JP3661967B2

JP3661967B2 - Wireless remote control vehicle

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Publication number: JP3661967B2
Application number: JP09078098A
Authority: JP
Inventors: 吉弘星野; 俊和村井; 龍二高田; 信也奥村; 昭尚小守; 敏宏木村
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1998-03-19
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2018-03-19
Also published as: JPH11269938A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線遠隔操縦車に関し、特に、無線遠隔操縦式の油圧ショベル等において無線操縦器による操作で作業機械部と走行体の複合動作を容易に行える遠隔走行制御の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば無線遠隔操縦式油圧ショベルにおいて無線操縦器を用いて作業機械（車両本体）を運転する場合、作業機械から離れた位置で無線操縦器を操作して作業機械の動作を制御する。無線操縦器は操作信号（動作指令信号）を生成し無線で送る携帯用送信装置である。従来、無線操縦器にはユニバーサル形式の２本の操作レバーが設けられ、この操作レバーを操作すると、操作内容に対応して操作信号が生成される。一方、作業機械には無線操縦器からの操作信号を受ける受信装置が設けられている。作業機械における動作制御の対象は、ブーム、アーム、バケット、ブレード等からなる作業機械部と、左右の走行部からなる走行体である。無線操縦器における２本の操作レバーを操作することによって、作業機械部の動作または左右走行部の動作が制御される。無線操縦器における２本の操作レバーを、作業機械部用として使用するか、または左右走行部用として使用するかは、別に設けられた切換えボタンで選択されるようになっていた。
【０００３】
なお、上記無線遠隔操縦式の油圧ショベルでは、当然のことながら、運転室での操作レバーを利用した通常運転も可能となっている。作業環境の危険度などが原因で通常運転が行えない場合に上記無線遠隔操縦に基づく特別運転が行われる。通常運転の場合には、運転室に設けられた作業機械部用操作レバーと左右走行部用操作レバー（または操作ペダル）が使用される。運転室において、作業機械部用の操作レバーと左右走行部用の操作レバーは、それぞれ、２本ずつ設けられている。
【０００４】
他方、無線遠隔操縦による運転の場合に、無線操縦器の操作レバーの構成は、通常運転の場合の操作レバーの構成に近いことが望ましい。しかしながら、携帯用の小型無線操縦器では、スペース上、４本の操作レバーを設けることは困難である。さらに、仮に無線操縦器に４本の操作レバーを設けることができたとしても、携帯用無線操縦器では左右の手のみを用いて操作を行うので、実際上、４本の操作レバーを同時に操作することは困難である。そこで従来では、前述のように、２本の操作レバーを備え、切換えボタンで操作対象を切り換えることにより、作業機械部用操作レバーまたは左右走行部用操作レバーとして使用するように構成されていた。さらに、２本の操作レバーが作業用または走行用として使用されるとき、その仕様が通常運転での各操作レバーの仕様に近似したものとなっていた。
【０００５】
以上のごとく従来の無線遠隔操縦式の油圧ショベルによれば、無線操縦器に２本の操作レバーを備え、切換えボタンで作業用または走行用に切り換えて使用するようにし、このような無線遠隔操縦車の遠隔走行制御装置は、走行用に切り換えられた２本の操作レバーに基づく操作に関し、通常運転の操作レバーと同様に制御が行えるように構成されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
無線遠隔操縦式油圧ショベル等で無線操縦で運転するときに、従来、作業機械部と走行体の各動作を同時に制御し、両者の動作を複合させる必要性が生じる場合があった。例えば、作業機械部のバケットにロープを利用して土管等を吊下げた状態で、走行体の動作を制御して当該土管等を運搬する場合に、移動路に障害物があると、土管等が障害物に衝突しないように、移動状態を維持しながらバケットを昇降させることが必要となる。
【０００７】
しかしながら、従来の無線遠隔操縦式油圧ショベル等の構成によれば、２本の操作レバーを作業用または走行用に切り換えて使用しなければならなかったため、作業機械部と走行体の各動作を同時に制御することはできず、作業機械部と走行体の複合動作を行うことができなかった。無線遠隔操縦において作業機械部と走行体の複合動作ができないと、作業効率が低下するいう問題が生じた。
【０００８】
本発明の目的は、上記問題を解決することにあり、無線操縦器を用いて作業機械部と走行体の複合動作を容易に行うことができ、作業効率を高めた無線遠隔操縦車を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る無線遠隔操縦車は、上記目的を達成するため、以下のように構成される。
第１の無線遠隔操縦車（請求項１に対応）は、左右の走行部からなる走行体と作業機械部とを備えた車両本体と、この車両本体に装備された受信装置と、走行体と作業機械部を操作する操作信号を生成し送信する送信装置とから構成され、さらに送信装置から無線で送信された操作信号を受信装置で制御信号に変換し走行体と作業機械部を動作させるように構成されている。送信装置は、左右の走行部を操作するためのＸ方向操作信号（ｘ）とＹ方向操作信号（ｙ）からなる２系統の操作信号を出力する１本の走行用操作レバーと、作業機械部を操作する操作信号を出力する少なくとも１本の作業用操作レバーを備え、また受信装置は、走行用操作レバーの傾斜操作に応じて、Ｘ方向操作信号に対応する左右方向とＹ方向操作信号に対応する前後方向との組み合わせで定義され、左右方向で左旋回動作と右旋回動作を対応づけかつ前後方向で前進動作と後退動作を対応づけた可動範囲を設定し、この可動範囲内においてＸ方向操作信号とＹ方向操作信号を組み合わせて左走行部の動作を制御する左モータ用制御信号と右走行部の動作を制御する右モータ用制御信号を生成する制御部を備えている。
上記無線遠隔操縦車の構成では、走行専用の１本のユニバーサル式操作レバーを設け、当該操作レバーの傾斜操作の際出力される２系統の操作信号（ｘ，ｙ）を、受信装置側の制御部が用意された制御プログラムに従って組み合わせ、走行体の左右の走行部を関連させて動作させるための制御信号を生成し、走行体を動作する。これにより、１本の走行用操作レバーで、独立に動作するように構成された左右の走行部を同時に同じ条件（同方向に同速度による駆動等）でまたは異なる条件（速度が異なる駆動等）で駆動することが可能となり、１本の走行用操作レバーによって走行体の前進、後退、左右の旋回、前進および後退での左右のステアリングを行うことが可能となる。このような１本の走行用操作レバーを設けることにより、この走行用操作レバーと、もともと送信装置に設けられている少なくとも１本の作業用操作レバーとを左右の手で操作し、走行体を移動動作を制御しながら作業機械部の作業動作を制御することが可能となり、走行体と作業機械部の複合動作が可能となる。
第２の無線遠隔操縦車（請求項２に対応）は、上記第１の構成において、上記可動範囲において、走行用操作レバーに基づく操作レバーの左右方向と前後方向との複合操作によって、前進左ステアリング動作と前進右ステアリング動作と後退左ステアリング動作と後退右ステアリング動作とが可能なように設定される。
第３の無線遠隔操縦車（請求項３に対応）は、上記第２の構成において、走行用操作レバーを左右方向に傾斜させるとき、旋回動作が可能になるように、傾斜量に応じて左モータ用制御信号の信号レベルと右モータ用制御信号の信号レベルとの間の比率が設定される。
第４の無線遠隔操縦車（請求項４に対応）は、上記の各構成において、走行用操作レバーを前後方向に傾斜させるとき、傾斜量に応じて左右の走行部の速度が設定されることを特徴とする。
第５の無線遠隔操縦車（請求項５に対応）は、上記の各構成において、作業用操作レバーは切換器によって走行用操作レバーとしても用いられるように構成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の無線遠隔操縦車の一例として無線遠隔操縦式の油圧ショベルを示す。この油圧ショベル１１は土木・建設作業を行うための作業機械である。油圧ショベル１１では、運転室を利用した通常の運転と無線遠隔操縦に基づく運転のいずれかによって動作することが可能である。図示された状態は、運転者１４が、油圧ショベル１１の車両本体から離れた場所にあって、無線操縦器である送信装置１２を操作して、車両本体の動作を制御するという無線遠隔操縦による運転状態を示している。送信装置１２での操作で生じた操作信号は、無線で、油圧ショベル１１に装備された受信装置１３に送信される。油圧ショベル１１を無線遠隔操縦するとき、送信装置１２と受信装置１３からなる遠隔制御装置によって運転が制御される。送信装置１２には、操作レバーを含め各種の操作器が設けられると共に、各操作器における操作内容および操作量に応じて必要な操作信号（動作指令信号）を発生する電気要素や送信部等が内蔵されている。送信装置１２は、操作器が操作されると、生じた操作信号を電波４０でシリアル信号として受信装置１３に対して送信する。電波４０は、送信装置１２から定常的に送信されており、例えば操作器を全く操作していないときでも０として操作信号が送信されている。一方、受信装置１３は、油圧ショベル１１の車両本体に装備されている。受信装置１３は、送信装置１２から送られる電波４０を受信し、その中から操作信号を取り出し、当該操作信号と予め用意された関数に基づいて制御信号を発生させ、車両本体に設けられた各アクチュエータに対してに制御信号を送り、その動作を制御する。
【００１１】
上記油圧ショベル１１の車両本体では、走行体２１の上に旋回体２２を設け、旋回体２２は運転室２３とエンジン機械部２４と作業機械部２５を備える。走行体２１は、右側に位置する右走行部と左側に位置する左走行部とからなる。作業機械部２５は、旋回体２２の前側に配置され、ブーム２６とアーム２７とバケット２８を備える。さらに作業機械部２５にはブーム２６、アーム２７、バケット２８を動作させる油圧シリンダ（アクチュエータ）と、各部の動作量を検出する例えば角度センサや変位センサが配置される。運転室２３には、作業機械部２５等の動作を制御する左右の操作レバーや、走行体２１による前進、後退、ステアリング、旋回等を操縦するための左右の操作レバー等の入力操作器が設けられている。
【００１２】
上記の無線遠隔操縦式の油圧ショベルにおいて、送信装置１２を操作して油圧ショベル１１を無線遠隔操縦する場合、遠隔制御対象としては作業機械部２５の動作制御と走行体２１の動作制御とがある。本発明では、以下に述べるごとく送信装置１２による走行体２１の動作制御の仕方に特徴があり、送信装置１２による作業機械部２５の動作制御の仕方は従来装置と同じである。走行体２１の動作制御を行う手段という観点から、送信装置１２と受信装置１３によって構成される遠隔走行制御装置という点を重視して以下の説明を行う。
【００１３】
図２を参照して送信装置１２と受信装置１３の内部構成を説明する。
送信装置１２は、油圧ショベル１１の動作に関して、上述のごとく、作業機械部２５や旋回体２２等の動作を制御する機能と、走行体２１の前進、後退、ステアリング、旋回等の各動作を制御する機能を備える。送信装置１２の上部には、好ましくは３本の操作レバー２９，３０，３１と、操作レバー２９，３１による操作対象を切り換える切換ボタン３８とが設けられている。両側に位置する左右の操作レバー２９，３１は、切換ボタン３８をオンにすると作業機械部２５の操作に使用でき、切換ボタン３８をオフにすると走行体２１の操作に使用できるように構成されている。操作レバー２９，３１が作業機械部２５の操作に使用できるようにセットされるとき、各操作レバーには、作業機械部２５の各部を動作させるための各種の操作態様が割り付けられている。左右両側の操作レバー２９，３１は従来の送信装置に設けられているものの構成と実質的に同じであり、操作レバー２９，３１の操作によって旋回体２２、ブーム２６、アーム２７、バケット２８を動作させることができる。具体的に、運転者１４の前側で把持された送信装置１２において、運転者から送信装置１２を見て、左側に位置する操作レバー２９で旋回体２２とアーム２７の各動作を操作し、右側に位置する操作レバー３１でブーム２６とバケット２８の各動作を操作する。また左右の操作レバー２９，３１が走行体２１の操作に使用できるようにセットされるとき、各操作レバーには、走行体２１の左右の走行部を動作させるための操作態様が割り付けられている。この構成は従来の送信装置に設けられているものの構成と実質的に同じである。すなわち、左側の操作レバー２９が左走行部の動作を制御し、右側の操作レバー３１が右走行部の動作を制御するように構成され、各操作レバー２９，３１は互いに独立したものとなっている。一方、中央位置に設けられた操作レバー３０は本発明の特徴的な構成を有し、１本の操作レバー３０を操作することによって走行体２１の左走行部と右走行部を同時に同じ条件でまたは異なる条件で関連させて動作させることができる。すなわち、操作レバー３０によって左右の走行部の各動作を所定関係の下で制御し、走行体２１に前進、後退、ステアリング、旋回等の動作を行わせることが可能となる。
【００１４】
上記のように、送信装置１２によれば、走行体２１の動作を制御するとき、２本の操作レバー２９，３１または１本の操作レバー３０のいずれかで操作することができる。本発明の主題は、送信装置１２によって作業機械部２５と走行体２１の複合動作を行うことにあるから、作業機械部２５の操作用としてセットされた操作レバー２９，３１と、操作レバー３０とが用いられる。そして、操作レバー２９，３１と操作レバー３０を用いて上記複合動作が行えるように、１本の操作レバー３０によって走行体２１の前進、後退、ステアリング、旋回等を可能にする遠隔走行制御の構成を設けた点に特徴がある。操作レバー２９，３１に関しては、切換ボタン３８によって作業機械部２５の操作用レバーとしてセットされている。
【００１５】
操作レバー２９，３０，３１は、いずれもユニバーサル形式のレバー装置である。これらの操作レバーは、いずれも、その中立位置（直立状態）から３６０°の全方向に傾斜させることができるように構成されている。当該操作レバーの操作方向は、中立位置を原点とし、運転者から見て左右方向をＸ方向、前後方向をＹ方向とし、さらにそれぞれ右方向および前方向を＋方向、左方向および後方向を−方向とする。一例として、操作レバー２９のＸ方向にはアーム２７、Ｙ方向には旋回体２２、操作レバー３１のＸ方向にはバケット２８、Ｙ方向にはブーム２６の各動作が割り付けられている。
【００１６】
操作レバー３１を操作して例えばブーム２６を動作させる場合、操作レバー３１はＹ方向に傾斜させられる。操作レバー３１を傾斜させると、レバー基部に設けられた自在継手部（ポテンショメータ）から傾斜角度に対応する操作信号（アナログ量）が出力される。操作レバー３１の操作に基づき出力された操作信号は、送信装置１２の内部のＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）３２によってデジタル値に変換され、ＣＰＵ３３に取り込まれる。このディジタル値がブーム２６の動作量を決める操作信号となる。ＣＰＵ３３は、操作信号をパラレル信号として出力する。ＣＰＵ３３から出力された操作信号はシリアル信号入出力部（ＳＩＯ）３４によってシリアル信号に変換され、その後、送信部３５で高周波信号に変調して送信される。また送信装置１２には、プログラムが格納されるＲＯＭ３６、使用データまたは生成データを一時的に格納するためのＲＡＭ３７、切換ボタン３８の動作信号を取り込むディジタル信号入出力部（ＤＩＯ）３９が設けられる。
【００１７】
送信装置１２から電波４０で送信された操作信号は、受信装置１３内の受信部４１で受信され、ここで復調された後、ＳＩＯ４２によってシリアル信号をパラレル信号に変換し、ＣＰＵ４３に取り込まれる。その後、ＲＯＭ５０またはＲＡＭ５１に格納された制御プログラムおよび関数に基づいて操作信号に応じた制御信号を生成し、ドライバ４４は制御信号に対応する駆動信号を出力し、ブーム２６を動作させる油圧駆動システムに設けられた電磁比例減圧弁４５の動作を駆動制御する。図３に示すように、電磁比例減圧弁４５はドライバ４４からの駆動信号（t1〜t12 ）を油圧源４７から供給される油圧パイロット信号（p1〜p12 ）に変換してブーム２６を動作させるメインバルブ６５を駆動する。これによって、ポンプ４９からの油圧信号を操作対象であるブーム２６の油圧シリンダ７５に送り、ブーム２６の動作を制御することができる。
【００１８】
上記説明ではブーム２６を単独で動作させる例について述べたが、上記のシステムにおいて、操作レバー３１をＸ方向とＹ方向に同時に操作することにより、あるいは操作レバー２９と操作レバー３１を同時に操作することにより、旋回体２２、ブーム２６、アーム２７、バケット２８を同時に複合して動作させることができる。図３に示されるように、油圧駆動システムでは、バケット２８に対応する油圧シリンダ７６およびメインバルブ６６、アーム２７に対応する油圧シリンダ７２およびメインバルブ６２が設けられている。メインバルブ６２，６６の開閉動作は対応する電磁比例減圧弁４５によって行われる。
【００１９】
一方、操作レバー３０についても、前述の通り、その操作方向を中立位置を原点とし、左右方向すなわちＸ方向と、前後方向すなわちＹ方向に操作できるようになっている。図４に操作レバー３０の操作範囲と走行体の動作との関係を示す。左右方向において左旋回動作と右旋回動作を対応づけられ、前後方向で前進動作と後退動作が対応づけられている。８０は操作レバー３０の可動範囲であり、可動範囲８０はＸ方向とＹ方向によって定められる。可動範囲８０は、中立位置である原点（０点）を中心として８つの領域に分けられている。８１は右旋回動作領域、８２は左旋回動作領域、８３は前進動作領域、８４は後進動作領域、８５は前進右ステアリング領域、８６は前進左ステアリング領域、８７は後退右ステアリング領域、８８は後退左ステアリング領域である。操作レバー３０の可動範囲８０における上記の各動作領域は、後述するごとく、送信装置１２から送られてくる２系統の操作信号（ｘ，ｙ）をＣＰＵ４３が制御プログラムに従って処理することにより作られる。操作レバー３０を操作して走行体２１に前進、後退、ステアリング、旋回等の動作を行わせる場合、操作レバー３０を、上記可動範囲８０における所定の方向に傾斜させる。
【００２０】
上記操作レバー３０を可動範囲８０で任意方向に傾斜させるとき、操作レバー３０のＸ方向の傾斜角度とＹ方向の傾斜角度は、そのレバー基部に設けられた自在継手部（ポテンショメータ）から各傾斜角度に対応する２系統の操作信号（Ｘ信号（ｘ）、Ｙ信号（ｙ））として出力される。出力された操作信号（ｘ，ｙ）は、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）３２によってデジタル値に変換され、ＣＰＵ３３に取り込まれる。このディジタル値が、走行体２１における左右走行部の各動作量を決め、走行体２１の左右走行部の動作状態を決める操作信号となる。ＣＰＵ３３は操作信号をパラレル信号として出力する。ＣＰＵ３３から出力された操作信号はシリアル信号入出力部（ＳＩＯ）３４によってシリアル信号に変換され、その後、送信部３５で高周波信号に変調して送信される。
【００２１】
送信装置１２から送信された走行体２１の動作に関する操作信号は、前述の通り、受信部４１で復調され、ＳＩＯ４２でパラレル信号に変換し、ＣＰＵ４３に取り込まれる。その後、ＲＯＭ５０に格納されたプログラムおよびＲＡＭ５１に格納された使用データや生成データに従って、操作信号（ｘ，ｙ）を組み合わせて左走行部、右走行部の各々に関する制御信号を生成し、出力する。ドライバ４４は、各制御信号に対応する駆動信号を出力し、走行体２１を動作させる油圧駆動システムに設けられた電磁比例減圧弁４５の動作を駆動制御する。図２および図３に示すように、電磁比例減圧弁４５は、ドライバ４４からの駆動信号を油圧源４７から供給される油圧パイロット信号に変換して左走行部および右走行部を動作させるメインバルブ６３，６４を駆動する。これによって、ポンプ４９からの油圧信号を操作対象である左走行部のモータ７３と右走行部のモータ７４に送り、走行体２１の動作を制御することができる。
【００２２】
本実施形態による送信装置１２によれば、操作レバー３０を上記可動範囲８０において任意方向に傾斜させることにより、２系統の操作信号（ｘ，ｙ）を発生させ、当該２系統の操作信号を組み合わせて左走行部と右走行部を同時にまたは個別に動作させる制御信号を生成し、走行体２１に前進、後退、ステアリング、旋回等の動作を行わせることができる。すなわち、送信装置１２において１本の操作レバー３０によって走行体２１の全動作の制御を行うことができる。
【００２３】
次に図５に示すフローチャートを参照して、操作レバー３０の操作と走行部２１の動作との関係例を説明する。この関係例は、図４で説明した上記可動範囲８０の各領域に対応するもので、操作レバー３０をＹ方向にのみ操作した場合は前進・後退、Ｘ方向にのみ操作した場合には右旋回・左旋回、ＸＹ方向に同時に操作した場合にはＸとＹの正負の組合せにより右ステアリング・左ステアリングの各動作を走行部２１に行わせる例について示している。図５に示したフローチャートの処理は、操作信号（ｘ，ｙ）を受信する受信装置１３のＣＰＵ４３で実行される。
【００２４】
操作レバー３０を任意の方向に傾斜させたとき、傾斜操作に基づき生じる操作レバー３０のＸ方向の傾斜角度とＹ方向の傾斜角度に関して得られる２系統の操作信号を上記の通り（ｘ，ｙ）とする。まず最初に、操作レバー３０の入力があるか否かが判定される（ステップＳ１）。入力がない場合には左右の走行部を停止し（ステップＳ２）、終了する。次に、｜ｙ｜が定数ａより小さいか否かの判定を行う（ステップＳ３）。ここで定数ａは、図４に示されるように、安定して旋回動作を行うためのＹ方向の不感帯範囲を定める値である。｜ｙ｜が定数ａよりも小さいときには、さらにｘの正負が判定される（ステップＳ４）。ｘが正であるときには右旋回動作処理が実行され（ステップＳ５）、ｘが負であるときには左旋回動作処理が実行され（ステップＳ６）、終了する。一方、｜ｙ｜が定数ａより大きいときには、ｙの正負の判定が行われる（ステップＳ７）。ｙが正であるときには、判断ステップＳ９で｜ｘ｜が定数ｂより小さいか否かの判定を行う。｜ｘ｜がｂよりも小さいときには前進動作処理が実行され（ステップＳ１５）、終了する。｜ｘ｜がｂよりも大きいときであって、ｂよりも大きいときには（ステップＳ１０）、前進右ステアリング動作処理を行い（ステップＳ１６）、終了する。｜ｘ｜がｂよりも大きいときであって、ｂよりも小さいときには（ステップＳ１１）、前進左ステアリング動作処理を行い（ステップＳ１７）、終了する。判断ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１ですべてＮＯのときには、左右走行部の停止処理が行われる（ステップＳ２１）。ｙが負であるときには、判断ステップＳ１２で｜ｘ｜が定数ｂより小さいか否かの判定を行う。｜ｘ｜がｂよりも小さいときには後退動作処理が実行され（ステップＳ１８）、終了する。｜ｘ｜がｂよりも大きいときであって、ｂよりも大きいときには（ステップＳ１３）、後退右ステアリング動作処理を行い（ステップＳ１９）、終了する。｜ｘ｜がｂよりも大きいときであって、ｂよりも小さいときには（ステップＳ１４）、後退左ステアリング動作処理を行い（ステップＳ２０）、終了する。判断ステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４ですべてＮＯのときには、左右走行部の停止処理が行われる（ステップＳ２２）。
【００２５】
操作レバー３０の操作に基づき発生する操作信号（ｘ，ｙ）に応じて図５に示す制御方法を実行することにより、操作レバー３０の可動範囲８０に関して図４に示した操作領域８１〜８８が設定される。
【００２６】
操作レバー３０から得られる操作信号と走行体２１の左右走行部の駆動を制御する制御信号との関係の一例を図６に示す。この関係によれば、操作信号（ｘまたはｙ）が大きくなると、制御信号が次第に増大し、所定の最大操作量では一定の制御信号値に保持される。図６に示した関係はＲＯＭ５０内のプログラムの中またはＲＡＭ５１内に格納される。操作レバー３０をＹ方向にのみ操作した場合に生じる前進動作および後退動作は、操作信号ｙに応じた制御信号を用いて走行体２１の左右の走行部を同方向に駆動することにより行われる。さらに、操作レバー３０をＸ方向にのみ操作した場合に生じる走行体２１の旋回動作は、操作信号ｘに応じた制御信号を用いて左右走行部を逆方向に駆動することにより行われる。
【００２７】
一方、走行体２１のステアリング動作における左右走行部への制御信号は、一例として以下のように決定される。図６に示した前述の関係の他に、図７に示したステアリング用の関係が用意される。ステアリング用関係によれば、操作信号｜ｘ｜が小さい一定値以下であるとステアリング係数が１であり、操作信号が大きくなるほどステアリング係数が小さくなるように設定されている。当該ステアリング用関係のデータも、ＲＯＭ５０内のプロブグラムの中またはＲＡＭ５１の中に格納される。
【００２８】
受信装置１３のＣＰＵ４３で操作レバー３０の操作で生じた操作信号（ｘ，ｙ）から制御信号を生成するとき、図６に示した関係に基づき操作信号ｙに応じた制御信号を読み出し、図７の関係から操作信号ｘに応じたステアリング係数を読み出す。ステアリングの方向に応じて、走行体２１の左右走行部の一方には先に読み出した制御信号をそのまま用い、他方には当該制御信号と先に読み出したステアリング係数との積を制御信号として用いてそれぞれの走行部を駆動する。図７に示す通り、ステアリング係数はすべての操作信号の領域において１以下であるので、左右の走行部への制御信号に差が生じ、これにより走行体２１に所定のステアリング動作を行うことが可能となる。
【００２９】
一例として、図４に示したように、操作レバー３０を（０，ｙ１）の操作位置（操作信号）からＡに示すごとく＋Ｘ方向に移動させたときの左右の走行部への制御信号の変化を図８に示す。左走行部に対しては操作信号ｙ１に応じた制御信号がそのまま出力されるため、操作レバー３０を＋Ｘ方向に移動しても左走行部への制御信号９１は変化しない。一方、右走行部に対しては操作信号ｙ１に応じた制御信号と、操作レバー３０を＋Ｘ方向に移動することによって生じるＸ方向の操作信号に応じたステアリング係数との積を制御信号とするため、操作レバー３０を＋Ｘ方向に移動するに従って右走行部への制御信号９２は減少していく。これにより左走行部の移動速度に対して右走行部の移動速度は遅くなり、その結果、走行体２１は前進しながら右ステアリング動作を行うことになる。
【００３０】
以上の説明の通り、本実施形態によるステアリング動作処理では、操作レバー３０のＹ方向の操作で走行体２１の移動速度を制御し、そのＸ方向の操作でステアリング量を制御する構成となっているので、運転者の持つ感覚に極めて近く、１本の操作レバー３０によって油圧ショベル１１のステアリング動作を容易に行うことができる。
【００３１】
上記の走行体２１の動作に関して無線遠隔走行制御を行える操作レバー３０を設けることにより、片手での操作レバー３０の操作により左右の走行部を同時に自在に動作させることができ、さらに他方の手によって操作レバー２９，３１のうち１本の操作レバーを操作することにより、走行体２１と作業機械部２５との複合動作を行うことができる。複合動作の例としては、例えば、作業機械部２５のバケット２８にロープを利用して土管を吊り下げ、この状態で走行体２１を駆動して前進しているときに、その移動路に障害物があって土管を上昇させるべく作業機械部２５のアーム２７を上方に動かしたり、あるいは移動路をステアリング動作で変更する等の例を挙げることができる。このときには、走行用の操作レバー３０と、作業用にセットされた右側の操作レバー３１が操作されることになる。
【００３２】
なお前述した操作レバー３０の操作と走行体２１の動作との関係、またはステアリング動作に関する処理方法は一例であり、これに限定するものではない。
【００３３】
さらに操作レバー３０に関しても本実施形態では任意方向に傾斜可能なものについて述べているが、この他に例えば１軸方向に傾斜可能であってその上部にロータリ式のスイッチが設置された操作レバーや、１軸方向に傾斜可能であってその上部にロータリ式のスイッチが設置された操作レバーや、１軸方向に傾斜可能であってアナログ式の押しボタンスイッチが設置された操作レバー等でも実現可能である。いずれの操作レバーであっても前述の（ｘ，ｙ）に相当する２系統の操作信号が出力される構成を有している。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、油圧ショベル等の無線遠隔操縦車において送信装置に１本で左右走行部の各々を同時に操作できる操作レバーを設けるようにしたため、左右走行部の各々を同時に同じ条件でまたは異なる条件で関連させて駆動でき、１本の走行用操作レバーで走行体に前進、後退、ステアリング、旋回等の動作を行わせることができる。さらに、無線遠隔操縦式の油圧ショベル等で、走行体と作業機械部の高度な複合動作を行うことができ、その操作性能が向上する。また従来の送信装置における２本の走行用操作レバーの代わりに１本の走行用操作レバーを設ける構成を採用すれば、送信装置の小型化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】無線遠隔操縦式で油圧ショベルを動作させる状態を示す全体構成図である。
【図２】送信装置と受信装置の内部構造と両者の関係を示す図である。
【図３】油圧ショベルに設けられた油圧システムの要部を示す図である。
【図４】走行体制御用操作レバーの操作範囲と走行体の動作の関係を示す図である。
【図５】走行体制御用操作レバーの操作と走行体の動作との関係を示すフローチャートである。
【図６】操作信号と制御信号の関係を示す図である。
【図７】操作信号とステアリング係数の関係の一例を示すグラフである。
【図８】ステアリング時における操作信号と左右走行部への制御信号の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１１油圧ショベル
１２送信装置
１３受信装置
１４運転者
２１走行体
２３運転室
２５作業機械部
２９，３０，３１操作レバー
８０可動範囲[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless remote control vehicle, and more particularly, to a remote control configuration that can easily perform a combined operation of a work machine unit and a traveling body by operation with a wireless controller in a wireless remote control hydraulic excavator or the like.
[0002]
[Prior art]
For example, when a work machine (vehicle main body) is operated using a wireless controller in a wireless remote control hydraulic excavator, the operation of the work machine is controlled by operating the wireless controller at a position away from the work machine. The wireless control device is a portable transmission device that generates an operation signal (operation command signal) and transmits the operation signal wirelessly. Conventionally, a wireless controller is provided with two universal-type operation levers. When the operation levers are operated, operation signals are generated corresponding to the operation contents. On the other hand, the work machine is provided with a receiving device that receives an operation signal from a wireless controller. The object of the operation control in the work machine is a work machine unit including a boom, an arm, a bucket, a blade, and the like, and a traveling body including left and right travel units. By operating the two operating levers in the wireless controller, the operation of the work machine unit or the operation of the left and right traveling units is controlled. Whether the two operation levers in the radio control unit are used for the work machine unit or the left and right traveling unit is selected by a separate switching button.
[0003]
Note that the wireless remote control hydraulic excavator can also be normally operated using an operation lever in the cab. The special operation based on the wireless remote control is performed when the normal operation cannot be performed due to the danger level of the work environment. In the case of normal operation, an operating lever for the working machine part and an operating lever for the left and right traveling part (or an operating pedal) provided in the cab are used. In the cab, two operating levers for the working machine unit and two operating levers for the left and right traveling units are provided.
[0004]
On the other hand, in the case of driving by wireless remote control, it is desirable that the configuration of the operating lever of the wireless controller is close to the configuration of the operating lever in the case of normal operation. However, it is difficult to provide four operation levers in a portable small radio controller because of space. Furthermore, even if the radio control unit can be provided with four control levers, the portable radio control unit is operated using only the left and right hands, so in practice, the four control levers are operated simultaneously. It is difficult to do. Therefore, as described above, conventionally, two operation levers are provided, and the operation object is switched by a switching button, so that the operation machine unit operation lever or the left and right traveling unit operation lever is used. Further, when two operating levers are used for work or traveling, the specifications are similar to the specifications of each operating lever in normal operation.
[0005]
As described above, according to the conventional wireless remote control type hydraulic excavator, the wireless controller is provided with two operation levers, and is switched to use for work or traveling with a switching button. The remote driving control device for a vehicle is configured to be able to control the operation based on the two operating levers switched for driving in the same manner as the operating lever for normal driving.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, when operating by wireless control using a wireless remote control hydraulic excavator or the like, there has been a need to control the operations of the work machine unit and the traveling body at the same time and to combine the operations of both. For example, when carrying a clay pipe etc. by controlling the operation of the traveling body in a state where the clay pipe etc. is suspended using a rope in the bucket of the work machine part, if there is an obstacle on the moving path, the clay pipe etc. It is necessary to raise and lower the bucket while maintaining the moving state so that it does not collide with the obstacle.
[0007]
However, according to the configuration of the conventional wireless remote control type hydraulic excavator and the like, the two operation levers have to be used by switching between working and traveling, so each operation of the working machine unit and the traveling body can be performed simultaneously. It was not possible to control, and the combined operation of the work machine unit and the traveling body could not be performed. When the combined operation of the work machine unit and the traveling body is not possible in the wireless remote control, there arises a problem that the work efficiency is lowered.
[0008]
An object of the present invention is to solve the above-described problem, and provide a wireless remote control vehicle that can easily perform a combined operation of a work machine unit and a traveling body using a wireless controller and has improved work efficiency. There is.
[0009]
[Means and Actions for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a wireless remote control vehicle according to the present invention is configured as follows.
A first wireless remote control vehicle (corresponding to claim 1) includes a vehicle body including a traveling body composed of left and right traveling units and a work machine unit, a receiving device equipped in the vehicle body, a traveling body, A transmission device that generates and transmits an operation signal for operating the work machine unit, and further converts the operation signal wirelessly transmitted from the transmission device into a control signal by the reception device to operate the traveling body and the work machine unit. It is configured. Transmitter operates left and right travel units For X direction operation signal (x) and Y direction operation signal (y) The system includes one travel operation lever that outputs two operation signals and at least one work operation lever that outputs an operation signal for operating the work machine unit. Defined by the combination of the left and right direction corresponding to the X direction operation signal and the front and rear direction corresponding to the Y direction operation signal according to the tilting operation of the driving operation lever, the left and right turn operations are supported in the left and right direction Left and right motor control signal for controlling the operation of the left traveling unit by combining the X direction operation signal and the Y direction operation signal within the movable range. And a right motor control signal for controlling the operation of the right traveling unit A control unit is provided.
In the configuration of the wireless remote control vehicle, one universal operation lever dedicated to traveling is provided, and two operation signals (x, y) output when the operation lever is tilted are controlled on the receiver side. The parts are combined in accordance with the prepared control program, and a control signal for operating the left and right traveling parts of the traveling body in association with each other is generated to operate the traveling body. As a result, the left and right traveling parts configured to operate independently with one traveling operation lever can be simultaneously operated under the same conditions (such as driving at the same speed in the same direction) or different conditions (such as driving at different speeds). Thus, it is possible to drive the traveling body forward and backward, turn left and right, and steer left and right in forward and backward with a single travel operation lever. By providing such one traveling operation lever, the traveling operation lever and at least one working operation lever originally provided in the transmission device are operated with the left and right hands, and the traveling body is moved. It is possible to control the work operation of the work machine unit while controlling the moving operation, and a combined operation of the traveling body and the work machine unit is possible.
First 2 Wireless remote control vehicle (claims) 2 Corresponds to the above) 1 In the configuration, in the movable range, Based on driving control lever A forward left steering operation, a forward right steering operation, a reverse left steering operation, and a reverse right steering operation are set by a combined operation of the left and right directions and the front and rear directions of the operation lever.
First 3 Wireless remote control vehicle (claims) 3 Corresponds to the amount of inclination so that the turning operation can be performed when the operation lever for traveling is tilted in the left-right direction in the second configuration. Ratio between the signal level of the left motor control signal and the signal level of the right motor control signal Is set.
First 4 Wireless remote control vehicle (claims) 4 Corresponds to (2), in each of the above-described configurations, when the travel operation lever is tilted in the front-rear direction, the speeds of the left and right travel units are set according to the amount of tilt.
First 5 Wireless remote control vehicle (claims) 5 In the respective configurations described above, the work operation lever is also configured to be used as a travel operation lever by the switch.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a wireless remote control hydraulic excavator as an example of the wireless remote control vehicle of the present invention. This hydraulic excavator 11 is a working machine for performing civil engineering and construction work. The hydraulic excavator 11 can be operated by either a normal operation using a cab or an operation based on wireless remote control. The state shown in the figure is based on wireless remote control in which the driver 14 is located away from the vehicle body of the hydraulic excavator 11 and controls the operation of the vehicle body by operating the transmission device 12 as a wireless controller. Indicates the operating state. An operation signal generated by the operation of the transmission device 12 is transmitted wirelessly to the reception device 13 provided in the excavator 11. When the hydraulic excavator 11 is wirelessly remote-controlled, the operation is controlled by a remote control device including a transmission device 12 and a reception device 13. The transmission device 12 is provided with various operation devices including an operation lever, and includes an electric element, a transmission unit, and the like that generate an operation signal (operation command signal) required according to the operation content and operation amount of each operation device. Built in. When the operation device is operated, the transmission device 12 transmits the generated operation signal to the reception device 13 as a serial signal using the radio wave 40. The radio wave 40 is constantly transmitted from the transmission device 12. For example, even when the operation device is not operated at all, the operation signal is transmitted as 0. On the other hand, the receiving device 13 is mounted on the vehicle main body of the excavator 11. The receiving device 13 receives the radio wave 40 transmitted from the transmitting device 12, extracts an operation signal from the received radio signal 40, generates a control signal based on the operation signal and a function prepared in advance, A control signal is sent to the actuator to control its operation.
[0011]
In the vehicle main body of the hydraulic excavator 11, the revolving body 22 is provided on the traveling body 21, and the revolving body 22 includes a cab 23, an engine machine unit 24, and a work machine unit 25. The traveling body 21 includes a right traveling unit located on the right side and a left traveling unit located on the left side. The work machine unit 25 is disposed on the front side of the revolving structure 22 and includes a boom 26, an arm 27, and a bucket 28. Furthermore, the work machine unit 25 is provided with a hydraulic cylinder (actuator) that operates the boom 26, the arm 27, and the bucket 28, and an angle sensor and a displacement sensor that detect the operation amount of each unit. The cab 23 is provided with input operation devices such as left and right operation levers for controlling the operation of the work machine unit 25 and the like, and left and right operation levers for maneuvering forward, backward, steering, turning and the like by the traveling body 21. It has been.
[0012]
In the above-described wireless remote control type hydraulic excavator, when the hydraulic excavator 11 is wirelessly remote controlled by operating the transmission device 12, remote control targets include operation control of the work machine unit 25 and operation control of the traveling body 21. . In the present invention, as described below, there is a feature in the operation control method of the traveling body 21 by the transmission device 12, and the operation control method of the work machine unit 25 by the transmission device 12 is the same as the conventional device. From the viewpoint of means for controlling the operation of the traveling body 21, the following description will be given with emphasis on the point of being a remote travel control device configured by the transmission device 12 and the reception device 13.
[0013]
The internal configuration of the transmission device 12 and the reception device 13 will be described with reference to FIG.
As described above, the transmission device 12 controls the operation of the work machine unit 25, the turning body 22, and the like, and the forward, backward, steering, and turning operations of the traveling body 21 with respect to the operation of the excavator 11. It has a function to do. An upper portion of the transmission device 12 is preferably provided with three operation levers 29, 30, 31 and a switching button 38 for switching an operation object by the operation levers 29, 31. The left and right control levers 29 and 31 located on both sides can be used for operating the work machine unit 25 when the switching button 38 is turned on, and can be used for operating the traveling body 21 when the switching button 38 is turned off. Yes. When the operation levers 29 and 31 are set so as to be used for the operation of the work machine unit 25, various operation modes for operating the respective units of the work machine unit 25 are assigned to the operation levers. The operation levers 29 and 31 on both the left and right sides are substantially the same as those provided in the conventional transmitter, and the revolving body 22, the boom 26, the arm 27, and the bucket 28 are operated by operating the operation levers 29 and 31. Can be made. Specifically, in the transmission device 12 gripped on the front side of the driver 14, when the transmission device 12 is viewed from the driver, each operation of the swing body 22 and the arm 27 is operated by the operation lever 29 located on the left side, and the right side Each operation of the boom 26 and the bucket 28 is operated by the operation lever 31 located at the position. Further, when the left and right operation levers 29 and 31 are set so as to be used for the operation of the traveling body 21, an operation mode for operating the left and right traveling portions of the traveling body 21 is assigned to each operation lever. . This configuration is substantially the same as that of a conventional transmission apparatus. That is, the left operation lever 29 is configured to control the operation of the left traveling unit, and the right operation lever 31 is configured to control the operation of the right traveling unit, and the operation levers 29 and 31 are independent from each other. Yes. On the other hand, the operation lever 30 provided at the center position has a characteristic configuration of the present invention, and the left traveling portion and the right traveling portion of the traveling body 21 are simultaneously operated under the same conditions by operating one operation lever 30. Or it can be operated in association with different conditions. That is, each operation of the left and right traveling units is controlled by the operation lever 30 under a predetermined relationship, and the traveling body 21 can perform operations such as forward movement, backward movement, steering, and turning.
[0014]
As described above, according to the transmission device 12, when the operation of the traveling body 21 is controlled, the operation can be performed with either the two operation levers 29 and 31 or the one operation lever 30. Since the subject matter of the present invention is to perform a combined operation of the work machine unit 25 and the traveling body 21 by the transmission device 12, the operation levers 29 and 31 set for operation of the work machine unit 25, the operation lever 30, Is used. A configuration of remote travel control that allows the traveling body 21 to move forward, backward, steer, turn, etc. with a single operation lever 30 so that the above-described combined operation can be performed using the operation levers 29 and 31 and the operation lever 30. There is a feature in that it is provided. The operation levers 29 and 31 are set as operation levers of the work machine unit 25 by the switching button 38.
[0015]
The operation levers 29, 30, and 31 are all universal type lever devices. All of these operation levers are configured so as to be inclined in all directions of 360 ° from the neutral position (upright state). The operation direction of the operation lever is the neutral position as the origin, the left-right direction as viewed from the driver is the X direction, the front-rear direction is the Y direction, and the right direction and the front direction are + direction, the left direction and the rear direction are- The direction. As an example, the operation of the arm 27 in the X direction of the operation lever 29, the swing body 22 in the Y direction, the bucket 28 in the X direction of the operation lever 31, and the boom 26 in the Y direction are assigned.
[0016]
For example, when the operation lever 31 is operated to operate the boom 26, the operation lever 31 is inclined in the Y direction. When the operation lever 31 is tilted, an operation signal (analog amount) corresponding to the tilt angle is output from a universal joint (potentiometer) provided at the lever base. The operation signal output based on the operation of the operation lever 31 is converted into a digital value by the A / D converter (A / D) 32 inside the transmission device 12 and is taken into the CPU 33. This digital value becomes an operation signal for determining the movement amount of the boom 26. The CPU 33 outputs an operation signal as a parallel signal. The operation signal output from the CPU 33 is converted into a serial signal by the serial signal input / output unit (SIO) 34, and then is modulated into a high frequency signal by the transmission unit 35 and transmitted. The transmitter 12 is also provided with a ROM 36 for storing a program, a RAM 37 for temporarily storing use data or generated data, and a digital signal input / output unit (DIO) 39 for capturing an operation signal of the switch button 38.
[0017]
The operation signal transmitted by the radio wave 40 from the transmission device 12 is received by the reception unit 41 in the reception device 13, demodulated here, and then converted into a parallel signal by the SIO 42 and taken into the CPU 43. Thereafter, a control signal corresponding to the operation signal is generated based on the control program and function stored in the ROM 50 or RAM 51, and the driver 44 outputs a drive signal corresponding to the control signal, to the hydraulic drive system that operates the boom 26. The operation of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 45 provided is driven and controlled. As shown in FIG. 3, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 45 converts the drive signal (t1 to t12) from the driver 44 into a hydraulic pilot signal (p1 to p12) supplied from the hydraulic source 47 to operate the boom 26. The valve 65 is driven. As a result, the hydraulic signal from the pump 49 can be sent to the hydraulic cylinder 75 of the boom 26 that is the operation target, and the operation of the boom 26 can be controlled.
[0018]
In the above description, the example in which the boom 26 is operated alone has been described. However, in the above system, the operation lever 31 is operated in the X direction and the Y direction simultaneously, or the operation lever 29 and the operation lever 31 are operated simultaneously. Thus, the swivel body 22, the boom 26, the arm 27, and the bucket 28 can be combined and operated simultaneously. As shown in FIG. 3, the hydraulic drive system is provided with a hydraulic cylinder 76 and a main valve 66 corresponding to the bucket 28, and a hydraulic cylinder 72 and a main valve 62 corresponding to the arm 27. The opening and closing operation of the main valves 62 and 66 is performed by the corresponding electromagnetic proportional pressure reducing valve 45.
[0019]
On the other hand, as described above, the operation lever 30 can be operated in the left-right direction, that is, the X direction, and the front-rear direction, that is, the Y direction, with the operation direction as the origin. FIG. 4 shows the relationship between the operation range of the operation lever 30 and the operation of the traveling body. A left turn operation and a right turn operation are associated with each other in the left-right direction, and a forward movement operation and a backward movement operation are associated with each other in the front-rear direction. Reference numeral 80 denotes a movable range of the operation lever 30. The movable range 80 is determined by the X direction and the Y direction. The movable range 80 is divided into eight regions around the origin (0 point) which is a neutral position. 81 is a right turn operation region, 82 is a left turn operation region, 83 is a forward operation region, 84 is a reverse operation region, 85 is a forward right steering region, 86 is a forward left steering region, 87 is a reverse right steering region, and 88 is This is the reverse left steering area. Each operation region in the movable range 80 of the operation lever 30 is created by the CPU 43 processing two systems of operation signals (x, y) sent from the transmission device 12 according to a control program, as will be described later. When operating the operating lever 30 to cause the traveling body 21 to perform operations such as forward, backward, steering, and turning, the operating lever 30 is tilted in a predetermined direction within the movable range 80.
[0020]
When the operating lever 30 is tilted in an arbitrary direction within the movable range 80, the tilt angle in the X direction and the tilt angle in the Y direction of the control lever 30 are determined from the universal joint portion (potentiometer) provided at the lever base. Are output as two systems of operation signals (X signal (x), Y signal (y)). The output operation signal (x, y) is converted into a digital value by the A / D converter (A / D) 32 and is taken into the CPU 33. This digital value determines the operation amount of the left and right traveling portions in the traveling body 21 and becomes an operation signal that determines the operating state of the left and right traveling portions of the traveling body 21. The CPU 33 outputs an operation signal as a parallel signal. The operation signal output from the CPU 33 is converted into a serial signal by the serial signal input / output unit (SIO) 34, and then is modulated into a high frequency signal by the transmission unit 35 and transmitted.
[0021]
As described above, the operation signal transmitted from the transmission device 12 relating to the operation of the traveling body 21 is demodulated by the receiving unit 41, converted into a parallel signal by the SIO 42, and taken into the CPU 43. Thereafter, in accordance with the program stored in the ROM 50 and the usage data and generated data stored in the RAM 51, the control signals relating to the left traveling unit and the right traveling unit are generated and output by combining the operation signals (x, y). The driver 44 outputs a drive signal corresponding to each control signal, and drives and controls the operation of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 45 provided in the hydraulic drive system that operates the traveling body 21. As shown in FIGS. 2 and 3, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 45 converts the drive signal from the driver 44 into a hydraulic pilot signal supplied from the hydraulic pressure source 47 to operate the left traveling unit and the right traveling unit. 63 and 64 are driven. As a result, the hydraulic signal from the pump 49 can be sent to the motor 73 of the left traveling unit and the motor 74 of the right traveling unit, which are the operation targets, and the operation of the traveling body 21 can be controlled.
[0022]
According to the transmission device 12 according to the present embodiment, the operation lever 30 is tilted in an arbitrary direction within the movable range 80 to generate two operation signals (x, y) and combine the two operation signals. Thus, it is possible to generate a control signal for operating the left traveling unit and the right traveling unit simultaneously or individually, and to cause the traveling body 21 to perform operations such as forward movement, backward movement, steering, and turning. That is, the entire operation of the traveling body 21 can be controlled by the single operation lever 30 in the transmission device 12.
[0023]
Next, an example of the relationship between the operation of the operation lever 30 and the operation of the traveling unit 21 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This relationship example corresponds to each region of the movable range 80 described with reference to FIG. 4. When the operation lever 30 is operated only in the Y direction, it moves forward and backward, and when it is operated only in the X direction, it rotates clockwise. An example is shown in which the traveling unit 21 performs the right steering operation and the left steering operation by a combination of positive and negative X and Y in the case of simultaneous operation in the turn and left turn and the X and Y directions. The process of the flowchart shown in FIG. 5 is executed by the CPU 43 of the receiving device 13 that receives the operation signal (x, y).
[0024]
When the operation lever 30 is tilted in an arbitrary direction, the two operation signals obtained with respect to the tilt angle in the X direction and the tilt angle in the Y direction of the control lever 30 generated based on the tilt operation are as described above (x, y). And First, it is determined whether or not there is an input from the operation lever 30 (step S1). If there is no input, the left and right traveling units are stopped (step S2) and the process ends. Next, it is determined whether or not | y | is smaller than a constant a (step S3). Here, as shown in FIG. 4, the constant a is a value that defines a dead zone range in the Y direction for performing a stable turning operation. When | y | is smaller than the constant a, the sign of x is further determined (step S4). When x is positive, the right turn operation process is executed (step S5), and when x is negative, the left turn operation process is executed (step S6), and the process ends. On the other hand, when | y | is larger than a constant a, a positive / negative determination of y is performed (step S7). When y is positive, it is determined in determination step S9 whether or not | x | is smaller than a constant b. When | x | is smaller than b, the forward movement process is executed (step S15), and the process ends. When | x | is larger than b and larger than b (step S10), forward right steering operation processing is performed (step S16), and the process ends. When | x | is larger than b and smaller than b (step S11), forward left steering operation processing is performed (step S17), and the process ends. When all of the determination steps S9, S10, and S11 are NO, a stop process for the left and right traveling units is performed (step S21). If y is negative, it is determined in determination step S12 whether or not | x | is smaller than a constant b. When | x | is smaller than b, the backward movement process is executed (step S18), and the process ends. When | x | is larger than b and larger than b (step S13), the reverse right steering operation processing is performed (step S19), and the process is terminated. When | x | is larger than b and smaller than b (step S14), the reverse left steering operation process is performed (step S20), and the process is terminated. When all of the determination steps S12, S13, and S14 are NO, the left and right traveling units are stopped (step S22).
[0025]
By executing the control method shown in FIG. 5 according to the operation signal (x, y) generated based on the operation of the operation lever 30, the operation areas 81 to 88 shown in FIG. Is set.
[0026]
An example of the relationship between the operation signal obtained from the operation lever 30 and the control signal for controlling the driving of the left and right traveling parts of the traveling body 21 is shown in FIG. According to this relationship, as the operation signal (x or y) increases, the control signal gradually increases, and is maintained at a constant control signal value at a predetermined maximum operation amount. The relationship shown in FIG. 6 is stored in the program in the ROM 50 or in the RAM 51. The forward movement and the backward movement that occur when the operation lever 30 is operated only in the Y direction are performed by driving the left and right traveling portions of the traveling body 21 in the same direction using a control signal corresponding to the operation signal y. Further, the turning motion of the traveling body 21 that occurs when the operation lever 30 is operated only in the X direction is performed by driving the left and right traveling units in the reverse direction using a control signal corresponding to the operation signal x.
[0027]
On the other hand, a control signal to the left and right traveling units in the steering operation of the traveling body 21 is determined as follows as an example. In addition to the aforementioned relationship shown in FIG. 6, the steering relationship shown in FIG. 7 is prepared. According to the steering relationship, the steering coefficient is set to 1 when the operation signal | x | is less than a small constant value, and the steering coefficient is set to be smaller as the operation signal is larger. The steering-related data is also stored in the program in the ROM 50 or the RAM 51.
[0028]
When the control signal is generated from the operation signal (x, y) generated by the operation of the operation lever 30 by the CPU 43 of the receiving device 13, the control signal corresponding to the operation signal y is read based on the relationship shown in FIG. From the relationship, the steering coefficient corresponding to the operation signal x is read. Depending on the steering direction, one of the left and right traveling parts of the traveling body 21 uses the previously read control signal as it is, and the other uses the product of the control signal and the previously read steering coefficient as the control signal. Each traveling part is driven. As shown in FIG. 7, since the steering coefficient is 1 or less in all the operation signal areas, a difference occurs in the control signals to the left and right traveling parts, thereby allowing the traveling body 21 to perform a predetermined steering operation. It becomes.
[0029]
As an example, as shown in FIG. 4, a change in control signal to the left and right traveling units when the operation lever 30 is moved in the + X direction as shown in A from the operation position (operation signal) of (0, y1). Is shown in FIG. Since the control signal corresponding to the operation signal y1 is output as it is to the left traveling part, the control signal 91 to the left traveling part does not change even if the operation lever 30 is moved in the + X direction. On the other hand, for the right traveling part, the product of the control signal corresponding to the operation signal y1 and the steering coefficient corresponding to the operation signal in the X direction generated by moving the operation lever 30 in the + X direction is used as the control signal. As the operation lever 30 is moved in the + X direction, the control signal 92 to the right traveling unit decreases. As a result, the moving speed of the right traveling section becomes slower than the moving speed of the left traveling section. As a result, the traveling body 21 performs the right steering operation while moving forward.
[0030]
As described above, in the steering operation process according to the present embodiment, the moving speed of the traveling body 21 is controlled by the operation of the operation lever 30 in the Y direction, and the steering amount is controlled by the operation in the X direction. Therefore, it is very close to the feeling of the driver, and the steering operation of the hydraulic excavator 11 can be easily performed by the single operation lever 30.
[0031]
By providing the operation lever 30 capable of performing wireless remote travel control with respect to the operation of the traveling body 21, the left and right traveling units can be freely operated simultaneously by operating the operation lever 30 with one hand, and further with the other hand. By operating one of the operation levers 29 and 31, a combined operation of the traveling body 21 and the work machine unit 25 can be performed. As an example of the combined operation, for example, when a clay pipe is hung on the bucket 28 of the work machine unit 25 using a rope and the traveling body 21 is driven in this state to move forward, there is an obstacle on the moving path. For example, the arm 27 of the work machine unit 25 is moved upward to raise the clay pipe, or the moving path is changed by a steering operation. At this time, the operating lever 30 for traveling and the right operating lever 31 set for work are operated.
[0032]
Note that the above-described relationship between the operation of the operation lever 30 and the operation of the traveling body 21 or the processing method related to the steering operation is an example, and the present invention is not limited to this.
[0033]
Further, the operation lever 30 is described in this embodiment as being tiltable in an arbitrary direction, but in addition to this, for example, an operation lever that can be tilted in one axial direction and has a rotary switch installed on the top thereof. Can be realized with an operation lever that can be tilted in one axis direction with a rotary switch installed on top of it, or an operation lever that can be tilted in one axis direction with an analog push button switch. It is. Any of the operation levers has a configuration in which two operation signals corresponding to the aforementioned (x, y) are output.
[0034]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, in the wireless remote control vehicle such as a hydraulic excavator, the transmission device is provided with the operation lever that can operate each of the left and right traveling units simultaneously. Each of them can be driven in the same condition or in different conditions at the same time, and the traveling body can be moved forward, backward, steered, turned, etc. with one traveling operation lever. Furthermore, a highly complex operation of the traveling body and the work machine unit can be performed with a wireless remote control hydraulic excavator or the like, and the operation performance is improved. In addition, if a configuration in which one traveling operation lever is provided instead of the two traveling operation levers in the conventional transmission device is employed, this contributes to downsizing of the transmission device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a state in which a hydraulic excavator is operated by wireless remote control.
FIG. 2 is a diagram illustrating an internal structure of a transmission device and a reception device and a relationship between the two.
FIG. 3 is a diagram showing a main part of a hydraulic system provided in the hydraulic excavator.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between an operation range of a traveling body control operating lever and an operation of the traveling body.
FIG. 5 is a flowchart showing the relationship between the operation of the traveling body control lever and the operation of the traveling body.
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between an operation signal and a control signal.
FIG. 7 is a graph showing an example of a relationship between an operation signal and a steering coefficient.
FIG. 8 is a graph showing a relationship between an operation signal during steering and a control signal to the left and right traveling units.
[Explanation of symbols]
11 Excavator
12 Transmitter
13 Receiver
14 Driver
21 Running body
23 cab
25 Working machine part
29, 30, 31 Operation lever
80 range of motion

Claims

A vehicle main body including a traveling body composed of left and right traveling units and a work machine unit, a receiving device equipped in the vehicle main body, and a transmission for generating and transmitting an operation signal for operating the traveling body and the work machine unit A wireless remote control vehicle configured to operate the traveling body and the work machine unit by converting the operation signal transmitted wirelessly from the transmission device into a control signal by the reception device.
The transmission device includes one traveling operation lever that outputs two operation signals including an X direction operation signal (x) and a Y direction operation signal (y) for operating the left and right traveling units; Including at least one work operation lever for outputting an operation signal for operating the work machine unit;
The receiving device is defined by a combination of a left-right direction corresponding to the X-direction operation signal and a front-rear direction corresponding to the Y-direction operation signal according to a tilt operation of the traveling operation lever, and is counterclockwise in the left-right direction. A movable range in which a turning operation and a right turn operation are associated with each other and a forward movement operation and a backward movement operation are associated in the front-rear direction is set, and the X direction operation signal and the Y direction operation signal are combined within the movable range. Control means for generating a left motor control signal for controlling the operation of the left traveling unit and a right motor control signal for controlling the operation of the right traveling unit ;
A wireless remote control device.

In the movable range, a forward left steering operation, a forward right steering operation, a backward left steering operation, and a backward right steering operation are set to be possible by a combined operation of the left and right direction and the front and rear direction based on the traveling operation lever. The wireless remote control device according to claim 1.

Between the signal level of the control signal for the left motor and the signal level of the control signal for the right motor according to the amount of tilt so that the turning operation can be performed when the operation lever for traveling is tilted in the left-right direction. The wireless remote control vehicle according to claim 2 , wherein the ratio is set.

4. The wireless remote according to claim 1 , wherein when the travel operation lever is tilted in the front-rear direction, the speeds of the left and right travel units are set according to a tilt amount. Steering device.

The radio operating device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the work operation lever is also used as a travel operation lever by a switch.