JP7521024B2 - Excavators and systems for excavators - Google Patents
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Description
本発明は、アタッチメントを備えたショベル及びショベル用のシステムに関する。 The present invention relates to a shovel with an attachment and a system for a shovel.
アームを閉じる際にアームシリンダのロッド側油室から流出する作動油の流量を増減させる可変絞りを有するショベルが知られている(特許文献1参照。)。このショベルは、可変絞りを制御するためにアームシリンダのボトム側油室の圧力を監視する。ボトム側油室の圧力が所定値未満であれば、バケットが地面に接触しておらず掘削アタッチメントが空中で動作していると判断でき、アームが自重で落下しないように可変絞りを流れる作動油の流量を低減すべきと判断できるためである。また、ボトム側油室の圧力が所定値以上であれば、バケットが地面に接触していると判断でき、可変絞りのところで無駄な圧力損失が生じないように可変絞りを流れる作動油の流量を増大すべきと判断できるためである。 A shovel is known that has a variable throttle that increases or decreases the flow rate of hydraulic oil flowing out of the rod-side oil chamber of the arm cylinder when the arm is closed (see Patent Document 1). This shovel monitors the pressure in the bottom-side oil chamber of the arm cylinder to control the variable throttle. If the pressure in the bottom-side oil chamber is below a predetermined value, it can be determined that the bucket is not in contact with the ground and the excavation attachment is operating in the air, and it can be determined that the flow rate of hydraulic oil flowing through the variable throttle should be reduced so that the arm does not fall under its own weight. Also, if the pressure in the bottom-side oil chamber is equal to or greater than a predetermined value, it can be determined that the bucket is in contact with the ground and it can be determined that the flow rate of hydraulic oil flowing through the variable throttle should be increased so that unnecessary pressure loss does not occur at the variable throttle.
しかしながら、上述のショベルは、アームシリンダのボトム側油室の圧力に基づいてバケットと地面の接触を検知した後でなければ可変絞りを流れる作動油の流量を低減させるべきか増大させるべきかを判断できない。その結果、掘削開始時にその流量を増大させることができず、可変絞りのところで無駄な圧力損失を生じさせ、ショベルの作業効率を低下させてしまう。これは、掘削対象の地面の現在の形状を認識していないため、バケットが地面に接触する時期を事前に判断できないことに起因する。 However, the above-mentioned excavator cannot determine whether to reduce or increase the flow rate of hydraulic oil flowing through the variable throttle until it detects contact between the bucket and the ground based on the pressure in the bottom oil chamber of the arm cylinder. As a result, the flow rate cannot be increased when excavation begins, causing unnecessary pressure loss at the variable throttle and reducing the working efficiency of the excavator. This is because the current shape of the ground being excavated is not recognized, and it is therefore not possible to determine in advance when the bucket will come into contact with the ground.
上述に鑑み、作業対象の地面の現在の形状を認識できるショベルを提供することが望まれる。 In view of the above, it is desirable to provide a shovel that can recognize the current shape of the ground being worked on.
本発明の実施例に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出装置と、制御装置と、を備えるショベルであって、前記制御装置は、前記制御装置が参照できるようにデータベースに記憶された、前記アタッチメントによる土砂の形状を変化させる動作が行われる前の、当該ショベルが位置する作業現場の3次元形状モデルとしての土砂の形状情報を、前記アタッチメントによる土砂の形状を変化させる動作が行われた後であって、前記アタッチメントによる土砂の形状を変化させる別の動作が行われる前に更新し、前記制御装置が更新する土砂の形状情報は、掘削された地面の形状、及び、排土された土砂の形状を含み、前記排土された土砂の形状は、予め記憶された情報に基づいて決定される。
A shovel according to an embodiment of the present invention is a shovel comprising a lower running body, an upper rotating body mounted on the lower running body, an attachment attached to the upper rotating body, an attitude detection device for detecting the attitude of the attachment, and a control device, wherein the control device updates soil shape information as a three-dimensional shape model of the work site where the shovel is located before an operation to change the shape of the soil is performed by the attachment, which is stored in a database so that the control device can refer to it, after an operation to change the shape of the soil is performed by the attachment and before another operation to change the shape of the soil is performed by the attachment, and the soil shape information updated by the control device includes the shape of the excavated ground and the shape of the removed soil, and the shape of the removed soil is determined based on pre-stored information .
上述の手段により、作業対象の地面の現在の形状を認識できるショベルが提供される。 The above-mentioned means provide a shovel that can recognize the current shape of the ground being worked on.
最初に、図1を参照し、本発明の実施例に係る建設機械としてのショベルについて説明する。なお、図1は、本発明の実施例に係るショベルの側面図である。図1に示す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にはブーム4が取り付けられる。ブーム4の先端にはアーム5が取り付けられ、アーム5の先端にはバケット6が取り付けられる。作業要素としてのブーム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する。なお、アタッチメントは、床堀アタッチメント、均しアタッチメント、浚渫アタッチメント等の他のアタッチメントであってもよい。また、ブーム4、アーム5、及びバケット6は、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にはキャビン10が設けられ、エンジン11等の動力源が搭載される。また、上部旋回体3には通信装置M1、測位装置M2、姿勢検出装置M3、及びシリンダ圧検出装置M4が取り付けられる。
First, referring to FIG. 1, a shovel as a construction machine according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a side view of a shovel according to an embodiment of the present invention. An upper rotating
通信装置M1は、ショベルと外部との間の通信を制御する装置である。本実施例では、通信装置M1は、GNSS(Global Navigation Satellite System)測量システムとショベルとの間の無線通信を制御する。具体的には、通信装置M1は、例えば1日1回の頻度で、ショベルの作業を開始する際に作業現場の地形情報を取得する。GNSS測量システムは、例えばネットワーク型RTK-GNSS測位方式を採用する。 The communication device M1 is a device that controls communication between the shovel and the outside. In this embodiment, the communication device M1 controls wireless communication between a GNSS (Global Navigation Satellite System) surveying system and the shovel. Specifically, the communication device M1 acquires topographical information of the work site when the shovel starts work, for example, once a day. The GNSS surveying system employs, for example, a network-type RTK-GNSS positioning method.
測位装置M2は、ショベルの位置及び向きを測定する装置である。本実施例では、測位装置M2は、電子コンパスを組み込んだGNSS受信機であり、ショベルの存在位置の緯度、経度、高度を測定し、且つ、ショベルの向きを測定する。 The positioning device M2 is a device that measures the position and orientation of the shovel. In this embodiment, the positioning device M2 is a GNSS receiver with an integrated electronic compass, and measures the latitude, longitude, and altitude of the shovel's location, as well as the orientation of the shovel.
姿勢検出装置M3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M3は、掘削アタッチメントの姿勢を検出する装置である。 The attitude detection device M3 is a device that detects the attitude of the attachment. In this embodiment, the attitude detection device M3 is a device that detects the attitude of the excavation attachment.
シリンダ圧検出装置M4は、油圧シリンダ内の作動油の圧力を検出する装置である。本実施例では、シリンダ圧検出装置M4は、ブームシリンダ7のボトム側油室の圧力(以下、「ブームボトム圧」とする。)を検出するブームボトム圧センサを含む。 The cylinder pressure detection device M4 is a device that detects the pressure of the hydraulic oil in the hydraulic cylinder. In this embodiment, the cylinder pressure detection device M4 includes a boom bottom pressure sensor that detects the pressure in the bottom oil chamber of the boom cylinder 7 (hereinafter referred to as the "boom bottom pressure").
図2は、図1のショベルに搭載される姿勢検出装置M3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M3は、ブーム角度センサM3a、アーム角度センサM3b、バケット角度センサM3c、及び車体傾斜センサM3dを含む。 Figure 2 is a side view of the excavator showing an example of the output contents of various sensors constituting the posture detection device M3 mounted on the excavator in Figure 1. Specifically, the posture detection device M3 includes a boom angle sensor M3a, an arm angle sensor M3b, a bucket angle sensor M3c, and a vehicle body inclination sensor M3d.
ブーム角度センサM3a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 boom angle sensor M3a is a sensor that acquires the boom angle θ1, and includes, for example, a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the boom foot pin, a stroke sensor that detects the stroke amount of the
アーム角度センサM3b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P3とを結ぶ線分の水平線に対する角度である。
The arm angle sensor M3b is a sensor that acquires the arm angle θ2, and includes, for example, a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the arm connecting pin, a stroke sensor that detects the stroke amount of the
バケット角度センサM3c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 bucket angle sensor M3c is a sensor that acquires the bucket angle θ3, and includes, for example, a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the bucket connecting pin, a stroke sensor that detects the stroke amount of the
車体傾斜センサM3dは、ショベルのY軸回りの傾斜角θ4、及び、ショベルのX軸回りの傾斜角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2のXY平面は水平面である。 The vehicle body tilt sensor M3d is a sensor that acquires the tilt angle θ4 around the Y axis of the shovel and the tilt angle θ5 around the X axis of the shovel (not shown), and includes, for example, a two-axis tilt (acceleration) sensor. Note that the XY plane in FIG. 2 is a horizontal plane.
次に、図3を参照してショベルの基本システムについて説明する。ショベルの基本システムは、主に、エンジン11、メインポンプ14、パイロットポンプ15、コントロールバルブ17、操作装置26、コントローラ30、及びエンジン制御装置(ECU)74等を含む。
Next, the basic system of the excavator will be described with reference to FIG. 3. The basic system of the excavator mainly includes an
エンジン11はショベルの駆動源であり、例えば、所定の回転数を維持するように動作するディーゼルエンジンである。エンジン11の出力軸はメインポンプ14及びパイロットポンプ15の入力軸に接続される。
The
メインポンプ14は、高圧油圧ライン16を介して作動油をコントロールバルブ17に供給する油圧ポンプであり、例えば、斜板式可変容量型油圧ポンプである。メインポンプ14は、斜板の角度(傾転角)を変更することでピストンのストローク長を調整し、吐出流量、すなわち、ポンプ出力を変化させることができる。メインポンプ14の斜板は、レギュレータ14aにより制御される。レギュレータ14aは、電磁比例弁(不図示)に対する制御電流の変化に対応して、斜板の傾転角を変化させる。例えば、制御電流を増加させることにより、レギュレータ14aは、斜板の傾転角を大きくして、メインポンプ14の吐出流量を多くする。また、制御電流を減少させることにより、レギュレータ14aは、斜板の傾転角を小さくして、メインポンプ14の吐出流量を少なくする。
The
パイロットポンプ15は、パイロットライン25を介して各種油圧制御機器に作動油を供給するための油圧ポンプであり、例えば、固定容量型油圧ポンプである。 The pilot pump 15 is a hydraulic pump for supplying hydraulic oil to various hydraulic control devices via the pilot line 25, and is, for example, a fixed displacement hydraulic pump.
コントロールバルブ17は、林業機械における油圧システムを制御する油圧制御バルブである。コントロールバルブ17は、後述するレバー又はペダル26A~26Cの操作方向及び操作量に応じた圧力変化に応じて、例えば、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、走行用油圧モータ1A(左用)、走行用油圧モータ1B(右用)、及び旋回用油圧モータ2Aのうちの一又は複数のものに対し、メインポンプ14から高圧油圧ライン16を通じて供給された作動油を選択的に供給する。なお、以下の説明では、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、走行用油圧モータ1A(左用)、走行用油圧モータ1B(右用)、及び旋回用油圧モータ2Aを集合的に「油圧アクチュエータ」と称する。
The
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25を介してパイロットポンプ15から供給された作動油をパイロットライン25aを通じて、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。なお、パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応するレバー又はペダル26A~26Cの操作方向及び操作量に応じた圧力とされる。
The operating
コントローラ30は、ショベルを制御するための制御装置であり、例えば、CPU、RAM、ROM等を備えたコンピュータで構成される。コントローラ30のCPUは、ショベルの動作や機能に対応するプログラムをROMから読み出してRAMにロードしながらプログラムを実行することで、それらプログラムのそれぞれに対応する処理を実行させる。
The
コントローラ30は、メインポンプ14の吐出流量の制御を行う。例えば、ネガコン弁(不図示)のネガコン圧に応じて上記制御電流を変化させ、レギュレータ14aを介してメインポンプ14の吐出流量を制御する。
The
エンジン制御装置(ECU)74は、エンジン11を制御する装置である。例えば、コントローラ30からの指令に基づき、後述するエンジン回転数調整ダイヤル75により操作者が設定したエンジン回転数(モード)に応じてエンジン11の回転数を制御するための燃料噴射量等をエンジン11に出力する。
The engine control unit (ECU) 74 is a device that controls the
エンジン回転数調整ダイヤル75は、キャビン10内に設けられるエンジンの回転数を調整するためのダイヤルであり、本実施形態ではエンジン回転数を5段階で切り換えできるようにする。即ち、エンジン回転数調整ダイヤル75により、Rmax、R4、R3、R2及びR1の5段階でエンジン回転数を切り換えることができるようにする。なお、図3は、エンジン回転数調整ダイヤル75でR4が選択された状態を示す。
The engine
Rmaxは、エンジン11の最高回転数であり、作業量を優先したい場合に選択される。R4は、二番目に高いエンジン回転数であり、作業量と燃費を両立させたい場合に選択される。R3及びR2は、三番目及び四番目に高いエンジン回転数であり、燃費を優先させながら低騒音でショベルを稼働させたい場合に選択される。R1は、最も低いエンジン回転数(アイドリング回転数)であり、エンジン11をアイドリング状態にしたい場合に選択されるアイドリングモードにおけるエンジン回転数である。例えば、Rmax(最高回転数)を2000rpm、R1(アイドリング回転数)を1000rpmとし、その間を250rpm毎に、R4(1750rpm)、R3(1500rpm)、R2(1250rpm)と多段階に設定してよい。そして、エンジン11は、エンジン回転数調整ダイヤル75で設定されたエンジン回転数で一定に回転数制御される。なお、ここでは、エンジン回転数調整ダイヤル75による5段階でのエンジン回転数調整の事例を示したが、5段階には限られず何段階であってもよい。
Rmax is the maximum engine speed of the
また、ショベルには、運転者による運転を補助するために画像表示装置40をキャビン10の運転席の近傍に配置する。運転者は画像表示装置40の入力部42を利用して情報や指令をコントローラ30に入力できる。また、ショベルの運転状況や制御情報を画像表示装置40の画像表示部41に表示させることで、運転者に情報を提供できる。
The shovel also has an
画像表示装置40は、画像表示部41及び入力部42を含む。画像表示装置40は、運転席内のコンソールに固定される。なお、一般的に、運転席に着座した運転者からみて右側にブーム4が配置されており、運転者はブーム4の先端に取り付けられたアーム5、バケット6を視認しながらショベルを運転することが多い。キャビン10の右側前方のフレームは運転者の視界の妨げとなる部分であるが、本実施形態では、この部分を利用して画像表示装置40を設けている。これにより、もともと視界の妨げとなっていた部分に画像表示装置40が配置されるので、画像表示装置40自体が運転者の視界を大きく妨げることは無い。フレームの幅にもよるが、画像表示装置40全体がフレームの幅に入るように、画像表示装置40は、画像表示部41が縦長となるように構成されてもよい。
The
本実施形態では、画像表示装置40は、CAN、LIN等の通信ネットワークを介してコントローラ30に接続される。なお、画像表示装置40は、専用線を介してコントローラ30に接続されてもよい。
In this embodiment, the
また、画像表示装置40は、画像表示部41上に表示する画像を生成する変換処理部40aを含む。本実施形態では、変換処理部40aは、撮像装置M5の出力に基づいて画像表示部41上に表示するカメラ画像を生成する。そのため、撮像装置M5は、例えば専用線を介して画像表示装置40に接続される。また、変換処理部40aは、コントローラ30の出力に基づいて画像表示部41上に表示する画像を生成する。
The
なお、変換処理部40aは、画像表示装置40が有する機能としてではなく、コントローラ30が有する機能として実現されてもよい。この場合、撮像装置M5は、画像表示装置40ではなく、コントローラ30に接続される。
The
また、画像表示装置40は、入力部42としてのスイッチパネルを含む。スイッチパネルは、各種ハードウェアスイッチを含むパネルである。本実施形態では、スイッチパネルは、ハードウェアボタンとしてのライトスイッチ42a、ワイパースイッチ42b、及びウインドウォッシャスイッチ42cを含む。ライトスイッチ42aは、キャビン10の外部に取り付けられるライトの点灯・消灯を切り換えるためのスイッチである。ワイパースイッチ42bは、ワイパーの作動・停止を切り換えるためのスイッチである。また、ウインドウォッシャスイッチ42cは、ウインドウォッシャ液を噴射するためのスイッチである。
The
また、画像表示装置40は、蓄電池70から電力の供給を受けて動作する。なお、蓄電池70はエンジン11のオルタネータ11a(発電機)で発電した電力で充電される。蓄電池70の電力は、コントローラ30及び画像表示装置40以外のショベルの電装品72等にも供給される。また、エンジン11のスタータ11bは、蓄電池70からの電力で駆動され、エンジン11を始動する。
The
エンジン11は、上述のとおり、エンジン制御装置(ECU)74により制御される。ECU74からは、エンジン11の状態を示す各種データ(例えば、水温センサ11cで検出される冷却水温(物理量)を示すデータ)がコントローラ30に常時送信される。したがって、コントローラ30は一時記憶部(メモリ)30aにこのデータを蓄積しておき、必要なときに画像表示装置40に送信することができる。
As described above, the
また、コントローラ30には以下のように各種のデータが供給され、コントローラ30の一時記憶部30aに格納される。
In addition, various data are supplied to the
まず、可変容量式油圧ポンプであるメインポンプ14のレギュレータ14aから斜板の傾転角を示すデータがコントローラ30に供給される。また、メインポンプ14の吐出圧力を示すデータが、吐出圧力センサ14bからコントローラ30に送られる。これらのデータ(物理量を表すデータ)は一時記憶部30aに格納される。また、メインポンプ14が吸入する作動油が貯蔵されたタンクとメインポンプ14との間の管路には、油温センサ14cが設けられており、その管路を流れる作動油の温度を表すデータが、油温センサ14cからコントローラ30に供給される。
First, data indicating the tilt angle of the swash plate is supplied to the
また、レバー又はペダル26A~26Cを操作した際に、パイロットライン25aを通じてコントロールバルブ17に送られるパイロット圧が、油圧センサ15a、15bで検出され、検出したパイロット圧を示すデータがコントローラ30に供給される。
When the lever or
また、エンジン回転数調整ダイヤル75からは、エンジン回転数の設定状態を示すデータがコントローラ30に常時送信される。
In addition, data indicating the engine speed setting status is constantly sent from the engine
外部演算装置30Eは、通信装置M1、測位装置M2、姿勢検出装置M3、シリンダ圧検出装置M4、撮像装置M5等の出力に基づいて各種演算を行い、演算結果をコントローラ30に対して出力する制御装置である。本実施例では、外部演算装置30Eは蓄電池70から電力の供給を受けて動作する。
The
次に、図4を参照して外部演算装置30Eの機能について説明する。なお、図4は、外部演算装置30Eの構成例を示す機能ブロック図である。本実施例では、外部演算装置30Eは、通信装置M1、測位装置M2、姿勢検出装置M3、シリンダ圧検出装置M4の出力を受けて各種演算を実行し、その演算結果をコントローラ30に対して出力する。コントローラ30は、例えば、その演算結果に応じた制御指令を制御弁E1に対して出力する。制御弁E1はアタッチメントの動きを制御するための弁であり、例えば、再生解除弁50、パイロット圧を調整する減圧弁、リリーフ弁等である。
Next, the function of the
具体的には、外部演算装置30Eは、主に、地形データベース更新部31、位置座標更新部32、地面形状情報取得部33、及び地面接触判定部34を含む。
Specifically, the
地形データベース更新部31は、作業現場の地形情報を参照可能に体系的に記憶する地形データベースを更新する機能要素である。本実施例では、地形データベース更新部31は、例えばショベルの起動時に通信装置M1を通じて作業現場の地形情報を取得して地形データベースを更新する。地形データベースは不揮発性メモリ等に記憶される。また、作業現場の地形情報は、例えば世界測位系に基づく3次元地形モデルで記述される。
The terrain
位置座標更新部32は、ショベルの現在位置を表す座標及び向きを更新する機能要素である。本実施例では、位置座標更新部32は、測位装置M2の出力に基づいて世界測位系におけるショベルの位置座標及び向きを取得し、不揮発性メモリ等に記憶されるショベルの現在位置を表す座標及び向きに関するデータを更新する。
The position coordinate
地面形状情報取得部33は、作業対象の地面の現在の形状に関する情報を取得する機能要素である。本実施例では、地面形状情報取得部33は、地形データベース更新部31が更新した地形情報と、位置座標更新部32が更新したショベルの現在位置を表す座標及び向きと、姿勢検出装置M3が検出した掘削アタッチメントの姿勢の過去の推移と、シリンダ圧検出装置M4が検出したブームボトム圧とに基づいて掘削対象地面の現在の形状に関する情報を取得する。
The ground shape
ここで、図5を参照し、地面形状情報取得部33が掘削動作後の地面形状に関する情報を取得する処理について説明する。図5は、掘削動作後の地面形状に関する情報の概念図である。なお、図5の破線で示す複数のバケット形状は、前回の掘削動作の際のバケット6の軌跡を表す。バケット6の軌跡は、姿勢検出装置M3が過去に検出した掘削アタッチメントの姿勢の推移から導き出される。また、図5の太実線は、地面形状情報取得部33が把握している掘削対象地面の現在の断面形状を表し、太点線は、地面形状情報取得部33が把握している前回の掘削動作が行われる前の掘削対象地面の断面形状を表す。すなわち、地面形状情報取得部33は、前回の掘削動作が行われる前の掘削対象地面の形状から、前回の掘削動作の際にバケット6が通過した空間に対応する部分を取り除くことで掘削対象地面の現在の形状を導き出す。このようにして、地面形状情報取得部33は、掘削動作後の地面形状を推定できる。また、図5の一点鎖線で示すZ軸方向に伸びる各ブロックは3次元地形モデルの各要素を表す。各要素は例えばXY平面に平行な単位面積の上面と-Z方向に無限大の長さを有するモデルで表現される。なお、3次元地形モデルは3次元メッシュモデルで表現されてもよい。
Here, referring to FIG. 5, the process of the ground shape
次に、図6~図8を参照し、地面形状情報取得部33が排土動作後の地面形状に関する情報を取得する処理(以下、「排土後地面形状取得処理」とする。)について説明する。図6は排土後地面形状取得処理の流れの一例を示すフローチャートである。地面形状情報取得部33は、排土動作が行われたときに排土後地面形状取得処理を実行する。例えば、地面形状情報取得部33は、掘削動作後にバケット開き操作が行われた場合に排土後地面形状取得処理を実行する。
Next, the process in which the ground shape
最初に、地面形状情報取得部33は土砂積載量を推定する(ステップS1)。本実施例では、地面形状情報取得部33は、姿勢検出装置M3が検出する掘削アタッチメントの姿勢とシリンダ圧検出装置M4が検出するブームボトム圧とに基づいて土砂積載量を推定する。 土砂積載量は掘削動作によってバケット6に積載される土砂の量であり、例えば、バケット6に積載される土砂の容積として算出される。また、土砂積載量は所定の最大積載量によって制限される。
First, the ground shape
例えば、地面形状情報取得部33は、ブームボトム圧参照テーブルを参照して現在の掘削アタッチメントの姿勢に対応する非積載時ブームボトム圧を取得する。非積載時ブームボトム圧は、バケット6に土砂が積載されていないときのブームボトム圧を意味する。ブームボトム圧テーブルは、ROM等に予め記憶される参照テーブルであり、実測データの分析に基づいて生成される。具体的には、ブームボトム圧テーブルは、姿勢検出装置M3によって検出されるアタッチメントの姿勢に関連付けて非積載時ブームボトム圧を記憶する。そして、現在のブームボトム圧と非積載時ブームボトム圧との差に基づいてバケット6に積載された土砂の重量を推定する。そして、その推定された土砂の重量と予め入力された土砂特性(密度、粘性等)とからバケット6に積載された土砂の容積を推定する。
For example, the ground shape
また、地面形状情報取得部33は、地面形状の変化に基づいて土砂積載量を推定してもよい。
The ground shape
その後、地面形状情報取得部33は土砂排土量を算出する(ステップS2)。本実施例では、地面形状情報取得部33は、土砂積載量と土砂排土率とに基づいて土砂排土量を算出する。具体的には、地面形状情報取得部33は、土砂積載量に土砂排土率を乗じて土砂排土量を算出する。
Then, the ground shape
土砂排土量は、排土動作によってバケット6から排土される土砂の量であり、土砂積載量に土砂排土率を乗じることで算出される。なお、土砂排土量は、例えば、土砂積載量と同様に、バケット6によって排土される土砂の容積として算出される。
The amount of soil discharged is the amount of soil discharged from the
土砂排土率は、土砂積載量に対する土砂排土量の比率であり、排土動作の際のアタッチメントの姿勢の推移、動作速度の推移、土砂特性等に基づいて決定される。本実施例では、地面形状情報取得部33は土砂排土率テーブルを参照して土砂排土率を決定する。土砂排土率テーブルは、ROM等に予め記憶される参照テーブルであり、実測データの分析に基づいて生成される。具体的には、土砂排土率テーブルは、姿勢検出装置M3によって検出される排土動作の際のバケット角度に関連付けて土砂排土率を記憶する。
The soil discharge rate is the ratio of the soil discharge amount to the soil load amount, and is determined based on the change in the attachment's posture during soil discharge, the change in operating speed, the soil characteristics, etc. In this embodiment, the ground shape
図7はバケット角度θ3と土砂排土率との関係を示す図である。具体的には、図7(A)はバケット角度30°のときのバケット6の姿勢とバケット角度180°のときのバケット6の姿勢を示す。また、図7(B)はバケット角度θ3に対する土砂排土率の推移を示す。図7(B)に示すように、土砂排土率はバケット角度θ3が略150度以上の場合に0[%]に設定される。すなわち、地面形状情報取得部33は、バケット角度θ3が略150度以上であればバケット6内の土砂が未だ排土されていないと推定する。一方で、土砂排土率はバケット角度θ3が略150度を下回るにつれて増大し、バケット角度θ3が略50度以下となった場合に100[%]に達する。すなわち、地面形状情報取得部33は、バケット角度θ3が略50度以下であればバケット6内の土砂の全てが排土されたと推定する。
Figure 7 is a diagram showing the relationship between the bucket angle θ3 and the soil discharge rate. Specifically, Figure 7 (A) shows the attitude of the
その後、地面形状情報取得部33は排土動作後の地面形状を推定する(ステップS3)。本実施例では、地面形状情報取得部33は、土砂排土量、直近の排土動作が行われる前の地面形状、排土動作の際の地面に対するバケット6の高さ、排土動作の際のアタッチメントの姿勢の推移、動作速度の推移、土砂特性等に基づいて排土動作後の地面形状を推定する。
Then, the ground shape
図8は排土動作後の地面形状に関する情報の概念図である。図8(A)は、排土された土砂とショベルとの位置関係を示す図であり、基準点RPは、排土動作を開始したときのバケット6の中心点をショベルが位置する水平面上に投影することで得られる点である。なお、排土動作の開始時は、例えば、バケット開き動作の開始時である。また、図8(A)の破線で示す形状は排土動作後の地面形状のうち直近の排土動作によって更新された部分の形状(以下、「更新部分形状」とする。)を示す。なお、以下では、図8(A)の破線で示す更新部分形状をもたらした排土動作の条件(例えば土砂排土量等を含む。)を「基準排土条件」とする。
Figure 8 is a conceptual diagram of information on the ground shape after the soil dumping operation. Figure 8 (A) is a diagram showing the positional relationship between the dumped soil and the shovel, and the reference point RP is a point obtained by projecting the center point of the
また、図8(B1)~図8(B6)のそれぞれは、排土動作の条件の違いによってもたらされる排土動作後の様々な更新部分形状を示し、各図の破線で示す更新部分形状は、図8(A)の破線で示す更新部分形状に対応する。 In addition, each of Figures 8(B1) to 8(B6) shows various updated partial shapes after the soil discharge operation that result from different soil discharge operation conditions, and the updated partial shapes shown by dashed lines in each figure correspond to the updated partial shape shown by dashed lines in Figure 8(A).
具体的には、図8(B1)の太実線で示す更新部分形状は土砂排土量が基準排土条件のときよりも大きい場合の更新部分形状に相当する。このように、更新部分形状は、土砂排土量が大きいほど大きくなるように決定される。 Specifically, the updated portion shape shown by the thick solid line in Figure 8 (B1) corresponds to the updated portion shape when the amount of sediment discharged is greater than that under the standard discharge conditions. In this way, the updated portion shape is determined to be larger as the amount of sediment discharged is greater.
また、図8(B2)の太実線で示す更新部分形状は直近の排土動作が行われる前の地面形状が基準点RPのところで基準排土条件のときよりも隆起している場合の更新部分形状に相当する。このように、更新部分形状は、直近の排土動作が行われる前の地面形状の隆起部分の大きさ(高さ)に応じて決定される。 The updated portion shape shown by the thick solid line in FIG. 8 (B2) corresponds to the updated portion shape when the ground shape before the most recent soil dumping operation is higher at the reference point RP than under the reference soil dumping conditions. In this way, the updated portion shape is determined according to the size (height) of the raised portion of the ground shape before the most recent soil dumping operation is performed.
また、図8(B3)の太実線で示す更新部分形状は直近の排土動作が行われる前の地面形状が基準点RPのところで基準排土条件のときよりも陥没している場合の更新部分形状に相当する。このように、更新部分形状は、直近の排土動作が行われる前の地面形状の陥没部分の大きさ(深さ)に応じて決定される。 The updated portion shape shown by the thick solid line in FIG. 8 (B3) corresponds to the updated portion shape when the ground shape before the most recent soil discharge operation is more depressed at the reference point RP than under the reference soil discharge conditions. In this way, the updated portion shape is determined according to the size (depth) of the depressed portion of the ground shape before the most recent soil discharge operation is performed.
また、図8(B4)の太実線で示す更新部分形状は直近の排土動作の際のバケット6の基準点RPに対する高さが基準排土条件のときよりも高い場合の更新部分形状に相当する。このように、更新部分形状は、直近の排土動作の際のバケット6の高さが高いほど低く且つ周囲に拡がるように決定される。
The updated portion shape shown by the thick solid line in FIG. 8 (B4) corresponds to the updated portion shape when the height of the
また、図8(B5)の太実線で示す更新部分形状は直近の排土動作で排土された土砂の粘度が基準排土条件のときよりも低い場合の更新部分形状に相当する。このように、更新部分形状は、直近の排土動作で排土された土砂の粘度が低いほど低く且つ周囲に拡がるように決定される。 The updated portion shape shown by the thick solid line in FIG. 8 (B5) corresponds to the updated portion shape when the viscosity of the soil discharged in the most recent soil discharge operation is lower than that under the reference soil discharge conditions. In this way, the updated portion shape is determined so that it becomes lower and spreads out more to the surrounding area the lower the viscosity of the soil discharged in the most recent soil discharge operation.
また、図8(B6)の太実線で示す更新部分形状は直近の排土動作の際のバケット6の動作速度(開き速度)が基準排土条件のときよりも速い場合の更新部分形状に相当する。このように、更新部分形状は、直近の排土動作の際のバケット6の開き速度が速いほど基準点RPに関してバケット6の開き方向に偏るように決定される。
The updated portion shape shown by the thick solid line in FIG. 8 (B6) corresponds to the updated portion shape when the operating speed (opening speed) of the
また、本実施例では、地面形状情報取得部33は、更新部分形状テーブルを参照して更新部分形状を決定する。更新部分形状テーブルは、ROM等に予め記憶される参照テーブルであり、実測データの分析に基づいて生成される。具体的には、更新部分形状テーブルは、土砂排土量、直近の排土動作が行われる前の地面形状、排土動作の際のバケット6の高さ、排土動作の際のアタッチメントの姿勢の推移、動作速度の推移、土砂特性等に関連付けて更新部分形状を記憶する。
In addition, in this embodiment, the ground shape
このようにして、地面形状情報取得部33は、排土動作後の地面形状を推定できる。そのため、地面形状情報取得部33は、掘削動作後の地面形状に関する情報ばかりでなく、排土動作後の地面形状に関する情報も取得できる。すなわち、地面形状情報取得部33は、掘削動作が行われる前の掘削対象地面の形状をより正確に把握できる。このようにして取得された情報は表示装置40において表示される。また、通信装置M1を介し、複数台のショベルの稼働状況を管理する管理装置へ送信されてもよい。そして、管理装置は受信したそれら情報を表示してもよい。
In this way, the ground shape
地面接触判定部34は、アタッチメントが地面と接触しているかを判定してアタッチメントを制御する機能要素である。本実施例では、地面接触判定部34は、地面形状情報取得部33が取得した掘削対象地面の現在の形状に関する情報に基づいて掘削アタッチメントが地面と接触しているかを判定して掘削アタッチメントを制御する。
The ground
具体的には、地面接触判定部34は、姿勢検出装置M3が検出する掘削アタッチメントの現在の姿勢と、地面形状情報取得部33が取得した掘削対象地面の現在の形状に関する情報とに基づいて掘削状態を判断する。例えば、地面接触判定部34は、バケット6の爪先が掘削対象地面に接触しているかを判定する。そして、バケット6の爪先が掘削対象地面に接触していると判定した場合、地面接触判定部34は、コントローラ30に対して判定結果を出力する。その判定結果を受けたコントローラ30は、制御弁E1としての再生解除弁50に対して制御指令を出力してその開口面積を増大させる。なお、地面接触判定部34は、バケット6の爪先が掘削対象地面に接触する直前にコントローラ30に対してバケット6の爪先が掘削対象地面に接触するとの判定結果を出力してもよい。さらに、予め入力された土砂密度情報に基づいて掘削アタッチメントを制御してもよい。また、以上ではコントローラ30とは別に外部演算装置30Eを設けた例を説明したが、コントローラ30と外部演算装置30Eとは一体的に構成されてもよい。
Specifically, the ground
次に、上述した本願発明を適用した場合の制御例について説明する。図9は、図1のショベルに搭載される駆動系の構成例を示す図であり、機械的動力伝達ライン、高圧油圧ライン、パイロットライン、及び電気制御ラインをそれぞれ二重線、実線、破線、及び点線で示す。 Next, an example of control when the present invention is applied will be described. Figure 9 shows an example of the configuration of a drive system mounted on the excavator of Figure 1, with the mechanical power transmission line, high-pressure hydraulic line, pilot line, and electrical control line indicated by double lines, solid lines, dashed lines, and dotted lines, respectively.
この構成例では、ショベルの駆動系は、主に、エンジン11、メインポンプ14L、14R、パイロットポンプ15、コントロールバルブ17、操作装置26、操作内容検出装置29、コントローラ30、及び外部演算装置30Eを含む。
In this configuration example, the drive system of the excavator mainly includes the
コントロールバルブ17は、メインポンプ14L、14Rが吐出する作動油の流れを制御する流量制御弁171~176を含む。そして、コントロールバルブ17は、流量制御弁171~176を通じ、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、走行用油圧モータ1A(左用)、走行用油圧モータ1B(右用)、及び旋回用油圧モータ2Aのうちの1又は複数のものに対しメインポンプ14L、14Rが吐出する作動油を選択的に供給する。 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。本実施例では、操作装置26は、パイロットライン25を通じ、パイロットポンプ15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。 操作内容検出装置29は、操作装置26を用いた操作者の操作内容を検出する装置である。本実施例では、操作内容検出装置29は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置26のレバー又はペダルの操作方向及び操作量を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。なお、操作装置26の操作内容は、ポテンショメータ等、圧力センサ以外の他のセンサの出力を用いて導き出されてもよい。
The
エンジン11によって駆動されるメインポンプ14L、14Rは、センターバイパス管路40L、40Rのそれぞれを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。
Main pumps 14L and 14R, driven by
センターバイパス管路40Lは、コントロールバルブ17内に配置された流量制御弁171、173、及び175を通る高圧油圧ラインであり、センターバイパス管路40Rは、コントロールバルブ17内に配置された流量制御弁172、174、及び176を通る高圧油圧ラインである。
The center bypass line 40L is a high-pressure hydraulic line that passes through the flow control valves 171, 173, and 175 arranged in the
流量制御弁171、172、173は、走行用油圧モータ1A(左用)、走行用油圧モータ1B(右用)、旋回用油圧モータ2Aに流出入する作動油の流量及び流れ方向を制御するスプール弁である。
The flow control valves 171, 172, and 173 are spool valves that control the flow rate and direction of hydraulic oil flowing in and out of the travel
また、流量制御弁174、175、176は、バケットシリンダ9、アームシリンダ8、ブームシリンダ7に流出入する作動油の流量及び流れ方向を制御するスプール弁である。なお、本実施例では、流量制御弁175の内部に再生油路が形成される。また、流量制御弁175と作動油タンクとの間には再生解除弁50が取り付けられる。
Furthermore, the flow control valves 174, 175, and 176 are spool valves that control the flow rate and flow direction of the hydraulic oil flowing in and out of the
図10は、再生油路及び再生解除弁の構成例を示す図である。具体的には、図10(A)は、図9に示すコントロールバルブ17における流量制御弁175及び再生解除弁50を含む部分の拡大図である。また、図10(B)はアーム閉じ操作時に再生解除弁50の開口面積を最小としたときの作動油の流れを示し、図10(C)はアーム閉じ操作時に再生解除弁50の開口面積を最大としたときの作動油の流れを示す。
Figure 10 is a diagram showing an example of the configuration of the regeneration oil passage and the regeneration release valve. Specifically, Figure 10(A) is an enlarged view of a portion including the flow control valve 175 and the
再生油路175aは、アーム閉じ操作時に収縮側油室であるアームシリンダ8のロッド側油室から流出する作動油を伸張側油室であるボトム側油室に流入(再生)させる油路である。また、再生油路175aは、ボトム側油室からロッド側油室への作動油の流れを防止する逆止弁を含む。なお、再生油路175aは、流量制御弁175の外部に形成されてもよい。
The regeneration oil passage 175a is an oil passage that allows hydraulic oil flowing out of the rod side oil chamber of the
再生解除弁50は、アームシリンダ8のロッド側油室から流出して作動油タンクに流れる作動油の流量を調整する弁である。本実施例では、再生解除弁50は、コントローラ30からの制御指令に応じて動作する電磁弁であり、流量制御弁175と作動油タンクとの間の油路50aの流路面積を増減させて油路50a及び再生油路175aのそれぞれを流れる作動油の流量を調整する。
The
具体的には、再生解除弁50は、図10(B)に示すように、コントローラ30からの制御指令に応じてその開口面積を低減させて油路50aを流れる作動油の流量を低減させ且つ再生油路175aを流れる作動油の流量を増大させる。この構成により、再生解除弁50は、掘削アタッチメントを空中で動作させる場合にアーム5がその自重によって落下するのを防止できる。
Specifically, as shown in FIG. 10(B), the
また、再生解除弁50は、図10(C)に示すように、コントローラ30からの制御指令に応じてその開口面積を増大させて油路50aを流れる作動油の流量を増大させ且つ再生油路175aを流れる作動油の流量を低減或いは消失させる。この構成により、再生解除弁50は、掘削中であるにもかかわらず、すなわち掘削アタッチメントが地面に接触しているにもかかわらず、油路50aで無駄な圧力損失を発生させて掘削力を低減させてしまうのを防止できる。
As shown in FIG. 10(C), the
なお、再生解除弁50は、アームシリンダ8のロッド側油室と流量制御弁175との間に設置されてもよい。
The
次に、図11を参照し、コントローラ30が再生解除弁50の開口面積を調整する処理(以下、「開口面積調整処理」とする。)について説明する。なお、図11は、開口面積調整処理の流れを示すフローチャートである。コントローラ30は、ショベル稼働中、所定の制御周期で繰り返しこの開口面積調整処理を実行する。
Next, referring to FIG. 11, the process in which the
最初に、コントローラ30は、アーム閉じ操作が行われたかを判定する(ステップS11)。本実施例では、コントローラ30は、操作内容検出装置29の出力に基づいてアーム操作レバーが閉じ方向に操作されたかを判定する。
First, the
アーム閉じ操作が行われていないと判定した場合、コントローラ30は今回の開口面積調整処理を終了させる。
If it is determined that the arm closing operation has not been performed, the
アーム閉じ操作が行われたと判定した場合、コントローラ30は、外部演算装置30Eの演算結果に基づいて掘削アタッチメントと地面が接触しているかを判定する(ステップS12)。本実施例では、外部演算装置30Eは、姿勢検出装置M3の出力から導き出されるバケット6の爪先の現在位置と、地面形状情報取得部33が取得した掘削対象地面の現在の形状に関する情報とに基づいてバケット6の爪先が地面に接触しているか否かを判定する。なお、掘削対象地面の現在の形状に関する情報は、掘削動作後の地面形状に関する情報、及び、排土動作後の地面形状に関する情報が反映された情報である。
When it is determined that the arm closing operation has been performed, the
そして、外部演算装置30Eにより掘削アタッチメントと地面が接触していると判定された場合、コントローラ30は、必要に応じて再生解除弁50の開口面積を増大させる(ステップS13)。本実施例では、外部演算装置30Eは、バケット6の爪先が地面に接触していると判定した場合、コントローラ30に対してその判定結果を出力する。その判定結果を受けたコントローラ30は、再生解除弁50の開口面積が所定値未満であれば、その開口面積を所定値まで増大させる。
If the
一方、外部演算装置30Eにより掘削アタッチメントと地面が接触していないと判定された場合、コントローラ30は、必要に応じて再生解除弁50の開口面積を低減させる(ステップS14)。本実施例では、外部演算装置30Eは、バケット6の爪先が地面に接触していないと判定した場合、コントローラ30に対してその判定結果を出力する。その判定結果を受けたコントローラ30は、再生解除弁50の開口面積が所定値より大きければ、再生解除弁50の開口面積を所定値まで低減させる。
On the other hand, if the
次に、図12を参照し、コントローラ30が再生解除弁50の開口面積を調整する際の各種パラメータの時間的推移について説明する。なお、図12(A)はアームシリンダ8のロッド側油室の圧力の時間的推移を表す。また、図12(B)は地面接触フラグの時間的推移を表し、図12(C)は再生解除弁50の開口面積の時間的推移を表す。なお、図12(A)~図12(C)のそれぞれの時間軸(横軸)は共通である。また、地面接触フラグは、外部演算装置30Eによる掘削アタッチメントと地面との接触の有無の判定結果を表す。具体的には、地面接触フラグの値「OFF」は、外部演算装置30Eにより「接触無し」と判定されている状態を表し、地面接触フラグの値「ON」は、外部演算装置30Eにより「接触あり」と判定されている状態を表す。また、図12の実線で示す推移は、実際の接触と「接触あり」の判定が同時に行われた場合の推移を表す。一方で、図12の破線で示す推移は、「接触あり」の判定が実際の接触よりも前に行われた場合の推移を表し、図12の一点鎖線で示す推移は、「接触あり」の判定が実際の接触よりも後に行われた場合の推移を表す。
Next, referring to FIG. 12, the time transition of various parameters when the
具体的には、「接触あり」の判定が実際の接触よりも前に行われた場合、地面接触フラグは、図12(B)の破線で示すように、時刻t1において値「OFF」から値「ON」に切り替えられる。なお、本実施例では実際の接触は時刻t2において発生する。そして、地面接触フラグを値「ON」に切り替えると、コントローラ30は、再生解除弁50の開口面積を増大させる。そのため、再生解除弁50の開口面積は、図12(C)の破線で示すように、時刻t1において値Anから値Aw(>An)に調整される。なお、値Anはアーム5を空中で動作させる際に最適な値として予め設定される開口面積であり、値Awは掘削中にアーム5を動作させる際に最適な値として予め設定される開口面積である。その結果、アームシリンダ8のロッド側油室の圧力は、図12(A)の破線で示すように、時刻t1において減少し始め、実際の接触が起こるまで減少し続ける。アーム5が自重で落下するためである。そして、時刻t2において実際の接触が起こった後に(時刻t2と時刻t3の間で)増加に転じ、その後は作業反力としての掘削反力に応じた値まで増大する。
Specifically, when the determination of "contact" is made before actual contact, the ground contact flag is switched from the value "OFF" to the value "ON" at time t1, as shown by the dashed line in FIG. 12(B). In this embodiment, actual contact occurs at time t2. When the ground contact flag is switched to the value "ON", the
このように、コントローラ30は、「接触あり」の判定が実際の接触よりも前に行われると、アームシリンダ8のロッド側油室の圧力を一時的に急減させてしまうため、キャビテーションを発生させるおそれがある。
In this way, if the
一方で、「接触あり」の判定が実際の接触よりも後に行われた場合、実際の接触が起こる時刻t2では再生解除弁50の開口面積は小さいままであるため、ロッド側油室の圧力は上昇してしまう。そして、地面接触フラグは、図12(B)の一点鎖線で示すように、時刻t3において値「OFF」から値「ON」に切り替えられる。そのため、再生解除弁50の開口面積は、図12(C)の一点鎖線で示すように、時刻t3において値Anから値Awに調整される。その結果、アームシリンダ8のロッド側油室の圧力は、図12(A)の一点鎖線で示すように、実際の接触が起こる時刻t2で増加し始め、時刻t3において再生解除弁50の開口面積が値Awに増大されるまで増加し続ける。掘削反力と再生解除弁50での圧力損失とによる影響を受けるためである。そして、時刻t3において再生解除弁50の開口面積が値Awに増大されると減少に転じ、その後は掘削反力に応じた値まで減少する。
On the other hand, if the "contact" determination is made after the actual contact, the opening area of the
このように、コントローラ30は、「接触あり」の判定が実際の接触よりも後に行われると、アームシリンダ8のロッド側油室の圧力を一時的に増加させてしまうため、掘削アタッチメントの動きを不安定にし、且つ、作業効率を低下させてしまう。
In this way, if the
そこで、外部演算装置30Eは、姿勢検出装置M3が検出する掘削アタッチメントの現在の姿勢と、地面形状情報取得部33が取得した掘削対象地面の現在の形状に関する情報とに基づいて掘削アタッチメントが掘削対象地面に接触しているかを判定する。「接触あり」の判定を実際の接触と同時に行うためである。
The
「接触あり」の判定が実際の接触と同時に行われた場合、地面接触フラグは、図12(B)の実線で示すように、時刻t2において値「OFF」から値「ON」に切り替えられる。そのため、再生解除弁50の開口面積は、図12(C)の実線で示すように、時刻t2において値Anから値Awに調整される。その結果、アームシリンダ8のロッド側油室の圧力は、図12(A)の実線で示すように、実際の接触が起こる時刻t2で減少し始め、その後は掘削反力に応じた値まで減少する。実際の接触が起こる前に一時的に急減することはなく、実際の接触が起こった後で再生解除弁50での圧力損失による影響を受けて増加することもない。
When the "contact" determination is made simultaneously with actual contact, the ground contact flag is switched from the value "OFF" to the value "ON" at time t2, as shown by the solid line in FIG. 12(B). Therefore, the opening area of the
以上の構成により、コントローラ30は、掘削動作後の地面形状に関する情報、及び、排土動作後の地面形状に関する情報に基づいて作業対象の地面の現在の形状に関する情報を取得する。そして、取得した作業対象の地面の現在の形状に関する情報に基づいてアタッチメントを制御する。本実施例では、コントローラ30は、掘削アタッチメントの現在の姿勢と掘削対象地面の現在の形状とに基づいて再生解除弁50の開口面積を調整する。具体的には、バケット6の爪先の現在位置と掘削対象地面の現在の形状とに基づいて再生解除弁50の開口面積を調整する。そのため、バケット6の爪先が掘削対象地面に接触すると同時に、アームシリンダ8のロッド側油室から作動油タンクに流出する作動油の再生解除弁50での圧力損失を低減或いは消失させることができる。その結果、コントローラ30は、アームシリンダ圧の変化等に基づいてバケット6の爪先と掘削対象地面との接触の有無を判定する場合に比べ、より正確に接触の有無を判定でき、誤判定を抑制できる。また、接触の有無の誤判定を抑制することで操作性及び作業効率を向上できる。具体的には、バケット6の爪先が地面に接触するのと同時に、アーム5の自重落下の防止のために再生解除弁50のところで発生させていた圧力損失を低減或いは消失させることができ、圧力損失分だけ掘削に要する力が増大してしまうのを防止できる。また、地面との接触の前にアーム5が自重落下してしまうのを防止でき、キャビテーションの発生を防止できる。
With the above configuration, the
また、コントローラ30は、掘削ばかりでなく、盛土、埋め戻し等が行われた場合であっても作業対象の地面の現在の形状を正確に推定できる。そのため、バケット6の爪先が掘削対象地面に接触するタイミング等を正確に予測でき、再生解除弁50等の制御弁E1の制御タイミングをより適切に決定できる。
The
なお、コントローラ30は、アームシリンダ8に関する再生解除弁50の開口面積を調整するのと同様に、ブームシリンダ7に関する再生解除弁(図示せず。)の開口面積を調整してもよく、バケットシリンダ9に関する再生解除弁(図示せず。)の開口面積を調整してもよい。
In addition, the
次に、図13~図15を参照し、外部演算装置30Eの地面接触判定部34による掘削アタッチメント制御の別の実施例について説明する。なお、図13は、掘削対象地面の深さと基準面との関係を示す図である。基準面は、掘削対象地面の深さを定める基準となる平面である。本実施例では、基準面はショベルの中心点Rが位置する水平面であり、中心点Rはショベルの旋回軸と下部走行体1の接地面との交点である。
Next, referring to Figures 13 to 15, another embodiment of excavation attachment control by the ground
具体的には、図13の一点鎖線で示す掘削アタッチメントは、一点鎖線で示す基準面と同じ深さの掘削対象地面を掘削する際の掘削アタッチメントの姿勢を表す。この場合、掘削対象地面の深さDは基準面の深さD0(=0)と同じである。なお、掘削対象地面の深さDは、地面形状情報取得部33が取得した掘削対象地面の現在の形状に関する情報に基づいて導き出される。また、掘削対象地面の深さDは、姿勢検出装置M3が検出した掘削アタッチメントの現在の姿勢に基づいて導き出されてもよい。
Specifically, the excavation attachment shown by the dashed dotted line in FIG. 13 represents the posture of the excavation attachment when excavating the ground to be excavated at the same depth as the reference plane shown by the dashed dotted line. In this case, the depth D of the ground to be excavated is the same as the depth D0 (=0) of the reference plane. Note that the depth D of the ground to be excavated is derived based on information regarding the current shape of the ground to be excavated acquired by the ground shape
また、図13の破線で示す掘削アタッチメントは、破線で示す掘削対象地面を掘削する際の掘削アタッチメントの姿勢を表す。この場合、掘削対象地面の深さDは深さD1(>D0)で表される。 The digging attachment shown by the dashed line in FIG. 13 represents the posture of the digging attachment when digging the ground to be excavated shown by the dashed line. In this case, the depth D of the ground to be excavated is represented by depth D1 (>D0).
また、図13の実線で示す掘削アタッチメントは、実線で示す掘削対象地面を掘削する際の掘削アタッチメントの姿勢を表す。この場合、掘削対象地面の深さDは深さD2(>D1)で表される。 The excavation attachment shown by the solid line in FIG. 13 represents the posture of the excavation attachment when excavating the ground to be excavated shown by the solid line. In this case, the depth D of the ground to be excavated is represented by depth D2 (>D1).
なお、掘削対象地面は基準面よりも高い位置にあってもよい。この場合、掘削対象地面の深さDは負の値で表されてもよい。 The ground to be excavated may be located higher than the reference level. In this case, the depth D of the ground to be excavated may be expressed as a negative value.
図14は、バケット角度θ3と掘削反力Fとの関係を示す図である。具体的には、図14(A)は、バケット6をバケット角度30°からバケット角度180°まで閉じる際のバケット6の姿勢の推移を示す。なお、図14(A)の破線で示すバケット6はバケット角度30°のときの姿勢を表し、図14(A)の実線で示すバケット6はバケット角度180°のときの姿勢を表す。
Figure 14 is a diagram showing the relationship between bucket angle θ3 and excavation reaction force F. Specifically, Figure 14 (A) shows the change in the attitude of the
図14(B)は、掘削対象地面の深さDと所定のバケット閉じ操作が行われる場合の掘削反力Fの推移又はピーク値との対応関係を予め記憶する対応テーブルの内容の一例を示す。具体的には、図14(B)は、バケット角度30°からバケット角度180°までバケット6を閉じる際のバケット角度θ3に対する掘削反力Fの推移を示す。なお、対応テーブルは、実測データの分析に基づいて生成されるデータテーブルであり、例えば不揮発性メモリに予め登録されている。
Figure 14 (B) shows an example of the contents of a correspondence table that prestores the correspondence between the depth D of the ground to be excavated and the transition or peak value of the excavation reaction force F when a specified bucket closing operation is performed. Specifically, Figure 14 (B) shows the transition of the excavation reaction force F with respect to the bucket angle θ3 when closing the
また、図14(C)はバケット角度θ3の時間的推移を示し、図14(D)は図14(B)の対応テーブルを用いて算出される掘削反力Fの時間的推移を示す。なお、図14(C)及び図14(D)のそれぞれの時間軸(横軸)は共通である。 Figure 14(C) shows the time progression of the bucket angle θ3, and Figure 14(D) shows the time progression of the excavation reaction force F calculated using the correspondence table in Figure 14(B). Note that the time axis (horizontal axis) of Figure 14(C) and Figure 14(D) is the same.
また、図14(B)及び図14(D)の一点鎖線で示す推移は、掘削対象地面の深さDが深さD0のときの推移を表す。また、破線で示す推移は、掘削対象地面の深さDが深さD1のときの推移を表し、実線で示す推移は、掘削対象地面の深さDが深さD2のときの推移を表す。 The transitions shown by the dashed lines in Figures 14(B) and 14(D) represent the transitions when the depth D of the ground to be excavated is depth D0. The transitions shown by the dashed lines represent the transitions when the depth D of the ground to be excavated is depth D1, and the transitions shown by the solid lines represent the transitions when the depth D of the ground to be excavated is depth D2.
図14(A)及び図14(C)に示すようなバケット角度30°から180°までのバケット閉じ操作が行われた場合、掘削反力Fは、図14(B)及び図14(D)に示すように、バケット角度θ3がある角度(例えば100°)に至るまで増大した後で減少に転じ、バケット角度θ3が180°に達したときにゼロに至る。この傾向は、掘削対象地面の深さDにかかわらず同じである。但し、掘削反力Fのピーク値は、掘削対象地面の深さDの変化に応じて変化する。図14(B)及び図14(D)は、掘削対象地面の深さDが深くなるほど掘削反力Fのピーク値が大きくなる傾向を一例として示す。 When the bucket is closed with a bucket angle of 30° to 180° as shown in Figures 14(A) and 14(C), the excavation reaction force F increases until the bucket angle θ3 reaches a certain angle (e.g., 100°) and then starts to decrease, as shown in Figures 14(B) and 14(D), and reaches zero when the bucket angle θ3 reaches 180°. This tendency is the same regardless of the depth D of the ground to be excavated. However, the peak value of the excavation reaction force F changes according to the change in the depth D of the ground to be excavated. Figures 14(B) and 14(D) show, as an example, the tendency for the peak value of the excavation reaction force F to increase as the depth D of the ground to be excavated increases.
そこで、外部演算装置30Eの地面接触判定部34は、地面形状情報取得部33が取得した掘削対象地面の現在の形状に関する情報に基づいて掘削対象地面の現在の深さDを導き出す。そして、地面接触判定部34は、掘削対象地面の現在の深さDに応じて、所定のバケット閉じ操作が行われる場合の掘削反力Fのピーク値を推定する。その後、地面接触判定部34は、推定した掘削反力Fのピーク値が所定値を上回るかを判定する。そして、上回ると判定した場合には、掘削アタッチメントの動きを制御してそのピーク値が所定値を超えないようにする。掘削反力Fが大きくなり過ぎて掘削アタッチメントの動きが不安定になるのを防止するためである。例えば、地面接触判定部34は、操作者によるブーム上げ操作の有無にかかわらず、バケット閉じ動作中にブーム4を自動的に上昇させることで掘削反力Fのピーク値が所定値を超えないようにする。例えば、地面接触判定部34は、操作者が気付かない程度の上昇率(単位時間当たりのブーム4の回動角度)でブーム4を自動的に上昇させる。そのため、地面接触判定部34は、ブーム4が自動的に上昇したことを操作者に気付かせずに掘削アタッチメントの動きを滑らかにすることができ、操作感を向上させることができる。なお、この場合の地面接触判定部34の制御対象は、再生解除弁50ではなく流量制御弁176である。例えば、地面接触判定部34は、推定した掘削反力Fのピーク値が所定値を上回るとの判定結果をコントローラ30に対して出力する。この判定結果を受けたコントローラ30は、流量制御弁176のパイロット圧を増減させる制御弁E1としての電磁弁(図示せず。)に対して制御指令を出力して流量制御弁176を自動的に移動させる。
Therefore, the ground
図15は、掘削反力Fのピーク値が所定値を超えないようにコントローラ30が掘削アタッチメントの姿勢を自動的に調整する処理(以下、「姿勢自動調整処理」とする。)の流れを示すフローチャートである。コントローラ30は、ショベル稼働中、所定の制御周期で繰り返しこの姿勢自動調整処理を実行する。
Figure 15 is a flow chart showing the flow of the process (hereinafter referred to as "automatic posture adjustment process") in which the
最初に、コントローラ30は、掘削操作が行われたかを判定する(ステップS21)。本実施例では、コントローラ30は、操作内容検出装置29の出力に基づいてブーム操作、アーム操作、及びバケット操作の少なくとも1つが行われたかを判定する。
First, the
そして、掘削操作が行われたと判定した場合(ステップS21のYES)、コントローラ30は、外部演算装置30Eの演算結果に基づいて掘削アタッチメントと地面が接触しているかを判定する(ステップS22)。本実施例では、外部演算装置30Eは、姿勢検出装置M3の出力から導き出されるバケット6の爪先の現在位置と、地面形状情報取得部33が取得した掘削対象地面の現在の形状に関する情報とに基づいてバケット6の爪先が地面に接触しているか否かを判定する。
If it is determined that an excavation operation has been performed (YES in step S21), the
そして、掘削アタッチメントと地面が接触していると判定した場合(ステップS22のYES)、外部演算装置30Eは、掘削反力Fのピーク値を推定する(ステップS23)。本実施例では、外部演算装置30Eは、地面形状情報取得部33が取得した掘削対象地面の現在の形状に関する情報に基づいて掘削対象地面の現在の深さDを導き出す。そして、外部演算装置30Eは、掘削対象地面の現在の深さDに応じて所定のバケット閉じ操作が行われる場合の掘削反力Fのピーク値を推定する。具体的には、外部演算装置30Eは、図14(B)に示すような対応テーブルを参照して掘削対象地面の現在の深さDに対応する掘削反力Fのピーク値を導き出す。また、外部演算装置30Eは、掘削対象地面の現在の深さDに基づいて所定のバケット閉じ操作が行われる場合の掘削反力Fのピーク値をリアルタイムで算出してもよい。また、外部演算装置30Eは、そのピーク値を算出する際に土砂密度等を考慮してもよい。土砂密度は、車載入力装置(図示せず。)を通じて操作者が入力する値であってもよく、シリンダ圧センサ等の各種センサの出力に基づいて自動的に算出される値であってもよい。
If it is determined that the excavation attachment is in contact with the ground (YES in step S22), the
その後、外部演算装置30Eは、推定した掘削反力Fのピーク値が所定値Fthを上回るかを判定する(ステップS24)。
Then, the
そして、外部演算装置30Eによりピーク値が所定値Fthを上回ると判定された場合(ステップS24のYES)、コントローラ30は、バケット閉じ動作中に掘削アタッチメントの姿勢を自動的に調整する(ステップS25)。本実施例では、コントローラ30は、操作者によるブーム上げ操作の有無にかかわらず、バケット閉じ動作中にブーム4を自動的に上昇させる。具体的には、バケット角度θ3の変化に応じた所定の動作パターンでブーム4を自動的に上昇させる。
If the
なお、コントローラ30は、掘削操作が行われていないと判定した場合(ステップS21のNO)、外部演算装置30Eにより掘削アタッチメントと地面が接触していないと判定された場合(ステップS22のNO)、或いは、外部演算装置30Eによりピーク値が所定値Fth以下であると判定された場合には(ステップS24のNO)、掘削アタッチメントの姿勢を自動的に調整することなく、今回の姿勢自動調整処理を終了する。
If the
以上の構成により、外部演算装置30Eは、掘削動作後の地面形状に関する情報、及び、排土動作後の地面形状に関する情報に基づいて作業対象の地面の現在の形状に関する情報を取得する。そして、取得した作業対象の地面の現在の形状に関する情報に基づいてアタッチメントを制御する。本実施例では、外部演算装置30Eは、バケット閉じ動作中に掘削反力Fのピーク値が所定値Fthを超えないようにすることができる。そのため、掘削反力Fが過度に増大して掘削アタッチメントの動きが不安定になるのを防止し、ショベルの操作性及び作業効率を向上させることができる。また、外部演算装置30Eは、低めに設定された所定値Fthを用いることで、床堀作業、均し作業等の掘削作業以外の作業でも同様の効果を実現できる。
With the above configuration, the
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。 The above describes in detail preferred embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention.
例えば、上述の実施例では、外部演算装置30Eは、姿勢検出装置M3が検出する掘削アタッチメントの現在の姿勢と、地面形状情報取得部33が取得した掘削対象地面の現在の形状に関する情報とに基づいて掘削アタッチメントが掘削対象地面に接触しているかを判定する。そして、接触していると判定した場合に、コントローラ30から再生解除弁50に対して制御指令を出力させてその開口面積を増大させる。或いは、接触していると判定した場合に、所定のバケット閉じ動作が行われるときの掘削反力Fのピーク値を推定し、その推定したピーク値が所定値Fthを上回るときに、ブーム4を自動的に上昇させて実際のピーク値が所定値Fth以下となるようにする。しかしながら、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。例えば、外部演算装置30Eは、接触していると判定した場合に、アタッチメントの駆動力(例えば掘削アタッチメントによる掘削力)を増大させてもよい。具体的には、外部演算装置30Eは、エンジン11の回転数を増大させたり、メインポンプ14L、14Rの吐出量を増大させたりしてもよい。なお、この場合の地面接触判定部34の制御対象は、再生解除弁50ではなく、エンジン11又はメインポンプ14のレギュレータである。
For example, in the above embodiment, the
また、外部演算装置30Eは、リモート運転又は自動掘削運転(無人運転)の場合であっても、掘削反力Fのピーク値が所定値Fthを上回ると判断したときにブーム4を自動的に上昇させてもよい。掘削反力Fを小さくして円滑な掘削作業を継続させるためである。
In addition, even in the case of remote operation or automatic excavation operation (unmanned operation), the
また、上述の実施例では、地形データベース更新部31は、ショベルの起動時に通信装置M1を通じて作業現場の地形情報を取得して地形データベースを更新する。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、地形データベース更新部31は、撮像装置が撮像したショベル周辺の画像に基づいて作業現場の地形情報を取得して地形データベースを更新してもよい。
In the above embodiment, the terrain
図16は、撮像装置M5に接続される外部演算装置30Eの構成例を示す機能ブロック図である。図16の構成は、通信装置M1の代わりに撮像装置M5が接続される点で、図4の構成と相違するがその他の点で共通する。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。
Figure 16 is a functional block diagram showing an example configuration of an
撮像装置M5はショベルの周辺の画像を取得する装置である。本実施例では、撮像装置M5は、ショベルの上部旋回体3に取り付けられるカメラであり、撮像した画像に基づいてショベルの周囲の地面までの距離を認識して作業現場の地形情報を取得する。なお、撮像装置M5はステレオカメラ、距離画像カメラ、3次元レーザスキャナ等であってもよい。
The imaging device M5 is a device that captures images of the periphery of the shovel. In this embodiment, the imaging device M5 is a camera attached to the upper
また、撮像装置M5はショベルの外部に取り付けられていてもよい。この場合、外部演算装置30Eは、通信装置M1を介して撮像装置M5が出力する地形情報を取得してもよい。具体的には、撮像装置M5は、空撮用マルチコプタ、作業現場に設置された鉄塔等に取り付けられ、作業現場を上から見た画像に基づいて作業現場の地形情報を取得してもよい。また、撮像装置M5は、空撮用マルチコプタに取り付けられた場合、1時間に1回程度の頻度で或いはリアルタイムで、作業現場を上から見た画像を撮像して作業現場の地形情報を取得してもよい。撮像装置M5が取得した地形情報は地形データベースの更新に用いられる。その更新間隔は、地形情報の所得間隔が1時間以上の場合には、姿勢検出装置M3からの信号に基づく地形データベースの更新間隔よりも長い。
The imaging device M5 may also be attached to the outside of the shovel. In this case, the
図17~図19は、撮像装置M5に接続される外部演算装置30Eの別の構成例を示す機能ブロック図である。図17の構成は、地形データベース更新部31及び位置座標更新部32のそれぞれが撮像装置M5(特にショベルの外部にある撮像装置M5)の出力を利用する点で、図4の構成と相違するがその他の点で共通する。図17の実施例では、地形データベース更新部31は、例えば、1日1回の頻度で通信装置M1を通じて作業現場の地形情報を取得し、且つ、1時間に1回の頻度で或いはリアルタイムで撮像装置M5を通じて作業現場の地形情報を取得して地形データベースを更新する。また、位置座標更新部32は、測位装置M2の出力と撮像装置M5の出力を併用してショベルの現在位置を表す座標及び向きに関するデータをリアルタイムで更新する。なお、位置座標更新部32は、撮像装置M5の出力のみに基づいてショベルの現在位置を表す座標及び向きに関するデータをリアルタイムで更新してもよい。
Figures 17 to 19 are functional block diagrams showing another example of the configuration of the
図18の構成は、位置座標更新部32が撮像装置M5の出力のみを利用し且つ測位装置M2が省略された点で図4の構成と相違するがその他の点で共通する。また、図19の構成は、地形データベース更新部31及び位置座標更新部32のそれぞれが撮像装置M5の出力のみを利用し且つ通信装置M1及び測位装置M2が省略された点で図4の構成と相違するがその他の点で共通する。
The configuration of FIG. 18 differs from the configuration of FIG. 4 in that the position coordinate
このように、外部演算装置30Eは、撮像装置M5の出力に基づいて作業現場の地形情報を取得して地形データベースを更新してもよく、ショベルの現在位置を表す座標及び向きに関するデータをリアルタイムで更新してもよい。
In this way, the
また、上述の実施例では、外部演算装置30Eはコントローラ30の外部にある別の演算装置として説明されたが、コントローラ30に一体的に統合されてもよい。
In addition, in the above embodiment, the
1・・・下部走行体 1A・・・走行用油圧モータ(左用) 1B・・・走行用油圧モータ(右用) 2・・・旋回機構 2A・・・旋回用油圧モータ 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・・・キャビン 11・・・エンジン 11a・・・オルタネータ 11b・・・スタータ 11c・・・水温センサ 14L、14R・・・メインポンプ 14a・・・レギュレータ 14b・・・吐出圧力センサ 14c・・・油温センサ 15・・・パイロットポンプ 15a、15b・・・油圧センサ 16・・・高圧油圧ライン 17・・・コントロールバルブ 25、25a・・・パイロットライン 26・・・操作装置 26A~26C・・・レバー又はペダル 29・・・操作内容検出装置 30・・・コントローラ 30a・・・一時記憶部 30E・・・外部演算装置 31・・・地形データベース更新部 32・・・位置座標更新部 33・・・地面形状情報取得部 34・・・地面接触判定部 40・・・画像表示装置 40a・・・変換処理部 40L、40R・・・センターバイパス管路 41・・・画像表示部 42・・・入力部 42a・・・ライトスイッチ 42b・・・ワイパースイッチ 42c・・・ウインドウォッシャスイッチ 50・・・再生解除弁 50a・・・油路 70・・・蓄電池 72・・・電装品 74・・・エンジン制御装置(ECU) 75・・・エンジン回転数調整ダイヤル 171~176・・・流量制御弁 175a・・・再生油路 E1・・・制御弁 M1・・・通信装置 M2・・・測位装置 M3・・・姿勢検出装置 M3a・・・ブーム角度センサ M3b・・・アーム角度センサ M3c・・・バケット角度センサ M3d・・・車体傾斜センサ M4・・・シリンダ圧検出装置 M5・・・撮像装置 1: Lower traveling body 1A: Travel hydraulic motor (for left) 1B: Travel hydraulic motor (for right) 2: Swing mechanism 2A: Swing hydraulic motor 3: Upper rotating body 4: Boom 5: Arm 6: Bucket 7: Boom cylinder 8: Arm cylinder 9: Bucket cylinder 10: Cabin 11: Engine 11a: Alternator 11b: Starter 11c: Water temperature sensor 14L, 14R: Main pump 14a: Regulator 14b: Discharge pressure sensor 14c: Oil temperature sensor 15: Pilot pump 15a, 15b: Hydraulic sensor 16: High pressure hydraulic line 17: Control valve 25, 25a: Pilot line 26: Operation device 26A to 26C: Levers or pedals 29: Operation content detection device 30: Controller 30a: Temporary memory unit 30E: External calculation device 31: Terrain database update unit 32: Position coordinate update unit 33: Ground shape information acquisition unit 34: Ground contact determination unit 40: Image display device 40a: Conversion processing unit 40L, 40R: Center bypass pipe 41: Image display unit 42: Input unit 42a: Light switch 42b: Wiper switch 42c: Window washer switch 50: Regeneration release valve 50a: Oil passage 70: Storage battery 72: Electrical equipment 74: Engine control unit (ECU) 75: Engine speed adjustment dial 171-176: Flow control valve 175a: Regeneration oil passage E1: Control valve M1: Communication device M2: Positioning device M3: Attitude detection device M3a: Boom angle sensor M3b: Arm angle sensor M3c: Bucket angle sensor M3d: Vehicle body inclination sensor M4: Cylinder pressure detection device M5: Imaging device
Claims (4)
前記下部走行体に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、
前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出装置と、
制御装置と、を備えるショベルであって、
前記制御装置は、前記制御装置が参照できるようにデータベースに記憶された、前記アタッチメントによる土砂の形状を変化させる動作が行われる前の、当該ショベルが位置する作業現場の3次元形状モデルとしての土砂の形状情報を、前記アタッチメントによる土砂の形状を変化させる動作が行われた後であって、前記アタッチメントによる土砂の形状を変化させる別の動作が行われる前に更新し、
前記制御装置が更新する土砂の形状情報は、掘削された地面の形状、及び、排土された土砂の形状を含み、
前記排土された土砂の形状は、予め記憶された情報に基づいて決定される、
ショベル。 A lower running body;
An upper rotating body mounted on the lower traveling body;
An attachment attached to the upper rotating body;
a posture detection device for detecting a posture of the attachment;
A shovel comprising:
the control device updates shape information of the soil as a three-dimensional shape model of the work site where the shovel is located before an operation of changing the shape of the soil by the attachment is performed, which is stored in a database so that the control device can refer to, after an operation of changing the shape of the soil by the attachment is performed and before another operation of changing the shape of the soil by the attachment is performed;
The shape information of the soil and sand updated by the control device includes a shape of the excavated ground surface and a shape of the removed soil and sand,
The shape of the discharged soil is determined based on pre-stored information .
Shovel.
請求項1に記載のショベル。 The shape information of the discharged soil is acquired by an imaging device.
The shovel according to claim 1.
前記制御装置は、前記撮像装置から通信装置を介して土砂の形状情報を取得する、
請求項2に記載のショベル。 The imaging device is provided on a multicopter,
The control device acquires shape information of the soil and sand from the imaging device via a communication device.
The shovel according to claim 2.
制御装置を有し、
前記制御装置は、前記制御装置が参照できるようにデータベースに記憶された、前記アタッチメントによる土砂の形状を変化させる動作が行われる前の、前記ショベルが位置する作業現場の3次元形状モデルとしての土砂の形状情報を、前記アタッチメントによる土砂の形状を変化させる動作が行われた後であって、前記アタッチメントによる土砂の形状を変化させる別の動作が行われる前に更新し、
前記制御装置が更新する土砂の形状情報は、掘削された地面の形状、及び、排土された土砂の形状を含み、
前記排土された土砂の形状は、予め記憶された情報に基づいて決定される、
ショベル用のシステム。 A system for a shovel used in a shovel including a lower traveling body, an upper rotating body mounted on the lower traveling body, an attachment attached to the upper rotating body, and a posture detection device that detects the posture of the attachment,
A control device is provided.
the control device updates shape information of the soil as a three-dimensional shape model of the work site where the shovel is located before an operation of changing the shape of the soil by the attachment is performed, which is stored in a database so that the control device can refer to, after an operation of changing the shape of the soil by the attachment is performed and before another operation of changing the shape of the soil by the attachment is performed;
The shape information of the soil and sand updated by the control device includes a shape of the excavated ground surface and a shape of the removed soil and sand,
The shape of the discharged soil is determined based on pre-stored information .
System for excavators.
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