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(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】P2024077340
(43)【公開日】2024-06-07
(54)【発明の名称】建設機械の操作装置、及び建設機械
(51)【国際特許分類】
E02F 9/20 20060101AFI20240531BHJP
【ＦＩ】
E02F9/20 K
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022189384
(22)【出願日】2022-11-28
(71)【出願人】
【識別番号】000002107
【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】石田 悠朗
(72)【発明者】
【氏名】星野 崇
(72)【発明者】
【氏名】臼井 道太郎
(72)【発明者】
【氏名】塚原 真一郎
【テーマコード（参考）】
2D003
【Ｆターム（参考）】
2D003AA01
2D003BA01
2D003BA04
2D003CA02
2D003DA04
2D003DB03
2D003DB04
2D003DC02
(57)【要約】
【課題】建設機械の状況を操作者に伝達する。
【解決手段】建設機械の操作装置は、当該建設機械を動作させるために方向を入力可能な操作部を備え、操作部によって第１の方向が入力された場合に、操作部を操作している操作者に対して、第１の方向に対応する第２の方向を呈示させるように構成されている。
【選択図】図２
【解決手段】建設機械の操作装置は、当該建設機械を動作させるために方向を入力可能な操作部を備え、操作部によって第１の方向が入力された場合に、操作部を操作している操作者に対して、第１の方向に対応する第２の方向を呈示させるように構成されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
当該建設機械を動作させるために方向を入力可能な操作部を備え、
前記操作部によって第１の方向が入力された場合に、前記操作部を操作している操作者に対して、前記第１の方向に対応する第２の方向を呈示させるように構成されている、
建設機械の操作装置。
前記操作部によって第１の方向が入力された場合に、前記操作部を操作している操作者に対して、前記第１の方向に対応する第２の方向を呈示させるように構成されている、
建設機械の操作装置。
【請求項2】
前記操作部は、
前記操作者の部位を接触させるための操舵部材と、凸状球面と、を有する可動部と、
前記可動部の前記凸状球面を、互いに直交する２軸の方向に回転可能に支持する支持部と、
前記可動部の前記凸状球面を、少なくとも前記２軸の各々に回転駆動させることが可能な駆動部と、を備え、
前記操作部によって前記第１の方向が入力された場合に、前記駆動部が前記凸状球面を回転駆動させることで、前記第１の方向に対応する前記第２の方向を呈示させるように構成されている、
請求項１に記載の建設機械の操作装置。
前記操作者の部位を接触させるための操舵部材と、凸状球面と、を有する可動部と、
前記可動部の前記凸状球面を、互いに直交する２軸の方向に回転可能に支持する支持部と、
前記可動部の前記凸状球面を、少なくとも前記２軸の各々に回転駆動させることが可能な駆動部と、を備え、
前記操作部によって前記第１の方向が入力された場合に、前記駆動部が前記凸状球面を回転駆動させることで、前記第１の方向に対応する前記第２の方向を呈示させるように構成されている、
請求項１に記載の建設機械の操作装置。
【請求項3】
前記操舵部材は、押下可能な押下部材を有し、
前記可動部は、前記押下部材に接続されている信号線を通すための筒形状の空洞部を有し、
前記支持部は、前記空洞部の一端である開口部を覆わないような形状で形成される、
請求項２に記載の建設機械の操作装置。
前記可動部は、前記押下部材に接続されている信号線を通すための筒形状の空洞部を有し、
前記支持部は、前記空洞部の一端である開口部を覆わないような形状で形成される、
請求項２に記載の建設機械の操作装置。
【請求項4】
前記操作部を振動させる振動機構をさらに備え、
前記操作部によって前記第１の方向が入力された場合に、基準値に関して振幅方向に非対称となる波形で、前記振動機構を振動させて、前記第２の方向を呈示する疑似力覚振動を生じさせるように構成されている、
請求項１に記載の建設機械の操作装置。
前記操作部によって前記第１の方向が入力された場合に、基準値に関して振幅方向に非対称となる波形で、前記振動機構を振動させて、前記第２の方向を呈示する疑似力覚振動を生じさせるように構成されている、
請求項１に記載の建設機械の操作装置。
【請求項5】
前記振動機構は、前記操作部が入力可能な方向に応じて複数設けられ、
前記操作部が入力可能な複数の方向のうちいずれか一つである前記第１の方向が入力された場合に、前記振動機構を振動させて、前記第２の方向の力を表した前記疑似力覚振動を生じさせるように構成されている、
請求項４に記載の建設機械の操作装置。
前記操作部が入力可能な複数の方向のうちいずれか一つである前記第１の方向が入力された場合に、前記振動機構を振動させて、前記第２の方向の力を表した前記疑似力覚振動を生じさせるように構成されている、
請求項４に記載の建設機械の操作装置。
【請求項6】
前記建設機械で生じている負荷を示した負荷情報を取得する負荷情報取得部をさらに備え、
前記負荷情報取得部により取得された前記負荷情報に基づいて、前記振動機構の振動度合いを変更するように構成されている、
請求項４に記載の建設機械の操作装置。
前記負荷情報取得部により取得された前記負荷情報に基づいて、前記振動機構の振動度合いを変更するように構成されている、
請求項４に記載の建設機械の操作装置。
【請求項7】
前記建設機械の状態を示した状態情報を取得する状態情報取得部をさらに備え、
前記状態情報取得部により取得された前記状態情報に基づいた振動を、前記第１の方向が入力された場合に前記振動機構が生じさせる振動に重畳するように構成されている、
請求項４に記載の建設機械の操作装置。
前記状態情報取得部により取得された前記状態情報に基づいた振動を、前記第１の方向が入力された場合に前記振動機構が生じさせる振動に重畳するように構成されている、
請求項４に記載の建設機械の操作装置。
【請求項8】
前記操作部によって入力された前記第１の方向に対応する操作信号は、無線通信ネットワークを介して前記建設機械に送信されるように構成されている、
請求項１に記載の建設機械の操作装置。
請求項１に記載の建設機械の操作装置。
【請求項9】
前記建設機械が所定の動作を行うために、前記操作部により入力された第３の方向を含んだ操作手順を示した操作手順情報を設定する設定部をさらに備え、
前記操作部によって前記第１の方向が入力された場合に、入力された前記第１の方向が、前記操作手順情報で現在の操作手順として示されている前記第３の方向と比べて、異なる場合に、前記操作者に対して、前記第２の方向を呈示させるように構成されている、
請求項１乃至８のいずれか一つに記載の建設機械の操作装置。
前記操作部によって前記第１の方向が入力された場合に、入力された前記第１の方向が、前記操作手順情報で現在の操作手順として示されている前記第３の方向と比べて、異なる場合に、前記操作者に対して、前記第２の方向を呈示させるように構成されている、
請求項１乃至８のいずれか一つに記載の建設機械の操作装置。
【請求項10】
下部走行体と、
前記下部走行体に旋回自在の搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、
前記アタッチメントを含む当該建設機械を動作させるために方向を入力可能な操作部と、を備え、
前記操作部によって第１の方向が入力された場合に、前記操作部を操作している操作者に対して、前記第１の方向に対応する第２の方向を呈示させるように構成されている、
建設機械。
前記下部走行体に旋回自在の搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、
前記アタッチメントを含む当該建設機械を動作させるために方向を入力可能な操作部と、を備え、
前記操作部によって第１の方向が入力された場合に、前記操作部を操作している操作者に対して、前記第１の方向に対応する第２の方向を呈示させるように構成されている、
建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、建設機械の操作装置、及び建設機械に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の建設機械では、操作者が作業を行うための操作装置が設けられている。当該操作装置としては、例えば、複数の自由度を有する操作レバーが設けられている。当該操作レバーは、例えば、操作者からの操作に応じて、油圧駆動系の制御を行う。
【0003】
ところで、近年、様々な建設機械の操作装置が提案されている。操作装置としては、例えば、操作装置から出力される操作信号に基づいて油圧駆動系を制御する場合に、油圧駆動系で生じている負圧負荷を操作者に伝達するために、油圧駆動系で生じている油圧負荷に応じて振動装置を振動させる技術が提案されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－１２７５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、振動装置による振動を用いて操作者に対して現在生じている状況の伝達を行う場合、振動に対応する状況が生じていることを操作者に認識させることができるが、どのような操作をすべきか認識できない場合がある。このため、操作装置が、操作者に状況を伝達する場合には、状況に応じた方向を呈示するのが好ましい。
【0006】
上述に鑑み、建設機械の操作装置が、方向の呈示を可能とすることで、建設機械に対して行われた操作に対応する状況を操作者に伝達する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様に係る建設機械の操作装置は、当該建設機械を動作させるために方向を入力可能な操作部を備え、操作部によって第１の方向が入力された場合に、操作部を操作している操作者に対して、第１の方向に対応する第２の方向を呈示させるように構成されている。
【発明の効果】
【0008】
本発明の一態様によれば、入力された第１の方向に対応する第２の方向を呈示させて、建設機械に対して行われた操作に対応する状況を伝達することで、安全性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。
【0011】
図１は、実施形態に係る建設機械としてのショベル１００を示している。ショベル１００の下部走行体１には、旋回機構２を介して上部旋回体３が旋回可能に搭載されている。上部旋回体３にはブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられている。
【0012】
ブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成している。ブーム４はブームシリンダ７により駆動され、アーム５はアームシリンダ８により駆動され、バケット６はバケットシリンダ９により駆動される。
【0013】
ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられ、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられ、バケットリンクにはバケット角度センサＳ３が取り付けられている。上部旋回体３には、旋回角速度センサＳ４が取り付けられている。
【0014】
ブーム角度センサＳ１は、姿勢検出センサの１つであり、ブーム４の回動角度を検出するように構成されている。本実施形態では、ブーム角度センサＳ１は、ブームシリンダ７のストローク量を検出するストロークセンサであり、ブームシリンダ７のストローク量に基づいて上部旋回体３とブーム４とを連結するブームフートピン回りのブーム４の回動角度を導き出す。
【0015】
アーム角度センサＳ２は、姿勢検出センサの１つであり、アーム５の回動角度を検出するように構成されている。本実施形態では、アーム角度センサＳ２は、アームシリンダ８のストローク量を検出するストロークセンサであり、アームシリンダ８のストローク量に基づいてブーム４とアーム５とを連結する連結ピン回りのアーム５の回動角度を導き出す。
【0016】
バケット角度センサＳ３は、姿勢検出センサの１つであり、バケット６の回動角度を検出するように構成されている。本実施形態では、バケット角度センサＳ３は、バケットシリンダ９のストローク量を検出するストロークセンサであり、バケットシリンダ９のストローク量に基づいてアーム５とバケット６とを連結する連結ピン回りのバケット６の回動角度を導き出す。
【0017】
なお、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３のそれぞれは、ロータリエンコーダ、加速度センサ、ポテンショメータ（可変抵抗器）、傾斜センサ、又は、慣性計測装置等であってもよい。慣性計測装置は、例えば、加速度センサとジャイロセンサとの組み合わせで構成されていてもよい。
【0018】
旋回角速度センサＳ４は、上部旋回体３の旋回角速度を検出するように構成されている。本実施形態では、旋回角速度センサＳ４は、ジャイロセンサである。旋回角速度センサＳ４は、旋回角速度に基づいて旋回角度を算出するように構成されていてもよい。旋回角速度センサＳ４は、ロータリエンコーダ等の他のセンサで構成されていてもよい。
【0019】
上部旋回体３には、運転室としてのキャビン１０、エンジン１１、測位装置１８、集音装置Ａ１、撮像装置Ｃ１、及び通信装置Ｔ１等が搭載されている。また、キャビン１０内には、コントローラ３０が搭載されている。また、キャビン１０内には、運転席及び操作装置等が設置されている。
【0020】
エンジン１１は、ショベル１００の駆動源である。本実施形態では、エンジン１１は、ディーゼルエンジンである。エンジン１１の出力軸は、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５のそれぞれの入力軸に連結されている。
【0021】
測位装置１８は、ショベル１００の位置を測定するように構成されている。本実施形態では、測位装置１８は、ＧＮＳＳコンパスであり、上部旋回体３の位置及び向きを測定できるように構成されている。
【0022】
集音装置Ａ１は、ショベル１００の周囲で発生する音を集めるように構成されている。本実施形態では、集音装置Ａ１は、上部旋回体３に取り付けられたマイクである。
【0023】
撮像装置Ｃ１は、ショベル１００の周囲を撮像するように構成されている。本実施形態では、撮像装置Ｃ１は、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後カメラＣ１Ｂ、キャビン１０の上面前端に取り付けられた前カメラＣ１Ｆ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左カメラＣ１Ｌ、及び、上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右カメラＣ１Ｒを含む。撮像装置Ｃ１は、キャビン１０内の所定位置に設置された全天球カメラであってもよい。所定位置は、例えば、キャビン１０内に設置された運転席に着座する操作者の目の位置に対応する位置である。
【0024】
通信装置Ｔ１は、ショベル１００の外部にある機器との通信を制御するように構成されている。本実施形態では、通信装置Ｔ１は、無線通信網を介し、通信装置Ｔ１とショベル１００の外部にある機器との間の無線通信を制御するように構成されている。通信装置Ｔ１は、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、４Ｇ（4th Generation）、５Ｇ（5th Generation）等の移動体通信規格に対応する移動体通信モジュールや衛星通信網に接続するための衛星通信モジュール等を含む。
【0025】
コントローラ３０は、各種演算を実行する演算装置である。コントローラ３０は、例えば、キャビン１０内に設けられ、ショベル１００の駆動制御を行う。コントローラ３０は、その機能が任意のハードウェア、ソフトウェア、或いは、その組み合わせにより実現されてよい。例えば、コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ装置、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性の補助記憶装置、及び各種入出力用のインターフェース装置等を含むマイクロコンピュータを中心に構成される。コントローラ３０は、例えば、不揮発性の補助記憶装置にインストールされる各種プログラムをＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現する。
【0026】
図２は、図１のショベル１００の駆動系の構成例を示すブロック図である。図２において、機械的動力伝達ラインは二重線、作動油ラインは太実線、パイロットラインは破線、電気制御ラインは点線でそれぞれ示されている。
【0027】
ショベル１００の駆動系は、エンジン１１、レギュレータ１３、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５、コントロールバルブユニット１７、コントローラ３０、及び電磁弁ユニット４５等で構成されている。エンジン１１は、エンジンコントロールユニット７４により駆動制御される。
【0028】
メインポンプ１４は、作動油ライン１６を介して作動油をコントロールバルブユニット１７に供給する。本実施形態では、メインポンプ１４は、斜板式可変容量型油圧ポンプである。
【0029】
レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御するように構成されている。本実施形態では、レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出圧又はコントローラ３０からの制御信号等に応じてメインポンプ１４の斜板傾転角を調節するように構成されている。メインポンプ１４は、レギュレータ１３により１回転当たり吐出量（押し退け容積）が制御される。
【0030】
コントロールバルブユニット１７は、メインポンプ１４から受け入れた作動油を１又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できるように構成されている。本実施形態では、コントロールバルブユニット１７は、複数の油圧アクチュエータに対応する複数の制御弁を含む。そして、コントロールバルブユニット１７は、１又は複数の油圧アクチュエータに対し、メインポンプ１４から吐出される作動油を選択的に供給できるように構成されている。油圧アクチュエータは、例えば、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、左側走行用油圧モータ１Ｌ、右側走行用油圧モータ１Ｒ、及び旋回用油圧モータ２Ａを含む。
【0031】
コントロールバルブユニット１７内の各制御弁１７１～１７６が制御されることにより、操作装置２６に対する操作内容に応じた、各種油圧アクチュエータの動作を実現する。
【0032】
本実施形態では、パイロットポンプ１５と各制御弁１７１～１７６のパイロットポートとの間には、コントローラ３０からの電気信号に応じて動作する電磁弁ユニット４５が配置されている。
【0033】
＜操作系＞
本実施形態に係るショベル１００の操作系は、パイロットポンプ１５と、操作装置２６と、電磁弁ユニット４５とを含む。
本実施形態に係るショベル１００の操作系は、パイロットポンプ１５と、操作装置２６と、電磁弁ユニット４５とを含む。
【0034】
パイロットポンプ１５は、パイロットライン２５を介して各種油圧制御機器（例えば、電磁弁ユニット４５）に作動油を供給するように構成されている。これにより、電磁弁ユニット４５は、コントローラ３０の制御下で、操作装置２６の操作内容（例えば、操作量や操作方向）に応じたパイロット圧をコントロールバルブユニット１７に供給できる。
【0035】
このため、コントローラ３０及び電磁弁ユニット４５は、オペレータの操作装置２６に対する操作内容に応じた被駆動要素（油圧アクチュエータ）の動作を実現できる。また、電磁弁ユニット４５は、コントローラ３０の制御下で、遠隔操作として通信装置Ｔ１が受信した操作信号で指定される遠隔内容に応じたパイロット圧をコントロールバルブユニット１７に供給できる。パイロットポンプ１５は、例えば、固定容量式油圧ポンプであり、上述の如く、ポンプ用電動機１２により駆動される。
【0036】
電磁弁ユニット４５は、パイロットポンプ１５とコントロールバルブユニット１７内の各制御弁のパイロットポートとを繋ぐ各パイロットライン２５に配置された複数の電磁弁を含んでいる。
【0037】
操作装置２６を用いた手動操作が行われた場合に、コントローラ３０は、その操作量（例えば、レバー操作量）に対応する電気信号によって、電磁弁ユニット４５における、複数の電磁弁の各々を制御してパイロット圧を増減させることで、操作装置２６に対する操作内容に合わせて、各制御弁１７１～１７６を動作させる。
【0038】
つまり、本実施形態では、コントローラ３０が、操作装置２６の操作量に対応する電気信号によって、電磁弁ユニット４５の複数の電磁弁のそれぞれの開口面積を個別に制御することで、各制御弁１７１～１７６のパイロットポートに作用するパイロット圧を制御することができる。そのため、コントローラ３０は、各油圧アクチュエータに流入する作動油の流量、及び、各油圧アクチュエータから流出する作動油の流量を制御することができ、ひいては、各油圧アクチュエータの動きを制御できる。
【0039】
操作装置２６（操作部の一例）は、ショベル１００（建設機械の一例）を動作させるために方向を入力可能な装置である。例えば、操作装置２６は、キャビン１０の操縦席のオペレータから手の届く範囲に設けられ、オペレータがそれぞれの被駆動要素（即ち、下部走行体１の左右のクローラ、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等）の操作を行うために用いられる。換言すれば、操作装置２６は、オペレータがそれぞれの被駆動要素を駆動する油圧アクチュエータ（例えば、走行油圧モータ１Ｒ，１Ｌ、旋回油圧モータ２Ｍ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９等）や電動アクチュエータの操作を行うために用いられる。
【0040】
操作内容検出装置２９は、操作装置２６を用いた操作者の操作内容を検出する装置である。本実施形態では、操作内容検出装置２９は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６としてのレバー又はペダルの操作方向及び操作量を検出し、検出した値を示した電気信号（以下、操作信号と称する）を、コントローラ３０に対して出力する。本実施形態は、操作内容検出装置２９として、後述するギアセンサ２９ａ、２９ｂを備える例について説明するが、操作量の検知手法を制限するものではなく、ポテンショメータ、又は圧力センサなどの他のセンサの出力を用いて操作量を導き出してもよい。
【0041】
操作内容検出装置２９から出力される操作信号は、信号線２８を介して、コントローラ３０に取り込まれる。これにより、コントローラ３０は、電磁弁ユニット４５を制御し、操作装置２６の操作内容、又は通信装置Ｔ１が受信した操作信号による操作内容等に合わせて、ショベル１００の被駆動要素（アクチュエータ）の動作を制御できる。なお、操作装置２６は、操作内容に応じたパイロット圧を出力する油圧パイロット式であってもよい。この場合、操作内容に応じたパイロット圧は、コントロールバルブユニット１７に供給される。
【0042】
操作装置２６には、複数のアクチュエータ１２７ａ、１２７ｂが格納されている。アクチュエータ１２７ａ、１２７ｂは、コントローラ３０からの制御信号に従って、操作装置２６のレバーに対して負荷を付与する。次に操作装置２６の具体的な構成について説明する。
【0043】
図３は、本実施形態に係る操作装置２６の外観を例示した図である。図３に示される操作装置２６は、操作者の操作に応じて回転する可動部１２６ａを備えている。可動部１２６ａは、凸状球面１２６ｂと、操作者の手（部位の一例）が接触させるためのグリップ（操舵部材の一例）１２６ｃと、操作者が押下するための押下部材１２６ｄと、を有する。
【0044】
本実施形態においては、押下部材１２６ｄが、グリップ１２６ｃの上方向（Ｚ軸正方向）端部に設けられている例について説明するが、押下部材１２６ｄが設けられる位置は、操作者が押下可能な位置であればよい。
【0045】
本実施形態に係る操作装置２６のグリップ１２６ｃは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２軸方向に傾倒可能である。
【0046】
操作装置２６において、凸状球面１２６ｂよりもＺ軸負方向側に設けられた構成について説明する。まず、操作装置２６のＺ軸負方向側には、第１アクチュエータ１２７ｂ、内側ピニオンギア１２２ａ、第２アクチュエータ１２７ａ、及び外側ピニオンギア１２１ａが設けられている。
【0047】
まず、第１アクチュエータ１２７ｂ、及び内側ピニオンギア１２２ａについて説明する。
【0048】
第１アクチュエータ１２７ｂは、内側ピニオンギア１２２ａの回転駆動を行うことができる。内側ピニオンギア１２２ａは、凸状球面１２６ｂと噛み合うように接している。このため、第１アクチュエータ１２７ｂが内側ピニオンギア１２２ａを回転駆動させることで、凸状球面１２６ｂを、内側ピニオンギア１２２ａの回転方向３０１ａに従って負荷を与えることができる。
【0049】
次に、第２アクチュエータ１２７ａ、及び外側ピニオンギア１２１ａについて説明する。外側ピニオンギア１２１ａは、内側ピニオンギア１２２ａを回転方向３０１ｂに回動可能に構成されている。外側ピニオンギア１２１ａが内側ピニオンギア１２２ａを回動可能にする構成は、周知の構成を問わず、どのような構成でもよい。
【0050】
第２アクチュエータ１２７ａは、外側ピニオンギア１２１ａの回転駆動を行うことができる。このため、第２アクチュエータ１２７ａが外側ピニオンギア１２１ａを回転駆動させることで、内側ピニオンギア１２２ａを、外側ピニオンギア１２１ａの回転方向３０１ｂに従って、換言すればＺ軸方向を中心として回動させることができる。
【0051】
図３で示される例では、内側ピニオンギア１２２ａの回転軸１３０１の方向がＸ軸方向として示されているが、第２アクチュエータ１２７ａが、外側ピニオンギア１２１ａと共に内側ピニオンギア１２２ａを回転させることで、例えば、内側ピニオンギア１２２ａの回転軸１３０１の方向をＹ軸方向に切り替えることができる。このように内側ピニオンギア１２２ａを回転させることで、凸状球面１２６ｂに対して負荷を与えるための回転軸１３０１の方向を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のうち少なくとも一つ以上を含む方向に切り替えることができる。
【0052】
また、内側ピニオンギア１２２ａと、凸状球面１２６ｂとの噛み合いによっては、第２アクチュエータ１２７ａが外側ピニオンギア１２１ａを回転駆動させることで、内側ピニオンギア１２２ａと共に凸状球面１２６ｂに対して、Ｚ軸方向を中心とした回転方向３０１ｂに負荷を与えることができる。
【0053】
このように、第１アクチュエータ１２７ｂ、及び第２アクチュエータ１２７ａを用いて、内側ピニオンギア１２２ａ、及び外側ピニオンギア１２１ａを制御することで、凸状球面１２６ｂに対して、複数の軸方向（例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向）を回転軸として負荷を与えることができる。したがって、グリップ１２６ｃを握っている操作者に対して、複数の操作方向に対して負荷を呈示できる。
【0054】
操作装置２６において、凸状球面１２６ｂよりもＸ軸負方向側に設けられた構成について説明する。まず、操作装置２６のＸ軸負方向側には、第３アクチュエータ１２７ｄ、内側ピニオンギア１２２ｂ、第４アクチュエータ１２７ｃ、及び外側ピニオンギア１２１ｂが設けられている。
【0055】
まず、第３アクチュエータ１２７ｄ、及び内側ピニオンギア１２２ｂについて説明する。
【0056】
第３アクチュエータ１２７ｄは、内側ピニオンギア１２２ｂの回転駆動を行うことができる。内側ピニオンギア１２２ｂは、凸状球面１２６ｂと噛み合うように接している。このため、第３アクチュエータ１２７ｄが内側ピニオンギア１２２ｂを回転駆動させることで、凸状球面１２６ｂを、内側ピニオンギア１２２ｂの回転方向３０２ａに従って負荷を与えることができる。
【0057】
次に、第４アクチュエータ１２７ｃ、及び外側ピニオンギア１２１ｂについて説明する。外側ピニオンギア１２１ｂは、内側ピニオンギア１２２ｂを回転方向３０２ｂに回動可能に構成されている。外側ピニオンギア１２１ｂが内側ピニオンギア１２２ｂを回動可能にする構成は、周知の構成を問わず、どのような構成でもよい。
【0058】
第４アクチュエータ１２７ｃは、外側ピニオンギア１２１ｂの回転駆動を行うことができる。このため、第４アクチュエータ１２７ｃが外側ピニオンギア１２１ｂを回転駆動させることで、内側ピニオンギア１２２ｂを、外側ピニオンギア１２１ｂの回転方向３０２ｂに従って、換言すれば、Ｘ軸方向を中心として回転させることができる。
【0059】
図３で示される例では、内側ピニオンギア１２２ｂの回転軸１３０２の方向がＹ軸方向として示されているが、第４アクチュエータ１２７ｃが、外側ピニオンギア１２１ｂと共に内側ピニオンギア１２２ｂを回転させることで、例えば、内側ピニオンギア１２２ｂの回転軸１３０２の方向をＺ軸方向に切り替えることができる。このように内側ピニオンギア１２２ｂを回転させることで、凸状球面１２６ｂに対して負荷を与えるための回転軸１３０２の方向を、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のうち少なくとも一つ以上を含む方向に切り替えることができる。
【0060】
また、内側ピニオンギア１２２ｂと、凸状球面１２６ｂとの噛み合いによっては、第４アクチュエータ１２７ｃが外側ピニオンギア１２１ｂを回転駆動させることで、内側ピニオンギア１２２ｂと共に凸状球面１２６ｂに対して、Ｘ軸方向を中心とした回転方向３０２ｂに負荷を与えることができる。
【0061】
このように、第３アクチュエータ１２７ｄ、及び第４アクチュエータ１２７ｃを用いて、内側ピニオンギア１２２ｂ、及び外側ピニオンギア１２１ｂを制御することで、凸状球面１２６ｂに対して、複数の軸方向（例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向）を回転軸として負荷を与えることができる。したがって、グリップ１２６ｃを握っている操作者に対して、複数の操作方向に対して負荷を呈示できる。
【0062】
このように、アクチュエータ１２７ａ～１２７ｄは、可動部１２６ａの凸状球面１２６ｂを、直交する３軸（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向）の各々を中心として、回転駆動させる。これにより、グリップ１２６ｃは、凸状球面１２６ｂと接続されている。このため、グリップ１２６ｃを保持している操作者に対して、直交している３軸（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向）の各々を中心とした回転方向に負荷を呈示できる。
【0063】
例えば、操作者の操作によってグリップ１２６ｃがＸ軸方向及びＹ軸方向のうち少なくとも一つ以上に傾けられた際に、グリップ１２６ｃと接続されている凸状球面１２６ｂも傾けられた方向に回転する。
【0064】
ギアセンサ２９ａ及びギアセンサ２９ｂは、凸状球面１２６ｂの回転量を検出する。ギアセンサ２９ａは、グリップ１２６ｃがＹ軸方向に傾けられた場合に、凸状球面１２６ｂのＹ軸方向の歯の移動を検出可能な位置に設けられている。ギアセンサ２９ｂは、グリップ１２６ｃがＸ軸方向に傾けられた場合に、凸状球面１２６ｂのＸ軸方向の歯の移動を検出可能な位置に設けられている。したがって、ギアセンサ２９ａは、凸状球面１２６ｂの表面に設けられた歯に基づいてＹ軸方向の回転量を検出し、ギアセンサ２９ｂは、凸状球面１２６ｂの表面に設けられた歯に基づいてＸ軸方向の回転量を検出する。ギアセンサ２９ａは、検出した凸状球面１２６ｂの回転量を、Ｙ軸方向に行われた操作量を示した電気信号として、コントローラ３０に出力する。また、ギアセンサ２９ｂは、検出した凸状球面１２６ｂの回転量を、Ｘ軸方向に行われた操作量を示した電気信号として、コントローラ３０に出力する。なお、本実施形態は、操作者からの操作量を検知する手法として、ギアセンサ２９ａ、２９ｂを用いる例について説明する。しかしながら、本実施形態は、操作量の検知手法の一態様を例示したものであって、周知の手法を問わず、どのような態様で操作量の検知を行ってもよい。
【0065】
図４は、本実施形態に係る操作装置２６の断面を示した図である。図４に示されるように、操作装置２６の可動部１２６ａの凸状球面１２６ｂを外面から支持するように、凸状球面１２６ｂの形状に対応するような凹状の内壁面を有する支持部１２３が設けられている。
【0066】
凸状球面１２６ｂは、支持部１２３に対してＸ，Ｙ平面における任意の方向に滑動自在（回転可能）に収容される。凸状球面１２６ｂが支持部１２３に滑動自在に収容する手法は、周知の手法を問わず、任意の手法を用いてよい。
【0067】
また、操作装置２６には、押下部材１２６ｄに接続されている（図示しない）信号線を通すための筒形状の空洞部１２６ｅが設けられている。
【0068】
支持部１２３は、内側ピニオンギア１２２ａ、１２２ｂが凸状球面１２６ｂに接触する領域、グリップ１２６ｃが操作に従って移動可能な領域が覆われないように開口した形状を有している。同様に、支持部１２３は、開口部１２６ｆの近傍の領域が、覆われないように開口部１２３ａを有する形状で形成される。
【0069】
従って、空洞部１２６ｅを通る信号線は、空洞部１２６ｅの一端の開口部１２６ｆから、支持部１２３の開口部１２３ａを介して、コントローラ３０に接続される。これにより、押下部材１２６ｄが押下されているか否かを示した電気信号が、コントローラ３０に入力される。本実施形態では、操作装置２６が上述した構成を備えることで、操作者に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の各々を回転軸として負荷を容易に与えることができると共に、グリップ１２６ｃに設けられた押下部材１２６ｄに対して行われた操作をコントローラ３０に伝えることができる。これにより、操作性の向上を図ることができる。
【0070】
次に、本実施形態に係る凸状球面１２６ｂと、内側ピニオンギア１２２ａ及び内側ピニオンギア１２２ｂと、の関係の例について説明する。
【0071】
例えば、内側ピニオンギア１２２ａ及び内側ピニオンギア１２２ｂは、鞍状歯車として形成され、複数種類の歯を備えてもよい。例えば、内側ピニオンギア１２２ａ及び内側ピニオンギア１２２ｂの側面には、所定の点を中心として円で閉じている歯が形成され、円で閉じた歯の周囲に湾曲した歯が形成され、その他の領域に湾曲していない歯（例えば平歯）が形成されてもよい。
【0072】
凸状球面１２６ｂは、例えば、球状歯車として形成されている。具体的には、凸状球面１２６ｂは、表面の所定の位置を極点として、当該極点を中心として、円を描くように歯が設けられてもよい（例えば、凸状球面１２６ｂを地球に見立てた場合、北極及び南極に対応する極点を中心として、緯度に相当する円の形状になるように歯が設けられてもよい）。
【0073】
本実施形態では、凸状球面１２６ｂの極点と、内側ピニオンギア１２２ａ及び内側ピニオンギア１２２ｂの所定の点と、が対応関係を有するように設けられてもよい。例えば、凸状球面１２６ｂの極点近傍の歯と、内側ピニオンギア１２２ａ及び内側ピニオンギア１２２ｂの所定の点を中心とした歯と、が噛みあうように形成されてもよい。凸状球面１２６ｂの極点近傍から離れるにしたがって形状が変化する歯と、内側ピニオンギア１２２ａ、１２２ｂの所定の点を中心として形成された歯と、が噛みあうように、例えば、凸状球面１２６ｂの円周の長さと、内側ピニオンギア１２２ａ及び内側ピニオンギア１２２ｂの各々の円周の長さと、の比が、２：１になるように形成されてもよい。
【0074】
本実施形態に係る凸状球面１２６ｂの表面には、内側ピニオンギア１２２ａと噛み合うための第１の極点を中心とした歯と、内側ピニオンギア１２２ｂと噛み合うための第２の極点を中心とした歯と、が組み合わさって形成されてもよい。これにより、凸状球面１２６ｂは、内側ピニオンギア１２２ａ及び内側ピニオンギア１２２ｂの各々に対応して回転可能となる。
【0075】
上述した構成が設けられた場合、本実施形態に示される内側ピニオンギア１２２ａ及び内側ピニオンギア１２２ｂは、凸状球面１２６ｂと噛み合っている歯によっては、固定される回転方向が変化する。
【0076】
図４に示されるように、内側ピニオンギア１２２ａの回転軸１３０１がＸ軸方向の場合について説明する。例えば、内側ピニオンギア１２２ａが、円で閉じている歯で、凸状球面１２６ｂと噛み合っている場合、Ｚ軸を中心として自由に回転可能となる。例えば、湾曲した歯で、凸状球面１２６ｂと噛み合っている場合、Ｚ軸及びＹ軸の各々を中心として自由に回転可能となる。例えば、湾曲していない歯で凸状球面１２６ｂと噛み合っている場合、Ｙ軸を中心として自由に回転可能となる。
【0077】
図４に示されるように、内側ピニオンギア１２２ｂの回転軸１３０２がＹ軸方向の場合について説明する。例えば、内側ピニオンギア１２２ｂが、円で閉じている歯で、凸状球面１２６ｂと噛み合っている場合、Ｘ軸を中心として自由に回転可能となる。例えば、湾曲した歯で、凸状球面１２６ｂと噛み合っている場合、Ｚ軸及びＸ軸の各々を中心として自由に回転可能となる。例えば、湾曲していない歯で凸状球面１２６ｂと噛み合っている場合、Ｚ軸を中心として自由に回転可能となる。
【0078】
このように、内側ピニオンギア１２２ａと凸状球面１２６ｂとの間で回転可能な方向と、内側ピニオンギア１２２ｂと凸状球面１２６ｂとの間での噛みあいで自由に回転可能な方向が一致する場合に、当該方向に負荷を付与するのが難しくなる。そこで、本実施形態では、内側ピニオンギア１２２ｂの円で閉じている歯で、凸状球面１２６ｂと噛み合う範囲を考慮して、凸状球面１２６ｂに接続されているグリップ１２６ｃの可動範囲（例えば、±２０~３０°）を制限する。これにより、回転可能な方向が生じた場合の影響を抑制できる。
【0079】
操作装置２６は、例えば、複数のレバーを含む。第１のレバー（例えばグリップ１２６ｃに相当する）は、例えば、前後方向及び左右方向の操作に応じて、アーム５（アームシリンダ８）及び上部旋回体３（旋回動作）のそれぞれに関する操作を受け付け可能に構成されてよい。第２のレバーは、例えば、前後方向及び左右方向の操作に応じて、ブーム４（ブームシリンダ７）及びバケット６（バケットシリンダ９）のそれぞれに関する操作を受け付け可能に構成されてよい。第３のレバーは、例えば、下部走行体１（クローラ）の操作を受け付け可能に構成されてよい。
【0080】
図２に戻り、ショベル１００は、遠隔操作によって動作を行ってもよい。遠隔操作の場合、コントローラ３０は、通信装置Ｔ１を通じて受信する操作信号に従って、電磁弁ユニット４５に含まれる、複数の電磁弁を制御することにより、遠隔操作に用いられている操作装置に対する操作内容に応じた、各種油圧アクチュエータの動作を実現する。
【0081】
＜ショベルのコントローラの機能ブロック＞
コントローラ３０は、その操作量（例えば、レバー操作量）に対応する電気信号によって、複数の電磁弁の各々を制御して、パイロット圧を増減させることで、操作装置２６に対する操作内容に合わせて、各制御弁１７１～１７６を動作させることができる。また、本実施形態においては、複数の電磁弁の各々で増減したパイロット圧を検知する（図示しない）圧力検知センサが設けられてもよい。この場合、コントローラ３０は、圧力検知センサによる検知結果として、パイロット圧を検知できる。
コントローラ３０は、その操作量（例えば、レバー操作量）に対応する電気信号によって、複数の電磁弁の各々を制御して、パイロット圧を増減させることで、操作装置２６に対する操作内容に合わせて、各制御弁１７１～１７６を動作させることができる。また、本実施形態においては、複数の電磁弁の各々で増減したパイロット圧を検知する（図示しない）圧力検知センサが設けられてもよい。この場合、コントローラ３０は、圧力検知センサによる検知結果として、パイロット圧を検知できる。
【0082】
このようにして、コントローラ３０は、操作装置２６からの操作信号、又は遠隔操作による操作信号に応じて、ブーム４の上げ下げ、アーム５の開閉、バケット６の開閉、上部旋回体３の旋回、及び下部走行体１の走行等を実現できる。
【0083】
本実施形態に係るコントローラ３０は、アクチュエータ１２７ａ、１２７ｂに対して制御信号を出力することで、操作装置２６のレバーに対して力を加える機能、いわゆるフォースフィードバック機能を有する。これにより、例えば、コントローラ３０は、操作装置２６のレバーを所定の方向（第１の方向の例）に傾ける操作を受け付けた場合に、当該所定の方向の反対方向（第２の方向の例）に力を加えることができる。
【0084】
本実施形態のフォースフィードバック機能は、コントローラ３０によるアクチュエータ１２７ａ、１２７ｂの制御を、操作者に対して適切な操作方向を呈示する機能として用いる。
【0085】
例えば、未熟な操作者は、未熟な操作又は非効率な操作を行う傾向にある。そこで、本実施形態においては、施工用に予め定められた設計図情報に基づいて操作者に対して適切な操作を促す。設計図情報には、施工対象に関する施工後の形状が表されている。そこで、本実施形態では、施工対象が、設計図情報で示された形状になるためのショベル１００の動作計画が設定される。動作計画には、施工するためのショベル１００のアタッチメント及び上部旋回体３の移動軌跡が含まれている。そして、本実施形態に係るコントローラ３０が、当該移動軌跡に従ってショベル１００の各構成（例えば、アタッチメント及び上部旋回体３のうちいずれか一つ以上）を動作させるための操作手順（操作の軌跡）を設定する。そして、操作者が操作を行う際に、当該操作が、登録された操作手順の操作とずれが大きい場合に、コントローラ３０は、設定された操作手順の操作になるように操作装置２６のレバー（グリップ１２６ｃを含む）に設定された操作方向を呈示する力を付与する。
【0086】
コントローラ３０は、操作装置２６によって所定の方向（第１の方向の一例）が入力された場合に、登録された操作手順の操作になるように、操作装置２６を操作している操作者に対して、所定の方向と反対方向（第１の方向に対応する第２の方向の一例）を呈示する。コントローラ３０は、所定の方向と反対方向への力の呈示を行うために、アクチュエータ１２７ａ、１２７ｂの制御を行う。なお、本実施形態においては、所定の方向と反対方向を呈示する例について説明するが、反対方向に制限するものではなく、例えば、移動軌跡に従ってアタッチメント及び上部旋回体３を動作させるための操作方向に対する力（負荷）を呈示してもよい。さらには、グリップ１２６ｃを中心として回転する方向への力を呈示してもよい。つまり、本実施形態に係るコントローラ３０は、操作者に適切な操作を学習させるために、操作者に入力された方向に対応した方向を呈示できればよい。これにより、操作者は適した操作を学習できる。
【0087】
コントローラ３０内の各機能ブロックについて説明する。コントローラ３０内の各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部または一部を、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵにて実行されるプログラムにより実現される。または各機能ブロックをワイヤードロジックによるハードウェアとして実現してもよい。本実施形態にかかるコントローラ３０で実行されるプログラムは、不揮発性の補助記憶装置に格納する手法に制限するものではなく、配布可能な記憶部媒体に格納してもよいし、通信回線を介して送受信されてもよい。
【0088】
本実施形態に係るコントローラ３０は、機能ブロックとして、取得部３０ａと、信号出力部３０ｂと、設定部３０ｃと、判定部３０ｄと、呈示部３０ｅと、を備える。また、コントローラ３０は、不揮発性の補助記憶装置に、操作手順記憶部３０ｆを設けている。
【0089】
操作手順記憶部３０ｆは、上述した動作計画に含まれている移動軌跡に従ってショベル１００の各構成（例えば、アタッチメント及び上部旋回体３のうちいずれか一つ以上）を動作させるための操作手順を示した操作手順情報を記憶する。操作手順情報としては、例えば、所定の作業現場において、動作計画に従って、掘削、旋回、掘削した土砂の積み込みなど、繰り返して行われる一連の操作に関する情報とする。一連の操作に関する情報としては、各工程において、操作装置２６のレバーを傾けている量、及び傾けている時間を含んでいる。これにより、工程毎に操作装置２６に対して行われる操作量を特定できる。
【0090】
取得部３０ａは、ショベル１００内の各種構成の信号を取得する。例えば、取得部３０ａは、操作内容検出装置２９からの操作信号を取得する。これにより、コントローラ３０は、操作装置２６を用いた操作者の操作内容を認識できる。例えば、取得部３０ａは、操作装置２６に設けられたレバーが傾いた方向（操作者に入力された方向）及び傾いた量を認識できる。
【0091】
また、取得部３０ａは、通信装置Ｔ１を介して、外部装置からの通信情報を取得する。例えば、取得部３０ａは、遠隔操作による操作信号を取得する。さらに、取得部３０ａは、各種センサ（例えば、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、及び旋回角速度センサＳ４）からの検出結果を取得する。さらに、取得部３０ａは、集音装置Ａ１により検出された音声情報、及び撮像装置Ｃ１による撮像情報を取得する。
【0092】
信号出力部３０ｂは、取得した操作信号による操作内容に対応する動作を行うための制御信号を出力する。例えば、信号出力部３０ｂは、操作内容に対応する動作のために、電磁弁ユニット４５に含まれる電磁弁を制御する制御信号を生成し、当該制御信号を電磁弁ユニット４５に出力する。
【0093】
設定部３０ｃは、ショベル１００が一連の動作（所定の動作の一例）を行うために、操作装置２６のレバーを傾けた１つ以上の方向を含んだ操作手順を示した操作手順情報を設定する。例えば、設定部３０ｃは、取得部３０ａが取得した設計図情報に基づいて、一連の作業を行うための操作手順を示した操作手順情報を、操作手順記憶部３０ｆに登録することで、設定を行う。
【0094】
操作手順情報の設定手法としてはどのような手法を用いてもよい。例えば、設定部３０ｃが、設計図情報で示された形状に施工対象が形成されるように、ショベル１００のアタッチメント及び上部旋回体３の少なくとも一つ以上の移動軌跡を含む動作計画を生成し、当該動作計画で示された移動軌跡に従ってアタッチメント及び上部旋回体３のうち少なくとも一つ以上を動作させるための一連の操作を示した操作手順を、操作手順情報として、操作手順記憶部３０ｆに設定登録してもよい。
【0095】
さらには、設定部３０ｃが、通信装置Ｔ１を介して、外部装置から受信したパラメータ（例えば旋回角等）群で示された操作手順を、操作手順情報として、操作手順記憶部３０ｆに設定登録してもよい。これにより、操作手順情報を参照することで、一連の作業を行う際に、時系列に応じて入力される方向（レバーの傾き方向）、及び当該方向として入力される量（レバーの傾き量）を特定できる。
【0096】
判定部３０ｄは、取得部３０ａが取得した信号等に基づいて、各種判定を行う。例えば、判定部３０ｄは、一連の繰り返し作業が行われている間に、操作装置２６に所定の方向が入力された場合（レバーが傾けられた場合）に、操作装置２６に入力された方向（第１の方向の一例）の情報（レバーが傾いた方向、及び傾き量）が、操作手順情報として設定されている操作手順で示された方向（第３の方向の一例）の情報と比べて、所定の閾値以上異なるか否かを判定する。なお、所定の閾値は、具体的な作業、設計図情報で示された形状を形成する際に求められる精度などの実施態様に応じて定められる値として説明を省略する。
【0097】
つまり、判定部３０ｄは、入力された操作が、動作計画で示された移動軌跡に従って動作させるための操作と比べて所定の閾値以上ずれているか否かを判定する。なお、本実施形態では、動作計画で示された移動軌跡に従って動作させるための操作を予め設定する手法に制限するものではなく、設計図情報と実際に行われた操作との組み合わせの入力に従って、設計図情報に対応する操作手順を機械学習した学習モデルを用いて判定を行ってもよい。
【0098】
呈示部３０ｅは、判定部３０ｄによって、操作装置２６に所定の方向（第１の方向の一例）が入力された場合に、入力された所定の方向の情報が、操作手順情報に示された操作方向（第３の方向の一例）の情報と比べて、所定の閾値より異なると判定部３０ｄによって判定された場合に、操作装置２６を操作している操作者に対して、入力された所定の方向の反対方向（第２の方向の一例）を呈示させる。
【0099】
本実施形態に係る呈示部３０ｅは、方向を呈示する手法として、操作装置２６のレバー（グリップ１２６ｃを含む）に対して、レバー（グリップ１２６ｃを含む）が傾いた所定の方向と反対方向に力を付与するように、アクチュエータ１２７ａ、１２７ｂを制御する。
【0100】
例えば、旋回操作時に、ショベル１００の適切な旋回角になったタイミングで操作装置２６のレバー（グリップ１２６ｃを含む）に反力が付与される。これにより、操作者は旋回を終了させる適切なタイミングを認識できる。
【0101】
＜ショベルにおける操作手順＞
本実施形態においては、上述した構成を備えることで、操作者に対して適切な操作を学習することができる。次に、本実施形態に係るコントローラ３０における一連の作業時の処理について説明する。
本実施形態においては、上述した構成を備えることで、操作者に対して適切な操作を学習することができる。次に、本実施形態に係るコントローラ３０における一連の作業時の処理について説明する。
【0102】
図５は、本実施形態に係るコントローラ３０における、ショベル１００の一連の作業を行う時の処理を示したフローチャートである。図５に示される処理の前に、操作手順記憶部３０ｆには、予め当該一連の作業を行うための操作手順情報が設定登録されている。
【0103】
取得部３０ａは、一連の作業時に、操作内容検出装置２９から操作装置２６により入力された所定の方向を示した操作信号を取得する（Ｓ４０１）。
【0104】
そして、判定部３０ｄは、取得した操作信号で示された所定の方向の情報が、操作手順記憶部３０ｆに登録されている操作手順情報で示された、現在の操作手順に対応する方向の情報と、所定の閾値以上異なるか否かを判定する（Ｓ４０２）。入力された所定の方向の情報と、現在の操作手順に対応する方向の情報と、の違いが所定の閾値内と判定された場合（Ｓ４０２：ＮＯ）、Ｓ４０４の処理に移動する。
【0105】
一方、判定部３０ｄによって、入力された方向の情報と、現在の操作手順に対応する方向の情報と、の違いが所定の閾値以上と判定された場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、呈示部３０ｅは、入力された方向と反対方向に反力を呈示させる制御信号を、アクチュエータ１２７ａ～１２７ｄに出力する（Ｓ４０３）。
【0106】
その後、判定部３０ｄは、操作手順情報で示された、一連の作業の操作手順が全て終了したか否かを判定する（Ｓ４０４）。一連の作業の操作手順が全て終了していないと判定した場合（Ｓ４０４：ＮＯ）、再びＳ４０１から処理を行う。
【0107】
一方、判定部３０ｄは、操作手順情報で示された、一連の作業の操作手順が全て終了したと判定した場合（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、一連の作業における判定等の処理を終了する。
【0108】
本実施形態においては上述した処理手順で処理を行うことで、予め設定された一連の作業の操作手順情報に基づいて、入力された方向と方向を呈示することで、操作者は設計図情報で示された形状を形成する際に求められる操作を認識した上で、作業を行うことができる。操作者が設計図情報で示された動作計画に基づいた操作手順と異なっているか否かを認識した上で、操作を行うことで、作業効率の向上を実現できる。
【0109】
本実施形態では、操作装置２６として上述した構成を備える場合について説明した。当該操作装置２６においては、可動部１２６ａの凸状球面１２６ｂに対して、アクチュエータ１２７ａ、１２７ｂからの駆動力を伝達させることで、グリップ１２６ｃが設けられた可動部１２６ａに対して力によるフォースフィードバックを容易に行うことができる。
【0110】
つまり、従来の建設機械を操作するためのジョイスティックにおいては、回転軸に回転型のアクチュエータを接続して、当該アクチュエータを駆動させることで、操作者に力を呈示する等の手法が用いられる等の傾向にあった。当該手法では、アクチュエータを配置するために大型化、複雑になる傾向にあった。これに対して、本実施形態の操作装置２６においては、凸状球面１２６ｂに対して駆動力を伝達可能な構成を備えることで、力によるフォースフィードバック可能な構造を省スペースで実現できる。
【0111】
本実施形態においては、コントローラ３０と操作装置２６とが別構成となっている場合について説明した。しかしながら、コントローラ３０のうち、操作装置２６に関する制御を行うための構成を、操作装置２６に格納してもよい。さらには、コントローラ３０と、操作装置２６と、の組み合わせを装置としてもよい。以降の実施形態についても同様とする。
【0112】
本実施形態においては、上述した構成の操作装置２６を用いることで、操作者に対して規範となる操作の軌道を呈示できる。これにより、操作者は、設計図情報で示された動作計画に基づいた操作手順を考慮して、操作を行うことで、作業効率の向上を実現できる。さらには、設計図情報で示された動作計画に基づいた操作手順が提示されるので、操作者は消費燃料に対して仕事量が最適になる操作などを直観的に学習できる。
【0113】
（第２の実施形態）
上述した実施形態においては、アクチュエータ１２７ａ、１２７ｂを駆動させた実際の（駆動）力で、入力された方向と反対方向に負荷を呈示する例について説明した。しかしながら、上述した実施形態は、入力された方向と反対方向を呈示するために、実際の力を付与する手法に制限するものではない。そこで本実施形態においては、疑似力覚で、方向を呈示する例について説明する。
上述した実施形態においては、アクチュエータ１２７ａ、１２７ｂを駆動させた実際の（駆動）力で、入力された方向と反対方向に負荷を呈示する例について説明した。しかしながら、上述した実施形態は、入力された方向と反対方向を呈示するために、実際の力を付与する手法に制限するものではない。そこで本実施形態においては、疑似力覚で、方向を呈示する例について説明する。
【0114】
本実施形態に係る操作装置２６Ａについて説明する。図６は、本実施形態に係る操作装置２６Ａに設けられたレバー２６０Ａの概略構成を例示した図である。図６（Ａ）はレバー２６０Ａの正面からの外観を示した図であり、図６（Ｂ）はレバー２６０Ａの側面からの外観を示した図である。レバー２６０Ａには、操作者が握るためにグリップ２６１Ａと、グリップ２６１Ａを下方から支持する支持部材２６３Ａと、が設けられている。グリップ２６１Ａには、操作者が押下するための（図示しない）ボタンが設けられてもよい。
【0115】
図６（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、レバー２６０Ａは、軸受２６２Ａから上方向（Ｚ軸正方向）にグリップ２６１Ａが設けられている。さらには、グリップ２６１Ａは、軸受２６２Ａを基準に、水平面（ＸＹ座標平面）方向に傾倒可能に設けられている。
【0116】
具体的には、グリップ２６１Ａは、軸受２６２Ａを基準に、右方向（Ｙ軸負方向）５０１Ｒ、及び左方向（Ｙ軸正方向）５０１Ｌ方向に傾倒可能である。また、グリップ２６１Ａは、軸受２６２Ａを基準に、前方向（Ｙ軸正方向）５０１Ｆ、及び後方向（Ｙ軸負方向）５０１Ｂ方向に傾倒可能である。このように、本実施形態に係るグリップ２６１Ａは、直交する２軸方向に傾倒可能である。
【0117】
本実施形態に係るレバー２６０Ａは、上述したように直交する２軸（複数の軸の例）方向に入力可能とする。
【0118】
レバー２６０Ａには、（図示しない）操作内容検出装置２９Ａが設けられている。これにより、操作内容検出装置２９Ａは、レバー２６０Ａに対する前後方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を検出すると共に、レバー２６０Ａに対する左右方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を検出する。
【0119】
具体的には、操作内容検出装置２９Ａは、例えば、レバー２６０Ａの傾斜角度を検出する傾斜センサ、又は、操作レバーの揺動軸回りの揺動角度を検出する角度センサ等である。操作内容検出装置２９Ａは、圧力センサ、電流センサ、電圧センサ、又は距離センサ等の他のセンサで構成されていてもよい。
【0120】
レバー２６０Ａには、傾倒（入力）可能な方向に対応して複数の振動機構が設けられている。例えば、本実施形態に係るレバー２６０Ａには、レバー２６０Ａを前後方向（Ｘ軸方向）に振動させる第１の振動機構２７Ａａと、レバー２６０Ａを左右方向（Ｙ軸方向）に振動させる第２の振動機構２７Ａｂ、を備える。このように、第１の振動機構２７Ａａ及び第２の振動機構２７Ａｂは、動作方向が直交するように配置されている。
【0121】
図６に示されるように、第１の振動機構２７Ａａ及び第２の振動機構２７Ａｂは、グリップ２６１Ａの上方向（Ｚ軸正方向）の端部側に設けられている。
【0122】
本実施形態は、第１の振動機構２７Ａａ及び第２の振動機構２７Ａｂを、図６に示したような、グリップ２６１Ａの上方向（Ｚ軸正方向）の端部側に配置する手法に制限するものではなく、実施態様に応じて適切な位置に設けてよい。例えば、第１の振動機構２７Ａａ及び第２の振動機構２７Ａｂが比較的大きい場合、当該グリップ２６１Ａの径が太くなりすぎないように配置することが好ましい。これにより、グリップ２６１Ａを操作者の手で握りやすいような形状にできる。
【0123】
第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂは、コントローラ３０の呈示部３０ｅからの振動信号に従って振動制御が行われる。
【0124】
図６に示される第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂは、振り子（重り）２７１Ａａ、２７１Ａｂの重心が回転軸からずれている（偏心している）。したがって、コントローラ３０が、第１の振動機構２７Ａａ及び第２の振動機構２７Ａｂの各々について振り子の重心の位相に応じて回転速度を制御することで所望の方向にのみ力を生じさせることができる。
【0125】
本実施形態においては、第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂとしては、偏心型のＤＣモータ（回転モータ）を用いることが考えられるが、当該偏心型の回転モータに制限するものではなく、ボイスコイルモータを適用してもよいし、ソレノイドコイルなどの直進型の振動子を適用してもよい。また、本実施形態では、第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂのうち一方のみ動作させる手法に制限するものではない。例えば、第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂとして、偏心型の回転モータを用いる場合、第１の振動機構２７Ａａ及び第２の振動機構２７Ａｂの動作を組み合わせて、所望の方向以外の力を打ち消すように制御を行ってもよい。
【0126】
このように、第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂは振動可能な機構を有していればよい。
【0127】
本実施形態に係る第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂは、振動方向に沿った方向の疑似力覚を呈示させる。つまり、本実施形態は、振動方向に沿った方向の疑似力覚で、操作者に入力された方向に対応する方向への反力を呈示できる。
【0128】
＜疑似力覚を生じさせる振動の説明＞
図７は、第２の実施形態に係る操作装置２６Ａのレバー２６０Ａに対して疑似力覚振動を生じさせる振動を行うための振動信号の波形を例示した図である。図７（Ａ）に示される例では、横軸を時間とし、縦軸を電圧とする。図７（Ａ）では、鋸波が生じる例とする。
図７は、第２の実施形態に係る操作装置２６Ａのレバー２６０Ａに対して疑似力覚振動を生じさせる振動を行うための振動信号の波形を例示した図である。図７（Ａ）に示される例では、横軸を時間とし、縦軸を電圧とする。図７（Ａ）では、鋸波が生じる例とする。
【0129】
図７（Ａ）に示される振動信号では、時刻ｔ１～時刻ｔ２の間において、縦軸の"０"（基準値）に関して、負方向への変位が１回生じた後、正方向への変位が３回生じている。換言すれば、図７（Ａ）に示される振動信号は、正方向と負方向の変位が３：１で発生する鋸波となる。
【0130】
呈示部３０ｅは、図７（Ａ）に示されるように、振動信号の振幅方向において、正方向への変位の数と、負方向への変位の数とを異ならせた特定パターンの波形を所定周期で繰り返す振動信号を生成する。当該振動信号に従って振動している物体に操作者の部位が接触した場合に、操作者に対して、振動の方向に引っ張られるような力を感じさせることができる。
【0131】
また、本実施形態は、図７（Ａ）に示されるような、振動信号で３：１の鋸波を発生させる例に制限するものではない。
【0132】
例えば、図７（Ｂ）に示されるような、３：１の正弦波を振動信号として用いてもよい。さらには、図７（Ｃ）に示されるような、３：１の三角波を振動信号として用いてもよい。さらには、図７（Ｄ）に示されるような、３：１の矩形波を振動信号として用いてもよい。
【0133】
なお、本実施形態においては、正と負の振動数が３：１で振動を発生させる例について説明したが、３：１に制限するものではなく、２：１又は４：１など、操作者に対して疑似力覚を生じさせる振動であればよい。つまり、本実施形態に係る呈示部３０ｅは、図７（Ａ）に示される縦軸の基準値"０"に関して、非対称となる波形で振動させるための振動信号を生成し、第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂの少なくとも一つ以上に出力すればよい。
【0134】
図８は、レバー２６０Ａの操作が行われた場合に生じさせる疑似力覚の方向を例示した図である。図８に示される例では、レバー２６０Ａが右方向７００１に傾ける操作が行われた場合とする。例えば、レバー２６０Ａの左右方向が、上部旋回体３の旋回に対応する場合、呈示部３０ｅは、一連の作業において上部旋回体３の旋回が完了したと判定された段階で、左方向７００２への反力を感じるような疑似力覚を生じさせる振動信号を生成し、当該振動信号をレバー２６０Ａの第２の振動機構２７Ａｂに出力する。これにより、操作者は、旋回動作を終了すべきであることを認識できる。
【0135】
操作装置２６Ａにおいては、ショベル１００を動作させるために、複数のレバー２６０Ａが設けられている。例えば、操作装置２６Ａとして右レバーと左レバーとが設けられてもよい。
【0136】
本実施形態では、操作装置２６Ａにおいて、第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂを有するレバー２６０Ａは、疑似力覚によって操作者に入力された方向に対応する方向への反力を呈示できる。つまり、アクチュエータを配置するために大型化、複雑になる傾向にあったが、本実施形態の操作装置２６Ａにおいては、上述した構成を備えることで、省スペース化を実現できると共に、疑似力覚によって所定の方向を呈示するフォースフィードバックを容易に実現できる。
【0137】
本実施形態においては、操作装置２６Ａのレバー２６０Ａの機構部分に干渉しない領域に、第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂを設けられるので、簡易な構成で、操作者に対して任意の方向に引っ張られるような疑似力覚を呈示できる。また操作装置２６Ａのレバー２６０Ａの機構部分を複雑化することを抑制できるので、堅牢性を確保できるとともに、コスト削減を実現できる。
【0138】
（第２の実施形態の変形例１）
上述した実施形態は、グリップ２６１Ａの上方端部に、第１の振動機構２７Ａａと、第２の振動機構２７Ａｂとを設けた例について説明した。しかしながら、第２の実施形態で示したように、振動機構をグリップ２６１Ａの上方端部に設ける手法に制限するものではない。そこで、第２の実施形態の変形例１では、振動機構を別の位置に設けた例について説明する。
上述した実施形態は、グリップ２６１Ａの上方端部に、第１の振動機構２７Ａａと、第２の振動機構２７Ａｂとを設けた例について説明した。しかしながら、第２の実施形態で示したように、振動機構をグリップ２６１Ａの上方端部に設ける手法に制限するものではない。そこで、第２の実施形態の変形例１では、振動機構を別の位置に設けた例について説明する。
【0139】
図９は、本変形例に係る操作装置２６Ｂに設けられたレバー２６０Ｂの概略構成を例示した図である。図９（Ａ）はレバー２６０Ｂの正面からの外観を示した図であり、図９（Ｂ）はレバー２６０Ｂの側面からの外観を示した図である。なお、上述した実施形態と同様の構成については同一の符号の割り当て説明を省略する。
【0140】
レバー２６０Ｂには、操作者が握るためにグリップ２６１Ｂが設けられている。グリップ２６１Ｂには、操作者が押下するための（図示しない）ボタンが設けられてもよい。
【0141】
図９（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、レバー２６０Ｂは、軸受２６２Ａから上方向（Ｚ軸正方向）にグリップ２６１Ｂが設けられている。さらには、グリップ２６１Ｂは、軸受２６２Ａを基準に、水平面（ＸＹ座標平面）方向に傾倒可能に設けられている。
【0142】
本変形例では、グリップ２６１Ｂを前後方向（Ｘ軸方向）に振動させる第１の振動機構２７Ｂａと、グリップ２６１Ｂを左右方向（Ｙ軸方向）に振動させる第２の振動機構２７Ｂｂ、を備える。このように、第１の振動機構２７Ａａ及び第２の振動機構２７Ａｂは、動作方向が直交するように配置されている。
【0143】
図９に示されるように、第１の振動機構２７Ｂａ及び第２の振動機構２７Ｂｂは、Ｚ軸方向において、グリップ２６１Ｂの中央近傍に設けられている。上述した実施形態と同様に、第１の振動機構２７Ｂａ、及び第２の振動機構２７Ｂｂは、振り子（重り）２７１Ａａ、２７１Ａｂの重心が回転軸からずれている（偏心している）。
【0144】
本変形例に係る第１の振動機構２７Ｂａ、及び第２の振動機構２７Ｂｂは、上述した実施形態と同様に、振動方向に沿った方向の疑似力覚を呈示させる。
【0145】
本実施形態においては、第１の振動機構２７Ｂａ及び第２の振動機構２７Ｂｂが、グリップ２６１Ｂの中央近傍に設けられたことで、グリップ２６１Ｂを操作者が握った際に、第１の振動機構２７Ｂａ及び第２の振動機構２７Ｂｂを包み込む状態になるので、疑似力覚で表された所望の力をより正確に、誤差が少なく操縦者に掲示することができる。また、軸受２６２Ａから、第１の振動機構２７Ｂａ及び第２の振動機構２７Ｂｂの各々までの距離も、第２の実施形態と比べて短い。このため、第１の振動機構２７Ｂａ及び第２の振動機構２７Ｂｂが重い場合でも、第２の実施形態と比べて、第１の振動機構２７Ｂａ及び第２の振動機構２７Ｂｂによる慣性力を小さくできるので、操作性を向上させることができる。
【0146】
なお、第２の実施形態及び変形例は、振動機構の配置例の示したものであって、振動機構の配置を制限するものではない。振動機構は、レバーの軸受２６２Ａと比べて、グリップ側（Ｚ軸正方向側）に設けられていればよい。振動機構は、例えば、グリップの下に設けられた支持部材２６３Ａの内部に設けられてもよい。
【0147】
（第２の実施形態の変形例２）
上述した実施形態においては、操作装置２６Ａに、第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂを内蔵する場合について説明した。第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂは、操作装置２６の機構部分に干渉させる必要がない。換言すれば、操作装置２６Ａに、第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂを内蔵する必要はない。
上述した実施形態においては、操作装置２６Ａに、第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂを内蔵する場合について説明した。第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂは、操作装置２６の機構部分に干渉させる必要がない。換言すれば、操作装置２６Ａに、第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂを内蔵する必要はない。
【0148】
そこで、本変形例では、第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂを内蔵した着脱部材を、操作装置２６Ａのレバーに対して着脱可能にした例について説明する。
【0149】
図１０は、本変形例に係る操作装置２６Ｃに設けられたレバー２６０Ｃの概略構成を例示した図である。図１０（Ａ）はレバー２６０Ｃの正面からの外観を示した図であり、図１０（Ｂ）はレバー２６０Ｃの側面からの外観を示した図である。なお、上述した実施形態と同様の構成については同一の符号の割り当て説明を省略する。
【0150】
レバー２６０Ｃには、操作者が握るためにグリップ２６１Ｃが設けられている。グリップ２６１Ｃには、操作者が押下するための（図示しない）ボタンが設けられてもよい。さらに、本変形例に係るレバー２６０Ｃは、支持部材２６３Ａの下に、着脱部材２６４Ｃを装着可能に構成されている。
【0151】
図１１は、第２の実施形態の変形例２に係る着脱部材２６４Ｃの構成を例示した図である。図１１に示されるように、着脱部材２６４Ｃ内に、前後方向（Ｘ軸方向）に振動させる第１の振動機構２７Ｃａと、左右方向（Ｙ軸方向）に振動させる第２の振動機構２７Ｃｂ、を備える。このように、第１の振動機構２７Ｃａ及び第２の振動機構２７Ｃｂは、動作方向が直交するように配置されている。
【0152】
図１１に示される着脱部材２６４Ｃは、必要に応じてレバー２６０Ｃに装着することができる。例えば、着脱部材２６４Ｃの内壁面２６４１Ｃには、レバー２６０Ｃに接続するための端子が設けられている。着脱部材２６４Ｃがレバー２６０Ｃに装着された場合に、当該端子を介して、第１の振動機構２７Ｃａ及び第２の振動機構２７Ｃｂを振動させるための信号が入力される。
【0153】
図１０に示されるように、本変形例に係るレバー２６０Ｃに、着脱部材２６４Ｃを装着することで、第１の振動機構２７Ｃａ、及び第２の振動機構２７Ｃｂが、上述した実施形態と同様に、振動方向に沿った方向の疑似力覚を呈示させることができる。
【0154】
例えば、操作者が未熟な場合に、レバー２６０Ｃに着脱部材２６４Ｃを装着する。これにより、操作者は、上述した実施形態と同様に、設計図情報で示された形状を形成する際に求められる操作を学習できる。また、学習が不要な場合には、着脱部材２６４Ｃを取り外すことができるので、レバー２６０Ｃを軽量化できるので、操作性の向上を実現できる。
【0155】
（第３の実施形態）
上述した実施形態では、操作者が、設計図情報で示された形状を形成する際に求められる操作を学習するために、入力された方向に対応する方向の力又は疑似力覚を呈示する場合について説明した。しかしながら、上述した実施形態は、入力された方向に対応する方向の力又は疑似力覚の呈示を、設計図情報で示された形状を形成する際に求められる操作を学習する場合に制限するものではない。そこで、第３の実施形態においては、遠隔操作を行っている操作者に対して、ショベル１００の動作に対応する負荷を呈示する場合について説明する。なお、本実施形態においては、第２の実施形態の操作装置２６Ａを遠隔操作に用いることで、疑似力覚で方向を呈示する例について説明するが、第１の実施形態の操作装置２６を用いて力によって方向を呈示してもよい。
上述した実施形態では、操作者が、設計図情報で示された形状を形成する際に求められる操作を学習するために、入力された方向に対応する方向の力又は疑似力覚を呈示する場合について説明した。しかしながら、上述した実施形態は、入力された方向に対応する方向の力又は疑似力覚の呈示を、設計図情報で示された形状を形成する際に求められる操作を学習する場合に制限するものではない。そこで、第３の実施形態においては、遠隔操作を行っている操作者に対して、ショベル１００の動作に対応する負荷を呈示する場合について説明する。なお、本実施形態においては、第２の実施形態の操作装置２６Ａを遠隔操作に用いることで、疑似力覚で方向を呈示する例について説明するが、第１の実施形態の操作装置２６を用いて力によって方向を呈示してもよい。
【0156】
＜ショベルの電気系の構成例＞
図１２は、ショベル１００に搭載される電気系の構成例を示す図である。エンジン１１は、エンジンコントロールユニット７４に接続されている。エンジンコントロールユニット７４からは、エンジン１１の状態を示す各種データがコントローラ３００に送信される。コントローラ３００は、エンジン１１の状態を示す各種データを、コントローラ３００内部の不揮発性の補助記憶装置に蓄積できるように構成されている。
図１２は、ショベル１００に搭載される電気系の構成例を示す図である。エンジン１１は、エンジンコントロールユニット７４に接続されている。エンジンコントロールユニット７４からは、エンジン１１の状態を示す各種データがコントローラ３００に送信される。コントローラ３００は、エンジン１１の状態を示す各種データを、コントローラ３００内部の不揮発性の補助記憶装置に蓄積できるように構成されている。
【0157】
バッテリ７０は、ショベル１００に搭載されている各種電気負荷に電力を供給するように構成されている。オルタネータ１１ａ（発電機）、スタータ１１ｂ、コントローラ３００、及び電装品７２等は、バッテリ７０に蓄えられた電力で動作するように構成されている。スタータ１１ｂは、バッテリ７０に蓄えられた電力で駆動され、エンジン１１を始動させるように構成されている。また、バッテリ７０は、オルタネータ１１ａが発電した電力で充電されるように構成されている。
【0158】
水温センサ１１ｃは、エンジン冷却水の温度に関するデータをコントローラ３００に送信する。レギュレータ１３は、斜板傾転角に関するデータをコントローラ３００に送信する。吐出圧センサ１４ｂは、メインポンプ１４の吐出圧に関するデータをコントローラ３００に送信する。測位装置１８は、ショベル１００の位置に関するデータをコントローラ３００に送信する。
【0159】
メインポンプ１４が吸入する作動油が貯蔵された作動油タンクとメインポンプ１４との間の管路１４－１には、油温センサ１４ｃが設けられている。油温センサ１４ｃは、管路１４－１を流れる作動油の温度に関するデータをコントローラ３００に送信する。
【0160】
尿素水タンク２１に設けられた尿素水残量センサ２１ａは、尿素水の残量に関するデータをコントローラ３００に送信する。燃料タンク２２に設けられた燃料残量センサ２２ａは、燃料の残量に関するデータをコントローラ３００に送信する。
【0161】
通信装置Ｔ１は、無線通信を介し、遠隔操作室ＲＣに設置された通信装置Ｔ２との間で情報を送受信するように構成されている。本実施形態では、通信装置Ｔ１と通信装置Ｔ２とは、第５世代移動通信回線（５Ｇ回線）、ＬＴＥ回線、又は衛星回線等を介して情報を送受信するように構成されている。
【0162】
＜遠隔操作室の電気系の構成例＞
遠隔操作室ＲＣには、遠隔コントローラ４０、音出力装置Ａ２、室内撮像装置Ｃ２、表示装置Ｄ１、及び通信装置Ｔ２等が設置されている。また、遠隔操作室ＲＣには、ショベル１００を遠隔操作する操作者ＯＰが座る運転席ＤＳが設置されている。
遠隔操作室ＲＣには、遠隔コントローラ４０、音出力装置Ａ２、室内撮像装置Ｃ２、表示装置Ｄ１、及び通信装置Ｔ２等が設置されている。また、遠隔操作室ＲＣには、ショベル１００を遠隔操作する操作者ＯＰが座る運転席ＤＳが設置されている。
【0163】
遠隔コントローラ４０は、各種演算を実行する演算装置である。本実施形態では、遠隔コントローラ４０は、コントローラ３００と同様、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロコンピュータで構成されている。そして、遠隔コントローラ４０の各種機能は、ＣＰＵがメモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。
【0164】
音出力装置Ａ２は、音を出力するように構成されている。本実施形態では、音出力装置Ａ２は、スピーカであり、ショベル１００に取り付けられている集音装置Ａ１が集めた音を再生するように構成されている。
【0165】
室内撮像装置Ｃ２は、遠隔操作室ＲＣ内を撮像するように構成されている。本実施形態では、室内撮像装置Ｃ２は、遠隔操作室ＲＣの内部に設置されたカメラであり、運転席ＤＳに着座する操作者ＯＰを撮像するように構成されている。
【0166】
通信装置Ｔ２は、ショベル１００に取り付けられた通信装置Ｔ１との無線通信を制御するように構成されている。
【0167】
本実施形態では、運転席ＤＳは、通常のショベルのキャビン内に設置される運転席と同様の構造を有する。具体的には、運転席ＤＳの左側には左コンソールボックスが配置され、運転席ＤＳの右側には右コンソールボックスが配置されている。運転席には、上述した実施形態で示した操作装置２６Ａが設けられている。操作装置２６Ａとして、コンソールボックスの上面前端に左操作レバーが配置され、右コンソールボックスの上面前端には右操作レバーが配置されている。また、運転席ＤＳの前方には、走行レバー及び走行ペダルが配置されている。更に、右コンソールボックスの上面中央部には、エンジン回転数調整ダイヤル７５が配置されている。
【0168】
エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジン１１の回転数を調整するためのダイヤルであり、例えばエンジン回転数を４段階で切り換えできるように構成されている。
【0169】
具体的には、エンジン回転数調整ダイヤル７５はＳＰモード、Ｈモード、Ａモード、及びアイドリングモードの４段階でエンジン回転数の切り換えができるように構成されている。エンジン回転数調整ダイヤル７５は、エンジン回転数の設定に関するデータをコントローラ３００に送信する。
【0170】
ＳＰモードは、操作者ＯＰが作業量を優先させたい場合に選択される回転数モードであり、最も高いエンジン回転数を利用する。Ｈモードは、操作者ＯＰが作業量と燃費を両立させたい場合に選択される回転数モードであり、二番目に高いエンジン回転数を利用する。Ａモードは、操作者ＯＰが燃費を優先させながら低騒音でショベルを稼働させたい場合に選択される回転数モードであり、三番目に高いエンジン回転数を利用する。アイドリングモードは、操作者ＯＰがエンジンをアイドリング状態にしたい場合に選択される回転数モードであり、最も低いエンジン回転数を利用する。そして、エンジン１１は、エンジン回転数調整ダイヤル７５を介して選択された回転数モードのエンジン回転数で一定に回転数制御される。
【0171】
操作装置２６Ａには、操作装置２６Ａの操作内容を検出するための操作内容検出装置２９Ａが設置されている。操作内容検出装置２９Ａは、検出した操作装置２６Ａの操作内容に関する情報を遠隔コントローラ４０に対して出力する。遠隔コントローラ４０は、受信した情報に基づいて操作信号を生成し、生成した操作信号をショベル１００に向けて送信する。操作内容検出装置２９Ａは、操作信号を生成するように構成されていてもよい。この場合、操作内容検出装置２９Ａは、遠隔コントローラ４０を経由せずに、操作信号を通信装置Ｔ２に出力してもよい。
【0172】
表示装置Ｄ１は、撮像装置Ｃ１が撮像した画像に基づいて、ショベル１００の周囲の状況に関する情報を表示するように構成されている。本実施形態では、表示装置Ｄ１は、縦３段、横３列の９つのモニタで構成されるマルチディスプレイであり、ショベル１００の前方、左方、及び右方の空間の様子を表示できるように構成されている。各モニタは、液晶モニタ又は有機ＥＬモニタ等である。但し、表示装置Ｄ１は、１又は複数の曲面モニタで構成されていてもよく、プロジェクタで構成されていてもよい。
【0173】
表示装置Ｄ１は、操作者ＯＰが着用可能な表示装置であってもよい。例えば、表示装置Ｄ１は、ヘッドマウントディスプレイであり、無線通信によって、遠隔コントローラ４０との間で情報を送受信できるように構成されていてもよい。ヘッドマウントディスプレイは、遠隔コントローラ４０に有線接続されていてもよい。ヘッドマウントディスプレイは、透過型ヘッドマウントディスプレイであってもよく、非透過型ヘッドマウントディスプレイであってもよい。ヘッドマウントディスプレイは、片眼型ヘッドマウントディスプレイであってもよく、両眼型ヘッドマウントディスプレイであってもよい。
【0174】
表示装置Ｄ１は、遠隔操作室ＲＣにいる操作者ＯＰがショベル１００の周囲を視認できるようにする画像を表示するように構成されている。すなわち、表示装置Ｄ１は、操作者が遠隔操作室ＲＣにいるにもかかわらず、あたかもショベル１００のキャビン１０内にいるかのように、ショベル１００の周囲の状況を確認することができるように、画像を表示する。
【0175】
【0176】
図１３に示す例では、施工支援システムＳＹＳは、ショベル１００と、ショベル１００に関する遠隔操作室ＲＣとで構成されている。
【0177】
ショベル１００は、測位装置１８、コントローラ３００、電磁弁ユニット４５、集音装置Ａ１、撮像装置Ｃ１、圧力検知センサＳ５、及び通信装置Ｔ１を備えている。
【0178】
圧力検知センサＳ５は、制御弁１７１～１７６を動作させるために、電磁弁ユニット４５に含まれる電磁弁の各々で増減したパイロット圧を検知し、検知結果をコントローラ３００に出力する。
【0179】
パイロット圧は、操作者の操作に応じて増減した圧力である。このため、当該検知結果に応じた疑似反力を、遠隔操作室ＲＣの操作装置２６Ａに生じさせることで、操作者にショベル１００の油圧駆動系で生じている負荷を伝達できる。
【0180】
＜ショベルのコントローラの機能ブロック＞
ショベル１００に搭載されているコントローラ３００は、上述した実施形態のコントローラ３０と同様にショベル１００を制御する機能と共に、遠隔操作を行うための機能を有する。そこで、コントローラ３００が遠隔操作を行うために有する機能について説明する。コントローラ３００は、例えば、（図示しない）ＣＰＵが不揮発性記憶媒体に格納されているプログラムを読み込むことで、ショベル１００の遠隔操作を行うために有する機能構成を実現する。
ショベル１００に搭載されているコントローラ３００は、上述した実施形態のコントローラ３０と同様にショベル１００を制御する機能と共に、遠隔操作を行うための機能を有する。そこで、コントローラ３００が遠隔操作を行うために有する機能について説明する。コントローラ３００は、例えば、（図示しない）ＣＰＵが不揮発性記憶媒体に格納されているプログラムを読み込むことで、ショベル１００の遠隔操作を行うために有する機能構成を実現する。
【0181】
コントローラ３００は、例えば、図１３に示すように、機能ブロックとして、画像生成部３００ａと、ショベル状態特定部３００ｂと、及びアクチュエータ駆動部３００ｃと、圧力情報生成部３００ｄと、状態情報生成部３００ｅと、を有する。
【0182】
画像生成部３００ａは、表示装置Ｄ１で表示される画像を含む周囲画像を生成するように構成されている。周囲画像は、表示装置Ｄ１での表示の際に利用される画像である。典型的には、周囲画像は、仮にキャビン１０内に操作者がいたならば操作者が見ることができたショベル１００の周囲の様子を表す画像である。本実施形態では、周囲画像は、撮像装置Ｃ１が撮像した画像に基づいて生成される。具体的には、画像生成部３００ａは、後カメラＣ１Ｂ、前カメラＣ１Ｆ、左カメラＣ１Ｌ、及び右カメラＣ１Ｒのそれぞれが撮像した画像に基づき、周囲画像としての仮想視点画像を生成する。但し、画像生成部３００ａは、後カメラＣ１Ｂ、前カメラＣ１Ｆ、左カメラＣ１Ｌ、及び右カメラＣ１Ｒの少なくとも１つが撮像した画像に基づき、周囲画像としての仮想視点画像を生成してもよい。仮想視点画像の仮想視点は、仮にキャビン１０内の運転席に操作者が着座していたときの操作者の目の位置に対応する仮想操作者視点である。但し、仮想操作者視点は、キャビン１０の外にあってもよい。
【0183】
本実施形態では、仮想操作者視点の座標は、遠隔操作室ＲＣの運転席ＤＳに操作者ＯＰが着座したときの操作者ＯＰの目の位置である操作者視点に基づいて導き出される。なお、操作者視点の座標は、予め設定された固定値でよい。
【0184】
ショベル状態特定部３００ｂは、ショベル１００の状態を特定するように構成されている。本実施形態では、ショベル１００の状態は、ショベル１００の位置と向きを含む。ショベル状態特定部３００ｂは、測位装置１８の出力に基づいてショベルの位置及び向きを特定する。
【0185】
アクチュエータ駆動部３００ｃは、ショベル１００に搭載されているアクチュエータを駆動するように構成されている。本実施形態では、アクチュエータ駆動部３００ｃは、遠隔コントローラ４０から送信されてくる操作信号に基づき、電磁弁ユニット４５に含まれる複数の電磁弁のそれぞれに対する作動信号を生成して出力する。
【0186】
作動信号を受けた各電磁弁は、コントロールバルブユニット１７における対応する制御弁１７１～１７６のパイロットポートに作用するパイロット圧を増減させる。その結果、各制御弁に対応する油圧アクチュエータは、制御弁のストローク量に応じた速度で動作する。
【0187】
圧力情報生成部３００ｄは、圧力検知センサＳ５によって、電磁弁ユニット４５の複数の電磁弁の各々で増減したパイロット圧の検知結果に基づいて、操作装置が油圧パイロット式の場合に当該操作装置２６Ａの操作レバーの移動方向の各々に対応する動作で生じているパイロット圧（負荷の一例）を算出し、操作装置２６Ａのレバーの移動方向の各々に対応するパイロット圧を示した圧力情報（負荷情報の一例）を生成して、通信装置Ｔ１に出力する。
【0188】
状態情報生成部３００ｅは、ショベル１００に設けられた各種センサの検知結果に基づいて、遠隔操作室ＲＣに存在する操作者に伝達すべき、ショベル１００の状態を示した状態情報を生成する。状態情報としては、例えばショベル１００が所定の閾値以上傾いている旨を示す情報が含まれてもよい。
【0189】
＜遠隔操作室＞
遠隔操作室ＲＣは、操作装置２６Ａ、操作内容検出装置２９Ａ、遠隔コントローラ４０、音出力装置Ａ２、室内撮像装置Ｃ２、表示装置Ｄ１、及び通信装置Ｔ２を備えている。
遠隔操作室ＲＣは、操作装置２６Ａ、操作内容検出装置２９Ａ、遠隔コントローラ４０、音出力装置Ａ２、室内撮像装置Ｃ２、表示装置Ｄ１、及び通信装置Ｔ２を備えている。
【0190】
遠隔操作室ＲＣに設置されている遠隔コントローラ４０が有する機能について説明する。遠隔コントローラ４０は、例えば、（図示しない）ＣＰＵが不揮発性記憶媒体に格納されているプログラムを読み込むことで、遠隔操作室ＲＣ内の各構成を制御する。
【0191】
＜遠隔コントローラの機能ブロック＞
遠隔コントローラ４０は、機能ブロックとして、画像処理部４０ａと、圧力情報取得部４０ｂと、状態情報取得部４０ｃと、呈示部４０ｄと、操作信号出力部４０ｅと、を有する。
遠隔コントローラ４０は、機能ブロックとして、画像処理部４０ａと、圧力情報取得部４０ｂと、状態情報取得部４０ｃと、呈示部４０ｄと、操作信号出力部４０ｅと、を有する。
【0192】
画像処理部４０ａは、ショベル１００から送信されるショベル１００の周囲画像と、操作者を案内するための画像と、を合成し、合成画像を表示装置Ｄ１に出力する。
【0193】
画像処理部４０ａは、ショベル１００から送信されるショベル１００の周囲画像と、操作者を案内するための画像と、を合成し、合成画像を表示装置Ｄ１に出力する。
【0194】
操作信号出力部４０ｅは、操作信号を生成するように構成されている。本実施形態では、操作信号出力部４０ｅは、操作内容検出装置２９Ａの出力に基づいて操作信号を生成し、出力する。
【0195】
操作信号出力部４０ｅにより出力された操作信号は、通信装置Ｔ２によって、無線通信ネットワークを介して、ショベル１００に送信されるように構成されている。これによりショベル１００の油圧駆動系が動作する。そして、当該動作に従って、ショベル１００の圧力情報生成部３００ｄによって生成された圧力情報が、遠隔操作室ＲＣに送信される。
【0196】
圧力情報取得部４０ｂ（負荷情報取得部の一例）は、通信装置Ｔ２を介して、ショベル１００から、操作装置２６Ａによって入力された方向に対応する動作で生じているパイロット圧（負荷の一例）を示した圧力情報を取得する。圧力情報取得部４０ｂは、取得した圧力情報に基づいて、操作装置２６Ａのレバー２６０Ａについて、前後方向及び左右方向の各々に対応する、パイロット圧を抽出し、方向毎のパイロット圧を、呈示部４０ｄに出力する。
【0197】
状態情報取得部４０ｃは、通信装置Ｔ２を介して、ショベル１００から、ショベル１００の状態を示した状態情報を取得する。状態情報取得部４０ｃは、取得した状態情報を、呈示部４０ｄに出力する。
【0198】
呈示部４０ｄは、方向毎のパイロット圧と、状態情報と、に基づいて、第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂの各々を振動させる振動信号を生成し、第１の振動機構２７Ａａ、及び第２の振動機構２７Ａｂの各々に出力する。
【0199】
本実施形態に係る呈示部４０ｄは、操作装置２６Ａのレバー２６０Ａが入力可能な複数の方向のうち、いずれか一方向以上が入力された場合に、入力された一方向以上の各々に対応する反力を表した疑似力覚振動を生じさせる振動を示した振動信号を生成する。
【0200】
例えば、図８に示されるように、レバー２６０Ａの左右方向が、バケット６の掘削、解放に対応する場合、バケット６による掘削のためにレバー２６０Ａが右方向７００１に傾けられた際、呈示部４０ｄは、バケット６を動作させる制御弁１７４に関するパイロット圧に対応する反力として、左方向７００２に引っ張られるような疑似力覚を生じさせる振動信号を生成し、当該振動信号をレバー２６０Ａの第２の振動機構２７Ａｂに出力する。これにより、操作者は、バケット６で生じている負荷を認識できる。
【0201】
また、呈示部４０ｄは、バケット６を動作させる制御弁１７４に関するパイロット圧の大きさに応じて、３：１で発生する鋸波の振幅（振動度合い）を変更する。これにより、操作者は、バケット６に生じている負荷の大きさを認識できる。これにより、操作者は負荷の大きさを考慮した操作ができるので、安全性を向上させることができる。
【0202】
なお、本実施形態で生じさせる疑似力覚による反力は、バケット６の負荷に制限するものではなく、操作装置２６で操作された方向に対応した、ショベル１００の動作で生じている負荷であればよい。例えば、アーム５で生じている負荷、上部旋回体３の右旋回又は左旋回による負荷、又はブーム４で生じている負荷であってもよい。
【0203】
また、呈示部４０ｄは、状態情報取得部４０ｃが取得した状態情報に基づいた振動を、疑似力覚を生じさせる振動に重畳してもよい。
【0204】
状態情報取得部４０ｃが取得した状態情報に基づいた振動は、例えば、正の振幅と、負の振幅と、が交互に生じているパターンの波形を所定周期で繰り返している。
【0205】
当該振動を生じさせるための状態情報としては、ショベル１００が所定の閾値以上傾いている旨を示す情報が含まれている場合とする。つまり、呈示部４０ｄは、状態情報取得部４０ｃが取得した状態情報に、ショベル１００が所定の閾値以上傾いている旨を示す情報が含まれている場合に、状態情報に基づいた振動を生じさせる。なお、本実施形態は、状態情報の一例を示したものであって、状態情報を、ショベル１００が所定の閾値以上傾いている旨に制限するものではない。つまり、状態情報は、ショベル１００の現在の状況を表した情報が含まれていればよい。そして、呈示部４０ｄは、操作者に、ショベル１００の現在の状況を伝達するための振動を生じさせるための振動信号を生成する。
【0206】
呈示部４０ｄは、状態情報取得部４０ｃが取得した状態情報に基づいた振動と、疑似力覚を生じさせる振動と、を同時期に呈示する場合に、重畳する振動の振幅の割合を、所定の条件に応じて異ならせてもよい。例えば、レバー２６０Ａの傾いた角度に応じて、重畳する割合を変化させてもよい。
【0207】
本実施形態では呈示部４０ｄが、状態情報取得部４０ｃが取得した状態情報に基づいた振動を、疑似力覚を生じさせる振動に重畳する例について説明した。しかしながら、本実施形態では、状態情報に基づいた振動を、疑似力覚を生じさせる振動に重畳する例に制限するものではなく、呈示部４０ｄが、状態情報取得部４０ｃが取得した状態情報に基づいた振動のみを提示してもよい。このように、本実施形態に係る呈示部４０ｄは、呈示する振動を、疑似力覚を生じさせる振動と、状態情報に基づいた振動と、疑似力覚を生じさせる振動と状態情報に基づいた振動との組み合わせと、から、必要に応じて切り替えてもよい。なお、振動の呈示は、遠隔操作を行う場合に制限するものではなく、ショベル１００のキャビン１０内で操作を行う場合に操作装置２６に対して行ってもよい。
【0208】
これにより、状態情報取得部４０ｃが取得した状態情報に基づいた振動と、疑似力覚を生じさせる振動と、が操作者に対して同時期に呈示されるので、操作者に対して複数の情報（例えば、入力した操作に対応する動作でショベル１００に生じている負荷、及びショベル１００が所定の閾値以上傾いていること）を認識させることができる。これにより操作者は複数の情報を認識できるので、当該認識に対応する操作を行うことができる。これにより安全性向上させることができる。
【0209】
上述のような構成により、施工支援システムＳＹＳは、遠隔操作室ＲＣにいる操作者ＯＰが、遠隔地にあるショベル１００を遠隔操作できる。その際に、施工支援システムＳＹＳは、ショベル１００に取り付けられた撮像装置Ｃ１が撮像した画像に基づいて生成される周囲画像を操作者ＯＰがリアルタイムに視認できるようにする。具体的には、施工支援システムＳＹＳは、表示装置Ｄ１としてのマルチディスプレイに、主に撮像装置Ｃ１が撮像した画像に基づいて生成された周囲画像の一部を表示させることができる。
【0210】
施工支援システムＳＹＳは、ショベル１００で行われている動作に対応する反力を示した、操作装置２６Ａに疑似力覚振動を生じさせる。これにより、操作者は、ショベル１００で行われている動作に対応する負荷を認識できる。
【0211】
本実施形態では、操作装置２６Ａによって入力された方向に対応する操作信号は、無線通信網を介してショベル１００に送信されるので、遠隔操作室ＲＣからショベル１００の遠隔操作を実現できる。遠隔操作の際に入力された方向に対応する方向の疑似力覚を呈示することで、遠隔操作時において操作者に現在の状況を認識させることが容易になる。これにより安全性を向上させることができる。
【0212】
本実施形態においては、操作装置２６に疑似力覚振動を生じさせることで、ショベル１００で生じている負荷を認識できると共に、振動によって動作させるショベル１００の様々な情報を提供できる。例えば、提供できる情報としては、ショベル１００又は周囲環境に対して影響を与える操作になる可能性がある場合、遠隔操作時では周囲の状況を視覚よって直感的に操縦者が知覚することは難しいことがある。このため、本実施形態では、操作者に注意喚起するための振動の付与を可能としている。これにより、安全性の向上を実現できる。
【0213】
＜作用＞
上述した実施形態及び変形例においては、ショベル１００を操作している操作者に対して、入力された方向に対応する方向に力又は疑似力覚を呈示できる。つまり、操作者に対して、入力された方向に対応するように、方向を呈示できるので、ショベル１００の状況をより詳細に操作者に伝達できる。これにより、操作者は、ショベル１００の現在の状況に応じた操作が可能となるので、安全性を向上させることができる。
上述した実施形態及び変形例においては、ショベル１００を操作している操作者に対して、入力された方向に対応する方向に力又は疑似力覚を呈示できる。つまり、操作者に対して、入力された方向に対応するように、方向を呈示できるので、ショベル１００の状況をより詳細に操作者に伝達できる。これにより、操作者は、ショベル１００の現在の状況に応じた操作が可能となるので、安全性を向上させることができる。
【0214】
上述した実施形態においては、建設機械としてショベルに適用した例について説明したが、建設機械をショベルに制限するものではなく、操作者が操作可能な建設機械であればよい。
【0215】
以上、建設機械の一例としてショベルを用いた場合の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、および組み合わせが可能である。それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【0216】
１００ ショベル
１ 下部走行体
１Ｌ 左側走行用油圧モータ
１Ｒ 右側走行用油圧モータ
２ 旋回機構
２Ａ 旋回用油圧モータ
３ 上部旋回体
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
７ ブームシリンダ
８ アームシリンダ
９ バケットシリンダ
１０ キャビン
１１ エンジン
２５ パイロットライン
２６、２６Ａ 操作装置
２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃ レバー
２６１Ａ、２６１Ｂ、２６１Ｃ グリップ
２６２Ａ 軸受
２６３Ａ 支持部材
２６４Ｃ 着脱部材
２７Ａａ、２７Ｂａ、２７Ｃａ 第１の振動機構
２７Ａｂ、２７Ｂｂ、２７Ｃｂ 第２の振動機構
２８ 信号線
２９、２９Ａ 操作内容検出装置
２９ａ、２９ｂ ギアセンサ
３０、３００ コントローラ
３０ａ 取得部
３０ｂ 信号出力部
３０ｃ 設定部
３０ｄ 判定部
３０ｅ 呈示部
３００ａ 画像生成部
３００ｂ ショベル状態特定部
３００ｃ アクチュエータ駆動部
３００ｄ 圧力情報生成部
３００ｅ 状態情報生成部
４０ 遠隔コントローラ
４０ａ 画像処理部
４０ｂ 圧力情報取得部
４０ｃ 状態情報取得部
４０ｄ 呈示部
４０ｅ 操作信号出力部
１２１ａ、１２１ｂ 外側ピニオンギア
１２２ａ、１２２ｂ 内側ピニオンギア
１２３ 支持部
１２６ａ 可動部
１２６ｂ 凸状球面
１２６ｃ グリップ
１２６ｄ 押下部材
１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ、１２７ｄ アクチュエータ
１ 下部走行体
１Ｌ 左側走行用油圧モータ
１Ｒ 右側走行用油圧モータ
２ 旋回機構
２Ａ 旋回用油圧モータ
３ 上部旋回体
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
７ ブームシリンダ
８ アームシリンダ
９ バケットシリンダ
１０ キャビン
１１ エンジン
２５ パイロットライン
２６、２６Ａ 操作装置
２６０Ａ、２６０Ｂ、２６０Ｃ レバー
２６１Ａ、２６１Ｂ、２６１Ｃ グリップ
２６２Ａ 軸受
２６３Ａ 支持部材
２６４Ｃ 着脱部材
２７Ａａ、２７Ｂａ、２７Ｃａ 第１の振動機構
２７Ａｂ、２７Ｂｂ、２７Ｃｂ 第２の振動機構
２８ 信号線
２９、２９Ａ 操作内容検出装置
２９ａ、２９ｂ ギアセンサ
３０、３００ コントローラ
３０ａ 取得部
３０ｂ 信号出力部
３０ｃ 設定部
３０ｄ 判定部
３０ｅ 呈示部
３００ａ 画像生成部
３００ｂ ショベル状態特定部
３００ｃ アクチュエータ駆動部
３００ｄ 圧力情報生成部
３００ｅ 状態情報生成部
４０ 遠隔コントローラ
４０ａ 画像処理部
４０ｂ 圧力情報取得部
４０ｃ 状態情報取得部
４０ｄ 呈示部
４０ｅ 操作信号出力部
１２１ａ、１２１ｂ 外側ピニオンギア
１２２ａ、１２２ｂ 内側ピニオンギア
１２３ 支持部
１２６ａ 可動部
１２６ｂ 凸状球面
１２６ｃ グリップ
１２６ｄ 押下部材
１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ、１２７ｄ アクチュエータ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】