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公開番号2025003158
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023103671
出願日2023-06-23
発明の名称作業機および作業機の制御方法
出願人株式会社クボタ
代理人安田岡本弁理士法人
主分類E02F 3/36 20060101AFI20241226BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】アタッチメントが把持している接合部材を作業開始位置に容易に移動させる。
【解決手段】機体2と、機体2に設けられた作業装置20と、作業装置20に設けられ、且つ、接合部材(例えば管W1)を把持するアタッチメント100とを備えた作業機1であって、アタッチメント100が把持している接合部材における被接合部材(例えば被接合管W2)に対する接合部(例えば一端部W1b)の位置を認識する第1センシング装置81と、第1センシング装置81による認識結果に基づいて、アタッチメント100の移動先である寄せ目標位置PSを、接合部が被接合部材の近傍に設定される作業開始位置PSwに配置されるように接合部材を移動させるための位置に設定する設定部57と、アタッチメント100を、設定部57にて設定された寄せ目標位置PSに移動させるように、作業装置20を制御する制御装置51と、を備える。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
機体と、前記機体に設けられた作業装置と、前記作業装置に設けられ、且つ、接合部材を把持するアタッチメントとを備えた作業機であって、
前記アタッチメントが把持している接合部材における被接合部材に対する接合部の位置を認識する第１センシング装置と、
前記第１センシング装置による認識結果に基づいて、前記アタッチメントの移動先である寄せ目標位置を、前記接合部が前記被接合部材の近傍に設定される作業開始位置に配置されるように前記接合部材を移動させるための位置に設定する設定部と、
前記アタッチメントを、前記設定部にて設定された前記寄せ目標位置に移動させるように、前記作業装置を制御する制御装置と、を備える作業機。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記被接合部材は、地表面より下方に形成された溝内、又は少なくとも一部が地表面よりも上方に形成された受台に配置され、
前記設定部は、前記寄せ目標位置を、前記被接合部材の近傍の地表面上、又は前記被接合部材の近傍の地表面上に配置された載置台上に設定する請求項１に記載の作業機。
【請求項３】
前記被接合部材は、地表面より下方に形成された溝内に配置され、
前記設定部は、前記寄せ目標位置を、前記溝の近傍の地表面上に設定する請求項２に記載の作業機。
【請求項４】
前記被接合部材における前記接合部が接合される被接合部の位置を取得する位置取得装置を備え、
前記設定部は、前記第１センシング装置による認識結果と、前記位置取得装置にて取得した前記被接合部の位置とに基づいて、前記作業開始位置を、前記接合部が前記被接合部の近傍に配置される位置に設定する請求項１に記載の作業機。
【請求項５】
前記位置取得装置は、撮像手段による前記被接合部の撮像結果、又は測距センサによる測距結果に基づいて前記被接合部の位置を取得する請求項４に記載の作業機。
【請求項６】
前記位置取得装置は、前記被接合部材の位置を示す３次元設計データ、または地中レーダにより地中に埋設された前記被接合部材の位置を検出した結果に基づいて前記被接合部の位置を取得する請求項４に記載の作業機。
【請求項７】
前記位置取得装置は、前記被接合部材を第２被接合部材に接合し、前記第２被接合部材に接合された前記被接合部材に前記接合部材を接合する場合に、前記第２被接合部材における前記被接合部材が接合される部位である第２被接合部の位置と、前記被接合部材における前記第２被接合部材と接合される部位である前記第２被接合部から前記被接合部までの寸法情報とに基づいて前記被接合部の位置を取得する請求項４に記載の作業機。
【請求項８】
所定の座標系における前記機体及び前記アタッチメントの姿勢を検出する第２センシング装置と、
前記第１センシング装置の認識結果と前記第２センシング装置の検出結果とに基づいて、前記所定の座標系における前記接合部の位置の座標を示す第１座標を算出する座標算出部と、を備え、
前記位置取得装置は、前記所定の座標系における前記被接合部の位置の座標を示す第２座標を取得し、
前記設定部は、前記作業開始位置を前記第２座標の近傍の座標を示す第３座標に設定し、前記第１座標を基準として前記第３座標までの相対位置を算出し、前記第２センシング装置により検出した前記アタッチメントの位置と前記相対位置とに基づいて前記寄せ目標
位置を設定する請求項４～７の何れか１項に記載の作業機。
【請求項９】
前記機体を走行可能に支持する走行装置と、
前記機体を前記走行装置に対して旋回させる旋回装置と、を備え、
前記作業装置は、基端部が前記機体に第１回転軸回りに回動可能に枢支されたブームと、前記ブームを前記第１回転軸回りに回動させるブーム駆動装置と、前記ブームの先端部に第２回転軸回りに回動可能に枢支されたアームと、前記アームを前記第２回転軸回りに回動させるアーム駆動装置と、前記アームの先端部に設けられた前記アタッチメントと、を備え、
前記制御装置は、前記アタッチメントを前記寄せ目標位置に移動させるための、前記走行装置、前記旋回装置、前記ブーム駆動装置及び前記アーム駆動装置の各アクチュエータの駆動量をそれぞれ演算し、演算した前記駆動量に基づいて前記各アクチュエータを駆動させることにより、前記アタッチメントを前記寄せ目標位置に移動させる請求項１に記載の作業機。
【請求項１０】
前記作業装置を前記機体に対して水平方向に回動させるスイング装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記アタッチメントを前記寄せ目標位置に移動させるための、前記走行装置、前記旋回装置、前記スイング装置、前記ブーム駆動装置及び前記アーム駆動装置の各アクチュエータの駆動量をそれぞれ演算し、演算した前記駆動量に基づいて前記各アクチュエータを駆動させることにより、前記アタッチメントを前記寄せ目標位置に移動させる請求項９に記載の作業機。
（【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、作業機および作業機の制御方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された作業機は、下部走行体と、上部旋回体と、上部旋回体に設けられた作業装置とを備えている。作業装置は、上下方向に揺動可能なブームと、ブームの先端部に設けられ、且つ、前後方向又は上下方向に揺動可能なアームと、アーム先端部に接続され、且つ、管を把持する管接合用アタッチメントとを備えている。この作業機では、操作者による操作によって、管接合用アタッチメントが把持している管を、地中の溝内に配置された被接合管に十分に近づけた上で、管が被接合管に接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－６２３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の作業機では、まず、アタッチメントが把持している管を、被接合管が配置されている溝の上方の作業開始位置（例えば、溝内に配置された被接合管の一端側の真上の寄せ位置）に一旦移動させてから、溝内に降下させて、被接合管に接合可能な位置に十分近づけた後、被接合管に接合される。このため、作業者はアタッチメントが把持している管を移動させる作業を２段階で行う必要があり、手間がかかる。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、アタッチメントが把持している接合部材を作業開始位置に容易に移動させることができる作業機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】
【０００６】
本発明の一態様に係る作業機は、機体と、前記機体に設けられた作業装置と、前記作業装置に設けられ、且つ、接合部材を把持するアタッチメントとを備えた作業機であって、前記アタッチメントが把持している接合部材における被接合部材に対する接合部の位置を認識する第１センシング装置と、前記第１センシング装置による認識結果に基づいて、前記アタッチメントの移動先である寄せ目標位置を、前記接合部が前記被接合部材の近傍に設定される作業開始位置に配置されるように前記接合部材を移動させるための位置に設定する設定部と、前記アタッチメントを、前記設定部にて設定された前記寄せ目標位置に移動させるように、前記作業装置を制御する制御装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
上記作業機によれば、アタッチメントが把持している接合部材における接合部の位置を認識し、当該接合部を作業開始位置に移動させる処理を制御装置に行わせることができるので、接合部を作業開始位置に移動させる処理を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
作業機の全体側面図である。
作業機の作業装置の一部を省略した平面図である。
作業機の油圧システム及び制御システムの概略構成図である。
第１実施形態の作業機の電気ブロック図である。
表示装置の表示例を示す図である。
管接合用のアタッチメントを幅方向の一方から見た図である。
管接合用のアタッチメントの平面図である。
管接合用のアタッチメントを軸線方向の一方から見た図である。
各種の座標系及び管接合用のアタッチメントによる管の把持接合作業を説明するための図である。
管を被接合管に接合した状態を示す図である。
管接合用のアタッチメントを把持前位置に位置させた状態を示す図である。
把持前位置において把持部の向きが調整されることを示す図である。
作業機による管接合用のアタッチメントの自動把持接合処理の一例を示すフローチャートである。
管の把持制御の一例を示すフローチャートである。
把持位置への移動制御の一例を示すフローチャートである。
把持している管の作業開始位置制御の一例を示すフローチャートである。
フロントの各部材の速度制御の一例を示すフローチャートである。
把持している管の接合開始位置制御の一例を示すフローチャートである。
フロントの各部材の速度制御の一例を示すフローチャートである。
管接合用のアタッチメントが把持している管を作業開始位置から接合開始位置に移動させる様子を示す図である。
管接合用のアタッチメントが把持している管が接合開始位置に位置した様子を示す図である。
管接合用のアタッチメントが把持している管を被接合管に接合させた様子を示す図である。
第２実施形態の作業機の電気ブロック図である。
第２実施形態における管の把持中の作業制限処理の一例を示すフローチャートである。
記憶テーブルの一例を示す図である。
記憶テーブルの一例を示す図である。
記憶テーブルの一例を示す図である。
記憶テーブルの一例を示す図である。
記憶テーブルの一例を示す図である。
記憶テーブルの一例を示す図である。
第３実施形態の作業機の電気ブロック図である。
第３実施形態における管の把持中の周辺監視処理の一例を示すフローチャートである。
管の位置検出処理の一例を示すフローチャートである。
管の周辺の対象検出処理の一例を示すフローチャートである。
把持中の管とその周辺の対象との相対位置に基づいて作業機の周辺に設定された許可範囲を説明するための図である。
表示装置における相対位置情報の表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
［第１実施形態］
まず、作業機１の全体構成について説明する。図１Ａは、作業機の全体側面図である。図１Ｂは、作業機の作業装置の一部を省略した平面図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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