JP2006256824A

JP2006256824A - 遠隔操作装置

Info

Publication number: JP2006256824A
Application number: JP2005079118A
Authority: JP
Inventors: Masashi Nishimoto; 昌司西本
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2025-03-18
Also published as: JP4716765B2

Abstract

【課題】作業体を片手で水平および垂直方向とこれらの方向の動作速度を指令操作できる遠隔操作装置を提供する。
【解決手段】遠隔操作装置の遠隔指令装置に全方位に傾倒可能な操作レバーを配置し、水平操作指令の方向を遠隔指令装置の特定の水平指向方向を動作させたい作業体の水平動作方向に向けて決定し、操作レバーを前後方向に傾倒操作することで水平動作方向の水平動作速度を指令する。垂直操作の指令は、前記操作レバーの左右の傾倒方向で作業体の垂直動作方向を指令し、左右の傾倒量に基づき垂直動作速度を指令する。よって片手で操作レバーの傾倒操作と遠隔指令装置の向きを変更することで、片手で水平および垂直方向とこれらの各動作速度を指令できるようにしたもの。
【選択図】図１

Description

本発明は、作業体を遠隔操作する遠隔操作装置に関するものである。

この種の遠隔操作装置として車両に搭載されたクレーン（作業体）の遠隔操作装置がある。当該クレーン８は、図９に図示するように、車両２に旋回ポスト９を中心に旋回駆動可能に搭載されており、旋回ポスト９に起伏駆動可能に伸縮ブーム１０を有している。旋回ポスト９または伸縮ブーム１０の基端側にウインチが配置され、当該ウインチから繰出されたワイヤロープは伸縮ブーム１０の先端部を経過させ伸縮ブーム１０の先端部からフックを吊下させ、該フックに吊荷Ｗを吊下げるようにしている。

このようなクレーンを操作する遠隔操作装置は、遠隔指令装置１と遠隔指令装置からの操作指令信号によりクレーン８の動作を制御する制御ユニット２０とを車両側に備えている。遠隔指令装置１は、操作レバーを設け、これを倒す方向にクレーン８（の伸縮ブーム１０）の先端部を水平面上での動作方向に移動させるよう指令するとともに、倒した傾倒角度により移動速度を指令するようにしている。

そして遠隔指令装置１は、図１０および図１１に図示するように、遠隔指令装置が指向する特定の指向方向（例えば遠隔指令装置の前方向）Ｆと遠隔指令装置の操作レバーの倒し方向Ｘとのなす操作方向角度θを操作方向検出手段１１で検出し、前記指向方向Ｆと遠隔操作装置の基準方向（例えば、地磁気の検出により定まる絶対方位）Ｚとのなす第１基準方向角度Φを第１基準角度方向検出手段１２で検出し、検出された操作方向角度θと第１基準方向角度Φの偏差角度δを偏差角度演算手段１３で演算し、演算して求めた偏差角度δを送信器１４で制御ユニット２０に送信するようにしている。

一方制御ユニット２０では、送信器１４からの偏差角度δを受信器１５で受信し、クレーンが指向する特定の指向方向（例えばクレーンの前方向）Ｆ’とクレーンの基準方向（例えば、地磁気の検出により定まる絶対方位）Ｚ’とのなす第２基準方向角度Φ’を第２基準方向検出手段１６で検出する。検出された第２基準方向角度Φ’と受信した偏差角度δとからクレーン先端部の動作方向Ｘ’（すなわち、指向方向Ｆ’からの動作方向角度θ’）を動作方向演算手段１７で演算し、クレーン先端部を所定の位置や方向に動作させる制御を制御手段１８で制御する（例えば特許文献１参照。）。

このように構成したクレーン８を操作する遠隔操作装置は、遠隔指令装置１０とクレーン８の基準方位は共通していることから、それぞれにおける目的の方向を基準方位からの角度に換算して遠隔指令装置１から制御ユニットに２０伝達させるようにしたものである。

ところで、上記クレーン８を操作する遠隔操作装置は、クレーン先端部を水平面上で移動させるための遠隔制御について説明されているものであるが、クレーン先端部を鉛直面上で移動させる遠隔制御について具体的に説明されておらず、特に水平制御と垂直制御の両方を一度に遠隔制御可能にする技術が説明されていない。

そこで水平制御と垂直制御の両方を一度に遠隔制御可能にする技術を適用した高所作業車の操作装置について図１２に図示し以下に説明する。高所作業車は車両２０上に旋回用アクチュエータ２１で旋回駆動可能に旋回台２２を配置し、旋回台２２に伸縮ブーム２３を揺動自在に取付けている。伸縮ブーム２３は基端側ブーム２３ａに中間ブーム２３ｂを、中間ブーム２３ｂに先端側ブーム２３ｃを順次伸縮自在に嵌挿させ、伸縮ブーム２３は伸縮用アクチュエータ２８により伸縮駆動される。基端側ブーム２３ａと旋回台２２の適所間には起伏用油圧シリンダ２４を配置して、伸縮ブーム２３を起伏駆動させるようにしている。伸縮ブーム２３の先端部には、伸縮ブーム２３の起伏動に関わりなく鉛直姿勢を維持するようレベリング装置（図示しない）を配置した鉛直ポスト２５を配置している。鉛直ポスト２５には旋回自在に作業台２６を配置し、首振り用アクチュエータ２７により鉛直ポスト２５に対して作業台２６を首振り（旋回）駆動できるようにしている。車両２０の前後左右にそれぞれ車両２０より側方に張出しジャッキにより車両２０を支持させるアウトリガ装置２９を配置している。

このように構成する高所作業車は、各アクチュエータを駆動することで旋回台２２を旋回駆動、伸縮ブーム２３を起伏および伸縮駆動、作業台２６を首振り駆動することで、作業台２６を作業する高所の作業位置に位置させて作業台２６に搭乗した作業者により高所作業をする目的で使用される。このように使用される高所作業車は、作業台２６に高所作業車を操縦する操作指令部３０と、高所作業車側に配置され遠隔指令装置からの指令信号により高所作業車の作業台２６を目的の水平動作方向に動作速度で水平移動するよう制御する制御ユニット３６とを備えており、制御ユニット３６は、高所作業車の姿勢状態（すなわち、各アクチュエータの駆動状況を検出する）検出手段３７（旋回角検出３７ａ，起伏角検出３７ｂ，伸縮ブーム長さ検出３７ｃ，首振り角検出３７ｄ）と操作部３０からの信号を受け、各アクチュエータ用制御手段２１ａ，２４ａ，２８ａ，２７ａに作業台２６を操作部３０で指令された方向に指令された速度で移動させるよう制御信号を出力する。

高所作業車の作業台に設けた操作部３０は、図１３に図示するように全方位に傾動操作可能に２本の操作扞３３ａ，３３ｂを立設させ、モード選択部３５で水平・垂直移動制御モードを選択した場合に、一方の操作扞３３ａは操作扞３３ａの傾動方向に傾動量に応じた速度で作業台を水平方向に移動させるように操作され、他方の操作扞は操作扞３３ｂの傾動方向に傾動量に応じた速度で作業台を垂直方向に移動させるように操作される。したがって、作業台を任意の高所位置に移動させるに一方の操作扞３３ａで水平操作し他方の操作扞３３ｂで垂直操作するよう２本の操作扞３３ａ，３３ｂを操作して行うようにしたものである（例えば特許文献２参照。）。
特開平９−７１３８９号公報（第３頁、図１，図３，図４）特開２００１−２３９６号公報（第６頁、図１，図２）

ところがこの高所作業車の作業台２６を任意の高所位置に移動させるに一方の操作扞３３ａと他方の操作扞３３ｂの併用操作で行うために、両手でもってそれぞれの操作扞を操作しなくてはならないことから、オペレータは高所での作業を行うためには高所作業車の操作を停止させてから行わなければならない。したがって作業台２６を移動させながらでも作業できる簡単な作業であっても、一旦作業台を移動させた後作業し、再び作業台２６を移動させて作業すると言った煩わしい作業となっていた。

また、上記で説明したクレーン８を操作する遠隔操作装置では、一方の手で遠隔指令装置１を操作し、他方の手で吊荷を支えながらのクレーン作業を行うことが要求されている。ところが、上記したようにクレーン８の先端部を水平に移動させる遠隔操作について記載されているものであるが、クレーン先端部を鉛直方向に上下に移動させる遠隔制御については記載されておらず、特に水平制御と垂直制御の両方を一度に遠隔制御可能にする技術については記載されていない。そこで、クレーン８を遠隔操作するに片手操作によりクレーン先端部を水平および垂直に移動させることができる遠隔操作装置が要求されているものであった。

本発明は、このような課題を解決した遠隔操作装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る請求項１記載の遠隔操作装置は、遠隔指令装置と、該遠隔指令装置からの指令信号により複数のアクチュエータを備えた作業体の動作方向と動作速度を指示される制御ユニットとを備えた遠隔操作装置であって、前記遠隔指令装置には、全方位に傾倒操作可能な操作レバーを配置し、前記遠隔指令装置の特定の水平指向方向を動作させたい作業体の水平動作方向に向け前記操作レバーを前後方向に傾倒操作することで作業体を水平動作方向に傾倒量に基づいた水平動作速度で動作するよう指令する水平操作指令手段と、前記操作レバーを左右方向に傾倒操作することで作業体を左右の傾倒方向と傾倒量に基づく垂直動作方向と垂直動作速度で動作するよう指令する垂直操作指令手段と、遠隔指令装置と作業体の共通する基準方位を検出する基準方位検出手段と、前記水平指向方向，水平動作速度，垂直動作方向，垂直動作速度および基準方位とを送信する送信器とを具備する一方、前記制御ユニットには、前記送信器からの水平指向方向，水平動作速度，垂直動作方向，垂直動作速度および基準方位とを受信する受信器と、受信した水平指向方向と基準方位とから水平操作方向角度を算出する水平操作方向算出手段と、作業体が指向する特定の指向方向と作業体の基準方位検出手段で検出される作業体の基準方位とのなす角度を作業体基準角度として算出する作業体基準角度算出手段と、該作業体基準角度と水平操作方向算出手段で算出した水平操作方向角度とから作業体の水平動作方向を演算する水平動作方向演算手段と、作業体の姿勢状態を検出し姿勢信号を出力する姿勢検出手段と、水平動作方向演算手段により求められた水平動作方向と姿勢信号および前記水平動作速度に基づいて作業体を水平動作させるための演算を行う水平演算手段と、受信器からの垂直動作方向と垂直動作速度および姿勢信号に基づいて作業体を垂直動作させるための演算を行う垂直演算手段と、水平演算手段および垂直演算手段からの信号を受け作業体の各アクチュエータを駆動制御する作業体駆動制御手段とを具備していることを特徴するものである。

本発明に係る請求項２記載の高所作業車の遠隔操作装置は、遠隔指令装置と、該遠隔指令装置からの指令信号により複数のアクチュエータを備えた作業体の動作方向と動作速度を指示される制御ユニットとを備えた遠隔操作装置であって、前記遠隔指令装置には、全方位に傾倒操作可能な操作レバーを配置し、前記遠隔指令装置の特定の水平指向方向を動作させたい作業体の水平動作方向に向け前記操作レバーを前後方向に傾倒操作することで作業体を水平動作方向に傾倒量に基づいた水平動作速度で動作するよう指令する水平操作指令手段と、前記操作レバーを左右方向に傾倒操作することで作業体を左右の傾倒方向と傾倒量に基づく垂直動作方向と垂直動作速度で動作するよう指令する垂直操作指令手段と、遠隔指令装置と作業体の共通する基準方位を検出する基準方位検出手段と、基準方位と前記水平指向方向とのなす角度を水平操作方向角度として算出する水平操作方向算出手段と、水平操作方向算出手段で検出された水平操作方向角度と水平操作指令手段で指令される水平動作速度と垂直動作方向と垂直動作速度とを送信する送信器とを具備する一方、前記制御ユニットには、前記送信器からの水平操作方向角度と水平動作速度と垂直動作方向と垂直動作速度とを受信する受信器と、作業体が指向する特定の指向方向と作業体の基準方位検出手段で検出される作業体の基準方位とのなす角度を作業体基準角度として算出する作業体基準角度算出手段と、該作業体基準角度と受信器で受信した水平操作方向角度とから作業体の水平動作方向を演算する水平動作方向演算手段と、作業体の姿勢状態を検出し姿勢信号を出力する姿勢検出手段と、水平動作方向演算手段により求められた水平動作方向と姿勢信号および前記水平動作速度に基づいて作業体を水平動作させるための演算を行う水平演算手段と、受信器からの垂直動作方向と垂直動作速度および姿勢信号に基づいて作業体を垂直動作させるための演算を行う垂直演算手段と、水平演算手段および垂直演算手段からの信号を受け作業体の各アクチュエータを駆動制御する作業体駆動制御手段とを具備していることを特徴とするものである。

本発明に係る請求項３記載の高所作業車の遠隔操作装置は、請求項１または請求項２において、前記基準方位は、地磁気検出により定まる絶対方位または作業開始前に遠隔指令装置と作業体の共通の方位でリセットされリセット後にジャィロにより方位の変化で検出するように構成したことを特徴とするものである。

請求項１に係る本発明の遠隔制御装置は、次のように作用する。すなわち、本発明の遠隔制御装置は、遠隔指令装置の特定の水平指向方向を動作させたい作業体の水平動作方向に向け、操作レバーを動作させたい前または後方向に傾倒操作する。また垂直方向に動作させたい場合には操作レバーを左または右方向に傾倒操作する。そして水平ならびに垂直の両方を動作させて所定の位置に移動させたい場合には、操作レバーを操作させたい方向（前後左右に対して目的の方向に合う斜めの方向）に操作する。そして水平あるいは垂直の動作速度を操作レバーの傾倒量で指令する。すなわち、遠隔指令装置の水平操作指令手段で水平指向方向と水平動作速度を指令し、垂直操作指令手段で垂直動作方向と垂直動作速度を指令するものである。遠隔指令装置の基準方位検出手段は、遠隔指令装置と作業体の共通する基準方位を検出する。よって遠隔指令装置の送信器は、水平指向方向，水平動作速度，垂直動作方向，垂直動作速度および基準方位とを送信する。制御ユニットの受信器は、水平指向方向，水平動作速度，垂直動作方向，垂直動作速度および基準方位とを受信する。制御ユニットの水平操作方向算出手段は、受信器で受信した水平指向方向と基準方位とから基準方位に対する水平操作方向角度を算出する。制御ユニットの作業体基準角度検出手段は、作業体が指向する特定の指向方向と作業体の基準方位検出手段で検出される作業体の基準方位向とのなす作業体基準角度を検出し、水平動作方向演算手段で水平操作方向角度と作業体基準角度とから演算して作業体が移動する水平動作方向を求める。制御ユニットの姿勢検出手段は、作業体の姿勢状態を検出し姿勢信号を出力する。制御ユニットの水平演算手段は、水平動作方向演算手段で求めた水平動作方向と受信器で受信した水平動作速度および姿勢検出手段から姿勢信号に基づいて作業体を水平動作させるための演算を行い、制御ユニットの垂直演算手段は、受信器で受信した垂直動作方向と垂直動作速度および姿勢検出手段から姿勢信号に基づいて作業体を垂直動作させるための演算を行う。制御ユニットの作業体駆動制御手段は、水平演算手段および垂直演算手段からの信号を受け作業体の各アクチュエータ駆動して作業体を水平並びに垂直駆動制御する。

このように作用する本発明の遠隔制御装置は、遠隔指令装置の特定の水平指向方向を動作させたい作業体の水平動作方向に向けることで水平操作方向を指令することができる。そして全方位傾倒操作可能な操作レバーの前後方向の傾倒を水平動作速度の指令手段にし、操作レバーの左右方向の傾倒を垂直制御の垂直動作方向と垂直動作速度の指令手段にすることを可能にしたものである。したがって、遠隔指令装置を片方の手で持って水平ならびに垂直操作可能であるから、遠隔指令装置を操作しない側の手で操作以外の作業ができ、作業体を移動させながらの操作以外の作業を可能にし、効率のよい遠隔操作装置を提供できる。

しかも遠隔指令装置は、遠隔指令装置の特定の水平指向方向を動作させたい作業体の水平動作方向に向けることで水平操作方向を指令するようにしたものであるから、遠隔指令装置の特定の指向方向を遠隔指令装置の操作レバーの倒し方向とするもので、遠隔指令装置の特定の指向方向と操作レバーの倒し方向とのなす操作方向角度を求めなくてもよく、従来のそれと比較して簡単に目的の操作方向を得ることができるものである。

請求項２に係る本発明の遠隔制御装置は、次のように作用する。すなわち、本発明の遠隔制御装置は、遠隔指令装置の特定の水平指向方向を動作させたい作業体の水平動作方向に向け、操作レバーを動作させたい前または後方向に傾倒操作する。また垂直方向に動作させたい場合には操作レバーを左または右方向に傾倒操作する。そして水平ならびに垂直の両方を動作させて所定の位置に移動させたい場合には、操作レバーを操作させたい方向（前後左右に対して目的の方向合う斜めの方向）に操作する。そして水平あるいは垂直の動作速度を操作レバーの傾倒量で指令する。すなわち、遠隔指令装置の水平操作指令手段で水平指向方向と水平動作速度を指令し、垂直操作指令手段で垂直動作方向と垂直動作速度を指令するものである。遠隔指令装置の基準方位検出手段は、遠隔指令装置と作業体の共通する基準方位を検出する。水平操作方向算出手段は、水平指向方向と基準方位とから基準方位に対する水平操作方向角度を算出する。よって遠隔指令装置の送信器は、水平操作方向角度，水平動作速度，垂直動作方向および垂直動作速度とを送信する。制御ユニットの受信器は、水平操作方向角度，水平動作速度，垂直動作方向および垂直動作速度とを受信する。作業体の作業体基準角度検出手段は、作業体が指向する特定の指向方向と作業体の基準方位検出手段で検出される作業体の基準方位向とのなす作業体基準角度を検出し、水平動作方向演算手段で水平動作方向角度と作業体基準角度とから演算して作業体が移動する水平動作方向を求める。制御ユニットの姿勢検出手段は、作業体の姿勢状態を検出し姿勢信号を出力する。制御ユニットの水平演算手段は、水平動作方向演算手段で求めた水平動作方向と受信器で受信した水平動作速度および姿勢検出手段から姿勢信号に基づいて作業体を水平動作させるための演算を行い、制御ユニットの垂直演算手段は、受信器で受信した垂直動作方向と垂直動作速度および姿勢検出手段から姿勢信号に基づいて作業体を垂直動作させるための演算を行う。制御ユニットの作業体駆動制御手段は、水平演算手段および垂直演算手段からの信号を受け作業体の各アクチュエータ駆動して作業体を水平並びに垂直駆動制御する。

このように作用する本発明の遠隔制御装置は、遠隔指令装置の特定の水平指向方向を動作させたい作業体の水平動作方向に向けることで水平操作方向を指令することができる。そして全方位傾倒操作可能な操作レバーの前後方向の傾倒を水平動作速度の指令手段にし、操作レバーの左右方向の傾倒を垂直制御の垂直動作方向と垂直動作速度の指令手段にすることを可能にしたものである。したがって、遠隔指令装置を片方の手で持って水平ならびに垂直操作可能であるから、遠隔指令装置を操作しない側の手で操作以外の作業ができるもので、作業体を移動させながらの操作以外の作業を可能にし、効率のよい遠隔操作装置を提供できる。

請求項３に係る本発明の遠隔制御装置は、次のように作用する。すなわち、本発明の遠隔制御装置は、請求項１または請求項２において、前記基準方位は、地磁気検出により定まる絶対方位または作業開始前に遠隔指令装置と作業体の共通の方位でリセットされリセット後にジャィロにより方位の変化で検出するように構成ものであるから、遠隔指令装置と作業体の共通する基準方位を検出することができる。

第１実施形態
以下本発明に係る遠隔制御装置の実施形態について、図９で図示し説明した車両に搭載されたクレーンの遠隔操作装置を例に以下に説明する。クレーンの遠隔装置は、図１に図示するように遠隔指令装置４０と、遠隔指令装置４０からの指令信号によりクレーンの動作方向と動作速度を指示される制御ユニット５０とを備えている。遠隔指令装置４０は、図７に図示するように全方位に傾倒操作可能な操作レバー４１を配置し、前記遠隔指令装置４０の特定の水平指向方向（この場合遠隔指令装置の前方Ｆを特定の水平指向方位としている。）を動作させたいクレーンの水平動作方向に向け前記操作レバー４１を前方向に傾倒操作することでクレーンを水平指向方向４２ａに傾倒量に基づいた水平動作速度４２ｂで動作するよう指令する水平操作指令手段４２を備えている。操作レバー４１は後方向にも傾倒操作可能で、後方向に傾倒操作すると前方向は動作させたいクレーンの方向であるので、動作させたいクレーンの方向と逆の水平動作方向４２ａを指令することができるようにしている。

前記操作レバー４１を左右方向に傾倒操作することでクレーンを左右の傾倒方向と傾倒量に基づく垂直動作方向４３ａと垂直動作速度４３ｂで動作するよう指令する垂直操作指令手段４３を配置しており、この場合左方向に傾倒することで垂直上昇させ、右方向に傾倒することで垂直下降させる方向に指令できるようにしている。

なお、一度に水平と垂直の両方向に操作指令したいときには、斜め方向に操作すれば一度に両方向に操作指令することができる。例えば水平前方に垂直上昇させたいときには、左斜め前方方向に操作し、水平を多く操作したい場合は水平操作方向成分を多くし、垂直を多く操作したい場合は垂直操作方向成分を多くするよう操作すればよい。

また、遠隔指令装置４０には、遠隔指令装置４０とクレーン８の共通する基準方位４４ａを検出する基準方位検出手段４４（地磁気検出により定まる絶対方位を検出して基準方位を検出する検出手段）と、前記水平指向方向４２ａ，水平動作速度４２ｂ，垂直動作方向４３ａ，垂直動作速度４３ｂおよび基準方位４４ａとを送信する送信器４５とを具備している。

一方、前記制御ユニット５０は、受信器５１，水平操作方向算出手段５２，作業体基準角度算出手段５３，水平動作方向演算手段５４，水平演算手段５５，垂直演算手段５６，作業体駆動制御手段５７，姿勢検出手段５８とを具備しており、以下に説明する。

受信器５１は、前記送信器４５からの水平指向方向４２ａ，水平動作速度４２ｂ，垂直動作方向４３ａ，垂直動作速度４３ｂおよび基準方位４４ａとを受信する。水平操作方向算出手段５２は、制御ユニット５０に備えた受信器５１で受信した水平指向方向４２ａと基準方位４４ａとから水平操作方向角度５２ａを算出する。作業体基準角度算出手段５３は、クレーンが指向する特定の指向方向（この場合クレーンの前方向を特定の指向方向とする。）と作業体（クレーン）の基準方位検出手段（遠隔指令装置４０とクレーン８の共通する基準方位を地磁気検出により定まる絶対方位を検出して検出する検出手段）で検出される作業体の基準方位向とのなす角度を作業体基準角度５３ａとして検出する。

水平動作方向演算手段５４は、該作業体基準角度５３ａと水平操作方向算出手段５２で算出した水平操作方向角度５２ａとからクレーンの水平動作方向５４ａを演算する。姿勢検出手段５８は、伸縮ブーム１０の伸縮長さならびに起伏角、および旋回ポスト９の旋回角を検出し姿勢信号５８ａとして水平演算手段５５と垂直演算手段５６に出力する。

水平演算手段５５は、水平動作方向演算手段５４により求められた水平動作方向５４ａと姿勢信号５８ａおよび前記水平動作速度４２ｂに基づいてクレーンを水平動作させるための演算を行う。垂直演算手段５６は、受信器５１からの垂直動作方向４３ａと垂直動作速度４３ｂおよび姿勢信号５８ａに基づいてクレーンを垂直動作させるための演算を行う。作業体駆動制御手段５７は、水平演算手段５５および垂直演算手段５６からの垂直駆動信号５６ａおよび水平駆動信号５５ａを受けクレーンの各駆動手段を駆動制御してクレーンを目的の水平および垂直方向に操作量の速度で駆動する。

このように構成するクレーンの遠隔操作装置は、次のように作用する。まず、図８に図示するようにクレーンの伸縮ブーム１０先端部を吊荷の真上に位置させるために、遠隔操作装置４０前方向を動作させたいクレーンの水平動作方向に向け、操作レバー４１を前方向に傾倒操作する。また伸縮ブーム１０の先端部に吊下したフックに吊具を介して吊荷を吊上げできるように垂直下降方向にも動作させたいので、操作レバーを右方向にも傾倒操作する。

すなわち、遠隔指令装置４０の水平操作指令手段４２で水平指向方向４２ａと水平動作速度４２ｂを指令し、垂直操作指令手段４３で垂直動作方向４３ａと垂直動作速度４３ｂを指令するものである。遠隔指令装置４０の基準方位検出手段４４は、遠隔指令装置４０とクレーンの共通する基準方位４４ａを検出する。よって遠隔指令装置４０の送信器４５は、水平指向方向４２ａ，水平動作速度４２ｂ，垂直動作方向４３ａ，垂直動作速度４３ｂおよび基準方位４４ａとを送信する。

制御ユニット５０の受信器５１は、水平指向方向４２ａ，水平動作速度４２ｂ，垂直動作方向４３ａ，垂直動作速度４３ｂおよび基準方位４４ａとを受信する。制御ユニット５０の水平操作方向算出手段５２は、受信器５１で受信した水平指向方向４２ａと基準方位４４ａとから基準方位に対する水平操作方向角度５２ａを算出する。制御ユニット５０の作業体基準角度算出手段５３は、クレーンが指向する特定の指向方向（本実施形態の場合には前方向）と作業体（クレーン）の基準方位検出手段で検出される作業体の基準方位向とのなす作業体基準角度５３ａを検出する。

水平動作方向演算手段５４で水平操作方向角度５２ａと作業体基準角度５３ａとから演算してクレーンが移動する水平動作方向５４ａを求める。制御ユニット５０の姿勢検出手段５８は、伸縮ブーム１０の伸縮長さならびに起伏角、および旋回ポスト９の旋回角を検出し姿勢信号５８ａとして水平演算手段５５と垂直演算手段５６に出力する。

水平演算手段５５は、水平動作方向演算手段５４により求められた水平動作方向５４ａと姿勢信号５８ａおよび前記水平動作速度４２ｂに基づいてクレーンを水平動作させるための演算を行う。垂直演算手段５６は、受信器５１からの垂直動作方向４３ａと垂直動作速度４３ｂおよび姿勢信号５８ａに基づいてクレーンを垂直動作させるための演算を行う。作業体駆動制御手段５７は、水平演算手段５５および垂直演算手段５６からの水平駆動信号５５ａおよび垂直駆動信号５６ａを受けクレーンの各駆動手段を駆動制御してクレーンを目的の水平および垂直方向に操作量の速度で駆動する。

このようにして、クレーンの伸縮ブーム１０の先端部を吊荷の真上に位置させると、説明並びに図示しないが個別操作によりウインチよりワイヤロープを繰出してフックを降ろし、吊荷を適宜の吊具にてフックに連結させる。そして再び個別操作によりウインチにワイヤロープを繰入れて吊荷を伸縮ブームの先端部に吊下させる。その後は吊荷を移動させる目的の位置に向かって伸縮ブーム１０の先端部を移動させるよう遠隔指令装置４０の前方をその方向に向けて操作レバー４１を前方に傾倒させる。この時に途中伸縮ブーム１０の先端部を障害物との干渉防止のために下降させたい場合には操作レバー４１を右方にも傾斜するように操作すればよい。このような遠隔指令装置４０からの操作指令に対して制御ユニット５０が動作して作業体駆動制御手段５７が駆動されることは先に説明したことから理解できる。

このように作用する本発明に係るクレーンの遠隔制御装置は、遠隔指令装置４０の前方向を動作させたいクレーンの水平動作方向に向けることで水平指向方向４２ａを指令することができる。そして全方位傾倒操作可能な操作レバー４１の前後方向の傾倒を水平動作速度４２ｂの指令手段にし、操作レバー４１の左右方向の傾倒を垂直制御の垂直動作方向４３ａと垂直動作速度４３ｂの指令手段にすることを可能にしたものである。したがって、遠隔指令装置４０を片方の手で持って水平ならびに垂直操作可能であるから、遠隔指令装置４０を操作しない側の手で操作以外の作業ができるものであるから、クレーンを移動させながらの操作以外の作業を可能にし、効率のよい遠隔操作装置を提供できる。

しかも遠隔指令装置４０は、遠隔指令装置４０の特定の水平指向方向を動作させたい作業体の水平動作方向に向けることで水平操作方向４２ａを指令するようにしたものであるから、遠隔指令装置４０の特定の指向方向を目的の操作方向とするもので、従来のように遠隔指令装置４０の特定の指向方向と操作レバー４１の倒し方向とのなす操作方向角度を求めなくてもよく、従来のそれと比較して簡単に目的の操作方向を得ることができるものである。

なお、上記実施形態では、伸縮ブーム１０の先端部を水平並びに垂直移動させるに当たって、作業体駆動制御手段５７で伸縮ブーム１０を伸縮、起伏および旋回ポスト９を旋回させるものであるが、伸縮ブーム１０の伸縮ならびに起伏に伴ってフックが伸縮ブーム１０の先端部より一定の距離を保たれるようにフック平行移動制御機能を備えておけば、伸縮ブーム１０の伸縮および起伏に伴うウインチの操作をしなくてもよく、特に遠隔操作指令を片手で行うに好都合である。

第２実施形態
上記第１実施形態では、水平操作方向算出手段５２を制御ユニット５０に備えた場合について説明したが、図２に図示するように水平操作方向算出手段４６を遠隔指令装置４０Ａに備えるようにしてもよい。この場合に送信器４５Ａで送信され受信器５１Ａで受信される信号は、第１実施形態での水平指向方向４２ａと基準方位４４ａに替えて水平操作方向角度４６ａが送受信される点が相違する。その他については第１実施形態と同じであるので、第２実施形態についての作用の説明は省略する。したがって、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

第３実施形態
次に、図３および図７に図示するように遠隔指令装置４０Ｂに、左右方向に入り切りする補助スイッチ４７を配置し、当該スイッチ４７を右方向に入れると動作させたいクレーンの水平動作方向に向け前記操作レバー４１を前方向に傾倒操作すればクレーンを動作させたいクレーンの方向と直交する右方向に移動させ、当該スイッチ６２を左方向に入れると動作させたいクレーンの水平動作方向に向け前記操作レバー４１を前方向に傾倒操作すればクレーンを動作させたいクレーンの方向と直交する左方向に移動させようにしてもよい。

すなわち、遠隔指令装置４０Ｂには水平直交方向指令手段４８を配置し、水平直交方向指令手段４８は当該手段の４８の補助スイッチ４７を右方向または左方向に入れた時に、右方向または左方向の水平直交指向方向信号４８ａを出力する。遠隔指令装置４０Ｂの送信器４５Ｂは、第１実施形態で説明した送信器４５の送信する信号に水平直交指向方向信号４８ａも送信するようにしてある。

制御ユニット５０Ｂは、第１実施形態で説明した制御ユニット５０と次の点が相違している。受信器５１Ｂは、第１実施形態で説明した受信器５０の受信する信号に水平直交指向方向信号４８ａも受信するようにしてある。また制御ユニット５０Ｂには、水平直交動作方向演算手段６１を配置しており、受信器５１Ｂから水平直交指向方向信号４８ａを受信すると、水平動作方向演算手段５４からの水平動作方向５４ａを受けて水平動作方向と右または左に直交する水平直交動作方向６１ａを演算する。

水平演算手段６２は、第１実施形態で説明した水平演算手段５５の機能の他に、水平直交動作方向６１ａを受けると水平動作方向５４ａに優先して水平動作方向５４ａと右または左に直交する水平直交動作方向に水平動作速度４２ｂで水平駆動する水平動作信号６２ａを出力する。

このように構成する第３実施形態では、第１および第２実施形態での作用・効果をもたらすことは勿論であるが、遠隔指令装置４０Ｂに水平直交方向指令手段４８を配置し、更に水平指向方向と直交する方向にも操作指令できるようにしてあるものだから、遠隔指令装置４０Ｂの直交方向に操作するに当たって、わざわざ遠隔指令装置４０Ｂの指向方向を直交方向に向けなくても補助スイッチ４７を目的の直交方向に操作するだけで簡単に遠隔操作指令することができる。

第４実施形態
第３実施形態の制御ユニット５０Ｂの水平操作方向算出手段５２を遠隔指令装置４０Ｃに水平操作方向算出手段４６として配置した場合で、それぞれについては図２および図３に図示して説明したものと同じであるのでここでは説明を省略する。第４実施形態の場合も第１〜第３実施形態での作用・効果をもたらすこと勿論のことである。

第５実施形態
上記実施形態ではクレーンの遠隔操作装置を例に説明したが、図１２に図示する高所作業車での遠隔操作装置を図５および図６に図示し以下に説明する。図５に図示する高所作業車での遠隔操作装置は、作業台２６上で遠隔指令装置４０を操作せずに地上等の場所から操作する場合について説明するもので、制御ユニット５０Ｄの姿勢検出手段５９に作業台２６の首振り角検出を追加している点で図１に図示し説明したものと相違している。すなわち、作業台２６は旋回台２２の旋回角と逆に同角度だけ首振りするようにして水平移動させるようにしてある。その他については第１実施形態と同様であるのでここでは詳細な説明は省略する。そして、第１実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。

第６実施形態
高所作業車での遠隔操作装置として第５実施形態では地上等の場所から遠隔操作装置を操作する場合について説明したが、高所作業車の作業台２６上から操作する場合について図６に図示し以下に説明する。図６に図示する高所作業車での遠隔操作装置は、図５に図示し説明した高所作業車での遠隔操作装置と姿勢検出手段５９の旋回角検出と首振り検出信号が水平動作方向演算手段５４Ａに入力されるようにしている点で相違している。

すなわち、遠隔指令装置４０を高所作業車の作業台２６上で操作するものであるから、当然操作方向は旋回台２２の旋回角ならびに作業台２２の首振り角の影響を受けるものであるから、水平動作方向演算手段５４Ａで水平動作方向を演算する際にこれらの角度を考慮させるようにしたものである。その他については第１実施形態と同様であるのでここでは詳細な説明は省略する。

このように構成した第６実施形態における高所作業車での遠隔操作装置は、同様に作業台２６を移動した方向に遠隔指令装置４０の前方向を向けることで水平操作方向４２ａを指令することができる。そして全方位傾倒操作可能な操作レバー４１の前後方向の傾倒を水平動作速度４２ｂの指令手段にし、操作レバー４１の左右方向の傾倒を垂直制御の垂直動作方向４３ａと垂直動作速度４３ｂの指令手段にすることを可能にしたものである。したがって従来のように両手で操作扞を操作しないようにしてあるものだから、オペレータは高所での作業を行うためには高所作業車の操作を停止させてから行わなくても操作可能にすることができる。すなわち、作業台２６を移動させながらでも作業できる簡単な作業であれば、一旦作業台を移動させた後作業し、再び作業台２６を移動させて作業すると言った煩わしい作業をなくすることも可能である。

なお、上記実施形態では遠隔指令装置から制御ユニットへ送信器と受信器を利用して無線により前記各信号を伝達させるようにして説明したが、有線あるいは光通信等の他の通信手段を利用して伝達させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では遠隔指令装置と作業体（制御ユニット）における基準方位の検出は、地磁気の検出により定まる絶対方位を検出するようにしたが、作業開始前に遠隔指令装置と作業体の共通の方位でリセットさせるようにし、リセット後にそれぞれがジャィロにより方位の変化を検出するようにしてもよい。

本発明に係る遠隔操作装置を説明するブロック図であって、制御ユニットに水平操作方向算出手段を配置した場合のブロック図である。本発明に係る遠隔操作装置を説明するブロック図であって、遠隔指令装置に水平操作方向算出手段を配置した場合のブロック図である。本発明に係る遠隔操作装置を説明するブロック図であって、遠隔指令装置に水平直交方向指令手段を備えた場合を説明するブロック図である。本発明に係る遠隔操作装置を説明するブロック図であって、遠隔指令装置に水平直交方向指令手段を備え且つ水平操作方向算出手段を配置した場合を説明するブロック図である。本発明に係る遠隔操作装置を説明するブロック図であって、高所作業車に適用した場合を説明するブロック図である。本発明に係る遠隔操作装置を説明するブロック図であって、高所作業車の作業台上から遠隔指令する場合に適用されるブロック図である。本発明に係る遠隔操作装置の遠隔指令装置を説明する説明図である。本発明に係る遠隔操作装置の遠隔指令装置の操作レバー方向と作業体であるクレーン先端部の動作方向との関係を示す説明図である。作業体としてのクレーンを説明する説明図である。従来の遠隔操作装置の遠隔指令装置と制御ユニットを説明する説明図である。（イ）は、従来の遠隔操作装置における遠隔指令装置の指向方向、基準方向、および操作方向の関係示す説明図である。（ロ）は、従来の遠隔操作装置における作業体の指向方向、基準方向、および操作方向の関係示す説明図である。作業体としての高所作業車を説明する説明図である。高所作業車に用いられた従来の遠隔操作装置の遠隔指令装置を説明する説明図である。

符号の説明

４０遠隔指令装置
４０Ａ遠隔指令装置
４０Ｂ遠隔指令装置
４０Ｃ遠隔指令装置
４２水平操作指令手段
４３垂直操作指令手段
４４基準方位検出手段
４５送信器
４５Ａ送信器
４５Ｂ送信器
４５Ｃ送信器
４６水平操作方向算出手段
５０制御ユニット
５０Ａ制御ユニット
５０Ｂ制御ユニット
５０Ｃ制御ユニット
５０Ｄ制御ユニット
５０Ｅ制御ユニット
５１受信器
５１Ａ受信器
５１Ｂ受信器
５１Ｃ受信器
５２水平操作方向算出手段
５３作業体基準角度算出手段
５４水平動作方向演算手段
５４Ａ水平動作方向演算手段
５５水平演算手段
５６垂直演算手段
５７作業体駆動制御手段
５８姿勢検出手段
６２水平演算手段

Claims

遠隔指令装置と、該遠隔指令装置からの指令信号により複数のアクチュエータを備えた作業体の動作方向と動作速度を指示される制御ユニットとを備えた遠隔操作装置であって、前記遠隔指令装置には、全方位に傾倒操作可能な操作レバーを配置し、前記遠隔指令装置の特定の水平指向方向を動作させたい作業体の水平動作方向に向け前記操作レバーを前後方向に傾倒操作することで作業体を水平動作方向に傾倒量に基づいた水平動作速度で動作するよう指令する水平操作指令手段と、前記操作レバーを左右方向に傾倒操作することで作業体を左右の傾倒方向と傾倒量に基づく垂直動作方向と垂直動作速度で動作するよう指令する垂直操作指令手段と、遠隔指令装置と作業体の共通する基準方位を検出する基準方位検出手段と、前記水平指向方向，水平動作速度，垂直動作方向，垂直動作速度および基準方位とを送信する送信器とを具備する一方、前記制御ユニットには、前記送信器からの水平指向方向，水平動作速度，垂直動作方向，垂直動作速度および基準方位とを受信する受信器と、受信した水平指向方向と基準方位とから水平操作方向角度を算出する水平操作方向算出手段と、作業体が指向する特定の指向方向と作業体の基準方位検出手段で検出される作業体の基準方位とのなす角度を作業体基準角度として算出する作業体基準角度算出手段と、該作業体基準角度と水平操作方向算出手段で算出した水平操作方向角度とから作業体の水平動作方向を演算する水平動作方向演算手段と、作業体の姿勢状態を検出し姿勢信号を出力する姿勢検出手段と、水平動作方向演算手段により求められた水平動作方向と姿勢信号および前記水平動作速度に基づいて作業体を水平動作させるための演算を行う水平演算手段と、受信器からの垂直動作方向と垂直動作速度および姿勢信号に基づいて作業体を垂直動作させるための演算を行う垂直演算手段と、水平演算手段および垂直演算手段からの信号を受け作業体の各アクチュエータを駆動制御する作業体駆動制御手段とを具備していることを特徴する遠隔操作装置。
遠隔指令装置と、該遠隔指令装置からの指令信号により複数のアクチュエータを備えた作業体の動作方向と動作速度を指示される制御ユニットとを備えた遠隔操作装置であって、前記遠隔指令装置には、全方位に傾倒操作可能な操作レバーを配置し、前記遠隔指令装置の特定の水平指向方向を動作させたい作業体の水平動作方向に向け前記操作レバーを前後方向に傾倒操作することで作業体を水平動作方向に傾倒量に基づいた水平動作速度で動作するよう指令する水平操作指令手段と、前記操作レバーを左右方向に傾倒操作することで作業体を左右の傾倒方向と傾倒量に基づく垂直動作方向と垂直動作速度で動作するよう指令する垂直操作指令手段と、遠隔指令装置と作業体の共通する基準方位を検出する基準方位検出手段と、基準方位と前記水平指向方向とのなす角度を水平操作方向角度として算出する水平操作方向算出手段と、水平操作方向算出手段で検出された水平操作方向角度と水平操作指令手段で指令される水平動作速度と垂直動作方向と垂直動作速度とを送信する送信器とを具備する一方、前記制御ユニットには、前記送信器からの水平操作方向角度と水平動作速度と垂直動作方向と垂直動作速度とを受信する受信器と、作業体が指向する特定の指向方向と作業体の基準方位検出手段で検出される作業体の基準方位とのなす角度を作業体基準角度として算出する作業体基準角度算出手段と、該作業体基準角度と受信器で受信した水平操作方向角度とから作業体の水平動作方向を演算する水平動作方向演算手段と、作業体の姿勢状態を検出し姿勢信号を出力する姿勢検出手段と、水平動作方向演算手段により求められた水平動作方向と姿勢信号および前記水平動作速度に基づいて作業体を水平動作させるための演算を行う水平演算手段と、受信器からの垂直動作方向と垂直動作速度および姿勢信号に基づいて作業体を垂直動作させるための演算を行う垂直演算手段と、水平演算手段および垂直演算手段からの信号を受け作業体の各アクチュエータを駆動制御する作業体駆動制御手段とを具備していることを特徴とする遠隔操作装置。
請求項１または請求項２において、前記基準方位は、地磁気検出により定まる絶対方位または作業開始前に遠隔指令装置と作業体の共通の方位でリセットされリセット後にジャィロにより方位の変化で検出するように構成したことを特徴とする遠隔操作装置。