WO2022080025A1 - 建設機械 - Google Patents

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WO2022080025A1
WO2022080025A1 PCT/JP2021/031937 JP2021031937W WO2022080025A1 WO 2022080025 A1 WO2022080025 A1 WO 2022080025A1 JP 2021031937 W JP2021031937 W JP 2021031937W WO 2022080025 A1 WO2022080025 A1 WO 2022080025A1
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unit
mode
construction machine
monitoring
execution
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French (fr)
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将志 段口
頌梧 鈴木
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Yanmar Holdings Co Ltd
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Yanmar Holdings Co Ltd
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • B60Y2200/412—Excavators
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    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/30—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom
    • E02F3/32—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom working downwardly and towards the machine, e.g. with backhoes
    • E02F3/325—Backhoes of the miniature type

Definitions

  • the present invention relates to construction machinery.
  • Patent Document 1 discloses a shovel that limits the operation of the shovel when an object is detected around the shovel by the object detecting means, or notifies that the object has been detected.
  • the operation mode of the excavator includes a specific operation mode (hereinafter, also referred to as a specific mode) such as a crane mode for suspending work in addition to a normal mode for performing normal operation or work such as running, turning, and excavation.
  • a specific mode such as a crane mode for suspending work in addition to a normal mode for performing normal operation or work such as running, turning, and excavation.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is usually caused by an operation regulation based on a state around a construction machine in an operation mode other than a specific mode (for example, a crane mode). While avoiding the dangers gained, the particular mode is to provide construction machinery that can ensure work safety by avoiding the dangers that arise when restricting operation.
  • a specific mode for example, a crane mode
  • the construction machine controls the execution of the operation regulation of the construction machine based on the monitoring result of the monitoring unit and the monitoring unit that monitors the surroundings of the construction machine according to the operation mode of the construction machine.
  • the control unit executes the operation regulation based on the monitoring result, while the operation mode is the specific mode. In this case, the execution of the operation regulation based on the monitoring result is stopped.
  • FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of a hydraulic excavator 1, which is an example of a construction machine of the present embodiment.
  • the hydraulic excavator 1 includes a lower traveling body 2, a working machine 3, and an upper turning body 4.
  • the direction is defined as follows. First, the direction in which the lower traveling body 2 goes straight is the front-rear direction, one side of which is “front”, and the other side is “rear”. In FIG. 1, as an example, the blade 23 side is shown as “front” with respect to the traveling motor 22. Further, the horizontal direction perpendicular to the front-rear direction is defined as the left-right direction. At this time, the left side is defined as “left” and the right side is defined as "right” when viewed from the operator (operator) sitting in the driver's seat 41a. Further, the gravity direction perpendicular to the front-back direction and the left-right direction is the vertical direction, the upstream side in the gravity direction is "up”, and the downstream side is "down".
  • the lower traveling body 2 receives power from the engine 40 and is driven to drive the hydraulic excavator 1.
  • the lower traveling body 2 includes a pair of left and right crawlers 21 and a pair of left and right traveling motors 22.
  • Each traveling motor 22 is a hydraulic motor.
  • the left and right traveling motors 22 drive the left and right crawlers 21, respectively, so that the hydraulic excavator 1 can be moved forward and backward.
  • the lower traveling body 2 is provided with a blade 23 for performing ground leveling work and a blade cylinder 23a.
  • the blade cylinder 23a is a hydraulic cylinder that rotates the blade 23 in the vertical direction.
  • the work machine 3 is driven by receiving power from the engine 40 to perform excavation work for digging up earth and sand.
  • the working machine 3 includes a boom 31, an arm 32, and a bucket 33. By independently driving the boom 31, arm 32, and bucket 33, excavation work can be performed.
  • the boom 31 is rotated by the boom cylinder 31a.
  • the base end of the boom cylinder 31a is supported by the front portion of the upper swing body 4, and the boom cylinder 31a can be expanded and contracted.
  • the arm 32 is rotated by the arm cylinder 32a.
  • the base end of the arm cylinder 32a is supported by the tip of the boom 31, and the arm cylinder 32a can be expanded and contracted.
  • the bucket 33 is rotated by the bucket cylinder 33a.
  • the base end of the bucket cylinder 33a is supported by the tip of the arm 32, and the bucket cylinder 33a can be expanded and contracted.
  • the boom cylinder 31a, the arm cylinder 32a, and the bucket cylinder 33a are composed of hydraulic cylinders.
  • the bucket 33 is a container-shaped member provided at the tip of the work machine 3 and provided with claws for performing excavation work.
  • the bucket 33 is rotatably attached to the tip of the arm 32 via a pin 34. Further, the bucket 33 is connected to the bucket cylinder 33a via the link mechanism 35.
  • a hook 36 for crane work is attached to the tip of the arm 32.
  • the hook 36 is a hook-shaped member that performs crane work, and is rotatably provided on the link mechanism 35.
  • the crane work refers to a hanging work of suspending and raising / lowering an object to be suspended.
  • the hook 36 is rotatably supported with the axis of the link mechanism 35 as a rotation fulcrum, and is in a deployed state (see FIG. 1) protruding from the bucket 33 and a stored state stored in the bucket 33 side (not shown). ) And the posture can be changed. For example, when excavating with the bucket 33, the hook 36 is stored. On the other hand, when the crane work is performed by the hook 36, the hook 36 is put into the deployed state.
  • the upper swivel body 4 is configured to be swivelable with respect to the lower traveling body 2 via a swivel bearing (not shown).
  • a control unit 41, a swivel table 42, a swivel motor 43, an engine room 44, and the like are arranged in the upper swivel body 4.
  • the upper swivel body 4 is swiveled via a swivel bearing by being driven by a swivel motor 43 which is a hydraulic motor.
  • a plurality of hydraulic pumps P0 are arranged in addition to the engine 40 that provides power to each part.
  • Each hydraulic pump P0 supplies hydraulic oil (pressure oil) to a hydraulic motor (for example, left and right traveling motors 22 and swivel motor 43) and a hydraulic cylinder (for example, blade cylinder 23a, boom cylinder 31a, arm cylinder 32a, bucket cylinder 33a). Supply.
  • a hydraulic motor and a hydraulic cylinder driven by supplying hydraulic oil from an arbitrary hydraulic pump P0 are collectively referred to as a hydraulic actuator AC (see FIG. 2).
  • a driver's seat 41a is arranged in the control unit 41 on which the operator rides.
  • An operation unit 41b is arranged around the driver's seat 41a (particularly forward, left and right).
  • the operation unit 41b is composed of an operation lever, a switch, a button, etc. for driving the hydraulic actuator AC.
  • the hydraulic actuator AC is driven by the operator sitting on the driver's seat 41a and operating the operation unit 41b.
  • the lower traveling body 2 can travel, the ground leveling work by the blade 23, the excavation work by the working machine 3, the crane work, the turning of the upper turning body 4, and the like can be performed.
  • the hydraulic excavator 1 has a normal mode and a crane mode as operation modes.
  • the normal mode is an operation mode in which operations such as traveling (driving the lower traveling body 2), turning (driving the upper rotating body 4), excavation (driving the working machine 3), or performing operations are performed.
  • the operation unit 41b By operating the operation unit 41b, the operator can operate the hydraulic excavator 1 in the normal mode to execute traveling, turning, excavation, and the like.
  • the crane mode is an operation mode in which an object is suspended by a hook 36 to perform a crane operation. The operator can make the hydraulic excavator 1 execute the crane operation by operating the input unit 72 (see FIG. 2) described later to set the crane mode and operating the operation unit 41b.
  • FIG. 2 schematically shows the configuration of the main part of the hydraulic excavator 1.
  • the hydraulic excavator 1 further includes a monitoring unit 50, a control unit 60, a monitoring device 70, a rotary lamp 81, a light emitting unit 82, and a warning unit 83.
  • the monitoring unit 50 monitors the surroundings by detecting the presence or absence of obstacles around the hydraulic excavator 1.
  • the above obstacles include objects to be monitored such as people, objects, and animals.
  • the hydraulic excavator 1 includes a monitoring unit 50 that monitors the surroundings of the hydraulic excavator 1.
  • the monitoring unit 50 monitors the surroundings of the hydraulic excavator 1 by acquiring an image of the surroundings of the hydraulic excavator 1. More specifically, the monitoring unit 50 has the following configuration.
  • the monitoring unit 50 includes an imaging unit 51, an image processing unit 52, and a bird's-eye view image generation unit 53.
  • the image pickup unit 51 includes a left camera 51a, a right camera 51b, and a rear camera 51c that capture images on the left, right, and rear of the hydraulic excavator 1, respectively.
  • the image acquired by the imaging unit 51 by shooting is, for example, a moving image, but it may be a still image acquired by shooting at a predetermined frame cycle.
  • the image processing unit 52 detects whether or not the object included in the image is an obstacle by performing image recognition processing by inputting an image acquired by the image pickup unit 51 (for example, an image taken on the right side). At the same time, it detects intruders in the monitoring area.
  • the bird's-eye view image generation unit 53 is a bird's-eye view image centered on the hydraulic excavator 1 by image processing from a plurality of images acquired by a plurality of cameras (left camera 51a, right camera 51b, rear camera 51c) of the imaging unit 51. Generate a bird's-eye view image).
  • the image processing unit 52 and the bird's-eye view image generation unit 53 described above are configured by, for example, a central processing unit called a CPU (Central Processing Unit) or an arithmetic unit such as a GPU (Graphics Processing Unit).
  • a CPU Central Processing Unit
  • arithmetic unit such as a GPU (Graphics Processing Unit).
  • the number of cameras, the installation location, and the installation method are not particularly limited as long as the monitoring unit 50 can detect obstacles within the required range.
  • the obstacle may be detected by using an obstacle sensor instead of the camera.
  • the obstacle sensor a known distance measuring device capable of acquiring the distance information of the obstacle can be used.
  • an ultrasonic radar using ultrasonic waves, a millimeter wave radar using radio waves in the millimeter wave band, a rider (LIDER) that measures scattered light for laser irradiation to determine the distance, and multiple camera functions are integrated.
  • a stereo camera or the like that measures the distance from the captured image to the object can be used as an obstacle sensor.
  • the control unit 60 controls the operation of each unit of the hydraulic excavator 1.
  • the control unit 60 executes the operation regulation of the hydraulic excavator 1 based on the monitoring result of the monitoring unit 50, and operates the hydraulic excavator 1.
  • the mode is, for example, the crane mode
  • the execution of the operation regulation of the hydraulic excavator 1 based on the monitoring result of the monitoring unit 50 is stopped.
  • the hydraulic excavator 1 includes a control unit 60 that controls the execution of the operation regulation of the hydraulic excavator 1 based on the monitoring result of the monitoring unit 50 according to the operation mode of the hydraulic excavator 1.
  • Such a control unit 60 is composed of an electronic control unit called an ECU (Electronic Control Unit).
  • the above-mentioned operation regulation includes, for example, complete stop of operation such as running, limitation of running speed (decrease), reduction of engine speed, and the like. The details of the operation under the control of the control unit 60 will be described later.
  • the control unit 60 may include a storage unit.
  • the storage unit stores a program for operating the control unit 60 and various types of information.
  • a RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • non-volatile memory or the like can be used.
  • the monitoring device 70 is arranged in the vicinity of the driver's seat 41a (for example, diagonally forward), displays various information, and provides necessary information to the operator seated in the driver's seat 41a.
  • the monitoring device 70 has a display unit 71 and an input unit 72.
  • the monitor device 70 itself may be provided with an ECU (monitor ECU) inside, and each part in the monitor device 70 may be controlled by the monitor ECU.
  • the display unit 71 is composed of, for example, a liquid crystal display device, and displays an image acquired by the monitoring unit 50.
  • FIG. 3 schematically shows an example of the display screen of the display unit 71.
  • the bird's-eye view image Bv created by the image processing unit 52 from the images taken and acquired by each of the left camera 51a, the right camera 51b, and the rear camera 51c constituting the imaging unit 51 of the monitoring unit 50 is displayed in the display unit.
  • the state displayed in 71 is shown.
  • the hydraulic excavator 1 of the present embodiment includes a display unit 71 that displays an image acquired by the monitoring unit 50.
  • the display unit 71 displays information (icon, text, etc.) indicating that the obstacle has been detected.
  • information icon, text, etc.
  • FIG. 3 in the bird's-eye view image Bv, when a “person”, which is an example of an obstacle, is detected on the left side and the rear side of the hydraulic excavator 1 by the monitoring unit 50, the obstacle on the left side is the “person”.
  • An icon M1 indicating that there is, an icon A1 indicating a left-pointing arrow indicating that a "person” has been detected on the left side of the hydraulic excavator 1, and an icon A1 indicating that the detection direction is on the left side with respect to the hydraulic excavator 1.
  • Position information P1 (shown by the thick arc of the broken line in FIG. 3), the icon M2 indicating that the obstacle behind is a "person", and the rear indicating that a "person” has been detected behind the hydraulic excavator 1.
  • the icon A2 indicating the direction arrow and the position information P2 (shown by the thick arc in practice in FIG. 3) indicating that the detection direction is behind the hydraulic excavator 1 display the bird's-eye view image Bv on the display unit 71. It shows the state of being displayed at the same time outside the area.
  • the operator sees the icon M1 or the like displayed on the display unit 71, and the monitoring unit 50 detects an obstacle, and the type of the obstacle (the obstacle type ( Whether or not it is a person) and the detection direction of obstacles can be grasped immediately.
  • the type of the obstacle the obstacle type ( Whether or not it is a person) and the detection direction of obstacles can be grasped immediately.
  • the icon may be displayed in different colors on the display unit 71 according to the distance from the hydraulic excavator 1 to the obstacle. For example, when the distance from the hydraulic excavator 1 to an obstacle is measured by the monitoring unit 50, if the distance is less than 2 m, the icon M1 or the like is displayed in yellow, and if the distance is 2 m or more, the icon M1 or the like is displayed in red. The icon M1 or the like may be displayed.
  • the display unit 71 has information indicating that the execution of the operation regulation is stopped when the execution of the operation regulation based on the monitoring result of the monitoring unit 50 is stopped in a specific operation mode (for example, the crane mode). Is also displayed.
  • FIG. 3 shows a state in which the text information of "operation restriction system is stopped” is displayed on the upper side of the display area of the bird's-eye view image Bv in the display unit 71 as the information R indicating the execution stop of the operation restriction. ..
  • a specific operation mode such as a crane mode is also referred to as a "specific mode" below.
  • the display unit 71 also displays various information such as whether or not the operation mode of the hydraulic excavator 1 is the crane mode, the amount of fuel, and warning information regarding seatbelt wearing. Further, when the operation mode is the crane mode, information on the rated weight (for example, 3.0t in FIG. 3) and the current suspension load (for example, 2.8t in FIG. 3) is also displayed on the display unit 71.
  • the input unit 72 is operated by an operator to set and input various information.
  • the input unit 72 is composed of, for example, a touch panel input device arranged so as to be superimposed on the display unit 71.
  • the input unit 72 may be composed of a mechanical input button or a jog dial.
  • the crane mode can be set as the operation mode of the hydraulic excavator 1.
  • the crane mode can be set by the operator pressing the display area (input position of the input unit 72) of the “crane” on the display screen of the display unit 71.
  • the hydraulic excavator 1 includes an input unit 72 that accepts the setting of the specific mode.
  • the operator presses the display area (input position of the input unit 72) of the "camera” on the display screen of the display unit 71, so that the image displayed on the display unit 71 can be displayed as a bird's-eye view image Bv and individual images. It can be switched between a camera image (an image acquired by the left camera 51a, an image acquired by the right camera 51b, and an image acquired by the rear camera 51c).
  • the rotary lamp 81 shown in FIG. 2 is composed of a lamp that rotates when the monitoring unit 50 detects an obstacle.
  • the light emitting unit 82 is composed of, for example, a light emitting diode (LED), and lights up or blinks when the monitoring unit 50 detects an obstacle.
  • the alarm unit 83 includes a buzzer that outputs a sound when the monitoring unit 50 detects an obstacle.
  • the alarm unit 83 may be composed of a voice output unit that outputs a voice (electronic sound) when the monitoring unit 50 detects an obstacle. The operator can recognize that the monitoring unit 50 has detected an obstacle by rotating the lamp of the rotating lamp 82, lighting (or blinking) the light emitting unit 82, and outputting a buzzer sound or a voice by the alarm unit 63.
  • the display unit 71, the rotary lamp 81, the light emitting unit 82, and the alarm unit 83 of the monitor device 70 display an icon or the like, rotate the lamp, and emit light when the monitoring unit 50 detects an obstacle. , Outputs an alarm by sound output. From this, it can be said that the display unit 71, the rotary lamp 81, the light emitting unit 82, and the alarm unit 83 constitute an alarm device 90 that outputs an alarm based on the monitoring result of the monitoring unit 50. That is, the hydraulic excavator 1 of the present embodiment includes an alarm device 90 that outputs an alarm based on the monitoring result of the monitoring unit 50. It should be noted that the alarm device 90 does not have to include all of the display unit 71, the rotating lamp 81, the light emitting unit 82, and the alarm unit 83, and may be configured to include at least one of them.
  • the control unit 60 stops executing the operation restriction of the hydraulic excavator 1 in the specific mode (for example, the crane mode).
  • the lamp of the rotary lamp 81 rotates and the light emitting unit 82 lights up or blinks.
  • the alarm unit 83 outputs a sound or a voice indicating that the execution of the operation regulation has been stopped. Therefore, in the display unit 71, the rotary lamp 81, the light emitting unit 82, and the alarm unit 83 of the monitor device 70, the control unit 60 stops executing the operation regulation of the hydraulic excavator 1 in a specific operation mode (for example, a crane mode).
  • a specific operation mode for example, a crane mode
  • the execution stop notification device 100 for notifying that the execution of the operation regulation has been stopped is configured by the display, the rotation of the lamp, the light emission, and the output of the sound. That is, the hydraulic excavator 1 of the present embodiment includes an execution stop notification device 100 that notifies the execution stop of the operation regulation when the control unit 60 stops the execution of the operation regulation based on the monitoring result of the monitoring unit 50. It should be noted that the execution stop notification device 100 does not have to include all of the display unit 71, the rotary lamp 81, the light emitting unit 82, and the alarm unit 83, and may be configured to include at least one of them.
  • the hydraulic excavator 1 includes a plurality of hydraulic actuators AC, a hydraulic pump P0 for pumping pressure oil to the plurality of hydraulic actuator ACs, and a pilot pump PP.
  • FIG. 2 shows a hydraulic circuit corresponding to one hydraulic actuator AC for convenience, the same hydraulic circuit is configured for the other hydraulic actuator AC.
  • the plurality of hydraulic actuators AC are left and right traveling motors 22 which are traveling hydraulic actuators for driving the lower traveling body 2, blade cylinders 23a which are hydraulic actuators for rotating the blades 23 up and down, and turning for driving the upper swinging body 3. It includes a swivel motor 43 which is a hydraulic actuator, a boom cylinder 31a, an arm cylinder 32a, and a bucket cylinder 33a which are working hydraulic actuators for driving a working machine 3.
  • the blade cylinder 23a, boom cylinder 31a, arm cylinder 32a, and bucket cylinder 33a are collectively referred to as a hydraulic cylinder CY.
  • the hydraulic excavator 1 may be configured to have a so-called boom swing function of swinging the working machine 3 (boom 31) left and right with respect to the upper swing body 4.
  • the hydraulic cylinder CY also includes a swing cylinder which is a hydraulic actuator for swinging the boom 31.
  • the boom swing function is installed in a mini excavator (small hydraulic excavator) used for construction in a narrow space.
  • the plurality of hydraulic pumps P0 include a variable capacity pump and a fixed capacity pump, and are driven by the engine 40.
  • the variable displacement pump pumps pressure oil to the left and right traveling motors 22, the boom cylinder 31a, the arm cylinder 32a, and the bucket cylinder 33a.
  • the fixed-capacity pump pumps pressure oil to the blade cylinder 23a, the swivel motor 43, and the swing cylinder (not shown).
  • Each of the plurality of actuators AC is provided with a corresponding direction switching valve CV.
  • This directional control valve CV is a pilot-type directional control valve that can switch the direction and flow rate of the pressure oil pumped from the hydraulic pump P0 (variable capacity pump or fixed capacity pump), and is also called a control valve.
  • the direction switching valve CV of the present embodiment includes a direction switching valve corresponding to the left and right traveling motors 22, a direction switching valve corresponding to the boom cylinder 31a, a direction switching valve corresponding to the arm cylinder 32a, and a direction corresponding to the bucket cylinder 33a.
  • a switching valve, a directional switching valve corresponding to the blade cylinder 23a, a directional switching valve corresponding to the swivel motor 43, and a directional switching valve corresponding to the swing cylinder are included.
  • the pilot pump PP discharges pilot oil, which is an input command to the directional control valve CV.
  • the pilot pump PP driven by the engine 40 generates a pilot pressure in the pilot oil passage by discharging the pressure oil.
  • a pilot oil passage is provided from the pilot pump PP to each of the directional control valves CV.
  • the operation unit 41b has a remote control valve RV for switching the direction and pressure of the pressure oil supplied to the direction switching valve CV.
  • the pressure oil discharged from the pilot pump PP is supplied to the remote control valve RV.
  • the remote control valve RV generates a pilot pressure according to the operation direction and the operation amount of the operation unit 41b.
  • the operation unit 41b includes, for example, a traveling lever for traveling the hydraulic excavator 1 and a steering lever for operating the working machine 3 and the like.
  • a solenoid valve SV is provided in the oil passage between the pilot pump PP and each remote control valve RV.
  • the solenoid valve SV adjusts the pilot pressure generated by the pilot pump PP in response to a control command from the control unit 60.
  • the pilot pressure for example, the drive of the plurality of hydraulic actuator ACs can be stopped all at once, and the drive speeds of the plurality of hydraulic actuator ACs can be uniformly controlled.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the flow of operation of the hydraulic excavator 1 under the control of the control unit 60.
  • the operator gets into the control unit 41 of the hydraulic excavator 1, sits on the control seat 41a, operates the operation unit 41b (for example, by rotating the ignition key), and starts the engine 40, the monitoring unit 50 starts monitoring the surroundings. (S1).
  • the control unit 60 When the monitoring unit 50 detects an obstacle around the hydraulic excavator 1 (Yes in S2), the control unit 60 outputs an alarm from the alarm device 90 (S3).
  • the control unit 60 has the display unit 71 functioning as the alarm device 90, along with the bird's-eye view image Bv generated by the monitoring unit 50, the obstacle icons M1, M2, A1, A2, and The position information P1 and P2 are displayed. Further, the control unit 60 controls at least one of the rotary lamp 81, the light emitting unit 82, and the alarm unit 83 as necessary to output an alarm indicating that an obstacle has been detected (for example, a rotary lamp). Rotate, turn on LED, output sound, etc.).
  • whether or not to output the alarm to the alarm device 90 can be freely set by the operator operating the input unit 72.
  • the control unit 60 can control the display unit 71 to display the bird's-eye view image Bv based on the operation of the input unit 72 by the operator, while not displaying the alarm (icon M1 or the like).
  • the control unit 60 determines whether or not the operation mode of the hydraulic excavator 1 is set to the crane mode by operating the input unit 72 (S4).
  • the control unit 60 regulates the operation of the hydraulic excavator 1 in order to avoid the danger of the hydraulic excavator 1 colliding with an obstacle while working in the normal mode. Is executed (S5).
  • the control unit 60 controls to stop the traveling and turning of the hydraulic excavator 1. More specifically, the control unit 60 outputs a control command for shutting off the pilot pressure corresponding to the predetermined hydraulic actuator AC to the solenoid valve SV. As a result, the predetermined hydraulic actuator AC can be locked to stop the traveling and turning of the hydraulic excavator 1.
  • the control unit 60 stops the alarm output by the monitoring unit 50 (S7). For example, the control unit 60 hides the icon M1 and the like on the display unit 71. Then, until the engine 40 is stopped by the operator, that is, until the work by the hydraulic excavator 1 is completed (No in S8), the processing after S2 is repeated, and when the work is completed (Yes in S8). Ends a series of processes.
  • the control unit 60 When the execution of the operation regulation is stopped in S9, the control unit 60 notifies the execution stop of the operation regulation by the execution stop notification device 100 (S10). For example, as shown in FIG. 3, the control unit 60 causes the display unit 71 functioning as the execution stop notification device 100 to display the information R indicating the execution stop of the operation restriction on the upper side of the display area of the bird's-eye view image Bv. Further, the control unit 60 controls at least one of the rotary lamp 81, the light emitting unit 82, and the alarm unit 83 as necessary to notify the stop of execution of the operation regulation (for example, rotate the rotary lamp at a low speed). , Blink LED, output buzzer sound, etc.).
  • the control unit 60 stops the output of the alarm by the alarm device 90 as in S7. (S12). Then, the control unit 60 stops the notification of the execution stop of the operation regulation by the execution stop notification device 100 (S13). For example, the control unit 60 hides the information R on the display unit 71. After that, the process proceeds to S8, and the same processing as described above is performed.
  • the control unit 60 executes the operation regulation based on the monitoring result of the monitoring unit 50, while the operation mode is the specific mode. In this case, the execution of the operation regulation based on the monitoring result of the monitoring unit 50 is stopped (S4, S5, S9).
  • the operation mode of the hydraulic excavator 1 is a normal mode (for example, an operation mode for running, turning, excavating, etc.)
  • the monitoring unit 50 detects an obstacle
  • the operation regulation is executed, and the running of the hydraulic excavator 1, for example, is stopped. do.
  • the operation mode of the hydraulic excavator 1 is a specific mode (for example, a crane mode)
  • the operation regulation of the hydraulic excavator 1 is not executed even when the monitoring unit 50 detects an obstacle. That is, the operation of the suspension work in the crane mode is not stopped.
  • the object In the crane mode, if the operation is stopped while the object is suspended, the object may run wild due to inertial force and collide with an obstacle, which increases the risk.
  • the control unit 60 executes the operation restriction when the operation mode is the normal mode, while the operation mode is the specific mode. In addition, the execution of the operation regulation is stopped (S2, S4, S5, S9).
  • the operation of the hydraulic excavator 1 is restricted in the normal mode other than the specific mode, so that the danger of the hydraulic excavator 1 colliding with the obstacle can be avoided.
  • the specific mode the execution of the operation restriction of the hydraulic excavator 1 is stopped, so that the operation of the hydraulic excavator 1 can be continuously performed.
  • the hydraulic excavator 1 can execute an operation for avoiding danger to ensure work safety.
  • the construction machine is the hydraulic excavator 1, and the specific mode is the crane mode for suspending the object (S4).
  • the hydraulic excavator 1 When the hydraulic excavator 1 is operating in the crane mode, if the operation of the hydraulic excavator 1 is stopped while the object is suspended, the risk of the object shaking and colliding with an obstacle may increase. There is.
  • the crane mode the execution of the operation regulation of the hydraulic excavator 1 based on the monitoring result of the monitoring unit 50 is stopped, so that the suspended object collides with the obstacle even if the suspended object shakes. It is possible to enable an operation to avoid this and avoid the danger due to the collision at an early stage.
  • the control unit 60 stops the execution of the operation regulation based on the monitoring result of the monitoring unit 50 (S4, S9).
  • the control unit 60 recognizes that the operation mode is the specific mode and stops the execution of the operation regulation based on the monitoring result of the monitoring unit 50. You can control it.
  • the hydraulic excavator 1 is provided with an alarm device 90.
  • the alarm device 90 outputs an alarm regardless of whether the control unit 60 executes or stops the operation restriction, and the operator of the hydraulic excavator 1 operates. Alternatively, it is possible to call attention to the people around and to ensure the safety of work.
  • the hydraulic excavator 1 is provided with an execution stop notification device 100.
  • an execution stop notification device 100 By notifying the execution stop of the operation restriction by the execution stop notification device 100, it is possible to notify the operator of the hydraulic excavator 1 or a person around him of the fact that the execution of the operation restriction has been stopped and call attention to it.
  • the display unit 71 also serves as an alarm device 90 and an execution stop notification device 100, and displays an alarm based on the monitoring result of the monitoring unit 50 in addition to the image acquired by the monitoring unit 50 (S3). , When the execution of the operation regulation is stopped, the information indicating the execution stop is displayed (S10). In this configuration, a plurality of information (photographed image, alarm, information on stopping execution of operation restriction) to be notified to the operator are collectively displayed on one display unit 71. As a result, the operator can easily recognize a plurality of information only by looking at the display unit 71.
  • the crane mode has been described as an example as a specific mode for executing the operation regulation of the hydraulic excavator 1, but the specific mode is not limited to the crane mode.
  • the specific mode may be a fall prevention mode, and even in this case, the same operation restriction execution / stop control as in the present embodiment can be applied.
  • the position of the center of gravity of the hydraulic excavator 1 that changes according to the posture of the hydraulic excavator 1 is calculated from the above rotation angle and the like. Based on the calculation result, an operation for preventing the fall (for example, a winding operation of the boom 31 and the arm 32) is automatically controlled by the control unit 60.
  • the fall prevention mode is working, if the fall prevention operation is restricted based on the detection of obstacles by the monitoring unit 50, the entanglement operation of the boom 31 and the arm 32 may be stopped to prevent the fall. This makes it impossible, and there is a risk that the hydraulic excavator 1 will tip over.
  • the fall prevention mode is set to a specific mode, and in the fall prevention mode, the execution of the operation regulation based on the monitoring result of the monitoring unit 50 is stopped, so that the operation for the fall prevention can be executed, and the hydraulic excavator 1 can be executed. You can avoid the danger of falling.
  • the specific mode is a grapple mode in which work is performed with the grappler. May be good. If the operation regulation is executed based on the detection of obstacles by the monitoring unit 50 while grasping a heavy object with the grappler, the operation of the grappler may stop while grasping the heavy object in the air. be. In this case, a heavy object held by the grappler may fall. Therefore, by setting the grapple mode as a specific mode and stopping the execution of the operation regulation based on the monitoring result of the monitoring unit 50 in the grapple mode, it is possible to put the heavy object grasped by the grappler on the ground. The danger of falling heavy objects can be avoided.
  • the present invention can be used for construction machinery such as hydraulic excavators.

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Abstract

建設機械としての油圧ショベルは、建設機械の周囲を監視する監視部と、建設機械の動作モードに応じて、監視部の監視結果に基づく建設機械の動作規制の実行を制御する制御部と、を備える。制御部は、動作モードが特定モード以外の通常モードである場合に、監視結果に基づく動作規制を実行する一方、動作モードが特定モードである場合に、監視結果に基づく動作規制の実行を停止する。

Description

建設機械
　本発明は、建設機械に関する。
　従来から、ショベルなどの建設機械が種々提案されている。例えば、特許文献１では、物体検知手段によってショベルの周囲に物体が検知されたときに、ショベルの動作制限を行い、または物体が検知されたことの報知を行うショベルが開示されている。
国際公開ＷＯ２０１８／００８５０４
　ところで、ショベルの動作モードには、走行、旋回、掘削などの通常の動作または作業を行う通常モードのほか、吊り作業を行うクレーンモードなどの特定の動作モード（以下、特定モードとも称する）が含まれる場合がある。特許文献１のように、ショベルの動作モードに関係なく、ショベルの周囲に物体が検知されたときに、一律にショベルの動作制限（例えば動作の停止）を行うことは、危険を回避する点で必ずしも妥当でない場合がある。
　例えば、クレーンモードでの吊り作業中に、周囲の物体の検知に基づいて、旋回、走行および作業機の昇降動作を急に停止させる動作規制を行った場合、吊り下げた対象物が慣性力により暴れて、周囲の人、物等と衝突するおそれがある。
　本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、特定モード（例えばクレーンモード）以外の動作モードでは、建設機械の周囲の状態に基づく動作規制により、通常生じ得る危険を回避する一方、特定モードでは、動作を規制すると却って生じる危険を回避して、作業の安全を確保することができる建設機械を提供することにある。
　本発明の一側面に係る建設機械は、建設機械の周囲を監視する監視部と、前記建設機械の動作モードに応じて、前記監視部の監視結果に基づく前記建設機械の動作規制の実行を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記動作モードが特定モード以外の通常モードである場合に、前記監視結果に基づく前記動作規制を実行する一方、前記動作モードが前記特定モードである場合に、前記監視結果に基づく前記動作規制の実行を停止する。
　特定モード以外のモード（通常モード）では、建設機械の周囲の状態（監視結果）に基づいて動作規制を実行することにより、建設機械が周囲の障害物と衝突するなどの通常生じ得る危険を回避することができる。一方、特定モードでは、周囲の状態に基づく動作規制の実行を停止することにより、動作を規制すると却って生じる危険を回避して、作業の安全を確保することができる。
本発明の実施の一形態に係る建設機械の一例である油圧ショベルの概略の構成を示す側面図である。 上記油圧ショベルの主要部の構成を示す説明図である。 上記油圧ショベルが有する表示部の表示画面の一例を示す説明図である。 上記油圧ショベルにおける動作の流れを示すフローチャートである。
　本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
　〔１．建設機械〕
　図１は、本実施形態の建設機械の一例である油圧ショベル１の概略の構成を示す側面図である。油圧ショベル１は、下部走行体２と、作業機３と、上部旋回体４と、を備える。
　ここで、図１において、方向を以下のように定義する。まず、下部走行体２が直進する方向を前後方向とし、そのうちの一方側を「前」とし、他方側を「後」とする。図１では、例として、走行モータ２２に対してブレード２３側を「前」として示す。また、前後方向に垂直な横方向を左右方向とする。このとき、操縦席４１ａに座ったオペレータ（操作者）から見て左側を「左」とし、右側を「右」とする。さらに、前後方向および左右方向に垂直な重力方向を上下方向とし、重力方向の上流側を「上」とし、下流側を「下」とする。
　下部走行体２は、エンジン４０からの動力を受けて駆動し、油圧ショベル１を走行させる。下部走行体２は、左右一対のクローラ２１と、左右一対の走行モータ２２と、を備える。各走行モータ２２は、油圧モータである。左右の走行モータ２２が、左右のクローラ２１をそれぞれ駆動することにより、油圧ショベル１を前後進させることができる。下部走行体２には、整地作業を行うためのブレード２３と、ブレードシリンダ２３ａとが設けられる。ブレードシリンダ２３ａは、ブレード２３を上下方向に回動させる油圧シリンダである。
　作業機３は、エンジン４０からの動力を受けて駆動し、土砂等を掘り取る掘削作業を行う。作業機３は、ブーム３１、アーム３２、およびバケット３３を備える。ブーム３１、アーム３２、およびバケット３３を独立して駆動することにより、掘削作業を行うことができる。
　ブーム３１は、ブームシリンダ３１ａによって回動される。ブームシリンダ３１ａは、基端部が上部旋回体４の前部に支持され、伸縮自在に可動する。アーム３２は、アームシリンダ３２ａによって回動される。アームシリンダ３２ａは、基端部がブーム３１の先端部に支持され、伸縮自在に可動する。バケット３３は、バケットシリンダ３３ａによって回動される。バケットシリンダ３３ａは、基端部がアーム３２の先端部に支持され、伸縮自在に可動する。ブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａ、およびバケットシリンダ３３ａは、油圧シリンダによって構成される。
　バケット３３は、作業機３の先端に設けられ、掘削作業を行うためのツメを備えた容器状の部材である。バケット３３は、アーム３２の先端にピン３４を介して回動可能に取り付けられる。さらに、バケット３３は、リンク機構３５を介してバケットシリンダ３３ａと連結される。
　アーム３２の先端部には、クレーン作業用のフック３６が取り付けられている。フック３６は、クレーン作業を行う鉤状の部材であり、リンク機構３５に回動可能に設けられる。ここで、クレーン作業とは、吊り下げ対象となる対象物を吊り下げて昇降させる吊り作業を言う。フック３６は、リンク機構３５の軸を回動支点として回動可能に支持されており、バケット３３から突出させた展開状態（図１参照）と、バケット３３側に格納された格納状態（不図示）との間で姿勢変更することができる。例えば、バケット３３による掘削作業を行う場合には、フック３６を格納状態にする。一方、フック３６によるクレーン作業を行う場合には、フック３６を展開状態にする。
　上部旋回体４は、下部走行体２に対して旋回ベアリング（不図示）を介して旋回可能に構成される。上部旋回体４には、操縦部４１、旋回台４２、旋回モータ４３、機関室４４等が配置される。上部旋回体４は、油圧モータである旋回モータ４３の駆動により、旋回ベアリングを介して旋回する。上部旋回体４の後部には、各部に動力を提供するエンジン４０のほか、複数の油圧ポンプＰ０（図２参照）が配置されている。
　各油圧ポンプＰ０は、油圧モータ（例えば左右の走行モータ２２、旋回モータ４３）、および油圧シリンダ（例えばブレードシリンダ２３ａ、ブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａ、バケットシリンダ３３ａ）に作動油（圧油）を供給する。任意の油圧ポンプＰ０から作動油が供給されて駆動される油圧モータおよび油圧シリンダを、まとめて油圧アクチュエータＡＣ（図２参照）と呼ぶ。
　オペレータが乗車する操縦部４１には、操縦席４１ａが配置される。操縦席４１ａの周囲（特に前方、左右）には、操作部４１ｂが配置される。
　操作部４１ｂは、油圧アクチュエータＡＣを駆動するための操作レバー、スイッチ、ボタン等で構成される。オペレータが操縦席４１ａに着座して操作部４１ｂを操作することにより、油圧アクチュエータＡＣが駆動される。これにより、下部走行体２の走行、ブレード２３による整地作業、作業機３による掘削作業、クレーン作業、上部旋回体４の旋回、等を行うことができる。
　油圧ショベル１は、動作モードとして、通常モードと、クレーンモードと、を有する。通常モードとは、走行（下部走行体２の駆動）、旋回（上部旋回体４の駆動）、掘削（作業機３の駆動）などの動作または作業を行う動作モードである。オペレータは操作部４１ｂを操作することにより、油圧ショベル１を通常モードで動作させて、走行、旋回、掘削等を実行させることができる。一方、クレーンモードとは、フック３６によって対象物を吊り下げてクレーン作業を行う動作モードである。オペレータは、後述する入力部７２（図２参照）を操作してクレーンモードを設定し、操作部４１ｂを操作することにより、油圧ショベル１にクレーン作業を実行させることができる。
　〔２．油圧ショベルの主要部の構成〕
　図２は、油圧ショベル１の主要部の構成を模式的に示している。油圧ショベル１は、監視部５０と、制御部６０と、モニタ装置７０と、回転灯８１と、発光部８２と、発報部８３と、をさらに備えている。
　（２－１．監視部）
　監視部５０は、油圧ショベル１の周囲の障害物の有無を検出することによって周囲を監視する。なお、上記の障害物には、人、物、動物などの監視対象物が含まれる。つまり、油圧ショベル１は、油圧ショベル１の周囲を監視する監視部５０を備える。本実施形態では、監視部５０は、油圧ショベル１の周囲の画像を取得することによって、油圧ショベル１の周囲を監視する。より具体的に説明すると、監視部５０は以下の構成を有する。
　監視部５０は、撮像部５１と、画像処理部５２と、俯瞰画像生成部５３と、を有する。撮像部５１は、油圧ショベル１の左方、右方、後方をそれぞれ撮影して画像を取得する左カメラ５１ａ、右カメラ５１ｂ、後方カメラ５１ｃを含む。なお、撮像部５１が撮影によって取得する画像は、例えば動画であるが、所定のフレーム周期での撮影によって取得される静止画であってもよい。
　画像処理部５２は、撮像部５１で取得された画像（例えば右側方を撮影した画像）を入力として画像認識処理を行うことにより、上記画像に含まれる物体が障害物であるか否かを検知するとともに、監視領域への侵入物の検知を行う。
　俯瞰画像生成部５３は、撮像部５１の複数のカメラ（左カメラ５１ａ、右カメラ５１ｂ、後方カメラ５１ｃ）で取得された複数の画像から、画像処理により、油圧ショベル１を中心とする俯瞰画像（鳥瞰画像）を生成する。
　上記した画像処理部５２および俯瞰画像生成部５３は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と呼ばれる中央演算処理装置、またはＧＰＵ（Graphics　Processing　Unit）などの演算装置によって構成される。
　なお、監視部５０において、所要の範囲内で障害物を検出できる限り、カメラの個数や設置箇所、設置方法は特に限定されない。また、カメラの代わりに障害物センサを用いて障害物を検知する構成であってもよい。障害物センサとしては、障害物の距離情報を取得可能な公知の測距装置を用いることができる。例えば、超音波を用いた超音波レーダ、ミリ波帯の電波を用いたミリ波レーダ、レーザー照射に対する散乱光を測定して距離を求めるライダー（ＬＩＤＥＲ）、複数台のカメラ機能を一体に備え、撮影画像から対象物までの距離を測定するステレオカメラなどを、障害物センサとして用いることができる。
　（２－２．制御部）
　制御部６０は、油圧ショベル１の各部の動作を制御する。特に、本実施形態では、制御部６０は、油圧ショベル１の動作モードが例えば通常モードであるときに、監視部５０の監視結果に基づく油圧ショベル１の動作規制を実行し、油圧ショベル１の動作モードが例えばクレーンモードであるときに、監視部５０の監視結果に基づく油圧ショベル１の動作規制の実行を停止する。つまり、油圧ショベル１は、油圧ショベル１の動作モードに応じて、監視部５０の監視結果に基づく油圧ショベル１の動作規制の実行を制御する制御部６０を備える。このような制御部６０は、ＥＣＵ（Electronic　Control  Unit）と呼ばれる電子制御ユニットで構成される。上記の動作規制には、例えば、走行等の動作の完全な停止のほか、走行速度の制限（低速化）、エンジン回転数の低下などが含まれる。なお、制御部６０の制御による動作の詳細については後述する。
　なお、制御部６０には、記憶部が含まれていてもよい。記憶部は、制御部６０を動作させるためのプログラムや各種の情報を記憶する。このような記憶部としては、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、不揮発性メモリ等を用いることができる。
　（２－３．モニタ装置）
　モニタ装置７０は、操縦席４１ａの近傍（例えば斜め前方）に配置され、各種の情報を表示して、操縦席４１ａに着座したオペレータに必要な情報を提供する。このモニタ装置７０は、表示部７１と、入力部７２と、を有する。なお、モニタ装置７０自体が内部にＥＣＵ（モニタＥＣＵ）を備え、モニタＥＣＵによってモニタ装置７０内の各部を制御する構成であっても構わない。
　表示部７１は、例えば液晶表示装置で構成され、監視部５０によって取得された画像を表示する。例えば、図３は、表示部７１の表示画面の一例を模式的に示している。同図では、監視部５０の撮像部５１を構成する左カメラ５１ａ、右カメラ５１ｂ、後方カメラ５１ｃのそれぞれで撮影されて取得された画像から画像処理部５２が作成した俯瞰画像Ｂｖを、表示部７１に表示した状態を示している。なお、俯瞰画像Ｂｖの代わりに、左カメラ５１ａ、右カメラ５１ｂ、後方カメラ５１ｃのそれぞれで撮影されて取得された画像そのものを表示部７１に表示してもよい。このように、本実施形態の油圧ショベル１は、監視部５０で取得された画像を表示する表示部７１を備える。
　また、表示部７１には、監視部５０が障害物を検知したときに、障害物を検知したことを示す情報（アイコン、テキスト等）が表示される。例えば、図３では、俯瞰画像Ｂｖにおいて、油圧ショベル１の左側方および後方に障害物の一例である「人」が監視部５０によって検知されたときに、左側方の障害物が「人」であることを示すアイコンＭ１と、油圧ショベル１の左側方に「人」が検知されたことを示す左向きの矢印を示すアイコンＡ１と、検知方向が油圧ショベル１に対して左側方であることを示す位置情報Ｐ１（図３では破線の太線円弧で図示）と、後方の障害物が「人」であることを示すアイコンＭ２と、油圧ショベル１の後方に「人」が検知されたことを示す後方向きの矢印を示すアイコンＡ２と、検知方向が油圧ショベル１に対して後方であることを示す位置情報Ｐ２（図３では実践の太線円弧で図示）とが、表示部７１において俯瞰画像Ｂｖの表示領域の外側に同時に表示されている状態を示している。
　このように、表示部７１にアイコンＭ１等を表示することにより、オペレータは、表示部７１に表示されたアイコンＭ１等を見て、監視部５０が障害物を検知したこと、障害物の種類（人であるか否か）、障害物の検知方向を即座に把握することができる。
　このとき、油圧ショベル１から障害物までの距離に応じて、表示部７１にてアイコンを色分け表示してもよい。例えば、監視部５０によって油圧ショベル１から障害物までの距離が測定された場合において、上記距離が２ｍ未満であれば、黄色でアイコンＭ１等を表示し、上記距離が２ｍ以上の場合、赤色でアイコンＭ１等を表示してもよい。
　また、表示部７１には、後述するように、特定の動作モード（例えばクレーンモード）において、監視部５０の監視結果に基づく動作規制の実行を停止したときに、動作規制の実行停止を示す情報も表示される。図３では、表示部７１において、俯瞰画像Ｂｖの表示領域の上側に、動作規制の実行停止を示す情報Ｒとして、「動作制限システム停止中」のテキスト情報が表示されている状態を示している。なお、クレーンモードなどの特定の動作モードのことを、以下では「特定モード」とも称する。
　上記の他、表示部７１には、油圧ショベル１の動作モードがクレーンモードであるか否か、燃料の量、シートベルト装着等に関する警告情報等、各種の情報も表示される。また、動作モードがクレーンモードである場合、定格重量（図３では、例えば３．０ｔ）および現在の吊り下げ荷重（図３では、例えば２．８ｔ）の情報も表示部７１に表示される。
　入力部７２は、各種の情報を設定、入力するためにオペレータによって操作される。この入力部７２は、例えば表示部７１に重ねて配置されるタッチパネル入力装置で構成される。なお、入力部７２は、機械式の入力ボタンで構成されてもよいし、ジョグダイヤルで構成されてもよい。オペレータが入力部７２を操作（例えば押圧）することにより、油圧ショベル１の動作モードとしてクレーンモードを設定することができる。図３の例では、表示部７１の表示画面上で「クレーン」の表示領域（入力部７２の入力位置）をオペレータが押圧することにより、クレーンモードを設定することができる。このように、油圧ショベル１は、特定モードの設定を受け付ける入力部７２を備える。
　また、オペレータは、表示部７１の表示画面上で「カメラ」の表示領域（入力部７２の入力位置）を押圧することにより、表示部７１に表示される画像を、俯瞰画像Ｂｖと、個々のカメラ画像（左カメラ５１ａで取得された画像、右カメラ５１ｂで取得された画像、後方カメラ５１ｃで取得された画像）とで切り替えることができる。
　（２－４．回転灯、発光部、発報部）
　図２で示す回転灯８１は、監視部５０が障害物を検知したときに回転するランプで構成される。発光部８２は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成され、監視部５０が障害物を検知したときに点灯または点滅する。発報部８３は、監視部５０が障害物を検知したときに音を出力するブザーで構成される。なお、発報部８３は、監視部５０が障害物を検知したときに音声（電子音）を出力する音声出力部で構成されてもよい。回転灯８２のランプの回転、発光部８２の点灯（または点滅）、発報部６３によるブザー音または音声の出力により、オペレータは監視部５０が障害物を検知したことを認識することができる。
　以上のように、モニタ装置７０の表示部７１、回転灯８１、発光部８２、および発報部８３は、監視部５０が障害物を検知したときに、アイコン等の表示、ランプの回転、発光、音の出力によって警報を出力する。このことから、表示部７１、回転灯８１、発光部８２、および発報部８３は、監視部５０の監視結果に基づいて、警報を出力する警報装置９０を構成すると言える。つまり、本実施形態の油圧ショベル１は、監視部５０の監視結果に基づいて、警報を出力する警報装置９０を備える。なお、警報装置９０は、表示部７１、回転灯８１、発光部８２、および発報部８３の全てを備える必要はなく、少なくともいずれかを備えて構成されればよい。
　また、本実施形態では、特定モード（例えばクレーンモード）において、制御部６０が油圧ショベル１の動作規制の実行を停止したときも、回転灯８１のランプは回転し、発光部８２は点灯または点滅し、発報部８３は、動作規制の実行を停止したことを示す音または音声を出力する。したがって、モニタ装置７０の表示部７１、回転灯８１、発光部８２、および発報部８３は、制御部６０が特定の動作モード（例えばクレーンモード）において、油圧ショベル１の動作規制の実行を停止したときに、表示、ランプの回転、発光、音の出力により、動作規制の実行を停止したことを報知する実行停止報知装置１００を構成すると言える。つまり、本実施形態の油圧ショベル１は、制御部６０が監視部５０の監視結果に基づく動作規制の実行を停止したときに、動作規制の実行停止を報知する実行停止報知装置１００を備える。なお、実行停止報知装置１００は、表示部７１、回転灯８１、発光部８２、および発報部８３の全てを備える必要はなく、少なくともいずれかを備えて構成されればよい。
　〔３．油圧回路について〕
　次に、油圧ショベル１の油圧回路について、図１および図２に基づいて説明する。油圧ショベル１は、複数の油圧アクチュエータＡＣと、複数の油圧アクチュエータＡＣに圧油を圧送する油圧ポンプＰ０と、パイロットポンプＰＰと、を備える。なお、図２では、便宜的に、１つの油圧アクチュエータＡＣに対応する油圧回路を示しているが、他の油圧アクチュエータＡＣについても同様の油圧回路が構成されている。
　複数の油圧アクチュエータＡＣは、下部走行体２を駆動させる走行用油圧アクチュエータである左右の走行モータ２２、ブレード２３を上下回動させる油圧アクチュエータであるブレードシリンダ２３ａ、上部旋回体３を駆動させる旋回用油圧アクチュエータである旋回モータ４３、作業機３を駆動させる作業用油圧アクチュエータであるブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａ、バケットシリンダ３３ａを含む。ブレードシリンダ２３ａ、ブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａ、バケットシリンダ３３ａをまとめて、油圧シリンダＣＹと呼ぶ。
　なお、油圧ショベル１は、上部旋回体４に対して作業機３（ブーム３１）を左右にスイングさせる、所謂ブームスイング機能を有して構成されてもよい。油圧ショベル１がブームスイング機能を有する場合、油圧シリンダＣＹには、ブーム３１をスイングさせる油圧アクチュエータであるスイングシリンダも含まれる。一般に、ブームスイング機能は、狭隘な場所での施工に供されるミニショベル（小型油圧ショベル）に装備される。
　複数の油圧ポンプＰ０は、可変容量型ポンプと、固定容量型ポンプと、を含み、エンジン４０によって駆動される。可変容量型ポンプは、左右の走行モータ２２、ブームシリンダ３１ａ、アームシリンダ３２ａおよびバケットシリンダ３３ａに圧油を圧送する。固定容量型ポンプは、ブレードシリンダ２３ａ、旋回モータ４３およびスイングシリンダ（図示せず）に圧油を圧送する。
　複数のアクチュエータＡＣには、それぞれ対応する方向切換弁ＣＶが設けられている。この方向切換弁ＣＶは、油圧ポンプＰ０（可変容量型ポンプまたは固定容量型ポンプ）から圧送された圧油の方向および流量を切り換え可能なパイロット式の方向切換弁であり、コントロールバルブとも呼ばれる。本実施形態の方向切換弁ＣＶには、左右の走行モータ２２に対応する方向切換弁、ブームシリンダ３１ａに対応する方向切換弁、アームシリンダ３２ａに対応する方向切換弁、バケットシリンダ３３ａに対応する方向切換弁、ブレードシリンダ２３ａに対応する方向切換弁、旋回モータ４３に対応する方向切換弁、およびスイングシリンダに対応する方向切換弁が含まれる。
　パイロットポンプＰＰは、方向切換弁ＣＶに対する入力指令となるパイロット油を吐出する。エンジン４０によって駆動されるパイロットポンプＰＰは、圧油を吐出することにより、パイロット油路内にパイロット圧を発生させる。油圧ショベル１では、パイロットポンプＰＰから方向切換弁ＣＶの各々に至るパイロット油路が設けられる。
　操作部４１ｂは、方向切換弁ＣＶに供給される圧油の向きおよび圧力を切り換えるためのリモコン弁ＲＶを有する。リモコン弁ＲＶには、パイロットポンプＰＰから吐出された圧油が供給される。リモコン弁ＲＶは、操作部４１ｂの操作方向および操作量に応じてパイロット圧を生成する。操作部４１ｂは、例えば油圧ショベル１を走行させるための走行レバーおよび作業機３等を操縦するための操縦レバーなどを含む。
　パイロットポンプＰＰと各リモコン弁ＲＶとの間の油路には、電磁弁ＳＶが設けられている。電磁弁ＳＶは、制御部６０からの制御指令に応じて、パイロットポンプＰＰによって発生するパイロット圧を調整する。パイロット圧を調整することにより、例えば、複数の油圧アクチュエータＡＣの駆動を一斉に停止することができるとともに、複数の油圧アクチュエータＡＣの駆動速度を一律に制御することができる。
　〔４．動作について〕
　次に、上記構成の油圧ショベル１の動作について説明する。図４は、制御部６０の制御による油圧ショベル１の動作の流れの一例を示すフローチャートである。オペレータが油圧ショベル１の操縦部４１に乗り込み、操縦席４１ａに着座して操作部４１ｂを操作し（例えばイグニションキーを回転させ）、エンジン４０をかけると、監視部５０による周囲の監視が開始される（Ｓ１）。
　監視部５０が油圧ショベル１の周囲に障害物を検知すると（Ｓ２でＹｅｓ）、制御部６０は、警報装置９０から警報を出力させる（Ｓ３）。例えば図３で示したように、制御部６０は、警報装置９０として機能する表示部７１に、監視部５０によって生成された俯瞰画像Ｂｖとともに、障害物のアイコンＭ１、Ｍ２、Ａ１、Ａ２、および位置情報Ｐ１、Ｐ２を表示させる。また、制御部６０は、必要に応じて、回転灯８１、発光部８２、発報部８３の少なくともいずれかを制御して、障害物を検知したことを示す警報を出力させる（例えば回転ランプを回転させる、ＬＥＤを点灯させる、音声を出力させるなど）。
　なお、Ｓ３で、警報装置９０に警報を出力させるか否かは、オペレータが入力部７２を操作することによって自由に設定することができる。例えば、Ｓ３では、制御部６０は、オペレータによる入力部７２の操作に基づき、表示部７１に俯瞰画像Ｂｖを表示させる一方、警報（アイコンＭ１等）を表示させない制御を行うことも可能である。
　次に、制御部６０は、入力部７２の操作によって油圧ショベル１の動作モードがクレーンモードに設定されているか否かを判断する（Ｓ４）。クレーンモードに設定されていない場合には（Ｓ４でＮｏ）、制御部６０は、油圧ショベル１が通常モードでの作業中に障害物と衝突する危険を回避するために、油圧ショベル１の動作規制を実行する（Ｓ５）。例えば、制御部６０は、油圧ショベル１の走行および旋回を停止させる制御を行う。より詳しくは、制御部６０は、所定の油圧アクチュエータＡＣに対応するパイロット圧を遮断する制御指令を電磁弁ＳＶに出力する。これにより、所定の油圧アクチュエータＡＣをロックさせて、油圧ショベル１の走行および旋回を停止させることができる。
　その後、障害物が監視部５０の監視領域から退出するなど、監視部５０によって障害物が検知されなくなると（Ｓ６）、制御部６０は、監視部５０による警報の出力を停止させる（Ｓ７）。例えば、制御部６０は、表示部７１にて、アイコンＭ１等を非表示にする。そして、オペレータによってエンジン４０の停止操作がされるまで、つまり、油圧ショベル１による作業が終了するまで（Ｓ８にてＮｏ）、Ｓ２以降の処理を繰り返し、作業が終了すると（Ｓ８にてＹｅｓ）、一連の処理を終了する。
　一方、Ｓ４において、油圧ショベル１の動作モードがクレーンモードに設定されている場合には（Ｓ４でＹｅｓ）、制御部６０は、油圧ショベル１の動作を規制すると却って危険性が増大すると判断し、油圧ショベル１の動作規制の実行を停止する（Ｓ９）。これにより、オペレータは、操作部４１ｂにより、作業機３のブーム３１、アーム３２等を適切に操作して、クレーン作業によって吊り下げた対象物が障害物と衝突する危険を回避することができる。
　Ｓ９にて、動作規制の実行が停止されると、制御部６０は、実行停止報知装置１００により、動作規制の実行停止を報知させる（Ｓ１０）。例えば図３で示したように、制御部６０は、実行停止報知装置１００として機能する表示部７１において、俯瞰画像Ｂｖの表示領域の上側に、動作規制の実行停止を示す情報Ｒを表示させる。また、制御部６０は、必要に応じて、回転灯８１、発光部８２、発報部８３の少なくともいずれかを制御して、動作規制の実行停止を報知させる（例えば回転ランプを低速で回転させる、ＬＥＤを点滅させる、ブザー音を出力させるなど）。
　その後、障害物が監視部５０の監視領域から退出するなど、監視部５０によって障害物が検知されなくなると（Ｓ１１）、制御部６０は、Ｓ７と同様に、警報装置９０による警報の出力を停止させる（Ｓ１２）。そして、制御部６０は、実行停止報知装置１００による動作規制の実行停止の報知を停止させる（Ｓ１３）。例えば、制御部６０は、表示部７１にて、情報Ｒを非表示にする。その後は、Ｓ８に移行し、上記と同様の処理が行われる。
　〔５．効果〕
　以上のように、制御部６０は、油圧ショベル１の動作モードが特定モード以外の通常モードである場合に、監視部５０の監視結果に基づく動作規制を実行する一方、動作モードが特定モードである場合に、監視部５０の監視結果に基づく動作規制の実行を停止する（Ｓ４、Ｓ５、Ｓ９）。
　油圧ショベル１の動作モードが通常モード（例えば走行、旋回、掘削などを行う動作モード）である場合、監視部５０が障害物を検知すると、動作規制が実行され、例えば油圧ショベル１の走行が停止する。これにより、油圧ショベル１が走行中に障害物と衝突するなどの、通常生じ得る危険を回避することができる。一方、油圧ショベル１の動作モードが特定モード（例えばクレーンモード）である場合、監視部５０が障害物を検知した場合でも、油圧ショベル１の動作規制が実行されない。つまり、クレーンモードにおける吊り作業の動作が停止されない。クレーンモードにおいて、対象物を吊り下げたまま動作が停止すると、慣性力により対象物が暴れて障害物と衝突する場合があり、却って危険性が増大する。この場合は、油圧ショベル１の吊り作業の動作を可能にするほうが、対象物を地面に降ろすなどの危険を回避する措置が直ちに可能となり、危険を回避できる点で好ましい。つまり、動作を停止させると却って危険性が増大する特定モードでは、監視結果に基づく動作規制の実行を停止することにより、危険を回避して油圧ショベル１による作業の安全を確保することができる。
　特に、制御部６０は、監視部５０が油圧ショベル１の周囲に障害物を検知した場合において、動作モードが通常モードであるときに、動作規制を実行する一方、動作モードが特定モードであるときに、動作規制の実行を停止する（Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ９）。
　監視部５０が障害物を検知した場合において、特定モード以外の通常モードでは、油圧ショベル１の動作規制が実行されるため、油圧ショベル１が障害物と衝突する危険を回避することができる。一方、特定モードでは、油圧ショベル１の動作規制の実行が停止されるため、油圧ショベル１の動作を継続して行うことができる。これにより、特定モードでは、監視部５０が障害物を検知した場合でも、危険を回避するための動作を油圧ショベル１に実行させて、作業の安全を図ることができる。
　また、本実施形態では、建設機械が油圧ショベル１であり、特定モードは、対象物の吊り作業を行うクレーンモードである（Ｓ４）。油圧ショベル１がクレーンモードで動作している場合、対象物を吊り下げた状態で油圧ショベル１の動作を停止させると、対象物が揺れて障害物と衝突するなどの危険性が増大する可能性がある。クレーンモードでは、監視部５０の監視結果に基づく油圧ショベル１の動作規制の実行が停止されるため、吊り下げた対象物に揺れが生じた場合でも、吊り下げた対象物が障害物と衝突することを回避する動作を可能にして、上記衝突による危険を早期に回避することができる。
　また、制御部６０は、入力部７２によって特定モードの設定を受け付けたときに、監視部５０の監視結果に基づく動作規制の実行を停止する（Ｓ４、Ｓ９）。オペレータが入力部７２を操作して特定モードを設定することにより、制御部６０は、動作モードが特定モードであることを認識して、監視部５０の監視結果に基づく動作規制の実行を停止する制御を行うことができる。
　また、油圧ショベル１は警報装置９０を備える。これにより、例えば、監視部５０が障害物を検知した場合には、制御部６０が動作規制を実行するか停止するかに関係なく、警報装置９０から警報を出力させて、油圧ショベル１のオペレータまたは周囲の人に注意を促し、作業の安全を図ることができる。
　また、油圧ショベル１は実行停止報知装置１００を備える。実行停止報知装置１００による動作規制の実行停止の報知により、動作規制の実行が停止されたという事実を、油圧ショベル１のオペレータまたは周囲の人に知らせて注意を促すことができる。
　また、表示部７１は、警報装置９０および実行停止報知装置１００を兼ねており、監視部５０によって取得された画像に加えて、監視部５０の監視結果に基づく警報を表示し（Ｓ３）、さらに、動作規制の実行が停止されたときに、実行停止を示す情報を表示する（Ｓ１０）。この構成では、１つの表示部７１に、オペレータに知らせるべき複数の情報（撮影画像、警報、動作規制の実行停止の情報）がまとめて表示される。これにより、オペレータは表示部７１を見るだけで、複数の情報を容易に認識することができる。
　〔６．その他〕
　以上では、油圧ショベル１の動作規制を実行する特定モードとして、クレーンモードを例に挙げて説明したが、特定モードはクレーンモードには限定されない。例えば、特定モードは転倒防止モードであってもよく、この場合でも、本実施形態と同様の動作規制の実行／停止の制御を適用することができる。
　転倒防止モードでは、油圧ショベル１の姿勢（ブーム３１およびアーム３２の回動角度、上部旋回体４の旋回角度等）に応じて変化する油圧ショベル１の重心位置を上記回動角度等から算出し、その算出結果に基づいて、転倒を防止するための動作（例えばブーム３１およびアーム３２の巻き込み動作）が制御部６０による自動制御で行われる。転倒防止モードが働いている間、監視部５０による障害物の検知に基づいて、転倒防止動作の規制が実行されると、ブーム３１およびアーム３２の巻き込み動作が停止して転倒を防止することができなくなり、油圧ショベル１が転倒する危険が生じる。したがって、転倒防止モードを特定モードとし、転倒防止モードのときに、監視部５０の監視結果に基づく動作規制の実行を停止させることにより、転倒防止のための動作を実行可能にして、油圧ショベル１の転倒の危険を回避することができる。
　また、油圧ショベル１が、バケット３３に代えてグラップラー（図示せず）を作業機３の先端にアタッチメントとして装着できるように構成される場合、特定モードは、グラップラーで作業を行うグラップルモードであってもよい。グラップラーで重量物を掴んで作業を行っているときに、監視部５０による障害物の検知に基づいて動作規制が実行されると、重量物を空中で掴んだままグラップラーの動作が停止する場合がある。この場合、グラップラーで掴んでいる重量物が落下するおそれがある。したがって、グラップルモードを特定モードとし、グラップルモードのときに、監視部５０の監視結果に基づく動作規制の実行を停止させることにより、グラップラーで掴んでいる重量物を地面に置く動作を可能にして、重量物の落下の危険を回避することができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で拡張または変更して実施することができる。
　本発明は、例えば油圧ショベルなどの建設機械に利用可能である。
　　　１　　　油圧ショベル（建設機械）
　　４１ｂ　　操作部
　　５０　　　監視部
　　６０　　　制御部
　　７１　　　表示部（警報装置、実行停止報知装置）
　　７２　　　入力部
　　８１　　　回転灯（警報装置、実行停止報知装置）
　　８２　　　発光部（警報装置、実行停止報知装置）
　　８３　　　発報部（警報装置、実行停止報知装置）
　　９０　　　警報装置
　１００　　　実行停止報知装置

Claims (7)

  1. 　建設機械の周囲を監視する監視部と、
    　前記建設機械の動作モードに応じて、前記監視部の監視結果に基づく前記建設機械の動作規制の実行を制御する制御部と、を備え、
    　前記制御部は、前記動作モードが特定モード以外の通常モードである場合に、前記監視結果に基づく前記動作規制を実行する一方、前記動作モードが前記特定モードである場合に、前記監視結果に基づく前記動作規制の実行を停止する、建設機械。
  2. 　前記制御部は、前記監視部が前記建設機械の周囲に障害物を検知した場合において、前記動作モードが前記通常モードであるときに、前記動作規制を実行する一方、前記動作モードが前記特定モードであるときに、前記動作規制の実行を停止する、請求項１に記載の建設機械。
  3. 　前記建設機械がショベルであり、
    　前記特定モードは、対象物の吊り作業を行うクレーンモードである、請求項１または２に記載の建設機械。
  4. 　前記特定モードの設定を受け付ける入力部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記入力部によって前記特定モードの設定を受け付けたときに、前記監視結果に基づく前記動作規制の実行を停止する、請求項１から３のいずれかに記載の建設機械。
  5. 　前記監視部の監視結果に基づいて、警報を出力する警報装置をさらに備える、請求項１から４のいずれかに記載の建設機械。
  6. 　前記制御部が前記監視結果に基づく前記動作規制の実行を停止したときに、前記動作規制の実行停止を報知する実行停止報知装置をさらに備える、請求項５に記載の建設機械。
  7. 　前記監視部は、前記建設機械の周囲の画像を取得することによって、前記建設機械の周囲を監視し、
    　前記建設機械は、前記監視部で取得された前記画像を表示する表示部を備え、
    　前記表示部は、前記警報装置および前記実行停止報知装置を兼ねており、前記画像に加えて、前記監視部の監視結果に基づく前記警報を表示し、さらに、前記動作規制の実行が停止されたときに、実行停止を示す情報を表示する、請求項６に記載の建設機械。
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