JPH1060952A

JPH1060952A - 遠隔操作建設機械の安全装置

Info

Publication number: JPH1060952A
Application number: JP23474696A
Authority: JP
Inventors: Shigenori Aoki; 茂徳青木; Toshihiro Kimura; 敏宏木村; Hideo Narita; 秀夫成田; Yuji Maehara; 裕二前原; Takenori Fujita; 健昇藤田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1996-08-16
Filing date: 1996-08-16
Publication date: 1998-03-03

Abstract

(57)【要約】【課題】操作性と作業性を損なうことなく、運転操作
者の主体的な操作動作に基づき誤入力を確実に防止でき
る遠隔操作建設機械の安全装置を提供する。【解決手段】操作レバー30,31 を備える送信機12と、
建設機械11に装備される受信機13とを備え、操作レバー
の操作に応じて送信機から発信される操作信号を受信機
で受信し、受信した操作信号を建設機械の動作を制御す
る制御手段に与える遠隔操作の建設機械において、送信
機における操作レバーの握り部に取り付けたスイッチ1
4,15 と、スイッチがオフになったとき操作レバーによ
る操作を無効にする無効化手段（ステップS13,S16 ）を
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は遠隔操作建設機械の
安全装置に関し、特に、遠隔操作で運転される建設機械
において無線操縦機での誤入力を防止した安全装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】パワーショベルやブルドーザ等の建設機
械の作業や走行の動作を無線により遠隔操作するシステ
ムは、作業者によって操作される送信機と、建設機械に
装備される受信機とからなる。作業者が送信機の操作レ
バーを操作すると、送信機から操作に対応する信号が発
信され、建設機械の受信機は操作に対応する信号を受信
し、建設機械の動作を操作内容に応じて制御する。上記
遠隔操作システムでは、実際の作業現場で、操作者が、
操作する意思がないにも拘らず、誤って送信機の操作レ
バーに触れ、誤動作させることがあり、このような場合
に対する安全対策が必要である。

【０００３】誤入力に対する安全対策として、送信機に
おける例えば左右２本の操作レバーの各々の上端に配置
された特定のスイッチを常に押し続けた状態で操作を行
う方法がある。この方法によれば、例えば親指を利用し
て特定のスイッチが押されていないときの操作入力は、
操作者の意思に反した操作すなわち誤入力とみなされ、
無効とされる。また別の方法として、送信機から与えら
れた入力信号が所定時間中断したときには、中断後に入
る入力信号から一定時間の信号を無効とする方法がある
（特開平５−３３３６５号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の誤入力防止
方法は次のような問題がある。第１の方法では、操作す
るときに特定のスイッチを特定の指で常に押し続けなけ
ればならないので、操作者の手の自由度が損なわれ、操
作性が悪くなり、長時間行っていると疲労する。また第
２の方法では、入力信号の有効・無効を中断後の初期の
一定時間に基づいて設定しているため、設定された一定
時間内のみの誤入力でしか有効性はなく、また入力を無
効とする中断後の一定時間は初期操作におけるタイムラ
グとなり、作業性が悪くなるという問題を生じる。

【０００５】本発明の目的は、上記問題を解決するた
め、操作性および作業性を損なうことなく、運転操作者
の主体的な操作動作に基づき誤入力を確実に防止できる
遠隔操作建設機械の安全装置を提供することにある。

【０００６】

【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）に係る遠隔操作建設機械の安全装置は、上
記目的を達成するために、操作レバーを備える送信機
と、建設機械に装備される受信機とを備え、操作レバー
の操作に応じて送信機から発信される操作信号を受信機
で受信し、受信した操作信号を建設機械の動作を制御す
る制御手段に与える遠隔操作の建設機械において、送信
機における操作レバーの握り部に取り付けたスイッチ
と、スイッチがオフになったとき操作レバーによる操作
を無効にする無効化手段を備えるように構成される。

【０００７】本発明では、遠隔操作式の建設機械におけ
る通常の操作において、操作レバーが操作されていると
きには、操作レバーの握り部は作業者によって握られた
状態あり、そのとき握り部のスイッチはオン状態にあっ
て操作レバーの操作の内容は有効に取り扱われる。操作
レバーの握り部に取り付けたスイッチがオフになったと
きには一連の操作が終了した状態にあると考えられるの
で、かかるスイッチがオフになった後の操作レバーの入
力は誤入力である可能性が高い。そこで、無効化手段に
よって、操作レバーの握り部に取り付けたスイッチがオ
フになったときのその後の操作レバー入力は無効として
扱われるようにした。従って、その後、誤って操作レバ
ーに触れても建設機械が動作するのを防止できる。

【０００８】他の本発明（請求項２に対応）は、前記の
構成において、好ましくは、前記無効化手段は、一定時
間経過後に、前記操作レバーによる操作を無効にするこ
とを特徴とする。従って、一定時間内に、操作のために
操作レバーの握り部を再び握ると、有効な操作を行うこ
とができる。また一定時間経過後には、操作レバーを操
作しても操縦することができないので、無効化状態を解
除することが必要である。

【０００９】他の本発明（請求項３に対応）は、前記の
構成において、好ましくは、スイッチが、操作レバーに
おける握り方向に取り付けられることを特徴とする。操
作レバーの握り部における握り方向は力が加わる方向で
あり、従ってスイッチのオン・オフを確実に切り換える
ことができる。

【００１０】他の本発明（請求項４に対応）は、前記の
構成において、好ましくは、スイッチが接触状態検出ス
イッチであることを特徴とする。この接触状態検出スイ
ッチは、運転操作者が送信機の操作レバーを握るとき、
手のひらによる接触状態を検出するものである。

【００１１】

【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。

【００１２】図１は本発明に係る安全装置が適用される
遠隔操作システムの構成を示す。本実施形態の安全装置
が適用される遠隔操作建設機械の例は油圧ショベル１１
である。遠隔操作システムは送信機１２と受信機１３か
らなる。送信機１２は、操作者に把持され、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１
１の動作を遠隔操縦する。送信機１２は無線操縦機とし
て使用される。送信機１２は操作レバーを含め各種の操
作器を備えると共に、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。送信機１２は、各操作器が操作されるとき、操
作内容および操作量に応じた操作信号を電波を利用して
送信する。一方、受信機１３は油圧ショベル１１の本体
に装備される。受信機１３は、送信機１２から送られて
くる電波を受信し、その中から操作信号を取り出し、次
に操作信号に対応する制御信号を生成して、作業機械の
各部に設けられた各駆動部（アクチュエータ）に制御信
号を送り、その動作を制御する。

【００１３】遠隔操作建設機械の一例である油圧ショベ
ル１１は、土木・建設作業を行うための作業機械であ
る。この油圧ショベルでは、走行体２１の上に旋回体２
２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。

【００１４】送信機１２は、油圧ショベル１１の動作に
関して、作業機械部２５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。
送信機１２の上部には、両側に位置する左右の操作レバ
ー３０，３１が設けられている。左右の操作レバー３
０，３１の各々には、作業機械部２５の各部を動作させ
るための各種の操作態様、走行体２１の左右の走行部の
前進、後退の動作を行わせるための操作態様が割り付け
られている。操作者の胸の前に配置された送信機１２に
ついて、操作者から送信機１２を見て、左側に位置する
操作レバー３０が左側の走行部の動作を制御し、右側に
位置する操作レバー３１が右側の走行部の動作を制御す
るように構成され、かつ各操作レバー３０，３１は互い
に独立している。操作レバー３０，３１は、従来の送信
機に設けられているものの構成と実質的に同じである。

【００１５】送信機１２に設けられた操作レバー３０，
３１を操作して例えば走行体２１（すなわち左右の走行
部）の前進、後退を行わせる場合、各操作レバーを前方
または後方に傾斜させる。各操作レバーの操作で生じる
傾斜角度（アナログ量）は、送信機１２の内部のＡ／Ｄ
変換器（Ａ／Ｄ）３２によってデジタル値に変換され、
ＣＰＵ３３に取り込まれる。これが走行体２１における
対応部分の動作量を決める操作信号となる。シリアル信
号入出力部（ＳＩＯ）３４によって、ＣＰＵ３３から出
力されたパラレル信号である操作信号はシリアル信号に
変換され、その後、送信部３５で高周波信号の変調を利
用して送信される。また送信機１２の内部には、ＣＰＵ
３３を動作させるためのプログラムが格納されるＲＯＭ
３６、使用データまたは生成データを一時的に格納する
ためのＲＡＭ３７が含まれる。送信機１３には、さらに
スイッチ３８と、このスイッチ３８の動作信号を取り込
むディジタル信号入出力部（ＤＩＯ）３９と、スイッチ
３８をオンしたときＤＩＯ３９からの信号で点灯するＬ
ＥＤ１６が設けられる。

【００１６】操作レバー３０，３１の握り部にはそれぞ
れスイッチ１４，１５が取り付けられている。これらの
スイッチ１４，１５は例えばタッチセンサや圧力センサ
などの接触検出状態スイッチであり、好ましくは、操作
レバーの握り方向に取り付けられる。握り方向とは、操
作者が手のひらで操作レバー３０，３１を握るとき、力
が良好に加わる方向である。スイッチ１４，１５は、操
作者が操作レバー３０，３１を握るときにオンになり、
握り状態を解除したときにオフになる。スイッチ１４，
１５のオン・オフの情報は、ＤＩＯ３９を経由してＣＰ
Ｕ３３に入力される。

【００１７】送信機１２から電波４０の形式で送信され
た操作信号は、受信機１３の内部の受信部４１で受信さ
れ、ここで復調された後、ＳＩＯ４２によってシリアル
信号をパラレル信号に変換し、ＣＰＵ４３に取り込まれ
る。その後、送信された操作信号に係るデータによって
制御信号を生成し、ドライバ４４は制御信号に対応する
駆動信号を出力し、走行体２１を動作させる油圧駆動シ
ステム（図示せず）に設けられた電磁比例減圧弁４５，
４６の動作を駆動制御する。電磁比例減圧弁４５，４６
はドライバ４４からの駆動信号を油圧源４７から供給さ
れる油圧信号に変換してメインバルブ４８を駆動する。
これによって、ポンプ４９からの油圧信号を、操作対象
である例えば走行体２１に送り、走行体２１の動作を制
御する。なお、図１中には１組分の油圧回路部分しか示
していないが、実際には左右１個ずつプログラムを格納
しておくＲＯＭ５０と、使用データや生成データを格納
するためのＲＡＭ５１がある。

【００１８】走行部の操縦に関していえば、送信機１２
に設けた操作レバー３０は走行体２１の左走行部の駆動
に使用され、操作レバー３１は右走行部の駆動に使用さ
れる。操作レバー３０の操作信号は前述した経路を通っ
て信号処理され、ドライバ４４の左走行部に関する部分
を介して左走行部用の電磁比例減圧弁４５，４６を駆動
し、ひいては左走行部を駆動する。操作レバー３１と右
走行部についても同様である。かかる構成によって、左
側走行部だけを駆動させたいときに操作レバー３０を操
作し、右側の走行部を駆動させたいときは操作レバー３
１を操作する。

【００１９】次に図２のフローチャートを参照して送信
機１２のＣＰＵ３３または受信機１３のＣＰＵ４３によ
って実現される安全装置の機能を説明する。この実施形
態で説明される安全装置はソフトウェア的にプログラム
で実現される装置である。

【００２０】油圧ショベル１１の動作制御は、送信機１
２の操作レバー３０，３１を操作することによって行わ
れる。操作レバー３０，３１の操作で生じる操作信号が
その後有効に扱われるためには、操作者が操作レバー３
０，３１の各々の握り部を握ってスイッチ１４，１５の
状態をオンにすることが必要である。

【００２１】図２に示すように、最初のステップＳ１１
ではスイッチ３８の操作状態に関する判定を行う。スイ
ッチ３８がオン状態でないときには、処理フローは終了
する。スイッチ３８がオン状態であるときには、送信機
１２による遠隔操作が行えるということを操作者に知ら
せるためのＬＥＤ１６が点灯する（ステップＳ１２）。
スイッチ３８はメインスイッチとして使用される。次の
判定ステップＳ１３では、スイッチ１４，１５のオン・
オフ状態に関する判定が行われる。スイッチ１４，１５
の両方またはいずれか一方がオン状態であるときには、
操作レバー３０，３１が操作者に握られていると判断し
て、操作された内容に対応するアクチュエータを駆動す
る処理を行う（ステップＳ１４）。ステップＳ１３にお
いてスイッチ１４，１５が両方ともオフ状態であるとき
には、操作レバー３０，３１が操作者に握られていない
と判断すると共に、別途に定められた無操作時間が一定
時間経過したか否かの判定を行う（ステップＳ１５）。
この一定時間は、明らかに操作中でないことが分かるよ
うな時間に設定される。無操作状態が一定時間を経過し
ていない場合にはステップＳ１３に戻り、スイッチ１
４，１５の入力を待つ。このときスイッチ１４，１５の
両方またはいずれか一方がオンされたときには、アクチ
ュエータの駆動処理、すなわち操作レバー３０，３１に
よる操縦が可能になる。また無操作状態が一定時間経過
した場合には、操作可能なＬＥＤ３８を消灯した（ステ
ップＳ１６）後に、処理フローを終了する。すなわち、
無効化手段によって、操作レバー３０，３１の操作信号
の無効化を行う処理が行われる。この場合、再度、操作
レバー３０，３１で操作が行えるようにするためには、
スイッチ３８でオン操作を行って、ＬＥＤ１６を点灯さ
せ、無効化を解除することが必要である。なお上記にお
いて、スイッチ１４がオンのときには操作レバー３０の
みが操作可能になり、スイッチ１５がオンのときには操
作レバー３１のみが操作可能になるように構成すること
もできる。

【００２２】図２のフローチャートでは、ステップＳ１
５を設けて、スイッチ１４，１５がオフになったとき一
定時間の間を様子を見るようにしたが、このステップ
は、必ずしも必要ない。すなわち、スイッチ１４，１５
がオフになったときには操作信号を無効とするように構
成することも可能である。

【００２３】

【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、遠隔操作システムで、送信機の操作レバーの握り
部に接触状態でオンし非接触状態でオフとなるスイッチ
を設けるようにしたため、操作レバーを手で握っている
ときのみ操作レバーの操作が有効となり、スイッチがオ
フになったときには操作レバーの操作を無効とすること
により、運転操作者が誤って操作レバーに触れた場合の
誤入力を未然に防ぐことができる。また、操作信号を無
効化する処理を行うにあたり、様子を見る一定時間を設
定するようにしたため、何かの都合で短時間の間上記ス
イッチがオフになっても、即座に操作信号を有効として
扱える状態に戻すことが可能である。さらに、操作レバ
ーを握る方向にスイッチを取り付けたため、操作レバー
を握るだけでレバー操作が有効になり、操作する手に負
担をかけないで済むので操作性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】遠隔操作システムの基本構成を示す構成図であ
る。

【図２】動作を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１１油圧ショベル１２送信機１３受信機１４，１５スイッチ１６ＬＥＤ３０，３１操作レバー

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操作レバーを備える送信機と、建設機械
に装備される受信機とを備え、前記操作レバーの操作に
応じて前記送信機から発信される操作信号を前記受信機
で受信し、受信した前記操作信号を前記建設機械の動作
を制御する制御手段に与える遠隔操作の建設機械におい
て、前記送信機における前記操作レバーの握り部に取り付け
たスイッチと、前記スイッチがオフになったとき前記操
作レバーによる操作を無効にする無効化手段を備えるこ
とを特徴とする遠隔操作建設機械の安全装置。
【請求項２】前記無効化手段は、一定時間経過後に、
前記操作レバーによる操作を無効にすることを特徴とす
る請求項１記載の遠隔操作建設機械の安全装置。
【請求項３】前記スイッチは、前記操作レバーにおけ
る握り方向に取り付けられることを特徴とする請求項１
記載の遠隔操作建設機械の安全装置。
【請求項４】前記スイッチは接触状態検出スイッチで
あることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記
載の遠隔操作建設機械の安全装置。