JP4695985B2 - アーム作業機の警報装置 - Google Patents

Description

本発明は、車体の転倒のおそれを報知するアーム作業機の警報装置に関する。

この種の警報装置として、長尺のアームを有する解体作業機の警報装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、作業機全体の水平方向の重心位置により下部走行体の接地面における前方安定支点および後方安定支点の支持力を演算し、その支持力が限界値以下になったときに警報を発生する。

特許２８７１１０５号公報

ところで、車体姿勢の安定性（転倒のしにくさ）は水平方向の重心位置だけでなく重心の高さによっても変わり、重心位置が高いほど車体姿勢は不安定となる。しかしながら、上記特許文献１記載の警報装置では、重心位置の高さを考慮しておらず、作業機の転倒のおそれの有無を適切に判断することができない。

本発明に係るアーム作業機の警報装置は、回動可能なアームを有する作業機の転倒のおそれを報知するアーム作業機の警報装置において、水平方向および高さ方向の作業機全体の重心位置を検出する重心位置検出手段と、作業機全体の重心の高さが高くなるほど水平方向の重心移動の許容範囲が狭くなるように、作業機の走行体の前後の各転倒支点から予め設定された限界安息角で引いたそれぞれの直線が作業機の旋回体の旋回中心上で交わる点を安息角頂点としたとき、許容範囲を各転倒支点と安息角頂点とを結ぶ直線により設定する範囲設定手段と、重心位置検出手段により検出された重心位置、及び範囲設定手段により設定された許容範囲を表示する表示手段と、重心位置検出手段により検出された重心位置が範囲設定手段により設定された範囲を超えると警報を発生する警報手段と、表示手段に、作業機のイラスト画像を表示すると共に、許容範囲を設定するものとして各転倒支点と安息角頂点とを結ぶ直線、及び重心位置検出手段により検出された重心位置を重ねて表示する表示制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、作業機全体の重心の高さが高くなるほど水平方向の重心移動の許容範囲が狭くなるように範囲を設定し、この範囲を重心位置が超えたときに警報を発するようにしたので、重心の高さを考慮して作業機の転倒のおそれの有無を適切に判断することができる。

以下、図１〜図１１を参照して本発明によるアーム作業機の警報装置の実施の形態について説明する。
図１は、本発明が適用される解体作業機の側面図である。走行体１の上部には旋回可能に旋回体２が設けられ、旋回体２に回動可能に作業用フロント３が取り付けられている。作業用フロント３は基アーム３１、中間アーム３２、先端アーム３３からなる多段アームと、解体作業用のアタッチメント３４とを有する。なお、図中の（Ａ），（Ｂ）は作業姿勢を示し、（Ｃ）はトレーラにて輸送する輸送姿勢を示す。以下では、旋回体２の前後を基準にして車体の前後方向を定義する。

基アーム３１は油圧シリンダ３ａにより旋回体２の前部に前後方向に回動可能に支持され、中間アーム３２は油圧シリンダ３ｂにより基アーム３１の先端部に前後方向に回動可能に支持され、先端アーム３３は油圧シリンダ３ｃにより中間アーム３２の先端部に前後方向に回動可能に支持され、アタッチメント３４は油圧シリンダ３ｄにより先端アーム３３の先端部に前後方向（矢印方向）に回動可能に支持されている。基アーム３１の先端部には旋回体前方の作業状態を撮影するカメラ１４が取り付けられている。

走行体１は、左右一対の履帯１ａと、走行体１の前後端部にそれぞれ設けられた駆動輪および従動輪と、走行体１の前端部に設けられた走行モータ１ｂとを有する。駆動輪は走行モータ１ｂにより回転駆動され、この駆動輪の回転により履帯１ａが駆動する。なお、図示の状態では走行モータ１ｂは車体の前側に位置するが、旋回体２を１８０°旋回した状態では走行モータ１ｂは車体の後側に位置する。

図２は、本実施の形態に係る警報装置の構成を示すブロック図である。情報処理装置１０には、カメラ１４と、車体および各アーム３１〜３３の角度を検出する角度センサ等のセンサ群１１と、操作レバーに組み込まれた画像切換スイッチ１２と、走行体１に対する旋回体２の旋回方向、すなわち旋回体２に対し走行体１が同一方向を向いているか、直角方向を向いているかを検出する旋回検出スイッチ１３とが接続されている。情報処理装置１０は、これらからの入力信号に基づいて後述するような処理を実行し、警報ブザー４０に制御信号を出力するとともに、画像処理装置２０に制御信号を出力し、表示装置５０の表示を以下のように制御する。

図３，４は、表示装置５０に表示される表示画像の一例を示す図である。なお、図３は走行体１が旋回体２に対し同一方向を向いた状態（旋回角度が約０°または１８０°）に対応し、図４は直角方向を向いた状態（旋回角度が約９０°または２７０°）に対応する。

表示装置５０のメイン画面５１には、走行体１のイラスト画像５２ａ，５２ｂと、旋回体２のイラスト画像５３とが表示されている。イラスト画像５２ａは走行体１を側方から見た形状を模式的に示し、イラスト画像５２ｂは前方から見た形状を模式的に示したものである。

図中、５４ａ，５４ｂは、それぞれ車体の前方および後方への転倒支点を表すイラスト画像である。ここで、転倒支点５４ａ，５４ｂは、図３では走行体１の駆動輪および従動輪の回転中心の地上投影位置に表示され、図４では履帯１ａの幅中心の地上投影位置に表示されている。転倒支点５４ａ，５４ｂ間の距離は図３の方が図４のよりも長い。

５５ａ，５５ｂは、走行体１と旋回体２と作業用フロント３を含む作業機全体の重心位置を表すイラスト画像である。ここで、５５ａは、走行モータ１ｂが車体の前側に位置し、かつアタッチメント３４が前方に水平に回動した場合の重心位置に相当し、５５ｂは、走行モータ１ｂが車体の後側に位置し、かつアタッチメント３４が後方に水平に回動した場合の重心位置に相当する。すなわち、本実施の形態では、アタッチメント３４の回動姿勢と走行モータ１ｂの前後位置は検出しないので、安全を見込んで車体が前方および後方へ最も転倒しやすい条件（前方転倒最悪条件および後方転倒最悪条件）で作業機全体の重心位置５５ａ，５５ｂを求める。実際の重心位置は少なくとも５５ａと５５ｂの間にある。

５６ａ，５６ｂは、それぞれ予め定められた限界安息角αを表すイラスト画像（直線）である。限界安息角αは、図８に示すように旋回体上方の旋回中心上の点（安息角頂点）Ｐ１と転倒支点５４ａ，５４ｂとを結ぶ線の鉛直線に対するなす角として定義される。この限界安息角αは、車体が転倒のおそれのない安全姿勢にあるか否かを判定するための範囲を定めるものであり、作業機毎に実験やシミュレーション等によって予め定められる。

すなわち、作業機全体の重心位置５５と転倒支点５４ａ，５４ｂとを結ぶ線の鉛直線に対するなす角βｆ，βγ（これを安息角と呼ぶ）が限界安息角αより大きいときは車体は安全姿勢にあり、限界安息角α以下のときは危険姿勢にある。換言すれば、５６ａ，５６ｂによって形成された三角形の内側は安全領域、外側は危険領域であり、重心位置５５が安全領域にあれば車体の転倒のおそれはなく、危険領域にあれば転倒のおそれがある。この場合、安全姿勢である重心位置５５の範囲は、重心位置５５の高さが高くなるほど狭くなる。限界安息角αは走行体１の向きによっても変化し、図３と図４を比較すると、図３の方が転倒支点間距離が大きく、安全領域が広い。

このように限界安息角αと安息角βｆ，βγとを比較することで、水平方向の重心位置だけでなく高さ方向の重心位置も考慮して、車体転倒のおそれを判断できる。つまり、重心位置５５が高いほど、作業時に重心位置が大きく移動し、車体姿勢は不安定になるが、高さ方向に安全領域を狭めることで、車体姿勢の安定性を適切に評価できる。なお、本実施の形態では、限界安息角αと安息角βｆ，βγとの比較を容易にするために、重心位置と安息角頂点とを結ぶ線が旋回中心を通る鉛直線に対してなす角β’ｆ，β’ｒ（図１０のβ’）を演算し、このβ’ｆ，β’ｒ（修正安息角と呼ぶ）と限界安息角αとを比較して、車体の転倒のおそれの有無を判定する。

図３、４に示すように、表示装置５０のサブ画面６１には作業機の全体形状のイラスト画像６２が表示されている。このイラスト画像６２に対応して表示部６３には作業半径が表示され、表示部６４にはアーム角度と作業負荷が表示され、表示部６５にはアーム先端部の高さが表示されている。サブ画面６１には、限界安息角αと修正安息角β’ｆ，β’ｒとの関係を表すメータ画像６６も表示されている。

図７は、メータ画像６６を拡大して示した図である。メータ画像６６は、旋回中心を中心にした左右対称の３つの領域６６ａ，６６ｂ，６６ｃをメータ状に表示し、この表示上に図示のように２つの修正安息角（実安息角相当値）β’ｆ，β’ｒを重ねて表示したものである。図中、限界安息角αより大きい危険領域を６６ｃで、限界安息角αより小さい安全領域を６６ａ，６６ｂで示している。なお、６６ｂは限界安息角αに一定以上近づいた領域である。このようにメータ画像６６に限界安息角αと修正安息角β’ｆ，β’ｒとの関係を表示することで、作業員は作業姿勢の安定性の程度を容易に認識することができる。

図５は、表示装置５０に表示される他の表示画像の一例を示した図である。この図５は走行体１が旋回体２と同一方向を向いた状態に対応しており、メイン画面５１には図３に示したのと同様、転倒支点５４ａ，５４ｂのイラスト画像（図では黒塗り表示）と限界安息角αを表す線５６ａ，５６ｂ（実線）が表示されている。さらに図５では、走行体１が旋回体２に対し直角方向を向いた状態に対応する転倒支点５４ａ，５４ｂのイラスト画像（図では白抜き表示）と限界安息角αを表す線５６ａ，５６ｂ（点線）が併せて表示されている。すなわち、現在の車体姿勢の安定性だけでなく、旋回体２を９０°旋回した場合の車体姿勢の安定性も、異なる表示形態により併せて表示される。

メイン画面５１には、画像切換スイッチ１２の操作により、カメラ１４によって撮影された撮影画像も表示することもできる。その一例を図６に示す。図６では、アーム先端部の撮影画像が表示されている。なお、この撮影画像は拡大縮小表示することもできる。

図１１，１２は、情報処理装置１０における処理の一例を示すフローチャートであり、図９，１０は、実データと画面データの対応関係を示す図である。なお、図９では走行体１が前後方向（旋回体２と同一方向）を向いた状態での対応関係を示し、図１０では走行体１が横方向（旋回体２に対して直角方向）を向いた状態での対応関係を示している。情報処理装置１０には、予め図９に示すように走行体１が前後方向を向いた状態での作業機の限界安息角α、画面上の旋回中心から転倒支点５４ａ，５４ｂまでの距離ｔｐｔ（前後方向転倒支点長さ）、および画面上の転倒支点５４ａ，５４ｂから安息角頂点Ｐ１までの高さ（安息角頂点高さ）ｈａｔが記憶されている。

情報処理装置１０は、作業機の電源オンにより処理を開始する。まず、図１１に示すように、ステップＳ１で車体の実寸法と表示画像とを合わせるために機種スケールSCALEKを演算し、ステップＳ２で横スケールSCALESを演算する。機種スケールSCALEKは、画面上の前後方向転倒支点長さｔｐｔ（図９）と、走行体１が前後方向を向いた状態での実際の旋回中心から転倒支点までの長さ（実寸法）ＴＰＴとの比（ｔｐｔ／ＴＰＴ）である。横スケールSCALESは、走行体１が横方向を向いた状態での転倒支点までの長さ（実寸法）ＴＰＳと上記ＴＰＴとの比（ＴＰＳ／ＴＰＴ）である。なお、ＴＰＴ，ＴＰＳは作業機固有の値として予め記憶されており、通常、ＴＰＴ＞ＴＰＳの関係がある。

ステップＳ３では、センサ群１１により検出された車体および各アーム３１〜３３の角度に基づき各アーム３１〜３３の姿勢角を演算する。ステップＳ４、ステップＳ５では、この姿勢角と予め記憶された車体および各アーム３１〜３３の質量、重心位置データに基づき、それぞれ前方転倒最悪条件および後方転倒最悪条件に対応した作業機全体の重心位置を演算する。この重心位置は、走行体１が前後方向を向いた状態および横方向を向いた状態のそれぞれについて演算され、旋回中心からの水平距離ＧＸおよび転倒支点からの高さＧＹとして求められる。

ステップＳ６では、ステップＳ４とステップＳ５で求めた各重心位置ＧＸ，ＧＹに機種スケールSCALEKをそれぞれ乗算し、重心位置（実データＧＸ，ＧＹ）を画面上の座標（画面データｇｘ，ｇｙ）に変換する。すなわち走行体１が前後方向を向いた状態での前方転倒最悪条件および後方転倒最悪条件に対応した重心位置（ｇｘｆｔ，ｇｙｆｔ）および（ｇｘｒｔ，ｇｙｒｔ）と、走行体１が横方向を向いた状態での前方最悪条件および後方転倒最悪条件に対応した重心位置（ｇｘｆｓ，ｇｙｆｓ）および（ｇｘｒｓ，ｇｙｒｓ）をそれぞれ求める。ステップＳ７では、走行体１が前後方向を向いた状態での安息角頂点高さｈａｔに横スケールSCALESを乗算し、横方向を向いた状態での安息角頂点高さｈａｓ（図１０）を演算する。

ステップＳ８では、旋回検出スイッチ１３からの信号に基づき旋回方向を判定する。ステップＳ８で旋回体２が走行体１と同一方向を向いていると判定されると、すなわち走行体１が前後方向を向いていると判定されるとステップＳ９に進み、旋回体２が走行体１に対して直角方向を向いていると判定されると、すなわち走行体１が横方向を向いていると判定されるとステップＳ１０に進む。

ステップＳ９では、走行体１が前後方向を向いた状態での前方転倒最悪条件および後方転倒最悪条件に対応した修正安息角β’をそれぞれ演算する。すなわち作業機全体の重心位置（ｇｘｆｔ，ｇｙｆｔ）および（ｇｘｒｔ，ｇｙｒｔ）と安息角頂点Ｐ１とを結ぶ線の鉛直線とのなす角β’ｆｔおよびβ’ｒｔをそれぞれ演算する。ステップＳ１０では、走行体１が横方向を向いた状態での前方転倒最悪条件および後方転倒最悪条件に対応した修正安息角β’（図１０）をそれぞれ演算する。すなわち作業機全体の重心位置（ｇｘｆｓ，ｇｙｆｓ）および（ｇｘｒｓ，ｇｙｒｓ）と安息角頂点Ｐ１とを結ぶ線の鉛直線とのなす角β’ｆｓおよびβ’ｒｓをそれぞ演算する。

ステップＳ１１では、画像処理装置２０に制御信号を出力し、演算された修正安息角β’ｆ，β’ｒを図７に示すように表示装置５０のメータ画像６６に表示する。ステップＳ１２では、修正安息角β’ｆ，β’ｒの絶対値がいずれも限界安息角αより大きいか否かを判定する。ステップＳ１２が肯定されるとステップＳ１３に進み、警報オン信号を出力して警報ブザー４０から警報を発生させる。ステップＳ１２が否定されるとステップＳ１４に進み、警報オフ信号を出力して警報ブザー４０からの警報の発生を停止する。

次いで、図１２のステップＳ２１に進み、画像切換スイッチ１２の操作によりカメラ画像が選択されているか否かを判定する。ステップＳ２１が肯定されるとステップＳ２２に進み、画像処理装置２０に制御信号を出力し、表示装置５０に図６に示すように撮影画像を表示してステップＳ３に戻る。ステップＳ２１が否定されるとステップＳ２３に進み、図５に示すように表示装置５０に旋回体２のイラスト画像５３（固定画像）を表示する。次いで、ステップＳ２４で前後方向転倒支点長さｔｐｔに横スケールSCALESを乗じて、走行体１が横方向を向いた状態での画面上の転倒支点の長さｔｐｓ（横方向転倒支点長さ；図１０）を演算する。

ステップＳ２５では、旋回検出スイッチ１３からの信号に基づき旋回方向を判定する。ステップＳ２５で旋回体２が前後方向を向いていると判定されるとステップＳ３１に進む。ステップＳ３１〜ステップＳ３６では、図５に示すように走行体１が前後方向を向いた状態に対応したイラスト画像を表示装置５０のメイン画面５１に表示する。

すなわちステップＳ３１では、ステップＳ６で演算した作業機全体の重心位置（ｇｘｆｔ，ｇｙｆｔ），（ｇｘｒｔ，ｇｙｒｔ）を表すイラスト画像５５ａ，５５ｂを表示し、ステップＳ３２では、前後方向の走行体画像５２ａを表示する。ステップＳ３３では、前後方向転倒支点長さｔｐｔに対応した転倒支点の画像５４ａ，５４ｂを塗りつぶして表示し、ステップＳ３４では、前後方向転倒支点長さｔｐｔと安息角頂点高さｈａｔとに基づき、前後方向の限界安息角αを表す線５６ａ，５６ｂを実線で表示する。ステップＳ３５では、横方向転倒支点長さｔｐｓ（ステップＳ２４）に対応した転倒支点の画像５４ａ，５４ｂを白抜きで表示し、ステップＳ３６では、横方向転倒支点長さｔｐｓと安息角頂点高さｈａｓ（ステップＳ７）とに基づき、横方向の限界安息角αを示す線５６ａ，５６ｂを点線で表示する。

一方、ステップＳ２５で旋回体２が横方向を向いていると判定されるとステップＳ４１に進み、ステップＳ４１〜ステップＳ４６で走行体１が横方向を向いた状態に対応したイラスト画像を表示装置５０のメイン画面５１に表示する。すなわちステップＳ４１では、ステップＳ６で演算した作業機全体の重心位置（ｇｘｆｓ，ｇｙｆｓ），（ｇｘｒｓ，ｇｙｒｓ）を表すイラスト画像５５ａ，５５ｂを表示し、ステップＳ４２では、横方向の走行体画像５２ｂを表示する。ステップＳ４３では、横方向転倒支点長さｔｐｓに対応した転倒支点の画像５４ａ，５４ｂを塗りつぶして表示し、ステップＳ４４では、横方向転倒支点長さｔｐｓと安息角頂点高さｈａｓとに基づき、横方向の限界安息角αを表す線５６ａ，５６ｂを実線で表示する。ステップＳ４５では、前後方向転倒支点長さｔｐｔに対応した転倒支点の画像５４ａ，５４ｂを白抜きで表示し、ステップＳ４６では、前後方向転倒支点長さｔｐｔと安息角頂点高さｈａｔとに基づき、前後方向の限界安息角αを表す線５６ａ，５６ｂを点線で表示する。

なお、以上の処理では、走行体１の前後方向および横方向に対応した限界安息角αの画像５６ａ，５６ｂと転倒支点の画像５４ａ，５４ｂを併せて表示したが、図３または図４に示すようにそのいずれかを表示するだけでもよい。この場合、ステップＳ３５，ステップＳ３６，ステップＳ４５，ステップＳ４６の処理が不要となる。また、走行体１の向きが一定以上変化する前は前後方向または横方向のいずれかに対応した画像を表示し、走行体１の向きが一定以上変化したときに前後方向および横方向に対応した画像を同時に表示するようにしてもよい。

本実施の形態の動作をまとめると次のようになる。
例えば走行体１が前後方向を向いた状態で作業をしているとき、情報処理装置１０は、センサ群１１からの検出値を用いて前方転倒最悪条件および後方転倒最悪条件における作業機全体の重心位置を求め、図５に示すように作業機のイラスト画像５２，５３および転倒支点の画像５４ａ，５４ｂとともに、重心位置の画像５５ａ，５５ｂおよび限界安息角αを表す画像５６ａ，５６ｂをメイン画面５１に表示する（ステップＳ２３，ステップＳ３１〜ステップＳ３６）。限界安息角αと重心位置との関係はサブ画面６１のメータ画像６６にも表示される（ステップＳ１１）。

作業機全体の重心位置は、解体作業時における作業用フロント３の姿勢変化および作業負荷等によって変化し、それに伴い重心位置の画像５５ａ，５５ｂおよびメータ画像６６の表示もリアルタイムで変化する。重心位置に応じて変化する修正安息角β’ｆ，β’ｒが限界安息角αより小さいときは、重心位置の画像５５ａ，５５ｂは線５６ａ，５６ｂの内側（安全領域）にある。この画面表示を通して、作業員は作業機の転倒のおそれの有無だけでなく、現在の作業機姿勢が転倒に対してどの程度余裕があるかも認識することができる。これはメータ画像６６によっても認識できる。なお、メータ画像６６は、図７に示すように安全領域が６６ａと６６ｂにより表示されているため、修正安息角β’ｆ，β’ｒが限界安息角αに一定以上近づいたか否かも併せて認識できる。メイン画面５１には走行体１が横方向を向いたときの転倒支点の画像５４ａ，５４ｂおよび限界安息角αを表す画像５６ａ，５６ｂも表示され、旋回体２を旋回させたときに転倒に対する安定性がどの程度変化するかも作業員は容易に認識できる。

修正安息角β’ｆ，β’ｒが限界安息角αを越えると、重心位置の画像５５ａ，５５ｂが線５６ａ，５６ｂの外側（危険領域）に移動する。このとき警報ブザー４０から警報が発生し（ステップＳ１３）、作業機が転倒のおそれある旨が報知される。これにより作業員は画面表示を見なくても車体転倒のおそれがあることを認識でき、車体転倒を引き起こすような操作を停止するようになる。なお、警報の発生と同時に、修正安息角β’がそれ以上大きくなるような動作を強制的に停止するようにしてもよい。この場合、作業機全体の重心位置が高いほど、重心移動が大きくなり車体姿勢は不安定となるが、重心の高さが高いほど安全領域を狭く設定するため、車体転倒のおそれがあるか否かを車体の安定性を考慮して適切に判定できる。

以上の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）旋回中心上の安息角頂点Ｐ１と転倒支点５４ａ，５４ｂとを結ぶ線の鉛直線に対するなす角として限界安息角αを設定し、水平方向および高さ方向の重心位置により定まる修正安息角β’が限界安息角αを越えると警報を発生するようにした。これにより重心の高さを考慮して車体の転倒のおそれの有無を適切に判断することができる。
（２）限界安息角αと修正安息角β’の関係を示すイラスト画像５５，５６を、作業機のイラスト画像５２〜５４に対応付けてメイン画面５１に表示するようにしたので、転倒に対してどの程度余裕があるかを作業員は容易に認識することができる。
（３）限界安息角αと修正安息角β’の関係を示すメータ画像６６をサブ画面６１に表示するようにしたので、メイン画面５１の表示をカメラ撮影画像に切り替えた場合にも作業員は転倒のおそれを把握できる。
（４）安息角頂点Ｐ１と転倒支点５４ａ，５４ｂにより限界安息角αを設定するので、作業機の安全姿勢の範囲を簡単に設定することができる。

（５）作業機に設けられる構成部品（走行モータ１ｂとアタッチメント３４）が最も転倒しやすい状態に配置されている条件（前方転倒最悪条件および後方転倒最悪条件）を想定し、この条件の下で重心位置を検出するようにしたので、作業機が安全姿勢にあるか否かをより安全に評価することができる。
（６）旋回検出スイッチ１３により走行体１の向きを検出し、走行体１が前後方向を向いているときと横方向を向いているときで画像表示を変更するようにしたので、走行体１の向きに拘わらず、作業機の転倒のおそれの程度を作業員は正確に把握することができる。
（７）走行体１が一の方向（例えば前後方向）を向いているときの限界安息角αのイラスト画像５６だけでなく、他の方向（例えば横方向）を向いているときの限界安息角αのイラスト画像５６も同時に表示するようにしたので、旋回体２を旋回させた場合の作業機の転倒のおそれの有無も把握できる。
（８）画面上の転倒支点の長さｔｐｔと実際の転倒支点の長さＴＰＴの比に応じて重心位置のイラスト画像５５を表示するようにしたので（ステップＳ６）、作業機の大きさが異なる場合にも、限界安息角αと修正安息角β’の関係を画面上に良好に表示することができる。
（９）前後方向の転倒支点の長さＴＰＴと横方向の転倒支点の長さＴＰＳの比に応じて画面上の転倒支点の長さｔｐｓを表示するようにしたので、転倒支点のイラスト画像５４の表示が作業機の形状に良好に対応する。
（１０）操作レバーに設けた画像切換スイッチ１２の操作によりメイン画面５１の表示をカメラ１４の撮影画像に切り換えるようにしたので、操作レバーから手を離さなくても画像表示を切り換えることができ、作業性に優れる。

なお、上記実施の形態では、旋回中心上の安息角頂点Ｐ１と転倒支点５４とを結ぶ線により限界安息角αを設定し、この限界安息角αにより作業機の安全姿勢の範囲を設定したが、作業機全体の重心の高さが高くなるほど水平方向の重心移動の許容範囲が狭くなるように範囲を設定するのであれば、範囲設定手段としての構成は上述したものに限らない。

作業機の安全姿勢の範囲を示すイラスト画像５６（第１のイラスト画像）と、これに対応付けた重心位置のイラスト画像５０（第２のイラスト画像）を表示装置５５に表示するのであれば、表示画像の形態は上述したものに限らない。例えば走行体１の向きやアタッチメント３４の回動姿勢を検出し、重心位置を１点で表示するようにしてもよい。また、重心位置５５ａ，５５ｂの差が小さければ、その平均値をとって表示するようにしてもよい。重心位置が旋回中心よりも前方にある場合に前側の重心位置５５ａと転倒支点５４ａのみを表示し、後方にある場合に後側の重心位置５５ｂと転倒支点５４ｂのみを表示するようにしてもよい。メイン画面５１（第１の領域）とサブ画面６１（第２の領域）にそれぞれ限界安息角αと修正安息角β’の関係を表示するようにしたが、いずれか一方のみに表示するようにしてもよい。

センサ群１１により検出された車体およびアーム３１〜３３の角度に基づき重心位置を検出するようにしたが、重心位置検出手段はいかなるものでもよい。修正安息角β’が限界安息角αを越えると警報ブザー４０から警報音を発生するようにしたが、警報手段はこれに限らない。旋回検出スイッチ１３により走行体１の向きを検出するようにしたが、旋回検出手段の構成はこれに限らない。アーム３１の先端部にカメラ１４を設けてアーム先端部の作業状態を撮影するようにしたが、撮影手段はいかなるものでもよい。操作レバーに設けた画像切換スイッチ１２により、限界安息角αと修正安息角β’の関係を示す作業画像（図３〜５）と、カメラ１４の撮影画像（図６）とに切り換えるようにしたが、画像選択部材の構成はこれに限らない。

上記実施の形態は、解体作業機に適用したが、回動可能なアームを有する他のアーム作業機にも本発明は同様に適用可能である。すなわち本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の警報装置に限定されない。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。

本発明が適用される解体作業機の側面図。 本実施の形態に係る警報装置の構成を示すブロック図。 図２の表示装置に表示される表示画像の一例を示す図。 図２の表示装置に表示される表示画像の他の例を示す図。 図２の表示装置に表示される表示画像のさらに別の例を示す図。 図２の表示装置に表示される表示画像を切り換えた例を示す図。 図３〜図６のメータ画像を拡大して示す図。 限界安息角の設定を説明する図。 走行体が前後方向を向いた状態での実データと画面データの対応関係を示す図。 走行体が横方向を向いた状態での実データと画面データの対応関係を示す図。 図２の情報処理装置における処理の一例を示すフローチャート（その１）。 図２の情報処理装置における処理の一例を示すフローチャート（その２）。

符号の説明

３ 作業用フロント
１０ 情報処理装置
１１ センサ群
１２ 画像切換スイッチ
１３ 旋回検出スイッチ
１４ カメラ
２０ 画像処理装置
４０ 警報ブザー
５０ 表示装置

Claims (8)

1. 回動可能なアームを有する作業機の転倒のおそれを報知するアーム作業機の警報装置において、
   水平方向および高さ方向の作業機全体の重心位置を検出する重心位置検出手段と、
   作業機全体の重心の高さが高くなるほど水平方向の重心移動の許容範囲が狭くなるように、前記作業機の走行体の前後の各転倒支点から予め設定された限界安息角で引いたそれぞれの直線が前記作業機の旋回体の旋回中心上で交わる点を安息角頂点としたとき、前記許容範囲を前記各転倒支点と前記安息角頂点とを結ぶ直線により設定する範囲設定手段と、
   前記重心位置検出手段により検出された重心位置、及び前記範囲設定手段により設定された前記許容範囲を表示する表示手段と、
   前記重心位置検出手段により検出された重心位置が前記範囲設定手段により設定された範囲を超えると警報を発生する警報手段と、
   前記表示手段に、前記作業機のイラスト画像を表示すると共に、前記許容範囲を設定するものとして前記各転倒支点と前記安息角頂点とを結ぶ直線、及び前記重心位置検出手段により検出された重心位置を重ねて表示する表示制御手段とを備えることを特徴とするアーム作業機の警報装置。
2. 請求項１に記載のアーム作業機の警報装置において、
   前記旋回体に対する前記走行体の向きを検出する旋回検出手段をさらに備え、
   前記作業機のイラスト画像は、前記走行体を表すイラスト画像と前記旋回体を表すイラスト画像とを含み、
   前記表示手段には、前記旋回検出手段により検出された走行体の向きに応じて前記作業機のイラスト画像および前記各転倒支点と前記安息角頂点とを結ぶ前記直線が変更して表示されることを特徴とするアーム作業機の警報装置。
3. 請求項２に記載のアーム作業機の警報装置において、
   前記表示手段には、前記旋回検出手段により検出された走行体の向きに応じて前記作業機のイラスト画像および前記各転倒支点と前記安息角頂点とを結ぶ前記直線が表示されると共に、前記旋回体がさらに９０°旋回した場合の前記各転倒支点と前記安息角頂点とを結ぶ前記直線が併せて表示されることを特徴とするアーム作業機の警報装置。
4. 請求項２または３に記載のアーム作業機の警報装置において、
   前記作業機には作業姿勢に応じて作業機の一方側または他方側に配置が変更される１または複数の構成部品が設けられ、
   前記重心位置検出手段は、前記構成部品が全て前記一方側に位置すると仮定したときの条件およびまたは前記構成部品が全て前記他方側に位置すると仮定したときの条件の下で、重心位置を検出することを特徴とするアーム作業機の警報装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のアーム作業機の警報装置において、
   前記表示制御手段は、転倒支点を表すイラスト画像を作業機の実寸法に拘わらず前記表示装置の画面上の所定位置に表示するとともに、この画面上の転倒支点の寸法と転倒支点の実寸法との比に応じて重心位置を表すイラスト画像を前記表示装置に表示することを特徴とするアーム作業機の警報装置。
6. 請求項５に記載のアーム作業機の警報装置において、
   前記表示制御手段は、前記走行体の一の向きに対応した転倒支点の実寸法と他の向きに対応した転倒支点の実寸法との比を演算するとともに、前記一の向きに対応した転倒支点を表すイラスト画像を画面上の前記所定位置に表示し、前記他の向きに対応した転倒支点を表すイラスト画像を前記演算された比に応じた寸法で前記表示装置の画面上に表示することを特徴とするアーム作業機の警報装置。
7. 請求項５または６に記載のアーム作業機の警報装置において、
   アーム先端部の作業状態を撮影する撮影手段と、
   アーム作業機を操作する操作部材に設けられ、前記撮影手段により撮影された撮影画像、もしくは前記範囲設定手段により設定された前記許容範囲を表すイラスト画像と重心位置を表すイラスト画像を含む作業画像のいずれか一方を選択する画像選択部材とをさらに備え、
   前記表示制御手段は、前記画像選択部材により撮影画像が選択されると前記作業画像に代えて前記撮影画像を前記表示装置の画面上に表示し、作業画像が選択されると前記撮影画像に代えて前記作業画像を前記表示装置の画面上に表示することを特徴とするアーム作業機の警報装置。
8. 請求項５〜７のいずれか１項に記載のアーム作業機の警報装置において、
   前記表示制御手段は、前記走行体を表すイラスト画像、前記旋回体を表すイラスト画像、および作業機の転倒支点を表すイラスト画像を前記表示装置の画面上の第１の領域に表示し、この表示に対応づけて前記範囲設定手段により設定された前記許容範囲を表すイラスト画像および重心位置を表すイラスト画像を前記表示装置に表示するとともに、前記表示装置の同一の画面上の第２の領域に前記範囲設定手段により設定された前記許容範囲を表すイラスト画像をメータ状の画像により表示することを特徴とするアーム作業機の警報装置。
   

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