(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧制御機械を離れた場所から制御する遠隔制御装置において、
操作器の操作により発生する第１の信号に対して第１の信号処理をおこなった後、外部へ送出する遠隔操作部と、
前記第１の信号処理をおこなった信号を前記油圧制御機械に伝送する信号伝送手段と、
該信号伝送手段により伝送された信号を受信して第２の信号処理をおこない、第２の信号を出力する前記油圧制御機械の制御装置と、
前記第２の信号によって駆動されるリニアステッピングモータと、
該リニアステッピングモータの変位をプッシュプルケーブルおよび前記油圧制御機械の操作レバーにリジッドに取り付けられたレバークランプブラケットを介して該操作レバーに伝達する伝達手段と、
を具備することを特徴とする油圧制御機械の遠隔制御装置。
【請求項２】
前記第１の信号処理はアナログ信号である前記第１の信号を複数ビットのディジタル信号に変換した後、該ディジタル信号をシリアル信号に変換する信号処理であり、
前記第２の信号処理は前記信号伝送手段により伝送された前記シリアル信号を複数ビットのパラレル信号に変換した後、該パラレル信号をアナログ信号に変換し、増幅する信号処理であることを特徴とする請求項１に記載の遠隔制御装置。
【請求項３】
前記信号伝送手段は有線通信による伝送であることを特徴とする請求項１に記載の遠隔制御装置。
【請求項４】
前記信号伝送手段は無線通信による伝送であることを特徴とする請求項１に記載の遠隔制御装置。
【請求項５】
前記信号伝送手段は、前記遠隔制御部から前記油圧制御機械への信号伝送のみであり、直視によって前記油圧機械の動作状況を視認することを特徴とする請求項１、請求項３または請求項４に記載の遠隔制御装置。
【請求項６】
前記信号伝送手段は、前記遠隔制御部と前記油圧制御機械との間で双方向の信号伝送がおこなわれ、前記油圧制御機械から該機械の動作状況を前記遠隔制御部へ信号伝送し、モニターテレビによって前記状況を視認して遠隔操作をおこなうことを特徴とする請求項１、請求項３または請求項４に記載の遠隔制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建設機械等の油圧作動機器の油圧制御機械の遠隔操作を行う遠隔制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブルドーザ、トラクターショベル、油圧ショベル、油圧式クレーン、その他油圧制御式の各種建設機械は、機械を操作する人が機械本体から離れて操作することを要求される場合がある。
従来、油圧制御式の各種建設機械の遠隔操作（リモートコントロール）は機械の油圧作動回路系統に電磁比例制御弁や油圧比例制御弁等の機器を新たに組み込み、遠隔制御装置の送信機から有線または無線で接続された前記油圧機械の受信機に制御信号を送り、前記電磁比例制御弁や油圧比例制御弁を動作させて各油圧系統のメインバルブを直接駆動する方式が一般的であった。
【０００３】
従来の方式による油圧機械の遠隔操作を行う場合の機器の構成を示すブロック図を図５に示し、この図を参照して遠隔操作方式に改造された油圧制御式の各種建設機械の動作を説明する。
油圧制御機械本体５１の各部を駆動する油圧装置のメインバルブ２は、標準装備では図示していない操作レバーにより操作されるが、図５に示す従来方式による遠隔操作方式では遠隔操作部４の操作器１１を操作すると、その操作量がアナログ信号として出力され、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１２に入力される。Ａ／Ｄコンバータ１２においてディジタル化された複数ビットのパラレル信号をシリアル信号に変換するＰ／Ｓコンバータ１３においてシリアル信号に変換され、伝送路７を経由して機械本体１へ伝送される。
【０００４】
伝送された信号は制御装置５のシリアル信号をパラレル信号に変換するＳ／Ｐコンバータ１４及びパラレル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ１５により上述と逆の変換がおこなわれ、アナログ信号として取り出される。
このアナログ信号は比例制御アンプ１６において増幅され、追加油圧回路５２の電磁比例制御弁５３を経て油圧比例制御弁５４を制御し、メインバルブ２を動作させて油圧回路を駆動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上述の方式では、油圧機械の油圧回路系統の改造を必要とするため、遠隔制御装置を組み込むことにより、汎用性のない特殊な機械となってしまうという課題があった。
また、改造が大がかりとなるため改造日数と改造コストが大幅にアップするという課題もあった。
本発明はこのような背景の下になされたもので、油圧式機械の油圧回路系統の改造は行わず、油圧機械の本体に装備されている操作レバーを直接動かす装置を外付けで取り付けて、油圧装置を遠隔駆動することができる油圧制御機械の遠隔制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、油圧制御機械を離れた場所から制御する遠隔制御装置において、操作器の操作により発生する第１の信号に対して第１の信号処理をおこなった後、外部へ送出する遠隔操作部と、前記第１の信号処理をおこなった信号を前記油圧制御機械に伝送する信号伝送手段と、該信号伝送手段により伝送された信号を受信して第２の信号処理をおこない、第２の信号を出力する前記油圧制御機械の制御装置と、前記第２の信号によって駆動されるリニアステッピングモータと、該リニアステッピングモータの変位をプッシュプルケーブルおよび前記油圧制御機械の操作レバーにリジッドに取り付けられたレバークランプブラケットを介して該操作レバーに伝達する伝達手段とを具備することを特徴とする油圧制御機械の遠隔制御装置を提供する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記第１の信号処理がアナログ信号である前記第１の信号を複数ビットのディジタル信号に変換した後、該ディジタル信号をシリアル信号に変換する信号処理であり、前記第２の信号処理が前記シリアル信号を複数ビットのパラレル信号に変換した後、該パラレル信号をアナログ信号に変換し、増幅する信号処理であることを特徴とする請求項１に記載の遠隔制御装置を提供する。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記信号伝送手段が有線通信による伝送であることを特徴とする請求項１に記載の遠隔制御装置を提供する。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、前記信号伝送手段は無線通信による伝送であることを特徴とする請求項１に記載の遠隔制御装置を提供する。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、前記信号伝送手段が、前記遠隔制御部から前記油圧制御機械への信号伝送のみであり、直視によって前記油圧機械の動作状況を視認することを特徴とする請求項１、請求項３または請求項４に記載の遠隔制御装置を提供する。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、前記信号伝送手段が、前記遠隔制御部と前記油圧制御機械との間で双方向の信号伝送がおこなわれ、前記油圧制御機械から該機械の動作状況を前記遠隔制御部へ信号伝送し、モニターテレビによって前記状況を視認して遠隔操作をおこなうことを特徴とする請求項１、請求項３または請求項４に記載の遠隔制御装置を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態を図１及び図２を参照しながら説明する。
図１は本発明の第１の実施形態による油圧制御式建設機械（以下、機械と略称する）の遠隔制御装置の構成を示すブロック図である。この図において、符号１は機械本体であり、油圧装置のメインバルブ２は操作レバー３の操作によって動作し、機械各部を駆動するようになっている。
符号４から６が機械を遠隔制御するための追加装置であり、４は遠隔操作部、５は制御装置、６は外付け装置である。
【００１３】
遠隔操作部４の操作器１１を操作すると、その操作量がアナログ信号として出力され、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１２に入力される。Ａ／Ｄコンバータ１２においてディジタル化された複数ビットのパラレル信号をシリアル信号に変換するＰ／Ｓコンバータ１３においてシリアル信号に変換され、伝送路７を経由して機械本体１へ伝送される。
【００１４】
伝送されたシリアル信号は、シリアル信号をパラレル信号に変換する制御装置５のＳ／Ｐコンバータ１４によって複数ビットのパラレル信号に変換し、このパラレル信号は、ディジタル信号をアナログ信号に変換する制御装置５のＤ／Ａコンバータ１５に入力されてアナログ信号に変換され、制御装置５の比例制御アンプ１６に加えられて増幅される。
この比例制御アンプ１６から出力される、増幅されたアナログ信号は、前記遠隔操作部４の操作器１１から出力されたアナログ信号と比例する信号となっている。
【００１５】
前記比例制御アンプ１６から出力される増幅されたアナログ信号は、外付け装置６のリニアステッピングモータ１７を駆動し、このステッピングモータ１７をアクチュエータとして印加信号の大きさに比例した量だけ所定の方向に変位させ、このアクチュエータに接続されたプッシュプルケーブル１８の一端を引くか、または押すかさせる。このプッシュプルケーブル１８の他端には、レバークランプブラケット（後述）を介して操作レバー３が接続されている。
この操作レバー３によってメインバルブ２を駆動する機構は、本来、機械が持っている機構なので、機械１の油圧回路系統の改造は不要であり、遠隔制御部４の操作器１１の動きが前記操作レバー３の動きに再現され、直接操作の場合と同様の操作感が得られる。
【００１６】
図２は本発明の第１の実施形態による油圧制御機械の遠隔制御装置の外観構成を示す斜視図であり、この図において符号２１はレバークランプブラケットである。このレバークランプブラケット２１は、一端が前記操作レバー３にリジッドに各レバー毎に複数個取り付けられ、このブラケット２１を上下に動かすことにより、操作レバー３を手で動かしたのと同等の働きをする。
さらに、このブラケットの他端には、プッシュプルケーブル１８が取り付けられており、遠隔操作部４の操作器の動きが上述の動作過程を経て、このプッシュプルケーブルを押したり、引いたりするようになっている。
【００１７】
次に、本発明の第２の実施形態について図３および図４を参照しながら説明する。
図３は本発明の第２の実施形態による油圧制御機械の遠隔制御装置の構成を示す図であり、この図において符号３１は機械のブームやアーム等の角度を測定するアングルメータ、３２及び３５は複数の信号を多重化するマルチプレクサ、３３及び３４は遠隔操作部との伝送路を無線通信とするための送受信機である。
また３６は機械本体の動作状況をモニタ画像により監視し、間接運転をおこなうグラフィックモニタリングシステムであり、前記アングルメータ３１の信号をデータ化するチェッカ３７、データ処理をおこなうパソコン３８およびモニターテレビ３９によって構成され、操作者が機械本体を直視して運転する場合は、このモニタリングシステム３６は不要である。
【００１８】
この図において、操作器１１が操作されると、ディジタル化されたシリアル信号が送受信機３４から送受信機３３に送られ、制御装置５を経由してリニアステッピングモータを動作させ、プッシュプルケーブル１８を介して操作レバーを駆動して油圧装置のメインバルブを制御する。
機械の動作状況はアングルメータ３１からの信号によりマルチプレクサ３２を経由して送受信機３３から送信され、遠隔操作部の送受信機３４で受信されマルチプレクサ３５、チェッカ３７をとおりパソコン３８において信号処理された後、モニターテレビ３６に表示される。
【００１９】
図４は、本発明の第２の実施形態による油圧制御機械の遠隔制御装置の外観構成を示す側面図であり、この図の符号４１は遠隔操作をおこなう操作者である。この図において、操作者４１が送受信機３３を介して機械本体から送られてくる情報を送受信機３４で受信し、グラフィックモニタリングシステム３６の画像によって機械の運転状態をモニタしながら操作器１１を操作して制御信号を送受信機３４を経由して機械本体へ送信する。
【００２０】
遠隔操作部の送受信機３４から送られた制御信号は、送受信機３３によって受信され、上述したプロセスを経てリニアステッピングモータ１７を駆動し、このリニアステッピングモータ１７のアクチュエータに接続されたプッシュプルケーブル１８を前記操作器１１の操作量に比例して移動させ、プッシュプルケーブル１８とレバークランプブラケットを介して接続された操作レバー３を遠隔操作する。
【００２１】
操作レバー３の操作により機械の油圧機構を動作させるメカニズムは、機械本体が持っている機能であり、前記操作器１１の動きが前記操作レバー３の動きに再現され、機械を直接操作する場合と同様の操作感が得られる。
以上、本発明の実施形態の動作を図面を参照して詳述してきたが、本発明はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００２２】
【発明の効果】
これまでに説明したように、この発明によれば、油圧制御機械の油圧回路系統の改造は行わず、この機械が標準装備している操作器を遠隔操作するようにしたので、機械が本来持っている機能を損なうことがなく、遠隔制御装置の操作レバーの動きが機械本体の操作レバーの動きに再現され、機械本体を直接操作する場合と同様の操作感覚で機械を操作できるという効果が得られる。
また、外付け装置を付加するのみなので、改造日程を短縮でき、改造コストを低減できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による油圧制御機械の遠隔制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による油圧制御機械の遠隔制御装置の外観構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による油圧制御機械の遠隔制御装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による油圧制御機械の遠隔制御装置を主体とした外観構成を示す側面図である。
【図５】従来の油圧制御機械の遠隔制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  機械本体
２  メインバルブ
３  操作レバー
４  遠隔操作部
５  制御装置
６  外付け装置
７  伝送路
１１  操作器
１２  Ａ／Ｄコンバータ
１３  Ｐ／Ｓコンバータ
１４  Ｓ／Ｐコンバータ
１５  Ｄ／Ａコンバータ
１６  比例制御アンプ
１７  リニアステッピングモータ
１８  プッシュプルケーブル
２１  レバークランプブラケット
３１  アングルメータ
３２  マルチプレクサ
３３  送受信機
３４  送受信機
３５  マルチプレクサ
３６  グラフィックモニタリングシステム
３７  チェッカ
３８  パソコン
３９  モニターテレビ
４１  操作者
５１  機械本体
５２  追加油圧回路
５３  電磁比例制御弁
５４  油圧比例制御弁
【図１】
0003608141.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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