CN108698805B - 作业机械以及作业机械的操作系统 - Google Patents

Abstract

作业机械的结构为，具备：被操作功能部；车载网络，其经由外部网络，与操作终端连接；操作部，其将与被操作功能部的操作有关的真实操作信号发送给车载网络；以及控制部，其经由车载网络，与操作部连接，基于真实操作信号和操作终端所生成的伪操作信号中的任一者信号，来控制被操作功能部。

Description

作业机械以及作业机械的操作系统

技术领域

本发明涉及作业机械以及作业机械的操作系统。更详细而言，本发明涉及具备在作业机械的操作装置发生了故障等情况下成为操作装置的代替单元的结构的作业机械以及操作系统。

背景技术

移动式起重机中搭载了控制装置和各种操作装置(例如，专利文献1)。操作员通过对操作装置进行操作，能够改变车辆以及起重装置的设定。在该操作装置发生了故障的情况下，操作员无法操作移动式起重机，复原存在困难。

【专利文献1】日本特开2015-182857号公报

发明内容

本发明鉴于上述情形，其目的在于，提供一种具备在作业机械的操作装置发生了故障等情况下成为操作装置的代替单元的结构的作业机械以及操作系统。

本发明中的作业机械所涉及的发明具备：被操作功能部；操作部，其发送与被操作功能部的操作有关的真实操作信号；以及控制部，其基于真实操作信号和操作终端所发送的伪操作信号中任一者信号来控制被操作功能部，其中，所述操作终端经由外部网络，与作业机械连接，控制部在接收到当操作部发生了故障时从操作部发送的异常通知信号的情况下、无法接收到在操作部正常动作时从操作部发送的正常信号的情况下、以及无法接收到来自操作部的针对从控制部定期地发送的状态确认信号的确认信号的情况下中的某一种情况下，成为不受理真实操作信号的状态，且成为能够基于伪操作信号来控制被操作功能部的状态。

本发明中的作业机械的操作系统所涉及的发明具备上述作业机械和经由外部网络而与作业机械连接的操作终端，操作终端将对作业机械进行操作的伪操作信号发送给外部网络，控制部基于伪操作信号和作业机械的操作部所发送的真实操作信号中任一者信号来控制所述作业机械的被操作功能部。

根据本发明，能够实现一种作业机械以及操作系统，其具备在作业机械的操作装置发生了故障等情况下成为操作装置的代替单元的结构。

附图说明

图1是本发明的实施方式1所涉及的作业机械以及作业机械的操作系统A的框图

具体实施方式

<1.关于实施方式1>

接着，对于本发明的实施方式1，基于附图来进行说明。

本发明的实施方式1所涉及的操作系统A适用于后述的各种作业机械。作业机械是移动式起重机、高空作业车、路轨两用车、液压挖掘机等。操作系统A尤其适用于大型移动式起重机。以下，说明用于对移动式起重机1进行操作的操作系统A。

<1.1关于操作系统>

如图1所示，操作系统A具备作为作业机械的移动式起重机1、操作终端21以及外部网络20。

移动式起重机1具备控制装置11、操作装置12、显示装置13以及转换器14。它们的各个结构经由车载网络10相互连接。

<1.2关于车载网络>

车载网络10由将车载设备(控制装置11、操作装置12、显示装置13以及转换器14等)相互连接的通信线等构成。车载网络10的通信协议没有特别限定。作为车载网络10的协议，例如可以列举出CAN、LIN、FlexRay等车辆控制所使用的各种协议。

<1.3关于控制装置>

控制装置11是由输入端子、输出端子、CPU以及存储器等构成的车载计算机。控制装置11是控制部，具有对移动式起重机1进行控制的功能。控制装置11的数量不限定为一个。控制装置11也可以根据功能而设置有多个。例如，作为各个控制装置，也可以设置对移动式起重机1的车辆进行控制的车辆控制用的控制装置、对移动式起重机1的起重机装置进行控制的起重机控制用的控制装置、对过载防止装置进行控制的控制装置。此外，移动式起重机1的车辆、起重装置以及过载防止装置等是作业机械的被操作功能部。此外，移动式起重机1所具备的各种构造以及各种功能是被操作功能部。

<1.4关于操作装置>

操作装置12是操作部，是用于对移动式起重机1进行操作的开关或杆等。操作装置12设置在移动式起重机1的驾驶室等之中。操作装置12的数量没有特别限定，但是操作装置12的数量通常是多个。具体而言，操作装置12例如包括与移动式起重机1的行驶、伸臂的动作(例如，伸出、收纳)、起重臂的动作(例如，升降、伸缩、回转)、吊钩的动作(例如，上升、下降)、以及悬臂的动作(例如，伸出、收纳)等操作有关的开关以及杆(以下，称为“起重机操作部”)。

操作装置12经由车载网络10与控制装置11连接。操作装置12根据操作员的操作，将特定的操作信号发送给车载网络10。该操作信号经由车载网络10输入控制装置11。控制装置11基于接收到的操作信号来控制移动式起重机1。由此，操作员利用操作装置12能够操作移动式起重机1。

操作装置12也可以是例如车辆系统的开关。在车辆系统开关中，包括悬挂高度的设定开关、四轮驱动和二轮驱动的切换开关、转向模式(普通(normal)、全轮(clamp)、蟹行(carb)、后轮(rear))的切换开关等。通常，车辆系统开关以及上述起重机操作部针对各个功能分别仅搭载一个。因此，当车辆系统开关或者上述起重机操作部发生故障时，无法利用其它单元操作移动式起重机1。具体地，例如，在移动式起重机1的起重臂抬起了的状态下，当与起重臂的动作有关的操作装置12发生故障时，操作员无法进行放下起重臂的操作。

<1.5关于显示装置>

显示装置13是液晶显示器等。显示装置13设置在移动式起重机1的驾驶室等中。显示装置13例如是过载防止装置的显示器。显示装置13的数量可以是一个，也可以是多个。

显示装置13经由车载网络10与控制装置11连接。控制装置11将表示移动式起重机1的各种信息的作业机械信息信号输出给车载网络10。作业机械信息信号经由车载网络10输入到显示装置13。显示装置13基于作业机械信息信号来显示移动式起重机1的各种信息。由此，操作员通过显示装置13，能够掌握移动式起重机1的状态。

<1.6关于转换器>

转换器14具有变换车载网络10的通信协议和外部网络20的通信协议的功能。在外部网络20上连接有操作终端21。即，操作终端21经由外部网络20，与转换器14连接。

转换器14能够相对于车载网络10拆装，仅在需要时与车载网络10连接。此外，转换器14也可以不能相对于车载网络10拆装。即，转换器14也可以始终与车载网络10连接。

外部网络20可以是无线网络，也可以是有线网络。作为无线网络，可以列举出Wi-Fi、Bluetooth(注册商标)等。作为有线网络，也可以列举出USB等。

<1.7关于操作终端>

操作终端21是由CPU、存储器等构成的通用计算机。操作终端21例如是个人计算机、平板终端或智能手机。虽然取决于外部网络20的结构，但是操作终端21也能够配置移动式起重机1的驾驶室之外。

操作终端21中，安装有对移动式起重机1进行操作的应用程序。操作员通过对操作终端21进行操作，执行该应用程序，来操作移动式起重机1。

具体而言，进行以下的处理。当操作员对操作终端21进行操作时，从操作终端21对外部网络20发送特定的操作信号。该操作信号经由外部网络20输入到转换器14。转换器14对操作信号进行协议变换来输出到车载网络10。操作信号经由车载网络10输入到控制装置11。控制装置11基于操作信号来控制移动式起重机1。由此，操作员利用操作终端21，能够操作移动式起重机1。

以下，将操作装置12所发送的操作信号称为“真实操作信号”。另一方面，将操作终端21发送的操作信号称为“伪操作信号”。真实操作信号和伪操作信号可以是相同的消息结构，也可以是不同的消息结构。也可以在消息内附加对真实操作信号和伪操作信号进行识别的识别符。也可以不通过附加这样的识别符，而不能识别真实操作信号和伪操作信号。

<1.8关于操作系统A的处理>

接着，以操作装置12发生了故障的情况为示例，来说明操作系统A的处理。

在操作装置12发生了故障的情况下，操作员将转换器14与车载网络10连接。接着，操作员操作操作终端21，启动操作用的应用程序。从而，操作终端21与外部网络20连接。

当操作员对操作终端21进行操作时，操作终端21将伪操作信号发送给外部网络20。伪操作信号经由外部网络20和车载网络10被传递到控制装置11。控制装置11基于伪操作信号来控制移动式起重机1。

这样，从操作终端21发送的伪操作信号被传递到控制装置11，所以操作员能够利用操作终端21来操作移动式起重机1。由此，操作员在操作装置12发生了故障等情况下，能够使用操作终端21，作为操作装置12的代替单元。

操作系统A还具有在操作终端21上显示移动式起重机1的各种信息的功能。以下，对其细节进行说明。

控制装置11中保存有移动式起重机1的各种信息。控制装置11将表示移动式起重机1的各种信息的作业机械信息信号输出到车载网络10。作业机械信息信号经由车载网络10输入到转换器14。转换器14对作业机械信息信号进行协议变换，并输出给外部网络20。作业机械信息信号经由外部网络20输入到操作终端21。即，作业机械信息信号经由车载网络10和外部网络20传递到操作终端21。操作终端21基于作业机械信息信号来显示移动式起重机1的各种信息。

这样，操作终端21上显示有移动式起重机1的各种信息，由此操作员通过操作终端21能够掌握移动式起重机1的状态。因此，利用了操作终端21的移动式起重机1的维护变得容易。

另外，通过采用以下的结构，移动式起重机1的各种信息被实时地显示在操作终端21上。

控制装置11始终将作业机械信息信号输出给车载网络10。转换器14对从车载网络10输入的作业机械信息信号进行协议变换并始终将其输出到外部网络20。操作终端21基于从外部网络20输入的作业机械信息信号，将移动式起重机1的各种信息显示在显示部上。在作业信息信号被更新了的情况下，操作终端21更新上述显示部的显示内容。

根据这样的结构，对操作终端21始终输入作业机械信息信号，因此移动式起重机1的各种信息被实时地显示在操作终端21的显示部上。因此，对移动式起重机1状态的掌握变得容易。此外，在本说明书中，“始终”除了指代在时间上不间断地连续之外，还包括以规定时间间隔连续的含义。

操作终端21也可以能够在开始和停止始终向外部网络20输出由转换器14得到的作业机械信息信号的之间进行切换。具体而言，例如可考虑以下的结构。当操作员在操作终端21上进行开始操作时，操作终端21对转换器14输出开始信号。之后，转换器14将作业机械信息信号始终输出给外部网络20。当操作员在操作终端21上进行停止操作时，操作终端21对转换器14输出停止信号。之后，转换器14不将作业机械信息信号输出到外部网络20。

通过采用这样的结构，外部网络20的通信流量降低。因此，即便在从操作终端21发送的伪操作信号的数据量大的情况下，伪操作信号也被可靠地传递给转换器14。另外，在根据外部网络20的通信量产生通信费用的情况下，能够降低通信费用。

<2.关于实施方式2>

接着，说明本发明的实施方式2所涉及的操作系统。因为本实施方式的操作系统的结构与实施方式1的操作系统A相同，所以省略说明(参照图1)。

本实施方式的控制装置11在感测到操作装置12的故障的情况下，基于从操作终端21发送的伪操作信号来控制移动式起重机1。操作装置12的故障的感测例如如以下那样进行。操作装置12将真实操作信号始终输出给车载网络10。

此时，作为操作装置12始终输出的信号，例如，也可以列举出表示操作装置12未被操作的信号。另外，操作装置12始终输出的信号也可以是表示操作装置12处于正常动作中的信号。无论什么情形，控制装置11均可以将操作装置12始终输出的信号接收为正常信号。

在操作装置12正常的情况下，真实操作信号始终被输入控制装置11(由控制装置11接收)。当操作装置12发生故障时，不发送真实操作信号。控制装置11在无法感测到真实操作信号的情况下，判断为操作装置12发生故障。

或者，也可以是，在检测到操作装置12的故障的情况下，操作装置12将表示操作装置12的故障的异常通知信号发送给控制装置11。该情况下，操作装置12的故障检测例如通过操作装置12的控制部(图示省略)来进行。上述异常通知信号由上述控制部发送。从而，控制装置11在接收到来自操作装置12的异常通知信号的情况下，判断为操作装置12发生故障。

或者，也可以是，控制装置11朝向操作装置12定期地发送状态确认信号。从而，在无法接收到来自操作装置12的针对上述状态确认信号的确认信号的情况下，控制装置11判断为操作装置12发生故障。

在本实施方式中，在控制装置11感测到操作装置12的故障的情况下，控制装置11基于从操作终端21发送的伪操作信号来控制移动式起重机1。此时，控制装置11处于无法受理操作装置12的真实操作信号的状态。因此，不会用操作装置12和操作终端21这两者同时操作移动式起重机1，是安全的。

此外，控制装置11在未感测到操作装置12的故障的情况下，基于从操作装置12发送的真实操作信号，来控制移动式起重机1。

该情况下，也可以将与操作信号有关的信息显示在显示装置13上。与上述操作信号有关的信息，是指与控制装置11正基于真实操作信号(即，操作装置12)和伪操作信号(即，操作终端21)中的哪一个来控制移动式起重机1这种情况有关的信息。与上述操作信号有关的信息从控制装置11经由车载网络10输入显示装置13。

据此，在移动式起重机1的驾驶席上坐着的操作员能够识别正利用操作装置12和操作终端21中的哪一个来操作移动式起重机1。

<3.关于实施方式3>

接着，说明本发明的实施方式3所涉及的操作系统。因为本实施方式的操作系统的结构与实施方式1的操作系统A相同，所以省略说明(参照图1)。

本实施方式的控制装置11在被输入了从操作装置12发送的真实操作信号和从操作终端21发送的伪操作信号的情况下，不受理伪操作信号，而是基于真实操作信号来控制移动式起重机1。即，控制装置11优先进行操作装置12的操作。真实操作信号和伪操作信号的识别基于在消息内附加的识别符来进行。

另外，在控制装置11仅被输入了真实操作信号和伪操作信号中的任一者情况下，基于所输入的那个操作信号来控制移动式起重机1。该情况下，也可以是控制装置11仅在感测到操作装置12的故障的情况下，基于伪操作信号来控制移动式起重机1。即，也可以是，控制装置11在未感测到操作装置12的故障的情况下，不基于伪操作信号控制移动式起重机1。

这样，本实施方式的情况下，控制装置11优先使用从操作装置12发送的真实操作信号。因此，不会通过操作装置12和操作终端21这两者同时操作移动式起重机1，是安全的。

在本实施方式中，也可以是控制装置11将正基于真实操作信号和伪操作信号中的哪一个来控制移动式起重机1这种情况显示在显示装置13上。

<4.后记>

作为作业机械的操作系统的参考例1，作业机械的操作系统可以具备：控制作业机械的控制装置；转换器，其经由车载网络，与控制装置连接，在车载网络的通信协议和外部网络的通信协议间进行变换；以及操作终端，其经由外部网络，与转换器连接，操作终端将操作作业机械的伪操作信号向外部网络输出，转换器对从外部网络输入的伪操作信号进行协议变换并向车载网络输出，控制装置基于从车载网络输入的伪操作信号来控制所述作业机械。

根据上述参考例1，从操作终端输出的伪操作信号被传递给控制装置，因此能够利用操作终端来操作作业机械。因此，在操作装置发生了故障的情况等，能够使用操作终端，作为操作装置的代替单元。

作为作业机械的操作系统的参考例2，也可以是，在参考例1中，具备经由车载网络，与控制装置连接，将操作作业机械的真实操作信号始终输出给车载网络的操作装置，控制装置在无法感测到真实操作信号的情况下，基于伪操作信号来控制作业机械。

根据参考例2，在控制装置感测到操作装置的故障的情况下，因为基于从操作终端输出的伪操作信号来控制作业机械，不会在操作装置和操作终端这两者同时操作作业机械，是安全的。

作为作业机械的操作系统的参考例3，也可以是，在参考例1或者参考例2中，具备经由车载网络而与控制装置连接并将操作作业机械的真实操作信号输出给车载网络的操作装置，控制装置在被输入了真实操作信号和伪操作信号的情况下，基于真实操作信号来控制作业机械。

根据参考例3，控制装置因为使从操作装置输出的真实操作信号优先，所以不会用操作装置和操作终端这两者同时操作作业机械，是安全的。

作为作业机械的操作系统的参考例4，也可以是，在参考例2或者参考例3中，具备经由车载网络而与控制装置连接的显示装置，显示装置中显示控制装置正基于真实操作信号和伪操作信号中哪一个来控制作业机械的。

根据参考例4，操作员能够识别正通过操作装置和操作终端中的哪一个来操作作业机械。

作为作业机械的操作系统的参考例5，也可以是，在参考例1至4中，控制装置将作业机械信息信号输出到车载网络，转换器对从车载网络输入的作业机械信息信号进行协议变换并输出到外部网络上，操作终端基于从外部网络输入的作业机械信息信号来显示作业机械的信息。

根据参考例5，因为在操作终端上显示作业机械的信息，所以利用了操作终端的作业机械的维护变得容易。

作为作业机械的操作系统的参考例6，也可以是，在参考例1至4中，控制装置将作业机械信息信号始终输出到车载网络，转换器对从车载网络输入的作业机械信息信号进行协议变换，始终输出到外部网络，操作终端基于从外部网络输入的作业机械信息信号来显示作业机械的信息。

根据第6发明，对操作终端始终输入作业机械信息信号，所以能够实时地显示作业机械的信息。

2016年03月03日提出申请的日本特愿2016-040682的日本申请所含的说明书、附图以及摘要的公开内容均被引用到本申请之中。

附图标记说明

A操作系统；1移动式起重机；10车载网络；11控制装置；12操作装置；13显示装置；14转换器；20外部网络；21操作终端。

Claims (5)

1.一种作业机械，其中，具备：

被操作功能部；

操作部，其发送与所述被操作功能部的操作有关的真实操作信号；以及

控制部，其基于所述真实操作信号和操作终端所发送的伪操作信号中任一者信号，来控制所述被操作功能部，其中，所述操作终端经由外部网络，与所述作业机械连接，

所述控制部在接收到当所述操作部发生了故障时从所述操作部发送的异常通知信号的情况下、无法接收到在所述操作部正常动作时从所述操作部发送的正常信号的情况下、以及无法接收到来自所述操作部的针对从所述控制部定期地发送的状态确认信号的确认信号的情况下中的某一种情况下，成为不受理所述真实操作信号的状态，且成为能够基于所述伪操作信号来控制所述被操作功能部的状态。

2.根据权利要求1所述的作业机械，其中，

所述控制部在被输入了所述真实操作信号和所述伪操作信号的情况下，不受理所述伪操作信号，而是基于所述真实操作信号，来控制所述被操作功能部。

3.根据权利要求1所述的作业机械，其中，

所述控制部还具备显示部，所述显示部对基于所述真实操作信号和所述伪操作信号中的哪一个信号来控制所述作业机械进行显示。

4.根据权利要求1所述的作业机械，其中，

所述控制部将作业机械信息信号发送给所述操作终端，其中，所述作业机械信息信号是与所述作业机械的状态有关的信息，被显示在所述操作终端的终端显示部上。

5.一种作业机械的操作系统，其中，具备：

权利要求1所述的作业机械；以及

操作终端，其经由外部网络，与所述作业机械连接，

所述操作终端将操作所述作业机械的伪操作信号发送给所述外部网络，

所述控制部基于所述伪操作信号和所述作业机械的操作部所发送的真实操作信号中的任一者信号，来控制所述作业机械的被操作功能部。