JP7225935B2

JP7225935B2 - remote control system

Info

Publication number: JP7225935B2
Application number: JP2019041583A
Authority: JP
Inventors: 佑介船原; 誠司佐伯; 洋一郎山▲崎▼
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2039-03-07
Also published as: JP2020143520A

Description

本発明は、作業機械の動作を遠隔操作するための遠隔操作システムに関する。 The present invention relates to a remote control system for remotely controlling the operation of work machines.

タワークレーンを遠隔操作するため、遠隔操作室において操作員が着座する操作席を、当該タワークレーンのブームに同調させて旋回させかつ当該タワークレーンに設置された操作席の傾斜に同調させて傾斜させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これにより、操作員が操作席に着座してタワークレーンを遠隔操作する際に、あたかもタワークレーンにおける仮想の操作席に着座しているかのような状態がリアルタイムに再現され、従来どおりの感覚でタワークレーンを遠隔操作することが可能である。 In order to operate the tower crane remotely, the operator's seat in the remote control room is swiveled in sync with the boom of the tower crane and tilted in sync with the tilt of the operator's seat installed on the tower crane. Techniques have been proposed (see Patent Document 1, for example). As a result, when the operator sits in the operator's seat and remotely operates the tower crane, the situation is reproduced in real time as if he were sitting in the virtual operator's seat of the tower crane, and the tower crane can be operated with the same feeling as before. It is possible to remotely control the crane.

特開２０１３－１１６７７３号公報JP 2013-116773 A

しかし、遠隔操作室にいるオペレータにとっては、着座している操作席の旋回および傾斜などによってタワークレーン等の作業機械の操作状況が再現されるだけでは、例えば、当該作業機械に転倒可能性がある状況など、その動作状態を正確に把握することが困難な場合がある。 However, for the operator in the remote control room, if the operating conditions of a work machine such as a tower crane are reproduced only by turning and tilting the operator's seat on which he or she is seated, the work machine may tip over. In some cases, it is difficult to accurately grasp the operating state, such as the situation.

そこで、本発明は、オペレータが遠隔操作室の操作席に着座して作業機械を遠隔操作する際に、当該作業機械の動作状況をより明確にオペレータに認識させることができる遠隔操作システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a remote control system that enables an operator to more clearly recognize the operational status of a work machine when the operator sits on an operator's seat in a remote control room and remotely controls the work machine. for the purpose.

上記目的を達成するために、本発明は、オペレータによる作業機械の遠隔操作を支援するための遠隔操作システムであって、作業機械の動作状況を検知するための検知要素と、作業機械から離れた遠隔操作室に設けられた、オペレータが着座する操作席および操作席を駆動する駆動機構と、検知要素により検知された作業機械の動作状況が、作業機械を安定状態から不安定状態に遷移させるような指定条件を満たす場合、操作席の少なくとも角速度を含む駆動速度が不連続的に変化するように駆動機構の動作を制御する制御要素と、を備えていることを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention provides a remote control system for assisting an operator's remote control of a work machine, comprising a sensing element for sensing the operational status of the work machine and a remote control remote from the work machine. An operating seat on which an operator sits, a driving mechanism that drives the operating seat, and an operating state of the work machine detected by a detection element provided in the remote control room are used to transition the work machine from a stable state to an unstable state. and a control element for controlling the operation of the drive mechanism so that the drive speed including at least the angular speed of the operator's seat changes discontinuously when a specified condition is satisfied.

本発明の遠隔操作システムによれば、作業機械の動作状況が、作業機械を安定状態から不安定状態に遷移させるような指定条件を満たす場合、遠隔操作室に設置された操作席の少なくとも角速度を含む駆動速度が不連続的に変化するように駆動機構の動作が制御される。一般に、操作席の駆動には、操作席の旋回駆動、傾斜駆動および並進駆動のうち少なくとも１つが含まれている。これにより、操作席に着座しているオペレータの身体に慣性力が作用するため、作業機械の動作状況が、作業機械を安定状態から不安定状態に遷移させるような状況であることを当該オペレータにより明確に認識させることができる。 According to the remote control system of the present invention, when the operation state of the work machine satisfies the designated condition that causes the work machine to transition from the stable state to the unstable state, at least the angular velocity of the operator's seat installed in the remote control room is adjusted. The operation of the drive mechanism is controlled so that the drive speed including the drive speed varies discontinuously. In general, driving the operator's seat includes at least one of swiveling, tilting, and translational driving of the operator's seat. As a result, inertial force acts on the body of the operator seated on the operator's seat. can be clearly recognized.

本発明において、制御要素が、検知要素により検知された作業機械の動作状況が指定条件を満たす場合、操作席の駆動速度が不連続的に変化した後、元に戻るために不連続的に変化するように駆動機構の動作を制御することが好ましい。 In the present invention, when the operating conditions of the work machine detected by the detection element satisfy the specified condition, the control element changes the driving speed of the operator's seat discontinuously and then returns to the original speed discontinuously. Preferably, the operation of the drive mechanism is controlled so as to

当該構成の遠隔操作システムによれば、操作席の駆動速度が２回にわたって不連続的に変化するので、操作席に着座しているオペレータの身体に２回にわたって慣性力が作用する。また、操作席の駆動速度の「増速後に減速」および「減速後に増速」のいずれの場合も、操作席の駆動速度の減速を伴う分だけ操作席の駆動量が抑制されうる。したがって、操作席の動きによってオペレータに過度の不安または違和感を与える事態を回避しながら、作業機械の動作状況が、作業機械を安定状態から不安定状態に遷移させるような状況であることを当該オペレータにより明確に認識させることができる。 According to the remote control system with this configuration, the driving speed of the operator's seat changes discontinuously twice, so the inertial force acts on the body of the operator seated on the operator's seat twice. Further, in both cases of "deceleration after deceleration" and "acceleration after deceleration" of the driving speed of the operator seat, the driving amount of the operator seat can be suppressed by the amount accompanied by deceleration of the driving speed of the operator seat. Therefore, it is possible to prevent the operator from feeling excessive uneasiness or discomfort due to the movement of the operator's seat, and at the same time, it is possible for the operator to know that the operation state of the work machine is such that the work machine transitions from a stable state to an unstable state. can be recognized more clearly.

本発明の一実施形態に係る遠隔操作システムの構成を示す図である。It is a figure showing composition of a remote control system concerning one embodiment of the present invention. 遠隔操作システムの電気的な構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an electrical configuration of a remote control system; FIG. 遠隔操作装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a remote control. 指定条件判定処理を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing designated condition determination processing; 動作状態制御処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing operation state control processing; 制御結果の一例を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing an example of control results; 駆動機構による操作席の駆動状態を示す図である。It is a figure which shows the drive state of the operator's seat by a drive mechanism. 作業機械の支持多角形における安定領域及び不安定領域を示す図である。FIG. 4 illustrates stable and unstable regions in a work machine support polygon; 作業機械の重心が安定領域にある状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state in which the center of gravity of the work machine is in the stable region; 作業機械が傾斜して重心が不安定領域にある状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state in which the work machine is tilted and the center of gravity is in an unstable region; 作業機械が平地に位置して重心が不安定領域にある状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state in which the work machine is positioned on flat ground and the center of gravity is in an unstable region; 操作席の傾斜量の算出に用いるマップの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a map used for calculating the tilt amount of an operator's seat;

以下、図１～７を参照しながら、本発明の一実施形態に係る遠隔操作システムについて説明する。本実施形態は、例えば、オペレータ３が遠隔操作装置４０によって作業機械１０を遠隔操作できるように構成された遠隔操作システム１に適用されたものである。 A remote control system according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. The present embodiment is applied to, for example, a remote control system 1 configured so that an operator 3 can remotely control a working machine 10 using a remote control device 40 .

この作業機械１０は、例えば油圧ショベルであり、アタッチメント１１、アーム１２、ブーム１３、旋回体１４及び走行体１５などを備えている。この走行体１５は、図示例ではクローラ式の走行体であり、図示しない走行用油圧モータによって駆動される。なお、走行体１５は、車輪型の走行体であってもよい。 The working machine 10 is, for example, a hydraulic excavator, and includes an attachment 11, an arm 12, a boom 13, a revolving body 14, a traveling body 15, and the like. The traveling body 15 is a crawler-type traveling body in the illustrated example, and is driven by a traveling hydraulic motor (not shown). In addition, the traveling body 15 may be a wheel type traveling body.

また、旋回体１４は、走行体１５の上側に配置され、図示しない旋回用油圧モータにより走行体１５に対してヨー軸回りに旋回するように駆動される。この旋回体１４の後部は、機械室１４ｂになっており、この機械室１４ｂには、図示しない油圧回路及び油圧機器（油圧ポンプ、方向切換弁及び作動油タンクなど）と、油圧ポンプなどの動力源である図示しないエンジンなどが収容されている。 The revolving body 14 is arranged above the traveling body 15 and driven to revolve around the yaw axis with respect to the traveling body 15 by a turning hydraulic motor (not shown). The rear portion of the revolving structure 14 is a machine room 14b, which contains a hydraulic circuit and hydraulic equipment (not shown) (hydraulic pump, directional switching valve, hydraulic oil tank, etc.), and a power source such as a hydraulic pump. An engine (not shown), which is a source, is accommodated.

また、作業機械１０は、運転者が搭乗して操縦することも可能なタイプのものであり、旋回体１４の前部には、運転室１４ａが設けられている。この運転室１４ａには、作業機械１０の操縦用の操作装置１７（図２参照）が配置されており、この操作装置１７は、操作レバー、操作ペダル及び操作スイッチ（いずれも図示せず）などを備えている。 In addition, the work machine 10 is of a type that can be operated by a driver. An operation device 17 (see FIG. 2) for operating the work machine 10 is arranged in the operator's cab 14a. It has

ブーム１３は、旋回体１４に対して揺動可能に旋回体１４の前部に取り付けられており、油圧シリンダ１３ａによって旋回体１４に対して揺動するように駆動される。また、アーム１２は、ブーム１３に対して揺動可能にブーム１３の先端部に取り付けられており、油圧シリンダ１２ａによってブーム１３に対して揺動するように駆動される。 The boom 13 is attached to the front portion of the revolving body 14 so as to be able to swing relative to the revolving body 14, and is driven to swing relative to the revolving body 14 by a hydraulic cylinder 13a. The arm 12 is attached to the tip of the boom 13 so as to be able to swing relative to the boom 13, and is driven to swing relative to the boom 13 by a hydraulic cylinder 12a.

さらに、アタッチメント１１は、アーム１２に対して揺動可能にアーム１２の先端部に取り付けられており、油圧シリンダ１１ａによってアーム１２に対して揺動するように駆動される。 Further, the attachment 11 is attached to the tip of the arm 12 so as to be able to swing relative to the arm 12, and is driven to swing relative to the arm 12 by the hydraulic cylinder 11a.

なお、図１では、アタッチメント１１として、バケットが例示されているが、アタッチメント１１は、他の種類のもの（例えば、破砕機、ブレーカ及びマグネットなど）であってもよい。 In addition, although a bucket is illustrated as the attachment 11 in FIG. 1, the attachment 11 may be of other types (for example, a crusher, a breaker, a magnet, etc.).

また、作業機械１０は、上述した走行用油圧モータ、旋回用油圧モータ及び油圧シリンダ１１ａ～１３ａ以外のアクチュエータ（例えば、ドーザの駆動用の油圧アクチュエータ、破砕機などのアタッチメントに含まれる油圧アクチュエータなど）をさらに備えていてもよい。さらに、作業機械１０の一部のアクチュエータ（例えば、旋回用アクチュエータ）は、電動アクチュエータであってもよい。 In addition, the work machine 10 includes actuators other than the above-described traveling hydraulic motor, turning hydraulic motor, and hydraulic cylinders 11a to 13a (for example, hydraulic actuators for driving dozers, hydraulic actuators included in attachments for crushers, etc.). may further include Furthermore, some actuators (for example, turning actuators) of work machine 10 may be electric actuators.

以上の構成の作業機械１０では、エンジンを作動させた状態で、操作装置１７の操作レバー又は操作ペダルを操作することで、走行用油圧モータ、旋回用油圧モータ及び油圧シリンダ１１ａ～１３ａなどのアクチュエータをそれぞれ作動させ、それにより、作業機械１０を操縦することができる。この場合、操作装置１７の操作に応じた各アクチュエータの作動は、例えば公知の作業機械と同様に実行される。 In the work machine 10 having the above configuration, by operating the operation lever or the operation pedal of the operation device 17 while the engine is in operation, actuators such as the traveling hydraulic motor, the turning hydraulic motor, and the hydraulic cylinders 11a to 13a are operated. are respectively actuated, thereby allowing work machine 10 to be steered. In this case, the actuation of each actuator according to the operation of the operating device 17 is performed, for example, in the same manner as in known working machines.

また、本実施形態では、作業機械１０の遠隔操作を可能とするために、図２に示すように、操作装置１７を駆動する操作駆動装置１８が作業機械１０に搭載されている。この操作駆動装置１８は、複数の電動モータ（図示せず）を有する電動式のものであり、運転室１４ａに設置されている。 In addition, in this embodiment, in order to enable remote control of the work machine 10, as shown in FIG. The operation drive device 18 is an electric device having a plurality of electric motors (not shown), and is installed in the driver's cab 14a.

さらに、操作駆動装置１８は、操作装置１７の操作レバー又は操作ペダルなどの各々を電動モータによって駆動することができるように、操作装置１７に接続されている。なお、操作駆動装置１８は、作業機械１０の遠隔操作を実施しない場合には、作業機械１０から取り外すことができるように構成されている。 Furthermore, the operation drive device 18 is connected to the operation device 17 so that each of the operation lever, the operation pedal, etc. of the operation device 17 can be driven by an electric motor. The operation drive device 18 is configured to be detachable from the work machine 10 when the work machine 10 is not remotely controlled.

一方、前述した油圧回路内には、多数の電磁制御弁１９（図２に１つのみ図示）が設けられており、後述する作業機側制御装置２９によって、これらの電磁制御弁１９の開閉状態が制御される。 On the other hand, a large number of electromagnetic control valves 19 (only one is shown in FIG. 2) are provided in the hydraulic circuit described above. is controlled.

また、図２に示すように、作業機械１０は、作業機側制御装置２９及び無線通信装置３０などを備えている。この作業機側制御装置２９には、前述した操作駆動装置１８、上述した電磁制御弁１９、操作状態センサ２０、角速度センサ２１、加速度センサ２２、油圧センサ２３、運転状態センサ２４、姿勢検知センサ２５、相対角度検出センサ２６、複数のカメラ２７（１つのみ図示）及びマイク２８が電気的に接続されている。 In addition, as shown in FIG. 2, the work machine 10 includes a work machine control device 29, a wireless communication device 30, and the like. The work machine side control device 29 includes the operation drive device 18 , the electromagnetic control valve 19 , the operation state sensor 20 , the angular velocity sensor 21 , the acceleration sensor 22 , the hydraulic pressure sensor 23 , the operating state sensor 24 , and the attitude detection sensor 25 . , a relative angle detection sensor 26, a plurality of cameras 27 (only one is shown), and a microphone 28 are electrically connected.

操作状態センサ２０は、複数のセンサ（図示せず）で構成されており、上述した操作装置１７の操作レバー及び操作ペダルの操作状態を検知して、それらを表す検知信号を作業機側制御装置２９に出力する。作業機側制御装置２９は、この操作状態センサ２０の検知信号に応じて、電磁制御弁１９の開閉状態を制御することにより、上述した油圧シリンダ１１ａ～１３ａ及び２つの油圧モータなどへの作動油の供給状態を制御する。それにより、３つの要素１１～１３の動作状態、旋回体１４の旋回状態及び走行体１５のクローラの回転状態が制御される。 The operation state sensor 20 is composed of a plurality of sensors (not shown), detects the operation state of the operation lever and the operation pedal of the operation device 17 described above, and outputs a detection signal representing them to the work machine side control device. 29. The work machine side control device 29 controls the opening/closing state of the electromagnetic control valve 19 according to the detection signal of the operation state sensor 20, thereby supplying hydraulic oil to the hydraulic cylinders 11a to 13a and the two hydraulic motors. control the supply of Thereby, the operating states of the three elements 11 to 13, the turning state of the turning body 14, and the rotating state of the crawler of the traveling body 15 are controlled.

なお、操作状態センサ２０に代えて、油圧センサを用い、操作レバー及び操作ペダルの操作によるパイロット圧の変化を検知することにより、操作レバー及び操作ペダルの操作状態を検知するように構成してもよい。 Instead of the operating state sensor 20, a hydraulic sensor may be used to detect the operating state of the operating lever and the operating pedal by detecting a change in the pilot pressure due to the operation of the operating lever and the operating pedal. good.

一方、角速度センサ２１は、複数のセンサ素子（図示せず）を組み合わせて構成されており、旋回体１４のピッチ角速度ωｐ、ロール角速度ωｒ及びヨー角速度ωｙを検知して、それらを表す検知信号を作業機側制御装置２９に出力する。作業機側制御装置２９は、この検知信号に基づき、旋回体１４のピッチ角θｐ、ロール角θｒ及びヨー角θｙを算出する。 On the other hand, the angular velocity sensor 21 is configured by combining a plurality of sensor elements (not shown), detects the pitch angular velocity ωp, roll angular velocity ωr, and yaw angular velocity ωy of the revolving structure 14, and generates detection signals representing them. Output to the work machine side control device 29 . The work implement control device 29 calculates the pitch angle θp, roll angle θr, and yaw angle θy of the revolving body 14 based on this detection signal.

この場合、ピッチ角θｐは、旋回体１４が水平な状態にあるときの位置を原点（すなわち値０）として、旋回体１４を右側面視したときのピッチ軸の反時計回りの角度を正値として算出される。また、ロール角θｒは、旋回体１４が水平な状態にあるときの位置を原点（すなわち値０）として、旋回体１４を正面視したときのロール軸の反時計回りの角度を正値として算出される。さらに、ヨー角θｙは、アーム１２及びブーム１３が走行体１５の前後方向の中心軸と平行な状態にあるときの旋回体１４の位置を原点（すなわち値０）として、旋回体１４を平面視したときのヨー軸の反時計回りの角度を正値として算出される。 In this case, the pitch angle θp is a positive value that is the counterclockwise angle of the pitch axis when the revolving structure 14 is viewed from the right side, with the position when the revolving structure 14 is in a horizontal state as the origin (that is, the value 0). calculated as Further, the roll angle θr is calculated by taking the counterclockwise angle of the roll axis when the revolving structure 14 is viewed from the front as a positive value, with the position when the revolving structure 14 is in a horizontal state as the origin (that is, the value 0). be done. Further, the yaw angle θy is determined by taking the position of the rotating body 14 when the arm 12 and the boom 13 are parallel to the central axis of the traveling body 15 in the longitudinal direction as the origin (that is, the value 0), and the rotating body 14 in a plan view. The counterclockwise angle of the yaw axis is calculated as a positive value.

また、加速度センサ２２は、複数のセンサ素子（図示せず）を組み合わせて構成されており、旋回体１４の前後方向及び左右方向の加速度（以下「前後Ｇ及び左右Ｇ」という）を検知して、それらを表す加速度信号を作業機側制御装置２９に出力する。作業機側制御装置２９は、この加速度信号に基づき、旋回体１４の前後左右方向の並進速度を算出する。 Further, the acceleration sensor 22 is configured by combining a plurality of sensor elements (not shown), and detects the acceleration of the revolving body 14 in the front-rear direction and the left-right direction (hereinafter referred to as "front-back G and left-right G"). , and outputs an acceleration signal representing them to the work machine side control device 29 . The work implement control device 29 calculates the translational speed of the revolving body 14 in the front-rear and left-right directions based on this acceleration signal.

また、油圧センサ２３は、油圧回路内の所定箇所の油圧Ｐｏｉｌを検知して、それを表す検知信号を作業機側制御装置２９に出力する。 Further, the hydraulic pressure sensor 23 detects the hydraulic pressure Poil at a predetermined location in the hydraulic circuit, and outputs a detection signal indicating the detected hydraulic pressure Poil to the work implement side control device 29 .

さらに、運転状態センサ２４は、エンジン回転数などのエンジンの運転状態（以下「エンジン運転状態」という）を検知して、それを表す検知信号を作業機側制御装置２９に出力する。 Further, the operating state sensor 24 detects the operating state of the engine such as the engine speed (hereinafter referred to as “engine operating state”), and outputs a detection signal indicating it to the work implement side control device 29 .

一方、姿勢検知センサ２５は、例えばエンコーダやポテンションメータで構成され、アタッチメント１１、アーム１２及びブーム１３の姿勢を検知して、それらを表す検知信号を作業機側制御装置２９に出力する。 On the other hand, the attitude detection sensor 25 is composed of, for example, an encoder and a potentiometer, detects the attitudes of the attachment 11, the arm 12 and the boom 13, and outputs a detection signal representing them to the working machine side control device 29.

また、相対角度センサ２６は、例えばエンコーダで構成され、旋回体１４と走行体１５の相対角度を検知して、それを表す検知信号を作業機側制御装置２９に出力する。 The relative angle sensor 26 is composed of, for example, an encoder, detects the relative angle between the revolving body 14 and the traveling body 15, and outputs a detection signal representing it to the working machine side control device 29. FIG.

一方、複数のカメラ２７は、アーム１２、ブーム１３及び旋回体１４の所定部位に設けられており、アタッチメント１１付近の映像や、旋回体１４の前方及び左右方向の映像を撮影し、それらを表す動画データ信号を作業機側制御装置２９に出力する。 On the other hand, a plurality of cameras 27 are provided at predetermined portions of the arm 12, the boom 13, and the revolving body 14, and take images of the vicinity of the attachment 11 and images of the front and left and right directions of the revolving body 14, and display them. A video data signal is output to the work machine side control device 29 .

また、マイク２８は、旋回体１４周辺の音をデータとして含む音響データ信号を作業機側制御装置２９に出力する。 In addition, the microphone 28 outputs an acoustic data signal containing the sound around the revolving body 14 as data to the work machine side control device 29 .

一方、作業機側制御装置２９は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されている。作業機側制御装置２９は、前述した各種のセンサ２１～２６の検知信号から作業機械１０の動作状況を表す動作状況データ（旋回体１４のピッチ角速度θｐ、ロール角θｒ、ヨー角θｙ、前後左右方向の並進速度、油圧Ｐｏｉｌ＿ｉ、３つの要素１１～１３の姿勢、旋回体１４と走行体１５の相対角度及びエンジン運転状態）を取得する。そして、作業機側制御装置２９は、これらの動作状況データを含む動作状況データ信号を無線通信装置３０に出力する。 On the other hand, the working machine side control device 29 is composed of a microcomputer including a CPU, a RAM, a ROM and an I/O interface (all not shown). The work machine-side control device 29 generates operation status data representing the operation status of the work machine 10 (pitch angular velocity θp, roll angle θr, yaw angle θy, forward/backward/left/right directional translation speed, hydraulic pressure Poil_i, attitudes of the three elements 11 to 13, relative angles between the revolving body 14 and the traveling body 15, and engine operating conditions). Then, the work implement-side control device 29 outputs to the wireless communication device 30 an operating status data signal including these operating status data.

また、作業機側制御装置２９は、複数のカメラ２７からの動画データ信号及びマイク２８からの音響データ信号を無線通信装置３０に出力する。なお、以下の説明では、動作状況データ信号、動画データ信号及び音響データ信号をまとめて「各種データ信号」という。 In addition, the work implement control device 29 outputs moving image data signals from the plurality of cameras 27 and acoustic data signals from the microphones 28 to the wireless communication device 30 . In the following description, the operation status data signal, moving image data signal and sound data signal are collectively referred to as "various data signals".

一方、無線通信装置３０では、上記のように、各種データ信号が作業機側制御装置２９との間で入出力されるとともに、遠隔操作装置４０の後述する無線通信装置４１との間で無線通信が実行される。例えば、無線通信装置３０は、各種データ信号が作業機側制御装置２９から入力されたときには、これを無線通信装置４１に送信する。 On the other hand, in the wireless communication device 30, as described above, various data signals are input/output to/from the work machine side control device 29, and wireless communication is performed between the remote operation device 40 and the wireless communication device 41 described later. is executed. For example, the wireless communication device 30 transmits various data signals to the wireless communication device 41 when various data signals are input from the work machine side control device 29 .

また、無線通信装置３０は、例えば、無線通信装置４１から後述する操作指令信号を受信したときには、これを作業機側制御装置２９に出力する。作業機側制御装置２９は、無線通信装置３０から入力された操作指令信号に応じて、前述した操作駆動装置１８による操作装置１７の駆動状態を制御する。それにより、後述するように、操作駆動装置１８によって操作装置１７の操作レバー又は操作ペダルなどが駆動されることで、前述した油圧回路内の多数の電磁制御弁１９の開閉状態が制御される。その結果、作業機械１０の動作状態が制御される。 Further, for example, when receiving an operation command signal, which will be described later, from the wireless communication device 41 , the wireless communication device 30 outputs this to the working machine side control device 29 . The work machine-side control device 29 controls the drive state of the operation device 17 by the operation drive device 18 described above according to the operation command signal input from the wireless communication device 30 . As a result, as will be described later, the manipulation drive device 18 drives the manipulation lever or the manipulation pedal of the manipulation device 17, thereby controlling the opening/closing states of the numerous electromagnetic control valves 19 in the hydraulic circuit described above. As a result, the operational state of work machine 10 is controlled.

次に、遠隔操作装置４０について説明する。遠隔操作装置４０は、図２及び図７に示すように、無線通信装置４１、マスタ側制御装置４２、スピーカ４３、ディスプレイ４４、駆動機構４５及び操作装置５０を備えている。これらの要素４１～４５，５０はいずれも、遠隔操作室２内に設けられている。 Next, the remote control device 40 will be described. The remote control device 40 includes a wireless communication device 41, a master-side control device 42, a speaker 43, a display 44, a driving mechanism 45, and an operating device 50, as shown in FIGS. All of these elements 41 to 45 and 50 are provided inside the remote control room 2 .

無線通信装置４１は、前述したように、無線通信装置３０との間で無線通信を実行するとともに、マスタ側制御装置４２との間で、各種データの入出力を実行する。例えば、無線通信装置４１は、前述した動作状況データ信号、動画データ信号及び音響データ信号を無線通信装置３０から受信したときには、これらのデータ信号をマスタ側制御装置４２に出力する。また、無線通信装置４１は、例えば、マスタ側制御装置４２から操作指令信号を受信したときには、これを無線通信装置３０に送信する。 As described above, the wireless communication device 41 performs wireless communication with the wireless communication device 30 and inputs/outputs various data with the master-side control device 42 . For example, the wireless communication device 41 outputs these data signals to the master-side control device 42 when receiving the above-described operation status data signal, video data signal, and sound data signal from the wireless communication device 30 . Further, for example, when receiving an operation command signal from the master-side control device 42 , the wireless communication device 41 transmits this to the wireless communication device 30 .

また、マスタ側制御装置４２（制御要素）は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されている。このマスタ側制御装置４２は、前述したアタッチメント１１、アーム１２、ブーム１３、旋回体１４及び走行体１５の重心位置情報を予め記憶している。 The master-side control device 42 (control element) is composed of a microcomputer including a CPU, RAM, ROM, and I/O interface (all not shown). The master-side control device 42 stores in advance the center-of-gravity position information of the attachment 11, the arm 12, the boom 13, the revolving body 14, and the traveling body 15 described above.

さらに、マスタ側制御装置４２には、スピーカ４３、複数のディスプレイ４４（図３に２つのみ図示）、駆動機構４５及び操作状態センサ５３が電気的に接続されている。 Furthermore, a speaker 43 , a plurality of displays 44 (only two are shown in FIG. 3), a drive mechanism 45 and an operation state sensor 53 are electrically connected to the master-side control device 42 .

マスタ側制御装置４２は、前述した音響データ信号が無線通信装置４１から入力されたときには、これをスピーカ４３に出力する。それにより、音響データ信号に含まれる音が、スピーカ４３から遠隔操作室２内に出力されることで、遠隔操作室２のオペレータ３は、旋回体１４の運転室１４ａ内にいるような臨場感を得ることができる。 When the above-described acoustic data signal is input from the wireless communication device 41 , the master-side control device 42 outputs this to the speaker 43 . As a result, the sound contained in the acoustic data signal is output from the speaker 43 into the remote control room 2, so that the operator 3 in the remote control room 2 feels as if he were in the operator's cab 14a of the revolving body 14. can be obtained.

また、マスタ側制御装置４２は、前述した動画データ信号が無線通信装置４１から入力されたときには、これをディスプレイ４４に出力する。それにより、動画データ信号に含まれる動画がディスプレイ４４に表示されることで、遠隔操作室２のオペレータ３は、旋回体１４のキャビン内から外部を見ているような臨場感を得ることができる。 Further, when the above-described moving image data signal is input from the wireless communication device 41 , the master-side control device 42 outputs this to the display 44 . As a result, the moving image included in the moving image data signal is displayed on the display 44, so that the operator 3 in the remote control room 2 can feel as if he or she is looking at the outside from inside the cabin of the revolving structure 14. .

さらに、駆動機構４５は、旋回台、傾斜台、複数の電動アクチュエータ及び電動モータ（いずれも図示せず）を組み合わせたものであり、これらの複数の電動アクチュエータ及び電動モータは、マスタ側制御装置４２に電気的に接続されている。旋回台は、電動モータによってヨー軸線回りに旋回するように駆動され、その際、傾斜台は、旋回台と一体に旋回する。 Further, the drive mechanism 45 is a combination of a swivel base, a tilt base, and a plurality of electric actuators and electric motors (none of which are shown). is electrically connected to The swivel base is driven by an electric motor to swivel around the yaw axis, and the tilt base swivels together with the swivel base.

また、傾斜台は、旋回台の上側に複数の電動アクチュエータを介して設けられており、これらの電動アクチュエータによって、旋回台に対して相対的にピッチングしたり、ローリングしたり、前後左右方向に平行移動（すなわち並進）したりするように駆動される。この駆動機構４５の上面の中央部には、操作席４６が設けられており、この操作席４６は、傾斜台に固定されている。 In addition, the tilting base is provided above the swivel base via a plurality of electric actuators, and by these electric actuators, the tilting base can be pitched and rolled relative to the swivel base, and can be moved parallel to the front, back, left, and right directions. driven to move (i.e. translate). An operating seat 46 is provided in the central portion of the upper surface of the driving mechanism 45, and the operating seat 46 is fixed to a tilt table.

以上の構成により、この駆動機構４５では、複数の電動アクチュエータ及び電動モータがマスタ側制御装置４２によって制御されることによって、傾斜台すなわち操作席４６がピッチングしたり、ローリングしたり、ヨーイングしたり、前後左右方向に並進したりするように駆動される。それにより、操作席４６に座ったオペレータ３は、作業機械１０の動作中に旋回体１４のキャビン内にいるときのような、旋回体１４のピッチング、ローリング、ヨーイング及び前後左右方向の並進などの動作を仮想的に体感することができる。 With the above configuration, in the drive mechanism 45, the plurality of electric actuators and electric motors are controlled by the master side control device 42, so that the tilt table, that is, the operation seat 46 pitches, rolls, yaws, It is driven so as to translate in the front, rear, left, and right directions. As a result, the operator 3 sitting on the operating seat 46 can control the pitching, rolling, yawing, translation in the front-rear and left-right directions of the revolving body 14 as when the operator 3 is in the cabin of the revolving body 14 while the work machine 10 is operating. You can experience the action virtually.

また、マスタ側制御装置４２は、前述した動作状況データ信号が無線通信装置４１から入力されたときには、動作状況データ信号に含まれる、旋回体１４のピッチ角速度θｐ、ロール角θｒ、ヨー角θｙ、前後Ｇ及び左右Ｇが駆動機構４５によって再現されるように、駆動機構４５の動作状態を制御する。それにより、オペレータ３は、旋回体１４の傾きや加速度などを仮想的に体感することができる。これに加えて、マスタ側制御装置４２は、後述するように、指定条件判定処理などの制御処理を実行する。 Further, when the operation status data signal described above is input from the wireless communication device 41, the master-side control device 42 calculates the pitch angular velocity θp, roll angle θr, yaw angle θy, The operating state of the drive mechanism 45 is controlled so that the front/rear G and left/right G are reproduced by the drive mechanism 45 . Thereby, the operator 3 can virtually feel the tilt and acceleration of the revolving body 14 . In addition to this, the master-side control device 42 executes control processing such as designated condition determination processing, as will be described later.

また、操作装置５０は、作業機械１０を遠隔操作するために、オペレータ３によって操作される。この操作装置５０は、操作ペダル５０ａｐ付きの操作レバー５０ａと、操作席４６の左右のコンソール４６ｂにそれぞれ搭載された操作レバー５０ｂ（１つのみ図示）と、操作スイッチ（図示せず）と、操作状態センサ５３などを備えている。 Also, the operating device 50 is operated by the operator 3 to remotely operate the work machine 10 . The operation device 50 includes an operation lever 50a with an operation pedal 50ap, an operation lever 50b (only one shown) mounted on each of the left and right consoles 46b of the operation seat 46, an operation switch (not shown), and an operation lever 50a. A state sensor 53 and the like are provided.

この場合、操作装置５０は、作業機械１０の操作装置１７と異なる構成のものであってもよい。例えば、操作装置５０は、ジョイスティック、操作ボタン等を有する携帯型の操作装置であってもよい。 In this case, the operating device 50 may have a configuration different from that of the operating device 17 of the work machine 10 . For example, the operating device 50 may be a portable operating device having a joystick, operating buttons, and the like.

この操作状態センサ５３は、オペレータ３による操作ペダル５０ａｐ、操作レバー５０ａ、操作レバー５０ｂ及び操作スイッチの操作状態を検知して、それらを表す操作状態信号をマスタ側制御装置４２に出力する。 The operation state sensor 53 detects the operation state of the operation pedal 50ap, the operation lever 50a, the operation lever 50b, and the operation switch by the operator 3, and outputs an operation state signal representing them to the master side control device .

マスタ側制御装置４２は、操作状態センサ５３から操作状態信号が入力されたときに、操作指令信号を、無線通信装置４１を介して作業機械１０の無線通信装置３０に送信する。この操作指令信号は、操作装置５０の操作状態に対応して、作業機械１０の操作装置１７を駆動するためのものである。 Master-side control device 42 transmits an operation command signal to wireless communication device 30 of work machine 10 via wireless communication device 41 when an operation state signal is input from operation state sensor 53 . This operation command signal is for driving the operating device 17 of the work machine 10 in accordance with the operating state of the operating device 50 .

以上の構成により、この遠隔操作システム１では、オペレータ３は、作業機械１０を遠隔操作する際、遠隔操作室２内の操作席４６に着座した状態で、スピーカ４３からの音及びディスプレイ４４の動画映像を視聴しながら、操作装置５０を操作する。それに伴い、オペレータ３の操作装置５０の操作状態に対応して、操作指令信号が遠隔操作装置４０の無線通信装置４１から作業機械１０の無線通信装置３０に送信される。 With the above configuration, in the remote control system 1, when the operator 3 remotely controls the work machine 10, the operator 3 can hear the sound from the speaker 43 and the moving image on the display 44 while sitting on the operation seat 46 in the remote control room 2. The user operates the operating device 50 while viewing the video. Accordingly, an operation command signal is transmitted from the wireless communication device 41 of the remote control device 40 to the wireless communication device 30 of the work machine 10 in accordance with the operating state of the operating device 50 of the operator 3 .

そして、操作指令信号が無線通信装置３０から作業機側制御装置２９に入力されると、作業機側制御装置２９は、操作指令信号に応じて、前述した操作駆動装置１８による操作装置１７の駆動状態を制御する。具体的には、操作装置１７の操作レバー、操作ペダル及び操作スイッチの動作状態（操作状態）が、オペレータ３による操作装置５０の操作レバー５０ａ，５０ｂ、操作ペダル５０ａｐ及び操作スイッチの操作状態と同期するように、操作装置１７が操作駆動装置１８によって駆動される。それにより、前述した油圧回路内の多数の電磁制御弁１９の開閉状態が制御されることで、オペレータ３による操作装置５０の操作に対応して、作業機械１０の動作状態が制御される。すなわち、オペレータ３によって作業機械１０が遠隔操作される。 Then, when an operation command signal is input from the wireless communication device 30 to the work machine side control device 29, the work machine side control device 29 drives the operation device 17 by the operation drive device 18 according to the operation command signal. control the state. Specifically, the operating states (operating states) of the operating levers, operating pedals, and operating switches of the operating device 17 are synchronized with the operating states of the operating levers 50a, 50b, operating pedals 50ap, and operating switches of the operating device 50 by the operator 3. The operating device 17 is driven by the operating drive device 18 so as to do so. As a result, the operating state of the work machine 10 is controlled in response to the operation of the operating device 50 by the operator 3 by controlling the opening/closing states of the numerous electromagnetic control valves 19 in the hydraulic circuit described above. That is, the operator 3 remotely operates the work machine 10 .

また、作業機械１０の動作中、前述した各種センサ２１～２６、カメラ２７及びマイク２８から、前述した各種データ信号が作業機側制御装置２９に入力されると、これが作業機側制御装置２９及び無線通信装置３０を介して無線通信装置４１に送信された後、無線通信装置４１からマスタ側制御装置４２に入力される。 During operation of the work machine 10, when the various data signals described above are input to the work machine control device 29 from the various sensors 21 to 26, the camera 27 and the microphone 28, the data signals are transmitted to the work machine control device 29 and After being transmitted to the wireless communication device 41 via the wireless communication device 30 , it is input from the wireless communication device 41 to the master side control device 42 .

それにより、音響データ信号に含まれる音がスピーカ４３から遠隔操作室２内に出力され、動画データ信号に含まれる動画がディスプレイ４４に表示される。さらに、動作状況データ信号に含まれる動作状況データ、すなわち旋回体１４のピッチ角速度ωｐ、ロール角速度ωｒ、ヨー角速度ωｙ、前後左右方向の並進速度が駆動機構４５によって再現される。それにより、オペレータ３は、旋回体１４のキャビン内で作業機械１０を操縦したときの傾きや速度などを仮想的に体感することができる。 As a result, the sound contained in the acoustic data signal is output from the speaker 43 into the remote control room 2 , and the moving image contained in the moving image data signal is displayed on the display 44 . Further, the driving mechanism 45 reproduces the operation status data included in the operation status data signal, that is, the pitch angular velocity ωp, the roll angular velocity ωr, the yaw angular velocity ωy, and the translational velocity in the front-rear and left-right directions. As a result, the operator 3 can virtually feel the inclination, speed, etc. when the work machine 10 is operated within the cabin of the revolving structure 14 .

次に、マスタ側制御装置４２によって実行される指定条件判定処理について説明する。この指定条件判定処理は、作業機械１０の動作状況が、作業機械１０が安定状態から不安定状態に遷移するような指定条件を満たす状況にあるか否かを判定するものであり、マスタ側制御装置４２によって所定の制御周期で実行される。 Next, the designated condition determination processing executed by the master-side control device 42 will be described. This specified condition determination process determines whether or not the operation status of work machine 10 satisfies a specified condition such that work machine 10 transitions from a stable state to an unstable state. It is executed by the device 42 at a predetermined control cycle.

なお、本実施形態の場合、作業機械１０が安定状態又は不安定状態にあるということは以下に述べる状態を意味する。すなわち、作業機械１０が安定状態にあるということは、図８及び図９に示すように、作業機械１０を平面視したときに、作業機械１０の重心（又はＺＭＰ）が作業機械１０の支持多角形内の領域である安定領域（図中にハッチングで示す領域）に位置していることを意味する。 In the case of this embodiment, the working machine 10 being in a stable state or an unstable state means a state described below. That is, when work machine 10 is in a stable state, as shown in FIGS. It means that it is located in a stable area (area indicated by hatching in the drawing) which is an area within a square.

一方、作業機械１０が不安定状態にあるということは、図１０に示すように、作業機械１０を平面視したときに、作業機械１０の重心（又はＺＭＰ）が安定領域から外れ、その外側の不安定領域（図中に網掛けで示す領域）に位置していることを意味する。 On the other hand, when work machine 10 is in an unstable state, as shown in FIG. It means that it is located in an unstable region (shaded region in the figure).

指定条件判定処理は、具体的には、図４に示すように実行される。まず、前述した動作状況データを読み込む（図４／ＳＴＥＰ１）。次いで、動作状況データに含まれるエンジン運転状態に基づき、作業機械１０が運転中であるか否かを判定する（図４／ＳＴＥＰ２）。この判定は、具体的には、エンジンが運転中であるか否かに基づいて実行される。 Specifically, the designated condition determination process is executed as shown in FIG. First, the operation status data described above is read (FIG. 4/STEP 1). Next, it is determined whether or not the working machine 10 is in operation based on the engine operating state included in the operation status data (FIG. 4/STEP 2). This determination is specifically performed based on whether the engine is in operation.

この判定が否定で（図４／ＳＴＥＰ２…ＮＯ）、作業機械１０が運転停止中であるときには、そのまま本処理を終了する。 If this determination is negative (FIG. 4/STEP 2 . . . NO) and the work machine 10 is in the stopped state, the process is terminated.

一方、この判定が肯定であるとき（図４／ＳＴＥＰ２…ＹＥＳ）には、ピッチ角の絶対値｜θｐ｜が所定しきい値θｐ＿ｌｍｔ以上であるか否かを判定する（図４／ＳＴＥＰ３）。この所定しきい値θｐ＿ｌｍｔは、作業機械１０が安定状態から不安定状態に遷移するか否かを判定できる値、すなわち、作業機械１０の重心が安定領域から不安定領域に移行するか否かを判定できる値であり、作業機械１０が前傾しているときには、作業機械１０が後傾しているときよりも小さい値が用いられる。 On the other hand, when this determination is affirmative (FIG. 4/STEP 2 . . . YES), it is determined whether or not the absolute value |θp| This predetermined threshold value θp_lmt is a value that can determine whether or not work machine 10 transitions from a stable state to an unstable state, that is, whether or not the center of gravity of work machine 10 transitions from a stable region to an unstable region. It is a value that can be determined, and when the work machine 10 is tilted forward, a smaller value is used than when the work machine 10 is tilted backward.

この判定が肯定で（図４／ＳＴＥＰ３…ＹＥＳ）、｜θｐ｜≧θｐ＿ｌｍｔが成立しているときには、作業機械１０が安定状態から不安定状態に遷移するような指定条件が満たされたと判定して、それを表すために、指定条件フラグＦ＿ＣＯＮＤＩを「１」に設定する（図４／ＳＴＥＰ４）。その後、本処理を終了する。 When this determination is affirmative (FIG. 4/STEP 3 . . . YES) and |θp|≧θp_lmt is satisfied, it is determined that the specified condition for transitioning the working machine 10 from the stable state to the unstable state has been satisfied. , to indicate that, the specified condition flag F_CONDI is set to "1" (FIG. 4/STEP 4). After that, this process is terminated.

一方、上述した判定が否定（図４／ＳＴＥＰ３…ＮＯ）で、｜θｐ｜＜θｐ＿ｌｍｔが成立しているときには、ロール角の絶対値｜θｒ｜が所定しきい値θｒ＿ｌｍｔ以上であるか否かを判定する（図４／ＳＴＥＰ５）。この所定しきい値θｒ＿ｌｍｔは、作業機械１０が安定状態から不安定状態に遷移するか否かを判定できる値、すなわち、作業機械１０の重心が安定領域から不安定領域に移行するか否かを判定できる値に設定されている。 On the other hand, when the above determination is negative (FIG. 4/STEP 3 . . . NO) and |θp|<θp_lmt holds, it is determined whether or not the absolute value |θr| Determine (FIG. 4/STEP5). This predetermined threshold value θr_lmt is a value that can determine whether or not work machine 10 transitions from a stable state to an unstable state, that is, whether or not the center of gravity of work machine 10 transitions from a stable region to an unstable region. It is set to a value that can be judged.

この判定が肯定で（図４／ＳＴＥＰ５…ＹＥＳ）、｜θｒ｜≧θｒ＿ｌｍｔが成立しているときには、作業機械１０が安定状態から不安定状態に遷移するような指定条件が満たされたと判定して、前述したように、指定条件フラグＦ＿ＣＯＮＤＩを「１」に設定する（図４／ＳＴＥＰ４）。その後、本処理を終了する。 When this determination is affirmative (FIG. 4/STEP 5 . . . YES) and |θr|≧θr_lmt is established, it is determined that the specified condition for transitioning the working machine 10 from the stable state to the unstable state has been satisfied. , as described above, the specified condition flag F_CONDI is set to "1" (FIG. 4/STEP 4). After that, this process is terminated.

一方、上述した判定が否定（図４／ＳＴＥＰ５…ＮＯ）で、｜θｒ｜＜θｒ＿ｌｍｔが成立しているときには、油圧Ｐｏｉｌが所定しきい値Ｐｌｍｔ以上であるか否かを判定する（図４／ＳＴＥＰ６）。この所定しきい値Ｐｌｍｔは、作業機械１０が安定状態から不安定状態に遷移する動作状況にあるか否かを判定できるような値に設定されている。 On the other hand, when the above determination is negative (FIG. 4/STEP 5 . . . NO) and |θr| STEP6). This predetermined threshold value Plmt is set to a value that allows it to be determined whether or not work machine 10 is in an operating state in which it transitions from a stable state to an unstable state.

この判定が肯定で（図４／ＳＴＥＰ６…ＹＥＳ）、Ｐｏｉｌ≧Ｐｌｍｔが成立しているときには、作業機械１０が安定状態から不安定状態に遷移するような指定条件が満たされたと判定して、前述したように、指定条件フラグＦ＿ＣＯＮＤＩを「１」に設定する（図４／ＳＴＥＰ４）。その後、本処理を終了する。 When this determination is affirmative (FIG. 4/STEP 6 . . . YES) and Poil≧Plmt is established, it is determined that the specified condition for transitioning the working machine 10 from the stable state to the unstable state is satisfied, and As described above, the specified condition flag F_CONDI is set to "1" (FIG. 4/STEP 4). After that, this process is terminated.

一方、上述した判定が否定のとき（図４／ＳＴＥＰ６…ＮＯ）、すなわち｜θｐ｜＜θｐ＿ｌｍｔ、｜θｒ｜＜θｒ＿ｌｍｔ及びＰｏｉｌ＜Ｐｌｍｔがいずれも成立しているときには、上述した指定条件が満たされていないと判定して、前述した指定条件フラグＦ＿ＣＯＮＤＩを「０」に設定する（図４／ＳＴＥＰ７）。その後、本処理を終了する。 On the other hand, when the above determination is negative (FIG. 4/STEP 6 . . . NO), that is, when |θp|<θp_lmt, |θr|<θr_lmt, and Poil<Plmt are all satisfied, the above specified condition is satisfied It is determined that the specified condition flag F_CONDI is set to "0" (FIG. 4/STEP 7). After that, this process is terminated.

なお、図４の指定条件判定処理において、以下に述べるように、作業機械１０の重心の位置及び安定領域を算出し、作業機械１０の重心が安定領域にあるか否かに応じて、前述した指定条件フラグＦ＿ＣＯＮＤＩの値を設定するように構成してもよい。 4, the position of the center of gravity of working machine 10 and the stability region are calculated as described below, and the above-described It may be configured to set the value of the specified condition flag F_CONDI.

まず、マスタ側制御装置４２が予め記憶している５つの要素１１～１５の重心位置情報、姿勢検知センサ２５からの３つの要素１１～１３の姿勢、及び相対角度センサ２６からの旋回体１４と走行体１５の相対角度に基づいて、作業機械１０の重心の位置を演算する。 First, the center-of-gravity position information of the five elements 11 to 15 stored in advance by the master-side control device 42, the attitudes of the three elements 11 to 13 from the attitude detection sensor 25, and the revolving body 14 from the relative angle sensor 26 Based on the relative angle of the traveling body 15, the position of the center of gravity of the work machine 10 is calculated.

さらに、旋回体１４と走行体１５の相対角度、旋回体１４のピッチ角θｐ及びロール角θｒなどに基づいて、作業機械１０の安定領域を算出する。そして、作業機械１０の重心が安定領域にあるときには、指定条件フラグＦ＿ＣＯＮＤＩを「０」に設定し、作業機械１０の重心が安定領域にないときすなわち不安定領域にあるときには、指定条件フラグＦ＿ＣＯＮＤＩを「１」に設定する。以上のように構成した場合でも、図４と同様に、作業機械１０が安定状態から不安定状態に遷移するような指定条件を満たす状況にあるか否かを適切に判定することができる。 Further, the stable region of the work machine 10 is calculated based on the relative angle between the revolving body 14 and the traveling body 15, the pitch angle θp and the roll angle θr of the revolving body 14, and the like. When the center of gravity of the work machine 10 is in the stable region, the designated condition flag F_CONDI is set to "0", and when the center of gravity of the work machine 10 is not in the stable region, that is, in the unstable region, the designated condition flag F_CONDI is set. Set to "1". Even with the above configuration, it is possible to appropriately determine whether or not the work machine 10 satisfies a designated condition such that the work machine 10 transitions from the stable state to the unstable state, as in FIG. 4 .

次に、図５を参照しながら、マスタ側制御装置４２によって実行される動作状態制御処理について説明する。この動作状態制御処理は、駆動機構４５の動作状態を制御するものであり、マスタ側制御装置４２によって所定の制御周期で実行される。 Next, the operation state control processing executed by the master-side control device 42 will be described with reference to FIG. This operating state control process controls the operating state of the drive mechanism 45 and is executed by the master-side control device 42 at a predetermined control cycle.

まず、前述した動作状況データを読み込む（図５／ＳＴＥＰ１０）。次いで、動作状況データに含まれるエンジン運転状態に基づき、作業機械１０が運転中であるか否かを判定する（図５／ＳＴＥＰ１１）。 First, the operation status data described above is read (FIG. 5/STEP 10). Next, it is determined whether or not the working machine 10 is in operation based on the engine operating state included in the operation status data (FIG. 5/STEP 11).

この判定が否定で（図５／ＳＴＥＰ１１…ＮＯ）、作業機械１０が運転停止中であるときには、そのまま本処理を終了する。一方、この判定が肯定であるとき（図５／ＳＴＥＰ１１…ＹＥＳ）には、前述した指定条件フラグＦ＿ＣＯＮＤＩが「１」であるか否かを判定する（図５／ＳＴＥＰ１２）。 If this determination is negative (FIG. 5/STEP 11 . . . NO) and the work machine 10 is in the stopped state, this processing is terminated. On the other hand, when this determination is affirmative (FIG. 5/STEP11 . . . YES), it is determined whether or not the specified condition flag F_CONDI described above is "1" (FIG. 5/STEP12).

この判定が否定であるとき（図５／ＳＴＥＰ１２…ＮＯ）には、通常制御処理を実行する（図５／ＳＴＥＰ）。この通常制御処理では、旋回体１４のピッチ角速度ωｐ、ロール角速度ωｒ、ヨー角速度ωｙ及び前後左右方向の並進速度などの動作状況データに基づき、オペレータ３が作業機械１０の実際の動作状況をリアルタイムで体感できるように、駆動機構４５の動作状態が制御される（図６参照）。 When this determination is negative (FIG. 5/STEP 12 . . . NO), normal control processing is executed (FIG. 5/STEP). In this normal control process, the operator 3 can control the actual operation status of the work machine 10 in real time based on operation status data such as the pitch angular velocity ωp, roll angular velocity ωr, yaw angular velocity ωy, and translational velocity in the front-rear and left-right directions of the revolving body 14. The operating state of the drive mechanism 45 is controlled so that it can be felt (see FIG. 6).

より具体的には、操作席４６のピッチ角速度、ロール角速度、ヨー角速度、前後左右方向の並進速度などが、旋回体１４の値と同じになるように、駆動機構４５の動作状態が制御される。以上のように、通常制御処理を実行した後、本処理を終了する。 More specifically, the operating state of the drive mechanism 45 is controlled so that the pitch angular velocity, roll angular velocity, yaw angular velocity, translational velocity in the front, rear, left, and right directions of the operating seat 46 are the same as those of the revolving body 14. . After executing the normal control process as described above, the present process ends.

一方、上記の判定が肯定であるとき（図５／ＳＴＥＰ１２…ＹＥＳ）、すなわち指定条件が満たされているときには、指定制御処理を実行する。この指定制御処理では、通常制御処理から移行したときに、操作席４６の駆動速度すなわちオペレータ３が体感していた速度が不連続的に変化するように、駆動機構４５の動作状態が制御される（図６参照）。 On the other hand, when the above determination is affirmative (FIG. 5/STEP 12 . . . YES), that is, when the specified condition is satisfied, the specified control process is executed. In this designated control process, the operating state of the drive mechanism 45 is controlled so that the drive speed of the operator's seat 46, that is, the speed experienced by the operator 3, changes discontinuously when the normal control process is shifted. (See Figure 6).

より具体的には、後述するように、操作席４６のピッチ角速度ωｐ’及びロール角速度ωｒ’が、旋回体１４と一時的に異なる値に変化した後、旋回体１４と同じ値まで復帰するように、駆動機構４５の動作状態が制御される。この指定制御処理の実行中、図示しないが、操作席４６のピッチ角速度及びロール角速度が、旋回体１４と同じ値まで復帰したタイミングで、前述した指定条件フラグＦ＿ＣＯＮＤＩが「０」にリセットされる。以上のように、指定制御処理を実行した後、本処理を終了する。 More specifically, as will be described later, the pitch angular velocity ωp′ and the roll angular velocity ωr′ of the operator seat 46 temporarily change to values different from those of the revolving structure 14, and then return to the same values as those of the revolving structure 14. , the operating state of the drive mechanism 45 is controlled. During execution of this designation control process, although not shown, the designation condition flag F_CONDI is reset to "0" at the timing when the pitch angular velocity and roll angular velocity of the operator seat 46 return to the same values as those of the revolving body 14. After executing the designated control process as described above, this process ends.

次に、図６を参照しながら、以上のように、マスタ側制御装置４２によって、指定条件判定処理及び動作状態制御処理が実行されたときの制御結果の一例について説明する。なお、同図は、作業機械１０のロール角θｒ及び油圧Ｐｏｉｌにおいて、｜θｒ｜＜θｒ＿ｌｍｔ及びＰｏｉｌ＜Ｐｌｍｔがいずれも成立しているときの、旋回体１４のピッチ角θｐ及びピッチ角速度ωｐと、操作席４６のピッチ角速度ωｐ'などの推移を示したものである。 Next, with reference to FIG. 6, an example of control results when the specified condition determination process and the operation state control process are executed by the master-side control device 42 as described above will be described. The figure also shows the pitch angle θp and the pitch angular velocity ωp of the revolving structure 14 when |θr| It shows transitions of the pitch angular velocity ωp′ of the operator seat 46 and the like.

同図に示すように、旋回体１４が前傾姿勢になり、そのピッチ角速度ωｐ及びピッチ角θｐが増大している状況下では、操作席４６のピッチ角速度ωｐ’が旋回体のピッチ角速度ωｐと同じになるように、駆動機構４５の動作状態が制御される。これと同時に、図７に示すように、操作席４６のピッチ角θｐ’もピッチ角θｐと同様に増大するように、駆動機構４５の動作状態が制御される。 As shown in the figure, when the revolving body 14 is tilted forward and its pitch angular velocity ωp and pitch angle θp are increasing, the pitch angular velocity ωp′ of the operation seat 46 is equal to the pitch angular velocity ωp of the revolving body. The operating state of the drive mechanism 45 is controlled to be the same. At the same time, as shown in FIG. 7, the operating state of the driving mechanism 45 is controlled so that the pitch angle .theta.p' of the operator seat 46 increases similarly to the pitch angle .theta.p.

その際、旋回体１４のピッチ角θｐが所定しきい値θｐ＿ｌｍｔ未満であるときには、指定条件判定処理において、指定条件フラグＦ＿ＣＯＮＤＩが「０」に設定され、動作状態制御処理において、通常制御処理が実行される。 At this time, when the pitch angle θp of the revolving structure 14 is less than the predetermined threshold value θp_lmt, the specified condition flag F_CONDI is set to "0" in the specified condition determination process, and the normal control process is executed in the operation state control process. be done.

そして、ピッチ角θｐがさらに増大し、θｐ≧θｐ＿ｌｍｔが成立したタイミング（時刻ｔ1）で、指定条件フラグＦ＿ＣＯＮＤＩが「１」に設定され、指定制御処理が開始される。それにより、旋回体のピッチ角速度ωｐが連続して増大し続けるのに対して、操作席４６のピッチ角速度ωｐ’は不連続的に変化する。 Then, when the pitch angle θp further increases and θp≧θp_lmt is established (time t1), the specified condition flag F_CONDI is set to “1” and the specified control process is started. As a result, the pitch angular velocity ωp of the revolving body continues to increase, while the pitch angular velocity ωp′ of the operator seat 46 changes discontinuously.

具体的には、操作席４６のピッチ角速度ωｐ’は、一時的に急減した後、反転して急増し、旋回体のピッチ角速度ωｐと同じ値になるように急増する。この場合の操作席４６のピッチ角速度ωｐ’の変化量は、オペレータ３に過度の不安感又は違和感を与えないような値に設定されている。 Specifically, the pitch angular velocity ωp′ of the operator seat 46 temporarily decreases rapidly, then reverses and rapidly increases, and rapidly increases to the same value as the pitch angular velocity ωp of the revolving body. In this case, the amount of change in the pitch angular velocity ωp′ of the operating seat 46 is set to a value that does not give the operator 3 excessive anxiety or discomfort.

そして、ωｐ’＝ωｐが成立したタイミング（時刻ｔ２）で、指定制御処理が終了し、指定条件フラグＦ＿ＣＯＮＤＩが「０」にリセットされると、それ以降、通常制御処理が実行される。 When ωp′=ωp is established (time t2), the specified control process ends and the specified condition flag F_CONDI is reset to “0”, and thereafter the normal control process is executed.

なお、作業機械１０のロール角θｒにおいて、｜θｒ｜≧θｒ＿ｌｍｔが成立したときは、指定制御処理において、操作席４６のロール角速度ωｒ’が以上のピッチ角速度ωｐ’と同様に制御される。また、作業機械１０の油圧ＰｏｉｌにおいてＰｏｉｌ≧Ｐｌｍｔが成立したときには、指定制御処理において、操作席４６のピッチ角速度ωｐ’及び／又はロール角速度ωｒ’が以上のピッチ角速度ωｐ’と同様に制御される。 When |θr|≧θr_lmt holds for the roll angle θr of the work machine 10, the roll angular velocity ωr′ of the operator seat 46 is controlled in the same manner as the pitch angular velocity ωp′ in the specified control process. Further, when Poil≧Plmt is established in the hydraulic Poil of the work machine 10, the pitch angular velocity ωp′ and/or the roll angular velocity ωr′ of the operator seat 46 is controlled in the same manner as the above pitch angular velocity ωp′ in the specified control process. .

以上のように、本実施形態の遠隔操作システム１によれば、作業機械１０の動作状況が、作業機械１０を安定状態から不安定状態に遷移させるような指定条件を満しているとき、すなわち図４のＳＴＥＰ３，５，６のいずれかがＹＥＳであるときには、図５の駆動状態制御処理において、指定制御処理が実行される。この指定制御処理では、操作席４６のピッチ角速度ωｐ’が、旋回体１４のピッチ角速度ωｐよりも急減した後、旋回体１４と同じ値まで急増するように、駆動機構４５の動作状態が制御される。 As described above, according to the remote control system 1 of the present embodiment, when the operation state of the work machine 10 satisfies the designated condition that causes the work machine 10 to transition from the stable state to the unstable state, that is, If any of STEPs 3, 5, and 6 in FIG. 4 is YES, the designated control process is executed in the drive state control process in FIG. In this designated control process, the operating state of the driving mechanism 45 is controlled so that the pitch angular velocity ωp′ of the operator seat 46 rapidly decreases below the pitch angular velocity ωp of the revolving structure 14 and then rapidly increases to the same value as that of the revolving structure 14 . be.

これにより、操作席４６に着座しているオペレータ３は、ピッチ角速度ωｐ’の急減及び急増に起因して、加速度の増減を体感することになり、慣性力が自身の体に２回作用するのを体感することになる。その結果、作業機械１０の動作状況が作業機械１０を安定状態から不安定状態に遷移させるような状況であることを、より明確にオペレータ３に認識させることができる。また、その際のピッチ角速度ωｐ’の変化量は、オペレータ３に過度の不安感又は違和感を与えないような値に設定されているので、上記の状況のみをオペレータ３に適切に認識させることができる。 As a result, the operator 3 seated on the operating seat 46 experiences the increase and decrease in acceleration due to the rapid decrease and rapid increase in the pitch angular velocity ωp′, and the inertial force acts on his/her body twice. will experience. As a result, the operator 3 can more clearly recognize that the operating state of the work machine 10 is such that the work machine 10 transitions from the stable state to the unstable state. Further, since the amount of change in the pitch angular velocity ωp′ at that time is set to a value that does not give the operator 3 an excessive sense of uneasiness or discomfort, it is possible to make the operator 3 appropriately recognize only the above situation. can.

なお、本実施形態の作業機械１０の場合、作業機械１０が平地に位置しているときでも、作業機械１０の姿勢によっては、作業機械１０の重心が安定領域から不安定領域に移動し、作業機械１０が安定状態から不安定状態に移行することがある。 In the case of the work machine 10 of the present embodiment, even when the work machine 10 is positioned on a flat surface, depending on the posture of the work machine 10, the center of gravity of the work machine 10 may move from the stable region to the unstable region, and the work may become unstable. Machine 10 may transition from a stable state to an unstable state.

例えば、前述した図９に示すような、作業機械１０が平地に位置しかつ安定状態の姿勢にある状態から、作業機械１０のブーム１３と旋回体１４との間の角度、及びブーム１３とアーム１２との間の角度が増大側に変化すると、図１１に示すように、作業機械１０の重心が安定領域から不安定領域に移動し、作業機械１０が安定状態から不安定状態に移行することがある。このような重心の移動は、上記２つの角度の変化に加えて、走行体１５と旋回体１４との間の角度の変化や、アーム１２とアタッチメント１１との間の角度にも起因して発生する。 For example, from the state in which the working machine 10 is positioned on a flat surface and in a stable posture as shown in FIG. 12, the center of gravity of the working machine 10 moves from the stable region to the unstable region, and the working machine 10 shifts from the stable state to the unstable state, as shown in FIG. There is Such movement of the center of gravity is caused by changes in the angle between the traveling body 15 and the revolving body 14 and the angle between the arm 12 and the attachment 11 in addition to the changes in the two angles described above. do.

したがって、作業機械１０が平地に位置している場合でも、以下に述べるように、上述した指定制御（ＳＴＥＰ１４）を実行してもよい。まず、前述した手法によって、作業機械１０の重心の位置を演算する。さらに、相対角度センサ２６からの旋回体１４と走行体１５の相対角度などに基づいて、作業機械１０の安定領域を算出する。 Therefore, even when the work machine 10 is positioned on flat ground, the specified control (STEP 14) described above may be executed as described below. First, the position of the center of gravity of the work machine 10 is calculated by the method described above. Furthermore, based on the relative angle between the revolving body 14 and the traveling body 15 from the relative angle sensor 26, the stable region of the work machine 10 is calculated.

そして、作業機械１０の重心が安定領域から外れているときすなわち不安定領域に移動したときには、図１２に示すマップを検索することにより、操作席４６の傾斜量（すなわち操作席４６のピッチ角θｐ）を算出し、操作席４６の実際の傾斜量が算出された傾斜量になるように、駆動機構４５が制御される。この場合、図１２のマップ値の設定により、重心が不安定領域により入り込むほど、操作席４６の傾斜量がより増大するように、駆動機構４５が制御される。また、作業機械１０が若干、傾斜している場合において、重心が安定領域から不安定領域に移動したときには、操作席４６の傾斜量が、図１２のマップ値分だけ上乗せされるように、駆動機構４５が制御される。 When the center of gravity of the work machine 10 is out of the stable region, that is, when the work machine 10 moves into the unstable region, the tilt amount of the operator seat 46 (that is, the pitch angle θp of the operator seat 46) is determined by searching the map shown in FIG. ) is calculated, and the drive mechanism 45 is controlled so that the actual tilt amount of the operation seat 46 becomes the calculated tilt amount. In this case, by setting the map values in FIG. 12, the driving mechanism 45 is controlled such that the tilt amount of the operating seat 46 increases as the center of gravity enters the unstable region. Further, when the work machine 10 is slightly tilted and the center of gravity moves from the stable region to the unstable region, the tilt amount of the operation seat 46 is increased by the map value shown in FIG. Mechanism 45 is controlled.

このような操作席４６の傾斜量の増大制御に加えて、前述した図６に示す状態と同様に、操作席４６のピッチ角速度ωｐ’が不連続的に変化するように、駆動機構４５が制御される。以上のように、指定制御処理を実行した場合でも、作業機械１０の動作状況が作業機械１０を安定状態から不安定状態に遷移させるような状況であることをオペレータ３に認識させることができる。 In addition to such control for increasing the tilt amount of the operating seat 46, the driving mechanism 45 controls the pitch angular velocity ωp' of the operating seat 46 to change discontinuously, as in the state shown in FIG. be done. As described above, even when the designated control process is executed, the operator 3 can be made to recognize that the operating state of the work machine 10 is such that the work machine 10 transitions from the stable state to the unstable state.

なお、実施形態は、作業機械として、作業機械１０を用いた例であるが、本発明の作業機械はこれに限らず、オペレータ３によって遠隔操作できるものであればよい。例えば、作業機械として、クレーン装置などを用いてもよい。 The embodiment is an example using the working machine 10 as the working machine, but the working machine of the present invention is not limited to this, as long as it can be remotely controlled by the operator 3 . For example, a crane device or the like may be used as the working machine.

また、実施形態は、作業機械の動作状況として、ピッチ角θｐ、ロール角θｒ及び油圧Ｐｏｉｌを用いた例であるが、本発明の作業機械の動作状況はこれらに限らず、作業機械の動作状況を表すものであればよい。例えば、作業機械の動作状況として、ピッチ角速度ωｐ及びロール角速度ωｒを用いてもよい。その場合には、ピッチ角速度ωｐが所定のしきい値以上になったとき、及び／又はロール角速度ωｒが所定のしきい値以上になったときに、指定条件が満たされたと判定すればよい。 In addition, although the embodiment uses the pitch angle θp, the roll angle θr, and the hydraulic Poil as the operating conditions of the working machine, the operating conditions of the working machine of the present invention are not limited to these. Anything that represents For example, the pitch angular velocity ωp and the roll angular velocity ωr may be used as the operational status of the work machine. In that case, it may be determined that the specified condition is satisfied when the pitch angular velocity ωp is equal to or greater than a predetermined threshold and/or when the roll angular velocity ωr is equal to or greater than a predetermined threshold.

また、作業機械の動作状況として、油圧Ｐｏｉｌの変動量（油圧Ｐｏｉｌの今回値と前回値との偏差）や、エンジン回転数、エンジン回転数の変動量（エンジン回転数の今回値と前回値との偏差）などを用いてもよい。その場合には、油圧Ｐｏｉｌの変動量が所定のしきい値以上になったときや、エンジン回転数が所定のしきい値以上になったとき、エンジン回転数の変動量が所定のしきい値以上になったときに、指定条件が満たされたと判定すればよい。また、油圧Ｐｏｉｌとして、油圧回路の複数箇所における油圧Ｐｏｉｌの値を用いてもよい。 In addition, as the operation status of the work machine, the amount of fluctuation in the hydraulic poil (deviation between the current value and the previous value of the hydraulic deviation), etc. may be used. In this case, when the amount of variation in the hydraulic Poil exceeds a predetermined threshold or when the number of engine revolutions exceeds a predetermined threshold, the amount of variation in the number of engine revolutions is reduced to a predetermined threshold value. When the above conditions are satisfied, it is determined that the specified condition is satisfied. Also, as the hydraulic Poil, values of the hydraulic Poil at a plurality of locations in the hydraulic circuit may be used.

さらに、作業機械の動作状況として、作業機械１０の動作中、土砂がバケットタイプのアタッチメント１１内に収容されている状態で、アーム１２及びブーム１３を伸ばした場合において、例えば、アーム１２とブーム１３との間の角度（劣角）が所定値以上になったときに、指定条件が満たされたと判定してもよい。 Furthermore, as an operating condition of the work machine, when the arm 12 and the boom 13 are extended while the work machine 10 is in operation and the earth and sand are stored in the bucket type attachment 11, for example, the arm 12 and the boom 13 It may be determined that the specified condition is satisfied when the angle (minor angle) between and becomes equal to or greater than a predetermined value.

また、実施形態は、操作席４６の駆動速度として、ピッチ角速度ωｐ’及びロール角速度ωｒ’を用いた例であるが、本発明の操作席の駆動速度はこれに限らず、駆動機構によって操作席が駆動されたときの速度であればよい。例えば、駆動速度として、操作席のヨー角速度や、前後左右方向の並進速度を用いてもよい。 In the embodiment, the pitch angular velocity ωp' and the roll angular velocity ωr' are used as the driving speed of the operating seat 46. However, the driving speed of the operating seat of the present invention is not limited to this. is driven. For example, the yaw angular velocity of the operator's seat or the translational velocity in the front, rear, left, and right directions may be used as the drive velocity.

一方、実施形態は、指定条件が満たされたときに、操作席４６のピッチ角速度ωｐ’が一時的に急減した後、反転して旋回体のピッチ角速度ωｐと同じ値まで急増するように、駆動機構４５を制御した例であるが、指定条件が満たされたときに、操作席４６の駆動速度が不連続的に変化するように、駆動機構４５が制御される手法であればよい。例えば、操作席４６のピッチ角速度ωｐ’が一時的に急増した後、反転して旋回体のピッチ角速度ωｐと同じ値まで急減するように、駆動機構４５を制御してもよい。 On the other hand, in the embodiment, when the designated condition is satisfied, the pitch angular velocity ωp′ of the operator seat 46 temporarily decreases sharply, and then reverses and rapidly increases to the same value as the pitch angular velocity ωp of the revolving body. Although this is an example of controlling the mechanism 45, any method may be used as long as the driving mechanism 45 is controlled such that the driving speed of the operation seat 46 changes discontinuously when the specified condition is satisfied. For example, the drive mechanism 45 may be controlled so that the pitch angular velocity ωp′ of the operator seat 46 temporarily increases sharply and then reverses to rapidly decrease to the same value as the pitch angular velocity ωp of the revolving body.

また、実施形態は、作業機側制御装置２９及びマスタ側制御装置４２が互いに無線通信を実行するように構成したが、これに代えて、両者が互いに有線通信を実行するように構成してもよい。 Further, in the embodiment, the working machine side control device 29 and the master side control device 42 are configured to perform wireless communication with each other, but instead of this, they may be configured to perform wired communication with each other. good.

１遠隔操作システム
２遠隔操作室
３オペレータ
１０作業機械
２１角速度センサ
２３油圧センサ
４２マスタ側制御装置（制御要素）
４５駆動機構
４６操作席 1 remote control system 2 remote control room 3 operator 10 working machine 21 angular velocity sensor 23 oil pressure sensor 42 master side control device (control element)
45 drive mechanism 46 operator's seat

Claims

A remote control system for supporting remote control of a work machine by an operator,
a sensing element for sensing operating conditions of the work machine;
an operation seat on which the operator sits and a drive mechanism for driving the operation seat, provided in a remote control room away from the work machine;
When the operating condition of the work machine detected by the detection element satisfies a specified condition that causes the work machine to transition from a stable state to an unstable state, the driving speed including at least the angular speed of the operator seat is discontinuous. and a control element for controlling the operation of the drive mechanism so as to change to .

In the remote control system according to claim 1,
When the operating condition of the work machine detected by the detection element satisfies the specified condition, the control element changes the driving speed of the operator seat discontinuously and then discontinuously returns to the original speed. A remote control system for controlling the operation of the drive mechanism in a variable manner.