JP7205965B1 - レバーを動かす機械、および、その機械に接続されるコンピュータ - Google Patents

Abstract

機械は、第１方向および第１方向に直交する第２方向に移動可能なレバーを動かす。この機械は、第１ロッド、第２ロッド、コネクタ、第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを含む。第１ロッドは、第１近端と第１近端の反対の第１遠端とを有する。第２ロッドは、第２近端と第２近端の反対の第２遠端とを有する。第２ロッドは、第１ロッドと並んで配されている。コネクタは、第１部位、第２部位および第３部位を有する。第１部位は第１近端に第１ジョイントを介して連結される。第２部位は第２近端に第２ジョイントを介して連結される。第３部位はレバーに接続可能である。第１アクチュエータは、第１遠端に第３ジョイントを介して連結される。第１アクチュエータは、第１遠端を第１可動経路に沿って動かす。第２アクチュエータは、第２遠端に第４ジョイントを介して連結される。第２アクチュエータは、第２遠端を第１可動経路に略平行な第２可動経路に沿って動かす。

Description

本開示は、レバーを動かす機械、および、その機械に接続されるコンピュータに関する。

特許文献１は、パワーショベルの操作レバーに装着された遠隔操作装置を開示している。操作レバーは、支点を中心として前後左右に傾動可能である。遠隔操作装置は、第１アクチュエータから前後方向に沿う力を受けて操作レバーを前後方向に移動させる前後ガイドと、第２アクチュエータから左右方向に沿う力を受けて操作レバーを左右方向に移動させる左右ガイドを含む。

特許文献２は、パワーショベルの操作レバーに装着された遠隔操作装置を開示している。操作レバーは、動作支点を中心として前後左右に傾動可能である。遠隔操作装置は、第１アクチュエータから前後方向に沿う力を受けて操作レバーを前後方向に移動させる動力伝達部材を含む。この動力伝達部材は、また、第２アクチュエータから左右方向に沿う力を受けて操作レバーを左右方向にも移動させる。

特許第６６４１２１１号 国際公開２０１９／０３９５４６号

本開示の一態様に係る機械は、第１方向および第１方向に直交する第２方向に移動可能なレバーを動かす。この機械は、第１ロッド、第２ロッド、コネクタ、第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを含む。第１ロッドは、第１近端と第１近端の反対の第１遠端とを有する。第２ロッドは、第２近端と第２近端の反対の第２遠端とを有する。第２ロッドは、第１ロッドと並んで配されている。コネクタは、第１部位、第２部位および第３部位を有する。第１部位は第１近端に第１ジョイントを介して連結される。第２部位は第２近端に第２ジョイントを介して連結される。第３部位はレバーに接続可能である。第１アクチュエータは、第１遠端に第３ジョイントを介して連結される。第１アクチュエータは、第１遠端を第１可動経路に沿って動かす。第２アクチュエータは、第２遠端に第４ジョイントを介して連結される。第２アクチュエータは、第２遠端を第１可動経路に略平行な第２可動経路に沿って動かす。

本開示の別の態様に係る機械は、第１方向および第１方向に直交する第２方向に移動可能なレバーを動かす。この機械は、動力伝達機構、第１アクチュエータおよび第２アクチュエータを含む。動力伝達機構は、第１入力部、第２入力部、出力部および変換器を含む。第１入力部は、第１可動経路に沿って移動可能である。第２入力部は、第１可動経路に略平行な第２可動経路に沿って移動可能である。出力部は、レバーに接続可能である。変換器は、第１入力部の第１可動経路に沿う移動および第２入力部の第２可動経路に沿う移動を合成して出力部の第１方向および第２方向に沿う移動に変換する。第１アクチュエータは、第１入力部に連結される。第１アクチュエータは、第１可動経路に沿って第１入力部を動かす。第２アクチュエータは、第２入力部に連結される。第２アクチュエータは、第２可動経路に沿って第２入力部を動かす。

本開示の一態様に係るコンピュータは、上記の機械および遠隔インターフェイスに接続される。遠隔インターフェイスは、第１方向に対応する第５方向および第２方向に対応する第６方向へのユーザによる操作を検知可能である。コンピュータは、第１パラメータと第２パラメータとの関係を示す関係情報を保存する。第１パラメータは、操作の第５方向に沿う第１成分および操作の第６方向に沿う第２成分を含む。第２パラメータは、第１可動経路に沿う移動を示す第３成分および第２可動経路に沿う移動を示す第４成分を含む。コンピュータは、第１パラメータを遠隔インターフェイスから受ける。コンピュータは、第１パラメータを受けて、第１パラメータと関係情報に基づいて第２パラメータを決定する。コンピュータは、第２パラメータの第３成分を示す第１コマンドを生成する。コンピュータは、第２パラメータの第４成分を示す第２コマンドを生成する。コンピュータは、第１コマンドを第１アクチュエータに送信する。コンピュータは、第２コマンドを第２アクチュエータに送信する。

本開示のさらに別の態様に係る機械は、運転キャビン内のフロア上に設置されたフロアに垂直な上下方向に延びる第１レバーを上下方向に直交する前後方向に動かすための機械である。この機械は、フロア上に配されるシャーシを備える。シャーシは、第１レバーから離れている。この機械は、シャーシに支持された第１回転モータを備える。第１回転モータは、上下方向に沿う第１回転シャフトを有する。この機械は、さらに、第１回転モータの回転に伴いフロアに略平行な第１面内で回転可能な第１回転アームを備える。第１回転アームは、第１回転シャフトに連結された第１内側端、および、第１内側端から第１回転シャフトの径方向に離れた第１外側端を有する。機械は、さらに、第１ロッドを備える。第１ロッドは、第１レバーに連結される第１遠端、および、第１外側端に第１ジョイントを介して連結された第１近端を有する。

図１は、本開示の第１実施形態に係る装置を示す斜視図である。 図２は、本開示の第１実施形態に係る装置の動きを示す概念図である。 図３は、本開示の第２実施形態に係る装置を示す斜視図である。 図４は、本開示の第３実施形態に係る装置を示す斜視図である。 図５は、本開示の第４実施形態に係るシステムを示すブロック図である。 図６は、本開示の第４実施形態に係るコンピュータを示すブロック図である。 図７は、本開示の第４実施形態に係るコンピュータに保存されるゲインテーブルを示す図である。 図８は、本開示の第５実施形態に係る初期キャリブレーションを示すフローチャートである。 図９は、特許文献１に開示された運転キャビンを示す斜視図である。 図１０は、特許文献１に開示された走行レバー・ペダルを動かす装置を示す側面図である。 図１１は、本開示の第６実施形態に係る機械を示す斜視図である。 図１２は、図１１に示された機械の展開斜視図である。 図１３は、図１２に示された機械の側面図である。 図１４は、本開示の第７実施形態に係る機械を示す斜視図である。 図１５は、本開示の第８実施形態に係る機械を含むシステムを示すブロック図である。 図１６は、本開示の第９実施形態に係る機械を示す斜視図である。

図１に示すように、ジョイスティック１０は、第１方向１４および第１方向１４に直交する第２方向１５に移動可能なレバー１１を有する。レバー１１は、支点１２でジョイスティックベース１３に固定されている。レバー１１は、支点１２を中心として、第１方向１４および第２方向１５に傾斜可能である。

ジョイスティック１０は、例えば、パワーショベル、ブルドーザまたはクレーンのような建設機械に設置されている。ジョイスティック１０は、これに限らず、例えば、航空宇宙、海事、医療、自動車、軍事、エンターテイメント、その他の産業に利用されてもよい。

機械２０は、レバー１１を動かすように構成されている。機械２０は、ジョイスティックベース１３に固定されるベースプレート２１を備える。ベースプレート２１は、例えば、ジョイスティックベース１３にボルトにより取付けられる。

機械２０は、ベースプレート２１に取付けられた第１アクチュエータ６０を備える。第１アクチュエータ６０は、ベースプレート２１に固定された固定部６１と、固定部６１に対して移動可能な可動部６２とを備える。図１に示すように、本実施形態では、可動部６２は、直線状の第１可動軸６４に沿って直線的に移動する。第１アクチュエータ６０は、例えば、回転モータおよび回転モータの回転運動を直線運動に変換するボールねじを備える。これに代えて、第１アクチュエータ６０は、例えば、リニアモータを備えてもよい。第１アクチュエータ６０は、さらに、可動部６２に固定された延長片６３を備えてもよい。

機械２０は、さらに、ベースプレート２１に取付けられた第２アクチュエータ７０を備える。第２アクチュエータ７０は、第１アクチュエータ６０と同じでもよく、異なっていてもよい。本実施形態では、第２アクチュエータ７０は、第１アクチュエータ６０と同じである。すなわち、第２アクチュエータ７０は、第１アクチュエータ６０と同様に、固定部７１、可動部７２および延長片７３を備える。可動部７２は、直線状の第２可動軸７４に沿って直線的に移動する。

第２アクチュエータ７０は、第１アクチュエータ６０と略平行に配置されている。すなわち、第２可動軸７４は、第１可動軸６４に略平行である。本開示では、「略平行」の用語は、０度から４５度までの角度の範囲を意味する。

第２アクチュエータ７０は、第１アクチュエータ６０に並んで配置されていてもよい。本実施形態では、第２アクチュエータ７０は、第２方向１５に沿って第１アクチュエータ６０の隣に配置されている。ただし、これに限らず、第２アクチュエータ７０は、第１方向１４に沿って第１アクチュエータ６０の隣に配置されてもよく、これ以外の方向に沿って第１アクチュエータ６０の隣に配置されてもよい。

機械２０は、さらに、第１ロッド３０を備える。第１ロッド３０は、例えば、鉄系金属、非鉄金属、樹脂、炭素繊維、ガラス繊維、または、これらの複合材からなる。第１ロッド３０は、第１近端３１と第１近端３１の反対の第１遠端３２とを有する。第１遠端３２は、第３ジョイント３４を介して第１アクチュエータ６０に連結されている。第１アクチュエータ６０は、第１遠端３２を第１可動経路２７に沿って動かす。本実施形態では、第１可動経路２７は、第１可動軸６４と平行であり、直線に沿う。

機械２０は、さらに、第２ロッド４０を備える。第２ロッド４０は、寸法および素材に関して第１ロッド３０と同じでもよく、異なっていてもよい。本実施形態では、第２ロッド４０は、寸法および素材に関して第１ロッド３０と同じである。第２ロッド４０は、第１ロッド３０に並んで配置されている。本実施形態では、第２ロッド４０は、第１ロッド３０に略平行である。第２ロッド４０は、第２近端４１と、第２近端４１の反対の第２遠端４２とを有する。第２遠端４２は、第４ジョイント４４を介して第２アクチュエータ７０に連結されている。第２アクチュエータ７０は、第２遠端４２を第２可動経路２８に沿って動かす。第２可動経路２８は、第１可動経路２７と略平行である。本実施形態では、第２可動経路２８は、第２可動軸７４と平行であり、直線に沿う。

機械２０は、さらに、コネクタ５０を備える。コネクタ５０は、第１部位５１、第２部位５２、および、第３部位５３を有する。第１部位５１は、第１近端３１に第１ジョイント３３を介して連結されている。第２部位５２は、第２近端４１に第２ジョイント４３を介して連結されている。第３部位５３は、レバー１１に接続可能に構成されている。第３部位５３は、例えば、クランプ、クリップ、ボルトおよびナットのような機械的締結具によりレバー１１を接続してもよい。これに代えて、または、これに加えて、第３部位５３は、例えば、接着剤のような化学的締結材によりレバー１１を接続してもよい。

第１ジョイント３３は、例えば、ボールジョイント、ユニバーサルジョイント、その他の少なくとも２つの可動軸を有するジョイントであってもよい。第２ジョイント４３、第３ジョイント３４および第４ジョイント４４は、第１ジョイント３３と同じでもよく、異なっていてもよい。本実施形態では、第１ジョイント３３、第２ジョイント４３、第３ジョイント３４および第４ジョイント４４は、いずれもボールジョイントである。

本実施形態では、第１遠端３２は、延長片６３に連結されている。延長片６３の長さは、第１遠端３２が第１可動経路２７上で最適な可動範囲で動くように設計される。同様に、第２遠端４２は、延長片７３に連結されている。延長片７３の長さは、第２遠端４２が第２可動経路２８上で最適な可動範囲で動くように設計される。

第１ロッド３０は、第１近端３１と第１遠端３２とを結ぶ第１中心軸３５を有する。第２ロッド４０は、第２近端４１と第２遠端４２とを結ぶ第２中心軸４５を有する。第１中心軸３５および第１可動経路２７を含む第１平面と第２中心軸４５および第２可動経路２８を含む第２平面との間の空間２９が規定される。第１アクチュエータ６０および第２アクチュエータ７０は、空間２９内に配されていてもよい。

上述のように、コネクタ５０は、第１部位５１、第２部位５２、および、第３部位５３を有する。第３部位５３は、第１部位５１から第１距離だけ離れ、第２部位５２から第２距離だけ離れている。第２距離は、第１距離と同じでもよく、異なっていてもよい。本実施形態では、第３部位５３は、第１部位５１と第２部位５２との間に位置し、第１部位５１と第２部位から等距離に位置している。

機械２０は、２入力１出力の動力伝達機構２２を備えていると表現され得る。動力伝達機構２２は、第１入力部２３、第２入力部２４、出力部２５および変換器２６を備える。第１入力部２３は、第１可動経路２７に沿って移動可能である。第２入力部２４は、第２可動経路２８に沿って移動可能である。出力部２５は、レバー１１に接続可能である。変換器２６は、第１入力部２３の第１可動経路２７に沿う移動および第２入力部２４の第２可動経路２８に沿う移動を合成して出力部２５の第１方向１４および第２方向１５に沿う移動に変換する。変換器２６の具体的な構造は、第１ロッド３０、第２ロッド４０およびコネクタ５０でもよく、これと異なっていてもよい。例えば、変換器２６は、ワイヤ、チェーン、ギア、その他の機械部品を含み得る。例えば、変換器２６は、レバー１１を第１方向１４に挟む第１ガイド対と、レバー１１を第２方向１５に挟む第２ガイド対と、第１ガイド対および第２ガイド対に連結されたベースと、を含んでいてもよい。

図２の（ａ）～（ｄ）は、機械２０の動作原理を例示している。図２の（ａ）に示すように、第１ロッド３０は、第１遠端３２において第１アクチュエータ６０に支持され、第１近端３１においてコネクタ５０に連結されている。第２ロッド４０は、第２遠端４２において第２アクチュエータ７０に支持され、第２近端４２においてコネクタ５０に連結されている。コネクタ５０は、レバー１１を介して支点１２に支持されている。

図２の（ａ）に示すように、第１アクチュエータ６０は、第１可動経路２７に沿う上向きの動力６５を第１ロッド３０に与える。同時に、第２アクチュエータ７０は、第２可動経路２８に沿う上向きの動力７５を第２ロッド４０に与える。第１ロッド３０は、動力６５をコネクタ５０に伝達する。第２ロッド４０は、動力７５をコネクタ５０に伝達する。コネクタ５０は、動力６５および動力７５を合成して、第１方向１４の第１の向き（例えば、後向き）の動力１６を生成し、レバー１１に動力１６を付与する。つまり、上向きの動力６５および上向きの動力７５のコンビネーションが、第１方向１４の第１の向きの動力１６を生成する。

図２の（ｂ）に示すように、下向きの動力６６および下向きの動力７６のコンビネーションは、第１方向１４の第１の向きとは逆の第２の向き（例えば、前向き）の動力１７を生成する。

図２の（ｃ）に示すように、上向きの動力６５および下向きの動力７６のコンビネーションは、第２方向１５の第３の向き（例えば、右向き）の動力１８を生成する。

図２の（ｄ）に示すように、下向きの動力６６および上向きの動力７５のコンビネーションは、第２方向１５の第３の向きとは逆の第４の向き（例えば、左向き）の動力１９を生成する。

上述のように、第１アクチュエータ６０および第２アクチュエータ７０の動力の向きおよび強度は、レバー１１に付与される動力１６～１８の向きおよび強度に関係する。ただし、この関係は、機械２０内の要素（第１ロッド３０、第２ロッド４０、コネクタ５０、第１アクチュエータ６０、第２アクチュエータ７０）の寸法および配置に依存し得る。したがって、上記関係は、図２の（ａ）～（ｄ）の例に限られない。例えば、図２の（ｃ）では、上向きの動力６５および下向きの動力７６のコンビネーションが、第２方向１５の第３の向きの動力１８を生成している。しかし、機械２０内の要素の寸法および配置によっては、上向きの動力６５および上向きの動力７５のコンビネーション（ただし動力６５は動力７５よりも高強度）が動力１８を生成し得る。または、下向きの動力６６および下向きの動力７６のコンビネーション（ただし動力６６は動力７６よりも低強度）が動力１８を生成し得る。

図３に示すように、第１アクチュエータ６０は、回転モータであってもよい。第１アクチュエータ６０は、第１遠端３２を第1可動経路２７に沿って動かす。第２アクチュエータ７０は、第１アクチュエータ６０と同様に、回転モータであってもよい。第２アクチュエータ７０は、第２遠端４２を第２可動経路２８に沿って動かす。第２可動経路２８は、第１可動経路２７に略平行である。

第１可動経路２７は、第１曲率半径を有する円弧に沿ってもよい。第２可動経路２８は、第２曲率半径を有する円弧に沿ってもよい。第２曲率半径は、第１曲率半径と同じでもよく、異なっていてもよい。本実施形態では、第２曲率半径は、第１曲率半径と同じである。

第１アクチュエータ６０は、例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、直流モータ、その他のモータである。第１アクチュエータ６０は、減速機を含むギアードモータでもよく、減速機を含まないダイレクトドライブモータでもよい。本実施形態では、第1アクチュエータ６０は、ダイレクトドライブモータである。第２アクチュエータ７０は、第１アクチュエータ６０と同じでもよく、異なっていてもよい。本実施形態では、第２アクチュエータ７０は、ダイレクトドライブモータである。

第１アクチュエータ６０は、バックドライバビリティを有してもよい。言い換えると、第１アクチュエータ６０は、第１アクチュエータ６０が非アクティブである場合に、レバー１１に付与された強制力に基づく第１遠端３２の第１可動経路２７に沿う動きを許容してもよい。第２アクチュエータ７０は、第１アクチュエータ６０と同様に、バックドライバビリティを有してもよい。言い換えると、第２アクチュエータ７０は、第２アクチュエータ７０が非アクティブである場合に、レバー１１に付与された強制力に基づく第２遠端４２の第２可動経路２８に沿う動きを許容してもよい。非アクティブとは、モータがモータドライバからモータ電流を受けていない状況をいう。一般に、ダイレクトドライブモータは、バックドライバビリティを有する。バックドライバビリティにより、レバー１１が機械２０に接続されたままで、オペレータからの手動の操作を受けることができる。

図１に示された機械２０と同様に、図３に示される機械２０でも空間２９が定義される。第１アクチュエータ６０および第２アクチュエータ７０は、空間２９内に配されていてもよい。第２アクチュエータ７０は、第２方向１５に沿って第１アクチュエータ６０の隣に配置されてもよい。

図４に示すように、第２アクチュエータ７０は、第１アクチュエータ６０よりもレバー１１の近くに配置されてもよい。本実施形態では、第２ロッド４０は、第１ロッド３０よりも短い。

図５は、上述の機械を応用したシステム１００を例示する。システム１００は、オペレータによるパワーショベル９０の遠隔操作を可能とする。

システム１００は、パワーショベル９０を備える。パワーショベル９０は、例えば、４つの可動軸、すなわち、クローラと運転席との間の旋回軸９１、運転席とブームとの間の関節軸９２、ブームとアームとの間の関節軸９３、および、アームとバケットとの間の関節軸９４を含む。旋回軸９１は、運転席の左旋回および右旋回を可能とする。関節軸９２は、ブームの上下を可能とする。関節軸９３は、アームのダンプ・掘削を可能とする。関節軸９４は、バケットのダンプ・掘削を可能とする。

パワーショベル９０は、左ジョイスティック１０ａおよび右ジョイスティック１０ｂを備える。左ジョイスティック１０ａおよび右ジョイスティック１０ｂは、いずれも図１、３、４に示されるジョイスティック１０と同じである。左ジョイスティック１０ａは、第１方向１４および第２方向１５の２軸の操作を提供する。右ジョイスティック１０ｂは、左ジョイスティック１０ａと同様に、２軸の操作を提供する。パワーショベル９０の４つの可動軸のそれぞれは、左ジョイスティック１０ａおよび右ジョイスティック１０ｂの合計４軸にそれぞれ割り当てられる。この割り当てパターンは、建設機械の会社または建設機械の機種に依存する。

ある例では、左ジョイスティック１０ａの第１方向１４は、運転席の左旋回・右旋回を担当し、左ジョイスティック１０ａの第２方向１５は、アームのダンプ・掘削を担当し、右ジョイスティック１０ｂの第１方向１４は、ブームの上下を担当し、右ジョイスティック１０ｂの第２方向１５は、バケットのダンプ・掘削を担当する。

別の例では、左ジョイスティック１０ａの第１方向１４は、バケットのダンプ・掘削を担当し、左ジョイスティック１０ａの第２方向１５は、ブームの上下を担当し、右ジョイスティック１０ｂの第１方向１４は、運転席の左旋回・右旋回を担当し、右ジョイスティック１０ｂの第２方向１５は、アームのダンプ・掘削を担当する。

システム１００は、さらに、左ジョイスティック１０ａに接続された機械２０ａおよび右ジョイスティック１０ｂに接続された機械２０ｂを備える。機械２０ａおよび機械２０ｂは、図１、３、４に示される機械２０と同じである。

システム１００は、さらに、遠隔インターフェイス１０８を備える。遠隔インターフェイス１０８は、オペレータによる手動の操作を受け付ける。

遠隔インターフェイス１０８は、例えば、左ジョイスティック１０５ａおよび右ジョイスティック１０５ｂであってもよい。左ジョイスティック１０５ａは、第１方向１４に対応する第５方向および第２方向１５に対応する第６方向へのオペレータによる操作を検知可能である。右ジョイスティック１０５ｂは、左ジョイスティック１０５ａと同じであってもよい。

遠隔インターフェイス１０８は、例えば、ゲーミングコントローラ１０６であってもよい。ゲーミングコントローラ１０６は、第１方向キー１０６ａと第２方向キー１０６ｂを備える。第1方向キー１０６ａは、第１方向１４に対応する第５方向および第２方向１５に対応する第６方向へのオペレータによる操作を検知可能である。第２方向キー１０６ｂは、第1方向キー１０６ａと同じであってもよい。

遠隔インターフェイス１０８は、例えば、タッチスクリーンデバイス１０７であってもよい。タッチスクリーンデバイス１０７は、第1バーチャル方向キー１０７ａおよび第２バーチャル方向キー１０７ｂを提供する。第1バーチャル方向キー１０７ａは、第１方向１４に対応する第５方向および第２方向１５に対応する第６方向へのオペレータによる操作を検知可能である。第２バーチャル方向キー１０７ｂは、第１バーチャル方向キー１０７ａと同じでもよい。

システム１００は、さらに、ディスプレイ１０２を備えてもよい。ディスプレイ１０２は、パワーショベル９０の運転席からの景色をリアルタイムに表示する運転席ビューをオペレータに提供してもよい。オペレータは、運転席ビューを見ながら、遠隔インターフェイス１０８を操作してもよい。

システム１００は、インターネット１０４に接続されたコンピュータ９５、コンピュータ１０１およびコンピュータ１０３を備えてもよい。コンピュータ９５は、パワーショベル９０内に配されている。コンピュータ１０１は、遠隔操作室内に配されている。コンピュータ１０３は、クラウドサーバである。

図６は、遠隔インターフェイス１０８からレバー１１までの一連の情報および動力の流れを示す。同図では、遠隔インターフェイス１０８は、例えば、右ジョイスティック１０５ｂである。レバー１１は、例えば、右ジョイスティック１０ｂのレバーである。この一連の情報および動力の流れは、予め決められたサンプリング周期で繰り返されてもよい。

遠隔インターフェイス１０８は、オペレータによる操作量を反映する第１パラメータを検出する。第１パラメータは、第５方向に沿う第１成分および第６方向に沿う第２成分を含む。本実施形態では、第１パラメータは、傾斜角である。第１成分は、第５方向に沿う傾斜角θ１である。第２成分は、第６方向に沿う傾斜角θ２である。ただし、第１パラメータは、傾斜角に代えて、角速度、位置座標、圧力、その他のオペレータによる遠隔インターフェイス１０８の操作量を反映する物理量でもよい。

コンピュータ１０９は、第１パラメータを遠隔インターフェイス１０８から受ける。コンピュータ１０９は、図５に示されたコンピュータ９５、１０１、１０３のいずれか、または、それらの少なくとも２つの集合体であってもよい。

コンピュータ１０９は、第１パラメータと第２パラメータとの関係を示す関係情報を保存している。第１パラメータは、オペレータによる遠隔インターフェイス１０８の操作量を反映する。第２パラメータは、第１アクチュエータ６０および第２アクチュエータ７０のそれぞれの移動量を反映する。具体的には、第２パラメータは、第１可動経路２７に沿う移動を示す第３成分および第２可動経路２８に沿う移動を示す第４成分を含む。本実施形態では、第２パラメータは、目標位置を含む。第３成分は、第１アクチュエータ６０の可動部６２の目標位置Ｐｔ１である。第４成分は、第２アクチュエータ７０の可動部７２の目標位置Ｐｔ２である。ただし、第２パラメータは、位置に代えて、または、位置に加えて、トルク、モータ電流、速度、角度、角速度、その他の第１アクチュエータ６０および第２アクチュエータ７０により受け入れ可能な物理量であってもよい。関係情報は、演算式の形態で保存されていてもよく、テーブルの形態で保存されていてもよい。

コンピュータ１０９は、遠隔インターフェイス１０８から受けた第１パラメータおよびコンピュータ１０９に保存されている関係情報に基づいて、第２パラメータを決定する。第２パラメータは、第３成分および第４成分を含む。

コンピュータ１０９は、第２パラメータの第３成分を示す第１コマンドを生成し、第１コマンドを第１アクチュエータ６０に送信する。本実施形態では、第３成分は、目標位置Ｐｔ１である。コンピュータ１０９は、第２パラメータの第４成分を示す第２コマンドを生成し、第２コマンドを第２アクチュエータに送信する。本実施形態では、第４成分は目標位置Ｐｔ２である。

第１コマンドは、さらに、第１アクチュエータ６０の可動部６２の目標速度Ｖｔ１を含んでもよい。第２コマンドは、さらに、第２アクチュエータ７０の可動部７２の目標速度Ｖｔ２を含んでもよい。例えば、コンピュータ１０９は、第１アクチュエータ６０から現在位置Ｐｃ１を示す位置信号を受ける。コンピュータ１０９は、第２アクチュエータ７０から現在位置Ｐｃ２を示す位置信号を受ける。コンピュータ１０９は、現在位置Ｐｃ１および目標位置Ｐｔ１に基づいて目標速度Ｖｔ１を算出する。コンピュータ１０９は、現在位置Ｐｃ２および目標位置Ｐｔ２に基づいて目標速度Ｖｔ２を算出する。

第１アクチュエータ６０は、第１コマンドに従い可動部６２を動かす。第２アクチュエータ７０は、第２コマンドに従い可動部７２を動かす。例えば、可動部６２は、目標位置Ｐｔ１まで目標速度Ｖｔ１で動く。可動部７２は、目標位置Ｐｔ２まで目標速度Ｖｔ２で動く。

動力伝達機構２２は、第１アクチュエータ６０および第２アクチュエータ７０から受けた動力をレバー１１に伝達する。レバー１１は、動力伝達機構２２から動力を受けて、第１方向１４では傾斜角θ１まで傾斜し、第２方向１５では傾斜角θ２まで傾斜する。

なお、上記関係情報は、第１成分に適用されるゲインおよび第２成分に適用されるゲインを含んでもよい。ゲインは、第３成分および第４成分に影響を与える。例えば、大きなゲインは、大きな第３成分および第４成分を生成する。第１成分に適用されるゲインは、第２成分に適用されるゲインと同じでもよく、異なっていてもよい。また、第１成分は、第１の値（例えば、負の値）と、原点を挟んで第１の値とは反対の第２の値（例えば、正の値）とを取り得る。原点は、遠隔インターフェイス１０８の中立点により定義される。第１の値に適用されるゲインは、第２の値に適用されるゲインと同じでもよく、異なっていてもよい。第２成分は、第１成分と同様に、第３の値（例えば、負の値）と、原点を挟んで第３の値とは反対の第４の値（例えば、正の値）とを取り得る。第３の値に適用されるゲインは、第４の値に適用されるゲインと同じでもよく、異なっていてもよい。

図７は、ゲインテーブルを例示する。ゲインテーブルは、水平方向に第１ゲイン（θ１、負）、第２ゲイン（θ１、正）、第３ゲイン（θ２、負）および第４ゲイン（θ２、正）を含む。ゲインテーブルは、垂直方向に、感度に関して、低ゲイン、標準ゲインおよび高ゲインを含む。

例えば、同じ感度であれば、第１ゲイン（例えば、Ｇ１１：０．１）は、第２ゲイン（例えば、Ｇ１２：０．２）と異なる。第１ゲインは、第１パラメータ（本実施形態では、傾斜角）から得られる第２パラメータ（本実施形態では、目標位置）に第１の影響を与える。第２ゲインは、第１パラメータから得られる第２のパラメータに第１の影響とは異なる第２の影響を与える。コンピュータ１０９は、第１成分が第１の値のときに第１ゲインを関係情報に代入し、第１成分が第２の値のときに第２ゲインを関係情報に代入してもよい。その結果として、遠隔インターフェイス１０８の第５方向に沿う操作量が絶対値的には同じであっても、正負の符号が異なる場合、レバー１１に付与される動力の強度が異なり得る。

また、例えば、同じ感度であれば、第３ゲイン（例えば、Ｇ１３：０．２）は、第４ゲイン（例えば、Ｇ１４：０．２）と同じである。第３ゲインは、第１パラメータから得られる第２パラメータに第３の影響を与える。第４ゲインは、第１パラメータから得られる第２パラメータに第３の影響と同じ第４の影響を与える。コンピュータ１０９は、第２成分が第３の値のときに第３ゲインを関係情報に代入し、第２成分が第４の値のときに第４ゲインを関係情報に代入してもよい。その結果として、遠隔インターフェイス１０８の第６方向に沿う操作量の絶対値が同じで正負の符号が異なる場合であっても、レバー１１に付与される動力の強度が等しくなり得る。

例えば、パワーショベル９０のブームの下向きの移動は、上向きの移動よりも弱い力で足りる。第１ゲインは、ブームの下向きの移動に割り当てられてもよい。第２ゲインは、ブームの上向きの移動に割り当てられてもよい。また、パワーショベル９０の左旋回は、右旋回と同じ力を要する。第３ゲインは、パワーショベル９０の左旋回に割り当てられてもよい。第４ゲインは、パワーショベル９０の右旋回に割り当てられてもよい。

また、上述の通り、パワーショベル９０の４つの可動軸は、それぞれ２つの２軸ジョイスティックに割り当てられる。この割り当てパターンは、建設機械の会社または建設機械の機種に依存する。コンピュータ１０９は、会社または機種ごとにゲインテーブルを保存し、適切に選択されたゲインテーブルを利用してもよい。例えば、図５に示すように、ディスプレイ１０２は、機種を選択するための機種選択メニュー１１１を提供してもよい。コンピュータ１０９は、機種選択メニュー１１１を通じてオペレータによる機種の選択を受け、選択された機種に紐づけられたゲインテーブルを利用してもよい。

上述の通り、ゲインテーブルは、垂直方向に、感度に関して、低ゲイン、標準ゲインおよび高ゲインを含む。例えば、低ゲイン（例えば、Ｇ１１：０．１）は、標準ゲイン（例えば、Ｇ２１：０．１５）よりも小さい。標準ゲイン（例えば、Ｇ２１：０．１５）は、高ゲイン（例えば、Ｇ３１：０．２）よりも小さい。

感度は、オペレータによる遠隔インターフェイス１０８の第１操作量に対する機械２０によるレバー１１の第２操作量の相対的な大きさを指標する。例えば、高い感度は、小さな第１操作量から大きな第２操作量を生成する。

感度は、オペレータにより選択されてもよい。例えば、図５に示すように、ディスプレイ１０２は、感度を調整するための感度調整メニュー１１０を提供してもよい。感度調整メニュー１１０は、本実施形態では、ディスプレイ１０２に表示されたスライダである。コンピュータ１０９は、感度調整メニュー１１０を通じてオペレータによる感度の選択を受け、選択された感度に従ってゲインテーブルからゲインを決定してもよい。

コンピュータ１０９は、機械２０がレバー１１を精度よく操作するための初期キャリブレーションを実行してもよい。図８は、初期キャリブレーションのプロセスを例示する。

ステップＳ１０１では、コンピュータ１０９は、機械２０を駆動してレバー１１に第１方向の第１の向きに第１動力１６を付与し、レバー１１の第１方向の第１の向きの第１移動量を検出する。例えば、第１動力１６は、図２の（ａ）に示すように、第１アクチュエータ６０の上向きの動力６５および第２アクチュエータ７０の上向きの動力７５のコンビネーションにより生成される。第１移動量は、例えば、第１アクチュエータ６０の移動量および第２アクチュエータ７０の移動量により算出されてもよい。第１アクチュエータ６０の移動量は、第１アクチュエータ６０に設けられたセンサにより検出されてもよい。第２アクチュエータ７０の移動量は、第２アクチュエータ７０に設けられたセンサにより検出されてもよい。あるいは、第１移動量は、レバー１１に設けられたセンサにより検出されてもよい。

ステップＳ１０２では、コンピュータ１０９は、機械２０を駆動してレバー１１に第１方向の第２の向きに第２動力１７を付与し、レバー１１の第１方向の第２の向きの第２移動量を検出する。例えば、第２動力１７は、図２の（ｂ）に示すように、第１アクチュエータ６０の下向きの動力６６および第２アクチュエータ７０の下向きの動力７６のコンビネーションにより生成される。

ステップＳ１０３では、コンピュータ１０９は、機械２０を駆動してレバー１１に第２方向の第３の向きに第３動力１８を付与し、レバー１１の第２方向の第３の向きの第３移動量を検出する。例えば、第３動力１８は、図２の（ｃ）に示すように、第１アクチュエータ６０の上向きの動力６５および第２アクチュエータ７０の下向きの動力７６のコンビネーションにより生成される。

ステップＳ１０４では、コンピュータ１０９は、機械２０を駆動してレバー１１に第２方向の第４の向きに第４動力１９を付与し、レバー１１の第２方向の第４の向きの第４移動量を検出する。例えば、第４動力１９は、図２の（ｄ）に示すように、第１アクチュエータ６０の下向きの動力６６および第２アクチュエータ７０の上向きの動力７５のコンビネーションにより生成される。

ステップＳ１０５では、コンピュータ１０９は、第１アクチュエータ６０および第２アクチュエータ７０を非アクティブ化し、レバー１１の基準位置を検出する。本実施形態では、第１アクチュエータ６０および第２アクチュエータ７０は、バックドライバビリティを有する。加えて、レバー１１は、バネにより中立位置に自動で戻る。第１アクチュエータ６０および第２アクチュエータ７０の非アクティブ化により、レバー１１は、中立位置に戻る。このとき、コンピュータ１０９は、レバー１１の位置を基準位置として検出する。

ステップＳ１０６では、コンピュータ１０９は、初期キャリブレーションを実施する。具体的には、コンピュータ１０９は、第１動力１６、第２動力１７、第１移動量、第２移動量および基準位置に基づいて、第１方向の動力と第１方向の位置との間の第１相関関係を特定する。加えて、コンピュータ１０９は、第３動力１８、第４動力１９、第３移動量、第４移動量および基準位置に基づいて、第２方向の動力と第２方向の位置との間の第２相関関係を特定する。第１相関関係および第２相関関係を利用することで、コンピュータ１０９は、要求される位置へとレバー１１を精度よく動かすための第１アクチュエータ６０の動力および第２アクチュエータ７０の動力を決定する。

本開示は、さらに、運転キャビン内のフロア上に設置されたフロアに垂直な上下方向に延びる第１レバーを上下方向に直交する前後方向に動かすための機械を提供する。

特許文献１は、図９および図１０に示すように、パワーショベルの走行レバー・ペダル（第１レバー８９１、第２レバー８９２）に装着された遠隔操作装置９００を開示している。第１レバー８９１は、支点を中心として前後方向８９４に傾動可能である。遠隔操作装置９００は、運転キャビン８９０内のフロア８９３上に配置されている。遠隔操作装置９００は、フロア８９３上に配された回転モータ９０２を備える。回転モータ９０２は、左右方向８９６に沿う回転シャフト９０３を有する。遠隔操作装置９００は、さらに、駆動ベルト９０４を介して回転シャフト９０３の回転を受け、左右方向８９６に沿う駆動軸９０５を中心にして上下方向８９５に搖動するリンク９０６を備える。第１レバー８９１は、リンク９０６の搖動を受けて前後方向８９４に動く。

図９に示すように、運転キャビン８９０は、前後方向８９４および左右方向８９６に広がるフロア８９３を備える。運転キャビン８９０は、さらに、フロア８９３上に設置された第１レバー８９１および第２レバー８９２を備える。第１レバー８９１は、上下方向８９５に延びており、前後方向８９４に傾動可能である。第２レバー８９２は、第１レバー８９１と同様に、上下方向８９５に延びており、前後方向８９４に傾動可能である。第２レバー８９２は、第１レバー８９１から左右方向８９６に離れて配置されている。

左右方向８９６は、前後方向８９４に直交する。上下方向８９５は、左右方向８９６および前後方向８９４に直交する。上下方向８９５は、フロア８９３に垂直である。

運転キャビン８９０は、さらに、第１レバー８９１および第２レバー８９２から前後方向８９４に離れた運転シート８９７を備える。運転キャビン８９０は、さらに、オペレータが運転キャビン８９０内に乗降するための乗降口８９８を備える。

運転キャビン８９０は、例えば、パワーショベル、ブルドーザまたはクレーンのような建設機械に設置されている。ただし、運転キャビン８９０は、これに限らず、例えば、航空宇宙、海事、医療、自動車、軍事、エンターテイメント、その他の産業に利用されてもよい。

本実施形態では、運転キャビン８９０は、パワーショベルに設置されている。パワーショベルは、例えば、左クローラ、右クローラ、ブーム、アームおよびバケット（あるいはバケットの代わりにグラップル）を備える。第１レバー８９１は、例えば、左クローラの前進および後退を制御するために利用される。第２レバー８９２は、例えば、右クローラの前進および後退を制御するために利用される。

第１レバー８９１および第２レバー８９２は、運転シート８９７に着席したオペレータにより前後方向８９４に動かされる。第１レバー８９１および第２レバー８９２は、さらに、フロア８９３上に配置された機械により前後方向８９４に動かされる。この機械は、運転キャビン８９０に後付けで取り付けられてもよい。

図１１に示すように、機械３００は、フロア８９３上に配されるシャーシ３１０を備える。本実施形態では、シャーシ３１０は、前後方向８９４に第１レバー８９１および第２レバー８９２から離れている。本実施形態では、シャーシ３１０は、ベース３１１、第１サポート３１２および第２サポート３１３を含む。ベース３１１は、フロア８９３に締結具により固定される。締結具は、例えば、スイッチにより磁気的吸引力の強度を変更可能な磁石ユニット、ボルト・ナット、その他の機械的締結具である。第１サポート３１２および第２サポート３１３は、ベース３１１に固定されている。

機械３００は、シャーシ３１０に支持された第１回転モータ３２０を備える。本実施形態では、第１回転モータ３２０は、第１サポート３１２により支持されている。図１２に示すように、第１回転モータ３２０は、上下方向８９５に沿う第１回転シャフト３２２を有する。

第１回転モータ３２０は、例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、直流モータ、その他のモータである。第１回転モータ３２０は、減速機を含むギアードモータでもよく、減速機を含まないダイレクトドライブモータでもよい。本実施形態では、第１回転モータ３２０は、ダイレクトドライブモータである。

機械３００は、さらに、シャーシ３１０に支持された第２回転モータ３３０を備える。本実施形態では、第２回転モータ３３０は、第１サポート３１２により支持されている。第２回転モータ３３０は、左右方向８９６に第１回転モータ３２０から離れて配置されている。図１２に示すように、第２回転モータ３３０は、上下方向８９５に沿う第２回転シャフト３２を有する。

第２回転モータ３３０は、第１回転モータ３２０と同様に、例えば、ステッピングモータ、サーボモータ、直流モータ、その他のモータである。第２回転モータ３３０は、第１回転モータ３２０と同じでもよく、異なっていてもよい。本実施形態では、第２回転モータ３３０は、ダイレクトドライブモータである。

機械３００は、さらに、第１回転モータ３２０の回転に伴い回転可能な第１回転アーム３４０を備える。図１２に示すように、第１回転アーム３４０は、フロア８９３に略平行な第１面内で回転可能である。第１回転アーム３４０は、第１内側端３４１、および、第１内側端３４１から第１回転シャフト３２２の径方向に離れた第１外側端３４２を有する。第１内側端３４１は、第１回転シャフト３２２に連結されている。略平行は、０度から４５度までの範囲内の角度をいう。第１回転アーム３４０は、例えば、鉄系金属、非鉄金属、樹脂、炭素繊維、ガラス繊維、または、これらの複合材からなる。

機械３００は、さらに、第２回転モータ３３０の回転に伴い回転可能な第２回転アーム３５０を備える。図１２に示すように、第２回転アーム３５０は、フロア８９３に略平行な第２面内で回転可能である。第２回転アーム３５０は、第２内側端３５１、および、第２内側端３５１から第２回転シャフト３３２の径方向に離れた第２外側端３５２を有する。第２内側端３５１は、第２回転シャフト３３２に連結されている。第２面は、第１面と同じでもよく、異なっていてもよい。本実施形態では、第２面は、第１面と同じである。第２回転アーム３５０は、例えば、鉄系金属、非鉄金属、樹脂、炭素繊維、ガラス繊維、または、これらの複合材からなる。

機械３００は、さらに、第１ロッド３６０を備える。第１ロッド３６０は、第１遠端３６１および第１近端３６２を有する。第１遠端３６１は、第１レバー８９１に連結される。第１近端３６２は、第１ジョイント３６３を介して第１外側端３４２に連結されている。第１ロッド３６０は、前後方向８９４に延びている。第１ロッド３６０は、第１回転アーム３４０から回転運動３４４を受け、この回転運動３４４を前後方向８９４に沿う直線運動３６４に変換し、直線運動３６４を第１レバー８９１に伝える。第１レバー８９１は、第１回転モータ３２０により駆動される。第１ロッド３６０は、例えば、鉄系金属、非鉄金属、樹脂、炭素繊維、ガラス繊維、または、これらの複合材からなる。

機械３００は、さらに、第２ロッド３７０を備える。第２ロッド３７０は、第２遠端３７１および第２近端３７２を有する。第２遠端３７１は、第２レバー８９２に連結される。第２近端３７２は、第２ジョイント３７３を介して第２外側端３５２に連結されている。第２ロッド３７０は、前後方向８９４に延びている。第２ロッド３７０は、第２回転アーム３５０から回転運動３５４を受け、この回転運動３５４を前後方向８９４に沿う直線運動３７４に変換し、直線運動３７４を第２レバー８９２に伝える。第２レバー８９２は、第２回転モータ３３０により駆動される。第２ロッド３７０は、例えば、鉄系金属、非鉄金属、樹脂、炭素繊維、ガラス繊維、または、これらの複合材からなる。

機械３００は、さらに、第１回転モータ３２０および第２回転モータ３３０に電気的に接続されたモータ駆動回路を含む回路ボックス３８０を備える。回路ボックス３８０は、シャーシ３１０に支持されている。本実施形態では、回路ボックス３８０は、第２サポート３１３により支持されている。このように回路ボックス３８０は、第１回転モータ３２０および第２回転モータ３３０と一体化されてもよい。この一体化は、機械３００の設置に要するユーザの手間を軽減する。

上述の通り、第１ロッド３６０は、第１レバー８９１に連結される第１遠端３６１を有する。第１遠端３６１は、例えば、クランプ、クリップ、ボルト・ナットのような機械的締結具により第１レバー８９１に連結されてもよい。これに代えて、または、これに加えて、第１遠端３６１は、例えば、接着剤のような化学的締結材により第１レバー８９１に連結されてもよい。第２ロッド３７０も同様である。

上述の通り、第１ロッド６０は、第１ジョイント６３を介して第１外側端４２に連結されている。第１ジョイント６３は、例えば、ロッドエンドジョイント、ユニバーサルジョイント、ボールジョイントなど、少なくとも１つの可動軸を有するジョイントであってもよい。第２ジョイント７３も同様である。

本実施形態では、第２ロッド３７０は、第１ロッド３６０と略平行に配されている。第２ロッド３７０は、左右方向８９６に第１ロッド３６０から第１の距離だけ離れている。第２回転モータ３３０は、左右方向８９６に第１回転モータ３２０から第２の距離だけ離れている。第２の距離は、第１の距離よりも大きい。ただし、これに限らず、第２の距離は、第１の距離よりも小さくてもよい。例えば、第２レバー８９２が、左右方向８９６に第１レバー８９１から比較的大きく離れていれば、第２の距離（モータ間距離）が第１の距離（ロッド間距離）よりも小さくてもよい。

上述の通り、機械３００は、フロア８９３上に配される。図１３に示すように、本実施形態では、機械３００は、前後方向８９４において第１レバー８９１と運転シート８９７との間に位置する。機械３００は、運転シート８９７に着席したオペレータの足元に位置することになる。機械３００は、上下方向８９５に高さを有する。この機械３００の高さは、オペレータの邪魔になりにくいように、運転シート８９７の上下方向８９５の高さよりも低くてもよい。

上述の通り、本実施形態では、シャーシ３１０は、第１サポート３１２および第２サポート３１３を含む。第１サポート３１２は、第１回転モータ３２０および第２回転モータ３３０が上下方向８９５における第１の位置に配されるように第１回転モータ３２０および第２回転モータ３３０を支持する。第２サポート３１３は、回路ボックス３８０が上下方向８９５における第２の位置に配されるように回路ボックス３８０を支持する。第２の位置は、第１の位置よりもフロア８９３に近い。

図１３に示すように、シャーシ３１０は、さらに、ベース３１１と第２サポート３１３との間に接続された免震部材３１４を備えてもよい。免震部材３１４は、例えば、ゴム、バネ、その他の機械的振動を吸収する部材である。免震部材３１４は、機械的振動がフロア８９３から回路ボックス３８０に伝わるのを防止または抑制する。

第１回転モータ３２０は、バックドライバビリティを有してもよい。言い換えると、第１回転モータ３２０は、第１回転モータ３２０が非アクティブである場合に、第１レバー８９１に付与された強制力に基づく第１ロッド３６０の前後方向８９４の動きを許容してもよい。非アクティブとは、第１回転モータ３２０がモータドライバからモータ電流を受けていない状況をいう。一般に、ダイレクトドライブモータは、バックドライバビリティを有する。バックドライバビリティにより、第１レバー８９１が機械３００に連結されたままで、オペレータからの手動の操作を受けることができる。同様に、第２回転モータ３３０は、バックドライバビリティを有してもよい。言い換えると、第２回転モータ３３０は、第２回転モータ３３０が非アクティブである場合に、第２レバー８９２に付与された強制力に基づく第２ロッド３７０の前後方向８９４の動きを許容してもよい。

図１１に示すように、本実施形態では、回路ボックス３８０は、第１パネル３８１と、第１パネル３８１に対向する第２パネル３８２を含む。第１パネル３８１は、左右方向８９６に略垂直である。第２パネル３８２は、左右方向８９６に略垂直で、左右方向８９６に第１パネル３８１から離れている。略垂直とは、４５度から９０度までの範囲内の角度をいう。

本実施形態では、機械３００が運転キャビン８９０内のフロア８９３上に配置されたとき、第１パネル３８１は運転キャビン８９０の乗降口８９８に向かう。このとき、第２パネル３８２は、左右方向８９６に乗降口８９８とは反対の壁に向かう。第１パネル３８１は、乗降口８９８に向かうので、比較的広い空間に面する。一方、第２パネル３８２は、乗降口８９８とは反対の壁に向かうので、第２パネル３８２と壁との間の隙間という比較的狭い空間に面する。第１パネル３８１は、オペレータによる手動操作を受けるスイッチ類３８３を備えてもよい。スイッチ類３８３は、例えば、主電源スイッチ、磁石ユニットの磁力を変更するためのスイッチである。オペレータは、比較的広い空間に面する第１パネル３８１に容易にアクセスすることができ、スイッチ類３８３を容易に操作できる。第２パネル３８２は、ケーブル類３８４を機械３００内から機械３００外に引き出すケーブルポートを備えてもよい。ケーブル類３８４は、例えば、電源ケーブル、信号ケーブル、油圧ホース、その他の機械３００内から機械３００外に引き出されるケーブルである。ケーブル類３８４は、オペレータの乗降の邪魔になりにくいように、乗降口８９８とは反対の壁に沿って引き回されてもよい。第２パネル３８２は、ケーブルポートを介してケーブル類３８４を壁に向かわせることができ、ケーブル類３８４の壁に沿う配置をしやすくできる。

上述の通り、回路ボックス３８０は、モータ駆動回路を含んでもよい。これに加えて、回路ボックス３８０は、通信回路および制御回路を含んでいてもよい。通信回路は、インターネット４８７を介して遠隔コントローラ４８３ａからの第１レバー８９１および第２レバー８９２の動作量を示す動作量情報を受け取る。制御回路は、動作量情報に基づいて第１回転モータ３２０および第２回転モータ３３０の回転量を示す回転量情報を算出し、回転量情報をモータ駆動回路に送信する。通信回路および制御回路は、遠隔コントローラによる機械３００の駆動を可能とする。

回路ボックス３８０は、さらに、電源回路、電圧変動対策回路を含んでもよい。電源回路は、パワーショベルに内蔵された発電機から電力を受けて、その電力をモータ駆動回路に供給する。電圧変動対策回路は、発電機から受けた電力の電圧を安定化する。電源回路および電圧変動対策回路は、バッテリーレスによる機械３００の駆動を可能とする。

図１４に示すように、機械３００は、さらにカバー３１５を備えてもよい。カバー３１５は、シャーシ３１０を覆い、第１ロッド３６０および第２ロッド３７０を通すための窓３１６を含んでもよい。カバー３１５は、シャーシ３１０を覆うことで、オペレータの乗降時にオペレータが機械３００の可動部品（第１回転モータ３２０、第２回転モータ３３０、第１回転アーム３４０、第２回転アーム３５０、第１ロッド３６０および第２ロッド３７０）に引っかかることを防止する。

図１５は、上述の機械３００を応用したシステム４８０を例示する。システム４８０は、オペレータによるパワーショベルの遠隔操作を可能とする。

システム４８０は、第１レバー８９１および第２レバー８９２を有するパワーショベルを備える。第１レバー８９１は、左クローラの前進および後退に対応する。第２レバー８９２は、右クローラの前進および後退に対応する。

システム４８０は、さらに、第１レバー８９１および第２レバー８９２に連結された機械３００を備える。

システム４８０は、さらに、遠隔コントローラ４８３ａを備える。遠隔コントローラ４８３ａは、オペレータによる手動の操作を受け付ける。

遠隔コントローラ４８３ａは、例えば、左ジョイスティック４８１ａおよび右ジョイスティック４８２ａであってもよい。左ジョイスティック４８１ａは、第１レバー８９１に対応し、前後方向へのオペレータによる操作を検知可能である。右ジョイスティック４８２ａは、第２レバー８９２に対応し、前後方向へのオペレータによる操作を検知可能である。

遠隔コントローラ４８３ａは、例えば、ゲーミングコントローラ４８３ｂであってもよい。ゲーミングコントローラ４８３ｂは、第１方向キー４８１ｂと第２方向キー４８２ｂを備える。第１方向キー４８１ｂは、第１レバー８９１に対応し、前後方向へのオペレータによる操作を検知可能である。第２方向キー４８２ｂは、第２レバー８９２に対応し、前後方向へのオペレータによる操作を検知可能である。

遠隔コントローラ４８３ａは、例えば、タッチスクリーンデバイス４８３ｃであってもよい。タッチスクリーンデバイス４８３ｃは、第１バーチャル方向キー４８１ｃおよび第２バーチャル方向キー４８２ｃを提供する。第１バーチャル方向キー４８１ｃは、第１レバー８９１に対応し、前後方向へのオペレータによる操作を検知可能である。第２バーチャル方向キー４８２ｃは、第２レバー８９２に対応し、前後方向へのオペレータによる操作を検知可能である。

システム４８０は、さらに、ディスプレイ４８５を備えてもよい。ディスプレイ４８５は、パワーショベルの運転キャビン８９０からの景色をリアルタイムに表示する運転席ビューをオペレータに提供してもよい。オペレータは、運転席ビューを見ながら、遠隔コントローラ４８３ａを操作してもよい。

システム４８０は、インターネット４８７に接続されたコンピュータ４８４、４８６を備えてもよい。コンピュータ４８４は、遠隔操作室内に配されている。コンピュータ４８６は、クラウドサーバである。

コンピュータ４８４、４８６は、遠隔コントローラ４８３ａから第１レバー８９１および第２レバー８９２に対応する検知信号を受け取り、検知信号に基づいて第１レバー８９１および第２レバー８９２の動作量を示す動作量情報を生成し、動作量情報を機械３００に送信する。機械３００は、動作量情報に基づいて第１回転モータ３２０および第２回転モータ３３０を駆動して、第１レバー８９１および第２レバー８９２を前後方向に動かす。

図１６に示すように、機械５００は、さらに、第１レバー８９１および第２レバー８９２に加えて、第３レバー６９１を動かしてもよい。第３レバー６９１は、例えば、パワーショベルのグラップルを操作するためのレバーである。

機械５００は、第３回転モータ６２０、第３回転アーム６４０および第３ロッド６６０を備えてもよい。第３ロッド６６０は、第３遠端６６１および第３近端６６２を有する。第３遠端６６１は、第３レバー６９１に連結される。第３近端６６２は、第３ジョイントを介して第３回転アーム６４０に連結されている。第３回転モータ６２０は、ベース３１１に固定された第３サポート３１７により支持されている。第３サポート３１７は、第３回転モータ６２０が第１回転モータ３２０よりも上下方向８９５にフロア８９３から離れ、第１回転モータ３２０に前後方向８９４または左右方向８９６に重なるように、第３回転モータ６２０を支持する。

機械５００は、さらに、第４レバー６９２を動かしてもよい。機械５００は、第４回転モータ６３０、第４回転アーム６５０および第４ロッド６７０を備えてもよい。第４ロッド６７０は、第４遠端６７１および第４近端６７２を有する。第４遠端６７１は、第４レバー６９２に連結される。第４近端６７２は、第４ジョイントを介して第４回転アーム６５０に連結されている。第４回転モータ６３０は、ベース３１１に固定された第３サポート３１７により支持されている。第３サポート３１７は、第４回転モータ６３０が第２回転モータ３３０よりも上下方向８９５にフロア８９３から離れ、第２回転モータ３３０に前後方向８９４または左右方向８９６に重なるように、第４回転モータ６３０を支持する。

本実施形態では、第３ロッド６６０は、前後方向８９４において第１ロッド３６０とは反対向きに延びている。ただし、これに限らず、第３ロッド６６０は、前後方向８９４において第１ロッド３６０と同じ向きに延びていてもよい。第３ロッド６６０の向きは、第３レバー６９１と機械５００の間の位置関係に依存する。同様に、第４ロッド６７０は、前後方向８９４において第２ロッド３７０とは反対向きに延びている。これに限らず、第４ロッド６７０は、前後方向８９４において第２ロッド３７０と同じ向きに延びていてもよい。

本実施形態では、機械３００は、第１レバー８９１を動かすための第１セット（第１回転モータ３２０、第１回転アーム３４０および第１ロッド３６０を含む）と、第２レバー８９２を動かすための第２セット（第２回転モータ３３０、第２回転アーム３５０および第２ロッド３７０を含む）を備えている。第２セットは、第１セットと共通にシャーシ３１０に支持されている。ただし、これに限らず、第２セットは、第１セットとは別のシャーシに支持されていてもよい。この場合に、第２回転モータ３３０を駆動する駆動回路は、第１回転モータ３２０を駆動する駆動回路と共通に回路ボックス３８０に収容されていてもよく、第１回転モータ３２０を駆動する駆動回路とは別の回路ボックスに収容されていてもよい。

本実施形態では、回路ボックス３８０は、シャーシ３１０に支持されている。ただし、これに限らず、回路ボックス３８０は、シャーシ３１０とは別の運転キャビン８９０内の構造物に支持されていてもよい。このような構造物は、例えば、フロア８９３、運転シート８９７（具体的には運転シート８９７を支持するシートアーム）であってもよい。

本実施形態では、シャーシ３１０は、前後方向８９４に第１レバー８９１および第２レバー８９２から離れて配置されている。ただし、これに限らず、シャーシ３１０は、前後方向８９４には第１レバー８９１および第２レバー８９２と同じ位置で、左右方向８９６に第１レバー８９１および第２レバー８９２から離れた位置に配置されてもよい。例えば、機械３００が左右方向８９６において第１レバー８９１に隣接して配されてもよい。このような場合でも、第１回転アーム３４０、第２回転アーム３５０、第１ロッド３６０および第２ロッド３７０の長さおよび形状を調整することにより、第１レバー８９１および第２レバー８９２を前後方向に動かすことができる。

Claims (13)

1. 第１方向および前記第１方向に直交する第２方向に移動可能なレバーを動かす機械であって、
   第１近端と前記第１近端の反対の第１遠端とを有する第１ロッドと、
   第２近端と前記第２近端の反対の第２遠端とを有し、前記第１ロッドと並んで配された第２ロッドと、
   第１部位、第２部位および第３部位を有し、前記第１部位が前記第１近端に第１ジョイントを介して連結され、前記第２部位が前記第２近端に第２ジョイントを介して連結され、前記第３部位が前記レバーに接続可能なコネクタと、
   前記第１遠端に第３ジョイントを介して連結され、前記第１遠端を第１可動経路に沿って動かす第１アクチュエータと、
   前記第２遠端に第４ジョイントを介して連結され、前記第２遠端を前記第１可動経路に略平行な第２可動経路に沿って動かす第２アクチュエータと、
   を備える機械。
2. 前記第１可動経路は直線に沿い、前記第２可動経路は直線に沿う、
   または、前記第１可動経路は第１曲率半径を有する円弧に沿い、前記第２可動経路は前記第１曲率半径と略同じ第２曲率半径を有する円弧に沿う、
   請求項１に記載の機械。
3. 前記第１ロッドは、前記第１近端と前記第１遠端とを結ぶ第１中心軸を有し、
   前記第２ロッドは、前記第２近端と前記第２遠端とを結ぶ第２中心軸を有し、
   前記第１中心軸および前記第１可動経路を含む第１平面と前記第２中心軸および前記第２可動経路を含む第２平面との間の空間が規定され、
   前記第１アクチュエータは、前記空間内に配され、
   前記第２アクチュエータは、前記空間内に配されている、
   請求項１または２に記載の機械。
4. 前記第１アクチュエータは、前記第１アクチュエータが非アクティブである場合に、前記レバーに付与された強制力に基づく前記第１遠端の前記第１可動経路に沿う動きを許容するためのバックドライバビリティを有し、
   前記第２アクチュエータは、前記第２アクチュエータが非アクティブである場合に、前記レバーに付与された強制力に基づく前記第２遠端の前記第２可動経路に沿う動きを許容するためのバックドライバビリティを有する、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の機械。
5. 前記第１ジョイント、前記第２ジョイント、前記第３ジョイントおよび前記第４ジョイントは、いずれもボールジョイントを含む、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の機械。
6. 第１方向および前記第１方向に直交する第２方向に移動可能なレバーを動かす機械であって、
   第１可動経路に沿って移動可能な第１入力部、前記第１可動経路に略平行な第２可動経路に沿って移動可能な第２入力部、前記レバーに接続可能な出力部、および、前記第１入力部の前記第１可動経路に沿う移動および前記第２入力部の前記第２可動経路に沿う移動を合成して前記出力部の前記第１方向および前記第２方向に沿う移動に変換する変換器、を含む動力伝達機構と、
   前記第１入力部に第３ジョイントを介して連結され、前記第１可動経路に沿って前記第１入力部を動かす第１アクチュエータと、
   前記第２入力部に第４ジョイントを介して連結され、前記第２可動経路に沿って前記第２入力部を動かす第２アクチュエータと、
   を備える機械。
7. 請求項１または６に記載された機械と、前記第１方向に対応する第５方向および前記第２方向に対応する第６方向へのオペレータによる操作を検知可能な遠隔インターフェイスに接続されるコンピュータであって、
   前記操作の前記第５方向に沿う第１成分および前記操作の前記第６方向に沿う第２成分を含む第１パラメータと、前記第１可動経路に沿う移動を示す第３成分および前記第２可動経路に沿う移動を示す第４成分を含む第２パラメータとの関係を示す関係情報を保存し、
   前記第１パラメータを前記遠隔インターフェイスから受け、
   前記第１パラメータを受けて、前記第１パラメータと前記関係情報に基づいて前記第２パラメータを決定し、
   前記第２パラメータの前記第３成分を示す第１コマンドを生成し、
   前記第２パラメータの前記第４成分を示す第２コマンドを生成し、
   前記第１コマンドを前記第１アクチュエータに送信し、
   前記第２コマンドを前記第２アクチュエータに送信する、
   コンピュータ。
8. 前記第１成分は、第１の値と、前記遠隔インターフェイスの中立点により定義される原点を挟んで前記第１の値とは反対の第２の値とを取り得、
   前記関係情報は、前記第１成分に適用されるゲインを含み、
   前記コンピュータは、さらに、
   前記第３成分および前記第４成分に第１の影響を与える第１ゲインと、記第３成分および前記第４成分に前記第１の影響とは異なる第２の影響を与える第２ゲインとを含むゲインテーブルを保存し、
   前記第１成分が前記第１の値のときに前記第１ゲインを前記関係情報に代入し、前記第１成分が前記第２の値のときに前記第２ゲインを前記関係情報に代入する、
   請求項７に記載のコンピュータ。
9. 運転キャビン内のフロア上に設置された前記フロアに垂直な上下方向に延びる第１レバーを前記上下方向に直交する前後方向に動かすための機械であって、
   前記フロア上に、前記第１レバーから離れて配されるシャーシと、
   前記シャーシに支持された第１回転モータであって、前記上下方向に沿う第１回転シャフトを有する第１回転モータと、
   前記第１回転モータの回転に伴い前記フロアに略平行な第１面内で回転可能な第１回転アームであって、前記第１回転シャフトに連結された第１内側端、および、前記第１内側端から前記第１回転シャフトの径方向に離れた第１外側端を有する第１回転アームと、
   前記第１レバーに連結される第１遠端、および、前記第１外側端に第１ジョイントを介して連結された第１近端を有する第１ロッドと、
   を備える機械。
10. 前記第１回転モータに電気的に接続されたモータ駆動回路を含む回路ボックスであって、前記シャーシに支持された回路ボックスをさらに備える、請求項９に記載の機械。
11. 前記シャーシは、
    前記フロアに固定されるベースと、
    前記ベースに固定された第１サポートであって、前記第１回転モータが前記上下方向における第１の位置に配されるように前記第１回転モータを支持する第１サポートと、
    前記ベースに固定された第２サポートであって、前記回路ボックスが前記上下方向における前記第１の位置よりも前記フロアに近い第２の位置に配されるように前記回路ボックスを支持する第２サポートと、を備える、
    請求項１０に記載の機械。
12. 前記シャーシは、前記ベースと前記第２サポートとの間に接続された免震部材をさらに備える、請求項１１に記載の機械。
13. 前記機械は、さらに、前記フロア上に設置された前記上下方向に延びる第２レバーであって、前記上下方向および前記前後方向に直交する左右方向に前記第１レバーから離れて配された第２レバーを前記前後方向に動かすための機械であり、
    前記シャーシに支持された第２回転モータであって、前記上下方向に沿う第２回転シャフトを有し、前記左右方向に前記第1回転モータから離れた第２回転モータと、
    前記第２回転モータの回転に伴い前記フロアに略平行な第２面内で回転可能な第２回転アームであって、前記第２回転シャフトに連結された第２内側端、および、前記第２内側端から前記第２回転シャフトの径方向に離れた第２外側端を有する第２回転アームと、
    前記左右方向に前記第１ロッドから離れて前記第１ロッドと略平行に配され、前記第２レバーに連結される第２遠端、および、前記第２外側端に第２ジョイントを介して連結された第２近端を有する第２ロッドと、
    をさらに備える請求項９に記載の機械。

Images