JPS60112114A - 作業機の音声利用制御装置 - 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、土木建設機械、荷役運搬機械等に備えられ、
作業対象物に対して作業を行なう作業機の位置、姿勢を
音声で制御する作業機の音声利用制御装置に関する。

土木建設機械、荷役運搬機械等は、−搬に、作業対象物
に対して作業を行なう作業機を備え、この作業機を作業
機位置制御機構（以下、作業用アタッチメント本体とい
う）に取付けて作業対象物に対する位置制御を行なう構
成となっている。このような構成？、油圧ショベルを例
示して説明する。

第１図は油圧ショベルの概略構成の側面図である。図で
、１は下部走行体、２は下部走行体ｌに旋回可能に設置
された上部旋回体、３は上部旋回体２を旋回駆動する旋
回用回転機構である。下部走行体１、上部旋回体２およ
び旋回用回転機構３により油圧シロベル本体４が構成さ
れる。５は上部旋回体２の回動支点６に可回動に取付け
られたブーム、７はブーム５の回動支点８に可回動に取
付＆ｌれたアーム、９はアーム７の回動支点１０　Ｋ可
回動に取付けられたパケットである。１１はブームシリ
ンダ、１２はアームシリンダ、　１３はパケットシリン
ダである。ブーム５およびアーム７により作業用アタッ
チメント本体１４が構成され、この作業用アタッチメン
ト本体１４とその先端の回動支点ｌＯに取付けられた作
業機１５　（図示の場合はパケット９がこれに該当する
）とにより作業用アタッチメント１６が構成される。

パケット９は、ブームシリンダ１１およびアームシリン
ダ１２を駆動して作業用アタッチメント本体１４を移動
させ、又、旋回用回転機構３により上部旋回体２を旋回
させることにより所望の位置に位置せしめられ、パケッ
トシリンダ１３ヲ駆動することにより所望の姿勢とされ
る。このような位置および姿勢の制御は、運転席に左右
２本の操作レバーを設け、左の操作レバーにより左右の
旋回とアーム７の上下動葡、又、右の操作レバーにより
ブーム５の上下動とパケット９のダンプ、カールを操作
することにより実施される。

ところで、油圧ショベルにおいては、作業機１５として
、パケット９以外に種々の装置が用いられ、これら各種
作業機はパケット９と同じく作業用アタッチメント本体
１４の先端に取付けられる。次回に、作業機１５として
つかみ装置を取付けた場合を例示する。

第２図はつかみ装置を備えた油田ショベルの斜視図であ
る。図で、第１図に示す部分と同一部分には同一符号が
付しである。１７はアーム７の先端の回動支点ｌＯに取
付けられた作業機としてのつかみ装置である。つがみ装
置１７は、っがみ部１８、つかみ用アクチュエータ１９
、回転用アクチュエータ加、左右振りアクチェエータ２
１およびパケットシリンダ（以下、これを上下振りアク
チェエータという）で構成されている。つかみ用アクチ
ュエータ１９はつかみ部１８を開閉駆動する油圧シリン
ダであり、つかみｓ１８の開閉により物体をつがんたり
離したりする。回転用アクチュエータかはつかみ部１８
を回転駆動する油圧モータ、左右振りアクチュエータ２
１はつかみ部１８會左又は右方向に向ける油圧モータ、
上下振りアクチュエータ用１３はっがみ部１８を上方又
は下方に向ける油圧シリンダである。

上下振りアクチェエータ１３、回転用アクチュエータ加
および左右振りアクチェエータ２１を適宜駆動すること
により、つかみ部１８ｔ〇丁望の姿勢とすることができ
る。

このようなつかみ装置１７ヲ備えた油圧ショベルにおい
ては、バヶ′ット９が数句けられた場合と同じく、つか
み装置１７の位置は２本の操作レバーによってブームシ
リンダ１１．アームシリンダ１２および旋回用回転機構
３を駆動することにより制御される。しかしながら、つ
かみＡＡＮ、１７自体の鼻勢の制御は上記２本の操作レ
バーで行なうことはできず、さらに別途２本の操作レバ
ーを追加することが必要である。即ち、追加する第１の
操作レバーは、例えば上下振りアクチュエータと左右振
りアクチュエータ用に、又、追加する第２の操作レバー
は、例えば回転用アクチュエータとつかみ用アクチュエ
ータ用に用いるものである。結局、つかみ装置１７の位
装置および姿勢を所望の如く制御するためには、４本の
操作レバー全必要とする。

今、オペレータが、つかみ装置１７のっがみｄｉ＞　１
８が所望位置で所望姿勢となるように操作しようとする
場合、まず、つかみ装置１７の概略の位置決めをしてお
き、次いで第１．第２の操作レバーにょりつかみ装［ｉ
７の姿勢を制御する。ところが、つかみ装置１７の姿勢
制御を行なうと、必然的につかみ部１８の位置は所望位
置からずれるので、今度は既設の２本の操作レバーによ
りつかみ部１８の位置金袖正しなげればならない。この
ようにして、つかみ都１８に所望位置で所望姿勢をとら
せるには、オペレータは４本の操作レバーを頻繁に持ち
替えて操作しなければならず、その位置ｆｉｌｊ御、姿
勢制御は極めて困難になり、作業性は着るしく低下し、
かつ、オペレータの疲労は増大する。そして、このよう
な制御を自在に行ない得るようになるには、高度の熟練
を必袂とする。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり
、その目的は、操作レバーの持ち替えを要することなく
、作業機の位置、姿勢を容易に制御することができる作
業機の音声利用制御装置を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、作業機の姿勢制御
および位置制御のうちの少なくとも一方の制御指令？音
声により音声入力装置に入力し、音声入力装置から出力
される音声信号を前記制御指令に対応する制御信号に変
換し、この変換された制御信号に基づいて作業機および
作業用アタッチメント本体の対応するアクチェエータを
駆動制御するようにしたことｔ特徴とする。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第３図は本発明の実施例に係る作業機の音声利用制御装
置のブロック図である。図で、おはオペレータが自身の
声を入力する音声入力装置であり、入力した音声に応じ
た電気４４号ｒ出力する。この音声入力装置としてはマ
イクロフォン等が用いられる。冴は音声入力装置Ｍ、２
３からの音Ｐ信号を入力してこれに対応する特定の信号
に変換する音声−制御信号変換装置でおる。この背戸−
制御侶号変換装置冴は、例えば、単位微小時間毎に、入
力した音声信号の周波数特性を分析し、この分析した結
果に基づいて、音声入力装置１３に入力されたオペレー
タの言葉を判断し、この判断によって得られた言葉に応
じて、予め定められたその１華に対応する信号を出力す
る。次表に、音声入力装置囚に入力される音声（言葉）
の例とその音声の意味とを例示する。

５は音声−制御信号変換装置別からの信号を入力し、そ
の入力信号に基づいて所要の演算を行なう演算装置であ
る。演算装置５はその入力信号に対応した動作を行なう
ためには各アクチュエータをどのように駆動すればよい
かを演算するものであり、その演算の結果が各アクチェ
エータに対する駆動制御信号となって出力される。２６
は音声−制御信号変換装置別の信号により作動する姿勢
制御油圧駆動系を示し、上下振りアクチェエータ１３を
駆動する制御弁２６−１３．左右振りアクチュエータ２
１を駆動する制御弁２６−２１および回転用アクチーエ
ータ加を駆動する制御弁九−加より成る。２７はサーボ
糸を示し、ブームシリンダ１１を駆動するサーボ装＠　
２７−１１　、アームシリンダ１２を駆動するサーボ装
置２７−１２．旋回用回転機構３を駆動するサーボ装置
２７−３で構成されている。各サーボ装置は演算装［２
５からの信号に応じて対象とする各アクチュエータへ圧
油を供給する。３１は前記各サー・水装置により駆動制
御されるアクチェエータを一括して示すものである。２
８　Ａ　ｉｓ、例えばブーム５を操作する操作レバー、
２８Ｂはアーム７および上部旋回体２を操作する操作レ
バーである。２９は位置制御油圧駆動系を示し、操作レ
バー２８Ａの信号に応じてブームシリンダ１１を駆動す
る制御弁２９−１１．操作レバー２８Ｂの信号に応じて
アームシリンダ１２を駆動する制御弁２９−１２および
旋回用回転機構３ｆｔ駆動する制御弁２９−３で構成さ
れている。

各制御弁は操作レバー２８Ａ、２８Ｂの操作に応じて圧
油を対象とする各アクチュエータへ供給する。

３０は、サーボ装置が−１１，２６−１２，２６−３と
制御弁２９−１１．２９−１２．２９−３から供給され
る王油の合流点を示す。

次に、本実施例の動作音説明する。まず、操作レバー２
８Ａ、２８Ｂを操作して上部旋回体２、ブーム５、アー
ム７を駆動し、つかみ装置１７’に所望位置近傍に位置
せしめる。次に、例えば、つかみ部１８を上方に向けよ
うとする場合には、オペレータは音声入力装置２３に対
して「ウニフリ」と発声する。音声入力装置ｎはこの音
声を入力してこれに応じた信号を出力する。音声−制御
信号変換装置２４はこの信号を入力して、オペレータの
発声（指令）が「ウニフリ」であることを判ノ「シ、つ
かみ装置１７を上方向に向けるべき所定の信号を出力す
る。この信号は制御弁２６−１３に入力され、制御弁２
６−１３はこれに応じて作動し、上下振りアクチュエー
タ１３を駆動し、つかみ装置１７を最小＃動量（例えば
、つかみ部１８の部分で５闘）の倍数（例えば、１０倍
の５０ｍｍ）だけ移動させて所望の傾きとする。もし、
この傾きが所望の傾きに僅か不足する場合、オペレータ
が再度「チョイウェフリ」と入力すると、上下振りアク
チュエータ１３がＮＡｉＩ！Ｉされ、つかみ装置１７は
最小移動量（上記例で５側）だけ移動して不足した傾き
を補足する。

所望の傾きが得られたがりかみ部１８が所望位置より高
くなった場合、オペレータは音声入力装置おに対して「
シタユキ」と発声する。音声−制御信号変換装置冴は音
声入力装置乙の音声信号を「シタユキ」と判断し、これ
に対応する所定の信号を演算装置δに出力する。演算装
置δは、つかみ装［１７を下方向処移動させるには現在
状態のプーム５およびアーム７をそれぞれどのように駆
動すればよいかを演算し、演算により得た信号をサーボ
装置２７−１１．２７−１２に出力してブームシリンダ
１１、アームシリンダ１２を駆動してプーム５およびア
ーム７の移動の合成によりつかみ装置１７ヲ所定量だけ
下方に移動する。

なお、つかみ装置１７のその他の位置制御および姿勢制
御は、さきの表に例示した音声入力を使用して適宜実行
することができる。又、つかみ装置１７を音声入力で大
きく移動させるには、表に示した付加用語「ズット」ヲ
付すことにより連続移動させ、所望のところで「トマレ
」を入力してつかみ装置１７に停止させればよい。

このように、本実施例では、つかみ装置の位置および姿
勢制御を音声により芙施するようにしたので、操作レバ
ーを持ち替えることなく容易に制御葡行なうことができ
、作業性は向上し、オペレータの疲労は軽減し、又、初
心者でも制御を行なうことができる。さらに、つかみ装
置の移動の微調整が可能である。

なお、上記実施例の説明では、作業機械として油圧ショ
ベルを、作業機としてつかみ装置をそれぞれ例示して説
明したが、これらに限定されることはない。又、作業機
の自由度の数にも限定はなく、これを駆動するアクチー
エータの種類も限定されない。さらに、作業機の姿勢変
化を絶対座標系における動きとして入力する場合には、
その入力信号に対して座標変換が必要となるので、姿勢
制御に対しても座標変換演算を行なう演算装置を設ける
。さらに又、位置制御は操作レバーのみで、又は音声の
みで、あるいは操作レバーと音声の両者を併用しなから
笑施することかできる。そして、上記併用の場合には、
アクチュエータ駆動装置として、同一アクチュエータに
対して電気油圧サーボ弁又は電磁比例弁を共用し、演算
装置の…力信号と操作レバーの出力信号とを加算した信
号ケ上記共用の電気油圧サーボ弁又は電磁比例弁に入力
してこれを駆動するようにすることもできる。又、要す
れば、走行駆動系の操作を走行操作レバーとは別に音声
入力により制御することもできる。又、音声入力は前記
衣に示す以外にも種々のものが考えられる。なお又、上
記実施例では作業機の位置側向と姿勢制御の両者とも音
声で制御できる例について述べたが、位置制御のみ又は
姿勢制御のみ音声で制御するようにすることも可能であ
る。

以上述べたように、本発明では、作業機の姿勢制御、位
置制御の指令を音声入力により行なうようにしたので、
操作レバーを持ち替えることなく容易に作業機の姿勢制
御、位置制御を行なうことができ、作業性を向上させる
とともに操作者の疲労を軽減することができ、又、初心
者も容易に制御を行なりことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は油圧ショベルの概略構成の側面図、第２図はつ
かみ装置を備えた油圧ショベルの斜視図、第３図は本発
明の実施例に係る作業機の音声利用制御装置のブロック
図である。 ３・・・・・・旋回用回転機構、５・・・・・・ブーム
、７・・・・・・アーム、１１・・・・・・ブームシリ
ンダ、１２・・・・・・アームシリンダ、１３・・・・
・・上下振りアクチェエータ、　１４・・・・・・作業
用アタッチメント本体、１５・・・・・・作業機、１７
・・・・・・つかみ装置、１８・・・・・・つかみ部、
加・・・・・・回転用アクチェエータ、２１・・・・・
・左右振りアクチェエータ、る・・・・・・音声入力装
置、冴・・・・・・音声−制御信号変換装置、５・・・
・・・演算装置、２６・・・・・・姿勢制御油圧能動系
、２７・・・・・・サーボ糸、２８Ａ、２８Ｂ・・・・
・・操作レバー、四・・・・・・位置制御油圧駆動系。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アクチュエータにより姿勢制御される作業機と、こ
   の作業機が取付けられるとともにアクチュエータにより
   当該作業機の位置制御を行なう作業機位置制御機構とを
   備えた作業機械において、前記姿勢制御および前記位置
   制御のうちの少なくとも一方の制御指令を音声で入力す
   る音声入力装置と、この音声入力装置の音声信号を前記
   制御指令に対応する制御信号に変換する音声−制御信号
   変換装置と、この音声−制御信号変換装置の信号に基づ
   いて前記作業機および前記作業機位置制御機構の対応す
   るアクチユエータの駆動を制御する駆動制御機構と７設
   けたことを特徴とする作業機の音声利用制御装置。 ２、特許請求の範囲ＷＸｇ４において、前記駆動制御機
   構は、前記音声−制御信号変換装置の信号に基づいて前
   記各アクチュエータの移動に関与する値を演算する演算
   手段と、この演算手段の演算結果に応じて前記各アクチ
   ュエータの駆動出力を発生するサーボ装置とで構成され
   ていることを特徴とする作業機の音声利用制御装置。 ３、％許請求の範囲第１項において、前記駆動制御機構
   は、前記音声−制御信号変換装置の信号に基づいて、前
   記作業機位置制御機構のアクチーエータの移動に関与す
   る値を演算する演算手段と、この演算手段の演算結果に
   応じて前記作業機位置制御機構のアクチュエータの駆動
   出力を発生するサーボ装置と、前記音声−制御信号変換
   装置の信号に基づいて、前記作業機のアクチュエータの
   、ｍ動用力を発生ずる駆動出力発生手段とで構成されて
   いることを％徴とする作業機の音声利用制御装置。