CN114174597A - 挖土机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够提高利用机器控制功能时的挖土机的工作效率的技术。本发明的一个实施方式所涉及的挖土机(100)具备包括动臂(4)、斗杆(5)及铲斗(6)的附件,铲斗(6)包括形状互不相同的铲尖和背面作为工作部位,挖土机(100)具有对应于附件的操作使附件动作以使铲斗(6)的铲尖以规定的轨道移动的铲斗铲尖MC模式和对应于附件的操作使附件动作以使铲斗(6)的背面以规定的轨道移动的铲斗背面MC模式。
Description
技术领域
本发明涉及一种挖土机。
背景技术
在挖土机中,已知一种对应于附件的操作控制附件整体以使铲斗的工作部位进行规定的施工动作的功能(以下,称为“机器控制功能”)(参考专利文献1)。
例如,在专利文献1中,公开了一种对应于附件的操作自动控制附件的挖掘动作以使铲斗的前端(铲尖)不挖掘目标面以下的机器控制功能。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4455465号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
然而,在专利文献1中,从利用铲斗的铲尖的挖掘工作转移至利用铲斗的背面的压实工作时,会解除机器控制功能,需要手动进行利用铲斗的背面的压实工作。因此,从挖土机的工作效率的观点出发,尚有改进的余地。
因此,鉴于上述课题,本发明的目的在于,提供一种能够提高利用机器控制功能时的挖土机的工作效率的技术。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的,在本发明的一个实施方式中,提供一种挖土机,其具备包括动臂、斗杆及铲斗的附件,
所述铲斗包括形状互不相同的第1部位及第2部位,
所述挖土机存在进行对应于附件的操作使所述附件动作以使所述第1部位以规定的轨道移动的第1动作的情况和进行对应于所述操作使所述附件动作以使所述第2部位以规定的轨道移动的第2动作的情况。
发明效果
根据上述实施方式,能够提供一种能够提高利用机器控制功能时的挖土机的工作效率的技术。
附图说明
图1是挖土机的侧视图。
图2是表示挖土机管理系统的一例的图。
图3是概略表示挖土机的结构的第1例的框图。
图4是概略表示控制器进行的与机器控制功能相关的控制处理的第1例的流程图。
图5A是说明利用机器控制功能时的挖土机的动作的图。
图5B是说明利用机器控制功能时的挖土机的动作的图。
图6是概略表示挖土机的结构的第2例的框图。
图7是概略表示控制器进行的与机器控制功能相关的控制处理的第2例的流程图。
图8是表示用于进行与机器控制功能的动作模式相关的设定的画面的一例的图。
图9是表示用于进行与机器控制功能的动作模式相关的设定的画面的一例的图。
图10是表示用于进行与机器控制功能的动作模式相关的设定的画面的一例的图。
具体实施方式
以下,参考附图对用于实施发明的方式进行说明。
[挖土机的概要]
首先,参考图1、图2对本实施方式所涉及的挖土机100的概要进行说明。
图1是本发明的实施方式所涉及的挖土机100的侧视图。图2是表示包括挖土机100的挖土机管理系统SYS的一例的图。
如图1所示,本实施方式所涉及的挖土机100具备:下部行走体1;上部回转体3,经由回转机构2回转自如地搭载于下部行走体1;动臂4、斗杆5及铲斗6,构成附件(施工机);以及驾驶室10。
下部行走体1通过左右一对履带被行走液压马达1L、1R分别液压驱动而使挖土机100行走。即,一对行走液压马达1L、1R(行走马达的一例)驱动作为被驱动要件的下部行走体1(履带)。
上部回转体3通过被回转液压马达2A驱动而相对于下部行走体1进行回转。即,回转液压马达2A驱动作为被驱动要件的上部回转体3。
动臂4以能够俯仰的方式枢轴安装于上部回转体3的前部中央,在动臂4的前端以能够上下转动的方式枢轴安装有斗杆5,在斗杆5的前端以能够上下转动的方式枢轴安装有作为端接附件的铲斗6。动臂4、斗杆5及铲斗6分别由作为液压促动器的动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9液压驱动。
另外,铲斗6为端接附件的一例,根据工作内容等,也可以在斗杆5的前端安装其他端接附件来代替铲斗6,例如,坡面用铲斗、疏浚用铲斗、破碎器等。
驾驶室10为供操作者搭乘的驾驶舱,其搭载于上部回转体3的前部左侧。
如图2所示,挖土机100可以为挖土机管理系统SYS的构成要件。
挖土机管理系统SYS包括挖土机100和管理装置200。
挖土机管理系统SYS中所包括的挖土机100可以为一台,也可以为多台。同样地,挖土机管理系统SYS中所包括的管理装置200也可以为多台。即,多个管理装置200可以分散实施与挖土机管理系统SYS相关的处理。例如,多个管理装置200可以分别与多个挖土机100中所负责的一部分挖土机100彼此进行通信,并执行以该一部分挖土机100为对象的处理。
挖土机管理系统SYS例如在管理装置200中从挖土机100收集信息,监视挖土机100的各种状态(例如,搭载于挖土机100的各种设备有无异常等)。
并且,挖土机管理系统SYS例如可以在管理装置200中支援挖土机100的远程操作。
挖土机100搭载有通信装置T1,并且能够通过规定的通信线路NW(Network(网络))与管理装置200彼此进行通信。由此,挖土机100能够将各种信息发送(上传)给管理装置200或从管理装置200接收各种信号(例如,信息信号或控制信号)等。通信线路NW例如包括广域网(WAN:Wide Area Network)。广域网例如可以包括以基站为终端的移动通信网。并且,广域网例如也可以包括利用挖土机100的上空的通信卫星的卫星通信网。并且,广域网例如也可以包括互联网。并且,通信线路NW例如也可以包括设置有管理装置200的设施的局域网(LAN:Local Area Network)。局域网可以为无线线路,也可以为有线线路,也可以为包括这两者的线路。并且,通信线路NW例如也可以包括WiFi或蓝牙(注册商标)等基于规定的无线通信方式的近距离通信线路。
挖土机100对应于搭乘于驾驶室10的操作者的操作使促动器(例如,液压促动器)动作,从而驱动下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等动作要件(以下,称为“被驱动要件”)。
并且,挖土机100可以代替构成为能够由驾驶室10的操作者进行操作而构成为能够从挖土机100的外部进行远程操作(遥控操作),或者除构成为能够由驾驶室10的操作者进行操作以外,还构成为能够从挖土机100的外部进行远程操作(遥控操作)。在远程操作挖土机100的情况下,驾驶室10的内部可以为无人状态。以下,以操作者的操作包括驾驶室10的操作者对操作装置26的操作及外部的操作者进行的远程操作中的至少一个操作为前提进行说明。
远程操作例如包括如下方式:根据通过规定的外部装置(例如,管理装置200)进行的与挖土机100的促动器相关的来自使用者(操作者)的输入来操作挖土机100。此时,挖土机100上可以搭载有能够拍摄包括挖土机100的前方的挖土机100的周边的状况的摄像装置50。挖土机100例如可以将基于摄像装置50的输出的挖土机100的周边的图像信息(以下,称为“周边图像”)发送给外部装置,并且周边图像可以显示在设置于外部装置的显示装置(以下,称为“远程操作用显示装置”)。并且,显示于挖土机100的驾驶室10内的显示装置40的各种信息图像(信息画面)也可以同样地显示于外部装置的远程操作用显示装置。由此,外部装置的操作者例如能够一边确认表示显示于远程操作用显示装置的挖土机100的周围的状态的周边图像或各种信息图像等的显示内容,一边远程操作挖土机100。并且,挖土机100也可以根据从外部装置接收的表示远程操作的内容的信号(以下,称为“远程操作信号”)使促动器动作,从而驱动下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等被驱动要件。
另外,在不进行从外部装置的挖土机100的远程操作的情况下,挖土机100的摄像装置50可以省略,也可以以其他用途(例如,挖土机100的周边的障碍物的监视用途)进行利用。
并且,远程操作例如可以包括根据挖土机100的周围的人(例如,工作人员)对挖土机100的来自外部的声音输入或手势输入等来操作挖土机100的方式。具体而言,挖土机100通过摄像装置50或声音输入装置(例如,麦克风)等来识别由周围的工作人员等发出的声音或由工作人员等做出的手势等。并且,挖土机100可以根据识别出的声音或手势等的内容使促动器动作,从而驱动下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等被驱动要件。
并且,挖土机100也可以与操作者的操作内容无关地使促动器自动动作。由此,挖土机100实现使下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等被驱动要件中的至少一部分自动动作的功能(机器控制(MC:Machine Control)功能)。
MC功能包括对应于操作者对操作装置26的操作或远程操作驱动促动器而使被驱动要件自动进行规定的动作的功能(以下,称为“操作支援型MC功能”)。在操作支援型MC功能中,挖土机100例如也可以使操作对象被驱动要件(促动器)以外的被驱动要件(促动器)自动动作。并且,MC功能也可以包括在没有操作者对操作装置26的操作或远程操作的前提下使多个被驱动要件(液压促动器)中的至少一部分自动动作的功能(以下,称为“全自动型MC功能”)。在挖土机100中,当全自动型MC功能有效时,驾驶室10的内部可以为无人状态。并且,操作支援型MC功能或全自动型MC功能等可以包括根据预先规定的规则自动确定MC功能的对象被驱动要件(促动器)的动作内容的方式。并且,操作支援型MC功能或全自动型MC功能等也可以包括如下方式(所谓的“自主运行”):挖土机100自主地进行各种判断,并根据其判断结果自主地确定MC功能的对象被驱动要件(促动器)的动作内容。
管理装置200例如可以为设置于挖土机100进行工作的工作现场的外部的管理中心等的云服务器。并且,管理装置200例如也可以为配置于挖土机100进行工作的工作现场内或离工作现场相对较近的地点(例如,通信运营商的工作楼或基站等)的边缘服务器。并且,管理装置200也可以为配置于挖土机100的工作现场内的管理办公室等的固定式终端装置或便携式终端装置(移动终端)。固定式终端装置例如可以包括台式计算机终端。并且,便携式终端装置例如可以包括智能手机、平板终端、膝上式计算机终端等。并且,在管理装置200为便携式终端装置的情况下,可以由使用者带入挖土机100的驾驶室10的内部。
管理装置200例如具有通信装置,并且如上所述,通过通信线路NW与挖土机100彼此进行通信。由此,管理装置200能够接收从挖土机100上传的各种信息或将各种信号发送给挖土机100。因此,管理装置200的使用者能够通过输出装置(例如,显示装置或声音输出装置等)确认与挖土机100相关的各种信息。并且,管理装置200例如能够向挖土机100发送信息信号以提供工作时需要的信息或发送控制信号以控制挖土机100。管理装置200的使用者例如可以包括挖土机100的所有者、挖土机100的管理者、挖土机100的制造商的技术人员、挖土机100的操作者、挖土机100的工作现场的管理者、监督人员、工作人员等。
并且,管理装置200可以构成为能够支援挖土机100的远程操作。例如,管理装置200可以具有供操作者进行远程操作的输入装置(以下,简称为“远程操作装置”)及显示挖土机100的周围的图像信息(周围图像)等的远程操作用显示装置。从远程操作装置输入的信号作为远程操作信号而发送给挖土机100。由此,管理装置200的使用者(操作者)能够一边通过远程操作用显示装置确认挖土机100的周围的状况,一边使用远程操作装置进行挖土机100的远程操作。
[挖土机的第1例]
接着,除图1、图2以外,还参考图3~图5(图5A、图5B)对本实施方式所涉及的挖土机100的第1例进行具体说明。
<挖土机的结构>
图3是概略表示本实施方式所涉及的挖土机100的结构的第1例的框图。
另外,在图3中,分别用双重线、实线、虚线及点线示出了机械动力线路、工作油管路、先导管路及电信号线路。以下,也同样地适用于后述的图6。
<<液压驱动系统>>
如图3所示,本实施方式所涉及的挖土机100的液压驱动系统包括分别液压驱动下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6的液压促动器。如上所述,液压促动器包括行走液压马达1L、1R、回转液压马达2A、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9等。并且,本实施方式所涉及的挖土机100的液压驱动系统包括发动机11、调节器13、主泵14、控制阀17及安全阀7RV。
发动机11为液压驱动系统中的主动力源,例如搭载于上部回转体3的后部。具体而言,发动机11在后述的控制器30的直接或间接控制下以预先设定的目标转速恒定旋转来驱动主泵14及先导泵15。发动机11例如为以柴油为燃料的柴油发动机。
调节器13控制主泵14的吐出量。例如,调节器13根据来自控制器30的控制指令来调节主泵14的斜板的角度(偏转角)。
与发动机11相同地,主泵14例如搭载于上部回转体3的后部,并且通过高压液压管路向控制阀17供给工作油。如上所述,主泵14由发动机11驱动。主泵14例如为可变容量式液压泵,如上所述,在控制器30的控制下,通过由调节器13调节斜板的偏转角来调整活塞的行程长度,从而控制吐出流量(吐出压力)。
控制阀17例如搭载于上部回转体3的中央部,其对应于操作者对操作装置26的操作进行液压驱动系统的控制。如上所述,控制阀17经由高压液压管路与主泵14连接,并且向液压促动器(行走液压马达1L、1R、回转液压马达2A、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9等)选择性地供给从主泵14供给的工作油。例如,控制阀17包括控制从主泵14向各液压促动器供给的工作油的流量和流动方向的控制阀(滑阀)。
安全阀7RV设置于动臂缸7的杆侧油室与控制阀17之间的高压液压管路,其根据来自控制器30的控制指令将动臂缸7的杆侧油室的工作油排出(释放)至罐。由此,安全阀7RV能够在控制器30的控制下使动臂缸7的杆侧油室的工作油排出至罐中,从而抑制液压过度上升。因此,控制器30例如能够通过向安全阀7RV输出控制指令而设定规定的释放压力,将动臂缸7的杆侧油室的压力限制在规定阈值以下。
<<操作系统>>
如图3所示,本实施方式所涉及的挖土机100的操作系统包括先导泵15和操作装置26。并且,挖土机100的操作系统包括液压控制阀31和往复阀32作为与控制器30的机器控制功能相关的结构。
先导泵15例如搭载于上部回转体3的后部,并且经由先导管路25向操作装置26和液压控制阀31等各种液压设备供给先导压。先导泵15例如为固定容量式液压泵,如上所述,由发动机11驱动。
操作装置26设置于驾驶室10的操作员座附近,供操作者进行各被驱动要件(即,下部行走体1、上部回转体3、动臂4、斗杆5及铲斗6等)的操作。换言之,操作装置26供操作者进行驱动各被驱动要件的液压促动器(即,行走液压马达1L、1R、回转液压马达2A、动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9等)的操作。操作装置26包括针对每个被驱动要件(液压促动器)的独立的操作装置(以下,简称为“独立操作装置”)。操作装置26例如包括用于分别操作上部回转体3(回转液压马达2A)、动臂4(动臂缸7)、斗杆5(斗杆缸8)及铲斗6(铲斗缸9)的杆装置。并且,操作装置26例如包括用于分别操作下部行走体1的左右履带(行走液压马达1L、1R)的杆装置或踏板装置。
如图3所示,操作装置26例如为液压先导式。操作装置26使用从先导泵15通过先导管路25及从先导管路25分支的先导管路25A供给的工作油的先导压,向次级侧的先导管路27(先导管路27A、27B)输出与其操作状态对应的先导压。操作装置26中所包括的独立操作装置分别通过次级侧的先导管路27A与控制阀17(内的对应的控制阀)直接连接,或者经由设置于次级侧的先导管路27B的后述的往复阀32与控制阀17(内的对应的控制阀)间接连接。由此,与操作装置26的每个被驱动要件(液压促动器)的操作状态对应的先导压能够输入于控制阀17。因此,控制阀17能够根据操作装置26的操作状态来驱动各液压促动器,从而实现与操作装置26的操作状态对应的液压促动器的动作。
并且,操作装置26例如也可以为输出与操作状态对应的电信号(以下,称为“操作信号”)的电动式。此时,来自操作装置26的操作信号被输入于控制器30,控制器30可以根据所输入的操作信号来控制控制阀17内的对应的控制阀。由此,控制器30能够实现与操作装置26的操作状态对应的液压促动器的动作。例如,控制器30可以控制插设于连接先导泵15和内置于控制阀17的与各液压促动器对应的控制阀之间的先导管路的液压控制阀(以下,称为“操作用液压控制阀”)。由此,控制器30能够使与操作信号对应的先导压从操作用液压控制阀作用于控制阀17内的各控制阀。并且,例如,内置于控制阀17的与各液压促动器对应的控制阀可以为根据与来自控制器30的操作信号对应的控制指令驱动的电磁螺线管式滑阀。
另外,如上所述,挖土机100也可以从规定的外部装置(例如,管理挖土机100的运转状况等的管理装置200等)进行远程操作。此时,控制器30例如可以根据从外部装置接收的操作指令来控制上述操作用液压控制阀,并向控制阀17供给与操作指令的内容对应的先导压。由此,控制阀17能够实现与通过外部装置进行远程操作的操作者的操作内容对应的挖土机100的动作。以下,如上所述,“操作者”以如下概念使用:不仅包括实际上搭乘于挖土机100的驾驶室10的操作者,有时还包括从外部装置远程操作挖土机100的操作者。
液压控制阀31设置于连接先导泵15和往复阀32的先导管路25B。液压控制阀31能够在控制器30的控制下调整向次级侧输出的先导压。液压控制阀31例如是构成为能够变更其流路面积(工作油可流通的截面积)的比例阀。由此,即使在未操作与往复阀32连接的操作装置26(独立操作装置)的情况下,控制器30也能够使规定的先导压从液压控制阀31作用于控制阀17内的对应的控制阀的先导端口。因此,控制器30能够与操作者的操作无关地使与液压控制阀31所连接的控制阀对应的液压促动器进行所期望的动作。即,针对每个能够与操作者的操作无关地通过控制器30自由动作的被驱动要件(以下,简称为“自由被驱动要件”)及液压促动器(以下,简称为“自由促动器”)设置液压控制阀31。
自由被驱动要件例如至少包括动臂4及铲斗6。即,自由促动器至少包括动臂缸7及铲斗缸9。并且,自由被驱动要件例如可以包括斗杆5。即,自由促动器可以包括斗杆缸8。
另外,在操作装置26为电动式的情况下,液压控制阀31的功能由上述操作用液压控制阀所代替。这是因为,无论是与操作装置26的操作状态对应的液压促动器的动作,还是与操作装置26的操作状态无关的液压促动器的动作,均能够通过从控制器30向操作用控制阀的控制指令来实现。
往复阀32设置于操作装置26中所包括的一部分独立操作装置的次级侧的先导管路27B。即,往复阀32针对操作装置26作为操作对象的被驱动要件(液压促动器)中的一部分自由被驱动要件(自由促动器)设置。往复阀32具有两个引入端口和一个排出端口,并且使输入至两个引入端口的先导压中具有较高的先导压的工作油输出至排出端口。往复阀32的两个引入端口中的一个与操作装置26(独立操作装置)连接,另一个与液压控制阀31连接。往复阀32的排出端口与控制阀17内的对应的控制阀的先导端口连接。由此,往复阀32能够使由操作装置26(独立操作装置)生成的先导压和由液压控制阀31生成的先导压中较高的先导压作用于对应的控制阀的先导端口。即,控制器30通过控制液压控制阀31而从液压控制阀31输出高于从操作装置26输出的次级侧的先导压的先导压,能够与操作者对操作装置26的操作无关地控制自由被驱动要件(自由促动器)的动作。
另外,作为操作装置26的操作对象的所有被驱动要件均可以为自由被驱动要件。即,作为操作装置26的操作对象的所有液压促动器均可以为自由促动器。此时,操作装置26中所包括的所有独立操作装置通过先导管路27B与控制阀17连接,并且对作为操作装置26的操作对象的所有被驱动要件(液压促动器)设置有液压控制阀31及往复阀32。并且,在操作装置26为电动式的情况下,不会从操作装置26输出与操作状态对应的先导压,因此可省略往复阀32。并且,在操作装置26为电动式的情况下,如上所述,对所有被驱动要件设置操作用液压控制阀,因此作为操作装置26的操作对象的所有被驱动要件(液压促动器)均可以为自由被驱动要件(自由促动器)。
<<控制系统>>
如图3所示,本实施方式所涉及的挖土机100的控制系统包括操作压力传感器29、控制器30、显示装置40及输入装置42。并且,本实施方式所涉及的挖土机100的控制系统包括动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、机身倾斜度传感器S4、回转状态传感器S5、侧位装置S6及通信装置T1。
如上所述,操作压力传感器29检测操作装置26的次级侧的先导压,即,对应于操作装置26的与各被驱动要件(液压促动器)相关的操作状态(例如,操作方向或操作量等操作内容)的先导压。由操作压力传感器29检测出的与操作装置26的各被驱动要件(液压促动器)的操作状态对应的先导压的检测信号被输入于控制器30。由此,控制器30能够掌握操作装置26的操作状态(操作内容)。
另外,也可以设置能够检测操作装置26的与各被驱动要件相关的操作状态的其他传感器来代替操作压力传感器29,例如,能够检测杆装置的操作量(倾倒量)或倾倒方向的编码器或电位计等。并且,在操作装置26为电动式的情况下,可省略操作压力传感器29。这是因为,表示操作装置26的操作状态的电信号(操作信号)被从操作装置26输入于控制器30。
控制器30(控制装置的一例)例如设置于驾驶室10的内部,进行与挖土机100相关的各种控制。
控制器30的功能可以通过任意的硬件或任意的硬件及软件的组合来实现。例如,控制器30以包括CPU(Central Processing Unit(中央处理器))、RAM(Random AccessMemory(随机存取存储器))等存储器装置、ROM(Read Only Memory(只读存储器))等辅助存储装置及各种输入输出用接口装置等的微型计算机为中心而构成。控制器30例如包括自动控制部301和杆溢流控制部303,作为通过在CPU上执行安装于辅助存储装置的程序来实现的功能部。并且,控制器30利用存储部302。存储部302能够通过控制器30的辅助存储装置或以能够与控制器30进行通信的方式连接的外部存储装置等来实现。
另外,控制器30的功能的一部分也可以通过其他控制器(控制装置)来实现。即,控制器30的功能也可以以由多个控制器分散的方式实现。例如,机器控制功能可以通过专用的控制器(控制装置)来实现。
显示装置40设置于容易被就坐于驾驶室10的室内的操作者视觉辨认的部位,并且在控制器30的控制下显示各种信息图像。
显示装置40例如可以显示与利用机器控制功能时的施工状况相关的信息。具体而言,显示装置40可以显示与施工对象地面的平坦度相关的信息。控制器30例如可以根据动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2及铲斗角度传感器S3的输出来运算利用MC功能时的铲斗6的铲尖或背面的移动轨跡,并根据运算出的移动轨跡来获取施工对象地面的平坦度。
输入装置42设置在就坐于驾驶室10的室内的操作者可用手够到的范围内,其接受来自操作者的各种输入,并向控制器30输出与该输入对应的信号。输入装置42例如包括安装于显示装置40的显示区域(显示器部)的触摸面板。并且,输入装置42例如也可以包括设置于操作装置26中所包括的独立操作装置的杆部的前端的旋钮开关。并且,输入装置42也可以包括设置于显示装置40的周围的按钮开关、杆、切换键、旋转拨盘等。并且,输入装置42也可以包括能够接受使用者(操作者)的声音输入或手势输入的声音输入装置或手势输入装置。与针对输入装置42的操作内容对应的信号输入于控制器30。
输入装置42包括机器控制开关(以下,称为“MC开关”)42a。
MC开关42a用于使挖土机100的机器控制功能生效(即,开启)。MC开关42a例如可以为每当进行其操作时能够切换机器控制功能的有效/无效(即,开启/关闭)的方式。并且,机器控制开关42a例如也可以为设置于与斗杆5(斗杆缸8)对应的独立操作装置的杆部的前端且仅在进行其操作(例如,按压操作)的期间能够使机器控制功能生效(开启)的方式。
动臂角度传感器S1安装于动臂4,其检测动臂4的姿势角度(以下,称为“动臂角度”)。动臂角度传感器S1例如可以包括旋转编码器、加速度传感器、6轴传感器、IMU(Inertial Measurement Unit(惯性测量装置))等。并且,动臂角度传感器S1也可以包括利用可变电阻器的电位计、检测与动臂角度对应的液压缸(动臂缸7)的行程量的缸传感器等。以下,这也同样地适用于斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3。由动臂角度传感器S1检测出的与动臂角度对应的检测信号被输入于控制器30。
斗杆角度传感器S2安装于斗杆5,其检测斗杆5的姿势角度(以下,称为“斗杆角度”)。由斗杆角度传感器S2检测出的与斗杆角度对应的检测信号被输入于控制器30。
铲斗角度传感器S3安装于铲斗6,其检测铲斗6的姿势角度(以下,称为“铲斗角度”)。由铲斗角度传感器S3检测出的与铲斗角度对应的检测信号被输入于控制器30。
机身倾斜度传感器S4检测机身(下部行走体1或上部回转体3)相对于规定的平面(例如,水平面)的倾斜状态。机身倾斜度传感器S4例如安装于上部回转体3,其检测上部回转体3绕前后方向及左右方向上的两个轴旋转的倾斜角度(以下,称为“前后倾角”及“左右倾角”)。机身倾斜度传感器S4例如可以包括旋转编码器、加速度传感器、6轴传感器、IMU等。由机身倾斜度传感器S4检测出的与倾斜角度(前后倾角及左右倾角)对应的检测信号输入于控制器30。
回转状态传感器S5输出与上部回转体3的回转状态相关的检测信息。回转状态传感器S5例如检测上部回转体3的回转角速度及回转角度。回转状态传感器S5例如可以包括陀螺仪传感器、旋转变压器、旋转编码器等。由回转状态传感器S5检测出的与上部回转体3的回转角度和回转角速度对应的检测信号被输入于控制器30。
侧位装置S6测定上部回转体3的位置及朝向。侧位装置S6例如为GNSS(GlobalNavigation Satellite System(全球导航卫星系统))罗盘,其检测上部回转体3的位置及朝向,与上部回转体3的位置及朝向对应的检测信号被输入于控制器30。并且,侧位装置S6的功能中检测上部回转体3的朝向的功能可以由安装于上部回转体3上的方位传感器代替。
另外,与上部回转体3的位置和朝向相关的信息可以通过通信装置T1从外部装置(例如,对工作现场中的包括挖土机100的各种施工机械的位置和地形形状等进行测定的设备)获取。此时,可以省略侧位装置S6。
通信装置T1例如通过可包括以基站为终端的移动通信网、利用通信卫星的卫星通信网、互联网等的规定的通信线路与外部设备(例如,管理挖土机100的运转状况等的管理装置等)进行通信。并且,通信装置T1例如也可以通过蓝牙(注册商标)或WiFi等基于近距离通信标准的通信线路与外部设备(例如,工作现场的监督人员或管理者利用的终端装置等)进行通信。
在MC功能对应于MC开关42a的操作而有效(即,开启)的情况下,自动控制部301进行与自动支援操作者对挖土机100的手动操作的MC功能(操作支援型MC功能)相关的控制。具体而言,自动控制部301控制附件(即,动臂4、斗杆5及铲斗6中的至少一个)以使铲斗6的规定的工作部位对应于操作者对斗杆5的操作(以下,称为“斗杆操作”)进行规定的施工动作。
例如,在操作者进行手动操作而使挖土机100进行挖掘动作的情况下,自动控制部301可以使动臂4、斗杆5及、铲斗6中的至少一个自动动作以使铲斗6的铲尖(第1部位的一例)与目标施工面(目标面的一例)齐平。由此,自动控制部301能够以使铲斗6的铲尖沿着目标施工面移动的方式使挖土机100进行挖掘动作。铲斗6的铲尖具有尖锐的形状且与地面接触的面积相对较小,因此适合作为用于挖土机100的挖掘工作的铲斗6的工作部位。以下,将利用MC功能使铲斗6的铲尖进行规定的施工动作的控制方式称为“铲斗铲尖MC控制”,将进行铲斗铲尖MC控制的挖土机100的动作模式称为“铲斗铲尖模式”。
并且,例如,在操作者进行手动操作而使挖土机100进行碾实动作(压实动作)的情况下,自动控制部301可以使动臂4、斗杆5及铲斗6中的至少一个自动动作以使铲斗6的背面(第2部位的一例)沿着地面移动。此时,自动控制部301可以控制附件以使铲斗6的背面对地面施加规定基准以上的按压力。由此,自动控制部301能够使挖土机100进行地面的碾实(压实)。铲斗6的背面具有大致平面形状或曲率相对平缓的曲面形状且与地面接触的面积相对较大,因此适合作为用于挖土机100的碾实(压实)工作的工作部位。“大致”表示允许制造误差等,以下也相同。以下,有时将利用MC功能使铲斗6的背面进行规定的施工动作的控制方式称为“铲斗背面MC控制”,将进行铲斗背面MC控制的挖土机100的动作模式称为“铲斗背面MC模式”。在铲斗背面MC控制中,可以使用铲斗6的背面的大致平面形状的部分来进行规定的施工动作,也可以使用铲斗6的背面的曲面形状的部分来进行规定的施工动作。并且,当使用铲斗6的曲面形状的部分时,与地面接触的面积比使用平面形状的部分时小,因此能够相对加大压实地面的压力(负载压力)。当使用铲斗6的平面形状的部分时,与地面接触的面积比使用曲面形状的部分时大,因此能够一次性压实相对较宽的范围。因此,铲斗背面MC控制可以分为与铲斗6的背面的平面部分对应的控制(以下,称为“铲斗背面MC第1控制”)和与铲斗6的背面的曲面部分对应的控制(以下,称为“铲斗背面MC第2控制”)。同样地,铲斗背面MC模式也可以分为与铲斗6的背面的平面部分对应的动作模式(以下,称为“铲斗背面MC第1控制”)和与铲斗6的背面的曲面部分对应的动作模式(以下,称为“铲斗背面MC第2控制”)。
自动控制部301从动臂角度传感器S1、斗杆角度传感器S2、铲斗角度传感器S3、机身倾斜度传感器S4、回转状态传感器S5、测位装置S6、通信装置T1、操作压力传感器29、输入装置42及存储部302等获取各种信息。自动控制部301根据获取到的信息来生成铲斗6的工作部位的目标轨道(例如,沿着目标施工面的轨道)及目标轨道上的目标位置。并且,自动控制部301例如可以自动控制附件的动作以使铲斗6的工作部位向目标轨道上的目标位置移动(即,沿着目标轨道移动)。具体而言,自动控制部301通过控制与动臂4、斗杆5及铲斗6中的至少一个对应的液压控制阀31(或操作用液压控制阀)来控制附件的动作,从而实现MC功能。
并且,自动控制部301可以将获取到(测出)的地面的平坦度反映到与MC功能相关的控制中,即,反映到MC功能中的铲斗6的工作部位的施工动作中。即,自动控制部301可以根据获取到的地面的平坦度来确定使铲斗6的工作部位将地面弄平坦的施工动作(例如,目标轨道等),从而控制附件。自动控制部301例如可以根据获取到的地面的平坦度来调整铲斗6的背面对地面的按压力。
存储部302中存储有与目标施工面相关的信息(以下,称为“目标施工面信息”)。目标施工面信息例如可以由操作者通过输入装置42输入,并登记到存储部302中。并且,目标施工面信息例如也可以通过通信装置T1从规定的外部装置(例如,管理工作现场的运营商的服务器装置或工作现场的管理办公室的管理终端等)下载,并登记到存储部302中。
杆溢流控制部303向安全阀7RV输出控制指令,并以将动臂缸7的杆侧油室的压力限制在规定阈值以下的方式进行安全阀7RV的控制(以下,称为“杆溢流控制”)。
<与机器控制功能相关的控制处理>
图4是概略表示控制器30的与MC功能相关的控制处理的第1例的流程图。本流程图例如在从挖土机100的启动(钥匙开关开启)至停止(钥匙开关关闭)为止的期间进行斗杆5的操作的情况下按规定的处理周期反复执行。以下,也同样地适用于后述的图7的流程图。
图5A、图5B是说明利用MC功能时的挖土机100的动作的图。具体而言,图5A表示利用进行斗杆5的收回操作(以下,称为“斗杆收回操作”)时的挖土机100的MC功能时的动作,图5B表示利用进行斗杆5的张开操作(以下,称为“斗杆张开操作”)时的挖土机100的MC功能时的动作。
如图4所示,在步骤S102中,控制器30判定MC功能是否有效。控制器30在MC功能有效的情况下进入步骤S104,在MC功能无效的情况下结束此次处理。
在步骤S104中,控制器30判定是否正在进行斗杆5的收回操作(以下,称为“斗杆收回操作”)。控制器30在正在进行斗杆收回操作的情况下进入步骤S106,在未进行斗杆收回操作的情况下,即,在正在进行斗杆5的张开操作(以下,称为“斗杆张开操作”)的情况下进入步骤S110。
在步骤S106中,控制器30的自动控制部301将MC功能中的铲斗6的工作部位的目标轨道设定为与目标施工面对应的轨道。即,自动控制部301在MC功能中将目标轨道设定为使铲斗6的工作部位沿着目标施工面移动。
若完成步骤S106的处理,则控制器30进入步骤S108。
在步骤S108中,控制器30的自动控制部301控制附件(动臂4、斗杆5及铲斗6中的至少一个)来进行铲斗6的铲尖的位置控制,以使铲斗6的铲尖沿着目标轨道(目标施工面)移动。即,自动控制部301进行铲斗背面MC控制。
若完成步骤S108的处理,则控制器30结束此次处理。
由此,如图5A所示,挖土机100能够对应于斗杆收回操作使铲斗6的铲尖沿着目标施工面SF1移动,并削取比目标施工面SF1更向上方突出的部分,从而实现平坦的地面。
返回到图4,另一方面,在步骤S110中,控制器30的自动控制部301将MC功能中的铲斗6的工作部位的目标轨道设定为与使目标施工面向地面侧偏移了规定量α的偏移面对应的轨道,并进入步骤S112。即,自动控制部301在MC功能中将目标轨道设定为铲斗6的工作部位沿着偏移面移动。
若完成步骤S110的处理,则控制器30进入步骤S112。
在步骤S112中,控制器30的自动控制部301进行铲斗6的背面的位置控制以使铲斗6的背面沿着目标轨道(偏移面)移动。即,自动控制部301进行铲斗背面MC控制。具体而言,控制器30的自动控制部301可以控制铲斗6的背面的位置及铲斗6的姿势以使铲斗6的背面的基准点与目标轨道(偏移面)齐平,并且使铲斗6的背面与目标轨道(偏移面)平行。同时,控制器30的杆溢流控制部303向安全阀7RV输出控制指令,进行杆溢流控制。
若完成步骤S112的处理,则控制器30结束此次流程图的处理。
由此,如图5B所示,挖土机100能够对应于斗杆张开操作一边将铲斗6的背面按压于地面,一边使铲斗6向远离机身(上部回转体3)的方向移动。具体而言,控制器30以使铲斗6的背面与比地面更靠下方的偏移面SF2齐平的方式使附件动作,因此其结果,能够以附件下压铲斗6的力(按压力)F将铲斗6的背面按压于地面。因此,挖土机100能够对应于斗杆收回操作削出平坦的地面(目标施工面SF1),并且对应于斗杆张开操作进行地面的压实(碾实)。因此,操作者例如仅通过反复进行挖土机100的斗杆收回操作及斗杆张开操作,便能够使地面变得平坦,并且压实地面。并且,除斗杆收回操作以外,操作者例如还能够通过交替进行左右的回转操作来进行挖土机100的前方的一定宽度的范围(例如,下部行走体1的宽度的范围)的地面的压实。即,挖土机100能够提高地面的整平工作的工作效率。此时,规定量α可以为预先规定的固定值,也可以为可变值。例如,规定量α可以根据如上所述测定的施工对象地面的平坦度而设为可变,并且可以在平坦度相对较低的情况下设定为相对较大,在平坦度相对较高的情况下设定为相对较小。由此,挖土机100能够根据地面的平坦度来调整铲斗6的背面对地面的按压力。
并且,与铲斗6的背面的位置控制一并进行杆溢流控制,并且动臂缸7的杆侧油室的压力限制在规定基准以下,因此挖土机100能够将铲斗6的背面对地面的按压力F限制在一定的基准以下。因此,挖土机100能够抑制动臂缸7的杆侧油室的压力变得相对较大,导致铲斗6的背面对地面的按压力变得过大的情况。
例如,在坡面施工中,作为其事前准备,从施工质量的确保和挖土机100的工作中的安全性等观点出发,期待整平作为挖土机100的立脚点的地面,以使其平坦且坚固。此时,操作者仅通过反复进行挖土机100的斗杆收回操作及斗杆张开操作,便能够将挖土机100的立脚点施工成平坦且坚固。因此,挖土机100能够提高作为坡面施工的事前准备的立脚点的施工的工作效率。
另外,在本例子中,施工对象地面(目标施工面)为水平面,但也可以为斜面(坡面)。并且,在本例子中,控制器30(自动控制部301)还可以分为铲斗背面MC第1控制和铲斗背面MC第2控制来使用。例如,控制器30可以根据施工对象地面的凹凸程度(平坦度)或地质等来选择是将步骤S112的铲斗背面MC控制设为铲斗背面MC第1控制还是设为铲斗背面第2控制。具体而言,控制器30可以在施工对象地面的平坦度相对较大(高)的情况下选择铲斗背面MC第1控制,在施工对象地面的平坦度相对较小(低)的情况下选择铲斗背面MC第2控制。并且,控制器30也可以在施工对象地面的地质相对较柔软的情况下选择铲斗背面MC第1控制,在施工对象地面的地质相对较硬的情况下选择铲斗背面MC第2控制。如上所述,地面的平坦度可以根据利用MC功能时的铲斗6的铲尖或背面的移动轨跡等来判断。并且,地质例如可以根据利用MC功能时的铲斗6在移动时相对于铲斗6的来自地面的反作用力来判断。相对于铲斗6的来自地面的反作用力可以从动臂缸7的缸压的测量值获取(运算)。并且,地面的平坦度或地质例如也可以根据摄像装置50的拍摄图像来判断。
[挖土机的第2例]
接着,除图1、图2、图5A、图5B以外,还参考图6、图7对本实施方式所涉及的挖土机100的第2例进行具体说明。以下,以与上述第1例不同的部分为中心进行说明,有时会对与上述第1例相同或对应的内容简化或省略说明。
<挖土机的结构>
图6是概略表示本实施方式所涉及的挖土机100的结构的第2例的框图。
如图6所示,本例子所涉及的挖土机100中,省略了安全阀7RV,并且作为通过控制器30实现的功能部,代替杆溢流控制部303,包括了自升抑制控制部304,这两点与上述第1例不同。
自升抑制控制部304进行与用于抑制由相对于铲斗6的来自地面的反作用力引起的挖土机100的机身(下部行走体1)的翘起(以下,称为“自升”)的附件的动作相关的控制(以下,称为“自升抑制控制”)。
自升抑制控制部304例如根据机身倾斜度传感器S4的输出来判定挖土机100是否发生了自升。并且,自升抑制控制部304例如也可以根据机身倾斜度传感器S4的输出来判定挖土机100是否有发生自升的征兆(可能性)。然后,若判定挖土机100发生了自升或有发生自升的征兆,则自升抑制控制部304控制附件,以抑制自升。具体而言,自升抑制控制部304可以生成用于使动臂4向提升方向移动(返回)的控制指令,并将其输出至与动臂4(动臂缸7)对应的液压控制阀31。并且,在操作装置26为电动式的情况下,自升抑制控制部304可以将相同的控制指令输出至与动臂4(动臂缸7)对应的操作用液压控制阀。
在MC功能有效的情况下,自动控制部301生成针对用于使铲斗6的铲尖或背面等工作部位进行规定的动作的液压控制阀31或操作用控制阀的控制指令。此时,若判定挖土机100发生了自升或有发生自升的征兆,则自升抑制控制部304校正从自动控制部301输出的控制指令,以抑制挖土机100的自升。然后,自升抑制控制部304将校正后的控制指令输出至液压控制阀或操作用控制阀。具体而言,自升抑制控制部304可以校正从自动控制部301输出的控制指令中与动臂4(动臂缸7)对应的控制指令。
<与机器控制功能相关的控制处理>
图7是概略表示控制器30的与MC功能相关的控制处理的第2例的流程图。
如图7所示,步骤S202~S210的处理与图4的步骤S102~S110相同,因此省略说明。
在步骤S212中,控制器30的自动控制部301进行铲斗6的铲尖的位置控制以使铲斗6的背面沿着目标轨道(偏移面)移动。同时,控制器30的自升抑制控制部304使自升抑制控制生效。
由此,若利用MC功能时的从铲斗6的背面向地面的按压力变得相对较大,从而挖土机100发生自升或将发生自升,则会控制(校正)附件的动作,以缓和按压力。因此,挖土机100能够将铲斗6的背面对地面的按压力限制在一定的基准以下。因此,挖土机100能够抑制铲斗6的背面对地面的按压力变得过大的情况。
另外,在本例子中,控制器30(自动控制部301)也可以与上述第1例的情况相同地分为铲斗背面MC第1控制和铲斗背面MC第2控制来使用。
[挖土机的第3例]
接着,除图1、图2、图5A、图5B以外,还参考图8~图10对本实施方式所涉及的挖土机100的第3例进行具体说明。以下,以与上述第1例不同的部分为中心进行说明,有时会对与上述第1例相同或对应的内容简化或省略说明。
<挖土机的结构>
本例子所涉及的挖土机100的结构可以与上述第1例(图3)或第2例(图6)的情况相同。因此,在本例子中,省略其结构的图示及说明。
<与机器控制功能相关的控制处理>
图8~图10是表示用于进行与MC功能的动作模式相关的设定的画面(模式设定画面)的一例的图。
在本例子中,控制器30根据通过输入装置42从操作者(使用者)接受的规定的输入来进行铲斗铲尖MC模式及铲斗背面MC模式的切换。并且,控制器30也可以根据通过输入装置42从操作者接受的规定的输入来进行铲斗铲尖MC模式、铲斗背面MC第1模式及铲斗背面第2模式的切换。由此,操作者能够在铲斗铲尖MC模式与铲斗背面MC模式之间或铲斗铲尖MC模式、铲斗背面MC第1模式及铲斗背面MC第2模式之间手动切换与MC功能相关的动作模式。
具体而言,控制器30可以将用于进行与MC功能的动作模式相关的设定的画面(模式设定画面)显示于显示装置40。由此,操作者能够使用输入装置42来操作模式设定画面,并设定所期望的MC功能的动作模式。
例如,如图8~图10所示,在控制器30的控制下,显示装置40中显示有模式设定画面800。
模式设定画面800中包括按钮图标801、选择对象模式列表802、挖土机图像803、工作部位图像804及按钮图标805~808。
按钮图标801配置于模式设定画面800的上部,其用于选择是自动切换MC功能的多个动作模式,还是根据来自操作者的规定的输入来手动切换。按钮图标801包括按钮图标801A、801B。
按钮图标801A用于进行自动切换MC功能的多个动作模式的设定。例如,若通过输入装置42选择按钮图标801A并操作后述的按钮图标805或按钮图标806,则会确定自动切换MC功能的多个动作模式的设定。此时,在MC功能有效的状况下,控制器30自动切换铲斗铲尖MC模式与铲斗背面MC模式或铲斗铲尖MC模式、铲斗背面MC第1模式及铲斗MC第2模式(参考图4、图7)。
按钮图标801B用于进行手动切换MC功能的多个动作模式的设定。例如,若通过输入装置42选择按钮图标801B,则会转移到使用者(操作者)能够使用输入装置42手动选择MC功能的多个动作模式的画面的状态。具体而言,若选择按钮图标801B,则模式设定画面800可以转移到能够通过输入装置42来操作选择对象模式列表802的状态(例如,选择对象模式列表802的不可选被解除的状态)。
选择对象模式列表802配置于模式设定画面800的上下中央部的靠右的位置,其表示使用者能够选择的MC功能的动作模式。选择对象模式列表802中在上下方向上并排显示有使用者能够选择的多个MC功能的动作模式。在本例子中,从上方依次列出了铲斗铲尖MC模式(“1.铲尖MC模式”)、铲斗背面MC第1模式(“2.背面MC模式A”)及铲斗背面MC第2模式(“3.背面MC模式B”)。使用者通过使用输入装置42上下移动光标(图8~图10的涂黑的三角形),能够从三个MC功能的动作模式中选择所期望的动作模式。
如图8所示,若光标对准到选择对象模式列表802的最上方,则会选择铲斗铲尖MC模式,并强调表示选择了“1.铲尖MC模式”的字符信息的情况(例如,以粗体显示)。并且,如图9所示,若光标对准到选择对象模式列表802的正中央,则会选择铲斗背面MC第1模式,并强调表示选择了“2.背面MC模式A”的字符信息的情况(例如,以粗体显示)。并且,如图10所示,若光标对准到选择对象模式列表802的最下方,则会选择铲斗背面MC第2模式,并强调表示选择了“3.背面MC模式B”的字符信息的情况(例如,以粗体显示)。
挖土机图像803示意地表示挖土机100利用MC功能时的施工动作。具体而言,使用实线附件图像和点线附件图像示出了使铲斗6的工作部位沿着目标施工面(图8~图10的点线直线)移动的状况。并且,也可以省略点线附件图像,并将实线附件图像(静态图像)替换为铲斗6的工作部位以沿着目标施工面移动的方式动作的动态图像。并且,挖土机图像803(实线附件图像)也可以构成为使用者能够使用输入装置42进行操作,并且以铲斗6的工作部位对应于使用者的操作而沿着目标施工面移动的方式动作。由此,使用者(操作者)能够在视觉上掌握利用MC功能时的挖土机100的动作状况。
具体而言,如图8所示,在选择了铲斗铲尖MC模式的情况下,挖土机图像803表示铲斗6的铲尖沿着目标施工面移动的状况。并且,如图9所示,在选择了铲斗背面MC第1模式的情况下,挖土机图像803表示铲斗6的背面的大致平面形状的部分沿着目标施工面移动的状况。并且,如图10所示,在选择了铲斗背面MC第2模式的情况下,挖土机图像803表示铲斗6的背面的曲面形状的部分沿着目标施工面移动的状况。由此,使用者(操作者)能够针对每个所选择的动作模式在视觉上(轻易地)掌握挖土机100使用铲斗6的哪个工作部位进行利用MC功能的工作。
工作部位图像804强调挖土机图像803中相当于铲斗6的工作部位的部分。在本例子中,工作部位图像804为显示于挖土机图像803中相当于铲斗6的工作部位的部分的虚线圆框。并且,工作部位图像804也可以代替虚线圆框而为闪烁的实线圆框等。具体而言,如图8所示,在选择了铲斗铲尖MC模式的情况下,工作部位图像804强调相当于与地面(目标施工面)抵接的铲斗6的铲尖的挖土机图像803的部分。并且,如图9所示,在选择了铲斗背面MC第1模式的情况下,工作部位图像804强调相当于与地面(目标施工面)抵接的铲斗6的背面的大致平面形状的部分的挖土机图像803的部分。并且,如图10所示,在选择了铲斗背面MC第2模式的情况下,工作部位图像804强调相当于与地面(目标施工面)抵接的铲斗6的背面的曲面形状的部分的挖土机图像803的部分。由此,使用者(操作者)能够针对每个所选择的动作模式更轻易地掌握挖土机100使用铲斗6的哪个工作部位进行利用MC功能的工作。
按钮图标805用于确定在模式设定画面800中设定的内容并开始与MC功能相关的控制。由此,使用者通过使用输入装置42进行选择并确定按钮图标805的操作,能够以模式设定画面800的设定内容使挖土机100转移到MC功能有效的状态。即,按钮图标805为相当于MC开关42a的功能中用于使挖土机100的MC功能生效的功能的操作部。
按钮图标806用于将在模式设定画面800中设定的内容适用于与MC功能相关的控制。由此,使用者通过使用输入装置42进行选择并确定按钮图标806的操作,能够在MC功能有效的状态下确定模式设定画面800的设定内容。
按钮图标807用于使控制器30的与MC功能相关的控制停止。由此,使用者通过使用输入装置42进行选择并确定按钮图标807的操作,能够使挖土机100转移到MC功能无效的状态。即,按钮图标807为相当于MC开关42a的功能中用于使挖土机100的MC功能无效的功能的操作部。
按钮图标808用于使显示装置40的显示内容从模式设定画面800返回到上级的规定的画面(例如,主界面)。由此,使用者(操作者)例如在改变主意而认为无需进行与MC功能的动作模式相关的设定的情况下,无需进行设定,即可使显示装置40的显示内容从模式设定画面800转换到主界面等。
如此,在本例子中,使用者能够使用输入装置42来手动切换MC功能的多个动作模式。
并且,在本例子中,使用者能够使用输入装置42来选择是自动切换MC功能的多个动作模式还是手动切换MC功能的多个动作模式。
另外,在本例子中,也可以省略自动切换MC功能的多个动作模式的功能(参考图4、图7)。此时,可省略图8~图10的按钮图标801。
并且,在本例子中,使用者能够通过输入装置42来操作模式设定画面,并从MC功能的多个动作模式中选择所期望的动作模式。并且,使用者能够通过模式设定画面来确认MC功能的多个动作模式的选择状况。
另外,在本例子中,也可以代替模式设定画面而通过输入装置42中所包括的单纯的输入部(例如,选择拨盘等)来进行MC功能的多个动作模式的选择。此时,显示装置40中可以仅显示用于以与模式设定画面800相同的方式确认MC功能的多个动作模式的选择状况和多个动作模式的每一个的施工动作、工作部位等的画面。
[作用]
接着,对本实施方式所涉及的挖土机100的作用进行说明。
在本实施方式中,挖土机100具备包括动臂、斗杆及铲斗的附件。并且,铲斗6包括形状互不相同的铲尖及背面。并且,挖土机100具有对应于附件的操作使附件动作以使铲斗6的铲尖以规定的轨道移动的铲斗铲尖MC模式和对应于附件的操作使附件动作以使铲斗6的背面以规定的轨道移动的铲斗背面MC模式。
由此,使用者能够针对使用铲斗6的不同形状的工作部位的挖土机100的每个施工动作分开使用MC功能。因此,例如能够避免如下状况:能够利用MC功能使挖土机100进行使用铲斗6的一个工作部位的施工动作,另一方面,则需要手动地使挖土机100进行使用铲斗6的另一工作部位的施工动作。因此,挖土机100能够提高利用MC功能时的工作效率。
并且,在本实施方式中,铲斗6的背面可以包括平面形状的部分和曲面形状的部分。并且,作为铲斗背面MC模式,挖土机100可以存在对应于附件的操作使附件动作以使铲斗6的背面的平面形状的部分以规定的轨道移动的情况和对应于附件的操作使附件动作以使铲斗6的背面的曲面形状的部分以规定的轨道移动的情况。
由此,使用者能够在使用铲斗6的背面的挖土机100的施工动作中分为铲斗6的背面中与地面的接触面积相对较宽的部分和相对较窄的部分来使用。因此,挖土机100能够进一步提高利用MC功能时的工作效率。
并且,在本实施方式中,挖土机100可以对应于附件的操作使附件动作以使铲斗6的规定的工作部位(例如,铲斗6的铲尖或铲斗6的背面)进行规定的施工动作。具体而言,挖土机100可以对应于附件的操作使附件动作以使铲斗6的工作部位沿着规定的轨道(目标轨道)移动。并且,挖土机100可以根据挖土机100的操作状况(附件的操作状况)来切换铲斗铲尖MC模式和铲斗背面MC模式。即,控制器30可以对应于附件的操作控制附件以使铲斗6的规定的工作部位进行规定的施工动作。并且,控制器30可以根据挖土机100的操作状况(附件的操作状况)自动切换对应于附件的操作控制附件以使铲斗6的铲尖进行规定的施工动作的铲斗铲尖MC控制和对应于附件的操作控制附件以使铲斗6的背面进行规定的动作的铲斗背面MC控制。
由此,在分为铲斗铲尖MC控制和铲斗背面MC控制来使用的情况下,操作者无需手动进行其切换。因此,挖土机100例如能够在切换铲斗铲尖MC控制和铲斗背面MC控制时抑制工作中断的情况。因此,挖土机100能够提高MC功能的工作效率。
另外,控制器30也可以代替挖土机100的操作状况而根据挖土机100的周边的状况自动切换铲斗铲尖MC控制和铲斗背面MC控制,或者除挖土机100的操作状况以外,还根据挖土机100的周边的状况自动切换铲斗铲尖MC控制和铲斗背面MC控制。例如,控制器30可以测量施工对象地面的平坦度,并在平坦度相对较低的情况下,采用铲斗铲尖MC控制,使挖土机100进行以铲斗6的铲尖刮削地面的方式的施工动作。另一方面,控制器30可以在平坦度相对较高的情况下,采用铲斗背面MC控制,使挖土机100进行压实一定程度已变得平坦的地面的方式的施工动作。并且,控制器30也可以代替挖土机100的操作状况及挖土机100的周边的状况中的至少一个状况而根据作用于铲斗6(的工作部位)的来自地面的负载状况自动切换铲斗铲尖MC控制和铲斗背面MC控制,或者除挖土机100的操作状况及挖土机100的周边的状况中的至少一个状况以外,还根据作用于铲斗6(的工作部位)的来自地面的负载状况自动切换铲斗铲尖MC控制和铲斗背面MC控制。例如,控制器30可以推测从地面作用于铲斗6的负载(摩擦阻力),并在推测出的负载相对较大的情况下,采用铲斗铲尖MC控制,使挖土机100进行以铲斗6的铲尖刮削地面的方式的施工动作。另一方面,控制器30可以在推测出的负载相对较小的情况下,采用铲斗背面MC控制,使挖土机100进行以铲斗6的背面压实地面的方式的施工动作。此时,控制器30可以根据附件(动臂4)的移动方向(提升方向或降低方向)及动臂缸7的油室的压力等来推测从地面作用于铲斗6的工作部位的负载(摩擦阻力)。
并且,在本实施方式中,挖土机100可以在铲斗铲尖模式下对应于附件的操作使附件动作以使铲斗6的铲尖沿着目标施工面移动。另一方面,挖土机100可以在铲斗背面MC模式下对应于附件的操作使附件动作以使铲斗6的背面按压地面(具体而言,使铲斗6的背面按压地面的同时沿着地面移动)。即,控制器30可以在铲斗铲尖MC控制下对应于附件的操作控制附件以使铲斗6的铲尖沿着目标施工面移动。另一方面,控制器30可以在铲斗背面MC控制下对应于附件的操作控制附件以使铲斗6的背面按压地面。
由此,挖土机100能够在MC功能中自动切换以铲斗6的铲尖刮削地面以使其接近目标施工面的方式的施工动作和以铲斗6的背面按压并压实地面的方式的施工动作。
并且,在本实施方式中,挖土机100可以在铲斗背面MC模式下对应于附件的操作使附件动作以使铲斗的背面沿着将目标施工面向地面侧偏移了规定量α的偏移面移动。即,控制器30可以在铲斗背面MC控制下对应于附件的操作控制附件以使铲斗6的背面沿着将目标施工面向地面侧偏移了规定量α的偏移面移动。
由此,挖土机100能够通过以使铲斗6的背面向比地面更靠下侧的偏移面移动的方式使附件动作而使按压力从铲斗6的背面作用于地面。因此,挖土机100能够通过铲斗背面MC控制具体地实现地面的压实(碾实)。
并且,在本实施方式中,挖土机100可以在铲斗背面MC模式下对应于附件的操作使附件动作以使铲斗6的背面沿着偏移面移动,并且使对地面的按压力成为规定基准以下。即,控制器30可以在铲斗背面MC控制下对应于附件的操作控制附件以使铲斗6的背面沿着偏移面移动,并且使对地面的按压力成为规定基准以下。
由此,挖土机100能够实现利用来自铲斗6的背面的按压力对地面进行压实,同时抑制从铲斗6的背面作用于地面的按压力变得过大的情况。
并且,在本实施方式中,控制器30可以在铲斗背面MC控制下将用于使铲斗6的背面沿着偏移面移动的与附件相关的控制指令校正为抑制由来自地面的反作用力引起的机身的翘起,并使用校正后的控制指令来控制附件。
由此,挖土机100能够具体地抑制从铲斗6的背面作用于地面的按压力变得过大的情况。
并且,在本实施方式中,控制器30可以在铲斗背面MC控制下对应于附件的操作控制附件以使铲斗6的背面沿着偏移面移动,并且控制安全阀7RV以使动臂缸7的杆侧油室的压力成为规定阈值以下。
由此,挖土机100能够具体地抑制从铲斗6的背面作用于地面的按压力变得过大的情况。
并且,在本实施方式中,控制器30可以根据附件的操作内容来自动切换铲斗铲尖MC控制和铲斗控制。例如,控制器30可以在正在进行斗杆5的收回操作的情况下进行铲斗铲尖MC控制,在正在进行斗杆5的张开操作的情况下进行铲斗背面MC控制。
由此,挖土机100例如能够对应于斗杆5的收回操作以铲斗6的铲尖刮削地面以使地面与目标施工面齐平,并且对应于斗杆5的张开操作实现以铲斗6的背面压实地面的方式的一系列施工作业。
并且,在本实施方式中,挖土机100可以根据通过输入装置42从使用者(操作者)接受的规定的输入来切换MC功能的动作模式(铲斗铲尖MC模式及铲斗背面MC模式)。
由此,使用者例如能够根据通过挖土机100进行的一系列工作的内容或准备工序等手动切换MC功能的动作模式。
并且,在本实施方式中,显示装置40可以显示用于确认MC功能的动作模式(铲斗铲尖MC模式及铲斗背面MC模式)中的某一个的选择状况的画面以及用于选择MC功能的动作模式(铲斗铲尖MC模式及铲斗背面MC模式)中的某一个的画面中的至少一个画面。
由此,使用者能够通过显示装置40的画面轻易地确认MC功能的动作模式中所选择的动作模式,或者从选择对象MC功能的动作模式中轻易地选择所期望的动作模式。
并且,在本实施方式中,上述画面中可以以能够视觉辨认与作为选择对象的MC功能的动作模式(铲斗铲尖MC模式及铲斗背面MC模式)分别建立有对应关联的互不相同的工作部位(铲尖及背面)的方式显示铲斗6的形状。
由此,使用者能够通过显示装置40的画面针对MC功能的每个动作模式直观地掌握在该动作模式下使用的铲斗6的工作部位和所对应的工作的内容。因此,使用者能够通过显示装置40的画面直观地掌握在所选择的MC功能的动作模式下使用的铲斗6的工作部位和所对应的工作内容。并且,使用者能够通过显示装置40的画面从选择对象MC功能的动作模式中直观地选择所期望的动作模式。
并且,在本实施方式中,挖土机100(控制器30)可以根据铲斗6的工作部位的移动轨跡来测量地面的平坦度,并将测出的平坦度反映到MC功能中的铲斗6的工作部位的施工动作中。
由此,挖土机100能够在利用MC功能将地面弄平坦的施工作业中,根据与施工对象地面的平坦度相关的状况,将铲斗6的工作部位的施工动作最佳化。因此,挖土机100能够提高将施工对象地面弄平坦的工作的工作效率。
[变形/变更]
以上,对用于实施本发明的方式进行了详细叙述,但本发明并不限定于该特定的实施方式,可以在技术方案中记载的本发明的主旨的范围内进行各种变形、变更。
例如,在上述实施方式中,采用了附件整体对应于作为附件的操作的斗杆5的操作而自动实现规定的动作的MC功能,但也可以代替斗杆5的操作而通过动臂4或铲斗6的操作来实现相同的MC功能。
并且,例如,在上述实施方式或其变形例/变更例中,液压驱动了所有被驱动要件,但也可以电力驱动多个被驱动要件的一部分或全部。即,挖土机100可以为混合式挖土机或电动挖土机。例如,上部回转体3也可以代替回转液压马达2A而由电动机电力驱动。
最后,本申请主张基于2019年7月31日申请的日本专利申请2019-141579号的优先权,日本专利申请的全部内容通过参考援用于本申请中。
符号说明
1-下部行走体,1L、1R-行走液压马达,2-回转机构,2A-回转液压马达,3-上部回转体,4-动臂,5-斗杆,6-铲斗,7-动臂缸,7RV-安全阀,8-斗杆缸,9-铲斗缸,26-操作装置,30-控制器(控制装置),31-液压控制阀,32-往复阀,40-显示装置,42-输入装置,42a-机器控制开关,50-摄像装置,100-挖土机,200-管理装置,301-自动控制部,302-存储部,303-杆溢流控制部,304-自升抑制控制部,S1-动臂角度传感器,S2-斗杆角度传感器,S3-铲斗角度传感器,S4-机身倾斜度传感器,S5-回转状态传感器,S6-测位装置,T1-通信装置。
Claims (15)
1.一种挖土机,其具备包括动臂、斗杆及铲斗的附件,
所述铲斗包括形状互不相同的第1部位及第2部位,
所述挖土机存在:进行对应于附件的操作使所述附件动作以使所述第1部位以规定的轨道移动的第1动作的情况;和进行对应于所述操作使所述附件动作以使所述第2部位以规定的轨道移动的第2动作的情况。
2.根据权利要求1所述的挖土机,其中,
所述第1部位与地面接触的面积相对较小,
所述第2部位与地面接触的面积相对较大。
3.根据权利要求2所述的挖土机,其中,
所述第2部位包括平面形状的部分和曲面形状的部分,
作为所述第2动作,所述挖土机存在:对应于所述操作使所述附件动作以使所述平面形状的部分以规定的轨道移动的情况;和对应于所述操作使所述附件动作以使所述曲面形状的部分以规定的轨道移动的情况。
4.根据权利要求2或3所述的挖土机,其中,
在所述第1动作中,对应于所述操作使所述附件动作以使作为所述第1部位的所述铲斗的铲尖沿着目标面移动,在所述第2动作中,对应于所述操作使所述附件动作以使作为所述第2部位的所述铲斗的背面按压地面的同时移动。
5.根据权利要求4所述的挖土机,其中,
在所述第2动作中,对应于所述操作使所述附件动作以使所述背面沿着将所述目标面向地面侧偏移了规定量的偏移面移动。
6.根据权利要求5所述的挖土机,其中,
在所述第2动作中,对应于所述操作使所述附件动作,以使所述背面沿着所述偏移面移动,并且使对所述地面的按压力成为规定基准以下。
7.根据权利要求6所述的挖土机,其具备控制装置,
所述控制装置控制所述附件的动作,
在所述第2动作中,所述控制装置将用于使所述背面沿着所述偏移面移动的与所述附件相关的控制指令校正为抑制由来自地面的反作用力引起的机身的翘起,并使用校正后的控制指令来控制所述附件。
8.根据权利要求6所述的挖土机,其具备:
控制装置,控制所述附件的动作;及
安全阀,能够将驱动所述动臂的动臂缸的杆侧油室的工作油释放至工作油罐,
在所述第2动作中,所述控制装置对应于所述操作控制所述附件以使所述背面沿着所述偏移面移动,并且控制所述安全阀以使所述杆侧油室的压力成为规定阈值以下。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的挖土机,其中,
根据挖土机的状况及挖土机的周围的状况中的至少一个状况来切换进行所述第1动作的情况和进行所述第2动作的情况。
10.根据权利要求9所述的挖土机,其中,
根据所述操作内容来切换进行所述第1动作的情况和进行所述第2动作的情况。
11.根据权利要求10所述的挖土机,其中,
在正在进行所述斗杆的收回操作的情况下进行所述第1动作,在正在进行所述斗杆的张开操作的情况下进行所述第2动作。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的挖土机,其中,
根据从操作者接受的规定的输入来切换进行所述第1动作的情况和进行所述第2动作的情况。
13.根据权利要求12所述的挖土机,其具备显示装置,
所述显示装置显示用于确认所述第1动作及所述第2动作中的某一个的选择状况的画面以及用于选择所述第1动作及所述第2动作中的某一个的画面中的至少一个画面。
14.根据权利要求13所述的挖土机,其中,
所述画面中以能够视觉辨认与作为选择对象的所述第1动作及所述第2动作分别建立有对应关联的所述第1部位及所述第2部位的方式显示所述铲斗的形状。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的挖土机,其中,
根据所述规定的工作部位的移动轨跡来测量地面的平坦度,并将所述平坦度反映到所述规定的动作中。
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