JP4243329B2 - 作業機の操作装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業機の操作装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の作業機の操作装置として、移動式クレーン、高所作業車、等の操作装置がある。例えば、移動式クレーンは、図７に図示するように、車両１上に旋回自在に旋回台２を配置し、旋回台２に伸縮ブーム３を起伏シリンダ４により起伏駆動可能に配置している。旋回台２の後部にウインチ５を配置し、ウインチ５から繰出されたワイヤロープ６を伸縮ブーム３の先端部を経由して伸縮ブーム３の先端部からフック７を吊下させている。
【０００３】
ウインチ５は、油圧モータ５ａと減速機５ｂを備え、油圧モータ５ａの駆動によりワイヤロープ６を繰出し繰入れできるようにしている。伸縮ブーム３は多段ブームで構成し、各ブーム間に伸縮ブーム３を伸縮させる伸縮用油圧シリンダ（図示しない）を配置している。車両１と旋回台２間には旋回用油圧モータ、減速機等（図示しない）を配置し、車両１に対して旋回台２を旋回駆動できるようにしている。
【０００４】
このように各油圧アクチュエータを配置した移動式クレーンを操作する操作装置は、各油圧アクチュエータに対応した操作レバー（図示しないが運転室に配置してある。）を操作させることで、旋回台２の旋回、伸縮ブーム３の伸縮並びに起伏、ウインチ５によるワイヤロープ６の繰出し繰入れ、を行うことでフック７に吊下げた吊荷を目的の位置に移動させるのである。
【０００５】
具体的に、移動式クレーンの伸縮ブーム３を起伏させる起伏シリンダ４を駆動操作する場合について、図５および図６に図示し以下に説明する。まず、操作信号出力手段８は、操作レバー８ａの操作によって起伏シリンダ４の操作方向と操作量の操作信号ａを出力する。起伏シリンダ４は、アクチュエータ駆動手段１０によって駆動される。コントローラ９は、制御特性記憶部９ａと制御信号出力部９ｂで構成している。制御特性記憶部９ａは、操作レバーの操作量に対するアクチュエータ駆動手段１０の制御量の制御特性（図５）を予め記憶させている。制御信号出力部９ｂは、操作信号ａを受けて制御特性記憶部９ａより、操作レバーの操作量に基づいたアクチュエータ駆動手段１０の制御量を求め、求めた制御量を制御信号ｂとしてアクチュエータ駆動手段１０へ出力する。
【０００６】
このように構成した移動式クレーンの操作装置によって伸縮ブーム３を起伏操作させる場合は、操作レバー８ａを操作し、操作信号出力手段８より操作レバー８ａの操作に基づいて操作信号ａをコントローラ９に出力する。コントローラ９の制御信号出力部９ｂは、制御特性記憶部９ａに記憶した制御特性から操作信号ａによる操作レバーの操作量に応じてアクチュエータ駆動手段の制御量を求め、アクチュエータ駆動手段１０に制御信号ｂを出力する。アクチュエータ駆動手段１０は、制御信号ｂに応じて油圧源からの油圧を起伏シリンダ４（アクチュエータ）に供給し、起伏シリンダ４を駆動させる。すなわち、操作レバーの操作に応じて起伏シリンダ４の駆動速度を制御して操作を行うものである。
【０００７】
【発明が解決しょうとする課題】
ところで、上記移動式クレーンの操作装置にあっては、起伏シリンダ４の駆動速度を、操作レバー８ａを操作した結果、起伏シリンダ４の駆動速度を見ながらオペレータは決定している。したがって、操作する前に起伏シリンダ４の駆動速度を予測して操作することなく操作するものであるから、制御特性によっては急激な操作変化となる場合には、伸縮ブーム３の先端部に吊下させた吊荷の振れを生じさせたり、最悪の場合には吊荷を落下させる危険を伴う場合が有り得る。例えば、図５に図示する制御特性では、０〜２０％までの操作レバーの操作量ではアクチュエータ駆動手段の制御量を０にした不感帯域を設けており、オペレータはこの不感帯域の脱出時期が判らないまま操作するものであるから、急激に起伏シリンダ４（アクチュエータ）が駆動する場合がある。
【０００８】
また、実際の作業現場において、伸縮ブーム３により吊下させる吊荷が決定（伸縮ブーム３に作用させる負荷の決定）されて始めて起伏シリンダ４（アクチュエータ）の適正駆動速度が決まり、この適正駆動速度付近での操作域を広くした適正な制御特性で操作することが望まれる。
【０００９】
本発明は、このような要求を満たす作業機の操作装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１記載の作業機の操作装置は、操作手段の操作に応じてアクチュエータを駆動する作業機の操作装置であって、前記操作装置は、操作手段の操作量に対するアクチュエータの制御量の関係をアクチュエータの駆動制御特性として記憶した記憶手段と、前記制御特性に応じてアクチュエータを駆動する駆動手段と、アクチュエータの駆動制御特性を表示すると共に、当該駆動制御特性上に操作手段の現在の操作量に対するアクチュエータの制御量を重畳させて表示する表示手段とを有し、前記操作装置に、前記制御特性を変更するための制御特性調整手段と、前記記憶手段に記憶されている制御特性を制御特性調整手段により変更した制御特性に補正する制御特性補正部とを配置してあることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２記載の作業機の操作装置は、請求項１において、前記制御特性補正部は前記制御特性の補正位置と補正制御特性を求め、前記表示手段は前記求めた制御特性の補正位置と補正制御特性を前記制御特性に重畳させて表示させるよう構成してあることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る作業機の操作装置の実施形態について、図１〜図４に図示し以下に説明する。なお、以下本発明に係る作業機の操作装置を従来の技術で説明した移動式クレーンに適用した場合の実施形態を以下に説明する。したがって、従来の技術で説明した符号は、コントローラ９以外については以下の説明において同じものとして同符号を用い、これらについては詳細な説明は省略する。
【００１３】
図１において、２０は、コントローラであって、制御特性記憶部２０ａと、制御信号出力部２０ｂと、制御特性表示部２０ｃと、制御特性補正部２０ｄとで構成している。制御特性記憶部２０ａは、操作レバーの操作量に対するアクチュエータ駆動手段１０の制御量の制御特性（図２）を予め記憶させており、この点では従来技術で説明した制御特性記憶部９ａと同じであるが、記憶させた制御特性を後述する制御特性補正部２０ｄにより補正して制御特性を変更記憶させることができるようになっている点で相違している。なお、前述の図１における操作レバー８aと操作信号出力手段８は本願請求項１の操作手段に相当し、制御特性記憶部９aは本願請求項１の記憶手段に相当する。
【００１４】
制御信号出力部２０ｂは、従来の技術で説明した制御信号出力部９ｂと同じで、操作信号出力手段８からの操作信号ａを受けて制御特性記憶部２０ａより、操作レバーの操作量に基づいたアクチュエータ駆動手段１０への制御量を求め、求めた制御量を制御信号ｂとしてアクチュエータ駆動手段１０に出力する。
【００１５】
制御特性表示部２０ｃは、後述する表示手段２１に制御特性記憶部２０ａに記憶させている制御特性と操作信号ａを受けて制御特性中に現在の操作位置とを表示させる表示信号ｃを出力する。また、制御特性表示部２０ｃは、後述する制御特性補正部２０ｄからの補正信号ｄを受けて、補正する制御特性の補正位置ならびに補正制御特性を表示させる表示信号ｃを表示手段２１に出力する。したがって、制御特性表示部２０ｃは、表示手段２１に表示した前記制御特性と、現在の操作位置、制御特性の補正位置、補正制御特性、を前記制御特性に重畳させて表示するよう表示信号ｃを出力する。なお、前述の図１における制御特性表示部２０cと表示手段２１は本願請求項１の表示手段に相当する。
【００１６】
制御特性補正部２０ｄは、後述する制御特性調整手段２２からの信号を受けて、前記制御特性表示部２０ｃに制御特性を補正する時の制御特性の補正位置ならびに補正制御特性を補正信号ｄとして制御特性表示部２０ｃに出力するとともに、制御特性記憶部２０ａに記憶させている制御特性を補正して変更記憶させる。
【００１７】
２１は、ＣＲＴあるいは液晶ディスプレイ等による表示手段であって、制御特性表示部２０ｃからの表示信号ｃを受けて、制御特性と、現在の操作位置、制御特性の補正位置、補正制御特性、を前記制御特性に重畳させて表示する。
【００１８】
すなわち、表示手段２１で制御特性、制御特性中に現在の操作位置は、図２に図示する如くレバー操作量に対するアクチュエータ駆動手段１０の制御量を制御特性として曲線により表示するとともに、現在の操作位置を☆印で曲線上に移動するようにして表示される。また、表示手段２１で制御特性の補正位置、前記制御特性に重畳させた補正制御特性は、図３に図示する如く制御特性の補正位置を◎印で表示し、補正制御特性を制御特性に点線で重畳して表示される。
【００１９】
２２は、制御特性を変更するために調整信号ｅをコントローラ２０の制御特性補正部２０ｄに出力する制御特性調整手段であって、操作量調整器２２ａと操作速度調整器２２ｂで構成している。すなわち、操作量調整器２２ａは、制御特性を変更させる際のレバー操作量を指定する操作量調整器である。操作速度調整器２２ｂは、制御特性を変更させる際に操作量調整器２２ａで指定したレバー操作量におけるアクチュエータの駆動手段の制御量（アクチュエータの駆動速度）を指定する操作速度調整器である。
【００２０】
すなわち、制御特性補正部２０ｄは、操作量調整器２２ａの操作にともなって制御特性曲線上を◎印がレバー操作量２０％毎に位置変更して移動させるとともに、操作速度調整器２２ｂの指定にともなって◎印がアクチュエータ駆動制御量方向に移動し、◎印前後のレバー操作量２０％の範囲において近似した補正制御特性曲線を求め、◎印の補正位置ならびに補正制御特性曲線を補正信号ｄとして制御特性表示部２０ｃに出力する。
【００２１】
そして両調整器２２ａ，２２ｂを同時に操作することで、制御特性補正位置が決定され、制御特性曲線が補正制御特性曲線に変更される。すなわち、制御特性補正部２０ｄにより制御特性記憶部２０ａに記憶されている制御特性を補正した制御特性に更新して記憶させる。一旦両調整器２２ａ，２２ｂを同時に操作して制御特性を更新記憶させると、補正信号ｄは制御特性表示部２０ｃに出力されず、表示手段２１によって◎印の補正位置ならびに補正制御特性曲線は表示されなくなる。
【００２２】
以上のように構成した本発明に係る作業機の操作装置は、次のように作用する。まず操作レバー８ａが中立位置に位置し操作していない場合は、表示手段２１に表示される制御特性上に☆印が０の位置に示される。そして操作レバー８ａを操作し始めると、制御特性上に沿って☆印が操作レバー８ａを操作に連動して移動表示される。よって０〜２０％間の操作レバー８ａの操作領域では、不感帯域であるのでアクチュエータの駆動手段の制御量は出力されずに、起伏シリンダ４は駆動しない。２０％以上の操作レバー８ａの操作では制御特性にしたがってアクチュエータの駆動手段の制御量が制御信号ｂとして出力され、操作レバー８ａの操作に応じて起伏シリンダ４が駆動される。この時表示手段２１に表示される制御特性の制御特性曲線上に沿って☆印が操作レバー８ａの操作に連動して移動し、オペレータは現在操作しているレバー操作量が制御特性中のどこに位置して操作しているかを見極めながら操作することができる。（図２参照）よって、操作レバー８ａの操作位置を表示手段２１により、制御特性中に表示（制御特性の曲線上に沿って☆印が操作レバー８ａの操作に連動して移動）させるようにしてあるものだから、急激な操作変化が生じる際には操作する前にオペレータが知ることができ、伸縮ブーム３の先端部に吊下させた吊荷の振れを防止することができる。
【００２３】
例えば、０〜２０％間の操作レバー８ａの不感帯域から脱出する時期は、表示手段２１に表示される操作レバー８ａの操作位置を確認することで、オペレータは知ることができる。よってオペレータは不感帯域から脱出する付近での操作レバー８ａの操作を慎重に操作して、急激な操作変化が生じないように操作することができる。
【００２４】
次に、制御記憶部２０ａに記憶されている制御特性を補正する場合についての操作手順について説明する。例えば、図３に図示するように、レバー操作量６０％でアクチュエータ駆動手段制御量３５％の制御特性位置を、レバー操作量６０％でアクチュエータ駆動手段制御量２０％の制御特性位置に変更した制御特性に補正する場合について説明する。
【００２５】
まず操作量調整器２２ａを操作して表示手段２１に表示される◎印を制御特性上を移動させてレバー操作量６０％の制御特性曲線上位置に移動させる。次に、操作速度調整器２２ｂを操作してアクチュエータ駆動手段制御量２０％の制御特性位置に◎印を移動させる。すると移動させた◎印を経過する補正制御特性曲線が表示される。（図３に点線で図示）
補正制御特性曲線で表示された制御特性に補正する場合は、操作量調整器２２ａと操作速度調整器２２ｂを同時に操作することで制御特性の補正を決定する。すると、補正制御特性曲線が制御記憶部２０ａに補正して変更記憶されるとともに、表示手段２１に表示される制御特性は補正された制御特性のみが表示され、以後操作レバー８ａの操作に対して補正された制御特性に基づいてアクチュエータ駆動手段の制御量信号が出力される。
【００２６】
このように制御特性を補正することでオペレータは、作業現場においてその時の作業に合った制御特性とすることができる。例えば上記で説明した場合においては、レバー操作量４０〜６０％の範囲において起伏シリンダ４の操作速度を遅くし、この範囲での操作域を広くしたい場合に有効である。
【００２７】
また、図３に図示するように、レバー操作量８０％でアクチュエータ駆動手段制御量６５％の制御特性位置を、レバー操作量８０％でアクチュエータ駆動手段制御量１００％の制御特性位置に変更した制御特性に補正することも上記と同様に操作することで可能である。この場合の変更は、操作レバー８ａの操作を少なくして早く起伏シリンダ４の駆動速度を全開操作で操作したい場合に有効である。
【００２８】
次に、制御特性の補正を２回行って制御特性曲線を補正する場合の手順について図４の（ａ）〜（ｃ）に図示し説明する。まず、レバー操作量８０％でアクチュエータ駆動手段制御量６５％の制御特性位置を、レバー操作量８０％でアクチュエータ駆動手段制御量３５％の制御特性位置に変更した制御特性に補正する。（図４の（ａ）から（ｂ）に補正）そして、レバー操作量１００％でアクチュエータ駆動手段制御量１００％の制御特性位置を、レバー操作量１００％でアクチュエータ駆動手段制御量３５％の制御特性位置に変更した制御特性に補正する。（図４の（ｂ）から（ｃ）に補正）この場合の補正は、操作レバー８ａの操作量６０％以上ではアクチュエータ駆動制御量を３５％以上とならないよう上限を制限させる操作とするもので、所定以上の速度で起伏シリンダ４を操作しないよう制限する場合に有効である。
【００２９】
なお、上記のようにして補正した制御特性を逆に基の制御特性に戻す場合は上記の逆操作をして制御特性をもとの制御特性に補正すればよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、操作量調整器２２ａは、操作レバーの操作量を２０％毎に移動させるようにし隣接する２０％の範囲で近似制御特性を求めるようにして制御特性を補正するようにしたものであるが、このような補正方法によらずに補正させるようにしたものであってもよい。例えば、操作量調整器２２ａと操作速度調整器２２ｂとで多数の変更点を決定させ、これらの変更点を経過する近似制御特性曲線を求めるようにしたものであってもよい。
【００３１】
次に、上記実施形態では、表示手段２１に操作レバーの操作量に対するアクチュエータの駆動手段１０の制御量の制御特性を表示するようにしたものであるが、操作レバーの操作量に対するアクチュエータの駆動速度の制御特性を表示するようにしたものであってもよい。この場合、制御特性記憶部２０ａでアクチュエータ駆動手段の制御量をアクチュエータの駆動速度に変換させて制御特性表示部２０ｃに出力するようにしておけばよい。
【００３２】
また、上記実施形態では、表示手段２１に表示された制御特性の曲線上に沿って☆印が操作レバー８ａの操作に連動して移動させるようにして、操作レバー８ａの操作位置を表示させるようにしたが、表示手段２１に表示された制御特性中の操作レバー８ａの操作位置に該当する縦軸をカーソルとして表示し、このカーソルが操作レバー８ａの操作に連動して移動させるようにして操作レバー８ａの操作位置を表示させるようにしてもよい。
【００３３】
更に、上記実施形態では、移動式クレーンの起伏シリンダ４の操作装置に適用した場合を例に説明したが、移動式クレーンの他のアクチュエータ（伸縮ブーム３を伸縮させる伸縮用シリンダ、ウインチ５用油圧モータ５ａ、旋回用油圧モータ等）にも適用可能である。また移動式クレーンに限らず、高所作業車等の他の作業機の操作装置にも適用可能である。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１に係る本発明の作業機の操作装置は、以上のように構成し作用するものであるから、オペレータは現在操作しているレバー操作量が制御特性中のどこに位置して操作しているかを見極めながら操作することができ、操作にともなうアクチュエータの駆動速度変化を予測しながら操作することができ、アクチュエータの急激な駆動速度変化をもたらすような操作をなくすることができる。
【００３５】
また、請求項２に係る本発明の作業機の操作装置は、実際の作業現場において作業状態に適した制御特性に補正することができ、実作業に適した操作を可能にする。
【００３６】
更に、請求項３に係る本発明の作業機の操作装置は、制御特性を変更させるに際して、表示手段に補正位置と補正制御特性とを表示するようにしたものであるから、制御特性の補正を確認しながら補正することができ、制御特性の補正を間違いなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る作業機の操作装置を説明する説明図である。
【図２】本発明に係る作業機の操作装置を説明する説明図で、表示手段に表示される表示内容（制御特性と制御特性中における現在の操作位置）を説明する説明図である。
【図３】本発明に係る作業機の操作装置を説明する説明図で、表示手段に表示される表示内容（制御特性を変更する場合の表示）を説明する説明図である。
【図４】本発明に係る作業機の操作装置を説明する説明図で、表示手段に表示される表示内容（制御特性を変更する他の場合の表示）を説明する説明図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、変更する過程での表示内容を説明する説明図である。
【図５】従来の作業機の操作装置に記憶されている制御特性を説明する説明図である。
【図６】従来の作業機の操作装置を説明する説明図である。
【図７】作業機の例として移動式クレーンを説明する説明図である。
【符号の説明】
４ アクチュエータ（起伏シリンダ）
８ 操作信号出力手段
８ａ 操作レバー
１０ アクチュエータ駆動手段
２０ コントローラ
２０ａ 制御特性記憶部
２０ｂ 制御信号出力部
２０ｃ 制御特性表示部
２０ｄ 制御特性補正部
２１ 表示手段
２２ 制御特性調整手段

Claims (2)

1. 操作手段の操作に応じてアクチュエータを駆動する作業機の操作装置であって、前記操作装置は、操作手段の操作量に対するアクチュエータの制御量の関係をアクチュエータの駆動制御特性として記憶した記憶手段と、前記制御特性に応じてアクチュエータを駆動する駆動手段と、アクチュエータの駆動制御特性を表示すると共に、当該駆動制御特性上に操作手段の現在の操作量に対するアクチュエータの制御量を重畳させて表示する表示手段とを有し、前記操作装置に、前記制御特性を変更するための制御特性調整手段と、前記記憶手段に記憶されている制御特性を制御特性調整手段により変更した制御特性に補正する制御特性補正部とを配置してあることを特徴とする作業機の操作装置。
2. 前記制御特性補正部は前記制御特性の補正位置と補正制御特性を求め、前記表示手段は前記求めた制御特性の補正位置と補正制御特性を前記制御特性に重畳させて表示させるよう構成してあることを特徴とする請求項１に記載の作業機の操作装置。

Images