JP2021050575A - Control system - Google Patents

Control system Download PDF

Info

Publication number
JP2021050575A
JP2021050575A JP2019175252A JP2019175252A JP2021050575A JP 2021050575 A JP2021050575 A JP 2021050575A JP 2019175252 A JP2019175252 A JP 2019175252A JP 2019175252 A JP2019175252 A JP 2019175252A JP 2021050575 A JP2021050575 A JP 2021050575A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motion
work
observer
motion transmission
control system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019175252A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7282644B2 (en
Inventor
裕保 斉藤
Hiroyasu Saito
裕保 斉藤
秀一 森木
Shuichi Moriki
秀一 森木
井村 進也
Shinya Imura
進也 井村
隆昭 石井
Takaaki Ishii
隆昭 石井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority to JP2019175252A priority Critical patent/JP7282644B2/en
Priority to PCT/JP2020/026335 priority patent/WO2021059655A1/en
Publication of JP2021050575A publication Critical patent/JP2021050575A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7282644B2 publication Critical patent/JP7282644B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

To provide a control system capable of correctly grasping the following operation of a work machine under an automatic operation.SOLUTION: A control system comprises: an automatic operation switch validating an automatic operation of a work machine; an automatic operation control device 23 automatically controlling an operation of a hydraulic shovel 1 when an automatic operation is validated by the automatic operation switch 20; and an operation transmission device 22 visually transmitting operation information of the hydraulic shovel 1 to a monitoring person. The operation transmission device 22 transmits operation information regarding a following operation content to the monitoring person before performing the following operation when a present operation is different from the following operation.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、制御システムに関する。 The present invention relates to a control system.

近年、土木建設業界においては熟練オペレータ数の減少が懸念されており、これに伴う施工精度の低下や人件費の抑制を目的として、作業機械の自動化に関する技術が開発されている。 In recent years, there is concern that the number of skilled operators will decrease in the civil engineering and construction industry, and technologies related to automation of work machines have been developed for the purpose of reducing construction accuracy and labor costs.

このような作業機械の自動化に係る技術として、例えば、特許文献1には、手動操作手段と、油圧源に連絡された油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータへの給排通路に介装されるとともにソレノイド機構等の電磁駆動手段により前記給排通路の開閉絞りをなすコントロールバルブと、このコントロールバルブに対し前記手動操作手段の操作信号に比例した駆動信号を出力するバルブコントローラと、前記手動操作手段からの操作信号を取り込んでこれを記憶するメモリ部およびこのメモリ部における記憶信号に基づいて前記バルブコントローラに駆動信号を出力可能とする演算出力部を有する自動作業コントローラと、前記手動操作信号からの出力と前記自動作業コントローラからの出力とを選択して前記バルブコントローラに出力する切り換え手段とからなる油圧駆動機械の作業自動化装置が開示されている。 As a technique related to the automation of such a work machine, for example, in Patent Document 1, a manual operation means, a hydraulic actuator connected to a hydraulic source, and a solenoid are interposed in a supply / discharge passage to the hydraulic actuator. From a control valve that opens and closes the air supply / discharge passage by an electromagnetic drive means such as a mechanism, a valve controller that outputs a drive signal proportional to the operation signal of the manual operation means to the control valve, and the manual operation means. An automatic work controller having a memory unit that captures and stores an operation signal and an arithmetic output unit that can output a drive signal to the valve controller based on the storage signal in the memory unit, and an output from the manual operation signal. A work automation device for a hydraulic drive machine including a switching means for selecting an output from the automatic work controller and outputting the output to the valve controller is disclosed.

特開平2−167933号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-167933

上記従来技術においては、一回目の動作を二回目以降も自動的に繰り返させることで、作業機械に自動的に作業を行わせている。しかしながら、作業機械に搭乗しているオペレータ、或いは、遠隔操縦者等の監視者は、自動作業中の作業機械の次の動作を正確に把握することができないため、作業機械の不適切な動作を事前に把握して抑制するが困難である。 In the above-mentioned prior art, the work machine is made to perform the work automatically by automatically repeating the first operation from the second time onward. However, since the operator on the work machine or the observer such as the remote operator cannot accurately grasp the next operation of the work machine during automatic work, the work machine may be improperly operated. It is difficult to grasp in advance and suppress it.

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、自動作業中の作業機械の次の動作を正確に把握することができる制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a control system capable of accurately grasping the next operation of a work machine during automatic work.

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、作業機械の自動運転を有効状態とする自動運転スイッチと、前記自動運転スイッチによって自動運転が有効状態である場合に作業機械の動作を自動で制御する自動運転制御装置と、作業機械の動作情報を監視者に触覚により伝達する動作伝達装置とを備え、前記動作伝達装置は、現在の動作と次の動作とが異なる場合に、次の動作を行う前に監視者に次の動作内容に関する動作情報を伝達するものとする。 The present application includes a plurality of means for solving the above problems. For example, an automatic operation switch for enabling automatic operation of a work machine and a case where automatic operation is enabled by the automatic operation switch. It is equipped with an automatic operation control device that automatically controls the operation of the work machine and an operation transmission device that transmits the operation information of the work machine to the observer by tactile sensation. If they are different, the operation information regarding the next operation content shall be transmitted to the observer before performing the next operation.

本発明によれば、自動作業中の作業機械の次の動作を正確に把握することができ、作業機械の不適切な動作を事前に把握して抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately grasp the next operation of the work machine during automatic work, and it is possible to grasp and suppress an inappropriate operation of the work machine in advance.

作業機械の一例である油圧ショベルの外観を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematic appearance of the hydraulic excavator which is an example of a work machine. 作業機械の一例である油圧ショベルの外観を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematic appearance of the hydraulic excavator which is an example of a work machine. 第1の実施の形態に係る制御システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control system which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る動作伝達装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the motion transmission device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る動作伝達装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the motion transmission device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る油圧ショベルの動作に対する動作伝達部の監視者への動作情報の伝達パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission pattern of the operation information to the observer of the operation transmission part with respect to the operation of the hydraulic excavator which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る油圧ショベルの動作に対する動作伝達部の監視者への動作情報の伝達パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission pattern of the operation information to the observer of the operation transmission part with respect to the operation of the hydraulic excavator which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る油圧ショベルの動作に対する動作伝達部の監視者への動作情報の伝達パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission pattern of the operation information to the observer of the operation transmission part with respect to the operation of the hydraulic excavator which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る油圧ショベルの動作に対する動作伝達部の監視者への動作情報の伝達パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission pattern of the operation information to the observer of the operation transmission part with respect to the operation of the hydraulic excavator which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る油圧ショベルの動作に対する動作伝達部の監視者への動作情報の伝達パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission pattern of the operation information to the observer of the operation transmission part with respect to the operation of the hydraulic excavator which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施の形態に係る動作伝達装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the motion transmission device which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態に係る油圧ショベルの動作に対する動作伝達部の監視者への動作情報の伝達パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission pattern of the operation information to the observer of the operation transmission part with respect to the operation of the hydraulic excavator which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態に係る油圧ショベルの動作に対する動作伝達部の監視者への動作情報の伝達パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission pattern of the operation information to the observer of the operation transmission part with respect to the operation of the hydraulic excavator which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態に係る油圧ショベルの動作に対する動作伝達部の監視者への動作情報の伝達パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission pattern of the operation information to the observer of the operation transmission part with respect to the operation of the hydraulic excavator which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態に係る油圧ショベルの動作に対する動作伝達部の監視者への動作情報の伝達パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission pattern of the operation information to the observer of the operation transmission part with respect to the operation of the hydraulic excavator which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施の形態に係る制御システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the control system which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施の形態に係る油圧ショベルの動作に対する動作伝達部の監視者への動作情報の伝達パターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission pattern of the operation information to the observer of the operation transmission part with respect to the operation of the hydraulic excavator which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施の形態に係る動作伝達装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the motion transmission device which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施の形態に係る動作伝達装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the motion transmission device which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施の形態に係る動作伝達装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the motion transmission device which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施の形態に係る動作伝達装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the motion transmission device which concerns on 4th Embodiment.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

なお、本実施の形態では、作業機械の一例として、作業装置(フロント作業機)を備える油圧ショベルを例示して説明するが、例えば、ホイールローダやブルドーザなどのような他の作業機械にも本発明を適用することが可能である。 In the present embodiment, as an example of the work machine, a hydraulic excavator provided with a work device (front work machine) will be described as an example, but the present invention will also be applied to other work machines such as a wheel loader and a bulldozer. The invention can be applied.

また、本実施の形態の説明に係る図面において、複数の構成要素が近傍にある場合には、1つの構成要素の引き出し線および符号を代表して付し、他の構成要素の符号は括弧書きで示すことがある。 Further, in the drawings according to the description of the present embodiment, when a plurality of components are in the vicinity, the leader lines and symbols of one component are attached as representatives, and the symbols of the other components are written in parentheses. May be indicated by.

<第1の実施の形態>
本発明の第1の実施の形態を図1〜図7を参照しつつ説明する。
<First Embodiment>
The first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.

図1及び図2は、本実施の形態に係る作業機械の一例である油圧ショベルの外観を概略的に示す図である。 1 and 2 are views schematically showing the appearance of a hydraulic excavator which is an example of a work machine according to the present embodiment.

図1及び図2に示すように、本実施の形態においては、上部旋回体16の旋回中心軸18に沿った上向きを正とするz軸、z軸に垂直な前後方向沿った前方を正とするx軸、及び、z軸とx軸とに垂直な左右方向に沿った左側方を正とするy軸を有する車体座標系を設定する。 As shown in FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, the z-axis having the upward direction along the turning center axis 18 of the upper turning body 16 is positive, and the front along the front-rear direction perpendicular to the z-axis is positive. A vehicle body coordinate system having an x-axis and a y-axis whose left side is positive along the left-right direction perpendicular to the z-axis and the x-axis is set.

図1及び図2において、油圧ショベル1は、下部走行体14に旋回機構15を介して上部旋回体16を搭載することにより構成されている。旋回機構15は油圧モータ41を含んでおり、油圧モータ41によって上部旋回体16を下部走行体14に対して時計回りまたは反時計回りに旋回動作させる。旋回機構15には、旋回角度検出装置13が設けられており、旋回角度とその変動を検出し、後述する制御装置43および自動運転制御装置23に送信する。 In FIGS. 1 and 2, the hydraulic excavator 1 is configured by mounting the upper swivel body 16 on the lower traveling body 14 via the swivel mechanism 15. The swivel mechanism 15 includes a hydraulic motor 41, and the hydraulic motor 41 swivels the upper swivel body 16 clockwise or counterclockwise with respect to the lower traveling body 14. The swivel mechanism 15 is provided with a swivel angle detection device 13, which detects the swivel angle and its fluctuation and transmits the swivel angle and its fluctuation to the control device 43 and the automatic operation control device 23, which will be described later.

上部旋回体16の前方には、ブーム8、アーム9、及び作業具であるバケット10により構成される作業装置17が設けられている。また、上部旋回体16には、オペレータが搭乗するキャブ2が搭載されている。ブーム8は上部旋回体16に上下方向に回動可能に取り付けられている。ブーム8は、油圧駆動されるブームシリンダ5により、上部旋回体16に対して揺動中心軸19を中心に上下方向に揺動する。ブーム8の先端には、アーム9の一端が上下方向に回動可能に取り付けられている。アーム9は、油圧駆動されるアームシリンダ6により、ブーム8に対して前後方向に揺動する。アーム9の先端には、バケット10が上下方向に回動可能に取り付けられている。バケット10は、油圧駆動されるバケットシリンダ7により、アーム9に対して上下方向に揺動する。作業装置17は、上部旋回体16と共に、旋回中心軸18を中心として旋回する。 A work device 17 composed of a boom 8, an arm 9, and a bucket 10 as a work tool is provided in front of the upper swing body 16. Further, the upper swivel body 16 is equipped with a cab 2 on which the operator is boarded. The boom 8 is attached to the upper swing body 16 so as to be rotatable in the vertical direction. The boom 8 swings in the vertical direction with respect to the upper swing body 16 about the swing center axis 19 by the boom cylinder 5 driven by the flood control. One end of the arm 9 is rotatably attached to the tip of the boom 8 in the vertical direction. The arm 9 swings in the front-rear direction with respect to the boom 8 by a hydraulically driven arm cylinder 6. A bucket 10 is rotatably attached to the tip of the arm 9 in the vertical direction. The bucket 10 swings in the vertical direction with respect to the arm 9 by the flood-driven bucket cylinder 7. The working device 17 swivels around the swivel center axis 18 together with the upper swivel body 16.

なお、本実施の形態においては、作業装置17(つまり、ブーム8)の揺動中心軸19は、上部旋回体16の旋回中心軸18とねじれの位置となるよう配置されているが、旋回中心軸18と揺動中心軸19とが交差するような配置としてもよい。 In the present embodiment, the swing center axis 19 of the working device 17 (that is, the boom 8) is arranged so as to be twisted with the swing center axis 18 of the upper swing body 16, but the swing center. The arrangement may be such that the shaft 18 and the swing center shaft 19 intersect.

ブーム8の基部、ブーム8とアーム9との接続部、及びアーム9とバケット10との接続部には、それぞれ姿勢センサ36A,36B,36Cが取り付けられている。姿勢センサ36Aは、ブーム8の長手方向と、xy面とのなす角度β1を測定し、制御装置43へ送信する。姿勢センサ36Bは、ブーム8の長手方向とアーム9の長手方向とのなす角度β2を測定し、制御装置43へ送信する。姿勢センサ36Cは、アーム9の長手方向とバケット10の長手方向とのなす角度β3を測定し、制御装置43へ送信する。なお、本実施の形態では、姿勢センサ36A,36B,36C、及び旋回角度検出装置13をまとめて車体姿勢検出装置42と称することがある。 Posture sensors 36A, 36B, and 36C are attached to the base of the boom 8, the connection between the boom 8 and the arm 9, and the connection between the arm 9 and the bucket 10, respectively. The posture sensor 36A measures the angle β1 formed by the longitudinal direction of the boom 8 and the xy surface, and transmits the angle β1 to the control device 43. The posture sensor 36B measures the angle β2 formed by the longitudinal direction of the boom 8 and the longitudinal direction of the arm 9, and transmits the angle β2 to the control device 43. The posture sensor 36C measures the angle β3 formed by the longitudinal direction of the arm 9 and the longitudinal direction of the bucket 10, and transmits the angle β3 to the control device 43. In the present embodiment, the posture sensors 36A, 36B, 36C and the turning angle detection device 13 may be collectively referred to as a vehicle body posture detection device 42.

図3は、本実施の形態に係る制御システムの機能ブロック図である。 FIG. 3 is a functional block diagram of the control system according to the present embodiment.

図3において、制御システムは、動作伝達装置22、自動運転制御装置23、車体情報統合処理装置、制御装置43、自動運転スイッチ20、及び作業装置17により構成されている。また、自動運転制御装置23は、経路生成部32、動作開始判定部33、及び伝達方法判定部34を備えている。なお、以下において、油圧ショベル1に搭乗して作業を行うオペレータ、及び、油圧ショベル1を遠隔操作することにより作業を行うオペレータ(遠隔操作者)を監視者と称する。 In FIG. 3, the control system includes an operation transmission device 22, an automatic driving control device 23, a vehicle body information integrated processing device, a control device 43, an automatic driving switch 20, and a working device 17. Further, the automatic operation control device 23 includes a route generation unit 32, an operation start determination unit 33, and a transmission method determination unit 34. In the following, an operator who carries out work on the hydraulic excavator 1 and an operator (remote operator) who performs work by remotely controlling the hydraulic excavator 1 will be referred to as a monitor.

車体情報統合処理装置30は車体姿勢、初期位置、目標位置を制御装置43および、自動運転制御装置23内の経路生成部32へ出力する。 The vehicle body information integrated processing device 30 outputs the vehicle body posture, the initial position, and the target position to the control device 43 and the route generation unit 32 in the automatic driving control device 23.

制御装置43は、車体情報統合処理装置30より得た情報を基に、各アクチュエータ速度を作業装置17へ出力する。 The control device 43 outputs each actuator speed to the work device 17 based on the information obtained from the vehicle body information integrated processing device 30.

作業装置17は、図示しない油圧モータから吐出されて各アクチュエータに供給される圧油の方向および流量を制御するコントロールバルブ、及び、コントロールバルブを駆動するための機構を含んでおり、入力される駆動信号に基づいて作業装置17の動作が制御される。 The working device 17 includes a control valve for controlling the direction and flow rate of pressure oil discharged from a hydraulic motor (not shown) and supplied to each actuator, and a mechanism for driving the control valve, and the input drive The operation of the working device 17 is controlled based on the signal.

自動運転スイッチ20は、作業装置17に入力される駆動信号を、制御装置43から出力される駆動信号と経路生成部32から出力されるとの何れかに選択的に切り換える。制御装置43から出力される駆動信号が作業装置17に入力される場合には、キャブ2のオペレータや遠隔操作者が操作する操作装置からの操作信号に基づいた駆動信号が作業装置17に入力され、半自動制御が実施される。また、経路生成部32から出力される駆動信号が作業装置17に入力される場合には、自動運転制御装置23による自動運転制御に基づく駆動信号が作業装置17に入力され、自動制御が実施される。 The automatic operation switch 20 selectively switches the drive signal input to the work device 17 to either the drive signal output from the control device 43 or the drive signal output from the route generation unit 32. When the drive signal output from the control device 43 is input to the work device 17, a drive signal based on the operation signal from the operation device operated by the operator of the cab 2 or the remote operator is input to the work device 17. , Semi-automatic control is implemented. When the drive signal output from the route generation unit 32 is input to the work device 17, the drive signal based on the automatic operation control by the automatic operation control device 23 is input to the work device 17, and the automatic control is executed. To.

自動運転制御装置23の経路生成部32は、車体情報統合処理装置30より得た情報を基に、作業経路を生成し、生成した作業経路上を動作するための各アクチュエータの速度を演算して駆動信号を生成し、作業装置17および動作開始判定部33へ出力する。 The route generation unit 32 of the automatic driving control device 23 generates a work route based on the information obtained from the vehicle body information integrated processing device 30, and calculates the speed of each actuator for operating on the generated work route. A drive signal is generated and output to the work device 17 and the operation start determination unit 33.

動作開始判定部33は、経路生成部32から得た情報を基に、旋回動作などの動作の開始前に動作開始・終了フラグおよび、動作情報を伝達方法判定部34へ出力する。 Based on the information obtained from the route generation unit 32, the operation start determination unit 33 outputs the operation start / end flag and the operation information to the transmission method determination unit 34 before the start of the operation such as the turning operation.

伝達方法判定部34は、動作開始判定部33が出力した動作開始・終了フラグおよび動作情報を基に、伝達方法を判定し、動作に応じた伝達方法を動作伝達部21へ出力する。 The transmission method determination unit 34 determines the transmission method based on the operation start / end flag and the operation information output by the operation start determination unit 33, and outputs the transmission method according to the operation to the operation transmission unit 21.

動作伝達装置22は、伝達方法判定部34の出力に応じて、例えば振動装置等により構成される伝達機器(後述の動作伝達部21a〜21j)を作動させて動作情報を監視者へ伝達する。 The motion transmission device 22 operates a transmission device (motion transmission units 21a to 21j described later) composed of, for example, a vibration device, in response to the output of the transmission method determination unit 34, to transmit motion information to the monitor.

図4A及び図4Bは、動作伝達装置の構成を模式的に示す図である。 4A and 4B are diagrams schematically showing the configuration of the motion transmission device.

動作伝達装置22は、油圧ショベル1の動作情報を監視者に触覚により伝達するものであり、油圧ショベル1のオペレータが搭乗するキャブ2の内部、或いは、遠隔操作者による油圧ショベル1の操作位置(例えば、管理事務所内の遠隔操作室など)に配置される自動運転制御装置23上に配置されている。また、自動運転制御装置23上には、自動運転スイッチ20が配置されている。 The motion transmission device 22 transmits the motion information of the hydraulic excavator 1 to the observer by touch, and the operation position of the hydraulic excavator 1 by the operator of the hydraulic excavator 1 is inside the cab 2 or by a remote operator. For example, it is arranged on the automatic operation control device 23 arranged in the remote control room in the management office. Further, an automatic operation switch 20 is arranged on the automatic operation control device 23.

動作伝達装置22は、油圧ショベル1の操作又は監視を行う所定の場所に位置した監視者の左右前方の両手の届く位置に配置されている。動作伝達装置22には、監視者に触覚により動作情報を伝達するための複数の動作伝達部21a〜21jが配置されている。動作伝達部21a〜21jは、動作伝達装置22上にかざされる監視者の左右の手の指40a〜40jが動作伝達部21a〜21jにそれぞれ触れるように配置されている。動作伝達部21a〜21jは、例えば、振動や温度変化、電気ショック等により監視者の触覚に刺激を与えることで動作情報を伝達する。 The motion transmission device 22 is arranged at a position within reach of both left and right front of the observer located at a predetermined position for operating or monitoring the hydraulic excavator 1. The motion transmission device 22 is provided with a plurality of motion transmission units 21a to 21j for transmitting motion information to the observer by tactile sensation. The motion transmission units 21a to 21j are arranged so that the fingers 40a to 40j of the left and right hands of the observer held over the motion transmission device 22 touch the motion transmission units 21a to 21j, respectively. The motion transmission units 21a to 21j transmit motion information by stimulating the tactile sensation of the observer by, for example, vibration, temperature change, electric shock, or the like.

監視者は、まず自動運転スイッチ20を押すことによって、油圧ショベル1を自動運転を行う自動運転モードへ移行する。なお、本実施の形態においては、自動運転スイッチ20と動作伝達部21が離れた位置に配置されている場合を例示しているが、自動運転スイッチ20と動作伝達部21a〜21jとが一体となるような構造とし、動作伝達部21a〜21jの全てに指40a〜40jが接触している状態でのみ自動運転スイッチ20が有効状態となるようなモーメンタリ型の動作を行うように構成してもよい。 By first pressing the automatic operation switch 20, the observer shifts to the automatic operation mode in which the hydraulic excavator 1 is automatically operated. In the present embodiment, the case where the automatic operation switch 20 and the operation transmission unit 21 are arranged at separate positions is illustrated, but the automatic operation switch 20 and the operation transmission units 21a to 21j are integrated. Even if the structure is configured so that the automatic operation switch 20 is activated only when the fingers 40a to 40j are in contact with all of the motion transmission units 21a to 21j, a momentary type operation is performed. Good.

次に、監視者は、手39(ここでは両手)を動作伝達装置22上に置き、指40a〜40jが動作伝達部21a〜21jにそれぞれ触れるように配置する。なお、動作伝達部21a〜21jは、監視者の指40a〜40jの個数分配置されている場合を例示しているが、少なくとも2つ以上配置すればよい。また、動作を伝達する手は左右どちらか、もしくは両方でもよい。 Next, the observer places the hands 39 (here, both hands) on the motion transmission device 22 so that the fingers 40a to 40j touch the motion transmission units 21a to 21j, respectively. Although the case where the motion transmission units 21a to 21j are arranged by the number of the observer's fingers 40a to 40j is illustrated, at least two or more of them may be arranged. In addition, the hand that transmits the movement may be either left or right, or both.

動作伝達部21a〜21jは、例えば、旋回動作などの動作に応じて監視者に動作情報を伝達する。監視者に動作情報を伝達するタイミングは、油圧ショベル1が動作を開始するn秒前に実施する。なお、時間n秒は、オペレータの反応時間、油圧応答遅れ時間等のマージンを加算した時間、もしくは、遠隔操縦者の反応時間、通信遅延時間および油圧応答遅れ等のマージンを加算した時間である。 The motion transmission units 21a to 21j transmit motion information to the observer in response to an motion such as a turning motion. The timing of transmitting the operation information to the observer is performed n seconds before the operation of the hydraulic excavator 1 starts. The time n seconds is the time obtained by adding the margins such as the operator's reaction time and the hydraulic response delay time, or the time obtained by adding the margins such as the remote operator's reaction time, the communication delay time and the hydraulic response delay.

図5A〜図5Eは、油圧ショベルの動作に対する動作伝達部の監視者への動作情報の伝達パターンの一例をそれぞれ示す図である。ここでは、油圧ショベル1が右旋回動作を行う場合を例示して説明する。図5A〜図5Eにおいて、縦軸は各動作伝達部21a〜21jの伝達レベルAa〜Aj、横軸は各動作伝達部21a〜21jの伝達時間tを示す。 5A to 5E are diagrams showing examples of transmission patterns of operation information to the monitor of the operation transmission unit for the operation of the hydraulic excavator. Here, a case where the hydraulic excavator 1 performs a right-handed turning operation will be described as an example. In FIGS. 5A to 5E, the vertical axis represents the transmission levels Aa to Aj of the motion transmission units 21a to 21j, and the horizontal axis represents the transmission time t of the motion transmission units 21a to 21j.

例えば、図5Aに示すように、油圧ショベル1の右旋回動作に係る動作情報を監視者に伝達する場合、動作伝達部21a〜21jを単一で順次左側から右に流れるように動作させることが考えられる。この場合、監視者の指40a〜40aが左から右へ順に触覚への刺激をうけることになり、油圧ショベル1が右旋回動作を行うことを直感的に理解することができる。 For example, as shown in FIG. 5A, when transmitting the operation information related to the right turning operation of the hydraulic excavator 1 to the observer, the operation transmission units 21a to 21j are operated so as to flow sequentially from the left side to the right side. Can be considered. In this case, the observer's fingers 40a to 40a receive tactile stimuli in order from left to right, and it is possible to intuitively understand that the hydraulic excavator 1 performs a right-handed turning motion.

また、図5Bに示すように、動作伝達部21a〜21jを順次左側から右に順に流れるように動作を開始させて連続して伝達を行う場合においても、触覚への刺激をうける監視者の指40a〜40aが左から右へ順に増えていくことになり、油圧ショベル1が右旋回動作を行うことを直感的に理解することができる。 Further, as shown in FIG. 5B, even when the motion transmission units 21a to 21j are sequentially started to flow from the left side to the right and the motion is continuously transmitted, the finger of the observer who receives the stimulation to the sense of touch. Since 40a to 40a increase in order from left to right, it is possible to intuitively understand that the hydraulic excavator 1 performs a right turning operation.

また、図5Cに示すように、動作伝達部21a〜21jを順次左側から右に流れるように、かつ、同時に隣り合う動作伝達部21a〜21jの動作時間を重複させることにより、監視者の指40a〜40aが左から右へ順に触覚への刺激をうけることになり、油圧ショベル1が右旋回動作を行うことを直感的に理解することができる。 Further, as shown in FIG. 5C, the motion transmitting units 21a to 21j flow sequentially from the left side to the right, and at the same time, by overlapping the operating times of the adjacent motion transmitting units 21a to 21j, the observer's finger 40a ~ 40a receives tactile stimuli in order from left to right, and it is possible to intuitively understand that the hydraulic excavator 1 performs a right-handed turning motion.

また、図5Dに示すように、油圧ショベル1の旋回速度に応じて動作伝達部21a〜21jの動作間隔を変えることにより、監視者が旋回速度を直感的に理解しることができる。図5Dでは、油圧ショベル1の旋回速度が高速でかつ右旋回を実施する場合を例示しており、伝達時間を旋回速度が速くなるのに応じて短縮することで、監視者に動作速度を伝達することができる。例えば、伝達時間txは標準の旋回速度で旋回した場合に伝達する時間をt、標準の旋回速度をv、目標の旋回速度をvxとした場合、tx=t×(v/vx)で表される。 Further, as shown in FIG. 5D, the observer can intuitively understand the turning speed by changing the operation interval of the motion transmitting units 21a to 21j according to the turning speed of the hydraulic excavator 1. FIG. 5D illustrates a case where the turning speed of the hydraulic excavator 1 is high and the right turning is performed. By shortening the transmission time as the turning speed increases, the operating speed can be increased to the observer. Can be communicated. For example, the transmission time tx is represented by tx = t × (v / vx) when the time to be transmitted when turning at a standard turning speed is t, the standard turning speed is v, and the target turning speed is vx. To.

また、図5Eに示すように、伝達レベルを速度に応じて増減させることで、監視者に動作速度を伝達することができる。ここで、伝達レベルAxは標準の伝達レベルをA、標準の旋回速度をv、目標の旋回速度をvxとした場合、Ax=A×(vx/v)で表される。 Further, as shown in FIG. 5E, the operating speed can be transmitted to the observer by increasing or decreasing the transmission level according to the speed. Here, the transmission level Ax is represented by Ax = Ax (vx / v) when the standard transmission level is A, the standard turning speed is v, and the target turning speed is vx.

以上のように構成した本実施の形態の効果を説明する。 The effects of the present embodiment configured as described above will be described.

従来技術においては、作業機械に搭乗しているオペレータ、或いは、遠隔操縦者等の監視者は、自動作業中の作業機械の次の動作を正確に把握することができないため、作業機械の不適切な動作を事前に把握して抑制するが困難であった。 In the prior art, an operator on board a work machine or a monitor such as a remote operator cannot accurately grasp the next operation of the work machine during automatic work, and thus the work machine is inappropriate. It was difficult to grasp and suppress such movements in advance.

これに対して本実施の形態においては、作業機械の自動運転を有効状態とする自動運転スイッチと、自動運転スイッチ20によって自動運転が有効状態である場合に油圧ショベル1の動作を自動で制御する自動運転制御装置23と、油圧ショベル1の動作情報を監視者に触覚により伝達する動作伝達装置22とを備え、動作伝達装置22は、現在の動作と次の動作とが異なる場合に、次の動作を行う前に監視者に次の動作内容に関する動作情報を伝達するように構成したので、自動作業中の作業機械の次の動作を正確に把握することができ、作業機械の不適切な動作を事前に把握して抑制することができる。 On the other hand, in the present embodiment, the operation of the hydraulic excavator 1 is automatically controlled by the automatic operation switch for enabling the automatic operation of the work machine and the automatic operation switch 20 when the automatic operation is in the enabled state. The automatic operation control device 23 and the motion transmission device 22 for transmitting the motion information of the hydraulic excavator 1 to the observer by tactile sensation are provided, and the motion transmission device 22 is described as follows when the current motion and the next motion are different. Since it is configured to convey the operation information about the next operation content to the observer before performing the operation, it is possible to accurately grasp the next operation of the work machine during automatic work, and the improper operation of the work machine. Can be grasped in advance and suppressed.

<第2の実施の形態>
本発明の第2の実施の形態を図6及び図7A〜図7Dを参照しつつ説明する。
<Second embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7A-7D.

本実施の形態は、第1の実施の形態における動作伝達装置22の動作伝達部21a〜21jの他の配置例を示すものである。 This embodiment shows another arrangement example of the motion transmission units 21a to 21j of the motion transmission device 22 in the first embodiment.

図6は、本実施の形態に係る動作伝達装置の構成を模式的に示す図である。図中、第1の実施の形態と同様の処理には同じ符号を付し、説明を省略する。なお、本実施の形態においては、図示の簡単のために右手(手39)のみについて説明する。 FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration of an operation transmission device according to the present embodiment. In the figure, the same processing as in the first embodiment is designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In the present embodiment, only the right hand (hand 39) will be described for the sake of simplicity of illustration.

図2において、動作伝達装置22Aは、動作伝達部21を少なくとも2×2個(本実施の形態では5×5個)配置し、横手方向の旋回動作のみならず、長手方向の作業動作を伝達する可能である。 In FIG. 2, the motion transmission device 22A arranges at least 2 × 2 motion transmission units 21 (5 × 5 in the present embodiment) to transmit not only the turning motion in the lateral direction but also the work motion in the longitudinal direction. It is possible to do.

動作伝達装置22Aは、動作伝達部21によって監視者の手の平の面積よりも広い範囲を覆うことができているため、手を置く場所に多少のズレが生じた場合においても、油圧ショベル1の動作方向を伝達することができる。なお、動作伝達部21の配置は長手方向および横手方向の個数は一致する必要はない。 Since the motion transmission device 22A can cover a wider area than the area of the observer's palm by the motion transmission unit 21, the operation of the hydraulic excavator 1 is performed even if the place where the hand is placed is slightly displaced. Can convey direction. It should be noted that the arrangement of the motion transmission units 21 does not have to be the same in the longitudinal direction and the lateral hand direction.

図7A〜図7Dは、油圧ショベルの動作に対する動作伝達部の監視者への動作情報の伝達パターンの一例をそれぞれ示すものである。図7Aでは、油圧ショベル1が右旋回動作を行いながら作業装置17を伸ばす動作を行う場合を例示している。図7Aにおいては、縦に並ぶ動作伝達部の一群を左から順に動作伝達部群21A〜21E、左右に並ぶ動作伝達部の一群を下から順に動作伝達部群21J〜21Fと称し、縦軸と横軸の何れかにそれぞれ各動作伝達部群21A〜21Jの伝達レベルAと伝達時間tとを示す。 7A to 7D show examples of transmission patterns of operation information to the monitor of the operation transmission unit for the operation of the hydraulic excavator. FIG. 7A illustrates a case where the hydraulic excavator 1 extends the work device 17 while performing a right-handed turning operation. In FIG. 7A, a group of vertically arranged motion transmission units is referred to as motion transmission unit groups 21A to 21E in order from the left, and a group of motion transmission units arranged side by side is referred to as motion transmission unit groups 21J to 21F in order from the bottom. The transmission level A and the transmission time t of each of the motion transmission unit groups 21A to 21J are shown on any of the horizontal axes.

例えば、図7Aに示すように、油圧ショベル1が右旋回動作をしながら作業装置17を伸ばす動作を行う場合に動作情報を監視者に伝達するとき、動作伝達部群21A〜21Eを右から左に流れるように順次動作させ、かつ、動作伝達部群21F〜21Jを手前から奥側へ流れるように順次動作させる。この場合、監視者の手39が左下から右上へ順に触覚への刺激をうけることになり、油圧ショベル1が右旋回動作を行いながら、作業装置17を前方に伸ばす作業を行うことを直感的に理解することができる。 For example, as shown in FIG. 7A, when the operation information is transmitted to the observer when the hydraulic excavator 1 extends the work device 17 while turning to the right, the operation transmission units 21A to 21E are transmitted from the right. The motion transmission units 21F to 21J are sequentially operated so as to flow to the left, and the motion transmission units 21F to 21J are sequentially operated so as to flow from the front side to the back side. In this case, the observer's hand 39 receives tactile stimuli in order from the lower left to the upper right, and it is intuitive that the hydraulic excavator 1 performs the work of extending the work device 17 forward while performing the right turning operation. Can be understood.

図7B〜図7Dでは、油圧ショベル1がクローラにより走行動作を行う場合を例示している。図7B〜図7Dにおいては、左側の動作伝達部の一群を動作伝達部群21K、右側の動作伝達部の一群を動作伝達部群21Lと称する。また、動作伝達部群21Kにおいて左右方向に並ぶ動作伝達部の一群を下から順に動作伝達部群21M〜21Qと称し、動作伝達部群21Lにおいて左右方向に並ぶ動作伝達部の一群を上から順に動作伝達部群21R〜21Vと称する。また、縦軸と横軸の何れかにそれぞれ各動作伝達部群21M〜21Vの伝達レベルAと伝達時間tとを示す。 7B to 7D illustrate the case where the hydraulic excavator 1 is driven by a crawler. In FIGS. 7B to 7D, a group of motion transmission units on the left side is referred to as a motion transmission unit group 21K, and a group of motion transmission units on the right side is referred to as a motion transmission unit group 21L. Further, in the motion transmission unit group 21K, a group of motion transmission units arranged in the left-right direction are referred to as motion transmission unit groups 21M to 21Q in order from the bottom, and in the motion transmission unit group 21L, a group of motion transmission units arranged in the left-right direction are in order from the top. It is referred to as a motion transmission unit group 21R to 21V. Further, the transmission level A and the transmission time t of each motion transmission unit group 21M to 21V are shown on either the vertical axis or the horizontal axis, respectively.

図7B〜図7Dに示すように、油圧ショベル1のクローラによる走行動作の動作情報を監視者に伝達する場合には、例えば、右手側で車体旋回動作およびフロント伸縮動作を伝達する場合、左手側でクローラ動作を伝達することが可能である。 As shown in FIGS. 7B to 7D, when transmitting the operation information of the traveling operation by the crawler of the hydraulic excavator 1 to the observer, for example, when transmitting the vehicle body turning operation and the front expansion / contraction operation on the right hand side, the left hand side. It is possible to transmit the crawler operation with.

例えば、図7Bに示すように、クローラが前進する動作を伝達するケースでは、左クローラ進行方向37および右クローラ進行方向38は同一となり、動作伝達部群21K,21Lが前進動作に合わせて伝達する。この場合、動作伝達部群21Kの動作伝達部群21M〜21Qが順次動作し、動作伝達部群21Vは動作伝達部群21M、動作伝達部群21Uは動作伝達部群21N、動作伝達部群21Tは動作伝達部群21O、動作伝達部群21Sは動作伝達部群21P、動作伝達部群21Rは動作伝達部群21Qとそれぞれ同期して動作する。 For example, as shown in FIG. 7B, in the case where the crawler moves forward, the left crawler traveling direction 37 and the right crawler traveling direction 38 are the same, and the motion transmitting unit groups 21K and 21L transmit in accordance with the forward motion. .. In this case, the motion transmission group 21M to 21Q of the motion transmission group 21K operate sequentially, the motion transmission group 21V is the motion transmission group 21M, the motion transmission group 21U is the motion transmission group 21N, and the motion transmission group 21T. The motion transmission unit group 21O, the motion transmission unit group 21S operate in synchronization with the motion transmission unit group 21P, and the motion transmission unit group 21R operates in synchronization with the motion transmission unit group 21Q.

また、図7Cに示すように、クローラ操作による車体右旋回動作を伝達するケースでは、左クローラ進行方向37および右クローラ進行方向38は同一あるが、左クローラ速度に比べて右クローラ速度は低速である。そのため、例えば、左クローラ速度が右クローラ速度より2倍速である場合、動作伝達部群21Kの伝達周期は動作伝達部群21Lの伝達周期と比べて2倍となる。つまり、動作伝達部群21Kの動作伝達部群21M,21N,21O,21P,21Qおよび、動作伝達部群21Lの動作伝達部群21V,21U,21T,21S,21Rが順次動作するが、動作伝達部群21Kは動作伝達部群21Lが1度動作する間に2度動作することとなり、伝達周期は速度差によって変化する。左右クローラの伝達周期の比率は、VRを右クローラ速度、VLを左クローラ速度とし、VR>VLの場合、(VL÷VR):1となる。また、VL>VRの場合、左右クローラの伝達周期の比率は、1:(VR÷VL)となる。 Further, as shown in FIG. 7C, in the case where the vehicle body right turning motion by the crawler operation is transmitted, the left crawler traveling direction 37 and the right crawler traveling direction 38 are the same, but the right crawler speed is lower than the left crawler speed. Is. Therefore, for example, when the left crawler speed is twice as fast as the right crawler speed, the transmission cycle of the motion transmission unit group 21K is twice that of the transmission cycle of the motion transmission unit group 21L. That is, the motion transmission group 21M, 21N, 21O, 21P, 21Q of the motion transmission group 21K and the motion transmission group 21V, 21U, 21T, 21S, 21R of the motion transmission group 21L operate sequentially, but the motion transmission The unit group 21K operates twice while the motion transmission unit group 21L operates once, and the transmission cycle changes depending on the speed difference. The ratio of the transmission cycles of the left and right crawlers is (VL ÷ VR): 1 when VR is the right crawler speed, VL is the left crawler speed, and VR> VL. When VL> VR, the ratio of the transmission cycles of the left and right crawlers is 1: (VR ÷ VL).

また、図7Dに示すように、油圧ショベル1が信地旋回を実行するように左右クローラ進行方向が異なる動作を伝達するケースでは、動作伝達部群21Mと動作伝達部群21R、動作伝達部群21Nと動作伝達部群21S、動作伝達部群21Tと動作伝達部群21O、動作伝達部群21Uと動作伝達部群21P、動作伝達部群21Vと動作伝達部群21Qとがそれぞれ同期して動作する。このように、旋回動作に加え、フロント部やクローラの動作情報を監視者へ触覚により伝達することで、監視者は自動で動作する油圧ショベル1の次の動作を把握することができ、不適切な動作が開始される前に動作を抑制することができる。また、動作情報を触覚により伝えることにより、監視者は油圧ショベル1の周囲から視線を逸らすことなく油圧ショベル1の動作を把握することができる。 Further, as shown in FIG. 7D, in the case where the hydraulic excavator 1 transmits the motions in which the left and right crawlers travel in different directions so as to execute the turning, the motion transmission group 21M, the motion transmission group 21R, and the motion transmission group 21N and motion transmission group 21S, motion transmission group 21T and motion transmission group 21O, motion transmission group 21U and motion transmission group 21P, motion transmission group 21V and motion transmission group 21Q operate in synchronization with each other. To do. In this way, by transmitting the operation information of the front part and the crawler to the observer by tactile sensation in addition to the turning operation, the observer can grasp the next operation of the automatically operating hydraulic excavator 1, which is inappropriate. The operation can be suppressed before the operation is started. Further, by transmitting the operation information by touch, the observer can grasp the operation of the hydraulic excavator 1 without diverting the line of sight from the surroundings of the hydraulic excavator 1.

なお、ホイールローダ等の車輪タイプの作業機械に本発明を適応する場合は、例えば、動作伝達部群21A〜21Jを車両の進行方向に応じて動作させ、フロント操作時は動作伝達部群21A〜21Jの全体を振動させることによって、監視者は油圧ショベル1周囲から視線を逸らすことなく油圧ショベル1の動作を把握することができる。 When applying the present invention to a wheel type work machine such as a wheel loader, for example, the motion transmission units 21A to 21J are operated according to the traveling direction of the vehicle, and the motion transmission units 21A to 21A to 21A to operate at the front operation. By vibrating the entire 21J, the observer can grasp the operation of the hydraulic excavator 1 without diverting the line of sight from the surroundings of the hydraulic excavator 1.

<第3の実施の形態>
本発明の第2の実施の形態を図8及び図9を参照しつつ説明する。
<Third embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9.

本実施の形態は、第1及び第2の実施の形態において自動運転制御装置23に制御不安定等の車体異常情報に応じて車体異常フラグを出力する作業状態監視部31の機能を追加した場合を示すものである。 In the first and second embodiments, the present embodiment adds a function of a work state monitoring unit 31 that outputs a vehicle body abnormality flag in response to vehicle body abnormality information such as control instability to the automatic driving control device 23. Is shown.

図8は、本実施の形態に係る制御システムの機能ブロック図である。図中、第1の実施の形態と同様の処理には同じ符号を付し、説明を省略する。 FIG. 8 is a functional block diagram of the control system according to the present embodiment. In the figure, the same processing as in the first embodiment is designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図8において、制御システムは、動作伝達装置22、自動運転制御装置23A、車体情報統合処理装置、制御装置43、自動運転スイッチ20、及び作業装置17により構成されている。また、自動運転制御装置23Aは、作業状態監視部31、経路生成部32、動作開始判定部33、及び伝達方法判定部34を備えている。 In FIG. 8, the control system includes an operation transmission device 22, an automatic driving control device 23A, a vehicle body information integrated processing device, a control device 43, an automatic driving switch 20, and a working device 17. Further, the automatic operation control device 23A includes a work state monitoring unit 31, a route generation unit 32, an operation start determination unit 33, and a transmission method determination unit 34.

車体情報統合処理装置30は、自動運転制御装置23内の作業状態監視部31に制御不安定等の車体異常情報を出力し、作業状態監視部31は、車体情報統合処理装置30の出力に応じて、車体異常フラグを伝達方法判定部34へ出力する。伝達方法判定部34は、車体異常フラグに応じて稼働させる動作伝達部21を判定する。 The vehicle body information integrated processing device 30 outputs vehicle body abnormality information such as control instability to the working state monitoring unit 31 in the automatic driving control device 23, and the working state monitoring unit 31 responds to the output of the vehicle body information integrated processing device 30. Then, the vehicle body abnormality flag is output to the transmission method determination unit 34. The transmission method determination unit 34 determines the operation transmission unit 21 to be operated according to the vehicle body abnormality flag.

図9は、油圧ショベルの動作に対する動作伝達部の監視者への動作情報の伝達パターンの一例をそれぞれ示すものである。図9では、作業状態監視部31が制御不安定等の車体異常情報を伝達する場合を例示している。図9においては、縦に並ぶ動作伝達部の一群を左から順に動作伝達部群21A〜21Eと称し、縦軸に各動作伝達部群21A〜21Eの伝達時間tを、横軸に伝達レベルAをそれぞれ示している。 FIG. 9 shows an example of an operation information transmission pattern to the monitor of the operation transmission unit for the operation of the hydraulic excavator. FIG. 9 illustrates a case where the work condition monitoring unit 31 transmits vehicle body abnormality information such as control instability. In FIG. 9, a group of vertically arranged motion transmission units is referred to as motion transmission unit groups 21A to 21E in order from the left, the vertical axis represents the transmission time t of each motion transmission unit group 21A to 21E, and the horizontal axis represents the transmission level A. Are shown respectively.

例えば、図9に示すように、作業状態監視部31が制御不安定等の車体異常情報を伝達する場合に、すべての動作伝達部群21A〜21Eを周期的に動作させることにより、異常発生を監視者へ伝達することができる。 For example, as shown in FIG. 9, when the work condition monitoring unit 31 transmits vehicle body abnormality information such as control instability, all the operation transmission unit groups 21A to 21E are periodically operated to cause an abnormality. It can be communicated to the observer.

その他の構成は第1及び第2の実施の形態と同様である。 Other configurations are the same as those of the first and second embodiments.

以上のように構成した本実施の形態においても第1及び第2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。 Even in the present embodiment configured as described above, the same effects as those in the first and second embodiments can be obtained.

また、監視者が油圧ショベル1の異常を把握することができ、不適切な動作が発生しうる場合において直ちに動作を抑制することができる。 In addition, the observer can grasp the abnormality of the hydraulic excavator 1, and when an inappropriate operation may occur, the operation can be immediately suppressed.

<第4の実施の形態>
本発明の第4の実施の形態を図10A〜図10Dを参照しつつ説明する。
<Fourth Embodiment>
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10A to 10D.

本実施の形態は、第2の実施の形態において、油圧ショベル1を操作する操作装置のレバー操作量に応じて伝達レベルおよび伝達箇所を変更する機能をさらに設けたものである。 In the second embodiment, the present embodiment further provides a function of changing the transmission level and the transmission location according to the lever operation amount of the operation device that operates the hydraulic excavator 1.

図10A〜図10Dは、本実施の形態に係る動作伝達装置の構成を模式的に示す図である。図中、第2の実施の形態と同様の処理には同じ符号を付し、説明を省略する。 10A to 10D are diagrams schematically showing the configuration of the motion transmission device according to the present embodiment. In the figure, the same processing as in the second embodiment is designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図10A及び図10Bに示すように、クローラ走行動作を伝達する動作伝達装置22Bは、フットペダル44と一体にし、フットペダル44上に動作伝達部21k〜21pを構成している。左クローラ前進時は動作伝達部21mから順に21l、21kと動作する。また、右クローラ前進時は動作伝達部21pから順に21o、21nと動作する。なお、後進時は前進時と逆の順番で伝達する。 As shown in FIGS. 10A and 10B, the motion transmission device 22B for transmitting the crawler running motion is integrated with the foot pedal 44, and the motion transmission units 21k to 21p are configured on the foot pedal 44. When the left crawler advances, it operates with 21l and 21k in order from the motion transmission unit 21m. Further, when the right crawler advances, it operates 21o and 21n in order from the motion transmission unit 21p. It should be noted that when moving backward, transmission is performed in the reverse order of when moving forward.

また、図10C及び図10Dに示すように、レバー操作を伝達する動作伝達部21s〜21zを配置する。動作伝達部21s〜21zは左右少なくとも4分割され、動作伝達部21s、21t、21u、21v、21w、21x、21y、21zはそれぞれ、左旋回動作、アーム伸ばし動作、右旋回動作、アーム掻き込み動作、バケット掻き込み動作、ブーム下げ動作、バケットダンプ動作、ブーム上げ動作を伝達する。また、制御不安定等の車体異常が発生した場合、異常が発生したアクチュエータを監視者へ伝達することも可能である。 Further, as shown in FIGS. 10C and 10D, motion transmission units 21s to 21z for transmitting the lever operation are arranged. The motion transmission units 21s to 21z are divided into at least four left and right, and the motion transmission units 21s, 21t, 21u, 21v, 21w, 21x, 21y, and 21z are left-turning operation, arm extending operation, right-turning operation, and arm scraping, respectively. It transmits movements, bucket scraping movements, boom lowering movements, bucket dumping movements, and boom raising movements. Further, when a vehicle body abnormality such as control instability occurs, it is possible to transmit the actuator in which the abnormality has occurred to the observer.

その他の構成は第2の実施の形態と同様である。 Other configurations are the same as in the second embodiment.

以上のように構成した本実施の形態においても第2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。 The same effect as that of the second embodiment can be obtained in the present embodiment configured as described above.

また、各アクチュエータの操作量を感覚的に監視者へ伝達することができ、監視者へ動作伝達パターンをティーチングする手間を削減することができる。 In addition, the operation amount of each actuator can be sensuously transmitted to the monitor, and the time and effort for teaching the motion transmission pattern to the monitor can be reduced.

なお、ホイールローダ等の車輪タイプの作業機械にて本発明を適応する場合は、例えば、動作伝達部21s、21t、21u、21v、21w、21x、21yはそれぞれ、車体左旋回動作、リフトアーム下げ動作、車体右旋回動作、バケットダンプ動作、バケット掻き込み動作、リフトアーム上げ動作、バケットチルト動作を伝達することによって、監視者は油圧ショベル1の周囲から視線を逸らすことなく油圧ショベル1の動作を把握することができる。また、フットペダル44上の動作伝達部21k〜21mを同時に動作させることでブレーキ動作を伝達する。さらに、前進走行動作の場合、動作伝達部21p〜21nを順次動作させ、後進走行動作の場合、動作伝達部21n〜21pを順次動作させることにより、監視者は作業機械の走行方向を把握することができる。 When the present invention is applied to a wheel type work machine such as a wheel loader, for example, the motion transmission units 21s, 21t, 21u, 21v, 21w, 21x, and 21y each have a vehicle body left turning operation and a lift arm lowering. By transmitting the operation, the vehicle body right turning operation, the bucket dump operation, the bucket scraping operation, the lift arm raising operation, and the bucket tilt operation, the observer can operate the hydraulic excavator 1 without diverting the line of sight from the surroundings of the hydraulic excavator 1. Can be grasped. Further, the brake operation is transmitted by simultaneously operating the operation transmission units 21k to 21m on the foot pedal 44. Further, in the case of the forward traveling operation, the motion transmitting units 21p to 21n are sequentially operated, and in the case of the reverse traveling operation, the motion transmitting units 21n to 21p are sequentially operated so that the observer can grasp the traveling direction of the work machine. Can be done.

次に上記の各実施の形態の特徴について説明する。 Next, the features of each of the above embodiments will be described.

(1)上記の実施の形態では、作業機械(例えば油圧ショベル1)の自動運転を有効状態とする自動運転スイッチ20と、前記自動運転スイッチによって自動運転が有効状態である場合に作業機械の動作を自動で制御する自動運転制御装置23と、作業機械の動作情報を監視者に触覚により伝達する動作伝達装置22;22A;22Bとを備え、前記動作伝達装置は、現在の動作と次の動作とが異なる場合に、次の動作を行う前に監視者に次の動作内容に関する動作情報を伝達するものとした。 (1) In the above embodiment, the automatic operation switch 20 for enabling the automatic operation of the work machine (for example, the hydraulic excavator 1) and the operation of the work machine when the automatic operation is enabled by the automatic operation switch. The operation transmission device 23 includes an automatic operation control device 23 that automatically controls the operation, and an operation transmission device 22; 22A; 22B that transmits the operation information of the work machine to the observer by tactile sensation. If the above is different, the operation information regarding the next operation content is transmitted to the observer before the next operation is performed.

これにより、自動作業中の作業機械の次の動作を正確に把握することができ、作業機械の不適切な動作を事前に把握して抑制することができる。 As a result, the next operation of the work machine during automatic work can be accurately grasped, and an inappropriate operation of the work machine can be grasped and suppressed in advance.

(2)また、上記の実施の形態では、(1)の制御システムにおいて、前記作業機械(例えば、油圧ショベル1)の作業状態を監視する作業状態監視装置(例えば、作業状態監視部31)を備え、前記動作伝達装置22;22A;22Bは、前記作業状態監視装置の監視結果に応じて前記監視者に前記作業機械の作業状態を伝達するものとした。 (2) Further, in the above-described embodiment, in the control system of (1), a work state monitoring device (for example, a work state monitoring unit 31) that monitors the work state of the work machine (for example, the hydraulic excavator 1) is provided. The motion transmission device 22; 22A; 22B transmits the work state of the work machine to the observer according to the monitoring result of the work state monitoring device.

(3)また、上記の実施の形態では、(2)の制御システムにおいて、前記作業機械(例えば、油圧ショベル1)は、アクチュエータで駆動される作業装置17を備え、前記動作伝達装置22;22A;22Bは、前記監視者に前記アクチュエータの動作状態を伝達するものとした。 (3) Further, in the above-described embodiment, in the control system of (2), the work machine (for example, the hydraulic excavator 1) includes a work device 17 driven by an actuator, and the motion transmission device 22; 22A. 22B is intended to convey the operating state of the actuator to the observer.

(4)また、上記の実施の形態では、(3)の制御システムにおいて、前記作業状態監視装置(例えば、作業状態監視部31)の監視結果は、前記作業装置17の作業に係る動作方向および作業状態を含み、前記動作伝達装置22;22A;22Bは、前記作業状態監視装置の監視結果に応じて、前記監視者における伝達する場所、及び伝達するタイミングを変更するものとした。 (4) Further, in the above-described embodiment, in the control system of (3), the monitoring result of the work state monitoring device (for example, the work state monitoring unit 31) is the operation direction and the operation direction related to the work of the work device 17. The motion transmission device 22; 22A; 22B includes the work state, and changes the transmission place and the transmission timing in the observer according to the monitoring result of the work state monitoring device.

(5)また、上記の実施の形態では、(4)の制御システムにおいて、前記動作伝達装置22;22A;22Bの伝達対象である前記監視者が前記作業機械(例えば、油圧ショベル1)に搭乗したオペレータである場合には、前記動作伝達装置が前記監視者に動作を伝達するタイミングは、少なくともオペレータの反応時間と油圧応答遅れ時間とを加味したマージンを設定するものとした。 (5) Further, in the above embodiment, in the control system of (4), the observer who is the transmission target of the motion transmission devices 22; 22A; 22B gets on the work machine (for example, the hydraulic excavator 1). In the case of the operator, the timing at which the motion transmission device transmits the motion to the observer is set to a margin in which at least the reaction time of the operator and the hydraulic response delay time are taken into consideration.

(6)また、上記の実施の形態では、(4)の制御システムにおいて、前記動作伝達装置22;22A;22Bの伝達対象である前記監視者が前記作業機械(例えば、油圧ショベル1)を遠隔操作するオペレータである場合には、前記動作伝達装置が前記監視者に動作を伝達するタイミングは、少なくともオペレータの反応時間、通信遅延時間、及び油圧応答遅れ時間を加味したマージンを設定することものとした。 (6) Further, in the above embodiment, in the control system of (4), the observer who is the transmission target of the motion transmission devices 22; 22A; 22B remotely remotes the work machine (for example, the hydraulic excavator 1). In the case of an operator to operate, the timing at which the motion transmission device transmits the motion to the observer shall set a margin in consideration of at least the operator's reaction time, communication delay time, and hydraulic response delay time. did.

(7)また、上記の実施の形態では、(1)の制御システムにおいて、前記動作伝達装置22;22A;22Bは、監視者の少なくとも2つ以上の指に触れるように配置されたものとした。 (7) Further, in the above embodiment, in the control system of (1), the motion transmission devices 22; 22A; 22B are arranged so as to touch at least two or more fingers of the observer. ..

<付記>
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例や組み合わせが含まれる。また、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。
<Additional notes>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications and combinations within a range that does not deviate from the gist thereof. Further, the present invention is not limited to the one including all the configurations described in the above-described embodiment, and includes the one in which a part of the configurations is deleted. Further, each of the above configurations, functions and the like may be realized by designing a part or all of them by, for example, an integrated circuit. Further, each of the above configurations, functions, and the like may be realized by software by the processor interpreting and executing a program that realizes each function.

1…油圧ショベル、2…キャブ、5…ブームシリンダ、6…アームシリンダ、7…バケットシリンダ、8…ブーム、9…アーム、10…バケット、13…旋回角度検出装置、14…下部走行体、15…旋回機構、16…上部旋回体、17…作業装置、18…旋回中心軸、19…揺動中心軸、20…自動運転スイッチ、21…動作伝達部、21a〜21p,21s〜21z…動作伝達部、21A〜21V…動作伝達部群、22,22A,22B…動作伝達装置、23,23A…自動運転制御装置、25…作業装置、30…車体情報統合処理装置、31…作業状態監視部、32…経路生成部、33…動作開始判定部、34…伝達方法判定部、36A〜36C…姿勢センサ、37…左クローラ進行方向、38…右クローラ進行方向、39…手、40a〜40j…指、41…油圧モータ、42…車体姿勢検出装置、43…制御装置、44…フットペダル 1 ... hydraulic excavator, 2 ... cab, 5 ... boom cylinder, 6 ... arm cylinder, 7 ... bucket cylinder, 8 ... boom, 9 ... arm, 10 ... bucket, 13 ... turning angle detector, 14 ... lower traveling body, 15 ... Swivel mechanism, 16 ... Upper swivel body, 17 ... Working device, 18 ... Swivel center axis, 19 ... Swivel center axis, 20 ... Automatic operation switch, 21 ... Motion transmission unit, 21a to 21p, 21s to 21z ... Motion transmission Units, 21A to 21V ... Motion transmission unit group, 22, 22A, 22B ... Motion transmission device, 23, 23A ... Automatic operation control device, 25 ... Work device, 30 ... Body information integrated processing device, 31 ... Work status monitoring unit, 32 ... Path generation unit, 33 ... Operation start determination unit, 34 ... Transmission method determination unit, 36A to 36C ... Attitude sensor, 37 ... Left crawler traveling direction, 38 ... Right crawler traveling direction, 39 ... Hand, 40a to 40j ... Finger , 41 ... Hydraulic motor, 42 ... Body posture detector, 43 ... Control device, 44 ... Foot pedal

Claims (7)

作業機械の自動運転を有効状態とする自動運転スイッチと、
前記自動運転スイッチによって自動運転が有効状態である場合に作業機械の動作を自動で制御する自動運転制御装置と、
作業機械の動作情報を監視者に触覚により伝達する動作伝達装置とを備え、
前記動作伝達装置は、現在の動作と次の動作とが異なる場合に、次の動作を行う前に監視者に次の動作内容に関する動作情報を伝達することを特徴とする制御システム。
An automatic operation switch that enables automatic operation of work machines and
An automatic operation control device that automatically controls the operation of the work machine when automatic operation is enabled by the automatic operation switch, and
Equipped with an operation transmission device that transmits the operation information of the work machine to the observer by tactile sensation.
The motion transmission device is a control system characterized in that when the current motion and the next motion are different, motion information regarding the next motion content is transmitted to the observer before performing the next motion.
請求項1記載の制御システムにおいて、
前記作業機械の作業状態を監視する作業状態監視装置を備え、
前記動作伝達装置は、前記作業状態監視装置の監視結果に応じて前記監視者に前記作業機械の作業状態を伝達することを特徴とする制御システム。
In the control system according to claim 1,
A work condition monitoring device for monitoring the work condition of the work machine is provided.
The operation transmission device is a control system characterized in that the work state of the work machine is transmitted to the observer according to the monitoring result of the work state monitoring device.
請求項2記載の制御システムにおいて、
前記作業機械は、アクチュエータで駆動される作業装置を備え、
前記動作伝達装置は、前記監視者に前記アクチュエータの動作状態を伝達することを特徴とする制御システム。
In the control system according to claim 2,
The work machine includes a work device driven by an actuator.
The motion transmission device is a control system characterized in that the motion transmission state of the actuator is transmitted to the observer.
請求項3記載の制御システムにおいて、
前記作業状態監視装置の監視結果は、前記作業装置の作業に係る動作方向および作業状態を含み、
前記動作伝達装置は、前記作業状態監視装置の監視結果に応じて、前記監視者における伝達する場所、及び伝達するタイミングを変更することを特徴とする制御システム。
In the control system according to claim 3,
The monitoring result of the work state monitoring device includes the operation direction and the work state related to the work of the work device.
The motion transmission device is a control system characterized in that the transmission location and transmission timing of the observer are changed according to the monitoring result of the work state monitoring device.
請求項4記載の制御システムにおいて、
前記動作伝達装置の伝達対象である前記監視者が前記作業機械に搭乗したオペレータである場合には、前記動作伝達装置が前記監視者に動作を伝達するタイミングは、少なくともオペレータの反応時間と油圧応答遅れ時間とを加味したマージンを設定することを特徴とする制御システム。
In the control system according to claim 4,
When the observer to be transmitted by the motion transmission device is an operator on board the work machine, the timing at which the motion transmission device transmits the motion to the observer is at least the reaction time of the operator and the hydraulic response. A control system characterized by setting a margin that takes into account the delay time.
請求項4記載の制御システムにおいて、
前記動作伝達装置の伝達対象である前記監視者が前記作業機械を遠隔操作するオペレータである場合には、前記動作伝達装置が前記監視者に動作を伝達するタイミングは、少なくともオペレータの反応時間、通信遅延時間、及び油圧応答遅れ時間を加味したマージンを設定することを特徴とする制御システム。
In the control system according to claim 4,
When the observer to be transmitted by the motion transmission device is an operator who remotely operates the work machine, the timing at which the motion transmission device transmits the motion to the observer is at least the reaction time of the operator and communication. A control system characterized in that a margin is set in consideration of a delay time and a hydraulic response delay time.
請求項1記載の制御システムにおいて、
前記動作伝達装置は、監視者の少なくとも2つ以上の指に触れるように配置されたことを特徴とする作業機械の制御装置。
In the control system according to claim 1,
The motion transmission device is a control device for a work machine, characterized in that the motion transmission device is arranged so as to touch at least two or more fingers of the observer.
JP2019175252A 2019-09-26 2019-09-26 control system Active JP7282644B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019175252A JP7282644B2 (en) 2019-09-26 2019-09-26 control system
PCT/JP2020/026335 WO2021059655A1 (en) 2019-09-26 2020-07-06 Control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019175252A JP7282644B2 (en) 2019-09-26 2019-09-26 control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021050575A true JP2021050575A (en) 2021-04-01
JP7282644B2 JP7282644B2 (en) 2023-05-29

Family

ID=75157350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019175252A Active JP7282644B2 (en) 2019-09-26 2019-09-26 control system

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7282644B2 (en)
WO (1) WO2021059655A1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08319631A (en) * 1995-05-24 1996-12-03 Yanmar Diesel Engine Co Ltd Safety operation structure of working equipment
JPH101968A (en) * 1996-06-18 1998-01-06 Hitachi Constr Mach Co Ltd Automatic locus controller for hydraulic construction equipment
JPH10204925A (en) * 1997-01-27 1998-08-04 Hitachi Constr Mach Co Ltd Automatic operating shovel
JP2000186349A (en) * 1998-12-22 2000-07-04 Hitachi Constr Mach Co Ltd Automatically operating construction machine
US6131062A (en) * 1999-01-21 2000-10-10 Case Corporation Apparatus and method for preventing an automatic operation sequence in a work vehicle
JP2003184131A (en) * 2001-12-19 2003-07-03 Hitachi Constr Mach Co Ltd Operation equipment for construction machinery
JP2017200786A (en) * 2016-05-02 2017-11-09 本田技研工業株式会社 Vehicle control system, vehicle control method and vehicle control program
WO2018043104A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-08 株式会社小松製作所 Wheel loader and wheel loader control method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08319631A (en) * 1995-05-24 1996-12-03 Yanmar Diesel Engine Co Ltd Safety operation structure of working equipment
JPH101968A (en) * 1996-06-18 1998-01-06 Hitachi Constr Mach Co Ltd Automatic locus controller for hydraulic construction equipment
JPH10204925A (en) * 1997-01-27 1998-08-04 Hitachi Constr Mach Co Ltd Automatic operating shovel
JP2000186349A (en) * 1998-12-22 2000-07-04 Hitachi Constr Mach Co Ltd Automatically operating construction machine
US6131062A (en) * 1999-01-21 2000-10-10 Case Corporation Apparatus and method for preventing an automatic operation sequence in a work vehicle
JP2003184131A (en) * 2001-12-19 2003-07-03 Hitachi Constr Mach Co Ltd Operation equipment for construction machinery
JP2017200786A (en) * 2016-05-02 2017-11-09 本田技研工業株式会社 Vehicle control system, vehicle control method and vehicle control program
WO2018043104A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-08 株式会社小松製作所 Wheel loader and wheel loader control method

Also Published As

Publication number Publication date
JP7282644B2 (en) 2023-05-29
WO2021059655A1 (en) 2021-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6234342B2 (en) Operation control system
KR100240085B1 (en) A handling device of excavator
JPH09268602A (en) Controller for excavator
EP3748086A1 (en) Construction machine
KR20150080617A (en) Utility vehicle
JP7474192B2 (en) Excavator
KR20190112057A (en) Construction machinery
JP2013204260A (en) Remote control device for vehicle, vehicle and remote control method of vehicle
JP2018080510A (en) Work machine
CN109689978A (en) Work machine
WO2021059655A1 (en) Control system
CN111788359B (en) Construction machine
EP3569771B1 (en) A working machine joystick assembly
JP6713190B2 (en) Shovel operating device and shovel operating method
KR20000064927A (en) Manipulator of three-joint excavator
CN113502861A (en) Control method for construction machine
CN105971042B (en) The oscillation damping method of excavator, excavator
WO2013117053A1 (en) Method and device for controlling travelling direction of engineering mechanical equipment
KR20210112586A (en) Contruction machine and method for controlling the gauge panel for contruction machine
KR100335363B1 (en) Excavator control equipment
JP7397235B2 (en) working machine
KR20220037405A (en) construction machinery
WO2023195489A1 (en) Construction machine operating device and construction machine operating system using said operating device
GB2570184A (en) Device and method for controlling a working machine
WO2023100689A1 (en) Construction machine driving device, and construction machine and construction machine system provided with same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220131

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221213

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230209

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230509

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230517

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7282644

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150