JPH0610773B2

JPH0610773B2 - 搬送車遠隔操縦装置

Info

Publication number: JPH0610773B2
Application number: JP20181985A
Authority: JP
Inventors: 和貴大宮; 知宏後町; 智彦田中; 一郎宮崎
Original assignee: Nippon Hodo Co Ltd
Current assignee: Nikko Corp Ltd
Priority date: 1985-09-13
Filing date: 1985-09-13
Publication date: 1994-02-09
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPS6263314A

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は例えば上屋からホッパに材料を搬送する搬送車
の遠隔操縦装置に関する。

〈従来の技術〉アスファルト製造プラントにおいては、砂利，アスファ
ルト混合物等の材料を種類別に上屋に夫々貯蔵し、必要
に応じて前記材料をパワーショベルにて前記上屋から離
間するホッパに種類別に搬送供給する。

そして、各ホッパから各材料を所定の比率でアスファル
ト製造装置に供給して加熱・混合しアスファルト合材を
製造している。

〈発明が解決しようとする問題点〉ところで、従来においては各ホッパの材料が少なくなっ
たときにパワーショベルを運転者が操作することにより
各材料を各上屋から各ホッパに搬送供給するようにして
いるので、パワーショベル専従の人員を要するため作業
能率が低く製造コストも高くなっていた。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたもので、作
業能率の向上を図れる搬送車遠隔操縦装置を提供するこ
とを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉このため本発明は第１図に示すように、材料貯蔵所Ａに
貯蔵された材料を前記材料貯蔵所Ａと離間して設けられ
た供給領域Ｂに向け敷地内を走行させて搬送供給する搬
送車Ｃの遠隔操縦装置であって、前記材料貯蔵所Ａから
供給領域Ｂに至る搬送車Ｃの実際の作業時の走行軌跡及
び該走行軌跡に対応する搬送車Ｃの操作量若しくは予め
定めた任意の走行軌跡及び該走行軌跡に対応する操作量
を基本走行軌跡及び基本操作量として記憶設定する設定
手段Ｄと、設定された基本操作量若しくはこれに補正操
作量演算手段Ｅにより演算された補正操作量を加算した
値から操作量を演算する操作量演算手段Ｆと、高所Ｇに
配設され前記演算された操作量に基づいて当該操作量に
対応するレーザビームを発する第１発信手段Ｈと、高所
Ｇに配設され該第１発信手段Ｈのレーザビームを搬送車
Ｃに向け方向転換する方向転換手段Ｉと、前記搬送車Ｃ
に設けられ方向転換手段Ｉにより方向転換されたレーザ
ビームを受ける受信用受光素子からなる第１受信手段Ｊ
と、前記搬送車Ｃに設けられ搬送車Ｃの実際の操作量及
び第１受信手段Ｊの受信情報に対応する信号を発する第
２発信手段Ｋと、高所Ｇに配設され該第２発信手段Ｋか
らの信号を受ける第２受信手段Ｌと、前記第１受信手段
Ｊにより受信された信号に基づき前記操作量演算手段Ｆ
により演算された操作量に従って搬送車Ｃを自動操縦す
る操縦手段Ｍと、を設け、前記補正操作量演算手段Ｅ
は、搬送車Ｃと高所Ｇとの間の高さ及び前記第１受信手
段Ｊの受信用受光素子に入力されたレーザビームの方向
又は位置から解読された搬送車Ｃの現在位置と基本走行
軌跡に対応する基本操作量との偏差を走行軌跡の補正操
作量として演算する構成とした。

〈作用〉かかる構成において、設定手段Ｄは、搬送車Ｃの実際の
作業時の走行軌跡及び該走行軌跡に対応する搬送車Ｃの
操作量若しくは予め定めた任意の走行軌跡及び該走行軌
跡に対応する操作量を基本走行軌跡及び基本操作量とし
て記憶設定する。

操作量演算手段Ｆは、前記設定された基本操作量若しく
はこれに補正操作量演算手段Ｅにより演算された補正操
作量を加算した値から操作量を演算する。この場合、搬
送車Ｃと高所Ｇとの間の高さ及び第１受信手段Ｊの受信
用受光素子に入力されたレーザビームの方向又は位置か
ら解読された搬送車Ｃの現在位置と基本走行軌跡に対応
する基本操作量との偏差を走行軌跡の補正操作量として
演算する。第１発信手段Ｈは、前記演算された操作量に
基づいて当該操作量に対応するレーザビームを発し、こ
のレーザビームは方向転換手段Ｉにより、搬送車Ｃに向
け方向転換される。方向転換されたレーザビームは、第
１受信手段Ｊに受けられる。

第２発信手段Ｋは、搬送車Ｃの実際の操作量及び第１受
信手段Ｊの受信情報に対応する信号を発し、この信号
は、第２受信手段Ｌに受けられる。

そして、搬送車Ｃは、前記第１受信手段Ｊにより受信さ
れたレーザビームに基づいて演算された操作量に従い操
縦手段Ｍにより自動操縦される。

このようにして、搬送車Ｃは高所Ｇから発せられる信号
に基づいて、実際の作業時の走行軌跡若しくは予め定め
た任意の走行軌跡に従って走行され、即ち、遠隔操縦さ
れるから、搬送車Ｃを運転する専従の人員を削減でき、
作業能率の向上を図れる。特に、実際の走行軌跡が基本
走行軌跡に近付くように該実際の走行軌跡と該基本走行
軌跡との偏差に対応した操作量を前記補正操作量として
演算して、この補正操作量を設定された基本操作量に加
算した値から操作量を演算するようにしたから、搬送車
Ｃを基本走行軌跡に沿って的確に走行させることができ
る。走行の確実性を得られる。

〈実施例〉以下に、本発明の一実施例を第２図〜第５図に基づいて
説明する。

第２図において、高所としての後述するタワーの上部に
は搬送車としてのパワーショベル１を遠隔操縦する各種
制御機器が設けられている。

即ち、水平方向に延びる軸を中心として、垂直面に沿っ
て回動自由に取り付けられた第１反射鏡２ａと、該第１
反射鏡２ａの回動中心軸と直交しかつ略水平方向に延び
る軸を中心として、垂直面に沿って回動自由に取り付け
られた第２反射鏡２Ｂと、が設けられ、これら反射鏡２
ａ，２ｂは第１及び第２駆動装置３ａ，３ｂにより回動
されるように構成される。第１及び第２反射鏡２ａ，２
ｂ、第１及び第２駆動装置３ａ，３ｂにより方向転換手
段が構成される。

また、パワーショベル１の操作量を伝達するレーザビー
ムを発射するレーザ発射装置４が設けられ、レーザ発射
装置４から発射されたレーザビームは前記第２反射鏡２
ｂにより反射された後第１反射鏡２ａにより反射され前
記パワーショベル１の上部に設けられた第１受信手段と
しての受光装置５に入力されるように構成される。

前記レーザ発射装置４はレーザ通信装置６からの信号に
よりレーザビームを発射するように構成される。レーザ
通信装置６はマイクロコンピュータ等からなる制御装置
７の制御信号により動作するように構成されている。ま
た、制御装置７からの制御信号により前記第１及び第２
駆動装置３ａ，３ｂは動作するように構成される。

また、前記パワーショベル１の後部にはパワーショベル
１の運転情報等を電波にて発する第２発信手段としての
発信装置８が設けられている。この発信装置８から発信
された電波は前記タワーの上部に設けられた第２受信手
段としての受信装置９に入力され、受信装置９により信
号変換され前記制御装置７に送信される。

一方、前記パワーショベル１には、第３図に示すよう
に、パワーショベル本体の傾斜度を検出する傾斜度検出
センサ10が設けられ、この傾斜度検出センサ10によりパ
ワーショベルが転倒或いは大きく傾斜したことを検出す
るように構成される。

前記パワーショベル１のバケット11の内部には圧力セン
サ11に所定量の材料が導入されたか否かを検出するよう
に構成される。前記バケット11の垂直面内のバケット角
度を検出するバケット角度検出センサ13が設けられてい
る。前記バケット11を支持するアーム14の垂直面内のア
ーム角度を検出するアーム角度検出センサ15が設けられ
ている。これら検出センサ10，12，13，15の検出信号は
マイクロコンピュータ等からなる操縦手段としての制御
部16に入力された後前記発信装置８から前記タワーの受
信装置９に送信される。

前記パワーショベル１には一対の操向輪17と一対の駆動
輪18とが夫々設けられている。前記各操向輪17は第５図
に示すように操向用油圧シリンダ19の操作力がリンク機
構20を介して伝達される。操作用油圧シリンダ19の各油
圧室にはサーボバルブ21を介して油が供給される。

前記サーボバルブ21の操作軸21aは第１クラッチ22を介
して手動操作用ハンドル23に連結され、第１クラッチ22
はパワーショベル１を手動操縦するときにＯＮとし自動
操縦するときにＯＦＦとすべく制御部16からの信号によ
り切換えられるように構成される。これにより、手動操
作時に手動操作用ハンドル23によりサーボバルブ21が操
作される。また、前記操作軸21aにはチェーン式第１プ
ーリ24が設けられ、第１プーリ24はチェーンベルト25を
介して第２プーリ26に連結されている。第２プーリ26は
第２クラッチ27を介してサーボモータ28に連結され、第
２クラッチ27はパワーショベル１を手動操縦するときに
ＯＦＦとし自動操縦するときにＯＮとすべく切換えられ
るように構成される。これにより、自動操縦時にサーボ
モータ28によりサーボバルブ21が操作される。前記サー
ボバルブ21の開度を検出するポテンショ又はエンコーダ
等のバルブ開度検出センサ29が設けられ、バルブ開度検
出センサ29の検出信号は前記制御部16に入力される。前
記サーボモータ28はバルブ開度検出センサ29の検出信号
に基づくフィードバック制御による制御部16からの制御
信号にて駆動される。

また、前記バケット11及びアーム14は夫々別個に設けら
れた油圧シリンダ30a，30bにより駆動される。油圧シリ
ンダ30a，30bの各油圧室には第６図に示すように電磁式
サーボバルブ31を介して油が夫々供給されバケット11及
びアーム14が夫々駆動される。各油圧シリンダ30a，30b
のピストンロッドにはピストンロッドのストローク量を
検出するストローク量検出センサ32が夫々設けられ、こ
れらストローク量検出センサ32の検出信号は前記制御部
16に入力されている。前記各電磁式サーボバルブ31は制
御部16からの制御信号により切換制御され各油圧シリン
ダ30a，30bの油圧室への油圧供給量が各ストローク量検
出センサ32の検出信号に基づくフィードバック制御によ
り制御されバケット11及びアーム14が駆動される。前記
制御部16には、パワーショベル１を手動操縦するときに
はバケット11及びアーム14を手動操縦する手動レバー
（図示せず）からの操作量信号が入力される一方自動操
縦時には前記受光装置５を介して入力される操作情報信
号が入力され、これら信号に基づいて制御部16は電磁式
サーボバルブ31を切換制御するように構成される。

また、パワーショベル１に設けられた前記受光装置５に
は第７図及び第８図に示すように上部開放の筒状本体33
が設けられ、筒状本体33の上端部にはレーザビームが照
射されると照射された部位が発光する略正方形の発光板
34が設けられている。この発光板34の外表面は強化ガラ
ス35により防護され、強化ガラス35の外表面の略中央部
にはレーザビームを受ける受光素子36が設けられてい
る。この受光素子36は例えば多数の半導体が縦横に規則
正しく配列された固体映像素子から構成されており、各
半導体はレーザビームを受けると所定の電圧が誘起され
受光素子36はレーザビームにより入力される前記操作量
を信号変換して前記制御部16に入力させる。

前記筒状本体33の下部には前記発光板34を介して描かれ
るレーザビームの十文字軌跡を画像解析するため前記と
同様な固体映像素子からなる受光カメラ37が設けられ、
受光カメラ37はレーザビームの中心部が前記受光素子36
の中央部に位置されているか否かを検出し、この検出信
号を制御部16に入力させる。ここでレーザビームは第１
及び第２反射鏡２ａ，２ｂを微小量ずつ短時間に交互に
回動させることにより第11図に示すように十字状にクロ
スするように照射されるようになっている。

また、パワーショベル１には、油圧ポンプ（図示せず）
の吐出圧力を検出する油圧センサ（図示せず）と、制動
用の空気圧力を検出する空圧センサ（図示せず）と、バ
ッテリ等の電源電圧を検出する電圧センサ（図示せず）
と、エンジン冷却水量を検出する冷却水センサ（図示せ
ず）と、冷却水温度を検出する温度センサ（図示せず）
と、エンジン回転速度を検出する回転センサ（図示せ
ず）と、燃料残量を検出する燃料残量センサ（図示せ
ず）と、車両速度を検出する車速センサと、が設けら
れ、これらセンサの検出信号が前記制御部16に入力され
ている。また、パワーショベル１には、操作輪16及び駆
動輪17近傍に設けられ異物等の接近を検出する近接スイ
ッチ（図示せず）と、本体前部に設けられ人間等の物体
の異常接近を検出する赤外線センサ（図示せず）と、が
設けられ、これらセンサの検出信号は前記制御部16に入
力されている。

これら各種センサにより検出された運転情報は制御部16
から発信装置８を介して電波信号に変換されてタワー上
部に設けられた受信装置９に送信された後前記制御装置
７に入力される。制御装置７は入力された運転情報に基
づいてパワーショベル１の操作量を決定しこの操作量を
レーザビームによりパワーショベル１に伝達する。

パワーショベル１には、エンジン出力を複数段階（例え
ば５段階）に切換制御するスロットル制御装置（図示せ
ず）が設けられ、このスロットル制御装置は前記制御部
16からの制御信号によりエンジン出力が切換えられるよ
うに構成されている。

パワーショベル１には、通常運転時に制動力を制御する
第１ブレーキ装置（図示せず）と、緊急時に制動する第
２ブレーキ装置（図示せず）と、駐車用のパーキングブ
レーキ装置（図示せず）と、が設けられている。

また、パワーショベル１には、エンジンの出力を駆動輪
18に伝達する自動変速装置（図示せず）が設けられ、こ
の自動変速装置は制御部16からの制御信号若しくは運転
者の意志により前進２段，後進１段かつ中立位置にシフ
ト制御されるように構成されている。

一方、アスファルト合材製造プラント工場の敷地は略平
坦に形成され、その敷地には第９図に示すように砕石，
砂利，アスファルト等の各種材料を種類別に貯蔵する複
数の材料貯蔵所としての上屋38ａ〜38ｅがそれらの入口
部を第９図中下方に向けて並設されている。また、敷地
には前記各材料を種類別に貯留する複数の供給領域とし
てのホッパ39ａ〜39ｅが前記上屋38ａ〜38ｅから離間さ
せて並設されている。これらホッパ39ａ〜39ｅは第10図
に示すように下部に設けられたコンベア40により貯留さ
れた材料を図示しないアスファルト製造装置に所定の比
率で搬送供給するように構成されている。前記各ホッパ
39ａ〜39ｅには貯留されている残りの材料が所定量以下
になったときを検出する残量センサ41が夫々設けられ、
これら残量センサ41は材料が所定量以下になったときに
前記制御装置７に警報信号を発するように構成されてい
る。ここで、ホッパ39ａ〜39ｅの警報信号は異種の信号
を使用しいずれのホッパからの警報信号を制御装置７が
判定できるようになっている。

また、敷地の端部にはタワー42が立設されており、この
タワー42の上部に設けられた第１及び第２反射鏡２ａ，
２ｂの真直下の敷地が座標の原点（ｘ_o,y₀）に設定され
ている。

また、第２図において、第１及び第２反射鏡２ａ，２ｂ
の回動位置を夫々検出する回動位置検出センサ（図示せ
ず）が設けられ、これら回動位置検出センサの検出信号
が前記制御装置７に入力される。これにより、制御装置
７はレーザビームが照射されるパワーショベル１の受光
装置５の実際の位置を判定するように構成されている。

前記制御装置７及び制御部16は第12図〜第16図に示すフ
ローチャートに従って作動する。

ここでは、制御装置７が設定手段と補正手段とを兼ねて
いる。また、制御装置７とレーザビーム発射装置４によ
り第１発信手段が構成される。

次に作用を第12図〜第16図に示すフローチャートに従っ
て説明する。尚、本実施例では１つの上屋38ｂに貯蔵さ
れた材料を１つのホッパ39ｂに搬送供給時の作用につい
て説明する。

まず、タワー上部に設けられた制御装置７のＲＡＭに記
憶される制御パターン入力について説明すると、第９図
に示す各上屋38ａ〜38ｅに貯蔵されている材料名（例え
ば砕石，細砂等）と各上屋38ａ〜38ｅとを対応させて前
記ＲＡＭに記憶させる。前記各ホッパ39ａ〜39ｅに供給
される材料名と各ホッパ39ａ〜39ｅとを対応させて前記
ＲＡＭに記憶させる。また、２つ以上のホッパ39ａ〜39
ｅの材料が略同時に所定量以下になったときにいずれの
ホッパから材料を供給開始させるかの優先順位を製造す
べきアスファルト合材の種類に対応させて設定し、この
優先順位を前記ＲＡＭに記憶させる。また、パワーショ
ベル１の走行可能な最大行動範囲を第９図中Ａで示すよ
うに設定し、この最大行動範囲内において敷地を格子状
に細分化しそれら格子点を二次元直角座標（ｘ，ｙ）と
して前記ＲＡＭに記憶させる。尚、上記直角座標は前記
タワー上部に設けられた第１及び第２反射鏡２ａ，２ｂ
の真直下の敷地を原点として記憶させる。

次に、熟練した運転者がパワーショベル１を実際に手動
操縦して走行させ各上屋38ａ〜38ｅの材料を積込んだ後
各ホッパ39ａ〜39ｅに搬送供給作業を行う。そして、こ
のときのパワーショベル１の走行軌跡とこれに対応する
パワーショベル１の基本操作量を前記ＲＡＭに記憶させ
る。

即ち、パワーショベル１の操作量を電波信号にて受信装
置９を介して制御装置７に入力し、入力電波信号の仰角
（第２図中α）と例えばｘ軸（ｙ軸でもよい）に対する
入力電波信号の入力角度（第９図中β）とに基づいてパ
ワーショベル１の走行軌路と走行軌跡とに対応する操作
量とを記憶する。この時、パワーショベル１を直進させ
る直線状の基本走行軌跡（第９図中Ｂ）とこれに対応す
る基本操作量は前記ＲＡＭへの敷地座標の記憶時に記憶
させ、この直線状の走行軌跡からパワーショベル１が上
屋38ｂ及びホッパ39ｂに夫々方向を転換する時点から前
記運転者の操縦による習い運転（以下習い運転と略す）
に基づいてパワーショベル１の基本走行軌跡とこれに対
応する基本操作量を記憶させる。

具体的には、第１回目の材料積込時は上屋38ｂの略中央
部の材料を掬って積込むように第９図中直角座標（ｘ
ａ，ｙａ）地点にて前進させつつハンドルを切始めた
後、上屋38ｂに向かって第９図中実線で示すように直進
させる。このハンドルの切始め時点の直角座標（ｘａ，
ｙａ）を前記ＲＡＭに記憶させると共に、上屋38ｂへの
方向転換時のハンドルの切った回転数，ハンドルの回転
方向，回転速度，車速等を基本操作量として前記バルブ
開度検出センサ29の検出信号等に基づいて記憶させる。
また、第２回目及び第３回目の材料積込時には第９図中
破線で示すように直角座標（ｘｂ，ｙｂ）及び（ｘｃ，
ｙｃ）地点にてハンドルを切初め、そのときの座標を材
料搬出回数に対応させて各上屋毎に前記ＲＡＭに記憶さ
せる。

また、材料積込時にパワーショベル１が最大行動範囲ｙ
＝ｃの地点に到達した時点から上屋39ｂ内において、パ
ワーショベル１に設けられた前記制御部16のＲＡＭにパ
ワーショベル１の基本走行軌跡，これに対応する基本操
作量，バケット11及びアーム14の操作角度を習い運転に
基づいて記憶させる。さらに、材料を積込んだ後、上屋
38ｂから退出したパワーショベル１を第９図中直角座標
（ｘ₁，ｙ₁）の地点まで後退させた後、その地点から前
進させてホッパ39ｂまで移動させる。このとき、直線状
の走行軌路からホッパ39ｂに向かってパワーショベル１
の進行方向を変える地点の直角座標（ｘｄ，ｙｄ）及び
ハンドルの回転数等を前記と同様に習い運転に基づいて
前記制御装置７のＲＡＭに記憶させる。また、ホッパ39
ｂにバケット11に積込まれた材料を投下するときのバケ
ット11及びアーム14の操作角度を前記と同様に習い運転
に基づいて前記制御装置７のＲＡＭに記憶させる。

このようにして得られたパワーショベル１の基本制御パ
ターンに基づいて制御装置７及び制御部16は、パワーシ
ョベル１を操縦する。

即ち、制御装置７は第12図のフローチャートのＳ１にて
ホッパ39ａ〜39ｅから警報信号が入力されたか否かを判
定し、ＹＥＳ即ち警報信号が入力されたときには少なく
とも１つのホッパに貯留されている材料が所定量以下に
なったと判定しＳ２に進み、それ以外はＳ１に戻る。

Ｓ２では、１つのホッパのみから警報信号が入力されて
いるか否かを判定し、ＹＥＳの場合にはＳ３に進み、１
つのホッパのみ材料が所定値以下であることをＦ＝０と
してＲＡＭに記憶させる。また、ＮＯの場合には２つ以
上のホッパの材料が略同時に所定量以下になったと判定
しＳ４に進む。

Ｓ４では、２つ以上のホッパの材料が略同時に所定量以
下になったときにいずれのホッパに優先的に材料の供給
を開始させるかを予め設定した優先順位を前記ＲＡＭに
前記警報信号に基づいて検索し検索された優先順位によ
り最初に材料を投入するホッパを決定した後、Ｓ５で２
つ以上のホッパの材料が所定値以下であることをＦ＝１
としてＲＡＭに記憶させる。

Ｓ６では材料を供給すべきホッパに対応する上屋の材料
搬出回数をＲＡＭから検索し、Ｓ７では検索された材料
搬出回数からパワーショベル１の基本走行軌跡とこれに
対応する基本操作量をＲＡＭから検索する。ここで、Ｒ
ＡＭに記憶される材料搬出回数は初期値が１に設定され
搬出終了毎に１→２→３→１と順次更新される。そし
て、材料搬出回数が、１のときには基本走行軌跡が第９
図中実線Ｄで示すようになるように検索され、２のとき
には基本走行軌跡が第９図中破線Ｅで示すようになるよ
うに検索され、また３のときには基本走行軌跡が第９図
中破線Ｆで示すようになるように基本操作量が検索され
る。

Ｓ８では検索された基本操作量に基づいてパワーショベ
ル１を遠隔操縦する。このパワーショベルの制御につい
ては後述する。

Ｓ９ではパワーショベル１の制御が終了したか否かを例
えば所定時間毎に判定しＮＯの場合にＳ８に戻りＹＥＳ
の場合はＳ10に進む。Ｓ10ではＲＡＭに記憶されたＦ
（フラッグ）が０か否かを判定する。Ｆ＝０の場合には
１つのホッパのみの材料が所定量以下のときでありホッ
パへの材料供給動作は終了したと判定しＳ１に戻る。ま
たＦ＝１の場合には他のホッパの材料が所定量以下であ
ると判定しＳ11に進む。

そして、Ｓ11ではＳ４にて検索された優先順位に基づい
て材料を供給すべき次のホッパを検索する。Ｓ12ではＳ
11にて検索されたホッパが優先順位の最後のホッパであ
るか否かを判定し最後のホッパのときにはＳ３に進みＦ
＝１をＦ＝０に書換えた後Ｓ６に進む。また、優先順位
の最後のホッパでないと判定したときにはＦ＝１に維持
させた状態でＳ６に進む。

次にレーザビームによるパワーショベル１の走行制御を
第９図を参照しつつ第13図に示すフローチャートに従っ
て説明する。尚、制御装置７は第１及び第２反射鏡２
ａ，２ｂを回動制御しパワーショベル１の受光装置５に
レーザビームを発信するレーザビーム通信制御によりパ
ワーショベル１の遠隔操縦を行うがレーザビーム通信制
御は後述する。また、制御装置７から出力された制御信
号に基づいて制御部16がパワーショベル１を自動操縦す
る。

即ち、Ｓ21ではパワーショベル１をシフト制御すると共
にスロットル制御することにより第９図中直線状の基本
走行軌跡Ｂに沿って直角座標（ｘ₁，ｙ₁）地点から直進
させる。Ｓ22では、パワーショベル１が方向を上屋38ｂ
に向かって切換える所定座標に到達したか否かを判定
し、ＮＯの場合はＳ１に戻りＹＥＳの場合はＳ３に進
む。ここで、前記所定座標は第９図に示すように材料搬
出回数が１回目のときには（ｘ_a，ｙ_a）に設定され、２
回目のときには（ｘ_b，ｙ_b）に設定され、３回目のとき
には（ｘ_c，ｙ_c）に設定されて前述の如く前記ＲＡＭに
記憶されている。

そして、パワーショベル１が所定座標｛ここでは
（ｘ_a，ｙ_a）とする｝に到達したときにはＳ23で操向制
御を行う。即ち、習い運転に基づいて記憶されたハンド
ルの回転数と回転方向と回転速度との基本操作量である
目標値によりサーボモータ28を回転制御し前記目標値に
なるようにサーボバルブ21を駆動する。これにより、操
向輪17が方向を換えられパワーショベル１が第９図中実
線で示す基本走行軌跡に沿って前進しつつ徐々に上屋38
ｂに向かうように方向転換される。

この方向転換時、Ｓ24でパワーショベル１の実際の走行
軌跡が前記ＲＡＭに記憶されている基本走行軌跡（第９
図中Ｄ）からずれているか否かを判定する。そして、実
際の走行軌跡がずれていると判定されたときにはＳ25で
実際の走行軌跡が基本走行軌跡Ｄに近づくように前記操
作量を補正して補正操作量を演算しこれら基本操作量と
補正操作量とに基づいてサーボモータ28の回転制御値を
補正することにより操向補正を行う。また、実際の走行
軌跡が基本走行軌跡であると判定した時にはＳ27で前記
目標値に基づいて操向制御を継続させる。ここで、走行
軌跡のずれの検出は、以下の如く行われる。即ち、レー
ザビームの中心がパワーショベル１に設けられた受光装
置５の受光素子36の中央部に常時位置するようにレーザ
ビームが照射されているため、実際に照射しているとき
の第１及び第２反射鏡２ａ，２ｂの抑角、水平角と、パ
ワーショベル１から第１及び第２反射鏡２ａ，２ｂまで
の高さからパワーショベル１が実際に存在する現在位置
の直角座標を検出し、この直角座標と基本走行軌跡の座
標との偏差を走行軌跡の補正操作量として検出する。

Ｓ27ではハンドルの回転数即ちサーボバルブ21の回転角
度が前記目標値になったか否かを判定しＮＯの場合には
Ｓ23に戻りＹＥＳの場合にはＳ28に進む。ここで、操向
制御はバルブ開度検出センサ29の検出信号に基づいてフ
ィードバック制御により行われる。

Ｓ28では、Ｓ21と同様にパワーショベル１を前進させ
る。そして、Ｓ29ではパワーショベル１が直角座標ｙ＝
ｃ（第９図参照）に到達したか否かを判定しＮＯの場合
にはＳ28に戻りＹＥＳの場合にはＳ30に進みパワーショ
ベル１を停止させる。

Ｓ31ではパワーショベル１に対してパワーショベル１を
パワーショベル１に設けられた制御部16により自動操縦
し上屋38ｂ内での材料積込作業を行うように切換信号を
レーザビームにより出力する。制御部16によるパワーシ
ョベル１の制御は後述する。

Ｓ32ではパワーショベル１に対するレーザビームの出力
を停止させ、Ｓ33でパワーショベル１から電波信号によ
り切換信号が入力されたか否かを判定し、ＮＯの場合に
はＳ32に戻りＹＥＳの場合にはパワーショベル１が積込
作業を終了しパワーショベル１が上屋38ｂから座標ｙ＝
ｃ地点まで退出したと判定し、レーザビームの出力を開
始させる。尚、レーザビームの出力は停止させることな
く連続して出力させてもよい。

そして、Ｓ34及びＳ35ではパワーショベル１を前記とは
逆に後進させつつ操向制御することにより前記目標走行
軌跡Ｄに沿って後退させ直線状の走行軌跡Ｂまで移動さ
せる。

その後、Ｓ36でパワーショベル１を直線状の走行軌跡に
沿ってスタート時の座標（ｘ₁，ｙ₁）まで後退させる。
Ｓ37ではパワーショベル１が前記座標（ｘ₁，ｙ₁）まで
後退したか否かを判定しＮＯの場合にＳ36に戻り、ＹＥ
Ｓの場合にはＳ39に進みパワーショベル１を停止させ
る。

そして、Ｓ40で前進させホッパ39ｂへの材料供給動作に
移行する。Ｓ41では、パワーショベル１の方向をホッパ
39ｂに向かって切換える所定座標（ｘ_d，ｙ_d）に到達し
たか否かを判定し、ＮＯの場合はＳ40に戻りＹＥＳの場
合はＳ42に進む。前記所定座標（ｘ_d，ｙ_d）は習い運転
により設定され前記ＲＡＭに記憶されている。

Ｓ42では習い運転に基づいて記憶されたハンドルの回転
数と回転方向と回転速度との目標値によりサーボモータ
28を回転制御し前記目標値になるようにサーボバルブ21
をフィードバック制御する。これにより操向輪17が方向
を変えられパワーショベル１が第９図中実線で示す基本
走行軌跡Ｇに沿って走行し徐々にパワーショベル１がホ
ッパ39ｂに向かうように方向転換される。

そして、前記目標値だけサーボモータ28が回転制御され
ると、Ｓ43でホッパ39ｂに対して略直角にパワーショベ
ル１を前進制御する。

そして、Ｓ44ではパワーショベル１が直角座標Ｙ＝Ｃ_a
に到達したか否かを判定し、ＮＯの場合はＳ43に戻りＹ
ＥＳの場合はＳ45に進みパワーショベル１を停止させ
る。このとき、パワーショベル１のバケット11はホッパ
39ｂの上方に位置される。Ｓ46では習い運転に基づいて
ＲＡＭに記憶された記憶値によりバケット11及びアーム
14を操作し、バケット11に積込まれた材料をホッパ39ｂ
に投下供給する。そして、Ｓ47ではバケット11内に設け
られた圧力センサ12の検出信号に基づいて材料のホッパ
39ｂへの投下が終了したか否かを判定し、ＮＯの場合は
Ｓ46に戻りＹＥＳの場合はＳ48に進む。具体的には圧力
センサ12により検出された圧力が所定値以下になったと
きに材料の投下が終了したと判定する。

Ｓ48及びＳ49では直角座標Ｙ＝Ｃａから後進させつつ操
向制御を行いパワーショベル１を直線状の基本走行軌跡
Ｂまで移動させる。その後Ｓ50ではパワーショベル１を
直線状の走行軌跡Ｂに沿ってスタート時の座標（ｘ₁，
ｙ₁）まで後退させる。そしてＳ51ではパワーショベル
１が前記座標（ｘ₁，ｙ₁）に到達したか否かを判定し、
ＮＯの場合にはＳ50に戻りＹＥＳの場合にはＳ52に進ん
でパワーショベル１をスタート時の座標（ｘ₁，ｙ₁）地
点に停止させる。

このようにして、レーザビーム通信制御によるパワーシ
ョベル１の遠隔操縦は行われる。尚、積込作業途中に他
のホッパが緊急に材料と必要とする場合は、途中からそ
のホッパの積込作業に切換えてもよい。この遠隔操縦は
発信装置８からの運転情報に基づいてパワーショベル１
の車速等の操作量を補正制御して行われる。

次に、上屋38ｂ内におけるパワーショベル１の制御部16
による自動操縦について第14図に示すフローチャートに
より述べる。

即ち、Ｓ61でパワーショベル１に設けられた制御部16は
タワー上部に設けられた制御装置７からの切換信号が入
力されたか否かを判定し、ＹＥＳの場合には制御部16に
よるパワーショベル１の自動操縦を開始する。

そして、Ｓ62ではパワーショベル１前後方向の向きが上
屋38ｂの入口に対して略直角になっているか否かを判定
し、略直角の場合には後述するＳ67に進む。また、直角
でないと判定したときにはＳ63〜Ｓ65に進み、パワーシ
ョベル１を所定量，後進させつつ操向制御を行った後所
定量前進させパワーショベル１を停止させパワーショベ
ル１の前記向きを上屋38ｂの入口に対して略直角になる
ように修正する。ここで操向制御はサーボモータ28の回
転制御によりサーボバルブ21を駆動し操向輪17の向きを
所定量変化させて行う。また、パワーショベル１の向き
が上屋38ｂの入口に対して略直角になったか否かの検出
は、座標Ｙ＝Ｃの地点において前記受光装置５が受信し
たレーザビームの軌跡が発光板35に対して、第８図に示
すように、直角になっているか否かを画像解析すること
により行う。

そして、Ｓ66では再度パワーショベル１の向きが上屋38
ｂの入口に対して略直角か否かを判定し、ＮＯの場合は
Ｓ63に戻りＹＥＳの場合はＳ67に進む。

Ｓ67では習い運転に基づいて制御部16のＲＡＭに記憶さ
れた記憶値によりバケット11及びアーム14を操作する。
具体的には、バケット11が敷地表面に近接するまでバケ
ット11を下動させると共にバケット11の開口部がパワー
ショベル１の前方を向くようにバケット11を垂直面内を
回動させる。尚、パワーショベル１の停止時にパワーシ
ョベル１が上屋38ｂの壁部に衝突しないか否かを検出し
衝突のおそれがある場合はその後の制御を停止させても
よい。

そして、Ｓ68ではパワーショベル１を前進させ上屋38ｂ
内に突入させる。Ｓ69ではバケット11内に設けられた圧
力センサ12の検出信号に基づいて上屋38ｂ内に貯留され
た材料がバケット11に所定量導入されたか否かを判定
し、ＮＯの場合はＳ68に戻りＹＥＳの場合はＳ70に進
む。具体的には圧力センサ12により検出された圧力が所
定値以上になったときにバケット11に材料が所定量導入
されたと判定する。

Ｓ70ではパワーショベル１の前進を停止させた後、Ｓ71
ではバケット11及びアーム14を操作する。具体的には習
い運転に基づいて制御部16のＲＡＭに記憶された操作量
によりバケット11の開口部が上方を向くようにバケット
11を垂直面内を回動させると共にアーム14を上動させバ
ケット11に材料を積込む。

そして、Ｓ72ではパワーショベル１を上屋38ｂ出口の座
標Ｙ＝Ｃ地点まで後退させる。そして、Ｓ73でパワーシ
ョベル１が座標Ｙ＝Ｃ地点以降上屋38ｂ内に材料を積載
するために入った時点で、レーザビームが上屋38ｂの屋
根によりパワーショベル１に照射されるのが遮断された
時には、Ｓ74でタワー上部に設けられた制御装置７に対
して制御装置７によるパワーショベル１の自動操縦が行
われる発信装置８を介して電波信号により切換信号を出
力し、前述の遠隔操縦を行う。尚、レーザビームが受光
装置５に到達する領域では、レーザビーム通信制御によ
り材料の積込作業を行うようにしてもよい。

次にレーザ通信制御を第２図及び第11図を参照しつつ第
15図に示すフローチャートに従って説明する。

Ｓ81ではレーザ通信装置６を動作させレーザ発射装置４
から第２反射鏡２ｂにレーザビームを発射させる。これ
により、第２反射鏡２ｂにて反射されたレーザビームは
第１反射鏡２ａにて反射されパワーショベル１の受光装
置５に向かって照射される。

Ｓ82では第１及び第２駆動装置３ａ，３ｂを交互に作動
させることにより第１及び第２反射鏡２ａ，２ｂを交互
に微少量ずつ回動させる。これにより、第11図に示すよ
うにパワーショベル１の受光装置５に照射されるレーザ
ビームを縦横（例えばＸ軸とＹ軸方向）に交互に短時間
でかつ所定量振動させる。そして、レーザビームが中心
部Ｈを中心として十字状にクロスするようにレーザビー
ムを所定量振らせる。

Ｓ83ではレーザビームの中心部Ｈがパワーショベル１の
受光装置５の受光素子36の略中央部に位置するように第
１及び第２反射鏡２ａ，２ｂを夫々回動させレーザビー
ムの中心部Ｈを移動させ受光素子36の略中央部を探知す
る。

Ｓ84ではレーザビームの中心部Ｈが前記受光素子36の略
中央部に位置されたか否かを判定し、ＮＯの場合にはＳ
83に戻りＹＥＳの場合にはＳ85に進む。ここでレーザビ
ームの中心部Ｈが受光素子36の略中心部に位置したか否
かの検出は前記受光カメラ37により行いその検出信号を
制御装置７に電波信号により入力させる。

そして、レーザビームの中心部Ｈが受光素子36の略中心
部に位置したときにはＳ85でレーザビームの中心部Ｈの
移動を停止させＳ86でパワーショベル１の操作量をレー
ザビームにより受光素子36に伝達する。この操作量はレ
ーザビームを短時間にＯＮ・ＯＦＦさせた符号信号によ
り伝達する。

このようにして、パワーショベル１の操作量を略一定時
間或いは所定操行距離毎にレーザビームによりパワーシ
ョベル１の受光素子36に伝達する。そして、制御部16は
伝達された操作量に基づいてパワーショベル１を自動操
縦する。

次に、パワーショベルの異常監視について第16図のフロ
ーチャートに従って説明する。

Ｓ91では前記近接スイッチ，傾斜度検出センサ10，赤外
線センサからの各種信号が読込まれ、Ｓ92で各種信号か
らパワーショベル１の異常状態を判定する。そして、異
常状態と判定されたときにはＳ93で制動を開始すると共
にＳ94でシフトチェンジしシフトをニュートラルにす
る。これによりパワーショベル１を緊急停止させる。

以上説明したように、単一のタワー上部に設けられた第
１及び第２反射鏡２ａ，２ｂを駆動し操行軌跡に対応す
る操作量をレーザビームによりパワーショベル１に伝達
しパワーショベル１を遠隔操作するようにしたので、ア
スファルト合材製造プラントの無人化を図れるため作業
能率の向上を図れる。また、レーザビームにより操作量
を伝達するようにしたから、同時に異なる操作量をパワ
ーショベル１に伝達できる。また、タワーの上部から下
方のパワーショベル１に操作量を伝達するようにしたか
ら、上屋38ａ〜38ｂ等に邪魔されることなく操作量をパ
ワーショベル１に確実に伝達できる。

また、レーザビームを十字状にクロスするように微小振
動させるようにしたので、走行中パワーショベル１の受
光装置５が何らかの原因（例えば敷地の凹凸）により急
激にレーザビームから外れてもレーザビームの中心部Ｈ
の移動により前記受光素子36の略中央部を短時間で探知
できる。

尚、受光素子36に入力されるレーザビームを一方向に直
線状に振らせ、その向きによって補正操作量を演算し、
パワーショベル１の進行方向を指示してもよい。また、
一方向に直線状に振られたレーザビームの方向と基準方
向との間の角度から補正操作量を演算し、パワーショベ
ル１を制御してもよい。また、受光素子36に入力される
レーザビームを中央部からずれた位置に照射しその受光
素子36の中央部からの偏差量によって補正操作量を演算
し、パワーショベル１の進行方向を指示してもよい。

また、本実施例ではパワーショベル１の走行軌跡及びこ
れに対応する操作量を習い運転により設定したが、走行
軌跡及びこれに対応する操作量は初期設定してもよい。
また、第２図破線で示すように、前記制御装置による遠
隔操縦と切換えて、タワー上に設けられた手動遠隔操縦
装置によりパワーショベル１を手動操縦するように構成
してもよい。また、搬送車としてはパワーショベル１に
限ることはない。

〈発明の効果〉本発明は、以上説明したように、搬送車を高所から発せ
られる信号に基づいて、実際の作業時の走行軌跡若しく
は予め定めた任意の走行軌跡に従って走行させ、即ち、
遠隔操縦させるようにしたから、搬送車を運転する専従
の人員を削減でき、作業能率の向上を図れる。特に、実
際の走行軌跡が基本走行軌跡に近付くように該実際の走
行軌跡と該基本走行軌跡との偏差に対応した操作量を前
記補正操作量として演算して、この補正操作量を設定さ
れた基本操作量に加算した値から操作量を演算するよう
にしたから、搬送車を基本走行軌跡に沿って的確に走行
させることができる。走行の確実性を得られるという利
点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図は本発明の一
実施例を示す概略図、第３図は同上のパワーショベルの
側面図、第４図は第３図の平面図、第５図はパワーショ
ベル１のステアリング制御部の概略図、第６図はパワー
ショベル１のバケット及びアームの操作部の概略図、第
７図はパワーショベル１の要部拡大図、第８図は第７図
の平面図、第９図はアスファルト合材製造プラントの要
部平面図、第10図は第９図の要部拡大図、第11図は作用
を説明するための図、第12図〜第16図は夫々同上のフロ
ーチャートである。１…パワーショベル、２ａ…第１反射鏡、２ｂ…第１反
射鏡、３ａ…第１駆動装置、３ｂ…第２駆動装置、５…
受光装置、７…制御装置、８…発振装置、９…受信装
置、11…バケット、16…制御部、38ｂ〜38ｅ…上屋、39
ａ〜39ｅ…ホッパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮崎一郎東京都中央区京橋１丁目19番11号日本舗道株式会社内 (56)参考文献特開昭60−48511（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−144218（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】材料貯蔵所に貯蔵された材料を前記材料貯
蔵所と離間して設けられた供給領域に向け敷地内を走行
させて搬送供給する搬送車の遠隔操縦装置であって、前
記材料貯蔵所から供給領域に至る搬送車の実際の作業時
の走行軌跡及び該走行軌跡に対応する搬送車の操作量若
しくは予め定めた任意の走行軌跡及び該走行軌跡に対応
する操作量を基本走行軌跡及び基本操作量として記憶設
定する設定手段と、設定された基本操作量若しくはこれ
に補正操作量演算手段により演算された補正操作量を加
算した値から操作量を演算する操作量演算手段と、高所
に配設され前記演算された操作量に基づいて当該操作量
に対応するレーザビームを発する第１発信手段と、高所
に配設され該第１発信手段のレーザビームを搬送車に向
け方向転換する方向転換手段と、前記搬送車に設けられ
方向転換手段により方向転換されたレーザビームを受け
る受信用受光素子からなる第１受信手段と、前記搬送車
に設けられ搬送車の実際の操作量及び第１受信手段の受
信情報に対応する信号を発する第２発信手段と、高所に
配設され該第２発信手段からの信号を受ける第２受信手
段と、前記第１受信手段により受信された信号に基づき
前記操作量演算手段により演算された操作量に従って搬
送車を自動操縦する操縦手段と、を設け、前記補正操作
量演算手段は、搬送車と高所との間の高さ及び前記第１
受信手段の受信用受光素子に入力されたレーザビームの
方向又は位置から解読された搬送車の現在位置と基本走
行軌跡に対応する基本操作量との偏差を走行軌跡の補正
操作量として演算する構成としたことを特徴とする搬送
車遠隔操縦装置。
【請求項２】方向転換手段が、相互に交叉する軸を中心
に回動し、入力されるレーザビームを反射する第１反射
鏡と、該第１反射鏡により反射されたレーザビームを第
１受信手段に向け反射する第１反射鏡と、を備える特許
請求の範囲第１項記載の搬送車遠隔操縦装置。
【請求項３】方向転換手段が、レーザビームを略十字状
にクロスするように第１反射鏡と第２反射鏡とを交互に
微小振動させる手段を備える特許請求の範囲第２項に記
載の搬送車遠隔操縦装置。
【請求項４】方向転換手段が、受信用受光素子の平面内
の一方向に直線状にレーザビームを振らせるように第１
反射鏡と第２反射鏡とを制御する手段を備える特許請求
の範囲第２項記載の搬送車遠隔操縦装置。
【請求項５】第１受信手段が、前記受信用受光素子にレ
ーザビームが入力されたか否かを監視する監視装置を備
える特許請求の範囲第１項〜第４項のうちいずれか１つ
に記載の搬送車遠隔操縦装置。
【請求項６】第１発信手段が、第１受信手段の受信用受
光素子の略中央部にレーザビームが照射されたときに前
記操作量に対応するＯＮ・ＯＦＦパルス信号を出力する
特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれか１つに記載の
搬送車遠隔操縦装置。