JP7629520B2 - Construction machinery and excavation adjustment method - Google Patents
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Description
本発明は、建設機械ならびに掘削物調整方法に関する。 The present invention relates to a construction machine and a method for adjusting an excavation.
従来より、ベルトコンベア上に搬送される搬送物に近赤外線吸収式水分計により近赤外線を照射して、搬送物の含水率を算出することが特許文献1に開示されている。Conventionally, a near-infrared absorption moisture meter has been used to irradiate near-infrared rays onto goods being transported on a belt conveyor, and the moisture content of the goods is calculated, as disclosed in
しかしながら、特許文献1は、ベルトコンベア上での搬送物の含水率の算出に留まっており、建設重機で掘削した掘削物の含水率や含水比については何ら開示していなかった。また、特許文献1は、建設現場における無人飛行体の利用については何ら開示していなかった。However,
そこで、本発明は、使い勝手のよい建設機械もしくは掘削物測定方法もしくは無人飛行体を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide an easy-to-use construction machinery, excavation measurement method, or unmanned aerial vehicle.
本第1発明に係る建設機械は、掘削物の掘削前から放出後までに、前記掘削物の性状を検出する検出装置と、前記掘削物の性状を変更する変更装置と、前記掘削物を放出可能に収容する収容部と、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記収容部に前記掘削物が収容されている状態で前記変更装置による前記掘削物の性状の変更を行うとともに、前記収容部から前記掘削物が放出された状態で前記変更装置による前記掘削物の性状の変更を行う制御装置と、を備えている。
本第2発明に係る掘削物調整方法は、掘削物の性状を検出するステップと、前記掘削物の性状の検出結果に基づいて、掘削物が収容部に収容されている状態で前記掘削物の性状の変更を行うとともに、前記収容部から前記掘削物が放出された状態で前記掘削物の性状の変更を行うステップと、を含んでいる。
The construction machine of the first invention comprises a detection device that detects the properties of the excavated material from before it is excavated to after it is released, a change device that changes the properties of the excavated material, a storage section that stores the excavated material so that it can be released, and a control device that changes the properties of the excavated material using the change device when the excavated material is stored in the storage section based on the detection results of the detection device , and changes the properties of the excavated material using the change device when the excavated material is released from the storage section.
The excavated material adjustment method of the second invention includes a step of detecting the properties of the excavated material, and a step of changing the properties of the excavated material while the excavated material is contained in a storage section based on the detection results of the properties of the excavated material , and a step of changing the properties of the excavated material while the excavated material is released from the storage section .
本第1発明によれば、収容部に掘削物が収容されている状態で変更装置による掘削物の性状の変更を行うとともに、収容部から掘削物が放出された状態で変更装置による掘削物の性状の変更を行うので、使い勝手のよい建設機械を実現することができる。
本第2発明によれば、掘削物が収容部に収容されている状態で掘削物の性状の変更を行うとともに、収容部から掘削物が放出された状態で掘削物の性状の変更を行うので、使い勝手のよい掘削物調整方法を実現することができる。
According to the first invention, the properties of the excavated material are changed by the change device while the excavated material is stored in the storage section, and the properties of the excavated material are changed by the change device while the excavated material is released from the storage section, thereby realizing a construction machine that is easy to use.
According to the second invention, the properties of the excavated material are changed while the material is stored in the storage section, and the properties of the excavated material are changed while the material is released from the storage section, thereby realizing a user-friendly method for adjusting the excavated material .
以下に、本発明の第1実施形態の建設機械を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態により、本発明が限定されるものではない。本実施形態では建設機械として油圧ショベル1を例に説明を続ける。A construction machine according to a first embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiment described below. In this embodiment, the description will continue using a
(第1実施形態)
図1および図2は本実施形態を表す油圧ショベル1を示す概要図であり、図1は掘削状況を示しており、図2は積込状況を示している。また、図3は本第1実施形態の主要部のブロック図である。なお、以下の説明では、便宜上、鉛直方向をZ方向、水平面内において直交する二軸方向をX方向及びY方向とする。
First Embodiment
Fig. 1 and Fig. 2 are schematic diagrams showing a
以下、図1~図3を用いて油圧ショベル1の構成を説明していく。また、図1から明らかなように、本実施形態の油圧ショベル1は、運転席が無い自動運転タイプの物であり、無人航空機であるUAV(Unmanned Aerial Vehicle、以下ドローン100という)を有している。なお、油圧ショベル1は、建設現場での走行を自動運転とし、公道ではトレーラに載置して運搬するようにしてもよい。また、油圧ショベル1の操作は、自動操作でもよく、掘削場所から離れた遠隔地での遠隔操作でもよい。なお、油圧ショベル1は、運転席のある有人運転タイプの物であってもよい。
The configuration of the
本実施形態の油圧ショベル1は、駆動システム10(図3参照)と、走行装置20と、旋回装置30と、本体装置40と、作業装置60と、を有している。また、油圧ショベル1は、本体装置40の上面に設けられた離着陸部に離着可能なドローン100を有している。なお、図1および図2では2機のドローン100を示しているがドローン100は1機でもよく3機以上でもよい。また、ドローン100は電力により飛行するタイプでもよく、水素を用いた燃料電池により飛行するタイプでもよい。The
駆動システム10は、エンジン11と、燃料タンク12と、発電機13とを有している。エンジン11は、内燃機関であり、本実施形態ではディーゼルエンジンを採用している。エンジン11は、燃料タンク12から供給される燃料を燃焼して、発電機13を駆動している。The drive system 10 has an
燃料タンク12は、本実施形態では液体状態のアンモニア(NH3)を貯蔵するものであり、内部には不図示の残量計が設けられている。液体状態のアンモニアは不図示の気化器により気化され、気化されたアンモニアが空気とともにエンジン11により燃焼される。なお、燃料タンク12を複数設けてアンモニアの貯蔵タンクと、軽油の貯蔵タンクとしてもよい。この場合、エンジン11は、アンモニアと軽油とを混焼する混焼タイプのエンジンとすればよい。
In this embodiment, the
発電機13は、エンジン11の出力軸に接続されており、エンジン11の出力軸の回転駆動力によって発電を行なうものである。発電機13により発電された電力は、図3のブロック図に示してあるように各種シリンダや各種モータなどに供給されている。The
走行装置20は、遊動輪21と駆動輪22とを巻装した一対の履帯23と、駆動輪22を駆動する不図示の走行モータとを有し、駆動輪22により一対の履帯23が駆動することにより油圧ショベル1を走行させている。走行モータ24は、発電機13から供給された電力により駆動するものであり、本実施形態では駆動輪22または駆動輪22のハブと同軸に繋がるように設けられたインホイールモータが採用されている。なお、走行モータ24は、油圧モータを用いてもよい。The
旋回装置30は、走行装置20と本体装置40との間に配設されている。旋回装置30は、不図示のベアリングと、発電機13から電力が供給される旋回モータ31とを備え、本体装置40と作業装置60とを旋回するものである。図1では本体装置40と作業装置60とが掘削を行う位置にあるが、旋回装置30による旋回により図2では本体装置40と作業装置60とがダンプトラック70への積込を行う位置にある。なお、旋回装置30による本体装置40と作業装置60との旋回は旋回モータ31に代えて油圧を用いた油圧モータにより行うようにしてもよい。The
本体装置40は、上面がフラットな円柱形状をしており、この上面にはドローン100に電力を供給する送電装置14を有している。また、本体装置40の上面にある送電装置14がドローン100の離着陸部となっている。なお、本実施形態では本体装置40は円柱形状とするが、これに限定されるものではなく、任意の形状とすることができる。The
送電装置14は、ドローン100の後述の受電装置103に電力を供給するものであり、本実施形態においてはワイヤレス給電を採用している。ワイヤレス給電は、非接触で電力を受電装置103に供給するものであり、磁界共鳴方式や電磁誘導方式などが知られている。本実施形態の送電装置14は、電源や、制御回路や、送電コイルを備えている。
また、送電装置14は、上述の近接接合型ではなく、空間伝送型としてもよい。空間伝送型の電力供給は、マイクロ波などの電磁波を用いて数メートルから数十メートル離れた対象物(本実施形態ではドローン100の受電装置103)に電力を供給するものである。
The power transmitting
The power transmitting
なお、ワイヤレス給電に代えて接触式の給電方式としてもよい。この場合、送電装置14と受電装置103とのそれぞれに金属製の接点を設けて、互いの接点を機械的に接続して給電してもよい。例えば、離着陸部に凹形状の接点を設けて、ドローン100側に凸形状の接点を設けるようにしてもよい。凹形状の接点と、凸形状の接点とはそれぞれ1つでもよく、複数設けるようにしてもよい。
In addition, a contact-type power supply method may be used instead of wireless power supply. In this case, metal contacts may be provided on each of the
本体装置40は、側面にスイング部41およびスイングシリンダ42を介して作業装置60が接続されている。本体装置40の内部には、前述したエンジン11と、燃料タンク12と、発電機13とに加えて、例えば作業装置60が掘削した掘削物の性状を検出する第1検出装置15、水などの液体を貯蔵する液体タンク18および不図示のカウンタマスが設けられている。また、本体装置40には、図3のブロック図に示すように、全地球型測位システムである第1GNSS47(Global Navigation Satellite System)と、第1通信装置48と、第1メモリ49と、油圧ショベル1全体を制御する重機制御装置50と、が設けられている。The
本実施形態において、第1検出装置15は、掘削物の性状として掘削物に含まれる水分を検出している。第1検出装置15は、乾燥装置と重量計とを備えている。重量計は、乾燥装置による乾燥前後に掘削物の重量を計測している。これにより、第1検出装置15は掘削物に含まれていた水分を検出している。第1検出装置15に供給する掘削物は数十g程度でよい。第1検出装置15への掘削物の供給は、本体装置40に設けられた不図示の開口部からオペレーターが行ってもよく、この不図示の開口部から第1検出装置15の少なくとも一部が本体装置40の外部に移動し、ドローン100から掘削物を受け取るようにしてもよい。In this embodiment, the
第1検出装置15の乾燥装置としては、電磁波を利用して乾燥する電子レンジを用いることができ、例えば出力が500W~600Wの電子レンジであれば7分~20分程度の間で乾燥させればよい。なお、電磁波による乾燥に代えて熱風による乾燥や、赤外線による乾燥を行うようにしてもよい。
As the drying device for the
スイング部41は、本体装置40の一端側に接続された部分と、ブーム53に接続された部分とが鉛直方向を示すZ軸回りに回転可能なように軸支されている。スイングシリンダ42は一端が本体装置40に接続され、他端がスイング部41に接続されたシリンダであり、発電機43から供給される電力により伸縮動作がなされるものである。
スイングシリンダ42の伸縮により、作業装置60は、図1のZ軸回りに回動する。なお、不図示のカウンタマスは、本体装置40の他端側内部に設けられた質量体であり、作業装置60の掘削動作により本体装置40に作用する偏荷重を補正するものである。
The
The extension and contraction of the
ブームシリンダ54は、発電機43から供給される電力により伸縮動作がなされて、ブーム53を駆動するシリンダである。
また、アームシリンダ56は、発電機43から供給される電力により伸縮動作がなされて、アーム55を駆動するシリンダである。
また、バケットシリンダ58は、発電機43から供給される電力により伸縮動作がなされて、バケット57を駆動するシリンダである。
なお、本実施形態では、発電機43からの電力によりスイングシリンダ42と、ブームシリンダ54と、アームシリンダ56と、バケットシリンダ58とを駆動させたが、油圧を用いてこれらのシリンダを駆動してもよい。
The
The
The
In this embodiment, the
本実施形態において、アーム55には、作業装置60が掘削した掘削物の性状を検出する第2検出装置16と、掘削物の性状を変更する第1変更装置17とが設けられている。第2検出装置16は、掘削物の性状として掘削物に含まれる水分を検出している。第2検出装置16としては、近赤外線を用いた近赤外水分計を採用することができる。近赤外水分計は、測定対象物(本実施形態では掘削物)で反射した近赤外線の強度を受光素子にて測定することにより、掘削物に含まれる水分を検出するものである。In this embodiment, the
近赤外水分計により掘削物に含まれる水分を検出する場合には、近赤外水分計を掘削物に対して10cmから50cm程度まで近づける必要があるため、本実施形態では近赤外水分計をアーム55に設けているが、ブーム53に設けるようにしてもよい。また、近赤外水分計を掘削物に近づけるための伸縮機構をブーム53もしくはアーム55に設けるようにしてもよい。When detecting moisture contained in excavated material using a near-infrared moisture meter, the near-infrared moisture meter needs to be brought within about 10 cm to 50 cm of the excavated material, so in this embodiment, the near-infrared moisture meter is provided on the
第1変更装置17は、本実施形態では掘削物の含水比(含水率)を変更するものであり、掘削物に水などの液体を供給する液体供給装置を用いている。液体供給装置は、水を貯蔵する液体タンク18や、この液体タンク18に貯蔵された水を掘削物に供給するためのポンプやノズルや配管などを有している。なお、本実施形態では、バケット57と第1変更装置17との間に第2検出装置16が位置するように、第2検出装置16と第1変更装置17とを位置決めしている。この場合、作業装置60が図1のような姿勢の場合に、第1変更装置17が供給する液体が第2検出装置16にかかってしまい、第2検出装置16の検出精度に影響を及ぼす可能性がある。In this embodiment, the
そこで、本実施形態では、作業装置60の姿勢により、第1変更装置17の位置が第2検出装置16の位置よりも上方(+Z側)にあるときに、重機制御装置50は、第2検出装置16による検出が行われている際に、第1変更装置17による液体の供給を行わないようにしている。これに代え、またはこれと併用して、重機制御装置50は、第1変更装置17による液体の供給が行われている際に、第2検出装置16を不図示の伸縮機構により第1変更装置17からの液体がかからない位置に退避させるようにしている。Therefore, in this embodiment, when the position of the
第2検出装置16は、図1に示してあるように、バケット57に掘削物が保持された状態で掘削物に含まれている水分を検出しているが、バケット57による掘削中に掘削物もしくは掘削対象物の水分の検出を行うようにしてもよい。
第1変更装置17は、第2検出装置16の検出結果に基づいて掘削物が所定の含水比(含水率)になるようにバケット57に保持された掘削物に液体を供給している。なお、掘削物の含水比(含水率)は、例えば、この掘削物を用いた盛土が終了するまでに調整すればよいので、油圧ショベル1による作業中に所定の含水比(含水率)に近づくように調整されればよい。
As shown in FIG. 1, the
The first changing
第2検出装置16は、図2に示してあるように、バケット57から放出された掘削物に含まれている水分を検出している。掘削時における掘削物に含まれている水分の検出では掘削物表面に含まれている水分の検出となってしまう。これに対して、バケット57から放出された掘削物は、四散しているため、様々な深度で掘削された掘削物の水分を検出することができる。このため、第2検出装置16により複数回検出した掘削物の水分の平均値から掘削物の含水比(含水率)を求めるようにしてもよい。As shown in Figure 2, the
作業装置60の姿勢によっては、図2に示してあるように、第2検出装置16が第1変更装置17の上方(+Z側)に位置する場合がある。このような場合に、重機制御装置50は、第2検出装置16による検出が行われている際に、第1変更装置17による液体の供給を行うようにしてもよい。なお、重機制御装置50は、作業装置60を駆動するコマンドに基づいて第2検出装置16と第1変更装置17との位置関係を認識してもよく、ドローン100に設けられている後述の撮像装置102の撮像結果に基づいて第2検出装置16と第1変更装置17との位置関係を認識してもよい。
また、前述したように、第1変更装置17は、第2検出装置16の検出結果に基づいて掘削物が所定の含水比(含水率)になるように、もしくは所定の含水比(含水率)に近づくように、バケット57に保持された掘削物に液体を供給している。
Depending on the attitude of the working
As mentioned above, the
第2検出装置16による掘削物の性状の検出は、掘削時と放出時との両方で行ってもよく、いずれか一方で行うようにしてもよい。また、第1変更装置17は、第2検出装置16の検出結果に基づき駆動させてもよく、必ずしも駆動させなくてもよい。なお、掘削物の中には水分が多く、所定の含水比(含水率)にするためには掘削物を乾燥させる場合がある。このような場合には、第1変更装置17として乾燥装置を用いればよい。The detection of the properties of the excavated material by the
第1GNSS47(図3参照)は、人工衛星を利用して油圧ショベル1の位置を測位するものである。なお、第1GNSS47は、本体装置40の離着陸部に設けるようにしてもよい。
第1通信装置48は、送信機と、受信機と、各種回路と、不図示のアンテナなどを有し、後述の第2通信装置106やインターネット等の広域ネットワークにアクセスする無線通信ユニットである。本実施形態において、第1通信装置48は、第1GNSS47が検出した油圧ショベル1の位置に基づいて、ドローン100の飛行経路を第2通信装置106へ通信する。
The first GNSS 47 (see FIG. 3 ) uses an artificial satellite to measure the position of the
The
第1メモリ49は、不揮発性のメモリ(例えばフラッシュメモリ)であり、油圧ショベル1を駆動するための各種データやプログラム、油圧ショベル1を自動運転するための各種データやプログラムが記憶されている。また、第1メモリ49は、ドローン100の飛行経路に関するデータや第1検出装置15および第2検出装置16の検出結果に基づき算出された含水比(含水率)を記憶している。また、第1メモリ49は、第1変更装置17が供給した液体の量を記憶するようにしてもよい。The
重機制御装置50は、CPUを備えており、油圧ショベル1全体を制御する制御装置であり、一例を挙げると作業装置60の掘削動作や、旋回動作や、第1検出装置15および第2検出装置16の検出動作、含水比(含水率)の演算や、第1変更装置17の駆動や、ドローン100の飛行動作の制御を行っている。The heavy
本体装置40には、スイング部41とスイングシリンダ42とを介して作業装置60が接続されている。作業装置60は、ブーム53と、ブームシリンダ54と、アーム55と、アームシリンダ56と、バケット57と、バケットシリンダ58と、を有している。The
ブーム53は、スイング部41を介して本体装置40に接続された回転L字状の部品であり、ブームシリンダ54により回動するものである。
アーム55は、ブーム53の先端に接続されており、アームシリンダ56により回動するものである。
バケット57は、アーム55の先端に接続されており、バケットシリンダ58により回動するものである。なお、バケット57に代えて、アーム55の先端にブレーカなどを取り付けることも可能である。
The
The
The
本実施形態のドローン100は、飛行装置101と、撮像装置102と、受電装置103と、センサ群104と、バッテリー105と、第2通信装置106と、第2メモリ107と、UAV制御装置108と、を備えている。これらの構成要素はドローン100の本体部に設けられている。なお、図3に示すように、ドローン100に第2検出装置16と第1変更装置17との少なくとも一方を備えるような構成としてもよい。
飛行装置101は、不図示のモータと、複数のプロペラと、を有しており、ドローン100を空中に浮上させるとともに、空中での移動を行う推力を発生させるものである。なお、前述したように離着陸部に着陸するドローン100の機数は任意に設定することができる。また、それぞれのドローン100の構成も同じでもよく、その一部を変更してもよい。更に、それぞれのドローン100の大きさも同じとしてもよく、異なる大きさとしてもよい。
The
The
撮像装置102は、レンズや撮像素子や画像処理エンジンなどを有し、動画や静止画を撮像するデジタルカメラである。本実施形態において、撮像装置102は、測量を行ったり、掘削箇所の撮像を行なったりするものである。The
図1の一点鎖線で囲む拡大図において、撮像装置102のレンズはドローン100の側面(正面)に取り付けられているが、撮像装置102のレンズをドローン100の下面に取り付けてもよく、複数のレンズをドローン100に設けてもよい。また、側面に取り付けたれたレンズを下面に向けて移動させる移動機構を設けるようにしてもよい。また、撮像装置102をZ軸回りに回転する機構を設けて撮像装置102のレンズをZ軸回りの任意の位置に位置決めするようにしてもよい。なお、撮像装置102として全方位型カメラ(360度カメラ)を用いてもよく、撮像装置102の代わりに3次元スキャナを用いてもよい。In the enlarged view surrounded by the dashed line in FIG. 1, the lens of the
受電装置103は、ドローン100の脚部109に設けられた受電コイルや充電回路などを有しており、バッテリー105に送電装置14からの電力を充電させるものである。
バッテリー105は、受電装置103に接続された二次電池であり、リチウムイオン二次電池やリチウムポリマー二次電池などを用いることができるがこれに限定されるものではない。バッテリー105は、飛行装置101と、撮像装置102と、第2通信装置106と、第2メモリ107と、UAV制御装置108とに電力を供給することが可能である。
The
The
センサ群104は、GNSSや、ドローン100と他の装置(例えば作業装置60)との衝突回避するための赤外線センサや、高度を測定する気圧センサや、方位を検出する磁気センサや、ドローン100の姿勢を検出するジャイロセンサや、ドローン100に作用する加速度を検出する加速度センサなどである。The
第2通信装置106は、無線通信ユニットを有しており、インターネット等の広域ネットワークにアクセスしたり、第1通信装置48と通信したりするものである。本実施形態において、第2通信装置106は、撮像装置102が撮像した画像データやセンサ群104が検出した検出結果を第1通信装置48に送信したり、第1通信装置48からの飛行指令をUAV制御装置108に送信したりするものである。The
第2メモリ107は、不揮発性のメモリ(例えばフラッシュメモリ)であり、ドローン100を飛行させるための各種データやプログラムを記憶したり、撮像装置102が撮像した画像データやセンサ群104が検出した検出結果などを記憶したりするものである。The
UAV制御装置108は、CPUや、姿勢制御回路や、飛行制御回路などを備えており、ドローン100全体を制御するものである。また、UAV制御装置108は、バッテリー105の残量から離着陸部における充電のタイミングを判断したり、撮像装置102の撮像位置や画角やフレームレートなどを制御したりするものである。The
以上のように構成された本実施形態の油圧ショベル1は、ドローン100が作業装置60の掘削に先立って掘削領域を測量し、また、作業装置60の掘削中には上空からの撮像や、バケット57付近でのバケットの撮像ができるのでオペレーターが掘削領域にいなくとも掘削を行うことができる。また、ドローン100が離着陸部にて撮像を行えば、従前の油圧ショベルの運転席からとほぼ同じ位置からの撮像を行うことができる。離着陸部は例えば図1から明らかなように本体装置40の頂部に設けられているので、ドローン100は本体装置40に遮られることなく、離着陸部において撮像装置102による撮像を行うことができる。In the
図1に示すように、ドローン100が掘削物を搬送する場合には、ドローン100に袋やバケツのような容器を取り付ければよい。UAV制御装置108は、赤外線センサを用いて作業装置60との衝突を避けながらバケット57に近づくように飛行装置101を制御する。As shown in FIG. 1, when the
重機制御装置50は、バケット57の近傍に位置するドローン100の撮像装置102が撮像した画像を認識して、作業装置60を制御することによりバケット57に収容された掘削物の一部をドローン100の容器に受け渡すことができる。なお、掘削物を受け渡す3次元座標を予め決めておき、重機制御装置50がこの3次元座標に基づきバケット57の位置決めを行い、UAV制御装置108がこの3次元座標に基づきドローン100の飛行制御を行うようにしてもよい。この場合、1軸の座標を異ならせることにより、バケット57とドローン100とが衝突することを避けることができる。例えば、Z軸の座標を異ならせて、ドローン100がバケット57の下方または上方に位置するようにして掘削物を受け渡すようにしてもよく、X軸の座標を異ならせてバケット57からドローン100に掘削物を受け渡すようにしてもよい。なお、掘削物の受け渡しをオペレーターが行うようにしてもよく、補助的なアームをドローン100に設けるようにしてもよい。また、掘削物を保持したドローン100は、その掘削物を仮設事務所などに搬送するようにしてもよい。The heavy
なお、複数のドローン100を用いることにより、1機目のドローン100が飛行している際には2機目のドローン100を離着陸部にて充電させることができるので、1機目のドローン100と2機目のドローン100とを交互に飛行させることができる、なお、ドローン100の機数は3機以上でも構わない。
以上のように構成された本実施形態の重機制御装置50による掘削動作の制御につき、以下説明を続ける。図4は、本実施形態の重機制御装置50により実行されるフローチャートである。
Furthermore, by using
The control of the excavation operation by the heavy
(フローチャート)
重機制御装置50は、油圧ショベル1が掘削を行う場所に到着し、掘削の準備が整うと作業装置60による掘削を実施する(ステップS1)。
(flowchart)
When the
重機制御装置50は、掘削を行っている際に第1検出装置15による掘削物の性状の検出が必要かどうかを判断する(ステップS2)。ここでは、第1検出装置15による掘削物の性状の検出が必要としてステップS3に進むものとする。なお、重機制御装置50は、第1検出装置15による掘削物の性状の検出が必要でない場合にはステップS4に進む。The heavy
重機制御装置50は、図1に示してあるようにドローン100に掘削物の一部を保持させて、本体装置40に設けられた不図示の開口部からこの掘削物を受け取り、第1検出装置15による掘削物の性状の検出を行う(ステップS3)。前述のように、第1検出装置15は、電磁波を用いており、第2検出装置16による検出よりも時間をかけて検出を行うので、掘削物に含まれる水分をより精度よく検出することができる。このため、掘削物の含水比(含水率)を施工主などに報告する場合には、第1検出装置15による検出結果を用いることが好ましい。なお、建設現場に設けられた仮設事務所にて掘削物の性状の検出を行う場合には、第1検出装置15を省略してもよい。
As shown in FIG. 1, the heavy
重機制御装置50は、掘削時における第2検出装置16による掘削物の性状の検出が必要かどうかを判断する(ステップS4)。ここでは、第2検出装置16による掘削物の性状の検出が必要としてステップS5に進むものとする。なお、重機制御装置50は、第2検出装置16による掘削物の性状の検出が必要でない場合にはステップS8に進む。The heavy
重機制御装置50は、掘削物がバケット57により保持されている際に、第2検出装置16を不図示の伸縮機構により掘削物に近づけて、第2検出装置16による掘削物に含まれる水分の検出を行う(ステップS5)。重機制御装置50は、第2検出装置16が検出した掘削物に含まれる水分に基づき、掘削物の含水比(含水率)を演算し、この演算結果を第1メモリ49に記憶させる。When the excavated material is held by the
重機制御装置50は、掘削時の掘削物の性状を変更が必要かどうかを判断する(ステップS6)。ここでは、第1変更装置17による掘削物の性状の変更が必要としてステップS7に進むものとする。なお、重機制御装置50は、第1変更装置17による掘削物の性状の変更が必要でない場合にはステップS8に進む。The heavy
重機制御装置50は、不図示の伸縮機構により第2検出装置16を退避させた後に、第1変更装置17によりバケット57に保持されている掘削物に液体を供給する(ステップS7)。重機制御装置50は、演算した含水比(含水率)に基づき、第1変更装置17が掘削物に供給する液体の流量を調節するのが好ましい。第1変更装置17に流量計を設けて、重機制御装置50は、第1変更装置17が掘削物に供給した液体の量を第1メモリ49に記憶させるようにしてもよい。After retracting the
重機制御装置50は、作業装置60を用いた掘削が終了したかどうかを判断する(ステップS8)。掘削が終了していなければステップS1に戻り、掘削が終了していればステップS9に進む。本実施形態では、重機制御装置50は、バケット57に所定以上の掘削物が保持されていれば掘削終了として、旋回装置30により本体装置40と作業装置60とを180度旋回してステップS9に進むものとする。なお、重機制御装置50は、旋回装置30による旋回時に第1変更装置17による掘削物への液体の供給を継続してもよく、停止させてもよい。The heavy
重機制御装置50は、掘削した掘削物のダンプトラック70への積込を実施する(ステップS9)。本実施形態において、重機制御装置50は、ドローン100の撮像装置102の撮像に基づき、バケット57とダンプトラック70との位置関係を認識する。
また、重機制御装置50は、積込のための準備作業(例えば、バケット57とダンプトラック70との位置調節)をしている間に、積込時における第2検出装置16による掘削物の性状の検出が必要かどうかを判断する(ステップS10)。これは、バケット57からの掘削物の放出と同時に第2検出装置16による掘削物の性状の検出を行うためである。
The heavy
In addition, while performing preparatory work for loading (e.g., adjusting the positions of the
ここでは、第2検出装置16による掘削物の性状の検出が必要としてステップS11に進むものとする。また、重機制御装置50は、第2検出装置16による掘削物の性状の検出が必要でない場合にはステップS12に進む。なお、重機制御装置50は、第2検出装置16による掘削物の性状の検出が必要でない場合でもステップS12の判断を行うのは、掘削時に検出した含水比(含水率)に基づいて、第1変更装置17による掘削物への液体の供給を行う場合があるからである。Here, it is assumed that the
重機制御装置50は、掘削物がバケット57から放出されている際に、第2検出装置16を不図示の伸縮機構により掘削物に近づけて、第2検出装置16による掘削物に含まれる水分の検出を行う(ステップS11)。ステップS5では掘削表面の掘削物に含まれる水分を検出していたのに対して、ステップS11では掘削物が四散しているため、様々な深度で掘削された掘削物の水分を検出することができる。重機制御装置50は、第2検出装置16が検出した掘削物に含まれる水分に基づき、掘削物の含水比(含水率)を演算し、この演算結果を第1メモリ49に記憶させる。When the excavated material is being released from the
重機制御装置50は、積込時の掘削物の性状の変更が必要かどうかを判断する(ステップS12)。ここでは、第1変更装置17による掘削物の性状の変更が必要としてステップS13に進むものとする。なお、重機制御装置50は、第1変更装置17による掘削物の性状の変更が必要でない場合にはステップS14に進む。The heavy
重機制御装置50は、第1変更装置17によりバケット57から放出されている掘削物に液体を供給する(ステップS13)。重機制御装置50は、演算した含水比(含水率)に基づき、第1変更装置17が掘削物に供給する液体の流量を調節するのが好ましい。なお、重機制御装置50は、ステップS11を実施した場合はステップS11で演算した含水比(含水率)に基づき第1変更装置17の供給量を決定する。また、重機制御装置50は、ステップS11をスキップした場合はステップS5で演算した含水比(含水率)に対して、第1変更装置17が供給した液体の供給量を考慮して、第1変更装置17の供給量を決定する。The heavy
なお、重機制御装置50は、バケット57から放出されている掘削物に液体を供給するのに代えて、もしくは併用して、ダンプトラック70に積込まれた掘削物に液体を供給するようにしてもよい。いずれの場合にも、重機制御装置50は、第1変更装置17がステップS13で供給した液体の供給量を第1メモリ49に記憶させる。The heavy
また、第1変更装置17がステップS13で供給した液体の供給量が足りない場合には、移動体であるダンプトラック70により搬送される掘削物を用いて盛土や敷き均しを行う際に、不足分の液体を供給するようにすればよい。
In addition, if the amount of liquid supplied by the
重機制御装置50は、ダンプトラック70への掘削物の積込が終了したかどうかを判断する(ステップS14)。重機制御装置50は、ダンプトラック70への積込が終了していればステップS15に進み、ダンプトラック70への積込が終了していなければステップS9以降の処理を再度行う。ここでは、重機制御装置50は、ダンプトラック70への積込が終了しているものとしてステップS15に進む。The heavy
重機制御装置50は、更なる掘削が必要かどうかを判断する(ステップS15)。重機制御装置50は、更なる掘削が必要であればステップS1以降の処理を再度行い、更なる掘削が必要なければステップS16に進む。ここでは、説明の重複を避けるため、ステップS16に進むものとする。なお、バケット57がダンプトラック70に回掘削物を例えば10回積込む場合に、ステップS4とステップS10をYesとするのは、数回に1回(例えば、3回に1回)程度にしてもよく、撮像装置102の掘削物の撮像結果に応じて行うようにすればよい。この場合、撮像装置102が撮像した掘削物の性状の変化を色や形状のパターンマッチングなどから行ってもよく、仮設事務所にいるオペレーターが行ってもよい。なお、撮像装置102による撮像は、掘削場所にて行ってもよく、積込場所で行ってもよい。The heavy
重機制御装置50は、第1検出装置15と第2検出装置16とが検出した掘削物に含まれる水分から演算した含水比(含水率)のデータおよび第1変更装置17が供給した液体の供給量のデータを第1通信装置48により、例えば、ドローン100や、仮設事務所のホストコンピュータや、ダンプトラック70により搬送される掘削物を用いて盛土や敷き均しを行う建設重機(ブルドーザやモーターグレーダーなど)などに送信して図4のフローチャートを終了する。なお、図4のフローチャートの一部をオペレーターにより実行させるようにしても構わない。The heavy
上述の実施形態では、油圧ショベル1に第2検出装置16と第1変更装置17とを設けたが、これに代えて、ドローン100に第2検出装置16と第1変更装置17とを設けるようにしてもよい。また、油圧ショベル1とドローン100との一方に第2検出装置16と第1変更装置17の一方を設けて、油圧ショベル1とドローン100との他方に第2検出装置16と第1変更装置17の他方を設けるようにしてもよい。ドローン100に第1変更装置17を設ける場合には、第2メモリ107に第1変更装置17が掘削物に供給した液体の量を記憶させるようにしてもよい。In the above embodiment, the
ドローン100に第1変更装置17を設ける場合には、本体装置40内の液体タンク18をドローン100内の不図示のタンクに液体を補給するタンクとして用いてもよい。この場合、液体タンク18を本体装置40の上面に設けてもよく、ドローン100と液体タンク18との一方にオスジョイントを設け、ドローン100と液体タンク18との他方にメスジョイントを設ければよい。ドローン100が離着陸部に着陸した際にオスジョイントとメスジョイントとを接続して、液体タンク18の水をドローン100内の不図示のタンクに供給することが好ましい。When the
上述の実施形態では、第2検出装置16として近赤外水分計を用いたが、これに代えて、撮像装置102による撮像結果を用いるとともに、第1メモリ49に様々な含水比(含水率)の掘削物の教師データを記憶させてもよい。重機制御装置50は、撮像装置102が撮像した画像と、教師データとに基づいて掘削物に含まれている水分や含水比(含水率)を類推するようにしてもよい。また、この水分や含水比(含水率)の類推は、重機制御装置50ではなく、人工知能が設けられたコンピュータを用いてもよい。なお、撮像装置102を油圧ショベル1に設けるようにしてもよい。また、掘削物の性状として、撮像装置102により掘削物の粒径を検出するようにしてもよい。また、第2検出装置16は、掘削物の油分を検出する油分検出装置や、掘削物のにおいを検出する臭気検出計でもよい。更に、第2検出装置16は、油圧ショベル1がトンネルで用いられる場合には、トンネルの酸素濃度や有害ガスの濃度を検出する検出装置であってもよい。In the above embodiment, a near-infrared moisture meter is used as the
なお、本体装置40の上面や側面などに太陽光発電装置を設けて、この太陽光発電装置により発電した電力を油圧ショベル1の駆動に利用してもよい。太陽光発電装置は、例えば、ペロブスカイト太陽電池を用いてもよい。ペロブスカイト太陽電池は、ペロブスカイト結晶を用いた太陽電池であり、フレキシブルであるため曲面を有した構造物にも取り付けることができる。また、ペロブスカイト太陽電池は、軽量のため、油圧ショベル1の重量の増加を抑えることができる。
A solar power generation device may be provided on the top or side of the
(第2実施形態)
以下、図5を用いて第2実施形態につき説明するが、第1実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を割愛もしくは簡略化する。図5は本第2実施形態を表す建設機械の一例を表す油圧ショベル1の概要図である。
Second Embodiment
The second embodiment will be described below with reference to Fig. 5. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified. Fig. 5 is a schematic diagram of a
図5に示すように、本第2実施形態の油圧ショベル1では、作業装置60を2つとしている。なお、作業装置60は3つ以上でもよい。
ここで、2つの作業装置60の構成は第1実施形態と同じであるので一方は作業装置60aとし、他方は作業装置60bとし、作業装置60a、60bを構成する各要素についても符号の後にaもしくはbを付している。
As shown in Fig. 5, the
Here, since the configuration of the two
本第2実施形態の油圧ショベル1は、作業装置60aが掘削している際に、作業装置60bが掘削物をダンプトラック70に積込するので、掘削・積込の一連の作業時間を短縮することができる。また、掘削と積込との際に掘削物の性状を検出可能であり、また、掘削物の性状を変更することが可能であるので、使い勝手のよい油圧ショベル1を実現することができる。In the
また、ドローン100を2機設けた場合には、一方のドローン100が掘削状況を撮像することができ、他方のドローンが積込状況を撮像することができる。2機のドローン100により撮像された画像は、第2通信装置106により仮設事務所のホストコンピュータに送信される。これにより、仮設事務所などにいるオペレーターは、油圧ショベル1の稼働状況を視認することができる。Furthermore, when two
本第2実施形態の油圧ショベル1は、2つの作業装置60a、60bを有しているので、例えば、作業装置60aの駆動により油圧ショベル1に作用する偏荷重を作業装置60bの荷重により補正することができる。特に、作業装置60bを+X方向に移動させれば作業装置60aの駆動により油圧ショベル1に作用する偏荷重をより補正することができる。このため、第1実施形態にて説明した不図示のカウンタマスを軽量化したり、省略したりすることができる。The
本第2実施形態においては、図5に示すように、作業装置60aに第2検出装置16aと第1変更装置17aとを設けるとともに、作業装置60bに第2検出装置16bと第1変更装置17bとを設けている。しかしながら、作業装置60aの第2検出装置16aと第1変更装置17aとを省略してもよく、作業装置60aの第1変更装置17aを省略するとともに、作業装置60bの第2検出装置16bを省略するようにしてもよい。また、2つの作業装置60のいずれか一方に第2検出装置16bを設けて、2つの作業装置60への第1変更装置17の設置を省略するようにしてもよい。この場合は、ドローン100に第1変更装置17を設ければよい。In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the
なお、作業装置60aに第2検出装置16を設け、ドローン100に第1変更装置17を設ける構成とその動作については、図6を用いて後述する。また、ドローン100に第2検出装置16および第1変更装置17を設ける構成とその動作については、図7を用いて後述する。なお、本第2実施形態においても、第1実施形態で説明した図4のフローチャートを適用することができる。The configuration and operation of providing the
(第2実施形態の変形例1)
図6は第2実施形態の1つ目の変形例を示す図であり、図6(a)は掘削の様子を示す図であり、図6(b)は掘削と積込とを同時に行っている様子を示す図であり、図6(c)は掘削と性状の変更とを同時に行っている様子を示す図である。なお、図面を見やすくするために、図6の構成要件の一部には、符号の図示を省略している。
(
Fig. 6 shows a first modified example of the second embodiment, in which Fig. 6(a) shows the state of excavation, Fig. 6(b) shows the state of excavation and loading at the same time, and Fig. 6(c) shows the state of excavation and property change at the same time. Note that, in order to make the drawings easier to see, the reference numerals are omitted for some of the components in Fig. 6.
図6に示してあるように、1つ目の変形例では、作業装置60aは第2検出装置16を設ける一方で、第1変更装置17を設けていない。また、作業装置60bは、第2検出装置16と第1変更装置17とのいずれも設けていない。第1変更装置17はドローン100の下部に設けられている。なお、複数のドローン100の全てに第1変更装置17を設ける必要はなく、少なくとも1機のドローン100に第1変更装置17を設ければよい。6, in the first modified example, the working
重機制御装置50は、図6(a)に示してあるように、作業装置60aによる最初の掘削を行う。また、重機制御装置50は、作業装置60aによる掘削時に第2検出装置16を用いて掘削物の性状を検出してもよい。なお、作業装置60bは、掘削を行っていないため、積込は行っていない。このため、UAV制御装置108は、第1変更装置17を駆動していない。As shown in FIG. 6(a), the heavy
重機制御装置50は、作業装置60aによる最初の掘削が終了すると、作業装置60aを旋回可能な位置(例えば地面よりも上方)に移動させる。そして、重機制御装置50は、図6(b)に示してあるように、本体装置40を180度旋回させて、作業装置60aによるダンプトラック70への掘削物の積込と、作業装置60bによる掘削を行う。When the first excavation by the working
重機制御装置50は、作業装置60aが掘削物を放出する際に、第2検出装置16による掘削物の性状の検出を実施する。なお、重機制御装置50は、作業装置60aの近傍にいるドローン100のUAV制御装置108に対して、作業装置60aと干渉しないように、例えば作業装置60aの外側(+X側)に移動するように指示する。When the
重機制御装置50は、作業装置60aによる掘削物の放出が終了すると、図6(c)に示してあるように、作業装置60aを本体装置40に近づく位置(-X側)に移動させる。また、重機制御装置50は、作業装置60aの近傍にいるドローン100のUAV制御装置108に対して、ダンプトラック70の上方に移動するように指示するとともに、第1変更装置17に対してダンプトラック70の荷台に保持された掘削物への液体の供給を指示する。なお、作業装置60aによる偏荷重補正を行う場合には、重機制御装置50は、作業装置60aを本体装置40に近づく位置(-X側)に移動させるのではなく、スイング部41により作業装置60aをZ軸回りに回動して、ドローン100との接触をさければよい。When the discharge of the excavated material by the
重機制御装置50は、作業装置60bによる掘削が終了するまで、第1変更装置17に掘削物への液体の供給を行わせる。掘削を行う時間に比べて、積込を行う時間は短いので、この時間差を利用して第1変更装置17による掘削物の性状の変更を行うことにより、使い勝手のよい油圧ショベル1を実現することができる。The heavy
なお、重機制御装置50は、第2検出装置16による掘削物の性状の検出の際に、第1変更装置17による掘削物の性状の変更を行うようにしてもよい。In addition, the heavy
(第2実施形態の変形例2)
図7は第2実施形態の2つ目の変形例を示す図であり、図7(a)は掘削の様子を示す図であり、図7(b)は掘削と積込とを同時に行っている様子を示す図であり、図7(c)は掘削と性状の変更とを同時に行っている様子を示す図である。なお、図面を見やすくするために、図7の構成要件の一部には、符号の図示を省略している。
(
Fig. 7 shows a second modified example of the second embodiment, in which Fig. 7(a) shows the state of excavation, Fig. 7(b) shows the state of excavation and loading simultaneously, and Fig. 7(c) shows the state of excavation and property change simultaneously. Note that, in order to make the drawings easier to see, reference numerals are omitted for some of the components in Fig. 7.
図7に示してあるように、2つ目の変形例では、作業装置60aおよび作業装置60bのいずれにも第2検出装置16と第1変更装置17とを設けていない。一方、第2検出装置16と第1変更装置17とをドローン100に設けている。
図7(a)の拡大図に示すように、第2検出装置16は、第1変更装置17の上方であってドローン100の本体から傾斜して設けられている。
なお、複数のドローン100の全てに第2検出装置16と第1変更装置17とを設ける必要はなく、少なくとも1機のドローン100に第2検出装置16と第1変更装置17とを設ければよい。なお、一方のドローン100に第2検出装置16と第1変更装置17との一方を設け、他方のドローン100に第2検出装置16と第1変更装置17との他方を設けるようにしてもよい。
7, in the second modified example, neither the working
As shown in the enlarged view of Figure 7 (a), the
It is not necessary to provide the
重機制御装置50は、図7(a)に示してあるように、作業装置60aによる最初の掘削を行う。また、重機制御装置50は、作業装置60aによる掘削時にドローン100の第2検出装置16を用いて掘削物の性状を検出してもよい。なお、作業装置60bは、掘削を行っていないため、積込は行っていない。このため、UAV制御装置108は、第1変更装置17を駆動していない。As shown in FIG. 7(a), the heavy
重機制御装置50は、作業装置60aによる最初の掘削が終了すると、作業装置60aを旋回可能な位置(例えば地面よりも上方)に移動させる。そして、重機制御装置50は、図7(b)に示してあるように、本体装置40を180度旋回させて、作業装置60aによるダンプトラック70への掘削物の積込と、作業装置60bによる掘削を行う。When the first excavation by the working
重機制御装置50は、作業装置60aが掘削物を放出する際に、第2検出装置16による掘削物の性状の検出を実施する。なお、重機制御装置50は、作業装置60aと干渉しないように、第2検出装置16による検出を作業装置60aの外側(+X側)から行うように、UAV制御装置108に対して指示を行っている。When the
重機制御装置50は、作業装置60aによる掘削物の放出が終了すると、図7(c)に示してあるように、作業装置60aを本体装置40に近づく位置(-X側)に移動させる。また、重機制御装置50は、作業装置60aの近傍にいるドローン100のUAV制御装置108に対して、ダンプトラック70の上方に移動するように指示するとともに、第1変更装置17に対してダンプトラック70の荷台に保持された掘削物への液体の供給を指示する。When the discharge of the excavated material by the
重機制御装置50は、作業装置60bによる掘削が終了するまで、第1変更装置17に掘削物への液体の供給を行わせる。掘削を行う時間に比べて、積込を行う時間は短いので、この時間差を利用して第1変更装置17による掘削物の性状の変更を行うことにより、使い勝手のよい油圧ショベル1を実現することができる。なお、重機制御装置50は、第2検出装置16による掘削物の性状の検出の際に、第1変更装置17による掘削物の性状の変更を行うようにしてもよい。The heavy
以上のように、本第2実施形態によれば、作業装置60aによる掘削と、作業装置60bによる掘削とを交互に繰り返すので、掘削工事の工期短縮が可能となる。なお、ドローン100の撮像装置102による撮像は、飛行中の撮影のみならず、本体装置40の離着陸部に着陸している際に行ってもよい。本体装置40の離着陸部から撮像装置102が撮像した画像は、従来の運転席から作業者が視認する画像として利用することができる。As described above, according to the second embodiment, excavation by the working
なお、ドローン100をバケット57の近傍に飛行させる場合に、UAV制御装置108は、センサ群104の赤外線センサによりバケット57を認識することにより、バケット57とドローン100との衝突を回避することができる。
また、重機制御装置50は、油圧ショベル1に故障が生じた際や、メンテナンスが必要かどうかを判断するために、ドローン100の撮像装置102による撮像を行うようにしてもよい。
In addition, when flying the
In addition, the heavy
上述の第1実施形態および第2実施形態の駆動システム10として、内燃機関に代えて、水素と燃料電池とを用いて油圧ショベル1を駆動してもよい。この場合、燃料タンク12に高圧の水素ガスを貯蔵して、燃料電池に水素ガスを供給するようにすればよい。駆動システム10として、温室効果ガスの排出の少ないものを用いれば環境に考慮した油圧ショベル1を実現することができる。なお、第2実施形態のドローン100に容器を設けて掘削物を搬送するようにしてもよい。As the drive system 10 of the first and second embodiments described above, hydrogen and a fuel cell may be used instead of an internal combustion engine to drive the
(第3実施形態)
以下、図8および図9を用いて第3実施形態につき説明するが、第1実施形態および第2実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を割愛もしくは簡略化する。
図8は、本第3実施形態の駆動車両である牽引車両201とスクレーパ車両220とを示す概要図である。また、図9は本第1実施形態の牽引車両201とスクレーパ車両220の主要部のブロック図である。
図8に示すように、牽引車両201は、スクレーパ車両220を牽引するものであり、連結装置であるヒッチ221によりスクレーパ車両220に接続(連結)されている。ヒッチ221は、牽引車両201から着脱可能であり、牽引車両201側の一端に設けられたフレキシブルなボールジョイント222を有している。
Third Embodiment
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to FIG. 8 and FIG. 9. The same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
Fig. 8 is a schematic diagram showing a towing
As shown in Fig. 8, the towing
(牽引車両)
本実施形態の牽引車両201は、図8から明らかなように、運転席が無い自動運転タイプの物である。また、本実施形態では、内燃機関に代えて燃料電池202と、2つの前輪と4つの後輪とのそれぞれに設けられたインホイール式のモータ203(図9参照)とを用いて牽引車両201を走行(駆動)している。なお、インホイール式のモータ203は前輪および後輪のハブと同軸に繋がるように設けてもよい。
なお、牽引車両201は、遠隔操作式でもよく、運転席が設けられたタイプでもよく、内燃機関を用いたエンジンを用いてもよい。
(Towing vehicle)
As is clear from Fig. 8, the towing
The towing
また、本実施形態の牽引車両201は、燃料電池202に水素を供給する水素タンク204と、蓄電池205と、GNSS206(Global Navigation Satellite System)と、通信装置208と、メモリ209と、制御装置210と、を有している。
In addition, the towing
燃料電池202は水素と酸素を電気化学反応させて電気を作る発電装置である。
水素タンク204は、数十MPaに圧縮された水素を蓄えるものであり、不図示の水素供給流路を介して燃料電池202に水素を供給するものである。
蓄電池205は、2次電池であり、燃料電池202が発電した電力を蓄電するものである。蓄電池205は、蓄えた電力をモータ203や、スクレーパ車両220に設けられた蓄電池233などに供給可能である。蓄電池205の電力をスクレーパ車両220に供給するために、牽引車両201には蓄電池205に接続された第1コネクタ211(例えばメスコネクタ)が設けられ、スクレーパ車両220には、第1コネクタ211と係合する第2コネクタ235(例えばオスコネクタ)が設けられている。
The
The
The
図8に示すように、燃料電池202や水素タンク204は、牽引車両201の前方側に配置されている。牽引車両201の前方は、従来は内燃機関が配置されたり、運転席が設けられたりしていた。本実施形態では、内燃機関や運転席を省略しているので、牽引車両201の前方に大きなスペースを設けることができ、多くの水素タンク204を配置したり、燃料電池202などの配置の自由度を確保したりすることができる。なお、蓄電池205は図8では牽引車両201の中央付近に図示されているが、牽引車両201の前方側に配置することも可能である。
As shown in FIG. 8, the
GNSS206は、人工衛星を利用して牽引車両201の位置を測位するものである。
通信装置208は、後述の通信装置240やインターネット等の広域ネットワークにアクセスする無線通信ユニットであり、本実施形態では、制御装置210による各種の駆動および制御の情報を通信装置240に送信している。
The GNSS 206 measures the position of the towing
The
メモリ209は、不揮発性のメモリ(例えばフラッシュメモリ)であり、建設現場の地図情報や、牽引車両201を自動運転するためのプログラムや、後述のスクレーパ225や、後述の不図示の油圧シリンダを制御するプログラムなどが記憶されている。
The
制御装置210は、CPUを備えており、牽引車両201およびスクレーパ車両220を制御する制御装置である。本実施形態において、制御装置210は、建設現場における牽引車両201の自動運転や、後述のスクレーパ225や、スクレーパ車両220に設けられた不図示の油圧シリンダの駆動制御を行っている。The
(スクレーパ車両)
スクレーパ車両220は、前述のヒッチ221およびボールジョイント222に加えて、フレーム223と、ボウル224と、スクレーパ(scraper)225と、車輪226とを有している。
また、スクレーパ車両220は、発電装置である太陽光パネル232と、2次電池である蓄電池233と、モータ234(図2参照)と、第2コネクタ235と、排土板236と、を有している。また、スクレーパ車両220は、スクレーパ225の近傍に設けられた第2検出装置16と、フレーム223に設けられた第1変更装置17と、を有している。
(Scraper vehicle)
The
The
図9に示すように、スクレーパ車両220は、各種データや第1変更装置17が供給した液体の量を記憶しているメモリ239と、通信装置240と、スクレーパ車両220全体を制御する制御装置241と、を有している。As shown in FIG. 9, the
フレーム223は、テーパ形状の金属部品であり、ボウル224と対向する内面に液体タンク18および第1変更装置17が設けられ、外面に複数の太陽光パネル232が設けられている。
ボウル224は上面が開放されており、スクレーパ225が掘削した土砂などの掘削物を収容するものである。
The
The
第1変更装置17は、本第3実施形態では2つ設けられているが、1つでもよく3つ以上でもよい。スクレーパ車両220は、掘削工程と、運搬工程と、排出工程と、回送工程と、を1サイクルとしている。制御装置241は、掘削工程にてボウル224に掘削物が収容され始めてから第1変更装置17による掘削物への液体の供給を開始し、運搬工程においても第1変更装置17による掘削物への液体を供給できるので、より多くの液体を掘削物に供給できる。このため、制御装置241は、掘削物の性状を排出工程までに所望の含水比(含水率)に近づけることができる。In the third embodiment, two
スクレーパ225は、地表等の走行面の土砂を削り取るための刃状或いはへら状の部材であり、本第3実施形態では、ボウル224の底部にボウル224と一体的に設けられている。
ボウル224とスクレーパ225とは一体的に設けられているので、不図示の油圧シリンダによりボウル224を地面に向けて傾斜させることにより、スクレーパ225が地面に食い込んで土砂を掘削することができる。また、ボウル224には不図示の開口部が設けられており、ボウル224が地面に向けて傾斜した状態の際に、スクレーパ225が掘削した掘削物が不図示の開口部からボウル224に収容される。
The
Since the
第2検出装置16は、スクレーパ225の近傍に設けられている。本第3実施形態では、第2検出装置16がスクレーパ225よりも進行方向側(-X側)に設けられているので、第2検出装置16は、スクレーパ225が掘削する前の土砂に含まれている水分を検出している。なお、第2検出装置16をスクレーパ225に近づけたり、遠ざけたりする伸縮機構を設けるようにしてもよい。
スクレーパ225による掘削が終了すると、不図示の油圧シリンダによりボウル224を地上に向けて傾斜させることにより、スクレーパ225が地面から離れた状態となる。
The
When excavation by the
第2検出装置16および第1変更装置17は、蓄電池233からの電力または太陽光パネルからの電力により駆動するので、温室効果ガスを排出することなく駆動することができる。
The
なお、フレーム223のボウル224と対向する内面に撮像装置を設け、制御装置241はこの撮像装置の撮像結果によりボウル224に掘削物が満載されたかどうかを判断するようにしてもよい。制御装置241は、ボウル224に掘削物が満載されると掘削工程を終了し、運搬工程へと移行する。An imaging device may be provided on the inner surface of the
本第3実施形態においては、掘削工程と、運搬工程とを利用して掘削物の性状を変更しているので、使い勝手の良いスクレーパ車両220を実現することができる。なお、スクレーパ車両220の内部に第1検出装置15を設けるようにしても構わない。また、フレーム223の上面にドローン100が離着陸する離着陸部を設けるようにしてもよい。In the third embodiment, the properties of the excavated material are changed by utilizing the excavation process and the transportation process, so that a user-
以上で説明した実施形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。例えば、ドローン100に第2検出装置16を設ける場合には、UAV制御装置108は、ドローン100が作業装置60やダンプトラック70と接触しないように、掘削物とドローン100とが所定の距離になるように飛行装置101を制御すればよい。The above-described embodiment is merely an example for explaining the present invention, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, when the
例えば、ドローン100に第1変更装置17を設ける場合には、UAV制御装置108は、ドローン100が作業装置60やダンプトラック70と接触しないように、掘削物とドローン100とが所定の距離になるように飛行装置101を制御すればよい。
また、第1変更装置17は、掘削物の性状を変更するために掘削物に石灰を供給するものでもよい。なお、第1実施形態から第3実施形態は、適宜組み合わせてもよい。
For example, when the
The first changing
1 油圧ショベル 15 第1検出装置 16 第2検出装置
17 第1変更装置 18 液体タンク 30 旋回装置
40 本体装置 50 重機制御装置 60 作業装置
100 ドローン 108 UAV制御装置 220 スクレーパ車両
241 制御装置
REFERENCE SIGNS
Claims (13)
前記掘削物の性状を変更する変更装置と、
前記掘削物を放出可能に収容する収容部と、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記収容部に前記掘削物が収容されている状態で前記変更装置による前記掘削物の性状の変更を行うとともに、前記収容部から前記掘削物が放出された状態で前記変更装置による前記掘削物の性状の変更を行う制御装置と、を備えた建設機械。 A detection device for detecting the properties of the excavated material from before excavation to after release;
A change device for changing the properties of the excavated material;
A storage section that releasably stores the excavated object;
a control device that changes the properties of the excavated material using the change device when the excavated material is stored in the storage section based on the detection results of the detection device, and that changes the properties of the excavated material using the change device when the excavated material is released from the storage section .
前記検出装置は、前記バケットに収容された前記掘削物の水分を検出する請求項1記載の建設機械。 the container is a bucket;
The construction machine according to claim 1 , wherein the detection device detects moisture in the excavated material contained in the bucket.
前記変更装置は、前記掘削物に液体を供給する液体供給装置を備え、
前記制御装置は、前記検出した前記掘削物の水分から求められた前記掘削物に供給すべき液体量と、前記収容部に前記掘削物が収容されている状態で前記液体供給装置が1回目に供給した液体の量とに基づいて、前記収容部から前記掘削物が放出された状態で前記液体供給装置による2回目の液体の供給量を決定する請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の建設機械。 the detection device detects moisture in the excavation;
The modification device includes a liquid supply device for supplying liquid to the excavated material,
A construction machine as described in any one of claims 1 to 6, wherein the control device determines the amount of liquid to be supplied a second time by the liquid supply device when the excavated material is released from the storage section, based on the amount of liquid to be supplied to the excavated material determined from the detected moisture content of the excavated material and the amount of liquid supplied a first time by the liquid supply device when the excavated material is stored in the storage section.
一つのバケットが掘削している際に、他のバケットが掘削物を放出し、前記検出装置は、前記他のバケットが掘削物を放出している際に前記掘削物の性状を検出する請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の建設機械。 There are multiple buckets,
10. The construction machine according to claim 1, wherein while one bucket is digging, another bucket discharges the excavated material, and the detection device detects the properties of the excavated material while the other bucket is discharging the excavated material.
前記掘削物の性状の検出結果に基づいて、掘削物が収容部に収容されている状態で前記掘削物の性状の変更を行うとともに、前記収容部から前記掘削物が放出された状態で前記掘削物の性状の変更を行うステップと、を含む掘削物調整方法。 detecting a property of the excavated material;
A method for adjusting excavated material, comprising the steps of: changing the properties of the excavated material while the excavated material is contained in a storage section based on the detection results of the properties of the excavated material ; and changing the properties of the excavated material while the excavated material is released from the storage section .
前記掘削物の性状の変更は液体の供給により行われ、
検出した前記掘削物の水分から求められた前記掘削物に供給すべき液体量と、前記収容部に前記掘削物が収容されている状態で1回目に供給した液体の量とに基づいて、前記収容部から前記掘削物が放出された状態による2回目の液体の供給量を決定する請求項11記載の掘削物調整方法。 The detection of the property is moisture of the excavated material,
The change in the properties of the excavated material is performed by supplying a liquid;
The excavated material adjustment method according to claim 11, further comprising determining the amount of liquid to be supplied a second time when the excavated material is released from the storage section based on the amount of liquid to be supplied to the excavated material determined from the detected moisture content of the excavated material and the amount of liquid supplied the first time when the excavated material is contained in the storage section .
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160237640A1 (en) | 2015-02-13 | 2016-08-18 | Esco Corporation | Monitoring ground-engaging products for earth working equipment |
| JP2017032358A (en) | 2015-07-30 | 2017-02-09 | 公信 山▲崎▼ | Conveyance flow measurement system and conveyance flow measurement method |
| JP2017205682A (en) | 2016-05-16 | 2017-11-24 | 株式会社トクヤマ | Manufacturing method of improved body of construction generated soil and/or sludge, and manufacturing method of cement clinker using the improved body |
| JP2018004339A (en) | 2016-06-29 | 2018-01-11 | 株式会社アースニクスエム | Measuring device |
| JP2018071101A (en) | 2016-10-26 | 2018-05-10 | 株式会社フジタ | Electrified water particle spraying device |
| JP2019203381A (en) | 2015-08-24 | 2019-11-28 | 株式会社小松製作所 | Wheel loader |
| CN110777875A (en) | 2019-11-01 | 2020-02-11 | 山推工程机械股份有限公司 | Bulldozer with dust reducing function and control method |
| JP2020097006A (en) | 2018-12-18 | 2020-06-25 | 鈴健興業株式会社 | Fluid discharge system |
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160237640A1 (en) | 2015-02-13 | 2016-08-18 | Esco Corporation | Monitoring ground-engaging products for earth working equipment |
| JP2017032358A (en) | 2015-07-30 | 2017-02-09 | 公信 山▲崎▼ | Conveyance flow measurement system and conveyance flow measurement method |
| JP2019203381A (en) | 2015-08-24 | 2019-11-28 | 株式会社小松製作所 | Wheel loader |
| JP2017205682A (en) | 2016-05-16 | 2017-11-24 | 株式会社トクヤマ | Manufacturing method of improved body of construction generated soil and/or sludge, and manufacturing method of cement clinker using the improved body |
| JP2018004339A (en) | 2016-06-29 | 2018-01-11 | 株式会社アースニクスエム | Measuring device |
| JP2018071101A (en) | 2016-10-26 | 2018-05-10 | 株式会社フジタ | Electrified water particle spraying device |
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| JP2021061005A (en) | 2019-10-08 | 2021-04-15 | 楽天株式会社 | Processing system, aircraft capable of unmanned flight, and dust state estimation method |
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