(57)【要約】【課題】傾斜面を走行する作業機械を遠隔操作する際の操作性の向上を図りつつ、作業機械による作業効率を高める。【解決手段】作業部材位置制御部８２Ｃは、検出された前後方向傾斜角度および車幅方向傾斜角度、並びに、作業部材位置検出部８２Ｂで検出される下部走行体１２に対する作業部材２１の位置に基づいて、ブーム１６、アーム１８、バケット２０が作業機械１０（下部走行体１２）の走行方向Ｆの後方に向かって延在するように、上部旋回体１４を旋回させると共にブーム１６とアーム１８とバケット２０を揺動させると共に、バケット２０を地盤Ｇに近接した箇所に位置させる。地盤Ｇの傾斜によって下部走行体１２の前部が地盤Ｇから浮き上がり、作業機械１０が後方に転倒しそうになっても、バケット２０が地盤Ｇに当接することで、それ以上の作業機械１０の後方への傾きが阻止され、作業機械１０の後方への転倒、すなわち傾斜下方への転倒が防止される。【選択図】図５
2019214824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、前記下部走行体の上部に鉛直軸を中心に水平旋回可能に設けられた上部旋回体と、前記上部旋回体に水平軸を中心に揺動可能に支持された作業部材とを備える作業機械であって、
前記下部走行体の前後方向の前後方向傾斜角度を検出する前後方向傾斜検出部と、
前記下部走行体の車幅方向の車幅方向傾斜角度を検出する車幅方向傾斜検出部と、
前記下部走行体の走行方向と前記前後方向傾斜角度と前記車幅方向傾斜角度に基づいて、前記上部旋回体を旋回させると共に前記作業部材を揺動させることにより、前記作業機械の傾斜下方への転倒を防止するように前記作業部材の位置を制御する作業部材位置制御部と、
を備えることを特徴とする作業機械。
【請求項２】
前記下部走行体に対する前記作業部材の位置を検出する作業部材位置検出部をさらに備え、
前記作業部材位置制御部による前記作業部材の位置の制御は、前記作業部材位置検出部で検出された前記作業部材の位置に基づいてなされる、
ことを特徴とする請求項１記載の作業機械。
【請求項３】
前記作業部材位置制御部は、前記前後方向傾斜検出部で検出された前記前後方向傾斜角度に基づいて前記下部走行体が傾斜面をなす地盤を登る状態であると判断した場合に、前記作業部材の先部が前記下部走行体の走行方向の後方において前記地盤に接近した箇所に位置するように前記上部旋回体を旋回させると共に前記作業部材を揺動させる、
ことを特徴とする請求項１または２記載の作業機械。
【請求項４】
前記作業部材位置制御部は、前記前後方向傾斜検出部で検出された前記前後方向傾斜角度に基づいて前記下部走行体が傾斜面をなす地盤を下る状態であると判断した場合に、前記作業部材の先部が前記下部走行体の走行方向の前方において前記地盤に接近した箇所に位置するように前記上部旋回体を旋回させると共に前記作業部材を揺動させる、
ことを特徴とする請求項１または２記載の作業機械。
【請求項５】
前記作業部材位置制御部は、前記車幅方向傾斜検出部で検出された前記車幅方向傾斜角度に基づいて前記下部走行体が傾斜面をなす地盤を前記傾斜面の傾斜方向と交差する方向に走行する状態であると判断した場合に、前記作業部材の先部が前記下部走行体の車幅方向外側において前記傾斜面の下位に位置する側で前記地盤に接近した箇所に位置するように前記上部旋回体を旋回させると共に前記作業部材を揺動させる、
ことを特徴とする請求項１または２記載の作業機械。
【請求項６】
前記下部走行体の周囲の前記地盤における障害物の有無を検出する障害物検出部をさらに備え、
前記作業部材位置制御部は、前記車幅方向傾斜検出部で検出された前記車幅方向傾斜角度に基づいて前記下部走行体が傾斜面をなす地盤を前記傾斜面の傾斜方向と交差する方向に走行する状態であると判断し、かつ、前記障害物検出部により前記下部走行体の車幅方向外側において前記傾斜面の下位に位置する側で前記地盤に障害物が存在すると検出された場合に、前記作業部材の先部が前記下部走行体の車幅方向外側において前記傾斜面の下位に位置する側で前記地盤に接近した箇所に位置し、かつ、前記作業部材の先部が前記障害物と干渉しないように前記上部旋回体を旋回させると共に前記作業部材を揺動させる、
ことを特徴とする請求項１または２記載の作業機械。
【請求項７】
前記作業部材位置制御部は、前記前後方向傾斜検出部で検出された前記前後方向傾斜角度に基づいて前記下部走行体が傾斜面をなす地盤を登る状態であると判断した場合に、
前記作業部材が前記地盤の上方で前記下部走行体の走行方向の前方に延在するように前記上部旋回体を旋回させると共に前記作業部材を揺動させる、
ことを特徴とする請求項１または２記載の作業機械。
【請求項８】
前記作業機械は、
前記上部旋回体を操作する上部旋回体用操作レバーと、
前記作業部材を操作する作業部材用操作レバーと、
前記上部旋回体用操作レバーを操作する上部旋回体用アクチュエータと、
前記作業部材用操作レバーを操作する作業部材用アクチュエータと、
前記作業機械から離間した遠隔操作装置から供給される指令情報に基づいて前記上部旋回体用アクチュエータおよび前記作業部材用アクチュエータを制御する操作レバー制御部とを備え、
前記作業部材位置制御部による前記作業部材の位置の制御は、前記上部旋回体用アクチュエータおよび前記作業部材用アクチュエータを介して前記上部旋回体用操作レバーおよび前記作業部材用操作レバーを操作することによってなされる、
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項記載の作業機械。
【請求項９】
前記作業機械は、前記水平軸をなす第１の支軸を介して前記上部旋回体に揺動可能に支持されたブームと、前記ブームの先端に前記水平軸をなす第２の支軸を介して揺動可能に支持されたアームと、前記アームの先端に前記水平軸をなす第３の支軸を介して揺動可能に支持されたバケットとを含むバックホウであり、
前記作業部材は、前記ブームと前記アームと前記バケットとを含んで構成され、
前記作業部材の先部は、前記バケットで構成されている、
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項記載の作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、下部走行体と、下部走行体の上部に鉛直軸を中心に水平旋回可能に設けられた下部走行体と、上部旋回体に水平軸を中心に揺動可能に支持されたブーム、アーム、バケットなどの作業部材とを備える作業機械を遠隔制御する技術が提案されている。
作業機械は、下部走行体の走行を操作するレバー、下部走行体の旋回を操作するレバー、作業部材を操作するレバーが設けられており、それらレバーを操作するアクチュエータと、それらアクチュエータを制御する作業機械側制御装置とを設ける。
そして、作業機械側制御装置と、作業機械から離れた箇所に設置された遠隔操作装置とを無線回線で接続し、作業者が遠隔操作装置を操作することにより無線回線を介して作業機械側制御部に指令情報を送信し、受信した指令情報に基づいて作業機械側制御部が各アクチュエータを制御することで、作業機械を遠隔操作している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１２９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような作業機械は、作業者が入り込めない災害復旧現場等において使用されることから、作業機械が走行する地盤は、平坦な箇所は少なく傾斜面となっている箇所が大半である。
作業機械が傾斜面をなす地盤上を走行する場合、傾斜面の傾斜によっては作業機械がバランスを崩して傾き、場合によっては作業機械が転倒して作業機械の遠隔操作が困難となるおそれがある。
従来は、監視カメラなどで撮像された作業機械の画像に基づいて作業者が適宜遠隔操作を行なうことで作業機械の走行方向やブーム、アーム、バケットなどの作業部材を操作することで作業機械のバランスをとり、転倒しないようにしている。
しかしながら、作業機械から離れた箇所に所在する作業者による遠隔操作では、作業機械のバランスをとることが容易ではなく、遠隔操作の操作性が悪く、作業機械による作業効率を高める上で不利がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、傾斜面を走行する作業機械を遠隔操作する際の操作性の向上を図りつつ、作業機械による作業効率を高める上で有利な作業機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、下部走行体と、前記下部走行体の上部に鉛直軸を中心に水平旋回可能に設けられた上部旋回体と、前記上部旋回体に水平軸を中心に揺動可能に支持された作業部材とを備える作業機械であって、前記下部走行体の前後方向の前後方向傾斜角度を検出する前後方向傾斜検出部と、前記下部走行体の車幅方向の車幅方向傾斜角度を検出する車幅方向傾斜検出部と、前記下部走行体の走行方向と前記前後方向傾斜角度と前記車幅方向傾斜角度に基づいて、前記上部旋回体を旋回させると共に前記作業部材を揺動させることにより、前記作業機械の傾斜下方への転倒を防止するように前記作業部材の位置を制御する作業部材位置制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、下部走行体の走行方向と前後方向傾斜角度と車幅方向傾斜角度に基づいて、上部旋回体を旋回させると共に作業部材を揺動させることにより、作業機械の傾斜下方への転倒を防止するように作業部材の位置を制御するようにした。
そのため、作業者が入り込めない災害復旧現場等のように、作業機械が走行する地盤の大半が傾斜面となっているような場合であっても、作業機械が転倒して遠隔操作が困難となることを未然に防止することができ、傾斜面を走行する作業機械を遠隔操作する際の操作性の向上を図りつつ、作業機械による作業効率を高める上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態に係る作業機械の側面図である。
【図２】実施の形態に係る作業機械の運転席を斜め前方から見た斜視図である。
【図３】実施の形態に係る作業機械の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態に係る作業機械の遠隔操作装置の構成を示すブロック図である。
【図５】実施の形態に係る作業機械が傾斜面を登る方向に走行する状態を示す説明図である。
【図６】実施の形態に係る作業機械が傾斜面を下る方向に走行する状態を示す説明図である。
【図７】実施の形態に係る作業機械が傾斜面の傾斜方向と交差する方向に走行する状態を示す説明図である。
【図８】実施の形態に係る作業機械が傾斜面の傾斜方向と交差する方向に走行する状態を示す別の説明図である。
【図９】実施の形態の変形例における作業機械が傾斜面を登る方向に走行する状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
まず、本実施の形態に係る作業機械について説明する。
図１に示すように、本実施の形態では、緊急災害復旧工事などの危険な工事場所で使用される作業機械が遠隔制御により無人運転されるバックホウである場合について説明するが、本発明が適用される作業機械は、自走式クレーンなど従来公知の様々な作業機械に適用可能である。
【０００９】
まず、作業機械の構成について説明する。
図１に示すように、作業機械１０は、下部走行体１２と、上部旋回体１４と、ブーム１６と、アーム１８と、バケット２０を含んで構成される。
下部走行体１２は、左右一対のクローラ１２０２の回転により地盤Ｇ上を走行する。
上部旋回体１４は、下部走行体１２の上部に鉛直軸（鉛直軸）を中心に水平旋回可能に設けられている。
上部旋回体１４には操作室１４０２が設けられ、操作室１４０２には、下部走行体１２の走行、上部旋回体１４の旋回、ブーム１６の揺動、アーム１８の揺動、バケット２０の揺動などを操作するための第１〜第４の操作レバー２２、２４、２６、２８（図２参照）が設けられている。各操作レバー２２、２４、２６、２８については後述する。
【００１０】
ブーム１６は、その基端が水平軸をなす第１の支軸１６０２を介して上部旋回体１４に揺動可能に支持されている。
アーム１８は、その基端が水平軸をなす第２の支軸１８０２を介してブーム１６の先端に揺動可能に支持されている。
バケット２０は、その基端が水平軸をなす第３の支軸２００２を介してアーム１８の先端に揺動可能に支持されている。
上部旋回体１４とブーム１６との間には、ブーム１６を揺動させるブームシリンダ１６０４が設けられている。
ブーム１６とアーム１８との間には、アーム１８を揺動させるアームシリンダ１８０４が設けられている。
アーム１８とバケット２０との間には、バケット２０を揺動させるバケットシリンダ２００４が設けられている。
これらブームシリンダ１６０４、アームシリンダ１８０４、バケットシリンダ２００４は油圧シリンダである。
したがって、ブームシリンダ１６０４が伸縮することにより上部旋回体１４に対してブーム１６が揺動される。
また、アームシリンダ１８０４が伸縮することによりブーム１６に対してアーム１８が揺動される。
また、バケットシリンダ２００４が伸縮することによりアーム１８に対してバケット２０が揺動される。
本実施の形態では、ブーム１６とアーム１８とバケット２０とが、上部旋回体１４に水平軸を中心に揺動可能に支持された作業部材２１を構成している。
【００１１】
図２に示すように、操作室１４０２には、運転席３０と、左右一対の肘掛け部３２と、第１〜第４の操作レバー２２、２４、２６、２８とが設けられている。
運転席３０は、操作室１４０２の床面１４０４に取り付けフレーム１５を介して取着されたクッション材１４０６の上に設けられ、作業機械１０の振動が運転席３０に着座した作業者に伝達されないように図られている。
運転席３０は、作業者が着座する座部３００２と、座部３００２の後方から上方に起立する背もたれ部３００４とを有している。
肘掛け部３２は、座部３００２の左右両側に設けられている。
第１、第２の操作レバー２２、２４は、各肘掛け部３２の前方に揺動可能に設けられている。第１、第２の操作レバー２２、２４の揺動支点は、各肘掛け部３２の内部で支持されている。
【００１２】
座部３００２の左側に位置する第１の操作レバー２２は、前後方向に揺動操作されることでアームシリンダ１８０４を伸縮させてアーム１８の揺動を行い、前後方向と交差する左右方向に揺動操作されることで上部旋回体１４の旋回を行なう。
座部３００２の右側に位置する第２の操作レバー２４は、前後方向に揺動操作されることでブームシリンダ１６０４を伸縮させてブーム１６の揺動を行い、前後方向と交差する左右方向に揺動操作されることでバケットシリンダ２００４を伸縮させてバケット２０の揺動を行なう。
本実施の形態では、第１の操作レバー２２が特許請求の範囲の上部旋回体用操作レバーを構成している。また、第１、第２の操作レバー２２、２４が特許請求の範囲の作業部材用操作レバーを構成している。
第３、第４の操作レバー２６、２８は、運転席３０の前方の床面１４０４から前後方向に揺動可能に突設されている。
左側に位置する第３の操作レバー２６は、前後方向に揺動操作されることで左側のクローラ１２０２の回転方向を前進方向あるいは後退方向に切り換える。
また、第３の操作レバー２６が中立位置に位置されることで左側のクローラ１２０２の回転が停止される。
右側に位置する第４の操作レバー２８は、前後方向に揺動操作されることで右側のクローラ１２０２の回転方向を前進方向あるいは後退方向に切り換える。
また、第４の操作レバー２８が中立位置に位置されることで右側のクローラ１２０２の回転が停止される。
【００１３】
本実施の形態では、作業機械１０を遠隔操作するために、作業機械１０にフレーム３４と、第１〜第４のアクチュエータ３６、３８、４０、４２と、作業機械側制御装置４４（図３）とが設けられ、また、作業機械１０と離間した箇所に遠隔操作装置４６（図４）が設けられる。
【００１４】
図２に示すように、フレーム３４は、運転席３０に着脱可能に取り付けられ、第１〜第４のアクチュエータ３６、３８、４０、４２を支持するものである。
フレーム３４は、本体板部３４０２と、左右の側板部３４０４と、左右の屈曲板部３４０６と、前板部３４０８と、支持板部３４１０とを備えている。
本体板部３４０２は、運転席３０の座部３００２の上面を覆う大きさの矩形板状を呈し、座部３００２の上面に載置される。
左右の側板部３４０４は、本体板部３４０２の左右の側縁部から上方に起立し、各肘掛け部３２の内側面を覆う大きさの矩形板状を呈し、各肘掛け部３２の内側面に当接される。
左右の屈曲板部３４０６は、左右の側板部３４０４の上縁から運転席３０の幅方向外側に屈曲し、各肘掛け部３２の上面を覆う大きさの矩形板状を呈し、各肘掛け部３２の上面に当接される。
前板部３４０８は、本体板部３４０２の前縁の中央部分から前方に突出する突出部３４０９を介して下方に垂設され、クッション材１４０６の前面を覆う大きさの矩形板状を呈し、クッション材１４０６の前面に当接する。
支持板部３４１０は、前板部３４０８の下縁から前方に突出しその前縁が運転席３０と第３、第４の操作レバー２６、２８との中間に位置する大きさの矩形板状を呈している。
なお、フレーム３４の運転席３０への取り付けは、本体板部３４０２を座部３００２の上面に載置し、左右の側板部３４０４を各肘掛け部３２の内側面に当接させ、左右の屈曲板部３４０６を各肘掛け部３２の上面に載置し、前板部３４０８をクッション材１４０６の前面に当接させた状態で、例えば、左右の側板部３４０４を各肘掛け部３２に不図示のボルトおよびナットを介して締結することでなされる。
なお、フレーム３４の運転席３０への取り付け構造は、上記構造に限定されるものではなく、従来公知の様々な構成が使用可能である。
【００１５】
第１、第２のアクチュエータ３６、３８は、取り付け金具４８を介して左右の屈曲板部３４０６に一体的に取り付けられ第１、第２の操作レバー２２、２４を操作するものである。
【００１６】
第１、第２のアクチュエータ３６、３８は、結合部３９を介して第１、第２の操作レバー２２、２４に着脱可能に連結されている。
本実施の形態では、第１のアクチュエータ３６は、直動式の電気シリンダ３６０２と、回転式のモータ３６０４とを含んで構成されている。
また、第２のアクチュエータ３８は、直動式の電気シリンダ３８０２と、回転式のモータ３８０４とを含んで構成されている。
直動式の電気シリンダ３６０２、３８０２は、シリンダ本体３６０２Ａ、３８０２Ａに組み込まれたモータへの駆動信号の供給によりピストンロッド３６０２Ｂ、３８０２Ｂを出没させ、第１、第２の操作レバー２２、２４を前後方向に揺動操作する。
【００１７】
図２に示すように、回転式のモータ３６０４、３８０４は、モータ本体３６０４Ａ、３８０４Ａへの駆動信号の供給により駆動軸３６０４Ｂ、３８０４Ｂがその軸心の回りに回動するものである。
モータ本体３６０４Ａ、３８０４Ａは、屈曲板部３４０６に取り付け金具４８を介して取り付けられている。
回転式のモータ３６０４、３８０４の駆動軸３６０４Ｂ、３８０４Ｂの先部は、直動式の電気シリンダ３６０２、３８０２のシリンダ本体３６０２Ａ、３８０２Ａに連結されている。
したがって、回転式のモータ３６０４、３８０４の駆動軸３６０４Ｂ、３８０４Ｂを正逆転させると、直動式の電気シリンダ３６０２、３８０２は、駆動軸３６０４Ｂ、３８０４Ｂを中心として運転席３０の左右方向に揺動し、第１、第２の操作レバー２２、２４を左右方向に揺動させる。
本実施の形態では、第１のアクチュエータ３６が特許請求の範囲の上部旋回体用アクチュエータを構成している。また、第１、第２のアクチュエータ３６、３８が特許請求の範囲の作業部材用アクチュエータを構成している。
【００１８】
図２に示すように、第３、第４のアクチュエータ４０、４２は、フレーム３０の支持板部３４１０に支持され、第３、第４の操作レバー２６、２８を操作するものである。
第３、第４のアクチュエータ４０、４２は、結合部４３を介して第３、第４の操作レバー２６、２８に着脱可能に連結されている。
本実施の形態では、第３のアクチュエータ４０は、直動式の電気シリンダ４００２を含んで構成されている。
また、第４のアクチュエータ４２は、直動式の電気シリンダ４２０２を含んで構成されている。
直動式の電気シリンダ４００２、４２０２は、シリンダ本体４００２Ａ、４２０２Ａへの駆動信号の供給によりピストンロッド４００２Ｂ、４２０２Ｂを出没させ、第３、第４の操作レバー２６、２８を前後方向に揺動操作する。
【００１９】
なお、実施の形態では、第１〜第４のアクチュエータ３６、３８、４０、４２が直動式の電気シリンダあるいは回転式のモータで構成されている場合について説明したが、第１〜第４のアクチュエータ３６、３８、４０、４２は、空気シリンダ、油圧シリンダ、リニアモータなど従来公知の様々なアクチュエータが使用可能である。
【００２０】
作業機械側制御装置４４は、作業機械１０の適宜箇所に設けられており、図３に示すように、作業機械側制御装置４４は、遠隔操作指令情報に基いて第１〜第４のアクチュエータ３６、３８、４０、４２を制御するものである。
作業機械側制御装置４４については後述する。
【００２１】
次に、図４を参照して遠隔操作装置４６について説明する。
遠隔操作装置４６は、作業機械１０から離れた箇所に位置する作業者が操作するものであり、作業者の操作により生成した遠隔操作指令情報を作業機械側制御装置４４に無線回線を介して送信するものである。
遠隔操作装置４６は、第１〜第４の遠隔操作レバー５８、６０、６２、６４と、角度センサ６６Ａ〜６６Ｄと、制御部６８と、遠隔制御側通信部７０とを含んで構成されている。
第１〜第４の遠隔操作レバー５８、６０、６２、６４は、第１〜第４の操作レバー２２、２４、２６、２８を遠隔制御するための揺動操作がなされる遠隔制御用の操作部材（ジョイスティック）で構成されている。
角度センサ６６Ａ〜６６Ｄは、各遠隔操作レバー５８、６０、６２、６４に対応して設けられ、各遠隔操作レバー５８、６０、６２、６４の操作位置に対応する角度を示す検知信号を出力するものである。
制御部６８は、ＣＰＵ、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、各角度センサ６６、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
制御部６８は、上記制御プログラムを実行することにより指令情報生成部６８Ａとして機能する。
指令情報生成部６８Ａは、各角度センサ６６Ａ〜６６Ｄから供給される検知信号に基いて遠隔操作指令情報を生成するものである。
遠隔制御側通信部７０は、指令情報生成部６８Ａで生成された遠隔操作指令情報を作業機械側通信部７２（図３）に無線回線を介して送信するものである。
【００２２】
次に、図３を参照して作業機械側制御装置４４について説明する。
作業機械側制御装置４４は、作業機械側通信部７２と、第１〜第４の検出部７４Ａ〜７４Ｄと、サーボ制御機構７６と、前後方向傾斜検出部７８と、車幅方向傾斜検出部８０と、障害物検出部８４と、旋回位置検出部８４と、ブーム揺動位置検出部８６と、アーム揺動位置検出部８８と、バケット揺動位置検出部９０と、制御部８２とを含んで構成されている。
作業機械側通信部７２は、遠隔制御側通信部７０から送信される遠隔操作指令情報を受信するものである。
第１〜第４の検出部７４Ａ〜７４Ｄは、第１〜第４のアクチュエータ３６、３８、４０、４２による第１〜第４の操作レバー２２、２４、２６、２８の操作量を検出するものである。
具体的に説明すると、第１、第２の検出部７４Ａ、７４Ｂは、直動式の電気シリンダ３６０２、３８０２のシリンダロッド３６０２Ｂ、３８０２Ｂの移動量と、回転式のモータ３６０４、３８０４の駆動軸３６０４Ｂ、３８０４Ｂの回転量（角度）とを検出する。
第３、第４の検出部７４Ｃ、７４Ｄは、直動式の電気シリンダ４００２、４２０２のシリンダロッド４００２Ａ、４２０２Ａの移動量を検出する。
サーボ制御機構７６は、各電気シリンダ３６０２、３８０２、４００２、４２０２、各モータ３６０４、３８０４を制御するサーボ制御部を含んで構成されている。
【００２３】
前後方向傾斜検出部７８は、下部走行体１２の前後方向の前後方向傾斜角度を検出するものである。
前後方向傾斜検出部７８は、下部走行体１２の車幅方向の車幅方向傾斜角度を検出するものである。
このような前後方向傾斜検出部７８、前後方向傾斜検出部７８として従来公知の様々な傾斜センサ、傾斜計が使用可能である。
本実施の形態において、下部走行体１２の前後方向とは、左右のクローラ１２０２の向きであり、下部走行体１２の車幅方向とは、左右のクローラ１２０２が並べられた方向であり、車両走行体１２の前後方向および鉛直方向と直交する方向である。
【００２４】
障害物検出部８４は、下部走行体１２の周囲の地盤Ｇにおける障害物の有無を検出するものである。
障害物検出部８４は、例えば、下部走行体１２あるいは上部旋回体１４に設けられて下部走行体１２の周囲の地盤Ｇを撮像可能な複数のカメラと、それらカメラから供給される画像データを画像解析することにより下部走行体１２の周囲の地盤Ｇにおける障害物の有無を、より詳細には、下部走行体１２の車幅方向両側の周囲の地盤Ｇにおける障害物の有無を検出する画像処理部とを含んで構成されている。
【００２５】
旋回位置検出部８４は、上部旋回体１４の鉛直軸を中心とする旋回位置を検出するものである。
ブーム揺動位置検出部８６は、第１の支軸１６０２を支点とするブーム１６の揺動位置を検出するものである。
アーム揺動位置検出部８８は、第２の支軸１８０２を支点とするアーム１８の揺動位置を検出するものである。
バケット揺動位置検出部９０は、第３の支軸２００２を支点とするバケット２０の揺動位置を検出するものである。
【００２６】
制御部８２は、ＣＰＵ、制御プログラムなどを格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、各種データを書き換え可能に保持するＥＥＰＲＯＭ、第１〜第４の検出部７４Ａ〜７４Ｄ、サーボ制御機構７６、前後方向傾斜検出部７８、車幅方向傾斜検出部８０、障害物検出部８４、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
制御部８２は、上記制御プログラムを実行することにより操作レバー制御部８２Ａ、作業部材位置検出部８２Ｂ、作業部材位置制御部８２Ｃとして機能する。
操作レバー制御部８２Ａは、作業機械側通信部７２を介して受信した遠隔操作指令情報に基いて、第１〜第４の検出部７４Ａ〜７４Ｄの検出結果を監視しつつ、サーボ制御機構７６を制御することで第１〜第４のアクチュエータ３６、３８、４０、４２を駆動制御して第１〜第４の操作レバー２２、２４、２６、２８を動かすものである。
操作レバー制御部８２Ａは、遠隔操作装置４６の操作に応じて遠隔制御を行う。すなわち、遠隔操作指令情報に基いて第１〜第４のアクチュエータ３６、３８、４０、４２を制御して第１〜第４の操作レバー２２、２４、２６、２８を操作する。
【００２７】
作業部材位置制御部８２Ｂは、各検出部８４、８６、８８、９０で検出された上部旋回体１４の旋回位置、ブーム揺動位置、アーム揺動位置、バケット揺動位置に基づいて下部走行体１２に対するブーム１６、アーム１８、バケット２０の位置、すなわち作業部材２１の位置を検出するものである。
なお、下部走行体１２に対する作業部材２１の位置が特定されると、バケット２０と地盤Ｇとの距離も特定されることになる。
【００２８】
作業部材位置制御部８２Ｃは、下部走行体１２の走行方向と、前後方向傾斜検出部７８で検出された前後方向傾斜角度と、車幅方向傾斜検出部８０で検出された車幅方向傾斜角度と、障害物検出部８４による作業機械１０の周囲の地盤Ｇにおける障害物の有無の検出結果に基づいて、上部旋回体１４を旋回させると共に作業部材２１を揺動させることにより、作業機械１０の傾斜下方への転倒を防止するように作業部材２１の位置を制御するものである。なお、下部走行体１２の走行方向は、作業機械側通信部７２を介して受信した遠隔操作指令情報に基づいて特定され、あるいは、操作レバー制御部８２Ａによる第３、第４のアクチュエータ４０、４２の操作内容に基づいて特定される。
すなわち、作業部材位置制御部８２Ｃは、下部走行体１２の走行方向と、前後方向傾斜角度と、車幅方向傾斜角度と、障害物の有無の検出結果に基づいて、作業機械１０の転倒を防止するために必要な作業部材２１の位置を算出あるいは特定する。
そして、作業部材位置制御部８２Ｃは、作業部材位置検出部８２Ｂで検出される下部走行体１２に対する作業部材２１の位置が、作業機械１０の転倒を防止するために必要な作業部材２１の位置と合致するように、第１〜第４のアクチュエータ３６、３８、４０、４２を制御して第１〜第４の操作レバー２２、２４、２６、２８を操作する。
【００２９】
次に、本実施の形態の作業機械１０を遠隔制御する場合について説明する。
まず、上部旋回体１４の旋回、アーム１８、ブーム１６、バケット２０の揺動について説明する。
予め、作業機械１０はエンジンが作動されて動作が可能な状態に設定され、作業機械側制御装置４４は遠隔制御が可能な状態に設定されているものとする。
作業者が遠隔操作装置４６の第１〜第４の遠隔操作レバー５８、６０、６２、６４を操作することにより、各角度センサ６６Ａ〜６６Ｄで検出された検知信号に基いて指令情報生成部６８Ａが遠隔操作指令情報を生成する。遠隔操作指令情報は、無線回線を介して遠隔制御側通信部７０から作業機械側通信部７２に送信される。
作業機械１０では、作業機械側通信部７２を介して受信された遠隔操作指令情報が操作レバー制御部８２Ａに供給され、操作レバー制御部８２Ａは、遠隔操作指令情報に基いて、第１〜第４の検出部７４Ａ〜７４Ｄの検出結果を監視しつつ、サーボ制御機構７６を制御することで第１〜第４のアクチュエータ３６、３８、４０、４２を駆動制御して第１〜第４の操作レバー２２、２４、２６、２８を揺動操作させる。
すなわち、第１の操作レバー２２の前後方向への揺動によりアーム１８の揺動がなされ、第１の操作レバー２２の左右方向への揺動により上部旋回体１４の旋回がなされる。
また、第２の操作レバー２４の前後方向への揺動によりブーム１６の揺動がなされ、第２の操作レバー２４の左右方向によりバケット２０の揺動がなされる。
【００３０】
次に、図１に示すように、本実施の形態の作業機械１０が遠隔制御により、水平面ＨＰとほぼ平行な地盤Ｇ（地面）を走行する場合について説明する。
第３、第４の操作レバー２６、２８の双方が前後方向の一方に揺動されることにより、左右のクローラ１２０２の回転方向が共に前進方向あるいは後退方向に切り換えられ、作業機械１０が前後に直進して走行し、すなわち、前進、あるいは、後退する。
また、第３、第４の操作レバー２６、２８の一方が前方へ他方が後方に揺動されることにより、左右のクローラ１２０２の回転方向が互いに逆方向となるように切り換えられると、その場で作業機械１０が旋回する。
また、第３、第４の操作レバー２６、２８の双方が中立位置に揺動されることにより、左右のクローラ１２０２の回転が停止し、作業機械１０の走行あるいは旋回が停止される。
【００３１】
次に、作業機械が１０が遠隔制御により傾斜した地盤Ｇを走行する場合について説明する。
（傾斜面Ｋを登る場合）
図５は作業機械１０が傾斜面Ｋとなっている地盤Ｇを登る方向に走行する場合を示している。
図中、符号Ｆは作業機械１０（下部走行体１２）の走行方向を示す。
この場合、作業部材位置制御部８２Ｃは、下部走行体１２の走行方向と、検出された前後方向傾斜角度に基づいて下部走行体１２が傾斜面をなす地盤Ｇを登る状態であると判断する。
そして、作業部材位置制御部８２Ｃは、下部走行体１２の走行方向と、検出された前後方向傾斜角度および車幅方向傾斜角度と、作業部材位置検出部８２Ｂで検出される下部走行体１２に対する作業部材２１の位置に基づいて、ブーム１６、アーム１８、バケット２０が作業機械１０（下部走行体１２）の走行方向の後方に向かって延在するように、上部旋回体１４を旋回させると共にブーム１６とアーム１８とバケット２０を揺動させ、作業機械１０の走行方向の後方にブーム１６、アーム１８、バケット２０を位置させると共に、バケット２０を地盤Ｇに近接した箇所に位置させている。
この結果、地盤Ｇの傾斜によって下部走行体１２の前部が地盤Ｇから浮き上がり、作業機械１０が後方に転倒しそうになっても、バケット２０が地盤Ｇに当接することで、それ以上の作業機械１０の後方への傾きが阻止され、したがって、作業機械１０の後方への転倒、すなわち、傾斜下方への転倒が防止される。
【００３２】
（傾斜面Ｋを下る場合）
図６は作業機械１０が傾斜面Ｋとなっている地盤Ｇを下る方向に走行する場合を示している。
この場合、作業部材位置制御部８２Ｃは、下部走行体１２の走行方向と、検出された前後方向傾斜角度に基づいて下部走行体１２が傾斜面をなす地盤Ｇを下る状態であると判断する。
そして、作業部材位置制御部８２Ｃは、下部走行体１２の走行方向と、検出された前後方向傾斜角度および車幅方向傾斜角度と、作業部材位置検出部８２Ｂで検出される下部走行体１２に対する作業部材２１の位置に基づいて、ブーム１６、アーム１８、バケット２０が作業機械１０（下部走行体１２）の走行方向の前方に向かって延在するように、上部旋回体１４を旋回させると共にブーム１６とアーム１８とバケット２０を揺動させ、作業機械１０の走行方向の前方に、ブーム１６、アーム１８、バケット２０を位置させると共に、バケット２０を地盤Ｇに近接した箇所に位置させている。
この結果、地盤Ｇの傾斜によって作業機械１０（下部走行体１２）の後部が地盤Ｇから浮き上がり、作業機械１０が前方に転倒しそうになっても、バケット２０が地盤Ｇに当接することで、それ以上の作業機械１０の前方への傾きが阻止され、したがって、作業機械１０の前方への転倒、すなわち、傾斜下方への転倒が防止される。
【００３３】
（傾斜面を横切る場合）
図７、図８は、何れも作業機械１０が傾斜面Ｋとなっている地盤Ｇを傾斜面Ｋの傾斜方向と交差する方向に走行する場合を示している。
この場合、作業部材位置制御部８２Ｃは、検出された車幅方向傾斜角度に基づいて下部走行体１２が傾斜面Ｋの傾斜方向と交差する方向に走行する状態であると判断する。
そして、図７に示すように、障害物検出部８４により下部走行体１２の車幅方向外側において傾斜面Ｋの下位に位置する側で地盤Ｇに障害物が存在すると検出されなければ、作業部材位置制御部８２Ｃは、下部走行体１２の走行方向と、検出された前後方向傾斜角度および車幅方向傾斜角度と、作業部材位置検出部８２Ｂで検出される下部走行体１２に対する作業部材２１の位置に基づいて、ブーム１６、アーム１８、バケット２０が作業機械１０（下部走行体１２）の車幅方向外側において傾斜面Ｋの下位に位置する側に向かって延在するように、上部旋回体１４を旋回させると共にブーム１６とアーム１８とバケット２０を揺動させ、バケット２０を地盤Ｇに近接した箇所に位置させている。
この結果、地盤Ｇの傾斜によって作業機械１０（下部走行体１２）の車幅方向のうち傾斜面Ｋの上位に位置する部分が地盤Ｇから浮き上がり、作業機械１０が車幅方向の一方に転倒しそうになっても、バケット２０が地盤Ｇに当接することで、それ以上の作業機械１０の車幅方向への傾きが阻止され、したがって、作業機械１０の車幅方向への転倒、すなわち、傾斜下方への転倒が防止される。
【００３４】
また、図８に示すように、障害物検出部８４により下部走行体１２の車幅方向外側において傾斜面Ｋの下位に位置する側で地盤Ｇに障害物、例えば、傾斜面Ｋの下端から水平方向に延在する平坦面Ｌが存在すると検出されたならば、作業部材位置制御部８２Ｃは、下部走行体１２の走行方向と、検出された前後方向傾斜角度および車幅方向傾斜角度と、作業部材位置検出部８２Ｂで検出される下部走行体１２に対する作業部材２１の位置に基づいて、ブーム１６、アーム１８、バケット２０が作業機械１０（下部走行体１２）の車幅方向外側において傾斜面Ｋの下位に位置する側に向かって位置し、かつ、バケット２０が障害物である平坦面Ｌと干渉しないように、上部旋回体１４を旋回させると共に作業部材２１を揺動させ、バケット２０を地盤Ｇに近接した箇所に位置させている。
したがって、図７の場合に比較して、ブーム１６の先部が高い位置に揺動される一方、アーム１８が上部旋回体１４に近い位置に位置するように揺動されている。
この結果、図７の場合と同様に、地盤Ｇの傾斜によって作業機械１０（下部走行体１２）の車幅方向のうち傾斜面Ｋの上位に位置する部分が地盤Ｇから浮き上がり、作業機械１０が車幅方向の一方に転倒しそうになっても、バケット２０が地盤Ｇに当接することで、それ以上の作業機械１０の車幅方向への傾きが阻止され、したがって、作業機械１０の車幅方向への転倒、すなわち、傾斜下方への転倒が防止される。
また、バケット２０と障害物である平坦面Ｌとの干渉が防止されるため、作業機械１０の走行が円滑になされる。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、下部走行体１２の走行方向と前後方向傾斜角度と車幅方向傾斜角度に基づいて、上部旋回体１４を旋回させると共に作業部材２１を揺動させることにより、傾斜面Ｋを走行する作業機械１０の傾斜下方への転倒を防止するように作業部材２１の位置を制御するようにした。
そのため、作業者が入り込めない災害復旧現場等のように、作業機械１０が走行する地盤Ｇの大半が傾斜面となっているような場合であっても、作業機械１０が傾斜下方へ転倒して作業機械１０の遠隔操作が困難となることを未然に防止する上で有利となり、作業機械１０を遠隔操作する際の操作性の向上を図りつつ、作業機械１０による作業効率を高める上で有利となる。
【００３６】
また、本実施の形態によれば、作業部材位置制御部８２Ｃによる作業部材２１の位置の制御を、作業部材位置検出部８２Ｂで検出された作業部材２１の位置に基づいて行なうようにしたので、作業部材２１の位置の制御を正確に行なう上で有利となる。
【００３７】
また、本実施の形態によれば、下部走行体１２が傾斜面Ｋをなす地盤Ｇを登る場合に、作業部材２１の先部が下部走行体１２の走行方向の後方において地盤Ｇに接近した箇所に位置するように上部旋回体１４を旋回させると共に作業部材２１を揺動させるようにしたので、傾斜面Ｋの傾斜によって作業機械１０が傾いたとしても、作業部材２１の先部が地盤Ｇに当接することで作業機械１０の傾斜下方への転倒を確実に防止する上で有利となる。
【００３８】
また、本実施の形態によれば、下部走行体１２が傾斜面Ｋをなす地盤Ｇを下る場合に、作業部材２１の先部が下部走行体１２の走行方向の前方において地盤Ｇに接近した箇所に位置するように上部旋回体１４を旋回させると共に作業部材２１を揺動させるようにしたので、傾斜面Ｋの傾斜によって作業機械１０が傾いたとしても、作業部材２１の先部が地盤Ｇに当接することで作業機械１０の傾斜下方への転倒を確実に防止する上で有利となる。
【００３９】
また、本実施の形態によれば、下部走行体１２が傾斜面Ｋをなす地盤Ｇを傾斜面Ｋの傾斜方向と交差する方向に走行する場合に、作業部材２１の先部が下部走行体１２の車幅方向外側において傾斜面Ｋの下位に位置する側で地盤Ｇに接近した箇所に位置するように上部旋回体１４を旋回させると共に作業部材２１を揺動させるようにしたので、傾斜面Ｋの傾斜によって作業機械１０が傾いたとしても、作業部材２１の先部が地盤Ｇに当接することで作業機械１０の傾斜下方への転倒を確実に防止する上で有利となる。
【００４０】
また、本実施の形態によれば、下部走行体１２が傾斜面Ｋをなす地盤Ｇを傾斜面Ｋの傾斜方向と交差する方向に走行する場合に、下部走行体１２の車幅方向外側において傾斜面Ｋの下位に位置する側で地盤Ｇに障害物が存在すると、作業部材２１の先部が障害物と干渉しないように上部旋回体１４を旋回させると共に作業部材２１を揺動させるようにしたので、傾斜面Ｋの傾斜によって作業機械１０が傾いたとしても、作業部材２１の先部が地盤Ｇに当接することで作業機械１０の傾斜下方への転倒を確実に防止する上で有利となり、作業部材２１の先部と障害物との干渉が防止されるため、作業機械１０の走行を円滑に行なう上で有利となる。
【００４１】
また、本実施の形態によれば、上部旋回体用アクチュエータおよび作業部材２１用操作レバー用アクチュエータを介して上部旋回体用操作レバーおよび作業部材用操作レバーを操作することで、作業部材２１の位置の制御を行なうので、上部旋回体用操作レバーおよび作業部材用操作レバーを備える作業機械１０において、作業機械１０を遠隔操作する際の操作性の向上を図りつつ、作業機械１０による作業効率を高める上で有利となる。
【００４２】
また、本実施の形態によれば、作業機械１０がブーム１６とアーム１８とバケット２０とを含むバックホウである場合に、作業機械１０を遠隔操作する際の操作性の向上を図りつつ、作業機械１０による作業効率を高める上で有利となる。
【００４３】
次に、変形例について図９を参照して説明する。
上述の実施の形態では、傾斜面Ｋの傾斜によって作業機械１０が傾いたとしても、作業部材２１の先部が地盤Ｇに当接することで作業機械１０の転倒を防止する場合について説明した。
以下の変形例は、作業機械１０が傾斜面Ｋとなっている地盤Ｇを登る方向に走行する際、作業機械１０の重心のバランスの安定化を図るように作業機械１０の重心を位置させる点が上記の実施の形態と異なっている。
図９に示すように、作業部材位置制御部８２Ｃは、下部走行体１２の走行方向と、検出された前後方向傾斜角度に基づいて下部走行体１２が傾斜面をなす地盤Ｇを登る状態であると判断する。
そして、作業部材位置制御部８２Ｃは、下部走行体１２の走行方向と、検出された前後方向傾斜角度および車幅方向傾斜角度と、作業部材位置検出部８２Ｂで検出される下部走行体１２に対する作業部材２１の位置に基づいて、ブーム１６、アーム１８、バケット２０が地盤Ｇ（傾斜面Ｋ）の上方で作業機械１０（下部走行体１２）の走行方向の前方に向かって延在するように、上部旋回体１４を旋回させると共にブーム１６とアーム１８とバケット２０を揺動させ、作業機械１０の走行方向の前方にブーム１６、アーム１８、バケット２０を位置させる。
そのため、地盤Ｇ（傾斜面Ｋ）の上方で作業機械１０（下部走行体１２）の走行方向の前方に延在するブーム１６、アーム１８、バケット２０によって、ブーム１６、アーム１８、バケット２０を含む作業機械１０の全体の重心は、図１に示すように、ブーム１６、アーム１８、バケット２０が屈曲され、ブーム１６、アーム１８、バケット２０が作業機械１０（下部走行体１２）寄りに位置した場合に比較して、作業機械１０（下部走行体１２）の走行方向の前方に位置した状態となる。
この結果、傾斜した地盤Ｇを登るように走行しているにも拘わらず、作業機械１０の重心のバランスの安定化が図られるので、地盤Ｇの傾斜によって下部走行体１２の前部が地盤Ｇから浮き上がらず、作業機械１０の後方への転倒、すなわち傾斜下方への転倒が防止される。
【００４４】
このような変形例においても上記の実施の形態と同様に、災害復旧現場等のように、作業機械１０が走行する地盤Ｇの大半が傾斜面となっているような場合であっても、作業機械１０が傾斜下方へ転倒して作業機械１０の遠隔操作が困難となることを未然に防止する上で有利となり、作業機械１０を遠隔操作する際の操作性の向上を図りつつ、作業機械１０による作業効率を高める上で有利となる。
【００４５】
なお、実施の形態では、本発明がバックホウに適用された場合について説明したが、本発明は、自走式クレーンなど、下部走行体１２と上部旋回体１４と作業部材２１とを備える従来公知の様々な作業機械に適用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  作業機械
１２  下部走行体
１４  上部旋回体
１６  ブーム
１６０２  第１の支軸
１８  アーム
１８０２  第２の支軸
２０  バケット
２００２  第３の支軸
２１  作業部材
２２  第１の操作レバー（上部旋回体用操作レバー、作業部材用操作レバー）
２４  第２の操作レバー（作業部材用操作レバー）
３６  第１のアクチュエータ（上部旋回体用アクチュエータ、作業部材用アクチュエータ）
３８  第２のアクチュエータ（作業部材用アクチュエータ）
４４  作業機械側制御装置
７８  前後方向傾斜検出部
８０  車幅方向傾斜検出部
８２  制御部
８２Ａ  操作レバー制御部
８２Ｂ  作業部材位置検出部
８２Ｃ  作業部材位置制御部
８４  旋回位置検出部
８６  ブーム揺動位置検出部
８８  アーム揺動位置検出部
９０  バケット揺動位置検出部
Ｇ  地盤
Ｋ  傾斜面
Ｌ  平坦面（障害物）
【図１】
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【図２】
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【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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