【実施例1】
【0011】
まず、
図1を用いて本発明の作業手順の案内システムSを備える移動式クレーンとしてのラフテレーンクレーン1の全体構成を説明する。以下の実施例では、ラフテレーンクレーン1を例にして説明するが、これに限定されるものではなく、オールテレーンクレーンなどの移動式クレーンに広く本発明を適用できる。
【0012】
(クレーンの全体構成)
本実施例のラフテレーンクレーン1は、
図1に示すように、走行機能を有する車両の本体部分となる車体10と、車体10の四隅に設けられたアウトリガ11,・・・と、車体10に水平旋回可能に取り付けられた旋回台12と、旋回台12に立設されたブラケット13に取り付けられたブーム14と、を備えている。
【0013】
アウトリガ11は、スライドシリンダ52を伸縮させることによって、車体10から幅方向外側にスライド張出/スライド格納可能であるとともに、ジャッキシリンダ51を伸縮させることによって車体10から上下方向にジャッキ張出/ジャッキ格納可能である。
【0014】
旋回台12は、旋回用モータの動力を伝達されるピニオンギヤを有しており、このピニオンギヤが車体10に設けた円形状のギヤに噛み合うことで旋回軸を中心に回動する。旋回台12は、前方右側に配置された操縦席18と、後方中央に配置されたブラケット13と、後方下部に配置されたカウンタウエイト19と、を有している。
【0015】
ブーム14は、基端ブーム141と中間ブーム142と先端ブーム143とによって入れ子式に構成されており、内部に配置された伸縮シリンダによって伸縮できるようになっている。先端ブーム143の最先端のブームヘッドにはシーブが配置され、シーブにワイヤロープ16が掛け回されてフックブロック17が吊下げられている。
【0016】
最も外側の基端ブーム141は、付け根部がブラケット13に水平に設置された支持軸に回動自在に取り付けられており、支持軸を回転中心として上下に起伏できるようになっている。さらに、ブラケット13と基端ブーム141の下面との間には、起伏シリンダ15が架け渡されており、起伏シリンダ15を伸縮することでブーム14全体を起伏することができる。
【0017】
さらに、本実施例のラフテレーンクレーン1では、基端ブーム141の側面に、ジブ30及びテンションロッド20、20が横抱姿勢にて格納されている。ジブ30及びテンションロッド20、20は、複数のピン(不図示)とサイドアップシリンダ31とを用いて、装着/格納される。
【0018】
(制御系の構成)
次に、
図2を用いて本実施例の遠隔操作装置40を含む制御系の構成について説明する。本実施例の制御系は、アクチュエータとして、4つのジャッキシリンダ51、・・・と、4つのスライドシリンダ52、・・・と、旋回モータ53と、起伏シリンダ54と、伸縮シリンダ55と、メインウインチモータ56と、サブウインチモータ57と、を備えている。これらのアクチュエータは、後述するコントロールバルブ64によって制御される。
【0019】
そして、本実施例の制御系は、油圧回路として、エンジン60のトランスミッション61から動力を取り出すPTO62と、PTO62によって回転駆動され油タンク65からの作動油を加圧する油圧ポンプ63と、油圧ポンプ63から吐出される作動油の流れを制御するコントロールバルブ64と、を備えている。コントロールバルブ64は、各アクチュエータに対応するバルブ群から構成される。各バルブはコントローラ70によって制御される。
【0020】
コントローラ70は、バス、演算装置、記憶装置などを有するコンピュータである。コントローラ70は、旋回レバー71、起伏レバー72、伸縮レバー73、メインウインチレバー74などからの操作信号を受信して、又は、通信部70aを介して遠隔操作装置40からの操作信号を受信して、各バルブの移動方向及び移動量を演算し、コントロールバルブ64に信号を送信することによってアクチュエータを制御する。
【0021】
そして、本実施例のコントローラ70には、作業機(移動式クレーン)の状態を検出する検出装置として、トップジブ固定ピン検出装置81、ジブセット格納ピン検出装置82、テンションロッド固定ピン検出装置83、などの近接スイッチ又はリミットスイッチや、ブーム長さ検出器84などが接続されている。そして、コントローラ70は、送信部としての通信部70aを介して、検出装置81〜84によって検出された作業機の状態を遠隔操作装置40に送信する。
【0022】
遠隔操作装置40は、作業準備を遠隔操作で実施するためのものであり、
図3、
図4に示すように、作業機を操作するための操作面42と、操作面42の下方に延びて手で把持される把持部41と、を有する。また、遠隔操作装置40は受信部としての通信部40aを有しており、以下に説明するレバースイッチS1〜S4や設定ボタンF1〜F3等を操作することでコントローラ70の通信部70aを介してコントローラ70に指示を出したり、コントローラ70から情報を取得したりする。把持部41の背面側には把持部41を握った状態で人差し指で操作されるトリガ45が配置されている。トリガ45は、後述するように、選択手段によって選択されたアクチュエータを、選択された方向(正方向又は逆方向)に、操作量に応じた速度で駆動させる。さらに、遠隔操作装置40には、
図3、
図4に示すように前方の動画像を撮影するためのビデオカメラ47を装着することが好ましい。なお、ビデオカメラ47の作用・効果については、実施例2において説明するため本実施例においては説明を省略する。
【0023】
操作面42は、上部に配置される液晶ディスプレイなどの大型の表示部43と;表示部43の右に配置される電源スイッチ44と;表示部の下左に配置されるモードボタン46と;モードボタン46の右に並んで配置される3つの設定ボタンF1、F2、F3と;モードボタン46及び設定ボタンF1、F2、F3に対応して下方に配置される4つの選択手段としての旋回レバースイッチS1、起伏レバースイッチS2、サブウインチレバースイッチS3、及びメインウインチレバースイッチS4と;を備えている。メインウインチレバーS4は、サイドアップシリンダ31の操作に切り替えて使用できるようになっている。
【0024】
表示部43は、モードボタン46を長押しすることで設定画面に切り替わり、モードボタン46に続いて設定ボタンF1、F2、F3を押すことによって、それぞれクレーンモード(敷板吊工程モード)、アウトリガ張出・格納工程モード、ジブ着脱工程モードに切り替わる。3つの工程モードの基本画面では、表示部43内の各ボタンや各レバースイッチに対応する位置に、対応するアクチュエータの種類等がアイコンによって表示される。
【0025】
そして、本実施例の表示部43には、各工程モードの基本画面とは別に(切替表示)、又は、各工程モードの基本画面に加えて、作業機の状態に基づいて、作業手順として、作業準備の手順の説明書(取扱い説明書の電子データ版)や、作業準備のナビ(作業指示)が表示される。表示部43は、指先で触れることで操作を入力できるタッチパネルとなっていることが好ましい。
【0026】
そして、上述した検出装置81〜84と、送信部としての通信部70aと、操作部42、受信部40a、表示部43を有する遠隔操作装置40と、によって、本発明の作業手順の案内システムSが構成される。
【0027】
(作用−ジブ着脱工程)
次に、本実施例の作業手順の案内システムSの作用について説明する。まず、ジブ着脱工程の作業手順を表示する例について説明する。ジブ着脱工程では、ブーム14やジブ30を操作して、ジブ30をブーム14の先端に取り付けたり、取り外したりする。このジブ着脱工程を含む作業準備は手順が複雑で、不慣れな作業員が作業することは困難であるため、クレーンのオペレータが運転室18から出て手作業で準備をしなければならない。さらに、手作業と、作業機の操作と、作業手順の確認と、を並行して実施する必要があるため、作業準備にかなりの時間を費やすことがあった。
【0028】
加えて、ラフテレーンクレーン1やオールテレーンクレーンでは、運転室18の昇降に時間がかかる。このため、手順を誤ったことで運転室18に戻って作業機を再操作するようになると、作業準備に遅延が生じて現場の工程全体に影響するおそれがあった。そこで、本発明の作業手順の案内システムSは、以下に説明するように、遠隔操作装置40の表示部43に作業手順を表示することで、このような課題を解決している。
【0029】
はじめに、運転室18内で遠隔操作機能をONにしたうえで、電源スイッチ44を押して遠隔操作装置40の電源を入れる。次に、モードセレクト画面(初期画面)において、モードボタン46に続いて、設定ボタンF3を押すとジブ着脱工程モードとなる。ジブ着脱工程モードでは、表示部43に、ジブ着脱作業の作業手順の説明書が表示される。
【0030】
例えば、
図5(a)に示す画面が、遠隔操作装置40の表示部43に表示される。画面内には「ジブ張出/格納時のピンチェック」の段階にいることが左上に表示されている。そして、「ジブ連結ピン/ジブセット格納ピン」の箇所が円形の線によって囲まれたうえで、手のアイコンによって指示されている。これによって、作業準備をするオペレータは、ジブ連結ピン、及び/又は、ジブセット格納ピンに、間違いがあることを知る。そして、タッチパネル型の表示部43の場合には指先で円形の線内に触れることで、又は、ボタン等を押すことで、次の画面へと切り替わる。
【0031】
次に、
図5(b)に示す画面が表示部43に表示される。画面内には「ジブ連結ピン、ジブセット格納ピン詳細」のチェック段階にいることが左上に表示されている。そして、「ジブセット格納ピンD」の箇所が楕円形の線によって囲まれたうえで、「LOCK NG」と併記されている。これによって、オペレータは、ジブセット格納ピンDが、ロック状態になっていないことを知る。そして、オペレータは、実際に、遠隔操作装置40を操作してサイドアップシリンダ31を操作したうえで、手作業でジブセット格納ピンDをロック状態にする。
【0032】
次に、
図5(c)に示す画面が表示部43に表示される。すなわち、ジブセット格納ピン検出装置82によって、ジブセット格納ピンがロック状態にされたことが検出される。次に、コントローラ70の通信部70aから遠隔操作装置40の通信部40aにジブセット格納ピンがロック状態にされたことが伝達される。そうすると、表示部43がジブ張出/格納時のピンチェックの画面に戻り、画面中央に大きく「OK」と表示される。これによって、オペレータは、この段階でのピンチェックが正しい状態になったことがわかる。
【0033】
(作用−機械のメンテナンス工程)
同様に、機械のメンテナンス工程の作業手順を表示する例について説明する。例えば、作業開始前点検として、油圧装置、操作装置、アウトリガ装置、旋回装置、ブーム・ジブ装置、つり上げ装置、安全装置を点検する場合に、作業手順やチェック項目等を表示することができる。さらに、ワイヤロープの交換の作業手順を表示することができる。具体的には、ワイヤロープの取外し作業では、表示部43に「(1)アウトリガを設置して、ブームを後方又は側方に向けます。(2)ブームをいっぱいまで下げて、フックを地面に降ろします。(3)フックまたはブーム先端部からロープソケットを取り出します。(4)ワイヤクリップを取り外し、ウェッジを打ち抜いてロープソケットからワイヤロープを取り外します。(5)フックおよび巻過防止装置のウエイトからワイヤロープを抜き取ります。(6)ワイヤロープを引っ張りながらウインチ巻き下げ操作を行って、ワイヤロープを木枠に巻き取ります。」と表示される。この例では、アウトリガ11やウインチの状態を検出して、作業手順が表示される。
【0034】
(作用−カウンタウエイトの着脱工程)
同様に、カウンタウエイトの着脱工程の作業手順を表示する例について説明する。カウンタウエイト着脱装置は、カウンタウエイト19を車両フレーム上の所定位置に置き、カウンタウエイト19側に設けた油圧シリンダを伸長させ、旋回台後部の支持台に設けた係止部材をスライドさせることで、油圧シリンダのロッド先端部に設けた膨形部を支持台に対して係止及び係止解除させる。この場合であれば、表示部43に、例えば「(1)油圧シリンダを伸ばしてください。(2)係止部材をスライドさせてください。」と表示される。この例では、油圧シリンダの状態を検出して、作業手順が表示される。
【0035】
(作用−ラフィングジブの着脱工程)
同様に、ラフィングジブの着脱工程や撓み抑制装置の着脱工程の作業手順を表示する例について説明する。例えば、撓み抑制装置の張出作業に際しては、マストをその格納姿勢から張出姿勢に姿勢変更させるマスト張出ステップと、テンションロープを伸縮ブームの先端部に接続するロープ接続ステップと、伸縮ブームをテンションロープへのプリテンション付与操作が可能なブーム長さ及び起伏角まで伸長及び起仰させるブーム伸長・起仰ステップと、テンションウィンチのドラムの回転を規制するドラムロックステップと、テンションロープにプリテンションを付与するプリテンション付与ステップとを順次実行する。この例では、ブーム起伏角検出手段、テンションロープ接続入力手段、ブーム起仰手段等からの入力を受けて、作業手順が表示される。
【0036】
(効果)
次に、本実施例の移動式クレーンの作業手順の案内システムSが奏する効果を列挙して説明する。
【0037】
(1)上述してきたように、本実施例の移動式クレーンの作業手順の案内システムSは、ラフテレーンクレーン1に搭載される作業手順の案内システムSであって、作業機の状態を検出する検出装置81〜84と、検出装置81〜84によって検出された作業機の状態を送信する送信部70aと、作業機を遠隔操作する操作部42と作業手順を表示する表示部43と送信部70aによって送信された作業機の状態を受信する受信部40aとを有する遠隔操作装置40と、を備えている。そして、遠隔操作装置40の表示部43には、受信した作業機の状態に基づいて作業手順が表示されるように構成されている。このような構成によれば、実際の作業機の状態に基づいて、作業シーンに応じてオペレータへ正しい手順を案内することができる。
【0038】
つまり、携帯可能な遠隔操作装置40の表示部43に作業手順を表示するように構成することによって、手作業と、作業機の操作と、作業手順の確認と、の3つを同時並行して実施できるようになる。逆にいうと、取扱い説明書を携帯して作業しようとしても、分厚い取扱い説明書は携帯するのに不向きであるうえ、作業機の状態や作業シーンに応じた適切な解説を探し出すことも困難なのである。
【0039】
(2)また、遠隔操作装置40の表示部43には、作業手順として、移動式クレーンの作業準備の手順が表示されるように構成されることで、オペレータが自ら手作業する必要のある、作業準備の手順をジブ30やブーム14の近くで知ることができるため、マニュアル類の確認や作業機の操作のための運転室18への昇降を抑制して、効率よく作業準備を実施できるようになる。
【0040】
(3)より具体的には、遠隔操作装置40の表示部43には、作業手順として、移動式クレーンのジブ着脱作業の手順が表示されるように構成されることで、複雑なジブ着脱作業の手順をジブ30やブーム14の近くで知ることができるため、マニュアル類の確認や作業機の操作のための運転室18への昇降を抑制して、効率よく作業準備を実施できるようになる。特に、オペレータ自らによる手作業の回数が多いジブ着脱工程において、携帯可能な遠隔操作装置40を用いて、作業手順の表示と作業機の操作の両方ができるため、作業効率が大きく向上する。
【0041】
この他、作業準備の手順として、機械のメンテナンス工程、カウンタウエイトの着脱工程、ラフィングジブの着脱工程、撓み抑制装置の着脱工程などにおいて、遠隔操作装置40の表示部43に、受信した作業機の状態に基づいて作業手順が表示されるように構成することもできる。
【実施例2】
【0042】
以下、
図6、
図7を用いて、前記実施の形態とは別の形態の遠隔操作装置を備える作業手順の案内システムSについて説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【0043】
まず構成について説明すると、本実施例の作業手順の案内システムSは、実施例1と略同様に、検出装置81〜84と、送信部としての通信部70aと、遠隔操作装置90と、によって構成されている。このうち、本実施例の遠隔操作装置90は、実施例1の手持ち型の遠隔操作装置40とは異なり、ウェアラブル型の遠隔操作装置90となっている。
【0044】
本実施例のウェアラブル型の遠隔操作装置90は、頭部に装着するための頭部装着部としてのヘッドギヤ91と、作業機を操作するための操作部92と、作業手順を表示する半透明型の表示部93と、コントローラ70からの情報を送受信する通信部94と、装着者の視界画像(前方の動画像)を撮影するためのビデオカメラ95と、を備えている。さらに、遠隔操作装置90は、GPSなどを用いることで、ラフテレーンクレーン1に対する相対的な位置や画像の方向を認識できる機能を有することが好ましい。
【0045】
そして、本実施例では、表示部43に、ビデオカメラ95で撮影された視界画像と、作業手順を示す画像と、が重ね合わせて表示される。すなわち、
図7に示すように、実際にビデオカメラ95によって撮影された動画像と、作業手順のナビを示す番号とが重ね合わせて表示される。例えば、第1番目にジブセットピンAを確認したうえで、第2番目にサイドアップシリンダ31を確認するように作業手順を案内している。他にも、音声による案内を追加することもできるし、番号のアイコンの近くに文字による説明を追加することもできる。さらに、アニメーションなどを追加してわかりやすい説明をすることもできる。
【0046】
次に、作用・効果について説明する。上述してきたように、本実施例の移動式クレーンの作業手順の案内システムSは、ラフテレーンクレーン1に搭載される作業手順の案内システムSであって、検出装置81〜84と、通信部70aと、操作部92と表示部93と通信部94を有する遠隔操作装置90と、を備えている。そして、遠隔操作装置90の表示部93には、受信した作業機の状態に基づいて作業手順が表示されるように構成されている。このような構成によれば、実際の作業機の状態に基づいて、作業シーンに応じてオペレータへ正しい手順を案内することができる。
【0047】
そして、本実施例の遠隔操作装置90は、身体に装着可能なウェアラブル端末であるため、遠隔操作装置90を手で保持しなくてもよいため、作業準備などの手作業がしやすくなる。つまり、手で保持するタイプの遠隔操作装置を一方の手で持ちつつ、他方の手で作業することになるのに対して、ウェアラブルタイプの遠隔操作装置90であれば、両手で作業することができる。
【0048】
そして、本実施例の遠隔操作装置90は、頭部に装着するための頭部装着部としてのヘッドギヤ91と、装着者の視界画像を撮影するビデオカメラ95と、を有するウェアラブル端末であり、表示部93には、撮影された視界画像と作業手順を示す画像とが重ね合わせて表示されるように構成される。このような構成によれば、遠隔操作装置90を手で保持しなくてもよいため、作業準備などの手作業がしやすくなる。さらに、現実の視界画像にナビを重ねることでいっそうわかりやすい説明をすることが可能となる。しかも、作業機の状態に応じてリアルタイムにナビが変化するため、必要な説明を探す手間もなくなる。
【0049】
なお、この他の構成および作用効果については、前記実施の形態と略同様であるため説明を省略する。
【0050】
以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【0051】
例えば、実施例では、検出装置として、トップジブ固定ピン検出装置81、ジブセット格納ピン検出装置82、テンションロッド固定ピン83、ブーム長さ検出装置84を備える場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ブーム角度検出装置や、他の検出装置を用いて作業機の状態を検出してもよい。