DE112014000027B4

DE112014000027B4 - Arbeitsfahrzeug

Info

Publication number: DE112014000027B4
Application number: DE112014000027.2T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Takaura; Yoshiki Kami; Jin Kitajima
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2016-05-19
Anticipated expiration: 2034-04-25
Also published as: DE112014000027T5; CN104812965A; US20150308081A1; US9458598B2; JP5706050B1; JPWO2014192474A1; CN104812965B; WO2014192474A1

Abstract

Arbeitsfahrzeug, das umfasst: eine Arbeitsausrüstung, die einen Ausleger, einen an einem vorderen Ende des Auslegers angebrachten Stiel und einen an einem vorderen Ende des Stiels angebrachten Löffel aufweist; eine Einheit zum Beziehen von Informationen über eine Soll-Oberfläche, mit der Daten einer Soll-Oberfläche bezogen werden, die eine geplante Form eines Objektes von Bearbeitung mit der Arbeitsausrüstung anzeigen; eine Einheit zum Berechnen einer Position einer Schneidkante, mit der eine Position einer Schneidkante des Löffels berechnet wird; und eine Einheit zum Einschränken von Funktion, mit der Steuerung zum Einschränken von Funktion ausgeführt wird, durch die der Ausleger entsprechend einer relativen Position der Position der Schneidkante des Löffels und der Soll-Oberfläche zueinander zwangsweise angehoben wird und die Position der Schneidkante auf einen oberen Teil der Soll-Oberfläche beschränkt wird, wobei in einem Zustand, in dem die Schneidkante um einen vorgegebenen oder einen größeren Abstand in einer Richtung senkrecht nach unten von der Soll-Oberfläche entfernt ist, die Einheit zum Einschränken von Funktion Steuerung so ausführt, dass die Steuerung zum Einschränken von Funktion nicht ausgeführt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsfahrzeug.
Technischer Hintergrund
Für herkömmliche Arbeitsfahrzeuge gibt es eine Methode, mit der ein Funktionsbereich einer vorderen Arbeitseinrichtung auf eine vorgeschriebene Zone beschränkt wird, die im Voraus vorgegeben wird. Patentdokument 1 offenbart beispielsweise eine Steuereinrichtung, mit der ein Funktionsbereich einer vorderen Arbeitseinrichtung auf eine vorgeschriebene Zone beschränkt wird, wobei die Beschränkung der Funktion der vorderen Arbeitseinrichtung aufgehoben wird, wenn der Betrieb bzw. die Funktion eines Unterwagens oder/und einer oberen Dreheinheit erfasst wird.
Liste der Anführungen
Patentdokument

Patentdokument 1: Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. JP 2001-32 331 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In Entwicklung ist auch ein Arbeitsfahrzeug, das Informationen über eine Soll-Oberfläche von außen bezieht, eine Position einer Arbeitsausrüstung erfasst und die Arbeitsausrüstung automatisch auf Basis der erfassten Position der Arbeitsausrüstung steuert.
Beim automatischen Steuern der Arbeitsausrüstung bei Nivellierungsarbeiten mit einem Hydraulikbagger wird Steuerung zum automatischen und zwangsweisen Anheben eines Auslegers ausgeführt, wenn erwartet wird, dass eine Schneidkante eines Löffels tiefer liegt als eine Solloberfläche, um zu vermeiden, dass tiefer als bis zu der Soll-Oberfläche gebaggert wird.
Bei Dammbauarbeiten bei Erschließung von Gelände oder einer Straße dient eine obere Fläche eines Damms als eine Soll-Oberfläche in einem Bereich, in dem die Dammbauarbeiten stattfinden (für Damm vorgesehenes Gebiet). Daher tritt, wenn die beschriebene automatische Steuerung zum zwangsweisen Anheben des Auslegers während der Dammbauarbeiten ausgeführt wird, der Ausleger plötzlich in Funktion, wenn der Löffel in den für den Damm vorgesehenen Bereich eindringt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, mit dem das Auftreten plötzlicher Funktion einer Arbeitsausrüstung verhindert werden kann.
Lösung des Problems
Ein Arbeitsfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Arbeitsausrüstung, eine Einheit zum Beziehen von Informationen über eine Soll-Oberfläche, eine Einheit zum Berechnen einer Position einer Schneidkante, und eine Einheit zum Einschränken von Funktion. Die Arbeitsausrüstung weist einen Ausleger, einen an einem vorderen Ende des Auslegers angebrachten Stiel sowie einen an einem vorderen Ende des Stiels angebrachten Löffel auf. Die Einheit zum Beziehen von Informationen über eine Soll-Oberfläche bezieht Daten einer Solloberfläche, die eine geplante Form eines Objektes von Bearbeitung mit der Arbeitsausrüstung anzeigen. Die Einheit zum Berechnen einer Position einer Schneidkante berechnet eine Position einer Schneidkante des Löffels. Die Einheit zum Einschränken von Funktion führt Steuerung zum Einschränken von Funktion durch. Die Steuerung zum Einschränken von Funktion ist eine Steuerung, durch die der Ausleger entsprechend einer relativen Position der Schneidkante des Löffels und der Soll-Oberfläche zueinander zwangsweise anhoben wird und die Position der Schneidkante auf einen oberen Teil der Soll-Oberfläche beschränkt wird. In einem Zustand, in dem die Schneidkante um einen vorgeschriebenen oder größeren Abstand in senkrechter Richtung nach unten von der Soll-Oberfläche entfernt ist, führt die Einheit zum Einschränken von Funktion Steuerung so aus, dass die Steuerung zum Einschränken von Funktion nicht ausgeführt wird.
Bei dem Arbeitsfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann plötzliche Funktion des Auslegers in dem Zustand, in dem die Schneidkante um den vorgeschriebenen oder einen längeren Abstand in der Richtung senkrecht nach unten von der Soll-Oberfläche entfernt ist, verhindert werden.
Bei dem Arbeitsfahrzeug führt die Einheit zum Einschränken von Funktion, wenn die Soll-Oberfläche eine Schräge ist, die um einen vorgeschriebenen Winkel oder stärker in Bezug auf eine horizontale Richtung geneigt ist, Steuerung so aus, dass die Steuerung zum Einschränken von Funktion nicht ausgeführt wird.
Bei dem Arbeitsfahrzeug steuert die Einheit zum Einschränken von Funktion den Ausleger so, dass verhindert wird, dass die Position der Schneidkante tiefer liegt als die Soll-Oberfläche. So können die Nivellierarbeiten entsprechend der Soll-Oberfläche durchgeführt werden, und damit können die Qualität und Effektivität der Nivellierarbeiten mit dem Hydraulikbagger verbessert werden.
Bei dem Baufahrzeug hebt die Einheit zum Einschränken von Funktion den Ausleger zwangsweise an, wenn die Position der Schneidkante tiefer liegt als die Soll-Oberfläche. So können die Nivellierarbeiten entsprechend der Soll-Oberfläche durchgeführt werden, und damit können die Qualität und Effektivität der Nivellierarbeiten mit dem Hydraulikbagger verbessert werden.
Das Arbeitsfahrzeug sendet und empfängt Informationen mittels Satellitenkommunikation nach bzw. von außen. So wird das Bauen auf Basis der nach bzw. von außen gesendeten/empfangenen Informationen möglich, und die Nivellierarbeiten können mit dem Arbeitsfahrzeug mit hoher Effizienz und Genauigkeit ausgeführt werden.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wie oben beschrieben, das Auftreten unerwarteter Funktion der Arbeitsausrüstung verhindert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Perspektivansicht, die einen Aufbau eines Hydraulikbaggers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Perspektivansicht des Innenraums einer Kabine des Hydraulikbaggers.
3 ist eine schematische Ansicht, die schematisch eine Konfiguration zum Senden und Empfangen von Informationen zu bzw. von dem Hydraulikbagger zeigt.
4 ist eine schematische Darstellung, die den Hydraulikbagger von der Seite gesehen zeigt.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionale Konfiguration eines Steuerungssystems des Hydraulikbaggers zeigt.
6 ist eine schematische Ansicht von Nivellierarbeit mit dem Hydraulikbagger.
7 ist ein Flussdiagramm, das der Beschreibung der Funktion des Steuerungssystems des Hydraulikbaggers dient.
8 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer Positionsbeziehung zwischen einem Löffel und einer Soll-Oberfläche zeigt.
9 ist eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel der Positionsbeziehung zwischen dem Löffel und der Soll-Oberfläche zeigt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Zunächst wird ein Aufbau eines Hydraulikbaggers als ein Beispiel eines Arbeitsfahrzeugs beschrieben, bei dem ein Konzept der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann.
1 ist eine schematische Perspektivansicht, die einen Aufbau eines Hydraulikbaggers 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Hydraulikbagger 1 enthält, wie in 1 gezeigt, einen Unterwagen 2, eine obere Dreheinheit 3 sowie eine Arbeitsausrüstung 5. Unterwagen 2 und die obere Dreheinheit 3 bilden einen Hauptkörper des Baufahrzeugs.
Unterwagen 2 weist ein aus einer linken und einer rechten Raupenkette bestehendes Paar auf. Es ist so eingerichtet, dass Hydraulikbagger 1 über Drehung der paarigen Raupenketten selbstfahrend ist. Die obere Dreheinheit 3 ist so angeordnet, dass sie in Bezug auf Unterwagen 2 geschwenkt werden kann.
Die obere Dreheinheit 3 enthält eine Kabine 4, die ein Raum für eine Bedienungsperson zum Bedienen des Hydraulikbaggers 1 ist. Kabine 4 ist in dem Hauptkörper des Baufahrzeugs enthalten. An der Rückseite B enthält die obere Dreheinheit 3 einen Motorraum, der einen Motor aufnimmt, und ein Ballastgewicht. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die beim Sitzen in der Kabine nach vorn gerichtete Seite (Vorderseite) der Bedienungsperson als nach vorn gerichtete Seite F der oberen Dreheinheit 3 bezeichnet, und die der nach vorn gerichteten Seite F gegenüberliegende Seite, das heißt die nach hinten gerichtete Seite der Bedienungsperson wird als nach hinten gerichtete Seite B der oberen Dreheinheit 3 bezeichnet. Die im Sitzen links von der Bedienungsperson liegende Seite wird als eine linke Seite L der oberen Dreheinheit 3 bezeichnet, und die im Sitzen rechts von der Bedienungsperson liegende Seite wird als rechte Seite R der oberen Dreheinheit 3 bezeichnet. In der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass die Vorn-Hinten- sowie die Links-Rechts-Richtung der oberen Dreheinheit 3 der Vorn-Hinten- bzw. Links-Rechts-Richtung von Hydraulikbagger 1 entsprechen.
Arbeitsausrüstung 5, die Arbeiten, wie beispielsweise Aushub von Boden, durchführt, wird von der oberen Dreheinheit 3 schwenkbar so getragen, dass sie in der Oben-Unten-Richtung betätigt werden kann. Arbeitsausrüstung 5 weist einen Ausleger 5, der an einem im Wesentlichen mittigen Abschnitt an der nach vorn gerichteten Seite F der oberen Dreheinheit 3 so angebracht ist, dass er in der Oben-Unten-Richtung betätigt werden kann, einen Stiel 7, der an einem vorderen Ende von Ausleger 6 so angebracht ist, dass er in der Hinten-Vorn-Richtung betätigt werden kann, sowie einen Löffel 8 auf, der an einem vorderen Ende von Stiel 7 so angebracht ist, dass er in der Hinten-Vorn-Richtung betätigt werden kann. Löffel 8 weist eine Schneidkante 8a an seinem vorderen Ende auf. Ausleger 6, Stiel 7 und Löffel 8 sind so eingerichtet, dass sie von einem Auslegerzylinder 9, einem Stielzylinder 10 bzw. einem Löffelzylinder 11 angetrieben werden, die Hydraulikzylinder sind.
Kabine 4 ist an der nach vorn gerichteten Seite F sowie an der linken Seite L der oberen Dreheinheit 3 angeordnet. Arbeitsausrüstung 5 ist in Bezug auf Kabine 4 an der rechten Seite R angeordnet, die die Seite eines seitlichen Abschnitts von Kabine 4 ist. Es ist anzumerken, dass die Anordnung von Kabine 4 und Arbeitsausrüstung 5 nicht auf das in 1 gezeigte Beispiel beschränkt ist und sich Arbeitsausrüstung 5 beispielsweise an der linken Seite von Kabine 4 befinden kann, die an der nach vorne gerichteten rechten Seite der oberen Dreheinheit 3 angeordnet ist.
2 ist eine Perspektivansicht des Innenraums von Kabine 4 von Hydraulikbagger 1. Ein Fahrersitz 24, auf dem die Bedienungsperson zur nach vorn gerichteten Seite F hin gewandt sitzt, befindet sich, wie in 2 gezeigt, im Inneren von Kabine 4. Kabine 4 enthält einen Dachabschnitt, der so angeordnet ist, dass er den Fahrersitz 24 abdeckt, sowie eine Vielzahl von Säulen, die den Dachabschnitt tragen. Zu der Vielzahl von Säulen gehören eine vordere Säule, die an der nach vorn gerichteten Seite F in Bezug auf Fahrersitz 24 angeordnet ist, eine hintere Säule, die an der nach hinten gerichteten Seite B in Bezug auf Fahrersitz 24 angeordnet ist, sowie eine Mittelsäule, die zwischen der vorderen Säule und der hinteren Säule angeordnet ist. Jede Säule erstreckt sich in einer rechtwinkligen Richtung senkrecht zu einer horizontalen Fläche und ist mit einem Bodenabschnitt sowie dem Dachabschnitt von Kabine 4 verbunden.
Ein von allen Säulen und dem Boden- sowie dem Dachabschnitt von Kabine 4 umgebener Raum bildet einen Innenraum von Kabine 4. Fahrersitz 24 ist in dem Innenraum von Kabine 4 aufgenommen und im Wesentlichen in der Mitte des Bodenabschnitts von Kabine 4 angeordnet. Eine seitliche Fläche an der linken Seite L von Kabine 4 ist mit einer Tür versehen, über die die Bedienungsperson in oder aus Kabine 4 gelangen kann.
Eine Frontscheibe ist an der nach vor gerichteten Seite F in Bezug auf den Fahrersitz 24 angeordnet. Die Frontscheibe besteht aus einem transparenten Material, und die auf Fahrersitz 24 sitzende Bedienungsperson kann über die Frontscheibe von Kabine 4 nach außen sehen. Beispielsweise kann, wie in 2 gezeigt, die auf Fahrersitz 24 sitzende Bedienungsperson über die Frontscheibe direkt Löffel 8 beobachten, mit dem Boden ausgehoben wird.
Eine Monitoreinrichtung 26 befindet sich an der nach vorn gewandten Seite F im Inneren von Kabine 4. Monitoreinrichtung 26 ist an einer Ecke an der nach vorn gerichteten rechten Seite im Inneren von Kabine 4 angeordnet und wird von einer Stütze getragen, die sich von dem Bodenabschnitt von Kabine 4 aus erstreckt. Monitoreinrichtung 26 ist an der Seite des Fahrersitzes 24 in Bezug auf die vordere Säule angeordnet. Monitoreinrichtung 26 ist, von der auf Fahrersitz 24 sitzenden Bedienungsperson aus gesehen, vor der vorderen Säule angeordnet.
Monitoreinrichtung 26 enthält für den Mehrzweckeinsatz eine plane Anzeigefläche 26d mit verschiedenen Monitor-Funktionen, eine Schalteinheit 27 mit einer Vielzahl von Schaltern, denen viele Funktionen zugeordnet sind, sowie eine Tonerzeugungseinrichtung 28, die akustisch die auf Anzeigefläche 26d angezeigten Inhalte wiedergibt. Diese Anzeigefläche 26d wird von einer Grafikanzeigeeinrichtung, wie beispielsweise einer Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung oder einer OEL-Anzeigeeinrichtung, gebildet. Obwohl Schalteinheit 27 eine Vielzahl von Tastenschaltern enthält, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Schalteinheit 27 kann berührungsempfindliche Touchpanel-Schalter enthalten.
Fahrsteuerhebel (linker und rechter Fahrsteuerhebel) 22a und 22b für die linke und die rechte Raupenkette sind an der nach vorn gerichteten Seite F des Fahrersitzes 24 vorhanden. Der linke und der rechte Fahrsteuerhebel 22a und 22b bilden eine Fahrsteuereinheit 22 zum Steuern von Unterwagen 2.
Ein erster Bedienhebel 44 für die Bedienungsperson an Kabine 4 zum Steuern des Antriebs von Ausleger 6 und Löffel 8 von Arbeitsausrüstung 5 ist an der rechten Seite R von Fahrersitz 24 vorhanden. Ein Schaltfeld 29, an dem verschiedene Schalter und dergleichen installiert sind, ist ebenfalls an der rechten Seite R von Fahrersitz 24 vorhanden. Ein zweiter Bedienhebel 45 für die Bedienungsperson zum Steuern des Antriebs von Stiel 7 von Arbeitsausrüstung 5 sowie des Drehens der oberen Dreheinheit 3 ist an der linken Seite L von Fahrersitz 24 vorhanden.
Ein Monitor 21 ist über Monitoreinrichtung 26 angeordnet. Monitor 21 weist eine plane Anzeigefläche 21d auf. Monitor 21 ist an der vorderen Säule an der rechten Seite R, die die nahe an Arbeitsausrüstung 5 liegende Seite ist, von den paarigen vorderen Säulen angeordnet. Monitor 21 ist in der Blickrichtung der auf Fahrersitz 24 sitzenden Bedienungsperson nach vorn rechts vor der vorderen Säule angeordnet. Wenn Monitor 21 bei Hydraulikbagger 1, der Arbeitsausrüstung 5 an der rechten Seite R von Kabine 4 enthält, an der vorderen Säule an der rechten Seite R angebracht wird, kann die Bedienungsperson mit einer geringfügigen Veränderung der Blickrichtung sowohl Arbeitsausrüstung 5 als auch Monitor 21 beobachten.
3 ist eine schematische Ansicht, die schematisch eine Konfiguration zum Senden und Empfangen von Information zu bzw. von Hydraulikbagger 1 zeigt. Hydraulikbagger 1 enthält eine Steuereinrichtung 20. Die Funktion von Steuereinrichtung 20 besteht darin, die Betätigung von Arbeitsausrüstung 5, das Drehen der oberen Dreheinheit 3, den Fahrantrieb von Unterwagen 2 und dergleichen zu steuern. Steuereinrichtung 20 und Monitor 21 sind über ein bidirektionales Netzwerk-Kommunikationskabel 23 verbunden und bilden ein Kommunikationsnetz innerhalb von Hydraulikbagger 1. Monitor 21 und Steuereinrichtung 20 können Informationen über Netzwerk-Kommunikationskabel 23 zueinander senden und voneinander empfangen. Monitor 21 und Steuereinrichtung 20 werden hauptsächlich mittels einer Computereinrichtung, wie beispielsweise einem Mikrocomputer, konfiguriert.
Informationen können zwischen Steuereinrichtung 20 und einer externen Überwachungsstation 96 gesendet und empfangen werden. In der vorliegenden Ausführungsform kommunizieren Steuereinrichtung 20 und Überwachungsstation 96 über Satellitenkommunikation miteinander. Ein Kommunikations-Endgerät 91, das eine Satellitenkommunikations-Antenne 92 aufweist, ist mit Steuereinrichtung 20 verbunden. Satellitenkommunikations-Antennen 92 sind, wie in 1 gezeigt, in Querrichtung voneinander beabstandet und an der oberen Dreheinheit 3 installiert. Eine Netzwerk-Steuerstation 95, die über eine spezielle Leitung mit einer Kommunikations-Erdstation 94 verbunden ist, die über eine spezielle Kommunikationsverbindung mit einem Kommunikations-Satelliten 93 kommuniziert, ist mit Überwachungsstation 96 am Boden über das Internet und dergleichen verbunden. Dadurch werden Daten zwischen Steuereinrichtung 20 und der vorgegebenen Überwachungsstation 96 über Kommunikations-Endgerät 91, Kommunikations-Satelliten 93, Kommunikations-Erd-station 94 sowie Netzwerk-Steuerstation 95 gesendet und empfangen.
Mittels dreidimensionalem CAD (computer aided design) erstellte Bau-Solldaten werden in Steuereinrichtung 20 vorgespeichert. Monitor 21 aktualisiert die von außen empfangene aktuelle Position von Hydraulikbagger 1 und zeigt diese in Echtzeit auf dem Bildschirm an, so dass die Bedienungsperson konstant den Betriebsstatus von Hydraulikbagger 1 prüfen kann.
Steuereinrichtung 20 vergleicht die Bau-Solldaten mit der Position und Stellung von Arbeitsausrüstung 5 in Echtzeit und treibt einen Hydraulikkreis auf Basis des Vergleichsergebnisses an und steuert so Arbeitsausrüstung 5. Das heißt, Steuereinrichtung 20 vergleicht die geplante Form (Soll-Oberfläche) eines Bearbeitungsobjektes auf Basis der Bau-Solldaten mit der Position von Löffel 8 und führt Steuerung so aus, dass verhindert wird, dass sich Schneidkante 8a von Löffel 8 unterhalb der Soll-Oberfläche befindet, um tieferen Aushub als bis zu der Solloberfläche zu verhindern. So können die Effizienz der Bauarbeiten sowie die Genauigkeit bei den Bauarbeiten verbessert werden, und qualitativ hochwertige Bauausführung kann einfach durchgeführt werden.
4 ist eine schematische Darstellung, die Hydraulikbagger 1 von der Seite gesehen zeigt. Ein hinteres Ende von Ausleger 6 ist über einen Ausleger-Bolzen 13 an einem vorderen Teil der oberen Dreheinheit 3 angebracht. Ein hinteres Ende von Stiel 7 ist über einen Stiel-Bolzen 14 an dem vorderen Ende von Ausleger 6 angebracht. Löffel 8 ist über einen Löffel-Bolzen 15 an dem vorderen Ende von Stiel 7 angebracht.
Auslegerzylinder 9, Stielzylinder 10 und Löffelzylinder 11 sind jeweils mit einem ersten bis dritten Hub-Sensor 16 bis 18 versehen. Der erste Hub-Sensor 16 erfasst eine Hublänge von Auslegerzylinder 9. Der zweite Hub-Sensor 17 erfasst eine Hublänge von Stielzylinder 10. Der dritte Hub-Sensor 18 erfasst eine Hublänge von Löffelzylinder 11. In 4 gezeigte Neigungswinkel θ1 bis θ3 werden weiter unten beschrieben.
Eine Weltkoordinaten-Berechnungseinrichtung 25 befindet sich in der oberen Dreheinheit 3. Ein über Satellitenkommunikations-Antenne 92 empfangenes Signal wird in Weltkoordinaten-Berechnungseinrichtung 25 eingegeben. Weltkoordinaten-Berechnungseinrichtung 25 berechnet eine Position von Satellitenkommunikations-Antenne 92.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionale Konfiguration eines Steuerungssystems 200 von Hydraulikbagger 1 zeigt. Steuerungssystem 200, mit dem Hydraulikbagger 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform gesteuert wird, enthält, wie in 5 gezeigt, eine Betätigungseinrichtung 40, Steuereinrichtung 20 sowie eine Eingabeeinheit 90. Eingabeeinheit 90 weist die erwähnte Weltkoordinaten-Berechnungseinrichtung 25 und Kommunikations-Endgerät 91 auf.
Betätigungseinrichtung 40 nimmt die Betätigung einer Bedienungsperson zum Ansteuern von Arbeitsausrüstung 5 an und gibt entsprechend der Betätigung der Bedienungsperson ein Betätigungssignal aus. Betätigungseinrichtung 40 weist eine erste Bedienhebeleinrichtung 41 sowie eine zweite Bedienhebeleinrichtung 42 auf. Die erste Bedienhebeleinrichtung 41 weist einen ersten Bedienhebel 44, der von der Bedienungsperson betätigt wird, eine Einheit 41A zum Erfassen einer Position des Auslegers sowie eine Einheit 41B zum Erfassen von Betätigung des Löffels auf. Die zweite Bedienhebeleinrichtung 42 weist einen von der Bedienungsperson betätigten zweiten Bedienhebel 45, eine Einheit 42A zum Erfassen eines Drehvorgangs sowie eine Einheit 42B zum Erfassen von Betätigung des Stiels auf.
Über den ersten Bedienhebel 44 wird die Betätigung von Ausleger 6 durch die Bedienungsperson sowie die Betätigung von Löffel 8 durch die Bedienungsperson angenommen. Einheit 41A zum Erfassen von Betätigung des Auslegers gibt ein Auslegerbetätigungs-Signal entsprechend der Betätigung des ersten Bedienhebels 44 aus. Einheit 41B zum Erfassen von Betätigung des Löffels gibt ein Löffelbetätigungs-Signal entsprechend des Betätigung der ersten Bedienhebels 44 aus.
Über den zweiten Bedienhebel 45 wird die Betätigung der Bedienungsperson zum Drehen der oberen Dreheinheit 3 sowie die Betätigung von Stiel 7 durch die Bedienungsperson angenommen. Einheit 42A zum Erfassen von Betätigung zum Drehen gibt ein Drehungsbetätigungs-Signal entsprechend der Betätigung des zweiten Bedienhebels 45 aus. Einheit 42B zum Erfassen von Betätigung des Stiels gibt ein Stielbetätigungs-Signal entsprechend der Betätigung der zweiten Bedienhebels 45 aus.
Steuereinrichtung 20 weist eine Speichereinheit 200A, eine Einheit 202 zum Beziehen von Informationen über eine Soll-Oberfläche, eine Einheit 203 zum Berechnen eines Winkels der Arbeitsausrüstung, eine Einheit 204 zum Berechnen einer Position eine Schneidkante, eine Einheit 205 zum Berechnen eines Abstandes, eine Einheit 206 zum Berechnen eines Winkels der Soll-Oberfläche sowie eine Recheneinheit 210 auf.
In Speichereinheit 201 sind verschiedene Informationen, Programme, Schwellenwerte, Karten und dergleichen gespeichert. Steuereinrichtung 20 liest Daten aus Speichereinheit 201 aus oder speichert Daten in Speichereinheit 201, wenn dies erforderlich ist.
Einheit 202 zum Beziehen von Informationen über eine Soll-Oberfläche bezieht Daten einer Soll-Oberfläche, die ein dreidimensionales Soll-Objekt anzeigen, das Objekt von Bearbeitung mit Arbeitsausrüstung 5 ist. In dem Fall, in dem die Daten der Soll-Oberfläche im Voraus in Speichereinheit 201 eingegeben werden, und die Daten der Soll-Oberfläche in Speichereinheit 201 gespeichert sind, liest Einheit 202 zum Beziehen von Informationen über eine Soll-Oberfläche die Daten der Soll-Oberfläche aus Speichereinheit 201 aus. Als Alternative dazu kann Einheit 202 zum Beziehen von Informationen über eine Soll-Oberfläche, falls notwendig, die aktualisierten Daten der Soll-Oberfläche über Kommunikations-Endgeräte 91 beziehen.
Einheit 203 zum Berechnen eines Winkels der Arbeitsausrüstung bezieht Daten über die Länge des Auslegerzylinders, die Länge des Stielzylinders, die Länge des Löffelzylinders von dem ersten bis zum dritten Hub-Sensor 16 bis 18. Einheit 203 zum Berechnen eines Winkels der Arbeitsausrüstung berechnet des Weiteren Neigungswinkel θ1 von Ausleger 6 in Bezug auf die vertikale Richtung in einem Koordinatensystem des Hauptkörpers des Arbeitsfahrzeugs auf Basis der mit dem ersten Hub-Sensor 16 erfassten Länge des Auslegerzylinders. Einheit 203 zum Berechnen eines Winkels der Arbeitsausrüstung berechnet des Weiteren Neigungswinkel θ2 von Stiel 7 in Bezug auf Ausleger 6 auf Basis der durch den zweiten Hub-Sensor 17 erfassten Länge des Stielzylinders. Einheit 203 zum Berechnen eines Winkels der Arbeitsausrüstung berechnet des Weiteren Neigungswinkel θ3 von Schneidkante 8a von Löffel 8 in Bezug auf Stiel 7 auf Basis der durch den dritten Hub-Sensor 18 erfassten Länge des Löffelzylinders.
Einheit 204 zum Berechnen einer Position einer Schneidkante bezieht Neigungswinkel θ1 bis θ3 von Einheit 203 zum Berechnen eines Winkels der Arbeitsausrüstung und berechnet eine relative Position von Schneidkante 8a von Löffel 8 in Bezug auf den Baufahrzeug-Hauptkörper. Einheit 204 zum Berechnen einer Position einer Schneidkante bezieht des Weiteren die Position von Satellitenkommunikations-Antenne 92 von Weltkoordinaten-Berechnungseinrichtung 25. Auf Basis der Position von Satellitenkommunikations-Antenne 92 und der relativen Position von Schneidkante 8a von Löffel 8 in Bezug auf den Arbeitsfahrzeug-Hauptkörper berechnet Einheit 204 zum Berechnen einer Position einer Schneidkante die aktuelle Position von Schneidkante 8a.
Einheit 205 zum Berechnen eines Abstandes bezieht die aktuelle Position von Schneidkante 8a von Löffel 8 von Einheit 204 zum Berechnen einer Position einer Schneidkante und bezieht die Daten der Soll-Oberfläche von Einheit 202 zum Beziehen von Informationen über eine Solloberfläche. Einheit 205 zum Berechnen eines Abstandes berechnet eine relative Position von Schneidkante 8a in Bezug auf die Soll-Oberfläche. Das heißt, Einheit 205 zum Berechnen eines Abstandes berechnet, wie weit sich Schneidkante 8a oberhalb oder unterhalb der Soll-Oberfläche befindet, sowie einen Abstand zwischen der Soll-Oberfläche und der Schneidkante 8a in der Richtung senkrecht zu der Soll-Oberfläche.
Einheit 206 zum Berechnen eines Winkels der Soll-Oberfläche bezieht die Daten der Soll-Oberfläche von Einheit 202 zum Beziehen von Informationen über eine Soll-Oberfläche und berechnet einen Neigungswinkel der Soll-Oberfläche in Bezug auf die horizontale Richtung.
Recheneinheit 210 bezieht das Drehungsbetätigungs-Signal, das Auslegerbetätigungs-Signal, das Stielbetätigungs-Signal sowie das Löffelbetätigungs-Signal von Betätigungseinrichtung 40, gibt auf Basis der Informationen ein Steuersignal an ein Proportional-Magnetventil 63 aus und führt so den Vorgang zum Drehen der Dreheinheit sowie zum Antreiben von Arbeitsausrüstung 5 durch.
Proportional-Magnetventil 63 befindet sich in einem Vorsteuerkreis, der die erste Bedienhebel-Vorrichtung 41 und die zweite Bedienhebel-Vorrichtung 42 mit einem Vorsteuer-Umschaltventil zum Steuern von Zuleitung und Ableitung des Hydrauliköls zu und von Auslegerzylinder 9, Stielzylinder 10 und Löffelzylinder 11 verbindet. Ein Öffnungsgrad von Proportional-Magnetventil 63 wird entsprechend dem Steuersignal von Steuereinrichtung 20 reguliert. Ein Vorsteuerdruck, der dem Öffnungsgrad von Proportional-Magnetventil 63 entspricht, wird auf einen Vorsteueranschluss jedes Vorsteuer-Umschaltventils ausgeübt, und so werden Ausleger 6, Stiel 7 und Löffel 8 angesteuert.
Recheneinheit 210 weist eine Vielzahl von Funktionsblöcken auf, die Steuerungsfunktionen repräsentieren, die mittels Berechnung implementiert werden. Recheneinheit 210 weist eine Einheit 211 zum Einschränken von Funktion sowie eine Einheit 212 zum Aufheben von Einschränkung auf.
Auf Basis der von Einheit 202 zum Beziehen von Informationen über eine Soll-Oberfläche bezogenen Daten der Soll-Oberfläche und der von Einheit 204 zum Berechnen einer Position der Schneidkante bezogenen aktuellen Position einer Schneidkante 8a berechnet Recheneinheit 210 die aktuelle Positionsbeziehung zwischen Schneidkante 8a und der Soll-Oberfläche. Wenn die Funktion von Hydraulikbagger 1 eine vorgeschriebene Bedingung erfüllt, weist Einheit 211 zum Einschränken von Funktion Ausführung einer Steuerung zum Einschränken von Funktion an.
Das heißt, wenn auf Basis der Ausgabe des Signals zum Betätigen des Stiels durch Einheit 42B zum Erfassen von Betätigung des Stiels eine Anweisung zum Betätigen von Stiel 7 in dem Zustand erfasst wird, in dem der Abstand zwischen Schneidkante 8a von Löffel 8 und der Soll-Oberfläche innerhalb eines Bezugswertes liegt, führt Einheit 211 zum Einschränken von Funktion die Steuerung zum Einschränken von Funktion aus, bei der Ausleger 6 zwangsweise angehoben wird, wenn zu erwarten ist, dass Schneidkante 8a in die Soll-Oberfläche eindringt. Dadurch wird automatische Steuerung (Profil-Steuerung) zum Bewegen von Schneidkante 8a von Löffel 8 entlang der Soll-Oberfläche ausgeführt.
Wenn die Funktion bzw. der Betrieb von Hydraulikbagger 1 eine vorgegebene Bedingung erfüllt, weist Einheit 212 zum Aufheben von Einschränkung Einheit 211 zum Einschränken von Funktion an, die Profil-Steuerung als die Steuerung zum Einschränken von Funktion zu beenden. Das heißt, wenn Schneidkante 8a auch in dem Zustand, in dem Schneidkante 8a in der senkrechten Richtung tiefer liegt als die Soll-Oberfläche, um einen vorgegebenen oder einen größeren Abstand von der Soll-Oberfläche entfernt ist, wird die Steuerung zum Einschränken von Funktion beendet. Dadurch weist in dem Zustand, in dem Schneidkante 8a um den vorgeschriebenen oder einen größeren Abstand in senkrechter Richtung nach unten von der Soll-Oberfläche entfernt ist, Einheit 211 zum Einschränken von Funktion keine Ausführung der Steuerung zum Einschränken von Funktion an.
Wenn die Soll-Oberfläche gemäß den von Einheit 206 zum Berechnen eines Winkels der Solloberfläche bezogenen Daten des Neigungswinkels der Soll-Oberfläche in Bezug auf die horizontale Richtung steil abgeschrägt ist, wird die Steuerung zum Einschränken von Funktion beendet. Dadurch weist Einheit 211 zum Einschränken von Funktion, wenn die Soll-Oberfläche eine Schräge ist, die in Bezug auf die horizontale Richtung um einen vorgeschriebenen Winkel oder mehr geneigt ist, keine Ausführung der Steuerung zum Einschränken von Funktion an.
Wenn die Einheit 211 zum Einschränken von Funktion keine Ausführung der Steuerung zum Einschränken von Funktion anweist, gibt Recheneinheit 210 den Ausgang an Proportional-Magnetventil 63 aus, ohne den Ausgang an Proportional-Magnetventil 63 zu korrigieren. Dadurch arbeitet Arbeitsausrüstung 5 entsprechend der Betätigung von Betätigungseinrichtung 40 durch die Bedienungsperson wie von der Bedienungsperson beabsichtigt.
5 zeigt in repräsentativer Form nur die Funktionsblöcke, die von den Steuerungsfunktionen, die über Steuerung von Hydraulikbagger 1 unter Verwendung von Steuerungssystem 200 implementiert werden, einem Teil der Funktionen entsprechen, die sich auf Steuerung von Hydraulikbagger 1 beziehen. Jeder in der Figur gezeigte Funktionsblock kann als mittels Steuereinrichtung 20 implementierte Software arbeiten, die ein Programm ausführt, wobei jeder Funktionsblock auch mittels Hardware implementiert werden kann. Ein derartiges Programm kann auf einem Speichermedium aufgezeichnet und an Hydraulikbagger 1 installiert sein oder kann über Kommunikations-Endgerät 91 in Hydraulikbagger 1 eingegeben werden.
Die Nivellierarbeiten mit Hydraulikbagger 1, der die oben beschriebene Konfiguration hat, werden im Folgenden beschrieben. 6 ist eine schematische Ansicht von Nivellierarbeiten mit Hydraulikbagger 1. Eine in 6 gezeigte Soll-Oberfläche S stellt eine Soll-Form eines Objektes von Bearbeitung mit Arbeitsausrüstung 5 gemäß den im Voraus in Speichereinheit 201 von Steuereinrichtung 20 (5) vorgespeicherten Bau-Solldaten dar. Steuereinrichtung 20 führt die beschriebene Profil-Steuerung auf Basis der Bau-Solldaten sowie der aktuellen Positionsinformationen von Arbeitsausrüstung 5 aus. Arbeitsausrüstung 5 wird, wie mit einem Pfeil in 6 dargestellt, so betätigt, dass sich Schneidkante 8a von Löffel 8 an Soll-Oberfläche S entlang bewegt, und so wird der Boden mit Schneidkante 8a von Löffel 8 nivelliert, und Nivellierung zu dem Soll-Relief wird durchgeführt.
Schneidkante 8a von Löffel 8 folgt bei ihrer Bewegung dem kreisbogenförmigen Weg. Daher bewegt sich, wenn Soll-Oberfläche S eine plane Fläche ist, Schneidkante 8a von Löffel 8 von der Soll-Oberfläche weg, wenn der Vorgang zum Absenken von Ausleger 6 nicht durchgeführt wird. Daher führt, wenn die Nivellierarbeiten mit der Profil-Steuerung durchgeführt werden, die Bedienungsperson, die Arbeitsausrüstung 5 bedient, den Vorgang durch, mit dem Stiel 7 zur Seite des Fahrzeugaufbaus hin gezogen wird, und führt auch den Vorgang zum Absenken von Ausleger 6 durch.
Wenn sich die Schneidkante 8a von Löffel 8 so bewegt, dass sie tiefer liegt als die Soll-Oberfläche S und den Boden zu tief aushebt, wenn Arbeitsausrüstung 5 entsprechend der beschriebenen Betätigung durch die Bedienungsperson betätigt wird, wird ein Befehl zum zwangsweisen Anheben von Ausleger 6 über Steuereinrichtung 20 ausgegeben. Wenn zu erwarten ist, dass sich Schneidkante 8a von Löffel 8 so bewegt, dass sie tiefer liegt als Soll-Oberfläche S, führt Steuereinrichtung 20 Steuerung zum automatischen Anheben von Ausleger 6 durch, um zu verhindern, dass Schneidkante 8a von Löffel 8 tiefer liegt als Soll-Oberfläche S.
Wenn sich die Schneidkante 8a von Löffel 8 von dem Boden wegbewegt, wenn der Betätigungsvorgang zum Anheben von Ausleger 6 fortgesetzt wird, wird das zwangsweise Anheben von Ausleger 6 beendet, und eine Anweisung zum Absenken von Ausleger 6 wird von Steuereinrichtung 20 entsprechend der Betätigung durch die Bedienungsperson zum Absenken von Ausleger 6 ausgegeben. Dadurch wird der Vorgang zum Absenken von Ausleger 6 durchgeführt.
7 ist ein Flussdiagramm, das der Beschreibung der Funktion von Steuerungssystem 200 von Hydraulikbagger 1 dient. 7 zeigt die Funktion, wenn Steuerungssystem 200 die Profil-Steuerung ausführt. Zunächst stellt Steuerungssystem 200 in Schritt S10 fest, ob von dem automatischen Modus und einem manuellen Modus ein automatischer Modus ausgewählt ist oder nicht. Umschalten zwischen dem automatischen Modus und dem manuellen Modus wird über Betätigung durch die Bedienungsperson vorgenommen. Wenn der manuelle Modus ausgewählt ist (NEIN in Schritt S10), wird Arbeitsausrüstung 5 in dem manuellen Modus angetrieben.
Wenn der automatische Modus ausgewählt ist (JA in Schritt S10), geht der Prozess zu Schritt S20 über, und Arbeitsausrüstung 5 wird unter Ausführung der Profil-Steuerung angetrieben. Wenn die Anweisung zum Betätigen von Stiel 7 in dem Zustand erfasst wird, in dem der Abstand zwischen Schneidkante 8a von Löffel 8 und der Soll-Oberfläche innerhalb des Bezugswertes liegt, führt die in 5 gezeigte Einheit 211 zum Einschränken von Funktion die Profil-Steuerung aus. Das Stielbetätigungs-Signal wird von Betätigungseinrichtung 40 an die in 5 gezeigte Recheneinheit 210 ausgegeben, und wenn Recheneinheit 210 das Stielbetätigungs-Signal erfasst, wird festgestellt, dass der Stiel betätigt wird.
Dann stellt Steuerungssystem 200 in Schritt S30 fest, ob der Neigungswinkel von Solloberfläche S in Bezug auf die horizontale Richtung genauso groß ist wie oder größer ist als ein vorgeschriebener Winkel. Die in 5 gezeigte Recheneinheit 210 liest einen Schwellenwert des Neigungswinkels von Soll-Oberfläche S aus Speichereinheit 201 und vergleicht diesen Schwellenwert mit dem durch Einheit 206 zum Berechnen eines Winkels der Soll-Oberfläche berechneten Neigungswinkel von Soll-Oberfläche S und stellt so fest, ob der Neigungswinkel genauso groß ist wie oder größer als der Schwellenwert.
Der Schwellenwert des Neigungswinkels kann, wie in 7 gezeigt, 70° betragen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die steile Schräge, die einen Neigungswinkel von mehr als 70° hat, ein klippenartiges Relief ist, und daher wird die Notwendigkeit zum präzisen Nivellieren der Schräge als gering angesehen.
Wenn in Schritt S30 festgestellt wird, dass der Neigungswinkel von Soll-Oberfläche S kleiner ist als 70°, geht der Prozess zu Schritt S40 über. In Schritt S40 stellt Steuerungssystem 200 fest, ob die Schneidkante 8a von Löffel 8 um einen vorgegebenen oder größeren Abstand unter der Soll-Oberfläche liegt. Die in 5 gezeigte Recheneinheit 210 bezieht die Daten von Solloberfläche S von Einheit 201 zum Beziehen von Informationen über eine Soll-Oberfläche und bezieht des Weiteren die aktuelle Position von Schneidkante 8a von Einheit 204 zum Berechnen einer Position einer Schneidkante. Recheneinheit 210 vergleicht Soll-Oberfläche S mit der aktuellen Position von Schneidkante 8a und berechnet den Abstand zwischen Solloberfläche S und Schneidkante 8a. Des Weiteren liest Recheneinheit 210 einen Schwellenwert des Abstandes zwischen Soll-Oberfläche S und Schneidkante 8a aus Speichereinheit 201 und vergleicht den Abstand zwischen Soll-Oberfläche S und Schneidkante 8a mit diesem Schwellenwert und stellt so fest, ob Schneidkante 8a um den vorgeschriebenen oder einen größeren Abstand oder mehr von Soll-Oberfläche S entfernt ist.
Der Schwellenwert des Abstandes zwischen Soll-Oberfläche S und Schneidkante 8a kann beispielsweise, wie in 7 gezeigt, 300 mm betragen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass, wenn der Abstand kürzer als 300 mm ist, eine Bewegungsstrecke von Arbeitsausrüstung 5 zum Bewegen von Schneidkante 8a zu Soll-Oberfläche S kurz ist, und daher ist die Bewegung von Arbeitsausrüstung 5 kein plötzlicher Vorgang, oder ein Maß der Bewegung von Arbeitsausrüstung 5, die durch plötzliche Funktion verursacht wird, wird verringert.
Wenn in Schritt S40 festgestellt wird, dass der Abstand zwischen Soll-Oberfläche S und Schneidkante 8a kürzer ist als 300 mm, wird die Profil-Steuerung fortgesetzt und Arbeitsausrüstung 5 wird unter Ausführung der Profil-Steuerung angetrieben. Wenn die Anweisung zum Betätigen von Stiel 7 in dem Zustand erfasst wird, in dem der Abstand zwischen Schneidkante 8a und Soll-Oberfläche S innerhalb des Bezugswertes liegt, führt Einheit 211 zum Einschränken von Funktion die Profil-Steuerung aus.
Wenn in Schritt S30 festgestellt wird, dass der Neigungswinkel von Soll-Oberfläche S 70° oder mehr beträgt, oder wenn in Schritt S40 festgestellt wird, dass der Abstand zwischen Solloberfläche S und Schneidkante 8a 300 mm oder mehr beträgt, wird die Profil-Steuerung beendet. Dadurch wird Arbeitsausrüstung 5 in dem manuellen Modus angetrieben. In diesem Fall wird, selbst wenn die Anweisung zum Betätigen von Stiel 7 in dem Zustand erfasst wird, in dem Schneidkante 8a von Löffel 8 in der senkrechten Richtung tiefer liegt als Soll-Oberfläche S, kein Anweisungs-Signal zum zwangsweisen Anheben von Ausleger 6 ausgegeben.
Im Folgenden werden die Funktion und der Effekt der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Hydraulikbagger 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält, wie in 5 gezeigt, Einheit 202 zum Beziehen von Informationen über eine Soll-Oberfläche, mit der Daten über Soll-Oberfläche S bezogen werden, Einheit 204 zum Berechnen einer Position einer Schneidkante, mit der die Position von Schneidkante 8a von Löffel 8 berechnet wird, sowie Einheit 211 zum Einschränken von Funktion, mit der die Steuerung zum Einschränken von Funktion ausgeführt wird, durch die Ausleger 6 entsprechend der relativen Position von Schneidkante 8a von Löffel 8 und Soll-Oberfläche S zueinander zwangsweise angehoben wird und die Position von Schneidkante 8a auf einen oberen Teil von Soll-Oberfläche S beschränkt wird. In dem Zustand, in dem Schneidkante 8a um den vorgegebenen oder einen größeren Abstand in der Richtung senkrecht nach unten von Soll-Oberfläche S entfernt ist, führt Einheit 211 zum Einschränken von Funktion Steuerung so aus, dass die Steuerung zum Einschränken von Funktion nicht ausgeführt wird.
8 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer Positionsbeziehung zwischen Löffel 8 und Soll-Oberfläche S zeigt. Ein Buchstabe ”G” in 8 steht für einen Boden des vorhandenen Reliefs. Ein Buchstabe ”S” in 8 steht für die angeführte Soll-Oberfläche. 8 zeigt die Geländeform, die der Dammbauarbeit unterzogen wird, und die in 8 gezeigte Soll-Oberfläche S entspricht einer oberen Fläche eines Damms. Ein Buchstabe ”D” in 8 steht für einen Abstand zwischen der Soll-Oberfläche S und der Schneidkante 8a von Löffel 8 in der senkrechten Richtung.
Wie mit einem hohlen Pfeil in 8 gezeigt, fährt Hydraulikbagger 1 auf Boden G. Hydraulikbagger 1 fährt in 8 von rechts nach links, und Hydraulikbagger 1 auf der linken Seite in 8 befindet sich in einem Bereich, der tiefer liegt als Soll-Oberfläche S.
In 8 wird, während Hydraulikbagger 1 fährt, keine normale Betätigung von Stiel 7 durchgeführt, und dadurch wird die Profil-Steuerung zum zwangsweisen Anheben des Auslegers nicht ausgeführt. Daher bewegt sich Schneidkante 8a nicht auf Soll-Oberfläche S zu, und Hydraulikbagger 1 bewegt sich, wie auf der linken Seite in 8 gezeigt, in den Bereich hinein, der tiefer liegt als Soll-Oberfläche S. Wenn Stiel 7 betätigt wird, und die Profil-Steuerung in dem Zustand gestartet wird, in dem Löffel 8 tiefer liegt als Soll-Oberfläche S, wird Ausleger 6 plötzlich zwangsweise angehoben, bis Schneidkante 8a Soll-Oberfläche S erreicht. In diesem Fall bewegt sich Schneidkante 8a von Löffel 8 um die in 8 gezeigte Strecke D, und ein Maß der Bewegung von Arbeitsausrüstung 5 während des plötzlichen Anstiegs ist groß.
Indem Steuerung so ausgeführt wird, dass die Profil-Steuerung nicht als die Steuerung zum Einschränken von Funktion ausgeführt wird, wenn die Anweisung zum Betätigen von Stiel 7 in dem Zustand erfasst wird, in dem Schneidkante 8a um den vorgeschriebenen oder einen größeren Abstand in der Richtung senkrecht nach unten von Soll-Oberfläche S entfernt ist, wie dies bei der vorliegenden Ausführungsform der Fall ist, kann plötzliche Funktion von Ausleger 6 verhindert werden. Selbst wenn Arbeitsausrüstung 5 plötzlich in Funktion tritt, kann das Maß der Bewegung der Arbeitsausrüstung verringert werden.
Wenn die Soll-Oberfläche S, wie in 7 gezeigt, die Schräge ist, die um den vorgeschriebenen Winkel oder stärker in Bezug auf die horizontale Richtung geneigt ist, führt Einheit 211 zum Einschränken von Funktion Steuerung so aus, dass die Steuerung zum Einschränken von Funktion nicht ausgeführt wird.
9 ist eine schematische Ansicht, die ein weiteres Beispiel der Positionsbeziehung zwischen Löffel und Soll-Oberfläche S zeigt. Ein Buchstabe ”S” in 9 steht für die angeführte Soll-Oberfläche. Ein Buchstabe ”H” in 9 steht für die horizontale Richtung. Ein Buchstabe ”A” in 9 steht für einen Neigungswinkel einer Schräge in Bezug auf die horizontale Richtung. 9 zeigt einen Zustand, in dem Arbeitsausrüstung 5 während der Arbeit zum Formen der Schräge, die um Winkel α in Bezug auf die horizontale Richtung H geneigt ist, in die Schräge hinein gräbt. Ein Buchstabe ”D” in 9 steht für einen Abstand zwischen Soll-Oberfläche S und Schneidkante 8a von Löffel 8 in der senkrechten Richtung. Ein Buchstabe ”e” in 9 steht für ein oberes Ende der Schräge. Ein Buchstabe ”L” in 9 steht für eine gerade Linie, die durch das obere Ende E der Schräge hindurch und in der senkrechten Richtung verläuft.
Wenn eine steile Schräge geformt wird, bewegt sich Schneidkante 8a von Löffel 8 leicht über die gerade Linie L hinaus und schneidet in die Schräge hinein, wenn Arbeitsausrüstung 5 in die Schräge gräbt, wie dies in 9 dargestellt ist. Dabei liegt Schneidkante 8a in der senkrechten Richtung tiefer als Soll-Oberfläche S, die höher liegt als die Schräge. Daher wird, wenn die Profil-Steuerung als die Steuerung zum Einschränken von Funktion ausgeführt wird, Ausleger 6 zwangsweise plötzlich angehoben, bis Schneidkante 8a Soll-Oberfläche S erreicht. In diesem Fall bewegt sich Schneidkante 8a von Löffel 8 um die in 9 gezeigte Strecke D, und ein Maß der Bewegung von Arbeitsausrüstung 5 während des plötzlichen Anhebens ist groß.
Indem Steuerung so ausgeführt wird, dass die Steuerung zum Einschränken von Funktion dann nicht ausgeführt wird, wenn Soll-Oberfläche S die in Bezug auf die horizontale Richtung um den vorgeschriebenen Winkel oder stärker geneigte Schräge ist, wie dies bei der vorliegenden Ausführungsform der Fall ist, kann plötzliche Funktion von Ausleger 6 verhindert werden. Auch wenn Arbeitsausrüstung 5 plötzlich in Funktion tritt, kann das Maß von Bewegung der Arbeitsausrüstung verringert werden.
Wenn die Anweisung zum Betätigen von Stiel 7 in dem Zustand erfasst wird, in dem der Abstand zwischen Schneidkante 8a und Soll-Oberfläche S, wie in 6 gezeigt, innerhalb des Bezugswertes liegt, führt Einheit 211 zum Einschränken von Funktion die Profil-Steuerung durch. Dadurch kann die Profil-Steuerung zum Bewegen von Schneidkante 8a an Soll-Oberfläche S entlang einfach ausgeführt werden, indem Stiel 7 zur Seite des Fahrzeugaufbaus hin gezogen wird, und Soll-Oberfläche S kann präzise geformt werden.
Obwohl oben die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, versteht sich, dass die hier offenbarte Ausführungsform der Veranschaulichung und in keiner Weise der Einschränkung dient. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Vorgaben der Patentansprüche und nicht durch die oben stehende Patentbeschreibung definiert und soll etwaige Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs sowie den Vorgaben der Patentansprüche äquivalente Bedeutungen einschließen.
Liste der Bezugszeichen

1 Hydraulikbagger; 2 Unterwagen; 3 obere Dreheinheit; 5 Arbeitsausrüstung; 6 Ausleger; 7 Stiel, 8 Löffel; 8a Schneidkante; 9 Auslegerzylinder; 10 Stielzylinder; 11 Löffelzylinder; 16 erster Hub-Sensor, 17 zweiter Hub-Sensor; 18 dritter Hub-Sensor; 20 Steuereinrichtung; 40 Betätigungseinrichtung; 41 erste Bedienhebeleinrichtung; 41a Einheit zum Erfassen von Betätigung des Auslegers; 41B Einheit zum Erfassen von Betätigung des Löffels; 42 zweite Bedienhebeleinrichtung; 42A Einheit zum Erfassen von Drehungsbetätigung; 42B Einheit zum Erfassen von Betätigung des Stiels; 44 erster Bedienhebel; 45 zweiter Bedienhebel; 63 Proportional-Magnetventil; 90 Eingabeeinheit; 91 Kommunikations-Endgerät; 200 Steuerungssystem; 201 Speichereinheit; 202 Einheit zum Beziehen von Informationen über eine Soll-Oberfläche; 203 Einheit zum Berechnen eines Winkels der Arbeitsausrüstung; 204 Einheit zum Berechnen einer Position einer Schneidkante; 205 Einheit zum Berechnen eines Abstandes; 206 Einheit zum Berechnen eines Winkels der Soll-Oberfläche; 210 Recheneinheit; 211 Einheit zum Einschränken von Funktion; 212 Einheit zum Aufheben der Einschränkung

Claims

Arbeitsfahrzeug, das umfasst: eine Arbeitsausrüstung, die einen Ausleger, einen an einem vorderen Ende des Auslegers angebrachten Stiel und einen an einem vorderen Ende des Stiels angebrachten Löffel aufweist; eine Einheit zum Beziehen von Informationen über eine Soll-Oberfläche, mit der Daten einer Soll-Oberfläche bezogen werden, die eine geplante Form eines Objektes von Bearbeitung mit der Arbeitsausrüstung anzeigen; eine Einheit zum Berechnen einer Position einer Schneidkante, mit der eine Position einer Schneidkante des Löffels berechnet wird; und eine Einheit zum Einschränken von Funktion, mit der Steuerung zum Einschränken von Funktion ausgeführt wird, durch die der Ausleger entsprechend einer relativen Position der Position der Schneidkante des Löffels und der Soll-Oberfläche zueinander zwangsweise angehoben wird und die Position der Schneidkante auf einen oberen Teil der Soll-Oberfläche beschränkt wird, wobei in einem Zustand, in dem die Schneidkante um einen vorgegebenen oder einen größeren Abstand in einer Richtung senkrecht nach unten von der Soll-Oberfläche entfernt ist, die Einheit zum Einschränken von Funktion Steuerung so ausführt, dass die Steuerung zum Einschränken von Funktion nicht ausgeführt wird.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, wobei in einem Zustand, in dem die Schneidkante um den vorgegebenen oder einen größeren Abstand in der Richtung senkrecht nach unten von der Soll-Oberfläche entfernt ist, die Einheit zum Einschränken von Funktion unter Ausführung der Steuerung zum Einschränken von Funktion Steuerung so ausführt, dass die Steuerung zum Einschränken von Funktion nicht ausgeführt wird.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, wobei wenn die Soll-Oberfläche eine Schräge ist, die um einen vorgeschriebenen Winkel oder stärker in Bezug auf eine horizontale Richtung geneigt ist, die Einheit zum Einschränken von Funktion Steuerung so ausführt, dass die Steuerung zum Einschränken von Funktion nicht ausgeführt wird.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Einheit zum Einschränken von Funktion den Ausleger so steuert, dass verhindert wird, dass die Position der Schneidkante tiefer liegt als die Soll-Oberfläche.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenn die Position der Schneidkante tiefer liegt als die Soll-Oberfläche, die Einheit zum Einschränken von Funktion den Ausleger zwangsweise anhebt.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Arbeitsfahrzeug mittels Satellitenkommunikation Informationen nach außen und von außen sendet bzw. empfängt.