特許 7344398 作業機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-05

(45)【発行日】2023-09-13

(54)【発明の名称】作業機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/26 20060101AFI20230906BHJP

【ＦＩ】

E02F9/26 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022554089

(86)(22)【出願日】2021-09-30

(86)【国際出願番号】 JP2021036065

(87)【国際公開番号】W WO2022071476

(87)【国際公開日】2022-04-07

【審査請求日】2022-08-04

(31)【優先権主張番号】P 2020167127

(32)【優先日】2020-10-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002664

【氏名又は名称】弁理士法人相原国際知財事務所

(72)【発明者】

【氏名】椎名 健

(72)【発明者】

【氏名】兼澤 寛

【審査官】小倉 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－２２２００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２４４１０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１７０６５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭５１－０７６８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２８４３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０１４５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０３７０４９７１（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

機体の外方に延びる作業装置を備えた作業機械において、
前記作業機械に関する物理量を検出する物理量検出センサと、
所定の情報を表示するモニタと、
前記モニタを制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記物理量検出センサによって検出される前記作業機械に関する物理量に基づいて前記作業装置に加わる応力の分布を演算する応力演算部と、前記物理量検出センサによって検出される前記作業機械に関する物理量に基づいて前記作業装置の姿勢を演算する姿勢演算部と、前記モニタへの前記所定の情報の表示を制御する表示制御部と、を有し、
前記表示制御部は、前記姿勢演算部によって演算された前記作業装置の姿勢となるように前記作業装置の動作と連動して前記作業装置を模擬的に表す模擬図を形成するとともに、前記応力演算部によって演算される前記作業装置に加わる応力の分布を前記作業装置の動作と連動して前記模擬図に示すように前記モニタの表示を制御し、
前記模擬図は、前記作業装置の操作に応じて変化する前記作業装置の動作と連動して前記作業装置の姿勢の変化および応力の分布の変化が同時に示されるように前記モニタに表示されることを特徴とする作業機械。

【請求項2】

前記模擬図は、前記姿勢演算部によって演算される前記作業装置の姿勢が該作業装置の動作と連動する擬似映像である、
ことを特徴とする、請求項１に記載の作業機械。

【請求項3】

前記作業装置を撮像する撮像装置を有し、
前記所定の情報の表示には、前記撮像装置によって撮像される前記作業装置の映像が含まれ、
前記模擬図は、前記撮像装置が前記作業装置を撮像する方向に相当する方向から視た場合の前記作業装置の斜視図であり、
前記模擬図に示される応力分布及び前記作業装置の映像は、前記作業装置の動作と連動してなる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の作業機械。

【請求項4】

前記機体には、該機体を操作するオペレータが搭乗する操縦室が設けられており、
前記モニタは、前記操縦室に配設されてなる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の作業機械。

【請求項5】

前記機体と前記モニタとの間で無線通信を行う通信装置を有し、
前記モニタは、前記機体とは別体で備えられてなる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は作業機械に係り、特に作業装置の損傷を軽減させる技術に関する。

【背景技術】

【0002】

建設機械をはじめとする作業機械は、掘削等の作業により、ブームやアーム等の構造物を有する作業装置に多大な応力が発生することがある。特に応力が集中する箇所は、疲労が蓄積して故障することが考えられる。このような作業装置の故障などによって作業機械を停止せざるを得ない場合、生産性等への影響が生じるため、未然に故障を予知する必要がある。

【0003】

そこで、複数の運転状況の下において作業機械の部品に蓄積された損傷度（疲労）の分布を表すデータに基づいて、作業機械の部品に蓄積された疲労の分布を、運転状況ごとに、相互に対比可能な状態で、表示画面に画像として表示させることで、油圧ショベルの適切な作業計画やメンテナンス計画を行うことができる技術が開発されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－２２２００３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に開示される技術では、想定よりも早く作業装置が故障することを予知し、作業装置の交換を行う等の措置を講ずることができるものの、作業装置に蓄積する疲労そのものを軽減することができるわけではない。したがって、作業装置の疲労を軽減させるためには、オペレータのスキルを向上させたり、スキルの均質化を図ることで、作業装置に加わる応力を軽減する必要があった。

【0006】

このようにオペレータのスキルを向上させたりスキルの均質化を図るためには、スキルの高いオペレータ（熟練者）がスキルの低いオペレータ（途上者）を指導することが有効である。しかしながら、当該指導の際に、エンジンや油圧機器の音、振動の変化など、熟練者が経験的に認識している掘削イメージや感覚といった抽象的な情報を途上者に伝えることでは、作業装置の損傷と機体の動作との関係性を途上者に認識させることが良好にはできず、更なる改善の余地があった。

【0007】

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、作業装置に加わる応力と機体の動作との関係性を具体的に認識することができる作業機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するため、本発明の作業機械は、機体の外方に延びる作業装置を備えた作業機械において、前記作業機械に関する物理量を検出する物理量検出センサと、所定の情報を表示するモニタと、前記モニタを制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記物理量検出センサによって検出される前記作業機械に関する物理量に基づいて前記作業装置に加わる応力の分布を演算する応力演算部と、前記物理量検出センサによって検出される前記作業機械に関する物理量に基づいて前記作業装置の姿勢を演算する姿勢演算部と、前記モニタへの前記所定の情報の表示を制御する表示制御部と、を有し、前記表示制御部は、前記姿勢演算部によって演算された前記作業装置の姿勢となるように前記作業装置の動作と連動して前記作業装置を模擬的に表す模擬図を形成するとともに、前記応力演算部によって演算される前記作業装置に加わる応力の分布を前記作業装置の動作と連動して前記模擬図に示すように前記モニタの表示を制御し、前記模擬図は、前記作業装置の操作に応じて変化する前記作業装置の動作と連動して前記作業装置の姿勢の変化および応力の分布の変化が同時に示されるように前記モニタに表示されることを特徴とする。

【0009】

これにより、応力演算部によって演算される作業装置に加わる応力の分布を、該作業装置の動作と連動するようにモニタに示すことで、例えばオペレータによる機体の操作が作業装置に疲労が蓄積するような操作である場合に、オペレータによる機体の操作によって動作する作業装置に加わる応力の分布が、該作業装置の動作と連動してモニタに表示されるので、オペレータは、当該操作が作業装置に疲労が蓄積するような操作であることを体感的に理解することが可能とされる。また、作業装置を模した模擬図に作業装置に加わる応力の分布を、該作業装置の動作と連動してモニタに表示することで、例えばオペレータによる機体の操作が、作業装置に疲労が蓄積するような操作であるか否かを視覚的に容易に理解することが可能とされる。さらに、姿勢演算部によって演算される作業装置の姿勢と連動する模擬図に、作業装置の動作と連動する応力分布を表示することで、作業装置の姿勢及び応力分布を同時に視認することが可能とされる。

【0012】

その他の態様として、前記模擬図は、前記姿勢演算部によって演算される前記作業装置の姿勢が該作業装置の動作と連動する擬似映像であるのが好ましい。

【0013】

これにより、姿勢演算部によって演算される作業装置の姿勢と連動する擬似映像に、作業装置の動作と連動する応力分布を表示することで、前記疑似映像により作業装置の姿勢及び応力分布を同時に視認することが可能とされる。

【0014】

その他の態様として、前記作業装置を撮像する撮像装置を有し、前記所定の情報の表示には、前記撮像装置によって撮像される前記作業装置の映像が含まれ、前記模擬図は、前記撮像装置が前記作業装置を撮像する方向に相当する方向から視た場合の前記作業装置の斜視図であり、前記模擬図に示される応力分布及び前記作業装置の映像は、前記作業装置の動作と連動してなるのが好ましい。

【0015】

これにより、模擬図と撮像装置によって撮像される作業装置の撮像映像とを作業装置の動作と連動してモニタに表示することで、実在する作業装置の撮像映像と模擬図とを見比べながら、作業装置に加わる応力の分布を認識することが可能とされる。

【0016】

その他の態様として、前記機体には、該機体を操作するオペレータが搭乗する操縦室が設けられており、前記モニタは、前記操縦室に配設されてなるのが好ましい。

【0017】

これにより、機体を操作するオペレータが搭乗する操縦室にモニタを配設することで、オペレータは、機体を操作しつつモニタを視認して、自己の操作が作業装置に疲労が蓄積するような操作であるか否かを体感的に理解することが可能とされる。

【0018】

その他の態様として、前記機体と前記モニタとの間で無線通信を行う通信装置を有し、前記モニタは、前記機体とは別体で備えられてなるのが好ましい。
これにより、機体とは別体で備えられるモニタと機体とで無線通信を行う通信装置を有することで、遠隔地等の機体から離れた場所で作業装置に加わる応力の分布を認識することが可能とされる。

【発明の効果】

【0019】

本発明の作業機械によれば、応力演算部によって演算される作業装置に加わる応力の分布を、該作業装置の動作と連動するようにモニタに示すことにより、例えばオペレータによる機体の操作が作業装置に疲労が蓄積するような操作である場合に、オペレータによる機体の操作によって動作する作業装置に加わる応力の分布が、該作業装置の動作と連動して表示されるので、オペレータは、当該操作が作業装置に疲労が蓄積するような操作であることを体感的に理解することができる。これにより、作業装置に加わる応力と機体の動作との関係性を具体的に認識することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態に係る油圧ショベルの側面図である。

【図2】第１実施形態の制御に係るコントローラの接続構成が示されたブロック図である。

【図3】第１実施形態に係るモニタに表示される情報を説明する説明図である。

【図4】第２実施形態の制御に係るコントローラの接続構成が示されたブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

＜第１実施形態＞
以下、図面に基づき本発明の第１実施形態について説明する。

【0022】

図１を参照すると、第１実施形態に係る油圧ショベル（機体、作業機械）１の側面図が示されている。油圧ショベル１は、鉱山などの現場で稼働する大型の油圧ショベルであり、例えば最大で前後長２５ｍ、左右長７ｍ、地上高１５ｍの大きさの機械である。また、油圧ショベル１は、通常、オペレータが１日で３～４人、入れ替わりながら２４時間稼働している。この油圧ショベル１は、下部走行体２と上部旋回体３と旋回装置４とを備えている。

【0023】

下部走行体２は油圧ショベル１の走行装置であり、ここではクローラ式の下部走行体２を例示している。上部旋回体３は、上部旋回体３の下側の骨格を形成する旋回フレーム３ａ及び旋回装置４を介して下部走行体２に連結されている。旋回装置４は、下部走行体２に対して上部旋回体３を相対的に旋回することが可能な装置である。この旋回装置４は、内部に図示しない旋回軸受が設けられており、図示しない旋回油圧モータを駆動することで該旋回軸受を軸にして上部旋回体３を旋回させる旋回動作を行うことができる。

【0024】

上部旋回体３には、旋回フレーム３ａ上に操縦室５、フロントアタッチメント（作業装置）７及び建屋６等が搭載されている。操縦室５には、油圧ショベル１を操作する各種の操作装置が設けられている。したがって、オペレータは、操縦室５に搭乗することで、旋回装置４を操作する旋回操作やフロントアタッチメント７を操作する作業操作等の油圧ショベル１の各種操作を行うことが可能である。

【0025】

建屋６は、図示しないエンジンや油圧ポンプ等の機械を収容するものであり、操縦室５の後方に配置している。フロントアタッチメント７は、上部旋回体３の前部中央に位置して設けられており、ブーム１０、アーム１１及びバケット１２を備えている。ブーム１０は、基端部が旋回フレーム３ａに図示しない連結ピンにより軸支されている。これにより、ブーム１０は、旋回フレーム３ａに対して相対的に揺動可能である。このブーム１０の先端には、アーム１１が上下方向に回動可能に連結され、アーム１１の先端には、バケット１２が上下方向に回動可能に連結されている。

【0026】

ここで、ブーム１０は、ブームシリンダ１０ａを油圧により調整して伸縮することにより回動することが可能である。同様に、アーム１１は、アームシリンダ１１ａを、バケット１２は、バケットシリンダ１２ａを油圧により調整して伸縮することにより回動することが可能である。したがって、フロントアタッチメント７は、ブームシリンダ１０ａ、アームシリンダ１１ａ及びバケットシリンダ１２ａを適宜調整して伸縮することにより、ブーム１０、アーム１１及びバケット１２を適宜回動し、後述する掘削動作等の動作及び作業を行うことが可能である。

【0027】

このフロントアタッチメント７には、各種物理量を検出する複数のセンサが設けられている。具体的には、ブームシリンダ１０ａにはブーム圧力センサ１０ｂが、アームシリンダ１１ａにはアーム圧力センサ１１ｂが、バケットシリンダ１２ａにはバケット圧力センサ１２ｂがそれぞれ設けられている。これら圧力センサは、各シリンダ内の圧力を検出することが可能である。以下、ブーム圧力センサ１０ｂ、アーム圧力センサ１１ｂ及びバケット圧力センサ１２ｂを総じてシリンダ圧力センサ１５ともいう。

【0028】

また、旋回フレーム３ａ、ブーム１０、アーム１１及びバケット１２の各連結部分には、それぞれ第１角度計２１、第２角度計２２及び第３角度計２３が設けられている。第１角度計２１は、旋回フレーム３ａとブーム１０との相対角度を検出するセンサである。第２角度計２２は、ブーム１０とアーム１１との相対角度を検出するセンサである。第３角度計２３は、アーム１１とバケット１２との相対角度を検出するセンサである。以下、第１角度計２１、第２角度計２２及び第３角度計２３を総じてフロント角度計２５ともいう。

【0029】

さらに、上部旋回体３、旋回装置４及び建屋６には、車体傾斜角度計３１、旋回角度計３３、作動油温度計３５、エンジン回転計３６、油圧ポンプ吐出圧力計３７、油圧モータ入口圧力計３８及び加速度計３９が設けられている。車体傾斜角度計３１は、油圧ショベル１の前後左右方向の傾きを示す傾斜角度を検出するセンサである。旋回角度計３３は、上部旋回体３と下部走行体２の相対角度を検出するセンサである。作動油温度計３５は、図示しない油圧ポンプによって油圧モータや油圧シリンダ等に供給される作動油の温度を検出するセンサである。

【0030】

エンジン回転計３６は、図示しないエンジンの回転速度を検出する回転センサである。
油圧ポンプ吐出圧力計３７は、図示しない油圧ポンプから油圧モータや油圧シリンダ等に供給される作動油の圧力を検出する圧力センサである。油圧モータ入口圧力計３８は、図示しない旋回油圧モータ等へ供給される作動油の圧力を検出する圧力センサである。加速度計３９は、上部旋回体３や下部走行体２に生じる振動加速度を検出する加速度センサである。

【0031】

そして、操縦室５には、カメラ４１及びモニタ４３が設けられている。カメラ４１は、例えば操縦室５内に設置されており、操縦室５の前方を撮像する撮像装置である。モニタ４３には、油圧ショベル１の状態や姿勢等、油圧ショベル１に関する各種の情報が表示される。なお、モニタ４３に表示される情報については、後述する。

【0032】

図２を参照すると、第１実施形態の制御に係るコントローラ５１の接続構成がブロック図で示されている。コントローラ５１は、エンジンの運転制御をはじめとして油圧ショベル１の総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成され、例えば上部旋回体３の操縦室５内に配設されている。

【0033】

このコントローラ５１の入力側には、シリンダ圧力センサ１５、フロント角度計２５、車体傾斜角度計３１、旋回角度計３３、作動油温度計３５、エンジン回転計３６、油圧ポンプ吐出圧力計３７、油圧モータ入口圧力計３８及び加速度計３９等の機体１に関する物理量を検出するセンサ（物理量検出センサ）並びにカメラ（撮像装置）４１が電気的に接続されている。これにより、シリンダ圧力センサ１５からはブームシリンダ１０ａ、アームシリンダ１１ａ及びバケットシリンダ１２ａ内の圧力に関する情報が入力され、フロント角度計２５からは旋回フレーム３ａ、ブーム１０、アーム１１及びバケット１２の各連結部分における相対角度に関する情報が入力される。

【0034】

また、コントローラ５１の入力側には、車体傾斜角度計３１からは油圧ショベル１の傾斜角度に関する情報が入力され、旋回角度計３３からは上部旋回体３と下部走行体２の相対角度に関する情報が入力され、作動油温度計３５からは作動油の温度に関する情報が入力される。さらに、エンジン回転計３６からはエンジン回転速度に関する情報が入力され、油圧ポンプ吐出圧力計３７からは油圧ポンプから油圧モータや油圧シリンダ等に供給される作動油の圧力に関する情報が入力され、油圧モータ入口圧力計３８からは旋回油圧モータ等へ供給される作動油の圧力に関する情報が入力され、加速度計３９からは、上部旋回体３や下部走行体２に生じる振動加速度に関する情報が入力され、カメラ４１からは操縦室５の前方の映像に関する情報が入力される。

【0035】

そして、コントローラ５１の出力側には、モニタ４３が電気的に接続されており、モニタ４３を制御することで、操縦室５に搭乗するオペレータに油圧ショベル１に関する各種の情報を報知等することができる。なお、各センサ等とコントローラ５１との情報の入出力は、コントロールエリアネットワーク（ＣＡＮ）やローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）などのネットワークを介して行うようにしてもよい。

【0036】

ここで、コントローラ５１は、応力演算部５３、姿勢演算部５５及び表示制御部５７を有している。応力演算部５３は、フロントアタッチメント７に加わる応力分布を演算することが可能な演算部である。具体的には，応力演算部５３は、シリンダ圧力センサ１５、フロント角度計２５、車体傾斜角度計３１、旋回角度計３３、作動油温度計３５、エンジン回転計３６、油圧ポンプ吐出圧力計３７、油圧モータ入口圧力計３８及び加速度計３９から入力される、物理量に関する情報に基づき、有限要素法等の数値解析手法や回帰分析等の統計学的手法などを用いて、フロントアタッチメント７の各箇所ごとに生じる応力分布を演算する。また、応力演算部５３は、少なくとも物理量に関する情報が変化する度に応力分布を演算する。

【0037】

姿勢演算部５５は、フロント角度計２５から入力される旋回フレーム３ａ、ブーム１０、アーム１１及びバケット１２の各連結部分における相対角度に関する情報に基づき、フロントアタッチメント７の姿勢を演算することが可能な演算部である。この姿勢演算部５５は、フロント角度計２５から入力される各連結部分における相対角度に関する情報が変化する度にフロントアタッチメント７の姿勢を演算する。表示制御部５７は、応力演算部５３によって演算される応力分布、姿勢演算部５５によって演算されるフロントアタッチメント７の姿勢及びカメラ４１によって撮像される操縦室５の前方の映像に基づき、モニタ４３への表示を制御する制御部である。

【0038】

図３を参照すると、第１実施形態に係るモニタ４３に表示される情報を説明する説明図が示されている。モニタ４３には、表示制御部５７に制御されることで、カメラ４１によって撮像される操縦室５の前方の映像（以下、フロント映像６１という）及びフロントアタッチメント７の斜視図（以下、擬似映像６３という）が左右に横並びに表示される。擬似映像６３は、例えば姿勢演算部５５によって演算されたフロントアタッチメント７の姿勢となるようにフロントアタッチメント７の立体的な斜視図を模擬的に表した図である。

【0039】

この擬似映像６３は、カメラ４１がフロントアタッチメント７を撮像する方向に相当する方向から視た場合の斜視図である。また、擬似映像６３には、応力演算部５３によって演算される応力分布６３ａが例えば４段階で、応力が高いほど色が黒く染まるよう示されている。なお、応力の度合に応じて色彩を変えるようにしてもよい。

【0040】

これにより、フロント角度計２５から入力される各連結部分における相対角度に関する情報が変化する度に姿勢演算部５５がフロントアタッチメント７の姿勢を演算し、圧力センサ１５、フロント角度計２５、車体傾斜角度計３１、旋回角度計３３、作動油温度計３５、エンジン回転計３６、油圧ポンプ吐出圧力計３７、油圧モータ入口圧力計３８及び加速度計３９から入力される物理量に関する情報が変化する度に応力演算部５３が応力分布６３ａを演算するため、オペレータは、油圧ショベル１の操作に応じて変化するフロントアタッチメント７の応力分布６３ａを操作と同時に、所謂リアルタイムに認識することができる。また、オペレータは、フロント映像６１と擬似映像６３とを見比べることで、容易にフロントアタッチメント７における応力分布６３ａを認識することができる。

【0041】

以上説明したように、第１実施形態に係る作業機械では、油圧ショベル１の外方に延びるフロントアタッチメント７を備えた作業機械において、シリンダ圧力センサ１５、フロント角度計２５、車体傾斜角度計３１、旋回角度計３３、作動油温度計３５、エンジン回転計３６、油圧ポンプ吐出圧力計３７、油圧モータ入口圧力計３８、加速度計３９等の物理量を検出するセンサと、フロント映像６１や擬似映像６３等の所定の情報を表示するモニタ４３と、モニタ４３を制御するコントローラ５１と、を備える。

【0042】

また、コントローラ５１は、シリンダ圧力センサ１５、フロント角度計２５、車体傾斜角度計３１、旋回角度計３３、作動油温度計３５、エンジン回転計３６、油圧ポンプ吐出圧力計３７、油圧モータ入口圧力計３８、加速度計３９等のセンサによって検出される物理量に基づいて該フロントアタッチメント７に加わる応力の分布である応力分布６３ａを演算する応力演算部５３と、モニタ４３に表示する所定の情報の表示を制御する表示制御部５７と、を有する。

【0043】

そして、表示制御部５７は、応力演算部５３によって演算されるフロントアタッチメント７における応力分布６３ａを、該フロントアタッチメント７の動作と連動して示すようにモニタ４３の表示を制御する。

【0044】

従って、応力演算部５３によって演算されるフロントアタッチメント７における応力分布６３ａを、該フロントアタッチメント７の動作と連動するようにモニタ４３に示すことで、オペレータによる油圧ショベル１の操作がフロントアタッチメント７に疲労が蓄積するような操作である場合に、オペレータは、当該操作がフロントアタッチメント７に疲労が蓄積するような操作であることを体感的に理解することができる。

【0045】

また、オペレータが例えば未だ油圧ショベル１の操作に不慣れな者（途上者）である場合であって、熟練者の指導の下、油圧ショベル１を操作しているような場合にあっては、フロントアタッチメント７の応力分布６３ａを見ながら油圧ショベル１を操作し及び当該操作の指導をすることができるので、熟練者の指導による途上者の油圧ショベル１の操作スキルを良好に向上させることができる。

【0046】

そして、表示制御部５７によって制御されてモニタ４３に表示される所定の情報の表示には、フロントアタッチメント７を模した模擬図が含まれ、模擬図には、応力演算部５３によって演算される応力分布６３ａが、フロントアタッチメント７の動作と連動してモニタ４３に示されるので、例えばオペレータによる油圧ショベル１の操作がフロントアタッチメント７に疲労が蓄積するような操作であるか否かを視覚的に容易に理解することができる。

【0047】

さらに、シリンダ圧力センサ１５、フロント角度計２５、車体傾斜角度計３１、旋回角度計３３、作動油温度計３５、エンジン回転計３６、油圧ポンプ吐出圧力計３７、油圧モータ入口圧力計３８、加速度計３９等のセンサによって検出される物理量に基づいてフロントアタッチメント７の姿勢を演算する姿勢演算部５５を有し、姿勢演算部５５によって演算されるフロントアタッチメント７の姿勢が該フロントアタッチメント７の動作と連動する擬似映像６３を模擬図として表示したので、フロントアタッチメント７の姿勢及び応力分布６３ａを同時に視認することができる。

【0048】

そして、フロントアタッチメント７を撮像するカメラ４１を有し、所定の情報の表示には、カメラ４１によって撮像されるフロント映像６１が含まれ、擬似映像６３の応力分布６３ａ及びフロント映像６１は、フロントアタッチメント７の動作と連動するので、実在するフロントアタッチメント７の映像であるフロント映像６１と模擬図である擬似映像６３とを見比べながら、フロントアタッチメント７の応力分布６３ａを認識することができる。

【0049】

そして、油圧ショベル１には、該油圧ショベル１を操作するオペレータが搭乗する操縦室５が設けられており、モニタ４３は、操縦室５に配設されたので、オペレータは、油圧ショベル１を操作しつつモニタ４３を視認して、自己の操作がフロントアタッチメント７に疲労が蓄積するような操作であるか否かを体感的に理解することができる。

【0050】

＜第２実施形態＞
以下、図４に基づき第２実施形態について説明する。
なお、上記第１実施形態と共通の構成、作用効果については説明を省略し、ここでは第１実施形態と異なる部分について説明する。

【0051】

図４を参照すると、第２実施形態の制御に係るコントローラ１５１の接続構成がブロック図で示されている。第２実施形態に係るコントローラ１５１は、第１実施形態に係るコントローラ５１の出力側に電気的に接続されたモニタ４３に代わり、通信装置１６０が接続されている点で相違する。

【0052】

通信装置１６０は、第１通信機１６１及び第２通信機１６２を含み、第１通信機１６１と第２通信機１６２とで相互に情報を無線で送受信することが可能な装置である。具体的には、第１通信機１６１は、油圧ショベル１に配設され、第２通信機１６２は、例えば油圧ショベル１の管理をする管理センタ（遠隔地）１００に配設されている。また、管理センタ１００には、油圧ショベル１の操作や油圧ショベル１の状態等を管理するＰＣ（Personal Computer）１４３が配設され、ＰＣ１４３は、第２通信機１６２に情報を入出力可能に電気的に接続されてなる。

【0053】

ここで、第２実施形態に係るコントローラ１５１は、第１実施形態に係るコントローラ５１に相当し、表示制御部５７で、フロント映像６１及び擬似映像６３と同様の映像を形成する。また、コントローラ１５１は、通信装置１６０を介してＰＣ１４３にフロント映像６１及び擬似映像６３を送信する。そして、ＰＣ１４３は、フロント映像６１及び擬似映像６３を画面に映し出す。

【0054】

このようにＰＣ１４３に映し出された映像は、例えば管理センタ１００に位置する熟練者や油圧ショベル１を管理センタ１００から遠隔操作するオペレータが見ることができる。したがって、ＰＣ１４３に映し出された映像を基に、油圧ショベル１に搭乗して操作をするオペレータに油圧ショベル１の適切な操作方法を、熟練者が管理センタ１００から指導することや、油圧ショベル１を遠隔操作するオペレータが自ら油圧ショベル１の操作技術を向上させることができる。

【0055】

以上説明したように、第２実施形態に係る作業機械では、油圧ショベル１とＰＣ１４３との間で無線通信を行う通信装置１６０を有し、ＰＣ１４３は、油圧ショベル１とは別体で備えられてなるので、管理センタ１００等の油圧ショベル１から離れた場所でフロントアタッチメント７の応力分布６３ａを認識することができる。また、このようにして認識したフロントアタッチメント７の応力分布６３ａを基に、オペレータは、油圧ショベル１の操作技術を向上させることができる。

【0056】

以上で本発明に係る作業機械の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

【0057】

例えば、本実施形態では、油圧ショベル１を用いて説明したが、ホイルローダ等の作業装置を有する作業機械であってもよい。
また、本実施形態では、応力演算部５３は、シリンダ圧力センサ１５、フロント角度計２５、車体傾斜角度計３１、旋回角度計３３、作動油温度計３５、エンジン回転計３６、油圧ポンプ吐出圧力計３７、油圧モータ入口圧力計３８及び加速度計３９から入力される情報に基づいてフロントアタッチメント７の応力分布６３ａを演算することとしたが、これらセンサ類以外のセンサを用いるようにしてもよく、また、これらセンサ類の一部を用いないようにしてもよく、フロントアタッチメント７に加わる物理量に基づいて応力分布６３ａを演算することができればよい。

【0058】

また、本実施形態では、応力演算部５３による応力分布６３ａの演算手法について、有限要素法等の数値解析手法や回帰分析等の統計学的手法を用いることを例示したが、その他の演算手法によって演算するようにしてもよく、フロントアタッチメント７の応力分布６３ａを演算することができればよい。

【0059】

また、本実施形態では、操縦室５の前方を撮影する撮像装置の設置場所について、操縦室５内を例示したが、操縦室外の上部旋回体３に設置してもよく、機体から離れた位置に設置してもよい。

【0060】

また、本実施形態では、模擬図として立体的な斜視図の擬似映像６３を用いて説明したが、展開図や六面図等の他の形式の模擬図でもよい。またさらに、応力分布６３ａは、フロント映像６１に重ねるようにして表示してもよい。
また、本実施形態では、モニタ４３にフロント映像６１と擬似映像６３とを左右に横並びに表示するようにしたが、擬似映像６３のみ表示するようにしてもよく、オペレータによる油圧ショベル１の操作の改善具合が比較できるよう、応力分布６３ａにフロント映像６１を重ねたものを１セットとし、過去のセットと現在のセットとを２セット以上、同時に並べるようにしてモニタ４３に比較表示するようにしてもよい。

【0061】

また、第２実施形態では、管理センタ１００に配設されたＰＣ１４３を用いて説明したが、タブレット端末にフロント映像６１及び擬似映像６３を表示し、油圧ショベル１を目視できる作業現場の一角でタブレット端末を用いるようにしてもよい。

【0062】

また、第２実施形態では、油圧ショベル１に配設されたコントローラ１５１の表示制御部５７がフロント映像６１及び擬似映像６３と同様の映像を形成するよう説明したが、表示制御部５７や応力演算部５３、姿勢演算部５５をＰＣ１４３に配設して管理センタ１００側で映像を形成するようにしてもよい。この場合、各センサやカメラ４１による情報を通信装置１６０を介してＰＣ１４３に送信すればよい。

【0063】

また、第２実施形態では、フロント映像６１及び擬似映像６３をＰＣ１４３に表示するようにしたが、油圧ショベル１にマイクを配設して音情報を取得するようにし、油圧ショベル１に搭乗している時に取得するのと同様の音を管理センタ１００で油圧ショベル１を遠隔操作するオペレータに認識させるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0064】

１ 油圧ショベル（機体、作業機械）
７ フロントアタッチメント（作業装置）
１５ シリンダ圧力センサ（物理量検出センサ）
２５ フロント角度計（物理量検出センサ）
３１ 車体傾斜角度計（物理量検出センサ）
３３ 旋回角度計（物理量検出センサ）
３５ 作動油温度計（物理量検出センサ）
３６ エンジン回転計（物理量検出センサ）
３７ 油圧ポンプ吐出圧力計（物理量検出センサ）
３８ 油圧モータ入口圧力計（物理量検出センサ）
３９ 加速度計（物理量検出センサ）
４１ カメラ（撮像装置）
４３ モニタ
５１、１５１ コントローラ
５３ 応力演算部
５５ 姿勢演算部
５７ 表示制御部
６３ 擬似映像
６３ａ 応力分布
１４３ ＰＣ（モニタ）
１６０ 通信装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】