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公開番号2024042863
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-29
出願番号2022147775
出願日2022-09-16
発明の名称積込機械及び管制装置
出願人日立建機株式会社
代理人弁理士法人開知
主分類E02F 9/20 20060101AFI20240322BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】積込作業の完了後に運搬車両を速やかに発進させ、現場の生産性を向上させる。
【解決手段】車体と、前記車体に取り付けた作業装置と、運搬車両と直接又は管制装置を介して通信する通信装置と、前記運搬車両への運搬物の積込完了を判定し、前記通信装置を介して前記運搬車両に発進指令を出力するコントローラとを備えた積込機械において、前記コントローラは、前記運搬車両の運搬動作に関する特性を示す情報を含む型式データに基づき、前記運搬車両が発進準備を開始してから発進可能な状態になるまでの所要発進準備時間を推定し、前記積込機械の稼働状態データに基づき、現在時刻から前記運搬車両への運搬物の積込完了までに要する残り積込時間を推定し、前記残り積込時間と前記所要発進準備時間との差分時間を演算し、前記差分時間が予め設定した設定値を下回った段階で、前記通信装置を介して前記運搬車両に発進準備指令を出力する積込機械を提供する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
車体と、前記車体に取り付けられて運搬車両へ運搬物の積込作業を行う作業装置と、前記運搬車両と直接又は管制装置を介して通信する通信装置と、前記運搬車両への運搬物の積込完了を判定し、前記通信装置を介して前記運搬車両に発進指令を出力するコントローラとを備えた積込機械において、
前記コントローラは、
前記運搬車両の運搬動作に関する特性を示す情報が含まれた型式データを記憶又は受信し、前記型式データに基づき、前記運搬車両が発進準備を開始してから発進可能な状態になるまでの所要発進準備時間を推定し、
前記積込機械の稼働状態データである積込機械側稼働状態データに基づき、現在時刻から前記運搬車両への運搬物の積込完了までに要する残り積込時間を推定し、
前記推定した残り積込時間と前記所要発進準備時間との差分時間を演算し、
前記演算した差分時間が予め設定した設定値を下回った段階で、前記通信装置を介して前記運搬車両に発進準備指令を出力する
ことを特徴とする積込機械。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
請求項１に記載の積込機械において、
前記コントローラは、
前記通信装置を介して、前記運搬車両の稼働状態に関する情報が含まれた稼働状態データである運搬車両側稼働状態データを受信し、
前記型式データ及び前記運搬車両側稼働状態データに基づき、前記所要発進準備時間を推定する
ことを特徴とする積込機械。
【請求項３】
請求項１に記載の積込機械において、
前記コントローラは、
前記型式データ、前記運搬車両の稼働状態に関する情報が含まれた稼働状態データである運搬車両側稼働状態データ、前記所要発進準備時間の関係を規定したテーブルを記憶しており、
前記通信装置を介して受信した前記型式データ及び前記運搬車両側稼働状態データを入力し、
前記テーブルを参照し、前記型式データ及び前記運搬車両側稼働状態データに基づき、前記所要発進準備時間を推定する
ことを特徴とする積込機械。
【請求項４】
請求項３に記載の積込機械において、
前記コントローラは、
前記通信装置を介して前記運搬車両側稼働状態データを受信し、
受信した前記運搬車両側稼働状態データに基づき、前記発進準備指令を出力してから前記運搬車両が発進準備に実際に要した実績発進準備時間を演算し、
前記所要発進準備時間と前記実績発進準備時間との差が予め設定した基準値以上である場合、前記実績発進準備時間に基づき前記テーブルを更新する
ことを特徴とする積込機械。
【請求項５】
請求項１に記載の積込機械において、
前記作業装置の姿勢を検出する姿勢センサと、
前記作業装置に積載されて前記運搬車両に積み込まれる運搬物の重量である積込重量を検出する積込量センサと、
前記車体の位置を検出する測位センサとを備え、
前記コントローラは、
前記姿勢センサで検出された前記作業装置の姿勢データ、及び前記積込量センサで検出された積込重量を、前記積込機械側稼働状態データとして入力し、
前記通信装置を介して受信した前記運搬車両の位置データに基づき、前記運搬車両の前記車体との相対位置を演算し、
前記運搬車両の相対位置、前記姿勢データ、及び前記積込重量に基づき、前記残り積込時間を推定する
ことを特徴とする積込機械。
【請求項６】
請求項５に記載の積込機械において、
前記コントローラは、
前記運搬車両の相対位置及び前記姿勢データに基づき、前記運搬車両に対する前記作業装置の位置を演算し、
前記発進指令を出力する際に前記作業装置が前記運搬車両と干渉する位置にある場合、前記運搬車両に干渉しない位置に前記作業装置を移動させる
ことを特徴とする積込機械。
【請求項７】
請求項１に記載の積込機械において、
前記コントローラは、前記残り積込時間が予め設定した閾値を下回った段階で、前記発進指令を出力することを特徴とする積込機械。
【請求項８】
請求項１に記載の積込機械において、
前記コントローラは、前記差分時間の演算に伴い、前記差分時間に基づき前記発進準備指令を出力するタイミングを表示する表示画面データを生成し、前記通信装置を介して前記表示画面データを前記運搬車両に出力することを特徴とする積込機械。
【請求項９】
車体及び前記車体に連結した作業装置を備えた積込機械、及び前記積込機械に運搬物を積み込まれる運搬車両と、通信可能な管制装置において、
前記積込機械から前記積込機械の稼働状態データである積込機械側稼働状態データを受信し、前記積込機械側稼働状態データに基づき、現在時刻から前記運搬車両への運搬物の積込完了までに要する残り積込時間を推定し、
前記運搬車両の運搬動作に関する特性を示す情報が含まれた型式データを記憶又は受信し、前記型式データに基づき、前記運搬車両が発進準備を開始してから発進可能な状態になるまでの所要発進準備時間を推定し、
前記推定した残り積込時間と前記所要発進準備時間との差分時間を演算し、
前記演算した差分時間が予め設定した設定値を下回った段階で、前記運搬車両に発進準備指令を出力する
ことを特徴とする管制装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、運搬車両に運搬物を積み込む油圧ショベル等の積込機械及び管制装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、油圧ショベルの自動化、半自動化が進められている。油圧ショベルの動作を一部自動化することにより、オペレータの負担が軽減される。油圧ショベルには、掘削した土砂等の運搬物をダンプトラック等の運搬車両に積み込む積込機械としての側面がある。鉱山等では無人の運搬車両が運用される場合があり、この場合には、油圧ショベルと運搬車両との連携機能が必要になる。
【０００３】
油圧ショベルと運搬車両との連携機能として、運搬車両に対する運搬物の積載量に基づいて積込作業の進捗を判定し、積込作業が完了したら運搬車両に発進を指令する油圧ショベルが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－２０１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、運搬車両は、原動機の回転数を所定回転数まで上げたりパーキングブレーキを解除したりするための発進準備時間を要し、指令を受けてから実際に発進できる状態になるまでに時間を要する。特許文献１に記載された技術においても、油圧ショベルによる積込作業の完了後に、運搬車両の発進準備に伴う無駄時間が発生する。この無駄時間は現場の機械稼働率を低下させ、ひいては生産性を低下させる。
【０００６】
本発明の目的は、積込作業の完了後に運搬車両を速やかに発進させ、現場の生産性を向上させることができる積込機械及び管制装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、車体と、前記車体に取り付けられて運搬車両へ運搬物の積込作業を行う作業装置と、運搬車両と直接又は管制装置を介して通信する通信装置と、前記運搬車両への運搬物の積込完了を判定し、前記通信装置を介して前記運搬車両に発進指令を出力するコントローラとを備えた積込機械において、前記コントローラは、前記運搬車両の運搬動作に関する特性を示す情報が含まれた型式データを記憶又は受信し、前記型式データに基づき、前記運搬車両が発進準備を開始してから発進可能な状態になるまでの所要発進準備時間を推定し、前記積込機械の稼働状態データである積込機械側稼働状態データに基づき、現在時刻から前記運搬車両への運搬物の積込完了までに要する残り積込時間を推定し、前記推定した残り積込時間と前記所要発進準備時間との差分時間を演算し、前記演算した差分時間が予め設定した設定値を下回った段階で、前記通信装置を介して前記運搬車両に発進準備指令を出力する積込機械を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、積込作業の完了後に運搬車両を速やかに発進させ、現場の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の第１実施形態に係る積込機械の一例である油圧ショベルの模式図
本発明の第１実施形態に係る積込機械が稼働する作業現場の一例を表す模式図
本発明の第１実施形態に係る積込機械に備わったコントローラの主要な機能を表すブロック図
本発明の第１実施形態に係る積込機械に備わったコントローラによる発進指令出力の処理手順を表すフローチャートの一例
本発明の第１実施形態に係る積込機械と連携する運搬車両の動作を示すタイミングチャートの一例
本発明の第１実施形態に係る積込機械に備わったコントローラからの表示指令により運搬車両の表示装置に表示される画面の一例
本発明の第２実施形態に係る積込機械に備わったコントローラの主要な機能を表すブロック図
本発明の第２実施形態に係る積込機械に備わったコントローラによる所要発進準備時間の更新手順を表すフローチャートの一例
本発明の第３実施形態に係る管制装置の主要な機能を表すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、積込機械の例として自動運転可能な大型の油圧ショベルに発明を適用した実施形態を説明する。但し、本発明は、運搬車両と連携する積込機械全般に適用可能であり、例えば大型の油圧ショベルよりも車格の小さな中型以下の油圧ショベルの他、クレーン車やブルドーザ、ホイールローダ等といった油圧ショベルの以外の積込機械にも適用可能である。また、運搬車両としては、ダンプトラックの他、キャリアクローラ等のクローラ式の車両も適用され得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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