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公開番号2025146136
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024046761
出願日2024-03-22
発明の名称作業機械
出願人日立建機株式会社
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類E02F 9/20 20060101AFI20250926BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】自動的に掘削した対象物を積み込む作業機械において、効率的に移動できない場合があるため、掘削・積込作業を行う際に効率的に移動位置を決定し、迅速に掘削・積込作業を開始することができる作業機械を提供する。
【解決手段】目標積載量と地形形状、作業機械の機体幾何情報に基づいて、位置候補毎の掘削量を演算し、目標積載量以上の掘削量を確保可能な複数の掘削位置候補を演算し、複数の掘削位置候補から適切な作業機械の移動位置を決定する作業機械を提供する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
作業装置を有し、前記作業装置により対象物の掘削作業と運搬車両への積込作業を行う作業機械であって、
前記作業機械を走行させる走行アクチュエータと、
前記作業機械の周囲の地形形状を計測する地形計測装置と、
前記運搬車両への目標積載量を取得する目標積載量取得装置と、
前記作業装置の幾何情報を含む機体幾何情報と、前記地形計測装置により計測された前記地形形状と、前記目標積載量取得装置により取得された前記目標積載量に基づいて、前記掘削及び積込作業を行う時の前記作業機械の移動位置を決定し、前記作業機械を前記移動位置へ移動させるように前記走行アクチュエータを制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記地形形状と前記機体幾何情報に基づいて、複数の位置候補において前記掘削作業を行う時の前記対象物の掘削量を演算する掘削量演算部と、
前記掘削量演算部で演算した前記複数の位置候補と前記掘削量の関係に基づいて、前記目標積載量以上の前記掘削量を確保可能な複数の掘削位置候補を演算する掘削位置候補演算部と、
前記掘削位置候補演算部で演算した前記複数の掘削位置候補から前記作業機械の移動位置を決定する移動位置決定部と、
前記移動位置決定部で決定した前記移動位置へ前記作業機械を移動させるように前記走行アクチュエータの制御指令を演算するアクチュエータ制御部と、を備えることを特徴とする作業機械。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の作業機械において、
前記移動位置決定部は、前記複数の掘削位置候補のうち、前記作業機械の現在位置から最も近い位置、又は、前記掘削量が最大となる位置に前記作業機械の移動位置を決定することを特徴とする作業機械。
【請求項３】
請求項１に記載の作業機械において、
前記作業機械は、前記運搬車両の荷台の形状を含む幾何情報を取得する運搬車両幾何情報取得装置をさらに備え、
前記移動位置決定部は、前記複数の掘削位置候補のうち、前記作業装置の可動範囲内に前記荷台がすべて含まれる位置に前記作業機械の移動位置を決定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、
前記コントローラは、前記地形形状と前記機体幾何情報に基づいて、前記複数の位置候補において掘削可能な地形の幾何中心位置を演算する掘削地形幾何中心位置演算部をさらに備え、
前記移動位置決定部は、前記複数の掘削位置候補のうち、前記掘削可能な地形の幾何中心位置と前記荷台の中心位置の距離が最小になるような位置に前記作業機械の移動位置を決定することを特徴とする作業機械。
【請求項５】
請求項４に記載の作業機械において、
前記コントローラは、前記作業機械の予め定めた積込距離を記録する積込距離記録部をさらに備え、
前記移動位置決定部は、前記複数の掘削位置候補のうち、前記掘削可能な地形の幾何中心位置と前記荷台の中心位置から前記積込距離だけ離れた位置の最も近傍の位置に前記作業機械の移動位置を決定することを特徴とする作業機械。
【請求項６】
請求項３に記載の作業機械において、
前記コントローラは、前記積込作業を行う際の前記運搬車両の停止位置の候補である複数の運搬車両移動位置候補を取得し、
前記移動位置決定部は、前記複数の運搬車両移動位置候補に基づいて、前記作業機械の移動位置を決定することを特徴とする作業機械。
【請求項７】
請求項６に記載の作業機械において、
前記コントローラは、前記複数の運搬車両移動位置候補のうち、前記作業機械の移動位置の決定に用いた前記運搬車両移動位置候補を前記運搬車両の移動位置として前記運搬車両に送信することを特徴とする作業機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動掘削及び積込作業を行う作業機械に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の作業機械において、掘削した土砂等の対象物をダンプトラック等の運搬車両に積み込む作業が知られている。また、このような作業を自動化する技術が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、掘削対象物を掘削した後に旋回体を旋回させ、掘削対象物を運搬車両に積み込んだ後、旋回体を旋回させて再び掘削を行う作業機械が開示されている。作業機械のコントローラは、地形センサによって計測した地形データに基づいて作業機械の掘削開始位置を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第７２７４８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の従来技術によれば、計測した現在の地形と目標地形に基づいて、作業機械の掘削開始位置を決定し、作業機械を掘削開始位置に移動することができる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の従来技術では、掘削開始位置を決定し、掘削作業を開始するまでに時間を要する恐れがあった。
【０００７】
例えば、特許文献１の従来技術では、作業機械を所定距離だけ前後に移動させて作業機械の位置を調整した後、地形データを計測し、目標とする掘削量を確保可能か否かを判定する。この処理を掘削量が確保可能と判定されるまで繰り返すため、所定距離を小さくしすぎると、掘削開始位置を決定し、掘削作業を開始するまでに時間を要する恐れがあった。
【０００８】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、その目的は、掘削・積込作業を行う際に効率的に移動位置を決定し、迅速に掘削・積込作業を開始することができる作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の作業機械は、作業装置を有し、前記作業装置により対象物の掘削作業と運搬車両への積込作業を行う作業機械であって、前記作業機械を走行させる走行アクチュエータと、前記作業機械の周囲の地形形状を計測する地形計測装置と、前記運搬車両への目標積載量を取得する目標積載量取得装置と、前記作業装置の幾何情報を含む機体幾何情報と、前記地形計測装置により計測された前記地形形状と、前記目標積載量取得装置により取得された前記目標積載量に基づいて、前記掘削及び積込作業を行う時の前記作業機械の移動位置を決定し、前記作業機械を前記移動位置へ移動させるように前記走行アクチュエータを制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記地形形状と前記機体幾何情報に基づいて、複数の位置候補において前記掘削作業を行う時の前記対象物の掘削量を演算する掘削量演算部と、前記掘削量演算部で演算した前記複数の位置候補と前記掘削量の関係に基づいて、前記目標積載量以上の前記掘削量を確保可能な複数の掘削位置候補を演算する掘削位置候補演算部と、前記掘削位置候補演算部で演算した前記複数の掘削位置候補から前記作業機械の移動位置を決定する移動位置決定部と、前記移動位置決定部で決定した前記移動位置へ前記作業機械を移動させるように前記走行アクチュエータの制御指令を演算するアクチュエータ制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、掘削・積込作業を行う際に効率的に移動位置を決定し、迅速に掘削・積込作業を開始することができる作業機械を実現できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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