JP3608141B2 - 油圧制御機械の遠隔制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、建設機械等の油圧作動機器の油圧制御機械の遠隔操作を行う遠隔制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ブルドーザ、トラクターショベル、油圧ショベル、油圧式クレーン、その他油圧制御式の各種建設機械は、機械を操作する人が機械本体から離れて操作することを要求される場合がある。
従来、油圧制御式の各種建設機械の遠隔操作(リモートコントロール)は機械の油圧作動回路系統に電磁比例制御弁や油圧比例制御弁等の機器を新たに組み込み、遠隔制御装置の送信機から有線または無線で接続された前記油圧機械の受信機に制御信号を送り、前記電磁比例制御弁や油圧比例制御弁を動作させて各油圧系統のメインバルブを直接駆動する方式が一般的であった。
【0003】
従来の方式による油圧機械の遠隔操作を行う場合の機器の構成を示すブロック図を図5に示し、この図を参照して遠隔操作方式に改造された油圧制御式の各種建設機械の動作を説明する。
油圧制御機械本体51の各部を駆動する油圧装置のメインバルブ2は、標準装備では図示していない操作レバーにより操作されるが、図5に示す従来方式による遠隔操作方式では遠隔操作部4の操作器11を操作すると、その操作量がアナログ信号として出力され、アナログ信号をディジタル信号に変換するA/Dコンバータ12に入力される。A/Dコンバータ12においてディジタル化された複数ビットのパラレル信号をシリアル信号に変換するP/Sコンバータ13においてシリアル信号に変換され、伝送路7を経由して機械本体1へ伝送される。
【0004】
伝送された信号は制御装置5のシリアル信号をパラレル信号に変換するS/Pコンバータ14及びパラレル信号をアナログ信号に変換するD/Aコンバータ15により上述と逆の変換がおこなわれ、アナログ信号として取り出される。
このアナログ信号は比例制御アンプ16において増幅され、追加油圧回路52の電磁比例制御弁53を経て油圧比例制御弁54を制御し、メインバルブ2を動作させて油圧回路を駆動する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上述の方式では、油圧機械の油圧回路系統の改造を必要とするため、遠隔制御装置を組み込むことにより、汎用性のない特殊な機械となってしまうという課題があった。
また、改造が大がかりとなるため改造日数と改造コストが大幅にアップするという課題もあった。
本発明はこのような背景の下になされたもので、油圧式機械の油圧回路系統の改造は行わず、油圧機械の本体に装備されている操作レバーを直接動かす装置を外付けで取り付けて、油圧装置を遠隔駆動することができる油圧制御機械の遠隔制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、油圧制御機械を離れた場所から制御する遠隔制御装置において、操作器の操作により発生する第1の信号に対して第1の信号処理をおこなった後、外部へ送出する遠隔操作部と、前記第1の信号処理をおこなった信号を前記油圧制御機械に伝送する信号伝送手段と、該信号伝送手段により伝送された信号を受信して第2の信号処理をおこない、第2の信号を出力する前記油圧制御機械の制御装置と、前記第2の信号によって駆動されるリニアステッピングモータと、該リニアステッピングモータの変位をプッシュプルケーブルおよび前記油圧制御機械の操作レバーにリジッドに取り付けられたレバークランプブラケットを介して該操作レバーに伝達する伝達手段とを具備することを特徴とする油圧制御機械の遠隔制御装置を提供する。
【0007】
請求項2に記載の発明は、前記第1の信号処理がアナログ信号である前記第1の信号を複数ビットのディジタル信号に変換した後、該ディジタル信号をシリアル信号に変換する信号処理であり、前記第2の信号処理が前記シリアル信号を複数ビットのパラレル信号に変換した後、該パラレル信号をアナログ信号に変換し、増幅する信号処理であることを特徴とする請求項1に記載の遠隔制御装置を提供する。
【0008】
請求項3に記載の発明は、前記信号伝送手段が有線通信による伝送であることを特徴とする請求項1に記載の遠隔制御装置を提供する。
【0009】
請求項4に記載の発明は、前記信号伝送手段は無線通信による伝送であることを特徴とする請求項1に記載の遠隔制御装置を提供する。
【0010】
請求項5に記載の発明は、前記信号伝送手段が、前記遠隔制御部から前記油圧制御機械への信号伝送のみであり、直視によって前記油圧機械の動作状況を視認することを特徴とする請求項1、請求項3または請求項4に記載の遠隔制御装置を提供する。
【0011】
請求項6に記載の発明は、前記信号伝送手段が、前記遠隔制御部と前記油圧制御機械との間で双方向の信号伝送がおこなわれ、前記油圧制御機械から該機械の動作状況を前記遠隔制御部へ信号伝送し、モニターテレビによって前記状況を視認して遠隔操作をおこなうことを特徴とする請求項1、請求項3または請求項4に記載の遠隔制御装置を提供する。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施形態を図1及び図2を参照しながら説明する。
図1は本発明の第1の実施形態による油圧制御式建設機械(以下、機械と略称する)の遠隔制御装置の構成を示すブロック図である。この図において、符号1は機械本体であり、油圧装置のメインバルブ2は操作レバー3の操作によって動作し、機械各部を駆動するようになっている。
符号4から6が機械を遠隔制御するための追加装置であり、4は遠隔操作部、5は制御装置、6は外付け装置である。
【0013】
遠隔操作部4の操作器11を操作すると、その操作量がアナログ信号として出力され、アナログ信号をディジタル信号に変換するA/Dコンバータ12に入力される。A/Dコンバータ12においてディジタル化された複数ビットのパラレル信号をシリアル信号に変換するP/Sコンバータ13においてシリアル信号に変換され、伝送路7を経由して機械本体1へ伝送される。
【0014】
伝送されたシリアル信号は、シリアル信号をパラレル信号に変換する制御装置5のS/Pコンバータ14によって複数ビットのパラレル信号に変換し、このパラレル信号は、ディジタル信号をアナログ信号に変換する制御装置5のD/Aコンバータ15に入力されてアナログ信号に変換され、制御装置5の比例制御アンプ16に加えられて増幅される。
この比例制御アンプ16から出力される、増幅されたアナログ信号は、前記遠隔操作部4の操作器11から出力されたアナログ信号と比例する信号となっている。
【0015】
前記比例制御アンプ16から出力される増幅されたアナログ信号は、外付け装置6のリニアステッピングモータ17を駆動し、このステッピングモータ17をアクチュエータとして印加信号の大きさに比例した量だけ所定の方向に変位させ、このアクチュエータに接続されたプッシュプルケーブル18の一端を引くか、または押すかさせる。このプッシュプルケーブル18の他端には、レバークランプブラケット(後述)を介して操作レバー3が接続されている。
この操作レバー3によってメインバルブ2を駆動する機構は、本来、機械が持っている機構なので、機械1の油圧回路系統の改造は不要であり、遠隔制御部4の操作器11の動きが前記操作レバー3の動きに再現され、直接操作の場合と同様の操作感が得られる。
【0016】
図2は本発明の第1の実施形態による油圧制御機械の遠隔制御装置の外観構成を示す斜視図であり、この図において符号21はレバークランプブラケットである。このレバークランプブラケット21は、一端が前記操作レバー3にリジッドに各レバー毎に複数個取り付けられ、このブラケット21を上下に動かすことにより、操作レバー3を手で動かしたのと同等の働きをする。
さらに、このブラケットの他端には、プッシュプルケーブル18が取り付けられており、遠隔操作部4の操作器の動きが上述の動作過程を経て、このプッシュプルケーブルを押したり、引いたりするようになっている。
【0017】
次に、本発明の第2の実施形態について図3および図4を参照しながら説明する。
図3は本発明の第2の実施形態による油圧制御機械の遠隔制御装置の構成を示す図であり、この図において符号31は機械のブームやアーム等の角度を測定するアングルメータ、32及び35は複数の信号を多重化するマルチプレクサ、33及び34は遠隔操作部との伝送路を無線通信とするための送受信機である。
また36は機械本体の動作状況をモニタ画像により監視し、間接運転をおこなうグラフィックモニタリングシステムであり、前記アングルメータ31の信号をデータ化するチェッカ37、データ処理をおこなうパソコン38およびモニターテレビ39によって構成され、操作者が機械本体を直視して運転する場合は、このモニタリングシステム36は不要である。
【0018】
この図において、操作器11が操作されると、ディジタル化されたシリアル信号が送受信機34から送受信機33に送られ、制御装置5を経由してリニアステッピングモータを動作させ、プッシュプルケーブル18を介して操作レバーを駆動して油圧装置のメインバルブを制御する。
機械の動作状況はアングルメータ31からの信号によりマルチプレクサ32を経由して送受信機33から送信され、遠隔操作部の送受信機34で受信されマルチプレクサ35、チェッカ37をとおりパソコン38において信号処理された後、モニターテレビ36に表示される。
【0019】
図4は、本発明の第2の実施形態による油圧制御機械の遠隔制御装置の外観構成を示す側面図であり、この図の符号41は遠隔操作をおこなう操作者である。この図において、操作者41が送受信機33を介して機械本体から送られてくる情報を送受信機34で受信し、グラフィックモニタリングシステム36の画像によって機械の運転状態をモニタしながら操作器11を操作して制御信号を送受信機34を経由して機械本体へ送信する。
【0020】
遠隔操作部の送受信機34から送られた制御信号は、送受信機33によって受信され、上述したプロセスを経てリニアステッピングモータ17を駆動し、このリニアステッピングモータ17のアクチュエータに接続されたプッシュプルケーブル18を前記操作器11の操作量に比例して移動させ、プッシュプルケーブル18とレバークランプブラケットを介して接続された操作レバー3を遠隔操作する。
【0021】
操作レバー3の操作により機械の油圧機構を動作させるメカニズムは、機械本体が持っている機能であり、前記操作器11の動きが前記操作レバー3の動きに再現され、機械を直接操作する場合と同様の操作感が得られる。
以上、本発明の実施形態の動作を図面を参照して詳述してきたが、本発明はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【0022】
【発明の効果】
これまでに説明したように、この発明によれば、油圧制御機械の油圧回路系統の改造は行わず、この機械が標準装備している操作器を遠隔操作するようにしたので、機械が本来持っている機能を損なうことがなく、遠隔制御装置の操作レバーの動きが機械本体の操作レバーの動きに再現され、機械本体を直接操作する場合と同様の操作感覚で機械を操作できるという効果が得られる。
また、外付け装置を付加するのみなので、改造日程を短縮でき、改造コストを低減できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態による油圧制御機械の遠隔制御装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施形態による油圧制御機械の遠隔制御装置の外観構成を示す斜視図である。
【図3】本発明の第2の実施形態による油圧制御機械の遠隔制御装置の構成を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施形態による油圧制御機械の遠隔制御装置を主体とした外観構成を示す側面図である。
【図5】従来の油圧制御機械の遠隔制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 機械本体
2 メインバルブ
3 操作レバー
4 遠隔操作部
5 制御装置
6 外付け装置
7 伝送路
11 操作器
12 A/Dコンバータ
13 P/Sコンバータ
14 S/Pコンバータ
15 D/Aコンバータ
16 比例制御アンプ
17 リニアステッピングモータ
18 プッシュプルケーブル
21 レバークランプブラケット
31 アングルメータ
32 マルチプレクサ
33 送受信機
34 送受信機
35 マルチプレクサ
36 グラフィックモニタリングシステム
37 チェッカ
38 パソコン
39 モニターテレビ
41 操作者
51 機械本体
52 追加油圧回路
53 電磁比例制御弁
54 油圧比例制御弁
Claims (6)
- 油圧制御機械を離れた場所から制御する遠隔制御装置において、
操作器の操作により発生する第1の信号に対して第1の信号処理をおこなった後、外部へ送出する遠隔操作部と、
前記第1の信号処理をおこなった信号を前記油圧制御機械に伝送する信号伝送手段と、
該信号伝送手段により伝送された信号を受信して第2の信号処理をおこない、第2の信号を出力する前記油圧制御機械の制御装置と、
前記第2の信号によって駆動されるリニアステッピングモータと、
該リニアステッピングモータの変位をプッシュプルケーブルおよび前記油圧制御機械の操作レバーにリジッドに取り付けられたレバークランプブラケットを介して該操作レバーに伝達する伝達手段と、
を具備することを特徴とする油圧制御機械の遠隔制御装置。 - 前記第1の信号処理はアナログ信号である前記第1の信号を複数ビットのディジタル信号に変換した後、該ディジタル信号をシリアル信号に変換する信号処理であり、
前記第2の信号処理は前記信号伝送手段により伝送された前記シリアル信号を複数ビットのパラレル信号に変換した後、該パラレル信号をアナログ信号に変換し、増幅する信号処理であることを特徴とする請求項1に記載の遠隔制御装置。 - 前記信号伝送手段は有線通信による伝送であることを特徴とする請求項1に記載の遠隔制御装置。
- 前記信号伝送手段は無線通信による伝送であることを特徴とする請求項1に記載の遠隔制御装置。
- 前記信号伝送手段は、前記遠隔制御部から前記油圧制御機械への信号伝送のみであり、直視によって前記油圧機械の動作状況を視認することを特徴とする請求項1、請求項3または請求項4に記載の遠隔制御装置。
- 前記信号伝送手段は、前記遠隔制御部と前記油圧制御機械との間で双方向の信号伝送がおこなわれ、前記油圧制御機械から該機械の動作状況を前記遠隔制御部へ信号伝送し、モニターテレビによって前記状況を視認して遠隔操作をおこなうことを特徴とする請求項1、請求項3または請求項4に記載の遠隔制御装置。
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