JP6657423B2 - 産業ビークル用の制御ボックス兼操作者インターフェース - Google Patents

Description

関連出願の相互参照：本願は、２０１６年４月７日に出願された米国仮特許出願第６２／３１９，６０８号の優先権を主張し、その内容全体を援用して本文の記載の一部とする。

連邦資金による研究開発の記述

（該当しない）

本発明は、空中作業用プラットフォーム（ａｅｒｉａｌ ｗｏｒｋ ｐｌａｔｆｏｒｍ、ＡＷＰ）、特にブームリフトのような産業ビークルに応用（適用）できる制御ボックスデザイン兼操作者インターフェースアーキテクチャに関する。

本発明は、従来のボックスレイアウトに関するいくつかの問題を扱う。既存のレイアウトは、操作者がコントローラに寄り掛かったり、操作者の上着等にコントローラが引っかかったりしてコントローラの不用意な操作を生じやすい。既存のレイアウトは、人間工学がお粗末である（人間工学的に十分ではない）。その上、操作者がジョイスティックを用いて自身を安定させようとすることが多いが、これが操作の質に悪影響を及ぼす。さらに、機械操作の詳細を説明するステッカーは、一般に、読みにくい角度等で置かれている。空中作業用プラットフォームの顧客／利用者は、（伸縮、ジブ（ｊｉｂ）、下部ブーム（タワー）のような）補助機能の向上した比例制御も望み得る。現行のデザインでは、このような制御をするには追加の大きなジョイスティックと制御装置のユニークな（独自の）レイアウトを要する。

図面を参照すると、記載される実施形態は、従来のデザインに勝る多様な利点を提供する。例示的な利点として、主制御ジョイスティックの防護された位置、可能化機構及びジョイスティックと一体化された把持ハンドル、多様な高さ（身長）の操作者に向上した見易さを提供する中央が開口したデザイン、画像情報用の一体型ディスプレイ面、一体型工具収納、補助ジョイスティックの防護された人間工学的配置、様々なサイズや機能性の表示を統合する能力等が挙げられる。提案されているコンセプトは、補助機能用のミニジョイスティックの新たな配置を提供し、馴染みのあるレイアウトを維持しつつ、スイッチ（オンオフ操作）又は比例ミニジョイスティックの使用を可能とする。ドライブ（駆動）制御及びステア（操舵）制御は、ジョイスティックを含む単一の親指ジョイスティックによって実現され得て、ゆえに、当該ジョイスティックがリリースされた後は車輪はセンターに戻る。記載される実施形態は、新しい特徴と改良を提供するが、既存の機械により知られている従来の制御のグループ分けを維持しているため、この向上したデザインに容易に移行することができる。

ある例示的な実施形態では、産業ビークル用の制御ボックス兼操作者インターフェースは、左側親指ジョイスティックコントローラと、右側親指ジョイスティックコントローラと、左側親指ジョイスティックコントローラ及び右側親指ジョイスティックコントローラにそれぞれ近接（隣接）して位置付けられた複数の一体型ハンドルを含む。これらの一体型ハンドルは、操作者が掴むと、操作者の両親指が左側親指ジョイスティックコントローラ及び右側親指ジョイスティックコントローラにそれぞれ近接して自然に位置付けられるように、左側親指ジョイスティックコントローラ及び右側親指ジョイスティックコントローラに対して人間工学的に位置決めされている。可能化機構が、複数の一体型ハンドルの各々に関連付けられ、左側親指ジョイスティックコントローラ、右側親指ジョイスティックコントローラ、及び／又は他の制御ボックス機能の操作機能を起動させる役割を果たすスイッチを含む。可能化機構は、フットスイッチを置き換えてもよく、それぞれの親指ジョイスティックと直接的に関連付けられても関連付けられなくてもよい。

制御ボックスは、中央開口部を囲む外側周囲部を含んでもよく、左側親指ジョイスティックコントローラ及び右側親指ジョイスティックコントローラは、外側周囲部の左上部及び右上部にそれぞれ位置付けられる。補助機能スイッチ（副機能スイッチ）は、外側周囲部に配置され得る。いくつかの実施形態では、補助機能スイッチは、補助機能スイッチの操作者側において防護されている。左側ハンドグリップジョイスティックコントローラ及び右側ハンドグリップジョイスティックコントローラは、外側周囲部の下部から中央開口部内に延在し得る。ディスプレイ画面は、中央開口部に位置付けられ得る。

いくつかの実施形態では、産業ビークルは、空中作業用プラットフォームであり、左側親指ジョイスティックコントローラは、（１）リフト及びスイングと、（２）ドライブ及びステアの一方と関連付けられ、右親指ジョイスティックコントローラは、（１）リフト及びスイングと（２）ドライブ及びステアの他方に関連付けられる。

操作者と制御ボックスに近接する物体のうち、少なくとも一方を検出するレンジングセンサを設け得る。

別の例示的な実施形態では、産業ビークル用の作業用プラットフォームは、制御ボックス領域を含むプラットフォーム手摺りと、制御ボックス領域内においてプラットフォーム手摺りに固定された制御ボックス兼操作者インターフェースとを含む。この制御ボックス兼操作者インターフェースは、左側親指ジョイスティックコントローラと、右側親指ジョイスティックコントローラと、左側親指ジョイスティックコントローラ及び右側親指ジョイスティックコントローラにそれぞれ近接して位置付けられた複数の一体型ハンドルを含む。これらの一体型ハンドルは、操作者が掴むと、操作者の両親指が左側親指ジョイスティックコントローラ及び右側親指ジョイスティックコントローラにそれぞれ近接して自然に位置付けられるように、左側親指ジョイスティックコントローラ及び右側親指ジョイスティックコントローラに対して人間工学的に位置決めされている。可能化機構が、複数の一体型ハンドルの各々に関連付けられ、左側親指ジョイスティックコントローラ、右側親指ジョイスティックコントローラ、及び／又は他の制御ボックス機能の操作機能を起動させる役割を果たすスイッチを含む。可能化機構は、フットスイッチを置き換えてもよく、それぞれの親指ジョイスティックと直接的に関連付けられても関連付けられなくてもよい。

制御ボックス領域内の制御ボックスの位置は、プラットフォーム手摺りに対して調整可能であり得る。これに関連して、制御ボックスの外側上端（外側上端部）は枢動軸を軸として枢動可能に、プラットフォーム手摺りに固定され得る。高さ調整リンクは、制御ボックスの外側下端（外側下端部）と作業用プラットフォームの床との間に固定され得る。

作業用プラットフォームは、さらに、制御ボックスの対向する両側のプラットフォーム手摺りに固定された赤外線センサビームキットを含んでもよい。

制御ボックスは、中央開口部を取り囲む外側周囲部を含んでもよく、左側親指ジョイスティックコントローラ及び右側親指ジョイスティックコントローラは、外側周囲部の左上部及び右上部にそれぞれ位置付けられる。補助機能スイッチは、外側周囲部に配置され得る。

このような及びその他の態様及び利点を、添付された以下の図面を参照しながら詳細に記載する。

図１は、記載される実施形態に係る産業ビークル用の制御ボックス兼操作者インターフェースの斜視図である。

図２は、作業用プラットフォーム上に固定された例示的な制御ボックスを示す。

図３は、従来のハンドグリップジョイスティックを組み込んでいる代替の例示的制御ボックスを示す。

図４、図５は、制御ボックス用の調整可能な取付配置を示す。

図６は、操作者の安全のための赤外線センサビームキットを含む制御ボックスの例示的な構成である。

図７、図８は、操作者の安全と衝突回避のために制御ボックスに組み込まれた例示的な特徴を示す。

図９は、記載される実施形態に係る制御ボックス用の代替デザインを示す。

図１は、例示的な制御ボックス兼操作者インターフェース１０（操作者インターフェースを兼ねる制御ボックス。以下、「制御ボックス」）の斜視図を示す。制御ボックス１０は、空中作業用プラットフォーム（ａｅｒｉａｌ ｗｏｒｋ ｐｌａｔｆｏｒｍ、ＡＷＰ）、特にブームリフトへの応用例に関して記載される。しかし、制御ボックスは、記載される応用例に限定されることは意図されておらず、代替的な産業ビークル（産業用輸送機器、産業用車両）と共に使用するように適切に適合され得る。

制御ボックス１０には、一般に、中央開口（中央開口部）１４を取り囲む外側周囲部（全体外側周囲部）１２が設けられている。中央が開いているデザインは、様々な高さ（身長）の操作者について、見易さ（見通し、視界）を向上させる。制御ボックス１０は、好ましくは、軽量プラスチック材で構成し、成型部品を用いて組み立ててもよい。代替的な軽量材を制御ボックスに使用してもよい。参照の便宜上、制御ボックス１０と外側周囲部１２は、概念的に、上部と下部（それぞれ、図１における線Ｘの上方と下方）に、また左部と右部（それぞれ、図１における線Ｙの左方と右方）に分けることができる。

制御ボックス１０は、左側親指ジョイスティックコントローラ（制御器）１６及び右側親指ジョイスティックコントローラ（制御器）１８を含む。複数の一体型ハンドル２０は、左側親指ジョイスティックコントローラ１６及び右側親指ジョイスティックコントローラ１８にそれぞれ近接（隣接）して位置付けられる。これらの一体型ハンドル２０は、操作者が一体型ハンドル２０を掴むと、当該操作者の両親指が左側親指ジョイスティックコントローラ１６及び右側親指ジョイスティックコントローラ１８にそれぞれ近接して自然に位置付けられるように、左側親指ジョイスティックコントローラ１６及び右側親指ジョイスティックコントローラ１８に対して人間工学的に位置決めされている。操作者は、ビークルを使用し操作する間、サポートとして一体型ハンドル２０を使用することができる。空中作業用プラットフォームへの例示的な応用では、左側親指ジョイスティックコントローラ１６は、ブームのリフト機能（上下移動機能）及びスイング機能（旋回機能）に関連付けられ得て、右側親指ジョイスティックコントローラ１８は、ビークルのドライブ機能（駆動機能）及びステア機能（操舵機能）に関連付けられ得る。当然ながら、この機能性（相関関係）は逆であってもよい。左側親指ジョイスティックコントローラ１６、右側親指ジョイスティックコントローラ１８により、ドライブ制御及びステア制御を単一のジョイスティックコントローラで達成することができる。いくつかの実施形態では、左側親指ジョイスティックコントローラ１６、右側親指ジョイスティックコントローラ１８は、解放されると（リリースされると）中央に戻るように付勢されている。そのため、ドライブ制御及びステア制御に関連付けられた親指ジョイスティックコントローラが解放されるとビークルは止まり、車輪は中央、即ち直線方位に戻る。

可能化機構（作動機構、エネイブリング機構）２２は、複数の一体型ハンドル２０の各々と関連付けられている。いくつかの実施形態では、可能化機構は、左側親指ジョイスティックコントローラ１６、右側親指ジョイスティックコントローラ１８の操作機能を起動（活動化、アクティベート）させる役割を果たすスイッチを含む。スイッチは、機械式、メンブレン式、静電容量式などであってよく、指紋認識等の生体認証を含み得る。可能化機構２２は、例えば、操作者がハンドルを握っていない場合等に、不用意な機械操作を防ぐのに役立つ。

図１を続けて参照すると、左側親指ジョイスティックコントローラ１６及び右側親指ジョイスティックコントローラ１８はそれぞれ、外側周囲部１２の左上部と右上部に一般に位置付けられている。複数の補助機能スイッチ（副機能スイッチ）２４も外側周囲部１２に配置され得る。例示的な補助機能スイッチ２４は、機械の様々な特徴を制御し、空中作業用プラットフォームとの関連では、ブーム機能及び／又はジブ機能を起動（活動化、アクティベート）させる役割を果たし得る。補助機能スイッチの他の用途は、例えば、走行速度設定の起動、ターンテーブル方位の認識、エンジン始動と停止、補助電源、様々な警報及びセンサシステムのオーバーライド、ステアリングモードの選択、燃料／電源選択、クラクション（ホーン）、プラットフォーム水平化（プラットフォームレベル）等を含む。補助機能スイッチ２４のうちの少なくともいくつかは、スイッチガード２６を含み、それ以外は、不用意な操作や操作者の混同を避けるために、操作者から離れる方向を向いて（操作者に背いて）方位付けられている。

外側周囲部１２は、いくつかの機械動作特性の機械状況を示す表示器パネル（インジケータパネル）２５も含み得る。例示的な表示は、例えば、ブーム制御システム表示器、オーバーモーメントの警告、傾斜警告、フットスイッチ表示器、機械対応表示器（機械可能化表示器）、徐行（クリープ）表示器、グロープラグ表示器、システム不良表示器、断線ケーブル表示器、サービスロープ表示器、プラットフォーム容量モード表示器、プラットフォーム過積載（オーバーロード）表示器、ジブロック表示器、ソフトタッチオーバーライド表示器、ＳｋｙＧｕａｒｄ（商標）表示器、燃料レベル表示器、駆動方向表示器、ＬＳＳ警告、発電機オン表示器、アクセル展開／ロック表示器、クローラ（ｃｒａｗｌｅｒ）駆動ロック表示器等を含み得る。ボックスアーキテクチャにより、画像情報用の一体型ディスプレイ面２７及び／又は一体型工具収納（ツールストレージ）を提供してもよい。一体型ディスプレイ面は、情報ステッカー（情報デカール）が操作者に読み易いように位置付けられ、操作者は、表示器パネル２５に提示される機械状況情報の意味を即座に決定することができる。

図２を参照すると、ディスプレイ画面（ディスプレイスクリーン）２８は、中央開口部１４内に位置付けられ得る。ディスプレイ画面２８は、例えば、システム診断と分析装置出力、各種センサシステムの出力と可視化、ブーム位置表示器、システム通知と警告、カメラ給送（カメラフィード）等を表示するように構成され得る。

図３は、外側周囲部１２の下部から中央開口部１４内に延在する左側ハンドグリップジョイスティックコントローラ３０及び右側ハンドグリップジョイスティックコントローラ３２を含む制御ボックスの一バリエーションを示す。ハンドグリップジョイスティックコントローラ３０、３２は、機械の主要な機能のためのより従来型の（トラディショナルな）コントロールという選択肢を使用者に提供する。ある例示的な構造では、左側ハンドグリップジョイスティックコントローラ３０は、リフト機能及びスイング機能に関連付けられ、一方、右側ハンドグリップジョイスティックコントローラ３２は、ドライブ機能及びステア機能に関連付けられる。

図４及び図５は、空中作業用プラットフォーム（プラットフォーム、作業用プラットフォーム）４０に搭載された制御ボックス１０を示す。空中作業用プラットフォーム４０は、制御ボックス領域４４を有するプラットフォーム手摺り（プラットフォームレール）４２を含む。制御ボックス１０は、制御ボックス領域４４内でプラットフォーム手摺り４２に固定されている。いくつかの実施形態では、制御ボックス領域４４内の制御ボックス１０の位置は、プラットフォーム手摺り４２に対して調整可能である。図４に示される例示的な構造では、制御ボックス１０の外側上端（外側上端部）は、枢動軸４６を軸として枢動可能に、プラットフォーム手摺り４２に固定されている。空中作業用プラットフォーム４０は、制御ボックス１０の外側下端（外側下端部）と空中作業用プラットフォーム４０の床との間に固定された高さ調整リンク４８を備え得る。高さ調整リンク４８の例示的な構造では、ばねで付勢された解除バー５０は、伸縮脚アセンブリ（伸縮サポートレール）５２と協働可能である。この解除バー５０は、ロック位置の方へ付勢されている。解除バー５０が制御ボックス１０に対して押圧されると、伸縮脚アセンブリとのロックが解除され、制御ボックス１０は、脚伸縮アセンブリ５２上で摺動調節される。制御ボックス１０は、プラットフォーム手摺り４２に対して制御ボックス１０の高さ／位置を調整するために、枢動軸４６を軸として枢動する。

図５では、制御ボックス１０は、片持ち枠（片持ちフレーム）５４を介してプラットフォーム手摺り４２に固定されている。解除レール５６がロックを解除し、示されるように、制御ボックス１０の外側上端の枢動軸４６を軸とする、制御ボックス１０の枢動を可能とする。片持ち枠５４は、強度を付加し調整能力を補助する。制御ボックスの位置を調整可能とすることで、様々な身長の操作者に適応する。

図６は、制御ボックス１０と、制御ボックス１０の対向する両側においてプラットフォーム手摺り４２に固定された赤外線センサビームキット５８を含む空中作業用プラットフォーム４０とを示す。赤外線センサビームキット５８は、操作者が頭上の障害物等により制御パネルに押しつけられたであろうときを検知できる。制御システムは、センサ間のビームが途切れると機械の操作が停止され、反転され、又は押し潰される危険を回避／排除するためにその他の方法で操作されるように、プログラムされ得る。

図７及び図８は、操作者又は制御ボックス１０に近接する物体のいずれかを検出する複数のレンジングセンサ（測距センサ）６０を含む制御ボックス１０の一バリエーションを示す。レンジングセンサ６０は、プラットフォームへの衝突の危険をもたらし得る物体の近接や、操作者への押し潰しの可能性のある危険の近接を検知することができる。レンジングセンサ６０は、図７及び図８に描かれているように、センサベイ（ｂａｙ）内に収容されてもよいし、また、制御ボックス自体の内部電子機器に直接統合されてもよい。レンジングセンサ６０は、赤外線レンジングセンサ、ライダー（ＬＩＤＡＲ）、レーダー等を含む技術を使用してもよい。

図９は、制御ボックス１０’の例示的な代替構成である。この代替構成は、同様に左側親指ジョイスティックコントローラ１６’及び右側親指ジョイスティックコントローラ１８’に関連付けられた一体型グリップ２０’、操作者から離れる方向を向き得る機能スイッチ２４’、表示器パネル２５’、スイッチガード２６’等を組み込んでいる。

記載された実施形態の制御ボックス兼操作者インターフェースは、現行のデザインと比べ経費節約と軽量化をもたらし、可能性として、釣合い重り（カウンターウェイト）を小型化し、及び／又はプラットフォームの容量を増大できる。その上、一体型ハンドルは、使用中の操作者の安定化をもたらし、親指ジョイスティックコントローラを使った主要機械機能の操作を可能にする。制御ボックスは、機能が一体型ハンドルに内蔵されたスイッチで可能化されるため、従来のフットスイッチなしでビークル制御と操作に影響を及ぼすことができる。人間工学的デザインにより、一層快適かつポジティブな（直裁な、実用的な、建設的な）操作者体験となる。

本発明は、現在最も実用的で好ましい実施形態であると考えられるものについて記載されているが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではなく、それとは反対に、添えられた請求項の趣旨と範囲内に含まれる多様な変形及び均等の構成を対象とすることを意図していると理解される。

Claims (12)

1. 産業ビークル用の、操作者インターフェースを兼ねる制御ボックスであって、
   前記制御ボックスを通過する視線を提供する中央開口部を囲む外側周囲部と、
   前記外側周囲部の左側部分に位置づけられた左側親指ジョイスティックコントローラと、
   前記外側周囲部の右側部分に位置づけられた右側親指ジョイスティックコントローラと、
   前記左側親指ジョイスティックコントローラ及び前記右側親指ジョイスティックコントローラにそれぞれ近接して位置付けられた複数の一体型ハンドルであって、操作者が該複数の一体型ハンドルを掴むと、該操作者の両親指が前記左側親指ジョイスティックコントローラ及び前記右側親指ジョイスティックコントローラにそれぞれ近接して自然に位置付けられるように、前記左側親指ジョイスティックコントローラ及び前記右側親指ジョイスティックコントローラに対して人間工学的に位置決めされた複数の一体型ハンドルと、
   前記複数の一体型ハンドルの各々に関連付けられた可能化機構であって、前記左側親指ジョイスティックコントローラ及び前記右側親指ジョイスティックコントローラの操作機能を起動させる役割を果たすスイッチを含む可能化機構を備え、
   前記産業ビークルは、空中作業用プラットフォームであり、前記左側親指ジョイスティックコントローラが、（１）リフト及びスイング、と（２）ドライブ及びステアの一方と関連付けられており、前記右側親指ジョイスティックコントローラが、（１）リフト及びスイング、と（２）ドライブ及びステアの他方と関連付けられている、操作者インターフェースを兼ねる制御ボックス。
2. 更に、前記外側周囲部に配置された複数の補助機能スイッチを備える請求項１に記載の制御ボックス。
3. 前記複数の補助機能スイッチは、前記複数の補助機能スイッチの操作者側において防護されている請求項２に記載の制御ボックス。
4. 更に、左側ハンドグリップジョイスティックコントローラ及び右側ハンドグリップジョイスティックコントローラを備え、前記左側ハンドグリップジョイスティックコントローラ及び前記右側ハンドグリップジョイスティックコントローラは、前記外側周囲部の下部から前記中央開口部内に延在する請求項１に記載の制御ボックス。
5. 更に、前記中央開口部に位置付けられたディスプレイ画面を備える請求項１に記載の制御ボックス。
6. 更に、操作者及び前記制御ボックスに近接する物体の少なくとも一方を検出する複数のレンジングセンサを備える請求項１に記載の制御ボックス。
7. 産業ビークル用の作業用プラットフォームであって、
   制御ボックス領域を含むプラットフォーム手摺りと、
   前記制御ボックス領域内において前記プラットフォーム手摺りに固定された操作者インターフェースを兼ねる制御ボックスとを備え、
   前記操作者インターフェースを兼ねる制御ボックスは、
   前記制御ボックスを通過する視線を提供する中央開口部を囲む外側周囲部と、
   前記外側周囲部の左側部分に位置づけられた左側親指ジョイスティックコントローラと、
   前記外側周囲部の右側部分に位置づけられた右側親指ジョイスティックコントローラと、
   前記左側親指ジョイスティックコントローラ及び前記右側親指ジョイスティックコントローラにそれぞれ近接して位置付けられた複数の一体型ハンドルであって、操作者が前記複数の一体型ハンドルを掴むと、該操作者の両親指が前記左側親指ジョイスティックコントローラ及び前記右側親指ジョイスティックコントローラにそれぞれ近接して自然に位置付けられるように、前記左側親指ジョイスティックコントローラ及び前記右側親指ジョイスティックコントローラに対して人間工学的に位置決めされた複数の一体型ハンドルと、
   前記複数の一体型ハンドルの各々に関連付けられた可能化機構であって、前記左側親指ジョイスティックコントローラ及び前記右側親指ジョイスティックコントローラの操作機能を起動させる役割を果たすスイッチを含む可能化機構を備え、
   前記産業ビークルは、空中作業用プラットフォームであり、前記左側親指ジョイスティックコントローラが、（１）リフト及びスイング、と（２）ドライブ及びステアの一方と関連付けられており、前記右側親指ジョイスティックコントローラが、（１）リフト及びスイング、と（２）ドライブ及びステアの他方と関連付けられている作業用プラットフォーム。
8. 前記制御ボックス領域内における前記制御ボックスの位置は、前記プラットフォーム手摺りに対して調整可能である請求項７に記載の作業用プラットフォーム。
9. 前記制御ボックスの外側上端は、枢動軸を軸として枢動可能に、プラットフォーム手摺に固定されている請求項８に記載の作業用プラットフォーム。
10. 高さ調整リンクが、前記制御ボックスの外側下端と前記作業用プラットフォームの床との間に固定されている請求項９に記載の作業用プラットフォーム。
11. 更に、前記制御ボックスの対向する両側の前記プラットフォーム手摺りに固定された赤外線センサビームキットを備える請求項７に記載の作業用プラットフォーム。
12. 更に、前記外側周囲部に配置された複数の補助機能スイッチを備える請求項７に記載の作業用プラットフォーム。

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