JP2017061382A - Radio communication system for work machine - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、移動式クレーン等、平面上を走行する下部走行体と、作業装置としてのクレーン装置が設けられ下部走行体に対して旋回自在な上部旋回体と、を備えた作業機械の無線通信装置に関するものである。 The present invention relates to a working machine including a lower traveling body that travels on a plane, such as a mobile crane, and an upper revolving body that is provided with a crane device as a working device and that is rotatable with respect to the lower traveling body. The present invention relates to a wireless communication device.
従来、移動式クレーン等、平面上を走行する下部走行体と、作業装置が設けられ下部走行体に対して旋回自在な上部旋回体と、を備えた作業機械では、下部走行体と上部旋回体との間での通信を、通信ケーブル及びスリップリングを介して有線で行っている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a work machine provided with a lower traveling body that travels on a flat surface, such as a mobile crane, and an upper revolving body that is provided with a work device and is rotatable with respect to the lower traveling body, the lower traveling body and the upper revolving body Communication is performed in a wired manner via a communication cable and a slip ring (for example, see Patent Document 1).
また、下部走行体及び上部旋回体を備えた作業機械としては、上部旋回体に設けられたキャブの内部に表示部を設置するとともに、下部走行体にカメラを設置し、カメラで撮像された下部走行体の周囲の画像をキャブ内の表示部に表示するものが知られている。この作業機械では、キャブ内の搭乗者が、カメラで撮像された下部走行体の周囲の画像を確認しながら、下部走行体による走行を行うことができる。 Moreover, as a work machine provided with a lower traveling body and an upper swing body, a display unit is installed inside a cab provided on the upper swing body, and a camera is installed on the lower traveling body, and the lower part captured by the camera. An apparatus that displays an image around a traveling body on a display unit in a cab is known. In this work machine, a passenger in the cab can travel with the lower traveling body while confirming an image around the lower traveling body captured by the camera.
カメラで撮像した画像の画像データを下部走行体から上部旋回体に有線で伝送する場合には、画像データと他の信号データとで特性インピーダンスが異なるため、信号データの伝送で用いられるスリップリングとは異なる画像データを伝送するための専用のスリップリングを用いる必要がある。このため、画像データを下部走行体から上部旋回体に有線で伝送する場合には、画像データを伝送する専用のスリップリングを設置するために、構造が複雑となり製造コストが高くなる。 When the image data of the image captured by the camera is transmitted from the lower traveling body to the upper swing body by wire, the characteristic impedance is different between the image data and other signal data, so the slip ring used for transmission of the signal data Requires the use of a dedicated slip ring for transmitting different image data. For this reason, when image data is transmitted from the lower traveling body to the upper swing body by wire, a dedicated slip ring for transmitting the image data is installed, so that the structure becomes complicated and the manufacturing cost increases.
そこで、画像データを下部走行体から上部旋回体に伝送する他の方法として、無線送信機が接続されたカメラを下部走行体に設置するとともに、無線受信機が接続された表示部をキャブ内に設置し、カメラで撮像された画像の画像データを無線送信機から送信し、無線受信機が受信した映像データを表示部に表示するものが考えられている。 Therefore, as another method of transmitting image data from the lower traveling body to the upper swing body, a camera connected to a wireless transmitter is installed in the lower traveling body, and a display unit connected to a wireless receiver is installed in the cab. It is considered that the image data of an image that is installed and captured by a camera is transmitted from a wireless transmitter, and the video data received by the wireless receiver is displayed on a display unit.
しかし、前述の無線通信で画像データを下部走行体から上部旋回体に伝送する場合には、下部走行体に対する上部旋回体の旋回位置によって無線送信機と無線受信機との距離が変化するとともに、外乱の影響を受けやすいため、無線送信機と無線受信機との間の通信が不安定になるおそれがある。 However, when the image data is transmitted from the lower traveling body to the upper swing body by the wireless communication described above, the distance between the wireless transmitter and the wireless receiver varies depending on the turning position of the upper swing body relative to the lower traveling body, Since it is easily affected by disturbance, communication between the wireless transmitter and the wireless receiver may become unstable.
本発明の目的とするところは、下部走行体と上部旋回体との間で、安定した通信を行うことのできる作業機械の無線通信装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a wireless communication device for a work machine capable of performing stable communication between a lower traveling body and an upper swing body.
本発明は、前記目的を達成するために、下部走行体と、所定の作業を行う作業装置が設けられ下部走行体に対して旋回自在な上部旋回体と、を備え、下部走行体と上部旋回体との間で無線通信を行う作業機械の無線通信装置であって、下部走行体に設けられた走行体側無線通信機と、上部旋回体に設けられた旋回体側無線通信機と、を備え、走行体側無線通信機及び旋回体側無線通信機は、下部走行体に対して旋回する上部旋回体の旋回中心の近傍にそれぞれ配置されている。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a lower traveling body and an upper revolving body that is provided with a working device for performing a predetermined operation and is rotatable with respect to the lower traveling body. A wireless communication device for a work machine that performs wireless communication with a body, comprising: a traveling body side wireless communication device provided in a lower traveling body; and a revolving body side wireless communication device provided in an upper turning body, The traveling body side wireless communication device and the turning body side wireless communication device are respectively disposed in the vicinity of the turning center of the upper turning body that turns with respect to the lower traveling body.
これにより、走行体側無線通信機及び旋回体側無線通信機が、下部走行体及び上部旋回体を構成する部材に囲まれた空間に配置されることから、外乱の影響を受けにくい環境で走行体側無線通信機と旋回体側無線通信機との間の通信が行われる。 Thereby, since the traveling body side wireless communication device and the revolving body side wireless communication device are arranged in the space surrounded by the members constituting the lower traveling body and the upper revolving body, the traveling body side wireless communication is less likely to be affected by disturbance. Communication between the communicator and the revolving unit side wireless communicator is performed.
本発明によれば、外乱の影響を受けにくい環境で走行体側無線通信機と旋回体側無線通信機との間の通信を行うことができるので、下部走行体と上部旋回体との間で安定した通信を行うことが可能となる。 According to the present invention, since the communication between the traveling body side wireless communication device and the revolving body side wireless communication device can be performed in an environment that is not easily affected by the disturbance, it is stable between the lower traveling body and the upper revolving body. Communication can be performed.
図1乃至図4は、本発明の一実施形態を示すものである。 1 to 4 show an embodiment of the present invention.
本発明の無線通信装置を備えた作業機械としての移動式クレーン1は、図1に示すように、一般の道路や作業エリア内を走行するための下部走行体10と、下部走行体に対して水平方向に旋回自在に設けられた上部旋回体20と、を備えている。
As shown in FIG. 1, a mobile crane 1 as a work machine provided with a wireless communication device of the present invention has a lower traveling
下部走行体10は、前後方向に延びるキャリアフレームの前側及び後側の幅方向両側に設けられた車輪11と、キャリアフレームの前端部及び後端部の幅方向両側に設けられたアウトリガ12と、を備えている。下部走行体10は、エンジンを駆動源として走行するとともに、エンジンによって駆動される油圧ポンプから吐出された作動油によってアウトリガ12のジャッキシリンダが駆動する。
The lower traveling
上部旋回体20は、ボールベアリング式又はローラベアリング式の旋回サークル30を介して下部走行体10に対して旋回自在に設けられ、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動する旋回モータによって旋回方向の切り替えが可能に下部走行体10に対して旋回動作を行う。
The upper turning
上部旋回体20は、旋回サークル30に固定された旋回台21と、旋回台21の幅方向一方に設けられた作業装置としてのクレーン装置22と、旋回台21の幅方向他方に設けられ、下部走行体10の走行及びクレーン装置22の操作を行うためのキャブ23と、を備えている。
The upper
クレーン装置22は、旋回台21に対して起伏自在に設けられた伸縮ブーム22aと、伸縮ブーム22aの基端側から先端側に向かって延びると共に伸縮ブーム22aの先端部から垂下されるワイヤロープ22bと、ワイヤロープ22bの巻き取り及び繰り出しを行うウインチ22cと、伸縮ブーム22aの先端部から垂下されるワイヤロープ22bに吊り下げられるフックブロック22dと、を備えている。伸縮ブーム22aは、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動する伸縮シリンダ及び起伏シリンダによって伸縮動作及び起伏動作を行う。また、ウインチ22cは、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動するウインチモータによってウインチの巻き取り及び繰り出しの動作を行う。
The
キャブ23は、前面、後面、左右両面及び上面に透明板が配置された箱体であり、内部には、搭乗者が着座するシート、車輪11を操向するためのハンドル、クレーン装置22を操作するための操作レバー及びスイッチ等が配置されている。
The
また、旋回サークル30の内側の上部旋回体20の旋回中心には、下部走行体10に対して旋回する上部旋回体20と下部走行体10との間で互いに作動油を流通させるとともに、電力や信号の伝送を行うためのスイベルジョイント31が設けられている。
In addition, at the turning center of the upper turning
スイベルジョイント31は、図3に示すように、下部走行体10側の部材10aに固定された軸状のスピンドル31aと、上部旋回体20側の部材20aに係合して上部旋回体20と共に回転する筒状のボディ31bと、ボディ31bの上部に設けられたスリップリング31cと、を有している。
As shown in FIG. 3, the
また、移動式クレーン1は、走行時における下部走行体10の後方を監視するための後方監視装置40を備えている。
Moreover, the mobile crane 1 is provided with the
後方監視装置40は、図2に示すように、下部走行体10の後方を撮像するための撮像部13と、撮像部13で撮像した画像データを送信するための走行体側無線通信機としての無線送信機41と、無線送信機41から送信された画像データの信号を受信するための旋回体側無線通信機としての無線受信機42と、無線受信機42で受信した画像データを用いて解像度処理を行うための画像処理コントローラ43と、画像処理コントローラ43で解像度処理がなされた画像データを表示するための表示部23aと、を有している。
As shown in FIG. 2, the
撮像部13は、例えば、撮像素子としてCCD(Charge Coupled Device)を備えたビデオカメラであり、下部走行体10の後側に設けられ、下部走行体10の後方を撮像する向きに取り付けられている。
The
表示部23aは、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の表示装置であり、キャブ23内の搭乗者が視認可能な位置、例えば、キャブ23内の前側に位置する操作パネルの上部に取り付けられている。
The
無線送信機41は、下部走行体10側に設けられ、撮像部13が撮像した画像データを送信する。無線送信機41は、図3に示すように、スイベルジョイント31の前方における、スピンドル31aが固定された下部走行体10側の部材10aに取り付けられている。
The
無線受信機42は、上部旋回体20側に設けられ、受信した画像データを画像処理コントローラ43に入力する。無線受信機42は、図3に示すように、スイベルジョイント31のボディ31bの外周部にブラケット42aを介して取り付けられており、上部旋回体20の旋回によって回転するボディ31bと共に上部旋回体20の旋回中心の回りを回転する。無線受信機42は、移動式クレーン1が走行する姿勢、即ち、上部旋回体20の向きが下部走行体10の向きと一致している姿勢で、無線送信機41と上下方向に対向している。
The
また、無線送信機41及び無線受信機42の外周側には、無線送信機41と無線受信機42との間の通信に影響を及ぼす電波の侵入を防止するためのカバーを設けてもよい。
Further, a cover for preventing invasion of radio waves that affect communication between the
画像処理コントローラ43は、CPU、ROM、RAM等を有し、無線受信機42を介して入力された複数の画像データを用いて高解像度化した画像データとする解像度処理を行い表示部23aに向けて出力する。
The
以上のように構成された移動式クレーン1は、下部走行体10による走行時において、撮像部13によって下部走行体10の後方を撮像し、撮像した画像を表示部23aに表示する。
The mobile crane 1 configured as described above captures the rear of the lower traveling
このとき、撮像部13で撮像して得られた画像データは、下部走行体10、上部旋回体20及び旋回サークル30に囲まれた空間に配置された無線送信機41と無線受信機42との間の無線通信を介して画像処理コントローラ43に入力される。
At this time, the image data obtained by imaging with the
画像処理コントローラ43では、撮像部13によって撮像された複数の画像データを用いて解像度処理を行い、高解像度化された画像データを表示部23aに表示する。
The
このように、本実施形態の作業機械の無線通信装置によれば、無線送信機41及び無線受信機42は、それぞれ下部走行体10に対して旋回する上部旋回体20の旋回中心の近傍に配置されている。
Thus, according to the wireless communication device of the work machine of the present embodiment, the
これにより、下部走行体10、上部旋回体20及び旋回サークル30に囲まれた空間に無線送信機41と無線受信機42が配置されることとなり、外乱の影響を受けにくい環境で無線送信機41と無線受信機42との間の通信を行うことができるので、下部走行体10と上部旋回体20との間で安定した通信を行うことが可能となる。
As a result, the
また、無線送信機41及び無線受信機42は、スイベルジョイント31の外周側に配置されている。
Further, the
これにより、無線受信機42がスイベルジョイントのボディ31bの回転に伴って上部旋回体20の旋回中心の回りを回転することから、下部走行体10に対する上部旋回体20の向きにかかわらず、無線送信機41と無線受信機42との間の距離が大きく変化することがないので、下部走行体10と上部旋回体20との間でより安定した通信を行うことが可能となる。
Thereby, since the
また、無線送信機41及び無線受信機42は、下部走行体10による走行時の上部旋回体20の旋回位置において互いに上下方向に対向する位置に配置されている。
Further, the
これにより、後方監視装置40が主に使用される移動式クレーン1の走行時に、無線送信機41と無線受信機42との距離が最も近くなるとともに、無線送信機41と無線受信機42との間に介在するものがないため、通信状態をより安定させることが可能となる。
Accordingly, when the mobile crane 1 in which the
また、撮像部13で撮像した画像の画像データを無線送信機41から送信し、無線送信機41から送信された画像データを無線受信機42で受信し、無線受信機42で受信した画像データを表示部23aに表示する。
The image data of the image captured by the
これにより、スリップリング31cを介することなく、撮像部13で撮像した画像の画像データを下部走行体10側から上部旋回体20側に伝送することができるので、画像伝送用のスリップリングを設ける必要がなく、既存の移動式クレーンに対しても容易に適用することが可能となる。
Thereby, since the image data of the image imaged by the
また、表示部23aには、無線受信機42で受信した複数の画像データを用いて解像度処理を行い、高解像度化した画像データを表示する。
Further, the
これにより、撮像部13として低い解像度の安価なカメラを使用しても、表示部23aに高画質の画像を表示することができるので、製造コストの低減を図ることが可能となる。また、撮像部13として低い解像度のカメラを使用した場合に、無線送信機41と無線受信機42との間のデータの通信量を小さくすることができるので、高負荷による通信速度の低下を防止することが可能となる。
As a result, even when an inexpensive camera with a low resolution is used as the
図5は、本発明の他の実施形態を示すものである。 FIG. 5 shows another embodiment of the present invention.
本実施形態の後方監視装置40の無線受信機44は、受信機本体44aと、複数の受信アンテナ44bと、を備えている。
The
複数の受信アンテナ44bは、それぞれスイベルジョイント31のボディ31bの外周部に取り付けられており、ボディ31bの周方向に互いに間隔をおいて配置されている。図5では、8本の受信アンテナ44bが互いに中心角が45度となる間隔で配置されている。
The plurality of receiving
以上のように構成された移動式クレーン1では、下部走行体10に対する上部旋回体20の向きがいずれの方向であっても、無線送信機41の上方に、複数の受信アンテナ44bのうちの何れかが位置することになる。
In the mobile crane 1 configured as described above, any of the plurality of receiving
このように、本実施形態の無線通信装置によれば、前記実施形態と同様に、下部走行体10、上部旋回体20及び旋回サークル30に囲まれた空間に無線送信機41と無線受信機44が配置されることとなり、外乱の影響を受けにくい環境で無線送信機41と無線受信機42との間の通信を行うことができるので、下部走行体10と上部旋回体20との間で安定した通信を行うことが可能となる。
As described above, according to the wireless communication device of the present embodiment, the
また、無線受信機44は、複数の通信アンテナとしての受信アンテナ44bを有し、複数の受信アンテナ44bは、下部走行体10に対して旋回する上部旋回体20の旋回中心の外側において、互いに周方向に間隔をおいて配置されている。
Further, the
これにより、下部走行体10に対する上部旋回体20の向きがいずれの方向であっても、無線送信機41の上方に、いずれかの受信アンテナ44bが位置させることができるので、通信状態をより安定させることが可能となる。
As a result, regardless of the direction of the
尚、前記実施形態では、本発明を移動式クレーン1に適用したものを示したが、これに限られるものではない。例えば、高所作業車や掘削機等、下部走行体及び上部旋回体を備えた作業機械であれば本発明を適用することができる。 In the above embodiment, the present invention is applied to the mobile crane 1, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to any work machine including a lower traveling body and an upper turning body such as an aerial work vehicle and an excavator.
また、前記実施形態では、本発明の無線通信装置を、後方監視装置40に適用したものを示したが、これに限られるものではない。下部走行体10と上部旋回体20との間で無線通信を行うものであれば、画像データを伝送するものに限られず、音声データや制御信号を伝送するようにしてもよい。
Moreover, although the said embodiment showed what applied the radio | wireless communication apparatus of this invention to the
また、前記実施形態では、下部走行体10から上部旋回体20にデータを送信するようにしたものを示したが、上部旋回体20から下部走行体10にデータを送信するようにしてもよいし、下部走行体10と上部旋回体20との間で相互にデータを送受信するようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although what transmitted data from the lower traveling
また、前記実施形態では、本発明の無線通信装置を、移動式クレーン1の走行時における通信に適用したものを示したが、クレーン装置22による作業時における、下部走行体10と上部旋回体20との間の通信に用いてもよい。
In the above-described embodiment, the wireless communication device according to the present invention is applied to communication during traveling of the mobile crane 1. However, the lower traveling
また、前記実施形態では、移動式クレーン1の後方を監視する後方監視装置40に本発明を適用したものを示したが、移動式クレーン1の後方を監視するものに限られず、例えば、移動式クレーン1の搭乗者から死角になる方向を監視する装置に適用してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although what applied this invention to the
1…移動式クレーン、10…下部走行体、13…撮像部、20…上部旋回体、22…クレーン装置、23a…表示部、31…スイベルジョイント、40…後方監視装置、41…無線送信機、42…無線受信機、43…画像処理コントローラ、44…無線受信機、44b…受信アンテナ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mobile crane, 10 ... Lower traveling body, 13 ... Imaging part, 20 ... Upper turning body, 22 ... Crane apparatus, 23a ... Display part, 31 ... Swivel joint, 40 ... Backward monitoring apparatus, 41 ... Wireless transmitter, 42 ... wireless receiver, 43 ... image processing controller, 44 ... wireless receiver, 44b ... receiving antenna.
Claims (6)
下部走行体に設けられた走行体側無線通信機と、
上部旋回体に設けられた旋回体側無線通信機と、を備え、
走行体側無線通信機及び旋回体側無線通信機は、下部走行体に対して旋回する上部旋回体の旋回中心の近傍にそれぞれ配置されている
ことを特徴とする作業機械の無線通信装置。 A working machine that includes a lower traveling body and an upper revolving body that is provided with a working device for performing a predetermined operation and is rotatable with respect to the lower traveling body, and performs wireless communication between the lower traveling body and the upper revolving body. A wireless communication device,
A traveling body side wireless communication device provided in the lower traveling body;
A revolving unit side wireless communication device provided on the upper revolving unit,
The traveling body side wireless communication device and the revolving body side wireless communication device are respectively disposed in the vicinity of the turning center of the upper turning body that turns relative to the lower traveling body.
走行体側無線通信機及び旋回体側無線通信機は、スイベルジョイントの外周側に配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の作業機械の無線通信装置。 A swivel joint that conveys fluid and transmits electric power and signals between the lower traveling body and the upper revolving body is provided at the turning center of the upper revolving body that turns relative to the lower traveling body,
The wireless communication device for a working machine according to claim 1, wherein the traveling body side wireless communication device and the swing body side wireless communication device are disposed on an outer peripheral side of the swivel joint.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の作業機械の無線通信装置。 The traveling body side wireless communication device and the revolving body side wireless communication device are arranged at positions facing each other in a vertical direction at a turning position of the upper revolving body during traveling by the lower traveling body. A wireless communication device for the work machine described.
複数の通信アンテナは、下部走行体に対して旋回する上部旋回体の旋回中心の外側において、互いに周方向に間隔をおいて配置されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の作業機械の無線通信装置。 One of the traveling body side wireless communication device and the swing body side wireless communication device has a plurality of communication antennas,
The work according to claim 1 or 2, wherein the plurality of communication antennas are arranged at intervals in the circumferential direction outside the turning center of the upper turning body that turns relative to the lower traveling body. Mechanical wireless communication device.
上部旋回体に設けられ、撮像部で撮像した画像を表示する表示部と、
撮像部で撮像した画像の画像データを走行体側無線通信機から送信し、走行体側無線通信機から送信された画像データを旋回体側無線通信機で受信し、旋回体側無線通信機で受信した画像データを表示部に表示する撮像画像表示手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の作業機械の無線通信装置。 An imaging unit that is provided in the lower traveling body and images the periphery of the lower traveling body;
A display unit provided on the upper swing body and displaying an image captured by the imaging unit;
The image data of the image captured by the imaging unit is transmitted from the traveling body side wireless communication device, the image data transmitted from the traveling body side wireless communication device is received by the revolving body side wireless communication device, and the image data received by the revolving body side wireless communication device. 5. The wireless communication device for a work machine according to claim 1, further comprising: a captured image display unit that displays the image on a display unit.
ことを特徴とする請求項5に記載の作業機械の無線通信装置。 6. The wireless communication device for a work machine according to claim 5, wherein the display unit displays image data that has been subjected to resolution processing using a plurality of image data received by the revolving unit side wireless communication device and has been increased in resolution. .
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