(57)【要約】【課題】本発明は、バケットと目標面との相対距離を容易に且つ正確に把握できる表示装置を有するショベルを提供する。【解決手段】走行動作を行う下部走行体と、下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、上部旋回体に取り付けられたブーム、アーム、及びエンドアタッチメントを含むアタッチメントと、アタッチメントの操作をガイダンスするガイダンス装置と、を有するショベルであって、ガイダンス装置は、アームに目標面と前記エンドアタッチメントの作業部位との相対的な距離を表示する。【選択図】図５
2017210729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行動作を行う下部走行体と、
前記下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられたブーム、アーム、及びエンドアタッチメントを含むアタッチメントと、
該アタッチメントの操作をガイダンスするガイダンス装置と、
を有するショベルであって、
前記ガイダンス装置は、前記アームに目標面と前記エンドアタッチメントの作業部位との相対的な距離を表示することを特徴とするショベル。
【請求項２】
前記ガイダンス装置は、
前記アームに設置された距離表示装置に、前記目標面と前記エンドアタッチメントの作業部位との相対的な距離を表示することを特徴とする請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
前記ガイダンス装置は、
前記アタッチメント又はキャビンに設置された投影装置により、前記アームに前記目標面と前記エンドアタッチメントの作業部位との相対的な距離を表示することを特徴とする請求項１に記載のショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
マシンガイダンス機能を有するショベルは、運転席の斜め前方に設置された表示装置の画面上に例えばエンドアタッチメントの目標面に対する相対距離を２次元表示している（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−７４３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のショベルは、ショベルの運転室内に配置された表示装置に、エンドアタッチメントの目標面に対する相対距離の表示が、エンドアタッチメントを側面から見た場合や、正面から見た場合など複数の形態で表示されている。
【０００５】
しかしながら、ショベルの操作者は、通常、運転席の前方に位置するエンドアタッチメントの爪先や掘削場所を見ながら作業を行うため、作業中に運転室内の表示装置を長時間見ることはできない。したがって、ショベルの操作者が作業中に表示装置を見ることのできる時間は極短時間であり、その時間内にバケットから視点を移動させ焦点を変更して運転室内の表示装置に表示された画像から所望する情報を認識することは難しい。
【０００６】
そこで、操作者が表示画面に意識を集中しなくても、エンドアタッチメントと目標面との相対距離を容易に且つ正確に把握できる表示装置を有するショベルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明の一実施形態によれば、
走行動作を行う下部走行体と、
前記下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられたブーム、アーム、及びエンドアタッチメントを含むアタッチメントと、
該アタッチメントの操作をガイダンスするガイダンス装置と、
を有するショベルであって、
前記ガイダンス装置は、前記アームに目標面と前記エンドアタッチメントの作業部位との相対的な距離を表示することを特徴とするショベルが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
開示した実施形態によれば、操作者が表示画面に意識を集中しなくても、エンドアタッチメントと目標面との相対距離を容易に且つ正確に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態におけるショベルを例示する側面図である。
【図２】ショベルのコントローラを含む接続構成を例示する図である。
【図３】コントローラ及びマシンガイダンス装置の構成を例示する図である。
【図４】ショベルによる法面掘削作業を例示する図である。
【図５】アームに距離表示装置を取り付けた一例を示す図である。
【図６】アームに距離表示装置を取り付けた異なる例を示す図である。
【図７】アームに投影装置を取り付けた一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、実施形態におけるショベルを例示する側面図である。
【００１１】
ショベルの下部走行体１には、旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載されている。上部旋回体３には、ブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてバケット６が取り付けられている。エンドアタッチメントとしては、法面用バケット、浚渫用バケット、ブレーカー等が取り付けられてもよい。
【００１２】
ブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントの一例として掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられ、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられ、バケット６にはバケット角度センサＳ３が取り付けられている。掘削アタッチメントには、バケットチルト機構が設けられてもよい。
【００１３】
ブーム角度センサＳ１は、ブーム４の回動角度を検出する。ブーム角度センサＳ１は、例えば、横面に対する傾斜を検出して、上部旋回体３に対するブーム４の回動角度を検出する加速度センサである。
【００１４】
アーム角度センサＳ２は、アーム５の回動角度を検出する。アーム角度センサＳ２は、例えば、横面に対する傾斜を検出して、ブーム４に対するアーム５の回動角度を検出する加速度センサである。
【００１５】
バケット角度センサＳ３は、バケット６の回動角度を検出する。バケット角度センサＳ３は、例えば、横面に対する傾斜を検出して、アーム５に対するバケット６の回動角度を検出する加速度センサである。
【００１６】
掘削アタッチメントがバケットチルト機構を備える場合、バケット角度センサＳ３は、チルト軸回りのバケット６の回動角度を追加的に検出する。ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３は何れも加速度センサである。但し、各センサは加速度センサとジャイロセンサの組み合わせであってもよい。この場合、加速度センサ及びジャイロセンサのそれぞれの出力から車体傾斜角、ブーム角度、アーム角度、バケット角度といった所望の角度を算出する。また、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３は、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ等であってもよい。
【００１７】
本実施形態のアーム５には、操作者へ作業情報を表示する距離表示装置Ｄ１が設けられている。作業情報とは、目標面とエンドアタッチメントの作業部位との距離情報、エンドアタッチメントの作業部位の目標面に対する相対角を示す姿勢情報等を含む。作業部位とは、例えばバケット６の爪先、バケット６の背面、又はブレーカーの先端などを指す。距離表示装置Ｄ１は、複数のライトバーを配置する構成や、液晶パネル、複数のＬＥＤ素子で成るＬＥＤ表示部などであってよい。
【００１８】
上部旋回体３は、エンジン１１等の動力源、カウンタウエイト３２、車体傾斜センサＳ４が搭載され、カバー３ａにより覆われている。カウンタウエイト３２は、アタッチメントとの重量バランスをとる機能を奏する。車体傾斜センサＳ４は、上部旋回体３の傾斜角度を検出する。車体傾斜センサＳ４は、例えば、横面に対する傾斜を検出して、上部旋回体３の傾斜角度を検出する加速度センサである。車体傾斜センサＳ４、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３は集合的に「姿勢センサ」と称される。
【００１９】
上部旋回体３のカバー３ａ上部には、撮像装置８０が設けられている。撮像装置８０は、上部旋回体３からキャビン１０に向かって、左側を撮像する左側カメラ８０Ｌ、右側を撮像する右側カメラ８０Ｒ、後方を撮像する後方カメラ８０Ｂを有する。左側カメラ８０Ｌ、右側カメラ８０Ｒ、及び後方カメラ８０Ｂは、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有するデジタルカメラであり、それぞれ撮影した画像をキャビン１０内に設けられている表示装置４０に送る。
【００２０】
上部旋回体３には、運転室としてのキャビン１０が設けられている。キャビン１０の頂部には、ＧＰＳ装置（ＧＮＳＳ受信機）Ｇ１が設けられている。ＧＰＳ装置Ｇ１は、ショベルの位置をＧＰＳ機能により検出し、位置データをコントローラ３０内のマシンガイダンス装置５０に供給する。
【００２１】
また、キャビン１０内には、コントローラ３０、表示装置４０、音声出力装置４３、入力装置４５、及び記憶装置４７が設けられている。
【００２２】
コントローラ３０は、ショベルの駆動制御を行う主制御部として機能する。コントローラ３０は、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成されている。コントローラ３０の各種機能は、ＣＰＵが内部メモリに格納されているプログラムを実行することで実現される。
【００２３】
コントローラ３０は、ショベルの操作をガイドするマシンガイダンス装置５０としても機能する。マシンガイダンス装置５０は、例えば、操作者が設定した目標地形の表面である目標面とエンドアタッチメントとの距離や、エンドアタッチメントの目標面に対する相対角等といった作業情報を操作者に報知する。目標面とエンドアタッチメントとの距離は、例えば、エンドアタッチメントとしてのバケット６の先端（爪先）、及びバケット６の背面と目標面との間の距離である。マシンガイダンス装置５０は、表示装置４０や音声出力装置４３等を介して、作業情報を操作者に報知し、ショベルの操作をガイドしてよい。本実施形態のマシンガイダンス装置５０は、アーム５に設けられた距離表示装置Ｄ１を介して、作業情報を操作者に報知し、ショベルの操作をガイドする。
【００２４】
本実施形態では、マシンガイダンス装置５０がコントローラ３０に組み込まれているが、マシンガイダンス装置５０とコントローラ３０とは別に設けられてもよい。この場合、マシンガイダンス装置５０は、コントローラ３０と同様、ＣＰＵ及び内部メモリを含む演算処理装置で構成される。マシンガイダンス装置５０の各種機能は、ＣＰＵが内部メモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。
【００２５】
表示装置４０は、コントローラ３０に含まれるマシンガイダンス装置５０からの指令に応じて各種作業情報を含む画像を表示する。表示装置４０は、例えば、マシンガイダンス装置５０に接続される車載液晶ディスプレイである。
【００２６】
音声出力装置４３は、コントローラ３０に含まれるマシンガイダンス装置５０からの音声出力指令に応じて各種音声情報を出力する。音声出力装置４３は、例えば、マシンガイダンス装置５０に接続される車載スピーカを含む。また、音声出力装置４３は、ブザー等の警報器を含んでもよい。
【００２７】
入力装置４５は、ショベルの操作者がマシンガイダンス装置５０を含むコントローラ３０に各種情報を入力するための装置である。入力装置４５は、例えば、表示装置４０の表面に設けられるメンブレンスイッチを含んで構成される。また、入力装置４５は、タッチパネル等を含んで構成されてもよい。
【００２８】
記憶装置４７は、各種情報を記憶するための装置である。記憶装置４７は、例えば、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体である。記憶装置４７は、マシンガイダンス装置５０を含むコントローラ３０等が出力する各種情報を記憶する。
【００２９】
ゲートロックレバー４９は、キャビン１０のドアと運転席との間に設けられ、ショベルが誤って操作されるのを防止する機構である。操作者が運転席に乗り込んでゲートロックレバー４９を引き上げると、操作者はキャビン１０から退出できなくなると共に各種操作装置が操作可能になる。操作者がゲートロックレバー４９を押し下げると、操作者はキャビン１０から退出可能になると共に、各種操作装置は操作不能になる。
【００３０】
図２は、実施形態におけるショベルのコントローラ３０を含む接続構成を例示する図である。
【００３１】
表示装置４０は、キャビン１０に設けられ、マシンガイダンス装置５０から供給される作業情報等を含む画像を表示する。アーム５に設けられた距離表示装置Ｄ１は、マシンガイダンス装置５０から供給される作業情報等を表示する。表示装置４０及び距離表示装置Ｄ１は、例えば、Controller Area Network (CAN)、Local Interconnect Network(LIN)等の通信ネットワーク、専用線等を介してマシンガイダンス装置５０を含むコントローラ３０に接続されている。
【００３２】
表示装置４０は、画像表示部４１に表示する画像を生成する変換処理部４０ａを有する。変換処理部４０ａは、撮像装置８０から得られる画像データに基づいて画像表示部４１上に表示する撮影画像を含む画像を生成する。表示装置４０には、左側カメラ８０Ｌ、右側カメラ８０Ｒ、及び後方カメラ８０Ｂのそれぞれから画像データが入力される。
【００３３】
また、変換処理部４０ａは、コントローラ３０から表示装置４０に入力される各種データのうち画像表示部４１に表示させるデータを画像信号に変換する。コントローラ３０から表示装置４０に入力されるデータは、例えば、エンジン冷却水の温度を示すデータ、作動油の温度を示すデータ、尿素水の残量を示すデータ、燃料の残量を示すデータ等を含む。
【００３４】
変換処理部４０ａは、変換した画像信号を画像表示部４１に出力し、撮影画像や各種データに基づいて生成した画像を画像表示部４１に表示させる。
【００３５】
なお、変換処理部４０ａは、表示装置４０ではなく、例えば、コントローラ３０に設けられてもよい。この場合、撮像装置８０は、コントローラ３０に接続される。
【００３６】
表示装置４０は、入力部としてのスイッチパネル４２を有する。スイッチパネル４２は、各種ハードウェアスイッチを含むパネルである。スイッチパネル４２は、ライトスイッチ４２ａ、ワイパースイッチ４２ｂ、及びウィンドウォッシャスイッチ４２ｃを有する。
【００３７】
ライトスイッチ４２ａは、キャビン１０の外部に取り付けられるライトの点灯・消灯を切り替えるためのスイッチである。ワイパースイッチ４２ｂは、ワイパーの作動・停止を切り替えるためのスイッチである。また、ウィンドウォッシャスイッチ４２ｃは、ウィンドウォッシャ液を噴射するためのスイッチである。
【００３８】
表示装置４０は、蓄電池７０から電力の供給を受けて動作する。蓄電池７０は、エンジン１１のオルタネータ１１ａ（発電機）で発電した電力で充電される。蓄電池７０の電力は、コントローラ３０及び表示装置４０以外のショベルの電装品７２等にも供給される。また、エンジン１１のスタータ１１ｂは、蓄電池７０からの電力で駆動されてエンジン１１を始動させる。
【００３９】
距離表示装置Ｄ１は、マシンガイダンス装置５０から取得した作業情報を表示する。本実施形態において距離表示装置Ｄ１は、バケット６の爪先中央位置と目標面との相対距離を表示する。表示形態については後述する。距離表示装置Ｄ１は、蓄電池７０から電力の供給を受けて動作する。
【００４０】
エンジン１１は、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５に接続され、エンジン制御装置（ＥＣＵ）７４により制御される。ＥＣＵ７４からは、エンジン１１の状態を示す各種データ（例えば、水温センサ１１ｃで検出される冷却水温（物理量）を示すデータ等）がコントローラ３０に常時送信される。コントローラ３０は内部の一時記憶部（メモリ）３０ａにこのデータを蓄積し、適宜表示装置４０に送信できる。
【００４１】
メインポンプ１４は、高圧油圧ラインを介して作動油をコントロールバルブ１７に供給するための油圧ポンプである。メインポンプ１４は、例えば、斜板式可変容量型油圧ポンプである。
【００４２】
パイロットポンプ１５は、パイロットラインを介して各種油圧制御機器に作動油を供給するための油圧ポンプである。パイロットポンプ１５は、例えば、固定容量型油圧ポンプである。
【００４３】
コントロールバルブ１７は、ショベルにおける油圧システムを制御する油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、例えば、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、走行用油圧モータ、及び旋回用油圧モータ等に、メインポンプ１４が吐出する作動油を選択的に供給する。なお、以下では、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、走行用油圧モータ、及び旋回用油圧モータを、「油圧アクチュエータ」という場合がある。
【００４４】
操作レバー２６Ａ〜２６Ｃは、キャビン１０内に設けられ、操作者によって油圧アクチュエータの操作に用いられる。操作レバー２６Ａ〜２６Ｃが操作されると、パイロットポンプから油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁のパイロットポートに作動油が供給される。各パイロットポートには、対応する操作レバー２６Ａ〜２６Ｃの操作方向及び操作量に応じた圧力の作動油が供給される。
【００４５】
本実施形態では、操作レバー２６Ａは、ブーム操作レバーである。操作者が操作レバー２６Ａを操作すると、ブームシリンダ７を油圧駆動させて、ブーム４を操作できる。操作レバー２６Ｂは、アーム操作レバーである。操作者が操作レバー２６Ｂを操作すると、アームシリンダ８を油圧駆動させて、アーム５を操作できる。操作レバー２６Ｃは、バケット操作レバーである。操作者が操作レバー２６Ｃを操作すると、バケットシリンダ９を油圧駆動させて、バケット６を操作できる。なお、ショベルには、操作レバー２６Ａ〜２６Ｃの他に、走行用油圧モータや旋回用油圧モータ等を駆動させる操作レバー、操作ペダル等が設けられてもよい。
【００４６】
コントローラ３０は、例えば以下で説明する各種データを取得する。コントローラ３０が取得したデータは、一時記憶部３０ａに格納される。
【００４７】
可変容量式油圧ポンプであるメインポンプ１４のレギュレータ１４ａは、斜板角度を示すデータをコントローラ３０に送る。また、吐出圧力センサ１４ｂは、メインポンプ１４の吐出圧力を示すデータをコントローラ３０に送る。これらのデータ（物理量を表すデータ）は一時記憶部３０ａに格納される。また、メインポンプ１４が吸入する作動油が貯蔵されたタンクとメインポンプ１４との間の管路に設けられている油温センサ１４ｃは、管路を流れる作動油の温度を表すデータをコントローラ３０に送る。
【００４８】
圧力センサ１５ａ，１５ｂは、操作レバー２６Ａ〜２６Ｃが操作された際にコントロールバルブ１７に送られるパイロット圧を検出し、検出したパイロット圧を示すデータをコントローラ３０に送る。操作レバー２６Ａ〜２６Ｃには、スイッチボタン２７が設けられている。操作者は、操作レバー２６Ａ〜２６Ｃを操作しながらスイッチボタン２７を操作することで、コントローラ３０に指令信号を送ることができる。
【００４９】
ショベルのキャビン１０内には、エンジン回転数調整ダイヤル７５が設けられている。エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジンの回転数を調整するためのダイヤルであり、例えば、エンジン回転数を段階的に切り替えることができる。本実施形態では、エンジン回転数調整ダイヤル７５は、ＳＰモード、Ｈモード、Ａモード、及びアイドリングモードの４段階にエンジン回転数を切り替えることができるように設けられている。エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジン回転数の設定状態を示すデータをコントローラ３０に送る。なお、図２には、エンジン回転数調整ダイヤル７５によりＨモードが選択された状態が示されている。
【００５０】
ＳＰモードは、作業量を優先したい場合に選択される回転数モードであり、最も高いエンジン回転数を利用する。Ｈモードは、作業量と燃費を両立させたい場合に選択される回転数モードであり、二番目に高いエンジン回転数を利用する。Ａモードは、燃費を優先させながら低騒音でショベルを稼働させたい場合に選択される回転数モードであり、三番目に高いエンジン回転数を利用する。アイドリングモードは、エンジンをアイドリング状態にしたい場合に選択される回転数モードであり、最も低いエンジン回転数を利用する。エンジン１１は、エンジン回転数調整ダイヤル７５で設定された回転数モードのエンジン回転数で一定回転数に制御される。
【００５１】
次に、ショベルのコントローラ３０及びマシンガイダンス装置５０に設けられている各種機能について説明する。図３は、実施形態におけるコントローラ３０及びマシンガイダンス装置５０の構成を例示する図である。
【００５２】
コントローラ３０は、エンジンコントローラ７４を含むショベル全体の動作を制御する。コントローラ３０は、ゲートロックレバー４９が押し下げられている状態では、ゲートロック弁４９ａを閉状態とし、ゲートロックレバー４９が引き上げられている状態では、ゲートロック弁４９ａを開状態とするように制御する。ゲートロック弁４９ａは、コントロールバルブ１７と操作レバー２６Ａ〜２６Ｃ等との間の油路に設けられている切替弁である。ここでは、ゲートロック弁４９ａは、コントローラ３０からの指令によって開閉する構成になっているが、ゲートロックレバー４９と機械的に接続され、ゲートロックレバー４９の動作に応じて開閉する構成であってもよい。
【００５３】
ゲートロック弁４９ａは、閉状態において、コントロールバルブ１７と操作レバー２６Ａ〜２６Ｃ等との間の作動油の流れを遮断して操作レバー２６Ａ〜２６Ｃ等の操作を無効にする。また、ゲートロック弁４９ａは、開状態において、コントロールバルブ１７と操作レバー等との間で作動油を連通させて操作レバー２６Ａ〜２６Ｃ等の操作を有効にする。
【００５４】
コントローラ３０は、ゲートロック弁４９ａが開状態となり、操作レバー２６Ａ〜２６Ｃの操作が有効になった状態で、圧力センサ１５ａ、１５ｂによって検出されるパイロット圧から、各レバーの操作量を検出する。
【００５５】
コントローラ３０は、ショベル全体の動作の制御に加えて、マシンガイダンス装置５０によるガイダンスを行うか否かを制御する。具体的には、コントローラ３０は、ショベルが休止中であると判定したときは、マシンガイダンス装置５０によるガイダンスを中止するように、マシンガイダンス装置５０にガイダンス中止指令を送る。また、ガイダンス中止指令が出された場合には、ガイダンスが中止されている旨を距離表示装置Ｄ１に表示してもよい。更に、ガイダンスが機能している場合にも、ガイダンス実行中である旨を距離表示装置Ｄ１に表示してもよい。
【００５６】
また、コントローラ３０は、オートアイドルストップ指令をエンジンコントローラ７４に対して出力する際に、ガイダンス中止指令をマシンガイダンス装置５０に出力してもよい。あるいは、コントローラ３０は、ゲートロックレバー４９が押し下げられた状態にあると判定した場合に、ガイダンス中止指令をマシンガイダンス装置５０に出力してもよい。
【００５７】
次に、マシンガイダンス装置５０について説明する。マシンガイダンス装置５０は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、車体傾斜センサＳ４、ＧＰＳ装置Ｇ１、入力装置４５等から、コントローラ３０に供給される各種信号及びデータを受信する。
【００５８】
入力装置４５は、バケット６の形状に関する情報が入力され、コントローラ３０に出力される。バケット６の形状に関する情報とは、バケット６の開口高さと開口幅、爪先から背面までの距離、及び爪の長さなどの情報を含む。
【００５９】
マシンガイダンス装置５０は、受信した信号及びデータに基づいてバケット６等のアタッチメントの実際の動作位置を算出する。そして、マシンガイダンス装置５０は、アタッチメントの実際の動作位置と目標面とを比較し、例えばバケット６と目標面との間の距離や、バケット６の目標面との相対角等を算出する。マシンガイダンス装置５０は、ショベルの旋回中心軸からバケット６の爪先までの距離や、目標面の傾斜角度等も算出し、これらを作業情報として表示装置４０及びアーム５に設置された距離表示装置Ｄ１へ送信する。
【００６０】
なお、マシンガイダンス装置５０とコントローラ３０とが別に設けられている場合には、マシンガイダンス装置５０とコントローラ３０とは、ＣＡＮ（Controller Area Network）を通じて互いに通信可能に接続される。
【００６１】
マシンガイダンス装置５０は、高さ算出部５０３、比較部５０４、表示制御部５０５、及びガイダンスデータ出力部５０６を有する。
【００６２】
高さ算出部５０３は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２及びバケット角度センサＳ３の検出信号から求められるブーム４、アーム５及びバケット６の角度から、バケット６の先端（爪先）の高さを算出する。
【００６３】
比較部５０４は、高さ算出部５０３が算出したバケット６の先端（爪先）の高さと、ガイダンスデータ出力部５０６から出力されるガイダンスデータにおいて示される目標面の位置とを比較する。本実施形態の比較部５０４は、「代表位置」としてのバケット６の爪先中央位置の高さと目標面との位置を比較する。また、比較部５０４は、「代表位置以外の位置」としてのバケット６の爪先の左右位置のそれぞれの高さと、該左右位置に対する目標面との位置、及びバケット６の背面の高さと目標面との位置を比較する。
【００６４】
比較部５０４は、バケット６の目標面との相対距離を算出する。算出する相対距離は、バケット６の代表位置における目標面との相対距離や、バケット６の「代表位置以外の位置」における目標面との相対距離などを算出する。また比較部５０４は、バケット６の目標面との相対角を算出する。比較部５０４において求められた各種データは、記憶装置４７に記憶される。
【００６５】
表示制御部５０５は、比較部５０４によって求められたバケット６の高さや、目標面との相対距離などを、作業情報として表示装置４０及びアーム５に設置された距離表示装置Ｄ１へ送信する。表示装置４０及び距離表示装置Ｄ１は、表示制御部５０５から送られる作業情報を表示する。表示装置４０は、撮像装置８０から送られる撮影画像を適宜表示してよい。距離表示装置Ｄ１の表示形態については後述する。また、表示制御部５０５は、バケット６が目標面よりも低い位置になった場合等には、表示装置４０及び距離表示装置Ｄ１に警報を表示したり、音声出力装置４３を介して操作者に警報を発することができる。
【００６６】
図４は、実施形態におけるショベルがバケット６により法面（傾斜面）を掘削する作業を行っている様子を例示する図である。また、図５は、図４の状態におけるショベルのキャビン１０内の運転席から前方を見た様子を例示する図である。
【００６７】
図４に示すように、法面（傾斜面）を作業操作する場合には、作業面ＳＬ（バケット爪先）や目標面ＴＬが操作者の視界の下限ＫＬよりも下方に位置する場合には、操作者の目の位置ＩＰ（アイポイント）から作業面ＳＬ（バケット爪先）や目標面ＴＬが視認できない。アタッチメントが図４の状態にあるとき、操作者がキャビン１０の前面の窓から視認できるアタッチメントの下限は、図５に示すようにバケット６の上部までである。
【００６８】
そこで、本実施形態では、図４、図５に示すように操作者から作業面ＳＬ（バケット爪先）や目標面ＴＬが視認できない場合であっても、アーム５に備えられた距離表示装置Ｄ１により、バケット爪先から目標面ＴＬまでの距離を視認できる。以下にそのような表示制御について説明する。なお、以下にアーム５に表示される表示形態を中心に説明するが、同様の表示が表示装置４０の画像表示部４１に表示されていてよい。
【００６９】
次に、図５を参照しながら、法面掘削作業を行なっているときにアーム５に表示される作業情報の表示構成について説明する。
【００７０】
本実施形態の作業情報は、アーム５に設置された距離表示装置Ｄ１により表示される。
なお、図５に示すように、キャビン１０には、中央に運転席１０ａが設けられ、その両脇に操作レバー２６Ａ，２６Ｂが配置されている。操作者は、運転席１０ａに座って、左手で操作レバー２６Ａを操作し、右手で操作レバー２６Ｂを操作することで、バケット６を所望の位置に移動させて掘削作業を行う。運転席１０ａの右前方（前面の窓の右下）には、表示装置４０の画像表示部４１及びスイッチパネル４２が配置されている。
【００７１】
通常、作業中において、操作者はバケット６を注視している。ここで、バケット爪先や目標面に関する作業情報が画像表示部４１に表示されていても、画像表示部４１はキャビン１０内に配置されているため、操作者が画像表示部４１に表示された情報を確認するためには、バケット６から視点や焦点を大きく変えなければならない。
【００７２】
本願発明では、バケット爪先や目標面に関する作業情報がアーム５に設置された距離表示装置Ｄ１に表示される。このため、作業中において、操作者がバケット６を注視していても、視点や焦点を大きく変えること無く距離表示装置Ｄ１を確認して作業情報を取得できる。
【００７３】
したがって、ショベルの操作者は、窓の外のバケット６を見ながら距離表示装置Ｄ１などから作業情報を読み取りつつ、両手で操作レバー２６Ａ、２６Ｂ等を操作することになる。
【００７４】
本実施形態の距離表示装置Ｄ１は、バケット爪先と目標面までの距離を、縮尺を変更すること無く実スケールで表示する。このため、操作者は、距離表示装置Ｄ１で示されるバケット爪先と目標面との相対的な距離を確認することで、視点や焦点を変更すること無く、容易にかつ正確に施工作業を行うことができる。
【００７５】
距離表示装置Ｄ１は、例えば代表位置としてのバケット６の爪先中央位置から目標面までの距離を表示する。
【００７６】
距離表示装置Ｄ１は、アーム５の側面５ａに設置されている。図示例では、アタッチメントの延在方向に対して左側（矢印Ｘ１側）の側面５ａに設けられているが、右側（矢印Ｘ２側）の側面５ａであってもよい。
【００７７】
距離表示装置Ｄ１は、バケット６と目標面との相対的な距離を示す距離表示部６００を有している。
【００７８】
本実施形態の距離表示部６００は、複数のライトバー６００ａが上下方向に一定の間隔で並列されたバーグラフである。
【００７９】
距離表示部６００において、６個のライトバー６００ａのうちの一つが、バケット６の爪先中央位置から目標面までの距離に応じて他のバーとは異なる色（例えば黒）で表示される。異なる色に表示されたライトバー６００ａは、バケット位置表示部ＢＰ（図５では下から５つ目の表示部）となる。バケット位置表示部ＢＰは、バケット６の爪先中央位置から目標面までの距離に応じて上下に動くように表示される。
【００８０】
本実施形態では下から２つ目のライトバー６００ａは、目標面表示部ＴＬＰとなる。目標面表示部ＴＬＰは、バケット位置表示部ＢＰとは異なる色で表示され、上下に移動しない。
【００８１】
操作者は、距離表示装置Ｄ１の距離表示部６００を見ることで、視点や焦点を変更すること無く、バケット６の爪先中央位置から目標面までの距離を容易に且つ正確に把握できる。
【００８２】
距離表示装置Ｄ１は、操作者が作業時に注視しているバケット６と同軸上にあるアーム５に設けられている。そのため、視線を左右に動かすことなくバケット６の位置を視認でき、作業性を向上できる。また、距離表示装置Ｄ１を視認する際には、アーム５が遮光部材の役割を兼ねるため、視認性が良い。
【００８３】
本実施形態の距離表示装置Ｄ１は、図６に示す位置に設けられていてもよい。図６に示す距離表示装置Ｄ１は、アーム５のキャビン１０側の腹面５ｂの下方位置に設けられている。図６に示す距離表示装置Ｄ１は、図５に示した距離表示装置Ｄ１と同様の表示がなされるため、表示形態に関する説明は省略する。
【００８４】
図５、図６に示した距離表示装置Ｄ１は、複数のライトバー６００ａを有する構成であったが、この限りではない。例えば距離表示装置Ｄ１は、液晶パネルによって構成されてよい。液晶パネルには、図６と同形態の距離表示部６００が表示される。また、距離表示装置Ｄ１は、複数のＬＥＤ素子を有するＬＥＤ表示部であってもよい。ＬＥＤ表示部も図６と同形態の距離表示部６００が表示される。距離表示装置Ｄ１を液晶パネルやＬＥＤ表示部で構成した場合、例えばバケット６が目標面と接触した際には「危険」などのメッセージや赤などの警告色を表示させる構成としてもよい。
【００８５】
次に、図７を参照しながら、アーム５にバケット６と目標面との相対的な距離を表示する別の実施形態について説明する。なお、アーム５に表示される表示形態については、図５、図６と同様であるため説明は省略する。
【００８６】
別の実施形態のショベルは、図７に示すようにアーム５に投影装置Ｄ２が設置されている。投影装置Ｄ２は、プロジェクターであり、短焦点のものが好ましい。投影装置Ｄ２は、アーム５の側面５ａのブーム４側に設置されている。
【００８７】
投影装置Ｄ２は、図２、図３に示すようにマシンガイダンス装置５０と接続されている。投影装置Ｄ２は、マシンガイダンス装置５０から取得した作業情報を表示する。本実施形態において投影装置Ｄ２は、バケット６の爪先中央位置と目標面との相対距離を表示する。投影装置Ｄ２は、蓄電池７０から電力の供給を受けて動作してよい。
【００８８】
投影装置Ｄ２は、マシンガイダンス装置５０から取得した作業情報を、アーム５の腹面５ｂ上に投影させる。なお、投影装置Ｄ２により、アーム５の腹面５ｂに投影される情報は、上記した作業情報だけでなく、作業をガイダンスするメッセージなどが表示されてもよい。
【００８９】
投影装置Ｄ２の設置位置は、図示の限りではなく、ブーム４の腹面４ａや、キャビン１０の上面などに設置されてよい。投影装置Ｄ２がブーム４の腹面４ａに設置される場合、アーム５に近い上方位置に配置されることが好ましい。
【００９０】
操作者は、投影装置Ｄ２によりアーム５の腹面５ｂに投影された作業情報を見ることで、バケット６の爪先中央位置から目標面までの距離を容易に且つ正確に把握できる。
【００９１】
投影装置Ｄ２により投影される作業情報は、操作者が作業時に注視しているバケット６と同軸上にあるアーム５の腹面５ｂに表示されるため、視線を左右に動かすことなくバケット６の位置を視認でき、作業性を向上できる。また、アーム５の腹面５ｂに表示された作業情報を視認する際には、当該アーム５が遮光部材の役割を兼ねるため視認性が良い。
【００９２】
以上、実施形態に係るショベルについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１        下部走行体
３        上部旋回体
４        ブーム
５        アーム
６        バケット
１０      キャビン
４０      表示装置
４１      画像表示部
８０      撮像装置
６００    距離表示部
６００ａ  ライトバー
Ｄ１      距離表示装置
Ｄ２      投影装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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