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公開番号2024168945
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-05
出願番号2023086023
出願日2023-05-25
発明の名称建設機械
出願人株式会社不二越
代理人個人,個人
主分類E02F 3/43 20060101AFI20241128BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】作業時間の増大を抑制しつつ、作業装置の制限領域への進入を回避することができる建設機械を提供する。
【解決手段】建設機械100は、被駆動部材114、116、118を連結した作業装置104と、被駆動部材を駆動する油圧アクチュエータ120、122、124と、油圧アクチュエータの動作を操作する複数の操作装置112と、被駆動部材の進入を制限する制限領域α、制限領域に隣接する減速領域β、被駆動部材上に設定された進入検知点を記憶する記憶装置128と、油圧アクチュエータの動作を制御する制御装置130とを備え、制御装置は、操作装置が操作されて進入検知点が減速領域内に進入すると、進入検知点の移動速度を、制限領域と減速領域との境界面である制限領域境界面Pの法線方向成分と接線方向成分とに分解し、法線方向成分が制限領域に向かっている場合にのみ、法線方向成分を減速させるように油圧アクチュエータの動作を制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数の被駆動部材を連結して構成された多関節型の作業装置と、
前記複数の被駆動部材を駆動する複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータの動作を操作する複数の操作装置と、
前記被駆動部材の進入を制限する制限領域と、該制限領域に隣接する減速領域と、前記複数の被駆動部材上に設定された進入検知点とを記憶する記憶装置と、
前記複数の油圧アクチュエータの動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記操作装置が操作されて前記進入検知点が前記減速領域内に進入すると、前記進入検知点の移動速度を、前記制限領域と前記減速領域との境界面である制限領域境界面の法線方向成分と接線方向成分とに分解し、
前記法線方向成分が前記制限領域に向かっている場合にのみ、該法線方向成分を減速させるように前記複数の油圧アクチュエータの動作を制御することを特徴とする建設機械。
続きを表示（約 210 文字）【請求項２】
前記制御装置は、前記複数の油圧アクチュエータのうち、作業員が操作していない油圧アクチュエータの動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の建設機械。
【請求項３】
前記制御装置は、前記進入検知点が前記制限領域に進入した場合は、該進入検知点の移動速度の法線方向成分を、前記進入検知点が前記制限領域から出る方向に補正することを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、多関節型の作業装置を備えた建設機械に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
建設機械である油圧ショベルは、多関節型の作業装置（フロント装置）と操作装置とを備える。フロント装置は、ブームやアームなどの回転運動を行う複数の剛体で構成されている。また操作装置は、フロント装置の各剛体の回転運動に対応した操作レバーなどである。作業員（オペレータ）は、例えば操作レバーを自由に操作することによって、法面整形や整地などの作業を行う。
【０００３】
オペレータには、これらの作業を行うための高度な技術が要求される。一例として、市街地などで作業をする場合は、フロント装置が周囲の物体（地中の電線や壁など）に干渉しないように注意しなければならない。そこで建設機械の分野では、フロント装置と周囲の物体との干渉を防止するための種々の提案がなされている。
【０００４】
特許文献１には、掘削作業機の作業領域制御装置が記載さされている。この作業領域制御装置では、制限領域の手前に減速領域を設定し、フロント装置を構成するフロント部品（例えばバケット）が減速領域に進入すると、操作レバーの操作信号に減衰係数を乗じることでフロント装置を減速し、バケットが禁止領域の境界に達すると停止するようにしている。
【０００５】
特許文献１の作業領域制御装置によれば、各フロント部品の任意の位置に制限領域への進入を判定する点を設けることによって、全てのフロント部品の制限領域への進入を監視することができる。
【０００６】
特許文献２には、建設機械の領域制限掘削制御装置が記載されている。この領域制限掘削制御装置では、掘削可能領域を設定し、フロント装置の一部（例えばバケット）が掘削可能領域の境界に近づくと、バケットの当該境界に向かう方向の動きを減速し、バケットが掘削可能領域の境界に達すると、バケットは掘削可能領域の外には出ないが、掘削可能領域の境界に沿って動けるようにしている。
【０００７】
さらに建設機械の分野に限らず、ロボットの分野においても、ロボットアームがほかの物体と衝突することを防止する技術の開発が活発に行われている（例えば特許文献３）。特許文献３には、減衰領域と制限領域を設け、ロボットが減衰領域に進入すると減速させて、制限領域内に進入する危険性を低下させるロボット制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開平４－１３６３２４号公報
国際公開公報第９５／３００５９号
特開２０２２－１３１４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし特許文献１の作業領域制御装置および特許文献３のロボット制御装置では、減衰領域内で領域を離れる方向に移動させる場合においても、減衰が適応されるため、余計な作業時間が増えてしまう。特許文献２は、バケット先端を基準とした制限領域への進入を制限することについて記載しているに過ぎず、他のフロント部品が制限領域に進入した際の動作について対策が講じられていない。
【００１０】
また油圧ショベルの作業において、バケットシリンダやアームシリンダを最長または最短になるように操作し、バケットとアームの姿勢を設定する動作を行う場合がある。この場合、特許文献１、２の技術を用いて、狭い作業空間で上記の動作を行うと、フロント部品が制限領域境界面に接触し、停止動作を繰り返して、操作性を大きく損なうことが有り得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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