WO2020188892A1 - 作業機械用操作機構、及び、それを備えた作業機械 - Google Patents

作業機械用操作機構、及び、それを備えた作業機械 Download PDF

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WO2020188892A1
WO2020188892A1 PCT/JP2019/045991 JP2019045991W WO2020188892A1 WO 2020188892 A1 WO2020188892 A1 WO 2020188892A1 JP 2019045991 W JP2019045991 W JP 2019045991W WO 2020188892 A1 WO2020188892 A1 WO 2020188892A1
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WO
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actuator
work machine
operating lever
operation mechanism
lever
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PCT/JP2019/045991
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English (en)
French (fr)
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佐々木　均
誠司 佐伯
山▲崎▼　洋一郎
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コベルコ建機株式会社
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/205—Remotely operated machines, e.g. unmanned vehicles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2004—Control mechanisms, e.g. control levers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G7/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with one single controlled member; Details thereof
    • G05G7/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with one single controlled member; Details thereof characterised by special provisions for conveying or converting motion, or for acting at a distance
    • G05G7/10—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with one single controlled member; Details thereof characterised by special provisions for conveying or converting motion, or for acting at a distance specially adapted for remote control
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks

Definitions

  • the present invention relates to an operation mechanism for a work machine for operating a work machine based on an operation command, particularly an operation mechanism for a work machine for remotely controlling a work machine, and a work machine including the operation mechanism.
  • an operation mechanism for remotely controlling a work machine by indirectly operating an operation lever that can be directly operated by an operator while seated on a seat based on an operation command transmitted from the outside of the work machine Is known (see, for example, Patent Document 1).
  • the operating mechanism described in Patent Document 1 includes an actuator that operates based on an operation command in order to tilt the operating lever, and a guide member that tilts the operating lever by the driving force of the actuator.
  • a console box is arranged on the side of a seat on which an operator sits, and an operation lever is arranged on the upper surface of the console box.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an operation mechanism for a work machine that is smaller than the conventional operation mechanism and a work machine equipped with the operation mechanism.
  • the operation mechanism for work machines of the present invention An operation mechanism for a work machine that tilts an operation lever for controlling the amount of movement of the work machine according to a tilt angle and a tilt direction based on an operation command.
  • a second-direction actuator that generates a driving force for tilting the operating lever is provided.
  • the operating lever is orthogonal to the straight line connecting the tip of the operating lever at the position most tilted to one side of the first direction or the second direction and the tip of the operating lever at the position most tilted to the other side.
  • the line passing through the tilting fulcrum, which is the tilting fulcrum of the operating lever, is set as the reference axis.
  • the first-direction actuator and the second-direction actuator are arranged so as to overlap at least a part thereof when viewed from the reference axis direction.
  • the schematic diagram which shows the schematic structure of the remote control device of the remote control system of FIG. The block diagram which shows the structure concerning the control of the remote control system of FIG.
  • the perspective view which shows the structure around the seat of the work machine of FIG. The perspective view of the operation mechanism of the work machine of FIG.
  • the plan view of the operation mechanism of the work machine of FIG. It is a side view which shows the schematic structure of the operation mechanism of the work machine of FIG.
  • the remote control system S includes a work machine 1 which is a hydraulic excavator and a remote control device 2 for remotely controlling the work machine 1.
  • the work machine 1 can be directly operated by the operator on board, and can be indirectly operated via the remote control device 2 without the operator on board. It has become.
  • a hydraulic excavator is used as the work machine.
  • the work machine of the present invention is not limited to the hydraulic excavator.
  • it may be a crane truck, a dump truck, or the like.
  • the work machine 1 includes a work machine composed of a boom 10, an arm 11, and an attachment 12, a swing body 13 on which the work machine is mounted, and a traveling body 14 that rotatably supports the swing body 13. ing.
  • the base end portion of the boom 10 is swingably attached to the front portion of the swivel body 13.
  • the boom 10 has a first hydraulic cylinder 10a whose both ends are attached to the boom 10 and the swivel body 13.
  • the boom 10 is swung with respect to the swivel body 13 by the expansion and contraction operation of the first hydraulic cylinder 10a.
  • the base end portion of the arm 11 is swingably attached to the tip end portion of the boom 10.
  • the arm 11 has a second hydraulic cylinder 11a to which both ends are attached to the arm 11 and the boom 10.
  • the arm 11 is swung with respect to the boom 10 by the expansion and contraction operation of the second hydraulic cylinder 11a.
  • the attachment 12 is swingably attached to the tip of the arm 11.
  • the attachment 12 has a third hydraulic cylinder 12a to which both ends are attached to the attachment 12 and the arm 11.
  • the attachment 12 is swung with respect to the arm 11 by the expansion and contraction operation of the third hydraulic cylinder 12a.
  • a bucket is used as the attachment 12.
  • the attachment 12 is not limited to the bucket, and may be another type of attachment (for example, a crusher, a breaker, a magnet, etc.).
  • the swivel body 13 is configured to be swivel around the yaw axis with respect to the traveling body 14 by a swivel hydraulic motor (not shown).
  • a driver's cab 13a for an operator to board is provided in the front part of the swivel body 13, and a machine room 13b is provided in the rear part of the swivel body 13.
  • a slave-side operating device 15 for maneuvering the work machine 1 is arranged.
  • the slave-side operating device 15 is, for example, an operating pedal, an operating switch, a fourth operating lever 5 and a fifth operating lever 6 (see FIG. 4), which will be described later.
  • the machine room 13b houses hydraulic equipment such as a hydraulic pump, a direction switching valve, and a hydraulic oil tank (not shown), and an engine (not shown) that is a power source such as a hydraulic pump.
  • the traveling body 14 is a crawler type traveling body, and is driven by a traveling hydraulic motor (not shown).
  • the traveling body of the work machine of the present invention is not limited to the crawler.
  • the traveling body may be one that moves by wheels or one that moves by legs.
  • the traveling body may be a pontoon or the like.
  • the work machine 1 includes actuators other than the above-mentioned traveling hydraulic motor, turning hydraulic motor, first hydraulic cylinder 10a, second hydraulic cylinder 11a, and third hydraulic cylinder 12a (for example, hydraulic pressure for driving a dozer). Hydraulic actuators, etc. included in attachments such as actuators, crushers, etc.) may be further included. Further, some actuators of the work machine 1 (for example, a swivel actuator) may be electric actuators.
  • each of the actuators such as the third hydraulic cylinder 12a is operated.
  • the operation of each actuator in response to the operation of the slave-side operating device 15 can be performed in the same manner as, for example, a known working machine.
  • the work machine 1 drives an electric operation drive device 16 (for example, a first operation mechanism 7 and a second operation described later) for driving a slave side operation device 15.
  • a mechanism 8 (see FIG. 4) is provided in the cab 13a.
  • the operation drive device 16 is connected to the slave side operation device 15.
  • the operation drive device 16 may be configured to be removable from the work machine 1.
  • the operation drive device 16 has a plurality of electric motors (not shown). Due to the driving force from the electric motor, the operation drive device 16 causes each of the operation pedal, the operation switch, and the fourth operation lever 5 and the fifth operation lever 6 (see FIG. 4), which will be described later, to be included in the slave side operation device 15. Drive.
  • the work machine 1 executes various control processes, such as an operation state detector 17 for detecting the operation state of the work machine 1, an outside world sensor 18 such as a camera for detecting the surrounding state of the work machine 1. It is provided with a possible slave-side control device 19.
  • the operation state detector 17 determines, for example, the rotation angle of the swinging motion of the boom 10, the arm 11, and the attachment 12, or the stroke length of the first hydraulic cylinder 10a, the second hydraulic cylinder 11a, and the third hydraulic cylinder 12a.
  • it is an inertial sensor or the like that detects acceleration.
  • the outside world sensor 18 is composed of, for example, a camera, a distance measuring sensor, a radar, and the like.
  • the cameras and the like constituting the external world sensor 18 are installed at a plurality of places such as the peripheral edge of the swivel body 13 so as to be able to detect an object existing around the swivel body 13.
  • the slave side control device 19 is composed of, for example, one or more electronic circuit units including a microcomputer, a memory, an interface circuit, and the like.
  • the slave-side control device 19 appropriately acquires the detection signals of the operating state detector 17 and the external sensor 18.
  • the slave-side control device 19 has a function as an operation control unit 19a, a function as a peripheral object detection unit 19b, and a slave as functions realized by both or one of the implemented hardware configuration and program (software configuration). It has a function as a side communication unit 19c.
  • the operation control unit 19a controls the operation of the operation drive device 16 (by extension, the operation of the slave side operation device 15) in response to the operation of the slave side operation device 15 or the operation command given from the remote control device 2 side. Control) and the operation of the work machine 1 are controlled by controlling the operation of the engine.
  • the peripheral object detection unit 19b detects an object such as a person or an installed object when it exists in a predetermined target space around the work machine 1 based on the detection signal of the external sensor 18.
  • the slave side communication unit 19c appropriately performs wireless communication with the remote control device 2 side via the master side communication unit 27b described later.
  • the remote control device 2 has a master side seat 21 on which the operator sits and a pair of left and right master side console boxes arranged on the left and right sides of the master side seat 21 inside the remote control room 20. 22, a master-side operating device 23 operated by an operator for remote control of the work machine 1, a speaker 24 as an output device for acoustic information (auditory information), and a display information (visual information) output device.
  • the display 25 and the like are provided.
  • the remote control device 2 includes an operation state detector 26 for detecting the operation state of the master side operation device 23 and a master side control device 27 capable of executing various control processes. I have.
  • the master side control device 27 may be arranged inside or outside the remote control room 20.
  • the master-side operating device 23 has, for example, the same or similar configuration as the slave-side operating device 15 of the work machine 1.
  • the master-side operating device 23 includes a first operating lever 23b with an operating pedal 23a installed on the front side of the master-side seat 21 so that an operator seated on the master-side seat 21 can operate the master-side operating device 23.
  • a second operating lever (not shown), a third operating lever 23c, and the like mounted on each of the pair of left and right master side console boxes 22.
  • the master-side operating device 23 may have a configuration different from that of the slave-side operating device 15 of the work machine 1.
  • the master-side operation device 23 may be a portable operation device having a joystick, operation buttons, and the like.
  • the operation state detector 26 is, for example, a potentiometer, a contact switch, etc. incorporated in the master side operation device 23.
  • the operation state detector 26 outputs a detection signal indicating the operation state of each operation unit (operation pedal 23a, first operation lever 23b, second operation lever, third operation lever 23c, etc.) of the master side operation device 23. It is configured in.
  • the speakers 24 are arranged at a plurality of locations inside the remote control room 20, such as the front part, the rear part, and both left and right sides of the remote control room 20.
  • the display 25 is composed of, for example, a liquid crystal display, a head-up display, or the like.
  • the display 25 is arranged on the front side of the master side seat 21 so that the operator seated on the master side seat 21 can visually recognize the display 25.
  • the master-side control device 27 is composed of, for example, one or more electronic circuit units including a microcomputer, a memory, an interface circuit, and the like.
  • the master-side control device 27 appropriately acquires the detection signal of the operation state detector 26. Based on this detection signal, the master side control device 27 recognizes an operation command to the work machine 1 defined by the operation state of the master side operation device 23.
  • the master-side control device 27 has a function as an output information control unit 27a and a function as a master-side communication unit 27b as functions realized by both or one of the implemented hardware configuration and program (software configuration). Have.
  • the output information control unit 27a controls the speaker 24 and the display 25.
  • the master side communication unit 27b appropriately wirelessly communicates with the work machine 1 side via the slave side communication unit 19c. Through this wireless communication, the master side control device 27 transmits an operation command to the work machine 1 to the slave side control device 19, and various information on the work machine 1 side (image taken by the camera, surroundings of the work machine 1). (Detection information of the object, detection information of the operating state of the work machine 1, etc.) is received from the slave side control device 19.
  • the work machine 1 includes a slave side seat 3 on which the operator sits inside the driver's cab 13a, and a pair of left and right slave side console boxes 4 arranged on the left and right sides of the slave side seat 3. It has.
  • the work machine 1 is provided with a slave side operation device 15 (see FIG. 2).
  • the slave-side operating device 15 includes a fourth operating lever 5, a fifth operating lever 6, an operating pedal, and the like provided in each of the slave-side console boxes 4.
  • the work machine 1 is provided with an operation drive device 16 (see FIG. 2).
  • the operation drive device 16 includes a first operation mechanism 7 (operation mechanism for work machine) and a second operation mechanism 8 (operation mechanism for work machine) for operating each of the fourth operation lever 5 and the fifth operation lever 6. Etc. are included.
  • an aisle 9 is formed on the front side of the slave side seat 3 and the fifth operation lever 6 through which the operator passes when sitting on the slave side seat 3.
  • a fourth operating lever 5 and a fifth operating lever 6 are arranged at each front end of the slave-side console box 4, and a corresponding fourth operating lever is provided at each front end of the slave-side console box 4.
  • the first operating mechanism 7 and the second operating mechanism 8 are attached so as to surround the base ends of the operating lever 5 and the fifth operating lever 6.
  • the slave-side console box 4 on the right side of the operator in the seated state (on the left side in FIG. 4) has a control panel located on the rear side of the fourth operation lever 5. 4a is provided. An operation switch is arranged on the control panel 4a.
  • the fourth operating lever 5 and the fifth operating lever 6 transmit a signal to the slave side control device 19 (see FIG. 2) according to the tilt angle and tilt direction.
  • the slave-side control device 19 controls the operating amount of the work machine 1 (for example, in the present embodiment, the swing angle of the boom 10 and the arm 11) based on the signal.
  • the first operation mechanism 7 and the second operation mechanism 8 tilt the corresponding fourth operation lever 5 and fifth operation lever 6 based on the operation command from the remote control device 2. Specifically, the first operation mechanism 7 tilts the fourth operation lever 5 in response to the tilt of the second operation lever (not shown) of the remote control device 2. Further, the second operation mechanism 8 tilts the fifth operation lever 6 in response to the tilt of the third operation lever 23c (see FIG. 3) of the remote control device 2.
  • first operation mechanism 7 and the second operation mechanism 8 which are operation mechanisms for work machines, will be described in detail.
  • the first operation mechanism 7 is a plate 70 fixed to the slave side console box 4 and a fourth central portion on the upper surface side of the plate 70. It includes a support member 71 that pivotally supports the operating lever 5 so as to be tiltable.
  • the plate 70 is a rectangular flat plate-shaped member.
  • the plate 70 is parallel to the reference plane p (see FIG. 7) described later in the state of being installed in the slave side console box 4.
  • the support member 71 makes the base end portion 5a of the fourth operating lever 5 in the left-right direction which is the first direction and the front-rear direction which is the second direction orthogonal to the first direction (vertical direction in FIG. 6). In addition, it is tilted freely.
  • the first operation mechanism 7 includes a first actuator 72 (actuator for the first direction) arranged on the upper surface side (front side in FIGS. 5 and 6) of the plate 70 and a lower surface side (FIG. 5) of the plate 70. And a second actuator 73 (actuator for the second direction) arranged on the back side in FIG. 6 is provided.
  • the first actuator 72 and the second actuator 73 are electric actuators.
  • the first actuator 72 generates a driving force that rotates around an axis extending in the vertical direction from a rotation axis (not shown) provided at the lower end.
  • the second actuator 73 generates a driving force that rotates around an axis extending in the left-right direction from a rotation axis (not shown) provided at the left end.
  • the first operation mechanism 7 includes a first guide member 74 (a guide member for the first direction) extending in the front-rear direction on the upper surface side of the plate 70, and a first guide on the upper surface side of the plate 70.
  • a second guide member 75 (a guide member for the second direction) extending in the left-right direction is provided.
  • the first guide member 74 has a pair of front and rear first rotating portions 74a and a pair of left and right arch-shaped members, the first guide portion 74b.
  • the pair of first guide portions 74b are extended in the front-rear direction so as to sandwich the base end portion 5a of the fourth operating lever 5.
  • Each end of the first guide portion 74b is attached to each of the first rotating portions 74a.
  • the first rotating portion 74a is rotatable around the second axis a2 extending along the second direction.
  • the first guide portion 74b also rotates integrally.
  • the first guide portion 74b presses the base end portion 5a of the fourth operating lever 5 and tilts the fourth operating lever 5 in the left-right direction (first direction) along the first axis a1.
  • the second guide member 75 has a pair of left and right second rotating portions 75a and a pair of front and rear rod-shaped members, a second guide portion 75b.
  • the pair of second guide portions 75b are extended in the left-right direction so as to sandwich the base end portion 5a of the fourth operating lever 5.
  • Each end of the second guide portion 75b is attached to each of the second rotating portions 75a.
  • the second rotating portion 75a is rotatable around the first axis a1 extending along the first direction, which is a direction orthogonal to the second direction.
  • the second guide portion 75b also rotates integrally.
  • the second guide portion 75b presses the base end portion 5a of the fourth operating lever 5 and tilts the fourth operating lever 5 in the vertical direction (second direction) along the second axis a2.
  • the second guide portion 75b of the second guide member 75 is located below the first guide portion 74b (on the back side in FIGS. 5 and 6).
  • the first guide portion 74b of the first guide member 74 is formed in an arch shape of the second axis centered on the first axis a1. Therefore, even when the second guide member 75 rotates, the second guide portion 75b does not come into contact with the first guide portion 74b.
  • the first direction is the left-right direction and the second direction is the front-back direction. That is, the first direction and the second direction are orthogonal to each other.
  • the first direction and the second direction of the present invention are not limited to the directions orthogonal to each other, and may be any direction intersecting each other. Therefore, the first direction and the second direction may be appropriately determined according to the direction in which the operating mechanism tilts the operating lever.
  • the fourth operation lever 5 is tilted by the first guide member 74 and the second guide member 75 configured in this way.
  • the guide member of the present invention is not limited to the one provided with a guide member such as the first guide member 74 and the second guide member 75.
  • only one guide member may be provided.
  • the guide member may be expanded and contracted to press the operation lever.
  • the first operation mechanism 7 includes a first link mechanism 76 arranged on the upper surface side of the plate 70 and below the first actuator 72 and the first guide member 74, and a lower surface side of the plate 70. It is provided with a second link mechanism 77 arranged on the opposite side (right side in FIG. 6) of the first actuator 72 with respect to the second actuator 73.
  • the first link mechanism 76 transmits the driving force from the first actuator 72 generated based on the operation command to the first guide member 74.
  • the second link mechanism 77 transmits the driving force from the second actuator 73 generated based on the operation command to the second guide member 75.
  • the second operating mechanism 8 has basically the same configuration as the first operating mechanism 7.
  • the second operation mechanism 8 has a third actuator 80 (actuator for the first direction) corresponding to the first actuator 72 of the first operation mechanism 7 arranged on the right side.
  • the fourth actuator 81 (actuator for the third direction) corresponding to the second actuator 73 of the first operation mechanism 7 is arranged on the rear side.
  • the driving force generated by the third actuator 80 and the fourth actuator 81 is transmitted to the third guide member 82 (first direction guide member) and the fourth guide member 83 (third direction guide member). Due to the driving force, the second operating mechanism 8 causes the fifth operating lever 6 to move in the front-rear direction (vertical direction in FIG. 6) and the left-right direction (third) based on the operation command, similarly to the fourth operating lever 5. Tilt in 3 directions).
  • the first actuator 72 of the first operation mechanism 7 is arranged at a position opposite to the slave side seat 3 side of the fourth operation lever 5 operated by the first operation mechanism 7.
  • the third actuator 80 of the second operation mechanism 8 is arranged at a position opposite to the slave side seat 3 side of the fifth operation lever 6 operated by the second operation mechanism 8.
  • the first actuator 72 is arranged at a position separated from the slave side seat 3 by the fourth operating lever 5. Further, the third actuator 80 is arranged at a position separated from the slave side seat 3 by the fifth operating lever 6.
  • the first actuator 72 and the third actuator 80 Does not protrude toward the slave side seat 3, and a sufficient space on the slave side seat 3 for the operator to sit can be secured.
  • the second actuator 73 of the first operation mechanism 7 is located on the side opposite to the control panel 4a side (rear side in FIG. 4 and upper side in FIG. 6) of the fourth operation lever 5. It is placed in the position where.
  • the second actuator 73 does not project into the area where the control panel 4a is arranged. As a result, in the work machine 1, it is possible to prevent the operation via the control panel 4a from being hindered by the second actuator 73.
  • the fourth actuator 81 is arranged on the rear side of the fifth operating lever 6.
  • the fourth actuator 81 does not protrude toward the boarding / alighting passage 9. As a result, in the work machine 1, it is possible to prevent the operator from being hindered by the fourth actuator 81.
  • the tilting fulcrum of the fourth operating lever is set as the tilting fulcrum c.
  • the tip of the fourth operating lever 5 (the tip of the tip portion 5b) at the position where the fourth operating lever 5 is most tilted to one side in the first direction, and the fourth operating lever 5 at the position where the fourth operating lever 5 is most tilted to the other side.
  • the line orthogonal to the straight line connecting the tip and passing through the tilting fulc is defined as the third axis a3 (reference axis).
  • a plane orthogonal to the third axis a3 and passing through the tilt center c is defined as a reference plane p.
  • the first actuator 72 is arranged on the upper side of the reference plane p (that is, the fourth operating lever 5 side of the reference plane p, the front side).
  • the second actuator 73 is arranged on the lower side of the reference plane p (that is, the side opposite to the fourth operating lever 5 side of the reference plane p. The rear side).
  • the lower end of the first actuator 72 and the lower end of the second actuator 73 overlap when viewed from the third axis a3 direction. Therefore, the size of the first operation mechanism 7 on the reference plane p is smaller than that of the conventional operation mechanism.
  • the third actuator 80 and the fourth actuator 81 are arranged so as to overlap at least a part thereof when viewed from the reference axis direction in the second operation mechanism 8.
  • the first operation mechanism 7 and the second operation mechanism 8 are smaller than the conventional operation mechanism.
  • the fourth operating lever 5 operates the work machine 1 by tilting it. Therefore, the space between the fourth operating lever 5 in the most tilted state and the reference plane p (strictly speaking, the surface of the plate 70) when viewed from the direction of the third axis a3 is the dead space ds.
  • the first actuator 72 is arranged in the dead space ds in order to utilize the dead space ds. Specifically, the first actuator 72 and the tip portion 5b of the fourth operating lever 5 overlap at least a part when viewed from the third axis a3 direction in a state where the fourth operating lever 5 is most tilted. It has become. As a result, the first operation mechanism 7 is further miniaturized.
  • the third actuator 80 corresponding to the first actuator 72 of the first operation mechanism 7 is arranged in the dead space of the fifth operation lever 6.
  • the first actuator 72 is arranged on the side where the fourth operating lever 5 on the reference plane p is arranged, and the second actuator 73 is arranged on the side where the fourth operating lever 5 on the reference plane p is arranged. It is located on the opposite side of the side.
  • first-direction actuator and the second-direction actuator of the present invention do not necessarily have to be arranged in this way with respect to the reference plane.
  • the actuator for the first direction and the actuator for the second direction may be arranged on one side of the reference plane.
  • the first actuator 72 is arranged in the dead space ds.
  • the actuator for the first direction of the present invention does not necessarily have to be arranged in the dead space.
  • the actuator for the first direction may be arranged outside the tip of the operating lever in the most tilted state.
  • control panel 4a is provided at a position on the upper surface of the slave side console box 4 on the rear side of the fourth operation lever 5.
  • the second actuator 73 which is an actuator for the second direction, is arranged on the front side (lower side in FIG. 6).
  • the operation mechanism of the present invention is not limited to such a configuration, and the actuator for the second direction may be provided at a position opposite to the control panel side of the operation lever.
  • the actuator for the second direction may be arranged on the rear side of the operating lever.
  • the operation mechanism for work machines of the present invention is An operation mechanism for a work machine that tilts an operation lever for controlling the amount of movement of the work machine according to a tilt angle and a tilt direction based on an operation command.
  • a second-direction actuator that generates a driving force for tilting the operating lever is provided.
  • the operating lever is orthogonal to the straight line connecting the tip of the operating lever at the position most tilted to one side of the first direction or the second direction and the tip of the operating lever at the position most tilted to the other side.
  • the line passing through the tilting fulcrum, which is the tilting fulcrum of the operating lever, is set as the reference axis.
  • the first-direction actuator and the second-direction actuator are arranged so as to overlap at least a part thereof when viewed from the reference axis direction.
  • the actuator for the first direction and the actuator for the second direction are arranged so as to overlap at least a part when viewed from the reference axis direction.
  • the size of this operation mechanism on a plane orthogonal to the reference axis is reduced as compared with the conventional operation mechanism.
  • the size is smaller than that of the conventional operation mechanism. Therefore, even when the operation mechanism is attached, a space for the operator of the work machine to sit down. It is possible to prevent the actuator for the first direction or the actuator for the second direction from protruding into the area such as the boarding / alighting passage, and to sufficiently secure those areas. In addition, it is possible to improve the degree of freedom in the layout of the components of the work machine including the operation mechanism.
  • the first-direction actuator is arranged on the operating lever side of the tilting fulcrum in the reference axis direction.
  • the second-direction actuator may be arranged in the reference axis direction on the side of the tilting fulcrum opposite to the operating lever side.
  • the first-direction actuator is arranged on the operating lever side of the tilting fulcrum in the reference axis direction.
  • the actuator for the first direction and the operation lever are at least partially tilted toward one side or the other side of the first direction or the second direction when viewed from the reference axis direction. It is preferable that they are arranged so as to overlap each other.
  • the space on the tilting fulcrum side of the operating lever in the most tilted state when viewed from the reference axis direction (strictly speaking, the operating lever in that state is orthogonal to the reference axis and tilted.
  • the space between the plane passing through the fulcrum (for example, the plate on the flat plate provided for mounting) is often a dead space. Therefore, by arranging the actuator for the first direction in the dead space in this way, the operation mechanism can be further miniaturized.
  • the working machine of the present invention is It is characterized by having an operation mechanism for any of the above-mentioned work machines.
  • slave side operating device 16 ... operation Drive device, 17 ... Operating state detector, 18 ... External sensor, 19 ... Slave side control device, 19a ... Operation control unit, 19b ... Peripheral object detection unit, 19c ... Slave side communication unit, 20 ... Remote control room, 21 ... Master side sheet, 22 ... Master side console box, 23 ... Master side operation device, 23a ... Operation pedal, 23b ... 1st operation lever, 23c ... 3rd operation lever, 24 ... Speaker, 25 ... Display, 26 ... Operation status detection Instrument, 27 ... master side control device, 27a ... output information control unit, 27b ... master side communication unit, 70 ... plate, 71 ... support member, 72 ...
  • first actuator (actuator for first direction), 73 ... second actuator (Actuator for 2nd direction), 74 ... 1st guide member (guide member for 1st direction), 74a ... 1st rotating part, 74b ... 1st guide part, 75 ... 2nd guide member (guide for 2nd direction) (Member), 75a ... 2nd rotating part, 75b ... 2nd guide part, 76 ... 1st link mechanism, 77 ... 2nd link mechanism, 80 ... 3rd actuator (actuator for 1st direction), 81 ... 4th actuator (Actuator for 3rd direction), 82 ... 3rd guide member (guide member for 1st direction), 83 ... 4th guide member (guide member for 3rd direction), S ...
  • remote control system a1 ... 1st axis, a2 ... 2nd axis, a3 ... 3rd axis (reference axis), c ... tilting fulcrum, ds ... dead space, p ... reference plane.

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Abstract

第４操作レバー５が第１方向の一方側に最も傾倒した位置における先端部５ｂの先端と、他方側に最も傾倒した位置における先端部５ｂの先端とを結ぶ直線と直交し、第４操作レバー５の傾倒の支点である傾倒支点ｃとを通る軸線を第３軸線ａ３とする。第１操作機構７の第１アクチュエータ７２及び第２アクチュエータ７３は、第３軸線ａ３方向から見て、少なくとも一部で重なるように配置される。

Description

作業機械用操作機構、及び、それを備えた作業機械
　本発明は、運転指令に基づいて作業機械を操縦するための作業機械用操作機構、特に、作業機械を遠隔操縦するための作業機械用操作機構、及び、それを備えた作業機械に関する。
　従来、操作者がシートに着座した状態で直接的に操作可能な操作レバーを、作業機械の外部から送信された運転指令に基づいて間接的に操作して、作業機械の遠隔操縦を行う操作機構が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の操作機構は、操作レバーを傾倒させるために、運転指令に基づいて動作するアクチュエータと、アクチュエータの駆動力によって、操作レバーを傾倒させるガイド部材とを備えている。
特開２０１７－１７２１７４号公報
　ところで、特許文献１に記載のように、一般的な作業機械では、操作者が着座するシートの側方に、コンソールボックスが配置され、そのコンソールボックスの上面に、操作レバーが配置されている。
　そのような作業機械に、操作レバーを操縦するための操作機構を取り付けると、操作者が着座するためのスペース、乗降通路等の領域に操作機構が突出して、操作機構によってそれらの領域が占有されてしまうおそれがあった。
　本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、従来の操作機構よりも小型化された作業機械用操作機構及びそれを備えた作業機械を提供することを目的とする。
　本発明の作業機械用操作機構は、
　傾倒角度及び傾倒方向に応じて作業機械の動作量を制御するための操作レバーを、運転指令に基づいて傾倒させる作業機械用操作機構であって、
　前記操作レバーを第１方向に傾倒させる第１方向用ガイド部材と、
　前記操作レバーを前記第１方向と交差する方向である第２方向に傾倒させる第２方向用ガイド部材と、
　前記運転指令に基づいて、前記第１方向用ガイド部材を介して前記操作レバーを傾倒させる駆動力を生成する第１方向用アクチュエータと
　前記運転指令に基づいて、前記第２方向用ガイド部材を介して前記操作レバーを傾倒させる駆動力を生成する第２方向用アクチュエータとを備え、
　前記操作レバーが前記第１方向又は前記第２方向の一方側に最も傾倒した位置における前記操作レバーの先端と、他方側に最も傾倒した位置における前記操作レバーの先端とを結ぶ直線と直交し、前記操作レバーの傾倒の支点である傾倒支点とを通る線を基準軸線とし、
　前記第１方向用アクチュエータ及び前記第２方向用アクチュエータは、前記基準軸線方向から見て、少なくとも一部で重なるように配置されていることを特徴とする。
実施形態に係る作業機械の遠隔操作システムの全体構成を示す模式図。 図１の遠隔操作システムの遠隔操作装置の概略構成を示す模式図。 図１の遠隔操作システムの制御に関する構成を示すブロック図。 図１の作業機械のシート周辺の構成を示す斜視図。 図１の作業機械の操作機構の斜視図。 図１の作業機械の操作機構の平面図。 図１の作業機械の操作機構の概略構成を示す側面図。
　以下、図面を参照して、実施形態に係る遠隔操作システムＳについて説明する。
　まず、図１～図３を参照して、遠隔操作システムＳの構成について説明する。
　図１に示すように、遠隔操作システムＳは、油圧ショベルである作業機械１と、作業機械１を遠隔操作するための遠隔操作装置２とを備えている。作業機械１は、操作者が搭乗して、直接的に操縦することも可能であり、また、操作者が搭乗せずに、遠隔操作装置２を介して、間接的に操縦することも可能となっている。
　なお、本実施形態では、作業機械として、油圧ショベルを用いている。しかし、本発明の作業機械は、油圧ショベルに限定されるものではない。例えば、クレーン車、ダンプカー等であってもよい。
　作業機械１は、ブーム１０、アーム１１、及び、アタッチメント１２によって構成されている作業機、作業機が搭載されている旋回体１３、並びに、旋回体１３を旋回自在に支持する走行体１４を備えている。
　ブーム１０の基端部は、旋回体１３の前部に揺動可能に取付けられている。ブーム１０は、ブーム１０及び旋回体１３に両端が取り付けられている第１油圧シリンダ１０ａを有している。ブーム１０は、第１油圧シリンダ１０ａの伸縮動作によって、旋回体１３に対して揺動される。
　アーム１１の基端部は、ブーム１０の先端部に揺動可能に取付けられている。アーム１１は、アーム１１及びブーム１０に両端が取り付けられている第２油圧シリンダ１１ａを有している。アーム１１は、第２油圧シリンダ１１ａの伸縮動作によって、ブーム１０に対して揺動される。
　アタッチメント１２は、アーム１１の先端部に揺動可能に取付けられている。アタッチメント１２は、アタッチメント１２及びアーム１１に両端が取り付けられている第３油圧シリンダ１２ａを有している。アタッチメント１２は、第３油圧シリンダ１２ａの伸縮動作によって、アーム１１に対して揺動される。
　なお、本実施形態では、アタッチメント１２として、バケットを用いている。しかし、アタッチメント１２は、バケットに限定されるものではなく、他の種類のアタッチメント（例えば、破砕機、ブレーカ、マグネット等）であってもよい。
　旋回体１３は、旋回用油圧モータ（不図示）によって、走行体１４に対してヨー軸周りに旋回可能に構成されている。旋回体１３の前部には、操作者が搭乗するための運転室１３ａが設けられており、旋回体１３の後部には、機械室１３ｂが設けられている。
　運転室１３ａには、作業機械１の操縦用のスレーブ側操作装置１５（図２参照）が配置されている。スレーブ側操作装置１５は、例えば、操作ペダル、操作スイッチ、後述する第４操作レバー５及び第５操作レバー６（図４参照）等である。
　機械室１３ｂには、油圧ポンプ、方向切換弁、作動油タンク等の油圧機器（不図示）、及び、油圧ポンプ等の動力源であるエンジン（不図示）等が収容されている。
　走行体１４は、クローラ式の走行体であり、走行用油圧モータ（不図示）により駆動される。なお、本発明の作業機械の走行体は、クローラに限定されるものではない。例えば、走行体は、車輪で移動するものであってもよいし、脚式移動のものであってもよい。また、作業機械が水上で使用されるものである場合には、走行体は、台船等であってもよい。
　なお、作業機械１は、上記の走行用油圧モータ、旋回用油圧モータ、第１油圧シリンダ１０ａ、第２油圧シリンダ１１ａ、及び、第３油圧シリンダ１２ａ以外のアクチュエータ（例えば、ドーザの駆動用の油圧アクチュエータ、破砕機等のアタッチメントに含まれる油圧アクチュエータ等）を、さらに含み得る。また、作業機械１の一部のアクチュエータ（例えば、旋回用アクチュエータ）は、電動アクチュエータであってもよい。
　作業機械１を操縦する際には、エンジンを作動させた状態でスレーブ側操作装置１５を操作することによって、走行用油圧モータ、旋回用油圧モータ、第１油圧シリンダ１０ａ、第２油圧シリンダ１１ａ、及び、第３油圧シリンダ１２ａ等のアクチュエータの各々が作動される。スレーブ側操作装置１５の操作に応じた各アクチュエータの作動は、例えば、公知の作業機械と同様に行い得る。
　図２に示すように、作業機械１は、遠隔操作を可能とするために、スレーブ側操作装置１５を駆動する電動式の操作駆動装置１６（例えば、後述する第１操作機構７、第２操作機構８（図４参照））を、運転室１３ａに備えている。
　操作駆動装置１６は、スレーブ側操作装置１５に接続されている。なお、操作駆動装置１６は、作業機械１から取り外し可能に構成されていてもよい。
　また、操作駆動装置１６は、複数の電動モータ（不図示）を有している。その電動モータからの駆動力により、操作駆動装置１６は、スレーブ側操作装置１５に含まれる操作ペダル、操作スイッチ、後述する第４操作レバー５及び第５操作レバー６（図４参照）の各々を駆動させる。
　また、作業機械１は、作業機械１の動作状態を検出するための動作状態検出器１７と、作業機械１の周囲の状態を検知するカメラ等である外界センサ１８と、種々の制御処理を実行可能なスレーブ側制御装置１９とを備えている。
　動作状態検出器１７は、例えば、ブーム１０、アーム１１、及び、アタッチメント１２のそれぞれの揺動動作の回転角又は第１油圧シリンダ１０ａ、第２油圧シリンダ１１ａ、第３油圧シリンダ１２ａのストローク長を検出する検出器、旋回体１３の旋回角度を検出する検出器、走行体１４の駆動速度を検出する検出器、旋回体１３又は走行体１４の傾斜角を検出する検出器、旋回体１３の角速度又は加速度を検出する慣性センサ等である。
　外界センサ１８は、例えば、カメラ、測距センサ、レーダ等により構成される。外界センサ１８を構成するカメラ等は、旋回体１３の周囲に存在する物体を検出し得るように、旋回体１３の周縁部等の複数の箇所に設置されている。
　スレーブ側制御装置１９は、例えば、マイクロコンピュータ、メモリ、インターフェース回路等を含む１つ以上の電子回路ユニットにより構成されている。スレーブ側制御装置１９は、動作状態検出器１７及び外界センサ１８のそれぞれの検出信号を、適宜、取得する。
　スレーブ側制御装置１９は、実装されたハードウェア構成及びプログラム（ソフトウェア構成）の両方又は一方により実現される機能として、運転制御部１９ａとしての機能と、周辺物体検知部１９ｂとしての機能と、スレーブ側通信部１９ｃとしての機能とを有している。
　運転制御部１９ａは、スレーブ側操作装置１５の操作に応じて、又は、遠隔操作装置２側から与えられる運転指令に応じて、操作駆動装置１６の作動制御（ひいては、スレーブ側操作装置１５の操作制御）、及び、エンジンの運転制御を行うことによって、作業機械１の動作を制御する。
　周辺物体検知部１９ｂは、外界センサ１８の検出信号に基づいて、作業機械１の周囲の所定の対象空間に人、設置物等の物体側存在する場合に、その物体を検知する。
　スレーブ側通信部１９ｃは、後述するマスタ側通信部２７ｂを介して、遠隔操作装置２側と、適宜、無線通信を行う。
　図３に示すように、遠隔操作装置２は、遠隔操作室２０の内部に、操作者が着座するマスタ側シート２１と、マスタ側シート２１の左右に配置されている左右一対のマスタ側コンソールボックス２２と、作業機械１の遠隔操作のために操作者が操作するマスタ側操作装置２３と、音響情報（聴覚的情報）の出力装置としてのスピーカ２４と、表示情報（視覚的情報）の出力装置としてのディスプレイ２５とを備えている。
　また、図２に示すように、遠隔操作装置２は、マスタ側操作装置２３の操作状態を検出するための操作状態検出器２６と、種々の制御処理を実行可能なマスタ側制御装置２７とを備えている。なお、マスタ側制御装置２７は、遠隔操作室２０の内部及び外部のいずれに配置されていてもよい。
　マスタ側操作装置２３は、例えば、作業機械１のスレーブ側操作装置１５と同様又は類似の構成のもとなっている。
　具体的には、マスタ側操作装置２３は、マスタ側シート２１に着座した操作者が操作し得るように、マスタ側シート２１の前側に設置された操作ペダル２３ａ付きの第１操作レバー２３ｂ、及び、左右一対のマスタ側コンソールボックス２２の各々に搭載された第２操作レバー（不図示）及び第３操作レバー２３ｃ等を含む。
　ただし、マスタ側操作装置２３は、作業機械１のスレーブ側操作装置１５と異なる構成のものであってもよい。例えば、マスタ側操作装置２３は、ジョイスティック、操作ボタン等を有する携帯型の操作装置であってもよい。
　操作状態検出器２６は、例えば、マスタ側操作装置２３に組み込まれたポテンショメータ、接点スイッチ等である。操作状態検出器２６は、マスタ側操作装置２３の各操作部（操作ペダル２３ａ、第１操作レバー２３ｂ、第２操作レバー、第３操作レバー２３ｃ等）の操作状態を示す検出信号を出力するように構成されている。
　スピーカ２４は、例えば、遠隔操作室２０の前部、後部及び左右の両側等、遠隔操作室２０の内部の複数個所に配置されている。
　ディスプレイ２５は、例えば、液晶ディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ等により構成されている。ディスプレイ２５は、マスタ側シート２１に着座した操作者が視認し得るように、マスタ側シート２１の前方側に配置されている。
　マスタ側制御装置２７は、例えば、マイクロコンピュータ、メモリ、インターフェース回路等を含む１つ以上の電子回路ユニットにより構成されている。マスタ側制御装置２７は、操作状態検出器２６の検出信号を、適宜、取得する。この検出信号に基づいて、マスタ側制御装置２７は、マスタ側操作装置２３の操作状態により規定される作業機械１への運転指令を認識する。
　マスタ側制御装置２７は、実装されたハードウェア構成及びプログラム（ソフトウェア構成）の両方又は一方により実現される機能として、出力情報制御部２７ａとしての機能と、マスタ側通信部２７ｂとしての機能とを有している。
　出力情報制御部２７ａは、スピーカ２４及びディスプレイ２５を制御する。
　マスタ側通信部２７ｂは、スレーブ側通信部１９ｃを介して、作業機械１側と、適宜、無線通信を行う。この無線通信によって、マスタ側制御装置２７は、作業機械１への運転指令を、スレーブ側制御装置１９に送信したり、作業機械１側の種々の情報（カメラによる撮影映像、作業機械１の周囲の物体の検知情報、作業機械１の動作状態の検出情報等）を、スレーブ側制御装置１９から受信したりする。
　次に、図４～図７を参照して、操作駆動装置１６の１つである第１操作機構７及び第２操作機構８の構成について詳細に説明する。
　図４に示すように、作業機械１は、運転室１３ａの内部に、操作者が着座するスレーブ側シート３と、スレーブ側シート３の左右に配置されている左右一対のスレーブ側コンソールボックス４とを備えている。
　また、作業機械１は、スレーブ側操作装置１５（図２参照）を備えている。スレーブ側操作装置１５には、スレーブ側コンソールボックス４の各々に設けられている第４操作レバー５及び第５操作レバー６、操作ペダル等が含まれる。
　また、作業機械１は、操作駆動装置１６（図２参照）を備えている。操作駆動装置１６には、第４操作レバー５及び第５操作レバー６の各々を操作するための第１操作機構７（作業機械用操作機構）及び第２操作機構８（作業機械用操作機構）等が含まれる。
　また、運転室１３ａの内部には、スレーブ側シート３及び第５操作レバー６の前方側に、操作者がスレーブ側シート３に着座する際に通る乗降通路９が形成されている。
　スレーブ側コンソールボックス４の各々の前端部には、第４操作レバー５及び第５操作レバー６が配設されており、また、スレーブ側コンソールボックス４の各々の前端部には、対応する第４操作レバー５及び第５操作レバー６の基端部を囲むようにして、第１操作機構７及び第２操作機構８が取り付けられている。
　左右のスレーブ側コンソールボックス４のうち、着座した状態の操作者の右側となる（図４では左側の）スレーブ側コンソールボックス４には、第４操作レバー５の後方側となる位置に、コントロールパネル４ａが設けられている。コントロールパネル４ａには、操作スイッチが配設されている。
　第４操作レバー５及び第５操作レバー６は、傾倒角度及び傾倒方向に応じて、スレーブ側制御装置１９（図２参照）に信号を送信する。スレーブ側制御装置１９は、その信号に基づいて、作業機械１の動作量（例えば、本実施形態では、ブーム１０及びアーム１１の揺動角度等）を制御する。
　第１操作機構７及び第２操作機構８は、遠隔操作装置２からの運転指令に基づいて、対応する第４操作レバー５及び第５操作レバー６を傾倒させる。具体的には、第１操作機構７は、遠隔操作装置２の第２操作レバー（不図示）の傾倒に応じて、第４操作レバー５を傾倒させる。また、第２操作機構８は、遠隔操作装置２の第３操作レバー２３ｃ（図３参照）の傾倒に応じて、第５操作レバー６を傾倒させる。
　ここで、作業機械用操作機構である第１操作機構７及び第２操作機構８について、詳細に説明する。
　図５の斜視図、及び、図６の平面図に示すように、第１操作機構７は、スレーブ側コンソールボックス４に固定されるプレート７０と、プレート７０の上面側の中央部で、第４操作レバー５を傾倒自在に軸支している支持部材７１とを備えている。
　プレート７０は、矩形の平板状の部材である。プレート７０は、スレーブ側コンソールボックス４に設置された状態で、後述する基準平面ｐ（図７参照）と平行となる。
　支持部材７１は、第４操作レバー５の基端部５ａを、第１方向である左右方向、及び、第１方向に直交する方向である第２方向である前後方向（図６において上下方向）に、傾倒自在に軸支している。
　また、第１操作機構７は、プレート７０の上面側（図５及び図６において手前側）に配置されている第１アクチュエータ７２（第１方向用アクチュエータ）と、プレート７０の下面側（図５及び図６において奥側）に配置されている第２アクチュエータ７３（第２方向用アクチュエータ）とを備えている。
　第１アクチュエータ７２及び第２アクチュエータ７３は、電動式のアクチュエータである。第１アクチュエータ７２は、下方端部に設けられた回転軸線（不図示）から、上下方向に沿って延びる軸線周りに回動する駆動力を生成する。第２アクチュエータ７３は、左側の端部に設けられた回転軸線（不図示）から、左右方向に沿って延びる軸線周りに回動する駆動力を生成する。
　また、第１操作機構７は、プレート７０の上面側で、前後方向に延設されている第１ガイド部材７４（第１方向用ガイド部材）と、プレート７０の上面側、且つ、第１ガイド部材７４の下方側で、左右方向に延設されている第２ガイド部材７５（第２方向用ガイド部材）とを備えている。
　第１ガイド部材７４は、前後一対の第１回動部７４ａと、左右一対のアーチ状の部材である第１ガイド部７４ｂとを有している。一対の第１ガイド部７４ｂは、第４操作レバー５の基端部５ａを、挟み込むようにして、前後方向に延設されている。第１ガイド部７４ｂの各々の端部は、第１回動部７４ａの各々に取り付けられている。
　ここで、第１回動部７４ａは、第２方向に沿って延びる第２軸線ａ２周りに、回動自在となっている。第１回動部７４ａが回動すると、第１ガイド部７４ｂも一体的に回動する。その結果として、第１ガイド部７４ｂが、第４操作レバー５の基端部５ａを押圧し、第４操作レバー５を第１軸線ａ１に沿って左右方向（第１方向）に傾倒させる。
　第２ガイド部材７５は、左右一対の第２回動部７５ａと、前後一対の棒状の部材である第２ガイド部７５ｂとを有している。一対の第２ガイド部７５ｂは、第４操作レバー５の基端部５ａを、挟み込むようにして、左右方向に延設されている。第２ガイド部７５ｂの各々の端部は、第２回動部７５ａの各々に取り付けられている。
　ここで、第２回動部７５ａは、第２方向と直交する方向である第１方向に沿って延びる第１軸線ａ１周りに、回動自在となっている。第２回動部７５ａが回動すると、第２ガイド部７５ｂも一体的に回動する。その結果として、第２ガイド部７５ｂが、第４操作レバー５の基端部５ａを押圧し、第４操作レバー５を第２軸線ａ２に沿って上下方向（第２方向）に傾倒させる。
　ところで、第２ガイド部材７５の第２ガイド部７５ｂは、第１ガイド部７４ｂの下方（図５及び図６において奥側）に位置している。しかし、第１ガイド部材７４の第１ガイド部７４ｂは、第１軸線ａ１を中心とする第２軸線アーチ状に形成されている。そのため、第２ガイド部材７５が回動した場合であっても、第２ガイド部７５ｂが、第１ガイド部７４ｂに当接してしまうことはない。
　なお、第１操作機構７では、第１方向を左右方向とし、第２方向を前後方向としている。すなわち、第１方向と第２方向とは、互いに直交する方向となっている。しかし、本発明の第１方向と第２方向とは、互いに直交する方向に限定されるものではなく、互いに交差する方向であればよい。そのため、第１方向及び第２方向は、操作機構が操作レバーを傾倒させる方向に応じて、適宜決定してよい。
　また、遠隔操作システムＳでは、このように構成された第１ガイド部材７４及び第２ガイド部材７５によって、第４操作レバー５を傾倒させている。しかし、本発明のガイド部材は、第１ガイド部材７４及び第２ガイド部材７５のようなガイド部材を備えるものに限定されるものではない。
　例えば、操作レバーが一方向で往復するようにのみ傾倒するものである場合には、１つだけガイド部材を設けてもよい。また、ガイド部材を回動させて操作レバーを押圧するのではなく、ガイド部材を伸縮させて操作レバーを押圧するようにしてもよい。
　また、第１操作機構７は、プレート７０の上面側、且つ、第１アクチュエータ７２及び第１ガイド部材７４の下方側に配置されている第１リンク機構７６と、プレート７０の下面側、且つ、第２アクチュエータ７３に対して第１アクチュエータ７２の反対側（図６において右側）に配置されている第２リンク機構７７とを備えている。
　第１リンク機構７６は、運転指令に基づいて生成された第１アクチュエータ７２からの駆動力を、第１ガイド部材７４に伝達する。第２リンク機構７７は、運転指令に基づいて生成された第２アクチュエータ７３からの駆動力を、第２ガイド部材７５に伝達する。
　図４に示すように、第２操作機構８は、第１操作機構７と基本的に同様の構成を備えている。
　ただし、第２操作機構８は、第１操作機構７とは異なり、第１操作機構７の第１アクチュエータ７２に対応する第３アクチュエータ８０（第１方向用アクチュエータ）が、右側に配置されており、第１操作機構７の第２アクチュエータ７３に対応する第４アクチュエータ８１（第３方向用アクチュエータ）が、後方側に配置されている。
　第３アクチュエータ８０及び第４アクチュエータ８１で生成された駆動力は、第３ガイド部材８２（第１方向用ガイド部材）及び第４ガイド部材８３（第３方向用ガイド部材）に伝達される。その駆動力によって、第２操作機構８は、第５操作レバー６を、第４操作レバー５と同様に、運転指令に基づいて、前後方向（図６において上下方向）、及び、左右方向（第３方向）に傾倒させる。
　このように、作業機械１では、第１操作機構７の第１アクチュエータ７２は、第１操作機構７が動作させる第４操作レバー５のスレーブ側シート３側とは反対側となる位置に配置されている。また、第２操作機構８の第３アクチュエータ８０は、第２操作機構８が動作させる第５操作レバー６のスレーブ側シート３側とは反対側となる位置に配置されている。
　換言すれば、作業機械１では、第１アクチュエータ７２を、第４操作レバー５よりもスレーブ側シート３から離隔させた位置に配置している。また、第３アクチュエータ８０を、第５操作レバー６よりもスレーブ側シート３から離隔させた位置に配置している。
　これにより、作業機械１では、第１操作機構７及び第２操作機構８が第４操作レバー５及び第５操作レバー６に取り付けられた状態であっても、第１アクチュエータ７２及び第３アクチュエータ８０がスレーブ側シート３側に突出してしまうことがなく、操作者が着座するためのスレーブ側シート３上のスペースを十分に確保することができるようになっている。
　また、このように、作業機械１では、第１操作機構７の第２アクチュエータ７３を、第４操作レバー５のコントロールパネル４ａ側（図４において後方側、図６において上側）とは反対側となる位置に配置している。
　そのため、第２アクチュエータ７３は、コントロールパネル４ａを配置した領域に突出していない。これにより、作業機械１では、第２アクチュエータ７３によって、コントロールパネル４ａを介した操作が阻害されてしまうことを防止することができるようになっている。
　また、このように、作業機械１では、第４アクチュエータ８１を、第５操作レバー６よりも後方側に配置している。
　そのため、第４アクチュエータ８１は、乗降通路９側に突出することがない。これにより、作業機械１では、第４アクチュエータ８１によって、操作者の乗降が阻害されてしまうことを防止することができるようになっている。
　ところで、図７に示すように、第１操作機構７では、第４操作レバーの傾倒の支点を傾倒支点ｃとしている。また、第４操作レバー５が第１方向の一方側に最も傾倒した位置における第４操作レバー５の先端（先端部５ｂの先端）と、他方側に最も傾倒した位置における第４操作レバー５の先端とを結ぶ直線と直交し、且つ、傾倒支点ｃを通る線を、第３軸線ａ３（基準軸線）としている。また、第３軸線ａ３と直交し、傾倒中心ｃを通る平面を、基準平面ｐとしている。
　そして、第２軸線ａ２方向（図６参照）から見て、第１アクチュエータ７２は、基準平面ｐよりも上方側（すなわち、基準平面ｐの第４操作レバー５側。前方側。）に配置されている。また、第２アクチュエータ７３は、基準平面ｐよりも下方側（すなわち、基準平面ｐの第４操作レバー５側とは反対側。後方側。）に配置されている。
　これに加え、図６に示すように、第１アクチュエータ７２の下方側の端部と、第２アクチュエータ７３の下端部とは、第３軸線ａ３方向から見て重なっている。そのため、第１操作機構７は、従来の操作機構に比べ、基準平面ｐ上におけるサイズが小型化されている。
　また、第２操作機構８においても、第３アクチュエータ８０及び第４アクチュエータ８１は、第２操作機構８における基準軸線方向から見て、少なくとも一部において重なるように配置されている。
　そのため、第１操作機構７及び第２操作機構８は、従来の操作機構に比べ小型化されたものとなっている。
　これにより、第１操作機構７及び第２操作機構８を取り付けた状態であっても、作業機械１の操作者が着座するためのスレーブ側シート３上のスペース、乗降通路９等の領域に、第１アクチュエータ７２、第２アクチュエータ７３、第３アクチュエータ８０、第４アクチュエータ８１が突出することが抑制され、それらの領域を十分に確保することができる。
　また、第１操作機構７及び第２操作機構８を含む作業機械１の構成部品のレイアウトの自由度の向上を図ることができる。
　また、ところで、図７に示すように、第４操作レバー５は、傾倒させることによって作業機械１を操作するものである。そのため、第３軸線ａ３方向から見て、最も傾倒した状態の第４操作レバー５と基準平面ｐ（厳密には、プレート７０の表面）との間の空間は、デッドスペースｄｓとなる。
　そこで、第１操作機構７では、そのデッドスペースｄｓを活用するために、そのデッドスペースｄｓに第１アクチュエータ７２を配置している。具体的には、第１アクチュエータ７２と第４操作レバー５の先端部５ｂとが、第４操作レバー５が最も傾倒した状態で、第３軸線ａ３方向から見て、少なくとも一部が重なるようになっている。これにより、第１操作機構７は、さらなる小型化が図られている。
　なお、第２操作機構８においても、第１操作機構７の第１アクチュエータ７２に対応する第３アクチュエータ８０は、第５操作レバー６のデッドスペースに配置されている。
　なお、本実施形態では、第１アクチュエータ７２は、基準平面ｐの第４操作レバー５が配置されている側に配置され、第２アクチュエータ７３は、基準平面ｐの第４操作レバー５が配置されている側とは反対側に配置されている。
　しかし、本発明の第１方向用アクチュエータ及び第２方向用アクチュエータは、基準平面に対して、必ずしもこのような配置にする必要はない。例えば、基準平面の一方側に、第１方向用アクチュエータ及び第２方向用アクチュエータを配置してもよい。
　また、本実施形態では、第１アクチュエータ７２を、デッドスペースｄｓに配置している。しかし、本発明の第１方向用アクチュエータは、必ずしもデッドスペースに配置する必要はない。例えば、第１方向用アクチュエータを、最も傾倒した状態における操作レバーの先端よりも外側に配置してもよい。
　以上、図示の実施形態について説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。
　例えば、上記実施形態では、スレーブ側コンソールボックス４の上面の、第４操作レバー５の後方側となる位置に、コントロールパネル４ａが設けられている。これに伴って、そのスレーブ側コンソールボックス４に取り付けられる第１操作機構７では、第２方向用アクチュエータである第２アクチュエータ７３を、前方側（図６において下方側）に配置している。
　しかし、本発明の操作機構は、そのような構成に限定されるものではなく、第２方向用アクチュエータは、操作レバーのコントロールパネル側とは反対側となる位置に設けられていればよい。例えば、コントロールパネルが、コンソールボックスの操作レバーよりも前方側に設けられていた場合には、第２方向用アクチュエータは、操作レバーよりも後方側に配置すればよい。
　なお、本発明の作業機械用操作機構は、
　傾倒角度及び傾倒方向に応じて作業機械の動作量を制御するための操作レバーを、運転指令に基づいて傾倒させる作業機械用操作機構であって、
　前記操作レバーを第１方向に傾倒させる第１方向用ガイド部材と、
　前記操作レバーを前記第１方向と交差する方向である第２方向に傾倒させる第２方向用ガイド部材と、
　前記運転指令に基づいて、前記第１方向用ガイド部材を介して前記操作レバーを傾倒させる駆動力を生成する第１方向用アクチュエータと
　前記運転指令に基づいて、前記第２方向用ガイド部材を介して前記操作レバーを傾倒させる駆動力を生成する第２方向用アクチュエータとを備え、
　前記操作レバーが前記第１方向又は前記第２方向の一方側に最も傾倒した位置における前記操作レバーの先端と、他方側に最も傾倒した位置における前記操作レバーの先端とを結ぶ直線と直交し、前記操作レバーの傾倒の支点である傾倒支点とを通る線を基準軸線とし、
　前記第１方向用アクチュエータ及び前記第２方向用アクチュエータは、前記基準軸線方向から見て、少なくとも一部で重なるように配置されていることを特徴とする。
　このように、本発明の作業機械用操作機構では、第１方向用アクチュエータと第２方向用アクチュエータとを、基準軸線方向から見て少なくとも一部で重なるように配置している。これにより、この操作機構は、従来の操作機構に比べ、基準軸線に直交する平面上におけるサイズが小型化されている。
　したがって、本発明の作業機械用操作機構によれば、従来の操作機構に比べ小型化されているので、操作機構を取り付けた状態であっても、作業機械の操作者が着座するためのスペース、乗降通路等の領域に、第１方向用アクチュエータ又は第２方向用アクチュエータが突出することが抑制され、それらの領域を十分に確保することができる。また、操作機構を含む作業機械の構成部品のレイアウトの自由度の向上を図ることができる。
　また、本発明の作業機械用操作機構においては、
　前記第１方向用アクチュエータは、前記基準軸線方向で、前記傾倒支点の前記操作レバー側に配置され、
　前記第２方向用アクチュエータは、前記基準軸線方向で、前記傾倒支点の前記操作レバー側とは反対側に配置されていてもよい。
　また、本発明の作業機械用操作機構においては、
　前記第１方向用アクチュエータは、前記基準軸線方向で、前記傾倒支点の前記操作レバー側に配置され、
　前記第１方向用アクチュエータ及び前記操作レバーは、前記操作レバーが前記第１方向又は前記第２方向の一方側又は他方側に最も傾倒した状態で、前記基準軸線方向から見て、少なくとも一部で重なるように配置されていることが好ましい。
　操作レバーを傾倒させる構成の場合、基準軸線方向から見て、最も傾倒した状態の操作レバーの傾倒支点側の空間（厳密には、その状態の操作レバーと、基準軸線に直交し、且つ、傾倒支点を通る平面（例えば、取り付けのために設けられた平板上のプレート）との間の空間）は、デッドスペースとなっていることが多い。そこで、このように、そのデッドスペースに、第１方向用アクチュエータを配置すると、操作機構をさらに小型化することができる。
　また、本発明の作業機械は、
　上記いずれかの作業機械用操作機構を備えていることを特徴とする。
１…作業機械、２…遠隔操作装置、３…スレーブ側シート、４…スレーブ側コンソールボックス、４ａ…コントロールパネル、５…第４操作レバー、５ａ…基端部、５ｂ…先端部、６…第５操作レバー、７…第１操作機構（作業機械用操作機構）、８…第２操作機構（作業機械用操作機構）、９…乗降通路、１０…ブーム、１０ａ…第１油圧シリンダ、１１…アーム、１１ａ…第２油圧シリンダ、１２…アタッチメント、１２ａ…第３油圧シリンダ、１３…旋回体、１３ａ…運転室、１３ｂ…機械室、１４…走行体、１５…スレーブ側操作装置、１６…操作駆動装置、１７…動作状態検出器、１８…外界センサ、１９…スレーブ側制御装置、１９ａ…運転制御部、１９ｂ…周辺物体検知部、１９ｃ…スレーブ側通信部、２０…遠隔操作室、２１…マスタ側シート、２２…マスタ側コンソールボックス、２３…マスタ側操作装置、２３ａ…操作ペダル、２３ｂ…第１操作レバー、２３ｃ…第３操作レバー、２４…スピーカ、２５…ディスプレイ、２６…操作状態検出器、２７…マスタ側制御装置、２７ａ…出力情報制御部、２７ｂ…マスタ側通信部、７０…プレート、７１…支持部材、７２…第１アクチュエータ（第１方向用アクチュエータ）、７３…第２アクチュエータ（第２方向用アクチュエータ）、７４…第１ガイド部材（第１方向用ガイド部材）、７４ａ…第１回動部、７４ｂ…第１ガイド部、７５…第２ガイド部材（第２方向用ガイド部材）、７５ａ…第２回動部、７５ｂ…第２ガイド部、７６…第１リンク機構、７７…第２リンク機構、８０…第３アクチュエータ（第１方向用アクチュエータ）、８１…第４アクチュエータ（第３方向用アクチュエータ）、８２…第３ガイド部材（第１方向用ガイド部材）、８３…第４ガイド部材（第３方向用ガイド部材）、Ｓ…遠隔操作システム、ａ１…第１軸線、ａ２…第２軸線、ａ３…第３軸線（基準軸線）、ｃ…傾倒支点、ｄｓ…デッドスペース、ｐ…基準平面。

Claims (4)

  1. 　傾倒角度及び傾倒方向に応じて作業機械の動作量を制御するための操作レバーを、運転指令に基づいて傾倒させる作業機械用操作機構であって、
    　前記操作レバーを第１方向に傾倒させる第１方向用ガイド部材と、
    　前記操作レバーを前記第１方向と交差する方向である第２方向に傾倒させる第２方向用ガイド部材と、
    　前記運転指令に基づいて、前記第１方向用ガイド部材を介して前記操作レバーを傾倒させる駆動力を生成する第１方向用アクチュエータと
    　前記運転指令に基づいて、前記第２方向用ガイド部材を介して前記操作レバーを傾倒させる駆動力を生成する第２方向用アクチュエータとを備え、
    　前記操作レバーが前記第１方向又は前記第２方向の一方側に最も傾倒した位置における前記操作レバーの先端と、他方側に最も傾倒した位置における前記操作レバーの先端とを結ぶ直線と直交し、前記操作レバーの傾倒の支点である傾倒支点とを通る線を基準軸線とし、
    　前記第１方向用アクチュエータ及び前記第２方向用アクチュエータは、前記基準軸線方向から見て、少なくとも一部で重なるように配置されていることを特徴とする作業機械用操作機構。
  2. 　請求項１に記載の作業機械用操作機構において、
    　前記第１方向用アクチュエータは、前記基準軸線方向で、前記傾倒支点の前記操作レバー側に配置され、
    　前記第２方向用アクチュエータは、前記基準軸線方向で、前記傾倒支点の前記操作レバー側とは反対側に配置されていることを特徴とする作業機械用操作機構。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載の作業機械用操作機構において、
    　前記第１方向用アクチュエータは、前記基準軸線方向で、前記傾倒支点の前記操作レバー側に配置され、
    　前記第１方向用アクチュエータ及び前記操作レバーは、前記操作レバーが前記第１方向又は前記第２方向の一方側又は他方側に最も傾倒した状態で、前記基準軸線方向から見て、少なくとも一部で重なるように配置されていることを特徴とする作業機械用操作機構。
  4. 　請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の作業機械用操作機構を備えていることを特徴とする作業機械。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7100924B1 (ja) 2021-12-10 2022-07-14 学校法人 関西大学 建設機械用検出装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7559696B2 (ja) 2021-07-15 2024-10-02 コベルコ建機株式会社 遠隔操作装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08249080A (ja) * 1995-03-07 1996-09-27 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd ジョイスティックレバー装置における自動操作装置
US20160356019A1 (en) * 2014-01-20 2016-12-08 Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University Erica Campus Unmanned control system of operation lever for operating device
JP2017172174A (ja) 2016-03-23 2017-09-28 大裕株式会社 重機の遠隔操作装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0745926Y2 (ja) * 1993-06-30 1995-10-18 和研工業株式会社 多方向制御スイッチ
JPH1150493A (ja) * 1997-08-07 1999-02-23 Kajima Corp 重機の遠隔操作装置
JP2000230506A (ja) * 1999-02-10 2000-08-22 Komatsu Ltd 操作レバーによるアクチュエータ駆動装置および操作レバー装置
JP3798572B2 (ja) * 1999-04-19 2006-07-19 日立建機株式会社 建設機械用キャブ
US7066198B2 (en) * 2004-01-02 2006-06-27 Smith Jason L Pressurized fluid controller using tilt / push / pull operator
JP2006350791A (ja) * 2005-06-17 2006-12-28 Alps Electric Co Ltd 力覚付与型入力装置
KR101179752B1 (ko) * 2009-12-24 2012-09-04 한양대학교 에리카산학협력단 기기 작동용 조작 레버의 무인 조종 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08249080A (ja) * 1995-03-07 1996-09-27 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd ジョイスティックレバー装置における自動操作装置
US20160356019A1 (en) * 2014-01-20 2016-12-08 Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University Erica Campus Unmanned control system of operation lever for operating device
JP2017172174A (ja) 2016-03-23 2017-09-28 大裕株式会社 重機の遠隔操作装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3904607A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7100924B1 (ja) 2021-12-10 2022-07-14 学校法人 関西大学 建設機械用検出装置
JP2023086304A (ja) * 2021-12-10 2023-06-22 学校法人 関西大学 建設機械用検出装置

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