JP6752548B2 - Construction machinery - Google Patents
Construction machinery Download PDFInfo
- Publication number
- JP6752548B2 JP6752548B2 JP2015058706A JP2015058706A JP6752548B2 JP 6752548 B2 JP6752548 B2 JP 6752548B2 JP 2015058706 A JP2015058706 A JP 2015058706A JP 2015058706 A JP2015058706 A JP 2015058706A JP 6752548 B2 JP6752548 B2 JP 6752548B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm
- attachment
- movement
- distance
- boom
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 description 35
- 230000008569 process Effects 0.000 description 25
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 12
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 2
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
Description
本発明は、ブーム及びアームを含むアタッチメントを備える建設機械に関する。 The present invention relates to a construction machine comprising an attachment including a boom and an arm.
カメラが取得した画像に基づいて作業エリア内に作業者が侵入したかを判定し、侵入したと判定した場合に警報を出力する建設機械が知られている(特許文献1参照。)。 There is known a construction machine that determines whether an operator has invaded the work area based on an image acquired by a camera and outputs an alarm when it is determined that the operator has invaded the work area (see Patent Document 1).
しかしながら、上述の建設機械は、旋回軸を中心とした円筒状の空間、すなわち最大旋回半径内の空間を作業エリアとして設定する。そのため、作業者が建設機械の後方で作業している場合等、バケットと作業者との距離が十分に大きい場合であっても、旋回操作が行われたときのバケットと作業者との接触を防止すべく、バケットと作業者との距離が小さい場合と同様に警報を出力させてしまう。その結果、過度の警報出力により作業効率を悪化させてしまうおそれがある。 However, in the above-mentioned construction machine, a cylindrical space centered on the swivel axis, that is, a space within the maximum swivel radius is set as a work area. Therefore, even when the distance between the bucket and the worker is sufficiently large, such as when the worker is working behind the construction machine, the contact between the bucket and the worker when the turning operation is performed is maintained. In order to prevent it, an alarm is output as in the case where the distance between the bucket and the operator is small. As a result, work efficiency may be deteriorated due to excessive alarm output.
上述に鑑み、アタッチメントと作業者との接触をより効率的に防止できる建設機械の提供が望まれる。 In view of the above, it is desired to provide a construction machine capable of more efficiently preventing contact between the attachment and the worker.
本発明の実施例に係る建設機械は、走行体と、前記走行体に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるブームと、前記ブームに取り付けられるアームと、を含むアタッチメントと、前記アタッチメント、前記上部旋回体を操作するための操作装置と、制御装置と、前記上部旋回体に設けられ、周辺の障害物を検出する検出装置と、前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出装置と、を備え、前記制御装置は、前記アタッチメント上の所定位置が所定範囲内にあるならば、前記障害物と前記アタッチメント上の所定位置との間の距離が所定値以下の場合に前記アタッチメントまたは前記上部旋回体の動きを制限し、前記アタッチメント上の所定位置が前記所定範囲内にないならば、前記距離が前記所定値以下になったとしても、前記アタッチメントまたは前記上部旋回体の動きを制限しない。
同様に、本発明の実施例に係る建設機械は、走行体と、前記走行体に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるブームと、前記ブームに取り付けられるアームと、を含むアタッチメントと、前記アタッチメント、前記上部旋回体を操作するための操作装置と、制御装置と、前記上部旋回体に設けられ、周辺の障害物を検出する検出装置と、前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出装置と、を備え、前記制御装置は、前記アームと、前記ブーム又はバケットとの複合動作中に、前記障害物と前記アタッチメント上の所定位置との間の距離が所定値以下の場合に、前記アームの動きを制限する一方で、前記複合動作中の前記アーム以外の他の要素の動きは制限しない。
The construction machine according to the embodiment of the present invention includes an attachment including a traveling body, an upper swing body mounted on the traveling body, a boom attached to the upper swing body, and an arm attached to the boom. An operation device for operating the attachment, the upper swing body, a control device, a detection device provided on the upper swing body for detecting obstacles in the vicinity, and a posture detection device for detecting the posture of the attachment. The control device comprises the attachment or the attachment when the distance between the obstacle and the predetermined position on the attachment is equal to or less than a predetermined value when the predetermined position on the attachment is within a predetermined range. If the movement of the upper swing body is restricted and the predetermined position on the attachment is not within the predetermined range, the movement of the attachment or the upper swing body is not restricted even if the distance becomes equal to or less than the predetermined value. ..
Similarly, the construction machine according to the embodiment of the present invention includes a traveling body, an upper swing body mounted on the traveling body, a boom attached to the upper swing body, and an arm attached to the boom. An attachment, an operation device for operating the attachment, the upper swing body, a control device, a detection device provided on the upper swing body to detect an obstacle in the vicinity, and a posture for detecting the posture of the attachment. The control device includes a detection device, when the distance between the obstacle and a predetermined position on the attachment is equal to or less than a predetermined value during the combined operation of the arm and the boom or bucket. While limiting the movement of the arm, it does not limit the movement of other elements other than the arm during the combined operation.
上述の手段により、アタッチメントと作業者との接触をより効率的に防止できる建設機械が提供される。 By the means described above, a construction machine capable of more efficiently preventing contact between the attachment and the worker is provided.
最初に、本発明の実施例に係る建設機械としてのショベルの全体構成について説明する。図1は本発明の実施例に係るショベルの構成例を示す側面図である。 First, the overall configuration of the excavator as a construction machine according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a side view showing a configuration example of a shovel according to an embodiment of the present invention.
図1のショベルは、下部走行体1、旋回機構2、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、バケット6、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、キャブ(操縦室)10、操作装置26、制御装置30等を有する。
The excavator of FIG. 1 includes a
ショベルの下部走行体1には旋回機構2を介して上部旋回体3が搭載される。上部旋回体3には作業体としてのブーム4が取り付けられる。ブーム4の先端には作業体としてのアーム5が取り付けられ、アーム5の先端には作業体としてのバケット6が取り付けられる。ブーム4、アーム5、及びバケット6は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9によりそれぞれ油圧駆動される。また、上部旋回体3にはキャブ10が設けられる。
The upper
操作装置26は、操作者が油圧アクチュエータの操作のために用いる装置である。操作装置26は、パイロットラインを通じ、パイロットポンプが吐出する作動油を油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁のパイロットポートに供給する。但し、油圧アクチュエータの制御方式は、操作装置26の操作量に対応して駆動される構成であればよく、油圧制御方式及び電子制御方式を含む任意の制御方式を適宜に用いて構成される。
The
制御装置30は、ショベルの駆動制御を行う装置である。本実施例では、制御装置30は、CPU及び内部メモリを含む演算処理装置である。具体的には、制御装置30は、内部メモリに格納された制御用プログラムをCPUに実行させて各種機能を実現する。
The
次に、図2を参照して制御装置30の詳細について説明する。なお、図2は制御装置30の構成例を示す機能ブロック図である。本実施例では、制御装置30は、姿勢検出装置40、人検出装置41等の出力を受けて各種演算を実行し、制御弁43、表示装置44、音声出力装置45等に対して各種情報を出力する。例えば、制御装置30は、姿勢検出装置40及び人検出装置41の出力に基づいてショベルの周辺の人(例えばショベル周辺で作業する作業者)とアタッチメント上の所定位置(例えばアーム5の先端位置)との距離(以下、「対象距離」とする。)を算出する。そして、対象距離が所定の制限開始距離以下となった場合にショベルの動きを制限する。例えば、アーム5の動きを制限してもよい。バケット6の水平方向への比較的大きな移動をもたらすアーム5の動きを制限することは、ブーム4等の他の作業体の動きを制限することに比べ、アタッチメントと作業者との接触を防止する上で効果が高いためである。また、制御装置30はブーム4の動きを制限してもよく、旋回機構2の動きを制限してもよい。制限方法は、パイロット圧を制御する方法、油圧ポンプの吐出量を制限する方法等、任意の方法が採用されてもよい。
Next, the details of the
制御装置30は、操作装置26としてのアーム操作装置(アーム操作レバー)の操作量に対応するパイロット圧を低減させることでアーム5の動きのみを鈍化させ或いは停止させる。但し、旋回機構2、ブーム4、バケット6等の動きを同時に鈍化させ或いは停止させてもよい。また、制御装置30は、油圧ポンプの吐出量を調整する機構を動作させてアーム5の動きを制限してもよい。具体的には、アームシリンダ8に作動油を供給する油圧ポンプの吐出量を低減させることでアーム5の動きを制限してもよい。なお、この場合には旋回機構2、ブーム4、バケット6等の動きも同時に制限される。また、対象距離が制限開始距離以下となった場合にその旨を示す情報を表示装置44に表示させてもよく、音声出力装置45から音声出力させてもよい。
The
姿勢検出装置40はアタッチメントの姿勢を検出する装置である。本実施例では、姿勢検出装置40は掘削アタッチメントの姿勢を検出する。アーム5の先端位置、バケット6の爪先位置等、アタッチメント上の所定位置を制御装置30が取得できるようにするためである。また、アタッチメント上の所定位置と人検出装置41が検出する人との距離を制御装置30が算出できるようにするためである。以下では、掘削アタッチメントの姿勢を検出する手法の一例を示す。
The
図3は、図1のショベルに搭載される姿勢検出装置40を構成する各種センサの出力内容の一例を示すショベルの側面図である。具体的には、姿勢検出装置40は、ブーム角度センサ40a、アーム角度センサ40b、バケット角度センサ40c、及び車体傾斜センサ40dを含む。
FIG. 3 is a side view of the excavator showing an example of the output contents of various sensors constituting the
ブーム角度センサ40aは、ブーム角度θ1を取得するセンサであり、例えば、ブームフートピンの回転角度を検出する回転角度センサ、ブームシリンダ7のストローク量を検出するストロークセンサ、ブーム4の傾斜角度を検出する傾斜(加速度)センサ等を含む。ブーム角度θ1は、XZ平面において、ブームフートピン位置P1とアーム連結ピン位置P2とを結ぶ線分の水平線に対する角度である。
The
アーム角度センサ40bは、アーム角度θ2を取得するセンサであり、例えば、アーム連結ピンの回転角度を検出する回転角度センサ、アームシリンダ8のストローク量を検出するストロークセンサ、アーム5の傾斜角度を検出する傾斜(加速度)センサ等を含む。アーム角度θ2は、XZ平面において、アーム連結ピン位置P2とバケット連結ピン位置(アーム先端位置)P3とを結ぶ線分の水平線に対する角度である。
The
バケット角度センサ40cは、バケット角度θ3を取得するセンサであり、例えば、バケット連結ピンの回転角度を検出する回転角度センサ、バケットシリンダ9のストローク量を検出するストロークセンサ、バケット6の傾斜角度を検出する傾斜(加速度)センサ等を含む。バケット角度θ3は、XZ平面において、バケット連結ピン位置P3とバケット爪先位置P4とを結ぶ線分の水平線に対する角度である。
The
車体傾斜センサ40dは、ショベルのY軸回りの傾斜角度θ4、及び、ショベルのX軸回りの傾斜角度θ5(図示せず。)を取得するセンサであり、例えば2軸傾斜(加速度)センサ等を含む。なお、図3のXY平面は水平面である。
The vehicle
姿勢検出装置40は、取得した各種角度と予め記憶された情報とに基づいてアタッチメント上の各点の座標を導き出す。作業エリアの中心にある旋回軸と作業者との距離ではなく、アタッチメント上の所定点と作業者との距離を制御装置30が算出できるようにするためである。また、アタッチメント上の各点の座標は基準点P0を原点とするXYZ直交座標系上の座標として導き出される。基準点P0は、例えば、ショベルが位置する地面である水平な設置面(XY平面)と旋回軸(Z軸)との交点である。但し、基準点P0は他の任意の点として設定されてもよい。例えば、姿勢検出装置40は、ブームフートピン位置P1の座標、ブームフートピン位置P1とアーム連結ピン位置P2との間の距離、アーム連結ピン位置P2とバケット連結ピン位置(アーム先端位置)P3との間の距離、ブーム角度θ1、及びアーム角度θ2に基づいてアーム先端位置P3の座標を導き出す。また、姿勢検出装置40は、バケット連結ピン位置(アーム先端位置)P3とバケット爪先位置P4との間の距離、及び、バケット角度θ3を追加的に考慮してバケット爪先位置P4の座標を導き出す。
The
人検出装置41はショベル周辺の人(人である可能性がある物体、障害物等を含む。)の位置を検出する装置である。本実施例では、人検出装置41は、ショベルに搭載され或いはショベルの外部に設置される装置であり、基準点P0から見た人の距離及び方向を検出する。例えば、人検出装置41は、ショベルに搭載される走査型距離センサであり、予め記憶されたセンサ取り付け位置の座標と検出値(センサから人までの距離及びセンサから見た人の方向)とに基づいて基準点P0から見た人の位置P5の座標を導き出す。そして、人検出装置41は、導き出した座標の値を制御装置30に対して出力する。なお、制御装置30は、人検出装置41の検出値に基づいて基準点P0から見た人の位置P5の座標を導き出してもよい。また、人検出装置41は、キャブ10内の操作者から見て死角となる掘削アタッチメントの陰となる領域Ra(図4参照。)、キャブ10内の操作者が視認できる領域(例えばキャブ10の前方領域)等、任意の領域における人を検出できるように構成される。また、人検出装置41は、画像センサ、距離画像センサ等、距離センサ以外のセンサであってもよい。
The
制御弁43は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁のパイロットポートに作用するパイロット圧を制御する弁である。本実施例では、制御弁43は制御装置30からの電流指令に応じて動作する電磁減圧弁である。
The
表示装置44は各種情報を表示する装置である。本実施例では、表示装置44はキャブ10内に設置される液晶ディスプレイである。表示装置44は、対象距離が制限開始距離以下となった場合、その旨を示すテキストメッセージ、アイコン等を表示してもよい。
The
音声出力装置45は各種情報を音声出力する装置である。本実施例では、音声出力装置45はキャブ10内に設置される車載スピーカである。音声出力装置45は、対象距離が制限開始距離以下となった場合、警報、警告メッセージ等を音声出力してもよい。
The
次に、制御装置30が有する各種機能要素について説明する。本実施例では、制御装置30は機能要素として距離算出部31及び動作制限部32を含む。
Next, various functional elements included in the
距離算出部31は2点間の距離を算出する機能要素である。本実施例では、距離算出部31は、姿勢検出装置40が取得したアーム先端位置P3の座標と人検出装置41が導き出した人の位置P5の座標とに基づいてアーム先端位置P3と人の位置P5との間の対象距離D(図4参照。)を算出する。
The
動作制限部32は、作業体の動きを制限する機能要素である。本実施例では、動作制限部32は、アーム5を動作させる際に対象距離Dが所定の制限開始距離以下の場合、アーム5の動きを制限する。具体的には、距離算出部31が算出した対象距離Dが制限開始距離以下の場合、制御弁43に対する所定の電流指令の出力を制限する。例えば、所定の電流指令の電流値よりも小さい電流値の電流指令を制御弁43に対して出力してアームシリンダ8に対応する流量制御弁に作用するパイロット圧を低減させることでアーム5の動きを鈍化させる。或いは、電流指令の制御弁43に対する出力を禁止してアームシリンダ8に対応する流量制御弁に作用するパイロット圧を消失させることでアーム5の動きを停止させてもよい。また、アーム操作レバーに対する操作入力そのものを無効とするか操作内容の解釈を変更することによってアーム5の動きを制限する等、他の任意の制限方法を採用してもよい。
The
また、動作制限部32は、アーム5の動きを制限した後で、対象距離Dが所定の制限解除距離(>制限開始距離)を上回った場合、アーム5の動きの制限を解除する。また、動作制限部32は、警告メッセージの表示、又は、警報、警告メッセージ等の音声出力を実行させていた場合にはそれらの実行を停止させてもよい。
Further, when the target distance D exceeds a predetermined limit release distance (> limit start distance) after limiting the movement of the
或いは、動作制限部32は、アーム5の動きを制限した後で対象距離Dが大きくなる方向へのアーム5の動き(以下、「対象距離増大動作」とする。)を検知した場合にはアーム5の動きの制限を解除してもよい。この場合、動作制限部32は、人検出装置41が検出した人の位置とアーム操作レバーの操作内容とに基づいてアーム5の対象距離増大動作が実行されたか否かを判定し、対象距離増大動作が実行されたと判定した場合にアーム5の動きの制限を解除する。
Alternatively, when the
或いは、動作制限部32は、アーム5の動きを制限した後でアーム先端位置P3が所定の制限解除領域内にあると判定した場合にアーム5の動きの制限を解除してもよい。アーム先端位置P3が制限解除領域内にある状態は、アーム5を動かしたとしても掘削アタッチメント(例えばバケット6)が人(例えばショベル周辺の作業者)に接触しないと推定される状態を意味する。具体的には、制限解除領域は、例えば、ブーム4を最も上昇させたときにアーム先端位置P3が到達し得る領域、及び、ブーム4を最も下降させたときにアーム先端位置P3が到達し得る領域を含む。
Alternatively, the
また、動作制限部32は、対象距離Dに応じてアーム5の動作速度を変えてもよく、アーム5の動きを鈍化させるか或いは停止させるかを決定してもよい。例えば、動作制限部32は、対象距離Dが小さいほどアーム5の動作速度を遅くしてもよい。
Further, the
次に、図5を参照し、アーム操作レバーが操作されたときに制御装置30がアーム5の動きを制限するか或いはその制限を解除するかを判定する処理(以下、「制限・解除判定処理」とする。)について説明する。なお、図5は、制限・解除判定処理の流れを示すフローチャートであり、制御装置30は、アーム操作レバーが操作されている間、所定の制御周期で繰り返しこの制限・解除判定処理を実行する。
Next, with reference to FIG. 5, a process of determining whether the
最初に、制御装置30は人を検出したかを判定する(ステップS1)。本実施例では、制御装置30は、人検出装置41の出力に基づいて領域Ra(図4参照。)内で人を検出したか否かを判定する。
First, the
人を検出したと判定した場合(ステップS1のYES)、制御装置30は、その人の位置P5を取得し、且つ、アーム先端位置P3を取得し、その上で対象距離を算出する(ステップS2)。本実施例では、制御装置30の距離算出部31が対象距離Dを算出する。具体的には、姿勢検出装置40の出力に基づいてアーム先端位置P3の座標を導き出し、且つ、人検出装置41の出力に基づいて人の位置P5の座標を導き出す。その上で、アーム先端位置P3の座標と人の位置P5の座標とに基づいて対象距離Dを導き出す。
When it is determined that a person has been detected (YES in step S1), the
そして、制御装置30は、対象距離Dが制限開始距離D1(例えば2メートル)以下であるかを判定する(ステップS3)。
Then, the
対象距離Dが制限開始距離D1以下であると判定した場合(ステップS3のYES)、制御装置30は、アーム5の動きを制限した上で(ステップS4)、今回の制限・解除判定処理を終了させる。本実施例では、制御装置30の動作制限部32は、所定の電流指令の電流値よりも小さい電流値の電流指令を制御弁43に対して出力してアームシリンダ8に対応する流量制御弁に作用するパイロット圧を低減させることでアーム5の動きを鈍化させる。
When it is determined that the target distance D is equal to or less than the limit start distance D1 (YES in step S3), the
また、対象距離Dが制限開始距離D1より大きいと判定した場合(ステップS3のNO)、動作制限部32は、対象距離Dが制限解除距離D2(>D1、例えば3メートル)以下であるかを判定する(ステップS5)。
When it is determined that the target distance D is larger than the limit start distance D1 (NO in step S3), the
そして、対象距離Dが制限解除距離D2以下であると判定した場合(ステップS5のYES)、動作制限部32は、アーム5の動きが制限されている場合にはその制限を解除することなく今回の制限・解除判定処理を終了させる。また、アーム5の動きが制限されていない場合にはその動きを制限することなく今回の制限・解除判定処理を終了させる。
Then, when it is determined that the target distance D is equal to or less than the restriction release distance D2 (YES in step S5), the
また、対象距離Dが制限解除距離D2より大きいと判定した場合(ステップS5のNO)、動作制限部32は、アーム5の動きが制限されている場合にはアーム5の動きの制限を解除した上で(ステップS6)、また、アーム5の動きが制限されていない場合には何らの処理を実行することなく、今回の制限・解除判定処理を終了させる。
Further, when it is determined that the target distance D is larger than the restriction release distance D2 (NO in step S5), the
また、人を検出していないと判定した場合にも(ステップS1のNO)、制御装置30は、アーム5の動きが制限されている場合にはアーム5の動きの制限を解除した上で(ステップS6)、また、アーム5の動きが制限されていない場合には何らの処理も実行することなく、今回の制限・解除判定処理を終了させる。
Further, even when it is determined that no person is detected (NO in step S1), the
なお、本実施例では、制御装置30は、人を検出したと判定した場合に限りアーム先端位置P3を取得する。そのため、演算負荷を軽減できる。しかしながら、制御装置30は、人を検出したか否かとは無関係にアーム先端位置P3を取得してもよい。例えば、制御装置30は、人を検出したか否かを判定する前にアーム先端位置P3を取得してもよい。
In this embodiment, the
次に、図6を参照し、制限・解除判定処理が実行される際の各種物理量の時間的推移について説明する。具体的には、図6(A)はアーム操作レバーをアーム開き方向に操作したときのレバー操作量(以下、「アーム開き操作量」とする。)の時間的推移を示す。また、図6(B)は対象距離Dの時間的推移を示し、図6(C)はアーム開き速度の時間的推移を示す。なお、本実施例では、アーム開き速度は、アームシリンダ8に対応する流量制御弁のPCポートの開口面積に相当する。
Next, with reference to FIG. 6, the temporal transition of various physical quantities when the restriction / release determination process is executed will be described. Specifically, FIG. 6A shows a temporal transition of the lever operation amount (hereinafter, referred to as “arm opening operation amount”) when the arm operation lever is operated in the arm opening direction. Further, FIG. 6B shows a temporal transition of the target distance D, and FIG. 6C shows a temporal transition of the arm opening speed. In this embodiment, the arm opening speed corresponds to the opening area of the PC port of the flow control valve corresponding to the
図6(A)に示すように、時刻t1においてアーム操作レバーがアーム開き方向にフルレバー操作されると、アーム開き速度も時刻t1において増加し始め、時刻t2において最大速度Amaxに至る。なお、フルレバー操作は、例えば、アーム操作レバーの中立状態を操作量0%とし、最大操作状態を操作量100%とした場合の80%以上の操作量で操作された状態をいう。 As shown in FIG. 6A, when the arm operating lever is fully operated in the arm opening direction at time t1, the arm opening speed also starts to increase at time t1 and reaches the maximum speed Amax at time t2. The full lever operation refers to a state in which the arm operating lever is operated with an operating amount of 80% or more when the neutral state of the arm operating lever is set to 0% and the maximum operating state is set to 100%.
対象距離Dは、図6(B)に示すように、時刻t0から徐々に減少している。人検出装置41によって検出された人である作業者が領域Ra内を移動しながらショベルに接近しているためである。また、時刻t1においてバケット6がその作業者に接近する方向にアーム5が動かされたためである。
As shown in FIG. 6B, the target distance D gradually decreases from the time t0. This is because the worker who is the person detected by the
その後、対象距離Dが時刻t3において制限開始距離D1以下になると、制御装置30の動作制限部32はアーム5の動きの制限を開始する。そのため、アーム開き速度は、図6(C)に示すように、時刻t3において減少し始め、時刻t4において所定の制限時開き速度A1に至る。
After that, when the target distance D becomes equal to or less than the limited start distance D1 at time t3, the
その結果、対象距離Dは、図6(B)に示すように、時刻t3において減少(接近)の度合いが弱まり、時刻t4のところで略一定(接近停止)となる。さらに、時刻t4を過ぎたところで増加に転じる。これは、作業者がショベルから離れる方向に移動したためである。 As a result, as shown in FIG. 6B, the degree of decrease (approach) of the target distance D weakens at time t3, and becomes substantially constant (approach stop) at time t4. Further, it starts to increase after the time t4. This is because the worker has moved away from the excavator.
その後、対象距離Dが時刻t5において制限解除距離D2より大きくなると、動作制限部32はアーム5の動きの制限を解除する。そのため、アーム開き速度は、図6(C)に示すように、時刻t5において増加し始め、時刻t6において最大速度Amaxに至る。
After that, when the target distance D becomes larger than the restriction release distance D2 at the time t5, the
なお、対象距離Dは、図6(B)に示すように、この例では再び減少に転じることはない。作業者がショベルから遠ざかったためである。 As shown in FIG. 6B, the target distance D does not start to decrease again in this example. This is because the worker has moved away from the excavator.
このように、制御装置30は、アーム5を動作させたときのアタッチメントと作業者との間の対象距離Dが制限開始距離D1以下の場合にアーム5の動きを制限する。そのため、ショベルの旋回半径(作業半径)内に作業者が進入したときにショベルの全ての動きを制限する場合に比べ、アタッチメントと作業者との接触をより効率的に防止できる。また、アタッチメントと作業者との接触を防止する上でアーム5の動きを制限することは、ブーム4の動きを制限することよりも効率的である。アーム5の動きは、ブーム4の動きに比べ、掘削アタッチメントの先端にあるバケット6の水平方向へのより大きな移動をもたらすためである。
In this way, the
次に、図7及び図8を参照し、制限・解除判定処理の別の一例について説明する。なお、図7は制限・解除判定処理の別の一例の流れを示すフローチャートであり、図8は制限実行領域と制限解除領域との関係の一例を示す図である。また、図7のフローは、ステップS2でアーム先端位置P3の代わりにバケット爪先位置P4を取得する点、及び、ステップS2Aを有する点で図5のフローと相違するがその他の部分で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。 Next, another example of the restriction / release determination process will be described with reference to FIGS. 7 and 8. Note that FIG. 7 is a flowchart showing a flow of another example of the restriction / release determination process, and FIG. 8 is a diagram showing an example of the relationship between the restriction execution area and the restriction release area. Further, the flow of FIG. 7 is different from the flow of FIG. 5 in that the bucket toe position P4 is acquired instead of the arm tip position P3 in step S2 and that the flow has step S2A, but is common to other parts. Therefore, the description of the common part will be omitted, and the difference part will be described in detail.
ステップS2において、制御装置30の距離算出部31は対象距離Dを算出する。具体的には、姿勢検出装置40の出力に基づいてバケット爪先位置P4の座標を導き出し、且つ、人検出装置41の出力に基づいて人の位置P5の座標を導き出す。その上で、バケット爪先位置P4の座標と人の位置P5の座標とに基づいて対象距離Dを導き出す。
In step S2, the
その後、ステップS2Aにおいて、制御装置30は、バケット爪先位置P4が制限実行領域R1内にあるか否かを判定する。
After that, in step S2A, the
制限実行領域R1は、図8に示すように、ショベルの設置面から所定高さの平面までの間の空間領域であり、この空間領域内でアーム5を動かした場合にはバケット6と設置面上の人とが接触するおそれがあると推定されるところの領域である。
As shown in FIG. 8, the restricted execution area R1 is a space area between the installation surface of the shovel and a plane having a predetermined height, and when the
また、斜線ハッチングで示す制限解除領域R2は、制限実行領域R1の上方にある、バケット爪先位置P4が到達可能な空間領域であり、この空間領域内でアーム5を動かしたとしてもバケット6と設置面上の人とが接触しないと推定されるところの領域である。
Further, the restriction release area R2 indicated by diagonal hatching is a space area above the restriction execution area R1 where the bucket toe position P4 can reach, and even if the
また、斜線ハッチングで示す制限解除領域R3は、制限実行領域R1の下方にある、バケット爪先位置P4が到達可能な空間領域であり、この空間領域内でアーム5を動かしたとしてもバケット6と設置面上の人とが接触しないと推定されるところの領域である。
Further, the restriction release area R3 indicated by diagonal hatching is a space area below the restriction execution area R1 where the bucket toe position P4 can reach, and even if the
バケット爪先位置P4が制限実行領域R1内にあると判定した場合(ステップS2AのYES)、制御装置30の動作制限部32は図5のフローと同様にステップS3以降の処理を実行する。また、バケット爪先位置P4が制限実行領域R1内にないと判定した場合(ステップS2AのNO)、すなわち、バケット爪先位置P4が制限解除領域R2又はR3にあると判定した場合、動作制限部32は、アーム5の動きが制限されている場合にはアーム5の動きの制限を解除した上で(ステップS6)、また、アーム5の動きが制限されていない場合には何らの処理も実行することなく、今回の制限・解除判定処理を終了させる。
When it is determined that the bucket toe position P4 is in the restricted execution area R1 (YES in step S2A), the
このように、制御装置30は、アーム5を動作させる際にバケット6と作業者との間の対象距離Dが制限開始距離D1以下の場合にアーム5の動きを制限する。そのため、ショベルの旋回半径(作業半径)内に作業者が進入したときにショベルの全ての動きを制限する場合に比べ、バケット6と作業者との接触をより効率的に防止できる。
In this way, the
また、制御装置30は、バケット爪先位置P4が制限解除領域R2又はR3内にある場合には対象距離Dが制限開始距離D1以下であってもアーム5の動きを制限しない。そのため、バケット6と作業者との接触を防止しながらも作業効率をさらに向上させることができる。
Further, when the bucket toe position P4 is within the restriction release region R2 or R3, the
次に、図9を参照し、制限・解除判定処理のさらに別の一例について説明する。なお、図9は制限・解除判定処理のさらに別の一例の流れを示すフローチャートである。また、図9のフローは、ステップS2Bを有する点で図5のフローと相違するがその他の部分で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳細に説明する。 Next, with reference to FIG. 9, another example of the restriction / cancellation determination process will be described. Note that FIG. 9 is a flowchart showing a flow of still another example of the restriction / release determination process. Further, the flow of FIG. 9 is different from the flow of FIG. 5 in that it has step S2B, but is common to other parts. Therefore, the description of the common part will be omitted, and the difference part will be described in detail.
ステップS2Bにおいて、制御装置30は、対象距離Dが小さくなる方向へのアーム5の動き(以下、「対象距離低減動作」とする。)が実行されたか否かを判定する。具体的には、動作制限部32は、人検出装置41が検出した人の位置とアーム操作レバーの操作内容とに基づいてアーム5の対象距離増大動作が実行されたか或いは対象距離低減動作が実行されたかを判定する。
In step S2B, the
そして、対象距離低減動作が実行されたと判定した場合(ステップS2BのYES)、動作制限部32は図5のフローと同様にステップS3以降の処理を実行する。一方で、対象距離増大動作が実行されたと判定した場合(ステップS2BのNO)、動作制限部32は、アーム5の動きが制限されている場合にはアーム5の動きの制限を解除した上で(ステップS6)、また、アーム5の動きが制限されていない場合には何らの処理も実行することなく、今回の制限・解除判定処理を終了させる。
Then, when it is determined that the target distance reduction operation has been executed (YES in step S2B), the
このように、制御装置30は、対象距離増大動作が実行された場合には、対象距離Dが制限開始距離D1以下であってもアーム5の動きを制限しない。そのため、アタッチメントと作業者との接触を防止しながらも作業効率をさらに向上させることができる。
As described above, when the target distance increasing operation is executed, the
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific examples, and various aspects are within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Can be transformed / changed.
例えば、上述の実施例では、動作制限部32は、アーム5を動作させる際に対象距離Dが制限開始距離D1以下の場合にアーム5の動きを制限する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、動作制限部32は、旋回機構2及びアーム5を複合動作させる際に対象距離Dが制限開始距離D1以下の場合に旋回機構2及びアーム5の双方の動きを制限してもよい。この場合、アーム5の動きの制限度合いを旋回機構2の動きの制限度合いより大きくしてもよく、小さくしてもよく、或いは同じにしてもよい。同様に、動作制限部32は、ブーム4及びアーム5を複合動作させる際に対象距離Dが制限開始距離D1以下の場合にブーム4及びアーム5の双方の動きを制限してもよい。また、動作制限部32は、アーム5及びバケット6を複合動作させる際に対象距離Dが制限開始距離D1以下の場合にアーム5及びバケット6の双方の動きを制限してもよい。また、動作制限部32は、旋回機構2を動作させる際の対象距離Dが制限開始距離D1以下の場合に旋回機構2の動きを制限してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
1・・・下部走行体 2・・・旋回機構 3・・・上部旋回体 4・・・ブーム 5・・・アーム 6・・・バケット 7・・・ブームシリンダ 8・・・アームシリンダ 9・・・バケットシリンダ 10・・・キャブ 26・・・操作装置 30・・・制御装置 31・・・距離算出部 32・・・動作制限部 40・・・姿勢検出装置 40a・・・ブーム角度センサ 40b・・・アーム角度センサ 40c・・・バケット角度センサ 40d・・・車体傾斜センサ 41・・・人検出装置 43・・・制御弁 44・・・表示装置 45・・・音声出力装置
1 ... Lower traveling
Claims (3)
前記走行体に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられるブームと、前記ブームに取り付けられるアームと、を含むアタッチメントと、
前記アタッチメント、前記上部旋回体を操作するための操作装置と、
制御装置と、
前記上部旋回体に設けられ、周辺の障害物を検出する検出装置と、
前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出装置と、を備え、
前記制御装置は、前記アタッチメント上の所定位置が所定範囲内にあるならば、前記障害物と前記アタッチメント上の所定位置との間の距離が所定値以下の場合に前記アタッチメントまたは前記上部旋回体の動きを制限し、
前記アタッチメント上の所定位置が前記所定範囲内にないならば、前記距離が前記所定値以下になったとしても、前記アタッチメントまたは前記上部旋回体の動きを制限しない、
建設機械。 With the running body
The upper swivel body mounted on the traveling body and
An attachment including a boom attached to the upper swing body and an arm attached to the boom.
An operating device for operating the attachment, the upper swing body, and
Control device and
A detection device provided on the upper swing body to detect obstacles in the vicinity and
A posture detection device for detecting the posture of the attachment is provided.
The control device of the attachment or the upper swing body when the predetermined position on the attachment is within a predetermined range and the distance between the obstacle and the predetermined position on the attachment is equal to or less than a predetermined value. Restrict movement ,
If the predetermined position on the attachment is not within the predetermined range, the movement of the attachment or the upper swing body is not restricted even if the distance becomes equal to or less than the predetermined value.
Construction machinery.
前記走行体に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられるブームと、前記ブームに取り付けられるアームと、を含むアタッチメントと、
前記アタッチメント、前記上部旋回体を操作するための操作装置と、
制御装置と、
前記上部旋回体に設けられ、周辺の障害物を検出する検出装置と、
前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出装置と、を備え、
前記制御装置は、前記アームと、前記ブーム又はバケットとの複合動作中に、前記障害物と前記アタッチメント上の所定位置との間の距離が所定値以下の場合に、前記アームの動きを制限する一方で、前記複合動作中の前記アーム以外の他の要素の動きは制限しない、
建設機械。 With the running body
The upper swivel body mounted on the traveling body and
An attachment including a boom attached to the upper swing body and an arm attached to the boom.
An operating device for operating the attachment, the upper swing body, and
Control device and
A detection device provided on the upper swing body to detect obstacles in the vicinity and
A posture detection device for detecting the posture of the attachment is provided.
The control device limits the movement of the arm when the distance between the obstacle and the predetermined position on the attachment is equal to or less than a predetermined value during the combined operation of the arm and the boom or bucket. On the other hand, the movement of elements other than the arm during the combined operation is not restricted .
Construction machinery.
前記検出装置は、当該建設機械に搭載される走査型距離センサ、画像センサ、又は距離画像センサである、
請求項1または2に記載の建設機械。 The predetermined position on the attachment is the arm tip position or the bucket toe position.
The detection device is a scanning distance sensor, an image sensor, or a distance image sensor mounted on the construction machine.
The construction machine according to claim 1 or 2 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015058706A JP6752548B2 (en) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | Construction machinery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015058706A JP6752548B2 (en) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | Construction machinery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016176289A JP2016176289A (en) | 2016-10-06 |
JP6752548B2 true JP6752548B2 (en) | 2020-09-09 |
Family
ID=57069821
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015058706A Active JP6752548B2 (en) | 2015-03-20 | 2015-03-20 | Construction machinery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6752548B2 (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109790701B (en) * | 2016-12-06 | 2022-02-22 | 住友建机株式会社 | Construction machine |
JPWO2019189030A1 (en) * | 2018-03-26 | 2021-04-01 | 住友建機株式会社 | Excavator |
JP7183805B2 (en) * | 2019-01-11 | 2022-12-06 | コベルコ建機株式会社 | Anti-interference device |
JP7467412B2 (en) * | 2019-03-19 | 2024-04-15 | 住友建機株式会社 | Excavator |
EP3943439B1 (en) * | 2019-05-17 | 2024-07-24 | Kobelco Construction Machinery Co., Ltd. | Work machine and method for controlling work machine |
JP7269853B2 (en) * | 2019-09-30 | 2023-05-09 | 日立建機株式会社 | working machine |
JP7217691B2 (en) * | 2019-10-31 | 2023-02-03 | 日立建機株式会社 | construction machinery |
WO2021192277A1 (en) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | 日立建機株式会社 | Control system for work machine |
EP4159931A4 (en) * | 2020-05-29 | 2024-07-17 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Work machine |
JP7575153B2 (en) | 2020-11-09 | 2024-10-29 | 日本電気株式会社 | CONTROL DEVICE, CONTROL SYSTEM, AND CONTROL METHOD |
CN115917091A (en) * | 2021-03-30 | 2023-04-04 | 日立建机株式会社 | Working machine |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2700710B2 (en) * | 1990-06-21 | 1998-01-21 | 新キャタピラー三菱株式会社 | Warning device for construction machinery |
JPH0640066U (en) * | 1992-10-27 | 1994-05-27 | 住友建機株式会社 | Work safety equipment for construction machinery |
JP2004218286A (en) * | 2003-01-15 | 2004-08-05 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Interference preventive device of construction machine |
JP2006307436A (en) * | 2005-04-26 | 2006-11-09 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd | Turning system work machine |
JP2010255231A (en) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Caterpillar Sarl | Safety device for work machine |
US20120098654A1 (en) * | 2010-10-23 | 2012-04-26 | William Ebert | Heavy equipment proximity sensor |
US9030332B2 (en) * | 2011-06-27 | 2015-05-12 | Motion Metrics International Corp. | Method and apparatus for generating an indication of an object within an operating ambit of heavy loading equipment |
JP5755576B2 (en) * | 2012-01-25 | 2015-07-29 | 住友重機械工業株式会社 | Driving assistance device |
JP6067412B2 (en) * | 2013-02-26 | 2017-01-25 | 住友建機株式会社 | Construction equipment interference prevention device |
-
2015
- 2015-03-20 JP JP2015058706A patent/JP6752548B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016176289A (en) | 2016-10-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6752548B2 (en) | Construction machinery | |
US11649612B2 (en) | Work machine | |
JP5654144B1 (en) | Construction machine control system and control method | |
CN108779614B (en) | Working machine | |
JP6860329B2 (en) | Work machine | |
CN111032969B (en) | Working machine | |
WO2020054154A1 (en) | Work machine | |
KR20130113515A (en) | Excavation control system and construction machinery | |
KR20180102137A (en) | Working machine | |
WO2018008189A1 (en) | Work machine | |
US20140067092A1 (en) | Adaptive work cycle control system | |
KR20190034648A (en) | Working machine | |
JP7179688B2 (en) | working machine | |
KR20170108797A (en) | Control system for work vehicle, control method, and work vehicle | |
JPWO2019049490A1 (en) | Excavator | |
WO2020166241A1 (en) | Monitoring device and construction machine | |
WO2021085477A1 (en) | Construction machine | |
KR102378264B1 (en) | working machine | |
KR102588223B1 (en) | working machine | |
KR20190055075A (en) | Shovel | |
JPWO2018096668A1 (en) | Work vehicle and control method of work vehicle | |
JP2009121175A (en) | Interference preventing device in working machine | |
JP7405184B2 (en) | Work machine safety equipment | |
JP7478280B1 (en) | Work Machine | |
EP4495332A1 (en) | Work machine safety device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20180314 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190123 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190212 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190408 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190820 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191120 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20191127 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20191213 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200819 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6752548 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |