(57)【要約】  本発明の実施形態に係るショベル（１００）は、下部走行体（１）と、下部走行体（１）に旋回可能に搭載された上部旋回体（３）と、上部旋回体（３）に取り付けられた物体監視装置（Ｓ６）と、上部旋回体（３）に取り付けられたアタッチメントと、アタッチメントに取り付けられたフック（２０）と、物体監視装置（Ｓ６）が取得した情報に基づいて動作モードをクレーンモードに切り換える制御装置としてのコントローラ（３０）と、を備える。
2019139102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、
前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられた物体監視装置と、
前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、
前記アタッチメントに取り付けられたフックと、
前記物体監視装置が取得した情報に基づいて動作モードをクレーンモードに切り換える制御装置と、を備える、
ショベル。
【請求項２】
前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出装置を備え、
前記制御装置は、前記物体監視装置が取得した情報に基づいてクレーン作業が行われると判定し、且つ、前記姿勢検出装置の出力に基づいて前記アタッチメントが所定の姿勢であると判定した場合に、動作モードをクレーンモードに切り換える、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記物体監視装置が取得した情報に基づいて吊り荷の重心位置を算出し、
前記姿勢検出装置の出力に基づいて前記フックの吊り位置を算出し、且つ、
前記重心位置と前記吊り位置との水平距離の大きさを報知する、
請求項２に記載のショベル。
【請求項４】
前記上部旋回体に設置されている運転室内に表示装置を備え、
前記制御装置は、前記水平距離の大きさを前記表示装置に表示させて前記水平距離の大きさを報知する、
請求項３に記載のショベル。
【請求項５】
前記制御装置は、前記吊り荷が吊られているときに、前記水平距離が第１閾値を超えた場合、前記上部旋回体及び前記アタッチメントの少なくとも一方の動きを制限する、
請求項３に記載のショベル。
【請求項６】
前記制御装置は、前記吊り荷が吊られているときに、前記水平距離が第２閾値を超えた場合、前記上部旋回体及び前記アタッチメントの少なくとも一方を自動的に動作させて前記水平距離を小さくする、
請求項３に記載のショベル。
【請求項７】
前記フックは、フック軸回りに回転可能に構成され、且つ、前記フック軸回りの回転をロックするロック機構を有する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項８】
物体監視装置が取得した情報に基づいて動作モードをクレーンモードに切り換える制御装置を有するショベルと、
前記ショベルの動作モードがクレーンモードへ切り換えられた後のクレーン作業に関する情報と施工現場に関する位置情報とを関連付けて記憶する管理装置と、を有する
ショベルの管理システム。
【請求項９】
物体監視装置が取得した情報に基づいて動作モードをクレーンモードに切り換え、切り換え後のクレーン作業に関する情報と施工現場に関する位置情報とを関連付けるショベルと、
前記ショベルから受信したクレーン作業に関する情報と施工現場に関する位置情報とに基づいて、進捗状況に関する情報を更新する管理装置と、を有する、
ショベルの管理システム。
【請求項１０】
前記管理装置は、前記ショベルから情報を受信する前の時点におけるクレーン作業に関する情報を有し、
前記進捗状況に関する情報は、前記受信する前の時点におけるクレーン作業に関する情報に対し、前記ショベルから受信した前記位置情報と関連づけられたクレーン作業に関する情報に基づいて更新される、
請求項９に記載のショベルの管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ショベル及びショベルの管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
クレーン作業をするためのフックを備えたショベルが知られている（例えば、特許文献１参照）。このフックは、掘削作業が行われるときにはバケットリンクのところに設けられた収納部に収納され、クレーン作業が行われるときにはその収納部から引き出されて使用される。【０００３】
また、このショベルは、フックが収納部に収納されていない状態で掘削作業が行われてしまうのを防止するため、フックの収納状態を検出する近接スイッチを有する。そして、このショベルは、近接スイッチの出力に基づいてフックが収納部に収納されていないと判定した場合、動作モードをクレーンモードに切り換えてアタッチメントの動作を制限するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１１５４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のショベルは、近接スイッチに接続されている電気ケーブルの断線等により、実際にはフックが収納部から引き出されているにもかかわらず、フックが収納部に収納されていると誤って判定してしまうおそれがある。この場合、アタッチメントの動作が制限されないまま、クレーン作業が行われてしまうおそれがある。【０００６】
そこで、クレーン作業が行われる際により確実に動作モードをクレーンモードに切り換え可能なショベルを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられた物体監視装置と、前記上部旋回体に取り付けられたアタッチメントと、前記アタッチメントに取り付けられたフックと、前記物体監視装置が取得した情報に基づいて動作モードをクレーンモードに切り換える制御装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
上述の手段により、クレーン作業が行われる際により確実に動作モードをクレーンモードに切り換え可能なショベルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。
【図２】図１のショベルの駆動系の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１のショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す概略図である。
【図４Ａ】図１のショベルに搭載される油圧システムの一部を抜き出した図である。
【図４Ｂ】図１のショベルに搭載される油圧システムの一部を抜き出した図である。
【図４Ｃ】図１のショベルに搭載される油圧システムの一部を抜き出した図である。
【図５】モード切り換え処理のフローチャートである。
【図６】玉掛け支援処理のフローチャートである。
【図７Ａ】玉掛け支援処理が実行されているときに表示装置に表示される画像の一例である。
【図７Ｂ】玉掛け支援処理が実行されているときに表示装置に表示される画像の別の一例である。
【図７Ｃ】玉掛け支援処理が実行されているときに表示装置に表示される画像の更に別の一例である。
【図８】表示装置に表示される出力画像の一例である。
【図９Ａ】フックに吊られた吊り荷をキャビン側から見たときの状態を示す図である。
【図９Ｂ】フックに吊られた吊り荷をキャビン側から見たときの状態を示す図である。
【図１０Ａ】フックに吊られた吊り荷をキャビン側から見たときの状態を示す図である。
【図１０Ｂ】フックに吊られた吊り荷をキャビン側から見たときの状態を示す図である。
【図１１Ａ】フックの構成例を示す図である。
【図１１Ｂ】フックの構成例を示す図である。
【図１２】空間認識装置を備えたショベルの上面図である。
【図１３】表示装置に表示される出力画像の別の一例である。
【図１４】表示装置に表示される出力画像の更に別の一例である。
【図１５】ショベルの管理システムの構成例を示す概略図である。
【図１６】管理装置の表示装置に表示される出力画像の一例である。
【図１７】管理装置の表示装置に表示される出力画像の別の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は本発明の実施形態に係る掘削機としてのショベル１００の側面図である。ショベル１００の下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が旋回可能に搭載されている。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のバケット６が取り付けられている。
【００１１】
ブーム４、アーム５、バケット６は、アタッチメントの一例としての掘削アタッチメントを構成している。ブーム４は、ブームシリンダ７により駆動され、アーム５は、アームシリンダ８により駆動され、バケット６は、バケットシリンダ９により駆動される。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。
【００１２】
ブーム角度センサＳ１は、姿勢検出装置の一例であり、ブーム４の回動角度を検出するように構成されている。本実施形態では、ブーム角度センサＳ１は加速度センサであり、上部旋回体３に対するブーム４の回動角度（以下、「ブーム角度」とする。）を検出できる。ブーム角度は、例えば、ブーム４を最も下げたときに最小角度となり、ブーム４を上げるにつれて大きくなる。
【００１３】
アーム角度センサＳ２は、姿勢検出装置の一例であり、アーム５の回動角度を検出するように構成されている。本実施形態では、アーム角度センサＳ２は加速度センサであり、ブーム４に対するアーム５の回動角度（以下、「アーム角度」とする。）を検出できる。アーム角度は、例えば、アーム５を最も閉じたときに最小角度となり、アーム５を開くにつれて大きくなる。
【００１４】
バケット角度センサＳ３は、姿勢検出装置の一例であり、バケット６の回動角度を検出するように構成されている。本実施形態では、バケット角度センサＳ３は加速度センサであり、アーム５に対するバケット６の回動角度（以下、「バケット角度」とする。）を検出できる。バケット角度は、例えば、バケット６を最も閉じたときに最小角度となり、バケット６を開くにつれて大きくなる。
【００１５】
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はそれぞれ、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、ジャイロセンサ、又は、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせ等であってもよい。
【００１６】
本実施形態では、バケット６は、バケットリンク６Ｌを介してバケットシリンダ９の先端に連結されている。バケットリンク６Ｌは、クレーン作業で用いられるフック２０を収納するための収納部２０Ｓを備えている。フック２０は、掘削作業が行われるときには収納部２０Ｓに収納され、クレーン作業が行われるときには図１に示すように収納部２０Ｓから引き出される。
【００１７】
上部旋回体３には運転室であるキャビン１０が設けられ且つエンジン１１等の動力源が搭載されている。また、上部旋回体３には、コントローラ３０、表示装置４０、入力装置４２、音出力装置４３、記憶装置４７、測位装置Ｐ１、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、物体監視装置Ｓ６及び通信装置Ｔ１が取り付けられている。
【００１８】
コントローラ３０は、ショベル１００の駆動制御を行う主制御部として機能する。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を含むコンピュータで構成されている。コントローラ３０の各種機能は、例えば、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。各種機能は、例えば、操作者によるショベル１００の手動直接操作又は手動遠隔操作をガイド（案内）するマシンガイダンス機能、操作者によるショベル１００の手動直接操作又は手動遠隔操作を自動的或いは半自動的に支援するマシンコントロール機能、及び、ショベル１００を無人（操作者無し）で動作させる自動制御機能等を含む。マシンコントロール機能による自動的な支援は、例えば、操作されていないアクチュエータを動作させることを含み、マシンコントロール機能による半自動的な支援は、例えば、操作されているアクチュエータの動きを増減させることを含む。コントローラ３０に含まれるマシンガイダンス装置５０は、マシンガイダンス機能、マシンコントロール機能及び自動制御機能を実行できるように構成されている。
【００１９】
表示装置４０は、各種情報を表示するように構成されている。表示装置４０は、ＣＡＮ等の通信ネットワークを介してコントローラ３０に接続されていてもよく、専用線を介してコントローラ３０に接続されていてもよい。
【００２０】
入力装置４２は、操作者が各種情報をコントローラ３０に入力できるように構成されている。入力装置４２は、キャビン１０内に設置されたタッチパネル、ノブスイッチ、メンブレンスイッチ等を含む。
【００２１】
音出力装置４３は、音又は音声を出力するように構成されている。音出力装置４３は、例えば、コントローラ３０に接続される車載スピーカであってもよく、ブザー等の警報器であってもよい。本実施形態では、音出力装置４３は、コントローラ３０からの音出力指令に応じて各種情報を音又は音声で出力する。
【００２２】
記憶装置４７は、各種情報を記憶するように構成されている。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、ショベル１００の動作中に各種機器が出力する情報を記憶してもよく、ショベル１００の動作が開始される前に各種機器を介して取得する情報を記憶しておいてもよい。記憶装置４７は、例えば、通信装置Ｔ１等を介して取得される目標施工面に関するデータを記憶していてもよい。目標施工面は、ショベル１００の操作者が設定したものであってもよく、施工管理者等が設定したものであってもよい。
【００２３】
測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の位置を測定するように構成されている。測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の向きを測定するように構成されていてもよい。測位装置Ｐ１は、例えばＧＮＳＳコンパスであり、上部旋回体３の位置及び向きを検出し、検出値をコントローラ３０に対して出力する。そのため、測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の向きを検出する向き検出装置として機能し得る。向き検出装置は、上部旋回体３に取り付けられた方位センサであってもよい。
【００２４】
機体傾斜センサＳ４は上部旋回体３の傾斜を検出するように構成されている。本実施形態では、機体傾斜センサＳ４は、仮想水平面に対する上部旋回体３の前後軸回りの傾斜角及び左右軸回りの傾斜角を検出する加速度センサである。上部旋回体３の前後軸及び左右軸は、例えば、ショベル１００の旋回軸上の一点であるショベル中心点で互いに直交する。
【００２５】
旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角速度を検出するように構成されている。旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角度を検出し或いは算出するように構成されていてもよい。本実施形態では、旋回角速度センサＳ５は、ジャイロセンサである。旋回角速度センサＳ５は、レゾルバ又はロータリエンコーダ等であってもよい。
【００２６】
物体監視装置Ｓ６はショベル１００の周辺の情報を取得するように構成されている。本実施形態では、物体監視装置Ｓ６は、ショベル１００の前方の空間を撮像する前カメラＳ６Ｆ、ショベル１００の左方の空間を撮像する左カメラＳ６Ｌ、ショベル１００の右方の空間を撮像する右カメラＳ６Ｒ、及び、ショベル１００の後方の空間を撮像する後カメラＳ６Ｂを含む。
【００２７】
物体監視装置Ｓ６は、例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像素子を有する単眼カメラ等の撮像装置であり、撮像した画像を表示装置４０に出力する。撮像装置は、ステレオカメラ又は距離画像カメラ等であってもよい。また、物体監視装置Ｓ６は、異なる２種類の撮像装置の組み合わせであってもよい。例えば、単眼カメラとは別に、ステレオカメラ又は距離画像カメラ等がショベル１００に取り付けられていてもよい。また、物体監視装置Ｓ６は、ミリ波レーダ、レーザレンジセンサ又はＬＩＤＡＲ等であってもよく、撮像装置とミリ波レーダ、レーザレンジセンサ又はＬＩＤＡＲ等との組み合わせであってもよい。
【００２８】
前カメラＳ６Ｆは、例えば、キャビン１０の天井、すなわちキャビン１０の内部に取り付けられている。但し、前カメラＳ６Ｆは、キャビン１０の屋根、すなわちキャビン１０の外部に取り付けられていてもよい。左カメラＳ６Ｌは、上部旋回体３の上面左端に取り付けられ、右カメラＳ６Ｒは、上部旋回体３の上面右端に取り付けられ、後カメラＳ６Ｂは、上部旋回体３の上面後端に取り付けられている。
【００２９】
通信装置Ｔ１は、ショベル１００の外部にある外部機器との通信を制御するように構成されている。本実施形態では、通信装置Ｔ１は、衛星通信網、携帯電話通信網及びインターネット網等の少なくとも１つを介した外部機器との通信を制御する。
【００３０】
図２は、ショベル１００の駆動系の構成例を示すブロック図であり、機械的動力系、作動油ライン、パイロットライン及び電気制御系をそれぞれ二重線、実線、破線及び点線で示している。
【００３１】
ショベルの駆動系は、主に、エンジン１１、レギュレータ１３、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５、コントロールバルブ１７、操作装置２６、吐出圧センサ２８、操作圧センサ２９、コントローラ３０及び比例弁３１等を含む。
【００３２】
エンジン１１は、ショベルの駆動源である。本実施形態では、エンジン１１は、例えば、所定の回転数を維持するように動作するディーゼルエンジンである。また、エンジン１１の出力軸は、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５のそれぞれの入力軸に連結されている。
【００３３】
メインポンプ１４は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブ１７に供給するように構成されている。本実施形態では、メインポンプ１４は、斜板式可変容量型油圧ポンプである。
【００３４】
レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御するように構成されている。本実施形態では、レギュレータ１３は、コントローラ３０からの制御指令に応じてメインポンプ１４の斜板傾転角を調節することによってメインポンプ１４の吐出量を制御する。例えば、コントローラ３０は、操作圧センサ２９等の出力に応じてレギュレータ１３に対して制御指令を出力することで、メインポンプ１４の吐出量を変化させる。
【００３５】
パイロットポンプ１５は、パイロットラインを介して操作装置２６及び比例弁３１等を含む各種油圧制御機器に作動油を供給するように構成されている。本実施形態では、パイロットポンプ１５は、固定容量型油圧ポンプである。但し、パイロットポンプ１５は、省略されてもよい。この場合、パイロットポンプ１５が担っていた機能は、メインポンプ１４によって実現されてもよい。すなわち、メインポンプ１４は、コントロールバルブ１７に作動油を供給する機能とは別に、絞り等により作動油の圧力を低下させた後で操作装置２６及び比例弁３１等に作動油を供給する機能を備えていてもよい。
【００３６】
コントロールバルブ１７は、ショベル１００における油圧システムを制御する油圧制御装置である。本実施形態では、コントロールバルブ１７は、制御弁１７１〜１７６を含む。コントロールバルブ１７は、制御弁１７１〜１７６を通じ、メインポンプ１４が吐出する作動油を１又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できる。制御弁１７１〜１７６は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する。油圧アクチュエータは、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、左側走行用油圧モータ１Ｌ、右側走行用油圧モータ１Ｒ及び旋回用油圧モータ２Ａを含む。旋回用油圧モータ２Ａは、電動アクチュエータとしての旋回用電動発電機であってもよい。
【００３７】
操作装置２６は、操作者がアクチュエータの操作のために用いる装置である。アクチュエータは、油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータの少なくとも一方を含む。本実施形態では、操作装置２６は、パイロットラインを介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給する。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力（パイロット圧）は、原則として、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作方向及び操作量に応じた圧力である。操作装置２６のうちの少なくとも１つは、パイロットライン及びシャトル弁３２を介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できるように構成されている。
【００３８】
吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出するように構成されている。本実施形態では、吐出圧センサ２８は、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【００３９】
操作圧センサ２９は、操作装置２６を用いた操作者の操作内容を検出するように構成されている。本実施形態では、操作圧センサ２９は、アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作方向及び操作量を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作装置２６の操作内容は、操作圧センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。
【００４０】
比例弁３１は、パイロットポンプ１５とシャトル弁３２とを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３１は、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１及びシャトル弁３２を介し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できる。
【００４１】
シャトル弁３２は、２つの入口ポートと１つの出口ポートを有する。２つの入口ポートのうちの一方は操作装置２６に接続され、他方は比例弁３１に接続されている。出口ポートは、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに接続されている。そのため、シャトル弁３２は、操作装置２６が生成するパイロット圧と比例弁３１が生成するパイロット圧のうちの高い方を、対応する制御弁のパイロットポートに作用させることができる。
【００４２】
この構成により、コントローラ３０は、特定の操作装置２６に対する操作が行われていない場合であっても、その特定の操作装置２６に対応する油圧アクチュエータを動作させることができる。
【００４３】
次に、コントローラ３０に含まれている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、例えば、マシンガイダンス機能を実行するように構成されている。本実施形態では、マシンガイダンス装置５０は、例えば、目標施工面とアタッチメントの作業部位との間の距離、及び、吊り荷ＬＤ（図１参照。）の重心位置とフック２０の吊り位置との間の距離等の少なくとも１つである作業情報を操作者に伝える。目標施工面に関するデータは、例えば、施工が完了したときの施工面に関するデータであり、記憶装置４７に予め記憶されている。目標施工面に関するデータは、例えば、基準座標系で表現されている。基準座標系は、例えば、世界測地系である。世界測地系は、地球の重心に原点をおき、Ｘ軸をグリニッジ子午線と赤道との交点の方向に、Ｙ軸を東経９０度の方向に、そしてＺ軸を北極の方向にとる三次元直交ＸＹＺ座標系である。操作者は、施工現場の任意の点を基準点として定め、目標施工面を構成する各点と基準点との相対的な位置関係により目標施工面を設定してもよい。アタッチメントの作業部位は、例えば、バケット６の爪先又はバケット６の背面等である。吊り荷ＬＤは、例えば、掘削作業の邪魔になる物体、埋設される物体若しくは埋設されていた物体等であり、具体的には、土管、木材、残土袋又はテトラポット等である。マシンガイダンス装置５０は、表示装置４０及び音出力装置４３等の少なくとも１つを介して作業情報を操作者に伝えることでショベル１００の操作をガイドする。
【００４４】
マシンガイダンス装置５０は、操作者によるショベル１００の手動直接操作及び手動遠隔操作を自動的に支援するマシンコントロール機能を実行してもよい。例えば、マシンガイダンス装置５０は、操作者が手動で掘削操作を行っているときに、目標施工面とバケット６の先端位置とが一致するようにブーム４、アーム５及びバケット６の少なくとも１つを自動的に動作させてもよい。或いは、マシンガイダンス装置５０は、ショベル１００を無人で動作させる自動制御機能を実行してもよい。
【００４５】
本実施形態では、マシンガイダンス装置５０は、コントローラ３０に組み込まれているが、コントローラ３０とは別に設けられた制御装置であってもよい。この場合、マシンガイダンス装置５０は、例えば、コントローラ３０と同様、ＣＰＵ及び内部メモリを含むコンピュータで構成される。そして、マシンガイダンス装置５０の各種機能は、内部メモリに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。また、マシンガイダンス装置５０とコントローラ３０とはＣＡＮ等の通信ネットワークを通じて互いに通信可能に接続される。
【００４６】
具体的には、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、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、物体監視装置Ｓ６、測位装置Ｐ１、通信装置Ｔ１及び入力装置４２等から情報を取得する。そして、マシンガイダンス装置５０は、例えば、取得した情報に基づいてバケット６と目標施工面との間の鉛直距離を算出し、音及び画像表示により、バケット６と目標施工面との間の鉛直距離の大きさをショベル１００の操作者に伝えるようにする。また、マシンガイダンス装置５０は、例えば、フック２０の吊り位置と吊り荷ＬＤの重心位置の間の水平距離を算出し、音及び画像表示により、吊り位置と重心位置との間の水平距離の大きさをショベル１００の操作者に伝えるようにしてもよい。吊り位置は、例えば、ワイヤＷＲ（図１参照。）が掛かる位置である。また、マシンガイダンス装置５０は、例えば、フック２０の吊り位置と目標吊り位置との間の鉛直距離の大きさをショベル１００の操作者に伝えるようにしてもよい。目標吊り位置は、吊り荷ＬＤの重心位置の真上に設定される位置であり、その高さは、ワイヤＷＲの長さに基づいて決定される。この場合、ワイヤＷＲの長さは、入力装置４２を介して予め入力されていてもよい。
【００４７】
上述の機能を実現するため、マシンガイダンス装置５０は、例えば、位置算出部５１、距離算出部５２、情報伝達部５３及び自動制御部５４を有する。
【００４８】
位置算出部５１は、測位対象の位置を算出するように構成されている。本実施形態では、位置算出部５１は、アタッチメントの作業部位の基準座標系における座標点を算出する。具体的には、位置算出部５１は、ブーム４、アーム５及びバケット６のそれぞれの回動角度からバケット６の爪先の座標点を算出する。フック２０の吊り位置の座標点についても同様である。
【００４９】
距離算出部５２は、２つの測位対象間の距離を算出するように構成されている。本実施形態では、距離算出部５２は、バケット６の爪先と目標施工面との間の鉛直距離を算出する。フック２０の吊り位置と吊り荷ＬＤの重心位置との間の水平距離についても同様である。吊り荷ＬＤの重心位置の座標点は、例えば、物体監視装置Ｓ６としての撮像装置が撮像した画像から導き出される吊り荷ＬＤの外形に基づいて決定される。この場合、物体監視装置Ｓ６としての撮像装置は、吊り荷状態検出部として機能する。吊り荷ＬＤの重心位置の座標点は、例えば、物体監視装置Ｓ６としてのＬＩＤＡＲが取得した情報等から導き出される吊り荷ＬＤの外形に基づいて決定されてもよい。この場合には物体監視装置Ｓ６としてのＬＩＤＡＲが吊り荷状態検出部として機能する。但し、吊り荷ＬＤの重心位置の座標点は、入力装置４２を通じて入力されてもよい。
【００５０】
情報伝達部５３は、各種情報をショベル１００の操作者に伝えるように構成されている。本実施形態では、情報伝達部５３は、距離算出部５２が算出した各種距離の大きさをショベル１００の操作者に伝える。具体的には、情報伝達部５３は、視覚情報及び聴覚情報を用いて、バケット６の爪先と目標施工面との間の鉛直距離の大きさをショベル１００の操作者に伝える。情報伝達部５３は、触覚情報を用いてもよい。例えば、情報伝達部５３は、音出力装置４３による断続音を用い、バケット６の爪先と目標施工面との間の鉛直距離の大きさを操作者に伝えてもよい。この場合、情報伝達部５３は、鉛直距離が小さくなるほど、断続音の間隔を短くしてもよい。情報伝達部５３は、連続音を用いてもよく、音の高低及び強弱等の少なくとも１つを変化させて鉛直距離の大きさの違いを表すようにしてもよい。フック２０の吊り位置と吊り荷ＬＤの重心位置との間の水平距離についても同様である。
【００５１】
情報伝達部５３は、バケット６の爪先が目標施工面よりも低い位置になった場合には警報を発してもよい。警報は、例えば、断続音より顕著に大きい連続音である。フック２０の吊り位置が吊り荷ＬＤよりも低い位置になった場合、及び、フック２０の吊り位置と吊り荷ＬＤの重心位置との間の水平距離が所定距離を超えている状態で吊り上げが行われた場合についても同様である。
【００５２】
情報伝達部５３は、バケット６の爪先と目標施工面との間の鉛直距離の大きさを作業情報として表示装置４０に表示させてもよい。表示装置４０は、例えば、物体監視装置Ｓ６としての撮像装置から受信した画像データと共に、情報伝達部５３から受信した作業情報を画面に表示する。情報伝達部５３は、例えば、アナログメータの画像、又は、バーグラフインジケータの画像等を用いて鉛直距離の大きさを操作者に伝えるようにしてもよい。フック２０の吊り位置と吊り荷ＬＤの重心位置との間の水平距離についても同様である。
【００５３】
自動制御部５４は、アクチュエータを自動的に動作させることで操作者によるショベル１００の手動直接操作及び手動遠隔操作を支援するように構成されている。例えば、自動制御部５４は、操作者が手動でアーム閉じ操作を行っている場合に、目標施工面とバケット６の爪先の位置とが一致するようにブームシリンダ７、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９の少なくとも１つを自動的に伸縮させてもよい。この場合、操作者は、例えば、アーム操作レバーを閉じ方向に操作するだけで、バケット６の爪先を目標施工面に一致させながら、アーム５を閉じることができる。この自動制御は、入力装置４２の１つである所定のスイッチが押下されたときに実行されるように構成されていてもよい。所定のスイッチは、例えば、マシンコントロールスイッチ（以下、「ＭＣスイッチ」とする。）であり、ノブスイッチとしてアーム操作レバーの先端に配置されていてもよい。
【００５４】
本実施形態では、自動制御部５４は、各アクチュエータに対応する制御弁に作用するパイロット圧を個別に且つ自動的に調整することで各アクチュエータを自動的に動作させる。
【００５５】
自動制御部５４は、動作モードとしてクレーンモードが選択されたときに、フック２０の吊り位置を吊り荷ＬＤの重心位置の真上に移動させるために、アクチュエータの少なくとも１つを自動的に動作させてもよい。例えば、自動制御部５４は、旋回用油圧モータ２Ａを自動的に回転させて上部旋回体３を旋回させてもよく、ブームシリンダ７及びアームシリンダ８を自動的に伸縮させてアタッチメントを伸縮させてもよい。
【００５６】
動作モードは、例えば、クレーンモード及びショベルモードを含む。ショベル１００の操作者は、キャビン１０内に配置されている所定のスイッチを操作することで動作モードを切り換えることができる。所定のスイッチは、例えば、表示装置４０の近くに配置されている押しボタンスイッチとしてのモードスイッチである。所定のスイッチは、タッチパネルを含む表示装置４０に表示されるソフトウェアボタンとしてのモードスイッチであってもよい。
【００５７】
クレーンモードでは、ショベルモードに比べ、アクチュエータの動作速度が制限される。例えば、クレーンモードにおいて旋回操作レバー２６Ｃ（図４（Ｃ）参照。）が操作されたときの上部旋回体３の旋回速度は、ショベルモードにおいて旋回操作レバー２６Ｃが同じ操作量だけ操作されたときの上部旋回体３の旋回速度よりも小さくなるように制限される。左側走行用油圧モータ１Ｌ、右側走行用油圧モータ１Ｒ、ブーム４、アーム５及びバケット６の動作速度についても同様である。速度制限は、例えば、操作装置２６の操作量に対する制御弁のスプールストローク量を低減させること、メインポンプ１４の吐出量を低減させること、及び、エンジン回転数を低減させること等の少なくとも１つによって実現される。但し、本実施形態では、クレーンモードにおいてパワーが制限されることはない。すなわち、吊り上げ可能な最大荷重が制限されることはない。
【００５８】
次に図３を参照し、ショベル１００に搭載される油圧システムの構成例について説明する。図３は、図１のショベル１００に搭載される油圧システムの構成例を示す概略図である。図３は、図２と同様に、機械的動力系、作動油ライン、パイロットライン及び電気制御系を、それぞれ二重線、実線、破線及び点線で示している。
【００５９】
油圧システムは、エンジン１１によって駆動されるメインポンプ１４Ｌから、センターバイパス管路４０Ｌ及びパラレル管路４２Ｌを経て作動油タンクまで作動油を循環させている。また、油圧システムは、エンジン１１によって駆動されるメインポンプ１４Ｒから、センターバイパス管路４０Ｒ及びパラレル管路４２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させている。メインポンプ１４Ｌ及びメインポンプ１４Ｒは、図２のメインポンプ１４に対応する。
【００６０】
センターバイパス管路４０Ｌは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌを通る作動油ラインである。センターバイパス管路４０Ｒは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７２、１７４、１７５Ｒ及び１７６Ｒを通る作動油ラインである。制御弁１７５Ｌ及び制御弁１７５Ｒは、図２の制御弁１７５に対応する。制御弁１７６Ｌ及び制御弁１７６Ｒは、図２の制御弁１７６に対応する。
【００６１】
制御弁１７１は、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を左側走行用油圧モータ１Ｌへ供給し、且つ、左側走行用油圧モータ１Ｌが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００６２】
制御弁１７２は、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油を右側走行用油圧モータ１Ｒへ供給し、且つ、右側走行用油圧モータ１Ｒが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００６３】
制御弁１７３は、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を旋回用油圧モータ２Ａへ供給し、且つ、旋回用油圧モータ２Ａが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００６４】
制御弁１７４は、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をバケットシリンダ９へ供給し、且つ、バケットシリンダ９内の作動油を作動油タンクへ排出するためのスプール弁である。
【００６５】
制御弁１７５Ｌは、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。制御弁１７５Ｒは、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給し、且つ、ブームシリンダ７内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００６６】
制御弁１７６Ｌは、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。制御弁１７６Ｒは、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００６７】
パラレル管路４２Ｌは、センターバイパス管路４０Ｌに並行する作動油ラインである。パラレル管路４２Ｌは、制御弁１７１、１７３及び１７５Ｌの少なくとも１つによってセンターバイパス管路４０Ｌを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。パラレル管路４２Ｒは、センターバイパス管路４０Ｒに並行する作動油ラインである。パラレル管路４２Ｒは、制御弁１７２、１７４及び１７５Ｒの少なくとも１つによってセンターバイパス管路４０Ｒを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。
【００６８】
レギュレータ１３Ｌは、メインポンプ１４Ｌの吐出圧等に応じてメインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｌの吐出量を制御する。レギュレータ１３Ｒは、メインポンプ１４Ｒの吐出圧等に応じてメインポンプ１４Ｒの斜板傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｒの吐出量を制御する。レギュレータ１３Ｌ及びレギュレータ１３Ｒは、図２のレギュレータ１３に対応する。レギュレータ１３Ｌは、例えば、メインポンプ１４Ｌの吐出圧の増大に応じてメインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節して吐出量を減少させる。レギュレータ１３Ｒについても同様である。吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４の吸収パワー（吸収馬力）がエンジン１１の出力パワー（出力馬力）を超えないようにするためである。
【００６９】
吐出圧センサ２８Ｌは、吐出圧センサ２８の一例であり、メインポンプ１４Ｌの吐出圧を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。吐出圧センサ２８Ｒについても同様である。
【００７０】
ここで、図３の油圧システムで採用されるネガティブコントロール制御について説明する。
【００７１】
センターバイパス管路４０Ｌには、最も下流にある制御弁１７６Ｌと作動油タンクとの間に絞り１８Ｌが配置されている。メインポンプ１４Ｌが吐出した作動油の流れは、絞り１８Ｌで制限される。そして、絞り１８Ｌは、レギュレータ１３Ｌを制御するための制御圧を発生させる。制御圧センサ１９Ｌは、その制御圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【００７２】
センターバイパス管路４０Ｒには、最も下流にある制御弁１７６Ｒと作動油タンクとの間に絞り１８Ｒが配置されている。メインポンプ１４Ｒが吐出した作動油の流れは、絞り１８Ｒで制限される。そして、絞り１８Ｒは、レギュレータ１３Ｒを制御するための制御圧を発生させる。制御圧センサ１９Ｒは、その制御圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【００７３】
コントローラ３０は、制御圧センサ１９Ｌが検出した制御圧等に応じてメインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｌの吐出量を制御する。コントローラ３０は、例えば、制御圧が大きいほどメインポンプ１４Ｌの吐出量を減少させ、制御圧が小さいほどメインポンプ１４Ｌの吐出量を増大させる。同様に、コントローラ３０は、制御圧センサ１９Ｒが検出した制御圧等に応じてメインポンプ１４Ｒの斜板傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｒの吐出量を制御する。コントローラ３０は、制御圧が大きいほどメインポンプ１４Ｒの吐出量を減少させ、制御圧が小さいほどメインポンプ１４Ｒの吐出量を増大させる。
【００７４】
具体的には、図３で示されるように、ショベル１００における油圧アクチュエータが何れも操作されていない待機状態の場合、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油は、センターバイパス管路４０Ｌを通って絞り１８Ｌに至る。そして、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油の流れは、絞り１８Ｌの上流で発生する制御圧を増大させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油がセンターバイパス管路４０Ｌを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制する。同様に、待機状態の場合、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油は、センターバイパス管路４０Ｒを通って絞り１８Ｒに至る。そして、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油の流れは、絞り１８Ｒの上流で発生する制御圧を増大させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｒの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油がセンターバイパス管路４０Ｒを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制する。
【００７５】
一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そして、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油の流れは、絞り１８Ｌに至る量を減少或いは消失させ、絞り１８Ｌの上流で発生する制御圧を低下させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、操作対象の油圧アクチュエータの駆動を確かなものとする。同様に、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そして、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油の流れは、絞り１８Ｒに至る量を減少或いは消失させ、絞り１８Ｒの上流で発生する制御圧を低下させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｒの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、操作対象の油圧アクチュエータの駆動を確かなものとする。
【００７６】
上述のような構成により、図３の油圧システムは、待機状態においては、メインポンプ１４Ｌ及びメインポンプ１４Ｒにおける無駄なエネルギ消費を抑制できる。無駄なエネルギ消費は、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油がセンターバイパス管路４０Ｌで発生させるポンピングロス、及び、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油がセンターバイパス管路４０Ｒで発生させるポンピングロスを含む。また、図３の油圧システムは、油圧アクチュエータを作動させる場合には、メインポンプ１４Ｌ及びメインポンプ１４Ｒから必要十分な作動油を作動対象の油圧アクチュエータに供給できる。
【００７７】
次に、図４Ａ〜図４Ｃを参照し、アクチュエータを自動的に動作させるための構成について説明する。図４Ａ〜図４Ｃは、油圧システムの一部を抜き出した図である。具体的には、図４Ａは、ブームシリンダ７の操作に関する油圧システム部分を抜き出した図であり、図４Ｂは、アームシリンダ８の操作に関する油圧システム部分を抜き出した図であり、図４Ｃは、旋回用油圧モータ２Ａの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。
【００７８】
図４Ａにおけるブーム操作レバー２６Ａは、操作装置２６の一例であり、ブーム４を操作するために用いられる。ブーム操作レバー２６Ａは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、操作内容に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｌ及び制御弁１７５Ｒのそれぞれのパイロットポートに作用させる。具体的には、ブーム操作レバー２６Ａは、ブーム上げ方向に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｌの右側パイロットポートと制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに作用させる。また、ブーム操作レバー２６Ａは、ブーム下げ方向に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに作用させる。
【００７９】
操作圧センサ２９Ａは、操作圧センサ２９の一例であり、ブーム操作レバー２６Ａに対する操作者の操作内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作内容は、例えば、操作方向及び操作量（操作角度）等である。
【００８０】
比例弁３１ＡＬ及び比例弁３１ＡＲは、比例弁３１の一例であり、シャトル弁３２ＡＬ及びシャトル弁３２ＡＲは、シャトル弁３２の一例である。比例弁３１ＡＬは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、比例弁３１ＡＬは、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＡＬ及びシャトル弁３２ＡＬを介して制御弁１７５Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＡＲは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、比例弁３１ＡＲは、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＡＲ及びシャトル弁３２ＡＲを介して制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＡＬは、制御弁１７５Ｌ及び制御弁１７５Ｒを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。比例弁３１ＡＲは、制御弁１７５Ｒを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
【００８１】
この構成により、コントローラ３０は、操作者によるブーム上げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＡＬ及びシャトル弁３２ＡＬを介し、制御弁１７５Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ３０は、ブーム４を自動的に上げることができる。また、コントローラ３０は、操作者によるブーム下げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＡＲ及びシャトル弁３２ＡＲを介し、制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ３０は、ブーム４を自動的に下げることができる。
【００８２】
図４Ｂにおけるアーム操作レバー２６Ｂは、操作装置２６の別の一例であり、アーム５を操作するために用いられる。アーム操作レバー２６Ｂは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、操作内容に応じたパイロット圧を制御弁１７６Ｌ及び制御弁１７６Ｒのそれぞれのパイロットポートに作用させる。具体的には、アーム操作レバー２６Ｂは、アーム閉じ方向に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７６Ｌの右側パイロットポートと制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートとに作用させる。また、アーム操作レバー２６Ｂは、アーム開き方向に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７６Ｌの左側パイロットポートと制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートとに作用させる。
【００８３】
操作圧センサ２９Ｂは、操作圧センサ２９の別の一例であり、アーム操作レバー２６Ｂに対する操作者の操作内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【００８４】
比例弁３１ＢＬ及び比例弁３１ＢＲは、比例弁３１の別の一例であり、シャトル弁３２ＢＬ及びシャトル弁３２ＢＲは、シャトル弁３２の別の一例である。比例弁３１ＢＬは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、比例弁３１ＢＬは、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＢＬ及びシャトル弁３２ＢＬを介して制御弁１７６Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＢＲは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、比例弁３１ＢＲは、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＢＲ及びシャトル弁３２ＢＲを介して制御弁１７６Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＢＬ及び比例弁３１ＢＲのそれぞれは、制御弁１７６Ｌ及び制御弁１７６Ｒを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
【００８５】
この構成により、コントローラ３０は、操作者によるアーム閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＬ及びシャトル弁３２ＢＬを介し、制御弁１７６Ｌの右側パイロットポートと制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ３０は、アーム５を自動的に閉じることができる。また、コントローラ３０は、操作者によるアーム開き操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＲ及びシャトル弁３２ＢＲを介し、制御弁１７６Ｌの左側パイロットポートと制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ３０は、アーム５を自動的に開くことができる。
【００８６】
図４Ｃにおける旋回操作レバー２６Ｃは、操作装置２６の更に別の一例であり、上部旋回体３を旋回させるために用いられる。旋回操作レバー２６Ｃは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、操作内容に応じたパイロット圧を制御弁１７３のパイロットポートに作用させる。具体的には、旋回操作レバー２６Ｃは、左旋回方向に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７３の左側パイロットポートに作用させる。また、旋回操作レバー２６Ｃは、右旋回方向に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７３の右側パイロットポートに作用させる。
【００８７】
操作圧センサ２９Ｃは、操作圧センサ２９の更に別の一例であり、旋回操作レバー２６Ｃに対する操作者の操作内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【００８８】
比例弁３１ＣＬ及び比例弁３１ＣＲは、比例弁３１の更に別の一例であり、シャトル弁３２ＣＬ及びシャトル弁３２ＣＲは、シャトル弁３２の更に別の一例である。比例弁３１ＣＬは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、比例弁３１ＣＬは、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＣＬ及びシャトル弁３２ＣＬを介して制御弁１７３の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＣＲは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作する。そして、比例弁３１ＣＲは、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＣＲ及びシャトル弁３２ＣＲを介して制御弁１７３の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＣＬ及び比例弁３１ＣＲのそれぞれは、制御弁１７３を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
【００８９】
この構成により、コントローラ３０は、操作者による左旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＣＬ及びシャトル弁３２ＣＬを介し、制御弁１７３の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ３０は、上部旋回体３を自動的に左旋回させることができる。また、コントローラ３０は、操作者による右旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＣＲ及びシャトル弁３２ＣＲを介し、制御弁１７３の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ３０は、上部旋回体３を自動的に右旋回させることができる。
【００９０】
ショベル１００は、バケット６を自動的に開閉させる構成、及び、下部走行体１を自動的に前進・後進させる構成を備えていてもよい。この場合、バケットシリンダ９の操作に関する油圧システム部分、左側走行用油圧モータ１Ｌの操作に関する油圧システム部分、及び、右側走行用油圧モータ１Ｒの操作に関する油圧システム部分は、ブームシリンダ７の操作に関する油圧システム部分等と同じように構成されてもよい。
【００９１】
次に、図５を参照し、コントローラ３０がショベル１００の動作モードをクレーンモードに切り換える処理（以下、「モード切り換え処理」とする。）について説明する。図５は、モード切り換え処理のフローチャートである。コントローラ３０は、所定の制御周期で繰り返しこのモード切り換え処理を実行する。
【００９２】
最初に、コントローラ３０は、クレーン作業が行われるか否かを判定する（ステップＳＴ１）。本実施形態では、コントローラ３０は、物体監視装置Ｓ６としての撮像装置が撮像した画像に基づいてクレーン作業が行われようとしているか否か或いはクレーン作業が既に行われているか否かを判定する。具体的には、コントローラ３０は、前カメラＳ６Ｆが撮像した画像に画像認識処理を施すことで、撮像した画像内にクレーン作業に関する画像が存在するか否かを判定する。クレーン作業に関する画像は、例えば、ワイヤＷＲが取り付けられた吊り荷ＬＤの画像、バケットリンク６Ｌにある収納部２０Ｓから引き出されたフック２０の画像、及び、フック２０に掛けられたワイヤＷＲの画像等の少なくとも１つである。そして、コントローラ３０は、前カメラＳ６Ｆが撮像した画像内にクレーン作業に関する画像が存在すると判定した場合にクレーン作業が行われると判定する。また、コントローラ３０は、前カメラＳ６Ｆが撮像した画像内にクレーン作業に関する画像が存在しないと判定した場合にクレーン作業が行われないと判定する。
【００９３】
コントローラ３０は、姿勢検出装置の出力に基づいてアタッチメントが所定の姿勢であると判定している場合に、前カメラＳ６Ｆが撮像した画像に基づいてクレーン作業が行われると判定できるように構成されていてもよい。例えば、コントローラ３０は、バケット６が最も閉じられた状態、すなわち、バケットシリンダ９が最も延びた状態にある場合に限り、クレーン作業が行われると判定できるように構成されていてもよい。言い換えれば、コントローラ３０は、アタッチメントが所定の姿勢でないと判定している場合には、前カメラＳ６Ｆが撮像した画像内にクレーン作業に関する画像が存在すると判定したときであっても、クレーン作業が行われると判定できないように構成されていてもよい。
【００９４】
クレーン作業が行われないと判定した場合（ステップＳＴ１のＮＯ）、コントローラ３０は、動作モードをクレーンモードに切り換えることなく、今回のモード切り換え処理を終了させる。
【００９５】
クレーン作業が行われると判定した場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、動作モードをクレーンモードに切り換える（ステップＳＴ２）。本実施形態では、コントローラ３０は、クレーン作業が行われると判定した後で、吊り荷ＬＤを吊り上げる操作が行われたときに動作モードをクレーンモードに切り換える。「吊り荷を吊り上げる操作が行われたとき」は、例えば、フック２０が吊り荷ＬＤの真上に位置付けられた後でブーム上げ操作が行われたときを含む。但し、コントローラ３０は、クレーン作業が行われると判定した時点で動作モードをクレーンモードに切り換えてもよい。
【００９６】
次に、図６を参照し、コントローラ３０が玉掛けを支援する処理（以下、「玉掛け支援処理」とする。）について説明する。図６は、玉掛け支援処理のフローチャートである。コントローラ３０は、例えば、物体監視装置Ｓ６としての撮像装置が撮像した画像内に吊り荷ＬＤの画像が存在すると判定した場合に、この玉掛け支援処理を実行する。コントローラ３０は、前カメラＳ６Ｆが撮像した画像内に吊り荷ＬＤの画像が存在すると判定し、且つ、モードスイッチによってクレーンモードが選択された場合に、この玉掛け支援処理を実行してもよい。
【００９７】
最初に、コントローラ３０に含まれるマシンガイダンス装置５０は、吊り荷ＬＤの重心位置を算出する（ステップＳＴ１１）。本実施形態では、マシンガイダンス装置５０は、物体監視装置Ｓ６としての撮像装置が撮像した画像に含まれる吊り荷ＬＤの画像から吊り荷ＬＤの外形を導き出し、その外形に基づいて吊り荷ＬＤの重心位置の座標点を導き出す。
【００９８】
その後、マシンガイダンス装置５０は、フック２０の吊り位置を算出する（ステップＳＴ１２）。本実施形態では、マシンガイダンス装置５０の位置算出部５１は、ブーム４、アーム５及びバケット６のそれぞれの回動角度からフック２０の吊り位置の座標点を算出する。
【００９９】
その後、マシンガイダンス装置５０は、重心位置と吊り位置との間の距離の大きさを報知する（ステップＳＴ１３）。本実施形態では、マシンガイダンス装置５０の距離算出部５２は、フック２０の吊り位置と吊り荷ＬＤの重心位置との間の水平距離を算出する。そして、マシンガイダンス装置５０の情報伝達部５３は、音出力装置４３による断続音を用い、その水平距離の大きさを操作者に伝えるようにする。具体的には、情報伝達部５３は、その水平距離が小さくなるほど出力間隔が短くなる断続音を用い、その水平距離の大きさを操作者に伝えるようにする。情報伝達部５３は、上部旋回体３の前後軸に平行な方向における水平距離の大きさ、及び、上部旋回体３の左右軸に平行な方向における水平距離の大きさのそれぞれを操作者が区別できるように音の高低及び強弱等の少なくとも１つを変えてもよい。また、情報伝達部５３は、その水平距離がゼロになったときに連続音を出力させることで、フック２０の吊り位置が吊り荷ＬＤの重心位置の真上にあることを操作者に知らせてもよい。この場合、情報伝達部５３は、所定時間にわたって連続音を出力させた後でその連続音を自動的に停止させてもよい。
【０１００】
情報伝達部５３は、視覚情報を用いて重心位置と吊り位置との間の距離の大きさを報知してもよい。例えば、情報伝達部５３は、図７Ａ〜図７Ｃに示すような画像を表示することで重心位置と吊り位置との間の距離の大きさをショベル１００の操作者に伝えるようにしてもよい。図７Ａ〜図７Ｃは、玉掛け支援処理が実行されているときに表示装置４０に表示される画像の例である。図７Ａは、フック２０を真上から見たときの仮想視点画像を示し、図７Ｂは、フック２０を左側方から見たときの仮想視点画像を示し、図７Ｃは、フック２０をショベル１００側から見たときの仮想視点画像を示す。図７Ａ〜図７Ｃのそれぞれに示す仮想視点画像は、物体監視装置Ｓ６としての撮像装置が撮像した画像を用いて生成されてもよく、図形を用いて生成されてもよい。
【０１０１】
具体的には、図７Ａに示す画像は、吊り荷ＬＤの画像Ｇ１、吊り荷ＬＤの重心位置を表す画像Ｇ２、及び、フック２０の画像Ｇ３を含む。また、図７Ａに示す画像は、上部旋回体３の前後軸に平行な方向における、吊り荷ＬＤの重心位置とフック２０の吊り位置との間の水平距離を表す画像Ｇ４、及び、上部旋回体３の左右軸に平行な方向における、吊り荷ＬＤの重心位置とフック２０の吊り位置との間の水平距離を表す画像Ｇ５を含む。ショベル１００の操作者は、図７Ａに示す画像を見ながらアクチュエータを操作することで、上部旋回体３の前後軸に平行な方向、及び、上部旋回体３の左右軸に平行な方向のそれぞれにおける水平距離を確認しながら、フック２０を吊り荷ＬＤの真上に移動させることができる。
【０１０２】
図７Ｂに示す画像は、画像Ｇ１〜Ｇ４に加え、吊り荷ＬＤとフック２０の吊り位置との間の鉛直距離を表す画像Ｇ６を含む。画像Ｇ６は、吊り荷ＬＤの重心位置とフック２０の吊り位置との間の鉛直距離を表していてもよい。ショベル１００の操作者は、図７Ｂに示す画像を見ながらアクチュエータを操作することで、上部旋回体３の前後軸に平行な方向における水平距離と、吊り荷ＬＤとフック２０の吊り位置との間の鉛直距離とを確認しながら、フック２０を吊り荷ＬＤの真上に移動させることができる。
【０１０３】
図７Ｃに示す画像は、画像Ｇ１〜Ｇ３、Ｇ５及びＧ６を含む。ショベル１００の操作者は、図７Ｃに示す画像を見ながらアクチュエータを操作することで、上部旋回体３の左右軸に平行な方向における水平距離と、吊り荷ＬＤとフック２０の吊り位置との間の鉛直距離とを確認しながら、フック２０を吊り荷ＬＤの真上に移動させることができる。
【０１０４】
情報伝達部５３は、所定のスイッチが操作される度に、図７Ａ〜図７Ｃのそれぞれに示す画像を切り換えて表示するように構成されていてもよい。或いは、情報伝達部５３は、画像Ｇ４で表される水平距離がゼロになったときに、図７Ａに示す画像を図７Ｃに示す画像に自動的に切り換えてもよい。或いは、情報伝達部５３は、画像Ｇ５で表される水平距離がゼロになったときに、図７Ａに示す画像を図７Ｂに示す画像に自動的に切り換えてもよい。或いは、情報伝達部５３は、画像Ｇ４で表される水平距離と画像Ｇ５で表される水平距離とが何れもゼロより大きくなったときに、図７Ｂ又は図７Ｃに示す画像を図７Ａに示す画像に自動的に切り換えてもよい。
【０１０５】
情報伝達部５３は、図８に示すように、ショベル１００の設定状態及び運転状態のそれぞれに関する情報と共に、吊り荷ＬＤとフック２０との位置関係に関する情報を表示するように構成されていてもよい。図８は、表示装置４０に表示される出力画像Ｇｘの一例である。具体的には、出力画像Ｇｘは、時刻表示部４１１、回転数モード表示部４１２、走行モード表示部４１３、エンジン制御状態表示部４１５、尿素水残量表示部４１６、燃料残量表示部４１７、冷却水温表示部４１８、エンジン稼働時間表示部４１９、カメラ画像表示部４２０及び作業ガイダンス表示部４３０を含む。回転数モード表示部４１２、走行モード表示部４１３及びエンジン制御状態表示部４１５は、ショベル１００の設定状態に関する情報を表示する表示部である。尿素水残量表示部４１６、燃料残量表示部４１７、冷却水温表示部４１８及びエンジン稼働時間表示部４１９は、ショベル１００の運転状態に関する情報を表示する表示部である。
【０１０６】
時刻表示部４１１は、現在の時刻を表示する。回転数モード表示部４１２は、エンジン回転数調整ダイヤルによって設定されている回転数モードを画像表示する。走行モード表示部４１３は、走行モードを表示する。エンジン制御状態表示部４１５は、エンジン１１の制御状態を表示する。尿素水残量表示部４１６は、尿素水タンクに貯蔵されている尿素水の残量状態を画像表示する。燃料残量表示部４１７は、燃料タンクに貯蔵されている燃料の残量状態を表示する。冷却水温表示部４１８は、エンジン冷却水の温度状態を表示する。エンジン稼働時間表示部４１９は、エンジン１１の累積稼働時間を表示する。
【０１０７】
カメラ画像表示部４２０は、物体監視装置Ｓ６としての撮像装置によって撮像された画像を表示する。図８の例では、後カメラＳ６Ｂによって撮像された画像が表示されている。カメラ画像表示部４２０には、前カメラＳ６Ｆ、左カメラＳ６Ｌ又は右カメラＳ６Ｒによって撮像された画像が表示されてもよい。また、カメラ画像表示部４２０には、複数のカメラによって撮像された複数の画像が並ぶように表示されてもよく、少なくとも２つのカメラによって撮像された複数の画像から生成される１又は複数の合成画像が表示されてもよい。合成画像は、例えば、視点変換画像としての俯瞰画像であってもよい。
【０１０８】
カメラ画像表示部４２０には、表示中のカメラ画像を撮像した物体監視装置Ｓ６としての撮像装置の向きを表す図形４２１が表示されている。図形４２１は、ショベル１００の形状を表すショベル図形４２１ａと、表示中のカメラ画像を撮像した物体監視装置Ｓ６としての撮像装置の撮像方向を表す帯状の方向表示図形４２１ｂとで構成されている。図形４２１は、ショベル１００の設定状態に関する情報を表示する表示部である。
【０１０９】
図８の例では、ショベル図形４２１ａの下側（アタッチメント図形の反対側）に方向表示図形４２１ｂが表示されている。これは、後カメラＳ６Ｂによって撮像されたショベル１００の後方の画像がカメラ画像表示部４２０に表示されていることを表す。
【０１１０】
操作者は、例えば、キャビン１０内に設けられている画像切換スイッチ（図示せず。）を押下することで、カメラ画像表示部４２０に表示する画像を他のカメラにより撮像された画像等に切り替えることができる。
【０１１１】
作業ガイダンス表示部４３０は、各種作業のためのガイダンス情報を表示する。図８の例では、図７Ａに示す画像が表示されている。
【０１１２】
このように、上述の実施形態では、コントローラ３０は、キャビン１０内に設置されている表示装置４０及び音出力装置４３の少なくとも一方を用いて吊り荷ＬＤとフック２０との間の距離の大きさをショベル１００の操作者に伝えるようにしている。しかしながら、コントローラ３０は、吊り荷ＬＤとフック２０との間の距離の大きさをショベル１００の周囲にいる作業者に伝えるようにしてもよい。この場合、コントローラ３０は、作業者が携帯しているスマートフォン等の多機能情報携帯端末に情報を送信してもよい。そして、コントローラ３０は、その多機能情報携帯端末に搭載されている表示装置及び音出力装置の少なくとも一方を通じて吊り荷ＬＤとフック２０との間の距離の大きさを作業者に伝えてもよい。
【０１１３】
また、コントローラ３０は、表示装置４０に吊り荷ＬＤのサイズを表示させてもよい。吊り荷ＬＤのサイズは、例えば、縦、横、高さ及び体積の少なくとも１つで表される。
【０１１４】
更に、コントローラ３０は、物体監視装置Ｓ６が取得する画像に基づいて吊り荷ＬＤの種類を判別し、判別した吊り荷ＬＤの種類を表示装置４０に表示させてもよい。吊り荷ＬＤの種類は、例えば、土嚢、土管、Ｕ型溝、鉄板及び矢板等で表される。
【０１１５】
また、コントローラ３０は、吊り荷ＬＤの重心位置の真上までフック２０を自動的に移動させてもよい。例えば、マシンガイダンス装置５０の自動制御部５４は、所定のスイッチが操作された場合に、フック２０の吊り位置が吊り荷ＬＤの重心位置の真上になるように、複数のアクチュエータの少なくとも１つを自動的に動作させてもよい。この場合、フック２０と吊り荷ＬＤとの間の鉛直距離が所定距離となるように複数のアクチュエータの少なくとも１つを自動的に動作させてもよい。
【０１１６】
次に、図９Ａ及び図９Ｂを参照し、吊り荷ＬＤが吊られているときにコントローラ３０が実行する処理の一例について説明する。図９Ａ及び図９Ｂは、フック２０に吊られた吊り荷ＬＤをキャビン１０の側から見たときの状態を示す。具体的には、図９Ａは、上部旋回体３が右方向に旋回してフック２０が速度Ｖ１で移動している状態を示す。図９Ｂは、上部旋回体３が右方向に旋回してフック２０が速度Ｖ１より小さい速度Ｖ２で移動している状態を示す。また、図９Ａは、フック２０の吊り位置ＦＰと吊り荷ＬＤの重心位置ＧＣとの間の水平距離ＨＤが値Ｄ１になっている状態を示す。同様に、図９Ｂは、水平距離ＨＤが値Ｄ１より小さい値Ｄ２になっている状態を示す。このように、水平距離ＨＤは、フック２０の移動速度が大きいほど大きくなる。
【０１１７】
コントローラ３０は、例えば、フック２０の移動速度を制限することで、水平距離ＨＤが所定の閾値以下となるように吊り荷ＬＤの動きを制御する。本実施形態では、コントローラ３０は、水平距離ＨＤが徐々に増大して所定の閾値に近づいている場合には、旋回操作レバー２６Ｃの操作量にかかわらず、フック２０の移動速度、すなわち、上部旋回体３の旋回速度を低減させる。例えば、制御弁１７３を中立位置に近づけることで旋回用油圧モータ２Ａに流入する作動油の流量を低減させる。その後、水平距離ＨＤが減少に転じた場合には、コントローラ３０は、旋回操作レバー２６Ｃの操作量にかかわらず、フック２０の移動速度、すなわち、上部旋回体３の旋回速度を増大させてもよい。所定の閾値又は所定の閾値に近い値で水平距離ＨＤを推移させながら吊り荷ＬＤを移動させるためである。この制御により、コントローラ３０は、水平距離ＨＤを所定の閾値以下に維持しながら吊り荷ＬＤを移動させることができる。
【０１１８】
次に、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照し、吊り荷ＬＤが吊られているときにコントローラ３０が実行する処理の別の一例について説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂは、フック２０に吊られた吊り荷ＬＤをキャビン１０の側から見たときの状態を示す。具体的には、図１０Ａは、右方向に移動していたフック２０が停止したときに吊り荷ＬＤがその慣性によって右方向に移動し続けて揺動する様子を示す。破線は、揺動したときの吊り荷ＬＤの状態を表す。図１０Ｂは、吊り荷ＬＤが揺動したときにフック２０を揺動方向に移動させて吊り荷ＬＤの揺動を抑制する様子を示す。破線は、揺動が抑制された吊り荷ＬＤの状態及びそのときのフック２０の状態を表す。
【０１１９】
コントローラ３０は、例えば、吊り荷ＬＤの揺動が発生したときにフック２０を迅速に重心位置ＧＣの真上に移動させることでその揺動を抑制する。本実施形態では、コントローラ３０は、吊り荷ＬＤの揺動によって水平距離ＨＤが閾値Ｄ３になった場合には、旋回操作レバー２６Ｃの操作量にかかわらず、フック２０を迅速に重心位置ＧＣの真上に移動させる。例えば、旋回用油圧モータ２Ａを回転させることで、水平距離ＨＤがゼロになるように上部旋回体３を旋回させる。この制御により、コントローラ３０は、例えばフック２０の移動が開始されるとき若しくは停止されるとき又は強い風が吹いたとき等に発生する吊り荷ＬＤの揺動を抑制できる。
【０１２０】
次に、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照し、フック２０の構成例について説明する。図１１Ａ及び図１１Ｂは、フック２０の構成例を示す図である。図１１Ａは、フック２０の部分断面図を示す。図１１Ｂは、図１１Ａの線分Ｌ１を含むＺ軸に垂直な仮想平面をＺ１側から見たときのフック２０の断面図である。
【０１２１】
図１１Ａ及び図１１Ｂの例では、フック２０は、本体部２０ａ、第１支持部２０ｂ及び第２支持部２０ｃを含む。本体部２０ａは、フック軸Ａ１の回りで回転できるように複数のボール２１を介して第１支持部２０ｂに連結されている。第１支持部２０ｂは、軸Ａ２の回りで揺動できるようにピン２２を介して第２支持部２０ｃに連結されている。第２支持部２０ｃは、軸Ａ３の回りで揺動できるようにピン２３を介して収納部２０Ｓに連結されている。
【０１２２】
フック２０は、フック軸Ａ１回りの回転をロックするロック機構ＬＭを備える。ロック機構ＬＭは、主に、第１支持部２０ｂの内部に形成された油室ＣＨと、油室ＣＨ内に配置されるピストン２４と、本体部２０ａのＺ１側の端面に形成された複数の凹部ＣＶとで構成されている。油室ＣＨは、第１油室ＣＨ１及び第２油室ＣＨ２を含む。第１油室ＣＨ１は、管路ＣＤ１及び切換弁（図示せず。）を介してパイロットポンプ１５及び作動油タンクの一方に選択的に接続されるように構成されている。第２油室ＣＨ２は、管路ＣＤ２及び上記切換弁を介してパイロットポンプ１５及び作動油タンクの他方に選択的に接続されるように構成されている。凹部ＣＶは、ピストン２４のＺ２側の端部を受け入れるように構成されている。図１１Ａ及び図１１Ｂの例では、凹部ＣＶは、４５度間隔で８つ形成されているが、凹部ＣＶの数は７つ以下であってもよく、９つ以上であってもよい。
【０１２３】
コントローラ３０は、例えば、キャビン１０内にある所定のスイッチがオン操作されたときに、ロック機構ＬＭをロック状態にしてもよい。具体的には、コントローラ３０は、切換弁に制御指令を出力して切換弁を動作させることで、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を第１油室ＣＨ１に流入させ、且つ、第２油室ＣＨ２の作動油を作動油タンクに向けて流出させる。このとき、ピストン２４は、Ｚ２方向に移動し、Ｚ２側の端部を８つの凹部ＣＶのうちの１つに進入させる。その結果、コントローラ３０は、本体部２０ａのフック軸Ａ１回りの回転をロックできる。なお、本体部２０ａと第１支持部２０ｂとが連結される部分には、作動油を密封するためのオイルシールＳＬが配置されている。
【０１２４】
また、コントローラ３０は、例えば、所定のスイッチがオフ操作されたときに、ロック機構ＬＭをロック解除状態にしてもよい。具体的には、コントローラ３０は、切換弁に制御指令を出力して切換弁を動作させることで、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を第２油室ＣＨ２に流入させ、且つ、第１油室ＣＨ１の作動油を作動油タンクに向けて流出させる。このとき、ピストン２４は、Ｚ１方向に移動し、Ｚ２側の端部を凹部ＣＶから退出させる。その結果、コントローラ３０は、本体部２０ａのフック軸Ａ１回りの回転に関するロックを解除できる。
【０１２５】
図１１Ａ及び図１１Ｂの例では、ロック機構ＬＭは、所定のスイッチが操作されたときにロック状態とロック解除状態とが切り換わるように構成されているが、自動的に切り換わるように構成されていてもよい。例えば、コントローラ３０は、ブーム上げ操作等の吊り荷ＬＤを吊り上げる操作が行われたときにロック機構ＬＭを自動的にロック状態に切り換えてもよい。また、コントローラ３０は、シリンダ圧センサ等の出力に基づいて吊り荷ＬＤがフック２０から取り外されたことを検知したときに、ロック機構ＬＭを自動的にロック解除状態に切り換えてもよい。また、ロック機構ＬＭは、手動で操作されてもよい。例えば、作業者は、切換弁の位置を手動で切り換えることでロック機構ＬＭによるロック状態とロック解除状態とを切り換えてもよい。また、ロック機構ＬＭは、手動で脱着可能な回転止めピンを利用するように構成されていてもよく、電磁石を用いて構成されていてもよく、吊り荷ＬＤの自重を利用するように構成されていてもよい。
【０１２６】
上述のように、本発明の実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、下部走行体１に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられた物体監視装置Ｓ６としての撮像装置と、上部旋回体３に取り付けられたアタッチメントと、アタッチメントに取り付けられたフック２０と、物体監視装置Ｓ６としての撮像装置が撮像した画像に基づいてクレーン作業が行われるか否かを判定し、クレーン作業が行われると判定した場合に動作モードをクレーンモードに切り換える制御装置としてのコントローラ３０と、を備える。この構成により、ショベル１００は、クレーン作業が行われる際に、より確実に、動作モードをクレーンモードに切り換えることができる。
【０１２７】
コントローラ３０は、物体監視装置Ｓ６としての撮像装置が撮像した画像に基づいてクレーン作業が行われると判定し、且つ、姿勢検出装置の出力に基づいてアタッチメントが所定の姿勢であると判定した場合に、動作モードをクレーンモードに切り換えるように構成されていてもよい。姿勢検出装置は、例えば、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等の少なくとも１つを含む。すなわち、コントローラ３０は、アタッチメントの姿勢がクレーン作業に適した姿勢になっていると判定した場合に限り、動作モードをクレーンモードに切り換えできるように構成されていてもよい。この構成により、ショベル１００は、アタッチメントの姿勢がクレーン作業に適さない姿勢であるにもかかわらず、クレーン作業が行われると誤って判定してしまうのを防止できる。
【０１２８】
コントローラ３０は、物体監視装置Ｓ６としての撮像装置が撮像した画像に基づいて吊り荷ＬＤの重心位置を算出し、姿勢検出装置の出力に基づいてフック２０の吊り位置を算出し、且つ、重心位置と吊り位置との水平距離の大きさを報知するように構成されていてもよい。この構成により、コントローラ３０は、ショベル１００の操作者、及び、玉掛け作業者等に、重心位置と吊り位置との水平距離（以下、「重心ずれ」とも称する。）の大きさを知らせることができる。そのため、コントローラ３０は、重心ずれが大きい状態で玉掛けが行われてしまうのを防止でき、吊り荷ＬＤが持ち上げられたときに吊り荷ＬＤが落下したり大きく傾いたりしてしまうのを防止できる。また、コントローラ３０は、玉掛けのやり直しを防止できる。
【０１２９】
コントローラ３０は、重心位置と吊り位置との水平距離の大きさを表示装置４０に表示させてその水平距離の大きさを報知するように構成されていてもよい。この構成により、コントローラ３０は、ショベル１００の操作者、及び、玉掛け作業者等に、吊り荷ＬＤの重心位置、重心ずれの大きさ、及び、重心ずれの方向等の少なくとも１つを視認させることができる。そのため、コントローラ３０は、玉掛け作業を含むクレーン作業に関する作業性を向上させることができる。
【０１３０】
コントローラ３０は、例えば図９Ａ及び図９Ｂに示すように、吊り荷ＬＤが吊られているときに、水平距離ＨＤが第１閾値Ｄ１を超えた場合、上部旋回体３及びアタッチメントの少なくとも一方の動きを制限するように構成されていてもよい。例えば、コントローラ３０は、上部旋回体３の旋回速度を低減させるように構成されていてもよい。また、コントローラ３０は、例えば図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、吊り荷ＬＤが吊られているときに、水平距離ＨＤが第２閾値Ｄ３を超えた場合、上部旋回体３及びアタッチメントの少なくとも一方を自動的に動作させて水平距離ＨＤを小さくするように構成されていてもよい。これらの構成により、コントローラ３０は、吊り荷ＬＤの揺動が過度に大きくなってしまうのを防止できる。そのため、コントローラ３０は、クレーン作業の安全性及び作業性を向上させることができる。
【０１３１】
フック２０は、図１１Ａに示すように、フック軸Ａ１回りに回転可能に構成され、且つ、フック軸Ａ１回りの回転をロックするロック機構ＬＭを有するように構成されていてもよい。この構成により、ショベル１００は、クレーン作業中にフック２０がフック軸Ａ１回りに回転してしまうのを防止できる。
【０１３２】
本発明の実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、下部走行体１に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられた物体監視装置Ｓ６と、上部旋回体３に取り付けられたアタッチメントと、アタッチメントに取り付けられたフック２０と、物体監視装置Ｓ６が取得した情報に基づいてクレーン作業が行われるか否かを判定し、クレーン作業が行われると判定した場合に動作モードをクレーンモードに切り換える制御装置としてのコントローラ３０と、を備える構成であってもよい。この構成により、ショベル１００は、クレーン作業が行われる際に、より確実に、動作モードをクレーンモードに切り換えることができる。
【０１３３】
コントローラ３０は、物体監視装置Ｓ６が取得した情報に基づいてクレーン作業が行われると判定し、且つ、姿勢検出装置の出力に基づいてアタッチメントが所定の姿勢であると判定した場合に、動作モードをクレーンモードに切り換えるように構成されていてもよい。
【０１３４】
また、コントローラ３０は、物体監視装置Ｓ６が取得した情報に基づいて吊り荷ＬＤの重心位置を算出し、姿勢検出装置の出力に基づいてフック２０の吊り位置を算出し、且つ、重心位置と吊り位置との水平距離の大きさを報知するように構成されていてもよい。
【０１３５】
また、コントローラ３０は、物体監視装置Ｓ６が取得した情報に基づいて算出された重心位置と吊り位置との水平距離の大きさを、撮像装置が撮像した画像が表示される表示装置４０に表示させてその水平距離の大きさを報知するように構成されていてもよい。
【０１３６】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。上述した実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形又は置換等が適用され得る。また、別々に説明された特徴は、技術的な矛盾が生じない限り、組み合わせが可能である。
【０１３７】
例えば、上述の実施形態では、パイロット圧式の制御弁が採用されているが、電磁式の制御弁が採用されてもよい。この場合、操作装置２６は、電気式操作レバーであってもよい。
【０１３８】
また、上述の実施形態では、ショベル１００は、物体監視装置Ｓ６としての撮像装置を備えるように構成されている。しかしながら、ショベル１００は、図１２に示すように、物体監視装置Ｓ６としての撮像装置とは別に、空間認識装置７０を備えていてもよい。図１２は、空間認識装置７０を備えたショベル１００の上面図である。
【０１３９】
空間認識装置７０は、ショベル１００の周囲の三次元空間に存在する物体を検知できるように構成されている。物体は、例えば、人、動物、ショベル、機械又は建屋等の少なくとも１つである。また、空間認識装置７０は、空間認識装置７０又はショベル１００と空間認識装置７０が検知した物体との間の距離を算出できるように構成されていてもよい。空間認識装置７０は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、単眼カメラ、ステレオカメラ、ＬＩＤＡＲ、距離画像センサ又は赤外線センサ等である。図１２に示す例では、空間認識装置７０は、４つのＬＩＤＡＲである、キャビン１０の上面前端に取り付けられた前センサ７０Ｆ、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後センサ７０Ｂ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左センサ７０Ｌ、及び、上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右センサ７０Ｒで構成されている。
【０１４０】
後センサ７０Ｂは、後カメラＳ６Ｂに隣接して配置され、左センサ７０Ｌは、左カメラＳ６Ｌに隣接して配置され、且つ、右センサ７０Ｒは右カメラＳ６Ｒに隣接して配置されている。前センサ７０Ｆは、キャビン１０の天板を挟んで前カメラＳ６Ｆに隣接して配置されている。但し、前センサ７０Ｆは、キャビン１０の天井に、前カメラＳ６Ｆに隣接して配置されていてもよい。
【０１４１】
ショベル１００は、図１３に示すように、後カメラＳ６Ｂ、左カメラＳ６Ｌ及び右カメラＳ６Ｒのそれぞれが出力する画像を合成して生成される俯瞰画像ＧＶを表示装置４０に表示できるように構成されていてもよい。図１３は、表示装置４０に表示される出力画像Ｇｘの別の構成例を示す。図１３の出力画像Ｇｘは、カメラ画像表示部４２０に俯瞰画像ＧＶが表示されている点で、図８の出力画像Ｇｘと異なるが、その他の点で共通している。
【０１４２】
具体的には、図１３の俯瞰画像ＧＶは、空間認識装置７０が検知した物体（人）の画像ＧＤ１０を際立たせるための画像ＧＤ１１を含む。ショベル１００は、空間認識装置７０の出力に基づき、俯瞰画像ＧＶにおける、空間認識装置７０が検知した物体（人）の画像ＧＤ１０が存在する部分を特定し、且つ、操作者がその特定した部分を他の部分から区別できるようにその特定した部分を強調表示する。
【０１４３】
図１３の例では、画像ＧＤ１１は、空間認識装置７０が検知した物体（人）の画像ＧＤ１０を囲む枠の画像である。但し、画像ＧＤ１１は、物体の画像ＧＤ１０を指し示す矢印の画像であってもよく、枠及び矢印以外の他の画像であってもよい。また、ショベル１００は、画像ＧＤ１１を点滅させてもよい。或いは、ショベル１００は、画像ＧＤ１１に対応する部分の輝度及び色等の少なくとも１つを変更し、画像ＧＤ１１に対応する部分が周囲の部分から際立つようにしてもよい。
【０１４４】
このように、ショベル１００は、空間認識装置７０が検知した物体の存在をショベル１００の操作者が容易に認識できるように、その物体の画像が含まれる部分を際立たせて表示できる。そのため、ショベル１００の操作者は、クレーン作業等を行う際に表示装置４０に表示されている画像を見ることで、その物体の存在に気付くことができる。
【０１４５】
また、上述の実施形態では、ショベル１００は、物体監視装置Ｓ６としての撮像装置が撮像した画像に基づいてクレーン作業が行われるか否かを判定し、クレーン作業が行われると判定した場合に、動作モードをクレーンモードに切り換えるように構成されている。この構成と同様に、ショベル１００は、撮像装置及び空間認識装置７０等の少なくとも１つの出力に基づいて玉掛け作業が行われているか否かを判定し、玉掛け作業が行われていると判定した場合に、操作装置２６の一部又は全部を無効状態にするように構成されていてもよい。無効状態は、操作装置２６が操作されたとしても、対応するアクチュエータが動作しない状態を意味する。この構成では、ショベル１００は、例えば、コントロールバルブ１７と操作装置２６とをつなぐ管路を開閉可能な電磁弁（図示せず。）を用い、操作装置２６の有効状態と無効状態とを切り換えてもよい。玉掛け作業が行われているときに、操作装置２６が誤って操作され、ショベル１００が誤って動き出してしまうのを防止するためである。具体的には、ショベル１００は、玉掛け作業が行われていると判定した場合、操作装置２６のうちのブーム操作レバー、アーム操作レバー、バケット操作レバー、旋回操作レバー、走行操作レバー及び走行操作ペダルの少なくとも１つを無効状態にしてもよい。例えば、ショベル１００は、玉掛け作業が行われていると判定した場合、旋回操作レバーのみを無効状態にしてもよい。
【０１４６】
また、ショベル１００は、クレーンモードが選択されているときに、ショベル１００から所定の距離範囲内で物体を検知した場合に、操作装置２６のうちのブーム操作レバー、アーム操作レバー、バケット操作レバー、旋回操作レバー、走行操作レバー及び走行操作ペダルの少なくとも１つを無効状態にしてもよい。吊り荷ＬＤと物体とが接触するのを確実に防止するためである。
【０１４７】
ショベル１００は、図１４に示すように、施工現場の状況を示す出力画像Ｇｘを表示装置４０に表示できるように構成されていてもよい。図１４は、表示装置４０に表示される出力画像Ｇｘの更に別の構成例を示す。
【０１４８】
図１４の出力画像Ｇｘは、施工現場の状況を図形で表現している。但し、図１４の出力画像Ｇｘは、少なくとも部分的には、物体監視装置Ｓ６としての撮像装置が取得した画像を合成して生成されてもよく、施工現場に設置されている鉄塔又は建屋等に取り付けられた撮像装置が取得した画像を合成して生成されてもよい。また、図１４の出力画像Ｇｘは、表示装置４０の画面全域に表示されているが、図１３の出力画像Ｇｘにおけるカメラ画像表示部４２０に表示されてもよい。
【０１４９】
各図形の表示位置は、例えば、測位装置Ｐ１、物体監視装置Ｓ６及び空間認識装置７０等の少なくとも１つの出力に基づいて決定されてもよく、記憶装置４７に記憶されている施工現場に関する情報に基づいて決定されてもよい。施工現場に関する情報は、例えば、進入禁止領域、資材置き場並びに工事車両用通路等の位置及び範囲に関する情報を含む。或いは、各図形の表示位置は、例えば、ダンプトラックに搭載されている通信装置等、ショベル１００の外部に設置されている通信装置からの情報に基づいて決定されていてもよい。
【０１５０】
具体的には、図１４の出力画像Ｇｘは、ショベル図形Ｇ２０、旋回範囲図形Ｇ２１、吊り荷図形Ｇ２２、資材置き場図形Ｇ２３、資材図形Ｇ２４、進入禁止領域図形Ｇ２５、ロードコーン図形Ｇ２６、ダンプトラック図形Ｇ２７、作業者図形Ｇ２８及び枠図形Ｇ２９等を含む。
【０１５１】
ショベル図形Ｇ２０は、ショベル１００を表す図形である。ショベル図形Ｇ２０は、望ましくは、ショベル１００の動きに応じて変化するように表示される。例えば、ショベル図形Ｇ２０における掘削アタッチメントに対応する部分は、実際の掘削アタッチメントが伸張された場合に伸張するように表示されてもよい。
【０１５２】
旋回範囲図形Ｇ２１は、ショベル１００の現在の旋回範囲の大きさを表す図形である。旋回範囲は、例えば、上部旋回体３の前後軸に沿った方向における掘削アタッチメントの先端と旋回軸との間の距離を旋回半径とする円で表される範囲である。旋回範囲図形Ｇ２１は、望ましくは、実際の掘削アタッチメントが伸張された場合に大きくなるように表示される。
【０１５３】
吊り荷図形Ｇ２２は、ショベル１００が吊り上げている吊り荷ＬＤを表す図形である。図１４の例では、吊り荷図形Ｇ２２は、ショベル１００が吊り上げている土管の図形である。
【０１５４】
資材置き場図形Ｇ２３は、土管等の資材が仮置きされる場所である資材置き場を表す図形である。図１４の例では、資材置き場図形Ｇ２３は、クロスハッチングで表されている。
【０１５５】
資材図形Ｇ２４は、資材置き場に仮置きされている資材を表す図形である。図１４の例では、資材図形Ｇ２４は、資材置き場に既に仮置きされている３つの土管の図形である。
【０１５６】
進入禁止領域図形Ｇ２５は、ショベル１００の進入が禁止される領域を表す図形である。図１４の例では、進入禁止領域図形Ｇ２５は、ドットハッチングで表されている。進入禁止領域は、例えば、ロードコーンで囲まれた領域である。進入禁止領域では、典型的には、作業者等による様々な作業が行われている。ショベル１００は、例えば、物体監視装置Ｓ６及び空間認識装置７０等の少なくとも１つが出力する情報に基づいてロードコーンを検知した場合、ロードコーンによって囲まれた領域を進入禁止領域として認識してもよい。
【０１５７】
ロードコーン図形Ｇ２６は、ロードコーンを表す図形である。図１４の例では、ロードコーン図形Ｇ２６は、進入禁止領域を囲む６つのロードコーンを表している。
【０１５８】
ダンプトラック図形Ｇ２７は、施工現場に進入しているダンプトラックを表す図形である。ダンプトラック図形Ｇ２７の表示位置は、例えば、物体監視装置Ｓ６及び空間認識装置７０等の少なくとも１つが出力する情報に基づいて決定されてもよい。或いは、ダンプトラック図形Ｇ２７の表示位置は、ダンプトラックに搭載されている測位装置の出力に基づいて決定されてもよい。
【０１５９】
作業者図形Ｇ２８は、施工現場で作業している作業者を表す図形である。作業者図形Ｇ２８の表示位置は、例えば、物体監視装置Ｓ６及び空間認識装置７０等の少なくとも１つが出力する情報に基づいて決定されてもよい。或いは、作業者図形Ｇ２８の表示位置は、作業者が携帯しているスマートフォン等の支援装置が出力する位置情報に基づいて決定されてもよい。
【０１６０】
枠図形Ｇ２９は、作業者の存在を強調する図形である。図１４の例では、枠図形Ｇ２９は、作業者図形Ｇ２８を囲む矩形枠である。枠図形Ｇ２９は、点滅するように表示されてもよい。
【０１６１】
資材置き場図形Ｇ２３の表示位置は、入力装置４２を通じて決定されてもよい。例えば、ショベル１００の操作者は、表示装置４０に表示された出力画像Ｇｘを見ながら、入力装置４２としてのタッチパネルに対するタッチ入力により、出力画像Ｇｘ内の所望の位置及び範囲を資材置き場図形Ｇ２３の表示位置として選択してもよい。吊り荷ＬＤを下ろす場所としての資材置き場をコントローラ３０に認識させるためである。
【０１６２】
この場合、コントローラ３０は、資材を資材置き場に移動させるために、アクチュエータを自動的或いは半自動的に動作させてもよい。例えば、玉掛けによってフック２０にワイヤＷＲ（吊り荷ＬＤ）が掛けられた後で、コントローラ３０は、吊り荷ＬＤを持ち上げるために、旋回用油圧モータ２Ａ、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の少なくとも１つを自動的或いは半自動的に動作させてもよい。その上で、コントローラ３０は、左側走行用油圧モータ１Ｌ及び右側走行用油圧モータ１Ｒを自動的或いは半自動的に回転させてショベル１００を資材置き場まで走行させてもよい。そして、コントローラ３０は、旋回用油圧モータ２Ａ、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の少なくとも１つを自動的或いは半自動的に動作させ、資材置き場の適切な位置に吊り荷ＬＤが下ろされるように、ショベル１００を動作させてもよい。資材置き場の適切な位置に吊り荷ＬＤが下ろされた後で、玉掛け作業者は、フック２０に掛けられたワイヤＷＲ（吊り荷ＬＤ）をフック２０から外すことができる。なお、吊り荷ＬＤが吊り上げられた状態でショベル１００を自動的に動作させる場合、コントローラ３０は、図９及び図１０を参照して説明したような吊り荷ＬＤの揺動を抑制する処理を実行してもよい。
【０１６３】
また、表示装置４０はクレーン作業に関する情報を表示させてもよい。クレーン作業に関する情報は、例えば、クレーン作業に関する画像、クレーン作業が行われた時間、吊り荷ＬＤの種類、サイズ、重量及び重心位置、並びに、危険な状況の発生に関する情報等の少なくとも１つを含む。吊り荷ＬＤの種類（用途）は、例えば、土嚢、土管、Ｕ型溝、鉄板及び矢板等で表される。吊り荷ＬＤのサイズは、例えば、縦、横、高さ及び体積等の少なくとも１つで表される。コントローラ３０は、例えば、アタッチメントの姿勢とブームシリンダ７のボトム側油室における作動油の圧力（ブームボトム圧）と予め登録されているアタッチメントの仕様（重量及び重心位置等）とに基づいて吊り荷ＬＤの重量を算出してもよい。具体的には、コントローラ３０は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２及びブームボトム圧センサ等を含む情報取得装置の出力に基づいて吊り荷ＬＤの重量を算出してもよい。
【０１６４】
クレーン作業に関する画像は、静止画であってもよく、動画であってもよい。危険な状況の発生に関する情報は、例えば、フック２０の吊り位置と吊り荷ＬＤの重心位置との間の水平距離が所定距離を超えている状態で吊り上げが行われたこと等を含む。
【０１６５】
ショベル１００が取得する情報は、図１５に示すようなショベルの管理システムＳＹＳを通じ、管理者及び他のショベルの操作者等と共有されてもよい。図１５は、ショベルの管理システムＳＹＳの構成例を示す概略図である。管理システムＳＹＳは、ショベル１００を管理するシステムである。本実施形態では、管理システムＳＹＳは、主に、ショベル１００、支援装置２００及び管理装置３００で構成される。管理システムＳＹＳを構成するショベル１００、支援装置２００及び管理装置３００は、それぞれ１台であってもよく、複数台であってもよい。図１５の例では、管理システムＳＹＳは、１台のショベル１００と、１台の支援装置２００と、１台の管理装置３００とを含む。
【０１６６】
支援装置２００は、典型的には携帯端末装置であり、例えば、施工現場にいる作業者等が携帯するノートＰＣ、タブレットＰＣ又はスマートフォン等のコンピュータである。支援装置２００は、ショベル１００の操作者が携帯するコンピュータであってもよい。但し、支援装置２００は、固定端末装置であってもよい。
【０１６７】
管理装置３００は、典型的には固定端末装置であり、例えば、施工現場外の管理センタ等に設置されるサーバコンピュータである。管理装置３００は、可搬性のコンピュータ（例えば、ノートＰＣ、タブレットＰＣ又はスマートフォン等の携帯端末装置）であってもよい。
【０１６８】
図１５の管理システムＳＹＳでは、ショベル１００は、測位装置Ｐ１、物体監視装置Ｓ６及び空間認識装置７０等の少なくとも１つを用いて取得した施工現場に関する情報を支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも１つに送信する。施工現場に関する情報は、例えば、クレーン作業に関する情報、及び、空間認識装置７０が検知した物体に関する情報等の少なくとも１つを含む。
【０１６９】
クレーン作業に関する情報は、例えば、クレーン作業に関する画像、クレーン作業が行われた時間、吊り荷ＬＤの種類、サイズ、重量及び重心位置ＧＣ、並びに、危険な状況の発生に関する情報等の少なくとも１つを含む。クレーン作業に関する画像は、静止画であってもよく、動画であってもよい。危険な状況の発生に関する情報は、例えば、フック２０の吊り位置と吊り荷ＬＤの重心位置との間の水平距離が所定距離を超えている状態で吊り上げが行われたこと等を含む。物体に関する情報は、例えば、物体の画像、サイズ、種類及び位置、並びに、物体とショベル１００との間の距離等の少なくとも１つを含む。
【０１７０】
そして、施工現場に関する情報を受信した支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも１つは、付属の表示装置４０において、施工現場に関する画像を表示する。施工現場に関する画像は、典型的には、図１４に示すような画像である。そのため、支援装置２００を利用する作業者、又は、管理装置３００を利用する管理者等は、ショベル１００の操作者が表示装置４０で視認する出力画像Ｇｘと同様の出力画像を視認できる。
【０１７１】
また、施工現場に関する情報は、測位装置Ｐ１、物体監視装置Ｓ６及び空間認識装置７０等の少なくとも１つが取得する情報ばかりでなく、支援装置２００等を通じて作業者が入力する情報であってもよい。この場合、支援装置２００を通じて入力された情報は、無線通信を介してショベル１００及び管理装置３００の少なくとも１つに送信されてもよい。
【０１７２】
上述のような構成により、管理システムＳＹＳは、ショベル１００の外部に存在する操作者、作業者又は管理者等である、管理システムＳＹＳを利用する利用者が施工現場に関する情報を確認できるようにする。
【０１７３】
そのため、管理システムＳＹＳを利用する利用者は、ショベル１００が遠隔操作可能なショベルとして提供される場合であっても、ショベル１００を遠隔操作する際に、施工現場の状況を容易に確認できる。
【０１７４】
管理装置３００は、例えば、受信したクレーン作業に関する情報に基づき、作業量の管理を実行してもよい。具体的には、管理装置３００は、１日のクレーン作業によって運搬された吊り荷ＬＤの総重量をその日の作業量として記録してもよい。
【０１７５】
ショベル１００は、空間認識装置７０が検知した物体に近づくような走行操作又は旋回操作等が行われてしまった場合、物体に関する情報に加え、ショベル１００の操作者に関する情報、ショベル１００の操作に関する情報、及び、ショベル１００の状態に関する情報等を支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも１つに送信するように構成されていてもよい。物体にショベル１００を近づける操作が行われた理由を管理者等が事後的に分析できるようにするためである。
【０１７６】
ショベル１００の操作者は、例えば、ショベル１００を手動で遠隔操作することで、フック２０にワイヤＷＲを掛ける作業、フック２０（バケット６）を僅かに上昇させてワイヤＷＲの掛かりを確認する作業、及び、フック２０の吊り位置と吊り荷ＬＤの重心位置との間の距離を調整する作業等の一連の作業を、キャビン１０内に戻らずに実行することができる。具体的には、作業者は、ショベル１００から離れた位置で、支援装置２００を用いてショベル１００を動かすことができる。
【０１７７】
管理装置３００は、図１６に示すように、工事の進捗状況を示す出力画像Ｇｘを、管理装置３００に付属している表示装置４０に表示できるように構成されていてもよい。図１６は、管理装置３００に付属している表示装置４０に表示される出力画像Ｇｘの構成例を示す。
【０１７８】
図１６の出力画像Ｇｘは、Ｕ字溝の埋設工事の進捗状況を図形で表現している。但し、図１６の出力画像Ｇｘは、少なくとも部分的には、物体監視装置Ｓ６としての撮像装置が取得した画像を合成して生成されてもよく、施工現場に設置されている鉄塔又は建屋等に取り付けられた撮像装置が取得した画像を合成して生成されてもよい。また、図１６の出力画像Ｇｘは、表示装置４０の画面全域に表示されているが、図１３の出力画像Ｇｘにおけるカメラ画像表示部４２０に表示されてもよい。
【０１７９】
出力画像Ｇｘにおける各図形の表示位置は、例えば、測位装置Ｐ１、物体監視装置Ｓ６及び空間認識装置７０等の少なくとも１つの出力に基づいて決定されてもよく、記憶装置４７に記憶されている施工現場に関する情報に基づいて決定されてもよい。施工現場に関する情報は、例えば、既に埋設されたＵ字溝の位置及び範囲、並びに、Ｕ字溝が埋設される予定の位置及び範囲に関する情報等を含む。
【０１８０】
具体的には、図１６の出力画像Ｇｘは、道路図形Ｇ３０、未設Ｕ字溝の図形Ｇ３１、既設Ｕ字溝の図形Ｇ３２及び情報ウィンドウＧ３３等を含む。
【０１８１】
道路図形Ｇ３０は、道路を表す図形である。図形Ｇ３１は、埋設予定のＵ字溝である未設Ｕ字溝を表す図形である。図形Ｇ３２は、既に埋設されたＵ字溝である既設Ｕ字溝を表す図形である。
【０１８２】
情報ウィンドウＧ３３は、クレーン作業に関する情報が表示される領域である。図１６の例では、クレーン作業に関する情報は、吊り荷の種類、吊り荷の寸法、実績数量、予定数量（明日）、予定数量（全体）、在庫数量及び不足数量を含む。
【０１８３】
実績数量は、クレーン作業によって吊り上げられ且つ埋設されたＵ字溝の個数を表し、予定数量（明日）は、翌日のクレーン作業によって吊り上げられ且つ埋設される予定の未設Ｕ字溝の個数を表し、予定数量（全体）は、工事完了までにクレーン作業によって吊り上げられ且つ埋設される予定の未設Ｕ字溝の個数を表す。在庫数量は、資材置き場に仮置きされている未設Ｕ字溝の個数を表し、不足数量は、発注する必要があるＵ字溝の個数、すなわち、予定数量（全体）から在庫数量を差し引いた個数を表す。
【０１８４】
具体的には、情報ウィンドウＧ３３は、吊り荷の種類が「Ｕ字溝」、吊り荷の寸法（縦×横×高さ）が「Ｗ×Ｌ×Ｈ」、実績数量が「Ｐ個」、予定数量（明日）が「Ｑ個」、予定数量（全体）が「Ｒ個」、在庫数量が「Ｓ個」、及び、不足数量が「Ｔ個」であることを示している。
【０１８５】
図１６に示すような出力画像Ｇｘを表示するために、管理装置３００は、ショベル１００の動作モードがクレーンモードに切り換えられた後のクレーン作業に関する情報と施工現場に関する位置情報とを関連付けて記憶するように構成されている。
【０１８６】
施工現場に関する位置情報は、例えば、施工現場の所在地に関する情報を含む。この構成により、管理装置３００は、複数の施工現場のそれぞれの進捗状況を一括して管理できる。
【０１８７】
施工現場に関する位置情報は、施工現場内におけるＵ字溝を埋設する位置に関する情報を含んでいてもよい。Ｕ字溝を埋設する位置に関する情報は、例えば、埋設予定の複数のＵ字溝のそれぞれの埋設位置に関する情報等を含む。この構成により、管理装置３００は、特定の施工現場の進捗状況を詳細に管理できる。
【０１８８】
なお、図１６では、出力画像Ｇｘは、Ｕ字溝の埋設工事の進捗状況を表示するように構成されているが、土嚢の積み上げ、矢板の設置、土管の埋設又は鉄板の敷設等のクレーン作業による他の工事の進捗状況を表示するように構成されていてもよい。
【０１８９】
例えば、出力画像Ｇｘは、泥濘地に土質改良材を運搬するためのクレーン作業による工事の進捗状況を表示するように構成されていてもよい。この場合、クレーン作業に関する情報は、土質改良材の種類、泥濘地の単位体積当たりに必要な土質改良材の量、１つの土質改良材の重量、土質改良材が運搬された回数、土質が改良された土地の大きさ（面積）、使用される土質改良材の予定数量、使用された土質改良材の数量、土質改良材の在庫数量、及び、土質改良材の不足数量等の少なくとも１つを含む。
【０１９０】
管理装置３００は、図１７に示すように、工事の進捗状況を示す別の出力画像Ｇｘを管理装置３００に付属している表示装置４０に表示できるように構成されていてもよい。図１７は、管理装置３００に付属している表示装置４０に表示される出力画像Ｇｘの別の構成例を示す。
【０１９１】
図１７の出力画像Ｇｘは、図１６の出力画像Ｇｘと同様に、Ｕ字溝の埋設工事の進捗状況を図形で表現している。但し、図１７の出力画像Ｇｘは、少なくとも部分的には、物体監視装置Ｓ６としての撮像装置が取得した画像を合成して生成されてもよく、施工現場に設置されている鉄塔又は建屋等に取り付けられた撮像装置が取得した画像を合成して生成されてもよい。また、図１７の出力画像Ｇｘは、表示装置４０の画面全域に表示されているが、図１３の出力画像Ｇｘにおけるカメラ画像表示部４２０に表示されてもよい。
【０１９２】
図１７の出力画像Ｇｘは、施工現場を遠近法（斜視図）によって表現している点で、施工現場を上面図によって表現している図１６の出力画像Ｇｘと異なる。管理装置３００は、例えば、３Ｄ−ＣＡＤで作成された画像に、クレーン作業に関する情報を重畳表示させることで、図１７の出力画像Ｇｘを生成してもよい。或いは、管理装置３００は、ドローン又はマルチコプタ等の飛行体に搭載された物体監視装置Ｓ６が取得した画像に、クレーン作業に関する情報を重畳表示させることで、図１７の出力画像Ｇｘを生成してもよい。
【０１９３】
上述の構成により、管理装置３００は、Ｕ字溝の埋設工事の進捗状況を管理者に分かり易く認識させることができる。出力画像Ｇｘを見た管理者は、Ｕ字溝の埋設工事の進捗状況を迅速に且つ直感的に把握できる。
【０１９４】
なお、管理システムＳＹＳにおいて、ショベル１００は、物体監視装置Ｓ６が取得した情報に基づいて動作モードをクレーンモードに切り換え、切り換え後のクレーン作業に関する情報と施工現場に関する位置情報とを関連付けるように構成されていてもよい。この場合、管理装置３００は、ショベル１００から受信したクレーン作業に関する情報と施工現場に関する位置情報とに基づいて、工事の進捗状況に関する情報を更新するように構成されていてもよい。
【０１９５】
具体的には、Ｕ字溝を設置するためのクレーン作業が行われた場合、ショベル１００は、吊り荷の種類に関する情報とこのクレーン作業が行われた位置に関する情報（例えば位置座標）とを関連付けて管理装置３００に送信する。管理装置３００は、受信した情報に基づき、受信した位置座標が示す場所においてＵ字溝が設置されたと判断し、この判断結果に基づいて工事の進捗状況に関する情報を更新する。
【０１９６】
また、管理装置３００は、ショベル１００から情報を受信する前の時点におけるクレーン作業に関する情報を有していてもよい。この場合、進捗状況に関する情報は、ショベル１００から情報を受信する前の時点におけるクレーン作業に関する情報に対し、ショベル１００から受信した位置情報と関連づけられたクレーン作業に関する情報に基づいて更新されてもよい。
【０１９７】
具体的には、ショベル１００から情報を受信する前の時点において、管理装置３００は、とある作業現場に設置されたＵ字溝の実績数量が１個であるという情報を有している場合、別の１個のＵ字溝がその作業現場に設置されたという情報をショベル１００から受信すると、その作業現場に設置されたＵ字溝の実績数量を２個に更新する。このとき、管理装置３００は、図１６及び図１７のそれぞれにおける未設Ｕ字溝の図形Ｇ３１及び既設Ｕ字溝の図形Ｇ３２の表示、並びに、情報ウィンドウＧ３３における実績数量等の表示を更新してもよい。より具体的には、管理装置３００は、Ｕ字溝の図形の表示を更新する場合、受信した位置情報に対応する破線で示された未設Ｕ字溝の図形Ｇ３１を、実線で示された既設Ｕ字溝の図形Ｇ３２に切り換える。
【０１９８】
本願は、２０１８年１月１０日に出願した日本国特許出願２０１８−００１９７６号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
【符号の説明】
【０１９９】
１・・・下部走行体  １Ｌ・・・左側走行用油圧モータ  １Ｒ・・・右側走行用油圧モータ  ２・・・旋回機構  ２Ａ・・・旋回用油圧モータ  ３・・・上部旋回体  ４・・・ブーム  ５・・・アーム  ６・・・バケット  ７・・・ブームシリンダ  ８・・・アームシリンダ  ９・・・バケットシリンダ  １０・・・キャビン  １１・・・エンジン  １３、１３Ｌ、１３Ｒ・・・レギュレータ  １４、１４Ｌ、１４Ｒ・・・メインポンプ  １５・・・パイロットポンプ  １７・・・コントロールバルブ  １８Ｌ、１８Ｒ・・・絞り  １９Ｌ、１９Ｒ・・・制御圧センサ  ２０・・・フック  ２０ａ・・・本体部  ２０ｂ・・・第１支持部  ２０ｃ・・・第２支持部  ２０Ｓ・・・収納部  ２１・・・ボール  ２２、２３・・・ピン  ２４・・・ピストン  ２６・・・操作装置  ２６Ａ・・・ブーム操作レバー  ２６Ｂ・・・アーム操作レバー  ２６Ｃ・・・旋回操作レバー  ２８、２８Ｌ、２８Ｒ・・・吐出圧センサ  ２９、２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ・・・操作圧センサ  ３０・・・コントローラ  ３１、３１ＡＬ、３１ＡＲ、３１ＢＬ、３１ＢＲ、３１ＣＬ、３１ＣＲ、・・・比例弁  ３２、３２ＡＬ、３２ＡＲ、３２ＢＬ、３２ＢＲ、３２ＣＬ、３２ＣＲ・・・シャトル弁  ４０・・・表示装置  ４２・・・入力装置  ４３・・・音出力装置  ４７・・・記憶装置  ５０・・・マシンガイダンス装置  ５１・・・位置算出部  ５２・・・距離算出部  ５３・・・情報伝達部  ５４・・・自動制御部  ７０・・・空間認識装置  ７０Ｂ・・・後センサ  ７０Ｆ・・・前センサ  ７０Ｌ・・・左センサ  ７０Ｒ・・・右センサ  １００・・・ショベル  １７１〜１７４、１７５Ｌ、１７５Ｒ、１７６Ｌ、１７６Ｒ・・・制御弁  ＣＤ１、ＣＤ２・・・管路  ＣＨ・・・油室  ＣＨ１・・・第１油室  ＣＨ２・・・第２油室  ＣＶ・・・凹部  ＦＰ・・・吊り位置  ＧＣ・・・重心位置  ＬＤ・・・吊り荷  ＬＭ・・・ロック機構  Ｓ１・・・ブーム角度センサ  Ｓ２・・・アーム角度センサ  Ｓ３・・・バケット角度センサ  Ｓ４・・・機体傾斜センサ  Ｓ５・・・旋回角速度センサ  Ｓ６・・・物体監視装置  Ｓ６Ｂ・・・後カメラ  Ｓ６Ｆ・・・前カメラ  Ｓ６Ｌ・・・左カメラ  Ｓ６Ｒ・・・右カメラ  ＳＬ・・・オイルシール  Ｐ１・・・測位装置  Ｔ１・・・通信装置  ＷＲ・・・ワイヤ
【図１】
2019139102.tif 000003
【図２】
2019139102.tif 000004
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
2019139102.tif 000011
【図７Ｂ】
2019139102.tif 000012
【図７Ｃ】
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【図８】
2019139102.tif 000014
【図９Ａ】
2019139102.tif 000015
【図９Ｂ】
2019139102.tif 000016
【図１０Ａ】
2019139102.tif 000017
【図１０Ｂ】
2019139102.tif 000018
【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
2019139102.tif 000020
【図１２】
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【図１３】
2019139102.tif 000022
【図１４】
2019139102.tif 000023
【図１５】
2019139102.tif 000024
【図１６】
2019139102.tif 000025
【図１７】
2019139102.tif 000026
【国際調査報告】
2019139102.tif 000027
2019139102.tif 000028
2019139102.tif 000029
2019139102.tif 000030