JP2007023527A - 情報通信システム及びオペレータ用通信端末 - Google Patents

Abstract

【課題】 建設機械の異常発生をオペレータに対して警報するにあたり、騒音の大きい作業現場であっても、確実に建設機械の異常発生をオペレータに知らせることができる情報通信システム及びオペレータ用通信端末の提供を目的とする。
【解決手段】 建設機械に設けられる建設機械用通信端末７と、建設機械に乗車するオペレータの腕に装着され、建設機械用通信端末７と無線で通信可能なリストバンド型のオペレータ用通信端末８とを備え、建設機械用通信端末７には、建設機械の警報情報をオペレータ用通信端末８に送信する警報情報送信手段が設けられ、オペレータ用通信端末８には、建設機械用通信端末７から警報情報を受信する警報情報受信手段と、受信した警報情報に基づいて警報を行う警報手段とが設けられた建設機械に適用される情報通信システム６とした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、油圧ショベルなどの建設機械に適用される情報通信システム及びオペレータ用通信端末に関する。

建設機械のオペレータは、建設機械の機体状況（例えば、燃料残量、作動油温、冷却水温など）を把握することが要求されるため、通常、建設機械のキャブ内には、機体情報や警報情報を表示するモニタが設けられているが、モニタの配置によっては、オペレータが警報情報などを見落とし、燃料切れなどを発生させる可能性がある。

そこで、建設機械に異常が発生した場合にブザーを鳴らするものがある（例えば、特許文献１参照）。このような警報システムによれば、オペレータは、作業中にモニタを見なくても建設機械の異常を知ることができる。
特開平８−１３５４８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されるものでは、建設機械の異常検出に応じてブザー音を発しても、建設機械の動作音や作業現場の騒音によってブザー音がかき消され、オペレータが警報に気がつかない可能性がある。

本発明は、建設機械の異常発生をオペレータに対して警報するにあたり、騒音の大きい作業現場であっても、確実に建設機械の異常発生をオペレータに知らせることができる情報通信システム及びオペレータ用通信端末の提供を目的とする。

上記の如き実情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創作された本発明の情報通信システムは、建設機械に適用される情報通信システムであって、建設機械に設けられる建設機械用通信端末と、建設機械に乗車するオペレータの腕に装着され、前記建設機械用通信端末と無線で通信可能なリストバンド型のオペレータ用通信端末とを備え、前記建設機械用通信端末には、建設機械の警報情報及び／又は機体情報を前記オペレータ用通信端末に送信する警報情報送信手段が設けられ、前記オペレータ用通信端末には、前記建設機械用通信端末から警報情報及び／又は機体情報を受信する警報情報受信手段と、受信した警報情報及び／又は機体情報に基づいて警報を行う警報手段とが設けられることを特徴とする。このように構成すれば、オペレータの腕に装着されるオペレータ用通信端末で警報が行われるので、騒音の大きい作業現場であっても、建設機械の異常発生をオペレータに確実に知らせることができる。
また、前記警報手段は、前記オペレータ用通信端末に設けられるバイブレータを駆動させることを特徴とする。このように構成すれば、オペレータの触覚を通じて、建設機械の異常発生を確実に知らせることができる。
また、前記警報手段は、前記オペレータ用通信端末に設けられるブザーを鳴動させることを特徴とする。このように構成すれば、オペレータの聴覚を通じて、建設機械の異常発生を確実に知らせることができる。しかも、オペレータの腕に装着されたオペレータ用通信端末においてブザーを鳴動させるので、建設機械でブザーを鳴動させる場合に比べ、オペレータに異常発生をより確実に知らせることができる。
また、前記警報手段は、前記オペレータ用通信端末に設けられる表示部のバックライトを点滅させることを特徴とする。このように構成すれば、オペレータの手元でバックライトが点滅するので、オペレータは警告を容易に認識することができる。
また、前記警報手段は、前記オペレータ用通信端末に設けられる表示部に警報内容を表示させることを特徴とする。このように構成すれば、オペレータの手元で警報内容が表示されるので、オペレータは警告内容を容易に認識することができる。
また、本発明のオペレータ用通信端末は、建設機械に乗車するオペレータの腕に装着され、建設機械に設けられる建設機械用通信端末と無線で通信可能なリストバンド型のオペレータ用通信端末であって、前記建設機械用通信端末から警報情報及び／又は機体情報を受信する警報情報受信手段と、受信した警報情報及び／又は機体情報に基づいて警報を行う警報手段とが設けられることを特徴とする。このように構成すれば、オペレータの腕に装着されるオペレータ用通信端末で警報が行われるので、騒音の大きい作業現場であっても、建設機械の異常発生をオペレータに確実に知らせることができる。

次に、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は建設機械の一例を示す油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、履帯式走行装置を構成する下部走行体２と、下部走行体２の上部に旋回自在に設けられる上部旋回体３と、上部旋回体３の前部に連結される作業部４とを備えている。上部旋回体３には、オペレータが乗車するキャブ５が設けられ、ここに乗車したオペレータが各種の操作具を操作することにより、下部走行体２の走行動作、上部旋回体３の旋回動作、作業部４の作業動作などが行われる。

図２は、油圧ショベル１などの建設機械に適用される情報通信システム６の構成を示している。この図に示すように、本発明の実施形態に係る情報通信システム６は、建設機械に設けられる建設機械用通信端末７と、オペレータが所持するオペレータ用通信端末８と、事務所などに設置される情報管理用通信端末９とを備えている。

建設機械用通信端末７は、送受信部１０、制御部１１、記憶部１２などで構成されており、送受信部１０を介してオペレータ用通信端末８と無線通信を行う。送受信部１０は、キャブ５内に持ち込まれたオペレータ用通信端末８と通信できればよく、要求される通信距離は数メートルである。従って、微弱な電波を用いる安価な無線通信機器で送受信部１０を構成できる。

制御部１１は、建設機械に新たに追加してもよいし、既存の機体コントローラを兼用してもよい。本実施形態の制御部１１には、前述した送受信部１０や記憶部１２の他に、エンジン始動スイッチの操作に応じてエンジンを始動させるエンジン始動回路１３、アクセルダイヤルの操作などに応じてエンジン回転数をコントロールするエンジンコントロール回路１４、燃料タンク内の燃料残量を検出する燃料残量センサ１５、作動油タンク内の油温を検出する作動油温センサ１６、エンジン冷却水の水温を検出する冷却水温センサ１７などが接続され、後述する各種の処理を行う。

図３に示すように、オペレータ用通信端末８は、建設機械に乗車するオペレータの腕に装着可能なリストバンド型であり、送受信部１８、表示部１９、バイブレータ２０、ブザーＢ、制御部２１、記憶部２２などを備えて構成されている。送受信部１８は、建設機械用通信端末７と無線通信を行うためのものであり、建設機械用通信端末７の送受信部１０と同様、微弱な電波を用いる安価な無線通信機器で構成できる。

表示部１９は、例えば、液晶パネル、セグメントＬＥＤなどの表示デバイスで構成され、文字や図柄の表示を行う。本実施形態の表示部１９は、赤色バックライト付きの液晶パネルで構成され、液晶パネルで文字や図柄を表示すると共に、赤色バックライトの点滅により警報表示を行う。バイブレータ２０は、振動を発生させるものであり、例えば、携帯電話用振動発生モジュールが用いられる。ブザーＢは、警報音を出音させるものであり、例えば、電子式ブザーや電磁式ブザーが用いられる。

情報管理用通信端末９は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）で構成され、オペレータ用通信端末８と無線又は有線で通信を行う。本実施形態の情報管理用通信端末９には、クレードル２３が接続されており、ここにオペレータ用通信端末８を設置すると、オペレータ用通信端末８と情報管理用通信端末９の通信が可能になる。

次に、本実施形態の情報通信システム６（オペレータ用通信端末８）において実現される無線キー機能、エンジン自動停止機能、稼働情報記録機能、個人設定保持機能、モニタ機能及び警報機能について、図４〜図１０を参照して説明する。尚、図４〜図９は、情報通信システム６の全体的な処理手順を示し、図１０は、オペレータ用通信端末８の処理手順を示している。

図４は、無線キー機能に係る処理手順を示しており、具体的には、オペレータが建設機械に乗車したときの処理である。この図に示すように、建設機械用通信端末７は、建設機械におけるメインスイッチのＯＮ操作に応じて起動すると、まず、オペレータ用通信端末８に対してＩＤ送信要求を行う（Ｓ１０１）。オペレータ用通信端末８は、ＩＤ送信要求を受信すると（Ｓ１０２、Ｓ７０１）、予め記憶される固有のＩＤを建設機械用通信端末７に対して送信する（Ｓ１０３、Ｓ７０２）。建設機械用通信端末７は、ＩＤを受信すると（Ｓ１０４）、受信したＩＤの判定を行い（Ｓ１０５）、受信したＩＤが正規ＩＤである場合は（Ｓ１０６）、エンジンスタートボタンなどの操作によるエンジン始動を許可する一方（Ｓ１０７）、受信したＩＤが正規ＩＤでない場合は（オペレータ用通信端末８から応答がない場合を含む。）、エンジン始動を許可することなく、ＩＤ送信要求を繰り返す。

このような無線キー機能によれば、オペレータ用通信端末８を装着して乗車するだけでエンジンの始動が可能になるので、キーをキー穴に差し込む操作や、差し込んだキーを回す操作が不要になるだけでなく、降車時におけるキーの抜き忘れも防止することができる。

図５は、エンジン自動停止機能に係る処理手順を示しており、具体的には、建設機械のエンジン駆動中に行われる処理である。この図に示すように、建設機械用通信端末７は、建設機械のエンジンが駆動中である場合も、オペレータ用通信端末８に対してＩＤ送信要求を行う（Ｓ２０１）。オペレータ用通信端末８は、ＩＤ送信要求を受信すると（Ｓ２０２、Ｓ７０１）、予め記憶される固有のＩＤを建設機械用通信端末７に対して送信する（Ｓ２０３、Ｓ７０２）。建設機械用通信端末７は、ＩＤを受信すると（Ｓ２０４）、受信したＩＤ及び通信状態の判定を行い（Ｓ２０５）、オペレータ用通信端末８との通信途絶を判断する（Ｓ２０６）。この判断結果がＹＥＳの場合は、オペレータが建設機械から降車したと判断してエンジンを自動的に停止させる一方（Ｓ２０７）、判断結果がＮＯの場合は、エンジンを停止させることなく、ＩＤ送信要求を繰り返す。

このようなエンジン自動停止機能によれば、オペレータ用通信端末８を装着したオペレータが降車すると、建設機械のエンジンが自動的に停止するので、オペレータによるエンジン停止操作が不要になるだけでなく、エンジンの止め忘れによる無駄な燃料消費も防止できる。なお、上記の説明では、建設機械用通信端末７とオペレータ用通信端末８の通信途絶に応じてエンジンを自動的に停止させているが、エンジン回転数を予め定めた低回転域（ローアイドル）まで自動的に下げるようにしてもよい。また、通信途絶時の動作（エンジン停止／ローアイドル）は、オペレータの好みで選択可能としてもよい。

図６は、稼働情報記録機能に係る処理手順を示しており、具体的には、オペレータ用通信端末８が建設機械用通信端末７又は情報管理用通信端末９と通信可能な状態において実行される処理である。この図に示すように、建設機械用通信端末７は、稼働情報送信周期（例えば１分毎）を判断し（Ｓ３０１）、この判断結果がＹＥＳの場合は、オペレータ用通信端末８に対して建設機械の稼働情報を送信する（Ｓ３０２：稼働情報送信手段）。オペレータ用通信端末８は、建設機械用通信端末７から稼働情報を受信すると（Ｓ３０３、Ｓ７１１：稼働情報受信手段）、受信した稼働情報を記憶部２２に記憶する（Ｓ３０４、Ｓ７１２：稼働情報記憶手段）。オペレータ用通信端末８に送信する建設機械の稼働情報に制限はないが、建設機械の稼働時間や燃料残量を含むことが好ましい。

また、オペレータ用通信端末８は、クレードル２３との接続や情報管理用通信端末９からの稼働情報転送要求を判断し（Ｓ３０５、Ｓ７１３）、この判断結果がＹＥＳの場合は、記憶している稼働情報を情報管理用通信端末９に対して送信する（Ｓ３０６、Ｓ７１４）。情報管理用通信端末９は、オペレータ用通信端末８から稼働情報を受信すると（Ｓ３０７：稼働情報受信手段）、受信した稼働情報をハードディスクなどの記憶部に記憶する（Ｓ３０８：稼働情報記憶手段）。

このような稼働情報記録機能によれば、建設機械の稼働情報をリストバンド型のオペレータ用通信端末８に記憶して持ち帰ることができるので、オペレータによる稼働状況の記録作業を不要にし、オペレータの負担を軽減できる。また、オペレータ用通信端末８に記憶して持ち帰った稼働情報は、情報管理用通信端末９に転送して記憶されるので、情報管理用通信端末９における日報の作成などに利用することができる。

図７は、個人設定保持機能に係る処理手順を示しており、具体的には、オペレータ用通信端末８が建設機械用通信端末７又は情報管理用通信端末９と通信可能な状態において実行される処理である。この図に示すように、情報管理用通信端末９は、クレードル２３に接続されたオペレータ用通信端末８に対し、建設機械に係る個人設定情報を送信できる（Ｓ４０１：個人設定情報送信手段）。例えば、情報管理用通信端末９の画面上で建設機械に係る個人設定作業を行った後、所定の転送操作に応じて個人設定情報をオペレータ用通信端末８に送る。オペレータ用通信端末８は、情報管理用通信端末９から個人設定情報を受信すると（Ｓ４０２、Ｓ７１５）、受信した個人設定情報を記憶部２２に記憶する（Ｓ４０３、Ｓ７１６：個人設定情報記憶手段）。オペレータ用通信端末８が保持する建設機械の個人設定情報に制限はないが、建設機械におけるレバー操作パターン設定データやレスポンス設定データを含むことが好ましい。

また、オペレータ用通信端末８は、建設機械に対するオペレータの乗車、又は建設機械用通信端末７からの個人設定情報送信要求を判断し（Ｓ４０４、Ｓ７０３）、この判断結果がＹＥＳの場合は、記憶している個人設定情報を建設機械用通信端末７に対して送信する（Ｓ４０５、Ｓ７０４：個人設定情報送信手段）。建設機械用通信端末７は、オペレータ用通信端末８から個人設定情報を受信すると（Ｓ４０６：個人設定情報受信手段）、受信した個人設定情報に含まれるレバー操作パターン設定やレスポンス設定を建設機械に適用する（Ｓ４０７）。

このような個人設定保持機能によれば、オペレータ用通信端末８を装着して建設機械に乗車すると、オペレータ用通信端末８に記憶された個人設定情報が建設機械用通信端末７に送信され、建設機械の各種設定変更が自動的に行われることになる。これにより、手動による設定変更が不要になってオペレータの操作負担を軽減できるだけでなく、設定変更忘れに起因する操作性の低下や誤操作の発生を防止できる。

図８は、モニタ機能に係る処理手順を示しており、具体的には、オペレータ用通信端末８が建設機械用通信端末７と通信可能な状態において実行される処理である。この図に示すように、建設機械用通信端末７は、機体情報送信周期（例えば１分毎）を判断し（Ｓ５０１）、この判断結果がＹＥＳの場合は、オペレータ用通信端末８に対して建設機械の機体情報を送信する（Ｓ５０２：機体情報送信手段）。オペレータ用通信端末８は、建設機械用通信端末７から機体情報を受信すると（Ｓ５０３、Ｓ７０５：機体情報受信手段）、受信した機体情報を表示部１９に表示する（Ｓ５０４、Ｓ７０６：機体情報表示手段）。オペレータ用通信端末８に送信する建設機械の機体情報に制限はないが、建設機械の燃料残量、作動油温、冷却水温などを含むことが好ましい。

このようなモニタ機能によれば、オペレータは、腕に装着されたリストバンド型のオペレータ用通信端末８において、燃料残量、作動油温、冷却水温などの機体情報を確認することが可能になる。これにより、オペレータによる機体情報の確認が容易になるだけでなく、キャブ５内のモニタを不要にすることができる。

図９は、警報機能に係る処理手順を示しており、具体的には、オペレータ用通信端末８が建設機械用通信端末７と通信可能な状態において実行される処理である。この図に示すように、建設機械用通信端末７は、建設機械における異常の発生を判断し（Ｓ６０１）、この判断結果がＹＥＳの場合は、オペレータ用通信端末８に対して警報情報を送信する（Ｓ６０２：警報情報送信手段）。オペレータ用通信端末８は、建設機械用通信端末７から警報情報を受信すると（Ｓ６０３、Ｓ７０７：警報情報受信手段）、受信した警報情報に含まれる警報内容を表示部１９の液晶パネルに表示すると共に（Ｓ６０４、Ｓ７０８：警報手段）、表示部１９のバックライトを点滅させ（Ｓ６０５、Ｓ７０９：警報手段）、更には、バイブレータ２０及びブザーＢを駆動させる（Ｓ６０６、Ｓ７１０：警報手段）。オペレータ用通信端末８に送信する建設機械の警報情報に制限はないが、建設機械の燃料残量警報、作動油温警報、冷却水温警報などを含むことが好ましい。

このような警報機能によれば、オペレータの腕に装着されるオペレータ用通信端末８で警報が行われるので、騒音の大きい作業現場であっても、建設機械の異常発生をオペレータに確実に知らせることができる。なお、本実施形態では、建設機械用通信端末８側で建設機械の異常を判断し、オペレータ用通信端末８に警報情報を送信しているが、建設機械用通信端末８から受信した機体情報に基づいてオペレータ用通信端末８側が建設機械の異常を判断し、警報を行うようにしてもよい。また、本実施形態の警告手段は、バックライトと、バイブレータ２０と、ブザーＢとで構成されているが、これらのうち１つまたは２つを用いた構成とすることもできる。

叙述の如く構成された本実施形態は、建設機械に適用される情報通信システム６であって、建設機械に設けられる建設機械用通信端末７と、建設機械に乗車するオペレータの腕に装着され、建設機械用通信端末７と無線で通信可能なリストバンド型のオペレータ用通信端末８とを備え、建設機械用通信端末７には、建設機械の警報情報をオペレータ用通信端末８に送信する警報情報送信手段が設けられ、オペレータ用通信端末８には、建設機械用通信端末７から警報情報を受信する警報情報受信手段と、受信した警報情報に基づいて警報を行う警報手段とが設けられるので、騒音の大きい作業現場であっても、建設機械の異常発生をオペレータに確実に知らせることができる。

また、警報手段は、オペレータ用通信端末８に設けられるバイブレータ２０を駆動させるので、オペレータの触覚を通じて、建設機械の異常発生を確実に知らせることができる。

また、警報手段は、オペレータ用通信端末８に設けられるブザーＢを鳴動させるので、従来のように建設機械の動作音や作業現場の騒音によってブザー音がかき消されてしまうことを防止できる。

また、警報手段は、オペレータ用通信端末８に設けられる表示部１９のバックライトを点滅させるので、オペレータは警告を容易に認識することができる。

また、警報手段は、オペレータ用通信端末８に設けられる表示部１９に警報内容を表示させるので、オペレータは警告内容を容易に認識することができる。

油圧ショベル（建設機械）の斜視図である。 情報通信システムのブロック図である。 オペレータ用通信端末の全体正面図である。 無線キー機能に係る情報通信システムの処理手順を示すフローチャートである。 エンジン自動停止機能に係る情報通信システムの処理手順を示すフローチャートである。 稼働情報記録機能に係る情報通信システムの処理手順を示すフローチャートである。 個人設定保持機能に係る情報通信システムの処理手順を示すフローチャートである。 モニタ機能に係る情報通信システムの処理手順を示すフローチャートである。 警報機能に係る情報通信システムの処理手順を示すフローチャートである。 オペレータ用通信端末の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 油圧ショベル
６ 情報通信システム
７ 建設機械用通信端末
８ オペレータ用通信端末
９ 情報管理用通信端末
１０ 送受信部
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３ エンジン始動回路
１４ エンジンコントロール回路
１５ 燃料残量センサ
１６ 作動油温センサ
１７ 冷却水温センサ
１８ 送受信部
１９ 表示部
２０ バイブレータ
２１ 制御部
２２ 記憶部
２３ クレードル
Ｂ ブザー

Claims (6)

1. 建設機械に適用される情報通信システムであって、
   建設機械に設けられる建設機械用通信端末と、
   建設機械に乗車するオペレータの腕に装着され、前記建設機械用通信端末と無線で通信可能なリストバンド型のオペレータ用通信端末とを備え、
   前記建設機械用通信端末には、
   建設機械の警報情報及び／又は機体情報を前記オペレータ用通信端末に送信する警報情報送信手段が設けられ、
   前記オペレータ用通信端末には、
   前記建設機械用通信端末から警報情報及び／又は機体情報を受信する警報情報受信手段と、
   受信した警報情報及び／又は機体情報に基づいて警報を行う警報手段とが設けられる
   ことを特徴とする情報通信システム。
2. 前記警報手段は、前記オペレータ用通信端末に設けられるバイブレータを駆動させることを特徴とする請求項１記載の情報通信システム。
3. 前記警報手段は、前記オペレータ用通信端末に設けられるブザーを鳴動させることを特徴とする請求項１又は２記載の情報通信システム。
4. 前記警報手段は、前記オペレータ用通信端末に設けられる表示部のバックライトを点滅させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の情報通信システム。
5. 前記警報手段は、前記オペレータ用通信端末に設けられる表示部に警報内容を表示させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の情報通信システム。
6. 建設機械に乗車するオペレータの腕に装着され、建設機械に設けられる建設機械用通信端末と無線で通信可能なリストバンド型のオペレータ用通信端末であって、
   前記建設機械用通信端末から警報情報及び／又は機体情報を受信する警報情報受信手段と、
   受信した警報情報及び／又は機体情報に基づいて警報を行う警報手段とが設けられる
   ことを特徴とするオペレータ用通信端末。

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