WO2021176953A1 - 建設機械 - Google Patents

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WO2021176953A1
WO2021176953A1 PCT/JP2021/004495 JP2021004495W WO2021176953A1 WO 2021176953 A1 WO2021176953 A1 WO 2021176953A1 JP 2021004495 W JP2021004495 W JP 2021004495W WO 2021176953 A1 WO2021176953 A1 WO 2021176953A1
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angle
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耕平 岡崎
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ヤンマーパワーテクノロジー株式会社
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    • E02F9/262—Surveying the work-site to be treated with follow-up actions to control the work tool, e.g. controller

Definitions

  • the present invention relates to construction machinery.
  • Patent Document 1 discloses a machine control ON / OFF switch provided on the upper end surface of the front surface of the operation lever for operating the boom and the bucket.
  • Patent Document 1 when the operator feels an abnormality during the automatic leveling work and tries to change to the manual leveling work, the machine control ON / OFF switch must be turned off each time, and again. When returning to the automatic leveling work, the machine control ON / OFF switch must be turned on, and the work efficiency cannot be said to be good.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a construction machine capable of improving work efficiency of work by automatic control.
  • the construction machine according to the present invention is attached to a work machine, an automatic control device for automatically controlling the work machine according to design information, an operation lever for manually controlling the work machine, and the operation lever, and the automatic control is effective.
  • the manual control of the working machine is prioritized over the automatic control, including an automatic switch for selectively switching between and invalid.
  • the automatic control device automatically controls the work machine to perform the work
  • the manual control has priority over the automatic control, so that the work machine can be manually operated even during the automatic control. can.
  • the automatic control can be easily restored. As a result, the work efficiency of the work by automatic control can be improved.
  • FIG. 1 Left side view showing the excavator according to this embodiment Perspective view of soil removal device Perspective view around the driver's seat Front view of the grip of the lifting lever Right side view of the grip of the lifting lever Rear view of the grip of the lifting lever Diagram showing the hydraulic circuit of the excavator Block diagram showing the control system of the excavator Front view of the grip portion of the elevating lever according to another embodiment Front view of the grip portion of the elevating lever according to another embodiment
  • the excavator 1 rotatably supports the lower traveling body 2, the upper rotating body 3 provided so as to be able to rotate above the lower traveling body 2, and the upper rotating body 3 in the vertical direction.
  • the excavation work machine 5 is provided.
  • the excavation work machine 5 is supported by the upper swivel body 3 via a boom bracket 4 rotatably attached to the upper swivel body 3 in the horizontal direction.
  • the lower traveling body 2 is driven by receiving power from the engine 30 to drive or turn the excavator 1.
  • the lower traveling body 2 includes a pair of left and right crawlers 21 and 21 and a pair of left and right traveling motors 22 and 22 for driving them.
  • a soil discharging device 20 (an example of the working machine of the present invention) is mounted on the lower traveling body 2 so as to be able to move up and down.
  • FIG. 2 is a perspective view of the earth removal device 20 as viewed from the rear.
  • the soil removal device 20 includes a lift arm 23 that is rotatably attached to the lower traveling body 2 in the vertical direction, and a soil removal plate 24 that is swingably attached to the front end of the lift arm 23.
  • the soil removal plate 24 can swing with respect to the lift arm 23 in the yaw direction and the roll direction of the excavator 1.
  • the earth removal device 20 includes a lift cylinder 25 that rotates the lift arm 23 in the vertical direction and a pair of left and right angle cylinders 26 that swing the left and right ends of the earth removal plate 24 in the front-rear direction (the yaw direction of the excavator 1). , 26, and a tilt cylinder 27 that swings both left and right ends of the earth removal plate 24 in the vertical direction (roll direction of the excavator 1).
  • the lift arm 23 includes a pair of left and right lifting arms 231,232 extending in the front-rear direction, a front reinforcing bar 233 and a rear reinforcing bar 234 arranged in the left-right direction between the lifting arms 231,232.
  • First cylinder brackets 231a and 232a are provided on the outside of the middle portion of the elevating arms 231 and 232.
  • a second cylinder bracket 233a is provided on the rear side of the left and right center of the front reinforcing bar 233
  • a third cylinder bracket 233b is provided on the front side of the left and right center.
  • the rear ends of the elevating arms 231 and 232 are rotatably supported in the vertical direction with respect to the track frame (not shown) of the lower traveling body 2. Further, the rod side of the lift cylinder 25 is rotatably supported in the vertical direction with respect to the left and right center of the track frame of the lower traveling body 2, and the bottom side of the lift cylinder 25 is the second cylinder of the front reinforcing bar 233. It is rotatably supported in the vertical direction with respect to the bracket 233a. As a result, by expanding and contracting the lift cylinder 25, the lift arm 23 rotates in the vertical direction with respect to the lower traveling body 2. By raising and lowering the lift arm 23, the relative distance between the soil removal plate 24 and the ground can be adjusted.
  • a pair of left and right fourth cylinder brackets 24a, 24a are provided on the rear side of the soil removal plate 24.
  • the bottom side of the angle cylinders 26, 26 is rotatably supported in the left-right direction with respect to the fourth cylinder brackets 24a, 24a of the earth removal plate 24, and the rod side of the angle cylinders 26, 26 is the elevating arms 231,232. It is rotatably supported in the left-right direction with respect to the first cylinder brackets 231a and 232a of the above.
  • the bottom side of the tilt cylinder 27 is rotatably supported in the front-rear direction with respect to the fourth cylinder bracket 24a on the right side of the earth removal plate 24, and the rod side of the tilt cylinder 27 is the third cylinder of the front reinforcing bar 233. It is rotatably supported in the front-rear direction with respect to the bracket 233b.
  • both the left and right ends of the soil removal plate 24 swing in the vertical direction with respect to the lift arm 23.
  • the soil removal plate 24 is provided with an inclination sensor 27a (see FIG. 6) for detecting an inclination angle (tilt angle).
  • a GNSS antenna 28 that receives a signal from a positioning satellite for positioning is attached to the earth removal plate 24.
  • the GNSS antenna 28 is attached to the pole support portion 24b erected on the left rear side of the soil removal plate 24 via the pole 28a.
  • the excavator 1 of the present embodiment acquires the position information of the earth removal plate 24 by using the RTK-positioning method, and a reference station (not shown) is installed at the construction site.
  • the upper swivel body 3 is configured to be swivelable around an axis extending in the vertical direction at its central portion.
  • the upper swivel body 3 is provided with an engine 30, a counterweight 31, a cabin 32, a swivel motor 33, and the like.
  • the upper swing body 3 swivels via the swivel bearing by the driving force of the swivel motor 33 which is a hydraulic motor.
  • FIG. 3 is a perspective view of the driving unit as viewed from the rear.
  • the driver's seat surrounded by the cabin 32 is equipped with a driver's seat 321 for the operator to sit on.
  • a pair of work operation levers 322 and 322 are arranged on the left and right sides of the driver's seat 321 and a pair of travel operation levers 323 and 323 are arranged in front of the driver's seat 321.
  • the operator controls the engine 30, each hydraulic motor, each hydraulic actuator, etc. by sitting on the driver's seat 321 and operating the work operation levers 322, 322, the travel operation levers 323, 323, etc. Work etc. can be performed.
  • An elevating lever 324 (corresponding to the operating lever) is arranged outside the work operating lever 322 on the right side.
  • the lifting lever 324 is a lever for raising and lowering the soil discharging device 20, for example, the soil discharging device 20 is lowered when it is moved forward, and the soil discharging device 20 is raised when it is moved backward. Further, a plurality of switches 325 are arranged behind the elevating lever 324.
  • FIG. 4A is a front view of the grip portion 3240 of the elevating lever 324.
  • FIG. 4B is a right side view of the grip portion 3240 of the elevating lever 324.
  • FIG. 4C is a rear view of the grip portion 3240 of the elevating lever 324.
  • An automatic manual changeover switch 326 (corresponding to an automatic switch) is arranged on the back surface of the grip portion 3240 as viewed from the driver's seat 321, that is, on the back surface of the grip portion 3240.
  • the automatic manual changeover switch 326 is a switch that can selectively enable or disable automatic control by the machine control controller 102 described later, and can select whether to automatically operate or manually operate the earth removal device 20. ..
  • the elevating lever 324 includes an angle tilt operating means 327 (corresponding to the operating means) for manually controlling at least one of the angle operation or the tilt operation of the earth removal plate 24.
  • the angle tilt operating means 327 is arranged on the upper surface of the grip portion 3240, that is, on the upper front surface of the grip portion 3240 when viewed from the driver's seat 321.
  • the angle tilt operation means 327 includes an angle tilt function changeover switch 327a and an operation roller switch 328.
  • the angle tilt function changeover switch 327a and the operation roller switch 328 are arranged side by side.
  • the angle tilt function changeover switch 327a is a switch that can select whether to operate the angle cylinders 26 and 26 or the tilt cylinder 27 by the operation roller switch 328. For example, when the lower part of the angle tilt function changeover switch 327a is pressed, the angle function is selected and the angle cylinders 26 and 26 can be operated, and when the upper part of the angle tilt function changeover switch 327a is pressed, the tilt function is selected. The tilt cylinder 27 can be operated.
  • the operation roller switch 328 is a roller type switch capable of operating the angle cylinders 26, 26 or the tilt cylinder 27 selected by the angle tilt function changeover switch 327a.
  • the angle cylinders 26 and 26 are selected by the angle tilt function changeover switch 327a
  • the operation roller switch 328 is rotated forward, the right end of the soil removal plate 24 is rotated forward, and the operation roller switch 328 is moved.
  • the tilt cylinder 27 is selected by the angle tilt function changeover switch 327a
  • the operation roller switch 328 is rotated forward, the right end of the soil removal plate 24 rotates upward, and the operation roller switch 328 is moved.
  • the right end of the soil removal plate 24 rotates downward.
  • a push button type operation switch may be used as the operating means for operating the angle cylinders 26, 26 or the tilt cylinder 27, a push button type operation switch may be used.
  • the boom bracket 4 is attached to the front end of the upper swing body 3 via a stay 34.
  • the stay 34 is provided with a pivot pin 40 whose axis is directed in the vertical direction.
  • the boom bracket 4 is supported so as to be horizontally rotatable (that is, swingable to the left and right) about its pivot pin 40.
  • a swing cylinder (not shown) that expands and contracts in the front-rear direction is provided between the upper swing body 3 and the boom bracket 4.
  • the horizontal rotation of the boom bracket 4 operates according to the expansion and contraction of the swing cylinder.
  • the excavation work machine 5 is driven by receiving power from the engine 30, and excavates earth and sand according to the operation in the operation unit.
  • the excavation work machine 5 is supported by a boom bracket 4 so as to be rotatable up and down.
  • the boom bracket 4 is provided with a pivot pin 50 whose axis is directed in the horizontal direction.
  • the base end portion of the excavation work machine 5 (the base end portion of the boom 51 described later) is supported so as to be rotatable up and down around the pivot pin 50.
  • the excavator 5 rotates on a vertical plane orthogonal to the axis of its pivot pin 50. Further, the excavation work machine 5 can perform a swing operation in conjunction with the horizontal rotation of the boom bracket 4.
  • the excavation work machine 5 includes a boom 51, an arm 52, and a bucket 53, and by driving these independently, excavation work such as earth and sand is possible.
  • the boom 51 has a base end portion attached to the boom bracket 4 so as to be vertically rotatable, and is rotated by a boom cylinder 51a that can be expanded and contracted.
  • the arm 52 is rotated by an arm cylinder 52a whose base end portion is supported by the tip end portion of the boom 51 and which can be expanded and contracted.
  • the bucket 53 is rotated by a bucket cylinder 53a whose base end portion is supported by the tip end portion of the arm 52 and which can be expanded and contracted.
  • the boom cylinder 51a, the arm cylinder 52a, and the bucket cylinder 53a are composed of hydraulic cylinders.
  • the hydraulic circuit 6 included in the excavator 1 will be described with reference to FIG.
  • the hydraulic circuit 6 has a plurality of hydraulic actuators 60, a variable displacement pump 61, a fixed capacitance pump 62, and a pilot pump 63.
  • the plurality of hydraulic actuators 60 include a first traveling motor 22a, a second traveling motor 22b (either a left traveling motor 22 or a right traveling motor 22), a boom cylinder 51a, an arm cylinder 52a, a bucket cylinder 53a, and a lift cylinder 25. , An angle cylinder 26, a tilt cylinder 27, and a swivel motor 33.
  • variable displacement pump 61 and the fixed displacement pump 62 are driven by the engine 30 and discharge the hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator 60.
  • the variable displacement pump 61 drives the first traveling motor 22a, the second traveling motor 22b, the boom cylinder 51a, the arm cylinder 52a, and the bucket cylinder 53a by supplying hydraulic oil.
  • the fixed-capacity pump 62 drives the lift cylinder 25, the angle cylinder 26, the tilt cylinder 27, and the swivel motor 33 by supplying hydraulic oil.
  • Each of the plurality of hydraulic actuators 60 is provided with a corresponding direction switching valve.
  • the directional control valve is a pilot-type directional control valve capable of switching the direction and capacity of the hydraulic oil pumped from the variable displacement pump 61 and the fixed capacitance pump 62 to the hydraulic actuator 60.
  • the first traveling direction switching valve 64a corresponding to the first traveling motor 22a
  • the second traveling direction switching valve 64b corresponding to the second traveling motor 22b
  • the boom corresponding to the boom cylinder 51a.
  • Direction switching valve 64c arm direction switching valve 64d corresponding to arm cylinder 52a
  • bucket direction switching valve 64e corresponding to bucket cylinder 53a
  • lift direction switching valve 64f corresponding to lift cylinder 25, angle cylinder 26 and tilt cylinder.
  • An angle tilt direction switching valve 64g corresponding to 27 and a turning direction switching valve 64h corresponding to the swivel motor 33 are provided.
  • These directional control valves are collectively referred to as a control valve 64.
  • a pilot type selector valve 65 is provided between the pressure oil supply pipe of the angle cylinder 26 and the tilt cylinder 27 and the angle tilt direction switching valve 64 g. When the pilot pressure is input, the selector valve 65 can switch the oil passage so that the pressure oil supplied to the tilt cylinder 27 is supplied to the angle cylinder 26.
  • the pilot pump 63 mainly discharges pilot oil as a command input to the control valve 64. However, in FIG. 2, a part of the oil passage from the pilot pump 63 to the control valve 64 is omitted.
  • the pilot pump 63 is driven by the engine 30 and discharges pressure oil to generate pilot pressure in the oil passage.
  • the hydraulic circuit 6 includes a boom operation device 71, an arm operation device 72, a turning operation device 73, an elevating lever 324, an automatic manual changeover switch 326, an angle tilt function changeover switch 327a, and an operation roller switch 328.
  • the boom operation device 71, the arm operation device 72, and the turning operation device 73 are composed of a pair of work operation levers 322 and 322.
  • the hydraulic circuit 6 includes a pair of traveling operation levers 323, a bucket operation device, a swing operation device, and the like.
  • the boom operating device 71 has a boom remote control valve 71a for switching the direction and pressure of the pilot pressure oil supplied to the boom direction switching valve 64c.
  • the pressure oil discharged from the pilot pump 63 is supplied to the boom remote control valve 71a.
  • the boom remote control valve 71a generates a pilot pressure according to the operating direction and operating amount of the boom operating device 71.
  • the arm operation device 72 has an arm remote control valve 72a for switching the direction and pressure of the pilot pressure oil supplied to the arm direction switching valve 64d.
  • the pressure oil discharged from the pilot pump 63 is supplied to the remote control valve 72a for the arm.
  • the arm remote control valve 72a generates a pilot pressure according to the operation direction and the operation amount of the arm operation device 72.
  • the turning operation device 73 has a turning remote control valve 73a for switching the direction and pressure of the pilot pressure oil supplied to the turning direction switching valve 64h.
  • the pressure oil discharged from the pilot pump 63 is supplied to the turning remote control valve 73a.
  • the turning remote control valve 73a generates a pilot pressure according to the operating direction and operating amount of the turning operating device 73.
  • the lifting lever 324 has a lift remote control valve 324a for switching the direction and pressure of the pilot pressure oil supplied to the lift direction switching valve 64f.
  • the pressure oil discharged from the pilot pump 63 is supplied to the lift remote control valve 324a.
  • the lift remote control valve 324a generates a pilot pressure according to the operating direction and operating amount of the lifting lever 324.
  • the first machine control oil passage 324d is connected to the first oil passage 324b between the lift remote control valve 324a and the lift direction switching valve 64f via the first shuttle valve 324c. Pilot pressure oil is supplied from the pilot pump 63 to the first machine control oil passage 324d.
  • the first shuttle valve 324c is the pressure oil of the first oil passage 324b between the remote control valve 324a for lifting and the first shuttle valve 324c, and the first between the electromagnetic proportional valve 103 (described later) and the first shuttle valve 324c. Of the pressure oil in the machine control oil passage 324d, the pressure oil on the high pressure side is supplied to the lift direction switching valve 64f.
  • a second machine control oil passage 324g is connected to the second oil passage 324e between the lift remote control valve 324a and the lift direction switching valve 64f via the second shuttle valve 324f. Pilot pressure oil is supplied from the pilot pump 63 to the second machine control oil passage 324 g.
  • the second shuttle valve 324f is the pressure oil of the second oil passage 324e between the lift remote control valve 324a and the second shuttle valve 324f, and the second between the electromagnetic proportional valve 103 (described later) and the second shuttle valve 324f.
  • the pressure oil on the high pressure side is supplied to the lift direction switching valve 64f.
  • the operation roller switch 328 switches the direction and pressure of the pilot pressure oil supplied to the angle tilt direction switching valve 64 g.
  • the operating roller switch 328 generates a pilot pressure according to the direction of rotation and the amount of rotation.
  • electromagnetic proportional valves 328c and 328d are provided in the third oil passage 328a and the fourth oil passage 328b between the pilot pump 63 and the angle tilt direction switching valve 64g, respectively, and the electromagnetic proportional valves 328c, The pilot pressure of the 328d can be adjusted by a control command from the operation roller switch 328.
  • the third machine control oil passage 328f is connected to the third oil passage 328a via the third shuttle valve 328e. Pilot pressure oil is supplied from the pilot pump 63 to the third machine control oil passage 328f.
  • the third shuttle valve 328e is a pressure oil in the third oil passage 328a between the electromagnetic proportional valve 328c and the third shuttle valve 328e, and a third machine between the electromagnetic proportional valve 103 (described later) and the third shuttle valve 328e.
  • the pressure oil on the high pressure side is supplied to the angle tilt direction switching valve 64 g.
  • the fourth machine control oil passage 328h is connected to the fourth oil passage 328b via the fourth shuttle valve 328g. Pilot pressure oil is supplied from the pilot pump 63 to the fourth machine control oil passage 328h.
  • the fourth shuttle valve 328g is the pressure oil of the fourth oil passage 328b between the electromagnetic proportional valve 328d and the fourth shuttle valve 328g, and the fourth machine between the electromagnetic proportional valve 103 (described later) and the fourth shuttle valve 328g.
  • the pressure oil on the high pressure side is supplied to 64 g of the angle tilt direction switching valve.
  • Electromagnetic proportional valves 103 are provided in the first machine control oil passage 324d, the second machine control oil passage 324g, the third machine control oil passage 328f, and the fourth machine control oil passage 328h, respectively.
  • the electromagnetic proportional valve 103 can adjust the pilot pressure by a control command from the machine control controller 102, which will be described later.
  • the machine control controller 102 can control the drive of the lift cylinder 25, the angle cylinder 26, and the tilt cylinder 27 by operating the lift direction switching valve 64f and the angle tilt direction switching valve 64g.
  • the angle tilt function changeover switch 327a gives a control command to the solenoid valve 65b provided in the fifth oil passage 65a between the pilot pump 63 and the selector valve 65.
  • the solenoid valve 65b opens the fifth oil passage 65a by an opening signal from the angle tilt function changeover switch 327a.
  • the selector valve 65 receives the pilot pressure from the pilot pump 63 and opens the oil passage so that the pressure oil supplied from the angle tilt direction switching valve 64g to the tilt cylinder 27 is supplied to the angle cylinder 26. Switch.
  • a solenoid valve 104 as a prohibition device is provided in the oil passage between 64h and 64h. Further, the solenoid valve 104 is also provided in the oil passage between the bucket remote control valve (not shown) and the bucket direction switching valve 64e. The solenoid valve 104 cuts off the pilot pressure transmitted from each remote control valve by disconnecting the release signal from the integrated controller 100, which will be described later.
  • the boom direction switching valve 64c, the arm direction switching valve 64d, the bucket direction switching valve 64e, and the turning direction switching valve 64h are placed in the neutral position without inputting pilot pressure to any of the input ports. Since the oil is no longer supplied to the corresponding hydraulic actuator, the turning of the upper swivel body 3 and the excavation work machine 5 by operating the boom operating device 71, the arm operating device 72, the bucket operating device, and the swivel operating device 73. Operation is prohibited.
  • the excavator 1 includes an integrated controller 100 as a control device.
  • the integrated controller 100 outputs a control instruction to the engine 30 and the hydraulic pump described above as a main control unit that controls the drive of the excavator 1.
  • the excavator 1 includes a machine control controller 102 (corresponding to an automatic control device) for automatically controlling the soil removal device 20 including the soil removal plate 24, the lift cylinder 25, the angle cylinder 26, and the tilt cylinder 27.
  • a machine control controller 102 corresponding to an automatic control device for automatically controlling the soil removal device 20 including the soil removal plate 24, the lift cylinder 25, the angle cylinder 26, and the tilt cylinder 27.
  • the machine control controller 102 is connected to an automatic manual changeover switch 326 that selectively enables or disables automatic control by the machine control controller 102.
  • the soil removal device 20 can be automatically controlled by selecting an automatic operation with the automatic manual changeover switch 326.
  • the machine control controller 102 automatically controls the earth removal device 20 according to the design information. Specifically, the machine control controller 102 is based on the difference between the target position information of the soil removal plate 24 obtained from the design surface data (an example of design information) of the construction plan and the current position information of the soil removal plate 24. Controls the soil removal device 20.
  • the design surface data is electronic data in which the height of the finished surface at each horizontal coordinate position of the construction planned construction section is three-dimensionalized, and is input to the machine control controller 102 in advance.
  • the design surface data is stored in the design surface data storage device 102a.
  • the target position of the earth removal plate 24 can be set based on the design surface data.
  • the current position information of the soil removal plate 24 is acquired by the tilt sensor 27a and the GNSS antenna 28. Specifically, by combining the coordinate information of the soil removal plate 24 acquired by the GNSS antenna 28 and the inclination angle information of the soil removal plate 24 detected by the inclination sensor 27a, the position and orientation of the soil removal plate 24 The current position information including is can be acquired.
  • the machine control controller 102 stores information regarding the width of the soil removal plate 24, the mounting position of the GNSS antenna 28 with respect to the soil removal plate 24, and the like in advance, and can accurately calculate the current position information of the soil removal plate 24.
  • the machine control controller 102 includes a blade control command calculation unit 102b.
  • the blade control command calculation unit 102b reads the target position information of the soil removal plate 24 from the design surface data stored in the design surface data storage device 102a, and compares the target position information with the current position information of the soil removal plate 24. , The control command value to be sent to each electromagnetic proportional valve 103 is calculated so that the soil discharge plate 24 is at the target position.
  • the electromagnetic proportional valve 103 adjusts the pilot pressure input to the lift direction switching valve 64f and the angle tilt direction switching valve 64g by a control command from the machine control controller 102, thereby adjusting the lift cylinder 25, the angle cylinder 26, and the angle cylinder 26.
  • the drive of the tilt cylinder 27 is automatically controlled.
  • the machine control controller 102 gives a control command to the solenoid valve 65d provided in the sixth oil passage 65c between the pilot pump 63 and the selector valve 65.
  • the solenoid valve 65d opens the sixth oil passage 65c by an opening signal from the machine control controller 102.
  • the selector valve 65 receives the pilot pressure from the pilot pump 63 and opens the oil passage so that the pressure oil supplied from the angle tilt direction switching valve 64g to the tilt cylinder 27 is supplied to the angle cylinder 26. Switch.
  • the machine control controller 102 can select to drive the tilt cylinder 27 or the angle cylinder 26.
  • the angle cylinder 26 is not normally controlled. Therefore, when performing automatic control by the machine control controller 102, the tilt function is selected by the angle tilt function changeover switch 327a.
  • the pilot pressure for automatic control output from the electromagnetic proportional valve 103 by the control command from the machine control controller 102 is the pilot pressure for manual operation output from the remote control valve 324a for lifting by operating the elevating lever 324, and the pilot pressure for manual operation.
  • the electromagnetic proportional valve 103 and the electromagnetic proportional valves 328c and 328d are set so as to be lower than the pilot pressure for manual operation output from the electromagnetic proportional valves 328c and 328d by operating the operation roller switch 328.
  • the shuttle valves (1st shuttle valve 324c, 2nd shuttle valve 324f, 3rd shuttle valve 328e, 4th shuttle valve 328g) are used for manual operation on the high pressure side.
  • Pilot pressure is selected. That is, since the operation signal from the elevating lever 324 and the operation roller switch 328 is prioritized over the automatic control signal from the machine control controller 102, the soil removal device 20 can be manually operated even during automatic control. .. On the other hand, if the manual operation is stopped, the automatic control can be easily restored.
  • the excavator 1 (an example of a construction machine) of the present embodiment has a soil removal device 20 (an example of a work machine) and a machine control controller 102 (automatic control device) that automatically controls the soil removal device 20 according to design information.
  • a soil removal device 20 an example of a work machine
  • a machine control controller 102 automated control device
  • an elevating lever 324 an example of an operation lever
  • an automatic manual changeover switch 326 (automatic) that is attached to the elevating lever 324 and selectively enables or disables automatic control.
  • the manual control of the earth removal device 20 takes precedence over the automatic control.
  • the machine control controller 102 automatically controls the soil removal device 20 to perform the work
  • the manual control has priority over the automatic control, so that the soil removal device 20 can be operated even during the automatic control. It can be operated manually.
  • the automatic control can be easily restored. As a result, the work efficiency of the work by automatic control can be improved.
  • the angle tilt operating means 327 in which the lifting lever 324 manually controls at least one of the angle operation or the tilt operation of the earth removal plate 24 provided at the front end of the earth removal device 20. It may be configured to have.
  • the angle tilt operating means 327 may be arranged on the upper surface of the grip portion 3240 of the elevating lever 324 when viewed from the driver's seat 321.
  • the angle tilt operation means 327 can be operated with the thumb even while holding the grip portion 3240. Therefore, the work by automatic control can be smoothly shifted to the work by manual control, and the manual operation can be stopped. If this is the case, it is possible to return to the work by the automatic control again, so that the work efficiency of the work by the automatic control can be improved.
  • the automatic manual changeover switch 326 may be arranged on the back surface of the grip portion 3240 of the elevating lever 324 when viewed from the driver's seat 321.
  • the automatic manual changeover switch 326 can be operated with the index finger even while holding the grip portion 3240, it is possible to easily switch between enabling and disabling the automatic control by the machine control controller 102.
  • the angle tilt operation means 327 includes an angle tilt function changeover switch 327a capable of selecting the operation of either the angle cylinders 26 or 26 or the tilt cylinder 27, and an angle tilt function changeover switch 327a. It may be configured to include an operation roller switch 328 for operating the angle cylinders 26, 26 or the tilt cylinder 27 selected by.
  • the number of switches arranged on the grip portion 3240 of the elevating lever 324 can be reduced, which leads to improvement in operability.
  • the excavator 1 includes an electromagnetic valve 104 that prohibits the rotation of the upper swing body 3 and the operation of the excavation work machine 5, and a prohibition switch 104a that switches between enabling and disabling the prohibition function of the electromagnetic valve 104 is a grip portion 3240. It may be arranged on the upper surface. In the example shown in FIG. 7, the prohibition switch 104a is provided above the angle tilt operating means 327.
  • the integrated controller 7 controls the boom cylinder 51a, the arm cylinder 52a, the bucket cylinder 53a, and the swivel motor 33.
  • the current flowing through the electromagnetic valve 104 installed between the input port of the pilot pressure and each remote control valve is cut off, the pilot pressure transmitted from each remote control valve is cut off, and the upper swing body 3 is swiveled and excavated. The operation of the work machine 5 is prohibited.
  • the excavation work machine 5 may come into contact with the GNSS antenna 28 and be damaged, or the GNSS antenna 28, the tilt sensor 27a and the upper swivel body 3 may be connected. It is possible to prevent the cable from being cut. Further, since the prohibition switch 104a is arranged on the upper surface of the grip portion 3240, the prohibition switch 104a can be smoothly operated when changing the turning position or the work machine position during the automatic leveling work, and the automatic leveling can be performed automatically. It is possible to prevent forgetting to turn on the prohibition switch 104a when restarting the work.
  • the prohibition switch 104a may be a push button switch or a seesaw type switch. Further, the prohibition switch 104a does not necessarily have to be arranged on the grip portion 3240 of the elevating lever 324, and may be assigned to one of a plurality of switches 325 behind the elevating lever 324.
  • the automatic control by the machine control controller 102 may be disabled. According to this configuration, when the operator detects an abnormality during the work by the automatic control, the automatic control is stopped by operating the elevating lever 324 and the angle tilt operating means 327, so that it is possible to prevent excessive digging of the ground. Can be done. In particular, it is preferable to stop the automatic control when the lift operation of the soil removal device 20 by the lifting lever 324 is detected.
  • the lift operation by the lifting lever 324 can be detected by a pressure switch or the like.
  • the angle tilt operation means 327 is composed of the angle tilt function changeover switch 327a and the operation roller switch 328, but the present invention is not limited thereto.
  • a roller switch may be separately arranged instead of the angle tilt function changeover switch 327a, and one roller switch may be assigned to the angle operation and the other roller switch may be assigned to the tilt operation.
  • the angle tilt operating means 327 may be composed of a pair of angle switches 327b and 327b and a pair of tilt switches 327c and 327c as shown in FIG.
  • the oil passage is switched by the selector valve 65 in order to operate the angle cylinder 26 and the tilt cylinder 27, but a direction switching valve corresponding to the angle cylinder 26 and the tilt cylinder 27 is provided respectively. May be good.
  • the excavator 1 may be provided with an omnidirectional prism instead of the GNSS antenna 28.
  • the omnidirectional prism is automatically tracked by a total station installed separately at the construction site.
  • the total station can measure the distance and angle to the omnidirectional prism and acquire the coordinate information of the earth removal plate 24 from the measured data.
  • the coordinate information of the earth removal plate 24 is wirelessly transferred from the total station to the blade control command calculation unit 102b.
  • Other configurations are the same as those in the above-described embodiment.

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Abstract

建設機械は、作業機と、前記作業機を設計情報に従い自動制御する自動制御装置と、前記作業機を手動制御する操作レバーと、前記操作レバーに装着され、前記自動制御の有効と無効を択一的に切り替える自動スイッチとを備え、前記作業機の手動制御は、前記自動制御に優先される。

Description

建設機械
　本発明は、建設機械に関する。
　下記特許文献１には、ブーム及びバケットを操作するための操作レバーの前面の上端面に設けられたマシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチが開示されている。
　特許文献１では、オペレータが自動敷き均し作業中に異変を感じて手動による敷き均し作業に変更しようとする場合、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチをその都度ＯＦＦとしなければならず、また、再び自動敷き均し作業に復帰する場合、マシンコントロールＯＮ／ＯＦＦスイッチをＯＮとしなければならず、作業効率がよいとは言えない。
国際公開第２０１８／１７９５７７号
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動制御による作業の作業効率を向上できる建設機械を提供することにある。
　本発明に係る建設機械は、作業機と、前記作業機を設計情報に従い自動制御する自動制御装置と、前記作業機を手動制御する操作レバーと、前記操作レバーに装着され、前記自動制御の有効と無効を択一的に切り替える自動スイッチとを備え、前記作業機の手動制御は、前記自動制御に優先される。
　この構成によれば、自動制御装置により作業機を自動制御して作業を実施する際、手動制御が自動制御よりも優先されるため、自動制御中であっても作業機を手動操作することができる。一方、手動操作を停止すれば、容易に自動制御に復帰することができる。その結果、自動制御による作業の作業効率を向上できる。
本実施形態に係るショベルを示す左側面図 排土装置の斜視図 運転席周りの斜視図 昇降レバーの把持部の正面図 昇降レバーの把持部の右側面図 昇降レバーの把持部の背面図 ショベルが備える油圧回路を示す図 ショベルが備える制御系を示すブロック図 他の実施形態に係る昇降レバーの把持部の正面図 他の実施形態に係る昇降レバーの把持部の正面図
　本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
　［ショベルの概要］
　まず、図１を参照しながら、建設機械の一例としてのショベル１の概略構造について説明する。図１に示すように、ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２の上方で旋回可能に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３に対し上下方向に回動可能に支持された掘削作業機５とを備える。掘削作業機５は、上部旋回体３に対し水平方向に回動可能に取り付けられたブームブラケット４を介して上部旋回体３に支持される。
　下部走行体２は、エンジン３０からの動力を受けて駆動し、ショベル１を走行させたり旋回させたりする。下部走行体２は、左右一対のクローラ２１，２１と、それらを駆動させる左右一対の走行モータ２２，２２とを備える。また、下部走行体２には、排土装置２０（本発明の作業機の一例）が昇降自在に装着されている。
　図２は、排土装置２０を後方から見た斜視図である。排土装置２０は、下部走行体２に対し上下方向に回動可能に取り付けられるリフトアーム２３と、リフトアーム２３の前端に揺動可能に取り付けられる排土板２４とを備える。排土板２４は、リフトアーム２３に対し、ショベル１のヨー方向及びロール方向に揺動可能となっている。また、排土装置２０は、リフトアーム２３を上下方向に回動させるリフトシリンダ２５と、排土板２４の左右両端を前後方向（ショベル１のヨー方向）に揺動させる左右一対のアングルシリンダ２６，２６と、排土板２４の左右両端を上下方向（ショベル１のロール方向）に揺動させるチルトシリンダ２７と、を有する。
　リフトアーム２３は、前後方向に延びる左右一対の昇降アーム２３１，２３２と、昇降アーム２３１，２３２の間に左右方向に配置される前部補強バー２３３、後部補強バー２３４とを備える。昇降アーム２３１，２３２の中途部の外側には、第１シリンダブラケット２３１ａ，２３２ａが設けられている。また、前部補強バー２３３の左右中央の後側には、第２シリンダブラケット２３３ａが設けられ、左右中央の前側には、第３シリンダブラケット２３３ｂが設けられている。
　昇降アーム２３１，２３２の後端は、下部走行体２のトラックフレーム（図示していない）に対して上下方向に回動可能に支持されている。また、リフトシリンダ２５のロッド側は、下部走行体２のトラックフレームの左右中央に対して上下方向に回動可能に支持され、リフトシリンダ２５のボトム側は、前部補強バー２３３の第２シリンダブラケット２３３ａに対して上下方向に回動可能に支持されている。これにより、リフトシリンダ２５を伸縮させることで、リフトアーム２３は、下部走行体２に対し上下方向に回動する。リフトアーム２３を昇降操作することで、排土板２４と地面との相対距離を調整することができる。
　排土板２４の後側には、左右一対の第４シリンダブラケット２４ａ，２４ａが設けられている。アングルシリンダ２６，２６のボトム側は、排土板２４の第４シリンダブラケット２４ａ，２４ａに対して左右方向に回動可能に支持され、アングルシリンダ２６，２６のロッド側は、昇降アーム２３１，２３２の第１シリンダブラケット２３１ａ，２３２ａに対して左右方向に回動可能に支持されている。これにより、一対のアングルシリンダ２６，２６を伸縮させることで、排土板２４の左右両端は、リフトアーム２３に対し前後方向に揺動する。排土板２４の左右両端を前後方向に揺動させることで、排土板２４の前後方向に対する傾斜角を調整することができる。
　チルトシリンダ２７のボトム側は、排土板２４の右側の第４シリンダブラケット２４ａに対して前後方向に回動可能に支持され、チルトシリンダ２７のロッド側は、前部補強バー２３３の第３シリンダブラケット２３３ｂに対して前後方向に回動可能に支持されている。これにより、チルトシリンダ２７を伸縮させることで、排土板２４の左右両端は、リフトアーム２３に対し上下方向に揺動する。排土板２４の左右両端を上下方向に揺動させることで、排土板２４の左下端又は右下端と地面との間隔を調整することができる。排土板２４には、傾斜角（チルト角）を検出する傾斜センサ２７ａ（図６参照）が設けられている。
　排土板２４には、測位衛星からの信号を受信して測位するＧＮＳＳアンテナ２８が取り付けられている。ＧＮＳＳアンテナ２８は、排土板２４の左後側に立設されたポール支持部２４ｂにポール２８ａを介して取り付けられる。なお、本実施形態のショベル１は、ＲＴＫ－測位方式を用いて排土板２４の位置情報を取得しており、施工現場には不図示の基準局が設置される。
　上部旋回体３は、その中央部で上下方向に延びる軸線回りに旋回動作可能に構成されている。上部旋回体３には、エンジン３０、カウンターウェイト３１、キャビン３２、旋回モータ３３などが配設されている。油圧モータである旋回モータ３３の駆動力で上部旋回体３が旋回ベアリングを介して旋回する。
　図３は、運転部を後方から見た斜視図である。キャビン３２で囲まれた運転部には、オペレータが着座するための運転席３２１が装備されている。運転席３２１の左右に一対の作業操作レバー３２２，３２２、前方に一対の走行操作レバー３２３，３２３が配置されている。オペレータは、運転席３２１に着座して作業操作レバー３２２，３２２、走行操作レバー３２３，３２３等を操作することによって、エンジン３０、各油圧モータ、各油圧アクチュエータ等の制御を行い、走行、旋回、作業等を行うことができる。
　右側の作業操作レバー３２２の外側には、昇降レバー３２４（操作レバーに相当する）が配置されている。昇降レバー３２４は、排土装置２０の昇降操作を行うためのレバーであり、例えば前方に動かされると排土装置２０は下降し、後方に動かされると排土装置２０は上昇する。また、昇降レバー３２４の後方には、複数のスイッチ３２５が配置されている。
　図４Ａは、昇降レバー３２４の把持部３２４０の正面図である。図４Ｂは、昇降レバー３２４の把持部３２４０の右側面図である。図４Ｃは、昇降レバー３２４の把持部３２４０の背面図である。運転席３２１から見て把持部３２４０の裏面、すなわち把持部３２４０の背面には、自動手動切替スイッチ３２６（自動スイッチに相当する）が配置されている。自動手動切替スイッチ３２６は、後述するマシンコントロールコントローラ１０２による自動制御の有効と無効を択一的に切り替えることのできるスイッチであり、排土装置２０を自動操作するか又は手動操作するかを選択できる。
　昇降レバー３２４は、排土板２４のアングル動作又はチルト動作の少なくとも１つの動作を手動制御するためのアングルチルト操作手段３２７（操作手段に相当する）を備える。アングルチルト操作手段３２７は、運転席３２１から見て把持部３２４０の上部表面、すなわち把持部３２４０の正面上部に配置されている。アングルチルト操作手段３２７は、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａと、操作用ローラスイッチ３２８とを備えている。アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａと操作用ローラスイッチ３２８は、左右に並べて配置されている。
　アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａは、操作用ローラスイッチ３２８によってアングルシリンダ２６，２６を操作するか又はチルトシリンダ２７を操作するかを選択できるスイッチである。例えば、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａの下部が押下されるとアングル機能が選択され、アングルシリンダ２６，２６を操作可能となり、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａの上部が押下されるとチルト機能が選択され、チルトシリンダ２７を操作可能となる。
　操作用ローラスイッチ３２８は、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａにより選択されたアングルシリンダ２６，２６又はチルトシリンダ２７を操作することができるローラタイプのスイッチである。例えば、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａによりアングルシリンダ２６，２６が選択された場合、操作用ローラスイッチ３２８を前方に回転させると排土板２４の右端が前方へ回動し、操作用ローラスイッチ３２８を後方へ回転させると排土板２４の右端が後方へ回動する。また、例えば、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａによりチルトシリンダ２７が選択された場合、操作用ローラスイッチ３２８を前方に回転させると排土板２４の右端が上方へ回動し、操作用ローラスイッチ３２８を後方へ回転させると排土板２４の右端が下方へ回動する。なお、アングルシリンダ２６，２６又はチルトシリンダ２７を操作する操作手段としては、押ボタン式の操作スイッチでもよい。
　ブームブラケット４は、上部旋回体３の前端部にステー３４を介して取り付けられている。ステー３４には、軸線を上下方向に向けた枢軸ピン４０が設けられている。ブームブラケット４は、その枢軸ピン４０を中心にして水平回動自在に（即ち、左右へ揺動自在に）支持されている。上部旋回体３とブームブラケット４との間には、前後方向に伸縮作動するスイングシリンダ（不図示）が設けられている。ブームブラケット４の水平回動は、スイングシリンダの伸縮に応じて作動する。
　掘削作業機５は、エンジン３０からの動力を受けて駆動し、運転部での操作に応じて土砂の掘削作業などを行う。掘削作業機５は、ブームブラケット４に上下回動可能に支持されている。ブームブラケット４には、軸線を水平方向に向けた枢軸ピン５０が設けられている。掘削作業機５の基端部（後述するブーム５１の基端部）は、その枢軸ピン５０を中心にして上下回動自在に支持されている。掘削作業機５は、その枢軸ピン５０の軸線と直交する鉛直面上で回動する。また、掘削作業機５は、ブームブラケット４の水平回動に連動してスイング動作を行うことができる。
　掘削作業機５は、ブーム５１、アーム５２、及びバケット５３を備え、これらを独立して駆動することによって土砂等の掘削作業を可能としている。ブーム５１は、基端部がブームブラケット４に上下回動可能に取り付けられており、伸縮自在に可動するブームシリンダ５１ａによって回動される。また、アーム５２は、基端部がブーム５１の先端部に支持されて、伸縮自在に可動するアームシリンダ５２ａによって回動される。そして、バケット５３は、基端部がアーム５２の先端部に支持されて、伸縮自在に可動するバケットシリンダ５３ａによって回動される。ブームシリンダ５１ａ、アームシリンダ５２ａ、及びバケットシリンダ５３ａは、油圧シリンダにより構成される。
　［油圧回路の構成］
　図５を用いて、ショベル１が有する油圧回路６について説明する。油圧回路６は、複数の油圧アクチュエータ６０、可変容量型ポンプ６１、固定容量型ポンプ６２、及びパイロットポンプ６３を有する。
　複数の油圧アクチュエータ６０は、第１走行用モータ２２ａ、第２走行用モータ２２ｂ（左走行モータ２２、右走行モータ２２のいずれか）、ブームシリンダ５１ａ、アームシリンダ５２ａ、バケットシリンダ５３ａ、リフトシリンダ２５、アングルシリンダ２６、チルトシリンダ２７、及び旋回モータ３３で構成されている。
　可変容量型ポンプ６１及び固定容量型ポンプ６２は、エンジン３０によって駆動され、油圧アクチュエータ６０へ供給される作動油を吐出する。可変容量型ポンプ６１は、第１走行用モータ２２ａ、第２走行用モータ２２ｂ、ブームシリンダ５１ａ、アームシリンダ５２ａ、及びバケットシリンダ５３ａに作動油を供給して駆動する。固定容量型ポンプ６２は、リフトシリンダ２５、アングルシリンダ２６、チルトシリンダ２７、及び旋回モータ３３に作動油を供給して駆動する。
　複数の油圧アクチュエータ６０には、それぞれ対応する方向切換弁が設けられる。方向切換弁は、可変容量型ポンプ６１及び固定容量型ポンプ６２から油圧アクチュエータ６０へ圧送する作動油の方向と容量を切り換え可能なパイロット式の方向切換弁である。
　本実施形態においては、第１走行用モータ２２ａに対応する第１走行用方向切換弁６４ａ、第２走行用モータ２２ｂに対応する第２走行用方向切換弁６４ｂ、ブームシリンダ５１ａに対応するブーム用方向切換弁６４ｃ、アームシリンダ５２ａに対応するアーム用方向切換弁６４ｄ、バケットシリンダ５３ａに対応するバケット用方向切換弁６４ｅ、リフトシリンダ２５に対応するリフト用方向切換弁６４ｆ、アングルシリンダ２６及びチルトシリンダ２７に対応するアングルチルト用方向切換弁６４ｇ、旋回モータ３３に対応する旋回用方向切換弁６４ｈが設けられている。これらの方向切換弁は、まとめてコントロールバルブ６４と呼ばれる。
　アングルシリンダ２６及びチルトシリンダ２７の圧油の供給管とアングルチルト用方向切換弁６４ｇとの間には、パイロット式のセレクタバルブ６５が設けられている。セレクタバルブ６５は、パイロット圧が入力されると、チルトシリンダ２７へ供給される圧油がアングルシリンダ２６へ供給されるように油路を切り換えることができる。
　パイロットポンプ６３は、主にコントロールバルブ６４へ入力される指令としてのパイロット油を吐出する。ただし、図２ではパイロットポンプ６３からコントロールバルブ６４に至る油路を一部省略している。パイロットポンプ６３は、エンジン３０によって駆動され、圧油を吐出することにより、油路内にパイロット圧を発生させる。
　また、油圧回路６は、ブーム用操作装置７１、アーム用操作装置７２、旋回用操作装置７３、昇降レバー３２４、自動手動切替スイッチ３２６、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａ、及び操作用ローラスイッチ３２８を備えている。ブーム用操作装置７１、アーム用操作装置７２、及び旋回用操作装置７３は、一対の作業操作レバー３２２，３２２で構成される。なお、図５には示していないが、油圧回路６は、一対の走行操作レバー３２３、バケット用操作装置、及びスイング用操作装置等を備えている。
　ブーム用操作装置７１は、ブーム用方向切換弁６４ｃに供給されるパイロット圧油の向きと圧力を切り換えるためのブーム用リモコン弁７１ａを有する。ブーム用リモコン弁７１ａには、パイロットポンプ６３から吐出された圧油が供給される。ブーム用リモコン弁７１ａは、ブーム用操作装置７１の操作方向と操作量に応じてパイロット圧を生成する。
　アーム用操作装置７２は、アーム用方向切換弁６４ｄに供給されるパイロット圧油の向きと圧力を切り換えるためのアーム用リモコン弁７２ａを有する。アーム用リモコン弁７２ａには、パイロットポンプ６３から吐出された圧油が供給される。アーム用リモコン弁７２ａは、アーム用操作装置７２の操作方向と操作量に応じてパイロット圧を生成する。
　旋回用操作装置７３は、旋回用方向切換弁６４ｈに供給されるパイロット圧油の向きと圧力を切り換えるための旋回用リモコン弁７３ａを有する。旋回用リモコン弁７３ａには、パイロットポンプ６３から吐出された圧油が供給される。旋回用リモコン弁７３ａは、旋回用操作装置７３の操作方向と操作量に応じてパイロット圧を生成する。
　昇降レバー３２４は、リフト用方向切換弁６４ｆに供給されるパイロット圧油の向きと圧力を切り換えるためのリフト用リモコン弁３２４ａを有する。リフト用リモコン弁３２４ａには、パイロットポンプ６３から吐出された圧油が供給される。リフト用リモコン弁３２４ａは、昇降レバー３２４の操作方向と操作量に応じてパイロット圧を生成する。
　リフト用リモコン弁３２４ａとリフト用方向切換弁６４ｆとの間の第１油路３２４ｂには、第１シャトル弁３２４ｃを介して第１マシンコントロール油路３２４ｄが接続されている。第１マシンコントロール油路３２４ｄには、パイロットポンプ６３からパイロット圧油が供給される。第１シャトル弁３２４ｃは、リフト用リモコン弁３２４ａと第１シャトル弁３２４ｃの間の第１油路３２４ｂの圧油と、電磁比例弁１０３（後述する）と第１シャトル弁３２４ｃの間の第１マシンコントロール油路３２４ｄの圧油とのうち高圧側の圧油をリフト用方向切換弁６４ｆに供給する。
　また、リフト用リモコン弁３２４ａとリフト用方向切換弁６４ｆとの間の第２油路３２４ｅには、第２シャトル弁３２４ｆを介して第２マシンコントロール油路３２４ｇが接続されている。第２マシンコントロール油路３２４ｇには、パイロットポンプ６３からパイロット圧油が供給される。第２シャトル弁３２４ｆは、リフト用リモコン弁３２４ａと第２シャトル弁３２４ｆの間の第２油路３２４ｅの圧油と、電磁比例弁１０３（後述する）と第２シャトル弁３２４ｆの間の第２マシンコントロール油路３２４ｇの圧油とのうち高圧側の圧油をリフト用方向切換弁６４ｆに供給する。
　操作用ローラスイッチ３２８は、アングルチルト用方向切換弁６４ｇに供給されるパイロット圧油の向きと圧力を切り換える。操作用ローラスイッチ３２８は、回転方向と回転量に応じてパイロット圧を生成する。具体的には、パイロットポンプ６３とアングルチルト用方向切換弁６４ｇとの間の第３油路３２８ａ及び第４油路３２８ｂには、それぞれ電磁比例弁３２８ｃ，３２８ｄが設けられ、電磁比例弁３２８ｃ，３２８ｄは、操作用ローラスイッチ３２８からの制御指令によりパイロット圧を調圧可能となっている。
　第３油路３２８ａには、第３シャトル弁３２８ｅを介して第３マシンコントロール油路３２８ｆが接続されている。第３マシンコントロール油路３２８ｆには、パイロットポンプ６３からパイロット圧油が供給される。第３シャトル弁３２８ｅは、電磁比例弁３２８ｃと第３シャトル弁３２８ｅの間の第３油路３２８ａの圧油と、電磁比例弁１０３（後述する）と第３シャトル弁３２８ｅの間の第３マシンコントロール油路３２８ｆの圧油とのうち高圧側の圧油をアングルチルト用方向切換弁６４ｇに供給する。
　また、第４油路３２８ｂには、第４シャトル弁３２８ｇを介して第４マシンコントロール油路３２８ｈが接続されている。第４マシンコントロール油路３２８ｈには、パイロットポンプ６３からパイロット圧油が供給される。第４シャトル弁３２８ｇは、電磁比例弁３２８ｄと第４シャトル弁３２８ｇの間の第４油路３２８ｂの圧油と、電磁比例弁１０３（後述する）と第４シャトル弁３２８ｇの間の第４マシンコントロール油路３２８ｈの圧油とのうち高圧側の圧油をアングルチルト用方向切換弁６４ｇに供給する。
　第１マシンコントロール油路３２４ｄ、第２マシンコントロール油路３２４ｇ、第３マシンコントロール油路３２８ｆ、第４マシンコントロール油路３２８ｈには、それぞれ電磁比例弁１０３が設けられている。電磁比例弁１０３は、後述するマシンコントロールコントローラ１０２からの制御指令によりパイロット圧を調圧可能となっている。これにより、マシンコントロールコントローラ１０２は、リフト用方向切換弁６４ｆ及びアングルチルト用方向切換弁６４ｇを操作して、リフトシリンダ２５、アングルシリンダ２６、及びチルトシリンダ２７の駆動を制御することができる。
　アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａは、パイロットポンプ６３とセレクタバルブ６５との間の第５油路６５ａに設けられた電磁弁６５ｂに制御指令を与える。電磁弁６５ｂは、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａからの開放信号により第５油路６５ａを開放する。これにより、セレクタバルブ６５は、パイロットポンプ６３からのパイロット圧を受圧して、アングルチルト用方向切換弁６４ｇからチルトシリンダ２７へ供給される圧油がアングルシリンダ２６へ供給されるように油路を切り換える。
　ブーム用リモコン弁７１ａとブーム用方向切換弁６４ｃとの間の油路、アーム用リモコン弁７２ａとアーム用方向切換弁６４ｄとの間の油路、及び旋回用リモコン弁７３ａと旋回用方向切換弁６４ｈとの間の油路には、禁止装置としての電磁弁１０４が設けられている。また、不図示のバケット用リモコン弁とバケット用方向切換弁６４ｅとの間の油路にも、電磁弁１０４が設けられる。電磁弁１０４は、後述する統合コントローラ１００からの開放信号が切断されることにより、各リモコン弁から発信されるパイロット圧を遮断する。これにより、ブーム用方向切換弁６４ｃ、アーム用方向切換弁６４ｄ、バケット用方向切換弁６４ｅ、及び旋回用方向切換弁６４ｈは、何れの入力ポートにもパイロット圧が入力されず中立位置となり、圧油は対応する油圧アクチュエータに供給されなくなるため、ブーム用操作装置７１、アーム用操作装置７２、バケット用操作装置、及び旋回用操作装置７３の操作による上部旋回体３の旋回と掘削作業機５の動作が禁止される。
　［ショベルの制御系］
　ショベル１が備える制御系の一例について簡単に説明する。このショベル１は、制御装置としての統合コントローラ１００を備える。統合コントローラ１００は、ショベル１の駆動制御を行う主制御部として、上述したエンジン３０や油圧ポンプへの制御指示を出力する。
　また、ショベル１は、排土板２４、リフトシリンダ２５、アングルシリンダ２６、及びチルトシリンダ２７を含む排土装置２０を自動制御するためのマシンコントロールコントローラ１０２（自動制御装置に相当する）を備える。
　マシンコントロールコントローラ１０２には、マシンコントロールコントローラ１０２による自動制御の有効と無効を択一的に切り替える自動手動切替スイッチ３２６が接続されている。自動手動切替スイッチ３２６により自動操作を選択することで、排土装置２０を自動制御することができる。
　マシンコントロールコントローラ１０２は、設計情報に従って排土装置２０を自動制御する。具体的には、マシンコントロールコントローラ１０２は、施工計画の設計面データ（設計情報の一例）から得られる排土板２４の目標位置情報と、排土板２４の現在位置情報と、の差分に基づいて排土装置２０を制御する。
　設計面データは、施工計画された工事区間の各水平座標位置における仕上げ面の高さを３次元化した電子データであり、予めマシンコントロールコントローラ１０２に入力される。設計面データは、設計面データ格納装置１０２ａに保存される。設計面データに基づき、排土板２４の目標位置を設定することができる。
　本実施形態では、排土板２４の現在位置情報は、傾斜センサ２７ａ及びＧＮＳＳアンテナ２８により取得される。具体的には、ＧＮＳＳアンテナ２８により取得された排土板２４の座標情報と、傾斜センサ２７ａにより検出された排土板２４の傾斜角情報とを組み合わせることで、排土板２４の位置と姿勢を含む現在位置情報を取得することができる。なお、マシンコントロールコントローラ１０２は、排土板２４の幅、排土板２４に対するＧＮＳＳアンテナ２８の取付位置等に関する情報を予め保存しており、排土板２４の現在位置情報を正確に演算できる。
　マシンコントロールコントローラ１０２は、ブレード制御指令算出部１０２ｂを備えている。ブレード制御指令算出部１０２ｂは、設計面データ格納装置１０２ａに保存された設計面データから排土板２４の目標位置情報を読み出し、この目標位置情報と排土板２４の現在位置情報を比較して、排土板２４が目標位置となるように各電磁比例弁１０３に送る制御指令値を算出する。
　電磁比例弁１０３は、マシンコントロールコントローラ１０２からの制御指令によりリフト用方向切換弁６４ｆ及びアングルチルト用方向切換弁６４ｇへ入力されるパイロット圧を調圧することで、リフトシリンダ２５、アングルシリンダ２６、及びチルトシリンダ２７の駆動を自動制御する。
　また、マシンコントロールコントローラ１０２は、パイロットポンプ６３とセレクタバルブ６５との間の第６油路６５ｃに設けられた電磁弁６５ｄに制御指令を与える。電磁弁６５ｄは、マシンコントロールコントローラ１０２からの開放信号により第６油路６５ｃを開放する。これにより、セレクタバルブ６５は、パイロットポンプ６３からのパイロット圧を受圧して、アングルチルト用方向切換弁６４ｇからチルトシリンダ２７へ供給される圧油がアングルシリンダ２６へ供給されるように油路を切り換える。その結果、マシンコントロールコントローラ１０２は、チルトシリンダ２７又はアングルシリンダ２６の駆動を選択することができる。ただし、マシンコントロールコントローラ１０２による自動制御では、アングルシリンダ２６の制御は通常行われない。そのため、マシンコントロールコントローラ１０２による自動制御を行う際には、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａによりチルト機能が選択される。
　ところで、マシンコントロールコントローラ１０２からの制御指令により電磁比例弁１０３から出力される自動制御用のパイロット圧は、昇降レバー３２４の操作によりリフト用リモコン弁３２４ａから出力される手動操作用のパイロット圧、及び操作用ローラスイッチ３２８の操作により電磁比例弁３２８ｃ，３２８ｄから出力される手動操作用のパイロット圧よりも低くなるように、電磁比例弁１０３と電磁比例弁３２８ｃ，３２８ｄが設定されている。これにより、自動制御と手動操作が同時に行われた場合、シャトル弁（第１シャトル弁３２４ｃ、第２シャトル弁３２４ｆ、第３シャトル弁３２８ｅ、第４シャトル弁３２８ｇ）によって高圧側の手動操作用のパイロット圧が選択される。すなわち、マシンコントロールコントローラ１０２からの自動制御信号よりも昇降レバー３２４及び操作用ローラスイッチ３２８からの操作信号が優先されるため、自動制御中であっても排土装置２０を手動操作することができる。一方、手動操作を停止すれば、容易に自動制御に復帰することができる。
　以上のように、本実施形態のショベル１（建設機械の一例）は、排土装置２０（作業機の一例）と、排土装置２０を設計情報に従い自動制御するマシンコントロールコントローラ１０２（自動制御装置の一例）と、排土装置２０を手動制御する昇降レバー３２４（操作レバーの一例）と、昇降レバー３２４に装着され、自動制御の有効と無効を択一的に切り替える自動手動切替スイッチ３２６（自動スイッチの一例）とを備え、
　排土装置２０の手動制御は、自動制御に優先されるものである。
　この構成によれば、マシンコントロールコントローラ１０２により排土装置２０を自動制御して作業を実施する際、手動制御が自動制御よりも優先されるため、自動制御中であっても排土装置２０を手動操作することができる。一方、手動操作を停止すれば、容易に自動制御に復帰することができる。その結果、自動制御による作業の作業効率を向上できる。
　また、本実施形態に係るショベル１において、昇降レバー３２４が、排土装置２０の前端に設けられた排土板２４のアングル動作又はチルト動作の少なくとも１つの動作を手動制御するアングルチルト操作手段３２７を備えているという構成でもよい。
　また、本実施形態に係るショベル１において、アングルチルト操作手段３２７が、運転席３２１から見て昇降レバー３２４の把持部３２４０の上部表面に配置されているという構成でもよい。
　この構成によれば、把持部３２４０を握ったままでも、親指でアングルチルト操作手段３２７を操作することができるため、自動制御による作業から手動制御による作業にスムーズに移行し、手動操作を停止すれば再び自動制御による作業に復帰することができるため、自動制御による作業の作業効率を向上できる。
　また、本実施形態に係るショベル１において、自動手動切替スイッチ３２６は、運転席３２１から見て昇降レバー３２４の把持部３２４０の裏面に配置されているという構成でもよい。
　この構成によれば、把持部３２４０を握ったままでも、人差し指で自動手動切替スイッチ３２６を操作することができるため、マシンコントロールコントローラ１０２による自動制御の有効と無効を容易に切り替えることができる。
　また、本実施形態に係るショベル１において、アングルチルト操作手段３２７は、アングルシリンダ２６，２６とチルトシリンダ２７の何れかの操作を選択可能なアングルチルト機能切替スイッチ３２７ａと、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａにより選択されたアングルシリンダ２６，２６又はチルトシリンダ２７を操作する操作用ローラスイッチ３２８と、を備えるという構成でもよい。
　この構成によれば、昇降レバー３２４の把持部３２４０に配置するスイッチを少なくすることができ、操作性の向上にも繋がる。
　以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
　上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
　［他の実施形態］
　（１）ショベル１は、上部旋回体３の旋回と掘削作業機５の動作を禁止する電磁弁１０４を備え、電磁弁１０４の禁止機能の有効と無効とを切り替える禁止スイッチ１０４ａが把持部３２４０の上部表面に配置されているという構成でもよい。図７に示す例では、アングルチルト操作手段３２７の上方に禁止スイッチ１０４ａが設けられている。
　禁止スイッチ１０４ａが押下され、禁止スイッチ１０４ａからの信号が統合コントローラ１００に入力されると、統合コントローラ７が、ブームシリンダ５１ａ、アームシリンダ５２ａ、バケットシリンダ５３ａ、及び旋回モータ３３を制御する方向切換弁のパイロット圧の入力ポートと、各リモコン弁との間に設置された電磁弁１０４に流れる電流を遮断し、各リモコン弁から発信されるパイロット圧を遮断して、上部旋回体３の旋回と掘削作業機５の動作が禁止される。上部旋回体３の旋回と掘削作業機５の動作を禁止することで、掘削作業機５がＧＮＳＳアンテナ２８に接触して破損したり、ＧＮＳＳアンテナ２８及び傾斜センサ２７ａと上部旋回体３とを連結するケーブルが切断されたりするのを防止することができる。また、禁止スイッチ１０４ａが把持部３２４０の上部表面に配置されていることから、自動敷き均し作業中に旋回位置や作業機位置を変える際に禁止スイッチ１０４ａをスムーズに操作でき、自動敷き均し作業を再開する際には禁止スイッチ１０４ａの入れ忘れを防止できる。
　禁止スイッチ１０４ａは、押しボタンスイッチでもシーソー型スイッチでもよい。また、禁止スイッチ１０４ａは、必ずしも昇降レバー３２４の把持部３２４０に配置される必要はなく、昇降レバー３２４の後方の複数のスイッチ３２５の一つに割り当てられてもよい。
　（２）昇降レバー３２４及びアングルチルト操作手段３２７の操作が検出されると、マシンコントロールコントローラ１０２による自動制御が無効となるように構成してもよい。この構成によれば、自動制御による作業中にオペレータが異常を感知した場合、昇降レバー３２４及びアングルチルト操作手段３２７を操作することで自動制御が停止するため、地面の掘りすぎ等を防止することができる。特に、昇降レバー３２４による排土装置２０のリフト操作が検出された際に自動制御を停止するのが好ましい。なお、昇降レバー３２４によるリフト操作は、圧力スイッチ等で検出可能である。
　（３）上記の実施形態では、アングルチルト操作手段３２７がアングルチルト機能切替スイッチ３２７ａ及び操作用ローラスイッチ３２８で構成されているが、これに限定されない。例えば、アングルチルト機能切替スイッチ３２７ａの代わりにローラスイッチを別途配置して、一方のローラスイッチをアングル操作、他方のローラスイッチをチルト操作に割り当ててもよい。また、アングルチルト操作手段３２７は、図８に示すように一対のアングルスイッチ３２７ｂ，３２７ｂと一対のチルトスイッチ３２７ｃ，３２７ｃで構成されてもよい。
　（４）上記の実施形態では、アングルシリンダ２６とチルトシリンダ２７を操作するためにセレクタバルブ６５により油路を切り換えているが、アングルシリンダ２６とチルトシリンダ２７に対応する方向切換弁をそれぞれ設けてもよい。
　（５）また、他の実施形態として、ショベル１は、ＧＮＳＳアンテナ２８に代えて全方位プリズムを備えるようにしてもよい。全方位プリズムは、施工現場に別途設置されたトータルステーションによって自動的に追尾される。トータルステーションは、全方位プリズムまでの距離と角度を測定し、測定したデータから排土板２４の座標情報を取得することができる。排土板２４の座標情報は、トータルステーションから無線でブレード制御指令算出部１０２ｂに転送される。その他の構成については、前述の実施形態と同じである。
１　　　　：ショベル
２　　　　：下部走行体
３　　　　：上部旋回体
５　　　　：作業機
６　　　　：油圧回路
７　　　　：統合コントローラ
２０　　　：排土装置
２３　　　：リフトアーム
２４　　　：排土板
２５　　　：リフトシリンダ
２６　　　：アングルシリンダ
２７　　　：チルトシリンダ
１００　　：統合コントローラ
１０２　　：マシンコントロールコントローラ
３２１　　：運転席
３２４　　：昇降レバー
３２６　　：自動手動切替スイッチ
３２７　　：アングルチルト操作手段
３２７ａ　：アングルチルト機能切替スイッチ
３２８　　：操作用ローラスイッチ
３２４０　：把持部

Claims (6)

  1. 　作業機と、前記作業機を設計情報に従い自動制御する自動制御装置と、前記作業機を手動制御する操作レバーと、前記操作レバーに装着され、前記自動制御の有効と無効を択一的に切り替える自動スイッチとを備え、
    　前記作業機の手動制御は、前記自動制御に優先されることを特徴とする建設機械。
  2. 　前記建設機械がショベルであって、
    　前記作業機が、前記ショベルの下部走行体に昇降自在に装着された排土装置であり、
    　前記操作レバーが前記排土装置を昇降させる昇降レバーであることを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
  3. 　前記操作レバーが、前記排土装置の前端に設けられた排土板のアングル動作又はチルト動作の少なくとも１つの動作を手動制御する操作手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載の建設機械。
  4. 　前記操作手段が、運転席から見て前記操作レバーの把持部の上部表面に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の建設機械。
  5. 　前記自動スイッチは、運転席から見て前記操作レバーの把持部の裏面に配置されていることを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の建設機械。
  6. 　前記建設機械がショベルであって、
    　前記ショベルの上部旋回体の旋回と前記ショベルの掘削作業機の動作を禁止する禁止装置を備え、
    　前記禁止装置の禁止機能の有効と無効とを切り替える禁止スイッチが前記操作レバーの把持部の上部表面に配置されていることを特徴とする請求項２～５の何れか１項に記載の建設機械。
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