特許ウォッチ

公開番号2025056408
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-08
出願番号2023165863
出願日2023-09-27
発明の名称作業機械
出願人日立建機株式会社
代理人弁理士法人開知
主分類E02F 9/20 20060101AFI20250401BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】作業装置が単独で動作している状態から、旋回動作を必要とする動作への遷移を滑らかに行うことで生産性の向上を図る。
【解決手段】作業機械は、走行体と、旋回体と、作業装置と、旋回体及び作業装置の姿勢を検出する姿勢検出装置と、作業装置により掘削された掘削物が積み込まれる被積込機械のベッセルの位置を検出するベッセル位置検出装置と、姿勢検出装置及びベッセル位置検出装置の検出結果に基づいて、少なくとも旋回体を旋回完了角度まで自動で旋回させる自動旋回制御を行う制御装置と、を備える。制御装置は、旋回体の旋回動作状態及び作業装置の動作状態に基づいて、自動旋回制御を開始する旋回開始条件が成立したか否かを判断する。制御装置は、旋回開始条件が成立したと判断した場合には、作業装置が動作している状態にあるか否かに関わらず、旋回体を旋回完了角度に向かって旋回開始させる旋回動作開始指令を出力する。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
走行体と、
前記走行体に対して旋回可能に設けられる旋回体と、
前記旋回体に取り付けられ、ブーム、アーム及びバケットを有する作業装置と、
前記旋回体の姿勢、及び前記作業装置の姿勢を検出する姿勢検出装置と、
前記作業装置により掘削された掘削物が積み込まれる被積込機械のベッセルの位置を検出するベッセル位置検出装置と、
前記姿勢検出装置及び前記ベッセル位置検出装置の検出結果に基づいて、少なくとも前記旋回体を目標となる旋回角度である旋回完了角度まで自動で旋回させる自動旋回制御を行う制御装置と、を備えた作業機械において、
前記制御装置は、
前記旋回体の旋回動作状態及び前記作業装置の動作状態に基づいて、前記旋回体の前記自動旋回制御を開始する旋回開始条件が成立したか否かを判断し、
前記旋回開始条件が成立したと判断した場合には、前記作業装置が動作している状態にあるか否かに関わらず、前記旋回開始条件が成立したタイミングで、前記旋回体を前記旋回完了角度に向かって旋回開始させる旋回動作開始指令を出力する、
ことを特徴とする作業機械。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
請求項１に記載の作業機械において、
前記制御装置は、
前記姿勢検出装置の検出結果に基づき前記バケットの対地角を演算し、
前記バケットの対地角が動作完了角度となるまで自動で前記作業装置を動作させ、
前記旋回体の旋回動作が停止し、かつ、前記バケットの対地角が前記動作完了角度に近づくように、前記作業装置が自動で動作している状態において、前記旋回開始条件が成立したか否かを判断する、
ことを特徴とする作業機械。
【請求項３】
請求項２に記載の作業機械において、
前記制御装置は、前記旋回動作開始指令を現時点で出力した場合に、前記バケットの対地角が前記動作完了角度に至った後に前記旋回体の旋回が開始されることが予測されると、前記旋回開始条件が成立したと判断する、
ことを特徴とする作業機械。
【請求項４】
請求項３に記載の作業機械において、
前記制御装置は、
前記旋回動作開始指令が出力されてから前記旋回体の動作が開始されるまでの第１時間を演算し、
現時点から前記バケットの対地角が前記動作完了角度に至るまでの第２時間を演算し、
前記第２時間が前記第１時間よりも短くなった場合に、前記旋回開始条件が成立したと判断する、
ことを特徴とする作業機械。
【請求項５】
請求項２に記載の作業機械において、
前記動作完了角度は、前記作業装置が前記ベッセルの上方で前記バケット内の掘削物を放出する動作の完了角度であり、
前記制御装置は、前記旋回動作開始指令を現時点で出力した場合に、前記バケットの対地角が前記動作完了角度に至る前に前記旋回体の旋回が開始され、かつ、前記バケットの対地角が前記動作完了角度に至った後に前記バケットが前記ベッセルの外に出始めることが予測されると、前記旋回開始条件が成立したと判断する、
ことを特徴とする作業機械。
【請求項６】
請求項５に記載の作業機械において、
前記制御装置は、
前記旋回動作開始指令が出力されてから前記旋回体の動作が開始されるまでの第１時間を演算し、
現時点から前記バケットの対地角が前記動作完了角度に至るまでの第２時間を演算し、
前記旋回体の動作が開始されてから前記バケットが前記ベッセルの外に出始めるまでの第３時間を演算し、
前記第２時間が前記第１時間と前記第３時間の和よりも短くなった場合に、前記旋回開始条件が成立したと判断する、
ことを特徴とする作業機械。
【請求項７】
請求項１に記載の作業機械において、
前記制御装置は、前記バケット内の前記掘削物の重量が所定重量に達した場合に、前記旋回開始条件が成立したと判断する、
ことを特徴とする作業機械。
【請求項８】
請求項７に記載の作業機械において、
前記制御装置は、
前記バケット内の前記掘削物の重量を取得し、
取得した前記バケット内の前記掘削物の重量が前記所定重量に達した場合に、前記旋回開始条件が成立したと判断する、
ことを特徴とする作業機械。
【請求項９】
請求項７に記載の作業機械において、
前記制御装置は、
前記旋回体の旋回動作が停止し、かつ、前記掘削物を掘削するために前記作業装置が動作している状態において、前記旋回開始条件が成立したか否かを判断し、
前記バケット内の前記掘削物の重量が前記所定重量まで増加した場合に、前記旋回開始条件が成立したと判断する、
ことを特徴とする作業機械。
【請求項１０】
請求項７に記載の作業機械において、
前記制御装置は、
前記旋回体の旋回動作が停止し、かつ、前記掘削物を放出するために前記作業装置が動作している状態において、前記旋回開始条件が成立したか否かを判断し、
前記バケット内の前記掘削物の重量が放出動作前から所定割合の重量分だけ放出されることによって前記所定重量まで減少した場合に、前記旋回開始条件が成立したと判断する、
ことを特徴とする作業機械。
（【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、作業機械に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
走行体に旋回可能に取り付けられた旋回体と、旋回体に取り付けられた多関節型の作業装置と、を備えた油圧ショベルなどの作業機械が知られている。油圧ショベルに取り付けられる作業装置は、旋回体に回動可能に取り付けられるブームと、ブームに回動可能に取り付けられるアームと、アームに回動可能に取り付けられるバケットと、を有する。
【０００３】
油圧ショベルは、土砂等の掘削物を掘削する掘削動作と、掘削物をダンプトラック等の被積込機械の荷台の上方まで運搬する運搬動作と、掘削物を被積込機械の荷台に放出する放出動作と、掘削位置まで作業装置を移動させる戻り動作とを行って掘削物の掘削積込作業を行う。
【０００４】
特許文献１には、戻り動作を自動で行う作業機械（積込機械）の制御装置及び制御方法が開示されている。この特許文献１には、「積込機械の制御装置は、旋回中心回りに旋回する旋回体と、バケットを有し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、積込対象の位置および形状を特定する積込対象特定部と、前記積込対象の位置および形状に基づいて前記積込対象より所定距離だけ外側の位置である干渉回避位置を特定する回避位置特定部と、前記バケットが前記積込対象上の積込位置から前記干渉回避位置に到達するまで前記旋回体のみを駆動させて前記バケットを前記干渉回避位置へ移動させる操作信号を出力し、前記バケットが前記干渉回避位置に到達した後に前記旋回体および前記作業機を駆動させて前記バケットを掘削対象上の掘削位置へ移動させる操作信号を出力する移動処理部とを備える。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－４１３５２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には、「自動掘削積込制御を連続して実行する場合には、空荷旋回開始位置Ｐ０１は、積込位置Ｐ０７と一致する。」、「アーム１３２の先端部の位置Ｐが積込位置Ｐ０７に至ったとき、旋回体１２０の旋回は停止している。」「移動処理部１１１２は、バケット１３３が積込位置Ｐ０７に到達すると、バケット１３３をダンプ方向へ回転させるためのダンプ操作信号を生成する。」との記載がある。つまり、特許文献１に記載の技術では、バケットを回動させて被積込機械へ放土を行っている間、旋回体は停止している。このため、戻り動作を行うには、放土が完了した後、旋回体を旋回させるための旋回動作指令を出力する必要がある。
【０００７】
しかしながら、旋回動作指令が出力されてから旋回体が実際に動き出すまでには時間を要する。そのため、特許文献１に記載の技術では、放土動作の完了タイミングと実際の旋回の開始タイミングとの間に生じるずれに起因して、生産性（作業効率）が低下する恐れがある。
【０００８】
本発明は、作業装置が単独で動作している状態（例えば、掘削動作、あるいは放出動作が行われている状態）から、旋回動作を必要とする動作（例えば、運搬動作、あるいは戻り動作）への遷移を滑らかに行うことで生産性の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様による作業機械は、走行体と、前記走行体に対して旋回可能に設けられる旋回体と、前記旋回体に取り付けられ、ブーム、アーム及びバケットを有する作業装置と、前記旋回体の姿勢、及び前記作業装置の姿勢を検出する姿勢検出装置と、前記作業装置により掘削された掘削物が積み込まれる被積込機械のベッセルの位置を検出するベッセル位置検出装置と、前記姿勢検出装置及び前記ベッセル位置検出装置の検出結果に基づいて、少なくとも前記旋回体を目標となる旋回角度である旋回完了角度まで自動で旋回させる自動旋回制御を行う制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記旋回体の旋回動作状態及び前記作業装置の動作状態に基づいて、前記旋回体の前記自動旋回制御を開始する旋回開始条件が成立したか否かを判断し、前記旋回開始条件が成立したと判断した場合には、前記作業装置が動作している状態にあるか否かに関わらず、前記旋回開始条件が成立したタイミングで、前記旋回体を前記旋回完了角度に向かって旋回開始させる旋回動作開始指令を出力する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、作業装置が単独で動作している状態から、旋回動作を必要とする動作への遷移を滑らかに行うことで生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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