作业机械的制作方法

本发明涉及能够执行机械控制的作业机械。

背景技术：

在液压挖掘机中有时会具备辅助操作员的挖掘操作的控制系统。具体地说，具有如下控制系统：在经由操作装置输入了挖掘操作(例如斗杆收回的指示)的情况下，基于目标面与作业机的前端(例如铲斗的齿尖)的位置关系，以作业机(也称为前作业机)的前端的位置被保持在目标面上及其上方的区域内的方式，执行使驱动作业机的动臂缸、斗杆缸及铲斗缸中的至少动臂缸强制动作的控制(例如伸长动臂缸而强制地进行动臂抬升动作)。通过利用这样的限制作业机前端的可移动区域的控制系统而容易进行挖掘面的修正作业和坡面的成形作业。以下，存在将这种控制称为“机械控制(mc：machinecontrol)”、“区域限制控制”或“(针对操作员操作的)介入控制”的情况。

作为具备这种控制系统的液压挖掘机，在专利文献1中，公开有如下液压挖掘机：基于来自操作装置(操作杆)的信号运算铲斗前端的目标速度矢量，以在前作业机处于设定在目标面(设定区域的边界)上方的减速区域(设定区域)内时该目标速度矢量中的接近目标面的方向上的矢量分量减少的方式通过机械控制控制动臂缸，在前作业机处于减速区域上方的区域(非减速区域)时不进行机械控制而维持该目标速度矢量。

另外，具有将目标面和铲斗的图像显示在显示装置上来视觉地指导液压挖掘机的作业的显示系统。在专利文献2中，公开有如下挖掘机：在比目标面距地表面近的位置处设定标准面(挖掘标准线rtl)，对铲斗的高度和标准面的高度进行比较，基于比较结果利用通报音进行指导。在该文献中也公开有如下内容：在距标准面不同的高度处设定多条作业标准线(作业量标准线wtl1、wtl2)，且按每条该作业标准线使通报音不同。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第1995/030059号小册子

专利文献2：国际公开第2016/148251号小册子

技术实现要素：

在通过专利文献1的液压挖掘机进行沿着目标面的挖掘作业的情况下，操作员在通过斗杆收回操作使铲斗从挖掘开始点沿着目标面移动至接近车身的位置后，通过斗杆放出操作再次进行使铲斗返回到挖掘开始点的返回作业。另外，在进行沿着目标面的平整作业的情况下，也是在通过斗杆收回操作使铲斗从平整开始点沿着目标面移动至接近车身的位置后，通过斗杆放出操作再次进行使铲斗返回到平整开始点的返回作业。在挖掘作业和平整作业中会重复进行返回作业。因此从提高作业效率的观点考虑优选返回作业的所需时间短。

在专利文献1中，当铲斗位于减速区域时，无论操作员的意思如何前作业机的速度均会始终减速，但该减速区域的范围并没有向操作员明示。因此在返回作业中在铲斗从减速区域通过的情况下有违反操作员的意图而将前作业机的速度减速从而作业效率降低的隐忧。为了提高作业效率，优选的是使操作员识别减速区域的范围而以在返回作业中尽可能地避免作业机从减速区域通过的方式进行操作。

此外，专利文献2的技术只是通过在地表面与目标面之间设定标准面和作业标准线并发出通报音来使操作员识别从地表面到目标面为止进行了怎样程度的挖掘，未能被利用为使操作员识别距目标面(标准面、作业标准线)以规定距离规定的减速区域的范围的技术。

本发明的目的在于提供一种能够使操作员识别执行机械控制的区域的作业机械。

本申请包含多个解决上述课题的手段，若列举其一个例子，则为一种作业机械，具有：多关节型的作业机；多个液压执行机构，其驱动上述作业机；操作装置，其根据操作员的操作指示上述作业机的动作；控制装置，其在上述作业机位于第1区域的情况下，执行遵照预先确定的条件使上述作业机动作的机械控制，在上述作业机位于第2区域的情况下，不执行上述机械控制，其中，上述第1区域设定在任意设定的目标面的上方，上述第2区域设定在上述第1区域的上方；和显示装置，其显示上述目标面及上述作业机的位置关系，在上述作业机械中，上述控制装置基于上述操作装置的操作量判定上述作业机的动作，将上述第1区域与上述第2区域的边界线、上述目标面及上述作业机的位置关系显示于上述显示装置，根据上述作业机的动作的判定结果变更上述边界线的位置并执行上述机械控制，根据上述作业机的动作的判定结果变更上述显示装置上的上述边界线的显示位置。

发明效果

根据本发明，将执行机械控制的区域与不执行机械控制的区域的边界线的位置与作业机的位置一起显示于显示装置，操作员能够对其参考而对作业机进行操作，因此作业机在返回作业中从执行机械控制的区域通过的时间减少而能够提高作业效率。

附图说明

图1是液压挖掘机的结构图。

图2是将液压挖掘机的操纵控制器与液压驱动装置一起示出的图。

图3是图2中的前控制用液压单元160的详情图。

图4是表示图1的液压挖掘机中的坐标系及目标面的图。

图5是液压挖掘机的操纵控制器40的硬件结构图。

图6是液压挖掘机的操纵控制器40的功能框图。

图7是图6中的mg·mc控制部43的功能框图。

图8是基于动作判定部66的动作判定流程。

图9是第1动作时的基于执行机构控制部81进行的控制(第1控制)的流程图。

图10是第1动作时的目标面距离ya与减速率h的关系图。

图11是表示按照修正后的目标速度矢量vca那样对铲斗10的前端进行mc时的轨迹的一个例子的图。

图12是第1动作时的基于显示控制部374a进行的控制(第1控制)的流程图。

图13是表示传达装置53的结构图的一个例子的图。

图14是第1动作时的基于语音控制部374b进行的控制(第1控制)的流程图。

图15是通知区域640的说明图。

图16是第2动作时的基于执行机构控制部81进行的控制(第2控制)的流程图。

图17是第2动作时的目标面距离ya与减速率h的关系图。

图18是第2动作时的目标面距离ya与减速率h的关系图。

图19是第2动作时的基于显示控制部374a进行的控制(第2控制)的流程图。

图20是第2动作时的基于语音控制部374b进行的控制(第2控制)的流程图。

图21是第3动作时的基于执行机构控制部81进行的控制(第3控制)的流程图。

图22是第3动作时的目标面距离ya与减速率h的关系图。

图23是第3动作时的目标面距离ya与减速率h的关系图。

图24是第3动作时的基于显示控制部374a进行的控制(第3控制)的流程图。

图25是第3动作时的基于语音控制部374b进行的控制(第3控制)的流程图。

图26是表示第2动作中的传达装置53的一个例子的图。

图27是表示第3动作中的传达装置53的一个例子的图。

图28是在显示装置53a的画面上的减速区域600内以颜色表现减速率h的例子。

图29是表示考虑距两个目标面的交点的距离而使减速率h变化的情况的一个例子的图。

图30是如图29那样设定了减速率h的情况下的显示装置53a的显示画面的一个例子。

具体实施方式

以下使用附图来说明本发明的实施方式。此外，以下例示作为作业机的前端的作业件(附属装置)而具有铲斗10的液压挖掘机，但也可以在具有铲斗以外的附属装置的作业机械中适用本发明。而且，只要是具有将多个连杆部件(附属装置、斗杆、动臂等)连结而构成的多关节型作业机的作业机械，则也能够适用于液压挖掘机以外的作业机械。

另外，在本说明书中，关于与示出某形状的术语(例如目标面、设计面等)一起使用的“上”、“上方”或“下方”这些词语的意思，“上”表示该某形状的“表面”，“上方”表示比该某形状的“表面高的位置”，“下方”表示比该某形状的“表面低的位置”。另外，在以下的说明中，在存在多个相同的结构要素的情况下，有时会对附图标记(数字)的末尾标注字母，有时会省略该字母而统一表述该多个结构要素。例如，在存在三个泵300a、300b、300c时，有时会将它们统一表述为泵300。

<液压挖掘机的整体结构>

图1是本发明的实施方式的液压挖掘机的结构图，图2是将本发明的实施方式的液压挖掘机的操纵控制器与液压驱动装置一起示出的图，图3是图2中的前控制用液压单元160的详情图。

在图1中，液压挖掘机1由多关节型的前作业机1a和车身1b构成。车身1b由通过左右的行驶液压马达3a、3b(关于液压马达3a参照图2)而行驶的下部行驶体11、和安装在下部行驶体11上且通过旋转液压马达4而旋转的上部旋转体12构成。

前作业机1a将沿垂直方向分别转动的多个被驱动部件(动臂8、斗杆9及铲斗10)连结而构成。动臂8的基端在上部旋转体12的前部经由动臂销能够转动地被支承。在动臂8的前端经由斗杆销能够转动地连结有斗杆9，在斗杆9的前端经由铲斗销能够转动地连结有铲斗10。动臂8由动臂缸5驱动，斗杆9由斗杆缸6驱动，铲斗10由铲斗缸7驱动。

为了能够测定动臂8、斗杆9、铲斗10的转动角度α、β、γ(参照图5)，在动臂销上安装有动臂角度传感器30，在斗杆销上安装有斗杆角度传感器31，在铲斗连杆13上安装有铲斗角度传感器32，在上部旋转体12上安装有检测上部旋转体12(车身1b)相对于基准面(例如水平面)的倾斜角θ(参照图5)的车身倾斜角传感器33。此外，角度传感器30、31、32能够分别替换为针对基准面(例如水平面)的角度传感器。

在设于上部旋转体12的驾驶室内，设置有：操作装置47a(图2)，其具有行驶右杆23a(图1)且用于对行驶右液压马达3a(下部行驶体11)进行操作；操作装置47b(图2)，其具有行驶左杆23b(图1)且用于对行驶左液压马达3b(下部行驶体11)进行操作；操作装置45a、46a(图2)，其共用操作右杆1a(图1)且用于对动臂缸5(动臂8)及铲斗缸7(铲斗10)进行操作；和操作装置45b、46b，其共用操作左杆1b(图1)且用于对斗杆缸6(斗杆9)及旋转液压马达4(上部旋转体12)进行操作(图2)。以下，存在将行驶右杆23a、行驶左杆23b、操作右杆1a及操作左杆1b总称为操作杆1、23的情况。

搭载在上部旋转体12的作为原动机的发动机18驱动液压泵2和先导泵48。液压泵2是通过调节器2a控制容量的可变容量型泵，先导泵48是固定容量型泵。在本实施方式中，如图2所示，在先导管路144、145、146、147、148、149的中途设有梭阀块(shuttleblock)162。从操作装置45、46、47输出的液压信号经由该梭阀块162而也被输入到调节器2a。虽然省略了梭阀块162的详细结构，但液压信号经由梭阀块162被输入到调节器2a，根据该液压信号控制液压泵2的排出流量。

作为先导泵48的排出配管的泵管路170在从液控止回阀39通过后，分支成多条并与操作装置45、46、47、前控制用液压单元160内的各阀连接。液控止回阀39在本例中为电磁切换阀，其电磁驱动部与配置在上部旋转体12的驾驶室中的门锁杆(gatelocklever)(未图示)的位置检测器电连接。门锁杆的位置由位置检测器检测，从该位置检测器对液控止回阀39输入与门锁杆的位置相应的信号。若门锁杆的位置处于锁定位置则液控止回阀39关闭而将泵管路170切断，若处于锁定解除位置则液控止回阀39打开而泵管路170开通。也就是说，在泵管路170被切断的状态下，基于操作装置45、46、47进行的操作被无效化，禁止旋转、挖掘等动作。

操作装置45、46、47是液压先导方式，基于从先导泵48排出的液压油，分别产生与由操作员操作的操作杆1、23的操作量(例如杆行程)和操作方向相应的先导压(存在称为操作压的情况)。这样产生的先导压经由先导管路144a～149b(参照图3)被供给到控制阀单元20内的相对应的流量控制阀15a～15f(参照图2或图3)的液压驱动部150a～155b，用于驱动这些流量控制阀15a～15f的控制信号。

从液压泵2排出的液压油经由流量控制阀15a、15b、15c、15d、15e、15f(参照图3)而被供给到行驶右液压马达3a、行驶左液压马达3b、旋转液压马达4、动臂缸5、斗杆缸6、铲斗缸7。动臂缸5、斗杆缸6、铲斗缸7通过被供给的液压油而伸缩，由此动臂8、斗杆9、铲斗10分别转动，铲斗10的位置及姿势发生变化。另外，旋转液压马达4通过被供给的液压油而旋转，由此上部旋转体12相对于下部行驶体11旋转。并且，行驶右液压马达3a、行驶左液压马达3b通过被供给的液压油而旋转，由此下部行驶体11行驶。

作业机1a的姿势能够基于图4的挖掘机基准坐标进行定义。图4的挖掘机基准坐标是设定于上部旋转体12的坐标，以动臂8的基底部为原点，在上部旋转体12中的垂直方向上设定z轴，在水平方向上设定x轴。将动臂8相对于x轴的倾斜角设为动臂角α，将斗杆9相对于动臂的倾斜角设为斗杆角β，将铲斗齿尖相对于斗杆的倾斜角设为铲斗角γ。将车身1b(上部旋转体12)相对于水平面(基准面)的倾斜角设为倾斜角θ。动臂角α由动臂角度传感器30检测，斗杆角β由斗杆角度传感器31检测，铲斗角γ由铲斗角度传感器32检测，倾斜角θ由车身倾斜角传感器33检测。动臂角α在将动臂8抬升至最大(最高)时(在动臂缸5为抬升方向的行程末端时，即动臂缸长最长时)成为最小，在将动臂8下降至最小(最低)时(在动臂缸5为下降方向的行程末端时，即动臂缸长最短时)成为最大。斗杆角β在斗杆缸长最短时成为最小，在斗杆缸长最长时成为最大。铲斗角γ在铲斗缸长最短时(图4时)成为最小，在铲斗缸长最长时成为最大。此时，若将动臂8的从基底部到与斗杆9的连接部为止的长度设为l1、将从斗杆9与动臂8的连接部到斗杆9与铲斗10的连接部为止的长度设为l2、将从斗杆9与铲斗10的连接部到铲斗10的前端部为止的长度设为l3，则挖掘机基准坐标中的铲斗10的前端位置能够将xbk设为x方向位置、将zbk设为z方向位置而通过以下的算式表示。

【算式1】

xbk＝l1cos(α)+l2cos(α+β)+l3cos(α+β+γ)

【算式2】

zbk＝l1sin(α)+l2sin(α+β)+l3sin(α+β+γ)

另外，如图4所示，液压挖掘机1在上部旋转体12具有一对gnss(globalnavigationsattelitesystem：全球导航卫星系统)天线14a、14b。基于来自gnss天线14的信息，而能够计算出全局坐标系中的液压挖掘机1的位置和铲斗10的位置。

图5是本实施方式的液压挖掘机所具有的机械指导(machineguidance：mg)以及机械控制(machinecontrol：mc)系统的结构图。

作为本系统中的前作业机1a的mc，在操作装置45a、45b、46a被操作、且作业机1a位于被设定在任意设定的目标面700(参照图4)的上方的作为规定的封闭区域的减速区域(第1区域)600的情况下，执行遵照预先确定的条件使作业机1a动作的控制。具体地说，作为mc而进行如下动作：在减速区域600中，以作业机1a的前端部(例如铲斗10的齿尖)越接近目标面700则作业机1a的前端部的速度矢量中的接近目标面700的方向上的矢量分量越减少的方式控制多个液压执行机构5、6、7中的至少一个液压执行机构(详细情况将在后叙述)。液压执行机构5、6、7的控制通过向相符的流量控制阀15a、15b、15c强制性地输出控制信号(例如使动臂缸5伸长来强制性地进行动臂抬升动作)来进行。由于通过该mc防止了铲斗10的齿尖侵入到目标面700的下方，所以无论操作员的技能程度如何均能够进行沿着目标面700的挖掘。另一方面，在作业机1a位于在减速区域600的上方与减速区域600相邻地设定的非减速区域(第2区域)620的情况下不执行mc，作业机1a按照操作员的操作进行动作。图4中的虚线650是减速区域600与非减速区域620的边界线。

此外，在本实施方式中，虽然将mc时的前作业机1a的控制点设定为液压挖掘机的铲斗10的齿尖(作业机1a的前端)，但只要控制点为作业机1a的前端部分的点则也能够变更成铲斗齿尖以外的点。例如，也能够选择铲斗10的底面或铲斗连杆13的最外部，也可以采用将铲斗10上的距目标面700距离最近的点设为适当控制点的结构。另外，在本说明书中存在相对于在操作装置45、46未操作时由控制器控制作业机1a的动作的“自动控制”而将mc称为仅在操作装置45、46操作时由控制器控制作业机1a的动作的“半自动控制”的情况。

另外，作为本系统中的前作业机1a的mg，例如如后述的图13所示，进行将减速区域600与非减速区域620的边界线650、目标面700与作业机1a(例如铲斗10)的位置关系显示到显示装置53a的处理。当将减速区域600和非减速区域620的边界线650显示到显示装置53a上时，能够使操作员掌握减速区域600与作业机1a的位置关系。由此，能够抑制在对作业机1a谋求迅速的动作的局面(例如使铲斗返回至挖掘开始点的返回作业)下作业机1a违反操作员的意思侵入到减速区域600内而作业机1a减速的场景的频发。

图5的系统具有：作业机姿势检测装置50；目标面设定装置51；操作员操作检测装置52a；显示装置53a，其能够显示目标面700与作业机1a的位置关系；语音输出装置53b，其通过警告音(语音)报知作业机1a向执行mc的减速区域600接近这一主旨；警告灯装置53b，其通过警告灯报知作业机1a向减速区域600接近这一主旨；和操纵控制器(控制装置)40，其统辖mg及mc。

作业机姿势检测装置50由动臂角度传感器30、斗杆角度传感器31、铲斗角度传感器32、车身倾斜角传感器33构成。这些角度传感器30、31、32、33作为作业机1a的姿势传感器而发挥功能。

目标面设定装置51是能够输入与目标面700相关的信息(包含各目标面的位置信息和倾斜角度信息)的接口。目标面设定装置51与保存有在全局坐标系(绝对坐标系)上规定的目标面的三维数据的外部终端(未图示)连接。此外，经由目标面设定装置51进行的目标面的输入也可以由操作员手动进行。

操作员操作检测装置52a由获取操作压(第1控制信号)的压力传感器70a、70b、71a、71b、72a、72b构成，其中该操作压(第1控制信号)是通过基于操作员对操作杆1a、1b(操作装置45a、45b、46a)的操作而在先导管路144、145、146中产生的。即，检测针对作业机1a的液压缸5、6、7的操作。

显示装置53a、语音输出装置53b及警告灯装置53c被设置在驾驶室内。此外，在本说明书中存在将这三个装置53a、53b、53c总称为传达装置53的情况。

<前控制用液压单元160>

如图3所示，前控制用液压单元160具有：压力传感器70a、70b，其设于动臂8用的操作装置45a的先导管路144a、144b，作为操作杆1a的操作量而检测先导压(第1控制信号)；电磁比例阀54a，其一次端口侧经由泵管路170而与先导泵48连接，且将来自先导泵48的先导压减压后输出；梭形滑阀(shuttlevalve)82a，其与动臂8用的操作装置45a的先导管路144a和电磁比例阀54a的二次端口侧连接，选择先导管路144a内的先导压和从电磁比例阀54a输出的控制压(第2控制信号)中的高压侧，将其引导到流量控制阀15a的液压驱动部150a；以及电磁比例阀54b，其设置在动臂8用的操作装置45a的先导管路144b，基于来自操纵控制器40的控制信号将先导管路144b内的先导压(第1控制信号)降低后输出。

另外，前控制用液压单元160设有：压力传感器71a、71b，其设置在斗杆9用的先导管路145a、145b，作为操作杆1b的操作量而检测先导压(第1控制信号)并将其输出到操纵控制器40；电磁比例阀55b，其设置在先导管路145b，基于来自操纵控制器40的控制信号将先导压(第1控制信号)降低后输出；以及电磁比例阀55a，其设置在先导管路145a，基于来自操纵控制器40的控制信号将先导管路145a内的先导压(第1控制信号)降低后输出。

另外，前控制用液压单元160在铲斗10用的先导管路146a、146b分别设有：压力传感器72a、72b，其作为操作杆1a的操作量而检测先导压(第1控制信号)并将其输出到操纵控制器40；电磁比例阀56a、56b，其基于来自操纵控制器40的控制信号将先导压(第1控制信号)降低后输出；电磁比例阀56c、56d，其一次端口侧与先导泵48连接且将来自先导泵48的先导压减压后输出；以及梭形滑阀83a、83b，其选择先导管路146a、146b内的先导压和从电磁比例阀56c、56d输出的控制压中的高压侧，将其引导到流量控制阀15c的液压驱动部152a、152b。此外，在图3中，压力传感器70、71、72与操纵控制器40的连接线由于纸面关系而省略。

电磁比例阀54b、55a、55b、56a、56b在未通电时开度最大，越使来自操纵控制器40的控制信号即电流增大则开度越变小。另一方面，电磁比例阀54a、56c、56d在未通电时开度为零，在通电时具有开度，越使来自操纵控制器40的电流(控制信号)增大则开度越变大。像这样各电磁比例阀的开度54、55、56与来自操纵控制器40的控制信号相应。

在如上述那样构成的控制用液压单元160中，当从操纵控制器40输出控制信号而驱动电磁比例阀54a、56c、56d时，由于在相对应的操作装置45a、46a没有被操作员操作的情况下也能够产生先导压(第2控制信号)，所以能够强制性地发生动臂抬升动作、铲斗铲装动作、铲斗卸载动作。另外，与之同样地当通过操纵控制器40驱动电磁比例阀54b、55a、55b、56a、56b时，能够产生将通过操作装置45a、45b、46a的操作员操作产生的先导压(第1控制信号)减少后得到的先导压(第2控制信号)，从而能够从操作员操作的值强制性减少动臂下降动作、斗杆收回/放出动作、铲斗铲装/卸载动作的速度。

在本说明书中，将针对流量控制阀15a～15c的控制信号中的、通过操作装置45a、45b、46a的操作产生的先导压称为“第1控制信号”。并且，将针对流量控制阀15a～15c的控制信号中的、通过操纵控制器40驱动电磁比例阀54b、55a、55b、56a、56b而将第1控制信号修正(降低)后生成的先导压、和通过操纵控制器40驱动电磁比例阀54a、56c、56d而相对于第1控制信号另行新生成的先导压称为“第2控制信号”。

第2控制信号在通过第1控制信号产生的作业机1a的控制点的速度矢量违反规定条件时生成，并生成为产生不违反该规定条件的作业机1a的控制点的速度矢量的控制信号。此外，在相对于同一流量控制阀15a～15c中的一个液压驱动部生成第1控制信号、相对于另一个液压驱动部生成第2控制信号的情况下，使第2控制信号优先作用于液压驱动部，通过电磁比例阀切断第1控制信号，将第2控制信号输入到该另一个液压驱动部。因此，对于流量控制阀15a～15c中的运算出第2控制信号的流量控制阀，基于第2控制信号进行控制，对于没有运算出第2控制信号的流量控制阀，基于第1控制信号进行控制，对于没有产生第1及第2控制信号双方的流量控制阀，不进行控制(驱动)。若如上述那样定义第1控制信号和第2控制信号，则mc也能够称为基于第2控制信号对流量控制阀15a～15c的控制。

<操纵控制器>

在图5中操纵控制器40具有：输入接口91；作为处理器的中央处理装置(cpu)92；作为存储装置的只读存储器(rom)93及随机存取存储器(ram)94；和输出接口95。在输入接口91中输入有来自作为作业机姿势检测装置50的角度传感器30～32及倾斜角传感器33的信号、和来自作为用于设定目标面700的装置的目标面设定装置51的信号，并以cpu92能够进行运算的方式进行转换。rom93是存储有用于包含后述的流程所涉及的处理在内而执行mg的控制程序、和执行该流程所需的各种信息等的记录介质，cpu92遵照存储在rom93中的控制程序对从输入接口91及rom93、ram94取入的信号进行规定的运算处理。输出接口95生成与cpu92中的运算结果相应的输出用的信号，通过将该信号输出到传达装置53而能够使传达装置53工作。

此外，图5的操纵控制器40作为存储装置而具有rom93及ram94这样的半导体存储器，但只要为存储装置则尤其能够替代，例如也可以具有硬盘驱动器等磁存储装置。

图6是操纵控制器40的功能框图。操纵控制器40具有mg及mc控制部(mg/mc控制部)43、电磁比例阀控制部44、传达控制部374(显示控制部374a、语音控制部374b、警告灯控制部374c)和动作判定部66。

<mg/mc控制部43>

图7是图6中的mg/mc控制部43的功能框图。mg/mc控制部43具有操作量运算部43a、姿势运算部43b、目标面运算部43c、执行机构控制部81和目标面比较部62。

操作量运算部43a基于来自操作员操作检测装置52a的输入计算出操作装置45a、45b、46a(操作杆1a、1b)的操作量。能够根据压力传感器70、71、72的检测值计算出操作装置45a、45b、46a的操作量。

此外，基于压力传感器70、71、72对操作量的计算只是一个例子，例如也可以通过检测各操作装置45a、45b、46a的操作杆的旋转位移的位置传感器(例如旋转编码器)来检测该操作杆的操作量。另外，也能够代替根据操作量计算出动作速度的结构，而适用安装对各液压缸5、6、7的伸缩量进行检测的行程传感器并基于检测出的伸缩量的时间变化来计算出各缸的动作速度的结构。

姿势运算部43b基于来自作业机姿势检测装置50的信息，运算局部坐标系(挖掘机基准坐标)中的前作业机1a的姿势和铲斗10的齿尖的位置。如已述那样，铲斗10的齿尖位置(xbk，zbk)能够通过算式(1)及算式(2)而运算。

目标面运算部43c基于来自目标面设定装置51的信息运算目标面700的位置信息，并将其存储到ram94内。在本实施方式中，如图4所示，将由作业机1a所移动的平面(作业机的动作平面)切断三维的目标面而得到的截面形状利用为目标面700(二维的目标面)。

此外，在图4的例子中目标面700为一个，但也具有目标面存在多个的情况。在目标面存在多个的情况下，例如具有将距作业机1a最近的面设定为目标面的方法、将位于铲斗齿尖的下方的面设为目标面的方法、将任意选择的面设为目标面的方法等。

执行机构控制部81在对操作装置45a、45b、46a进行操作时，遵照预先确定的条件控制多个液压执行机构5、6、7中的至少一个。本实施方式的执行机构控制部81在对操作装置45a、45b、46a进行操作时，基于目标面700的位置、前作业机1a的姿势及铲斗10的齿尖的位置和操作装置45a、45b、46a的操作量，执行mc，以铲斗10的齿尖(控制点)位于目标面700上或其上方的方式控制动臂缸5(动臂8)及斗杆缸6(斗杆9)中的至少一个缸的动作。执行机构控制部81运算各液压缸5、6、7的流量控制阀15a、15b、15c的目标先导压，将该运算出的目标先导压输出到电磁比例阀控制部44。另外，执行机构控制部81根据从动作判定部66输入的判定结果切换mc的控制内容。由执行机构控制部81按照动作判定部66的判定结果进行的mc的详细情况将在后叙述。

<电磁比例阀控制部44>

电磁比例阀控制部44基于从执行机构控制部81输出的通向各流量控制阀15a、15b、15c的目标先导压，运算向各电磁比例阀54～56的指令。此外，在基于操作员操作产生的先导压(第1控制信号)与由执行机构控制部81计算出的目标先导压一致的情况下，向相符的电磁比例阀54～56的电流值(指令值)成为零，不进行相符的电磁比例阀54～56的动作。

<动作判定部66>

动作判定部66基于由操作量运算部43a运算出的操作装置45a、45b、46a(操作杆1a、1b)的操作量判定前作业机1a的动作。动作判定部66将判定结果输出到执行机构控制部81及传达控制部374(显示控制部374a、语音控制部374b及警告灯控制部374c)。基于动作判定部66进行的动作判定流程的详细情况将在后叙述。

<传达控制部374>

显示控制部374a基于从mg/mc控制部43输入的前作业机1a的姿势信息、铲斗10的齿尖的位置信息、目标面700的位置信息和从动作判定部66输入的判定结果，执行将减速区域600与非减速区域620的边界线650、目标面700与作业机1a(铲斗10的齿尖)的位置关系显示到显示装置53a上的处理。另外，显示控制部374a也执行根据动作判定部66的判定结果变更显示装置53a上的边界线650的位置的处理。由显示控制部374a按照动作判定部66的判定结果进行的显示控制的详细情况将在后叙述。

语音控制部374b基于从mg/mc控制部43输入的前作业机1a的姿势信息、铲斗10的齿尖的位置信息、目标面700的位置信息和从动作判定部66输入的判定结果，执行控制基于语音输出装置53b进行的警报音的输出的on/off的处理。由语音控制部374b按照动作判定部66的判定结果进行的语音输出控制的详细情况将在后叙述。

警告灯控制部374c基于从mg/mc控制部43输入的前作业机1a的姿势信息、铲斗10的齿尖的位置信息、目标面700的位置信息和从动作判定部66输入的判定结果，执行控制基于警告灯装置53c进行的警告灯的on(点亮)/off(熄灭)的处理。由警告灯控制部374c按照动作判定部66的判定结果进行的点亮控制的详细情况将在后叙述。

<动作判定部66的动作判定流程>

图8是表示基于动作判定部66进行的动作判定流程的图。动作判定部66以规定的间隔(控制周期)重复图8的处理。当控制周期到来而开始处理时，动作判定部66在s81中判定是否向操作装置45b输入了斗杆收回操作(即压力传感器71a是否检测到规定值以上的压力)。在此在检测到斗杆收回操作的输入的情况下判定成当前动作为“第1动作”。并且，将该判定结果输出到执行机构控制部81及传达控制部374(显示控制部374a、语音控制部374b及警告灯控制部374c)，动作判定部66待机直至下一个控制周期(s82)。另一方面，当在s81中没有检测到斗杆收回操作的输入的情况下进入s83。

在s83中动作判定部66判定是否向操作装置45b输入了斗杆放出操作(即压力传感器71b是否检测到规定值以上的压力)。在此在没有检测到斗杆放出操作的输入的情况下判定成当前动作为“第1动作”，待机直至下一个控制周期(s82)。另一方面，当在s84中没有检测到斗杆放出操作的输入的情况下进入s84。

在s84中动作判定部66判定是否向操作装置45a输入了动臂下降操作(即压力传感器70b是否检测到规定值以上的压力)。在此在检测到动臂下降操作的输入的情况下，判定成当前动作为至少是斗杆放出和动臂下降复合而成的“第2动作”。并且，将该判定结果输出到执行机构控制部81及传达控制部374(显示控制部374a、语音控制部374b及警告灯控制部374c)，动作判定部66待机直至下一个控制周期(s85)。另一方面，当在s84中没有检测到动臂下降操作的输入的情况下，进入s86，判定成当前动作为至少进行斗杆放出(但动臂下降除外)的“第3动作”。并且，将该判定结果输出到执行机构控制部81及传达控制部374(显示控制部374a、语音控制部374b及警告灯控制部374c)，动作判定部66待机直至下一个控制周期(s86)。

另外，如已述那样执行机构控制部81及传达控制部374(显示控制部374a、语音控制部374b、警告灯控制部374c)根据动作判定部66的判定结果(第1动作、第2动作、第3动作)执行不同的控制。接下来说明该控制的详细情况。

<1.1.第1动作时的执行机构控制部81的流程>

图9是第1动作时的基于执行机构控制部81进行的控制(第1控制)的流程图。执行机构控制部81在操作装置45a、45b、46a被操作员操作时开始图9的处理。

在s101中，执行机构控制部81基于由操作量运算部43a运算出的操作量运算各液压缸5、6、7的动作速度(缸速度)。

在s102中，执行机构控制部81基于由s101运算出的各液压缸5、6、7的动作速度和由姿势运算部43b运算出的作业机1a的姿势，运算基于操作员产生的铲斗前端(齿尖)的速度矢量(前端速度矢量)vc。此外，在本说明书中，将前端速度矢量vc中的与目标面700水平的分量设为vcx，将垂直的分量设为vcy。

在本实施方式中如图11所示，对由设定在目标面700上的xt轴、和以目标面700的法线方向为正的yt轴规定的xtyt坐标系进行设定，在该xtyt坐标系中定义齿尖的速度矢量vc和后述的目标速度矢量vca等。另外，将xtyt坐标系以外的坐标系(例如xy坐标系)的坐标值根据需要坐标转换成xtyt坐标系后进行利用。此外，图11所示的xy坐标系的原点的位置只是一个例子，例如可以将从任意姿势的铲斗10的齿尖下垂到目标面700的垂线的垂足设为原点，也可以将其他点设为原点。

在s103中，执行机构控制部81判定在s102中计算出的前端速度矢量vc中的与目标面700垂直的分量vcy是否小于零，即前端速度矢量vc(垂直分量vcy)是否为接近目标面700的方向。在此在判定成垂直分量vcy小于零的情况下(即在判定成矢量vc为接近目标面700的方向的情况下)，进入s104。另一方面，在判定成垂直分量vcy为零以上的情况下(即在判定成矢量vc为远离目标面700的方向的情况下)，进入s108。

在s108中，执行机构控制部81将铲斗前端的目标速度矢量vca设为在s102中计算出的前端速度矢量vc。即，若将目标速度矢量vca中的与目标面700平行的分量设为vcxa，将垂直的分量设为vcya，则成为vcxa＝vcx、vcya＝vcy。

在s104中，执行机构控制部81根据由姿势运算部43b运算出的铲斗10的齿尖的位置(坐标)与包含存储在rom93中的目标面700的直线的距离，计算出从铲斗前端到目标面700为止的距离ya(参照图4)，进入s105。

在s105中，执行机构控制部81判定在s104中计算出的目标面距离ya是否为ya1以下。如图10及图11所示，ya1是第1动作时的从目标面700到边界线650为止的距离，还是第1动作时的减速区域600的高度。因此，目标面距离ya为ya1以下这样的情况表示齿尖存在于减速区域600内，目标面距离ya超过ya1这样的情况表示齿尖存在于非减速区域620内。另外，存在ya1的值根据动作判定部66的判定结果而不同的情况。在s104中ya为ya1以下的情况下进入s106，在比ya1大的情况下进入s108。

在s106中，执行机构控制部81基于在s104中计算出的ya和图10的曲线图计算出铲斗前端的速度矢量中的与目标面700垂直的分量vcy的减速率h。减速率h是按每个目标面距离ya预先设定的0以上、1以下的值。在本实施方式中如图10所示以如下方式设定：在目标面距离ya超过规定值ya1的范围中保持为1，在目标面距离ya为ya1以下的范围中与距离ya减小相应地减速率h也减小。在图10的例子中减速率h随着目标面距离ya的减小呈线性减小，但只要减速率h随着目标面距离ya的减小从1减小到0，则也包含定义后述的第2控制、第3控制中的减速率h的图18、23在内能够进行各种变更。执行机构控制部81在计算出减速率h后进入s107。

在s107中，执行机构控制部81将铲斗前端的目标速度矢量vca中的与目标面700平行的分量vcxa设为vcx(即vcxa＝vcx)。并且，将对前端速度矢量vc的垂直分量vcy乘以在s106中计算出的减速率h得到的值(hvcy)设为铲斗前端的目标速度矢量vca的垂直分量vcya(即vcya＝hvcy)。在目标速度矢量vca的设定完成后进入s109。

在s109中，执行机构控制部81基于在s107或s108中决定的目标速度矢量vca(vcxa，vcya)运算各液压缸5、6、7的目标速度。此时，若是以通过动臂抬升与斗杆收回的减速的组合进行将前端速度矢量vc转换成目标速度矢量vca的mc的方式设计软件，则运算动臂缸5的伸长方向的缸速度和斗杆缸6的伸长方向的缸速度。

在s110中，执行机构控制部81基于在s109中计算出的各缸5、6、7的目标速度运算各液压缸5、6、7的向流量控制阀15a、15b、15c的目标先导压，将各液压缸5、6、7的向流量控制阀15a、15b、15c的目标先导压输出到电磁比例阀控制部44。

电磁比例阀控制部44以目标先导压作用于各液压缸5、6、7的流量控制阀15a、15b、15c的方式控制电磁比例阀54、55、56，由此进行基于作业机1a的挖掘。例如，在操作员对操作装置45b进行操作而通过斗杆收回动作进行水平挖掘的情况下，以铲斗10的前端不会侵入目标面700的方式控制电磁比例阀55c，自动地进行动臂8的抬升动作和斗杆收回的减速动作。

图11是表示铲斗10的前端按照上述那样的修正后的目标速度矢量vca进行了mc时的轨迹的一个例子的图。若假设目标速度矢量vc向斜下方是固定的，则其平行分量vcx固定，垂直分量vcy随着铲斗10的前端向目标面700接近(随着距离ya变小)而减小。由于修正后的目标速度矢量vca是其合成的，所以轨迹成为如图11那样随着向目标面700接近而平行的曲线状。另外，在本实施方式中由于如图10所示那样使ya＝0且h＝0，所以目标面700上的目标速度矢量vca与平行分量vcx一致。

此外，作为mc而执行的控制并不限定于所说明的动臂抬升动作和斗杆收回的减速动作的自动控制，例如也可以执行使铲斗10自动地转动、且将目标面700与铲斗10的底部所成的角度保持为固定的控制。

<1.2.第1动作时的显示控制部374a的流程>

图12是第1动作时的基于显示控制部374a进行的控制(第1控制)的流程图。显示控制部374a以规定的控制周期开始图12的处理。

在s201中，显示控制部374a从姿势运算部43b获取铲斗10的齿尖位置和姿势。

在s202中，显示控制部374a从目标面运算部43c获取目标面700的位置信息。

在s203中，显示控制部374a在从s202中获取到的目标面700的位置沿目标面700的法线方向+ya1的位置处设定边界线650的位置。本实施方式的边界线650设为将目标面700向yt轴中的正向仅偏移ya1得到的位置。作为偏移量的ya1与执行机构控制部81在s105的判定中利用的值(ya1)一致，能够根据动作判定部66的判定结果而发生变化。

在s204中，显示控制部374a基于在s201、s202、s203中获取到的信息将边界线650、目标面700及铲斗10的位置关系显示到显示装置53a的画面上。

图13是表示传达装置53的结构图的一个例子的图。该图所示的传达装置53具有显示装置53a、语音输出装置53b和警告灯装置53c。在显示装置53a的显示画面上，显示有边界线650、目标面700及铲斗10的位置关系。该图的情况下的目标面700与边界线650的距离为ya1[m]。若像这样将减速区域600的边界线650与铲斗10的位置关系显示于显示装置53a，则操作员能够一边掌握显示于显示装置53a的铲斗10与减速区域600的位置关系一边进行返回动作，因此作业机1a在返回作业中从执行机械控制的减速区域600通过的时间减少而能够提高作业效率。

<1.3.第1动作时的语音控制部374b的流程>

图14是第1动作时的基于语音控制部374b进行的控制(第1控制)的流程图。语音控制部374b以规定的控制周期开始图14的处理。

在s301中，语音控制部374b根据由姿势运算部43b运算出的铲斗10的齿尖的位置(坐标)与包含存储在rom93中的目标面700的直线的距离，计算出从铲斗前端到目标面700为止的距离ya(参照图4)，进入s302。

在s302中，语音控制部374b判定在s301中计算出的目标面距离ya是否为对减速区域600的高度ya1加上通知区域640的高度yc1(参照图15)得到的值以下。图15是通知区域640的说明图。通知区域640是在减速区域600的上方相邻地设定的高度yc1的区域。yc1也是边界线650向上方偏移的偏移量。在本实施方式中在铲斗10的齿尖侵入到该通知区域640内的情况下发出声音(警报音)，向操作员传达铲斗10的前端快要侵入到减速区域600中这一情况。在s302中判定成目标面距离ya为ya1+yc1以下的情况下进入s303，在超过ya1+yc1的情况下进入s304。

在s303中，语音控制部374b从语音输出装置53b(参照图6)发出警报音。

在s304中，语音控制部374b不从语音输出装置53b发出警报音，待机直至下一个控制开始时。

通过像这样在铲斗10的前端部侵入到通知区域640时发出警报音，而操作员能够识别铲斗10的前端部快要侵入到减速区域600这一情况。由此能够以铲斗10的前端部不侵入到减速区域600的方式有效地操纵作业机1a。

<1.4.第1动作时的警告灯控制部374c的流程>

第1动作时的基于警告灯控制部374c进行的控制(第1控制)的流程图是在图14的第1动作时的基于语音控制部374b进行的控制(第1控制)的流程图中，将s303变更成“点亮警告灯”、且将s304变更成“熄灭警告灯”而得到的流程图，其他步骤与图14相同。

若像这样构成警告灯控制部374c，则由于在铲斗10的前端部侵入到通知区域640时警告灯53c(参照图13)会点亮，所以操作员能够识别铲斗10的前端部快要侵入到减速区域600这一情况。由此能够以铲斗10的前端部不会侵入到减速区域600的方式有效地操纵作业机1a。

<2.1.第2动作时的执行机构控制部81的流程>

接下来说明第2动作时(斗杆放出+动臂下降时)的执行机构控制部81及传达控制部374的控制。

图16是第2动作时的基于执行机构控制部81进行的控制(第2控制)的流程图。此外，对与图9所示的第1动作时的流程相同的步骤标注相同的附图标记并省略说明，这种情况在以下的图中也是同样的。

在s125中，执行机构控制部81判定在s104中计算出的目标面距离ya是否为0.8ya2以下。如图17、18所示，0.8ya2是第2动作时的从目标面700到边界线650为止的距离，另外还是第2动作时的减速区域600的高度。另外，0.8ya2的值存在根据动作判定部66的判定结果而不同的情况。在s104中ya为0.8ya2以下的情况下进入s126，在比0.8ya2大的情况下进入s108。

在s126中，执行机构控制部81基于在s104中计算出的ya和图18的曲线图计算出铲斗前端的速度矢量中的与目标面700垂直的分量vcy的减速率h。图17及图18是第2动作时的目标面距离ya与减速率h的关系图。图17是将图18的一部分改写成表形式的图。在本实施方式中如图18所示以如下方式设定：在目标面距离ya超过规定值0.8ya2的范围中保持为1，在目标面距离ya为0.8ya2以下的范围中与距离ya减小相应地减速率h也减小。在图18的例子中减速率h随着目标面距离ya的减小呈曲线状减小，与后述的图23的第3动作的情况相比从目标面距离ya小的位置开始减速。这是因为通过在斗杆放出+动臂下降时(第2动作时)在目标面距离ya超过0.8ya2的范围中不使速度矢量减速而能够进行更有效的返回动作。此外，目标面距离ya与减速率h的关系只要为随着目标面距离ya的减小而减速率h从1减小到0的关系则能够进行各种变更。也可以使ya2与ya1一致。边界线650距目标面700的高度0.8ya2在第2动作中的传达控制部374中也被共通地利用。执行机构控制部81在计算出减速率h后进入s107。

<2.2.第2动作时的显示控制部374a的流程>

图19是第2动作时的基于显示控制部374a进行的控制(第2控制)的流程图。

在s223中，显示控制部374a在从s202中获取到的目标面700的位置沿目标面700的法线方向+0.8ya2的位置处设定边界线650的位置。本实施方式的边界线650设为将目标面700向yt轴中的正向仅偏移0.8ya2得到的位置。作为偏移量的0.8ya2与执行机构控制部81在s125的判定中利用的值(0.8ya2)一致，能够根据动作判定部66的判定结果而发生变化。

图26是表示第2动作中的传达装置53的一个例子的图。在显示装置53a的显示画面上，显示有边界线650、目标面700及铲斗10的位置关系。该图的情况下的目标面700与边界线650的距离为0.8ya2[m]。若像这样将减速区域600的边界线650与铲斗10的位置关系显示于显示装置53a，则即使边界线650的位置根据前作业机1a的操作(动作)而发生变化，操作员也能够一边掌握铲斗10与减速区域600的位置关系一边进行返回动作，因此作业机1a在返回作业中从执行机械控制的减速区域600通过的时间减少而能够提高作业效率。

<2.3.第2动作时的语音控制部374b的流程>

图20是第2动作时的基于语音控制部374b进行的控制(第2控制)的流程图。

在s322中，语音控制部374b判定在s301中计算出的目标面距离ya是否为对减速区域600的高度0.8ya2加上通知区域640的高度yc1得到的值以下。在s322中判定成目标面距离ya为0.8ya2+yc1以下的情况下进入s303，在超过0.8ya2+yc1的情况下进入s304。

<2.4.第2动作时的警告灯控制部374c的流程>

第2动作时的基于警告灯控制部374c进行的控制(第2控制)的流程图是在图20的第2动作时的基于语音控制部374b进行的控制(第2控制)的流程图中，将s303变更成“点亮警告灯”、且将s304变更成“熄灭警告灯”而得到的流程图，其他步骤与图20相同。

<3.1.第3动作时的执行机构控制部81的流程>

接下来说明第3动作时(斗杆放出单独动作时)的执行机构控制部81及传达控制部374的控制。

图21是第3动作时的基于执行机构控制部81进行的控制(第3控制)的流程图。

在s135中，执行机构控制部81判定在s104中计算出的目标面距离ya是否为ya2以下。如图22、23所示，ya2是第3动作时的从目标面700到边界线650为止的距离，另外还是第3动作时的减速区域600的高度。另外，存在ya2的值根据动作判定部66的判定结果而不同的情况。在s104中ya为ya2以下的情况下进入s136，在比ya2大的情况下进入s108。

在s136中，执行机构控制部81基于在s104中计算出的ya和图23的曲线图计算出铲斗前端的速度矢量中的与目标面700垂直的分量vcy的减速率h。图22及图23是第3动作时的目标面距离ya与减速率h的关系图。图22是将图23的一部分改写成表形式的图。在本实施方式中如图23所示以如下方式设定：在目标面距离ya超过规定值ya2的范围中保持为1，在目标面距离ya为ya2以下的范围中与距离ya减小相应地减速率h也减小。在图23的例子中减速率h随着目标面距离ya的减小呈线性减小，与图18的第2动作的情况相比从目标面距离ya大的位置开始减速。这是因为，为了在后述的第1返回作业时防止铲斗前端或后端由于斗杆放出操作侵入到目标面700，而从目标面距离ya大的位置开始进行速度矢量的减速。此外，目标面距离ya与减速率h的关系只要为随着目标面距离ya的减小而减速率h从1减小到0的关系则能够进行各种变更。也可以使ya2与ya1一致。边界线650距目标面700的高度ya2在第3动作中的传达控制部374中也被共通地利用。执行机构控制部81在计算出减速率h后进入s107。

<3.2.第3动作时的显示控制部374a的流程>

图24是第3动作时的基于显示控制部374a进行的控制(第3控制)的流程图。

在s233中，显示控制部374a在从s202中获取到的目标面700的位置沿目标面700的法线方向+ya2的位置处设定边界线650的位置。本实施方式的边界线650设为将目标面700向yt轴中的正向仅偏移ya2得到的位置。作为偏移量的ya2与执行机构控制部81在s135的判定中利用的值(ya2)一致，能够根据动作判定部66的判定结果而发生变化。

图27是表示第3动作中的传达装置53的一个例子的图。在显示装置53a的显示画面上，显示有边界线650、目标面700及铲斗10的位置关系。该图的情况下的目标面700与边界线650的距离为ya2[m]。若像这样将减速区域600的边界线650与铲斗10的位置关系显示于显示装置53a，则即使边界线650的位置根据前作业机1a的操作(动作)而发生变化，操作员也能够一边掌握铲斗10与减速区域600的位置关系一边进行返回动作，因此作业机1a在返回作业中从执行机械控制的减速区域600通过的时间减少而能够提高作业效率。

<3.3.第3动作时的语音控制部374b的流程>

图25是第3动作时的基于语音控制部374b进行的控制(第3控制)的流程图。

在s332中，语音控制部374b判定在s301中计算出的目标面距离ya是否为对减速区域600的高度ya2加上通知区域640的高度yc1得到的值以下。在s332中判定成目标面距离ya为ya2+yc1以下的情况下进入s303，在超过ya2+yc1的情况下进入s304。

<3.4.第3动作时的警告灯控制部374c的流程>

第3动作时的基于警告灯控制部374c进行的控制(第3控制)的流程图是在图25的第3动作时的基于语音控制部374b进行的控制(第3控制)的流程图中，将s303变更成“点亮警告灯”、且将s304变更成“熄灭警告灯”而得到的流程图，其他步骤与图25相同。

<动作·效果>

(1)挖掘作业(斗杆收回操作)

在通过如上述那样构成的液压挖掘机1实施挖掘作业的情况下，首先，使铲斗10的齿尖移动至远离车身1b的地表面上的挖掘开始位置，从该状态经由操作装置45b输入斗杆收回操作。此时，操纵控制器40的动作判定部66基于图8的流程判定成“第1动作”，将该判定结果输出到执行机构控制部81和传达控制部374。由此执行机构控制部81开始图9的流程，显示控制部374a开始图12的流程，语音控制部374b开始图14的流程(关于警告灯控制部374c，为方便起见省略说明)，减速区域600与非减速区域620的边界线650被设定在从目标面700+ya1[m]的位置。

执行机构控制部81基于图9的流程，在铲斗10的齿尖通过斗杆收回操作而在减速区域600内移动的期间，执行以齿尖越接近目标面700则齿尖的速度矢量的垂直分量(与目标面700垂直的分量)越减少的方式控制液压执行机构5、6、7中的至少一个液压执行机构的mc。由此由于在目标面700上齿尖的速度矢量的垂直分量成为零，所以操作员仅通过输入斗杆收回操作就能够进行沿着目标面700的挖掘。

(2)第1返回作业(动臂抬升操作、斗杆放出操作)

在上述(1)的挖掘作业完成后，操作员通过经由操作装置45a、45b输入动臂抬升操作和斗杆放出操作而使铲斗10朝向远离车身1b的方向(车身前方)移动。此时当输入了斗杆放出操作后，操纵控制器40的动作判定部66基于图8的流程判定成“第3动作”，将该判定结果输出到执行机构控制部81和传达控制部374。由此执行机构控制部81开始图21的流程，显示控制部374a开始图24的流程，语音控制部374b开始图25的流程(关于警告灯控制部374c，为方便起见省略说明)，将减速区域600与非减速区域620的边界线650设定在从目标面700+ya2[m]的位置。

通常，铲斗10的齿尖在该第1返回作业中从减速区域600出来而移动到非减速区域620。并且，从提高作业效率的观点考虑，优选的是以尽可能短的路径离开减速区域600，以一旦离开后不会再度侵入减速区域600的方式使铲斗10移动到车身1b的前方。关于该方面，在本实施方式的液压挖掘机1中，通过基于显示控制部374a进行的图24的流程，在显示装置53a的显示画面上会始终显示铲斗10的齿尖、目标面700与边界线650的位置关系。因此，操作员能够一边在显示画面上确认在第1返回作业中怎样使铲斗10移动才能尽快离开减速区域600，另外在一旦离开减速区域600后怎样使铲斗10移动才不会再次侵入减速区域600，一边对前作业装置1a进行操作。

另外，在使铲斗10向车身前方移动为主要目的的第1返回动作(第3动作)中，与后续的第2返回动作(第2动作)相比目标面700与铲斗10的距离近的状态会持续，因此可以说铲斗10的齿尖侵入目标面700的可能性会相对高。因此，在本实施方式中，通过将第1返回动作(第3动作)中的边界线650的高度(ya2)设定得比第2返回动作(第2动作)中的高度(0.8ya2)高来创造出铲斗10相对容易侵入减速区域600的状况(即铲斗10难以接近目标面700的状况)，而防止了第1返回动作(第3动作)中的铲斗10向目标面700的侵入。另外，由于减速率h的减少比例也设定得比第2返回动作(第2动作)大，所以铲斗向减速区域600侵入后的减速大，能够更有效地防止向目标面700的侵入。

而且，在本实施方式中，即使具有在从显示画面移开视线的间隙铲斗10再次快要侵入减速区域600的场景，当铲斗10侵入通知区域640时也会实施基于语音控制部374b进行的警报音的输出和基于警告灯控制部374c进行的警告灯的点亮。即在本实施方式中，能够通过该警报音和警告灯，在铲斗10侵入减速区域600之前使操作员察觉到该事实，因此即使操作员从显示画面移开了视线也能够防止在返回作业中再次侵入减速区域600。

(3)第2返回作业(动臂下降操作、斗杆放出操作)

在上述(2)的第1返回作业后，操作员通过经由操作装置45a、45b输入斗杆放出操作和动臂下降操作的复合操作，或经由操作装置45a单独输入动臂下降操作而使铲斗10再次移动到挖掘开始位置。此时，当输入了斗杆放出操作和动臂下降操作的复合操作后，操纵控制器40的动作判定部66基于图8的流程判定成“第2动作”，将该判定结果输出到执行机构控制部81和传达控制部374。由此执行机构控制部81开始图16的流程，显示控制部374a开始图19的流程，语音控制部374b开始图20的流程(关于警告灯控制部374c，为方便起见省略说明)，将减速区域600与非减速区域620的边界线650设定在从目标面700+0.8ya2[m]的位置。

通常，铲斗10的齿尖在该第2返回作业中从非减速区域620再次移动到减速区域600。若动臂下降操作的时刻过早则铲斗10存在于减速区域600内的时间会变长而有作业效率降低的隐忧。另外，即使能够通过延迟动臂下降操作的时刻(例如通过在斗杆放出单独操作后进行动臂下降单独操作)来缩短存在于减速区域600内的时间，在动臂下降操作的时刻过晚的情况下第2返回作业自身的时间也会变长而有作业效率降低的隐忧。

另外，在使第1返回动作(第3动作)中移动到车身前方后的铲斗10接近地表为主要目的的第2返回动作(第2动作)中，通过将边界线650的高度(0.8ya2)设定得比第1返回动作(第3动作)中的高度(ya2)低而创造出使铲斗10相对容易接近地表面的状况，而能够进行更有效的返回动作。另外，由于减速率h的减少比例也设定得比第1返回动作(第3动作)小，所以铲斗向减速区域600侵入后的减速度变小，而容易使铲斗10接近地表面。

但是，在本实施方式的液压挖掘机1中，由于在显示装置53a的显示画面上始终显示有铲斗10的齿尖、目标面700与边界线650的位置关系，所以操作员能够一边在显示画面上确认在第2返回作业中在哪个时刻输入动臂下降操作即可，一边对前作业装置1a进行操作。

而且，在本实施方式中，即使具有在操作员非意图的时刻铲斗10快要侵入减速区域600的场景，也能够在铲斗10侵入到通知区域640时通过输出的警报音和点亮的警告灯，使操作员察觉到铲斗10向减速区域600接近这一情况，因此能够防止在操作员非意图的时刻铲斗10侵入减速区域600。

另外，在本实施方式的液压挖掘机1中，构成为根据前作业装置1a的操作变更减速区域600与非减速区域620的边界线650的位置(以目标面700为基准的边界线650的高度)。例如，在连续地实施了上述那样的(1)挖掘作业、(2)第1返回作业及(3)第2返回作业的情况下，虽然边界线650的位置会按照ya1[m]、ya2[m]、0.8ya2[m]的顺序发生变化，但仅通过操作员的感觉来正确地掌握该变化是非常难的。但是，在本实施方式中，由于也会与边界线650的伴随着操作员操作(作业机1a的动作)的位置变化相匹配地，变更显示画面上的边界线650的位置，所以操作员能够容易掌握边界线650的位置变化。

如以上那样根据本实施方式，将执行mc的减速区域600与不执行mc的非减速区域620的边界线650的位置与铲斗10的位置一起显示于显示装置53a。由此由于操作员能够参考该显示画面来对前作业机1a进行操作，所以能够减少在操作员非意图的时刻前作业机1a从执行mc的减速区域600通过的时间，从而能够提高作业效率。

<其他>

此外，本发明并不限定于上述实施方式，包含不脱离其要旨的范围内的各种变形例。例如，本发明并不限定于具有在上述实施方式中所说明的所有结构的发明，也包含删除了该结构的一部分的发明。另外，能够将某个实施方式的结构的一部分追加或置换到其他实施方式的结构中。

例如，基于本发明的传达装置53的传达方式除了上述以外还能够进行各种变更。例如，可以是以在显示装置53a的显示画面上以颜色表现作业机1a的前端速度矢量的垂直分量在减速区域600内随着接近目标面700而减速的程度的方式构成显示控制装置374a。图28是在显示装置53a的画面上的减速区域600内以颜色表现减速率h的例子，是以减速率h越接近零则颜色变得越浓的方式显示的例子。若像这样以能够视觉地识别减速率h的方式构成显示装置53a的画面，则例如即使具有受物理上的移动限制等而不得不使铲斗10在减速区域600内移动的场景，也能够通过进行尽可能地使铲斗10从减速率接近1的区域通过那样的操作而谋求提高作业效率。

在上述中，虽然说明了根据动作判定部66的判定结果而使边界线650距目标面700的高度变化的情况，但也可以如图29所示那样根据目标面形状使边界线650的高度变化。例如，在图29的例子中，以距两个目标面的交点的距离近的部分与其他部分相比边界线650距目标面700的高度变高的方式进行设定。在如该图29那样边界线650的高度变化不一样而难以基于操作员进行直观预测的情况下，如本发明那样显示边界线650的优点进一步增加。

另外在上述中，虽然仅说明了减速区域600内的减速率h的变化一样的情况(即减速率h根据目标面距离ya发生变化的情况)，但也可以如图29所示那样也考虑其他要素(距两个目标面的交点的距离)而使减速率h变化。例如，在图29的例子中，以即使距两个目标面的交点的距离近的部分与其他部分相比距目标面700的距离远离而减速率也变小的方式进行设定。在如该图29那样减速区域600内的减速率h的变化不一样而难以基于操作员进行直观预测的情况下，如图28那样以颜色表现减速率h的优点进一步增加。

图30是如图29那样设定减速率h的情况下的显示装置53a的显示画面的一个例子。如该图所示，减速区域600与非减速区域620的边界线650的形状也可以为直线以外的形状。

虽然在图13、26、27等的显示装置53a的画面上显示有从目标面700到边界线650为止的距离的值(ya1、0.8ya2、ya2)，但其能够省略。另外，虽然在这些图上不仅显示有铲斗10还显示有液压挖掘机1整体，但可以仅显示铲斗10，也可以将铲斗10及斗杆9、或铲斗10及斗杆9和动臂8(即前作业机1a整体)作为一组来显示。即，只要为包含铲斗10的显示方式则并无特别限定。

关于语音控制部374b的警报音，也可以是为了使操作员识别齿尖处于通知区域640和减速区域600中的哪一个区域，而使在通知区域640和减速区域600中输出的警报音不同。

另外，在通知区域640内输出的警报音也可以根据从边界线650到齿尖的距离而变更声音的周期。例如，可以是在距离近的区域中缩短声音的周期，在距离远的区域中延长声音的周期。由于在像这样根据距离的大小改变声音的情况下，通过听辨该声音而能够以铲斗10的前端部从非减速区域620通过的方式进行操作，所以能够谋求返回操作的效率化。

而且，在减速区域600内输出的警报音也可以根据减速率h而变更声音的周期。例如，可以是在减速率h强的区域(h接近0的区域)中缩短声音的周期，在减速率h弱的区域(h接近1的区域)中延长声音的周期。由于在像这样根据减速率h的大小改变声音的情况下，通过听辨该声音而能够以铲斗10的前端部从减速率h弱的区域通过的方式进行操作，所以能够谋求返回操作的效率化。

另外，对于发出警报音的条件(进入s303的条件)，不仅仅有s302的条件，还可以添加铲斗10的前端速度矢量vc的垂直的分量vcy为负的情况的条件(即齿尖向目标面700接近的情况的条件)。若添加了该条件则能够仅在进行齿尖向目标面700接近的动作的情况下发出警报音。

另外，也可以是仅在通知区域640内发出警报音，在减速区域600内不发出警报音。另外，警报音也可以为语音。

另外，上述操纵控制器40的各结构和该各结构的功能及执行处理等可以通过硬件(例如以集成电路设计执行各功能的逻辑等)来实现它们的一部分或全部。另外，上述操纵控制器40的结构也可以是通过由运算处理装置(例如cpu)读出并执行来实现该控制装置的结构所涉及的各功能的程序(软件)。该程序所涉及的信息能够存储在例如半导体存储器(闪存、ssd等)、磁存储装置(硬盘驱动器等)及记录介质(磁盘、光盘等)等中。

另外，在上述各实施方式的说明中，关于控制线和信息线，虽然示出了被解释成该实施方式的说明所需的控制线和信息线，但并不一定限于示出产品所涉及的所有控制线和信息线。实际上可以认为几乎所有的结构相互连接。

附图标记说明

1a…前作业机，8…动臂，9…斗杆，10…铲斗，30…动臂角度传感器，31…斗杆角度传感器，32…铲斗角度传感器，40…操纵控制器(控制装置)，43…mg·mc控制部，43a…操作量运算部，43b…姿势运算部，43c…目标面运算部，44…电磁比例阀控制部，45…操作装置(动臂、斗杆)，46…操作装置(铲斗、旋转)，50…作业装置姿势检测装置，51…目标面设定装置，52a…操作员操作检测装置，53…传达装置，53a…显示装置，53b…语音输出装置，53c…警告灯装置，54、55、56…电磁比例阀，66…动作判定部，81…执行机构控制部，374…传达控制部，374a…显示控制部，374b…语音控制部，374c…警告灯控制部，600…减速区域(第1区域)，620…非减速区域(第2区域)，640…通知区域，650…边界线，700…目标面。