(57)【要約】【課題】双腕作業機械の操作を容易に習熟させるとともに、双腕作業機械を用いた作業効率を向上させる。【解決手段】作業機械２００は、作業機械本体に一端側が回動可能に取り付けられた第１及び第２のフロントＡ、Ｂと、第１、第２のアタッチメント２０ａ、２０ｂを有する。作業機械の操作支援システムは、これら第１、第２のフロント及びアタッチメントの姿勢を指令する第１、第２の操作装置２０ａ、５０ｂと、第１、第２の操作装置が同時に操作されているか否かを検出する同時操作有無検出手段５１０と、同時操作有無検出手段の検出結果から第１の操作装置と第２の操作装置の同時操作頻度を演算する同時操作頻度演算手段５１１と、同時操作頻度演算手段の演算結果を操作者に表示する操作者表示手段８０とを備える。第１の操作装置と第２の操作装置は、運転席４９の近傍であって一方が左側に他方が右側に設けられている。【選択図】図７
2016098624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者が着座する運転席を有する作業機械本体と、この作業機械本体に一端側が回動可能に取り付けられた第１及び第２のフロントと、前記第１のフロントの先端部に取り付けられる第１のアタッチメントと、前記第２のフロントの先端部に取り付けられる第２のアタッチメントと、前記第１のフロント及び前記第１のアタッチメントの姿勢を指令する第１の操作装置と、前記第２のフロント及び前記第２のアタッチメントの姿勢を指令する第２の操作装置と、前記第１の操作装置と前記第２の操作装置が同時に操作されているか否かを検出する同時操作有無検出手段と、前記同時操作有無検出手段の検出結果から前記第１の操作装置と前記第２の操作装置の同時操作頻度を演算する同時操作頻度演算手段と、前記同時操作頻度演算手段が演算した結果を記憶する操作頻度記憶手段と、前記同時操作頻度演算手段の演算結果を前記操作者に表示する操作者表示手段とを備え、前記第１の操作装置と前記第２の操作装置は、前記運転席の近傍であって一方が左側に他方が右側に設けられていることを特徴とする作業機械の操作支援システム。
【請求項２】
請求項１記載の作業機械の操作支援システムにおいて、
前記第１の操作装置の操作有無を検出する第１の操作有無検出手段と、前記第２の操作装置の操作有無を検出する第２の操作有無検出手段と、前記第１の操作有無検出手段の検出結果から前記第１の操作装置の操作頻度を演算する第１の操作頻度演算手段と、前記第２の操作有無検出手段の検出結果から前記第２の操作装置の操作頻度を演算する第２の操作頻度演算手段とを備え、前記操作頻度記憶手段が前記第１の操作頻度演算手段と前記第２の操作頻度演算手段と前記同時操作頻度演算手段の演算結果を記憶するとともに、前記操作者提示手段が前記第１の操作頻度演算手段と前記第２の操作頻度演算手段と前記同時操作頻度演算手段の演算結果を同時に表示することを特徴とする作業機械の操作支援システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の作業機械の操作支援システムにおいて、
前記操作者表示手段による操作者への同時操作の表示が、同時操作時間の合計で表わされることを特徴とする作業機械の操作支援システム。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の作業機械の操作支援システムにおいて、
前記操作者表示手段による操作者への同時操作の表示が、基準時間に対する同時操作時間の割合で表わされることを特徴とする作業機械の操作支援システム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の作業機械の操作支援システムにおいて、
前記作業機本体に作業機外部へのデータ送信を行うデータ送信手段をさらに備え、前記データ送信手段が前記同時操作有無検出手段の検出結果または前記同時操作頻度演算手段の演算結果を作業機外部へ送信することを特徴とする作業機械の操作支援システム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の作業機械の操作支援システムにおいて、
前記操作頻度記憶手段に記憶された操作頻度情報をリセットするリセット手段をさらに備えたことを特徴とする作業機械の操作支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、解体作業や建築作業、土木作業等に使用される作業機械の操作支援システムに係り、特に双腕作業機械の操作支援システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物解体作業において、ブレーカやクラッシャ、鉄筋カッター等を用いて構造物を破壊する際、作業機械が１個のフロントしか備えていないと、当然作業フロントは構造物を破壊するものとして使用されるため、構造物を把持することができない。このため、ブレーカ等で構造物を破砕するたびに、破片が落下し、さらに落下したはずみで周囲に飛散するため、破片を回収して破棄する必要があり、効率が悪い。また、解体対象に保存すべき部分がある場合には、それが落下しないように予めクレーン等で吊っておく必要があり、クレーン操作及びその作業人員の確保等、余分な工程や費用が増える。
【０００３】
この不具合を解消するため、双腕型の作業機械が使用されており、その例が特許文献１に記載されている。この公報に記載の双腕型の作業機械は、多関節構造のフロントを上部旋回体の左右にそれぞれ備えており、運転席の両側に各作業フロントに対応する操作アームを設けている。そして、操作者が操作アームを操作して、上部旋回体の左右の旋回を指示可能であり、操作アームの操作方向と作業フロントの動作方向を等しくして、操作者が直感的に上部旋回体を操作できるように構成している。なお、左の操作アームは左のフロントを、右の操作アームは右のフロントを操作するために使用され、操作アームの操作により左右各々のフロントに設けたアクチュエータが駆動される。その際、左右のフロントは各々独立して操作される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５２２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
双腕作業機械は左右２本のフロントを備えており、操作者は右手で右フロントを、左手で左フロントを各々操作する。そのため、フロントを１個しか有さない標準的な油圧ショベルに比べて約２倍の自由度を操作する必要があり、操作の習熟が難しく、習熟のために多大な時間を必要とする。
【０００６】
上記特許文献１に記載の双腕作業機械では、操作の直観性を確保するために、操作アームの操作方向とフロントの動作方向とを一致させている。この公報に記載の双腕作業機械を用いると、双腕作業機械を直感的に操作できるので、各フロントを単独操作するときは操作の習熟が比較的容易である。しかしながら、左右のフロントを同時に操作する双腕同時操作においては、操作の自由度が増したことから操作の習熟に時間や経験を要している。
【０００７】
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、双腕作業機械を用いた作業効率を向上させることにある。また、未熟練者に、双腕作業機械を用いた作業を習熟させることも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の特徴は、操作者が着座する運転席を有する作業機械本体と、この作業機械本体に一端側が回動可能に取り付けられた第１及び第２のフロントと、前記第１のフロントの先端部に取り付けられる第１のアタッチメントと、前記第２のフロントの先端部に取り付けられる第２のアタッチメントと、前記第１のフロント及び前記第１のアタッチメントの姿勢を指令する第１の操作装置と、前記第２のフロント及び前記第２のアタッチメントの姿勢を指令する第２の操作装置とを有する作業機械の操作支援システムであって、前記第１の操作装置と前記第２の操作装置が同時に操作されているか否かを検出する同時操作有無検出手段と、前記同時操作有無検出手段の検出結果から前記第１の操作装置と前記第２の操作装置の同時操作頻度を演算する同時操作頻度演算手段と、前記同時操作頻度演算手段が演算した結果を記憶する操作頻度記憶手段と、前記同時操作頻度演算手段の演算結果を前記操作者に報知する報知手段とを備え、前記第１の操作装置と前記第２の操作装置は、前記運転席の近傍であって一方が左側に他方が右側に設けられていることにある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、双腕作業機械の作業者に双腕同時作業時間または双腕同時作業割合を表示させる手段を設けたので、未熟練者が双腕作業機械を操縦する際、双腕の同時作業時間または同時作業割合を容易に確認することができ、また、未熟練者と熟練者の双腕同時作業時間または同時作業割合を比較することができる。これにより、双腕作業機械を用いた作業に未熟練者を効率的に習熟させることができ、結果として双腕作業機械を用いた作業の効率を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る双腕作業機械の一実施例の斜視図である。
【図２】図１に示した双腕作業機械の上面図である。
【図３】図１に示した双腕作業機械が備えるアタッチメントの一例の正面図である。
【図４】図１に示した双腕作業機械が備える操作装置の斜視図である。
【図５】図４に示した操作装置の上面図である。
【図６】操作装置と作業機械の動作の対応を説明する図である。
【図７】図１に示した双腕作業機械の制御ブロック図である。
【図８】操作レバーにおける不感帯を説明するグラフである。
【図９】図７に示した実施例における同時操作判定のフローチャートである。
【図１０】図７に示した実施例における同時操作頻度演算のフローチャートである。
【図１１】本発明に係る双腕作業機械が備える表示手段の一例の正面図である。
【図１２】本発明に係る双腕作業機械の他の実施例の制御ブロック図である。
【図１３】図１２に示した実施例におけるフロント操作判定のフローチャートである。
【図１４】図１２に示した実施例における操作頻度判定のフローチャートである。
【図１５】図１２に示した実施例における同時操作頻度演算のフローチャートである。
【図１６】表示手段に表示される画面の一例を示す図である。
【図１７】本発明に係る双腕作業機械の他の実施例の斜視図である。
【図１８】図１７に示した双腕作業機械の一実施例の制御ブロック図である。
【図１９】図１７に示した双腕作業機械の他の実施例の制御ブロック図である。
【図２０】双腕作業機械が備える操作装置の他の実施例の斜視図である。
【図２１】図２０に示した操作装置を用いた場合の制御ブロック図である。
【図２２】双腕作業機械が備える操作装置のさらに他の実施例の斜視図である。
【図２３】図２２に示した操作装置を用いた場合の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る作業機械の支援システムのいくつかの実施例について、図面を用いて説明する。図１および図２に、本発明に係る作業機械の一実施例を示す。図１は、作業機械２００の斜視図であり、図２はその上面図である。本実施例で用いる作業機械は、双腕型の作業機械２００である。
【００１２】
作業機械２００は、無限履帯が装架された左走行体１ａ及び右走行体1ｂを備えた下部車体２と、下部車体２上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体３とを有している。上部旋回体３の前部中央付近には、運転室４が設けられており、上部旋回体３の側部及び後部には、図示しないエンジンや油圧ポンプ等が配置されている。上部旋回体３の前部左側には、上下方向および左右方向に揺動自在に第１作業フロントＡが取り付けられている。同様に、上部旋回体３の前部右側には、上下方向および左右方向に揺動自在に第２作業フロントＢが取り付けられている。
【００１３】
なお、第１作業フロントＡと第２作業フロントＢの構成および動作は対称的であるので、以下の記載では第１作業フロントＡについてのみ記載し、第２作業フロントＢの構成については省略する。各構成要件を示す符号の添え字は、第１作業フロントＡの場合はａであり、第２作業フロントＢの場合はｂである。
【００１４】
第１作業フロントＡは、上部旋回体３の前部左側に設けられたブラケット６ａと、ブラケット６ａに縦軸周りに左右揺動自在に取り付けられたスイングポスト７ａと、スイングポスト７ａに上下揺動自在に取り付けられたブーム１０ａと、ブーム１０ａに上下揺動自在に取り付けられたアーム１２ａと、アーム１２ａに上下回動自在に取り付けられたアタッチメント２０ａとを有している。そして、これら各部材７ａ、１０ａ、１２ａ、２０ａは対応するシリンダにより駆動される。
【００１５】
つまり、スイングポスト７ａを縦軸回りに左右方向に揺動させるスイングポストシリンダ９ａは、その一端部がスイングポスト７ａに、他端部が上部旋回体３に連結されている。ブーム１０ａを上下方向に揺動させるブームシリンダ１１ａは、その一端部がスイングポスト７ａに、他端部がブーム１０ａに連結されている。アーム１２ａを上下方向に揺動させるアームシリンダ１３ａは、その一端部がブーム１０ａに、他端部がアーム１２ａに連結されている。また、アタッチメント２０ａを上下方向に揺動させるアタッチメントシリンダ１５ａは、その一端部がアーム１２ａに、他端部がアタッチメント２０ａに連結されている。
【００１６】
なお、アタッチメント２０ａは作業機械２００の作業内容に応じて交換可能である。図１および図２に示したグラップルの他に、カッターやブレーカ、バケット、その他のアタッチメントが用いられ、いずれか１つが第１作業フロントＡの先端に取り付けられる。第２作業フロントＢでは、第１作業フロントＡに取り付けたアタッチメント２０ａに応じて、同一種類もしくは異なる種類のアタッチメント２０ｂが取り付けられる。
【００１７】
図３に、アタッチメント２０ａ(２０ｂ)としてのグラップルを、正面図で示す。ブラケット２１ａ(２１ｂ)に、揺動自在に一対の把持爪２２ａ、２５ａ(２２ｂ、２５ｂ)が取り付けられている。一方の把持爪２２ａ(２２ｂ)の反把持端側とブラケット２１ａ(２１ｂ)とを、把持爪シリンダ２３ａ(２３ｂ)が連結している。他方の把持爪２５ａ(２５ｂ)の反把持端側と一方の把持爪２２ａ(２２ｂ)との間をリンク２４ａ(２４ｂ)が連結している。したがって、把持爪シリンダ２３ａ(２３ｂ)を動作すると、一対の把持爪(２２ａ、２５ａ；２２ｂ、２５ｂ)が同期して開閉動作を実行する。
【００１８】
このように構成した作業機械２００の運転席４９を取り出して、図４および図５に示す。図４は運転席４９の斜視図であり、図５はその上面図である。操作者が着座する運転席４９は、運転室４内には設置されている。運転席４９の斜め前方には、詳細を後述する表示モニタ(操作者表示手段)８０が配置されている。
【００１９】
運転席４９の近傍であって左側には、第１作業フロントＡを操作するための操作装置５０ａが、運転席４９の近傍であって右側には、第２作業フロントＢを操作するための操作装置５０ｂが、それぞれ対称的に設けられている。操作装置５０ａと操作装置５０ｂは、本実施例では対称的に形成された同一構造であるので、以下の説明では左側の操作装置５０ａについてのみ説明する。
【００２０】
操作装置５０ａは、運転席４９の左側面に設けられたアームブラケット５１ａと、アームブラケット５１ａに垂直に取付けられた揺動装置９０ａと、アームブラケット５１ａ内を貫通する垂直な線である揺動中心軸線７３ａ回りに左右揺動自在に取り付けられた操作アーム５２ａと、操作アーム５２ａに取り付けられたアームレスト５３ａを備えている。ここで、操作アーム５２ａは、第１作業フロントＡの左右の揺動を指示するのに用いられる。また、アームレスト５３ａは、操作アーム５２ａと一体に揺動することで、操作者の疲労を軽減するようになっている。
【００２１】
操作装置５０ａは、さらに第１作業フロントＡの上下の揺動を指示するための横置き操作レバー５４ａを備えている。横置き操作レバー５４ａは、操作アーム５２ａの先端部分に取り付けられており、揺動中心７４ａ回りに上下方向および前後方向に揺動できる。横置き操作レバー５４ａは、自身の軸７５ａ回りにも回動自在となっている。
【００２２】
図５に示した上面図から明らかなように、横置き操作レバー５４ａの軸方向中間部には、操作者把持点７２ａが形成される。操作者把持点７２ａは、操作者が操作レバー５４ａを把持した時に把持中心となる点である。操作者は、アームレスト５３ａに肘を置き、操作者把持点７２ａを把持して、操作アーム５２ａおよび操作レバー５４ａを揺動操作する。
【００２３】
横置き操作レバー５４ａの内側先端部には、小型のアナログレバー５５ａが取り付けられている。アナログレバー５５ａは、アタッチメント２２ａを操作するのに用いられ、アタッチメント２２ａがグラップルの場合には、把持爪シリンダ２３ａを駆動して一対の把持爪２２ａ、２５ａを開閉する。
【００２４】
すなわち、アナログレバー５５ａには、図示しない操作量検出器が備えられており、アナログレバー５５ａを上方向に操作すると、把持爪シリンダ２３ａが伸び方向に駆動され一対の把持爪２２ａ、２５ａが閉じ方向に動作する。逆に、アナログレバー５５ａを下方向に操作すると、把持爪シリンダ２３ａが縮み方向に駆動され、一対の把持爪２２ａ、２５ａが開き方向に動作する。
【００２５】
図６に、操作装置５０ａ(５０ｂ)の操作と作業フロントＡ(Ｂ)の動作の対応を模式的に示す。説明の便のために、左側の操作装置５０ａと第１作業フロントＡとについてだけ示した図を用いるが、右側の操作装置５０ｂと第２作業フロントＢの関係も左側の操作装置５０ａと第１作業フロントＡの関係と同様である。
【００２６】
操作アーム５２ａの根元部に配置した揺動装置９０ａには、図示しない操作量検出器が備えられている。操作アーム５２ａが揺動操作されると、操作量に応じた速度でスイングポストシリンダ９ａが駆動される。すなわち左方向回転を正として、操作アーム５２ａが左方向にｗだけ揺動操作されると、スイングポスト７ａが縦軸回りに左方向にＷだけ揺動する。操作アーム５２ａが右方向に−ｗだけ揺動操作された場合には、スイングポスト７ａが縦軸回りに右方向に−Ｗだけ揺動する。
【００２７】
横置き操作レバー５４ａにも、図示しない操作量検出器が備えられている。横置き操作レバー５４ａは、上下方向(ｙ方向)の操作でブーム１０ａの上下揺動（Ｙ）を、前後方向（ｘ方向）の操作でアーム１２ａのブーム１０ａに対する上下揺動（Ｘ）を、各々指示する。
【００２８】
横置き操作レバー５４ａを上方向へｙだけ操作すると、ブームシリンダ１１ａが伸び方向に駆動され、ブーム１０ａはスイングポスト７ａに対して上方向へＹだけ揺動される。横置き操作レバー５４ａを下方向へ−ｙだけ操作すると、ブームシリンダ１１ａが縮み方向に駆動され、ブーム１０ａはスイングポスト７ａに対して下方向へ−Ｙだけ揺動される。
【００２９】
同様に、横置き操作レバー５４ａを前方向へｘだけ操作すると、アームシリンダ１３ａが縮み方向に駆動され、アーム１２ａはブーム１０ａに対して上方向へＸだけ揺動される。横置き操作レバー５４ａを後方向へ−ｘだけ操作すると、アームシリンダ１３ａが伸び方向に駆動され、アーム１２ａはブーム１０ａに対して下方向へ−Ｘだけ揺動される。横置き操作レバー５４ａを軸７５ａ回りにｚだけ回動操作すると、アタッチメント２０ａがＺだけ上下に揺動する。アタッチメント２０ａの上下揺動方向は、横置き操作レバー５４ａの軸７５ａ回りの回動操作方向と同一になっている。
【００３０】
次に、このように構成した操作装置５０ａ、５０ｂを有する作業機械２００の操作制御系について、図７以下を用いて説明する。初めに図７〜図１１を用いて、本発明の実施例１について説明する。
【実施例１】
【００３１】
図７は作業機械２００の操作制御系のブロック図であり、図８は不感帯を説明するグラフである。また、図９及び図１０は、本発明の特徴である同時操作を検出するシーケンスを説明するフローチャートである。図１１は、作業者に同時操作を提示する表示モニタ８０の一例を示す正面図である。
【００３２】
操作制御系の中心をなすコントローラ５００には、第１作業フロントＡ及び第２作業フロントＢと、これら第１、第２作業フロントＡ、Ｂを駆動するための操作装置５０ａ、５０ｂが電気的に接続されている。すなわち、コントローラ５００の入力信号として、操作アーム５２ａから操作信号４０１ａが、横置き操作レバー５４ａから上下操作信号４０２ａ及び前後操作信号４０３ａ、回動操作信号４０４ａが、コントローラ５００が有する第１作業フロント駆動信号生成部５０１ａに入力される。また、アタッチメント２０ａを駆動するアナログレバー５５ａからアナログレバー操作信号４０５ａが、第１作業フロント駆動信号生成部５０１ａに入力される。これらの信号４０１ａ、４０２ａ、４０３ａ、４０４ａ、４０５ａは、図示しない操作量検出器から検出される操作信号であり、さらにコントローラ５００が有する同時操作有無検出部５１０にも入力される。
【００３３】
同様に第２作業フロントＢを駆動するための操作装置５０ｂからは、操作アーム操作信号４０１ｂ及び横置き操作レバー上下操作信号４０２ｂ、横置き操作レバー前後操作信号４０３ｂ、横置き操作レバー回動操作信号４０４ｂ、アナログレバー操作信号４０５ｂが、コントローラ５００が有する第２作業フロント駆動信号生成部５０１ｂに入力される。そしてこれらの信号４０１ｂ、４０２ｂ、４０３ｂ、４０４ｂ、４０５ｂも、上記同時操作有無検出部５１０に入力される。
【００３４】
コントローラ５００は、これらの入力信号４０１ａ〜４０５ｂに基づいて、各種演算を実行する。その後、第１作業フロント駆動信号生成部５０１ａは、第１作業フロントＡに対して、スイングポストシリンダ９ａを駆動するスイングポストシリンダ駆動信号６０１ａ、ブームシリンダ１１ａを駆動するブームシリンダ駆動信号６０２ａ、アームシリンダ１３ａを駆動するアームシリンダ駆動信号６０３ａ、アタッチメントシリンダ１５ａを駆動するアタッチメントシリンダ駆動信号６０４ａ、把持爪シリンダ２３ａを駆動する把持爪シリンダ駆動信号６０５ａを、それぞれ出力する。同様に、第２作業フロント駆動信号生成部５０１ｂは第２作業フロントＢに対して、駆動信号６０１ｂ、６０２ｂ、６０３ｂ、６０４ｂ、６０５ｂを出力する。
【００３５】
ここで、コントローラ５００の各駆動信号生成部５０１ａ、５０１ｂでは、各操作信号４０１ａ〜４０５ｂから各駆動信号６０１ａ〜６０５ｂを演算により生成する。そして、例えば横置き操作レバー５４ａの操作量に応じた各シリンダ１１ａ、１３ａ、１５ａの速度指令値が、駆動信号６０２ａ、６０３ａ、６０４ａとして算出される。
【００３６】
上記信号処理においては、不感帯を設定して不要な操作を回避している。不感帯の設定の一例を、図８を用いて説明する。横軸は各操作信号４０１ａ〜４０５ｂを発生するレバーの操作量であり、縦軸は各レバーの操作量に応じて各シリンダ９ａ〜２３ｂに付与されるシリンダ速度指令値である。例えば、ブームシリンダ１１ａを駆動するときは、横置き操作レバー５４ａの上下操作信号４０２ａが図８の横軸となる。
【００３７】
横置き操作レバー５４ａの上下操作量が+５０％であれば、ブームシリンダ１１ａの速度指令値は、＋５０％未満である。また、横置き操作レバー５４ａの上下操作量が−１００％であれば、ブームシリンダ１１ａの速度指令値は、−１００％となる。さらに、横置き操作レバー５４ａの上下操作量が不感帯に相当する例えば５％であれば、ブームシリンダ１１ａの速度指令値は０％となり、ブームシリンダ１１ａは操作されない。
【００３８】
不感帯を設けるとともに、不感帯を外れた部分では操作量と指令値との関係をほぼ比例関係に設定したので、意図しない操作、例えばレバーを握り始めた時の弾みによる操作等の影響を回避できる。それとともに、操作量に応じたシリンダ駆動が可能になり、操作者の操作感覚に一致した操作を可能にしている。
【００３９】
図７において、各操作装置５０ａ、５０ｂからコントローラ５００に入力された信号４０１ａ〜４０５ｂは、同時操作検出有無部５１０にも入力されている。この同時操作検出有無部５１０の処理内容例を、図９のフローチャートを用いて、以下に説明する。
【００４０】
初めに、作業者が左側に配置した操作装置５０ａを用いた操作を実行しているか否かを同時操作検出有無部５１０が、ステップ９０１で判断する。すなわち、操作装置５０ａから出力される各操作信号４０１ａ〜４０５ａが、図８に示した不感帯を超えている場合には、作業者により左側の操作装置５０ａが操作されているものと判断し、ステップ９０２に進む。一方、いずれの操作信号４０１ａ〜４０５ａも図８に示した不感帯を超えていない場合には、この左側の操作装置５０ａは作業者により操作されていないものと判断してステップ９０４に進み、「同時操作なし判定」を下す。
【００４１】
左側の操作装置５０ａが不感帯を超えて操作されていると判断されてステップ９０２に進んだときは、右側の操作装置５０ｂが不感帯を超えて操作されているか否かを次に判断する。左側の操作装置と同様に不感帯を超えたか否かを基準として、操作信号４０１ｂ〜４０５ｂの大きさで操作装置５０ｂの操作を判断する。
【００４２】
いずれかの操作信号４０１ｂ〜４０５ｂが不感帯を超えていたら、右側の操作装置５０ｂが操作されていると判断し、ステップ９０３に進む。いずれの操作信号４０１ｂ〜４０５ｂも不感帯を超えていなければ、右側の操作装置５０ｂは操作されていないと判断しステップ９０４に進み、「同時操作なし判定」を下す。ステップ９０３に進んだ場合には、すでに左右双方の操作装置５０ａ、５０ｂが不感帯を超えて操作されていることが判明しているので、「同時操作あり判定」を下す。
【００４３】
ここで、図９に示したフローは、サンプリング周期ごとに実行される。したがって、以下に説明する同時操作の頻度や同時操作の時間は、サンプリング時間間隔を加算することにより、計測される。
【００４４】
同時操作有無検出部５１０の判断結果は、コントローラ５００が有する同時操作頻度演算部５１１に入力される。この同時操作頻度演算部５１１の処理内容例を、図１０に示したフローチャートを用いて説明する。なお、コントローラ５００は操作頻度記憶部５１２も有しており、同時操作頻度演算部５１１が求めた同時操作時間や同時操作の有無等の処理結果は、操作頻度記憶部５１２に記憶される。
【００４５】
初めに、同時操作の頻度演算をする直前までの第１作業フロントＡと第２作業フロントＢの同時操作時間を、操作頻度記憶部５１２から操作頻度情報として読み出す(ステップ９１１)。次に、同時操作有無検出部５１０の処理結果が、作業機械２００の第１フロントＡ及び第２フロントＢの同時操作であるか否かをステップ９１２で判断する。同時操作であると判断した場合には、ステップ９１３に進む。同時操作で無いと判断したときはステップ９１４に進む。
【００４６】
同時操作と判断してステップ９１３に進んだ場合には、ステップ９１１で読み込んだ操作頻度情報に、同時操作時間を加算して更新する。そして、ステップ９１４に進み、更新した操作頻度情報を操作頻度記憶部５１２に書き込む。この加算処理における加算時間は、コントローラ５００の制御周期(サンプリング時間)に依存する。例えば図１０に示したフローチャートの実行が１０(ｍｓ)毎であれば、同時操作時間として加算する加算時間は、１０(ｍｓ)となる。
【００４７】
同時操作頻度演算部５１１の演算結果は、操作頻度記憶部５１２に書き込まれるとともに、作業機械２００の操作者に画像として提供される。すなわち図４に示ように、運転席４９の前方には表示モニタ８０が設けられており、この表示モニタ８０へ同時操作頻度演算部５１１から、モニタ表示信号６１０が出力されている。
【００４８】
図１１に、表示モニタ８０の一例を正面図で示す。本例では、作業機械２００の合計使用時間（ｈｒ）と同時操作時間（ｈｒ）が、それぞれ表示項目８１、８２にデジタル表示されている。ここで、作業機械の使用時間はいわゆるアワーメータで計測した作業機械２００のエンジンの稼働時間である。なお、使用時間および同時操作時間は、各作業の開始時に手動または自動でリセットできるように設定されている。
【００４９】
ところで、本発明者らが双腕型の作業機械２００の稼働情報を解体作業等で分析したところ、初心者は左右のアタッチメントを、従来技術の項で述べたようなあたかも単腕しか備えない場合のように、片方だけ使用して作業する時間が多かった。そしてその場合、左右のアタッチメントを交互に使用していた。一方、熟練の操作者は、左右のアタッチメントを同時に使用する時間が多かった。この分析結果から、熟練者は双腕を同時操作することで、作業効率の向上及び作業時間の短縮を図っていることが知られた。
【００５０】
そこで本実施例によれば、２個の作業フロントＡ、Ｂを有する作業機械を操作する操作者に、２個の作業フロントＡ、Ｂの同時操作時間を表示している。すなわち、操作者報知手段としてのモニタ８０による操作者への同時操作の報知を、同時操作時間の合計で表わしているので、上記分析結果の反映が容易になり、双腕作業機械の操作の習熟を早めることができる。また、双腕作業機械を用いた双腕同時操作の改善の指針が明確になり、双腕作業機械を使用した作業の効率向上が可能になる。
【実施例２】
【００５１】
本発明に係る作業機械２００の操作装置５０ａ、５０ｂの他の実施例を、図１２ないし図１６を用いて説明する。本実施例２が上記実施例１と異なるのは、コントローラ５００が第１、第２作業フロントＡ、Ｂのそれぞれの操作の有無を検出する手段を設けたことにある。そして各作業フロントＡ、Ｂの操作の有無から同時操作を検出し、各フロントＡ、Ｂごとに操作頻度を記憶するようにしている。
【００５２】
図１２は、本実施例２に係る制御ブロック図であり、図１３は図１２に示したコントローラ５００が備える第１作業フロント操作有無検出部５１３ａ内の処理を示すフローチャート、図１４は図１２に示したコントローラ５００が備える第１作業フロント操作頻度演算部５１４ａ内の処理を示すフローチャートである。図１５は、実施例２における同時操作頻度演算部５１１の処理のフローチャートである。また、図１６は、表示モニタ８０に表示される表示画面例を示す図である。
【００５３】
コントローラ５００は、左操作装置５０ａの操作信号４０１ａ〜４０５ａが入力される第１作業フロント操作有無検出部５１３ａと右操作装置５０ｂの操作信号４０１ｂ〜４０５ｂが入力される第２作業フロント操作有無検出部５１３ｂを有している。第１作業フロント操作有無検出部５１３ａで演算処理された操作信号４０１ａ〜４０５ａは、コントローラ５００に新たに設けられた第１作業フロント操作頻度演算部５１４ａおよび同時操作有無検出部５１０に入力される。第１作業フロント操作頻度演算部５１４ａで演算処理された信号は、操作頻度記憶部５１２に記憶されるとともに、表示モニタ８０にモニタ表示信号として入力される。
【００５４】
同様に、右操作装置５０ｂに関しても操作信号４０１ｂ〜４０５ｂが第２作業フロント操作有無検出部５１３ｂに入力され、第２作業フロント操作有無検出部５１３ｂで演算処理された後、第２作業フロント操作頻度演算部５１４ｂで演算処理される。第２作業フロント操作頻度演算部５１４ｂの演算処理結果は、表示モニタ８０にモニタ表示信号６１０として入力されるとともに、操作頻度記憶部５１２に記憶される。
【００５５】
図１３を用いて、左操作装置５０ａに関する第１作業フロント操作有無検出部５１３ａの処理内容を説明する。なお右操作装置５０ｂに関する第２作業フロント操作有無検出部５１３ｂの処理内容は、第１作業フロント操作有無検出部５１３ａと同一であるので、説明を省略する。
【００５６】
初めに、操作装置５０ａの操作信号４０１ａ〜４０５ａのいずれかが、図８に示した不感帯を超えているか否かを、ステップ９２１で判断する。操作信号４０１ａ〜４０５ａの少なくともいずれかが不感帯を超えていたら、操作装置５０ａが操作されたものとして、ステップ９２２に進む。一方、ステップ９２１でいずれの操作信号４０１ａ〜４０５ａも不感帯を超えていなければ、操作装置５０ａは操作されなかったものとして、ステップ９２３に進む。ステップ９２２では第１作業フロントＡ操作ありと判定し、同時操作有無検出部５１０及び第１作業フロント操作頻度演算部５１４ａに操作情報を出力する。ステップ９２３では、第１作業フロントＡ操作なしと判定する。
【００５７】
次に図１４を用いて、左操作装置５０ａの操作信号４０１ａ〜４０５ａから、第１作業フロント操作頻度演算部５１４ａが演算処理する内容を説明する。第２作業フロント操作頻度演算部５１４ｂの処理内容も同様である。
【００５８】
初めに、ステップ９３１において第１作業フロント操作頻度演算部５１４ａは、本ステップ９３１の処理が実行される直前までの第１作業フロントＡの操作時間を、操作頻度情報として操作頻度記憶部５１２から読み込む。次に、第１作業フロント操作有無検出部５１３ａからの情報に基づいて、第１作業フロントＡが操作されているか否かを判定する(ステップ９３２)。
【００５９】
第１作業フロントＡが不感帯を超えて操作されていないときは、ステップ９３４に進む。第１作業フロントＡが不感帯を超えて操作されているときは、ステップ９３３に進み、ステップ９３１で読み込まれた操作頻度情報にサンプリング周期を第１作業フロントＡの操作時間として加算する。操作時間の加算後はステップ９３４に進む。ステップ９３４では、加算された操作時間を操作頻度記憶部５１２に書き込み、操作頻度情報を更新する。
【００６０】
次に、ステップ９３５に進み、第１操作フロントＡの操作時間割合を算出する。ここで操作時間割合は、ステップ９３４で更新する第１操作フロントＡの操作時間と、作業機械２００に設けた図示しないアワーメータが検出した作業機械２００の基準となる使用時間との比で表わされる。例えば、第１作業フロントＡの操作時間が２(ｈｒ)で、作業機械２００の基準となる使用時間が１０(ｈｒ)であれば、第１作業フロントＡの操作時間割合は２０(％)と算出される。
【００６１】
図１５を用いて、同時操作頻度演算部５１１の処理内容を説明する。この図１５の処理内容は、図１０に示した実施例１における同時操作頻度演算処理後に、上記図１４における操作時間割合の演算処理(ステップ９３５)と同様の処理(ステップ９４５)を加えたものである。本処理により、同時操作頻度演算結果とともに、操作時間割合をも表示モニタ８０に出力することが可能になる。この操作時間割合を表示した例が、図１６である。表示画面８３には、横軸に左操作、同時操作、右操作の別が、それぞれに対応する操作量が縦軸に操作時間の割合として棒グラフで表示されている。すなわち、操作者報知手段である表示モニタ８０から操作者への同時操作の報知として、作業機械２００の基準時間(ワットメータの計測時間)に対する同時操作時間の割合が示されている。
【００６２】
本実施例によれば、第１、第２フロントＡ、Ｂの操作頻度と同時操作頻度とが、併せてグラフィックに表示モニタに表示されるので、双腕同時作業の操作改善の指針が視覚的により明確に示される。したがって、操作者の双腕作業機械の操作習熟が、早期かつ効率的に実行可能になる。
【実施例３】
【００６３】
図１７及び図１８を用いて、本発明に係る作業機械２００の操作装置のさらに他の実施例を説明する。図１７は、作業機械２００の斜視図であり、図１８はこの作業機械３００の制御ブロック図である。本実施例３では、実施例１に示した作業機械２００が、作業機械２００の外部へデータを送信するデータ送信手段を有している。すなわち、キャブ４の上面に送信機３０が取り付けられている。同時操作頻度演算部５１１は表示モニタに演算処理結果を出力するだけでなく、送信機３０を介して外部に送信信号６２０を発信できるようにしている。
【００６４】
作業機械２００から遠隔にあるコントロールルーム等でこの送信信号６２０を受信することにより、複数台の作業機械２００に蓄積される同時操作頻度の情報を一元的に収集することが容易になる。これにより、各作業機械２００の作業負荷を把握できるとともに、汎用性が向上する。特に、複数の作業機械２００を散在させて作業する場合には、各作業機械２００の使用頻度や集中度等を把握でき、作業機械２００のより有効な活用が可能になる。
【実施例４】
【００６５】
図１９を用いて、本発明に係る作業機械２００のさらに他の実施例を説明する。図１９は、作業機械２００の制御ブロック図である。本実施例４が上記各実施例と異なるのは、同時操作有無検出部５１０が演算処理した結果を、第１のコントローラ５００とは異なる第２のコントローラ７００で処理するようにしたことにある。第１のコントローラは、もはや同時操作有無検出部５１０と第１作業フロント駆動信号生成部５０１ａ、第２作業フロント駆動信号生成部５０１ｂを備えるのみで、同時操作頻度演算部６２３や操作頻度記憶部６２４は異なる第２のコントローラ７００に備えられる。そして、第１のコントローラ５００と第２のコントローラ７００とを無線通信で通信している。そのため、第１のコントローラ５００には送信機５３１が、第２のコントローラには受信機６３２が備えられ、送信機５３１から送信された送信信号６２１は、受信機６３２で受信信号６２２として受信される。
【００６６】
第２のコントローラ７００を、作業機械２００の外部に配置することにより、作業機械２００のシステムを簡素化できる。また、第２のコントローラ７００を運搬が容易なノート型ＰＣなどとすれば、場所を選ばずに同時操作頻度情報を把握できる。さらに、複数の作業機械２００の情報を、１個の第２のコントローラ２００で集約して収集することも可能になる。
【実施例５】
【００６７】
図２０ないし図２３を用いて、本発明の上記実施例のいくつかの変形例を示す。図２０及び図２１は第１の変形例であり、図２０は運転席４９の前方に配置する表示モニタ８０にリセットスイッチ８４を設けた運転席周りの斜視図であり、図２１は図２０に示した操作装置５０ａ、５０ｂが適用される制御ブロック図である。操作頻度記憶部５１２に、リセットスイッチ８４からリセット信号４１０が入力されている。リセットスイッチ８４が押し下げられると、操作頻度記憶部５１２に蓄積された操作頻度情報がゼロリセットされる。この操作を、例えば一日の作業の開始時等に実行することにより、各日の作業機械の稼働状況や同時操作状況を知ることができ、作業負荷の把握等が容易になる。
【００６８】
図２２及び図２３は、本発明に係る作業機械２００の操作装置の他の変形例を示す図であり、運転席４９の前方に配置した表示モニタ８０に個人認証装置８５を付設した例である。図２２は、運転席周りの斜視図である。図２３は、この変形例の制御ブロック図であり、個人認証装置８５が検出する個人認証信号４２０が、操作頻度記憶部５１２に入力されている。作業機械２００の操作者は、例えば個人認証装置８５が指認証装置であれば指をかざすだけで特定される。一方、個人認証装置８５には対応する個人情報が、操作頻度記憶部５１２には操作者の操作頻度情報が記憶されている。個人認証信号を用いることにより、操作者ごとの操作頻度情報を読み書きできる。
【００６９】
本変形例では、同一の作業機械２００を専任の操作者で無く複数の操作者で使用する場合に、各人の同時操作頻度を適切に管理でき、作業者の作業負荷の均等化等を実現できる。また、個人認証装置を有するので、操作者間の比較が容易になる。前記のとおり、熟練者と初心者では双腕同時操作時間に大幅な差がみられるが、熟練者の操作頻度を目安とすることで、初心者が操作技能の向上を図りやすくなる。
【００７０】
なお上記各実施例及び変形例では、操作レバーを横置きとしているが、操作レバーは横置きに限るものではなく、一部の操作をフットペダルやノブ形式に変更してもよい。作業フロントの動作速度を指示可能なあらゆるデバイスを用いることができ、作業に支障のない限り自由に配置することができる。
【００７１】
また、操作レバーの操作軸と作業フロントの動作関節との対応関係は自由に変更することができる。ただし、多くの作業機械に共通するように配置することで、作業者の混乱を回避できる。さらに、双腕作業機械のフロント構成は一例を示したものであり、関節数等は必要に応じて増減できる。
【００７２】
上記各実施例及び変形例では、同時操作の判定に、操作装置５０ａ，５０ｂから出力されるすべての操作信号４０１ａ〜４０５ｂを用いているが、同時操作の判定を特定の信号を比較するだけで実行するようにしてもよい。例えば、ブームとアームの操作信号のみを取り出して比較するようにしてもよい。
【００７３】
また上記各実施例及び変形例では、表示モニタに同時操作情報を提供しているが、同時操作情報は他の報知手段であってもよい。例えば、音声ガイダンスであってもよく、またハードコピー等であってもよい。また表示モニタを運転席の前方に配置したが、遠隔通信を利用できる場合には、運転席の表示モニタを省略することも可能である。
【符号の説明】
【００７４】
３０…送信機、５０ａ、５０ｂ…操作装置、５４ａ、５４ｂ…操作レバー、５５ａ、５５ｂ…アナログレバー、８０…表示モニタ(操作者表示手段)、８１、８２…表示項目、８３…表示画面、８４…リセットスイッチ、９０ａ、９０ｂ…揺動装置、２００…作業機械、４０１ａ、４０１ｂ…操作アーム操作信号、４０２ａ、４０２ｂ…横置き操作レバー上下操作信号、４０３ａ、４０３ｂ…横置き操作レバー前後操作信号、４０４ａ、４０４ｂ…横置き操作レバー回転操作信号、４０５ａ、４０５ｂ…アナログレバー操作信号、４１０…リセット信号、５００…(第１)コントローラ、５０１ａ、５０１ｂ…駆動信号生成部、５１０…同時操作有無検出部(同時操作有無検出手段)、５１１…同時操作頻度演算部(同時操作頻度演算手段)、５１２…操作頻度記憶部(操作頻度記憶手段)、５１３ａ、５１３ｂ…操作有無検出部(操作有無検出手段)、５１４ａ、５１４ｂ…操作頻度演算部(操作頻度検出手段)、５３１…送信機、６０１ａ、６０１ｂ…スイングポストシリンダ駆動信号、６０２ａ、６０２ｂ…ブームシリンダ駆動信号、６０３ａ、６０３ｂ…アームシリンダ駆動信号、６０４ａ、６０４ｂ…アタッチメントシリンダ駆動信号、６０５ａ、６０５ｂ…把持爪シリンダ駆動信号、６１０…モニタ表示信号、６２０…演算結果送信信号、６２１…送信信号、６２２…受信信号、６２３…同時操作頻度演算部(同時操作頻度演算部)、６２４…操作頻度記憶部(操作頻度記憶手段)、６３２…受信機、７００…第２コントローラ、Ａ…第１作業フロント、Ｂ…第２作業フロント。
【図１】
2016098624.tif 000003
【図２】
2016098624.tif 000004
【図３】
2016098624.tif 000005
【図４】
2016098624.tif 000006
【図５】
2016098624.tif 000007
【図６】
2016098624.tif 000008
【図７】
2016098624.tif 000009
【図８】
2016098624.tif 000010
【図９】
2016098624.tif 000011
【図１０】
2016098624.tif 000012
【図１１】
2016098624.tif 000013
【図１２】
2016098624.tif 000014
【図１３】
2016098624.tif 000015
【図１４】
2016098624.tif 000016
【図１５】
2016098624.tif 000017
【図１６】
2016098624.tif 000018
【図１７】
2016098624.tif 000019
【図１８】
2016098624.tif 000020
【図１９】
2016098624.tif 000021
【図２０】
2016098624.tif 000022
【図２１】
2016098624.tif 000023
【図２２】
2016098624.tif 000024
【図２３】
2016098624.tif 000025