WO2022215413A1 - 作業機械 - Google Patents

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WO2022215413A1
WO2022215413A1 PCT/JP2022/009850 JP2022009850W WO2022215413A1 WO 2022215413 A1 WO2022215413 A1 WO 2022215413A1 JP 2022009850 W JP2022009850 W JP 2022009850W WO 2022215413 A1 WO2022215413 A1 WO 2022215413A1
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arm
boom
work machine
loading platform
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Inventor
大輔 野田
展弘 福尾
将貴 秋山
Original Assignee
コベルコ建機株式会社
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E02F3/437—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like providing automatic sequences of movements, e.g. linear excavation, keeping dipper angle constant
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E02F3/439—Automatic repositioning of the implement, e.g. automatic dumping, auto-return
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/261—Surveying the work-site to be treated
    • 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 a working machine that automatically discharges a material held by a bucket.
  • Patent Document 1 discloses a system that automatically controls a hydraulic excavator to unload soil from a transport vehicle that is stopped at a loading position.
  • the position of the loading platform of the transportation vehicle is detected from the image captured by the camera, and automatic soil discharge is executed.
  • the cargo can be loaded at a fixed point to be loaded.
  • An object of the present invention is to provide a working machine capable of loading a transported object at a fixed point to be loaded.
  • the present invention comprises a machine body, a boom attached to the machine body so as to be rotatable in the vertical direction, an arm attached to the boom so as to be rotatable in the vertical direction, and the arm rotatable in the front-rear direction.
  • a controller for automatically performing the operation wherein the controller rotates the bucket so that the opening surface of the bucket is vertical at the target loading point, and after that the bucket is rotated to a position relative to the machine body. and the boom, the arm, and the bucket are driven so that the opening surface of the bucket faces downward while maintaining the position of the tip of the bucket in the front-rear direction.
  • the front-rear position of the tip of the bucket which is the position relative to the machine body, is maintained.
  • the boom, arm, and bucket are driven so that the open side of the bucket faces downward.
  • FIG. 2 is a side view of a transport vehicle; It is a circuit diagram of a work machine and a portable terminal.
  • 1 is a top view of a work machine and transport vehicle;
  • FIG. It is a side view of an arm and a bucket, and is a figure which shows the state which hold
  • It is a side view of an arm and a bucket, and is a figure which shows the state which the opening surface of the bucket was made vertical.
  • FIG. 4 is a side view of the arm and bucket, showing a state in which the boom, arm, and bucket are being driven so that the open surface of the bucket faces downward;
  • FIG. 4B is a side view of the arm and the bucket, showing a state in which the opening surface of the bucket is directed downward;
  • a work machine automatically performs an operation of releasing a transported object held by a bucket.
  • the working machine 1 is a machine that performs work with an attachment 30, such as a hydraulic excavator.
  • the work machine 1 has a machine main body 24 having a lower travel body 21 and an upper revolving body 22 , an attachment 30 and a cylinder 40 .
  • the lower traveling body 21 is a part that allows the working machine 1 to travel, and includes, for example, crawlers.
  • the upper revolving body 22 is rotatably attached to the upper part of the lower traveling body 21 via a revolving device 25 .
  • a cab (driver's cab) 23 is provided in the front portion of the upper revolving body 22 .
  • the attachment 30 is attached to the upper revolving body 22 so as to be vertically rotatable.
  • the attachment 30 has a boom 31 , an arm 32 and a bucket 33 .
  • the boom 31 is attached to the upper revolving body 22 so as to be vertically rotatable (up and down).
  • the arm 32 is attached to the boom 31 so as to be vertically rotatable.
  • the bucket 33 is attached to the arm 32 so as to be rotatable in the front-rear direction.
  • the bucket 33 is a part for excavating, leveling, and scooping earth and sand (transported material).
  • the material to be transported is not limited to earth and sand, and may be stones or waste (industrial waste, etc.).
  • the cylinder 40 can hydraulically rotate the attachment 30 .
  • the cylinder 40 is a hydraulic telescopic cylinder.
  • the cylinder 40 includes a boom cylinder 41 , an arm cylinder 42 and a bucket cylinder 43 .
  • the boom cylinder 41 rotates the boom 31 with respect to the upper swing body 22 .
  • a base end portion of the boom cylinder 41 is rotatably attached to the upper swing body 22 .
  • a tip portion of the boom cylinder 41 is rotatably attached to the boom 31 .
  • the arm cylinder 42 rotates the arm 32 with respect to the boom 31 .
  • a base end of the arm cylinder 42 is rotatably attached to the boom 31 .
  • a tip portion of the arm cylinder 42 is rotatably attached to the arm 32 .
  • the bucket cylinder 43 rotates the bucket 33 with respect to the arm 32 .
  • a base end of the bucket cylinder 43 is rotatably attached to the arm 32 .
  • a tip portion of the bucket cylinder 43 is rotatably attached to a link member 34 rotatably attached to the bucket 33 .
  • the work machine 1 also has an angle sensor 52 and an inclination angle sensor 60 .
  • the angle sensor 52 detects the turning angle of the upper turning body 22 with respect to the lower traveling body 21 .
  • the angle sensor 52 is, for example, an encoder, resolver, or gyro sensor.
  • the turning angle of the upper turning body 22 when the front of the upper turning body 22 coincides with the front of the lower traveling body 21 is 0°.
  • the tilt angle sensor 60 detects the orientation of the attachment 30 .
  • the tilt angle sensor 60 includes a boom tilt angle sensor 61 , an arm tilt angle sensor 62 and a bucket tilt angle sensor 63 .
  • a boom tilt angle sensor 61 is attached to the boom 31 and detects the attitude of the boom 31 .
  • the boom tilt angle sensor 61 may be a sensor that acquires the tilt angle of the boom 31 with respect to the horizontal line, and may be, for example, a tilt (acceleration) sensor.
  • the boom tilt angle sensor 61 may be a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the boom foot pin (boom base end) or a stroke sensor that detects the stroke amount of the boom cylinder 41 .
  • the arm tilt angle sensor 62 is attached to the arm 32 and detects the posture of the arm 32 .
  • the arm tilt angle sensor 62 may be a sensor that acquires the tilt angle of the arm 32 with respect to the horizontal line, and may be, for example, a tilt (acceleration) sensor.
  • the arm tilt angle sensor 62 may be a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the arm connecting pin (arm proximal end) or a stroke sensor that detects the stroke amount of the arm cylinder 42 .
  • the bucket tilt angle sensor 63 is attached to the link member 34 and detects the attitude of the bucket 33 .
  • the bucket tilt angle sensor 63 may be a sensor that acquires the tilt angle of the bucket 33 with respect to the horizontal line, and may be, for example, a tilt (acceleration) sensor.
  • the bucket tilt angle sensor 63 may be a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the bucket connecting pin (bucket proximal end) or a stroke sensor that detects the stroke amount of the bucket cylinder 43 .
  • the transport vehicle 3 is a vehicle having a loading platform 56 to be loaded.
  • the transport vehicle 3 is a vehicle for transporting earth and sand (load) loaded by the work machine 1, and may be a dump truck or a truck.
  • the transport vehicle 3 includes a main body 55 and a loading platform 56.
  • the body portion 55 is movable and supports the loading platform 56 .
  • the body portion 55 includes an operator's cab 57 .
  • the loading platform 56 is arranged on the rear side of the transport vehicle 3 with respect to the driver's cab 57 .
  • the side from the driver's cab 57 to the loading platform 56 is referred to as the "transport vehicle rear side”
  • the side from the loading platform 56 to the driving cab 57 is referred to as the "transport vehicle front side”.
  • the loading platform 56 does not have a lid and is, for example, box-shaped.
  • the loading platform 56 includes a floor surface 56a, a rear tilting plate surface 56b, left and right side tilting plate surfaces 56c, and a torii gate surface 56d.
  • the floor surface 56 a is the bottom surface (lower surface) of the loading platform 56 .
  • the rear swing plate surface 56b is the surface of the loading platform 56 on the rear side of the transport vehicle, and protrudes upward from the portion of the floor surface 56a on the rear side of the transport vehicle.
  • the side tilt plate surfaces 56c are the left and right surfaces of the loading platform 56, and protrude upward from the left and right ends of the floor surface 56a.
  • the torii surface 56d is a surface of the loading platform 56 on the front side of the transport vehicle, and protrudes upward from a portion of the floor surface 56a on the front side of the transport vehicle.
  • the torii surface 56d protrudes above the side flap surface 56c and protrudes above the rear flap surface 56b.
  • the loading platform 56 accommodates earth and sand (loading).
  • the loading platform 56 may be movable with respect to the body portion 55 or may be fixed to the body portion 55 . It should be noted that the loading target on which the work machine 1 performs the loading work (discharging work) may not be the loading platform 56 of the transport vehicle 3, and may be, for example, a container placed directly on the ground.
  • the mobile terminal 5 is a terminal operated by a worker at the work site, such as a tablet terminal.
  • the mobile terminal 5 can communicate with the work machine 1 mutually.
  • the mobile terminal 5 may be a smartphone or the like.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of the work machine 1 and the portable terminal 5
  • the work machine 1 has a controller 11, a work machine side communication device 12, and a storage device 13.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of the work machine 1 and the portable terminal 5.
  • the controller 11 automatically controls the work machine 1.
  • the controller 11 causes the work machine 1 to automatically perform a series of operations from excavating earth and sand to discharging earth and sand. That is, the work machine 1 is automatically operated.
  • the controller 11 automatically operates the turning device 25 and the attachment 30 based on the detection values of the angle sensor 52 and the tilt angle sensor 60 .
  • the work machine side communication device 12 can communicate with a mobile terminal side communication device 16 of the mobile terminal 5, which will be described later.
  • the storage device 13 can store a target loading point, which will be described later.
  • the mobile terminal 5 has a mobile terminal controller 15 , a mobile terminal communication device 16 , a display 17 and a touch panel 18 .
  • the mobile terminal side communication device 16 can communicate with the work machine side communication device 12 of the work machine 1 .
  • the mobile terminal side controller 15 receives information on the position of the tip of the arm 32 (base end of the bucket 33 ) from the work machine 1 via the mobile terminal side communication device 16 .
  • FIG. 4 is a top view of the work machine 1 and the transport vehicle 3
  • a series of operations from excavation of earth and sand to unloading is carried out in the revolving direction of the upper revolving body 22 of the work machine 1.
  • the transportation vehicle 3 is arranged so that the longitudinal direction of . That is, after the bucket 33 has scooped up the earth and sand from the earth and sand pool 70 , the controller 11 turns the upper rotating body 22 to position the bucket 33 above the loading platform 56 of the transport vehicle 3 . After the soil is discharged into the loading platform 56 , the controller 11 rotates the upper rotating body 22 in the opposite direction to position the bucket 33 above the earth and sand pool 70 . The controller 11 automatically repeats these operations.
  • the earth and sand pool 70 is an earth and sand pit or an earth and sand mound.
  • the controller 11 of the work machine 1 sets a target loading point P above the loading platform 56.
  • the target loading point P is a target position at which the work machine 1 performs loading work (discharging work) on the transport vehicle 3 .
  • the loading operation is an operation of discharging earth and sand held by the bucket 33 onto the loading platform 56 . Setting of the target loading point P is performed by so-called teaching.
  • the tip of the arm 32 (base end of the bucket 33 ) is arranged above the loading platform 56 by manual operation by the operator.
  • a worker carrying the portable terminal 5 confirms the position of the tip of the arm 32 at this time, and if the worker determines that there is no problem, the worker operates the touch panel 18 to determine the position.
  • Information about this position is transmitted to the controller 11 of the work machine 1 , and the position of the tip of the arm 32 at this time is set as the target loading point P and stored in the storage device 13 .
  • a plurality of target loading points P may be set in the longitudinal direction of the loading platform 56 by teaching.
  • the target loading point P is set at the center of the width of the loading platform 56 in a direction (lateral direction) orthogonal to the longitudinal direction and the vertical direction of the loading platform 56 .
  • the controller 11 controls the loading work based on the set target loading point P. At this time, after rotating the bucket 33 so that the opening surface of the bucket 33 is vertical at the target loading point P, the controller 11 moves the tip of the bucket 33 forward and backward at a position relative to the machine body 24 . While maintaining the position of , the boom 31, the arm 32 and the bucket 33 are driven so that the open surface of the bucket 33 faces downward.
  • FIGS. 5 to 8 which are side views of the arm 32 and bucket 33
  • the boom 31, arm 32, and bucket 33 are driven.
  • the controller 11 moves the boom 31, the arm 32, and the bucket 33 there. to stop At this time, the opening surface of the bucket 33 is horizontal.
  • the controller 11 rotates the bucket 33 so that the opening surface of the bucket 33 is vertical. As a result, part of the earth and sand held in the bucket 33 falls onto the loading platform 56 .
  • the controller 11 rotates the bucket 33 so that the open surface of the bucket 33 faces downward while maintaining the position T of the front end of the bucket 33 relative to the machine body 24 in the front-rear direction. Then, the boom 31, arm 32 and bucket 33 are driven. Specifically, the boom 31 rotates so that the open surface of the bucket 33 faces downward, and the arm 32 moves toward the upper rotating body 22 (arm pulling operation is performed). As the boom 31 rotates, the earth and sand in the bucket 33 fall onto the loading platform 56 .
  • the open surface of the bucket 33 is directed downward, and almost all of the earth and sand held in the bucket 33 falls onto the loading platform 56.
  • the opening surface of the bucket 33 is directed downward while maintaining the position T of the tip of the bucket 33 with respect to the machine body 24, so that the earth and sand are discharged from the early stage to the late stage of the rotation of the bucket 33. position can be almost the same. As a result, earth and sand can be loaded at a fixed point on the loading platform 56 .
  • the operation of discharging the soil is performed, thereby suppressing the spilling of the earth and sand from the cargo bed 56.
  • the position T of the tip of the bucket 33 is maintained from the state in which the opening surface of the bucket 33 is horizontal (the state shown in FIG. 5) to the state in which the opening surface of the bucket 33 faces downward (the state shown in FIG. 8). It is conceivable to drive the boom 31, the arm 32 and the bucket 33 in such a manner. However, in this case, since the tip of the bucket 33 is closer to the upper revolving body 22 than the tip of the arm 32, when the bucket 33 is rotated, in the area between the upper revolving body 22 and the loading platform 56 in plan view, There is a risk that the bucket 33 will protrude from the loading platform 56 and that earth and sand will spill out of the loading platform 56 .
  • the tip of the arm 32 is positioned at the target loading point P with the opening surface of the bucket 33 horizontal.
  • the opening surface of the bucket 33 can be kept horizontal and the bucket 33 can be prevented from protruding from the loading platform 56 .
  • the target loading point P is set at the center of the loading platform 56 in the direction perpendicular to the longitudinal direction and the vertical direction of the loading platform 56 . At such a target loading point P, it is possible to suppress the spilling of earth and sand from the loading platform 56 by performing the operation of discharging the earth and sand.

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Abstract

積込対象の定点に運搬物を積み込むことが可能な作業機械を提供する。荷台（５６）の上方に設定された目標積込ポイント（Ｐ）に基づいて、ブーム（３１）、アーム（３２）、および、バケット（３３）を駆動させることで、バケット（３３）が保持する土砂を放出する動作を自動で行わせるコントローラを有する。コントローラは、目標積込ポイント（Ｐ）において、バケット（３３）の開口面が鉛直になるようにバケット（３３）を回動させた後は、機械本体に対する位置であってバケット（３３）の先端の前後方向の位置（Ｔ）を維持しながら、バケット（３３）の開口面が下を向くように、ブーム（３１）、アーム（３２）、および、バケット（３３）を駆動させる。

Description

作業機械
　本発明は、バケットが保持する運搬物を放出する動作を自動で行う作業機械に関する。
　特許文献１には、積込位置で停止している運搬車両に対して、油圧ショベルを自動で制御して排土させるシステムが開示されている。特許文献１では、カメラが撮影する画像から、運搬車両の荷台の位置を検出して、自動排土を実行している。
　ところで、運搬物（土砂など）を放出する際に、バケットだけを回動させたのでは、積込対象（運搬車両の荷台など）に運搬物が積み込まれる位置にばらつきが生じる。例えば、土砂の土質に応じて、回動の初期で土砂が放出されたり、回動の後期で土砂が放出されたりするため、土砂の積載位置にばらつきが生じる。そこで、積込対象の定点に運搬物を積み込みできることが望まれる。
特開２０２０－２０１５５号公報
　本発明の目的は、積込対象の定点に運搬物を積み込むことが可能な作業機械を提供することである。
　本発明は、機械本体と、上下方向に回動可能に前記機械本体に取り付けられたブームと、上下方向に回動可能に前記ブームに取り付けられたアームと、前記アームに前後方向に回動可能に取り付けられたバケットと、積込対象の上方に設定された目標積込ポイントに基づいて、前記ブーム、前記アーム、および、前記バケットを駆動させることで、前記バケットが保持する運搬物を放出する動作を自動で行わせるコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記目標積込ポイントにおいて、前記バケットの開口面が鉛直になるように前記バケットを回動させた後は、前記機械本体に対する位置であって前記バケットの先端の前記前後方向の位置を維持しながら、前記バケットの前記開口面が下を向くように、前記ブーム、前記アーム、および、前記バケットを駆動させる。
　本発明によると、目標積込ポイントにおいて、バケットの開口面が鉛直になるようにバケットが回動された後は、機械本体に対する位置であってバケットの先端の前後方向の位置が維持されながら、バケットの開口面が下を向くように、ブーム、アーム、および、バケットが駆動される。機械本体に対するバケットの先端の位置を維持しながら、バケットの開口面を下に向かせることで、バケットの回動の初期から後期にわたって、運搬物が放出される位置をほぼ同じにすることができる。これにより、積込対象の定点に運搬物を積み込むことができる。
作業機械の側面図である。 輸送車の側面図である。 作業機械および携帯端末の回路図である。 作業機械および輸送車の上面図である。 アームおよびバケットの側面図であり、バケットで土砂を保持した状態を示す図である。 アームおよびバケットの側面図であり、バケットの開口面が鉛直にされた状態を示す図である。 アームおよびバケットの側面図であり、バケットの開口面が下を向くように、ブーム、アーム、および、バケットが駆動されている状態を示す図である。 アームおよびバケットの側面図であり、バケットの開口面が下に向けられた状態を示す図である。
　以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
　（作業機械の構成）
　本発明の実施形態による作業機械は、バケットが保持する運搬物を放出する動作を自動で行うものである。作業機械１の側面図である図１に示すように、作業機械１は、アタッチメント３０で作業を行う機械であり、例えば油圧ショベルである。作業機械１は、下部走行体２１と上部旋回体２２とを備えた機械本体２４と、アタッチメント３０と、シリンダ４０と、を有している。
　下部走行体２１は、作業機械１を走行させる部分であり、例えばクローラを備える。上部旋回体２２は、下部走行体２１の上部に旋回装置２５を介して旋回可能に取り付けられる。上部旋回体２２の前部には、キャブ（運転室）２３が設けられている。
　アタッチメント３０は、上下方向に回動可能に上部旋回体２２に取り付けられる。アタッチメント３０は、ブーム３１と、アーム３２と、バケット３３と、を備える。ブーム３１は、上下方向に回動可能（起伏可能）に上部旋回体２２に取り付けられる。アーム３２は、上下方向に回動可能にブーム３１に取り付けられる。バケット３３は、前後方向に回動可能にアーム３２に取り付けられる。バケット３３は、土砂（運搬物）の、掘削、均し、すくい、などの作業を行う部分である。なお、運搬物は土砂に限定されず、石でもよく、廃棄物（産業廃棄物など）でもよい。
　シリンダ４０は、アタッチメント３０を油圧で回動させることが可能である。シリンダ４０は、油圧式の伸縮シリンダである。シリンダ４０は、ブームシリンダ４１と、アームシリンダ４２と、バケットシリンダ４３と、を備える。
　ブームシリンダ４１は、上部旋回体２２に対してブーム３１を回動させる。ブームシリンダ４１の基端部は、上部旋回体２２に回動可能に取り付けられる。ブームシリンダ４１の先端部は、ブーム３１に回動可能に取り付けられる。
　アームシリンダ４２は、ブーム３１に対してアーム３２を回動させる。アームシリンダ４２の基端部は、ブーム３１に回動可能に取り付けられる。アームシリンダ４２の先端部は、アーム３２に回動可能に取り付けられる。
　バケットシリンダ４３は、アーム３２に対してバケット３３を回動させる。バケットシリンダ４３の基端部は、アーム３２に回動可能に取り付けられる。バケットシリンダ４３の先端部は、バケット３３に回動可能に取り付けられたリンク部材３４に、回動可能に取り付けられる。
　また、作業機械１は、角度センサ５２と、傾斜角センサ６０と、を有している。
　角度センサ５２は、下部走行体２１に対する上部旋回体２２の旋回角度を検出する。角度センサ５２は、例えば、エンコーダ、レゾルバ、又は、ジャイロセンサである。本実施形態では、上部旋回体２２の前方が下部走行体２１の前方と一致するときの上部旋回体２２の旋回角度を０°としている。
　傾斜角センサ６０は、アタッチメント３０の姿勢を検出する。傾斜角センサ６０は、ブーム傾斜角センサ６１と、アーム傾斜角センサ６２と、バケット傾斜角センサ６３と、を備える。
　ブーム傾斜角センサ６１は、ブーム３１に取り付けられ、ブーム３１の姿勢を検出する。ブーム傾斜角センサ６１は、水平線に対するブーム３１の傾斜角度を取得するセンサであってもよく、例えば傾斜（加速度）センサ等であってもよい。なお、ブーム傾斜角センサ６１は、ブームフットピン（ブーム基端）の回転角度を検出する回転角度センサや、ブームシリンダ４１のストローク量を検出するストロークセンサであってもよい。
　アーム傾斜角センサ６２は、アーム３２に取り付けられ、アーム３２の姿勢を検出する。アーム傾斜角センサ６２は、水平線に対するアーム３２の傾斜角度を取得するセンサであってもよく、例えば傾斜（加速度）センサ等であってもよい。なお、アーム傾斜角センサ６２は、アーム連結ピン（アーム基端）の回転角度を検出する回転角度センサや、アームシリンダ４２のストローク量を検出するストロークセンサであってもよい。
　バケット傾斜角センサ６３は、リンク部材３４に取り付けられ、バケット３３の姿勢を検出する。バケット傾斜角センサ６３は、水平線に対するバケット３３の傾斜角度を取得するセンサであってもよく、例えば傾斜（加速度）センサ等であってもよい。なお、バケット傾斜角センサ６３は、バケット連結ピン（バケット基端）の回転角度を検出する回転角度センサや、バケットシリンダ４３のストローク量を検出するストロークセンサであってもよい。
　（輸送車の構成）
　輸送車３の側面図である図２に示すように、輸送車３は、積込対象である荷台５６を有する車両である。輸送車３は、作業機械１によって積み込まれた土砂（積載物）を輸送するための車両であり、ダンプカーでもよく、トラックでもよい。
　輸送車３は、本体部５５と、荷台５６と、を備える。本体部５５は、走行可能であり、荷台５６を支持する。本体部５５は、運転室５７を備える。荷台５６は、運転室５７よりも、輸送車３における後側に配置されている。
　以下では、輸送車３に関する方向について、運転室５７から荷台５６に向かう側を「輸送車後側」、荷台５６から運転室５７に向かう側を「輸送車前側」という。
　荷台５６は、蓋を有しておらず、例えば箱形などである。荷台５６は、床面５６ａと、後部あおり板面５６ｂと、左右の側部あおり板面５６ｃと、鳥居面５６ｄと、を備える。床面５６ａは、荷台５６の底面（下側の面）である。後部あおり板面５６ｂは、荷台５６の輸送車後側の面であり、床面５６ａの輸送車後側の部分から上に突出する。側部あおり板面５６ｃは、荷台５６の左右の面であり、床面５６ａの左右の端部から上に突出する。鳥居面５６ｄは、荷台５６の輸送車前側の面であり、床面５６ａの輸送車前側の部分から上に突出する。鳥居面５６ｄは、側部あおり板面５６ｃよりも上に突出し、後部あおり板面５６ｂよりも上に突出する。
　荷台５６は、土砂（積載物）を収容する。荷台５６は、本体部５５に対して可動でもよく、本体部５５に固定されてもよい。なお、作業機械１が積込作業（排土作業）を行う積込対象は、輸送車３の荷台５６でなくてもよく、例えば地面などに直接置かれた容器などであってもよい。
　（携帯端末の構成）
　図１に示すように、携帯端末５は、作業現場にいる作業者により操作される端末であり、例えばタブレット端末である。携帯端末５は、作業機械１と相互に通信可能である。なお、携帯端末５は、スマートフォン等であってもよい。
　（作業機械および携帯端末の回路構成）
　作業機械１および携帯端末５の回路図である図３に示すように、作業機械１は、コントローラ１１と、作業機械側通信装置１２と、記憶装置１３と、を有している。
　コントローラ１１は、作業機械１を自動制御する。コントローラ１１は、土砂の掘削から排土までの一連の動作を作業機械１に自動で行わせる。つまり、作業機械１は自動運転される。具体的には、コントローラ１１は、角度センサ５２および傾斜角センサ６０の検出値に基づいて、旋回装置２５およびアタッチメント３０を自動で動作させる。
　作業機械側通信装置１２は、携帯端末５の後述する携帯端末側通信装置１６と通信可能である。記憶装置１３は、後述する目標積込ポイントを記憶可能である。
　携帯端末５は、携帯端末側コントローラ１５と、携帯端末側通信装置１６と、ディスプレイ１７と、タッチパネル１８と、を有している。
　携帯端末側通信装置１６は、作業機械１の作業機械側通信装置１２と通信可能である。携帯端末側コントローラ１５は、携帯端末側通信装置１６を介して、作業機械１からアーム３２の先端（バケット３３の基端）の位置の情報を受信する。
　ここで、作業機械１および輸送車３の上面図である図４に示すように、土砂の掘削から排土までの一連の動作は、作業機械１の上部旋回体２２の旋回方向に輸送車３の長手方向が沿うように輸送車３が配置され、輸送車３が停止した状態で行われる。つまり、コントローラ１１は、土砂溜まり７０からバケット３３が土砂を掬った後に、上部旋回体２２を旋回させて、輸送車３の荷台５６の上方にバケット３３を位置させる。そして、コントローラ１１は、荷台５６の中への排土が行われた後に、上部旋回体２２を先ほどとは逆方向に旋回させて、土砂溜まり７０の上方にバケット３３を位置させる。コントローラ１１は、これらの動作を自動で繰り返させる。土砂溜まり７０は、土砂ピットや土砂山である。
　作業機械１のコントローラ１１は、荷台５６の上方に目標積込ポイントＰを設定する。目標積込ポイントＰは、作業機械１が輸送車３に対して積込作業（排土作業）を行う目標位置である。積込作業は、バケット３３が保持する土砂を荷台５６に放出する作業である。目標積込ポイントＰの設定は、所謂ティーチングにより行われる。
　ティーチングは、以下のようにして行われる。まず、オペレータによるマニュアル操作で、アーム３２の先端（バケット３３の基端）が、荷台５６の上方に配置される。このときのアーム３２の先端の位置を、携帯端末５を所持する作業者が確認して、作業者が問題なしと判断すると、作業者は、タッチパネル１８を操作して位置を確定する。この位置に関する情報が、作業機械１のコントローラ１１に送信され、このときのアーム３２の先端の位置が、目標積込ポイントＰとして設定されて、記憶装置１３に記憶される。
　ティーチングにより、目標積込ポイントＰは、荷台５６の長手方向に複数設定されてもよい。目標積込ポイントＰは、荷台５６の長手方向および鉛直方向にそれぞれ直交する方向（短手方向）における荷台５６の幅の中央部に設定される。
　コントローラ１１は、設定された目標積込ポイントＰに基づいて積込作業の制御を行う。このとき、コントローラ１１は、目標積込ポイントＰにおいて、バケット３３の開口面が鉛直になるようにバケット３３を回動させた後は、機械本体２４に対する位置であってバケット３３の先端の前後方向の位置を維持しながら、バケット３３の開口面が下を向くように、ブーム３１、アーム３２、および、バケット３３を駆動させる。
　具体的には、アーム３２およびバケット３３の側面図である図５～図８に示すように、ブーム３１、アーム３２、および、バケット３３が駆動される。まず、図５に示すように、コントローラ１１は、バケット３３が土砂を保持した状態で、アーム３２の先端が目標積込ポイントＰに配置されると、そこでブーム３１、アーム３２、および、バケット３３を停止させる。このとき、バケット３３の開口面は水平である。
　次に、図６に示すように、コントローラ１１は、バケット３３の開口面が鉛直になるようにバケット３３を回動させる。これにより、バケット３３に保持されている土砂の一部が荷台５６の上に落ちる。
　次に、図７及び図８に示すように、コントローラ１１は、機械本体２４に対する位置であってバケット３３の先端の前後方向の位置Ｔを維持しながら、バケット３３の開口面が下を向くように、ブーム３１、アーム３２、および、バケット３３を駆動させる。具体的には、バケット３３の開口面が下を向くようにブーム３１が回動するとともに、アーム３２が上部旋回体２２の方に移動する（アーム引き動作が行われる）。ブーム３１の回動に伴って、バケット３３内の土砂が荷台５６の上に落ちる。
　これにより、図８に示すように、バケット３３の開口面が下に向けられ、バケット３３に保持されていた土砂のほとんどすべてが荷台５６の上に落ちる。
　本実施形態では、機械本体２４に対するバケット３３の先端の位置Ｔを維持しながら、バケット３３の開口面を下に向かせることで、バケット３３の回動の初期から後期にわたって、土砂が放出される位置をほぼ同じにすることができる。これにより、荷台５６の定点に土砂を積み込むことができる。
　また、荷台５６の短手方向における荷台５６の中央部に設定された目標積込ポイントＰにおいて、土砂を放出する動作を行わせることで、荷台５６から土砂がこぼれるのを抑制することができる。
　なお、バケット３３の開口面が水平の状態（図５に示す状態）から、バケット３３の開口面が下を向いた状態（図８に示す状態）にわたって、バケット３３の先端の位置Ｔを維持するように、ブーム３１、アーム３２、および、バケット３３を駆動させることが考えられる。しかし、この場合、アーム３２の先端よりもバケット３３の先端の方が上部旋回体２２に近いため、バケット３３を回動させると、平面視で上部旋回体２２と荷台５６との間の領域においてバケット３３が荷台５６からはみ出して、荷台５６の外に土砂がこぼれる恐れがある。そこで、バケット３３が荷台５６からはみ出さないように、バケット３３の先端を目標積込ポイントＰに位置させることが考えられる。しかし、この場合、アーム３２の先端が上部旋回体２２から遠くになりすぎて、アタッチメント３０の構造上、バケット３３の開口面を水平に保てなくなる恐れがある。
　本実施形態では、バケット３３の開口面を水平にした状態で、アーム３２の先端を目標積込ポイントＰに位置させ、バケット３３の開口面を鉛直にした後は、機械本体２４に対するバケット３３の先端の位置Ｔを維持しながら、バケット３３を回動させることで、バケット３３の開口面を水平に保ったり、バケット３３が荷台５６からはみ出さないようにしたりすることができる。
　（効果）
　以上に述べたように、本実施形態に係る作業機械１によれば、目標積込ポイントＰにおいて、バケット３３の開口面が鉛直になるようにバケット３３が回動された後は、機械本体２４に対する位置であってバケット３３の先端の前後方向の位置Ｔが維持されながら、バケット３３の開口面が下を向くように、ブーム３１、アーム３２、および、バケット３３が駆動される。機械本体２４に対するバケット３３の先端の位置を維持しながら、バケット３３の開口面を下に向かせることで、バケット３３の回動の初期から後期にわたって、土砂が放出される位置をほぼ同じにすることができる。これにより、荷台５６の定点に土砂を積み込むことができる。
　また、目標積込ポイントＰは、荷台５６の長手方向および鉛直方向にそれぞれ直交する方向における荷台５６の中央部に設定されている。このような目標積込ポイントＰにおいて、土砂を放出する動作を行わせることで、荷台５６から土砂がこぼれるのを抑制することができる。
　以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

 

Claims (2)

  1. 　機械本体と、
    　上下方向に回動可能に前記機械本体に取り付けられたブームと、
    　上下方向に回動可能に前記ブームに取り付けられたアームと、
    　前記アームに前後方向に回動可能に取り付けられたバケットと、
    　積込対象の上方に設定された目標積込ポイントに基づいて、前記ブーム、前記アーム、および、前記バケットを駆動させることで、前記バケットが保持する運搬物を放出する動作を自動で行わせるコントローラと、
    を有し、
    　前記コントローラは、前記目標積込ポイントにおいて、前記バケットの開口面が鉛直になるように前記バケットを回動させた後は、前記機械本体に対する位置であって前記バケットの先端の前記前後方向の位置を維持しながら、前記バケットの前記開口面が下を向くように、前記ブーム、前記アーム、および、前記バケットを駆動させる、作業機械。
  2. 　前記目標積込ポイントは、前記積込対象の長手方向および鉛直方向にそれぞれ直交する方向における前記積込対象の中央部に設定されている、請求項１に記載の作業機械。

     
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55119838A (en) * 1979-03-09 1980-09-13 Sanyo Kiki Kk Hydraulic control circuit in loader
US4753568A (en) * 1985-12-27 1988-06-28 Westendorf Mfg. Co., Inc. Material handling attachment for a tractor having a multiple-point hitch assembly
JPH0247432A (ja) * 1988-08-08 1990-02-16 Sumitomo Constr Mach Co Ltd 油圧ショベルの自動運転パターン選択方法
JPH1018339A (ja) * 1996-07-04 1998-01-20 Komatsu Ltd 建設機械のアーム位置制御方法及びその制御装置
WO2017010212A1 (ja) * 2015-07-15 2017-01-19 株式会社日立製作所 作業機械の操作システムおよび作業機械の操作システムを備えた作業機械
JP2020020155A (ja) 2018-07-31 2020-02-06 株式会社小松製作所 作業機械を制御するためのシステム及び方法
WO2021006349A1 (ja) * 2019-07-11 2021-01-14 住友重機械工業株式会社 ショベル
JP2021507142A (ja) * 2017-12-15 2021-02-22 ガーテック（ピーティーワイ）リミテッド オーバーショットローダー

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55119838A (en) * 1979-03-09 1980-09-13 Sanyo Kiki Kk Hydraulic control circuit in loader
US4753568A (en) * 1985-12-27 1988-06-28 Westendorf Mfg. Co., Inc. Material handling attachment for a tractor having a multiple-point hitch assembly
JPH0247432A (ja) * 1988-08-08 1990-02-16 Sumitomo Constr Mach Co Ltd 油圧ショベルの自動運転パターン選択方法
JPH1018339A (ja) * 1996-07-04 1998-01-20 Komatsu Ltd 建設機械のアーム位置制御方法及びその制御装置
WO2017010212A1 (ja) * 2015-07-15 2017-01-19 株式会社日立製作所 作業機械の操作システムおよび作業機械の操作システムを備えた作業機械
JP2021507142A (ja) * 2017-12-15 2021-02-22 ガーテック（ピーティーワイ）リミテッド オーバーショットローダー
JP2020020155A (ja) 2018-07-31 2020-02-06 株式会社小松製作所 作業機械を制御するためのシステム及び方法
WO2021006349A1 (ja) * 2019-07-11 2021-01-14 住友重機械工業株式会社 ショベル

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