JP2003189376A - 送信機、受信機、送受信装置、建設機械および建設機械システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】通信距離の長い耐ノイズ性に優れた第１の通信
方式と通信距離は短いが通信速度が速い第２の通信方式
を１台の作業機械で行う。 【解決手段】遠隔操縦する際、無線通信の速度を少なく
とも２段階に設定する。近距離の場合はＦＳＫ信号を使
用して通信速度を早くして操作感覚を向上させる。遠距
離ではＭＳＫ信号を使用し、通信速度を遅くして耐ノイ
ズ性を向上させて確実に遠距離運転を可能とする。これ
を１台の送受信装置で実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、応答性の高い近距
離遠隔操作と耐ノイズ性の高い遠距離遠隔操作を無線で
行う送受信方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、作業者が近寄り難い災害現場
での復旧工事などでは、操作者と建設機械（油圧ショベ
ルなど）や作業車両（ダンプトラック）などが数１00ｍ
〜数ｋｍ離れた場所で遠隔操作されて使用される。ま
た、深穴掘削や側溝掘りなどでは運転者と作業機械が数
ｍ〜数１０ｍ離れた場所で遠隔操作される。

【０００３】前者に代表される第１の遠隔操作では、通
信距離の長い耐ノイズ性に優れた無線電波が使用され、
後者に代表される第２の遠隔操作では、通信距離は短い
が通信速度が速い無線電波が使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来は、第１の遠隔操
作で使用される無線通信装置（送受信装置）と第２の遠
隔操作で使用される無線通信装置（送受信装置）とを別
々に用いている。したがって、１台の建設機械を第１お
よび第２の遠隔操作で使用することが事実上できなかっ
た。

【０００５】本発明の目的は、通信距離の長い耐ノイズ
性に優れた第１の遠隔操作と通信距離は短いが通信速度
が速い第２の遠隔操作を同一の送受信装置で行うことが
できるようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】（１）請求項１の発明に
よる送信機は、操作指令を指示する操作指示器と、少な
くとも第１および第２の通信速度（＞第１の通信速度）
のいずれかを選択する選択装置と、前記操作指令に基づ
いて、前記第１の通信速度が選択されているときは前記
第１の通信速度の指令信号を無線により送信し、前記第
２の通信速度が選択されているときは前記前記第２の通
信速度の指令信号を無線により送信する送信回路とを備
えることにより、上記目的を達成する。 （２）請求項２の発明は、請求項１に記載の送信機にお
いて、前記送信回路から放射される電波は４９０ＭＨｚ
帯域の搬送波で放射され、前記第１の通信速度の指令信
号は、通信速度２４００ｂｐｓのＭＳＫ変調によって生
成され、前記第２の通信速度の指令信号は、通信速度４
８００ｂｐｓのＦＳＫ変調によって生成されることを特
徴とする。 （３）請求項３の発明は、前記選択装置で選択された通
信速度に応じて請求項１または２の送信機から放射され
る前記第１の通信速度および第２の通信速度の指令信号
を復調して、選択された通信速度の指令信号を出力する
復調器と、前記復調器から出力される第１の通信速度に
よる指令信号および第２の通信速度のいずれか一方の指
令信号に基づいてアクチュエータ駆動信号を生成する駆
動信号生成回路とを備えることを特徴とする。 （４）請求項４による送受信装置は、請求項１または２
の送信機と、請求項３の受信機とを備えることを特徴と
する。 （５）請求項５による建設機械は、請求項３の受信機
と、前記駆動信号生成回路から出力されるアクチュエー
タ駆動信号に基づいて駆動されるアクチュエータとを備
えることを特徴とする。 （６）請求項６による建設機械システムは、請求項１ま
たは２の送信機と、請求項５の建設機械とを備えること
を特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１〜図１０により本発明による
無線リモコン式建設機械を油圧ショベルに適用した一実
施の形態について説明する。以下の説明では、４２９Ｍ
Ｈｚ帯域の電波を使用する一台の特定小電力無線装置に
より、４８００ｂｐｓの高速通信と２４００ｂｐｓの低
速通信を切換えて遠隔操作する場合について説明する。

【０００８】図１は、油圧ショベル１０と、油圧ショベ
ル１０を無線で遠隔操作する送信機（無線リモコン装
置）２０とから構成される無線リモコン式油圧ショベル
システムを示す。油圧ショベル１０は、左右油圧走行モ
ータで駆動される走行体１１と、油圧旋回モータで旋回
する旋回体１２と、油圧作業シリンダで駆動されるフロ
ント装置１３と、油圧操作レバー装置１４とを備える。
この実施の形態の油圧ショベル１０は、オペレータが油
圧ショベル１０に搭乗して油圧操作レバー装置１４によ
り運転する有人操作と、油圧ショベル１０から離れた場
所からオペレータが無線リモコン装置（送信機）２０で
運転する遠隔操作とを選択的に使い分けることができ
る。

【０００９】図２は無線リモコン式油圧ショベルシステ
ムの構成を示すブロック図である。送信機２０は、３本
のジョイスティック２１と、押しボタンスイッチ群２２
と、通信速度切換スイッチ２３と、３本〜５本のジョイ
スティック２１および押しボタンスイッチ群２２の操作
に応じた無線電波を生成する送信回路２４と、生成され
た無線電波を放射するアンテナ２５と、有線信号出力端
子２６とを備えている。

【００１０】３本のジョイスティック２１はそれぞれ前
後左右に操作され、操作方向と操作量に応じた信号を出
力する。そのため、ジョイスティック２１は、前後方向
と左右方向の２軸の操作方向を検出し、操作方向と操作
量に応じた操作指令信号を出力する角度検出器を内蔵し
ている。押しボタンスイッチ群２２はオンオフ信号を出
力する。通信速度切換スイッチ２３は、第１通信方式と
第２通信方式のいずれかを選択する。第１通信方式は、
遠距離通信が可能な通信方式であり、耐ノイズ性は高い
が通信速度は遅い通信方式である。第２通信方式は、応
答性の速い近距離通信用の通信方式であり、第１通信方
式に比べて通信速度は速いが耐ノイズ性は低い通信方式
である。

【００１１】図２において、油圧ショベル１０には、受
信機３１と、コントローラ３２と、パイロット圧制御用
油圧機器３３とが搭載されている。受信機３１は、送信
機２０から送信される操作信号を受信してシリアル操作
信号（アクチュエータ駆動信号）を生成してコントロー
ラ３２へ送る。コントローラ３２は、受信した操作信号
に応じてパイロット圧制御用油圧機器３３を駆動する信
号を出力する。パイロット圧制御用油圧機器３３は、油
圧アクチュエータ駆動用圧油を生成する比例電磁減圧弁
（以下、比例電磁弁）３３１と、オンオフ弁３３２と、
油圧操作レバー装置１４から出力される油圧パイロット
圧力と比例電磁弁３３１から出力される油圧パイロット
圧力とのいずれかを選択するシャトル弁３３３とを有す
る。シャトル弁３３３で選択された油圧パイロット圧力
によりメインバルブ１５が駆動され、左右走行モータ１
６，旋回モータ１７，油圧シリンダ１８ａ〜１８ｃが操
作される。

【００１２】図２では省略しているが、比例電磁弁３３
１は左右走行モータ１６，旋回モータ１７，油圧シリン
ダ１８ａ〜１８ｃ用にそれぞれ一対ずつ設けられてい
る。また、メインバルブ１５には、左右走行モータ１
６，旋回モータ１７，油圧シリンダ１８ａ〜１８ｃ用に
それぞれ一つずつスプールが設けられている。各比例電
磁弁３３１は、入力される駆動信号に応じたパイロット
圧力を発生し、対応するメインバルブ１５の操作方向と
操作量を制御する。

【００１３】オンオフ弁３３２は、比例電磁弁３３１の
パイロット圧力の一次圧入力ポートに設けられ、オンオ
フ弁３３２がオフの時には、比例電磁弁３３１に電流を
流したとしても比例電磁弁３３１から駆動圧油が出力さ
れないように構成されている。なお、送信機２０からエ
ンジン始動／停止信号やエンジン回転数制御信号も送信
される。これらの信号はコントローラ３２から油圧ショ
ベルのメインコントローラ３４へ送信されてエンジン制
御機器（たとえば、燃料カット弁）３５が制御される。

【００１４】―送信機２０― 図３および図４により送信機２０について詳細に説明す
る。図３は送信機２０の送信回路２４の詳細例を示す。
送信回路２４は、操作信号を処理する1チップマイコン
を主体とする信号変換回路２４０と、操作信号をアンテ
ナから放射送信するための高周波モジュール２５０とを
有する。信号変換回路２４０は、上述したジョイスティ
ック２１から出力されるアナログ信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器２４１と、押しボタンスイッチ群
２２から出力される１，０（ハイレベル、ローレベル）
の信号を入力して出力するデジタルインターフェイス
（Ｄ／Ｉ）２４２と、ＣＰＵ２４３と、ＲＯＭ２４４
と、ＲＡＭ２４５と、シリアルインターフェイス（Ｉ／
Ｆ）２４６と、Ｄ／Ｏ回路２４７とを備えている。

【００１５】図３に示すように、ジョイスティック２１
から出力される操作アナログ電圧信号は、Ａ／Ｄ変換器
２４１に入力されてデジタル操作信号に変換される。同
様に、各種押しボタンスイッチ群２２から出力されるデ
ジタルスイッチ信号は、デジタルインターフェイス２４
２に入力される。信号変換回路２４０は、Ａ／Ｄ変換器
２４１とデジタルインターフェイス２４２のデジタル出
力信号を周期的に取り込み、予め決められた順序(固定
フォーマット)に信号を並び替えてシリアル信号に変換
する。このシリアル信号は、シリアルインターフェイス
（Ｉ／Ｆ回路）２４６から高周波モジュール２５０へ出
力される。

【００１６】高周波モジュール２５０は、クロック信号
発生器２５１と、高周波電源２５２と、高周波発振器２
５３と、変調信号発生回路２５４と、周波数変調器（Ｖ
ＣＯ）２５５と、ミキサ２５６と、フィルタ２５７と、
高周波アンプ２５８と、有線信号用アンプ２５９とを備
えている。クロック信号発生器２５１は、通信速度切換
スイッチ２３により高速通信が選択されているときは４
８００ｂｐｓのクロック信号を発生し、低速通信が選択
されているときは２４００ｂｐｓのクロック信号を発生
する。クロック信号はシリアルＩ／Ｆ回路２４６と変調
信号発生回路２５４に入力される。シリアルＩ／Ｆ回路
２４６は、高速通信選択時は４８００ｂｐｓの速度でシ
リアル信号（図９（ａ））を出力し、低速通信選択時は
２４００ｂｐｓの速度でシリアル信号（図９（ｄ））を
出力する。

【００１７】ＶＣＯ２５５は、変調信号発生回路２５４
からの信号の大きさにしたがって、ＶＣＯ２５５の出力
周波数を変える。すなわち、周波数変調を行う。変調信
号発生回路２５４は後で詳細に説明する。周波数変調さ
れた信号は、高周波発振器２５３の出力とミキサ２５６
で混合され、フィルタ２５７を通って電力増幅を行う高
周波アンプ２５８へ入力される。高周波アンプ２５８か
ら出力される高周波電力はアンテナ２５０Ａから電波と
して放出される。

【００１８】有線信号用アンプ２５９は変調信号発生回
路２５４からの信号を有線信号出力端子２６へ出力す
る。したがって、有線信号出力端子２６を油圧ショベル
とケーブルで接続することにより、有線操作が可能とな
る。

【００１９】なお、高周波発振器２５３は簡略化して示
しているが、水晶発振器のシンセサイザ方式によって周
波数が設定される。すなわち、ＣＰＵ２４３からシンセ
サイザの分周比を制御することによって、使用する無線
チャネルを設定している。

【００２０】図４は変調信号発生回路２５４の詳細を示
す図である。変調信号発生回路２５４には、シリアルイ
ンターフェイス（Ｉ／Ｆ回路）２４６からシリアル信号
が、クロック信号発生器２５１からクロック信号が、通
信速度切換スイッチ２３から切換信号がそれぞれ入力さ
れる。変調信号発生回路２５４は、シリアル信号を所定
の電圧値で制限するリミッタ２５４１と、リミッタ２５
４１で制限された信号の低周波成分を通過させるローパ
スフィルタ２５４２と、所定周波数の副搬送波を発生す
る副搬送波発生器２５４３と、ローパスフィルタ２５４
２の出力および副搬送波発生器２５４３の出力のいずれ
か一方を選択して取り出すスイッチ２５４４と、通信速
度切換信号でスイッチ２５４４を切換えるリレー２５４
５とを備える。

【００２１】図５は、無線区間の固定データフォーマッ
トの一例を示す。固定データの１組で1フレームを構成
する。ここで1つの区切りが1バイトの信号を示してい
る。無線回線の1フレームの信号は、無線回線の同期の
ための信号であるＳＹＮの後、データの始まりを示す信
号ＳＴＸ、無線機固有のＩＤの後に、無線操作信号のＤ
ａｔａが続き、信号の終了信号であるＥＴＸ、最後にデ
ータの誤り検出信号ＣＲＣで構成される。

【００２２】―受信機３１― 図６および図７により受信機３１を詳細に説明する。受
信機３１は、送信機２０からの電波を受信してデジタル
信号に変換し、信号の誤り検出を行った後に、操作信号
としてコントローラ２２へ送出する。そのため、受信機
３１は、アンテナ３１１と、高周波アンプ３１２と、ミ
キサ３１３と、フィルタ３１４と、ＦＭ復調器（同期検
波器）３１５と、信号復調器３１６と、局部発振器３１
７と、１チップマイコン３１８とを有する。１チップマ
イコン３１８は、シリアルインターフェイス（Ｉ／Ｆ）
３１８１と、ＣＰＵ３１８２と、ＲＯＭ３１８３と、Ｒ
ＡＭ３１８４と、シリアルインターフェイス（Ｉ／Ｆ）
３１８７と、Ｄ／Ｏ回路３１８６とを備えている。

【００２３】アンテナ３１１で受信された電波は高周波
アンプ３１２で増幅されてミキサ３１３へ入力される。
ミキサ３１３では、増幅された信号が受信機３１の局部
発信器３１７の信号と混合されて周波数変換される。周
波数変換された信号は、フィルタ３１４を通ってＦＭ復
調器(検波器)３１５へ入力され、送信機２０の変調信号
と同じ形に復調される。復調された信号はさらに、信号
復調器３１６でデジタル信号に変換される。デジタル信
号はここで、送信機２０のシリアルインタフェース２４
６からの操作信号と同一の信号に戻る。復調されたデジ
タルシリアル信号は、１チップマイコン３１８のシリア
ルインターフェイス（Ｉ／Ｆ）３１８１を介してＣＰＵ
３１８２へ入力される。ＣＰＵ３１８２は、入力された
シリアル信号の誤りをチェックし、その後、シリアルイ
ンターフェイス（Ｉ／Ｆ）３１８７を介してコントロー
ラ２２へ操作信号（アクチュエータ駆動信号）を出力す
る。

【００２４】信号復調器３１６は、図７に示すように、
ＦＭ復調器３１５で復調された信号を増幅するアンプ３
１６１と、その増幅された信号から低周波数成分だけを
取り出すローパスフィルタ３１６２と、ローパスフィル
タ３１６２で抽出された信号の平均値をとる平均信号発
生回路３１６４と、平均信号発生回路３１６４からの信
号とローパスフィルタ３１６２からの信号を比較するコ
ンパレータ３１６３と、アンプ３１６１で増幅された信
号から所定周波数帯域成分を取り出すバンドパスフィル
タ３１６７と、副搬送波復調器３１６８と、入力される
切換信号に応じた周波数のクロック信号を副搬送波復調
器３１６８に出力するクロック信号発生器３１６９と、
コンパレータ３１６３からの比較信号および副搬送波復
調器３１６８からの信号のいずれかを選択して出力する
スイッチ３１６５と、通信速度切換信号でスイッチ３１
６５を切換えるリレー３１６６とを有する。なお、受信
機３１は通信速度切換信号を受信し、信号復調器３１６
へこの切換信号が入力される。これにより、リレー３１
６６によりスイッチ３１６５が切換えられる。切換信号
数を増やし、切換信号をクロック信号発生器に入力して
クロック周波数を下げれば、２４００ｂｐｓよりもさら
に低速の１２００ｂｐｓの信号を使用することもでき
る。すなわち、３段階切換ができる。

【００２５】図７の信号復調器３１６は次のように動作
する。切換信号がＨ(高速通信)の場合、リレー３１６６
によりスイッチ３１６５が上側に切り換わる。ＦＭ復調
器３１５の出力は、アンプ３１６１で増幅された後、ロ
ーパスフィルタ３１６２で高周波成分がカットされる。
ローパスフィルタ３１６２の出力は平均信号発生回路３
１６４に入力され、平均値が算出されてコンパレータ３
１６３に入力される。平均信号発生回路３１６４は、非
常に時定数の長い、例えば０.1秒といった時間の信号の
平均値(直流分を含む)を出力する。コンパレータ３１６
３は、平均信号発生回路３１６４からの平均値信号とロ
ーパスフィルタ３１６２の出力信号とを比較する。ロー
パスフィルタ３１６２の出力が平均値信号よりも大きい
ときにコンパレータ３１６２からハイレベル信号が出力
される。このシリアル信号は、送信側の変調信号とほぼ
同一の電気信号となる。

【００２６】一方、切換信号がＬ(低速通信)の場合、リ
レー３１６６により切換スイッチ３１６５は下側に切り
換わる。アンプ３１６１の出力はバンドパスフィルタ３
１６７を通過して所定周波数帯域成分の信号となり、副
搬送波復調器３１６８に入力する。副搬送波復調器３１
６８は周波数１８００Ｈｚの信号を内部で発生してお
り、バンドパスフィルタ３１６７から出力されるMSK信
号がハイレベル、ローレベルの信号１，０に変換され
る。副搬送波１８００Ｈｚの信号の位相が進みと遅れを
判別する復調方式には各種の方法がある。細かい復調方
法についての説明は省略する。

【００２７】図８は、受信機３１から車体コントローラ
２２ヘの送信信号の構成を示す。この例では、無線回線
の同期信号を取り去り、残りのＳＴＸからＣＲＣまでの
信号を受信機３１から車体コントローラ２２へ送信して
いる。信号の誤りを検出するＣＲＣ信号を無線回線に入
れ、ＣＲＣ信号によって、誤りでない場合に初めて動作
するように動作の論理が組まれる。シリアルで送られて
くる信号をチェックしてデータに誤りがあるかないかを
判断し、正常なデータであれば受信信号に対応して比例
電磁弁の電流やリレー回路を駆動する。

【００２８】このような送受信装置２０，３０を使用し
た遠隔装置について説明する。 −送信機２０− 図９は、図４の送信機２０における変調信号発生回路２
５４の信号波形を説明する図である。 図９（ａ）は、
高速通信選択時にシリアルＩ／Ｆ２４６から出力される
１，０（ハイレベル、ローレベル）状態を示す。（ｂ）
は高速通信時の４８００ｂｐｓの信号波形図である。こ
のシリアル信号は、図４のリミッタ２５４１に入力され
て振幅が制限されてローパスフィルタ２５４２に入力さ
れる。図９（ｃ）は、４８００ｂｐｓのシリアル信号が
ローパスフィルタ２５４２に入力されたときの出力信号
波形である。高速通信が選択されているとき、スイッチ
２５４４は上側に切換えられており、図９（ｃ）に示す
信号がＦＳＫ変調信号として変調信号発生回路２５４か
らＶＣＯ２５５へ出力される。

【００２９】図９（ｄ）は、低速通信選択時にシリアル
Ｉ／Ｆ２４６から出力される１，０（ハイレベル、ロー
レベル）状態を示す。図９（ｅ）は低速通信時の２４０
０ｂｐｓの信号波形図である。このシリアル信号は、図
４の副搬送波発生器２５４３に入力される。副搬送波発
生器２５４３には１８００Ｈｚのクロック信号が入力さ
れている。図９（ｆ）は副搬送波発生器２５４３から出
力される２４００ｂｐｓのＭＳＫ信号を示す。

【００３０】ＭＳＫ信号は１８００Ｈｚの副搬送波の位
相変調を行って得られる。シリアル信号が１の時、位相
を４５°遅らせる操作をする。結果的に１２００Ｈｚの
周波数の半波成分とした信号が得られる。シリアル信号
が０の時は、位相を４５度進める信号が生成される。そ
の結果、２４００Ｈｚの1半波形の形の信号が得られ
る。ＭＳＫ信号の場合、シリアル信号と比較すれば明ら
かなように、信号が連続して１、あるいは０であって
も、高周波を変調する信号は必ず交流の成分として出力
される。

【００３１】この２４００ｂｐｓの例では、周波数成分
は１２００ｂｐｓと２４００ｂｐｓの成分しかない。す
なわち、変調信号の周波数帯域は１２００〜２４００Ｈ
ｚの限られた成分が受信できれば信号が再生できる。２
値のＦＳＫでは、基本的に直流の成分から最大の変調信
号までの成分が必要である。

【００３２】−受信機３０− 図１０は、受信機３０の各部の信号波形図である。図１
０（ａ）〜（ｅ）が高速通信（４８００ｂｐｓ）の場合
を、図１０（ｆ）〜（ｈ）が低速通信（２４００ｂｐ
ｓ）の場合をそれぞれ示す。まず、通信速度切換スイッ
チ２３により高速通信が選択されている場合について説
明する。

【００３３】ＦＭ復調器３１５でＦＭ検波されたＦＭ検
波信号は、アンプ３１６１で増幅されてローパスフィル
タ３１６２に入力される。図１０（ａ）の信号Ｓ１はロ
ーパスフィルタ３１６２の出力波形を示す。信号Ｓ１は
平均信号発生回路３１６４に入力され、図１０（ａ）の
信号Ｓ２のような信号を出力する。信号Ｓ１とＳ２はコ
ンパレータ３１６３で比較され、コンパレータ３１６３
は、信号Ｓ１およびＳ２の大小に応じて図１０（ｂ）に
示す方形波信号を出力する。高速通信が選択されている
とき、スイッチ３１６５は上側に切換えられており、図
１０（ｂ）に示す信号が復調シリアル信号として１チッ
プマイコン３１８に出力される。

【００３４】図１０（ｂ）に示す方形波信号は、１チッ
プマイコン３１８のシリアルＩ／Ｆ３１８１からＣＰＵ
３１８２に送出される。ＣＰＵ３１８２では、図１０
（ｃ）に示すようなサンプリングのタイミングで、シリ
アルＩ／Ｆ３１８１からの信号をラッチする。図１０
（ｄ）に示す方形波信号がＣＰＵ３１８２にラッチされ
たシリアル信号である。図１０（ｅ）はそのシリアル信
号の状態を示す。

【００３５】ここで、受信されるシリアル信号の周期
(送信速度)は受信機２０のもつサンプリングのタイミン
グ信号とは必ずしも一致しない。その理由は、クロック
信号としてクリスタルを使ったとしても、発信周波数は
わずかな誤差を持つために、発信側と受信側では同じ周
波数、タイミングとはならないからである。

【００３６】このため、高速通信であるＦＳＫ信号を使
った通信では、調歩同期での通信となる。すなわち、信
号1バイトを送るには、少なくともスタート、ストップ
ビットが必要であり、同期式の通信よりも信号の構成ビ
ットは多くなることもある。

【００３７】図１０（ｆ）〜（ｈ）を参照して、通信速
度切換スイッチ２３により低速通信（２４００ｂｐｓ）
が選択された場合について説明する。図１０（ｆ）は、
低速通信時に送信機２０から送られるＭＳＫ信号を復調
したＭＳＫ信号を示す。すなわち、バンドパスフィルタ
３１６７の出力波形である。ＭＳＫ信号では、前述した
ように、ＦＭ復調した後の信号は必ず交流成分が得られ
る。そして、例えば２４００ｂｐｓの例では、高い周波
数が２４００Ｈｚ、低い周波数は１２００Ｈｚの成分で
ある。そこで、バンドパスフィルタ３１６７は周波数２
４００Ｈｚ〜周波数１２００ＨｚまでのＭＳＫ信号を通
すように構成されている。

【００３８】一般的には、２４００ｂｐｓのＭＳＫ信号
では、ＦＭ復調後のフィルタの構成によって、信号対ノ
イズの比（Ｓ／Ｎ比）が、ＦＳＫ信号と比較して約１０
ｄＢの優位差がある。このため、通信速度が遅い場合に
は、電波のノイズが多い環境下でも、最終的なシリアル
信号レベルでは信号の誤りが少ない、すなわち、遠方で
も信号が届くことになる。

【００３９】ＣＰＵ３１８２はラッチしたシリアル信号
の誤り検出を行う。まず、受信バッファにラッチされた
信号データからＣＲＣの計算を行う。ＣＲＣを含む最後
尾まで受信したら、受信信号のＣＲＣと計算されたＣＲ
Ｃとを比較して誤り検出を行う。最後尾まで受信した
後、受信信号のＣＲＣも含むデータでＣＲＣを計算して
誤り検出を行ってもよい。この場合、最後尾まで含まれ
た計算値が０かどうかがで判断する。すなわち、誤り検
出された場合にはＣＲＣは０でなく、０以外では誤り検
出がされたことを意味する。誤り検出がされないとき、
送信機２０から送信されてくるシリアル信号に応じてコ
ントローラ３２に信号を送出し、コントローラ３２が油
圧ショベルを制御する。

【００４０】図１１は、送信機２０の変調信号発生回路
２５４Ａの他の実施の形態を示す。この例は、高速通信
のときは前述した図４の場合と全く同様に変調信号が出
力される。すなわち、高速通信選択時にシリアルＩ／Ｆ
２４６から出力されるシリアル信号は、図１１のリミッ
タ２５４１に入力されて振幅が制限される。高速通信が
選択されているとき、スイッチ２５４４は上側に切換え
られており、リミッタ２５４１の出力はローパスフィル
タ２５４７に入力される。したがって、高速通信が選択
されているとき、図９（ｃ）に示す信号がＦＳＫ変調信
号として変調信号発生回路２５４から出力される。

【００４１】低速通信が選択されているときは、図９
（ｅ）に示すようなシリアル信号がシリアルＩ／Ｆ２４
６から出力される。このシリアル信号は、図１１の副搬
送波発生器２５４３に入力され、図９（ｆ）に示すよう
な２４００ｂｐｓのＭＳＫ信号が生成される。図１１の
例では、副搬送波発生器２５４３からの交流ＭＳＫ信号
を方形波生成回路２５４６に入力し、図９（ｇ）に示す
ようなシリアル信号を生成する。さらに、このシリアル
信号をローパスフィルタ２５４７を通してＦＳＫ変調信
号を生成する。

【００４２】このような方式を採用すると、見かけ上は
低速および高速通信ともに２つのＦＳＫ信号として送信
されることになる。この回路構成をとれば、操作部（ジ
ョイスティックなど）と無線機（送信機２０）を別体と
した外部無線機の場合に有効である。すなわち、外部送
信機として、２値のＦＳＫ送信機を用意しておき、高速
通信の時は、シリアル信号をそのまま電気信号として入
力し、低速通信の時はＭＳＫ信号を波形整形した信号を
外部無線機に入力すれば、高速、低速の両信号を送出で
きる。

【００４３】なお、本実施の形態では、高速通信では４
８００ｂｐｓ、低速通信は２４００ｂｐｓの通信速度と
したが、低速通信を１２００ｂｐｓとして、更に遠方に
同一の電波を使って信号伝送を行うことも可能である。
さらに、本実施の形態では、高速、低速の２速度とした
が、高速、中速、低速の３段階にすることもできる。例
えば、高速はＦＳＫ、中速、低速をＭＳＫ信号とするこ
とも可能である。

【００４４】日本の電波法のＣＨ間隔１２．５ｋＨｚで
は占有周波数帯域は８．５ｋＨｚに制限される。この制
限から、通信の最高速度は４８００ｂｐｓのＦＳＫが最
高の通信速度である。通信速度と通信の伝送距離の関係
は明確に決定できるものではないが、通信速度の遅い場
合には、ローパスフィルタのカットオフ周波数は低くで
きる。ノイズがホワイトノイズと仮定すれば、信号速度
が半分になれば、ノイズ成分のエネルギは半分となる。
同様に、ＭＳＫ信号のように周波数帯域が制限されれ
ば、同様にノイズ成分をカットでき、同一のノイズが存
在する環境であっても、信号の誤り(信号化け)を少なく
することができる。

【００４５】このように、本発明は通信距離が短い場合
には高速の通信速度で行い、災害地などの遠距離の遠隔
運転では通信速度を遅くして信号伝送を確実にすること
ができる。また、中速以下をＭＳＫ信号で実現すれば、
さらに周囲のノイズ成分の除去が可能であり、より遠距
離または高いノイズの環境であっても、遠隔操作が可能
になる。高低速通信をＦＳＫ変調とＭＳＫ変調で実現し
たが、これ以外の２種類の変調方式を使用して同様な作
用効果を得るようにしてもよい。

【００４６】以上では油圧ショベルを作業機械の一例と
して説明した。油圧ショベルのような建設機械の無線リ
モコンでは、操作信号の種類が多く、信号伝送時に1フ
レームの伝送遅延時間が発生することから、遅延時間を
短くして操作感覚を向上させたい要求がある。一方、多
少の操作感覚を犠牲にしても、確実に遠距離の現場まで
信号を伝送したい要求もある。したがって、高速通信と
低速通信の無線方式を切換えることにより、１台の無線
操縦装置により遠近両方の操縦を行うことができる。本
発明は、このような要求がある種々の制御対象にも適用
することができる。例えば、極く近距離での操作と、遠
距離での操作を１台の無線操縦装置で行う要求があるロ
ボット操作などにも本発明を適用できる。

【００４７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、操作対象とその操作指示器とが離れている場合は第
１の通信方式で、近い場合は第２の通信方式で操作すれ
ばよい。その結果、遠距離の運転が可能になるほか、近
距離では通信速度が速くなり操作性の向上した遠隔操縦
機械を実現できる。言い換えると操作感覚を重視する近
距離運転と、より遠距離の確実な運転を要求する両極端
の現場に１台の無線操縦装置で対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 遠隔操縦される油圧ショベルを示す図

【図２】 無線リモコン式油圧ショベルシステムの構成
を示すブロック図

【図３】 無線リモコン装置の送信機の一例を示すブロ
ック図

【図４】 送信機の変調信号発生回路の詳細例を示すブ
ロック図

【図５】 無線区間の伝送信号データ構成図

【図６】 受信機の一例を示すブロック図

【図７】 受信機の信号復調器の詳細例を示すブロック
図

【図８】 有線区間の伝送信号データ構成図

【図９】 送信機の各部信号波形図

【図１０】 受信機の各部信号波形図

【図１１】 送信機の変調信号発生回路の他の詳細例を
示すブロック図

【符号の説明】

１０：油圧ショベル ２０：無線リモコン
装置（送信機） ２１：ジョイスティック ２３：通信速度切換
スイッチ ２４：送信回路 ３１：受信機 ２５４：変調信号発生回路 ３１６：信号復調器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｌ 29/08 Ｈ０４Ｌ 13/00 ３０７Ｃ (72)発明者 前原 裕二 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 5K011 BA10 EA01 KA12 5K034 AA02 AA06 CC06 EE03 MM08 5K048 AA06 AA08 BA21 DA01 DB01 EA11 EB02 HA01 HA02 HA05 HA07

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操作指令を指示する操作指示器と、 少なくとも第１および第２の通信速度（＞第１の通信速
   度）のいずれかを選択する選択装置と、 前記操作指令に基づいて、前記第１の通信速度が選択さ
   れているときは前記第１の通信速度の指令信号を無線に
   より送信し、前記第２の通信速度が選択されているとき
   は前記前記第２の通信速度の指令信号を無線により送信
   する送信回路とを備えることを特徴とする送信機。
2. 【請求項２】請求項１に記載の送信機において、 前記送信回路から放射される電波は４２９ＭＨｚ帯域の
   搬送波で放射され、 前記第１の通信速度の指令信号は、通信速度２４００ｂ
   ｐｓのＭＳＫ変調によって生成され、 前記第２の通信速度の指令信号は、通信速度４８００ｂ
   ｐｓのＦＳＫ変調によって生成されることを特徴とする
   送信機。
3. 【請求項３】前記選択装置で選択された通信速度に応じ
   て請求項１または２の送信機から放射される前記第１の
   通信速度および第２の通信速度の指令信号を復調して、
   選択された通信速度の指令信号を出力する復調器と、 前記復調器から出力される第１の通信速度による指令信
   号および第２の通信速度による指令信号のいずれか一方
   の指令信号に基づいてアクチュエータ駆動信号を生成す
   る駆動信号生成回路とを備えることを特徴とする受信
   機。
4. 【請求項４】請求項１または２の送信機と、 請求項３の受信機とを備えることを特徴とする送受信装
   置。
5. 【請求項５】請求項３の受信機と、 前記駆動信号生成回路から出力されるアクチュエータ駆
   動信号に基づいて駆動されるアクチュエータとを備える
   ことを特徴とする建設機械。
6. 【請求項６】請求項１または２の送信機と、 請求項５の建設機械とを備えることを特徴とする建設機
   械システム。