JPS59216337A - 光信号による遠隔制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光信号による遠隔制御装置に関する。

従来、光信号を利用した遠隔制御は、たとえば作業者の
感電事故を防止するため、高所作業車に利用されている
（実開昭５７−７８００号公報参照）。

すなわち、高所作業車はブーム先端に作業台が装設され
、該作業台に作業者を乗せたままブームを目標物に向け
て起伏、旋回および伸縮といったブーム関連作動を行な
うものである。

したがって、作業台からの操作信号が多数必要となり、
それに比例して光フアイバケーブルの本数も可及的に多
くなる欠点があった。

また前述した考案（実開昭５７−７８００号）は単に地
上からの光信号を０Ｎ−ＯＦＦするだけであり、そのた
め操作部よりのアナログ信号を制御することができない
ものである。

本発明はかかる点に鑑み、操作部からの電気的なアナロ
グ信号を一旦デジタルな光信号に変調させ、この光信号
を中央制御装置によって再び電気信号に復調させると同
時に組立て、対応する制御部に出力するようにした光信
号による遠隔制御装置を提供するものである。

以下本発明の構成な高所作業車に適用した実施例につき
図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、高所作業車１の車体２上には旋回
台３が旋回モータ（図示省略）によって旋回制御可能に
搭載されており、旋回台３の上端にブーム４が基端にお
いて起伏自在に枢着されている。　ブーム４は多段伸縮
式であって、伸縮用シリンダ（図示省略）によってその
長さが可変に構成されているとともに、ブーム４と旋回
台３との間に配設した起伏シリンダ５によって起伏角度
を制御するようになされており、その先端ブーム４ａの
先端に作業台６が回転自在に枢着されている。

作業台６は詳細には説明しないが、平衡シリンダにより
ブーム４の起伏動作に対応して常に水平状態を維持する
ように構成されている。

なお、車体２の前後の左右両側計４箇所にはアウトリガ
およびジャ・ンキよりなる安定脚７が設けられている。

一方、作業台６にはブーム関連作動、つまりブーム４の
旋回、起伏および伸縮の各操作を行なう作業台側操作部
８と、各操作信号を出力するための操作部側制御装置９
とが設けられている。

更に、旋回台側にはブーム関連作動を制御する中央制御
装置ｉｏ、上記作業台側操作部８と同様の旋回台側操作
部１１お′よびブーム関連作動用油圧制御弁１２が設け
られている。

ブーム関連作動用油圧制御弁１２は上記ブーム４の伸縮
シリンダ、起伏シリンダ５および旋回モータの各アクチ
ュエータへ供給する圧油を制御するものである。

上記各操作部８，１１、各制御装置９．１０およびブー
ム関連作動用油圧制御弁１２の関係は第２図に示されて
いる。

まず、作業台側操作部８および旋回台側操作部１１はブ
ーム４の旋回、起伏および伸縮の各操作を行なう操作レ
バーなどの操作部材を備え、各操作部材にはポテンショ
メータが取り付けられているそして、作業台側操作部８
からの操作用の電気信号は操作部側制御装置９にて光信
号に変調され、ブーム４に沿って配設した光フアイバケ
ーブル群１３を介して中央制御装置１０へ入力するよう
になされている。

一方、旋回台側操作部１１からの操作用の電気信号も中
央制御装Ｍ１０へ入力されている。

中央制御装置ｌＯは、各操作用の信号を情報処理手段に
よって判断し、ブーム関連作動用油圧制御弁１２の開閉
を制御する信号を出力する。

上記操作部側制御装置９の具体的構成は各ポテンショメ
ータおよび光フアイバケーブル１３ａ〜１３ｄとともに
第３図に示されている。

同図において、１４は作業台側操作部８のブーム起伏用
操作部材に取り付けた起伏ポテンショメータ、１５は同
じく伸縮ポテンショメータ、１６は旋回ポテンショメー
タである。

また、鎖線で囲まれた操作部側制御装置９において、１
７は各ポテンショメータ１４〜１６からの信号がどのブ
ーム関連作動に係るものかを検出する検出部、１８は検
出部１７からの信号を時分割して第１光変調部１９に出
力する第１出力部である。

更に、２０は各ポテンショメータ１４〜１６からの出力
電圧をパルス幅信号に変換する第１変換部２１は第１変
換部２０からのパルス幅信号を逓倍して逓倍信号に変換
する第２変換部、２２は第２変換部２１からの信号を時
分割して第２光変調部２３に出力する第２出力部、２４
はカウンタ３８を介して出力される上記時分割用の基準
パルスを第３光変調部２５に出力する第３出力部、２６
は上記時分割用の基準パルスがそのまま入力される第４
光変調部である。

具体的には上記検出部１７において、ブーム起立方向の
操作信号は、起伏ポテンショメータ１４の出力電圧と第
１基準電圧発生器２７の基準電圧とを第１比較器１７ａ
で比較して検出される。

また、ブーム倒伏方向の操作信号は、起伏ポテンショメ
ータ１４の出力電圧と第２基準電圧発生器２８の基準電
圧とを第２比較器１７ｂで比較して検出される。

すなわち、たとえば起伏操作部材の中立位置での起伏ポ
テンショメータ１４出力電圧を基準として第１基準電圧
を若干高く、第２基準電圧を若干低く設定すると、第１
比較器１７ａで高レベルの出力電圧があれば起立操作信
号として、第２比較器１７ｂで低レベルの出力電圧があ
れば倒伏操作信号として検出できる。

同様に、伸縮ポテンショメータ１５からの出力電圧は第
３比較器１７ｃでブーム伸長操作信号として、また第４
比較器１７ｄでブーム縮小操作信号として検出され、旋
回ポテンショメータ１６の出力電圧は第５比較器１７ｅ
でブーム右旋回操作信号として、また第６比較器１７ｆ
でブーム左旋回操作信号として検出される。

そして、各比較器１７ａ−１７ｆからの６つの信号は、
第１出力部１８において第１シフトレジスタ２９を介し
て第１発振器３０の基準パルスに同期して時分割（時間
的に変化する１本の信号に変換）され、第１光変調部１
９のアンプ３１を介して発光ダイオードなどの発光素子
３２で光信号に変調されてスイッチ信号となり、第１光
フアイノヘケーブル１３ａを伝送して中央制御装置ｌＯ
に入力される。

また５第１変換部２０においては各ポテンショメータ１
４〜１６からの出力電圧（各操作レバーの傾斜角度に応
じて変化する）とノコギリ波発生器３３からのノコギリ
波とがそれぞれ第７比較器２０ａ〜第１２比較器２０ｆ
によって比較され、各出力電圧はそのレベルに応じたパ
ルス幅信号に変換される。

続いて、第２変換部２１において上記各比較器２０ａ〜
２０ｆからのパルス幅信号と第２発振器３４からのパル
ス（前記ノコギリ波よりも周波数が高い）とがそれぞれ
第ＬＡＮＤ回路２１ａ〜第６ＡＮＤ回路２１ｆへ入力さ
れ、各パルス幅信号は逓倍されて逓倍信号に変換される
。

そして、第２変換部２１からの６つの信号は、第２出力
部２２において第２シフトレジスタ３５を介して第１発
振器３０からの基準パルスに同期して時分割され、第２
光変調部２３のアンプ３６を介して発光素子３７で光信
号に変調されてスピード信号となり、第２光フアイバケ
ーブル１３ｂを伝送して中央制御装置１０に入力される
。

また、第３出力部２４においては、第１発振器３０から
の基準パルスがカウンタ３８へ入力されカウンタ３８に
よって数クロック毎の特定の基準パルスのみが第３光変
調部２５におけるアンプ３９を介して発光素子４０で光
信号に変調されてタイミング信号となり、第３光フアイ
バケーブル１３Ｃを伝送して中央制御装置１０に入力さ
れる。

更に、上記第１発振器３０の基準パルスは第４光変調部
２６におけるアンプ４１を介して発光素子４２で光信号
に変調されてクロック信号となり・第４光フアイバケー
ブル１３ｄを伝送して中央制御装置１０に入力される。

なお、上記操作部側制御装置９から出力されるスイー・
チ信号、スピード信号、りａツク信号およびタイミング
信号はそれぞれ単独で変調されてもよいし、また同期し
て変調された信号であってもよく、後者の場合は光フア
イバケーブルの本数が可及的に減少する。

また、スイッチ信号とスピード信号は説明を容易にする
ため、また制御の確実を期すため別々に生成されたが、
基準電圧発生器をノコギリ波発生器とすればスピード信
号にはスイッチ信号が内包されることになり、その場合
はスイッチ信号を省略することができる。

したがって、中央制御装置１０では上記４木の光フアイ
バケーブル１３ａ〜１３ｄからの光信号を受けることに
より、第１出力部１８と第２出力部２２とからの時分割
されて送られる各信号を、第３光変調部２５から送られ
る位置決め用のタイミング信号と第４光変調部２６から
送られる復調のためのクロック信号とにより、もとの操
作信号に再現することができることになる。

この場合、時分割のためのパルスと復調のためのパルス
とを同じ第１発振器３０からとったのは、別の発振器に
すると周波数の変動による誤差を生じるおそれがあるか
らである。　また、第２変換部２１での逓倍信号への変
換はより正確な制御を行なうためである。

更に、操作部側制御装置９から中央制御装置ｌＯへ送ら
れる信号はすべてデジタル信号であるので信頼性が高く
、光量変化などによる誤動作の心配はない。

次に中央制御装置１０について第４図および第５図に基
づいて説明する。

中央制御装置ｌＯはマイコンを利用した装置でソフトウ
ェアとして情報処理手段を備えており、第４図に示す如
くハードウェアとしてＣＰＵ４５メモリ４６．アドレス
デコード４７．ペリフェラル・インターフェース・アダ
プタ４８．アナログ・デジタル・ユニット４９で構成さ
れている。

ペリフェラル・インターフェース−アダプタ４８は入出
力インターフェース用素子であり、入力される信号は各
光フアイバケーブル１３ａ〜１３ｄから光復調部５０を
介して復調される操作部側制御装置９の信号である。

光復調部５０は各光ファイ／ヘケーブル１３ａ〜１３ｄ
からの光信号を電気信号に変換する光／電変換アンプ５
１〜５４を備え、第２光フアイバケーブル１３ｂからは
光／電変換アンプ５２およびカウンタ５５を介してペリ
フェラル・インタフェース囃アダプタ４８に信号が入力
される。

この場合、カウンタ５５は、操作部側制御装置９からパ
ルス数に変換されて送られてくる起伏、旋回、伸縮の各
ポテンショメータ１４〜１６の出力電圧に関する情報を
有するスピード信号を、計数して情報処理手段によって
処理可能な信号に変換するためのものである。・ 一方、ペリフェラル争インターフェース争アダプタ４８
から出力される信号は、制御弁作動用アンプ５６を介し
てブーム関連作動用油圧制御弁１２の開閉を制御する制
御信号と、ディスプレイ装置５７へ送られる表示信号で
ある。

他に、ペリフェラル・インターフェース・アダプタ４８
と相方向にデータを交換して中央制御装置ｌＯの故障を
判別する判別回路５８が設けられるとともに、判別回路
５８で故障が確認されるとディスプレイ装置５７に故障
信号が入力される。

また、アナログ・デジタル嗜ユニット４９に入力される
信号は、旋回台側操作部１１からの操作信号である。

次に、上記中央制御装置１０における制御の態様につい
て図面に基づいて説明する。

すなわち、第５図には中央制御装置１０における情報処
理手段の処理の流れがブロックで示されており、ブロッ
ク６０においては作業台側操作部８から操作部側制御装
置９、光フアイバケーブル１３ａ〜１３ｄを介して送ら
れてくる光信号の光復調部５０への入力、電気信号への
変換、この電気信号のペリフェラル慟インターフェース
・アダプタ４８を介してのＣＰＵ４５への入力が行なわ
れる。

また、ブロック７０においては、旋回台側操作部１１か
らの操作信号のアナログＯデジタルｅユニット４９への
アナログ量としての入力、デジタル量への変換、このデ
ジタル量のＣＰＵ４５への入力が行なわれる。

そして、ブロック８０において、前記ブロック６０．７
０の操作信号に応じたブーム関連作動用油圧制御弁１２
の制御に関する出力情報、つまりブーム４の伸長、ｍ小
、起立、倒伏、右旋回、左旋回のうちいずれのブーム関
連作動をどのようなスピードで行なうかについてのｒｙ
ｔ算が行なわれる。

次いで、ブロック８０で演算された出力情報に基づいて
ブーム関連作動用油圧制御弁１２への出力信号がペリフ
ェラル・インターフェース・アダプタ４８を介して出力
される。

また、上記各ブロック６０．７０でＣＰＵ４５へ入力さ
れた信号は、ブロック９０において正常時の信号か否か
の判断が行なわれ、異常信号入力待には異常表示信号が
ペリフェラルｅインターフェースΦアダプタ４８を介し
てディスプレイ装置５７に出力される。

以上のように、本発明によれば操作部からの複数のアナ
ログ信号を、クロック信号およびタイミング信号ととも
に光信号に変調して中央制御装置に送ることから、少な
い光フアイバケーブルで操作信号を供給し、遠隔制御す
ることが可能となる。

特に、中央制御装置に情報処理手段を有する場合は、光
操作信号から電気信号への復調および組立てばかりでな
く、故障箇所のディスプレイ装置への表示やモーメント
リミッタとしての機能を合わせて内蔵することができる
。

また、本発明の遠隔制御装置を高所作業車に応用すると
きは、限定された空間であるブーム内を通る光フアイバ
ケーブルの本数が可及的に減少するものである。

なお、本発明装置の実施例として高所作業車に適用した
ものを示したが、複数のアナログ信号を光フアイバケー
ブルを介して遠隔制御する場合、たとえば多数のセンサ
ーを有するロポントなどにも適用でき、本実施例に限定
されるものではない。

また、アナログ信号はポテンショメータ以外でも発生さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示し、第１図は高所作業車
の側面図、第２図は制御系の関係を示すブロック図、第
３図は操作部側制御装置の具体的構成を示すブロック図
、第４図は中央制御装置の具体的構成を示すブロック図
、第５図は中央制御装置における処理の流れを示すブロ
ック図である３・・・旋回台；４・Φ−ブーム；６・争
・作業台；８・・昏作業台側操作部；９・・−操作部側
制御装置；　１０−−・中央制御装置；１１・・・旋回
台側操作部、１２・・・ブーム関連作動用油圧制御弁；
１３ａ〜１３ｄ・・・光フアイバケーブル。 出願人　　新明和工業株式会社 第３図 第４　図 ０ ／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （］）複数の操作部材を備えた操作部と；前記操作部材
   の操作度合に対応したパラレルなアナログ信号をそれぞ
   れデジタル信号に変換した後、発振器の基準パルスに同
   期して時分割される光スピード信号に、また前記発振器
   よりの基準パルスを光クロツク信号に、更に前記発振器
   よりの基準パルスをカウンタを介して特定の基準パルス
   のみを光タイミング信号に、それぞれ単独で、あるいは
   同期して変調し、光フアイバケーブルに供給する操作部
   側制御装置と；該操作部側制御装置からの光信号を受け
   て電気信号に復調し、組立てる中央制御装置と；よりな
   り、該中央制御装置から対応する制御部に電気信号を出
   力するように構成したことを特徴とする光信号による遠
   隔制御装置。 （２〕　　前記中央制御装置は情報処理手段を有してな
   る特許請求の範囲第１項記載の光信号による遠隔制御装
   置。 （♀）前記中央制御装置は、車体上に旋回自在に搭載さ
   れた旋回台に、一方前記操作部および操作部側制御装置
   は前記旋回台に起伏自在に枢着されるブームの先端に装
   設された作業台に、それぞれ配設されてなる特許請求の
   範囲第１項記載の光信号による遠隔制御装置。 （４）前記操作部からのアナログ信号は、電圧信号をパ
   ルス幅信号に変換してなる特許請求の範囲第１項記載の
   光信号による遠隔制御装置。 （５）前記操作部からのアナログ信号は、電圧信号を直
   接デジタルな周波数信号に変換されてなる特許請求の範
   囲第１項記載の光信号による遠隔制御装置。 （６）前記操作部からのアナログ信号は、電圧信号を直
   接ビット化されたデジタル信号に変換されてなる特許請
   求の範囲第１項記載の光信号による遠隔制御装置。