特許 7514173 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】2024-07-02

(45)【発行日】2024-07-10

(54)【発明の名称】作業機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/24 20060101AFI20240703BHJP

   E02F 9/26 20060101ALI20240703BHJP

【ＦＩ】

E02F9/24 B

E02F9/26 A

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020194386

(22)【出願日】2020-11-24

(65)【公開番号】P2022083117

(43)【公開日】2022-06-03

【審査請求日】2023-10-25

(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】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】塩飽 晃司

(72)【発明者】

【氏名】千葉 孝昭

(72)【発明者】

【氏名】伊東 勝道

(72)【発明者】

【氏名】笠井 慎也

(72)【発明者】

【氏名】辺見 森象

【審査官】荒井 良子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－００７８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５９１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３３１８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１５３１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９４４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１２３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００９８６５４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ １／００－９／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下部走行体と、
前記下部走行体に回動可能に設けられた上部旋回体と、
前記上部旋回体と前記下部走行体の相対角度である旋回角度を検出する旋回角度検出装置と、
前記下部走行体に備えられ、前記上部旋回体から見た位置が前記旋回角度に応じて変化する、かつ、少なくともその一部が旋回中心から見て前記上部旋回体より外側に位置する下部構造体と、
作業機械の周囲の監視対象物を検出する物体検出装置と、
前記物体検出装置の検出結果を用いて、作業機械の動作を制限する動作制限制御を行う制御装置と、を備える作業機械であって、
前記制御装置は、
前記上部旋回体の形状および前記旋回角度を基に上部旋回体制御領域を演算する上部旋回体制御領域演算部と、
前記下部走行体および前記下部構造体の形状を基に予め算出された下部走行体制御領域を記録した下部走行体制御領域記録部と、
前記旋回角度が変更される毎に、前記旋回角度と前記上部旋回体制御領域と前記下部走行体制御領域に応じて、前記動作制限制御の制御対象となる制御領域を変更する制御領域変更部と、を備えることを特徴とする作業機械。

【請求項2】

請求項１に記載の作業機械において、
前記上部旋回体制御領域は、前記上部旋回体の周囲に設定された領域であり、
前記下部走行体制御領域は、前記下部構造体および前記下部走行体の周囲に設定された領域であり、
前記制御領域変更部は、前記旋回角度が変更される毎に、前記上部旋回体制御領域を前記旋回中心回りで前記旋回角度だけ回転させ、回転後の前記上部旋回体制御領域と前記下部走行体制御領域とを足し合わせ、前記下部構造体の可動領域を除外して前記制御領域とすることを特徴とする作業機械。

【請求項3】

請求項１に記載の作業機械において、
前記上部旋回体制御領域は、前記上部旋回体の幾何形状と前記下部走行体の走行停止特性を基に算出され、
前記下部走行体制御領域は、前記下部走行体の幾何形状と前記下部構造体の幾何形状と前記下部走行体の走行停止特性を基に算出されることを特徴とする作業機械。

【請求項4】

請求項１に記載の作業機械において、
前記作業機械は、前記下部構造体の姿勢変化を計測する姿勢計測装置を備え、
前記制御領域変更部は、前記旋回角度が変更される毎に、前記上部旋回体制御領域を前記旋回中心回りで前記旋回角度だけ回転させ、回転後の前記上部旋回体制御領域と前記下部走行体制御領域とを足し合わせ、前記姿勢計測装置によって計測された前記下部構造体の姿勢および幾何構造から演算される前記下部構造体の幾何形状の領域を除外して前記制御領域とすることを特徴とする作業機械。

【請求項5】

請求項１に記載の作業機械において、
前記作業機械は、現在の前記制御領域を表示する表示装置を備えることを特徴とする作業機械。

【請求項6】

請求項１に記載の作業機械において、
前記上部旋回体は、ブーム、アーム、バケットからなる作業装置を含むことを特徴とする作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

作業機械において、安全性向上のために、作業機械の周囲の物体を検出する物体検出装置を設け、物体検出装置の検出結果を用いて、作業機械を減速または停止するシステムが提案されている。

【0003】

例えば特許文献１では、作業機械周囲の任意の領域（以下、制御領域と記載）への物体の侵入有無と制御領域毎に予め定められたレバー入力で、作業機械を動作させるアクチュエータの減速・停止動作を制御する衝突防止装置などが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第２９５５０７８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、作業機械においては、上部旋回体から見た下部走行体に備えられた構造体（以下、下部構造体とも記載）の位置が旋回角度に応じて変化し、かつ、少なくともその一部が旋回中心から見て上部旋回体より外側に位置する構造体（具体的には、ブレード、ロングクローラ、小旋回機、クランプアーム、ホイールショベルなど）が設けられている場合がある。下部走行体の走行動作における衝突に関して、下部構造体を持つ作業機械においては、上部旋回体の旋回姿勢によって、衝突箇所が上部旋回体か下部走行体か下部構造体かが異なる。そのため、例えば上記特許文献１に記載の従来技術では、走行における安全装置としての効果が軽減（過剰な速度での衝突）または過剰（大きく手前で停止する）になる場合がある。

【0006】

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、ブレード等の下部構造体を持つショベル等の作業機械において、より安全に衝突を防止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】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の作業機械は、下部走行体と、前記下部走行体に回動可能に設けられた上部旋回体と、前記上部旋回体と前記下部走行体の相対角度である旋回角度を検出する旋回角度検出装置と、前記下部走行体に備えられ、前記上部旋回体から見た位置が前記旋回角度に応じて変化する、かつ、少なくともその一部が旋回中心から見て前記上部旋回体より外側に位置する下部構造体と、作業機械の周囲の監視対象物を検出する物体検出装置と、前記物体検出装置の検出結果を用いて、作業機械の動作を制限する動作制限制御を行う制御装置と、を備える作業機械であって、前記制御装置は、前記上部旋回体の形状および前記旋回角度を基に上部旋回体制御領域を演算する上部旋回体制御領域演算部と、前記下部走行体および前記下部構造体の形状を基に予め算出された下部走行体制御領域を記録した下部走行体制御領域記録部と、前記旋回角度が変更される毎に、前記旋回角度と前記上部旋回体制御領域と前記下部走行体制御領域に応じて、前記動作制限制御の制御対象となる制御領域を変更する制御領域変更部と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、より安全に衝突を防止することができる作業機械を提供できる。

【0009】

上記以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施例１に係る作業機械の一例である油圧ショベルの斜視図。

【図2】本発明の実施例１に係る制御装置の機能ブロック図。

【図3】本発明の実施例１に係る上部旋回体制御領域、下部走行体制御領域、制御領域の一例を示す図。

【図4】本発明の実施例１に係る下部走行体制御領域の導出方法の一例を説明する図。

【図5】本発明の実施例１に係る上部旋回体制御領域の導出方法の一例を説明する図。

【図6】本発明の実施例１に係る制御領域変更部に関するフローチャート。

【図7】本発明の実施例２に係る作業機械の一例である油圧ショベルの斜視図。

【図8】本発明の実施例２に係る制御装置の機能ブロック図。

【図9】本発明の実施例２に係る制御領域、下部走行体除外領域の一例を示す図。

【図10】本発明の実施例２に係る制御領域変更部に関するフローチャート。

【図11】本発明の実施例３に係る制御装置の機能ブロック図。

【図12】本発明の実施例３に係る制御領域変更部に関するフローチャート。

【図13】本発明の実施例４に係る作業機械の一例である油圧ショベルの斜視図。

【図14】本発明の実施例４に係る表示装置の表示画面の一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。各図において、同一の機能を有する部分には同一の符号を付して繰り返し説明を省略する場合がある。

【0012】

以下、本発明の実施形態に係る作業機械として、一般的な油圧ショベルを挙げて説明する。ただし、本発明は、ブレード、ロングクローラ、小旋回機、クランプアームなどの下部構造体を下部走行体に搭載可能であれば、油圧ショベル以外の作業機械にも適用可能である。

【0013】

［実施例１］
＜１．全体構成＞
図１は、本発明の実施例１に係る作業機械１の一例である油圧ショベルの斜視図である。

【0014】

（油圧ショベル１の構成）
油圧ショベル１は、下部走行体１Cと、旋回装置４を介して下部走行体１Cに回動（旋回）可能なように備え付けられた上部旋回体１Bと、上部旋回体１Bに取り付けられた作業装置１Aとを備えている。

【0015】

作業装置１Aは、上部旋回体１Bと回動可能に取り付けられたブーム８と、ブーム８と回動可能に取り付けられたアーム９と、アーム９と回動可能に取り付けられたバケット１０と、バケット１０およびアーム９と回動可能に取り付けられたバケットリンク１３と、ブーム８と上部旋回体１Bに接続され、ブーム８と上部旋回体１Bとの回動角度を任意に変更するブームシリンダ５と、ブーム８とアーム９に接続され、ブーム８とアーム９の回動角度を任意に変更するアームシリンダ６と、アーム９とバケットリンク１３に接続され、バケット１０の回動角度を任意に変更するバケットシリンダ７で構成される。

【0016】

下部走行体１Cは、走行モータ３により左右の履帯（クローラとも呼ぶ）を駆動して走行し、車体を任意位置へ移動可能にする。旋回装置４は、下部走行体１Cと上部旋回体１Bの回動角度（すなわち、旋回角度）を任意に変更する旋回モータ１１で構成される。また、下部走行体１C（本例では、その走行方向の前部もしくは後部）に、ブレード２が回動可能（例えばピッチ方向に回動可能）なように備えられ、ブレード２と下部走行体１Cに接続され、ブレード２の回動角度を任意に変更するブレードシリンダ１２を備える。ブレード２は、下部走行体１Cに対して回動可能であるとともに、上部旋回体１Bから見た位置が上部旋回体１Bの下部走行体１Cに対する旋回角度に応じて変化する、かつ、その一部が旋回中心から見て上部旋回体１Bより外側に位置する機構を持つ構造体である。

【0017】

なお、本実施例では、下部走行体１Cに備えられた下部構造体としてブレード２について述べるが、下部走行体１Cに可動可能に備えられ、上部旋回体１Bから見た位置が旋回角度に応じて変わる、かつ、少なくともその一部が旋回中心から見て上部旋回体１Bより外側に位置する機構を持つ構造体であれば、同様の技術が適用可能である。具体的には、前記ブレードの他、ロングクローラ、小旋回機、クランプアーム、ホイールショベルなどが考えられる。

【0018】

上部旋回体１Bには、油圧ショベル１の各アクチュエータ（３、５、６、７、１１、１２）を操作する操作レバーなどが配備され、オペレータが搭乗する操縦室１５、エンジン（原動機）１６、油圧ショベル１を制御する制御装置１００などが設置される。制御装置１００は、図示は省略するが、各種演算を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによる演算を実行するためのプログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置、ＣＰＵがプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ（Random Access Memory）などを含むコンピュータとして構成されている。制御装置１００の各機能は、ＣＰＵが、記憶装置に格納された各種プログラムをＲＡＭにロードして実行することにより、実現される。

【0019】

油圧ショベル１は、センサとして、上部旋回体１Bに設置され、周囲の物体（監視対象物）を検出できる物体検出装置５２（５２a、５２b、５２c、５２d）と、上部旋回体１Bと下部走行体１Cの相対角度である旋回角度を検出する旋回角度検出装置５３とを備える。物体検出装置５２は、カメラ、超音波センサ、赤外線センサ、マイクロ波センサなどで構成される。物体検出装置５２は、図示のように油圧ショベル１に設置されたセンサで構成しても良いし、油圧ショベル１が作業を行う施工現場などに設置されたセンサで構成しても良い。また、旋回角度検出装置５３は、旋回中心に設けられた旋回角度センサなどで構成される。なお、旋回角度検出装置５３は、上部旋回体１B上に備えられたＧＮＳＳ、カメラなどで構成しても良いし、油圧ショベル１が作業を行う施工現場などに設置されたセンサ（カメラなど）で、上部旋回体１Bと下部走行体１Cの旋回角度を検出する構成でも良い。

【0020】

また、図示は省略するが、油圧ショベル１は、センサとして、作業装置１A（のブーム８、アーム９、バケット１０）の姿勢変化を計測する姿勢計測装置（ＩＭＵなど）を備える。

【0021】

本実施例の制御装置１００は、前記した物体検出装置５２および旋回角度検出装置５３の検出結果を用いて、油圧ショベル１（の下部走行体１Cおよび作業装置１Aを含む上部旋回体１B）を減速または停止する動作制限制御を実行する。

【0022】

（制御装置１００の構成）
図２は、本発明の実施例１に係る制御装置１００の機能ブロック図である。

【0023】

本実施例１の制御装置１００は、前記動作制限制御を実現するため、図２に示すように、上部旋回体制御領域記録部１０１、下部走行体制御領域記録部１０２、制御領域変更部１０３、動作制限制御部１０４から構成される。

【0024】

制御装置１００は、上部旋回体制御領域記録部１０１に予め上部旋回体１Bの形状より算出した上部旋回体制御領域５０１を記録している。また、下部走行体制御領域記録部１０２に予めブレード２および下部走行体１Cの形状より算出した下部走行体制御領域５０２を記録している。

【0025】

制御領域変更部１０３は、上部旋回体制御領域５０１と下部走行体制御領域５０２と旋回角度検出装置５３の旋回角度より、動作制限制御部１０４による動作の制限（減速・停止）を講ずる（換言すれば、動作制限制御の制御対象となる）領域（以下、制御領域と記載）５０３を変更する。動作制限制御部１０４は、制御領域変更部１０３により変更された制御領域５０３と物体検出装置５２の検出結果より、走行または旋回の減速・停止動作を行う制御指令を生成して、アクチュエータである走行モータ３や旋回モータ１１などを制御する。

【0026】

（上部旋回体制御領域５０１、下部走行体制御領域５０２、制御領域５０３の導出例）
図３に、本実施例による上部旋回体制御領域記録部１０１に記録された上部旋回体制御領域５０１と、下部走行体制御領域記録部１０２に記録された下部走行体制御領域５０２と、ある姿勢のときの制御領域変更部１０３により変更された制御領域５０３の一例を示す。

【0027】

上部旋回体制御領域５０１は、作業装置１Aを含む上部旋回体１Bの幾何形状と下部走行体１Cの走行停止特性を基に導出したものである。

【0028】

また、下部走行体制御領域５０２は、下部走行体１Cの幾何形状とブレード２の幾何形状と下部走行体１Cの走行停止特性を基に導出したものである。

【0029】

また、制御領域５０３は、上部旋回体制御領域５０１と下部走行体制御領域５０２と上部旋回体１Bと下部走行体１Cの相対角度である旋回角度（旋回角度検出装置５３の検出角度）とブレード２の可動領域５１２を基に導出したものである。

【0030】

より詳しくは、下部走行体制御領域５０２については、次の手順で導出できる。
（Ａ１）下部走行体１C（ブレード２を含む）をモデル化し、左右の履帯（クローラとも呼ぶ）に対して、地面接地範囲内での速度中心を仮定し、走行動作の回転中心を導出する（図４の（ａ））。速度中心は、地面の摩擦および運動方程式による地面垂直抗力などから導出してもよい。
（Ａ２）下部走行体１C（ブレード２を含む）を、走行動作の回転中心回りに停止に必要な距離分回転させる（図４の（ｂ））。
（Ａ３）前述の（Ａ１）→（Ａ２）を履帯（クローラ）の動き分（前後最小速度～最大速度、接地位置の変動分）繰り返して、すべての動きを重ねた領域を計算する（図４の（ｃ））。

【0031】

これにより、下部走行体１Cおよびブレード２の周囲に（換言すれば、下部走行体１Cおよびブレード２を包囲するような）所定幅の下部走行体制御領域５０２を算出する（図３参照）。

【0032】

上部旋回体制御領域５０１については、次の手順で導出できる。
（Ｂ１）作業装置１Aを含む上部旋回体１Bについて、前記した下部走行体制御領域５０２の手順（Ａ１）→（Ａ２）→（Ａ３）と同様に計算を行う（図５の（ａ））。
（Ｂ２）下部走行体１Cとの相対角度をずらしながら、前記した（Ｂ１）をすべての相対角度に対して行い、すべての動きを重ねた領域を計算する（図５の（ｂ））。

【0033】

これにより、作業装置１Aを含む上部旋回体１Bの周囲に（換言すれば、作業装置１Aを含む上部旋回体１Bを包囲するような）所定幅の上部旋回体制御領域５０１を算出する（図３参照）。

【0034】

なお、上部旋回体制御領域５０１および下部走行体制御領域５０２の算出に当たって、不整地および土材質がわからないため、摩擦などの動作の計算に必要な要素が分からない場合、それらの要素は実験的に決めてもよい。

【0035】

制御領域５０３は、旋回角度検出装置５３で検出した旋回角度が変更される毎に、前記手順で算出した上部旋回体制御領域５０１を旋回中心回りで旋回角度だけ回転させ、下部走行体１Cから見た上部旋回体制御領域５０１を計算し、回転させた上部旋回体制御領域５０１と前記手順で算出した下部走行体制御領域５０２の双方の領域を足し合わせる（和をとる）。また、足し合わせた領域からブレード２の可動領域５１２（図３の二点鎖線枠内参照）を除外して制御領域５０３とする。つまり、本実施例の制御領域５０３は、ブレード２を回動（例えば、ピッチ方向に上げ下げ）しても引っ掛からない領域、すなわち、ブレード２の可動領域５１２以外の領域である。なお、ブレード２の可動領域５１２は、ブレード２の幾何形状および幾何構造から予め設定されても良いし、後述の実施例２のブレード姿勢センサ（姿勢計測装置）１７を使用し、ブレード姿勢センサ（姿勢計測装置）１７で計測したブレード２の姿勢変化などから導出しても良い。

【0036】

＜２．動作＞
図６は、本実施例の制御領域変更部１０３の制御領域導出に関するフローチャートである。

【0037】

まず、車体の旋回角度が変更されるまで、待つ（Ｓ００１）。次に、上部旋回体制御領域記録部１０１より予め定められた上部旋回体制御領域５０１を読み込む（Ｓ００２）。上部旋回体制御領域５０１を旋回角度に応じて回転させ、下部走行体１Cから見た上部旋回体制御領域５０１を計算する（Ｓ００３）。下部走行体制御領域記録部１０２より予め定められた下部走行体制御領域５０２を読み込む（Ｓ００４）。回転後の上部旋回体制御領域５０１と下部走行体制御領域５０２の双方の領域を足し合わせて（和をとり）制御領域５０３とする（Ｓ００５）。また、このとき、足し合わせた領域からブレード２の可動領域５１２を除外する。

【0038】

動作制限制御部１０４は、制御領域変更部１０３により変更された制御領域５０３と物体検出装置５２の検出結果を読み込み、制御領域５０３の内側に物体が侵入していると判断した場合、走行または旋回の減速・停止動作を行う制御指令を生成して、走行モータ３や旋回モータ１１などを制御する。これにより、油圧ショベル１を構成する下部走行体１Cおよび上部旋回体１B（作業装置１Aを含む）を減速または停止する動作制限制御を実行することで、油圧ショベル１と周囲物体との衝突を回避できる。

【0039】

＜３．実施例特有の効果＞
以上で説明したように、本実施例１の油圧ショベル１の制御装置１００は、前記上部旋回体１Bの形状を基に予め算出された上部旋回体制御領域５０１を記録した上部旋回体制御領域記録部１０１と、前記下部走行体１Cおよび前記下部構造体（ブレード２）の形状を基に予め算出された下部走行体制御領域５０２を記録した下部走行体制御領域記録部１０２と、前記旋回角度が変更される毎に、前記旋回角度と前記上部旋回体制御領域５０１と前記下部走行体制御領域５０２に応じて、前記動作制限制御の制御対象となる制御領域５０３を変更する制御領域変更部１０３と、を備える。

【0040】

本実施例１によれば、旋回角度に応じた適切な制御領域５０３が設定でき、安全性が向上する。

【0041】

［実施例２］
＜１．全体構成＞
図７は、本発明の実施例２に係る作業機械１の一例である油圧ショベルの斜視図である。

【0042】

（油圧ショベル１の構成）
本実施例２の作業機械１は、実施例１に加え、ブレード２上に備え付けられ、ブレード２の姿勢変化を計測する姿勢計測装置としてのブレード姿勢センサ１７を備える。

【0043】

なお、本実施例では、下部走行体１Cに備えられた下部構造体としてブレード２について記載するが、実施例１の構造に加え、アクチュエータによる機構変化がある構造体と構造体の姿勢が演算可能なセンサであれば、構造体の幾何形状やセンサ個数は問わず如何なるものでもよい。具体的には、前記ブレードの他、PATブレード、クランプアームなどが考えられる。

【0044】

（制御装置１００の構成）
図８は、本発明の実施例２に係る制御装置１００の機能ブロック図である。

【0045】

本実施例２の制御装置１００は、実施例１に加え、ブレード姿勢センサ１７により計測されたブレード姿勢により変更されるブレード２の幾何構造（幾何形状）の可動後の領域（以下、下部走行体除外領域と記載）６１３を演算する下部走行体除外領域演算部２０２を備える。また、下部走行体除外領域演算部２０２の下部走行体除外領域６１３を上部旋回体制御領域＋下部走行体制御領域から除外して制御領域６０３とする機能を有した制御領域変更部２０３を備える。

【0046】

（制御領域６０３、下部走行体除外領域６１３の導出例）
図９に、上部旋回体制御領域と下部走行体制御領域が足し合わされた制御領域６０３と下部走行体除外領域６１３の一例を示す。

【0047】

上記実施例１では、制御領域５０３は、上部旋回体制御領域５０１と下部走行体制御領域５０２と上部旋回体１Bと下部走行体１Cの相対角度である旋回角度（旋回角度検出装置５３の検出角度）とブレード２の可動領域５１２を基に導出し、ブレード２を回動（例えば、ピッチ方向に上げ下げ）しても引っ掛からない領域、すなわち、ブレード２の可動領域５１２以外の領域を、制御領域５０３とした。

【0048】

一方、本実施例２では、制御領域６０３は、上部旋回体制御領域と下部走行体制御領域と上部旋回体１Bと下部走行体１Cの相対角度である旋回角度（旋回角度検出装置５３の検出角度）とブレード姿勢センサ１７により計測されたブレード姿勢を基に導出する。つまり、ブレード２の動作に応じて動的に制御領域６０３を変更、すなわち、現在のブレード２の姿勢をフィードバックして、制御領域６０３を変更する。制御領域６０３は、ブレード姿勢センサ１７により計測されたブレード姿勢に対応したブレード２（の幾何形状）の可動後の領域（下部走行体除外領域）６１３のみを除いた領域を、制御領域６０３とする。

【0049】

これにより、除外領域を実際のブレード２に沿った形にできるため、より適切に障害物を検知できる。例えば、図９に示す物体６１４、６１５（上記実施例１では除外されて検出されない）が除外されずに検出できるため、より安全性が向上する。

【0050】

＜２．動作＞
図１０は、本実施例の制御領域変更部２０３の制御領域導出に関するフローチャートである。

【0051】

図１０に示す本実施例２のフローチャートは、実施例１のフローチャートから和の部分を除き、Ｓ２０１～Ｓ２０２を追加する。Ｓ００１～Ｓ００４の実施後、ブレード姿勢から演算した下部走行体除外領域６１３を読み込む（Ｓ２０１）。回転後の上部旋回体制御領域と下部走行体制御領域を足し合わせて（和をとり）、足し合わせた領域から下部走行体除外領域６１３を減算する領域を制御領域６０３とする（Ｓ２０２）。

【0052】

＜３．実施例特有の効果＞
以上で説明したように、本実施例２の油圧ショベル１は、前記下部構造体（ブレード２）の姿勢変化を計測する姿勢計測装置（ブレード姿勢センサ１７）を備え、前記制御領域変更部２０３は、前記旋回角度が変更される毎に、前記上部旋回体制御領域を前記旋回中心回りで前記旋回角度だけ回転させ、回転後の前記上部旋回体制御領域と前記下部走行体制御領域とを足し合わせ、前記姿勢計測装置（ブレード姿勢センサ１７）によって計測された前記下部構造体（ブレード２）の姿勢および幾何構造から演算される前記下部構造体（ブレード２）の幾何形状の領域（つまり、現在の下部構造体の領域）を除外して前記制御領域６０３とする。

【0053】

本実施例２によれば、ブレード構造体の動作による油圧ショベル１の誤動作を避けることができ、より誤作動の少ない油圧ショベル１を提供できる。

【0054】

［実施例３］
＜１．全体構成＞
（制御装置１００の構成）
図１１は、本発明の実施例３に係る制御装置１００の機能ブロック図である。

【0055】

本実施例３の制御装置１００は、実施例１の上部旋回体制御領域記録部１０１に代わり、上部旋回体１Bの形状と旋回角度を基に制御領域（回転後の上部旋回体制御領域）を演算する上部旋回体制御領域演算部３０１を備える。

【0056】

詳しくは、上記実施例１では、旋回角度を定めずに（換言すれば、動作中にフィードバックせずに）上部旋回体制御領域を計算した。

【0057】

一方、本実施例３では、動作中に、旋回角度検出装置５３の旋回角度を基に（換言すれば、動作中にフィードバックして）、上部旋回体制御領域を再計算する（導出方法については、図５を併せて参照）。例えば走行動作後の上部旋回体制御領域を、走行動作前の旋回角度検出装置５３の旋回角度を基に再計算する。そのため、動作中の必要最低限の領域を、上部旋回体制御領域として算出できる。

【0058】

制御領域変更部３０３は、上部旋回体制御領域演算部３０１で算出した上部旋回体制御領域と下部走行体制御領域記録部１０２に記録している下部走行体制御領域と旋回角度検出装置５３の旋回角度より、動作制限制御の制御対象となる制御領域を変更する。

【0059】

＜２．動作＞
図１２は、本実施例の制御領域変更部３０３の制御領域導出に関するフローチャートである。

【0060】

図１２に示す本実施例３のフローチャートは、実施例１のＳ００２、Ｓ００３に代わり、Ｓ００１の後、上部旋回体制御領域演算部３０１で上部旋回体１Bの形状と旋回角度に応じて演算した（回転後の）上部旋回体制御領域を読み込む（Ｓ３０２）。下部走行体制御領域記録部１０２より予め定められた下部走行体制御領域を読み込む（Ｓ００４）。（回転後の）上部旋回体制御領域と下部走行体制御領域の双方の領域を足し合わせて（和をとり）制御領域とする（Ｓ００５）。

【0061】

＜３．実施例特有の効果＞
以上で説明したように、本実施例３の油圧ショベル１の制御装置１００は、前記上部旋回体制御領域記録部１０１に代わり、前記上部旋回体の形状および前記旋回角度を基に上部旋回体制御領域を演算する上部旋回体制御領域演算部３０１を備える。

【0062】

本実施例３によれば、実施例１の効果に加え、より安全な誤動作の少ない油圧ショベル１を提供できる。

【0063】

［実施例４］
＜１．全体構成＞
本発明の実施例４に係る作業機械の一例である油圧ショベルを図１３に示す。

【0064】

（油圧ショベル１の構成）
本実施例４の作業機械１は、実施例１に加え、例えば操縦室１５に現在の制御領域７０３を表示する表示装置１８を備える。

【0065】

＜２．動作＞
表示装置１８の表示画面の一例を図１４に示す。

【0066】

表示装置１８には同一画面上に、制御領域７０３、油圧ショベル１が俯瞰図または三次元図で表記されている。

【0067】

＜３．実施例特有の効果＞
以上で説明したように、本実施例４の油圧ショベル１は、現在の前記制御領域７０３を表示する表示装置１８を備える。

【0068】

本実施例４によれば、オペレータが制御領域７０３を容易に確認することができ、施工効率を改善することができる。

【0069】

なお、本発明は上記した実施形態に限られるものではなく、様々な変形形態が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

【0070】

また、上記した実施形態のコントローラの各機能は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計することによりハードウェアで実現してもよい。また、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、コントローラ内の記憶装置の他に、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

【符号の説明】

【0071】

１ 油圧ショベル（作業機械）
１A 作業装置
１B 上部旋回体
１C 下部走行体
２ ブレード（下部構造体）
３ 走行モータ
４ 旋回装置
１１ 旋回モータ
１２ ブレードシリンダ
１５ 操縦室
１６ エンジン（原動機）
１７ ブレード姿勢センサ（姿勢計測装置）（実施例２）
１８ 表示装置（実施例４）
５２ 物体検出装置
５３ 旋回角度検出装置
１００ 制御装置
１０１ 上部旋回体制御領域記録部
１０２ 下部走行体制御領域記録部
１０３ 制御領域変更部
１０４ 動作制限制御部
２０２ 下部走行体除外領域演算部（実施例２）
２０３ 制御領域変更部（実施例２）
３０１ 上部旋回体制御領域演算部（実施例３）
３０３ 制御領域変更部（実施例３）
５０１ 上部旋回体制御領域
５０２ 下部走行体制御領域
５０３ 制御領域
６０３ 制御領域
６１３ 下部走行体除外領域
７０３ 制御領域

【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】

【図14】