挖掘机制造技术

本发明专利技术为一种挖掘机，能够提高判定精度，防止挖掘机成为不稳定状态。本发明专利技术的实施例的挖掘机具备：下部行驶体(1)；搭载于下部行驶体(1)的上部回转体(3)；安装于上部回转体(3)的挖掘附属装置；检测操作内容的操作内容检测装置(29)；测定挖掘机的位置以及朝向的测位装置(M2)；检测挖掘附属装置的姿态的姿态检测装置(M3)；及外部运算装置(30E)。外部运算装置(30E)具有地形信息取得部(33)，基于挖掘附属装置的姿态的推移、地形信息取得部(33)取得的与作业对象的地面的当前形状相关的信息以及挖掘机的位置，判定挖掘机是处于稳定的状态还是处于不稳定的状态，在判定为不稳定的情况下限制该挖掘机的动作。

【技术实现步骤摘要】

本申请主张基于2015年3月13日申请的日本专利申请第2015-051370号以及2015年3月16日申请的日本专利申请第2015-052619号的优先权。这些日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。本专利技术涉及一种具备附属装置的挖掘机。
技术介绍
已知有如下的挖掘机：在行驶中，基于从液压泵到行驶装置的状态、车辆的倾斜角或者驱动液压泵的发动机的转速，来判定是处于上坡状态还是处于下坡状态(参照专利文献1)。专利文献1：日本特开平2-212674号公报但是，上述挖掘机为了对车辆的状态进行检测而使用倾斜传感器等。而且，在这些传感器的检测值中会带有因附属装置的动作、回转动作而产生的噪声。因此，在判断挖掘机是存在于平坦的地形还是存在于倾斜地等不稳定的地形时，有可能进行错误的判定。
技术实现思路
鉴于上述情况，期望提供一种挖掘机，能够提高挖掘机是否存在于稳定的地形的判定精度，并且能够未然地防止挖掘机成为不稳定的状态。本专利技术的实施例的挖掘机为，具备：下部行驶体；上部回转体，搭载于上述下部行驶体；附属装置，安装于上述上部回转体；操作内容检测装置，对操作内容进行检测；测位装置，对挖掘机的位置以及朝向进行测定；姿态检测装置，对上述附属装置的姿态进行检测；以及控制装置，其中，上述控制装置具有地形信息取得部，基于上述姿态检测装置检测到的上述附属装置的姿态的推移、上述地形信息取得部取得的与作业对象的地面的当前形状相关的信息、以及挖掘机的位置，判定挖掘机是处于稳定的状态
还是处于不稳定的状态，在判定为不稳定的情况下限制挖掘机的动作。专利技术的效果通过上述构成，提供一种挖掘机，能够提高挖掘机是否存在于稳定的地形的判定精度，并且能够未然地防止挖掘机成为不稳定的状态。附图说明图1是本专利技术的实施例的挖掘机的侧视图。图2是表示构成搭载于图1的挖掘机的姿态检测装置的各种传感器的输出内容的一例的挖掘机的侧视图。图3是表示搭载于图1的挖掘机的基本系统的构成例的图。图4是表示搭载于图1的挖掘机的驱动系统的构成例的图。图5是表示外部运算装置的构成例的功能框图。图6是地形信息取得部取得的与作业对象地面的当前形状相关的信息的概念图。图7是行驶停止中的挖掘机稳定度的说明图。图8A、图8B是行驶中的挖掘机稳定度的说明图。图9是表示挖掘机动作限制处理的流程的流程图。图10是表示外部运算装置的构成例的功能框图。图11是表示外部运算装置的构成例的功能框图。图12是表示外部运算装置的构成例的功能框图。图13是表示外部运算装置的构成例的功能框图。图14是表示外部运算装置的构成例的功能框图。图15是表示挖掘对象地面的深度与基准面之间的关系的图。图16A～图16D是表示铲斗角度与挖掘反力之间的关系的图。图17是挖掘机的后部抬起时的围绕倾倒轴的力矩的说明图。图18是表示姿态自动调整处理的流程的流程图。图19是表示外部运算装置的构成例的功能框图。图20是表示外部运算装置的构成例的功能框图。图21是表示外部运算装置的构成例的功能框图。图22是表示外部运算装置的构成例的功能框图。符号的说明1：下部行驶体；1A：行驶用液压马达(左用)；1B：行驶用液压马达(右用)；2：回转机构；2A：回转用液压马达；3：上部回转体；4：动臂；5：斗杆；6：铲斗；7：动臂缸；8：斗杆缸；9：铲斗缸；10：驾驶室；11：发动机；11a：交流发电机；11b：起动机；11c：水温传感器；14L、14R：主泵；14a：调节器；14b：排出压力传感器；14c：油温传感器；15：先导泵；15a、15b：液压传感器；16：高压液压管路；17：控制阀；25、25a：先导管路；26：操作装置；26A～26C：杆或者踏板；29：操作内容检测装置；30：控制器；30a：暂时存储部；30E：外部运算装置；31：地形数据库更新部；32：位置坐标更新部；33：地形信息取得部；34：稳定度计算部；35：挖掘反力导出部；40：图像显示装置；40a：转换处理部；40L、40R：中间旁通管路；41：图像显示部；42：输入部；42a：灯开关；42b：刮水器开关；42c：窗清洗器开关；50：切换阀；51、51L、51R：排出量调整装置；70：蓄电池；72：电气安装件；74：发动机控制装置(ECU)；75：发动机转速调整拨盘；171～176：流量控制阀；E1：动作限制部；M1：通信装置；M2：测位装置；M3：姿态检测装置；M3a：动臂角度传感器；M3b：斗杆角度传感器；M3c：铲斗角度传感器；M3d：车身倾斜传感器；M4：摄像装置。具体实施方式首先，参照图1对本专利技术的实施例的作为建筑机械的挖掘机进行说明。另外，图1是本专利技术的实施例的挖掘机的侧视图。在图1所示的挖掘机的下部行驶体1上经由回转机构2搭载有上部回转体3。在上部回转体3上安装有动臂4。在动臂4的前端安装有斗杆5，在斗杆5的前端安装有铲斗6。作为作业要素的动臂4、斗杆5以及铲斗6构成附属装置的一例即挖掘附属装置。另外，附属装置也可以是底面挖掘附属装置、平整附属装置、疏浚附属装置等其他附属装置。此外，动臂4、斗杆5以及铲斗6分别由动臂缸7、斗杆缸8以及铲斗缸9来液压驱动。此外，在上部回转体3上设置有驾驶室10，并搭载有发动机11等动力源。此外，在上部回转体3上安装有通
信装置M1、测位装置M2以及姿态检测装置M3。通信装置M1是对挖掘机与外部之间的通信进行控制的装置。在本实施例中，通信装置M1对GNSS(Global Navigation Satellite System：全球导航卫星系统)测量系统与挖掘机之间的无线通信进行控制。具体而言，通信装置M1例如以一天一次的频度在开始挖掘机的作业时取得作业现场的地形信息。GNSS测量系统例如采用网络式RTK-GNSS测位方式。测位装置M2是测定挖掘机的位置以及朝向的装置。在本实施例中，测位装置M2是组装有电子罗盘的GNSS接收器，测定挖掘机的存在位置的纬度、经度、高度，且测定挖掘机的朝向。姿态检测装置M3是对附属装置的姿态进行检测的装置。在本实施例中，姿态检测装置M3是对挖掘附属装置的姿态进行检测的装置。图2是表示构成搭载于图1的挖掘机的姿态检测装置M3的各种传感器的输出内容的一例的挖掘机的侧视图。具体而言，姿态检测装置M3包括动臂角度传感器M3a、斗杆角度传感器M3b、铲斗角度传感器M3c以及车身倾斜传感器M3d。动臂角度传感器M3a是取得动臂角度θ1的传感器，例如包括对动臂脚销的旋转角度进行检测的旋转角度传感器、对动臂缸7的行程量进行检测的行程传感器、对动臂4的倾斜角度进行检测的倾斜(加速度)传感器等。动臂角度θ1是在XZ平面中对动臂脚销位置P1与斗杆连结销位置P2进行连结的线段相对于水平线的角度。斗杆角度传感器M3b是取得斗杆角度θ2的传感器，例如包括对斗杆连结销的旋转角度进行检测的旋转角度传感器、对斗杆缸8的行程量进行检测的行程传感器、对斗杆5的倾斜角度进行检测的倾斜(加速度)传感器等。斗杆角度θ2是在XZ平面中对斗杆连结销位置P2与铲斗连结销位置P3进行连结的线段相对于水平线的角度。铲斗角度传感器M3c是取得铲斗角度θ3的传感器，例如包括对铲斗连结销的旋转角度进行检测的旋转角度传感器、对铲斗缸9的行程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种挖掘机，具备：下部行驶体；上部回转体，搭载于所述下部行驶体；附属装置，安装于所述上部回转体；操作内容检测装置，对操作内容进行检测；测位装置，对挖掘机的位置以及朝向进行测定；姿态检测装置，对所述附属装置的姿态进行检测；以及控制装置，在所述挖掘机中，所述控制装置具有地形信息取得部，基于所述姿态检测装置检测到的所述附属装置的姿态的推移、所述地形信息取得部取得的与作业对象的地面的当前形状相关的信息、以及挖掘机的位置，判定挖掘机是处于稳定的状态还是处于不稳定的状态，在判定为不稳定的情况下限制挖掘机的动作。

【技术特征摘要】
2015.03.13 JP 2015-051370;2015.03.16 JP 2015-052611.一种挖掘机，具备：下部行驶体；上部回转体，搭载于所述下部行驶体；附属装置，安装于所述上部回转体；操作内容检测装置，对操作内容进行检测；测位装置，对挖掘机的位置以及朝向进行测定；姿态检测装置，对所述附属装置的姿态进行检测；以及控制装置，在所述挖掘机中，所述控制装置具有地形信息取得部，基于所述姿态检测装置检测到的所述附属装置的姿态的推移、所述地形信息取得部取得的与作业对象的地面的当前形状相关的信息、以及挖掘机的位置，判定挖掘机是处于稳定的状态还是处于不稳定的状态，在判定为不稳定的情况下限制挖掘机的动作。2.如权利要求1所述的挖掘机，其中，所述控制装置基于与所述作业对象的地面的当前形状相关的信息、挖掘机的位置以及朝向、以及所述操作内容检测装置检测到的操作内容，计算挖掘机的稳定度，在所述稳定度为规定值以下的情况下限制挖掘机的动作。3.如权利要求2所述的挖掘机，其中，基于前进或者后退中的挖掘机的姿态来计算所述稳定度。4.如权利要求3所述的挖掘机，其中，基于对前进或者后退中的挖掘机的履带与地面接触的部分的前端坐标点和后端坐标点进行连结的线段相对于水平线的角度来计算所述稳定度。5.如权利要求3或4所述的挖掘机，其中，所述控制装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴春男，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP