(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023173746
(43)【公開日】2023-12-07
(54)【発明の名称】遠隔操作装置
(51)【国際特許分類】
G05G 1/30 20080401AFI20231130BHJP
G05G 25/00 20060101ALI20231130BHJP
B60T 7/04 20060101ALI20231130BHJP
B60T 7/06 20060101ALI20231130BHJP
B60K 26/02 20060101ALI20231130BHJP
【FI】
G05G1/30 E
G05G25/00 Z
B60T7/04 C
B60T7/06 B
B60K26/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022086202
(22)【出願日】2022-05-26
(71)【出願人】
【識別番号】513121513
【氏名又は名称】角 和樹
(74)【代理人】
【識別番号】100145713
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 竜太
(74)【代理人】
【識別番号】100165157
【弁理士】
【氏名又は名称】芝 哲央
(72)【発明者】
【氏名】角 和樹
(72)【発明者】
【氏名】富岡 遼
【テーマコード(参考)】
3D037
3D124
3J070
【Fターム(参考)】
3D037EA01
3D037EB02
3D037EB17
3D124AA32
3D124BB01
3D124BB14
3D124CC31
3D124CC59
3D124DD29
3D124DD42
3D124DD52
3D124DD54
3D124DD62
3J070AA32
3J070BA51
3J070CB01
3J070CB37
3J070CC02
3J070CC53
3J070DA01
(57)【要約】
【課題】フットペダルを人が操作する際に邪魔にならない遠隔操作装置を提供すること。
【解決手段】本発明の一態様に係る遠隔操作装置は、乗り物のフットペダルを遠隔地から操作する遠隔操作装置であって、前記フットペダルに装着される装着部材21,31と、一端が前記装着部材21,31に接続され、前記装着部材21,31から前記フットペダルの裏側に延出する屈曲可能な接続部材22,32,33と、前記接続部材22,32,33の他端が接続され、前記接続部材22,32,33の他端を移動させるよう揺動または回動可能に配設される駆動部材23,34,35と、前記遠隔地から操作可能であり、前記駆動部材23,34,35を揺動または回動させるモータ24,36,37と、を備える。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
乗り物のフットペダルを遠隔地から操作する遠隔操作装置であって、
前記フットペダルに装着される装着部材と、
一端が前記装着部材に接続され、前記装着部材から前記フットペダルの裏側に延出する屈曲可能な接続部材と、
前記接続部材の他端が接続され、前記接続部材の他端を移動させるよう揺動または回動可能に配設される駆動部材と、
前記遠隔地から操作可能であり、前記駆動部材を揺動または回動させるモータと、
を備える、遠隔操作装置。
【請求項2】
前記接続部材は、揺動可能に連接される複数のリンクを有する、請求項1に記載の遠隔操作装置。
【請求項3】
前記接続部材はチェインであり、前記駆動部材はスプロケットである、請求項2に記載の遠隔操作装置。
【請求項4】
前記フットペダルの裏側に配置され、前記接続部材を折り返す折り返し部材をさらに備え、前記モータおよび前記駆動部材は、座席の下方に配置される、請求項1または2に記載の遠隔操作装置。
【請求項5】
前記駆動部材は、前記接続部材が接続され得る複数の接続構造を異なる位置に有する、請求項1または2に記載の遠隔操作装置。
【請求項6】
単一の前記装着部材から延出する2つの前記接続部材と、
前記2つの接続部材の前記他端を移動させるよう設けられる2組の前記駆動部材および前記モータと、
を備える、請求項1または2に記載の遠隔操作装置。
【請求項7】
前記フットペダルの裏側への揺動を検出するセンサをさらに備える、請求項1または2に記載の遠隔操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、遠隔操作装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば災害時の危険地域当において、通常は人が操縦する車両、建設機械等の乗り物を遠隔地から操縦したい場合がある。多様な乗り物において、駆動装置または制動装置を操作するために、例えばアクセルペダル、ブレーキペダル、クラッチペダル等、人が足で踏み込むことにより操作するフットペダルが広く採用されている。このようなフットペダルを遠隔操作するために、伸長することでフットペダルを押下する直動アクチュエータ(シリンダ)を配設することが提案されている(例えば特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載されるようにフットペダルを押下するアクチュエータを配設すると、人が直接フットペダルを踏み込む際に邪魔になるおそれがある。このため、人が搭乗して操縦する場合と遠隔地から操縦する場合とがある場合、その都度アクチュエータを着脱する必要があり、煩雑である。
【0005】
このため、本発明は、フットペダルを人が操作する際に邪魔にならない遠隔操作装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係る遠隔操作装置は、乗り物のフットペダルを遠隔地から操作する遠隔操作装置であって、前記フットペダルに装着される装着部材と、一端が前記装着部材に接続され、前記装着部材から前記フットペダルの裏側に延出する屈曲可能な接続部材と、前記接続部材の他端が接続され、前記接続部材の他端を移動させるよう揺動または回動可能に配設される駆動部材と、前記遠隔地から操作可能であり、前記駆動部材を揺動または回動させるモータと、を備える。
【0007】
上述の遠隔操作装置において、前記接続部材は、揺動可能に連接される複数のリンクを有してもよい。
【0008】
上述の遠隔操作装置において、前記接続部材はチェインであり、前記駆動部材はスプロケットであってもよい。
【0009】
上述の遠隔操作装置は、前記フットペダルの裏側に配置され、前記接続部材を折り返す折り返し部材をさらに備え、前記モータおよび前記駆動部材は、座席の下方に配置されてもよい。
【0010】
上述の遠隔操作装置において、前記駆動部材は、前記接続部材が接続され得る複数の接続構造を異なる位置に有してもよい。
【0011】
上述の遠隔操作装置は、単一の前記装着部材から延出する2つの前記接続部材と、前記2つの接続部材の前記他端を移動させるよう設けられる2組の前記駆動部材および前記モータと、を備えてもよい。
【0012】
上述の遠隔操作装置は、前記フットペダルの裏側への揺動を検出するセンサをさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、フットペダルを人が操作する際に邪魔にならない遠隔操作装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1】本発明の第1実施形態に係る遠隔操作装置を示す斜視図である。
【
図2】
図1の遠隔操作装置のアクセルペダルの非操作状態を示す側面図である。
【
図3】
図1の遠隔操作装置のアクセルペダルの遠隔操作装置による操作状態を示す側面図である。
【
図4】
図1の遠隔操作装置のアクセルペダルの操縦者による操作状態を示す側面図である。
【
図5】本発明の第2実施形態に係る遠隔操作装置を示す斜視図である。
【
図6】本発明の第3実施形態に係る遠隔操作装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、後から説明する実施形態において、先に説明した実施形態に係る構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して重複する説明を省略する場合がある。
【0016】
図1は、本発明の第1実施形態に係る遠隔操作装置1を示す斜視図である。遠隔操作装置1は、乗り物のキャビン(操縦席)の床に配設され、遠隔地から制御されてフットペダル(アクセルペダルXおよびブレーキペダルY)を操作する。
図1は、キャビンの右前方から遠隔操作装置1を見た図である。遠隔操作装置1が使用される乗り物としては、特に限定されないが、典型的には建設機械が想定される。建設機械は、時として、崩落のおそれがある傾斜地、倒壊のおそれがある建築物等での作業が要求されるため、万一の場合に人的被害が生じないよう、操縦者が搭乗することなく遠隔地から操縦できるようにすることが望まれる。
【0017】
本実施形態において、フットペダルX,Yは、操縦者が踏み込む板状のペダル部Pと、ペダル部Pの上端(つま先側の端部)から延出し、先端部が枢支されるアーム部Qと、を有する吊り下げ式ペダルとされている。フットペダルX,Yは、アーム部Qの先端部を中心に一定範囲内で揺動可能、且つ操縦者側に付勢された状態で、乗り物に配設される。
【0018】
遠隔操作装置1は、ベース板10と、ベース板10の上に配設されてアクセルペダルXを操作するアクセル操作部20と、ベース板10の上に配設されてブレーキペダルYを操作するブレーキ操作部30と、を備える。
【0019】
ベース板10は、十分な強度を有する鋼板等からなり、キャビンの床面に積層するよう取り付けられる。ベース板10は、アクセル操作部20およびブレーキ操作部30の要部を保持するための補強部材であり、キャビンの床に直接アクセル操作部20およびブレーキ操作部30を取り付けられる場合には省略可能である。また、ベース板10は、アクセル操作部20を保持する部分と、ブレーキ操作部30を保持する部分とに分割して形成されてもよい。
【0020】
アクセル操作部20は、アクセルペダルXに装着されるアクセル装着部材21と、一端がアクセル装着部材21に接続され、アクセル装着部材21からアクセルペダルXの裏側(踏み込まれて移動する側)に延出するアクセル接続部材22と、アクセル接続部材22の他端が接続され、アクセル接続部材22の他端を移動させるよう回動可能に配設されるアクセル駆動部材23と、遠隔地から操作可能でありアクセル駆動部材23を回動させるアクセルモータ24と、アクセルペダルXの裏側への揺動を検出するアクセルセンサ25と、を備える。
【0021】
ブレーキ操作部30は、ブレーキペダルYに装着される単一のブレーキ装着部材31と、ブレーキ装着部材31からブレーキペダルYの裏側に延出する2つのブレーキ接続部材(低速ブレーキ接続部材32および高速ブレーキ接続部材33)と、ブレーキ接続部材32,33の他端が接続され、ブレーキ接続部材32,33の他端を移動させるよう回動可能に配設される2つのブレーキ駆動部材(低速ブレーキ駆動部材34および高速ブレーキ駆動部材35)と、遠隔地から操作可能であり、ブレーキ駆動部材34,35を回動させる2つのブレーキモータ(低速ブレーキモータ36および高速ブレーキモータ37)と、ブレーキペダルYの裏側への揺動を検出する単一のブレーキセンサ38と、を備える。
【0022】
ブレーキ操作部30では、単一のブレーキ装着部材31に、2組の駆動機構(低速ブレーキ接続部材32、低速ブレーキ駆動部材34および低速ブレーキモータ36からなる低速駆動機構、並びに高速ブレーキ接続部材33、高速ブレーキ駆動部材35および高速ブレーキモータ37からなる高速駆動機構)が接続されている。低速駆動機構はブレーキペダルYの通常の操作において使用され、高速駆動機構は緊急停止時等にブレーキペダルYを迅速に操作するために使用される。このように2系統の駆動機構を設けることで、非常停止の制御が容易且つ確実となる。
【0023】
装着部材21,31は、本実施形態ではアーム部Qに装着されるが、フットペダルX,Yの操縦者の足に干渉しない位置、例えばペダル部Pの裏面等に装着されてもよい。本実施形態の装着部材21,31は、フットペダルX,Yのアーム部Qを挟み込むように締結されるが、装着部材21,31は、フットペダルX,Yに対して加工を行って装着されるものであってもよい。例として、装着部材21,31は、フットペダルX,Yに挿入される軸またはボルトを含んでもよく、溶接によりフットペダルX,Yに固定されてもよい。
【0024】
接続部材22,32,33は、屈曲可能に構成され、好ましくは複数のリンクを揺動可能に連接してなる。屈曲可能な接続部材22,32,33は、フットペダルX,Yが表側に揺動することを規制するが、自身が折れ曲がることにより裏側への揺動を許容する。このため、接続部材22,32,33は、遠隔操作装置1の状態にかかわらず、操縦者がフットペダルX,Yを踏み込むことを可能にする。本実施形態において、接続部材22,32,33は、駆動力を伝達するために用いられるローラチェインである。接続部材22,32,33を構成するローラチェインは、強度および可撓性に優れ、汎用品であるため、比較的安価且つ容易に入手可能である。
【0025】
駆動部材23,34,35は、回動することにより、接続部材22,32,33を巻き取ることで、フットペダルX,Yを裏側に揺動させる。本実施形態では駆動部材23,34,35は、接続部材22,32,33であるローラチェインに咬合する複数の歯を有するスプロケットである。接続部材22,32,33は、駆動部材23,34,35に対して固定部材231,341,351によって接続されている。具体的には、固定部材231,341,351は、ローラチェインである接続部材22,32,33の端部をスプロケットである駆動部材23,34,35の歯に咬合する状態に保持するよう、駆動部材23,34,35の径方向外側への接続部材22,32,33の端部のリンクの移動を規制するよう構成される。駆動部材23,34,35には、固定部材231,341,351の固定ひいては接続部材22,32,33の接続のためのボルト孔である接続構造232,342,352を、周方向に異なる位置に複数設けられる。これにより、接続部材22,32,33の有効長さを調節することができるので、装着部材21,31の位置を調節することにより駆動部材23,34,35の揺動量に対するフットペダルX,Yの操作量を調整したり、接続部材22,32,33の伸びを吸収したりすることができる。また、このような構成は、遠隔操作装置1を多種類の乗り物に適用することを可能にする。
【0026】
モータ24,36,37は、フットペダルX,Yを操作する動力を生じる駆動源である。モータ24,36,37は、例えばステッピングモータ等、その回転の位置および速度を比較的正確に制御できるものとされることが好ましく、フィードバック制御されるサーボモータであってもよい。また、モータ24,36,37は、小型であり、且つフットペダルX,Yを適切な速度で操作できるよう、減速機を備えることが好ましい。モータ24,36,37は、必要とされるトルク、速度等に応じて選定され、互いに異なる出力、減速比等を有してもよい。特に、高速ブレーキモータ37は、アクセルモータ24および低速ブレーキモータ36よりも出力軸を高速に回転させられるよう選定される。
【0027】
センサ25,38は、フットペダルX,Yが裏側の揺動端に達したことを検出する。フットペダルX,Yが揺動端に達した場合には、モータ24,36,37の出力を低下させて過負荷を防止できる。本実施形態において、センサ25,38は、フットペダルX,Yのペダル部Pの裏面の接触を検出するリミットスイッチであるが、他の種類のセンサを用いてもよく、距離センサ等のフットペダルX,Yの揺動量を検出可能なセンサを用いてもよい。
【0028】
以上のように、遠隔操作装置1は、複数のリンクを揺動可能に連接してなり、屈曲可能な接続部材22,32,33によって、フットペダルX,Yを裏側に引っ張ることで操作するよう構成される。このため、遠隔操作装置1が配設されている乗り物のキャビンに人が着席して操縦する場合に、フットペダルX,Yを踏み込む際に接続部材22,32,33が折れ曲がることでフットペダルX,Yの踏み込みの邪魔をしない。
【0029】
例として、
図2から4に、アクセルペダルXの操作状態を示す。操縦者も遠隔操作装置1もアクセルペダルXに力を作用させていないとき、アクセルペダルXは、
図2に示すような原点位置に復帰するよう付勢されている。アクセル操作部20は、
図3に示すように、アクセル接続部材22を巻き取る方向にアクセル駆動部材23を回転させることで、アクセルペダルXを引き寄せる。また、アクセル操作部20が動作していない状態で操縦者がアクセルペダルXを踏み込んだ場合、
図5に示すように、アクセル接続部材22が屈曲することで、アクセル駆動部材23を回動させなくてもアクセルペダルXが裏側へ揺動することを許容する。
【0030】
図5は、本発明の第2実施形態に係る遠隔操作装置1Aを示す斜視図である。遠隔操作装置1Aは、乗り物のキャビンの床に配設され、遠隔地から制御されてフットペダルX,Yを操作する。
図5は、キャビンの右前方から遠隔操作装置1Aを見た図である。
【0031】
遠隔操作装置1Aは、ベース板10Aと、ベース板10Aの上に配設されてアクセルペダルXを操作するアクセル操作部20Aと、ベース板10Aの上に配設されてブレーキペダルYを操作するブレーキ操作部30Aと、を備える。
【0032】
ベース板10Aは、アクセル操作部20Aおよびブレーキ操作部30Aの要部を保持すると共に、アクセル操作部20Aの一部を覆うアクセルカバー11と、ブレーキ操作部30Aの一部を覆うブレーキカバー12と、備える。
【0033】
アクセル操作部20Aは、アクセルペダルXに装着されるアクセル装着部材21と、一端がアクセル装着部材21に接続され、アクセル装着部材21からアクセルペダルXの裏側に延出するアクセル接続部材22と、アクセルペダルXの裏側に配置され、アクセル接続部材22を不図示の座席の下方に向かって折り返すアクセル折り返し部材26と、座席の下方に配設され、アクセル接続部材22の他端が接続され、アクセル接続部材22の他端を移動させるよう回動可能なアクセル駆動部材23と、駆動部材23を回動させるよう座席の下方に配設され、遠隔地から操作可能なアクセルモータ24と、アクセルペダルXの裏側への揺動を検出するアクセルセンサ25Aと、を備える。
【0034】
ブレーキ操作部30Aは、ブレーキペダルYに装着される単一のブレーキ装着部材31と、アクセル装着部材31からブレーキペダルYの裏側に延出する2つのブレーキ接続部材(低速ブレーキ接続部材32および高速ブレーキ接続部材33)と、ブレーキペダルYの裏側に配置され、ブレーキ接続部材32,33を不図示の座席の下方に向かって折り返すブレーキ折り返し部材(低速ブレーキ折り返し部材39および高速ブレーキ折り返し部材40)と、座席の下方に配設され、ブレーキ接続部材32,33の他端が接続され、ブレーキ接続部材32,33の他端を移動させるよう回動可能な2つのブレーキ駆動部材(低速ブレーキ駆動部材34および高速ブレーキ駆動部材35)と、ブレーキ駆動部材34,35を回動させるよう座席の下方に配設され、遠隔地から操作可能な2つのブレーキモータ(低速ブレーキモータ36および高速ブレーキモータ37)と、ブレーキペダルYの裏側への揺動を検出する単一のブレーキセンサ38Aと、を備える。
【0035】
折り返し部材26,39,40は、本実施形態では小径のスプロケットにより構成されるが、これに限定されず、接続部材22,32,33を折り返すことができるプーリ、ガイド等であってもよい。折り返し部材26,39,40によって、折り返された接続部材22,32,33は、ベース板10Aに沿って駆動部材23,34,35まで延びる。アクセルカバー11およびブレーキカバー12は、この接続部材22,32,33のベース板10Aに沿って延びる部分を覆うよう配設され、操縦者が接続部材22,32,33を踏みつけることを防止する。このように、折り返し部材26,39,40によって接続部材22,32,33を折り返すことによって、駆動部材23,34,35およびモータ24,36,37を座席の下方に配置することができる。これにより、遠隔操作装置1Aは、フットペダルX,Yの裏側の空間が比較的小さい場合であっても利用可能である。
【0036】
センサ25A,38Aは、フットペダルX,Yのアーム部Qに装着される被検出部材251,381を検出することにより、フットペダルX,Yが裏側の揺動端に達したことを検出するよう配設されている。
【0037】
図6は、本発明の第3実施形態に係る遠隔操作装置1Bを示す斜視図である。遠隔操作装置1Bは、乗り物のキャビンの床に配設され、遠隔地から制御されてアクセルペダルZを操作する。
図6は、キャビンの右前方から遠隔操作装置1Bを見た図である。
【0038】
アクセルペダルZは、操縦者が踏み込む板状のペダル部Pと、ペダル部の下端から延出し、先端部が枢支される基端部Rと、を有するオルガン式ペダルとされている。
【0039】
遠隔操作装置1Bは、ベース板10Bと、ベース板10Bの上に配設されてアクセルペダルZを操作するアクセル操作部20Bと、を備える。
【0040】
ベース板10Bは、アクセル操作部20Aのみを保持し、キャビンの床面の平面視でアクセルペダルZの側方に固定される。つまり、遠隔操作装置1Bは、アクセルペダルZの裏側の空間が小さくても、アクセルペダルZの側方に空間があれば利用可能である。
【0041】
アクセル操作部20Bは、アクセルペダルZに装着されるアクセル装着部材21Bと、一端がアクセル装着部材21Bに接続され、アクセル装着部材21BからアクセルペダルZの裏側に延出するアクセル接続部材22Bと、アクセル接続部材22Bの他端が接続され、アクセル接続部材22Bの他端を移動させるよう揺動可能に配設されるアクセル駆動部材23Bと、アクセル駆動部材23Bを回動させるよう配設され、遠隔地から操作可能なアクセルモータ24Bとを備える。
【0042】
アクセル装着部材21Bは、アクセルペダルZのペダル部Pの上部の裏面に例えばボルト等によって固定される。アクセル接続部材22Bは、互いに揺動可能に接続される2つのリンクからなり、アクセル装着部材21Bおよびアクセル駆動部材23Bに対してそれぞれ揺動可能に接続される。アクセル接続部材22Bは、一方のリンクの長さを調節可能に形成されている。アクセル接続部材22Bは、径方向に異なる位置に、アクセル接続部材22Bを接続可能な取付孔として形成される複数の接続構造232Bを有する。これにより、アクセルモータ24Bの回転角度に対するアクセルペダルZの操作量を変更できるので、アクセルペダルZのストロークに応じて遠隔操作装置1Bの駆動量をアクセルモータ24Bのプログラム変更なしに適正化できる。
【0043】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更および変形が可能である。例として、本発明に係る遠隔操作装置は、アクセルペダルおよびブレーキペダルと異なるフットペダル、例えばクラッチペダル等を遠隔操作してもよい。装着部材は、接続部材と分離不能、つまり接続部材の末端のリンクとして構成されてもよい。単一のフットペダルにそれぞれ独立した駆動機構の接続部材が接続される複数の装着部材が装着されてもよい。接続部材は、例えばロープ、ベルト等の可撓性を有する部材であってもよい。
【符号の説明】
【0044】
1,1A,1B 遠隔操作装置
10,10A,10B ベース板
11 アクセルカバー
12 ブレーキカバー
20,20A,20B アクセル操作部
21,21B 装着部材
22,22A アクセル接続部材
231,341,351 固定部材
222,222B,342,352 接続構造
23,23B アクセル駆動部材
24,24B アクセルモータ
25,25A アクセルセンサ
26 アクセル折り返し部材
251,361 被検出部材
30 ブレーキ操作部
31 ブレーキ装着部材
32 低速ブレーキ接続部材
33 高速ブレーキ接続部材
34 低速ブレーキ駆動部材
35 高速ブレーキ駆動部材
36 低速ブレーキモータ
37 高速ブレーキモータ
38,38A ブレーキセンサ
39 低速ブレーキ折り返し部材
40 高速ブレーキ折り返し部材
P ペダル部
Q アーム部
R 基端部
X アクセルペダル(フットペダル)
Y ブレーキペダル(フットペダル)
Z アクセルペダル(フットペダル)