(57)【要約】【課題】下部走行体と上部旋回体との間で、安定した通信を行うことのできる作業機械の無線通信装置を提供する。【解決手段】無線送信機４１及び無線受信機４２は、それぞれ下部走行体に対して旋回する上部旋回体の旋回中心の近傍に配置されている。これにより、下部走行体、上部旋回体及び旋回サークルに囲まれた空間に無線送信機４１と無線受信機４２が配置されることとなり、外乱の影響を受けにくい環境で無線送信機４１と無線受信機４２との間の通信を行うことができる。【選択図】図３
2017061382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、所定の作業を行う作業装置が設けられ下部走行体に対して旋回自在な上部旋回体と、を備え、下部走行体と上部旋回体との間で無線通信を行う作業機械の無線通信装置であって、
下部走行体に設けられた走行体側無線通信機と、
上部旋回体に設けられた旋回体側無線通信機と、を備え、
走行体側無線通信機及び旋回体側無線通信機は、下部走行体に対して旋回する上部旋回体の旋回中心の近傍にそれぞれ配置されている
ことを特徴とする作業機械の無線通信装置。
【請求項２】
下部走行体に対して旋回する上部旋回体の旋回中心には、下部走行体と上部旋回体との間で流体の搬送や電力及び信号の伝送を行うスイベルジョイントが設けられ、
走行体側無線通信機及び旋回体側無線通信機は、スイベルジョイントの外周側に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の作業機械の無線通信装置。
【請求項３】
走行体側無線通信機及び旋回体側無線通信機は、下部走行体による走行時の上部旋回体の旋回位置において互いに上下方向に対向する位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の作業機械の無線通信装置。
【請求項４】
走行体側無線通信機及び旋回体側無線通信機の一方は、複数の通信アンテナを有し、
複数の通信アンテナは、下部走行体に対して旋回する上部旋回体の旋回中心の外側において、互いに周方向に間隔をおいて配置されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の作業機械の無線通信装置。
【請求項５】
下部走行体に設けられ、下部走行体の周囲を撮像する撮像部と、
上部旋回体に設けられ、撮像部で撮像した画像を表示する表示部と、
撮像部で撮像した画像の画像データを走行体側無線通信機から送信し、走行体側無線通信機から送信された画像データを旋回体側無線通信機で受信し、旋回体側無線通信機で受信した画像データを表示部に表示する撮像画像表示手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の作業機械の無線通信装置。
【請求項６】
表示部には、旋回体側無線通信機で受信した複数の画像データを用いて解像度処理を行い高解像度化した画像データを表示する
ことを特徴とする請求項５に記載の作業機械の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、移動式クレーン等、平面上を走行する下部走行体と、作業装置としてのクレーン装置が設けられ下部走行体に対して旋回自在な上部旋回体と、を備えた作業機械の無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動式クレーン等、平面上を走行する下部走行体と、作業装置が設けられ下部走行体に対して旋回自在な上部旋回体と、を備えた作業機械では、下部走行体と上部旋回体との間での通信を、通信ケーブル及びスリップリングを介して有線で行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、下部走行体及び上部旋回体を備えた作業機械としては、上部旋回体に設けられたキャブの内部に表示部を設置するとともに、下部走行体にカメラを設置し、カメラで撮像された下部走行体の周囲の画像をキャブ内の表示部に表示するものが知られている。この作業機械では、キャブ内の搭乗者が、カメラで撮像された下部走行体の周囲の画像を確認しながら、下部走行体による走行を行うことができる。
【０００４】
カメラで撮像した画像の画像データを下部走行体から上部旋回体に有線で伝送する場合には、画像データと他の信号データとで特性インピーダンスが異なるため、信号データの伝送で用いられるスリップリングとは異なる画像データを伝送するための専用のスリップリングを用いる必要がある。このため、画像データを下部走行体から上部旋回体に有線で伝送する場合には、画像データを伝送する専用のスリップリングを設置するために、構造が複雑となり製造コストが高くなる。
【０００５】
そこで、画像データを下部走行体から上部旋回体に伝送する他の方法として、無線送信機が接続されたカメラを下部走行体に設置するとともに、無線受信機が接続された表示部をキャブ内に設置し、カメラで撮像された画像の画像データを無線送信機から送信し、無線受信機が受信した映像データを表示部に表示するものが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２７７６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前述の無線通信で画像データを下部走行体から上部旋回体に伝送する場合には、下部走行体に対する上部旋回体の旋回位置によって無線送信機と無線受信機との距離が変化するとともに、外乱の影響を受けやすいため、無線送信機と無線受信機との間の通信が不安定になるおそれがある。
【０００８】
本発明の目的とするところは、下部走行体と上部旋回体との間で、安定した通信を行うことのできる作業機械の無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記目的を達成するために、下部走行体と、所定の作業を行う作業装置が設けられ下部走行体に対して旋回自在な上部旋回体と、を備え、下部走行体と上部旋回体との間で無線通信を行う作業機械の無線通信装置であって、下部走行体に設けられた走行体側無線通信機と、上部旋回体に設けられた旋回体側無線通信機と、を備え、走行体側無線通信機及び旋回体側無線通信機は、下部走行体に対して旋回する上部旋回体の旋回中心の近傍にそれぞれ配置されている。
【００１０】
これにより、走行体側無線通信機及び旋回体側無線通信機が、下部走行体及び上部旋回体を構成する部材に囲まれた空間に配置されることから、外乱の影響を受けにくい環境で走行体側無線通信機と旋回体側無線通信機との間の通信が行われる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外乱の影響を受けにくい環境で走行体側無線通信機と旋回体側無線通信機との間の通信を行うことができるので、下部走行体と上部旋回体との間で安定した通信を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態を示す移動式クレーンの側面図である。
【図２】後方監視装置の概略構成図である。
【図３】無線送信機及び無線受信機の取り付け状態を説明するための側面図である。
【図４】無線送信機及び無線受信機の取り付け状態を説明するための平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す無線送信機及び無線受信機の取り付け状態を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１乃至図４は、本発明の一実施形態を示すものである。
【００１４】
本発明の無線通信装置を備えた作業機械としての移動式クレーン１は、図１に示すように、一般の道路や作業エリア内を走行するための下部走行体１０と、下部走行体に対して水平方向に旋回自在に設けられた上部旋回体２０と、を備えている。
【００１５】
下部走行体１０は、前後方向に延びるキャリアフレームの前側及び後側の幅方向両側に設けられた車輪１１と、キャリアフレームの前端部及び後端部の幅方向両側に設けられたアウトリガ１２と、を備えている。下部走行体１０は、エンジンを駆動源として走行するとともに、エンジンによって駆動される油圧ポンプから吐出された作動油によってアウトリガ１２のジャッキシリンダが駆動する。
【００１６】
上部旋回体２０は、ボールベアリング式又はローラベアリング式の旋回サークル３０を介して下部走行体１０に対して旋回自在に設けられ、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動する旋回モータによって旋回方向の切り替えが可能に下部走行体１０に対して旋回動作を行う。
【００１７】
上部旋回体２０は、旋回サークル３０に固定された旋回台２１と、旋回台２１の幅方向一方に設けられた作業装置としてのクレーン装置２２と、旋回台２１の幅方向他方に設けられ、下部走行体１０の走行及びクレーン装置２２の操作を行うためのキャブ２３と、を備えている。
【００１８】
クレーン装置２２は、旋回台２１に対して起伏自在に設けられた伸縮ブーム２２ａと、伸縮ブーム２２ａの基端側から先端側に向かって延びると共に伸縮ブーム２２ａの先端部から垂下されるワイヤロープ２２ｂと、ワイヤロープ２２ｂの巻き取り及び繰り出しを行うウインチ２２ｃと、伸縮ブーム２２ａの先端部から垂下されるワイヤロープ２２ｂに吊り下げられるフックブロック２２ｄと、を備えている。伸縮ブーム２２ａは、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動する伸縮シリンダ及び起伏シリンダによって伸縮動作及び起伏動作を行う。また、ウインチ２２ｃは、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動するウインチモータによってウインチの巻き取り及び繰り出しの動作を行う。
【００１９】
キャブ２３は、前面、後面、左右両面及び上面に透明板が配置された箱体であり、内部には、搭乗者が着座するシート、車輪１１を操向するためのハンドル、クレーン装置２２を操作するための操作レバー及びスイッチ等が配置されている。
【００２０】
また、旋回サークル３０の内側の上部旋回体２０の旋回中心には、下部走行体１０に対して旋回する上部旋回体２０と下部走行体１０との間で互いに作動油を流通させるとともに、電力や信号の伝送を行うためのスイベルジョイント３１が設けられている。
【００２１】
スイベルジョイント３１は、図３に示すように、下部走行体１０側の部材１０ａに固定された軸状のスピンドル３１ａと、上部旋回体２０側の部材２０ａに係合して上部旋回体２０と共に回転する筒状のボディ３１ｂと、ボディ３１ｂの上部に設けられたスリップリング３１ｃと、を有している。
【００２２】
また、移動式クレーン１は、走行時における下部走行体１０の後方を監視するための後方監視装置４０を備えている。
【００２３】
後方監視装置４０は、図２に示すように、下部走行体１０の後方を撮像するための撮像部１３と、撮像部１３で撮像した画像データを送信するための走行体側無線通信機としての無線送信機４１と、無線送信機４１から送信された画像データの信号を受信するための旋回体側無線通信機としての無線受信機４２と、無線受信機４２で受信した画像データを用いて解像度処理を行うための画像処理コントローラ４３と、画像処理コントローラ４３で解像度処理がなされた画像データを表示するための表示部２３ａと、を有している。
【００２４】
撮像部１３は、例えば、撮像素子としてＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）を備えたビデオカメラであり、下部走行体１０の後側に設けられ、下部走行体１０の後方を撮像する向きに取り付けられている。
【００２５】
表示部２３ａは、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の表示装置であり、キャブ２３内の搭乗者が視認可能な位置、例えば、キャブ２３内の前側に位置する操作パネルの上部に取り付けられている。
【００２６】
無線送信機４１は、下部走行体１０側に設けられ、撮像部１３が撮像した画像データを送信する。無線送信機４１は、図３に示すように、スイベルジョイント３１の前方における、スピンドル３１ａが固定された下部走行体１０側の部材１０ａに取り付けられている。
【００２７】
無線受信機４２は、上部旋回体２０側に設けられ、受信した画像データを画像処理コントローラ４３に入力する。無線受信機４２は、図３に示すように、スイベルジョイント３１のボディ３１ｂの外周部にブラケット４２ａを介して取り付けられており、上部旋回体２０の旋回によって回転するボディ３１ｂと共に上部旋回体２０の旋回中心の回りを回転する。無線受信機４２は、移動式クレーン１が走行する姿勢、即ち、上部旋回体２０の向きが下部走行体１０の向きと一致している姿勢で、無線送信機４１と上下方向に対向している。
【００２８】
また、無線送信機４１及び無線受信機４２の外周側には、無線送信機４１と無線受信機４２との間の通信に影響を及ぼす電波の侵入を防止するためのカバーを設けてもよい。
【００２９】
画像処理コントローラ４３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有し、無線受信機４２を介して入力された複数の画像データを用いて高解像度化した画像データとする解像度処理を行い表示部２３ａに向けて出力する。
【００３０】
以上のように構成された移動式クレーン１は、下部走行体１０による走行時において、撮像部１３によって下部走行体１０の後方を撮像し、撮像した画像を表示部２３ａに表示する。
【００３１】
このとき、撮像部１３で撮像して得られた画像データは、下部走行体１０、上部旋回体２０及び旋回サークル３０に囲まれた空間に配置された無線送信機４１と無線受信機４２との間の無線通信を介して画像処理コントローラ４３に入力される。
【００３２】
画像処理コントローラ４３では、撮像部１３によって撮像された複数の画像データを用いて解像度処理を行い、高解像度化された画像データを表示部２３ａに表示する。
【００３３】
このように、本実施形態の作業機械の無線通信装置によれば、無線送信機４１及び無線受信機４２は、それぞれ下部走行体１０に対して旋回する上部旋回体２０の旋回中心の近傍に配置されている。
【００３４】
これにより、下部走行体１０、上部旋回体２０及び旋回サークル３０に囲まれた空間に無線送信機４１と無線受信機４２が配置されることとなり、外乱の影響を受けにくい環境で無線送信機４１と無線受信機４２との間の通信を行うことができるので、下部走行体１０と上部旋回体２０との間で安定した通信を行うことが可能となる。
【００３５】
また、無線送信機４１及び無線受信機４２は、スイベルジョイント３１の外周側に配置されている。
【００３６】
これにより、無線受信機４２がスイベルジョイントのボディ３１ｂの回転に伴って上部旋回体２０の旋回中心の回りを回転することから、下部走行体１０に対する上部旋回体２０の向きにかかわらず、無線送信機４１と無線受信機４２との間の距離が大きく変化することがないので、下部走行体１０と上部旋回体２０との間でより安定した通信を行うことが可能となる。
【００３７】
また、無線送信機４１及び無線受信機４２は、下部走行体１０による走行時の上部旋回体２０の旋回位置において互いに上下方向に対向する位置に配置されている。
【００３８】
これにより、後方監視装置４０が主に使用される移動式クレーン１の走行時に、無線送信機４１と無線受信機４２との距離が最も近くなるとともに、無線送信機４１と無線受信機４２との間に介在するものがないため、通信状態をより安定させることが可能となる。
【００３９】
また、撮像部１３で撮像した画像の画像データを無線送信機４１から送信し、無線送信機４１から送信された画像データを無線受信機４２で受信し、無線受信機４２で受信した画像データを表示部２３ａに表示する。
【００４０】
これにより、スリップリング３１ｃを介することなく、撮像部１３で撮像した画像の画像データを下部走行体１０側から上部旋回体２０側に伝送することができるので、画像伝送用のスリップリングを設ける必要がなく、既存の移動式クレーンに対しても容易に適用することが可能となる。
【００４１】
また、表示部２３ａには、無線受信機４２で受信した複数の画像データを用いて解像度処理を行い、高解像度化した画像データを表示する。
【００４２】
これにより、撮像部１３として低い解像度の安価なカメラを使用しても、表示部２３ａに高画質の画像を表示することができるので、製造コストの低減を図ることが可能となる。また、撮像部１３として低い解像度のカメラを使用した場合に、無線送信機４１と無線受信機４２との間のデータの通信量を小さくすることができるので、高負荷による通信速度の低下を防止することが可能となる。
【００４３】
図５は、本発明の他の実施形態を示すものである。
【００４４】
本実施形態の後方監視装置４０の無線受信機４４は、受信機本体４４ａと、複数の受信アンテナ４４ｂと、を備えている。
【００４５】
複数の受信アンテナ４４ｂは、それぞれスイベルジョイント３１のボディ３１ｂの外周部に取り付けられており、ボディ３１ｂの周方向に互いに間隔をおいて配置されている。図５では、８本の受信アンテナ４４ｂが互いに中心角が４５度となる間隔で配置されている。
【００４６】
以上のように構成された移動式クレーン１では、下部走行体１０に対する上部旋回体２０の向きがいずれの方向であっても、無線送信機４１の上方に、複数の受信アンテナ４４ｂのうちの何れかが位置することになる。
【００４７】
このように、本実施形態の無線通信装置によれば、前記実施形態と同様に、下部走行体１０、上部旋回体２０及び旋回サークル３０に囲まれた空間に無線送信機４１と無線受信機４４が配置されることとなり、外乱の影響を受けにくい環境で無線送信機４１と無線受信機４２との間の通信を行うことができるので、下部走行体１０と上部旋回体２０との間で安定した通信を行うことが可能となる。
【００４８】
また、無線受信機４４は、複数の通信アンテナとしての受信アンテナ４４ｂを有し、複数の受信アンテナ４４ｂは、下部走行体１０に対して旋回する上部旋回体２０の旋回中心の外側において、互いに周方向に間隔をおいて配置されている。
【００４９】
これにより、下部走行体１０に対する上部旋回体２０の向きがいずれの方向であっても、無線送信機４１の上方に、いずれかの受信アンテナ４４ｂが位置させることができるので、通信状態をより安定させることが可能となる。
【００５０】
尚、前記実施形態では、本発明を移動式クレーン１に適用したものを示したが、これに限られるものではない。例えば、高所作業車や掘削機等、下部走行体及び上部旋回体を備えた作業機械であれば本発明を適用することができる。
【００５１】
また、前記実施形態では、本発明の無線通信装置を、後方監視装置４０に適用したものを示したが、これに限られるものではない。下部走行体１０と上部旋回体２０との間で無線通信を行うものであれば、画像データを伝送するものに限られず、音声データや制御信号を伝送するようにしてもよい。
【００５２】
また、前記実施形態では、下部走行体１０から上部旋回体２０にデータを送信するようにしたものを示したが、上部旋回体２０から下部走行体１０にデータを送信するようにしてもよいし、下部走行体１０と上部旋回体２０との間で相互にデータを送受信するようにしてもよい。
【００５３】
また、前記実施形態では、本発明の無線通信装置を、移動式クレーン１の走行時における通信に適用したものを示したが、クレーン装置２２による作業時における、下部走行体１０と上部旋回体２０との間の通信に用いてもよい。
【００５４】
また、前記実施形態では、移動式クレーン１の後方を監視する後方監視装置４０に本発明を適用したものを示したが、移動式クレーン１の後方を監視するものに限られず、例えば、移動式クレーン１の搭乗者から死角になる方向を監視する装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１…移動式クレーン、１０…下部走行体、１３…撮像部、２０…上部旋回体、２２…クレーン装置、２３ａ…表示部、３１…スイベルジョイント、４０…後方監視装置、４１…無線送信機、４２…無線受信機、４３…画像処理コントローラ、４４…無線受信機、４４ｂ…受信アンテナ。
【図１】
2017061382.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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