[发明专利]液压挖掘机的挖掘控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压挖掘机的挖掘控制系统。 

背景技术

以往，在包括行驶体、能够旋转地设置在行驶体上的旋转体和设置在旋转体上的工作装置的建筑机械中，提出了一种区域限制挖掘控制，该区域限制挖掘控制使工作装置的铲斗沿着对挖掘对象的目标形状进行表示的设计地形移动(例如，参照专利文献1)。 

另外，还已知一种基于根据设计图的电子数据计算出的目标作业面、以及根据GPS天线装置接收到的位置信息计算出的铲斗的位置来确定设计地形的方法(参照专利文献2)。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：国际公开WO95/30059号 

专利文献2：(日本)特开2006－265954号公报 

发明内容

发明所要解决的技术问题 

但是，在专利文献2的方法中，从GPS天线装置接收位置信息到确定设计地形这一期间的处理存在延迟时间，因此在一边获取设计地形一边进行挖掘作业的情况下，就会变为一边获取延迟时间经过前的设计地形一边进行挖掘作业。因此，例如在旋转体正在旋转或者车身正在上下摆动的情况下，就会获取与移动前的工作装置的位置对应的设计地形。 

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种能够获取与工作装置的当前位置对应的设计地形的液压挖掘机的挖掘控制系统。 

解决技术问题的技术手段 

本发明第一方式的挖掘控制系统是一种具有行驶体、旋转体和工作装置 的液压挖掘机的挖掘控制系统，上述旋转体以能够以规定旋转轴为中心进行旋转的方式配置在行驶体上，上述工作装置安装在旋转体上。第一方式的挖掘控制系统包括第一数据生成部、预测修正部、第二数据生成部、第三数据生成部和挖掘限制控制部。第一数据生成部生成表示旋转体的配置的旋转体配置数据。预测修正部通过基于表示旋转体的动作的动作数据对旋转体配置数据进行预测修正，生成修正旋转体配置数据。第二数据生成部基于旋转体配置数据和修正旋转体配置数据，生成表示工作装置的位置的工作装置位置数据。第三数据生成部基于工作装置位置数据，生成表示挖掘对象的目标形状的设计地形数据。挖掘限制控制部基于工作装置位置数据和设计地形数据，根据相对于设计地形的距离来限制工作装置靠近设计地形的速度。预测修正部通过基于延迟时间和动作数据对旋转体配置数据进行预测修正，生成修正旋转体配置数据，上述延迟时间包括第二数据生成部生成工作装置位置数据以及第三数据生成部生成设计地形数据所需要的时间。 

根据本发明第一方式的挖掘控制系统，预测修正部基于旋转体的动作能够预测在生成设计地形数据的那一刻旋转体的配置位置。因此，第二数据生成部能够预测在经过延迟时间的那一刻工作装置的位置。其结果是，第三数据生成部能够获取在生成设计地形数据的那一刻工作装置的位置所对应的设计地形。 

在第一方式的基础上，本发明第二方式的挖掘控制系统如下：预测修正部以第一周期获取对旋转体以规定旋转轴为中心的旋转角速度进行表示的旋转角速度数据，并基于旋转角速度数据所表示的旋转角速度与延迟时间的乘积，对旋转体配置数据进行预测修正。 

在第二方式的基础上，本发明第三方式的挖掘控制系统如下：第一数据生成部以第二周期获取对设置在旋转体上的多个基准部的位置进行表示的多个基准位置数据，并基于多个基准位置数据，生成表示旋转体所朝向的方位的旋转体方位数据。预测修正部至少获取一次旋转体方位数据。 

在第三方式的基础上，本发明第四方式的挖掘控制系统如下：第一周期比第二周期短，预测修正部以第二周期获取旋转体方位数据。 

根据本发明第四方式的挖掘控制系统，预测修正部能够使用定期获取的旋转体配置数据来生成修正旋转体配置数据。因此，即便生成旋转体3的动作数据的设备发生了热漂移，也能够把握以每隔第二周期就被更新的旋转体 配置数据为基准的旋转体的配置。因此，能够持续地生成表示旋转体的配置的修正旋转体配置数据。 

在第一至第四方式中任一方式的基础上，本发明第五方式的挖掘控制系统如下：第二数据生成部基于旋转体配置数据，生成旋转中心位置数据，并基于旋转中心位置数据和修正旋转体方位数据，生成工作装置位置数据，上述旋转中心位置数据表示通过规定旋转轴的液压挖掘机的旋转中心的位置。 

在第一至第五方式中任一方式的基础上，本发明第六方式的挖掘控制系统如下：预测修正部通过对表示旋转体相对于前后方向及左右方向的倾斜角的倾斜角进行预测修正来计算出预测倾斜角，第二数据生成部基于预测倾斜角、旋转体配置数据和修正旋转体方位数据来生成工作装置位置数据。