(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ショベルの動作を指令する比例信号を生成する操縦用送信機と、この送信機から発した電波を受信する受信機と、受信機で受信した前記比例信号に基づいて前記油圧ショベルの動作を制御するための制御信号を生成する制御手段と、前記制御手段の前記制御信号に基づき前記油圧ショベルを動作させるアクチュエータとを備え、前記送信機と前記受信機の間ではシリアル通信で送信・受信を行う油圧ショベルの無線操縦装置において、
前記送信機での前記比例信号は７ビット以下の分解能を有するディジタル信号であり、前記制御手段での前記制御信号は８ビット以上の分解能を有するディジタル信号であることを特徴とする油圧ショベルの無線操縦装置。
【請求項２】
前記制御手段での前記制御信号の分解能が、前記送信機での前記比例信号の分解能よりも高く設定されることを特徴とする請求項１記載の油圧ショベルの無線操縦装置。
【請求項３】
７ビット以下の分解能を有する前記比例信号は、前記送信機に設けられた操作レバーで生じるアナログ操作量をディジタル量に変換するＡ／Ｄ変換器によって生成されることを特徴とする請求項１記載の油圧ショベルの無線操縦装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記受信機が取り出した前記比例信号に対して予測制御手法を適用して前記制御信号を生成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の油圧ショベルの無線操縦装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記受信機が取り出した前記比例信号に対して補間処理を適用して前記制御信号を生成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の油圧ショベルの無線操縦装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ショベルの無線操縦装置に関し、特に、離れた場所で油圧ショベルを操縦するのに適した無線操縦装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、油圧ショベルにおいて電波を利用した無線操縦装置が実用化されている。使用される電波の観点で無線操縦装置を見てみると、現在の日本国内では、周囲の電子機器に電波障害を与えるおそれのない微弱電波を使用するものから、特定小電力の電波を使用するものに変りつつある。
【０００３】
無線機器では使用できる電波の周波数帯域が機器ごとに決まっており、このため、送信機と受信機との間の信号伝送速度は上記周波数帯域に依存して制限を受ける。上記特定小電力の無線機器の場合では、通常では２４００ｂｐｓが使用され、信号のエラー発生を多少犠牲にしても４８００ｂｐｓが最大であって、これ以上に伝送速度を大きくすることができない。
【０００４】
一方、油圧ショベルは、制御されるべき対象部を多く備える。油圧ショベルを動作させようとすると、ブームの上げ・下げ、アームの押し・引き、バケットの巻き込み・開き、旋回部の左右の旋回、左右走行部の前進・後進等、最低６つのアクチュエータの動作を制御することが必要である。これらの６つのアクチュエータは油圧シリンダによる伸縮あるいは油圧モータの回転で動作し、そのため、油圧の流入側の油圧回路、吐出側の油圧回路が必要である。結果的に、全部で６×２＝１２の信号が最低必要となる。
【０００５】
また油圧ショベルの制御対象であるアクチュエータでは、比例制御で動作させる必要がある。これは、油圧ショベルの通常の運転操作において比例制御を基本として動作させるように構成されているので、無線操縦の場合も比例制御で動作させないと、オペレータに違和感を生じさせることになり、さらに、比例制御で動作させないと現実に掘削動作がうまく行えないからである。このような点が、クレーン等の一般産業用の無線操縦装置によるオン・オフ制御の動作とは異なる点である。従って、比例制御が用いられる油圧ショベルでは、送信機から受信機へ伝送しなければならないデータ量が多くなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の油圧ショベルの無線操縦方式では、機械本体に備えられた各アクチュエータの比例制御の分解能と、送信機の比例制御信号の分解能が同じになるように設定されている。この場合に、アクチュエータでより決め細かい比例制御を行う目的で、送信機側の比例制御信号の分解能を高めると、周波数に依存する送信機・受信機間の信号伝送速度の制約を受けて全信号の伝送時間が長くなり、オペレータの操作からアクチュエータの動作までの間で時間遅れが生じ、正確な操作を行えないという問題が生じる。また反対に、時間遅れを少なくするために上記比例制御信号の分解能を低くすると、アクチュエータでの比例制御が粗くなるという問題が生じる。このため、従来の油圧ショベルでの無線操縦装置では、アクチュエータの動作における分解能を低く設定するか、または全体的に遅い速度で運転されるかのいずれかの運転制御が行われていた。また従来では、送信機側での比例制御信号の分解能とアクチュエータにおける比例制御による動作の分解能との間の関係について特に考察が行われていなかった。
【０００７】
本発明の目的は、前記の問題を解決することにあり、油圧ショベルの油圧回路によるアクチュエータの制御分解能を高くし、かつ送信機側とアクチュエータ側との間に生じる時間遅れを小さくできる油圧ショベルの無線操縦装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、違和感なく滑らかに動作させ、正確に油圧ショベルを無線操縦できる油圧ショベルの無線操縦装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明に係る油圧ショベルの無線操縦装置は、油圧ショベルの動作を指令する比例信号を生成する操縦用送信機と、この送信機から発した電波を受信する受信機と、受信機で受信した比例信号に基づいて油圧ショベルの動作を制御するための制御信号を生成する制御手段と、制御手段の制御信号に基づき油圧ショベルを動作させるアクチュエータとを備え、送信機と受信機の間ではシリアル通信で送信・受信を行うように構成されるものであり、送信機での比例信号は７ビット以下の分解能を有するディジタル信号であり、制御手段での前記制御信号は８ビット以上の分解能を有するディジタル信号であることを特徴とする。
【００１０】
第２の本発明は、第１の発明において、制御手段での制御信号の分解能が、送信機での比例信号の分解能よりも高く設定されることを特徴とする。
【００１２】
第３の本発明は、第１の発明において、７ビット以下の分解能を有する比例信号は、送信機に設けられた操作レバーで生じるアナログ操作量をディジタル量に変換するＡ／Ｄ変換器によって生成されることを特徴とする。
【００１３】
第４の本発明は、上記各発明において、制御手段は、受信機が取り出した比例信号に対して予測制御手法を適用して制御信号を生成することを特徴とする。
【００１４】
第５の本発明は、上記各発明において、制御手段は、受信機が取り出した比例信号に対して補間処理を適用して制御信号を生成することを特徴とする。
【００１５】
【作用】
本発明では、送信機側の比例制御信号の分解能と受信機を備えた機械側のアクチュエータの制御分解能とを異なるものとして設定する構成を採用し、送信時間の遅れを短くできるように前者を相対的に低く、よりきめ細かい動作を行えるように後者を相対的に高く設定した。このため、送信機から受信機への指令信号の伝送では、送信に必要なデータ量が少なくなるので、指令信号の伝送時間を短縮することができ、他方、アクチュエータでは比例制御による動作の分解能を高くすることができるので、アクチュエータの動きをきめ細かく滑らかにすることができる。このようにオペレータの操作からアクチュエータの動作までの時間遅れが少なくなり、滑らかにアクチュエータを動かせるため、油圧ショベルの無線操縦を正確にかつ速く行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明に係る油圧ショベルの無線操縦装置の使用状況の例を示す。図１において、無線操縦機である送信機１１を持ったオペレータ１２は油圧ショベル１３から離れた場所に立ち、送信機１１を操作して油圧ショベル１３の動作を制御し、作業に必要な運転を行う。油圧ショベル１３は、左右走行体１４，１５、ブーム１６、アーム１７、バケット１８、運転室１９を備えた旋回体２０から構成される。これらのそれぞれを動作させるため、それぞれに対応して油圧で動くアクチュエータが設けられ、またこれらのアクチュエータの動作を制御するコントローラが設けられる。
【００１８】
無線操縦装置の全体的なシステム構成を図２に示す。無線操縦装置は、上記送信機１１と、油圧ショベル１３側に設けられる受信機２１およびコントローラ２２とから構成される。受信機２１は、送信機１１から送信される指令信号を受信して取り出し、コントローラ２２は受信機２１から出力される指令信号を受けて必要な制御信号を生成する。コントローラ２２から出力される制御信号は油圧回路２３に与えられ、対応するアクチュエータの動作に関し、後述するような必要な制御が行われる。
【００１９】
送信機１１は、図３に示すように、その上部に２つの電気レバー３１，３２と、切換えスイッチ３３と、非常スイッチ３４が設けられる。電気レバー３１，３２はそれぞれ前後方向（Ｙ方向：Ｙａ，Ｙｂ）と左右方向（Ｘ方向：Ｘａ，Ｘｂ）の各方向に操作することができる。電気レバー３１を前方Ｙａに操作するとアーム１７が前方に拡げられ、後方Ｙｂに操作するとアーム１７が手前側に引かれる。電気レバー３１を左方Ｘｂに操作すると旋回体２０が左方向に旋回し、右方Ｘａに操作すると旋回体２０が右方向に旋回する。電気レバー３２を前方Ｙａに操作するとブーム１６が下降し、後方Ｙｂに操作するとブーム１６が上昇する。電気レバー３２を左方Ｘｂに操作するとバケット１８が巻き込みを行い、右方Ｘａに操作するとバケット１８が開く。また切換えスイッチ３３は、各種の複数のモードの切換えを行うためのもので、例えば走行モードの設定を行うことができる。非常スイッチ３４は緊急時の停止を行うためのものである。送信機１１は、オペレータによって操作され易いように、軽量に作られる。
【００２０】
送信機１１の内部に設けられた操作指令信号の生成およびこの指令信号の送信を行うためのコントローラ３５と送信部３６を、図４に示す。上記の電気レバー３１，３２は、電気回路要素としては、電気レバー３１，３２の操作量に比例する電圧を発生する可変抵抗としての機能を有し、２つの電気レバー３１，３２の各々について、その前後方向（Ｙ方向）と左右（Ｘ方向）のそれぞれに対応して可変抵抗３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂが設定される。これらの４つの可変抵抗の各々で出力される電圧信号はコントローラ３５に入力され、切換え器３７で順次に取り込まれ、Ａ／Ｄ変換器３８でディジタル値に変換された後に、ＣＰＵ３９に入力される。切換え器３７の切換え動作はＣＰＵ３９によって制御される。さらに詳しく述べると、左の電気レバー３１を前後または左右に操作した場合、可変抵抗３１ａ，３１ｂによって操作量に比例した電圧信号Ｓ１，Ｓ２が発生し、右の電気レバー３２を前後または左右に操作した場合、可変抵抗３２ａ，３２ｂによって操作量に比例した電圧信号Ｓ３，Ｓ４が発生する。各電圧信号（Ｓ１〜Ｓ４）を、以下比例信号という。各比例信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は切換え器３７を通して順次に取り込まれ、Ａ／Ｄ変換器３８で７ビット以下の、好ましくは７ビットのディジタル信号Ｓ５に変換され、ＣＰＵ３９に入力される。このようにＡ／Ｄ変換器３８には、各電気レバー３１，３２の各操作量に対応する比例信号を７ビット以下のパラレルディジタル信号に変換するものが使用される。
【００２１】
またコントローラ３５には前述の切換えスイッチ３３で設定された信号が入力され、この信号はＣＰＵ３９に取り込まれる。
【００２２】
ＣＰＵ３９は、入力された４つの比例信号に係るディジタル信号Ｓ５と切換えスイッチ３３で選択された信号を並び変えて１，０が連続する信号（シリアル信号）Ｓ６を作成し、さらにディジタル出力インターフェース（Ｄ／Ｏ）４０を経由して信号Ｓ７として送信部３６の送信回路４１に送出する。信号の並び変えに関する処理は、ＲＯＭ４２に格納された処理プロブラムに従って行われる。またＲＡＭ４３は一時的なデータ保存を行うためのメモリとして使用される。送信回路４１では、信号Ｓ７を搬送波で変調し、アンテナ４４から送信する。アンテナ４４から送信される電波には、シリアル形式にて各種操作量に関する信号Ｓ６が含まれる。
【００２３】
なお送信部３６に含まれる受信回路４５は、周囲の電波状況を監視するためのものであり、これは、特定小電力無線に義務付けられたもので、電波を最初に送出するとき、送出すべき電波の周波数が既使用のものであるか否かの判定に使用される。受信回路４５で受信された信号Ｓ８は、ディジタル入力インターフェース４６を経由してＣＰＵ３９に入力される。
【００２４】
図５を参照して送信部３６の詳細な回路構成を説明する。送信回路４１は、変調器４１１と発振器４１２と高周波アンプ４１３で構成される。ディジタル出力インターフェース４０から出力されたシリアル信号Ｓ７は変調器４１１に入力され、ここで発振器４１２から供給される高周波信号を変調する。変調器４１１の出力された信号は高周波アンプ４１３で所要レベルまで増幅され、その後アンテナ４４に送給される。また受信回路４５は、高周波アンプ４５１と、周波数変換器４５２と、局部発振器４５３と、復調器４５４によって構成される。アンテナ４４での電波受信で発生した信号は、高周波アンプ４５１で増幅され、局部発振器４５３の信号により周波数変換器４５２で周波数変換され、その後復調器４５４で信号Ｓ８が取り出される。復調器４５４から出力された信号Ｓ８は、ディジタル入力インターフェース４６を経由してＣＰＵ３９に入力される。
【００２５】
上記のごとく、送信機１１側での信号は、電気レバー３１，３２の操作量に基づいて発生する比例信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４や切換えスイッチ３３の信号を、予め取り決めた順序でシリアル信号Ｓ６として調整し、アンテナ４４から電波の形で送出される。送信電波に関し特定小電力による無線を使用する場合には、２４００ｂｐｓの送信速度で行われる。これは、現状の法規制では４００ＭＨｚ帯の電波のみが連続電波として出力できることから、当該周波数帯域では１チャンネルが１２．５ＫＨｚの周波数帯域であること、および機械を動作させるため安定した信号を送受信するには送信速度が規制されること、による。
【００２６】
図２において送信機１１から送信された電波５０は、受信機２１の受信アンテナ２１ａで受信される。受信機２１は受信した信号から操作指令信号を含むシリアル信号Ｓ６を取り出し、このシリアル信号をコントローラ２２に送出する。受信機２１では上記の送信機１１とは逆の動作が行われる。図６に示すように、受信機２１の内部において、アンテナ２１ａで受信した信号は、高周波アンプ５１で増幅され、次の周波数変換器５２で局部発振器５３から供給される信号と混合されることにより周波数変換され、さらに復調器５４によって復調され、ディジタルのシリアル信号Ｓ６に変換される。シリアル信号は、ＣＰＵを内蔵したロジック回路５５を経由してコントローラ２２に対して出力される。ロジック回路５５は、受信機２１での高周波信号に関するチャンネルの設定や変更を行う機能や、受信した信号が正常かまたは異常かを判定する機能を有する。これらの機能は、ＲＯＭ５６に保存されたプログラムによって行われる。ＲＡＭ５７は一時的にデータ保存を行うためのメモリである。
【００２７】
コントローラ２２は、信号取出し部２２１と、分解能調整部２２２と、Ｄ／Ａ変換器２２３と、ドライバ５８を備える。信号取出し部２２１は、受信機２１から入力されるシリアル信号を切り分け、このシリアル信号に含まれる前述の比例信号や切換え信号等に対応するディジタル信号を取り出す。次に、分解能調整部２２２は、各アクチュエータに対応する操作量に関する７ビット以下のディジタル信号（比例信号に相当）に対して、その制御分解能を高めるべく後述するような各種の手法でビット数を補充して８ビット以上（好ましくは１０ビット）に高め、分解能を高くした制御信号を生成する。分解能調整部２２２で生成された制御信号、およびその他の信号はＤ／Ａ変換器２２３でアナログ信号に変換され、さらにドライバ５８によって所要のレベルまで増幅され、油圧回路２３の各電磁弁６１，６２を駆動するための制御信号Ｓ９、およびパトライト５９を駆動する駆動信号Ｓ１０等が出力される。各アクチュエータに対応する制御信号Ｓ９は、最初、対応する電気レバーの操作量に比例しかつ分解能を高めたディジタル量に基づいて生成された制御分解能の高い上記操作量に比例した電流として出力される。また図２および図６に示すように、コントローラ２２には油圧ショベル１３の各部の状態に関する各種信号６０がパラレル信号で入力される。
【００２８】
図２では、油圧回路２３の構成に関し、１アクチュエータ分に対応する１系統のみの構成を示すが、前述したように、油圧ショベル１３では少なくとも６つのアクチュエータを備えるので、油圧回路２３は他に少なくとも５系統の構成を有する。
【００２９】
電磁弁６１，６２は電磁比例減圧弁であり、コントローラ２２から与えられる制御信号の電流値に比例してその弁開度が決まり、この弁開度に対応して出力であるパイロット圧が生成される。電磁弁６１，６２は、制御信号としてコントローラ２２から与えられる電流（制御信号Ｓ９）に比例したパイロット圧を出力し、このパイロット圧に比例した流量の油が油圧シリンダ等のアクチュエータ（図示せず）に流入する。すなわち、電磁弁６１，６２から出力される圧力は、シャトル弁６３，６４を介し主流量制御弁のパイロット圧として働く。主流量制御弁はパイロット圧に応じて作動し、不図示の主油圧ポンプから供給される圧油を各アクチュエータに供給する。このように、アクチュエータは、コントローラ２２から出力される対応する制御信号に基づいて、この制御信号の電流量に比例した圧油流量（すなわち速度）で動くことになる。なお６５はパイロット用油圧ポンプである。
【００３０】
上記のごとく、油圧ショベル１３の無線操縦では、ブーム１６、アーム１７、バケット１８の各油圧シリンダ、左右の走行体１４，１５および旋回体２０の各油圧モータが、送信機１１から送信されてくる操作量データに基づいて運転されることになる。
【００３１】
なお、特に図示されていないが、上記シャトル弁６３，６４は、運転室１９に設けられた操作レバーからの入力が入るにように構成されており、もし無線操縦が行われないときには、操作レバーの操作量で決まるパイロット圧力がそのまま入力されるように構成される。
【００３２】
上記実施形態による油圧ショベル１３の無線操縦装置における送信機１１側での信号形式、受信機２１側での信号形式、および２つの信号形式の関係について、さらに詳しく説明する。本実施形態では、送信機１１側で設定される分解能、すなわち電気レバーで出力される比例信号をＡ／Ｄ変換器３８でＡ／Ｄ変換することにより得られる分解能（ディジタル信号のビット数）を相対的に低く、コントローラ２２側での制御信号Ｓ９の分解能、すなわちコントローラ２２から各電磁弁へ供給される電流の分解能を相対的に高く設定することに特徴がある。つまり、送信機１１側で設定される分解能よりも、コントローラ２２側で設定される分解能を高くした。
【００３３】
まず上記のように、送信機１１側での分解能よりも、コントローラ２２側での分解能を高く設定した技術的理由を説明する。
【００３４】
第１に油圧ショベルの動きの滑らかさの観点で、油圧ショベル１３を作動させる油圧回路２３において、油圧回路２３に含まれるアクチュエータの作動量は、電磁弁６１等の動作量（弁の開度）に決定されるので、コントローラ２２において電磁弁を駆動する駆動電流をきめ細かく制御すればするほど、アクチュエータの動き、すなわち油圧ショベル１３の各可動部の動きは滑らかになる。従って、電磁弁６１，６２を駆動する駆動電流の分解能は高い方が、正確で細かい動きを行うことができ、油圧ショベル１３の運転操作にとっては望ましい。
【００３５】
第２に操作感覚の観点で、油圧ショベル１３の通常の操作レバーを利用した通常運転では、操作レバーは、その中立位置から最大操作量まで連続した値をとることができ、オペレータは操作量が連続的に変化する運転に慣れている。従って、送信機１１の電気レバー３１，３２を利用した無線操縦による運転の場合においても、電気レバー３１，３２の操作において操作量に応じて連続した値をとることが望ましい。送信機１１の電気レバー３１，３２の操作において連続値をとることができないと、操作レバーに比較して電気レバーの操作感が異なり、そのため、違和感が生じ、運転操作がしずらくなる。
【００３６】
上記のごとく、電気レバー３１，３２の操作で操作レバーの操作と同様な連続値を持たせて通常の操作レバーと同等の操作感覚を得ると共に、油圧ショベル１３の各部の動きを滑らかにするためには、送信機１１側のＣＰＵ３９の出力信号における分解能、およびコントローラ２２の駆動電流の分解能として少なくとも８ビット、好ましくは１０ビット程度が必要であることが実験結果から得られている。上記分解能が例えば７ビット以下になると、操作感覚に違和感が生じ、操作がしずらくなり、作業量が低下する。特に違和感は微操作のときに顕著に生じる。
【００３７】
反面、送信機１１から受信機２１へのデータ伝送に起因する油圧ショベル１３の動作の遅れ時間（操作に対する）に関する第３の観点で、データ伝送に伴う動作の遅れ時間はできるだけ少ない方が望ましい。遅れ時間を種々設定した実験結果によれば、遅れ時間が１００ｍｓを越えると、操作に違和感を生じる。このような遅れ時間の観点で分解能を検討すると、操作の遅れ時間は１００ｍｓ以下であることが必要である。
【００３８】
上記第１から第３の観点を総合して、油圧回路２３のアクチュエータの動作を制御する信号の分解能が８ビット以上（理想的には１０ビット）、かつ操作に対する油圧ショベルの動作の遅れ時間が１００ｍｓ以下であるように設定できれば、無線操縦で運転される油圧ショベルとして商品価値の高いものとすることができる。しかしながら、送信機側の分解能と受信機側におけるコントローラの分解能が同じものに設定されるという構成を保持する限り、上記の分解能の条件と遅れ時間の条件は相反するものであり、２つの条件を同時に満足させることはできない。このことを、図７と図８を参照して説明する。
【００３９】
例えば送信機１１における電気レバー３１，３２の中立位置からの操作量に対応して出力される比例信号のＡ／Ｄ変換器３８の分解能を、アクチュエータへの理想的な分解能と同じ１０ビットに設定すると、送信機１１から受信機２１へ伝送されるデータの量は、電気レバー３１の前後操作で１１ビット、左右操作で１１ビットが必要である。１ワード（Ｗ）をシリアル通信の標準的な８ビットで構成すると、前後で２Ｗ、左右で２Ｗを要し、左右の電気レバー３１，３２で合計で８Ｗ分の信号が必要となる。さらに、これに対して切換えスイッチ３３の信号を１Ｗ、非常スイッチ３４の信号を１Ｗとすると、送信機１１から送信すべき信号は全部で１０Ｗの信号になる。
【００４０】
また送信機１１から送信される電波５０による通信は、図７に示すように、シリアル通信によって行われる。図７において、７１は無線データ伝送の周期であり、各周期において、最初に３Ｗの同期ビット７２を送信した後、１Ｗの送信開始信号（ＳＴＸ）７３、３ＷのＩＤコード７４、各１Ｗのスイッチ３３，３４の信号７５，７６、８Ｗ分の電気レバー３１，３２の信号７７、１Ｗの送信終了信号（ＥＴＸ）７８、１Ｗの誤り検出信符号（ＣＲＣ）７９の全部で１９Ｗ分のデータが続く。シリアル通信における１Ｗのデータは、図８に示すように、スタートビット８１、データビット（８ビット）８２、パリティビット８３、ストップビット８４からなり、全部で１１ビットによって構成される。従って２４００ｂｐｓでは、１周期分で１９（Ｗ）×１１（ビット）＝２０９ビットであるので、（２０９／２４００）×１(sec) ＝０．０８７(sec) となり、１周期分のデータ伝送に少なくとも約８７ｍｓが必要となる。これにコントローラ２２から出力される信号の遅れ、電磁弁６１，６２等の圧力の立ち上がりの遅れを加えると、電気レバー３１，３２の操作から油圧ショベル１３での動作まで１００ｍｓ以上の時間遅れが発生する。
【００４１】
送信機１１における電気レバー３１，３２の操作に対応して出力される比例信号のＡ／Ｄ変換器３８の分解能を、８ビットに設定しても、上記シリアル信号において全信号は１９Ｗとなるので、この場合にも、送信機１１と受信機２１との間の無線区間が８７ｍｓとなり、全体の時間遅れは１００ｍｓ以上となって、操作における分解能と動作の時間遅れの両者を満足させることはできない。
【００４２】
そこで、本実施形態では、前述の通り、送信機１１側で電気レバー３１，３２で出力される比例信号Ｓ１〜Ｓ４をＡ／Ｄ変換器３８でＡ／Ｄ変換することにより得られる分解能を７ビット以下（好ましくは７ビット）、コントローラ２２側での制御信号Ｓ９の分解能、すなわちコントローラ２２から各電磁弁へ供給される電流の分解能を、前述の分解能調整部２２２によって８ビット以上（好ましくは１０ビット）に設定した。
【００４３】
電気レバー３１，３２の各々の中立位置から操作量に対応する信号は６ビットの信号に変換し、前後と左右のそれぞれは７ビットで表現されるようにする。このため、１つの電気レバーについて前後で１Ｗ、左右で１Ｗを要し、左右の電気レバー３１，３２で合計で４Ｗ分の信号で済む。従って、前述した送信時のシリアル通信の１周期分の信号量は全部で１５Ｗとなるので、１５（Ｗ）×１１（ビット）＝１６５ビットになり、２４００ｂｐｓの場合には、前述の計算に基づいて１周期分の信号伝送時間は６８．７５ｍｓとなる。こうして遅れ時間を短縮することができ、全体の遅れ時間を１００ｍｓよりも若干短い時間にすることがでできる。
【００４４】
また、油圧ショベル１３のコントローラ２２では電磁弁６１，６２の駆動電流の分解能、すなわち制御信号Ｓ９の分解能は１０ビットに設定される。制御信号Ｓ９の分解能は、比例信号Ｓ１〜Ｓ４に対応するディジタル信号Ｓ５の分解能に比較して、（１０＋１）−（６＋１）＝４の式より明らかなように、４ビット分高く設定される。このように分解能を４ビット分を高めるためのデータ処理手法としては、制御技術によく知られた予測制御、補間処理等の各種の制御手法が使用される。これらの制御手法は、コントローラ２２の分解能調整部２２２において、その内部にプログラムとして用意されソフト的な処理で実施される。
【００４５】
上記の構成によれば、送信機１１から受信機２１への送信速度が速くなって送信時間が短縮され、操作に対する油圧ショベル１３の動作遅れが少なくなると共に、油圧ショベル１３を決めるアクチュエータの動きが滑らかになる。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、送信機を用いて油圧ショベルの運転を無線操縦する装置において、送信機における操作量の分解能を低くし、油圧ショベルにおけるコントローラの制御信号の分解能を高くするようにしたため、送信機から受信機への送信時間を１００ｍｓよりも小さくして油圧ショベルにおける動作遅れを低減できると共に、油圧ショベルの動作を滑らかにして、従来の通常運転の場合と同様であり違和感なく油圧ショベルを運転操作でき、正確に運転できる。これによって、油圧ショベルの無線操縦運転おいて安全性、高速性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】油圧ショベルの無線操縦装置の使用状況を示す図である。
【図２】無線操縦装置のシステム構成を示す図である。
【図３】操縦装置である送信機の外観斜視図である。
【図４】送信機の内部に設けられた電気回路の回路図である。
【図５】送信部の詳細な構成を示す回路図である。
【図６】受信機とコントローラの内部構成を示す回路図である。
【図７】シリアル通信における信号の構成を示す図である。
【図８】１Ｗのデータの内部構成を示す図である。
【符号の説明】
１１                  送信機
１３                  油圧ショベル
２１                  受信機
２２                  コントローラ
２３                  油圧回路
３１，３２            電気レバー
３８                  Ａ／Ｄ変換器
【図１】
0003730326.tif 000002
【図２】
0003730326.tif 000003
【図３】
0003730326.tif 000004
【図４】
0003730326.tif 000005
【図５】
0003730326.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
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