JP3184972B2 - 遠隔操作によるツインアーム作業機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行車体上に旋回
体が旋回軸受けを介して縦軸芯廻りに旋回可能に載置さ
れ、旋回体にブームとその先端のアームとから成る屈折
自在な作業アームが起伏自在に支持される土木工事や建
設工事などの無人作業をおこなう遠隔操作の作業機に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から知られているバックフォーなど
油圧ショベル系の建設工事用の作業機は、作業者が２本
の操作レバーを操作して、一本のブームやアームを動作
させて、作業に応じてアーム先端に取り付けられる専用
のアタッチメントを使って、掘削や破砕等の作業をおこ
なうものであった。

【０００３】図２１の１０で示す掘削作業をおこなう油
圧ショベルは、走行車体１３上に旋回体１４が旋回軸受
けを介して縦軸芯廻りに（図のｒ１で示す方向へ）旋回
可能に載置され、旋回体１４の旋回軸近傍にブーム１６
とその先端のアーム１７とから成る屈折自在な一本の作
業アーム８が起伏自在に支持されている。

【０００４】 また、アーム１７の先端には作業に応じ
て、図においては１８で示すアタッチメント（挟持、破
砕装置）が取り付けられている。そして、旋回体１４上
に設けられた座席から作業者２０が２本の操作レバー２
１を操作することで、ブーム１６やアーム１７に取り付
けられた複数の油圧シリンダ１９を介して伸縮させるこ
とで、図のｒ２、ｒ４で示す方向へ屈折自在に作業アー
ム８を動作させている。

【０００５】 一般的には、図２２の２１ａ、２１ｂで
示すような２本の操作レバーにより１本の作業アーム８
に指令が成されるもので、図においては、座席２２の右
側操作レバー２１ａによりバケットの上下動か、又はブ
ーム１６の上下動かの何れかが選択される一方、左側操
作レバー２１ｂによりアーム１７の上下動か、又は旋回
体１４の左右旋回かの何れかが選択される。このように
左右２本の操作レバー２１で各々１種づつ選択された指
令（図２１のｒ１、ｒ２、ｒ４、ｒ５で示す方向）に従
って作業アーム８が起動されている。

【０００６】 更に図２２の２３ａ、２３ｂで示すフッ
トペダルは、走行車体１３の左右に設けられた車軸を動
作させて、図２１の２６で示すクローラを介して前後走
行又は左右旋回走行をおこなわせるもので、図２２の２
３ａで示す側のペダルが走行車体１３の右側のクローラ
２６ａを動作させて、２３ｂで示す側のペダルが走行車
体１３の左側のクローラ２６ｂを動作させている。

【０００７】ここで、図２１の３は旋回体１４を支える
走行車体１３の走行フレームである。

【０００８】一方、油圧ショベル系の作業機は、アタッ
チメント１８の交換で掘削、破砕、解体、リフトなど多
彩な仕事をこなすもので、近年、上記作業機にもう１本
作業アームを配して、工程毎に他のアタッチメントを装
備した作業アームに切り替えて作業をおこなうことで、
アタッチメントの交換の手間を省き作業効率の向上を目
指すような構成のもが提案されている。

【０００９】なお上記従来の技術においては、一人の作
業者によって１本の作業アームを動作させて、取り付け
られたアタッチメントに応じた１つの作業をおこなうも
のであった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の油圧ショベ
ル等作業機の構成においては、アタッチメントの交換で
掘削、破砕、解体、リフトなど多彩な仕事をこなすもの
ではあるが、１つの仕事のみをおこなう構成のものであ
り、素早く仕事を処理するという点で必ずしも効率がよ
いとは言えず多くの問題点を有するものであった。

【００１１】すなわち、例えば、コンクリート等硬い側
壁の解体作業にあっては、球状の鉄重りをアーム先端に
ロープを介して吊り上げておいて、旋回反復動作で徐々
に重りを揺らしながら、振幅の大きくなった時点で重り
を側壁にぶつけて解体する方法が知られているが、重り
を揺らす作業は周辺物に危険が伴い難しく、しかも衝突
の際のエネルギー量をコントロールすることが困難で、
このような作業にあっては側壁自身が衝撃で崩れて、倒
れてしまったりする危険すらあり、効率よく重りを揺ら
して作業をおこなわせる点で問題を有するものであっ
た。

【００１２】また、砕けた側壁を挟持用のアタッチメン
トでコンクリート片を持ち上げて移動する作業の際、コ
ンクリート片に埋設されている鉄骨材が移動作業の邪魔
をしてしまう。そこで作業者は鉄骨材の切断を待ってか
らコンクリート片を移動することになるが、この間持ち
上げたコンクリート片を人手による切断作業が終了する
まで保持し続けなければなければならないという問題が
ある。更にこの場合、コンクリート片を１本の作業アー
ムで挟み上げるには、対象物の重心位置と挟持ポイント
とが異なる際は、モーメント力が挟持ポイントに働い
て、挟持ポイントに滑りが生じ易いく、対象物が重量物
である場合は大変危険である。このため、大きな力でコ
ンクリート片を挟み込まねばならない一方、対象物は破
断し易く、特に建設部材などを所定の枠に合致するよう
支えねばならない組立作業にあっては、モーメント力に
逆らって建設部材を所望の姿勢に保たねばならないが、
滑りを防止するため強烈な力で建設部材を挟まねばなら
ず、建設部材が挟持部でつぶれたり傷ついたりし易く、
さらに建設部材の強度がモーメントに逆らい保持する際
にその周辺で割れてしまったりするという問題点があ
る。

【００１３】更にリフト作業で、重量物をロープなどで
吊り上げる作業の際は、作業アームを前方に伸ばして重
量物を持ち上げると作業機の機体重心位置が前方へずれ
てしまい転倒の危険を伴い、更にリフトされた重量物が
揺れることで、作業機自身が振られて転倒し易いという
問題がある。また、機体の重心が前方へずれてしまう
と、リフト力の低下を招くと共に、リフトされた重量物
の揺れは、時に重量物機材をばらけて落下させてしまう
という問題もある。

【００１４】また、ビル解体作業などにあって、高所ま
で持ち上げられたアーム先端の破砕具での解体作業は、
破砕されたコンクリの破片の落下の危険を伴うことか
ら、ごく僅かづつ構造物を徐々に根気よく破砕して処理
することが要求されるが、作業時間を費やし、効率悪い
作業であった。一方、建材側壁を所望の位置で引き裂く
には、側壁が所望の位置で固定されていなければ引き裂
く作業は困難で、手間でも破砕機やカッタで除々に切断
処理するしかない。なお、建材が全く固定されてない時
は破砕機先端を裂け目に沿ってはめ込まねば破砕できな
いことから、建材の押さえが効かず大変効率の悪い作業
となるという問題を有するものであった。

【００１５】上述のように、従来の構成のものにあって
は、重りを揺らす、対象物を保持する、リフト物の揺れ
や機体転倒の防止、或いは破砕作業の手間などの例にみ
られるように、解体作業や組立作業にあっては、従来の
作業機による作業では大変効率が悪く、素早く仕事を処
理するという点で多くの問題点を有している。

【００１６】 一方、特公Ｈ４−７０４５２号（特開Ｓ
６３−７４２７号）公報にあっては、１本の作業アーム
に掘削用バケットとリフト装置の２種の装置を備えるも
のが開示されているが、連続した工程を何れか一方のみ
を動作させることで、切り替えて使用しようというもの
である。しかしながら、このような構成にあっては、例
えばリフト装置で吊り上げた品物の揺れをバケット装置
で挟持して添えることで揺れを防止するようなことはで
きない。というのは作業アームを動かせば同時に両方の
装置が動いてしまう構造であり、上記同様に１つの作業
のみにしか対応できない構成であり、上述示した種々の
問題点を解決するものではない。

【００１７】また、２本の作業アームを備える構成のも
のとして、実開Ｈ５−８９５４３号公報や特開Ｈ８−３
１１９１９号公報が知られているが、これらの公報はに
あっては、作業ポイントに対して、前後に設けられた作
業アームの何れか１本で選択的に作業をおこなうもの
で、断続的に連続した工程の作業を何れか一方の作業ア
ームが選ばれて作業をおこなうものである。この構成に
あっては異なる同一の工程が連続して続けて発生する場
合はアタッチメントを取り替える手間を省くことができ
るが、１つ１つの作業としては何ら従来の油圧ショベル
と作業効率は変わらず、１つの仕事のみにしか対応でき
ない作業機構成であり、上述示した種々の問題点を解決
するものではない。

【００１８】さらに、実開Ｈ５−８９５４４号公報で
は、１本の作業アームと形状の異なる第２の作業アーム
を作業ポイント側に設けられるものである。上記実開Ｈ
５−８９５４３号公報のように作業者は旋回動作で作業
ポイントに向けて反転した位置へ姿勢をとる必要はない
が、上記公報構造にあっては作業アームのアタッチメン
トとしてバケットとブレーカとを備えて、上記同様に選
択的に何れか一方のアタッチメントを選択して油圧回路
を切り替えて作業をおこなう構成のものである。したが
って、同様に上述示した種々の問題点を解決するものと
は言い難い。

【００１９】 すなわち、上記実開Ｈ５−８９５４３号
公報や特開Ｈ８−３１１９１９号公報或いは実開Ｈ５−
８９５４４号公報にあっては、一台の作業機に２本の作
業アームを備えるが、１台の作業機にあっては１つエン
ジンが生じる油圧力には限界があり、２本の作業アーム
を効率よく同時に並行して操作できず、油圧回路を切り
替えて１つの作業アームのみが動作可能なように構成さ
れている。さらに、２本の作業アームを同一ポイントで
作業する好適な位置に配して作業するには機体の重心位
置との兼ね合いで転倒の危険性が増すことから困難な構
成であると言える。

【００２０】そこで、土木工事や建設工事用の作業機と
しては、作業者不足が懸念される高齢化社会において
も、１人で効率よく作業をこなすことのできるよう、２
つの作業を個別にしかも同時に同一作業ポイントにおこ
なうことのできる構成のものが望まれていた。

【００２１】本発明は、連結構成で２本の作業アームを
備えて、遠隔操作で２つの作業を個別にしかも同時にお
こなうと共に、安全で比較的大きな力を発揮でき、しか
も極めて効率よく、広範囲な無人作業に適応した建設工
事の作業機を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の遠隔操作による
ツインアーム作業機は、上記従来例の問題点を解決する
ため、走行車体上に旋回体が旋回軸受けを介して縦軸芯
廻りに旋回可能に載置され、旋回体にブームとその先端
のアームとから成る屈折自在な作業アームが起伏自在に
支持されて成る第１の作業機と、第１の作業機に隣接
し、第１の作業機と構造略同じくして成る第２の作業機
と、第１の作業機の走行車体と第２の作業機の走行車体
とを連結する連結体とを有する機体と、右側の作業機の
作業アームを操作する右操作レバーと左側の作業機の作
業アームを操作する左操作レバーと左右に一対の前後可
動走行ペダルとを有する上記機体外の位置に配された操
作部とを具備して、２台の連結された作業機の操作を遠
隔操作でおこなうものであることを特徴とする。

【００２３】そして、機体外に配された操作部に操作ス
イッチが配設され、操作レバーの動作状態に関わらず、
操作スイッチの動作時に作業アーム及びアタッチメント
の動作を予め設定された動作に応じて強制的に遠隔操作
して成ることが好適である。

【００２４】また、機体の作業アームの各リンク駆動装
置に駆動圧を検出する圧力センサを備え、駆動圧力に応
じて機体外方の操作部の操作レバーの動作圧を制御する
ものが遠隔の操作においても作業アームの干渉状況を実
感として捕らえるものとなる。

【００２５】更に、機体の作業アームの各リンク駆動装
置に設けられた駆動圧を検出する圧力センサと、各リン
ク部のリンク回転速度を検出する速度センサとを備え
て、各々の圧力センサの上昇信号とあい対する速度セン
サの下降信号とを検出し、機体外方の操作部へ衝撃信号
をフィードバックするものが、遠隔の操作においても作
業アームの衝撃状況を実感として捕らえるものとなる。

【００２６】そこで、操作部に主に送信動作を司る送受
信装置が、連結体に主に受信動作を司る送受信装置が設
けられ、操作部の送受信装置と連結体の送受信装置とが
互いに各チャンネルが対応する多チャンネルの同時デー
タ伝送機能を備えて、操作部の操作に応じて出力される
多重信号が、操作部の送受信装置から連結体の送受信装
置に伝送され、送受信装置で受けた多重信号により、機
体外に設けられた操作部からの遠隔操作で連結された２
台の作業機の操作をおこなうものが好適である。

【００２７】なお、機体の連結体に、遠隔操作で上下左
右に可動するステージと作業位置周辺を写す該ステージ
に間隔を隔てて配設された２台のカメラとを有し、機体
外に配された操作部に、上記ステージを上下左右に遠隔
操作するジョイスティックと、２台のカメラが捕らえた
画像を左右画像として、２種の偏光板の偏向角と左右画
像とが各々対で交互に切り替えられるタイミングに応じ
て左右画像データを交互に写す立体画像表示機能を備え
たモニタとが設けられ、左右眼鏡の偏向角が上記２種の
偏向角に各々略合致する偏向メガネを通して、機体外に
配された操作部からモニタに写る連結体前方の作業現場
を立体イメージの情報で捕らえる一方、機体の左右に配
設されたマイクで作業アームの動作音波を検出し、機体
外に配された操作部内に出力することが、遠隔操作にあ
っても細かな作業を素早く正確にこなすものとなる。

【００２８】 また、連結体に備えられた傾斜計と連結
体に配され連結角の状態を検出する回転角検出計とを具
備して、機体外に配された操作部に上記傾斜計値と連結
角とを示すモニタを備えて、機体の姿勢情報を把握しな
がら遠隔操作するものが、全く未知の地形であっても機
体の姿勢を得るものとなる。

【００２９】ここで、機体側の連結体に備えられたＧＰ
Ｓ装置と機体外に配された操作部に上記ＧＰＳ装置が出
力する座標を参照して、ナビゲーション表示するモニタ
とを備えて、機体の座標情報を把握することが、遠隔操
作で機体を目的地へ誘導できるものとなる。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図１
〜図１３を参照して簡単に説明する。

【００３１】本発明の遠隔操作によるツインアーム作業
機１は、建設工事などで使用される、走行車体１３上
に、旋回体１４が旋回軸受けを介して縦軸芯廻りに旋回
可能に載置され、旋回体１４にブーム１６とその先端の
アーム１７とから成る屈折自在な作業アーム８が起伏自
在に支持されて、アーム１７の先端にアタッチメント１
８を備えて成る第１の作業機１１（油圧ショベル系作業
機）と、第１の作業機１１に隣接し第１の作業機１１と
構造略同じくして成る第２の作業機１２（第２の油圧シ
ョベル系作業機）と、第１の作業機１１の走行車体１３
と第２の作業機の走行車体１３とを連結する連結体２と
を有する機体１ｃと、第１の作業機１１の作業アーム５
を操作する操作レバー２１ａと第２の作業機１２の作業
アーム６を操作する操作レバー２１ｂと左右に一対の前
後可動走行ペダル２３とを有する上記機体１ｃ外の位置
に配された操作部７とを具備して、上記機体１ｃの右側
に位置する作業機１１の操作レバー２１ａが操作部７の
右側に、機体１ｃの左側に位置する作業機１２の操作レ
バー２１ｂが操作部７の左側に各々配設され、上記一対
の前後可動走行ペダル２３が操作部７の前方下部位置左
右に配設されて、操作部７の作業者が遠隔操作で、操作
部７の左右操作レバー２１を両手で走行ペダル２３を両
足で操作して、２台の連結された作業機１１、１２の操
作を遠隔操作でおこなうものである。

【００３２】そして、上記左右操作レバー２１が多リン
ク状に形成され腕に連動して可動するアームレバー３８
を有し、機体１ｃ外に配された操作部７に操作スイッチ
７７が配設され、上記アームレバー３８の動作状態に関
わらず、操作スイッチ７７の動作時に作業アーム８及び
アタッチメント１８の動作を予め設定された動作に応じ
て強制的に遠隔操作している。

【００３３】また、機体１ｃの作業アーム８の各リンク
駆動装置（油圧シリンダの駆動源）１９に駆動圧を検出
する圧力センサＰを備え、各部の駆動圧力を検出し、駆
動圧力に応じて機体外方の操作部７の操作レバー２１の
動作圧（空気抵抗）Ｔが制御されている。

【００３４】更に、機体１ｃの作業アーム８の各リンク
駆動装置（油圧シリンダの駆動源）に設けられた駆動圧
を検出する圧力センサＰと、各リンク部Ｌｉのリンク回
転速度を検出する速度センサＶとを備えて、各々の圧力
センサＰの上昇信号Ｓｐとあい対する速度センサＶの下
降信号Ｓｖとを検出し、両者が同時に同一リンクで発生
した際作業アーム８の衝突と見なし、機体外方の操作部
７へ衝撃信号パルスＤを操作レバーの肘掛け部へ衝撃を
印加することでフィードバックしている。

【００３５】そこで、操作部７に主に送信動作を司る送
受信装置が、連結体４に主に受信動作を司る送受信装置
が設けられ、操作部７の送信装置と連結体２の受信装置
とが互いに各チャンネルが対応する多チャンネルの同時
データ伝送機能を備えて、操作部７の操作に応じて出力
される多重信号が、上記送信装置から連結体２の受信装
置に伝送され、受信装置で受けた多重信号により、機体
外に設けられた操作部７からの遠隔操作で連結された２
台の作業機１１、１２の操作をおこなっている。

【００３６】なお、機体１ｃの連結体２に、遠隔操作で
面接線方向が上下左右に可動するステージ８０と作業位
置周辺を写す該ステージ８０に間隔を隔てて配設された
２台のカメラ８１ａ、８１ｂとを有し、機体外に配され
た操作部７に、上記ステージ８０を上下左右に遠隔操作
するジョイスティック８２と、２台のカメラ８１ａ、８
１ｂが捕らえた画像を左右画像として、２種の偏光板の
偏向角と左右画像とが各々対で交互に切り替えられるタ
イミングに応じて左右画像データ８３を交互に写す立体
画像表示機能を備えたモニタ８４ｃとが設けられ、左右
眼鏡の偏向角が上記２種の偏向角に各々略合致する偏向
メガネ８５を通して、操作部７からモニタ８４ｃに写る
連結体２前方の作業現場を立体イメージの情報で捕らえ
ている。

【００３７】また、上記２台のカメラ８１ａ、８１ｂが
各々マイク端子を備えて、機体１ｃの左右の作業アーム
根本に配設されたマイクで、作業アーム５、６が物体に
触れる際に生じる動作音を検出して、その音波を機体外
に配された操作部７内の左右スピーカから左右信号のス
テレオ音として変調出力している。

【００３８】 また、連結体２に備えられた傾斜計８６
と連結体２に配され連結角の状態を検出する回転角検出
計８７とを具備して、機体外に配された操作部７に上記
傾斜計値と連結角とを示すモニタ８４ｄを備えて、機体
１ｃの姿勢情報を把握しながら遠隔操作し、更に機体側
の連結体２に備えられたＧＰＳ装置８８と機体外に配さ
れた操作部７に上記ＧＰＳ装置８８が出力する座標を参
照して、ナビゲーション表示するモニタ８４ｅとを備え
て、機体１ａの座標情報を把握している。

【００３９】ここで、上記カメラ８１で捕らえた作業現
場の画像を写すモニタ８４ｃと、上記傾斜計８６と回転
角検出計８７とで姿勢を示すモニタ８４ｄと、上記ＧＰ
Ｓ装置８８によるナビゲーションで座標表示をおこなう
モニタ８４ｅとが同一のマルチモニタ装置８４に表示さ
れている。

【００４０】 （作用） 本発明は上記構成によって、次のような作用を営むこと
ができる。すなわち、走行車体１３上に旋回体１４が旋
回可能に載置され、旋回体１４にブーム１６とアーム１
７とから成る作業アーム８が支持されて成る２台の作業
機１１、１２が、連結体２との間で連結されることか
ら、２本の作業アーム５、６を備える構成の作業機を極
めて安価な開発コストで実現することができ、しかも連
結構造を有した作業機の安定性は、各作業機の重心位置
が連結体２側へ互いにずれ合って、互いに支え合うこと
で、安全で格段に安定なものとなる。この安定な構造に
あっては、作業アーム８をより長く設けることができ、
旋回を伴う作業アーム８の作業範囲を拡張できると共
に、長い作業アーム８は進行方向前方に障害物が存在す
る際も障害物を上方より超えて更に前方の目標点まで作
業アーム８を伸ばして、より奥の部分の作業ポイントに
作業を施すことができる。しかも各旋回体１４に各々の
作業アーム５、６が個別に設けられることで、両作業ア
ーム５、６を旋回させて同一作業ポイントに作用させた
り、各々を異なる作業ポイントに作用させたりすること
ができる。

【００４１】また、左右の作業アームを操作する左右に
配された操作レバーと左右に一対の前後可動走行ペダル
とを有する上記機体外の位置に配された操作部にあって
は、１人の作業者が無人の作業機を両手足で左右の操作
レバー２１ａ、２１ｂや左右走行ペダルを各々操作し
て、走行しながら容易に両作業アーム５、６を個別にし
かも同時に遠隔動作させることができる。

【００４２】このような無人作業機の遠隔操作は、一般
に人が乗って操作できない作業環境で使用されることが
多い。例えば、火砕流の危険のある地域や臨界事故で放
射能汚染の危険のある原発関連設備などは、火山災害や
放射能被爆の危険があり、人が容易にその地域へ進入す
ることができない。このような作業現場に要求される無
人作業機の要件の１つに自力脱出が上げられる。すなわ
ち、無理して或いは誤って転倒した際、人が入って助け
ることができないことから、自力で立ち上がることが可
能か否かが重要なポイントとして評価されることにな
る。

【００４３】上記構成にあっては、２本の作業アーム８
と走行車体１３を備える連結構成を備えて、仮に機体を
溝などに横転させてしてしまった際も、１本の作業アー
ムで地面を支えて機体を押し上げて、もう一本の作業ア
ームで機体を引き上げ、更に走行装置を駆動すること
で、自力で横転状態から脱出可能である。

【００４４】一方小型の機体で人が乗って操作できない
もの或いは人が入り込めない作業現場の場合も遠隔操作
の対象である。この場合も上記同様に狭い領域などに入
り込み、行く手が悪路でふさがれた際も、自力で突破す
る自力走行が要求されるが、上記構成にあっては２本の
作業アーム８を備えて障害物をかき分けながら容易に走
行することができる上、段差や斜面にあっても、一方の
作業アーム８で持ち上げ、もう一方で支え、走行装置で
よじ登るなどして、従来の作業機では考えられない自力
突破を容易におこなわせることができる。

【００４５】しかも、機体の重心位置がブーム根本の間
近にある１台の作業機の構造では、作業アーム８を前方
へ伸ばしきって作業すると、バランスが崩れて作業アー
ム８の反力をもろに機体が受けてズレ易い構造である
が、連結固定された構造は、ブーム１６に対して重心位
置までの距離がかせげて、大きなトルクを生じる安定性
ある安全な構造である。尚かつ、１本の作業アームでは
力が出し切れない作業にあっても、フリーとなるもう１
本の腕に対応する作業アームで、モーメントを打ち消す
好適な位置の地面を押さえながら、或いは何か固定物で
支えながら作業をおこなうことで、機体の重心位置から
の距離を更にかせいで、反作用力を受けてモーメントが
生じないよう支える構造を固定物と支え側作業アームと
連結体との３者間に生じて、動作する作業アーム８の作
用力を逃がすことなく合成した力で印加して、対象物に
大きな力を作用させることができる。

【００４６】さらに、２本の作業アーム５、６が作業対
象物を互いに引き合ったり、押し合ったりした際でも、
連結して固定された構造ゆえに反作用力が内力としてキ
ャンセルされる略三角形ループ構造（連結体を底辺とす
る旋回自在な２本の作業アームで成す三角形）を成し
て、作業アーム５、６の作用力を逃がすことなく合成し
た力で印加して、対象物に大きな力を作用させることが
できる。そして、ブーム１６とアーム１７で構成される
２本の作業アーム８は、両作業アーム５、６の可動範囲
内の自在な空間位置に上記作用点を作用させることがで
きる。

【００４７】すなわち、上記示す遠隔操作による２本の
作業アーム５、６を備える構成にあっては、「作業アー
ム５で一つの仕事をしながら、作業アーム６で別の仕事
をする」という２種の異なる作業を同時に、しかも任意
の作業ポイントで、両作業アームで補いながら無人でお
こなわせる作用を営み、従来１本の作業アームのみでは
実現しなかった、広範囲の作業を極めて効率よくこなす
ことのできる遠隔操作の作業機を実現することができ
る。

【００４８】 そして、機体１ｃ外に配された操作部７
に操作スイッチ７７が配設され、操作レバー２１の動作
状態に関わらず、操作スイッチ７７の動作時に作業アー
ム８及びアタッチメント１８の動作を予め設定された動
作に応じて強制的に遠隔操作するものであれば、横着や
操作ミスを未然に防ぎ、例えばアタッチメント１８が挟
持機構を備えるものなら、アームレバー３８の指示に関
わらず物体を強制的に挟み続けることができる。特に遠
隔操作の場合、対象物や作業を直視できないことが想定
されるが、そのような時も一旦掴んだものを掴み続ける
ような上記機能は大変有効である。

【００４９】また、機体１ｃの作業アーム８の各リンク
駆動装置１９に圧力センサＰを備え、各部の駆動圧力を
検出し、駆動圧力に応じて機体外方の操作部７の操作レ
バー２１の動作圧Ｔが制御されるものなら、例えば作業
アーム８の一部が障害物に当たり、更に動こうとする
時、そのリンク部を駆動している駆動装置１９の圧力が
急激に増加することになるが、この圧力を圧力センサＰ
で捕らえて、操作部７の操作レバー２１へフィードバッ
クすることで、遠隔地の操作部７にあっても作業アーム
８の干渉を腕で実感として捕らえることができる。すな
わち、操作レバー２１が重くなり操作を妨げるようレバ
ー動作圧Ｔが制御されることで、作業者２０は作業アー
ム８の状態をレバー圧で感じ、探りながら作業すること
が可能となる。そこで、自力脱出や自力走行の際も動作
圧Ｔを探りながら機体１ｃを容易に遠隔操作させること
ができる。

【００５０】更に、機体１ｃの作業アーム８の各リンク
駆動装置に設けられた駆動圧を検出する圧力センサＰ
と、各リンク部Ｌｉのリンク回転速度を検出する速度セ
ンサＶとを備えて、各々の圧力センサの上昇信号Ｓｐと
あい対する速度センサの下降信号Ｓｖとを検出し、機体
外方の操作部７へ衝撃信号Ｄをフィードバックするもの
であれば、圧力センサＰの上昇信号Ｓｐと速度センサＶ
の下降信号Ｓｖとが同時に同一リンクで発生した際は、
作業アーム８の衝突と見なすことができることから、作
業アーム８がターゲットに当たった際（コンという衝撃
を受け際）に遠隔地の操作部に同様に（コンという）衝
撃をフィードバックすることができ、物に接する感覚
を、例えば操作レバーへ衝撃を印加するなどによりエミ
ュレーションすることができる。従って上記レバー動作
圧制御同様に作業アーム８の状態を衝撃信号パルスＤで
感じ、探りながら作業することが可能となり、機体１ｃ
を容易に遠隔操作させることができる。

【００５１】そこで、機体１ｃ外に設けられた操作部７
からの遠隔操作が、機体１ｃから操作部７間をつなぐ、
機体１ｃから引き出された多数の信号ケーブル７８を介
しておこなわれるか、又は操作部７に主に送信動作を司
る送受信装置（以下送信装置）が、連結体４に主に受信
動作を司る送受信装置（以下受信装置）が設けられ、操
作部７の送信装置と連結体２の受信装置とが互いに各チ
ャンネルが対応する多チャンネルの同時データ伝送機能
を備えて、操作部７の操作に応じて出力される多重信号
が、上記送信装置から連結体２の受信装置７９ｄに伝送
され、受信装置で受けた多重信号により、機体外に設け
られた操作部７からの遠隔操作で連結された２台の作業
機１１、１２の操作をおこなうかの何れかでおこなわれ
るものであれば、有線式の多芯ケーブルにしろ、無線式
の多チャンネルにしろ、上記何れであっても複数のデー
タを同時伝送することができるため、作業アーム８の連
続同時動作などを殆ど時間遅れなしで容易に遠隔操作さ
せることができる。また、連結体４に送受信装置が設け
られることで、危険な操作で機体が横転した際も、第１
の作業機１１と第２の作業機１２間に挟まれている連結
体２に守られて送受信装置を破損することがない。

【００５２】なお、機体１ｃの連結体２に、遠隔操作で
上下左右に可動するステージ８０と作業位置周辺を写す
該ステージ８０に間隔を隔てて配設された２台のカメラ
８１ａ、８１ｂとを有し、機体外に配された操作部７
に、上記ステージ８０を上下左右に遠隔操作するジョイ
スティック８２と、２台のカメラ８１ａ、８１ｂが捕ら
えた画像を左右画像として、２種の偏光板の偏向角と左
右画像とが各々対で交互に切り替えられるタイミング
で、左右画像データ８３を交互に写す立体画像表示機能
を備えたモニタ８４ｃとが設けられ、左右眼鏡の偏向角
が上記２種の偏向角に各々略合致する偏向メガネ８５を
通して、操作部７からモニタ８４ｃに写る連結体２前方
の作業現場を立体イメージの情報で捕らえるものであれ
ば、２台のカメラ８１ａ、８１ｂは両作業アーム８の中
間の連結体２上に位置して、その前方の様子をジョイス
ティック８２の操作で見渡すことができる。しかもカメ
ラ８１ａ、８１ｂは連結体２に間隔を隔てて設けられる
ことで、右眼と左眼の配置を得て、各々左右の画像を対
で２種の偏光板で交互に表示することで、同様な２種の
偏向角を左右に備えた偏光メガネ８５にあっては、交互
に映し出される左右画像を立体イメージで捕らえること
ができる。一般に人が２本の作業アーム５、６の先端を
正確に作業ポイントに合わせる作業は平面画像にあって
は遠近感が得られず微妙にずれてしまうが、立体視され
る画像にあっては正確に合わせることができる。

【００５３】一方、機体１ｃの左右に配設されたマイク
の音を操作部７内に出力するものであれば、例えばカメ
ラ８１ａ、８１ｂのマイク端子からマイク線を這わし
て、左右の作業アーム５、６に各々配設することがで
き、マイクが捕らえた作業アームの振動音などを立体音
（ステレオ音）として操作部７内の左右スピーカから出
力することができる。そこで、遠隔地の作業者は、この
スピーカ音を聞いて、作業アーム５、６が何かの物体に
接触したか否かを判断しながら操作レバーを操作するこ
とで、繊細な遠隔動作をおこなわせることができる。

【００５４】特に原子炉施設など、何が起こっているか
さえ不明で、しかも直視できない位置から遠隔操作をお
こなわせる場合、立体画像表示されるモニタを見なが
ら、しかも音を聞きながら作業をおこなうことができる
ことから、作業現場の状況を素早く把握し、その状態に
合わせて、適切な処置を正確に実行することができる。

【００５５】 また、連結体２に備えられた傾斜計８６
と連結体２に配され連結角の状態を検出する回転角検出
計８７とを具備して、機体外に配された操作部７に上記
傾斜計値と連結角とを示すモニタ８４ｄを備えて、機体
１ｃの姿勢情報を把握しながら遠隔操作し、更に機体側
の連結体２に備えられたＧＰＳ装置８８と機体外に配さ
れた操作部７に上記ＧＰＳ装置８８が出力する座標を参
照して、ナビゲーション表示するモニタ８４ｅとを備え
て、機体１ａの座標情報を把握するものであれば、連結
体２に設けられた傾斜形８６や回転検出計８７は、全く
作業現場の地形状況が把握できない場合に、機体が傾く
斜面上にいるのか、或いは横転状態になっているのかな
どを、伝送されるデータから連結体２の姿勢を知ること
ができる貴重な情報となる。例えば、上述の自力立ち上
がり動作を目視できない地点からおこなわせる時、遠隔
からの作業アーム８や走行装置１３の操作で、どの様に
機体が動くかを上記傾斜計８６などで確認できて、全く
不明な地形であっても自力脱出や自力走行を支援するこ
とができる。

【００５６】一方、雲仙普賢岳の火砕流現場など広大な
範囲での作業が要求される場合、機体に設けられたＧＰ
Ｓ装置は緯度と経度と高度を出力することから、地図な
どを参照しながら遠隔操作で機体を目的地へ走行させる
ことができる。

【００５７】ここで、上記カメラ８１で捕らえた作業現
場の画像を写すモニタ８４ｃと、上記傾斜計８６と回転
角検出計８７とで姿勢を示すモニタ８４ｄと、上記ＧＰ
Ｓ装置８８によるナビゲーションで座標表示をおこなう
モニタ８４ｅとが同一のマルチモニタ装置８４で表示可
能であり、１つ又は複数の情報を選択してモニタ８４へ
表示させるものであれば、立体画像や姿勢或いは座標位
置などを組み合わせて表示することで、上述のように目
視できない作業環境での、無人作業機の要件の重要なポ
イントである自力脱出や自力走行を容易に達成すること
ができる。

【００５８】以上の如く本発明のツインアーム作業機１
は、土木工事や建設工事用の作業機として、作業者不足
が懸念される高齢化社会においても、２台の作業機を連
結して個別に動作する２本の作業アームを備えて、機体
外の操作部から遠隔操作で、しかも１人で効率よく作業
をこなし、２つの作業を個別にしかも同時に無人で作業
をおこなう構成を実現することができる。

【００５９】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１〜図１３は本発明の実施例
を示すものである。図１は本発明を土木作業や建設工事
などで使用される油圧ショベルに適用したもので、図の
１で示すツインアーム作業機は、走行車体１３上に、旋
回体１４が旋回軸受けを介して縦軸芯廻りに旋回可能に
載置され、旋回体１４にブーム１６とその先端のアーム
１７とから成る屈折自在な作業アーム８が起伏自在に支
持されて、アーム１７の先端にアタッチメント１８を備
えて成る第１の作業機１１（油圧ショベル）と、第１の
作業機１１に隣接し第１の作業機１１と構造略同じくし
て成る第２の作業機１２（第２の油圧ショベル）と、第
１の作業機１１の走行車体１３と第２の作業機の走行車
体１３とを連結する連結体２とを有する機体１ｃと、第
１の作業機１１の作業アーム５を操作する操作レバー２
１ａと第２の作業機１２の作業アーム６を操作する操作
レバー２１ｂと左右に一対の前後可動走行ペダル２３と
を共に有する上記機体１ｃ外の位置に配された操作部７
と備えている。

【００６０】そして、上記機体１ｃの右側に位置する作
業機１１の操作レバー２１ａが操作部７の右側に、機体
１ｃの左側に位置する作業機１２の操作レバー２１ｂが
操作部７の左側に各々配設され、上記一対の前後可動走
行ペダル２３が操作部７の前方下部位置左右に配設され
て、操作部７の作業者が遠隔操作で、操作部７の左右操
作レバー２１を両手で走行ペダル２３を両足で操作し
て、２台の連結された作業機１１、１２の操作を遠隔操
作でおこなうものである。

【００６１】 図の７６は複数の送受信装置、７９は各
受信装置７６に対応する複数のアンテナである。また、
図の点線で示す７６は、多芯信号ケーブ線を示すもの
で、上記送受信装置７６か多芯ケーブルかのいずれかで
遠隔操作をおこなうものである。ここで、作業アーム８
の各リンク部の屈折方向は一軸方向のみに可動可能に枢
支されているものである。なお、図１に示す２６はクロ
ーラ、１４ａは第１の作業機１１の旋回体、１４ｂは第
２の作業機１２の旋回体、２１は操作レバー、１９は油
圧シリンダである。

【００６２】図１の４は、第１の作業機１１の側面の走
行フレーム３と第２の作業機１２の側面の走行フレーム
３との連結部を示すもので、連結部４が連結ピンで摺動
変位可能にかつ、連結ピンの抜き差しで両作業機１１、
１２が切離し可能に２カ所で連結されている。そして、
この連結は両作業機１１、１２が横列状に並んで、走行
フレーム３の側面で摺動状態で固定可能に連結されてい
る。

【００６３】図１の７はキャビン１５内に設けられた操
作部を示すもので、機体１ｃとは離れた位置に設けら
れ、機体１ｃを遠隔操作している。

【００６４】この横列状の可動連結構造にあっては、走
行フレーム３が連結されても、その上部に位置する旋回
体１４ａ、１４ｂは自在に旋回可能であり、前面方向
（図のＸで示す方向）に２本の作業アーム８両方を旋回
させることができる。しかも、地面に応じて機体か摺動
変位することで安定性に優れ、更に全ての走行装置１３
が同一方向（図のＸで示す方向）を成すことで、機動性
に富む連結構造である。

【００６５】一方、図２は、上記図１の横列連結を縦列
連結に変更した例である。そこで、図２においては、図
１と共通する部分に同一符号を付し詳細な説明は省略す
る。

【００６６】図３のツインアーム作業機１も上記同様
に、図の４は、第１の作業機１１の側面の走行フレーム
３と第２の作業機１２の側面の走行フレーム３との連結
部を示すもので、連結部４が連結ピンで摺動変位可能に
かつ、連結ピンの抜き差しで両作業機１１、１２が切離
し可能に連結されている。そして、この連結は両作業機
１１、１２が縦列状に並んで、走行フレーム３の前後面
で摺動状態で固定可能に連結されている。

【００６７】この縦列状の可動連結構造にあっては、走
行フレーム３が連結されても、その上部に位置する旋回
体１４ａ、１４ｂは自在に旋回可能であり、前面方向
（図のＸで示す方向）に２本の作業アーム８両方を旋回
させることができる。しかも、地面に応じて機体か摺動
変位することで安定性に優れ、更に全ての走行装置１３
が同一方向（図のＹで示す方向）を成すことから、略Ｙ
方向ラインに沿って連続的に作業ポイントが存在する用
途に適した連結構造である。

【００６８】なお、図１、図２に示す機体１ｃ側の送受
信装置７６は、２カ所で摺動自在に可動する連結体２上
に設けられている。

【００６９】 更に、左右操作レバー２１ａ、２１ｂが
図４の３８で示す多リンク状に形成され腕に連動して可
動するアームレバーで構成されている。図６（ａ）の７
７は、機体１ｃ外に配された操作部７に設けられたアー
ムレバー３８の先端に設けられた操作スイッチを示して
いる。そして、図６（ｂ）に示す操作スイッチ７７には
３つのスイッチ７７ｃ、７７ｄ、７７ｅが設けられてい
て、これらのスイッチ７７は上記アームレバー３８の動
作状態に関わらず、操作スイッチ７７の動作時に、作業
アーム８及びアタッチメント１８の動作を予め設定され
た動作に応じて強制的に遠隔操作している。なお、７７
ｃは強制挟持動作、７７ｄは駆動リンクの選択、７７ｅ
は強制停止などに使用されている。ここで図６（ａ）
（ｂ）において、６９はレバー長の調整機構部、７１と
７２は挟持レバー、ｒ６の矢印は挟持レバー７１と７２
の回動機構リンクを示す。

【００７０】図８は上記強制遠隔動作の原理を示すもの
で、図４のＶＲで示すアームレバー３８の任意のリンク
角が指令信号として入力された場合、この図８に示す制
御ブロックは、まずＶＲと現在の作業アーム８の相対応
するリンク部の回転角ＬＰとの偏差ｅを求めている。な
お図のＫはＬＰ信号を上記ＶＲの信号と同一レベルの信
号に変換（Ｋ・ＬＰ）する比例定数。この偏差ｅはＰＩ
Ｄ（比例Ｐ＋積分Ｉ＋微分Ｄ）制御が施され、図のＦで
示す解を得て、図のＡで示すＡＭＰで増幅されて電流信
号ｉとして比例バルブ（油圧サーボ弁）のポートへ出力
される。作業アームに配設された油圧シリンダ１９は油
圧力を受けて動き出す。このことで、作業アームは可動
し、その動きに応じてＬＰを出力して、図のｅで示す偏
差がゼロになるようにフィードバック制御している。な
お、図８の下方に示す式は、上記ＰＩＤ制御の制御式の
概略を示すものもである。

【００７１】一方、図６（ｂ）に示す操作スイッチ７７
が選択された場合、アームレバー３８の状態に関わら
ず、例えば作業アーム８を強制停止制御して、作業アー
ム８の動作をロックしている。これは、図８の点線で示
す強制信号入力７７（操作スイッチ）を受けて、図のＡ
で示すＡＭＰがゲートの役割を備えて、ＰＩＤ制御の値
Ｆに関わらず強制的に信号７７で示される電流出力ｉを
おこなうことでおこなわれるものである。

【００７２】ここで、強制信号７７が予め設定された一
定値ｉであれば、比例バルブからはｉに比例する一定の
油圧力が出力される一方、強制信号７７がマイナス信号
であれば、ｉが強制的にゼロとなり比例バルブからは油
圧力が出力されなくなるものである。

【００７３】 また、機体１ｃの作業アーム８の各リン
ク駆動装置（油圧シリンダの駆動源）１９に駆動圧を検
出する圧力センサＰ（紙面の都合上図示省略）を備え、
各部の駆動圧力を検出し、駆動圧力に応じて機体外方の
操作部７の操作レバー２１の動作圧（空気抵抗）Ｔが制
御されている。すなわち、作業アームが何かに当たり、
なおかつ押し続けた場合、該当する油圧シリンダの油圧
が急激に上昇する。この油圧増を圧力センサＰで捕らえ
て、例えば図４のＬｉで示す位置において動きを妨げる
ように、図のＴで示すエアーバルブのトルクを増加させ
ている。

【００７４】 そこで図５に示すエアーバルブ機構Ｔ
は、図の矢印方向へリンク角が動作した場合、通常状態
では、減圧弁４８ｂは開いた状態で空気が流れるが、一
方圧力センサが油圧力の上昇を検出して、図のＳｔで示
す信号が入力されると、減圧弁４８ｂは信号入力の大き
さに応じて開口を閉じて、図の矢印で示す方向への空気
の流れを妨げるように動作させている。したがって、例
え遠隔操作で負荷の動きを目視できなくても、人は容易
にレバーの重さを感じて負荷の様子を伺うことができ
る。

【００７５】更に、機体１ｃの作業アーム８の各リンク
駆動装置（油圧シリンダの駆動源）に設けられた駆動圧
を検出する圧力センサＰと、各リンク部Ｌｉのリンク回
転速度を検出する速度センサＶとを備えて、図７（ａ）
に示す各々の圧力センサＰの状態と図７（ｂ）に示すあ
い対するリンク位置の速度センサＶの状態から、図のＳ
ｐで示す上昇信号と、Ｓｖで示す下降信号とを検出し、
図のｔ２で示すタイミングで両者が同時に同一リンクで
発生した際、作業アーム８の衝突と見なし、機体外方の
操作部７へ衝撃信号パルスＤ（操作レバーへ衝撃印加）
をフィードバックしている。

【００７６】すなわち、例えば動作を始めた任意のリン
ク部が、図７のｔ１までゆっくりと速度が上昇し、ｔ２
まで一定速度で可動している場合、ここで何かに当たる
と、油圧力は上昇する（ｔ３）、一方その速度はものに
当たり低下してゆく。この時図の三角塗りつぶし部分に
示すＳｐの上昇とＳｖの下降の微分信号を捕らえて、図
７（ｃ）のＡＮＤ回路で、両者が同時に発生する瞬間を
捕らえて衝撃信号パルスを作成する。このパルスを操作
部７のアームレバー３８の肘掛け部に振動や衝撃信号と
して印加している。この衝撃で操作者は、目視できない
遠隔地で動作する作業アーム８が物に当たる様子を実感
として感じることができる。

【００７７】そこで、操作部７に主に送信動作を司る図
３に示す操作部送信装置が、連結体４に主に受信動作を
司る機体受信装置が設けられ、操作部７の送信装置と連
結体２の受信装置とが互いに各チャンネルが対応する多
チャンネルの同時データ伝送機能を備えて、操作部７の
操作に応じて出力される多重信号が、送受信装置７６か
ら連結体２の送受信装置７６に伝送されることで、機体
外に設けられた操作部７からの遠隔操作で連結された２
台の作業機１１、１２の操作をおこなっている。

【００７８】なお図３の操作部送信装置は２０種の１０
ビットデータが４ブロックに分けられ、更に３ビットが
１つのブロックにまとめられて、主に操作部のレバー信
号が機体受信装置に並列的にデータ転送されている。一
方、機体送信装置からは、３２種の１０ビットデータが
９種のブロックに分けられて、主に機体のセンサ信号が
操作部受信装置に並列的にデータ転送されている。この
ように多くの信号をいくつかのブロックに分離して並列
信号として同時転送がおこなわれれば、時間の遅れなく
データの送受信をおこなわせることができる。

【００７９】一方、機体１ｃの図９に示す連結体２に、
遠隔操作で面接線方向が上下左右に可動するステージ８
０と作業位置周辺を写す該ステージ８０に間隔を隔てて
配設された２台のカメラ８１ａ、８１ｂとが設けられて
いる。そして、機体外に配された操作部７に、図１１に
示す上記ステージ８０を図の矢印で示す上下左右に遠隔
操作するジョイスティック８２と、ジョイスティック８
２の信号を伝送する送信機７９ｃとが設けられ、ジョイ
スティック８２の信号は機体１ｃの受信機７９ｄで受信
され、ステージ駆動装置８０ａに伝送される。この信号
を受けてステージ８０が可動して、カメラ８１（一定間
隔に配された８１ａ、８１ｂ）の視界範囲を決めてい
る。

【００８０】 ここで、図１０に示す２台のカメラ８１
ａ、８１ｂが捕らえた画像８３ａ、８３ｂは、カメラＡ
ＭＰ８１ｃで左右画像８３としてインタレスモード毎に
合成される。この左右画像８３は、送信装置７９ｃで操
作部の受信装置７９ｄに送られる。そして、伝送された
左右画像８３はモニタ装置８４ｃに入力される。モニタ
装置８４ｃは、２種の偏光板８５ｄを備えて、偏向角と
左右画像とが各々対で交互に切替器８５ｃで切り替えら
れ、インタレスモードのタイミングに応じて左右画像デ
ータ８３を左右交互に写している。この立体画像表示機
能を備えたモニタ８４ｃの表示画像を、左右眼鏡の偏向
角が上記２種の偏向角図の８５ａ、８５ｂに各々略合致
する偏向メガネ８５を通して見れば、右画像が表示され
た時は右目のみに、左画像が表示された時は左目のみに
入力されて、操作部７から図１３に示すモニタ８４ｃに
写る連結体２前方の作業現場を立体イメージの情報で捕
らえることができる。

【００８１】また、紙面の都合上省略したが、上記カメ
ラ８１ａ、８１ｂは各々マイク端子を備えて、左右の作
業アーム５、６に各々配設されたマイクが捕らえた振動
音などの立体音（ステレオ音）を操作部内左右スピーカ
から出力している。そして、遠隔地の作業者は、このス
ピーカ音を聞くことで、操作レバーを操作しながら、作
業アーム５、６が何かの物体に接触したか否かを判断す
ることもできるように設けられている。なお、この検出
された左右の音波信号は、例えば機体外に配された操作
部内の左右操作レバーへ各々バイブ信号として出力して
もかまわない。

【００８２】 また、図９に示す連結体２に備えられた
傾斜計８６と、連結部４に配され連結角の状態を検出す
る回転角検出計８７とを具備して、機体外に配された操
作部７に上記傾斜計値と連結角とを表示する図１３に示
すモニタ８４ｄを備えて、機体１ｃの姿勢情報を把握し
ながら遠隔操作している。更に機体側の連結体２に備え
られた図９に示すＧＰＳ装置８８と機体外に配された操
作部７に上記ＧＰＳ装置８８が出力する座標を参照し
て、ナビゲーション表示する図１３に示すモニタ８４ｅ
とを備えて、機体１ａの座標情報を把握している。な
お、図９において７６は送受信装置、１１は第１の作業
機側、１２は第２の作業機側をを示している。

【００８３】以上のように図１３の８４で示すモニタに
映し出される画像は、上記カメラ８１で捕らえた作業現
場の画像を写すモニタ８４ｃの画像と、上記傾斜計８６
と回転角検出計８７とで姿勢を示すモニタ８４ｄの画像
と、上記ＧＰＳ装置８８によるナビゲーションで座標表
示をおこなうモニタ８４ｅの画像が一緒に表示されてい
る。このマルチモニタ装置は図１２の８４で示す操作部
７内に設けられている。なお、図１２において、２２は
座席、３８ａは右アームレバー、３８ｂは左アームレバ
ー、また２３ａ、２３ｂは一対の前後進走行レバーを示
す物である。

【００８４】以上のように上記実施例にあっては、間接
的ではあるが機体の作業状況を感覚的に或いは視覚的、
聴覚的に得て作業をおこなう遠隔操作を実現することが
できる。

【００８５】 なお、本実施例において、図５に操作レ
バーの動作圧を制御する機構を図示したが、ここに示す
エアー圧縮の機構のみに限定するものではなく、油圧の
圧縮などであってもかまわない。また、図７に示す操作
部７に衝撃信号をフィードバックする場合、衝撃信号パ
ルスでおこなう例を示したが、振動や音で出力するもの
であってもかまわない。さらに操作スイッチ７７による
強制遠隔操作は、図８に示す制御ブロックに限定するも
のではない。すなわち本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。

【００８６】次に、上述の連結構成で２本の作業アーム
を備えた本発明の応用例を図１４〜図２０を参照して説
明する。

【００８７】 図１４の太点線で示すＡ１（第１の作業
機）、Ａ２（連結体）、Ａ３（第２の作業機）は、互い
に連結し固定されている状態を示すもので、右作業アー
ム５はＡ１に、左作業アーム６はＡ３に各々設置されて
いる。この２本の作業アームで掴まれた部材７５は、図
のＦ１で示す方向（部材７５を収縮させる方向）へ作業
アーム５、６が動作すると、その反作用（図のｆで示す
の方向）を受けることになる。しかしながら、右作業ア
ーム５−Ａ１−Ａ２−Ａ３−左作業アーム６で示す略三
角形のループＢは、Ａ１−Ａ２−Ａ３間が固定されてい
るが故、反作用力を逃がすことなく、反作用力の合成ベ
クトルをキャンセルして、大きな作用力Ｆ１を部材７５
に印加することができる構造である。また図のＦ２で示
す方向（部材７５を伸張する方向）についても上記Ｆ１
方向の場合と同様に、反作用力は略三角形のループＢで
キャンセルされて２本の作業アームで大きな力を印加す
ることができる。従って、例えば連結が成されてない２
台の作業機による構成のものと比較すると、相互に機体
のズレが生じて反作用力を逃がしてしまい、物体に大き
な力を印加できないもを、連結構造の作業機は互いに相
対位置が固定されているため反作用力を逃がすことなく
大きな力を発揮できる。

【００８８】更に、作業アーム５、６で図のＦ３で示す
方向（部材７５を曲げる方向）へ力を印加する場合は、
作業アーム５、６を略同一作業ポイントに作用させるこ
とができ、例えば一方の作業アームで部材７５を固定し
て、もう一方の作業アームで曲げ加工をおこなう作業
や、或いは両方の作業アーム５、６で曲げ力を印加して
曲げ加工をおこなう作業を実現することができる。この
ように、１本の作業アームでは部材７５がフリーな状態
にあっては、上手く曲げ力などを印加できないものを、
２本の作業アームにあっては作用力を逃がすことなく容
易に作業ポイントへ印加することができる。

【００８９】 図１５の太点線のＺで示す部分は、第１
の作業機と第２の作業機とが図の斜線部で示す連結体で
固定され、それらに作業アーム５、６が各々設置されて
いることを示すものである。ここで、図の作業アーム５
で吊り上げられたバケツ６０は土や砂、小石などをすく
う工具９である。一方、バケツ６０内の土砂が重量物で
ある場合、或いは作業アーム５を伸ばしきって作業をせ
ねばならない場合などは、機体の重心位置が前方へ移動
して転倒の危険、或いはバケツ６０が揺れたり、傾いて
土砂をこぼしてしまう危険があるが、連結構造で安定し
た重心位置を確保する構造であれば、より遠くの、より
重い対象物を吊り上げることができ、しかも図の６で示
す連結されたもう一本の作業アームでバケツ６０の底側
面などを挟持してやることで、安定して吊り上げ作業を
おこなわせることができる。

【００９０】また、作業アーム６を図のＧで示す地面な
ど固定物に設けて、図のＹで示す固定ループを形成する
ことで、重心位置が固定されて、転倒の危険なく大きな
力で対象物をリフトすることができる。これは、通常の
作業機にあっては、作業アームを伸ばすと、機体が浮い
てしまい殆どリフト力が得られないものを、図のＹで示
す固定ループで支えることで、遙かに大きなリフト力を
生じるものとなる。しかも図のＧで示すポイントは、作
業アームであるが故に、作業現場の状況に応じて自在な
位置に設けることが可能である。

【００９１】 図１６の太点線のＺで示す部分は、第１
の作業機と第２の作業機とが図の斜線部で示す連結体で
固定されていて、それらに作業アーム５、６が各々設置
されていることを示すものである。ここで、一方の作業
アーム６は固定物Ｇであるコンクリート壁５４を掴み、
もう一方の作業アーム５で破壊工具９となる金槌５５を
掴んでいる。ここで図の７４は工具９の抜け防止ロープ
を示している。そこで、ブームとアームを振りかざすこ
とで、例えゆっくりとした動作であっても、手首のスナ
ップを効かせるが如くの連続動作で振り下ろし動作をお
こなえば、長尺状の取手を備える金槌５５の先端は、大
きな加速度を得て、図の矢印で示す方向へ大きな破壊力
を生じることができる。これは、工具９からの反作用の
影響で機体が逆に振り回されることなく、連結構成が故
に、図のＹで示す固定ループで支えて、金槌５５に大き
な力を作用させることができるため得られるものであ
る。そこで、金槌５５で叩かれたコンクリート壁５４
は、その部分が破壊されることになるが、仮に壁全体が
壊れて崩れかけても、作業アーム６で支えられていれば
一気に崩れ去ることのない安全な作業をおこなわせるこ
とができる。

【００９２】 図１７の太点線Ｚで示す部分は、第１の
作業機と第２の作業機とが図の斜線部で示す連結体で固
定されていて、それらに作業アーム５、６が各々設置さ
れていることを示すものである。ここで、一方の作業ア
ーム６はコンクリート片５６を掴み、もう一方の作業ア
ーム５は切断工具９であるニッパー５８を掴んでいる。
ここで例えば震災によるビル崩壊や解体現場などにあっ
て、解体物を処理する作業において、図の５６で示すコ
ンクリート片などには鉄骨材５７が埋設されているた
め、作業アーム６はコンクリート片５６を図の矢印方向
へ持ち上げることができても、それらを移動させるに
は、人手で鉄骨材５７を切断しなければならないが、人
手を借りることなく、保持されたコンクリート片５６に
絡む鉄骨材５７を、もう一本の作業アーム５により、テ
コを利用したニッパー５８で切断することができる。そ
こで作業アーム６は作業を中断することなくスムーズに
効率よくコンクリート片５６を移動させることが可能と
なる。

【００９３】 図１８の太点線Ｚで示す部分は、第１の
作業機と第２の作業機とが図の斜線部で示す連結体で固
定されていて、それらに作業アーム５、６が各々設置さ
れていることを示すものである。ここで、一方の作業ア
ーム６はブロック５９を掴み、もう一方の作業アーム５
はブロック積みの組立補助をおこなっている。すなわち
作業アーム５は図の矢印で示す方向へ組み付けられたブ
ロック５９を押さえる役割を担当し、ブロック組み付け
状態が崩壊することを防止している一方、作業アーム６
は次々とブロック５９を供給する役割を担当している。
各々が異なる２種の作業を独自にしかも同時におこなう
と共に、連結された作業アーム同士は、作業進行に応じ
て走行をおこない作業ポイントを移動した際も、作業ア
ーム同士の相対位置関係が一定であることから、容易に
作業位置関係をつかむことができる。

【００９４】 図１９の太点線Ｚで示す部分は、第１の
作業機と第２の作業機とが図の斜線部で示す連結体で固
定されていて、それらに作業アーム５、６が各々設置さ
れていることを示すものである。ここで、一方の作業ア
ーム６は防御工具９である塵取り６２を掴み、もう一方
の作業アーム５は破砕工具９である釘抜き６１を掴み高
所作業をおこなっている。２種の異なる工具９を両作業
アーム５、６に備えることができると共に、各々異なる
作業を同一作業ポイントにおこなわせるものである。そ
こで、一方の作業アーム５で高所に位置するコンクリー
ト壁５４を釘抜き６１で割って解体すると共に、もう一
方の作業アーム６で、解体で生じる破片５６が落下せぬ
よう塵取り６２で受けている。この落下物の処理は人命
にも関わる重要なポイントであるが、連結構造が故に、
次々と作業ポイントが移動して落下物を処理する塵取り
６２を作業ポイントに沿わせる際に、相対位置関係にあ
る両作業アーム５、６は、走行移動（図のＸ方向）に関
わらず、その位置関係が把握し易く、安全にしかもスム
ーズに落下物処理などの作業をおこなわせることができ
る。

【００９５】 図２０の太点線Ｚで示す部分は、第１の
作業機と第２の作業機とが図の斜線部で示す連結体で固
定されていて、それらに作業アーム５、６が各々設置さ
れていることを示すものである。ここで、一方の作業ア
ーム５は建築組み付け用の製品機材６３を掴み、もう一
方の作業アーム６はその機材６３を挟持してリフト作業
をおこなっている。仮に一本の作業アーム５のみで機材
６３を掴み上げる場合は、その重心位置との関係で、図
のＲｉで示す方向に回転モーメントを生じて滑りやすく
なる。そこで強い力で対象物を挟む必要があるが、製品
（機材６３）がつぶれたり傷つき易くなり、しかも組立
姿勢に合致するよう機材６３を図のＲｊ方向へ設けよう
とすると、図の点線矢印で示す製品（機材６３）の挟持
位置周辺に歪みが生じて割れなどが発生してしまう。他
方、もう一方の作業アーム６で機材６３の低側面を支え
る場合は、上記ＲｉやＲｉ又は点線矢印の要因をキャン
セルして、しかも作業アーム５の挟持力を殆ど必要とせ
ずに機材６３を好みの姿勢に保つことが可能となる。組
立姿勢に保たれた機材６３は、連結構成で両作業アーム
５、６の相対位置関係が一定に保たれるが故、組立位置
（図のＸで示す方向）まで、その姿勢を維持した状態で
走行して運ぶことができる。

【００９６】以上のように上記応用例にあっては、２本
の作業アームの動作圧を感じながら或いは探りながら、
遠隔操作で多彩な作業をおこなうことができる。

【００９７】

【発明の効果】本発明によれば、連結構成で２本の作業
アームを備えて、遠隔操作で２つの作業を個別にしかも
同時におこなうと共に、安全で比較的大きな力を発揮で
き、しかも極めて効率よく、広範囲な無人作業に適応し
た建設工事の作業機を提供することができる。

【００９８】また、感覚的な間接情報で機体の状況を得
ることで、遠隔操作の作業を容易に実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す斜視図。

【図２】他の実施例を示す斜視図。

【図３】送受信装置を示す説明図。

【図４】レバー部機構を示す斜視図。

【図５】その動作圧機構を示す概念図。

【図６】そのレバースイッチを示す、（ａ）上面図、
（ｂ）説明図。

【図７】衝撃信号の原理を示す、（ａ）（ｂ）はタイミ
ングチャート図、（ｃ）は説明図。

【図８】その制御方法を示すブロック図。

【図９】各センサを示す概念図。

【図１０】立体モニタ装置を示す概念図。

【図１１】ジョイスティックを示す概念図。

【図１２】操作部を示す斜視図。

【図１３】モニタ表示を示す説明図。

【図１４】応用例を示す原理図。

【図１５】応用例を示す原理図。

【図１６】応用例を示す原理図。

【図１７】応用例を示す原理図。

【図１８】応用例を示す原理図。

【図１９】応用例を示す原理図。

【図２０】応用例を示す原理図。

【図２１】従来例を示す斜視図。

【図２２】その操作部を示す斜視図。

【符号の説明】

１ ツインアーム作業機 １ｃ 機体 ２ 連結体 ３ 走行フレーム ４ 連結部 ５ （右側に位置する）第１作業アーム ６ （左側に位置する）第２作業アーム ７ 操作部（遠隔操作部） ８ 作業アーム １０ 油圧ショベル（又はバックフォ） １１ 第１の作業機（油圧ショベル） １２ 第２の作業機（油圧ショベル） １３ 走行車体 １４、１４ａ、１４ｂ 旋回体 １５ キャビン １６ ブーム １７ アーム １８ アタッチメント ２１ 操作レバー ２１ａ 右操作レバー ２１ｂ 左操作レバー ２３ ペダルレバー ２３ａ 右ペダル ２３ｂ 左ペダル ３８ アームレバー ７６ 送受信装置群 ７９ アンテナ群

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 9/20 E02F 3/36 E02F 3/96 E02F 9/00 E04G 23/08

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行車体上に旋回体が旋回軸受けを介し
   て縦軸芯廻りに旋回可能に載置され、旋回体にブームと
   その先端のアームとから成る屈折自在な作業アームが起
   伏自在に支持されて成る第１の作業機と第１の作業機に
   隣接し、第１の作業機と構造略同じくして成る第２の作
   業機と第１の作業機の走行車体と第２の作業機の走行車
   体とを連結する連結体とを有する機体と、 右側の作業機の作業アームを操作する右操作レバーと左
   側の作業機の作業アームを操作する左操作レバーと左右
   に一対の前後可動走行ペダルとを有する上記機体外の位
   置に配された操作部とを具備して、 ２台の連結された作業機の操作を遠隔操作でおこなうも
   のであることを特徴とする遠隔操作によるツインアーム
   作業機。
2. 【請求項２】 機体外に配された操作部に操作スイッチ
   が配設され、操作レバーの動作状態に関わらず、操作ス
   イッチの動作時に作業アーム及びアタッチメントの動作
   を予め設定された動作に応じて強制的に遠隔操作して成
   る請求項１記載の遠隔操作によるツインアーム作業機。
3. 【請求項３】 機体の作業アームの各リンク駆動装置に
   駆動圧を検出する圧力センサを備え、駆動圧力に応じて
   機体外方の操作部の操作レバーの動作圧を制御する請求
   項１又は２記載の遠隔操作によるツインアーム作業機。
4. 【請求項４】 機体の作業アームの各リンク駆動装置に
   設けられた駆動圧を検出する圧力センサと、各リンク部
   のリンク回転速度を検出する速度センサとを備えて、 各々の圧力センサの上昇信号とあい対する速度センサの
   下降信号とを検出し、機体外方の操作部へ衝撃信号をフ
   ィードバックする請求項１又は２又は３記載の遠隔操作
   によるツインアーム作業機。
5. 【請求項５】 操作部に主に送信動作を司る送受信装置
   が、連結体に主に受信動作を司る送受信装置が設けら
   れ、操作部の送受信装置と連結体の送受信装置とが互い
   に各チャンネルが対応する多チャンネルの同時データ伝
   送機能を備えて、 操作部の操作に応じて出力される多重信号が、操作部の
   送受信装置から連結体の送受信装置に伝送され、 送受信装置で受けた多重信号により、機体外に設けられ
   た操作部からの遠隔操作で連結された２台の作業機の操
   作をおこなう請求項１又は２又は３又は４記載の遠隔操
   作によるツインアーム作業機。
6. 【請求項６】 機体の連結体に、遠隔操作で上下左右に
   可動するステージと作業位置周辺を写す該ステージに間
   隔を隔てて配設された２台のカメラとを有し、 機体外に配された操作部に、上記ステージを上下左右に
   遠隔操作するジョイスティックと、 ２台のカメラが捕らえた画像を左右画像として、２種の
   偏光板の偏向角と左右画像とが各々対で交互に切り替え
   られるタイミングに応じて左右画像データを交互に写す
   立体画像表示機能を備えたモニタとが設けられ、 左右眼鏡の偏向角が上記２種の偏向角に各々略合致する
   偏向メガネを通して、機体外に配された操作部のモニタ
   に写る連結体前方の作業現場を立体イメージの情報で捕
   らえて成る請求項１又は２又は３又は４又は５記載の遠
   隔操作によるツインアーム作業機。
7. 【請求項７】 機体の左右に配設されたマイクで、作業
   アームの動作音波を検出し、機体外部に配された操作部
   内に出力する請求項１又は２又は３又は４又は５又は６
   記載の遠隔操作によるツインアーム作業機。
8. 【請求項８】 連結体に備えられた傾斜計と連結体に配
   され連結角の状態を検出する回転角検出計とを具備し
   て、 機体外に配された操作部に上記傾斜計値と連結角とを示
   すモニタを備えて、 機体の姿勢情報を把握しながら遠隔操作して成る請求項
   １又は２又は３又は４又は５又は６又は７記載の遠隔操
   作によるツインアーム作業機。
9. 【請求項９】 機体側の連結体に備えられたＧＰＳ装置
   と機体外に配された操作部に上記ＧＰＳ装置が出力する
   座標を参照して、ナビゲーション表示するモニタとを備
   えて、 機体の座標情報を把握して成る請求項１又は２又は３又
   は４又は５又は６又は７又は８記載の遠隔操作によるツ
   インアーム作業機。