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公開番号2023169501
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-11-30
出願番号2022080640
出願日2022-05-17
発明の名称作業機械の安全装置
出願人コベルコ建機株式会社
代理人個人,個人
主分類E02F 3/43 20060101AFI20231122BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】作業機械についての安全制御を安定して行う。
【解決手段】安全装置は、位置情報取得部と、制御部と、を備える。位置情報取得部は、作業機械の周辺の検知対象物の位置に関する位置情報を周期的に取得する。制御部は、今回取得された前記位置情報である今回情報が前回取得された前記位置情報である前回情報よりも前記作業機械に近づく方向に変化した場合には当該今回情報に基づいて安全制御を行い、前記今回情報が前記前回情報よりも前記作業機械から遠ざかる方向に変化することを含む変化抑制条件が満たされた場合には当該位置情報の変化に対応する前記安全制御の変化を抑制する制御変化抑制を実行し、当該制御変化抑制が開始されてから所定時間が経過した時点で当該制御変化抑制を解除する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
作業機械の安全制御を行う安全装置であって、
前記作業機械の周辺の検知対象物の位置に関する位置情報を周期的に取得する位置情報取得部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、今回取得された前記位置情報である今回情報が前回取得された前記位置情報である前回情報よりも前記作業機械に近づく方向に変化した場合には当該今回情報に基づいて前記安全制御を行い、前記今回情報が前記前回情報よりも前記作業機械から遠ざかる方向に変化することを含む変化抑制条件が満たされた場合には当該位置情報の変化に対応する前記安全制御の変化を抑制する制御変化抑制を実行し、当該制御変化抑制が開始されてから所定時間が経過した時点で当該制御変化抑制を解除する、作業機械の安全装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の作業機械の安全装置であって、前記制御部は、前記制御変化抑制が開始されてから前記位置情報が所定回数だけ取得された時点で前記制御変化抑制を解除する、作業機械の安全装置。
【請求項３】
請求項１に記載の作業機械の安全装置であって、前記安全制御は、速度制限制御を含み、当該速度制限制御は、前記作業機械について設定された基準位置から前記検知対象物までの距離が予め設定された速度制限範囲内にあるときに当該距離が小さいほど大きな度合いで前記作業機械の動作のうち予め設定された制限対象動作の速度を制限する制御であり、前記制御変化抑制は、前記前回情報から前記今回情報への変化に対応する前記制限対象動作の速度の制限の緩和を抑制することを含む、作業機械の安全装置。
【請求項４】
請求項３に記載の作業機械の安全装置であって、前記作業機械は前記制限対象動作を行うための油圧回路を含み、当該油圧回路に入力される制限指令に応じて前記制限対象動作の制限をするように当該油圧回路が構成され、前記制御部は、前記速度制限制御を行う場合に前記制限指令を生成して前記油圧回路に入力し、かつ、前記制御変化抑制として前記制限指令の変化の抑制を行うように構成されている、作業機械の安全装置。
【請求項５】
請求項４に記載の作業機械の安全装置であって、前記作業機械は、下部走行体と、当該下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、を含み、前記油圧回路は前記上部旋回体を旋回させる回路を含み、前記位置情報取得部により取得される前記位置情報は前記上部旋回体について設定される前記基準位置からの前記検知対象物の距離についての情報を含み、前記制限対象動作は少なくとも前記上部旋回体の旋回動作を含み、前記制限指令は前記旋回動作を制限するための旋回制限指令を含む、作業機械の安全装置。
【請求項６】
請求項１に記載の作業機械の安全装置であって、警報器をさらに備え、前記安全制御は、前記警報器に警報を発出させる制御を含む、作業機械の安全装置。
【請求項７】
請求項１に記載の作業機械の安全装置であって、前記制御変化抑制は、前記今回情報にかかわらず前記前回情報に基づく安全制御を続行することである、作業機械の安全装置。
【請求項８】
請求項３に記載の作業機械の安全装置であって、前記制御変化抑制は、前記前回情報から前記今回情報への前記変化を鈍らせることにより得られる位置情報に基づいて前記制限対象動作の速度の制限を行うことである、作業機械の安全装置。
【請求項９】
請求項３に記載の作業機械の安全装置であって、前記制御変化抑制は、前記前回情報から前記今回情報への変化に対応する前記制限対象動作の速度の制限の緩和そのものを直接鈍らせることである、作業機械の安全装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の作業機械の安全装置であって、前記変化抑制条件は、前記今回情報と前記前回情報との差が予め設定された許容差を上回ること、をさらに含む、作業機械の安全装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械の安全装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、油圧ショベル等の作業機械において、当該作業機械の周辺に存在する検知対象物を検知して安全制御を行う装置が知られている。例えば特許文献１には、作業機械の上部旋回体の周囲に設定された仮想境界面に対する障害物の相対位置を特定し、当該仮想境界面から当該障害物までの距離が小さいほど大きな度合いで前記上部旋回体の動作速度を制限する装置が、開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６８１９４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記のような検知対象物（特許文献１では障害物）の位置情報に基づく制御は不安定となりやすい。具体的に、前記検知対象物の位置の特定は、赤外線深度センサやミリ波レーダといった距離センサによる測定値を用いて、あるいは、撮像装置（カメラ）により取得される画像データを処理することにより、行われるが、このようにして取得される位置情報は、センサやカメラの性能や特性、あるいは車体の揺れといった外的要因によって乱れやすい。特に前記撮像装置が使用される場合、検知対象物の状態や姿勢、あるいは周辺状況によって検知結果が一時的に大きく影響を受ける。例えば、実際には検知対象物が存在するにもかかわらず一時的に非検知状態となったり、検知対象物の位置が変わらないにもかかわらずその検知結果（例えば作業機械から検知対象物までの距離）が変動したりする可能性がある。このように位置情報が不安定であると、当該位置情報に基づいて実行される安全制御も不安定となりやすい。
【０００５】
本発明は、作業機械についての安全制御を安定して行うことが可能な装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
提供されるのは、作業機械の安全制御を行う安全装置であって、位置情報取得部と、制御部と、を備える。前記位置情報取得部は、前記作業機械の周辺の検知対象物の位置に関する位置情報を周期的に取得する。前記制御部は、今回取得された前記位置情報である今回情報が前回取得された前記位置情報である前回情報よりも前記作業機械に近づく方向に変化した場合には当該今回情報に基づいて安全制御を行い、前記今回情報が前記前回情報よりも前記作業機械から遠ざかる方向に変化することを含む変化抑制条件が満たされた場合には当該位置情報の変化に対応する前記安全制御の変化を抑制する制御変化抑制を実行し、当該制御変化抑制が開始されてから所定時間が経過した時点、例えば前記位置情報が所定回数だけ取得された時点、で当該制御変化抑制を解除する。
【０００７】
前記変化抑制条件が満たされたときの前記制御変化抑制の実行は、前記位置情報の取得が不安定である場合においても、前記作業機械の安全性を確保しながら安定した前記安全制御を実行することを可能にする。例えば、前記検知対象物が実際には存在するにもかかわらず一時的に検知されなくなった場合や、当該検知対象物が実際には遠ざかっていないにもかかわらず前記位置情報が一時的に遠ざかる方向に変化した場合、前記制御部は、当該変化に即座に対応した安全制御を無条件で実行するのではなく、変化抑制条件を満たした場合に前記安全制御の変化（前記安全制御を緩和する方向の変化）を抑制した制御変化抑制を実行することにより、当該安全制御を安定させることができる。しかも、前記制御変化抑制は、所定時間が経過した時点、例えば当該制御変化抑制が開始されてから前記位置情報が予め設定された回数だけ取得された時点、で解除されるので、前記前回情報に基づく安全制御が過度に続けられることが防がれる。一方、前記作業機械に近づく方向に前記位置情報が変化した場合には、今回情報に基づく安全制御を実行することにより、前記作業機械の高い安全性を確保することが可能である。
【０００８】
前記安全制御は、速度制限制御を含むことが好ましい。当該速度制限制御は、前記作業機械について設定された基準位置から前記検知対象物までの距離が予め設定された速度制限範囲内にあるときに当該距離が小さいほど大きな度合いで前記作業機械の動作のうち予め設定された制限対象動作の速度を制限する制御である。当該速度制限制御は、前記制限対象動作の速度を０にする制御、つまり当該制限対象動作を強制停止させる停止制御、を含んでもよい。当該速度制限制御に対応する前記制御変化抑制、すなわち、前記前回情報から前記今回情報への変化に対応する前記制限対象動作の速度の制限の緩和を抑制すること、は、取得される前記位置情報の一時的な乱れに起因して前記速度の制限が不必要に緩和されるのを防ぎ、これにより、前記作業機械の動作の不安定化を抑止するとともに安全性をさらに高めることを可能にする。
【０００９】
前記作業機械が、前記制限対象動作を行うための油圧回路を含み、当該油圧回路に入力される制限指令に応じて前記制限対象動作の制限をするように当該油圧回路が構成されている場合、前記制御部は、前記速度制限制御を行う場合に前記制限指令を生成して前記油圧回路に入力し、かつ、前記制御変化抑制として前記制限指令の変化の抑制を行うように構成されていることが、好ましい。
【００１０】
より具体的に、前記作業機械が、下部走行体と、当該下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、を含み、前記油圧回路が前記上部旋回体を旋回させる回路を含む場合に、前記位置情報取得部により取得される前記位置情報は前記上部旋回体について設定された基準位置からの前記検知対象物の距離についての情報を含み、前記制限対象動作は少なくとも前記上部旋回体の旋回動作を含み、前記制限指令は前記旋回動作を制限するための旋回制限指令を含むのが、よい。
（【００１１】以降は省略されています）

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