JP2019108180A - 遠隔操作端末および遠隔操作端末を備える作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】作業装置の遠隔操作を、作業状態に応じて容易かつ簡単に行うことができる遠隔操作端末および遠隔操作端末を備える作業車両を提供する。【解決手段】作業装置であるクレーン装置および制御装置を備える作業車両であるクレーンの遠隔操作端末３２であって、前記制御装置と通信可能に構成され、前記遠隔操作端末３２の作動を制御する制御部である端末側制御装置と、クレーン装置を遠隔操作する第１の操作部である吊り荷移動操作具３５と、クレーンの車両方向基準Ｂｖに対する吊り荷移動操作具３５の操作方向基準Ｂｏを設定する第２の操作部である基準変更操作具３４と、を備え、端末側制御装置が、基準変更操作具３４の設定値に基づいて吊り荷移動操作具３５の操作に対するクレーン装置の作動方向を算出し、制御装置に送信する。【選択図】図５

Description

本発明は、遠隔操作端末および遠隔操作端末を備える作業車両に関する。

従来、移動式クレーンや高所作業車等の作業装置を備える作業車両において、作業装置のアクチュエータが遠隔操作される作業車両および作業装置のアクチュエータを操作する遠隔操作端末が提案されている。遠隔操作端末を用いた作業では、作業者が作業装置の操作装置から離れた吊り荷近傍または吊り荷の移動目標位置において吊り荷の移動状態を確認しながら遠隔操作を行うことができる。

このような作業車両において、作業装置と遠隔操作端末との相対的な位置関係は、作業状況に応じて変化する。遠隔操作端末の操作具の操作方向に対する作業装置の作動方向が固定されている場合、作業車両は、遠隔操作端末の操作具の操作方向とその操作によって作動する作業装置の作動方向とが一致しない場合がある。このため、遠隔操作端末によって作業装置を操作する作業者は、作業装置との相対的な位置関係を常に考慮しながら遠隔操作端末の操作具を操作する必要があった。そこで、作業装置と遠隔操作端末との相対的な位置関係に関わらず、遠隔操作端末の操作具の操作方向と作業装置の作動方向とを一致させて、作業装置の操作を容易かつ簡単に行うことができる遠隔操作端末が知られている。例えば、特許文献１の如くである。

特許文献１に記載の遠隔操作装置（遠隔操作端末）には、基準信号として直進性の高いレーザ光等を基準信号として発信する信号発信部が設けられている。また、作業機（作業装置）側の制御装置には、基準信号の受信部が設けられている。遠隔操作装置は、操作具の基準座標系と基準信号の発信方向とが一致するように構成されている。作業機側の制御装置は、遠隔操作装置からの基準信号を受信部で受信することで遠隔操作装置の方向を特定し、作業機の座標系を遠隔操作装置の座標系に一致させる。これにより、遠隔操作装置の操作具の操作方向と作業機の作動方向とが一致するので、作業機と遠隔操作装置との相対的な位置関係に関わらず、遠隔操作装置による作業機の操作を容易かつ簡単に行うことができる。

しかし、特許文献１に記載の作業機は、制御装置によって受信された基準信号の指向性を利用して遠隔操作装置の作業機に対する相対的な方向を特定し、操作具の基準座標系と作業機の座標系とを一致させているため、現場の状況や作業状況を考慮して座標系を設定したり作業者の好みに応じて座標系を設定したりすることができない。また、基準信号の受信状態が悪い場合、操作具の基準座標系と作業機の座標系とを一致させることができない問題があった。

特開２０１０−２２８９０５号公報

本発明の目的は、作業装置の遠隔操作を、作業状態に応じて容易かつ簡単に行うことができる遠隔操作端末および遠隔操作端末を備える作業車両の提供を目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、第１の発明は、作業装置および制御装置を備える作業車両の遠隔操作端末であって、前記制御装置と通信可能に構成され、前記遠隔操作端末の作動を制御する制御部と、前記作業装置を遠隔操作する第１の操作部と、前記作業車両の基準に対する前記第１の操作部の基準を設定する第２の操作部と、を備え、前記制御部が、前記第２の操作部の設定値に基づいて前記第１の操作部の操作に対する前記作業装置の作動方向を算出し、前記制御装置に送信するものである。

第２の発明は、前記第２の操作部が、前記作業車両の基準から前記第１の操作部の基準までの間の角度を設定するものである。

第３の発明は、前記第２の操作部が、方位または地形情報に基づいて前記作業車両の基準と前記第１の操作部の基準とが設定されるものである。

第４の発明は、前記作業車両の基準を示す画像を表示する表示部を備え、前記制御部が、前記第２の操作部の操作に連動させて前記作業車両の基準を示す画像を前記表示部に表示させるものである。

第５の発明は、遠隔操作される作業装置を備える作業車両であって、前記作業装置を遠隔操作する第１の操作部と、前記作業車両の基準に対する前記第１の操作部の基準を設定する第２の操作部と、を有する遠隔操作端末と、前記遠隔操作端末の制御部と通信可能に構成され、前記作業装置の作動を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置または前記制御部が、前記第２の操作部の設定値に基づいて前記第１の操作部の操作に対する前記作業装置の作動方向を算出し、前記制御装置が、算出した作動方向に前記作業装置を作動させるものである。

本発明は、以下に示すような効果を奏する。

第１の発明および第５の発明においては、作業装置に対する遠隔操作端末の相対的な位置を把握することなく、作業車両の基準に対する第１の操作部の基準が第２の操作部によって任意に設定される。これにより、作業装置の遠隔操作を、作業状態に応じて容易かつ簡単に行うことができる。

第２の発明においては、第１の操作部の基準が作業車両の基準に対する相対角度によって任意に設定されるので、吊り荷の移動方向を把握し易い。これにより、作業装置の遠隔操作を、作業状態に応じて容易かつ簡単に行うことができる。

第３の発明においては、第１の操作部の基準と作業車両の基準とが方位または地形情報に基づいて任意に設定されるので、吊り荷の移動方向を客観的に把握し易い。これにより、作業装置の遠隔操作を、作業状態に応じて容易かつ簡単に行うことができる。

第４の発明においては、遠隔操作装置に作業車両の基準に対する第１の操作部の基準が表示されるので作業車両の基準と第１の操作部の基準との関係を把握しやすい。これにより、作業装置の遠隔操作を、作業状態に応じて容易かつ簡単に行うことができる。

クレーンの全体構成を示す側面図。 クレーンの制御構成を示すブロック図。 遠隔操作端末の概略構成を示す平面図。 遠隔操作端末の制御構成を示すブロック図。 （ａ）第一実施形態において、遠隔操作端末の基準変更操作具が操作された場合の操作方向基準を表す部分拡大図、（ｂ）同じく吊り荷移動操作具が操作された場合の吊り荷の搬送方向を表す部分拡大図。 第一実施形態において、吊り荷移動操作具が操作されている遠隔操作端末とその操作によるクレーンの作動状態を表す模式図。 第一実施形態において、基準変更操作具が操作された後に吊り荷移動操作具が一方向に操作されている遠隔操作端末とその操作によるクレーンの作動状態を表す模式図。 第一実施形態において、基準変更操作具が操作された後に吊り荷移動操作具が他方向に操作されている遠隔操作端末とその操作によるクレーンの作動状態を表す模式図。 （ａ）第二実施形態において、クレーンの配置状態に基づく遠隔操作端末の操作方向基準を表す部分拡大図、（ｂ）同じく基準変更操作具が操作された場合の操作方向基準を表す部分拡大図。 第二実施形態において、基準変更操作具が操作された後に吊り荷移動操作具が一方向に操作されている遠隔操作端末とその操作によるクレーンの作動状態を表す模式図。

以下に、図１と図２とを用いて、本発明の第一実施形態に係る作業車両２として移動式クレーン（ラフテレーンクレーン）であるクレーン１について説明する。なお、本実施形態においては、作業車両２としてクレーン１（ラフテレーンクレーン）ついて説明を行うが、オールテレーンクレーン、トラッククレーン、積載型トラッククレーン、高所作業車等でもよい。

図１に示すように、クレーン１は、不特定の場所に移動可能な移動式クレーンである。クレーン１は、車両２、作業装置であるクレーン装置６およびクレーン装置６を遠隔操作可能な遠隔操作端末３２（図２参照）を有する。

車両２は、クレーン装置６を搬送するものである。車両２は、複数の車輪３を有し、エンジン４を動力源として走行する。車両２には、アウトリガ５が設けられている。アウトリガ５は、車両２の幅方向両側に油圧によって延伸可能な張り出しビームと地面に垂直な方向に延伸可能な油圧式のジャッキシリンダとから構成されている。車両２は、アウトリガ５を車両２の幅方向に延伸させるとともにジャッキシリンダを接地させることにより、クレーン１の作業可能範囲を広げることができる。

クレーン装置６は、荷物Ｗをワイヤロープによって吊り上げるものである。クレーン装置６は、旋回台７、ブーム９、ジブ９ａ、メインフックブロック１０、サブフックブロック１１、起伏用油圧シリンダ１２、メインウインチ１３、メインワイヤロープ１４、サブウインチ１５、サブワイヤロープ１６およびキャビン１７等を具備する。

旋回台７は、クレーン装置６を旋回可能に構成するものである。旋回台７は、円環状の軸受を介して車両２のフレーム上に設けられる。旋回台７は、円環状の軸受の中心を回転中心として回転自在に構成されている。旋回台７には、アクチュエータである油圧式の旋回用油圧モータ８が設けられている。旋回台７は、旋回用油圧モータ８によって一方向と他方向とに旋回可能に構成されている。

アクチュエータである旋回用油圧モータ８は、電磁比例切換弁である旋回用バルブ２３（図２参照）によって回転操作される。旋回用バルブ２３は、旋回用油圧モータ８に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、旋回台７は、旋回用バルブ２３によって回転操作される旋回用油圧モータ８を介して任意の旋回速度に制御可能に構成されている。旋回台７には、旋回台７の旋回位置（角度）と旋回速度とを検出する旋回用センサ２７（図２参照）が設けられている。

ブームであるブーム９は、荷物Ｗを吊り上げ可能な状態にワイヤロープを支持するものである。ブーム９は、複数のブーム部材から構成されている。ブーム９は、各ブーム部材をアクチュエータである図示しない伸縮用油圧シリンダで移動させることで軸方向に伸縮自在に構成されている。ブーム９は、ベースブーム部材の基端が旋回台７の略中央に揺動可能に設けられている。

アクチュエータである図示しない伸縮用油圧シリンダは、電磁比例切換弁である伸縮用バルブ２４（図２参照）によって伸縮操作される。伸縮用バルブ２４は、伸縮用油圧シリンダに供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、ブーム９は、伸縮用バルブ２４によって任意のブーム長さに制御可能に構成されている。ブーム９には、ブーム９の長さを検出する伸縮用センサ２８と荷物Ｗの重量を検出する重量センサ２９（図２参照）とが設けられている。

ジブ９ａは、クレーン装置６の揚程や作業半径を拡大するものである。ジブ９ａは、ブーム９のベースブーム部材に設けられたジブ支持部によってベースブーム部材に沿った姿勢で保持されている。ジブ９ａの基端は、トップブーム部材のジブ支持部に連結可能に構成されている。

検知装置であるカメラ９ｂは、荷物Ｗおよび荷物Ｗ周辺の地物を撮影するものである。カメラ９ｂは、ブーム９の先端部に設けられている。カメラ９ｂは、荷物Ｗの鉛直上方から荷物Ｗおよびクレーン周辺の地物や地形を撮影可能に構成されている。

メインフックブロック１０とサブフックブロック１１とは、荷物Ｗを吊るものである。メインフックブロック１０には、メインワイヤロープ１４が巻き掛けられる複数のフックシーブと、荷物Ｗを吊るメインフックとが設けられている。サブフックブロック１１には、荷物Ｗを吊るサブフックが設けられている。

アクチュエータである起伏用油圧シリンダ１２は、ブーム９を起立および倒伏させ、ブーム９の姿勢を保持するものである。起伏用油圧シリンダ１２はシリンダ部とロッド部とから構成されている。起伏用油圧シリンダ１２は、シリンダ部の端部が旋回台７に揺動自在に連結され、ロッド部の端部がブーム９のベースブーム部材に揺動自在に連結されている。

起伏用油圧シリンダ１２は、電磁比例切換弁である起伏用バルブ２５（図２参照）によって伸縮操作される。起伏用バルブ２５は、起伏用油圧シリンダ１２に供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、ブーム９は、起伏用バルブ２５によって任意の起伏速度に制御可能に構成されている。ブーム９には、ブーム９の起伏角度を検出する起伏用センサ３０（図２参照）が設けられている。

メインウインチ１３とサブウインチ１５とは、メインワイヤロープ１４とサブワイヤロープ１６との繰り入れ（巻き上げ）および繰り出し（巻き下げ）を行うものである。メインウインチ１３は、メインワイヤロープ１４が巻きつけられるメインドラムがアクチュエータである図示しないメイン用油圧モータによって回転され、サブウインチ１５は、サブワイヤロープ１６が巻きつけられるサブドラムがアクチュエータである図示しないサブ用油圧モータによって回転されるように構成されている。

メイン用油圧モータは、電磁比例切換弁であるメイン用バルブ２６ｍ（図２参照）によって回転操作される。メイン用バルブ２６ｍは、メイン用油圧モータに供給される作動油の流量を任意の流量に制御することができる。つまり、メインウインチ１３は、メイン用バルブ２６ｍによってメイン用油圧モータを制御し、任意の繰り入れおよび繰り出し速度に操作可能に構成されている。同様に、サブウインチ１５は、電磁比例切換弁であるサブ用バルブ２６ｓ（図２参照）によってサブ用油圧モータを制御し、任意の繰り入れおよび繰り出し速度に操作可能に構成されている。

キャビン１７は、操縦席を覆うものである。キャビン１７は、旋回台７に搭載されている。図示しない操縦席が設けられている。操縦席には、車両２を走行操作するための操作具やクレーン装置６を操作するための旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１ｍ、サブドラム操作具２１ｓ等が設けられている（図２参照）。旋回操作具１８は、旋回用バルブ２３（図２参照）を操作することで旋回用油圧モータ８を制御することができる。起伏操作具１９は、起伏用バルブ２５（図２参照）を操作することで起伏用油圧シリンダ１２を制御することができる。伸縮操作具２０は、伸縮用バルブ２４（図２参照）を操作することで伸縮用油圧シリンダを制御することができる。メインドラム操作具２１ｍはメイン用バルブ２６ｍ（図２参照）を操作することでメイン用油圧モータを制御することができる。サブドラム操作具２１ｓは、サブ用バルブ２６ｓ（図２参照）を操作することでサブ用油圧モータを制御することができる。

通信機２２は、遠隔操作端末３２からの制御信号を受信し、クレーン装置６からの制御情報等を送信するものである。通信機２２は、キャビン１７に設けられている。通信機２２は、遠隔操作端末３２からの制御信号等を受信すると図示しない通信線を介して制御装置３１に転送するように構成されている。また、通信機２２は、制御装置３１からの制御情報やカメラ９ｂからの映像を図示しない通信線を介して遠隔操作端末３２に転送するように構成されている。

図２に示すように、制御装置３１は、各操作バルブを介してクレーン１のアクチュエータを制御するものである。制御装置３１は、キャビン１７内に設けられている。制御装置３１は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。制御装置３１は、各アクチュエータや切換え弁、センサ等の動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。

制御装置３１は、カメラ９ｂ、旋回操作具１８、起伏操作具１９、伸縮操作具２０、メインドラム操作具２１ｍおよびサブドラム操作具２１ｓに接続され、カメラ９ｂの映像を取得し、旋回操作具１８、起伏操作具１９、メインドラム操作具２１ｍおよびサブドラム操作具２１ｓのそれぞれの操作量を取得することができる。

制御装置３１は、旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓに接続され、旋回用バルブ２３、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓに制御信号を伝達することができる。

制御装置３１は、旋回用センサ２７、伸縮用センサ２８、重量センサ２９および起伏用センサ３０に接続され、旋回台７の旋回位置、ブーム長さ、起伏角度および荷物Ｗの重量を取得することができる。

制御装置３１は、旋回操作具１８、起伏操作具１９、メインドラム操作具２１ｍおよびサブドラム操作具２１ｓの操作量に基づいて各操作具に対応した制御信号を生成する。

このように構成されるクレーン１は、車両２を走行させることで任意の位置にクレーン装置６を移動させることができる。また、クレーン１は、起伏操作具１９の操作によって起伏用油圧シリンダ１２でブーム９を任意の起伏角度に起立させて、伸縮操作具２０の操作によってブーム９を任意のブーム９長さに延伸させたりすることでクレーン装置６の揚程や作業半径を拡大することができる。また、クレーン１は、サブドラム操作具２１ｓ等によって荷物Ｗを吊り上げて、旋回操作具１８の操作によって旋回台７を旋回させることで荷物Ｗを搬送することができる。

次に、図３から図５を用いて遠隔操作端末３２について説明する。
図３に示すように、遠隔操作端末３２は、クレーン１を遠隔操作する際に使用するものである。遠隔操作端末３２は、筐体３３、第１の操作部である吊り荷移動操作具３５、第２の操作部である基準変更操作具３４、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓ、端末側起伏操作具３９、端末側表示装置４０、端末側通信機４１および端末側制御装置４２（図２、図４参照）等を具備する。遠隔操作端末３２は、操作方向基準Ｂｏを基準変更操作具３４によって設定し、吊り荷移動操作具３５または各種操作具の操作により荷物Ｗを移動させる各アクチュエータの操作バルブの制御信号をクレーン装置６に送信する。

遠隔操作端末３２の操作方向基準Ｂｏは、吊り荷移動操作具３５の任意の方向への傾倒操作によって移動される荷物Ｗの車両２に対する移動方向を設定するための基準である。具体的には、操作方向基準Ｂｏは、車両２の基準である車両方向基準Ｂｖに対して、吊り荷移動操作具３５の任意の方向への傾倒操作によって移動する荷物Ｗの移動方向（クレーン装置６の作動方向）を補正する補正角度θ１を設定するための基準である。本実施形態において、車両方向基準Ｂｖは、車両２の前進方向である前方向に設定され（一点鎖線矢印参照）、遠隔操作端末３２の操作方向基準Ｂｏは、筐体３３の操作面に向かって上方向の操作方向に設定されている（破線矢印参照）。

筐体３３は、遠隔操作端末３２の主たる構成部材である。筐体３３は、作業者が手で保持可能な大きさの筐体に構成されている。筐体３３には、操作面に吊り荷移動操作具３５、基準変更操作具３４、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓ、端末側起伏操作具３９、端末側表示装置４０および端末側通信機４１（図２、図４参照）が設けられている。

第２の操作部である基準変更操作具３４は、吊り荷移動操作具３５における遠隔操作端末３２の操作方向基準Ｂｏを変更する指示が入力されるものである。基準変更操作具３４は、筐体３３の操作面から突出した回転つまみおよび回転つまみの動きを検出する図示しないセンサから構成されている。基準変更操作具３４は、回転つまみが任意の方向に回転操作可能に構成されている。基準変更操作具３４は、センサで検出した回転つまみの回転位置を示す回転方向および回転量である車両方向基準Ｂｖから操作方向基準Ｂｏまでの間の角度である補正角度θ１（図５（ａ）参照）についての信号を端末側制御装置４２に伝達するように構成されている。

第１の操作部である吊り荷移動操作具３５は、任意の水平面において任意の方向に任意の速度で荷物Ｗを移動させる指示が入力されるものである。吊り荷移動操作具３５は、筐体３３の操作面から略垂直に起立した操作具および操作具の動きを検出する図示しないセンサから構成されている。吊り荷移動操作具３５は、操作具が任意の方向に傾倒操作可能に構成されている。吊り荷移動操作具３５は、センサで検出した操作具の傾倒方向と操作方向基準Ｂｏまでの間の傾倒角度θ２（図５（ｂ）参照）およびその傾倒量についての信号を端末側制御装置４２に伝達するように構成されている。吊り荷移動操作具３５には、筐体３３の操作面に向かって上方向を示す矢印Ａａ、操作面に向かって右方向を示す矢印Ａｂ、操作面に向かって下方向を示す矢印Ａｃ、操作面に向かって左方向を示す矢印Ａｄが吊り荷移動操作具３５の傾倒角度θ２の目安として表示されている。

端末側旋回操作具３６は、クレーン装置６を任意の移動方向に任意の移動速度で旋回させる指示が入力されるものである。端末側旋回操作具３６は、筐体３３の操作面から略垂直に起立した操作具および操作具の動きを検出する図示しないセンサから構成されている。端末側旋回操作具３６は、左旋回を指示する方向および右旋回を指示する方向にそれぞれ傾倒可能に構成されている。端末側旋回操作具３６は、センサで検出した操作具の傾倒方向および傾倒量を端末側制御装置４２に送信するように構成されている。

端末側伸縮操作具３７は、ブーム９を任意の速度で伸縮させる指示が入力されるものである。端末側伸縮操作具３７は、筐体３３の操作面から起立した操作具およびその動きを検出する図示しないセンサから構成されている。端末側伸縮操作具３７は、延伸を指示する方向および収縮を指示する方向にそれぞれ傾倒可能に構成されている。端末側伸縮操作具３７は、センサで検出した操作具の傾倒方向および傾倒量を端末側制御装置４２に送信するように構成されている。

端末側メインドラム操作具３８ｍは、メインウインチ１３を任意の速度で任意の方向に回転させる指示が入力されるものである。端末側メインドラム操作具３８ｍは、筐体３３の操作面から起立した操作具およびその動きを検出する図示しないセンサから構成されている。端末側メインドラム操作具３８ｍは、メインワイヤロープ１４の巻き上げを指示する方向および巻き下げを指示する方向にそれぞれ傾倒可能に構成されている。端末側メインドラム操作具３８ｍは、センサで検出した操作具の傾倒方向および傾倒量を端末側制御装置４２に送信するように構成されている。端末側サブドラム操作具３８ｓについても同様である。

端末側起伏操作具３９は、ブーム９を任意の速度で起伏させる指示が入力されるものである。端末側起伏操作具３９は、筐体３３の操作面から起立した操作具およびその動きを検出する図示しないセンサから構成されている。端末側起伏操作具３９は、起立を指示する方向および倒伏を指示する方向にそれぞれ傾倒可能に構成されている。端末側起伏操作具３９は、センサで検出した操作具の傾倒方向および傾倒量を端末側制御装置４２に送信するように構成されている。

端末側表示装置４０は、クレーン１の姿勢情報や吊り荷の情報等の様々な情報を表示するものである。端末側表示装置４０は、液晶画面等の画像表示装置から構成されている。端末側表示装置４０は筐体３３の操作面に設けられている。端末側表示装置４０には、遠隔操作端末３２の操作方向基準Ｂｏの向きを表す画像としてクレーン１の車両２を模式的に表す基準図形Ｇが表示されている。基準図形Ｇは、車両２における車両方向基準Ｂｖが認識できるように描画されている。基準図形Ｇは、基準変更操作具３４の回転位置に連動して回転表示される。すなわち、端末側表示装置４０には、基準変更操作具３４の回転方向および回転量が反映された操作方向基準Ｂｏと車両方向基準Ｂｖとの相対的な位置関係が表示されている。

さらに、端末側表示装置４０には、基準図形Ｇを囲むようにして、筐体３３の操作面に向かって上方向を示す矢印Ａａ、操作面に向かって右方向を示す矢印Ａｂ、操作面に向かって下方向を示す矢印Ａｃ、操作面に向かって左方向を示す矢印Ａｄが吊り荷移動操作具３５の傾倒角度θ２の目安として表示されている。

図４に示すように、端末側通信機４１は、クレーン装置６の制御情報等を受信し、遠隔操作端末３２からの制御情報等を送信するものである。端末側通信機４１は、筐体３３の内部に設けられている。端末側通信機４１は、クレーン装置６からの映像や制御信号等を受信すると端末側制御装置４２に伝達するように構成されている。また、端末側通信機４１は、端末側制御装置４２からの制御情報をクレーン１のクレーン装置６に送信するように構成されている。

制御部である端末側制御装置４２は、遠隔操作端末３２を制御するものである。端末側制御装置４２は、遠隔操作端末３２の筐体３３内に設けられている。端末側制御装置４２は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。端末側制御装置４２は、吊り荷移動操作具３５、基準変更操作具３４、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓ、端末側起伏操作具３９、端末側表示装置４０、端末側通信機４１等の動作を制御するために種々のプログラムやデータが格納されている。

端末側制御装置４２は、吊り荷移動操作具３５、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓおよび端末側起伏操作具３９に接続され、各操作具の操作具の傾倒方向および傾倒量からなる操作信号を取得することができる。また、端末側制御装置４２は、基準変更操作具３４に接続され、基準変更操作具３４の回転位置である回転方向および回転角度からなる操作信号を取得することができる。

端末側制御装置４２は、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓおよび端末側起伏操作具３９から取得した各操作具の操作信号から、対応する旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓの制御信号を生成することができる。

図５（ａ）に示すように、端末側制御装置４２は、回転操作された基準変更操作具３４から取得した回転位置である回転方向、および車両方向基準Ｂｖからの角度である補正角度θ１についての操作信号に基づいて、車両方向基準Ｂｖに対して操作方向基準Ｂｏを相対回転させる。基準変更操作具３４が一方向（図５（ａ）における右方向）に操作方向基準Ｂｏから角度θ１の位置に回転操作された場合、端末側制御装置４２は、補正方向として他方向（図５（ａ）における左方向）に車両方向基準Ｂｖから補正角度θ１として操作方向基準Ｂｏを回転させて、操作方向基準Ｂｏの方向を補正する。

図５（ｂ）に示すように、端末側制御装置４２は、吊り荷移動操作具３５から取得した操作方向基準Ｂｏから操作具の傾倒方向までの間の角度である傾倒角度θ２、傾倒方向および傾倒量についての操作信号に基づいて、操作方向基準Ｂｏからの荷物Ｗの移動方向および移動速度を算出する。操作方向基準Ｂｏの方向と車両方向基準Ｂｖの方向とが一致している状態において、吊り荷移動操作具３５が操作方向基準Ｂｏの左右一側に傾倒角度θ２だけ傾倒操作された場合、端末側制御装置４２は、基準変更操作具３４によって設定された補正角度θ１（図５（ｂ）においては補正角度θ１が０°）およびその補正方向（図５（ｂ）においては補正角度θ１が０°であるため補正方向は設定されていない）と傾倒角度θ２から、車両方向基準Ｂｖに対する荷物Ｗの移動角度θを算出する。端末側制御装置４２は、移動角度θの方向へ傾倒量に応じた移動速度で荷物Ｗを移動させる制御信号を算出する。

図４に示すように、端末側制御装置４２は、端末側表示装置４０に接続され、端末側表示装置４０にクレーン装置６からの映像や各種情報を表示させることができる。また、端末側制御装置４２は、基準変更操作具３４の回転つまみの回転位置から取得した回転方向および補正角度θ１に連動して基準図形Ｇ（または基準座標軸）を回転表示させることができる。端末側制御装置４２は、端末側通信機４１に接続され、端末側通信機４１を介してクレーン装置６の通信機２２との間で各種情報を送受信することができる。

次に、図６から図８を用いて、遠隔操作端末３２における操作方向基準Ｂｏの設定および遠隔操作端末３２によるクレーン装置６の制御について説明する。クレーン１の車両２の方向として、車両２の前進方向（ブーム９を基準としてキャビン１７方向）を前方向、後進方向（ブーム９を基準と対向する方向）を後方向、前方向に向かって右側を右方向、前方向に向かって左側を左方向とする。本実施形態において、車両方向基準Ｂｖ（図５から図８における一点鎖線矢印）は、車両２の前方向に設定され、遠隔操作端末３２の操作方向基準Ｂｏ（図５から図８における破線矢印）は、筐体３３の操作面に向かって上方向の操作方向（吊り荷移動操作具３５および端末側表示装置４０に表示されている矢印Ａａ方向）に設定されているものとする。また、補正角度θ１および傾倒角度θ２は、矢印Ａａ方向から左方向を＋方向とし、矢印Ａａ方向から右方向を−方向とし、角度の加減に各符号を用いるものとする。

図６に示すように、基準変更操作具３４が操作方向基準Ｂｏの方向と車両方向基準Ｂｖの方向とを一致させている状態において、遠隔操作端末３２は、基準変更操作具３４の回転位置から、車両方向基準Ｂｖから操作方向基準Ｂｏまでの間の角度である補正角度θ１が０°であると算出する。つまり、遠隔操作端末３２は、車両方向基準Ｂｖと操作方向基準Ｂｏとが一致しているので、補正角度θ１による操作方向基準Ｂｏの補正がされない。この際、遠隔操作端末３２の端末側表示装置４０には、クレーン１の車両２を模式的に表す基準図形Ｇの前方向が吊り荷移動操作具３５の傾倒方向を示す矢印Ａａに向いて表示されている。

さらに、吊り荷移動操作具３５の任意の方向への傾倒操作として、例えば操作方向基準Ｂｏの方向である矢印Ａａから矢印Ａｂ側（矢印Ａａの右側）に傾倒角度θ２で任意の傾倒量だけ傾倒操作された場合、遠隔操作端末３２は、車両方向基準Ｂｖからの荷物Ｗの移動角度θ＝−傾倒角度θ２（矢印Ａａからの右方向を示す−記号を含む）の移動方向および傾倒量に応じた移動速度で荷物Ｗを移動させる制御信号を算出する。そして、遠隔操作端末３２は、算出した移動角度θと傾倒量に基づいて対応する旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓの制御信号を生成し、端末側通信機４１によってクレーン１に送信する。

クレーン１は、遠隔操作端末３２から荷物Ｗの移動角度θおよび傾倒量に応じた移動速度の制御信号を受信すると、車両方向基準Ｂｖから荷物Ｗの移動角度θの方向に傾倒量に応じた速度で荷物Ｗを移動させる。クレーン１は、吊り荷移動操作具３５が矢印Ａａから右方向（−方向）に傾倒角度θ２で所定の傾倒量だけ傾倒されているので、吊り荷移動操作具３５の傾倒量に対応する搬送速度で車両２の前方向から右回りに移動角度θ＝傾倒角度θ２の方向に荷物Ｗを移動させる。この際、クレーン１は、旋回用油圧モータ８、縮用油圧シリンダ、起伏用油圧シリンダ１２およびメイン用油圧モータ等を荷物Ｗの移動軌跡に応じて制御する。

図７に示すように、基準変更操作具３４が車両方向基準Ｂｖと操作方向基準Ｂｏとが一致しない回転位置として、例えば車両方向基準Ｂｖから右方向に補正角度θ１だけ回転操作されている場合（図５（ａ）参照）、遠隔操作端末３２は、車両方向基準Ｂｖから補正方向である左方向に補正角度θ１だけ回転された位置に操作方向基準Ｂｏを補正する。つまり、遠隔操作端末３２は、車両方向基準Ｂｖから左方向に補正角度θ１だけ回転させた位置に操作方向基準Ｂｏが設定されている。この際、遠隔操作端末３２の端末側表示装置４０には、クレーン１の車両２を模式的に表す基準図形Ｇの前方向が操作方向基準Ｂｏである矢印Ａａから右方向へ補正角度θ１の方向を向いて表示されている。

吊り荷移動操作具３５の任意の方向への傾倒操作として、例えば操作方向基準Ｂｏである矢印Ａａから右方向に傾倒角度θ２で任意の傾倒量だけ傾倒操作された場合、遠隔操作端末３２は、操作方向基準Ｂｏから右方向（−方向）への傾倒角度θ２と、操作方向基準Ｂｏの車両方向基準Ｂｖからの補正方向である左方向（＋方向）への補正角度θ１とから、車両方向基準Ｂｖからの荷物Ｗの移動角度θ＝補正角度θ１−傾倒角度θ２の移動方向および傾倒量に応じた移動速度で荷物Ｗを移動させる制御信号を算出する。そして、遠隔操作端末３２は、算出した移動角度θと傾倒量に基づいて対応する旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓの制御信号を生成し、端末側通信機４１によってクレーン１に送信する。

クレーン１は、遠隔操作端末３２から荷物Ｗの移動角度θおよび傾倒量に応じた移動速度の制御信号を受信すると、車両方向基準Ｂｖである車両２の前方向から荷物Ｗの移動角度θの方向に傾倒量に応じた速度で荷物Ｗを移動させる。クレーン１は、吊り荷移動操作具３５が矢印Ａａから右方向（−方向）に傾倒角度θ２で所定の傾倒量だけ傾倒されているので、吊り荷移動操作具３５の傾倒量に対応する搬送速度で車両方向基準Ｂｖからの荷物Ｗの移動角度θ＝補正角度θ１−傾倒角度θ２の方向に荷物Ｗを移動させる。この際、クレーン１は、旋回用油圧モータ８、縮用油圧シリンダ、起伏用油圧シリンダ１２およびメイン用油圧モータ等を荷物Ｗの移動軌跡に応じて制御する。

移動角度θ＝補正角度θ１−傾倒角度θ２＝０°の場合、すなわち、補正角度θ１と吊り荷移動操作具３５の傾倒角度θ２とが等しい場合、クレーン１は、車両方向基準Ｂｖである車両２の前方向に向かって荷物Ｗを移動する。
移動角度θ＝補正角度θ１−傾倒角度θ２＞０°の場合、すなわち、補正角度θ１が吊り荷移動操作具３５の傾倒角度θ２よりも大きい場合、クレーン１は、車両方向基準Ｂｖである車両２の前方向の左方向（＋方向）で移動角度θの方向に方向荷物Ｗを移動する。
移動角度θ＝補正角度θ１−傾倒角度θ２＜０°の場合、すなわち、補正角度θ１が吊り荷移動操作具３５の傾倒角度θ２よりも小さい場合、クレーン１は、車両方向基準Ｂｖである車両２の前方向の右方向（−方向）で移動角度θの方向に方向荷物Ｗを移動する。

また、図８に示すように、吊り荷移動操作具３５の任意の方向への傾倒操作として、例えば操作方向基準Ｂｏである矢印Ａａから左方向の傾倒角度θ２の方向に任意の傾倒量だけ傾倒操作された場合、端末側制御装置４２は、操作方向基準Ｂｏから操作具の左方向（＋方向）への傾倒方向までの間の角度である傾倒角度θ２および傾倒量についての操作信号を吊り荷移動操作具３５の図示しないセンサから取得する。さらに、端末側制御装置４２は、取得した操作信号と操作方向基準Ｂｏの車両方向基準Ｂｖからの補正量である左方向（＋方向）への補正角度θ１とから、車両方向基準Ｂｖからの荷物Ｗの移動角度θ＝補正角度θ１＋傾倒角度θ２の移動方向および傾倒量に応じた移動速度で荷物Ｗを移動させる制御信号を算出する。そして、遠隔操作端末３２は、端末側制御装置４２で算出した移動角度θと傾倒量に基づいて対応する旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓの制御信号を生成し、端末側通信機４１によってクレーン１に送信する。

クレーン１は、遠隔操作端末３２から荷物Ｗの移動角度θおよび傾倒量に応じた移動速度の制御信号を受信すると、車両方向基準Ｂｖである車両２の前方向から荷物Ｗの移動角度θの方向に傾倒量に応じた速度で荷物Ｗを移動させる。クレーン１は、吊り荷移動操作具３５が矢印Ａａから左方向（＋方向）に傾倒角度θ２で所定の傾倒量だけ傾倒されているので、吊り荷移動操作具３５の傾倒量に対応する搬送速度で車両方向基準Ｂｖの左方向（＋方向）で荷物Ｗの移動角度θ＝補正角度θ１＋傾倒角度θ２の方向に荷物Ｗを移動させる。この際、クレーン１は、旋回用油圧モータ８、縮用油圧シリンダ、起伏用油圧シリンダ１２およびメイン用油圧モータ等を荷物Ｗの移動軌跡に応じて制御する。

このように構成することで、クレーン１は、作業者によって遠隔操作端末３２からクレーン装置６に対する遠隔操作端末３２の相対的な位置を把握することなく、基準変更操作具３４によって吊り荷移動操作具３５の操作方向基準Ｂｏを作業車両２の車両方向基準Ｂｖに対する相対角度として任意の値に設定される。この際、遠隔操作装置の端末側表示装置４０には、車両方向基準Ｂｖに対する操作方向基準Ｂｏが表示されるので、作業者が車両方向基準Ｂｖと操作方向基準Ｂｏとの関係を視覚的に把握しやすい。これにより、作業者は、遠隔操作端末３２によってクレーン装置６の遠隔操作を、作業状態に応じて容易かつ簡単に行うことができる。

次に、図２、図４、図９および図１０を用いて、本発明に係るクレーンの第二実施形態であるクレーン４３について説明する。なお、以下の各実施形態に係るクレーン４３は、図１から図１０に示すクレーン１において、クレーン１に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、符号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

図２と図４とに示すように、クレーン４３の車両２には、車両側方位センサ４４が設けられ、遠隔操作端末３２には、端末側方位センサ４５が設けられている。車両側方位センサ４４と端末側方位センサ４５は、３軸タイプの方位センサから構成されている。車両側方位センサ４４と端末側方位センサ４５は、地磁気を検出して絶対方位を算出する。車両側方位センサ４４は、車両２の前方向を基準とする方位を算出するように構成されている。端末側方位センサ４５は、遠隔操作端末３２の筐体３３の操作面に向かって上方向を基準とする方位を算出するように構成されている。

制御装置３１は、車両側方位センサ４４に接続され、車両２の前方向の方位を取得することができる。また、端末側制御装置４２は、端末側方位センサ４５に接続され、遠隔操作端末３２の筐体３３の操作面に向かって上方向の方位を取得することができる。また、端末側制御装置４２は、端末側通信機４１を介して車両２の前方向の方位を取得することができる。

図３に示すように、遠隔操作端末３２は、クレーン４３を遠隔操作する際に使用するものである。遠隔操作端末３２は、筐体３３、第１の操作部である吊り荷移動操作具３５、第２の操作部である基準変更操作具３４、端末側旋回操作具３６、端末側伸縮操作具３７、端末側メインドラム操作具３８ｍ、端末側サブドラム操作具３８ｓ、端末側起伏操作具３９、端末側表示装置４０、端末側通信機４１および端末側制御装置４２等を具備する。

図９に示すように、端末側表示装置４０は、様々な情報を表示するものである。端末側表示装置４０には、筐体３３の操作面に向かって上方向を基準として遠隔操作端末３２の方位を表す画像が表示されている。また、方位を表す画像は、基準変更操作具３４の回転位置に連動して回転表示される。すなわち、端末側表示装置４０には、基準変更操作具３４の回転位置による補正が反映された状態で操作方向基準Ｂｏの方位が表示されている。

さらに端末側表示装置４０は、クレーン４３の車両２を模式的に表す基準図形Ｇが車両２の方位に基づいて表示されている。すなわち、基準図形Ｇは、車両２の前方向の方位と端末側表示装置４０に表示されている方位とが一致するように表示されている。つまり、端末側制御装置４２は、端末側通信機４１を介して取得した車両２の前方向の方位に連動させて基準図形Ｇを端末側表示装置４０に表示する。基準図形Ｇは、基準変更操作具３４の回転位置に連動して回転表示される。これにより、端末側表示装置４０には、基準変更操作具３４の回転位置による補正が反映された操作方向基準Ｂｏと補正された方位に基づいて表示されている車両方向基準Ｂｖとの相対的な位置関係が表示されている。

図９（ａ）に示すように、車両２が東を向いており、遠隔操作端末３２の筐体３３の操作面に向かって上方向である操作方向基準Ｂｏが北を向いている状態において、端末側表示装置４０には、基準図形Ｇを中心として、北を示す「Ｎ」、東を示す「Ｅ」、南を示す「Ｓ」および西を示す「Ｗ」が表示されている。基準図形Ｇは、前方向が「Ｅ」方向に向けられた状態で表示されている。

図９（ｂ）に示すように、遠隔操作端末３２の基準変更操作具３４が西側に向かって補正角度θ３として４５°だけ回転操作された場合、端末側制御装置４２は、北方向から補正方向である東側に向かって４５°だけ回転された方位である北東に操作方向基準Ｂｏを補正する。つまり、遠隔操作端末３２は、車両方向基準Ｂｖから北側に補正角度θ３だけ回転させた北東方向に操作方向基準Ｂｏが設定されている。この際、遠隔操作端末３２の端末側表示装置４０には、操作方向基準Ｂｏである筐体３３の操作面に向かって上方向の位置に北東を示す「ＮＥ」が表示され、それぞれ対応する位置に南東を示す「ＳＥ」、南西を示す「ＳＷ」および北西を示す「ＮＷ」が表示されている。また、基準図形Ｇの前方向が操作方向基準Ｂｏの東側に補正角度θ３の方向である東（図９（ｂ）における「Ｅ」方向）を向いて表示されている。

図１０に示すように、吊り荷移動操作具３５の任意の方向への傾倒操作として、例えば操作方向基準Ｂｏである北東方向から東側に傾倒角度θ２として４５°の方向に任意の傾倒量だけ傾倒操作された場合、遠隔操作端末３２は、北東から東側に４５°の方位である東に向けて傾倒操作されていると算出する。そして、遠隔操作端末３２は、算出した傾倒操作の方位が車両方向基準Ｂｖの方位である東と一致していることから、車両２に対する荷物Ｗの移動角度θを車両２の前方向として算出する。遠隔操作端末３２は、移動角度θおよび傾倒量に応じた移動速度で荷物Ｗを移動させる制御信号を算出する。遠隔操作端末３２は、旋回用バルブ２３、伸縮用バルブ２４、起伏用バルブ２５、メイン用バルブ２６ｍおよびサブ用バルブ２６ｓの制御信号を生成し、端末側通信機４１によってクレーン４３に送信する。

クレーン４３は、遠隔操作端末３２から荷物Ｗの移動角度θおよび傾倒量に応じた移動速度の制御信号を受信すると、車両方向基準Ｂｖである車両２の前方向に傾倒量に応じた速度で荷物Ｗを移動させる。クレーン４３は、吊り荷移動操作具３５が北東から東側に４５°の方向に所定の傾倒量で傾倒されているので、車両方向基準Ｂｖの方向である東に吊り荷移動操作具３５の傾倒量に対応する搬送速度で荷物Ｗが移動される。

このように構成することで、クレーン４３は、吊り荷移動操作具３５の操作方向基準Ｂｏと車両２の車両方向基準Ｂｖとが方位または地形情報に基づいて任意に設定されるので、遠隔操作端末３２からクレーン装置６に対する遠隔操作端末３２の相対的な位置関係を把握することなく荷物Ｗの移動方向を客観的に把握することができる。これにより、作業者は、遠隔操作端末３２によってクレーン装置６の遠隔操作を、作業状態に応じて容易かつ簡単に行うことができる。なお、本実施形態において、地磁気による方位を基準として車両方向基準Ｂｖと操作方向基準Ｂｏとの相対的な位置関係を算出したが、方位に変えてＧＮＳＳ衛星からの位置情報、カメラ９ｂにより取得した地形情報や地物の情報に基づいて車両方向基準Ｂｖと操作方向基準Ｂｏとの相対的な位置関係を算出してもよい。

なお、第一実施形態および第二実施形態において、クレーン１は、遠隔操作端末３２の端末側制御装置４２において、基準変更操作具３４の回転方向および回転量および吊り荷移動操作具３５の傾倒操作から荷物Ｗを移動させる制御信号を算出しているが、クレーン１の制御装置３１において算出する構成でもよい。クレーン１は、遠隔操作端末３２から基準変更操作具３４および吊り荷移動操作具３５の操作信号を取得する。クレーン１は、制御装置３１において、基準変更操作具３４および吊り荷移動操作具３５の操作信号から荷物Ｗを移動させる制御信号を算出する。このように構成することで、クレーン１は、端末側制御装置４２よりも高性能な制御装置３１によって制御信号を算出することで操作性を向上させることができる。

上述の実施形態は、代表的な形態を示したに過ぎず、一実施形態の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１ クレーン
６ クレーン装置
３１ 制御装置
３２ 遠隔操作端末
３４ 基準変更操作具
３５ 吊り荷移動操作具
４２ 端末側制御装置

Claims (5)

1. 作業車両に設けられた作業装置の遠隔操作端末であって、
   前記作業装置の制御装置と通信可能に構成され、前記遠隔操作端末の作動を制御する制御部と、
   前記作業装置を遠隔操作する第１の操作部と、
   前記作業車両の基準に対する前記第１の操作部の基準を設定する第２の操作部と、を備え、
   前記制御部が、前記第２の操作部の設定値に基づいて前記第１の操作部の操作に対する前記作業装置の作動方向を算出し、前記制御装置に送信する遠隔操作端末。
2. 前記第２の操作部が、前記作業車両の基準から前記第１の操作部の基準までの間の角度を設定する請求項１に記載の遠隔操作端末。
3. 前記第２の操作部が、方位または地形情報に基づいて前記作業車両の基準と前記第１の操作部の基準とが設定される請求項１または請求項２に記載の遠隔操作端末。
4. 前記作業車両の基準を示す画像を表示する表示部を備え、
   前記制御部が、前記第２の操作部の操作に連動させて前記作業車両の基準を示す画像を前記表示部に表示させる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の遠隔操作端末。
5. 遠隔操作される作業装置を備える作業車両であって、
   前記作業装置を遠隔操作する第１の操作部と、前記作業車両の基準に対する前記第１の操作部の基準を設定する第２の操作部と、を有する遠隔操作端末と、
   前記遠隔操作端末の制御部と通信可能に構成され、前記作業装置の作動を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置または前記制御部が、前記第２の操作部の設定値に基づいて前記第１の操作部の操作に対する前記作業装置の作動方向を算出し、
   前記制御装置が、算出した作動方向に前記作業装置を作動させる作業車両。

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