WO2020110605A1 - 建設機械の遠隔操作装置 - Google Patents

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WO2020110605A1
WO2020110605A1 PCT/JP2019/043083 JP2019043083W WO2020110605A1 WO 2020110605 A1 WO2020110605 A1 WO 2020110605A1 JP 2019043083 W JP2019043083 W JP 2019043083W WO 2020110605 A1 WO2020110605 A1 WO 2020110605A1
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WO
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vibration
attachment
remote control
construction machine
control device
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PCT/JP2019/043083
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大輔 野田
耕治 山下
山▲崎▼　洋一郎
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コベルコ建機株式会社
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    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
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    • H04Q2209/80—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device
    • H04Q2209/82—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device where the sensing device takes the initiative of sending data
    • H04Q2209/823—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device where the sensing device takes the initiative of sending data where the data is sent when the measured values exceed a threshold, e.g. sending an alarm

Definitions

  • the present invention relates to a remote control device for remotely controlling the construction machine in a remote place apart from the construction machine.
  • construction machines used for various work such as excavation work and dismantling work are known.
  • An operator who operates the construction machine in the cab inside the cab in particular, a skilled operator not only visually determines whether or not the attachment comes into contact with another object such as a work object, but also the cab.
  • the judgment is made with reference to the information about the vibration transmitted to the operator in the driver's seat.
  • information about vibration at the time of contact between the bucket of the attachment and the earth and sand that is the object to be excavated in the excavation work, the crusher of the attachment and the structure that is the object to be crushed in the dismantling work examples include information about vibrations when contacting with.
  • Patent Document 1 discloses a remote operation system in which a work machine is provided with a vibration detection sensor, and the vibration detection sensor detects a vibration generated by a work unit by the work.
  • a vibration generator is provided in the operator's seat, the detection signal of the vibration detection sensor is wirelessly transmitted to the vibration generation device, and the vibration generation device is input when the detection signal of the vibration detection sensor is input to the vibration generation device. Adds vibration to the operator's seat.
  • Patent Document 2 discloses a remote-controlled excavator in which the work force (excavation force and twist) of a hydraulic excavator is detected by a work force detector and transmitted to a remote control device at a remote location via an antenna.
  • the controller converts the excavating force and the torsion into the amplitudes of two sine waves and outputs the amplitudes to the vibration synthesizer, and the vibration synthesizer creates each sine wave with each amplitude to the vibration generator.
  • the vibration generator vibrates the chair on which the operator sits up and down by the sine wave based on the excavating force, and imparts rotational vibration to the chair by the sine wave based on the twist.
  • the vibration generated in the attachment in the excavation work and the dismantling work using the construction machine is not only the vibration generated when the attachment comes into contact with the object of the work, for example, the lower traveling body or the upper revolving structure.
  • the vibration caused by the machine body that is, the vibration generated when the attachment is not in contact with the object is also included.
  • a signal of a sensor that detects vibration or the like is transmitted to a remote place, and a signal received at the remote place is not sorted, and a vibration generator is provided in a driver's seat based on the signal. Give vibration.
  • the vibrations given to the driver's seat at the remote place by the remote control device according to Patent Documents 1 and 2 include various vibrations other than the vibration when the attachment contacts the work object. Therefore, it is difficult for an operator at a remote place to determine that the attachment has come into contact with the work target based on the vibration given to the driver's seat at the remote place.
  • the present invention determines whether or not a vibration generated in an attachment is a vibration in which the attachment is likely to come into contact with another object in remote control of a construction machine, and the vibration is generated. It is an object of the present invention to provide a remote control device for a construction machine capable of selectively transmitting the vibration to an operator at a remote place when it is damaged.
  • the attachment includes: a vibration detector capable of detecting a component; a transmission device for transmitting vibration information related to the vibration of the attachment to an operator at the remote place; and a transmission control unit for controlling the operation of the transmission device.
  • the vibration determination condition for determining whether or not the vibration is generated by contacting another object is set in advance, and the vibration determination condition is the plurality of vibrations detected by the vibration detection unit.
  • the transmission control unit Including the condition that the amplitude of the maximum vibration component of the largest amplitude among the components is equal to or more than a preset amplitude threshold, the transmission control unit, only when the vibration determination condition is satisfied, The operation is controlled to allow the vibration information to be transmitted to the operator.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a driver's seat, a remote control lever, and a transmission device of the remote control device according to the embodiment. It is a block diagram which shows the function structure of the remote control device which concerns on the said embodiment. It is a schematic diagram showing an example of operation of an attachment of a construction machine remotely controlled by a remote control device concerning the above-mentioned embodiment, and a direction of vibration which occurs in the attachment by the operation concerned.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing another example of the operation of the attachment of the construction machine that is remotely controlled by the remote control device according to the embodiment, and the direction of vibration generated in the attachment by the operation.
  • FIG. 1 is a side view showing a hydraulic excavator 100 which is an example of a construction machine remotely controlled by a remote control device 101 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the driver's seat 31, the remote control lever 32, and the transmission devices 71, 72 of the remote control device 101 according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the remote control device 101.
  • the hydraulic excavator 100 (construction machine) and the remote control device 101 constitute a remote control system.
  • the hydraulic excavator 100 includes a lower traveling structure 1, an upper revolving structure 2 rotatably mounted on the lower traveling structure 1, and an attachment 6 mounted on the upper revolving structure 2.
  • the upper swing body 2 has a swing frame 2a connected to the lower traveling body 1, and a cab 7 mounted on the swing frame 2a.
  • the attachment 6 is pivotably connected to a front end of the revolving frame 2a, a boom 3 which is undulatingly connected, an arm 4 which is pivotally connected to a tip end of the boom 3, and a tip end of the arm 4.
  • a tip attachment 5 that is operably connected.
  • the tip attachment 5 is composed of the bucket 5.
  • the cab 7 is mounted at a front portion of the revolving frame 2a and in a portion adjacent to the boom 3 in the left-right direction of the revolving frame 2a, and constitutes a cab for operating the hydraulic excavator.
  • the hydraulic excavator 100 further travels a plurality of hydraulic actuators 3a, 4a, 5a for operating the attachment 6, a swing motor (not shown) for swinging the upper swing body 2, and a lower traveling body 1. And a traveling motor (not shown).
  • the plurality of hydraulic actuators include a boom cylinder 3a for operating the boom 3, an arm cylinder 4a for operating the arm 4, and a bucket cylinder 5a for operating the bucket 5.
  • the remote control device 101 is a device for remotely controlling the hydraulic excavator 100 at a remote location apart from the hydraulic excavator 100.
  • the remote operation device 101 includes a camera 11 (image acquisition device), a display device 21, a driver's seat 31, a pair of remote operation levers 32 and 32, and a pair of travels.
  • the controller 50 includes a machine controller 50A provided on the hydraulic excavator 100 and a remote controller 50B provided at a remote place.
  • the camera 11, the vibration detection unit 41, the machine controller 50A, and the communication device 61 are provided in the hydraulic excavator 100 shown in FIG. 1 or in the vicinity thereof.
  • the communication device 62 is provided at a remote place shown in FIG. 2 apart from the hydraulic excavator 100.
  • the camera 11 is a device capable of capturing a video, specifically, a device capable of capturing a moving image.
  • the camera 11 has a predetermined viewing angle (for example, the viewing angle indicated by the chain double-dashed line in FIG. 1), and is configured to be capable of capturing an image in that viewing range.
  • the information (video signal) about the video acquired by the camera 11 is input to the remote controller 50B provided at the remote location via the communication devices 61 and 62 shown in FIG.
  • the camera 11 acquires a video (work video) of a work area of the hydraulic excavator 100 and corresponding to a visual field of an operator sitting on a seat of a cab 7 in a cab.
  • the camera 11, for example is arranged at a height position corresponding to the line of sight of an operator who sits on the seat of the cab 7 in the cab, and spreads forward so that the main parts of the attachment 6, for example, the arm 4 and the bucket 5 can be photographed.
  • the display device 21 is a device for displaying an image captured by the camera 11 at the remote place.
  • the display device 21 receives the information (video signal) about the video input to the remote controller 50B via the communication devices 61 and 62, and displays the video.
  • the display device 21 may be a display such as a liquid crystal display or an organic EL display as shown in FIG. 2, and in such a case, the display device 21 is displayed by an operator sitting in the driver's seat 31. It is provided at a position where the image displayed on the device 21 can be viewed.
  • the display device 21 is not limited to the display as described above, and may be, for example, a projector (not shown) that projects an image on a screen or the like, and a head (not shown) attached to the operator's head. It may be a mount display.
  • the driver's seat 31 is a seat for the operator to sit in the remote place.
  • the driver's seat 31 includes a seat portion 34, a backrest portion 35, a headrest 36, and left and right armrests 37, 37.
  • the seat portion 34 supports the lower body of the operator, specifically, the buttocks and part of the legs (thighs).
  • the backrest portion 35 supports the upper body of the operator, specifically, the back.
  • the headrest 36 supports the operator's head, specifically, the back of the head.
  • the left and right armrests 37, 37 are for supporting the forearm of the operator when the operator sitting in the driver's seat 31 operates the remote control levers 32, 32, and can support the forearm of the operator.
  • the left and right armrests 37, 37 are arranged on the left side and the right side of the seat portion 34, respectively.
  • Each of the pair of remote control levers 32, 32 is rotated forward, backward, leftward and rightward in response to an attachment operation by an operator sitting in the driver's seat 31 at the remote location.
  • the attachment operation is an operation for operating the attachment 6.
  • the attachment operation includes a boom hoisting operation for hoisting the boom 3 with respect to the upper swing body 2, and an arm rotation for turning the arm 4 with respect to the boom 3.
  • An attachment turning operation for turning operation is included.
  • the pair of traveling pedals 33, 33 are pedals for traveling the lower traveling body 1.
  • the pair of traveling levers 33A and 33A are levers for traveling the lower traveling body 1.
  • the operator seated in the driver's seat 31 depresses the left and right traveling pedals 33, 33 located in front of the driver's seat 31 or operates the left and right traveling levers 33A, 33A to cause the lower traveling body 1 to travel. be able to. That is, the driving of the traveling operation of the lower traveling body 1 can be performed by either depressing the traveling pedals 33, 33 or manually operating the traveling levers 33A, 33A.
  • each remote operation lever 32 Upon receiving an operation by the operator, each remote operation lever 32 generates an operation signal according to the state (operation state) of the remote operation lever 32 determined according to the operation amount, the operation direction, etc., and the operation signal is remotely transmitted. Input to the ground controller 50B. That is, the operation state determined according to the operation amount and the operation direction of each remote operation lever 32 is converted into an electric signal, and the electric signal (operation signal) is input to the remote controller 50B.
  • each traveling pedal 33 or each traveling lever 33A receives an operation by an operator, it generates an operation signal according to the operation amount and inputs the operation signal to the remote controller 50B.
  • Each remote control lever 32 includes a lever body that is operated by an operator, and an operation signal generation unit that generates the operation signal according to the operation amount, the operation direction, etc. and inputs the operation signal to the controller 50. ..
  • the operation signal input to the remote controller 50B is input to the machine controller 50A of the hydraulic excavator 100 via the communication devices 61 and 62.
  • the machine controller 50A of the hydraulic excavator 100 appropriately performs signal processing such as calculation based on the input operation signal to generate a command signal corresponding to the operation signal.
  • the command signal is input to a control valve or the like for operating the boom cylinder 3a, the arm cylinder 4a, the bucket cylinder 5a, the swing motor, the traveling motor, and the like. Therefore, the operator operates the remote control levers 32, 32 to perform various operations of the hydraulic excavator 100, specifically, the attachment turning operation, the boom hoisting operation, the arm turning operation, and the bucket turning operation. It is possible to execute an operation, a traveling operation of the lower traveling body 1, and the like.
  • the vibration detecting section 41 may be any as long as it can detect the vibration generated in the attachment 6, and its specific configuration is not particularly limited, but one example is as follows.
  • the vibration detection unit 41 includes, for example, an acceleration sensor 41X that detects a vibration component in the X direction, an acceleration sensor 41Y that detects a vibration component in the Y direction, and an acceleration sensor 41Z that detects a vibration component in the Z direction. It These acceleration sensors 41X, 41Y, 41Z are arranged such that the directions for detecting acceleration are orthogonal to each other.
  • the vibration component data detected by each of the acceleration sensors 41X, 41Y, and 41Z includes data such as vibration amplitude and vibration frequency.
  • the communication device 61 (transmission/reception device) is provided in the hydraulic excavator 100 or in the vicinity thereof.
  • the signals output from the camera 11, the vibration detection unit 41, etc. are input to the communication device 61 via the machine controller 50A.
  • the communication device 61 has a function of transmitting these signals to the communication device 62 (transmission/reception device) provided in the remote place, and a function of receiving a signal transmitted from the communication device 62.
  • the communication device 62 (transmission/reception device) is provided at the remote location.
  • the communication device 62 receives the signal transmitted by the communication device 61, receives a function of inputting the signal to the remote controller 50B, and a signal output from the remote controller 50B. It has a function of transmitting to the excavator 100 or the communication device 61 provided in the vicinity thereof.
  • the communication device 61 and the communication device 62 are configured to transmit and receive signals to and from each other by wireless communication, but the present invention is not limited to this, and is configured to transmit and receive signals by wire communication. Good.
  • the vibration generator 71 has a function of generating a vibration that allows an operator to recognize the vibration information through a skin sensation or the like.
  • Examples of the vibration generator 71 include, but are not limited to, those having a motor (not shown) and a weight attached to the shaft of the motor with the center of gravity deviated.
  • the vibration generator 71 includes a seat portion 34, a backrest portion 35, a headrest 36, left and right armrests 37, 37, a pair of remote control levers 32, 32, and a floor plate 38 (floor member). It is provided on at least one member selected from
  • the vibration generator 71 may be configured to be capable of vibrating in directions corresponding to three directions of vibration components detected by the acceleration sensors 41X, 41Y, 41Z of the vibration detection unit 41.
  • the vibration generator 71 includes a front-rear vibration generator that generates front-rear vibration, a left-right vibration generator that generates left-right vibration, and a vertical vibration generator that generates vertical vibration. Those including, can be exemplified. With such a mode, it becomes possible to selectively generate vibration in the direction corresponding to the maximum vibration component described later among the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction.
  • the sound generating device 72 has a function of emitting a sound that allows the operator to recognize the vibration information through hearing.
  • the sound generating device 72 has an alarm buzzer 72, a speaker 72, etc., as shown in FIG. 2, for example.
  • the controller 50 is composed of, for example, a computer. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the controller 50 includes a machine controller 50A provided in the hydraulic excavator 100 and a remote controller 50B provided in a remote place.
  • the remote controller 50B has a coordinate system conversion unit 52, a vibration determination unit 53, and a transmission control unit 54 as functions.
  • the coordinate system conversion unit 52 outputs the vibration detection information that is information detected by the vibration detection unit 41 provided in the bucket 5 of the attachment 6 and that is defined in the first coordinate system based on the bucket 5. It has a function of converting into vibration conversion information defined in a second coordinate system with the driver's seat 31 as a reference in the remote place.
  • the vibration detection unit 41 when the vibration detection unit 41 is provided in the bucket 5 of the attachment 6, the direction of the first coordinate system with respect to the bucket 5 (X axis, Y axis, The direction of the Z axis) changes according to the operation of the bucket 5. Therefore, in the present embodiment, the vibration detection information defined in the first coordinate system is converted into the vibration conversion information defined in the second coordinate system.
  • the coordinate conversion by the coordinate system conversion unit 52 can be performed as follows, for example. That is, the coordinate system conversion unit 52 of the machine controller 50A calculates the angle of the bucket 5 with respect to the cab 7, and the vibration direction detected by the vibration detection unit 41 provided in the bucket 5 (direction of the first coordinate system). To the direction of vibration with respect to the cab 7. The vibration direction converted in this way is set to match the direction of the coordinate system at the remote location.
  • the angle of the bucket 5 with respect to the cab 7 can be calculated based on the posture data acquired by various known posture detection units capable of detecting the posture of the attachment 6. Specific examples are as follows.
  • the posture detection unit is, for example, a boom angle sensor (not shown) capable of detecting an angle of the boom 3 with respect to the upper swing body 2 (boom angle), and a not shown capable of detecting an angle of the arm 4 with respect to the boom 3 (arm angle).
  • a boom angle sensor capable of detecting an angle of the boom 3 with respect to the upper swing body 2 (boom angle)
  • An unillustrated bucket angle sensor capable of detecting the angle of the bucket 5 with respect to the arm 4 (bucket angle)
  • an unillustrated illustration capable of detecting the angle of the upper revolving structure 2 with respect to the lower traveling structure 1 (revolving angle).
  • a turning angle sensor of.
  • the X-axis direction is set to the front-back direction
  • the Y-axis direction is set to the horizontal direction
  • the Z-axis direction is set to the vertical direction. Not limited to settings.
  • the vibration determination unit 53 compares the amplitudes of the three vibration components detected by the acceleration sensors 41X, 41Y, 41Z of the vibration detection unit 41, and determines the maximum vibration component having the largest amplitude among these vibration components. .. Further, the vibration determination unit 53 determines whether or not the amplitude of the maximum vibration component is equal to or larger than a preset amplitude threshold.
  • the amplitude threshold can be set based on, for example, data that can be acquired by experiments, simulations, or the like, specifically, amplitude data of vibration that occurs when the bucket 5 contacts the wall surface W or the ground G.
  • the vibration of the bucket 5 is detected as three vibration components by the acceleration sensors 41X, 41Y, 41Z of the vibration detection unit 41, as shown in FIG. 6, for example.
  • the three vibration components are composed of a vibration component in the X direction, a vibration component in the Y direction, and a vibration component in the Z direction.
  • the signal relating to the vibration component detected by the vibration detecting unit 41 is input to the remote controller 50B via the communication devices 61 and 62. Based on the input signal, the vibration determination unit 53 determines that the maximum vibration component (X in the specific example shown in FIG.
  • the vibration determination unit 53 determines whether the amplitude of the vibration component in the X direction, which is the maximum vibration component, is equal to or greater than the amplitude threshold value.
  • the transmission control unit 54 is configured to control the operation of the transmission devices 71, 72 and allow the operator to be transmitted the vibration information only when a preset vibration determination condition is satisfied. Has been done.
  • the vibration determination condition is a condition set for determining whether or not the transmission control unit 54 transmits the vibration information regarding the vibration of the bucket 5 detected by the vibration detection unit 41 to the operator at the remote place. ..
  • the vibration determination condition includes at least a condition (amplitude condition) that the amplitude of the maximum vibration component is equal to or larger than a preset amplitude threshold.
  • the vibration determination condition may include a frequency condition preset for the frequency of vibration of the bucket 5.
  • the frequency condition includes whether or not the frequency of the vibration of the bucket 5 falls within a preset frequency range.
  • the data of the vibration components detected by the acceleration sensors 41X, 41Y, and 41Z also includes information on the frequency of vibration. Therefore, the controller 50 can determine whether or not the frequency condition is satisfied based on the data regarding the frequency of the vibration component.
  • the vibration determination condition may include a condition (operation condition) that the remote operation lever 32 has received the attachment operation.
  • the controller 50 determines the operation condition included in the vibration determination condition as follows. As described above, when the remote operation lever 32 receives an operation by the operator, the remote operation lever 32 generates an operation signal according to the state (operation state) of the remote operation lever 32, which is determined according to the operation amount, the operation direction, and the like, The operation signal is input to the remote controller 50B. Therefore, the transmission control unit 54 can determine whether the remote operation lever 32 has received the attachment operation based on the operation signal input to the remote controller 50B.
  • the transmission control unit 54 determines that the remote operation lever 32 has received the attachment operation when the operation amount of the operation received by the remote operation lever 32 is equal to or greater than a preset reference value, and When the operation amount is less than the reference value, it may be determined that the remote operation lever 32 is not receiving the attachment operation.
  • the machine controller 50A may determine the operating condition.
  • the vibration determination condition may consist only of the amplitude condition, but may include at least one of the frequency condition and the operation condition in addition to the amplitude condition. Further, the vibration determination condition may include conditions other than the frequency condition and the operation condition in addition to the amplitude condition.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of the arithmetic control operation performed by the machine controller 50A provided in the hydraulic excavator 100 of the controller 50 of the remote control device 101.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of the arithmetic control operation performed by the remote controller 50B provided in a remote place among the controllers 50 of the remote controller 101.
  • the machine controller 50A causes the vibration of the bucket 5 of the attachment 6 based on the information about the vibration of the bucket 5 input from the vibration detection unit 41. Is detected (step S1).
  • the machine controller 50A transmits information about the bucket 5 such as the vibration information of the bucket 5 of the attachment 6 and the operation information via the communication devices 61 and 62. And transmits it to the remote controller 50B (step S2).
  • the information on the bucket 5 includes information on the vibration of the bucket 5 detected by the vibration detection unit 41 (vibration detection information defined in the first coordinate system) and the like.
  • the remote controller 50B determines whether or not information about the bucket 5 such as the vibration information is received (step S11).
  • the coordinate system conversion unit 52 is detected by the vibration detection unit 41 provided in the bucket 5, and the first coordinate is detected.
  • the vibration detection information defined in the system is converted into the vibration conversion information defined in the second coordinate system based on the driver's seat 31 at the remote location (step S12).
  • the vibration determination unit 53 based on the information about the vibration components in the three directions (X direction, Y direction, and Z direction) detected by the acceleration sensors 41X, 41Y, and 41Z of the vibration detection unit 41, Among the vibration components, the maximum vibration component having the largest amplitude is specified (step S13). In the case of the specific example shown in FIG. 6, the maximum vibration component is the vibration component in the X direction. Then, the vibration determination unit 53 determines whether or not the amplitude of the maximum vibration component is greater than or equal to a preset amplitude threshold (step S14).
  • the vibration determination unit 53 determines whether the vibration frequency of the maximum vibration component is within a preset frequency range. It is determined whether or not (step S15). When the frequency of the maximum vibration component is within the preset frequency range (YES in step S15), the transmission control unit 54 generates the vibration so that the operator is notified of the vibration information. At least one of the device 71 and the sound generating device 72 is controlled (step S16).
  • the frequency range can be set, for example, in a frequency range equal to or higher than a preset threshold value, or in a frequency range between a preset lower limit value and a preset upper limit value.
  • the frequency range is set as described above, for example.
  • the vibration included in the specific frequency range (for example, the frequency range associated with the frequency of the vibration caused by the sudden stop as described above) is transmitted to the operator. It is possible to suppress deterioration of the operability of the attachment because it is suppressed.
  • the transmission control unit 54 when the frequency of the maximum vibration component is out of a preset frequency range, the vibration generation device 71 and the sound so that the vibration information is notified to the operator. At least one of the generators 72 may be controlled.
  • the vibration generator 71 is configured to be vibrable in a plurality of directions.
  • the transmission control unit 54 can control the vibration generator 71 so that the vibration in the direction corresponding to the maximum vibration component is selectively generated.
  • the X direction is set to the front-back direction
  • the Y-axis direction is set to the left-right direction
  • the Z-axis direction is set to the up-down direction. explain.
  • the vibration detection information detected by the acceleration sensors 41X, 41Y, 41Z is, for example, data defined in the first coordinate system shown in FIG. As described above, the vibration detection information is converted into the coordinate conversion information defined in the second coordinate system shown in FIG. 4, for example, by the coordinate system conversion unit 52.
  • the converted coordinate conversion information includes, for example, data of three vibration components shown in FIG.
  • the transmission control unit 54 determines that the maximum
  • the vibration generator 71 is controlled so that only the X-direction vibration, which is the direction corresponding to the vibration component, that is, only the front-back vibration is selectively generated. This allows the operator to more specifically understand the vibration that is actually occurring in the bucket 5.
  • steps S14 and S15 in FIG. 8 are not limited to the order shown in FIG. 8 and may be replaced. Further, step S15 may be omitted in FIG.
  • the vibration determination condition may include a condition (operation condition) that the remote operation lever 32 has received the attachment operation.
  • the operation signals of the remote control levers 32, 32 are input to the controller 50 (machine controller 50A or remote controller 50B).
  • the controller 50 determines whether or not the remote control levers 32, 32 have received the attachment operation.
  • some specific operations of the attachment operations are preset and stored in a storage unit (not shown) of the controller 50, and the vibration determination condition is a condition that the remote operation lever 32 has received the specific operation. (Specific operation conditions) may be included.
  • the specific operation includes, for example, the arm rotation operation among the plurality of operations included in the attachment operation.
  • the specific operation includes, for example, an arm pushing operation for moving the arm 4 forward among the arm rotating operations.
  • the arm pushing operation is an operation when the bucket 5 moves forward D as shown in FIG. 4 and contacts the wall surface W of the structure, or the bucket 5 moves downward D as shown in FIG. It corresponds to the operation when the bucket 5 comes into contact with the earth and sand on the ground.
  • the fact that the remote control levers 32, 32 have received the specific operation is included in the vibration determination condition, so that the vibration that is more likely that the bucket 5 has come into contact with another object such as an object of work is generated. The mechanical vibration at that time can be selectively notified to the operator.
  • the vibration determination condition includes a condition (amplitude condition) that the amplitude of the maximum vibration component is equal to or more than the amplitude threshold, and the vibration determination condition is satisfied. Only in this case, the transmission of the vibration information to the operator is permitted. Therefore, it is possible to prevent the vibration information from being transmitted to the operator when the bucket 5 is not in contact with another object such as a work target. As a result, it is possible to selectively notify the operator of the vibration that is likely to cause the bucket 5 to come into contact with another object. This allows the operator to perform more accurate attachment operations.
  • the determination of the amplitude condition that is, the determination of the amplitude condition that the amplitude of the maximum vibration component having the largest amplitude among the plurality of vibration components detected by the vibration detection unit 41 is equal to or more than the amplitude threshold value is, for example, This can be realized by a relatively simple configuration in which detection values of a plurality of acceleration sensors are compared with each other and comparison with the amplitude threshold value and simple control, so that the structure and control of the remote control device 101 are prevented from becoming complicated. it can.
  • the vibration detection unit 41 is configured by acceleration sensors 41X, 41Y, 41Z, and these acceleration sensors 41X, 41Y, 41Z are in three directions (first direction, second direction, first direction) orthogonal to each other. Vibration components in three directions) can be detected. Therefore, for example, when the first direction is set to the front-rear direction, the second direction is set to the left-right direction, and the third direction is set to the up-down direction, various vibrations classified as described above are obtained. The components, that is, the upward vibration component, the backward vibration component, the leftward vibration component, and the rightward vibration component are detected with high sensitivity.
  • the vibration determination condition may further include the condition that the remote control lever 32 has received the attachment operation. In such a case, it becomes possible to selectively transmit the vibration, which is more likely that the attachment has come into contact with another object such as the work object, to the operator at the remote place.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above.
  • the present invention includes the following aspects, for example.
  • the remote control device is not limited to the hydraulic excavator 100 exemplified in the embodiment, but can be widely applied to other construction machines such as a crane and a dozer.
  • the tip attachment is not limited to the bucket 5 exemplified in the embodiment.
  • the tip attachment is, for example, a grapple for gripping and transporting scrap in a scrap yard or the like, a crusher for crushing concrete structures, etc. It may be a breaker used for crushing or the like, or a fork for holding a transported object.
  • the transmission device may be any device as long as it can transmit vibration information related to the vibration of the attachment to the operator at the remote location.
  • the device 72 is not limited to the device 72, and may be, for example, a light generator or a vibration information display device.
  • the light generating device includes, for example, an indicator light, a rotating light, and a signal light (not shown).
  • the vibration information display device includes, for example, a display (not shown) that displays characters, figures, and the like that allow the operator to visually recognize the vibration information.
  • (E) Function of Controller 50 The coordinate system conversion unit 52, the vibration determination unit 53, and the transmission control unit 54 may be provided in the machine controller 50A instead of the remote controller 50B. Further, the controller 50 may be configured by only one of the machine controller 50A and the remote controller 50B.
  • the inventors of the present invention when the attachment contacts another object in the work using the construction machine such as the excavation work or the dismantling work, the amplitude of the vibration component in the specific direction is different.
  • vibrations which have the feature of being significantly larger than the amplitude of the directional vibration component, tend to occur. That is, in the vibration occurring in the attachment, the magnitude of the amplitude of the largest vibration component having the largest amplitude among the plurality of vibration components in different directions determines whether or not the attachment contacts the other object.
  • a vibration determination condition for determining whether or not the attachment is a vibration generated by contacting another object a condition regarding the magnitude of the amplitude of the maximum vibration component extracted from a plurality of vibration components is determined. include. This makes it possible to determine whether or not the vibration generated in the attachment is a vibration in which the attachment is likely to have come into contact with another object, and when it is determined that such vibration occurs. , It is possible to selectively transmit the vibration to an operator at a remote place.
  • the remote control device for the construction machine is designed from this point of view.
  • the remote control device is for remotely controlling the construction machine at a remote place apart from the construction machine having the attachment.
  • the remote control device is configured to transmit a vibration detection unit capable of detecting a plurality of vibration components in a plurality of different directions among vibrations generated in the attachment and vibration information regarding the vibration of the attachment to an operator at the remote location.
  • a transmission control unit that controls the operation of the transmission device, and a vibration determination condition for determining whether or not the attachment is a vibration generated by contact with another object is set in advance.
  • the vibration determination condition includes, as a condition, the amplitude of the maximum vibration component having the largest amplitude among the plurality of vibration components detected by the vibration detection unit is equal to or greater than a preset amplitude threshold value.
  • the transmission control unit controls the operation of the transmission device and permits the vibration information to be transmitted to the operator only when the vibration determination condition is satisfied.
  • the vibration determination condition includes a condition that the amplitude of the maximum vibration component is equal to or more than the amplitude threshold value (amplitude condition), and only when the vibration determination condition is satisfied, the operator is notified to the operator. Transmission of the vibration information is allowed. That is, the remote operation device, by applying a filter relating to the amplitude condition vibration generated in the attachment, it is possible to extract the vibration with a high probability that the attachment has contacted another object, the vibration determination condition is When not satisfied, the transmission of vibration information to the operator is suppressed. As a result, in the remote control device, it is possible to selectively notify the operator of the vibration in which the attachment is likely to come into contact with another object.
  • the plurality of directions include three directions orthogonal to each other.
  • the vibration generated in the attachment is , Mainly contains many upward vibration components.
  • the object of the excavation work or the dismantling work is the wall surface of the structure in front of the construction machine, it is assumed that the attachment moves to the front to contact the wall surface.
  • the attachment The vibrations generated in 1) mainly include many backward vibration components.
  • the vibration detection unit can detect three vibration components in the three directions (first direction, second direction, and third direction) orthogonal to each other as in this aspect, for example, By setting one direction to the front-back direction, setting the second direction to the left-right direction, and setting the third direction to the up-down direction, various vibration components classified as described above, that is, the upward direction. Vibration component, the backward vibration component, the leftward vibration component, and the rightward vibration component are detected with high sensitivity.
  • the remote control device for the construction machine further includes a remote control lever that receives an attachment operation performed by the operator at the remote place to operate the attachment, and the vibration determination condition is that the remote control lever controls the attachment operation. It may further include as a condition of having received.
  • the vibration determination condition includes a condition that the operator is performing the attachment operation. This makes it possible to determine whether or not the attachment is a vibration that is likely to have come into contact with another object due to the attachment operation, and when it is determined that such a vibration has occurred, The vibration can be selectively transmitted to an operator at a remote place.
  • the vibration detection unit is provided on the attachment, and the vibration of the attachment detected by the vibration detection unit is defined in a first coordinate system with the attachment as a reference,
  • the operating device uses the driver's seat for the operator to sit in the remote location and the vibration detection information detected by the vibration detection unit and defined in the first coordinate system as a reference with respect to the driver's seat in the remote location.
  • the coordinate system conversion unit converts the vibration conversion information defined in the second coordinate system.
  • the vibration determination condition further includes a preset frequency condition for the vibration frequency of the attachment, and the frequency condition is a frequency range in which the vibration frequency of the attachment is preset. May be included as a condition.
  • the vibration determination condition includes the frequency condition. This allows the attachment to extract vibrations that are more likely to have come into contact with other objects, and to selectively transmit such extracted vibrations to the operator.
  • the transmission device includes a vibration generator capable of vibrating in a direction corresponding to the plurality of directions, and in the transmission control unit, the vibration generator corresponds to the maximum vibration component.
  • the vibration generator may be controlled to vibrate in the direction.
  • the rear-side (front-back direction) ) Vibration is transmitted. This allows the operator to more specifically grasp the vibration that is actually occurring in the attachment.
  • the vibration generated in the attachment determines whether or not the attachment is a vibration with a high possibility of contacting another object, When it is determined that such vibration has occurred, the vibration can be selectively transmitted to the operator.

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Abstract

遠隔操作装置（１０１）は、アタッチメント（６）に生じる振動のうち、互いに異なる複数の方向における複数の振動成分を検出可能な振動検出部（４１）と、伝達装置（７１，７２）と、前記伝達装置（７１，７２）の動作を制御する伝達制御部（５４）と、を備える。振動判定条件が予め設定されており、当該振動判定条件は、前記振動検出部（４１）により検出される前記複数の振動成分のうち振幅が最も大きい最大振動成分の振幅が予め設定された振幅閾値以上であることを条件として含む。前記伝達制御部（５４）は、前記振動判定条件が満たされた場合にのみ、前記伝達装置（７１，７２）の動作を制御してオペレータに前記振動情報が伝達されることを許容する。

Description

建設機械の遠隔操作装置
　本発明は、建設機械から離れた遠隔地において前記建設機械を遠隔操縦するための遠隔操作装置に関する。
　従来、掘削作業、解体作業などの種々の作業に用いられる建設機械が知られている。当該建設機械をキャブ内の運転席において操縦するオペレータ、特に熟練したオペレータは、前記アタッチメントが作業の対象物などの他の物体に接触したか否かについて、視覚的に判断するだけでなく、キャブ内の運転席においてオペレータに伝わる振動に関する情報も参考にして判断している。参考にされる当該情報としては、例えば、前記掘削作業においてアタッチメントのバケットと掘削対象物である土砂との接触時の振動に関する情報、前記解体作業においてアタッチメントの破砕機と破砕対象物である構造物との接触時の振動に関する情報などが挙げられる。
　ところで、近年、建設機械から離れた遠隔地においてオペレータが遠隔操作レバーを操作することにより建設機械を遠隔操縦する技術が提案されている。このような遠隔操縦においても、建設機械のアタッチメントが作業の対象物と接触したことを示す情報は、遠隔操縦による作業を行う上で重要な情報である。
　特許文献１は、作業機械に振動検出センサを設け、この振動検出センサにより作業部が作業により生じた振動を検出する遠隔操作システムを開示している。当該遠隔操作システムでは、操作席に振動発生装置を設け、振動検出センサの検出信号を無線で振動発生装置に伝送し、振動検出センサの検出信号が振動発生装置に入力されたときに振動発生装置により操作席に振動を加える。
　特許文献２は、油圧ショベルの作業力（掘削力とねじれ）が作業力検出器で検出され、アンテナを介して遠隔地の遠隔操縦装置へ送信される遠隔操縦掘削機を開示している。当該遠隔操縦掘削機では、コントローラは掘削力とねじれをそれぞれ２つの正弦波の振幅に変換して振動合成器へ出力し、振動合成器は各振幅により各正弦波を作成して振動発生装置へ出力し、振動発生装置は掘削力に基づく正弦波によりオペレータが座る椅子を上下方向に振動させ、ねじれに基づく正弦波により当該椅子に回転振動を与える。
　しかしながら、建設機械を用いた前記掘削作業や前記解体作業においてアタッチメントに生じる振動には、当該アタッチメントが作業の対象物に接触したときに発生する振動だけでなく、例えば下部走行体や上部旋回体などの機械本体に発生する振動に起因するもの、すなわち、前記アタッチメントが前記対象物に接触していないときに発生する振動も含まれる。特許文献１，２に係る技術では、振動などを検出するセンサの信号が遠隔地に伝送され、遠隔地において受信された信号が選別されることなく当該信号に基づいて振動発生装置が運転席に振動を与える。このため、特許文献１，２に係る遠隔操作装置によって遠隔地の運転席に与えられる振動は、アタッチメントが作業の対象物に接触したときの振動以外の様々な振動を含む。したがって、遠隔地のオペレータは、遠隔地の運転席に与えられる振動に基づいてアタッチメントが作業の対象物に接触したことを判断することは難しい。
特開２０１３－１６８７７７号公報 特開平９－２１７３８２号公報
　本発明は、建設機械の遠隔操作において、アタッチメントに生じる振動が、当該アタッチメントが他の物体に接触した可能性の高い振動であるか否かを判定して、このような振動が発生したと判定された場合にその振動を選択的に遠隔地のオペレータに伝達することが可能な建設機械の遠隔操作装置を提供することを目的とする。
　提供されるのは、アタッチメントを有する建設機械から離れた遠隔地において前記建設機械を遠隔操縦するための遠隔操作装置であって、前記アタッチメントに生じる振動のうち、互いに異なる複数の方向における複数の振動成分を検出可能な振動検出部と、前記アタッチメントの振動に関する振動情報を前記遠隔地におけるオペレータに伝達するための伝達装置と、前記伝達装置の動作を制御する伝達制御部と、を備え、前記アタッチメントが他の物体に接触することにより発生した振動であるか否かを判定するための振動判定条件が予め設定されており、当該振動判定条件は、前記振動検出部により検出される前記複数の振動成分のうち振幅が最も大きい最大振動成分の振幅が予め設定された振幅閾値以上であることを条件として含み、前記伝達制御部は、前記振動判定条件が満たされた場合にのみ、前記伝達装置の動作を制御して前記オペレータに前記振動情報が伝達されることを許容する。
本発明の実施形態に係る遠隔操作装置により遠隔操縦される建設機械の一例を示す側面図である。 前記実施形態に係る遠隔操作装置の運転席、遠隔操作レバー、及び伝達装置を示す斜視図である。 前記実施形態に係る遠隔操作装置の機能構成を示すブロック図である。 前記実施形態に係る遠隔操作装置により遠隔操縦される建設機械のアタッチメントの動作の一例と、当該動作によって前記アタッチメントに生じる振動の方向とを示す概略図である。 前記実施形態に係る遠隔操作装置により遠隔操縦される建設機械のアタッチメントの動作の他の例と、当該動作によって前記アタッチメントに生じる振動の方向とを示す概略図である。 前記実施形態に係る遠隔操作装置における振動検出部が検出したＸ方向の振動成分、Ｙ方向の振動成分及びＺ方向の振動成分の波形の一例を示す概略図である。 前記遠隔操作装置のコントローラのうち、建設機械に設けられた機械コントローラが行う演算制御動作の一例を示すフローチャートである。 前記遠隔操作装置のコントローラのうち、遠隔地に設けられた遠隔地コントローラが行う演算制御動作の一例を示すフローチャートである。
　以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係る遠隔操作装置１０１により遠隔操縦される建設機械の一例である油圧ショベル１００を示す側面図である。図２は、前記実施形態に係る遠隔操作装置１０１の運転席３１、遠隔操作レバー３２、及び伝達装置７１，７２を示す斜視図である。図３は、遠隔操作装置１０１の機能構成を示すブロック図である。油圧ショベル１００（建設機械）と前記遠隔操作装置１０１とは、遠隔操作システムを構成している。
　なお、図１及び図２には、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」および「後」の方向が示されているが、当該方向は、本発明の実施形態に係る遠隔操作装置１０１及び油圧ショベル１００の構造を説明するために便宜上示すものであり、油圧ショベル１００の移動方向や使用態様などを限定するものではない。
　図１に示すように、前記油圧ショベル１００は、下部走行体１と、その上に旋回可能に搭載される上部旋回体２と、当該上部旋回体２に搭載されるアタッチメント６と、を備える。前記上部旋回体２は、前記下部走行体１に連結される旋回フレーム２ａと、当該旋回フレーム２ａ上に搭載されるキャブ７と、を有する。前記アタッチメント６は、前記旋回フレーム２ａの前端部に起伏可能に連結されるブーム３と、当該ブーム３の先端部に回動可能に連結されるアーム４と、当該アーム４の先端部に回動可能に連結される先端アタッチメント５と、を含む。本実施形態では、当該先端アタッチメント５は、バケット５により構成されている。前記キャブ７は、前記旋回フレーム２ａの前部であって当該旋回フレーム２ａの左右方向において前記ブーム３と隣接する部位に搭載され、前記油圧ショベルの操縦を行うための運転室を構成する。
　前記油圧ショベル１００は、さらに、前記アタッチメント６を動作させるための複数の油圧アクチュエータ３ａ，４ａ，５ａと、前記上部旋回体２を旋回させるための図略の旋回モータと、下部走行体１を走行させるための図略の走行モータと、を備える。前記複数の油圧アクチュエータは、ブーム３を動作させるためのブームシリンダ３ａと、アーム４を動作させるためのアームシリンダ４ａと、バケット５を動作させるためのバケットシリンダ５ａと、を含む。
　本実施形態に係る遠隔操作装置１０１は、油圧ショベル１００から離れた遠隔地において当該油圧ショベル１００を遠隔操縦するための装置である。図１～図３に示す実施形態では、前記遠隔操作装置１０１は、カメラ１１（映像取得装置）と、表示装置２１と、運転席３１と、一対の遠隔操作レバー３２，３２と、一対の走行ペダル３３，３３と、一対の走行レバー３３Ａ，３３Ａと、振動検出部４１と、コントローラ５０と、通信装置６１，６２と、振動発生装置７１（伝達装置の一例）と、音発生装置７２（伝達装置の他の例）と、を備える。前記コントローラ５０は、油圧ショベル１００に設けられた機械コントローラ５０Ａと、遠隔地に設けられた遠隔地コントローラ５０Ｂとにより構成されている。
　前記カメラ１１、振動検出部４１、機械コントローラ５０Ａ、及び通信装置６１は、図１に示す前記油圧ショベル１００又はその近傍に設けられている。前記表示装置２１、運転席３１、一対の遠隔操作レバー３２，３２、一対の走行ペダル３３，３３、一対の走行レバー３３Ａ，３３Ａ、遠隔地コントローラ５０Ｂ、振動発生装置７１、音発生装置７２、及び通信装置６２は、前記油圧ショベル１００から離れた図２に示す遠隔地に設けられている。
　前記カメラ１１は、映像を撮影することが可能な装置であり、具体的には、動画を撮影可能な装置である。前記カメラ１１は、所定の視野角（例えば図１において二点鎖線で示される視野角）を有し、その視野範囲の映像を撮影可能に構成されている。前記カメラ１１により取得された映像に関する情報（映像信号）は、図３に示す通信装置６１，６２を介して前記遠隔地に設けられた遠隔地コントローラ５０Ｂに入力される。
　図１に示すように、前記カメラ１１は、前記油圧ショベル１００の作業領域の映像であってキャブ７の運転室の座席に座るオペレータの視野に対応する映像（作業映像）を取得する。前記カメラ１１は、例えば、キャブ７の運転室の座席に座るオペレータの目線に対応する高さ位置に配置され、アタッチメント６の要部、例えばアーム４やバケット５を撮影可能なように前方に広がる視野を有する。
　前記表示装置２１は、前記カメラ１１により取得された映像を、前記遠隔地において表示するための装置である。表示装置２１は、前記通信装置６１，６２を介して遠隔地コントローラ５０Ｂに入力された映像に関する情報（映像信号）を受け、当該映像を表示する。当該表示装置２１は、例えば図２に示すように、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどのディスプレイであってもよく、かかる場合には、当該表示装置２１は、運転席３１に着座するオペレータが当該表示装置２１に表示される映像を目視可能な位置に設けられる。また、前記表示装置２１は、上記のようなディスプレイに限られず、例えば、映像をスクリーンなどに投影する図略のプロジェクタなどであってもよく、また、オペレータの頭部に装着する図略のヘッドマウントディスプレイであってもよい。
　前記運転席３１は、前記遠隔地において前記オペレータが着座するための座席である。運転席３１は、座部３４と、背もたれ部３５と、ヘッドレスト３６と、左右のアームレスト３７，３７と、を含む。前記座部３４は、オペレータの下半身、具体的には臀部と脚部の一部（太もも）とを支持する。背もたれ部３５は、オペレータの上半身、具体的には背中を支持する。ヘッドレスト３６は、オペレータの頭部、具体的には後頭部を支持する。
　前記左右のアームレスト３７，３７は、運転席３１に着座するオペレータが前記遠隔操作レバー３２，３２を操作するときにオペレータの前腕を支持するためのものであり、オペレータの前腕を支えることができるように前後方向に延びる形状を有する。前記左右のアームレスト３７，３７は、前記座部３４の左側方及び右側方にそれぞれ配置されている。
　一対の遠隔操作レバー３２，３２のそれぞれは、前記遠隔地において前記運転席３１に着座するオペレータによるアタッチメント操作を受けて前後左右に回動する。当該アタッチメント操作は、前記アタッチメント６を動作させるための操作である。当該アタッチメント操作には、前記上部旋回体２に対して前記ブーム３を起伏させる起伏動作のためのブーム起伏操作、前記ブーム３に対して前記アーム４を回動させる回動動作のためのアーム回動操作、前記アーム４に対して前記バケット５を回動させる回動動作のためのバケット回動操作、前記下部走行体１に対して前記上部旋回体２を旋回させて前記アタッチメント６を旋回させる旋回動作のためのアタッチメント旋回操作などが含まれる。
　前記一対の走行ペダル３３，３３は、下部走行体１を走行させるペダルである。前記一対の走行レバー３３Ａ，３３Ａは、下部走行体１を走行させるレバーである。運転席３１に着座するオペレータは、当該運転席３１の前方に位置する左右の走行ペダル３３，３３を踏み込むこと、又は左右の走行レバー３３Ａ，３３Ａを操作することで、下部走行体１を走行させることができる。すなわち、下部走行体１の走行動作の操縦は、前記走行ペダル３３，３３の踏み込み操作及び前記走行レバー３３Ａ，３３Ａの手動操作の何れの操作でも可能である。
　各遠隔操作レバー３２は、オペレータによる操作を受けると、その操作量、操作方向などに応じて決まる当該遠隔操作レバー３２の状態（操作状態）に応じた操作信号を生成し、当該操作信号を遠隔地コントローラ５０Ｂに入力する。すなわち、各遠隔操作レバー３２の前記操作量、前記操作方向などに応じて決まる前記操作状態が電気信号に変換され、当該電気信号（操作信号）が遠隔地コントローラ５０Ｂに入力される。同様に、各走行ペダル３３又は各走行レバー３３Ａは、オペレータによる操作を受けると、その操作量に応じた操作信号を生成し、当該操作信号を遠隔地コントローラ５０Ｂに入力する。各遠隔操作レバー３２は、オペレータによる操作を受けるレバー本体と、その操作量、操作方向などに応じて前記操作信号を生成し、当該操作信号をコントローラ５０に入力する操作信号生成部と、を含む。
　当該遠隔地コントローラ５０Ｂに入力された前記操作信号は、前記通信装置６１，６２を介して油圧ショベル１００の前記機械コントローラ５０Ａに入力される。油圧ショベル１００の前記機械コントローラ５０Ａは、入力された前記操作信号に基づいて適宜演算等の信号処理を行い、前記操作信号に対応する指令信号を生成する。当該指令信号は、前記ブームシリンダ３ａ、前記アームシリンダ４ａ、前記バケットシリンダ５ａ、前記旋回モータ、前記走行モータなどを動作させるためのコントロールバルブ等に入力される。したがって、オペレータは、遠隔操作レバー３２，３２を操作することにより、油圧ショベル１００の種々の動作、具体的には、前記アタッチメント旋回動作、前記ブーム起伏動作、前記アーム回動動作、前記バケット回動動作、下部走行体１の走行動作などの動作を実行させることができる。
　前記振動検出部４１は、前記アタッチメント６に生じる振動を検出可能なものであればよく、具体的な構成は特に限定されるものではないが、一例を挙げると次の通りである。前記振動検出部４１は、例えば、Ｘ方向の振動成分を検出する加速度センサ４１Ｘと、Ｙ方向の振動成分を検出する加速度センサ４１Ｙと、Ｚ方向の振動成分を検出する加速度センサ４１Ｚとにより構成される。これらの加速度センサ４１Ｘ，４１Ｙ，４１Ｚは、加速度を検出する方向が互いに直交するように配置される。加速度センサ４１Ｘ，４１Ｙ，４１Ｚによりそれぞれ検出される振動成分のデータには、振動の振幅、振動の周波数などのデータが含まれる。
　通信装置６１（送受信装置）は、前記油圧ショベル１００又はその近傍に設けられる。前記カメラ１１、振動検出部４１などから出力される信号は、機械コントローラ５０Ａを経て前記通信装置６１に入力される。当該通信装置６１は、これらの信号を前記遠隔地に設けられた通信装置６２（送受信装置）に向けて送信する機能と、当該通信装置６２から送信される信号を受信する機能と、を有する。
　通信装置６２（送受信装置）は、前記遠隔地に設けられる。当該通信装置６２は、前記通信装置６１が送信する信号を受信し、当該信号を遠隔地コントローラ５０Ｂに入力する機能と、当該遠隔地コントローラ５０Ｂから出力される信号を受けて、当該信号を前記油圧ショベル１００又はその近傍に設けられた前記通信装置６１に向けて送信する機能と、を有する。
　本実施形態では、通信装置６１と通信装置６２は、無線通信により互いに信号の送受信を行うように構成されているが、これに限られず、有線通信により信号の送受信を行うように構成されていてもよい。
　前記振動発生装置７１は、皮膚感覚などを通じてオペレータが前記振動情報を認識できる振動を発生させる機能を有する。前記振動発生装置７１としては、例えば、図略のモータと、当該モータの軸に重心を偏らせて取り付けられた重りとを有するものが挙げられるが、これに限られない。前記振動発生装置７１は、例えば図２に示すように、座部３４、背もたれ部３５、ヘッドレスト３６、左右のアームレスト３７，３７、一対の遠隔操作レバー３２，３２、及びフロアプレート３８（床部材）から選ばれる少なくとも一つの部材に設けられる。
　前記振動発生装置７１は、前記振動検出部４１の加速度センサ４１Ｘ，４１Ｙ，４１Ｚが検出する振動成分の３つの方向に対応する方向に振動可能に構成されていてもよい。具体的には、前記振動発生装置７１は、前後方向の振動を発生させる前後振動発生部と、左右方向の振動を発生させる左右振動発生部と、上下方向の振動を発生させる上下振動発生部と、を含むものを例示できる。このような態様であれば、前後方向、左右方向及び上下方向のうち、後述する最大振動成分に対応する方向の振動を選択的に発生させることが可能になる。
　前記音発生装置７２は、聴覚を通じてオペレータが前記振動情報を認識できる音を発する機能を有する。前記音発生装置７２は、例えば図２に示すように、警報ブザー７２、スピーカー７２などを有する。
　前記コントローラ５０は、例えばコンピュータなどにより構成される。図３に示すように、本実施形態では、前記コントローラ５０は、油圧ショベル１００に設けられた機械コントローラ５０Ａと、遠隔地に設けられた遠隔地コントローラ５０Ｂと、を含む。当該遠隔地コントローラ５０Ｂは、座標系変換部５２と、振動判定部５３と、伝達制御部５４と、を機能として有する。
　前記座標系変換部５２は、アタッチメント６のバケット５に設けられた前記振動検出部４１により検出された情報であってバケット５を基準とする第１の座標系において規定される振動検出情報を、前記遠隔地における前記運転席３１を基準とする第２の座標系において規定される振動変換情報に変換する機能を有する。
　図４に示すように、前記振動検出部４１が前記アタッチメント６のバケット５に設けられている場合には、当該バケット５を基準とする前記第１の座標系の方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向）は、前記バケット５の動作に応じて変化する。そこで、本実施形態では、前記第１の座標系において規定される前記振動検出情報が前記第２の座標系において規定される前記振動変換情報に変換される。
　前記座標系変換部５２による座標の変換は、例えば次のように行われることが可能である。すなわち、機械コントローラ５０Ａの座標系変換部５２は、キャブ７に対するバケット５の角度を演算し、バケット５に設けられた振動検出部４１が検出する振動の方向（前記第１の座標系の方向）をキャブ７に対する振動の方向に変換する。そして、このようにして変換された振動の方向は、遠隔地における座標系の方向と一致するように設定されている。前記キャブ７に対する前記バケット５の角度は、前記アタッチメント６の姿勢を検出可能な公知の種々の姿勢検出部により取得される姿勢データに基づいて演算され得る。具体例を挙げると次の通りである。前記姿勢検出部は、例えば、上部旋回体２に対するブーム３の角度（ブーム角度）を検出可能な図略のブーム角度センサと、ブーム３に対するアーム４の角度（アーム角度）を検出可能な図略のアーム角度センサと、アーム４に対するバケット５の角度（バケット角度）を検出可能な図略のバケット角度センサと、下部走行体１に対する上部旋回体２の角度（旋回角度）を検出可能な図略の旋回角度センサと、を含む。前記ブーム角度、前記アーム角度、前記バケット角度及び前記旋回角度が特定されると、これらの情報に基づいて前記キャブ７に対する前記バケット５の角度が特定される。
　本実施形態では、第２の座標系において、Ｘ軸の方向は前後方向に設定され、Ｙ軸の方向は左右方向に設定され、Ｚ軸の方向は上下方向に設定されているが、これらの設定に限られない。
　振動判定部５３は、前記振動検出部４１の加速度センサ４１Ｘ，４１Ｙ，４１Ｚにより検出される３つの振動成分の振幅を比較し、これらの振動成分のうち、振幅が最も大きい最大振動成分を判別する。また、振動判定部５３は、前記最大振動成分の振幅が予め設定された振幅閾値以上であるか否かを判定する。当該振幅閾値は、例えば、実験やシミュレーションなどにより取得可能なデータ、具体的には、バケット５が壁面Ｗや地面Ｇに接触するときに発生する振動の振幅データなどに基づいて設定可能である。
　具体的には、例えば図４や図５に示すようにアタッチメント６のバケット５が壁面Ｗや地面Ｇなどに接触するとバケット５には振動が生じる。バケット５の振動は、例えば図６に示すように、前記振動検出部４１の加速度センサ４１Ｘ，４１Ｙ，４１Ｚにより３つの振動成分として検出される。当該３つの振動成分は、Ｘ方向の振動成分と、Ｙ方向の振動成分と、Ｚ方向の振動成分とにより構成される。前記振動検出部４１により検出された前記振動成分に関する信号は、通信装置６１，６２を介して遠隔地コントローラ５０Ｂに入力される。入力された信号に基づいて、振動判定部５３は、Ｘ方向の振動成分、Ｙ方向の振動成分及びＺ方向の振動成分のうち、振幅が最も大きい最大振動成分（図６の具体例では、Ｘ方向の振動成分）を判別する。そして、振動判定部５３は、最大振動成分であるＸ方向の振動成分の振幅が前記振幅閾値以上であるか否かを判定する。
　前記伝達制御部５４は、予め設定された振動判定条件が満たされた場合にのみ、前記伝達装置７１，７２の動作を制御してオペレータに前記振動情報が伝達されることを許容するように構成されている。前記振動判定条件は、振動検出部４１により検出されるバケット５の振動に関する振動情報を遠隔地におけるオペレータに対して伝達制御部５４が伝達するか否かを判定するために設定された条件である。
　前記振動判定条件は、前記最大振動成分の振幅が予め設定された振幅閾値以上であるという条件（振幅条件）を少なくとも含む。
　また、前記振動判定条件は、前記バケット５の振動の周波数について予め設定された周波数条件を含んでいてもよい。この場合、当該周波数条件は、前記バケット５の振動の周波数が予め設定された周波数範囲に含まれるか否かを条件として含む。加速度センサ４１Ｘ，４１Ｙ，４１Ｚによりそれぞれ検出される振動成分のデータには、振動の周波数に関する情報も含まれる。したがって、コントローラ５０は、前記振動成分の周波数に関するデータに基づいて、前記周波数条件が満たされているか否かを判定することができる。
　さらに、前記振動判定条件は、前記遠隔操作レバー３２が前記アタッチメント操作を受けたという条件（操作条件）を含んでいてもよい。前記振動判定条件に含まれる前記操作条件について、コントローラ５０は、次のようにして判定する。上述したように、前記遠隔操作レバー３２は、オペレータによる操作を受けると、その操作量、操作方向などに応じて決まる当該遠隔操作レバー３２の状態（操作状態）に応じた操作信号を生成し、当該操作信号を遠隔地コントローラ５０Ｂに入力する。したがって、伝達制御部５４は、遠隔地コントローラ５０Ｂに入力された前記操作信号に基づいて、前記遠隔操作レバー３２が前記アタッチメント操作を受けたか否かを判定することができる。なお、前記伝達制御部５４は、前記遠隔操作レバー３２が受ける前記操作の操作量が予め設定された基準値以上である場合に、前記遠隔操作レバー３２が前記アタッチメント操作を受けたと判定し、前記操作量が前記基準値未満である場合には、前記遠隔操作レバー３２が前記アタッチメント操作を受けていないと判定してもよい。前記操作条件の判定は、機械コントローラ５０Ａが行ってもよい。
　以上のように前記振動判定条件は、前記振幅条件のみからなるものであってもよいが、前記振幅条件に加えて、前記周波数条件及び前記操作条件の少なくとも一方の条件を含んでいてもよい。また、前記振動判定条件は、前記振幅条件に加えて、前記周波数条件及び前記操作条件以外の条件を含んでいてもよい。
　以下、図７及び図８に示すフローチャートに基づいて本実施形態に係る遠隔操作装置１０１のコントローラ５０が行う演算制御動作について説明する。図７は、前記遠隔操作装置１０１のコントローラ５０のうち、油圧ショベル１００に設けられた機械コントローラ５０Ａが行う演算制御動作の一例を示すフローチャートである。図８は、前記遠隔操作装置１０１のコントローラ５０のうち、遠隔地に設けられた遠隔地コントローラ５０Ｂが行う演算制御動作の一例を示すフローチャートである。
　図７に示すように、前記油圧ショベル１００の作業が開始されると、機械コントローラ５０Ａは、前記振動検出部４１から入力されるバケット５の振動に関する情報に基づいて、アタッチメント６のバケット５の振動が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１）。バケット５の振動が検出されたと判定された場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、機械コントローラ５０Ａは、アタッチメント６のバケット５の振動情報、動作情報などのバケット５に関する情報を、通信装置６１，６２を介して遠隔地コントローラ５０Ｂに送信する（ステップＳ２）。バケット５に関する情報には、前記振動検出部４１により検出されたバケット５の振動に関する情報（第１の座標系において規定される振動検出情報）などが含まれる。
　次に、図８に示すように、遠隔地コントローラ５０Ｂは、前記振動情報などのバケット５に関する情報を受信したか否かを判定する（ステップＳ１１）。前記バケット５に関する情報が前記遠隔地コントローラ５０Ｂに入力されると（ステップＳ１１においてＹＥＳ）、前記座標系変換部５２は、バケット５に設けられた前記振動検出部４１により検出されて第１の座標系において規定される振動検出情報を、前記遠隔地における前記運転席３１を基準とする第２の座標系において規定される振動変換情報に変換する（ステップＳ１２）。
　次に、前記振動判定部５３は、振動検出部４１の加速度センサ４１Ｘ，４１Ｙ，４１Ｚにより検出された３つの方向（Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向）の振動成分に関する情報に基づいて、これらの振動成分のうち、振幅が最も大きい最大振動成分を特定する（ステップＳ１３）。図６に示す具体例の場合、当該最大振動成分は、Ｘ方向の振動成分である。そして、振動判定部５３は、前記最大振動成分の振幅が予め設定された振幅閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。
　前記最大振動成分の振幅が前記振幅閾値以上であると判定されると（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、振動判定部５３は、前記最大振動成分の振動の周波数が予め設定された周波数範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。前記最大振動成分の周波数が予め設定された周波数範囲内である場合には（ステップＳ１５においてＹＥＳ）、前記伝達制御部５４は、前記オペレータに対して前記振動情報が報知されるように前記振動発生装置７１及び音発生装置７２の少なくとも一方を制御する（ステップＳ１６）。
　前記周波数範囲は、例えば、予め設定された閾値以上の周波数範囲に設定されたり、予め設定された下限値と上限値との間の周波数範囲に設定されたりすることが可能である。当該周波数範囲は例えば上記のように設定される。このような周波数条件が前記振動判定条件に含まれることにより、特定の周波数範囲（例えば上記のような急停止に起因する振動の周波数に関連付けられた周波数範囲）に含まれる振動がオペレータに伝達されることが抑制されるので、アタッチメントの操作性の悪化を抑制することができる。なお、前記伝達制御部５４は、前記最大振動成分の周波数が予め設定された周波数範囲から外れている場合に、前記オペレータに対して前記振動情報が報知されるように前記振動発生装置７１及び音発生装置７２の少なくとも一方を制御してもよい。
　本実施形態では、前記振動発生装置７１が複数の方向に振動可能に構成されている。かかる場合には、前記伝達制御部５４は、前記最大振動成分に対応する方向の振動が選択的に発生するように前記振動発生装置７１を制御することができる。具体的には、第２の座標系において、Ｘ方向が前後方向に設定され、Ｙ軸の方向が左右方向に設定され、Ｚ軸の方向が上下方向に設定されている場合を例に挙げて説明する。
　加速度センサ４１Ｘ，４１Ｙ，４１Ｚにより検出される振動検出情報は、例えば図４に示す第１の座標系において規定されるデータである。この振動検出情報は、上述したように座標系変換部５２により例えば図４に示す第２の座標系において規定される座標変換情報に変換される。変換された座標変換情報は、例えば図６に示す３つの振動成分のデータを含む。この場合、振動判定部５３は、Ｘ方向の振動成分が最大振動成分であると判別し、当該最大振動成分の振幅が前記振幅閾値以上であると判定すると、前記伝達制御部５４は、当該最大振動成分に対応する方向であるＸ方向の振動、すなわち、前後方向の振動のみが選択的に発生するように、前記振動発生装置７１を制御する。これにより、オペレータは、バケット５において実際に生じている振動をより具体的に把握することが可能になる。
　図８においてステップＳ１４及びステップＳ１５に示される処理の順番は図８に示す順番に限られず入れ替わってもよい。また、図８においてステップＳ１５が省略されてもよい。
　なお、本実施形態では、図８に示すフローチャートにおけるステップＳ１６の前に、前記振動判定条件として、他の条件を含めることも可能である。
　具体的には、例えば、前記振動判定条件は、前記遠隔操作レバー３２が前記アタッチメント操作を受けたという条件（操作条件）を含んでいてもよい。この場合、前記遠隔操作レバー３２，３２の操作信号は、コントローラ５０（機械コントローラ５０Ａ又は遠隔地コントローラ５０Ｂ）に入力される。コントローラ５０は、前記遠隔操作レバー３２，３２が前記アタッチメント操作を受けたか否かを判定する。また、前記アタッチメント操作のうちの一部の特定操作が予め設定されてコントローラ５０の図略の記憶部に記憶され、前記振動判定条件は、前記遠隔操作レバー３２が当該特定操作を受けたという条件（特定操作条件）を含んでいてもよい。具体的には、当該特定操作には、前記アタッチメント操作に含まれる複数の操作のうち、例えば前記アーム回動操作が含まれる。より具体的には、前記特定操作には、例えば前記アーム回動操作のうち、前記アーム４を前方に移動させるアーム押し操作が含まれる。当該アーム押し操作は、図４に示すようにバケット５が前方Ｄに移動してバケット５が構造物の壁面Ｗに接触するときの操作や、図５に示すようにバケット５が下方Ｄに移動してバケット５が地面の土砂に接触するときの操作に対応している。前記遠隔操作レバー３２，３２が前記特定操作を受けたことが前記振動判定条件に含まれることにより、バケット５が作業の対象物などの他の物体に接触した可能性がさらに高い振動が発生したときの機械振動をオペレータに選択的に報知することができる。
　以上説明した本実施形態に係る遠隔操作装置１０１では、前記振動判定条件は、前記最大振動成分の振幅が前記振幅閾値以上であるという条件（振幅条件）を含み、当該振動判定条件が満たされた場合にのみ、前記オペレータへの前記振動情報の伝達が許容される。したがって、バケット５が作業の対象物などの他の物体に接触していないときにオペレータに対して振動情報が伝達されることが抑制される。これにより、バケット５が他の物体に接触した可能性が高い振動をオペレータに選択的に報知することができる。このことは、オペレータがより正確なアタッチメント操作を行うことを可能にする。
　また、前記振幅条件の判定、すなわち、前記振動検出部４１により検出される前記複数の振動成分のうち振幅が最も大きい最大振動成分の振幅が前記振幅閾値以上であるという振幅条件の判定は、例えば複数の加速度センサによる検出値を相対比較するとともに前記振幅閾値と比較するという比較的簡単な構成と簡単な制御により実現可能であるので、遠隔操作装置１０１の構造及び制御が複雑になるのを抑制できる。
　本実施形態では、前記振動検出部４１は、加速度センサ４１Ｘ，４１Ｙ，４１Ｚにより構成され、これらの加速度センサ４１Ｘ，４１Ｙ，４１Ｚは、互いに直交する３つの方向（第１方向、第２方向、第３方向）の振動成分を検出可能である。したがって、例えば、前記第１方向が前後方向に設定され、前記第２方向が左右方向に設定され、前記第３方向が上下方向に設定されることにより、上述のように分類される種々の振動成分、すなわち、前記上向きの振動成分、前記後向きの振動成分、前記左向きの振動成分、及び前記右向きの振動成分が感度よく検出される。
　また、前記振動判定条件は、前記遠隔操作レバー３２が前記アタッチメント操作を受けたことを条件としてさらに含んでいてもよい。かかる場合には、アタッチメントが作業の対象物などの他の物体に接触した可能性がさらに高い振動を遠隔地のオペレータに選択的に伝達することが可能になる。
　［変形例］
　なお、本発明は以上説明した実施の形態に限定されない。本発明は、例えば次のような態様を包含する。
　（Ａ）建設機械について
　前記遠隔操作装置は、前記実施形態において例示した油圧ショベル１００に限らず、例えばクレーン、ドーザーなどの他の建設機械にも広く適用され得るものである。
　（Ｂ）先端アタッチメントについて
　前記遠隔操作装置において、前記先端アタッチメントは、前記実施形態において例示したバケット５に限られない。前記先端アタッチメントは、例えば、スクラップヤード等においてスクラップを把持し搬送するためのグラップル、コンクリート構造物等の解体作業を行うための圧砕機（破砕機）、岩盤の掘削、岩石の小割、コンクリートの破砕などに使用するためのブレーカ、運搬物を把持するためのフォークなどであってもよい。
　（Ｃ）伝達装置について
　前記伝達装置は、前記アタッチメントの振動に関する振動情報を前記遠隔地においてオペレータに対して伝達可能なものであればよいので、前記実施形態で例示した振動発生装置７１及び音発生装置７２に限られず、例えば光発生装置、振動情報表示装置などであってもよい。前記光発生装置は、例えば、図略の表示灯、回転灯、信号灯などを有する。前記振動情報表示装置は、例えば、視覚を通じてオペレータが前記振動情報を認識できる文字、図形などを表示する図略のディスプレイなどを有する。
　（Ｄ）振動検出部について
　前記振動検出部は、前記アタッチメントの振動を検出することができればよいので、前記実施形態で例示したように前記アタッチメント６の先端部を構成するバケット５に設けられていなくてもよく、アーム４、ブーム３などに設けられていてもよく、また、上部旋回体２に設けられていてもよい。また、前記振動検出部は、複数箇所に設けられていてもよい。
　（Ｅ）コントローラ５０の機能について
　前記座標系変換部５２、前記振動判定部５３及び前記伝達制御部５４は、遠隔地コントローラ５０Ｂではなく、機械コントローラ５０Ａに設けられていてもよい。また、前記コントローラ５０は、機械コントローラ５０Ａ及び遠隔地コントローラ５０Ｂの何れか一方のみにより構成されていてもよい。
　（実施の形態の纏め）
　本実施の形態の技術的特徴は下記のように纏められる。
　前記課題を解決するために、本発明者らは、前記掘削作業や前記解体作業などの建設機械を用いた作業においてアタッチメントが他の物体に接触するときには、特定方向の振動成分の振幅が他の方向の振動成分の振幅に比べて際だって大きいという特徴を有する振動が発生しやすいという点に着目した。すなわち、アタッチメントに生じる振動において、互いに異なる複数の方向における複数の振動成分のうち振幅が最も大きい最大振動成分の振幅の大きさは、前記アタッチメントが前記他の物体に接触したか否かを判定するときの重要な判定基準になる。したがって、アタッチメントが他の物体に接触することにより発生した振動であるか否かを判定するための振動判定条件として、複数の振動成分から抽出された前記最大振動成分の振幅の大きさに関する条件を含める。このことは、アタッチメントに生じる振動が、当該アタッチメントが他の物体に接触した可能性の高い振動であるか否かを判定することを可能にし、このような振動が発生したと判定された場合に、その振動を遠隔地のオペレータに選択的に伝達することを可能にする。
　前記建設機械の遠隔操作装置は、このような観点からなされたものである。前記遠隔操作装置は、アタッチメントを有する建設機械から離れた遠隔地において前記建設機械を遠隔操縦するためのものである。前記遠隔操作装置は、前記アタッチメントに生じる振動のうち、互いに異なる複数の方向における複数の振動成分を検出可能な振動検出部と、前記アタッチメントの振動に関する振動情報を前記遠隔地におけるオペレータに伝達するための伝達装置と、前記伝達装置の動作を制御する伝達制御部と、を備え、前記アタッチメントが他の物体に接触することにより発生した振動であるか否かを判定するための振動判定条件が予め設定されており、当該振動判定条件は、前記振動検出部により検出される前記複数の振動成分のうち振幅が最も大きい最大振動成分の振幅が予め設定された振幅閾値以上であることを条件として含み、前記伝達制御部は、前記振動判定条件が満たされた場合にのみ、前記伝達装置の動作を制御して前記オペレータに前記振動情報が伝達されることを許容する。
　前記遠隔操作装置では、前記振動判定条件は、前記最大振動成分の振幅が前記振幅閾値以上であるという条件（振幅条件）を含み、当該振動判定条件が満たされた場合にのみ、前記オペレータへの前記振動情報の伝達が許容される。すなわち、前記遠隔操作装置は、前記アタッチメントに生じる振動を前記振幅条件に関するフィルタにかけることにより、アタッチメントが他の物体に接触した可能性の高い振動を抽出することを可能にし、前記振動判定条件が満たされないときにはオペレータに対して振動情報が伝達されることが抑制される。これにより、前記遠隔操作装置では、アタッチメントが他の物体に接触した可能性が高い振動をオペレータに選択的に報知することができる。
　具体的に、前記建設機械の遠隔操作装置において、前記複数の方向は、互いに直交する３つの方向を含むことが好ましい。例えば、前記掘削作業の対象物が建設機械の前方下部にある地面である場合には、アタッチメントが下方に移動することで当該地面の土砂に接触することが想定され、このときアタッチメントに生じる振動は、主として上向きの振動成分を多く含む。また、前記掘削作業や前記解体作業の対象物が建設機械の前方にある構造物の壁面である場合には、アタッチメントが前方に移動することで当該壁面に接触することが想定され、このときアタッチメントに生じる振動は、主として後向きの振動成分を多く含む。また、上部旋回体の旋回動作に伴ってアタッチメントが旋回動作をしているときに当該アタッチメントが例えば構造物の壁面に接触するときには、アタッチメントがおおよそ右方向又は左方向に移動しているので、アタッチメントに生じる振動は、主として左向き又は右向きの振動成分を多く含む。アタッチメントの種々の動作に起因して生じるアタッチメントの振動はおおよそ上記のように分類される。したがって、本態様のように前記振動検出部が互いに直交する前記３つの方向（第１方向、第２方向及び第３方向）における３つの振動成分を検出可能である場合には、例えば、前記第１方向が前後方向に設定され、前記第２方向が左右方向に設定され、前記第３方向が上下方向に設定されることにより、上記のように分類される種々の振動成分、すなわち、前記上向きの振動成分、前記後向きの振動成分、前記左向きの振動成分、及び前記右向きの振動成分が感度よく検出される。
　前記建設機械の遠隔操作装置は、前記アタッチメントを動作させるために前記遠隔地において前記オペレータが行うアタッチメント操作を受ける遠隔操作レバーをさらに備え、前記振動判定条件は、前記遠隔操作レバーが前記アタッチメント操作を受けたことを条件としてさらに含んでいてもよい。前記掘削作業や前記解体作業などの建設機械を用いた作業においてアタッチメントが当該作業の対象物などの他の物体に接触するときには、遠隔操作レバーに対して前記アタッチメントを動作させるためのアタッチメント操作が与えられている場合が多い。すなわち、前記遠隔操作レバーに対して前記アタッチメント操作が与えられていることは、前記アタッチメントが他の物体に接触したか否かを判定するときの重要な判定基準になる。したがって、本態様では、前記振動判定条件として、オペレータがアタッチメント操作を行っているという条件を含めている。このことは、アタッチメント操作に起因してアタッチメントが他の物体に接触した可能性が高い振動であるか否かを判定することを可能にし、このような振動が発生したと判定された場合に、その振動を遠隔地のオペレータに選択的に伝達することを可能にする。
　前記建設機械の遠隔操作装置において、前記振動検出部は前記アタッチメントに設けられ、前記振動検出部により検出される前記アタッチメントの振動は前記アタッチメントを基準とする第１の座標系において規定され、前記遠隔操作装置は、前記遠隔地においてオペレータが着座するための運転席と、前記振動検出部により検出されて前記第１の座標系において規定される振動検出情報を、前記遠隔地における前記運転席を基準とする第２の座標系において規定される振動変換情報に変換する座標系変換部と、をさらに備えることが好ましい。本態様のように、前記振動検出部が前記アタッチメントに設けられている場合には、前記アタッチメントを基準とする前記第１の座標系の方向は、前記アタッチメントの動作に応じて変化する。そこで、本態様では、前記第１の座標系において規定される前記振動検出情報が前記第２の座標系において規定される前記振動変換情報に変換される。このことは、前記振動検出部により連続的に検出される前記アタッチメントの振動に関する複数の情報、すなわち、アタッチメントの動作に応じて変化する第１の座標系において規定される情報を、前記運転席を基準とする第２の座標系という同一の座標系（一定の座標系）において比較して利用することを可能にする。
　前記建設機械の遠隔操作装置において、前記振動判定条件は、前記アタッチメントの振動の周波数について予め設定された周波数条件をさらに含み、前記周波数条件は、前記アタッチメントの振動の周波数が予め設定された周波数範囲に含まれるか否かを条件として含んでいてもよい。例えば、空中を動作しているアタッチメントが他の物体に接触せずに急停止した場合には、急停止の衝撃に起因してアタッチメントには振動が発生することが予想される。ただし、このような急停止に起因してアタッチメントに生じる振動の周波数は、アタッチメントが他の物体に接触したときにアタッチメントに生じる振動の周波数とは異なる。したがって、アタッチメントに生じる振動の周波数は、アタッチメントが他の物体に接触したか否かを判定する基準となり得る。そこで、本態様では、前記振動判定条件は、前記周波数条件を含む。このことは、アタッチメントが他の物体に接触した可能性がさら高い振動を抽出することを可能にし、このように抽出された振動をオペレータに選択的に伝達することを可能にする。
　前記建設機械の遠隔操作装置において、前記伝達装置は、前記複数の方向に対応する方向に振動可能な振動発生装置を含み、前記伝達制御部は、前記振動発生装置が前記最大振動成分に対応する方向に振動するように当該振動発生装置を制御してもよい。この態様では、アタッチメントが他の物体に接触したときの当該アタッチメントの振動のうち、例えば後方（前後方向）の振動成分の振幅が最も大きい場合には、遠隔地のオペレータに対して後方（前後方向）の振動が伝達される。これにより、オペレータは、アタッチメントにおいて実際に生じている振動をより具体的に把握することが可能になる。
　以上のように、前記遠隔操作装置によれば、建設機械の遠隔操作において、アタッチメントに生じる振動が、当該アタッチメントが他の物体に接触した可能性の高い振動であるか否かを判定して、このような振動が発生したと判定された場合にその振動をオペレータに選択的に伝達することができる。

 

Claims (6)

  1. 　アタッチメントを有する建設機械から離れた遠隔地において前記建設機械を遠隔操縦するための遠隔操作装置であって、
    　前記アタッチメントに生じる振動のうち、互いに異なる複数の方向における複数の振動成分を検出可能な振動検出部と、
    　前記アタッチメントの振動に関する振動情報を前記遠隔地におけるオペレータに伝達するための伝達装置と、
    　前記伝達装置の動作を制御する伝達制御部と、を備え、
    　前記アタッチメントが他の物体に接触することにより発生した振動であるか否かを判定するための振動判定条件が予め設定されており、当該振動判定条件は、前記振動検出部により検出される前記複数の振動成分のうち振幅が最も大きい最大振動成分の振幅が予め設定された振幅閾値以上であることを条件として含み、
    　前記伝達制御部は、前記振動判定条件が満たされた場合にのみ、前記伝達装置の動作を制御して前記オペレータに前記振動情報が伝達されることを許容する、建設機械の遠隔操作装置。
  2. 　請求項１に記載の建設機械の遠隔操作装置であって、
    　前記複数の方向は、互いに直交する３つの方向を含む、建設機械の遠隔操作装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の建設機械の遠隔操作装置であって、
    　前記アタッチメントを動作させるために前記遠隔地において前記オペレータが行うアタッチメント操作を受ける遠隔操作レバーをさらに備え、
    　前記振動判定条件は、前記遠隔操作レバーが前記アタッチメント操作を受けたことを条件としてさらに含む、建設機械の遠隔操作装置。
  4. 　請求項１～３の何れか１項に記載の建設機械の遠隔操作装置であって、
    　前記振動検出部は前記アタッチメントに設けられ、前記振動検出部により検出される前記アタッチメントの振動は前記アタッチメントを基準とする第１の座標系において規定され、
    　前記遠隔操作装置は、
    　前記遠隔地においてオペレータが着座するための運転席と、
    　前記振動検出部により検出されて前記第１の座標系において規定される振動検出情報を、前記遠隔地における前記運転席を基準とする第２の座標系において規定される振動変換情報に変換する座標系変換部と、をさらに備える、建設機械の遠隔操作装置。
  5. 　請求項１～４の何れか１項に記載の建設機械の遠隔操作装置であって、
    　前記振動判定条件は、前記アタッチメントの振動の周波数について予め設定された周波数条件をさらに含み、
    　前記周波数条件は、前記アタッチメントの振動の周波数が予め設定された周波数範囲に含まれるか否かを条件として含む、建設機械の遠隔操作装置。
  6. 　請求項１～５の何れか１項に記載の建設機械の遠隔操作装置であって、
    　前記伝達装置は、前記複数の方向に対応する方向に振動可能な振動発生装置を含み、
    　前記伝達制御部は、前記振動発生装置が前記最大振動成分に対応する方向に振動するように当該振動発生装置を制御する、建設機械の遠隔操作装置。

     
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