(57)【要約】【課題】操作器に加えられる操作とこの操作に応じて操作器が出力する制御信号との相対関係を容易に変更することができる建設機械を提供する。【解決手段】油圧ショベル２は、加えられる操作に応じて制御信号を出力する操作器５４と、この制御信号に応じて油圧アクチュエータの作動を制御する作動制御手段４２とを備え、操作器５４に加えられる操作とこの操作に応じて操作器が出力する制御信号との相対関係が記憶された記憶手段６２が電子的にも機械的にも脱着自在に接続されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加えられる操作に応じて制御信号を出力する操作器と、該制御信号に応じて建設機械の作動を制御する作動制御手段とを備えた建設機械にして、
該操作器に加えられる操作と該制御信号との相対関係が記憶された記憶手段が電子的にも機械的にも脱着自在に接続されている、ことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
該操作器は電子的にも機械的にも脱着自在に接続されている、請求項１記載の建設機械。
【請求項３】
該操作器は脱着自在に機械的に接続される枠体を含み、該記憶手段は該枠体に接続されている、請求項１又は２記載の建設機械。
【請求項４】
該作動制御手段は該操作器に加えられる操作と該制御信号との相対関係を設定する設定手段を含み、該記憶手段は設定された該操作器に加えられる操作と該制御信号との相対関係を記憶する、請求項１から３までいずれかに記載の建設機械。
【請求項５】
該記憶手段には予め操作器識別ＩＤ及び／又は操作者識別ＩＤが記憶されており、
該作動制御手段は、該記憶手段に記憶されている操作器識別ＩＤ及び／又は操作者識別ＩＤが該作動制御手段に予め登録されている操作器識別ＩＤ及び／又は操作者識別ＩＤに合致するか否かを照合し、合致する場合に建設機械の作動を許容する、請求項１から４までにいずれかに記載の建設機械。
【請求項６】
該作動制御手段は建設機械操作履歴を検出する検出手段を含み、該記憶手段は検出された建設機械操作履歴を記憶する、請求項１から５までのいずれかに記載の建設機械。
【請求項７】
該操作器は、建設機械操作訓練ソフトウェアを備えたコンピュータにも電子的に切断自在に接続され、且つ該コンピュータに該制御信号を出力する、請求項１から６までのいずれかに記載の建設機械。
【請求項８】
該操作器又は該記憶手段は、該操作器に加えられる操作と該制御信号との相対関係を設定する設定手段を有するソフトウェアを備えたコンピュータにも電子的に切断自在に接続され、該記憶手段は設定された該操作器に加えられる操作と該制御信号との相対関係を記憶する、請求項１から７までのいずれかに記載の建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加えられる操作に応じて制御信号を出力する操作器と、この制御信号に応じて建設機械の作動を制御する作動制御手段とを備えた建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建設機械の代表例である油圧ショベルは、走行モータによって自走可能な下部走行体と、旋回モータによって旋回自在に下部走行体上に搭載された上部旋回体と、上部旋回体に俯仰動自在に取付けられた作業腕装置とから大略構成されている。
【０００３】
作業腕装置は、上部旋回体の一端側に俯仰動自在に取付けられたブームと、ブームの先端側に回動自在に取付けられたアームと、アームの先端側に回動自在に取付けられた作業具と、ブームを俯仰動させるブームシリンダと、アームを回動させるアームシリンダと、作業具を回動させる作業具シリンダとから大略構成されている。
【０００４】
上部旋回体は、骨組み構造体をなす旋回フレームを有しており、この旋回フレーム上には、加えられる操作に応じて制御信号を出力する操作器が配設された運転室と、操作器から出力された制御信号に応じてブームシリンダ等の油圧アクチュエータの作動を制御する作動制御手段等が搭載されている。
【０００５】
従来、油圧ショベルにおいて、操作器に加えられる操作とこの操作に応じて操作器が出力する制御信号との相対関係について操作者が所望の相対関係を選択する手段が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平３−６１８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、油圧ショベルの操作者が適時交替して作業を行う作業現場において、各操作者が好む相対関係が異なる場合には、各操作者は油圧ショベルの操作を開始する前に所望の相対関係に変更しなければならないところ、操作者が相対関係を変更せず油圧ショベルの操作を開始してしまった場合には、操作者の意に反して油圧ショベルが作動してしまうときがあり、このときには重大な事故が発生するおそれがある。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、操作器に加えられる操作とこの操作に応じて操作器が出力する制御信号との相対関係を容易に変更することができる建設機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、上記技術的課題を達成する建設機械として、加えられる操作に応じて制御信号を出力する操作器と、該制御信号に応じて建設機械の作動を制御する作動制御手段とを備えた建設機械にして、該操作器に加えられる操作と該制御信号との相対関係が記憶された記憶手段が電子的にも機械的にも脱着自在に接続されている、ことを特徴とする建設機械が提供される。
【００１０】
好ましくは、該操作器は、電子的にも機械的にも脱着自在に接続されている。該操作器は脱着自在に機械的に接続される枠体を含み、該記憶手段は該枠体に接続されているのが好都合である。該作動制御手段は該操作器に加えられる操作と該制御信号との相対関係を設定する設定手段を含み、該記憶手段は設定された該操作器に加えられる操作と該制御信号との相対関係を記憶するのが好適である。該記憶手段には予め操作器識別ＩＤ及び／又は操作者識別ＩＤが記憶されており、該作動制御手段は、該記憶手段に記憶されている操作器識別ＩＤ及び／又は操作者識別ＩＤが該作動制御手段に予め登録されている操作器識別ＩＤ及び／又は操作者識別ＩＤに合致するか否かを照合し、合致する場合に建設機械の作動を許容するのが好都合である。該作動制御手段は建設機械操作履歴を検出する検出手段を含み、該記憶手段は検出された建設機械操作履歴を記憶するのが好ましい。該操作器は、建設機械操作訓練ソフトウェアを備えたコンピュータにも電子的に切断自在に接続され、且つ該コンピュータに該制御信号を出力するのが好適である。該操作器又は該記憶手段は、該操作器に加えられる操作と該制御信号との相対関係を設定する設定手段を有するソフトウェアを備えたコンピュータにも電子的に切断自在に接続され、該記憶手段は設定された該操作器に加えられる操作と該制御信号との相対関係を記憶するのが好都合である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の建設機械においては、操作器に加えられる操作とこの操作に応じて操作器が出力する制御信号との相対関係が記憶された記憶手段が電子的にも機械的にも脱着自在に接続されている。このため、操作者は、所望の相対関係が記憶された記憶手段を建設機械に接続することによって、相対関係を所望のものに容易に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に従って構成された建設機械の側面図。
【図２】図１に示す運転室の内部の斜視図。
【図３】図２に示す十字操作レバーの側面図。
【図４】図２に示す前，後操作レバー操作器の側面図。
【図５】図１に示す建設機械の構成例を示した図。
【図６】図１に示す建設機械の電気油圧回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に従って構成された建設機械について、代表的な建設機械である油圧ショベルにおける、図１から図６までに示された実施の形態を参照しながら説明する。
【００１４】
図１を参照して説明する。全体を番号２で示す油圧ショベルは、自走可能な下部走行体４と、下部走行体４上に旋回自在に搭載された上部旋回体６と、上部旋回体６に俯仰動自在に取付けられた作業腕装置８とから大略構成されている。土砂等の掘削作業時には、作業腕装置８が俯仰動作され、上部旋回体６が下部走行体４に対し旋回動作されることによって土砂等の掘削作業が行われるようになっている。
【００１５】
下部走行体４は、前，後方向に延びる左，右一対のトラックフレーム１０，１０（一方のみ図示）を有し骨組み構造体をなすベースフレーム１２と、油圧駆動の走行モータ１４を有しトラックフレーム１０の一端側に配設された駆動輪１６と、トラックフレーム１０の他端側に配設された遊動輪１８と、駆動輪１６及び遊動輪１８に巻き掛けられた履帯２０とから大略構成されている。下部走行体４は、走行モータ１４が駆動輪１６、遊動輪１８及び履帯２０を回転させることによって自走可能となっている。
【００１６】
作業腕装置８は、上部旋回体６の一端側に俯仰動自在に取付けられたブーム２２と、ブーム２２の先端側に回動自在に取付けられたアーム２４と、アーム２４の先端側に回動自在に取付けられた作業具２６と、ブーム２２を俯仰動させるブームシリンダ２８と、アーム２４を回動させるアームシリンダ３０と、作業具２６を回動させる作業具シリンダ３２とから大略構成されている。なお、各シリンダ２８，３０，３２は油圧駆動である。
【００１７】
上部旋回体６は、骨組み構造体をなす旋回フレーム３４を有している。旋回フレーム３４上には、各種機器を収容している機器収容室３６と、上部旋回体６を旋回させる油圧駆動の旋回モータ３８と、操作者が搭乗する運転室４０と、油圧ショベル２の作動を制御する作動制御手段４２等が搭載されている。機器収容室３６内には、動力源としてのエンジン４４と、エンジン４４によって駆動され圧油供給源をなす主油圧ポンプ４６と、エンジン４４によって駆動されパイロット圧を生成するパイロットポンプ４８等が収容されている。図２に示すとおり、運転室４０内には、操作者が着座するためのシート５０と、操作者に必要な機械情報を表示するモニタ５２と、加えられる操作、即ち操作方向及び操作量、に応じて制御信号を出力する電気式の操作器５４等が配設されている。
【００１８】
図２から図４までを参照して説明する。操作器５４は、シート５０の左，右両側に沿って配設された左，右一対のコンソール５１，５１に接続された左，右一対の十字操作レバー５６，５６と、シート５０の前方であってフロアプレート５３に接続された左，右一対の前，後操作レバー５８，５８等の複数のものが運転室４０内に配設されている。十字操作レバー５６は、前，後及び左，右の十字方向に手動操作可能な操作器である。前，後操作レバー５８は、前，後方向に手動操作可能な操作器である。また、前，後操作レバー５８においては、その基端側に操作ペダル６０が一体的に配設されており、操作者が足によっても操作可能になっている。
【００１９】
十字操作レバー５６は、その下部に略直方体形状の枠体５６ａを有している。また、コンソール５１には、この枠体５６ａに対応した有底開口が形成されている。そして、十字操作レバー５６は、枠体５６ａがコンソール５１の有底開口に嵌合されていることによって、コンソール５１と機械的に脱着自在に接続されている。十字操作レバー５６の脱着は、手動により行うことができるようになっている。なお、枠体５６ａの位置は、十字操作レバー５６の下部に限定されるものではなく、適宜変更され得るものである。
【００２０】
十字操作レバー５６の枠体５６ａには、ＵＳＢコネクタ５６ｂが設けられている。また、コンソール５１の有底開口内にはＵＳＢポートが設けられており、このＵＳＢポートは作動制御手段４２へと接続されている。そして、十字操作レバー５６は、ＵＳＢコネクタ５６ｂがコンソール５１のＵＳＢポートに接続されていることによって、作動制御手段４２と電子的に脱着自在に接続されている。なお、十字操作レバー５６と作動制御手段４２との電子的な接続は、ＵＳＢ以外の有線又は赤外線等の無線によってなされていてもよい。また、十字操作レバー５６は、コンソール５１には機械的に接続されず作動制御手段４２にのみ電子的に接続される操作器、例えば、公知の電子ゲーム機用操作器のような形状であって操作者が手に持って操作を行う操作器に付け替えることもできる。
【００２１】
前，後操作レバー５８は、その下部に略直方体形状の枠体５８ａを有している。また、フロアプレート５３には、この枠体５８ａに対応した開口が形成されている。そして、前，後操作レバー５８は、枠体５８ａがフロアプレート５３の開口に嵌合されていることによって、フロアプレート５３と機械的に脱着自在に接続されている。前，後操作レバー５８の脱着は、手動により行うことができるようになっている。
【００２２】
前，後操作レバー５８の枠体５８ａには、ＵＳＢコネクタ５８ｂが設けられている。また、フロアプレート５３の開口内にはＵＳＢポートが設けられており、このＵＳＢポートは作動制御手段４２へと接続されている。そして、前，後操作レバー５８は、ＵＳＢコネクタ５８ｂがフロアプレート５３のＵＳＢポートに接続されていることによって、作動制御手段４２と電子的に脱着自在に接続されている。なお、前，後操作レバー５８と作動制御手段４２との電子的な接続は、ＵＳＢ以外の有線又は赤外線等の無線によってなされていてもよい。
【００２３】
操作器５４は、加えられる操作とこの操作に応じて出力する制御信号との相対関係、操作器識別ＩＤ及び／又は操作者識別ＩＤが記憶された記憶手段６２を有している。この相対関係には、操作器５４の操作方向と油圧アクチュエータの作動方向との関係だけでなく、操作器５４の操作量と油圧アクチュエータの作動速度との関係や、複数の油圧アクチュエータが連動操作された場合における各操作器５４の操作量と各油圧アクチュエータへの流量の配分との関係が含まれる。記憶手段６２は、各枠体５６ａ，５８ａにＵＳＢ等の有線接続又は赤外線等の無線接続によって脱着自在に接続されており、一又は二以上の相対関係を記憶する。また、操作器識別ＩＤ及び／又は操作者識別ＩＤについては、予め記憶手段６２に記憶されている。
【００２４】
操作器５４は、油圧ショベル操作訓練ソフトウェアを備えたコンピュータにもＵＳＢ接続によって電子的に切断自在に接続され得る。また、操作器５４とコンピュータとの電子的な接続は赤外線等の無線によってもなされ得る。操作器５４は、コンピュータにも、油圧ショベル２に接続されたときと同一の制御信号を出力する。
【００２５】
操作器５４又は記憶手段６２は、操作器５４に加えられる操作とこの操作に応じて操作器５４が出力する制御信号との相対関係を設定する設定手段を有するソフトウェアを備えたコンピュータにも電子的に切断自在に接続され得る。そして、記憶手段６２は、当該設定手段によって設定された相対関係を記憶する。
【００２６】
図５を参照して説明する。作動制御手段４２は、操作器５４から出力された制御信号に応じて、ブームシリンダ２８等の各油圧アクチュエータの作動を制御する。作動制御手段４２は、主油圧ポンプ４６から各油圧アクチュエータへ圧油の給排を制御するコントロールバルブ６４と、コントロールバルブ６４に作用するパイロット圧を調整する電磁比例減圧弁６６と、電磁比例減圧弁６６への通電を制御するコントローラ６８とから大略構成されている。
【００２７】
コントロールバルブ６４は、各油圧アクチュエータに対応した円筒状スプールを有している。スプールがその軸線方向に変位することによって、主油圧ポンプ４６から油圧アクチュエータへの油路及び油圧アクチュエータから作動油タンク７０への油路が切換えられ、油圧アクチュエータの作動方向が制御される。また、スプールの変位量によって、主油圧ポンプ４６から油圧アクチュエータへの供給油量及び油圧アクチュエータから作動油タンク７０への排出油量が調整され、油圧アクチュエータの作動速度が制御される。
【００２８】
電磁比例減圧弁６６は、パイロットプンプ４８から各スプールの軸線方向端部の各々へ接続するパイロット油路の各々に配設されている。電磁比例減圧弁６６は、その開度によってスプールの軸線方向端部に作用するパイロット圧を減圧調整し、スプールの変位方向及び変位量を制御する。
【００２９】
コントローラ６８は、周知のマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして提供される電子制御装置である。コントローラ６８は、操作器５４から制御信号が出力されると、制御信号に基づき所定の電磁比例減圧弁６６に所定値の電流を出力し、電磁比例減圧弁６６の開度を調整する。
【００３０】
図６を参照して、ブームシリンダ２８を油圧アクチュエータの例として、作動制御手段４２による作動制御を説明する。ここで、操作器５４の操作方向と油圧アクチュエータの作動方向との関係については、操作器５４の記憶手段６２は、いわゆるＪＩＳ方式の相対関係が記憶されているものとする。
【００３１】
操作器５４（この例においては、右側の十字操作レバー５８）は、後方向に手動操作が加えられると、コントローラ６８にブームシリンダ２８伸張の制御信号を出力する。そうすると、コントローラ６８は、この制御信号に基づきブームスプール用電磁比例減圧弁６６ａに所定値の電流を出力し、当該電磁弁６６ａの開度を調整する。これによって、減圧調整されたパイロット圧がブームスプール６４ａの軸線方向の一端部に作用し、ブームスプール６４ａの変位方向及び変位量が制御される。この結果、主油圧ポンプ４６からブームシリンダ２８への油路が切換えられると共に供給油量及び排出油量の調整がなされ、ブームシリンダ２８は所定の速度で伸長する。
【００３２】
コントローラ６８は、操作器５４に加えられる操作とこの操作に応じて操作器５４が出力する制御信号との相対関係を設定する設定手段７２と、油圧ショベル操作履歴を検出する検出手段７４とを有している。コントローラ６８は運転室４０内に配設されたモニタ５２に接続されており、モニタ５２には相対関係の設定画面及び前記履歴が表示される。記憶手段６２は、設定手段７２によって設定された相対関係と、検出手段７４によって検出された前記履歴とを記憶する。前記履歴には、一の操作器が使用された油圧ショベル２の運転時間、当該操作器の操作履歴（操作方向及び操作量の履歴）、燃料消費量、エンジン４４の回転数履歴並びに主油圧ポンプ４６及びパイロットポンプ４８の吐出圧力履歴等が含まれる。また、前記履歴は、油圧ショベル毎に又は操作者識別ＩＤ毎に記憶手段６２に記憶される。
【００３３】
また、コントローラ６８には、予め一又は二以上の操作器識別ＩＤ及び／又は操作者識別ＩＤが登録されている。コントローラ６８は、操作器５４がコントローラ６８に電子的に接続されると、操作器５４の記憶手段６２に記憶されている操作器識別ＩＤ及び／又は操作者識別ＩＤがコントローラ６８に予め登録されているものに合致するか否かを照合し、合致する場合には油圧ショベル２の作動を許容し、合致しない場合には油圧ショベル２の作動を許容しない。コントローラ６８が油圧ショベル２の作動を許容しない場合には、エンジン４４の作動を許容しないか、或いはエンジン４４並びに主油圧ポンプ４６及びパイロットポンプ４８の作動は許容するが、操作器５４から制御信号が出力されても、コントローラ６８から電磁比例減圧弁６６への通電を許容しない等の場合がある。なお、コントローラ６８には複数の操作器５４が油圧ショベル２に接続されるため、コントローラは６８は、いずれか一の操作器５４に係る操作器識別ＩＤ又は操作者識別ＩＤが、コントローラ６８に予め登録されているものに合致する場合に油圧ショベル２の作動を許容するようにすることもできる。
【００３４】
上述したとおりの、図１から図６までに示された油圧ショベル２の作用を説明する。
【００３５】
本発明の油圧ショベル２においては、操作器５４に加えられる操作とこの操作に応じて出力する制御信号との相対関係が記憶された記憶手段６２が電子的にも機械的にも脱着自在に接続されている。このため、操作者は、所望の相対関係が記憶された記憶手段６２を油圧ショベル２に接続することによって、相対関係を所望のものに容易に変更することができる。
【００３６】
コントローラ６８は、操作器５４に加えられる操作とこの操作に応じて操作器５４が出力する制御信号との相対関係を設定する設定手段７２を含み、記憶手段６２は、設定された相対関係を記憶する。このため、操作者は、油圧ショベル２において、所望の相対関係を設定することができると共にその相対関係を記憶手段６２に記憶させることができる。よって、操作者は、所望の相対関係を記憶させた記憶手段６２、又はこの記憶手段６２を有する操作器５４を本発明に係る他の油圧ショベルに接続することによって、所望の相対関係で当該他の油圧ショベルを操作することができる。
【００３７】
記憶手段６２には、予め操作器識別ＩＤ及び／又は操作者識別ＩＤが記憶されており、コントローラ６８は、記憶手段６２に記憶されている操作器識別ＩＤ及び／又は操作者識別ＩＤがコントローラ６８に予め登録されている操作器識別ＩＤ及び／又は操作者識別ＩＤに合致するか否かを照合し、合致する場合に油圧ショベル２の作動を許容する。このため、油圧ショベル２の盗難防止機能の向上が図られる。
【００３８】
コントローラ６８は、油圧ショベル操作履歴を検出する検出手段７４を含み、記憶手段６２は、検出された当該履歴を記憶する。このため、操作者は、油圧ショベル操作履歴を読み取り得るソフトウェアを備えたコンピュータに記憶手段６２を接続することによって、当該履歴の分析を行うことができる。この結果、操作者は、操作上達のための改善点等を把握することができる。
【００３９】
操作器５４は、油圧ショベル操作訓練ソフトウェアを備えたコンピュータにも電子的に切断自在に接続され、且つコンピュータにも、油圧ショベル２に接続されたときと同一の制御信号を出力する。このため、操作者は、実際に油圧ショベル２を操作する前に、当該ソフトウェアを備えたコンピュータに操作器５４を接続することによって、実機で使用する操作器５４を使用して油圧ショベルの操作訓練を行うことができる。
【００４０】
また、操作器５４は、操作器５４に加えられる操作とこの操作に応じて操作器５４が出力する制御信号との相対関係を設定する設定手段を有するソフトウェアを備えたコンピュータにも電子的に切断自在に接続され、記憶手段６２は設定された相対関係を記憶する。このため、操作者は、コンピュータにおいても、所望の相対関係を設定することができると共にその相対関係を記憶手段６２に記憶させることができる。よって、操作者は、所望の相対関係を記憶させた記憶手段６２、又はこの記憶手段６２を有する操作器５４を油圧ショベル２に接続することによって、油圧ショベル２の操作を開始する前に相対関係を設定しなくても、所望の相対関係で油圧ショベル２を操作することができる。
【符号の説明】
【００４１】
２：油圧ショベル
４２：作動制御手段
５４：操作器
５６：十字操作レバー
５６ａ：枠体
５８：前後操作レバー
５８ａ：枠体
６２：記憶手段
６４：コントロールバルブ
６６：電磁比例減圧弁
６８：コントローラ
７２：設定手段
７４：検出手段
【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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