JP7167464B2 - 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

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。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、クレーン（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。作業機クレーン側の制御装置は、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、クレーン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クレーンの作動方向とが一致するので、クレーン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クレーン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に記載の移動式クレーンは、受信部が基準信号を受信することで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、移動式クレーンの受信部が直進性の高いレーザ光等からなる基準信号を受信できるように、受信部に対して遠隔操作端末の信号発信部をほぼ対向させた状態でしか基準座標系と作業機の座標系とを一致させることが出来ない点で不利であった。

特開２０１０－２２８９０５号公報

本発明の目的は、作業装置の遠隔操作時における誤操作を防止し、作業装置の遠隔操作を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、遠隔操作される作業装置を備える作業車両であって、操作方向基準に基づいて前記作業装置を遠隔操作する第１の操作部、および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を有する遠隔操作端末と、を備え、前記遠隔操作端末に、前記作業装置に対する遠隔操作端末の方向を算出するための電波発信機が設けられ、前記作業装置に、前記電波発信機からの電波を受信する情報取得手段が設けられ、前記作業装置の制御装置が、前記情報取得手段によって前記電波発信機からの電波を受信すると、受信した電波に基づいて前記作業装置に対する前記遠隔操作端末の方向を算出し、前記操作部の信号を取得すると、算出した前記作業装置に対する前記遠隔操作端末の方向と操作方向基準に対する前記操作部の傾倒角度とに基づいて前記作業装置の作動する方向を算出するとともに、その方向に前記作業装置を作動させ、前記遠隔操作端末には、前記作業装置に前記電波発信機からの電波を受信させる第２の操作部が設けられるものである。

第２の発明は、前記操作端末には、少なくとも二つの前記電波発信機が所定の間隔で配置されている作業車両である。

第３の発明は、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、前記作業装置に対する前記遠隔操作端末の方向を算出するための電波発信機と、前記遠隔操作端末の操作方向基準に基づいて前記作業装置を遠隔操作する第１の操作部と、前記作業装置に前記電波発信機からの電波を受信させる第２の操作部と、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、を備え、前記第１の操作部が操作されると、操作方向基準に対する前記第１の操作部の傾倒角度に基づいて前記作業装置を作動させる信号を前記作業装置の制御装置に送信し、前記第２の操作部が操作されると、前記作業装置に対する前記遠隔操作端末の方向を算出させる電波を前記作業装置の制御装置に送信するものである。

本発明は、以下に示すような効果を奏する。

第１の発明と第３の発明においては、遠隔操作端末に設けられた電波発信機によって、作業装置に対する遠隔操作端末の方向が算出されるので、第１の操作部が傾倒操作されると、遠隔操作端末の作業装置に対する方向を考慮した制御信号によってその操作方向に作業装置が移動する。従って、操縦者が遠隔操作中に操作部の操作方向に対するクレーンの作動方向の認識を喪失することがない。これにより、作業装置の遠隔操作時における誤操作を防止し、作業装置の遠隔操作を容易かつ簡単に行うことができる。また、作業装置に対する遠隔操作端末の方向が変わった場合、操縦者の判断で遠隔操作端末の方向が再計算される。これにより、作業装置の遠隔操作時における誤操作を防止し、作業装置の遠隔操作を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、遠隔操作端末に少なくとも二つの電波発信機が設けられているので、作業装置に対する各電波発信機の位置関係から遠隔操作端末の方向が容易に算出される。これにより、作業装置の遠隔操作時における誤操作を防止し、作業装置の遠隔操作を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。 遠隔操作端末の一実施形態に係る概略構成を示す平面図。 遠隔操作端末の一実施形態に係る制御構成を示すブロック図。 遠隔操作端末の方向を検出する際のクレーン装置と遠隔操作端末の位置関係を示す模式図。 遠隔操作端末に表示される荷物の画像を示す模式図。 任意の方向の遠隔操作端末の第１の操作具が上方向に操作された場合のクレーン装置の動作態様を示す模式図。 任意の方向の遠隔操作端末の第１の操作具が任意の傾倒角度に操作された場合のクレーン装置の動作態様を示す模式図。

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である移動式クレーン（ラフテレーンクレーン）からなるクレーン１について説明する。なお、本実施形態においては、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、キャビン１７、電波検出器３０、制御装置３１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、電磁比例切換バルブ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、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。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。また、ブーム９には、ジブ９ａが設けられている。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。

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、電磁比例切換バルブ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。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が設けられている。

画像取得手段であるカメラ９ｂは、荷物Ｗおよび荷物Ｗ周辺の地物の画像ｉを取得するものである。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１周辺の地物や地形を撮影可能に構成されている。また、カメラ９ｂは、３６０°回転可能に構成され、ブーム９の先端を中心とする全方位を撮影することができる。

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１０ａ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１１ａ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、電磁比例切換バルブ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。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２９（図２参照）や荷物Ｗの重量を検出する重量センサ等が設けられている。

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、電磁比例切換バルブ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、電磁比例切換バルブ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、旋回用油圧モータ８を操作することができる。起伏操作具１９は、起伏用油圧シリンダ１２を操作することができる。伸縮操作具２０は、伸縮用油圧シリンダを操作することができる。メインドラム操作具２１ｍは、メイン用油圧モータを操作することができる。サブドラム操作具２１ｓは、サブ用油圧モータを操作することができる。

通信機２２（図２参照）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からの画像ｉを遠隔操作端末３２に転送するように構成されている。

情報取得手段である電波検出器３０は、所定の周波数の方向算出用電波を全方位で受信し、方向算出用電波の発信時刻および受信時刻を取得することができるものである。電波検出器３０は、ブーム９の先端部に設けられている。

図２に示すように、制御装置３１は、各バルブを介してクレーン装置６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バルブ、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の画像ｉおよび方向算出用画像ｉ（ｄ）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、通信機２２に接続され、遠隔操作端末３２からの制御信号を取得し、クレーン装置６からの制御情報やカメラ９ｂからの画像ｉおよび方向算出用電波の受信強度等から算出した遠隔操作端末３２の回転角度θ１等を送信することができる。

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および起伏用センサ２９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、電波検出機に接続され、電波検出機が受信した少なくとも二以上の異なる周波数の方向算出用電波の全方位における強度分布と同期信号に基づいて、ブーム９の先端に対する遠隔操作端末３２の向きを算出することができる。

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とができる。

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、クレーン装置６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、筐体３３の操作面に設けられる第１の操作部である吊り荷移動操作具３５、第２の操作部である方向算出操作具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、一側電波発信機４０ａ、他側電波発信機４０ｂ、端末側表示装置４１、端末側通信機４２および端末側制御装置４３（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（図５参照）を基準とする吊り荷移動操作具３５の操作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、本実施形態において、初期設定として遠隔操作端末３２の筐体３３の操作面に向かって上方向（以下、単に「遠隔操作端末３２の上方向」と記す）に設定されている（破線矢印参照）。操作方向基準Ｂｏは、クレーン１のクレーン装置６が移動させる荷物Ｗの移動方向（ブーム９の先端の作動方向）を算出するため、吊り荷移動操作具３５が任意の方向に傾倒操作された際の傾倒角度θ２を算出する基準である。

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、操縦者が手で保持可能な大きさに構成されている。筐体３３には、操作面に方向算出操作具３４、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、端末側起伏操作具３９、一側電波発信機４０ａ、他側電波発信機４０ｂ、端末側表示装置４１および端末側通信機４２（図２、図４参照）が設けられている。

方向算出操作具３４は、ブーム９の先端に対する遠隔操作端末３２の方向を算出する指示が入力されるものである。方向算出操作具３４は、筐体３３の操作面から突出するボタン等から構成されている。遠隔操作端末３２は、方向算出操作具３４が押圧操作されることで端末側制御装置４３が一側電波発信機４０ａと他側電波発信機４０ｂに方向算出用電波を送信させる制御を実施するように構成されている。また、遠隔操作端末３２は、方向算出操作具３４の操作信号を、端末側通信機４２を介してクレーン装置６の制御装置３１に送信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スティックおよび操作スティックの傾倒方向および傾倒量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、操作スティック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、操作方向基準Ｂｏからセンサで検出した操作スティックの傾倒方向までの間の傾倒角度θ２（図８参照）およびその傾倒量についての信号を端末側制御装置４３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側方向を示す矢印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側方向を示す矢印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、例えば筐体３３の操作面から略垂直に起立した操作スティックおよび操作スティックの傾倒方向および傾倒量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、例えば筐体３３の操作面から起立した操作スティックおよびその傾倒方向および傾倒量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、例えば筐体３３の操作面から起立した操作スティックおよびその傾倒方向および傾倒量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。端末側サブドラム操作具３８ｓについても同様に構成されている。

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、例えば筐体３３の操作面から起立した操作スティックおよびその傾倒方向および傾倒量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。

一側電波発信機４０ａと他側電波発信機４０ｂは、ブーム９の延伸方向に対する遠隔操作端末３２の方向を算出する基準となるものである。一側電波発信機４０ａと他側電波発信機４０ｂは、本実施形態において、互いに異なる周波の方向算出用電波を送信するように構成されている。一側電波発信機４０ａは、筐体３３の操作面に向かって左側端部に設けられ、他側電波発信機４０ｂは、筐体３３の操作面に向かって右側端部に設けられている。一側電波発信機４０ａと他側電波発信機４０ｂとは、所定の間隔Ｐでになるように配置されている。また、一側電波発信機４０ａと他側電波発信機４０ｂとは、端末側制御装置４３からの制御信号によって方向算出用電波の発信と停止を行うように構成されている。一側電波発信機４０ａと他側電波発信機４０ｂとは、方向算出用電波を発信させる時間を同期させて、互いに周波数の異なる方向算出用電波と同期信号とを同時にクレーン１に送信する。遠隔操作端末３２は、方向算出操作具３４の操作によって一側電波発信機４０ａと他側電波発信機４０ｂとから方向算出用電波と同期信号とを電波検出器３０に送信する。

端末側表示装置４１は、クレーン１の姿勢情報や荷物Ｗ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４１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４１は筐体３３の操作面に設けられている。端末側表示装置４１には、ブーム９から撮影された荷物Ｗおよびその周辺の地物の画像ｉが表示されている。さらに、端末側表示装置４１には、ブーム９の延伸方向を示す矢印Ｇが画像ｉに重畳的に表示されている。また、端末側表示装置４１表示される荷物Ｗおよびその周辺の地物の画像ｉは、算出された遠隔操作端末３２の方向に応じて回転して表示される。すなわち、端末側表示装置４１には、ブーム９の延伸方向に対する操作方向基準Ｂｏ（図５の破線矢印参照）の回転方向および回転角度θ１が反映された状態で画像ｉが表示される。

さらに、端末側表示装置４１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側方向を示す矢印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側方向を示す矢印Ａｄが吊り荷移動操作具３５の傾倒角度θ２（図８参照）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４２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４２は、筐体３３の内部に設けられている。端末側通信機４２は、クレーン装置６からの画像ｉや制御信号等を受信すると端末側制御装置４３に伝達するように構成されている。また、端末側通信機４２は、端末側制御装置４３からの制御情報をクレーン１の通信機２２を介してクレーン装置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４３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４３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４３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４３は、方向算出操作具３４、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、端末側起伏操作具３９、一側電波発信機４０ａと他側電波発信機４０ｂ、端末側表示装置４１、端末側通信機４２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４３は、方向算出操作具３４、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、各操作具の操作スティック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４３は、方向算出操作具３４の操作信号を取得すると、端末側通信機４２を介して制御装置３１に遠隔操作端末３２の方向を算出する旨の信号を送信するように構成されている。また、端末側制御装置４３は、端末側通信機４２に接続され、制御装置３１の通信機２２を介して制御装置３１との間で各種情報を送受信することができる。

端末側制御装置４３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の各センサから取得した各操作スティックの操作信号から、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。

端末側制御装置４３は、一側電波発信機４０ａと他側電波発信機４０ｂに接続されている。端末側制御装置４３は、方向算出操作具３４からの操作信号を取得すると一側電波発信機４０ａと他側電波発信機４０ｂから異なる周波数の方向算出用電波と同期信号を発信させる。また、端末側制御装置４３は、制御装置３１から回転角度θ１を取得すると、一側電波発信機４０ａと他側電波発信機４０ｂによる方向算出用電波と同期信号の発信を停止させるように制御する。

端末側制御装置４３は、制御装置３１から通信機２２を介してカメラ９ｂが撮影した画像ｉを取得することができる。端末側制御装置４３は、制御装置３１からブーム９の延伸方向に対する操作方向基準Ｂｏ（図５における破線矢印参照）の回転方向および回転角度θ１を取得することができる。

端末側制御装置４３は、端末側表示装置４１に接続され、端末側表示装置４１にクレーン装置６の制御装置３１から取得した画像ｉやブーム９の延伸方向を示す矢印Ｇ等の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４３は、制御装置３１から取得したブーム９の延伸方向に対する操作方向基準Ｂｏ（図５における破線矢印参照）の回転方向および回転角度θ１に基づいて画像ｉを回転表示させることができる。

以下に、図５と図６を用いて、制御装置３１によるブーム９の延伸方向に対する遠隔操作端末３２の操作方向基準Ｂｏの回転方向および回転角度θ１の算出、および遠隔操作端末３２による画像ｉの表示について説明する。

図５に示すように、制御装置３１は、通信機２２を介して遠隔操作端末３２の方向算出操作具３４の操作信号を取得すると、電波検出器３０によって方向算出用電波と同期信号との検出を開始する。電波検出器３０は、遠隔操作端末３２の方向を算出するために、遠隔操作端末３２に設けられた一側電波発信機４０ａと他側電波発信機４０ｂとからの周波数の異なるそれぞれの方向算出用電波および同期信号を検出する。制御装置３１は、一側電波発信機４０ａと他側電波発信機４０ｂとからそれぞれの周波数の方向算出用電波の到達時間の差異を取得し、電波検出器３０から一側電波発信機４０ａまでの一側距離Ｌ（ａ）と電波検出器３０から他側電波発信機４０ｂまでの他側距離Ｌ（ｂ）とをそれぞれ算出する。さらに、制御装置３１は、それぞれの方向算出用電波の全方位における強度分布から到来方向を算出する。制御装置３１は、算出した一側距離Ｌ（ａ）、他側距離Ｌ（ｂ）と到来方向とに基づいて、ブーム９の延伸方向から遠隔操作端末３２の回転角度θ１を算出する。制御装置３１は、算出した回転方向および回転角度θ１を、通信機２２を介して遠隔操作端末３２の端末側制御装置４３に送信する。

図６に示すように、遠隔操作端末３２の端末側制御装置４３は、制御装置３１からブーム９の延伸方向に対する遠隔操作端末３２の回転方向および回転角度θ１を取得すると、回転角度θ１に基づいて、端末側表示装置４１に表示させているカメラ９ｂが撮影した荷物Ｗとその周辺の画像ｉおよび矢印Ｇを他方向に回転角度θ１だけ相対回転させる。例えば、遠隔操作端末３２がブーム９の延伸方向に対して一方向（図５（ａ）における右回り方向）に回転角度θ１の方向に向けられている場合、端末側制御装置４３は、画像ｉおよび矢印Ｇを他方向（左回り方向）に回転角度θ１だけ相対回転させる。つまり、遠隔操作端末３２の端末側表示装置４１には、ブーム９の延伸方向に対する方向に関わらず、操縦者の位置におけるブーム９の先端からの画像ｉがブーム９の延伸方向に合わせて表示されている。

次に、図７と図８とを用いて、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の方向として、車両２の前進方向を前方向、後進方向を後方向、前方向に向かって右側を右側方向、前方向に向かって左側を左側方向とする。本実施形態において、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、遠隔操作端末３２の上方向（吊り荷移動操作具３５および端末側表示装置４１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。遠隔操作端末３２の操作方向基準Ｂｏは、クレーン１のクレーン装置６が移動させる荷物Ｗの移動方向（ブーム９の先端の作動方向）を算出するための基準であるとともに、吊り荷移動操作具３５が傾倒角度θ２で傾倒操作された際の操作信号からクレーン装置６の制御信号を算出するための共通の基準である。また、回転角度θ１および傾倒角度θ２は、矢印Ａａ方向から左回り方向を＋方向とし、矢印Ａａ方向から右回り方向を－方向とし、角度の加減に各符号を用いるものとする。

図７に示すように、クレーン１は、遠隔操作端末３２を保持した操縦者が、平面視でブーム９の先端の左側から遠隔操作するものとする。クレーン装置６の制御装置３１は、遠隔操作端末３２から方向算出操作具３４の操作信号を取得すると、遠隔操作端末３２の一側電波発信機４０ａと他側電波発信機４０ｂとから送信される方向算出用電波を検出するために電波検出機を作動させる。制御装置３１は、周波数の異なる方向算出用電波と同期信号を検出し、ブーム９の延伸方向に対する遠隔操作端末３２の回転方向および回転角度θ１を算出する（図５参照）。本実施形態において遠隔操作端末３２は、ブーム９の延伸方向に対して右回り方向に回転角度θ１だけ回転された状態で操縦者に保持されている。

制御装置３１は、遠隔操作端末３２の回転方向および回転角度θ１を遠隔操作端末３２の端末側制御装置４３に通信機２２を介して送信する。端末側制御装置４３は、制御装置３１から取得した遠隔操作端末３２の回転方向および回転角度θ１に基づいて、合わせて送信されている荷物Ｗを含む画像ｉを左回りに回転角度θ１だけ相対回転させる。

端末側制御装置４３（図４参照）は、吊り荷移動操作具３５から取得した遠隔操作端末３２の上方向である操作方向基準Ｂｏから操作スティックの傾倒方向、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に基づいて、操作方向基準Ｂｏからの荷物Ｗの移動方向、移動角度θおよび移動速度を算出する。

遠隔操作端末３２の吊り荷移動操作具３５の任意の方向への傾倒操作として、例えば遠隔操作端末３２の上方向である操作方向基準Ｂｏの方向に傾倒操作された場合（傾倒角度θ２＝０°）、端末側制御装置４３は、操作方向基準Ｂｏの方向（破線矢印方向）に傾倒された操作スティック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４３は、取得した操作信号と回転角度θ１とから、ブーム９の延伸方向に対して一方向（右回り方向）に荷物Ｗの移動角度θ＝回転角度θ１＋傾倒角度θ２＝回転角度θ１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。つまり、端末側制御装置４３は、クレーン装置６に吊り荷移動操作具３５の傾倒方向にブーム９の先端（荷物Ｗ）を移動させる制御信号を送信するように構成されている。遠隔操作端末３２は、端末側制御装置４３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４２によってクレーン１に送信する。

図８に示すように、遠隔操作端末３２の吊り荷移動操作具３５の任意の方向への傾倒操作として、例えば吊り荷移動操作具３５の矢印Ａａの方向である操作方向基準Ｂｏから一方向（右回り方向）に傾倒角度θ２に傾倒操作された場合（矢印参照）、端末側制御装置４３は、操作方向基準Ｂｏから一方向に傾倒された操作スティック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４３は、取得した操作信号と回転角度θ１とから、ブーム９の延伸方向からの荷物Ｗの移動角度θ＝回転角度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。遠隔操作端末３２は、端末側制御装置４３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４２によってクレーン１に送信する。

クレーン１は、荷物Ｗをブーム９の延伸方向から一方向に移動角度θで移動させる（黒塗矢印参照）。つまり、クレーン１は、ブーム９の延伸方向を基準として算出した遠隔操作端末３２の回転角度θ１と、取得した吊り荷移動操作具３５の傾倒方向θ２とに基づいて荷物Ｗを移動させる。これにより、クレーン１は、遠隔操作端末３２がブーム９の延伸方向から回転していても、吊り荷移動操作具３５の傾倒操作方向と同一の方向にクレーン１が荷物Ｗを搬送するように制御信号を生成することができる。

このように構成することで、遠隔操作端末３２には、一側電波発信機４０ａと他側電波発信機４０ｂとから構成されているので、一側電波発信機４０ａと他側電波発信機４０ｂとの全方位における電波強度と間隔Ｐと方向算出用電波の到達時間とから遠隔操作端末３２の回転角度θ１が正確かつ容易に算出される。また、クレーン１は、遠隔操作端末３２の吊り荷移動操作具３５が傾倒操作されると、遠隔操作端末３２の回転角度θ１を考慮した制御信号が遠隔操作端末３２で生成され、その操作方向にブーム９の先端が移動する。従って、遠隔操作端末３２は、操縦者が遠隔操作中に吊り荷移動操作具３５の操作方向に対するクレーン１の作動方向の認識を喪失することがない。これにより、クレーン１の遠隔操作時における誤操作を防止し、クレーン１の遠隔操作を容易かつ簡単に行うことができる。

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
９ ブーム
３０ 電波検出器
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
４０ａ 一側電波発信機
４０ｂ 他側電波発信機
４３ 端末側制御装置

Claims (3)

1. 遠隔操作される作業装置を備える作業車両であって、
   操作方向基準に基づいて前記作業装置を遠隔操作する第１の操作部、および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を有する遠隔操作端末と、を備え、
   前記遠隔操作端末に、前記作業装置に対する遠隔操作端末の方向を算出するための電波発信機が設けられ、
   前記作業装置に、前記電波発信機からの電波を受信する情報取得手段が設けられ、
   前記作業装置の制御装置が、
   前記情報取得手段によって前記電波発信機からの電波を受信すると、受信した電波に基づいて前記作業装置に対する前記遠隔操作端末の方向を算出し、
   前記操作部の信号を取得すると、算出した前記作業装置に対する前記遠隔操作端末の方向と操作方向基準に対する前記操作部の傾倒角度とに基づいて前記作業装置の作動する方向を算出するとともに、その方向に前記作業装置を作動させ、
   前記遠隔操作端末には、前記作業装置に前記電波発信機からの電波を受信させる第２の操作部が設けられる作業車両。
2. 前記操作端末には、少なくとも二つの前記電波発信機が所定の間隔で配置されている請求項１に記載の作業車両。
3. 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、
   前記作業装置に対する前記遠隔操作端末の方向を算出するための電波発信機と、
   前記遠隔操作端末の操作方向基準に基づいて前記作業装置を遠隔操作する第１の操作部と、
   前記作業装置に前記電波発信機からの電波を受信させる第２の操作部と、
   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、を備え、
   前記第１の操作部が操作されると、操作方向基準に対する前記第１の操作部の傾倒角度に基づいて前記作業装置を作動させる信号を前記作業装置の制御装置に送信し、
   前記第２の操作部が操作されると、前記作業装置に対する前記遠隔操作端末の方向を算出させる電波を前記作業装置の制御装置に送信する遠隔操作端末。

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