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公開番号2025053883
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-07
出願番号2023162979
出願日2023-09-26
発明の名称作業機械の制御装置
出願人日立建機株式会社
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類E02F 3/43 20060101AFI20250331BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】手動あるいは自動での掘削時にバケットが掘削地形と干渉し、非効率的な掘削動作が行われる時があるため、作業装置を備える作業機械において、作業装置の地面との干渉を避け、効率的な掘削を実現することができる作業機械の制御装置を提供する。
【解決手段】バケット10上に設定された干渉範囲が、作業装置の掘削動作により変化した地形形状である掘削地形に干渉しないように、作業装置の動作を制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
バケットを有する多関節型の作業装置を備える作業機械の制御装置であって、
前記制御装置は、前記バケットの形状情報と、前記作業装置の寸法情報と、前記作業装置の姿勢情報とに基づき、前記作業装置の掘削動作により変化した地形形状である掘削地形を演算し、前記バケット上に設定された干渉範囲が、前記掘削地形に干渉しないように、前記作業装置の動作を制御することを特徴とする作業機械の制御装置。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
請求項１に記載の作業機械の制御装置において、
前記制御装置は、地形計測装置から地形形状を取得し、
前記制御装置は、前記作業装置の目標姿勢情報を含む目標経路を計画し、計画した前記目標経路に追従するように前記作業装置の動作を制御し、
前記制御装置は、前記バケットの形状情報と、前記作業装置の寸法情報と、前記作業装置の目標姿勢情報と、前記地形形状とに基づき、前記干渉範囲が前記掘削地形に干渉しない目標経路を計画し、前記目標経路に追従するように前記作業装置の動作を制御することを特徴とする作業機械の制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の作業機械の制御装置において、
前記制御装置は、前記作業装置を操作する操作装置から操作信号を入力し、前記作業装置の姿勢情報を検出する姿勢検出装置から前記姿勢情報を入力し、
前記制御装置は、前記操作装置から入力した操作信号に基づき前記作業装置の動作を制御し、
前記制御装置は、前記バケットの形状情報と、前記作業装置の寸法情報と、前記作業装置の姿勢情報とに基づき、前記掘削地形を演算し、前記干渉範囲が前記掘削地形に干渉しないように、前記操作装置からの操作信号に基づく前記作業装置の動作に介入することを特徴とする作業機械の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の作業機械の制御装置において、
前記制御装置は、前記干渉範囲が前記掘削地形に干渉しない最大角度を演算し、前記作業装置の現在の角度が前記最大角度より小さい場合、前記操作装置の操作信号に従って前記作業装置を動作させ、前記作業装置の現在の角度が前記最大角度である場合、前記作業装置の動作を停止させ、前記作業装置の現在の角度が前記最大角度より大きい場合、前記操作装置の操作信号のうち、前記作業装置の現在の角度が前記最大角度に近づく方向の操作信号のみに従って前記作業装置を動作させることを特徴とする作業機械の制御装置。
【請求項５】
請求項３に記載の作業機械の制御装置において、
前記制御装置は、前記操作装置からの操作信号に基づく前記作業装置の動作に介入していることを表示する表示装置を備えることを特徴とする作業機械の制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械の掘削制御を行う制御装置に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の作業機械において、掘削作業に対して補助を行う作業機械が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、予め定められた掘削曲線の比率に従って、作業機械が備える作業機（以下、作業装置またはバケットとも称する）の目標経路を計画し、その目標経路に沿った制御を行う制御装置が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２では、地面深さおよび予め入力された土砂特性を基に、土砂がバケットに与える力（以下、掘削反力と称する）を取得し、その掘削反力が予め定めた上限値より大きいか否かによって、掘削動作の修正要否を判断する制御装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第７０８８７９２号公報
特許第５５１９４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１によれば、作業機械が備える作業機の目標掘削経路を生成し、その目標掘削経路に沿った制御を行うことができる。特許文献２によれば、掘削負荷に応じて掘削動作を修正することができる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１および特許文献２の制御方法は、バケットの角度の制御について掘削に適した条件を十分考慮していると言い難い。例えば、掘削中にバケットの角度をクラウド（起こし）方向に大きくした場合、それまでの掘削によって形成された掘削地形とバケットとが干渉する場合がある。例えば、バケットの背面（底面）が掘削地形に干渉した場合（図２０参照）、掘削地形からバケットの背面に作用する反力が増加することによって油圧エネルギーを過剰に消費したり、車体が浮き上がることによって車体の姿勢が不安定となったりするため、効率的な掘削とは言い難い。
【０００８】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、作業装置を備える作業機械において、作業装置の地面との干渉を避け、効率的な掘削を実現することができる作業機械の制御装置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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の作業機械の制御装置は、バケットを有する多関節型の作業装置を備える作業機械の制御装置であって、前記制御装置は、前記バケットの形状情報と、前記作業装置の寸法情報と、前記作業装置の姿勢情報とに基づき、前記作業装置の掘削動作により変化した地形形状である掘削地形を演算し、前記バケット上に設定された干渉範囲が、前記掘削地形に干渉しないように、前記作業装置の動作を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、作業装置と掘削地形が干渉しない効率的な掘削が実現できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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