JPH09242126A - 建設機械の遠隔制御装置 - Google Patents

建設機械の遠隔制御装置

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JPH09242126A
JPH09242126A JP8065696A JP8065696A JPH09242126A JP H09242126 A JPH09242126 A JP H09242126A JP 8065696 A JP8065696 A JP 8065696A JP 8065696 A JP8065696 A JP 8065696A JP H09242126 A JPH09242126 A JP H09242126A
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construction machine
signal
operating
lever
remote control
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JP8065696A
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English (en)
Inventor
Toshihiro Kimura
敏宏 木村
Shigenori Aoki
茂徳 青木
Hideo Narita
秀夫 成田
Yuji Maehara
裕二 前原
Takenori Fujita
健昇 藤田
Hidekazu Osato
秀和 大里
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧回路等のハード部分を変更することな
く、より簡単な方式でかつ多数のメーカの操作方式に対
応できる建設機械の遠隔制御装置を提供する。 【解決手段】 操作レバーを備え操作レバーの操作に応
じて操作信号を生成し送信する送信装置12、建設機械に
装備され送信装置からの操作信号を取り出し、操作信号
に対応する信号を出力する受信装置13を備え、当該信号
は建設機械の制御部14に送られ制御信号に変換され、建
設機械の動作が制御される。受信装置は、操作レバーと
アクチュエータ10-1〜10-Nの対応関係を記憶するEEPROM
44を有し、これに記憶された対応関係に従って、送信装
置から送られてくる操作信号に対応するアクチュエータ
を決定する。EEPROM44における対応関係の書換えは外部
装置50によって行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械の遠隔制
御装置に関し、特に、遠隔操縦式の建設機械において送
信装置の操作レバーの操作方式を各メーカの操作方式に
容易に対応させられる建設機械の遠隔制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】油圧ショベル等の建設機械の遠隔制御装
置は、当該建設機械を運転する操作者によって携帯され
る送信装置と、建設機械に装備される受信装置とから構
成される。操作者が送信装置に設けられた操作レバー等
を操作すると、それに基づいて生じる操作信号が無線ま
たは有線で受信装置に対して送信される。受信装置は、
操作信号を受信すると、操作対象および操作量に関する
データを建設機械に装備された制御部に出力し、もって
建設機械において、指定された制御対象が制御される。
【0003】遠隔制御装置によって建設機械が運転され
る場合の例としては、火山などの危険地域で作業を行う
ような作業者の安全を確保する場合、あるいは、高深度
の縦穴掘削作業を行うような建設機械から離れて運転し
た方が正確な作業を行える場合などである。
【0004】遠隔操縦される油圧ショベルにおいて、上
記送信装置に設けられた操作レバーの操作方式はメーカ
ごと異なるのが一般的である。ここで「操作レバーの操
作方式」とは、各操作レバーの操作の仕方と、油圧ショ
ベル内に設けられた各種アクチュエータとの対応関係を
いう。ユーザでは、通常、特定のメーカの油圧ショベル
を使用するので、特定メーカの操作レバー操作方式に慣
れた状態にある。しかし、このような状態において、状
況に応じて、他のメーカの操作方式を備えた遠隔操縦式
油圧ショベルを操縦しなければならない場合も起こり得
る。このように、遠隔操縦式の油圧ショベルで、送信装
置の操作レバーの操作方式が異なると、ユーザにおいて
混乱が生じ、安全な運転という観点で問題を提起する。
【0005】従来では、かかる問題を解決するための1
つの手段として、油圧ショベルの油圧回路において、複
数の方向切換弁を設け、パイロット配管の接続方向を切
換えるようにした構成が提案されている(特開平2−3
5126号公報)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来の解決によ
れば、油圧回路の構成を直接に変更しなければならず、
そのために、複数の方向切換弁が必要となり、油圧回路
と、関連する電気回路部分とが複雑になり、また油圧回
路の部分を変更するため、あまり大きな変更を行うこと
はできず、その結果、想定した比較的少ないメーカの操
作方式にしか対応できず、融通性が低いという問題を有
する。
【0007】本発明の目的は、上記の問題を解決するこ
とにあり、油圧回路および電気回路等のいわゆるハード
部分を変更することなく、より簡単な方式でかつ多数の
メーカの操作方式に対応できる建設機械の遠隔制御装置
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用】本発明(請求
項1に対応)に係る建設機械の遠隔制御装置は、作業機
械部および走行体の各動作を制御する少なくとも2つの
操作レバーを備え、操作レバーの操作に応じて操作信号
を生成して無線または有線で送信する送信装置と、建設
機械に装備され、送信装置から送信される操作信号を取
り出し、当該操作信号に対応するアクチュエータを制御
するための信号を出力する受信装置とを備え、前記受信
装置から出力される前記信号は建設機械の制御部に送ら
れて制御信号に変換され、もって建設機械の動作を制御
するように構成され、かかる構成において、上記受信装
置は、操作レバーと建設機械に設けられたアクチュエー
タとの対応関係を記憶する書換え自在の記憶部を有し、
当該記憶部に記憶された上記対応関係に従って、送信装
置から送られてくる操作信号に対応するアクチュエータ
を決定するように構成される。
【0009】上記の本発明では、書換え自在の記憶部
に、必要とするメーカの操作レバーの操作方式、すなわ
ち操作レバーとアクチュエータとの対応関係を記憶する
ようにし、かつこの記憶された対応関係に関する内容を
容易に変更できるようにしたので、多くのメーカの操作
レバーの操作方式に対して簡単に対応することができ
る。
【0010】上記の構成において、好ましくは、受信装
置に対して着脱自在の外部装置を設け、この外部装置
で、記憶部に記憶される上記対応関係を自由に変更する
ように構成される。この構成によれば、ユーザにおける
油圧ショベル等の操作者が、現場において、外部装置を
用いて送信装置の操作レバーの操作方式を変更すること
ができる。
【0011】上記の構成において、さらに好ましくは、
上記記憶部に記憶される前記対応関係は、複数組、すな
わち複数のメーカについてメーカごと互いに異なる対応
関係のうちのいずれか1つである。
【0012】上記の構成において、さらに好ましくは、
上記外部装置は、もともと装備されていたメンテナンス
に使用されるサービス用機器を併用するようにした。サ
ービス用の機器を併用したため、便利である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。
【0014】図1は本発明に係る遠隔制御装置が適用さ
れる全体構成であり、建設機械の例として油圧ショベル
11を示す。油圧ショベル11に適用される遠隔制御装
置は、送信装置12と受信装置13からなる。送信装置
12は、操作者に携帯され、油圧ショベル11から離れ
た位置で使用され、当該油圧ショベル11の運転を遠隔
操縦する。送信装置12には操作レバーを含め各種の操
作器が設けられると共に、各操作器の操作内容および操
作量に応じて必要な信号を発生する電気要素、送信部等
を内蔵する。送信装置12は、各操作器が操作されると
き、操作内容または操作量に応じた操作信号を例えば電
波34を利用して送信する。一方、受信装置13は油圧
ショベル11の本体に装備される。受信装置13は、送
信装置12から送られてくる電波34を受信してその中
から操作信号を取り出し、さらに後述する対応テーブル
に基づき操作信号に対応するデータを出力する。当該デ
ータは、油圧ショベル11に設けられる制御部14に与
えられる。制御部14は、受信装置13から与えられた
データに対応する制御信号を生成し、油圧ショベル11
の各部に設けられた各駆動部すなわちアクチュエータに
制御信号を送り、その動作を制御する。
【0015】油圧ショベル11は土木・建設作業を行う
ための作業機械である。この油圧ショベル11では、走
行体21の上に旋回体22を設け、旋回体22は操縦
(運転)室23とエンジン機械部24と作業機械部25
を備える。走行体21は、右側走行部と左側走行部とか
らなる。作業機械部25は、旋回体22の前部に配置さ
れ、ブーム26とアーム27とバケット28を備える。
この作業機械部25には、ブーム26、アーム27、バ
ケット28を動作させる油圧シリンダ(アクチュエー
タ)と、各部の動作量を検出する例えば角度センサや変
位センサ等が配置される。操縦室23には、作業機械部
25等の動作を制御する左右の操作レバーや走行体21
による前進、後退、旋回等を操縦するための左右の操作
レバー等の入力操作器が設けられる。
【0016】図2および図3によって送信装置12を説
明する。送信装置12の上部の操作盤面には、少なくと
も3本の操作レバー12a,12b,12cを備える。
操作レバー12a,12cは油圧ショベル本体の動作を
制御するための操作器であり、操作レバー12bはアタ
ッチメント用の操作器である。操作レバー12a〜12
cはジョイスティックタイプの操作器である。本実施形
態では、操作レバー12bは固定とし、操作レバー12
a,12cの操作方式は各メーカのものに対応して変更
できるように構成される。操作レバー12a,12c
は、直交するX方向(+側[X+]と−側[X−])と
Y方向(+側[Y+]と−側[Y−])に傾斜させて操
作される。送信装置12は、操作レバー12a,12c
によって、油圧ショベル11の動作に関し作業機械部2
5のブーム26とアーム27とバケット28の各部の動
作を制御する機能と、走行体21の前進、後退、旋回の
各動作を制御する機能を備える。作業機械部25と走行
体21の各制御は、切換えスイッチ(図示せず)によっ
て切り替えられる。
【0017】送信装置12に設けられた操作レバー12
a,12cを操作するとき、操作レバーを前方・後方
(Y方向の+側と−側)または右方・左方(X方向の+
側と−側)に傾斜させる。各操作レバーの操作で生じる
傾斜角度(アナログ量)は、送信装置12の内部のA/
D変換器31によってデジタル値に変換され、CPU3
2に取り込まれる。このディジタル値が、油圧ショベル
11における対応アクチュエータの動作量を決める操作
信号となる。CPU32から出力された操作信号(パラ
レル信号)は、その後、送信部33で、パラレル信号か
らシリアル信号に変換された後に高周波信号で変調さ
れ、受信装置13に対して電波34で送信される。また
送信装置12の内部にはCPU32を動作させるための
プログラム、使用データまたは生成データを記憶するた
めのメモリ35が含まれる。
【0018】図4に従って、受信装置13の内部構成、
受信装置13と、制御部14と、油圧ショベル11の内
部に設けられた油圧ショベルを動作させるためのアクチ
ュエータおよび油圧回路との関係に関する構成を説明す
る。
【0019】送信装置12から電波34の形式で送信さ
れた操作信号は、受信装置13内の受信部41で受信さ
れ、ここで復調され、シリアル信号からパラレル信号に
変換される。受信部41で得られた操作信号は、CPU
42に取り込まれる。
【0020】受信装置13のCPU42には、メモリ4
3と、記憶内容を自在に書換えられる不揮発性メモリの
EEPROM44が付設される。
【0021】EEPROM44の特定領域(例えば後述
する領域SW)の中には、特定メーカの操作レバー操作
方式、すなわち操作レバー12a,12cの各操作とア
クチュエータの対応関係に関するテーブル(以下「対応
テーブル」という)が記憶される。
【0022】またメモリ43には、CPU42において
受信部41から与えられた操作信号を、EEPROM4
4に記憶される上記対応テーブルに基づいて、対応する
データに変換するための処理を行う変換プロブラムが記
憶される。
【0023】CPU42で当該変換プログラムによって
得られる対応データは、送信装置12から送信された操
作信号に対応するものであり、操作された操作レバーの
制御対象すなわちアクチュエータを特定すると共に操作
量に対応する動作量を指定するためのデータである。か
かる対応データは、D/A変換器40で変換された後に
制御部14に送られ、その中のドライバ45によって、
対応するアクチュエータに関連する比例電磁弁を駆動す
るための電流が出力される。
【0024】制御部14のドライバ45から出力される
駆動電流は、油圧ショベル11に設けられた油圧駆動シ
ステムに含まれるメインバルブ46の比例電磁弁10−
1a,10−1b,10−2a,10−2b,…,10
−Nbのうち操作信号で指定されたものに与えられる。
メインバルブ46は、油圧駆動システムにおける油圧源
47とアクチュエータ10−1,10−2,…,10−
Nの間に設けられるものである。これらのアクチュエー
タは油圧シリンダであり、シリンダの中にピストンが往
復動するように設けられる。アクチュエータ10−1〜
10−Nの各々に対して、ピストンの双方向(行きと帰
り)の動作に対応して2つの比例電磁弁(a,bで区別
する)が設けられる。各比例電磁弁では駆動電流に対応
して油の開口面積を変化するので、対応するバルブに対
するパイロット油圧が変化し、対応するアクチュエータ
に送られる圧油流量が変化し、当該アクチュエータは圧
油流量に対応する速度で動作する。上記の結果、送信装
置12で操作された本体制御用の操作レバー(12a,
12c)の操作量すなわち傾きに応じた速度で、対応す
るアクチュエータが動作する。
【0025】上記の説明で明らかなように、送信装置1
2における操作レバー12a,12cの操作方式は、各
操作レバーの操作内容と、各比例電磁弁との対応関係で
あるということができる。すなわち、操作レバーとアク
チュエータの対応関係に関する上記対応テーブルは、厳
密にいうと、操作レバーと比例電磁弁との対応関係に関
するテーブルである。
【0026】上記の受信装置13のCPU42に対して
は、さらにシリアル入出力部(SIO)48が設けられ
る。
【0027】図5は外部装置の内部構成を示す。この外
部装置50は、接続部56を介して、図4に示されるよ
うに、受信装置13のSIO48に接続される。外部装
置50は、受信装置13に対して着脱自在の構造を有
し、受信装置13に対し電気的に自在に接続・非接続の
状態にすることができる。外部装置50は、従来から利
用されているサービス機器を用いる。外部装置50の正
面図と、使用時における受信装置13との接続関係を図
6に示す。図6に示されたLCD表示部53の画面内容
は設定画面の例を示している。
【0028】外部装置50は、図5および図6に示すよ
うに、内部にCPU51とメモリ52を内蔵し、またそ
の正面部に、上記設定画面を示すLCD表示部53と、
入力を行うための入力キー部54を備える。本実施形態
における外部装置50の働きは、受信装置13のEEP
ROM44に上記対応テーブルをセット(または変更)
することである。メモリ52は、受信装置13のEEP
ROM44にいずれかのメーカの対応テーブルをセット
するための処理を実行するプログラム、および複数のメ
ーカの各々の対応テーブルが記憶される。CPU51
は、入力キー部54を用いた対応テーブルのセットの指
示に基づいて、メモリ52の上記プログラムと各メーカ
の対応テーブルを呼び出す。CPU51は、呼び出した
各メーカの対応テーブルをLCD表示部53の画面に表
示する。また55はCPU51に設けられたシリアル入
出力部である。
【0029】外部装置50の使い方と働きについて説明
する。外部装置50は、油圧ショベル11に装備された
受信装置13に対して別の装置として用意される。本実
施形態では、受信装置13のEEPROM44に、必要
なメーカの上記対応テーブルをセットするときの操作装
置として使用される。外部装置50は接続部56を介し
て受信装置13と接続される。そして入力キー部54で
対応テーブルセットの指示を出すと、図6に示されるよ
うに、そのLCD表示53に例えばA社、B社、C社の
対応テーブル、すなわち操作レバー操作方式の選択画面
が表示される。さらに入力キー部54で対応テーブルを
選択すると、入力番号に対応するメーカの対応テーブル
が外部装置50から受信装置13へ送られ、当該対応テ
ーブルが受信装置13のEEPROM44に領域SWに
セットされる。必要とされるメーカの対応テーブルがセ
ットされた後は、外部装置40を受信装置13から分離
し、対応テーブルセット作業を終了する。
【0030】図7にA社、B社、C社の各メーカの対応
テーブルの内容例を示す。各メーカの対応テーブルにお
いて、比例電磁弁10−1a,10−1b,10−2
a,…,10−Nbと、操作レバー12a(X+,X
−,Y+,Y−)および操作レバー12c(X+,X
−,Y+,Y−)との対応関係が示されている。この図
7の表で明らかなように、各メーカごとに対応テーブル
の内容は異なる。受信装置13のEEPROM44の領
域SWには、いずれかのメーカの対応テーブルが格納さ
れる。
【0031】上記のごとく、外部装置50を用いて受信
装置13のEEPROM44に特定のメーカの対応テー
ブルがセットされた状態において、送信装置12の操作
レバー12a,12cを操作すると、受信装置13およ
び制御部14を介し、セットされた対応テーブルの対応
関係に基づいて所定のアクチュエータが駆動され、もっ
て油圧ショベル11の作業動作が制御される。
【0032】受信装置13のCPU32では、送信装置
12から電波34で送られてきた操作レバー12a,1
2cに関する操作信号を入力すると、図8に示すフロー
チャートを実行して、EEPROM44に記憶された対
応テーブルに基づいて操作信号に対応する比例電磁弁を
決定し、対応するアクチュエータを特定するデータを出
力する。図8に示すフローチャートでは、まずEEPR
OM44の領域SWに格納される対応テーブルを呼び出
し(ステップS11)、最初に操作レバー12aのX+
方向の比例電磁弁を決定し(ステップS12)、決定し
た比例電磁弁についての操作レバー12aのX+方向の
操作量に関するデータを生成し、制御部14に対して出
力する(ステップS13)。その後、操作レバー12a
のX−方向、Y+方向、Y−方向、操作レバー12cの
X+方向、X−方向、Y+方向、Y−方向の各々に関し
て、上記ステップS12,S13と実質的に同じステッ
プを繰り返す。なお図8のフローチャートでは、操作レ
バー12aのX−方向、Y+方向、Y−方向、操作レバ
ー12cのX+方向、X−方向、Y+方向の各々のステ
ップの図示は省略し、操作レバー12cのY−方向のス
テップS14,S15のみを示している。上記のごと
く、受信装置13のCPU32では、所定の周期で上記
ステップを繰り返し、操作レバー12a,12cの各操
作方向の操作信号に対応するデータを生成する。なお、
操作レバーで操作が行われない場合には、操作信号は送
られてこないので、対応する比例電磁弁は決定されず、
操作量に関する対応データは出力されない。
【0033】操作レバー12a,12cの操作方式を他
社のものに変更する場合には、再び外部装置50を受信
装置13に接続し、前述した方法と同様な方法によっ
て、受信装置13のEEPROM44の領域SWに格納
される対応テーブルを他社の対応テーブルに書換え、変
更する。このように、油圧ショベル等の建設機械の遠隔
制御装置において、簡単な方法および極めて融通性の高
い方法で、各社の操作レバーの操作方式に対応させるこ
とができる。
【0034】また他の実施形態として、EEPROM4
4において十分な記憶領域を確保できる場合には、例え
ば領域TABLE1,TABLE2,…に分け、各領域
に各メーカの対応テーブルを格納するように構成するこ
ともできる。このような構成にすると、前述した外部装
置50からデータ(対応テーブル)転送が不要となる。
この場合には、選択スイッチを設ける等して、予めどの
メーカの対応テーブルを使用するかについて選択できる
ように構成することが必要である。
【0035】また送信装置12から受信装置13への操
作信号の送信は、電波を利用した無線方式であったが、
有線方式で構成することもできる。
【0036】上記実施形態では、中央のアタッチメント
用操作レバー12bを固定させるようにしたが、当該操
作レバー12bは次のように利用することもできる。す
なわち、操作レバー12a,12cの使用頻度が高いた
め、バルブスティックの問題が起きてスプールの動作不
良状態が生じ、調子が悪くなるおそれもある。このよう
な場合に、送信装置12の側で電気的配線関係を変更す
ることによって、調子が悪くなった操作12a,12c
のいずれかの代わりに操作レバー12bを使用できるよ
うに構成することもできる。この場合には、受信装置1
3の側でも、操作レバー12bとアクチュエータとの対
応関係を用意し、操作レバー12bに関する操作信号が
送信されたときには、対応するアクチュエータを決定す
る処理プログラムを用意することが必要である。
【0037】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、送信装置と受信装置からなる建設機械の遠隔制御
装置で、建設機械に装備される受信装置内の書換え自在
の記憶部の中に対応テーブルをセットできるようにし、
かつこの対応テーブルを外部装置を用いて必要に応じて
所定のメーカのものに自由に書き換えることができるた
め、簡単に各メーカの操作レバーの操作方式に対応する
ことができ、かつ油圧回路系統や電気回路系統を特別に
変更する必要もないので、低コストで達成することがで
きる。すべてのメーカの操作レバー操作方式に対応する
ことができ、融通性が非常に高いものである。
【0038】操作レバーの操作方式のセットや変更は、
外部装置を利用して行われ、外部装置の表示部に表示さ
れた各社の対応テーブルを選択すればよいので、簡単に
行うことができる。
【0039】外部装置には、従来からもともと使用され
ていたメインテナンス用のサービス機器を併用するよう
にしたため、特別の専用機器を用意する必要がなく、便
利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る遠隔制御装置が適用される全体
構成図である。
【図2】 送信装置の平面図である。
【図3】 送信装置の内部構造を示す構成図である。
【図4】 受信装置の内部構造、および受信装置、制御
装置、油圧駆動システムの関係を示す構成図である。
【図5】 外部装置の内部構造を示す構成図である。
【図6】 外部装置の正面外観、および外部装置と受信
装置との関係を示す構成図である。
【図7】 各社の対応テーブルの内容を示す図である。
【図8】 受信装置のCPUで実行される変換処理を示
すフローチャートである。
【符号の説明】 11 油圧ショベル 12 送信装置 12a,12c 操作レバー 12b アタッチメント用操作レバー 13 受信装置 14 制御部 44 EEPROM(書換え自在の記
憶部) 50 外部装置
フロントページの続き (72)発明者 前原 裕二 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 藤田 健昇 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 大里 秀和 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機エ ンジニアリング株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも2つの操作レバーを備え、前
    記操作レバーの操作に応じて操作信号を生成して送信す
    る送信装置と、建設機械に装備され、前記送信装置から
    送信される前記操作信号を取り出し、当該操作信号に対
    応するアクチュエータを制御するための信号を出力する
    受信装置とを備え、前記受信装置から出力される前記信
    号は建設機械の制御手段に送られて制御信号に変換さ
    れ、前記建設機械の動作を制御するようにした建設機械
    の遠隔制御装置において、 前記受信装置は、前記操作レバーと前記建設機械に設け
    られたアクチュエータとの対応関係を記憶する書換え自
    在の記憶部を有し、この記憶部に記憶された前記対応関
    係に従って、前記送信装置から送られる前記操作信号に
    対応する前記アクチュエータを決定することを特徴とす
    る建設機械の遠隔制御装置。
  2. 【請求項2】 前記受信装置に対して着脱自在の外部装
    置を設け、この外部装置で、前記記憶部に記憶される前
    記対応関係を変更するようにしたことを特徴とする請求
    項1記載の建設機械の遠隔制御装置。
  3. 【請求項3】 前記記憶部に記憶される前記対応関係
    は、複数組ごとの互いに異なる対応関係のうちのいずれ
    か1つであることを特徴とする請求項1記載の建設機械
    の遠隔制御装置。
  4. 【請求項4】 前記外部装置にはメンテナンスのための
    サービス用機器を併用したことを特徴とする請求項2記
    載の建設機械の遠隔制御装置。
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JP8065696A Pending JPH09242126A (ja) 1996-03-08 1996-03-08 建設機械の遠隔制御装置

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