KR20200043971A - 쇼벨 - Google Patents

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KR20200043971A
KR20200043971A KR1020207000241A KR20207000241A KR20200043971A KR 20200043971 A KR20200043971 A KR 20200043971A KR 1020207000241 A KR1020207000241 A KR 1020207000241A KR 20207000241 A KR20207000241 A KR 20207000241A KR 20200043971 A KR20200043971 A KR 20200043971A
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Abstract

본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨은, 하부주행체(1)와, 하부주행체(1)에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체(3)와, 상부선회체(3)에 탑재되는 운전실(10)과, 운전실(10) 내에 설치되는 조작장치(26)와, 조작장치(26)에 의하여 구동되는 액추에이터와, 액추에이터의 움직임을 제한 가능한 컨트롤러(30)를 갖는다. 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있는지 여부에 따라, 액추에이터의 움직임에 관한 제한의 필요 여부를 판단한다.

Description

쇼벨
본 발명은, 쇼벨에 관한 것이다.
종래, 작업기(어태치먼트)의 오작동을 억제 가능한 쇼벨이 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 이 쇼벨은, 조작자가 좌석벨트를 장착하고 있지 않은 경우, 조작레버에 의한 어태치먼트의 조작을 실행 불능으로 하고 있다. 또, 조작자가 좌석벨트를 장착하고 있는 경우여도, 어태치먼트를 육안으로 확인할 수 없을 것 같은 부적절한 착좌자세라고 판정했을 때에는, 조작레버에 의한 어태치먼트의 조작을 실행 불능으로 하고 있다.
특허문헌1: 일본 공개특허공보 2012-21362호
그러나, 상술한 쇼벨은, 조작자가 적절한 착좌자세로 좌석벨트를 장착하고 있는 경우, 즉 조작레버에 의한 어태치먼트의 조작을 실행 가능하게 한 경우에, 예를 들면 조작자의 팔꿈치가 조작레버에 닿아 버렸을 때에는, 어태치먼트의 오작동을 방지할 수 없다.
상술에 감안하여, 조작자가 잘못하여 액추에이터를 움직여 버리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있는 쇼벨을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨은, 하부주행체와, 상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와, 상기 상부선회체에 탑재되는 운전실과, 상기 운전실 내에 설치되는 조작장치와, 상기 조작장치에 의하여 구동되는 액추에이터와, 상기 액추에이터의 움직임을 제한 가능한 제어장치를 갖고, 상기 제어장치는, 상기 조작장치가 조작자의 손으로 조작되고 있는지 여부에 따라, 상기 액추에이터의 움직임에 관한 제한의 필요 여부를 판단한다.
상술한 수단에 의하여, 조작자가 잘못하여 액추에이터를 움직여 버리는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있는 쇼벨이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨의 측면도이다.
도 2는 도 1의 쇼벨에 탑재되는 운전실의 내부의 측면도이다.
도 3은 도 2의 운전실의 내부의 상면도이다.
도 4는 도 1의 쇼벨에 탑재되는 제어 시스템의 구성예를 나타내는 도이다.
도 5는 제한해제처리의 플로차트이다.
도 6은 도 2의 운전실의 내부의 상면도이다.
도 7은 도 1의 쇼벨에 탑재되는 제어시스템의 다른 구성예를 나타내는 도이다.
도 8은 조작시스템의 구성예를 나타내는 도이다.
도 9는 조작시스템의 다른 구성예를 나타내는 도이다.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨(굴착기)에 대하여 설명한다. 도 1은 쇼벨의 측면도이다. 도 1에 나타내는 쇼벨의 하부주행체(1)에는 선회기구(2)를 통하여 상부선회체(3)가 선회 가능하게 탑재되어 있다. 상부선회체(3)에는 작업요소로서의 붐(4)이 장착되어 있다. 붐(4)의 선단에는 작업요소로서의 암(5)이 장착되고, 암(5)의 선단에 작업요소 및 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)이 장착되어 있다. 붐(4)은, 붐실린더(7)에 의하여 구동된다. 암(5)은, 암실린더(8)에 의하여 구동된다. 버킷(6)은, 버킷실린더(9)에 의하여 구동된다. 하부주행체(1)는, 좌측주행용 유압모터(1L) 및 우측주행용 유압모터(1R)에 의하여 구동된다. 선회기구(2)는, 선회용 유압모터(2A)에 의하여 구동된다. 선회기구(2)는 전동모터에 의하여 구동되어도 된다. 상부선회체(3)에는, 운전실(10)이 마련되고, 또한 엔진(11) 등의 동력원이 탑재되어 있다. 또, 상부선회체(3)에는, 컨트롤러(30) 등이 탑재되어 있다.
다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하여, 운전실(10)의 내부구성에 대하여 설명한다. 도 2는 운전실(10)의 내부의 좌측면도이고, 도 3은 운전실(10)의 내부의 상면도이다. 도 3에서는, 명료화를 위하여, 조작자에 관해서는 손의 부분만이 도시되어 있다.
운전실(10)의 내부의 중앙부분에는 운전석(DS)이 설치되어 있다. 운전석(DS)의 전측(前側)에는 조작장치(26), 게이트로크레버(D1) 및 표시장치(D2) 등이 설치되어 있다. 운전실(10)의 천장에는 촬상장치(D3)가 장착되어 있다. 도 2의 파선(破線)으로 나타내는 범위(R1)는, 촬상장치(D3)의 촬상범위를 나타낸다.
조작장치(26)는, 조작자가 액추에이터의 조작을 위하여 이용하는 장치이다. 본 실시형태에서는, 액추에이터는, 좌측주행용 유압모터(1L), 우측주행용 유압모터(1R), 선회용 유압모터(2A), 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9) 등의 유압액추에이터를 포함한다. 선회용 유압모터(2A)는 전동모터여도 된다. 조작장치(26)는, 좌측조작레버(26L), 우측조작레버(26R), 좌측주행페달(26PL), 우측주행페달(26PR), 좌측주행레버(26DL) 및 우측주행레버(26DR)를 포함한다.
좌측조작레버(26L)는, 예를 들면 선회용 유압모터(2A) 및 암실린더(8)를 동작시키기 위하여 이용된다. 선회용 유압모터(2A)는, 좌측조작레버(26L)가 우방(右方)(-Y방향)으로 기울어졌을 때에 상부선회체(3)를 상면시에서 시계방향으로 선회시킨다. 반대로, 선회용 유압모터(2A)는, 좌측조작레버(26L)가 좌방(左方)(+Y방향)으로 기울어졌을 때에 상부선회체(3)를 상면시에서 반시계방향으로 선회시킨다. 암실린더(8)는, 좌측조작레버(26L)가 전방(+X방향)으로 기울어졌을 때에 수축하여 암(5)을 펼친다. 반대로, 암실린더(8)는, 좌측조작레버(26L)가 후방(-X방향)으로 기울어졌을 때에 신장하여 암(5)을 접는다.
우측조작레버(26R)는, 예를 들면 붐실린더(7) 및 버킷실린더(9)를 동작시키기 위하여 이용된다. 붐실린더(7)는, 우측조작레버(26R)가 전방(+X방향)으로 기울어졌을 때에 수축하여 붐(4)을 하강시킨다. 반대로, 붐실린더(7)는, 우측조작레버(26R)가 후방(-X방향)으로 기울어졌을 때에 신장하여 붐(4)을 상승시킨다. 버킷실린더(9)는, 우측조작레버(26R)가 좌방(+Y방향)으로 기울어졌을 때에 신장하여 버킷(6)을 접는다. 반대로, 버킷실린더(9)는, 우측조작레버(26R)가 우방(-Y방향)으로 기울어졌을 때에 수축하여 버킷(6)을 펼친다.
좌측주행레버(26DL) 및 좌측주행페달(26PL)은, 좌측주행용 유압모터(1L)를 동작시키기 위하여 이용된다. 본 실시형태에서는, 좌측주행페달(26PL)은 좌측주행레버(26DL)에 직결되어 있다. 좌측주행용 유압모터(1L)는, 좌측주행레버(26DL)가 전방(+X방향)으로 기울어졌을 때에, 혹은 좌측주행페달(26PL)의 발가락끝측이 밟혀졌을 때에 순회전(順回轉)한다. 반대로, 좌측주행레버(26DL)가 후방(-X방향)으로 기울어졌을 때에, 혹은 좌측주행페달(26PL)의 발뒷꿈치측이 밟혀졌을 때에 역회전한다.
우측주행레버(26DR) 및 우측주행페달(26PR)은, 우측주행용 유압모터(1R)를 동작시키기 위하여 이용된다. 본 실시형태에서는, 우측주행페달(26PR)은 우측주행레버(26DR)에 직결되어 있다. 우측주행용 유압모터(1R)는, 우측주행레버(26DR)가 전방(+X방향)으로 기울어졌을 때에, 혹은 우측주행페달(26PR)의 발가락끝측이 밟혀졌을 때에 순회전한다. 반대로, 우측주행레버(26DR)가 후방(-X방향)으로 기울어졌을 때에, 혹은 우측주행페달(26PR)의 발뒷꿈치측이 밟혀졌을 때에 역회전한다.
게이트로크레버(D1)는, 조작장치(26)의 제한상태와 무효상태를 전환한다. 조작장치(26)의 무효상태는, 조작자가 조작장치(26)를 조작해도 대응하는 액추에이터가 동작하지 않는 상태를 의미한다. 조작장치(26)의 제한상태는, 소정의 제한해제조건이 충족되어 있는 경우에는, 조작자가 조작장치(26)를 조작하면, 대응하는 액추에이터가 동작하고, 소정의 제한해제조건이 충족되어 있지 않은 경우에는, 조작자가 조작장치(26)를 조작해도, 대응하는 액추에이터의 동작이 제한되는 상태를 의미한다. 즉, 소정의 제한해제조건이 충족되어 있는 경우에는, 조작장치(26)의 제한상태는, 조작장치(26)의 유효상태에 상당한다. 조작장치(26)의 유효상태는, 조작자가 조작장치(26)를 조작하면, 대응하는 액추에이터가 동작하는 상태를 의미한다. 소정의 제한해제조건은, 예를 들면 조작자의 손으로 조작장치(26)가 조작되고 있는 경우에 충족된다. "조작자의 손으로 조작장치(26)가 조작되고 있는 경우"는, 예를 들면 왼손으로 좌측조작레버(26L)가 파지되고, 또한 오른손으로 우측조작레버(26R)가 파지된 상태에 있어서 왼손에 의하여 좌측조작레버(26L)가 기울어지고 있는 경우를 포함한다. 예를 들면, 조작자의 손으로 조작장치(26)가 조작되고 있는 경우, 소정의 제한해제조건은, 조작장치(26)의 조작이 중지될 때까지 충족된 상태가 된다. 제한상태에 있는 조작장치(26)에 대응하는 액추에이터는, 조작장치(26)가 조작되었을 경우여도 동작하지 않도록, 혹은 유효일 때와 동일하게는 동작하지 않도록 제어된다. "유효일 때와 동일하게는 동작하지 않는"은, 예를 들면 조작장치(26)가 유효일 때에 비하여, 대응하는 액추에이터가 천천히 동작하는 것, 또는 대응하는 액추에이터가 약간만 동작하는 것 등을 포함한다.
본 실시형태에서는, 게이트로크레버(D1)는, 운전석(DS)의 좌측전단부에 설치되어 있다. 조작자는, 게이트로크레버(D1)를 당겨 올려 로크해제상태(도 2의 실선으로 나타난 상태)로 함으로써 조작장치(26)를 제한상태로 한다. 또, 조작자는, 게이트로크레버(D1)를 눌러 내려 로크상태(도 2의 점선으로 나타난 상태)로 함으로써 조작장치(26)를 무효상태로 한다.
표시장치(D2)는 각종 정보를 표시한다. 본 실시형태에서는, 표시장치(D2)는 액정 디스플레이이며, 운전석(DS)의 우측전방에 설치되어 있다. 표시장치(D2)는, 스마트폰 등의 휴대단말이어도 된다.
촬상장치(D3)는, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있는 것을 검출하기 위하여 이용되는 검출장치의 일례이다. 본 실시형태에서는, 비접촉식의 검출장치로서의 촬상장치(D3)는 운전석(DS)에 착좌하는 조작자를 촬상하는 카메라이며, 도 3에 나타내는 감시영역(Al~A3)을 촬상하도록 운전실(10)의 천장에 장착되어 있다. 촬상장치(D3)는, 1대의 카메라로 구성되어 있어도 되고, 복수 대의 카메라로 구성되어 있어도 된다. 즉, 1대의 카메라로 복수의 감시영역을 동시에 촬상하도록 구성되어도 된다. 혹은, 복수 대의 카메라로 1개의 감시영역을 촬상하도록 구성되어도 된다.
카메라는, 단안(單眼)카메라여도 되고, 스테레오카메라여도 된다. 비접촉식의 검출장치는, 라이더 또는 밀리파레이더 등의 공간인식장치여도 되고, 카메라와 공간인식장치의 조합이어도 되며, 단안카메라와 스테레오카메라의 조합이어도 된다.
감시영역(A1)은, 컨트롤러(30)가 검출장치의 출력에 근거하여 좌측조작레버(26L)가 조작자의 손(예를 들면 왼손)으로 조작되고 있는지 여부를 판정할 수 있도록, 검출장치에 의하여 감시되는 영역이며, 예를 들면 좌측조작레버(26L)의 가동영역에 대응한다.
감시영역(A2)은, 컨트롤러(30)가 검출장치의 출력에 근거하여 우측조작레버(26R)가 조작자의 손(예를 들면 오른손)으로 조작되고 있는지 여부를 판정할 수 있도록, 검출장치에 의하여 감시되는 영역이며, 예를 들면 우측조작레버(26R)의 가동영역에 대응한다.
감시영역(A3)은, 컨트롤러(30)가 검출장치의 출력에 근거하여 주행레버(좌측주행레버(26DL) 및 우측주행레버(26DR))가 조작자의 손(예를 들면 오른손, 왼손, 또는 양손)으로 조작되고 있는지 여부를 판정할 수 있도록, 검출장치에 의하여 감시되는 영역이며, 예를 들면 주행레버의 가동영역에 대응한다.
운전석(DS)에는 시트착좌스위치 및 좌석벨트스위치 등 중 적어도 하나가 장착되어 있어도 된다. 시트착좌스위치는, 조작자의 착좌상태를 나타내는 신호를 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 시트착좌스위치는, 예를 들면 조작자가 운전석(DS)에 착좌하고 있을 때에 착좌신호를 출력한다. 이 경우, 시트착좌스위치는, 조작자가 운전석(DS)에 착좌하고 있지 않을 때에는 착좌신호를 출력하지 않는다. 좌석벨트스위치는, 좌석벨트의 착용상태를 나타내는 신호를 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 좌석벨트스위치는, 예를 들면 운전석(DS)에 착좌하는 조작자가 좌석벨트를 착용하고 있을 때에 좌석벨트착용신호를 출력한다. 이 경우, 좌석벨트스위치는, 조작자가 좌석벨트를 착용하고 있지 않을 때에는 좌석벨트착용신호를 출력하지 않는다.
다음으로, 도 4를 참조하여, 도 1의 쇼벨에 탑재되는 제어시스템(100)에 대하여 설명한다. 도 4는, 제어시스템(100)의 구성예를 나타내는 개략도이며, 기계적동력전달라인, 작동유라인, 파일럿라인, 전기제어라인을 각각 이중선, 실선, 파선, 일점쇄선으로 나타낸다.
제어시스템(100)은, 주로, 엔진(11), 메인펌프(14), 파일럿펌프(15), 컨트롤밸브(17), 조작장치(26), 조작압센서(29), 컨트롤러(30), 게이트로크밸브(50), 게이트로크레버(D1), 표시장치(D2) 및 촬상장치(D3) 등을 포함한다.
엔진(11)은, 쇼벨의 구동원이다. 본 실시형태에서는, 엔진(11)은, 예를 들면 소정의 회전수를 유지하도록 동작하는 디젤엔진이다. 엔진(11)의 출력축은, 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)의 각각의 입력축에 연결되어 있다.
메인펌프(14)는, 작동유라인을 통하여 작동유를 컨트롤밸브(17)에 공급한다. 본 실시형태에서는, 메인펌프(14)는, 사판식(斜板式) 가변용량형 유압펌프이며, 메인펌프(14L, 14R)를 포함한다.
파일럿펌프(15)는, 파일럿압생성장치의 일례이며, 파일럿트라인을 통하여 조작장치(26)를 포함하는 각종 유압제어기기에 작동유를 공급한다. 본 실시형태에서는, 파일럿펌프(15)는, 고정용량형 유압펌프이다. 단, 파일럿압생성장치는, 메인펌프(14)에 의하여 실현되어도 된다. 즉, 메인펌프(14)는, 작동유라인을 통하여 작동유를 컨트롤밸브(17)에 공급하는 기능에 더하여, 파일럿라인을 통하여 조작장치(26)를 포함하는 각종 유압제어기기에 작동유를 공급하는 기능을 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 파일럿펌프(15)는, 생략되어도 된다.
컨트롤밸브(17)는, 쇼벨에 탑재되어 있는 유압시스템을 제어하는 유압제어장치이다. 본 실시형태에서는, 컨트롤밸브(17)는, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유의 흐름을 제어하는 제어밸브(171~178)를 포함한다. 컨트롤밸브(17)는, 제어밸브(171~178)를 통하여, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유를 하나 또는 복수의 유압액추에이터에 선택적으로 공급한다. 제어밸브(171~178)는, 메인펌프(14)로부터 유압액추에이터로 흐르는 작동유의 유량, 및 유압액추에이터로부터 작동유탱크로 흐르는 작동유의 유량을 제어한다. 유압액추에이터는, 좌측주행용 유압모터(1L), 우측주행용 유압모터(1R), 선회용 유압모터(2A), 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9)를 포함한다.
도 4에 있어서, 제어시스템(100)은, 엔진(11)에 의하여 구동되는 메인펌프(14L, 14R)로부터, 센터바이패스관로(40L, 40R), 패럴렐관로(42L, 42R), 스로틀(18L, 18R)을 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시키고 있다.
센터바이패스관로(40L)는, 컨트롤밸브(17) 내에 배치된 제어밸브(171, 173, 175 및 177)를 통과하는 작동유라인이다. 센터바이패스관로(40R)는, 컨트롤밸브(17) 내에 배치된 제어밸브(172, 174, 176 및 178)를 통과하는 작동유라인이다.
제어밸브(171)는, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 좌측주행용 유압모터(1L)에 공급하고, 또한 좌측주행용 유압모터(1L)가 토출하는 작동유를 작동유탱크에 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다. 제어밸브(171)는, 좌측주행레버(26DL) 또는 좌측주행페달(26PL)이 전방(+X방향)으로 기울어지면, 우측파일럿포트(171R)에서 파일럿압을 받아 좌방으로 이동하고, 좌측주행용 유압모터(1L)를 순회전시킨다. 또, 제어밸브(171)는, 좌측주행레버(26DL) 또는 좌측주행페달(26PL)이 후방(-X방향)으로 기울어지면, 좌측파일럿포트(171L)에서 파일럿압을 받아 우방으로 이동하고, 좌측주행용 유압모터(1L)를 역회전시킨다.
제어밸브(172)는, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 우측주행용 유압모터(1R)에 공급하고, 또한 우측주행용 유압모터(1R)가 토출하는 작동유를 작동유탱크에 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다. 제어밸브(172)는, 우측주행레버(26DR) 또는 우측주행페달(26PR)이 전방(+X방향)으로 기울어지면, 우측파일럿포트(172R)에서 파일럿압을 받아 좌방으로 이동하고, 우측주행용 유압모터(1R)를 순회전시킨다. 또, 제어밸브(172)는, 우측주행레버(26DR) 또는 우측주행페달(26PR)이 후방(-X방향)으로 기울어지면, 좌측파일럿포트(172L)에서 파일럿압을 받아 우방으로 이동하고, 우측주행용 유압모터(1R)를 역회전시킨다.
제어밸브(173)는, 메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 선회용 유압모터(2A)에 공급하고, 또한 선회용 유압모터(2A)가 토출하는 작동유를 작동유탱크에 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다. 제어밸브(173)는, 좌측조작레버(26L)가 우방(-Y방향)으로 기울어지면, 우측파일럿포트(173R)에서 파일럿압을 받아 좌방으로 이동하고, 선회용 유압모터(2A)를 순회전시킨다. 즉, 상부선회체(3)를 우회전시킨다. 또, 제어밸브(173)는, 좌측조작레버(26L)가 좌방(+Y방향)으로 기울어지면, 좌측파일럿포트(173L)에서 파일럿압을 받아 우방으로 이동하고, 선회용 유압모터(2A)를 역회전시킨다. 즉, 상부선회체(3)를 좌회전시킨다.
제어밸브(174)는, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 버킷실린더(9)에 공급하고, 또한 버킷실린더(9) 내의 작동유를 작동유탱크에 배출하기 위한 스풀밸브이다. 제어밸브(174)는, 우측조작레버(26R)가 좌방(+Y방향)으로 기울어지면, 좌측파일럿포트(174L)에서 파일럿압을 받아 우방으로 이동하고, 버킷실린더(9)를 신장시켜 버킷(6)을 접게 한다. 또, 제어밸브(174)는, 우측조작레버(26R)가 우방(-Y방향)으로 기울어지면, 우측파일럿포트(174R)에서 파일럿압을 받아 좌방으로 이동하고, 버킷실린더(9)를 수축시켜 버킷(6)을 펼치게 한다.
제어밸브(175, 176)는, 메인펌프(14L, 14R)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)에 공급하고, 또한 붐실린더(7) 내의 작동유를 작동유탱크에 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다. 제어밸브(175)는, 우측조작레버(26R)가 후방(-X방향)으로 기울어지면, 우측파일럿포트(175R)에서 파일럿압을 받아 좌방으로 이동하고, 붐실린더(7)를 신장시켜 붐(4)을 상승시킨다. 제어밸브(176)는, 우측조작레버(26R)가 전방(+X방향)으로 기울어지면, 우측파일럿포트(176R)에서 파일럿압을 받아 좌방으로 이동하고, 붐실린더(7)를 수축시켜 붐(4)을 하강시킨다. 또, 제어밸브(176)는, 우측조작레버(26R)가 후방(-X방향)으로 기울어지면, 좌측파일럿포트(176L)에서 파일럿압을 받아 우방으로 이동하고, 붐실린더(7)를 신장시켜 붐(4)을 상승시킨다.
제어밸브(177, 178)는, 메인펌프(14L, 14R)가 토출하는 작동유를 암실린더(8)에 공급하고, 또한 암실린더(8) 내의 작동유를 작동유탱크에 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다. 제어밸브(177)는, 좌측조작레버(26L)가 전방(+X방향)으로 기울어지면, 좌측파일럿포트(177L)에서 파일럿압을 받아 우방으로 이동하고, 암실린더(8)를 수축시켜 암(5)을 펼치게 한다. 또, 제어밸브(177)는, 좌측조작레버(26L)가 후방(-X방향)으로 기울어지면, 우측파일럿포트(177R)에서 파일럿압을 받아 좌방으로 이동하고, 암실린더(8)를 신장시켜 암(5)을 접게 한다. 제어밸브(178)는, 좌측조작레버(26L)가 전방(+X방향)으로 기울어지면, 우측파일럿포트(178R)에서 파일럿압을 받아 좌방으로 이동하고, 암실린더(8)를 수축시켜 암(5)을 펼치게 한다. 또, 제어밸브(178)는, 좌측조작레버(26L)가 후방(-X방향)으로 기울어지면, 좌측파일럿포트(178L)에서 파일럿압을 받아 우방으로 이동하고, 암실린더(8)를 신장시켜 암(5)을 접게 한다.
조작장치(26)는, 파일럿라인을 통하여, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 유압액추에이터의 각각에 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 공급한다. 파일럿포트의 각각에 공급되는 작동유의 압력인 파일럿압은, 유압액추에이터의 각각에 대응하는 조작장치(26)의 조작내용에 따른 압력이다. 조작내용은, 예를 들면 조작방향 및 조작량을 포함한다.
조작압센서(29)는, 조작장치(26)를 이용한 조작자의 조작내용을 압력의 형태로 검출한다. 단, 조작장치(26)의 조작내용은, 압력 이외의 다른 물리량의 형태로 검출되어도 된다. 본 실시형태에서는, 조작압센서(29)는, 예를 들면 유압액추에이터의 각각에 대응하는 조작장치(26)의 조작내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작압센서(29)는, 좌측조작압센서(29L), 우측조작압센서(29R), 좌측주행압센서(29DL) 및 우측주행압센서(29DR)를 포함한다.
좌측조작압센서(29L)는, 좌측조작레버(26L)의 조작내용을 검출한다. 우측조작압센서(29R)는, 우측조작레버(26R)의 조작내용을 검출한다. 좌측주행압센서(29DL)는, 좌측주행레버(26DL) 및 좌측주행페달(26PL)의 조작내용을 검출한다. 우측주행압센서(29DR)는, 우측주행레버(26DR) 및 우측주행페달(26PR)의 조작내용을 검출한다.
컨트롤러(30)는, 쇼벨을 제어하기 위한 제어장치이다. 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, CPU, 휘발성 기억장치 및 불휘발성 기억장치 등을 구비한 컴퓨터로 구성되어 있다. 컨트롤러(30)는, 각종 기능에 대응하는 프로그램을 실행하여 각종 기능을 실현한다.
게이트로크밸브(50)는, 조작장치(26)와 파일럿펌프(15)를 접속하는 관로(L1)의 연통·차단을 전환하는 전자(電磁)밸브이다. 본 실시형태에서는, 로크해제신호를 받았을 때에 관로(L1)를 연통시키고, 로크해제신호를 받고 있지 않을 때에 관로(L1)를 차단한다. 로크신호를 받았을 때에 관로(L1)를 차단하는 구성이어도 된다. 게이트로크밸브(50)는, 비례감압밸브로 구성되어 있어도 된다.
컨트롤러(30)는, 예를 들면 게이트로크레버(D1)가 로크해제상태이고 또한 게이트로크밸브(50)가 차단상태인 경우에, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되었다고 판정하면, 게이트로크밸브(50)를 향하여 로크해제신호를 출력한다. 즉, 컨트롤러(30)는, 게이트로크밸브(50)를 향하여 로크해제신호를 출력하고 있지 않은 경우, 혹은 게이트로크밸브(50)를 향하여 로크신호를 출력하고 있는 경우에, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되었다고 판정하면, 게이트로크밸브(50)를 향하여 로크해제신호를 출력한다. 컨트롤러(30)는, 게이트로크레버(D1)가 로크상태인 경우에는, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되었다고 판정했다고 해도, 게이트로크밸브(50)를 향하여 로크해제신호를 출력하지 않는다. 게이트로크레버(D1)에 의하여 무효상태로 전환되어 있는 조작장치(26)를 제한상태(유효상태)로 전환해 버리는 경우가 없도록 하기 위함이다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 게이트로크밸브(50)를 향하여 로크신호를 출력해도 된다. 컨트롤러(30)는, 시트착좌스위치로부터 착좌신호를 수신하고 있지 않은 경우, 혹은 좌석벨트스위치로부터 좌석벨트착용신호를 수신하고 있지 않은 경우에, 로크해제신호를 출력하지 않도록 구성되어 있어도 된다.
컨트롤러(30)는, 예를 들면 검출장치로서의 촬상장치(D3)의 출력에 근거하여 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있는지 여부를 판정한다. 예를 들면, 좌측조작레버(26L)가 조작자의 왼손으로 파지되고 또한 우측조작레버(26R)가 조작자의 오른손으로 파지된 상태로 좌측조작레버(26L) 및 우측조작레버(26R) 중 적어도 일방이 조작됐는지 여부를 판정한다. 컨트롤러(30)가 이 판정을 행할지 여부는, 작업현장, 작업상황 등에 따라, 임의로 설정되어도 된다.
본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 화상인식기술을 이용하여, 촬상장치(D3)가 촬상한 화상에, 조작자가 손으로 조작장치(26)를 조작하고 있는 모습이 비치고 있는지 여부를 판정한다. 그리고, 조작자가 손으로 조작장치(26)를 조작하고 있는 모습이 비치고 있다고 판정한 경우에, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정한다. 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)의 근방의 소정의 범위 내에 조작자의 손이 있는 것을 인식한 경우, 조작자의 손이 조작장치(26)에 접촉하기 전이어도, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정해도 된다. 혹은, 컨트롤러(30)는, 시트착좌스위치의 출력에 근거하여 조작자가 착좌하고 있는 것이 검출되고 있을 때에, 조작자가 손으로 조작장치(26)를 조작하고 있는 모습이 비치고 있는 경우에, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정해도 된다. 즉, 조작자가 착좌하고 있는 것이 검출되고 있지 않을 때에는, 조작자가 손으로 조작장치(26)를 조작하고 있는 모습이 비치고 있는 경우여도, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정하지 않도록 해도 된다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자가 손을 펼친 상태로 그 손을 조작장치(26)에 접촉시키고 있는 경우에는, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정하지 않도록 해도 된다. 또, 컨트롤러(30)는, 촬상장치(D3)의 출력에 근거하여, 조작자가 일어서면서 조작하고 있는지 여부를 판정해도 된다.
컨트롤러(30)는, 조작장치(26)의 근방의 소정의 범위 내에 조작자의 손이 있는 것을 인식한 경우여도, 그 손의 자세가 조작에 적합하지 않은 경우에는, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정하지 않도록 해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 조작자가 손을 쥔 상태로, 혹은 손바닥을 위로 향하게 한 상태로, 그 손을 조작장치(26)에 접근시킨 경우에는, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정하지 않도록 해도 된다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자가 손으로, 다른 물체를 든 상태로, 그 손을 조작장치(26)에 접근시킨 경우에는, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정하지 않도록 해도 된다.
도 3의 감시영역(A1, A2) 내에 나타내는 바와 같은 조작레버의 파지방법, 손과 조작레버의 위치관계 등은, 참조용 화상으로서 불휘발성 기억장치 등에 미리 기억되어 있어도 된다. 컨트롤러(30)는, 미리 기억된 복수의 참조용 화상에 근거하여, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있는지 여부를 판정해도 된다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 촬상장치(D3)가 촬상한 화상에 포함되어 있는 조작레버의 파지방법의 화상과, 미리 기억된 하나 또는 복수의 참조용 화상의 각각에 포함되어 있는 조작레버의 파지방법의 화상을 비교한다. 촬상장치(D3)가 촬상한 화상에 포함되어 있는 조작레버의 파지방법의 화상과 동일한 파지방법의 화상을 포함하는 참조용 화상이 있는지 여부를 판정하기 위함이다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 그와 같은 참조용 화상이 있으면, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정하고, 그와 같은 참조용 화상이 없으면, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있지 않다고 판정해도 된다.
다만, 컨트롤러(30)는, 예를 들면 화상인식기술을 이용하여 촬상장치(D3)가 촬상한 화상으로부터 조작자의 손을 인식할 때에는, 손목부터 손가락끝까지의 부분을 손으로서 인식하고, 손목부터 몸통(胴體)측을 손 이외의 부분으로서 인식해도 된다.
그리고, 컨트롤러(30)는, 그 판정결과에 따라 조작장치(26)의 상태를 제어한다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 쇼벨이 대기상태이고, 또한 게이트로크레버(D1)가 로크해제상태인 경우에, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정하면, 조작장치(26)를 유효상태로 전환한다. 대기상태는, 예를 들면 적어도 컨트롤러(30)가 기동중이고, 엔진(11)이 작동중이며, 또한 조작장치(26)가 조작되고 있지 않은 상태를 의미한다.
다음으로, 도 5를 참조하여, 컨트롤러(30)가 조작장치(26)의 제한상태를 해제하는 처리(이하, "제한해제처리"라고 함)의 일례에 대하여 설명한다. 도 5는 제한해제처리의 일례의 플로차트이다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면 쇼벨이 대기상태인 경우에, 소정의 제어주기로 반복하여 이 제한해제처리를 실행한다.
먼저, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)가 조작됐는지 여부를 판정한다(스텝 ST1). 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 조작압센서(29)의 출력에 근거하여 조작장치(26)가 조작되었는지 여부를 판정한다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 좌측조작압센서(29L)의 출력에 근거하여 좌측조작레버(26L)가 조작됐는지 여부를 판정한다.
조작장치(26)가 조작되고 있지 않다고 판정한 경우(스텝 STl의 NO), 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)의 제한상태를 해제하지 않고, 금회의 제한해제처리를 종료시킨다.
조작장치(26)가 조작되었다고 판정한 경우(스텝 ST1의 YES), 컨트롤러(30)는, 소정의 제한해제조건이 충족되어 있는지 여부를 판정한다(스텝 ST2). 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 촬상장치(D3)가 촬상한 화상에 근거하여 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있는지 여부를 판정한다. 예를 들면, 좌측조작레버(26L)가 조작되었다고 판정한 경우, 컨트롤러(30)는, 촬상장치(D3)가 촬상한 화상에 근거하여 좌측조작레버(26L)가 조작자의 왼손으로 조작되고 있는지 여부를 판정한다.
소정의 제한해제조건이 충족되어 있지 않다고 판정한 경우(스텝 ST2의 N0), 컨트롤러(30)는, 액추에이터의 동작을 제한한다(스텝 ST3). 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있지 않다고 판정한 경우, 조작장치(26)를 제한상태인 채로 유지한다. 컨트롤러(30)는, 게이트로크밸브(50)를 향하여 로크해제신호를 출력하지 않고, 즉 조작장치(26)의 제한상태를 해제하지 않고, 금회의 제한해제처리를 종료시킨다. 그 때문에, 관로(L1)는 차단된 상태로 유지된다. 이 경우, 유압액추에이터는, 예를 들면 조작자의 팔꿈치가 닿아 조작장치(26)가 의도치 않게 조작되어 버렸을 때, 혹은 조작자의 윗도리의 소매가 걸려 조작장치(26)가 의도치 않게 조작되어 버렸을 때여도 동작하지 않는다. 컨트롤러(30)는, 촬상장치(D3)가 촬상한 화상에 근거하여 좌측조작레버(26L)가 조작자의 오른손으로 조작되고 있다고 판정한 경우, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있지 않다고 판정해도 된다. 우측조작레버(26R)가 조작자의 왼손으로 조작되고 있다고 판정한 경우도 동일하다.
컨트롤러(30)는, 게이트로크밸브(50) 이외의 장치를 이용하여 액추에이터의 동작을 제한해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있지 않다고 판정한 경우, 파일럿압생성장치로서의 파일럿펌프(15)의 출력을 저감시켜, 제어밸브에 작용하는 파일럿압을 저감시킴으로써, 액추에이터의 동작을 제한해도 된다. 혹은, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있지 않다고 판정한 경우, 메인펌프(14)의 출력을 저감시켜, 유압액추에이터에 공급되는 작동유의 유량을 저감시킴으로써, 액추에이터의 동작을 제한해도 된다. 이들의 경우, 게이트로크밸브(50)를 이용하여 조작장치(26)의 제한상태를 유지 혹은 해제하는 기능은 생략되어도 된다.
소정의 제한해제조건이 충족되어 있다고 판정한 경우(스텝 ST2의 YES), 컨트롤러(30)는, 액추에이터의 동작제한을 해제한다(스텝 ST4). 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정한 경우, 조작장치(26)를 유효상태로 전환한다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 게이트로크밸브(50)를 향하여 로크해제신호를 출력하여 관로(L1)를 연통시킨다. 이 경우, 유압액추에이터는, 조작자에 의한 조작장치(26)의 조작에 따라 동작한다.
상술한 처리에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)가 잘못하여 조작되어 버린 경우에 유압액추에이터가 움직여 버리는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 6 및 도 7을 참조하여, 제어시스템(100)의 다른 구성예에 대하여 설명한다. 도 6은 운전실(10)의 내부의 상면도이며, 도 3에 대응한다. 도 7은, 제어시스템(100)의 다른 구성예를 나타내는 개략도이며, 도 4에 대응한다. 도 7의 제어시스템(100)은, 도 3에 나타내는 감시영역(A3)을 감시하지 않는 점에서, 도 4의 제어시스템(100)과 다르다. 즉, 좌측주행레버(26DL) 및 우측주행레버(26DR)가 조작자의 손으로 조작되고 있는지 여부를 검출하지 않는 점에서 도 4의 제어시스템(100)과 다르다. 또, 전환밸브(51)를 구비하는 점에서 도 4의 제어시스템(100)과 다르다. 단, 그 외의 점에서 도 4의 제어시스템(100)과 공통된다. 그 때문에, 공통부분의 설명을 생략하고, 상이부분을 상세하게 설명한다.
도 7의 제어시스템(100)에서는, 게이트로크밸브(50)는, 좌측주행레버(26DL), 우측주행레버(26DR), 좌측주행페달(26PL) 및 우측주행페달(26PR)과 파일럿펌프(15)를 접속하는 관로(L1A)의 연통·차단을 전환하는 전자밸브이다. 본 실시형태에서는, 로크해제신호를 받았을 때에 관로(L1A)를 연통시키고, 로크해제신호를 받고 있지 않을 때에 관로(L1A)를 차단한다. 로크신호를 받았을 때에 관로(L1A)를 차단하는 구성이어도 된다.
전환밸브(51)는, 좌측조작레버(26L) 및 우측조작레버(26R)의 각각과 관로(L1A)를 접속하는 관로(L1B)의 연통·차단을 전환하는 전자밸브이다. 본 실시형태에서는, 로크해제신호를 받았을 때에 관로(L1B)를 연통시키고, 로크해제신호를 받고 있지 않을 때에 관로(L1B)를 차단한다. 로크신호를 받았을 때에 관로(L1B)를 차단하는 구성이어도 된다. 전환밸브(51)는, 비례감압밸브로 구성되어 있어도 된다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 하부주행체(1)에 관한 조작장치(26)의 상태와, 상부선회체(3)에 관한 조작장치(26)의 상태를 따로따로 제어할 수 있다. 예를 들면, 하부주행체(1)에 관한 조작장치(26)를 유효상태로 한 채로, 상부선회체(3)에 관한 조작장치(26)를 제한상태로 할 수 있다.
예를 들면, 컨트롤러(30)는, 게이트로크밸브(50)를 향하여 로크해제신호를 출력하고, 전환밸브(51)를 향하여 로크해제신호를 출력하지 않음으로써, 주행레버 및 주행페달을 유효상태로 하며, 좌측조작레버(26L) 및 우측조작레버(26R)를 제한상태로 할 수 있다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 예를 들면 조작자가 오른손으로 좌측주행레버(26DL) 및 우측주행레버(26DR)를 조작하고 있을 때에 왼팔의 팔꿈치가 좌측조작레버(26L)에 닿아 버렸을 때에, 상부선회체(3)가 좌선회해 버리는 것을 방지할 수 있다. 또, 하부주행체(1)의 움직임을 급정지시켜 버리는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 컨트롤러(30)는, 쇼벨의 주행 중에, 조작자가 상부선회체(3)에 관한 액추에이터를 잘못하여 움직여 버리는 것을 방지하고, 또한 하부주행체(1)의 움직임을 급정지시켜 버리는 것을 방지할 수 있다. 다만, 상부선회체(3)에 관한 액추에이터는, 선회용 유압모터(2A), 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9)를 포함한다.
다음으로, 도 8 및 도 9를 참조하여, 조작장치(26)의 조작에 따라 제어밸브를 동작시키는 조작시스템의 다른 구성예에 대하여 설명한다.
도 8은, 우측조작레버(26R)의 조작에 따라 붐실린더(7)에 관한 제어밸브(176)를 동작시키는 조작시스템의 일례를 나타낸다. 도 8의 조작시스템은, 우측조작레버(26R)를 이용한 조작자의 조작내용을 전기적으로 검출하는 점에서, 조작자의 조작내용을 압력의 형태로 검출하는 도 4 및 도 7의 각각에 있어서의 조작시스템과 다르다. 다만, 도 8의 조작시스템에 관한 설명은, 좌측조작레버(26L)의 조작에 따라 암실린더(8)에 관한 제어밸브(177)를 동작시키는 조작시스템, 및 우측조작레버(26R)의 조작에 따라 버킷실린더(9)에 관한 제어밸브(174)를 동작시키는 조작시스템 등의 다른 조작시스템에도 동일하게 적용된다.
도 8의 예에서는, 우측조작레버(26R)가 붐상승방향으로 조작되면, 레버조작신호생성부(29ER)는, 그 조작량에 따른 전기신호인 레버조작신호를 생성한다. 그리고, 레버조작신호를 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 컨트롤러(30)는, 레버조작신호에 따른 전류지령을 생성하고, 그 전류지령을 전자비례밸브(52L)에 대하여 출력한다. 전자비례밸브(52L)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유의 압력(1차압)을 이용하여, 전류지령에 따른 2차압(파일럿압)을 생성하여 제어밸브(176)의 좌측파일럿포트(176L)에 작용시킨다. 좌측파일럿포트(176L)에서 파일럿압을 받은 제어밸브(176)는 우방으로 이동하고, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)의 보텀측오일챔버에 유입시킨다. 붐실린더(7)는, 보텀측오일챔버에 작동유가 유입되면 신장하여, 붐(4)을 상승시킨다.
우측조작레버(26R)가 붐하강방향으로 조작되면, 레버조작신호생성부(29ER)는, 그 조작량에 따른 레버조작신호를 생성한다. 그리고, 레버조작신호를 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 컨트롤러(30)는, 레버조작신호에 따른 전류지령을 생성하고, 그 전류지령을 전자비례밸브(52R)에 대하여 출력한다. 전자비례밸브(52R)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유의 압력(1차압)을 이용하여, 전류지령에 따른 2차압(파일럿압)을 생성하여 제어밸브(176)의 우측파일럿포트(176R)에 작용시킨다. 우측파일럿포트(176R)에서 파일럿압을 받은 제어밸브(176)는 좌방으로 이동하고, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)의 로드측오일챔버에 유입시킨다. 붐실린더(7)는, 로드측오일챔버에 작동유가 유입되면 수축하여, 붐(4)을 하강시킨다.
도 8의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 우측조작레버(26R)가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정한 경우에는 레버조작신호에 따른 전류지령을 전자비례밸브(52)에 출력하지만, 조작자의 손으로 조작되고 있지 않다고 판정한 경우에는 전류지령을 전자비례밸브(52)에 출력하지 않는다. 우측조작레버(26R)가 잘못하여 조작되어 버린 경우에 붐실린더(7)가 움직여 버리는 것을 방지하기 위함이다. 또, 도 8의 조작시스템은, 전자비례밸브(52)에 의하여 제어밸브(176)의 움직임을 제한할 수 있다. 이 경우, 전자비례밸브(52)를 갖는 도 8의 조작시스템은, 게이트로크밸브(50)(도 4 참조) 및 전환밸브(51)(도 7 참조) 등을 구비하고 있어도 된다. 혹은, 도 8의 조작시스템에서는, 게이트로크밸브(50) 및 전환밸브(51) 등은, 생략되어 있어도 된다.
도 9는, 우측조작레버(26R)의 조작에 따라 붐실린더(7)에 관한 전자식 스풀밸브(176E)를 작동시키는 조작시스템의 일례를 나타낸다. 도 9의 조작시스템은, 우측조작레버(26R)를 이용한 조작자의 조작내용을 전기적으로 검출하는 점에서, 조작자의 조작내용을 압력의 형태로 검출하는 도 4 및 도 7의 각각에 있어서의 조작시스템과 다르다. 또, 전자식 스풀밸브(176E)를 이용하는 점에서, 유압식 스풀밸브인 제어밸브(176)를 이용하는 도 4 및 도 7의 각각에 있어서의 조작시스템과 다르다. 다만, 도 9의 조작시스템에 관한 설명은, 좌측조작레버(26L)의 조작에 따라 암실린더(8)에 관한 제어밸브(177)를 작동시키는 조작시스템, 및 우측조작레버(26R)의 조작에 따라 버킷실린더(9)에 관한 제어밸브(174)를 작동시키는 조작시스템 등의 다른 조작시스템에도 동일하게 적용된다.
도 9의 예에서는, 우측조작레버(26R)가 붐상승방향으로 조작되면, 레버조작신호생성부(29ER)는, 그 조작량에 따른 전기신호인 레버조작신호를 생성한다. 그리고, 레버조작신호를 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 컨트롤러(30)는, 레버조작신호에 따른 전류지령을 생성하고, 그 전류지령을 전자식 스풀밸브(176E)의 좌측솔레노이드(176EL)에 대하여 출력한다. 좌측솔레노이드(176EL)에서 전류지령을 받은 전자식 스풀밸브(176E)는 우방으로 이동하고, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)의 보텀측오일챔버에 유입시킨다. 붐실린더(7)는, 보텀측오일챔버에 작동유가 유입되면 신장하여, 붐(4)을 상승시킨다.
우측조작레버(26R)가 붐하강방향으로 조작되면, 레버조작신호생성부(29ER)는, 그 조작량에 따른 레버조작신호를 생성한다. 그리고, 레버조작신호를 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 컨트롤러(30)는, 레버조작신호에 따른 전류지령을 생성하고, 그 전류지령을 전자식 스풀밸브(176E)의 우측솔레노이드(176ER)에 대하여 출력한다. 우측솔레노이드(176ER)에서 전류지령을 받은 전자식 스풀밸브(176E)는 좌방으로 이동하고, 메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)의 로드측오일챔버에 유입시킨다. 붐실린더(7)는, 로드측오일챔버에 작동유가 유입되면 수축하여, 붐(4)을 하강시킨다.
이와 같이, 도 9의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유의 압력을 이용하지 않고, 전자식 스풀밸브(176E)를 동작시킬 수 있다.
도 9의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 우측조작레버(26R)가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정한 경우에는 레버조작신호에 따른 전류지령을 전자식 스풀밸브(176E)에 출력하지만, 조작자의 손으로 조작되고 있지 않다고 판정한 경우에는 전류지령을 전자식 스풀밸브(176E)에 출력하지 않는다. 우측조작레버(26R)가 잘못하여 조작되어 버린 경우에 붐실린더(7)가 움직여 버리는 것을 방지하기 위함이다. 또, 도 9의 조작시스템은, 컨트롤러(30)가 직접적으로 전자식 스풀밸브(176E)의 움직임을 제한할 수 있다. 이 경우, 전자식 스풀밸브(176E)를 갖는 도 9의 조작시스템은, 게이트로크밸브(50)(도 4 참조) 및 전환밸브(51)(도 7 참조) 등에 상당하는 기구를 구비하고 있어도 된다. 혹은, 도 9의 조작시스템에서는, 게이트로크밸브(50) 및 전환밸브(51) 등, 또는 그것들에 상당하는 기구는, 생략되어 있어도 된다.
상술과 같이, 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨은, 하부주행체(1)와, 하부주행체(1)에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체(3)와, 상부선회체(3)에 탑재되는 운전실(10)과, 운전실(10) 내에 설치되는 조작장치(26)와, 조작장치(26)에 의하여 구동되는 액추에이터와, 액추에이터의 움직임을 제한 가능한 제어장치로서의 컨트롤러(30)를 갖는다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있는지 여부에 따라, 액추에이터의 움직임에 관한 제한의 필요 여부를 판단한다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정한 경우, 액추에이터의 움직임에 관한 제한을 해제하고, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정하지 않은 경우, 액추에이터의 움직임을 제한한다. 즉, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정할 때까지는 액추에이터의 움직임을 제한한다. 단, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있지 않다고 판정한 경우에, 액추에이터의 움직임을 제한해도 된다. 즉, 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있지 않다고 판정할 때까지는 액추에이터의 움직임을 제한하지 않도록 해도 된다.
컨트롤러(30)는, 예를 들면 조작장치(26)가 조작자의 손으로 조작되고 있는 것을 검출하는 검출장치의 출력에 근거하여 상기 조작장치가 조작자의 손으로 조작되고 있는지 여부를 판정해도 된다.
검출장치는, 예를 들면 촬상장치(D3)이다. 단, 검출장치는, 조작장치(26)의 표면에 장착된 정전센서 또는 감압센서 등의 접촉식의 검출장치여도 되고, 운전실(10) 내에 장착된 초전(焦電)센서, 서모파일센서, 서모그래피카메라 또는 공간인식장치 등의, 촬상장치(D3) 이외의 다른 비접촉식의 검출장치여도 된다. 공간인식장치는, 예를 들면 3차원측거(測距)장치, 라이더 또는 밀리파레이더 등을 포함한다.
촬상장치(D3)는, 예를 들면 운전실(10) 내에 장착된 하나 또는 복수의 카메라이다. 카메라는, 예를 들면 단안카메라, 스테레오카메라, 거리화상카메라 또는 적외선카메라 등이다.
컨트롤러(30)는, 조작장치(26)의 조작에 따라 생성되는 파일럿압을 저감시킴으로써, 액추에이터의 움직임을 제한해도 된다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면 게이트로크밸브(50)를 제어하여 관로(L1)에 있어서의 작동유의 압력을 저감시킴으로써, 조작장치(26)의 조작에 따라 생성되는 파일럿압을 저감시킨다. 그 결과, 파일럿압에 따라 움직이는 제어밸브(171~178)의 스트로크양을 저감시키거나 혹은 소실시켜, 좌측주행용 유압모터(1L), 우측주행용 유압모터(1R), 선회용 유압모터(2A), 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9)의 각각의 움직임을 둔화시키거나 혹은 정지시킬 수 있다.
컨트롤러(30)는, 전환밸브(51)(도 7 참조)를 제어하여 관로(L1B)에 있어서의 작동유의 압력을 저감시킴으로써, 좌측조작레버(26L) 및 우측조작레버(26R)의 각각의 조작에 따라 생성되는 파일럿압을 저감시켜도 된다. 그 결과, 파일럿압에 따라 움직이는 제어밸브(173~178)의 스트로크양을 저감시키거나 혹은 소실시켜, 선회용 유압모터(2A), 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9)의 각각의 움직임을 둔화시키거나 혹은 정지시킬 수 있다. 이 경우, 좌측주행용 유압모터(1L) 및 우측주행용 유압모터(1R)의 각각의 움직임은 제한되지 않는다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태가 상세하게 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 상술한 실시형태에 제한되는 것은 아니다. 상술한 실시형태는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 다양한 변형 또는 치환 등이 적용될 수 있다. 또, 상술한 실시형태를 참조하여 설명된 특징의 각각은, 기술적으로 모순되지 않는 한, 적절히 조합되어도 된다.
예를 들면, 컨트롤러(30)는, 조작레버가 조작자의 손으로 조작되고 있지 않은, 즉 조작자의 손 이외의 부위 또는 물체와의 접촉을 통하여 조작되고 있다고 판정한 경우에 액추에이터의 움직임을 제한하도록 구성되어 있어도 된다. 그리고, 조작레버가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정한 경우에 액추에이터의 동작제한을 해제하도록 구성되어 있어도 된다. 주행레버에 대해서도 동일하다. 단, 컨트롤러(30)는, 주행페달이 조작자의 발로 조작되고 있는지 여부에 따라, 주행페달에 의한 액추에이터의 움직임의 제한의 필요 여부를 판단하도록 구성되어 있어도 된다. 구체적으로는, 주행페달이 조작자의 발로 조작되고 있지 않은, 즉 조작자의 발 이외의 부위 또는 물체와의 접촉을 통하여 조작되고 있다고 판정한 경우에 주행용 유압모터의 움직임을 제한하도록 구성되어 있어도 된다. 그리고, 주행페달이 조작자의 발로 조작되고 있다고 판정한 경우에 주행용 유압모터의 동작제한을 해제하도록 구성되어 있어도 된다.
컨트롤러(30)는, 조작레버가 조작자의 손으로 조작되고 있지 않은, 즉 조작자의 손 이외의 부위 또는 물체와의 접촉을 통하여 조작되고 있다고 판정한 경우, 화면표시, 경고음 및 진동 등 중 적어도 하나의 알림수단에 의하여, 그 취지를 작업자에게 알려도 된다.
또, 상술한 실시형태에서는, 전환밸브(51)는, 좌측조작레버(26L) 및 우측조작레버(26R)의 각각의 상태를 동시에 전환할 수 있는 1개의 전환밸브로 구성되어 있다. 단, 전환밸브(51)는, 좌측조작레버(26L)에 관한 전환밸브와 우측조작레버(26R)에 관한 전환밸브의 조합과 같이, 2개 이상의 전환밸브로 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 전환밸브(51)는, 좌측조작레버(26L)의 상태와 우측조작레버(26R)의 상태를 따로따로 전환할 수 있다.
또, 상술한 실시형태에서는, 전환밸브(51)는, 파일럿펌프(15)와 조작레버(좌측조작레버(26L) 및 우측조작레버(26R))를 연결하는 관로(L1B)에 배치된 1개의 전환밸브로 구성되어 있다. 단, 전환밸브(51)는, 조작레버와 제어밸브의 파일럿포트를 연결하는 관로에 배치되는 복수의 전환밸브로 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 전환밸브(51)는, 유압액추에이터의 각각에 관한 조작의 유효·무효를 개별로 제어할 수 있다.
본원은, 2017년 8월 23일에 출원한 일본 특허출원 2017-160251호에 근거하는 우선권을 주장하는 것이며, 이 일본 특허 출원의 전체 내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.
1 하부주행체
1L 좌측주행용 유압모터
1R 우측주행용 유압모터
2 선회기구
2A 선회용 유압모터
3 상부선회체
4 붐
5 암
6 버킷
7 붐실린더
8 암실린더
9 버킷실린더
10 운전실
11 엔진
14 메인펌프
15 파일럿펌프
17 컨트롤밸브
26 조작장치
26L 좌측조작레버
26R 우측조작레버
26DL 좌측주행레버
26DR 우측주행레버
26PL 좌측주행페달
26PR 우측주행페달
29 조작압센서
29L 좌측조작압센서
29R 우측조작압센서
29DL 좌측주행압센서
29DR 우측주행압센서
30 컨트롤러
50 게이트로크밸브
51 전환밸브
100 제어시스템
171~178 제어밸브
D1 게이트로크레버
D2 표시장치
D3 촬상장치
DS 운전석

Claims (10)

  1. 하부주행체와,
    상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와,
    상기 상부선회체에 탑재되는 운전실과,
    상기 운전실 내에 설치되는 조작장치와,
    상기 조작장치에 의하여 구동되는 액추에이터와,
    상기 액추에이터의 움직임을 제한 가능한 제어장치를 갖고,
    상기 제어장치는, 상기 조작장치가 조작자의 손으로 조작되고 있는지 여부에 따라, 상기 액추에이터의 움직임에 관한 제한의 필요 여부를 판단하는, 쇼벨.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 운전실 내에 장착된 하나 또는 복수의 카메라의 출력에 근거하여 상기 조작장치가 조작자의 손으로 조작되고 있는지 여부를 판정하는, 쇼벨.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 조작장치의 조작에 따라 생성되는 파일럿압을 저감시킴으로써 상기 액추에이터의 움직임을 제한하는, 쇼벨.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 파일럿압을 저감시키는 것은, 게이트로크밸브에 의하여 실현되는, 쇼벨.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 파일럿압을 저감시키는 것은, 게이트로크밸브 이외의 밸브에 의하여 실현되는, 쇼벨.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 주행페달이 조작자의 발로 조작되고 있는지 여부에 따라, 상기 주행페달에 의한 상기 액추에이터의 움직임의 제한의 필요 여부를 판단하는, 쇼벨.
  7. 제1항에 있어서,
    파일럿압생성장치와 제어밸브의 사이에 설치되는 전환밸브를 갖고,
    상기 조작장치의 조작에 따라 생성되는 파일럿압은, 상기 전환밸브에 의하여 제어되는, 쇼벨.
  8. 제1항에 있어서,
    파일럿압생성장치와 제어밸브의 사이에 설치되는 비례감압밸브를 갖고,
    상기 제어장치는, 상기 비례감압밸브를 제어하여 상기 액추에이터의 움직임을 제한하는, 쇼벨.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 조작장치가 조작자의 손으로 조작되고 있다고 판정할 때까지는 상기 액추에이터의 움직임을 제한하도록 구성되어 있는, 쇼벨.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 조작장치가 조작자의 손으로 조작되고 있지 않다고 판정할 때까지는 상기 액추에이터의 움직임을 제한하지 않도록 구성되어 있는, 쇼벨.
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