施工机械及移动式起重机的制作方法

1.本发明涉及一种施工机械及移动式起重机。


背景技术：

2.专利文献1公开了一种施工机械(即，挖土机)的周围监视装置。该周围监视装置包括安装在挖土机的配重的上部后端上的照相机及距离图像传感器。
3.以往技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2013-204411号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的技术课题
7.履带起重机等施工机械在作业现场被组装，并在作业结束之后在作业现场被分解而进行搬出。而且，根据现场还有需要安装或不需要安装的组装组件。如此，在进行组装或分解的施工机械的情况下，根据组装组件的安装状况需要改变周围监视用的设备的位置，存在难以实现统一的监视处理的课题。
8.本发明的目的在于提供一种在进行组装或分解的施工机械及移动式起重机中能够实现难以依赖于组装组件的安装状况的监视处理的施工机械及移动式起重机。
9.用于解决技术课题的手段
10.本发明所涉及的施工机械具备施工机械主体及安装在所述施工机械主体上的组装组件，并且进行组装或分解，所述施工机械还具备：
11.检测部，所述检测部用于监视周围，
12.所述施工机械主体包括下部行走体及相对于所述下部行走体进行相对旋转的上部回转体，
13.所述检测部不经由所述组装组件而直接安装在所述上部回转体上。
14.本发明所涉及的移动式起重机具备起重机主体及包括多层平衡块且安装在所述起重机主体上的配重，并且在作业现场进行组装或分解，所述移动式起重机中，
15.通过改变安装在所述起重机主体上的所述平衡块的层数，能够设定并变更为多个起吊能力中的任一个，
16.所述多个起吊能力包括第一起吊能力及低于所述第一起吊能力的起吊能力即第二起吊能力，
17.所述移动式起重机还具备检测部，所述检测部安装在所述配重上并且用于监视周围，
18.所述检测部安装在设定为所述第二起吊能力时安装的所述平衡块的最上层以下。
19.发明效果
20.根据本发明，在作业现场进行组装或分解的施工机械及移动式起重机中，无需移
动周围监视用的设备即可在组装或分解时也能进行周围监视。
附图说明
21.图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的施工机械的侧视图。
22.图2是用于说明检测部的配置的施工机械的平面图。
23.图3是用于说明检测部的配置的施工机械的主视图。
24.图4是表示从图1的施工机械中去除了组装组件后的结构的图。
25.图5a是表示配重的图，且其是底座平衡块的平面图。
26.图5b是表示配重的图，且其是底座平衡块的后视图。
27.图5c是表示配重的图，且其是第一平衡块的平面图。
28.图5d是表示配重的图，且其是第一平衡块的后视图。
29.图5e是表示配重的图，且其是第二平衡块的平面图。
30.图5f是表示配重的图，且其是第二平衡块的后视图。
31.图6a是表示比较例的施工机械的侧视图。
32.图6b是表示比较例的施工机械的平面图。
33.图7是表示本发明的第二实施方式所涉及的施工机械被设定为第一起吊能力的状态的侧视图。
34.图8是表示第二实施方式所涉及的施工机械被设定为低于第一起吊能力的第二起吊能力的状态的侧视图。
具体实施方式
35.以下，参考附图，对本发明的各实施方式进行详细说明。
36.(第一实施方式)
37.图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的施工机械的侧视图。图2是用于说明检测部的配置的施工机械的平面图。图3用于是说明检测部的配置的施工机械的主视图。图2及图3表示拆除了动臂133的状态。图4是表示从图1的施工机械中去除了组装组件后的结构的图。在以下说明中，将沿着动臂133的回转轴的方向设为左右方向，将与动臂133的回转轴垂直且水平的方向中的、从上部回转体12的回转中心朝向操纵室121侧的方向设为前方，将朝向配重132侧的方向设为后方。
38.第一实施方式所涉及的施工机械1是在作业现场组装使用并且进行分解后从作业现场搬运的机械。施工机械1是移动式起重机，具体而言是履带式起重机。另外，组装或分解除了可以在实际进行起吊作业等的场所进行以外，还可以在该场所周围的组装用的场所中进行。例如，可以在半山腰组装施工机械1后使组装后的施工机械1行走并移动到作业地点，此时，组装的场所为半山腰。
39.施工机械1具备：施工机械主体(起重机主体)10(参考图4)、利用重机械起吊并安装在施工机械主体10上的组装组件13、及用于监视周围的检测部20。图4的施工机械主体10表示了未安装有组装组件13的状态。施工机械1还可以具备监视装置，该监视装置接受检测部20的检测信号从而对周围进行监视。监视装置可以包括显示部，该显示部输出由检测部20检测到的包括周围的工作人员、行人或障碍物在内的监视图像。显示部可以配置在施工
机械1的驾驶室、作业现场的管理用终端、远离现场的管理中心等。
40.施工机械主体10包括通过组装履带组件131而构成履带的下部行走体11及相对于下部行走体11进行相对旋转的上部回转体12。上部回转体12包括操纵室121、绞盘125、液压装置122、桅杆(mast)123、主框架124以及下部行走体11的支承底座(即，底部框架111)等。主框架124为从下方支承动臂、液压装置、绞盘或桅杆中的任意一个的部件。具体而言，主框架124是支承上部回转体12的各构成要件并且动臂回转自如地连结的框架，其经由回转轴承而与下部行走体11连接，并在前后方向上从操纵室121延伸至配重132的中途部位。主框架124也可以为分割成前框架及后框架等多个框架并且能够将其组装而成的结构。此时，前框架及后框架也包含在施工机械主体10中，而不包含在组装组件13中。施工机械主体10具有提升自身的未图示的千斤顶。桅杆123为用于对动臂133施加后方荷载的结构，但在对施工机械1进行组装或分解时，通过从桅杆123的末端悬吊吊钩并利用吊钩升降组装组件13并且使上部回转体12进行回转，从而能够移动利用桅杆123起吊的组装组件13。桅杆123为包括起重机作业时不摆动的a框架的概念。
41.组装组件13为主要在作业现场进行组装的组件，是指：利用重机械等起吊方能安装在施工机械主体10上的大重量的组件。因此，仅靠人力就能提升及安装的轻量的斗架、轻量的撑杆等组件、用于安装照相机的托架不属于组装组件13。即，在本说明书中，“组装组件”定义为：仅靠人力无法组装的组件。仅靠人力无法组装的组件是指：需要利用各现场或组装说明书中规定的重机械等起吊的组件，例如是大于20kg的组件。
42.组装组件13包括履带组件131、配重132、动臂133及下部配重(未图示)等。履带组件131除了包括履带板(crawler shoe)之外，还可以包括履带驱动机构的一部分。组装组件13通过铰链接头、汽缸紧固或者螺栓紧固而与施工机械主体10连接。
43.在作业现场中，如下安装组装组件13。例如，在利用千斤顶将施工机械主体10提升的状态下，使用其他起重机或者桅杆123起吊履带组件131，并将其移动至下部行走体11的底部框架111。在该状态下，工作人员将履带组件131与下部行走体11的底部框架进行连接。关于配重132，利用其他起重机或者桅杆123起吊，并将其移动至主框架124的后部而安装在该部位上。关于动臂133及下部配重134，也可以利用其他起重机或者桅杆123起吊，并将其移动至主框架124的安装部位而安装在该部位上。
44.图5a～图5f是表示配重的图，其中，图5a、图5c及图5e分别表示底座平衡块、第一平衡块及第二平衡块的平面图，图5b、图5d及图5f分别表示底座平衡块、第一平衡块及第二平衡块的后视图。配重132包括安装在上部回转体12的主框架上的底座平衡块132a及经由底座平衡块132a而安装在上部回转体12上的第一平衡块132b及第二平衡块132c。底座平衡块132a为只能安装一层的结构，而第一平衡块132b及第二平衡块132c则是能够将相同形状的组件重叠安装多层的结构。配重132可以为在底座平衡块132a的上方堆叠第一平衡块132b及第二平衡块132c等其他平衡块的结构，也可以为在底座平衡块132a的下方悬吊其他平衡块的结构。
45.检测部20是获取用于检测存在于周围的物体的数据的设备，例如，扫描型的lidar(light detection and ranging：激光雷达)等测距设备或摄影照相机等。检测部20具有图1及图2的检测范围w1，且其检测存在于检测范围w1内的物体。检测范围w1在以铅垂轴为中心的角度范围及以左右延伸的轴为中心的角度范围内扩展。在检测部20为lidar的情况下，
能够获取表示位于检测范围内的物体的方位及距离的数据，根据这些数据能够检测物体存在于周围的哪个位置。在检测部20为摄影照相机的情况下，可以从检测范围的摄影图像中进行图像识别，从而能够检测检测范围w1中的工作人员、行人及障碍物等物体。
46.如图1所示，监视装置的检测部20不经由组装组件13而直接安装在上部回转体12上。更具体而言，检测部20经由撑杆等安装在主框架124的下表面上，因此其配置于主框架124的下部或主框架124的下方。另外，主框架124可以在下部具有凹部，检测部20可以配置在该凹部内，从而可以位于比主框架124的最下端更靠上方位置。
47.而且，检测部20安装在最先安装于下部行走体11上的上部回转体12的主体上。但是，将上部回转体12的主体安装于下部行走体11的作业不在现场或其周围进行。最先安装于下部行走体11的上述主体例如是主框架124。而且，检测部20配置于比上部回转体12的回转轴承112更靠后方位置。而且，检测部20配置于从铅垂上方观察时与桅杆123重叠的位置处。桅杆123具有两根支柱123a及连结该两根支柱之间的横梁123b。从上方观察时与桅杆123重叠的位置只要是桅杆123处于水平角度至铅垂角度中的任一角度时与支柱123a或横梁123b重叠的位置即可。桅杆123重叠的位置大致相当于比上部回转体12的中央更靠后方且左右方向上的中央的范围。
48.而且，检测部20配置于比上部回转体12的回转半径rt(参考图2)更靠内侧位置。回转半径rt是指：在去除了动臂133及桅杆123等可立起的结构之后使上部回转体12回转时在最外侧移动的构成要件的端部的轨迹。在通常的起重机中，回转半径相当于后端半径，在安装有配重132的情况下，相当于配重132的后端部的轨迹。
49.如图1及图2所示，检测部20的检测范围w1朝向后方且上下左右扩展。检测范围w1与配重132的一部分重叠，更具体而言，与配重132的后端下部重叠。因此，检测部20能够直接检测出形成上部回转体12的回转半径(后端半径)r1的部分。
50.图6a是表示比较例的施工机械的侧视图。图6b是表示比较例的施工机械的平面图。在像比较例的施工机械800那样检测部20配置在配重132的后端上部的情况下，在安装配重132之前(即，在组装或分解施工机械800时)，若不将检测部20移动至其他场所，就会产生无法进行周围监视的问题。而且，若仅将检测部20简单地移动到其他位置，则检测部20的位置及角度的精度就会下降，因此会产生难以良好地进行的周围监视的问题。
51.并且，通常的移动式起重机构成为，能够从多级的起吊能力中选择所期望的起吊能力。起吊能力根据配重132的安装层数而进行选择。配重132的安装层数由平衡块检测装置检测并通知给施工机械的控制部，控制部基于该通知设定起吊能力，从而确定各种控制参数。若将检测部20配置在配重132的后端上部，则在改变起吊能力时，配重132的层数会发生改变，这会导致检测部20的高度发生改变。若检测部20的位置是固定的，则基于检测部20的输出能够进行统一的监视处理。但是，若检测部20的位置并不固定，则必须准备分别适合于检测部20的多个配置位置的多个监视处理用的设定数据或程序。若即使检测部20的位置发生了改变也利用一个设定数据或程序进行相同的监视处理，则难以进行对应于不同高度的监视处理。
52.并且，近年来，在移动式起重机中，为了实现起重机主体部的小型化和起吊能力的提高，大多会增大配重132的重量，因此配重132的高度会增加。若在高度增加的配重132的后端上部配置检测部20，则如图6a及图6b所示，在回转半径rt的附近会产生死角h1。
53.而且，在配重132的上部，放倒的桅杆123有时会靠近。若以能够利用一个检测部20监视左右区域的方式将检测部20配置在中央，则检测部20与桅杆123可能会产生干扰。
54.另一方面，根据第一实施方式的施工机械1，周围监视用的检测部20不经由利用重机械起吊而进行安装的组装组件13而直接安装在上部回转体12上。因此，在安装或拆卸组装组件13时，无需改变检测部20的安装位置即可使用配置于预先设定的位置处的检测部20来进行周围监视。在使用桅杆123起吊组装组件13并使上部回转体12回转从而使组装组件13移动时，也能够以与通常作业时相同的方式进行基于检测部20的检测的周围监视。由于检测部20安装在上部回转体12上，因此在使上部回转体12回转时，容易监视周围是否存在异常。由于检测部20未经由组装组件13而直接连接，因此不会产生根据组装组件13的安装状态而在检测部20的位置及角度上产生误差的情况，能够实现不依赖于组装组件13的安装状态的统一的周围监视。
55.而且，根据第一实施方式的施工机械1，检测部20配置在主框架124的下表面或比下表面更靠下方位置。因此，在施工机械1的后方不易产生死角，而且在上部回转体12回转时能够检测相对通过配重132的下方的物体(工作人员、障碍物等)。在物体的高度较低的情况下，能够基于检测部20的检测结果进行如下判断：在上部回转体12回转时，物体干扰上部回转体12或者上部回转体12(配重132)通过物体的上方导致物体与上部回转体12不发生干扰。
56.而且，根据第一实施方式的施工机械1，检测部20配置成从铅垂上方观察时与桅杆123重叠。因此，能够利用一个检测部20检测左右区域。而且，即使是与桅杆123重叠的位置，通过将检测部20配置在主框架124的下部，桅杆123与检测部20不会发生干扰。
57.而且，根据第一实施方式的施工机械1，检测部20配置于比回转半径rt更靠内侧位置。因此，能够基于检测部20的检测结果来监视从回转半径rt的内侧至回转半径rt附近及外侧是否存在异常。而且，根据第一实施方式的施工机械1，由于配重132与检测部20的检测范围w1重叠，因此在上部回转体12回转时能够直接检测回转半径rt(即，上部回转体12的后端部)。因此，能够进一步高精度地监视回转半径rt的附近是否存在异常。
58.(第二实施方式)
59.图7是表示本发明的第二实施方式所涉及的施工机械被设定为第一起吊能力时的侧视图。图8是表示第二实施方式所涉及的施工机械被设定为低于第一起吊能力的第二起吊能力时的侧视图。第二实施方式所涉及的施工机械1a与第一实施方式的施工机械1的不同点在于，周围监视用的检测部20的安装位置不同，除此以外则与第一实施方式的施工机械1的结构相同。
60.在第二实施方式中，检测部20安装在设定有低于第一起吊能力的第二起吊能力(例如，最低的起吊能力)时安装于施工机械主体10上的配重132的最上层以下的平衡块上。在图7及图8的例子中，在第二起吊能力时安装的配重132为底座平衡块132a及两层的第一平衡块132b，它们在设定为其他起吊能力时也安装在施工机械主体10上。此时，检测部20可以安装在底座平衡块132a的下部、底座平衡块132a或第一平衡块132b的侧面或后方部位等上。并且，在第一平衡块132b为悬吊在底座平衡块132a下方的结构的情况下，可以将检测部20安装在位于最下层的第一平衡块132b的下部。
61.根据这样的检测部20的安装位置，无论施工机械1a设定为哪种起吊能力，检测部
20都以固定的位置及角度进行配置，从而在作业时能够始终进行固定的监视处理。
62.而且，如图7及图8所示，由于检测部20安装在配重132的下部，因此在施工机械1a的后方不易产生死角，并且在上部回转体12回转时，还能够检测位于配重132的下方的物体(工作人员或障碍物)。在物体的高度较低的情况下，能够基于检测部20的检测结果进行如下判断：在上部回转体12回转时，物体干扰配重132或者配重132通过物体的上方导致物体与配重132不发生干扰。
63.而且，检测部20配置于从上方观察时与桅杆123重叠的位置。从上方观察时与桅杆123重叠的位置只要是在桅杆123处于水平角度至铅垂角度中的任一角度时与支柱123a或横梁123b重叠的位置即可。通过这样的配置，能够利用一个检测部20检测左右区域。而且，即使是与桅杆123重叠的位置，通过将检测部20配置在配重132的下部，桅杆123与检测部20也不会发生干扰。
64.而且，检测部20配置于比上部回转体12的回转半径rt更靠内侧位置。根据这样的配置，能够实现从回转半径rt的内侧至回转半径rt的附近及外侧的监视。而且，检测部20的检测范围w1与配重132(例如，底座平衡块132a的下表面后端)重叠。根据这样的配置，能够在上部回转体12回转时等直接检测回转半径rt(即，配重132的后端部)，能够进一步高精度地监视回转半径rt的附近是否存在异常。
65.而且，在底座平衡块132a的下部设置有凹部u1(参考图5a及图5b)，检测部20安装成其至少一部分嵌入凹部u1。在将检测部20安装在底座平衡块132a或第一平衡块132b的侧面或后方部位时，也可以在各平衡块132a、132b的这些部位设置凹部，并将检测部20的一部分或全部容纳在凹部中。根据这样的安装结构，能够抑制安装在底座平衡块132a的检测部20与其他结构或周围物体发生干扰或者使回转半径变大。
66.如上所述，根据第二实施方式的施工机械1a，即使改变配重132的层数而切换起吊能力的设定，检测部20的位置也不会改变，因此能够实现统一的监视处理。
67.以上，对本发明的各实施方式进行了说明。但是，本发明并不只限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，作为移动式起重机示出了履带式起重机，但本发明所涉及的移动式起重机的移动方式并不受限定，卡车起重机或轮式起重机等采用了任何移动方式的起重机均可，起重机的种类也可以为塔式起重机等任何形式的起重机。并且，在上述实施方式中，作为在作业现场组装或分解的施工机械，示出了履带式起重机，但本发明所涉及的施工机械并不只限于起重机，只要能够在作业现场进行组装或分解，则可以为液压挖土机等任何施工机械。并且，在上述实施方式中，作为检测部，示出了扫描型的测距装置与摄影照相机，但只要检测部为获取能够检测周围物体的数据的结构，则可以为任何结构。此外，在不脱离发明的主旨的范围内，实施方式中示出的详细结构可以进行适当变更。
68.产业上的可利用性
69.本发明能够利用于施工机械及移动式起重机。
70.符号说明
71.1-施工机械，1a-施工机械(移动式起重机)，10-施工机械主体(起重机主体)，11-下部行走体，12-上部回转体，121-操纵室，123-桅杆，124-主框架，13-组装组件，131-履带组件，132-配重，133-动臂，132a-底座平衡块，132b-第一平衡块，132c-第二平衡块，20-检测部，w1-检测范围，u1-凹部。