JP2022107894A - 作業機械および遠隔操作支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】実機切替スイッチのＯＮ／ＯＦＦの切り替えによらず、実機制御装置の電力供給状態および電力供給遮断状態の切り替えが可能な作業機械等を提供する。【解決手段】実機切替スイッチ８１がＯＦＦからＯＮに切り替えられると、実機電源８０から実機制御装置４００に対する第１の電力供給経路（実機切替スイッチ８１→５極リレー８２の基準リレー端子８２０→第１リレー端子８２１→電源端子４８１）が形成される。これにより、実機電源８０から実機制御装置４００に対する第２の電力供給経路（４極リレー８４の一対のリレー端子８４０、８４２→第１ダイオード８８１→電源端子４８１）が形成される。そして、第１の電力供給経路が遮断される一方、実機切替スイッチ８１を介さない第２の電力供給経路が維持されている。【選択図】図７

Description

本発明は、遠隔操作対象としての油圧ショベル等の作業機械に関する。

油圧ショベル等の作業機械の動作を、遠隔制御装置による遠隔操作に加えて、作業機械に搭乗した作業員による実機操作によって制御する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。作業員により、作業機械において実機操作と遠隔操作とを切り替える実機切替スイッチが遠隔制御側あるいは実機制御側に切り替えられることにより、当該遠隔制御装置による遠隔操作および実機操作に応じた作業機械の動作の制御が可能になる。

特開平７－７１２８１号公報

しかし、実機切替スイッチを遠隔制御側に切り替えた後は遠隔制御装置により当該作業機械の遠隔操作が可能とすなるが、当該作業機械の遠隔操作が終了した後には実機切替スイッチを遠隔制御側から実機制御側に切り替えられるまでの間、作業機械の側で通信が待機されるので通信のための電力等のエネルギーが浪費されてしまう。
そこで、本発明は、実機切替スイッチのＯＮ／ＯＦＦの切り替えによらず、実機制御装置の電力供給状態および電力供給遮断状態の切り替えが可能な作業機械等を提供することを目的とする。

本発明の作業機械は、
遠隔操作装置との通信に基づき、動作が制御される作業機械であって、
前記作業機械は、
実機電源と、
前記遠隔操作装置による前記作業機械の遠隔操作を可能にするための実機切替スイッチと、
スイッチ端子、電源端子および接地端子を備え、前記遠隔操作装置からの指令に応じて前記接地端子の接地および非接地を切り替える機能を有する実機制御装置と、
一対の励磁端子の間の通電の有無に応じて一対のリレー端子の間が遮断または接続されるように構成されている４極リレーと、
一対の励磁端子の間の通電の有無に応じて基準リレー端子および第１リレー端子の間が接続され、あるいは、当該基準リレー端子および第２リレー端子の間が接続されるように構成されている５極リレーと、を備え、
前記実機電源が、
前記実機切替スイッチを介して前記実機制御装置の前記スイッチ端子に接続され、
前記実機切替スイッチ、前記５極リレーの前記基準リレー端子および前記第１リレー端子を順に介して前記実機制御装置の前記電源端子に接続され、
前記４極リレーの前記一対のリレー端子および順方向の第１ダイオードを順に介して前記実機制御装置の前記電源端子に接続され、
前記４極リレーの前記一対のリレー端子、順方向の第２ダイオードおよび前記５極リレーの前記一対の励磁端子を順に介して接地され、
前記４極リレーの前記一対の励磁端子を介して前記実機制御装置の前記接地端子に接続され、かつ、
前記実機切替スイッチ、前記５極リレーの前記基準リレー端子および前記第２リレー端子ならびに順方向の第３ダイオードを順に介して前記第２ダイオードおよび前記５極リレーの間に接続されている。

本発明の一実施形態としての遠隔操作支援システムの構成に関する説明図。 遠隔操作装置の構成に関する説明図。 作業機械の構成に関する説明図。 作業機械における電力制御装置の構成に関する説明図。 操作支援システムの基本機能に関する説明図。 作業環境画像に関する説明図。 電力制御装置の電力供給開始手順に関する説明図。 電力制御装置の電力供給停止手順に関する説明図。

（遠隔操作支援システムの構成）
図１に示されている本発明の一実施形態としての遠隔操作支援システムは、遠隔操作支援サーバ１０と、作業機械４０と、により構成されている。遠隔操作支援システムが、遠隔操作支援サーバ１０および作業機械４０に加えて、作業機械４０を遠隔操作するための遠隔操作装置２０により構成されていてもよい。遠隔操作支援サーバ１０、遠隔操作装置２０および作業機械４０は相互にネットワーク通信可能に構成されている。遠隔操作支援サーバ１０および遠隔操作装置２０の相互通信ネットワークと、遠隔操作支援サーバ１０および作業機械４０の相互通信ネットワークと、は同一であってもよく相違していてもよい。

本発明の構成要素が情報を「認識する」とは、当該情報を受信すること、当該情報を記憶装置から読み出すこと、当該情報をデータベースから検索すること、当該情報を測定すること、受信等された基礎情報に基づき、当該情報を決定、判定、推定または予測すること、当該情報を記憶装置に保存することなど、後続する演算処理において当該情報を利用可能な状態にするためのあらゆる演算処理を包含する概念である。

（遠隔操作支援サーバの構成）
遠隔操作支援サーバ１０は、データベース１０２と、第１支援処理要素１２１と、第２支援処理要素１２２と、を備えている。データベース１０２は、撮像画像データ等を記憶保持する。データベース１０２は、遠隔操作支援サーバ１０とは別個のデータベースサーバにより構成されていてもよい。各支援処理要素は、演算処理装置（シングルコアプロセッサまたはマルチコアプロセッサもしくはこれを構成するプロセッサコア）により構成され、メモリなどの記憶装置から必要なデータおよびソフトウェアを読み取り、当該データを対象として当該ソフトウェアにしたがった後述の演算処理を実行する。

（遠隔操作装置の構成）
遠隔操作装置２０は、遠隔制御装置２００と、遠隔入力インターフェース２１０と、遠隔出力インターフェース２２０と、を備えている。遠隔制御装置２００は、演算処理装置（シングルコアプロセッサまたはマルチコアプロセッサもしくはこれを構成するプロセッサコア）により構成され、メモリなどの記憶装置から必要なデータおよびソフトウェアを読み取り、当該データを対象として当該ソフトウェアにしたがった演算処理を実行する。

遠隔入力インターフェース２１０は、遠隔操作機構２１１を備えている。遠隔出力インターフェース２２０は、画像出力装置２２１と、音響出力装置２２２と、遠隔無線通信機器２２２と、を備えている。

遠隔操作機構２１１には、走行用操作装置と、旋回用操作装置と、ブーム用操作装置と、アーム用操作装置と、バケット用操作装置と、が含まれている。各操作装置は、回動操作を受ける操作レバーを有している。走行用操作装置の操作レバー（走行レバー）は、作業機械４０の下部走行体４１０を動かすために操作される。走行レバーは、走行ペダルを兼ねていてもよい。例えば、走行レバーの基部または下端部に固定されている走行ペダルが設けられていてもよい。旋回用操作装置の操作レバー（旋回レバー）は、作業機械４０の旋回機構４３０を構成する油圧式の旋回モータを動かすために操作される。ブーム用操作装置の操作レバー（ブームレバー）は、作業機械４０のブームシリンダ４４２を動かすために操作される。アーム用操作装置の操作レバー（アームレバー）は作業機械４０のアームシリンダ４４４を動かすために操作される。バケット用操作装置の操作レバー（バケットレバー）は作業機械４０のバケットシリンダ４４６を動かすために操作される。

遠隔操作機構２１１を構成する各操作レバーは、例えば、図２に示されているように、オペレータが着座するためのシートＳｔの周囲に配置されている。シートＳｔは、アームレスト付きのハイバックチェアのような形態であるが、ヘッドレストがないローバックチェアのような形態、または、背もたれがないチェアのような形態など、オペレータが着座できる任意の形態の着座部であってもよい。

シートＳｔの前方に左右のクローラに応じた左右一対の走行レバー２１１０が左右横並びに配置されている。一つの操作レバーが複数の操作レバーを兼ねていてもよい。例えば、図２に示されているシートＳｔの左側フレームの前方に設けられている左側操作レバー２１１１が、前後方向に操作された場合にアームレバーとして機能し、かつ、左右方向に操作された場合に旋回レバーとして機能してもよい。同様に、図２に示されているシートＳｔの右側フレームの前方に設けられている右側操作レバー２１１２が、前後方向に操作された場合にブームレバーとして機能し、かつ、左右方向に操作された場合にバケットレバーとして機能してもよい。レバーパターンは、オペレータの操作指示によって任意に変更されてもよい。

画像出力装置２２１は、例えば図２に示されているように、シートＳｔの前方、左斜め前方および右斜め前方のそれぞれに配置された略矩形状の画面を有する中央画像出力装置２２１０、左側画像出力装置２２１１および右側画像出力装置２２１２により構成されている。中央画像出力装置２２１０、左側画像出力装置２２１１および右側画像出力装置２２１２のそれぞれの画面（画像表示領域）の形状およびサイズは同じであってもよく相違していてもよい。

図２に示されているように、中央画像出力装置２２１０の画面および左側画像出力装置２２１１の画面が傾斜角度θ１（例えば、１２０°≦θ１≦１５０°）をなすように、左側画像出力装置２２１１の右縁が、中央画像出力装置２２１０の左縁に隣接している。図２に示されているように、中央画像出力装置２２１０の画面および右側画像出力装置２２１２の画面が傾斜角度θ２（例えば、１２０°≦θ２≦１５０°）をなすように、右側画像出力装置２２１２の左縁が、中央画像出力装置２２１０の右縁に隣接している。当該傾斜角度θ１およびθ２は同じであっても相違していてもよい。

中央画像出力装置２２１０、左側画像出力装置２２１１および右側画像出力装置２２１２のそれぞれの画面は、鉛直方向に対して平行であってもよく、鉛直方向に対して傾斜していてもよい。中央画像出力装置２２１０、左側画像出力装置２２１１および右側画像出力装置２２１２のうち少なくとも１つの画像出力装置が、複数に分割された画像出力装置により構成されていてもよい。例えば、中央画像出力装置２２１０が、略矩形状の画面を有する上下に隣接する一対の画像出力装置により構成されていてもよい。

画像出力装置２２１を構成する画像出力装置の個数は任意に変更されてもよい。例えば、画像出力装置２２１がシートＳｔを前方において囲むように湾曲面状または屈曲面状の１個の画像出力装置により構成されていてもよい。画像出力装置２２１がシートＳｔを前方において囲むように横方向に連続して配置された４枚以上の平面状の画像出力装置により構成されていてもよい。

音響出力装置２２２は、一または複数のスピーカーにより構成され、例えば図２に示されているように、シートＳｔの後方、左アームレスト後部および右アームレスト後部のそれぞれに配置された中央音響出力装置２２２０、左側音響出力装置２２２１および右側音響出力装置２２２２により構成されている。中央音響出力装置２２２０、左側音響出力装置２２２１および右側音響出力装置２２２２のそれぞれの仕様は同じであってもよく相違していてもよい。

（作業機械の構成）
作業機械４０は、実機制御装置４００と、実機入力インターフェース４１と、実機出力インターフェース４２と、作業機構４４０と、を備えている。実機制御装置４００は、演算処理装置（シングルコアプロセッサまたはマルチコアプロセッサもしくはこれを構成するプロセッサコア）により構成され、メモリなどの記憶装置から必要なデータおよびソフトウェアを読み取り、当該データを対象として当該ソフトウェアにしたがった演算処理を実行する。

作業機械４０は、例えばクローラショベル（建設機械）であり、図３に示されているように、クローラ式の下部走行体４１０と、下部走行体４１０に旋回機構４３０を介して旋回可能に搭載されている上部旋回体４２０と、を備えている。作業機械４０は、駆動源としてのエンジン４６０を備えている。上部旋回体４２０の前方左側部にはキャブ４２４（運転室）が設けられている。上部旋回体４２０の前方中央部には作業機構４４０が設けられている。

実機入力インターフェース４１は、実機操作機構４１１と、実機撮像装置４１２と、測位装置４１４と、を備えている。実機操作機構４１１は、キャブ４２４の内部に配置されたシートの周囲に遠隔操作機構２１１と同様に配置された複数の操作レバーを備えている。遠隔操作レバーの操作態様に応じた信号を受信し、当該受信信号に基づいて実機操作レバーを動かす駆動機構またはロボットがキャブ４２４に設けられている。実機撮像装置４１２は、例えばキャブ４２４の内部に設置され、フロントウィンドウおよび左右一対のサイドウィンドウ越しに作業機構４４０の少なくとも一部を含む環境を撮像する。フロントウィンドウおよびサイドウィンドウのうち一部または全部が省略されていてもよい。測位装置４１４は、ＧＰＳおよび必要に応じてジャイロセンサ等により構成されている。

実機出力インターフェース４２は、実機無線通信機器４２２を備えている。

図３に示されているように、作業機構としての作業機構４４０は、上部旋回体４２０に起伏可能に装着されているブーム４４１と、ブーム４４１の先端に回動可能に連結されているアーム４４３と、アーム４４３の先端に回動可能に連結されているバケット４４５と、を備えている。作業機構４４０には、伸縮可能な油圧シリンダにより構成されているブームシリンダ４４２、アームシリンダ４４４およびバケットシリンダ４４６が装着されている。

ブームシリンダ４４２は、作動油の供給を受けることにより伸縮してブーム４４１を起伏方向に回動させるように当該ブーム４４１と上部旋回体４２０との間に介在する。アームシリンダ４４４は、作動油の供給を受けることにより伸縮してアーム４４３をブーム４４１に対して水平軸回りに回動させるように当該アーム４４３と当該ブーム４４１との間に介在する。バケットシリンダ４４６は、作動油の供給を受けることにより伸縮してバケット４４５をアーム４４３に対して水平軸回りに回動させるように当該バケット４４５と当該アーム４４３との間に介在する。

図４に示されているように、作業機械４０は、実機電源８０と、実機切替スイッチ８１と、５極リレー８２と、４極リレー８４と、を備えている。

実機電源８０は、例えば、リチウムイオンバッテリなどの二次電池および／または燃料電池および／またはキャパシタにより構成されている。

実機切替スイッチ８１は、遠隔操作装置２０による作業機械４０の遠隔操作を可能にするためのスイッチである。実機切替スイッチ８１は、例えば、キャブ４２４の中に設けられる。

図４に示されているように、実機制御装置４００は、スイッチ端子４８０、電源端子４８１および接地端子４８２を備えている。実機制御装置４００は、遠隔操作装置２０からの指令に応じて接地端子４８２の接地および非接地を切り替える機能を有する。

図４に示されているように、５極リレー８２は、一対の励磁端子８２３および８２４の間が通電されていない場合には基準リレー端子８２０および第１リレー端子８２１の間が接続される一方、一対の励磁端子８２３および８２４の間が通電された場合には基準リレー端子８２０および第２リレー端子８２２の間が接続されるように構成されている。一対の励磁端子８２３および８２４のうち、実機電源８０からみて下流側にある一方の励磁端子８２４は接地されている。

図４に示されているように、４極リレー８４は、一対の励磁端子８４３および８４４の間が通電されていない場合には一対のリレー端子８４０および８４２の間が遮断される一方、一対の励磁端子８４３および８４４の間が通電されている場合には一対のリレー端子８４０および８４２の間が接続されるように構成されている。

図４に示されているように、実機電源８０は、実機切替スイッチ８１を介して実機制御装置４００のスイッチ端子４８０に接続されている。実機電源８０は、実機切替スイッチ８１、５極リレー８２の基準リレー端子８２０および第１リレー端子８２１を順に介して実機制御装置４００の電源端子４８１に接続されている。実機電源８０は、４極リレー８４の一対のリレー端子８４０、８４２および順方向の第１ダイオード８８１を順に介して実機制御装置４００の電源端子４８１に接続されている。実機電源８０は、４極リレー８４の一対のリレー端子、順方向の第２ダイオード８８２を順に介して５極リレー８２の一対の励磁端子８２３、８２４のうち実機電源８０からみて上流側にある励磁端子８２３に接続されている。実機電源８０は、４極リレー８４の一対の励磁端子８４３、８４４を介して実機制御装置４００の接地端子４８２に接続されている。実機電源８０は、実機切替スイッチ８１、５極リレー８２の基準リレー端子８２０および第２リレー端子８２２ならびに順方向の第３ダイオード８８３を順に介して第２ダイオード８８２および５極リレー８２の上流側の励磁端子８２３の間に接続されている。

（遠隔操作支援システムの機能）
前記構成の遠隔操作支援システムの基本機能について図５に示されているフローチャートを用いて説明する。当該フローチャートにおいて「Ｃ●」というブロックは、記載の簡略のために用いられ、データの送信および／または受信を意味し、当該データの送信および／または受信を条件として分岐方向の処理が実行される条件分岐を意味している。受信されたデータは、データベース１０２および／または不揮発性もしくは揮発性のメモリにより構成されている記憶装置に格納される。

遠隔操作装置２０において、オペレータにより遠隔入力インターフェース２１０を通じた指定操作の有無が判定される（図５／ＳＴＥＰ２１０）。「指定操作」は、例えば、オペレータが遠隔操作を意図する作業機械４０を指定するための遠隔入力インターフェース２１０におけるタップなどの操作である。当該判定結果が否定的である場合（図５／ＳＴＥＰ２１０‥ＮＯ）、一連の処理が終了する。その一方、当該判定結果が肯定的である場合（図５／ＳＴＥＰ２１０‥ＹＥＳ）、遠隔無線通信機器２２２を通じて、遠隔操作支援サーバ１０に対して環境確認要求が送信される（図５／ＳＴＥＰ２１２）。

遠隔操作支援サーバ１０において、環境確認要求が受信された場合、第１支援処理要素１２１により当該環境確認要求が該当する作業機械４０に対して送信される（図５／Ｃ１１０）。

作業機械４０において、実機無線通信機器４２２を通じて環境確認要求が受信された場合（図５／Ｃ４１０）、実機制御装置４００が実機撮像装置４１２を通じて撮像画像を取得する（図５／ＳＴＥＰ４１０）。ここで、実機制御装置４００またはこれを構成する画像処理装置により、画像処理が実行されてもよい。実機制御装置４００により、実機無線通信機器４２２を通じて、当該画像処理が施された撮像画像データが遠隔操作装置１０に対して送信される（図５／ＳＴＥＰ４１２）。

遠隔操作支援サーバ１０において、第１支援処理要素１２１により撮像画像データが受信された場合（図５／Ｃ１１２）、第２支援処理要素１２２により撮像画像に応じた環境画像データが遠隔操作装置２０に対して送信される（図５／ＳＴＥＰ１１０）。環境画像データは、撮像画像データそのもののほか、撮像画像に基づいて生成された模擬的な環境画像を表わす画像データである。画像処理装置３０が遠隔操作支援サーバ１０により構成されている場合、撮像画像データが画像処理装置３０により画像処理されることにより環境画像データが生成されてもよい。

遠隔操作装置２０において、遠隔無線通信機器２２２を通じて環境画像データが受信された場合（図５／Ｃ２１０）、遠隔制御装置２００により、環境画像データに応じた環境画像が画像出力装置２２１に出力される（図５／ＳＴＥＰ２１４）。

これにより、例えば、図６に示されているように、キャブ４２４を画定する、右窓枠Ｑ１、上窓枠Ｑ２、左窓枠Ｑ３および下窓枠Ｑ４により構成されている窓枠を通じて、キャブ４２４の前方において、作業機構４４０の一部であるブーム４４１、アーム４４３および（バケット４４５による作業対象である）瓦礫または土砂の山が映り込んでいる環境画像が画像出力装置４２１に出力される。撮像画像の画像処理により、あるいは、撮像装置４１２の画角調整により、窓枠Ｑ１～Ｑ４のうち少なくとも一部が映り込まないように環境画像が生成されてもよい。撮像装置４２１がキャブ４２４の内部ではなく外部に設けられている場合、窓枠Ｑ１～Ｑ４など、キャブ４２４の構成部品が映り込まないような撮像画像、ひいては環境画像が取得可能である。

遠隔操作装置２０において、遠隔制御装置２００により遠隔操作機構２１１の操作態様が認識され（図５／ＳＴＥＰ２１６）、かつ、遠隔無線通信機器２２２を通じて、当該操作態様に応じた遠隔操作指令が遠隔操作支援サーバ１０に対して送信される（図５／ＳＴＥＰ２１８）。

遠隔操作支援サーバ１０において、第２支援処理要素１２２により当該遠隔操作指令が受信された場合、第１支援処理要素１２１により、当該遠隔操作指令が作業機械４０に対して送信される（図５／Ｃ１１４）。

作業機械４０において、実機制御装置４００により、実機無線通信機器４２２を通じて操作指令が受信された場合（図５／Ｃ４１２）、作業機構４４０等の動作が制御される（図５／ＳＴＥＰ４１４）。例えば、バケット４４５により作業機械４０の前方の土をすくい、上部旋回体４１０を旋回させたうえでバケット４４５から土を落とす作業が実行される。

（作業機械の機能）
当該構成の作業機械４０によれば、初期状態において、図４に示されているように、実機切替スイッチ８１がＯＦＦであり、５極リレー８２の基準リレー端子８２０および第１リレー端子８２１が接続され、かつ、４極リレー８４の一対のリレー端子８４０、８４２が接続されていない。ここで、図７に示されているように、実機切替スイッチ８１がＯＦＦからＯＮに切り替えられると（図７／円弧矢印Ｓ１１参照）、実機電源８０からＯＮ状態の実機切替スイッチ８１、５極リレー８２の基準リレー端子８２０、第１リレー端子８２１および電源端子４８１を順に介した、実機制御装置４００に対する第１の電力供給経路が形成される（図７／一点鎖線矢印Ｘ１参照）。これにより、実機制御装置４００が電力供給遮断状態から電力供給状態に遷移する。

その後、実機電源８０からＯＮ状態の実機切替スイッチ８１およびスイッチ端子４８０を介して電力が供給されることが、実機制御装置４００により、実機切替スイッチ８１がＯＦＦからＯＮに切り替えられたこととして検知される（図７／実線矢印Ｘ２参照）。当該検知結果に応じて、実機制御装置４００により、接地端子４８２が非接地状態から接地状態に切り替えられる（図７／円弧矢印Ｓ１２参照）。

その結果、実機電源８０から４極リレー８４の一対の励磁端子８４３、８４４の間に電流が流れ（図７／破線矢印Ｘ３参照）、これに応じて４極リレー８４の一対のリレー端子８４０、８４２が非接続状態から接続状態に切り替えられる（図７／円弧矢印Ｓ１３参照）。これにより、実機電源８０から４極リレー８４の一対のリレー端子８４０、８４２、順方向の第１ダイオード８８１および電源端子４８１を順に介した、実機制御装置４００に対する第２の電力供給経路が形成される（図７／二点鎖線矢印Ｘ４参照）。

また、実機電源８０から４極リレー８４の一対のリレー端子８４０、８４２および順方向の第２ダイオード８８２を介して、５極リレー８２の一対の励磁端子８２３、８２４の間に電流が流れ（図７／破線矢印Ｘ５参照）、これに応じて５極リレー８２の基準リレー端子８２０の接続先が第１リレー端子８２１から第２リレー端子８２２に切り替えられる（図７／円弧矢印Ｓ１４参照）。これにより、５極リレー８２の第２リレー端子８２２から第３ダイオード８８３を介して、５極リレー８２の一対の励磁端子８４３、８４４を通じて電流が流れ、５極リレー８２が自己励磁された状態になる（図７／点線矢印Ｘ６参照）。

また、第１の電力供給経路（図７／一点鎖線矢印Ｘ１参照）が遮断される一方、実機切替スイッチ８１を介さない第２の電力供給経路（図７／二点鎖線矢印Ｘ４参照）が維持されている。

このため、実機制御装置４００の電源ＯＮ状態がそのまま維持される。そして、実機制御装置４００の電源ＯＮ状態および電源ＯＦＦ状態の切り替えが、当該実機制御装置４００自身によってのみ制御される状態になる。

具体的には、遠隔操作装置２０から、実機制御装置４００に対して電源ＯＦＦ指令があった場合、図８に示されているように、実機制御装置４００により接地端子４８２が接地状態から非接地状態に切り替えられる（図８／円弧矢印Ｓ２１参照）。

これに応じて実機電源８０から４極リレー８４の一対の励磁端子８４３、８４４の間に電流（図７／破線矢印Ｘ３参照）が流れなくなり、４極リレー８４の一対のリレー端子８４０、８４２が接続状態から非接続状態に切り替えられる（図８／円弧矢印Ｓ２２参照）。これにより、実機電源８０から４極リレー８４の一対のリレー端子８４０、８４２および順方向の第１ダイオード８８１を順に介した、実機制御装置４００に対する第２の電力供給経路（図７／二点鎖線矢印Ｘ４参照）が遮断され、実機制御装置４００が電源ＯＮから電源ＯＦＦに切り替えられる。また、実機電源８０から４極リレー８４の一対のリレー端子８４０、８４２および順方向の第２ダイオード８８２を介して、５極リレー８２の一対の励磁端子８２３、８２４の間に電流（図７／破線矢印Ｘ５参照）が流れなくなる。

前記構成の遠隔操作支援システムでは、遠隔操作装置２０による作業機械４０の遠隔操作が終了した際に、遠隔操作装置２０から実機制御装置４００に対して電源ＯＦＦ指令を出すようにしている。電源ＯＦＦ指令はオペレータによる操作により手動で出されてもよいし、自動で出されてもよい。

例えば、遠隔操作装置２０による作業機械４０の遠隔操作の終了時に、オペレータによる電源ＯＦＦ指令を出すための操作が遠隔入力インターフェース２１０に対して受付されることで電源ＯＦＦ指令が出されるようにしてもよい。

また、例えば、遠隔操作装置２０による作業機械４０の遠隔操作による所定の作業が終了したことを判定して電源ＯＦＦ指令が出されてもよいし、遠隔操作機構２１１に対して所定時間の間継続して操作がなれなかったこと判定して電源ＯＦＦ指令が出されてもよい。

これによって、遠隔操作装置２０による作業機械４０の遠隔操作が終了と連動して、実機制御装置４００に対して電源ＯＦＦ指令が出され、実機制御装置４００に対する第２の電力供給経路が遮断されることになる。

その後、実機切替スイッチ８１がＯＮからＯＦＦに切り替えられた場合（図８／円弧矢印Ｓ２３参照）、実機電源８０から５極リレー８２の一対の励磁端子８２３、８２４の間に電流（図７／点線矢印Ｘ６参照）が流れなくなり、これに応じて５極リレー８２の基準リレー端子８２０の接続先が第２リレー端子８２２から第１リレー端子８２１に切り替えられる（図８／円弧矢印Ｓ２４参照）。これらの結果、作業機械４０が図７に示されているような初期状態に復帰する。

初期状態に復帰すると、再び実機切替スイッチ８１がＯＦＦからＯＮに切り替えられることで（図７／円弧矢印Ｓ１１参照）、実機制御装置４００に対する第２の電力供給経路が形成される（図７／二点鎖線矢印Ｘ４参照）ようになる。

本実施形態では、実機制御装置４００により接地端子４８２が接地状態から非接地状態に切り替えられた後、４極リレー８４の一対のリレー端子８４０、８４２が接続状態から非接続状態に切り替えられ、それから実機切替スイッチ８１がＯＮからＯＦＦに切り替えられた場合、５極リレー８２の基準リレー端子８２０の接続先が第２リレー端子８２２から第１リレー端子８２１に切り替えられたが（図８／円弧矢印Ｓ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４参照）、当該切り替えの順序を異ならせることもできる。

例えば、まず、実機切替スイッチ８１がＯＮからＯＦＦに切り替えられた場合（図８／円弧矢印Ｓ２３参照）、実機電源８０からスイッチ端子４８０を介して電力（図７／実線矢印Ｘ２参照）が供給されなくなったことが、実機制御装置４００により、実機操作スイッチ８１がＯＮからＯＦＦに切り替えられたこととして検知される。当該検知結果に応じて、実機制御装置４００により、接地端子４８２が接地状態から非接地状態に切り替えられる（図８／円弧矢印Ｓ２１参照）。これに応じて実機電源８０から４極リレー８４の一対の励磁端子８４３、８４４の間に電流（図７／破線矢印Ｘ３参照）が流れなくなり、４極リレー８４の一対のリレー端子８４０、８４２が接続状態から非接続状態に切り替えられる（図８／円弧矢印Ｓ２２参照）。これにより、実機電源８０から４極リレー８４の一対のリレー端子８４０、８４２および順方向の第１ダイオード８８１を順に介した、実機制御装置４００に対する第２の電力供給経路（図７／二点鎖線矢印Ｘ４参照）が遮断され、実機制御装置４００が電源ＯＮから電源ＯＦＦに切り替えられる。また、実機電源８０から４極リレー８４の一対のリレー端子８４０、８４２および順方向の第２ダイオード８８２を介して、５極リレー８２の一対の励磁端子８２３、８２４の間に電流（図７／破線矢印Ｘ５参照）が流れなくなる。

そして、実機電源８０から５極リレー８２の一対の励磁端子８２３、８２４の間に電流（図７／点線矢印Ｘ６参照）が流れなくなったことに応じて５極リレー８２の基準リレー端子８２０の接続先が第２リレー端子８２２から第１リレー端子８２１に切り替えられる（図８／円弧矢印Ｓ２４参照）。これらの結果、作業機械４０が初期状態に復帰する。

すなわち、、実機切替スイッチ８１がＯＮからＯＦＦに切り替えられたことに応じて、実機制御装置４００により接地端子４８２が接地状態から非接地状態に切り替えられた後、４極リレー８４の一対のリレー端子８４０、８４２が接続状態から非接続状態に切り替えられ、さらに５極リレー８２の基準リレー端子８２０の接続先が第２リレー端子８２２から第１リレー端子８２１に切り替えられる（図８／円弧矢印Ｓ２３→Ｓ２１→Ｓ２２→Ｓ２４参照）。よって、第１の電力供給経路（図７／一点鎖線矢印Ｘ１参照）および第２の電力供給経路（図７／二点鎖線矢印Ｘ４参照）が両方とも遮断される。

（効果）
したがって、いったん実機切替スイッチ８１がＯＦＦからＯＮに切り替えられると、実機制御装置４００の電源ＯＮ状態および電源ＯＦＦ状態の切り替えが、当該実機制御装置４００自身によって制御される状態になり、遠隔操作の終了後に作業機械４０の側で通信を待機されない。

すなわち、遠隔操作装置２０による作業機械４０の遠隔操作の終了時に、直ちに実機制御装置４００に対する第２の電力供給経路が遮断されるので、通信のための電力等のエネルギーが浪費されなくなる。

これによって、作業者が作業機械４０に赴いて実機切替スイッチ８１をＯＮからＯＦＦにする作業をすることなく、実機制御装置４００に対する電力供給経路を遮断することができる。

実機制御装置４００に対する電力供給経路が遮断された後に再び作業機械４０の遠隔操作をするためには、作業者が作業機械４０に赴いて実機切替スイッチ８１をＯＮからＯＦＦに切り替える必要があるが、作業機械４０の遠隔操作をする前には、作業者が作業機械４０に赴いて作業機械４０の点検をすることが必要であり、実機切替スイッチ８１の切り替え作業をこの点検作業に含めて行うようにすればよいので、作業者の負担を増やすことにはならない。

また、作業者が作業機械４０に赴いて実機切替スイッチ８１をＯＮからＯＦＦにする作業をする場合であっても、実機切替スイッチ８１がＯＮからＯＦＦに切り替えられたことに応じて、第１の電力供給経路（図７／一点鎖線矢印Ｘ１参照）および第２の電力供給経路（図７／二点鎖線矢印Ｘ４参照）が両方とも遮断される。

（本発明の他の実施形態）
遠隔支援処理サーバ１０の少なくとも一部の機能要素が、遠隔操作装置２０および／または作業機械４０により構成されていてもよい。例えば、第１支援処理要素１２１が、第１演算処理装置としての遠隔制御装置２００および／または実機制御装置４００により構成されていてもよい。第２支援処理要素２２１が、第２演算処理装置としての遠隔制御装置２００および／または実機制御装置４００により構成されていてもよい。遠隔操作支援サーバ１０の機能要素が遠隔操作装置２０に搭載されている場合、前記実施形態における無線通信に代えて、当該遠隔操作装置２０に搭載されている有線ネットワークを通じた有線通信によって情報が通信されてもよい。同様に、遠隔操作支援サーバ１０の機能要素が作業機械４０に搭載されている場合、前記実施形態における無線通信に代えて、当該作業機械４０に搭載されている有線ネットワークを通じた有線通信によって情報が通信されてもよい。

実機切替スイッチ８１のＯＮ／ＯＦＦの別に応じて、遠隔制御装置２０におけるオペレータによる遠隔操作機構２１１を用いた遠隔操作に応じた作業機械４０の動作制御と、作業機械４０おけるオペレータによる実機操作機構４１１を用いた実機動作に応じた作業機械４０の動作制御と、が選択的に切り替えられてもよい。例えば、実機切替スイッチ８１がＯＮに切り替えられた場合に遠隔操作機構２１１を用いた遠隔操作に応じた作業機械４０の動作制御が有効になり、実機切替スイッチ８１がＯＦＦに切り替えられた場合には遠隔操作機構２１１を用いた遠隔操作に応じた作業機械４０の動作制御が無効となるように構成される。これにより、作業機械４０に搭乗しているオペレータが実機操作をしている際に、実機切替スイッチ８１をＯＦＦに切り替えておくことで当該作業機械４０の動作が遠隔操作の影響を受けるまたは干渉を受けることが防止される。

実機制御装置４００が、遠隔操作装置２０からの指令としての、エンジン４６０の稼動指令および可動禁止指令のそれぞれに応じて当該エンジン４６０の動作を制御してもよい。 これにより、実機制御装置４００が、例えば、接地端子４８２を接地状態に維持した状態でエンジン４６０のみを停止させたり、接地端子４８２を非接地状態に切り替えてさらにエンジン４６０を停止させたりすることとなる。

例えば、遠隔操作装置２０による作業機械４０の遠隔操作が中断される場合がある。このような場合に、実機制御装置４００に対する第１の電力供給経路（図７／一点鎖線矢印Ｘ１参照）および第２の電力供給経路（図７／二点鎖線矢印Ｘ４参照）を遮断してしまうと、作業機械４０を図７に示されている初期状態に復帰させるために作業者が作業機械４０に赴いて実機切替スイッチ８１をＯＮからＯＦＦに切り替える必要が生じてしまい、遠隔操作装置２０による作業機械４０の遠隔操作を素早く再開することができない。したがって、遠隔操作装置２０による作業機械４０の遠隔操作が中断される場合には、遠隔操作装置２０からの指令として、エンジン４６０の可動禁止指令を送付することで一時的にエンジン４６０の動作を停止させることで燃料が浪費されてしまうことを防止するとともに、遠隔操作装置２０による作業機械４０の遠隔操作を復帰させる際には、遠隔操作装置２０からの指令として、エンジン４６０の稼動指令を送付することで再度エンジン４６０を送付することで、作業者が作業機械４０に赴くことなく遠隔操作装置２０による作業機械４０の遠隔操作を素早く再開することができる。

また、遠隔操作装置２０による作業機械４０の遠隔操作の終了時には、実機制御装置４００に対する第１の電力供給経路（図７／一点鎖線矢印Ｘ１参照）および第２の電力供給経路（図７／二点鎖線矢印Ｘ４参照）が遮断されるので、作業機械４０は操作されない状態となる。これにより遠隔操作装置２０による作業機械４０の遠隔操作の終了時は、遠隔操作装置２０からの指令として、自動的にエンジン４６０の可動禁止指令を送付することでエンジン４６０の動作を停止させることができる。

１０‥遠隔操作支援サーバ、２０‥遠隔操作装置、４０‥作業機械、８０‥実機電源、８１‥実機切替スイッチ、８２‥５極リレー、８４‥４極リレー、１０２‥データベース、１２１‥第１支援処理要素、１２２‥第２支援処理要素、２００‥遠隔制御装置、２１０‥遠隔入力インターフェース、２１１‥遠隔操作機構、２２０‥遠隔出力インターフェース、２２１‥画像出力装置、２２２‥音響出力装置、４００‥実機制御装置、４１０‥実機入力インターフェース、４２０‥実機出力インターフェース、４２４‥キャブ（運転室）、４４０‥作業機構、４４５‥バケット（作業部）、４６０‥エンジン、４８０‥スイッチ端子、４８１‥電源端子、４８２‥接地端子、８２０‥基準リレー端子、８２１‥第１リレー端子、８２２‥第２リレー端子、８２３‥上流側の励磁端子、８２４‥下流側の励磁端子、８４０‥上流側のリレー端子、８４２‥下流側のリレー端子、８４３‥上流側の励磁端子、８４４‥下流側の励磁端子、８８１‥第１ダイオード、８８２‥第２ダイオード、８８３‥第３ダイオード。

Claims (4)

1. 遠隔操作装置との通信に基づき、動作が制御される作業機械であって、
   前記作業機械は、
   実機電源と、
   前記遠隔操作装置による前記作業機械の遠隔操作を可能にするための実機切替スイッチと、
   スイッチ端子、電源端子および接地端子を備え、前記遠隔操作装置からの指令に応じて前記接地端子の接地および非接地を切り替える機能を有する実機制御装置と、
   一対の励磁端子の間の通電の有無に応じて一対のリレー端子の間が遮断または接続されるように構成されている４極リレーと、
   一対の励磁端子の間の通電の有無に応じて基準リレー端子および第１リレー端子の間が接続され、あるいは、当該基準リレー端子および第２リレー端子の間が接続されるように構成されている５極リレーと、を備え、
   前記実機電源が、
   前記実機切替スイッチを介して前記実機制御装置の前記スイッチ端子に接続され、
   前記実機切替スイッチ、前記５極リレーの前記基準リレー端子および前記第１リレー端子を順に介して前記実機制御装置の前記電源端子に接続され、
   前記４極リレーの前記一対のリレー端子および順方向の第１ダイオードを順に介して前記実機制御装置の前記電源端子に接続され、
   前記４極リレーの前記一対のリレー端子、順方向の第２ダイオードおよび前記５極リレーの前記一対の励磁端子を順に介して接地され、
   前記４極リレーの前記一対の励磁端子を介して前記実機制御装置の前記接地端子に接続され、かつ、
   前記実機切替スイッチ、前記５極リレーの前記基準リレー端子および前記第２リレー端子ならびに順方向の第３ダイオードを順に介して前記第２ダイオードおよび前記５極リレーの間に接続されている
   作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記実機切替スイッチは、前記遠隔制御装置におけるオペレータによる遠隔操作に応じた前記作業機械の動作制御と、前記作業機械おけるオペレータによる実機操作に応じた前記作業機械の動作制御と、を選択的に切り替えるように構成されている作業機械。
3. 請求項１または２に記載の作業機械において、
   前記実機制御装置が、前記遠隔操作装置からの前記指令としての、前記作業機械の駆動源であるエンジンの稼動指令および可動禁止指令のそれぞれに応じて当該エンジンの動作を制御する作業機械。
4. 請求項１～３のうちいずれか１項に記載の作業機械と、前記作業機械との相互通信機能を有する遠隔操作装置と、により構成されている
   遠隔操作支援システム。

Images