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公開番号2025034983
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023141696
出願日2023-08-31
発明の名称積込機械の制御システム、積込機械の制御方法および積込機械の遠隔操作システム
出願人株式会社小松製作所
代理人弁理士法人志賀国際特許事務所
主分類E02F 3/43 20060101AFI20250306BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】自動制御に掛かる時間を短縮する。
【解決手段】制御部は、自動制御を開始すると判定した場合に、旋回体が開始点を向く第一方位から、上方からの平面視において作業機が積込対象と干渉しない第二方位を向くまでに、作業具の最下点が積込対象より高くかつ目標点より低い中間目標高さとなるように旋回体および作業機を制御する。制御部は、旋回体が第二方位から目標点を向く第三方位を向くまでに、作業具の最下点が目標点の高さとなるように旋回体および作業機を制御する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
旋回中心回りに旋回する旋回体と、前記旋回体を支持する支持部と、作業具を有する前記旋回体に取り付けられた作業機とを備える積込機械の制御装置であって、
前記作業具を積込対象の上の目標点まで自動制御で移動させる場合に、前記自動制御に係る制御点として、前記目標点の高さより低く、上方からの平面視において前記作業機が前記積込対象と干渉しない方位の制御点を決定する制御点決定部と、
前記自動制御を開始した場合、前記制御点を経由して前記旋回体および前記作業機を制御する制御部と、
を備える、
積込機械の制御システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記自動制御を開始した場合に、前記旋回体が前記自動制御の開始時に向く第一方位から、前記制御点を向く第二方位を向くまでに、前記作業具の最下点が前記制御点の高さとなるように前記旋回体および前記作業機を制御し、前記旋回体が前記第二方位から前記目標点を向く第三方位を向くまでに、前記作業具の最下点が前記目標点の高さとなるように前記旋回体および前記作業機を制御する、
請求項１に記載の積込機械の制御システム。
【請求項３】
前記作業具は、前記作業機の先端に回転軸回りに回転可能に設けられ、
前記制御部は、前記作業機の前記回転軸の位置が前記制御点を経由して前記目標点まで移動するように前記旋回体および前記作業機を制御し、
前記目標点の高さは、前記積込対象の高さより、前記回転軸から最も遠い点までの長さを加算した高さより高い、
請求項１に記載の積込機械の制御システム。
【請求項４】
前記目標点の高さは、前記積込対象の高さと、前記作業具のうち回転軸から最も遠い点までの長さと、所定のマージン値とを加算した高さである、
請求項３に記載の積込機械の制御システム。
【請求項５】
前記制御点の高さは、前記積込対象の高さより、荷を抱え込む姿勢をとるときの前記作業具の高さを加算した高さより高い、
請求項１に記載の積込機械の制御システム。
【請求項６】
前記積込対象の位置および姿勢を示す計測データを取得する取得部を備え、
前記制御点決定部は、前記計測データに基づいて前記制御点を決定する決定部と、
を備える、
請求項１に記載の積込機械の制御システム。
【請求項７】
前記制御点と、前記目標点とを通る軌跡を生成する軌跡生成部を備え、
前記制御部は、前記軌跡に従って前記作業具が移動するように前記旋回体および前記作業機を制御する、
請求項１に記載の積込機械の制御システム。
【請求項８】
旋回中心回りに旋回する旋回体と、前記旋回体を支持する支持部と、作業具を有する前記旋回体に取り付けられた作業機とを備える積込機械の制御方法であって、
前記作業具を積込対象の上の目標点まで自動制御で移動させる場合に、前記自動制御に係る制御点として、前記目標点の高さより低く、上方からの平面視において前記作業機が前記積込対象と干渉しない方位の制御点を決定するステップと、
前記自動制御を開始した場合、前記制御点を経由して前記旋回体および前記作業機を制御するステップと、
を備える、
積込機械の制御方法。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の積込機械の制御システムと、
前記積込機械の制御システムから遠隔に設けられた表示装置および操作装置と、
を備える、
積込機械の遠隔操作システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、積込機械の制御システム、積込機械の制御方法および積込機械の遠隔操作システムに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、積込機械の自動制御において、積込対象である運搬車両との接触が生じないように、作業具を干渉回避点まで移動させた後、旋回体の旋回のみによって作業具を排土点まで移動させる技術が開示されている。特許文献１における干渉回避点は、排土点と同じ高さを有し、かつ旋回体の旋回中心からの距離が、旋回中心から排土点までの距離と等しく、かつ下方に積込対象が存在しない位置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－０７９７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、積込機械がクラムバケットを有する場合、クラムを開くことにより、バケットが荷を抱え込む姿勢であるまま排土がなされる。他方、バケットを回転させて排土をする場合、回転に伴ってバケットの最下点の高さが下がる。そのため、特許文献１に記載の方法によると干渉回避点の高さが積込対象の高さに対して余分に高く設定され、旋回に掛かる時間が長くなってしまうことがある。
本開示の目的は、自動制御に掛かる時間を短縮することができる積込機械の制御システム、積込機械の制御方法および積込機械の遠隔操作システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、積込機械の制御システムは、旋回中心回りに旋回する旋回体と、前記旋回体を支持する支持部と、作業具を有する前記旋回体に取り付けられた作業機とを備える積込機械の制御装置であって、前記作業具を積込対象の上の目標点まで自動制御で移動させる場合に、前記自動制御に係る制御点として、前記目標点の高さより低く、上方からの平面視において前記作業機が前記積込対象と干渉しない方位の制御点を決定する制御点決定部と、前記自動制御を開始した場合、前記制御点を経由して前記旋回体および前記作業機を制御する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
上記態様によれば、積込機械の制御システムは自動制御に掛かる時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第一実施形態に係る遠隔操作システムの構成を示す概略図である。
第一実施形態に係る積込機械の構成を示す概略図である。
第一実施形態に係る管制装置の構成を示す概略ブロック図である。
第一実施形態に係る走行経路の例を表す図である。
第一実施形態に係る積込機械の制御装置の構成を示す概略ブロック図である。
第一実施形態に係る第一旋回における積込機械の動きの例を示す図である。
第一実施形態に係る第二旋回における積込機械の動きの例を示す図である。
第一実施形態に係る作業システムの自動制御方法を示すフローチャート（パート１）である。
第一実施形態に係る作業システムの自動制御方法を示すフローチャート（パート２）である。
第一実施形態に係る作業システムの自動制御方法を示すフローチャート（パート３）である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〈第一実施形態〉
《作業システム》
図１は、第一実施形態に係る遠隔操作システムの構成を示す概略図である。
作業システム１は、積込機械１００と、積込対象である１または複数の運搬車両３００と、管制装置５００と、遠隔運転室７００とを備える。積込機械１００および運搬車両３００は、作業現場（例えば、鉱山、採石場）で稼働する。遠隔運転室７００は、作業現場から離れた地点（例えば、市街、作業現場内）に設けられる。
【０００９】
積込機械１００は、施工現場にて稼働し、土砂などの施工対象を掘削し、荷として運搬車両３００の荷台に積み込む。積込機械１００の例としては、フェイスショベル、バックホウショベル、ロープショベルなどが挙げられる。また積込機械１００は電動駆動するものであってもよいし、油圧駆動するものであってもよい。第一実施形態に係る積込機械１００は、バックホウショベルである。
積込機械１００は、遠隔運転室７００から送信される操作信号に基づいて遠隔操作される。積込機械１００と遠隔運転室７００とは、アクセスポイントＡＰ１を介した通信により接続される。遠隔運転室７００の操作装置７３０は、オペレータの操作により、積込機械１００の操作を受け付け、遠隔制御装置８００は、操作信号を管制装置５００に送信する。積込機械１００は、遠隔運転室７００から受信した操作信号に基づいて動作する。つまり、作業システム１は、積込機械１００と遠隔運転室７００とから構成される遠隔運転システムを備える。アクセスポイントＡＰ１は、遠隔運転システムの通信に用いられる。
【００１０】
運搬車両３００は、管制装置５００から受信する制御情報に基づいて無人走行する。運搬車両３００と管制装置５００とはアクセスポイントＡＰ２を介した通信により接続される。管制装置５００は、運搬車両３００から運搬車両３００の位置及び方位を取得し、これらに基づいて運搬車両３００の走行に用いるコース情報を生成する。管制装置５００は、コース情報を運搬車両３００に送信する。運搬車両３００は、受信したコース情報に基づいて無人走行する。つまり、作業システム１は、運搬車両３００と管制装置５００とを含む無人搬送システムを備える。アクセスポイントＡＰ２は、無人搬送システムの通信に用いられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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