解体作業機
【課題】屈曲自在な作業腕の先端部に解体用アタッチメントが装着されたフロント作業機を具備してなる解体作業機において、機体安定性を確保しながら効率よく解体作業を行なえるようにする。
【解決手段】フロント作業機４の作業姿勢と、作業腕５を屈曲させた場合の破砕機６の移動範囲Ｓと、機体安定性を確保できる破砕機の許容作業範囲および警告領域と、解体対象物２０との位置関係が示された画像を作成する画像作成部２７を設けると共に、該画像作成部２７により作成された画像をモニタ表示装置２２に表示する構成にした。
【解決手段】フロント作業機４の作業姿勢と、作業腕５を屈曲させた場合の破砕機６の移動範囲Ｓと、機体安定性を確保できる破砕機の許容作業範囲および警告領域と、解体対象物２０との位置関係が示された画像を作成する画像作成部２７を設けると共に、該画像作成部２７により作成された画像をモニタ表示装置２２に表示する構成にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビル等の建物や構築物を解体するための解体作業機の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ビル等の建物や構築物を解体するための作業機として、屈曲自在な作業腕の先端部に破砕機等の解体用アタッチメントを装着したフロント作業機を具備する解体作業機が知られている。この様な解体作業機においては、高所での解体作業を容易に行なえるように、例えば、ブームと多関節アームとからなる長尺の作業腕が用いられるのが一般的であるが、この様な長尺の作業腕を用いた場合には、フロント作業機が機体バランスに及ぼす影響が大きいため、解体用アタッチメントの位置によっては機体安定性が損なわれてしまう惧れが生じる。
そこで従来、ブームおよびアームにそれぞれ角度検出器を、また車体にコントローラを設け、角度検出器からの検出信号に基づきコントローラにおいて作業機全体の重心位置と、下部走行体の接地面における安定支点の支持力を演算し、該支持力値を表示器に表示すると共に、支持力が安全作業確保上の限界値以下になった場合に警報を発するように構成した技術が提唱されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−２４７５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記特許文献１のものは、支持力が安全作業確保上の限界値以下になった場合に警報が発せられりするものの、安全に作業を行うことができる作業範囲や、該作業範囲と解体対象物との位置関係が判るわけでないから、作業中に警報が発せられる頻度が高く、そして、警報が発せられた時点で作業を中断してフロント作業機の姿勢を変えたり解体作業機を移動させたりしなければならず、作業効率に劣るという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、屈曲自在な作業腕の先端部に解体用アタッチメントが装着されたフロント作業機を具備してなる解体作業機において、該解体作業機に、フロント作業機の作業姿勢を検出する作業姿勢検出手段と、機体安定性を確保できる解体用アタッチメントの許容作業範囲を設定する許容作業範囲設定手段と、解体対象物の位置を検出する解体対象物検出手段とを設けると共に、前記作業姿勢検出手段により検出されるフロント作業機の作業姿勢と、許容作業範囲設定手段により設定される解体用アタッチメントの許容作業範囲と、解体対象物検出手段により検出される解体対象物との位置関係を示す画像を作成する画像作成手段、および該画像作成手段により作成された画像を表示する表示装置を設けたことを特徴とする解体作業機である。
請求項２の発明は、画像作成手段および表示装置は、フロント作業機の作業姿勢と許容作業範囲と解体対象物との位置関係を示す画像に、さらに、作業腕を屈曲させた場合の解体用アタッチメントの移動範囲が示された画像を作成して表示することを特徴とする請求項１に記載の解体作業機である。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１の発明とすることにより、オペレータは、表示装置に表示された画像によって、フロント作業機の作業姿勢と許容作業範囲と解体対象物との位置関係を一目で確認できることになり、而して、これらの位置関係を確認しながら解体作業機の位置決めやフロント作業機の姿勢変更を行うことができて、機体安定性を確実に確保できると共に解体作業を効率良く行うことができ、もって、作業効率の大幅な向上に貢献できる。
請求項２の発明とすることにより、オペレータは、作業腕を屈曲させた場合の解体用アタッチメントの移動範囲と許容作業範囲と解体対象物との位置関係も把握できることになり、而して、より一層の作業効率の向上に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は解体作業機であって、該解体作業機１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３のフロント部に装着されるフロント作業機４を具備して構成されると共に、該フロント作業機４は、屈曲自在な作業腕５の先端部に破砕機（本発明の解体用アタッチメントに相当する）６を装着して構成されている。前記作業腕５は、本実施の形態では、基端部が上部旋回体３に上下方向揺動自在に支持されるブーム７と、該ブーム７の先端部に上下方向揺動自在に支持される第一アーム８と、該第一アーム８の先端部に上下方向揺動自在に支持される第二アーム９とを用いて構成されており、そして、該作業腕５の最も先端側に位置する第二アーム９の先端部に、破砕機６の基端部が揺動自在に支持されている。尚、図中、１０、１１、１２、１３は、前記ブーム７、第一アーム８、第二アーム９、破砕機６をそれぞれ揺動せしめるべく伸縮作動するブーム用シリンダ、第一アーム用シリンダ、第二アーム用シリンダ、アタッチメント用シリンダである。
【０００７】
さらに、１４はブーム７の上部旋回体３に対する揺動角度（ブーム角度α）を検出するブーム角度センサ、１５は第一アーム８のブーム７に対する揺動角度（第一アーム角度β）を検出する第一アーム角度センサ、１６は第二アーム９の第一アーム８に対する揺動角度（第二アーム角度γ）を検出する第二アーム角度センサ、１７は下部走行体２に対する上部旋回体３の旋回角度（旋回角度φ）を検出する旋回角度センサであって、これら各角度センサ１４〜１７の検出信号は、後述する制御装置１８に入力されるようになっている。
【０００８】
また、１９は回転式のレーザー距離センサであって、回転するレーザー発信器から発信されたレーザー信号が解体対象物２０に当たり反射して戻ってくるまでの時間と、該レーザー信号を受信する受信器の回転角度とに基づいて解体対象物２０の外側面までの距離を計測するものであるが、該レーザー距離センサ１９の検出信号は、前記制御装置１８に入力されるようになっている。また、前記レーザー距離センサ１９は、本実施の形態ではブーム７の先端側部位に取付けられている。
【０００９】
一方、前記制御装置１８は、マイクロコンピュータ等を用いて構成されるものであって、図２のブロック図に示すごとく、入力側に、前記ブーム角度センサ１４、第一アーム角度センサ１５、第二アーム角度センサ１６、旋回角度センサ１７、レーザー距離センサ１９が接続され、また、出力側に、ブザー等の警報器２１、モニタ表示装置２２が接続されている。
【００１０】
ここで、前記モニタ表示装置２２は、液晶ディスプレイ等から構成されるものであって、本発明の表示装置に相当するが、オペレータが視認しやすいように運転室１ａ内の適宜位置に配設されている。
【００１１】
次いで、前記制御装置１８に設けられるメモリや各種演算部等について、前記図２に基づいて説明する。まず、２３はメモリであって、該メモリ２３には、フロント作業機データ部２４と許容作業範囲データ部２５とが設けられており、そして、フロント作業機データ部２４には、フロント作業機４を構成する各部材のデータ（例えば、ブーム７、第一アーム８、第二アーム９、破砕機６の寸法等）、および前記レーザー距離センサ１９の取付部位のデータが保存されている。
【００１２】
また、前記許容作業範囲データ部２５には、解体作業機１の機体安定性を確保できる状態で破砕機６の作業を行うことができる許容作業範囲が、データとして保存されている。この場合、下部走行体２に対するフロント作業機４の向き、つまり上部旋回体３の旋回角度φによって機体安定性が異なるため、許容作業範囲データ部２５には、上部旋回体３の旋回角度φに応じた許容作業範囲のデータが保存されている。また、本実施の形態では、許容作業範囲の外側境界線Ｌに近い部分に、外側境界線Ｌに近いことをオペレータに警告するための警告領域が設定されていて、該警告領域のデータも、前記許容作業範囲データ部２５に保存されている。尚、前記フロント作業機データ部２４および許容作業範囲データ部２５のデータは、フロント作業機４を構成する各部材の寸法や重量、種類等に応じて適宜書換可能に構成されている。
【００１３】
さらに、２６は作業姿勢演算部であって、該作業姿勢演算部２６は、前記ブーム角度センサ１４、第一アーム角度センサ１５、第二アーム角度センサ１６、旋回角度センサ１７により検出されるブーム角度α、第一アーム角度β、第二アーム角度γ、旋回角度φと、前記フロント作業機データ部２４に保存されているフロント作業機４の各部材のデータとを入力し、これら入力信号に基づいて、ブーム７、第一アーム８、第二アーム９の各先端部位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を演算する。そして、該作業姿勢演算部２６により演算されたブーム７、第一アーム８、第二アーム９の各先端部位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を、フロント作業機４の現在の作業姿勢を示すデータとして、後述する画像作成部２７に出力する。さらに、破砕機６の基端部が支持される第二アーム９の先端部位置Ｐ３を、破砕機６の基端部の位置を示すデータとして、後述する作業範囲判断部２８に出力する。尚、本実施の形態において、前記先端部位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、ブーム７の基端部の揺動支点を原点Ｏとして上部旋回体３の前後方向をＸ軸、上下方向をＹ軸とする座標と、旋回角度φとによって表わされるようになっている。また、本実施の形態において、本発明の作業姿勢検出手段は、前記ブーム角度センサ１４、第一アーム角度センサ１５、第二アーム角度センサ１６、旋回角度センサ１７、およびフロント作業機データ部２４、作業姿勢演算部２６によって構成される。
【００１４】
さらに、前記作業姿勢演算部２６は、作業腕５を屈曲させた場合、つまり、ブーム７、第一アーム８、第二アーム９を揺動させた場合の第二ブーム９の先端部の移動範囲Ｓを演算する。そして、該移動範囲Ｓを、作業腕５を屈曲させた場合の破砕機６の基端部の移動範囲Ｓとして、前記画像作成部２７に出力する。尚、本実施の形態において、ブーム７の揺動は、第一アーム用シリンダ１１を最も縮小した状態でのみ許容されるように設定されており、この設定に従って前記移動範囲Ｓも演算されるようになっている。また、前記移動範囲Ｓは、前記ブーム７、第一アーム８、第二アーム９の各先端部位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と同じ座標、つまり、ブーム７の基端部の揺動支点を原点Ｏとして上部旋回体３の前後方向をＸ軸、上下方向をＹ軸とする座標で表されるようになっている。
【００１５】
さらに、２９は許容作業範囲設定部であって、該許容作業範囲設定部２９は、前記旋回角度センサ１７により検出される旋回角度φと、許容作業範囲データ部２５に保存されている許容作業範囲のデータとを入力し、これら入力信号に基づいて、機体安定性を確保できる状態で破砕機６の作業を行うことができる許容作業範囲と、該許容作業範囲の外側境界線Ｌに近いことをオペレータに警告するための警告領域とを設定する。この場合、前述したように、機体安定性は上部旋回体３の旋回角度φによって異なるため、該旋回角度φに応じた許容作業範囲および警告領域が設定されると共に、該許容作業範囲および警告領域は、前記ブーム７、第一アーム８、第二アーム９の先端部位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と同じ座標、つまり、ブーム７の基端部の揺動支点を原点Ｏとして上部旋回体３の前後方向をＸ軸、上下方向をＹ軸とする座標で表されるようになっている。そして、許容作業範囲設定部２９により設定された許容作業範囲および警告領域は、前記画像作成部２７と作業範囲判断部２８とに出力される。尚、本実施の形態において、本発明の許容作業範囲設定手段は、前記旋回角度センサ１７、許容作業範囲データ部２５、許容作業範囲設定部２９により構成される。
【００１６】
さらに、３０は解体対象物位置演算部であって、該解体対象物位置演算部３０は、前記フロント作業機データ部２４に保存されているレーザー距離センサ１９の取付部位のデータと、前記ブーム角度センサ１４により検出されるブーム角度αと、レーザー距離センサ１９により検出される解体対象物２０の外側面までの距離とを入力し、これら入力信号に基づいて、解体作業機１に対する解体対象物２０の外側面の位置を演算する。該解体対象物２０の外側面の位置は、前記ブーム７、第一アーム８、第二アーム９の先端部位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と同じ座標、つまり、ブーム７の基端部の揺動支点を原点Ｏとして上部旋回体３の前後方向をＸ軸、上下方向をＹ軸とする座標で表されるようになっている。そして、該解体対象物位置演算部３０により演算された解体対象物２０の外側面の位置は、前記画像作成部２７に出力される。尚、本実施の形態において、本発明の解体対象物検出手段は、前記ブーム角度センサ１４、レーザー距離センサ１９、フロント作業機データ部２４、解体対象物位置演算部３０により構成される。
【００１７】
一方、前記画像作成部（本発明の画像作成手段に相当する）２７は、前記作業姿勢演算部２６により演算されたブーム７、第一アーム８、第二アーム９の各先端部位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と、作業姿勢演算部２６により演算された破砕機６の基端部の移動範囲Ｓと、許容作業範囲設定部２９により設定された許容作業範囲および警告領域と、解体対象物位置演算部３０により演算された解体対象物２０の外側面の位置とを入力する。そして、前記ブーム７、第一アーム８、第二アーム９の各先端部位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に基づいて、フロント作業機４の現在の作業姿勢の画像を作成すると共に、該フロント作業機４の現在の作業姿勢と、破砕機６の移動範囲Ｓと、許容作業範囲および警告領域と、解体対象物２０との位置関係が表示された画像を作成する。そして、該作成した画像をモニタ表示装置２２に表示するべく、モニタ表示装置２２に対して制御指令を出力する。これにより、モニタ表示装置２２には、フロント作業機４の現在の作業姿勢と、作業腕５を屈曲させた場合の破砕機６の移動範囲Ｓと、機体安定性を確保できる許容作業範囲および該許容作業範囲の外側境界線Ｌに近いことをオペレータに警告するための警告領域と、解体対象物２０との位置関係が表示された画像がリヤルタイムで表示されるようになっている。尚、モニタ表示装置２２に表示される画像の一例を図３に示すが、該図３における座標や符号は、実際の画像には表示されないようになっている。また、本実施の形態では、前記画像に加えて、第二アーム９の先端部の高さ、旋回半径、旋回角度等の数値もモニタ表示装置２２に表示されるようになっている。
【００１８】
また、前記作業範囲判断部２８は、作業姿勢演算部２６から入力される破砕機６の基端部の位置（第二アーム９の先端部位置Ｐ３）と、許容作業範囲設定部２９から入力される許容作業範囲（機体安定性を確保できる状態で作業を行うことができる破砕機６の作業範囲）とに基づいて、破砕機６の基端部の許容作業範囲に対する位置を演算し、そして、破砕機６が許容作業範囲内であるか、或いは警告領域内に侵入しているか否かを判断する。そして、前記作業範囲判断部２８により破砕機６が警告領域内に侵入したと判断された場合、或いは、破砕機６が許容作業範囲の外側境界線Ｌに達したと判断された場合には、警報器２１に対して警報を発するように制御指令を出力する。この場合、警告領域内に侵入した場合と許容作業範囲の外側境界線Ｌに達した場合とでは、オペレータが確実に識別できるように、異なる警報（例えば、ブザーの音量、間隔等）が発せられるように設定されている。
【００１９】
叙述の如く構成された本形態において、解体作業機１には、フロント作業機４の姿勢を検出する作業姿勢検出手段（ブーム角度センサ１４、第一アーム角度センサ１５、第二アーム角度センサ１６、旋回角度センサ１７、フロント作業機データ部２４、作業姿勢演算部２６）と、機体安定性を確保できる状態で破砕機６の作業を行うことができる許容作業範囲を設定する許容作業範囲設定手段（旋回角度センサ１７、許容作業範囲データ部２５、許容作業範囲設定部２９）と、解体対象物２０の位置を検出する解体対象物検出手段（ブーム角度センサ１４、レーザー距離センサ１９、フロント作業機データ部２４、解体対象物位置演算部３０）とが設けられていると共に、前記作業姿勢検出手段により検出されるフロント作業機４の作業姿勢と、許容作業範囲設定手段により設定される破砕機６の許容作業範囲と、解体対象物検出手段により検出される解体対象物２０との位置関係を示す画像を作成する画像作成部２７が設けられており、さらに、該画像作成部２７により作成された画像はモニタ表示装置２２に表示されることになる。
【００２０】
この結果、オペレータは、モニタ表示装置２２に表示された画像によって、フロント作業機４の作業姿勢と許容作業範囲と解体対象物との位置関係を一目で確認できることになり、而して、これらの位置関係を確認しながら解体作業機１の位置決めやフロント作業機４の姿勢変更を行うことができて、機体安定性を確実に確保できると共に破砕機６の作業を効率良く行うことができ、もって、作業効率の大幅な向上に貢献できる。
【００２１】
しかも、前記モニタ装置２２に表示される画像には、フロント作業機４の作業姿勢と許容作業範囲と解体対象物との位置関係だけでなく、作業腕５を屈曲させた場合、つまり、ブーム７、第一アーム８、第２アーム９を揺動させた場合の破砕機６の移動範囲Ｓも示される構成になっているから、オペレータは、ブーム７、第一アーム８、第２アーム９を実際に揺動させる前に、揺動させた場合の破砕機６の移動範囲Ｓと許容作業範囲と解体対象物との位置関係も把握できることになり、而して、より一層の作業効率の向上に貢献できる。
【００２２】
尚、本発明は、前記実施の形態に限定されないことは勿論であって、前記実施の形態において、作業腕はブームと第一、第二アームとから構成されているが、これに限定されることなく、例えば、ブームと一本のアームとから構成されるもの、或いは伸縮自在なブームやアームが用いられているもの等であっても良い。また、解体用アタッチメントとしては、例えば油圧ブレーカ等の他のアタッチメントが装着されるものであっても、勿論良い。さらに、フロント作業機の作業姿勢を検出する作業姿勢検出手段は、フロント作業機を構成する各種部材に応じた検出手段を、適宜採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は解体作業機の側面図、平面図である。
【図２】制御装置の入出力、および制御を示すブロック図である。
【図３】モニタ表示装置に表示される画像の一例を示す図である。
【００２４】
１ 解体作業機
４ フロント作業機
５ 作業腕
６ 破砕機
１４ ブーム角度センサ
１５ 第一アーム角度センサ
１６ 第二アーム角度センサ
１７ 旋回角度センサ
１９ レーザー距離センサ
２２ モニタ表示装置
２４ フロント作業機データ部
２５ 許容作業範囲データ部
２６ 作業姿勢演算部
２７ 画像作成部
２９ 許容作業範囲設定部
３０ 解体対象物位置演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビル等の建物や構築物を解体するための解体作業機の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ビル等の建物や構築物を解体するための作業機として、屈曲自在な作業腕の先端部に破砕機等の解体用アタッチメントを装着したフロント作業機を具備する解体作業機が知られている。この様な解体作業機においては、高所での解体作業を容易に行なえるように、例えば、ブームと多関節アームとからなる長尺の作業腕が用いられるのが一般的であるが、この様な長尺の作業腕を用いた場合には、フロント作業機が機体バランスに及ぼす影響が大きいため、解体用アタッチメントの位置によっては機体安定性が損なわれてしまう惧れが生じる。
そこで従来、ブームおよびアームにそれぞれ角度検出器を、また車体にコントローラを設け、角度検出器からの検出信号に基づきコントローラにおいて作業機全体の重心位置と、下部走行体の接地面における安定支点の支持力を演算し、該支持力値を表示器に表示すると共に、支持力が安全作業確保上の限界値以下になった場合に警報を発するように構成した技術が提唱されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−２４７５７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記特許文献１のものは、支持力が安全作業確保上の限界値以下になった場合に警報が発せられりするものの、安全に作業を行うことができる作業範囲や、該作業範囲と解体対象物との位置関係が判るわけでないから、作業中に警報が発せられる頻度が高く、そして、警報が発せられた時点で作業を中断してフロント作業機の姿勢を変えたり解体作業機を移動させたりしなければならず、作業効率に劣るという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、屈曲自在な作業腕の先端部に解体用アタッチメントが装着されたフロント作業機を具備してなる解体作業機において、該解体作業機に、フロント作業機の作業姿勢を検出する作業姿勢検出手段と、機体安定性を確保できる解体用アタッチメントの許容作業範囲を設定する許容作業範囲設定手段と、解体対象物の位置を検出する解体対象物検出手段とを設けると共に、前記作業姿勢検出手段により検出されるフロント作業機の作業姿勢と、許容作業範囲設定手段により設定される解体用アタッチメントの許容作業範囲と、解体対象物検出手段により検出される解体対象物との位置関係を示す画像を作成する画像作成手段、および該画像作成手段により作成された画像を表示する表示装置を設けたことを特徴とする解体作業機である。
請求項２の発明は、画像作成手段および表示装置は、フロント作業機の作業姿勢と許容作業範囲と解体対象物との位置関係を示す画像に、さらに、作業腕を屈曲させた場合の解体用アタッチメントの移動範囲が示された画像を作成して表示することを特徴とする請求項１に記載の解体作業機である。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１の発明とすることにより、オペレータは、表示装置に表示された画像によって、フロント作業機の作業姿勢と許容作業範囲と解体対象物との位置関係を一目で確認できることになり、而して、これらの位置関係を確認しながら解体作業機の位置決めやフロント作業機の姿勢変更を行うことができて、機体安定性を確実に確保できると共に解体作業を効率良く行うことができ、もって、作業効率の大幅な向上に貢献できる。
請求項２の発明とすることにより、オペレータは、作業腕を屈曲させた場合の解体用アタッチメントの移動範囲と許容作業範囲と解体対象物との位置関係も把握できることになり、而して、より一層の作業効率の向上に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は解体作業機であって、該解体作業機１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３のフロント部に装着されるフロント作業機４を具備して構成されると共に、該フロント作業機４は、屈曲自在な作業腕５の先端部に破砕機（本発明の解体用アタッチメントに相当する）６を装着して構成されている。前記作業腕５は、本実施の形態では、基端部が上部旋回体３に上下方向揺動自在に支持されるブーム７と、該ブーム７の先端部に上下方向揺動自在に支持される第一アーム８と、該第一アーム８の先端部に上下方向揺動自在に支持される第二アーム９とを用いて構成されており、そして、該作業腕５の最も先端側に位置する第二アーム９の先端部に、破砕機６の基端部が揺動自在に支持されている。尚、図中、１０、１１、１２、１３は、前記ブーム７、第一アーム８、第二アーム９、破砕機６をそれぞれ揺動せしめるべく伸縮作動するブーム用シリンダ、第一アーム用シリンダ、第二アーム用シリンダ、アタッチメント用シリンダである。
【０００７】
さらに、１４はブーム７の上部旋回体３に対する揺動角度（ブーム角度α）を検出するブーム角度センサ、１５は第一アーム８のブーム７に対する揺動角度（第一アーム角度β）を検出する第一アーム角度センサ、１６は第二アーム９の第一アーム８に対する揺動角度（第二アーム角度γ）を検出する第二アーム角度センサ、１７は下部走行体２に対する上部旋回体３の旋回角度（旋回角度φ）を検出する旋回角度センサであって、これら各角度センサ１４〜１７の検出信号は、後述する制御装置１８に入力されるようになっている。
【０００８】
また、１９は回転式のレーザー距離センサであって、回転するレーザー発信器から発信されたレーザー信号が解体対象物２０に当たり反射して戻ってくるまでの時間と、該レーザー信号を受信する受信器の回転角度とに基づいて解体対象物２０の外側面までの距離を計測するものであるが、該レーザー距離センサ１９の検出信号は、前記制御装置１８に入力されるようになっている。また、前記レーザー距離センサ１９は、本実施の形態ではブーム７の先端側部位に取付けられている。
【０００９】
一方、前記制御装置１８は、マイクロコンピュータ等を用いて構成されるものであって、図２のブロック図に示すごとく、入力側に、前記ブーム角度センサ１４、第一アーム角度センサ１５、第二アーム角度センサ１６、旋回角度センサ１７、レーザー距離センサ１９が接続され、また、出力側に、ブザー等の警報器２１、モニタ表示装置２２が接続されている。
【００１０】
ここで、前記モニタ表示装置２２は、液晶ディスプレイ等から構成されるものであって、本発明の表示装置に相当するが、オペレータが視認しやすいように運転室１ａ内の適宜位置に配設されている。
【００１１】
次いで、前記制御装置１８に設けられるメモリや各種演算部等について、前記図２に基づいて説明する。まず、２３はメモリであって、該メモリ２３には、フロント作業機データ部２４と許容作業範囲データ部２５とが設けられており、そして、フロント作業機データ部２４には、フロント作業機４を構成する各部材のデータ（例えば、ブーム７、第一アーム８、第二アーム９、破砕機６の寸法等）、および前記レーザー距離センサ１９の取付部位のデータが保存されている。
【００１２】
また、前記許容作業範囲データ部２５には、解体作業機１の機体安定性を確保できる状態で破砕機６の作業を行うことができる許容作業範囲が、データとして保存されている。この場合、下部走行体２に対するフロント作業機４の向き、つまり上部旋回体３の旋回角度φによって機体安定性が異なるため、許容作業範囲データ部２５には、上部旋回体３の旋回角度φに応じた許容作業範囲のデータが保存されている。また、本実施の形態では、許容作業範囲の外側境界線Ｌに近い部分に、外側境界線Ｌに近いことをオペレータに警告するための警告領域が設定されていて、該警告領域のデータも、前記許容作業範囲データ部２５に保存されている。尚、前記フロント作業機データ部２４および許容作業範囲データ部２５のデータは、フロント作業機４を構成する各部材の寸法や重量、種類等に応じて適宜書換可能に構成されている。
【００１３】
さらに、２６は作業姿勢演算部であって、該作業姿勢演算部２６は、前記ブーム角度センサ１４、第一アーム角度センサ１５、第二アーム角度センサ１６、旋回角度センサ１７により検出されるブーム角度α、第一アーム角度β、第二アーム角度γ、旋回角度φと、前記フロント作業機データ部２４に保存されているフロント作業機４の各部材のデータとを入力し、これら入力信号に基づいて、ブーム７、第一アーム８、第二アーム９の各先端部位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を演算する。そして、該作業姿勢演算部２６により演算されたブーム７、第一アーム８、第二アーム９の各先端部位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を、フロント作業機４の現在の作業姿勢を示すデータとして、後述する画像作成部２７に出力する。さらに、破砕機６の基端部が支持される第二アーム９の先端部位置Ｐ３を、破砕機６の基端部の位置を示すデータとして、後述する作業範囲判断部２８に出力する。尚、本実施の形態において、前記先端部位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、ブーム７の基端部の揺動支点を原点Ｏとして上部旋回体３の前後方向をＸ軸、上下方向をＹ軸とする座標と、旋回角度φとによって表わされるようになっている。また、本実施の形態において、本発明の作業姿勢検出手段は、前記ブーム角度センサ１４、第一アーム角度センサ１５、第二アーム角度センサ１６、旋回角度センサ１７、およびフロント作業機データ部２４、作業姿勢演算部２６によって構成される。
【００１４】
さらに、前記作業姿勢演算部２６は、作業腕５を屈曲させた場合、つまり、ブーム７、第一アーム８、第二アーム９を揺動させた場合の第二ブーム９の先端部の移動範囲Ｓを演算する。そして、該移動範囲Ｓを、作業腕５を屈曲させた場合の破砕機６の基端部の移動範囲Ｓとして、前記画像作成部２７に出力する。尚、本実施の形態において、ブーム７の揺動は、第一アーム用シリンダ１１を最も縮小した状態でのみ許容されるように設定されており、この設定に従って前記移動範囲Ｓも演算されるようになっている。また、前記移動範囲Ｓは、前記ブーム７、第一アーム８、第二アーム９の各先端部位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と同じ座標、つまり、ブーム７の基端部の揺動支点を原点Ｏとして上部旋回体３の前後方向をＸ軸、上下方向をＹ軸とする座標で表されるようになっている。
【００１５】
さらに、２９は許容作業範囲設定部であって、該許容作業範囲設定部２９は、前記旋回角度センサ１７により検出される旋回角度φと、許容作業範囲データ部２５に保存されている許容作業範囲のデータとを入力し、これら入力信号に基づいて、機体安定性を確保できる状態で破砕機６の作業を行うことができる許容作業範囲と、該許容作業範囲の外側境界線Ｌに近いことをオペレータに警告するための警告領域とを設定する。この場合、前述したように、機体安定性は上部旋回体３の旋回角度φによって異なるため、該旋回角度φに応じた許容作業範囲および警告領域が設定されると共に、該許容作業範囲および警告領域は、前記ブーム７、第一アーム８、第二アーム９の先端部位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と同じ座標、つまり、ブーム７の基端部の揺動支点を原点Ｏとして上部旋回体３の前後方向をＸ軸、上下方向をＹ軸とする座標で表されるようになっている。そして、許容作業範囲設定部２９により設定された許容作業範囲および警告領域は、前記画像作成部２７と作業範囲判断部２８とに出力される。尚、本実施の形態において、本発明の許容作業範囲設定手段は、前記旋回角度センサ１７、許容作業範囲データ部２５、許容作業範囲設定部２９により構成される。
【００１６】
さらに、３０は解体対象物位置演算部であって、該解体対象物位置演算部３０は、前記フロント作業機データ部２４に保存されているレーザー距離センサ１９の取付部位のデータと、前記ブーム角度センサ１４により検出されるブーム角度αと、レーザー距離センサ１９により検出される解体対象物２０の外側面までの距離とを入力し、これら入力信号に基づいて、解体作業機１に対する解体対象物２０の外側面の位置を演算する。該解体対象物２０の外側面の位置は、前記ブーム７、第一アーム８、第二アーム９の先端部位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と同じ座標、つまり、ブーム７の基端部の揺動支点を原点Ｏとして上部旋回体３の前後方向をＸ軸、上下方向をＹ軸とする座標で表されるようになっている。そして、該解体対象物位置演算部３０により演算された解体対象物２０の外側面の位置は、前記画像作成部２７に出力される。尚、本実施の形態において、本発明の解体対象物検出手段は、前記ブーム角度センサ１４、レーザー距離センサ１９、フロント作業機データ部２４、解体対象物位置演算部３０により構成される。
【００１７】
一方、前記画像作成部（本発明の画像作成手段に相当する）２７は、前記作業姿勢演算部２６により演算されたブーム７、第一アーム８、第二アーム９の各先端部位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と、作業姿勢演算部２６により演算された破砕機６の基端部の移動範囲Ｓと、許容作業範囲設定部２９により設定された許容作業範囲および警告領域と、解体対象物位置演算部３０により演算された解体対象物２０の外側面の位置とを入力する。そして、前記ブーム７、第一アーム８、第二アーム９の各先端部位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に基づいて、フロント作業機４の現在の作業姿勢の画像を作成すると共に、該フロント作業機４の現在の作業姿勢と、破砕機６の移動範囲Ｓと、許容作業範囲および警告領域と、解体対象物２０との位置関係が表示された画像を作成する。そして、該作成した画像をモニタ表示装置２２に表示するべく、モニタ表示装置２２に対して制御指令を出力する。これにより、モニタ表示装置２２には、フロント作業機４の現在の作業姿勢と、作業腕５を屈曲させた場合の破砕機６の移動範囲Ｓと、機体安定性を確保できる許容作業範囲および該許容作業範囲の外側境界線Ｌに近いことをオペレータに警告するための警告領域と、解体対象物２０との位置関係が表示された画像がリヤルタイムで表示されるようになっている。尚、モニタ表示装置２２に表示される画像の一例を図３に示すが、該図３における座標や符号は、実際の画像には表示されないようになっている。また、本実施の形態では、前記画像に加えて、第二アーム９の先端部の高さ、旋回半径、旋回角度等の数値もモニタ表示装置２２に表示されるようになっている。
【００１８】
また、前記作業範囲判断部２８は、作業姿勢演算部２６から入力される破砕機６の基端部の位置（第二アーム９の先端部位置Ｐ３）と、許容作業範囲設定部２９から入力される許容作業範囲（機体安定性を確保できる状態で作業を行うことができる破砕機６の作業範囲）とに基づいて、破砕機６の基端部の許容作業範囲に対する位置を演算し、そして、破砕機６が許容作業範囲内であるか、或いは警告領域内に侵入しているか否かを判断する。そして、前記作業範囲判断部２８により破砕機６が警告領域内に侵入したと判断された場合、或いは、破砕機６が許容作業範囲の外側境界線Ｌに達したと判断された場合には、警報器２１に対して警報を発するように制御指令を出力する。この場合、警告領域内に侵入した場合と許容作業範囲の外側境界線Ｌに達した場合とでは、オペレータが確実に識別できるように、異なる警報（例えば、ブザーの音量、間隔等）が発せられるように設定されている。
【００１９】
叙述の如く構成された本形態において、解体作業機１には、フロント作業機４の姿勢を検出する作業姿勢検出手段（ブーム角度センサ１４、第一アーム角度センサ１５、第二アーム角度センサ１６、旋回角度センサ１７、フロント作業機データ部２４、作業姿勢演算部２６）と、機体安定性を確保できる状態で破砕機６の作業を行うことができる許容作業範囲を設定する許容作業範囲設定手段（旋回角度センサ１７、許容作業範囲データ部２５、許容作業範囲設定部２９）と、解体対象物２０の位置を検出する解体対象物検出手段（ブーム角度センサ１４、レーザー距離センサ１９、フロント作業機データ部２４、解体対象物位置演算部３０）とが設けられていると共に、前記作業姿勢検出手段により検出されるフロント作業機４の作業姿勢と、許容作業範囲設定手段により設定される破砕機６の許容作業範囲と、解体対象物検出手段により検出される解体対象物２０との位置関係を示す画像を作成する画像作成部２７が設けられており、さらに、該画像作成部２７により作成された画像はモニタ表示装置２２に表示されることになる。
【００２０】
この結果、オペレータは、モニタ表示装置２２に表示された画像によって、フロント作業機４の作業姿勢と許容作業範囲と解体対象物との位置関係を一目で確認できることになり、而して、これらの位置関係を確認しながら解体作業機１の位置決めやフロント作業機４の姿勢変更を行うことができて、機体安定性を確実に確保できると共に破砕機６の作業を効率良く行うことができ、もって、作業効率の大幅な向上に貢献できる。
【００２１】
しかも、前記モニタ装置２２に表示される画像には、フロント作業機４の作業姿勢と許容作業範囲と解体対象物との位置関係だけでなく、作業腕５を屈曲させた場合、つまり、ブーム７、第一アーム８、第２アーム９を揺動させた場合の破砕機６の移動範囲Ｓも示される構成になっているから、オペレータは、ブーム７、第一アーム８、第２アーム９を実際に揺動させる前に、揺動させた場合の破砕機６の移動範囲Ｓと許容作業範囲と解体対象物との位置関係も把握できることになり、而して、より一層の作業効率の向上に貢献できる。
【００２２】
尚、本発明は、前記実施の形態に限定されないことは勿論であって、前記実施の形態において、作業腕はブームと第一、第二アームとから構成されているが、これに限定されることなく、例えば、ブームと一本のアームとから構成されるもの、或いは伸縮自在なブームやアームが用いられているもの等であっても良い。また、解体用アタッチメントとしては、例えば油圧ブレーカ等の他のアタッチメントが装着されるものであっても、勿論良い。さらに、フロント作業機の作業姿勢を検出する作業姿勢検出手段は、フロント作業機を構成する各種部材に応じた検出手段を、適宜採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は解体作業機の側面図、平面図である。
【図２】制御装置の入出力、および制御を示すブロック図である。
【図３】モニタ表示装置に表示される画像の一例を示す図である。
【００２４】
１ 解体作業機
４ フロント作業機
５ 作業腕
６ 破砕機
１４ ブーム角度センサ
１５ 第一アーム角度センサ
１６ 第二アーム角度センサ
１７ 旋回角度センサ
１９ レーザー距離センサ
２２ モニタ表示装置
２４ フロント作業機データ部
２５ 許容作業範囲データ部
２６ 作業姿勢演算部
２７ 画像作成部
２９ 許容作業範囲設定部
３０ 解体対象物位置演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈曲自在な作業腕の先端部に解体用アタッチメントが装着されたフロント作業機を具備してなる解体作業機において、該解体作業機に、フロント作業機の作業姿勢を検出する作業姿勢検出手段と、機体安定性を確保できる解体用アタッチメントの許容作業範囲を設定する許容作業範囲設定手段と、解体対象物の位置を検出する解体対象物検出手段とを設けると共に、前記作業姿勢検出手段により検出されるフロント作業機の作業姿勢と、許容作業範囲設定手段により設定される解体用アタッチメントの許容作業範囲と、解体対象物検出手段により検出される解体対象物との位置関係を示す画像を作成する画像作成手段、および該画像作成手段により作成された画像を表示する表示装置を設けたことを特徴とする解体作業機。
【請求項２】
画像作成手段および表示装置は、フロント作業機の作業姿勢と許容作業範囲と解体対象物との位置関係を示す画像に、さらに、作業腕を屈曲させた場合の解体用アタッチメントの移動範囲が示された画像を作成して表示することを特徴とする請求項１に記載の解体作業機。
【請求項１】
屈曲自在な作業腕の先端部に解体用アタッチメントが装着されたフロント作業機を具備してなる解体作業機において、該解体作業機に、フロント作業機の作業姿勢を検出する作業姿勢検出手段と、機体安定性を確保できる解体用アタッチメントの許容作業範囲を設定する許容作業範囲設定手段と、解体対象物の位置を検出する解体対象物検出手段とを設けると共に、前記作業姿勢検出手段により検出されるフロント作業機の作業姿勢と、許容作業範囲設定手段により設定される解体用アタッチメントの許容作業範囲と、解体対象物検出手段により検出される解体対象物との位置関係を示す画像を作成する画像作成手段、および該画像作成手段により作成された画像を表示する表示装置を設けたことを特徴とする解体作業機。
【請求項２】
画像作成手段および表示装置は、フロント作業機の作業姿勢と許容作業範囲と解体対象物との位置関係を示す画像に、さらに、作業腕を屈曲させた場合の解体用アタッチメントの移動範囲が示された画像を作成して表示することを特徴とする請求項１に記載の解体作業機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１３８６５７（Ｐ２０１０−１３８６５７Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１７９９９（Ｐ２００８−３１７９９９）
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【出願人】（０００１９０２９７）キャタピラージャパン株式会社 (1,189)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【出願人】（０００１９０２９７）キャタピラージャパン株式会社 (1,189)
【Ｆターム（参考）】
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