作业机械制造技术

控制器利用压力传感器的检测数据、和作用于作业装置的力或力矩的至少一个的平衡关系来判断作业装置是否处于接地状态，基于判断为所述作业装置处于接地状态的接地期间内的作业装置上设定的监视点的移动轨迹和作业装置的外形形状，来生成由作业装置形成的作业对象的局部形状数据，基于该局部形状数据来更新作业对象的现况形状数据。业对象的现况形状数据。业对象的现况形状数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】作业机械


[0001]本专利技术涉及具有作业装置的液压挖掘机等作业机械。

技术介绍

[0002]以往，在以液压挖掘机为代表的作业机械的领域中已知信息化施工应对作业机械，其利用对施工对象的完成形状由三维进行定义的目标面数据来实现高效率且高精度的施工。例如，在应对信息化施工的液压挖掘机中存在具有机械导引功能和机械控制功能的机械，该机械导引功能为，将构成作业装置的各前部件(动臂、斗杆、铲斗)和车身的位置及姿势与车身周围的目标面数据一同显示于显示器，该机械控制功能为，当挖掘动作时以使铲斗沿着目标面移动的方式控制至少一个执行机构。
[0003]近年来，将为了提供这些功能而运算的作业装置的位置信息(规定的三维坐标信息)与时刻信息一同作为施工履历数据而记录、运用的动向正在普及。作为其代表例而具有如下事例：从施工履历数据内记录的铲斗的轨迹信息(位置信息的时序)生成由液压挖掘机(作业装置)形成的地形(完成形状)的数据(地形数据)，将其运用于完成部分分批付款和疏浚施工中的完成度管理。
[0004]作为这样的基于施工履历数据来生成地形数据的方法，在专利文献1所记载的完成形状信息处理装置中提出了如下方法，其通过先导压和斗杆液压缸压来检测斗杆收回动作，基于作业装置上预先设定的计测点(监视点)的三维位置的计测结果来更新地形数据(完成形状信息)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2006－200185号公报

技术实现思路

[0008]专利文献1记载的方法虽然利用斗杆收回动作被检测到的期间内的监视点(例如铲斗前端)的位置信息来更新地形数据(施工对象的现况形状的数据)，但并没有判断作业装置(铲斗)是否实际上正在进行挖掘动作。因此，例如虽在空中进行斗杆收回动作但实际上没有进行挖掘动作的情况下，也会根据此时的监视点的位置信息生成地形数据。也就是说，具有与实际不符的形状被记录为地形数据的可能性。
[0009]本专利技术是鉴于上述情况作出的，其目的为，提供一种能够基于施工履历数据来生成接近实际的施工对象的形状的现况形状数据的作业机械。
[0010]本申请包括解决上述课题的多个方式，但若举出一例，则作业机械具有：车身；安装于所述车身的作业装置；运算所述车身的位置的车身位置运算装置；检测所述作业装置的姿势的姿势传感器；检测驱动所述作业装置的多个执行机构的驱动状态的驱动状态传感器；和控制器，其基于由所述车身位置运算装置运算的所述车身的位置、和从所述姿势传感器的检测数据运算的所述作业装置的位置来运算所述作业装置上设定的监视点的位置信
息，并利用所述位置信息来更新所述作业装置的作业对象的现况形状数据，其中，所述控制器利用所述驱动状态传感器的检测数据、和作用于所述作业装置的力或力矩的至少一个的平衡关系来判断所述作业装置是否处于接地状态，所述控制器基于判断为所述作业装置处于接地状态的接地期间内的所述作业装置上设定的监视点的移动轨迹和所述作业装置的外形形状，来生成由所述作业装置形成的作业对象的局部形状数据，基于所述局部形状数据更新所述作业对象的现况形状数据。
[0011]专利技术效果
[0012]根据本专利技术，能够向用户提供接近实际的施工对象的形状的现况形状数据。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的实施方式的液压挖掘机的构成图。
[0014]图2是各前部件的转动角度、上部旋转体的倾斜角和车身坐标系的说明图。
[0015]图3是本专利技术的实施方式的液压挖掘机的系统构成图。
[0016]图4是对作业装置作用的力的说明图。
[0017]图5是与作业装置相关的各部分的长度和角度的说明图。
[0018]图6是动臂液压缸周边部中的各部分的长度和角度的说明图。
[0019]图7是将监视点设定在铲斗的情况的说明图。
[0020]图8是表示某一时刻t0、和在t0的紧后将作业装置以及车身的位置数据以及姿势数据更新后的时刻t1中的铲斗的姿势的图。
[0021]图9是表示采用第2生成方法的情况的基于局部形状数据生成部执行的局部形状数据的生成流程的一例的图。
[0022]图10是表示采用第2生成方法的情况的基于局部形状数据生成部执行的局部形状数据的生成流程的一例的图。
[0023]图11是表示采用第2生成方法的情况的基于局部形状数据生成部执行的局部形状数据的生成流程的一例的图。
[0024]图12是表示采用第2生成方法的情况的基于局部形状数据生成部执行的局部形状数据的生成流程的一例的图。
[0025]图13是表示现况地形数据生成部所进行的现况地形数据的生成处理的一例的图。
[0026]图14是表示现况地形数据生成部所进行的现况地形数据的生成处理的一例的图。
[0027]图15是表示现况地形数据生成部所进行的现况地形数据的生成处理的一例的图。
[0028]图16是表示现况地形数据生成部所进行的现况地形数据的生成处理的一例的图。
[0029]图17是采用第1生成方法的情况下的基于控制器(接地状态判断部以及局部形状数据生成部)执行的具体处理的流程图的一例。
[0030]图18是用于选择在局部形状数据存在重复部分的情况下所利用的提取条件的流程图的一例。
[0031]图19是表示采用第1生成方法的情况下设定于铲斗的监视点以及接地区域的一例的图。
[0032]图20是表示各个动作判断结果的局部形状数据的一例的图。
具体实施方式
[0033]以下，使用附图来说明本专利技术的实施方式。此外，以下虽以作业装置的前端附件为铲斗4的液压挖掘机为例，但也可以将本专利技术适用于具有铲斗以外的附件的液压挖掘机、和推土机等作业机械。
[0034](液压挖掘机的概略构成)
[0035]图1是本专利技术的实施方式的液压挖掘机的构成图。如图1所示，液压挖掘机1由多关节型的作业装置(前作业装置)1A和车身1B构成，该前作业装置1A是将沿垂直方向分别转动的多个前部件(动臂2、斗杆3以及铲斗4)连结而构成的，该车身1B由上部旋转体1BA以及下部行驶体1BB构成。
[0036]位于作业装置1A的基端侧的动臂2的基端能够沿上下方向转动地安装于上部旋转体1BA的前部。上部旋转体1BA能够旋转地安装于下部行驶体1BB的上部。
[0037]另外，在上部旋转体1BA安装有控制器100和现况地形数据输入装置22，该控制器100具有运算作业装置1A上设定的多个监视点的位置数据(位置信息)并通过利用该位置数据来更新液压挖掘机1周围的现况地形数据(也称为现况形状数据。现况形状数据也是对作业装置1A的作业对象(地形)的形状进行规定的数据。)的功能，该现况地形数据输入装置22用于获取现况地形数据并向液压挖掘机1内的控制器100输入。在图1所示的液压挖掘机1上作为现况地形数据输入装置22的一例而安装有立体摄像头，但也能够利用三维激光扫描仪等公知装置。另外，储存有现况地形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种作业机械，具有：车身；安装于所述车身的作业装置；运算所述车身的位置的车身位置运算装置；检测所述作业装置的姿势的姿势传感器；检测驱动所述作业装置的多个执行机构的驱动状态的驱动状态传感器；和控制器，其基于由所述车身位置运算装置运算的所述车身的位置、和从所述姿势传感器的检测数据运算的所述作业装置的位置来运算所述作业装置上设定的监视点的位置信息，并利用所述位置信息来更新所述作业装置的作业对象的现况形状数据，所述作业机械的特征在于，所述控制器利用所述驱动状态传感器的检测数据、和作用于所述作业装置的力或力矩的至少一个的平衡关系来判断所述作业装置是否处于接地状态，所述控制器基于判断为所述作业装置处于接地状态的接地期间内的所述作业装置上设定的监视点的移动轨迹和所述作业装置的外形形状，来生成由所述作业装置形成的作业对象的局部形状数据，基于所述局部形状数据更新所述作业对象的现况形状数据。2.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，所述监视点在所述作业装置上设定有多个，所述外形形状由多个所述监视点的位置所规定。3.根据权利要求2所述的作业机械，其特征在于，所述控制器基于判断为所述作业装置处于接地状态的接地期间内的第1时刻中的由多个所述监视点的位置规定的第1外形形状、所述接地期间内的所述第1时刻之后的第2时刻中的由多个所述监视点的位置规定的第2外形形状和从所述第1时刻至所述第2时刻的期间内的多个所述监视点的移动轨迹来生成所述局部形状数据。4.根据权利要求2所述的作业机械，其特征在于，还具有用于操作所述作业装置的操作杆，在所述控制器储存有对所述作业装置的施工对象的目标形状进行规定的目标面，所述控制器基于包括向所述操作杆输入的操作量、和从所述作业装置至所述目标面的距离、即目标面距离在内的数据来进行所述作业装置的动作判断，从所述动作判断的结果来决定推定为所述作业装置接地的接地区域，所述移动轨迹是所述作业装置上设定有多个的监视点中的属于所述接地区域的监视点的移动轨迹。5.根据权利要求4所述的作业机械，其特征在于，所述作业装置的前端为铲斗，多个所述监视点是所述铲斗上设定的多个点，多个所述点中包括所述铲斗的爪尖处设定的第1点、和所述铲斗的底面中的后端处设定的第2点，所述控制器在所述动作判断的结果为挖掘动作时，作为所述接地区域而选择包括所述第1点的第1接地区域，在所述动作...

【专利技术属性】
技术研发人员：早川直树，泉枝穗，
申请(专利权)人：日立建机株式会社，
类型：发明
国别省市：