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JP2022156791A - Shovel and information processing device - Google Patents

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JP2022156791A
JP2022156791A JP2021060657A JP2021060657A JP2022156791A JP 2022156791 A JP2022156791 A JP 2022156791A JP 2021060657 A JP2021060657 A JP 2021060657A JP 2021060657 A JP2021060657 A JP 2021060657A JP 2022156791 A JP2022156791 A JP 2022156791A
Authority
JP
Japan
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excavator
slope
revolving
turning
function
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021060657A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
圭二 本田
Keiji Honda
純一 岡田
Junichi Okada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority to JP2021060657A priority Critical patent/JP2022156791A/en
Publication of JP2022156791A publication Critical patent/JP2022156791A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

To provide a technique that can more simply suppress a shovel from overturning on a sloping land.SOLUTION: A shovel 100 according to an embodiment of the present disclosure includes: a lower traveling body 1; an upper rotating body 3 rotatably mounted on the lower traveling body 1; and an attachment AT attached to the upper rotating body 3 and including a boom 4, an arm 5, and a bucket 6, wherein on a sloping land, a safety function is activated to suppress overturning of the shovel 100 in a downward direction when the upper rotating body 3 rotates so that the gravity center of a rotating body rotating integrally with the rotation of the upper rotating body 3 and the upper rotating body 3 including the attachment AT is moved in a downward direction of a slope on the sloping land.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本開示は、ショベル等に関する。 The present disclosure relates to excavators and the like.

従来、傾斜地で作業するショベルの転倒を抑制する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there is known a technique for suppressing overturning of a shovel working on a slope (see, for example, Patent Literature 1).

特許文献1では、ショベルの転倒モーメントを演算し、転倒の可能性を判断することにより、傾斜地でのショベルの転倒に関する警報を出力する技術が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-200001 discloses a technique for outputting an alarm regarding the overturning of an excavator on a slope by calculating the overturning moment of the excavator and determining the possibility of overturning.

特開平6-017451号公報JP-A-6-017451

しかしながら、上記の技術では、例えば、転倒モーメント等の演算処理の負荷が相対的に高くなり、場合によっては、本来のショベルの動作に関する制御処理に影響が生じる可能性がある。 However, with the above technique, for example, the load of computation processing such as overturning moment becomes relatively high, and in some cases, there is a possibility that the control processing related to the original operation of the shovel is affected.

そこで、上記課題に鑑み、より簡易に傾斜地でのショベルの転倒を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a technique capable of more easily suppressing overturning of a shovel on a slope.

上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
下部走行体と、
前記下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム、アーム、及びエンドアタッチメントを含む作業装置と、を備え、
傾斜地において、前記上部旋回体及び前記作業装置を含む前記上部旋回体の旋回に合わせて一体的に旋回する旋回部の重心が斜面の下り方向に移動するように、前記上部旋回体が旋回するときのショベルの下り方向への転倒を抑制する安全機能を作動させる、
ショベルが提供される。
To achieve the above objectives, in one embodiment of the present disclosure,
a lower running body;
an upper rotating body rotatably mounted on the lower traveling body;
a work device attached to the upper swing structure and including a boom, an arm, and an end attachment;
When the upper revolving body turns on a slope such that the center of gravity of the revolving part, which turns integrally with the revolving of the upper revolving body including the upper revolving body and the working device, moves in the downward direction of the slope. activating the safety function that prevents the excavator from tipping downward,
A shovel is provided.

また、本開示の他の実施形態では、
下部走行体と、前記下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム、アーム、及びエンドアタッチメントを含む作業装置と、周辺の様子を撮像する撮像装置とを有するショベルと通信を行い、前記撮像装置の出力に基づく画像情報を受信する通信装置と、
前記通信装置により受信される画像情報に基づき、前記ショベルの周辺の様子を表示する表示装置と、を備え、
前記ショベルが傾斜地にある状態で、前記上部旋回体及び前記作業装置を含む前記上部旋回体の旋回に合わせて一体的に旋回する旋回部の重心が斜面の下り方向に移動するように、前記上部旋回体が旋回するときの前記ショベルの下り方向への転倒を抑制する安全機能を作動させる、
情報処理装置が提供される。
Also, in other embodiments of the present disclosure,
a lower traveling body, an upper revolving body rotatably mounted on the lower traveling body, a work device attached to the upper revolving body and including a boom, an arm, and an end attachment, and an imaging device for imaging the surroundings. a communication device that communicates with an excavator having and receives image information based on the output of the imaging device;
a display device that displays the surroundings of the excavator based on the image information received by the communication device;
In a state where the excavator is on a slope, the upper part is moved in the descending direction of the slope so that the center of gravity of the revolving part, which revolves integrally with the revolving of the upper revolving body including the upper revolving body and the working device, moves in the downward direction of the slope. activating a safety function that suppresses the excavator from overturning downward when the revolving body revolves;
An information processing device is provided.

上述の実施形態によれば、より簡易に傾斜地でのショベルの転倒を抑制することができる。 According to the above-described embodiment, it is possible to more easily prevent the excavator from overturning on a slope.

ショベル管理システムの一例を示す概略図である。It is a schematic diagram showing an example of an excavator management system. ショベル管理システムの構成の一例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an example of the configuration of an excavator management system; FIG. ショベル管理システムの構成の他の例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing another example of the configuration of the excavator management system; FIG. 水平面でショベルの旋回部の重心位置の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of the center-of-gravity position of the revolving portion of the shovel on a horizontal plane; 傾斜面でのショベルの旋回部の重心位置の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of the center-of-gravity position of the revolving portion of the shovel on an inclined plane; ショベルの傾斜面での旋回時における旋回部の重心位置の変化の一例を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a change in the position of the center of gravity of the revolving portion when the shovel is revolving on an inclined surface; ショベルの傾斜面での旋回時における旋回部の重心位置の変化の他の例を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating another example of change in the position of the center of gravity of the revolving portion when the excavator is revolving on the inclined surface; 転倒抑制制御の第1例を概略的に示すフローチャートである。4 is a flowchart schematically showing a first example of overturn prevention control; 転倒抑制制御の第2例を概略的に示すフローチャートである。7 is a flowchart schematically showing a second example of overturn prevention control; 転倒抑制制御の第3例を概略的に示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart schematically showing a third example of overturn prevention control; FIG. 転倒抑制制御の第3例を概略的に示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart schematically showing a third example of overturn prevention control; FIG. 転倒抑制制御の第4例を概略的に示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart schematically showing a fourth example of overturn prevention control; FIG. 転倒抑制制御の第5例を概略的に示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart schematically showing a fifth example of overturn prevention control; FIG.

以下、図面を参照して実施形態について説明する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings.

[ショベル管理システムの概要]
まず、図1を参照して、本実施形態に係るショベル管理システムSYSの概要について説明をする。
[Overview of Excavator Management System]
First, an overview of the excavator management system SYS according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図1は、本実施形態に係るショベル管理システムSYSの一例を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an excavator management system SYS according to this embodiment.

図1に示すように、ショベル管理システムSYSは、ショベル100と、管理装置200とを含む。 As shown in FIG. 1 , the excavator management system SYS includes an excavator 100 and a management device 200 .

ショベル管理システムSYSに含まれるショベル100は、一台であってもよいし、複数台であってもよい。同様に、ショベル管理システムSYSに含まれる管理装置200は、複数であってもよい。即ち、複数の管理装置200は、ショベル管理システムSYSに関する処理を分散して実施してよい。例えば、複数の管理装置200は、それぞれ、ショベル管理システムSYSに含まれる全てのショベル100のうちの担当する一部のショベル100との間で相互に通信を行い、一部のショベル100を対象とする処理を実行してよい。 The excavator 100 included in the excavator management system SYS may be one or plural. Similarly, a plurality of management devices 200 may be included in the excavator management system SYS. That is, the plurality of management devices 200 may distribute and implement the processing related to the excavator management system SYS. For example, the plurality of management devices 200 mutually communicate with some of the excavators 100 that are in charge of all the excavators 100 included in the excavator management system SYS. You may perform a process to

ショベル管理システムSYSは、例えば、管理装置200において、ショベル100から情報を収集し、ショベル100の各種状態(例えば、ショベル100に搭載される各種機器の異常の有無等)を監視する。 For example, the management device 200 of the excavator management system SYS collects information from the excavator 100 and monitors various states of the excavator 100 (for example, the presence or absence of abnormalities in various devices mounted on the excavator 100).

また、ショベル管理システムSYSは、例えば、管理装置200において、ショベル100の遠隔操作を支援してよい。 Also, the excavator management system SYS may support remote control of the excavator 100 in the management device 200, for example.

また、後述の如く、ショベル100が完全自動運転によって作業を行う場合、ショベル管理システムSYSは、例えば、管理装置200において、ショベル100の完全自動運転による作業の遠隔監視を支援してもよい。 As will be described later, when the excavator 100 performs the work by fully automatic operation, the excavator management system SYS may support remote monitoring of the work by the fully automatic operation of the excavator 100 in the management device 200, for example.

<ショベルの概要>
図1に示すように、本実施形態に係るショベル100は、下部走行体1と、旋回機構2を介して旋回自在に下部走行体1に搭載される上部旋回体3と、各種作業を行うためのアタッチメントATと、キャビン10とを備える。以下、ショベル100(上部旋回体3)の前方は、ショベル100を上部旋回体3の旋回軸に沿って真上から平面視(上面視)で見たときに、上部旋回体3に対するアタッチメントATが延び出す方向に対応する。また、ショベル100(上部旋回体3)の左方及び右方は、それぞれ、キャビン10内の操縦席に着座するオペレータから見た左方及び右方に対応する。
<Overview of Excavator>
As shown in FIG. 1, the excavator 100 according to the present embodiment includes a lower traveling body 1 and an upper revolving body 3 mounted on the lower traveling body 1 so as to be rotatable via a revolving mechanism 2 for performing various operations. attachment AT and a cabin 10. Below, the front of the excavator 100 (upper revolving body 3) is the attachment AT to the upper revolving body 3 when the excavator 100 is viewed from directly above along the revolving axis of the upper revolving body 3 in plan view (top view). Corresponds to the extending direction. The left and right sides of the excavator 100 (upper revolving body 3) correspond to the left and right sides of the operator seated in the operator's seat in the cabin 10, respectively.

尚、ショベル100が遠隔操作される場合や完全自動運転によって動作する場合、キャビン10は、省略されてもよい。 Note that the cabin 10 may be omitted when the excavator 100 is remotely controlled or fully automated.

下部走行体1は、例えば、左右一対のクローラ1Cを含む。下部走行体1は、それぞれのクローラ1Cが左側の走行油圧モータ1ML及び右側の走行油圧モータ1MR(図2、図3参照)で油圧駆動されることにより、ショベル100を走行させる。 The undercarriage 1 includes, for example, a pair of left and right crawlers 1C. The lower traveling body 1 causes the excavator 100 to travel by hydraulically driving the respective crawlers 1C by the left traveling hydraulic motor 1ML and the right traveling hydraulic motor 1MR (see FIGS. 2 and 3).

上部旋回体3は、旋回機構2が旋回油圧モータ2Aで油圧駆動されることにより、下部走行体1に対して旋回する。 The upper revolving structure 3 revolves with respect to the lower traveling structure 1 by hydraulically driving the revolving mechanism 2 with a revolving hydraulic motor 2A.

アタッチメントAT(作業装置の一例)は、ブーム4、アーム5、及びバケット6を含む。 Attachment AT (an example of a working device) includes boom 4 , arm 5 , and bucket 6 .

ブーム4は、上部旋回体3の前部中央に俯仰可能に取り付けられ、ブーム4の先端には、アーム5が上下回動可能に取り付けられ、アーム5の先端には、バケット6が上下回動可能に取り付けられる。 The boom 4 is attached to the center of the front part of the upper rotating body 3 so as to be able to be raised. An arm 5 is attached to the tip of the boom 4 so as to be vertically rotatable. possible to be installed.

バケット6は、エンドアタッチメントの一例である。バケット6は、例えば、掘削作業等に用いられる。また、アーム5の先端には、作業内容等に応じて、バケット6の代わりに、他のエンドアタッチメントが取り付けられてもよい。他のエンドアタッチメントは、例えば、大型バケット、法面用バケット、浚渫用バケット等の他の種類のバケットであってよい。また、他のエンドアタッチメントは、攪拌機、ブレーカ、グラップル等のバケット以外の種類のエンドアタッチメントであってもよい。 Bucket 6 is an example of an end attachment. The bucket 6 is used, for example, for excavation work or the like. Further, another end attachment may be attached to the tip of the arm 5 instead of the bucket 6, depending on the type of work and the like. Other end attachments may be other types of buckets such as, for example, large buckets, slope buckets, dredging buckets, and the like. Other end attachments may also be types of end attachments other than buckets, such as agitators, breakers, grapples, and the like.

ブーム4、アーム5、及びバケット6は、それぞれ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9により油圧駆動される。 The boom 4, arm 5, and bucket 6 are hydraulically driven by boom cylinders 7, arm cylinders 8, and bucket cylinders 9 as hydraulic actuators, respectively.

キャビン10は、オペレータが搭乗する操縦室であり、上部旋回体3の前部左側に搭載される。 The cabin 10 is a cockpit in which an operator boards, and is mounted on the front left side of the upper revolving structure 3 .

ショベル100は、通信装置60を搭載し、所定の通信回線NWを通じて、管理装置200と相互に通信を行うことができる。これにより、ショベル100は、各種情報を管理装置200に送信(アップロード)したり、管理装置200から各種の信号(例えば、情報信号や制御信号)等を受信したりすることができる。 The excavator 100 is equipped with a communication device 60 and can communicate with the management device 200 through a predetermined communication line NW. As a result, the excavator 100 can transmit (upload) various information to the management device 200 and receive various signals (for example, information signals and control signals) from the management device 200 .

通信回線NWには、例えば、広域ネットワーク(WAN:Wide Area Network)が含まれる。広域ネットワークには、例えば、基地局を末端とする移動体通信網が含まれてよい。また、広域ネットワークには、例えば、ショベル100の上空の通信衛星を利用する衛星通信網が含まれてもよい。また、広域ネットワークには、例えば、インターネット網が含まれてもよい。また、通信回線NWには、例えば、管理装置200が設置される施設等のローカルネットワーク(LAN:Local Area Network)が含まれてもよい。ローカルネットワークは、無線回線であってもよいし、有線回線であってもよいし、その両方を含む回線であってよい。また、通信回線NWには、例えば、WiFiやブルートゥース(登録商標)等の所定の無線通信方式に基づく近距離通信回線が含まれてもよい。 The communication line NW includes, for example, a wide area network (WAN). A wide area network may include, for example, a mobile communication network terminating at a base station. The wide area network may also include, for example, a satellite communication network that uses communication satellites over the excavator 100 . The wide area network may also include, for example, the Internet network. Also, the communication line NW may include, for example, a local network (LAN: Local Area Network) such as a facility where the management device 200 is installed. The local network may be a wireless line, a wired line, or a line containing both. Also, the communication line NW may include, for example, a short-range communication line based on a predetermined wireless communication method such as WiFi or Bluetooth (registered trademark).

ショベル100は、キャビン10に搭乗するオペレータの操作に応じて、アクチュエータ(例えば、油圧アクチュエータ)を動作させ、下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の動作要素(以下、「被駆動要素」)を駆動する。 The excavator 100 operates actuators (for example, hydraulic actuators) in response to operations by an operator on board the cabin 10, and operates elements such as the lower traveling body 1, the upper rotating body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6. (hereinafter referred to as “driven element”).

また、ショベル100は、キャビン10のオペレータにより操作可能に構成されるのに代えて、或いは、加えて、ショベル100の外部から遠隔操作(リモート操作)が可能に構成されてもよい。ショベル100が遠隔操作される場合、キャビン10の内部は、無人状態であってもよい。以下、オペレータの操作には、キャビン10のオペレータによる操作装置26に対する操作、及び外部のオペレータによる遠隔操作の少なくとも一方が含まれる前提で説明を進める。 Further, instead of being configured to be operable by the operator of the cabin 10 , or in addition, the excavator 100 may be configured to be remotely controlled (remotely controlled) from the outside of the excavator 100 . When the excavator 100 is remotely controlled, the interior of the cabin 10 may be unmanned. The following description is based on the premise that the operator's operation includes at least one of an operation of the operating device 26 by the operator of the cabin 10 and a remote operation by an external operator.

遠隔操作には、例えば、所定の外部装置(例えば、管理装置200)で行われるショベル100のアクチュエータに関するユーザ(オペレータ)からの入力によって、ショベル100が操作される態様が含まれる。この場合、ショベル100は、例えば、後述の撮像装置S6の出力に基づくショベル100の周囲の画像情報(以下、「周囲画像」)を外部装置に送信し、画像情報は、外部装置に設けられる表示装置(以下、「遠隔操作用表示装置」)に表示されてよい。また、ショベル100のキャビン10内の出力装置50に表示される各種の情報画像(情報画面)は、同様に、外部装置の遠隔操作用表示装置にも表示されてよい。これにより、外部装置のオペレータは、例えば、遠隔操作用表示装置に表示されるショベル100の周囲の様子を表す周囲画像や各種の情報画像等の表示内容を確認しながら、ショベル100を遠隔操作することができる。そして、ショベル100は、外部装置から受信される、遠隔操作の内容を表す遠隔操作信号に応じて、アクチュエータを動作させ、下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の被駆動要素を駆動してよい。 Remote operation includes, for example, a mode in which the excavator 100 is operated by a user (operator)'s input regarding the actuator of the excavator 100 performed by a predetermined external device (eg, the management device 200). In this case, the excavator 100 transmits, for example, image information (hereinafter referred to as "surrounding image") around the excavator 100 based on the output of the imaging device S6, which will be described later, to the external device, and the image information is displayed on a display provided on the external device. It may be displayed on a device (hereinafter "remote display device"). Various information images (information screens) displayed on the output device 50 in the cabin 10 of the excavator 100 may also be displayed on the remote control display device of the external device. As a result, the operator of the external device remotely operates the excavator 100 while confirming the display contents such as the surrounding image representing the surroundings of the excavator 100 and various information images displayed on the remote control display device. be able to. Then, the excavator 100 operates the actuators according to a remote control signal representing the details of remote control received from an external device, and operates the lower traveling body 1, the upper rotating body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6. may drive a driven element such as

また、遠隔操作には、例えば、ショベル100の周囲の人(例えば、作業者)のショベル100に対する外部からの音声入力やジェスチャ入力等によって、ショベル100が操作される態様が含まれてよい。具体的には、ショベル100は、ショベル100(自機)に搭載される音声入力装置(例えば、マイクロフォン)や撮像装置等を通じて、周囲の作業者等により発話される音声や作業者等により行われるジェスチャ等を認識する。そして、ショベル100は、認識した音声やジェスチャ等の内容に応じて、アクチュエータを動作させ、下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の被駆動要素を駆動してよい。 In addition, the remote operation may include, for example, a mode in which the excavator 100 is operated by a person (for example, a worker) around the excavator 100 externally inputting voice or gesture to the excavator 100 . Specifically, the excavator 100 uses a voice input device (for example, a microphone), an imaging device, or the like mounted on the excavator 100 (the excavator 100), and the sounds uttered by the surrounding workers or the like, or the voices produced by the workers, etc. Recognize gestures, etc. The excavator 100 operates the actuators according to the contents of the recognized voice, gesture, etc., and drives the driven elements such as the lower traveling body 1, the upper rotating body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6. you can

また、ショベル100は、オペレータの操作の内容に依らず、自動でアクチュエータを動作させてもよい。これにより、ショベル100は、下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の被駆動要素の少なくとも一部を自動で動作させる機能、即ち、いわゆる「自動運転機能」或いは「マシンコントロール(Machine Control:MC)機能」を実現する。 In addition, the excavator 100 may automatically operate the actuator regardless of the content of the operator's operation. As a result, the excavator 100 has a function of automatically operating at least a part of the driven elements such as the lower traveling body 1, the upper rotating body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6, that is, the so-called "automatic driving function". Alternatively, it implements a "Machine Control (MC) function".

自動運転機能には、オペレータの操作装置26に対する操作や遠隔操作に応じて、操作対象の被駆動要素(アクチュエータ)以外の被駆動要素(アクチュエータ)を自動で動作させる機能、即ち、いわゆる「半自動運機能」或いは「操作支援型のMC機能」が含まれてよい。また、自動運転機能には、オペレータの操作装置26に対する操作や遠隔操作がない前提で、複数の被駆動要素(油圧アクチュエータ)の少なくとも一部を自動で動作させる機能、即ち、いわゆる「完全自動運転機能」或いは「完全自動型のMC機能」が含まれてもよい。ショベル100において、完全自動運転機能が有効な場合、キャビン10の内部は無人状態であってよい。また、半自動運転機能や完全自動運転機能等には、自動運転の対象の被駆動要素(アクチュエータ)の動作内容が予め規定されるルールに従って自動的に決定される態様が含まれてよい。また、半自動運転機能や完全自動運転機能等には、ショベル100が自律的に各種の判断を行い、その判断結果に沿って、自律的に自動運転の対象の被駆動要素(油圧アクチュエータ)の動作内容が決定される態様(いわゆる「自律運転機能」)が含まれてもよい。 The automatic operation function includes a function of automatically operating a driven element (actuator) other than the driven element (actuator) to be operated in accordance with the operator's operation on the operation device 26 or remote control, that is, a so-called "semi-automatic operation". functions" or "operation-assisted MC functions" may be included. In addition, the automatic operation function includes a function that automatically operates at least a part of a plurality of driven elements (hydraulic actuators) on the premise that the operator does not operate the operation device 26 or remote control, that is, the so-called "fully automatic operation". functions” or “fully automated MC functions” may be included. In the excavator 100, when the fully automatic operation function is effective, the inside of the cabin 10 may be in an unmanned state. In addition, the semi-automatic operation function, the fully automatic operation function, and the like may include a mode in which the operation contents of the driven elements (actuators) to be automatically operated are automatically determined according to predetermined rules. In the semi-automatic operation function, the fully automatic operation function, etc., the excavator 100 autonomously makes various judgments, and according to the judgment results, the driven elements (hydraulic actuators) to be automatically operated autonomously operate. A mode in which the content is determined (a so-called “autonomous driving function”) may be included.

<管理装置の概要>
管理装置200は、例えば、ショベル100の状態の管理(監視)やショベル100の作業の管理(監視)等、ショベル100に関する管理を行う。
<Overview of management device>
The management device 200 manages the excavator 100 , such as managing (monitoring) the state of the excavator 100 and managing (monitoring) the work of the excavator 100 .

管理装置200は、例えば、ショベル100が作業を行う作業現場の外部の管理センタ等に設置されるオンプレミスサーバやクラウドサーバであってよい。また、管理装置200は、例えば、ショベル100が作業行う作業現場内、或いは、作業現場から相対的に近い場所(例えば、通信事業者の局舎や基地局等)に配置されるエッジサーバであってもよい。また、管理装置200は、ショベル100の作業現場内の管理事務所等に配置される定置型の端末装置或いは携帯型の端末装置(携帯端末)であってもよい。定置型の端末装置には、例えば、デスクトップ型のコンピュータ端末が含まれてよい。また、携帯型の端末装置には、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ラップトップ型のコンピュータ端末等が含まれてよい。 The management device 200 may be, for example, an on-premises server or a cloud server installed in a management center or the like outside the work site where the excavator 100 works. Also, the management device 200 is, for example, an edge server arranged in a work site where the excavator 100 works, or in a place relatively close to the work site (for example, a communication carrier's station building, a base station, etc.). may Also, the management device 200 may be a stationary terminal device or a portable terminal device (portable terminal) arranged in a management office or the like in the work site of the excavator 100 . Stationary terminal devices may include, for example, desktop computer terminals. Portable terminal devices may include, for example, smartphones, tablet terminals, laptop computer terminals, and the like.

管理装置200は、例えば、通信装置220(図2、図3参照)を有し、上述の如く、通信回線NWを通じて、ショベル100と相互に通信を行う。これにより、管理装置200は、ショベル100からアップロードされる各種情報を受信したり、各種信号をショベル100に送信したりすることができる。そのため、管理装置200のユーザは、出力装置240(図2、図3参照)を通じて、ショベル100に関する各種情報を確認することができる。また、管理装置200は、例えば、ショベル100に情報信号を送信し、作業に必要な情報を提供したり、制御信号を送信し、ショベル100を制御したりすることができる。管理装置200のユーザには、例えば、ショベル100のオーナ、ショベル100の管理者、ショベル100のメーカの技術者、ショベル100のオペレータ、ショベル100の作業現場の管理者、監督者、作業者等が含まれてよい。 The management device 200 has, for example, a communication device 220 (see FIGS. 2 and 3), and communicates with the excavator 100 through the communication line NW as described above. Thereby, the management device 200 can receive various information uploaded from the excavator 100 and transmit various signals to the excavator 100 . Therefore, the user of the management device 200 can confirm various information about the excavator 100 through the output device 240 (see FIGS. 2 and 3). Also, the management device 200 can, for example, transmit an information signal to the excavator 100 to provide information necessary for work, or transmit a control signal to control the excavator 100 . The users of the management device 200 include, for example, the owner of the excavator 100, the manager of the excavator 100, the engineer of the manufacturer of the excavator 100, the operator of the excavator 100, the manager of the work site of the excavator 100, the supervisor, and the workers. may be included.

また、管理装置200は、ショベル100の遠隔操作を支援可能に構成されてもよい。例えば、管理装置200は、オペレータが遠隔操作を行うための入力装置(以下、便宜的に「遠隔操作装置」)、及びショベル100の周囲の画像情報(周囲画像)等を表示する遠隔操作用表示装置を有してよい。遠隔操作装置から入力される信号は、遠隔操作信号として、ショベル100に送信される。これにより、管理装置200のユーザ(オペレータ)は、遠隔操作用表示装置でショベル100の周囲の様子を確認しながら、遠隔操作装置を用いて、ショベル100の遠隔操作を行うことができる。 Moreover, the management device 200 may be configured to support remote operation of the excavator 100 . For example, the management device 200 includes an input device for an operator to perform remote control (hereinafter referred to as a "remote control device" for convenience), and a remote control display for displaying image information (surrounding image) around the excavator 100. may have equipment. A signal input from the remote control device is transmitted to the excavator 100 as a remote control signal. Accordingly, the user (operator) of the management device 200 can remotely operate the excavator 100 using the remote control device while checking the surroundings of the excavator 100 on the remote control display device.

また、管理装置200は、完全自動運転で作業を行うショベル100の遠隔監視を支援可能に構成されてもよい。例えば、管理装置200は、ショベル100の周囲の画像情報(周囲画像)等を表示する表示装置(以下、「監視用表示装置」)を有してよい。これにより、管理装置200のユーザ(監視者)は、監視用表示装置でショベル100の作業の様子を監視することができる。また、例えば、管理装置200は、ショベル100の自動運転機能による動作に介入操作を行うための入力装置(以下、便宜的「介入操作装置」)を有してもよい。介入操作装置には、例えば、ショベル100を非常停止させるための入力装置が含まれてよい。また、介入操作装置には、上述の遠隔操作装置が含まれてもよい。これにより、管理装置200のユーザ(監視者)は、ショベル100に異常が発生している場合やショベル100の動作が不適切な場合等に、ショベル100を非常停止させたり、ショベル100に適切な動作を行わせる遠隔操作を実施したりすることができる。 Moreover, the management device 200 may be configured to be capable of supporting remote monitoring of the excavator 100 that performs work in fully automatic operation. For example, the management device 200 may have a display device (hereinafter referred to as a “monitoring display device”) that displays image information (surrounding image) around the excavator 100 . Accordingly, the user (monitoring person) of the management device 200 can monitor the state of the work of the excavator 100 on the monitoring display device. Further, for example, the management device 200 may have an input device (hereinafter referred to as an “intervention operation device” for convenience) for performing an intervention operation on the operation of the excavator 100 by the automatic driving function. The intervention operating device may include, for example, an input device for emergency stopping the excavator 100 . Also, the intervention control device may include the remote control device described above. As a result, the user (monitoring person) of the management device 200 can make an emergency stop of the excavator 100 or perform an appropriate It is also possible to carry out remote operations to perform actions.

図2、図3は、本実施形態に係るショベル管理システムSYSの構成の一例及び他の例を示すブロック図である。図2、図3では、機械的動力が伝達される経路は二重線、油圧アクチュエータを駆動する高圧の作動油が流れる経路は実線、パイロット圧が伝達される経路は破線、電気信号が伝達される経路は点線でそれぞれ示される。図2、図3は、互いに、ショベル100及び管理装置200のうちのショベル100の構成のみが異なる。 2 and 3 are block diagrams showing one example and another example of the configuration of the excavator management system SYS according to this embodiment. 2 and 3, the path through which mechanical power is transmitted is a double line, the path through which high-pressure hydraulic oil that drives the hydraulic actuator flows is a solid line, the path through which pilot pressure is transmitted is a broken line, and an electrical signal is transmitted. Each route is indicated by a dotted line. 2 and 3 differ from each other only in the configuration of the excavator 100 of the excavator 100 and the management device 200. FIG.

<ショベルの構成>
ショベル100は、被駆動要素の油圧駆動に関する油圧駆動系、被駆動要素の操作に関する操作系、ユーザとの情報のやり取りに関するユーザインタフェース系、外部との通信に関する通信系、及び各種制御に関する制御系等のそれぞれの構成要素を含む。
<Excavator configuration>
The excavator 100 includes a hydraulic drive system for hydraulically driving the driven elements, an operation system for operating the driven elements, a user interface system for exchanging information with the user, a communication system for communication with the outside, a control system for various controls, and the like. including each component of

<<油圧駆動系>>
図2、図3に示すように、本実施形態に係るショベル100の油圧駆動系は、上述の如く、下部走行体1(左右のクローラ1C)、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の被駆動要素のそれぞれを油圧駆動する油圧アクチュエータを含む。油圧アクチュエータには、走行油圧モータ1ML,1MR、旋回油圧モータ2A、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9等が含まれる。また、本実施形態に係るショベル100の油圧駆動系は、エンジン11と、レギュレータ13と、メインポンプ14と、コントロールバルブ17とを含む。
<< Hydraulic drive system >>
As shown in FIGS. 2 and 3, the hydraulic drive system of the excavator 100 according to the present embodiment includes the lower traveling body 1 (left and right crawlers 1C), the upper revolving body 3, the boom 4, the arm 5, and the It includes hydraulic actuators that hydraulically drive each of the driven elements, such as bucket 6 . The hydraulic actuators include travel hydraulic motors 1ML and 1MR, swing hydraulic motor 2A, boom cylinder 7, arm cylinder 8, bucket cylinder 9, and the like. Also, the hydraulic drive system of the excavator 100 according to this embodiment includes an engine 11 , a regulator 13 , a main pump 14 and a control valve 17 .

エンジン11は、原動機であり、油圧駆動系におけるメイン動力源である。エンジン11は、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。エンジン11は、例えば、上部旋回体3の後部に搭載される。エンジン11は、後述するコントローラ30による直接或いは間接的な制御下で、予め設定される目標回転数で一定回転し、メインポンプ14及びパイロットポンプ15を駆動する。 The engine 11 is a prime mover and a main power source in the hydraulic drive system. The engine 11 is, for example, a diesel engine that uses light oil as fuel. The engine 11 is mounted, for example, on the rear portion of the upper revolving body 3 . The engine 11 rotates at a preset target speed under direct or indirect control by a controller 30 to be described later, and drives the main pump 14 and the pilot pump 15 .

レギュレータ13は、コントローラ30の制御下で、メインポンプ14の吐出量を制御(調節)する。例えば、レギュレータ13は、コントローラ30からの制御指令に応じて、メインポンプ14の斜板の角度(以下、「傾転角」)を調節する。 The regulator 13 controls (adjusts) the discharge amount of the main pump 14 under the control of the controller 30 . For example, the regulator 13 adjusts the angle of the swash plate of the main pump 14 (hereinafter referred to as “tilt angle”) according to a control command from the controller 30 .

メインポンプ14は、高圧油圧ラインを通じてコントロールバルブ17に作動油を供給する。メインポンプ14は、例えば、エンジン11と同様、上部旋回体3の後部に搭載される。メインポンプ14は、上述の如く、エンジン11により駆動される。メインポンプ14は、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、上述の如く、コントローラ30の制御下で、レギュレータ13により斜板の傾転角が調節されることによりピストンのストローク長が調整され、吐出流量(吐出圧)が制御される。 The main pump 14 supplies hydraulic fluid to the control valve 17 through a high pressure hydraulic line. The main pump 14 is mounted, for example, on the rear portion of the upper rotating body 3, similar to the engine 11. As shown in FIG. The main pump 14 is driven by the engine 11 as described above. The main pump 14 is, for example, a variable displacement hydraulic pump, and as described above, under the control of the controller 30, the regulator 13 adjusts the tilting angle of the swash plate, thereby adjusting the stroke length of the piston and discharging. The flow rate (discharge pressure) is controlled.

コントロールバルブ17は、オペレータの操作装置26に対する操作や遠隔操作の内容、或いは、コントローラ30から出力される自動運転機能に関する操作指令に応じて、油圧アクチュエータの制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ17は、例えば、上部旋回体3の中央部に搭載される。コントロールバルブ17は、上述の如く、高圧油圧ラインを介してメインポンプ14と接続され、メインポンプ14から供給される作動油を、オペレータの操作、或いは、コントローラ30から出力される操作指令に応じて、それぞれの油圧アクチュエータに選択的に供給する。具体的には、コントロールバルブ17は、メインポンプ14から油圧アクチュエータのそれぞれに供給される作動油の流量と流れる方向を制御する複数の制御弁(「方向切換弁」とも称する)17A~17Fを含む。以下、制御弁17A~17Fを包括的に或いは制御弁17A~17Fのうちの任意の一つを個別に「制御弁17X」と称する場合がある。 The control valve 17 is a hydraulic control device that controls a hydraulic actuator according to the content of an operator's operation on the operation device 26 or remote operation, or an operation command relating to the automatic operation function output from the controller 30 . The control valve 17 is mounted, for example, in the central portion of the upper revolving body 3 . The control valve 17 is connected to the main pump 14 via the high-pressure hydraulic line, as described above, and supplies the hydraulic oil supplied from the main pump 14 according to the operator's operation or the operation command output from the controller 30. , selectively feeding the respective hydraulic actuators. Specifically, the control valve 17 includes a plurality of control valves (also referred to as "direction switching valves") 17A to 17F that control the flow rate and flow direction of hydraulic oil supplied from the main pump 14 to each hydraulic actuator. . Hereinafter, the control valves 17A to 17F may be collectively referred to as a "control valve 17X" or any one of the control valves 17A to 17F may be referred to individually.

制御弁17Aは、走行油圧モータ1MLに作動油を供給し、且つ、走行油圧モータ1MLから作動油を排出させ、タンクに戻すことが可能に構成される。これにより、制御弁17Bは、操作装置26或いは油圧制御弁31から供給されるパイロット圧によって、走行油圧モータ1MLを駆動することができる。 The control valve 17A is configured to supply hydraulic fluid to the traveling hydraulic motor 1ML, to discharge the hydraulic fluid from the traveling hydraulic motor 1ML, and to return the hydraulic fluid to the tank. As a result, the control valve 17B can drive the traveling hydraulic motor 1ML with the pilot pressure supplied from the operating device 26 or the hydraulic control valve 31. FIG.

制御弁17Bは、走行油圧モータ1MRに作動油を供給し、且つ、走行油圧モータ1MRから作動油を排出させ、タンクに戻すことが可能に構成される。これにより、制御弁17Bは、操作装置26或いは油圧制御弁31から供給されるパイロット圧によって、走行油圧モータ1MRを駆動することができる。 The control valve 17B is configured to be able to supply working oil to the travel hydraulic motor 1MR, discharge the working oil from the travel hydraulic motor 1MR, and return it to the tank. Thereby, the control valve 17B can drive the traveling hydraulic motor 1MR with the pilot pressure supplied from the operating device 26 or the hydraulic control valve 31. FIG.

制御弁17Cは、旋回油圧モータ2Aに作動油を供給し、且つ、旋回油圧モータ2Aから作動油を排出させ、タンクに戻すことが可能に構成される。これにより、制御弁17Cは、操作装置26或いは油圧制御弁31から供給されるパイロット圧によって、旋回油圧モータ2Aを駆動することができる。 The control valve 17C is configured to be able to supply hydraulic fluid to the hydraulic swing motor 2A, discharge the hydraulic fluid from the hydraulic hydraulic motor 2A, and return it to the tank. Thereby, the control valve 17C can drive the swing hydraulic motor 2A by the pilot pressure supplied from the operation device 26 or the hydraulic control valve 31. As shown in FIG.

制御弁17Dは、ブームシリンダ7に作動油を供給し、且つ、ブームシリンダ7から作動油を排出させ、タンクに戻すことが可能に構成される。これにより、制御弁17Dは、操作装置26或いは油圧制御弁31から供給されるパイロット圧に応じて、ブームシリンダ7を駆動することができる。 The control valve 17D is configured to be able to supply hydraulic fluid to the boom cylinder 7, discharge the hydraulic fluid from the boom cylinder 7, and return it to the tank. Thereby, the control valve 17</b>D can drive the boom cylinder 7 according to the pilot pressure supplied from the operating device 26 or the hydraulic control valve 31 .

制御弁17Eは、アームシリンダ8に作動油を供給し、且つ、アームシリンダ8から作動油を排出させ、タンクに戻すことが可能に構成される。これにより、制御弁17Eは、操作装置26或いは油圧制御弁31から供給されるパイロット圧によって、アームシリンダ8を駆動することができる。 The control valve 17E is configured to supply hydraulic fluid to the arm cylinder 8, discharge the hydraulic fluid from the arm cylinder 8, and return it to the tank. Thereby, the control valve 17E can drive the arm cylinder 8 by the pilot pressure supplied from the operating device 26 or the hydraulic control valve 31. As shown in FIG.

制御弁17Fは、バケットシリンダ9に作動油を供給し、且つ、バケットシリンダ9から作動油を排出させ、タンクに戻すことが可能に構成される。これにより、制御弁17Fは、操作装置26或いは油圧制御弁31から供給されるパイロット圧に応じて、バケットシリンダ9を駆動することができる。 The control valve 17F is configured to supply the hydraulic oil to the bucket cylinder 9, to discharge the hydraulic oil from the bucket cylinder 9, and to return it to the tank. Thereby, the control valve 17</b>F can drive the bucket cylinder 9 according to the pilot pressure supplied from the operating device 26 or the hydraulic control valve 31 .

制御弁17Xは、例えば、パイロット圧が供給される2つのポートを有するスプール弁である。制御弁17Xには、軸方向に移動可能なスプールが内蔵され、スプールは、その両端部にも設けられるバネ部材から所定の中立位置で釣り合うように反対側の端部に向けて付勢されている。 The control valve 17X is, for example, a spool valve having two ports supplied with pilot pressure. The control valve 17X incorporates an axially movable spool, and the spool is biased toward the opposite end so as to be balanced at a predetermined neutral position by spring members provided also at both ends of the spool. there is

制御弁17Xの一方のポートに作動油が供給されると、その圧力(パイロット圧)がスプールの軸方向の一端に作用し、スプールが中立位置を基準として軸方向で他端側に移動する。これにより、制御弁17Xは、スプールの移動に伴い、油圧アクチュエータの2つの作動油の給排ポートのうちの一方に作動油を供給し他方から作動油を排出させる経路を連通させ、油圧アクチュエータを一の方向に駆動することができる。 When hydraulic oil is supplied to one port of the control valve 17X, its pressure (pilot pressure) acts on one axial end of the spool, and the spool moves axially toward the other end with respect to the neutral position. As a result, the control valve 17X communicates a path for supplying hydraulic oil to one of the two hydraulic oil supply/discharge ports of the hydraulic actuator and discharging hydraulic oil from the other in accordance with the movement of the spool. It can be driven in one direction.

一方、制御弁17Xの他方のポートに作動油が供給されると、その圧力(パイロット圧)がスプールの軸方向の他端に作用し、スプールが中立位置を基準として軸方向で一端側に移動する。これにより、制御弁17Xは、スプールの移動に伴い、油圧アクチュエータの2つの作動油の給排ポートのうちの他方に作動油を供給し一方から作動油を排出させる経路を連通させ、油圧アクチュエータを他の方向に駆動することができる。 On the other hand, when hydraulic oil is supplied to the other port of the control valve 17X, its pressure (pilot pressure) acts on the other end of the spool in the axial direction, and the spool moves axially to the one end side with reference to the neutral position. do. As a result, the control valve 17X communicates a path for supplying hydraulic fluid to the other of the two hydraulic fluid supply/discharge ports of the hydraulic actuator and discharging hydraulic fluid from the other, as the spool moves. It can be driven in other directions.

<<操作系>>
図2、図3に示すように、本実施形態に係るショベル100の操作系は、パイロットポンプ15と、操作装置26と、油圧制御弁31とを含む。また、図2に示すように、本実施形態に係るショベル100の操作系は、操作装置26が油圧パイロット式である場合、シャトル弁32と、油圧制御弁33とを含む。
<<Operating System>>
As shown in FIGS. 2 and 3 , the operating system of the excavator 100 according to this embodiment includes a pilot pump 15 , an operating device 26 and a hydraulic control valve 31 . Further, as shown in FIG. 2, the operating system of the excavator 100 according to the present embodiment includes a shuttle valve 32 and a hydraulic control valve 33 when the operating device 26 is of a hydraulic pilot type.

パイロットポンプ15は、パイロットライン25を介して各種油圧機器にパイロット圧を供給する。パイロットポンプ15は、例えば、エンジン11と同様、上部旋回体3の後部に搭載される。パイロットポンプ15は、例えば、固定容量式油圧ポンプであり、上述の如く、エンジン11により駆動される。 Pilot pump 15 supplies pilot pressure to various hydraulic devices via pilot line 25 . The pilot pump 15 is mounted, for example, on the rear portion of the upper revolving body 3 in the same manner as the engine 11 . The pilot pump 15 is, for example, a fixed displacement hydraulic pump, and is driven by the engine 11 as described above.

操作装置26は、キャビン10の操縦席付近に設けられ、オペレータが各種被駆動要素(下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、バケット6等)の操作を行うために用いられる。換言すれば、操作装置26は、オペレータがそれぞれの被駆動要素を駆動する油圧アクチュエータ(即ち、走行油圧モータ1ML,1MR、旋回油圧モータ2A、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9等)の操作を行うために用いられる。操作装置26は、例えば、ブーム4(ブームシリンダ7)、アーム5(アームシリンダ8)、バケット6(バケットシリンダ9)、及び上部旋回体3(旋回油圧モータ2A)のそれぞれを操作するレバー装置を含む。また、操作装置26は、例えば、下部走行体1の左右のクローラ(走行油圧モータ1ML,1MR)のそれぞれを操作するペダル装置或いはレバー装置を含む。 The operating device 26 is provided near the cockpit of the cabin 10, and is used by the operator to operate various driven elements (lower running body 1, upper rotating body 3, boom 4, arm 5, bucket 6, etc.). . In other words, the operating device 26 includes hydraulic actuators (that is, traveling hydraulic motors 1ML and 1MR, turning hydraulic motor 2A, boom cylinder 7, arm cylinder 8, bucket cylinder 9, etc.) for the operator to drive respective driven elements. is used to perform operations on The operating device 26 includes, for example, lever devices that operate the boom 4 (boom cylinder 7), the arm 5 (arm cylinder 8), the bucket 6 (bucket cylinder 9), and the upper rotating body 3 (swing hydraulic motor 2A). include. Further, the operating device 26 includes, for example, a pedal device or a lever device for operating the left and right crawlers (traveling hydraulic motors 1ML and 1MR) of the lower traveling body 1, respectively.

例えば、図2に示すように、操作装置26は、油圧パイロット式である。具体的には、操作装置26は、パイロットライン25及びそこから分岐されるパイロットライン25Aを通じてパイロットポンプ15から供給される作動油を利用し、操作内容に応じたパイロット圧を二次側のパイロットライン27Aに出力する。パイロットライン27Aは、シャトル弁32の一方の入口ポートに接続され、シャトル弁32の出口ポートに接続されるパイロットライン27を介して、コントロールバルブ17に接続される。これにより、コントロールバルブ17には、シャトル弁32を介して、操作装置26における各種被駆動要素(油圧アクチュエータ)に関する操作内容に応じたパイロット圧が入力されうる。そのため、コントロールバルブ17は、オペレータ等の操作装置26に対する操作内容に応じて、それぞれの油圧アクチュエータを駆動することができる。 For example, as shown in FIG. 2, the operating device 26 is hydraulically piloted. Specifically, the operating device 26 utilizes the hydraulic oil supplied from the pilot pump 15 through the pilot line 25 and the pilot line 25A branched therefrom, and applies the pilot pressure according to the operation content to the secondary side pilot line. 27A. The pilot line 27A is connected to one inlet port of the shuttle valve 32 and connected to the control valve 17 via the pilot line 27 connected to the outlet port of the shuttle valve 32 . As a result, a pilot pressure can be input to the control valve 17 through the shuttle valve 32 according to the operation details of various driven elements (hydraulic actuators) in the operating device 26 . Therefore, the control valve 17 can drive each hydraulic actuator according to the operation content of the operating device 26 such as an operator.

また、例えば、図3に示すように、操作装置26は、電気式である。具体的には、操作装置26は、操作内容に応じた電気信号(以下、「操作信号」)を出力し、操作信号は、コントローラ30に取り込まれる。そして、コントローラ30は、操作信号の内容に応じた制御指令、つまり、操作装置26に対する操作内容に応じた制御信号を油圧制御弁31に出力する。これにより、油圧制御弁31からコントロールバルブ17に操作装置26の操作内容に応じたパイロット圧が入力され、コントロールバルブ17は、操作装置26の操作内容に応じて、それぞれの油圧アクチュエータを駆動することができる。 Also, for example, as shown in FIG. 3, the operating device 26 is electric. Specifically, the operation device 26 outputs an electric signal (hereinafter referred to as “operation signal”) corresponding to the content of the operation, and the operation signal is captured by the controller 30 . Then, the controller 30 outputs to the hydraulic control valve 31 a control command corresponding to the content of the operation signal, that is, a control signal corresponding to the content of the operation on the operating device 26 . As a result, the pilot pressure corresponding to the operation content of the operation device 26 is input from the hydraulic control valve 31 to the control valve 17, and the control valve 17 drives the respective hydraulic actuators according to the operation content of the operation device 26. can be done.

また、コントロールバルブ17に内蔵される、それぞれの油圧アクチュエータを駆動する制御弁17X(方向切換弁)は、電磁ソレノイド式であってもよい。この場合、操作装置26から出力される操作信号がコントロールバルブ17に、即ち、電磁ソレノイド式の制御弁17Xに直接入力されてもよい。 Also, the control valves 17X (direction switching valves) incorporated in the control valve 17 and driving respective hydraulic actuators may be of the electromagnetic solenoid type. In this case, the operation signal output from the operation device 26 may be directly input to the control valve 17, that is, to the electromagnetic solenoid type control valve 17X.

油圧制御弁31は、操作装置26の操作対象の被駆動要素(油圧アクチュエータ)ごとに設けられる。即ち、油圧制御弁31は、例えば、左側のクローラ(走行油圧モータ1ML)、右側のクローラ(走行油圧モータ1MR)、上部旋回体3(旋回油圧モータ2A)、ブーム4(ブームシリンダ7)、アーム5(アームシリンダ8)、及びバケット6(バケットシリンダ9)ごとに設けられる。油圧制御弁31は、例えば、パイロットポンプ15とコントロールバルブ17との間のパイロットライン25Bに設けられ、その流路面積(即ち、作動油が通流可能な断面積)を変更可能に構成されてよい。これにより、油圧制御弁31は、パイロットライン25Bを通じて供給されるパイロットポンプ15の作動油を利用して、所定のパイロット圧を二次側のパイロットライン27Bに出力することができる。そのため、図2に示すように、油圧制御弁31は、パイロットライン27Bとパイロットライン27の間のシャトル弁32を通じて、間接的に、コントローラ30からの制御信号に応じた所定のパイロット圧をコントロールバルブ17に作用させることができる。また、図3に示すように、油圧制御弁31は、パイロットライン27B及びパイロットライン27を通じて、直接的に、コントローラ30からの制御信号に応じた所定のパイロット圧をコントロールバルブ17に作用させることができる。そのため、コントローラ30は、油圧制御弁31から電気式の操作装置26の操作内容に応じたパイロット圧をコントロールバルブ17に供給させ、オペレータの操作に基づくショベル100の動作を実現することができる。 The hydraulic control valve 31 is provided for each driven element (hydraulic actuator) to be operated by the operating device 26 . That is, the hydraulic control valve 31 includes, for example, a left crawler (traveling hydraulic motor 1ML), a right crawler (traveling hydraulic motor 1MR), an upper revolving body 3 (revolving hydraulic motor 2A), a boom 4 (boom cylinder 7), an arm 5 (arm cylinder 8) and bucket 6 (bucket cylinder 9). The hydraulic control valve 31 is provided, for example, in the pilot line 25B between the pilot pump 15 and the control valve 17, and is configured such that its passage area (that is, the cross-sectional area through which hydraulic oil can flow) can be changed. good. As a result, the hydraulic control valve 31 can output a predetermined pilot pressure to the secondary side pilot line 27B using the hydraulic fluid of the pilot pump 15 supplied through the pilot line 25B. Therefore, as shown in FIG. 2, the hydraulic control valve 31 indirectly controls a predetermined pilot pressure according to the control signal from the controller 30 through the shuttle valve 32 between the pilot lines 27B and 27B. 17. Further, as shown in FIG. 3, the hydraulic control valve 31 can directly apply a predetermined pilot pressure to the control valve 17 in response to a control signal from the controller 30 through the pilot line 27B and the pilot line 27. can. Therefore, the controller 30 can cause the control valve 17 to supply the pilot pressure corresponding to the operation content of the electric operation device 26 from the hydraulic control valve 31, and can realize the operation of the excavator 100 based on the operator's operation.

また、コントローラ30は、例えば、油圧制御弁31を制御し、自動運転機能を実現してもよい。具体的には、コントローラ30は、操作装置26の操作の有無に依らず、自動運転機能に関する操作指令に対応する制御信号を油圧制御弁31に出力する。これにより、コントローラ30は、油圧制御弁31から自動運転機能に関する操作指令に対応するパイロット圧をコントロールバルブ17に供給させ、自動運転機能に基づくショベル100の動作を実現することができる。 Also, the controller 30 may control the hydraulic control valve 31, for example, to implement an automatic operation function. Specifically, the controller 30 outputs a control signal corresponding to an operation command related to the automatic operation function to the hydraulic control valve 31 regardless of whether or not the operation device 26 is operated. As a result, the controller 30 can cause the hydraulic control valve 31 to supply the control valve 17 with the pilot pressure corresponding to the operation command relating to the automatic operation function, thereby realizing the operation of the excavator 100 based on the automatic operation function.

また、コントローラ30は、例えば、油圧制御弁31を制御し、ショベル100の遠隔操作を実現してもよい。具体的には、コントローラ30は、通信装置60によって、管理装置200から受信される遠隔操作信号で指定される遠隔操作の内容に対応する制御信号を油圧制御弁31に出力する。これにより、コントローラ30は、油圧制御弁31から遠隔操作の内容に対応するパイロット圧をコントロールバルブ17に供給させ、オペレータの遠隔操作に基づくショベル100の動作を実現することができる。 Further, the controller 30 may control the hydraulic control valve 31 to realize remote control of the excavator 100, for example. Specifically, the controller 30 outputs to the hydraulic control valve 31 through the communication device 60 a control signal corresponding to the content of the remote operation designated by the remote operation signal received from the management device 200 . As a result, the controller 30 causes the hydraulic control valve 31 to supply the pilot pressure corresponding to the content of the remote operation to the control valve 17, thereby realizing the operation of the excavator 100 based on the operator's remote operation.

図2に示すように、シャトル弁32は、2つの入口ポートと1つの出口ポートを有し、2つの入口ポートに入力されたパイロット圧のうちの高い方のパイロット圧を有する作動油を出口ポートに出力させる。シャトル弁32は、操作装置26の操作対象の被駆動要素(油圧アクチュエータ)ごとに設けられる。即ち、シャトル弁32は、例えば、左側のクローラ(走行油圧モータ1ML)、右側のクローラ(走行油圧モータ1MR)、上部旋回体3(旋回油圧モータ2A)、ブーム4(ブームシリンダ7)、アーム5(アームシリンダ8)、及びバケット6(バケットシリンダ9)ごとに設けられる。シャトル弁32の2つの入口ポートのうちの一方が操作装置26(具体的には、操作装置26に含まれる上述のレバー装置或いはペダル装置)の二次側のパイロットライン27Aに接続され、他方が油圧制御弁31の二次側のパイロットライン27Bに接続される。シャトル弁32の出口ポートは、パイロットライン27を通じて、コントロールバルブ17の対応する制御弁のパイロットポートに接続される。対応する制御弁とは、シャトル弁32の一方の入口ポートに接続される上述のレバー装置或いはペダル装置の操作対象である油圧アクチュエータを駆動する制御弁である。そのため、これらのシャトル弁32は、それぞれ、操作装置26の二次側のパイロットライン27Aのパイロット圧と油圧制御弁31の二次側のパイロットライン27Bのパイロット圧のうちの高い方を、対応する制御弁のパイロットポートに作用させることができる。つまり、コントローラ30は、操作装置26の二次側のパイロット圧よりも高いパイロット圧を油圧制御弁31から出力させることで、オペレータの操作装置26に対する操作に依らず、対応する制御弁を制御することができる。よって、コントローラ30は、オペレータの操作装置26に対する操作状態に依らず、被駆動要素(下部走行体1、上部旋回体3、アタッチメントAT)の動作を制御し、自動運転機能を実現することができる。 As shown in FIG. 2, the shuttle valve 32 has two inlet ports and one outlet port. output to The shuttle valve 32 is provided for each driven element (hydraulic actuator) to be operated by the operating device 26 . That is, the shuttle valve 32 includes, for example, a left crawler (traveling hydraulic motor 1ML), a right crawler (traveling hydraulic motor 1MR), an upper revolving body 3 (revolving hydraulic motor 2A), a boom 4 (boom cylinder 7), and an arm 5. (arm cylinder 8) and bucket 6 (bucket cylinder 9). One of the two inlet ports of the shuttle valve 32 is connected to the pilot line 27A on the secondary side of the operating device 26 (specifically, the above-described lever device or pedal device included in the operating device 26), and the other is connected to the pilot line 27A. It is connected to the pilot line 27B on the secondary side of the hydraulic control valve 31 . The outlet port of shuttle valve 32 is connected through pilot line 27 to the corresponding control valve pilot port of control valve 17 . The corresponding control valve is a control valve that drives the hydraulic actuator that is the object of operation of the above-described lever device or pedal device that is connected to one inlet port of the shuttle valve 32 . Therefore, these shuttle valves 32 correspond to the higher one of the pilot pressure of the pilot line 27A on the secondary side of the operating device 26 and the pilot pressure of the pilot line 27B on the secondary side of the hydraulic control valve 31. It can act on the pilot port of the control valve. That is, the controller 30 causes the hydraulic control valve 31 to output a pilot pressure higher than the pilot pressure on the secondary side of the operation device 26, thereby controlling the corresponding control valve regardless of the operator's operation of the operation device 26. be able to. Therefore, the controller 30 can control the operation of the driven elements (the lower traveling body 1, the upper revolving body 3, and the attachment AT) regardless of the operating state of the operating device 26 by the operator, and can realize the automatic driving function. .

図2に示すように、油圧制御弁33は、操作装置26とシャトル弁32とを接続するパイロットライン27Aに設けられる。油圧制御弁33は、例えば、その流路面積を変更可能なように構成される。油圧制御弁33は、コントローラ30から入力される制御信号に応じて動作する。これにより、コントローラ30は、オペレータにより操作装置26が操作されている場合に、操作装置26から出力されるパイロット圧を強制的に減圧させることができる。そのため、コントローラ30は、操作装置26が操作されている場合であっても、操作装置26の操作に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、コントローラ30は、例えば、操作装置26が操作されている場合であっても、操作装置26から出力されるパイロット圧を減圧させ、油圧制御弁31から出力されるパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ30は、油圧制御弁31及び油圧制御弁33を制御することで、例えば、操作装置26の操作内容とは無関係に、所望のパイロット圧をコントロールバルブ17内の制御弁のパイロットポートに確実に作用させることができる。よって、コントローラ30は、例えば、油圧制御弁31に加えて、油圧制御弁33を制御することで、ショベル100の自動運転機能や遠隔操作機能をより適切に実現することができる。 As shown in FIG. 2, the hydraulic control valve 33 is provided in a pilot line 27A that connects the operating device 26 and the shuttle valve 32. As shown in FIG. The hydraulic control valve 33 is configured, for example, so that its flow passage area can be changed. The hydraulic control valve 33 operates according to control signals input from the controller 30 . Thereby, the controller 30 can forcibly reduce the pilot pressure output from the operating device 26 when the operating device 26 is operated by the operator. Therefore, even when the operation device 26 is being operated, the controller 30 can forcibly suppress or stop the operation of the hydraulic actuator corresponding to the operation of the operation device 26 . Further, for example, even when the operating device 26 is being operated, the controller 30 reduces the pilot pressure output from the operating device 26 to be lower than the pilot pressure output from the hydraulic control valve 31. can be done. Therefore, the controller 30 controls the hydraulic control valve 31 and the hydraulic control valve 33 to apply a desired pilot pressure to the pilot port of the control valve in the control valve 17, regardless of the operation content of the operating device 26, for example. can work reliably. Therefore, by controlling the hydraulic control valve 33 in addition to the hydraulic control valve 31, the controller 30 can realize the automatic operation function and the remote control function of the excavator 100 more appropriately.

<<ユーザインタフェース系>>
図2、図3に示すように、本実施形態に係るショベル100のユーザインタフェース系は、操作装置26と、出力装置50と、入力装置52とを含む。
<<User interface system>>
As shown in FIGS. 2 and 3, the user interface system of the excavator 100 according to this embodiment includes an operation device 26, an output device 50, and an input device 52. FIG.

出力装置50は、キャビン10の内部のショベル100のユーザ(オペレータ)に向けて各種情報を出力する。 The output device 50 outputs various information to the user (operator) of the excavator 100 inside the cabin 10 .

例えば、出力装置50は、キャビン10内の着座したオペレータから視認し易い場所に設けられ、視覚的な方法で各種情報を出力する室内の照明機器や表示装置等を含む。照明機器は、例えば、警告灯等である。表示装置は、例えば、液晶ディスプレイや有機EL(Electroluminescence)ディスプレイである。 For example, the output device 50 is provided at a location within the cabin 10 that is easily visible to a seated operator, and includes indoor lighting equipment, a display device, and the like that output various types of information in a visual manner. The lighting equipment is, for example, a warning light or the like. The display device is, for example, a liquid crystal display or an organic EL (Electroluminescence) display.

また、例えば、出力装置50は、聴覚的な方法で各種情報を出力する音出力装置を含む。音出力装置には、例えば、ブザーやスピーカ等が含まれる。 Also, for example, the output device 50 includes a sound output device that outputs various information in an auditory manner. Sound output devices include, for example, buzzers and speakers.

また、例えば、出力装置50は、操縦席の振動等の触覚的な方法で各種情報を出力する装置を含む。 Also, for example, the output device 50 includes a device that outputs various information in a tactile manner such as vibration of the cockpit.

入力装置52は、キャビン10内の着座したオペレータに近接する範囲に設けられ、オペレータによる各種入力を受け付け、受け付けられる入力に対応する信号は、コントローラ30に取り込まれる。 The input device 52 is provided in the cabin 10 in a range close to the seated operator, receives various inputs from the operator, and receives signals corresponding to the received inputs into the controller 30 .

例えば、入力装置52は、操作入力を受け付ける操作入力装置である。操作入力装置には、表示装置に実装されるタッチパネル、表示装置の周囲に設置されるタッチパッド、ボタンスイッチ、レバー、トグル、操作装置26(レバー装置)に設けられるノブスイッチ等が含まれてよい。 For example, the input device 52 is an operation input device that receives operation input. The operation input device may include a touch panel mounted on the display device, a touch pad installed around the display device, a button switch, a lever, a toggle, a knob switch provided on the operation device 26 (lever device), and the like. .

また、例えば、入力装置52は、オペレータの音声入力を受け付ける音声入力装置であってもよい。音声入力装置には、例えば、マイクロフォンが含まれる。 Further, for example, the input device 52 may be a voice input device that receives voice input from the operator. Audio input devices include, for example, microphones.

また、例えば、入力装置52は、オペレータのジェスチャ入力を受け付けるジェスチャ入力装置であってもよい。ジェスチャ入力装置には、例えば、キャビン10内に設置される撮像装置(室内カメラ)が含まれる。 Further, for example, the input device 52 may be a gesture input device that receives gesture input from the operator. The gesture input device includes, for example, an imaging device (indoor camera) installed inside the cabin 10 .

<<通信系>>
図2、図3に示すように、本実施形態に係るショベル100の通信系は、通信装置60を含む。
<< communication system >>
As shown in FIGS. 2 and 3 , the communication system of the excavator 100 according to this embodiment includes a communication device 60 .

通信装置60は、通信回線NWに接続し、ショベル100と別に設けられる装置(例えば、管理装置200)と通信を行う。ショベル100と別に設けられる装置には、ショベル100の外部にある装置の他、ショベル100のユーザによりキャビン10に持ち込まれる携帯型の端末装置が含まれてよい。通信装置60は、例えば、4G(4th Generation)や5G(5th Generation)等の規格に準拠する移動体通信モジュールを含んでよい。また、通信装置60は、例えば、衛星通信モジュールを含んでもよい。また、通信装置60は、例えば、WiFi通信モジュールやブルートゥース(登録商標)通信モジュール等を含んでもよい。 The communication device 60 is connected to the communication line NW and communicates with a device provided separately from the excavator 100 (for example, the management device 200). Devices provided separately from the excavator 100 may include devices outside the excavator 100 as well as portable terminal devices brought into the cabin 10 by the user of the excavator 100 . The communication device 60 may include, for example, a mobile communication module conforming to standards such as 4G (4th Generation) and 5G (5th Generation). Communication device 60 may also include, for example, a satellite communication module. The communication device 60 may also include, for example, a WiFi communication module, a Bluetooth (registered trademark) communication module, and the like.

<<制御系>>
図2、図3に示すように、本実施形態に係るショベル100の制御系は、コントローラ30を含む。また、本実施形態に係るショベル100の制御系は、ブーム角度センサS1と、アーム角度センサS2と、バケット角度センサS3と、機体傾斜センサS4と、旋回状態センサS5と、撮像装置S6とを含む。また、図2に示すように、本実施形態に係るショベル100の制御系は、操作装置26が油圧パイロット式である場合、操作圧センサ29を含む。
<<Control System>>
As shown in FIGS. 2 and 3 , the control system of the excavator 100 according to this embodiment includes a controller 30 . Also, the control system of the excavator 100 according to the present embodiment includes a boom angle sensor S1, an arm angle sensor S2, a bucket angle sensor S3, a body tilt sensor S4, a turning state sensor S5, and an imaging device S6. . Further, as shown in FIG. 2, the control system of the excavator 100 according to the present embodiment includes an operation pressure sensor 29 when the operation device 26 is of a hydraulic pilot type.

コントローラ30は、ショベル100に関する各種制御を行う。コントローラ30の機能は、任意のハードウェア、或いは、任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現されてよい。例えば、コントローラ30は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等のメモリ装置、ROM(Read Only Memory)等の不揮発性の補助記憶装置、各種入出力用のインタフェース装置等を含むコンピュータを中心に構成される。コントローラ30は、例えば、補助記憶装置にインストールされるプログラムをメモリ装置にロードしCPU上で実行することにより各種機能を実現する。 The controller 30 performs various controls related to the excavator 100 . The functions of the controller 30 may be implemented by any hardware, or any combination of hardware and software. For example, the controller 30 is a computer including a CPU (Central Processing Unit), a memory device such as RAM (Random Access Memory), a non-volatile auxiliary storage device such as ROM (Read Only Memory), an interface device for various inputs and outputs, etc. is centered on The controller 30 implements various functions by, for example, loading a program installed in the auxiliary storage device into the memory device and executing it on the CPU.

コントローラ30は、例えば、油圧制御弁31を制御対象として、ショベル100の油圧アクチュエータ(被駆動要素)の操作に関する制御を行う。 The controller 30 controls the operation of the hydraulic actuator (driven element) of the excavator 100, for example, with the hydraulic control valve 31 as a control target.

具体的には、コントローラ30は、油圧制御弁31を制御対象として、操作装置26の操作に基づくショベル100の油圧アクチュエータ(被駆動要素)の操作に関する制御を行ってよい。 Specifically, the controller 30 may control the operation of the hydraulic actuator (driven element) of the excavator 100 based on the operation of the operation device 26 with the hydraulic control valve 31 as the control target.

また、コントローラ30は、油圧制御弁31を制御対象として、ショベル100の油圧アクチュエータ(被駆動要素)の遠隔操作に関する制御を行ってよい。即ち、ショベル100の油圧アクチュエータ(被駆動要素)の操作には、ショベル100の外部からの油圧アクチュエータの遠隔操作が含まれてよい。 Further, the controller 30 may control the hydraulic actuator (driven element) of the excavator 100 by remote control with the hydraulic control valve 31 as a control target. That is, the operation of the hydraulic actuator (driven element) of the excavator 100 may include remote control of the hydraulic actuator from outside the excavator 100 .

また、コントローラ30は、油圧制御弁31を制御対象として、ショベル100の自動運転機能に関する制御を行ってよい。即ち、ショベル100の油圧アクチュエータの操作には、自動運転機能に基づき出力される、ショベル100の油圧アクチュエータの操作指令が含まれてよい。 Further, the controller 30 may control the automatic operation function of the excavator 100 with the hydraulic control valve 31 as a control target. That is, the operation of the hydraulic actuator of the excavator 100 may include an operation command of the hydraulic actuator of the excavator 100 that is output based on the automatic operation function.

また、コントローラ30は、例えば、ショベル100の傾斜地での安全性確保のための制御を行う。コントローラ30は、ショベル100の傾斜地での安全性確保のための制御に関する機能部として、傾斜判定部301と、走行体向き判定部302と、旋回体向き判定部303と、旋回操作判定部304と、安全制御部306とを含む。 Further, the controller 30 performs control for ensuring safety of the excavator 100 on a slope, for example. The controller 30 includes an inclination determination unit 301, a traveling body orientation determination unit 302, a turning body orientation determination unit 303, and a turning operation determination unit 304 as functional units related to control for ensuring safety of the excavator 100 on a slope. , and a safety control unit 306 .

尚、コントローラ30の機能の一部は、他のコントローラ(制御装置)により実現されてもよい。即ち、コントローラ30の機能は、複数のコントローラにより分散して実現される態様であってもよい。 Note that part of the functions of the controller 30 may be implemented by another controller (control device). In other words, the functions of the controller 30 may be distributed and implemented by a plurality of controllers.

図2に示すように、操作圧センサ29は、油圧パイロット式の操作装置26の二次側(パイロットライン27A)のパイロット圧、即ち、操作装置26におけるそれぞれの被駆動要素(油圧アクチュエータ)の操作状態に対応するパイロット圧を検出する。操作圧センサ29による操作装置26における下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等に関する操作状態に対応するパイロット圧の検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。 As shown in FIG. 2, the operation pressure sensor 29 detects the pilot pressure of the secondary side (pilot line 27A) of the hydraulic pilot type operation device 26, that is, the operation of each driven element (hydraulic actuator) in the operation device 26. Detect the pilot pressure corresponding to the state. A pilot pressure detection signal corresponding to the operation state of the lower traveling body 1, the upper swing body 3, the boom 4, the arm 5, the bucket 6, etc. in the operating device 26 by the operation pressure sensor 29 is taken into the controller 30.

ブーム角度センサS1は、所定基準(例えば、水平面やブーム4の可動角度範囲の両端の何れかの状態等)に対するブーム4の姿勢角度(以下、「ブーム角度」)に関する検出情報を取得する。ブーム角度センサS1は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、角速度センサ、六軸センサ、IMU(Inertial Measurement Unit)等を含んでよい。また、ブーム角度センサS1は、ブームシリンダ7の伸縮位置を検出可能なシリンダセンサを含んでもよい。 The boom angle sensor S1 acquires detection information regarding the attitude angle of the boom 4 (hereinafter referred to as "boom angle") with respect to a predetermined reference (for example, a horizontal plane or one of the two ends of the movable angle range of the boom 4). The boom angle sensor S1 may include, for example, a rotary encoder, an acceleration sensor, an angular velocity sensor, a hexaaxial sensor, an IMU (Inertial Measurement Unit), and the like. Also, the boom angle sensor S1 may include a cylinder sensor capable of detecting the telescopic position of the boom cylinder 7 .

アーム角度センサS2は、所定基準(例えば、ブーム4の両端の連結点間を結ぶ直線やアーム5の可動角度範囲の両端の何れかの状態等)に対するアーム5の姿勢角度(以下、「アーム角度」)に関する検出情報を取得する。アーム角度センサS2は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、角速度センサ、六軸センサ、IMU等を含んでよい。また、アーム角度センサS2は、アームシリンダ8の伸縮位置を検出可能なシリンダセンサを含んでもよい。 The arm angle sensor S2 detects the posture angle of the arm 5 (hereinafter referred to as the "arm angle ”). Arm angle sensor S2 may include, for example, a rotary encoder, an acceleration sensor, an angular velocity sensor, a hexaaxial sensor, an IMU, or the like. Also, the arm angle sensor S2 may include a cylinder sensor capable of detecting the extension/retraction position of the arm cylinder 8 .

バケット角度センサS3は、所定基準(例えば、アーム5の両端の連結点間を結ぶ直線やバケット6の可動角度範囲の両端の何れかの状態等)に対するバケット6の姿勢角度(以下、「バケット角度」)に関する検出情報を取得する。バケット角度センサS3は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、角速度センサ、六軸センサ、IMU等を含んでよい。また、バケット角度センサS3は、バケットシリンダ9の伸縮位置を検出可能なシリンダセンサを含んでもよい。 The bucket angle sensor S3 detects the attitude angle of the bucket 6 (hereinafter referred to as "bucket angle ”). Bucket angle sensor S3 may include, for example, a rotary encoder, an acceleration sensor, an angular velocity sensor, a hexaaxial sensor, an IMU, and the like. Also, the bucket angle sensor S3 may include a cylinder sensor capable of detecting the expansion/contraction position of the bucket cylinder 9 .

機体傾斜センサS4は、下部走行体1及び上部旋回体3を含む機体の傾斜状態に関する検出情報を取得する。機体傾斜センサS4は、例えば、上部旋回体3に搭載され、上部旋回体3の前後方向及び左右方向の傾斜角度(以下、「前後傾斜角度」及び「左右傾斜角度」)に関する検出情報を取得する。機体傾斜センサS4は、例えば、加速度センサ(傾斜センサ)、角速度センサ、六軸センサ、IMU等を含んでよい。 The fuselage tilt sensor S4 acquires detection information regarding the tilt state of the fuselage including the lower traveling structure 1 and the upper rotating structure 3 . The fuselage tilt sensor S4 is mounted on, for example, the upper revolving structure 3, and acquires detection information regarding the tilt angles of the upper revolving structure 3 in the longitudinal direction and the lateral direction (hereinafter referred to as "forward/backward tilt angle" and "lateral tilt angle"). . The body tilt sensor S4 may include, for example, an acceleration sensor (tilt sensor), an angular velocity sensor, a hexaaxial sensor, an IMU, and the like.

旋回状態センサS5は、上部旋回体3の旋回状態に関する検出情報を取得する。旋回状態センサS5は、例えば、所定基準(例えば、下部走行体1の前進方向と上部旋回体3の前方とが一致する状態)に対する上部旋回体3の旋回角度に関する検出情報を取得する。旋回状態センサS5は、例えば、ポテンショメータ、ロータリエンコーダ、レゾルバ等を含む。 The turning state sensor S5 acquires detection information regarding the turning state of the upper turning body 3 . The turning state sensor S5, for example, acquires detection information regarding the turning angle of the upper turning body 3 with respect to a predetermined reference (for example, a state in which the forward direction of the lower traveling body 1 and the front of the upper turning body 3 match). The turning state sensor S5 includes, for example, a potentiometer, rotary encoder, resolver, and the like.

また、機体傾斜センサS4の構成要素(例えば、六軸センサやIMU等)によって、上部旋回体3の傾斜角度だけでなく、旋回角度も含む上部旋回体3の姿勢状態に関する検出情報を取得可能な場合、旋回状態センサS5は、省略されてもよい。 In addition, it is possible to acquire detection information related to the attitude state of the upper revolving structure 3 including not only the tilt angle of the upper revolving structure 3 but also the turning angle by means of the components of the machine body tilt sensor S4 (for example, a 6-axis sensor, an IMU, etc.). In this case, the turning state sensor S5 may be omitted.

また、例えば、ショベル100には、更に、自機の絶対位置を測位可能な測位装置が搭載されていてもよい。測位装置は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)センサである。これにより、ショベル100の姿勢状態の推定精度を向上させることができる。 Further, for example, the excavator 100 may be further equipped with a positioning device capable of positioning the absolute position of the excavator 100 . The positioning device is, for example, a GNSS (Global Navigation Satellite System) sensor. Thereby, the estimation accuracy of the posture state of the excavator 100 can be improved.

また、センサS1~S5は、省略されてもよい。例えば、撮像装置S6や後述の距離センサ等により取得されるショベル100の周囲の情報には、機体(上部旋回体3)から見た周囲の物体やアタッチメントATの位置や形状等に関する情報が含まれる場合がある。この場合、例えば、コントローラ30は、要求される精度によっては、その情報からショベル100の姿勢状態を推定することも可能だからである。 Also, the sensors S1 to S5 may be omitted. For example, information about the surroundings of the excavator 100 acquired by the imaging device S6, a distance sensor described later, or the like includes information about surrounding objects viewed from the machine body (upper rotating body 3), the position and shape of the attachment AT, and the like. Sometimes. In this case, for example, the controller 30 can also estimate the attitude state of the excavator 100 from the information depending on the required accuracy.

撮像装置S6(取得装置の一例)は、ショベル100の周辺の撮像し撮像画像を出力する。撮像装置S6から出力される撮像画像は、コントローラ30に取り込まれる。 The imaging device S6 (an example of an acquisition device) captures the surroundings of the excavator 100 and outputs the captured image. A captured image output from the imaging device S6 is captured by the controller 30 .

撮像装置S6は、例えば、単眼カメラ、ステレオカメラ、デプスカメラ等を含む。また、撮像装置S6は、撮像画像に基づき、所定の撮像範囲(画角)内におけるショベル100の周囲の物体の位置及び外形を表す三次元データ(例えば、点群データやサーフェスデータ)を取得してもよい。 The imaging device S6 includes, for example, a monocular camera, a stereo camera, a depth camera, and the like. In addition, the imaging device S6 acquires three-dimensional data (for example, point cloud data or surface data) representing the position and outline of an object around the excavator 100 within a predetermined imaging range (angle of view) based on the captured image. may

また、撮像装置S6に代えて、或いは、加えて、例えば、LIDAR(Light Detecting and Ranging)、ミリ波レーダ、超音波センサ、赤外線センサ、距離画像センサ等の距離センサ(取得装置の一例)がショベル100に搭載されてもよい。距離センサは、所定の検知範囲内におけるショベル100の周囲の物体の位置及び形状を表す三次元データ(例えば、点群データ)を取得してよい。 Further, instead of or in addition to the imaging device S6, for example, a distance sensor (an example of an acquisition device) such as LIDAR (Light Detecting and Ranging), millimeter wave radar, ultrasonic sensor, infrared sensor, distance image sensor, etc. 100 may be installed. The range sensor may acquire three-dimensional data (eg, point cloud data) representing the position and shape of objects around excavator 100 within a predetermined detection range.

図1に示すように、撮像装置S6は、例えば、キャビン10の上面前端に取り付けられ、エンドアタッチメント(バケット6)の作業範囲を含む上部旋回体3の前方の撮像画像を取得する。これにより、コントローラ30は、撮像装置S6の出力に基づき、ショベル100の前方の状況を認識することができる。また、コントローラ30は、撮像装置S6の出力(撮像画像)から認識されるショベル100の周囲の物体の位置や見え方の変化等に基づき、ショベル100の位置や上部旋回体3の旋回状態等を認識することができる。また、撮像装置S6の撮像範囲には、ブーム4、アーム5、及びエンドアタッチメント(バケット6)、即ち、アタッチメントATが含まれる。これにより、コントローラ30は、撮像装置S6の出力に基づき、アタッチメントATの姿勢状態(例えば、ブーム4、アーム5、及びバケット6の少なくとも一つの姿勢角)を認識することができる。そのため、ショベル100が遠隔操作される場合、コントローラ30は、撮像装置S6に基づく周囲画像や認識結果に関する情報を管理装置200等に送信し、外部のオペレータにショベル100(自機)やその周囲の状況に関する情報提供を行うことができる。また、ショベル100が完全自動運転機能で動作する場合に、完全自動運転機能に関する制御装置(例えば、コントローラ30)は、ショベル100の周囲の状況や自機の姿勢状態等を把握しながら、油圧アクチュエータに関する操作指令を出力することができる。また、ショベル100が完全自動運転機能で動作する場合に、コントローラ30は、撮像装置S6に基づく周囲画像や認識結果に関する情報を管理装置200等に送信し、作業を外部で監視するユーザ(監視者)にショベル100(自機)やその周囲の状況に関する情報提供を行うことができる。 As shown in FIG. 1, the imaging device S6 is attached to, for example, the front end of the upper surface of the cabin 10, and acquires a captured image in front of the upper rotating body 3 including the working range of the end attachment (the bucket 6). Thereby, the controller 30 can recognize the situation in front of the excavator 100 based on the output of the imaging device S6. In addition, the controller 30 determines the position of the excavator 100, the turning state of the upper turning body 3, etc., based on changes in the positions and appearances of objects around the excavator 100 recognized from the output (captured image) of the imaging device S6. can recognize. Moreover, the imaging range of the imaging device S6 includes the boom 4, the arm 5, and the end attachment (bucket 6), that is, the attachment AT. Thereby, the controller 30 can recognize the posture state of the attachment AT (for example, the posture angle of at least one of the boom 4, the arm 5, and the bucket 6) based on the output of the imaging device S6. Therefore, when the excavator 100 is remotely operated, the controller 30 transmits information about the surrounding image and the recognition result based on the imaging device S6 to the management device 200 and the like, and provides an external operator with an image of the excavator 100 (own machine) and its surroundings. Can provide information about the situation. Further, when the excavator 100 operates with the fully automatic operation function, the control device (for example, the controller 30) related to the fully automatic operation function grasps the surrounding conditions of the excavator 100, the attitude state of the excavator itself, and the hydraulic actuator. It is possible to output operation commands related to Further, when the excavator 100 operates with the fully automatic operation function, the controller 30 transmits information about the surrounding image and the recognition result based on the imaging device S6 to the management device 200 and the like, and the user (monitoring person) who monitors the work from the outside. ) can be provided with information about the excavator 100 (self) and its surroundings.

また、撮像装置S6は、更に、上部旋回体3の左方、右方、及び後方のうちの少なくとも一つに関する撮像画像を取得可能に構成されてもよい。具体的には、撮像装置S6は、上部旋回体3の前方を撮像可能なカメラに加えて、上部旋回体3の左方を撮像可能なカメラ、右方を撮像可能なカメラ、及び後方を撮像可能なカメラの少なくとも一つを含んでもよい。これにより、コントローラ30は、ショベル100(上部旋回体3)の前方だけでなく、ショベル100(上部旋回体3)の左方や右方や後方の状況を認識することができる。 Further, the imaging device S6 may be configured to be capable of acquiring a captured image of at least one of the left side, right side, and rear side of the upper rotating body 3 . Specifically, the imaging device S6 includes a camera capable of imaging the front of the upper rotating body 3, a camera capable of imaging the left side of the upper rotating body 3, a camera capable of imaging the right side of the upper rotating body 3, and a camera capable of imaging the rear side. At least one of the possible cameras may be included. Thereby, the controller 30 can recognize not only the situation in front of the excavator 100 (upper revolving body 3) but also the left, right and rear conditions of the excavator 100 (upper revolving body 3).

傾斜判定部301は、機体傾斜センサS4の出力に基づき、ショベル100が傾斜地に位置しているか否かを判定する。傾斜判定部301は、例えば、機体傾斜センサS4の出力に基づき認識(検出)される、ショベル100の機体の傾斜が所定閾値を超えている場合に、ショベル100が傾斜地に位置していると判定する。当該所定閾値は、ショベル100の作業が許容される傾斜地の角度範囲の上限よりも小さい値に設定される。 The tilt determination unit 301 determines whether or not the excavator 100 is positioned on a slope based on the output of the machine body tilt sensor S4. The tilt determination unit 301 determines that the excavator 100 is positioned on a slope when the tilt of the body of the excavator 100, which is recognized (detected) based on the output of the body tilt sensor S4, exceeds a predetermined threshold, for example. do. The predetermined threshold value is set to a value smaller than the upper limit of the angle range of the slope where the excavator 100 is allowed to work.

走行体向き判定部302は、機体傾斜センサS4の出力、及び旋回状態センサS5の出力等に基づき、ショベル100が傾斜地にある場合に、傾斜地の傾斜の方向に対する下部走行体1の向きに関する判定を行う。例えば、走行体向き判定部302は、傾斜地の傾斜の方向に対する下部走行体1の前後軸のずれ量が所定閾値以上であるか否かを判定する。下部走行体1の前後軸とは、下部走行体1が進行可能な長手方向の軸を意味する。当該所定閾値は、例えば、90度より小さい範囲で、45度よりも大きい値に設定される。 Based on the output of the machine body tilt sensor S4, the output of the turning state sensor S5, and the like, the traveling body orientation determination unit 302 determines the orientation of the lower traveling body 1 with respect to the direction of the slope when the excavator 100 is on a slope. conduct. For example, the running body direction determining unit 302 determines whether or not the amount of deviation of the longitudinal axis of the lower running body 1 with respect to the direction of inclination of the slope is equal to or greater than a predetermined threshold. The front-rear axis of the lower traveling body 1 means a longitudinal axis along which the lower traveling body 1 can travel. The predetermined threshold value is set to a value larger than 45 degrees within a range smaller than 90 degrees, for example.

旋回体向き判定部303は、機体傾斜センサS4の出力、及び旋回状態センサS5の出力等に基づき、ショベル100が傾斜地にある場合に、傾斜地の傾斜方向に対する上部旋回体3の向きに関する判定を行う。傾斜地の傾斜方向とは、ショベル100が位置する傾斜地が平面であると仮定したときに、傾斜面上で、傾斜角度が最大になる方向を意味し、上り傾斜角度が最大になる上り傾斜方向及び下り傾斜角度が最大になる下り傾斜方向を含む。上部旋回体3の向きとは、上部旋回体3から見た前方向、即ち、ショベル100の上面視で上部旋回体3からアタッチメントATが延び出す方向を意味する。例えば、旋回体向き判定部303は、上部旋回体3の向きと傾斜地の上り傾斜方向とのずれ(差)が所定閾値以下であるか否かを判定する。 The revolving structure orientation determination unit 303 determines the orientation of the upper revolving structure 3 with respect to the tilt direction of the slope when the excavator 100 is on the slope, based on the output of the body tilt sensor S4, the output of the swing state sensor S5, and the like. . The inclination direction of the slope means the direction in which the angle of inclination is maximized on the slope, assuming that the slope on which the shovel 100 is located is flat. Includes the downward slope direction with the maximum downward slope angle. The orientation of the upper revolving body 3 means the front direction viewed from the upper revolving body 3, that is, the direction in which the attachment AT extends from the upper revolving body 3 when the excavator 100 is viewed from above. For example, the revolving superstructure orientation determination unit 303 determines whether or not the deviation (difference) between the orientation of the upper revolving superstructure 3 and the uphill direction of the slope is equal to or less than a predetermined threshold.

旋回操作判定部304は、上部旋回体3の旋回操作に関する判定を行う。旋回操作には、上述の如く、操作装置26を用いた旋回操作、遠隔操作による旋回操作の他、自動運転機能に対応する、上部旋回体3(旋回油圧モータ2A)に関する操作指令が含まれうる。例えば、旋回操作判定部304は、所定の方向への上部旋回体3の旋回操作が行われたか否かを判定する。また、例えば、旋回操作判定部304は、上部旋回体3の旋回操作が行われる兆候の有無を判定してもよい。具体的には、旋回操作判定部304は、キャビン10の内部を撮像可能な撮像装置(室内カメラ)の画像情報に基づき、上部旋回体3の旋回操作の兆候の有無を判定してよい。また、旋回操作判定部304は、直近のショベル100の動作パターン(操作パターン)等に基づき、上部旋回体3の旋回操作の兆候の有無を判定してもよい。 The turning operation determination unit 304 determines the turning operation of the upper turning body 3 . As described above, the swing operation may include a swing operation using the operating device 26, a swing operation by remote control, and an operation command related to the upper swing body 3 (swing hydraulic motor 2A) corresponding to the automatic operation function. . For example, the turning operation determination unit 304 determines whether or not a turning operation of the upper turning body 3 in a predetermined direction has been performed. Further, for example, the turning operation determination unit 304 may determine whether or not there is a sign that the upper turning body 3 will be turned. Specifically, the turning operation determination unit 304 may determine whether or not there is a sign of turning operation of the upper turning body 3 based on image information from an imaging device (indoor camera) capable of imaging the inside of the cabin 10 . Further, the turning operation determination unit 304 may determine whether or not there is a sign of turning operation of the upper turning body 3 based on the most recent operation pattern (operation pattern) of the excavator 100 or the like.

物体検知部305は、撮像装置S6や距離センサの出力に基づき、ショベル100の周囲の近接する監視エリア内における監視対象の物体(以下、単に「監視対象」)を検出する。監視対象には、例えば、ショベル100の周囲で作業する作業者や作業現場の監督者等の人が含まれる。また、監視対象には、例えば、作業現場に仮置きされた資材、作業現場の仮設事務所等の定置された移動しない障害物やトラックを含む車両等の移動する障害物等、人以外の任意の障害物が含まれうる。 The object detection unit 305 detects an object to be monitored (hereinafter simply “monitoring target”) in a nearby monitoring area around the excavator 100 based on the output of the imaging device S6 and the distance sensor. The monitoring targets include, for example, workers working around the excavator 100 and people such as supervisors at work sites. Objects to be monitored include, for example, materials temporarily placed at the work site, stationary obstacles such as a temporary office at the work site, and moving obstacles such as vehicles including trucks. obstacles can be included.

物体検知部305は、例えば、撮像装置S6の出力、即ち、撮像装置S6で撮像された撮像画像に基づき、ショベル100(上部旋回体3)の周囲の監視エリアにおいて、監視対象を検出する。 The object detection unit 305 detects a monitoring target in the monitoring area around the excavator 100 (upper rotating body 3) based on the output of the imaging device S6, that is, the captured image captured by the imaging device S6, for example.

物体検知部305は、ショベル100から見た水平方向(以下、単に「水平方向」)、つまり、ショベル100が作業している(下部走行体1が接地している)平面(以下、「作業平面」)に沿う方向に延在する監視エリア内において、監視対象を検出してよい。具体的には、物体検知部305は、ショベル100(上部旋回体3)からの水平方向の距離Dが所定距離Dth(例えば、5メートル)以内の監視エリア内で、監視対象を検出してよい。 The object detection unit 305 detects the horizontal direction as viewed from the excavator 100 (hereinafter, simply “horizontal direction”), that is, the plane on which the excavator 100 is working (the lower traveling body 1 is in contact with the ground) (hereinafter, “working plane”). ”), the monitored object may be detected within the monitored area extending in the direction along. Specifically, the object detection unit 305 may detect a monitoring target within a monitoring area where the horizontal distance D from the excavator 100 (upper rotating body 3) is within a predetermined distance Dth (for example, 5 meters). .

例えば、物体検知部305は、既知の各種画像処理手法や人工知能(AI:Artificial Intelligence)等を含む機械学習ベースの識別器等を任意に適用することにより、撮像画像内の監視対象を認識する。 For example, the object detection unit 305 recognizes the monitoring target in the captured image by arbitrarily applying a machine learning-based classifier including various known image processing methods and artificial intelligence (AI). .

また、物体検知部305は、既知の各種手法を適用することにより、単眼の撮像装置S6の撮像画像に映っている、認識された監視対象が存在する位置(例えば、人の足元位置)(以下、「実在位置」)を判定(推定)する。 Further, by applying various known techniques, the object detection unit 305 detects a position (for example, a person's foot position) (hereafter referred to as a , “actual position”) is determined (estimated).

例えば、物体検知部305は、認識された監視対象の撮像画像上における大きさ(例えば、撮像画像上の高さ方向の大きさ)に基づき、ショベル100から見た水平方向の距離(以下、「水平距離」)を推定する。認識された監視対象の撮像画像上における大きさは、監視対象がショベル100から離れるほど小さくなる相関関係があるからである。具体的には、監視対象には、想定される大きさの範囲(例えば、想定される人の身長の範囲)があるため、想定された大きさの範囲に含まれる当該監視対象のショベル100から見た水平距離と、撮像画像上での大きさとの相関関係が予め規定されうる。そのため、物体検知部305は、例えば、コントローラ30の補助記憶装置等の内部メモリに予め格納される、撮像画像上の監視対象の大きさとショベル100から見た水平距離との相関関係を表すマップや変換式等に基づき、監視対象のショベル100からの水平距離を推定することができる。また、物体検知部305は、撮像画像上の横方向(左右方向)の位置に応じて、ショベル100(カメラS6)から見た監視対象の存在する方向を推定することができる。 For example, the object detection unit 305 determines the horizontal distance (hereinafter referred to as " Estimate the horizontal distance”). This is because there is a correlation that the recognized size of the monitored object on the captured image decreases as the monitored object moves away from the shovel 100 . Specifically, since the monitoring target has an assumed size range (for example, an assumed range of human heights), from the excavator 100 to be monitored that is included in the assumed size range, A correlation between the viewed horizontal distance and the size on the captured image can be defined in advance. Therefore, the object detection unit 305 stores, for example, a map, which is stored in advance in an internal memory such as an auxiliary storage device of the controller 30, representing the correlation between the size of the monitored object on the captured image and the horizontal distance seen from the excavator 100, or the like. The horizontal distance from the monitored excavator 100 can be estimated based on the conversion formula or the like. In addition, the object detection unit 305 can estimate the direction in which the monitoring target exists as viewed from the excavator 100 (camera S6) according to the position in the lateral direction (left-right direction) on the captured image.

また、例えば、物体検知部305は、監視対象がショベル100(具体的には、下部走行体1)と同じ平面上に存在する前提の下、撮像画像の当該平面上への射影変換(ホモグラフィ)等によって、その実在位置(例えば、足元位置)を推定することができる。この場合、撮像画像を構成するある部分(ある点)は、ショベル100と同じ平面上のある位置に対応づけられる。 Further, for example, on the premise that the object to be monitored exists on the same plane as the excavator 100 (specifically, the undercarriage 1), the object detection unit 305 performs projective transformation (homography) of the captured image onto the plane. ), etc., the actual position (for example, the foot position) can be estimated. In this case, a certain portion (a certain point) that constitutes the captured image is associated with a certain position on the same plane as the excavator 100 .

安全制御部306は、ショベル100が傾斜地にある場合に、ショベル100の安全性を確保するための制御を行う。例えば、安全制御部306は、傾斜地の下り方向へのショベル100の転倒を抑制する安全機能(以下、単に「安全機能」)を作動させる制御(以下、「転倒抑制制御」)を行う。詳細は、後述する。 The safety control unit 306 performs control to ensure the safety of the excavator 100 when the excavator 100 is on a slope. For example, the safety control unit 306 performs control (hereinafter referred to as "overturn prevention control") for activating a safety function (hereinafter simply referred to as "safety function") that suppresses overturning of the excavator 100 on a slope. Details will be described later.

<管理装置の構成>
図2、図3に示すように、管理装置200は、制御装置210と、通信装置220と、入力装置230と、出力装置240とを含む。
<Configuration of management device>
As shown in FIGS. 2 and 3, the management device 200 includes a control device 210, a communication device 220, an input device 230, and an output device 240. FIG.

制御装置210は、管理装置200に関する各種制御を行う。制御装置210の機能は、任意のハードウェア、或いは、任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現される。制御装置210は、例えば、CPU、RAM等のメモリ装置、ROM等の不揮発性の補助記憶装置、及び各種入出力用のインタフェース装置等を含むコンピュータを中心に構成される。制御装置210は、例えば、補助記憶装置にインストールされるプログラムをCPU上で実行することにより各種機能を実現する。 The control device 210 performs various controls related to the management device 200 . The functions of the control device 210 are realized by arbitrary hardware, or a combination of arbitrary hardware and software. The control device 210 is mainly composed of a computer including, for example, a CPU, a memory device such as a RAM, a non-volatile auxiliary storage device such as a ROM, and various input/output interface devices. The control device 210 implements various functions by, for example, executing a program installed in the auxiliary storage device on the CPU.

例えば、制御装置210は、通信装置220によりショベル100から受信される情報を取得し、データベースを構築したり、所定の加工を施して加工情報を生成したりする処理を行ってよい。 For example, the control device 210 may acquire information received from the excavator 100 by the communication device 220, construct a database, or perform predetermined processing to generate processing information.

また、例えば、制御装置210は、ショベル100の遠隔操作に関する制御を行う。制御装置210は、遠隔操作装置で受け付けられるショベル100の遠隔操作に関する入力の信号を取り込み、通信装置220を用いて、操作入力の内容、即ち、ショベル100の遠隔操作の内容を表す遠隔操作信号をショベル100に送信してよい。 Further, for example, the control device 210 performs control related to remote operation of the excavator 100 . The control device 210 receives an input signal regarding remote operation of the excavator 100 received by the remote control device, and uses the communication device 220 to transmit a remote operation signal representing the content of the operation input, that is, the content of the remote operation of the excavator 100. It may be transmitted to the excavator 100 .

通信装置220は、通信回線NWに接続し、管理装置200の外部(例えば、ショベル100)と通信を行う。 The communication device 220 connects to the communication line NW and communicates with the outside of the management device 200 (for example, the excavator 100).

入力装置230は、管理装置200の管理者や作業者等からの入力を受け付け、入力(例えば、操作入力、音声入力、ジェスチャ入力等)の内容を表す信号を出力する。入力の内容を表す信号は、制御装置210に取り込まれる。 The input device 230 receives input from the manager, operator, or the like of the management device 200, and outputs a signal representing the content of the input (for example, operation input, voice input, gesture input, etc.). A signal representing the content of the input is taken into the controller 210 .

入力装置230には、例えば、遠隔操作装置が含まれてよい。これにより、管理装置200の作業者(オペレータ)は、遠隔操作装置を用いて、ショベル100の遠隔操作を行うことができる。 Input device 230 may include, for example, a remote control device. Thereby, the worker (operator) of the management device 200 can remotely control the excavator 100 using the remote control device.

出力装置240は、管理装置200のユーザに向けて各種情報を出力する。 The output device 240 outputs various information to the user of the management device 200 .

出力装置240は、例えば、視覚的な方法で管理装置200のユーザに各種情報を出力する照明装置や表示装置を含む。照明装置は、例えば、警告ランプ等を含む。表示装置は、例えば、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等を含む。また、出力装置240は、聴覚的な方法で管理装置200のユーザに各種情報を出力する音出力装置を含む。音出力装置は、例えば、ブザーやスピーカ等を含む。 The output device 240 includes, for example, a lighting device and a display device that output various information to the user of the management device 200 in a visual manner. Illumination devices include, for example, warning lamps and the like. The display device includes, for example, a liquid crystal display, an organic EL display, and the like. The output device 240 also includes a sound output device that outputs various information to the user of the management device 200 in an audible manner. Sound output devices include, for example, buzzers and speakers.

表示装置は、管理装置200に関する各種情報画像を表示する。表示装置は、例えば、遠隔操作用表示装置や監視用表示装置を含んでよく、遠隔操作用表示装置や監視用表示装置には、制御装置210の制御下で、ショベル100からアップロードされるショベル100の周囲の画像情報(周囲画像)等が表示されてよい。これにより、管理装置200のユーザ(オペレータ)は、遠隔操作用表示装置に表示されるショベル100の周囲の画像情報を確認しながら、ショベル100の遠隔操作を行うことができる。また、管理装置200のユーザ(監視者)は、監視用表示装置に表示される、完全自動運転のショベル100の周囲の画像情報を確認しながら、ショベル100の作業状況を監視することができる。 The display device displays various information images regarding the management device 200 . The display device may include, for example, a remote control display device or a monitoring display device, on which the excavator 100 is uploaded from the excavator 100 under the control of the control device 210 . image information (surrounding image), etc. of the surrounding area may be displayed. Accordingly, the user (operator) of the management device 200 can remotely operate the excavator 100 while confirming the image information around the excavator 100 displayed on the remote control display device. Further, the user (monitoring person) of the management device 200 can monitor the work status of the excavator 100 while confirming the image information around the fully automatic excavator 100 displayed on the monitoring display device.

[作業平面の傾斜によるショベルの静的安定性への影響]
次に、図4、図5を参照して、作業平面の傾斜によるショベル100の姿勢安定性への影響について説明する。
[Influence of the tilt of the working plane on the static stability of the excavator]
Next, with reference to FIGS. 4 and 5, the influence of the inclination of the work plane on the posture stability of the excavator 100 will be described.

図4、図5は、それぞれ、水平面及び傾斜面でのショベル100の旋回部の重心位置の一例を示す図である。 4 and 5 are diagrams showing examples of the center-of-gravity position of the revolving portion of the excavator 100 on a horizontal plane and an inclined plane, respectively.

ショベル100の旋回部は、上部旋回体3の旋回に合わせて一体的に旋回する部位を意味する。ショベル100の旋回部には、上部旋回体3の他、アタッチメントAT等の上部旋回体3に搭載される各種構成要素が含まれる。 The revolving part of the excavator 100 means a part that revolves together with the revolving of the upper revolving body 3 . The revolving portion of the excavator 100 includes the upper revolving body 3 as well as various components mounted on the upper revolving body 3 such as the attachment AT.

図4、図5に示すように、ショベル100の旋回部の重心CGは、上部旋回体3の旋回中心TCよりも後方に存在する。そのため、上部旋回体3のショベル100の旋回部の重心CGが、ショベル100の後側の転倒支点FLよりも水平方向で後方に存在する状況が生じると、ショベル100の旋回部の自重によって、ショベル100が後方に転倒してしまう可能性がある。転倒支点FLは、ショベル100が仮に転倒するときの支点となるクローラ1Cの箇所を意味する。 As shown in FIGS. 4 and 5 , the center of gravity CG of the revolving portion of the excavator 100 exists behind the revolving center TC of the upper revolving body 3 . Therefore, if the center of gravity CG of the revolving portion of the excavator 100 of the upper revolving body 3 is horizontally behind the tipping fulcrum FL on the rear side of the excavator 100, the self weight of the revolving portion of the excavator 100 causes the shovel to move. 100 may tip over backwards. The overturning fulcrum FL means a position of the crawler 1C that becomes a fulcrum when the excavator 100 overturns.

例えば、ショベル100の旋回部の重心CGは、アタッチメントATの姿勢状態によって変化する。具体的には、水平方向でアタッチメントATの先端(バケット6)が上部旋回体3から相対的に離れた状態にあるほど、前方に移動し、図4、図5に示すように、上部旋回体3に相対的に近い状態にあるほど、後方に移動する。そのため、水平方向でアタッチメントATの先端(バケット6)が上部旋回体3に相対的に近い状態にあるほど、上部旋回体3のショベル100の旋回部の重心CGが、ショベル100の後側の転倒支点FLよりも水平方向で後方に存在する状況が生じ易くなる。 For example, the center of gravity CG of the revolving portion of the excavator 100 changes depending on the posture of the attachment AT. Specifically, the farther the tip (bucket 6) of the attachment AT is in the horizontal direction from the upper revolving body 3, the more forward the upper revolving body 3 is, as shown in FIGS. The closer it is to 3, the more backward it moves. Therefore, the closer the tip of the attachment AT (the bucket 6 ) is to the upper revolving body 3 in the horizontal direction, the more the center of gravity CG of the revolving portion of the excavator 100 of the upper revolving body 3 will fall on the rear side of the excavator 100 . A situation in which the fulcrum FL is positioned behind the fulcrum FL in the horizontal direction is more likely to occur.

また、例えば、図4に示すように、ショベル100が水平面にある場合、上述のアタッチメントATの姿勢や下部走行体1の向きを考慮しても、ショベル100の旋回部の重心CGが後側の転倒支点FLより水平方向で後方に存在する状況は相対的に生じにくい。 Further, for example, as shown in FIG. 4, when the excavator 100 is on the horizontal plane, the center of gravity CG of the turning portion of the excavator 100 is located on the rear side even if the orientation of the attachment AT and the orientation of the undercarriage 1 are taken into consideration. It is relatively difficult for the vehicle to exist behind the tipping fulcrum FL in the horizontal direction.

一方、図5に示すように、ショベル100が傾斜面にある場合、ショベル100の旋回部の重心CGは、後側の転倒支点FLより水平方向で後方に存在する状況が生じ易くなる。傾斜の影響で、ショベル100が水平面にある場合に比して、ショベル100の旋回部の重心CGが後側の転倒支点FLを基準として後方に移動するからである。 On the other hand, as shown in FIG. 5, when the excavator 100 is on an inclined surface, the center of gravity CG of the revolving portion of the excavator 100 tends to be horizontally behind the tipping fulcrum FL on the rear side. This is because the tilt causes the center of gravity CG of the turning portion of the excavator 100 to move rearward with respect to the tipping fulcrum FL on the rear side, compared to when the excavator 100 is on the horizontal plane.

このように、ショベル100が傾斜面にある場合、ショベル100の静的な安定性が低下し、ショベル100の旋回部の自重によって、下り傾斜方向に転倒する可能性がある。特に、アタッチメントATの先端の位置が上部旋回体3から水平方向で相対的に近い場合、下部走行体1の向きが傾斜地の傾斜方向から相対的に大きくずれている場合、及び上部旋回体3の向きと上り傾斜方向とのずれ量が相対的に小さい場合等において顕著である。 Thus, when the excavator 100 is on an inclined surface, the static stability of the excavator 100 is degraded, and the weight of the revolving portion of the excavator 100 may cause the excavator 100 to overturn in the downward inclination direction. In particular, when the position of the tip of the attachment AT is relatively close to the upper revolving body 3 in the horizontal direction, when the orientation of the lower traveling body 1 deviates relatively greatly from the slope direction of the slope, and when the upper revolving body 3 This is conspicuous when the amount of deviation between the orientation and the up-sloping direction is relatively small.

[転倒抑制制御の概要]
次に、図6、図7を参照して、転倒抑制制御(安全機能)の概要について説明する。
[Outline of fall prevention control]
Next, an overview of the overturn prevention control (safety function) will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.

図6は、ショベル100の傾斜面での旋回時における重心位置の変化の一例を説明する図である。具体的には、図6は、傾斜地にあるショベル100の側面図6A及び上面図6Bを含む。図7は、ショベル100の傾斜面での旋回時における旋回部の重心位置の変化の他の例を説明する図である。具体的には、図7は、傾斜地にあるショベル100の側面図7A及び上面図7Bを含む。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of changes in the position of the center of gravity when the excavator 100 turns on an inclined surface. Specifically, FIG. 6 includes side view 6A and top view 6B of excavator 100 on a slope. FIG. 7 is a diagram illustrating another example of a change in the center of gravity position of the revolving portion when the shovel 100 is revolving on an inclined surface. Specifically, FIG. 7 includes side view 7A and top view 7B of excavator 100 on a slope.

<安全機能の第1例>
例えば、図6に示すように、上部旋回体3の向きが傾斜方向に対して略90度ずれている状態から上部旋回体3が右旋回すると、ショベル100の旋回部の重心CGの位置は、傾斜地の下り方向に移動する(図中の太線矢印)。そのため、上部旋回体3の向きが上り傾斜方向と略一致する程度まで旋回すると、上述の如く、ショベル100の旋回部の重心CGが後側の転倒支点FLよりも水平方向で後方に存在する状態に移行し(図中の点線)、ショベルが下り方向に転倒する可能性がある。
<First example of safety function>
For example, as shown in FIG. 6, when the upper revolving body 3 turns to the right from a state in which the orientation of the upper revolving body 3 is deviated from the inclination direction by approximately 90 degrees, the position of the center of gravity CG of the revolving portion of the excavator 100 is , moving downward on the slope (thick arrow in the figure). Therefore, when the upper revolving body 3 revolves to the extent that the direction of the upper revolving body 3 substantially coincides with the upward inclination direction, as described above, the center of gravity CG of the revolving portion of the excavator 100 is horizontally behind the tipping fulcrum FL on the rear side. (dotted line in the figure), and there is a possibility that the excavator will tip over in the downward direction.

そこで、安全制御部306は、ショベル100が傾斜地にある場合、ショベル100の転倒を抑制する或いは助長する上部旋回体3の旋回状態をユーザに報知する安全機能(以下、「報知機能」)(第1の機能の一例)を作動させてよい。これにより、ユーザ(オペレータ)は、ショベル100の転倒を抑制する上部旋回体3の旋回状態を認識し、その旋回状態を実現するための上部旋回体3の旋回操作を行うことができる。また、ユーザ(オペレータ)は、ショベル100の転倒を助長する上部旋回体3の旋回状態を認識し、その旋回状態を回避するための上部旋回体3の旋回操作を行うことができる。また、ユーザ(監視者)は、ショベル100の転倒を抑制する或いは助長する上部旋回体3の旋回状態を認識し、その旋回状態と完全自動運転のショベル100の旋回動作とを比較しながら、ショベル100の作業を監視することができる。そのため、ユーザ(監視者)は、ショベル100の旋回動作がショベル100の転倒を助長する方向に大きく遷移した場合、ショベル100を非常停止させたり、ショベル100の介入操作を行ったりすることができる。そのため、ショベル100は、傾斜地にある場合の下り方向への転倒を抑制することができる。 Therefore, when the excavator 100 is on a slope, the safety control unit 306 has a safety function (hereinafter referred to as a "notification function") that notifies the user of the turning state of the upper turning body 3 that suppresses or encourages the overturning of the excavator 100 (see Section 3). 1) may be activated. As a result, the user (operator) can recognize the turning state of the upper turning body 3 that prevents the excavator 100 from overturning, and can perform turning operation of the upper turning body 3 to realize the turning state. In addition, the user (operator) can recognize the turning state of the upper turning body 3 that promotes overturning of the excavator 100 and perform turning operation of the upper turning body 3 to avoid the turning state. Further, the user (monitoring person) recognizes the turning state of the upper turning body 3 that suppresses or encourages the overturning of the excavator 100, and compares the turning state with the turning motion of the excavator 100 in fully automatic operation. 100 operations can be monitored. Therefore, when the turning motion of the excavator 100 greatly transitions in a direction that promotes overturning of the excavator 100 , the user (monitor) can make an emergency stop of the excavator 100 or perform an intervention operation of the excavator 100 . Therefore, the excavator 100 can be prevented from overturning in the downhill direction when on a slope.

具体的には、ショベル100が操作装置26を通じて操作される場合、安全制御部306は、出力装置50(表示装置や音出力装置)を通じて、報知機能を作動させてよい。 Specifically, when the excavator 100 is operated through the operation device 26, the safety control unit 306 may activate the notification function through the output device 50 (display device or sound output device).

また、ショベル100が遠隔操作される場合や完全自動運転によって動作する場合、安全制御部306は、管理装置200の出力装置240(遠隔操作用表示装置、監視用表示装置、音出力装置等)を通じて、報知機能を作動させてよい。より具体的には、安全制御部306は、通信装置60を通じて、報知機能を作動させるための制御信号を管理装置200に送信することにより、出力装置240を制御し、管理装置200のユーザに対する報知機能を実現してよい。 Further, when the excavator 100 is remotely controlled or fully automated, the safety control unit 306 outputs the , may activate the notification function. More specifically, the safety control unit 306 controls the output device 240 by transmitting a control signal for activating the notification function to the management device 200 through the communication device 60, and notifies the user of the management device 200. function can be realized.

報知機能には、例えば、傾斜地の下り方向へのショベル100の転倒を助長する(転倒の可能性が高くなる)旋回方向、或いは、転倒を抑制する(転倒の可能性が低くなる)旋回方向を報知(教示)する報知機能が含まれる。傾斜地の下り方向へのショベル100の転倒を助長する旋回方向とは、ショベル100の旋回部の重心位置が下り方向に移動する旋回方向である。傾斜地の下り方向へのショベル100の転倒を抑制する旋回方向とは、ショベル100の旋回部の重心位置が傾斜地の上り方向に移動する旋回方向である。 The notification function includes, for example, a turning direction that encourages the excavator 100 to overturn in a downhill direction (higher possibility of overturning) or a turning direction that suppresses overturning (lower possibility of overturning). A notification function to notify (instruct) is included. The turning direction that encourages the shovel 100 to overturn in the downward direction on a slope is the turning direction in which the center of gravity of the turning portion of the shovel 100 moves downward. The turning direction that suppresses the excavator 100 from overturning in the downhill direction on the slope is the turning direction in which the center of gravity of the turning portion of the excavator 100 moves in the uphill direction on the slope.

<安全機能の第2例>
安全制御部306は、ショベル100が傾斜地にある場合、撮像装置S6や距離センサの出力に基づくショベル100の周辺の状況に合わせて、アタッチメントATの先端を水平方向で上部旋回体3から離れる方向に移動させる安全機能(以下、「重心移動機能」)を作動させてよい。例えば、安全制御部306は、ショベル100が傾斜地にある場合、物体検知部305によりショベル100の周辺の監視エリア内に監視物体が検知されていないとき、或いは、検知された監視対象との距離が所定閾値以上であるときに、重心移動機能を作動させてよい。また、例えば、安全制御部306は、ショベル100が傾斜地にある場合、上部旋回体3の旋回操作がされるとき、或いは、上部旋回体3の旋回操作の兆候があるときに、重心移動機能を作動させてもよい。これにより、アタッチメントATの重心CGの位置が上部旋回体3の前側に移動する。そのため、例えば、図7に示すように、ショベル100は、上部旋回体3が旋回し、旋回部の重心CGの位置が傾斜地の下り方向に移動しても(図中の太線矢印)、水平方向で後側の転倒支点FLより前にある状態を維持させることができる(図中の点線)。よって、ショベル100は、傾斜地にある場合の下り方向への転倒を抑制することができる。
<Second example of safety function>
When the excavator 100 is on a slope, the safety control unit 306 moves the tip of the attachment AT horizontally away from the upper revolving body 3 according to the surrounding conditions of the excavator 100 based on the output of the imaging device S6 and the distance sensor. A moving safety function (hereinafter, “center-of-gravity moving function”) may be activated. For example, when the excavator 100 is on a slope, when the object detection unit 305 does not detect a monitored object in the monitoring area around the excavator 100, or when the distance to the detected monitoring target is The center-of-gravity movement function may be activated when the value is equal to or greater than a predetermined threshold. Further, for example, the safety control unit 306 activates the center-of-gravity moving function when the excavator 100 is on a slope, when the upper swing body 3 is being turned, or when there is a sign that the upper swing body 3 is being turned. may be activated. As a result, the position of the center of gravity CG of the attachment AT moves to the front side of the upper revolving body 3 . Therefore, for example, as shown in FIG. 7, even if the upper revolving body 3 revolves and the position of the center of gravity CG of the revolving part moves in the downward direction of the slope (thick line arrow in the figure), the excavator 100 does not move in the horizontal direction. can be maintained in front of the rear overturning fulcrum FL (dotted line in the figure). Therefore, the excavator 100 can be prevented from overturning in the downhill direction when on a slope.

具体的には、安全制御部306は、油圧制御弁31を制御し、ブーム4の下げ動作及びアーム5の開き動作の少なくとも一方をアタッチメントATに行わせることにより、重心移動機能を実現してよい。 Specifically, the safety control unit 306 may realize the center-of-gravity moving function by controlling the hydraulic control valve 31 and causing the attachment AT to perform at least one of the lowering operation of the boom 4 and the opening operation of the arm 5. .

<安全機能の第3例>
安全制御部306は、ショベル100が傾斜地にある場合、傾斜地の下り方向へのショベル100の転倒を助長する旋回方向への上部旋回体3の動作を制限させる安全機能(以下、「動作制限機能」)を作動させてよい。例えば、安全制御部306は、上部旋回体3が傾斜地の下り方向へのショベル100の転倒を助長する方向に旋回操作されるときに、旋回操作に対する旋回速度を相対的に低くなるように減速させる。これにより、ショベル100の旋回部の重心CGの位置が下り方向に移動しにくくなる。そのため、ショベル100は、傾斜地にある場合の下り方向への転倒を抑制することができる。
<Third example of safety function>
When the excavator 100 is on a slope, the safety control unit 306 has a safety function (hereinafter referred to as a “movement restriction function”) that restricts the movement of the upper swing body 3 in the turning direction that encourages the excavator 100 to overturn in the downward direction of the slope. ) may be activated. For example, the safety control unit 306 decelerates the turning speed for the turning operation to be relatively low when the upper turning body 3 is turned in a direction that encourages the excavator 100 to overturn in the downhill direction on the slope. . This makes it difficult for the center of gravity CG of the turning portion of the shovel 100 to move downward. Therefore, the excavator 100 can be prevented from overturning in the downhill direction when on a slope.

具体的には、安全制御部306は、油圧制御弁31を制御し、上部旋回体3の旋回操作に対する上部旋回体3の旋回速度を相対的に小さくすることにより、動作制限機能を実現してよい。 Specifically, the safety control unit 306 controls the hydraulic control valve 31 to relatively reduce the swing speed of the upper swing body 3 with respect to the swing operation of the upper swing body 3, thereby realizing an operation limiting function. good.

[転倒抑制制御の詳細]
次に、図8~図13を参照して、コントローラ30による転倒抑制制御の詳細について説明する。
[Details of fall prevention control]
Next, details of the overturn prevention control by the controller 30 will be described with reference to FIGS. 8 to 13. FIG.

<転倒抑制制御の第1例>
図8は、コントローラ30による転倒抑制制御の第1例を概略的に示すフローチャートである。
<First example of overturn prevention control>
FIG. 8 is a flow chart schematically showing a first example of overturn prevention control by the controller 30. As shown in FIG.

本フローチャーは、例えば、ショベル100の起動(例えば、キースイッチのON)からショベル100の停止(例えば、キースイッチのOFF)までの間で、所定の制御周期ごとに繰り返し実行される。以下、図9~図13のフローチャートについても同様であってよい。 This flowchart is repeatedly executed at predetermined control cycles, for example, from start-up of the excavator 100 (eg, key switch ON) to stop of the excavator 100 (eg, key switch OFF). The same may be applied to the flow charts of FIGS. 9 to 13 below.

図8に示すように、傾斜判定部301は、ショベル100が傾斜地にあるか否かを判定する。傾斜判定部301は、ショベル100が傾斜地にある場合、ステップS104に進み、ショベル100が傾斜地にない場合、今回のフローチャートの処理を終了する。 As shown in FIG. 8, the tilt determination unit 301 determines whether the excavator 100 is on a slope. If the shovel 100 is on the slope, the slope determination unit 301 proceeds to step S104, and if the shovel 100 is not on the slope, the processing of this flowchart ends.

ステップS104にて、旋回体向き判定部303は、上部旋回体3の向きと傾斜地の上り傾斜方向とのずれが所定閾値以下であるか否かを判定する。旋回体向き判定部303は、上部旋回体3の向きと傾斜地の上り傾斜方向とのずれが所定閾値以下でない場合、ショベル100の旋回部の重心が相対的に傾斜地の上り側に位置していると判断し、ステップS106に進む。一方、旋回体向き判定部303は、上部旋回体3の向きと傾斜地の上り傾斜方向とのずれ量が所定閾値以下である場合、ショベル100の旋回部の重心が相対的に傾斜地の下り側に位置していると判断し、ステップS108に進む。 In step S104, the revolving superstructure orientation determination unit 303 determines whether or not the deviation between the orientation of the upper revolving superstructure 3 and the uphill direction of the slope is equal to or less than a predetermined threshold value. The revolving body orientation determination unit 303 determines that the center of gravity of the revolving part of the excavator 100 is relatively located on the uphill side of the slope when the difference between the orientation of the upper revolving body 3 and the uphill direction of the slope is not equal to or less than a predetermined threshold value. and proceeds to step S106. On the other hand, if the amount of deviation between the orientation of the upper rotating body 3 and the uphill direction of the slope is equal to or less than a predetermined threshold value, the revolving body orientation determination unit 303 determines that the center of gravity of the revolving part of the excavator 100 is relatively on the downhill side of the slope. It judges that it is located, and progresses to step S108.

ステップS106にて、安全制御部306は、報知機能を作動させ、ユーザに対してショベル100の転倒を助長する上部旋回体3の旋回方向を報知する。これにより、ショベル100は、ショベル100の旋回部の重心が傾斜地の相対的に上り側にある状況で、ユーザ(オペレータ)に対して、ショベル100の転倒を助長する方向への上部旋回体3の旋回操作をしないように促すことができる。また、ショベル100は、ショベル100の旋回部の重心が傾斜地の相対的に上り側にある状況で、ユーザ(監視者)に対して、ショベル100の転倒を助長する方向への上部旋回体3の旋回動作の有無を監視するように促すことができる。 In step S<b>106 , the safety control unit 306 activates the notification function to notify the user of the turning direction of the upper turning body 3 that encourages the excavator 100 to overturn. As a result, in a situation where the center of gravity of the revolving portion of the excavator 100 is relatively on the uphill side of the slope, the excavator 100 is instructed to move the upper revolving body 3 in a direction that encourages the overturning of the excavator 100 to the user (operator). It can be urged not to perform a turning operation. In addition, in a situation where the center of gravity of the revolving portion of the excavator 100 is relatively on the uphill side of the slope, the excavator 100 may be instructed by the user (monitor) to move the upper revolving body 3 in a direction that encourages the overturning of the excavator 100 . You can be prompted to monitor for the presence or absence of pivoting motion.

コントローラ30は、ステップS106の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the process of step S106 is completed, the controller 30 ends the process of this flowchart.

一方、ステップS108にて、安全制御部306は、報知機能を作動させ、ユーザに対してショベル100の転倒を抑制する上部旋回体3の旋回方向を報知する。これにより、ショベル100は、ショベル100の旋回部の重心が傾斜地の相対的に下り側にある状況で、ユーザ(オペレータ)に対して、ショベル100の転倒を抑制する方向への上部旋回体3の旋回操作を促すことができる。また、ショベル100は、ショベル100の旋回部の重心が傾斜地の相対的に下り側にある状況で、ユーザ(監視者)に対して、ショベル100の転倒を抑制する方向への上部旋回体3の旋回動作の有無を監視するように促すことができる。 On the other hand, in step S108, the safety control unit 306 activates the notification function to notify the user of the turning direction of the upper turning body 3 that prevents the excavator 100 from overturning. As a result, the excavator 100 allows the user (operator) to move the upper revolving body 3 in the direction to prevent the excavator 100 from overturning in a situation where the center of gravity of the revolving portion of the excavator 100 is relatively on the downhill side of the slope. A turning operation can be urged. In addition, in a situation where the center of gravity of the revolving portion of the excavator 100 is relatively on the downhill side of the slope, the excavator 100 instructs the user (monitor) to move the upper revolving body 3 in the direction to prevent the excavator 100 from overturning. You can be prompted to monitor for the presence or absence of pivoting motion.

コントローラ30は、ステップS108の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the process of step S108 is completed, the controller 30 ends the process of this flowchart.

このように、本例では、コントローラ30は、ショベル100が傾斜地にある状態おいて、ショベル100の旋回部の重心が斜面の下り方向に移動するように、上部旋回体3が旋回することによるショベル100の下り方向への転倒を抑制する安全機能を作動させる。 As described above, in this example, the controller 30 controls the excavator 100 to rotate by rotating the upper rotating body 3 so that the center of gravity of the rotating portion of the excavator 100 moves downward on the slope when the excavator 100 is on a slope. Activate a safety feature that prevents 100 from falling downhill.

これにより、コントローラ30は、例えば、ショベル100の旋回状態に合わせて、安全機能を作動させることができる。そのため、コントローラ30は、例えば、安全機能を作動させるために、ショベル100の静的な安定度等を演算する必要がなく、処理負荷を軽減させることができる。よって、ショベル100は、より簡易に傾斜地でのショベル100の転倒を抑制することができる。 Thereby, the controller 30 can activate the safety function according to the turning state of the excavator 100, for example. Therefore, the controller 30 does not need to calculate the static stability of the excavator 100, for example, in order to activate the safety function, and the processing load can be reduced. Therefore, the excavator 100 can more easily suppress overturning of the excavator 100 on a slope.

また、本例では、コントローラ30は、安全機能として報知機能を作動させる。 Also, in this example, the controller 30 activates a notification function as a safety function.

これにより、ショベル100は、ユーザ(オペレータ)に対して、ショベル100の下り方向への転倒を抑制するような旋回操作を促すことができる。また、ショベル100は、ユーザ(監視者)に対して、完全自動運転のショベル100の転倒を助長する上部旋回体3の旋回動作と、ショベル100の転倒を抑制するような旋回動作とを区別して認識させることができる。そのため、ショベル100は、ユーザ(監視者)に対して、より適切な完全自動運転のショベル100の監視を促すことができる。 As a result, the excavator 100 can prompt the user (operator) to perform a turning operation to prevent the excavator 100 from overturning in the downward direction. In addition, the excavator 100 allows the user (monitoring person) to distinguish between the revolving motion of the upper revolving body 3 that encourages the overturning of the fully automatic excavator 100 and the revolving motion that suppresses the overturning of the excavator 100. can be recognized. Therefore, the excavator 100 can prompt the user (monitoring person) to more appropriately monitor the excavator 100 in fully automatic operation.

尚、本例では、ステップS106にて、安全制御部306は、報知機能に代えて、或いは、加えて、動作制限機能を作動させてもよい。以下、後述の図9のステップS208、図12のステップS418、及び図13のステップS510についても同様であってよい。 Incidentally, in this example, in step S106, the safety control section 306 may activate the operation restriction function instead of or in addition to the notification function. The same may apply to step S208 in FIG. 9, step S418 in FIG. 12, and step S510 in FIG. 13, which will be described later.

<転倒抑制制御の第2例>
図9は、コントローラ30による転倒抑制制御の第2例を概略的に示すフローチャートである。
<Second example of overturn prevention control>
FIG. 9 is a flow chart schematically showing a second example of overturn prevention control by the controller 30. As shown in FIG.

図9に示すように、ステップS202にて、傾斜判定部301は、ショベル100が傾斜地にあるか否かを判定する。傾斜判定部301は、ショベル100が傾斜地にある場合、ステップS204に進み、ショベル100が傾斜地にない場合、今回のフローチャートの処理を終了する。 As shown in FIG. 9, in step S202, the tilt determination unit 301 determines whether the excavator 100 is on a slope. If the shovel 100 is on the slope, the slope determination unit 301 proceeds to step S204, and if the shovel 100 is not on the slope, the processing of this flowchart ends.

ステップS204にて、走行体向き判定部302は、下部走行体1(クローラ1C)の前後軸と傾斜地の傾斜方向とのずれが所定閾値以上であるか否かを判定する。走行体向き判定部302は、クローラ1Cの前後軸と傾斜地の傾斜方向とのずれが所定閾値以上である場合、傾斜地の下り方向へのショベル100の転倒が生じ易い状況と判断し、ステップS206に進む。一方、走行体向き判定部302は、クローラ1Cの前後軸と傾斜地の傾斜方向とのずれが所定閾値以上でない場合、傾斜地の下り方向へのショベル100の転倒が生じにくい状況と判断し、今回のフローチャートの処理を終了する。 In step S204, the running body direction determining unit 302 determines whether or not the deviation between the longitudinal axis of the lower running body 1 (crawler 1C) and the inclination direction of the slope is equal to or greater than a predetermined threshold. If the difference between the longitudinal axis of the crawler 1C and the inclination direction of the slope is equal to or greater than a predetermined threshold value, the traveling body orientation determination unit 302 determines that the excavator 100 is likely to overturn in the downhill direction of the slope, and proceeds to step S206. move on. On the other hand, when the difference between the front-rear axis of the crawler 1C and the inclination direction of the slope is not equal to or greater than the predetermined threshold value, the traveling object orientation determination unit 302 determines that the excavator 100 is unlikely to overturn on the slope. End the processing of the flowchart.

ステップS206,S208,S210は、図8のステップS104,S106,S108の処理と同じであるため、説明を省略する。 Steps S206, S208, and S210 are the same as the processing of steps S104, S106, and S108 in FIG. 8, so description thereof will be omitted.

このように、本例では、コントローラ30は、下部走行体1の前後軸と傾斜地の傾斜方向とのずれが相対的に大きい場合に、安全機能(報知機能)を作動させる。 Thus, in this example, the controller 30 activates the safety function (notification function) when the deviation between the longitudinal axis of the undercarriage 1 and the inclination direction of the slope is relatively large.

これにより、コントローラ30は、傾斜地の下り方向へのショベル100の転倒が生じ易い場合に限定して、安全機能(報知機能)が作動させることができる。そのため、ショベル100は、傾斜地における下り方向への転倒を抑制する実効性を担保しつつ、ユーザの煩わしさや作業効率の低下を抑制することができる。 As a result, the controller 30 can activate the safety function (notification function) only when the excavator 100 is likely to overturn in the downhill direction on a slope. Therefore, the excavator 100 can suppress the user's annoyance and the decrease in work efficiency while ensuring the effectiveness of suppressing overturning in the downward direction on a slope.

尚、後述の第3例(図10、図11)のフローチャートのステップS306,S308の間、ステップS314,S316の間、及びステップS314,S328の間に、本例のステップS204と同じ処理が追加されてもよい。同様に、後述の第4例(図12)、第5例(図13)のフローチャートのS402,S404の間、及びS502,S504の間に、本例のステップS204と同じ処理が追加されてもよい。 Between steps S306 and S308, between steps S314 and S316, and between steps S314 and S328 of the flowchart of the third example (FIGS. 10 and 11) described later, the same processing as step S204 of this example is added. may be Similarly, even if the same processing as step S204 of this example is added between S402 and S404 and between S502 and S504 in the flowcharts of a fourth example (FIG. 12) and a fifth example (FIG. 13) to be described later. good.

<転倒抑制制御の第3例>
図10、図11は、コントローラ30による転倒抑制制御の第3例を概略的に示すフローチャートである。
<Third example of overturn prevention control>
10 and 11 are flow charts schematically showing a third example of overturn prevention control by the controller 30. FIG.

本例では、フラグF1,F2が利用される。フラグF1,F2の初期値は、それぞれ、"0"である。 In this example, flags F1 and F2 are used. The initial values of the flags F1 and F2 are respectively "0".

フラグF1は、ショベル100の転倒を助長する上部旋回体3の旋回方向の報知機能の作動の有無を表す。具体的には、フラグF1は、"0"の場合、報知機能の非作動を表し、"1"の場合、報知機能の作動を表す。 The flag F1 indicates whether or not the turning direction notification function of the upper turning body 3, which encourages the excavator 100 to overturn, is activated. Specifically, when the flag F1 is "0", it indicates that the notification function is not activated, and when it is "1", it indicates that the notification function is activated.

フラグF2は、ショベル100の転倒を抑制する上部旋回体3の旋回方向の報知機能の作動の有無を表す。具体的には、フラグF2は、"0"の場合、報知機能の非作動を表し、"1"の場合、報知機能の作動を表す。 The flag F2 indicates whether or not the function for notifying the turning direction of the upper turning body 3 that prevents the excavator 100 from overturning is activated. Specifically, when the flag F2 is "0", it indicates that the notification function is not activated, and when it is "1", it indicates that the notification function is activated.

図10に示すように、ステップS302にて、傾斜判定部301は、ショベル100が傾斜地にあるか否かを判定する。傾斜判定部301は、ショベル100が傾斜地にない場合、ステップS304に進み、ショベル100が傾斜地にある場合、ステップS306に進む。 As shown in FIG. 10, in step S302, the tilt determination unit 301 determines whether the shovel 100 is on a slope. If the excavator 100 is not on the slope, the inclination determination unit 301 proceeds to step S304, and if the excavator 100 is on the slope, the inclination determination unit 301 proceeds to step S306.

ステップS304にて、コントローラ30は、安全機能(報知機能)を停止させ、或いは、停止状態を維持させ、フラグF1,F2を共に"0"に設定する。 In step S304, the controller 30 stops the safety function (notification function) or maintains the stopped state, and sets both the flags F1 and F2 to "0".

コントローラ30は、ステップS304の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the process of step S304 is completed, the controller 30 ends the process of this flowchart.

一方、ステップS306にて、コントローラ30は、フラグF1,F2が共に"0"であるか否かを判定する。コントローラ30は、フラグF1,F2が共に"0"である場合、報知機能が非作動であると判断し、ステップS308に進み、それ以外の場合、即ち、フラグF1,F2の何れか一方が"1"である場合、報知機能が作動中と判断し、ステップS314に進む。 On the other hand, in step S306, the controller 30 determines whether the flags F1 and F2 are both "0". If both the flags F1 and F2 are "0", the controller 30 determines that the notification function is inactive, and proceeds to step S308. If it is 1", it is determined that the notification function is in operation, and the process proceeds to step S314.

ステップS308にて、旋回体向き判定部303は、上部旋回体3の向きと傾斜地の上り傾斜方向とのずれが所定閾値以下であるか否かを判定する。旋回体向き判定部303は、上部旋回体3の向きと傾斜地の上り傾斜方向とのずれが所定閾値以下でない場合、ショベル100の旋回部の重心が相対的に傾斜地の上り側に位置していると判断し、ステップS310に進む。一方、旋回体向き判定部303は、上部旋回体3の向きと傾斜地の上り傾斜方向とのずれ量が所定閾値以下である場合、ショベル100の旋回部の重心が相対的に傾斜地の下り側に位置していると判断し、ステップS312に進む。 In step S308, the revolving superstructure orientation determination unit 303 determines whether or not the deviation between the orientation of the upper revolving superstructure 3 and the uphill direction of the slope is equal to or less than a predetermined threshold value. The revolving body orientation determination unit 303 determines that the center of gravity of the revolving part of the excavator 100 is relatively located on the uphill side of the slope when the difference between the orientation of the upper revolving body 3 and the uphill direction of the slope is not equal to or less than a predetermined threshold value. , and proceeds to step S310. On the other hand, if the amount of deviation between the orientation of the upper rotating body 3 and the uphill direction of the slope is equal to or less than a predetermined threshold value, the revolving body orientation determination unit 303 determines that the center of gravity of the revolving part of the excavator 100 is relatively on the downhill side of the slope. It is determined that it is positioned, and the process proceeds to step S312.

ステップS310にて、安全制御部306は、ユーザに対してショベル100の転倒を助長する上部旋回体3の旋回方向を報知する報知機能を作動させる。具体的には、安全制御部306は、キャビン10や管理装置200の表示装置への表示による報知を開始させると共に、キャビン10や管理装置200の音出力装置を通じた音声による報知を所定値N1(1以上の整数)回実施する。即ち、安全制御部306は、表示による報知機能を常時作動させ、音声による報知機能を時限的に作動させる。 In step S<b>310 , the safety control unit 306 activates a notification function that notifies the user of the turning direction of the upper turning body 3 that encourages the excavator 100 to overturn. Specifically, the safety control unit 306 starts notification by display on the display device of the cabin 10 and the management device 200, and also sets the notification by sound through the sound output device of the cabin 10 and the management device 200 to a predetermined value N1 ( An integer of 1 or more) times. That is, the safety control unit 306 always activates the notification function by display, and activates the notification function by sound for a limited time.

コントローラ30は、ステップS310の処理が完了すると、ステップS311に進む。 After completing the process of step S310, the controller 30 proceeds to step S311.

ステップS311にて、コントローラ30は、フラグF1を"1"に設定する。 In step S311, the controller 30 sets the flag F1 to "1".

コントローラ30は、ステップS311の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the process of step S311 is completed, the controller 30 ends the process of this flowchart.

一方、ステップS312にて、安全制御部306は、ユーザに対してショベル100の転倒を抑制する上部旋回体3の旋回方向を報知する報知機能を作動させる。具体的には、安全制御部306は、キャビン10や管理装置200の表示装置への表示による報知を開始させると共に、キャビン10や管理装置200の音出力装置を通じた音声による報知を所定値N2(1以上の整数)回実施する。即ち、安全制御部306は、表示による報知機能を常時作動させ、音声による報知機能を時限的に作動させる。 On the other hand, in step S312, the safety control unit 306 activates a notification function that notifies the user of the turning direction of the upper turning body 3 that prevents the excavator 100 from overturning. Specifically, the safety control unit 306 starts the notification by display on the display device of the cabin 10 and the management device 200, and the notification by sound through the sound output device of the cabin 10 and the management device 200 at a predetermined value N2 ( An integer of 1 or more) times. That is, the safety control unit 306 always activates the notification function by display, and activates the notification function by sound for a limited time.

尚、所定値N1,N2は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。 Incidentally, the predetermined values N1 and N2 may be the same or different.

コントローラ30は、ステップS312の処理が完了すると、ステップS313に進む。 After completing the process of step S312, the controller 30 proceeds to step S313.

ステップS313にて、コントローラ30は、フラグF2を"1"に設定する。 In step S313, the controller 30 sets the flag F2 to "1".

コントローラ30は、ステップS313の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the process of step S313 is completed, the controller 30 ends the process of this flowchart.

一方、ステップS314にて、コントローラ30は、フラグF1が"1"であるか否かを判定する。コントローラ30は、フラグF1が"1"である場合、ショベル100の転倒を助長する上部旋回体3の旋回方向を報知する報知機能が作動中と判断し、ステップS316に進む。一方、コントローラ30は、フラグF1が"1"でない場合、ショベル100の転倒を抑制する上部旋回体3の旋回方向を報知する報知機能が作動中と判断し、ステップS328(図11参照)に進む。 On the other hand, in step S314, the controller 30 determines whether the flag F1 is "1". When the flag F1 is "1", the controller 30 determines that the informing function of informing the turning direction of the upper turning body 3 that promotes overturning of the excavator 100 is in operation, and proceeds to step S316. On the other hand, if the flag F1 is not "1", the controller 30 determines that the notification function for notifying the turning direction of the upper turning body 3 that prevents the excavator 100 from overturning is in operation, and proceeds to step S328 (see FIG. 11). .

ステップS316にて、旋回体向き判定部303は、上部旋回体3の向きと傾斜地の上り傾斜方向とのずれが所定閾値以下であるか否かを判定する。旋回体向き判定部303は、上部旋回体3の向きと傾斜地の上り傾斜方向とのずれが所定閾値以下でない場合、ショベル100の旋回部の重心が相対的に傾斜地の上り側に位置している状態が継続していると判断し、ステップS318に進む。一方、旋回体向き判定部303は、上部旋回体3の向きと傾斜地の上り傾斜方向とのずれ量が所定閾値以下である場合、ショベル100の旋回部の重心が相対的に傾斜地の下り側に位置している状態に遷移したと判断し、ステップS324に進む。 In step S316, the revolving superstructure orientation determination unit 303 determines whether or not the deviation between the orientation of the upper revolving superstructure 3 and the uphill direction of the slope is equal to or less than a predetermined threshold value. The revolving body orientation determination unit 303 determines that the center of gravity of the revolving part of the excavator 100 is relatively located on the uphill side of the slope when the difference between the orientation of the upper revolving body 3 and the uphill direction of the slope is not equal to or less than a predetermined threshold value. It is determined that the state continues, and the process proceeds to step S318. On the other hand, if the amount of deviation between the orientation of the upper rotating body 3 and the uphill direction of the slope is equal to or less than a predetermined threshold value, the revolving body orientation determination unit 303 determines that the center of gravity of the revolving part of the excavator 100 is relatively on the downhill side of the slope. It is determined that the state has changed to the located state, and the process proceeds to step S324.

ステップS318にて、安全制御部306は、表示による転倒を助長する旋回方向の報知を継続させる。 In step S318, the safety control unit 306 continues the indication of the turning direction that encourages overturning.

コントローラ30は、ステップS318の処理が完了すると、ステップS320に進む。 After completing the process of step S318, the controller 30 proceeds to step S320.

ステップS320にて、安全制御部306は、前回の音声による転倒を助長する旋回方向の報知機能の作動から所定時間T1(>0)が経過したか否かを判定する。安全制御部306は、所定時間T1が経過している場合、ステップS322に進み、所定時間T1が経過していない場合、今回のフローチャートの処理を終了する。 In step S320, the safety control unit 306 determines whether or not a predetermined time T1 (>0) has elapsed since the previous activation of the turning direction notification function that encourages tipping over by voice. If the predetermined time T1 has passed, the safety control unit 306 proceeds to step S322, and if the predetermined time T1 has not passed, the processing of this flowchart ends.

ステップS322にて、安全制御部306は、キャビン10や管理装置200の音出力装置を通じた音声によるショベル100の転倒を助長する上部旋回体3の旋回方向の報知を所定値N1回実施する。 In step S<b>322 , the safety control unit 306 notifies the turning direction of the upper turning body 3 that encourages overturning of the excavator 100 by voice through the sound output device of the cabin 10 and the management device 200 a predetermined number N1 times.

コントローラ30は、ステップS322の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the process of step S322 is completed, the controller 30 ends the process of this flowchart.

一方、ステップS324にて、安全制御部306は、ユーザに対してショベル100の転倒を抑制する上部旋回体3の旋回方向を報知する報知機能を作動させる。具体的には、安全制御部306は、キャビン10や管理装置200の表示装置への表示による報知を開始させると共に、キャビン10や管理装置200の音出力装置を通じた音声による報知を所定値N2回実施する。 On the other hand, in step S<b>324 , the safety control unit 306 activates a notification function that notifies the user of the turning direction of the upper turning body 3 that prevents the excavator 100 from overturning. Specifically, the safety control unit 306 starts the notification by display on the display device of the cabin 10 or the management device 200, and the notification by sound through the sound output device of the cabin 10 or the management device 200 a predetermined value N2 times. implement.

コントローラ30は、ステップS324の処理が完了すると、ステップS326に進む。 After completing the process of step S324, the controller 30 proceeds to step S326.

ステップS326にて、フラグF1を"0"に設定し、フラグF2を"1"に設定する。 At step S326, the flag F1 is set to "0" and the flag F2 is set to "1".

コントローラ30は、ステップS326の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the process of step S326 is completed, the controller 30 ends the process of this flowchart.

一方、ステップS328にて、旋回体向き判定部303は、上部旋回体3の向きと傾斜地の上り傾斜方向とのずれが所定閾値以下であるか否かを判定する。旋回体向き判定部303は、上部旋回体3の向きと傾斜地の上り傾斜方向とのずれが所定閾値以下でない場合、ショベル100の旋回部の重心が相対的に傾斜地の上り側に位置している状態に遷移したと判断し、ステップS330に進む。一方、旋回体向き判定部303は、上部旋回体3の向きと傾斜地の上り傾斜方向とのずれ量が所定閾値以下である場合、ショベル100の旋回部の重心が相対的に傾斜地の下り側に位置している状態が継続していると判断し、ステップS334に進む。 On the other hand, in step S328, the revolving superstructure orientation determination unit 303 determines whether or not the deviation between the orientation of the upper revolving superstructure 3 and the uphill direction of the slope is equal to or less than a predetermined threshold value. The revolving body orientation determination unit 303 determines that the center of gravity of the revolving part of the excavator 100 is relatively located on the uphill side of the slope when the difference between the orientation of the upper revolving body 3 and the uphill direction of the slope is not equal to or less than a predetermined threshold value. It is determined that the state has changed, and the process proceeds to step S330. On the other hand, if the amount of deviation between the orientation of the upper rotating body 3 and the uphill direction of the slope is equal to or less than a predetermined threshold value, the revolving body orientation determination unit 303 determines that the center of gravity of the revolving part of the excavator 100 is relatively on the downhill side of the slope. It is determined that the positioned state continues, and the process proceeds to step S334.

ステップS330にて、安全制御部306は、ユーザに対してショベル100の転倒を助長する上部旋回体3の旋回方向を報知する報知機能を作動させる。具体的には、安全制御部306は、キャビン10や管理装置200の表示装置への表示による報知を開始させると共に、キャビン10や管理装置200の音出力装置を通じた音声による報知を所定値N1回実施する。 In step S<b>330 , the safety control unit 306 activates a notification function that notifies the user of the turning direction of the upper turning body 3 that encourages the excavator 100 to overturn. Specifically, the safety control unit 306 starts the notification by display on the display device of the cabin 10 or the management device 200, and the notification by sound through the sound output device of the cabin 10 or the management device 200 A predetermined value N1 times implement.

コントローラ30は、ステップS330の処理が完了すると、ステップS332に進む。 After completing the process of step S330, the controller 30 proceeds to step S332.

ステップS332にて、コントローラ30は、フラグF1を"1"に設定し、フラグF2を"0"に設定する。 At step S332, the controller 30 sets the flag F1 to "1" and sets the flag F2 to "0".

コントローラ30は、ステップS332の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the process of step S332 is completed, the controller 30 ends the process of this flowchart.

一方、ステップS334にて、安全制御部306は、表示による転倒を抑制する旋回方向の報知を継続させる。 On the other hand, in step S334, the safety control unit 306 continues the indication of the turning direction for suppressing overturning.

コントローラ30は、ステップS334の処理が完了すると、ステップS336に進む。 After completing the process of step S334, the controller 30 proceeds to step S336.

ステップS336にて、安全制御部306は、前回の音声による転倒を抑制する旋回方向の報知機能の作動から所定時間T2(>0)が経過したか否かを判定する。安全制御部306は、所定時間T2が経過している場合、ステップS338に進み、所定時間T2が経過していない場合、今回のフローチャートの処理を終了する。 In step S336, the safety control unit 306 determines whether or not a predetermined time T2 (>0) has elapsed since the turning direction notification function for suppressing overturning by voice was activated last time. If the predetermined time T2 has passed, the safety control unit 306 proceeds to step S338, and if the predetermined time T2 has not passed, the process of this flowchart ends.

尚、所定時間T1,T2は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。 Note that the predetermined times T1 and T2 may be the same or different.

ステップS338にて、安全制御部306は、キャビン10や管理装置200の音出力装置を通じた音声によるショベル100の転倒を抑制する上部旋回体3の旋回方向の報知を所定値N2回実施する。 In step S<b>338 , the safety control unit 306 notifies the turning direction of the upper turning body 3 to prevent the excavator 100 from overturning by voice through the sound output device of the cabin 10 and the management device 200 a predetermined number N2 times.

コントローラ30は、ステップS338の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the process of step S338 is completed, the controller 30 ends the process of this flowchart.

このように、本例では、コントローラ30は、ショベル100が傾斜地にある場合、視覚的な方法による報知機能を作動させると共に、聴覚的な方法による報知機能を、視覚的な方法による報知機能よりも少ない頻度で作動させる。 Thus, in this example, when the excavator 100 is on a slope, the controller 30 activates the visual notification function and operates the auditory notification function more than the visual notification function. Operate less frequently.

これにより、ショベル100は、傾斜地の下り方向へのショベル100の転倒の抑制の実効性を継続的に維持しつつ、聴覚的な方法による報知機能の作動によるユーザの煩わしさを抑制することができる。 As a result, the excavator 100 can continuously maintain the effectiveness of suppressing the overturning of the excavator 100 in the downward direction on the slope, and can suppress the user's annoyance due to the activation of the notification function by an auditory method. .

尚、本例では、ステップS310,S318,S338にて、安全制御部306は、報知機能に加えて、動作制限機能を作動させてもよい。 In this example, in steps S310, S318, and S338, the safety control section 306 may activate the operation restriction function in addition to the notification function.

<転倒抑制制御の第4例>
図12は、コントローラ30による転倒抑制制御の第4例を概略的に示すフローチャートである。
<Fourth example of overturn prevention control>
FIG. 12 is a flowchart schematically showing a fourth example of overturn prevention control by the controller 30. As shown in FIG.

図12に示すように、ステップS402,S404は、図8のステップS102,S204の処理と同じであるため、説明を省略する。 As shown in FIG. 12, steps S402 and S404 are the same as steps S102 and S204 in FIG. 8, so description thereof will be omitted.

旋回体向き判定部303は、上部旋回体3の向きと傾斜地の上り傾斜方向とのずれが所定閾値以下である場合、ショベル100の旋回部の重心が相対的に傾斜地の下り側に位置していると判断し、ステップS406に進む。一方、旋回体向き判定部303は、上部旋回体3の向きと傾斜地の上り傾斜方向とのずれ量が所定閾値以下でない場合、ショベル100の旋回部の重心が相対的に傾斜地の上り側に位置していると判断し、ステップS408に進む。 The revolving body orientation determining unit 303 determines that the center of gravity of the revolving part of the excavator 100 is relatively located on the downhill side of the slope when the difference between the orientation of the upper revolving body 3 and the uphill direction of the slope is equal to or less than a predetermined threshold. It is determined that there is, and the process proceeds to step S406. On the other hand, if the amount of deviation between the orientation of the upper revolving structure 3 and the uphill direction of the slope is not equal to or less than the predetermined threshold value, the revolving body orientation determination unit 303 determines that the center of gravity of the revolving part of the excavator 100 is positioned relatively on the uphill side of the slope. It judges that it does, and progresses to step S408.

ステップS406は、図8のステップS108の処理と同じであるため、説明を省略する。 Since step S406 is the same as the processing of step S108 in FIG. 8, the description is omitted.

コントローラ30は、ステップS406の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the process of step S406 is completed, the controller 30 ends the process of this flowchart.

一方、ステップS408にて、旋回操作判定部304は、上部旋回体3の旋回操作される兆候があるか否かを判定する。旋回操作判定部304は、上部旋回体3の旋回操作がされる兆候がある場合、ステップS410に進み、兆候がない場合、今回のフローチャートの処理を終了する。 On the other hand, in step S408, the turning operation determination unit 304 determines whether or not there is a sign that the upper turning body 3 will be turned. If there is an indication that the upper rotating body 3 will be rotated, the turning operation determination unit 304 proceeds to step S410, and if there is no indication, ends the processing of this flowchart.

ステップS410は、図8のステップS106の処理と同じであるため、説明を省略する。 Since step S410 is the same as the processing of step S106 in FIG. 8, the description is omitted.

コントローラ30は、ステップS410の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the process of step S410 is completed, the controller 30 ends the process of this flowchart.

このように、本例では、コントローラ30は、ショベル100が傾斜地にあり、且つ、上部旋回体3の旋回操作がされる可能性がある場合に、安全機能を作動させる。 Thus, in this example, the controller 30 activates the safety function when the excavator 100 is on a slope and there is a possibility that the upper swing body 3 will be operated to swing.

これにより、コントローラ30は、例えば、オペレータによる上部旋回体3の旋回操作に合わせて、安全機能を作動させることができる。そのため、ショベル100は、傾斜地における下り方向への転倒を抑制する実効性を担保しつつ、ユーザの煩わしさや作業効率の低下を抑制することができる。 Thereby, the controller 30 can activate the safety function in accordance with, for example, the operator's turning operation of the upper turning body 3 . Therefore, the excavator 100 can suppress the user's annoyance and the decrease in work efficiency while ensuring the effectiveness of suppressing overturning in the downward direction on a slope.

尚、本例では、ステップS410にて、安全制御部306は、報知機能に代えて、或いは、加えて、重心移動機能を作動させてもよい。 In this example, in step S410, the safety control unit 306 may activate the center-of-gravity moving function instead of or in addition to the notification function.

<転倒抑制制御の第5例>
図13は、コントローラ30による転倒抑制制御の第5例を概略的に示すフローチャートである。
<Fifth example of overturn prevention control>
FIG. 13 is a flowchart schematically showing a fifth example of overturn prevention control by the controller 30. As shown in FIG.

図13に示すように、ステップS502,S504,S506,S508,S510は、図12のステップS402,S404,S406,S408,S410の処理と同じであるため、説明を省略する。 As shown in FIG. 13, steps S502, S504, S506, S508, and S510 are the same as steps S402, S404, S406, S408, and S410 in FIG.

コントローラ30は、ステップS506の処理が完了すると、ステップS516に進む。 After completing the process of step S506, the controller 30 proceeds to step S516.

また、コントローラ30は、ステップS510の処理が完了すると、ステップS512に進む。 Further, when the process of step S510 is completed, the controller 30 proceeds to step S512.

ステップS512にて、旋回操作判定部304は、傾斜地の下り方向へのショベル100の転倒を助長する方向への旋回操作が行われたか否かを判定する。旋回操作判定部304は、傾斜地の下り方向へのショベル100の転倒を助長する方向への旋回操作が行われていない場合、ステップS514に進み、傾斜地の下り方向へのショベル100の転倒を助長する方向への旋回操作が行われた場合、ステップS516に進む。 In step S512, the turning operation determination unit 304 determines whether or not a turning operation has been performed in a direction that encourages the excavator 100 to overturn in the downhill direction on the slope. If the turning operation determination unit 304 does not perform a turning operation in a direction that encourages the excavator 100 to overturn in the downhill direction on the slope, the turn operation determination unit 304 advances to step S514 to encourage the overturn of the excavator 100 in the downhill direction on the slope. If the turning operation in the direction has been performed, the process proceeds to step S516.

ステップS514にて、コントローラ30は、ステップS510の報知開始から所定時間T3が経過したか否かを判定する。コントローラ30は、所定時間T3が経過していない場合、ステップS512に戻り、所定時間T3が経過した場合、傾斜地の下り方向へのショベル100の転倒を助長する方向への旋回操作がされないと判断し、今回のフローチャートの処理を終了する。 In step S514, the controller 30 determines whether or not a predetermined period of time T3 has elapsed since the start of notification in step S510. If the predetermined time T3 has not elapsed, the controller 30 returns to step S512, and if the predetermined time T3 has elapsed, the controller 30 determines that the turning operation in the direction that encourages the overturning of the excavator 100 on the slope is not performed. , the processing of this flowchart ends.

一方、ステップS516にて、物体検知部305は、ショベル100の周辺の監視エリア内に監視物体が存在するか否かを判定する。物体検知部305は、ショベル100の周辺の監視エリア内で監視物体を検知していない場合、アタッチメントATを動作させることが可能と判断し、ステップS518に進む。一方、物体検知部305は、ショベル100の周辺の監視エリア内で監視物体を検知している場合、アタッチメントATを動作させるのは安全性の観点から不可能と判断し、今回のフローチャートを終了する。 On the other hand, in step S<b>516 , the object detection unit 305 determines whether or not a monitored object exists within the monitored area around the excavator 100 . If the object detection unit 305 does not detect a monitored object in the monitoring area around the excavator 100, it determines that the attachment AT can be operated, and proceeds to step S518. On the other hand, when the object detection unit 305 detects the monitored object in the monitoring area around the excavator 100, it determines that it is impossible to operate the attachment AT from the viewpoint of safety, and ends this flowchart. .

ステップS518にて、安全制御部306は、重心移動機能を作動させ、アタッチメントATの先端(バケット6)を水平方向で上部旋回体3から離れる方向に移動させる。 In step S<b>518 , the safety control unit 306 activates the center-of-gravity moving function to move the tip (bucket 6 ) of the attachment AT horizontally away from the upper swing body 3 .

コントローラ30は、ステップS518の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。 When the process of step S518 is completed, the controller 30 ends the process of this flowchart.

このように、本例では、コントローラ30は、上部旋回体3の旋回操作の兆候がある場合に、ショベル100の転倒を助長する上部旋回体3の旋回方向を報知する報知機能を作動させる。そして、コントローラ30は、その後、ショベル100の転倒を助長する上部旋回体3の旋回操作が実際に行われた場合に、アタッチメントATの先端(バケット6)を上部旋回体3から水平方向で離れるように移動させる重心移動機能を作動させる。つまり、コントローラ30は、上部旋回体3の旋回操作の兆候、及びショベル100の転倒を助長する、実際の上部旋回体3の旋回操作の流れに合わせて、報知機能及び重心移動機能を段階的に作動させる。 Thus, in this example, the controller 30 activates the notification function of notifying the turning direction of the upper revolving body 3 that encourages the excavator 100 to overturn when there is a sign that the upper revolving body 3 will be turned. After that, when the revolving operation of the upper revolving body 3 that promotes overturning of the excavator 100 is actually performed, the controller 30 moves the tip of the attachment AT (the bucket 6 ) away from the upper revolving body 3 in the horizontal direction. Activate the center of gravity movement function that moves to In other words, the controller 30 gradually activates the notification function and the center-of-gravity moving function in accordance with the signs of the turning operation of the upper revolving body 3 and the flow of the actual turning operation of the upper revolving body 3 that encourages the overturning of the excavator 100 . activate.

これにより、ショベル100は、傾斜地における下り方向への転倒を抑制する実効性を担保しつつ、ユーザの煩わしさや作業効率の低下を抑制することができる。 As a result, the excavator 100 can suppress the user's annoyance and the decrease in work efficiency while ensuring the effectiveness of suppressing overturning in the downhill direction on a slope.

[変形・変更]
以上、実施形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
[Transformation/change]
Although the embodiments have been described in detail above, the present disclosure is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the claims.

また、例えば、上述した実施形態では、安全制御部306の機能は、管理装置200(情報処理装置の一例)に移管されてもよい。また、安全制御部306の機能に加えて、更に、傾斜判定部301、走行体向き判定部302、旋回体向き判定部303、旋回操作判定部304、及び物体検知部305の機能の少なくとも一部が管理装置200(制御装置210)に移管されてもよい。この場合、管理装置200の制御装置210は、通信装置220を通じて、ショベル100から各種情報を含む情報信号を受信することにより、安全機能を作動させるためのトリガを判断してよい。また、制御装置210は、通信装置220を通じて、ショベル100に制御信号を送信することにより、ショベル100側での報知機能の作動や重心移動機能や動作制限機能の作動を実現してよい。 Also, for example, in the above-described embodiment, the functions of the safety control unit 306 may be transferred to the management device 200 (an example of an information processing device). In addition to the functions of the safety control unit 306, at least part of the functions of the tilt determination unit 301, the traveling body orientation determination unit 302, the turning body orientation determination unit 303, the turning operation determination unit 304, and the object detection unit 305 may be transferred to the management device 200 (control device 210). In this case, the control device 210 of the management device 200 may determine the trigger for activating the safety function by receiving information signals including various information from the excavator 100 through the communication device 220 . In addition, the control device 210 may realize the operation of the notification function, the center-of-gravity movement function, and the operation restriction function on the excavator 100 side by transmitting a control signal to the excavator 100 through the communication device 220 .

また、例えば、上述した実施形態等では、メインポンプ14やパイロットポンプ15は、エンジン11に代えて、或いは、加えて、他の原動機(例えば、電動機)等により駆動されてもよい。即ち、ショベル100は、メインポンプ14やパイロットポンプ15が電動機によって駆動される、ハイブリッドショベルや電動ショベル等であってもよい。 Further, for example, in the above-described embodiments and the like, the main pump 14 and the pilot pump 15 may be driven by another prime mover (for example, an electric motor) or the like instead of or in addition to the engine 11 . That is, the excavator 100 may be a hybrid excavator, an electric excavator, or the like in which the main pump 14 and the pilot pump 15 are driven by an electric motor.

また、例えば、上述した実施形態等では、ショベル100は、下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の被駆動要素の一部が電気駆動される構成であってもよい。即ち、ショベル100は、被駆動要素の一部が電動アクチュエータで駆動される、ハイブリッドショベルや電動ショベル等であってもよい。 Further, for example, in the above-described embodiments, the excavator 100 has a configuration in which some of the driven elements such as the lower travel body 1, the upper revolving body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 are electrically driven. may That is, the excavator 100 may be a hybrid excavator, an electric excavator, or the like in which some of the driven elements are driven by electric actuators.

1 下部走行体
1ML,1MR 走行油圧モータ
2A 旋回油圧モータ
3 上部旋回体
4 ブーム
5 アーム
6 バケット(エンドアタッチメント)
7 ブームシリンダ
8 アームシリンダ
9 バケットシリンダ
10 キャビン
11 エンジン
13 レギュレータ
14 メインポンプ
15 パイロットポンプ
17 コントロールバルブ
25 パイロットライン
26 操作装置
30 コントローラ
50 出力装置
52 入力装置
100 ショベル
200 管理装置(情報処理装置)
301 傾斜判定部
302 走行体向き判定部
303 旋回体向き判定部
304 旋回操作判定部
305 物体検知部
306 安全制御部
AT アタッチメント(作業装置)
S1 ブーム角度センサ
S2 アーム角度センサ
S3 バケット角度センサ
S4 機体傾斜センサ
S5 旋回状態センサ
S6 撮像装置
1 lower running body 1ML, 1MR traveling hydraulic motor 2A turning hydraulic motor 3 upper rotating body 4 boom 5 arm 6 bucket (end attachment)
7 boom cylinder 8 arm cylinder 9 bucket cylinder 10 cabin 11 engine 13 regulator 14 main pump 15 pilot pump 17 control valve 25 pilot line 26 operating device 30 controller 50 output device 52 input device 100 excavator 200 management device (information processing device)
301 Inclination determination unit 302 Traveling object orientation determination unit 303 Revolving object orientation determination unit 304 Turning operation determination unit 305 Object detection unit 306 Safety control unit AT attachment (working device)
S1 Boom angle sensor S2 Arm angle sensor S3 Bucket angle sensor S4 Body tilt sensor S5 Turning state sensor S6 Imaging device

Claims (8)

下部走行体と、
前記下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム、アーム、及びエンドアタッチメントを含む作業装置と、を備え、
傾斜地において、前記上部旋回体及び前記作業装置を含む前記上部旋回体の旋回に合わせて一体的に旋回する旋回部の重心が斜面の下り方向に移動するように、前記上部旋回体が旋回するときのショベルの下り方向への転倒を抑制する安全機能を作動させる、
ショベル。
a lower running body;
an upper rotating body rotatably mounted on the lower traveling body;
a work device attached to the upper swing structure and including a boom, an arm, and an end attachment;
When the upper revolving body turns on a slope such that the center of gravity of the revolving part, which turns integrally with the revolving of the upper revolving body including the upper revolving body and the working device, moves in the downward direction of the slope. activating the safety function that prevents the excavator from tipping downward,
Excavator.
ショベルが傾斜地にあり、且つ、前記上部旋回体の旋回操作がされる可能性がある場合に、前記安全機能を作動させる、
請求項1に記載のショベル。
activating the safety function when the excavator is on a slope and there is a possibility that the upper rotating body will be rotated;
Shovel according to claim 1 .
前記安全機能には、傾斜地において、ショベルの転倒を助長する旋回方向としての前記旋回部の重心が傾斜地の下り側に移動する前記上部旋回体の第1の旋回方向、又は、ショベルの転倒を抑制する旋回方向としての前記旋回部の重心が傾斜地の上り側に移動する前記上部旋回体の第2の旋回方向をユーザに報知する第1の機能が含まれる、
請求項1又は2に記載のショベル。
The safety function includes a first turning direction of the upper revolving body in which the center of gravity of the revolving section moves downward on the slope as a turning direction that promotes overturning of the excavator on a slope, or a first turning direction of the upper revolving body in which the center of gravity of the revolving section moves to the downhill side of the slope. a first function of notifying a user of a second turning direction of the upper turning body in which the center of gravity of the turning part moves upward on a slope,
A shovel according to claim 1 or 2.
ショベルが傾斜地にある場合、視覚的な方法による前記第1の機能を作動させると共に、聴覚的な方法による前記第1の機能を、視覚的な方法による前記第1の機能よりも少ない頻度で作動させる、
請求項3に記載のショベル。
When the excavator is on a slope, activating the first function by visual means and activating the first function by audible means less frequently than the first function by visual means. let
Shovel according to claim 3.
ショベルの周辺の物体に関するデータを取得する取得装置を備え、
前記安全機能には、傾斜地において、前記旋回部の重心が斜面の下り方向に移動するように前記上部旋回体が旋回する場合に、前記取得装置の出力に基づくショベルの周辺の状況に合わせて、その先端が前記上部旋回体から離れるように前記作業装置を動作させる第2の機能が含まれる、
請求項1乃至4の何れか一項に記載のショベル。
an acquisition device for acquiring data about objects in the vicinity of the shovel;
The safety function includes, in accordance with the surrounding conditions of the excavator based on the output of the acquisition device, when the upper swing structure swings on a slope such that the center of gravity of the swing unit moves downward on the slope. a second function of operating the working device so that its tip is away from the upper rotating body;
Shovel according to any one of claims 1 to 4.
前記安全機能には、傾斜地において、前記旋回部の重心が斜面の下り方向に移動する前記上部旋回体の旋回動作を制限する第3の機能が含まれる、
請求項1乃至5の何れか一項に記載のショベル。
The safety function includes a third function of restricting the swinging motion of the upper swing structure in which the center of gravity of the swing unit moves downward on a slope.
Shovel according to any one of claims 1 to 5.
傾斜地の傾斜方向に対する前記下部走行体の進行方向のずれ量が所定基準以上である場合に、前記安全機能を作動させる、
請求項1乃至6の何れか一項に記載のショベル。
activating the safety function when the amount of deviation of the traveling direction of the undercarriage with respect to the slope direction of the slope is equal to or greater than a predetermined standard;
Shovel according to any one of claims 1 to 6.
下部走行体と、前記下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ、ブーム、アーム、及びエンドアタッチメントを含む作業装置と、周辺の様子を撮像する撮像装置とを有するショベルと通信を行い、前記撮像装置の出力に基づく画像情報を受信する通信装置と、
前記通信装置により受信される画像情報に基づき、前記ショベルの周辺の様子を表示する表示装置と、を備え、
前記ショベルが傾斜地にある状態で、前記上部旋回体及び前記作業装置を含む前記上部旋回体の旋回に合わせて一体的に旋回する旋回部の重心が斜面の下り方向に移動するように、前記上部旋回体が旋回するときの前記ショベルの下り方向への転倒を抑制する安全機能を作動させる、
情報処理装置。
a lower traveling body, an upper revolving body rotatably mounted on the lower traveling body, a work device attached to the upper revolving body and including a boom, an arm, and an end attachment, and an imaging device for imaging the surroundings. a communication device that communicates with an excavator having and receives image information based on the output of the imaging device;
a display device that displays the surroundings of the excavator based on the image information received by the communication device;
In a state where the excavator is on a slope, the upper part is moved in the descending direction of the slope so that the center of gravity of the revolving part, which revolves integrally with the revolving of the upper revolving body including the upper revolving body and the working device, moves in the downward direction of the slope. activating a safety function that suppresses the excavator from overturning downward when the revolving body revolves;
Information processing equipment.
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