JP3998165B2 - 遠隔操作システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は作業者が入り込めない災害復旧現場等において、作業車を遠隔操作するのに好適な遠隔操作システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、作業者が入り込めない災害復旧現場等において、クローラダンプやバックフォー等の作業車を遠隔操作する場合は、この作業車を操作するハンドルやレバー類自体を機種やメーカー別に遠隔操作可能とするために作業車本体を改造し、この改造した作業車の制御装置と遠隔制御装置間を無線回線で接続し、遠隔制御装置の遠隔操作用ジョイスティック装置等を操作することにより、スレーブ側の作業車を遠隔制御するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の遠隔操作システムでは、作業車本体を機種やメーカー別に改造しなければならないため、コストと時間がかかるという問題がある。このため、作業者が入り込めない災害復旧現場で緊急に土砂を掘削したり運搬しょうとしても、既存の作業車では対応できず、遠隔操作対応機に改造した作業車がないと災害復旧作業が不可能となり、緊急性に欠ける問題があった。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、作業車本体の改造を不要にし、かつ機種に関係なく既存の作業車を容易に遠隔操作可能とする遠隔操作システムを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、運転室内に、第１の方向への揺動及び前記第１の方向と所定角度をもって交叉する第２の方向への揺動の組み合わせによって操作がなされる第１の操作部材が配設された作業車を遠隔操作する遠隔操作システムであって、前記第１の操作部材を操作する第１の操作部を有する操作手段と、前記第１の操作部を駆動する操作駆動手段と、前記第１の操作部を遠隔操作するための操作に基づいて操作指令情報を生成する情報生成手段と、前記情報生成手段で生成された前記操作指令情報を送信する通信手段と、前記送信された操作指令情報に基づいて前記操作駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記第１の操作部は、シリンダ本体への流体の給排によりピストンロッドがシリンダ本体に対して直線的に出没運動をする直動式流体シリンダと、シリンダ本体への流体の給排によりピストンロッドがシリンダ本体に対して回転運動をする回動式流体シリンダを備え、前記直動式流体シリンダは、ピストンロッドの先端が前記第１の操作部材に連結されて配設され、前記回動式流体シリンダは、シリンダ本体が運転室側に支持され、ピストンロッドの先端で前記直動式流体シリンダのシリンダ本体を揺動可能に支持していることを特徴とする。
また、本発明は、前記作業車の運転室内に第２の操作部材が揺動可能に配設され、前記操作手段は、前記操作駆動手段により駆動される第２の操作部を備え、前記情報生成手段は、前記第２の操作部を遠隔操作するための操作に基づいて操作指令情報を生成し、前記第２の操作部は、シリンダ本体への流体の給排によりピストンロッドがシリンダ本体に対して直線的に出没運動をする直動式流体シリンダを備え、前記直動式流体シリンダは、シリンダ本体が運転室側に揺動可能に支持され、ピストンロッドの先端が前記第２の操作部材に連結されて配設されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記運転室には、前記操作駆動手段と、前記通信手段の一部と、前記制御手段とが収納された筐体が設置され、前記第１の操作部材は、前記第１及び第２の方向に揺動可能に配設された前記作業車による各種作業を行わせるための作業レバーであり、前記第２の操作部材は、前記作業車を走行させるための走行レバーであり、前記作業レバーは、前記筐体の前方で左右側方箇所に配設され、前記走行レバーは、前記筐体の前方に左右に２つ並べて配設され、これに対応して前記第１の操作部と第２の操作部が２つづつ設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記第１の操作部を構成する回動式流体シリンダのシリンダ本体が前記筐体の左右側壁にそれぞれ支持されており、前記第２の操作部を構成する直動式流体シリンダのシリンダ本体が前記筐体の前壁に支持されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記直動式流体シリンダと前記回動式流体シリンダは、圧縮空気の給排により作動するものであり、前記操作駆動手段は、エアコンプレッサーと、前記エアコンプレッサーから前記直動式流体シリンダと前記回動式流体シリンダのそれぞれに対する圧縮空気の給排を制御する空圧サーボバルブとを有することを特徴とする。
また、本発明は、前記操作駆動手段は、前記直動式流体シリンダのピストンロッドの位置を検知する位置センサと、前記回動式流体シリンダのピストンロッドの回転角度を検知する角度センサと、前記制御手段から指令及び前記位置センサと前記角度センサの検知結果に基づいて前記空圧サーボバルブをサーボ制御する空圧サーボバルブ制御装置とを有することを特徴とする。
また、本発明は、前記情報生成手段は、前記第１及び第２の操作部材のそれぞれに対応した遠隔操作側操作部材と、前記各遠隔操作側部材の操作位置に応じた検知信号をそれぞれ出力する操作位置センサと、前記各検知信号に応じて前記操作指令情報を生成する操作指令情報生成部とを備えることを特徴とする。
【０００５】
本発明では、ピストンロッドの先端が前記第１の操作部材に連結された直動式流体シリンダと、シリンダ本体が運転室側に支持されピストンロッドの先端で前記直動式流体シリンダのシリンダ本体を揺動可能に支持する回動式流体シリンダを備えた第１の操作部を設け、情報生成手段で生成された操作指令情報を通信手段によって送信し、その送信された操作指令情報に基づいて第１の操作部を駆動制御するようにした。したがって、作業車本体の改造が不要で、かつ機種に関係なく既存の作業車を容易に遠隔操作することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る遠隔制御システムの実施の形態を示す概略構成図、図２は、遠隔制御システムの一部を構成する作業車側ユニットを作業車の運転席にセットした状態を示す平面図、図３はこの遠隔制御システムの構成を示すブロック図である。
【０００７】
まず、図１、図２において、１０は、作業者が入り込めない災害復旧現場等において土砂の掘削、運搬などの作業に従事するクローラダンプやバックフォー等の作業車である。
この作業車１０の運転室１０１に設置されている運転席１０２の左右側方には、運転室１０１の床壁からそれぞれ２つの肘掛け部１０３が立設されており、各肘掛け部１０３の上部前方の箇所から２つの作業レバー（特許請求の範囲の第１の操作部材に相当）１０６、１０７が斜め前方に傾斜した状態で配設されている。これら作業レバー１０６、１０７は、前後方向（特許請求の範囲の第１の方向に相当）への揺動及びこの前後方向と交叉する左右方向（特許請求の範囲の第２の方向に相当）への揺動の組み合わせによって作業車による各種作業を行うための操作がなされるように構成されている。
また、運転席１０２の前方には床壁から２つの走行レバー（特許請求の範囲の第２の操作部材に相当）１０８、１０９が左右に並べて配設されている。これら走行レバー１０８、１０９は、前後方向に揺動することによって作業車を走行させるための操作がなされるように構成されている。
【０００８】
運転室１０１内において、運転席１０２は予め取外されており、この運転席１０２が固定されていた床壁の箇所には、後述する作業車側ユニット２０の一部を収容する筐体２１の下部が固定されている。筐体２１は、第１乃至第３の筐体２０２、２０４、２０６がこの順番で床壁の上に積み重ねられて一体的に固定されて構成されており、第１の筐体２０２の下部がねじ等の固定手段１１０によって床壁に固定されている。
なお、筐体２１は、一体的に設けてもよいことはもちろんである。
また、筐体２１の前方には、作業車側ユニット２０に電源を供給するための発動発電機２２が同様の固定手段によって床壁に固定されている。
【０００９】
第１の筐体２０２は、後述する各空気シリンダ３０４、３１４、４０４に圧縮空気を供給するためのエアコンプレッサー２０３を収容している。第２の筐体２０４は、後述する空圧サーボバルブ制御装置２１４、Ａ／Ｄ変換回路２１６、Ｄ／Ａ変換回路２１８、各空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４を収容している。第３の筐体２０６は、後述する通信制御回路２１０と中央制御装置２１２を収容している。
【００１０】
筐体２１の左右側壁には、２つの作業レバー１０６、１０７をそれぞれ操作する２つの第１の操作部３０、３１が支持されており、筐体２１の前壁には、２つの走行レバー１０８、１０９をそれぞれ操作する２つの第２の操作部４０、４１が支持されている。
【００１１】
左側の第１の操作部３１は、シリンダ本体への空気の給排によりピストンロッド３０２がシリンダ本体３０４に対して直線的に出没運動をする直動式の空気シリンダ３０６と、シリンダ本体３０８への空気の給排によりピストンロッド３１０がシリンダ本体３１２に対して回転運動をする回動式の空気シリンダ３１４をそれぞれ備えている。
【００１２】
直動式の空気シリンダ３０６のピストンロッド３０２の先端には連結部材３０２Ａが設けられており、この連結部材３０２Ａによってピストンロッド３０２と作業レバー１０６が連結されている。
【００１３】
回動式の空気シリンダ３１４のシリンダ本体３０４は、第２の筐体２０４Ａの左右側壁にねじ等の固定手段で固定されており、そのピストンロッド３１０の先端には連結部材３１０Ａが設けられており、この連結部材３１０Ａは、空気シリンダ３０６のシリンダ本体３０４の外側に突設された不図示のピンを軸支することで空気シリンダ３０６のシリンダ本体３０４を上下方向に揺動可能に支持している。
【００１４】
空気シリンダ３０６はそのピストンロッド３０２が前後方向に出没するように配設されており、空気シリンダ３１４はそのピストンロッド３１０が左右方向に回動するように配設されている。
したがって、作業レバー１０６は、空気シリンダ３０６の駆動により前後方向に操作され、空気シリンダ３１４の駆動により左右方向に操作されるようになっている。
右側の第１の操作部３０は、上述した左側の第１の操作部３１と同様に構成されているためその説明を省略する。
【００１５】
左側の第２の操作部４１は、シリンダ本体４０２への空気の給排によりピストンロッド４０４がシリンダ本体４０２に対して直線的に出没運動をする空気シリンダ４０６を備えている。
【００１６】
シリンダ本体４０２には、外側に不図示のピンが突設されており、このピンが第１の筐体２０２Ａの前壁に設けられた不図示の連結部材によって軸支されることで空気シリンダ３０６が上下方向に揺動可能に支持されている。ピストンロッド４０４の先端には、連結部材４０４Ａが設けられており、この連結部材４０４Ａによってピストンロッド４０４と走行レバー１０８が連結されている。
空気シリンダ４０６はそのピストンロッド４０２が前後方向に出没するように配設されている。
したがって、作業レバー１０８は、空気シリンダ４０６の駆動により前後方向に操作されるようになっている。
右側の第２の操作部３０は、上述した左側の第２の操作部４１と同様に構成されているためその説明を省略する。
【００１７】
図１において２０８は、第２の筐体２０４に収容されている通信制御回路２１０と接続される無線機であり、作業車１０に搭載されるものである。
【００１８】
図１において５０は、作業者が操作する遠隔操作ユニットであり、後述する操作指令情報を無線回線によって無線機２０８に送信する無線機５０２と、それに接続される操作卓５０４とを備えている。
操作卓５０４には、操作レバー１０６、１０７と走行レバー１０８、１０９に対応する４つのジョイスティック（特許請求の範囲の遠隔操作側操作部材に相当）５０６、５０８、５１０、５１２がそれぞれ設けられている。
【００１９】
次に、図３を参照して遠隔操作ユニットと作業車側ユニットの構成について詳細に説明する。
遠隔操作ユニット５０の操作卓５０４は、ジョイスティック５０６乃至５０９と、これらジョイスティック５０６乃至５０９の操作に対応してそれぞれの操作位置に対応する角度を示す検知信号を生成する角度センサ５１０（特許請求の範囲の操作位置センサに相当）と、上記各検知信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路５１２と、Ａ／Ｄ変換回路５１２から入力されたデジタル信号に基づいて、作業レバー１０６、１０７と走行レバー１０８、１０９を操作するための操作指令情報を生成する中央制御装置（特許請求の範囲の操作指令情報生成部に相当）５１４と、無線機５０２の動作を制御してこの操作指令情報を無線機５０２から作業車側の無線機２０８に送信させる通信制御回路５１６とを備えている。中央制御装置５１４は、例えばマイクロコンピュータによって構成されている。
また、上記各ジョイスティック５０６乃至５０９と、角度センサと、中央制御装置５１４とによって情報生成手段が構成されている。
なお、上述したジョイスティックを用いる構成の他、ジョイスティックと類似した操作によって操作位置を入力し得る操作スイッチ（例えば、ゲーム機器などに具備される平面視十字型の操作スイッチ）を遠隔操作側操作部材として用いることも可能である。
また、本実施の形態では、作業レバー１０６、１０７と走行レバー１０８、１０９に対応して４つのジョイスティック（遠隔操作側操作部材）を設けたが、ジョイスティック（遠隔操作側操作部材）を２つ設けると共に、操作対象を作業レバーと走行レバーに切り替えるための切替スイッチを設け、この切替スイッチの切替えにより、２つのジョイスティックで操作する対象を作業レバー１０６、１０７と走行レバー１０８、１０９とのいずれか一方に切替えるように構成してもよい。
【００２０】
作業車側ユニット２０には、各空気シリンダ３０６、３１４、４０６に対応して空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４がそれぞれ設けられており、エアコンプレッサー２０３からの圧縮空気は、各空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４を介して各空気シリンダ３０６、３１４、４０６に供給されるように構成されている。
【００２１】
また、各空気シリンダ３０６、４０６にはそれらのピストンロッドの位置を検知する位置センサ２２６、２３０がそれぞれ設けられており、各空気シリンダ３１４にはそれらのピストンロッドの角度を検知する角度センサ２２８がそれぞれ設けられている。
【００２２】
また、作業車側ユニット２０には、先に述べた無線機２０８と、この無線機２０８の動作を制御して無線機５０２から送信された操作指令情報を受信する通信制御回路２１０と、この操作指令情報に基づいて作業レバー１０６、１０７と走行レバー１０８、１０９の操作量を空圧サーボバルブ制御装置２１４に指示する中央制御装置（特許請求の範囲の制御手段に相当）２１２と、空圧サーボバルブ制御装置２１４とが設けられている。中央制御装置２１２と空圧サーボバルブ制御装置２１４は、それぞれ例えばマイクロコンピュータによって構成されている。
【００２３】
空圧サーボバルブ制御装置２１４は、中央制御装置２１２の指示と、先に述べた各位置センサ２２６、２３０及び角度センサ２２８の検知信号とに基づいて各空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４をサーボ制御するものである。
すなわち、空圧サーボバルブ制御装置２１４から出力される各デジタル信号がＤ／Ａ変換回路２１８によって各アナログ信号に変換され、このＤ／Ａ変換回路２１８から与えられる各アナログ信号に基づいて各空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４は、各空気シリンダ３０６、３１４、４０６に供給する空気を制御するようになっている。
【００２４】
一方、各位置センサ２２６、２３０と角度センサ２２８の検知信号は、Ａ／Ｄ変換回路２１６を介してデジタル信号に変換され、これらのデジタル信号が空圧サーボバルブ制御装置２１４に入力されるようになっている。
したがって、空圧サーボバルブ制御装置２１４は、各空気シリンダ３０６、３１４、４０６の位置や角度を監視しながら各空気シリンダ３０６、３１４、４０６を駆動制御するように構成されている。
【００２５】
次に、上述のように構成された本実施の形態の遠隔制御システムの動作について説明する。
作業者が入り込めない災害復旧現場において、作業車１０を遠隔操作する場合には、作業車１０の運転室１０１内の運転席１０２を取外して、第１乃至第３の筐体２０２、２０４、２０３と発動発電機２２を運転室１０１の床壁に固定する。
そして、作業レバー１０６、１０７に第１の操作手段３０、３１の連結部材３０２Ａをそれぞれ連結し、走行レバー１０８、１０９に第２の操作手段４０、４１の連結部材４０４Ａをそれぞれ連結する。
このように作業車１０に対する各部の取り付け作業を容易に行うことができる。
【００２６】
そして、作業車１０のエンジンを投入して操作可能な状態に設定するとともに、発動発電機２２を作動させることによって作業車側ユニット２０に必要な電源を供給し、中央制御装置２１２と空圧サーボバルブ制御装置２１４を初期状態に設定する。
【００２７】
次いで、操作卓５０４の電源を投入し、中央制御装置５１４を初期状態に設定する。
そして、操作卓５０４のジョイステック５０６乃至５０９を操作することによってジョイスティック５０６乃至５０９のそれぞれの操作位置に対応する角度を示す検知信号が角度センサ５１０からＡ／Ｄ変換回路５１２に入力される。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換回路５１２は、検知信号をデジタル信号に変換して中央制御装置５１４に入力する。中央制御装置５１４は、入力されたデジタル信号に基づいて、作業レバー１０６、１０７と走行レバー１０８、１０９を操作するための操作指令情報を生成し、この操作指令情報を通信制御回路５１６に与える。通信制御回路５１６は、入力された操作指令情報を無線機５０２から作業車側ユニット２０の無線機２０８に送信する。
【００２９】
無線機２０８は、受信した操作指令情報を通信制御回路２１０に与える。この通信制御回路２１０は、操作指令情報を中央制御装置２１２に入力する。この中央制御装置２１２は、入力された操作指令情報に基づいて各空気シリンダ３０６、３１４、４０６を駆動制御する指令を空圧サーボバルブ制御装置２１４に与える。この指令は、空気シリンダ３０６、４０６のピストンロッド３０２、４０２の位置と空気シリンダ３１４のピストンロッド３１０の角度に相当している。
【００３０】
上記指令を受けた空圧サーボバルブ制御装置２１４は、それらの指令に応じ他デジタル信号をＤ／Ａ変換回路２１８に与え、このＤ／Ａ変換回路２１８によって変換されたアナログ信号が各空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４に入力される。
【００３１】
各空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４は入力されたアナログ信号に基づいて各空気シリンダ３０６、３１４、４０６に供給する空気を制御する。
また、空圧サーボバルブ制御装置２１４は、各位置センサ２２６、２３０と各角度センサ２２８からＡ／Ｄ変換回路２１６を介して入力されるデジタル信号に変換された検知信号を監視しており、各検知信号に基づいて各空気シリンダ３０６、４０６のピストンロッド３０２、４０２の位置と各空気シリンダ３１４の角度が中央制御装置２１２から与えられた指令と合致するように、各空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４の駆動制御を行う。
【００３２】
この結果、各空気シリンダ３０６、３１４、４０６がジョイステック５０６乃至５０９の操作に応じてそれぞれ駆動されることで、作業レバー１０６、１０７と走行レバー１０８、１０９が操作され、作業車１０を遠隔操作することができる。
なお、空気シリンダ３０６、４０６によって作業レバー１０６、１０７を操作した際には、空気シリンダ３０６を上下に揺動する力が作用するが、空気シリンダ３０６のシリンダ本体３０４は、空気シリンダ３１４のピストンロッド３１０の先端で上下方向に揺動可能に支持されているので、各空気シリンダ３０６、４０６に無理な力が作用することはない。
また、空気シリンダ３１４によって走行レバー１０８、１０９を操作した際には、この空気シリンダ３１４に上下に揺動する力が作用するが、空気シリンダ３１４のシリンダ本体４０４は、筐体２１の前壁で上下方向に揺動可能に支持されているので、この空気シリンダ３１４に無理な力が作用することはない。
【００３３】
したがって、作業者は、作業車１０を目視しながら操作卓５０４の各ジョイスティック５０６乃至５０９を操作することにより、作業車１０を遠隔制御することができる。
【００３４】
また、本実施の形態においては、第１の操作部２０、２１と第２の操作部４０、４１によって操作手段が構成されている。エアコンプレッサー２０３と、空圧サーボバルブ制御装置２１４と、Ａ／Ｄ変換回路２１６と、Ｄ／Ａ変換回路２１８と、空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４と、位置センサ２２６、２３０、角度センサ２８０とによって操作駆動手段が構成されている。通信制御回路２１０、５１６と無線機２０８、５０２によって通信手段が構成されている。
なお、操作指令情報を無線回線で送受信する代わりに、操作指令情報を有線で通信してもよい。
【００３５】
また、本実施の形態においては、空気シリンダ３０６、３１４、４０６を用いたので、多湿あるいは粉塵の多い環境下で使用することができる。また、空気シリンダは、作動空気の断熱膨張による自己冷却効果を有するため、駆動時における空気シリンダの発熱が少なく作業車の運転室内の温度の上昇を防ぐことができるという利点がある。
また、制御ミスや誤動作によって空気シリンダのピストンロッドにオーバーロードが発生しても、空気シリンダがシリンダ本体やピストンロッドに連結された作業レバー及び走行レバーに与える力は少ないため、これらに損傷を与えるおそれが少ないという利点がある。
また、空気シリンダは、シリンダ本体に対するピストンロッドの摺動抵抗が少ないため、空気シリンダに対する圧縮空気の供給圧力が開放された場合に、作業レバー及び走行レバーが自ら中立位置に戻り、作業車の動作を停止させることが可能となる。したがって、遠隔操作システムが停止した際の安全性を確保することができる。
【００３６】
なお、本実施の形態では、空気シリンダ３０６、３１４、４０６を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の流体を用いた直動式及び回動式の流体シリンダを用いてもよい。
また、本実施の形態では、第１の操作部によって操作する第１の操作部材として作業レバーを示したが、本発明はこれに限定されない。第１の操作部材としては、第１の方向への揺動及びこの第１の方向と所定角度をもって交叉する第２の揺動の組み合わせによって操作がなされるものであればよく、例えば回転式のハンドルやエンジンキーであってもよい。
また、本実施の形態では、第２の操作部によって操作する第２の操作部材として走行レバーを示したが、本発明はこれに限定されない。第２の操作部材としては、揺動可能に配設されて操作されるものであればよく、例えばアクセルペダル（アクセルレバー）であってもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明は、運転室内に、第１の方向への揺動及び前記第１の方向と所定角度をもって交叉する第２の方向への揺動の組み合わせによって操作がなされる第１の操作部材が配設された作業車を遠隔操作する遠隔操作システムであって、前記第１の操作部材を操作する第１の操作部を有する操作手段と、前記第１の操作部を駆動する操作駆動手段と、前記第１の操作部を遠隔操作するための操作に基づいて操作指令情報を生成する情報生成手段と、前記情報生成手段で生成された前記操作指令情報を送信する通信手段と、前記送信された操作指令情報に基づいて前記操作駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記第１の操作部は、シリンダ本体への流体の給排によりピストンロッドがシリンダ本体に対して直線的に出没運動をする直動式流体シリンダと、シリンダ本体への流体の給排によりピストンロッドがシリンダ本体に対して回転運動をする回動式流体シリンダを備え、前記直動式流体シリンダは、ピストンロッドの先端が前記第１の操作部材に連結されて配設され、前記回動式流体シリンダは、シリンダ本体が運転室側に支持され、ピストンロッドの先端で前記直動式流体シリンダのシリンダ本体を揺動可能に支持している構成とした。
【００３８】
そのため、ピストンロッドの先端が前記第１の操作部材に連結された直動式流体シリンダと、シリンダ本体が運転室側に支持されピストンロッドの先端で前記直動式流体シリンダのシリンダ本体を揺動可能に支持する回動式流体シリンダを備えた第１の操作部を設け、情報生成手段で生成された操作指令情報を通信手段によって送信し、その送信された操作指令情報に基づいて第１の操作部を駆動制御するようにした。したがって、作業車本体の改造が不要で、かつ機種に関係なく既存の作業車を容易に遠隔操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る遠隔制御システムの実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】遠隔制御システムをの一部を構成する作業車側ユニットを作業車の運転席にセットした状態を示す平面図である。
【図３】この遠隔制御システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０６、１０７ 作業レバー（第１の操作部材）
１０８、１０９ 走行レバー（第２の操作部材）
２０３ エアコンプレッサー
２１２ 中央制御装置（制御手段）
２１４ 空圧サーボバルブ制御手段
２２０、２２２、２２４ 空圧サーボバルブ
２２６、２３０ 位置センサ
２２８ 角度センサ
３０、３１ 第１の操作部
３０６ 空気シリンダ（直動式流体シリンダ）
３１４ 空気シリンダ（回動式流体シリンダ）
４０、４１ 第２の操作部
４０６ 空気シリンダ（直動式流体シリンダ）
５０６、５０７、５０８、５０９ ジョイスティック（遠隔操作側操作部材）
５１０ 角度センサ（操作位置センサ）
５１４ 中央制御装置（操作指令情報生成部）
【発明の属する技術分野】
本発明は作業者が入り込めない災害復旧現場等において、作業車を遠隔操作するのに好適な遠隔操作システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、作業者が入り込めない災害復旧現場等において、クローラダンプやバックフォー等の作業車を遠隔操作する場合は、この作業車を操作するハンドルやレバー類自体を機種やメーカー別に遠隔操作可能とするために作業車本体を改造し、この改造した作業車の制御装置と遠隔制御装置間を無線回線で接続し、遠隔制御装置の遠隔操作用ジョイスティック装置等を操作することにより、スレーブ側の作業車を遠隔制御するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の遠隔操作システムでは、作業車本体を機種やメーカー別に改造しなければならないため、コストと時間がかかるという問題がある。このため、作業者が入り込めない災害復旧現場で緊急に土砂を掘削したり運搬しょうとしても、既存の作業車では対応できず、遠隔操作対応機に改造した作業車がないと災害復旧作業が不可能となり、緊急性に欠ける問題があった。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、作業車本体の改造を不要にし、かつ機種に関係なく既存の作業車を容易に遠隔操作可能とする遠隔操作システムを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、運転室内に、第１の方向への揺動及び前記第１の方向と所定角度をもって交叉する第２の方向への揺動の組み合わせによって操作がなされる第１の操作部材が配設された作業車を遠隔操作する遠隔操作システムであって、前記第１の操作部材を操作する第１の操作部を有する操作手段と、前記第１の操作部を駆動する操作駆動手段と、前記第１の操作部を遠隔操作するための操作に基づいて操作指令情報を生成する情報生成手段と、前記情報生成手段で生成された前記操作指令情報を送信する通信手段と、前記送信された操作指令情報に基づいて前記操作駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記第１の操作部は、シリンダ本体への流体の給排によりピストンロッドがシリンダ本体に対して直線的に出没運動をする直動式流体シリンダと、シリンダ本体への流体の給排によりピストンロッドがシリンダ本体に対して回転運動をする回動式流体シリンダを備え、前記直動式流体シリンダは、ピストンロッドの先端が前記第１の操作部材に連結されて配設され、前記回動式流体シリンダは、シリンダ本体が運転室側に支持され、ピストンロッドの先端で前記直動式流体シリンダのシリンダ本体を揺動可能に支持していることを特徴とする。
また、本発明は、前記作業車の運転室内に第２の操作部材が揺動可能に配設され、前記操作手段は、前記操作駆動手段により駆動される第２の操作部を備え、前記情報生成手段は、前記第２の操作部を遠隔操作するための操作に基づいて操作指令情報を生成し、前記第２の操作部は、シリンダ本体への流体の給排によりピストンロッドがシリンダ本体に対して直線的に出没運動をする直動式流体シリンダを備え、前記直動式流体シリンダは、シリンダ本体が運転室側に揺動可能に支持され、ピストンロッドの先端が前記第２の操作部材に連結されて配設されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記運転室には、前記操作駆動手段と、前記通信手段の一部と、前記制御手段とが収納された筐体が設置され、前記第１の操作部材は、前記第１及び第２の方向に揺動可能に配設された前記作業車による各種作業を行わせるための作業レバーであり、前記第２の操作部材は、前記作業車を走行させるための走行レバーであり、前記作業レバーは、前記筐体の前方で左右側方箇所に配設され、前記走行レバーは、前記筐体の前方に左右に２つ並べて配設され、これに対応して前記第１の操作部と第２の操作部が２つづつ設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記第１の操作部を構成する回動式流体シリンダのシリンダ本体が前記筐体の左右側壁にそれぞれ支持されており、前記第２の操作部を構成する直動式流体シリンダのシリンダ本体が前記筐体の前壁に支持されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記直動式流体シリンダと前記回動式流体シリンダは、圧縮空気の給排により作動するものであり、前記操作駆動手段は、エアコンプレッサーと、前記エアコンプレッサーから前記直動式流体シリンダと前記回動式流体シリンダのそれぞれに対する圧縮空気の給排を制御する空圧サーボバルブとを有することを特徴とする。
また、本発明は、前記操作駆動手段は、前記直動式流体シリンダのピストンロッドの位置を検知する位置センサと、前記回動式流体シリンダのピストンロッドの回転角度を検知する角度センサと、前記制御手段から指令及び前記位置センサと前記角度センサの検知結果に基づいて前記空圧サーボバルブをサーボ制御する空圧サーボバルブ制御装置とを有することを特徴とする。
また、本発明は、前記情報生成手段は、前記第１及び第２の操作部材のそれぞれに対応した遠隔操作側操作部材と、前記各遠隔操作側部材の操作位置に応じた検知信号をそれぞれ出力する操作位置センサと、前記各検知信号に応じて前記操作指令情報を生成する操作指令情報生成部とを備えることを特徴とする。
【０００５】
本発明では、ピストンロッドの先端が前記第１の操作部材に連結された直動式流体シリンダと、シリンダ本体が運転室側に支持されピストンロッドの先端で前記直動式流体シリンダのシリンダ本体を揺動可能に支持する回動式流体シリンダを備えた第１の操作部を設け、情報生成手段で生成された操作指令情報を通信手段によって送信し、その送信された操作指令情報に基づいて第１の操作部を駆動制御するようにした。したがって、作業車本体の改造が不要で、かつ機種に関係なく既存の作業車を容易に遠隔操作することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る遠隔制御システムの実施の形態を示す概略構成図、図２は、遠隔制御システムの一部を構成する作業車側ユニットを作業車の運転席にセットした状態を示す平面図、図３はこの遠隔制御システムの構成を示すブロック図である。
【０００７】
まず、図１、図２において、１０は、作業者が入り込めない災害復旧現場等において土砂の掘削、運搬などの作業に従事するクローラダンプやバックフォー等の作業車である。
この作業車１０の運転室１０１に設置されている運転席１０２の左右側方には、運転室１０１の床壁からそれぞれ２つの肘掛け部１０３が立設されており、各肘掛け部１０３の上部前方の箇所から２つの作業レバー（特許請求の範囲の第１の操作部材に相当）１０６、１０７が斜め前方に傾斜した状態で配設されている。これら作業レバー１０６、１０７は、前後方向（特許請求の範囲の第１の方向に相当）への揺動及びこの前後方向と交叉する左右方向（特許請求の範囲の第２の方向に相当）への揺動の組み合わせによって作業車による各種作業を行うための操作がなされるように構成されている。
また、運転席１０２の前方には床壁から２つの走行レバー（特許請求の範囲の第２の操作部材に相当）１０８、１０９が左右に並べて配設されている。これら走行レバー１０８、１０９は、前後方向に揺動することによって作業車を走行させるための操作がなされるように構成されている。
【０００８】
運転室１０１内において、運転席１０２は予め取外されており、この運転席１０２が固定されていた床壁の箇所には、後述する作業車側ユニット２０の一部を収容する筐体２１の下部が固定されている。筐体２１は、第１乃至第３の筐体２０２、２０４、２０６がこの順番で床壁の上に積み重ねられて一体的に固定されて構成されており、第１の筐体２０２の下部がねじ等の固定手段１１０によって床壁に固定されている。
なお、筐体２１は、一体的に設けてもよいことはもちろんである。
また、筐体２１の前方には、作業車側ユニット２０に電源を供給するための発動発電機２２が同様の固定手段によって床壁に固定されている。
【０００９】
第１の筐体２０２は、後述する各空気シリンダ３０４、３１４、４０４に圧縮空気を供給するためのエアコンプレッサー２０３を収容している。第２の筐体２０４は、後述する空圧サーボバルブ制御装置２１４、Ａ／Ｄ変換回路２１６、Ｄ／Ａ変換回路２１８、各空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４を収容している。第３の筐体２０６は、後述する通信制御回路２１０と中央制御装置２１２を収容している。
【００１０】
筐体２１の左右側壁には、２つの作業レバー１０６、１０７をそれぞれ操作する２つの第１の操作部３０、３１が支持されており、筐体２１の前壁には、２つの走行レバー１０８、１０９をそれぞれ操作する２つの第２の操作部４０、４１が支持されている。
【００１１】
左側の第１の操作部３１は、シリンダ本体への空気の給排によりピストンロッド３０２がシリンダ本体３０４に対して直線的に出没運動をする直動式の空気シリンダ３０６と、シリンダ本体３０８への空気の給排によりピストンロッド３１０がシリンダ本体３１２に対して回転運動をする回動式の空気シリンダ３１４をそれぞれ備えている。
【００１２】
直動式の空気シリンダ３０６のピストンロッド３０２の先端には連結部材３０２Ａが設けられており、この連結部材３０２Ａによってピストンロッド３０２と作業レバー１０６が連結されている。
【００１３】
回動式の空気シリンダ３１４のシリンダ本体３０４は、第２の筐体２０４Ａの左右側壁にねじ等の固定手段で固定されており、そのピストンロッド３１０の先端には連結部材３１０Ａが設けられており、この連結部材３１０Ａは、空気シリンダ３０６のシリンダ本体３０４の外側に突設された不図示のピンを軸支することで空気シリンダ３０６のシリンダ本体３０４を上下方向に揺動可能に支持している。
【００１４】
空気シリンダ３０６はそのピストンロッド３０２が前後方向に出没するように配設されており、空気シリンダ３１４はそのピストンロッド３１０が左右方向に回動するように配設されている。
したがって、作業レバー１０６は、空気シリンダ３０６の駆動により前後方向に操作され、空気シリンダ３１４の駆動により左右方向に操作されるようになっている。
右側の第１の操作部３０は、上述した左側の第１の操作部３１と同様に構成されているためその説明を省略する。
【００１５】
左側の第２の操作部４１は、シリンダ本体４０２への空気の給排によりピストンロッド４０４がシリンダ本体４０２に対して直線的に出没運動をする空気シリンダ４０６を備えている。
【００１６】
シリンダ本体４０２には、外側に不図示のピンが突設されており、このピンが第１の筐体２０２Ａの前壁に設けられた不図示の連結部材によって軸支されることで空気シリンダ３０６が上下方向に揺動可能に支持されている。ピストンロッド４０４の先端には、連結部材４０４Ａが設けられており、この連結部材４０４Ａによってピストンロッド４０４と走行レバー１０８が連結されている。
空気シリンダ４０６はそのピストンロッド４０２が前後方向に出没するように配設されている。
したがって、作業レバー１０８は、空気シリンダ４０６の駆動により前後方向に操作されるようになっている。
右側の第２の操作部３０は、上述した左側の第２の操作部４１と同様に構成されているためその説明を省略する。
【００１７】
図１において２０８は、第２の筐体２０４に収容されている通信制御回路２１０と接続される無線機であり、作業車１０に搭載されるものである。
【００１８】
図１において５０は、作業者が操作する遠隔操作ユニットであり、後述する操作指令情報を無線回線によって無線機２０８に送信する無線機５０２と、それに接続される操作卓５０４とを備えている。
操作卓５０４には、操作レバー１０６、１０７と走行レバー１０８、１０９に対応する４つのジョイスティック（特許請求の範囲の遠隔操作側操作部材に相当）５０６、５０８、５１０、５１２がそれぞれ設けられている。
【００１９】
次に、図３を参照して遠隔操作ユニットと作業車側ユニットの構成について詳細に説明する。
遠隔操作ユニット５０の操作卓５０４は、ジョイスティック５０６乃至５０９と、これらジョイスティック５０６乃至５０９の操作に対応してそれぞれの操作位置に対応する角度を示す検知信号を生成する角度センサ５１０（特許請求の範囲の操作位置センサに相当）と、上記各検知信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路５１２と、Ａ／Ｄ変換回路５１２から入力されたデジタル信号に基づいて、作業レバー１０６、１０７と走行レバー１０８、１０９を操作するための操作指令情報を生成する中央制御装置（特許請求の範囲の操作指令情報生成部に相当）５１４と、無線機５０２の動作を制御してこの操作指令情報を無線機５０２から作業車側の無線機２０８に送信させる通信制御回路５１６とを備えている。中央制御装置５１４は、例えばマイクロコンピュータによって構成されている。
また、上記各ジョイスティック５０６乃至５０９と、角度センサと、中央制御装置５１４とによって情報生成手段が構成されている。
なお、上述したジョイスティックを用いる構成の他、ジョイスティックと類似した操作によって操作位置を入力し得る操作スイッチ（例えば、ゲーム機器などに具備される平面視十字型の操作スイッチ）を遠隔操作側操作部材として用いることも可能である。
また、本実施の形態では、作業レバー１０６、１０７と走行レバー１０８、１０９に対応して４つのジョイスティック（遠隔操作側操作部材）を設けたが、ジョイスティック（遠隔操作側操作部材）を２つ設けると共に、操作対象を作業レバーと走行レバーに切り替えるための切替スイッチを設け、この切替スイッチの切替えにより、２つのジョイスティックで操作する対象を作業レバー１０６、１０７と走行レバー１０８、１０９とのいずれか一方に切替えるように構成してもよい。
【００２０】
作業車側ユニット２０には、各空気シリンダ３０６、３１４、４０６に対応して空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４がそれぞれ設けられており、エアコンプレッサー２０３からの圧縮空気は、各空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４を介して各空気シリンダ３０６、３１４、４０６に供給されるように構成されている。
【００２１】
また、各空気シリンダ３０６、４０６にはそれらのピストンロッドの位置を検知する位置センサ２２６、２３０がそれぞれ設けられており、各空気シリンダ３１４にはそれらのピストンロッドの角度を検知する角度センサ２２８がそれぞれ設けられている。
【００２２】
また、作業車側ユニット２０には、先に述べた無線機２０８と、この無線機２０８の動作を制御して無線機５０２から送信された操作指令情報を受信する通信制御回路２１０と、この操作指令情報に基づいて作業レバー１０６、１０７と走行レバー１０８、１０９の操作量を空圧サーボバルブ制御装置２１４に指示する中央制御装置（特許請求の範囲の制御手段に相当）２１２と、空圧サーボバルブ制御装置２１４とが設けられている。中央制御装置２１２と空圧サーボバルブ制御装置２１４は、それぞれ例えばマイクロコンピュータによって構成されている。
【００２３】
空圧サーボバルブ制御装置２１４は、中央制御装置２１２の指示と、先に述べた各位置センサ２２６、２３０及び角度センサ２２８の検知信号とに基づいて各空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４をサーボ制御するものである。
すなわち、空圧サーボバルブ制御装置２１４から出力される各デジタル信号がＤ／Ａ変換回路２１８によって各アナログ信号に変換され、このＤ／Ａ変換回路２１８から与えられる各アナログ信号に基づいて各空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４は、各空気シリンダ３０６、３１４、４０６に供給する空気を制御するようになっている。
【００２４】
一方、各位置センサ２２６、２３０と角度センサ２２８の検知信号は、Ａ／Ｄ変換回路２１６を介してデジタル信号に変換され、これらのデジタル信号が空圧サーボバルブ制御装置２１４に入力されるようになっている。
したがって、空圧サーボバルブ制御装置２１４は、各空気シリンダ３０６、３１４、４０６の位置や角度を監視しながら各空気シリンダ３０６、３１４、４０６を駆動制御するように構成されている。
【００２５】
次に、上述のように構成された本実施の形態の遠隔制御システムの動作について説明する。
作業者が入り込めない災害復旧現場において、作業車１０を遠隔操作する場合には、作業車１０の運転室１０１内の運転席１０２を取外して、第１乃至第３の筐体２０２、２０４、２０３と発動発電機２２を運転室１０１の床壁に固定する。
そして、作業レバー１０６、１０７に第１の操作手段３０、３１の連結部材３０２Ａをそれぞれ連結し、走行レバー１０８、１０９に第２の操作手段４０、４１の連結部材４０４Ａをそれぞれ連結する。
このように作業車１０に対する各部の取り付け作業を容易に行うことができる。
【００２６】
そして、作業車１０のエンジンを投入して操作可能な状態に設定するとともに、発動発電機２２を作動させることによって作業車側ユニット２０に必要な電源を供給し、中央制御装置２１２と空圧サーボバルブ制御装置２１４を初期状態に設定する。
【００２７】
次いで、操作卓５０４の電源を投入し、中央制御装置５１４を初期状態に設定する。
そして、操作卓５０４のジョイステック５０６乃至５０９を操作することによってジョイスティック５０６乃至５０９のそれぞれの操作位置に対応する角度を示す検知信号が角度センサ５１０からＡ／Ｄ変換回路５１２に入力される。
【００２８】
Ａ／Ｄ変換回路５１２は、検知信号をデジタル信号に変換して中央制御装置５１４に入力する。中央制御装置５１４は、入力されたデジタル信号に基づいて、作業レバー１０６、１０７と走行レバー１０８、１０９を操作するための操作指令情報を生成し、この操作指令情報を通信制御回路５１６に与える。通信制御回路５１６は、入力された操作指令情報を無線機５０２から作業車側ユニット２０の無線機２０８に送信する。
【００２９】
無線機２０８は、受信した操作指令情報を通信制御回路２１０に与える。この通信制御回路２１０は、操作指令情報を中央制御装置２１２に入力する。この中央制御装置２１２は、入力された操作指令情報に基づいて各空気シリンダ３０６、３１４、４０６を駆動制御する指令を空圧サーボバルブ制御装置２１４に与える。この指令は、空気シリンダ３０６、４０６のピストンロッド３０２、４０２の位置と空気シリンダ３１４のピストンロッド３１０の角度に相当している。
【００３０】
上記指令を受けた空圧サーボバルブ制御装置２１４は、それらの指令に応じ他デジタル信号をＤ／Ａ変換回路２１８に与え、このＤ／Ａ変換回路２１８によって変換されたアナログ信号が各空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４に入力される。
【００３１】
各空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４は入力されたアナログ信号に基づいて各空気シリンダ３０６、３１４、４０６に供給する空気を制御する。
また、空圧サーボバルブ制御装置２１４は、各位置センサ２２６、２３０と各角度センサ２２８からＡ／Ｄ変換回路２１６を介して入力されるデジタル信号に変換された検知信号を監視しており、各検知信号に基づいて各空気シリンダ３０６、４０６のピストンロッド３０２、４０２の位置と各空気シリンダ３１４の角度が中央制御装置２１２から与えられた指令と合致するように、各空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４の駆動制御を行う。
【００３２】
この結果、各空気シリンダ３０６、３１４、４０６がジョイステック５０６乃至５０９の操作に応じてそれぞれ駆動されることで、作業レバー１０６、１０７と走行レバー１０８、１０９が操作され、作業車１０を遠隔操作することができる。
なお、空気シリンダ３０６、４０６によって作業レバー１０６、１０７を操作した際には、空気シリンダ３０６を上下に揺動する力が作用するが、空気シリンダ３０６のシリンダ本体３０４は、空気シリンダ３１４のピストンロッド３１０の先端で上下方向に揺動可能に支持されているので、各空気シリンダ３０６、４０６に無理な力が作用することはない。
また、空気シリンダ３１４によって走行レバー１０８、１０９を操作した際には、この空気シリンダ３１４に上下に揺動する力が作用するが、空気シリンダ３１４のシリンダ本体４０４は、筐体２１の前壁で上下方向に揺動可能に支持されているので、この空気シリンダ３１４に無理な力が作用することはない。
【００３３】
したがって、作業者は、作業車１０を目視しながら操作卓５０４の各ジョイスティック５０６乃至５０９を操作することにより、作業車１０を遠隔制御することができる。
【００３４】
また、本実施の形態においては、第１の操作部２０、２１と第２の操作部４０、４１によって操作手段が構成されている。エアコンプレッサー２０３と、空圧サーボバルブ制御装置２１４と、Ａ／Ｄ変換回路２１６と、Ｄ／Ａ変換回路２１８と、空圧サーボバルブ２２０、２２２、２２４と、位置センサ２２６、２３０、角度センサ２８０とによって操作駆動手段が構成されている。通信制御回路２１０、５１６と無線機２０８、５０２によって通信手段が構成されている。
なお、操作指令情報を無線回線で送受信する代わりに、操作指令情報を有線で通信してもよい。
【００３５】
また、本実施の形態においては、空気シリンダ３０６、３１４、４０６を用いたので、多湿あるいは粉塵の多い環境下で使用することができる。また、空気シリンダは、作動空気の断熱膨張による自己冷却効果を有するため、駆動時における空気シリンダの発熱が少なく作業車の運転室内の温度の上昇を防ぐことができるという利点がある。
また、制御ミスや誤動作によって空気シリンダのピストンロッドにオーバーロードが発生しても、空気シリンダがシリンダ本体やピストンロッドに連結された作業レバー及び走行レバーに与える力は少ないため、これらに損傷を与えるおそれが少ないという利点がある。
また、空気シリンダは、シリンダ本体に対するピストンロッドの摺動抵抗が少ないため、空気シリンダに対する圧縮空気の供給圧力が開放された場合に、作業レバー及び走行レバーが自ら中立位置に戻り、作業車の動作を停止させることが可能となる。したがって、遠隔操作システムが停止した際の安全性を確保することができる。
【００３６】
なお、本実施の形態では、空気シリンダ３０６、３１４、４０６を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の流体を用いた直動式及び回動式の流体シリンダを用いてもよい。
また、本実施の形態では、第１の操作部によって操作する第１の操作部材として作業レバーを示したが、本発明はこれに限定されない。第１の操作部材としては、第１の方向への揺動及びこの第１の方向と所定角度をもって交叉する第２の揺動の組み合わせによって操作がなされるものであればよく、例えば回転式のハンドルやエンジンキーであってもよい。
また、本実施の形態では、第２の操作部によって操作する第２の操作部材として走行レバーを示したが、本発明はこれに限定されない。第２の操作部材としては、揺動可能に配設されて操作されるものであればよく、例えばアクセルペダル（アクセルレバー）であってもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明は、運転室内に、第１の方向への揺動及び前記第１の方向と所定角度をもって交叉する第２の方向への揺動の組み合わせによって操作がなされる第１の操作部材が配設された作業車を遠隔操作する遠隔操作システムであって、前記第１の操作部材を操作する第１の操作部を有する操作手段と、前記第１の操作部を駆動する操作駆動手段と、前記第１の操作部を遠隔操作するための操作に基づいて操作指令情報を生成する情報生成手段と、前記情報生成手段で生成された前記操作指令情報を送信する通信手段と、前記送信された操作指令情報に基づいて前記操作駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記第１の操作部は、シリンダ本体への流体の給排によりピストンロッドがシリンダ本体に対して直線的に出没運動をする直動式流体シリンダと、シリンダ本体への流体の給排によりピストンロッドがシリンダ本体に対して回転運動をする回動式流体シリンダを備え、前記直動式流体シリンダは、ピストンロッドの先端が前記第１の操作部材に連結されて配設され、前記回動式流体シリンダは、シリンダ本体が運転室側に支持され、ピストンロッドの先端で前記直動式流体シリンダのシリンダ本体を揺動可能に支持している構成とした。
【００３８】
そのため、ピストンロッドの先端が前記第１の操作部材に連結された直動式流体シリンダと、シリンダ本体が運転室側に支持されピストンロッドの先端で前記直動式流体シリンダのシリンダ本体を揺動可能に支持する回動式流体シリンダを備えた第１の操作部を設け、情報生成手段で生成された操作指令情報を通信手段によって送信し、その送信された操作指令情報に基づいて第１の操作部を駆動制御するようにした。したがって、作業車本体の改造が不要で、かつ機種に関係なく既存の作業車を容易に遠隔操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る遠隔制御システムの実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】遠隔制御システムをの一部を構成する作業車側ユニットを作業車の運転席にセットした状態を示す平面図である。
【図３】この遠隔制御システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０６、１０７ 作業レバー（第１の操作部材）
１０８、１０９ 走行レバー（第２の操作部材）
２０３ エアコンプレッサー
２１２ 中央制御装置（制御手段）
２１４ 空圧サーボバルブ制御手段
２２０、２２２、２２４ 空圧サーボバルブ
２２６、２３０ 位置センサ
２２８ 角度センサ
３０、３１ 第１の操作部
３０６ 空気シリンダ（直動式流体シリンダ）
３１４ 空気シリンダ（回動式流体シリンダ）
４０、４１ 第２の操作部
４０６ 空気シリンダ（直動式流体シリンダ）
５０６、５０７、５０８、５０９ ジョイスティック（遠隔操作側操作部材）
５１０ 角度センサ（操作位置センサ）
５１４ 中央制御装置（操作指令情報生成部）
Claims (7)
- 運転室内に、第１の方向への揺動及び前記第１の方向と所定角度をもって交叉する第２の方向への揺動の組み合わせによって操作がなされる第１の操作部材が配設された作業車を遠隔操作する遠隔操作システムであって、
前記第１の操作部材を操作する第１の操作部を有する操作手段と、
前記第１の操作部を駆動する操作駆動手段と、
前記第１の操作部を遠隔操作するための操作に基づいて操作指令情報を生成する情報生成手段と、
前記情報生成手段で生成された前記操作指令情報を送信する通信手段と、
前記送信された操作指令情報に基づいて前記操作駆動手段を制御する制御手段とを備え、
前記第１の操作部は、シリンダ本体への流体の給排によりピストンロッドがシリンダ本体に対して直線的に出没運動をする直動式流体シリンダと、シリンダ本体への流体の給排によりピストンロッドがシリンダ本体に対して回転運動をする回動式流体シリンダを備え、
前記直動式流体シリンダは、ピストンロッドの先端が前記第１の操作部材に連結されて配設され、
前記回動式流体シリンダは、シリンダ本体が運転室側に支持され、ピストンロッドの先端で前記直動式流体シリンダのシリンダ本体を揺動可能に支持している、
ことを特徴とする遠隔操作システム。 - 前記作業車の運転室内に第２の操作部材が揺動可能に配設され、前記操作手段は、前記操作駆動手段により駆動される第２の操作部を備え、前記情報生成手段は、前記第２の操作部を遠隔操作するための操作に基づいて操作指令情報を生成し、前記第２の操作部は、シリンダ本体への流体の給排によりピストンロッドがシリンダ本体に対して直線的に出没運動をする直動式流体シリンダを備え、前記直動式流体シリンダは、シリンダ本体が運転室側に揺動可能に支持され、ピストンロッドの先端が前記第２の操作部材に連結されて配設されていることを特徴とする請求項１記載の遠隔操作システム。
- 前記運転室には、前記操作駆動手段と、前記通信手段の一部と、前記制御手段とが収納された筐体が設置され、前記第１の操作部材は、前記第１及び第２の方向に揺動可能に配設された前記作業車による各種作業を行わせるための作業レバーであり、前記第２の操作部材は、前記作業車を走行させるための走行レバーであり、前記作業レバーは、前記筐体の前方で左右側方箇所に配設され、前記走行レバーは、前記筐体の前方に左右に２つ並べて配設され、これに対応して前記第１の操作部と第２の操作部が２つづつ設けられていることを特徴とする請求項２記載の遠隔操作システム。
- 前記第１の操作部を構成する回動式流体シリンダのシリンダ本体が前記筐体の左右側壁にそれぞれ支持されており、前記第２の操作部を構成する直動式流体シリンダのシリンダ本体が前記筐体の前壁に支持されていることを特徴とする請求項３記載の遠隔操作システム。
- 前記直動式流体シリンダと前記回動式流体シリンダは、圧縮空気の給排により作動するものであり、前記操作駆動手段は、エアコンプレッサーと、前記エアコンプレッサーから前記直動式流体シリンダと前記回動式流体シリンダのそれぞれに対する圧縮空気の給排を制御する空圧サーボバルブとを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の遠隔操作システム。
- 前記操作駆動手段は、前記直動式流体シリンダのピストンロッドの位置を検知する位置センサと、前記回動式流体シリンダのピストンロッドの回転角度を検知する角度センサと、前記制御手段から指令及び前記位置センサと前記角度センサの検知結果に基づいて前記空圧サーボバルブをサーボ制御する空圧サーボバルブ制御装置とを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の遠隔操作システム。
- 前記情報生成手段は、前記第１及び第２の操作部材のそれぞれに対応した遠隔操作側操作部材と、前記各遠隔操作側部材の操作位置に応じた検知信号をそれぞれ出力する操作位置センサと、前記各検知信号に応じて前記操作指令情報を生成する操作指令情報生成部とを備えることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の遠隔操作システム。
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