作業(yè)機(jī)械的控制裝置、作業(yè)機(jī)械和作業(yè)機(jī)械的控制方法
【專(zhuān)利摘要】一種作業(yè)機(jī)械的控制裝置，其控制用于對(duì)施工對(duì)象進(jìn)行施工的作業(yè)機(jī)械所具有的作業(yè)機(jī)，包括：控制部，其以使上述作業(yè)機(jī)所具有的作業(yè)部件不侵入預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)形狀的方式控制上述作業(yè)機(jī)；以及切換部，其基于上述作業(yè)部件相對(duì)于目標(biāo)施工地形的姿態(tài)，將上述目標(biāo)形狀設(shè)為與上述目標(biāo)施工地形相距預(yù)先設(shè)定的距離的偏移地形或是上述目標(biāo)施工地形，上述目標(biāo)施工地形是作為上述施工對(duì)象的精整目標(biāo)的形狀。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
作業(yè)機(jī)械的控制裝置、作業(yè)機(jī)械和作業(yè)機(jī)械的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及對(duì)具有作業(yè)機(jī)的作業(yè)機(jī)械進(jìn)行控制的作業(yè)機(jī)械的控制裝置、作業(yè)機(jī)械和作業(yè)機(jī)械的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中記載了一種具有作業(yè)機(jī)的工程機(jī)械，在判斷作業(yè)方式是成形作業(yè)的情況下，使鏟斗沿著表示挖掘?qū)ο蟮哪繕?biāo)形狀的設(shè)計(jì)面移動(dòng)，在判斷作業(yè)方式是齒尖對(duì)位作業(yè)的情況下，使鏟斗在以設(shè)計(jì)面為基準(zhǔn)的規(guī)定位置上停止(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0003]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開(kāi)2012/127912號(hào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]在形成坡面的情況下，可以考慮使鏟斗以坡面為目標(biāo)形狀而移動(dòng)。不過(guò)在形成坡面的情況下，需要對(duì)對(duì)象進(jìn)行挖掘和將挖掘表面壓實(shí)這兩種作業(yè)。在這種情況下，可以考慮以留有壓緊余量的方式對(duì)對(duì)象進(jìn)行挖掘，然后使鏟斗按壓該壓緊余量直至到達(dá)目標(biāo)的坡面位置。在控制作業(yè)機(jī)使其不侵入施工對(duì)象的精整目標(biāo)的形狀的情況下，可以考慮將以留有壓緊余量的方式進(jìn)行挖掘的目標(biāo)形狀和坡面的目標(biāo)形狀設(shè)為精整目標(biāo)的形狀。這樣，作業(yè)機(jī)械的操作員需要多次設(shè)定精整目標(biāo)的形狀，而操作變得復(fù)雜。
[0005]本發(fā)明的目的在于能夠抑制在作業(yè)機(jī)械形成坡面時(shí)作業(yè)機(jī)械的操作員的操作變得復(fù)雜。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方式，提供一種作業(yè)機(jī)械的控制裝置，其控制用于對(duì)施工對(duì)象進(jìn)行施工的作業(yè)機(jī)械所具有的作業(yè)機(jī)，包括:控制部，其以使上述作業(yè)機(jī)所具有的作業(yè)部件不侵入預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)形狀的方式控制上述作業(yè)機(jī)；以及切換部，其基于上述作業(yè)部件相對(duì)于目標(biāo)施工地形的姿態(tài)，將上述目標(biāo)形狀設(shè)為與上述目標(biāo)施工地形相距預(yù)先設(shè)定的距離的偏移地形或是上述目標(biāo)施工地形，上述目標(biāo)施工地形是作為上述施工對(duì)象的精整目標(biāo)的形狀。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第二方式，提供一種作業(yè)機(jī)械，其至少具有第一方式涉及的作業(yè)機(jī)械的控制裝置。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第三方式，提供一種作業(yè)機(jī)械的控制方法，用于控制對(duì)施工對(duì)象進(jìn)行施工的作業(yè)機(jī)械所具有的作業(yè)機(jī)，包括:基于上述作業(yè)部件相對(duì)于目標(biāo)施工地形的姿態(tài)，將預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)形狀設(shè)為與上述目標(biāo)施工地形相距預(yù)先設(shè)定的距離的偏移地形或是上述目標(biāo)施工地形的步驟，其中，上述目標(biāo)施工地形是作為上述施工對(duì)象的精整目標(biāo)的形狀；以及在上述作業(yè)機(jī)對(duì)上述施工對(duì)象進(jìn)行施工的期間，以不侵入上述目標(biāo)形狀的方式控制上述作業(yè)機(jī)的步驟。
[0009]本發(fā)明能夠抑制在作業(yè)機(jī)械形成坡面時(shí)作業(yè)機(jī)械的操作員的操作變得復(fù)雜。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是實(shí)施方式涉及的作業(yè)機(jī)械的立體圖。
[0011 ]圖2是表示液壓挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0012]圖3是作業(yè)機(jī)控制器的框圖。
[0013]圖4是表示目標(biāo)施工地形431和鏟斗8的圖。
[0014]圖5是用于說(shuō)明動(dòng)臂限制速度的圖。
[0015]圖6是表示形成坡面的施工示例的圖。
[0016]圖7是表示形成坡面的施工示例的圖。
[0017]圖8是用于說(shuō)明求取鏟斗底面的角度的方法的圖。
[0018]圖9是用于說(shuō)明求取目標(biāo)施工地形與鏟斗的底面所構(gòu)成的角度的方法的圖。
[0019]圖10是表不包含用于切換偏移系數(shù)的閾值的映射的圖。
[°02°]圖11是表不包含用于切換偏移系數(shù)的閾值的映射的圖。
[0021]圖12是表示將干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀設(shè)為偏移地形時(shí)的鏟斗的移動(dòng)的圖。
[0022]圖13是表示實(shí)施方式涉及的作業(yè)機(jī)械的控制方法的流程圖。
[0023]圖14是表示在實(shí)施方式中目標(biāo)施工地形位于現(xiàn)狀地形上方的情況下的施工示例的圖。
[0024]符號(hào)說(shuō)明
[0025]I車(chē)輛主體
[0026]2作業(yè)機(jī)
[0027]6 動(dòng)臂
[0028]7 斗桿
[0029]8 鏟斗
[0030]8H 尾部
[0031]8BD 鏟齒
[0032]8T 齒尖
[0033]SB 底面
[0034]13動(dòng)臂銷(xiāo)
[0035]14斗桿銷(xiāo)
[0036]15鏟斗銷(xiāo)
[0037]16第一行程傳感器
[0038]17第二行程傳感器
[0039]18第三行程傳感器
[0040]25操作裝置[0041 ]25L左操作桿
[0042]25R右操作桿
[0043]26作業(yè)機(jī)控制器
[0044]26A相對(duì)位置計(jì)算部
[0045]26B距離計(jì)算部
[0046]26C目標(biāo)速度計(jì)算部
[0047]26CNT 控制部
[0048]26D干預(yù)速度計(jì)算部
[0049]26E干預(yù)指令計(jì)算部
[0050]26F干預(yù)速度修正部
[0051]26M存儲(chǔ)部
[0052]26P處理部
[0053]26J切換部
[0054]27C干預(yù)閥
[0055]28顯示控制器
[0056]29S 開(kāi)關(guān)
[0057]39傳感器控制器
[0058]431目標(biāo)施工地形
[0059]431V偏移地形
[0060]43Ivf第一偏移地形(偏移地形)
[0061 ]43Ivs第二偏移地形(偏移地形)
[0062]100液壓挖掘機(jī)
[0063]Cas、Cst 控制狀態(tài)
[0064]CBI動(dòng)臂指令信號(hào)
[0065]d 距離
[0066]Ff固定標(biāo)志位
[0067]K偏移系數(shù)
[0068]MPA、MPB 映射
[0069]0ff、0ffc 偏移量
[0070]Sga斗桿操作指令
[0071]ac、al、a2 閾值
[0072]Θ1、Θ2、Θ3 傾斜角度
[0073]0b底面角度
【具體實(shí)施方式】
[0074]參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明用于實(shí)施本發(fā)明的方式(實(shí)施方式)。
[0075]作業(yè)機(jī)械的整體結(jié)構(gòu)
[0076]圖1是實(shí)施方式涉及的作業(yè)機(jī)械的立體圖。圖2是表示液壓挖掘機(jī)100的控制系統(tǒng)200和液壓系統(tǒng)300的結(jié)構(gòu)的框圖。作為作業(yè)機(jī)械的液壓挖掘機(jī)100具有車(chē)輛主體I和作業(yè)機(jī)2。車(chē)輛主體I具有作為回轉(zhuǎn)體的上部回轉(zhuǎn)體3和作為行走體的行走裝置5。上部回轉(zhuǎn)體3在發(fā)動(dòng)機(jī)室3EG的內(nèi)部收容有作為動(dòng)力產(chǎn)生裝置的內(nèi)燃機(jī)和液壓栗等裝置。在實(shí)施方式中，液壓挖掘機(jī)100中，作為動(dòng)力產(chǎn)生裝置的內(nèi)燃機(jī)例如可使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，但動(dòng)力產(chǎn)生裝置不局限于此。
[0077]上部回轉(zhuǎn)體3具有駕駛室4。行走裝置5搭載上部回轉(zhuǎn)體3。行走裝置5具有履帶5a、5b。行走裝置5通過(guò)由設(shè)置于左右的行走馬達(dá)5c的一方或雙方驅(qū)動(dòng)履帶5a、5b使其旋轉(zhuǎn)，而使液壓挖掘機(jī)100行走。
[0078]上部回轉(zhuǎn)體3中，配置有作業(yè)機(jī)2和駕駛室4的一側(cè)是前方，配置有發(fā)動(dòng)機(jī)室3EG的一側(cè)是后方。朝向前方時(shí)的左側(cè)是上部回轉(zhuǎn)體3的左側(cè)，朝向前方時(shí)的右側(cè)是上部回轉(zhuǎn)體3的右側(cè)。上部回轉(zhuǎn)體3的左右方向也稱(chēng)為寬度方向。液壓挖掘機(jī)100或車(chē)輛主體I以上部回轉(zhuǎn)體3為基準(zhǔn)，行走裝置5—側(cè)為下方，以行走裝置5為基準(zhǔn)，上部回轉(zhuǎn)體3—側(cè)為上方。在液壓挖掘機(jī)100設(shè)置于水平面的情況下，下方是鉛垂方向即重力的作用方向一側(cè)，上方是與鉛垂方向相反的一側(cè)。
[0079]作業(yè)機(jī)2具有動(dòng)臂6、斗桿7、作為作業(yè)部件的鏟斗8、動(dòng)臂缸10、斗桿缸11和鏟斗缸12。動(dòng)臂6的基端部通過(guò)動(dòng)臂銷(xiāo)13安裝于車(chē)輛主體I的前部。斗桿7的基端部通過(guò)斗桿銷(xiāo)14安裝于動(dòng)臂6的前端部。在斗桿7的前端部，通過(guò)鏟斗銷(xiāo)15安裝有鏟斗8。鏟斗8以鏟斗銷(xiāo)15為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。鏟斗8在與鏟斗銷(xiāo)15相反的一側(cè)安裝有多個(gè)鏟齒8BD。齒尖8T是鏟齒8BD的前端。
[0080]在實(shí)施方式中，作業(yè)機(jī)2上升是指作業(yè)機(jī)2從液壓挖掘機(jī)100的接地面朝向上部回轉(zhuǎn)體3的方向移動(dòng)的動(dòng)作。作業(yè)機(jī)2下降是指作業(yè)機(jī)2從液壓挖掘機(jī)100的上部回轉(zhuǎn)體3朝向接地面的方向移動(dòng)的動(dòng)作。液壓挖掘機(jī)100的接地面是履帯5a、5b接地的部分中的至少由三個(gè)點(diǎn)定義的平面。用于定義接地面的至少三個(gè)點(diǎn)可以位于兩個(gè)履帶5a、5b中的一方，也可以位于雙方。
[0081]在不具有上部回轉(zhuǎn)體3的作業(yè)機(jī)械的情況下，作業(yè)機(jī)2上升是指作業(yè)機(jī)2向遠(yuǎn)離作業(yè)機(jī)械的接地面的方向移動(dòng)的動(dòng)作。作業(yè)機(jī)2下降是指作業(yè)機(jī)2向靠近作業(yè)機(jī)械的接地面的方向移動(dòng)的動(dòng)作。在作業(yè)機(jī)械具有車(chē)輪而非履帶的情況下，接地面是至少由三個(gè)車(chē)輪接地的部分定義的平面。
[0082]作業(yè)部件也可以不具有多個(gè)鏟齒8BD。也就是說(shuō)，作業(yè)部件也可以不具有如圖1所示那樣的鏟齒8BD，而是齒尖由鋼板形成為平直形狀的鏟斗。作業(yè)機(jī)2例如也可以設(shè)置具有單個(gè)?產(chǎn)齒的傾斜斗。傾斜斗是指具有?產(chǎn)斗傾斜缸，通過(guò)使?產(chǎn)斗向左右傾斜，即使液壓挖掘機(jī)位于傾斜地面，也能夠?qū)⑿泵?、平地成形或平整為任意的形狀。此外，作業(yè)機(jī)2也可以具有斜坡用鏟斗作為作業(yè)部件來(lái)取代鏟斗8。
[0083]圖1所示的動(dòng)臂缸10、斗桿缸11和鏟斗缸12分別是通過(guò)液壓油的壓力(以下可稱(chēng)為液壓)驅(qū)動(dòng)的液壓缸。動(dòng)臂缸10驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂6使其升降。斗桿缸11驅(qū)動(dòng)斗桿7使其圍繞斗桿銷(xiāo)14進(jìn)行動(dòng)作。鏟斗缸12驅(qū)動(dòng)鏟斗8使其圍繞鏟斗銷(xiāo)15進(jìn)行動(dòng)作。
[0084]在動(dòng)臂缸10、斗桿缸11和鏟斗缸12等液壓缸與圖2所示的液壓栗36、37之間設(shè)置有圖2所示的方向控制閥64 ο方向控制閥64對(duì)從液壓栗36、37向動(dòng)臂缸1、斗桿缸11和鏟斗缸12等供給的液壓油的流量進(jìn)行控制，并且切換液壓油流動(dòng)的方向。
[0085]通過(guò)圖2所示的作業(yè)機(jī)控制器26控制圖2所示的控制閥27，來(lái)控制從操作裝置25向方向控制閥64供給的液壓油的先導(dǎo)壓力?？刂崎y27設(shè)置于動(dòng)臂缸1、斗桿缸11和鏟斗缸12的液壓系統(tǒng)。作業(yè)機(jī)控制器26通過(guò)控制設(shè)置于先導(dǎo)油路450的控制閥27，能夠控制動(dòng)臂缸
1、斗桿缸11和鏟斗缸12的動(dòng)作。在實(shí)施方式中，作業(yè)機(jī)控制器26通過(guò)關(guān)閉控制閥27的控制，能夠進(jìn)行使動(dòng)臂缸10、斗桿缸11和鏟斗缸12減速的控制。
[0086]在上部回轉(zhuǎn)體3的上部安裝有天線21、22。天線21、22用于檢測(cè)液壓挖掘機(jī)100的當(dāng)前位置。天線21、22與圖2所示的用于檢測(cè)液壓挖掘機(jī)100的當(dāng)前位置的位置檢測(cè)部即位置檢測(cè)裝置19電連接。
[0087]位置檢測(cè)裝置19利用RTK_GNSS(Real Time Kinematic-Global Navigat1nSatellite Systems，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)-全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，GNSS稱(chēng)為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))來(lái)檢測(cè)液壓挖掘機(jī)100的當(dāng)前位置。在以下的說(shuō)明中，可將天線21、22稱(chēng)為GNSS天線21、22。位置檢測(cè)裝置19接收與GNSS天線21、22接收到的GNSS電波對(duì)應(yīng)的信號(hào)。位置檢測(cè)裝置19檢測(cè)GNSS天線21、22的設(shè)置位置。位置檢測(cè)裝置19例如包括三維位置傳感器。
[0088]液壓系統(tǒng)300
[0089]如圖2所示，液壓挖掘機(jī)100的液壓系統(tǒng)300具有作為動(dòng)力產(chǎn)生源的內(nèi)燃機(jī)35和液壓栗36、37 ο液壓栗36、37由內(nèi)燃機(jī)35驅(qū)動(dòng)，排出液壓油。從液壓栗36、37排出的液壓油被供給到動(dòng)臂缸10、斗桿缸11和鏟斗缸12。
[0090]液壓挖掘機(jī)100具有回轉(zhuǎn)馬達(dá)38?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)38是液壓馬達(dá)，由從液壓栗36、37排出的液壓油驅(qū)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)38使上部回轉(zhuǎn)體3回轉(zhuǎn)。另外，在圖2中示出了兩個(gè)液壓栗36、37，但也可以?xún)H設(shè)置一個(gè)液壓栗?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)38不局限于液壓馬達(dá)，也可以是電動(dòng)馬達(dá)。
[0091]控制系統(tǒng)200
[0092I作為作業(yè)機(jī)械控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)200包括:位置檢測(cè)裝置19、全局坐標(biāo)運(yùn)算部23、操作裝置25、實(shí)施方式涉及的作業(yè)機(jī)械的控制裝置即作業(yè)機(jī)控制器26、傳感器控制器39、顯示控制器28和顯示部29。操作裝置25是用于操作圖1所示的作業(yè)機(jī)2及上部回轉(zhuǎn)體3的裝置。操作裝置25是用于操作作業(yè)機(jī)2的裝置。操作裝置25接受操作員為了驅(qū)動(dòng)作業(yè)機(jī)2而執(zhí)行的操作，輸出與操作量對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)液壓。
[0093]與操作量對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)液壓是操作指令。操作指令是用于使作業(yè)機(jī)2進(jìn)行動(dòng)作的指令。操作指令由操作裝置25生成。由于操作裝置25由操作員操作，所以操作指令是用于通過(guò)手動(dòng)操作即操作員的操作而使作業(yè)機(jī)2進(jìn)行動(dòng)作的指令。通過(guò)手動(dòng)操作對(duì)作業(yè)機(jī)2進(jìn)行控制是指基于來(lái)自操作裝置25的操作指令對(duì)作業(yè)機(jī)2進(jìn)行控制，也就是說(shuō)是通過(guò)操作作業(yè)機(jī)2的操作裝置25對(duì)作業(yè)機(jī)2進(jìn)行控制。
[0094]在實(shí)施方式中，操作裝置25具有設(shè)置于操作員左側(cè)的左操作桿25L、以及設(shè)置于操作員右側(cè)的右操作桿25R。左操作桿25L和右操作桿25R的前后左右的動(dòng)作與斗桿7及回轉(zhuǎn)的兩軸的動(dòng)作對(duì)應(yīng)。例如，右操作桿25R的前后方向的操作與動(dòng)臂6的操作對(duì)應(yīng)。將右操作桿25R向前方操作時(shí)動(dòng)臂6下降，將其向后方操作時(shí)動(dòng)臂6上升。根據(jù)前后方向的操作來(lái)執(zhí)行動(dòng)臂6的下降上升的動(dòng)作。右操作桿25R的左右方向的操作與鏟斗8的操作對(duì)應(yīng)。將右操作桿25R向左側(cè)操作時(shí)鏟斗8進(jìn)行挖掘，將其向右側(cè)操作時(shí)鏟斗8進(jìn)行傾卸。根據(jù)左右方向的操作來(lái)執(zhí)行鏟斗8的挖掘或打開(kāi)動(dòng)作。左操作桿25L的前后方向的操作與斗桿7的回轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)。將左操作桿25L向前方操作時(shí)斗桿7進(jìn)行傾卸，將其向后方操作時(shí)斗桿7進(jìn)行挖掘。左操作桿25L的左右方向的操作與上部回轉(zhuǎn)體3的回轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)。將左操作桿25L向左側(cè)操作時(shí)進(jìn)行左回轉(zhuǎn)，將其向右側(cè)操作時(shí)進(jìn)行右回轉(zhuǎn)。
[0095]在實(shí)施方式中，操作裝置25使用先導(dǎo)液壓式?；趧?dòng)臂操作、鏟斗操作、斗桿操作和回轉(zhuǎn)操作，從液壓栗36將由減壓閥25V減壓至規(guī)定的先導(dǎo)壓力的液壓油供給到操作裝置25。
[0096]在實(shí)施方式中，操作裝置25具有的左操作桿25L和右操作桿25R是先導(dǎo)液壓式，但也可以是電氣式。在左操作桿25L和右操作桿25R是電氣式的情況下，各自的操作量分別由電位計(jì)檢測(cè)。由電位計(jì)檢測(cè)出的左操作桿25L和右操作桿25R的操作量通過(guò)作業(yè)機(jī)控制器26來(lái)獲取。檢測(cè)出電氣式操作桿的操作信號(hào)的作業(yè)機(jī)控制器26執(zhí)行與先導(dǎo)液壓式相同的控制。
[0097]根據(jù)右操作桿25R的前后方向的操作，能夠向先導(dǎo)油路450供給先導(dǎo)液壓，接受操作員對(duì)動(dòng)臂6的操作。右操作桿25R具有的閥裝置與右操作桿25R的操作量對(duì)應(yīng)地打開(kāi)，向先導(dǎo)油路450供給液壓油。此外，壓力傳感器66檢測(cè)此時(shí)的先導(dǎo)油路450內(nèi)的液壓油壓力作為先導(dǎo)壓力。壓力傳感器66將檢測(cè)出的先導(dǎo)壓力作為動(dòng)臂操作量MB發(fā)送到作業(yè)機(jī)控制器26。以下，可將右操作桿25R的前后方向的操作量稱(chēng)為動(dòng)臂操作量MB。在先導(dǎo)油路50中設(shè)置有控制閥(以下可稱(chēng)為干預(yù)閥)27C和棱閥51。
[0098]根據(jù)右操作桿25R的左右方向的操作，能夠向先導(dǎo)油路450供給先導(dǎo)液壓，接受操作員對(duì)鏟斗8的操作。右操作桿25R具有的閥裝置與右操作桿25R的操作量對(duì)應(yīng)地打開(kāi)，向先導(dǎo)油路450供給液壓油。壓力傳感器66檢測(cè)此時(shí)的先導(dǎo)油路450內(nèi)的液壓油壓力作為先導(dǎo)壓力。壓力傳感器66將檢測(cè)出的先導(dǎo)壓力作為鏟斗操作量MT發(fā)送到作業(yè)機(jī)控制器26。以下，可將右操作桿25R的左右方向的操作量稱(chēng)為鏟斗操作量MT。
[0099]根據(jù)左操作桿25L的前后方向的操作，能夠向先導(dǎo)油路450供給先導(dǎo)液壓，接受操作員對(duì)斗桿7的操作。左操作桿25L具有的閥裝置與左操作桿25L的操作量對(duì)應(yīng)地打開(kāi)，向先導(dǎo)油路450供給液壓油。壓力傳感器66檢測(cè)此時(shí)的先導(dǎo)油路450內(nèi)的液壓油壓力作為先導(dǎo)壓力。壓力傳感器66將檢測(cè)出的先導(dǎo)壓力作為斗桿操作量MA發(fā)送到作業(yè)機(jī)控制器26。以下，可將左操作桿25L的前后方向的操作量稱(chēng)為斗桿操作量MA。
[0100]通過(guò)對(duì)右操作桿25R進(jìn)行操作，操作裝置25將大小與右操作桿25R的操作量對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)液壓供給到方向控制閥64。通過(guò)對(duì)左操作桿25L進(jìn)行操作，操作裝置25將大小與左操作桿25L的操作量對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)液壓供給到方向控制閥64。通過(guò)從操作裝置25向方向控制閥64供給的先導(dǎo)液壓，使方向控制閥64進(jìn)行動(dòng)作。
[0101]控制系統(tǒng)200具有第一行程傳感器16、第二行程傳感器17和第三行程傳感器18。例如，第一行程傳感器16設(shè)置于動(dòng)臂缸10，第二行程傳感器17設(shè)置于斗桿缸11，第三行程傳感器18設(shè)置于鏟斗缸12。
[0102]傳感器控制器39具有CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)等處理部、以及 RAM(Random Access Memory，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)和 R0M(Read Only Memory，只讀存儲(chǔ)器)等存儲(chǔ)部。傳感器控制器39基于第一行程傳感器16檢測(cè)出的動(dòng)臂缸長(zhǎng)度，計(jì)算在液壓挖掘機(jī)100的局部坐標(biāo)系、詳細(xì)而言車(chē)輛主體I的局部坐標(biāo)系中動(dòng)臂6相對(duì)于與水平面正交的方向的傾斜角度Θ1，將其輸出至作業(yè)機(jī)控制器26和顯示控制器28。傳感器控制器39基于第二行程傳感器17檢測(cè)出的斗桿缸長(zhǎng)度，計(jì)算斗桿7相對(duì)于動(dòng)臂6的傾斜角度Θ2，將其輸出至作業(yè)機(jī)控制器26和顯示控制器28。傳感器控制器39基于第三行程傳感器18檢測(cè)出的鏟斗缸長(zhǎng)度，計(jì)算鏟斗8所具有的鏟斗8的齒尖8T相對(duì)于斗桿7的傾斜角度Θ3，將其輸出至作業(yè)機(jī)控制器26和顯示控制器28。傾斜角度Θ1、Θ2、Θ3的檢測(cè)也可以是第一行程傳感器16、第二行程傳感器17和第三行程傳感器18以外的方式。例如，電位計(jì)等角度傳感器也能夠檢測(cè)傾斜角度Θ1、Θ2、Θ3。
[0103]傳感器控制器39與IMU(Inertial Measurement Unit:慣性測(cè)量裝置)24連接。頂U(kuò)24獲取圖1所示的液壓挖掘機(jī)100的俯仰(Pi tch)和搖擺(ro11)等車(chē)身的傾斜信息，將其輸出至傳感器控制器39。
[0104]作業(yè)機(jī)控制器26具有CPU等處理部26P以及RAM和R0M(Read Only Memory)等存儲(chǔ)部26M。作業(yè)機(jī)控制器26基于圖2所示的動(dòng)臂操作量MB、鏟斗操作量MT和斗桿操作量MA來(lái)控制干預(yù)閥27C和控制閥27。
[0105]圖2所示的方向控制閥64例如是比例控制閥，通過(guò)從操作裝置25供給的液壓油來(lái)控制。方向控制閥64配置在動(dòng)臂缸10、斗桿缸11、鏟斗缸12和回轉(zhuǎn)馬達(dá)38等液壓致動(dòng)器與液壓栗36、37之間。方向控制閥64控制從液壓栗36、37供給到動(dòng)臂缸1、斗桿缸11、鏟斗缸12和回轉(zhuǎn)馬達(dá)38的液壓油的流量和方向。
[0106]控制系統(tǒng)200具有的位置檢測(cè)裝置19包括上述GNSS天線21、22。與由GNSS天線21、22接收到的GNSS電波對(duì)應(yīng)的信號(hào)輸入至全局坐標(biāo)運(yùn)算部23 XNSS天線21從定位衛(wèi)星接收表示自身位置的基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)Pl ^NSS天線22從定位衛(wèi)星接收表示自身位置的基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)P2 ANSS天線21、22以規(guī)定的周期接收基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)Pl、P2。基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)Pl、P2是設(shè)置有GNSS天線的位置的信息。GNSS天線21、22每次接收基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)Pl、P2時(shí)都將其輸出至全局坐標(biāo)運(yùn)算部23。
[0107]全局坐標(biāo)運(yùn)算部23具有CPU等處理部以及RAM和ROM等存儲(chǔ)部。全局坐標(biāo)運(yùn)算部23基于兩個(gè)基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)P1、P2生成表示上部回轉(zhuǎn)體3的配置的回轉(zhuǎn)體配置數(shù)據(jù)。在本實(shí)施方式中，回轉(zhuǎn)體配置數(shù)據(jù)包含:兩個(gè)基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)P1、P2中的一個(gè)基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)P、以及基于兩個(gè)基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)P1、P2生成的回轉(zhuǎn)體方位數(shù)據(jù)Q?；剞D(zhuǎn)體方位數(shù)據(jù)Q表示上部回轉(zhuǎn)體3即作業(yè)機(jī)2朝向的方位。全局坐標(biāo)運(yùn)算部23每次以規(guī)定的周期從GNSS天線21、22獲取兩個(gè)基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)P1、P2時(shí)，都更新回轉(zhuǎn)體配置數(shù)據(jù)即基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)P和回轉(zhuǎn)體方位數(shù)據(jù)Q，并將其輸出至顯示控制器28。
[0108]顯示控制器28具有CPU等處理部以及RAM和ROM等存儲(chǔ)部。顯示控制器28從全局坐標(biāo)運(yùn)算部23獲取作為回轉(zhuǎn)體配置數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)P和回轉(zhuǎn)體方位數(shù)據(jù)Q。在實(shí)施方式中，顯示控制器28生成鏟斗齒尖位置數(shù)據(jù)S作為作業(yè)機(jī)位置數(shù)據(jù)，該鏟斗齒尖位置數(shù)據(jù)S表示鏟斗8的齒尖8T的三維位置。然后，顯示控制器28使用鏟斗齒尖位置數(shù)據(jù)S和目標(biāo)施工信息T生成目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U。
[0109]目標(biāo)施工信息T是液壓挖掘機(jī)100所具有的作業(yè)機(jī)2進(jìn)行施工的對(duì)象(以下可稱(chēng)為施工對(duì)象)的精整目標(biāo)的信息。目標(biāo)施工信息T例如是液壓挖掘機(jī)100的施工對(duì)象的設(shè)計(jì)信息。作業(yè)機(jī)2施工的對(duì)象例如是地面。作為作業(yè)機(jī)2對(duì)施工對(duì)象執(zhí)行的作業(yè)，例如是挖掘作業(yè)和地面的平整作業(yè)，但并不局限于此。
[0110]顯示控制器28將基于目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U的顯示用目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)Ua導(dǎo)出，并基于顯示用目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)Ua在顯示部29上顯示作業(yè)機(jī)2的施工對(duì)象的目標(biāo)形狀，例如地形。
[0111]顯示部29例如是接收觸控面板的輸入的液晶顯示裝置，但不局限于此。在實(shí)施方式中，與顯示部29相鄰地設(shè)置有開(kāi)關(guān)29S。開(kāi)關(guān)29S是用于執(zhí)行后述的干預(yù)控制或者使執(zhí)行中的干預(yù)控制停止的輸入裝置。
[0112]作業(yè)機(jī)控制器26從壓力傳感器66獲取動(dòng)臂操作量MB、鏟斗操作量MT和斗桿操作量MA。作業(yè)機(jī)控制器26從傳感器控制器39獲取動(dòng)臂6的傾斜角度Θ1、斗桿7的傾斜角度Θ2、鏟斗8的傾斜角度Θ3。
[0113]作業(yè)機(jī)控制器26從顯示控制器28獲取目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U。目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U是目標(biāo)施工信息T中的液壓挖掘機(jī)100即將要進(jìn)行作業(yè)的范圍的信息。即，目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U是目標(biāo)施工信息T的一部分。因此，目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U與目標(biāo)施工信息T同樣表示作業(yè)機(jī)2的施工對(duì)象的精整目標(biāo)的形狀。以下，可將該精整目標(biāo)的形狀稱(chēng)為目標(biāo)施工地形。
[0114]作業(yè)機(jī)控制器26基于從傳感器控制器39獲取的作業(yè)機(jī)2的姿態(tài)和尺寸計(jì)算鏟斗8的齒尖8T的位置(以下可稱(chēng)為齒尖位置)。作業(yè)機(jī)控制器26基于目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U與鏟斗8的齒尖8T之間的距離和作業(yè)機(jī)2的速度來(lái)控制作業(yè)機(jī)2的動(dòng)作，以使鏟斗8的齒尖8T按照目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U移動(dòng)。在這種情況下，為了抑制鏟斗8侵入預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)形狀，作業(yè)機(jī)控制器26對(duì)作業(yè)機(jī)2進(jìn)行使其在靠近施工對(duì)象的方向上的速度為限制速度以下的控制?？蓪⒃摽刂品Q(chēng)為干預(yù)控制。干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀例如能夠列舉目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U即作為作業(yè)機(jī)2的施工對(duì)象的目標(biāo)形狀的目標(biāo)施工地形、以及與目標(biāo)施工地形相距預(yù)先設(shè)定的距離的地形等。
[0115]干預(yù)控制例如是在液壓挖掘機(jī)100的操作員使用圖2所示的開(kāi)關(guān)29S選擇了執(zhí)行干預(yù)控制時(shí)執(zhí)行的。即，干預(yù)控制是下述控制:在作業(yè)機(jī)2基于操作裝置25的操作、也就是說(shuō)基于操作員的操作進(jìn)行動(dòng)作的情況下由作業(yè)機(jī)控制器26使作業(yè)機(jī)進(jìn)行動(dòng)作。在作業(yè)機(jī)控制器26計(jì)算目標(biāo)施工地形與鏟斗8之間的距離的情況下，鏟斗8的基準(zhǔn)位置不局限于齒尖8T，可以是任意部位。
[0116]在干預(yù)控制中，為了以使鏟斗8不侵入目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U的方式控制作業(yè)機(jī)2，作業(yè)機(jī)控制器26生成動(dòng)臂指令信號(hào)CBI，將其輸出至圖2所示的干預(yù)閥27C。動(dòng)臂6根據(jù)動(dòng)臂指令信號(hào)CBI進(jìn)行動(dòng)作，由此根據(jù)鏟斗8與目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U之間的距離來(lái)限制作業(yè)機(jī)2、更詳細(xì)而言鏟斗8靠近目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U的速度。
[0117]在干預(yù)控制中，作業(yè)機(jī)控制器26基于表示施工對(duì)象的目標(biāo)形狀即設(shè)計(jì)地形的目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U和用于求取鏟斗8的位置的傾斜角度Θ1、Θ2、Θ3，以根據(jù)目標(biāo)施工地形與鏟斗8之間的距離來(lái)減小鏟斗8靠近目標(biāo)施工地形的速度的方式控制動(dòng)臂6的速度。
[0118]在實(shí)施方式中，在作業(yè)機(jī)2基于操作員對(duì)操作裝置25的操作進(jìn)行動(dòng)作的情況下，為了使鏟斗8的齒尖8Τ不侵入目標(biāo)施工地形，作業(yè)機(jī)控制器26生成動(dòng)臂指令信號(hào)CBI，用該動(dòng)臂指令信號(hào)CBI對(duì)動(dòng)臂6的動(dòng)作進(jìn)行控制。詳細(xì)而言，在干預(yù)控制中，作業(yè)機(jī)控制器26以使鏟斗8的齒尖8Τ不侵入目標(biāo)施工地形的方式使動(dòng)臂6上升?？蓪⒃诟深A(yù)控制中執(zhí)行的使動(dòng)臂6上升的控制稱(chēng)為動(dòng)臂干預(yù)控制。
[0119]在本實(shí)施方式中，為了由作業(yè)機(jī)控制器26實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂干預(yù)控制，作業(yè)機(jī)控制器26生成與動(dòng)臂干預(yù)控制相關(guān)的動(dòng)臂指令信號(hào)CBI并將其輸出至干預(yù)閥27C。干預(yù)閥27C對(duì)先導(dǎo)油路50的先導(dǎo)液壓進(jìn)行調(diào)整。
[0120]動(dòng)臂干預(yù)控制是指在干預(yù)控制中執(zhí)行的使動(dòng)臂6上升的控制，但在干預(yù)控制中，作業(yè)機(jī)控制器26也可以使動(dòng)臂6上升以外還使斗桿7和鏟斗8中的至少一方上升，或者使斗桿7和鏟斗8中的至少一方上升來(lái)替代動(dòng)臂6的上升。即，在干預(yù)控制中，作業(yè)機(jī)控制器26通過(guò)使構(gòu)成作業(yè)機(jī)2的動(dòng)臂6、斗桿7和鏟斗8中的至少一方上升，而使作業(yè)機(jī)2向遠(yuǎn)離作業(yè)機(jī)2的作業(yè)對(duì)象的目標(biāo)形狀、即實(shí)施方式中為目標(biāo)施工地形431的方向移動(dòng)。動(dòng)臂干預(yù)控制是干預(yù)控制的一個(gè)方式。
[0121 ]作業(yè)機(jī)控制器26的詳細(xì)情況
[0122]圖3是作業(yè)機(jī)控制器26的框圖。圖4是表示目標(biāo)施工地形431和鏟斗8的圖。圖5是用于說(shuō)明動(dòng)臂限制速度Vcy_bm的圖。作業(yè)機(jī)控制器26包括控制部26CNT和切換部26J。它們包含在作業(yè)機(jī)控制器26的處理部26P中。處理部26P實(shí)現(xiàn)控制部26CNT和切換部26J的功能。
[0123]作業(yè)機(jī)控制器26的處理部26P執(zhí)行用于控制作業(yè)機(jī)2的計(jì)算機(jī)程序來(lái)對(duì)作業(yè)機(jī)2進(jìn)行控制。作業(yè)機(jī)2的控制中包含干預(yù)控制和基于實(shí)施方式涉及的作業(yè)機(jī)械的控制方法的控制。存儲(chǔ)部26M中存儲(chǔ)有用于控制作業(yè)機(jī)2的計(jì)算機(jī)程序。
[0124]控制部26CNT包括相對(duì)位置計(jì)算部26A、距離計(jì)算部26B、目標(biāo)速度計(jì)算部26C、干預(yù)速度計(jì)算部26D、干預(yù)指令計(jì)算部26E和干預(yù)速度修正部26F?？刂撇?6CNT執(zhí)行干預(yù)控制。在實(shí)施方式中，控制部26CNT以使干預(yù)控制時(shí)鏟斗8不侵入目標(biāo)形狀的方式對(duì)作業(yè)機(jī)2進(jìn)行控制。在實(shí)施方式中，干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀是圖5所示的目標(biāo)施工地形431或與目標(biāo)施工地形431相距預(yù)先設(shè)定的距離Off的偏移地形43Iv。
[0125]在執(zhí)行干預(yù)控制時(shí)，作業(yè)機(jī)控制器26使用動(dòng)臂操作量MB、斗桿操作量MA、鏟斗操作量MT、從顯示控制器28獲取的目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U、從傳感器控制器39獲取的傾斜角度Θ1、θ
2、Θ3以及鏟斗8的形狀，生成干預(yù)控制所需的動(dòng)臂指令信號(hào)CBI或者根據(jù)需要生成斗桿指令信號(hào)和鏟斗指令信號(hào)，使控制閥27和干預(yù)閥27C進(jìn)行動(dòng)作來(lái)控制作業(yè)機(jī)2。
[0126]相對(duì)位置計(jì)算部26Α從顯示控制器28獲取鏟斗齒尖位置數(shù)據(jù)S，從傳感器控制器39獲取傾斜角度Θ1、Θ2、Θ3。相對(duì)位置計(jì)算部26Α基于獲取的傾斜角度Θ1、Θ2、Θ3求取鏟斗8的齒尖8Τ的位置即齒尖位置Pb。
[0127]距離計(jì)算部26Β基于由相對(duì)位置計(jì)算部26Α求出的齒尖位置Pb和從顯示控制器28獲取的目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U，計(jì)算鏟斗8的齒尖8Τ與目標(biāo)施工地形431之間的最短距離d，該目標(biāo)施工地形431由作為目標(biāo)施工信息T的一部分的目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U表示。距離d是齒尖位置Pb與位置Pu之間的距離，該位置Pu是與目標(biāo)施工地形431正交且穿過(guò)齒尖位置Pb的直線和目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U交叉的位置。
[0128]在干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀是偏移地形43Iv的情況下，距離計(jì)算部26B從顯示控制器28獲取距離Off，通過(guò)將其與目標(biāo)施工地形431的位置相加來(lái)求取偏移地形43Iv。距離計(jì)算部26B計(jì)算鏟斗8的齒尖8T與偏移地形43Iv之間的最短距離d。距離Off是由液壓挖掘機(jī)100的操作員通過(guò)圖2所示的顯示部29的觸控面板輸入并存儲(chǔ)在顯示控制器28中。
[0129]目標(biāo)施工地形431是基于作業(yè)機(jī)2的動(dòng)作平面與目標(biāo)施工信息T的交線求取的，該目標(biāo)施工信息T由多個(gè)目標(biāo)施工面表示。作業(yè)機(jī)2的動(dòng)作平面是由上部回轉(zhuǎn)體3的前后方向規(guī)定、且穿過(guò)挖掘?qū)ο笪恢肞dg的平面，并且是以如下方式驅(qū)動(dòng)作業(yè)機(jī)2時(shí)的平面:通過(guò)使作業(yè)機(jī)2在上部回轉(zhuǎn)體3的前后方向上進(jìn)行動(dòng)作，來(lái)對(duì)挖掘?qū)ο笪恢肞dg進(jìn)行挖掘。關(guān)于目標(biāo)施工地形431，更詳細(xì)而言，上述交線中的目標(biāo)施工信息T的挖掘?qū)ο笪恢肞dg前后的單個(gè)或多個(gè)拐點(diǎn)及其前后的線是目標(biāo)施工地形431。在圖5所示的示例中，兩個(gè)拐點(diǎn)Pvl、Pv2及其前后的線是目標(biāo)施工地形431。挖掘?qū)ο笪恢肞dg是鏟斗8的齒尖8T的位置即齒尖位置Pb的正下方的點(diǎn)。這樣，目標(biāo)施工地形431是目標(biāo)施工信息T的一部分。目標(biāo)施工地形431由圖2所示的顯示控制器28生成。
[0130]目標(biāo)速度計(jì)算部26C決定動(dòng)臂目標(biāo)速度Vc_bm、斗桿目標(biāo)速度Vc_am和鏟斗目標(biāo)速度Vc_bkt。動(dòng)臂目標(biāo)速度Vc_bm是驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂缸10時(shí)的齒尖8T的速度。斗桿目標(biāo)速度Vc_am是驅(qū)動(dòng)斗桿缸11時(shí)的齒尖8T的速度。鏟斗目標(biāo)速度Vc_bkt是驅(qū)動(dòng)鏟斗缸12時(shí)的齒尖8T的速度。根據(jù)動(dòng)臂操作量MB計(jì)算動(dòng)臂目標(biāo)速度Vc_bm。根據(jù)斗桿操作量MA計(jì)算斗桿目標(biāo)速度Vc_am。根據(jù)鏟斗操作量MT計(jì)算鏟斗目標(biāo)速度Vc_bkt。
[0131]干預(yù)速度計(jì)算部26D基于鏟斗8的齒尖8T與目標(biāo)施工地形431之間的距離d，求取動(dòng)臂6的限制速度即動(dòng)臂限制速度Vcy_bm。干預(yù)速度計(jì)算部26D從圖1所示的作業(yè)機(jī)2整體的限制速度Vc_lmt，減去斗桿目標(biāo)速度Vc_am和鏟斗目標(biāo)速度Vc_bkt，由此求取動(dòng)臂限制速度Vcy_bm。限制速度Vc_lmt是在鏟斗8的齒尖8T靠近目標(biāo)施工地形431的方向上能夠被容許的齒尖8T的移動(dòng)速度。
[0132]限制速度Vc_lmt在距離d為正的情況下為負(fù)值，即是作業(yè)機(jī)2下降時(shí)的下降速度，在距離d為負(fù)的情況下為正值，即是作業(yè)機(jī)2上升時(shí)的上升速度。距離d為負(fù)值是指鏟斗8侵入目標(biāo)施工地形431的狀態(tài)。隨著距離d減小，限制速度Vc_lmt的速度絕對(duì)值減小，當(dāng)距離d為負(fù)值時(shí)，隨著距離d的絕對(duì)值增大，限制速度Vc_lmt的速度絕對(duì)值增大。
[0133]干預(yù)指令計(jì)算部26E基于由干預(yù)速度修正部26F求出的動(dòng)臂限制速度Vcy_bm生成動(dòng)臂指令信號(hào)CBI。動(dòng)臂指令信號(hào)CBI是用于使干預(yù)閥27C的開(kāi)度成為如下大小的指令:使動(dòng)臂6以動(dòng)臂限制速度Vcy_bm上升所需的先導(dǎo)壓力作用于棱閥51而需要的大小。在實(shí)施方式中，動(dòng)臂指令信號(hào)CBI是與動(dòng)臂指令速度對(duì)應(yīng)的電流值。
[0134]切換部26J基于鏟斗8相對(duì)于目標(biāo)施工地形431的姿態(tài)，將干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀設(shè)為與目標(biāo)施工地形431相距預(yù)先設(shè)定的距離Off的偏移地形43Iv或目標(biāo)施工地形431。在這種情況下，切換部26J獲取來(lái)自操作裝置25的斗桿操作指令Sga、來(lái)自傳感器控制器的傾斜角度Θ1、Θ2、Θ3、以及來(lái)自控制部26CNT的干預(yù)控制狀態(tài)Cas或停止控制狀態(tài)Cst，并向距離計(jì)算部26B提供偏移系數(shù)K和固定標(biāo)志位Ff。
[0135]斗桿操作指令Sga是表示用于操作斗桿7的桿即左操作桿25L是否針對(duì)斗桿7的操作處于空檔的信號(hào)。在左操作桿25L針對(duì)斗桿7的操作處于空檔的情況下，斗桿7停止。干預(yù)控制狀態(tài)Cas表示正在執(zhí)行干預(yù)控制，停止控制狀態(tài)Cst表示正在執(zhí)行停止控制。停止控制是干預(yù)控制的一種，是在鏟斗8侵入干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀即目標(biāo)施工地形431或偏移地形43Iv的情況下使作業(yè)機(jī)2停止的控制。停止控制是指以使作業(yè)機(jī)2不侵入干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀的方式控制作業(yè)機(jī)2。
[0136]偏移系數(shù)K是用于將挖掘控制中的目標(biāo)地形切換為目標(biāo)施工地形431或偏移地形43Iv的系數(shù)。固定標(biāo)志位Ff是從作業(yè)機(jī)2開(kāi)始進(jìn)行目標(biāo)形狀的施工時(shí)起至結(jié)束一連串的施工時(shí)為止使控制部26CNT、詳細(xì)而言使距離計(jì)算部26B維持開(kāi)始進(jìn)行目標(biāo)形狀的施工時(shí)的目標(biāo)形狀的標(biāo)志位。在固定標(biāo)志位Ff為“I”的情況下，從作業(yè)機(jī)2開(kāi)始進(jìn)行目標(biāo)形狀的施工時(shí)起至結(jié)束一連串的施工時(shí)為止，控制部26CNT將目標(biāo)形狀設(shè)為開(kāi)始進(jìn)行目標(biāo)形狀的施工時(shí)的形狀。
[0137]例如，在開(kāi)始進(jìn)行目標(biāo)形狀的施工時(shí)的目標(biāo)形狀是偏移地形43Iv的情況下，從作業(yè)機(jī)2開(kāi)始進(jìn)行目標(biāo)形狀的施工時(shí)起至結(jié)束一連串的施工時(shí)為止，控制部26CNT將目標(biāo)形狀設(shè)為偏移地形43Iv。在開(kāi)始進(jìn)行目標(biāo)形狀的施工時(shí)的目標(biāo)形狀是目標(biāo)施工地形431的情況下，從作業(yè)機(jī)2開(kāi)始進(jìn)行目標(biāo)形狀的施工時(shí)起至結(jié)束一連串的施工時(shí)為止，控制部26CNT將目標(biāo)形狀設(shè)為目標(biāo)施工地形431。
[0138]圖6和圖7是表示形成坡面的施工示例的圖。在液壓挖掘機(jī)100形成坡面的情況下，液壓挖掘機(jī)100對(duì)施工對(duì)象進(jìn)行挖掘之后，用鏟斗8的底面SB將施工對(duì)象壓緊至目標(biāo)施工地形431從而整修成坡面。作業(yè)機(jī)控制器26將與目標(biāo)施工地形431相距預(yù)先設(shè)定的距離Off (以下可稱(chēng)為偏移量)的偏移地形43Iv設(shè)為干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀，由此能夠確保在對(duì)坡面進(jìn)行施工時(shí)的壓緊余量。在實(shí)施方式中，操作員能夠通過(guò)圖2所示的顯示部29的觸控面板設(shè)定與液壓挖掘機(jī)10的作業(yè)對(duì)應(yīng)的偏移量Of f。
[0139]在施工對(duì)象上形成坡面的情況下，如果操作員設(shè)定偏移量Off，則作業(yè)機(jī)控制器26將干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀設(shè)為偏移地形431 V。在鏟斗8挖掘施工對(duì)象的表土SHP時(shí)，作業(yè)機(jī)控制器26以使鏟斗8不侵入偏移地形43Iv的方式執(zhí)行干預(yù)控制。在施工對(duì)象被挖掘到偏移地形43Iv之后，操作員取消偏移量Off。在取消了偏移量Off的狀態(tài)下，液壓挖掘機(jī)100用鏟斗8的底面SB按壓施工對(duì)象，將施工對(duì)象的表面整修到目標(biāo)施工地形431的位置。
[0140]在整修時(shí)，操作員通過(guò)圖2所示的顯示部29的觸控面板取消偏移量Off。作業(yè)機(jī)控制器26將干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀設(shè)為目標(biāo)施工地形431。在用鏟斗8按壓施工對(duì)象時(shí)，作業(yè)機(jī)控制器26以使鏟斗8的底面SB不侵入目標(biāo)施工地形431的方式執(zhí)行干預(yù)控制。通過(guò)整修將與偏移量Off對(duì)應(yīng)的量的表土SHP壓緊至目標(biāo)施工地形431，由此將施工對(duì)象的表面壓實(shí)而完成坡面。
[0141]在一處形成了坡面后，在下一場(chǎng)所液壓挖掘機(jī)100也同樣地要形成坡面。在這種情況下，操作員要再次設(shè)定偏移量Off。此外，在形成坡面時(shí)，挖掘和整修表土 SHP時(shí)需要重新設(shè)定偏移量Of f。因此，在形成坡面時(shí)，操作員的操作變得煩瑣。
[0142]為了抑制形成坡面時(shí)操作員的操作變得煩瑣，作業(yè)機(jī)控制器26基于鏟斗8相對(duì)于目標(biāo)施工地形431的姿態(tài)，將干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀在偏移地形43Iv和目標(biāo)施工地形431之間切換。詳細(xì)而言，如圖7所示，作業(yè)機(jī)控制器26的切換部26J例如基于目標(biāo)施工地形431和鏟斗8的底面SB所構(gòu)成的角度α的大小，將干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀在偏移地形43Iv和目標(biāo)施工地形431之間切換。
[0143]在角度α的絕對(duì)值較大的情況下，能夠判斷為鏟斗8是對(duì)施工對(duì)象進(jìn)行挖掘。此外，在角度α的絕對(duì)值較小的情況下，能夠判斷為鏟斗8是用底面8Β按壓施工對(duì)象。例如，在角度α的絕對(duì)值大于預(yù)先設(shè)定的閾值ac的絕對(duì)值的情況下，切換部26J將干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀設(shè)為偏移地形43Ιν。在角度α的絕對(duì)值在預(yù)先設(shè)定的閾值ac的絕對(duì)值以下的情況下，切換部26J將干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀設(shè)為目標(biāo)施工地形431。
[0144]通過(guò)這樣的處理，干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀在表土SHP的挖掘時(shí)和整修時(shí)自動(dòng)地進(jìn)行切換。其結(jié)果，在坡面的形成過(guò)程中，操作員在挖掘表土SHP時(shí)和整修施工對(duì)象時(shí)不需要重新設(shè)定偏移量Off，因此能夠抑制在形成坡面時(shí)操作員的操作變得煩瑣。
[0145]圖8是用于說(shuō)明求取鏟斗8的底面8B的角度0b的方法的圖。在實(shí)施方式中，鏟斗8的底面SB的角度(以下可稱(chēng)為底面角度)0b，以如圖8所示那樣與車(chē)身坐標(biāo)系中的Xm—Ym平面平行且與鏟斗8的齒尖8T接觸的平面PH為基準(zhǔn)，在鏟斗8—側(cè)符號(hào)為一(負(fù))，在與鏟斗8相反的一側(cè)符號(hào)為+(正)。水平面例如是全局坐標(biāo)系08，￥8，2，)的乂8—￥8平面。底面角度013是鏟斗8的底面8B與平面PH所構(gòu)成的角度。鏟斗8的底面8B位于鏟斗8的齒尖8T與鏟斗8的尾部8H的位于齒尖8T—側(cè)的端部8pB之間的位置。尾部8H是鏟斗8外側(cè)的彎曲的部分。角度0b能夠由式(I)求取。
[0146]0b = —270+θ1+θ2+θ3+β...(1)
[0147]θ I是動(dòng)臂6的傾斜角度，Θ2是斗桿7的傾斜角度，Θ3是鏟斗8的傾斜角度，β是齒尖8T的角度。傾斜角度Θ1是軸線Zb與連接動(dòng)臂銷(xiāo)13的中心軸和斗桿銷(xiāo)14的中心軸的軸線所構(gòu)成的角度。軸線Zb是與液壓挖掘機(jī)100的車(chē)身坐標(biāo)系(Xm，Ym，Zm)的Zm軸正交且穿過(guò)動(dòng)臂銷(xiāo)13的中心軸的直線。傾斜角度Θ2是連接動(dòng)臂銷(xiāo)13的中心軸和斗桿銷(xiāo)14的中心軸的直線與連接斗桿銷(xiāo)14的中心軸和鏟斗銷(xiāo)15的中心軸的直線所構(gòu)成的角度。傾斜角度Θ3是連接斗桿銷(xiāo)14的中心軸和鏟斗銷(xiāo)15的中心軸的直線與連接鏟斗銷(xiāo)15的中心軸和鏟斗8的齒尖的直線所構(gòu)成的角度。齒尖8Τ的角度β是連接鏟斗銷(xiāo)15的中心軸和鏟斗8的齒尖的直線與鏟斗8的底面8Β所構(gòu)成的角度。齒尖8Τ的角度β是根據(jù)鏟斗8的種類(lèi)決定的值，且存儲(chǔ)在作業(yè)機(jī)控制器26的存儲(chǔ)部26Μ中。
[0148]圖9是用于說(shuō)明求取目標(biāo)施工地形431與鏟斗8的底面SB所構(gòu)成的角度α的方法的圖。目標(biāo)施工地形431與鏟斗8的底面SB所構(gòu)成的角度α能夠由式(2)求取。角度γ是目標(biāo)施工地形431相對(duì)于上述平面PH傾斜的角度。在相對(duì)于平面PH向鏟斗8的底面8Β—側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向上，角度γ的符號(hào)為一(負(fù))，在相對(duì)于平面PH以遠(yuǎn)離鏟斗8的底面SB—側(cè)的方式轉(zhuǎn)動(dòng)的方向上，角度γ的符號(hào)為+(正)。
[0149]a = 0b— γ...(2)
[0150]圖10和圖11是表示包含用于切換偏移系數(shù)K的閾值al、a2的映射MPA、MTO的圖。映射MPA和映射MPB的縱軸都是偏移系數(shù)K，橫軸都是角度α。角度α的符號(hào)為負(fù)。閾值al的絕對(duì)值小于閾值a2的絕對(duì)值。在映射MPA中，在角度α的絕對(duì)值為閾值a I的絕對(duì)值以下的情況下，偏移系數(shù)K從“I”變成“O”。在角度α的絕對(duì)值大于閾值al的絕對(duì)值且為閾值a2的絕對(duì)值以上的情況下，偏移系數(shù)K從“O”變成T。
[0151]在映射MPB中，在角度α的絕對(duì)值為閾值a2的絕對(duì)值以下的情況下，隨著角度α的絕對(duì)值減小，偏移系數(shù)K從“I”逐漸減小。在角度α的絕對(duì)值為閾值a I的絕對(duì)值以下時(shí)，偏移系數(shù)K為“O”。
[0152]映射MPA或映射MPB存儲(chǔ)在圖3所示的作業(yè)機(jī)控制器26的存儲(chǔ)部26M中。作業(yè)機(jī)控制器26的切換部26 J在求出角度α之后從存儲(chǔ)部26M讀取映射MPA或映射MPB，并基于映射MPA或映射MPB獲取與求出的角度α對(duì)應(yīng)的偏移系數(shù)K。切換部26J將獲取的偏移系數(shù)K提供給距離計(jì)算部26B。
[0153]距離計(jì)算部26B將從切換部26J接收到的偏移系數(shù)K與由操作員設(shè)定的偏移量Off相乘，來(lái)作為用于干預(yù)控制的偏移量Of f c。即，Of f c = K X Of f。距離計(jì)算部26B通過(guò)將偏移量Offc與目標(biāo)施工地形431的位置相加，形成干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀?？紤]通過(guò)映射MPA求取偏移系數(shù)K的情況。在干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀為偏移地形43Iv的情況下，偏移系數(shù)K是“I”，所以干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀為偏移地形431 V。在干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀為目標(biāo)施工地形431的情況下，偏移系數(shù)K是“O”，所以干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀為目標(biāo)施工地形431。
[0154]映射MPA在偏移系數(shù)K從T變?yōu)椤癘”即從偏移地形43Iv變成目標(biāo)施工地形431時(shí)、以及偏移系數(shù)K從“O”變?yōu)椤癐”即從目標(biāo)施工地形431變成偏移地形43IV時(shí)具有遲滯性。這樣，能夠抑制因偏移系數(shù)K的變化而產(chǎn)生的波動(dòng)。詳細(xì)而言，能夠抑制鏟斗8因偏移系數(shù)K的變化而上下抖動(dòng)的現(xiàn)象。針對(duì)偏移系數(shù)K的切換，映射MPA也可以不具有遲滯性。即，也可以使用單個(gè)閾值ac來(lái)切換偏移系數(shù)K。
[0155]在通過(guò)映射MPB求取偏移系數(shù)K的情況下，在閾值a2?al之間偏移系數(shù)K與角度α的大小對(duì)應(yīng)地變化。因此，干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀就是目標(biāo)施工地形431與偏移地形43Iv之間的地形。
[0156]圖12是表示將干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀設(shè)為偏移地形43Iv時(shí)的鏟斗的動(dòng)作的圖。形成坡面時(shí)，在鏟斗8對(duì)施工對(duì)象的表土SHP進(jìn)行挖掘的情況下，干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀是偏移地形43Iv。在鏟斗8挖掘表土 SHP時(shí)，從挖掘的開(kāi)始位置SP起至結(jié)束位置EP的區(qū)間內(nèi)鏟斗8的姿態(tài)發(fā)生變化。偏移地形43Iv存在于從挖掘的開(kāi)始位置SP起至坡面下端側(cè)的下端位置HS的部分、以及從下端位置HS起至結(jié)束位置EP的部分。
[0157]在這種情況下，鏟斗8從開(kāi)始位置SP起經(jīng)過(guò)下端位置HS直至結(jié)束位置EP連續(xù)地對(duì)施工對(duì)象進(jìn)行挖掘。在該挖掘中，操作員的操作主要是對(duì)斗桿7的操作，幾乎不發(fā)生對(duì)鏟斗8的操作。因此，鏟斗8從開(kāi)始位置SP起一邊逐漸將齒尖8T放倒即減小鏟斗8的底面SB與目標(biāo)施工地形431所構(gòu)成的角度α的絕對(duì)值，一邊靠近下端位置HS(圖12的狀態(tài)A、B)。此時(shí)，干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀是偏移地形43Iv。
[0158]在鏟斗8靠近下端位置HS時(shí)，如果角度α的絕對(duì)值變成閾值以下，則偏移系數(shù)K變成“O”，所以如圖12的狀態(tài)C所示那樣齒尖8Τ下降至目標(biāo)施工地形431。在如圖12的狀態(tài)D所示那樣鏟斗8的齒尖8Τ超過(guò)下端位置HS、位于齒尖8Τ的正下方的目標(biāo)施工地形431轉(zhuǎn)換成坡面時(shí)，角度α的絕對(duì)值增大而超過(guò)閾值的絕對(duì)值，所以偏移系數(shù)K變成“I”。其結(jié)果，如圖12的狀態(tài)E所示那樣，齒尖8Τ上升至偏移地形43Ιν。
[0159]如圖12的狀態(tài)F所示那樣鏟斗8以不侵入偏移地形43Ιν的方式對(duì)坡面進(jìn)行挖掘。在如圖12的狀態(tài)G所示那樣鏟斗8朝向結(jié)束位置EP移動(dòng)的期間齒尖8Τ超過(guò)坡面的規(guī)定位置時(shí)，角度α的絕對(duì)值減小。在角度α的絕對(duì)值成為閾值的絕對(duì)值以下時(shí)偏移系數(shù)K變成“O”，所以如圖12的狀態(tài)H所示那樣齒尖8Τ下降至目標(biāo)施工地形431。
[0160]這樣，在鏟斗8從開(kāi)始位置SP移動(dòng)到結(jié)束位置EP的期間，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生鏟斗8上下抖動(dòng)的現(xiàn)象。為了避免這種現(xiàn)象，從作業(yè)機(jī)2開(kāi)始進(jìn)行干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀的施工時(shí)起至結(jié)束一連串的施工時(shí)為止，切換部26J使控制部26CNT維持開(kāi)始進(jìn)行目標(biāo)形狀的施工時(shí)的目標(biāo)形狀。例如，在干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀是偏移地形43Ιν的情況下，切換部26J使偏移系數(shù)K為“I”并且使固定標(biāo)志位Ff為“I”，將其提供給控制部26CNT的距離計(jì)算部26Β。
[0161 ]如果接收到固定標(biāo)志位Ff = I，則距離計(jì)算部26Β維持偏移系數(shù)K= I直至固定標(biāo)志位Ff變成“O”為止。在實(shí)施方式中，在左操作桿25L針對(duì)斗桿7的操作處于空檔即斗桿停止且并非停止控制的情況下，切換部26J使固定標(biāo)志位Ff為“O”。這相當(dāng)于在一連串的坡面施工結(jié)束之前，鏟斗8持續(xù)從開(kāi)始位置SP到結(jié)束位置EP的移動(dòng)。
[0162]這樣，在一連串的坡面施工結(jié)束之前，控制部26CNT從開(kāi)始進(jìn)行作為干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀的偏移地形43Ιν的施工時(shí)起至結(jié)束一連串的施工時(shí)為止，將干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀維持為偏移地形43Ιν。其結(jié)果，鏟斗8從開(kāi)始位置SP移動(dòng)到結(jié)束位置EP的這段期間能夠避免鏟斗8上下抖動(dòng)的現(xiàn)象。
[0163]在干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀是目標(biāo)施工地形431的情況下，切換部26J使偏移系數(shù)K=0并且使固定標(biāo)志位Ff =1，將其提供給控制部26CNT的距離計(jì)算部26Β。這種情況下，同樣地，如果接收到固定標(biāo)志位F f = I，則距離計(jì)算部2 6 B維持偏移系數(shù)K = I直至固定標(biāo)志位F f變成“O”為止。通過(guò)該處理，在一連串的坡面施工結(jié)束之前，控制部26CNT從開(kāi)始進(jìn)行作為干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀的目標(biāo)施工地形431的施工時(shí)起至結(jié)束一連串的施工時(shí)為止，將干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀維持為目標(biāo)施工地形431。其結(jié)果，在鏟斗8從開(kāi)始位置SP移動(dòng)到結(jié)束位置EP的期間能夠避免鏟斗8上下抖動(dòng)的現(xiàn)象。
[0164]實(shí)施方式涉及的作業(yè)機(jī)械的控制方法
[0165]圖13是表示實(shí)施方式涉及的作業(yè)機(jī)械的控制方法的一個(gè)示例的流程圖。實(shí)施方式涉及的作業(yè)機(jī)械的控制方法由作業(yè)機(jī)控制器26實(shí)現(xiàn)。在坡面的施工開(kāi)始之前，液壓挖掘機(jī)100的操作員對(duì)圖2所示的開(kāi)關(guān)29S進(jìn)行操作，輸入用于執(zhí)行干預(yù)控制的指令。此外，操作員通過(guò)圖2所示的顯示部29的觸控面板輸入偏移量Off。也可以預(yù)先將偏移量Off存儲(chǔ)在作業(yè)機(jī)控制器26的存儲(chǔ)部26M中，操作員通過(guò)操作顯示部29的觸控面板，從存儲(chǔ)部26M中讀取偏移量Off。干預(yù)控制是通過(guò)操作斗桿7即將左操作桿25L向斗桿7的操作方向進(jìn)行操作而開(kāi)始的。
[0166]在步驟SlOl中，作業(yè)機(jī)控制器26、詳細(xì)而言切換部26J求取角度α。在這種情況下，切換部261從傳感器控制器39獲取傾斜角度01、02、03，從存儲(chǔ)部261獲取齒尖81'的角度隊(duì)并且基于式(I)求取底面角度0b。此外，切換部26J從顯示控制器28獲取目標(biāo)施工地形數(shù)據(jù)U來(lái)求取目標(biāo)施工地形431，并基于得到的目標(biāo)施工地形431求取角度γ。切換部26J將角度γ和底面角度Gb代入式(2)，求取角度α。
[0167]在步驟S102中，切換部26 J對(duì)通過(guò)步驟SlOl求出的角度α和閾值ac進(jìn)行比較。在上述說(shuō)明中，切換部26J使用映射MPA或映射MPB來(lái)求取偏移系數(shù)K，從而決定干預(yù)控制中的目標(biāo)地形，但這里為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，對(duì)通過(guò)比較角度α和閾值ac來(lái)決定干預(yù)控制中的目標(biāo)地形的示例進(jìn)行說(shuō)明。
[0168]在通過(guò)步驟SlOl求出的角度α的絕對(duì)值為閾值的絕對(duì)值以下的情況下(步驟S102，“是”)，在步驟S103中切換部26J將干預(yù)控制中的目標(biāo)地形設(shè)為目標(biāo)施工地形431。即，切換部26J使偏移系數(shù)K為“O” ο在通過(guò)步驟SlOI求出的角度α的絕對(duì)值大于閾值的絕對(duì)值的情況下(步驟S102，“否”)，在步驟S104中切換部26J將干預(yù)控制中的目標(biāo)地形設(shè)為偏移地形43Iv。即，切換部26J使偏移系數(shù)K為“I”。
[0169]在步驟S103中，干預(yù)控制中的目標(biāo)地形是目標(biāo)施工地形431的情況下，在步驟S105中切換部26J決定固定標(biāo)志位Ff ο在實(shí)施方式中，固定標(biāo)志位Ff如以下的(I)至(4)所述的方法來(lái)決定。在這種情況下，切換部26J從操作裝置25獲取斗桿操作指令Sga，并且從控制部26CNT獲取干預(yù)控制狀態(tài)Cas或停止控制狀態(tài)Cst。
[0170](I)在固定標(biāo)志位Ff的前次值為“I”的情況下，如果左操作桿25L針對(duì)斗桿7的操作處于空檔且沒(méi)有執(zhí)行停止控制即并非停止控制狀態(tài)Cst，則切換部26J使固定標(biāo)志位Ff為“O”。
[0171](2)在固定標(biāo)志位Ff的前次值為“I”的情況下，如果左操作桿25L針對(duì)斗桿7的操作并非處于空檔或者沒(méi)有執(zhí)行停止控制，則切換部26J使固定標(biāo)志位Ff為“I”。
[0172](3)在固定標(biāo)志位Ff的前次值為“O”的情況下，如果前次的控制狀態(tài)為干預(yù)控制即是干預(yù)控制狀態(tài)Cas，則切換部26J使固定標(biāo)志位Ff為“I”。
[0173](4)在固定標(biāo)志位Ff的前次值為“O”的情況下，如果前次的控制狀態(tài)并非干預(yù)控制即不是干預(yù)控制狀態(tài)Cas，則切換部26J使固定標(biāo)志位Ff為“O”。
[0174]切換部26J將通過(guò)步驟S103求出的偏移系數(shù)K和通過(guò)步驟S105決定的固定標(biāo)志位Ff提供給距離計(jì)算部26B。在固定標(biāo)志位Ff為“O”的情況下(步驟S106，“是”)，由于當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)地形不被維持，所以在步驟S107中距離計(jì)算部26B根據(jù)通過(guò)步驟S103求出的偏移系數(shù)K將干預(yù)控制中的目標(biāo)地形設(shè)為目標(biāo)施工地形431。
[0175]在固定標(biāo)志位Ff為“I”的情況下(步驟S106，“否”)，由于當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)地形被維持，所以在步驟S108中距離計(jì)算部26B將干預(yù)控制中的目標(biāo)地形維持為前次值。如果前次值是偏移地形43Iv，則干預(yù)控制中的目標(biāo)地形是偏移地形43Iv，如果前次值是目標(biāo)施工地形431，則干預(yù)控制中的目標(biāo)地形是目標(biāo)施工地形431。
[0176]在步驟S104中，干預(yù)控制中的目標(biāo)地形是偏移地形43Iv的情況下，在步驟S109中切換部26J決定固定標(biāo)志位Ff。決定固定標(biāo)志位Ff的方法如上所述。
[0177]切換部26J將通過(guò)步驟S104求出的偏移系數(shù)K和通過(guò)步驟S109決定的固定標(biāo)志位Ff提供給距離計(jì)算部26B。在固定標(biāo)志位Ff為“O”的情況下(步驟S110，“是”)，由于當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)地形不被維持，所以在步驟Slll中，距離計(jì)算部26B根據(jù)通過(guò)步驟S104求出的偏移系數(shù)K將干預(yù)控制中的目標(biāo)地形設(shè)為偏移地形43Iv。在固定標(biāo)志位Ff為“I”的情況下(步驟S110，“否”)，由于當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)地形被維持，所以在步驟S112中距離計(jì)算部26B將干預(yù)控制中的目標(biāo)地形維持為前次值。
[0178]在上述的步驟S102中對(duì)角度α和閾值ac進(jìn)行比較。以下，對(duì)切換部26J使用映射MPA來(lái)求取偏移系數(shù)K從而決定干預(yù)控制中的目標(biāo)地形的示例進(jìn)行說(shuō)明。在步驟S102中，切換部26J從存儲(chǔ)部26Μ中讀取映射ΜΡΑ，求取與通過(guò)步驟SlOl求出的角度α對(duì)應(yīng)的偏移系數(shù)K。使用映射MPA來(lái)決定偏移系數(shù)K的方法如以下的(I)至(4)所述。
[0179](I)在當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)地形是偏移地形43Ιν的情況下，如果角度α的絕對(duì)值為閾值al的絕對(duì)值以下，則在步驟S102中成為“是”。在這種情況下，切換部26J使偏移系數(shù)K為“O”。即，在步驟S103中，目標(biāo)地形就是目標(biāo)施工地形431。
[0180](2)在當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)地形是偏移地形43Ιν的情況下，如果角度α的絕對(duì)值大于閾值α2的絕對(duì)值，則在步驟S102中成為“否”。在這種情況下，切換部26J使偏移系數(shù)K為“I”。即，在步驟S104中，切換部26J使目標(biāo)地形就是偏移地形43Ιν。
[0181](3)在當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)地形是目標(biāo)施工地形431的情況下，如果角度α的絕對(duì)值為閾值al的絕對(duì)值以下，則在步驟S102中成為“是”。在這種情況下，切換部26J使偏移系數(shù)K為“O” ο即，在步驟S103中，目標(biāo)地形就是目標(biāo)施工地形431。
[0182](4)在當(dāng)前時(shí)刻的目標(biāo)地形是偏移地形43Ιν的情況下，如果角度α的絕對(duì)值大于閾值α2的絕對(duì)值，則在步驟S102中成為“否”。在這種情況下，切換部26J使偏移系數(shù)K為“I”。即，在步驟S104中目標(biāo)地形就是偏移地形43Ιν。
[0183]目標(biāo)施工地形431位于現(xiàn)狀地形的上方的情況
[0184]圖14是表示在實(shí)施方式中目標(biāo)施工地形431位于現(xiàn)狀地形上方的情況下的施工示例的圖。例如，在進(jìn)行填土來(lái)形成坡面的情況下，目標(biāo)施工地形431位于現(xiàn)狀地形的上方。在這種情況下，液壓挖掘機(jī)100在施工對(duì)象的表土 SHP上進(jìn)行填土后，用鏟斗8的底面SB按壓進(jìn)行了填土的部分而進(jìn)行平整，并且反復(fù)進(jìn)行填土和平整直到目標(biāo)施工地形431的位置。
[0185]在目標(biāo)施工地形431位于現(xiàn)狀地形的上方的情況下，偏移地形43Ivf位于目標(biāo)施工地形431的下方。在這種情況下，作業(yè)機(jī)控制器26、詳細(xì)而言切換部26J能夠?qū)⒏深A(yù)控制中的目標(biāo)形狀設(shè)為偏移地形43Ivs。
[0186]此外，在偏移地形43Ivf位于目標(biāo)施工地形431的下方的情況下，切換部26J可以基于鏟斗8相對(duì)于目標(biāo)施工地形431的姿態(tài)，將干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀設(shè)為自偏移地形43Ivf起位于目標(biāo)施工地形431—側(cè)的距偏移地形43Ivf預(yù)先設(shè)定的距離0ff2的地形。在實(shí)施方式中，可將位于目標(biāo)施工地形431的下方的偏移地形43IVf稱(chēng)為第一偏移地形43Ivf?？蓪⒆缘谝黄频匦?3Ivf起位于目標(biāo)施工地形431 —側(cè)的距第一偏移地形43Ivf預(yù)先設(shè)定的距離Off2的地形稱(chēng)為第二偏移地形43Ivs。
[0187]第一偏移地形43Ivf是在目標(biāo)施工地形431的下方與其相距距離Of fl的地形。距離OfTl由操作員通過(guò)圖2所示的顯示部29的觸控面板設(shè)定。用于規(guī)定第二偏移地形43IVS的距離0ff2由操作員通過(guò)圖2所示的顯示部29的觸控面板設(shè)定。將第二偏移地形43Ivf乘以上述的偏移系數(shù)K。在偏移系數(shù)K為“O”的情況下，干預(yù)控制中的目標(biāo)地形是第一偏移地形43Ivf。在偏移系數(shù)K為“I”的情況下，干預(yù)控制中的目標(biāo)地形是第二偏移地形431 vs。變更偏移系數(shù)K的條件如上所述。
[0188]在角度α的絕對(duì)值大于閾值的情況下，液壓挖掘機(jī)100向施工對(duì)象的表面填土、使所填的土變平坦、或者去掉多余的填土。因此，在角度α的絕對(duì)值大于閾值的情況下，切換部26J使偏移系數(shù)K為“I”，使干預(yù)控制中的目標(biāo)地形為第二偏移地形43Ivf。
[0189]在角度α的絕對(duì)值為閾值以下的情況下，液壓挖掘機(jī)100用鏟斗8的底面SB按壓施工對(duì)象，將施工對(duì)象的表面壓實(shí)至第一偏移地形43Ivf的位置。因此，在角度α的絕對(duì)值為閾值以下的情況下，切換部26J使偏移系數(shù)K為“O”，使干預(yù)控制中的目標(biāo)地形為第一偏移地形43Ivf0
[0190]以上，在實(shí)施方式中，基于鏟斗8相對(duì)于目標(biāo)施工地形的姿態(tài)，將干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀設(shè)為與目標(biāo)施工地形431相距預(yù)先設(shè)定的距離Off的偏移地形431或是目標(biāo)施工地形431。通過(guò)這樣的處理，液壓挖掘機(jī)100的操作員只要一次設(shè)定用于設(shè)定偏移地形43Iv的距離Off即可，不需要每次進(jìn)行坡面等施工時(shí)都設(shè)定距離Off，因此減少了在形成坡面等時(shí)操作員的煩瑣的操作。
[0191]在實(shí)施方式中，從作業(yè)機(jī)2開(kāi)始進(jìn)行干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀的施工時(shí)起至結(jié)束一連串的施工時(shí)為止，維持開(kāi)始進(jìn)行目標(biāo)形狀的施工時(shí)的上述目標(biāo)形狀。通過(guò)這樣的處理，本實(shí)施方式能夠抑制在坡面的施工時(shí)鏟斗8上下抖動(dòng)，使碾壓作業(yè)中的碾壓量穩(wěn)定，能夠抑制坡面的不平整。
[0192]在實(shí)施方式中，在斗桿7停止并且干預(yù)控制中沒(méi)有執(zhí)行使作業(yè)機(jī)2停止的停止控制的情況下，取消維持施工開(kāi)始時(shí)的目標(biāo)形狀。通過(guò)這樣的處理，從作業(yè)機(jī)2開(kāi)始進(jìn)行干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀的施工時(shí)起至結(jié)束一連串的施工之后，基于鏟斗8的新姿態(tài)來(lái)設(shè)定干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀，因此能夠?qū)崿F(xiàn)遵循操作員意圖的作業(yè)機(jī)的動(dòng)作。
[0193]在實(shí)施方式中，在偏移地形43Ivf位于目標(biāo)施工地形431的下方的情況下，也可以將干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀設(shè)為偏移地形43Ivf。通過(guò)這樣的處理，使控制變得簡(jiǎn)單。
[0194]在實(shí)施方式中，在偏移地形43Ivf位于目標(biāo)施工地形431的下方的情況下，也可以基于鏟斗8相對(duì)于目標(biāo)施工地形431的姿態(tài)，將干預(yù)控制中的目標(biāo)形狀設(shè)為自第一偏移地形43Ivf起位于目標(biāo)施工地形431—側(cè)的距第一偏移地形43Ivf預(yù)先設(shè)定的距離Off2的第二偏移地形431 vs。通過(guò)這樣的處理，能夠抑制在平整填到施工對(duì)象表面上的土、或去掉多余的填土?xí)r鏟斗8侵入第一偏移地形43Ivf。
[0195]在實(shí)施方式中作業(yè)部件是鏟斗8，但作業(yè)部件也可以是傾斜斗。在這種情況下，例如以與傾斜斗的寬度方向正交的平面剖開(kāi)傾斜斗時(shí)的截面的底面與目標(biāo)施工地形431所構(gòu)成的角度可以是實(shí)施方式中的角度α。
[0196]以上，對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但實(shí)施方式不局限于上述內(nèi)容。此外，在上述結(jié)構(gòu)要素中包含本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易想到的結(jié)構(gòu)要素、實(shí)質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)要素、所謂的等同范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)要素。進(jìn)而，能夠適當(dāng)?shù)亟M合上述結(jié)構(gòu)要素。進(jìn)而，在不脫離本實(shí)施方式的要旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行結(jié)構(gòu)要素的各種省略、置換和變更中的至少一種。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種作業(yè)機(jī)械的控制裝置，其控制用于對(duì)施工對(duì)象進(jìn)行施工的作業(yè)機(jī)械所具有的作業(yè)機(jī)，所述作業(yè)機(jī)械的控制裝置的特征在于，包括: 控制部，其以使所述作業(yè)機(jī)所具有的作業(yè)部件不侵入預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)形狀的方式控制所述作業(yè)機(jī)；以及 切換部，其基于所述作業(yè)部件相對(duì)于目標(biāo)施工地形的姿態(tài)，將所述目標(biāo)形狀設(shè)為與所述目標(biāo)施工地形相距預(yù)先設(shè)定的距離的偏移地形或是所述目標(biāo)施工地形，所述目標(biāo)施工地形是作為所述施工對(duì)象的精整目標(biāo)的形狀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的作業(yè)機(jī)械的控制裝置，其特征在于: 所述切換部從所述作業(yè)機(jī)開(kāi)始進(jìn)行所述目標(biāo)形狀的施工時(shí)起至結(jié)束一連串的施工時(shí)為止，使所述控制部維持開(kāi)始進(jìn)行所述目標(biāo)形狀的施工時(shí)的所述目標(biāo)形狀。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的作業(yè)機(jī)械的控制裝置，其特征在于: 所述作業(yè)機(jī)具有安裝于所述作業(yè)部件的斗桿， 在所述作業(yè)部件侵入所述目標(biāo)形狀的情況下，所述控制部執(zhí)行使所述作業(yè)機(jī)停止的控制， 在所述斗桿停止且沒(méi)有對(duì)所述作業(yè)機(jī)實(shí)施使其不侵入所述目標(biāo)形狀的控制的情況下，所述切換部取消對(duì)所述目標(biāo)形狀的維持。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的作業(yè)機(jī)械的控制裝置，其特征在于: 在所述偏移地形位于所述目標(biāo)施工地形的下方的情況下，所述切換部將所述目標(biāo)形狀設(shè)為所述偏移地形。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的作業(yè)機(jī)械的控制裝置，其特征在于: 在所述偏移地形位于所述目標(biāo)施工地形的下方的情況下，所述切換部基于所述作業(yè)部件相對(duì)于目標(biāo)施工地形的姿態(tài)，將所述目標(biāo)形狀設(shè)為自所述偏移地形起位于所述目標(biāo)施工地形一側(cè)的距所述偏移地形預(yù)先設(shè)定的距離的地形，所述目標(biāo)施工地形是作為所述施工對(duì)象的精整目標(biāo)的形狀。6.一種作業(yè)機(jī)械，其特征在于: 具有權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中任一項(xiàng)所述的作業(yè)機(jī)械的控制裝置。7.—種作業(yè)機(jī)械的控制方法，用于控制對(duì)施工對(duì)象進(jìn)行施工的作業(yè)機(jī)械所具有的作業(yè)機(jī)，所述作業(yè)機(jī)械的控制方法的特征在于，包括: 基于所述作業(yè)部件相對(duì)于目標(biāo)施工地形的姿態(tài)，將預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)形狀設(shè)為與所述目標(biāo)施工地形相距預(yù)先設(shè)定的距離的偏移地形或是所述目標(biāo)施工地形的步驟，其中，所述目標(biāo)施工地形是作為所述施工對(duì)象的精整目標(biāo)的形狀;以及 在所述作業(yè)機(jī)對(duì)所述施工對(duì)象進(jìn)行施工的期間，以不侵入所述目標(biāo)形狀的方式控制所述作業(yè)機(jī)的步驟。
【文檔編號(hào)】E02F3/43GK106068354SQ201680000585
【公開(kāi)日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年3月29日
【發(fā)明人】松山徹, 島野佑基, 市原將志, 上義樹(shù)
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社小松制作所