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公開番号2024083387
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-21
出願番号2024052702,2021084568
出願日2024-03-28,2021-05-19
発明の名称重機周りの障害物検知システム
出願人鹿島建設株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類E02F 9/24 20060101AFI20240614BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】ブーム及びアームの姿勢に応じた適切な検知エリアの設定により、オペレータの作業性を極力妨げない形で、障害物との接触リスクを回避する。
【解決手段】ブーム及びアームを挟んで上部旋回体の左右に配置され、それぞれ自身を含む垂直面内にレーザを照射して当該垂直面内の障害物を検知可能な左右の垂直スキャナを設ける。前記垂直スキャナが検知可能な面内に、傾斜センサにより検知されるブーム及びアームの姿勢に応じて、ブーム周りの検知エリアBL、BRと、アーム周りの検知エリアAL、ARとを設定する。前記検知エリア内に障害物を検知したときに、障害物との接触を回避するための動作を行わせる。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
ブーム及びアームを上部旋回体に備える重機周りの障害物検知システムであって、
前記ブーム及びアームを挟んで前記上部旋回体の左右に配置され、それぞれ自身を含む垂直面内にレーザを照射して当該垂直面内の障害物を検知可能な左右の垂直スキャナと、
前記ブーム及びアームのそれぞれに配置され、前記ブーム及びアームの傾斜角を検知する傾斜センサと、
前記垂直スキャナが検知可能な面内に、前記傾斜センサにより検知される前記ブーム及びアームの姿勢に応じて、前記ブーム及びアーム周りの検知エリアを設定する検知エリア設定手段と、
前記検知エリア内に障害物を検知したときに、障害物との接触を回避するための動作を行わせる接触回避動作手段と、
を含む、重機周りの障害物検知システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記検知エリアは、前記ブーム周りの第１の検知エリアと、前記アーム周りの第２の検知エリアと、を含み、
前記検知エリア設定手段は、前記第１の検知エリアを長方形に２次元座標系として設定すると共に、前記第２の検知エリアを長方形に２次元座標系として設定する、請求項１に記載の重機周りの障害物検知システム。
【請求項３】
前記第１の検知エリアは、前記ブームの基端部側の支点と前記ブームの先端部側の支点とを結ぶ直線に対して長辺側が平行となる長方形のエリアであり、
前記第２の検知エリアは、前記アームの基端部側の支点と前記アームの先端部側の支点とを結ぶ直線に対して長辺側が平行となる長方形のエリアである、請求項２に記載の重機周りの障害物検知システム。
【請求項４】
前記傾斜センサは、
前記ブームの基端部側の支点と前記ブームの先端部側の支点とを結ぶ直線に対して平行に前記ブームに取付けられる第１の傾斜センサと、
前記アームの基端部側の支点と前記アームの先端部側の支点とを結ぶ直線に対して平行に前記アームに取付けられる第２の傾斜センサと、
を含む、請求項１～請求項３のいずれか１つに記載の重機周りの障害物検知システム。
【請求項５】
前記垂直スキャナが二次元ＬｉＤＡＲである、請求項１～請求項４のいずれか１つに記載の重機周りの障害物検知システム。
【請求項６】
前記障害物との接触を回避するための動作は、前記重機のオペレータへの音及び／又は光による警告を含む、請求項１～請求項５のいずれか１つに記載の重機周りの障害物検知システム。
【請求項７】
前記障害物との接触を回避するための動作は、前記ブーム及びアームの動作停止と前記上部旋回体の旋回動作の停止との少なくとも一方を含む、請求項１～請求項６のいずれか１つに記載の重機周りの障害物検知システム。
【請求項８】
検知対象の障害物が架空線の場合、その架空線に対し、前記垂直スキャナによる検知が可能となる幅の反射体を設置する、請求項１～請求項７のいずれか１つに記載の重機周りの障害物検知システム。
【請求項９】
前記上部旋回体に配置され、前記上部旋回体の傾斜角を検知する傾斜センサを更に含む、請求項１～請求項８のいずれか１つに記載の重機周りの障害物検知システム。
【請求項１０】
前記上部旋回体の後側に配置され、自身を含む水平面内にレーザを照射して当該水平面内の障害物を検知可能な後方水平スキャナを更に含み、前記上部旋回体の後方の障害物を検知可能である、請求項１～請求項９のいずれか１つに記載の重機周りの障害物検知システム。
（【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、ブーム及びアームを上部旋回体に備える油圧ショベル（例えばバックホウ）などの重機周りの障害物検知システムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
鉄道工事に代表される狭隘な施工環境におけるバックホウの作業は、既設構造物への接触対策として、カメラ及びモニタの装着やオペレータの技能（注意力）に頼る場合が多い。しかし、特に夕方や夜間、あるいは暗所での作業では、カメラ等を用いても障害物を視認しづらく、オペレータの負担が増すことになる。
【０００３】
また、特許文献１には、既設構造物の直下において、重機を利用して工事を行う場合に、重機のブーム又はアームの側面に鉛直方向上向きにレーザ距離計（非接触距離計）を配置して、重機稼働時の既設構造物までの距離を測定し、測定された距離に応じて、警報、重機停止などの制御を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６６９６８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、検知対象の障害物（既設構造物）が重機の上方にあることが前提であり、上部旋回体に設けられるブーム及びアームの側方に障害物がある場合など、障害物を特定できない場合には対応できない。
【０００６】
検知対象の障害物が特定できない場合に、二次元レーザスキャナを用いて障害物を検知することは有効である。しかし、二次元レーザスキャナを用いる場合、ブーム及びアームの姿勢に応じて検知エリアを適切に設定しないと、「過検知」に陥り、「過検知」による作業停止が頻発し、オペレータの作業性が著しく低下してしまう。
【０００７】
本発明は、このような実状に鑑み、ブーム及びアームの姿勢に応じた適切な検知エリアの設定により、オペレータの作業性を極力妨げない形で、障害物との接触リスクを回避できる、重機周りの障害物検知システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明に係る重機周りの障害物検知システムは、
ブーム及びアームを挟んで上部旋回体の左右に配置され、それぞれ自身を含む垂直面内にレーザを照射して当該垂直面内の障害物を検知可能な左右の垂直スキャナと、
前記ブーム及びアームのそれぞれに配置され、前記ブーム及びアームの傾斜角を検知する傾斜センサと、
前記垂直スキャナが検知可能な面内に、前記傾斜センサにより検知される前記ブーム及びアームの姿勢に応じて、前記ブーム及びアーム周りの検知エリアを設定する検知エリア設定手段と、
前記検知エリア内に障害物を検知したときに、障害物との接触を回避するための動作を行わせる接触回避動作手段と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、施工環境に応じ、ブーム及びアームの姿勢に応じた適切な検知範囲（動的検知エリア）の設定が可能となり、オペレータの作業性を極力妨げない形で、障害物との接触を回避できるようになるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の一実施形態として示すバックホウの側面図
同上のバックホウの平面図
垂直スキャナ及び水平スキャナ等の具体的取付例を示す図
制御系のシステム構成図
図１に対応して設定される垂直スキャナの検知エリアの説明図
図２に対応して設定される水平スキャナの検知エリアの説明図
モニタ画面の表示例を示す図
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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