專利名稱：作業(yè)機械的安全裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作業(yè)機械的安全裝置，尤其涉及在解體工程、建筑工程、土木工程等所使用的自行式作業(yè)機械中，將與機械的穩(wěn)定性相關(guān)的信息報知給操作員的安全裝置。
背景技術(shù)：
作為構(gòu)造物解體工程、廢棄物解體工程、土木建筑工程等所使用的作業(yè)機械，已知有如下技術(shù)在利用動力系統(tǒng)行駛的行駛體的上部回轉(zhuǎn)自如地安裝回轉(zhuǎn)體，在回轉(zhuǎn)體上安裝多關(guān)節(jié)型的前部作業(yè)機構(gòu)，該多關(guān)節(jié)型的前部作業(yè)機構(gòu)上下擺動自如，并由驅(qū)動器進行驅(qū)動。作為這種作業(yè)機械的一個例子有以液壓挖掘機為基本的解體作業(yè)機械。該解體作業(yè)機械在回轉(zhuǎn)體以上下擺動自如的方式連結(jié)由起重臂、懸臂構(gòu)成的前部作業(yè)機構(gòu)，在懸臂的前端裝配抓鉤、鏟斗、破碎機、破鐵機(Wy ) Y)等作業(yè)工具，進行構(gòu)造物解體工程、廢棄物解體工程等的作業(yè)。這種作業(yè)機械以使構(gòu)成前部作業(yè)機構(gòu)的起重臂、懸臂、作業(yè)工具向回轉(zhuǎn)體的外方突出的狀態(tài)改變各種姿勢進行作業(yè)，因而在進行過度的操作時存在作業(yè)機械失去平衡而傾翻的情況。因此，操作員必需準確地把握作業(yè)機械現(xiàn)在的穩(wěn)定性或傾翻可能性來安全地進行作業(yè)。在此，穩(wěn)定性是指作業(yè)機械不傾翻，能夠穩(wěn)定地在作業(yè)面上繼續(xù)作業(yè)的程度。針對這種要求，例如在專利文獻I中公開了如下技術(shù)，即、從設(shè)置在履帶起重機的外伸托梁部上的噸位計和設(shè)置在履帶上的傾斜計的輸出值，算出履帶起重機的重心位置及負載載荷，并且，判定所算出的重心位置是否位于預先設(shè)定的區(qū)域的任一個中，使用在每個區(qū)域規(guī)定的顏色，在監(jiān)視器上顯示重心位置。另外，作為其他例子，在專利文獻2中公開了如下裝置，S卩、具備外伸托梁伸出寬度傳感器及外伸托梁反力傳感器，從外伸托梁伸出寬度傳感器的輸出值算出傾翻限界，從外伸托梁反力傳感器的輸出值算出在前后左右的傾翻的危險度，并且，從外伸托梁伸出寬度傳感器和外伸托梁反力傳感器的輸出值算出起重機的合成重心，并將其顯示在顯示裝置上，在有傾翻的危險性時進行警告，并且通過固定外伸托梁的從動關(guān)節(jié)部來防止傾翻。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I :日本特開昭61 - 287696號公報專利文獻2 :日本特開平10 - 291779號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題在此鑒于實際的作業(yè)，作業(yè)機械在各種作業(yè)中使用，存在需要快速動作的情況、或者發(fā)生動作的切換的情況。在這種作業(yè)中，由于前部作業(yè)機構(gòu)的運動或作業(yè)機械自身的運動而產(chǎn)生慣性力，起重機作業(yè)等的動作比較受限制，與動作切換少的準靜態(tài)的作業(yè)相比較，機械的動態(tài)(急速)的運動產(chǎn)生的慣性力給穩(wěn)定性帶來的影響較大。但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，沒有考慮這種動態(tài)的運動帶來的影響。另外，在進行動態(tài)的運動的情況下，由于穩(wěn)定性的變動大，因此不僅需要顯示現(xiàn)在的重心位置，而且操作員必需一直注視顯示畫面，存在作業(yè)效率劣化的可能性。而且，存在操作員不能正確地確認穩(wěn)定性的情況。本發(fā)明是鑒于上述問題點而提出的技術(shù)方案，目的在于提供一種在前部作業(yè)機構(gòu)操作或包含回轉(zhuǎn)的作業(yè)時，能夠使操作員瞬時容易且準確地確認現(xiàn)在的穩(wěn)定性的作業(yè)機械的安全裝置。用于解決課題的方法本發(fā)明為了解決上述課題而采用如下方法。一種作業(yè)機械的安全裝置，具備行駛體、安裝在該行駛體上的作業(yè)機械主體、在上下方向上擺動自如地安裝在該作業(yè)機械主體上的前部作業(yè)機構(gòu)、以及對上述各部分進行 控制的控制裝置，上述控制裝置具備ZMP算出單元，其分別使用包含上述前部作業(yè)機構(gòu)在內(nèi)的上述主體及行駛體的各可動部的位置信息、加速度信息、外力信息來算出ZMP的坐標；以及穩(wěn)定性運算單元，其算出上述作業(yè)機械的與地面的多個接地點所形成的支撐多邊形，在上述ZMP包含在上述支撐多邊形的周緣內(nèi)側(cè)形成的警告區(qū)域中時發(fā)出傾翻警告，并具備顯示裝置，該顯示裝置顯示作業(yè)機械的俯視圖及作業(yè)機械相對于支撐多邊形的ZMP位置，上述ZMP算出單元及穩(wěn)定性運算單元對上述ZMP位置及包含上述警告區(qū)域在內(nèi)的支撐多邊形進行運算并顯示，并且，在上述算出的ZMP位置包含在上述支撐多邊形的周緣內(nèi)側(cè)形成的警告區(qū)域中時發(fā)出傾翻警告。本發(fā)明的效果如下。本發(fā)明由于具備以上的結(jié)構(gòu)，因此能夠提供一種在前部作業(yè)機構(gòu)操作或包含回轉(zhuǎn)的作業(yè)時，能夠使操作員瞬時容易且準確地確認現(xiàn)在的穩(wěn)定性的作業(yè)機械的安全裝置。


圖I是表示第一實施方式的作業(yè)機械的側(cè)視圖。圖2是表示第一實施方式的作業(yè)機械的安全裝置的方塊圖。圖3是表示第一實施方式的作業(yè)機械的傳感器結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖4是表示第一實施方式的ZMP運算用作業(yè)機械模式的側(cè)視圖。圖5是表示第一實施方式的支撐多邊形和傾翻警告區(qū)域的模式圖。圖6是表示第一實施方式的穩(wěn)定性運算單元的判定方法的一個例子的流程圖。圖7是表示第一實施方式的穩(wěn)定性算出方法的模式圖。圖8是表示第一實施方式的顯示裝置的一個例子的說明圖。圖9是表示第一實施方式的顯示裝置的一個例子的說明圖。圖10是表示第一實施方式的顯示裝置的一個例子的說明圖。圖11是表示第一實施方式的顯示裝置的一個例子的說明圖。圖12是表示第二實施方式的顯示裝置的說明圖。圖13是表示第三實施方式的作業(yè)機械的安全裝置的方塊圖。圖14是表示第三實施方式的穩(wěn)定性運算單元的判定方法的流程圖。圖15是表示第三實施方式的顯示裝置的說明圖。
圖16是表示第四實施方式的作業(yè)機械的安全裝置的方塊圖。圖17是表示第四實施方式的作業(yè)機械的顯示裝置的說明圖。圖18是表示第四實施方式的作業(yè)機械的顯示裝置的說明圖。
具體實施例方式(第一實施方式)以下，參照附圖對本發(fā)明的第一實施方式進行說明?！磳ο笱b置〉圖I是適用本發(fā)明的作業(yè)機械的側(cè)視圖。作業(yè)機械I在行駛體2上部可回轉(zhuǎn)地安裝有回轉(zhuǎn)體3，回轉(zhuǎn)體3通過回轉(zhuǎn)馬達7以中心軸3c為中心被回轉(zhuǎn)驅(qū)動。在回轉(zhuǎn)體3上安 裝有駕駛室4和構(gòu)成動力系統(tǒng)的發(fā)動機5。另外，在回轉(zhuǎn)體3的后方設(shè)有配重8。符號30是地表面?；剞D(zhuǎn)體3還具備對作業(yè)機械I的起動停止及全部動作進行控制的運轉(zhuǎn)控制裝置。在設(shè)置于作業(yè)機械I的前面的前部作業(yè)機構(gòu)(front working mechanism)6,起重臂缸11是使起重臂10繞支點40進行轉(zhuǎn)動的驅(qū)動器，與回轉(zhuǎn)體3和起重臂10連結(jié)。懸臂缸13是使懸臂12繞支點41進行轉(zhuǎn)動的驅(qū)動器，與起重臂10和懸臂12連結(jié)。作業(yè)工具缸15是使鏟斗23繞支點42進行轉(zhuǎn)動的驅(qū)動器，經(jīng)由聯(lián)桿16與鏟斗23連結(jié)，經(jīng)由聯(lián)桿17與懸臂12連結(jié)。鏟斗23可以任意地更換為抓鉤、刀具、破碎機等的未圖示的其它作業(yè)工具。在安裝于回轉(zhuǎn)體3上的、對作業(yè)機械I進行操作的操作員用的駕駛室4中設(shè)有用于操作員輸入對各驅(qū)動器的動作指示的操作桿50 ;顯示作業(yè)機械I的穩(wěn)定性信息及傾翻警告信息等的顯示裝置61d ;發(fā)出作業(yè)機械I的傾翻警告聲等的警報裝置63d ;以及用于操作員進行安全裝置的設(shè)定的用戶設(shè)定輸入單元55?！窗踩b置〉圖2是表示與安全裝置相關(guān)的概略結(jié)構(gòu)的方塊圖。安全裝置具備為了檢測作業(yè)機械I的姿勢等而安裝在作業(yè)機械I的各部上的狀態(tài)量檢測單元(傳感器)49 ;用于操作員進行安全裝置的設(shè)定的用戶設(shè)定輸入單元55 ;根據(jù)狀態(tài)量檢測單元49的檢測值進行規(guī)定的運算的控制裝置60 ;向操作員提示穩(wěn)定性的信息的顯示裝置61d ;以及警報裝置63d。控制裝置60表示作業(yè)機械I的控制裝置中特別是與安全裝置相關(guān)的部分?？刂蒲b置60還具備狀態(tài)量檢測單元49及輸入用戶設(shè)定輸入單元55的信號的輸入部60x ;接收輸入到輸入部60x的信號并進行ZMP位置70的算出的ZMP算出單元60f ;在規(guī)定的期間存儲ZMP算出單元60f的算出結(jié)果的ZMP存儲單元60g ;根據(jù)ZMP算出單元60f的算出結(jié)果進行穩(wěn)定性的算出及傾翻可能性的判定的穩(wěn)定性運算單元60d ;基于來自穩(wěn)定性運算單元60d的輸出信號來決定分別顯示裝置61d及警報裝置63d的輸出的表示控制單元61c及警報控制單元63c ;以及將來自表示控制單元61c及警報控制單元63c的輸出信號分別輸出到顯示裝置61d及警報裝置63d的輸出部60y。ZMP算出單元60f還具備聯(lián)桿運算單元60a和ZMP運算單元60b?？刂蒲b置60具有微型計算機以及儲存在ROM中的計算機程序及周邊電路，該微型計算機具備由未圖示的CPU、ROM、RAM及快速存儲器等構(gòu)成的存儲部等，控制裝置60使計算機程序在CPU上工作進行運算處理。本發(fā)明將由控制裝置60運算的ZMP位置算出及穩(wěn)定性判定的結(jié)果經(jīng)由顯示裝置61d及警報裝置63d進行提示以使操作員能夠瞬時準確地確認，從而支援安全的作業(yè)。<狀態(tài)量檢測單元>參照圖3對安裝在作業(yè)機械I的各部的狀態(tài)量檢測單元(傳感器)49進行說明。<姿勢傳感器> 在上部回轉(zhuǎn)體3設(shè)有姿勢傳感器3b，該姿勢傳感器3b用于檢測機械基準坐標系相對于后述的將與重力相反的方向作為Z軸的通用坐標系的斜度。姿勢傳感器3b例如是傾斜角傳感器，通過檢測上部回轉(zhuǎn)體3的傾斜角，檢測機械基準坐標系相對于通用坐標系的斜度。<角度傳感器>·
在上部回轉(zhuǎn)體3的回轉(zhuǎn)中心線3c上設(shè)有用于檢測下部行駛體2和上部回轉(zhuǎn)體3的回轉(zhuǎn)角度的回轉(zhuǎn)角度傳感器3s。在上部回轉(zhuǎn)體3和起重臂10的支點40上設(shè)有用于計測起重臂10的轉(zhuǎn)動角度的起重臂角度傳感器(角度傳感器)40a。在起重臂10和懸臂12的支點41上設(shè)有用于計測懸臂12的轉(zhuǎn)動角度的懸臂角度傳感器(角度傳感器)41a。在懸臂12和鏟斗23的支點42上設(shè)有用于計測鏟斗23的轉(zhuǎn)動角度的鏟斗角度傳感器42a。〈加速度傳感器〉在下部行駛體2、上部回轉(zhuǎn)體3、起重臂10、以及懸臂12的重心附近，分別設(shè)有下部行駛體加速度傳感器2a、上部回轉(zhuǎn)體加速度傳感器3a、起重臂加速度傳感器10a、懸臂加速度傳感器12a。<銷力傳感器>在連結(jié)懸臂12和鏟斗23的銷43、連結(jié)聯(lián)桿16和鏟斗23的銷44上分別設(shè)有銷力傳感器43a、44a。銷力傳感器43a、44a通過例如在圓筒狀的內(nèi)部插入應(yīng)變儀，計測在應(yīng)變儀發(fā)生的應(yīng)變，來檢測施加到銷43、44的力(外力)的大小和方向。<坐標系的設(shè)定>圖4表示ZMP算出用作業(yè)模式(側(cè)面)、通用坐標系(O — V Y’ V )、機械基準坐標系(O —XYZ)。如圖4所示，通用坐標系(O —X’ Y’ Z’)以重力方向為基準，將與重力相反的方向作為Z軸。另一方面，機械基準坐標系(O — XYZ)以下部行駛體2為基準，如圖4所示，使原點為在上部回轉(zhuǎn)體3的回轉(zhuǎn)中心線3c上與地表面30相接的點O，在下部行駛體2的前后方向設(shè)定X軸、在左右方向設(shè)定Y軸、在回轉(zhuǎn)中心線3c方向設(shè)定Z軸。通用坐標系和機械基準坐標系的關(guān)系使用上述的姿勢傳感器進行檢測，在ZMP算出單元60f中基于機械基準坐標系進行運算。< 模式 >另外，在第一實施方式中，考慮到安裝的簡易性，作為用于對ZMP70進行運算的模式，使用質(zhì)量集中于各構(gòu)成部件的重心的集中質(zhì)點模式。將下部行駛體2、上部回轉(zhuǎn)體3、起重臂10、懸臂12的各自的質(zhì)點2P、3P、10P、12P設(shè)定在各構(gòu)成部件的重心位置，將各自的質(zhì)點的質(zhì)量設(shè)為m2、m3、ml0、ml2。并且，將各自的質(zhì)點的位置矢量設(shè)為r2、r3、rl0、rl2，將加速度矢量設(shè)為r〃2、r〃3、r〃10、r〃12。
此外，質(zhì)點的設(shè)定方法并不限定于此，例如也可以追加質(zhì)量集中的部位(圖I所示的發(fā)動機5、配重8等)。另外，外力通過利用鏟斗23進行作業(yè)而施加在鏟斗23的前端。由于鏟斗23經(jīng)由銷43、44與前部作業(yè)機構(gòu)6連結(jié)，因此將鏟斗23的重力及慣性力、施加在鏟斗23上的X軸方向及Z軸方向的外力全部作為施加在銷43和銷44上的外力矢量F43和F44算出，進行ZMP坐標的運算。在此，將外力作用點即銷43和銷44的位置矢量設(shè)為s43、s44。<穩(wěn)定性評價指標>在此，在對安全裝置的各構(gòu)成要素的詳細內(nèi)容進行說明之前，對本發(fā)明中的穩(wěn)定性的評價方式進行說明。在第一實施方式中，作為用于判定作業(yè)機械I的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性評價指標，使用 ZMP (Zero Moment Point)。
ZMP穩(wěn)定判別規(guī)范基于達朗貝爾原理。此外，關(guān)于ZMP的概念及ZMP穩(wěn)定判別規(guī)范，記載于 “LEGGED LOCOMOTION ROBOTS :MiomirVukobratovic 著(“步行機器人和人工的腳加藤一郎譯、日刊工業(yè)新聞社”)。從圖I所示的作業(yè)機械I向地表面30作用有重力、慣性力、外力以及這些力的力矩，根據(jù)達朗貝爾原理，它們與作為從地表面30向作業(yè)機械I的反作用的地面反力及地面反力力矩均衡。因此，在作業(yè)機械I與地表面30穩(wěn)定地接觸的情況下，在不使作業(yè)機械I和地表面30的接地點凹陷地連結(jié)的支撐多邊形的邊上或其內(nèi)側(cè)，存在間距軸及輥軸方向的力矩成為零的點(ZMP)。反過來說，ZMP存在于支撐多邊形內(nèi)，在從作業(yè)機械I作用于地表面30的力按壓地表面30的方向、也就是地面反力為正的情況下，作業(yè)機械I穩(wěn)定地接地。也就是，ZMP越靠近支撐多邊形的中心穩(wěn)定性越高，只要存在于支撐多邊形的內(nèi)偵牝作業(yè)機械I就能夠進行作業(yè)，不會發(fā)生傾翻，另一方面，在ZMP存在于支撐多邊形上的情況下，作業(yè)機械I有開始傾翻的可能性。因此，通過對ZMP與作業(yè)機械I和地表面30形成的支撐多邊形進行比較，能夠判定穩(wěn)定性。< ZMP 方程式 >ZMP方程式由于由重力、慣性力、外力產(chǎn)生的力矩均衡因而如下導出。數(shù)學式I^^YdMrY(Sk-Fmp)XFk =0i j k· · · (I)在此，rzmp ZMP 位置矢量mi :第i個質(zhì)點的質(zhì)量ri :第i個質(zhì)點的位置矢量r” i :施加在第i個質(zhì)點上的加速度矢量(包含重力加速度)Mj :第j個外力力矩sk :第k個外力作用點位置矢量Fk:第k個外力矢量此外，矢量是由X成分、Y成分、Z成分構(gòu)成的三維矢量。
上式(I)的左邊第一項表示由在各質(zhì)點mi施加的加速度成分(包含重力加速度)生成的ZMP70 (參照圖3)周圍(半徑ri 一 rzmp)的力矩的總和。上式(I)的左邊的第二項表示作用于作業(yè)機械I上的外力力矩Mj的總和。上式(I)的左邊的第三項表示由外力Fk(將第k個外力矢量Fk的作用點設(shè)為sk)生成的ZMP70周圍(半徑sk - rzmp)的力矩的總和。并且，式(I)記述了由在各質(zhì)點mi印加的加速度成分(包含重力加速度)生成的ZMP70周圍(半徑ri - rzmp)的力矩的總和、外力力矩Mj的總和、由外力Fk (將第k個外力Fk的作用點設(shè)為sk)生成的ZMP70周圍(半徑sk — rzmp)的力矩的總和均衡的情況。由式(I)所示的ZMP方程式能夠算出地表面30中的ZMP70。在此，對象物停止，僅重力工作的情況的ZMP方程式使用重力加速度矢量g表示為 數(shù)學式2
^dml(rl-rzmp)xg = 0
i· · · (2)與靜態(tài)重心的向地表面的投影點一致。因此，ZMP可以作為考慮了動態(tài)及靜態(tài)的重心的投影點來處理，通過將ZMP作為指標來使用，能夠?qū)ο笪镬o止的情況、和進行動作的情況這雙方進行統(tǒng)一處理。另外，由于支撐多邊形與作業(yè)機械的接地面形狀一致，因此確保穩(wěn)定性的區(qū)域和現(xiàn)在的穩(wěn)定性(支撐多邊形內(nèi)的ZMP位置)能夠表示在將作業(yè)機械的輪廓投影在地表面上的俯視圖上，在視覺上容易明白。<用戶設(shè)定輸入單元>在圖I中，用戶設(shè)定輸入單元55由多個輸入按鈕等構(gòu)成，操作員通過用戶設(shè)定輸入單元55并根據(jù)作業(yè)內(nèi)容及個人愛好進行警告方法、安全率等的設(shè)定。< ZMP算出單元>ZMP算出單元60f包括從狀態(tài)量檢測單元49的檢測值算出以機械基準坐標系(O-XYZ)為基準的各質(zhì)點的位置矢量、加速度矢量及外力矢量的聯(lián)桿運算單元60a ;以及使用變換到機械基準坐標系的各質(zhì)點的位置矢量、加速度矢量及外力矢量算出ZMP70a的ZMP運算單元60b。<聯(lián)桿運算>在圖3中，配置在作業(yè)機械I的各部的姿勢傳感器3b、回轉(zhuǎn)角度傳感器3s、起重臂角度傳感器40a、懸臂角度傳感器41a、鏟斗角度傳感器42a、行駛體加速度傳感器2a、回轉(zhuǎn)體加速度傳感器3a、起重臂加速度傳感器10a、懸臂加速度傳感器12a、銷力傳感器43a、44a的檢測值被輸送到ZMP算出單元60f的聯(lián)桿運算單元60a。在聯(lián)桿運算單元60a，使用圖3所示的設(shè)置在回轉(zhuǎn)體3上的姿勢傳感器3b的值、和設(shè)置在作業(yè)機械I各部的回轉(zhuǎn)角度傳感器3s、起重臂角度傳感器40a、懸臂角度傳感器41a、鏟斗角度傳感器42a的檢測值，對各聯(lián)桿依次進行運動學計算。并且，將圖4所示的各質(zhì)點2P、3P、IOP, 12P的位置矢量r2、r3、rl0、rl2、以及從行駛體加速度傳感器2a、回轉(zhuǎn)體加速度傳感器3a、起重臂加速度傳感器10a、懸臂加速度傳感器12a的檢測結(jié)果算出的各質(zhì)點的加速度矢量r〃2、r〃3、r〃10、r〃12、與銷43、44相對的位置矢量s43、s44、作用于銷43、44的各外力矢量F43、F44變換為以機械基準坐標系(O — XYZ)為基準的值。在此，運動學計算的方法能夠使用眾所周知的方法，例如能夠使用“機器人控制基礎(chǔ)論吉川恒夫著、- 口于社(1988)”中記載的方法。從聯(lián)桿運算單元60a輸送到ZMP運算單元60b的數(shù)據(jù)是以機械基準坐標系(O — XYZ)為基準的各質(zhì)點的位置矢量、加速度矢量及外力矢量。<ZMP 運算 >在ZMP運算單元60b，使用變換到機械基準坐標系的各質(zhì)點的位置矢量、加速度矢量及外力矢量算出ZMP70a，將ZMP70a作為ZMP位置70輸出。在第一實施方式中，由于將機械基準坐標系的原點O設(shè)定為下部行駛體2和地表面30相接的點，因此在假定ZMP的Z軸坐標位于地表面30上時，則rzmpz = 0。另外，在作業(yè)機械I中，通常在鏟斗23以外的部分幾乎不作用外力或外力力矩，因此忽視其影響，看作外力力矩M = O。即使在這種條件下,也能解出式(1)，將ZMP70a的X坐標rzmpx如下算出。數(shù)學式3

權(quán)利要求
1.一種作業(yè)機械的安全裝置，該作業(yè)機械具備行駛體；安裝在該行駛體上的作業(yè)機械主體；在上下方向上擺動自如地安裝在該作業(yè)機械主體上的前部作業(yè)機構(gòu)；以及對上述各部分進行控制的控制裝置，該作業(yè)機械的安全裝置的特征在于， 上述控制裝置具備ZMP算出單元，其分別使用包含上述前部作業(yè)機構(gòu)在內(nèi)的上述主體及行駛體的各可動部的位置信息、加速度信息、外力信息來算出ZMP的坐標；以及 穩(wěn)定性運算單元，其算出上述作業(yè)機械的與地面的多個接地點所形成的支撐多邊形，在上述ZMP包含在形成于上述支撐多邊形的周緣內(nèi)側(cè)的警告區(qū)域中時發(fā)出傾翻警告， 具備顯示裝置，該顯示裝置顯示作業(yè)機械的俯視圖及作業(yè)機械相對于支撐多邊形的ZMP位置， 上述ZMP算出單元及穩(wěn)定性運算單元對上述ZMP位置及包含上述警告區(qū)域在內(nèi)的支撐多邊形進行運算并顯示，并且， 在上述所算出的ZMP位置包含在形成于上述支撐多邊形的周緣內(nèi)側(cè)的警告區(qū)域中時發(fā)出傾翻警告。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作業(yè)機械的安全裝置，其特征在于， 上述控制裝置具有存儲在事先設(shè)定的規(guī)定期間的ZMP位置的記錄的ZMP存儲單元，并利用上述顯示裝置顯示ZMP位置的記錄。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作業(yè)機械的安全裝置，其特征在于， 上述控制裝置具有預測ZMP位置的變化的ZMP預測單元，并將上述ZMP預測單元的預測結(jié)果顯示在上述顯示裝置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作業(yè)機械的安全裝置，其特征在于， 上述控制裝置具有存儲在事先設(shè)定的規(guī)定期間的ZMP位置的記錄的ZMP存儲單元、和預測ZMP位置的變化的ZMP預測單元中的至少任意一個， 上述穩(wěn)定性運算單元除了使用在上述ZMP算出單元算出的現(xiàn)在的ZMP位置以外，還使用在上述ZMP存儲單元中存儲的ZMP位置記錄、和在上述ZMP預測單元算出的ZMP預測位置的至少任一個進行穩(wěn)定性的判定。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作業(yè)機械的安全裝置，其特征在于， 上述控制裝置具有基于相對于支撐多邊形的ZMP位置來算出作業(yè)機械的穩(wěn)定度的穩(wěn)定性運算單元，上述顯示裝置顯示在上述穩(wěn)定性運算單元中算出的穩(wěn)定度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作業(yè)機械的安全裝置，其特征在于， 上述控制裝置具有恢復動作算出單元，該恢復動作算出單元在由上述穩(wěn)定性運算單元進行警告指令的情況下算出穩(wěn)定性恢復的操作方法， 上述顯示裝置在由上述穩(wěn)定性運算單元進行警告指令的情況下，顯示上述恢復動作算出單元的算出結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的作業(yè)機械的安全裝置，其特征在于， 上述控制裝置具有按規(guī)定時間存儲由狀態(tài)量檢測單元檢測出的對驅(qū)動器的指令值和上述ZMP位置并進行作業(yè)狀況的再生的記錄再生單元，記錄再生單元在上述作業(yè)機械的作業(yè)狀況再生時進行圖示上述指令值的顯示。
8.根據(jù)權(quán)利要求廣7中任一項所述的作業(yè)機械的安全裝置，其特征在于， 上述控制裝置具有重心算出單元以取代上述ZMP算出單元，該重心算出單元根據(jù)包含上述前部作業(yè)機構(gòu)在內(nèi)的上述主體及行駛體的各可動部的位置信息、和事先給與的質(zhì)量信息來算出作業(yè) 機械的質(zhì)量中心，各單元使用質(zhì)量中心取代ZMP。
全文摘要
本發(fā)明提供一種作業(yè)機械的安全裝置。在前部作業(yè)機構(gòu)操作以及包含回轉(zhuǎn)的作業(yè)時，使操作員瞬時容易且準確地確認現(xiàn)在的穩(wěn)定性。在作業(yè)機械的安全裝置中，控制裝置具備ZMP算出單元(60f)，其分別使用包含前部作業(yè)機構(gòu)在內(nèi)的主體及行駛體的各可動部的位置信息、加速度信息、外力信息來算出ZMP的坐標；以及穩(wěn)定性運算單元(60d)，其算出上述作業(yè)機械的與地面的多個接地點所形成的支撐多邊形，在上述ZMP包含在上述支撐多邊形的周緣內(nèi)側(cè)所形成的警告區(qū)域中時發(fā)出傾翻警告，具備顯示裝置(61d)，該顯示裝置(61d)顯示作業(yè)機械的俯視圖及作業(yè)機械相對于支撐多邊形的ZMP位置，上述ZMP算出單元及穩(wěn)定性運算單元對上述ZMP及包含上述警告區(qū)域在內(nèi)的支撐多邊形進行運算并顯示，并且在算出的ZMP位置包含在上述支撐多邊形的周緣內(nèi)側(cè)所形成的警告區(qū)域中時發(fā)出傾翻警告。
文檔編號E02F9/22GK102906347SQ201180024959
公開日2013年1月30日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者水落麻里子, 石井啟范, 山口仁一 申請人:日立建機株式會社