工程机械的制作方法

本发明涉及具备作业装置的工程机械，该作业装置包含能够拆卸的附属设备。

背景技术：

以往，已知有具备作业装置的液压挖掘机等工程机械。上述作业装置包括作业装置主体和相对于该作业装置主体可拆卸的破碎锤、下料机、铲斗等各种作业用附属设备，通过选择与用途相应的作业用附属设备并安装，能够进行各种作业。

作业用附属设备根据其种类的不同而具有不同的工作条件。因此，在工程机械中，需要准确地掌握安装在作业装置主体上的作业用附属设备的种类，并使作业用附属设备在该作业用附属设备所适用的条件下工作。

日本专利特开平10-237904公报公开了一种工程机械，其能够通过无线通信将作业用附属设备的信息从该作业用附属设备发送到机体。该工程机械具备：设置于作业用附属设备并能发送包含该作业用附属设备的信息在内的信息信号的发送器、以及设置于所述工程机械的机体并接收所述信息信号从而掌握作业用附属设备的种类的控制器。

然而，在如上所述地设置于作业用附属设备的发送器向设置于机体的控制器通过无线通信传输信息的情况下，作业用附属设备与所述控制器的相对位置关系、换言之作业装置的姿势有时会使上述信息的传输变困难。例如，在作业装置的姿势是控制器位于发送器的可通信范围之外的该发送器与该控制器分离的姿势、发送器与控制器之间存在以作业装置为首的结构物（例如支承作业用附属设备的斗杆等）而妨碍发送器到控制器的通信的姿势时，从发送器到控制器的信息传输变困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种工程机械，包括机体、包含可拆卸的附属设备且使附属设备以相对于机体发生位移的方式进行动作的作业装置，所述工程机械能够通过无线通信从所述附属设备向所述机体传输与该附属设备相关的信息，并且能够扩大可以进行该传输的作业装置的姿势即可传输姿势的范围。

本发明提供一种工程机械，其包括：机体；作业装置，包含安装于所述机体的作业装置主体和能够装卸于所述作业装置主体的附属设备，并且，所述作业装置使所述附属设备相对于所述机体发生相对位移地进行动作；发送器，配置在所述附属设备上而与所述附属设备一起相对于所述机体进行相对位移，发送包含所述附属设备的相关信息的信息信号；接收器，配置在所述机体上，能够接收所述信息信号；控制器，基于所述接收器接收到的所述信息信号，获取所述附属设备的相关信息；以及中继装置，设置在所述作业装置主体上，接收所述发送器发送的所述信息信号，并将所述信息信号传输至所述接收器能够接收的位置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的工程机械的结构图。

图2是表示图1所示的工程机械中承担通信的构成要素的框图。

图3是将所述作业装置的动臂和斗杆的连结部分放大显示的简要结构图。

图4是表示中继单元的变形例的立体图。

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。

图1表示本发明的实施方式所涉及的工程机械1。该工程机械1是液压挖掘机。但本发明所涉及的工程机械也可以是例如液压起重机之类的液压挖掘机以外的工程机械。

工程机械1包括：履带式下部行走体2、以能够回转的方式设置在该下部行走体2上的上部回转体3、以及安装于上部回转体3的作业装置4。下部行走体2和上部回转体3构成工程机械1的机体。

作业装置4具备作为作业装置主体的动臂41和斗杆42、以及附属设备43。动臂41能够起伏地安装于上部回转体3。斗杆42以能够摆动的方式与动臂41的远端部连结。具体而言，动臂41和斗杆42经由可动连结部连结，且相互能够发生位移。动臂41和斗杆42相当于多个分割可动构件。附属设备43以能够摆动的方式安装于斗杆42的远端部。

作业装置4还具有未图示的多个致动器。该多个致动器包括使动臂41相对于上部回转体3起伏的致动器、使斗杆42相对于动臂41摆动的致动器、使附属设备43相对于斗杆42摆动的致动器。

作业装置4在操作人员的操作下，分别改变动臂41和上部回转体3之间的角度、动臂41和斗杆42之间的角度、斗杆42和附属设备43之间的角度，从而改变该作业装置4的姿势。即，该作业装置4以使附属设备43相对于上部回转体3发生相对位移的方式进行动作。

附属设备43具备安装部431。该安装部431是以能够拆卸的方式安装在斗杆42的远端的部分。图1所示的附属设备43例如是铲斗。但本发明所涉及的附属设备只要以能够拆卸的方式安装在作业装置主体上即可，也可以是例如破碎锤或下料机。例如，也可以安装图1所示的附属设备43a来代替上述附属设备43。该附属设备43a例如是破碎锤。该附属设备43a也具有以能够拆卸的方式安装在斗杆42的远端的安装部431。由此，上述工程机械1中，例如铲斗形成的附属设备43、例如破碎锤构成的附属设备43a可以相互交换。

工程机械1还具备发送器5和发送器5a。该发送器5、5a分别配置在附属设备43和附属设备43a上。配置在附属设备43上的发送器5发送包含该附属设备43的识别信息的信息信号。配置在附属设备43a上的发送器5a发送包含该附属设备43a的识别信息的信息信号。

图1中，发送器5在附属设备43的表面即挖掘作业时面向地面的面43a上设置于靠近后端的位置（靠近斗杆42的位置）。但并不限于该位置。该发送器5也可以设置在该面43a上靠近远端的位置，还可以设置在附属设备43的底面43b上的适当位置。

图1中示出了发送器5的可通信区域d1。该可通信区域d1是发送器5发送的信息信号到达的范围。发送器5具有图2所示的天线501，可通信区域d1取决于该天线501的指向特性和发送器5的信号输出。图1所示的可通信区域d1由沿着发送器5的辐射面的法线方向延伸的主瓣、夹着该主瓣在相对于法线方向倾斜的方向上延伸的多个旁瓣构成。天线501也可以具有无指向的指向特性。

工程机械1还具备设置于上部回转体3内部的接收器6和控制器7。接收器6接收发送器5所发送的信息信号。控制器7负责工程机械1的总体控制。

除此以外，在上部回转体3的内部还设有作为动力源的发动机、由发动机进行驱动的液压泵、用于调整从液压泵排出到致动器的工作油的供给量的控制阀、接受操作人员的操作的操作杆。控制器7根据用于使作业装置4动作而施加在操作杆上的操作的大小即操作量，使控制阀打开，从而控制从液压泵提供给各致动器的工作油的流量。通过该控制，作业装置4呈现出与操作量相应的姿势。

图2是表示图1所示的工程机械1中承担通信的构成要素的框图。发送器5例如由ic标签构成。该发送器5从天线501向外部空间输出包含附属设备43的识别信息的信息信号。发送器5除了上述天线501之外，还具有存储识别信息的存储器和电子回路。该电子回路从存储器读取识别信息，并对包含该读取出的识别信息的发送数据进行调制而生成信息信号，使其从天线501输出。

ic标签可以是被称为rfid（radiofrequencyidentifier）的将内置电池作为动力源的有源型ic标签、将来自ic标签读取器的电波作为动力源的无源型ic标签中的任一种。有源型ic标签中存在将振动、太阳光等环境能量转换成电力而用作为动力源的情况。

作业装置4设置在液压挖掘机等工程机械中，因此安装在该作业装置4上的ic标签容易发生振动，且通常在太阳光的环境下使用。由此，本实施方式中，采用将从环境能量获得的电力用作为动力源的有源型ic标签作为发送器5。但本发明并不限于此。本发明的发送器也可以是无源型ic标签，还可以是常用的具备电池的有源型ic标签。另外，本实施方式的发送器5可以按照固定的采样间隔发送包含识别信息的信息信号，也可以根据来自接收器6的请求来发送包含识别信息的信息信号。

作为识别信息，可以采用包括表示附属设备43的类别的信息、表示制造商的信息、序列号、型号中的至少一种的信息。表示类别的信息是指表示附属设备43的类型（例如铲斗、破碎锤）的信息。

接收器6例如由ic标签读取器构成。具体而言，该接收器6具备天线61、放大器62、信号处理部63、信息处理部64。天线61接收发送器5所发送的信息信号。放大器62对接收到的信息信号进行放大。信号处理部63对放大后的信息信号进行解调，并提取出发送数据。信息处理部64对提取出的发送数据进行解码，从而获取识别信息，并将该识别信息输入到控制器7。

输入到控制器7的识别信息与接收时刻相关联地作为日志数据存储到控制器7的存储器。存储在该存储器中的日志数据按照规定的单位时间（例如1天）间隔与工程机械1的识别信息相关联地经由通信网络发送至服务器（省略图示）。接收到该日志数据的服务器将日志数据存储到服务器自身的存储器。该服务器从多台工程机械接收上述日志数据并存储到存储器。由此，管理人员能够管理各工程机械1上目前或过去安装了哪种附属设备43。

另外，控制器7基于从发送器5发送的识别信息，识别当前安装的附属设备43，执行与识别出的附属设备43相应的工程机械1的控制。

控制器7例如由具备cpu等处理器和存储器的计算机构成。控制器7以有线的方式连接至接收器6。

工程机械1中，根据作业装置4的不同姿势，接收器6有时难以直接接收到发送器5发送的信息信号。因此，工程机械1还具备中继装置8。该中继装置8通过对发送器5到接收器6的信息信号的传输进行中继，从而扩大该传输能够到达的作业装置4的姿势范围。

下面，参照图1和图2，对中继装置8进行说明。

中继装置8接收发送器5发送的信息信号，并将该信息信号传输至接收器6能够接收的位置。中继装置8配置在作业装置主体即由斗杆42和动臂41主要构成的部分。

中继装置8包括多个（本实施方式中为2个）中继单元81、82。该中继装置8通过多个中继单元81、82对信息信号的发送和接收，将信息信号从发送器5传输至接收器6。

多个中继单元81、82中包括作为发送侧中继单元的中继单元81和作为接收侧中继单元的中继单元82。下面，对此进行说明。

中继单元81包括中继接收天线81a、中继发送天线81b、传输线路81c。中继接收天线81a接收发送器5所发送的信息信号。中继发送天线81b发送中继接收天线81a接收到的的信息信号。中继接收天线81a和中继发送天线81b例如是线状天线。

传输线路81c将中继接收天线81a和中继发送天线81b相互连接，从而将中继接收天线81a接收到的信息信号传输至中继发送天线81b。该传输线路81c的具体结构只要能够以有线方式传输信息信号即可，没有特别限定。该传输线路81c例如是电线。

中继单元81配置在斗杆42上。在图1所示的例子中，中继单元81配置在斗杆42的侧面。但该中继单元81也可以配置在例如斗杆42上与地面相对的面即该斗杆42的下表面。

中继接收天线81a配置在斗杆42的两端部中靠近发送器5一侧的端部，从而能够直接接收发送器5发送的信息信号。由此，能够以无线的方式从发送器5向中继单元81传输信息信号。

中继发送天线81b配置在斗杆42的两端部中远离发送器5一侧的端部。

传输线路81c沿着斗杆42配置，将中继接收天线81a与中继发送天线81b相互连接。因此，从中继接收天线81a到中继发送天线81b能够以有线的方式、即经由传输线路81c传输信息信号。

中继单元82包括中继接收天线82a、中继发送天线82b、传输线路82c。中继接收天线82a接收中继单元81的中继发送天线81b所发送的信息信号。中继发送天线82b发送中继接收天线82a接收到的的信息信号。中继接收天线82a和中继发送天线82b与中继接收天线81a和中继发送天线82b一样，例如是线状天线。

传输线路82c将中继接收天线82a和中继发送天线82b相互连接，从而将中继接收天线82a接收到的信息信号传输至中继发送天线82b。该传输线路82c的具体结构只要能够以有线方式传输信息信号即可，没有特别限定。该传输线路82c例如是电线。

中继单元82配置在动臂41上。在图1所示的例子中，中继单元82配置在动臂41的侧面。但该中继单元82也可以配置在例如动臂41上与地面相对一侧的面即该动臂41的下表面。

中继接收天线82a配置在动臂41的两端部中靠近中继单元81一侧的端部，从而能够直接接收中继发送天线81b发送的信息信号。由此，能够以无线的方式从中继单元81向中继单元82传输信息信号。

由此，本实施方式中，中继单元81相当于第一中继单元，中继单元82相当于第二中继单元。于是，配置有中继单元81的斗杆42相当于第一分割可动构件，配置有中继单元82的动臂41相当于第二分割可动构件。

中继发送天线82b配置在动臂41的两端部中靠近接收器6一侧的端部，从而接收器6能够直接接收中继发送单元82b发送的信息信号。由此，能够以无线的方式从中继单元82向接收器6传输信息信号。

传输线路82c沿着动臂41配置，将中继接收天线82a与中继发送天线82b相互连接。因此，从中继接收天线82a到中继发送天线82b能够以有线的方式、即经由传输线路82c传输信息信号。

由此，在配置有中继单元81和中继单元82的状态下，如图3所示，在中继发送天线81b与中继接收天线82a之间设有将斗杆42与动臂41以能够相对位移的方式加以连结的可动连结部40。即，从中继发送天线81b到中继接收天线82a的信息信号的传输跨过可动连结部40来进行。

中继装置8进行能够使信息信号从发送器5传输到接收器6的中继。这与只能从发送器直接向接收器传输信息信号的现有工程机械相比，能够扩大信息信号可从发送器5传输到接收器6的作业装置4的姿势即可传输姿势的范围。

多个中继单元81、82彼此串联配置，并按顺序从发送器5向接收器6串联地传输信息信号。从而能进一步扩大可传输姿势的范围。

另外，中继单元81、82各自的传输线路80c以避免跨过可动连结部40的方式进行配置，从而能够使多个中继单元81、82进行用于使信息信号从发送器5传输到接收器6的中继，而不会影响可动连结部40的动作。

另外，工程机械1中，能够缩短中继发送天线81b到中继接收天线82a的距离，还能增加中继单元81和中继单元82中进行有线通信的传输线路81c、82c的长度。这样，既能抑制中继单元81和中继单元82各自的功耗，又能可靠地进行中继以使信息信号的传输跨过可动连结部40。

图4表示上述实施方式的变形例。该变形例中，上述实施方式的中继接收天线8a、中继发送天线8b及传输线路8c形成在同一平面上。

图4所示的变形例中，中继接收天线8a、中继发送天线8b及传输线路8c分别形成在这作业装置主体的表面。具体而言，中继单元81所包含的中继接收天线8a、中继发送天线8b和传输线路8c均形成在斗杆42的表面，中继单元82所包含的中继接收天线8a、中继发送天线8b和传输线路8c均形成在动臂41的表面。

斗杆42和动臂41各自的表面由覆盖构成该斗杆42和该动臂41的母体的金属材料400的表面的覆膜401构成。该覆膜401具有很高的绝缘性（即高介电常数）。该覆膜401例如是涂布在金属材料400表面的涂料。该覆膜401的厚度小于电磁波的波长的1/10。

上述变形例中的中继单元81和中继单元82分别具有微带结构。即，中继接收天线8a和中继发送天线8b是平面天线，传输线路8c是导电膜。

根据上述变形例，能够使中继接收天线8a、中继发送天线8b和传输线路8c各自的厚度明显变小，从而能够使该中继接收天线8a、中继发送天线8b和传输线路8c距离斗杆42或动臂41的表面的高度显著变小。从而能够降低工程机械1在作业时传输线路8c断线、中继接收天线8a和中继发送天线8b损坏的可能性。

另外，由于中继接收天线8a、中继发送天线8b和传输线路8c分别直接地形成在斗杆42或动臂41的表面，因此例如与该中继接收天线8a、中继发送天线8b和传输线路8c分别以另外的方式安装在斗杆42或动臂41的表面的情况相比，能够抑制该中继接收天线8a、中继发送天线8b和传输线路8c从斗杆42或动臂41的表面突出的程度。

上述实施方式和变形例只是一种示例，并不是对本发明的限定。

例如，本发明的附属设备并不限于铲斗、下料机等配置在作业装置远端的情况。例如，存在以下情况：在斗杆相对于动臂可拆卸地配置的情况下，除了铲斗、下料机等相对于斗杆可拆卸的作业用附属设备之外，该斗杆也相当于本发明的附属设备。

还存在如下情况：相互连结的动臂和斗杆中的动臂相当于本发明的附属设备，至少斗杆相当于本发明的作业装置主体。即，本发明的作业装置主体可以直接安装在机体上，也可以经由其他构件（例如附属设备）安装在机体上。简而言之，本发明的作业装置包括作业装置主体、相对于机体能够发生位移且相对于作业装置主体可拆卸的附属设备即可。

本发明的动臂也可以由彼此独立的构件即多个分割动臂构成。多个分割动臂是相互串联配置的3个以上分割动臂的情况下，配置在两端的分割动臂之间的分割动臂（插入式动臂）也可以相当于本发明的附属设备。

本发明所涉及的工程机械可以是液压挖掘机以外的工程机械，例如起重机。该起重机例如是塔式起重机。塔式起重机具备例如履带行走式的起重机主体（机体）和安装在其上的塔身或动臂等附属设备。具体而言，塔身安装在起重机主体的前部且能够进行起伏动作，在其起伏方向上受塔身起伏钢索的操作。动臂安装在塔身的远端且能够进行起伏动作，在其起伏方向上受动臂起伏钢索的操作。

本发明的中继装置可以仅包含单一的中继单元。该单一的中继单元具有直接接收发送器发来的信息信号的中继接收天线、发送接收到的信息信号并使接收器接收的中继发送天线，从而能够实现信息信号的中继。

本发明中，构成作业装置主体的多个分割可动构件（在实施方式中为斗杆42和动臂41）的数量与中继单元的数量可以不一致。例如，在多个分割可动构件包含长方形状的分割可动构件的情况下，可以在该长方形的分割可动构件上配置2个以上的中继单元。

本发明的多个中继单元除了发送侧中继单元和接收侧中继单元之外，还可以报考除此以外的至少一个中继单元（其它中继单元）。该至少一个其它中继单元优选为位于发送侧中继单元与接收侧中继单元之间，配置成能够对发送侧中继单元到接收侧中继单元的信息信号的传输进行中继。

本发明的多个中继单元可以包含相互串联配置的3个以上的中继单元。这种情况下，多个中继单元中位于两端的中继单元以外的中继单元分别作为向位于该中继单元下游侧的中继单元发送信息信号的第一中继单元发挥作用，并且作为接收从位于上游侧的中继单元发来的信息信号的第二中继单元发挥作用。

本发明的工程机械在包括多个中继单元的情况下，该多个中继单元可以相互并联配置。即，多个中继单元可以配置成在发送器与接收器之间形成相互并联的多个信息信号的传输路径。这种情况下，从发送器发送的信息信号经由并联配置的中继单元中的任一个中继单元传输至接收器。多个传输路径分别可以由单一的中继单元实现，也可以由相互串联配置的多个中继单元来实现。

本发明的中继接收天线、中继发送天线及传输线路可以形成在共用的板状构件的表面。这种情况下，通过将该板状构件安装到作业装置主体上，能够将中继接收天线、中继发送天线和传输线路配置到作业装置主体上。

如上所述，本发明提供一种工程机械，包括机体、包含可拆卸的附属设备且使附属设备以相对于机体发生位移的方式进行动作的作业装置，所述工程机械能够通过无线通信从所述附属设备向所述机体传输与该附属设备相关的信息，并且能够扩大可以进行该传输的作业装置的姿势即可传输姿势的范围。该工程机械包括：机体；作业装置，包含安装于所述机体的作业装置主体和能够装卸于所述作业装置主体的附属设备，并且，所述作业装置使所述附属设备相对于所述机体发生相对位移地进行动作；发送器，配置在所述附属设备上而与所述附属设备一起相对于所述机体进行相对位移，发送包含所述附属设备的相关信息的信息信号；接收器，配置在所述机体上，能够接收所述信息信号；控制器，基于所述接收器接收到的所述信息信号，获取所述附属设备的相关信息；以及中继装置，设置在所述作业装置主体上，接收所述发送器发送的所述信息信号，并将所述信息信号传输至所述接收器能够接收的位置。

上述中继装置在设置于所述装置主体的位置上进行中继，以便能够从配置在附属设备上的发送器向设置在机体上的接收器传输信息信号。与只能从发送器直接向接收器传输信息信号的现有工程机械相比，能够扩大可传输的作业装置的姿势的范围。

较为理想的是，所述中继装置包含至少一个中继单元，所述至少一个中继单元包括：能够接收所述信息信号的中继接收天线；能够发送所述信息信号的中继发送天线；以及将所述中继接收天线与所述中继发送天线相连以使所述中继接收天线接收到的所述信息信号传输到所述中继发送天线的传输线路，其中，通过所述至少一个中继单元的接收和发送，能够使所述信息信号从所述发送器传输到所述接收器。

而且，较为理想的是，所述至少一个中继单元包含多个中继单元，所述多个中继单元包括：发送侧中继单元，设置在所述多个中继单元中最靠近所述发送器的位置上，且配置在所述发送侧中继单元的所述中继接收天线能够直接接收到所述发送器发送的所述信息信号的位置上；以及接收侧中继单元，设置在所述多个中继单元中最靠近所述接收器的位置上，且配置在所述接收器能够直接接收到所述接收侧中继单元的所述中继发送天线发送的所述信息信号的位置上，其中，所述发送侧中继单元的所述中继发送天线发送的所述信息信号直接或经由其它中继单元传输至所述接收侧中继单元的所述中继接收天线。

该实施方式的中继装置包含发送侧中继单元和接收侧中继单元，能够从至少以两个中继单元为媒体的发送器向接收器串联地传输信息信号，从而能进一步扩大所述可传输姿势的范围。

较为理想的是，所述作业装置主体包含从所述机体到所述附属设备依次排列的多个分割可动构件，所述多个分割可动构件中相邻的分割可动构件经由可动连结部以能够相对位移的方式连结，所述多个中继单元包含第一中继单元和第二中继单元，所述第一中继单元和所述第二中继单元分别安装在所述多个分割可动构件中的第一分割可动构件及与所述第一分割可动构件相邻的第二分割可动构件上，以便所述第一中继单元的所述中继发送天线发送的所述信息信号被所述第二中继单元的所述中继接收天线直接接收。该配置能够使所述第一中继单元和第二中继单元的传输线路避免跨过所述可动连结部地配置，从而能够使多个中继单元进行用于使信息信号从发送器传输到接收器的中继，而不会影响所述可动连结部的动作。

具体而言，较为理想的是，所述第一中继单元的所述中继发送天线配置在所述第一分割可动构件的两端部中靠近所述第二分割可动构件一侧的端部上，所述第一中继单元的所述中继接收天线配置在所述第一分割可动构件的两端部中远离所述第二分割可动构件一侧的端部上，所述第二中继单元的所述中继接收天线配置在所述第二分割可动构件的两端部中靠近所述第一分割可动构件一侧的端部上，所述第二中继单元的所述中继发送天线配置在所述第二分割可动构件的两端部中远离所述第一分割可动构件一侧的端部上，所述第一中继单元的所述传输线路沿着所述第一分割可动构件配置，以便将所述第一中继单元的所述中继发送天线与所述中继接收天线相连，所述第二中继单元的所述传输线路沿着所述第二分割可动构件配置，以便将所述第二中继单元的所述中继发送天线与所述中继接收天线相连。

像这样的第一中继单元与第二中继单元的配置，使所述第一中继单元的所述中继发送天线与所述第二中继单元的所述中继接收天线之间的距离缩短，并且能够获得较长的所述第一中继单元和第二中继单元中进行有线通讯的传送线路的长度，由此，能够抑制所述第一中继单元和第二中继单元各自的电力消耗，并且可靠地跨过可动连结部来进行信息信号的传输的中继。

较为理想的是，所述传输线路是形成在规定平面上的导电膜，所述中继接收天线和所述中继发送天线分别是形成在所述规定平面上的平面天线。像这样的由导电膜构成的传输线路以及作为平面天线的中继接收天线和中继发送天线都具有较小的厚度，因此，能够使该传输线路、该中继接收天线、以及该中继发送天线距离所述规定的表面的高度变小。从而能够降低所述工程机械在作业时传输线路断线、中继接收天线和/或中继发送天线损坏的可能性。

较为理想的是，所述规定平面例如是所述作业装置主体的表面。像这样使所述传输线路、所述中继接收天线、以及所述中继发送天线各自形成在所述装置主体的表面上，该传输线路、该中继接收天线、以及中继发送天线分别安装在作业装置主体以外的部件上的情况相比，能够抑制该传输线路、该中继接收天线、以及中继发送天线从作业装置的表面突出的高度。由此，能够可靠地避免工程机械在作业时传输线路断线、中继接收天线和/或中继发送天线损坏。