挖掘机械的显示系统以及挖掘机械的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及挖掘机械的显示系统以及具备它的挖掘机械。
【背景技术】
[0002] -般而言，液压挖掘机等挖掘机械通过作为操作者的操作员对操作杆进行操作来 驱动包含铲斗的作业机，由此来挖掘作业对象的地面等。例如在专利文献1中记载了下述 技术：在坡面加工等要求精密作业的反铲挖掘机作业中，在所得到的画面上示出设计差异 和铲斗形状。此外，在专利文献2中记载了一种工程机械的显示系统的技术：通过显示与当 前实际安装在机械上的铲斗的种类对应的铲斗符号，能够精确地进行挖掘动作。
[0003] 专利文献1 :日本特开2006-214246号公报
[0004] 专利文献2 :日本特开2001-132021号公报
【发明内容】
[0005] 对于使用液压挖掘机等挖掘机械、以施工对象的设计面的一部分为目标面并按照 该目标面挖掘作业对象的地面的情况来说，挖掘机械的操作员尤其需要设计面附近的距离 信息。专利文献1和专利文献2的技术，由于显示的是铲斗形状，所以需要边看显示装置的 画面边通过目视或监视进行确认来推进施工。因此，专利文献1和专利文献2的技术在以 施工对象的设计面的一部分为目标面的情况下，有可能无法识别目标面与铲斗的最短距离 的信息，特别是铲斗的底部会超过设计面地挖掘地面。
[0006] 本发明的目的在于，在挖掘机械的操作员按照设计面推进施工时，能够以容易理 解的方式向操作员提供关于施工结果的设计面与铲斗的最短距离的信息。
[0007] 根据本发明，提供一种挖掘机械的显示系统，该挖掘机械具有包含铲斗的作业机 和安装上述作业机的主体部，上述挖掘机械的显示系统包括：作业机状态检测部，其检测关 于上述挖掘机械的当前位置的信息、关于上述主体部的姿势的信息和上述铲斗的前端的位 置的信息；存储部，其存储表示设计地形的设计面的位置信息和上述铲斗的外形信息；以 及处理部，其基于关于上述挖掘机械的当前位置的信息、关于上述主体部的姿势的信息、上 述铲斗的前端的位置的信息和上述铲斗的外形信息，求取用于计测位置的计测基准点中最 靠近上述设计面的计测基准点，该用于计测位置的计测基准点至少包含上述铲斗的前端并 沿着上述铲斗的底部的外形预先设定有多个。
[0008] 在本发明中，优选的是，上述处理部求取上述设计面的法线方向上的、从上述计测 基准点到上述设计面的距离作为设计面距离，并将与上述设计面距离的最小值对应的信息 作为最短距离显示在显示装置的画面中。
[0009] 在本发明中，优选的是，上述计测基准点沿着用与上述铲斗的移动方向平行的面 截断上述铲斗的上述外形而得到的截面及上述铲斗的宽度方向分别预先设定有多个，上述 处理部求取上述设计面的法线方向上的、从上述计测基准点到上述设计面的距离作为设计 面距离，并将与上述设计面距离的最小值对应的信息作为最短距离显示在显示装置的画面 中。
[0010] 在本发明中，优选的是，在多个上述设计面的法线方向上具有同一个上述计测基 准点的情况下，上述处理部对于该计测基准点求取多个设计面距离。
[0011] 在本发明中，优选的是，上述处理部基于上述最短距离发出警报。
[0012] 在本发明中，优选的是，上述处理部根据上述最短距离，变更作为上述警报发出声 音的方式。
[0013] 在本发明中，优选的是，上述处理部在上述显示装置的画面中显示用于确定最靠 近上述设计面的计测基准点的图像。
[0014] 在本发明中，优选的是，用于确定最靠近上述设计面的计测基准点的图像是表示 上述设计面的法线的图像。
[0015] 根据本发明，提供一种挖掘机械的显示系统，该挖掘机械具有包含铲斗的作业机 和安装上述作业机的主体部，上述挖掘机械的显示系统包括：作业机状态检测部，其检测关 于上述挖掘机械的当前位置的信息、关于上述主体部的姿势的信息和上述铲斗的前端的位 置的信息；存储部，其存储表示设计地形的设计面的位置信息和上述铲斗的外形信息；处 理部，其基于关于上述挖掘机械的当前位置的信息、关于上述主体部的姿势的信息、上述铲 斗的前端的位置的信息和上述铲斗的外形信息，求取用于计测位置的计测基准点中最靠近 上述设计面的计测基准点，该用于计测位置的计测基准点至少包含上述铲斗的前端并沿着 上述铲斗的底部的外形预先设定有多个，并且求取上述设计面的法线方向上的、从最靠近 上述设计面的计测基准点到上述设计面的距离作为设计面距离；以及显示装置，其显示上 述设计面距离和表示经过最靠近上述设计面的计测基准点的上述设计面的法线的图像中 的至少1个。
[0016] 根据本发明，提供一种挖掘机械，其具备上述的挖掘机械的显示系统。
[0017] 本发明在挖掘机械的操作员按照设计面推进施工时，能够以容易理解的方式向操 作员提供关于施工结果的设计面与铲斗的最短距离的信息。
【附图说明】
[0018] 图1是本实施方式涉及的液压挖掘机100的立体图。
[0019] 图2是液压挖掘机100的侧视图。
[0020] 图3是液压挖掘机100的后视图。
[0021] 图4是表示液压挖掘机100具备的控制系统的框图。
[0022] 图5是表示根据设计地形数据示出的设计地形的图。
[0023] 图6是表不引导画面的一个不例的图。
[0024] 图7是表不引导画面的一个不例的图。
[0025] 图8是用于说明求取铲斗8的齿尖P3的当前位置的方法的一个示例的图。
[0026] 图9是用于说明求取铲斗8的齿尖P3的当前位置的方法的一个示例的图。
[0027] 图10是表示求取铲斗8到设计面的最短距离的示例的流程图。
[0028] 图11是表示存储铲斗8的外形信息的步骤的流程图。
[0029] 图12是表示|产斗8的外形信息的示例的图。
[0030] 图13是表示|产斗8的外形信息的图形示例的图。
[0031] 图14是用于说明俯视观察铲斗8的齿尖P3时设计面45与铲斗8的齿尖P3的最 短距离的说明图。
[0032] 图15是用于说明俯视观察铲斗8的外形时设计面45与铲斗8的底部8C的最短 距离的说明图。
[0033] 图16是用于说明从侧面观察铲斗8时设计面45与铲斗8的最短距离的说明图。
[0034] 图17是用于说明由于铲斗8而与设计面70发生碰撞的图。
[0035] 图18是表示对铲斗8与设计面的最短距离进行显示的示例的图。
[0036] 图19是表示对铲斗8与设计面的最短距离进行显示的另一示例的图。
[0037] 符号说明
[0038] 1 车辆主体
[0039] 2 作业机
[0040] 3 上部回转体
[0041] 4 驾驶室
[0042] 5 行走装置
[0043] 8 铲斗
[0044] 8B 铲齿
[0045] 8C 底部
[0046] 19作业机状态检测部
[0047] 21、22 天线
[0048] 23三维位置传感器
[0049] 24倾斜角度传感器
[0050] 28挖掘机械的显示系统（显示系统）
[0051] 38显示输入装置
[0052] 39显示控制装置
[0053] 41输入部
[0054] 42显示部
[0055] 42P画面
[0056] 43存储部
[0057] 44处理部
[0058] 45设计面
[0059] 46声音发生装置
[0060] 70设计面
[0061] 78、79表示设计面的截面的线
[0062] 84图形信息
[0063] 100液压挖掘机
【具体实施方式】
[0064] 参照附图来详细说明用于实施本发明的方式（实施方式）。本发明不局限于下面 的实施方式中记载的内容。此外，作为挖掘机械的一个示例，下面的实施方式将对液压挖 掘机进行说明，不过作为对象的挖掘机械只要是安装铲斗等附件来进行作业的工程机械即 可，不局限于液压挖掘机。在实施方式中，作为工程机械，例如也可以应用于反铲式挖掘装 载