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公開番号2024120453
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-05
出願番号2023027261
出願日2023-02-24
発明の名称建設機械
出願人日立建機株式会社
代理人弁理士法人広和特許事務所
主分類E02F 9/26 20060101AFI20240829BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】掘削爪の長さ寸法の変化を容易に、かつ正確に把握することにより、マシンガイダンスやマシンコントロールを用いた作業の信頼性を向上する。
【解決手段】油圧ショベル1は、作業装置7のバケット10を撮影するカメラを備えている。この上で、コントローラ19は、カメラ18が撮影したバケット10の画像を解析して掘削爪12の長さ寸法L1(L0)を算出し、算出した掘削爪12の長さ寸法L1(L0)の変化量を爪先位置演算に反映させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
車体と、
前記車体に設けられ、先端にバケットを有する作業装置と、
前記作業装置の姿勢を検出する姿勢検出センサと、
前記姿勢検出センサによって検出された前記作業装置の姿勢に基づいて、前記バケットの掘削爪の先端位置を演算する爪先位置演算を実行するコントローラと、
を備えた建設機械において、
前記バケットを撮影するカメラを備え、
前記コントローラは、前記カメラが撮影した前記バケットの画像を解析して前記掘削爪の長さ寸法を算出し、算出した前記掘削爪の長さ寸法の変化量を前記爪先位置演算に反映させることを特徴とする建設機械。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
請求項１に記載の建設機械において、
前記カメラは、前記ブームの前記下面に対して回動可能に取付けられていることを特徴とする建設機械。
【請求項３】
請求項１に記載の建設機械において、
前記掘削爪は、前記バケットの左右方向に並んで複数本設けられ、
前記カメラは、複数本の前記掘削爪のうち、２本以上の前記掘削爪を含む範囲を撮影することを特徴とする建設機械。
【請求項４】
請求項１に記載の建設機械において、
表示装置をさらに備え、
前記コントローラには、前記掘削爪の長さ寸法の基準値が記憶されており、
前記コントローラは、前記カメラが撮影した前記掘削爪の画像を解析することにより算出した前記掘削爪の長さ寸法に基づき前記基準値を補正し、その補正した基準値により前記爪先位置演算を行うと共に、演算した前記掘削爪の爪先位置の情報を前記表示装置に表示させることを特徴とする建設機械。
【請求項５】
請求項１に記載の建設機械において、
前記コントローラは、前記姿勢検出センサにより検出された前記作業装置の姿勢と前記爪先位置演算により算出した前記掘削爪の先端位置とに基づいて、前記掘削爪の先端位置が予め指定された経路に沿って動作するように前記作業装置を制御することを特徴とする建設機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、マシンガイダンスやマシンコントロールを利用して作業を行う油圧ショベル等の建設機械に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、建設機械の代表例である油圧ショベルは、自走可能な下部走行体と、下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、を備えている。上部旋回体の前側には、バケットを有する作業装置が回動可能に設けられ、この作業装置を用いて土砂の掘削作業等の土木作業が行われる。
【０００３】
近年では、ＩＣＴ（Information and Communication Technology）を用いた情報化施工が土木作業にも導入されている。この情報化施工には、トータルステーション（ＴＳ）や全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）を利用したマシンガイダンス（ＭＧ）、マシンコントロール（ＭＣ）がある。マシンガイダンス（ＭＧ）は、油圧ショベルのバケットの掘削爪の先端位置を演算し、演算したバケットの掘削爪の先端位置や、演算したバケットの掘削爪の先端位置と施工情報から設計値（三次元設計データ）との差分を算出してオペレータに提供し、油圧ショベルの操作をサポートするものである。マシンコントロール（ＭＣ）は、油圧ショベルのバケットの掘削爪の先端位置を演算し、バケットの掘削爪の先端位置が設計値（三次元設計データ）に沿うように機械をリアルタイムに自動制御し施工を行うものである。
【０００４】
マシンガイダンスやマシンコントロールを行う油圧ショベルは、作業装置の姿勢を検出する姿勢検出センサと、姿勢検出センサによって検出された作業装置の姿勢に基づいて、バケットの掘削爪の先端位置を演算する爪先位置演算を実行するコントローラと、を備えている（特許文献１）。
【０００５】
しかし、バケットに設けられた掘削爪は、掘削時の衝撃や摩擦によって摩耗や欠損を生じて長さ寸法が短くなることがある。また、掘削爪を交換する場合、新品の掘削爪を取付けた場合と、中古の掘削爪を取付けた場合でも、長さ寸法が変化する。このように掘削爪の長さ寸法が変化すると、爪先位置演算を用いて作業を行う場合に、作業精度が低下する虞がある。
【０００６】
そこで、爪先位置演算を用いて作業を行う油圧ショベルには、掘削爪の長さ寸法の変化、例えば、掘削爪の摩耗量を算出する機能を備えたものがある。この油圧ショベルは、掘削爪の先端を地面に位置決めした状態でバケットを回動させることにより、任意の座標の移動寸法を検出して掘削爪の摩耗量を算出している（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２１－４５４０号公報
特許第６４０１２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、掘削爪の摩耗量による座標の変化は僅かであるから、掘削爪の先端の位置がずれないようにバケットを回動させる必要がある。これには、掘削爪を押付けることができる強固な地面が必要になる上に、熟練した作業装置の操作技術も必要になる。従って、掘削爪の正確な摩耗量を得るのが難しくなり、マシンガイダンスやマシンコントロールを用いた作業の信頼性が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、掘削爪の長さ寸法の変化を容易に、かつ正確に把握することにより、マシンガイダンスやマシンコントロールを用いた作業の信頼性を向上できるようにした建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、車体と、前記車体に設けられ、先端にバケットを有する作業装置と、前記作業装置の姿勢を検出する姿勢検出センサと、前記姿勢検出センサによって検出された前記作業装置の姿勢に基づいて、前記バケットの掘削爪の先端位置を演算する爪先位置演算を実行するコントローラと、を備えた建設機械において、前記バケットを撮影するカメラを備え、前記コントローラは、前記カメラが撮影した前記バケットの画像を解析して前記掘削爪の長さ寸法を算出し、算出した前記掘削爪の長さ寸法の変化量を前記爪先位置演算に反映させる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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