WO2023053992A1

WO2023053992A1 - 作業機械

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Publication number: WO2023053992A1
Application number: PCT/JP2022/034600
Authority: WO
Inventors: 将貴秋山; 樹哉迫; 大輔野田
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2021-10-01
Filing date: 2022-09-15
Publication date: 2023-04-06
Anticipated expiration: 2024-04-01
Also published as: EP4394131A4; US20240376694A1; EP4394131A1

Abstract

提供されるのは、作業者の負担を軽減しながら自動運転を行うことが可能な作業機械（１）である。作業機械（１）は、上部旋回体（２２）および作業装置（３０）が指定動作を行うように上部旋回体（２２）および作業装置（３０）の駆動を制御するコントローラを備える。コントローラは、指定動作が行われたときに作業装置（３０）の制限対象部位が予め設定された許容範囲を超える場合に、制限対象部位が許容範囲を超えないように指定動作を補正する。

Description

作業機械

　本発明は、自動運転されることが可能な作業機械に関する。

　特許文献１には、自動運転されることが可能な建設機械が開示されている。当該建設機械は、ティーチング（教示操作）により教示された動作を自動で行うことと、前記ティーチングにより教示された前記動作に関する位置が許容範囲にあるか否かを当該動作の実行の前に判定することと、前記位置が前記許容範囲にない場合に再度のティーチングを促すことと、が可能である。

　しかしながら、前記再度のティーチングの要求は、当該ティーチングを行う作業者の負担を大きくする。

特開２０００－２９１０７７号公報

　本発明の目的は、作業者の負担を大きくすることなく許容範囲内での自動運転を行うことが可能な作業機械を提供することである。

　提供されるのは、下部走行体と、上部旋回体と、作業装置と、コントローラと、を備える作業機械である。前記上部旋回体は、前記下部走行体に旋回可能に搭載される。前記作業装置は、作業動作を行うことが可能となるように前記上部旋回体に取り付けられる。前記コントローラは、前記上部旋回体および前記作業装置に予め指定された指定動作を行わせるように前記上部旋回体および前記作業装置の駆動を制御する。前記コントローラは、前記上部旋回体及び前記作業装置が前記指定動作を行うときに前記作業装置の制限対象部位が予め設定された許容範囲を超える場合または超える可能性がある場合に当該制限対象部位が当該許容範囲を超えないように前記指定動作を補正するように構成されている。

本発明の第１実施形態に係る作業機械の側面図である。前記作業機械および携帯端末の回路図である。前記作業機械において指定動作に伴うバケットの先端の軌跡を示す平面図である。前記指定動作における前記バケットの前記先端の軌跡を示す側面図である。前記作業機械において許容範囲を決めるための第１の位置を示す側面図である。前記許容範囲を決めるための第２の位置を示す側面図である。前記許容範囲を決めるための第３の位置を示す側面図である。前記許容範囲を決めるための第４の位置を示す側面図である。前記第１～第４の位置に基づいて決定される前記許容範囲を示す側面図である。前記許容範囲が更新される前の当該許容範囲を示す図である。前記許容範囲が更新された後の当該許容範囲を示す側面図である。ダンプカーの荷台及びその上方に設定される許容範囲の下側境界面を示す側面図である。第３実施形態に係る作業機械の掘削動作の開始点と終了点との間に２つの経由点が設定される例を示す側面図である。前記開始点と前記終了点との間に経由点が設定される例を示す側面図である。第４実施形態に係る作業機械において第１実施形態に係る掘削動作の補正と同様の補正が行われた例を示す側面図である。前記第４実施形態に係る掘削動作の補正の一例を示す側面図である。前記第４実施形態に係る掘削動作の補正の他の例を示す側面図である。図１４に示される補正により減少した掘削量を示す側面図である。前記減少した掘削量を補償するための掘削深さの変更を示す側面図である。前記第４実施形態に係るコントロールユニットにより実行される処理を示すフローチャートである。第５実施形態に係る作業機械において行われる掘削動作の補正を示す側面図である。図１８に示される前記作業機械のバケット及びその周辺部分の側面図である。図１８に示される前記補正が行われる前の掘削動作による前記バケットの先端の軌跡を示す側面図である。図１８に示される前記補正が行われた後の掘削動作によるバケットの先端の軌跡を示す図である。第５実施形態に係る作業機械において前記掘削動作の終了点を含む部分が補正された例を示す側面図である。第５実施形態に係る作業機械において前記掘削動作における最下点を含む部分が補正された例を示す図である。

　以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

　図１は、本発明の実施形態に係る作業機械１の側面図である。前記作業機械１は、油圧ショベルであり、下部走行体２１及び上部旋回体２２を含む機械本体２５と、アタッチメント３０と、作業駆動装置４０と、を備える。

　前記下部走行体２１は、一対のクローラを含み、当該一対のクローラが動くことにより地面上を走行することが可能である。前記上部旋回体２２は、前記下部走行体２１に旋回装置２４を介して旋回可能に取り付けられる。前記旋回装置２４は、前記上部旋回体２２を旋回させる旋回駆動装置である。前記上部旋回体２２は、その前部に位置するキャブ（運転室）２３を含む。

　前記アタッチメント３０は、作業装置であり、上下方向の回動を含む作業動作を行うことが可能となるように前記上部旋回体２２に取り付けられる。前記アタッチメント３０は、ブーム３１と、アーム３２と、バケット３３と、を含む。前記ブーム３１は、上下方向に回動可能（起伏可能）となるように前記上部旋回体２２に取り付けられる基端部と、その反対側の先端部と、を有する。前記アーム３２は、前記ブーム３１に対して上下方向に回動可能となるように当該ブーム３１の前記先端部に取り付けられる基端部と、その反対側の先端部とを有する。前記バケット３３は、前記アタッチメント３０の先端部である先端アタッチメントであり、前記アーム３２に対して前後方向に回動可能となるように当該アーム３２の前記先端部に取り付けられる。前記バケット３３は、土砂をはじめとする掘削対象物の掘削、均し、すくい、などを行うことが可能な形状を有する。前記掘削対象物は、土砂に限定されず、石でもよく、廃棄物（産業廃棄物など）でもよい。また、本発明に係る作業機械は掘削機械に限られず、よって、その作業対象物は掘削対象物に限られない。例えば、本発明に係る作業装置の先端を構成する先端アタッチメントは、前記バケット３３に限られず、把持動作をするグラップルや吸着をするリフティングマグネット等であってもよい。

　前記作業駆動装置４０は、前記アタッチメント３０を油圧で動かして前記作業動作を行わせる。前記作業駆動装置４０は、この実施の形態では、それぞれが伸縮可能な複数の油圧シリンダを含み、当該複数の油圧シリンダは、ブームシリンダ４１と、アームシリンダ４２と、バケットシリンダ４３と、を含む。

　前記ブームシリンダ４１は、前記上部旋回体２２に対して前記ブーム３１を回動させる。前記ブームシリンダ４１は、前記上部旋回体２２に回動可能に連結される基端部と、前記ブーム３１に回動可能に連結される先端部と、を有する。

　前記アームシリンダ４２は、前記ブーム３１に対して前記アーム３２を回動させる。前記アームシリンダ４２は、前記ブーム３１に回動可能に連結される基端部と、前記アーム３２に回動可能に連結される先端部と、を有する。

　前記バケットシリンダ４３は、前記アーム３２に対してバケット３３を回動させる。前記バケットシリンダ４３は、前記アーム３２に回動可能に連結される基端部と、リンク部材３４に回動可能に連結される先端部と、を有する。前記リンク部材３４は、前記バケット３３に回動可能に連結され、前記バケットシリンダ４３と前記バケット３３とを相互に連結する。

　前記作業機械１は、旋回角度検出器である旋回角度センサ５２と、作業姿勢検出器６０と、をさらに備える。

　前記旋回角度センサ５２は、前記下部走行体２１に対する前記上部旋回体２２の旋回角度を検出する。前記旋回角度センサ５２は、例えば、エンコーダ、レゾルバ、又は、ジャイロセンサである。本実施形態では、前記上部旋回体２２の前方が前記下部走行体２１の前方と一致するときの当該上部旋回体２２の旋回角度が０°である。

　前記作業姿勢検出器６０は、前記作業装置である前記アタッチメント３０の姿勢である作業姿勢を検出する。前記作業姿勢検出器６０は、この実施の形態では、ブーム傾斜角センサ６１と、アーム傾斜角センサ６２と、バケット傾斜角センサ６３と、を含む。

　前記ブーム傾斜角センサ６１は、前記ブーム３１に取り付けられ、前記ブーム３１の姿勢を検出する。前記ブーム傾斜角センサ６１は、水平線に対するブーム３１の傾斜角度を取得する。前記ブーム傾斜角センサ６１は、例えば、傾斜（加速度）センサである。前記姿勢検出器６０は、前記ブーム傾斜角センサ６１に代えて、ブームフットピンを中心とするブーム３１の回転角度を検出する回転角度センサまたは前記ブームシリンダ４１のストロークを検出するストロークセンサを含んでもよい。

　前記アーム傾斜角センサ６２は、前記アーム３２に取り付けられ、前記アーム３２の姿勢を検出する。前記アーム傾斜角センサ６２は、水平線に対する前記アーム３２の傾斜角度を取得する。前記アーム傾斜角センサ６２は、例えば、傾斜（加速度）センサである。前記作業姿勢検出器６０は、前記アーム傾斜角センサ６２に代えて、アーム連結ピンを中心とするアーム３２の回転角度を検出する回転角度センサまたは前記アームシリンダ４２のストロークを検出するストロークセンサを含んでもよい。

　前記バケット傾斜角センサ６３は、前記リンク部材３４に取り付けられ、前記バケット３３の姿勢を検出する。前記バケット傾斜角センサ６３は、水平線に対する前記バケット３３の傾斜角度を取得する。前記バケット傾斜角センサは、例えば、傾斜（加速度）センサである。前記作業姿勢検出器６０は、前記バケット傾斜角センサ６３に代えて、バケット連結ピンを中心とするバケット３３の回転角度を検出する回転角度センサまたは前記バケットシリンダ４３のストロークを検出するストロークセンサを含んでもよい。

　前記作業機械１は、ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）センサ２６をさらに備える。前記ＧＮＳＳセンサ２６は、ＧＰＳセンサなどであり、前記上部旋回体２２に設けられ、作業現場内における前記上部旋回体２２の位置の座標を検出する。前記ＧＮＳＳセンサ２６は、前記下部走行体２１や前記アタッチメント３０に設けられていてもよい。前記ＧＮＳＳセンサ２６は、測位センサであり、グローバル座標系における作業機械１（上部旋回体２２）の位置の座標を取得する。前記位置検出装置は、前記ＧＮＳＳセンサ２６に限定されず、トータルステーションなどの測距センサであってもよい。

　前記作業機械１は、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ＲａｎｇｉｎｇまたはＬａｓｅｒ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ）２７をさらに備える。前記ＬｉＲＡＲ２７は、前記上部旋回体２２に設けられているが、前記アタッチメント３０（例えばブーム３１）に設けられていてもよい。前記ＬｉＤＡＲ２７は、作業現場の周囲状況を取得する取得装置である。具体的には、前記ＬｉＤＡＲ２７は、当該ＬｉＤＡＲ２７が取り付けられている位置から作業現場内の物体（ダンプカーや障害物）までの距離を示す点群データを取得する。前記取得装置は、前記ＬｉＤＡＲ２７に限られず、ステレオカメラやＴＯＦ（Ｔｉｍｅ　Ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）センサであってもよい。

　前記作業機械１は、図１及び図２に示される携帯端末３と相互に通信可能である。前記携帯端末３は、作業現場にいる作業者により所持されて操作される端末であり、例えばタブレット端末である。前記携帯端末３を操作する作業者は、例えば、前記作業機械１を管理する者である。前記携帯端末３は、スマートフォン等であってもよい。

　図２は、前記作業機械１および前記携帯端末３の回路図である。図２に示すように、前記作業機械１は、コントロールユニット１１と、作業機械側通信装置１２と、記憶装置１３と、を備える。前記携帯端末３は、携帯端末側コントロールユニット１５と、携帯端末側通信装置１６と、ディスプレイ１７と、を含む。

　前記コントロールユニット１１には、旋回角度情報と、作業姿勢情報と、が入力される。前記旋回角度情報は、前記旋回角度センサ５２により取得される情報、すなわち、前記下部走行体２１に対する前記上部旋回体２２の旋回角度（姿勢）に関する情報、である。前記作業姿勢情報は、前記アタッチメント３０の作業姿勢に関する情報であり、前記ブーム傾斜角センサ６１により取得された、前記ブーム３１の姿勢に関する情報と、前記アーム傾斜角センサ６２により取得された、前記アーム３２の姿勢に関する情報と、前記バケット傾斜角センサ６３により取得された、前記バケット３３の姿勢に関する情報と、を含む。

　前記コントロールユニット１１には、前記ＧＮＳＳセンサ２６により検出される、前記作業現場内における上部旋回体２２の位置の座標が入力される。また、前記コントロールユニット１１には、前記ＬｉＤＡＲ２７により取得された、前記作業現場の周囲状況に関する情報が入力される。

　前記コントロールユニット１１は、前記作業機械１の動作を自動制御する。具体的に、前記コントロールユニット１１は、予め指定された指定動作、この実施の形態では、土砂の掘削から排土までの一連の動作、を前記上部旋回体２２および前記アタッチメント３０に行わせるように前記上部旋回体２２および前記アタッチメント３０の駆動を制御する制御手段として機能することが可能である。前記作業機械１はこのようにして自動運転されることが可能である。具体的に、前記コントロールユニット１１は、前記旋回角度センサ５２および前記作業姿勢検出器６０によりそれぞれ検出される情報に基づいて、前記旋回装置２４および前記作業駆動装置４０を自動的に動作させる。

　前記記憶装置１３は、前記指定動作を記憶する。前記指定動作は、この実施の形態では一連の動作を含み、作業者によるティーチングにより指定される。前記指定動作により、前記アタッチメント３０の先端部位、この実施の形態では前記バケット３３の先端、が所定の軌跡を描く。

　前記作業機械側通信装置１２は、前記携帯端末３の前記携帯端末側通信装置１６と通信可能である。

　図３及び図４は、それぞれ、前記一連の動作における前記アタッチメント３０の先端（この実施の形態では前記バケット３３の先端）の軌跡を示す平面図及び側面図である。前記バケット３３の先端は、図３及び図４に示される点Ａから点Ｂを経由して点Ｃまで前記上部旋回体２２とともに旋回する。その後、前記バケット３３の先端は、前記点Ｃから点Ｄを経由して点Ｅまで前記上部旋回体２２に向かって移動する。図３及び図４では、ティーチングにより指定された前記バケット３３の先端の軌跡が点線で示されている。このように、前記コントロールユニット１１は、前記バケット３３の先端が複数の目標点である前記点Ａ～点Ｅを順番に通るように上部旋回体２２およびアタッチメント３０の駆動を制御して前記上部旋回体２２および前記アタッチメント３０に前記一連の動作を行わせている。

　図４に示すように、前記点Ｂ点および前記点Ｄは、前記上部旋回体２２の旋回中心軸２０から前記下部走行体２１の左方（図４の左方；Ｘ方向）に距離Ｌｘ（例えば６０００ｍｍ）だけ離れた位置に設定されている。前記点Ｃは、前記上部旋回体２２の前記旋回中心軸２０から前記Ｘ方向に前記距離Ｌｘよりも大きな距離（例えば７０００ｍｍ）だけ離れた位置に設定されている。

　上記のように、ティーチングにより前記一連の動作が指定される一方、作業現場には前記指定動作を行う前記アタッチメント３０と干渉する障害物などが存在する場合がある。この実施の形態に係る前記コントロールユニット１１は、前記障害物等と前記アタッチメント３０との干渉を防ぐため、当該アタッチメント３０の動作について許容範囲を設定する設定手段としても機能する。例えば、前記コントロールユニット１１は、作業現場における前記障害物等の情報に基づいて前記許容範囲を設定する。図３及び図４では前記許容範囲の前側境界面７３が一点鎖線で示されている。前記許容範囲は、前記作業機械１を基準とする座標系、例えば前記上部旋回体２２の旋回中心を原点とする機械座標系、において設定されてもよいし、作業現場を基準とする座標系、例えばグローバル座標系、において設定されてもよい。

　図３及び図４に示される例では、前記上部旋回体２２の旋回中心軸２０から前記Ｘ方向（下部走行体２１の左方向）に前記距離Ｌｘ（例えば６０００ｍｍ）だけ離れた位置よりも内側（前記旋回中心軸２０に近い側；図３及び図４では一点鎖線で示される前記前側境界面７３の右側）の範囲が前記許容範囲に設定される。前記点Ｃは前記許容範囲から外れている。

　前記コントロールユニット１１は、前記アタッチメント３０が前記指定動作すなわち前記一連の動作を行ったときに前記アタッチメント３０の制限対象部位、この実施の形態では前記バケット３３の先端、が前記許容範囲を超える（図４に示される例では前記前側境界面７３よりも前側にはみ出る）場合に、当該バケット３３の先端が前記許容範囲を超えない（前記前側境界面７３の内側に収まる）ように、前記指定動作を補正する。本実施形態において、前記アタッチメント３０のうち前記許容範囲からの逸脱が禁止される部位である制限対象部位は、前記バケット３３の先端であるが、当該制限対象部位は当該バケット３３の先端に限定されず、任意に設定されることが可能である。

　前記コントロールユニット１１は、例えば、前記点Ｂ、前記点Ｃ、および、前記点Ｄのそれぞれの位置を前記旋回中心軸２０からの前記Ｘ方向の距離が前記距離Ｌｘよりも小さい距離（例えば５９００ｍｍ）となる位置に変更する。このような指定動作の補正により、前記点Ｂから前記点Ｃを経由して前記点Ｄに至るまでの前記バケット３３の先端の軌跡７１は、図３及び図４に実線で示されるような軌跡７２、すなわち、図３及び図４に一点鎖線で示される前記前側境界面７３上またはそれよりも後側（図３及び図４では右側）の位置で当該前側境界面７３に沿う軌跡、に変更される。このようにして、前記前側境界面７３の外側に前記バケット３３の先端が逸脱することが制限される。このことは、前記バケット３３の先端が前記許容範囲を超えることを防ぐために作業者がティーチングなどによって前記指定動作を再指定する手間をなくし、これにより、作業者の負担を軽減する。

　前記コントロールユニット１１は、前記指定動作の少なくとも一部において前記バケット３３の先端以外の前記アタッチメント３０の部分が前記許容範囲を超える場合にも、当該部分が前記許容範囲を超えないように前記指定動作を補正してもよい。つまり、前記アタッチメント３０の前記制限対象部位は、前記バケット３３の先端以外で適当に設定された部位であってもよい。例えば、前記アーム３２に対する前記バケット３３の回動角度によっては、当該アーム３２の先端が前記上部旋回体２２から最も遠い部分になる場合がある。また、前記ブーム３１に対する前記アーム３２の回動角度によっては、当該ブーム３１の先端が前記上部旋回体２２から最も遠い部分になる場合がある。このようにして前記アーム３２の先端または前記ブーム３１の先端が前記許容範囲を超える場合にも当該先端が前記許容範囲を超えないように前記指定動作を補正することが、当該先端が当該許容範囲を超えることが防がれるのを可能にする。

　次に、前記コントロールユニット１１による前記許容範囲の設定の一例を説明する。この例では、前記アタッチメント３０の制限対象部位である前記バケット３３の先端が位置することが可能な複数の位置に基づいて、前記許容範囲が設定される。この設定は、前記許容範囲を明確に決められないような現場や、前記作業機械１の周辺の環境が変化するような現場において有効である。前記アタッチメント３０の前記制限対象部位は、前記バケット３３の先端に限定されず、例えば前記アーム３２の先端であってもよい。

　前記例では、まず、オペレータの操作等によってバケット３３の先端が図５Ａに示される第１の位置に位置決めされ、この第１の位置で指定操作等が行われることにより当該第１の位置が前記コントロールユニット１１に格納される。前記第１の位置は、設定されるべき許容範囲の上端を規定する。同様に、前記バケット３３の先端が図５Ｂに示される第２の位置に位置決めされて当該第２の位置が前記コントロールユニット１１に格納される。前記第２の位置は、前記許容範囲の下端を規定する。同様に、前記バケット３３の先端が図５Ｃに示される第３の位置に位置決めされて当該第３の位置が前記コントロールユニット１１に格納される。前記第３の位置は、前記許容範囲の前端を規定する。同様に、前記バケット３３の先端が図５Ｄに示される第４の位置に位置決めされて当該第４の位置が前記コントロールユニット１１に格納される。前記第４の位置は前記許容範囲の後端を規定する。このようにして指定された前記第１～第４の位置に基づき、前記コントロールユニット１１は図５Ｄに示されるような許容範囲Ｒａを設定する。このような前記許容範囲Ｒａの設定は、前記作業機械１を基準とする座標系（機械座標系）において行われてもよいし、作業現場を基準とする座標系（例えば、グローバル座標系）において行われてもよい。

　このように、前記バケット３３の先端が位置することが可能な複数の位置にそれぞれ当該バケット３３の先端を位置させることで、例えば制限範囲を明確に決められないような現場においても、前記許容範囲Ｒａを容易に設定することができる。また、前記作業機械１の周辺の環境が変化するような現場においても、前記許容範囲Ｒａを柔軟に設定することができる。

　図５Ｄに示される前記許容範囲Ｒａは前記作業機械１の前方に設定されているが、前記作業機械１の前方だけでなく、前記作業機械１の後方にも、例えば図６に示されるような許容範囲Ｒｂが設定されてよい。前記作業機械１の前方に設定された前記許容範囲Ｒａは、前記上部旋回体２２の旋回角度が０°を挟んで－９０°～９０°の範囲にあるときに適用され、前記作業機械１の後方に設定された前記許容範囲Ｒｂは、前記上部旋回体２２の旋回角度が１８０°（－１８０°）を挟んで－９０°～９０°の範囲にあるときに適用される。図６に示される前記許容範囲Ｒｂは、前記作業機械１の後方にある障害物を避けるために前記上部旋回体２２よりも上側にのみ設定されているが、これに限定されない。

　図２に示される前記コントロールユニット１１は、当該コントロールユニット１１自身が前記指定動作すなわち前記一連の動作を補正することを前記携帯端末３に送信し、当該携帯端末３の前記携帯端末側コントロールユニット１５は、当該補正についての報知を行う。このようにして前記コントロールユニット１１及び前記携帯端末側コントロールユニット１５は報知手段を構成する。具体的に、前記携帯端末側コントロールユニット１５は、前記携帯端末３の前記ディスプレイ１７に前記補正についての報知のための表示を行わせること、及び、前記携帯端末３のスピーカから前記補正についての報知のための音を出力させること、の少なくとも一方を行う。当該報知は、前記指定動作が補正されることを前記作業機械１を管理する作業者に知らせることができる。

　前記コントロールユニット１１により補正された後の前記指定動作を当該コントロールユニット１１が前記上部旋回体２２および前記アタッチメント３０に行わせるのが困難になる場合がある。例えば、前記指定動作の補正が前記ブームシリンダ４１のフルストロークでの伸長を生じさせると、これ以上ブーム３１を上側に回動させることができなくなる。このような場合に、前記コントロールユニット１１は、前記上部旋回体２２およびアタッチメント３０の動作を停止させる停止制御手段として機能するように構成されることが、好ましい。これにより、前記上部旋回体２２および前記アタッチメント３０が無理な動作を行うのを抑制することができる。

　前記許容範囲は、前記作業機械１を基準とする座標系（機械座標系）において設定されている場合、前記作業機械１の前記下部走行体２１の走行方向への移動に追随して移動する。一方、前記許容範囲が作業現場を基準とする座標系（例えば、グローバル座標系）において設定されている場合、前記走行方向への前記作業機械１の移動に伴って当該作業機械１に対する前記許容範囲の相対位置が変化する。

　前記コントロールユニット１１は、前記作業現場を基準とする座標系に前記許容範囲が設定されている場合に、前記ＧＮＳＳセンサ２６により検出される前記上部旋回体２２の位置すなわち前記座標系における位置に基づいて、前記作業機械１の移動に伴い前記許容範囲を更新する。例えば、上述のように図４に示される許容範囲すなわち前記旋回中心軸２０から下部走行体２１の左方（Ｘ方向）に距離Ｌｘ（例えば６０００ｍｍ）だけ離れた位置までの許容範囲が前記作業現場を基準とする座標系において設定されている場合に、図８に示すように、前記作業機械１が前記Ｘ方向に所定距離（例えば１０００ｍｍ）だけ移動した場合、前記コントロールユニット１１は前記旋回中心軸２０から前記許容範囲の外側端（図７では左端）までの距離を更新前の前記距離Ｌｘよりも小さい距離Ｌｘｒ（例えば５０００ｍｍ）まで縮小するように前記許容範囲を更新する。

　このような前記作業機械１の移動に伴う前記許容範囲の更新は、前記作業現場を基準とする座標系での前記作業機械１の移動にかかわらず前記アタッチメント３０などと前記許容範囲との相対位置関係が適正に判定されることを可能にする。このことは、前記作業機械１の移動後に作業者が改めて前記許容範囲を再設定する必要をなくし、作業者の負担を軽減する。

　図２に示される前記携帯端末３の前記携帯端末側通信装置１６は、前記作業機械１の前記作業機械側通信装置１２と通信可能である。前記携帯端末３の前記携帯端末側コントロールユニット１５は、前記携帯端末側通信装置１６を通じて前記作業機械１から軌跡情報及び許容範囲情報を取得する。前記軌跡情報は、前記指定動作に伴って前記バケット３３の先端が描く前記軌跡７１についての情報、および、前記指定動作の補正によって変化した後の前記バケット３３の先端の前記軌跡７２についての情報を含む。前記許容範囲情報は、前記のようにして設定された前記許容範囲についての情報、および、当該許容範囲に対する前記上部旋回体２２および前記アタッチメント３０の相対位置についての情報を含む。

　前記コントロールユニット１１および前記携帯端末側コントロールユニット１５は、前記指定動作についての情報と、当該指定動作の前記コントロールユニット１１による補正の結果についての情報と、を動作情報表示装置であるディスプレイ１７に表示させる動作表示制御手段として機能する。具体的には、図３及び図４に点線及び実線でそれぞれ示される軌跡、すなわち、補正される前の前記指定動作に伴って前記バケット３３の先端が描く軌跡７１と、補正された後の指定動作に伴って前記バケット３３の先端が描く軌跡７２と、が前記ディスプレイ１７に表示される。当該ディスプレイ１７による表示は、作業者が前記補正の前後における前記軌跡７１，７２を比較して前記上部旋回体２２および前記アタッチメント３０の補正後の動きを的確に把握すること、さらには、当該補正後の動きに問題がある場合に前記補正の条件の変更または前記指定動作の再設定を行うこと、を可能にする。

　また、前記コントロールユニット１１および前記携帯端末側コントロールユニット１５は、設定された前記許容範囲と、当該許容範囲に対する前記上部旋回体２２および前記アタッチメント３０の相対位置と、を位置情報表示装置であるディスプレイ１７に表示させる。例えば、図３及び図４に示すように、前記許容範囲の前側境界面７３と、前記上部旋回体２２および前記アタッチメント３０をそれぞれ示す図形と、が前記ディスプレイ１７に表示される。当該ディスプレイ１７により提供される表示は、前記許容範囲（の例えば前記前側境界面７３）に対する前記上部旋回体２２および前記アタッチメント３０の相対位置を作業者が容易に把握することを可能にし、さらには、当該相対位置に問題がある場合に前記作業機械１を移動させるなどの対処をすることを可能にする。

　次に、第２実施形態の作業機械１０１について、図面を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と共通する構成およびそれにより奏される効果については説明を省略し、主に、第１実施形態と異なる点について説明する。なお、第１実施形態と同じ部材については、第１実施形態と同じ符号を付している。

　前記第１実施形態では、図５に示したように、前記アタッチメント３０の制限対象部位である前記バケット３３の先端が位置することが可能な複数の位置に基づいて前記許容範囲が設定されるのに対し、第２実施形態に係る設定手段であるコントロールユニット１１は、図２に示される管理装置４から入力される周囲状況に関する情報に基づいて許容範囲を設定する。前記管理装置４は、作業現場の周囲状況を管理するものであり、例えば管理サーバである。前記管理装置４は、作業現場における障害物や通路などの位置に関する情報を管理する。

　図２に示される前記作業機械１０１の作業機械側通信装置１２は、前記管理装置４と通信可能である。前記コントロールユニット１１は、前記管理装置４が管理する作業現場の周囲状況を当該管理装置４から取得する。前記管理装置４が管理する情報を用いることで、例えば前記作業機械１０１の操作者が許容範囲を設定するための操作をする必要がなくなる。よって、前記許容範囲が容易に設定されることが可能である。

　具体的に、第２実施形態に係る前記作業機械１０１の設定手段である前記コントロールユニット１１は、図２に示されるＬｉＤＡＲ２７により取得される作業現場の周囲状況に基づいて前記許容範囲を設定する。

　前記許容範囲の設定の例が図９を参照しながら説明される。図９は、ダンプカー５の荷台６及びその周辺を示す側面図であり、前記荷台６に土砂を排土する作業を例示する。前記許容範囲の設定は、前記荷台６に積載された土砂をバケット３３で均す作業についても適用されることができる。

　前記荷台６に積載される土砂の量は、当該荷台６への排土作業の回数とともに増加する。これにより、前記ＬｉＤＡＲ２７によって取得される前記荷台６の周辺の周囲状況は、時々刻々と変化する。

　前記排土作業について指定された動作に伴い、前記バケット３３の先端は図９に点線で示される軌跡７１を描きながら、図中左側から右側に移動する。

　前記コントロールユニット１１は、前記ＬｉＤＡＲ２７が取得した作業現場の周囲状況に基づいて、前記荷台６に積載された土砂の上方に許容範囲を設定する。図９において、前記許容範囲の下側境界面７３が一点鎖線で示される。前記下側境界面７３よりも前記荷台６に近い側（図９では下側）が前記許容範囲の外側であり、前記下側境界面７３よりも前記荷台６から遠い側（図９では上側）が前記許容範囲である。前記コントロールユニット１１は、前記荷台６に積載された土砂の量の変化に応じて前記許容範囲（の前記下側境界面７３）を時々刻々と変化させる。このように、取得される周囲状況に基づいて当該周囲状況の変化に応じた適正な許容範囲が設定されることが可能である。

　図９に示されるような形状で土砂が前記荷台６に積載されている場合、前記バケット３３の先端は、図９に点線で示される軌跡７１に沿って前記荷台６の前側（図９では右側）に移動すると前記土砂に衝突するおそれがある。このような衝突を防ぐため、補正手段である前記コントロールユニット１１は、前記バケット３３の先端が図９に実線で示される軌跡７２を描くように前記指定動作を補正する。

　次に、第３実施形態に係る作業機械２０１について図１０及び図１１を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と共通する構成およびそれにより奏される効果については説明を省略し、主に、第１実施形態と異なる点について説明する。なお、第１実施形態と同じ部材については、第１実施形態と同じ符号を付している。

　この第３実施形態では、指定動作中にバケット３３の先端が許容範囲を超える可能性がある場合に当該指定動作の補正が行われる。この第３実施形態では、図１０に示すように、一点鎖線で示される前記許容範囲の前側境界面（図１０では左側の境界面）７３に近い位置に目標点である点Ａ及び点Ｂが設定されている。前記点Ｂは前記点Ａの下方に位置しかつ前記点Ａよりも前記許容範囲の前記前側境界面７３に近い。また、前記点Ａと前記点Ｂとの間隔は、図４に示される前記第１実施形態での点Ａと点Ｂとの間隔よりも大きい。

　前記作業機械２０１の制御手段であるコントロールユニット１１は、前記バケット３３の先端が前記点Ａ及び前記点Ｂをこの順に通るように前記上部旋回体２２および前記アタッチメント３０の駆動を制御することにより当該上部旋回体２２および当該アタッチメント３０に前記指定動作を行わせる。前記点Ａと前記点Ｂとの間における前記バケット３３の先端の経路は決まっておらず、よって、前記点Ａと前記点Ｂとの間では任意の経路を取り得る。そのため、経路によっては、点線で示される軌跡７１のように前記バケット３３の先端が前記許容範囲を超える（図１０及び図１１では前記前側境界面７３よりも左側にはみ出る）可能性がある。

　前記コントロールユニット１１は、このように補正前の指定動作中に前記点Ａと前記点Ｂとの間において前記バケット３３の先端が前記許容範囲を超える可能性がある場合に、前記点Ａと前記点Ｂとの間でかつ前記許容範囲内の位置（図１０及び図１１では前記前側境界面７３よりも右側の位置）に少なくとも一つの経由点を設定する。前記少なくとも一つの経由点は、図１０に示される例では、２つの経由点Ｃ１，Ｃ２を含む。しかし、前記少なくとも一つの経由点は、１または３以上の経由点を含んでもよい。

　前記コントロールユニット１１は、図１０に示される例では、前記点Ａと前記点Ｂとを結ぶ線Ｌ１上に前記２つの経由点Ｃ１，Ｃ２を設定する。前記線Ｌ１は直線であっても曲線であってもよい。図１０に例示される前記線Ｌ１は、前記作業機械２０１の前記上部旋回体２２の側方から見て直線であり、かつ、前記上部旋回体２２の旋回軸に沿う方向に見ても（作業機械２０１の上方から見ても）直線である。前記２つの経由点Ｃ１，Ｃ２は、前記上部旋回体２２の前後方向であるＸ方向に等間隔に設定されてもよいし、前記上部旋回体２２の上下方向であるＺ方向に等間隔に設定されてもよいし、前記線Ｌ１そのものを等分する位置にそれぞれ設定されてもよい。前記のように前記点Ａと前記点Ｂ点とを結ぶ直線である前記線Ｌ１上に前記２つの経由点Ｃ１，Ｃ２を設定することは、当該設定のための演算動作を簡易にすることができる。

　前記コントロールユニット１１は、前記バケット３３の先端が前記経由点Ｃ１，Ｃ２を通るように前記指定動作を補正する補正手段として機能する。当該補正は、前記点Ａ及び前記点Ｂが前記許容範囲の前記前側境界面７３）に近い場合であっても前記バケット３３の先端が前記許容範囲を超えること、つまり前記前側境界面７３を超えること、を確実に防ぐ。

　図１１は、前記コントロールユニット１１による前記経由点の設定の第２の例を示す。この第２の例において、前記コントロールユニット１１は、２つの目標点Ａ及び点Ｂの間でかつ許容範囲内（前側境界面７３よりも内側、図１１では右側）の位置に経由点Ｃを設定する。前記点Ｂは、補正前の指定動作の最終点であり、よって前記２つの目標点Ａ，Ｂのうちの下流側目標点である。前記経由点Ｃは、前記点Ｂを通る直線Ｌ２上に設定される。前記直線Ｌ２は、補正前の前記指定動作によって前記バケット３３の先端が前記点Ｂを通る際の水平面と、前記アタッチメント３０の動作方向すなわち前記バケット３３の先端の移動方向と、がなす角度で水平面に対して傾斜している。本実施形態において、前記点Ｂにおける動作は掘削動作である。前記のような前記経由点Ｃの設定は、前記点Ｂにおいて前記アタッチメント３０に前記指定動作による作業（掘削作業）を好適に行わせることを可能にする。

　前記経由点Ｃは、図１１に示すように前記上部旋回体２２の側方から見て前記点Ａ点の直下に位置し、前記上部旋回体２２の旋回中心軸に沿う方向に見て（前記作業機械２０１を上方から見て）前記点Ａと前記点Ｂとの間に位置している。

　前記直線Ｌ２は、前記点Ｂにおいて前記アタッチメント３０が所定の作業を行う際の水平面と前記アタッチメント３０の動作方向、詳しくは制限対象部位（この実施の形態ではバケット３３の先端）の移動方向、とがなす角度で水平面に対して傾斜していてもよい。本実施形態において、前記点Ｂにおける前記所定の作業は掘削作業である。この場合にも、前記点Ｂにおいて前記アタッチメント３０に前記所定の作業（掘削作業）を好適に行わせることができる。

　次に、第４実施形態に係る作業機械３０１について、図１２～図１７を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と共通する構成およびそれにより奏される効果については説明を省略し、主に、第１実施形態と異なる点について説明する。なお、第１実施形態と同じ部材については、第１実施形態と同じ符号を付している。

　本第４実施形態に係る指定動作は、前記作業機械３０１のバケット３３で掘削対象物である土砂を掘削する掘削動作であり、当該掘削動作が補正される。前記掘削対象物は土砂に限定されず、石や廃棄物などであってもよい。

　前記掘削動作は、図１２において破線で囲われた掘削範囲（図１２では矩形状の範囲）８０の土砂を掘削することを目的とし、前記掘削範囲８０は前記作業機械３０１の下部走行体２１の前方（図１２では右方）に設定されている。この第４実施形態に係る許容範囲は図１２において一点鎖線で示される複数の境界面によって画定され、当該複数の境界面は、第１境界面７３ａ、第２境界面７３ｂ、第３境界面７３ｃ、第４境界面７３ｄ及び第５境界面７３ｅを含む。前記第２境界面７３ｂは、前記作業機械３０１から前記下部走行体２１の前方に離れた位置に設定された垂直面であり、前記第１境界面７３ａは前記第２境界面７３ｂの上端からさらに前記作業機械４０１から遠ざかる方向に延びる水平面である。前記開始点Ａは、前記掘削動作の端点であって、土面の高さと同等の高さでかつ前記第２境界面７３ｂよりも前側（つまり許容範囲の外側）に位置している。前記第３境界面７３ｃは、前記掘削範囲８０の底面に沿う水平面であって前記第２及び第４境界面７３ｂ，７３ｄとそれぞれつながる前端及び後端を有する。前記第４境界面７３ｄは、前記作業機械３０１の下部走行体２１の前端よりも前側の位置で土砂を垂直に横切る垂直面であって前記第３境界面７３ｃの前記後端につながる。前記第５境界面７３ｅは、前記作業機械３０１が載る地面に沿う水平面であって前記第４境界面７３ｄの上端につながる。

　前記のように許容範囲が設定されている場合、バケット３３の先端が図１２に破線で示される軌跡７１に沿うように掘削動作を行うと、掘削動作の開始点Ａにおいて前記バケット３３の先端が許容範囲を超える。より具体的には、当該バケット３３の先端が前記第２境界面（前側境界面）７３ｂよりも前側（図１２では右側）にはみ出る。このような前記許容範囲からの前記バケット３３の先端の逸脱を防ぐべく、例えば前記第１実施形態と同様にして前記開始点Ａを前記第２境界面７３ｂ上の位置に変更する補正を行うと、前記バケット３３の先端は実線で示す軌跡７２を描く。この軌跡７２では、土砂に前記バケット３３が貫入される方向である貫入方向がほぼ垂直となり、当該軌跡７２に前記バケット３３の先端を追従させることは難しい。

　このような不都合を回避すべく、この第４の実施の形態に係る補正手段であるコントロールユニット１１は、図１３に実線で示すように、補正後の掘削動作における開始点Ｘが許容範囲内で土面の高さと同じ高さに位置するように、掘削動作の範囲全体を前記作業機械３０１に近づく向き（図１３では左向き）にシフトする。前記度面の高さは、例えば図１に示されるＬｉＤＡＲ（高さ検出装置）２７によって取得されることが可能である。このように、掘削動作の範囲全体を水平方向にシフトする補正は、円滑な掘削動作を維持しながら前記バケット３３の先端が前記許容範囲から逸脱するのを防ぐことを可能にする。

　図１３に示される補正では、補正前の掘削動作の開始点Ａから補正後の掘削動作の開始点Ｘまでの水平方向の移動距離Ｌａと、補正前の掘削動作の終了点Ｂから補正後の掘削動作の終了点Ｙまでの水平方向の移動距離Ｌｂと、は互いに等しい。

　図１３に示される例とは逆に、掘削動作の終了点Ｂが図１４に示されるように前記許容範囲から後方に逸脱する場合、具体的には当該終了点Ｂが前記許容範囲の後側垂直境界面である前記第４境界面７３ｄの外側（図１４では左側）であって例えば土面の高さと同じ高さに位置する場合、前記掘削動作の範囲全体を前記作業機械３０１から離れる水平方向であって上部旋回体２２の前方にシフトさせるのがよい。

　図１４に示される例では、補正前の掘削動作の前記終了点Ｂから前記第４境界面７３ｄ上での同じ高さにおける点Ｃまでの水平距離Ｌｂが、当該補正前の掘削動作の開始点Ａから第２境界面（前側の境界面）７３ｂ上での同じ高さにおける点Ｄまでの水平距離Ｌａよりも大きいため、仮に前記水平距離Ｌｃだけ記掘削動作の範囲全体を上部旋回体２２の前方向（図１４では右方向）にシフトさせると、補正後の掘削動作の開始点Ｘが前記許容範囲を超える、つまり当該開始点が前記第２境界面７３ｂの外側（図１４では右側）にはみ出る、ことになる。そこで、この例では、前記補正後の掘削動作の開始点Ｘが前記許容範囲を超えないように、前記掘削動作の範囲全体が前記距離Ｌｃではなくそれよりも小さい前記距離Ｌａだけシフトされる。従って、補正後の掘削動作の開始点Ｘは、前記第２境界面７３ｂ上の点に変更される。一方、前記距離Ｌａの分だけの前記掘削動作の範囲のシフトのみではそのシフトの前の終了点Ｂに対応する点Ｂ′は前記第４境界面７３ｄにまで至ることができず、依然として前記許容範囲の外側（前記第４境界面７３ｄよりも後側）に位置するので、当該終了点Ｂを前記第４境界面７３ｄ上の点Ｙまで変更すべく、バケット３３の先端の軌跡を図１４に示される軌跡７４に変更するように補正が行われる。前記軌跡７４のうち前記第２境界面７３ｂ上の開始点Ｘから前記第３境界面７４ｄ上の経由点Ｅに至るまでの部分の形状は補正前の軌跡７１と同等であるが、当該経由点Ｅから前記終了点Ｙまでは前記バケット３３の先端がほぼ垂直に上昇するような軌跡である。従って、前記経由点Ｅは、前記許容範囲を画定する境界面のうち前記作業機械３０１に近い側の垂直方向の境界面つまり前記第４境界面７３ｄと、補正前のバケット３３の軌跡７１をそのまま前記距離Ｌａだけ前方にシフトすることにより得られる軌跡７２との交点である。

　前記のように変更された後の前記軌跡７４では、当該軌跡７４における前記終了点Ｙが前記変更の前の軌跡７２における終了点Ｂ′よりも前側に位置するため、当該変更前の軌跡７２に比べて土砂の掘削量が図１５に斜線で示される領域の面積Ｓ１の分だけ、つまり前記点Ｙ、前記点Ｂ′及び前記点Ｅを頂点とする側面視略三角形の領域分だけ、減少する。このように、前記軌跡７２から前記軌跡７４への変更が掘削量の減少を伴う場合、前記コントロールユニット１１は、その減少する掘削量を補償するように掘削深さを大きくするための更なる軌跡の変更をするように構成されていることが、好ましい。

　図１６は、当該更なる軌跡の変更の具体例を示す。この例では、図１５に示される前記軌跡７４がそれよりも下方の軌跡７５に変更される。具体的に、前記軌跡７４上の最下点Ｄから前記経由点Ｅまでの部分が下方にシフトされる。前記最下点Ｄは、前記軌跡７４に含まれる点のうち最も下側に位置する点である。前記軌跡７４が複数の最下点を含む場合、当該複数の最下点の中から任意の最下点が選択される。図１６に示される例では、前記最下点Ｄがその直下方の点（変更後最下点）Ｆに変更され、前記経由点Ｅがその直下方の点（前記第４境界面７３ｄ上の変更後経由点）Ｇに変更される。前記軌跡７５は、前記軌跡７４のうち図１６に示される最終共通点Ｈ、前記最下点Ｄ及び前記経由点Ｅを結ぶ曲線部分を前記最終共通点Ｈ、前記変更後最下点Ｆ及び前記変更後経由点Ｇを結ぶ曲線部分に変更したものであり、前記最終共通点Ｈは前記軌跡７５のうち前記軌跡７４と共通する部分の最も下流側の点である。このような修正は、当該修正前の前記曲線部分（点Ｈ，Ｄ，Ｅを結ぶ曲線部分）と修正後の前記曲線部分（点Ｈ，Ｆ，Ｇを結ぶ曲線部分）との間に挟まれた領域の面積（図１６において斜線で示された領域の面積Ｓ２）の分だけ掘削量を補うことを可能にする。この面積Ｓ２が前記面積Ｓ１（終了点を前記点Ｂ′から前記点Ｙに変更することにより減少する掘削量に相当する面積）と同等になるように前記変更後最下点Ｆ及び前記変更後経由点Ｇが設定された場合には、図１５に示される補正により減少する掘削量が図１６に示される更なる補正によって完全に補償されることになる。

　前記最終共通点Ｈは、前記最下点Ｄ及び前記経由点Ｅを前記変更後最下点Ｆ及び前記変更後経由点Ｇに変更することに伴う当該補正後の軌跡７５の段差を減らして前記バケット３３の滑らかな動きを確保するように、設定される。図１６に示される例では、前記軌跡７４において前記最下点Ｄよりも距離Ｌｈだけ上流側の位置に前記最終共通点Ｈが設定され、当該最終共通点Ｈと前記変更後最下点Ｆとを直線で結ぶことにより前記更なる補正後の軌跡７５が特定される。当該直線の傾きと前記最終共通点Ｈでの前記軌跡７４の接線の傾きとの差を小さくする、好ましくは両傾きを等しくする、ように前記最終共通点Ｈを設定することが、前記軌跡７５を滑らかにすることを可能にする。

　図１２～図１６に示される例では、前記変更後最下点Ｆは前記許容範囲の下側境界面である前記第２境界面７３ｂと同等の高さまたはこれよりも上側の位置に設定される必要がある。従って、前記最下点Ｄから前記変更後最下点Ｆへの下向きの変更による前記掘削量の補償は前記第３境界面７３ｃよりも内側の前記許容範囲内で行われる。

　図１７は、前記第４実施形態に係る補正をするために前記コントロールユニット１１により行われる処理を示すフローチャートである。

　まず、前記コントロールユニット１１は、前記補正前の掘削動作の２つの端点（開始点Ａ及び終了点Ｂ）の少なくとも一方が前記許容範囲の外にあるか否か、より詳しくは当該許容範囲から水平方向に逸脱しているか否か、を判定する（ステップＳ１）。前記補正前の掘削動作の前記端点の少なくとも一方が前記許容範囲外にあると判定した場合にのみ（ステップＳ１でＹＥＳ）、前記コントロールユニット１１は、当該少なくとも一方の端点が前記許容範囲内に収まるように前記掘削動作の範囲全体を水平移動させる（ステップＳ２）。例えば、補正前の軌跡が図１４に示されるように許容範囲から終了点Ｂが大きく逸脱する軌跡７１である場合には、当該軌跡７１の開始点Ａが前記許容範囲から逸脱しない範囲内で（同図では水平距離Ｌａだけ）水平方向に移動させて前記軌跡７２にシフトする。前記補正前の掘削動作の端点がいずれも前記許容範囲内にあると判定した場合（ステップＳ１でＮＯ）、前記掘削動作の範囲の水平移動は不要であるので前記ステップＳ２及びこれに関連する後述のステップＳ３～Ｓ６の処理が省略される。

　次に、前記コントロールユニット１１は、前記のように水平移動した掘削動作の端点が依然として前記許容範囲の外にあるか否かを判定する（ステップＳ３）。例えば、図１４に示される例では前記終了点Ｂを前記水平移動させた後の点Ｂ′が依然として許容範囲の外にあるか否かが判定される。

　前記端点が前記許容範囲の外側にあると判定した場合には（ステップＳ３でＹＥＳ）、前記コントロールユニット１１は、当該許容範囲内の外側にある端点を前記許容範囲内に収めるように前記軌跡を修正する（ステップＳ４）。例えば、図１４に示されるように前記移動後の終了点Ｂ′が前記許容範囲の外側にある場合には、当該終了点Ｂ′を前記許容範囲の前記第４境界面７３ｄ上の点Ｙに変更すべく前記軌跡７２を図１４及び図１５に示すように経由点Ｅから終了点Ｙまでほぼ垂直に上がるような軌跡７４に変更する。

　次に、前記コントロールユニット１１は、前記軌跡の修正に伴って掘削量が減少するか否かを判定する（ステップＳ５）。当該掘削量が減少すると判定した場合にのみ（ステップＳ５でＹＥＳ）、前記コントロールユニット１１は、その減少した掘削量を補償するように軌跡をさらに修正する（ステップＳ６）。例えば、図１５及び図１６に示されるような面積Ｓ１の分だけ掘削量が減少する場合、前記コントロールユニット１１は、図１６に示すように、バケット３３の先端の軌跡を最下点Ｄ及び経由点Ｅを通る軌跡７４から変更後最下点Ｆ及び変更後経由点Ｇを通る軌跡７５へ下方に変更する。

　次に、前記コントロールユニット１１は、前記バケット３３の先端の軌跡の最下点が前記許容範囲の外にあるか否かを判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７において、前記最下点が前記許容範囲の外であると判定した場合にのみ（ステップＳ７でＹＥＳ）、コントロールユニット１１は、前記最下点を修正する（ステップＳ８）。例えば、もし仮に図１６に示される最下点Ｆが前記許容範囲の第３境界面７３ｃよりも下側にあった場合には、当該最下点Ｆが当該許容範囲内に収まるように当該最下点Ｆを上向きに修正する。

　前記コントロールユニット１１は、これまで説明したステップＳ１～Ｓ８の処理を経て最終的に決定された指定動作である掘削動作をアタッチメント３０に行わせるように、当該アタッチメント３０の駆動を制御する（ステップＳ９）。

　次に、第５実施形態に係る作業機械４０１について図１８～図２２を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と共通する構成およびそれにより奏される効果については説明を省略し、主に、第１実施形態と異なる点について説明する。なお、第１実施形態と同じ部材については、第１実施形態と同じ符号を付している。

　この第５実施形態では、前記第４実施形態と同様に、前記バケット３３で土砂を掘削する掘削動作が補正される。つまり、この第５実施形態における指定動作である一連の動作は、バケット３３で土砂を掘削する掘削動作を含む。この第５実施形態においても、図１に示される前記ＬｉＤＡＲ（高さ検出装置）２７によって土面の高さが検出される。

　図１８では、破線で示された土面８２を有する土砂を掘削するために、一点鎖線で示される複数の境界面によって画定された許容範囲が設定される。前記複数の境界面は、図１２～図１６に示される前記第１～第５境界面７３ａ～７３ｅと同様の第１境界面７３ａ、第２境界面７３ｂ、第３境界面７３ｃ、第４境界面７３ｄ及び第５境界面７３ｅを含む。前記掘削動作の開始点Ａは、当該掘削動作による前記バケット３３の先端の移動の軌跡７１と前記土面８２との交点であり、図１８に示される例では前側境界面である前記第１境界面７３ａよりも前側つまり前記許容範囲の外側に位置し、かつ、前記土面８２の高さと同等の高さに位置している。つまり、前記開始点Ａにおいて前記バケット３３の先端は前記許容範囲を超える。

　前記バケット３３の先端を前記許容範囲内に収まるべく、前記第１実施形態と同様にして前記開始点Ａを前記許容範囲の前側境界面である前記第２境界面７３ｂ上の位置まで移動させる補正が行われると、前記バケット３３の先端の軌跡７１は軌跡７２に変更され、前記軌跡７１のうち破線で示されるように前記許容範囲を超えていた部分は実線で示されるように前記第２境界面７３ｂに沿う面となり、補正後の開始点Ｘは前記第２境界面７３ｂ上に位置する。このように、前記掘削動作の補正は前記バケット３３の先端の軌跡の変更を伴い、これにより、前記掘削動作の少なくとも開始部分における前記バケット３３の対地角度θを変える。前記対地角度θは、図１９に示すように、鉛直面に対してバケット３３の上面３３ａがなす角度である。従って、前記上面３３ａが鉛直方向を向くときの前記対地角度θは０°である。

　土中における前記バケット３３の対地角度θの増加は掘削抵抗を増やし、土砂の良好な掘削を阻む。これを防ぐため、本第５実施形態に係る補正手段であるコントロールユニット１１は、前記掘削動作を補正する場合に、事前に設定された前記バケット３３の前記対地角度θである設定角度θｓに基づいて、補正後におけるバケット３３の対地角度θｃを設定する。前記設定角度θｓ、すなわち、事前に設定されたバケット３３の対地角度は、ティーチングや数値入力などによって設定された対地角度である。

　具体的には、前記コントロールユニット１１は、掘削対象物（作業対象物）である土砂に前記バケット３３が貫入されるときの当該バケット３３の対地角度θを、補正前の掘削動作により土砂に前記バケット３３が貫入されるときの当該バケット３３の対地角度θに設定する。土砂に前記バケット３３が貫入されるときの当該バケット３３の対地角度θは、補正前及び補正後のそれぞれの掘削動作の開始点Ａ，Ｘにおける前記バケット３３の対地角度である。このように補正後の掘削動作における貫入時の前記バケット３３の対地角度θを補正前の掘削動作における前記バケット３３の対地角度θと等しくすることが、地面にバケット３３が確実に貫入されることを可能にする。

　同様に、前記コントロールユニット１１は、土砂から前記バケット３３を抜き出すときの当該バケット３３の対地角度θを、補正前の掘削動作により土砂から前記バケット３３が抜き出されるときの当該バケット３３の対地角度θに設定する。土砂から前記バケット３３が抜き出されるときの前記バケット３３の対地角度θは、補正前及び補正後のそれぞれの掘削動作の終了点Ｂ，Ｙにおける前記バケット３３の対地角度θである。図１８に示される例では、前記補正前及び前記補正後の前記終了点Ｂ，Ｙは互いに合致している。このように、補正後の掘削動作において土砂から抜き出されるときの前記バケット３３の対地角度θを補正前の掘削動作における前記バケット３３の対地角度θと等しくすることは、前記バケット３３から土砂がこぼれるのを抑制することを可能にする。

　前記コントロールユニット１１は、さらに、前記掘削動作の少なくとも一部において、補正前の掘削動作の開始点Ａおよび終了点Ｂの各々における前記バケット３３の対地角度θａ，θｂと、補正前の掘削動作と補正後の掘削動作の各々における前記バケット３３の先端の軌跡７１，７２の経路長と、に基づいて、補正後の掘削動作における前記バケット３３の対地角度θを設定する。本実施形態では、掘削動作の全て、つまり、前記開始点Ｘと前記終了点Ｙとの間の範囲の全てが対象であるが、掘削動作の一部、つまり、前記開始点Ｘと前記終了点Ｙとの間の範囲の一部が対象であってもよい。

　図２０Ａは、補正前の掘削動作による前記バケット３３の先端の軌跡７１を示し、図２０Ｂは、補正後の掘削動作によるバケット３３の先端の軌跡７２を示す。補正前の掘削動作の開始点Ａにおける前記バケット３３の対地角度θａと補正後の掘削動作の開始点Ｘにおける前記バケット３３の対地角度θｘとは互いに等しく、補正前の掘削動作の終了点Ｂにおける前記バケット３３の対地角度θｂと補正後の掘削動作の終了点Ｙにおける前記バケット３３の対地角度θｙも互いに等しい。補正前の前記バケット３３の先端の前記軌跡７１の経路長Ｌａｂは、補正後の前記バケット３３の先端の軌跡７２の経路長Ｌｘｙに変更される。前記コントロールユニット１１は、前記軌跡７２上における前記開始点Ｘと前記終了点Ｙとの間の任意の位置における前記バケット３３の対地角度θｚを、前記補正前の軌跡７１における前記開始点Ａから前記任意の位置までの経路長Ｌａｃに基づいて以下の式（１）により求める。ここで、前記軌跡７２上の任意の位置は、前記軌跡７１上における前記開始点Ａと前記終了点Ｂとの間の任意の位置に対応している。
　θｚ＝θｘ＋（θｙ－θｘ）×（Ｌａｃ／Ｌａｂ）×Ｌｘｙ　・・・（１）

　上記の式（１）に基づく前記バケット３３の対地角度θｚの設定は、補正前の前記バケット３３の対地角度θが適切であるときに補正後の前記バケット３３の対地角度も適切になることを可能にする。このことは、前記掘削動作の補正による前記バケット３３の先端の軌跡の変化による掘削抵抗の増大を抑えて土砂が好適に掘削されることを可能にする。

　前記式（１）に代えて下記の式（２）を用いて、前記開始点Ｘと前記終了点Ｙとの間の任意の軌跡７２上の位置における前記バケット３３の対地角度θｚが求められてもよい。
　θｚ＝θｘ＋（θｙ－θｘ）×（Ｄａｃ／Ｄａｂ）×Ｄｘｙ　・・・（２）

　前記式（２）は、水平距離Ｄａｂ，Ｄｘｙ，Ｄａｃを含む。前記水平距離Ｄａｂは、補正前の掘削動作における前記開始点Ａと前記終了点Ｂとの間の水平距離であり、前記水平距離Ｄｘｙは、補正後の掘削動作における前記開始点Ｘと前記終了点Ｙとの間の水平距離であり、前記水平距離Ｄａｃは、前記軌跡７１上における前記開始点Ａと前記任意の位置との間の水平距離である。

　前記式（２）に基づく前記バケット３３の対地角度θｚの設定も、補正前の前記バケット３３の対地角度が適切であるときに補正後のバケット３３の対地角度も適切になることを可能にする。

　図１８に示すように、前記許容範囲の前側境界面である第２境界面７３ｂ上で前記補正後の開始点Ｘの直下の位置に経由点Ｄが設定される場合、前記開始点Ｘから前記経由点Ｄまでの前記対地角度θは前記式（１）または前記式（２）に基づいて設定される一方、前記経由点Ｄから前記終了点Ｙまでの前記対地角度は補正前の対地角度に設定されてもよい。また、前記開始点Ｘから前記経由点Ｄまでの前記対地角度θは前記開始点Ｘにおける対地角度θｘに維持されてもよい。

　図２１は、点線で示される土面８２をする土砂が前記作業機械４０１により掘削される場合であって、図１８に示される前記第１～第５境界面７３ａ～７３ｅと同様に許容範囲を画定する第１～第５境界面７３ａ～７３ｅのうち前記作業機械４０１に近い垂直面である第４境界面７３ｄが指定動作に含まれる掘削動作の終了点Ｂよりも前記作業機械４０１から離れた位置にある場合、換言すれば、前記終了点Ｂが前記第４境界面７３ｄを超えてその後側（図２１では左側）つまり許容範囲の外側に位置する場合を示す。前記終了点Ｂは、前記土面８２の高さと同等の高さに位置している。この場合、前記終了点Ｂを有する軌跡すなわち図２１において破線で示される部分を含む軌跡７１に沿ってバケット３３の先端を動かす前記掘削動作を行うと、少なくとも当該終了点Ｂにおいて前記バケット３３の先端が前記許容範囲を超える。

　前記終了点Ｂを前記許容範囲内に収めるべく当該終了点Ｂを前記第１実施形態と同じく前記第４境界面７３ｄ上に位置する終了点Ｙに変更して前記軌跡７１を実線で示されるように前記第４境界面７３ｄに沿う軌跡７２に変更するような前記掘削動作の補正をすると、前記掘削動作のうち少なくとも前記終了点Ｙを含む部分において前記バケット３３の対地角度が変わる。この補正でも当該補正前の開始点Ａと当該補正後の開始点Ｘとは同じである。

　この補正についても、図１８及び図２０を用いて説明した方法と同等の方法で前記バケット３３の対地角度θが設定されることにより、掘削抵抗の増大の抑制が可能である。

　図２２は、図１８に示される第１～第５境界面７３ａ～７３ｅと同様に許容範囲を画定する第１～第５境界面７３ａ～７３ｅのうち下側境界面である第３境界面７３ｃが指定動作に含まれる掘削動作でのバケット３３の先端の移動の軌跡７１上の最下点よりも上側に位置する場合、換言すれば、前記最下点が前記第３境界面７３ｃを超えてその外側（下側）に位置する場合、を示す。この場合、破線で示されるように前記最下点を含む前記軌跡７１で掘削動作を行うと、当該最下点及びその前後の領域で前記バケット３３の先端が前記許容範囲を超える。

　前記最下点を前記許容範囲内に収めるべく当該最下点を前記第３境界面７３ｃ上の点まで上方に変更して当該最下点の前後の部分が前記第３境界面７３ｃに沿って水平に延びる軌跡７２に変更するような前記掘削動作の補正を行うと、当該掘削動作のうち少なくとも前記最下点を含む部分（前記第３境界面７３ｃに沿う水平部分）において前記バケット３３の対地角度θが変わる。このような対地角度θの変化は、掘削抵抗を増やして土砂の良好な掘削を阻むおそれがある。

　前記掘削抵抗の増大を抑えるべく、補正手段であるコントロールユニット１１は、前記軌跡７２上の最下点における前記バケット３３の対地角度を、当該バケット３３の底面３３ｂ（図１９参照）が水平となるような対地角度以下の角度に設定する。前記軌跡７２上の最下点は、当該軌跡７２において図２２に示される２つの経由点Ｅ，Ｆの間の部分における全ての点である。前記２つの経由点Ｅ，Ｆは、前記補正前の軌跡７１と前記第３境界面７３ｃとの交点であり、前記２つの経由点Ｅ，Ｆの間の部分は前記第３境界面７３ｃに沿って水平に延びる部分である。

　前記軌跡７２上の前記最下点における前記バケット３３の対地角度θを前記底面３３ｂが水平となる対地角度以下の角度に設定することは、前記最下点における掘削抵抗を抑えて土砂が良好に掘削されることを可能にする。

　以上説明される実施形態は具体例に過ぎず、本発明を限定するものではない。開示された具体的構成は、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態について記載された作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果を限定する趣旨ではない。

　以上のように、作業者の負担を大きくすることなく許容範囲内での自動運転を行うことが可能な作業機械が提供される。前記作業機械は、下部走行体と、上部旋回体と、作業装置と、コントローラと、を備える。前記上部旋回体は、前記下部走行体に旋回可能に搭載される。前記作業装置は、作業動作を行うことが可能となるように前記上部旋回体に取り付けられる。前記コントローラは、前記上部旋回体および前記アタッチメントに予め指定された指定動作を行わせるように前記上部旋回体および前記アタッチメントの駆動を制御する。前記コントローラは、前記指定動作中に前記作業装置の制限対象部位が予め設定された許容範囲を超える場合に当該作業装置が当該許容範囲を超えないように前記指定動作を補正するように構成されている。

　前記コントローラは、前記指定動作中に前記制限対象部位が前記許容範囲を超える場合または超える可能性がある場合に前記指定動作を補正して前記制限対象部位が前記許容範囲を超えるのを防ぐことにより、作業者がティーチングなどによって前記指定動作を再設定する必要をなくし、これにより、作業者の負担を軽減させることができる。

　前記許容範囲は、予め定められて前記コントローラに格納されたものであってもよいし、前記コントローラが前記許容範囲を設定するように構成されていてもよい。後者の場合、前記コントローラは、前記作業装置の特定部位が位置することが可能な複数の位置に基づいて前記許容範囲を設定するように構成されていることが、好ましい。このことは、前記複数の位置に前記特定部位を位置させることで前記許容範囲を容易に設定することを可能にする。例えば、前記許容範囲を明確に決められないような現場においても、当該許容範囲を容易に設定することができる。また、前記作業機械の周辺の環境が変化するような現場においても、前記許容範囲を柔軟に設定することができる。

　前記コントローラは、作業現場の周囲状況に関する情報に基づいて前記許容範囲を設定するように構成されていることが、好ましい。このことは、操作者が前記許容範囲を設定するための操作をすることによる当該作業者の負担を軽減し、前記許容範囲が容易に設定されることを可能にする。

　前記コントローラは、例えば、前記作業現場の周囲状況を監視する管理装置により管理される当該周囲状況に基づいて前記許容範囲を設定するように構成されるのが、よい。このことは、前記管理装置により管理される情報を有効に利用して前記許容範囲が容易に設定されることを可能にする。

　あるいは、前記作業機械が前記作業現場の周囲状況に関する情報を取得する取得装置をさらに備え、前記コントローラは、前記取得装置が取得した前記周囲状況に基づいて前記許容範囲を設定するように構成されてもよい。このことは、前記周囲状況が時々刻々と変化するにもかかわらず、その変化に応じた前記許容範囲を設定することを可能にする。

　前記コントローラは、前記制限対象部位が複数の目標点を順番に通るように前記上部旋回体および前記作業装置の駆動を制御することにより前記上部旋回体および前記作業装置に前記指定動作を行わせる場合、前記補正前の前記指定動作における前記複数の目標点の中から選ばれる２つの目標点間において前記作業装置の前記制限対象部位が前記許容範囲を超える可能性がある場合に、前記２つの目標点の間でかつ前記許容範囲内の位置に経由点を設定し、前記制限対象部位が前記経由点を通るように前記指定動作を補正するように構成されていることが、好ましい。前記目標点同士の間隔が大きくて当該目標点どうしの間に前記制限対象部位が前記許容範囲を超える区間が存在する可能性がある場合でも、前記コントローラは、前記２つの目標点の間でかつ前記許容範囲内に位置する前記経由点を設定して前記制限対象部位が前記経由点を通るように前記指定動作を補正することにより、前記制限対象部位が前記許容範囲を超えるのを防ぐことができる。

　前記コントローラは、例えば、前記２つの目標点を結ぶ線Ｌ１上に前記経由点を設定することにより、当該経由点を簡易に設定することができる。

　前記コントローラは、あるいは、下流側目標点を通る直線上に前記経由点を設定するように構成されてもよい。前記下流側目標点は、前記２つの目標点のうち前記補正前の前記指定動作の下流側の目標点であり、前記直線は、前記補正前の指定動作によって前記制限対象部位が前記下流側目標点を通る時の水平面と前記作業装置の動作の方向とがなす角度で前記水平面に対して傾斜する直線である。このような直線上での前記経由点の設定は、前記下流側目標点において前記作業装置が前記指定動作による作業を好適に行うことを可能にする。

　前記直線は、あるいは、前記作業装置が所定の作業動作を行うときの水平面と前記作業装置の動作方向、詳しくは前記制限対象部位の移動方向、とがなす角度で水平面に対して傾斜する直線であってもよい。このような直線上での前記経由点の設定は、前記下流側目標点において前記作業装置に前記所定の作業を好適に行わせることを可能にする。

　前記作業装置がバケットを含み、当該バケットが前記制限対象部位を含み、前記指定動作が前記バケットで掘削対象物を掘削する掘削動作を含む場合、前記作業機械は、前記掘削対象物の表面の高さを検出する高さ検出装置をさらに備え、前記コントローラは、前記補正前の前記掘削動作の開始点及び終了点のうちの少なくとも一方が前記表面の高さと同等の高さにありかつ前記許容範囲外に位置する端点である場合に前記補正後の前記掘削動作における前記端点が前記許容範囲内で前記表面の高さと同等の高さに位置するように、前記掘削動作が行われる範囲を水平移動させるように構成されていることが、好ましい。このように前記掘削動作が行われる範囲を水平移動させるような補正は、当該補正前の前記バケットの動きを維持して円滑な掘削動作を担保することを可能にする。

　この態様では、前記コントローラは、前記掘削動作の範囲の水平移動に伴って前記掘削動作による掘削量が減少する場合に当該減少する掘削量を補償するように掘削深さを大きくするように前記掘削動作を補正するように構成されることが、好ましい。当該補正は、前記掘削深さすなわち前記バケットにより前記掘削対象物が掘削される深さを大きくして前記減少する掘削量を補償することにより、当該補正による作業効率の低下を抑制することができる。

　さらに、前記コントローラは、前記掘削深さを大きくするのに伴い前記バケットの軌跡を滑らかにする方向に当該軌跡を修正するように構成されていることが、好ましい。前記修正は、例えば前記掘削深さの増加によって前記バケットの軌跡に段差が生じるなどして当該バケットの滑らかな動きが阻害されるのを抑制することができる。

　前記コントローラは、事前に設定されたバケットの対地角度である設定角度に基づいて、前記補正後における前記掘削動作での前記バケットの対地角度を設定するように構成されていることが、好ましい。このことは、前記掘削動作の補正による前記バケットの先端の軌跡の変化にかかわらず、前記バケットの対地角度の変化による掘削抵抗の増加を抑えて良好な掘削が行われることを可能にする。

　例えば、前記コントローラは、前記補正後の掘削動作において前記掘削対象物に貫入されるときの前記バケットの対地角度を、前記補正前の前記掘削動作により前記掘削対象物に貫入されるときの前記バケットの対地角度と同等の角度に設定するように構成されているのが、好ましい。このように前記補正後の前記掘削動作において前記バケットが前記掘削対象物に貫入されるときの対地角度として前記補正前の掘削動作による対地角度を適用することが、前記補正にかかわらず前記掘削対象物に前記バケットが確実に貫入されることを可能にする。

　また、前記コントローラは、前記補正後の前記掘削動作において前記掘削対象物から抜き出されるときの前記バケットの対地角度を、前記補正前の掘削動作において前記掘削対象物から抜き出されるときの前記バケットの対地角度と同等の角度に設定するように構成されていることが、好ましい。このように前記補正後の前記掘削動作において前記掘削対象物から抜き出される前記バケットの対地角度として前記補正前の掘削動作における対地角度と同等の角度を適用することは、前記バケットから前記掘削対象物がこぼれるのを抑制することを可能にする。

　前記コントローラは、前記補正前の前記掘削動作の開始点および終了点の各々における前記バケットの対地角度と、前記補正前の掘削動作と前記補正後の掘削動作の各々における前記バケットの先端の軌跡の経路長と、に基づいて、前記補正後の掘削動作の少なくとも一部におけるバケットの対地角度を設定するように構成されていることが、好ましい。このように前記バケットの対地角度を設定することは、前記補正前の前記バケットの対地角度が適切である場合に前記補正後のバケットの対地角度も適切にすることができ、これにより、前記掘削動作の補正による前記バケットの先端の軌跡の変化が掘削抵抗を増加させることを抑えて、良好な掘削が行われることを可能にする。

　また、前記コントローラは、前記補正前の掘削動作の開始点および終了点の各々における前記バケットの対地角度と、前記補正前の掘削動作と前記補正後の掘削動作の各々における前記開始点と前記終了点との間の水平方向の距離とに基づいて、前記補正後の前記掘削動作の少なくとも一部における前記バケットの対地角度を設定するように構成されていることが、好ましい。このように前記バケットの対地角度を設定することも、前記補正前の前記バケットの対地角度が適切である場合に、前記補正後の前記バケットの対地角度も適切にすることができ、これにより、前記掘削動作の補正による前記バケットの先端の軌跡の変化が掘削抵抗を増加させることを抑えて良好な掘削が行われることを可能にする。

　また、前記コントローラは、前記バケットの先端の軌跡の最下点における前記バケットの対地角度を、前記バケットの底面が水平となる対地角度以下の角度に設定するように構成されていることが、好ましい。このことは、前記最下点での掘削抵抗を抑えて良好な掘削が行われることを可能にする。

　前記コントローラは、前記指定動作の補正を報知器に報知させるように構成されていることが、好ましい。当該報知は、前記指定動作の補正を、前記作業機械を管理する作業者に知らせることができる。

　前記コントローラは、補正後の前記指定動作を前記上部旋回体および前記作業装置に行わせるのが困難であると判定した場合に前記上部旋回体および前記作業装置の動作を停止させるように構成されていることが、好ましい。前記補正後の指定動作を前記上部旋回体及び前記作業装置に行わせることが困難な場合は、例えば、当該補正後の指定動作が前記上部旋回体または前記作業装置の動作範囲を超える場合である。このような場合に前記上部旋回体および前記作業装置の動作を停止させることは、前記上部旋回体および前記作業装置が無理な動作を行うのを抑制することができる。

　前記作業機械は、作業現場の座標系における前記下部走行体、前記上部旋回体および前記作業装置の少なくとも一つの位置の座標を検出する位置検出装置をさらに備え、前記コントローラは、前記作業現場の座標系において前記許容範囲を設定し、かつ、前記位置検出装置により検出された前記位置の座標の変化に基づいて前記許容範囲を更新するように構成されていることが、好ましい。このような更新は、作業機械の動きに伴って作業現場の座標系における作業機械の位置に対する前記許容範囲の相対位置関係が変化するにもかかわらず、当該作業機械の動きに伴って作業者が前記許容範囲を再設定することなく前記制限対象部位と前記許容範囲との位置関係が適正に判定されることを可能にし、これにより、作業者の負担を軽減させることができる。

　前記作業装置の制限対象部位は、例えば当該作業装置の先端が好ましい。当該制限対象部位は、あるいは、前記作業装置の先端以外の部位であってもよい。いずれの場合も、前記コントローラは、前記指定動作において前記作業装置の前記制限対象部位が前記許容範囲を超えることを前記指定動作の補正によって防ぐことができる。

　前記コントローラは、前記指定動作についての情報と、前記補正の結果についての情報と、を動作情報表示装置に表示させるように構成されていることが、好ましい。このことは、前記動作情報表示装置における表示を見た作業が前記指定動作についての情報及び前記補正の結果についての情報とを併せて参照することにより、前記上部旋回体および前記作業装置の補正後の動きを把握することを可能にし、これにより、例えば、前記補正後の動きに問題があった場合に補正条件を変更したり前記指定動作を再設定したりすることを、可能にする。

　また、前記コントローラは、前記許容範囲についての情報と、前記許容範囲に対する前記上部旋回体および前記作業装置の相対位置についての情報と、を位置情報表示装置に表示させるように構成されていることが、好ましい。このことは、前記位置情報表示装置における表示を見た作業者が前記許容範囲に対する前記上部旋回体および前記作業装置の相対位置を把握することを可能にし、これにより、前記相対位置に問題があるときに前記作業機械を移動させるなどの対処をすることを可能にする。

Claims

　下部走行体と、
　前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
　作業動作を行うことが可能となるように前記上部旋回体に取り付けられる作業装置と、
　前記上部旋回体および前記作業装置に予め指定された指定動作を行わせるように、前記上部旋回体および前記作業装置の駆動を制御するコントローラと、を備え、
　前記コントローラは、前記指定動作中に前記作業装置の制限対象部位が予め設定された許容範囲を超える場合または超える可能性がある場合に当該制限対象部位が当該許容範囲を超えないように前記指定動作を補正するように構成されている、作業機械。
　請求項１に記載の作業機械であって、前記コントローラは、前記許容範囲を設定するように構成されている、作業機械。
　請求項２に記載の作業機械であって、前記コントローラは、前記作業装置の特定部位が位置することが可能な複数の位置に基づいて前記許容範囲を設定するように構成されている、作業機械。
　請求項１に記載の作業機械であって、前記コントローラは、作業現場の周囲状況に関する情報に基づいて前記許容範囲を設定するように構成されている、作業機械。
　請求項４に記載の作業機械であって、前記コントローラは、前記作業現場の周囲状況を管理する管理装置により管理される当該周囲状況に関する情報に基づいて前記許容範囲を設定するように構成されている、作業機械。
　請求項４に記載の作業機械であって、前記作業現場の周囲状況に関する情報を取得する取得装置をさらに備え、前記コントローラは、前記取得装置により取得された前記周囲状況に関する情報に基づいて前記許容範囲を設定することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
　請求項１～６のいずれか１項に記載の作業機械であって、前記コントローラは、前記制限対象部位が複数の目標点を順番に通るように前記上部旋回体および前記作業装置の駆動を制御することにより前記上部旋回体および前記作業装置に前記指定動作を行わせ、前記補正前の前記指定動作における前記複数の目標点の中から選ばれる２つの目標点間において前記作業装置の前記制限対象部位が前記許容範囲を超える可能性がある場合に、前記２つの目標点の間でかつ前記許容範囲内の位置に経由点を設定し、前記制限対象部位が前記経由点を通るように前記指定動作を補正するように構成されている、作業機械。
　請求項７に記載の作業機械であって、前記コントローラは、前記２つの目標点を結ぶ線上に前記経由点を設定するように構成されている、作業機械。
　請求項７に記載の作業機械であって、前記コントローラは、下流側目標点を通る直線上に前記経由点を設定するように構成され、前記下流側目標点は前記２つの目標点のうち前記補正前の前記指定動作の下流側の目標点であり、前記直線は、前記補正前の前記指定動作によって前記制限対象部位が下流側目標点を通るときの水平面と前記作業装置の動作の方向とがなす角度で前記水平面に対して傾斜する、作業機械。
　請求項７に記載の作業機械であって、前記コントローラは、下流側目標点を通る直線上に前記経由点を設定するように構成され、前記下流側目標点は前記２つの目標点のうち前記補正前の前記指定動作の下流側の目標点であり、前記直線は、前記作業装置が所定の作業動作を行うときの水平面と前記制限対象部位の移動の方向とがなす角度で前記水平面に対して傾斜する、作業機械。
　請求項１～４のいずれか１項に記載の作業機械であって、前記作業装置はバケットを含み、当該バケットは前記制限対象部位を含み、前記指定動作は前記バケットで掘削対象物を掘削する掘削動作を含み、前記作業機械は前記掘削対象物の表面の高さを検出する高さ検出装置をさらに備え、前記コントローラは、前記補正前の前記掘削動作の開始点及び終了点のうちの少なくとも一方が前記表面の高さと同等の高さにありかつ前記許容範囲外に位置する端点である場合に前記補正後の前記掘削動作における前記端点が前記許容範囲内で前記表面の高さと同等の高さに位置するように、前記掘削動作が行われる範囲を水平移動させるように構成されている、作業機械。
　請求項１１に記載の作業機械であって、前記コントローラは、前記掘削動作の範囲の水平移動に伴って前記掘削動作による掘削量が減少する場合に当該減少する掘削量を補償するように掘削深さを大きくするように前記掘削動作を補正するものであり、前記掘削深さは前記バケットにより前記掘削対象物が掘削される深さである、作業機械。
　請求項１２に記載の作業機械であって、前記コントローラは、前記掘削深さを大きくするのに伴い、前記バケットの軌跡を滑らかにする方向に当該軌跡を修正するように構成されている、作業機械。
　請求項１～６のいずれかに記載の作業機械であって、前記作業機械はバケットを含み、前記指定動作は前記バケットで掘削対象物を掘削する掘削動作を含み、前記コントローラは、前記掘削動作の補正に伴い、事前に設定された前記バケットの対地角度である設定角度に基づいて、前記補正後における前記掘削動作における前記バケットの対地角度を設定するように構成されている、作業機械。
　請求項１４に記載の作業機械であって、前記コントローラは、前記補正後の前記掘削動作において前記掘削対象物に貫入されるときの前記バケットの対地角度を、前記補正前の前記掘削動作において前記掘削対象物に貫入されるときの前記バケットの対地角度と同等の角度に設定するように構成されている、作業機械。
　請求項１４に記載の作業機械であって、前記コントローラは、前記補正後の前記掘削動作において前記掘削対象物から抜き出されるときの前記バケットの対地角度を、前記補正前の前記掘削動作において前記掘削対象物から抜き出されるときの前記バケットの対地角度と同等の角度に設定するように構成されている、作業機械。
　請求項１４に記載の作業機械であって、前記コントローラは、前記補正前の前記掘削動作の開始点および終了点の各々における前記バケットの対地角度と、前記補正前の前記掘削動作と前記補正後の前記掘削動作の各々における前記バケットの先端の軌跡の経路長とに基づいて、前記補正後の前記掘削動作の少なくとも一部における前記バケットの対地角度を設定するように構成されている、作業機械。
　請求項１４に記載の作業機械であって、前記コントローラは、前記補正前の前記掘削動作の開始点および終了点の各々における前記バケットの対地角度と、前記補正前の前記掘削動作と前記補正後の前記掘削動作の各々における前記開始点と前記終了点との間の水平方向の距離とに基づいて、前記補正後の前記掘削動作の少なくとも一部における前記バケットの対地角度を設定するように構成されている、作業機械。
　請求項１４に記載の作業機械であって、前記コントローラは、前記バケットの先端の軌跡上の最下点における前記バケットの対地角度を、前記バケットの底面が水平となる対地角度以下の角度に設定するように構成されている、作業機械。
　請求項１～６のいずれかに記載の作業機械であって、前記コントローラは、前記指定動作の補正を報知器に報知させるように構成されている、作業機械。
　請求項１～６のいずれかに記載の作業機械であって、前記コントローラは、補正された前記指定動作を前記上部旋回体および前記作業装置に行わせるのが困難であると判定した場合に前記上部旋回体および前記作業装置の動作を停止させるように構成されている、作業機械。
　請求項１～６のいずれかに記載の作業機械であって、作業現場の座標系における前記下部走行体、前記上部旋回体、および、前記作業装置の少なくとも一つの位置の座標を検出する位置検出装置をさらに備え、前記コントローラは、前記作業現場の座標系において前記許容範囲を設定し、かつ、前記位置検出装置により検出された前記座標系における前記位置の変化に基づいて前記座標系における前記許容範囲を変更するように構成されている、作業機械。
　請求項１～６のいずれかに記載の作業機械であって、前記制限対象部位は、前記作業装置の先端である、作業機械。
　請求項１～６のいずれかに記載の作業機械であって、前記コントローラは、前記指定動作についての情報と前記補正の結果についての情報とを動作情報表示装置に表示させるように構成されている、作業機械。
　請求項１～６のいずれかに記載の作業機械であって、前記コントローラは、前記許容範囲と、前記許容範囲に対する前記上部旋回体および前記作業装置の相対位置についての情報と、を位置情報表示装置に表示させるように構成されている、作業機械。