作业机械的制作方法

本发明涉及具有多个作业装置的作业机械。

背景技术：

作为用于提高具有由液压执行机构驱动的作业装置(例如前作业装置)的作业机械(例如液压挖掘机)的作业效率的技术而具有机械指导(machineguidanceance：mg)和机械控制(machinecontrol：mc)。mg是通过在搭载于作业机械的显示屏上示出从施工信息得到的作业对象的位置和作业装置的位置来提高作业性的技术(例如日本专利第5364741号公报)。另一方面，mc是在输入了操作员操作的情况下通过执行按照预先确定的条件使作业装置动作的半自动控制来进行对操作员的操作支援的技术(例如日本专利第3056254号公报)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5364741号公报

专利文献2：日本专利第3056254号公报

技术实现要素：

另外，有时在作业机械中具有多个作业装置。例如，在液压挖掘机中，还存在如下液压挖掘机：除了具有动臂、斗杆及铲斗的前作业装置以外，在下部行驶体的前方还具有平整作业用的刮板作业装置(推土板)。在针对这种作业机械的各作业装置而使mg和mc中的至少一方发挥功能的情况下，若没有选择多个作业装置中的适于作业内容的作业装置来执行mg和mc中的至少一方，则有操作员非意图的作业装置的mg和mc中的至少一方生效等而导致作业效率降低的隐患。此外，以下，存在将“mg和mc中的至少一方”称为“mg及/或mc”的情况。

本发明是鉴于上述而发明的，其目的在于提供一种能够选择多个作业装置中的适于作业内容的作业装置来执行mg及/或mc的作业机械。

本申请包含了解决上述课题的多个方法，若列举其一个例子，则作业机械具有：多个作业装置；操作装置，其用于对上述多个作业装置进行操作；位置传感器，其对安装有上述多个作业装置的机身的位置进行检测；多个姿势传感器，其检测上述多个作业装置的姿势；以及控制装置，其具有基于来自上述位置传感器及上述多个姿势传感器的输出来计算出上述多个作业装置的位置的位置运算装置，在上述作业机械中，具有：显示装置，其显示上述多个作业装置中的至少一个作业装置的位置和该作业装置的目标作业对象的位置；以及显示选择装置，其用于供操作员从上述多个作业装置中选择在上述显示装置上显示的作业装置，且输出使由操作员选择出的作业装置显示到上述显示装置的第1输入信号，上述控制装置还具有显示切换部，该显示切换部选择性地将上述多个作业装置中的、与从上述显示选择装置输入的上述第1输入信号相对应的作业装置及与从上述显示选择装置输入的上述第1输入信号相对应的上述作业装置的目标作业对象的位置显示到上述显示装置。

发明效果

根据本发明，由于针对多个作业装置中的适于作业内容的作业装置执行mg及/或mc，所以能够提高作业效率。

附图说明

图1是本发明的实施方式的液压挖掘机的结构图。

图2是图1的液压挖掘机的示意图。

图3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4是液压挖掘机的前控制用液压单元的详情图。

图5是液压挖掘机的刮板控制用液压单元的详情图。

图6是液压挖掘机的操纵控制器的硬件结构图。

图7是表示液压挖掘机中的坐标系及目标面的图。

图8是液压挖掘机的操纵控制器的功能框图。

图9是图8中的mg·mc控制装置的功能框图。

图10是显示有前作业装置的第1模式的显示画面的例子。

图11是显示有刮板作业装置的第2模式的显示画面的例子。

图12是由前控制部执行的mc的流程图。

图13是表示限制值ay与距离db之间的关系的图。

图14是由刮板控制部执行的mc的流程图。

图15是表示限制值fy与距离dd之间的关系的图。

图16是第2实施方式的mg·mc控制装置的功能框图。

图17是表示从目标面到铲斗齿尖为止的最短距离db和从目标面到刮板下端为止的最短距离dd的图。

图18是表示铲斗距离db和刮板距离dd的组合与mg·mc对象之间的关系的图。

图19是表示铲斗距离db和刮板距离dd的组合与mg·mc对象之间的关系的图。

图20是第3实施方式的mg·mc控制装置的功能框图。

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，以下作为用于使目标作业对象从某个状态变化成其他状态的作业装置，例示具有前作业装置和刮板作业装置的液压挖掘机，其目标作业对象设为通过挖掘及平整作业形成的目标面。作为作业装置的作业对象的目标作业对象可以在各作业装置中共通，也可以按每个作业装置设定。另外，虽然例示作为前作业装置的顶端的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液压挖掘机中适用本发明。而且，只要是具有多个作业装置的作业机械，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，关于与示出某个形状的术语(例如目标面、控制对象面等)一起使用的“上”、“上方”或“下方”这些词语的意思，“上”表示该某个形状的“表面”，“上方”表示比该某个形状的“表面高的位置”，“下方”表示比该某个形状的“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，但有时也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。

<基本结构>

图1是本发明的第1实施方式的液压挖掘机的结构图，图2是图1的液压挖掘机的示意图，图3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4是图3中的前控制用液压单元160的详情图，图5是图3中的刮板控制用液压单元161的详情图。

在图1及图2中，液压挖掘机1由多关节型的前作业装置1a、车身1b和刮板作业装置1c构成。车身1b由通过左右的行驶液压马达3a、3b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旋转的上部旋转体12构成。

前作业装置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由斗杆杠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7)，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7)的车身倾斜角传感器33。此外，角度传感器30、31、32能够替换为针对基准面(例如水平面)的角度传感器30a、31a、32a(参照图2)。

如图2所示，刮板作业装置1c具有：通过斗杆支轴将基端能够转动地安装在下部行驶体11前方的推土斗杆26；设在推土斗杆26的前端的刮板16；以及架设在推土斗杆26和下部行驶体11上的推土缸14。当缸14伸长时刮板16向下方移动，当缸14收缩时刮板16向上方移动。在斗杆支轴上安装有检测推土斗杆26的转动角度的推土斗杆角度传感器103，在下部行驶体11上安装有检测下部行驶体11相对于上部旋转体12的相对旋转角度的旋转角度传感器104。此外，角度传感器103能够替换为针对基准面(例如水平面)的角度传感器103a(参照图2)。另外，关于旋转角度传感器104，只要为能够检测上部旋转体12与下部行驶体11的相对旋转角度的结构即可，例如也可以以将旋转角度传感器104安装在上部旋转体12来检测上部旋转体12相对于下部行驶体11的相对旋转角度的方式构成挖掘机。

在设于上部旋转体12的驾驶室内，设置有：操作装置47a(图3)，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3)，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3)，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；操作装置45b、46b(图3)，其共用操作左杆1b(图1)且用于对斗杆杠6(斗杆9)及旋转液压马达4(上部旋转体12)进行操作；以及操作装置49(图3)，其具有刮板操作杆24且用于对推土缸14(刮板16)进行操作。以下，存在将行驶右杆23a、行驶左杆23b、操作右杆1a、操作左杆1b及刮板操作杆24总称为操作杆1、23、24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3所示，在先导管路143、144、145、146、147、148、149的中途设有梭阀块(shuttleblock)162。从操作装置45、46、47、49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148a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、49、前控制用液压单元160及刮板控制用液压单元161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驾驶室(图1)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148a切断，若处于锁定解除位置则液控止回阀39打开而泵管路148a开通。也就是说，在泵管路148a被切断的状态下，基于操作装置45、46、47、49进行的操作被无效化，禁止旋转、挖掘、刮板高度调整等动作。

操作装置45、46、47、49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、24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143a～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～15g(参照图3)的液压驱动部150a～156b，用作驱动这些流量控制阀15a～15g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、15g(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、斗杆杠6、铲斗缸7、推土缸14。动臂缸5、斗杆杠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。而且，推土缸14通过被供给的液压油而伸缩，由此刮板16的高度发生变化。

图6是本实施方式的液压挖掘机所具有的机械指导(mg)及机械控制(mc)系统的结构图。图6的系统作为mg而执行将作业装置1a、1c与目标面60(参照图7)的位置关系显示到显示装置53的处理。另外，作为mc，当操作装置45、46、49被操作员操作时，执行基于预先确定的条件来控制前作业装置1a和刮板作业装置1c的处理。在本说明书中存在相对于在操作装置45、46、49未操作时由计算机控制作业装置1a、1c的动作的“自动控制”而将机械控制(mc)称为仅在操作装置45、46、49操作时由计算机控制作业装置1a、1c的动作的“半自动控制”的情况。接下来说明本实施方式中的mc控制的详细情况。

作为前作业装置1a的mc控制，在经由操作装置45b、46a输入了挖掘操作(具体地说，斗杆收回、铲斗铲装及铲斗卸载中的至少一个指示)的情况下，基于目标面60(参照图7)与作业装置1a的顶端(在本实施方式中设为铲斗10的齿尖)的位置关系，以作业装置1a的顶端的位置被保持在目标面60上及其上方的区域内的方式，将使液压执行机构5、6、7中的至少一个液压执行机构强制性动作的控制信号(例如使动臂缸5伸长而强制性进行动臂抬升动作)输出到相符的流量控制阀15a、15b、15c。

作为刮板作业装置1c的mc控制，在经由操作装置49输入了刮板16的高度调节操作的情况下，基于目标面60与刮板16的下端的位置关系，以刮板下端的位置被保持在目标面60上及其上方的区域内的方式，将使液压执行机构(推土缸)14强制性动作的控制信号(例如使推土14伸长而强制性进行刮板16的下降动作)输出到流量控制阀15g。在本说明书中也存在将该前作业装置1a及刮板作业装置1c所涉及的mc控制称为“区域限制控制”的情况。

由于通过这些mc控制防止了铲斗10的齿尖及刮板16的下端侵入到目标面60的下方，因此无论操作员的技能程度如何均能够进行沿着目标面60的挖掘及平整。此外，在本实施方式中，虽然将mc时的前作业装置1a的控制点设定成液压挖掘机的铲斗10的齿尖(作业装置1a的顶端)，但只要控制点为作业装置1a的顶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。刮板作业装置1c的控制点(刮板下端)也同样地，只要是作业装置1c上的点则能够适当变更。

图6的系统具有：作业装置姿势检测装置50；目标面设定装置51；操作员操作检测装置52a；显示装置(例如液晶显示屏)53，其设置在驾驶室内，能够显示目标面60与作业装置1a、1c的位置关系；机械控制on/off开关17，其设在操作杆1a上，且择一地切换机械控制的有效无效；gnss接收器等两根卫星通信天线25a、25b，其设置在上部旋转体12上；显示选择开关96，其用于从两个作业装置1a、1c中选择在显示装置53上显示与目标面60的位置关系的作业装置；控制选择开关97，其用于从两个作业装置1a、1c中选择执行mc控制的作业装置；以及操纵控制器(控制装置)40，其为统辖mg及mc控制的计算机。

作业装置姿势检测装置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、推土斗杆角度传感器103、旋转角度传感器104构成。这些角度传感器30、31、32、33、10、104作为作业装置1a、1c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60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、76a、76b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)及操作杆24(操作装置49)的操作而在先导管路143、144、145、146中产生的。即，检测针对作业装置1a所涉及的液压缸5、6、7的操作、和作业装置1c所涉及的液压14的操作。

机械控制on/off开关17设在操纵杆形状的操作杆1a中的前表面的上端部，例如被握持操作杆1a的操作员的大拇指按下。机械控制on/off开关17是瞬时开关，一按下就会切换机械控制的有效和无效。此外，开关17的设置部位并不限于操作杆1a(1b)，也可以设在其他地方。

显示选择开关96是用于供操作员从多个作业装置1a、1c中选择在显示装置53上显示的作业装置的装置，并将使由操作员选择出的作业装置显示到显示装置53的信号(第1输入信号)输出到显示切换部81c。具体地说，显示选择开关96构成为，作为在显示装置53上显示作业装置的模式而能够选择显示前作业装置1a的第1模式、显示刮板作业装置1c的第2模式、将两个作业装置1a、1c一起显示的第3模式中的某一个模式的切换位置，输出按每个切换位置不同的第1输入信号。

控制选择开关97是用于供操作员从多个作业装置1a、1c中选择将mc设为有效的作业装置的装置，将使由操作员选择出的作业装置的mc设为有效的信号(第2输入信号)输出到控制切换部81f。具体地说，构成为，作为将mc设为有效的模式而能够选择执行前作业装置1a的mc但不执行刮板作业装置1c的mc的第1模式、执行刮板作业装置1c的mc但不执行前作业装置1a的mc的第2模式、和执行前作业装置1a及刮板作业装置1c双方的mc的第3模式中的某一个模式的切换位置，输出按每个切换位置不同的第2输入信号。

此外，开关96、97不需要以硬件构成，例如也可以将显示装置53设为触摸面板并由显示在其显示画面上的图形用户接口(gui)构成开关96、97。

<前控制用液压单元160>

如图4所示，前控制用液压单元160具有：压力传感器70a、70b(参照图4)，其设在动臂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(参照图4)，其一次端口侧经由泵管路148a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(参照图4)，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；电磁比例阀54b(参照图4)，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；电磁比例阀54c(参照图4)，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82b(参照图4)，其选择先导管路144b内的先导压和从电磁比例阀54c输出的控制压中的高压侧，将其引导到流量控制阀15a的液压驱动部150b。

另外，前控制用液压单元160设有：压力传感器71a、71b(参照图4)，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(参照图4)，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；电磁比例阀55a(参照图4)，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；电磁比例阀55c(参照图4)，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84a(参照图4)，其选择先导管路145a内的先导压和从电磁比例阀55c输出的控制压中的高压侧，将其引导到流量控制阀15b的液压驱动部151a。

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(参照图4)，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(参照图4)，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(参照图4)，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(参照图4)，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4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。

<刮板控制用液压单元161>

如图5所示，刮板控制用液压单元161在刮板16(推土缸14)用的先导管路143a、143b分别设有：压力传感器76a、76b，其作为操作杆24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57a、57b，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57c、57d，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85a、85b，其选择先导管路143a、143b内的先导压和从电磁比例阀57c、57d输出的控制压中的高压侧，将其引导到流量控制阀15g的液压驱动部156a、156b。此外，在图5中，压力传感器76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、57a、57b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、54c、55c、56c、56d、57c、57d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、57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、161中，当从操纵控制器40输出控制信号而驱动电磁比例阀54a、54c、55c、56c、56d、56c、56d时，由于在相对应的操作装置45a、46a、49没有操作员操作的情况下也能够产生先导压(第2控制信号)，因此能够强制性发生动臂抬升动作、动臂下降动作、斗杆收回动作、铲斗铲装动作、铲斗卸载动作、刮板抬升动作或刮板下降动作。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、57a、57b时，能够产生将通过对操作装置45a、45b、46a、49进行的操作员操作产生的先导压(第1控制信号)减少后的先导压(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、刮板抬升/下降动作的速度。

在本说明书中，将针对流量控制阀15a～15c、15g的控制信号中的、通过操作装置45a、45b、46a、49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、15g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、57a、57b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、54c、55c、56c、56d、57c、57d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”。

详细情况将在后叙述，第2控制信号在通过第1控制信号产生的作业装置1a、1c的控制点的速度矢量违反了规定限制时生成，并生成为产生不违反该规定限制的作业装置1a、1c的控制点的速度矢量的控制信号。此外，在相对于相同的流量控制阀15a～15c、15g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、15g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、15g的控制。

<操纵控制器40>

在图6中操纵控制器40具有：输入部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；和输出部95。输入部91输入来自作为作业装置姿势检测装置50的角度传感器30～32、103、104及倾斜角传感器33的信号、来自作为用于设定目标面60的装置的目标面设定装置51的信号、来自机械控制on/off开关17的信号、来自作为检测来自操作装置45a、45b、46a的操作量的压力传感器(包含压力传感器70、71、72)的操作员操作检测装置52a的信号、来自选择开关96、97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图所涉及的处理在内而执行mg·mc的控制程序、和执行该流程的所需要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部91及存储器93、94取入的信号进行规定的运算处理。输出部95生成与cpu92中的运算结果相应的输出用信号，将该信号输出到电磁比例阀54～57或显示装置53，由此驱动、控制液压执行机构5～7、14，或使车身1b、铲斗10、刮板16及目标面60等的图像显示到显示装置53的画面上。

此外，图6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8是本发明的实施方式的操纵控制器40的功能框图。操纵控制器40具有mg·mc控制部43、电磁比例阀控制部44和显示控制部374。

<显示控制部374>

显示控制部374是基于从mg·mc控制部43输出的作业装置姿势、目标面、机械控制的on/off状态、基于开关96对作业机械的选择状态的信息来控制显示装置53的部分。在显示控制部374中，具有显示rom，该显示rom大量保存有包含各作业装置1a、1c的图像及图标在内的显示关联数据，显示控制部374基于输入信息所包含的标志来读出规定的程序，并且进行显示装置53中的显示控制。显示画面的具体例将在后叙述。

<mg·mc控制部43、电磁比例阀控制部44>

图9是图8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、旋转体位置运算部43z、前位置运算部81a、刮板位置运算部81b、显示切换部81c、前控制部81d、刮板控制部81e和控制切换部81f。

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、49(操作杆1a、1b、24)的操作量。能够根据压力传感器70、71、72、76的检测值计算出操作装置45a、45b、46a、49的操作量。

此外，基于压力传感器70、71、72、76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、49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、14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。

旋转体位置运算部43z通过rtk-gps(realtimekinematicglobalpositioningsystem：实时动态全球定位系统)计测，从卫星通信天线25a、25b的输出获取全局坐标系中的上部旋转体12的位置信息。此时卫星通信天线25a、25b作为上部旋转体12的位置传感器而发挥功能。

姿势运算部43b基于来自作业装置姿势检测装置50的信息，对全局坐标系中的前作业装置1a的姿势、铲斗10的齿尖的位置、刮板作业装置1c的姿势及刮板16下端的位置进行运算。

前作业装置1a的姿势能够在图7的挖掘机坐标系(全局坐标系)上进行定义。图7的挖掘机坐标系(xz坐标系)是设定于上部旋转体12的坐标系，以能够转动地支承在上部旋转体12上的动臂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8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。若如在图7中规定那样将动臂8、斗杆9、铲斗10的长度分别设为l1、l2、l3，则挖掘机坐标系中的铲斗齿尖位置的坐标及作业装置1a的姿势能够以l1、l2、l3、α、β、γ表现。

也能够同样地定义刮板作业装置1c的姿势。在此，以推土斗杆26的基底部(图2的标注了附图标记103的部分)为原点，在下部行驶体11中的垂直方向上设定w轴，在水平方向上设定u轴，将推土斗杆26相对于u轴的倾斜角设为推土机角δ(参照图2)。由于从推土斗杆26的基底部到刮板16的下端为止的距离固定，所以uw坐标中的刮板下端的坐标能够以δ表现。uw坐标系中的刮板下端的坐标能够基于由旋转体位置运算部43z获取到的全局坐标系中的上部旋转体3的坐标、和由旋转角度传感器104检测出的旋转角度来转换成全局坐标系的值。

前位置运算部81a基于来自姿势运算部43b的全局坐标系中的前作业装置1a的姿势及铲斗10的齿尖的位置、和来自旋转体位置运算部43z的全局坐标系中的上部旋转体12的位置，对全局坐标系中的前作业装置1a的姿势及铲斗10的齿尖的位置进行运算。

刮板位置运算部81b基于来自姿势运算部43b的全局坐标系中的刮板作业装置1c的姿势及刮板16下端的位置、和来自旋转体位置运算部43z的全局坐标系中的上部旋转体12的位置，对全局坐标系中的刮板作业装置1c的姿势及刮板16下端的位置进行运算。

目标面运算部43c基于来自目标面设定装置51的全局坐标系中的目标面的三维数据、来自前位置运算部81a的全局坐标系中的铲斗10的齿尖的位置、和来自刮板位置运算部81b的全局坐标系中的刮板16的下端的位置，对距铲斗顶端或刮板下端最近的目标面60的位置信息进行运算，将它们存储到rom93内。在本实施方式中，如图7所示，将由作业装置1a或作业装置1c所移动的平面(作业装置1a、1c的动作平面)切断三维目标面而得到的截面形状利用为目标面60(二维目标面)。

此外，在图7的例子中目标面60为一个，但也具有目标面存在多个的情况。在本实施方式中将距各作业装置1a、1c最近的面设定为目标面，因此在目标面存在多个的情况下，就前作业装置1a和刮板作业装置1c而言目标面60有时会不同。各作业装置1a、1c的目标面的选择除上述方法以外还具有例如将位于铲斗齿尖或刮板下端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。

另外，若将目标面60的位置信息转换成姿势运算部43b所利用的局部坐标系(xz坐标系、uw坐标系)的值，则能够将姿势运算部43b的运算结果不转换成全局坐标地用于前位置运算及刮板位置运算和前控制及刮板控制。

<mg：机械指导>

显示切换部81c是遵照从显示选择开关96输入的第1输入信号来切换多个作业装置1a、1c中的在显示装置53上显示的作业装置的装置，将多个作业装置1a、1c中的第1输入信号所指定的作业装置及其目标作业对象的位置选择性地显示到显示装置53上。在显示切换部81c中输入有来自前位置运算部81a的前作业装置1a的姿势及铲斗10的齿尖的位置、和来自刮板位置运算部81b的刮板作业装置1c的姿势及刮板16下端的位置。无论哪个位置，只要将来自目标面运算部43c的目标面60的位置信息和坐标系统一，则将哪个坐标系的位置输入到显示切换部81c均可。显示切换部81c将从前位置运算部81a及刮板位置运算部81b输入的姿势·位置信息中的、与根据来自显示选择开关96的第1输入信号选择出的模式(开关96的切换位置)相应的姿势·位置信息输出到显示控制部374。具体地说，具有显示前作业装置1a的第1模式、显示刮板作业装置1c的第2模式、将两个作业装置1a、1c一起显示的第3模式。

在显示控制部374中从目标面运算部43c输入有目标面60的位置信息。显示控制部374基于目标面60的位置信息和来自显示切换装置81c的作业装置的姿势·位置信息而在显示装置53上显示作业装置1a、1c和目标面60。

图10是显示前作业装置1a的第1模式的显示画面的例子。在显示装置53的画面400内，显示有目标面的线401和挖掘机侧面的外形图402。在挖掘机外形图402中显示上部旋转体12的外形图403、下部行驶体11的外形图404以及作为前作业装置1a的结构要素的动臂8、斗杆9、铲斗10的外形图405、406、407。操作员通过确认画面400，而能够掌握挖掘机的车身及前作业装置1a相对于目标面60的线401处于哪个位置。

图11是显示刮板作业装置1c的第2模式的显示画面的例子。在显示装置53的画面400内显示目标面的线401和挖掘机侧面的外形图402。在挖掘机外形图402中与上部旋转体12的外形图403、下部行驶体11的外形图404一起显示刮板作业装置1c的外形图408。

另外，通过以刮板位置位于画面400的横向大致中心的方式使画面400的显示范围从图11适当移动，而容易确认以刮板16为中心的周围的目标面的线401的形状。操作员通过确认画面400，而能够掌握挖掘机的车身及刮板作业装置1c相对于目标面的线401处于哪个位置。

根据本实施方式的结构，能够通过显示选择开关96选择将在显示装置53上显示的位置信息设为前位置信息和刮板位置信息中的哪一个。由此，能够实现除了前作业装置1a以外还可将刮板作业装置1c作为对象来进行mg的作业机械。

<mc：机械控制>

前控制部81d是如下装置：用于在对操作装置45a、45b、46a进行操作时，基于目标面60的位置和前作业装置1a的姿势及铲斗10的齿尖的位置，执行以铲斗10的齿尖(控制点)位于目标面60上或其上方的方式对作业装置1a的动作进行控制的mc控制(半自动控制)。

刮板控制部81e是如下装置：用于在对操作装置49进行操作时，基于目标面60的位置和刮板作业装置1c的姿势及刮板下端的位置，执行以刮板下端(控制点)位于目标面60上或其上方的方式对作业装置1c的动作进行控制的mc控制(半自动控制)。

控制切换部81f是遵照从控制选择开关97输入的第2输入信号来切换多个作业装置1a、1c中的将mc设为有效的作业装置的装置。在控制切换部81f中输入有来自前控制部81d和刮板控制部81e的目标先导压。控制切换部81将从前控制部81d和刮板控制部81e输入的目标先导压中的、与根据来自控制选择开关97的第2输入信号选择出的模式(开关97的切换位置)相应的目标先导压输出到电磁比例阀控制部44。具体地说，具有输出来自前控制部81d的目标先导压来控制前作业装置1a的第1模式、和输出来自刮板控制部81e的目标先导压来控制刮板作业装置1c的第2模式。

接下来使用附图来说明基于前控制部81d及刮板控制部81e进行的mc的详细情况。

[前作业装置1a的mc的流程图]

图12是由前控制部81d执行的mc的流程图，当操作装置45a、45b、46a被操作员操作时，开始处理。

在s410中，前控制部81d基于由操作量运算部43a运算出的操作量来运算各液压缸5、6、7的动作速度(缸速度)。

在s420中，前控制部81d基于在s410中运算出的各液压缸5、6、7的动作速度、和由姿势运算部43b运算出的作业装置1a的姿势，对基于操作员操作产生的铲斗顶端(齿尖)的速度矢量b进行运算。

在s430中，前控制部81d根据由姿势运算部43b运算出的铲斗10的齿尖的位置(坐标)、和存储在rom93中的包含目标面60的直线的距离，计算出从铲斗顶端到控制对象的目标面60为止的距离db(参照图7)。并且，基于距离db和图13的线图计算出铲斗顶端的速度矢量的与目标面60垂直的成分的限制值ay。

在s440中，前控制部81d在s420中计算出的基于操作员操作产生的铲斗顶端的速度矢量b中，获取与目标面60垂直的成分by。

在s450中，前控制部81d判定在s430中计算出的限制值ay是否为0以上。此外，如图12的右上所示那样设定xy坐标。在该xy坐标中，x轴与目标面60平行且以图中右方为正，y轴与目标面60垂直且以图中上方为正。在图12中的凡例中垂直成分by及限制值ay为负，水平成分bx及水平成分cx以及垂直成分cy为正。并且，从图13得以明确，在限制值ay为0时距离db为0，即为齿尖位于目标面60上的情况，在限制值ay为正时距离db为负，即为齿尖比目标面60位于下方的情况，在限制值ay为负时距离db为正，即为齿尖比目标面60位于上方的情况。在s450中判定成限制值ay为0以上的情况下(即在齿尖位于目标面60上或其下方的情况下)进入s460，在限制值ay小于0的情况下进入s480。

在s460中，前控制部81d判定基于操作员操作产生的齿尖的速度矢量b的垂直成分by是否为0以上。by为正的情况表示速度矢量b的垂直成分by向上，by为负的情况表示速度矢量b的垂直成分by向下。在s460中判定成垂直成分by为0以上的情况下(即垂直成分by向上的情况下)进入s470，在垂直成分by小于0的情况下进入s500。

在s470中，前控制部81d对限制值ay和垂直成分by的绝对值进行比较，在限制值ay的绝对值为垂直成分by的绝对值以上的情况下进入s500。另一方面，在限制值ay的绝对值小于垂直成分by的绝对值的情况下进入s530。

在s500中，前控制部81d作为计算在基于机械控制进行的动臂8的动作中应该产生的铲斗顶端的速度矢量c的与目标面60垂直的成分cy的算式而选择“cy＝ay-by”，基于该算式和s430的限制值ay及s440的垂直成分by来计算出垂直成分cy。并且，计算出能够输出所计算出的垂直成分cy的速度矢量c，将其水平成分设为cx(s510)。

在s520中，计算出目标速度矢量t。若将目标速度矢量t的与目标面60垂直的成分设为ty、将水平的成分设为tx，则分别能够表述为“ty＝by+cy、tx＝bx+cx”。若将s500的算式(cy＝ay-by)代入其中则目标速度矢量t最终成为“ty＝ay、tx＝bx+cx”。也就是说，到达s520的情况下的目标速度矢量的垂直成分ty被限制为限制值ay，起动基于机械控制进行的强制动臂抬升。

在s480中，前控制部81d判定基于操作员操作产生的齿尖的速度矢量b的垂直成分by是否为0以上。在s480中判定成垂直成分by为0以上的情况下(即垂直成分by向上的情况下)进入s530，在垂直成分by小于0的情况下进入s490。

在s490中，前控制部81d对限制值ay和垂直成分by的绝对值进行比较，在限制值ay的绝对值为垂直成分by的绝对值以上的情况下进入s530。另一方面，在限制值ay的绝对值小于垂直成分by的绝对值的情况下进入s500。

在到达了s530的情况下，由于无需通过机械控制使动臂8动作，所以前控制部81d使速度矢量c为零。在该情况下，目标速度矢量t基于在s520中利用的算式(ty＝by+cy、tx＝bx+cx)而成为“ty＝by、tx＝bx”，与基于操作员操作产生的速度矢量b一致(s540)。

在s550中，前控制部81d基于在s520或s540中决定的目标速度矢量t(ty，tx)来运算各液压缸5、6、7的目标速度。此外，虽然从上述说明得以明确，但在图12的情况下当目标速度矢量t与速度矢量b不一致时，将在基于机械控制进行的动臂8的动作中产生的速度矢量c加到速度矢量b上，由此实现目标速度矢量t。

在s560中，前控制部81d基于在s550计算出的各缸5、6、7的目标速度来运算各液压缸5、6、7的向流量控制阀15a、15b、15c的目标先导压。

在s590中，前控制部81d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控制切换部81f。

通过控制选择开关97选择执行前作业装置1a的mc的第1模式，在s590中输出的目标先导压被输入到电磁比例阀控制部44，该情况下，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，由此进行基于作业装置1a的挖掘。例如，在操作员对操作装置45b进行操作来通过斗杆收回动作进行水平挖掘的情况下，以铲斗10的顶端不侵入目标面60的方式控制电磁比例阀55c，自动地进行动臂8的抬升动作。

此外，在此为了简化说明，构成为在s480中为是的情况下进入s530，但也可以构成为代替s530而进入s500。若像这样构成，则当从斗杆9的姿势成为大致垂直的位置进一步进行斗杆收回操作时，基于机械控制的强制动臂下降起动而进行沿着目标面60的挖掘，因此，能够延长沿着目标面60的挖掘距离。另外，在图12的流程图中列举了进行强制动臂抬升的情况的例子，但为了提高挖掘精度，也可以对机械控制施加将斗杆9的速度根据需要减速的控制。另外，也可以以铲斗10相对于目标面60的角度b成为固定值而容易进行平整作业的方式，控制电磁比例阀56c、56d来施加将铲斗10的角度保持为所期望的角度的控制。

[刮板作业装置1c的mc的流程图]

图14是由刮板控制部81e执行的mc的流程图。

在s610中，刮板控制部81e基于由操作量运算部43a运算出的操作量来运算液压缸14的动作速度(缸速度)。

在s620中，刮板控制部81e基于在s610中运算出的液压缸14的动作速度、和由姿势运算部43b运算出的作业装置1c的姿势，对基于操作员操作产生的刮板下端的速度矢量e进行运算。

在s630中，刮板控制部81e根据由姿势运算部43b运算出的刮板下端的位置(坐标)、和存储在rom93中的包含目标面60的直线的距离，计算出从刮板下端到控制对象的目标面60为止的距离dd(参照图7)。并且，基于距离dd和图15的线图来计算出铲斗顶端的速度矢量的与目标面60垂直的成分的限制值fy。

在s640中，刮板控制部81e在s620中计算出的基于操作员操作产生的刮板下端的速度矢量e中，获取与目标面60垂直的成分ey。

在s650中，刮板控制部81e判定在s630中计算出的限制值fy是否为0以上。此外，如图14的右上所示那样设定xy坐标。在该xy坐标中，x轴与目标面60平行且以图中左方为正，y轴与目标面60垂直且以图中上方为正。在图14中的凡例中垂直成分ey及限制值fy为负，水平成分ex及水平成分fx为正。并且，从图15得以明确，在限制值fy为0时距离dd为0，即为刮板下端位于目标面60上的情况，在限制值fy为正时距离dd为负，即为刮板下端比目标面60位于下方的情况，在限制值fy为负时距离dd为正，即为刮板下端比目标面60位于上方的情况。在s460中判定成限制值fy为0以上的情况下(即刮板下端位于目标面60上或其下方的情况下)进入s660，在限制值fy小于0的情况下进入s680。

在s660中，刮板控制部81e判定基于操作员操作产生的齿尖的速度矢量e的垂直成分ey是否为0以上。ey为正的情况表示速度矢量e的垂直成分ey向上，ey为负的情况表示速度矢量e的垂直成分ey向下。在s660中判定成垂直成分ey为0以上的情况下(即垂直成分ey向上的情况下)进入s670，在垂直成分ey小于0的情况下进入s720。

在s670中，刮板控制部81e对限制值fy和垂直成分ey的绝对值进行比较，在限制值fy的绝对值为垂直成分ey的绝对值以上的情况下进入s720。另一方面，在限制值fy的绝对值小于垂直成分ey的绝对值的情况下进入s740。

在s720中，计算出目标速度矢量t。若将目标速度矢量t的与目标面60垂直的成分设为ty、将水平的成分设为tx，则分别能够表述为“ty＝fy、tx＝fx”。也就是说，到达了s720的情况下的目标速度矢量的垂直成分ty被限制为限制值fy，基于机械控制的强制刮板动作被起动。

在s680中，刮板控制部81e判定基于操作员操作产生的刮板下端的速度矢量e的垂直成分ey是否为0以上。在s680中判定成垂直成分ey为0以上的情况下(即垂直成分ey向上的情况下)进入s740，在垂直成分ey小于0的情况下进入s690。

在s690中，刮板控制部81e对限制值fy和垂直成分ey的绝对值进行比较，在限制值fy的绝对值为垂直成分ey的绝对值以上的情况下进入s740。另一方面，在限制值fy的绝对值小于垂直成分ey的绝对值的情况下进入s720。

在到达了s740的情况下，由于无需通过机械控制来控制刮板16，所以目标速度矢量t成为“ty＝ey、tx＝ex”，与基于操作员操作产生的速度矢量e一致(s740)。

在s750中，刮板控制部81e基于在s720或s740中决定的目标速度矢量t(ty，tx)来运算液压缸14的目标速度。

在s760中，刮板控制部81e基于在s750中计算出的液压缸14的目标速度来运算液压缸14的向流量控制阀15g的目标先导压。

在s790中，刮板控制部81e将液压缸14的向流量控制阀15g的目标先导压输出到控制切换部81f。

通过控制选择开关97选择执行刮板作业装置1c的mc的第2模式，将在s790中输出的目标先导压输入到电磁比例阀控制部44，该情况下，电磁比例阀控制部44以目标先导压作用于液压14的流量控制阀15g的方式控制电磁比例阀57，由此进行作业装置1c的上下动作。例如，在操作员对操作装置49进行操作来进行刮板16的高度调节的情况下，以刮板16的下端不侵入目标面60的方式控制电磁比例阀57，自动地进行刮板16的动作。

根据上述那样的实施方式的结构，能够通过控制选择开关97选择是将前作业装置1a的mc设为有效还是将刮板作业装置1c的mc设为有效。由此，能够实现除了前作业装置1a以外还可将刮板作业装置1c作为对象来进行mc的作业机械。

<第2实施方式>

接下来说明本发明的第2实施方式。第2实施方式在不是通过开关96、97而是基于目标面60与各作业装置之间的距离db、dd来进行显示切换部81c和控制切换部81f中的切换的方面具有特征。与第1实施方式相同的部分存在标注相同的附图标记并省略说明的情况。

图16是本发明的第2实施方式的mg·mc控制部43的功能框图。本实施方式的控制装置43在第1实施方式的控制装置43的结构的基础上，还具有前距离运算部81g、刮板距离运算部81h和切换判定部81i。另外，在本实施方式的系统中，从第1实施方式的系统结构除去显示选择开关96和控制选择开关97。

前距离运算部81g是如下装置：根据来自目标面运算部43c的目标面信息和来自前位置运算部81a的前作业装置1a的姿势·位置信息，对目标面的线401与铲斗齿尖(前作业装置顶端)之间的最短距离(图17的距离db)进行运算。此外，图17中的附图标记409所示的虚线表示作业时的地形表面。

刮板距离运算部81h是如下装置：根据来自目标面运算部43c的目标面信息和来自刮板位置运算部81b的刮板作业装置1c的姿势·位置信息，对目标面的线401与刮板下端之间的最短距离(图17的距离dd)进行运算。

<mg：机械指导>

切换判定部81i是如下装置：获取由前距离运算部81g运算出的目标面60与铲斗齿尖之间的距离(第1距离)db、和由刮板距离运算部81h运算出的目标面60与刮板下端之间的距离(第2距离)dd，基于这两个距离db、dd来决定两个作业装置1a、1c中的在显示装置53上显示的作业装置，并将基于该决定的第1输入信号输出到显示切换部81c。

使用图18来说明切换判定部81i基于两个距离db、dd对在显示装置53上显示的作业装置进行切换的方法。

在图18中，对于刮板距离dd与铲斗距离db的组合，具有输出将前作业装置1a作为mg对象的第1输入信号的区域701、输出将刮板作业装置1c作为mg对象的第1输入信号的区域702、和输出对各运算时间点下的mg对象进行保持的第1输入信号的区域703。前对象区域701和保持区域703被具有小于1的规定的斜度且从原点通过的直线所表示的边界线704分开，刮板对象区域702和保持区域703被具有超过1的规定的斜度且从原点通过的直线所表示的边界线705分开。

若如图18所示将对象区域分开，则例如在铲斗距离db比较短、刮板距离dd比较长的情况下，由于首先进入前对象区域701，所以前作业装置1a成为mg对象。当在该状态下越过边界线704而进入保持区域703时会保持mg对象，因此前作业装置1a继续成为mg对象。在从该处进一步越过边界线705而进入了铲斗距离db比较长、刮板距离比较短的刮板对象区域702时，将mg对象从前作业装置1a变更成刮板作业装置1c。

由此，在通过切换判定部81i判定成前作业装置1a为mg对象时，将显示前作业装置1a的第1模式的第1输入信号输出到显示切换部81c。由此显示控制部374如图10那样在显示装置53上显示作业装置1a和目标面60。相反地在通过切换判定部81i判定成刮板作业装置1c为mg对象时，将显示刮板作业装置1c的第2模式的第1输入信号输出到显示切换部81c。由此显示控制部374如图11那样在显示装置53上显示作业装置1c和目标面60。

在本实施方式的结构中，基于图18所示的区域分类由切换判定部81i自动地输出第1输入信号，由此，例如在为了进行刮板作业而抬升前作业装置1a并降下刮板16时，不用操作员特别进行操作就能够将刮板16设为mg对象。由此，能够实现除了前作业装置1a以外还可将刮板16作为对象来进行mg的作业机械。

<mc：机械控制>

另外，切换判定部81i也是基于获取到的两个距离db、dd来决定两个作业装置1a、1c中的将mc设为有效的作业装置并将基于该决定的第2输入信号输出到控制切换部81f的装置。

切换判定部81i基于两个距离db、dd来切换两个作业装置1a、1c中的将mc设为有效的作业装置的方法与刚才说明的mg对象的切换同样地遵照图18进行。

若如图18所示将对象区域分开，则例如在铲斗距离db比较短、刮板距离dd比较长的情况下，由于首先进入前对象区域701，所以前作业装置1a成为mc的对象(mc生效)。当在该状态下越过边界线704并进入了保持区域703时会保持mc对象，因此前作业装置1a继续成为mc对象。在从该处进一步越过边界线705而进入了铲斗距离db比较长、刮板距离比较短的刮板对象区域702时，将mc的对象从前作业装置1a变更成刮板作业装置1c。

由此，在通过切换判定部81i判定成前作业装置1a的mc有效时，将使前作业装置1a的mc设为有效的第1模式的第2输入信号输出到控制切换部81f。由此前作业装置1a的mc通过电磁比例阀控制部44而起动。相反地在通过切换判定部81i判定成刮板作业装置1c的mc有效时，将使刮板作业装置1c的mc设为有效的第2模式的第2输入信号输出到控制切换部81f。由此刮板作业装置1c的mc通过电磁比例阀控制部44而起动。

在本实施方式的结构中，基于图18所示的区域分类由切换判定部81i自动地输出第2输入信号，由此，例如在为了进行刮板作业而抬升前作业装置1a并降下刮板16时，不用操作员特别进行操作就能够将刮板16设为mc对象。由此，能够实现除了前作业装置1a以外还可将刮板16作为对象来进行mc的作业机械。

此外，图18的区域结构也可以设为图19所示的区域的结构。即在图19的例子中，设定有双方对象区域706、707，该双方对象区域706、707在铲斗10和刮板16的相对于目标面60的距离db、dd均较近或均较远的情况下，将两个作业装置1a、1c双方成为mg对象或mc对象这样的第1输入信号或第2输入信号从切换判定部81i输出。

若像这样构成，则能够在mg中由操作员同时确认两个作业装置1a、1c的位置，能够在mc中使两个作业装置1a、1c的mc起动。

<第3实施方式>

接下来说明本发明的第3实施方式。第3实施方式在并不是基于目标面60与各作业装置之间的距离db、dd来进行显示切换部81c和控制切换部81f中的切换、而是基于由姿势运算部43b根据旋转角度传感器104的输出而计算出的上部旋转体12和下部行驶体11的相对旋转角度(以下也简称为“旋转角度”)来进行显示切换部81c和控制切换部81f中的切换的方面具有特征。与第1、第2的实施方式相同的部分存在标注相同的附图标记并省略说明的情况。

图20是本发明的第3实施方式的mg·mc控制部43的功能框图。本实施方式的控制装置43从第2实施方式的控制装置43的结构除去前距离运算部81g和刮板距离运算部81h，从姿势运算部43b向切换判定部81i输入上部旋转体12与下部行驶体11的相对旋转角度。

<mg：机械指导>

切换判定部81i是如下装置：获取由姿势运算部43b运算出的上部旋转体12与下部行驶体11的相对旋转角度，基于该角度信息，来决定两个作业装置1a、1c中的在显示装置53上显示的作业装置，并将基于该决定的第1输入信号输出到显示切换部81c。

说明切换判定部81i基于上部旋转体12与下部行驶体11的相对旋转角度来切换在显示装置53上显示的信息的方法。

切换判定部81i获取由姿势运算部43z运算出的下部行驶体11相对于上部旋转体12的旋转角度，判定该旋转角度是否进入了预先设定的规定范围内。在判定成旋转角度处于规定范围内时，切换判定部81i输出将刮板作业装置1c设为mg对象的第1输入信号。另一方面，在判定成处于规定范围外时，切换判定部81i输出将前作业装置1a设为mg对象的第1输入信号。

在将上部旋转体12的前方方向(在上部旋转体12上安装前作业装置1a的方向)和下部行驶体11的前进方向(在下部行驶体11上安装刮板作业装置1c的方向)一致的位置设为基准位置并从该基准位置向左右旋转时的到规定的旋转角度为止的范围内定义旋转角的“规定范围”。虽然规定范围的最佳值并不明确存在，但例如能够将从基准位置向左45度以内为止的范围和从基准位置向右45度以内为止的范围设为规定范围。另外，优选的是能够根据作业内容和操作员的嗜好来变更规定范围，也可以使左右范围不同。另外，也可以将基准位置设为零度，设定从该处向右方(也可以为左方)增加至360度的坐标系，在该坐标系上决定规定范围。在该情况下，规定范围成为从零度到θ1为止的范围、和从θ2到360度(零度)为止的范围这两个范围(其中θ1＜θ2)。此外，基准位置并不限于上述的位置，能够设定成任意的位置。

若将该旋转角度处于规定范围内时看作上部旋转体12的前方方向和下部行驶体11的前进方向一致时，另一方面将处于规定范围外时看作上部旋转体12的前方方向和下部行驶体11的前进方向不一致时，则例如在该旋转角度处于规定范围外时，由于上部旋转体12的前方方向和下部行驶体11的前进方向不一致，所以看作基于前作业装置1a进行作业中且前作业装置1a成为mg对象。另一方面，在该旋转角度处于规定范围内时，由于上部旋转体12的前方方向和下部行驶体11的前进方向一致，所以判断成能够进行基于刮板作业装置1c的作业且刮板作业装置1c成为mg对象。

由此，在由切换判定部81i判定成前作业装置1a为mg对象时，将显示前作业装置1a的第1模式的第1输入信号输出到显示切换部81c。由此显示控制部374如图10那样在显示装置53上显示作业装置1a和目标面60。相反地在由切换判定部81i判定成刮板作业装置1c为mg对象时，将显示刮板作业装置1c的第2模式的第1输入信号输出到显示切换部81c。由此显示控制部374如图11那样在显示装置53上显示作业装置1c和目标面60。

在本实施方式的结构中，基于下部行驶体11相对于上部旋转体12的旋转角度由切换判定部81i自动地输出第1输入信号，由此，例如在为了进行刮板作业而使上部旋转体12的前方方向和下部行驶体11的行进方向一致时，不用操作员特别进行操作而刮板16成为mg对象，由此在显示装置53上显示作业装置1c。由此，能够实现除了前作业装置1a以外还可将刮板作业装置1c作为对象来进行mg的作业机械。另外，由于只要仅在上部旋转体12的前方方向和下部行驶体11的前进方向一致时，即仅在旋转角度进入了规定范围内时，为了进行mg而运算刮板位置信息即可，所以能够减轻控制装置43的运算负荷。

<mc：机械控制>

切换判定部81i是如下装置：获取由姿势运算部43b运算出的上部旋转体12与下部行驶体11的相对旋转角度，基于该相对旋转角度来决定两个作业装置1a、1c中的将mc设为有效的作业装置，并将基于该决定的第2输入信号输出到显示切换部81f。

切换判定部81i基于下部行驶体11相对于上部旋转体12的旋转角度来切换两个作业装置1a、1c中的将mc设为有效的作业装置的方法与刚才说明的mg对象的切换同样地进行。

与刚才的mg对象的切换同样地，若使该旋转角度处于规定范围内时为上部旋转体12的前方方向和下部行驶体11的前进方向一致时，另一方面使处于规定范围外时为上部旋转体12的前方方向和下部行驶体11的前进方向不一致时，则例如在该旋转角度处于规定范围外时，由于上部旋转体12的前方方向和下部行驶体11的前进方向不一致，所以视为基于前作业装置1a进行作业中且前作业装置1a成为mc对象(mc生效)。另一方面，在该旋转角度处于规定范围内时，由于上部旋转体12的前方方向和下部行驶体11的前进方向一致，所以判断成能够进行基于刮板作业装置1c的作业且刮板作业装置1c成为mc对象。

由此，在由切换判定部81i判定成前作业装置1a的mc有效时，将使前作业装置1a的mc设为有效的第1模式的第2输入信号输出到控制切换部81f。由此前作业装置1a的mc通过电磁比例阀控制部44而起动。相反地在由切换判定部81i判定成刮板作业装置1c的mc有效时，将使刮板作业装置1c的mc设为有效的第2模式的第2输入信号输出到控制切换部81f。由此刮板作业装置1c的mc通过电磁比例阀控制部44而起动。

在本实施方式的结构中，基于下部行驶体11相对于上部旋转体12的旋转角度由切换判定部81i自动地输出第2输入信号，由此例如在为了进行刮板作业而使上部旋转体12的前方方向和下部行驶体11的行进方向一致时，不用操作员特别进行操作而刮板16成为mc对象，由此刮板作业装置1c的mc起动。由此，能够实现除了前作业装置1a以外还可将刮板作业装置1c作为对象来进行mc的作业机械。另外，由于只要仅在上部旋转体12的前方方向和下部行驶体11的前进方向一致时、即仅在旋转角度进入了规定范围内时，对用于进行mc的刮板位置信息和推土缸14的目标先导压进行运算即可，所以能够减轻控制装置43的运算负荷。

此外，在上述中，说明了根据旋转角度自动地切换mg和mc的对象的情况，但为了避免违反操作员意图的作业装置成为mg和mc的对象，而也可以构成为在驾驶室内设置切换用的开关等，并根据其操作和旋转角度来切换mg和mc的对象。

<各实施方式的作用、效果>

(1)在上述的各实施方式所涉及的液压挖掘机中，具有：两个作业装置1a、1c，其使各自的目标作业对象变化成其他状态；操作装置45、46、49，其用于对两个作业装置1a、1c进行操作；作为位置传感器的卫星通信天线25，其用于检测上部旋转体12的位置；多个作为姿势传感器的角度传感器30、31、32、33、103、104，其检测两个作业装置1a、1c的姿势；位置运算装置81a、81b，其基于来自卫星通信天线25和角度传感器30、31、32、33、103、104的输出来计算出两个作业装置1a、1c的姿势、位置；显示装置53，其显示两个作业装置1a、1c中的至少一个作业装置的位置和该作业装置的目标作业对象(目标面60)的位置；第1信号产生装置(显示选择开关96或切换判定部81i)，其产生决定两个作业装置1a、1c中的在显示装置53上显示的作业装置的第1输入信号；以及显示切换部81c，其将两个作业装置1a、1c中的由从第1信号产生装置输入的第1输入信号指定的作业装置及其目标作业对象的位置(即两个作业装置1a、1c中的由从第1信号产生装置输入的第1输入信号指定的作业装置的目标作业对象的位置)显示到显示装置53。

若像这样构成液压挖掘机，则能够根据由显示选择开关96或切换判定部81i生成的第1输入信号的内容来选择在显示装置53上显示的作业装置，因此能够选择两个作业装置1a、1c中的、适于当时的作业内容的作业装置来执行mg，从而能够提高作业效率。

(2)在上述的第1实施方式所涉及的液压挖掘机中，具有：两个作业装置1a、1c，其使各自的目标作业对象变化成其他状态；操作装置45、46、49，其用于对两个作业装置1a、1c进行操作；作为位置传感器的卫星通信天线25，其用于检测上部旋转体12的位置；多个作为姿势传感器的角度传感器30、31、32、33、103、104，其检测两个作业装置1a、1c的姿势；位置运算装置81a、81b，其基于来自卫星通信天线25和角度传感器30、31、32、33、103、104的输出来计算出两个作业装置1a、1c的姿势、位置；控制装置81d、81e，其在操作装置45、46、47的操作时，基于目标作业对象(目标面60)的位置和两个作业装置1a、1c的位置，执行机械控制，即以两个作业装置1a、1c的作为控制点的铲斗齿尖及刮板下端位于各目标作业对象(目标面60)的上方的方式对两个作业装置1a、1c的动作进行控制；第2信号产生装置(控制选择开关97或切换判定部81i)，其产生决定两个作业装置1a、1c中的将机械控制设为有效的作业装置的第2输入信号；以及控制切换部81f，其将两个作业装置1a、1c中的由从第2信号产生装置输入的第2输入信号指定的作业装置的机械控制设为有效。

若像这样构成液压挖掘机，则能够根据由控制选择开关97或切换判定部81i生成的第2输入信号的内容来选择将mc控制设为有效的作业装置，因此能够选择两个作业装置1a、1c中的、适于当时的作业内容的作业装置来执行mc，从而能够提高作业效率。

(3)上述(1)的第1信号产生装置为显示选择开关96，该显示选择开关96用于供操作员从两个作业装置1a、1c中选择在显示装置53上显示的作业装置1a、1c，且该显示选择开关96(显示选择装置)将使由操作员选择出的作业装置显示于显示装置53的第1输入信号输出到显示切换部81c。

若像这样构成液压挖掘机，则通过以开关96进行选择而能够使操作员所希望的作业装置显示在显示装置53上，因此能够提高作业效率。

(4)上述(2)的第2信号产生装置为控制选择开关97，该控制选择开关97用于供操作员从两个作业装置1a、1c中选择将机械控制设为有效的作业装置1a、1c，且控制选择开关97(控制选择装置)将使由操作员选择出的作业装置的机械控制设为有效的第2输入信号输出到控制切换部81f。

若像这样构成液压挖掘机，则通过以开关96进行选择而能够将操作员所希望的作业装置的机械控制设为有效，因此能够提高作业效率。

(5)在上述第2实施方式所涉及的液压挖掘机中，具有：两个作业装置1a、1c，其形成各自的目标作业对象；操作装置45、46、49，其用于对两个作业装置1a、1c进行操作；作为位置传感器的卫星通信天线25，其用于检测上部旋转体12的位置；多个作为姿势传感器的角度传感器30、31、32、33、103、104，其检测两个作业装置1a、1c的姿势；位置运算装置81a、81b，其基于来自卫星通信天线25和角度传感器30、31、32、33、103、104的输出来计算出两个作业装置1a、1c的姿势、位置；显示装置53，其显示两个作业装置1a、1c中的至少一个作业装置的位置和该作业装置的目标面60的位置；显示切换部81c，其遵照第1输入信号来切换两个作业装置1a、1c中的在显示装置53上显示的作业装置；距离运算部81g、81h，其计算出前作业装置1a与其目标面60之间的距离即第1距离db、和刮板作业装置1c与其目标面60之间的距离即第2距离dd；以及切换判定部81i，其基于第1距离db和第2距离dd来决定两个作业装置1a、1c中的在显示装置53上显示的作业装置，并将基于该决定的第1输入信号输出到显示切换部81c。

若像这样构成液压挖掘机，则会根据第1距离db和第2距离dd来自动地选择适于作业的作业装置并将其显示到显示装置53，因此与上述(1)的情况相比能够提高作业效率。

(6)另外，在上述第2实施方式所涉及的液压挖掘机中，具有：两个作业装置1a、1c，其形成各自的目标面；操作装置45、46、49，其用于对两个作业装置1a、1c进行操作；作为位置传感器的卫星通信天线25，其用于检测上部旋转体12的位置；多个作为姿势传感器的角度传感器30、31、32、33、103、104，其检测两个作业装置1a、1c的姿势；位置运算装置81a、81b，其基于来自卫星通信天线25和角度传感器30、31、32、33、103、104的输出来计算出两个作业装置1a、1c的姿势、位置；控制装置81g、81h，其在操作装置45、46、47的操作时，基于各目标面60的位置和两个作业装置1a、1c的位置，执行机械控制，即以两个作业装置1a、1c的作为控制点的铲斗齿尖及刮板下端位于目标面60的上方的方式对两个作业装置1a、1c的动作进行控制；控制切换部81f，其遵照第2输入信号来切换两个作业装置1a、1c中的将机械控制设为有效的作业装置；距离运算部81g、81h，其计算出前作业装置1a与其目标面60之间的距离即第1距离db、和刮板作业装置1c与其目标面60之间的距离即第2距离dd；以及切换判定部81i，其基于第1距离db和第2距离dd来决定两个作业装置1a、1c中的将机械控制设为有效的作业装置，并将基于该决定的第2输入信号输出到控制切换部81f。

若像这样构成液压挖掘机，则会根据第1距离db和第2距离dd来自动地选择适于作业的作业装置且机械控制生效，因此与上述(2)的情况相比能够提高作业效率。

(7)在上述第3实施方式所涉及的液压挖掘机中，具有：两个作业装置1a、1c，其形成各自的目标作业对象；操作装置45、46、49，其用于对两个作业装置1a、1c进行操作；作为位置传感器的卫星通信天线25，其用于检测上部旋转体12的位置；多个作为姿势传感器的角度传感器30、31、32、33、103、104，其检测两个作业装置1a、1c的姿势；位置运算装置81a、81b，其基于来自卫星通信天线25和角度传感器30、31、32、33、103、104的输出来计算出两个作业装置1a、1c的姿势、位置；显示装置53，其显示两个作业装置1a、1c中的至少一个作业装置的位置和该作业装置的目标面60的位置；显示切换部81c，其遵照第1输入信号来切换两个作业装置1a、1c中的在显示装置53上显示的作业装置；以及切换判定部81i，其经由角度传感器104获取上部旋转体与下部行驶体的相对旋转角度，基于该相对旋转角度来决定两个作业装置1a、1c中的在显示装置53上显示的作业装置，并将基于该决定的第1输入信号输出到显示切换部81c。

若像这样构成液压挖掘机，则能够基于上部旋转体12与下部行驶体11的相对旋转角的值来控制将mg设为有效的作业装置取哪一个。例如若构成为仅在相对旋转角度进入了规定范围时(例如仅在上部旋转体12的前方方向和下部行驶体11的行进方向一致时)将刮板作业装置1c显示在显示装置53上，则只要仅在相对旋转角度进入了规定范围时对用于进行mg的刮板位置信息进行运算即可，因此能够减轻控制装置43的运算负荷。

若像这样构成液压挖掘机，则为了进行刮板作业，在上部旋转体的前方方向和下部行驶体的行进方向一致时，自动地选择刮板作业装置1c，并将其显示到显示装置53上，因此与上述(1)相比能够提高作业效率。

(8)另外，在上述第3实施方式所涉及的液压挖掘机中，具有：两个作业装置1a、1c，其形成各自的目标面；操作装置45、46、49，其用于对两个作业装置1a、1c进行操作；作为位置传感器的卫星通信天线25，其用于检测上部旋转体12的位置；多个作为姿势传感器的角度传感器30、31、32、33、103、104，其检测两个作业装置1a、1c的姿势；位置运算装置81a、81b，其基于来自卫星通信天线25和角度传感器30、31、32、33、103、104的输出来计算出两个作业装置1a、1c的姿势、位置；控制装置81g、81h，其在操作装置45、46、47的操作时，基于各目标面60的位置和两个作业装置1a、1c的位置，执行机械控制，即以两个作业装置1a、1c的作为控制点的铲斗齿尖及刮板下端位于目标面60的上方的方式对两个作业装置1a、1c的动作进行控制；控制切换部81f，其遵照第2输入信号来切换两个作业装置1a、1c中的将机械控制设为有效的作业装置；以及切换判定部81i，其经由角度传感器104获取上部旋转体与下部行驶体的相对旋转角度，基于该相对旋转角度来决定两个作业装置1a、1c中的将机械控制设为有效的作业装置，并将基于该决定的第2输入信号输出到控制切换部81f。

若像这样构成液压挖掘机，则能够基于上部旋转体12与下部行驶体11的相对旋转角的值来控制将mc设为有效的作业装置取哪一个。例如若构成为仅在相对旋转角度进入了规定范围时(例如仅在上部旋转体12的前方方向和下部行驶体11的行进方向一致时)将刮板作业装置1c的mc设为有效，则只要仅在相对旋转角度进入了规定范围时对用于进行mc的刮板位置信息和推土缸14的目标先导压进行运算即可，因此能够减轻控制装置43的运算负荷。

<附记>

在第1实施方式中，也可以为如下结构：操作员通过显示选择开关96选择模式3，由此使刮板位置的显示追加到例如图10的画面上，从而能够同时确认前作业装置1a和刮板作业装置1c。另外，在图10、11的画面图像中显示了从侧面方向观察到的车身的侧视图，但也可以使车身的主视图等从其他方向观察到的图显示到画面400上。另外，在将各作业装置1a、1c向显示装置53显示时，无需显示各作业装置1a、1c的整体图像，只要显示了铲斗10和刮板16则也可以省略其他部分的显示。

在第2实施方式中，也可以是，在图19的区域中在铲斗10和刮板16的相对于目标面60的距离db、dd均较远的双方对象区域707中，判断成是对两个作业装置1a、1c双方进行mc的必要性低的状况，而使双方的mc无效。此外，根据铲斗距离db与刮板距离dd的组合来决定mg·mc对象的表并不限于图18、19所示的表。

另外，也可以构成为与第1实施方式同样地设置开关96、97及与之关联的装置，在图18及图19的保持区域703中通过开关96、97将操作员所希望的作业装置设为mg/mc的对象。

而且在根据上述的距离db、dd的组合来判定mg/mc对象时，计算出铲斗距离db相对于刮板距离dd的比(db/dd)，若该比的值为直线704的斜度以下则将前作业装置1a设为mg/mc对象，若该比的值超过直线704的斜度且小于直线705的斜度则保持mg/mc对象，若该比的值为直线705的斜度以上则将刮板作业装置1c设为mg/mc对象。

在第3实施方式中，也可以同时具有第1实施方式的基于开关对作业装置的切换、和基于第1距离db与第2距离db的组合对作业装置的切换的手法。例如，也可以在下部行驶体11相对于上部旋转体12的旋转角度处于规定范围内、且以将刮板作业装置1c的显示和刮板16的机械控制设为有效的方式对开关进行了操作时将刮板作业装置1c显示到显示装置53，而将刮板作业装置1c的机械控制设为有效。或者，也可以在下部行驶体11相对于上部旋转体12的旋转角度处于规定范围内、且距离db、dd的组合成为了将刮板作业装置1c的显示和刮板16的机械控制设为有效的区域时，将刮板作业装置1c显示到显示装置53，将刮板作业装置1c的机械控制设为有效。

在第1到第3实施方式中，例示了能够执行mg和mc的液压挖掘机，但也可以以仅能够执行mg和mc中的某一方的方式构成液压挖掘机。更具体地说，若为仅能够执行mg的液压挖掘机，则可以从图9的结构省略操作员操作检测装置52a、操作量运算部43a、前控制部81d、刮板控制部81e、控制切换部81f、控制选择开关97及电磁比例阀控制部44。另外，若为仅能够执行mc的液压挖掘机，则可以从图9省略显示选择开关96及显示切换部81c。

关于上述的刮板作业装置1c，虽然仅将使刮板16上下移动的推土缸14设为mc的对象，但也可以具有使刮板16进行倾斜(tilt)动作的倾斜缸、和使刮板16进行转向(angle)动作的转向缸，并使这些缸以刮板16的下端沿着目标面的方式进行mc。

上述中说明了具有前作业装置和刮板作业装置这两个作业装置的液压挖掘机，但也能够对具有三个以上的作业装置的作业机械适用本发明。作为这种作业装置，例如存在具有安装在上部旋转体左右的两个前作业装置、和安装在下部行驶体前方的刮板作业装置的所谓双臂作业机械。

上述操纵控制器40所涉及的各结构和该各结构的功能及执行处理等也可以通过硬件(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，上述的操纵控制器40所涉及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操纵控制器40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。

附图标记说明

db...第1距离(铲斗距离)、dd...第2距离(刮板距离)、1a...前作业装置、1c...刮板作业装置、8...动臂、9...斗杆、10...铲斗、16...刮板、17...机械控制on/off开关、25a、25b...卫星通信天线、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、43z...旋转体位置运算部、44...电磁比例阀控制装置、45...操作装置(动臂、斗杆)、46...操作装置(铲斗、旋转)、47...操作装置(行驶)、49...操作装置(刮板)、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...显示装置、54、55、56...电磁比例阀、81a...前位置运算部、81b...刮板位置运算部、81c...显示切换部、81d...前控制部、81e...刮板控制部、81f...控制切换部、81g...前距离运算部、81h...刮板距离运算部、81i...切换判定部、96...显示选择开关、97...控制选择开关。