(57)【要約】【課題】建設機械の遠隔操作時に、オペレータが作業現場の様子を注視しながら建設機械の油圧負荷情報の油圧負荷の大きさを知覚して操作することができ、遠隔操作の作業効率を向上させることができるようにする。【解決手段】無線通信機５１によって油圧ショベル１から無線送信された稼動情報に含まれる油圧負荷情報をオペレータに知覚させるための動作装置として、携帯情報端末２００の表示画面２３０にウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃを設け、制御装置２２０は油圧負荷情報の油圧負荷の大きさに応じて異なる態様でウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃ（動作装置）を作動させ、油圧負荷情報の油圧負荷の大きさをオペレータに無意識的に知覚させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプの吐出油により油圧アクチュエータを駆動して所定の作業を行う建設機械と、この建設機械を無線で操作するための無線操縦装置と、情報端末とを備えた建設機械の遠隔操作システムにおいて、
前記無線操縦装置は、複数の操作レバーと、前記複数の操作レバーの操作に基づいて操作信号を生成する第１制御装置と、前記操作信号を無線で送信する第１無線通信機とを備え、
前記建設機械は、前記無線操縦装置の第１無線通信機から無線で送信された操作信号を受信する第２無線通信機と、前記操作信号に基づいて建設機械を操作するための制御信号を生成する第２制御装置と、前記建設機械の稼動情報であって前記油圧ポンプの吐出油により油圧アクチュエータを駆動するときの油圧負荷情報を含む稼動情報が流れる通信網に接続された第３制御装置と、前記通信網に流れる稼動情報を前記情報端末に無線で送信する第３無線通信機とを備え、
前記情報端末は、前記建設機械の第３無線通信機から送信された稼動情報を受信する第４無線通信機と、前記油圧負荷情報をオペレータに知覚させるための動作装置と、前記油圧負荷情報に基づいて前記動作装置を作動させる第４制御装置とを備え、
前記情報端末の第４制御装置は、前記油圧負荷情報の油圧負荷の大きさに応じて異なる態様で前記動作装置を作動させ、前記油圧負荷情報の油圧負荷の大きさをオペレータに無意識的に知覚させることを特徴とする建設機械の遠隔操作システム。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械の遠隔操作システムにおいて、
前記動作装置は前記情報端末の表示画面に形成された少なくとも１つのウィンドウであり、
前記第４制御装置は、前記油圧負荷情報の油圧負荷の大きさに応じて前記ウィンドウが表示する色彩、表示領域の大きさ、表示の有無の少なくとも１つを変化させることを特徴とする建設機械の遠隔操作システム。
【請求項３】
請求項１記載の建設機械の遠隔操作システムにおいて、
前記動作装置は前記情報端末に設けられた吹鳴装置であり、
前記第４制御装置は、前記油圧負荷情報の油圧負荷の大きさに応じて前記吹鳴装置が発生する通知音の周波数、通知音の大きさ、通知音の有無の少なくとも１つを変化させることを特徴とする建設機械の遠隔操作システム。
【請求項４】
請求項１記載の建設機械の遠隔操作システムにおいて、
前記動作装置は前記情報端末に設けられた振動装置であり、
前記第４制御装置は、前記油圧負荷情報の油圧負荷の大きさに応じて前記振動装置が発生する振動の強度、振動パターン、振動の有無のいずれかを変化させることを特徴とする建設機械の遠隔操作システム。
【請求項５】
請求項１記載の建設機械の遠隔操作システムにおいて、
前記無線操縦装置は、前記複数の操作レバーの前方の位置に設けられた端末設置装置を更に備え、
前記情報端末は、前記無線操縦装置の前記端末設置装置に装着された携帯情報端末であることを特徴とする建設機械の遠隔操作システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械の遠隔操作システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建設機械の遠隔操作システムに係わる従来技術として特許文献１がある。特許文献１には、地上局においてオペレータがラジコン用送信装置（無線操縦装置）を操作し、このラジコン用送信装置から発信される電波により建設機械車両（建設機械）を遠隔操作する遠隔操作システムにおいて、建設機械車両の各部に設けられ車両各部の情報（稼動情報）を検出する車両各部センサと、この車両各部センサにより検出された車両情報を電波にて発信する車両搭載の車両情報伝達発信装置と、この車両情報伝達発信装置より発信された車両情報を受信する地上局の車両情報伝達受信装置とを備え、車両情報伝達受信装置に車両情報を表示するモニタ装置が設けられたものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２２９１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の従来技術によれば、無線操縦装置によって建設機械を遠隔操縦するとき、オペレータは地上局の車両情報伝達受信装置に設けられたモニタ装置によって建設機械の稼働状況を把握することができる。しかし、オペレータが建設機械を遠隔操作するときは、建設機械周辺の作業現場の様子を直接或いはカメラ映像により間接的に注視する必要があるので、モニタ装置に表示された情報を常に確認することができない。そのため建設機械の搭乗操作時には、建設機械の油圧負荷情報を建設機械が発する音や振動で把握しながら建設機械を操作することができたものが、遠隔操作時は稼動情報を確認できずにカメラ映像のみを頼りにして操作することになるため、作業効率が低下してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、建設機械の遠隔操作時に、オペレータが作業現場の様子を注視しながら建設機械の油圧負荷情報の油圧負荷の大きさを知覚して操作することができ、遠隔操作の作業効率を向上させることができる建設機械の遠隔操作システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明は、上記目的を達成するために、油圧ポンプの吐出油により油圧アクチュエータを駆動して所定の作業を行う建設機械と、この建設機械を無線で操作するための無線操縦装置と、情報端末とを備えた建設機械の遠隔操作システムにおいて、前記無線操縦装置は、複数の操作レバーと、前記複数の操作レバーの操作に基づいて操作信号を生成する第１制御装置と、前記操作信号を無線で送信する第１無線通信機とを備え、前記建設機械は、前記無線操縦装置の第１無線通信機から無線で送信された操作信号を受信する第２無線通信機と、前記操作信号に基づいて建設機械を操作するための制御信号を生成する第２制御装置と、前記建設機械の稼動情報であって前記油圧ポンプの吐出油により油圧アクチュエータを駆動するときの油圧負荷情報を含む稼動情報が流れる通信網に接続された第３制御装置と、前記通信網に流れる稼動情報を前記情報端末に無線で送信する第３無線通信機とを備え、前記情報端末は、前記建設機械の第３無線通信機から送信された稼動情報を受信する第４無線通信機と、前記油圧負荷情報をオペレータに知覚させるための動作装置と、前記油圧負荷情報に基づいて前記動作装置を作動させる第４制御装置とを備え、前記情報端末の第４制御装置は、前記油圧負荷情報の油圧負荷の大きさに応じて異なる態様で前記動作装置を作動させ、前記油圧負荷情報の油圧負荷の大きさをオペレータに無意識的に知覚させるものとする。
【０００７】
このように動作装置を設け、油圧負荷情報の油圧負荷の大きさに応じて異なる態様で動作装置を作動させ、油圧負荷情報の油圧負荷の大きさをオペレータに無意識的に知覚させることにより、建設機械の遠隔操作時に、オペレータが作業現場の様子を注視しながら建設機械の油圧負荷情報の油圧負荷の大きさを知覚して操作することができ、遠隔操作の作業効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、建設機械の遠隔操作に際して、オペレータが建設機械周辺の現場の様子を注視しながら建設機械の油圧負荷情報を無意識的に知覚することができ、作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態における建設機械の遠隔操作システムの概略構成を示す図である。
【図２】無線操縦装置の遠隔操作機能に係わる内部構造と油圧ショベルの遠隔操作機能に係わる内部構造をブロック図で示す図である。
【図３】油圧ショベルの稼動情報の収集／送信機能に係わる内部構造と携帯情報端末の稼動情報の受信／表示機能に係わる内部構造をブロック図で示す図である。
【図４】稼動情報を表示する表示画面の表示例である。
【図５】無線操縦装置の外観と携帯情報端末の設置状態を示す斜視図である。
【図６】携帯情報端末の設置ブラケットの取り付け状態を示す図であって、無線操縦装置を斜め後方から見た斜視図である。
【図７】制御装置のソフトウェアが実行する表示画面のウィンドウの制御機能の一例を示すフローチャートである。
【図８】制御装置のソフトウェアが実行する他の制御機能として表示の有無を変化させる場合を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態における建設機械の遠隔操作システムの油圧ショベルの稼動情報の収集／送信機能に係わる内部構造と携帯情報端末の稼動情報の受信／表示機能に係わる内部構造をブロック図で示す、図３と同様な図である。
【図１０】制御装置のソフトウェアが実行するスピーカの制御機能の一例を示すフローチャートである。
【図１１】制御装置のソフトウェアが実行する他の制御機能として通知音の有無を変化させる場合を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３の実施の形態における建設機械の遠隔操作システムの油圧ショベルの稼動情報の収集／送信機能に係わる内部構造と携帯情報端末の稼動情報の受信／表示機能に係わる内部構造をブロック図で示す、図３及び図９と同様な図である。
【図１３】制御装置のソフトウェアが実行する振動装置の制御機能の一例を示すフローチャートである。
【図１４】制御装置のソフトウェアが実行する他の制御機能として振動の有無を変化させる場合を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００１１】
〜構成〜
図１は、本発明の第１の実施の形態における建設機械の遠隔操作システムの概略構成を示す図である。
【００１２】
図１において、本実施の形態における建設機械の遠隔操作システムは、建設機械である油圧ショベル１と、油圧ショベル１を無線で操作（遠隔操作）するための無線操縦装置１００と、油圧ショベル１の稼動情報を表示し、オペレータがリアルタイムで稼動情報を把握しながら油圧ショベル１を遠隔操作することを可能とする情報端末２００とを備えている。
【００１３】
油圧ショベル１は、下部走行体２、 上部旋回体３、フロント作業機７を有し、 上部旋回体３は下部走行体２に対して旋回可能に搭載され、フロント作業機７は上部旋回体３の前部に上下動可能に取り付けられている。上部旋回体３はキャビン（運転室）６を備えている。フロント作業機７はブーム８、アーム９、バケット１０を有する多関節構造であり、ブーム８はブームシリンダ１１により、アーム９はアームシリンダ１２により、バケット１０はバケットシリンダ１３によりそれぞれ回転駆動される。下部走行体２は左右走行モー夕１４ａ，１４ｂによって走行駆動され、 上部旋回体３は図示しない旋回モー夕により旋回駆動される。また、油圧ショベル１は、油圧負荷情報として、ブームシリンダ１１の負荷圧を検出する圧力センサ３４ａと、アームシリンダ１２の負荷圧を検出する圧力センサ３４ｂと、バケットシリンダ１３の負荷圧を検出する圧力センサ３４ｃとを有している。
【００１４】
上部旋回体３は、無線操縦装置１００から無線で送信される操作信号を受信する無線受信機３０（第２無線通信機）と、無線受信機３０が受信した操作信号を入力し、上記ブームシリンダ１１、アームシリンダ１２、バケットシリンダ１３、左右走行モー夕、及び旋回モー夕を駆動する遠隔操作コントローラ３１（第２制御装置）と、油圧ショベル１の稼動情報が流れる通信網５６（図３参照）に接続された車体コントローラ５０（第３制御装置）と、通信網５６に流れる稼動情報を入力し、携帯情報端末２００に無線で送信する無線通信機５１（第３無線通信機）とを備えている。
【００１５】
無線操縦装置１００は、複数の操作レバー１１０ａ〜１１０ｅと複数のスイッチ１１２ａ〜１１２ｄ・・・（図２、図６参照）を有し、オペレータはこれらの一つを操作することによって無線で操作信号を油圧ショベル１に送信し、油圧ショベル１を遠隔操作する。
【００１６】
情報端末２００は例えばスマートフォン、タブレット等の携帯情報端末であり、油圧ショベル１から送信される稼動情報を受信し、その稼動情報を処理して表示画面２３０に表示する。携帯情報端末２００は電源線を含む通信ケーブル、例えばUSBケーブル３００によって無線操縦装置１００の電源１２０に接続され、携帯情報端末２００の電源２６０を充電する。
【００１７】
図２は、無線操縦装置１００の遠隔操作機能に係わる内部構造と油圧ショベル１の遠隔操作機能に係わる内部構造をブロック図で示す図である。
【００１８】
図２において、無線操縦装置１００は、前述した複数の操作レバー１１０ａ〜１１０ｅと、複数のスイッチ１１２ａ〜１１２ｄ・・・と、制御装置１１４（第１制御装置）と、無線送信機１１６（第１無線通信機）と、ソケットタイプのコネクタ、例えばUSBコネクタ１１８と、前述した電源１２０とを有している。
【００１９】
複数の操作レバー１１０ａ〜１１０ｅと複数のスイッチ１１２ａ〜１１２ｄ・・・とUSBコネクタ１１８は操縦装置本体１２２に取り付けられ、制御装置１１４と無線送信機１１６と電源１２０は操縦装置本体１２２に内蔵されている。また、操作レバー１１０ａ〜１１０ｅとスイッチ１１２ａ〜１１２ｄ・・・は電源１２０の電力に基づいて操作信号を生成し、制御装置１１４及び無線送信機１１６は電源１２０の電力に基づいて動作する。
【００２０】
オペレータが複数の操作レバー１１０ａ〜１１０ｅ或いはスイッチ１１２ａ〜１１２ｄ・・・の任意のものを操作すると、操作信号が制御装置１１４を介して無線送信機１１６に送られる。無線送信機１１６は、その操作信号を無線信号に変換し、アンテナ１１６ａを介して送信する。
【００２１】
油圧ショベル１は、駆動源としてのエンジン２０と、エンジン２０により駆動されるメインポンプ２１及びパイロットポンプ２２と、コントロールバルブ２３と、前述したブームシリンダ１１、アームシリンダ１２、バケットシリンダ１３、左右走行モー夕１４ａ，１４ｂ、及び旋回モー夕を含む複数のアクチュエータ２４とを有している。また、油圧ショベル１は複数のアクチュエータ２４を駆動するための図示しない複数の操作レバー装置を有している。
【００２２】
オペレータが複数の操作レバーの任意のものを操作すると、パイロットポンプ２２の吐出圧に基づいて操作パイロット圧が生成され、この操作パイロット圧がコントロールバルブ２３の対応するスプールに導かれる。これによりコントロールバルブ２３の対応するスプールが動作し、メインポンプ２１から吐出された圧油の流れ方向と流量が制御され、対応するアクチュエータが駆動される。
【００２３】
また、油圧ショベル１は、前述した無線受信機３０（第２無線通信機）及び遠隔操作コントローラ３１（第２制御装置）と、無線操作スイッチ３２と、複数の比例電磁弁３３とを有している。
【００２４】
無線操作スイッチ３２はキャビン６内に設けられており、通常の搭乗操作位置と遠隔操作位置を有し、搭乗操作と遠隔操作とを切り替え可能である。オペレータが無線操作スイッチ３２を遠隔操作位置に切り換えると、無線受信機３０及び遠隔操作コントローラ３１に電源が入り、遠隔操作が可能となる。
【００２５】
無線操縦装置１００から送信される無線信号が例えば操作レバー１１０ａからの操作信号であり、無線操作スイッチ３２が遠隔操作位置に切り換えられているとき、無線受信機３０は無線操縦装置１００からの無線信号をアンテナ３０ａを介して受信し、その無線信号を操作レバー１１０ａの操作信号に変換して遠隔操作コントローラ３１に送る。遠隔操作コントローラ３１はその操作信号に基づいてコントロールバルブ２３の対応するスプールを切り換えるための操作パイロット圧を演算し、その操作パイロット圧を生成するための制御信号を複数の比例電磁弁３３の対応するものに出力する。比例電磁弁３３はその制御信号により駆動され、遠隔操作コントローラ３１で演算した操作パイロット圧相当の制御パイロット圧を生成し、この制御パイロット圧がコントロールバルブ２３の対応するスプールに導かれる。これによりコントロールバルブ２３の対応するスプールが動作し、メインポンプから吐出された圧油の流れ方向と流量が制御され、対応するアクチュエータが駆動される。これにより油圧ショベル１に備えられている操作レバー装置を操作したときと同等の動作を行わせることができ、油圧ショベル１を遠隔操作することが可能となる。
【００２６】
無線操縦装置１００から送信される無線信号が複数のスイッチ１１２ａ〜１１２ｄ・・・からの操作信号であるときも同様であり、遠隔操作コントローラ３１は、無線受信機３０を介して複数のスイッチ１１２ａ〜１１２ｄ・・・の操作信号を受け取ると、図示しない電磁弁等の電装部品或いはコントローラに制御信号を送り、操作信号のそれぞれの設定或いは指示を実行する。これにより油圧ショベル１に備えられているスイッチを操作したときと同等の動作を行わせることができ、油圧ショベル１を遠隔操作することが可能となる。
【００２７】
また、油圧ショベル１は、前述したように、油圧負荷情報として、ブームシリンダ１１の負荷圧を検出する圧力センサ３４ａと、アームシリンダ１２の負荷圧を検出する圧力センサ３４ｂと、バケットシリンダ１３の負荷圧を検出する圧力センサ３４ｃとを有している。油圧ショベル１は、油圧負荷情報としてそれ以外の圧力、例えばメインポンプ２１の吐出圧を検出する圧力センサ３４ｄを有していてもよい。これらの圧力センサ３４ａ〜３４ｃ（或いは３４ｄ）で検出した圧力信号は通信網５６（図３参照）を介して車体コントローラ５０（第３制御装置）や無線通信機５１に送られる。車体コントローラ５０はその圧力信号を用いて所定の演算処理を行い、例えばメインポンプ２１の吐出流量制御やエンジン２０の過負荷防止制御を行う。
【００２８】
図３は、油圧ショベル１の稼動情報の収集／送信機能に係わる内部構造と携帯情報端末２００の稼動情報の受信／表示機能に係わる内部構造をブロック図で示す図である。
【００２９】
油圧ショベル１は、車体コントローラ５０に加え、車載モニタコントローラ５５等の複数のコントローラを備えており、これらコントローラは通信網５６を介して接続されている。また、油圧ショベル１は無線通信機５１（第３無線通信機）を備え、無線通信機５１も通信網５６に接続されている。通信網５６には圧力センサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃにより検出された負荷圧（油圧負荷情報）を含む油圧ショベル１の種々の稼動情報が流れており、無線通信機５１はその稼動情報を無線LAN、例えばWi-Fiの無線信号に変換し、アンテナ５１ａを介して所定の通信周期でリアルタイムに携帯情報端末２００に送信する。
【００３０】
携帯情報端末２００は、無線通信機２１０（第４無線通信機）と、制御装置２２０（第４制御装置）と、表示画面２３０と、ソケットタイプのコネクタ、例えばUSBコネクタ２５０と、電源２６０とを有している。無線通信機２１０と制御装置２２０と表示画面２３０は電源２６０の電力に基づいて動作する。
【００３１】
無線通信機２１０は、油圧ショベル１の無線通信機５１から送信されたWi-Fiの無線信号（稼動情報）をアンテナ２０１ａを介して所定の通信周期で受信し、この無線信号を制御装置２２０が処理可能な稼動情報信号に変換し、制御装置２２０に送る。制御装置２２０はその稼動情報信号を適宜加工して表示信号に変換し、表示画面２３０に稼動情報をリアルタイムで表示させる。
【００３２】
図４は携帯情報端末２００の表示画面２３０に表示する稼動情報の表示例を示す図である。
【００３３】
表示する稼動情報の種類には、警告、走行モード、エンジン後処理装置状態、冷却水温、燃料残量、尿素水残量、エンジンの制御モード状態、アタッチメントの作業モード、時刻、アワーメータ、燃費などがある。
【００３４】
警告は、オーバーヒート、燃料残量不足、フィルタ目詰まりなどの車体の異常を知らせる項目であり、図４の中央下側の領域２３２ａにアイコンで表示される。走行モードは、車体の走行速度が低速モードか高速モードのいずれにあるかを知らせる項目であり、図４の画面上側の領域２３２ｂにアイコンで表示される。エンジン後処理装置状態は、エンジン２０（ディーゼルエンジン）の排気ガスの後処理装置が再生中であるかどうかを知らせる項目であり、図４の画面上側の領域２３２ｃにアイコンで表示される。再生とは、排ガスの後処理装置内を昇温させ機能を回復することである。冷却水温は、エンジン２０（ディーゼルエンジン）の冷却水の温度のことであり、図４の画面中央付近の冷却水温メータ２３２ｄ上に段階的に表示する。燃料残量は、エンジン２０の燃料の残量のことであり、図４の画面中央やや右側の燃料残量メータ２３２ｅ上に段階的に表示する。尿素水残量は、排気ガスの後処理装置で使用する尿素水の残量のことであり、図４の画面左側の尿素水残量メータ上２３２ｆに段階的に表示する。エンジン制御状態は、エンジン２０がパワーモード、エコノミーモードのいずれにあるかを知らせる項目であり、図４の画面上側の領域２３２ｇにアイコンで表示される。アタッチメントの作業モードは、現在のアタッチメントがバケット、ブレーカ、グラップルなどのいずれかであるかを知らせる項目であり、図４の画面上側の領域２３２ｈにアイコンで表示される。時刻は現在時刻であり、図５の画面上側の領域２３２ｉに数値で表示する。アワーメータは、現在までの稼働時間積算量であり、図４の画面上側の領域２３２ｉに数値で表示する。燃費は、エンジン２０の現在の時間平均燃費や積算燃費であり、図４の画面右下側の領域２３２ｋに数値で表示する。
【００３５】
図５は、無線操縦装置１００の外観と携帯情報端末２００の設置状態を示す斜視図である。
【００３６】
無線操縦装置１００の本体１２２の上面には、複数の操作レバー１１０ａ〜１１０ｅが取り付けられている。操作レバー１１０ａ，１１０ｂはそれぞれ左右の操作レバーであり、油圧ショベルの運転席の前部左右に設けられている左右の操作レバーに対応している。左右の操作レバー１１０ａ，１１０ｂはブーム、アーム、バケット、上部旋回体３を操作するのに使用される。操作レバー１１０ｃは中央操作レバーであり、主にバケットに代えて特殊アタッチメントを装着したときに、そのアタッチメントを操作するのに使用される。操作レバー１１ｄ，１１ｅは左右の走行レバーであり、油圧ショベルの運転席の前側に設けられている左右の走行レバー或いはペダルに対応し、下部走行体２の左右の履帯を操作するのに使用される。
【００３７】
また、無線操縦装置１００の本体１２２の上部には、複数のスイッチ１１２ａ〜１１２ｄ・・・が取り付けられている。スイッチ１１２ａは例えばエンジン始動スイッチであり、スイッチ１１２ｂは例えばエンジン停止スイッチであり、スイッチ１１２ｃ，１１２ｄはエンジン２０の目標回転数を変更するアップ／ダウンスイッチである。スイッチ１１２ａ〜１１２ｄ以外のスイッチとしては、例えば油圧ショベル１の動作速度を遅くする微操作スイッチ、走行速度の低速／高速を切り換える走行速度切換スイッチ、油圧ショベル１との通信を開始するリモコン運転スイッチなど種々のスイッチがある。
【００３８】
更に、無線操縦装置１００の本体１２２の右側部には無線操縦装置１００の電源１２０をＯＮ、ＯＦＦするキースイッチ１１２ｘ（電源スイッチ）が取り付けられている。
【００３９】
また、無線操縦装置１００の本体１２２の左右の側部には、本体１２２の左右上側から後方に亘ってパイプ部材を屈曲して形成した、操作レバー１１０ａ〜１１０ｅ及びスイッチ１１２ａ〜１１２ｄ・・・を保護するためのガード１３０が取り付けられ、このガード１３０に携帯情報端末２００の設置ブラケット１３２（端末設置装置）が取り付けられている。
【００４０】
図６は、携帯情報端末２００の設置ブラケット１３２の取り付け状態を示す図であって、無線操縦装置１００を斜め後方から見た斜視図である。ガード１３０は、無線操縦装置１００の本体１２２の左右の側部に立設された左右の立ち上がり部１３０ａ１，１３０ａ２と、この立ち上がり部１３０ａ１，１３０ａ２から前方に延びた左右の水平部１３０ｂ１，１３０ｂ２と、左右の水平部を結ぶ後方水平部１３０ｃとを有している。また、無線操縦装置１００の本体１２２の背面部から２本の支柱１３０ｄ１，１３０ｄ２が延びており、後方水平部１３０ｃは２本の支柱１３０ｄ１，１３０ｄ２の上端に連結、支持されている。設置ブラケット１３２は、後方水平部１３０ｃと２本の支柱１３０ｄ１，１３０ｄ２に金具１３４ａ〜１３４ｄとビス１３６ａ〜１３６ｄによって背面部で固定されている。
【００４１】
設置ブラケット１３２は、背面プレート１３２ａと、背面プレート１３２ａの左右側部に設けられた左右の押さえ爪部１３２ｂ１，１３２ｂ２と、背面プレート１３２ａの下側に設けられた左右の押さえ爪部１３２ｃ１，１３２ｃ２とを有し、携帯情報端末２００を上方から背面プレート１３２ａと左右の押さえ爪部１３２ｂ１，１３２ｂ２間の隙間に挿入し、下側の左右の押さえ爪部１３２ｃ１，１３２ｃ２に載せることにより、携帯情報端末２００は設置ブラケット１３２に支持される。
【００４２】
このように携帯情報端末２００は、操作レバー１１０ａ〜１１０ｄ及びスイッチ１１２ａ〜１１２ｄ・・・の前方の位置でガード１３０に取り付けられた設置ブラケット１３２に支持されることで、操作の邪魔にならずかつ視線の小さな移動で視認することができるようになっている。
【００４３】
携帯情報端末２００の使用中、携帯情報端末２００は設置ブラケット１３２に支持された状態で、無線操縦装置１００のソケットタイプのUSBコネクタ１１８（図２参照）に電源線を含む通信ケーブルであるUSBケーブル３００の一端に設けられたプラグタイプのUSBコネクタ３００ａが差し込まれて接続され、携帯情報端末２００のソケットタイプのUSBコネクタ２５０（図３参照）にUSBケーブル３００の他端に設けられたプラグタイプのUSBコネクタ３００ｂが差し込まれて接続され、充電可能な状態となる。
【００４４】
〜動作装置及びその制御〜
図４に戻り、表示画面２３０は上述した稼動情報の表示領域に加えウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃを有し、これらのウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃは、無線通信機５１によって油圧ショベル１から無線送信された稼動情報に含まれる油圧負荷情報をオペレータに知覚させるための動作装置として機能する。また、制御装置２２０には、油圧負荷情報に基づいてウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃ（動作装置）を作動させるためのソフトウェアが組み込まれており、制御装置２２０はそのソフトウェアにより、油圧負荷情報の油圧負荷の大きさに応じて異なる態様でウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃ（動作装置）を作動させ、油圧負荷情報の油圧負荷の大きさをオペレータに無意識的に知覚させる。
【００４５】
ここで、ウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃはフロント作業機７のフロント部材であるブーム８、アーム９、バケット１０に対応しており、ウィンドウ２４０ａはブームシリンダ１１の油圧負荷情報を表示し、ウィンドウ２４０ｂはアームシリンダ１２の油圧負荷情報を表示し、ウィンドウ２４０ｃはバケットシリンダ１３の油圧負荷情報を表示するよう制御装置２２０によって制御される。
【００４６】
図７は、制御装置２２０のソフトウェアが実行する表示画面２３０のウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃの制御機能の一例を示すフローチャートである。
【００４７】
図７において、携帯情報端末２００は、油圧ショベル１から無線送信された油圧負荷情報を含む稼動情報を無線通信機２１０によって受信し、制御装置２２０内のソフトウェアは稼動情報に含まれる油圧負荷情報を入力する（ステップＳ１００）。本実施の形態は、動作装置が表示画面２３０のウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃである場合のものであり、制御装置２２０は、油圧負荷情報の油圧負荷（圧力）の大きさを色相（色彩）に変換し（ステップＳ１１０）、ウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃの表示領域の色相（色彩）を油圧負荷情報の油圧負荷の大きさによって変化させる（ステップＳ１２０）。例えば、油圧負荷の圧力が低圧である場合は、ウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃ内は黒色に表示し、高圧になるにつれてウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃ内を赤色に連続的に変化させる。その処理はフロント部材の種類（ブーム、アーム、バケット）毎に油圧負荷情報の圧力の大きさを判断して行う。
【００４８】
また、他の色相の変化方法として、ウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃ内の色の表示領域を上下に分け、油圧負荷の圧力の高低に応じて２つの表示領域の境界線（色の境界線）を上下に移動させることで、例えば低圧ならばウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃ内の下側の一部の領域が赤色、高圧ならウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃ内のほとんど全ての領域が赤色というように色相の表示領域の大きさを連続的に変えてもよい。
【００４９】
図８は、制御装置２２０のソフトウェアが実行する他の制御機能として表示の有無を変化させる場合を示すフローチャートである。制御装置２２０は油圧負荷情報の油圧負荷の圧力の大きさに対して予め規定値を設定しておき、油圧負荷の圧力が規定値以上かどうかを判定し（ステップＳ１３０）、油圧負荷の圧力が規定値に達しない場合は、ウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃは初期状態のままとし（例えば黒色）（ステップＳ１４０）、油圧負荷の圧力が規定値を超えると、ウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃ内の色相（色彩）を変化させ（例えば黒色から赤色）（ステップＳ１５０）、油圧負荷の圧力が規定値を超えて増加したことをオペレータに知覚させる。規定値としては例えばメインポンプ２１の吐出圧力の上限を規定するメインリリーフ弁の設定圧（リリーフ圧）がある。
【００５０】
携帯情報端末２００の制御装置２２０には、図４に示した稼動情報の表示機能を実現するソフトウェア（プログラム）が組み込まれている。また、携帯情報端末２００の制御装置２２０には、上述したように、図７及び図８に示した表示制御機能を実現するソフトウェア（プログラム）が組み込まれている。このような携帯情報端末は、例えば市販のスマートフォン或いはタブレットの制御装置（コントローラ）にそのようなソフトウェアをインストールすることにより容易に実現可能である。
【００５１】
〜油圧ショベルの遠隔操作の手順と動作装置の作動〜
油圧ショベル１の遠隔操作を行うに際しては、オペレータはまずそのための事前準備をする。この事前準備では、まず、オペレータは油圧ショベル１のキャビン６に乗り込み、キャビン６の乗降口の近くに配置されたゲートロックレバーを下げ操作する。ゲートロックレバーを下げ位置に操作するとパイロットポンプの２２（図２参照）の吐出油路に配置された開閉弁が閉じ位置から開位置に切り換わり、複数の操作レバーによる操作パイロット圧の生成や、比例電磁弁３３（図２参照）による制御パイロット圧の生成が可能となる。次いで、オペレータは油圧ショベル１のキースイッチをＯＮ操作し、油圧ショベル１の電源をオンにする。また、オペレータは、無線操作スイッチ３２（図２参照）を遠隔操作位置に切り換え、無線受信機３０及び遠隔操作コントローラ３１の電源をＯＮにする。
【００５２】
この後、オペレータは油圧ショベル１のキャビン６から降りて遠隔操作をすべき場所に移動し、無線操縦装置１００のキースイッチ１１２ｘをＯＮ操作し、無線操縦装置１００の電源１２０をＯＮにする。次いで、エンジン始動スイッチ１１２ａをＯＮ操作してエンジン２０を始動させ、適宜アップ／ダウンスイッチ１１２ｃ，１１２ｄを操作してエンジン２０を所望の目標回転数に設定する。
【００５３】
次いで、携帯情報端末２００を設置ブラケット１３２にセットし、USBケーブル３００の一端のUSBコネクタ３００ａを無線操縦装置１００のUSBコネクタ１１８に差し込み、他端のUSBコネクタ３００ｂを携帯情報端末２００のUSBコネクタ２５０に差し込むことで、携帯情報端末２００の電源２６０を無線操縦装置１００の電源１２０に接続し、携帯情報端末２００の電源２６０を無線操縦装置１００の電源１２０によって充電できるようにする。なお、この作業は無線操縦装置１００のキースイッチ１１２ｘをＯＮ操作する前或いはエンジン２０の始動前に行ってもよい。
【００５４】
このように事前の準備をした後、オペレータは無線操縦装置１００の操作レバー１１０ａ〜１１０ｃのいずれかを操作すると、前述したように操作信号が無線で油圧ショベル１に送信され、油圧ショベル１の遠隔操作コントローラ３１が比例電磁弁３３を駆動し、油圧ショベル１に備えられている操作レバー装置を操作したときと同様にアクチュエータ２４を駆動し、油圧ショベル１を遠隔操作することができる。
【００５５】
また、このとき、携帯情報端末２００の表示画面２３０の該当する領域に油圧ショベル１の稼動情報が表示されるので、オペレータは油圧ショベル１を遠隔操作に際して油圧ショベル１の稼動情報をリアルタイムに確認することができる。
【００５６】
また、このような油圧ショベル１の遠隔操作中、油圧負荷情報の油圧負荷の大きさに応じてウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃに表示される色彩、表示領域の大きさ、表示の有無のいずれかが変化することで、オペレータは油圧負荷情報の油圧負荷の大きさを無意識的に知覚することができるようになる。これにより遠隔操作時にオペレータは建設機械周辺の作業現場の様子を直接或いはカメラ映像により間接的に注視していても、油圧負荷情報の油圧負荷の大きさを知覚して操作することができ、遠隔操作の作業効率を向上させることができる。
【００５７】
〜効果〜
以上のように本実施の形態によれば、建設機械の遠隔操作時に、オペレータが作業現場の様子を注視しながら建設機械の油圧負荷情報の油圧負荷の大きさを知覚して操作することができ、作業効率を向上させることができる。
【００５８】
なお、本実施の形態ではフロント部材の数に合わせて携帯情報端末２００の表示画面２３０に３つのウィンドウ２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃを設けたが、１つのウィンドウを設け、ブームシリンダ１１の負荷圧とアームシリンダ１２の負荷圧とバケットシリンダ１３の負荷圧のうちの最も高い圧力を選択し、その最も高い圧力を油圧負荷情報の油圧負荷として用い、１つのウィンドウに表示される色彩、表示領域の大きさ、表示の有無のいずれかが変化させてもよい。
【００５９】
〜他の実施の形態〜
図９は、本発明の第２の実施の形態における建設機械の遠隔操作システムの油圧ショベル１の稼動情報の収集／送信機能に係わる内部構造と携帯情報端末の稼動情報の受信／表示機能に係わる内部構造をブロック図で示す、図３と同様な図である。
【００６０】
油圧ショベル１は、図３に点線で示すように、油圧負荷情報として、メインポンプ２１の吐出圧力（負荷圧）を検出する圧力センサ３４ｄを有し、油圧ショベル１の通信網５６には圧力センサ３４ｄにより検出された負荷圧（油圧負荷情報）を含む油圧ショベル１の種々の稼動情報が流れている。無線通信機５１はその稼動情報を無線LAN、例えばWi-Fiの無線信号に変換し、アンテナ５１ａを介して所定の通信周期でリアルタイムに携帯情報端末２００Ａに送信する。
【００６１】
携帯情報端末２００Ａはスピーカ２７０を有し、スピーカ２７０は、無線通信機５１によって油圧ショベル１から無線送信された稼動情報に含まれる油圧負荷情報をオペレータに知覚させるための動作装置（＝吹鳴装置）として機能する。また、制御装置２２０Ａには、油圧負荷情報に基づいてスピーカ２７０（動作装置）を作動させるためのソフトウェアが組み込まれており、制御装置２２０Ａはそのソフトウェアにより、油圧負荷情報の油圧負荷の大きさに応じて異なる態様でスピーカ２７０（動作装置）を作動させ、油圧負荷情報の油圧負荷の大きさをオペレータに無意識的に知覚させる。
【００６２】
なお、油圧ショベル１にメインポンプ２１の吐出圧力（負荷圧）を検出する圧力センサ３４ｄを設ける代わりに、第１の実施の形態と同様、ブームシリンダ１１の負荷圧を検出する圧力センサ３４ａと、アームシリンダ１２の負荷圧を検出する圧力センサ３４ｂと、バケットシリンダ１３の負荷圧を検出する圧力センサ３４ｃを設け、制御装置２００Ａはそのうちの最も高い圧力を選択し、その最も高い圧力を油圧負荷情報の油圧負荷として用いてもよい。
【００６３】
図１０は、制御装置２２０Ａのソフトウェアが実行するスピーカ２７０の制御機能の一例を示すフローチャートである。
【００６４】
図１０において、携帯情報端末２００は、油圧ショベル１から無線送信された油圧負荷情報を含む稼動情報を無線通信機２１０によって受信し、制御装置２２０Ａ内のソフトウェアは稼動情報に含まれる油圧負荷情報を入力する（ステップＳ２００）。本実施の形態は、動作装置がスピーカ２７０である場合のものであり、制御装置２２０Ａは、油圧負荷情報の油圧負荷（圧力）の大きさを音の周波数に変換し（ステップＳ２１０）、スピーカ２７０が発生する通知音の高さ（周波数）を油圧負荷情報の油圧負荷の大きさによって変化させる（ステップＳ２２０）。例えば、油圧負荷の圧力が低圧である場合は、スピーカ２７０が発生する通知音の高さが低く、高圧になるにつれてスピーカ２７０が発生する通知音の高さが連続的に高くなるように音の周波数を変化させる。
【００６５】
また、他の通知音の変化方法として、スピーカ２７０が発生する通知音の大きさ（振幅）を変化させても良い。すなわち、制御装置２２０Ａは、油圧負荷の圧力が低圧である場合は、スピーカ２７０が発生する通知音の大きさが小さく、高圧になるにつれてスピーカ２７０が発生する通知音の大きさが連続的に大きくなるように通知音の振幅を変化させる。
【００６６】
図１１は、制御装置２２０Ａのソフトウェアが実行する他の制御機能として通知音の有無を変化させる場合を示すフローチャートである。制御装置２２０Ａは油圧負荷情報の油圧負荷の圧力の大きさに対して予め規定値（例えばメインポンプ２１の吐出圧力の上限を規定するメインリリーフ弁の設定圧（リリーフ圧））を設定しておき、油圧負荷の圧力が規定値以上かどうかを判定し（ステップＳ２３０）、油圧負荷の圧力が規定値に達しない場合は、スピーカ２７０を作動させず（通知音を発生せず）（ステップＳ２４０）、油圧負荷の圧力が規定値を超えるとスピーカ２７０を作動させて通知音を発生させ（ステップＳ２５０）、油圧負荷の圧力が規定値を超えて増加したことをオペレータに知覚させる。
【００６７】
図１２は、本発明の第３の実施の形態における建設機械の遠隔操作システムの油圧ショベル１の稼動情報の収集／送信機能に係わる内部構造と携帯情報端末の稼動情報の受信／表示機能に係わる内部構造をブロック図で示す、図３及び図９と同様な図である。
【００６８】
第２の実施の形態の場合と同様、油圧ショベル１の通信網５６には圧力センサ３４ｄにより検出された負荷圧（油圧負荷情報）を含む油圧ショベル１の種々の稼動情報が流れており、携帯情報端末２００Ｂにはその稼動情報が無線で送信される。
【００６９】
携帯情報端末２００Ｂは振動装置２８０を有し、振動装置２８０は、油圧ショベル１から無線送信された稼動情報に含まれる油圧負荷情報をオペレータに知覚させるための動作装置として機能する。また、制御装置２２０Ｂには、油圧負荷情報に基づいて振動装置２８０（動作装置）を作動させるためのソフトウェアが組み込まれており、制御装置２２０Ｂはそのソフトウェアにより、油圧負荷情報の油圧負荷の大きさに応じて異なる態様で振動装置２８０（動作装置）を作動させ、油圧負荷情報の油圧負荷の大きさをオペレータに無意識的に知覚させる。
【００７０】
図１３は、制御装置２２０Ｂのソフトウェアが実行する振動装置２８０の制御機能の一例を示すフローチャートである。
【００７１】
図１３において、携帯情報端末２００は、油圧ショベル１から無線送信された油圧負荷情報を含む稼動情報を無線通信機２１０によって受信し、制御装置２２０Ｂ内のソフトウェアは稼動情報に含まれる油圧負荷情報を入力する（ステップＳ３００）。本実施の形態は、動作装置が振動装置２８０である場合のものであり、制御装置２２０Ｂは、油圧負荷情報の油圧負荷（圧力）の大きさを振動の強度（振幅）に変換し（ステップＳ３１０）、振動装置２８０が発生する振動の強度を油圧負荷情報の油圧負荷の大きさによって変化させる（ステップＳ３２０）。例えば、制御装置２２０Ｂは、油圧負荷の圧力が低圧である場合は、振動装置２８０Ｂが発生する振動の強度が小さく、高圧になるにつれて振動装置２８０が発生する振動の強度が連続的に高くなるように振動の振幅を変化させる。
【００７２】
また、他の振動の変化方法として、振動装置２８０Ｂが発生する振動の間隔（振動パターン）を変化させても良い。すなわち、油圧負荷の圧力が低圧である場合は、振動装置２８０Ｂが発生する振動間隔を広くし、高圧になるにつれて振動装置２８０Ｂが発生する振動間隔を連続的に狭くなるように振動の周波数を変化させる。
【００７３】
図１４は、制御装置２２０Ｂのソフトウェアが実行する他の制御機能として振動の有無を変化させる場合を示すフローチャートである。制御装置２２０Ｂは油圧負荷情報の油圧負荷の圧力の大きさに対して予め規定値（例えばメインポンプ２１の吐出圧力の上限を規定するメインリリーフ弁の設定圧（リリーフ圧））を設定しておき、油圧負荷の圧力が規定値以上かどうかを判定し（ステップＳ３３０）、油圧負荷の圧力が規定値に達しない場合は、振動装置２８０を作動させず（振動を発生せず）（ステップＳ３４０）、油圧負荷の圧力が規定値を超えると振動装置２８０を作動させて振動を発生させ（ステップＳ３５０）、油圧負荷の圧力が規定値を超えて増加したことをオペレータに知覚させる。
【００７４】
このように第２及び第３の実施の形態によっても、油圧ショベル１の遠隔操作中、油圧負荷情報の油圧負荷の大きさに応じてスピーカ２７０が発生する通知音の周波数、大きさ、通知音の有無或いは振動装置２８０が発生する振動の強度、振動の間隔（振動パターン）、振動の有無のいずれかが変化することで、オペレータは油圧負荷情報の油圧負荷の大きさを無意識的に知覚することができるようになる。これにより遠隔操作時にオペレータが建設機械周辺の作業現場の様子を直接或いはカメラ映像により間接的に注視していても、オペレータは油圧負荷情報の油圧負荷の大きさを知覚して操作することができ、遠隔操作の作業効率を向上させることができる。
【００７５】
〜その他〜
上記実施の形態は、情報端末が例えばスマートフォン、タブレット等の携帯情報端末である場合について説明したが、情報端末はノートパソコン、デスクトップパソコン等の通常サイズ又はそれよりも大型のパソコンであってもよく、その場合でも同様の効果が得られる。
【００７６】
上記実施の形態は、建設機械が油圧ショベルである場合について説明したが、建設機械はホイールローダ、ブルドーザ等の油圧ショベル以外の建設機械であってもよく、その場合も同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００７７】
１  油圧ショベル（建設機械）
３０  無線受信機（第２無線通信機）
３４ａ，３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ  圧力センサ
５６  通信網
３１  遠隔操作コントローラ（第２制御装置）
５０  車体コントローラ（第３制御装置）
５１  無線通信機（第３無線通信機）
１００  無線操縦装置
１１０ａ〜１１０ｅ  操作レバー
１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ・・・  スイッチ
１１４  制御装置（第１制御装置）
１２２  操縦装置本体
１１２ｘ  キースイッチ（電源スイッチ）
１１６  無線送信機（第１無線通信機）
１１８  USBコネクタ（第１コネクタ）
１３０  ガード
１３２  設置ブラケット（端末設置装置）
２００，２００Ａ，２００Ｂ  携帯情報端末
２１０  無線通信機（第４無線通信機）
２２０，２２０Ａ，２２０ｂ  制御装置（第４制御装置）
２３０  表示画面
２４０ａ，２４０ｂ，２４０ｃ  ウィンドウ（動作装置）
２５０  USBコネクタ（第２コネクタ）
２７０  スピーカ（動作装置）
２８０  振動装置（動作装置）
３００  USBケーブル
３００ａ  USBコネクタ（第３コネクタ）
３００ｂ  USBコネクタ（第４コネクタ）
【図１】
2019044541.tif 000003
【図２】
2019044541.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019044541.tif 000012
【図１１】
2019044541.tif 000013
【図１２】
2019044541.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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