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公開番号2024054695
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-17
出願番号2022161102
出願日2022-10-05
発明の名称作業機械
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 3/43 20060101AFI20240410BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】被積込機械への積込作業において、被積込機械のベッセル上に1回の放出動作で、土砂等の掘削物を偏りなく放出可能な作業機械を提供する。
【解決手段】作業機械の制御装置は、掘削動作を完了した位置でのベッセル位置取得装置により取得されるベッセルの位置情報に基づいて、ベッセルの上方で行われる掘削物の放出動作を開始する位置である放出開始位置と、放出動作を完了する位置である放出完了位置とを、ベッセルの前後方向の成分を持った方向に並べて設定し、姿勢検出装置により検出される作業装置及び旋回体の姿勢に基づいて、作業装置及び旋回体の少なくとも一方の動作を制御することにより、作業装置の制御点を放出開始位置から放出完了位置に移動させ、作業装置の制御点が放出開始位置から放出完了位置に移動するまでの間に、バケットの対地角が予め設定される放出完了角度になるように、作業装置の動作を制御する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
走行体と、
前記走行体に対して旋回可能に設けられる旋回体と、
前記旋回体に取り付けられ、ブーム、アーム及びバケットを有する作業装置と、
前記旋回体及び前記作業装置の姿勢を検出する姿勢検出装置と、
前記作業装置により掘削された掘削物が積み込まれる被積込機械のベッセルの位置情報を取得するベッセル位置取得装置と、
前記作業装置及び前記旋回体の動作を制御する制御装置と、を備えた作業機械において、
前記制御装置は、
掘削動作を完了した位置での前記ベッセル位置取得装置により取得される前記ベッセルの位置情報に基づいて、前記ベッセルの上方で行われる掘削物の放出動作を開始する位置である放出開始位置と、前記放出動作を完了する位置である放出完了位置とを、前記ベッセルの前後方向の成分を持った方向に並べて設定し、
前記姿勢検出装置により検出される前記作業装置及び前記旋回体の姿勢に基づいて、前記作業装置及び前記旋回体の少なくとも一方の動作を制御することにより、前記作業装置の制御点を前記放出開始位置から前記放出完了位置に移動させ、
前記作業装置の制御点が前記放出開始位置から前記放出完了位置に移動するまでの間に、前記バケットの対地角が予め設定される放出完了角度になるように、前記作業装置の動作を制御する
ことを特徴とする作業機械。
続きを表示(約 1,600 文字)【請求項2】
請求項1に記載の作業機械において、
前記制御装置は、前記ベッセルの位置情報及び前記放出開始位置に基づき、前記作業装置の制御点を前記ベッセルに近づける方向に前記旋回体を旋回させることにより、前記作業装置の制御点を前記放出開始位置まで移動させる過程で、前記バケットが通過する前記ベッセルの端辺部を判定し、その判定結果に基づき、前記放出開始位置から前記放出完了位置に前記作業装置の制御点を移動させる過程で、前記旋回体を旋回動作させるか否かを決定する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項3】
請求項1に記載の作業機械において、
前記制御装置は、
積込制御開始指示が入力されると、そのときの前記作業装置の制御点の位置を積込開始位置として設定し、
前記積込開始位置から前記放出開始位置まで前記作業装置の制御点を移動させるための運搬制御を実行し、
前記積込制御開始指示が入力されると、前記ベッセルの位置情報及び前記放出開始位置に基づき、前記作業装置の制御点を前記ベッセルに近づける方向に前記旋回体を旋回させることにより、前記作業装置の制御点を前記放出開始位置まで移動させる過程で、前記バケットが通過する前記ベッセルの端辺部を判定し、その判定結果に基づき、前記端辺部を通過する際の前記作業装置の制御点の高さの下限値を演算する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項4】
請求項3に記載の作業機械において、
前記作業装置の制御点は、前記アームの先端部であり、
前記制御装置は、前記判定結果に基づき、前記バケットが前記ベッセルの端辺部を通過した後、前記作業装置の制御点を前記放出開始位置まで移動させる過程で、前記作業装置の制御点を下降させるか否かを決定する
ことを特徴とする作業機械。
【請求項5】
請求項1に記載の作業機械において、
前記制御装置は、
前記放出開始位置から前記放出完了位置までの前記作業装置の制御点の目標軌跡を生成し、
前記目標軌跡に沿って前記作業装置の制御点が移動するように、前記旋回体、及び前記作業装置の少なくとも一方を動作させる
ことを特徴とする作業機械。
【請求項6】
請求項5に記載の作業機械において、
前記目標軌跡は、直線状である
ことを特徴とする作業機械。
【請求項7】
請求項1に記載の作業機械において、
前記制御装置は、所定の前記被積込機械への積込動作において、前記放出開始位置と前記放出完了位置の少なくとも一方を、前記所定の被積込機械に対する前記放出動作の回数に応じて変化させる
ことを特徴とする作業機械。
【請求項8】
請求項7に記載の作業機械において、
前記被積込機械は、走行装置を備える運搬車両であり、
前記制御装置は、前記放出動作の回数が増加するにしたがって、前記放出開始位置の平面位置を前記ベッセルの後端部に近づける
ことを特徴とする作業機械。
【請求項9】
請求項7に記載の作業機械において、
前記被積込機械は、走行装置を備える運搬車両であり、
前記制御装置は、前記放出動作の回数が増加するにしたがって、前記放出完了位置の高さを高くする
ことを特徴とする作業機械。
【請求項10】
請求項1に記載の作業機械において、
前記制御装置は、前記作業装置の制御点を前記放出開始位置から前記放出完了位置まで移動させる際、前記作業装置の制御点が前記放出完了位置に近づくにしたがって、前記バケットのダンプ動作の角速度を増大させる
ことを特徴とする作業機械。
(【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、作業機械に関する。
続きを表示(約 1,700 文字)【背景技術】
【0002】
走行体に旋回可能に取り付けられた旋回体と、旋回体に取り付けられた多関節型の作業装置と、を備えた、例えば油圧ショベルなどの作業機械が知られている。この油圧ショベルなどに設けられた作業装置は、旋回体に回動可能に取り付けられるブームと、ブームに回動可能に取り付けられるアームと、アームに回動可能に取り付けられるバケットと、を有する。
【0003】
油圧ショベルは、作業装置により掘削した土砂等の掘削物をダンプトラック等の被積込機械の荷台(ベッセル)の上方まで運搬する運搬動作と、掘削物をダンプトラックのベッセルに放出する放出動作と、を行って掘削物の積込作業を行う。
【0004】
油圧ショベルのオペレータは、運搬動作及び放土動作の双方において、油圧ショベルとダンプトラックとが干渉しないように積込作業を行う必要があり、作業には習熟が必要である。
【0005】
特許文献1には、放土作業を自動で行う制御システムが開示されている。特許文献1には、「排土制御部は、自動排土制御を開始すると判定した場合に、バケットの傾きが所定の排土完了角度になるまで、バケットを排土方向に回転させる第1指令を生成する。排土制御部は、バケットの傾きが、自動排土制御の開始時の傾きから排土完了角度になるまでの間に、ブームを上げ方向に回転させる第2指令を生成する。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2021-172972号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1に記載の技術を用いて放土動作を行うと、バケットはその幾何中心を回転軸として回転し掘削した土砂を放出する。そのため、ダンプトラックのベッセル上の特定の箇所に対して、放土動作を行うことになる。このため、特許文献1に記載の技術を用いると、一回の積込作業で、掘削した土砂がダンプトラックのベッセル上の特定の箇所に偏って放出されることになる。その場合、ベッセルへの積込量が制限されたり、ダンプトラックの重量バランスが変化し、走行動作に影響を及ぼす可能性が生じる。
【0008】
本発明は、被積込機械への積込作業において、被積込機械のベッセル上に1回の放出動作で、土砂等の掘削物を偏りなく放出可能な作業機械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】
【0009】
本発明の一態様による作業機械は、走行体と、前記走行体に対して旋回可能に設けられる旋回体と、前記旋回体に取り付けられ、ブーム、アーム及びバケットを有する作業装置と、前記旋回体及び前記作業装置の姿勢を検出する姿勢検出装置と、前記作業装置により掘削された掘削物が積み込まれる被積込機械のベッセルの位置情報を取得するベッセル位置取得装置と、前記作業装置及び前記旋回体の動作を制御する制御装置と、を備える。前記制御装置は、掘削動作を完了した位置での前記ベッセル位置取得装置により取得される前記ベッセルの位置情報に基づいて、前記ベッセルの上方で行われる掘削物の放出動作を開始する位置である放出開始位置と、前記放出動作を完了する位置である放出完了位置とを、前記ベッセルの前後方向の成分を持った方向に並べて設定し、前記姿勢検出装置により検出される前記作業装置及び前記旋回体の姿勢に基づいて、前記作業装置及び前記旋回体の少なくとも一方の動作を制御することにより、前記作業装置の制御点を前記放出開始位置から前記放出完了位置に移動させ、前記作業装置の制御点が前記放出開始位置から前記放出完了位置に移動するまでの間に、前記バケットの対地角が予め設定される放出完了角度になるように、前記作業装置の動作を制御する。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、被積込機械への積込作業において、被積込機械のベッセル上に1回の放出動作で、土砂等の掘削物を偏りなく放出可能な作業機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
(【0011】以降は省略されています)

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