)은 암실린더(8)로 구동되며, 버킷(6)은 버킷실린더(9)로 구동된다. 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9)는, 어태치먼트액추에이터를 구성하고 있다. 엔드어태치먼트는, 법면버킷이어도 된다.

붐(4)은, 상부선회체(3)에 대하여 상하로 회동(回動) 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 붐(4)에는 붐각도센서(S1)가 장착되어 있다. 붐각도센서(S1)는, 붐(4)의 회동각도인 붐각도(α)를 검출할 수 있다. 붐각도(α)는, 예를 들면 붐(4)을 최대로 하강시킨 상태로부터의 상승각도이다. 그 때문에, 붐각도(α)는, 붐(4)을 최대로 상승시켰을 때에 최대가 된다.

암(5)은, 붐(4)에 대하여 회동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 암(5)에는 암각도센서(S2)가 장착되어 있다. 암각도센서(S2)는, 암(5)의 회동각도인 암각도(β)를 검출할 수 있다. 암각도(β)는, 예를 들면 암(5)을 최대로 접은 상태로부터의 펼침각도이다. 그 때문에, 암각도(β)는, 암(5)을 최대로 펼쳤을 때에 최대가 된다.

버킷(6)은, 암(5)에 대하여 회동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 버킷(6)에는 버킷각도센서(S3)가 장착되어 있다. 버킷각도센서(S3)는, 버킷(6)의 회동각도인 버킷각도(γ)를 검출할 수 있다. 버킷각도(γ)는, 버킷(6)을 최대로 접은 상태로부터의 펼침각도이다. 그 때문에, 버킷각도(γ)는, 버킷(6)을 최대로 펼쳤을 때에 최대가 된다.

도 1의 실시형태에서는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2) 및 버킷각도센서(S3)의 각각은, 가속도센서와 자이로센서의 조합으로 구성되어 있다. 단, 가속도센서만으로 구성되어 있어도 된다. 또, 붐각도센서(S1)는, 붐실린더(7)에 장착된 스트로크센서여도 되고, 로터리인코더, 퍼텐쇼미터, 또는 관성계측장치 등이어도 된다. 암각도센서(S2) 및 버킷각도센서(S3)에 대해서도 동일하다.

상부선회체(3)에는, 운전실로서의 캐빈(10)이 마련되고, 또한 엔진(11) 등의 동력원이 탑재되어 있다. 또, 상부선회체(3)에는, 공간인식장치(70), 방향검출장치(71), 측위장치(73), 기체경사센서(S4) 및 선회각속도센서(S5) 등이 장착되어 있다. 캐빈(10)의 내부에는, 조작장치(26), 컨트롤러(30), 정보입력장치(72), 표시장치(D1) 및 음성출력장치(D2) 등이 마련되어 있다. 다만, 본서에서는, 편의상, 상부선회체(3)에 있어서의, 굴삭어태치먼트(AT)가 장착되어 있는 측을 전방으로 하고, 카운터웨이트가 장착되어 있는 측을 후방으로 한다.

공간인식장치(70)는, 쇼벨(100)의 주위의 3차원공간에 존재하는 물체를 인식하도록 구성되어 있다. 물체는, 예를 들면, 시공면, 사람, 동물, 차량(덤프트럭 등), 작업기재, 건설기계, 건조물, 전선, 울타리, 또는 구멍 등이다. 물체로서 사람을 검지하도록 구성되어 있는 경우, 공간인식장치(70)는, 사람과 사람 이외의 물체를 구별할 수 있도록 구성된다. 또, 공간인식장치(70)는, 사람이 착용하는 작업용 베스트나 헬멧에 근거하여, 물체의 종류를 사람이라고 식별하도록 구성되어 있어도 된다.

공간인식장치(70)는, 지형을 인식하도록 구성되어 있어도 된다. 구체적으로는, 공간인식장치(70)는, 예를 들면, 현재의 지형과 설계면의 차를 산출하도록 구성되어 있어도 된다. 현재의 지형과 설계면의 차는, 예를 들면, 설계면에 수직인 방향에 있어서의 현재의 지형의 표면과 설계면의 사이의 거리이다.

또, 공간인식장치(70)는, 공간인식장치(70) 또는 쇼벨(100)부터 인식된 물체까지의 거리를 산출하도록 구성되어 있어도 된다. 공간인식장치(70)는, 예를 들면 초음파센서, 밀리파레이더, 단안(單眼)카메라, 스테레오카메라, LIDAR, 거리화상센서, 적외선센서 등, 또는 그들의 임의의 조합을 포함한다. 본 실시형태에서는, 공간인식장치(70)는, 캐빈(10)의 상면전단(前端)에 장착된 전방센서(70F), 상부선회체(3)의 상면후단(後端)에 장착된 후방센서(70B), 상부선회체(3)의 상면좌단에 장착된 좌방센서(70L), 및 상부선회체(3)의 상면우단에 장착된 우방센서(70R)를 포함한다. 상부선회체(3)의 상방의 공간에 존재하는 물체를 인식하는 상방센서가 쇼벨(100)에 장착되어 있어도 된다.

방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향의 상대적인 관계에 관한 정보를 검출하도록 구성되어 있다. 방향검출장치(71)는, 예를 들면, 하부주행체(1)에 장착된 지자기(地磁氣)센서와 상부선회체(3)에 장착된 지자기센서의 조합으로 구성되어 있어도 된다. 혹은, 방향검출장치(71)는, 하부주행체(1)에 장착된 GNSS수신기와 상부선회체(3)에 장착된 GNSS수신기의 조합으로 구성되어 있어도 된다. 방향검출장치(71)는, 로터리인코더, 로터리포지션센서 등, 또는 그들의 임의의 조합이어도 된다. 선회전동발전기로 상부선회체(3)가 선회구동되는 구성에서는, 방향검출장치(71)는, 리졸버로 구성되어 있어도 된다. 방향검출장치(71)는, 예를 들면, 하부주행체(1)와 상부선회체(3)의 사이의 상대회전을 실현하는 선회기구(2)에 관련하여 마련되는 센터조인트에 장착되어 있어도 된다.

방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)에 장착된 카메라로 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)에 장착되어 있는 카메라가 촬상한 화상(입력화상)에 이미 알려진 화상처리를 실시하여 입력화상에 포함되는 하부주행체(1)의 화상을 검출한다. 그리고, 방향검출장치(71)는, 이미 알려진 화상인식기술을 이용하여 하부주행체(1)의 화상을 검출함으로써, 하부주행체(1)의 길이방향을 특정한다. 그리고, 상부선회체(3)의 전후축의 방향과 하부주행체(1)의 길이방향의 사이에 형성되는 각도를 도출한다. 상부선회체(3)의 전후축의 방향은, 카메라의 장착위치로부터 도출된다. 특히, 크롤러(1C)는 상부선회체(3)로부터 돌출되어 있기 때문에, 방향검출장치(71)는, 크롤러(1C)의 화상을 검출함으로써 하부주행체(1)의 길이방향을 특정할 수 있다. 이 경우, 방향검출장치(71)는, 컨트롤러(30)에 통합되어 있어도 된다. 또, 카메라는, 공간인식장치(70)여도 된다.

정보입력장치(72)는, 쇼벨의 조작자가 컨트롤러(30)에 대하여 정보를 입력할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 정보입력장치(72)는, 표시장치(D1)의 표시부에 근접하여 설치되는 스위치패널이다. 단, 정보입력장치(72)는, 표시장치(D1)의 표시부 상에 배치되는 터치패널이어도 되고, 캐빈(10) 내에 배치되어 있는 마이크로폰 등의 음성입력장치여도 된다. 또, 정보입력장치(72)는, 외부로부터의 정보를 취득하는 통신장치여도 된다.

측위장치(73)는, 상부선회체(3)의 위치를 측정하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 측위장치(73)는, GNSS수신기이며, 상부선회체(3)의 위치를 검출하고, 검출값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 측위장치(73)는, GNSS컴퍼스여도 된다. 이 경우, 측위장치(73)는, 상부선회체(3)의 위치 및 방향을 검출할 수 있기 때문에, 방향검출장치(71)로서도 기능한다.

기체경사센서(S4)는, 소정의 평면에 대한 상부선회체(3)의 경사를 검출한다. 본 실시형태에서는, 기체경사센서(S4)는, 수평면에 관한 상부선회체(3)의 전후축둘레의 경사각 및 좌우축둘레의 경사각을 검출하는 가속도센서이다. 상부선회체(3)의 전후축 및 좌우축은, 예를 들면, 서로 직교하여 쇼벨(100)의 선회축상의 한 점인 쇼벨중심점을 통과한다.

선회각속도센서(S5)는, 상부선회체(3)의 선회각속도를 검출한다. 본 실시형태에서는, 자이로센서이다. 리졸버, 로터리인코더 등, 또는 그들의 임의의 조합이어도 된다. 선회각속도센서(S5)는, 선회속도를 검출해도 된다. 선회속도는, 선회각속도로부터 산출되어도 된다.

이하에서는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4) 및 선회각속도센서(S5) 중 적어도 하나는, 자세검출장치라고도 칭해진다. 굴삭어태치먼트(AT)의 자세는, 예를 들면 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2) 및 버킷각도센서(S3)의 각각의 출력에 근거하여 검출된다.

표시장치(D1)는, 정보를 표시하는 장치이다. 본 실시형태에서는, 표시장치(D1)는, 캐빈(10) 내에 설치된 액정디스플레이이다. 단, 표시장치(D1)는, 스마트폰 등의 휴대단말의 디스플레이여도 된다.

음성출력장치(D2)는, 음성을 출력하는 장치이다. 음성출력장치(D2)는, 캐빈(10) 내의 조작자를 향하여 음성을 출력하는 장치, 및 캐빈(10) 밖의 작업자를 향하여 음성을 출력하는 장치 중 적어도 하나를 포함한다. 휴대단말의 스피커여도 된다.

조작장치(26)는, 조작자가 액추에이터의 조작을 위하여 이용하는 장치이다. 조작장치(26)는, 예를 들면, 조작레버 및 조작페달을 포함한다. 액추에이터는, 유압액추에이터 및 전동액추에이터 중 적어도 하나를 포함한다.

컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)을 제어하기 위한 제어장치이다. 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, CPU, 휘발성 기억장치 및 불휘발성 기억장치 등을 구비한 컴퓨터로 구성되어 있다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 각 기능에 대응하는 프로그램을 불휘발성 기억장치로부터 읽어내어 휘발성 기억장치에 로드하고, 대응하는 처리를 CPU에 실행시킨다. 각 기능은, 예를 들면 조작자에 의한 쇼벨(100)의 수동조작을 가이드(안내)하는 머신가이던스기능, 및 조작자에 의한 쇼벨(100)의 수동조작을 지원하거나 혹은 쇼벨(100)을 자동적 혹은 자율적으로 동작시키거나 하는 머신컨트롤기능을 포함한다. 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 주위에 존재하는 물체와 쇼벨(100)의 접촉을 회피하기 위하여 쇼벨(100)을 자동적 혹은 자율적으로 동작시키거나 혹은 정지시키거나 하는 접촉회피기능을 포함하고 있어도 된다.

컨트롤러(30)는, 예를 들면, 액추에이터가 동작하기 전에 있어서, 공간인식장치(70)의 취득정보에 근거하여 쇼벨(100)로부터 소정 범위 내(감시범위 내)에 사람이 존재한다고 판단한 경우, 조작자가 조작장치(26)를 조작하더라도, 액추에이터의 동작을 동작 불능, 혹은, 미속(微速)상태에서의 동작으로 제한해도 된다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 감시범위 내에 사람이 존재한다고 판단한 경우, 게이트로크밸브를 로크상태로 함으로써 액추에이터를 동작 불능으로 할 수 있다. 전기식의 조작장치(26)의 경우에는, 컨트롤러(30)는, 조작용 제어밸브로의 제어지령을 무효로 함으로써, 액추에이터를 동작 불능으로 할 수 있다. 다른 방식의 조작장치(26)에서도, 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 대응하는 파일럿압을 출력하고, 컨트롤밸브유닛(17) 내의 대응하는 제어밸브(예를 들면 제어밸브(171~176) 중 하나)의 파일럿포트에 그 파일럿압을 작용시키는 조작용 제어밸브가 이용되는 경우에는, 동일하다. 액추에이터의 동작을 미속으로 하고자 하는 경우에는, 컨트롤러(30)로부터 조작용 제어밸브로의 제어지령을 상대적으로 작은 내용으로 제한함으로써, 액추에이터의 동작을 미속상태로 할 수 있다. 이와 같이, 감시대상의 물체가 감시범위 내에 존재한다고 판단되면, 조작장치(26)가 조작되어도, 액추에이터는, 구동되지 않거나, 혹은, 조작장치(26)로의 조작입력에 대응하는 동작속도보다 작은 동작속도(미속)로 구동된다. 또한, 조작자가 조작장치(26)를 조작하고 있는 도중에 있어서, 감시범위 내에 사람이 존재한다고 판단한 경우에는, 컨트롤러(30)는, 조작자의 조작에 관계없이, 액추에이터의 동작을 정지, 혹은, 감속시켜도 된다. 구체적으로는, 감시범위 내에 사람이 존재한다고 판단한 경우, 컨트롤러(30)는, 게이트로크밸브를 로크상태로 함으로써 액추에이터를 정지시켜도 된다. 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 대응하는 파일럿압을 출력하고, 컨트롤밸브유닛 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 그 파일럿압을 작용시키는 조작용 제어밸브가 이용되는 경우에는, 컨트롤러(30)는, 조작용 제어밸브로의 제어지령을 무효로 하거나, 혹은, 조작용 제어밸브에 감속지령을 출력함으로써, 액추에이터를 동작 불능, 혹은, 미속상태의 동작으로 제한할 수 있다. 또, 검출된 감시대상의 물체가 덤프트럭인 경우, 액추에이터의 정지 혹은 감속에 관한 제어는 실시되지 않아도 된다. 예를 들면, 검출된 덤프트럭을 회피하도록 액추에이터는 제어되어도 된다. 이와 같이, 검출된 물체의 종류가 인식되고, 그 인식에 근거하여 액추에이터는 제어되어도 된다.

다음으로, 도 3을 참조하여, 쇼벨(100)에 탑재되는 유압시스템의 구성예에 대하여 설명한다. 도 3은, 쇼벨(100)에 탑재되는 유압시스템의 구성예를 나타내는 도이다. 도 3은, 기계적 동력전달계, 작동유라인, 파일럿라인 및 전기제어계를, 각각 이중선, 실선, 파선 및 점선으로 나타내고 있다.

쇼벨(100)의 유압시스템은, 주로, 엔진(11), 레귤레이터(13), 메인펌프(14), 파일럿펌프(15), 컨트롤밸브유닛(17), 조작장치(26), 토출압센서(28), 조작압센서(29) 및 컨트롤러(30) 등을 포함한다.

도 3에 있어서, 유압시스템은, 엔진(11)에 의하여 구동되는 메인펌프(14)로부터, 센터바이패스관로(40) 또는 패럴렐관로(42)를 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시킬 수 있도록 구성되어 있다.

엔진(11)은, 쇼벨(100)의 구동원이다. 본 실시형태에서는, 엔진(11)은, 예를 들면, 소정의 회전수를 유지하도록 동작하는 디젤엔진이다. 엔진(11)의 출력축은, 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)의 각각의 입력축에 연결되어 있다.

메인펌프(14)는, 작동유라인을 통하여 작동유를 컨트롤밸브유닛(17)에 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 메인펌프(14)는, 사판식(斜板式) 가변용량형 유압펌프이다.

레귤레이터(13)는, 메인펌프(14)의 토출량을 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 레귤레이터(13)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 따라 메인펌프(14)의 사판경전각(斜板傾轉角)을 조절함으로써 메인펌프(14)의 토출량을 제어한다.

파일럿펌프(15)는, 파일럿압생성장치의 일례이며, 파일럿라인을 통하여 조작장치(26)를 포함하는 유압제어기기에 작동유를 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 파일럿펌프(15)는, 고정용량형 유압펌프이다. 단, 파일럿압생성장치는, 메인펌프(14)에 의하여 실현되어도 된다. 즉, 메인펌프(14)는, 작동유라인을 통하여 작동유를 컨트롤밸브유닛(17)에 공급하는 기능에 더하여, 파일럿라인을 통하여 조작장치(26)를 포함하는 각종 유압제어기기에 작동유를 공급하는 기능을 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 파일럿펌프(15)는, 생략되어도 된다.

컨트롤밸브유닛(17)은, 쇼벨(100)에 있어서의 유압시스템을 제어하는 유압제어장치이다. 본 실시형태에서는, 컨트롤밸브유닛(17)은, 제어밸브(171~176)를 포함한다. 제어밸브(175)는 제어밸브(175L) 및 제어밸브(175R)를 포함하고, 제어밸브(176)는 제어밸브(176L) 및 제어밸브(176R)를 포함한다. 컨트롤밸브유닛(17)은, 제어밸브(171~176)를 통하여, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유를 하나 또는 복수의 유압액추에이터에 선택적으로 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 제어밸브(171~176)는, 예를 들면 메인펌프(14)로부터 유압액추에이터에 흐르는 작동유의 유량, 및 유압액추에이터로부터 작동유탱크에 흐르는 작동유의 유량을 제어한다. 유압액추에이터는, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 좌주행유압모터(2ML), 우주행유압모터(2MR) 및 선회유압모터(2A)를 포함한다.

조작장치(26)는, 파일럿라인을 통하여, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 컨트롤밸브유닛(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 파일럿포트의 각각에 공급되는 작동유의 압력(파일럿압)은, 유압액추에이터의 각각에 대응하는 조작장치(26)의 조작방향 및 조작량에 따른 압력이다. 단, 조작장치(26)는, 상술한 바와 같은 파일럿압식이 아니라, 전기제어식이어도 된다. 이 경우, 컨트롤밸브유닛(17) 내의 제어밸브는, 전자솔레노이드식 스풀밸브여도 된다.

토출압센서(28)는, 메인펌프(14)의 토출압을 검출할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 토출압센서(28)는, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

조작압센서(29)는, 조작자에 의한 조작장치(26)의 조작의 내용을 검출할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 조작압센서(29)는, 액추에이터의 각각에 대응하는 조작장치(26)의 조작방향 및 조작량을 압력(조작압)의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작장치(26)의 조작의 내용은, 조작압센서 이외의 다른 센서를 이용하여 검출되어도 된다.

메인펌프(14)는, 좌메인펌프(14L) 및 우메인펌프(14R)를 포함한다. 그리고, 좌메인펌프(14L)는, 좌센터바이패스관로(40L) 또는 좌패럴렐관로(42L)를 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시키고, 우메인펌프(14R)는, 우센터바이패스관로(40R) 또는 우패럴렐관로(42R)를 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시킨다.

좌센터바이패스관로(40L)는, 컨트롤밸브유닛(17) 내에 배치된 제어밸브(171, 173, 175L 및 176L)를 통과하는 작동유라인이다. 우센터바이패스관로(40R)는, 컨트롤밸브유닛(17) 내에 배치된 제어밸브(172, 174, 175R 및 176R)를 통과하는 작동유라인이다.

제어밸브(171)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 좌주행유압모터(2ML)로 공급하고, 또한 좌주행유압모터(2ML)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(172)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 우주행유압모터(2MR)로 공급하고, 또한 우주행유압모터(2MR)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(173)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 선회유압모터(2A)로 공급하고, 또한 선회유압모터(2A)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(174)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 버킷실린더(9)로 공급하고, 또한 버킷실린더(9) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(175L)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)에 공급하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다. 제어밸브(175R)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)로 공급하고, 또한 붐실린더(7) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(176L)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 암실린더(8)로 공급하고, 또한 암실린더(8) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(176R)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 암실린더(8)로 공급하고, 또한 암실린더(8) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

좌패럴렐관로(42L)는, 좌센터바이패스관로(40L)에 병행하는 작동유라인이다. 좌패럴렐관로(42L)는, 제어밸브(171, 173 및 175L) 중 어느 하나에 의하여 좌센터바이패스관로(40L)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다. 우패럴렐관로(42R)는, 우센터바이패스관로(40R)에 병행하는 작동유라인이다. 우패럴렐관로(42R)는, 제어밸브(172, 174 및 175R) 중 어느 하나에 의하여 우센터바이패스관로(40R)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다.

레귤레이터(13)는, 좌레귤레이터(13L) 및 우레귤레이터(13R)를 포함한다. 좌레귤레이터(13L)는, 좌메인펌프(14L)의 토출압에 따라 좌메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절함으로써, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 제어한다. 구체적으로는, 좌레귤레이터(13L)는, 예를 들면, 좌메인펌프(14L)의 토출압의 증대에 따라 좌메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절하여 토출량을 감소시킨다. 우레귤레이터(13R)에 대해서도 동일하다. 토출압과 토출량의 곱으로 나타나는 메인펌프(14)의 흡수파워(예를 들면 흡수마력)가 엔진(11)의 출력파워(예를 들면 출력마력)를 초과하지 않도록 하기 위함이다.

조작장치(26)는, 좌조작레버(26L), 우조작레버(26R) 및 주행레버(26D)를 포함한다. 주행레버(26D)는, 좌주행레버(26DL) 및 우주행레버(26DR)를 포함한다.

좌조작레버(26L)는, 선회조작과 암(5)의 조작에 이용된다. 좌조작레버(26L)는, 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(176)의 파일럿포트에 도입시킨다. 또, 좌우방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(173)의 파일럿포트에 도입시킨다.

구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 암접음방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(176L)의 우측파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 또한 제어밸브(176R)의 좌측파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 암펼침방향으로 조작된 경우에는, 제어밸브(176L)의 좌측파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 또한 제어밸브(176R)의 우측파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 좌선회방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(173)의 좌측파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 우선회방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(173)의 우측파일럿포트에 작동유를 도입시킨다.

우조작레버(26R)는, 붐(4)의 조작과 버킷(6)의 조작에 이용된다. 우조작레버(26R)는, 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(175)의 파일럿포트에 도입시킨다. 또, 좌우방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(174)의 파일럿포트에 도입시킨다.

구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 붐하강방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(175R)의 좌측파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 붐상승방향으로 조작된 경우에는, 제어밸브(175L)의 우측파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 또한 제어밸브(175R)의 좌측파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 버킷접음방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(174)의 우측파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 버킷펼침방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(174)의 좌측파일럿포트에 작동유를 도입시킨다.

주행레버(26D)는, 크롤러(1C)의 조작에 이용된다. 구체적으로는, 좌주행레버(26DL)는, 좌크롤러(1CL)의 조작에 이용된다. 좌주행페달과 연동하도록 구성되어 있어도 된다. 좌주행레버(26DL)는, 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(171)의 파일럿포트에 도입시킨다. 우주행레버(26DR)는, 우크롤러(1CR)의 조작에 이용된다. 우주행페달과 연동하도록 구성되어 있어도 된다. 우주행레버(26DR)는, 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(172)의 파일럿포트에 도입시킨다.

토출압센서(28)는, 토출압센서(28L) 및 토출압센서(28R)를 포함한다. 토출압센서(28L)는, 좌메인펌프(14L)의 토출압을 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 토출압센서(28R)에 대해서도 동일하다.

조작압센서(29)는, 조작압센서(29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL, 29DR)를 포함한다. 조작압센서(29LA)는, 조작자에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작의 내용은, 예를 들면 레버조작방향, 레버조작량(레버조작각도) 등이다.

동일하게, 조작압센서(29LB)는, 조작자에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 좌우방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작압센서(29RA)는, 조작자에 의한 우조작레버(26R)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작압센서(29RB)는, 조작자에 의한 우조작레버(26R)에 대한 좌우방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작압센서(29DL)는, 조작자에 의한 좌주행레버(26DL)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작압센서(29DR)는, 조작자에 의한 우주행레버(26DR)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

컨트롤러(30)는, 조작압센서(29)의 출력을 수신하고, 필요에 따라 레귤레이터(13)에 대하여 제어지령을 출력하여, 메인펌프(14)의 토출량을 변화시킨다. 또, 컨트롤러(30)는, 스로틀(18)의 상류에 마련된 제어압센서(19)의 출력을 수신하고, 필요에 따라 레귤레이터(13)에 대하여 제어지령을 출력하여, 메인펌프(14)의 토출량을 변화시킨다. 스로틀(18)은 좌스로틀(18L) 및 우스로틀(18R)을 포함하고, 제어압센서(19)는 좌제어압센서(19L) 및 우제어압센서(19R)를 포함한다.

좌센터바이패스관로(40L)에는, 가장 하류에 있는 제어밸브(176L)와 작동유탱크의 사이에 좌스로틀(18L)이 배치되어 있다. 그 때문에, 좌메인펌프(14L)가 토출한 작동유의 흐름은, 좌스로틀(18L)로 제한된다. 그리고, 좌스로틀(18L)은, 좌레귤레이터(13L)를 제어하기 위한 제어압을 발생시킨다. 좌제어압센서(19L)는, 이 제어압을 검출하기 위한 센서이며, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 컨트롤러(30)는, 이 제어압에 따라 좌메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절함으로써, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 제어한다. 컨트롤러(30)는, 이 제어압이 클수록 좌메인펌프(14L)의 토출량을 감소시키고, 이 제어압이 작을수록 좌메인펌프(14L)의 토출량을 증대시킨다. 우메인펌프(14R)의 토출량도 동일하게 제어된다.

구체적으로는, 도 3으로 나타나는 바와 같이 쇼벨(100)에 있어서의 유압액추에이터가 어느 것도 조작되고 있지 않은 대기상태의 경우, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는, 좌센터바이패스관로(40L)를 통과하여 좌스로틀(18L)에 이른다. 그리고, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유의 흐름은, 좌스로틀(18L)의 상류에서 발생하는 제어압을 증대시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 허용최소토출량까지 감소시켜, 토출된 작동유가 좌센터바이패스관로(40L)를 통과할 때의 압력손실(펌핑로스)을 억제한다. 한편, 어느 하나의 유압액추에이터가 조작된 경우, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는, 조작대상의 유압액추에이터에 대응하는 제어밸브를 통하여, 조작대상의 유압액추에이터에 흘러든다. 그리고, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유의 흐름은, 좌스로틀(18L)에 이르는 양을 감소 혹은 소실시켜, 좌스로틀(18L)의 상류에서 발생하는 제어압을 저하시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 증대시켜, 조작대상의 유압액추에이터에 충분한 작동유를 순환시키고, 조작대상의 유압액추에이터의 구동을 확실한 것으로 한다. 다만, 컨트롤러(30)는, 우메인펌프(14R)의 토출량도 동일하게 제어한다.

상술한 바와 같은 구성에 의하여, 도 3의 유압시스템은, 대기상태에 있어서는, 메인펌프(14)에 있어서의 불필요한 에너지소비를 억제할 수 있다. 불필요한 에너지소비는, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유가 센터바이패스관로(40)에서 발생시키는 펌핑로스를 포함한다. 또, 도 3의 유압시스템은, 유압액추에이터를 작동시킬 경우에는, 메인펌프(14)로부터 필요충분한 작동유를 작동대상의 유압액추에이터에 확실히 공급할 수 있다.

다음으로, 도 4a~도 4d를 참조하여, 컨트롤러(30)가 머신컨트롤기능에 의하여 액추에이터를 동작시키기 위한 구성에 대하여 설명한다. 도 4a~도 4d는, 유압시스템의 일부를 발췌한 도이다. 구체적으로는, 도 4a는, 암실린더(8)의 조작에 관한 유압시스템 부분을 발췌한 도이며, 도 4b는, 붐실린더(7)의 조작에 관한 유압시스템 부분을 발췌한 도이다. 도 4c는, 버킷실린더(9)의 조작에 관한 유압시스템 부분을 발췌한 도이며, 도 4d는, 선회유압모터(2A)의 조작에 관한 유압시스템 부분을 발췌한 도이다.

도 4a~도 4d에 나타내는 바와 같이, 유압시스템은, 비례밸브(31), 셔틀밸브(32) 및 비례밸브(33)를 포함한다. 비례밸브(31)는, 비례밸브(31AL~31DL 및 31AR~31DR)를 포함하고, 셔틀밸브(32)는, 셔틀밸브(32AL~32DL 및 32AR~32DR)를 포함하며, 비례밸브(33)는, 비례밸브(33AL~33DL 및 33AR~33DR)를 포함한다.

비례밸브(31)는, 머신컨트롤용 제어밸브로서 기능한다. 비례밸브(31)는, 파일럿펌프(15)와 셔틀밸브(32)를 접속하는 관로에 배치되고, 그 관로의 유로면적을 변경할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 비례밸브(31)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령에 따라 동작한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 조작장치(26)의 조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31) 및 셔틀밸브(32)를 통하여, 컨트롤밸브유닛(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 공급할 수 있다.

셔틀밸브(32)는, 2개의 입구포트와 1개의 출구포트를 갖는다. 2개의 입구포트 중 하나는 조작장치(26)에 접속되고, 타방은 비례밸브(31)에 접속되어 있다. 출구포트는, 컨트롤밸브유닛(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 접속되어 있다. 그 때문에, 셔틀밸브(32)는, 조작장치(26)가 생성하는 파일럿압과 비례밸브(31)가 생성하는 파일럿압 중 높은 쪽을, 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.

비례밸브(33)는, 비례밸브(31)와 동일하게, 머신컨트롤용 제어밸브로서 기능한다. 비례밸브(33)는, 조작장치(26)와 셔틀밸브(32)를 접속하는 관로에 배치되고, 그 관로의 유로면적을 변경할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 비례밸브(33)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령에 따라 동작한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 조작장치(26)의 조작과는 무관하게, 조작장치(26)가 토출하는 작동유의 압력을 감압한 다음, 셔틀밸브(32)를 통하여, 컨트롤밸브유닛(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 공급할 수 있다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 특정의 조작장치(26)에 대한 조작이 행해지고 있지 않은 경우이더라도, 그 특정의 조작장치(26)에 대응하는 유압액추에이터를 동작시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 특정의 조작장치(26)에 대한 조작이 행해지고 있는 경우이더라도, 그 특정의 조작장치(26)에 대응하는 유압액추에이터의 동작을 강제적으로 정지시킬 수 있다.

예를 들면, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 좌조작레버(26L)는, 암(5)을 조작하기 위하여 이용된다. 구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 전후방향으로의 조작에 따른 파일럿압을 제어밸브(176)의 파일럿포트에 작용시킨다. 보다 구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 암접음방향(후방향)으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(176L)의 우측파일럿포트와 제어밸브(176R)의 좌측파일럿포트에 작용시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 암펼침방향(전방향)으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(176L)의 좌측파일럿포트와 제어밸브(176R)의 우측파일럿포트에 작용시킨다.

좌조작레버(26L)에는 스위치(NS)가 마련되어 있다. 본 실시형태에서는, 스위치(NS)는, 좌조작레버(26L)의 선단에 마련된 누름버튼스위치이다. 조작자는, 스위치(NS)를 누르면서 좌조작레버(26L)를 조작할 수 있다. 스위치(NS)는, 우조작레버(26R)에 마련되어 있어도 되고, 캐빈(10) 내의 다른 위치에 마련되어 있어도 된다.

조작압센서(29LA)는, 조작자에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

비례밸브(31AL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령(전류지령)에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31AL) 및 셔틀밸브(32AL)를 통하여 제어밸브(176L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조절한다. 비례밸브(31AR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령(전류지령)에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31AR) 및 셔틀밸브(32AR)를 통하여 제어밸브(176L)의 좌측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조절한다. 비례밸브(31AL, 31AR)는, 제어밸브(176L, 176R)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조절 가능하다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 암접음조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31AL) 및 셔틀밸브(32AL)를 통하여, 제어밸브(176L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 암(5)을 접을 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 암펼침조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31AR) 및 셔틀밸브(32AR)를 통하여, 제어밸브(176L)의 좌측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 암(5)을 펼칠 수 있다.

비례밸브(33AL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령(전류지령)에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 좌조작레버(26L), 비례밸브(33AL), 및 셔틀밸브(32AL)를 통하여 제어밸브(176L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 감압한다. 비례밸브(33AR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령(전류지령)에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 좌조작레버(26L), 비례밸브(33AR), 및 셔틀밸브(32AR)를 통하여 제어밸브(176L)의 좌측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 감압한다. 비례밸브(33AL, 33AR)는, 제어밸브(176L, 176R)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 암접음조작이 행해지고 있는 경우이더라도, 필요에 따라, 제어밸브(176)의 폐쇄측의 파일럿포트(제어밸브(176L)의 좌측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측파일럿포트)에 작용하는 파일럿압을 감압하여, 암(5)의 접음동작을 강제적으로 정지시킬 수 있다. 조작자에 의한 암펼침조작이 행해지고 있을 때에 암(5)의 펼침동작을 강제적으로 정지시키는 경우에 대해서도 동일하다.

혹은, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 암접음조작이 행해지고 있는 경우이더라도, 필요에 따라, 비례밸브(31AR)를 제어하여, 제어밸브(176)의 폐쇄측의 파일럿포트의 반대측에 있는, 제어밸브(176)의 개방측의 파일럿포트(제어밸브(176L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측파일럿포트)에 작용하는 파일럿압을 증대시켜, 제어밸브(176)를 강제적으로 중립위치로 되돌림으로써, 암(5)의 접음동작을 강제적으로 정지시켜도 된다. 이 경우, 비례밸브(33AL)는 생략되어도 된다. 조작자에 의한 암펼침조작이 행해지고 있는 경우에 암(5)의 펼침동작을 강제적으로 정지시키는 경우에 대해서도 동일하다.

또, 이하의 도 4b~도 4d를 참조하면서의 설명을 생략하지만, 조작자에 의한 붐상승조작 또는 붐하강조작이 행해지고 있는 경우에 붐(4)의 동작을 강제적으로 정지시키는 경우, 조작자에 의한 버킷접음조작 또는 버킷펼침조작이 행해지고 있는 경우에 버킷(6)의 동작을 강제적으로 정지시키는 경우, 및, 조작자에 의한 선회조작이 행해지고 있는 경우에 상부선회체(3)의 선회동작을 강제적으로 정지시키는 경우에 대해서도 동일하다. 또, 조작자에 의한 주행조작이 행해지고 있는 경우에 하부주행체(1)의 주행동작을 강제적으로 정지시키는 경우에 대해서도 동일하다.

또, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 우조작레버(26R)는, 붐(4)을 조작하기 위하여 이용된다. 구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 전후방향으로의 조작에 따른 파일럿압을 제어밸브(175)의 파일럿포트에 작용시킨다. 보다 구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 붐상승방향(후방향)으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(175L)의 우측파일럿포트와 제어밸브(175R)의 좌측파일럿포트에 작용시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 붐하강방향(전방향)으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(175R)의 우측파일럿포트에 작용시킨다.

조작압센서(29RA)는, 조작자에 의한 우조작레버(26R)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

비례밸브(31BL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령(전류지령)에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31BL) 및 셔틀밸브(32BL)를 통하여 제어밸브(175L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조절한다. 비례밸브(31BR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령(전류지령)에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31BR) 및 셔틀밸브(32BR)를 통하여 제어밸브(175L)의 좌측파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조절한다. 비례밸브(31BL, 31BR)는, 제어밸브(175L, 175R)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조절 가능하다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 붐상승조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31BL) 및 셔틀밸브(32BL)를 통하여, 제어밸브(175L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 붐(4)을 상승시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 붐하강조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31BR) 및 셔틀밸브(32BR)를 통하여, 제어밸브(175R)의 우측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 붐(4)을 하강시킬 수 있다.

또, 도 4c에 나타내는 바와 같이, 우조작레버(26R)는, 버킷(6)을 조작하기 위해서도 이용된다. 구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 좌우방향으로의 조작에 따른 파일럿압을 제어밸브(174)의 파일럿포트에 작용시킨다. 보다 구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 버킷접음방향(좌방향)으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(174)의 좌측파일럿포트에 작용시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 버킷펼침방향(우방향)으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(174)의 우측파일럿포트에 작용시킨다.

조작압센서(29RB)는, 조작자에 의한 우조작레버(26R)에 대한 좌우방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

비례밸브(31CL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령(전류지령)에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31CL) 및 셔틀밸브(32CL)를 통하여 제어밸브(174)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조절한다. 비례밸브(31CR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령(전류지령)에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31CR) 및 셔틀밸브(32CR)를 통하여 제어밸브(174)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조절한다. 비례밸브(31CL, 31CR)는, 제어밸브(174)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조절 가능하다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 버킷접음조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31CL) 및 셔틀밸브(32CL)를 통하여, 제어밸브(174)의 좌측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 버킷(6)을 접을 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 버킷펼침조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31CR) 및 셔틀밸브(32CR)를 통하여, 제어밸브(174)의 우측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 버킷(6)을 펼칠 수 있다.

또, 도 4d에 나타내는 바와 같이, 좌조작레버(26L)는, 선회기구(2)를 조작하기 위해서도 이용된다. 구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 좌우방향으로의 조작에 따른 파일럿압을 제어밸브(173)의 파일럿포트에 작용시킨다. 보다 구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 좌선회방향(좌방향)으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(173)의 좌측파일럿포트에 작용시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 우선회방향(우방향)으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(173)의 우측파일럿포트에 작용시킨다.

조작압센서(29LB)는, 조작자에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 좌우방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

비례밸브(31DL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령(전류지령)에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31DL) 및 셔틀밸브(32DL)를 통하여 제어밸브(173)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조절한다. 비례밸브(31DR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령(전류지령)에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31DR) 및 셔틀밸브(32DR)를 통하여 제어밸브(173)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조절한다. 비례밸브(31DL, 31DR)는, 제어밸브(173)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조절 가능하다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 좌선회조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31DL) 및 셔틀밸브(32DL)를 통하여, 제어밸브(173)의 좌측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 선회기구(2)를 좌선회시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 우선회조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31DR) 및 셔틀밸브(32DR)를 통하여, 제어밸브(173)의 우측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 선회기구(2)를 우선회시킬 수 있다.

쇼벨(100)은, 하부주행체(1)를 자동적 혹은 자율적으로 전진·후진시키는 구성을 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 좌주행유압모터(2ML)의 조작에 관한 유압시스템 부분, 및 우주행유압모터(2MR)의 조작에 관한 유압시스템 부분은, 붐실린더(7)의 조작에 관한 유압시스템 부분 등과 동일하게 구성되어도 된다.

또, 조작장치(26)의 형태로서 유압식 파일럿회로를 구비한 유압식 조작레버에 관한 설명을 기재했지만, 유압식 조작레버가 아니라 전기식 파일럿회로를 구비한 전기식 조작레버가 채용되어도 된다. 이 경우, 전기식 조작레버의 레버조작량은, 전기신호로서 컨트롤러(30)로 입력된다. 또, 파일럿펌프(15)와 각 제어밸브의 파일럿포트의 사이에는 전자밸브가 배치된다. 전자밸브는, 컨트롤러(30)로부터의 전기신호에 따라 동작하도록 구성된다. 이 구성에 의하여, 전기식 조작레버를 이용한 수동조작이 행해지면, 컨트롤러(30)는, 레버조작량에 대응하는 전기신호에 의하여 전자밸브를 제어하여 파일럿압을 증감시킴으로써 각 제어밸브를 이동시킬 수 있다. 다만, 각 제어밸브는 전자스풀밸브로 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 전자스풀밸브는, 전기식 조작레버의 레버조작량에 대응하는 컨트롤러(30)로부터의 전기신호에 따라 동작한다.

다음으로, 도 5를 참조하여, 컨트롤러(30)의 구성예에 대하여 설명한다. 도 5는, 컨트롤러(30)의 구성예를 나타내는 도이다. 도 5에서는, 컨트롤러(30)는, 자세검출장치, 조작장치(26), 공간인식장치(70), 방향검출장치(71), 정보입력장치(72), 측위장치(73) 및 스위치(NS) 등 중 적어도 하나가 출력하는 신호를 받아, 다양한 연산을 실행하고, 비례밸브(31), 표시장치(D1) 및 음성출력장치(D2) 등 중 적어도 하나에 제어지령을 출력할 수 있도록 구성되어 있다. 자세검출장치는, 예를 들면 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4) 및 선회각속도센서(S5)를 포함한다. 컨트롤러(30)는, 위치산출부(30A), 궤도취득부(30B) 및 자율제어부(30C)를 기능요소로서 갖는다. 각 기능요소는, 하드웨어로 구성되어 있어도 되고, 소프트웨어로 구성되어 있어도 된다.

위치산출부(30A)는, 측위대상의 위치를 산출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 위치산출부(30A)는, 어태치먼트의 소정 부위의 기준좌표계에 있어서의 좌표점을 산출한다. 소정 부위는, 예를 들면 버킷(6)의 치선 또는 배면 등이다. 기준좌표계의 원점은, 예를 들면 선회축과 쇼벨(100)의 접지면의 교점이다. 기준좌표계는, 예를 들면, XYZ직교좌표계이며, 쇼벨(100)의 전후축에 평행한 X축과, 쇼벨(100)의 좌우축에 평행한 Y축과, 쇼벨(100)의 선회축에 평행한 Z축을 갖는다. 위치산출부(30A)는, 예를 들면 붐(4), 암(5) 및 버킷(6)의 각각의 회동각도로부터 버킷(6)의 치선의 좌표점을 산출한다. 위치산출부(30A)는, 버킷(6)의 치선의 중앙의 좌표점뿐만 아니라, 버킷(6)의 치선의 좌단의 좌표점, 및 버킷(6)의 치선의 우단의 좌표점을 산출해도 된다. 이 경우, 위치산출부(30A)는, 기체경사센서(S4)의 출력을 이용해도 된다. 또, 위치산출부(30A)는, 측위장치(73)의 출력을 이용하여, 어태치먼트의 소정 부위의 세계좌표계에 있어서의 좌표점을 산출해도 된다.

궤도취득부(30B)는, 쇼벨(100)을 자율적으로 동작시킬 때에 어태치먼트의 소정 부위가 따라가는 궤도인 목표궤도를 취득하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 궤도취득부(30B)는, 자율제어부(30C)가 쇼벨(100)을 자율적으로 동작시킬 때에 이용하는 목표궤도를 취득한다. 구체적으로는, 궤도취득부(30B)는, 불휘발성 기억장치에 기억되어 있는 설계면에 관한 데이터(이하, “설계데이터”라고 한다.)에 근거하여 목표궤도를 도출한다. 목표궤도는, 전형적으로는, 설계면과 일치하는 궤도이다. 궤도취득부(30B)는, 공간인식장치(70)가 인식한 쇼벨(100)의 주위의 지형에 관한 정보에 근거하여 목표궤도를 도출해도 된다. 혹은, 궤도취득부(30B)는, 휘발성 기억장치에 기억되어 있는 자세검출장치의 과거의 출력으로부터 버킷(6)의 치선의 과거의 궤적에 관한 정보를 도출하고, 그 정보에 근거하여 목표궤도를 도출해도 된다. 혹은, 궤도취득부(30B)는, 어태치먼트의 소정 부위의 현재위치와 설계데이터에 근거하여 목표궤도를 도출해도 된다.

자율제어부(30C)는, 쇼벨(100)을 자율적으로 동작시킬 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 자율제어부(30C)는, 소정의 개시조건이 충족된 경우에, 궤도취득부(30B)가 취득한 목표궤도를 따라 어태치먼트의 소정 부위를 이동시키도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 스위치(NS)가 눌려 있는 상태에서 조작장치(26)가 조작되었을 때에, 소정 부위가 목표궤도를 따라 이동하도록, 쇼벨(100)을 자율적으로 동작시킨다.

본 실시형태에서는, 자율제어부(30C)는, 액추에이터를 자율적으로 동작시킴으로써 조작자에 의한 쇼벨의 수동조작을 지원하도록 구성되어 있다. 예를 들면, 자율제어부(30C)는, 조작자가 스위치(NS)를 누르면서 수동으로 암접음조작을 행하고 있는 경우에, 목표궤도와 버킷(6)의 치선의 위치가 일치하도록 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9) 중 적어도 하나를 자율적으로 신축시켜도 된다. 이 경우, 조작자는, 예를 들면 좌조작레버(26L)를 암접음방향으로 조작하는 것만으로, 버킷(6)의 치선을 목표궤도에 일치시키면서, 암(5)을 접을 수 있다.

본 실시형태에서는, 자율제어부(30C)는, 비례밸브(31)에 제어지령(전류지령)을 주어 각 액추에이터에 대응하는 제어밸브에 작용하는 파일럿압을 개별로 조절함으로써 각 액추에이터를 자율적으로 동작시킬 수 있다. 예를 들면, 우조작레버(26R)가 기울어졌는지 아닌지에 관계없이, 붐실린더(7) 및 버킷실린더(9) 중 적어도 하나를 동작시킬 수 있다.

다음으로, 도 6~도 8을 참조하여, 컨트롤러(30)가 조작자에 의한 법면마무리작업을 지원하는 처리(이하, “제1 지원처리”라고 한다.)에 대하여 설명한다. 도 6은, 내리막구배의 법면의 마무리작업을 행하고 있는 쇼벨(100)의 사시도이다. 도 7은, 제1 지원처리의 플로차트이다. 도 8은, 제1 지원처리가 행해지고 있을 때에 표시장치(D1)의 표시부에 표시되는 제1 지원화면의 구성예를 나타낸다.

쇼벨(100)의 조작자는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 설계면을 따라 비탈끝(FS)으로부터 비탈머리(TS)로 법면버킷(6S)을 이동시키는 마무리작업과, 화살표 AR로 나타내는 방향으로 하부주행체(1)를 소정 거리만큼 이동시키는 주행작업을 번갈아 실행하여 법면의 마무리를 행하고 있다.

구체적으로는, 마무리작업은, 법면버킷(6S)의 치선으로 시공면으로서의 법면을 굴삭하는 작업, 법면버킷(6S)의 배면으로 시공면으로서의 법면을 누르면서 시공하는 작업, 및, 법면버킷(6S)의 배면으로 시공면으로서의 법면을 누르면서 시공면을 굴삭하는 작업 등을 포함한다.

띠형상영역(SW)은, 1회의 마무리작업으로 마무리되는 법면 상의 영역(마무리면)이다. 본 실시형태에서는, 띠형상영역(SW)은, 법면버킷(6S)의 폭과 거의 동일한 폭을 갖는다. 띠형상영역(SW0)은, 금회의 마무리작업에 의하여 마무리되는 미완성의 영역이다. 띠형상영역(SW1)은, 전회(1회 전)의 마무리작업에 의하여 이미 마무리된 영역이며, 띠형상영역(SW2)은, 전전회(2회 전)의 마무리작업에 의하여 이미 마무리된 영역이다. 띠형상영역(SW3~SW10)에 대해서도 동일하다. 다만, 도 6에서는, 도트패턴으로 나타나는 영역은, 마무리가 이미 완료된 법면부분을 나타내고, 크로스패턴으로 나타나는 영역은, 마무리가 완료되어 있지 않은 법면부분을 나타낸다.

목표궤도는, 마무리작업 시에 있어서, 설계면과 일치하도록 설정된다. 따라서, 쇼벨(100)은, 실제의 작업부위의 궤도가 설계면에 대하여 소정의 허용오차의 범위 내에 들어가도록 제어된다. 그러나, 작업부위의 궤적이 실제로 소정의 허용오차의 범위 내에 들어가도록 쇼벨(100)이 시공을 계속할 수 있었다고 해도, 이웃하는 2개의 띠형상영역의 사이에는, 단차(LD)가 발생해 버리는 경우가 있다. 예를 들면, 도 6에 있어서의 단차(LD)로서의 단차(LD6)는, 띠형상영역(SW5)과 띠형상영역(SW6)의 사이에 형성된 단차이다. 이 단차(LD)가 크면 각각의 시공된 띠형상영역(SW)이 허용범위 내였다고 해도, 예를 들면 시멘트블록을 법면에 설치했을 때에 시멘트블록이 떠 버리는 등, 문제를 발생시킬 우려가 있다.

본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 자율제어부(30C)에 의하여 버킷(6)의 배면이 비탈끝(FS)에 위치되었을 때에 제1 지원처리를 실행한다.

먼저, 컨트롤러(30)는, 전회의 마무리작업에 의하여 형성된 띠형상영역(SW1)의 표면과 설계면의 차를 산출한다(스텝 ST1). 예를 들면 도 6의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 전회의 마무리작업에 의하여 형성된 띠형상영역(SW1)의 표면과 설계면의 차(DS1)(도 8 참조.)를 산출한다.

예를 들면, 컨트롤러(30)는, 띠형상영역(SW1)을 마무리했을 때의 어태치먼트의 작업부위의 궤적에 근거하여, 설계면에 수직인 방향에 있어서의 띠형상영역(SW1)의 표면과 설계면의 차(DS1)를 도출한다. 이 때, 컨트롤러(30)는, 공간인식장치(70)의 출력과 측위장치(73)의 출력에 근거하여, 설계면에 수직인 방향에 있어서의 띠형상영역(SW1)의 표면과 설계면의 차(DS1)를 도출해도 된다. 다만, 어태치먼트의 작업부위는, 예를 들면, 법면버킷(6S)의 치선, 또는, 법면버킷(6S)의 배면이다.

그 후, 컨트롤러(30)는, 금회의 마무리작업에 의하여 형성되는 띠형상영역(SW0)의 표면(추정표면)과 설계면의 차를 산출한다(스텝 ST2). 예를 들면 도 6의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 금회의 마무리작업에 의하여 형성되는 띠형상영역(SW0)의 추정표면과 설계면의 차(DS0)를 추정한다.

예를 들면, 법면버킷(6S)의 치선은, 마무리작업 시에, 조작자에 의한 수동조작 또는 자율제어에 의하여, 시공면으로서의 법면비탈끝까지 이동된다. 그리고, 법면버킷(6S)의 치선이 비탈끝으로 이동되면, 컨트롤러(30)는, 위치산출부(30A)가 산출하는 법면버킷(6S)의 치선의 좌표점에 근거하여, 설계면에 수직인 방향에 있어서의 미완성의 띠형상영역(SW0)의 추정표면과 설계면의 차(DS0)를 도출한다. 즉, 컨트롤러(30)는, 현재의 법면버킷(6S)의 치선의 좌표점을, 미완성의 띠형상영역(SW0)의 추정표면 상의 좌표점으로 한 다음, 미완성의 띠형상영역(SW0)의 추정표면과 설계면의 차(DS0)를 도출한다. 여기에서, 컨트롤러(30)는, 현재의 법면버킷(6S)의 배면과 시공면으로서의 법면의 접점의 좌표점을, 미완성의 띠형상영역(SW0)의 추정표면 상의 좌표점으로 한 다음, 미완성의 띠형상영역(SW0)의 추정표면과 설계면의 차(DS0)를 도출해도 된다.

그 후, 컨트롤러(30)는, 단차의 크기가 소정 값보다 큰지 아닌지를 판정한다(스텝 ST3).

예를 들면, 컨트롤러(30)는, 이미 형성된 띠형상영역(SW1)의 표면과 설계면의 차(DS1), 및, 아직 형성되어 있지 않은 띠형상영역(SW0)의 추정표면과 설계면의 차(DS0)에 근거하여, 띠형상영역(SW0)과 띠형상영역(SW1)의 사이의 단차(LD1)의 크기(HT1)를 도출한다. 즉, 컨트롤러(30)는, 띠형상영역(SW1)의 표면과 띠형상영역(SW0)의 추정표면의 차를 단차(LD1)의 크기(HT1)로서 도출한다.

그리고, 컨트롤러(30)는, 단차(LD1)의 크기(HT1)가 소정 값(TH1)보다 큰지 아닌지를 판정한다. 소정 값(TH1)은, 예를 들면, 불휘발성 기억장치에 미리 기억되어 있는 값이며, 전형적으로는, 수 mm(예를 들면 5mm)이다. 소정 값(TH1)은, 제로여도 된다.

단차(LD1)의 크기(HT1)가 소정 값(TH1)보다 크다고 판정한 경우(스텝 ST3의 YES), 컨트롤러(30)는, 단차(LD1)의 크기(HT1)가 소정 값(TH1)보다 커지는 취지를 알린다(스텝 ST4).

예를 들면, 컨트롤러(30)는, 이미 형성된 띠형상영역(SW1)의 표면과 아직 형성되어 있지 않은 띠형상영역(SW0)의 추정표면의 사이의 단차(LD1)의 크기(HT1)가 소정 값(TH1)보다 커질 우려가 있는 취지를 알린다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, “단차가 커질 우려가 있기 때문에 버킷의 높이를 조절합니다”라고 하는 음성메시지를 음성출력장치(D2)로부터 출력시키거나, 또한/혹은, 동일한 메시지를 표시장치(D1)의 표시부에 표시시킨다.

그 후, 컨트롤러(30)는, 자율제어에 관한 목표를 변경한다(스텝 ST5). 자율제어에 관한 목표는, 예를 들면, 목표궤도이다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 띠형상영역(SW1)의 표면이 띠형상영역(SW0)의 추정표면보다 높은 경우이며, 또한, 단차(LD1)의 크기(HT1)가 소정 값(TH1)보다 값 DF만큼 큰 경우, 즉, HT1=TH1+DF인 경우, 목표궤도가 설계면으로부터 적어도 값 DF만큼 높아지도록 목표궤도를 변경한다. 단차(LD1)의 크기(HT1)가 소정 값(TH1) 이하가 되도록 하기 위함이다. 다만, 컨트롤러(30)는, 띠형상영역(SW1)의 표면과 띠형상영역(SW0)의 표면이 단차가 없는 면이 되도록, 목표궤도를 변경해도 된다. 그 후, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트의 소정 부위가 새롭게 설정된 목표궤도를 따라 이동하도록, 쇼벨(100)을 자율적으로 동작시킨다.

이와 같이, 컨트롤러(30)는, 설계면에 대한 띠형상영역(SW0)의 추정표면의 위치가 소정의 허용범위 내가 되고, 또한, 단차(LD1)의 크기(HT1)가 소정 값(TH1) 이하가 되도록, 목표궤도를 변경한다. 소정의 허용범위는, 예를 들면, 설계면±30mm이다.

단차(LD1)의 크기(HT1)가 소정 값(TH1) 이하라고 판정한 경우(스텝 ST3의 NO), 컨트롤러(30)는, 자율제어에 관한 목표를 변경하지 않고, 금회의 제1 지원처리를 종료시킨다.

도 8은, 띠형상영역(SW0)을 완성시키기 위하여 법면버킷(6S)이 비탈끝(FS)에 위치되었을 때에 표시장치(D1)의 표시부에 표시되는 제1 지원화면의 구성예를 나타낸다.

제1 지원화면은, 단면표시영역(G1), 표면표시영역(G2), 및 메시지표시영역(G3)을 포함한다.

단면표시영역(G1)은, 법면의 단면을 표시하는 영역이다. 본 실시형태에서는, 단면표시영역(G1)은, 도 6의 일점쇄선 LN1을 포함하는, 법면에 수직인 가상평면에 있어서의 법면의 단면을 표시하고 있다.

화상부분(GL1~GL6)은, 법면의 요철을 나타내는 실선 LS의 일부이며, 각각, 단차(LD1~LD6)의 크기를 나타내고 있다. 화상부분(GL2)은, 단차(LD2)의 크기가 거의 제로인 것, 즉, 띠형상영역(SW1)의 표면과 띠형상영역(SW2)의 표면이 거의 단차가 없는 면인 것을 나타내고 있다.

굵은 실선 L0은, 설계면의 위치를 나타내고, 파선 L1은, 마무리면의 허용상한위치(예를 들면 설계면+30mm)를 나타내며, 파선 L2는, 마무리면의 허용하한위치(예를 들면 설계면-30mm)를 나타내고 있다. 즉, 마무리면은, 설계면에 대한 위치가 허용상한위치 이하이고 또한 허용하한위치 이상이면, 수용 가능한 것으로서 취급된다.

쇼벨(100)의 조작자는, 단면표시영역(G1)을 봄으로써, 설계면과 띠형상영역(SW1)의 표면의 사이의 거리가 DS1인 것, 설계면과 띠형상영역(SW0)의 추정표면의 사이의 거리가 DS0인 것, 띠형상영역(SW1)의 표면과 띠형상영역(SW0)의 추정표면의 사이에 있는 단차(LD1)의 크기가 HT1인 것, 및, 단차(LD1)의 크기 HT1가 소정 값(TH1)보다 큰 것을 용이하게 파악할 수 있다. 다만, 본 실시형태에서는, DS0, DS1, DS2, HT1, 및 TH1을 나타내는 파선화살표는, 설명을 위한 것이며, 실제로는 표시되지 않는다. 단, 표시장치(D1)는, 이들 파선화살표 등의 보조적인 도형을 표시해도 된다.

표면표시영역(G2)은, 법면을 구성하는 각 띠형상영역의 표면의 높이의 차이를 표시하는 영역이며, 각 띠형상영역을 위에서 본 상태를 나타내고 있다. 본 실시형태에서는, 표면표시영역(G2)은, 각 띠형상영역의 표면의 높이의 차이를 복수의 색으로 나타내고 있다.

화상부분(GS0)은, 금회의 마무리작업에 의하여 마무리되는 미완성의 띠형상영역(SW0)의 추정표면과 설계면의 차가 DS0인 것을 제1색(크로스패턴)으로 나타내고 있다.

화상부분(GS1)은, 전회의 마무리작업에 의하여 마무리된 띠형상영역(SW1)의 표면과 설계면의 차가 DS1인 것을 제2색(성긴 도트패턴)으로 나타내고 있다.

화상부분(GS2)은, 2회 전의 마무리작업에 의하여 마무리된 띠형상영역(SW2)의 표면과 설계면의 차가, 띠형상영역(SW1)과 동일한 DS1인 것을 제2색(성긴 도트패턴)으로 나타내고 있다.

화상부분(GS3)은, 3회 전의 마무리작업에 의하여 마무리된 띠형상영역(SW3)의 표면과 설계면의 차가 DS2인 것을 제3색(촘촘한 도트패턴)으로 나타내고 있다.

화상부분(GS4)는, 4회 전의 마무리작업에 의하여 마무리된 띠형상영역(SW4)의 표면과 설계면의 차가, 띠형상영역(SW0)과 동일한 DS0인 것을 제1색(크로스패턴)으로 나타내고 있다.

화상부분(GS5)는, 5회 전의 마무리작업에 의하여 마무리된 띠형상영역(SW5)의 표면과 설계면의 차가, 띠형상영역(SW3)과 동일한 DS2인 것을 제3색(촘촘한 도트패턴)으로 나타내고 있다.

화상부분(GS6)은, 6회 전의 마무리작업에 의하여 마무리된 띠형상영역(SW6)의 표면과 설계면의 차가, 띠형상영역(SW1)과 동일한 DS1인 것을 제2색(성긴 도트패턴)으로 나타내고 있다.

도 8의 예에서는, 마무리가 완료되어 있지 않은 띠형상영역(SW0)에 대응하는 화상부분(GS0)은, 마무리가 완료되어 있는 띠형상영역(SW1~SW6)에 대응하는 화상부분(GS1~GS6)과의 구별을 위하여, 굵은선프레임(FR1)으로 둘러싸이고, 또한, 도형(GB)이 붙여져 있다. 도형(GB)은, 법면버킷(6S)을 나타내는 도형이며, 법면버킷(6S)의 현재위치를 나타내고 있다.

화상부분(GSx)은, 쇼벨(100)이 도달하고 있지 않은 영역인 것을 제4색(백색)으로 나타내고 있다.

쇼벨(100)의 조작자는, 표면표시영역(G2)을 봄으로써, 이미 마무리가 완료되어 있는 띠형상영역(SW1~SW6)의 각각의 표면의 설계면에 대한 높이, 즉 법면의 요철을 용이하게 파악할 수 있다. 또, 쇼벨(100)의 조작자는, 마무리가 완료되어 있지 않은 띠형상영역(SW0)의 추정표면의 설계면에 대한 높이를, 띠형상영역(SW1~SW6)의 각각의 표면의 설계면에 대한 높이와 대비할 수 있다.

메시지표시영역(G3)은, 컨트롤러(30)가 생성하는 메시지가 표시되는 영역이다. 도 8의 예에서는, 메시지표시영역(G3)에는, 띠형상영역(SW1)의 표면과 띠형상영역(SW0)의 추정표면의 사이의 단차(LD1)의 크기(HT1)가 소정 값(TH1)보다 커질 우려가 있다고 컨트롤러(30)가 판정했을 때에 컨트롤러(30)가 생성하는 메시지가 표시되어 있다.

쇼벨(100)의 조작자는, 메시지표시영역(G3)에 표시된 메시지를 봄으로써, 단차(LD1)의 크기(HT1)가 소정 값(TH1) 이하가 되도록, 법면버킷(6S)의 높이가 상방으로 자율적으로 조절되는 것을 인식할 수 있다. 단, 컨트롤러(30)는, 법면버킷(6S)의 높이가 자율적으로 조절되는 것을 조작자에게 인식시키지 않고, 법면버킷(6S)의 높이를 자율적으로 조절해도 된다.

다음으로, 도 9~도 11을 참조하여, 컨트롤러(30)가 조작자에 의한 법면마무리작업을 지원하는 다른 처리(이하, “제2 지원처리”라고 한다.)에 대하여 설명한다. 도 9는, 내리막구배의 법면의 마무리작업을 행하고 있는 쇼벨(100)과 쇼벨(100A)의 사시도이다. 도 10은, 제2 지원처리의 플로차트이다. 도 11은, 제2 지원처리가 행해지고 있을 때에 표시장치(D1)의 표시부에 표시되는 제2 지원화면의 구성예를 나타낸다.

쇼벨(100)의 조작자는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 설계면을 따라 비탈끝(FS)으로부터 비탈머리(TS)로 법면버킷(6S)을 이동시키는 마무리작업과, 화살표 AR1로 나타내는 방향으로 하부주행체(1)를 소정 거리만큼 이동시키는 주행작업을 번갈아 실행하여 법면의 마무리를 행하고 있다.

동일하게, 쇼벨(100A)의 조작자는, 설계면을 따라 비탈끝(FS)으로부터 비탈머리(TS)로 법면버킷(6S)을 이동시키는 마무리작업과, 화살표 AR2로 나타내는 방향으로 하부주행체(1)를 소정 거리만큼 이동시키는 주행작업을 번갈아 실행하여 법면의 마무리를 행하고 있다. 본 실시형태에서는, 쇼벨(100A)은, 쇼벨(100)과 동일한 구성을 갖는다. 단, 쇼벨(100A)은, 위치산출부(30A), 궤도취득부(30B) 및 자율제어부(30C) 등의 기능요소를 갖지 않는 컨트롤러를 구비하고 있어도 된다.

쇼벨(100)의 조작자 및 쇼벨(100A)의 조작자는, 도 6의 경우와 동일하게, 띠형상영역(SW)을 형성하면서, 법면의 마무리작업을 계속하고 있다. 도 9에서는, 도 6의 경우와 동일하게, 도트패턴으로 나타나는 영역은, 마무리가 완료된 법면부분을 나타내고, 크로스패턴으로 나타나는 영역은, 마무리가 완료되어 있지 않은 법면부분을 나타낸다. 구체적으로는, 도트패턴으로 나타나는 영역은, 쇼벨(100)에 의한 마무리가 완료된 법면부분(SF1), 및, 쇼벨(100A)에 의한 마무리가 완료된 법면부분(SF2)을 포함한다. 크로스패턴으로 나타나는 영역은, 쇼벨(100)에 의한 마무리가 완료되어 있지 않은 법면부분(SN1), 및, 쇼벨(100A)에 의한 마무리가 완료되어 있지 않은 법면부분(SN2)을 포함한다. 연결부(LK)는, 쇼벨(100)에 의한 마무리가 완료되어 있지 않은 법면부분(SN1)과, 쇼벨(100A)에 의한 마무리가 완료된 법면부분(SF2)이 접하는 부분, 즉, 법면부분(SF1)과 법면부분(SF2)이 장래적으로 연결되는 부분이다.

파선원(CL1)으로 둘러싸인 부분의 도면은, 파선원(CL2)으로 둘러싸인 부분의 확대도이다. 이 확대도는, 법면부분(SN1)과 법면부분(SF2)의 사이의 단차(LDa), 즉, 연결부(LK)에 있어서의 현재의 단차(LDa)의 크기가 HTa인 것을 나타내고 있다.

본 실시형태에서는, 쇼벨(100)에 탑재되어 있는 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 가동 중, 소정의 제어주기로 반복하여 제2 지원처리를 실행한다.

먼저, 컨트롤러(30)는, 연결부(LK)까지의 거리(DT)가 소정 거리(TH2)를 하회했는지 아닌지를 판정한다(스텝 ST11). 예를 들면 도 9의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 법면의 연재방향에 있어서의 법면부분(SF1)과 연결부(LK)의 사이의 거리(DT)가 소정 거리(TH2)를 하회했는지 아닌지를 판정한다. 소정 거리(TH2)는, 예를 들면, 불휘발성 기억장치에 미리 기억되어 있는 거리이며, 전형적으로는, 수 미터(예를 들면 5미터)이다.

예를 들면, 컨트롤러(30)는, 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여, 거리(DT)를 도출한다. 혹은, 컨트롤러(30)는, 측위장치(73)의 출력과, 쇼벨(100A)로부터 통신장치를 통하여 취득하는 법면부분(SF2)의 위치에 관한 정보에 근거하여, 거리(DT)를 도출해도 된다. 법면부분(SF2)의 위치에 관한 정보는, 쇼벨(100)의 주위에서 작업하는 작업자가 휴대하는 측정장치에 의하여 측정된 정보여도 되고, 멀티콥터 등의 비행체에 탑재되어 있는 공간인식장치가 취득한 정보여도 된다.

거리(DT)가 소정 거리(TH2)를 하회했다고 판정한 경우(스텝 ST11의 YES), 컨트롤러(30)는, 연결부(LK)에서 형성될 수 있는 단차(LDb)의 크기(HTb)를 추정한다(스텝 ST12).

구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 공간인식장치(70)의 출력, 어태치먼트의 작업부위의 위치에 관한 정보, 측위장치(73)의 출력, 및, 쇼벨(100A)로부터 통신장치를 통하여 취득하는 법면부분(SF2)의 위치에 관한 정보 등 중 적어도 하나에 근거하여, 법면부분(SF1)과 법면부분(SF2)이 연결부(LK)에서 연결되었을 때에 형성되는 단차(LDb)의 크기(HTb)를 추정한다. 도 9의 파선원(CL1) 내에는, 법면부분(SF1)과 법면부분(SF2)이 연결부(LK)에서 연결될 때의 법면부분(SF1)의 추정표면의 위치를 파선 HM으로 나타내고 있다.

예를 들면, 컨트롤러(30)는, 현시점, 즉, 법면부분(SF1)과 법면부분(SF2)이 연결부(LK)에서 아직 연결되어 있지 않은 시점에 있어서의 법면부분(SF1)의 표면과 설계면의 차(DS1)(도 11 참조.)에 근거하여 크기(HTb)를 추정한다. 높이(DS1)는, 전회의 마무리작업에 의하여 형성된 띠형상영역(SW1)의 표면과 설계면의 차이다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 전회의 마무리작업에 의하여 띠형상영역(SW1)을 마무리했을 때의 어태치먼트의 작업부위의 궤적에 근거하여, 설계면에 수직인 방향에 있어서의 띠형상영역(SW1)의 표면과 설계면의 차로서의 높이(DS1)를 도출한다. 이 때, 컨트롤러(30)는, 공간인식장치(70)의 출력과 측위장치(73)의 출력에 근거하여, 설계면에 수직인 방향에 있어서의 띠형상영역(SW1)의 표면과 설계면의 차로서의 높이(DS1)를 도출해도 된다. 다만, 어태치먼트의 작업부위는, 예를 들면, 법면버킷(6S)의 치선, 또는, 법면버킷(6S)의 배면이다.

그 후, 컨트롤러(30)는, 단차(LDb)의 크기(HTb)가 소정 값(TH3)보다 큰지 아닌지를 판정한다(스텝 ST13). 소정 값(TH3)은, 예를 들면, 불휘발성 기억장치에 미리 기억되어 있는 값이며, 전형적으로는, 수 mm(예를 들면 5mm)이다. 소정 값(TH3)은, 제로여도 된다.

단차(LDb)의 크기(HTb)가 소정 값(TH3)보다 크다고 판정한 경우(스텝 ST13의 YES), 컨트롤러(30)는, 단차(LDb)의 크기(HTb)가 소정 값(TH3)보다 커지는 취지를 알린다(스텝 ST14).

예를 들면, 컨트롤러(30)는, 법면부분(SF1)의 형성을 이대로 계속한 경우에 연결부(LK)에서 형성되는 단차(LDb)의 크기(HTb)가 소정 값(TH3)보다 커질 우려가 있는 취지를 알린다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, “연결부에서 단차가 커질 우려가 있기 때문에 버킷의 높이를 조절합니다”라고 하는 음성메시지를 음성출력장치(D2)로부터 출력시키거나, 또한/혹은, 동일한 메시지를 표시장치(D1)의 표시부에 표시시킨다.

그 후, 컨트롤러(30)는, 자율제어에 관한 목표를 변경한다(스텝 ST15). 도 9의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 연결부(LK)에 이를 때까지 마무리되는 각 띠형상영역의 추정표면과 설계면의 차를 결정한다.

구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 금회의 마무리작업에 의하여 마무리되는 미완성의 띠형상영역(SW0)을 포함시킨 4회의 마무리작업이 행해졌을 때에 법면부분(SF1)과 법면부분(SF2)이 연결부(LK)에서 연결되는 것을 도출한다.

4회의 마무리작업에 의하여 마무리되는 미완성의 띠형상영역(SW)은, 도 11에 나타내는 바와 같이, 띠형상영역(SW0, SW10, SW11 및 SW12)을 포함한다.

그리고, 컨트롤러(30)는, 이들 4개의 띠형상영역에 관한 5개의 단차의 크기가 모두 소정 값(TH3) 이하가 되도록, 4개의 띠형상영역의 각각의 추정표면과 설계면의 차를 결정한다. 5개의 단차는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 띠형상영역(SW1)과 띠형상영역(SW0)의 사이에 형성되는 단차(LD1), 띠형상영역(SW0)와 띠형상영역(SW10)의 사이에 형성되는 단차(LD10), 띠형상영역(SW10)과 띠형상영역(SW11)의 사이에 형성되는 단차(LD11), 띠형상영역(SW11)과 띠형상영역(SW12)의 사이에 형성되는 단차(LD12), 및, 띠형상영역(SW12)과 띠형상영역(SW21)의 사이에 형성되는 단차(LDb)를 포함한다.

도 9의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 띠형상영역(SW12)과 띠형상영역(SW21)의 사이에 형성되는 단차(LDb)의 크기가 제로로 되고, 또한, 나머지 4개의 단차(LD1 및 LD10~LD12)의 모두가 최소 또한 동일한 크기로 되도록, 4개의 띠형상영역(SW0 및 SW10~SW12)의 각각의 추정표면과 설계면의 차를 결정하고 있다.

그 후, 컨트롤러(30)는, 자율제어에 관한 목표를 변경한다. 자율제어에 관한 목표는, 예를 들면, 목표궤도이다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 4개의 띠형상영역(SW0 및 SW10~SW12)의 각각의 추정표면과 설계면의 차에 근거하여 목표궤도를 변경한다.

구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 띠형상영역(SW0)을 마무리할 때에는, 띠형상영역(SW1)의 표면과 띠형상영역(SW0)의 추정표면의 차인 단차(LD1)의 크기만큼 목표궤도가 설계면으로부터 낮아지도록 목표궤도를 변경한다. 그 후, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트의 소정 부위가 새롭게 설정된 목표궤도를 따라 이동하도록, 쇼벨(100)을 자율적으로 동작시킨다.

또, 컨트롤러(30)는, 띠형상영역(SW10)을 마무리할 때에는, 띠형상영역(SW0)의 추정표면과 띠형상영역(SW10)의 추정표면의 차인 단차(LD10)의 크기만큼 목표궤도가 더 설계면으로부터 낮아지도록 목표궤도를 변경한다. 띠형상영역(SW11) 및 띠형상영역(SW12)의 각각을 마무리할 때에 대해서도 동일하다.

다만, 컨트롤러(30)는, 띠형상영역(SW12)과 띠형상영역(SW21)의 사이에 형성되는 단차(LDb)의 크기가 제로로 되고, 또한, 나머지 4개의 단차(LD1 및 LD10~LD12)의 각각의 크기가 다르도록, 4개의 띠형상영역(SW0 및 SW10~SW12)의 각각의 추정표면과 설계면의 차를 결정해도 된다. 혹은, 컨트롤러(30)는, 5개의 단차 모두가 최소 또한 동일한 크기가 되도록, 4개의 띠형상영역(SW0 및 SW10~SW12)의 각각의 추정표면과 설계면의 차를 결정해도 된다.

이와 같이, 컨트롤러(30)는, 6개의 띠형상영역(SW1, SW0, SW10~SW12 및 SW21)의 각각의 표면의 위치가 모두 소정의 허용범위 내가 되도록, 또한, 6개의 띠형상영역에 관한 5개의 단차(LD1, LD10~LD12 및 LDb)의 각각의 크기가 모두 소정 값(TH3) 이하가 되도록, 목표궤도를 변경한다. 소정의 허용범위는, 예를 들면, 설계면±30mm이다.

연결부(LK)까지의 거리(DT)가 소정 거리(TH2) 이상이라고 판정한 경우(스텝 ST11의 NO), 혹은, 단차(LDb)의 크기(HTb)가 소정 값(TH3) 이하라고 판정한 경우(스텝 ST13의 NO), 컨트롤러(30)는, 자율제어에 관한 목표를 변경하지 않고, 금회의 제2 지원처리를 종료시킨다.

도 11은, 띠형상영역(SW0)을 완성시키기 위하여 법면버킷(6S)이 비탈끝(FS)에 위치되었을 때에 쇼벨(100)에 탑재되어 있는 표시장치(D1)의 표시부에 표시되는 제2 지원화면이다.

제2 지원화면은, 제1 지원화면과 동일하게, 단면표시영역(G1), 표면표시영역(G2), 및 메시지표시영역(G3)을 포함한다.

단면표시영역(G1)은, 법면의 단면을 표시하는 영역이다. 도 11에서는, 단면표시영역(G1)은, 도 9의 일점쇄선 LN2를 포함하는, 법면에 수직인 가상평면에 있어서의 법면의 단면을 표시하고 있다.

화상부분(GL1)은, 쇼벨(100)에 의하여 형성된 법면의 요철을 나타내는 실선 LS1의 일부이며, 단차(LD1)의 크기를 나타내고 있다.

화상부분(GL10~GL12)은, 이 후의 마무리작업에 의하여 형성되는 법면의 요철을 나타내는 점선 LS2의 일부이며, 단차(LD10~LD12)의 각각의 크기를 나타내고 있다.

화상부분(GLb)은, 쇼벨(100A)에 의하여 형성된 법면의 요철을 나타내는 실선 LS3의 일부이며, 이 후의 마무리작업에 의하여 형성되는 단차(LDb)의 크기를 나타내고 있다. 도 11의 예에서는, 화상부분(GLb)은, 단차(LDb)의 크기가 거의 제로로 되는 것, 즉, 띠형상영역(SW12)의 표면과 띠형상영역(SW21)의 표면이 거의 단차가 없는 면이 되는 것을 나타내고 있다.

굵은 실선 L0은, 설계면의 위치를 나타내고, 파선 L1은, 마무리면의 허용상한위치(예를 들면 설계면+30mm)를 나타내며, 파선 L2는, 마무리면의 허용하한위치(예를 들면 설계면-30mm)를 나타내고 있다.

쇼벨(100)의 조작자는, 단면표시영역(G1)을 봄으로써, 설계면과 띠형상영역(SW1)의 표면의 사이의 거리가 DS1인 것, 설계면과 띠형상영역(SW0)의 추정표면의 사이의 거리가 DS0인 것, 띠형상영역(SW1)의 표면과 띠형상영역(SW0)의 추정표면의 사이에 있는 단차(LD1)의 크기와, 띠형상영역(SW0)의 추정표면과 띠형상영역(SW10)의 추정표면의 사이에 있는 단차(LD10)의 크기와, 띠형상영역(SW10)의 추정표면과 띠형상영역(SW11)의 추정표면의 사이에 있는 단차(LD11)의 크기와, 띠형상영역(SW11)의 추정표면과 띠형상영역(SW12)의 추정표면의 사이에 있는 단차(LD12)의 크기가 거의 동일한 것, 및, 띠형상영역(SW12)의 추정표면과 띠형상영역(SW21)의 표면의 사이에 형성되는 단차(LDb)의 크기가 거의 제로인 것을 용이하게 파악할 수 있다.

다만, 도 11의 예에서는, DS0, DS1, DS10~DS12, HTb, 및 TH3을 나타내는 파선화살표는, 설명을 위한 것이며, 실제로는 표시되지 않는다. 단, 표시장치(D1)는, 이들 파선화살표 등의 보조적인 도형을 표시해도 된다.

화상부분(GS0)은, 금회의 마무리작업에 의하여 마무리되는 미완성의 띠형상영역(SW0)의 추정표면과 설계면의 차가 DS0이 되는 것을 제1색(도트패턴)으로 나타내고 있다.

화상부분(GS10)은, 다음 회의 마무리작업에 의하여 마무리되는 미완성의 띠형상영역(SW10)의 추정표면과 설계면의 차가, DS0보다 작은 DS10이 되는 것을 제3색(성긴 사선패턴)으로 나타내고 있다.

화상부분(GS11)은, 다다음 회(2회 후)의 마무리작업에 의하여 마무리되는 미완성의 띠형상영역(SW11)의 추정표면과 설계면의 차가, DS10보다 작은 DS11이 되는 것을 제4색(촘촘한 사선패턴)으로 나타내고 있다.

화상부분(GS12)은, 3회 후의 마무리작업에 의하여 마무리되는 미완성의 띠형상영역(SW12)의 추정표면과 설계면의 차가, DS11보다 작은 DS12가 되는 것을 제5색(크로스패턴)으로 나타내고 있다.

화상부분(GS21~GS23)은, 쇼벨(100A)에 의한 마무리작업에 의하여 마무리된 띠형상영역(SW21~SW23)의 각각의 표면과 설계면의 차가, 띠형상영역(SW12)과 동일한 DS12인 것을 제5색(크로스패턴)으로 나타내고 있다.

도 11의 예에서는, 쇼벨(100)에 의한 금회의 마무리작업에 의하여 형성되는 띠형상영역(SW0)에 대응하는 화상부분(GS0)은, 다른 띠형상영역에 대응하는 화상부분과의 구별을 위하여, 굵은선프레임(FR2)으로 둘러싸이고, 또한, 도형(GB)이 붙여져 있다. 도형(GB)은, 법면버킷(6S)을 나타내는 도형이며, 법면버킷(6S)의 현재위치를 나타내고 있다. 여기에서는, 다른 띠형상영역에 대응하는 화상부분은, 예를 들면, 쇼벨(100)에 의한 마무리가 완료되어 있는 띠형상영역(SW1)에 대응하는 화상부분(GS1), 쇼벨(100A)에 의한 마무리가 완료되어 있는 띠형상영역(SW21~SW23)에 대응하는 화상부분(GS21~GS23), 및, 쇼벨(100)에 의한 마무리작업이 개시되어 있지 않은 띠형상영역(SW10~SW12)에 대응하는 화상부분(GS10~GS12)을 포함한다.

또, 쇼벨(100)에 의한 마무리작업이 개시되어 있지 않은 띠형상영역(SW10~SW12)에 대응하는 화상부분(GS10~GS12)은, 다른 띠형상영역과의 구별을 위하여, 점선프레임(FR3)으로 둘러싸여 있다. 여기에서는, 다른 띠형상영역에 대응하는 화상부분은, 예를 들면, 쇼벨(100)에 의한 금회의 마무리작업에 의하여 형성되는 띠형상영역(SW0)에 대응하는 화상부분(GS0), 쇼벨(100)에 의한 마무리가 완료되어 있는 띠형상영역(SW1)에 대응하는 화상부분(GS1), 및, 쇼벨(100A)에 의한 마무리가 완료되어 있는 띠형상영역(SW21~SW23)에 대응하는 화상부분(GS21~GS23)을 포함한다.

쇼벨(100)의 조작자는, 표면표시영역(G2)을 봄으로써, 금회의 마무리작업을 포함하는 금후의 4회의 마무리작업으로 마무리되는 띠형상영역(SW0 및 SW10~SW12)의 각각의 추정표면의 높이를 용이하게 파악할 수 있다. 그리고, 쇼벨(100)의 조작자는, 단차(LD1, LD10~LD12 및 LDb)의 각각의 크기가 소정 값(TH3) 이하로 되는 것, 즉, 쇼벨(100)에 의하여 마무리된 법면과, 쇼벨(100A)에 의하여 마무리된 법면이 매끄럽게 연결되는 것을 확인할 수 있다.

메시지표시영역(G3)은, 컨트롤러(30)가 생성하는 메시지가 표시되는 영역이다. 도 11의 예에서는, 메시지표시영역(G3)에는, 연결부(LK)에 있어서의 단차(LDb)의 크기(HTb)가 소정 값(TH3)보다 커질 우려가 있다고 컨트롤러(30)가 판정했을 때에 컨트롤러(30)가 생성하는 메시지가 표시되어 있다.

쇼벨(100)의 조작자는, 메시지표시영역(G3)에 표시된 메시지를 봄으로써, 단차(LDb)의 크기(HTb)가 소정 값(TH3) 이하가 되도록, 법면버킷(6S)의 높이가 하방으로 자율적으로 조절되는 것을 인식할 수 있다. 구체적으로는, 금후의 4회의 마무리작업으로 법면버킷(6S)의 높이가 자율적 또한 단계적으로 하방으로 조절되는 것을 인식할 수 있다. 단, 컨트롤러(30)는, 법면버킷(6S)의 높이가 자율적으로 조절되는 것을 조작자에게 인식시키지 않고, 법면버킷(6S)의 높이를 자율적으로 조절해도 된다.

다음으로, 도 12a 및 도 12b를 참조하여, 머신컨트롤기능에 관한 상세한 구성의 일례에 대하여 설명한다. 도 12a 및 도 12b는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능에 관한 상세한 구성의 일례를 나타내는 기능블록도이다.

컨트롤러(30)는, 머신컨트롤기능에 관한 기능부로서, 조작내용취득부(3001)와, 목표시공면취득부(3002)와, 목표궤도설정부(3003)와, 현재위치산출부(3004)와, 목표위치산출부(3005)와, 궤적취득부(3006)와, 시공면취득부(3007)와, 추정표면취득부(3008)와, 비교부(3009)와, 목표위치보정부(3010)와, 동작지령생성부(3011)와, 파일럿지령생성부(3012)와, 자세각산출부(3013)를 포함한다. 이들 기능부는, 예를 들면, 스위치(NS)가 누름조작되고 있는 경우, 소정의 제어주기마다, 후술하는 동작을 반복하여 실행한다.

조작내용취득부(3001)는, 조작압센서(29LA)로부터 입력되는 검출신호에 근거하여, 좌조작레버(26L)에 있어서의 암(5)의 조작(즉, 전후방향의 기울임조작)에 관한 조작내용을 취득한다. 예를 들면, 조작내용취득부(3001)는, 조작내용으로서, 조작방향(암펼침조작인지, 암접음조작인지의 구별)과, 조작량을 취득(산출)한다.

목표시공면취득부(3002)는, 예를 들면, 내부메모리나 소정의 외부기억장치 등으로부터 목표시공면(설계면)에 관한 데이터를 취득한다.

목표궤도설정부(3003)는, 설계면에 관한 데이터에 근거하여, 어태치먼트의 작업부위를 설계면을 따라 이동시키기 위한 작업부위의 목표궤도에 관한 정보를 설정한다. 예를 들면, 목표궤도설정부(3003)는, 목표궤도에 관한 정보로서, 쇼벨(100)의 기체(상부선회체(3))를 기준으로 하는, 설계면의 전후방향으로의 경사각도를 설정해도 된다.

현재위치산출부(3004)는, 어태치먼트의 작업부위의 위치(현재위치)를 산출한다. 구체적으로는, 후술하는 자세각산출부(3013)에 의하여 산출되는 붐각도(β₁), 암각도(β₂), 및 버킷각도(β₃)에 근거하여, 어태치먼트의 작업부위의 위치를 산출해도 된다.

목표위치산출부(3005)는, 좌조작레버(26L)에 있어서의 암(5)의 조작에 관한 조작내용(조작방향 및 조작량)과, 설정된 목표궤도에 관한 정보와, 어태치먼트의 작업부위의 현재위치에 근거하여, 어태치먼트의 작업부위의 목표위치를 산출한다. 당해 목표위치는, 암(5)이 좌조작레버(26L)에 있어서의 암(5)의 조작방향 및 조작량에 따라 동작한다고 가정했을 때에, 금회의 제어주기 중에서 도달목표로 해야 할 설계면(환언하면, 목표궤도) 상의 위치이다. 목표위치산출부(3005)는, 예를 들면, 불휘발성의 내부메모리 등에 미리 저장되는 맵이나 연산식 등을 이용하여, 어태치먼트의 작업부위의 목표위치를 산출해도 된다.

궤적취득부(3006)는, 예를 들면, 내부메모리나 소정의 외부기억장치 등으로부터 과거의 어태치먼트의 작업부위의 궤적에 관한 데이터를 취득한다.

시공면취득부(3007)는, 궤적취득부(3006)가 취득한 과거의 어태치먼트의 작업부위의 궤적에 근거하여, 전회(1회 전)의 마무리작업에 의하여 이미 마무리된 영역인 띠형상영역(SW1)(도 6 참조.)의 표면에 관한 데이터를 취득한다.

추정표면취득부(3008)는, 현재위치산출부(3004)가 산출한 어태치먼트의 작업부위의 위치(현재위치)에 근거하여, 금회의 마무리작업에 의하여 마무리된 미완성의 영역인 띠형상영역(SW0)(도 6 참조.)의 추정표면에 관한 데이터를 취득한다.

비교부(3009)는, 띠형상영역(SW1)의 표면과 띠형상영역(SW0)의 추정표면의 사이의 단차(LD1)의 크기(HT1)와 소정 값(TH1)을 비교한다. 예를 들면, 비교부(3009)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 이미 형성된 띠형상영역(SW1)의 표면과 설계면의 차(DS1), 및, 아직 형성되어 있지 않은 띠형상영역(SW0)의 추정표면과 설계면의 차(DS0)에 근거하여, 띠형상영역(SW0)과 띠형상영역(SW1)의 사이의 단차(LD1)의 크기(HT1)를 도출한다. 그리고, 비교부(3009)는, 단차(LD1)의 크기(HT1)와 소정 값(TH1)을 비교한다.

목표위치보정부(3010)는, 단차(LD1)의 크기(HT1)가 소정 값(TH1)보다 크다고 비교부(3009)가 판정한 경우에, 목표위치산출부(3005)가 산출한 어태치먼트의 작업부위의 목표위치를 보정한다. 예를 들면, 목표위치보정부(3010)는, 띠형상영역(SW1)의 표면이 띠형상영역(SW0)의 추정표면보다 높은 경우이며, 또한, 단차(LD1)의 크기(HT1)가 소정 값(TH1)보다 값 DF만큼 큰 경우, 즉, HT1=TH1+DF인 경우, 목표위치가 설계면으로부터 적어도 값 DF만큼 높아지도록 목표위치를 보정한다. 단차(LD1)의 크기(HT1)가 소정 값(TH1) 이하가 되도록 하기 위함이다. 다만, 목표위치보정부(3010)는, 띠형상영역(SW1)의 표면과 띠형상영역(SW0)의 표면이 단차가 없는 면이 되도록, 목표위치를 보정해도 된다.

목표위치보정부(3010)는, 단차(LD1)의 크기(HT1)가 소정 값(TH1) 이하라고 비교부(3009)가 판정한 경우에는, 목표위치산출부(3005)가 산출한 어태치먼트의 작업부위의 목표위치를 그대로 동작지령생성부(3011)에 대하여 출력한다.

동작지령생성부(3011)는, 어태치먼트의 작업부위의 목표위치에 근거하여, 붐(4)의 동작에 관한 지령값(이하, “붐지령값”)(β_1r), 암(5)의 동작에 관한 지령값(이하, “암지령값”)(β_2r), 및 버킷(6)의 동작에 관한 지령값(“버킷지령값”)(β_3r)을 생성한다. 예를 들면, 붐지령값(β_1r), 암지령값(β_2r), 및 버킷지령값(β_3r)은, 각각, 어태치먼트의 작업부위가 목표위치를 실현할 수 있었을 때의 붐각도, 암각도, 및 버킷각도이다. 동작지령생성부(3011)는, 마스터지령값생성부(3011A)와, 슬레이브지령값생성부(3011B)를 포함한다.

다만, 붐지령값, 암지령값, 및 버킷지령값은, 어태치먼트의 작업부위가 목표위치를 실현하기 위하여 필요한 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)의 각속도나 각가속도여도 된다.

마스터지령값생성부(3011A)는, 어태치먼트(AT)를 구성하는 동작요소(붐(4), 암(5), 및 버킷(6)) 중, 좌조작레버(26L)의 전후방향의 조작입력에 대응하여 동작하는 동작요소(이하, “마스터요소”)의 동작에 관한 지령값(이하, “마스터지령값”)을 생성한다. 본 실시형태에서는, 마스터요소는, 암(5)이며, 마스터지령값생성부(3011A)는, 암지령값(β_2r)을 생성하여, 후술하는 암파일럿지령생성부(3012B)를 향하여 출력한다. 구체적으로는, 마스터지령값생성부(3011A)는, 좌조작레버(26L)의 조작내용(조작방향 및 조작량)에 대응하는 암지령값(β_2r)을 생성한다. 예를 들면, 마스터지령값생성부(3011A)는, 좌조작레버(26L)의 조작내용과, 암지령값(β_2r)의 관계를 규정하는 소정의 맵이나 변환식 등에 근거하여, 암지령값(β_2r)을 생성하여, 출력해도 된다.

다만, 마스터지령값생성부(3011A)에 의하여 출력되는 암지령값(β_2r)이 "0"인 경우, 암(5)은, 컨트롤러(30)의 제어에 관계없이, 조작장치(26)에 대한 조작자의 암(5)에 관한 조작에 따라 동작한다. 또, 마스터지령값생성부(3011A)는, 생략되어도 된다. 상술한 바와 같이, 좌조작레버(26L)의 전후조작의 내용에 대응하는 파일럿압은, 셔틀밸브(32AL, 32AR)를 개재하여, 암(5)을 구동하는 암실린더(8)에 대응하는 제어밸브(176L, 176R)의 파일럿포트에 작용하기 때문이다.

슬레이브지령값생성부(3011B)는, 어태치먼트(AT)를 구성하는 동작요소 중, 마스터요소(암(5))의 동작에 맞추어(동기하여), 어태치먼트의 작업부위가 설계면을 따라 이동하도록 동작하는, 슬레이브요소의 동작에 관한 지령값(이하, “슬레이브지령값”)을 생성한다. 본 실시형태에서는, 슬레이브요소는, 붐(4) 및 버킷(6)이며, 슬레이브지령값생성부(3011B)는, 붐지령값(β_1r) 및 버킷지령값(β_3r)을 생성하여, 각각, 후술하는 붐파일럿지령생성부(3012A) 및 버킷파일럿지령생성부(3012C)를 향하여 출력한다. 구체적으로는, 슬레이브지령값생성부(3011B)는, 암지령값(β_2r)에 대응하는 암(5)의 동작에 맞추어(동기하여), 붐(4) 및 버킷(6) 중 적어도 일방이 동작하고, 어태치먼트의 작업부위가 목표위치를 실현할 수 있도록(즉, 설계면을 따라 이동하도록), 붐지령값(β_1r) 및 버킷지령값(β_3r)을 생성한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)에 있어서의 암(5)에 관한 조작에 대응하는 암(5)의 동작에 맞추어(즉, 동기시켜), 어태치먼트(AT)의 붐(4) 및 버킷(6)을 동작시킴으로써, 어태치먼트의 작업부위를 설계면을 따라 이동시킬 수 있다. 즉, 암(5)(암실린더(8))은, 좌조작레버(26L)에 대한 조작입력에 대응하여 동작하고, 붐(4)(붐실린더(7)) 및 버킷(6)(버킷실린더(9))은, 버킷(6)의 치선 등의 어태치먼트(AT)의 선단부가 설계면을 따라 이동하도록, 암(5)(암실린더(8))의 동작에 맞추어, 그 동작이 제어된다.

파일럿지령생성부(3012)는, 붐지령값(β_1r), 암지령값(β_2r), 및 버킷지령값(β_3r)에 대응하는 붐각도, 암각도, 및 버킷각도를 실현하기 위한 제어밸브(174~176)에 작용시키는 파일럿압의 지령값(이하, “파일럿압지령값”)을 생성한다. 파일럿지령생성부(3012)는, 붐파일럿지령생성부(3012A)와, 암파일럿지령생성부(3012B)와, 버킷파일럿지령생성부(3012C)를 포함한다.

붐파일럿지령생성부(3012A)는, 붐지령값(β_1r)과, 후술하는 붐각도산출부(3013A)에 의한 현재의 붐각도의 산출값(측정값)의 사이의 편차에 근거하여, 붐(4)을 구동하는 붐실린더(7)에 대응하는 제어밸브(175L, 175R)에 작용시키는 파일럿압지령값을 생성한다. 그리고, 붐파일럿지령생성부(3012A)는, 생성한 파일럿압지령값에 대응하는 제어전류를 비례밸브(31BL, 31BR)에 출력한다. 이로써, 상술한 바와 같이, 비례밸브(31BL, 31BR)로부터 출력되는 파일럿압지령값에 대응하는 파일럿압이 셔틀밸브(32BL, 32BR)를 개재하여, 제어밸브(175L, 175R)의 대응하는 파일럿포트에 작용한다. 그리고, 제어밸브(175L, 175R)의 작용에 의하여, 붐실린더(7)가 동작하고, 붐지령값(β_1r)에 대응하는 붐각도를 실현하도록, 붐(4)이 동작한다.

암파일럿지령생성부(3012B)는, 암지령값(β_2r)과, 후술하는 암각도산출부(3013B)에 의한 현재의 암각도의 산출값(측정값)의 사이의 편차에 근거하여, 암(5)을 구동하는 암실린더(8)에 대응하는 제어밸브(176L, 176R)에 작용시키는 파일럿압지령값을 생성한다. 그리고, 암파일럿지령생성부(3012B)는, 생성한 파일럿압지령값에 대응하는 제어전류를 비례밸브(31AL, 31AR)에 출력한다. 이로써, 상술한 바와 같이, 비례밸브(31AL, 31AR)로부터 출력되는 파일럿압지령값에 대응하는 파일럿압이 셔틀밸브(32AL, 32AR)를 개재하여, 제어밸브(176L, 176R)의 대응하는 파일럿포트에 작용한다. 그리고, 제어밸브(176L, 176R)의 작용에 의하여, 암실린더(8)가 동작하고, 암지령값(β_2r)에 대응하는 암각도를 실현하도록, 암(5)이 동작한다.

버킷파일럿지령생성부(3012C)는, 버킷지령값(β_3r)과, 후술하는 버킷각도산출부(3013C)에 의한 현재의 버킷각도의 산출값(측정값)의 사이의 편차에 근거하여, 버킷(6)을 구동하는 버킷실린더(9)에 대응하는 제어밸브(174)에 작용시키는 파일럿압지령값을 생성한다. 그리고, 버킷파일럿지령생성부(3012C)는, 생성한 파일럿압지령값에 대응하는 제어전류를 비례밸브(31CL, 31CR)에 출력한다. 이로써, 상술한 바와 같이, 비례밸브(31CL, 31CR)로부터 출력되는 파일럿압지령값에 대응하는 파일럿압이 셔틀밸브(32CL, 32CR)를 개재하여, 제어밸브(174)의 대응하는 파일럿포트에 작용한다. 그리고, 제어밸브(174)의 작용에 의하여, 버킷실린더(9)가 동작하고, 버킷지령값(β_3r)에 대응하는 버킷각도를 실현하도록, 버킷(6)이 동작한다.

자세각산출부(3013)는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3)의 검출신호에 근거하여, (현재의) 붐각도(β₁), 암각도(β₂), 및 버킷각도(β₃)를 산출(측정)한다. 자세각산출부(3013)는, 붐각도산출부(3013A)와, 암각도산출부(3013B)와, 버킷각도산출부(3013C)를 포함한다.

붐각도산출부(3013A)는, 붐각도센서(S1)로부터 입력되는 검출신호에 근거하여, 붐각도(β₁)를 산출(측정)한다. 암각도산출부(3013B)는, 암각도센서(S2)로부터 입력되는 검출신호에 근거하여, 암각도(β₂)를 산출(측정)한다. 버킷각도산출부(3013C)는, 버킷각도센서(S3)로부터 입력되는 검출신호에 근거하여, 버킷각도(β₃)를 산출(측정)한다.

다음으로, 도 13을 참조하여, 머신컨트롤기능에 관한 상세한 구성의 다른 예에 대하여 설명한다. 도 13은, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능에 관한 상세한 구성의 다른 예를 나타내는 기능블록도이다. 본 예에 있어서, 도 12b에 상당하는 구성은 상술한 일례와 동일하기 때문에, 도 12b를 원용한다. 이하, 상술한 일례(도 12a)와 다른 부분을 중심으로 설명한다.

본 예에서는, 쇼벨(100)은, 통신장치(T1)를 포함하고, 컨트롤러(30)는, 통신장치(T1)에 의하여 소정의 외부장치로부터 수신되는 신호에 따라, 자율운전기능을 실현한다.

통신장치(T1)는, 쇼벨(100)과 쇼벨(100)의 외부의 사이의 통신을 제어한다. 통신장치(T1)는, 예를 들면, 소정의 외부장치로부터 쇼벨(100)의 자율운전기능의 개시를 나타내는 지령(이하, “개시지령”)을 수신한다.

컨트롤러(30)는, 머신컨트롤기능에 관한 기능부로서, 작업개시판정부(3001A)와, 동작내용판정부(3001B)와, 동작조건설정부(3001C)와, 동작개시판정부(3001D)와, 목표시공면취득부(3002)와, 목표궤도설정부(3003)와, 현재위치산출부(3004)와, 목표위치산출부(3005)와, 궤적취득부(3006)와, 시공면취득부(3007)와, 추정표면취득부(3008)와, 비교부(3009)와, 목표위치보정부(3010)와, 동작지령생성부(3011)와, 파일럿지령생성부(3012)와, 자세각산출부(3013)를 포함한다.

작업개시판정부(3001A)는, 쇼벨(100)의 소정의 작업의 개시를 판정한다. 소정의 작업은, 예를 들면, 굴삭작업 등이다. 작업개시판정부(3001A)는, 예를 들면, 통신장치(T1)를 통하여 외부장치로부터 개시지령이 입력되는 경우에, 개시지령에서 지정되는 작업의 개시를 판정한다. 또, 작업개시판정부(3001A)는, 통신장치(T1)를 통하여 외부장치로부터 개시지령이 입력된 경우, 주변감시기능에 의하여 쇼벨(100)의 주위의 감시범위 내에 감시대상의 물체가 존재하지 않는다고 판단될 때에, 개시지령에서 지정되는 작업의 개시를 판정해도 된다.

동작내용판정부(3001B)는, 작업개시판정부(3001A)에 의하여 작업의 개시가 판정된 경우에, 현재의 동작내용을 판정한다. 동작내용판정부(3001B)는, 예를 들면, 어태치먼트의 작업부위의 현재위치에 근거하여, 쇼벨(100)이 소정의 작업을 구성하는 복수의 동작에 대응하는 동작을 행하고 있는지 아닌지를 판정한다. 예를 들면, 소정의 작업을 구성하는 복수의 동작에는, 소정의 작업이 굴삭작업인 경우의 굴삭동작, 붐상승선회동작, 배토동작, 및 붐하강선회동작 등이 포함된다.

동작조건설정부(3001C)는, 자율운전기능에 의한 소정의 작업의 실시에 관한 동작조건을 설정한다. 동작조건에는, 예를 들면, 소정의 작업이 굴삭작업인 경우, 굴삭깊이, 굴삭길이 등에 관한 조건이 포함되어도 된다.

동작개시판정부(3001D)는, 작업개시판정부(3001A)에 의하여 개시의 판정이 된 소정의 작업을 구성하는 소정의 동작의 개시를 판정한다. 동작개시판정부(3001D)는, 예를 들면, 동작내용판정부(3001B)에 의하여, 붐하강선회동작이 종료하고, 또한, 어태치먼트의 작업부위(버킷(6)의 치선)가 굴삭개시위치에 도달하고 있다고 판정되는 경우, 굴삭동작을 개시시킬 수 있다고 판정해도 된다. 그리고, 동작개시판정부(3001D)는, 굴삭동작을 개시시키는 것이 가능하다고 판정하면, 소정의 작업의 준비에 따라 생성되는 자율운전기능에 대응하는 동작요소(액추에이터)의 조작지령을 목표위치산출부(3005)에 입력시킨다. 이로써, 목표위치산출부(3005)는, 자율운전기능에 대응하는 조작지령에 따라, 어태치먼트의 작업부위의 목표위치를 산출할 수 있다.

이와 같이, 본 예에서는, 컨트롤러(30)는, 자율운전기능에 근거하여, 쇼벨(100)에 소정의 동작(예를 들면, 굴삭동작)을 실행시킬 수 있다.

다음으로, 도 14를 참조하여, 전기식 조작레버를 포함하는 전기식 조작시스템에 대하여 설명한다. 전기식 조작레버를 포함하는 전기식 조작시스템이 채용된 경우, 컨트롤러(30)는, 상술한 바와 같은 유압식 조작레버를 포함하는 유압식 조작시스템이 채용되는 경우에 비하여, 자율제어기능을 용이하게 실행할 수 있다. 도 14는, 전기식 조작시스템의 구성예를 나타낸다. 구체적으로는, 도 14의 전기식 조작시스템은, 붐조작시스템의 일례이며, 주로 파일럿압작동형의 컨트롤밸브유닛(17)과, 전기식 조작레버로서의 붐조작레버(26A)와, 컨트롤러(30)와, 붐상승조작용 전자밸브(65)와, 붐하강조작용 전자밸브(66)로 구성되어 있다. 도 14의 전기식 조작시스템은, 암조작시스템 및 버킷조작시스템 등에도 동일하게 적용될 수 있다.

파일럿압작동형의 컨트롤밸브유닛(17)은, 붐실린더(7)에 관한 제어밸브(175)(도 4b 참조), 암실린더(8)에 관한 제어밸브(176)(도 4a 참조), 및 버킷실린더(9)에 관한 제어밸브(174)(도 4c 참조) 등을 포함한다. 전자밸브(65)는, 파일럿펌프(15)와 제어밸브(175)의 상승측파일럿포트를 연결하는 관로의 유로면적을 조절할 수 있도록 구성되어 있다. 전자밸브(66)는, 파일럿펌프(15)와 제어밸브(175)의 하강측파일럿포트를 연결하는 관로의 유로면적을 조절할 수 있도록 구성되어 있다.

수동조작이 행해지는 경우, 컨트롤러(30)는, 붐조작레버(26A)의 조작신호생성부가 출력하는 조작신호(전기신호)에 따라 붐상승조작신호(전기신호) 또는 붐하강조작신호(전기신호)를 생성한다. 붐조작레버(26A)의 조작신호생성부가 출력하는 조작신호는, 붐조작레버(26A)의 조작량 및 조작방향에 따라 변화하는 전기신호이다.

구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 붐조작레버(26A)가 붐상승방향으로 조작된 경우, 레버조작량에 따른 붐상승조작신호(전기신호)를 전자밸브(65)에 대하여 출력한다. 전자밸브(65)는, 붐상승조작신호(전기신호)에 따라 유로면적을 조절하고, 제어밸브(175)의 상승측파일럿포트에 작용하는, 붐상승조작신호(압력신호)로서의 파일럿압을 제어한다. 동일하게, 컨트롤러(30)는, 붐조작레버(26A)가 붐하강방향으로 조작된 경우, 레버조작량에 따른 붐하강조작신호(전기신호)를 전자밸브(66)에 대하여 출력한다. 전자밸브(66)는, 붐하강조작신호(전기신호)에 따라 유로면적을 조절하고, 제어밸브(175)의 하강측파일럿포트에 작용하는, 붐하강조작신호(압력신호)로서의 파일럿압을 제어한다.

자율제어를 실행하는 경우, 컨트롤러(30)는, 예를 들면 붐조작레버(26A)의 조작신호생성부가 출력하는 조작신호(전기신호)에 따르는 대신에, 보정조작신호(전기신호)에 따라 붐상승조작신호(전기신호) 또는 붐하강조작신호(전기신호)를 생성한다. 보정조작신호는, 컨트롤러(30)가 생성하는 전기신호여도 되고, 컨트롤러(30) 이외의 외부의 제어장치 등이 생성하는 전기신호여도 된다.

다음으로, 도 15를 참조하여, 시공시스템(SYS)에 대하여 설명한다. 도 15는, 시공시스템(SYS)의 일례를 나타내는 개략도이다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 시공시스템(SYS)은, 쇼벨(100)과, 지원장치(200)와, 관리장치(300)를 포함한다. 시공시스템(SYS)은, 1대 또는 복수 대의 쇼벨(100)에 의한 시공을 지원할 수 있도록 구성되어 있다.

쇼벨(100)이 취득하는 정보는, 시공시스템(SYS)을 통하여, 관리자 및 다른 쇼벨의 조작자 등과 공유되어도 된다. 시공시스템(SYS)을 구성하는 쇼벨(100), 지원장치(200), 및 관리장치(300)의 각각은, 1대여도 되고, 복수 대여도 된다. 본 예에서는, 시공시스템(SYS)은, 1대의 쇼벨(100)과, 1대의 지원장치(200)와, 1대의 관리장치(300)를 포함한다.

지원장치(200)는, 전형적으로는 휴대단말장치이며, 예를 들면, 시공현장에 있는 작업자 등이 휴대하는 랩톱형의 컴퓨터단말, 태블릿단말, 혹은 스마트폰 등이다. 지원장치(200)는, 쇼벨(100)의 조작자가 휴대하는 휴대단말이어도 된다. 지원장치(200)는, 고정단말장치여도 된다.

관리장치(300)는, 전형적으로는 고정단말장치이며, 예를 들면, 시공현장 외의 관리센터 등에 설치되는 서버컴퓨터(이른바 클라우드서버)이다. 또, 관리장치(300)는, 예를 들면, 시공현장에 설정되는 에지서버여도 된다. 또, 관리장치(300)는, 가반성(可搬性)의 단말장치(예를 들면, 랩톱형의 컴퓨터단말, 태블릿단말, 혹은 스마트폰 등의 휴대단말)여도 된다.

지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방은, 모니터와 원격조작용 조작장치를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 지원장치(200)를 이용하는 조작자 또는 관리장치(300)를 이용하는 관리자는, 원격조작용의 조작장치를 이용하면서, 쇼벨(100)을 조작해도 된다. 원격조작용의 조작장치는, 예를 들면, 근거리무선통신망, 휴대전화통신망, 또는 위성통신망 등의 무선통신망을 통하여, 쇼벨(100)에 탑재되어 있는 컨트롤러(30)에 통신 가능하게 접속된다.

또, 캐빈(10) 내에 설치된 표시장치(D1)에 표시되는 각종 정보(예를 들면, 쇼벨(100)의 주위의 모습을 나타내는 화상정보 또는 각종 설정화면 등)가, 지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방에 접속된 표시장치로 표시되어도 된다. 쇼벨(100)의 주위의 모습을 나타내는 화상정보는, 촬상장치(예를 들면 공간인식장치(70)로서의 카메라)가 촬상한 화상에 근거하여 생성되어도 된다. 이로써, 지원장치(200)를 이용하는 작업자, 혹은, 관리장치(300)를 이용하는 관리자 등은, 쇼벨(100)의 주위의 모습을 확인하면서, 쇼벨(100)의 원격조작을 행하거나, 쇼벨(100)에 관한 각종 설정을 행하거나 할 수 있다.

예를 들면, 시공시스템(SYS)에 있어서, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)는, 스위치(NS)가 눌렸을 때의 시각 및 장소, 쇼벨(100)을 자율적으로 동작시킬 때에 이용된 목표궤도, 및, 자율동작 시에 소정 부위가 실제로 따라간 궤적 등 중 적어도 하나에 관한 정보를 지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방에 송신해도 된다. 그때, 컨트롤러(30)는, 촬상장치의 촬상화상을 지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방에 송신해도 된다. 촬상화상은, 자율동작 중에 촬상된 복수의 화상이어도 된다. 또한, 컨트롤러(30)는, 자율동작 중에 있어서의 쇼벨(100)의 동작내용에 관한 데이터, 쇼벨(100)의 자세에 관한 데이터, 및 굴삭어태치먼트의 자세에 관한 데이터 등 중 적어도 하나에 관한 정보를 지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방에 송신해도 된다. 이로써, 지원장치(200)를 이용하는 작업자, 또는, 관리장치(300)를 이용하는 관리자는, 자율동작 중인 쇼벨(100)에 관한 정보를 입수할 수 있다.

이와 같이, 시공시스템(SYS)은, 쇼벨(100)의 조작자가 쇼벨(100)에 관한 정보를 관리자 및 다른 쇼벨의 조작자 등과 공유할 수 있도록 한다.

다만, 도 15에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)에 탑재되어 있는 통신장치는, 무선통신을 통하여, 원격조작실(RC)에 설치된 통신장치(T2)와의 사이에서 정보를 송수신하도록 구성되어 있어도 된다. 도 15에 나타내는 예에서는, 쇼벨(100)에 탑재되어 있는 통신장치와 통신장치(T2)는, 제5 세대 이동통신회선(5G회선), LTE회선, 또는 위성회선 등을 통하여 정보를 송수신하도록 구성되어 있다.

원격조작실(RC)에는, 원격컨트롤러(30R), 소리출력장치(A2), 실내촬상장치(C2), 표시장치(RD), 및 통신장치(T2) 등이 설치되어 있다. 또, 원격조작실(RC)에는, 쇼벨(100)을 원격조작하는 조작자(OP)가 앉는 운전석(DE)이 설치되어 있다.

원격컨트롤러(30R)는, 각종 연산을 실행하는 연산장치이다. 본 실시형태에서는, 원격컨트롤러(30R)는, 컨트롤러(30)와 동일하게, CPU 및 메모리를 포함하는 마이크로컴퓨터로 구성되어 있다. 그리고, 원격컨트롤러(30R)의 각종 기능은, CPU가 메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 실현된다.

소리출력장치(A2)는, 소리를 출력하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 소리출력장치(A2)는, 스피커이며, 쇼벨(100)에 장착되어 있는 집음(集音)장치(도시하지 않는다.)가 모은 소리를 재생하도록 구성되어 있다.

실내촬상장치(C2)는, 원격조작실(RC) 내를 촬상하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 실내촬상장치(C2)는, 원격조작실(RC)의 내부에 설치된 카메라이며, 운전석(DE)에 착좌(着座)하는 조작자(OP)를 촬상하도록 구성되어 있다.

통신장치(T2)는, 쇼벨(100)에 장착된 통신장치와의 무선통신을 제어하도록 구성되어 있다.

본 실시형태에서는, 운전석(DE)은, 통상의 쇼벨의 캐빈(10) 내에 설치되어 있는 운전석과 동일한 구조를 갖는다. 구체적으로는, 운전석(DE)의 좌측에는 좌콘솔박스가 배치되고, 운전석(DE)의 우측에는 우콘솔박스가 배치되어 있다. 그리고, 좌콘솔박스의 상면전단에는 좌조작레버가 배치되고, 우콘솔박스의 상면전단에는 우조작레버가 배치되어 있다. 또, 운전석(DE)의 전방에는, 주행레버 및 주행페달이 배치되어 있다. 또한, 우콘솔박스의 상면중앙부에는, 다이얼(75)이 배치되어 있다. 좌조작레버, 우조작레버, 주행레버, 및 주행페달의 각각은, 조작장치(26E)를 구성하고 있다.

다이얼(75)은, 엔진(11)의 회전수를 조정하기 위한 다이얼이며, 예를 들면 엔진회전수를 4단계로 전환할 수 있도록 구성되어 있다.

구체적으로는, 다이얼(75)은 SP모드, H모드, A모드, 및 아이들링모드의 4단계로 엔진회전수의 전환을 할 수 있도록 구성되어 있다. 다이얼(75)은, 엔진회전수의 설정에 관한 데이터를 컨트롤러(30)에 송신한다.

SP모드는, 조작자(OP)가 작업량을 우선시키고자 하는 경우에 선택되는 회전수모드이며, 가장 높은 엔진회전수를 이용한다. H모드는, 조작자(OP)가 작업량과 연비를 양립시키고자 하는 경우에 선택되는 회전수모드이며, 두 번째로 높은 엔진회전수를 이용한다. A모드는, 조작자(OP)가 연비를 우선시키면서 저소음으로 쇼벨(100)을 가동시키고자 하는 경우에 선택되는 회전수모드이며, 세 번째로 높은 엔진회전수를 이용한다. 아이들링모드는, 조작자(OP)가 엔진(11)을 아이들링상태로 하고자 하는 경우에 선택되는 회전수모드이며, 가장 낮은 엔진회전수를 이용한다. 그리고, 엔진(11)은, 다이얼(75)을 개재하여 선택된 회전수모드의 엔진회전수로 일정하게 회전수제어된다.

조작장치(26E)에는, 조작장치(26E)의 조작내용을 검출하기 위한 조작센서(29A)가 설치되어 있다. 조작센서(29A)는, 예를 들면, 조작레버의 경사각도를 검출하는 경사센서, 또는, 조작레버의 요동(搖動)축 둘레의 요동각도를 검출하는 각도센서 등이다. 조작센서(29A)는, 압력센서, 전류센서, 전압센서, 또는 거리센서 등의 다른 센서로 구성되어 있어도 된다. 조작센서(29A)는, 검출한 조작장치(26E)의 조작내용에 관한 정보를 원격컨트롤러(30R)에 대하여 출력한다. 원격컨트롤러(30R)는, 수신한 정보에 근거하여 조작신호를 생성하고, 생성한 조작신호를 쇼벨(100)을 향하여 송신한다. 조작센서(29A)는, 조작신호를 생성하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 조작센서(29A)는, 원격컨트롤러(30R)를 경유하지 않고, 조작신호를 통신장치(T2)에 출력해도 된다.

표시장치(RD)는, 쇼벨(100)의 주위의 상황에 관한 정보를 표시하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 표시장치(RD)는, 세로 3단, 가로 3열의 9개의 모니터로 구성되는 멀티디스플레이이며, 쇼벨(100)의 전방, 좌방, 및 우방의 공간의 모습을 표시할 수 있도록 구성되어 있다. 각 모니터는, 액정모니터 또는 유기EL모니터 등이다. 단, 표시장치(RD)는, 하나 또는 복수의 곡면모니터로 구성되어 있어도 되고, 프로젝터로 구성되어 있어도 된다. 또, 표시장치(RD)는, 쇼벨(100)의 전방, 좌방, 우방, 및 후방의 공간의 모습을 표시할 수 있도록 구성되어 있어도 된다.

표시장치(RD)는, 조작자(OP)가 착용 가능한 표시장치여도 된다. 예를 들면, 표시장치(RD)는, 헤드마운트디스플레이이며, 무선통신에 의하여, 원격컨트롤러(30R)와의 사이에서 정보를 송수신할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 헤드마운트디스플레이는, 원격컨트롤러(30R)에 유선접속되어 있어도 된다. 헤드마운트디스플레이는, 투과형 헤드마운트디스플레이여도 되고, 비투과형 헤드마운트디스플레이여도 된다. 헤드마운트디스플레이는, 편안(片眼)형 헤드마운트디스플레이여도 되고, 양안(兩眼)형 헤드마운트디스플레이여도 된다.

표시장치(RD)는, 원격조작실(RC)에 있는 조작자(OP)가 쇼벨(100)의 주위를 시인할 수 있도록 하는 화상을 표시하도록 구성되어 있다. 즉, 표시장치(RD)는, 조작자가 원격조작실(RC)에 있음에도 불구하고, 마치 쇼벨(100)의 캐빈(10) 내에 있는 것과 같이, 쇼벨(100)의 주위의 상황을 확인할 수 있도록, 화상을 표시한다.

다음으로, 도 16을 참조하여, 시공시스템(SYS)의 다른 구성예에 대하여 설명한다. 도 16에 나타내는 예에서는, 시공시스템(SYS)은, 쇼벨(100)에 의한 시공을 지원하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 시공시스템(SYS)은, 쇼벨(100)과 통신을 행하는 통신장치(CD) 및 제어장치(CTR)를 갖는다. 도 16에 나타내는 예에서는, 통신장치(CD) 및 제어장치(CTR)는, 쇼벨(100)의 외부에 설치되어 있다. 그리고, 제어장치(CTR)는, 쇼벨(100)에 의한 법면의 마무리작업이 행해질 때에, 이웃하는 2개의 마무리면의 사이에 형성되는 단차가 소정 값 이하가 되도록 쇼벨(100)의 조작자를 지원하도록 구성되어 있다. 예를 들면, 제어장치(CTR)는, 단차가 소정 값 이하가 되도록 유압실린더를 자율적으로 신축시키도록 구성되어 있어도 된다.

혹은, 제어장치(CTR)는, 설계면에 근거하여 설정되는 목표궤도를 따라 어태치먼트의 소정 부위를 움직여, 단차가 소정 값을 상회하는 경우, 목표궤도의 높이를 조절하도록 구성되어 있어도 된다. 혹은, 제어장치(CTR)는, 단차에 관한 정보를 표시하도록 구성되어 있어도 된다. 혹은, 제어장치(CTR)는, 단차가 소정 값을 상회하는 경우, 경보를 출력하도록 구성되어 있어도 된다.

혹은, 제어장치(CTR)는, 마무리가 완료되어 있지 않은 법면부분을 사이에 두고 양측에 배치되어 있는 마무리가 완료된 2개의 법면부분의 사이의 거리가 소정 값을 하회할 경우에, 일방의 법면부분에 있어서의 마무리면의 높이와, 타방의 법면부분에 있어서의 마무리면의 높이의 사이의 차를 산출하도록 구성되어 있어도 된다.

혹은, 제어장치(CTR)는, 이웃하는 2개의 마무리면의 사이에 형성되는 단차의 크기를 산출할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 제어장치(CTR)는, 그 단차가 소정 값 이하가 되도록 어태치먼트를 제어하도록 구성되어 있어도 된다.

상술한 바와 같이, 본원발명의 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 하부주행체(1)와, 하부주행체(1)에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체(3)와, 상부선회체(3)에 장착된 어태치먼트와, 어태치먼트를 움직이는 어태치먼트액추에이터를 구비하고 있다. 그리고, 쇼벨(100)은, 이웃하는 2개의 마무리면의 사이에 형성되는 단차가 소정 값 이하가 되도록 조작자를 지원하도록 구성되어 있다.

구체적으로는, 쇼벨(100)은, 예를 들면 도 8에 나타내는 바와 같이, 이웃하는 2개의 마무리면인 띠형상영역(SW1)의 표면과 띠형상영역(SW0)의 표면의 사이에 형성되는 단차(LD1)의 크기(HT1)가 소정 값(TH1) 이하가 되도록 굴삭어태치먼트(AT)를 자율적으로 동작시킴으로써, 조작자를 지원하도록 구성되어 있다.

이 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 이웃하는 2개의 띠형상영역의 사이에 있어서의 단차를 억제할 수 있다. 그 때문에, 쇼벨(100)은, 연속적인 마무리면을 실현할 수 있다. 또, 쇼벨(100)은, 비교적 큰 단차를 해소하기 위한 불필요한 작업이 필요해지는 빈도를 저감시킬 수 있어, 작업효율을 높일 수 있다.

법면에 있어서의 단차는, 설계상의 허용오차의 범위 내이더라도, 예를 들면 시멘트블록을 법면에 설치했을 때에 시멘트블록이 떠 버리는 등, 문제를 발생시킬 우려가 있다. 그러나, 쇼벨(100)은, 단차의 크기를 작게 할 수 있기 때문에, 단차에 관한 문제가 발생해 버리는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다.

또, 수동조작에 의한 마무리작업을 행한 결과, 이웃하는 2개의 띠형상영역의 사이에 비교적 큰 단차가 발생한 것을 알아챘다고 해도, 조작자는, 그 단차가 설계상의 허용오차의 범위 내이면, 마무리작업을 다시 하지 않고, 그 단차를 그대로 방치해 버리는 경우가 있다. 이 경우, 상술한 바와 같은 문제가 최종적으로 발생해 버릴 우려가 있다. 이에 대하여, 쇼벨(100)은, 단차가 소정 값(TH1)을 상회하지 않도록, 굴삭어태치먼트(AT)의 목표궤도를 자율적으로 변경하기 때문에, 상술한 바와 같은 문제가 최종적으로 발생해 버리는 것을 확실히 방지할 수 있다.

쇼벨(100)은, 바람직하게는, 어태치먼트를 지면에 접촉시킬 때마다 단차의 크기를 산출하도록 구성되어 있다. 이 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 이웃하는 2개의 띠형상영역의 사이에 있어서의 단차가 비교적 커져 버리는 것을 계속적으로 억제할 수 있다.

쇼벨(100)은, 바람직하게는, 설계면에 근거하여 설정되는 목표궤도를 따라 어태치먼트의 소정 부위를 움직여, 이웃하는 2개의 띠형상영역의 사이에 있어서의 단차가 소정 값을 상회하는 경우, 목표궤도의 높이를 조절하도록 구성되어 있다. 이 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 조작자에게 특별한 조작을 강요하지 않고, 이웃하는 2개의 띠형상영역의 사이에 있어서의 단차를 억제할 수 있다.

쇼벨(100)은, 이웃하는 2개의 마무리면의 사이에 형성되는 단차가 소정 값 이하가 되도록 조작자를 지원하는 처리의 일례로서, 이웃하는 2개의 띠형상영역의 사이에 있어서의 단차에 관한 정보를 표시하도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 쇼벨(100)은, 마무리작업이 행해지고 있을 때에, 도 8에 나타내는 것 같은 제1 지원화면, 또는, 도 11에 나타내는 것 같은 제2 지원화면을 표시장치(D1)의 표시부에 표시하도록 구성되어 있어도 된다. 이 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 자율제어에 의하여 실현되는 법면의 상태를 사전에 조작자에게 인식시킬 수 있다.

쇼벨(100)은, 마무리가 완료되어 있지 않은 법면부분을 사이에 두고 양측에 배치되어 있는 마무리가 완료된 2개의 법면부분의 사이의 거리가 소정 값을 하회한 경우에, 일방의 법면부분에 있어서의 마무리면의 높이와, 타방의 법면부분에 있어서의 마무리면의 높이의 사이의 차를 산출하도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 쇼벨(100)은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 마무리가 완료되어 있지 않은 법면부분(SN1)을 사이에 두고 양측에 배치되어 있는 마무리가 완료된 법면부분(SF1)과 법면부분(SF2)의 사이의 거리(DT)가 소정 거리(TH2)를 하회한 경우, 법면부분(SF1)에 있어서의 띠형상영역(SW1)의 높이와 법면부분(SF2)에 있어서의 띠형상영역(SW21)의 높이의 사이의 차인, 연결부(LK)에서 형성될 수 있는 단차(LDb)의 크기(HTb)를 산출하도록 구성되어 있어도 된다. 법면부분(SF1)과 법면부분(SF2)이 장래적으로 연결되었을 때에 연결부(LK)에서 형성될 수 있는 단차(LDb)를 작게 하기 위한 기능을 효과적으로 실행하기 위함이다.

쇼벨(100)은, 연속하는 3개 이상의 마무리면이 단계적으로 높아지도록 혹은 단계적으로 낮아지도록, 액추에이터를 자율적으로 동작시켜도 된다. 예를 들면, 쇼벨(100)은, 도 11에 나타내는 바와 같이, 띠형상영역(SW1, SW0, SW10, SW11, 및 SW12)의 각각의 표면과 설계면의 차가, DS1, DS0, DS10, DS11, 및 DS12의 순으로 단계적으로 작아지도록, 액추에이터를 자율적으로 동작시켜도 된다. 단차(LD1, LD10, LD11, LD12, 및 LDb) 중 하나가 돌출하여 커져 버리는 것을 방지하기 위함이다.

이웃하는 2개의 마무리면 중 적어도 하나는 미완성이어도 된다. 예를 들면, 쇼벨(100)은, 이웃하는 2개의 마무리면의 쌍방이 미완성인 시점에서, 그들 이웃하는 2개의 마무리면의 사이에 있어서의 단차의 크기를 추정하고, 그 추정한 크기에 다라 목표궤도의 높이를 조절하도록 구성되어 있어도 된다. 이 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 자율제어에 의하여 실현되는 법면의 상태를 유연하게 결정할 수 있다.

이웃하는 2개의 마무리면은, 예를 들면, 법면의 일부여도 되고, 포장체가 부설되는 기반의 표면의 일부여도 된다. 이 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 법면 또는 기반을 구성하는 복수의 띠형상영역의 각각의 사이에 있어서의 단차를 억제할 수 있다.

쇼벨(100)은, 이웃하는 2개의 띠형상영역의 사이에 있어서의 단차가 소정 값을 상회하는 경우, 경보를 출력해도 된다. 이 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 그 단차를 억제하기 위하여 목표궤도가 조절되는 것을 조작자에게 알릴 수 있다. 이 경우, 조작자는, 소정의 조작을 행함으로써, 목표궤도가 조절되는 것을 금지해도 된다.

쇼벨(100)은, 이웃하는 2개의 마무리면의 사이에 형성되는 단차가 소정 값 이하가 되도록, 어태치먼트액추에이터의 일례인 유압실린더를 자율적으로 신축시켜도 된다. 유압실린더는, 예를 들면, 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9)를 포함한다. 이 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 간이하고 또한 용이하게 단차의 크기를 저감시킬 수 있다.

쇼벨(100)은, 어태치먼트의 소정 부위와 목표궤도의 사이의 거리의 크기에 따른 소리를 출력하도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 쇼벨(100)은, 머신가이던스기능을 이용하여, 법면버킷(6S)의 배면과 목표궤도의 사이의 거리(연직거리 또는 최단거리)의 크기에 따른 단속음을 음성출력장치(D2)로부터 출력시켜도 된다. 법면버킷(6S)의 배면과 목표궤도의 사이의 거리의 크기를 쇼벨(100)의 조작자에게 청각적으로 인식시키기 위함이다. 구체적으로는, 쇼벨(100)은, 거리가 작아질수록 단속음의 출력간격을 짧게 함으로써, 법면버킷(6S)의 배면이 목표궤도에 가까워지고 있는 것을 조작자에게 알리도록 해도 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명했다. 그러나, 본 발명은, 상술한 실시형태에 제한되는 것은 아니다. 상술한 실시형태는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 다양한 변형 또는 치환 등이 적용될 수 있다. 또, 별개로 설명된 특징은, 기술적인 모순이 발생하지 않는 한, 조합이 가능하다.

예를 들면, 상술한 실시형태에서는, 마무리작업은, 설계면을 따라 비탈끝(FS)으로부터 비탈머리(TS)로 법면버킷(6S)을 이동시키는 작업으로 되어 있지만, 설계면을 따라 비탈머리(TS)로부터 비탈끝(FS)으로 법면버킷(6S)을 이동시키는 작업이어도 된다.

본원은, 2019년 3월 29에 출원한 일본 특허출원2019-066681호에 근거하는 우선권을 주장하는 것이며, 이 일본 특허출원의 전체내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.

1…하부주행체
1C…크롤러
1CL…좌크롤러
1CR…우크롤러
2…선회기구
2A…선회유압모터
2M…주행유압모터
2ML…좌주행유압모터
2MR…우주행유압모터
3…상부선회체
4…붐
5…암
6…버킷
7…붐실린더
8…암실린더
9…버킷실린더
10…캐빈
11…엔진
13…레귤레이터
14…메인펌프
15…파일럿펌프
17…컨트롤밸브유닛
18…스로틀
19…제어압센서
26…조작장치
26D…주행레버
26DL…좌주행레버
26DR…우주행레버
26L…좌조작레버
26R…우조작레버
28…토출압센서
29, 29DL, 29DR, 29LA, 29LB, 29RA, 29RB…조작압센서
30…컨트롤러
30A…위치산출부
30B…궤도취득부
30C…자율제어부
31, 31AL~31DL, 31AR~31DR…비례밸브
32, 32AL~32DL, 32AR~32DR…셔틀밸브
33, 33AL~33DL, 33AR~33DR…비례밸브
40…센터바이패스관로
42…패럴렐관로
70…공간인식장치
70F…전방센서
70B…후방센서
70L…좌방센서
70R…우방센서
71…방향검출장치
72…정보입력장치
73…측위장치
100, 100A…쇼벨
171~176…제어밸브
AT…굴삭어태치먼트
D1…표시장치
D2…음성출력장치
FS…비탈끝
G1…단면표시영역
G2…표면표시영역
G3…메시지표시영역
GB…도형
GL1~GL6, GL10~GL12, GS0~GS6, GS10~GS12, GS21~GS23…화상부분
LD…단차
LK…연결부
NS…스위치
S1…붐각도센서
S2…암각도센서
S3…버킷각도센서
S4…기체경사센서
S5…선회각속도센서
SW…띠형상영역
TS…비탈머리

Claims

하부주행체와,
상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와,
상기 상부선회체에 장착된 어태치먼트와,
상기 어태치먼트를 움직이는 어태치먼트액추에이터를 구비하고,
이웃하는 2개의 마무리면의 사이에 형성되는 단차가 소정 값 이하가 되도록 조작자를 지원하는, 쇼벨.
제1항에 있어서,
설계면에 근거하여 설정되는 목표궤도를 따라 상기 어태치먼트의 소정 부위를 움직여, 상기 단차가 소정 값을 상회하는 경우, 상기 목표궤도의 높이를 조절하는, 쇼벨.
제1항에 있어서,
상기 단차에 관한 정보를 표시하는, 쇼벨.
제1항에 있어서,
마무리가 완료되어 있지 않은 법면부분을 사이에 두고 양측에 배치되어 있는 마무리가 완료된 2개의 법면부분의 사이의 거리가 소정 값을 하회한 경우에, 일방의 법면부분에 있어서의 마무리면의 높이와, 타방의 법면부분에 있어서의 마무리면의 높이의 사이의 차를 산출하는, 쇼벨.
제1항에 있어서,
연속하는 3개 이상의 마무리면은, 단계적으로 높아지도록, 혹은, 단계적으로 낮아지도록 형성되는, 쇼벨.
제1항에 있어서,
상기 이웃하는 2개의 마무리면 중 적어도 하나는 미완성인, 쇼벨.
제1항에 있어서,
상기 이웃하는 2개의 마무리면은, 법면의 일부, 또는, 포장체가 부설되는 기반의 표면의 일부인, 쇼벨.
제1항에 있어서,
상기 단차가 소정 값을 상회하는 경우, 경보를 출력하는, 쇼벨.
제1항에 있어서,
상기 어태치먼트액추에이터는 유압실린더를 포함하고,
상기 단차가 소정 값 이하가 되도록 상기 유압실린더를 자율적으로 신축시키는, 쇼벨.
하부주행체와,
상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와,
상기 상부선회체에 장착된 어태치먼트와,
상기 어태치먼트를 움직이는 어태치먼트액추에이터를 구비하고,
이웃하는 2개의 마무리면의 사이에 형성되는 단차의 크기를 산출하는, 쇼벨.
제1항에 있어서,
상기 단차가 소정 값 이하가 되도록 상기 어태치먼트를 제어하는, 쇼벨.
제1항에 있어서,
상기 소정 값은, 허용오차보다 작은, 쇼벨.