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公開番号2025126564
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024022855
出願日2024-02-19
発明の名称作業機械および作業機械の制御方法
出願人株式会社東洋スタビ
代理人弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所
主分類E02D 3/12 20060101AFI20250822BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】作業効率を向上させることができる作業機械を提供する。
【解決手段】作業機械1000は、機械本体10と、制御装置40と、第1GNSSアンテナ20aおよび第2GNSSアンテナ20bと、姿勢検出器30と、を備える。制御装置40は、第1GNSSアンテナ20aおよび第2GNSSアンテナ20bからの機械本体10の位置情報から刃17aの先端の高さ値Zaを算出し、刃17aの先端の高さ値Zaと制御装置40に記憶された目標深さ値Ztとの差Δzを算出し、差Δzが制御装置40に設定された所定の範囲外であるか否かを判定し、差Δzが所定の範囲外であると判定した場合、差Δzが前記所定の範囲内に収まるように、昇降装置19を駆動して混合ロータ17を上下動させる。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
地盤上を走行しながら土と地盤改良材とを混合する作業機械であって、
車体、前記車体に取り付けられた走行体、刃を有する混合ロータ、および前記混合ロータを上下動させる昇降装置を備える機械本体と、
制御装置と、
前記機械本体の位置情報を取得し、前記位置情報を前記制御装置に出力するＧＮＳＳアンテナと、
を備え、
前記制御装置は、
前記位置情報から前記刃の先端の高さ値Ｚａを算出し、
前記刃の先端の高さ値Ｚａと前記制御装置に記憶された目標深さ値Ｚｔとの差Δｚを算出し、
前記差Δｚが前記制御装置に設定された所定の範囲外であるか否かを判定し、前記差Δｚが前記所定の範囲外であると判定した場合、前記差Δｚが前記所定の範囲内に収まるように、前記昇降装置を駆動して前記混合ロータを上下動させる、
作業機械。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
地盤上を走行しながら土と地盤改良材とを混合する作業機械であって、
車体、前記車体に取り付けられた走行体、刃を有する混合ロータ、および前記混合ロータを上下動させる昇降装置を備える機械本体と、
制御装置と、
前記機械本体の位置情報を取得し、前記位置情報を前記制御装置に出力するＧＮＳＳアンテナと、
を備え、
前記制御装置は、
前記位置情報から前記刃の先端の高さ値Ｚａを算出し、
前記刃の先端の高さ値Ｚａが前記制御装置に設定された所定の範囲外であるか否かを判定し、前記刃の先端の高さ値Ｚａが前記所定の範囲外である場合、前記刃の先端の高さ値Ｚａが前記所定の範囲内に収まるように、前記昇降装置を駆動して前記混合ロータを上下動させる、
作業機械。
【請求項３】
前記機械本体の姿勢を検出し、前記機械本体の姿勢情報を前記制御装置に出力する姿勢検出器をさらに備え、
前記制御装置は、前記姿勢情報に基づいて、前記刃の先端の高さ値Ｚａを修正する、
請求項１または２に記載の作業機械。
【請求項４】
前記機械本体は、回動軸を中心に回動するとともに先端側に前記混合ロータを支持するアームを備え、
前記昇降装置は、前記アームを回動させることで前記混合ロータを上下動させるように構成され、
前記ＧＮＳＳアンテナは、回動軸の高さ位置Ｚ１を検出するように構成され、
前記刃の先端の高さ値Ｚａは、前記高さ位置Ｚ１および前記前記アームの回動角度αに基づいて算出される、
請求項１または２に記載の作業機械。
【請求項５】
前記制御装置は、地盤改良の作業対象となる領域を、ＸＹ座標を有するＸＹ平面に関連付けて仮想マップを作成し、前記仮想マップ上に、前記ＧＮＳＳアンテナから取得した水平測位情報をＸＹ平面上の座標（Ｘ１、Ｙ１）に変換し、前記機械本体の進行方向の方位および前記座標（Ｘ１、Ｙ１）に基づいて前記混合ロータの作動位置（Ｘａ、Ｙａ）を算出して表示する、
請求項１または２に記載の作業機械。
【請求項６】
表示装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記ＧＮＳＳアンテナからの位置情報に基づいて前記作業機械の走行軌跡を前記表示装置に出力し、
前記刃の先端の高さが前記所定の範囲内にある状態で前記混合ロータによって前記地盤の混合処理が行われたとき、前記制御装置は、所定の色で着色された前記走行軌跡を前記表示装置に出力する、
請求項１または２に記載の作業機械。
【請求項７】
地盤上を走行しながら土と地盤改良材とを混合する作業機械の制御方法であって、前記作業機械は、車体、走行体、刃を有する混合ロータ、前記混合ロータを上下動させる昇降装置および制御装置を備えており、前記制御方法は、
ＧＮＳＳアンテナによって前記機械本体の位置情報を取得することと、
前記位置情報に基づいて前記混合ロータの刃の先端の高さ値Ｚａを算出することと、
前記刃の先端の高さ値Ｚａと目標深さ値Ｚｔとの差Δｚを算出することと、
前記差Δｚが所定の範囲外か否かを判定し、前記差Δｚが前記所定の範囲外である場合、前記差Δｚが前記所定の範囲内に収まるように、前記昇降装置を駆動して前記混合ロータを上下動させることと、
を含む制御方法。
【請求項８】
地盤上を走行しながら土と地盤改良材とを混合する作業機械の制御方法であって、前記作業機械は、車体、走行体、刃を有する混合ロータ、前記混合ロータを上下動させる昇降装置および制御装置を備えており、前記制御方法は、
ＧＮＳＳアンテナによって前記機械本体の位置情報を取得することと、
前記位置情報に基づいて前記混合ロータの刃の先端の高さ値Ｚａを算出することと、
前記刃の先端の高さ値Ｚａが所定の範囲外か否かを判定し、前記刃の先端の高さ値Ｚａが前記所定の範囲外である場合、前記刃の先端の高さ値Ｚａが前記所定の範囲内に収まるように、前記昇降装置を駆動して前記混合ロータを上下動させることと、
を含む制御方法。
【請求項９】
姿勢検出器によって前記機械本体の姿勢情報を取得し、前記姿勢情報に基づいて、前記刃の先端の高さ値Ｚａを修正することをさらに含む、
請求項７または８に記載の制御方法。
【請求項１０】
前記刃の先端の高さが前記所定の範囲内にある状態で前記混合ロータによって前記地盤の混合処理が行われたとき、所定の色で着色された前記作業機械の走行軌跡を出力することをさらに含む、
請求項７または８に記載の制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤改良を実施する際に使用される作業機械に関する。また、本発明は、地盤改良を実施する際に使用される作業機械の制御方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、地盤改良を実施する際に、地盤の土を掘り起こして土と地盤改良材とを混合する作業機械として、例えば特許文献１のスタビライザが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平９－３２４４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のスタビライザでは、オペレータ（ユーザ）が、土と地盤改良材とを混合する混合ロータを昇降レバーにより手動で上下動させ、地盤中の目標深さまで進入させていた。近年、オペレータの人材が不足していることから、作業の効率化が求められている。
【０００５】
本発明は、作業効率を向上させることができる作業機械を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明は、作業効率を向上させることができる作業機械の制御方法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】
本発明は、以下に掲げる態様の発明を提供する。
（項１）
地盤上を走行しながら土と地盤改良材とを混合する作業機械であって、
車体、前記車体に取り付けられた走行体、刃を有する混合ロータ、および前記混合ロータを上下動させる昇降装置を備える機械本体と、
制御装置と、
前記機械本体の位置情報を取得し、前記位置情報を前記制御装置に出力するＧＮＳＳアンテナと、
を備え、
前記制御装置は、
前記位置情報から前記刃の先端の高さ値Ｚａを算出し、
前記刃の先端の高さ値Ｚａと前記制御装置に記憶された目標深さ値Ｚｔとの差Δｚを算出し、
前記差Δｚが前記制御装置に設定された所定の範囲外であるか否かを判定し、前記差Δｚが前記所定の範囲外であると判定した場合、前記差Δｚが前記所定の範囲内に収まるように、前記昇降装置を駆動して前記混合ロータを上下動させる、
作業機械。
【０００８】
（項２）
地盤上を走行しながら土と地盤改良材とを混合する作業機械であって、
車体、前記車体に取り付けられた走行体、刃を有する混合ロータ、および前記混合ロータを上下動させる昇降装置を備える機械本体と、
制御装置と、
前記機械本体の位置情報を取得し、前記位置情報を前記制御装置に出力するＧＮＳＳアンテナと、
を備え、
前記制御装置は、
前記位置情報から前記刃の先端の高さ値Ｚａを算出し、
前記刃の先端の高さ値Ｚａが前記制御装置に設定された所定の範囲外であるか否かを判定し、前記刃の先端の高さ値Ｚａが前記所定の範囲外である場合、前記刃の先端の高さ値Ｚａが前記所定の範囲内に収まるように、前記昇降装置を駆動して前記混合ロータを上下動させる、
作業機械。
【０００９】
（項３）
前記機械本体の姿勢を検出し、前記機械本体の姿勢情報を前記制御装置に出力する姿勢検出器をさらに備え、
前記制御装置は、前記姿勢情報に基づいて、前記刃の先端の高さ値Ｚａを修正する、
項１または２に記載の作業機械。
【００１０】
（項４）
前記機械本体は、回動軸を中心に回動するとともに先端側に前記混合ロータを支持するアームを備え、
前記昇降装置は、前記アームを回動させることで前記混合ロータを上下動させるように構成され、
前記ＧＮＳＳアンテナは、回動軸の高さ位置Ｚ１を検出するように構成され、
前記刃の先端の高さ値Ｚａは、前記高さ位置Ｚ１および前記前記アームの回動角度αに基づいて算出される、
項１または２に記載の作業機械。
（【００１１】以降は省略されています）

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