特開 2024-172376 作業機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024172376

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】作業機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 3/43 20060101AFI20241205BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

E02F3/43 B

E02F9/20 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090050

(22)【出願日】2023-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000246273

【氏名又は名称】コベルコ建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ

(72)【発明者】

【氏名】野田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】大野 洋平

【テーマコード（参考）】

2D003

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AB03

2D003AB04

2D003AC09

2D003AC10

2D003BA02

2D003BA03

2D003CA02

2D003DA04

(57)【要約】

【課題】容器全体に偏りなく積込物を積み込むことが可能な作業機械を提供する。
【解決手段】コントローラは、土砂を荷台７１内に放出した際に上面視において土砂が荷台７１内に広がる面積が互いに異なる複数種類の放出動作をアタッチメント３０に行わせることが可能である。コントローラは、荷台７１内の状況に応じて、放出動作の種類を変更する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

機械本体と、
前記機械本体に設けられ、積込物を保持することが可能なバケットを備えたアタッチメントと、
前記バケットで前記積込物を保持する保持動作と、前記バケットが保持する前記積込物を容器内に放出する放出動作とを交互に繰り返すように、前記アタッチメントを自動で動作させるコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、前記積込物を前記容器内に放出した際に上面視において前記積込物が前記容器内に広がる面積が互いに異なる複数種類の前記放出動作を前記アタッチメントに行わせることが可能であり、
前記コントローラは、前記容器内の状況に応じて、前記放出動作の種類を変更することを特徴とする作業機械。

【請求項2】

複数種類の前記放出動作には、前記機械本体に対して前記バケットの一部の位置を前記アタッチメントの長手方向に固定しながら、前記積込物を放出する前記放出動作が含まれることを特徴とする請求項１に記載の作業機械。

【請求項3】

複数種類の前記放出動作には、前記アタッチメントの長手方向に前記バケットを移動させながら、前記積込物を放出する前記放出動作が含まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の作業機械。

【請求項4】

前記容器内の状況を取得する状況取得装置を有し、
前記コントローラは、前記状況取得装置が取得した前記容器内の状況に基づいて、前記放出動作の種類を変更することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。

【請求項5】

前記状況取得装置は、次の前記放出動作で前記積込物が放出される前記容器内のスペースの上面視における面積を、前記容器内の状況として取得することを特徴とする請求項４に記載の作業機械。

【請求項6】

前記容器内に積み込まれる前記積込物の目標形状を設定する形状設定手段を有し、
前記状況取得装置は、現時点で前記容器内に積み込まれた前記積込物の形状を、前記容器内の状況として取得し、
前記コントローラは、前記状況取得装置が取得した前記積込物の形状と、前記目標形状とに基づいて、前記放出動作の種類を変更することを特徴とする請求項４に記載の作業機械。

【請求項7】

前記容器内の状況を推定する推定手段を有し、
前記コントローラは、前記推定手段が推定した前記容器内の状況に基づいて、前記放出動作の種類を変更することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。

【請求項8】

前記保持動作と前記放出動作とを繰り返す目標回数を設定する回数設定手段を有し、
前記推定手段は、現時点で前記保持動作と前記放出動作とを繰り返した回数と、前記目標回数とに基づいて、前記容器内の状況を推定することを特徴とする請求項７に記載の作業機械。

【請求項9】

前記容器内に積み込まれる前記積込物の目標質量を設定する質量設定手段を有し、
前記推定手段は、現時点で前記容器内に積み込まれた前記積込物の質量と、前記目標質量とに基づいて、前記容器内の状況を推定することを特徴とする請求項７に記載の作業機械。

【請求項10】

前記容器内に積み込まれる前記積込物の目標体積を設定する体積設定手段を有し、
前記推定手段は、現時点で前記容器内に積み込まれた前記積込物の体積と、前記目標体積とに基づいて、前記容器内の状況を推定することを特徴とする請求項７に記載の作業機械。

【請求項11】

前記推定手段は、次の前記放出動作が行われる前記容器内の位置に基づいて、前記容器内の状況を推定することを特徴とする請求項７に記載の作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バケットで保持した積込物を容器内に放出する作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ダンプトラックの荷台の前後方向に沿って設定された目標軌道に沿って土砂を排土するショベルが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０２１／０５４４３６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の排土方法では、土質やバケットの開き具合によって、荷台の前後方向に土砂のばらつきが生じる。そのため、荷台（容器）全体に偏りなく土砂（積込物）を積み込むのは困難である。

【0005】

本発明の目的は、容器全体に偏りなく積込物を積み込むことが可能な作業機械を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、機械本体と、前記機械本体に設けられ、積込物を保持することが可能なバケットを備えたアタッチメントと、前記バケットで前記積込物を保持する保持動作と、前記バケットが保持する前記積込物を容器内に放出する放出動作とを交互に繰り返すように、前記アタッチメントを自動で動作させるコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記積込物を前記容器内に放出した際に上面視において前記積込物が前記容器内に広がる面積が互いに異なる複数種類の前記放出動作を前記アタッチメントに行わせることが可能であり、前記コントローラは、前記容器内の状況に応じて、前記放出動作の種類を変更することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によると、容器内の状況に応じて、放出動作の種類が変更される。放出動作の種類によって、上面視において積込物が容器内に広がる面積が異なる。よって、容器内の状況に応じて、放出動作の種類を変更することで、積込物が容器内に広がる面積を変えることができる。例えば、容器内の空きスペースの上面視における面積が、容器内の状況として取得される。この場合において、空きスペースの上面視における面積が小さい場合に、積込物を容器内に放出した際に上面視において積込物が容器内に広がる面積が小さい放出動作に、放出動作の種類が変更される。これにより、容器内の空きスペースに積込物を偏りなく積み込むことができる。このように、容器内の状況に応じて、放出動作の種類を変更することで、容器全体に偏りなく積込物を積み込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】作業機械の側面図である。

【図2】作業機械の機能構成図である。

【図3】ダンプトラックの荷台内に土砂が積み込まれていく様子を示す図である。

【図4】動作Ａの放出動作を示す図である。

【図5】動作Ｂの放出動作を示す図である。

【図6】動作Ｃの放出動作を示す図である。

【図7】第１実施形態において、放出動作の種類が変更される例を示す図である。

【図8】第１実施形態において、放出動作の種類が変更される別の例を示す図である。

【図9】ダンプトラックの側面図であり、荷台に積み込まれている土砂の高さが目標形状よりも低い場合を示す図である。

【図10】ダンプトラックの側面図であり、荷台の後側部分において、土砂の量が目標形状よりも少ない場合を示す図である。

【図11】第１実施形態において、放出動作の種類が変更されるさらに別の例を示す図である。

【図12】第２実施形態において、放出動作の種類が変更される例を示す図である。

【図13】第２実施形態において、放出動作の種類が変更される別の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0010】

［第１実施形態］
（作業機械の構成）
本発明の第１実施形態による作業機械１は、作業機械１の側面図である図１に示すように、アタッチメント３０で作業を行う機械であり、例えば油圧ショベルである。作業機械１は、バケット３３で保持した積込物を容器内に放出する作業を行う。本実施形態において、容器はダンプトラックの荷台であるが、土砂ピットなどであってもよい。また、本実施形態において、積込物は土砂であるが、石や廃棄物（産業廃棄物など）などであってもよい。

【0011】

作業機械１は、下部走行体２１と上部旋回体２２とを備えた機械本体２４と、アタッチメント３０と、シリンダ４０と、を有している。

【0012】

下部走行体２１は、作業機械１を走行させる部分であり、例えばクローラを備える。上部旋回体２２は、下部走行体２１の上部に旋回装置２５を介して旋回可能に取り付けられる。上部旋回体２２の前部には、キャブ（運転室）２３が設けられている。

【0013】

アタッチメント３０は、上下方向に回動可能に上部旋回体２２に取り付けられる。アタッチメント３０は、ブーム３１と、アーム３２と、バケット３３と、を備える。ブーム３１は、上下方向に回動可能（起伏可能）に上部旋回体２２に取り付けられる。アーム３２は、上下方向に回動可能にブーム３１に取り付けられる。バケット３３は、アタッチメント３０の先端部である先端アタッチメントであり、前後方向に回動可能にアーム３２に取り付けられる。バケット３３は、土砂（積込物）の、掘削、均し、すくい、などの作業を行う部分である。バケット３３は、土砂を保持することが可能である。

【0014】

シリンダ４０は、アタッチメント３０を油圧で回動させることが可能である。シリンダ４０は、油圧式の伸縮シリンダである。シリンダ４０は、ブームシリンダ４１と、アームシリンダ４２と、バケットシリンダ４３と、を備える。

【0015】

ブームシリンダ４１は、上部旋回体２２に対してブーム３１を回動させる。ブームシリンダ４１の基端部は、上部旋回体２２に回動可能に取り付けられる。ブームシリンダ４１の先端部は、ブーム３１に回動可能に取り付けられる。

【0016】

アームシリンダ４２は、ブーム３１に対してアーム３２を回動させる。アームシリンダ４２の基端部は、ブーム３１に回動可能に取り付けられる。アームシリンダ４２の先端部は、アーム３２に回動可能に取り付けられる。

【0017】

バケットシリンダ４３は、アーム３２に対してバケット３３を回動させる。バケットシリンダ４３の基端部は、アーム３２に回動可能に取り付けられる。バケットシリンダ４３の先端部は、バケット３３に回動可能に取り付けられたリンク部材３４に、回動可能に取り付けられる。

【0018】

また、作業機械１は、状況取得装置２７を有している。状況取得装置２７は、キャブ２３の上に設けられている。本実施形態において、状況取得装置２７はＬｉＤＡＲ（Light Detection and RangingまたはLaser Imaging Detection and Ranging）である。状況取得装置２７は、キャブ２３の前方に走査方向が固定されている。なお、状況取得装置２７は、アタッチメント３０（特にブーム３１）や上部旋回体２２に設けられていてもよい。

【0019】

状況取得装置２７は、ダンプトラックの荷台（容器）内の状況を取得する。状況取得装置２７は、状況取得装置２７が取り付けられている位置からダンプトラックの荷台内までの距離を示す点群データ（三次元点群）を取得する。状況取得装置２７が取得した点群データから、荷台内の状況が特定される。ここで、荷台内の状況は、荷台のどこに土砂がどれくらい積み込まれているかを示すものである。

【0020】

なお、状況取得装置２７はＬｉＤＡＲに限定されず、ＴＯＦ(Time of flight)センサや、ステレオカメラなどであってもよい。

【0021】

（作業機械の機能構成）
作業機械１の機能構成図である図２に示すように、作業機械１は、コントローラ１１と、通信装置１２と、記憶装置１３と、を有している。

【0022】

通信装置１２は、携帯端末９０と通信可能である。携帯端末９０は、作業現場にいる作業者により操作される端末であり、例えばタブレット端末である。なお、携帯端末９０は、スマートフォン等であってもよい。

【0023】

記憶装置１３は、ダンプトラックの荷台内に積み込まれる土砂の目標形状を記憶している。

【0024】

コントローラ１１には、状況取得装置２７が取得した点群データが入力される。

【0025】

コントローラ１１は、所定の自動運転動作を行うように、旋回装置２５およびアタッチメント３０を自動で動作させる。つまり、作業機械１は自動運転される。所定の自動運転動作は、具体的には、掘削、持ち上げ旋回、排土、復帰旋回を、この順番で繰り返す動作である。

【0026】

また、コントローラ１１は、バケット３３で土砂を保持する保持動作と、バケット３３が保持する土砂をダンプトラックの荷台内に放出する放出動作とを交互に繰り返すように、アタッチメント３０を自動で動作させる。上記の「掘削」および「持ち上げ旋回」が、保持動作に相当し、上記の「排土」が放出動作に相当する。

【0027】

ここで、ダンプトラック７０の荷台７１内に土砂が積み込まれていく様子を図３に示す。図３に示す例では、放出動作は３回行われる。ここで、荷台７１の長手方向と、アタッチメント３０の長手方向とは平行である。つまり、作業機械１は、荷台７１の後側部分（図中右側部分）に対向している。よって、作業機械１は、荷台７１の長手方向に沿って排土位置を移動させていく。

【0028】

図３に示す例では、同じ種類の放出動作が３回行われる。この放出動作では、機械本体２４に対してバケット３３の基端部３３ａの位置がアタッチメント３０の長手方向に固定されながら、基端部３３ａを中心にバケット３３が回動される。基端部３３ａは、アーム３２との接続部分である。１回目の放出動作では、荷台７１の前側部分（図中左側部分）に土砂が積み込まれる。２回目の放出動作では、荷台７１の中央部分に土砂が積み込まれる。３回目の放出動作では、荷台７１の後側部分（図中右側部分）に土砂が積み込まれる。

【0029】

ここで、３回目の放出動作で土砂が積み込まれる荷台７１内のスペース７３の上面視における面積が、１回目および２回目の放出動作で土砂が積み込まれる荷台７１内のスペースの上面視における面積Ｄよりも狭い場合を考える。この場合において、３回目の放出動作が、１回目および２回目の放出動作と同じ種類の放出動作であれば、３回目の放出動作で積み込まれた土砂が、２回目の放出動作で積み込まれた土砂の上に被さる。その結果、荷台７１内の土砂の高さにばらつきが生じてしまう。

【0030】

そこで、本実施形態では、コントローラ１１は、土砂を荷台７１内に放出した際に上面視において土砂が荷台７１内に広がる面積が互いに異なる複数種類の放出動作をアタッチメント３０に行わせることが可能である。本実施形態では、３種類の放出動作をアタッチメント３０に行わせることが可能であるが、放出動作の種類はこれに限定されない。

【0031】

３種類の放出動作を図４から図６に示す。図４に示す放出動作は、アーム３２との接続部分である基端部３３ａを中心にバケット３３を回動させる動作である。この放出動作を、動作Ａとする。動作Ａは、機械本体２４に対してバケット３３の一部（基端部３３ａ）の位置をアタッチメント３０の長手方向に固定しながら、土砂を放出する動作である。動作Ａで土砂が積み込まれる荷台７１内のスペースの上面視における面積を面積Ａとする。動作Ａによれば、荷台７１内の比較的狭い範囲に土砂を積み込むことができる。

【0032】

図５に示す放出動作は、バケット３３を、まず、バケット３３の開口面が鉛直になるように回動させ、その後、機械本体２４に対する位置であって、バケット３３の先端３３ｂの前後方向の位置を維持しながら、バケット３３の開口面が下を向くように、ブーム３１、アーム３２、および、バケット３３を駆動させる動作である。ここで、前後方向とは、バケット３３がアーム３２に対して回動する方向である。この放出動作を、動作Ｂとする。動作Ｂは、機械本体２４に対してバケット３３の一部（先端３３ｂ）の位置をアタッチメント３０の長手方向に固定しながら、土砂を放出する動作である。動作Ｂでは、バケット３３の回動の初期から後期にわたって、土砂が放出される位置がほぼ同じになる。よって、動作Ｂによれば、荷台７１の定点に土砂を積み込むことができる。動作Ｂで土砂が積み込まれる荷台７１内のスペースの上面視における面積を面積Ｂとする。面積Ｂは、面積Ａ（図４参照）よりも狭い。

【0033】

図６に示す放出動作は、荷台７１の長手方向に沿ってバケット３３を移動させながら、バケット３３を回動させる動作である。この放出動作を、動作Ｃとする。動作Ｃは、アタッチメント３０の長手方向にバケット３３を移動させながら、土砂を放出する動作である。ここで、図６に示すように、荷台７１の長手方向と、アタッチメント３０の長手方向とは平行である。なお、荷台７１の長手方向と、アタッチメント３０の長手方向とが直交している場合には、荷台７１の幅方向（長手方向に直交する方向）に沿ってバケット３３を移動させながら、動作Ｃを行うことになる。動作Ｃで土砂が積み込まれる荷台７１内のスペースの上面視における面積を面積Ｃとする。面積Ｃは、面積Ａ（図４参照）よりも広い。動作Ｃによれば、荷台７１内の比較的広い範囲に土砂を積み込むことができる。

【0034】

コントローラ１１は、荷台７１内の状況に応じて、放出動作の種類を変更する。コントローラ１１は、状況取得装置２７が取得した荷台７１内の状況に基づいて、放出動作の種類を変更する。

【0035】

放出動作の種類が変更される例を図７に示す。図７に示す例では、動作Ａで、荷台７１の前側部分（図中左側部分）に土砂が積み込まれ、その後、動作Ａで、荷台７１の中央部分に土砂が積み込まれている。この状況において、次の放出動作では、荷台７１の後側部分（図中右側部分）に土砂が積み込まれる。荷台７１の後側部分のスペース７５は、次の放出動作で土砂が積み込まれるスペースである。スペース７５の上面視における面積は、面積Ａよりも狭く、面積Ｂ以上である。よって、スペース７５に対して動作Ａを行うと、荷台７１の中央部分に積み込まれた土砂の上に土砂が被さり、荷台７１内の土砂の高さにばらつきが生じてしまう。

【0036】

そこで、図７に示す例では、状況取得装置２７は、スペース７５の上面視における面積を、荷台７１内の状況として取得する。コントローラ１１は、放出動作の種類を動作Ａから動作Ｂに変更する。これにより、スペース７５に対して動作Ｂが行われる。その結果、スペース７５に土砂を偏りなく積み込むことができる。状況取得装置２７で荷台７１内の状況を直接取得することで、放出動作の種類を変更する判定を的確に行うことができる。

【0037】

なお、放出動作の種類が変更される別の例である図８に示すように、スペース７５の位置は、荷台７１の後側部分に限定されず、荷台７１の中央部分などであってもよい。この例では、動作Ａで、荷台７１の前側部分（図中左側部分）に土砂が積み込まれ、その後、動作Ａで、荷台７１の後側部分（図中右側部分）に土砂が積み込まれている。この状況において、次の放出動作では、荷台７１の中央部分に土砂が積み込まれる。荷台７１の中央部分のスペース７５は、次の放出動作で土砂が積み込まれるスペースである。スペース７５の上面視における面積は、面積Ａよりも狭く、面積Ｂ以上である。この場合においても、コントローラ１１は、放出動作の種類を動作Ａから動作Ｂに変更する。これにより、スペース７５に対して動作Ｂが行われる。

【0038】

なお、スペース７５は、まだ土砂が積み込まれていない空スペースに限定されず、すでに土砂が積み込まれているが、他よりも土砂の高さが低いスペースなどであってもよい。

【0039】

ダンプトラック７０の側面図である図９、図１０に示すように、コントローラ（形状設定手段）１１は、荷台７１内に積み込まれる土砂の目標形状７６を設定する。目標形状７６は、記憶装置１３に記憶される。状況取得装置２７は、現時点で荷台７１内に積み込まれた土砂の形状（現在形状７７）を、荷台７１内の状況として取得する。コントローラ１１は、状況取得装置２７が取得した現在形状７７と、目標形状７６とに基づいて、放出動作の種類を変更する。

【0040】

例えば、図９に示すように、荷台７１全体に見て、荷台７１に積み込まれている土砂の高さが目標形状７６よりも低い場合に、放出動作が動作Ｃに変更される。そして、荷台７１全体に対して、動作Ｃが行われる。これにより、荷台７１に積み込まれている土砂の形状を、目標形状７６に近づけることができる。

【0041】

また、例えば、図１０に示すように、荷台７１の後側部分（図中右側部分）において、土砂の量が目標形状７６よりも少ない場合に、放出動作が動作Ｂに変更される。そして、荷台７１の後側部分において、動作Ｂが行われる。これにより、荷台７１に積み込まれている土砂の形状を、目標形状７６に近づけることができる。

【0042】

上記の実施形態では、荷台７１の長手方向と、アタッチメント３０の長手方向とが平行である場合、つまり、作業機械１が、荷台７１の後側部分に対向している場合について説明した。しかし、放出動作の種類が変更されるさらに別の例である図１１に示すように、荷台７１の長手方向と、アタッチメント３０の長手方向とが交差（直交）していてもよい。つまり、作業機械１が、荷台７１の側面に対向していてもよい。この場合、作業機械１は、荷台７１の幅方向（長手方向に直交する方向）に排土位置を移動させていく。そして、荷台７１の幅方向の奥側に動作Ａで土砂を積み込んだ結果、荷台７１の幅方向の手前側のスペース７８の上面視における面積が、面積Ａよりも狭く、面積Ｂ以上である場合に、コントローラ１１は、放出動作の種類を、動作Ａから動作Ｂに変更する。そして、コントローラ１１は、スペース７８に対して動作Ｂを行う。これを、荷台７１の長手方向に排土位置をずらしながら繰り返す。

【0043】

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る作業機械１によれば、図７、図８に示すように、荷台７１内の状況に応じて、放出動作の種類が変更される。放出動作の種類によって、上面視において土砂が荷台７１内に広がる面積が異なる。よって、荷台７１内の状況に応じて、放出動作の種類を変更することで、土砂が荷台７１内に広がる面積を変えることができる。例えば、荷台７１内の空きスペースの上面視における面積が、荷台７１内の状況として取得される。この場合において、空きスペースの上面視における面積が小さい場合に、土砂を荷台７１内に放出した際に上面視において土砂が荷台７１内に広がる面積が小さい放出動作に、放出動作の種類が変更される。これにより、荷台７１内の空きスペースに土砂を偏りなく積み込むことができる。このように、荷台７１内の状況に応じて、放出動作の種類を変更することで、荷台７１全体に偏りなく土砂を積み込むことができる。

【0044】

また、図４、図５に示すように、複数種類の放出動作には、機械本体２４に対してバケット３３の一部の位置をアタッチメント３０の長手方向に固定しながら、土砂を放出する放出動作（動作Ａ、動作Ｂ）が含まれる。このような放出動作によれば、荷台７１内の比較的狭い範囲に土砂を積み込むことができる。

【0045】

また、図６に示すように、複数種類の放出動作には、アタッチメント３０の長手方向にバケット３３を移動させながら、土砂を放出する放出動作（動作Ｃ）が含まれる。このような放出動作によれば、荷台７１内の比較的広い範囲に土砂を積み込むことができる。

【0046】

また、状況取得装置２７によって荷台７１内の状況が取得される。荷台７１内の状況を直接取得することで、放出動作の種類を変更する判定を的確に行うことができる。

【0047】

また、図７、図８に示すように、次の放出動作で土砂が放出される荷台７１内のスペースの上面視における面積が、荷台７１内の状況として取得される。そして、この面積に基づいて、放出動作の種類が変更される。例えば、次の放出動作で土砂が放出されるスペースの上面視における面積が小さい場合に、土砂を荷台７１内に放出した際に上面視において土砂が荷台７１内に広がる面積が小さい放出動作に、放出動作の種類が変更される。これにより、次の放出動作に対応するスペースに土砂を偏りなく積み込むことができる。

【0048】

また、図９、図１０に示すように、現時点で荷台７１内に積み込まれた土砂の形状が、荷台７１内の状況として取得される。そして、取得された土砂の形状と、目標形状７６とに基づいて、放出動作の種類が変更される。例えば、荷台７１内に積み込まれる土砂の形状が、目標形状７６に近づくように、放出動作の種類が変更される。この場合、荷台７１内に積み込まれる土砂の形状を、目標形状７６に近づけることができる。

【0049】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の作業機械１０１について、図面を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と共通する構成およびそれにより奏される効果については説明を省略し、主に、第１実施形態と異なる点について説明する。なお、第１実施形態と同じ部材については、第１実施形態と同じ符号を付している。

【0050】

第１実施形態の作業機械１は、状況取得装置２７を有していた。よって、コントローラ１１は、荷台７１内の状況を直接取得することができた。これに対して、本実施形態の作業機械１０１は、状況取得装置２７を有していない。よって、コントローラ１１は、荷台７１内の状況を直接取得することができない。

【0051】

そこで、コントローラ（推定手段）１１は、荷台７１内の状況を推定する。コントローラ１１は、自身が推定した荷台７１内の状況に基づいて、放出動作の種類を変更する。

【0052】

放出動作の種類が変更される例を図１２に示す。図１２に示す例では、１回目の放出動作で、荷台７１の前側部分（図中左側部分）に土砂が積み込まれ、２回目の放出動作で、荷台７１の中央部分に土砂が積み込まれ、３回目の放出動作で、荷台７１の後側部分（図中右側部分）に土砂が積み込まれる。ここで、１回目および２回目の放出動作として動作Ａが行われた場合、３回目の放出動作で土砂が積み込まれるスペース７９の上面視における面積が、面積Ａよりも狭く、面積Ｂ以上となることが、過去の作業実績から類推される。

【0053】

コントローラ（回数設定手段）１１は、保持動作と放出動作とを繰り返す目標回数を設定する。例えば、目標回数は、携帯端末９０（図２参照）からの指示によって設定される。図１２に示す例の場合、目標回数は３回である。コントローラ１１は、現時点で保持動作と放出動作とを繰り返した回数と、目標回数とに基づいて、荷台７１内の状況を推定する。例えば、現時点で保持動作と放出動作とを２回繰り返している場合、次の放出動作は３回目となる。そして、１回目および２回目の放出動作として動作Ａが行われた場合、３回目の放出動作で土砂が積み込まれるスペース７９の上面視における面積が推定される。推定されるスペース７９の面積は、面積Ａよりも狭く、面積Ｂ以上である。そこで、コントローラ１１は、放出動作の種類を、動作Ａから動作Ｂに変更する。そして、コントローラ１１は、スペース７９に対して動作Ｂを行う。これにより、スペース７９に土砂を偏りなく積み込むことができる。

【0054】

このように、過去の作業実績を用いれば、保持動作と放出動作とを何回繰り返すと、荷台７１内で土砂がどのような状況になるかがわかる。よって、現時点で保持動作と放出動作とを繰り返した回数から、荷台７１内の状況を好適に推定することができる。そして、荷台７１内の状況を推定することで、荷台７１内の状況を直接取得可能な装置を用いなくても、放出動作の種類を好適に変更することができる。

【0055】

なお、コントローラ（質量設定手段）１１は、目標回数を設定する代わりに、荷台７１内に積み込まれる土砂の目標質量を設定してもよい。例えば、目標質量は、携帯端末９０（図２参照）からの指示によって設定される。ここで、本実施形態の作業機械１０１は、公知のペイロード機能を搭載している。ペイロード機能とは、バケット３３に保持された土砂などの荷重を計測する機能である。バケット３３に作用する荷重と、放出動作を行った回数とから、現時点で荷台７１内に積み込まれた土砂の質量がわかる。

【0056】

コントローラ（推定手段）１１は、現時点で荷台７１内に積み込まれた土砂の質量と、目標質量とに基づいて、荷台７１内の状況を推定する。例えば、現時点で荷台７１内に積み込まれた土砂の質量と、目標質量との差がバケット１杯分の質量であれば、次の放出動作は最終回（３回目）であることがわかる。そして、１回目および２回目の放出動作として動作Ａが行われた場合、３回目の放出動作で土砂が積み込まれるスペース７９の上面視における面積が推定される。推定されるスペース７９の面積は、面積Ａよりも狭く、面積Ｂ以上である。そこで、コントローラ１１は、放出動作の種類を、動作Ａから動作Ｂに変更する。そして、コントローラ１１は、スペース７９に対して動作Ｂを行う。これにより、スペース７９に土砂を偏りなく積み込むことができる。

【0057】

このように、過去の作業実績を用いれば、荷台７１内に積み込まれた土砂の質量がどれくらいであれば、荷台７１内で土砂がどのような状況になるかがわかる。よって、現時点で荷台７１内に積み込まれた土砂の質量から、荷台７１内の状況を好適に推定することができる。

【0058】

なお、ダンプトラック７０の荷台７１に作用する荷重から、現時点で荷台７１内に積み込まれた土砂の質量を求めてもよい。この場合、ダンプトラック７０と作業機械１０１との間で通信が行われる。

【0059】

また、コントローラ（体積設定手段）１１は、目標回数や目標質量を設定する代わりに、荷台７１内に積み込まれる土砂の目標体積を設定してもよい。例えば、目標体積は、携帯端末９０（図２参照）からの指示によって設定される。記憶装置１３は、バケット３３の容積を記憶する。バケット３３の容積と、放出動作を行った回数とから、現時点で荷台７１内に積み込まれた土砂の体積がわかる。

【0060】

コントローラ（推定手段）１１は、現時点で荷台７１内に積み込まれた土砂の体積と、目標体積とに基づいて、荷台７１内の状況を推定する。例えば、現時点で荷台７１内に積み込まれた土砂の体積と、目標体積との差がバケット１杯分の容積であれば、次の放出動作は最終回（３回目）であることがわかる。そして、１回目および２回目の放出動作として動作Ａが行われた場合、３回目の放出動作で土砂が積み込まれるスペース７９の上面視における面積が推定される。推定されるスペース７９の面積は、面積Ａよりも狭く、面積Ｂ以上である。そこで、コントローラ１１は、放出動作の種類を、動作Ａから動作Ｂに変更する。そして、コントローラ１１は、スペース７９に対して動作Ｂを行う。これにより、スペース７９に土砂を偏りなく積み込むことができる。

【0061】

このように、過去の作業実績を用いれば、荷台７１内に積み込まれた土砂の体積がどれくらいであれば、荷台７１内で土砂がどのような状況になるかがわかる。よって、現時点で荷台７１内に積み込まれた土砂の体積から、荷台７１内の状況を好適に推定することができる。

【0062】

なお、本実施形態の作業機械１０１が、ＬｉＤＡＲやＴＯＦセンサ、ステレオカメラなどのセンサを備えている場合には、このセンサで荷台７１内の土砂を撮像することで、現時点で荷台７１内に積み込まれた土砂の体積を求めてもよい。

【0063】

また、放出動作の種類が変更される別の例である図１３に示すように、コントローラ（推定手段）１１は、次の放出動作が行われる荷台７１内の位置に基づいて、荷台７１内の状況を推定する。図１３に示す例では、境界線８０よりも荷台７１の前側部分（図中左側部分）のスペースの上面視における面積は、面積Ａよりも広い。また、境界線８０よりも荷台７１の後側部分（図中右側部分）のスペースの上面視における面積は、面積Ａよりも狭く、面積Ｂ以上である。そこで、次の放出動作が行われる荷台７１内の位置が、境界線８０よりも荷台７１の前側部分であれば、コントローラ１１は、放出動作の種類を、動作Ａに変更する。一方、次の放出動作が行われる荷台７１内の位置が、境界線８０よりも荷台７１の後側部分であれば、コントローラ１１は、放出動作の種類を、動作Ｂに変更する。これにより、境界線８０よりも荷台７１の後側部分に土砂を偏りなく積み込むことができる。

【0064】

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る作業機械１０１によれば、荷台７１内の状況が推定される。荷台７１内の状況を推定することで、荷台７１内の状況を直接取得可能な装置を用いなくても、放出動作の種類を好適に変更することができる。

【0065】

また、図１２に示すように、現時点で保持動作と放出動作とを繰り返した回数と、目標回数とに基づいて、荷台７１内の状況が推定される。例えば、過去の作業実績を用いれば、保持動作と放出動作とを何回繰り返すと、荷台７１内で土砂がどのような状況になるかがわかる。よって、現時点で保持動作と放出動作とを繰り返した回数から、荷台７１内の状況を好適に推定することができる。

【0066】

また、図１２に示すように、現時点で荷台７１内に積み込まれた土砂の質量と、目標質量とに基づいて、荷台７１内の状況が推定される。例えば、過去の作業実績を用いれば、荷台７１内に積み込まれた土砂の質量がどれくらいであれば、荷台７１内で土砂がどのような状況になるかがわかる。よって、現時点で荷台７１内に積み込まれた土砂の質量から、荷台７１内の状況を好適に推定することができる。

【0067】

また、図１２に示すように、現時点で荷台７１内に積み込まれた土砂の体積と、目標体積とに基づいて、荷台７１内の状況が推定される。例えば、過去の作業実績を用いれば、荷台７１内に積み込まれた土砂の体積がどれくらいであれば、荷台７１内で土砂がどのような状況になるかがわかる。よって、現時点で荷台７１内に積み込まれた土砂の体積から、荷台７１内の状況を好適に推定することができる。

【0068】

また、図１３に示すように、次の放出動作が行われる荷台７１内の位置に基づいて、荷台７１内の状況が推定される。例えば、次の放出動作が行われる荷台７１内の位置が、荷台７１の端部であれば、その端部における荷台７１内のスペースの上面視における面積は小さいと推定される。この場合に、土砂を荷台７１内に放出した際に上面視において土砂が荷台７１内に広がる面積が小さい放出動作に、放出動作の種類が変更される。これにより、荷台７１の端部における荷台７１内のスペースに土砂を偏りなく積み込むことができる。

【0069】

以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

【符号の説明】

【0070】

１，１０１ 作業機械
１１ コントローラ（形状設定手段、推定手段、回数設定手段、質量設定手段、体積設定手段）
１２ 通信装置
１３ 記憶装置
２１ 下部走行体
２２ 上部旋回体
２３ キャブ
２４ 機械本体
２５ 旋回装置
２７ 状況取得装置
３０ アタッチメント
３１ ブーム
３２ アーム
３３ バケット
３３ａ 基端部
３３ｂ 先端
３４ リンク部材
４０ シリンダ
４１ ブームシリンダ
４２ アームシリンダ
４３ バケットシリンダ
７０ ダンプトラック
７１ 荷台
７３，７５ スペース
７６ 目標形状
７７ 現在形状
７８，７９ スペース
８０ 境界線
９０ 携帯端末

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】