申请/专利权人：日立建机株式会社

申请日：2017-10-25

公开（公告）日：2021-04-27

公开（公告）号：CN109642409B

主分类号：E02F3/43(20060101)

分类号：E02F3/43(20060101)

优先权：["20161121 JP 2016-226255"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.04.27#授权;2019.05.10#实质审查的生效;2019.04.16#公开

摘要：本发明提供一种作业点的位置的运算精度高的工程机械。工程机械具备：车身9、10；具有摆动自如的多个作业要素8、11、12的作业机15；驱动作业机的多个液压执行机构5、6、7；检测多个作业要素的对地角度的多个对地角度传感器13a～13d；和包括信息处理装置100的挖掘支援装置400，该工程机械的特征在于，信息处理装置包括：负荷信息获取部130，其基于来自多个对地角度传感器的信号来获取包括多个作业要素中的至少一个作业要素的摆动中心处的负荷方向在内的负荷信息；和作业点位置运算部150，其基于来自多个对地角度传感器的信号和来自负荷信息获取部的负荷信息来运算作业机的作业点的位置。

主权项：1.一种工程机械，其具备：车身；设于所述车身上且具有摆动自如的多个作业要素的作业机；驱动所述作业机的多个液压执行机构；检测所述多个作业要素的对地角度的多个对地角度传感器；和包括生成用于对操作员的挖掘作业进行支援的信息的信息处理装置在内的挖掘支援装置，该工程机械的特征在于，多个所述对地角度传感器分别具备两轴的加速度传感器，所述信息处理装置包括：负荷信息获取部，其基于来自所述多个对地角度传感器的二维的加速度信息来获取包括所述多个作业要素中的至少一个作业要素的摆动中心处的负荷方向在内的负荷信息；作业点位置运算部，其基于来自所述多个对地角度传感器的所述二维的加速度信息、和由所述负荷信息获取部获取到的负荷信息，来运算所述作业机的作业点的位置；角度运算部，其基于来自所述多个对地角度传感器的所述二维的加速度信息来运算所述多个作业要素各自的所述对地角度；和尺寸存储部，其预先存储所述多个作业要素各自的尺寸信息，所述作业点位置运算部在来自所述负荷信息获取部的所述负荷信息的基础上，还基于所述尺寸存储部内存储的所述尺寸信息和由所述角度运算部运算出的所述对地角度来运算所述作业机的作业点的位置。

全文数据：工程机械技术领域本发明涉及工程机械，尤其涉及在挖掘作业中支援操作员的操作的技术领域。背景技术已知一种在通过工程机械将原本的地形施工成三维的目标地形时在挖掘作业中支援操作员的操作的挖掘支援装置。例如，代替以往用于施工的标桩，而采用在监视器上显示目标地形与作业机例如铲斗等的位置关系的机器引导machineguidance、和根据目标地形与作业机的位置间的偏差来半自动控制工程机械的机器控制machinecontrol等。这些挖掘支援装置以作业机的尺寸为基础并根据由姿势传感器获取的作业机的姿势来运算作业机的作业点的位置。例如如图1所示，以动臂脚销位置为原点O，并相对于车身以前方为x轴、以上方为z轴，根据作为作业要素的各连杆动臂、斗杆、铲斗的角度θBM、θAM、θBK来运算作为作业点的铲斗齿尖W的位置Wx、Wz。作业点的位置的运算精度受机构松动的影响。通常在各连杆的位于摆动中心的销与销孔之间设有间隙，连杆的摆动中心因外力而偏心，由此会产生机构松动。例如，在作为姿势传感器而使用对驱动各连杆的执行机构的行程进行检测的行程传感器的情况下，因机构松动的影响，在根据行程求出连杆角度的运算中会产生误差。因此，为了高精度地运算作业点的位置，需要根据作用于连杆的摆动中心的负荷的方向来检测或运算偏心的方向。专利文献1公开了一种除了姿势传感器之外还具备负荷传感器、并基于姿势传感器和负荷传感器的信号来运算作业点的位置的控制系统。在专利文献1记载的控制系统中，根据摆动中心的间隙、和基于负荷传感器的信号而运算出的负荷的方向来修正各连杆的相对角度，由此提高了作业点的位置的运算精度。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利第6934616号说明书发明内容然而，在专利文献1记载的控制系统中，由于以重力的方向相对于车身为下方作为前提来运算作用于各连杆的外力，所以例如在车身倾斜的情况下，存在负荷的方向会产生误差、且由此作业点的位置的运算精度会下降的课题。本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的在于，提供一种作业点的位置的运算精度高的工程机械。为了达成上述目的，具有代表性的本发明为一种工程机械，其具备：车身；设于所述车身上且具有摆动自如的多个作业要素的作业机；驱动所述作业机的多个液压执行机构；检测所述多个作业要素的对地角度的多个对地角度传感器；和包括生成用于对操作员的挖掘作业进行支援的信息的信息处理装置在内的挖掘支援装置，该工程机械的特征在于，所述信息处理装置包括：负荷信息获取部，其基于来自所述多个对地角度传感器的信号来获取包括所述多个作业要素中的至少一个作业要素的摆动中心处的负荷方向在内的负荷信息；和作业点位置运算部，其基于来自所述多个对地角度传感器的信号和来自所述负荷信息获取部的负荷信息来运算所述作业机的作业点的位置。发明效果根据本发明能够提供一种作业点的位置的运算精度高的工程机械。此外，上述以外的课题、结构及效果由以下实施方式的说明来阐明。附图说明图1是说明各连杆的角度与铲斗的齿尖位置之间的关系的图。图2是表示本发明第一实施方式的工程机械的立体图。图3是表示搭载于图2所示的工程机械中的挖掘支援装置的结构图。图4是表示图3所示的信息处理装置的详细结构的框图。图5是用于说明作用于动臂的外力的运算的图。图6是用于说明作用于斗杆的外力的运算的图。图7是说明铲斗的旋转方向的运算的图。图8是表示搭载于本发明第二实施方式的工程机械中的挖掘支援装置的信息处理装置的详细结构的框图。图9是表示图8示出的尺寸设定部进行的运算处理的步骤的流程图。图10是用于说明本发明与现有技术之间的作业点的运算精度的差异的图。具体实施方式＜第一实施方式＞以下，使用附图来说明本发明的工程机械的实施方式。图2是表示本发明第一实施方式的工程机械的立体图。如图2所示，本实施方式的工程机械具备作为车身的下部行驶体9及上部旋转体10、和作业机15。下部行驶体9具有左右的履带式行驶装置，由左右的行驶液压马达3b、3a仅图示左侧3b驱动。上部旋转体10以能够旋转的方式搭载于下部行驶体9上，并由旋转液压马达4旋转驱动。上部旋转体10具备作为原动机的发动机14和由发动机14驱动的液压泵装置2。作业机15以能够摆动的方式安装在上部旋转体10的前部。上部旋转体10具备驾驶室，在驾驶室内配置有行驶用右操作杆装置1a、行驶用左操作杆装置1b、用于指示作业机15的动作及上部旋转体10的旋转动作的右操作杆装置1c和左操作杆装置1d等操作装置。作业机15是具有作为摆动自如的作业要素的动臂11、斗杆12、铲斗8的多关节构造，动臂11通过动臂液压缸5的伸缩而相对于上部旋转体10沿上下方向摆动，斗杆12通过斗杆液压缸6的伸缩而相对于动臂11沿上下及前后方向摆动，铲斗8通过铲斗液压缸7的伸缩而相对于斗杆12沿上下及前后方向摆动。另外，动臂液压缸5具备检测动臂液压缸5的缸底侧压力的动臂缸底压力传感器17a、和检测动臂液压缸5的活塞杆侧压力的动臂活塞杆压力传感器17b。另外，斗杆液压缸6具备检测斗杆液压缸6的缸底侧压力的斗杆缸底压力传感器17c。为了算出作业机15的任意点的位置，工程机械具备：第一对地角度传感器13a，其设于上部旋转体10与动臂11的连结部附近，并检测动臂11相对于水平面的角度动臂角度；第二对地角度传感器13b，其设于动臂11与斗杆12的连结部附近，并检测斗杆12相对于水平面的角度斗杆角度；第三对地角度传感器13c，其设于连结斗杆12与铲斗8的铲斗连杆8a上，并检测铲斗连杆8a相对于水平面的角度铲斗角度；和车身对地角度传感器13d，其检测上部旋转体10相对于水平面的倾斜角度翻滚角、俯仰角。作为姿势传感器的一例的对地角度传感器13a～13d分别至少具备两轴的加速度传感器，能够检测对地角度和负荷的方向。这些对地角度传感器13a～13d检测到的姿势传感器信号、和作为压力传感器的一例的前述动臂缸底压力传感器17a、动臂活塞杆压力传感器17b、斗杆缸底压力传感器17c的信号被输入至后述的信息处理装置100。此外，从对地角度传感器13a～13d输出的各姿势传感器信号至少是二维的加速度矢量。控制阀20对从液压泵装置2分别向上述的旋转液压马达4、动臂液压缸5、斗杆液压缸6、铲斗液压缸7及左右的行驶液压马达3b、3a等液压执行机构供给的液压油的流动流量和方向进行控制。此外，在本实施方式中，以动臂液压缸5、斗杆液压缸6具备压力传感器17a～17c的结构来进行说明，但也可以在控制阀20或控制阀20与各个液压缸5、6的中途的配管上设置压力传感器17a～17c。[工程机械的挖掘支援装置]图3是表示搭载于图2所示的工程机械中的挖掘支援装置的结构图。在图3中，工程机械的挖掘支援装置400包括生成用于对操作员的挖掘作业进行支援的信息的信息处理装置100、和向操作员显示挖掘作业的支援信息的例如液晶面板等显示装置200。信息处理装置100例如使用包括如下部分的硬件来构成：未图示的CPUCentralProcessingUnit：中央处理器；储存用于执行CPU的处理的各种程序的ROMReadOnlyMemory：只读存储器和HDDHardDiscDrive：硬盘驱动器等存储装置；和成为CPU执行程序时的作业区域的RAMRandomAccessMemory：随机存取存储器。信息处理装置100从第一对地角度传感器13a、第二对地角度传感器13b、第三对地角度传感器13c及车身对地角度传感器13d分别接收第一姿势传感器信号、第二姿势传感器信号、第三姿势传感器信号及车身姿势传感器信号，从动臂缸底压力传感器17a、动臂活塞杆压力传感器17b分别接收动臂缸底压、动臂活塞杆压，从斗杆缸底压力传感器17c接收斗杆缸底压，从设计数据输入装置18接收设计面信息，并将运算结果向显示装置200发送。此外，由信息处理装置100进行的运算详见后述，但由显示装置200进行的运算与现有技术相同，因此，省略其详细说明。[信息处理装置]图4是表示图3所示的信息处理装置100的详细结构的框图。如图4所示，信息处理装置100具备尺寸存储部110、角度运算部120、负荷信息获取部130、目标面信息设定部140和作业点位置运算部150。尺寸存储部110预先存储有作业机15的尺寸信息L、∠及作业机15的各摆动中心的偏心量信息δ，并向负荷信息获取部130和作业点位置运算部150输出信息L、∠、δ。角度运算部120输入来自各对地角度传感器13a～13d的各姿势传感器信号a，并将动臂11、斗杆12、铲斗连杆8a及上部旋转体10的对地角度θ向负荷信息获取部130和作业点位置运算部150输出。在角度运算部120中，为了运算对地角度θ而例如利用式1。[式1]在此，i＝1、2、3分别为动臂11、斗杆12及铲斗8，aix、aiz为各个加速度矢量成分。此外，对地角度θ的运算方法并不限于此，也可以作为对地角度传感器而使用具备陀螺仪的对地角度传感器，并通过公知的传感器融合等来运算对地角度θ。负荷信息获取部130输入来自各对地角度传感器13a～13d的各姿势传感器信号a、来自压力传感器17a～17c的压力传感器信号P、来自尺寸存储部110的尺寸信息L、∠、来自角度运算部120的动臂11、斗杆12及铲斗连杆8a的对地角度θ、和来自目标面信息设定部140的目标面信息Ls、θs，并将作用于动臂11、斗杆12及铲斗8的负荷信息F向作业点位置运算部150输出。由负荷信息获取部130进行的运算详见后述。目标面信息设定部140输入来自设计数据输入装置18的设计面信息和来自作业点位置运算部150的作业点W的位置信息，将多个设计面中的离作业点W最近的设计面作为目标面而提取，并将目标面相对于车身的基准点例如表示旋转中心的动臂脚销高度的点的距离Ls和角度θs作为目标面信息而向负荷信息获取部130和显示装置200输出。作业点位置运算部150输入来自尺寸存储部110的作业机15的尺寸信息L、∠及偏心量信息δ、来自角度运算部120的动臂11、斗杆12、铲斗连杆8a及上部旋转体10的对地角度θ、和来自负荷信息获取部130的作用于动臂11、斗杆12及铲斗13的负荷信息F，运算作业点W的位置，并将其向显示装置200和目标面信息设定部140输出。由作业点位置运算部150进行的运算详见后述。[负荷信息获取部]用图5～7说明由负荷信息获取部130进行的运算。图5是用于说明作用于动臂11的外力的运算的图，图6是用于说明作用于斗杆12的外力的图，图7是用于说明铲斗8的旋转方向的运算的图。图5所示的箭头表示作用于动臂11的外力。G1是动臂11的重心位置，重力FG1作用于G1。重力FG1由作为姿势传感器信号a的加速度矢量aG1与动臂11的质量相乘来运算。Fbm、Fam分别为动臂液压缸5、斗杆液压缸6的推力，由各压力传感器信号P与各液压缸5、6的有效面积相乘来运算。此外，在本实施方式中，仅将基于斗杆回收的挖掘时作为运算对象，并将斗杆液压缸6的活塞杆压设为0来运算，但在斗杆放出时也作为运算对象的情况下，获取斗杆液压缸6的活塞杆压即可。FB、FE分别为作用于动臂11的摆动中心B、斗杆12的摆动中心E的外力。以点B为原点、以从点B向E的方向为x轴时的这些力的均衡由式2表示。[式2]在此，各外力的上角标的添加字表示坐标系的x轴。另外，点B周围的力矩的均衡由式3表示。[式3]FB、FE是未知数，无法仅由式2、3来运算。因此，也同时运算作用于斗杆12的外力。图6所示的箭头表示作用于斗杆12的外力。G2是斗杆12的重心位置，重力FG2作用于G2。重力FG2由作为姿势传感器信号a的加速度矢量aG2与斗杆12的质量相乘来求出。FE、FK分别为作用于斗杆12的摆动中心E、铲斗8的摆动中心K的外力。以点E为原点、以从点F向E的方向为x轴时的这些力的均衡由式4表示。[式4]另外，点E周围的力矩的均衡由下式表示。[式5]在此，FE是相互作用于动臂11和斗杆12的外力，彼此向相反方向作用。以点B为原点的坐标系与以点E为原点的坐标系之间的FE的坐标转换由式6表示。[式6]将式45及式6的z成分合并整理则成为式7。[式7]在此，由于右边的FBEEz是将式3变形，MamG是式5的左边第一项至第三项，所以能够分别利用式8、9来运算。[式8][式9]如上所述，在根据式7运算出外力FE、FK之后，通过利用式2运算FB而可知作用于动臂11、斗杆12及铲斗8的摆动中心的外力。此外，在本实施方式中，由于以作为姿势传感器信号a的加速度矢量为基础来运算重力FG1、FG2，所以即使是车身即下部行驶体9及上部旋转体10倾斜的情况下，也能高精度地运算作用于动臂11、斗杆12及铲斗8的摆动中心的外力。此外，在本实施方式中为了简化说明而并未合并运算作用于铲斗8的外力，也可以是，铲斗液压缸7具备压力传感器，还考虑到铲斗液压缸7的推力，合并运算作用于铲斗8的外力。接着，用图7说明由负荷信息获取部130进行的铲斗8的旋转方向的运算。图7所示的点划线表示目标面，虚线箭头表示因机构松动而意外产生的铲斗8的旋转方向。如图7的a所示，与从铲斗8的摆动中心K下到目标面的垂线与目标面的交点Q相比，若作业点W远离斗杆摆动中心E则判断为铲斗8向卸载方向旋转。另外，如图7的b所示，与从铲斗8的摆动中心K下到目标面的垂线与目标面的交点Q相比，若作业点W靠近斗杆摆动中心E则判断为铲斗8向装载方向旋转。如上所述，即使是铲斗液压缸7不具备压力传感器的情况下，也能基于目标面的角度来简单地运算铲斗8的旋转方向。[作业点位置运算部]在作业点位置运算部150中，基于来自角度运算部120的动臂11、斗杆12、铲斗连杆8a及上部旋转体10的对地角度θ来运算作业点W的位置。在此，在本实施方式中，由于使用对地角度传感器13a、13b、13d直接检测动臂11、斗杆12及上部旋转体10的对地角度θ，所以这些角度不受机构松动的影响。另一方面，铲斗13的角度由于以铲斗连杆8a的对地角度θ为基础来运算，所以受机构松动的影响。因此，首先，根据来自角度运算部120的铲斗连杆8a的对地角度θbkl和来自负荷信息获取部130的基于机构松动的铲斗8的旋转方向，并利用式10来运算铲斗8的对地角度θbk。[式10]在此，δI、δJ分别为铲斗连杆8a的摆动中心I、J参照图7的偏心量，在基于机构松动的铲斗8的旋转方向为装载方向的情况下输入正值来运算，并在为卸载方向的情况下输入负值来运算。由此，向基于机构松动的铲斗8的对地角度θbk的转换误差被修正。接着，根据来自角度运算部120的动臂11、斗杆12的对地角度θbm、θam和来自负荷信息获取部130的作为负荷信息的作用于动臂11、斗杆12及铲斗8的摆动中心的外力FB、FE、FK、以及基于机构松动的铲斗8的旋转方向，并利用式11来运算作业点W的位置。[式11]在此，上角标的添加字Body表示以上部旋转体10为基准的坐标系。另外，δB、δE、δK是分别从尺寸存储部110输入的动臂11、斗杆12及铲斗8的摆动中心B、E、K的偏心量。另外，θB、θE、θK表示作用于动臂11、斗杆12及铲斗8的摆动中心B、E、K的外力的以上部旋转体10为基准的方向，通过在这些方向的相反方向上补足偏心量来修正基于机构松动的并进方向上的移动量，能够提高作业点W的位置的运算精度。如以上说明的那样，根据第一实施方式，通过使用至少具备两轴的加速度传感器的对地角度传感器13a～13d来检测重力的方向和大小，并根据重力来运算作用于作业机15的摆动中心B、E、K的外力，因此，即使是车身倾斜的情况下，也能提高起因于机构松动的作业点W的位置的运算精度。另外，对驱动作业机15的两个以上的液压执行机构具体为动臂液压缸5及斗杆液压缸6的压力进行检测，由此运算挖掘反作用力的大小和方向，并根据挖掘反作用力来运算作用于作业机15的摆动中心B、E、K的外力，能够提高起因于机构松动的作业点W的位置的运算精度。＜第二实施方式＞接着，使用附图对本发明第二实施方式的工程机械进行说明。在此，对与第一实施方式相同的结构标注同一附图标记并省略其说明。图8是表示搭载于本发明第二实施方式的工程机械中的挖掘支援装置的信息处理装置的详细结构的框图。如图8所示，第二实施方式中的信息处理装置300将第一实施方式中的尺寸存储部110替换为尺寸设定部160，尺寸设定部160输入外部测量值、来自各对地角度传感器13a～13d的各姿势传感器信号a、和来自负荷信息获取部130的负荷信息F，运算作业机15的尺寸信息L、∠及作业机15的各摆动中心的偏心量信息δ，并将运算结果向负荷信息获取部130和作业点位置运算部150输出。在此，外部测量值是使用全站仪等测量出的动臂11、斗杆12及铲斗8的摆动中心的坐标，尺寸设定部160仅在输入了这些外部测量值时运算作业机15的尺寸信息L、∠和各摆动中心的偏心量信息δ，而在未输入时继续输出上次运算出的值。用图9说明由尺寸设定部160进行的运算。图9是表示图8所示的尺寸设定部160进行的运算处理的步骤的流程图。图9示出的处理针对作业机15的每个连杆均进行，在此以动臂11为例进行说明。在该情况下，外部测量值为动臂11的摆动中心的坐标EX、EZ和斗杆12的摆动中心的坐标BX、BZ。尺寸设定部160判定有无上次的外部测量值S1601，在有上次的外部测量值的情况下S1601是，将输入了上次的外部测量值时的动臂11的摆动中心处的负荷方向与输入了此次的外部测量值时的进行比较S1602。在各个负荷方向是相反方向的情况下S1602是，尺寸设定部160设定后述的动臂11的尺寸值LBES1605，并同样设定后述的动臂11的摆动中心的偏心量δBS1606。另一方面，在没有上次的外部测量值的情况下S1601否或负荷方向不是相反方向的情况下S1602否，尺寸设定部160存储此次的外部测量值S1603，并存储输入了此次的外部测量值时的动臂11的摆动中心处的负荷方向S1604。在步骤S1605中，根据此次的外部测量值和上次的外部测量值并利用式12来运算动臂11的尺寸值LBE。[式12]在此，动臂11、斗杆12各自的摆动中心E、B的上角标的添加字表示输入了外部测量值的定时，i＝1表示上次的值，i＝2表示此次的外部测量值。在步骤S1606中，根据此次的外部测量值和上次的外部测量值并利用式13来运算动臂11的摆动中心的偏心量δB。[式13]此外，由尺寸设定部160进行的运算并不限于此，也可以将负荷方向分割成n个，并根据n次量的外部测量值来运算尺寸和偏心量，在那种情况下分别利用式14、15。[式14][式15]即，根据n次量的外部测量值的平均值来运算尺寸，并根据偏差来运算偏心量。此外，在式12中将标准偏差的二倍设为偏心量，但也可以是一倍乃至三倍。以上，根据第二实施方式，除了发挥与第一实施方式相同的作用效果之外，通过利用外部测量值重新设定尺寸和偏心量，即使是偏心量因磨损等而变化了的情况下，也能维持作业点W的位置的运算精度。另外，通过利用负荷方向不同的情况下的外部测量值进行运算，能够避免外部测量值的偏差而准确设定尺寸和偏心量。在此，当来自对地角度传感器13a～13d的姿势传感器信号a相同时，用图10说明应用本发明运算作业点W的位置的情况与利用现有技术仅对地角度传感器运算作业点W的位置的情况之间的差异。图10是用于说明本发明与现有技术之间的作业点W的运算精度的差异的图。图中的点划线表示目标面，箭头表示作业机15的行进方向。用现有技术运算的结果是，即使如图中A那样铲斗8的齿尖作业点W相对于目标面接触，但由于在挖掘时向作业机15的行进方向的相反侧且是远离目标面的方向产生挖掘反作用力，所以实际上因机构松动的影响也存在如图中B那样铲斗8的齿尖作业点W’未到达目标面的情况。此时的作业点W与作业点W’在高度方向上的误差δS由式16表示。[式16]δS＝-δBsinθB-δEsinθE-δKsinθK-Lbk{sinθObk-θBody-sinθbk-θBody}…16此外，θ0bk是由式10计算为δI、δJ＝0的情况下的铲斗对地角度。如以上说明的那样，当应用本发明时，由于能够在考虑到与负荷方向相应的机构松动的情况下运算作业点W的位置，所以能够抑制挖掘反作用力的影响，能够去除误差δS。因此，作业点W的位置的运算精度会提高而大大有助于操作员的作业支援。另外，由于能够使显示装置200显示以高精度运算出的作业点W为基础的作业支援信息，所以能够提高操作员的作业效率。此外，本发明并不限定于上述实施方式，而是包括各种各样的变形例。例如，上述实施方式为了易于理解地说明本发明而进行了详细说明，但并不一定限于具备所说明的所有结构。附图标记说明5动臂液压缸液压执行机构6斗杆液压缸液压执行机构7铲斗液压缸液压执行机构8铲斗作业要素9下部行驶体车身10上部旋转体车身11动臂作业要素12斗杆作业要素13a第一对地角度传感器对地角度传感器13b第二对地角度传感器对地角度传感器13c第三对地角度传感器对地角度传感器13d车身对地角度传感器对地角度传感器17a动臂缸底压力传感器压力传感器17b动臂活塞杆压力传感器压力传感器17c斗杆缸底压力传感器压力传感器15作业机100信息处理装置110尺寸存储部120角度运算部130负荷信息获取部140目标面信息设定部150作业点位置运算部160尺寸设定部200显示装置300信息处理装置400挖掘支援装置

权利要求：1.一种工程机械，其具备：车身；设于所述车身上且具有摆动自如的多个作业要素的作业机；驱动所述作业机的多个液压执行机构；检测所述多个作业要素的对地角度的多个对地角度传感器；和包括生成用于对操作员的挖掘作业进行支援的信息的信息处理装置在内的挖掘支援装置，该工程机械的特征在于，所述信息处理装置包括：负荷信息获取部，其基于来自所述多个对地角度传感器的信号来获取包括所述多个作业要素中的至少一个作业要素的摆动中心处的负荷方向在内的负荷信息；和作业点位置运算部，其基于来自所述多个对地角度传感器的信号、和根据来自所述多个对地角度传感器的信号而由所述负荷信息获取部获取到的负荷信息，来运算所述作业机的作业点的位置。2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，所述信息处理装置还包括：角度运算部，其基于来自所述多个对地角度传感器的信号来运算所述多个作业要素各自的所述对地角度；和尺寸存储部，其预先存储所述多个作业要素各自的尺寸信息，所述作业点位置运算部在来自所述负荷信息获取部的所述负荷信息的基础上，还基于所述尺寸存储部内存储的所述尺寸信息和由所述角度运算部运算出的所述对地角度来运算所述作业机的作业点的位置。3.根据权利要求2所述的工程机械，其特征在于，还具备检测所述多个液压执行机构的压力的多个压力传感器，所述信息处理装置还包括目标面信息设定部，该目标面信息设定部基于从外部输入的设计面的信息和由所述作业点位置运算部运算出的所述作业机的作业点的位置，来设定包括所述设计面相对于所述车身的角度在内的目标面信息，所述负荷信息获取部在来自所述多个对地角度传感器的信号的基础上，还基于所述尺寸存储部内存储的所述尺寸信息、来自所述多个压力传感器的信号、由所述角度运算部运算出的所述对地角度、和由所述目标面信息设定部设定的所述目标面信息来获取所述负荷信息。4.根据权利要求3所述的工程机械，其特征在于，所述尺寸存储部存储作为所述尺寸信息的、所述多个作业要素各自的尺寸及摆动中心的偏心量，所述目标面信息设定部设定作为所述目标面信息的、所述设计面相对于所述车身的基准点的距离及角度。5.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，所述信息处理装置还包含：角度运算部，其基于来自所述多个对地角度传感器的信号来运算所述多个作业要素各自的所述对地角度；和尺寸设定部，其基于从外部输入的测量值、来自所述多个对地角度传感器的信号、和来自所述负荷信息获取部的所述负荷信息，通过运算来设定所述多个作业要素各自的尺寸信息，所述作业点位置运算部在来自所述负荷信息获取部的所述负荷信息的基础上，还基于由所述尺寸设定部设定的所述尺寸信息和由所述角度运算部运算出的所述对地角度来运算所述作业机的作业点的位置。6.根据权利要求5所述的工程机械，其特征在于，还具备检测所述多个液压执行机构的压力的多个压力传感器，所述信息处理装置还包括目标面信息设定部，该目标面信息设定部基于从外部输入的设计面的信息和由所述作业点位置运算部运算出的所述作业机的作业点的位置来设定包括所述设计面相对于所述车身的角度在内的目标面信息，所述负荷信息获取部在来自所述多个对地角度传感器的信号的基础上，还基于由所述尺寸设定部设定的所述尺寸信息、来自所述多个压力传感器的信号、由所述角度运算部运算出的所述对地角度、和由所述目标面信息设定部设定的所述目标面信息来获取所述负荷信息。7.根据权利要求6所述的工程机械，其特征在于，所述尺寸设定部运算作为所述尺寸信息的、所述多个作业要素各自的尺寸及摆动中心的偏心量，所述目标面信息设定部设定作为所述目标面信息的、所述设计面相对于所述车身的基准点的距离及角度。8.根据权利要求4所述的工程机械，其特征在于，所述挖掘支援装置还包括显示装置，该显示装置向操作员显示以由所述作业点位置运算部运算出的所述作业机的作业点的位置、和由所述目标面信息设定部设定的所述目标面信息为基础的信息。9.根据权利要求7所述的工程机械，其特征在于，所述挖掘支援装置还包括显示装置，该显示装置向操作员显示以由所述作业点位置运算部运算出的所述作业机的作业点的位置、和由所述目标面信息设定部设定的所述目标面信息为基础的信息。

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