JP7629520B2 - 建設機械ならびに掘削物調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械ならびに掘削物調整方法に関する。

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。

特開２０１７―３２３５８号公報

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。

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。

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。

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。

本第１実施形態を表す建設機械の概要図であり、掘削状況を示す図である。 本第１実施形態を表す建設機械の概要図であり、積込状況を示す図である。 本第１実施形態の主要部のブロック図である。 本第１実施形態の重機制御装置により実行されるフローチャートである。 本第２実施形態を表す建設機械の概要図である。 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。 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。 本第３実施形態を表す牽引車両とスクレーパ車両とを示す概要図である。 本第３実施形態の主要部のブロック図である。

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。

（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。

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。

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。

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。

燃料タンク１２は、本実施形態では液体状態のアンモニア（ＮＨ_３）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (13)

1. 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、を備えた建設機械。
2. 前記収容部はバケットであり、
   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。
3. 前記バケットに接続されたアームに前記検出装置を設けた請求項２記載の建設機械。
4. 前記検出装置は、近赤外線により前記掘削物に含まれる水分を検出する近赤外水分計を備えている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の建設機械。
5. 前記検出装置は、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のに際して、前記掘削物の性状を検出する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の建設機械。
6. 前記検出装置は、前記掘削物に近づくための伸縮機構を備えている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の建設機械。
7. 前記検出装置は前記掘削物の水分を検出し、
   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。
8. 飛行可能な無人飛行体に前記検出装置を設けた請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の建設機械。
9. 飛行可能な無人飛行体に前記変更装置を設けた請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の建設機械。
10. バケットが複数設けられており、
    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。
11. 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、を含む掘削物調整方法。
12. 前記性状の検出は、前記掘削物の水分であり、
    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。
13. 前記掘削物を用いた盛土もしくは敷き均しの際に、前記掘削物の性状の変更を行う請求項１１または請求項１２記載の掘削物調整方法。

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