JP2017115514A - 建設機械における操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントアタッチメントを遠隔操作するための操作装置１０をコンパクト収納できると共に、安定操作ができるようにする。【解決手段】オペレータの左右何れか一側方に配され、オペレータの手の小指側部位を置くことができる前半部１１ａと前腕部を置くことができる後半部１１ｂとを備えた本体１１と、前半部１１ａの左右方向内側端縁に揺動自在に枢支され、本体前半部に上側から格納される格納姿勢と、オペレータの手の甲を左右方向外側に向けた状態で本体前半部に手を置いたとき、手のひらと対向する左右方向内側に起立して前記置いた手の指で把持してアクチュエータ作動をするための遠隔操作ができる操作姿勢とに起倒する操作具１３とを備えて構成する。【選択図】図３

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械における操作装置の技術分野に関するものである。

一般に、建設機械が油圧ショベルである場合を例にすると、フロント作業機は、ブーム、アーム（スティック）、バケットからなるものであり、この場合、上部旋回体に設けられる運転席において、オペレータが着座した状態で左右に設けた操作レバーを操作することによりフロント作業機を動かして作業するようになっている。このような油圧ショベルを用いての作業において、災害現場等の地盤が安定していないような現場では、オペレータ保護のため、遠隔操作によりフロント作業機を稼働させるようにすることがある。この場合、遠隔操作装置が必要になるが、このような遠隔操作装置として、遠隔操作具から突設した操作レバーを操作することにより遠隔操作できるようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。

特開平９−２６８６０３号公報

しかしながら前記従来のものは、遠隔操作装置に設けたベルトを首にかけた状態で操作するものであるため、遠隔操作装置が不安定になって操作し辛いだけでなく、遠隔操作装置に設けられる操作レバーを指で摘まんでの操作になるため、仮令操作方向が運転席に設けられた操作レバー（ジョイスティックレバー）と操作方向が同じであっても、細かい指の動きが必要になって操作性に劣るという問題があり、これらに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、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ものであって、請求項１の発明は、建設機械に設けられるアクチュエータを操作するための操作装置であって、該操作装置は、独立して携帯できるものであって、オペレータの左右何れか一側方に配され、オペレータの手の小指側部位を置くことができる前半部と前腕部を置くことができる後半部とを備えた本体と、本体前半部の左右方向内側端縁に揺動自在に枢支され、本体前半部に上側から格納される格納姿勢と、オペレータの手の甲を左右方向外側に向けた状態で本体前半部に手を置いたとき、手のひらと対向する左右方向内側に起立して前記置いた手の指で把持してアクチュエータ作動をするための遠隔操作ができる操作姿勢とに起倒する操作具とを備えて構成されることを特徴とする建設機械における操作装置である。
請求項２の発明は、本体後半部の後端から前後方向出没自在に移動し、後方に突出した状態ではオペレータの肘を置くことができる肘置き部をさらに備えて構成されていることを特徴とする請求項１記載の建設機械における操作装置である。
請求項３の発明は、本体後半部の左右方向外側端縁に揺動自在に枢支され、本体後半部に上側から格納される格納姿勢と、オペレータ前腕部の左右方向外側に起立して前腕部が後半部から左右方向外側に外れるのを規制する起立姿勢とに起倒する前腕部外れ規制体をさらに備えて構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の建設機械における操作装置である。
請求項４の発明は、本体前半部には、操作具を格納するための格納スペースが凹設されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載の建設機械における操作装置である。
請求項５の発明は、格納スペースは、貫通孔になっていることを特徴とする請求項４記載の建設機械における操作装置である。
請求項６の発明は、本体を置いた車両のアームレストに緊縛できる面ファスナ付きの緊縛体が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１記載の建設機械における操作装置。または２に記載の建設機械の操作装置である。
請求項７の発明は、操作具は、複数のアクチュエータを遠隔操作できる３Ｄ操作具であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１記載の建設機械における操作装置である。
請求項８の発明は、建設機械は油圧ショベルであり、アクチュエータは、ブーム用シリンダ、アーム用シリンダ、バケット用シリンダであることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１記載の建設機械における操作装置である。

請求項１の発明とすることにより、オペレータがアクチュエータを遠隔操作する場合に、操作装置はオペレータの左右何れか一側に配されたものとなり、しかも本体の前半部に手の小指部位を置き、後半部に前腕部を置いた状態で操作具が手のひらに対向する自然な姿勢となり、そしてその姿勢で指で操作具を把持しての操作ができることになって無理な操作姿勢が強いられることがなく操作性が向上する。
請求項２の発明とすることにより、本体部後半部に格納した肘置き部を引き出すことで肘を置くことができ、より安定した操作ができることになる。
請求項３の発明とすることにより、本体部においた前腕部が左右方向外方に外れてしまうのを前腕部外れ規制体によって規制できるのことになって、さらなる操作性の向上が図れることになる。
請求項４、５の発明とすることにより、操作具を本体部に形成の格納スペースに挿入するかたちでの格納ができることになって、操作部が設けられながらコンパクトな格納ができることになる。
請求項６の発明とすることにより、本体をアームレストに確りと緊縛した状態での配設ができ、操作性が向上する。
請求項７の発明とすることにより、操作具により３Ｄの操作ができることになって操作性が向上する。
請求項８の発明とすることにより、油圧ショベルのフロントアタッチメントであるブーム、アーム、バケットの作動が簡単にできることになる。

油圧ショベルの全体側面図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）（Ｅ）は格納姿勢の操作装置の正面図、側面図、平面図、背面図、底面図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は操作姿勢の操作装置の正面図、側面図、平面図である。 格納姿勢の操作装置の斜視図である。 操作装置をアームレストに取り付けた状態を示す斜視図である。 操作装置をアームレストに取り付けた状態を示す側面図である。 制御状態を示すブロック回路図である。 油圧回路図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。図中、１は建設機械の一例である油圧ショベルの走行機体であって、該走行機体１は、クローラ型の下部走行体２に、上部旋回体３が旋回自在に設けられたものであり、該上部旋回体３には、運転操縦席（図示せず）が内装されたキャブ５、フロントアタッチメントを構成するブーム６、アーム７、バケット８、エンジンが内装されたエンジンフード９等の各種部材装置を用いて構成され、そして運転席（図示せず）の左右に設けた操作レバー（図示せず）の操作によりアクチュエータであるブームシリンダ６ａ、アームシリンダ７ａ、バケットシリンダ８ａが作動することでブーム６、アーム（スティック）７、バケット８の揺動操作と、何れも図示しない旋回モータ、左右の走行モータが作動することで走行機体１の操向（操舵）を含んだ前後進操作と上部旋回体３の旋回操作が行われるようになっていること等は何れも従来通りである。

１０は本発明が実施されたアクチュエータであるブームシリンダ６ａ、アームシリンダ７ａ、バケットシリンダ８ａを遠隔操作するための操作装置であって、該操作装置１０は、走行機体１から独立（離間）した状態でオペレータが自由に携帯できるものであって、例えばオペレータが走行機体１とは別の車両（例えば作業現場にオペレータが移動するための車両）の座席に座した状態で、オペレータの左右何れか一側方に配されるものであって、ここでは、これがオペレータの右側に配されるものである場合について説明するが、左側に配されるものである場合、オペレータ位置を線対称として左右逆の配置構成になることは言うまでもない。

そして操作装置１０は、オペレータの右手の小指側部位を載置することができる前半部１１ａと、右腕前腕部を載置することができる後半部１１ｂとを備え、下面が開口した本体１１とを備えて構成されているが、前半部１１ａには上下方向に貫通する貫通孔１１ｃが形成されている。そして前半部１１ａの左側端縁（左右方向内側端縁）には、基台１２の左側端縁が支軸１２ａによって軸支されているが、該基台１２は、前記貫通孔１１ｃの上面を上側から覆蓋する覆蓋姿勢と、前半部１１ａの左側端縁部に起立する起立姿勢（本実施の形態では垂直姿勢よりも僅かに左側に倒伏していて自然状態で自重により覆蓋姿勢に戻ることがない姿勢）とに揺動するようになっている。

基台１２には、前記覆蓋姿勢で下面に位置するようにして操作具１３が設けられるが、該操作具１３は、該基台１２の覆蓋姿勢で貫通孔１１ｃに嵌入するよう格納された格納姿勢になっている。一方、操作具１３は、基台１２が前記起立姿勢になっているときには、オペレータの右手の甲を右外側方に向けた状態で該右手を本体前半部１１ａに載置したとき、右手の手のひらに対して左方向内側に対向する状態で起立することになって、前記載置した右手の指で把持して前後方向操作と、上下方向の操作と、左右方向を向いた軸回りに回動する回動操作とができるようになっているが、前後方向操作と上下方向操作とは混在した操作（前後上下操作が混在した斜め方向の操作）ができるようになっている。
操作具１３には、これら各操作の操作量Ｘ、Ｙ、Ｚを検知する検知器、つまり前後方向操作量検知器１４、上下方向操作量検知器１５、回転方向操作量検知器１６がそれぞれ内装されていて、所謂３Ｄ−マウス方式のものとなっており、該検知された検知量Ｘ、Ｙ、Ｚを送信手段１７により無線伝送（空中伝送波による伝送）できるようになっている。

走行機体１には、前記送信手段１７により送信された無線信号を受信する受信手段１８が設けられるが、該受信手段１８で受信された受信信号は、制御部（コントローラ）１９に送られ、この制御部１９により前記各操作量Ｘ、Ｙ、Ｚが判別（弁別）され、これに基づいて制御部１９は、ブームシリンダ６ａ、アームシリンダ７ａ、バケットシリンダ８ａの各伸縮制御をするための制御弁（電磁比例制御弁）６ｂ、７ｂ、８ｂに制御信号を出力し、これによってブームシリンダ６ａ、アームシリンダ７ａ、バケットシリンダ８ａのコントロールバルブ６ｃ、７ｃ、８ｃの切換え制御がなされ、ブームシリンダ６ａ、アームシリンダ７ａ、バケットシリンダ８ａの遠隔操作による伸縮制御ができるようになっている。

因みに、本実施の形態では、ブームシリンダ６ａ、アームシリンダ７ａ、バケットシリンダ８ａの遠隔操作による伸縮制御（駆動制御）を次のようにして実行している。制御部１９には、図１に示すように、ブーム角α（機体に対するブーム６の揺動角度）、アーム角β（ブーム５に対するアーム７の揺動角度）、バケット角γ（アーム７に対するバケット８の揺動角度）をそれぞれ検出するブーム角度センサ６ｄ、アーム角度センサ７ｄ、バケット角度センサ８ｄからの検知信号が入力するようになっている。そして制御部１９は、これら入力した検知角α、β、γが、前記操作量Ｘ、Ｙ、Ｚに対応しているか否かの判断をし、対応していない場合、対応させるべく各制御弁６ｂ、７ｂ、８ｂに制御指令を出力し、これによってコントロールバルブ６ｃ、７ｃ、８ｃが切換えられてブームシリンダ６ａ、アームシリンダ７ａ、バケットシリンダ８ａの伸縮制御をするようになっているが、これらの伸縮制御はすでに通常知られたものであるから、これ以上の詳細は省略する。尚、図８の油圧回路図においてＥはエンジン、２０は油圧ポンプ、２１は油タンクである。

また前記本体後半部１１ｂは、本実施の形態では右腕前腕部の先半部まで載置できるようになっているが、本体後半部１１ｂには出入口１１ｄが形成され、本体１１の左右両端部にはガイドレール１１ｅが形成されている。そしてこの出入口１１ｄからは、後方に突出した状態では右腕前腕部の後半部を載置できると共に、肘を置くことができる肘置き部２２がガイドレール１１ｅに案内される状態で前後方向出没自在に設けられているが、該肘置き部２２は、本体１１内に収納できるようになっていると共に、本体１１内に収納した場合、本体貫通孔１１ｃに対応した貫通孔２２ａが形成されていて操作具１３が貫通する状態で収納できるようになっている。因みに本実施の形態では、肘置き部２２は、貫通孔２２ａが形成された前半部位は、本体１１から最大限突出した作用姿勢にした場合、本体後半部１１ｂに積層する姿勢となるように設定されているが、前半部位が本体後半部１１ｂから突出するように設定することもできる。

さらに後半部１１ｂの右方向外端縁部には、支軸２３ａを介して前腕部外れ規制体２３が左右方向揺動自在に設けられているが、該前腕部外れ規制体２３は、後半部１１ｂの上面に重合状に積層した格納姿勢と、後半部１１ｂの右方外側方に起立（垂直姿勢よりもさらに右方外方に揺動して自然状態で自重により格納姿勢にならない位置に起立）して、前腕部が後半部から右方外側方に外れるのを規制する規制姿勢とに揺動偏倚できるようになっている。

さらに本体１１および肘置き部２２には、先端部に面ファスナーから構成されるテープ状の緊縛体２４が３か所設けられており、例えば本体１１を置いた車両の座席２５の脇に設けられるアームレスト２５ａ等の載置部に載置した状態で緊縛体２４を巻回し、面ファスナ同士を貼り付けることでアームレスト２５ａに対して確りとした支持固定ができるようになっている。

叙述の如く構成された本発明を実施するための形態において、走行機体１のフロントアタッチメントを構成するブーム６、アーム７、バケット８は、キャブ５内に配した図示しない操作レバーによりブームシリンダ６ａ、アームシリンダ７ａ、バケットシリンダ８ａを伸縮作動させることで作動するが、本発明が実施されたものにおいては、走行機体１から取り出した状態で独立して携帯することができる操作装置１０によって遠隔操作することができる。

この場合に操作装置１０は、本体１１を車両の座席２５の脇にあるアームレスト２５ａに緊縛体２４で緊縛して固定すると共に、操作具１３、前腕部外れ規制体２３を起立姿勢にし、さらに肘置き部２２を後方に引出して操作可能な状態にする。この状態でオペレータは、座席２５に座し、右手の前腕部を本体１１と肘置き部２２に載せた状態とし、そして右手の指で把持した操作具１３を前後、上下方向に操作したり、左右軸回りに回し操作すると、それらの操作量Ｘ、Ｙ、Ｚが無線送信されて走行機体１に設けた受信手段１８に受信され、これに基づいてブームシリンダ６ａ、アームシリンダ７ａ、バケットシリンダ８ａが伸縮作動してフロントアタッチメントによる作業が遠隔操作することができる。

そしてこの遠隔操作において、オペレータは、前腕を本体１１と引出された肘置き部２２に置いた状態で、左右方向内側を向いている指で起立姿勢の操作具１２を把持して操作するという自然な姿勢での操作ができることになって操作性に優れ、疲労しづらいものになる。
しかもこのものでは、前腕部外れ規制体２３が起立した姿勢になっていて、オペレータの前腕が左右方向外方に外れないようになっているから、前腕の姿勢が崩れて作業がしづらくなるようなことも回避される。

そして作業が終了したら、操作具１１、肘置き部２２、そして前腕部外れ規制体２３を本体１１に格納することで、これら操作具１１、肘置き部２２、そして前腕部外れ規制体２３がありながら操作装置１０自体がコンパクトなものとなって携帯しやすいものとなる。尚、これら格納した操作具１１、肘置き部２２、前腕部外れ規制体２３は緊縛体２４により緊縛されるため、不用意に動いてしまうこともない。

尚、前記実施の形態では、無線による遠隔操作を行うようにしたが、これに限定されるものではなく、走行機体側に例えばＵＳＢメモリ等の外部記憶媒体を接続できる端子（コネクタ）を設けて外部データとして入出力可能なものにしておき、本発明が実施された操作装置側に、この端子に接続できるようリード線に接続された端子を設け、これによって有線式の遠隔操作ができるようにしても勿論よい。
また、前記実施の形態では、油圧ショベルのフロントアタッチメントの遠隔操作の場合について説明したが、これに限定されるものでなく、油圧ショベルである場合、左右の走行モータによる操向（操舵）を含めた前後進操作、旋回モータによる上部旋回体の旋回操作を遠隔操作する場合にも利用することができる。
さらに前記実施の形態では右腕用のものとしたが、左腕用とすることもでき、この場合には左右対称状のものになることは言うまでもない。

本発明は、油圧ショベル等の建設機械における遠隔式の操作装置として利用することができる。

１ 走行機体
６ ブーム
６ａ ブームシリンダ
７ アーム
７ａ アームシリンダ
８ バケット
８ａ バケットシリンダ
１０ 操作装置
１１ 本体
１１ａ 前半部
１１ｂ 後半部
１３ 操作具
１９ 制御部
２２ 肘置き部
２３ 前腕部外れ規制体
２４ 緊縛体

Claims (8)

1. 建設機械に設けられるアクチュエータを操作するための操作装置であって、該操作装置は、独立して携帯できるものであって、
   オペレータの左右何れか一側方に配され、オペレータの手の小指側部位を置くことができる前半部と前腕部を置くことができる後半部とを備えた本体と、
   本体前半部の左右方向内側端縁に揺動自在に枢支され、本体前半部に上側から格納される格納姿勢と、オペレータの手の甲を左右方向外側に向けた状態で本体前半部に手を置いたとき、手のひらと対向する左右方向内側に起立して前記置いた手の指で把持してアクチュエータ作動をするための遠隔操作ができる操作姿勢とに起倒する操作具とを備えて構成されることを特徴とする建設機械における操作装置。
2. 本体後半部の後端から前後方向出没自在に移動し、後方に突出した状態ではオペレータの肘を置くことができる肘置き部をさらに備えて構成されていることを特徴とする請求項１記載の建設機械における操作装置。
3. 本体後半部の左右方向外側端縁に揺動自在に枢支され、本体後半部に上側から格納される格納姿勢と、オペレータ前腕部の左右方向外側に起立して前腕部が後半部から左右方向外側に外れるのを規制する起立姿勢とに起倒する前腕部外れ規制体をさらに備えて構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の建設機械における操作装置。
4. 本体前半部には、操作具を格納するための格納スペースが凹設されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載の建設機械における操作装置。
5. 格納スペースは、貫通孔になっていることを特徴とする請求項４記載の建設機械における操作装置。
6. 本体を置いた車両のアームレストに緊縛できる面ファスナ付きの緊縛体が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１記載の建設機械における操作装置。
7. 操作具は、複数のアクチュエータを遠隔操作できる３Ｄ操作具であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１記載の建設機械における操作装置。
8. 建設機械は油圧ショベルであり、アクチュエータは、ブーム用シリンダ、アーム用シリンダ、バケット用シリンダであることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１記載の建設機械における操作装置。
   

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