带学习功能的建筑机械制造技术

本发明专利技术的带学习功能的建筑机械(100)具备：动作部(103)，其具有作业部(104)；操作部(101)；作业状况检测部(112)；动作状态检测部(113)；反作用检测部(114)；学习数据存储部(115)，其将从操作部(101)输出的指令(201)按时间序列作为指令数据(211)存储，并且将作业状况数据(212)、动作状态数据(213)以及反作用数据(214)分别按时间序列作为预测基础数据(Pd)存储；学习部(118)，其使用存储于学习数据存储部(115)的预测基础数据(PD')，对存储于学习数据存储部(115)的指令数据(211')进行机械学习，在结束机械学习后，在动作部(103)的动作时接收预测基础数据(Pd)的输入，并输出指令(201)的预测指令(1103)；以及液压驱动系统(105)，其基于指令(201)、预测指令(1103)、或指令(201)以及预测指令(1103)驱动动作部(103)。令(201)以及预测指令(1103)驱动动作部(103)。令(201)以及预测指令(1103)驱动动作部(103)。

【技术实现步骤摘要】
带学习功能的建筑机械
[0001]本申请是国际申请日为2020年5月20日、申请号为202080007109.1、专利技术名称为“带学习功能的建筑机械”的申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及带学习功能的建筑机械。

技术介绍

[0003]作为具有学习功能的建筑机械，例如公知有专利文献1所记载的建筑机械。在该建筑机械中，学习碾压路的宽度方向的重叠长度的目标值。
[0004]专利文献1：日本专利第6360583号专利公报
[0005]在上述建筑机械中，无法学习建筑机械通过人的操作而进行的作业并自动地进行学习到的作业。
[0006]另外，在学习建筑机械通过人的操作而进行的作业的情况下，若单纯地应用一般的学习方法，则为了将基于建筑机械进行的作业的品质维持在基于熟练操作者进行的作业相同的水平，需要将学习的完成度提高到极限。另外，虽然需要根据作业的形态来改变建筑机械的动作，但由于作业的形态是无限存在的，所以为了根据实际作业的形态适当地控制建筑机械的动作，需要针对学习的庞大的学习用数据以及调试期。因此，难以在短期内实现基于建筑机械进行的作业的自动化。
[0007]并且，在建筑业，由于少子老龄化，劳动者年龄偏高并且短缺，传承熟练操作者的技能成了当务之急，但存在其技能的传承者也同样减少的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术是为了解决上述课题而做出的，其第一目的在于，提供一种至少能够学习建筑机械通过人的操作而进行的作业，并自动地进行学习到的作业的建筑机械。
[0009]而且，在第一目的基础上，第二目的在于，提供一种能够传承建筑业中的熟练操作者的技能，且能够在短期内实现规定作业的自动化的技能传承建筑机械。
[0010]本专利技术人为了解决上述课题而进行了深入研究。其结果，得到了以下见解。
[0011]在建筑机械中，多个液压执行器驱动包含作业部的动作部。例如，若以液压挖掘机为例，则动臂、斗杆、铲斗以及驾驶席相当于动作部，使动臂、斗杆以及铲斗转动的液压缸和使驾驶席转动的液压马达相当于液压执行器。
[0012]因此，操作部由与多个液压执行器的数量相对应的多个操作杆构成，操作者边操作这些多个操作杆边进行作业。另外，建筑机械所进行的作业是多样的。因此，以往，认为难以学习建筑机械的作业。
[0013]然而，本专利技术人着眼于在建筑作业中存在比较简单的定型作业这一情况。若为比较简单的定型作业，则进行学习是比较容易的。
[0014]另一方面，在某装置中，为了学习基于操作者的操作而进行的作业，重要的是确定
对操作者的操作带来重要影响的信息，并将其作为学习时的输入数据使用。
[0015]为此，本专利技术人分析了熟练操作者的操作。其结果，判明如下。
[0016]简而言之，发现操作者是通过目视确认作业状况，通过目视以及操作杆的操作感知建筑机械当前的动作状态，并且通过身体感受来自作业对象的反作用(reaction)，由此决定下一步操作。
[0017]若以基于液压挖掘机进行的挖坑作业为例，则操作者通过目视确认挖坑的状况，并通过目视识别铲斗以及动臂的姿势，并通过操作杆当前的操作位置，直观地观察铲斗、动臂以及驾驶席当前如何动作。另外，若铲斗作用于地面(挖掘地面、刮入沙土等)，则通过身体感受其反作用，判断所意图的作业(action)的适当与否。而且，瞬时考虑这些来决定下一步操作。这里，所谓反作用，例如是指驾驶席的倾斜、加速度、角加速度等。另外，还判明操作者在决定下一步操作时，重视作为驱动源的发动机的旋转量、声音等。
[0018]这里，挖坑的状况是表示作业状况的信息的一个例子。操作位置是表示液压挖掘机的动作状态的信息的一个例子。驾驶席的倾斜等是来自地面的反作用的例子。发动机的声音等是表示驱动源的状态的信息，进而是表示液压挖掘机的动作状态的信息。
[0019]因此，本专利技术人想到了至少将表示作业状况的数据、表示动作部的动作状态的数据、以及表示动作部因作业部的作业而从作业对象受到的反作用的数据作为学习时的输入数据(预测基础数据)使用的方案。本专利技术是基于这样的见解而做出的。
[0020]为了实现上述目的，本专利技术的某个方式(aspect)所涉及的带学习功能的建筑机械具有：动作部，其具有作业部，使上述作业部以进行作业的方式运转；操作部，其输出与操作者的操作相对应的指令；作业状况检测部，其检测基于上述作业部进行的上述作业的状况，并将检测到的作业状况作为作业状况数据输出；动作状态检测部，其检测上述动作部的动作状态，并将检测到的动作状态作为动作状态数据输出；反作用检测部，其检测上述动作部由于上述作业部的作业而从作业对象受到的反作用，并将检测到的反作用作为反作用数据输出；学习数据存储部，其将上述指令按时间序列作为指令数据进行存储，并且将包含上述作业状况数据、上述动作状态数据以及上述反作用数据在内的预测基础数据按时间序列进行存储；学习部，其使用存储于上述学习数据存储部的上述预测基础数据，对存储于上述学习数据存储部的上述指令数据进行机械学习，在结束机械学习后，在上述动作部的动作时接收上述预测基础数据的输入，并输出上述指令的预测指令；以及液压驱动系统，其基于上述指令、上述预测指令、或上述指令以及上述预测指令驱动上述动作部。这里，“指令数据”是指在“有教师式学习”的情况下作为教师数据使用的数据。“预测基础数据”是指在机械学习时，为了使学习部预测动作指令而被输入到学习部的数据。所谓“使作业部
···
运转”是指“使作业部动作以及移动”。
[0021]根据该结构，在学习时，熟练操作者操作建筑机械进行规定的作业。于是，与和操作对应的指令对应的指令数据、和包含基于作业部进行的作业状况的数据、动作部的动作状态的数据以及动作部由于作业部的作业而从作业对象受到的反作用的数据在内的预测基础数据存储于学习数据存储部。而且，通过输入存储于学习数据存储部的预测基础数据，从而学习部对学习数据进行机械学习以输出预测指令。由此，能够学习熟练操作者的操作，并作为预测指令输出。而且，在结束机械学习之后，若对学习部输入预测基础数据，则学习部输出预测动作指令。于是，液压驱动系统基于预测指令驱动动作部。其结果，学习熟练操
作者的操作，基于作为其学习的结果从学习部输出的预测指令，自动地进行该作业。
[0022]因此，能够提供能够学习建筑机械通过人的操作而进行的作业，并自动地进行学习到的作业的建筑机械。
[0023]也可以为，上述操作部构成为，作为上述指令，输出与上述操作者的操作相对应的动作指令，学习数据存储部构成为将上述动作指令按时间序列作为指令数据进行存储，并且将包含上述作业状况数据、上述动作状态数据以及上述反作用数据在内的预测基础数据按时间序列进行存储，上述学习部构成为，在学习时，使用存储于上述学习数据存储部的上述预测基础数据，对存储于上述学习数据存储部的上述指令数据进行机械学习，在结束上述机械学习后的自动控制时，接收上述预测基础数据的输入，并输出作为上述预测指令的预测动作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带学习功能的建筑机械，其中，具备：动作部，其具有作业部，使所述作业部以进行作业的方式运转；操作部，其输出与操作者的操作相对应的指令；作业状况检测部，其检测基于所述作业部进行的所述作业的状况，并将检测到的作业状况作为作业状况数据输出；动作状态检测部，其检测所述动作部的动作状态，并将检测到的动作状态作为动作状态数据输出；反作用检测部，其检测所述动作部由于所述作业部的作业而从作业对象受到的反作用，并将检测到的反作用作为反作用数据输出；学习数据存储部，其将所述指令按时间序列作为指令数据进行存储，并且将包含所述作业状况数据、所述动作状态数据以及所述反作用数据在内的预测基础数据按时间序列进行存储；学习部，其使用存储于所述学习数据存储部的所述预测基础数据，对存储于所述学习数据存储部的所述指令数据进行机械学习，在结束机械学习后，在所述动作部的动作时接收所述预测基础数据的输入，并输出所述指令的预测指令；以及液压驱动系统，其基于所述指令、所述预测指令、或所述指令以及所述预测指令来驱动所述动作部。2.根据权利要求1所述的带学习功能的建筑机械，其中，所述操作部构成为，作为所述指令，输出与所述操作者的操作相对应的动作指令，学习数据存储部构成为，将所述动作指令按时间序列作为指令数据进行存储，并且将包含所述作业状况数据、所述动作状态数据以及所述反作用数据在内的预测基础数据按时间序列进行存储，所述学习部构成为，在学习时，使用存储于所述学习数据存储部的所述预测基础数据，对存储于所述学习数据存储部的所述指令数据进行机械学习，在结束所述机械学习后的自动控制时，接收所述预测基础数据的输入，并输出作为所述预测指令的预测动作指令，且液压驱动系统构成为，按照所述动作指令或所述预测动作指令，驱动所述动作部。3.根据权利要求2所述的带学习功能的建筑机械，其中，具备设置有所述动作部的主体部，所述反作用检测部检测包含所述动作部或所述主体部的倾斜、加速度以及角加速度中的至少任一个的所述反作用，并将检测到的反作用作为所述反作用数据输出。4.根据权利要求2或3所述的带学习功能的建筑机械，其中，所述动作状态检测部包含驱动源状态检测部，该驱动源状态检测部检测包含驱动对所述液压驱动系统的工作油进行加压的泵的驱动源的输出以及动作声音中的至少任一个的驱动源的状态，并将检测到的驱动源的状态作为驱动源状态数据输出，所述动作状态数据包含所述驱动源状态数据。5.根据权利要求2～4中任一项所述的带学习功能的建筑机械，其中，所述动作状态数据包含所述指令数据。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：扫部雅幸，莲沼仁志，田中繁次，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：