挖土机
阅读：213发布：2020-05-13
专利汇可以提供挖土机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 的 实施例 所涉及的 挖土机 具有：下部行走体(1)；上部回转体(3)，搭载于下部行走体(1)；挖掘附件，安装于上部回转体(3)；及外部运算装置(30E)，搭载于上部回转体(3)且驱动挖掘附件。外部运算装置(30E)以根据挖掘对象地面的硬度控制铲斗(6)的铲尖相对于挖掘对象地面的铲斗铲尖 角 度(α)的方式构成。，下面是挖土机专利的具体信息内容。
1.一种挖土机，其具有：
下部行走体；
上部回转体，搭载于所述下部行走体；
挖掘附件，安装于所述上部回转体；及
控制装置，搭载于所述上部回转体且驱动所述附属装置，
所述控制装置根据挖掘对象地面的硬度，控制铲斗的铲尖相对于所述挖掘对象地面的角度。
2.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
在挖掘中期阶段，所述控制装置根据所述挖掘对象地面的硬度控制铲斗角度。
3.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述控制装置确定所述铲斗的铲尖与所述挖掘对象地面接触的位置。
4.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述控制装置使所述挖掘对象地面的硬度为规定的硬度以上时的附属装置长度小于所述挖掘对象地面的硬度小于规定的硬度时的附属装置长度。
5.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
在所述挖掘对象地面的硬度为规定的硬度以上的情况下，在所述铲斗的铲尖与所述挖掘对象地面接触时，所述控制装置使所述铲斗上下振动或前后摆动。
6.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
在挖掘中期阶段，所述控制装置使所述挖掘对象地面的硬度为规定的硬度以上时的铲斗角度小于所述挖掘对象地面的硬度小于规定的硬度时的铲斗角度。
7.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
在挖掘中期阶段，所述控制装置使所述挖掘对象地面的硬度小于规定的硬度时的铲斗角度大于所述挖掘对象地面的硬度为规定的硬度以上时的铲斗角度。
8.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述控制装置根据所述挖掘对象地面的硬度，调整所述铲斗的铲尖与所述挖掘对象地面接触时的所述铲斗的铲尖相对于所述挖掘对象地面的角度。
9.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述控制装置根据所述挖掘对象地面的硬度控制铲斗的插入深度。
10.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述控制装置通过图像显示装置显示与所述挖掘对象地面的硬度相关的信息。
11.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述控制装置将与所述挖掘对象地面的硬度相关的信息存储于地形数据库。
12.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述控制装置向外部设备发送与所述挖掘对象地面的硬度相关的信息。
1.一种挖土机，其具有：
下部行走体；
上部回转体，搭载于所述下部行走体；
附属装置，安装于所述上部回转体；及
控制装置，搭载于所述上部回转体且驱动所述附属装置，
所述控制装置根据挖掘对象地面的硬度，控制铲斗的铲尖相对于所述挖掘对象地面的角度。
2.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
在挖掘中期阶段，所述控制装置根据所述挖掘对象地面的硬度控制铲斗角度。
3.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述控制装置确定所述铲斗的铲尖与所述挖掘对象地面接触的位置。
4.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述控制装置使所述挖掘对象地面的硬度为规定的硬度以上时的附属装置长度小于所述挖掘对象地面的硬度小于规定的硬度时的附属装置长度。
5.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
在所述挖掘对象地面的硬度为规定的硬度以上的情况下，在所述铲斗的铲尖与所述挖掘对象地面接触时，所述控制装置使所述铲斗上下振动或前后摆动。
6.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
在挖掘中期阶段，所述控制装置使所述挖掘对象地面的硬度为规定的硬度以上时的铲斗角度小于所述挖掘对象地面的硬度小于规定的硬度时的铲斗角度。
7.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
在挖掘中期阶段，所述控制装置使所述挖掘对象地面的硬度小于规定的硬度时的铲斗角度大于所述挖掘对象地面的硬度为规定的硬度以上时的铲斗角度。
8.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述控制装置根据所述挖掘对象地面的硬度，调整所述铲斗的铲尖与所述挖掘对象地面接触时的所述铲斗的铲尖相对于所述挖掘对象地面的角度。
9.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述控制装置根据所述挖掘对象地面的硬度控制铲斗的插入深度。
10.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述控制装置通过图像显示装置显示与所述挖掘对象地面的硬度相关的信息。
11.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述控制装置将与所述挖掘对象地面的硬度相关的信息存储于地形数据库。
12.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述控制装置向外部设备发送与所述挖掘对象地面的硬度相关的信息。
13.(追加).一种挖土机，其具有：
下部行走体；
上部回转体，搭载于所述下部行走体；
附属装置，安装于所述上部回转体，包括铲斗；及
控制装置，搭载于所述上部回转体且驱动所述附属装置，
所述控制装置调整所述铲斗的铲尖与所述挖掘对象地面接触时的所述铲斗的铲尖相对于挖掘对象地面的角度。
14.(追加).一种挖土机，其具有：
下部行走体；
上部回转体，搭载于所述下部行走体；
附属装置，安装于所述上部回转体，包括铲斗；及
控制装置，搭载于所述上部回转体且驱动所述附属装置，
所述控制装置在挖掘中期阶段调整所述铲斗的铲斗角度。
15.(追加).一种挖土机，其具有：
下部行走体；
上部回转体，搭载于所述下部行走体；
附属装置，安装于所述上部回转体，包括斗杆及铲斗；及
控制装置，搭载于所述上部回转体且驱动所述附属装置，
所述控制装置根据所述斗杆的收回情况，调整所述铲斗的铲斗角度。
挖土机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种具备挖掘附件的挖土机。
背景技术
[0002] 已知有具备由动臂、斗杆及铲斗构成的挖掘附件的挖土机(参考专利文献1。)。该挖土机由挖掘附件的姿势计算作用于铲斗前端的挖掘反作用力。而且，当其挖掘反作用力超过规定值时，使动臂自动上升。这是为了通过使挖掘深度变浅，以免进行如铲斗变得无法移动的无用的挖掘动作。
[0003] 以往技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1：日本特开2011-252338号公报
发明内容
[0006] 发明要解决的技术课题
[0007] 然而，上述挖土机未考虑挖掘对象地面的硬度而计算挖掘反作用力。因此，若挖掘对象地面较硬，则导致将挖掘反作用力计算成小于实际值，从而无法以适当的定时来使动臂上升。其结果，可能会引起如铲斗无法移动的无用的挖掘动作。另一方面，若挖掘对象地面较软，则导致将挖掘反作用力计算成大于实际值，从而会导致使动臂提早上升。其结果，会导致在一次挖掘动作中减少进入到铲斗内的沙土的量，从而导致降低工作效率。
[0008] 鉴于上述，希望提供一种能够进行更有效的挖掘的挖土机。
[0009] 用于解决技术课题的手段
[0010] 本发明的实施例所涉及的挖土机具有：下部行走体：上部回转体，搭载于所述下部行走体；挖掘附件，安装于所述上部回转体；及控制装置，搭载于所述上部回转体且驱动所述附属装置，所述控制装置根据挖掘对象地面的硬度，控制铲斗铲尖相对于所述挖掘对象地面的角度。
[0011] 发明效果
[0013] 图1是本发明的实施例所涉及的挖土机的侧视图。
[0014] 图2是表示搭载于图1的挖土机的姿势检测装置的结构例的挖土机的侧视图。
[0015] 图3是表示搭载于图1的挖土机的基本系统的结构例的图。
[0016] 图4是表示搭载于图1的挖土机的驱动系统的结构例的图。
[0017] 图5是表示外部运算装置的结构例的图。
[0018] 图6是表示挖掘初期阶段时的铲斗与挖掘对象地面之间的关系的图。
[0019] 图7是表示存储于硬度表的对应关系的曲线图。
[0020] 图8是表示挖掘支援处理的一例的流程图。
[0021] 图9是表示通过图8的处理调整铲斗铲尖角度的情况的图。
[0022] 图10A是表示挖掘对象较硬时所执行的挖掘支援处理的另一例的图。
[0023] 图10B是表示挖掘对象较硬时所执行的挖掘支援处理的又一例的图。
[0024] 图10C是表示挖掘对象较硬时所执行的挖掘支援处理的又一例的图。
[0025] 图11是表示挖掘支援处理的又一例的流程图。
[0026] 图12A是表示通过图11的处理调整铲斗铲尖角度的情况的图。
[0027] 图12B是表示附属装置长度TR分别与铲斗角度θ3及铲斗铲尖角度α之间的关系的曲线图。
具体实施方式
[0028] 首先，参考图1对作为本发明的实施例所涉及的施工机械的挖土机(挖掘机)进行说明。另外，图1是本发明的实施例所涉及的挖土机的侧视图。在图1所示的挖土机的下部行走体1上经由回转机构2搭载有上部回转体3。在上部回转体3中安装有动臂4。在动臂4的前端安装有斗杆5，在斗杆5的前端安装有铲斗6。作为工作要件的动臂4、斗杆5及铲斗6构成附属装置的一例即挖掘附件。动臂4由动臂缸7驱动。斗杆5由斗杆缸8驱动。铲斗6由铲斗缸9驱动。在上部回转体3上设置有操纵室10，且搭载有发动机11等动力源。并且，在上部回转体3中安装有通信装置M1、定位装置M2、姿势检测装置M3、摄像装置M4及缸压检测装置M5。
[0029] 通信装置M1以控制挖土机与外部之间的通信的方式构成。在本实施例中，通信装置M1控制GNSS(Global Navigation Satellite System：全球导航卫星系统)测量系统与挖土机之间的无线通信。具体而言，通信装置M1例如以一天一次的频度在开始挖土机的工作时获取工作现场的地形信息。GNSS测量系统例如采用网络型RTK-GNSS定位方式。
[0031] 姿势检测装置M3以检测附属装置的姿势的方式构成。在本实施例中，姿势检测装置M3为检测挖掘附件的姿势的装置。
[0032] 摄像装置M4以获取挖土机周边的图像的方式构成。在本实施例中，摄像装置M4包含安装于上部回转体3的前方摄像机。前方摄像机为拍摄挖土机的前方的立体摄像机，且安装于操纵室10的屋顶即操纵室10的外部。也可以安装于操纵室10的顶棚即操纵室10的内部。前方摄像机能够拍摄挖掘附件。前方摄像机也可以是单镜头摄像机。
[0033] 缸压检测装置M5以检测液压缸中的工作油的压力的方式构成。在本实施例中，缸压检测装置M5分别检测动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9中的工作油的压力。
[0034] 图2是表示分别构成搭载于图1的挖土机的姿势检测装置M3及缸压检测装置M5的各种传感器的输出内容的一例的挖土机的侧视图。具体而言，姿势检测装置M3包含动臂角度传感器M3a、斗杆角度传感器M3b、铲斗角度传感器M3c及车体倾斜传感器M3d。缸压检测装置M5包含动臂杆压传感器M5a、动臂底压传感器M5b、斗杆杆压传感器M5c、斗杆底压传感器M5d、铲斗杆压传感器M5e及铲斗底压传感器M5f。在图2中，X轴包含于水平面，Z轴相当于回转轴。
[0035] 动臂角度传感器M3a以获取动臂角度的方式构成。动臂角度传感器M3a例如包含检测动臂脚销的旋转角度的旋转角度传感器、检测动臂缸7的行程量的行程传感器及检测动臂4的倾斜角度的倾斜(加速度)传感器等中的至少一个。动臂角度传感器M3a例如获取动臂角度θ1。动臂角度θ1例如为在XZ平面上连结动臂脚销位置P1与斗杆连结销位置P2的线段P1-P2相对于水平线的角度。
[0036] 斗杆角度传感器M3b以获取斗杆角度的方式构成。斗杆角度传感器M3b例如包含检测斗杆连结销的旋转角度的旋转角度传感器、检测斗杆缸8的行程量的行程传感器及检测斗杆5的倾斜角度的倾斜(加速度)传感器等中的至少一个。斗杆角度传感器M3b例如获取斗杆角度θ2。斗杆角度θ2例如为在XZ平面上连结斗杆连结销位置P2与铲斗连结销位置P3的线段P2-P3相对于水平线的角度。在本实施例中，铲斗连结销位置P3与Z轴(回转轴)之间的距离表示附属装置长度TR。
[0037] 铲斗角度传感器M3c以获取铲斗角度的方式构成。铲斗角度传感器M3c例如包含检测铲斗连结销的旋转角度的旋转角度传感器、检测铲斗缸9的行程量的行程传感器及检测铲斗6的倾斜角的倾斜(加速度)传感器等中的至少一个。铲斗角度传感器M3c例如获取铲斗角度θ3。铲斗角度θ3例如为在XZ平面上连结铲斗连结销位置P3与铲斗铲尖位置P4的线段P3-P4相对于水平线的角度。
[0038] 动臂角度传感器M3a、斗杆角度传感器M3b及铲斗角度传感器M3c也可以由加速度传感器与陀螺仪传感器的组合构成。
[0039] 车体倾斜传感器M3d以获取挖土机围绕Y轴的倾斜角θ4及挖土机围绕X轴的倾斜角θ5(未图示。)的方式构成。车体倾斜传感器M3d例如包含双轴倾斜(加速度)传感器及三轴倾斜(加速度)传感器等中的至少一个。另外，图2的XY平面为水平面。
[0040] 动臂杆压传感器M5a检测动臂缸7的杆侧油室的压力(以下，设为“动臂杆压”。)，动臂底压传感器M5b检测动臂缸7的底侧油室的压力(以下，设为“动臂底压”。)。斗杆杆压传感器M5c检测斗杆缸8的杆侧油室的压力(以下，设为“斗杆杆压”。)，斗杆底压传感器M5d检测斗杆缸8的底侧油室的压力(以下，设为“斗杆底压”。)。铲斗杆压传感器M5e检测铲斗缸9的杆侧油室的压力(以下，设为“铲斗杆压”。)，铲斗底压传感器M5f检测铲斗缸9的底侧油室的压力(以下，设为“铲斗底压”。)。
[0043] 主泵14以经由工作油管路16向控制阀17供给工作油的方式构成。主泵14例如为斜板式可变容量型液压泵。主泵14根据斜板角度(偏转角)的变化而调整活塞的行程长，并能够改变吐出量即泵输出。主泵14的斜板由调节器14a控制。调节器14a根据控制器30输出的控制电流的变化而改变斜板的偏转角。调节器14a例如根据控制电流的增加，加大斜板的偏转角，以增加主泵14的吐出量。并且，调节器14a根据控制电流的减少，减小斜板的偏转角，以减少主泵14的吐出量。
[0044] 先导泵15以经由先导管路25向各种液压控制设备供给工作油的方式构成。先导泵15例如为固定容量型液压泵。
[0045] 控制阀17为控制液压系统的液压控制阀。控制阀17例如对动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、左行走用液压马达1A、右行走用液压马达1B及回转用液压马达2A中的一个或多个，选择性地供给从主泵14通过工作油管路16供给的工作油。在以下说明中，将动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、左行走用液压马达1A、右行走用液压马达1B及回转用液压马达2A统称为“液压致动器”。
[0046] 操作装置26为操作人员为了操作液压致动器而使用的装置。操作装置26包含操纵杆及踏板。操作装置26经由先导管路25从先导泵15接收工作油的供给。而且，通过先导管路25a、25b向与各液压致动器对应的流量控制阀的先导端口供给该工作油。供给至各先导端口的工作油的压力(先导压)对应于与各液压致动器对应的操作装置26的操作方向及操作量。
[0047] 控制器30为用于控制挖土机的控制装置，例如由具备CPU、RAM及ROM等的计算机构成。控制器30的CPU从ROM读取与挖土机中的各功能对应的程序并加载于RAM并执行，由此实现分别与这些程序对应的功能。
[0048] 具体而言，控制器30例如控制主泵14的吐出量。控制器30例如根据负控阀(未图示)的负控压改变上述控制电流，并且经由调节器14a控制主泵14的吐出量。
[0049] 发动机控制装置(ECU)74以控制发动机11的方式构成。发动机控制装置(ECU)74例如根据来自控制器30的指令，将用于实现操作人员使用发动机转速调整转盘75而设定的发动机转速(模式)的燃料喷射量等输出至发动机11。
[0050] 发动机转速调整转盘75为设置于操纵室10内的用于调整发动机转速的转盘，在本实施例中，以能够以Rmax、R4、R3、R2及R1这5个阶段来切换发动机转速的方式构成。另外，图4表示通过发动机转速调整转盘75选择了R4的状态。
[0051] Rmax为发动机11的最高转速，当希望将工作量设为优先时被选择。R4为第二高的发动机转速，当希望兼顾工作量与油耗时被选择。R3为第三高的发动机转速，当希望优先油耗的同时以低噪音运转挖土机时被选择。R2为第四高的发动机转速，当希望优先油耗的同时以低噪音运转挖土机时被选择。R1为最低的发动机转速(怠速转速)，当希望将发动机11设为怠速状态时被选择。在本实施例中，Rmax、R4、R3、R2、R1分别为2000rpm、1750rpm、1500rpm、1250rpm、1000rpm。而且，发动机11的转速以通过发动机转速调整转盘75设定的发动机转速成为恒定的方式被控制。通过发动机转速调整转盘75能够选择的发动机转速的数量可以是五个以外。
[0052] 为了辅助基于操作人员的挖土机的操作，在操纵室10内的驾驶座的附近设置有图像显示装置40。在本实施例中，图像显示装置40固定于操纵室10内的操纵台。图像显示装置40包含图像显示部41及输入部42。图像显示部41显示与挖土机的运转状况或挖土机的控制相关的信息，并且能够将这些信息传递给操作人员。并且，操作人员利用输入部42能够将各种信息输入于控制器30。通常，从就坐于驾驶座的操作人员观察在右侧配置有动臂4，操作人员一边视觉辨认安装于动臂4前端的斗杆5及铲斗6，一边操作挖土机的情况较多。操纵室
10的右侧前方的框架为成为妨碍操作人员的视野的部分，但在本实施例中，利用该部分而设置有图像显示装置40。由此，在原本成为妨碍视野的部分配置图像显示装置40，因此图像显示装置40本身不会较大地妨碍操作人员的视野。也取决于框架的宽度，但图像显示装置
40也可以以图像显示部41成为纵长的方式构成，以使图像显示装置40整体进入框架的宽度内。
10的右侧前方的框架为成为妨碍操作人员的视野的部分，但在本实施例中，利用该部分而设置有图像显示装置40。由此，在原本成为妨碍视野的部分配置图像显示装置40，因此图像显示装置40本身不会较大地妨碍操作人员的视野。也取决于框架的宽度，但图像显示装置
40也可以以图像显示部41成为纵长的方式构成，以使图像显示装置40整体进入框架的宽度内。
[0053] 在本实施例中，图像显示装置40经由CAN或LIN等通信网络与控制器30连接。另外，图像显示装置40也可以经由专用线与控制器30连接。
[0054] 图像显示装置40包含生成显示于图像显示部41上的图像的转换处理部40a。在本实施例中，转换处理部40a根据安装于挖土机的摄像装置M4的输出生成显示于图像显示部41上的摄像机图像。因此，摄像装置M4例如经由专用线与图像显示装置40连接。并且，转换处理部40a根据控制器30的输出生成显示于图像显示部41上的图像。
[0055] 转换处理部40a也可以以控制器30所具有的功能来实现，而不是以图像显示装置40所具有的功能来实现。在该情况下，摄像装置M4不是与图像显示装置40，而是与控制器30连接。
[0056] 图像显示装置40也可以包含作为输入部42的开关面板。开关面板为包含各种硬件开关的面板。在本实施例中，开关面板包含作为硬件按钮的照明开关42a、刮水器开关42b及玻璃窗清洗开关42c。照明开关42a为用于切换安装于操纵室10外部的灯的点亮/熄灭的开关。刮水器开关42b为用于切换刮水器的工作/停止的开关。玻璃窗清洗开关42c为用于喷射玻璃窗清洗液的开关。
[0057] 图像显示装置40从蓄电池70接收电力的供给而进行动作。蓄电池70通过由交流发电机11a(发电机)发电的电力而得到充电。蓄电池70的电力也供给至除了控制器30及图像显示装置40以外的挖土机的电装件72等。发动机11的启动装置11b由来自蓄电池70的电力驱动，并启动发动机11。
[0058] 如上所述，发动机11由发动机控制装置(ECU)74控制。从ECU74向控制器30发送表示发动机11状态的各种数据(例如，表示通过水温传感器11c检测的冷却水温度(物理量)的数据)。因此，控制器30在临时存储部(存储器)30a积蓄该数据，并能够在需要时发送至图像显示装置40。
[0059] 并且，向控制器30供给如下所示的各种数据。这些数据存储于控制器30的临时存储部30a。
[0060] 从调节器14a向控制器30供给表示斜板的偏转角的数据。并且，表示主泵14的吐出压力的数据从吐出压力传感器14b传送至控制器30。这些数据(表示物理量的数据)存储于临时存储部30a。在储存有主泵14吸入的工作油的储罐与主泵14之间的管路中设置有油温传感器14c，并且表示流经该管路的工作油的温度的数据从油温传感器14c供给至控制器30。
[0061] 并且，当操作了操作装置26时，通过先导管路25a、25b传送至控制阀17的先导压由液压传感器15a、15b检测，并且表示检测到的先导压的数据供给至控制器30。
[0062] 从发动机转速调整转盘75向控制器30发送表示发动机转速的设定状态的数据。
[0063] 外部运算装置30E为根据通信装置M1、定位装置M2、姿势检测装置M3、摄像装置M4及缸压检测装置M5等的输出进行各种运算并将运算结果对控制器30进行输出的控制装置。在本实施例中，外部运算装置30E从蓄电池70接收电力的供给而进行动作。
[0064] 图4是表示搭载于图1的挖土机的驱动系统的结构例的图，且分别以双重线、实线、虚线及点线来表示机械动力传递线路、工作油管路、先导管路及电气控制线路。
[0065] 挖土机的驱动系统主要包含发动机11、主泵14L、14R、吐出量调整装置14aL、14aR、先导泵15、控制阀17、操作装置26、操作内容检测装置29、控制器30、外部运算装置30E及先导压调整装置50。主泵14L、14R与图3的主泵14对应。吐出量调整装置14aL、14aR与图3的调节器14a对应。
[0066] 控制阀17包含控制主泵14L、14R吐出的工作油的流动的流量控制阀171～176。而且，控制阀17通过流量控制阀171～176对动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、左行走用液压马达1A、右行走用液压马达1B及回转用液压马达2A中的一个或多个选择性地供给主泵14L、14R吐出的工作油。
[0067] 在本实施例中，操作装置26通过先导管路25将先导泵15吐出的工作油供给至与各液压致动器对应的流量控制阀的先导端口。
[0068] 操作内容检测装置29以检测使用了操作装置26的操作人员的操作内容的方式构成。在本实施例中，操作内容检测装置29以压力的形式检测与各液压致动器对应的操作装置26的操作方向及操作量，并将检测到的值对控制器30进行输出。操作内容也可以使用电位器等除了压力传感器以外的其他传感器的输出来导出。
[0069] 通过发动机11驱动的主泵14L、14R分别经过中间旁通管路40L、40R使工作油循环至工作油罐。
[0070] 中间旁通管路40L为通过配置于控制阀17内的流量控制阀171、173及175的工作油管路，中间旁通管路40R为通过配置于控制阀17内的流量控制阀172、174及176的工作油管路。
[0071] 流量控制阀171、172、173为控制流入流出左行走用液压马达1A、右行走用液压马达1B及回转用液压马达2A的工作油的流量及流动方向的滑阀。
[0072] 流量控制阀174、175、176为控制流入流出铲斗缸9、斗杆缸8及动臂缸7的工作油的流量及流动方向的滑阀。
[0073] 吐出量调整装置14aL、14aR以调整主泵14L、14R的吐出量的方式构成。在本实施例中，吐出量调整装置14aL为调节器，并根据来自控制器30的控制指令，增减主泵14L的斜板偏转角而增减主泵14L的排量，由此调整主泵14L的吐出量。具体而言，吐出量调整装置14aL随着控制器30输出的控制电流变大而增大斜板偏转角并增大排量，由此增大主泵14L的吐出量。关于基于吐出量调整装置14aR的主泵14R的吐出量的调整也相同。
[0074] 先导压调整装置50以调整供给至流量控制阀的先导端口的先导压的方式构成。在本实施例中，先导压调整装置50为根据控制器30输出的控制电流而使用先导泵15吐出的工作油增减先导压的减压阀。根据该结构，先导压调整装置50例如与操作人员对铲斗操纵杆的操作无关地，能够根据来自控制器30的控制电流使铲斗6开闭。并且，与操作人员对动臂操纵杆的操作无关地，能够根据来自控制器30的控制电流使动臂4上下移动。关于下部行走体1的前进、后退、上部回转体3的左回转、右回转及斗杆5的开闭等也相同。
[0075] 接着，参考图5对外部运算装置30E的功能进行说明。图5是表示外部运算装置30E的结构例的功能框图。在本实施例中，外部运算装置30E接收通信装置M1、定位装置M2、姿势检测装置M3、摄像装置M4及缸压检测装置MD5中的至少一个输出而执行各种运算，并将其运算结果对控制器30进行输出。控制器30例如将与该运算结果相应的控制指令对动作控制部E1进行输出。
[0076] 动作控制部E1为用于控制附属装置的动作的功能要件，例如包含先导压调整装置50及流量控制阀171～176等。当为流量控制阀171～176根据电信号进行动作的结构时，控制器30向流量控制阀171～176直接发送电信号。
[0078] 具体而言，外部运算装置30E主要包含地形数据库更新部31、位置坐标更新部32、地面形状信息获取部33及挖掘反作用力导出部34。
[0079] 地形数据库更新部31为更新以能够参考的方式系统地存储工作现场的地形信息的地形数据库的功能要件。在本实施例中，地形数据库更新部31例如在挖土机启动时通过通信装置M1获取工作现场的地形信息并更新地形数据库。地形数据库例如存储于非易失性存储器等。工作现场的地形信息例如以基于世界定位系统的三维地形模型来记述。
[0080] 位置坐标更新部32为更新表示挖土机的当前位置的坐标的功能要件。在本实施例中，位置坐标更新部32根据定位装置M2的输出获取世界定位系统中的挖土机的位置坐标及方向，并更新存储于非易失性存储器等的与表示挖土机的当前位置的坐标及方向相关的数据。
[0081] 地面形状信息获取部33为获取与工作对象的地面的当前的形状相关的信息的功能要件。在本实施例中，地面形状信息获取部33根据地形数据库更新部31更新的地形信息、位置坐标更新部32更新的表示挖土机的当前位置的坐标及方向、姿势检测装置M3检测到的挖掘附件的姿势的过去的变化，获取与挖掘对象地面的当前形状相关的信息。
[0082] 地面形状信息获取部33也可以根据摄像装置M4拍摄的挖土机周边的图像获取与挖掘对象地面的当前的形状相关的信息。地面形状信息获取部33也可以根据激光测距仪、激光扫描仪及距离图像传感器或光探测和测距(LIDAR)等距离测量装置的输出获取与挖掘对象地面的当前的形状相关的信息。
[0083] 挖掘反作用力导出部34为导出挖掘反作用力的功能要件。挖掘反作用力导出部34例如根据挖掘附件的姿势及与挖掘对象地面的当前的形状相关的信息导出挖掘反作用力。挖掘附件的姿势由姿势检测装置M3检测，与挖掘对象地面的当前的形状相关的信息通过地面形状信息获取部33获取。挖掘反作用力导出部34也可以根据挖掘附件的姿势及缸压检测装置M5输出的信息导出挖掘反作用力。并且，挖掘反作用力导出部34也可以根据挖掘附件的姿势、与挖掘对象地面的当前的形状相关的信息及缸压检测装置M5输出的信息导出挖掘反作用力。
[0084] 在本实施例中，挖掘反作用力导出部34使用规定的计算式并以规定的运算周期导出挖掘反作用力。例如，以挖掘深度越深即挖土机的接地面与铲斗铲尖位置P4(参考图2。)之间的铅垂距离越大，则挖掘反作用力越变大的方式导出挖掘反作用力。并且，挖掘反作用力导出部34例如以铲斗6的铲尖相对于挖掘对象地面的地面插入深度越大，则挖掘反作用力越变大的方式导出挖掘反作用力。并且，挖掘反作用力导出部34也可以考虑沙土密度等沙土特性来导出挖掘反作用力。沙土特性可以是操作人员通过车载输入装置(未图示。)输入的值，也可以是根据缸压传感器等各种传感器的输出自动计算的值。
[0085] 挖掘反作用力导出部34也可以根据挖掘附件的姿势及与挖掘对象地面的当前的形状相关的信息判定是否为挖掘中，并将其判定结果对控制器30进行输出。挖掘反作用力导出部34例如当铲斗铲尖位置P4(参考图2。)与挖掘对象地面之间的铅垂距离成为规定值以下时判定为挖掘中。挖掘反作用力导出部34也可以在铲斗6的铲尖与挖掘对象地面接触之前判定为挖掘中。
[0086] 在此，参考图6对挖掘初期阶段进行说明。图6表示挖掘初期阶段时的铲斗6与挖掘对象地面之间的关系。
[0087] 如图6的箭头所示，挖掘初期阶段表示使铲斗6向铅垂下方移动的阶段。因此，挖掘初期阶段时的挖掘反作用力Fz主要由将铲斗6的铲尖插入于挖掘对象地面时的插入阻力构成，主要朝向铅垂上方。铲斗6的铲尖的地面插入深度(以下，设为“插入深度h”。)越大，插入阻力越变大。地面插入深度被称为铲尖切入深度或贯入深度。只要铲斗6的铲尖的插入深度h相同，则插入阻力在铲斗铲尖角度α大致为90度时成为最小。铲斗铲尖角度α为铲斗6的铲尖相对于挖掘对象地面的角度，也被称为贯入角度。典型地，是包含铲斗6的底面(背面)6S的平面与挖掘对象地面之间所形成的角度。外部运算装置30E根据姿势检测装置M3的输出及与挖掘对象地面的当前的形状相关的信息计算铲斗铲尖角度α。另外，例如当判定为在挖掘中进行动臂下降操作时，外部运算装置30E判定为当前的挖掘阶段是挖掘初期阶段。
[0088] 外部运算装置30E根据以规定的铲斗铲尖角度α及规定的力而将铲斗6压向地面时的挖掘初期阶段时的铲斗6的铲尖的插入深度h及插入阻力(挖掘反作用力Fz)导出挖掘对象的硬度K。在本实施例中，外部运算装置30E参考存储插入深度h、挖掘反作用力Fz及硬度K之间的对应关系的硬度表导出挖掘对象的硬度K。也可以使用规定的计算式导出硬度K。而且，外部运算装置30E将所导出的硬度K存储于非易失性存储器等。当关于一个挖掘对象地面导出了多个硬度K时，可以将它们的平均值设为硬度K，也可以将最近的值设为硬度K。也可以将最大值、最小值及中间值等其他统计值设为硬度K。并且，当事先获取了挖掘对象即工作区域的地面硬度的测量值时，操作人员也可以通过车载输入装置等，输入该测量值而作为硬度K。
[0089] 外部运算装置30E也可以控制导出了硬度K时的铲斗6的铲尖的插入深度h。具体而言，外部运算装置30E也可以以使导出了硬度K时的铲斗6的铲尖的插入深度h成为规定的插入深度的方式驱动附属装置。
[0090] 外部运算装置30E也可以通过图像显示装置40显示与挖掘对象地面的硬度K相关的信息。并且，外部运算装置30E也可以将与挖掘对象地面的硬度K相关的信息存储于地形数据库。并且，外部运算装置30E向外部设备发送与挖掘对象地面的硬度K相关的信息。外部设备例如包含设置于管理中心的管理装置及挖土机的操作人员或在挖土机周围进行工作的工作人员等相关人员所携带的智能手机等支援装置中的至少一个。
[0091] 插入深度h例如通过挖掘反作用力导出部34根据铲斗铲尖位置及与挖掘对象地面的当前的形状相关的信息来导出。挖掘反作用力Fz例如通过挖掘反作用力导出部34根据挖掘附件的姿势及缸压检测装置M5输出的信息来导出。
[0092] 图7是表示存储于硬度表的对应关系的曲线图，在纵轴上配置有插入阻力(挖掘反作用力Fz)，在横轴上配置有插入深度h。如图7所示，插入阻力(挖掘反作用力Fz)例如作为与插入深度h的平方成比例的函数来表示。系数K0、K1、K2为硬度K的例子，表示值越大越硬。例如，当硬度K为K0以上时(例如为K1时)判定为硬，但硬度K小于K0时(例如为K2时)判定为不硬(软)。也可以以三个阶段以上来进行判定，而不是以是硬还是软这两个阶段。
[0093] 外部运算装置30E例如根据挖掘反作用力导出部34导出的插入深度h及插入阻力(挖掘反作用力Fz)和如图7所示的对应关系导出硬度K。
[0094] 外部运算装置30E也可以由以规定的挖掘附件的姿势或规定的铲斗铲尖角度且以规定的动臂杆压使动臂4下降而将铲斗6的铲尖向挖掘对象地面穿刺时的挖土机围绕Y轴的倾斜角θ4(浮起角)导出硬度K。在该情况下，倾斜角θ4(参考图2。)越大导出越大的硬度K。
[0095] 外部运算装置30E也可以从沙土密度导出硬度K。例如，也可以从由动臂底压等计算出的取入到铲斗6内的挖掘对象的单位体积重量(沙土密度)导出硬度K。在该情况下，沙土密度与硬度K之间的对应关系例如也可以存储于非易失性存储器。
[0096] 外部运算装置30E也可以组合基于上述方法的导出结果中的两个以上来导出硬度K。并且，外部运算装置30E也可以从多个硬度阶段选择挖掘对象的硬度K，以代替将挖掘对象的硬度K作为数值来导出。
[0097] 如此，外部运算装置30E例如通过进行试挖掘，导出挖掘对象的硬度K。而且，根据挖掘对象的硬度K支援基于挖掘附件的挖掘动作。
[0098] 硬度K也可以是操作人员通过触摸面板等车载输入装置(未图示。)输入的值。操作人员输入的值例如可以是与砂、岩、土等挖掘对象的种类及土质相关的值等，也可以是使用硬度计等测量仪而测量到的硬度等的值。
[0099] 接着，参考图8对外部运算装置30E支援基于挖掘附件的挖掘动作的处理(以下，设为“挖掘支援处理”。)的一例进行说明。图8是表示挖掘支援处理的一例的流程图。外部运算装置30E在挖土机的运转中以规定的控制周期重复执行该挖掘支援处理。
[0100] 首先，外部运算装置30E根据挖掘附件的姿势判定铲斗6的铲尖与挖掘对象地面之间的距离是否为阈值TH1以下(步骤ST1)。
[0101] 当判定为距离大于阈值TH1时(步骤ST1的“否”)，外部运算装置30E不支援挖掘动作而结束这次的挖掘支援处理。这是因为在当前时刻能够判断为铲斗6的铲尖与挖掘对象地面并未接触。
[0102] 另一方面，当判定距离为阈值TH1以下时(步骤ST1的“是”)，外部运算装置30E判定挖掘对象的硬度K是否大于规定的硬度TH2(步骤ST2)。在本实施例中，外部运算装置30E在进行试挖掘时读取存储于非易失性存储器的硬度K并与规定的硬度TH2进行比较。规定的硬度TH2例如与图7的系数K0对应。
[0103] 当判定为挖掘对象的硬度K大于规定的硬度TH2时(步骤ST2的“是”)，外部运算装置30E将铲斗铲尖角度α调整为规定角度(例如90度)(步骤ST3)。在本实施例中，外部运算装置30E以使铲斗铲尖角度α成为规定角度的方式驱动附属装置。具体而言，外部运算装置30E使动臂4、斗杆5及铲斗6中的至少一个自动或半自动地动作。“自动地动作”表示与操作装置26的操作量无关地进行动作。“半自动地动作”表示以补偿操作装置26的操作量的方式进行动作。
[0104] 当判定挖掘对象的硬度K为规定的硬度TH2以下时(步骤ST2的“否”)，外部运算装置30E不支援挖掘动作而结束这次的挖掘支援处理。这是因为能够判断为挖掘对象地面足够软而无需支援挖掘动作，即无需将铲斗铲尖角度α限定为规定的角度。
[0105] 图9表示外部运算装置30E将铲斗铲尖角度α调整为规定角度αP的情况。图9的铲斗6t表示当前时刻时的铲斗6的位置。铲斗6t1～6t3表示进行铲斗铲尖角度α的调整时的各时刻t1～t3时的铲斗6的位置。铲斗6’t1～6’t3表示不进行铲斗铲尖角度α的调整时的各时刻t1～t3时的铲斗6的位置。在该例子中，操作人员欲仅通过斗杆收回操作来使铲斗6的铲尖与地面接触。
[0106] 当不进行铲斗铲尖角度α的调整时，外部运算装置30E预测为铲斗6的铲尖在时刻t3以接触点CP与地面接触且此时的铲斗铲尖角度α成为αN。
[0107] 在此基础上，当进行铲斗铲尖角度α的调整时，外部运算装置30E以铲斗6的铲尖以接触点CP与地面接触且此时的铲斗铲尖角度α成为规定角度αP方式使挖掘附件进行动作。在该例子中，当进行斗杆收回操作时，外部运算装置30E使动臂4自动上升且使铲斗6自动打开，由此使铲斗6的铲尖以接触点CP与地面接触。
[0108] 外部运算装置30E也可以仅通过自动打开铲斗6而使铲斗6的铲尖与地面接触时的铲斗铲尖角度α成为规定角度αP。在该情况下，也可以以与接触点CP不同的点使铲斗6的铲尖与地面接触。
[0109] 根据该结构，当挖掘对象(地面)较硬时，外部运算装置30E能够以规定角度αP使铲斗6的铲尖与地面接触。因此，能够有效地破坏较硬的地面。
[0110] 另外，当挖掘对象的硬度K小于规定的硬度TH3(≤TH2)时，即挖掘对象较软时，外部运算装置30E也可以将铲斗铲尖角度α调整为规定角度αQ(例如大于规定角度αP的钝角)。这是为了通过一次挖掘动作而增大取入到铲斗内的沙土的量。在该情况下，根据需要，外部运算装置30E也可以将铲斗铲尖角度α调整为小于规定角度αP的锐角。这是因为由于挖掘对象较软，因此即便将铲斗铲尖角度α调整为90度以外，挖掘负荷也不会过度变大。
[0111] 接着，参考图10A～图10C对判定为挖掘对象的硬度K硬于规定的硬度时所执行的挖掘支援处理的另一例进行说明。
[0112] 如图10A所示，当铲斗6的铲尖与地面已接触时，外部运算装置30E也可以以铲斗6的铲尖为摆动中心使铲斗6前后摆动。这是为了能够有效地破坏较硬的地面。例如，当在挖掘初期阶段判定为挖掘对象的硬度K硬于规定的硬度时，外部运算装置30E也可以通过重复动臂4微小的上下移动、斗杆5微小的开闭及铲斗6微小的开闭中的至少一个而使铲斗6的铲尖摆动。
[0113] 并且，如图10B所示，当铲斗6的铲尖与地面已接触时，外部运算装置30E也可以使铲斗6的铲尖上下振动。具体而言，也可以使动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9中的至少两个同时伸缩而使铲斗6上下振动。
[0114] 并且，如图10C所示，当使铲斗6的铲尖与地面接触时，外部运算装置30E也可以以挖掘力垂直作用于挖掘对象地面的方式调整挖掘附件的姿势。例如，也可以通过使用带来短于调整前附属装置长度TRS的附属装置长度TRH的挖掘附件的姿势，使挖掘力尽量垂直作用于挖掘对象地面。这是为了对基于挖掘附件的挖掘力能够附加基于挖土机自重的挖掘力。
[0115] 通过上述方法中的至少一个方法，外部运算装置30E能够有效地破坏较硬的地面。外部运算装置30E也可以根据挖掘对象的硬度K确定采用上述任一个方法中的哪一个。例如，可以是如下，即，当硬度K大于规定的硬度TH4时，采用图10A的方法，当硬度K大于规定的硬度TH5(＞TH4)时，采用图10B的方法，当硬度K大于规定的硬度TH6(＞TH5)时，采用图10C的方法。
[0116] 接着，参考图11对挖掘支援处理的又一例进行说明。图11是表示挖掘支援处理的又一例的流程图。外部运算装置30E在挖土机的运转中以规定的控制周期重复执行该挖掘支援处理。
[0117] 首先，外部运算装置30E判定是否为挖掘中期阶段(步骤ST11)。挖掘中期阶段表示使铲斗6靠近挖土机的机身侧的阶段。在本实施例中，例如，当判定为在挖掘中进行斗杆收回操作时，外部运算装置30E的挖掘反作用力导出部34判定当前的挖掘阶段为挖掘中期阶段。或者，当判定为在挖掘中未进行动臂下降操作而进行斗杆收回操作时，外部运算装置30E也可以判定当前的挖掘阶段为挖掘中期阶段。
[0118] 当判定为挖掘中期阶段时(步骤ST11的“是”)，外部运算装置30E判定挖掘对象的硬度K是否大于规定的硬度TH2(步骤ST12)。在本实施例中，外部运算装置30E在进行试挖掘时读取存储于非易失性存储器的硬度K并与规定的硬度TH2进行比较。但是，硬度K也可以在各挖掘动作的挖掘初期阶段进行计算。
[0119] 当判定为挖掘对象的硬度K大于规定的硬度TH2时(步骤ST12的“是”)，外部运算装置30E开始挖掘支援功能(步骤ST13)。
[0120] 当判定为不是挖掘中期阶段时(步骤ST11的“否”)，或判定挖掘对象的硬度K为规定的硬度TH2以下时(步骤ST12的“否”)，外部运算装置30E不开始挖掘支援功能而结束这次的挖掘支援处理。
[0121] 挖掘支援功能例如为使挖掘附件全自动或半自动进行动作而支援挖掘动作的功能。在该情况下，例如，当在挖掘中期阶段进行斗杆收回操作时，外部运算装置30E以使挖掘深度成为目标挖掘深度D的方式使铲斗6自动开闭。也可以使动臂4自动上下移动。具体而言，当挖掘深度即将超过目标挖掘深度D时，外部运算装置30E也可以自动收回铲斗6，以免超过目标挖掘深度D。或者，当挖掘深度不会达到目标挖掘深度D时，也可以自动打开铲斗6，以达到目标挖掘深度D。关于动臂4的上下移动也相同。并且，也可以调整斗杆5的收回速度。
[0122] 目标挖掘深度D例如根据挖掘对象的硬度K确定。典型地，以挖掘对象越硬目标挖掘深度D越变浅的方式确定。这是为了防止尽管挖掘对象较硬但进行较深的挖掘而导致挖掘反作用力过度变大。
[0123] 在图11的例子中，外部运算装置30E仅在判定为挖掘对象的硬度K大于规定的硬度TH2时，开始挖掘支援功能，但也可以与挖掘对象的硬度K无关地开始挖掘支援功能。在该情况下，外部运算装置30E例如使判定为挖掘对象的硬度K大于规定的硬度TH2时的目标挖掘深度小于判定挖掘对象的硬度K为规定的硬度TH2以下时的目标挖掘深度。
[0124] 如此，外部运算装置30E导出挖掘对象的硬度K，并根据该硬度K确定是否支援挖掘动作。或者，根据该硬度K确定挖掘动作的支援内容。因此，能够更有效地挖掘较硬的挖掘对象地面。
[0125] 接着，参考图12A及图12B对通过图11的挖掘支援处理调整铲斗铲尖角度α的情况进行说明。图12A表示外部运算装置30E将挖掘深度调整为目标挖掘深度DH或目标挖掘深度DS的情况。目标挖掘深度DH是判定为挖掘对象的硬度K大于规定的硬度TH2时(较硬的地面的場合)的目标值，目标挖掘深度DS是判定挖掘对象的硬度K为规定的硬度TH2以下时(较软的地面时)的目标值。
[0126] 图12A是表示铲斗6与挖掘对象地面之间的关系的图，单点划线表示挖掘较硬的地面的铲斗6的铲尖轨迹，双点划线表示挖掘较软的地面的铲斗6的铲尖轨迹。图12B是表示附属装置长度TR分别与铲斗角度θ3及铲斗铲尖角度α之间的关系的曲线图，单点划线表示挖掘较硬的地面时的变化，双点划线表示挖掘较软的地面时的变化。
[0127] 在该例子中，即使在挖掘较硬的地面及较软的地面中的任一地面的情况下，当附属装置长度TR为值TR0时，铲斗6使铲尖以接触点CP与地面接触。此时，铲斗角度θ3为值θ30，铲斗铲尖角度α为值α0。
[0128] 当判定为进行斗杆收回操作时，外部运算装置30E判定当前的挖掘阶段为挖掘中期阶段。而且，若判定为挖掘对象的硬度K大于规定的硬度TH2，则以使挖掘深度成为目标挖掘深度DH的方式自动收回铲斗6。具体而言，如图12A所示，以使铲斗6的铲尖沿由单点划线表示的轨迹移动的方式，根据斗杆5的收回情况，收回铲斗6。其结果，当附属装置长度TR为值TR1时，铲斗角度θ3成为值θ3H，铲斗铲尖角度α成为值αH。
[0129] 另一方面，若判定挖掘对象的硬度K为规定的硬度TH2以下，则外部运算装置30E以挖掘深度成为目标挖掘深度DS的方式自动收回铲斗6。具体而言，如图12A所示，以使铲斗6的铲尖沿由双点划线表示的轨迹移动的方式，根据斗杆5的收回情况，收回铲斗6。其结果，当附属装置长度TR为值TR1时，铲斗角度θ3成为值θ3S(＞θ3H)，铲斗铲尖角度α成为值αS(＞αH)。
[0130] 在该例子中，若在完成挖掘中期阶段时附属装置长度TR成为值TR2，则铲斗6即使在挖掘较硬的地面及较软的地面中的任一地面的情况下也在相同的位置成为相同的姿势。
[0131] 如此，外部运算装置30E通过在进行斗杆收回操作时自动收回铲斗6，以使挖掘深度成为与挖掘对象的硬度K相应的目标挖掘深度。但是，外部运算装置30E也可以使动臂4自动上升，以实现目标挖掘深度。
[0132] 根据该结构，外部运算装置30E能够使挖掘对象较硬时的挖掘深度浅于挖掘对象较软时的挖掘深度。因此，当挖掘对象较硬时，例如进行如剥开地面的挖掘动作，从而能够防止挖掘较硬的地面时挖掘反作用力过度增大而导致进行如铲斗无法移动的无用的挖掘动作。其结果，能够有效地挖掘较硬的地面。并且，能够使挖掘对象较软时的挖掘深度深于挖掘对象较硬时的挖掘深度。因此，能够加大基于一次挖掘动作的挖掘量。其结果，能够有效地挖掘较软的地面。
[0133] 如上所述，外部运算装置30E通过驱动附属装置，并根据挖掘对象地面的硬度K，控制铲斗6的铲尖相对于挖掘对象地面的角度。具体而言，外部运算装置30E根据挖掘对象地面的硬度K，自动调整铲斗6的铲尖与挖掘对象地面接触时的铲斗6的铲尖相对于挖掘对象地面的角度(铲斗铲尖角度α)。因此，搭载外部运算装置30E的挖土机能够有效地破坏较硬的地面且能够有效地进行挖掘。并且，关于较软的地面，通过尽量加大基于一次挖掘动作的挖掘量，能够有效地挖掘较软的地面。
[0134] 在挖掘中期阶段，外部运算装置30E也可以根据挖掘对象地面的硬度K控制铲斗角度θ3。具体而言，在挖掘中期阶段，外部运算装置30E也可以根据挖掘对象地面的硬度K自动调整铲斗角度θ3。根据该结构，搭载外部运算装置30E的挖土机能够实现适合于挖掘对象地面的硬度K的挖掘深度。
[0135] 外部运算装置30E也可以确定铲斗6的铲尖与挖掘对象地面接触的位置(接触点CP)。具体而言，当在使铲斗6的铲尖与挖掘对象地面接触之前调整铲斗铲尖角度α时，预测未进行该调整时的接触点CP的位置，并将该接触点CP设为目标接触点。而且，以进行了铲斗铲尖角度α的调整时以该接触点CP使铲斗6的铲尖与挖掘对象地面接触的方式使动臂4、斗杆5及铲斗6中的至少一个自动或者半自动移动。根据该结构，外部运算装置30E即使在进行铲斗铲尖角度α的调整的情况下，也能够在操作人员欲使铲斗6的铲尖接触的位置上使铲斗6的铲尖接触。
[0136] 根据需要，外部运算装置30E也可以使挖掘对象地面的硬度K为规定的硬度以上时的附属装置长度小于挖掘对象地面的硬度K小于规定的硬度时的附属装置长度。具体而言，例如，如图10C所示，当铲斗6的铲尖与挖掘对象地面接触时，外部运算装置30E也可以调整附属装置长度TR。例如，也可以使挖掘对象地面的硬度K为规定的硬度TH2以上时的附属装置长度TRH小于挖掘对象地面的硬度K小于规定的硬度TH2时的附属装置长度TRS。这是为了对基于挖掘附件的挖掘力能够附加基于挖土机自重的挖掘力。根据该结构，搭载外部运算装置30E的挖土机能够更有效地破坏较硬的地面。
[0137] 例如，如图10A所示，当挖掘对象地面的硬度K为规定的硬度TH2以上时，且铲斗6的铲尖与挖掘对象地面已接触时，外部运算装置30E也可以使铲斗6前后摆动。或者，例如，如图10B所示，当挖掘对象地面的硬度K为规定的硬度TH2以上时，且铲斗6的铲尖与挖掘对象地面已接触时，外部运算装置30E也可以使铲斗6上下振动。这是为了更有效地破坏较硬的地面。
[0138] 在挖掘中期阶段，外部运算装置30E也可以使挖掘对象地面的硬度K为规定的硬度TH2以上时的铲斗角度θ3小于挖掘对象地面的硬度K小于规定的硬度TH2时的铲斗角度θ3。或者，在挖掘中期阶段，外部运算装置30E也可以使挖掘对象地面的硬度K小于规定的硬度TH2时的铲斗角度θ3大于挖掘对象地面的硬度K为规定的硬度TH2以上时的铲斗角度θ3。关于铲斗铲尖角度α也相同。这是为了能够以适合于挖掘对象地面的硬度K的挖掘深度进行挖掘。根据该结构，搭载外部运算装置30E的挖土机能够更有效地挖掘较硬的地面。
[0139] 以上，对本发明的优选实施例进行了说明。然而，本发明并不限定于上述实施例。上述实施例在不脱离本发明的范围内，能够适用各种变形及置换等。并且，参考上述实施例进行说明的各特征只要在技术上不矛盾，则能够适当进行组合。
[0140] 例如，在上述实施例中，外部运算装置30E作为位于控制器30外部的另一控制装置来进行了说明，但也可以一体地整合于控制器30。并且，也可以代替控制器30而外部运算装置30E直接控制动作控制部E1。
[0142] 符号说明
[0143] 1-下部行走体，1A-左行走用液压马达，1B-右行走用液压马达，2-回转机构，2A-回转用液压马达，3-上部回转体，4-动臂，5-斗杆，6-铲斗，7-动臂缸，8-斗杆缸，9-铲斗缸，10-操纵室，11-发动机，11a-交流发电机，11b-启动装置，11c-水温传感器，14、14L、14R-主泵，14a-调节器，14aL、14aR-吐出量调整装置，14b-吐出压力传感器，14c-油温传感器，15-先导泵，15a、15b-液压传感器，16-工作油管路，17-控制阀，25、25a、25b-先导管路，26-操作装置，29-操作内容检测装置，30-控制器，30a-临时存储部，30E-外部运算装置，31-地形数据库更新部，32-位置坐标更新部，33-地面形状信息获取部，34-挖掘反作用力导出部，40-图像显示装置，40a-转换处理部，40L、40R-中间旁通管路，41-图像显示部，42-输入部，42a-照明开关，42b-刮水器开关，42c-玻璃窗清洗开关，50-先导压调整装置，70-蓄电池，72-电装件，74-发动机控制装置(ECU)，75-发动机转速调整转盘，171～176-流量控制阀，E1-动作控制部，M1-通信装置，M2-定位装置，M3-姿势检测装置，M3a-动臂角度传感器，M3b-斗杆角度传感器，M3c-铲斗角度传感器，M3d-车体倾斜传感器，M4-摄像装置，M5-缸压检测装置，M5a-动臂杆压传感器，M5b-动臂底压传感器，M5c-斗杆杆压传感器，M5d-斗杆底压传感器，M5e-铲斗杆压传感器，M5f-铲斗底压传感器。
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