JP2019156528A - 遠隔操作端末および遠隔操作端末を備える作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】作業装置の遠隔操作時における誤操作を防止し、作業装置の遠隔操作を容易かつ簡単に行うことができる遠隔操作端末および遠隔操作端末を備える作業車両を提供する。【解決手段】クレーン装置を中心とする方位を検出する方位検出手段である車両側方位センサと、クレーン装置を遠隔操作する第１の操作部である吊り荷移動操作具３５と、吊り荷移動操作具３５の操作によるクレーン装置の作動する方位の基準を設定する第２の操作部である基準変更操作具３４と、を有する遠隔操作端末３２と、遠隔操作端末３２と通信可能に構成され、クレーン装置の作動を制御する制御装置と、を備え、制御装置が、基準変更操作具３４の設定値に基づいて算出した吊り荷移動操作具３５の操作に対するクレーン装置の作動する方位の信号を遠隔操作端末３２から取得すると、クレーン装置の作動する方位にクレーン装置を作動させる。【選択図】図５

Description

本発明は、遠隔操作端末および遠隔操作端末を備える作業車両に関する。

従来、移動式クレーンや高所作業車等の作業装置を備える作業車両において、作業装置のアクチュエータが遠隔操作される作業車両および作業装置のアクチュエータを操作する遠隔操作端末が提案されている。遠隔操作端末を用いた作業では、作業者が作業装置の操作装置から離れた吊り荷近傍または吊り荷の目標位置において吊り荷の移動状態を確認しながら作業を行うことができる。

このような作業車両において、作業装置と遠隔操作端末との相対的な位置関係は、作業状況に応じて変化する。このため、遠隔操作端末によって作業装置を操作する作業者は、作業装置との相対的な位置関係を常に考慮しながら遠隔操作端末の操作具を操作する必要があった。そこで、作業装置と遠隔操作端末との相対的な位置関係に関わらず、遠隔操作端末の操作具の操作方向と作業装置の作動方向とを一致させて、作業装置の操作を容易かつ簡単に行うことができる遠隔操作端末が知られている。例えば、特許文献１の如くである。

特許文献１に記載の遠隔操作装置（遠隔操作端末）には、基準信号として直進性の高いレーザ光等を基準信号として発信する信号発信部が設けられている。また、クレーン（作業装置）側の制御装置には、基準信号の受信部が設けられている。遠隔操作装置は、操作具の基準座標系と基準信号の発信方向とが一致するように構成されている。作業機クレーン側の制御装置は、遠隔操作装置からの基準信号を受信部で受信することで遠隔操作装置の方向を特定し、クレーンの座標系を遠隔操作装置の座標系に一致させる。これにより、遠隔操作装置の操作具の操作方向とクレーンの作動方向とが一致するので、クレーンと遠隔操作装置との相対的な位置関係に関わらず、遠隔操作装置によるクレーンの操作を容易かつ簡単に行うことができる。

しかし、特許文献１に記載の移動式クレーンは、受信部が基準信号を受信することで遠隔操作装置の作業機に対する相対的な方向を特定し、操作具の基準座標系と作業機の座標系とを一致させているため、移動式クレーンの受信部が遠隔操作装置から大きく離間する可能性がある大型のクレーンや、障害物が多い現場などでは受信部が基準信号を受信することができずに移動式クレーンの座標系を遠隔操作装置の座標系に一致させることができない場合があった。

特開２０１０−２２８９０５号公報

本発明の目的は、作業装置の遠隔操作時における誤操作を防止し、作業装置の遠隔操作を容易かつ簡単に行うことができる遠隔操作端末および遠隔操作端末を備える作業車両の提供を目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、第１の発明は、遠隔操作される作業装置を備える作業車両であって、前記作業装置を中心とする方位を検出する方位検出手段と、前記作業装置を遠隔操作する第１の操作部と、前記第１の操作部の操作による前記作業装置の作動する方位の基準を設定する第２の操作部と、を有する遠隔操作端末と、前記遠隔操作端末と通信可能に構成され、前記作業装置の作動を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置が、前記第２の操作部の設定値に基づいて算出した前記第１の操作部の操作に対する前記作業装置の作動する方位の信号を前記遠隔操作端末から取得すると、前記作業装置の作動する方位に前記作業装置を作動させるものである。

第２の発明は、前記作業機に表示手段が設けられ、前記制御装置が、前記方位検出手段が検出した前記作業装置を中心とする方位を前記表示手段に表示させるとともに、前記作業装置の作動する方位の信号を前記遠隔操作端末から取得すると、前記表示手段に前記作業装置の作動する方位を表示させるものである。

第３の発明は、作業車両に設けられた作業装置の遠隔操作端末であって、前記作業装置の制御装置と通信可能に構成され、前記遠隔操作端末の作動を制御する制御部と、前記作業装置を遠隔操作する第１の操作部と、前記第１の操作部の操作による前記作業装置の作動方位の基準を設定する第２の操作部と、を備え、前記制御部が、前記第２の操作部の設定値に基づいて前記第１の操作部の操作に対する前記作業装置の作動方位を算出して前記制御装置に送信するとともに、前記第１の操作部が操作されている間、前記設定値の変更を禁止するものである。

本発明は、以下に示すような効果を奏する。

第１の発明および第３の発明においては、遠隔操作端末が方位を基準として作業装置の作動方向を指示するので、操縦者が方位を認識している限り、作業装置と遠隔操作端末との位置関係に関わらず操縦者が操作中に第１の操作部の操作方向に対する作業装置の作動方向の認識を喪失することがない。これにより、作業装置の遠隔操作時における誤操作を防止し、作業装置の遠隔操作を容易かつ簡単に行うことができる。

第２の発明においては、作業装置に表示されている方位に合わせて遠隔操作端末の基準を変更して作業装置を視認しながら操作することで、操縦者が操作中に第１の操作部の操作方向に対する作業装置の作動方向の認識を喪失することがない。これにより、作業装置の遠隔操作時における誤操作を防止し、作業装置の遠隔操作を容易かつ簡単に行うことができる。

クレーンの全体構成を示す側面図。 クレーンの制御構成を示すブロック図。 遠隔操作端末の概略構成を示す平面図。 遠隔操作端末の制御構成を示すブロック図。 （ａ）遠隔操作端末の基準変更操作具が操作された場合の操作方向基準の方位を表す図、（ｂ）同じく吊り荷移動操作具が操作された場合の荷物の搬送される方位を表す図。 吊り荷移動操作具が操作されている遠隔操作端末とその操作によるクレーンの作動状態を表す模式図。 クレーンに設けられた表示装置の表示態様を示す部分拡大図。 （ａ）遠隔操作端末に表示されているカメラからの映像を表す拡大図、（ｂ）同じく遠隔操作端末の基準変更操作具が操作された場合の遠隔操作端末に表示されているカメラからの映像を表す拡大図。 吊り荷移動操作具が操作された場合の荷物の搬送方向を表す拡大図。

以下に、図１と図２とを用いて、本発明の一実施形態に係る作業車両として移動式クレーン（ラフテレーンクレーン）であるクレーン１について説明する。なお、本実施形態においては、作業車両としてクレーン（ラフテレーンクレーン）ついて説明を行うが、オールテレーンクレーン、トラッククレーン、積載型トラッククレーン、高所作業車等でもよい。

図１に示すように、クレーン１は、不特定の場所に移動可能な移動式クレーンである。クレーン１は、車両２、作業装置であるクレーン装置６およびクレーン装置６を遠隔操作可能な遠隔操作端末３２（図２参照）を有する。

車両２は、クレーン装置６を搬送するものである。車両２は、複数の車輪３を有し、エンジン４を動力源として走行する。車両２には、アウトリガ５が設けられている。アウトリガ５は、車両２の幅方向両側に油圧によって延伸可能な張り出しビームと地面に垂直な方向に延伸可能な油圧式のジャッキシリンダとから構成されている。車両２は、アウトリガ５を車両２の幅方向に延伸させるとともにジャッキシリンダを接地させることにより、クレーン１の作業可能範囲を広げることができる。

クレーン装置６は、荷物Ｗをワイヤロープによって吊り上げるものである。クレーン装置６は、旋回台７、ブーム９、ジブ９ａ、メインフックブロック１０、サブフックブロック１１、起伏用油圧シリンダ１２、メインウインチ１３、メインワイヤロープ１４、サブウインチ１５、サブワイヤロープ１６およびキャビン１７等を具備する。

旋回台７は、クレーン装置６を旋回可能に構成するものである。旋回台７は、円環状の軸受を介して車両２のフレーム上に設けられる。旋回台７は、円環状の軸受の中心を回転中心として回転自在に構成されている。旋回台７には、アクチュエータである油圧式の旋回用油圧モータ８が設けられている。旋回台７は、旋回用油圧モータ８によって一方向と他方向とに旋回可能に構成されている。

アクチュエータである旋回用油圧モータ８は、電磁比例切換弁である旋回用バルブ２３（図２参照）によって回転操作される。旋回用バルブ２３は、旋回用油圧モータ８に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、旋回台７は、旋回用バルブ２３によって回転操作される旋回用油圧モータ８を介して任意の旋回速度に制御可能に構成されている。旋回台７には、旋回台７の旋回位置（角度）と旋回速度とを検出する旋回用センサ２７（図２参照）が設けられている。

ブームであるブーム９は、荷物Ｗを吊り上げ可能な状態にワイヤロープを支持するものである。ブーム９は、複数のブーム部材から構成されている。ブーム９は、ベースブーム部材の基端が旋回台７の略中央に揺動可能に設けられている。ブーム９は、各ブーム部材をアクチュエータである図示しない伸縮用油圧シリンダで移動させることで軸方向に伸縮自在に構成されている。また、ブーム９には、ジブ９ａが設けられている。ジブ９ａは、ブーム９のベースブーム部材に設けられたジブ支持部によってベースブーム部材に沿った姿勢で保持されている。ジブ９ａの基端は、トップブーム部材のジブ支持部に連結可能に構成されている。

アクチュエータである図示しない伸縮用油圧シリンダは、電磁比例切換弁である伸縮用バルブ２４（図２参照）によって伸縮操作される。伸縮用バルブ２４は、伸縮用油圧シリンダに供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。ブーム９には、ブーム９の長さを検出する伸縮用センサ２８と、ブーム９の先端を中心とする方位を検出する車両側方位センサ２９とが設けられている。

検知装置であるカメラ９ｂ（図２参照）は、荷物Ｗおよび荷物Ｗ周辺の地物を撮影するものである。カメラ９ｂは、ブーム９の先端部に設けられている。カメラ９ｂは、荷物Ｗの鉛直上方から荷物Ｗおよびクレーン１周辺の地物や地形を撮影可能に構成されている。

メインフックブロック１０とサブフックブロック１１とは、荷物Ｗを吊るものである。メインフックブロック１０には、メインワイヤロープ１４が巻き掛けられる複数のフックシーブと、荷物Ｗを吊るメインフック１０ａとが設けられている。サブフックブロック１１には、荷物Ｗを吊るサブフック１１ａが設けられている。

アクチュエータである起伏用油圧シリンダ１２は、ブーム９を起立および倒伏させ、ブーム９の姿勢を保持するものである。起伏用油圧シリンダ１２は、シリンダ部の端部が旋回台７に揺動自在に連結され、ロッド部の端部がブーム９のベースブーム部材に揺動自在に連結されている。起伏用油圧シリンダ１２は、電磁比例切換弁である起伏用バルブ２５（図２参照）によって伸縮操作される。起伏用バルブ２５は、起伏用油圧シリンダ１２に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。ブーム９には、ブーム９の起伏角度を検出する起伏用センサ３０（図２参照）が設けられている。

メインウインチ１３とサブウインチ１５とは、メインワイヤロープ１４とサブワイヤロープ１６との繰り入れ（巻き上げ）および繰り出し（巻き下げ）を行うものである。メインウインチ１３は、メインワイヤロープ１４が巻きつけられるメインドラムがアクチュエータである図示しないメイン用油圧モータによって回転され、サブウインチ１５は、サブワイヤロープ１６が巻きつけられるサブドラムがアクチュエータである図示しないサブ用油圧モータによって回転されるように構成されている。

メイン用油圧モータは、電磁比例切換弁であるメイン用バルブ２６ｍ（図２参照）によって回転操作される。メインウインチ１３は、メイン用バルブ２６ｍによってメイン用油圧モータを制御し、任意の繰り入れおよび繰り出し速度に操作可能に構成されている。同様に、サブウインチ１５は、電磁比例切換弁であるサブ用バルブ２６ｓ（図２参照）によってサブ用油圧モータを制御し、任意の繰り入れおよび繰り出し速度に操作可能に構成されている。

キャビン１７は、操縦席を覆うものである。キャビン１７は、旋回台７に搭載されている。図示しない操縦席が設けられている。操縦席には、車両２を走行操作するための操作具やクレーン装置６を操作するための旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１ｍ、サブドラム操作具２１ｓ等が設けられている（図２参照）。旋回操作具１８は、旋回用油圧モータ８を操作することができる。起伏操作具１９は、起伏用油圧シリンダ１２を操作することができる。伸縮操作具２０は、伸縮用油圧シリンダを操作することができる。メインドラム操作具２１ｍは、メイン用油圧モータを操作することができる。サブドラム操作具２１ｓは、サブ用油圧モータを操作することができる。

通信機２２（図２参照）は、遠隔操作端末３２からの制御信号を受信し、クレーン装置６からの制御情報等を送信するものである。通信機２２は、キャビン１７に設けられている。通信機２２は、遠隔操作端末３２からの制御信号等を受信すると図示しない通信線を介して制御装置３１に転送するように構成されている。また、通信機２２は、制御装置３１からの制御情報やカメラ９ｂからの映像ｉを図示しない通信線を介して遠隔操作端末３２に転送するように構成されている。

表示手段である表示装置４３は、方位およびブーム先端の作動方向を表示するものである。表示装置４３は、方位を示すマークや文字を表示可能な電光掲示板等から構成されている。また、表示装置４３は、全方位から視認可能な円筒状または多角形状の表示装置４３から構成されている。表示装置４３は、ブーム９の起伏角度に関わらず水平状態を維持するように制御されている。表示装置４３には、車両側方位センサ２９から取得した方位に基づいて、北方向を示す表示である「Ｎ」、東方向を示す「Ｅ」、南方向を示す「Ｓ」、西方向を示す「Ｗ」等を表示している。なお、方位の表示は、色、アイコン、点滅信号等、方位を識別できるものであればよい。

方位検出手段である車両側方位センサ２９は、クレーン装置６のブーム９の先端を中心とする方位を検出するものである。車両側方位センサ２９は、３軸タイプの方位センサから構成されている。車両側方位センサ２９は、地磁気を検出して絶対方位を算出する。車両側方位センサ２９は、ブーム９の先端部分に設けられている。

図２に示すように、制御装置３１は、各操作弁を介してクレーン１のアクチュエータを制御するものである。制御装置３１は、キャビン１７内に設けられている。制御装置３１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。制御装置３１は、各アクチュエータや切換え弁、センサ等の動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。

制御装置３１は、カメラ９ｂ、旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１ｍおよびサブドラム操作具２１ｓに接続され、カメラ９ｂの映像ｉを取得し、旋回操作具１８、起伏操作具１９、メインドラム操作具２１ｍおよびサブドラム操作具２１ｓのそれぞれの操作量を取得することができる。

制御装置３１は、通信機２２に接続され、遠隔操作端末３２からの制御信号を取得し、クレーン装置６からの制御情報やカメラ９ｂからの映像ｉ等を送信することができる。

制御装置３１は、旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓに接続され、旋回用バルブ２３、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓに制御信号を伝達することができる。

制御装置３１は、旋回用センサ２７、伸縮用センサ２８、車両側方位センサ２９および起伏用センサ３０に接続され、旋回台７の旋回位置、ブーム長さ、起伏角度およびブーム９の先端を中心とする方位を取得することができる。

制御装置３１は、表示装置４３に接続され、表示装置４３に車両側方位センサ２９から取得した方位を表示させることができる。また、制御装置３１は、旋回用バルブ２３、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓ伝達する制御信号からブーム９の先端が作動する方位を算出し、その方位を表示装置４３に表示させることができる。

制御装置３１は、旋回操作具１８、起伏操作具１９、メインドラム操作具２１ｍおよびサブドラム操作具２１ｓの操作量に基づいて各操作具に対応した制御信号を生成する。

このように構成されるクレーン１は、車両２を走行させることで任意の位置にクレーン装置６を移動させることができる。また、クレーン１は、起伏操作具１９の操作によって起伏用油圧シリンダ１２でブーム９を任意の起伏角度に起立させて、伸縮操作具２０の操作によってブーム９を任意のブーム９長さに延伸させたりすることでクレーン装置６の揚程や作業半径を拡大することができる。また、クレーン１は、サブドラム操作具２１ｓ等によって荷物Ｗを吊り上げて、旋回操作具１８の操作によって旋回台７を旋回させることで荷物Ｗを搬送することができる。

次に、図３から図５を用いて遠隔操作端末３２について説明する。
図３に示すように、遠隔操作端末３２は、クレーン１を遠隔操作する際に使用するものである。遠隔操作端末３２は、筐体３３、筐体３３の操作面に設けられる第１の操作部である吊り荷移動操作具３５、第２の操作部である基準変更操作具３４、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓ、端末側起伏操作具３９、端末側表示装置４０、端末側通信機４１および端末側制御装置４２（図２、図４参照）等を具備する。遠隔操作端末３２は、操作方向基準Ｂｏを基準変更操作具３４によって設定し、吊り荷移動操作具３５または各種操作具の操作により荷物Ｗを移動させる各アクチュエータのバルブの制御信号をクレーン装置６に送信する。

遠隔操作端末３２の操作方向基準Ｂｏは、吊り荷移動操作具３５の任意の方向への傾倒操作によって移動される荷物Ｗの方位を設定するための基準である。具体的には、操作方向基準Ｂｏは、吊り荷移動操作具３５の任意の方向への傾倒操作によって移動する荷物Ｗの移動方向（クレーン装置６の作動方向）を補正するための北方向からの補正角度θ１を設定する基準である。本実施形態において、遠隔操作端末３２の操作方向基準Ｂｏは、筐体３３の操作面に向かって上方向の操作方向に設定されている（破線矢印参照）。

筐体３３は、遠隔操作端末３２の主たる構成部材である。筐体３３は、操縦者が手で保持可能な大きさの筐体に構成されている。筐体３３には、操作面に吊り荷移動操作具３５、基準変更操作具３４、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓ、端末側起伏操作具３９、端末側表示装置４０および端末側通信機４１（図２、図４参照）が設けられている。

第２の操作部である基準変更操作具３４は、操作方向基準Ｂｏに対する方位を変更する指示が入力されるものである。基準変更操作具３４は、筐体３３の操作面から突出した回転つまみおよび回転つまみの回転位置である回転方向および回転量を検出する図示しないセンサから構成されている。基準変更操作具３４は、回転つまみが任意の方向に回転操作可能に構成されている。基準変更操作具３４は、回転つまみの回転位置から北方向と操作方向基準Ｂｏとの間の角度である補正角度θ１（図５（ａ）参照）についての信号を端末側制御装置４２に伝達するように構成されている。

第１の操作部である吊り荷移動操作具３５は、任意の水平面において任意の方向に任意の速度で荷物Ｗを移動させる指示が入力されるものである。吊り荷移動操作具３５は、筐体３３の操作面から略垂直に起立した操作スティックおよび操作スティックの傾倒方向および傾倒量を検出する図示しないセンサから構成されている。吊り荷移動操作具３５は、操作スティックが任意の方向に傾倒操作可能に構成されている。吊り荷移動操作具３５は、センサで検出した操作スティックの傾倒方向と操作方向基準Ｂｏまでの間の傾倒角度θ２（図５（ｂ）参照）およびその傾倒量についての信号を端末側制御装置４２に伝達するように構成されている。、吊り荷移動操作具３５には、筐体３３の操作面に向かって上方向を示す矢印Ａａ、操作面に向かって右方向を示す矢印Ａｂ、操作面に向かって下方向を示す矢印Ａｃ、操作面に向かって左方向を示す矢印Ａｄが吊り荷移動操作具３５の傾倒角度θ２の目安として表示されている。

端末側旋回操作具３６は、クレーン装置６を任意の移動方向に任意の移動速度で旋回させる指示が入力されるものである。端末側旋回操作具３６は、筐体３３の操作面から略垂直に起立した操作スティックおよび操作スティックの傾倒方向および傾倒量を検出する図示しないセンサから構成されている。端末側旋回操作具３６は、左旋回を指示する方向および右旋回を指示する方向にそれぞれ傾倒可能に構成されている。

端末側伸縮操作具３７は、ブーム９を任意の速度で伸縮させる指示が入力されるものである。端末側伸縮操作具３７は、筐体３３の操作面から起立した操作スティックおよびその傾倒方向および傾倒量を検出する図示しないセンサから構成されている。端末側伸縮操作具３７は、延伸を指示する方向および収縮を指示する方向にそれぞれ傾倒可能に構成されている。

端末側メインドラム操作具３８ｍは、メインウインチ１３を任意の速度で任意の方向に回転させる指示が入力されるものである。端末側メインドラム操作具３８ｍは、筐体３３の操作面から起立した操作スティックおよびその傾倒方向および傾倒量を検出する図示しないセンサから構成されている。端末側メインドラム操作具３８ｍは、メインワイヤロープ１４の巻き上げを指示する方向および巻き下げを指示する方向にそれぞれ傾倒可能に構成されている。端末側サブドラム操作具３８ｓについても同様に構成されている。

端末側起伏操作具３９は、ブーム９を任意の速度で起伏させる指示が入力されるものである。端末側起伏操作具３９は、筐体３３の操作面から起立した操作スティックおよびその傾倒方向および傾倒量を検出する図示しないセンサから構成されている。端末側起伏操作具３９は、起立を指示する方向および倒伏を指示する方向にそれぞれ傾倒可能に構成されている。

端末側表示装置４０は、クレーン１の姿勢情報や荷物Ｗの情報等の様々な情報を表示するものである。端末側表示装置４０は、液晶画面等の画像表示装置４３から構成されている。端末側表示装置４０は筐体３３の操作面に設けられている。端末側表示装置４０には、遠隔操作端末３２の操作方向基準Ｂｏの方位が表示されている。方位の表示は、基準変更操作具３４の回転位置に連動して回転表示される。すなわち、端末側表示装置４０には、基準変更操作具３４の回転方向および回転量が反映された操作方向基準Ｂｏ（実線矢印参照）と方位との相対的な位置関係が表示されている。

さらに、端末側表示装置４０には、筐体３３の操作面に向かって上方向を示す矢印Ａａ、操作面に向かって右方向を示す矢印Ａｂ、操作面に向かって下方向を示す矢印Ａｃ、操作面に向かって左方向を示す矢印Ａｄが吊り荷移動操作具３５の傾倒角度θ２の目安として表示されている。

図４に示すように、端末側通信機４１は、クレーン装置６の制御情報等を受信し、遠隔操作端末３２からの制御情報等を送信するものである。端末側通信機４１は、筐体３３の内部に設けられている。端末側通信機４１は、クレーン装置６からの映像ｉや制御信号等を受信すると端末側制御装置４２に伝達するように構成されている。また、端末側通信機４１は、端末側制御装置４２からの制御情報をクレーン１のクレーン装置６に送信するように構成されている。

制御部である端末側制御装置４２は、遠隔操作端末３２を制御するものである。端末側制御装置４２は、遠隔操作端末３２の筐体３３内に設けられている。端末側制御装置４２は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。端末側制御装置４２は、吊り荷移動操作具３５、基準変更操作具３４、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓ、端末側起伏操作具３９、端末側表示装置４０、端末側通信機４１等の動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。

端末側制御装置４２は、吊り荷移動操作具３５、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓおよび端末側起伏操作具３９に接続され、各操作具の操作スティックの傾倒方向および傾倒量からなる操作信号を取得することができる。また、端末側制御装置４２は、基準変更操作具３４に接続され、基準変更操作具３４の回転位置である回転方向および回転角度からなる操作信号を取得することができる。

端末側制御装置４２は、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓおよび端末側起伏操作具３９の各センサから取得した各操作スティックの操作信号から、対応する旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓの制御信号を生成することができる。

端末側制御装置４２は、端末側表示装置４０に接続され、端末側表示装置４０にクレーン装置６からの映像ｉや各種情報を表示させることができる。また、端末側制御装置４２は、基準変更操作具３４の回転つまみの回転位置から取得した回転方向および補正角度θ１に連動して方位の表示を回転表示させることができる。端末側制御装置４２は、端末側通信機４１に接続され、端末側通信機４１を介してクレーン装置６の通信機２２との間で各種情報を送受信することができる。

図５（ａ）に示すように、端末側制御装置４２（図４参照）は、回転操作された基準変更操作具３４から取得した回転位置である回転方向、および北方向からの角度である補正角度θ１についての操作信号に基づいて、北方向に対して操作方向基準Ｂｏを相対回転させる。例えば、基準変更操作具３４が一方向（図５（ａ）における右方向）に角度θ１として４５°の位置に回転操作された場合、端末側制御装置４２は、補正方向として北方向から他方向（図５（ａ）における左方向）に補正角度θ１として４５°だけ操作方向基準Ｂｏを回転させて、操作方向基準Ｂｏの方位を北西方向に補正する。この際、端末側制御装置４２は、基準変更操作具３４からの補正角度θ１についての操作信号に基づいて、端末側表示装置４０に表示させている方位の表示を一方向（図５（ａ）における右方向）へ補正角度θ１＝４５°の位置に回転させる。つまり、端末側表示装置４０には、操作方向基準Ｂｏの方位である操作面の上方向に北西方向が表示される。

図５（ｂ）に示すように、端末側制御装置４２（図４参照）は、吊り荷移動操作具３５から取得した、操作方向基準Ｂｏから操作スティックの傾倒方向までの間の角度である傾倒角度θ２、傾倒方向および傾倒量についての操作信号に基づいて、操作方向基準Ｂｏからの荷物Ｗの移動方向および移動速度を算出する。例えば、操作方向基準Ｂｏが北方向に設定されている状態において、吊り荷移動操作具３５が操作方向基準Ｂｏの左右一側に傾倒角度θ２として４５°だけ傾倒操作された場合、端末側制御装置４２は、基準変更操作具３４によって設定された補正角度θ１（図５（ｂ）においては補正角度θ１が０°）およびその補正方向（図５（ｂ）においては補正角度θ１が０°であるため補正方向は設定されていない）と傾倒角度θ２から、北方向に対する荷物Ｗの移動角度θ＝θ１（＝０°）＋θ２（＝４５°）を算出する。端末側制御装置４２は、移動角度θ＝４５°の方向である北西へ傾倒量に応じた移動速度で荷物Ｗを移動させる制御信号を算出する。

次に、図６と図７とを用いて、遠隔操作端末３２における操作方向基準Ｂｏの設定および遠隔操作端末３２によるクレーン装置６の制御について説明する。クレーン１の車両２の方向として、車両２の前進方向（ブーム９を基準としてキャビン１７方向）を前方向、後進方向（ブーム９を基準と対向する方向）を後方向、前方向に向かって右側を右方向、前方向に向かって左側を左方向とする。本実施形態において、遠隔操作端末３２の操作方向基準Ｂｏ（図５から図８における破線矢印）は、筐体３３の操作面に向かって上方向の操作方向（吊り荷移動操作具３５および端末側表示装置４０に表示されている矢印Ａａ方向）に設定されているものとする。また、補正角度θ１および傾倒角度θ２は、矢印Ａａ方向から左方向を＋方向とし、矢印Ａａ方向から右方向を−方向とし、角度の加減に各符号を用いるものとする。

図６に示すように、北方向と操作方向基準Ｂｏとが一致しない回転位置として、クレーン１の配置に合わせて基準変更操作具３４が右方向に補正角度θ１＝４５°だけ回転操作されている場合（図５（ａ）参照）、遠隔操作端末３２は、北方向から補正方向である左方向に補正角度θ１＝４５°だけ回転された位置に操作方向基準Ｂｏを補正する。つまり、遠隔操作端末３２は、北方向から西方向に補正角度θ１＝４５°だけ回転させた位置である北西方向に操作方向基準Ｂｏが設定されている。この際、遠隔操作端末３２の端末側表示装置４０には、方位の表示である北西を表す「ＮＷ」が操作方向基準Ｂｏである矢印Ａａの方向に表示されている。

遠隔操作端末３２の吊り荷移動操作具３５の任意の方向への傾倒操作として、例えば操作方向基準Ｂｏである矢印Ａａから左方向の傾倒角度θ２＝４５°の方向に任意の傾倒量だけ傾倒操作された場合、端末側制御装置４２は、操作方向基準Ｂｏから操作スティックの左方向（＋方向）への傾倒方向までの間の角度である傾倒角度θ２＝４５°および傾倒量についての操作信号を吊り荷移動操作具３５の図示しないセンサから取得する。さらに、端末側制御装置４２は、取得した操作信号と操作方向基準Ｂｏの北方向からの補正量である左方向（＋方向）への補正角度θ１＝４５°とから、北方向からの荷物Ｗの移動角度θ＝補正角度θ１＋傾倒角度θ２＝９０°の移動方向、つまり西方向および傾倒量に応じた移動速度で荷物Ｗを移動させる制御信号を算出する。そして、遠隔操作端末３２は、端末側制御装置４２で算出した移動角度θと傾倒量に基づいて対応する旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓの制御信号を生成し、端末側通信機４１によってクレーン１に送信する。

端末側制御装置４２は、吊り荷移動操作具３５の傾倒方向、傾倒角度θ２および傾倒量についての操作信号を取得している間、すなわち、荷物Ｗを移動させるクレーン装置６に対する制御信号を生成している間、基準変更操作具３４から補正角度θ１についての操作信号を取得した際の操作方向基準Ｂｏの回転処理を実施しない。

クレーン１は、遠隔操作端末３２から荷物Ｗの移動角度θおよび傾倒量に応じた移動速度の制御信号を受信すると、移動角度θの方向に傾倒量に応じた速度で荷物Ｗを移動させる。クレーン１は、吊り荷移動操作具３５が矢印Ａａから左方向（＋方向）に傾倒角度θ２で所定の傾倒量だけ傾倒されているので、吊り荷移動操作具３５の傾倒量に対応する搬送速度で北方向から移動角度θ＝補正角度θ１＋傾倒角度θ２＝９０°の方向である西方向に荷物Ｗを移動させる。この際、クレーン１は、旋回用油圧モータ８、縮用油圧シリンダ、起伏用油圧シリンダ１２およびメイン用油圧モータ等を荷物Ｗの移動軌跡に応じて制御する。

図７に示すように、クレーン１は、遠隔操作端末３２から荷物Ｗの移動角度θの操作信号を受信すると、表示装置４３に、既に表示されている方位を示す表示に加えてクレーン１のブーム９が移動する方向を示す表示がされる。本実施形態において、クレーン１は、表示装置４３にブーム９が進む方位に任意の色で発光する方向マークＭｄを表示させる。

このように構成することで、クレーン１は、操縦者がクレーン１の配置状態に合わせて遠隔操作端末３２の操作方向基準Ｂｏを基準変更操作具３４によって任意の値に設定することで吊り荷移動操作具３５の操作方向に対するクレーン装置６の作動方向の認識を喪失することがない。この際、遠隔操作端末３２の端末側表示装置４０には、操作方向基準Ｂｏに対する方位が表示されるので、操縦者が方位と操作方向基準Ｂｏとの関係を視覚的に把握しやすい。さらに、クレーン１のブーム９の先端には、表示装置４３によって方位が表示されるとともに、ブーム９の移動方位が表示されるので、ブーム９の先端を見ながら移動方位を入力し易い。また、遠隔操作端末３２は、吊り荷移動操作具３５が操作されている間、基準変更操作具３４によって任意に設定された操作方向基準Ｂｏを基準変更操作具３４の操作によって変更できないので、操縦者が吊り荷移動操作具３５の操作方向に対するクレーン装置６の作動方向の認識を喪失することがない。これにより、クレーン装置６の遠隔操作時における誤操作を防止し、作業装置の遠隔操作を容易かつ簡単に行うことができる。

次に、図８と図９とを用いて、カメラ９ｂによる荷物Ｗの映像ｉの表示の態様について説明する。クレーン１は、ブーム９の先端部に設けられているカメラ９ｂからの映像ｉを遠隔操作端末３２の端末側表示装置４０に表示させることができる。

遠隔操作端末３２の端末側制御装置４２（図４参照）は、端末側通信機４１を介してカメラ９ｂが撮影した映像ｉを取得することができる。また、端末側制御装置４２は、取得した画像に配置マークＭａを表示させることができる（図８参照）。また、端末側制御装置４２は、取得した映像ｉを基準変更操作具３４の操作信号に応じて回転させて端末側表示装置４０に表示させることができる（図８参照）。また、端末側制御装置４２は、取得した吊り荷移動操作具３５の操作信号に応じて移動マークＭｔを表示させることができる（図９参照）。

図８（ａ）に示すように、端末側表示装置４０には、方位の表示に加えて、カメラ９ｂが撮影している荷物Ｗの鉛直上方からの映像ｉが表示される。映像ｉには、荷物Ｗを中心とする所定の範囲の映像ｉが含まれている。また、端末側表示装置４０には、荷物Ｗを中心とする所定の範囲の映像ｉに加えて、車両２またはクレーン装置６の配置方向を示す配置マークＭａ（本実施形態においては三角マーク）が表示されている。これにより、操縦者は、車両２またはクレーン装置６に対するカメラ９ｂの向きに関わらず、映像ｉ上において荷物Ｗからの車両２またはクレーン装置６の配置方向を常に把握することができる。なお、端末側表示装置４０に表示される映像ｉの枠形状は、矩形でも円形でもよい。

さらに、端末側表示装置４０には、荷物Ｗを中心とする所定の範囲の映像ｉに加えて、荷物Ｗの移動方向および移動速度を示す移動マークＭｔ（図９における黒塗矢印）を吊り荷移動操作具３５の傾倒方向に応じて表示させることができる。これにより、操縦者は、車両２またはクレーン装置６に対するカメラ９ｂの向きに関わらず、映像ｉ上において荷物Ｗの移動方向を常に把握することができる。

遠隔操作端末３２の端末側制御装置４２は、端末側通信機４１を介してカメラ９ｂが撮影した映像ｉを取得することができる。また、端末側制御装置４２は、取得した画像に配置マークＭａを表示させることができる。また、端末側制御装置４２は、取得した映像ｉを基準変更操作具３４の操作信号に応じて回転させて端末側表示装置４０に表示させることができる。また、端末側制御装置４２は、取得した吊り荷移動操作具３５の操作信号に応じて移動マークＭｔを表示させることができる。

図８（ｂ）に示すように、遠隔操作端末３２の端末側制御装置４２は、回転操作された基準変更操作具３４から取得した回転位置である回転方向、および北方向からの角度である補正角度θ１についての操作信号を取得すると、端末側表示装置４０に表示させている方位の表示および映像ｉを補正角度θ１だけ回転させる。例えば、基準変更操作具３４が一方向（図５（ａ）における右方向）に操作方向基準Ｂｏから角度θ１＝９０°の位置に回転操作された場合、端末側制御装置４２は、映像ｉおよび配置マークＭａを一方向に補正角度θ１＝９０°だけ回転させて、端末側表示装置４０に表示させる。

図９に示すように、遠隔操作端末３２の端末側制御装置４２は、吊り荷移動操作具３５から取得した操作方向基準Ｂｏから操作スティックの傾倒方向までの間の角度である傾倒角度θ２、傾倒方向および傾倒量についての操作信号を取得すると、移動マークＭｔとして荷物Ｗの移動方向を指し示す矢印を荷物Ｗの移動速度に応じた大きさで端末側表示装置４０に表示させる。例えば、吊り荷移動操作具３５が操作方向基準Ｂｏの左右一側に傾倒角度θ２＝４５°だけ傾倒操作された場合、端末側制御装置４２は、基準変更操作具３４によって設定された補正角度θ１＝９０°およびその補正方向と傾倒角度θ２＝４５°から算出した北方向に対して移動角度θ＝１３５°の移動方向である南西方向を示し、かつその移動速度を示す移動マークＭｔ（黒塗矢印）を表示させる。

遠隔操作端末３２の端末側制御装置４２は、吊り荷移動操作具３５の傾倒方向、傾倒角度θ２および傾倒量についての操作信号を取得している間、すなわち、荷物Ｗを移動させるクレーン装置６に対する制御信号を生成している間、基準変更操作具３４から補正角度θ１についての操作信号を取得した際の映像ｉおよび配置マークＭａの回転処理を実施しない。

このように構成することで、操縦者は、映像ｉにおいてクレーン１の配置方向を配置マークＭａで常に認識し、荷物Ｗの移動方向および移動速度を移動マークＭｔで常に認識しているので、クレーン１と荷物Ｗとその周辺との位置関係が把握し易い。これにより、クレーン１は、クレーン装置６の遠隔操作を容易かつ簡単に行うことができる。

なお、本実施形態において、複数の遠隔操作端末３２によってクレーン装置６を操作する場合、遠隔操作端末３２毎に操作方向基準Ｂｏの方位を定めるように構成してもよい。また、端末側表示装置４０に３Ｄマッピングによる空間座標を表示させ、方位を重畳的に表示させてもよい。

上述の実施形態は、代表的な形態を示したに過ぎず、一実施形態の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１ クレーン
６ クレーン装置
３１ 制御装置
３２ 遠隔操作端末
３４ 基準変更操作具
３５ 吊り荷移動操作具
４２ 端末制御装置

Claims (3)

1. 遠隔操作される作業装置を備える作業車両であって、
   前記作業装置を中心とする方位を検出する方位検出手段と、
   前記作業装置を遠隔操作する第１の操作部と、前記第１の操作部の操作による前記作業装置の作動する方位の基準を設定する第２の操作部と、を有する遠隔操作端末と、
   前記遠隔操作端末と通信可能に構成され、前記作業装置の作動を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置が、前記第２の操作部の設定値に基づいて算出した前記第１の操作部の操作に対する前記作業装置の作動する方位の信号を前記遠隔操作端末から取得すると、前記作業装置の作動する方位に前記作業装置を作動させる作業車両。
2. 前記作業機に表示手段が設けられ、
   前記制御装置が、前記方位検出手段が検出した前記作業装置を中心とする方位を前記表示手段に表示させるとともに、前記作業装置の作動する方位の信号を前記遠隔操作端末から取得すると、前記表示手段に前記作業装置の作動する方位を表示させる請求項１に記載の作業車両。
3. 作業車両に設けられた作業装置の遠隔操作端末であって、
   前記作業装置の制御装置と通信可能に構成され、前記遠隔操作端末の作動を制御する制御部と、
   前記作業装置を遠隔操作する第１の操作部と、
   前記第１の操作部の操作による前記作業装置の作動方位の基準を設定する第２の操作部と、を備え、
   前記制御部が、前記第２の操作部の設定値に基づいて前記第１の操作部の操作に対する前記作業装置の作動方位を算出して前記制御装置に送信するとともに、前記第１の操作部が操作されている間、前記設定値の変更を禁止する遠隔操作端末。

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