(57)【要約】【課題】操作レバー（操作装置）の誤操作を防止しつつ、操作装置の操作を誤検知によって無効とすることを抑制することができる作業機械を提供する。【解決手段】座席(32)と、座席の左右方向右側に設けられた右操作装置(41)と、座席の左右方向左側に設けられた左操作装置(43)とを備えた作業機械において、座席に設けられ、作業者の質量の分布を検出する質量分布検出装置(60)と、右操作装置及び左操作装置の少なくともいずれかひとつの操作を無効とする操作無効装置(78)と、コントローラ(80)とを有し、コントローラは、作業者の質量の分布の変位に基づいて作業者の姿勢を判定する姿勢判定部(83)と、操作無効装置を制御する操作無効制御部(85)と、を含み、操作無効制御部は、姿勢判定部により作業者の姿勢が機体の操作に適していない姿勢としての不適姿勢であると判定すると、操作無効装置を作動させる。【選択図】図５
2020153192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体に設けられ、該機体を操作する作業者が着座する座席と、
前記座席の左右方向右側に設けられた右操作装置と、
前記座席の左右方向左側に設けられた左操作装置と、を備えた作業機械において、
前記座席に設けられ、前記作業者の質量の分布を検出する質量分布検出装置と、
前記右操作装置及び前記左操作装置の少なくともいずれかひとつの操作を無効とする操作無効装置と、
前記操作無効装置を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、
前記質量分布検出装置によって検出される前記作業者の質量の分布の変位に基づいて前記作業者の姿勢を判定する姿勢判定部と、
前記操作無効装置を制御する操作無効制御部と、を含み、
前記操作無効制御部は、前記姿勢判定部により前記作業者の姿勢が前記機体の操作に適していない姿勢としての不適姿勢であると判定すると、前記操作無効装置を作動させる
ことを特徴とする作業機械。
【請求項２】
前記質量分布検出装置は、前記座席のうち、前記作業者の体重が偏って加わる偏荷重位置を検出しており、
前記姿勢判定部は、前記偏荷重位置を基に前記作業者の姿勢を判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
【請求項３】
前記姿勢判定部は、前記質量分布検出装置によって検出される前記偏荷重位置が前記座席における前後方向後側であって左右方向外側のいずれか一方に位置するとき、不適姿勢であると判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の作業機械。
【請求項４】
前記姿勢判定部は、前記質量分布検出装置によって検出される前記偏荷重位置が前記座席における前側に移動するとき、不適姿勢であると判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の作業機械。
【請求項５】
前記姿勢判定部は、前記質量分布検出装置によって検出される前記偏荷重位置が前記座席における左右いずれか一方側に位置するとき、前記作業者の姿勢が一方に偏っていると判定し、
前記操作無効制御部は、前記操作無効装置を作動して、前記偏荷重位置の近傍の前記右操作装置または前記左操作装置の操作を無効とする、
ことを特徴とする請求項２に記載の作業機械。
【請求項６】
前記質量分布検出装置は、座席上下方向の圧力を検出する座面圧力センサを前後方向に所定数、等間隔に並べて配設することでセンサ列を形成し、該センサ列を左右方向に所定数、等間隔に並べて配設する、
ことを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
【請求項７】
前記座席の傾きを検出する角度センサを有し、
前記コントローラは、前記質量分布検出装置によって検出される前記作業者の質量の分布の変位を補正する補正部を有し、
前記姿勢判定部は、前記補正部によって補正された前記作業者の質量の分布の変位に基づいて前記作業者の姿勢を判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
【請求項８】
前記機体を走行させる走行装置と、
前記座席の前方下側に設けられ、前記走行装置を操作する走行操作装置を備え、
前記座席の下方前側の床板に配設される足部圧力センサを有し、
前記操作無効装置は、前記走行操作装置の操作を無効とする走行操作無効部を含み、
前記操作無効制御部は、前記姿勢判定部が前記足部圧力センサによって検出される圧力が規定値以下のとき、前記作業者の両足が浮いている状態であると判定すると、前記操作無効装置の前記走行操作無効部を作動して前記走行操作装置の操作を無効とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は作業機械に係り、特に安全性の向上を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば建設現場では、地面の掘削等の作業に油圧ショベルが用いられている。この油圧ショベルは、作業者が搭乗し、座席近傍に設けられた操作レバー等の操作装置を操作することで、フロントアタッチメント等の作業装置を操作することが可能である。
【０００３】
このように、油圧ショベルに搭乗した作業者は、作業現場の状況確認のために立ち上がることや座席後方に置いた荷物を手に取ろうと後ろを振り向くことがある。その際、腕や衣服が操作レバーに接触するような誤操作が生じる虞があった。
【０００４】
そこで、操作レバーに触覚センサを設けることで、左右に設けられた操作レバーを作業者が両方とも把持している場合にのみ該操作レバーの操作を許容する技術が開発されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２５０４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、作業者は、左右に設けられた操作レバーの一方のみを操作して油圧ショベルを操作するような場合もある。
ここで、上記特許文献１に開示される技術について鑑みると、作業者が一方の操作レバーの操作に注力することにより、もう一方の操作していない操作レバーを把持する把持力が低下したような場合、油圧ロック機構が作動して両方の操作レバーの操作が無効とされる。すなわち、把持力が低下したような誤操作が生じる可能性が低い場合にまで作業が停止するという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、操作レバー（操作装置）の誤操作を防止しつつ、操作装置の操作を誤検知によって無効とすることを抑制することができる作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の作業機械は、機体に設けられ、該機体を操作する作業者が着座する座席と、前記座席の左右方向右側に設けられた右操作装置と、前記座席の左右方向左側に設けられた左操作装置と、を備えた作業機械において、前記座席に設けられ、前記作業者の質量の分布を検出する質量分布検出装置と、前記右操作装置及び前記左操作装置の少なくともいずれかひとつの操作を無効とする操作無効装置と、前記操作無効装置を制御するコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記質量分布検出装置によって検出される前記作業者の質量の分布の変位に基づいて前記作業者の姿勢を判定する姿勢判定部と、前記操作無効装置を制御する操作無効制御部と、を含み、前記操作無効制御部は、前記姿勢判定部により前記作業者の姿勢が前記機体の操作に適していない姿勢としての不適姿勢であると判定すると、前記操作無効装置を作動させることを特徴とする。
【０００９】
これにより、質量分布検出装置によって検出される作業者の質量の分布の変位に基づいて作業者の姿勢が機体の操作に適していない、すなわち作業者が機体を操作する意思がないと判定して操作無効装置を作動することで、作業者の意図しない誤操作によって機体が作動することを抑制することが可能とされる。
【００１０】
その他の態様として、前記質量分布検出装置は、前記座席のうち、前記作業者の体重が偏って加わる偏荷重位置を検出しており、前記姿勢判定部は、前記偏荷重位置を基に前記作業者の姿勢を判定するのが好ましい。
これにより、作業者の体重が偏って加わる位置を基に作業者の姿勢を判定することで、良好に作業者の姿勢を判定することが可能とされる。
【００１１】
その他の態様として、前記姿勢判定部は、前記質量分布検出装置によって検出される前記偏荷重位置が前記座席における前後方向後側であって左右方向外側のいずれか一方に位置するとき、不適姿勢であると判定するのが好ましい。
【００１２】
これにより、偏荷重位置が座席における前後方向後側であって左右方向外側のいずれか一方に位置するとき、不適姿勢であると判定することで、例えば作業者が座席の後方に置いた荷物を取るために振り返るような姿勢であることを的確に判定することが可能とされる。
【００１３】
その他の態様として、前記姿勢判定部は、前記質量分布検出装置によって検出される前記偏荷重位置が前記座席における前側に移動するとき、不適姿勢であると判定するのが好ましい。
【００１４】
これにより、偏荷重位置が座席における前後方向前側に移動するとき、不適姿勢であると判定することで、例えば作業者の重心が前方に移動するような姿勢であり、作業者が立ち上がろうとしていることを的確に判定することが可能とされる。
【００１５】
その他の態様として、前記姿勢判定部は、前記質量分布検出装置によって検出される前記偏荷重位置が前記座席における左右いずれか一方側に位置するとき、前記作業者の姿勢が一方に偏っていると判定し、前記操作無効制御部は、前記操作無効装置を作動して、前記偏荷重位置の近傍の前記右操作装置または前記左操作装置の操作を無効とするのが好ましい。
【００１６】
これにより、質量分布検出装置によって検出される偏荷重位置から作業者の姿勢が一方に偏っていると判定すると、偏荷重位置の近傍の右操作装置または左操作装置の操作を無効とすることで、作業者の姿勢が左右方向に偏ることによって右操作装置または左操作装置の誤操作が生じることを防止することが可能とされる。
【００１７】
その他の態様として、前記質量分布検出装置は、座席上下方向の圧力を検出する座面圧力センサを前後方向に所定数、等間隔に並べて配設することでセンサ列を形成し、該センサ列を左右方向に所定数、等間隔に並べて配設するのが好ましい。
これにより、座面圧力センサを前後方向及び左右方向に、それぞれ等間隔に複数並べて配設することで、座席に着座した作業者の質量の分布を的確に検出することが可能とされる。
【００１８】
その他の態様として、前記座席の傾きを検出する角度センサを有し、前記コントローラは、前記質量分布検出装置によって検出される前記作業者の質量の分布の変位を補正する補正部を有し、前記姿勢判定部は、前記補正部によって補正された前記作業者の質量の分布の変位に基づいて前記作業者の姿勢を判定するのが好ましい。
【００１９】
これにより、補正部が角度センサに基づいて作業者の質量の分布の変位を補正することで、例えば斜面のように機体が傾斜している状態で作業をしている際、作業者の質量の分布の変位可能とされる。
【００２０】
その他の態様として、前記機体を走行させる走行装置と、前記座席の前方下側に設けられ、前記走行装置を操作する走行操作装置を備え、前記座席の下方前側の床板に配設される足部圧力センサを有し、前記操作無効装置は、前記走行操作装置の操作を無効とする走行操作無効部を含み、前記操作無効制御部は、前記姿勢判定部が前記足部圧力センサによって検出される圧力が規定値以下のとき、前記作業者の両足が浮いている状態であると判定すると、前記操作無効装置の前記走行操作無効部を作動して前記走行操作装置の操作を無効とするのが好ましい。
【００２１】
これにより、足部圧力センサによって検出される圧力が規定値以下のとき、作業者の両足が浮いている状態であると判定し、操作無効装置の走行操作無効部を作動して走行操作装置の操作を無効とすることで、不安定な姿勢での走行操作を無効とすることが可能とされる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の作業機械によれば、質量分布検出装置によって検出される作業者の質量の分布の変位に基づいて作業者の姿勢が機体の操作に適していない、すなわち作業者が機体を操作する意思がないと判定して操作無効装置を作動するようにしたので、作業者の意図しない誤操作によって機体が作動することを抑制することができる。
【００２３】
これにより、操作レバー（操作装置）の誤操作を防止しつつ、操作装置の操作を誤検知によって無効とすることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】機体の側面図である。
【図２】キャブユニット内部の前方斜視図である。
【図３】キャブユニット内部の上視図である。
【図４】油圧ユニットの油圧回路及びコントローラの電気回路を示すブロック図である。
【図５】コントローラが実行する、本発明に係る作業機械の制御手順が示されたルーチンのフローチャートである。
【図６】角度補正演算部が実施する補正演算を説明する説明図である。
【図７】角度補正演算部が実施する補正演算を説明する説明図である。
【図８】角度補正演算部が実施する補正演算を説明する説明図である。
【図９】角度補正演算部が実施する補正演算を説明する説明図である。
【図１０】作業者の姿勢と補正後の質量の分布及び床板に対する上下方向の圧力情報との組み合わせの例を説明する説明図である。
【図１１】作業者の姿勢と補正後の質量の分布及び床板に対する上下方向の圧力情報との組み合わせの例を説明する説明図である。
【図１２】作業者の姿勢と補正後の質量の分布及び床板に対する上下方向の圧力情報との組み合わせの例を説明する説明図である。
【図１３】作業者の姿勢と補正後の質量の分布及び床板に対する上下方向の圧力情報との組み合わせの例を説明する説明図である。
【図１４】作業者の各不適姿勢に対する各電磁弁の制御態様を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図１を参照すると、機体１の側面図が示されている。機体（建設機械）１は、下部走行体（走行装置）３及び上部旋回体５によって構成された所謂油圧ショベルである。
【００２６】
下部走行体３は、所謂クローラ式の自走可能な走行体である。上部旋回体５は、下部走行体３に旋回軸７を介して搭載されている。これにより、機体１は、下部走行体３によって走行することや、上部旋回体５を下部走行体３に対し旋回軸７回りで旋回させることが可能である。なお、下部走行体３を駆動させる走行用油圧回路７１や上部旋回体５を旋回させる作業用油圧回路７３については後述する。
【００２７】
上部旋回体５は、フロントアタッチメント１０、後部ユニット２０及びキャブユニット３０を上部旋回体５の底部を形成するメインフレーム６上に搭載する。メインフレーム６には、前後方向に延びて立設された一対の縦板９により形成された中央フレーム８が例えば溶接される。
【００２８】
フロントアタッチメント１０は、中央フレーム８を形成する一対の縦板９の間で中央ジョイント１１回りで回動可能に支持され、該中央フレーム８から上部旋回体５の前方に延びている。また、フロントアタッチメント１０は、中央フレーム８から順にブーム１２、アーム１４、バケット１６が配設されて構成される。
【００２９】
即ち、フロントアタッチメント１０は、第１ジョイント１３にてブーム１２とアーム１４とが回動可能に接続され、第２ジョイント１５にてアーム１４とバケット１６とが回動可能に接続されており、中央フレーム８、第１ジョイント１３、第２ジョイント１５にてそれぞれブーム１２、アーム１４、バケット１６を回動させることで掘削作業等を行うことが可能に構成される。なお、バケット１６は第２ジョイント１５にて脱着して取り替え可能となっており、リッパ、ブレーカ及び圧砕機などに取り替えることが可能である。また、フロントアタッチメント１０を稼働させる作業用油圧回路７３については後述する。
【００３０】
後部ユニット２０は、内部にエンジン２２及びカウンタウエイト２４を備えて構成されており、上部旋回体５におけるフロントアタッチメント１０や後述するキャブユニット３０より後方に配設される。エンジン２２は、下部走行体３の駆動力及びフロントアタッチメント１０の作動力を発生させる内燃機関である。カウンタウエイト２４は、フロントアタッチメント１０が上部旋回体５で視て前方に延びるときに上部旋回体５が前方に傾くことを抑制するために上部旋回体５の後部に設けられるウエイトである。
【００３１】
キャブユニット３０は、機体１を操縦して掘削作業等の作業をする作業者が搭乗する運転席である。図２を参照すると、キャブユニット３０内部の前方斜視図が示されている。このキャブユニット３０には、座席３２及び操作装置４０が配設されている。
【００３２】
座席３２は、シートクッション３３及びシートバック３５を備えている。シートクッション３３は、作業者が着座するクッションであり、緩衝性を有している。シートバック３５は、作業者がシートクッション３３に着座した際の背もたれである。
【００３３】
図３を参照すると、キャブユニット３０内部を上方から視た概略構成図が示されている。操作装置４０は、右操作レバー（右操作装置）４１、左操作レバー（左操作装置）４３、右前後進レバー（走行操作装置）４７、左前後進レバー（走行操作装置）４８、スイッチユニット４９、モニタ５１及び油圧ロックレバー５３を備えており、作業者による機体１の走行、旋回及び掘削作業等の各作業を実施することが可能である。なお、操作装置４０の操作と後述する油圧ユニット７０の態様との関連性については後述する。
【００３４】
右操作レバー４１は、シートクッション３３の右側に配設され、作業員が把持して操作することが可能なレバーである。この右操作レバー４１は、例えば前後方向に傾けることでブーム１２を上下に回動させ、左右方向に傾けることでバケット１６を掘削及びダンプの姿勢に向けて回動することが可能である。左操作レバー４３は、シートクッション３３の左側に配設され、作業員が把持して操作することが可能なレバーである。この左操作レバー４３は、例えば前後方向に傾けることで上部旋回体５を左右方向に回動させ、左右方向に傾けることでアーム１４を掘削及びダンプの姿勢に向けて回動することが可能である。
【００３５】
ここで、図１を参照すると、掘削の姿勢とは、アーム１４及びバケット１６が第１ジョイント１３及び第２ジョイント１５回りで時計回りに回動することをいい、ダンプの姿勢とは、反時計回りに回動することをいう。
【００３６】
右前後進レバー４７及び左前後進レバー４８は、例えばシートクッション３３の前方に配設され、作業員が把持して操作することが可能なレバーである。この右前後進レバー４７及び左前後進レバー４８は、いずれか一方を前方に向かって倒すことで機体１を前進させ、後方に向かって倒すことで機体１を後進させることが可能である。
【００３７】
また、右前後進レバー４７及び左前後進レバー４８には、それぞれと連動するペダルが形成されている。このペダルは、シートクッション３３の前方下側に位置しており、作業者が右前後進レバー４７及び左前後進レバー４８のペダルを踏圧することで右前後進レバー４７及び左前後進レバー４８を操作することが可能である。
【００３８】
スイッチユニット４９は、例えばキャブユニット３０内に設けられたモニタ５１等の機体１の電装品を制御するスイッチが複数設けられており、右操作レバー４１の右方後側に配設されている。このスイッチユニット４９には、後述する操作無効制御による操作無効状態を解除する解除スイッチ４９ａが設けられている。
【００３９】
油圧ロックレバー５３は、例えば左操作レバー４３の下方から前方に向かって延びるよう配設され、作業員が把持して操作することが可能なレバーである。この油圧ロックレバー５３は、上方に向かって立ち上げることで、後述する油圧ユニット７０における図示しないパイロットポンプによる作動油の流通を遮断することができる。
【００４０】
図２に戻り、座席３２のシートクッション３３の内部には、質量分布検出装置６０が設けられている。また、キャブユニット３０の下面を形成する床板３７には、足部圧力センサ６５が設けられている。質量分布検出装置６０は、複数の座面圧力センサ６１及び角度センサ６３を含んでいる。
【００４１】
座面圧力センサ６１は、シートクッション３３における上下方向（座席上下方向）の圧力を検出する圧力センサである。この座面圧力センサ６１は、前後方向に所定数（例えば３つ）、等間隔に並べて配設することでセンサ列Ｒ、Ｃ、Ｌを形成している。そしてこのセンサ列Ｒ、Ｃ、Ｌは、左右方向に所定数（例えば３列）、等間隔に並べて配設されている。換言すると、質量分布検出装置６０は、座面圧力センサ６１の位置及び検出した圧力から、座席３２に着座した作業者の質量の分布を検出することができる。
【００４２】
角度センサ６３は、例えば機体１が傾斜地に位置することにより座席３２の向きが傾いたときの座席３２の角度を検出するセンサである。このように、角度センサ６３を座席３２に配設することで、上部旋回体５の旋回等によっても座席３２の角度を的確に検出することができる。
【００４３】
足部圧力センサ６５は、床板３７に対し上下方向の圧力を検出する圧力センサである。この足部圧力センサ６５は、座席３２の下方前側に左右一対となるように２つ配設されている。
【００４４】
図４を参照すると、油圧ユニット７０の油圧回路及びコントローラ８０の電気回路がブロック図で示されている。油圧ユニット７０は、走行用油圧回路７１、作業用油圧回路７３及び片傾転油圧ポンプ７４を備えており、エンジン２２（ＥＮＧ）の駆動力を利用して稼働している。
【００４５】
走行用油圧回路７１は、走行用油圧モータ７１ａを備えた回路である。この走行用油圧回路７１は、片傾転油圧ポンプ７４の斜板の傾斜角度を調整することで走行用油圧モータ７１ａの回転速度を調整することが可能である。
【００４６】
作業用油圧回路７３は、ブームシリンダ７３ａ、アームシリンダ７３ｂ、バケットシリンダ７３ｃ、旋回用油圧モータ７３ｄ（以下、総じて各稼働機器ともいう）及び片傾転油圧ポンプ７４を備え、図示しないオイルタンクに貯留されたオイルを流通させる開回路である。
【００４７】
この作業用油圧回路７３は、片傾転油圧ポンプ７４の斜板の傾斜角度を調整することで作業用油圧回路７３内の作動油の流通量を調整することが可能である。また、走行用油圧回路７１や作業用油圧回路７３には、走行用油圧モータ７１ａや各稼働機器に接続する流路にそれぞれ油圧比例弁７５が配設されており、各流路を図示しないパイロットポンプから加わる油圧に応じて開度を調整可能に開閉することが可能である。
【００４８】
ここで、右操作レバー４１及び左操作レバー４３は、各作業パイロット流路７６によって油圧比例弁７５を開閉可能に接続しており、右前後進レバー４７及び左前後進レバー４８は、各走行パイロット流路７７によって油圧比例弁７５を開閉可能に接続している。
【００４９】
詳しくは、右操作レバー４１及び左操作レバー４３は、図示しないパイロットポンプから各油圧比例弁７５までの作動油の流路に配設されており、操作することで各油圧比例弁７５に加わる油圧を調整することが可能である。また、右前後進レバー４７及び左前後進レバー４８は、図示しないパイロットポンプから油圧比例弁７５までの作動油の流路に配設されており、操作することで各油圧比例弁７５に加わる油圧を調整することが可能である。
【００５０】
ここで、各油圧比例弁７５は、パイロットポンプから油圧が加わらないとき閉弁する、すなわち走行用油圧モータ７１ａを停止させるものとする。
【００５１】
さらに、各作業パイロット流路７６及び各走行パイロット流路７７には、ブーム電磁弁７８ａ、アーム電磁弁７８ｂ、バケット電磁弁７８ｃ、旋回電磁弁７８ｄ及び走行電磁弁（走行操作無効部）７８ｅ（以下、総じて各電磁弁（操作無効装置）７８ともいう）が配設されている。
【００５２】
ブーム電磁弁７８ａは、ブームシリンダ７３ａに、アーム電磁弁７８ｂは、アームシリンダ７３ｂに、バケット電磁弁７８ｃは、バケットシリンダ７３ｃに、旋回電磁弁７８ｄは、旋回用油圧モータ７３ｄに、それぞれ接続する流路の油圧比例弁７５に係る作業パイロット流路７６に設けられており、閉弁することで各油圧比例弁７５に加わる油圧を遮断することができる。走行電磁弁７８ｅは、各走行パイロット流路７７に設けられており、閉弁することで油圧比例弁７５に加わる油圧を遮断することができる。
【００５３】
コントローラ８０は、エンジン２２の運転制御をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成されている。
【００５４】
このコントローラ８０の入力側には、解除スイッチ４９ａ、座面圧力センサ６１、角度センサ６３及び足部圧力センサ６５が電気的に接続されている。これにより、コントローラ８０は、解除スイッチ４９ａから作業者による操作無効状態を解除する操作に関する情報が入力され、各座面圧力センサ６１からシートクッション３３における上下方向の圧力情報が入力され、角度センサ６３から座席３２の角度情報が入力され、足部圧力センサ６５から床板３７に対する上下方向の圧力情報が入力される。
【００５５】
また、コントローラ８０の出力側には、モニタ５１及び各電磁弁７８が電気的に接続されている。これにより、各電磁弁７８をそれぞれ制御することで、右操作レバー４１、左操作レバー４３、右前後進レバー４７及び左前後進レバー４８の操作をそれぞれ無効とすることができ、モニタ５１を制御することで後述する操作無効表示を表示することができる。
【００５６】
ここで、コントローラ８０には、角度補正演算部（補正部）８１、姿勢判定部８３及び操作無効制御部８５が備えられている。角度補正演算部８１は、質量分布検出装置６０の座面圧力センサ６１から入力される圧力情報を角度センサ６３に基づいて後述する補正演算によって補正する演算部である。
【００５７】
姿勢判定部８３は、角度補正演算部８１によって補正された圧力情報及び足部圧力センサ６５から入力される圧力情報に基づき、作業者の姿勢を判定する（姿勢判定制御）判定部である。操作無効制御部８５は、姿勢判定部８３によって判定された作業者の姿勢に基づいて、後述する操作無効制御を実行する制御部である。
【００５８】
図５を参照すると、コントローラ８０が実行する、本発明に係る作業機械の制御手順を示すルーチンがフローチャートで示されており、以下、同フローチャートに沿い説明する。なお、説明の便宜上、シートクッション３３の中央のセンサ列を中央センサ列Ｃ、右側のセンサ列を右センサ列Ｒ、左側のセンサ列を左センサ列Ｌとし、前後方向前側の座面圧力センサ６１をセンサＲ１、センサＣ１、センサＬ１、前後方向中央の座面圧力センサ６１をセンサＲ２、センサＣ２、センサＬ２、前後方向後側の座面圧力センサ６１をセンサＲ３、センサＣ３、センサＬ３、とそれぞれ呼称する。
【００５９】
本ルーチンは、エンジンが始動することで開始する（ステップＳ１）。ステップＳ１０では、各座面圧力センサ６１から入力されるシートクッション３３における上下方向の圧力情報、すなわち座席３２に着座した作業者の質量の分布情報及び角度センサ６３から入力される座席３２の角度情報に基づき、角度補正演算部８１による補正演算を実施してステップＳ２０に移行する。
【００６０】
図６〜９を参照すると、角度補正演算部８１が実施する補正演算を説明する説明図が示されている。以下、図６〜９に沿い、角度補正演算部８１による補正演算について詳しく説明する。
【００６１】
図６、７によると、機体１が傾斜地に位置し、座席３２が前方右側を下方に下げるようにして傾いているとき、作業者もまた前方に傾くため、センサＲ１の検出する圧力値（検出値）が最も大きくなり、対角線上にあるセンサＬ３の検出値が最も小さくなる。そのほかの各座面圧力センサ６１についても、前方右側に近い座面圧力センサ６１ほど検出値が大きくなる。
【００６２】
ここで、角度補正演算部８１は、角度センサ６３から入力される座席３２の角度情報に基づき、線形物理法則に従って補正値を算出することで、図８のような補正値を算出することができる。さらに、角度補正演算部８１は、検出値に補正値を乗算することで、図９のように補正された圧力情報の表、すなわち補正後の質量の分布を演算することができる。
【００６３】
ステップＳ２０では、姿勢判定部８３により、角度補正演算部８１が演算した補正後の質量の分布及び足部圧力センサ６５が検出する床板３７に対する上下方向の圧力情報を基に作業者の姿勢を判定してステップＳ３０に移行する。
【００６４】
図１０〜１３を参照すると、作業者の姿勢と補正後の質量の分布及び床板３７に対する上下方向の圧力情報との組み合わせの例を説明する説明図が示されている。なお、図１０〜１３中、「〇」は質量の分布のうち、作業者の体重が偏って加わる偏荷重位置Ｆを示し、「×」は座面圧力センサ６１の検出値が０または０に近い値（例えば１ｋｇ未満）のことを示しており、作業者が作業をするために正しく着座しているような場合は、作業者の体重が偏らないため、すべてのマスが空白になるものとする。
【００６５】
図１０によると、偏荷重位置Ｆは、センサＲ３に対応する位置、すなわちシートクッション３３の右後ろに偏荷重位置Ｆが位置している。このとき、作業者は、例えば座席３２の後方に置いた荷物を取ろうとしているような右後方を振り返る姿勢（右側振り返り姿勢）であると判定する。なお、図示はしないが、センサＬ３に対応する位置に偏荷重位置Ｆが位置している場合も同様に左後方を振り返る姿勢（左側振り返り姿勢）であると判定する。
【００６６】
また、図１１によると、偏荷重位置Ｆは、右センサ列Ｒに対応する位置、すなわちシートクッション３３の右側に偏荷重位置Ｆが位置している。このとき、作業者は、例えば機体１の右下を覗き込むようにして右側に体を傾いでいる姿勢（右重心姿勢）であると判定する。なお、図示はしないが、左センサ列Ｌに対応する位置に偏荷重位置Ｆが位置している場合も同様に左側に体を傾いでいる姿勢（左重心姿勢）であると判定する。
【００６７】
また更に、図１２によると、偏荷重位置Ｆは、センサＲ２、Ｃ２、Ｌ２及びセンサＲ３、Ｃ３、Ｌ３に対応する位置からセンサＲ１、Ｃ１、Ｌ１及び足部圧力センサ６５に対応する位置、すなわちシートクッション３３の後側から前方に偏荷重位置Ｆが移動している。このとき、作業者は、例えば座席３２から立ち上がろうとしている姿勢（立ち上がり姿勢）であると判定する。
【００６８】
そして、図１３によると、作業者の体重が偏っていないが、足部圧力センサ６５の検出値が０または０に近い値（規定値以下）、すなわち、作業者の足が床板３７に位置していない姿勢（両足浮き姿勢）であると判定する。
【００６９】
このようにして、ステップＳ２０では、姿勢判定部８３により補正後の質量の分布及び床板３７に対する上下方向の圧力情報を用い、作業者の姿勢を判定することで、作業者の姿勢のうち、機体１の操作に適していない姿勢としての不適姿勢を検出することができる。
【００７０】
ステップＳ３０では、操作無効制御部８５が姿勢判定部８３により判定した作業者の姿勢が不適姿勢か否かを判別する。ステップＳ３０の判別結果が偽（Ｎｏ）で、作業者の姿勢が不適姿勢ではないと判別すると、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ３０の判別結果が真（Ｙｅｓ）で作業者の姿勢が不適姿勢であると判別すると、ステップＳ４０に移行する。
【００７１】
図１４を参照すると、作業者の各不適姿勢に対する各電磁弁７８の制御態様が表で示されている。ステップＳ４０では、図１４の表に従い、各不適姿勢に対応した各電磁弁７８の閉弁をする操作無効制御を実行する。
【００７２】
具体的には、作業者の各不適姿勢が右側振り返り姿勢、左側振り返り姿勢及び立ち上がり姿勢である場合には、すべての各電磁弁７８を閉弁し、右側重心姿勢である場合には、ブーム電磁弁７８ａ及びバケット電磁弁７８ｃを閉弁し、左側重心姿勢である場合には、アーム電磁弁７８ｂ及び旋回電磁弁７８ｄを閉弁し、両足浮き姿勢である場合には、走行電磁弁７８ｅを閉弁する。
【００７３】
このように、作業者の各不適姿勢が右側振り返り姿勢、左側振り返り姿勢及び立ち上がり姿勢である場合は、作業者が機体１を操作する意思がない場合であるため、すべての各電磁弁７８を閉弁して右操作レバー４１、左操作レバー４３、右前後進レバー４７及び左前後進レバー４８（以下、各操作装置ともいう）による操作を無効とすることができる。
【００７４】
また、図３によると、作業者の各不適姿勢が右側重心姿勢である場合や左側重心姿勢である場合は、左右方向に体を傾いでいる姿勢なので、作業者が機体１の作業をする意思がないとまではいえないが、右操作レバー４１または左操作レバー４３に体が近づいており、誤操作をする可能性がある。
【００７５】
したがって、作業者の各不適姿勢が右側重心姿勢である場合には、ブーム電磁弁７８ａ及びバケット電磁弁７８ｃを閉弁して右操作レバー４１の操作を無効とし、左側重心姿勢である場合には、アーム電磁弁７８ｂ及び旋回電磁弁７８ｄを閉弁して左操作レバー４３の操作を無効とすることができる。
【００７６】
さらに、作業者の各不適姿勢が両足浮き姿勢である場合は、作業者の足が両足とも浮いており、機体１が前後方向に移動すると作業者が大きく揺れて誤操作をする可能性がある。したがって、作業者の各不適姿勢が両足浮き姿勢である場合には、走行電磁弁７８ｅを閉弁して機体１の走行を停止することができる。
【００７７】
このように、作業者の各不適姿勢のそれぞれに対応して適切に各操作装置の操作を無効とすることができる。
ステップＳ５０では、操作無効制御部８５は、ステップＳ４０のように各操作装置のいずれかひとつでも操作を無効としたことをモニタ５１に表示して作業者に報知し、ステップＳ６０に移行する。これにより、各操作装置の操作が無効とされている理由を作業者に報知して認識させることができる。
【００７８】
ステップＳ６０では、スイッチユニット４９の解除スイッチ４９ａから操作無効制御を解除する操作が作業者によってされたか否かを判別する。このステップＳ６０では、判別結果が真（Ｙｅｓ）となるまで繰り返し実行し、真（Ｙｅｓ）となると、ステップＳ７０に移行する。
【００７９】
ステップＳ７０では、操作無効制御部８５の操作無効制御を解除して、各操作装置の操作を操作可能にし、本ルーチンを終了する。以降、本ルーチンは繰り返し実行する。
このように、ステップＳ５０〜Ｓ７０では、操作無効制御によって各操作装置の操作が無効とされていることをモニタ５１によって作業者に報知し（ステップＳ５０）、報知された作業者がスイッチユニット４９の解除スイッチ４９ａを操作するまで各操作装置の操作を無効とすることで（ステップＳ６０でＮｏ）、誤操作がされている状態で作業者の姿勢が戻り、操作無効制御が解除されて誤操作が生じることを防止することができる。
【００８０】
以上説明したように、本発明に係る作業機械では、機体１に設けられ、機体１を操作する作業者が着座する座席３２と、座席３２のシートクッション３３の左右方向右側に設けられた右操作レバー４１と、シートクッション３３の左右方向左側に設けられた左操作レバー４３と、を備えた作業機械において、シートクッション３３に設けられ、作業者の質量の分布を検出する質量分布検出装置６０と、右操作レバー４１及び左操作レバー４３の少なくともいずれかひとつの操作を無効とする各電磁弁７８と、各電磁弁７８を制御するコントローラ８０と、を有し、コントローラ８０は、質量分布検出装置６０によって検出される作業者の質量の分布の変位に基づいて作業者の姿勢を判定する姿勢判定部８３と、各電磁弁７８を制御する操作無効制御部８５と、を含み、操作無効制御部８５は、姿勢判定部８３により作業者の姿勢が機体１の操作に適していない姿勢としての不適姿勢であると判定すると、各電磁弁７８を作動させる。
【００８１】
従って、質量分布検出装置６０によって検出される作業者の質量の分布の変位に基づいて作業者の姿勢が機体１の操作に適していない、すなわち作業者が機体１を操作する意思がないと判定して各電磁弁７８を作動するようにしたので、作業者の意図しない誤操作によって機体１が作動することを抑制することができる。
【００８２】
そして、質量分布検出装置６０は、シートクッション３３のうち、作業者の体重が偏って加わる偏荷重位置Ｆを検出しており、姿勢判定部８３は、偏荷重位置Ｆを基に作業者の姿勢を判定するようにしたので、良好に作業者の姿勢を判定することができる。
【００８３】
そして、姿勢判定部８３は、質量分布検出装置６０によって検出される偏荷重位置ＦがセンサＲ３またはセンサＬ３、すなわちシートクッション３３における前後方向後側であって左右方向外側のいずれか一方に位置するとき、不適姿勢であると判定するようにしたので、例えば作業者がシートクッション３３の後方に置いた荷物を取るために振り返るような姿勢であることを的確に判定することができる。
【００８４】
そして、姿勢判定部８３は、質量分布検出装置６０によって検出される偏荷重位置ＦがセンサＲ１、Ｃ１、Ｌ１、すなわちシートクッション３３における前側に移動するとき、不適姿勢であると判定するようにしたので、例えば作業者の重心が前方に移動するような姿勢であり、作業者が立ち上がろうとしていることを的確に判定することができる。
【００８５】
そして、姿勢判定部８３は、質量分布検出装置６０によって検出される偏荷重位置Ｆが右センサ列Ｒまたは左センサ列Ｌ、すなわちシートクッション３３における左右いずれか一方側に位置するとき、作業者の姿勢が一方に偏っていると判定し、操作無効制御部８５は、各電磁弁７８を作動して、偏荷重位置Ｆの近傍の右操作レバー４１または左操作レバー４３の操作を無効とするようにしたので、作業者の姿勢が左右方向に偏ることによって右操作レバー４１または左操作レバー４３の誤操作が生じることを防止することができる。
【００８６】
そして、質量分布検出装置６０は、シートクッション３３上下方向の圧力を検出する座面圧力センサ６１を前後方向に所定数、等間隔に並べて配設することでセンサ列を形成し、該センサ列を左右方向に所定数、等間隔に並べて配設する。
【００８７】
従って、座面圧力センサ６１を前後方向及び左右方向に、それぞれ等間隔に複数並べて配設したので、シートクッション３３に着座した作業者の質量の分布を的確に検出することができる。
【００８８】
そして、シートクッション３３の傾きを検出する角度センサ６３を有し、コントローラ８０は、質量分布検出装置６０によって検出される作業者の質量の分布の変位を補正する角度補正演算部８１を有し、姿勢判定部８３は、角度補正演算部８１によって補正された作業者の質量の分布の変位に基づいて作業者の姿勢を判定する。
【００８９】
従って、角度補正演算部８１が角度センサ６３に基づいて作業者の質量の分布の変位を補正したので、例えば斜面のように機体１が傾斜している状態で作業をしている際、作業者の質量の分布の変位を的確に補正することができる。
【００９０】
そして、機体１を走行させる下部走行体３と、シートクッション３３の前方下側に設けられ、下部走行体３を操作する右前後進レバー４７及び左前後進レバー４８、すなわち走行操作装置を備え、シートクッション３３の下方前側の床板３７に配設される足部圧力センサ６５を有し、各電磁弁７８は、走行操作装置の操作を無効とする走行電磁弁７８ｅを含み、操作無効制御部８５は、姿勢判定部８３が足部圧力センサ６５によって検出される圧力が０のとき、作業者の両足が浮いている状態であると判定すると、各電磁弁７８の走行電磁弁７８ｅを作動して走行操作装置の操作を無効とするようにしたので、不安定な姿勢での走行操作を無効とすることができる。
【００９１】
以上で本発明に係る作業機械の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、本実施形態では、下部走行体３をクローラ式の自走可能な走行体として説明したが、車輪を有する所謂ホイルローダでもよく、柱に機体を設けたクレーンであってもよい。
【００９２】
また、本実施形態では、角度補正演算部８１によって質量分布検出装置６０の座面圧力センサ６１から入力される圧力情報を角度センサ６３に基づいて補正演算によって補正するようにしたが、足部圧力センサ６５から入力される圧力情報についても補正演算によって補正するようにしてもよい。
【００９３】
また、本実施形態では、図１０〜１２を用いて作業者の姿勢の判定手順及び判定例を説明したが、そのほかの組み合わせから判定するようにしてもよい。
また、本実施形態では、図５のフローを用いてコントローラ８０による制御態様を説明したが、同フローの順番は一例であり、本発明を実施可能な程度に順番を入れ替えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１  機体
３  下部走行体（走行装置）
３２  座席
３３  シートクッション
３７  床板
４１  右操作レバー（右操作装置）
４３  左操作レバー（左操作装置）
４７  右前後進レバー（走行操作装置）
４８  左前後進レバー（走行操作装置）
５１  モニタ
６０  質量分布検出装置
７８  各電磁弁（操作無効装置）
７８ｅ  走行電磁弁
８０  コントローラ
８１  角度補正演算部（補正部）
８３  姿勢判定部
８５  操作無効制御部
【図１】
2020153192.tif 000003
【図２】
2020153192.tif 000004
【図３】
2020153192.tif 000005
【図４】
2020153192.tif 000006
【図５】
2020153192.tif 000007
【図６】
2020153192.tif 000008
【図７】
2020153192.tif 000009
【図８】
2020153192.tif 000010
【図９】
2020153192.tif 000011
【図１０】
2020153192.tif 000012
【図１１】
2020153192.tif 000013
【図１２】
2020153192.tif 000014
【図１３】
2020153192.tif 000015
【図１４】
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