建設機械の無線操縦装置
【課題】安価で装備しやすい建設機械の無線操縦装置を提供する。
【解決手段】油圧ポンプ３８から油圧アクチュエータ１６，２１，２２への圧油の流れを制御し電気信号によって制御されるコントロールバルブ３９，４０，４１と、電気操作信号を出力する操作装置３７Ｌ，３７Ｒと、操作装置３７Ｌ，３７Ｒからの電気操作信号又は油圧アクチュエータ１６，２１，２２を操縦するためのシリアル信号に応じて駆動信号を生成しコントロールバルブ３９，４０，４１に出力するコントローラ３１とを備えた建設機械の無線操縦装置において、操縦スイッチ４７Ａ〜４７ＦのＯＮ操作に応じて無線信号を送信する送信機４８と、この送信機４８からの無線信号を受信してＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する受信機４９と、この受信機４９からのＯＮ／ＯＦＦ信号をシリアル信号に変換して制御装置３１に出力する変換器５０とを備える。
【解決手段】油圧ポンプ３８から油圧アクチュエータ１６，２１，２２への圧油の流れを制御し電気信号によって制御されるコントロールバルブ３９，４０，４１と、電気操作信号を出力する操作装置３７Ｌ，３７Ｒと、操作装置３７Ｌ，３７Ｒからの電気操作信号又は油圧アクチュエータ１６，２１，２２を操縦するためのシリアル信号に応じて駆動信号を生成しコントロールバルブ３９，４０，４１に出力するコントローラ３１とを備えた建設機械の無線操縦装置において、操縦スイッチ４７Ａ〜４７ＦのＯＮ操作に応じて無線信号を送信する送信機４８と、この送信機４８からの無線信号を受信してＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する受信機４９と、この受信機４９からのＯＮ／ＯＦＦ信号をシリアル信号に変換して制御装置３１に出力する変換器５０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の無線操縦装置に係わり、特に、油圧アクチュエータを操縦するためのシリアル信号に応じて駆動信号を生成し出力する制御装置を備えた建設機械の無線操縦装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、建設機械の１つである油圧ショベルは、下部走行体と、この下部走行体に旋回可能に設けた上部旋回体と、この上部旋回体に俯仰可能に接続され、ブーム、アーム、及びバケット（作業具）を含む多関節型の作業機とを備えている。これら下部走行体、上部旋回体、及び作業機は、この油圧ショベルに備えられた油圧駆動装置の被駆動部材を構成している。この油圧駆動装置は、一般に、エンジン等の原動機と、この原動機によって駆動する少なくとも１つの油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出された圧油によりブーム、アーム、バケットをそれぞれ駆動するブーム用油圧シリンダ、アーム用油圧シリンダ、バケット用油圧シリンダ、下部走行体を走行させる走行用油圧モータ、及び上部旋回体を下部走行体に対し旋回させる旋回用油圧モータを含む複数の油圧アクチュエータと、油圧ポンプからそれら複数の油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れをそれぞれ制御する制御弁手段と、それら制御弁手段を操作する操作レバーをそれぞれ備えた複数の操作手段とを有している。
【０００３】
上記操作手段としては、大別して油圧パイロット方式と電気レバー方式とがある。油圧パイロット方式は、油圧源（例えばパイロットポンプ）からのパイロット元圧を操作レバーの操作量に応じて減圧弁で減圧することで操作量を油圧パイロット信号に変換し、油圧パイロット方式の制御弁手段に設けた油圧駆動部へ供給し制御弁手段を切り換える。一方、電気レバー方式は、操作レバーの操作量を電気信号に置き換え出力するものであり、例えば操作レバーの回転運動を回転式のポテンショメータのセンサに連結して電気操作信号を出力し、この電気操作信号に対しコントローラ（制御装置）にて所定の演算処理や増幅を行った後、駆動信号としてソレノイド方式の制御弁手段に設けたソレノイド駆動部へ出力し制御弁手段を切り換えるようになっている。
【０００４】
ところで、このような油圧ショベルは、例えば崖崩れ等のおそれがある場所での作業を行う場合等の操作者が危険回避のためショベル本体よりも作業箇所から遠ざかりたいとき等において、運転室からでなく運転室外から無線にて油圧ショベルを遠隔操作したいというニーズがあった。そこで、これに対応するため、操縦レバーの操作方向及び操作量に応じて無線信号を送信する送信機と、この送信機からの無線信号を受信しシリアル信号として出力する受信機と、この受信機からのシリアル信号又は電気レバー方式の操作手段からの電気操作信号に応じて駆動信号を生成し制御弁手段（油圧バルブ及び電磁比例弁）のソレノイド駆動部に出力するコントローラとを備えた建設機械の無線操縦装置が提唱されている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、操縦レバーの操作量に応じた動作速度で油圧アクチュエータを遠隔操作することが可能になっている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３２３３５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術には以下のような改善の余地があった。
すなわち、上記従来技術においては、送信機の操縦レバーの操作量に応じた動作速度で油圧アクチュエータを遠隔操作するようになっている。ここで、例えば作業機の先端に吊り具を備えたクレーン兼用油圧ショベルにおいて吊り荷作業を行う場合等の操作者がショベル本体よりも作業箇所に近づきたいようなときにおいても、運転室外から無線にて遠隔操作したいというニーズがあった。ところが、このような場合、油圧アクチュエータの動作速度を操作するまでの操作性がかならずしも必要ではなく、操縦レバーを有する送信機では、操縦レバーの操作量を検出するレバー変位検出器等を有し非常に高価となるため、装備しがたいものとなっていた。
【０００７】
本発明は、上記事柄に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価で装備しやすい建設機械の無線操縦装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動する複数の油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御し電気信号によって制御される制御弁手段と、前記油圧アクチュエータを操作するための電気操作信号を出力する操作手段と、前記操作手段からの電気操作信号又は外部から前記油圧アクチュエータを操縦するためのシリアル信号に応じて駆動信号を生成し前記制御弁手段に出力する制御装置とを備えた建設機械の無線操縦装置において、前記油圧アクチュエータを操縦する操縦スイッチを有し、前記操縦スイッチのＯＮ操作に応じて無線信号を送信する送信機と、前記送信機からの無線信号を受信してＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する受信機と、前記受信機からのＯＮ／ＯＦＦ信号をシリアル信号に変換して前記制御装置に出力する変換器とを備える。
【０００９】
例えば建設機械の無線操縦装置においては操縦レバーの操作方向及び操作量に応じて無線信号を送信する送信機を備えたものが知られており、その無線信号を受信した受信機からはシリアル信号が出力される。そして、受信機からのシリアル信号が制御装置に入力されて対応する駆動信号が生成され、この駆動信号が制御弁手段に出力され、これによって油圧アクチュエータが駆動するようになっている。このような構成における操縦レバーを有する送信機に代えて、本発明においては操縦スイッチを有する送信機を備える。また、送信機は操縦スイッチのＯＮ操作に応じて無線信号を送信し、その無線信号を受信した受信機からはＯＮ／ＯＦＦ信号が出力されるので、ＯＮ／ＯＦＦ信号をシリアル信号に変換して制御装置に出力する変換器を設ける。これにより、変換器からのシリアル信号が制御装置に入力されて対応する駆動信号が生成され、この駆動信号が制御弁手段に出力されて、油圧アクチュエータが駆動する。
【００１０】
このようにして本発明においては、送信機の操縦スイッチのＯＮ操作により油圧アクチュエータを駆動させることができる。また、操縦スイッチを有する送信機は、例えば操縦レバーを有する送信機に比べ、コスト低減を図ることができる。また、受信機からのＯＮ／ＯＦＦ信号をシリアル信号に変換する変換器を設けることにより、制御装置はシリアル信号を入力することができ、例えば送信機の種類を変更するような場合（例えば操縦スイッチタイプ及び操縦レバータイプのうちの一方から他方へ変更する場合）でも制御装置を兼用させることが容易になる。したがって本発明においては、安価で装備しやすい建設機械の無線操縦装置を実現することができる。
【００１１】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記操縦スイッチは、複数の作業機用の油圧アクチュエータによって駆動される作業機の所定部位の移動方向を指示するものであり、前記制御装置は、前記操縦スイッチがＯＮ操作されたときに前記変換器から入力したシリアル信号に応じ、前記作業機の所定部位が指示方向に移動するように前記複数の作業機用油圧アクチュエータを駆動させる駆動信号を生成し出力する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、安価で装備しやすい建設機械の無線操縦装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
本発明の第１の実施形態を図１〜図６により説明する。
【００１４】
図１は、本発明の適用対象となる建設機械の一例であるクレーン兼用油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。なお、以降、油圧ショベルが図１に示す状態にて操作者が運転席に着座した場合における操作者の前側（図１中左側）、後側（図１中右側）、左側（図１中紙面に向かって手前側）、右側（図１中紙面に向かって奥側）を、単に前側、後側、左側、右側と称する。
【００１５】
図１において、この油圧ショベルは、走行手段としての左・右の無限軌道履体（クローラ）１Ｌ，１Ｒ（但し１Ｌのみ図１に図示）を備えた下部走行体２と、この下部走行体２の上部に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、この上部旋回体３の基礎下部構造をなす旋回フレーム４に垂直ピン（図示せず）を中心にして水平方向に回動可能に取り付けられたスイングポスト５と、このスイングポスト５に回動可能に（俯仰可能に）取り付けられた多関節型の作業機６と、旋回フレーム４上に設けられたいわゆるキャノピータイプの運転室７と、旋回フレーム４上の運転室７以外の大部分を覆う上部カバー８とを備えている。
【００１６】
下部走行体２は、略Ｈ字形状のトラックフレーム９と、このトラックフレーム９の左・右両側の後端近傍に回転自在に支持された駆動輪１０Ｌ，１０Ｒ（但し１０Ｌのみ図１に図示）と、駆動輪１０Ｌ，１０Ｒをそれぞれ駆動する左・右走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒ（但し１１Ｌのみ図１に図示）と、トラックフレーム９の左・右両側の前端近傍に回転自在に支持され、履帯１Ｌ，１Ｒを介し駆動輪１０Ｌ，１０Ｒの駆動力でそれぞれ回転される従動輪（アイドラ）１２Ｌ，１２Ｒ（但し１２Ｌのみ図１に図示）と、トラックフレーム９の前方側に上下動可能に設けられ、ブレード用油圧シリンダ１３により上下動する排土用のブレード１４とを備えている。また、下部走行体２の中央部に旋回台軸受（旋回輪）１５が配置され、この旋回輪１５の中心近傍に下部走行体２に対し旋回フレーム４を旋回させる旋回用油圧モータ１６（後述の図２参照）が内蔵されている。
【００１７】
スイングポスト５は、垂直ピン（図示せず）を介し旋回フレーム４に対し水平に回動可能となっている。またスイングポスト５は、旋回フレーム４に設けられたスイング用油圧シリンダ１７に、連結ピン（図示せず）を介して連結されており、スイング用油圧シリンダ１７の伸縮でスイングポスト５全体が鉛直方向の軸心まわりに回動することによって、作業機６が左・右にスイングするようになっている。
【００１８】
作業機６は、ブーム１８と、ブーム１８に回動可能に結合されたアーム１９と、アーム１９に回動可能に結合されたバケット２０とを備えている。そして、ブーム１８、アーム１９、及びバケット２０は、それぞれブーム用油圧シリンダ２１、アーム用油圧シリンダ２２、及びバケット用油圧シリンダ２３により動作する。また、アーム１９の先端部付近には、後述する吊り荷作業時に吊り荷２４のロープ２５を掛けるフック２６が設けられている。但し通常、吊り荷作業時には、バケット用油圧シリンダ２３は駆動しない。
【００１９】
また、ブーム１８の回動基部には、旋回フレーム４に対するブーム１８の回動角度αを検出するブーム角度センサ２７（後述の図２参照）が取り付けられ、アーム１９の回動基部には、ブーム１８に対するアーム１９の回動角度βを検出するアーム角度センサ２８（後述の図２参照）が取り付けられている。また、上記ブーム用油圧シリンダ２１のロッド側（図１中上方）油室及びボトム側（図１中下方）油室には、それぞれの内圧Ｐｒ，Ｐｂを検出する圧力センサ２９，３０（後述の図２参照）が取り付けられている。これらブーム１８及びアーム１９の回動角度α，β、ブーム用油圧シリンダ２１のロッド側及びボトム側の内圧Ｐｒ，Ｐｂ等の検出信号は、運転室７内に設けたコントローラ３１（制御装置、後述の図２参照）に出力されるようになっている。
【００２０】
運転室７は、上記した旋回フレーム４上の左側に設けられており、操作者が着座する座席（運転席）３２と、この座席３２の上方に設けられたルーフ３３と、このルーフ３３を支持する支柱３４とを有している。
【００２１】
上記運転室７内の操作者が着座する座席３２より前方には、左・右走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒをそれぞれ駆動し油圧ショベルの前進又は後進走行等をさせるための手でも足でも操作可能な左・右走行用操作レバー３５Ｌ，３５Ｒ（但し３５Ｌのみ図１に図示）を備えている。また、右走行用操作レバー３５Ｒのさらに右側足元部分には、スイング用油圧シリンダ１７を駆動しスイングポスト５（言い換えれば作業機６全体）を左・右にスイングさせるためのスイング用操作ペダル（図示せず）が設けられている。
【００２２】
座席３２の左側には、左側又は右側に操作することで旋回用油圧モータ１６を駆動し上部旋回体３を左側又は右側に旋回させるとともに、前側又は後側に操作することでアーム用油圧シリンダ２２を駆動しアーム１９をダンプ（押し）又はクラウド（引き）させる十字操作式の旋回・アーム用手動操作レバー３６Ｌを備えた操作装置３７Ｌ（後述の図２参照）を備えている。座席３２の右側には、左側又は右側に操作することでバケット用油圧シリンダ２３を駆動しバケット２０をクラウド又はダンプさせるとともに、前側又は後側に操作することでブーム用油圧シリンダ２１を駆動しブーム１８を下げ又は上げる十字操作式のバケット・ブーム用手動操作レバー３６Ｒ（後述の図２参照）を備えた操作装置３７Ｒ（後述の図２参照）を備えている。また、座席１８の右側には、前側又は後側に操作することでブレード用油圧シリンダ１３を駆動しブレード１４を上下動させるためのブレード用操作レバー（図示せず）を備えている。
【００２３】
上部カバー７は、その内部に、エンジン（図示せず）、このエンジンに駆動される油圧ポンプ３８（後述の図２参照）、エンジンの燃料を貯留する燃料タンク（図示せず）、及び油圧ポンプ３８の圧油源となる作動油タンク（図示せず）等の機器を収納している。
【００２４】
以上説明した構成において、左・右履帯１Ｌ，１Ｒ、上部旋回体３、スイングポスト５、ブレード１４、ブーム１８、アーム１９、及びバケット２０は、この油圧ショベルに備えられた油圧駆動装置により駆動される被駆動部材を構成している。
【００２５】
図２は、本実施形態による建設機械の無線操縦装置を関連する油圧駆動装置の要部構成とともに表す油圧回路図である。図３は、送信機の外観を表す概略図であり、図４は、受信機の機能構成を変換器とともに表す図である。
【００２６】
図２において、上記油圧ポンプ３８と、この油圧ポンプ３８から吐出された圧油により駆動する例えば上記ブーム用油圧シリンダ２１、アーム用油圧シリンダ２２、及び旋回用油圧モータ１６と、油圧ポンプ３８からそれらブーム用油圧シリンダ２１、アーム用油圧シリンダ２２、及び旋回用油圧モータ１６への圧油の流れをそれぞれ制御する例えば電気−油圧変換弁タイプのブーム用コントロールバルブ３９、アーム用コントロールバルブ４０、及び旋回用コントロールバルブ４１を含む弁ユニット４２と、アーム１９の屈曲動作及び上部旋回体３の旋回動作を指示する上記十字操作式操作レバー３６Ｌを備えた電気レバー方式の操作装置３７Ｌと、ブーム１８の上下動作等を指示する上記十字操作式の手動操作レバー３６Ｒを備えた上記操作装置３７Ｒと、上記コントローラ３１とが設けられている。また、上記ブーム角度センサ２７と、上記アーム角度センサ２８と、上記ブーム用油圧シリンダ２１のロッド側及びボトム側圧力センサ２９，３０と、操作者が掘削作業を行う掘削モード又は吊り荷作業を行う吊り荷モードのどちらかを選択しその選択信号をコントローラ３１へ出力するモードスイッチ４３、各種表示（吊り荷２４の位置、定格荷重、吊り荷重等の表示）を行う表示部４４等を備えたモニタ装置４５と、吊り荷重が定格荷重以上となったときに駆動され警報を発する警報器（例えば警報ランプや警報ブザー等）４６とが設けられている。
【００２７】
操作装置３７Ｌは、前後方向及び左右方向に変位可能な上記操作レバー３６Ｌと、その変位を検出するレバー変位検出器（図示せず）とを備えており、レバー変位検出器は操作レバー３６Ｌの操作方向及び操作量をそれぞれ検出し、これに応じた電気操作信号をコントローラ３１に出力するようになっている。同様に、操作装置３７Ｒは、前後方向及び左右方向に変位可能な上記操作レバー３６Ｒと、その変位を検出するレバー変位検出器（図示せず）とを備えており、レバー変位検出器は操作レバー３６Ｒの操作方向及び操作量をそれぞれ検出し、これに応じた電気操作信号をコントローラ３１に出力するようになっている。
【００２８】
コントローラ３１は、第１の機能として、操作装置３７Ｌ，３７Ｒからの電気操作信号に対しそれぞれ所定の演算処理（詳細には、操作レバーの操作量に応じて変動する電磁比例減圧弁の出力値を演算すること）を行い、生成した駆動信号をブーム用コントロールバルブ３９の電磁比例減圧弁３９ａ，３９ｂ、アーム用コントロールバルブ４０の電磁比例減圧弁４０ａ，４０ｂ、及び旋回用コントロールバルブ４１の電磁比例減圧弁４１ａ，４１ｂにそれぞれ出力する。
【００２９】
そして、ブーム用電磁比例減圧弁３９ａ，３９ｂ、アーム用電磁比例減圧弁４０ａ，４０ｂ、及び旋回用電磁比例減圧弁４１ａ，４１ｂは、それらコントローラ３１からの駆動信号に応じて、パイロットポンプ等の油圧源（図示せず）からの１次パイロット圧を減圧して操作パイロット圧を生成し、それぞれ、ブーム用コントロールバルブ３９のパイロット操作部、アーム用コントロールバルブ４０のパイロット操作部、及び旋回用コントロールバルブ４１のパイロット操作部へ出力し、これによってブーム用コントロールバルブ３９、アーム用コントロールバルブ４０、及び旋回用コントロールバルブ４１を切り換えるようになっている。
【００３０】
また、コントローラ３１は、第２の機能として、モードスイッチ４３で吊り荷モードが選択された場合には、ブーム角度センサ２７からのブーム角度α、アーム角度センサ２８からのアーム角度β、ブーム用油圧シリンダ２１の圧力センサ２９，３０からのロッド側内圧Ｐｒ及びボトム側内圧Ｐｂに基づき所定の演算処理を行い（詳細には、ロッド側内圧Ｐｒ及びボトム側内圧Ｐｂからブーム用油圧シリンダ２１の保持力モーメントを算出し、ブーム角度α及びアーム角度β等から作業機６のモーメント及び吊り荷２４の水平距離を算出する。そして、保持力モーメントと作業機６のモーメントとの差が吊り荷２４のモーメントとなり、このモーメントにより）吊り荷２４の重量を算出する。
【００３１】
そして、この算出した吊り荷２４の位置、定格荷重（吊り荷２４の位置に応じて定められた所定の最大許容荷重で、内部メモリ等の記憶部に予め設定記憶されている）、吊り荷重等の数値は表示信号として出力されてモニタ装置４５の表示部４４に表示される。また、吊り荷重と所定の制限荷重（例えば定格荷重、あるいは定格荷重を基準に設定した荷重等）とを比較し、吊り荷重が所定の制限荷重を越えるときには、駆動信号が警報器４６に出力されて警報を発するようになっている。
【００３２】
ここで本実施形態の大きな特徴として、ブーム１８の動作態様（上げ・下げ）、アーム１９の動作態様（引き・押し）、及び上部旋回体３の動作態様（左旋回・右旋回）にそれぞれ対応する例えばモーメンタリ式の操縦スイッチ４７Ａ〜４７Ｆを有し、これら操縦スイッチ４７Ａ〜４７ＦのＯＮ操作に応じて無線信号を送信する送信機４８と、この送信機４８からの無線信号を受信してＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する受信機４９と、この受信機４９からのＯＮ／ＯＦＦ信号をシリアル信号に変換してコントローラ３１に出力する変換器５０とが設けられている。
【００３３】
送信機４８は、上記操縦スイッチ４７Ａ〜４７Ｆと、操縦スイッチ４７Ａ〜４７Ｆのうちのいずれかが押されているときにその無線信号を送信する送信回路（図示せず）と、無線信号の送信時に点灯するパイロットランプ５１と、送信機４８の電源ＯＮ／ＯＦＦを切り替える電源スイッチ５２とを備えている。
【００３４】
受信機４９は、送信機４８からの無線信号を受信する受信回路５３と、この受信回路５３で受信した無線信号（詳細には、送信機４８の操縦スイッチ４７Ａ〜４７ＦのうちのいずれかのＯＮ操作）に応じて接点５４ａ〜５４ｆのうちのいずれかを閉じ状態としてＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する出力回路５４とを備えている。そして、変換器５０は、受信機４９からのＯＮ／ＯＦＦ信号を図５に示すようなシリアルデータ（詳細には、接点５４ａ〜５４ｆからのＯＮ／ＯＦＦ信号にそれぞれ対応し、ＯＮ信号を表す“０”又はＯＦＦ信号を表す“１”が入るデータＤ０〜Ｄ５と、ブランクのデータＤ６，Ｄ７とを有するデータ）に変換してコントローラ３１に出力するようになっている。
【００３５】
コントローラ３１は、第３の機能として、モードスイッチ４３で吊り荷モードが選択された場合に、変換器５０からのシリアル信号に対し所定の演算処理（詳細には、操縦スイッチ４７Ａ〜４７ＦのうちのいずれかのＯＮ操作に応じて、予め設定された電磁比例減圧弁の所定の出力値を読み込むこと）を行い、生成した駆動信号をブーム用コントロールバルブ３９の電磁比例減圧弁３９ａ，３９ｂ、アーム用コントロールバルブ４０の電磁比例減圧弁４０ａ，４０ｂ、旋回用コントロールバルブ４１の電磁比例減圧弁４１ａ，４１ｂにそれぞれ出力するようになっている。
【００３６】
次に、上記コントローラ３１の制御手順について説明する。図６は、コントローラ３１の制御処理内容を表すフローチャートである。
【００３７】
この図６において、まずステップ１００において、吊り荷モードであるかどうかを、モードスイッチ４３からの選択信号により判定する。例えばモードスイッチ４３にて吊り荷モードが選択されている場合は、ステップ１００の判定が満たされ、ステップ１１０に移る。ステップ１１０では、上述したようにブーム角度α、アーム角度β、ブーム用油圧シリンダ２１のロッド側内圧Ｐｒ及びボトム側内圧Ｐｂに基づき所定の演算処理が行われて吊り荷重が算出され、この吊り荷重等が表示信号として出力されてモニタ装置４５の表示部４４に表示される。このとき、例えば吊り荷重が所定の制限荷重より大きい場合は、駆動信号が警報器４６に出力されて警報を発する。
【００３８】
その後、ステップ１２０に進み、送信機４８の操縦スイッチ４７Ａ〜４７ＦのうちのいずれかがＯＮ操作されたかどうかを、変換器５０からのシリアル信号により判定する。例えば送信機４８の操縦スイッチ４７Ａ〜４７ＦのうちのいずれかがＯＮ操作された場合は、ステップ１２０の判定が満たされ、ステップ１３０に移る。ステップ１３０では、上述したように変換器５０からのシリアル信号に対し所定の演算処理が行われ、生成した駆動信号（詳細には、予め設定された所定の出力値）を出力する。ステップ１３０が終了すると、ステップ１００に戻って同様の手順を繰り返す。
【００３９】
一方、ステップ１００で、モードスイッチ４３にて掘削モードが選択されている場合は、その判定が満たされず、ステップ１４０に移る。また、ステップ１２０で、送信機４８の操縦スイッチ４７Ａ〜４７ＦがＯＮ操作されていない場合は、その判定が満たされず、ステップ１４０に移る。ステップ１４０では、上述したように操作装置３７Ｌ，３７Ｒからの電気操作信号に対し所定の演算処理が行われ、生成した駆動信号（詳細には、操作レバーの操作量に応じて変動する出力値）を出力する。ステップ１４０が終了すると、ステップ１００に戻って同様の手順を繰り返す。
【００４０】
なお、上記において、ブーム用コントロールバルブ３９、アーム用コントロールバルブ４０、及び旋回用コントロールバルブ４１は、特許請求の範囲記載の油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御し電気信号によって制御される制御弁手段を構成する。また、操作装置３７Ｌ，３７Ｒは、油圧アクチュエータを操作するための電気操作信号を出力する操作手段を構成する。
【００４１】
次に、本実施形態の動作及び作用効果を説明する。
【００４２】
例えば吊り荷作業を行う場合、作業者がモードスイッチ４３を吊り荷モードに選択した後、作業機６のフック２６近傍へ移動する。そして、例えばブーム１８を上げさせることを意図して作業者が送信機４８の操縦スイッチ４７Ａを操作すると、その無線信号が送信機４８から送信され、無線信号を受信した受信機４９からはＯＮ／ＯＦＦ信号が出力される。そして、変換器５０によりＯＮ／ＯＦＦ信号がシリアル信号に変換され、コントローラ３１に入力されて対応する駆動信号（詳細には、予め設定された所定の出力値）が生成され、この駆動信号が電磁比例減圧弁３９ａに出力される。そして、電磁比例減圧弁３９ａからの操作パイロット圧によってブーム用コントロールバルブ３９が切り換えられる。その結果、ブーム用油圧シリンダ２１が駆動され、ブーム１８が上がる。
【００４３】
このようにして本実施形態においては、送信機４８の操縦スイッチ４７Ａ〜４７ＦのＯＮ操作によりブーム用油圧シリンダ２１、アーム用油圧シリンダ２２、及び旋回用油圧モータ１６を駆動させることができる。また、操縦スイッチ４７Ａ〜４７Ｆを有する送信機４８は、例えば操縦レバーを有する送信機に比べ、コスト低減を図ることができる。また、受信機４９からのＯＮ／ＯＦＦ信号をシリアル信号に変換する変換器５０を設けることにより、コントローラ３１はシリアル信号を入力することができ、例えば送信機の種類を変更するような場合（例えば操縦スイッチタイプ及び操縦レバータイプのうちの一方から他方へ変更する場合）でもコントローラ３１を兼用させることが容易になる。したがって本実施形態においては、安価で装備しやすい建設機械の無線操縦装置を実現することができる。
【００４４】
また、例えば変換器５０を設けず、送信機４９からのＯＮ／ＯＦＦ信号をそのままコントローラ３１に入力するような場合は、操縦スイッチ４７Ａ〜４７Ｆの数だけ信号線を設けなければならない。これに対し、本実施形態では、変換器５０によりシリアル信号に変換するので、変換器５０とコントローラ３１との間の信号線を簡素化することができる。また、操作装置３７Ｌ，３７Ｒ又は送信機４８による操作の切り替えはコントローラ３１で自動処理するため、切替スイッチ等の入力手段を設ける必要をなくすことができる。これにより、設置スペースの低減を図ることができる。
【００４５】
なお、上記第１の実施形態においては、送信機４８は、ブーム１８、アーム１９、及び上部旋回体４の動作態様にそれぞれ対応する操縦スイッチ４７Ａ〜４７Ｆを設けた場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば左・右走行用操作レバー３５Ｌ，３５Ｒ、スイング用操作ペダル、又はブレード用操作レバーを備えた操作装置はいわゆる電気レバー方式とし、送信機には、左・右履帯１Ｌ，１Ｒ、スイングポスト５、ブレード１４、又はバケット２０の動作態様にそれぞれ対応する操縦スイッチを設けてもよい。この場合も、上記第１の実施形態同様の効果を得ることができる。
【００４６】
本発明の第２の実施形態を図７〜図９により説明する。本実施形態は、送信機の操縦スイッチのＯＮ操作によりアーム１９の先端の移動方向を指示する実施形態である。
【００４７】
図７は、本実施形態による送信機の外観を表す概略図である。なお、本実施形態において、上記第１の実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４８】
本実施形態では、送信機４８’は、アーム１９の先端の垂直上げ・垂直下げ・水平引き・水平押しを指示する例えばモーメンタリ式の操縦スイッチ５５Ａ〜５５Ｄと、上記操縦スイッチ４７Ｅ，４７Ｆと同様に上部旋回体３の左旋回・右旋回を指示する例えばモーメンタリ式の操縦スイッチ５５Ｅ，５５Ｆとを有し、これら操縦スイッチ５５Ａ〜５５ＦのＯＮ操作に応じて無線信号を送信するようになっている。そして、上記第１の実施形態同様、送信機４８‘からの無線信号を受信した受信機４９からはＯＮ／ＯＦＦ信号が出力され、変換器５０によりＯＮ／ＯＦＦ信号がシリアル信号に変換されてコントローラ３１’に出力される。
【００４９】
コントローラ３１’は、モードスイッチ４３で吊り荷モードが選択され、かつ操縦スイッチ５５Ｅ又は５５ＦがＯＮ操作された場合、変換器５０からのシリアル信号に対し所定の演算処理（詳細には、操縦スイッチ５５Ｅ又は５５ＦのＯＮ操作に応じて、予め設定された電磁比例減圧弁の所定の出力値の読み込むこと）を行い、生成した駆動信号を旋回用コントロールバルブ４１の電磁比例減圧弁４１ａ，４１ｂにそれぞれ出力する。また、モードスイッチ４３で吊り荷モードが選択され、かつ操縦スイッチ５５Ａ〜５５ＤのうちのいずれかがＯＮ操作された場合に、ブーム角度α及びアーム角度βに基づきブーム１８の先端位置及びアーム１９の先端位置をそれぞれ演算し、これら演算したブーム１８の先端位置又はアーム１９の先端位置に応じた制御テーブル（詳細は後述）に基づき変換器５０からのシリアル信号に対し所定の演算処理を行い、生成した駆動信号をブーム用コントロールバルブ３９の電磁比例減圧弁３９ａ，３９ｂ及びアーム用コントロールバルブ４０の電磁比例減圧弁４０ａ，４０ｂにそれぞれ出力するようになっている。以下、詳細を説明する。
【００５０】
（１）アーム１９の先端の垂直上げ・垂直下げ
図８は、アーム１９の先端の垂直上げ・垂直下げ時の制御テーブルを表す図である。
【００５１】
例えばアーム１９の先端の垂直上げを行うことを意図して送信機４８’の操縦スイッチ５５ＡがＯＮ操作された場合、コントローラ３１’は、そのシリアル信号に対しブーム１８を上げさせる駆動信号（詳細には、予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁３９ａに出力する。これと同時に、ブーム１８の先端位置がブーム１８の起端位置より上であるか下であるかが判定され、例えばブーム１８の先端位置がブーム１８の起端位置より上である場合はアーム１９の押しを行う駆動信号（詳細には、前述したブーム１８を上げさせる駆動信号の出力値より小さくなるように予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ａに出力し、一方、例えばブーム１８の先端位置がブーム１８の起端位置より下である場合はアーム１９の引き動作を行う駆動信号（詳細には、前述したブーム１８を上げさせる駆動信号の出力値より小さくなるように予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ｂに出力する。これにより、ブーム用コントロールバルブ３９及びアーム用コントロールバルブ４０がそれぞれ切り換えられ、ブーム用油圧シリンダ２１及びアーム用シリンダ２２が駆動する。その結果、アーム１９の先端がほぼ垂直上げする。
【００５２】
また、例えばアーム１９の先端の垂直下げを行うことを意図して送信機４８’の操縦スイッチ５５ＢがＯＮ操作された場合、コントローラ３１’は、そのシリアル信号に対しブーム１８を下げさせる駆動信号（詳細には、予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁３９ｂに出力する。これと同時に、ブーム１８の先端位置がブーム１８の起端位置より上であるか下であるかが判定され、例えばブーム１８の先端位置がブーム１８の起端位置より上である場合はアーム１９の引きを行う駆動信号（詳細には、前述したブーム１８を下げさせる駆動信号の出力値より小さくなるように予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ｂに出力し、一方、例えばブーム１８の先端位置がブーム１８の起端位置より下である場合はアーム１９の押し動作を行う駆動信号（詳細には、前述したブーム１８を下げさせる駆動信号の出力値より小さくなるように予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ａに出力する。これにより、ブーム用コントロールバルブ３９及びアーム用コントロールバルブ４０がそれぞれ切り換えられ、ブーム用油圧シリンダ２１及びアーム用シリンダ２２が駆動する。その結果、アーム１９の先端がほぼ垂直下げする。
【００５３】
（２）アーム１９の先端の水平引き・水平押し
図９は、アーム１９の先端の水平引き・水平押し時の制御テーブルを表す図である。
【００５４】
例えばアーム１９の先端の水平引きを行うことを意図して送信機４８’の操縦スイッチ５５ＣがＯＮ操作された場合、コントローラ３１’は、そのシリアル信号に対しアーム１９の引き動作を行う駆動信号（詳細には、予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ｂに出力する。これと同時に、アーム１９の先端位置がアーム１９の起端位置より前であるか後であるかが判定され、例えばアーム１９の先端位置がアーム１９の起端位置より前である場合はブーム１８を上げさせる駆動信号（詳細には、前述したアーム１９の引き動作を行う駆動信号の出力値より小さくなるように予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ａに出力し、一方、例えばアーム１９の先端位置がアーム１９の起端位置より後である場合はブーム１９を下げさせる駆動信号（詳細には、前述したアーム１９の引き動作を行う駆動信号の出力値より小さくなるように予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ｂに出力する。これにより、ブーム用コントロールバルブ３９及びアーム用コントロールバルブ４０がそれぞれ切り換えられ、ブーム用油圧シリンダ２１及びアーム用シリンダ２２が駆動する。その結果、アーム１９の先端がほぼ水平方向引きする。
【００５５】
また、例えばアーム１９の先端の水平押しを行うことを意図して送信機４８’の操縦スイッチ５５ＤがＯＮ操作された場合、コントローラ３１’は、そのシリアル信号に対しアーム１９の押し動作を行う駆動信号（詳細には、予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ａに出力する。これと同時に、アーム１９の先端位置がアーム１９の起端位置より前であるか後であるかが判定され、例えばアーム１９の先端位置がアーム１９の起端位置より前である場合はブーム１８を下げさせる駆動信号（詳細には、前述したアーム１９の押し動作を行う駆動信号の出力値より小さくなるように予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ｂに出力し、一方、例えばアーム１９の先端位置がアーム１９の起端位置より後である場合はブーム１９を上げさせる駆動信号（詳細には、前述したアーム１９の押し動作を行う駆動信号の出力値より小さくなるように予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ａに出力する。これにより、ブーム用コントロールバルブ３９及びアーム用コントロールバルブ４０がそれぞれ切り換えられ、ブーム用油圧シリンダ２１及びアーム用シリンダ２２が駆動する。その結果、アーム１９の先端がほぼ水平方向押しする。
【００５６】
以上のように構成された本実施形態においても、上記第１の実施形態同様、送信機４８’の操縦スイッチ５５Ａ〜５５ＦのＯＮ操作によりブーム用油圧シリンダ２１、アーム用油圧シリンダ２２、及び旋回用油圧モータ１６を駆動させることができ、安価で装備しやすい建設機械の無線操縦装置を実現することができる。また本実施形態では、操作者の熟練度に関係なく、送信機の操縦スイッチ５５Ａ〜５５ＤのＯＮ操作によりアーム１９の先端（すなわち、吊り荷２４）の垂直上げ・垂直下げ・水平引き・水平押しを容易に行うことができる。
【００５７】
なお、上記第２の実施形態においては、特に説明しなかったが、コントローラ３１’は、例えばアーム１９の先端（又はフック２６でもよい）が制御対象領域から外れないようにブーム１８又はアーム１９の動作を禁止する軌跡制御機能を有してもよい。このような変形例の詳細を以下説明する。
【００５８】
（１）アーム１９の先端の垂直上げ・垂直下げ
図１０は、アーム１９の先端の垂直上げ・垂直下げ時の制御対象領域を表す概略図である。例えばアーム１９の先端の垂直上げ又は垂直下げを行うことを意図して送信機４８’の操縦スイッチ５５Ａ又は５５ＢがＯＮ操作された場合、コントローラ３１’は、操縦スイッチ５５Ａ又は５５ＢのＯＮ操作開始時におけるアーム１９の先端位置を含む基準鉛直面Ｐ１を基準として作動許可領域Ｘ１を設定するとともに、この作動許可領域Ｘ１の前後に作動抑制領域Ｙ１，Ｚ１をそれぞれ設定する。そして、アーム１９の先端が作動許可領域Ｘ１から外れて作動抑制領域Ｙ１又はＺ１に侵入したとき、アーム１９の先端が作動許可領域Ｘ１から離れる方向へのアーム１９の動作を禁止するように制御する。すなわち、例えばアーム１９の先端が作動抑制領域Ｙ１に侵入したときにアーム１９の押し動作を禁止し、例えばアーム１９の先端が作動抑制領域Ｚ１に侵入したとき、アーム１９の引き動作を禁止するように制御する。
【００５９】
（２）アーム１９の先端の水平引き・水平押し
図１１は、アーム１９の先端の水平引き・水平押し時の制御対象領域を表す概略図である。例えばアーム１９の先端の水平引き又は水平押しを行うことを意図して送信機４８’の操縦スイッチ５５Ｃ又は５５ＤがＯＮ操作された場合、コントローラ３１’は、操縦スイッチ５５Ｃ又は５５ＤのＯＮ操作開始時におけるアーム１９の先端位置を含む基準水平面Ｐ２を基準として作動許可領域Ｘ２を設定するとともに、この作動許可領域Ｘ２の上下に作動抑制領域Ｙ２，Ｚ２をそれぞれ設定する。そして、アーム１９の先端が作動許可領域Ｘ２から外れて作動抑制領域Ｙ２又はＺ２に侵入したとき、アーム１９の先端が作動許可領域Ｘ２から離れる方向へのブーム１８の動作を禁止するように制御する。すなわち、例えばアーム１９の先端が作動抑制領域Ｙ２に侵入したときにブーム１８の上げ動作を禁止し、例えばアーム１９の先端が作動抑制領域Ｚ２に侵入したとき、ブーム１８の下げ動作を禁止するように制御する。
【００６０】
以上のような変形例においても、上記第２の実施形態同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の適用対象となる建設機械の一例であるクレーン兼用油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。
【図２】本発明の建設機械の無線操縦装置の第１の実施形態を関連する油圧駆動装置の要部構成とともに表す回路図である。
【図３】本発明の建設機械の無線操縦装置の第１の実施形態を構成する送信機の外観を表す概略図である。
【図４】本発明の建設機械の無線操縦装置の第１の実施形態を構成する受信機の機能構成を変換器とともに表す回路図である。
【図５】本発明の建設機械の無線操縦装置の第１の実施形態を構成する変換器から出力するシリアルデータの詳細を表す図である。
【図６】本発明の建設機械の無線操縦装置の第１の実施形態を構成するコントローラの制御処理内容を表すフローチャートである。
【図７】本発明の建設機械の無線操縦装置の第２の実施形態を構成する送信機の外観を表す概略図である。
【図８】本発明の建設機械の無線操縦装置の第２の実施形態を構成するコントローラの制御テーブルの詳細を表す図である。
【図９】本発明の建設機械の無線操縦装置の第２の実施形態を構成するコントローラの制御テーブルの詳細を表す図である。
【図１０】本発明の建設機械の無線操縦装置の一変形例を構成するコントローラの制御対象領域の詳細を表す概略図である。
【図１１】本発明の建設機械の無線操縦装置の一変形例を構成するコントローラの制御対象領域の詳細を表す概略図である。
【符号の説明】
【００６２】
６ 作業機
１６ 旋回用油圧モータ
２１ ブーム用油圧シリンダ
２２ アーム用油圧シリンダ
３１ コントローラ（制御装置）
３７Ｌ 操作装置（操作手段）
３７Ｒ 操作装置（操作手段）
３８ 油圧ポンプ
３９ ブーム用コントロールバルブ（制御弁手段）
４０ アーム用コントロールバルブ（制御弁手段）
４１ 旋回用コントロールバルブ（制御弁手段）
４７Ａ〜４７Ｆ スイッチ
４８ 送信機
４９ 受信機
５０ 変換器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の無線操縦装置に係わり、特に、油圧アクチュエータを操縦するためのシリアル信号に応じて駆動信号を生成し出力する制御装置を備えた建設機械の無線操縦装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、建設機械の１つである油圧ショベルは、下部走行体と、この下部走行体に旋回可能に設けた上部旋回体と、この上部旋回体に俯仰可能に接続され、ブーム、アーム、及びバケット（作業具）を含む多関節型の作業機とを備えている。これら下部走行体、上部旋回体、及び作業機は、この油圧ショベルに備えられた油圧駆動装置の被駆動部材を構成している。この油圧駆動装置は、一般に、エンジン等の原動機と、この原動機によって駆動する少なくとも１つの油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出された圧油によりブーム、アーム、バケットをそれぞれ駆動するブーム用油圧シリンダ、アーム用油圧シリンダ、バケット用油圧シリンダ、下部走行体を走行させる走行用油圧モータ、及び上部旋回体を下部走行体に対し旋回させる旋回用油圧モータを含む複数の油圧アクチュエータと、油圧ポンプからそれら複数の油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れをそれぞれ制御する制御弁手段と、それら制御弁手段を操作する操作レバーをそれぞれ備えた複数の操作手段とを有している。
【０００３】
上記操作手段としては、大別して油圧パイロット方式と電気レバー方式とがある。油圧パイロット方式は、油圧源（例えばパイロットポンプ）からのパイロット元圧を操作レバーの操作量に応じて減圧弁で減圧することで操作量を油圧パイロット信号に変換し、油圧パイロット方式の制御弁手段に設けた油圧駆動部へ供給し制御弁手段を切り換える。一方、電気レバー方式は、操作レバーの操作量を電気信号に置き換え出力するものであり、例えば操作レバーの回転運動を回転式のポテンショメータのセンサに連結して電気操作信号を出力し、この電気操作信号に対しコントローラ（制御装置）にて所定の演算処理や増幅を行った後、駆動信号としてソレノイド方式の制御弁手段に設けたソレノイド駆動部へ出力し制御弁手段を切り換えるようになっている。
【０００４】
ところで、このような油圧ショベルは、例えば崖崩れ等のおそれがある場所での作業を行う場合等の操作者が危険回避のためショベル本体よりも作業箇所から遠ざかりたいとき等において、運転室からでなく運転室外から無線にて油圧ショベルを遠隔操作したいというニーズがあった。そこで、これに対応するため、操縦レバーの操作方向及び操作量に応じて無線信号を送信する送信機と、この送信機からの無線信号を受信しシリアル信号として出力する受信機と、この受信機からのシリアル信号又は電気レバー方式の操作手段からの電気操作信号に応じて駆動信号を生成し制御弁手段（油圧バルブ及び電磁比例弁）のソレノイド駆動部に出力するコントローラとを備えた建設機械の無線操縦装置が提唱されている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、操縦レバーの操作量に応じた動作速度で油圧アクチュエータを遠隔操作することが可能になっている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３２３３５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術には以下のような改善の余地があった。
すなわち、上記従来技術においては、送信機の操縦レバーの操作量に応じた動作速度で油圧アクチュエータを遠隔操作するようになっている。ここで、例えば作業機の先端に吊り具を備えたクレーン兼用油圧ショベルにおいて吊り荷作業を行う場合等の操作者がショベル本体よりも作業箇所に近づきたいようなときにおいても、運転室外から無線にて遠隔操作したいというニーズがあった。ところが、このような場合、油圧アクチュエータの動作速度を操作するまでの操作性がかならずしも必要ではなく、操縦レバーを有する送信機では、操縦レバーの操作量を検出するレバー変位検出器等を有し非常に高価となるため、装備しがたいものとなっていた。
【０００７】
本発明は、上記事柄に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価で装備しやすい建設機械の無線操縦装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動する複数の油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御し電気信号によって制御される制御弁手段と、前記油圧アクチュエータを操作するための電気操作信号を出力する操作手段と、前記操作手段からの電気操作信号又は外部から前記油圧アクチュエータを操縦するためのシリアル信号に応じて駆動信号を生成し前記制御弁手段に出力する制御装置とを備えた建設機械の無線操縦装置において、前記油圧アクチュエータを操縦する操縦スイッチを有し、前記操縦スイッチのＯＮ操作に応じて無線信号を送信する送信機と、前記送信機からの無線信号を受信してＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する受信機と、前記受信機からのＯＮ／ＯＦＦ信号をシリアル信号に変換して前記制御装置に出力する変換器とを備える。
【０００９】
例えば建設機械の無線操縦装置においては操縦レバーの操作方向及び操作量に応じて無線信号を送信する送信機を備えたものが知られており、その無線信号を受信した受信機からはシリアル信号が出力される。そして、受信機からのシリアル信号が制御装置に入力されて対応する駆動信号が生成され、この駆動信号が制御弁手段に出力され、これによって油圧アクチュエータが駆動するようになっている。このような構成における操縦レバーを有する送信機に代えて、本発明においては操縦スイッチを有する送信機を備える。また、送信機は操縦スイッチのＯＮ操作に応じて無線信号を送信し、その無線信号を受信した受信機からはＯＮ／ＯＦＦ信号が出力されるので、ＯＮ／ＯＦＦ信号をシリアル信号に変換して制御装置に出力する変換器を設ける。これにより、変換器からのシリアル信号が制御装置に入力されて対応する駆動信号が生成され、この駆動信号が制御弁手段に出力されて、油圧アクチュエータが駆動する。
【００１０】
このようにして本発明においては、送信機の操縦スイッチのＯＮ操作により油圧アクチュエータを駆動させることができる。また、操縦スイッチを有する送信機は、例えば操縦レバーを有する送信機に比べ、コスト低減を図ることができる。また、受信機からのＯＮ／ＯＦＦ信号をシリアル信号に変換する変換器を設けることにより、制御装置はシリアル信号を入力することができ、例えば送信機の種類を変更するような場合（例えば操縦スイッチタイプ及び操縦レバータイプのうちの一方から他方へ変更する場合）でも制御装置を兼用させることが容易になる。したがって本発明においては、安価で装備しやすい建設機械の無線操縦装置を実現することができる。
【００１１】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記操縦スイッチは、複数の作業機用の油圧アクチュエータによって駆動される作業機の所定部位の移動方向を指示するものであり、前記制御装置は、前記操縦スイッチがＯＮ操作されたときに前記変換器から入力したシリアル信号に応じ、前記作業機の所定部位が指示方向に移動するように前記複数の作業機用油圧アクチュエータを駆動させる駆動信号を生成し出力する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、安価で装備しやすい建設機械の無線操縦装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
本発明の第１の実施形態を図１〜図６により説明する。
【００１４】
図１は、本発明の適用対象となる建設機械の一例であるクレーン兼用油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。なお、以降、油圧ショベルが図１に示す状態にて操作者が運転席に着座した場合における操作者の前側（図１中左側）、後側（図１中右側）、左側（図１中紙面に向かって手前側）、右側（図１中紙面に向かって奥側）を、単に前側、後側、左側、右側と称する。
【００１５】
図１において、この油圧ショベルは、走行手段としての左・右の無限軌道履体（クローラ）１Ｌ，１Ｒ（但し１Ｌのみ図１に図示）を備えた下部走行体２と、この下部走行体２の上部に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、この上部旋回体３の基礎下部構造をなす旋回フレーム４に垂直ピン（図示せず）を中心にして水平方向に回動可能に取り付けられたスイングポスト５と、このスイングポスト５に回動可能に（俯仰可能に）取り付けられた多関節型の作業機６と、旋回フレーム４上に設けられたいわゆるキャノピータイプの運転室７と、旋回フレーム４上の運転室７以外の大部分を覆う上部カバー８とを備えている。
【００１６】
下部走行体２は、略Ｈ字形状のトラックフレーム９と、このトラックフレーム９の左・右両側の後端近傍に回転自在に支持された駆動輪１０Ｌ，１０Ｒ（但し１０Ｌのみ図１に図示）と、駆動輪１０Ｌ，１０Ｒをそれぞれ駆動する左・右走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒ（但し１１Ｌのみ図１に図示）と、トラックフレーム９の左・右両側の前端近傍に回転自在に支持され、履帯１Ｌ，１Ｒを介し駆動輪１０Ｌ，１０Ｒの駆動力でそれぞれ回転される従動輪（アイドラ）１２Ｌ，１２Ｒ（但し１２Ｌのみ図１に図示）と、トラックフレーム９の前方側に上下動可能に設けられ、ブレード用油圧シリンダ１３により上下動する排土用のブレード１４とを備えている。また、下部走行体２の中央部に旋回台軸受（旋回輪）１５が配置され、この旋回輪１５の中心近傍に下部走行体２に対し旋回フレーム４を旋回させる旋回用油圧モータ１６（後述の図２参照）が内蔵されている。
【００１７】
スイングポスト５は、垂直ピン（図示せず）を介し旋回フレーム４に対し水平に回動可能となっている。またスイングポスト５は、旋回フレーム４に設けられたスイング用油圧シリンダ１７に、連結ピン（図示せず）を介して連結されており、スイング用油圧シリンダ１７の伸縮でスイングポスト５全体が鉛直方向の軸心まわりに回動することによって、作業機６が左・右にスイングするようになっている。
【００１８】
作業機６は、ブーム１８と、ブーム１８に回動可能に結合されたアーム１９と、アーム１９に回動可能に結合されたバケット２０とを備えている。そして、ブーム１８、アーム１９、及びバケット２０は、それぞれブーム用油圧シリンダ２１、アーム用油圧シリンダ２２、及びバケット用油圧シリンダ２３により動作する。また、アーム１９の先端部付近には、後述する吊り荷作業時に吊り荷２４のロープ２５を掛けるフック２６が設けられている。但し通常、吊り荷作業時には、バケット用油圧シリンダ２３は駆動しない。
【００１９】
また、ブーム１８の回動基部には、旋回フレーム４に対するブーム１８の回動角度αを検出するブーム角度センサ２７（後述の図２参照）が取り付けられ、アーム１９の回動基部には、ブーム１８に対するアーム１９の回動角度βを検出するアーム角度センサ２８（後述の図２参照）が取り付けられている。また、上記ブーム用油圧シリンダ２１のロッド側（図１中上方）油室及びボトム側（図１中下方）油室には、それぞれの内圧Ｐｒ，Ｐｂを検出する圧力センサ２９，３０（後述の図２参照）が取り付けられている。これらブーム１８及びアーム１９の回動角度α，β、ブーム用油圧シリンダ２１のロッド側及びボトム側の内圧Ｐｒ，Ｐｂ等の検出信号は、運転室７内に設けたコントローラ３１（制御装置、後述の図２参照）に出力されるようになっている。
【００２０】
運転室７は、上記した旋回フレーム４上の左側に設けられており、操作者が着座する座席（運転席）３２と、この座席３２の上方に設けられたルーフ３３と、このルーフ３３を支持する支柱３４とを有している。
【００２１】
上記運転室７内の操作者が着座する座席３２より前方には、左・右走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒをそれぞれ駆動し油圧ショベルの前進又は後進走行等をさせるための手でも足でも操作可能な左・右走行用操作レバー３５Ｌ，３５Ｒ（但し３５Ｌのみ図１に図示）を備えている。また、右走行用操作レバー３５Ｒのさらに右側足元部分には、スイング用油圧シリンダ１７を駆動しスイングポスト５（言い換えれば作業機６全体）を左・右にスイングさせるためのスイング用操作ペダル（図示せず）が設けられている。
【００２２】
座席３２の左側には、左側又は右側に操作することで旋回用油圧モータ１６を駆動し上部旋回体３を左側又は右側に旋回させるとともに、前側又は後側に操作することでアーム用油圧シリンダ２２を駆動しアーム１９をダンプ（押し）又はクラウド（引き）させる十字操作式の旋回・アーム用手動操作レバー３６Ｌを備えた操作装置３７Ｌ（後述の図２参照）を備えている。座席３２の右側には、左側又は右側に操作することでバケット用油圧シリンダ２３を駆動しバケット２０をクラウド又はダンプさせるとともに、前側又は後側に操作することでブーム用油圧シリンダ２１を駆動しブーム１８を下げ又は上げる十字操作式のバケット・ブーム用手動操作レバー３６Ｒ（後述の図２参照）を備えた操作装置３７Ｒ（後述の図２参照）を備えている。また、座席１８の右側には、前側又は後側に操作することでブレード用油圧シリンダ１３を駆動しブレード１４を上下動させるためのブレード用操作レバー（図示せず）を備えている。
【００２３】
上部カバー７は、その内部に、エンジン（図示せず）、このエンジンに駆動される油圧ポンプ３８（後述の図２参照）、エンジンの燃料を貯留する燃料タンク（図示せず）、及び油圧ポンプ３８の圧油源となる作動油タンク（図示せず）等の機器を収納している。
【００２４】
以上説明した構成において、左・右履帯１Ｌ，１Ｒ、上部旋回体３、スイングポスト５、ブレード１４、ブーム１８、アーム１９、及びバケット２０は、この油圧ショベルに備えられた油圧駆動装置により駆動される被駆動部材を構成している。
【００２５】
図２は、本実施形態による建設機械の無線操縦装置を関連する油圧駆動装置の要部構成とともに表す油圧回路図である。図３は、送信機の外観を表す概略図であり、図４は、受信機の機能構成を変換器とともに表す図である。
【００２６】
図２において、上記油圧ポンプ３８と、この油圧ポンプ３８から吐出された圧油により駆動する例えば上記ブーム用油圧シリンダ２１、アーム用油圧シリンダ２２、及び旋回用油圧モータ１６と、油圧ポンプ３８からそれらブーム用油圧シリンダ２１、アーム用油圧シリンダ２２、及び旋回用油圧モータ１６への圧油の流れをそれぞれ制御する例えば電気−油圧変換弁タイプのブーム用コントロールバルブ３９、アーム用コントロールバルブ４０、及び旋回用コントロールバルブ４１を含む弁ユニット４２と、アーム１９の屈曲動作及び上部旋回体３の旋回動作を指示する上記十字操作式操作レバー３６Ｌを備えた電気レバー方式の操作装置３７Ｌと、ブーム１８の上下動作等を指示する上記十字操作式の手動操作レバー３６Ｒを備えた上記操作装置３７Ｒと、上記コントローラ３１とが設けられている。また、上記ブーム角度センサ２７と、上記アーム角度センサ２８と、上記ブーム用油圧シリンダ２１のロッド側及びボトム側圧力センサ２９，３０と、操作者が掘削作業を行う掘削モード又は吊り荷作業を行う吊り荷モードのどちらかを選択しその選択信号をコントローラ３１へ出力するモードスイッチ４３、各種表示（吊り荷２４の位置、定格荷重、吊り荷重等の表示）を行う表示部４４等を備えたモニタ装置４５と、吊り荷重が定格荷重以上となったときに駆動され警報を発する警報器（例えば警報ランプや警報ブザー等）４６とが設けられている。
【００２７】
操作装置３７Ｌは、前後方向及び左右方向に変位可能な上記操作レバー３６Ｌと、その変位を検出するレバー変位検出器（図示せず）とを備えており、レバー変位検出器は操作レバー３６Ｌの操作方向及び操作量をそれぞれ検出し、これに応じた電気操作信号をコントローラ３１に出力するようになっている。同様に、操作装置３７Ｒは、前後方向及び左右方向に変位可能な上記操作レバー３６Ｒと、その変位を検出するレバー変位検出器（図示せず）とを備えており、レバー変位検出器は操作レバー３６Ｒの操作方向及び操作量をそれぞれ検出し、これに応じた電気操作信号をコントローラ３１に出力するようになっている。
【００２８】
コントローラ３１は、第１の機能として、操作装置３７Ｌ，３７Ｒからの電気操作信号に対しそれぞれ所定の演算処理（詳細には、操作レバーの操作量に応じて変動する電磁比例減圧弁の出力値を演算すること）を行い、生成した駆動信号をブーム用コントロールバルブ３９の電磁比例減圧弁３９ａ，３９ｂ、アーム用コントロールバルブ４０の電磁比例減圧弁４０ａ，４０ｂ、及び旋回用コントロールバルブ４１の電磁比例減圧弁４１ａ，４１ｂにそれぞれ出力する。
【００２９】
そして、ブーム用電磁比例減圧弁３９ａ，３９ｂ、アーム用電磁比例減圧弁４０ａ，４０ｂ、及び旋回用電磁比例減圧弁４１ａ，４１ｂは、それらコントローラ３１からの駆動信号に応じて、パイロットポンプ等の油圧源（図示せず）からの１次パイロット圧を減圧して操作パイロット圧を生成し、それぞれ、ブーム用コントロールバルブ３９のパイロット操作部、アーム用コントロールバルブ４０のパイロット操作部、及び旋回用コントロールバルブ４１のパイロット操作部へ出力し、これによってブーム用コントロールバルブ３９、アーム用コントロールバルブ４０、及び旋回用コントロールバルブ４１を切り換えるようになっている。
【００３０】
また、コントローラ３１は、第２の機能として、モードスイッチ４３で吊り荷モードが選択された場合には、ブーム角度センサ２７からのブーム角度α、アーム角度センサ２８からのアーム角度β、ブーム用油圧シリンダ２１の圧力センサ２９，３０からのロッド側内圧Ｐｒ及びボトム側内圧Ｐｂに基づき所定の演算処理を行い（詳細には、ロッド側内圧Ｐｒ及びボトム側内圧Ｐｂからブーム用油圧シリンダ２１の保持力モーメントを算出し、ブーム角度α及びアーム角度β等から作業機６のモーメント及び吊り荷２４の水平距離を算出する。そして、保持力モーメントと作業機６のモーメントとの差が吊り荷２４のモーメントとなり、このモーメントにより）吊り荷２４の重量を算出する。
【００３１】
そして、この算出した吊り荷２４の位置、定格荷重（吊り荷２４の位置に応じて定められた所定の最大許容荷重で、内部メモリ等の記憶部に予め設定記憶されている）、吊り荷重等の数値は表示信号として出力されてモニタ装置４５の表示部４４に表示される。また、吊り荷重と所定の制限荷重（例えば定格荷重、あるいは定格荷重を基準に設定した荷重等）とを比較し、吊り荷重が所定の制限荷重を越えるときには、駆動信号が警報器４６に出力されて警報を発するようになっている。
【００３２】
ここで本実施形態の大きな特徴として、ブーム１８の動作態様（上げ・下げ）、アーム１９の動作態様（引き・押し）、及び上部旋回体３の動作態様（左旋回・右旋回）にそれぞれ対応する例えばモーメンタリ式の操縦スイッチ４７Ａ〜４７Ｆを有し、これら操縦スイッチ４７Ａ〜４７ＦのＯＮ操作に応じて無線信号を送信する送信機４８と、この送信機４８からの無線信号を受信してＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する受信機４９と、この受信機４９からのＯＮ／ＯＦＦ信号をシリアル信号に変換してコントローラ３１に出力する変換器５０とが設けられている。
【００３３】
送信機４８は、上記操縦スイッチ４７Ａ〜４７Ｆと、操縦スイッチ４７Ａ〜４７Ｆのうちのいずれかが押されているときにその無線信号を送信する送信回路（図示せず）と、無線信号の送信時に点灯するパイロットランプ５１と、送信機４８の電源ＯＮ／ＯＦＦを切り替える電源スイッチ５２とを備えている。
【００３４】
受信機４９は、送信機４８からの無線信号を受信する受信回路５３と、この受信回路５３で受信した無線信号（詳細には、送信機４８の操縦スイッチ４７Ａ〜４７ＦのうちのいずれかのＯＮ操作）に応じて接点５４ａ〜５４ｆのうちのいずれかを閉じ状態としてＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する出力回路５４とを備えている。そして、変換器５０は、受信機４９からのＯＮ／ＯＦＦ信号を図５に示すようなシリアルデータ（詳細には、接点５４ａ〜５４ｆからのＯＮ／ＯＦＦ信号にそれぞれ対応し、ＯＮ信号を表す“０”又はＯＦＦ信号を表す“１”が入るデータＤ０〜Ｄ５と、ブランクのデータＤ６，Ｄ７とを有するデータ）に変換してコントローラ３１に出力するようになっている。
【００３５】
コントローラ３１は、第３の機能として、モードスイッチ４３で吊り荷モードが選択された場合に、変換器５０からのシリアル信号に対し所定の演算処理（詳細には、操縦スイッチ４７Ａ〜４７ＦのうちのいずれかのＯＮ操作に応じて、予め設定された電磁比例減圧弁の所定の出力値を読み込むこと）を行い、生成した駆動信号をブーム用コントロールバルブ３９の電磁比例減圧弁３９ａ，３９ｂ、アーム用コントロールバルブ４０の電磁比例減圧弁４０ａ，４０ｂ、旋回用コントロールバルブ４１の電磁比例減圧弁４１ａ，４１ｂにそれぞれ出力するようになっている。
【００３６】
次に、上記コントローラ３１の制御手順について説明する。図６は、コントローラ３１の制御処理内容を表すフローチャートである。
【００３７】
この図６において、まずステップ１００において、吊り荷モードであるかどうかを、モードスイッチ４３からの選択信号により判定する。例えばモードスイッチ４３にて吊り荷モードが選択されている場合は、ステップ１００の判定が満たされ、ステップ１１０に移る。ステップ１１０では、上述したようにブーム角度α、アーム角度β、ブーム用油圧シリンダ２１のロッド側内圧Ｐｒ及びボトム側内圧Ｐｂに基づき所定の演算処理が行われて吊り荷重が算出され、この吊り荷重等が表示信号として出力されてモニタ装置４５の表示部４４に表示される。このとき、例えば吊り荷重が所定の制限荷重より大きい場合は、駆動信号が警報器４６に出力されて警報を発する。
【００３８】
その後、ステップ１２０に進み、送信機４８の操縦スイッチ４７Ａ〜４７ＦのうちのいずれかがＯＮ操作されたかどうかを、変換器５０からのシリアル信号により判定する。例えば送信機４８の操縦スイッチ４７Ａ〜４７ＦのうちのいずれかがＯＮ操作された場合は、ステップ１２０の判定が満たされ、ステップ１３０に移る。ステップ１３０では、上述したように変換器５０からのシリアル信号に対し所定の演算処理が行われ、生成した駆動信号（詳細には、予め設定された所定の出力値）を出力する。ステップ１３０が終了すると、ステップ１００に戻って同様の手順を繰り返す。
【００３９】
一方、ステップ１００で、モードスイッチ４３にて掘削モードが選択されている場合は、その判定が満たされず、ステップ１４０に移る。また、ステップ１２０で、送信機４８の操縦スイッチ４７Ａ〜４７ＦがＯＮ操作されていない場合は、その判定が満たされず、ステップ１４０に移る。ステップ１４０では、上述したように操作装置３７Ｌ，３７Ｒからの電気操作信号に対し所定の演算処理が行われ、生成した駆動信号（詳細には、操作レバーの操作量に応じて変動する出力値）を出力する。ステップ１４０が終了すると、ステップ１００に戻って同様の手順を繰り返す。
【００４０】
なお、上記において、ブーム用コントロールバルブ３９、アーム用コントロールバルブ４０、及び旋回用コントロールバルブ４１は、特許請求の範囲記載の油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御し電気信号によって制御される制御弁手段を構成する。また、操作装置３７Ｌ，３７Ｒは、油圧アクチュエータを操作するための電気操作信号を出力する操作手段を構成する。
【００４１】
次に、本実施形態の動作及び作用効果を説明する。
【００４２】
例えば吊り荷作業を行う場合、作業者がモードスイッチ４３を吊り荷モードに選択した後、作業機６のフック２６近傍へ移動する。そして、例えばブーム１８を上げさせることを意図して作業者が送信機４８の操縦スイッチ４７Ａを操作すると、その無線信号が送信機４８から送信され、無線信号を受信した受信機４９からはＯＮ／ＯＦＦ信号が出力される。そして、変換器５０によりＯＮ／ＯＦＦ信号がシリアル信号に変換され、コントローラ３１に入力されて対応する駆動信号（詳細には、予め設定された所定の出力値）が生成され、この駆動信号が電磁比例減圧弁３９ａに出力される。そして、電磁比例減圧弁３９ａからの操作パイロット圧によってブーム用コントロールバルブ３９が切り換えられる。その結果、ブーム用油圧シリンダ２１が駆動され、ブーム１８が上がる。
【００４３】
このようにして本実施形態においては、送信機４８の操縦スイッチ４７Ａ〜４７ＦのＯＮ操作によりブーム用油圧シリンダ２１、アーム用油圧シリンダ２２、及び旋回用油圧モータ１６を駆動させることができる。また、操縦スイッチ４７Ａ〜４７Ｆを有する送信機４８は、例えば操縦レバーを有する送信機に比べ、コスト低減を図ることができる。また、受信機４９からのＯＮ／ＯＦＦ信号をシリアル信号に変換する変換器５０を設けることにより、コントローラ３１はシリアル信号を入力することができ、例えば送信機の種類を変更するような場合（例えば操縦スイッチタイプ及び操縦レバータイプのうちの一方から他方へ変更する場合）でもコントローラ３１を兼用させることが容易になる。したがって本実施形態においては、安価で装備しやすい建設機械の無線操縦装置を実現することができる。
【００４４】
また、例えば変換器５０を設けず、送信機４９からのＯＮ／ＯＦＦ信号をそのままコントローラ３１に入力するような場合は、操縦スイッチ４７Ａ〜４７Ｆの数だけ信号線を設けなければならない。これに対し、本実施形態では、変換器５０によりシリアル信号に変換するので、変換器５０とコントローラ３１との間の信号線を簡素化することができる。また、操作装置３７Ｌ，３７Ｒ又は送信機４８による操作の切り替えはコントローラ３１で自動処理するため、切替スイッチ等の入力手段を設ける必要をなくすことができる。これにより、設置スペースの低減を図ることができる。
【００４５】
なお、上記第１の実施形態においては、送信機４８は、ブーム１８、アーム１９、及び上部旋回体４の動作態様にそれぞれ対応する操縦スイッチ４７Ａ〜４７Ｆを設けた場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば左・右走行用操作レバー３５Ｌ，３５Ｒ、スイング用操作ペダル、又はブレード用操作レバーを備えた操作装置はいわゆる電気レバー方式とし、送信機には、左・右履帯１Ｌ，１Ｒ、スイングポスト５、ブレード１４、又はバケット２０の動作態様にそれぞれ対応する操縦スイッチを設けてもよい。この場合も、上記第１の実施形態同様の効果を得ることができる。
【００４６】
本発明の第２の実施形態を図７〜図９により説明する。本実施形態は、送信機の操縦スイッチのＯＮ操作によりアーム１９の先端の移動方向を指示する実施形態である。
【００４７】
図７は、本実施形態による送信機の外観を表す概略図である。なお、本実施形態において、上記第１の実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４８】
本実施形態では、送信機４８’は、アーム１９の先端の垂直上げ・垂直下げ・水平引き・水平押しを指示する例えばモーメンタリ式の操縦スイッチ５５Ａ〜５５Ｄと、上記操縦スイッチ４７Ｅ，４７Ｆと同様に上部旋回体３の左旋回・右旋回を指示する例えばモーメンタリ式の操縦スイッチ５５Ｅ，５５Ｆとを有し、これら操縦スイッチ５５Ａ〜５５ＦのＯＮ操作に応じて無線信号を送信するようになっている。そして、上記第１の実施形態同様、送信機４８‘からの無線信号を受信した受信機４９からはＯＮ／ＯＦＦ信号が出力され、変換器５０によりＯＮ／ＯＦＦ信号がシリアル信号に変換されてコントローラ３１’に出力される。
【００４９】
コントローラ３１’は、モードスイッチ４３で吊り荷モードが選択され、かつ操縦スイッチ５５Ｅ又は５５ＦがＯＮ操作された場合、変換器５０からのシリアル信号に対し所定の演算処理（詳細には、操縦スイッチ５５Ｅ又は５５ＦのＯＮ操作に応じて、予め設定された電磁比例減圧弁の所定の出力値の読み込むこと）を行い、生成した駆動信号を旋回用コントロールバルブ４１の電磁比例減圧弁４１ａ，４１ｂにそれぞれ出力する。また、モードスイッチ４３で吊り荷モードが選択され、かつ操縦スイッチ５５Ａ〜５５ＤのうちのいずれかがＯＮ操作された場合に、ブーム角度α及びアーム角度βに基づきブーム１８の先端位置及びアーム１９の先端位置をそれぞれ演算し、これら演算したブーム１８の先端位置又はアーム１９の先端位置に応じた制御テーブル（詳細は後述）に基づき変換器５０からのシリアル信号に対し所定の演算処理を行い、生成した駆動信号をブーム用コントロールバルブ３９の電磁比例減圧弁３９ａ，３９ｂ及びアーム用コントロールバルブ４０の電磁比例減圧弁４０ａ，４０ｂにそれぞれ出力するようになっている。以下、詳細を説明する。
【００５０】
（１）アーム１９の先端の垂直上げ・垂直下げ
図８は、アーム１９の先端の垂直上げ・垂直下げ時の制御テーブルを表す図である。
【００５１】
例えばアーム１９の先端の垂直上げを行うことを意図して送信機４８’の操縦スイッチ５５ＡがＯＮ操作された場合、コントローラ３１’は、そのシリアル信号に対しブーム１８を上げさせる駆動信号（詳細には、予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁３９ａに出力する。これと同時に、ブーム１８の先端位置がブーム１８の起端位置より上であるか下であるかが判定され、例えばブーム１８の先端位置がブーム１８の起端位置より上である場合はアーム１９の押しを行う駆動信号（詳細には、前述したブーム１８を上げさせる駆動信号の出力値より小さくなるように予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ａに出力し、一方、例えばブーム１８の先端位置がブーム１８の起端位置より下である場合はアーム１９の引き動作を行う駆動信号（詳細には、前述したブーム１８を上げさせる駆動信号の出力値より小さくなるように予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ｂに出力する。これにより、ブーム用コントロールバルブ３９及びアーム用コントロールバルブ４０がそれぞれ切り換えられ、ブーム用油圧シリンダ２１及びアーム用シリンダ２２が駆動する。その結果、アーム１９の先端がほぼ垂直上げする。
【００５２】
また、例えばアーム１９の先端の垂直下げを行うことを意図して送信機４８’の操縦スイッチ５５ＢがＯＮ操作された場合、コントローラ３１’は、そのシリアル信号に対しブーム１８を下げさせる駆動信号（詳細には、予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁３９ｂに出力する。これと同時に、ブーム１８の先端位置がブーム１８の起端位置より上であるか下であるかが判定され、例えばブーム１８の先端位置がブーム１８の起端位置より上である場合はアーム１９の引きを行う駆動信号（詳細には、前述したブーム１８を下げさせる駆動信号の出力値より小さくなるように予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ｂに出力し、一方、例えばブーム１８の先端位置がブーム１８の起端位置より下である場合はアーム１９の押し動作を行う駆動信号（詳細には、前述したブーム１８を下げさせる駆動信号の出力値より小さくなるように予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ａに出力する。これにより、ブーム用コントロールバルブ３９及びアーム用コントロールバルブ４０がそれぞれ切り換えられ、ブーム用油圧シリンダ２１及びアーム用シリンダ２２が駆動する。その結果、アーム１９の先端がほぼ垂直下げする。
【００５３】
（２）アーム１９の先端の水平引き・水平押し
図９は、アーム１９の先端の水平引き・水平押し時の制御テーブルを表す図である。
【００５４】
例えばアーム１９の先端の水平引きを行うことを意図して送信機４８’の操縦スイッチ５５ＣがＯＮ操作された場合、コントローラ３１’は、そのシリアル信号に対しアーム１９の引き動作を行う駆動信号（詳細には、予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ｂに出力する。これと同時に、アーム１９の先端位置がアーム１９の起端位置より前であるか後であるかが判定され、例えばアーム１９の先端位置がアーム１９の起端位置より前である場合はブーム１８を上げさせる駆動信号（詳細には、前述したアーム１９の引き動作を行う駆動信号の出力値より小さくなるように予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ａに出力し、一方、例えばアーム１９の先端位置がアーム１９の起端位置より後である場合はブーム１９を下げさせる駆動信号（詳細には、前述したアーム１９の引き動作を行う駆動信号の出力値より小さくなるように予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ｂに出力する。これにより、ブーム用コントロールバルブ３９及びアーム用コントロールバルブ４０がそれぞれ切り換えられ、ブーム用油圧シリンダ２１及びアーム用シリンダ２２が駆動する。その結果、アーム１９の先端がほぼ水平方向引きする。
【００５５】
また、例えばアーム１９の先端の水平押しを行うことを意図して送信機４８’の操縦スイッチ５５ＤがＯＮ操作された場合、コントローラ３１’は、そのシリアル信号に対しアーム１９の押し動作を行う駆動信号（詳細には、予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ａに出力する。これと同時に、アーム１９の先端位置がアーム１９の起端位置より前であるか後であるかが判定され、例えばアーム１９の先端位置がアーム１９の起端位置より前である場合はブーム１８を下げさせる駆動信号（詳細には、前述したアーム１９の押し動作を行う駆動信号の出力値より小さくなるように予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ｂに出力し、一方、例えばアーム１９の先端位置がアーム１９の起端位置より後である場合はブーム１９を上げさせる駆動信号（詳細には、前述したアーム１９の押し動作を行う駆動信号の出力値より小さくなるように予め設定された出力値）を生成して電磁比例減圧弁４０ａに出力する。これにより、ブーム用コントロールバルブ３９及びアーム用コントロールバルブ４０がそれぞれ切り換えられ、ブーム用油圧シリンダ２１及びアーム用シリンダ２２が駆動する。その結果、アーム１９の先端がほぼ水平方向押しする。
【００５６】
以上のように構成された本実施形態においても、上記第１の実施形態同様、送信機４８’の操縦スイッチ５５Ａ〜５５ＦのＯＮ操作によりブーム用油圧シリンダ２１、アーム用油圧シリンダ２２、及び旋回用油圧モータ１６を駆動させることができ、安価で装備しやすい建設機械の無線操縦装置を実現することができる。また本実施形態では、操作者の熟練度に関係なく、送信機の操縦スイッチ５５Ａ〜５５ＤのＯＮ操作によりアーム１９の先端（すなわち、吊り荷２４）の垂直上げ・垂直下げ・水平引き・水平押しを容易に行うことができる。
【００５７】
なお、上記第２の実施形態においては、特に説明しなかったが、コントローラ３１’は、例えばアーム１９の先端（又はフック２６でもよい）が制御対象領域から外れないようにブーム１８又はアーム１９の動作を禁止する軌跡制御機能を有してもよい。このような変形例の詳細を以下説明する。
【００５８】
（１）アーム１９の先端の垂直上げ・垂直下げ
図１０は、アーム１９の先端の垂直上げ・垂直下げ時の制御対象領域を表す概略図である。例えばアーム１９の先端の垂直上げ又は垂直下げを行うことを意図して送信機４８’の操縦スイッチ５５Ａ又は５５ＢがＯＮ操作された場合、コントローラ３１’は、操縦スイッチ５５Ａ又は５５ＢのＯＮ操作開始時におけるアーム１９の先端位置を含む基準鉛直面Ｐ１を基準として作動許可領域Ｘ１を設定するとともに、この作動許可領域Ｘ１の前後に作動抑制領域Ｙ１，Ｚ１をそれぞれ設定する。そして、アーム１９の先端が作動許可領域Ｘ１から外れて作動抑制領域Ｙ１又はＺ１に侵入したとき、アーム１９の先端が作動許可領域Ｘ１から離れる方向へのアーム１９の動作を禁止するように制御する。すなわち、例えばアーム１９の先端が作動抑制領域Ｙ１に侵入したときにアーム１９の押し動作を禁止し、例えばアーム１９の先端が作動抑制領域Ｚ１に侵入したとき、アーム１９の引き動作を禁止するように制御する。
【００５９】
（２）アーム１９の先端の水平引き・水平押し
図１１は、アーム１９の先端の水平引き・水平押し時の制御対象領域を表す概略図である。例えばアーム１９の先端の水平引き又は水平押しを行うことを意図して送信機４８’の操縦スイッチ５５Ｃ又は５５ＤがＯＮ操作された場合、コントローラ３１’は、操縦スイッチ５５Ｃ又は５５ＤのＯＮ操作開始時におけるアーム１９の先端位置を含む基準水平面Ｐ２を基準として作動許可領域Ｘ２を設定するとともに、この作動許可領域Ｘ２の上下に作動抑制領域Ｙ２，Ｚ２をそれぞれ設定する。そして、アーム１９の先端が作動許可領域Ｘ２から外れて作動抑制領域Ｙ２又はＺ２に侵入したとき、アーム１９の先端が作動許可領域Ｘ２から離れる方向へのブーム１８の動作を禁止するように制御する。すなわち、例えばアーム１９の先端が作動抑制領域Ｙ２に侵入したときにブーム１８の上げ動作を禁止し、例えばアーム１９の先端が作動抑制領域Ｚ２に侵入したとき、ブーム１８の下げ動作を禁止するように制御する。
【００６０】
以上のような変形例においても、上記第２の実施形態同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の適用対象となる建設機械の一例であるクレーン兼用油圧ショベルの全体構造を表す側面図である。
【図２】本発明の建設機械の無線操縦装置の第１の実施形態を関連する油圧駆動装置の要部構成とともに表す回路図である。
【図３】本発明の建設機械の無線操縦装置の第１の実施形態を構成する送信機の外観を表す概略図である。
【図４】本発明の建設機械の無線操縦装置の第１の実施形態を構成する受信機の機能構成を変換器とともに表す回路図である。
【図５】本発明の建設機械の無線操縦装置の第１の実施形態を構成する変換器から出力するシリアルデータの詳細を表す図である。
【図６】本発明の建設機械の無線操縦装置の第１の実施形態を構成するコントローラの制御処理内容を表すフローチャートである。
【図７】本発明の建設機械の無線操縦装置の第２の実施形態を構成する送信機の外観を表す概略図である。
【図８】本発明の建設機械の無線操縦装置の第２の実施形態を構成するコントローラの制御テーブルの詳細を表す図である。
【図９】本発明の建設機械の無線操縦装置の第２の実施形態を構成するコントローラの制御テーブルの詳細を表す図である。
【図１０】本発明の建設機械の無線操縦装置の一変形例を構成するコントローラの制御対象領域の詳細を表す概略図である。
【図１１】本発明の建設機械の無線操縦装置の一変形例を構成するコントローラの制御対象領域の詳細を表す概略図である。
【符号の説明】
【００６２】
６ 作業機
１６ 旋回用油圧モータ
２１ ブーム用油圧シリンダ
２２ アーム用油圧シリンダ
３１ コントローラ（制御装置）
３７Ｌ 操作装置（操作手段）
３７Ｒ 操作装置（操作手段）
３８ 油圧ポンプ
３９ ブーム用コントロールバルブ（制御弁手段）
４０ アーム用コントロールバルブ（制御弁手段）
４１ 旋回用コントロールバルブ（制御弁手段）
４７Ａ〜４７Ｆ スイッチ
４８ 送信機
４９ 受信機
５０ 変換器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動する複数の油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御し電気信号によって制御される制御弁手段と、前記油圧アクチュエータを操作するための電気操作信号を出力する操作手段と、前記操作手段からの電気操作信号又は前記油圧アクチュエータを操縦するためのシリアル信号に応じて駆動信号を生成し前記制御弁手段に出力する制御装置とを備えた建設機械の無線操縦装置において、
前記油圧アクチュエータを操縦する操縦スイッチを有し、前記操縦スイッチのＯＮ操作に応じて無線信号を送信する送信機と、
前記送信機からの無線信号を受信してＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する受信機と、
前記受信機からのＯＮ／ＯＦＦ信号をシリアル信号に変換して前記制御装置に出力する変換器とを備えたことを特徴とする建設機械の無線操縦装置。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械において、前記操縦スイッチは、複数の作業機用の油圧アクチュエータによって駆動される作業機の所定部位の移動方向を指示するものであり、前記制御装置は、前記操縦スイッチがＯＮ操作されたときに前記変換器から入力したシリアル信号に応じ、前記作業機の所定部位が指示方向に移動するように前記複数の作業機用油圧アクチュエータを駆動させる駆動信号を生成し出力することを特徴とする建設機械の無線操縦装置。
【請求項１】
油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動する複数の油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御し電気信号によって制御される制御弁手段と、前記油圧アクチュエータを操作するための電気操作信号を出力する操作手段と、前記操作手段からの電気操作信号又は前記油圧アクチュエータを操縦するためのシリアル信号に応じて駆動信号を生成し前記制御弁手段に出力する制御装置とを備えた建設機械の無線操縦装置において、
前記油圧アクチュエータを操縦する操縦スイッチを有し、前記操縦スイッチのＯＮ操作に応じて無線信号を送信する送信機と、
前記送信機からの無線信号を受信してＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する受信機と、
前記受信機からのＯＮ／ＯＦＦ信号をシリアル信号に変換して前記制御装置に出力する変換器とを備えたことを特徴とする建設機械の無線操縦装置。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械において、前記操縦スイッチは、複数の作業機用の油圧アクチュエータによって駆動される作業機の所定部位の移動方向を指示するものであり、前記制御装置は、前記操縦スイッチがＯＮ操作されたときに前記変換器から入力したシリアル信号に応じ、前記作業機の所定部位が指示方向に移動するように前記複数の作業機用油圧アクチュエータを駆動させる駆動信号を生成し出力することを特徴とする建設機械の無線操縦装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１０１３４３（Ｐ２００８−１０１３４３Ａ）
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８２６３２（Ｐ２００６−２８２６３２）
【出願日】平成１８年１０月１７日（２００６．１０．１７）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１７日（２００６．１０．１７）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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