JP2004100282A

JP2004100282A - 操作パターン切換手段を備えた作業機

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Publication number: JP2004100282A
Application number: JP2002263829A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Kajita; 梶田　重夫; Soji Kudo; 工藤　壮司; Nobuaki Matoba; 的場　信明; Eiji Yasuda; 安田　栄二; Kazuyoshi Tagawa; 田川　一義; Kenichi Takubo; 田窪　謙一
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2004-04-02
Anticipated expiration: 2022-09-10
Also published as: JP3779660B2

Abstract

【課題】操作器とそれにより操作される被操作器の組合せを切換える操作パターン切換手段を備えた作業機における操作パターン切換えを、被操作器を遠隔操作する場合においても容易に行えるようにし、また搭乗操作と遠隔操作における操作パターンの不一致がないようにする。
【解決手段】操作パターン切換手段（１６）の切換位置を位置検出器（２０）により検出し、制御器（２１）によって遠隔操作器（１７）と被操作器（５）の操作パターンを搭乗操作器（１２）と被操作器（５）の操作パターンと同一に設定する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作器とそれにより操作される被操作器の組合せを切換えることができる操作パターン切換手段を備え、搭乗及び遠隔操作される作業機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
搭乗操作及び遠隔操作を可能に構成された、典型的な作業機である例えば油圧ショベルは、図８に示す回路図を参照して説明すると、搭乗操作器である操作に応じたパイロット圧油を出力する複数個の比例減圧弁１２（１２ａ〜１２ｄ）と、出力されたパイロット圧油により操作される被操作器である複数個のパイロット操作弁５（５ａ〜５ｆ）を備えている。エンジン１により駆動される油圧ポンプ２、３の吐出油は、パイロット操作弁５（５ａ〜５ｆ）により断続制御され、それぞれに接続された油圧アクチュエータであるブームシリンダ６、アームシリンダ７、バケットシリンダ８、旋回モータ９、走行モータ１０、１１などが適宜に作動操作される。比例減圧弁１２（１２ａ〜１２ｄ）の入口ポートには、エンジン１により駆動されるパイロットポンプ４の吐出油が供給されている。
【０００３】
比例減圧弁１２とパイロット操作弁５とを結ぶパイロット油路には、遠隔操作用バルブユニット１３が備えられている。バルブユニット１３は、遠隔操作器１７の信号が受信器１８で受信され制御器１９を介して駆動される電磁比例減圧弁１４ａ〜１４ｈと、その出力パイロット圧油と搭乗操作器の比例減圧弁１２ａ〜１２ｄの出力パイロット圧油の高圧側を選択するシャトル弁１５ａ〜１５ｈを備え、パイロット圧油を被操作器のパイロット操作弁５ａ〜５ｆに出力する。すなわち、搭乗操作のときには搭乗操作器１２の出力が、遠隔操作のときには遠隔操作器１７により操作される電磁比例減圧弁１４ａ〜１４ｈの出力が被操作器のパイロット操作弁５に送られる。
【０００４】
搭乗操作器１２とバルブユニット１３を結ぶパイロット油路には、操作パターン切換手段としての操作パターン切換弁１６が備えられている。操作パターン切換弁１６は、レバーによる切換操作が可能に形成され、搭乗操作器１２の比例減圧弁１２ａ〜１２ｄと被操作器５のパイロット操作弁５ａ〜５ｆとの連結を複数種類、図示の形態においては２種類に切換える。例えば比例減圧弁１２ａによりパイロット操作弁５ａあるいは切換えて他のパイロット操作弁を操作することができる。この切換えにより、例えば作業機の製造メーカにより異なる操作レバーと操作されるアクチュエータの関係を修正したり、作業の形態に合わせた操作レバーと操作されるアクチュエータの関係を選択することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述したとおりの形態の従来の、操作パターン切換手段を備えた作業機には、次のとおりの解決すべき問題がある。
【０００６】
（１）操作パターンの切換え：
搭乗操作器１２の操作による搭乗操作の場合には、操作パターン切換弁１６により操作パターンを容易に切換えることができるが、遠隔操作器１７の操作による遠隔操作の場合には、操作パターンの切換えが容易でない。すなわち、操作パターンの切換えには、制御器１９と遠隔操作用バルブユニット１３の電磁比例減圧弁１４ａ〜１４ｈとを結ぶ電気配線の接続を切換えて、操作パターン切換弁１６により切換えられた操作パターンに一致するように変更する必要がある。したがって、操作パターンの切換えが面倒であり、手間がかかる。
【０００７】
（２）操作パターンの不一致：
作業機の搭乗操作において操作パターン切換弁１６により操作パターンを変更した場合、遠隔操作において電気配線の接続変更を忘れると、搭乗操作と遠隔操作で操作パターンが一致しなくなる。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、操作器とそれにより操作される被操作器の組合せを切換える操作パターン切換手段を備えた作業機における操作パターンの切換えを、被操作器を遠隔操作する場合においても容易に行えるようにすると共に、搭乗操作と遠隔操作における操作パターンの不一致がないようにした、操作パターン切換手段を備えた作業機を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記技術的課題を解決する作業機として、搭乗操作器とそれにより操作される被操作器の組合せを切換え選択する操作パターン切換手段と、制御器を介して該被操作器を遠隔操作する遠隔操作器と、該切換手段の切換位置を検出する位置検出器とを備え、該遠隔操作器と被操作器の操作パターンが該制御器により、該位置検出器の出力に基づいて該搭乗操作器と被操作器の操作パターンと同一に設定される、ことを特徴とする操作パターン切換手段を備えた作業機が提供される。
【００１０】
そして、遠隔操作の場合には搭乗操作の操作パターンが自動的に設定されるように、また不一致がないようにする。
【００１１】
本発明においては、上記技術的課題を解決する作業機の他の実施形態として、搭乗操作器とそれにより操作される被操作器の組合せ及び遠隔操作器とそれにより操作される該被操作器の組合せを同一に、かつ組合せを切換え可能に設定する操作パターン切換手段を有する制御器を備え、該制御器は、該搭乗操作器及び遠隔操作器からの操作信号のいずれかを選択する信号切換器と、選択された操作信号に対して操作パターンを設定する操作パターン設定器と、設定された操作パターンを選択する操作パターン選択器とを備えている、ことを特徴とする操作パターン切換手段を備えた作業機が提供される。
【００１２】
そして、遠隔操作の場合には搭乗操作の操作パターンが自動的に設定されるように、また不一致がないようにする。
【００１３】
好適実施形態においては、選択された操作パターンを該搭乗操作器の側に表示する搭乗側表示器を備えている。また、選択された操作パターンを該遠隔操作器に送信する操作パターン送信器と、送信された操作パターンを該遠隔操作器の側に表示する遠隔側表示器とを備えている。
【００１４】
そして、搭乗操作及び遠隔操作のどちらにおいてもオペレータは操作パターンを把握できるようにする。
【００１５】
他の実施形態においては、該遠隔操作器に操作パターン選択信号を入力する操作パターン入力器を備え、該制御器は、該搭乗操作器に設定された操作パターンと該操作パターン入力器により遠隔操作器に入力された操作パターンが一致したときに、該遠隔操作器による被操作器の操作を可能にする操作パターン照合器を備えている。
【００１６】
そして、遠隔操作器側の操作パターン選択器の設定が搭乗操作器側の操作パターンと一致しない場合は作業機を停止させ、確実にオペレータに操作パターンの不一致を認識させることができるようにする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された操作パターン切換手段を備えた作業機について、典型的な作業機である油圧ショベルにおける好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。なお、図１〜図７において図８と実質上同一の部分は同一の符号を付してある。また、その説明は原則として省略されている。
【００１８】
第１の実施の形態について図１及び図２を参照して説明する。先ず図１の回路図を参照して説明すると、作業機は、搭乗操作器としての比例減圧弁１２とそれにより操作される被操作器としてのパイロット操作弁５の組合せである操作パターンを切換える操作パターン切換手段としての操作パターン切換弁１６と、受信器１８及び制御器２１を介して被操作器５を遠隔操作する遠隔操作器１７と、選択された操作パターンを操作パターン切換手段１６の切換位置により検出する位置検出器２０とを備えている。
【００１９】
図１と共に制御器２１の演算回路図である図２を参照して説明する。制御器２１は、遠隔操作器１７の操作信号を操作パターンＡの組合せに信号設定器２７ａ〜２７ｈにより演算設定する制御演算器２７、異なった操作パターンＢの組合せに信号設定器２８ａ〜２８ｈにより演算設定する制御演算器２８、位置検出器２０の検出信号により切換えられ制御演算器２７又は制御演算器２８の出力のどちらかを選択する信号切換器２９、並びに制御演算器２７又は制御演算器２８の出力に基づいて電磁比例減圧弁１４ａ〜１４ｈを駆動する電磁比例弁駆動器３０ａ〜３０ｈを備えている。
【００２０】
制御器２１には、選択された操作パターンを搭乗操作器１２の側に表示する搭乗側表示器２２、及び選択された操作パターンを送信する送信器２３がそれぞれ接続されている。
【００２１】
上述したとおりの操作パターン切換手段を備えた作業機の作用について図１及び図２を参照して説明する。
【００２２】
図１において操作パターン切換弁１６を切換えると、位置検出器２０により切換え選択された切換位置が検出され、その信号が制御器２１に入力される。
【００２３】
（２）図２において、遠隔操作器１７からの操作信号が制御演算器２７及び制御演算器２８に入力され、信号設定器２７ａ〜２７ｈにより操作パターンＡの制御信号が、信号設定器２８ａ〜２８ｈにより操作パターンＢの制御信号がそれぞれ設定される。
【００２４】
（３）位置検出器２０の信号により信号切換器２９において制御演算器２７の出力と制御演算器２８の出力のどちらか一方が選択され、電磁比例弁駆動器３０ａ〜３０ｈに出力され、遠隔操作用バルブユニット１３の電磁比例減圧弁１４ａ〜１４ｈが駆動される。
【００２５】
（４）位置検出器２０の信号により選択された操作パターンはまた、搭乗側表示器２２に表示され、さらに送信器２３により遠隔操作器１７側の受信器２４に送信され、受信された操作パターンは遠隔側表示器２５に表示される。
【００２６】
（５）したがって、操作パターン切換手段である操作パターン切換弁１６を切換えると、切換えられた操作パターンに対応する制御信号が制御器２１によって自動的に設定され、かつ選定された操作パターンが搭乗側表示器２２及び遠隔側表示器２５に表示されるので、オペレータは操作パターンが切換えられたことを、また切換えられた操作パターンを知ることができる。
【００２７】
そして、従来の、操作パターン切換弁１６を切換えて操作パターンを変更する度に、電気配線の接続を変更することによる、切換操作が面倒で、手間のかかる問題を除くことができる。また、切換えられた操作パターンが作業機側及び遠隔操作器側の両方に表示されるので、搭乗操作及び遠隔操作のどちらにおいてもオペレータは操作パターンを把握できる。したがって、操作パターンの切換えを容易に行うことができ、また搭乗操作と遠隔操作における操作パターンの不一致も除くことができる。
【００２８】
第２の実施の形態について図３及び図４を参照して説明する。先ず図３の回路図を参照して説明する。この実施の形態における作業機は、搭乗操作器３１及び遠隔操作器１７とその操作により操作される被操作器５の組合せである操作パターンを切換える制御器３４を備えている。搭乗操作器３１は、操作に応じた電気信号を出力する電気操作器である複数個の電気ジョイスティック３１ａ〜３１ｄを備えている。
【００２９】
作業機はまた、電磁比例弁３５ａ〜３５ｈを有し制御器３４を介した搭乗操作器３１の出力により操作される電磁比例弁ユニット３５、搭乗操作と遠隔操作を切換え制御器３４に入力する遠隔／搭乗操作切換器３２、設定された操作パターンを選択する操作パターン選択器３３、設定された操作パターンを表示する搭乗側表示器２２、設定された操作パターンを送信する送信器２３、遠隔操作器１７側に備えられ送信器２３の送信を受信する受信器２４、及び受信器２４により受信された操作パターンを表示する遠隔側表示器２５を備えている。被操作器５のパイロット操作弁５ａ〜５ｆは電磁比例弁ユニット３５の電磁比例弁３５ａ〜３５ｈの出力パイロット圧油により操作される。
【００３０】
図３と共に制御器３４の演算回路図である図４を参照して説明する。制御器３４は、遠隔／搭乗操作切換器３２の信号に基づいて搭乗操作器３１の電気ジョイスティック３１ａ〜３１ｄの操作信号と遠隔操作器１７から送られる操作信号のどちらかを選択する信号切換器４２、操作パターンＡの信号設定器３８ａ〜３８ｈで構成される制御演算器３８、異なる操作パターンＢの信号設定器３９ａ〜３９ｈで構成される制御演算器３９、操作パターン選択器３３の出力信号で切換えられ制御演算器３８又は制御演算器３９の出力のどちらかを選択する信号切換器４０、並びに制御演算器３８又は制御演算器３９の出力に基づいて電磁比例減圧弁３５ａ〜３５ｈを駆動する電磁比例弁駆動器４１ａ〜４１ｈを備えている。
【００３１】
上述したとおりの操作パターンの切換手段を備えた作業機の、第２の実施形態の作用について図３及び図４を参照して説明する。
【００３２】
（１）図３において遠隔／搭乗操作切換器３２を遠隔操作に切換えると制御器３４の信号切換器４２により遠隔操作器１７の操作信号が選択される。
【００３３】
（２）操作信号は制御演算器３８及び制御演算器３９に入力され、信号設定器３８ａ〜３８ｈ及び信号設定器３９ａ〜３９ｈにより操作パターンＡと操作パターンＢの各制御信号が設定される。
【００３４】
（３）操作パターン選択器３３の出力信号により信号切換器４０で制御演算器３８の出力又は制御演算器３９の出力のどちらか一方が選択され、電磁比例弁駆動器４１ａ〜４１ｈに出力され、電磁比例減圧弁３５ａ〜３５ｈを駆動して遠隔操作が行われる。
【００３５】
（４）操作パターン選択器３３の信号により選択された操作パターンはまた、搭乗側表示器２２に表示され、さらに送信器２３により遠隔操作器１７側の受信器２４に送信され、受信された操作パターンは遠隔側表示器２５に表示される。
【００３６】
（５）搭乗操作では、遠隔／搭乗操作切換器３２を搭乗操作に切換え、操作パターン選択器３３をオペレータが希望するパターンにすると、上記と同様の作用で自動的に操作パターンが切換えられる。
【００３７】
（６）したがって、作業機に備えられた操作パターン選択器３３を切換えると、制御器３４により自動的に切換えられた操作パターンに対応した制御信号が設定され、かつ操作パターンが搭乗側表示器２２及び遠隔側表示器２５に表示されるので、オペレータは操作パターンが切換えられたことを、また切換えられた操作パターンを知ることができる。
【００３８】
そして、従来の、操作パターンを変更する度に電気配線の接続を変更する、切換操作が面倒で手間のかかる問題を除くことができる。また、切換えられた操作パターンが作業機及び遠隔操作器の両方に表示されるので、搭乗操作及び遠隔操作のどちらにおいてもオペレータは操作パターンを把握できる。したがって、操作パターンの切換えを容易に行うことができ、また搭乗操作と遠隔操作における操作パターンの不一致も除くことができる。
【００３９】
この第２の実施の形態においては、第１の実施の形態における操作パターン切換弁１６が不要であるので配管を簡素化できる。
【００４０】
第３の実施の形態について図５〜図７を参照して説明する。第３の実施の形態は、上述の第２の実施形態（図３、図４）に対し図５の回路図に示すごとく、遠隔操作器１７に操作パターンを選択し入力する操作パターン選択器４３を備え、制御器３４に代えて制御器４４を備えている。そして、遠隔／搭乗操作切換器３２により遠隔操作が選択された場合には、遠隔操作器１７に接続された操作パターン選択器４３と作業機側の操作パターン選択器３３各々により選択された操作パターンが一致したときにのみ、制御器４４により作業機の操作を可能にするものである。
【００４１】
制御器４４の演算回路図である図６を参照して説明する。制御器４４は、前述の制御器３４と同様に、遠隔／搭乗操作切換器３２の信号に基づいて電気ジョイスティック３１の操作信号と遠隔操作器１７の操作信号のどちらかを選択する信号切換器４２、操作パターンＡの信号設定器３８ａ〜３８ｈで構成される制御演算器３８、異なる操作パターンＢの信号設定器３９ａ〜３９ｈで構成される制御演算器３９、制御演算器３８の出力又は制御演算器３９の出力又は停止信号設定器５１ａ〜５１ｈの出力のいずれかを選択する信号切換器４５、並びに信号切換器４５の出力に基づいて電磁比例減圧弁３５ａ〜３５ｈを駆動する電磁比例弁駆動器４１ａ〜４１ｈを備えている。
【００４２】
制御器４４はさらに操作パターン照合器４６を備えている。操作パターン照合器４６には、操作パターン選択器３３、操作パターン選択器４３、遠隔／搭乗操作切換器３２の信号が入力され、操作パターン照合器４６の出力は送信器２３、搭乗側表示器２２、信号切換器４５に接続されている。信号切換器４５は、操作パターン照合器４６の出力信号に基づき、制御演算器３８、制御演算器３９、又は出力ゼロの停止信号設定器５１ａ〜５１ｈのいずれかを選択する。
【００４３】
操作パターン照合器４６は、図７を参照して説明すると、操作パターン選択器３３と操作パターン選択器４３の論理積を求める論理積演算器４７、停止信号設定器４９、論理積演算器４７の出力に基づいて停止信号設定器４９又は操作パターン選択器３３のどちらかを選択する信号切換器４８、並びに遠隔／搭乗操作切換器３２の信号に基づいて信号切換器４８又は操作パターン選択器３３のどちらかを選択し出力する信号切換器５０を備えている。
【００４４】
上述したとおりの操作パターン切換手段を備えた作業機の第３の実施形態の作用について図５〜図７を参照して説明する。
【００４５】
（１）遠隔／搭乗操作切換器３２を遠隔操作に切換えると、信号切換器４２により遠隔操作器１７の操作信号が選択される。
【００４６】
（２）遠隔操作器１７の操作信号は制御演算器３８及び制御演算器３９に入力され、信号設定器３８ａ〜３８ｈ及び信号設定器３９ａ〜３９ｈにより操作パターンＡとＢの各制御信号が設定される。
【００４７】
（３）操作パターン選択器３３と操作パターン選択器４３の信号が操作パターン照合器４６に入力され、論理積演算器４７で論理積が求められる。
【００４８】
（４）両者が一致した場合は「１」が出力され、信号切換器４８で操作パターン選択器３３の出力が選択される。両者が一致しない場合は「ゼロ」が出力され、停止信号設定器４９が選択される。
【００４９】
（５）信号切換器５０では、遠隔／搭乗操作切換器３２の信号に基づき、遠隔の場合は信号切換器４８の出力、搭乗の場合は操作パターン選択器３３の出力が選択される。
【００５０】
（６）操作パターン照合器４６の出力は、信号切換器４５に入力され、信号切換器４５で制御演算器３８の出力、制御演算器３９の出力、停止信号設定器５１ａ〜５１ｈのいずれかが選択され、電磁比例弁駆動器４１ａ〜４１ｈに出力され、電磁比例減圧弁３５ａ〜３５ｈを駆動して遠隔操作が行われる。
【００５１】
（７）したがって、遠隔／搭乗操作切換器３２で遠隔操作を選択した場合は、遠隔操作器１７の操作パターン選択器４３と作業機に設けられた搭乗用の操作パターン選択器３３の操作パターンが一致したときに設定している操作パターンで作業機を操作でき、一致しないときは操作できなくなる。搭乗操作では、遠隔／搭乗操作切換器３２を搭乗操作に切換え、操作パターン選択器３３をオペレータが希望するパターンすると、上記と同様の作用で自動的に操作パターンが切換えられる。
【００５２】
（８）かくして、遠隔操作器１７の操作パターン選択器４３の設定が搭乗用の操作パターン選択器３３の操作パターンと一致しない場合は作業機を停止するのでオペレータに確実に操作パターンを認識させることができる。
【００５３】
（９）なお、第３の実施の形態は、第２の実施の形態の遠隔操作器１７に操作パターン選択器４３を追加接続し、制御器３４に操作パターン照合器４６を備えた制御器４４にして構成されているが、第１の実施の形態の遠隔操作器１７に操作パターン選択器４３を追加接続し、制御器２１に位置検出器２０の信号と操作パターン選択器４３の信号とを照合する操作パターン照合器を備えて構成してもよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明に従って構成された操作パターン切換手段を備えた作業機によれば、操作器とそれにより操作される被操作器の組合せを切換える操作パターン切換手段を備えた作業機における操作パターン切換えを、被操作器を遠隔操作する場合においても容易に行うことができ、また搭乗操作と遠隔操作における操作パターンの不一致がないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された操作パターン切換手段を備えた作業機の第１の実施形態を示す回路図。
【図２】図１に示す制御器の演算回路図。
【図３】本発明に従って構成された操作パターン切換手段を備えた作業機の第２の実施形態を示す回路図。
【図４】図２に示す制御器の演算回路図。
【図５】本発明に従って構成された操作パターン切換手段を備えた作業機の第３の実施形態を示す回路図。
【図６】図５に示す制御器の演算回路図。
【図７】図６に示す操作パターン照合器の演算回路図。
【図８】従来の、操作パターン切換手段を備えた作業機の回路図。
【符号の説明】
５：パイロット操作弁（被操作器）
１２：比例減圧弁（搭乗操作器）
１６：操作パターン切換弁（操作パターン切換手段）
１７：遠隔操作器
２０：位置検出器
２１：制御器
２２：搭乗側表示器
２３：操作パターン送信器
２５：遠隔側表示器
３１：電気ジョイスティック（搭乗操作器）
３３：操作パターン選択器
３４：制御器
３８：操作パターン設定器
４２：信号切換器
４３：操作パターン入力器
４４：制御器
４６：操作パターン照合器

Claims

搭乗操作器とそれにより操作される被操作器の組合せを切換え選択する操作パターン切換手段と、制御器を介して該被操作器を遠隔操作する遠隔操作器と、該切換手段の切換位置を検出する位置検出器とを備え、
該遠隔操作器と被操作器の操作パターンが該制御器により、該位置検出器の出力に基づいて該搭乗操作器と被操作器の操作パターンと同一に設定される、ことを特徴とする操作パターン切換手段を備えた作業機。
搭乗操作器とそれにより操作される被操作器の組合せ及び遠隔操作器とそれにより操作される該被操作器の組合せを同一に、かつ組合せを切換え可能に設定する操作パターン切換手段を有する制御器を備え、
該制御器は、該搭乗操作器及び遠隔操作器からの操作信号のいずれかを選択する信号切換器と、選択された操作信号に対して操作パターンを設定する操作パターン設定器と、設定された操作パターンを選択する操作パターン選択器とを備えている、ことを特徴とする操作パターン切換手段を備えた作業機。
選択された操作パターンを該搭乗操作器の側に表示する搭乗側表示器を備えている、請求項１又は２記載の操作パターン切換手段を備えた作業機。
選択された操作パターンを該遠隔操作器に送信する操作パターン送信器と、送信された操作パターンを該遠隔操作器の側に表示する遠隔側表示器とを備えている、請求項１から３までのいずれかに記載の操作パターン切換手段を備えた作業機。
該遠隔操作器に操作パターン選択信号を入力する操作パターン入力器を備え、
該制御器は、該搭乗操作器に設定された操作パターンと該操作パターン入力器により遠隔操作器に入力された操作パターンが一致したときに、該遠隔操作器による被操作器の操作を可能にする操作パターン照合器を備えている、請求項１から４までのいずれかに記載の操作パターン切換手段を備えた作業機。