JP7091729B2 - 遠隔操作端末および遠隔操作端末を備える作業車両 - Google Patents

遠隔操作端末および遠隔操作端末を備える作業車両 Download PDF

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Description

本発明は、遠隔操作端末および遠隔操作端末を備える作業車両に関する。
従来、移動式クレーンや高所作業車等の作業装置を備える作業車両において、作業装置のアクチュエータが遠隔操作される作業車両および作業装置のアクチュエータを操作する遠隔操作端末が提案されている。遠隔操作端末を用いた作業では、作業者が作業装置の操作装置から離れた吊り荷近傍または吊り荷の目標位置において吊り荷の移動状態を確認しながら作業を行うことができる。
このような作業車両において、作業装置と遠隔操作端末との相対的な位置関係は、作業状況に応じて変化する。このため、遠隔操作端末によって作業装置を操作する作業者は、作業装置との相対的な位置関係を常に考慮しながら遠隔操作端末の操作具を操作する必要があった。そこで、作業装置と遠隔操作端末との相対的な位置関係に関わらず、遠隔操作端末の操作具の操作方向と作業装置の作動方向とを一致させて、作業装置の操作を容易かつ簡単に行うことができる遠隔操作端末が知られている。例えば、特許文献1の如くである。
特許文献1に記載の遠隔操作装置(遠隔操作端末)には、基準信号として直進性の高いレーザ光等を基準信号として発信する信号発信部が設けられている。また、クレーン(作業装置)側の制御装置には、基準信号の受信部が設けられている。遠隔操作装置は、操作具の基準座標系と基準信号の発信方向とが一致するように構成されている。作業機クレーン側の制御装置は、遠隔操作装置からの基準信号を受信部で受信することで遠隔操作装置の方向を特定し、クレーンの座標系を遠隔操作装置の座標系に一致させる。これにより、遠隔操作装置の操作具の操作方向とクレーンの作動方向とが一致するので、クレーンと遠隔操作装置との相対的な位置関係に関わらず、遠隔操作装置によるクレーンの操作を容易かつ簡単に行うことができる。
しかし、特許文献1に記載の移動式クレーンは、受信部が基準信号を受信することで遠隔操作装置の作業機に対する相対的な方向を特定し、操作具の基準座標系と作業機の座標系とを一致させているため、移動式クレーンの受信部が遠隔操作装置から大きく離間する可能性がある大型のクレーンや、障害物が多い現場などでは受信部が基準信号を受信することができずに移動式クレーンの座標系を遠隔操作装置の座標系に一致させることができない場合があった。
特開2010-228905号公報
本発明の目的は、作業装置の遠隔操作時における誤操作を防止し、作業装置の遠隔操作を容易かつ簡単に行うことができる遠隔操作端末および遠隔操作端末を備える作業車両の提供を目的とする。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、第1の発明は、遠隔操作される作業装置を備える作業車両であって、前記作業装置を中心とする絶対方位を検出する方位検出手段と、前記作業装置を遠隔操作する第1の操作部と、前記第1の操作部の操作による前記作業装置の作動する方位の基準を設定する第2の操作部と、を有する遠隔操作端末と、前記遠隔操作端末と通信可能に構成され、前記作業装置の作動を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置が、前記第2の操作部の設定値に基づいて算出した前記第1の操作部の操作に対する前記作業装置の作動する方位の信号を前記遠隔操作端末から取得すると、前記作業装置の作動する方位に前記作業装置を作動させ、前記作業装置に表示手段が設けられ、前記制御装置が、前記方位検出手段が検出した前記作業装置を中心とする絶対方位を前記表示手段に表示させるとともに、前記作業装置の作動する方位の信号を前記遠隔操作端末から取得すると、前記表示手段に前記作業装置の作動する方位を表示させ、前記設定値は、基準となる絶対方位と前記第2の操作部により設定される基準との間の角度である補正角度を含み、前記作業装置の作動する方位は、前記第2の操作部により設定される基準から前記第1の操作部の操作方向までの間の角度と、前記補正角度と、を加算して算出される絶対方位であるものである。
第2の発明は、作業車両に設けられた作業装置の遠隔操作端末であって、前記作業装置の制御装置と通信可能に構成され、前記遠隔操作端末の作動を制御する制御部と、前記作業装置を遠隔操作する第1の操作部と、前記第1の操作部の操作による前記作業装置の作動方位の基準を設定する第2の操作部と、を備え、前記制御部が、前記第2の操作部の設定値に基づいて前記第1の操作部の操作に対する前記作業装置の作動方位を算出して前記制御装置に送信するとともに、前記第1の操作部が操作されている間、前記設定値の変更を禁止し、前記設定値は、基準となる絶対方位と前記第2の操作部により設定される基準との間の角度である補正角度を含み、前記作業装置の作動する方位は、前記第2の操作部により設定される基準から前記第1の操作部の操作方向までの間の角度と、前記補正角度と、を加算して算出される絶対方位であるものである。
本発明は、以下に示すような効果を奏する。
第1の発明および第2の発明においては、遠隔操作端末が方位を基準として作業装置の作動方向を指示するので、操縦者が方位を認識している限り、作業装置と遠隔操作端末との位置関係に関わらず操縦者が操作中に第1の操作部の操作方向に対する作業装置の作動方向の認識を喪失することがない。これにより、作業装置の遠隔操作時における誤操作を防止し、作業装置の遠隔操作を容易かつ簡単に行うことができる。
第1の発明においては、作業装置に表示されている方位に合わせて遠隔操作端末の基準を変更して作業装置を視認しながら操作することで、操縦者が操作中に第1の操作部の操作方向に対する作業装置の作動方向の認識を喪失することがない。これにより、作業装置の遠隔操作時における誤操作を防止し、作業装置の遠隔操作を容易かつ簡単に行うことができる。
クレーンの全体構成を示す側面図。 クレーンの制御構成を示すブロック図。 遠隔操作端末の概略構成を示す平面図。 遠隔操作端末の制御構成を示すブロック図。 (a)遠隔操作端末の基準変更操作具が操作された場合の操作方向基準の方位を表す図、(b)同じく吊り荷移動操作具が操作された場合の荷物の搬送される方位を表す図。 吊り荷移動操作具が操作されている遠隔操作端末とその操作によるクレーンの作動状態を表す模式図。 クレーンに設けられた表示装置の表示態様を示す部分拡大図。 (a)遠隔操作端末に表示されているカメラからの映像を表す拡大図、(b)同じく遠隔操作端末の基準変更操作具が操作された場合の遠隔操作端末に表示されているカメラからの映像を表す拡大図。 吊り荷移動操作具が操作された場合の荷物の搬送方向を表す拡大図。
以下に、図1と図2とを用いて、本発明の一実施形態に係る作業車両として移動式クレーン(ラフテレーンクレーン)であるクレーン1について説明する。なお、本実施形態においては、作業車両としてクレーン(ラフテレーンクレーン)ついて説明を行うが、オールテレーンクレーン、トラッククレーン、積載型トラッククレーン、高所作業車等でもよい。
図1に示すように、クレーン1は、不特定の場所に移動可能な移動式クレーンである。クレーン1は、車両2、作業装置であるクレーン装置6およびクレーン装置6を遠隔操作可能な遠隔操作端末32(図2参照)を有する。
車両2は、クレーン装置6を搬送するものである。車両2は、複数の車輪3を有し、エンジン4を動力源として走行する。車両2には、アウトリガ5が設けられている。アウトリガ5は、車両2の幅方向両側に油圧によって延伸可能な張り出しビームと地面に垂直な方向に延伸可能な油圧式のジャッキシリンダとから構成されている。車両2は、アウトリガ5を車両2の幅方向に延伸させるとともにジャッキシリンダを接地させることにより、クレーン1の作業可能範囲を広げることができる。
クレーン装置6は、荷物Wをワイヤロープによって吊り上げるものである。クレーン装置6は、旋回台7、ブーム9、ジブ9a、メインフックブロック10、サブフックブロック11、起伏用油圧シリンダ12、メインウインチ13、メインワイヤロープ14、サブウインチ15、サブワイヤロープ16およびキャビン17等を具備する。
旋回台7は、クレーン装置6を旋回可能に構成するものである。旋回台7は、円環状の軸受を介して車両2のフレーム上に設けられる。旋回台7は、円環状の軸受の中心を回転中心として回転自在に構成されている。旋回台7には、アクチュエータである油圧式の旋回用油圧モータ8が設けられている。旋回台7は、旋回用油圧モータ8によって一方向と他方向とに旋回可能に構成されている。
アクチュエータである旋回用油圧モータ8は、電磁比例切換弁である旋回用バルブ23(図2参照)によって回転操作される。旋回用バルブ23は、旋回用油圧モータ8に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、旋回台7は、旋回用バルブ23によって回転操作される旋回用油圧モータ8を介して任意の旋回速度に制御可能に構成されている。旋回台7には、旋回台7の旋回位置(角度)と旋回速度とを検出する旋回用センサ27(図2参照)が設けられている。
ブームであるブーム9は、荷物Wを吊り上げ可能な状態にワイヤロープを支持するものである。ブーム9は、複数のブーム部材から構成されている。ブーム9は、ベースブーム部材の基端が旋回台7の略中央に揺動可能に設けられている。ブーム9は、各ブーム部材をアクチュエータである図示しない伸縮用油圧シリンダで移動させることで軸方向に伸縮自在に構成されている。また、ブーム9には、ジブ9aが設けられている。ジブ9aは、ブーム9のベースブーム部材に設けられたジブ支持部によってベースブーム部材に沿った姿勢で保持されている。ジブ9aの基端は、トップブーム部材のジブ支持部に連結可能に構成されている。
アクチュエータである図示しない伸縮用油圧シリンダは、電磁比例切換弁である伸縮用バルブ24(図2参照)によって伸縮操作される。伸縮用バルブ24は、伸縮用油圧シリンダに供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。ブーム9には、ブーム9の長さを検出する伸縮用センサ28と、ブーム9の先端を中心とする方位を検出する車両側方位センサ29とが設けられている。
検知装置であるカメラ9b(図2参照)は、荷物Wおよび荷物W周辺の地物を撮影するものである。カメラ9bは、ブーム9の先端部に設けられている。カメラ9bは、荷物Wの鉛直上方から荷物Wおよびクレーン1周辺の地物や地形を撮影可能に構成されている。
メインフックブロック10とサブフックブロック11とは、荷物Wを吊るものである。メインフックブロック10には、メインワイヤロープ14が巻き掛けられる複数のフックシーブと、荷物Wを吊るメインフック10aとが設けられている。サブフックブロック11には、荷物Wを吊るサブフック11aが設けられている。
アクチュエータである起伏用油圧シリンダ12は、ブーム9を起立および倒伏させ、ブーム9の姿勢を保持するものである。起伏用油圧シリンダ12は、シリンダ部の端部が旋回台7に揺動自在に連結され、ロッド部の端部がブーム9のベースブーム部材に揺動自在に連結されている。起伏用油圧シリンダ12は、電磁比例切換弁である起伏用バルブ25(図2参照)によって伸縮操作される。起伏用バルブ25は、起伏用油圧シリンダ12に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。ブーム9には、ブーム9の起伏角度を検出する起伏用センサ30(図2参照)が設けられている。
メインウインチ13とサブウインチ15とは、メインワイヤロープ14とサブワイヤロープ16との繰り入れ(巻き上げ)および繰り出し(巻き下げ)を行うものである。メインウインチ13は、メインワイヤロープ14が巻きつけられるメインドラムがアクチュエータである図示しないメイン用油圧モータによって回転され、サブウインチ15は、サブワイヤロープ16が巻きつけられるサブドラムがアクチュエータである図示しないサブ用油圧モータによって回転されるように構成されている。
メイン用油圧モータは、電磁比例切換弁であるメイン用バルブ26m(図2参照)によって回転操作される。メインウインチ13は、メイン用バルブ26mによってメイン用油圧モータを制御し、任意の繰り入れおよび繰り出し速度に操作可能に構成されている。同様に、サブウインチ15は、電磁比例切換弁であるサブ用バルブ26s(図2参照)によってサブ用油圧モータを制御し、任意の繰り入れおよび繰り出し速度に操作可能に構成されている。
キャビン17は、操縦席を覆うものである。キャビン17は、旋回台7に搭載されている。図示しない操縦席が設けられている。操縦席には、車両2を走行操作するための操作具やクレーン装置6を操作するための旋回操作具18、起伏操作具19、伸縮操作具20、メインドラム操作具21m、サブドラム操作具21s等が設けられている(図2参照)。旋回操作具18は、旋回用油圧モータ8を操作することができる。起伏操作具19は、起伏用油圧シリンダ12を操作することができる。伸縮操作具20は、伸縮用油圧シリンダを操作することができる。メインドラム操作具21mは、メイン用油圧モータを操作することができる。サブドラム操作具21sは、サブ用油圧モータを操作することができる。
通信機22(図2参照)は、遠隔操作端末32からの制御信号を受信し、クレーン装置6からの制御情報等を送信するものである。通信機22は、キャビン17に設けられている。通信機22は、遠隔操作端末32からの制御信号等を受信すると図示しない通信線を介して制御装置31に転送するように構成されている。また、通信機22は、制御装置31からの制御情報やカメラ9bからの映像iを図示しない通信線を介して遠隔操作端末32に転送するように構成されている。
表示手段である表示装置43は、方位およびブーム先端の作動方向を表示するものである。表示装置43は、方位を示すマークや文字を表示可能な電光掲示板等から構成されている。また、表示装置43は、全方位から視認可能な円筒状または多角形状の表示装置43から構成されている。表示装置43は、ブーム9の起伏角度に関わらず水平状態を維持するように制御されている。表示装置43には、車両側方位センサ29から取得した方位に基づいて、北方向を示す表示である「N」、東方向を示す「E」、南方向を示す「S」、西方向を示す「W」等を表示している。なお、方位の表示は、色、アイコン、点滅信号等、方位を識別できるものであればよい。
方位検出手段である車両側方位センサ29は、クレーン装置6のブーム9の先端を中心とする方位を検出するものである。車両側方位センサ29は、3軸タイプの方位センサから構成されている。車両側方位センサ29は、地磁気を検出して絶対方位を算出する。車両側方位センサ29は、ブーム9の先端部分に設けられている。
図2に示すように、制御装置31は、各操作弁を介してクレーン1のアクチュエータを制御するものである。制御装置31は、キャビン17内に設けられている。制御装置31は、実体的には、CPU、ROM、RAM、HDD等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのLSI等からなる構成であってもよい。制御装置31は、各アクチュエータや切換え弁、センサ等の動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。
制御装置31は、カメラ9b、旋回操作具18、起伏操作具19、伸縮操作具20、メインドラム操作具21mおよびサブドラム操作具21sに接続され、カメラ9bの映像iを取得し、旋回操作具18、起伏操作具19、メインドラム操作具21mおよびサブドラム操作具21sのそれぞれの操作量を取得することができる。
制御装置31は、通信機22に接続され、遠隔操作端末32からの制御信号を取得し、クレーン装置6からの制御情報やカメラ9bからの映像i等を送信することができる。
制御装置31は、旋回用バルブ23、伸縮用バルブ24、起伏用バルブ25、メイン用バルブ26mおよびサブ用バルブ26sに接続され、旋回用バルブ23、起伏用バルブ25、メイン用バルブ26mおよびサブ用バルブ26sに制御信号を伝達することができる。
制御装置31は、旋回用センサ27、伸縮用センサ28、車両側方位センサ29および起伏用センサ30に接続され、旋回台7の旋回位置、ブーム長さ、起伏角度およびブーム9の先端を中心とする方位を取得することができる。
制御装置31は、表示装置43に接続され、表示装置43に車両側方位センサ29から取得した方位を表示させることができる。また、制御装置31は、旋回用バルブ23、起伏用バルブ25、メイン用バルブ26mおよびサブ用バルブ26s伝達する制御信号からブーム9の先端が作動する方位を算出し、その方位を表示装置43に表示させることができる。
制御装置31は、旋回操作具18、起伏操作具19、メインドラム操作具21mおよびサブドラム操作具21sの操作量に基づいて各操作具に対応した制御信号を生成する。
このように構成されるクレーン1は、車両2を走行させることで任意の位置にクレーン装置6を移動させることができる。また、クレーン1は、起伏操作具19の操作によって起伏用油圧シリンダ12でブーム9を任意の起伏角度に起立させて、伸縮操作具20の操作によってブーム9を任意のブーム9長さに延伸させたりすることでクレーン装置6の揚程や作業半径を拡大することができる。また、クレーン1は、サブドラム操作具21s等によって荷物Wを吊り上げて、旋回操作具18の操作によって旋回台7を旋回させることで荷物Wを搬送することができる。
次に、図3から図5を用いて遠隔操作端末32について説明する。
図3に示すように、遠隔操作端末32は、クレーン1を遠隔操作する際に使用するものである。遠隔操作端末32は、筐体33、筐体33の操作面に設けられる第1の操作部である吊り荷移動操作具35、第2の操作部である基準変更操作具34、端末側旋回操作具36、端末側伸縮操作具37、端末側メインドラム操作具38m、端末側サブドラム操作具38s、端末側起伏操作具39、端末側表示装置40、端末側通信機41および端末側制御装置42(図2、図4参照)等を具備する。遠隔操作端末32は、操作方向基準Boを基準変更操作具34によって設定し、吊り荷移動操作具35または各種操作具の操作により荷物Wを移動させる各アクチュエータのバルブの制御信号をクレーン装置6に送信する。
遠隔操作端末32の操作方向基準Boは、吊り荷移動操作具35の任意の方向への傾倒操作によって移動される荷物Wの方位を設定するための基準である。具体的には、操作方向基準Boは、吊り荷移動操作具35の任意の方向への傾倒操作によって移動する荷物Wの移動方向(クレーン装置6の作動方向)を補正するための北方向からの補正角度θ1を設定する基準である。本実施形態において、遠隔操作端末32の操作方向基準Boは、筐体33の操作面に向かって上方向の操作方向に設定されている(破線矢印参照)。
筐体33は、遠隔操作端末32の主たる構成部材である。筐体33は、操縦者が手で保持可能な大きさの筐体に構成されている。筐体33には、操作面に吊り荷移動操作具35、基準変更操作具34、端末側旋回操作具36、端末側伸縮操作具37、端末側メインドラム操作具38m、端末側サブドラム操作具38s、端末側起伏操作具39、端末側表示装置40および端末側通信機41(図2、図4参照)が設けられている。
第2の操作部である基準変更操作具34は、操作方向基準Boに対する方位を変更する指示が入力されるものである。基準変更操作具34は、筐体33の操作面から突出した回転つまみおよび回転つまみの回転位置である回転方向および回転量を検出する図示しないセンサから構成されている。基準変更操作具34は、回転つまみが任意の方向に回転操作可能に構成されている。基準変更操作具34は、回転つまみの回転位置から北方向と操作方向基準Boとの間の角度である補正角度θ1(図5(a)参照)についての信号を端末側制御装置42に伝達するように構成されている。
第1の操作部である吊り荷移動操作具35は、任意の水平面において任意の方向に任意の速度で荷物Wを移動させる指示が入力されるものである。吊り荷移動操作具35は、筐体33の操作面から略垂直に起立した操作スティックおよび操作スティックの傾倒方向および傾倒量を検出する図示しないセンサから構成されている。吊り荷移動操作具35は、操作スティックが任意の方向に傾倒操作可能に構成されている。吊り荷移動操作具35は、センサで検出した操作スティックの傾倒方向と操作方向基準Boまでの間の傾倒角度θ2(図5(b)参照)およびその傾倒量についての信号を端末側制御装置42に伝達するように構成されている。、吊り荷移動操作具35には、筐体33の操作面に向かって上方向を示す矢印Aa、操作面に向かって右方向を示す矢印Ab、操作面に向かって下方向を示す矢印Ac、操作面に向かって左方向を示す矢印Adが吊り荷移動操作具35の傾倒角度θ2の目安として表示されている。
端末側旋回操作具36は、クレーン装置6を任意の移動方向に任意の移動速度で旋回させる指示が入力されるものである。端末側旋回操作具36は、筐体33の操作面から略垂直に起立した操作スティックおよび操作スティックの傾倒方向および傾倒量を検出する図示しないセンサから構成されている。端末側旋回操作具36は、左旋回を指示する方向および右旋回を指示する方向にそれぞれ傾倒可能に構成されている。
端末側伸縮操作具37は、ブーム9を任意の速度で伸縮させる指示が入力されるものである。端末側伸縮操作具37は、筐体33の操作面から起立した操作スティックおよびその傾倒方向および傾倒量を検出する図示しないセンサから構成されている。端末側伸縮操作具37は、延伸を指示する方向および収縮を指示する方向にそれぞれ傾倒可能に構成されている。
端末側メインドラム操作具38mは、メインウインチ13を任意の速度で任意の方向に回転させる指示が入力されるものである。端末側メインドラム操作具38mは、筐体33の操作面から起立した操作スティックおよびその傾倒方向および傾倒量を検出する図示しないセンサから構成されている。端末側メインドラム操作具38mは、メインワイヤロープ14の巻き上げを指示する方向および巻き下げを指示する方向にそれぞれ傾倒可能に構成されている。端末側サブドラム操作具38sについても同様に構成されている。
端末側起伏操作具39は、ブーム9を任意の速度で起伏させる指示が入力されるものである。端末側起伏操作具39は、筐体33の操作面から起立した操作スティックおよびその傾倒方向および傾倒量を検出する図示しないセンサから構成されている。端末側起伏操作具39は、起立を指示する方向および倒伏を指示する方向にそれぞれ傾倒可能に構成されている。
端末側表示装置40は、クレーン1の姿勢情報や荷物Wの情報等の様々な情報を表示するものである。端末側表示装置40は、液晶画面等の画像表示装置43から構成されている。端末側表示装置40は筐体33の操作面に設けられている。端末側表示装置40には、遠隔操作端末32の操作方向基準Boの方位が表示されている。方位の表示は、基準変更操作具34の回転位置に連動して回転表示される。すなわち、端末側表示装置40には、基準変更操作具34の回転方向および回転量が反映された操作方向基準Bo(実線矢印参照)と方位との相対的な位置関係が表示されている。
さらに、端末側表示装置40には、筐体33の操作面に向かって上方向を示す矢印Aa、操作面に向かって右方向を示す矢印Ab、操作面に向かって下方向を示す矢印Ac、操作面に向かって左方向を示す矢印Adが吊り荷移動操作具35の傾倒角度θ2の目安として表示されている。
図4に示すように、端末側通信機41は、クレーン装置6の制御情報等を受信し、遠隔操作端末32からの制御情報等を送信するものである。端末側通信機41は、筐体33の内部に設けられている。端末側通信機41は、クレーン装置6からの映像iや制御信号等を受信すると端末側制御装置42に伝達するように構成されている。また、端末側通信機41は、端末側制御装置42からの制御情報をクレーン1のクレーン装置6に送信するように構成されている。
制御部である端末側制御装置42は、遠隔操作端末32を制御するものである。端末側制御装置42は、遠隔操作端末32の筐体33内に設けられている。端末側制御装置42は、実体的には、CPU、ROM、RAM、HDD等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのLSI等からなる構成であってもよい。端末側制御装置42は、吊り荷移動操作具35、基準変更操作具34、端末側旋回操作具36、端末側伸縮操作具37、端末側メインドラム操作具38m、端末側サブドラム操作具38s、端末側起伏操作具39、端末側表示装置40、端末側通信機41等の動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。
端末側制御装置42は、吊り荷移動操作具35、端末側旋回操作具36、端末側伸縮操作具37、端末側メインドラム操作具38m、端末側サブドラム操作具38sおよび端末側起伏操作具39に接続され、各操作具の操作スティックの傾倒方向および傾倒量からなる操作信号を取得することができる。また、端末側制御装置42は、基準変更操作具34に接続され、基準変更操作具34の回転位置である回転方向および回転角度からなる操作信号を取得することができる。
端末側制御装置42は、端末側旋回操作具36、端末側伸縮操作具37、端末側メインドラム操作具38m、端末側サブドラム操作具38sおよび端末側起伏操作具39の各センサから取得した各操作スティックの操作信号から、対応する旋回用バルブ23、伸縮用バルブ24、起伏用バルブ25、メイン用バルブ26mおよびサブ用バルブ26sの制御信号を生成することができる。
端末側制御装置42は、端末側表示装置40に接続され、端末側表示装置40にクレーン装置6からの映像iや各種情報を表示させることができる。また、端末側制御装置42は、基準変更操作具34の回転つまみの回転位置から取得した回転方向および補正角度θ1に連動して方位の表示を回転表示させることができる。端末側制御装置42は、端末側通信機41に接続され、端末側通信機41を介してクレーン装置6の通信機22との間で各種情報を送受信することができる。
図5(a)に示すように、端末側制御装置42(図4参照)は、回転操作された基準変更操作具34から取得した回転位置である回転方向、および北方向からの角度である補正角度θ1についての操作信号に基づいて、北方向に対して操作方向基準Boを相対回転させる。例えば、基準変更操作具34が一方向(図5(a)における右方向)に角度θ1として45°の位置に回転操作された場合、端末側制御装置42は、補正方向として北方向から他方向(図5(a)における左方向)に補正角度θ1として45°だけ操作方向基準Boを回転させて、操作方向基準Boの方位を北西方向に補正する。この際、端末側制御装置42は、基準変更操作具34からの補正角度θ1についての操作信号に基づいて、端末側表示装置40に表示させている方位の表示を一方向(図5(a)における右方向)へ補正角度θ1=45°の位置に回転させる。つまり、端末側表示装置40には、操作方向基準Boの方位である操作面の上方向に北西方向が表示される。
図5(b)に示すように、端末側制御装置42(図4参照)は、吊り荷移動操作具35から取得した、操作方向基準Boから操作スティックの傾倒方向までの間の角度である傾倒角度θ2、傾倒方向および傾倒量についての操作信号に基づいて、操作方向基準Boからの荷物Wの移動方向および移動速度を算出する。例えば、操作方向基準Boが北方向に設定されている状態において、吊り荷移動操作具35が操作方向基準Boの左右一側に傾倒角度θ2として45°だけ傾倒操作された場合、端末側制御装置42は、基準変更操作具34によって設定された補正角度θ1(図5(b)においては補正角度θ1が0°)およびその補正方向(図5(b)においては補正角度θ1が0°であるため補正方向は設定されていない)と傾倒角度θ2から、北方向に対する荷物Wの移動角度θ=θ1(=0°)+θ2(=45°)を算出する。端末側制御装置42は、移動角度θ=45°の方向である北西へ傾倒量に応じた移動速度で荷物Wを移動させる制御信号を算出する。
次に、図6と図7とを用いて、遠隔操作端末32における操作方向基準Boの設定および遠隔操作端末32によるクレーン装置6の制御について説明する。クレーン1の車両2の方向として、車両2の前進方向(ブーム9を基準としてキャビン17方向)を前方向、後進方向(ブーム9を基準と対向する方向)を後方向、前方向に向かって右側を右方向、前方向に向かって左側を左方向とする。本実施形態において、遠隔操作端末32の操作方向基準Bo(図5から図8における破線矢印)は、筐体33の操作面に向かって上方向の操作方向(吊り荷移動操作具35および端末側表示装置40に表示されている矢印Aa方向)に設定されているものとする。また、補正角度θ1および傾倒角度θ2は、矢印Aa方向から左方向を+方向とし、矢印Aa方向から右方向を-方向とし、角度の加減に各符号を用いるものとする。
図6に示すように、北方向と操作方向基準Boとが一致しない回転位置として、クレーン1の配置に合わせて基準変更操作具34が右方向に補正角度θ1=45°だけ回転操作されている場合(図5(a)参照)、遠隔操作端末32は、北方向から補正方向である左方向に補正角度θ1=45°だけ回転された位置に操作方向基準Boを補正する。つまり、遠隔操作端末32は、北方向から西方向に補正角度θ1=45°だけ回転させた位置である北西方向に操作方向基準Boが設定されている。この際、遠隔操作端末32の端末側表示装置40には、方位の表示である北西を表す「NW」が操作方向基準Boである矢印Aaの方向に表示されている。
遠隔操作端末32の吊り荷移動操作具35の任意の方向への傾倒操作として、例えば操作方向基準Boである矢印Aaから左方向の傾倒角度θ2=45°の方向に任意の傾倒量だけ傾倒操作された場合、端末側制御装置42は、操作方向基準Boから操作スティックの左方向(+方向)への傾倒方向までの間の角度である傾倒角度θ2=45°および傾倒量についての操作信号を吊り荷移動操作具35の図示しないセンサから取得する。さらに、端末側制御装置42は、取得した操作信号と操作方向基準Boの北方向からの補正量である左方向(+方向)への補正角度θ1=45°とから、北方向からの荷物Wの移動角度θ=補正角度θ1+傾倒角度θ2=90°の移動方向、つまり西方向および傾倒量に応じた移動速度で荷物Wを移動させる制御信号を算出する。そして、遠隔操作端末32は、端末側制御装置42で算出した移動角度θと傾倒量に基づいて対応する旋回用バルブ23、伸縮用バルブ24、起伏用バルブ25、メイン用バルブ26mおよびサブ用バルブ26sの制御信号を生成し、端末側通信機41によってクレーン1に送信する。
端末側制御装置42は、吊り荷移動操作具35の傾倒方向、傾倒角度θ2および傾倒量についての操作信号を取得している間、すなわち、荷物Wを移動させるクレーン装置6に対する制御信号を生成している間、基準変更操作具34から補正角度θ1についての操作信号を取得した際の操作方向基準Boの回転処理を実施しない。
クレーン1は、遠隔操作端末32から荷物Wの移動角度θおよび傾倒量に応じた移動速度の制御信号を受信すると、移動角度θの方向に傾倒量に応じた速度で荷物Wを移動させる。クレーン1は、吊り荷移動操作具35が矢印Aaから左方向(+方向)に傾倒角度θ2で所定の傾倒量だけ傾倒されているので、吊り荷移動操作具35の傾倒量に対応する搬送速度で北方向から移動角度θ=補正角度θ1+傾倒角度θ2=90°の方向である西方向に荷物Wを移動させる。この際、クレーン1は、旋回用油圧モータ8、縮用油圧シリンダ、起伏用油圧シリンダ12およびメイン用油圧モータ等を荷物Wの移動軌跡に応じて制御する。
図7に示すように、クレーン1は、遠隔操作端末32から荷物Wの移動角度θの操作信号を受信すると、表示装置43に、既に表示されている方位を示す表示に加えてクレーン1のブーム9が移動する方向を示す表示がされる。本実施形態において、クレーン1は、表示装置43にブーム9が進む方位に任意の色で発光する方向マークMdを表示させる。
このように構成することで、クレーン1は、操縦者がクレーン1の配置状態に合わせて遠隔操作端末32の操作方向基準Boを基準変更操作具34によって任意の値に設定することで吊り荷移動操作具35の操作方向に対するクレーン装置6の作動方向の認識を喪失することがない。この際、遠隔操作端末32の端末側表示装置40には、操作方向基準Boに対する方位が表示されるので、操縦者が方位と操作方向基準Boとの関係を視覚的に把握しやすい。さらに、クレーン1のブーム9の先端には、表示装置43によって方位が表示されるとともに、ブーム9の移動方位が表示されるので、ブーム9の先端を見ながら移動方位を入力し易い。また、遠隔操作端末32は、吊り荷移動操作具35が操作されている間、基準変更操作具34によって任意に設定された操作方向基準Boを基準変更操作具34の操作によって変更できないので、操縦者が吊り荷移動操作具35の操作方向に対するクレーン装置6の作動方向の認識を喪失することがない。これにより、クレーン装置6の遠隔操作時における誤操作を防止し、作業装置の遠隔操作を容易かつ簡単に行うことができる。
次に、図8と図9とを用いて、カメラ9bによる荷物Wの映像iの表示の態様について説明する。クレーン1は、ブーム9の先端部に設けられているカメラ9bからの映像iを遠隔操作端末32の端末側表示装置40に表示させることができる。
遠隔操作端末32の端末側制御装置42(図4参照)は、端末側通信機41を介してカメラ9bが撮影した映像iを取得することができる。また、端末側制御装置42は、取得した画像に配置マークMaを表示させることができる(図8参照)。また、端末側制御装置42は、取得した映像iを基準変更操作具34の操作信号に応じて回転させて端末側表示装置40に表示させることができる(図8参照)。また、端末側制御装置42は、取得した吊り荷移動操作具35の操作信号に応じて移動マークMtを表示させることができる(図9参照)。
図8(a)に示すように、端末側表示装置40には、方位の表示に加えて、カメラ9bが撮影している荷物Wの鉛直上方からの映像iが表示される。映像iには、荷物Wを中心とする所定の範囲の映像iが含まれている。また、端末側表示装置40には、荷物Wを中心とする所定の範囲の映像iに加えて、車両2またはクレーン装置6の配置方向を示す配置マークMa(本実施形態においては三角マーク)が表示されている。これにより、操縦者は、車両2またはクレーン装置6に対するカメラ9bの向きに関わらず、映像i上において荷物Wからの車両2またはクレーン装置6の配置方向を常に把握することができる。なお、端末側表示装置40に表示される映像iの枠形状は、矩形でも円形でもよい。
さらに、端末側表示装置40には、荷物Wを中心とする所定の範囲の映像iに加えて、荷物Wの移動方向および移動速度を示す移動マークMt(図9における黒塗矢印)を吊り荷移動操作具35の傾倒方向に応じて表示させることができる。これにより、操縦者は、車両2またはクレーン装置6に対するカメラ9bの向きに関わらず、映像i上において荷物Wの移動方向を常に把握することができる。
遠隔操作端末32の端末側制御装置42は、端末側通信機41を介してカメラ9bが撮影した映像iを取得することができる。また、端末側制御装置42は、取得した画像に配置マークMaを表示させることができる。また、端末側制御装置42は、取得した映像iを基準変更操作具34の操作信号に応じて回転させて端末側表示装置40に表示させることができる。また、端末側制御装置42は、取得した吊り荷移動操作具35の操作信号に応じて移動マークMtを表示させることができる。
図8(b)に示すように、遠隔操作端末32の端末側制御装置42は、回転操作された基準変更操作具34から取得した回転位置である回転方向、および北方向からの角度である補正角度θ1についての操作信号を取得すると、端末側表示装置40に表示させている方位の表示および映像iを補正角度θ1だけ回転させる。例えば、基準変更操作具34が一方向(図5(a)における右方向)に操作方向基準Boから角度θ1=90°の位置に回転操作された場合、端末側制御装置42は、映像iおよび配置マークMaを一方向に補正角度θ1=90°だけ回転させて、端末側表示装置40に表示させる。
図9に示すように、遠隔操作端末32の端末側制御装置42は、吊り荷移動操作具35から取得した操作方向基準Boから操作スティックの傾倒方向までの間の角度である傾倒角度θ2、傾倒方向および傾倒量についての操作信号を取得すると、移動マークMtとして荷物Wの移動方向を指し示す矢印を荷物Wの移動速度に応じた大きさで端末側表示装置40に表示させる。例えば、吊り荷移動操作具35が操作方向基準Boの左右一側に傾倒角度θ2=45°だけ傾倒操作された場合、端末側制御装置42は、基準変更操作具34によって設定された補正角度θ1=90°およびその補正方向と傾倒角度θ2=45°から算出した北方向に対して移動角度θ=135°の移動方向である南西方向を示し、かつその移動速度を示す移動マークMt(黒塗矢印)を表示させる。
遠隔操作端末32の端末側制御装置42は、吊り荷移動操作具35の傾倒方向、傾倒角度θ2および傾倒量についての操作信号を取得している間、すなわち、荷物Wを移動させるクレーン装置6に対する制御信号を生成している間、基準変更操作具34から補正角度θ1についての操作信号を取得した際の映像iおよび配置マークMaの回転処理を実施しない。
このように構成することで、操縦者は、映像iにおいてクレーン1の配置方向を配置マークMaで常に認識し、荷物Wの移動方向および移動速度を移動マークMtで常に認識しているので、クレーン1と荷物Wとその周辺との位置関係が把握し易い。これにより、クレーン1は、クレーン装置6の遠隔操作を容易かつ簡単に行うことができる。
なお、本実施形態において、複数の遠隔操作端末32によってクレーン装置6を操作する場合、遠隔操作端末32毎に操作方向基準Boの方位を定めるように構成してもよい。また、端末側表示装置40に3Dマッピングによる空間座標を表示させ、方位を重畳的に表示させてもよい。
上述の実施形態は、代表的な形態を示したに過ぎず、一実施形態の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
1 クレーン
6 クレーン装置
31 制御装置
32 遠隔操作端末
34 基準変更操作具
35 吊り荷移動操作具
42 端末制御装置

Claims (2)

  1. 遠隔操作される作業装置を備える作業車両であって、
    前記作業装置を中心とする絶対方位を検出する方位検出手段と、
    前記作業装置を遠隔操作する第1の操作部と、前記第1の操作部の操作による前記作業装置の作動する方位の基準を設定する第2の操作部と、を有する遠隔操作端末と、
    前記遠隔操作端末と通信可能に構成され、前記作業装置の作動を制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置が、前記第2の操作部の設定値に基づいて算出した前記第1の操作部の操作に対する前記作業装置の作動する方位の信号を前記遠隔操作端末から取得すると、前記作業装置の作動する方位に前記作業装置を作動させ、
    前記作業装置に表示手段が設けられ、
    前記制御装置が、前記方位検出手段が検出した前記作業装置を中心とする絶対方位を前記表示手段に表示させるとともに、前記作業装置の作動する方位の信号を前記遠隔操作端末から取得すると、前記表示手段に前記作業装置の作動する方位を表示させ、
    前記設定値は、基準となる絶対方位と前記第2の操作部により設定される基準との間の角度である補正角度を含み、
    前記作業装置の作動する方位は、前記第2の操作部により設定される基準から前記第1の操作部の操作方向までの間の角度と、前記補正角度と、を加算して算出される絶対方位である作業車両。
  2. 作業車両に設けられた作業装置の遠隔操作端末であって、
    前記作業装置の制御装置と通信可能に構成され、前記遠隔操作端末の作動を制御する制御部と、
    前記作業装置を遠隔操作する第1の操作部と、
    前記第1の操作部の操作による前記作業装置の作動方位の基準を設定する第2の操作部と、を備え、
    前記制御部が、前記第2の操作部の設定値に基づいて前記第1の操作部の操作に対する前記作業装置の作動方位を算出して前記制御装置に送信するとともに、前記第1の操作部が操作されている間、前記設定値の変更を禁止し、
    前記設定値は、基準となる絶対方位と前記第2の操作部により設定される基準との間の角度である補正角度を含み、
    前記作業装置の作動する方位は、前記第2の操作部により設定される基準から前記第1の操作部の操作方向までの間の角度と、前記補正角度と、を加算して算出される絶対方位である遠隔操作端末。
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