JP2020117994A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】作業機械の構成要素に不調が生じる前に、当該不調が生じないようにオペレータによる作業機械の操作を誘導することができる作業機械を提供する。【解決手段】作業機械１０は、動作機構１００の負荷を検知する負荷検知要素２２ａと、オペレータ３に対して画像、音及び振動のうち少なくとも１つを出力する情報出力装置４３，４４，４１ａと、負荷検知要素２２ａにより検知された負荷の大小に応じて、情報出力装置４４により出力される画像の彩度、明度及び透明度のうち少なくとも１つの高低と、情報出力装置４３により出力される音の強さ及び周波数の高低のうち少なくとも１つと、情報出力装置４１ａにより出力される振動の強さ及び周波数の高低のうち少なくとも１つとのうちの１つ以上を制御する制御要素４７ａとを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、建設機械等の作業機械に関する。

この種の作業機械では、例えば特許文献１に見られる技術が提案されている。この特許文献１には、オペレータに作業機械の不調情報を判りやすく知らせるため、作業機械のエンジン等の不調の程度が小さい場合、情報表示装置において２つの画面のうち現在表示中の一の画面にその不調を表示する一方、当該不調の程度が大きく、かつ、情報表示装置において一方の画面が表示されている場合、当該一方の画面を他方の画面に自動的に切換えて、その不調を当該他方の画面に表示する技術が提案されている。

特許第５９５６３８６号公報

しかし、作業機械の構成要素に不調が生じる前に、当該不調が生じないようにオペレータによる作業機械の操作を誘導することが望ましい。

そこで、本発明は、作業機械の構成要素に不調が生じる前に、当該不調が生じないようにオペレータによる作業機械の操作を誘導することができる作業機械を提供することを目的とする。

本発明の作業機械は、上記の目的を達成するために、
動作機構と、
前記動作機構にかかっている負荷を検知する負荷検知要素と、
オペレータに対して画像、音及び振動のうち少なくとも１つを出力する情報出力装置と、
前記負荷検知要素により検知された前記動作機構の負荷の大小に応じて、前記情報出力装置により出力される画像の少なくとも一部の彩度、明度および透明度のうち少なくとも１つの高低を制御することと、前記情報出力装置により出力される音の強さおよび周波数の高低のうち少なくとも１つを制御することと、前記情報出力装置により出力される振動の強さおよび周波数の高低のうち少なくとも１つを制御することとのうちの１つ以上の制御を実行する制御要素と、を備えていることを特徴とする。

かかる本発明の作業機械によれば、動作機構にかかっている負荷の大小に応じて、少なくとも部分的に彩度、明度および透明度のうち少なくとも１つの高低が相違する「画像」と、強さおよび周波数の高低のうち少なくとも一方が異なる「音」と、強さおよび周波数の高低のうち少なくとも一方が異なる「振動」とのうちの少なくとも１つが、オペレータに対して情報出力装置から出力される。これにより、動作機構が不調になる前に、当該動作機構の負荷が大きいことをオペレータに認識させ、ひいては、当該負荷が小さくなるように動作機構を含む作業機械の動作状態を操作するようにオペレータを誘導することができる。

本発明では、前記制御要素が、前記負荷検知要素により検知された前記動作機構の負荷が大きくなるにつれて、前記情報出力装置により出力される画像のうち、本来的に表示されている画像に少なくとも部分的に重複している領域の透明度が低くなるように制御するという態様を採用し得る。なお、「本来的に表示されている画像」というのは、少なくとも前記動作機構の負荷が十分に小さい状態で前記情報出力装置により出力される画像を意味する。

これによれば、動作機構にかかっている負荷が大きくなるほど、情報出力装置により出力されている画像のうち、本来的に表示されている画像に重複する領域の透明度が低下するように制御される。これにより、本来的に表示されている画像の視認性が低下するため、動作機構が不調になる前に、当該動作機構の負荷が大きいことをオペレータにより強く認識させ、ひいては、当該負荷が小さくなるように動作機構を含む作業機械の動作状態を操作するようにオペレータをより確実に誘導することができる。

また、本発明では、前記動作機構は、アクチュエータと該アクチュエータにより動かされる被動部とを含む機構であり得る。この場合、前記負荷検知要素により検知された前記動作機構の負荷の大小に応じて、前記情報出力装置により出力される画像のうち前記アクチュエータ及び前記被動部の少なくとも一方に相当する画像部分の彩度、明度および透明度のうち少なくとも１つの高低を制御するという態様を採用し得る。

これによれば、動作機構の負荷の大小に応じて、動作機構の前記アクチュエータ及び前記被動部の少なくとも一方に相当する画像部分の彩度、明度および透明度のうち少なくとも１つの高低が制御される。これにより、オペレータは、動作機構にかかっている負荷が大きくなった場合に、動作機構のどの部分の負荷が大きくなったのかを視覚的に容易に認識することが可能となる。ひいては、オペレータは、当該負荷が小さくなるように作業機械の動作状態を操作すること的確に実行することが可能となる。

また、本発明では、前記制御要素が、前記作業機械における複数の前記動作機構のそれぞれの配置態様を示すダイヤグラムを前記情報出力装置に出力させ得る。この場合、該制御要素は、前記負荷検知要素により検知された前記複数の動作機構のそれぞれの負荷の大小に応じて、前記情報出力装置により出力される前記ダイヤグラムのうち、前記複数の動作機構のそれぞれに相当する部分の彩度、明度および透明度のうち少なくとも１つの高低を制御することを採用し得る。

これによれば、複数の動作機構のそれぞれにかかっている負荷が大きくなるほど、情報出力装置により出力されている作業機械における各動作機構の配置態様を示すダイヤグラムのうち、各動作機構に相当する部分の彩度、明度および透明度のうち少なくとも１つの高低が制御される。これにより、複数の動作機構のそれぞれのうち負荷が比較的大きい少なくとも１つの動作機構をオペレータに認識させ、ひいては、当該少なくとも１つの動作機構の負荷を低減させるように作業機械を操作するようにオペレータを誘導することができる。

本発明の実施形態を適用した作業機械の遠隔操作システムの全体構成を示す図。 実施形態の遠隔操作システムの制御に関する構成を示すブロック図。 実施形態の遠隔操作システムの遠隔操作装置の構成を示す図。 図４Ａ〜図４Ｃは第１実施形態での画像の表示制御の第１例を説明するための図。 図５Ａ〜図５Ｃは第１実施形態での画像の表示制御の第２例を説明するための図。 図６Ａ〜図６Ｃは第１実施形態での画像の表示制御の第３例を説明するための図。 図７Ａ〜図７Ｃは第１実施形態での画像の表示制御の第４例を説明するための図。 第２実施形態で発生する音又は振動の制御の態様を説明するためのグラフ。 図９Ａ〜図９Ｃは第３実施形態での画像の表示制御の例を説明するための図。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図１〜図７Ｃを参照して以下に説明する。本実施形態は、例えば、作業機械１０を、図示しないオペレータ（操作者）が遠隔操作装置４０によって遠隔操作し得るように構成された遠隔操作システム１に適用した実施形態である。

作業機械１０は、例えば油圧ショベルであり、アタッチメント１１、アーム１２及びブーム１３を含むフロント作業機構１００と、旋回体１４及び走行体１５とを備えている。走行体１５は、図示例ではクローラ式の走行体であり、図示しない走行用油圧モータにより駆動される。なお、走行体１５は車輪型の走行体であってもよい。

旋回体１４は、走行体１５の上側に配置され、図示しない旋回用油圧モータにより走行体１５に対してヨー軸周りに旋回し得るように構成されている。この旋回体１４の後部には、図示しない油圧機器（油圧ポンプ、方向切換弁、作動油タンク等）と、油圧ポンプ等の動力源たる図示しないエンジンとが収容された機械室１４ｂが備えられている。

また、作業機械１０は、運転者が搭乗して操縦することも可能な作業機械であり、旋回体１４の前部には、運転室１４ａが備えられている。運転室１４ａには、作業機械１０の操縦用の操作装置１７（図２に示す）が配置されている。該操作装置１７は、図示しない操作レバー、操作ペダル、操作スイッチ等を含む。

フロント作業機構１００は、本発明における動作機構の一例を構成するものであり、アタッチメント１１、アーム１２及びブーム１３に加えて、それぞれを駆動する油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａを含む。そして、ブーム１３は、油圧シリンダ１３ａにより旋回体１４に対して揺動し得るように旋回体１４の前部に取付けられ、アーム１２は、油圧シリンダ１２ａによりブーム１３に対して揺動し得るようにブーム１３の先端部に取付けられ、アタッチメント１１は、油圧シリンダ１１ａによりアーム１２に対して揺動し得るようにアーム１２の先端部に取付けられている。ここで、本実施形態では、油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａのそれぞれは、本発明における動作機構の構成要素としてのアクチュエータに相当し、アタッチメント１１、アーム１２及びブーム１３のそれぞれは、本発明における動作機構の構成要素としての被動部に相当する。

なお、図１では、アタッチメント１１として、バケットを例示しているが、アタッチメント１１は、他の種類のアタッチメント（破砕機、ブレーカ、マグネット等）であってもよい。また、作業機械１０は、上記の走行用油圧モータ、旋回用油圧モータ、及び油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａ以外のアクチュエータ（例えば、ドーザの駆動用の油圧アクチュエータ、破砕機等のアタッチメントに含まれる油圧アクチュエータ等）をさらに含み得る。また、作業機械１０の一部のアクチュエータ（例えば旋回用アクチュエータ）は、電動アクチュエータであってもよい。

上記構成の作業機械１０では、エンジンを作動させた状態で操作装置１７の操作レバー又は操作ペダルを操作することで、走行用油圧モータ、旋回用油圧モータ、油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａ等の各アクチュエータを各々作動させ、ひいては、作業機械１０を操縦することができる。この場合、操作装置１７の操作に応じた各アクチュエータの作動は、例えば公知の作業機械と同様に行い得る。

そして、本実施形態では、作業機械１０の遠隔操作を可能とするために、図２に示すように、操作装置１７を駆動する電動式の操作駆動装置２１が作業機械１０に搭載されている。この操作駆動装置２１は、複数の電動モータ（図示せず）を有し、運転室１４ａに設置されている。そして、操作駆動装置２１は、操作装置１７に含まれる各操作レバー又は操作ペダルのそれぞれを電動モータにより駆動し得るように操作装置１７に接続されている。なお、操作駆動装置２１は、作業機械１０の遠隔操作を行わない場合には、作業機械１０から取り外すことが可能である。

作業機械１０にはさらに、図２に示すように、作業機械１０の動作状態を検出するための動作状態検出器２２と、作業機械１０の周囲の所定の領域を撮影するカメラ２３と、種々の制御処理を実行可能な作業機側制御装置２５と、遠隔操作装置４０側と通信を行うための無線通信装置２６とが搭載されている。

動作状態検出器２２は、本実施形態では、フロント作業機構１００の各アクチュエータにかかっている負荷を検知する負荷検知部２２ａを含む。この負荷検知部２２ａは、本発明における負荷検知要素に相当するものである。該負荷検知部２２ａは、例えば油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａのそれぞれに供給される作動油の圧力、又は油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａのそれぞれから排出される作動油の圧力を検出する圧力センサにより構成される。この場合、各油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａ毎に圧力センサにより検出される作動油の圧力が、各油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａにかかる負荷を表すものとなる。

なお、負荷検知部２２ａは、上記圧力センサの代わりに、例えば、各油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａが発生する並進力を検出する力センサ、あるいは、旋回体１４、ブーム１３、アーム１２のそれぞれに対するブーム１３、アーム１２、アタッチメント１１のそれぞれの回転力（トルク）を検出する力センサを備えていてもよい。

さらに、図示は省略するが、動作状態検出器２２は、上記負荷検知部２２ａの他、例えば、アタッチメント１１、アーム１２、及びブーム１３のそれぞれの揺動動作の回転角（又は、油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａのストローク長）を検出する検出器、旋回体１４の旋回角度を検出する検出器、及び、走行体１５の駆動速度を検出する検出器を含む。なお、動作状態検出器２２は、上記の検出器の他に、例えば、旋回体１４又は走行体１５の傾斜角を検出する検出器、旋回体１４の角速度又は加速度を検出する慣性センサ等をさらに含み得る。

カメラ２３は、例えば、旋回体１４の前方領域を撮影し得るように、運転室１４ａの天井部、あるいは、運転室１４ａの内部等に搭載されている。なお、作業機械１０の周囲の複数の領域を撮影し得るように複数のカメラ２３が作業機械１０に搭載されていてもよい。

作業機側制御装置２５は、例えば、マイクロコンピュータ、メモリ、インターフェース回路等を含む１つ以上の電子回路ユニットにより構成され、カメラ２３の撮影画像信号や、動作状態検出器２２の検出信号を適宜、取得し得る。また、作業機側制御装置２５は、無線通信装置２６を介して遠隔操作装置４０側と適宜、通信を行うことが可能である。

そして、作業機側制御装置２５は、実装されたハードウェア構成及びプログラム（ソフトウェア構成）の両方又は一方により実現される機能として、操作装置１７の操作に応じて、あるいは、遠隔操作装置４０側から無線通信装置２６を介して与えられる運転指令に応じて作業機械１０の運転制御を行う運転制御部２５ａとしての機能を有する。この運転制御部２５ａは、前記操作駆動装置２１の作動制御（ひいては、操作装置１７の操作制御）を行い得ると共に、エンジンの運転制御を行い得る。

次に、遠隔操作装置４０について説明する。遠隔操作装置４０は、図３に示すように、オペレータ（図示せず）が着座するシート４１と、作業機械１０の遠隔操作のためにオペレータが操作する操作装置４２と、音響情報（聴覚的情報）の出力装置としてのスピーカ４３、表示情報（視覚的情報）の出力装置としてのディスプレイ４４とを遠隔操作室２内に備える。また、シート４１には、該シート４１を振動させ得る電動式の加振器４１ａが組み込まれている。

また、図２に示すように、遠隔操作装置４０は、作業機械１０側と無線通信を行うための無線通信装置４５と、操作装置４２の操作状態を検出するための操作状態検出器４６と、種々の制御処理を実行可能なマスタ側制御装置４７とを備える。なお、無線通信装置４５及びマスタ側制御装置４７は、遠隔操作室２の内部及び外部のいずれに配置されていてもよい。

操作装置４２は、例えば、作業機械１０の操作装置１７と同様もしくは類似の構成のものを採用し得る。例えば図３に例示する操作装置４２は、シート４１に着座したオペレータが操作し得るようにシート４１の前側に設置された操作ペダル４２ａｐ付きの操作レバー４２ａ、及び、シート４１の左右のコンソール４１ｂに各々搭載された操作レバー４２ｂ等を含む。ただし、操作装置４２は、作業機械１０の操作装置１７と異なる構成のものであってもよい。例えば操作装置４２は、ジョイスティック、操作ボタン等を有する携帯型の操作装置であってもよい。

操作状態検出器４６は、本発明における第１検知要素に相当するものである。この操作状態検出器４６は、例えば、操作装置４２に組み込まれたポテンショメータ、接点スイッチ等を含み、操作装置４２の各操作部（操作レバー４２ａ，４２ｂ、操作ペダル４２ａｐ等）の操作状態を示す検出信号を出力するように構成されている。

スピーカ４３は、例えば、遠隔操作室２の周囲の複数個所、例えば、遠隔操作室２の前部、後部及び左右の両側に配置されている。ディスプレイ４４は、例えば液晶ディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ等により構成され、シート４１に着座したオペレータが視認し得るように、シート４１の前方側に配置されている。なお、本実施形態では、スピーカ４３及びディスプレイ４４と前記加振器４１ａとが本発明における情報出力装置として機能し得るものである。

マスタ側制御装置４７は、例えば、マイクロコンピュータ、メモリ、インターフェース回路等を含む１つ以上の電子回路ユニットにより構成され、操作状態検出器４６の検出信号を適宜、取得し得る。また、マスタ側制御装置４７は、無線通信装置４５及び作業機械１０の無線通信装置２６を介して作業機側制御装置２５と適宜、通信を行うことが可能である。この通信より、マスタ側制御装置４７は、操作状態検出器４６で検出された操作装置４２の操作状態により規定される作業機械１０の運転指令を作業機側制御装置２５に送信したり、あるいは、作業機械１０側の種々の情報（カメラ２３による撮影画像、作業機械１０の動作状態の検出情報等）を、作業機側制御装置２５から受信することが可能である。

そして、マスタ側制御装置４７は、実装されたハードウェア構成及びプログラム（ソフトウェア構成）の両方又は一方により実現される機能として、スピーカ４３、ディスプレイ４４及び加振器４１ａを制御する出力情報制御部４７ａとしての機能を有する。該出力情報制御部４７ａは、本発明における制御要素に相当する。

次に、本実施形態の遠隔操作システム１の作動を具体的に説明する。遠隔操作室２内のシート４１に着座したオペレータが作業機械１０による作業を開始するために、オペレータが所定の始動操作（例えば、操作装置４２の図示しない始動スイッチのオン操作、あるいは、音声入力操作）を行うと、これに応じてマスタ側制御装置４７は、作業機側制御装置２５に対して無線通信装置４５，２６を介して始動指令を送信する。

このとき、作業機側制御装置２５は、上記始動指令の受信に応じて作業機械１０のエンジンを始動する制御処理を運転制御部２５ａにより実行する。そして、作業機側制御装置２５は、エンジンの始動が完了すると、エンジンが始動したことを示すエンジン始動完了情報を無線通信装置２６，４５を介してマスタ側制御装置４７に送信する。

マスタ側制御装置４７は、上記エンジン始動完了情報を受信すると、作業機械１０のエンジンが始動した旨を示す音声情報をスピーカ４３から出力させ、あるいは、エンジンが始動した旨を示す表示情報をディスプレイ４４に表示させる。これにより、オペレータは、作業機械１０のエンジンが始動したことを認識することができる。

さらに、マスタ側制御装置４７は、作業機械１０のカメラ２３による撮影画像（旋回体１４の前方側の撮影画像を含む）を、作業機側制御装置２５との通信により逐次取得（受信）する。そして、マスタ側制御装置４７は、取得した撮影画像をディスプレイ４４に表示させる。例えば、図９Ａに例示する如く、旋回体１４の前方の撮影画像（図示例では、運転室１４ａ内からの撮影画像）がディスプレイ４４に表示される。

次いで、オペレータは、作業機械１０の走行体１５の走行動作、旋回体１４の旋回動作、又はフロント作業機構１００の動作を適宜行わせるように操作装置４２を操作する。このとき、マスタ側制御装置４７は、操作装置４２の操作状態を操作状態検出器４６を介して逐次検出し、該操作状態に応じた操作指令を作業機側制御装置２５に送信する。

このとき、作業機側制御装置２５は、受信した操作指令に応じて作業機械１０の操作装置１７を操作するように操作駆動装置２１を制御する。これにより、作業機械１０の走行体１５の走行動作、旋回体１４の旋回動作、又はフロント作業機構１００の動作が、オペレータによる操作装置４２の操作に従って行われる。ひいては、作業機械１０による所要の作業が行われる。

かかる作業時に、作業機側制御装置２５は、動作状態検出器２２による検出情報を逐次取得しつつ、該検出情報を無線通信装置２６，４５を介してマスタ側制御装置４７に送信する。このとき、マスタ側制御装置４７の出力情報制御部４７ａは、アタッチメント１１、アーム１２、及びブーム１３のそれぞれの揺動動回転角の検出値（又は、油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａのそれぞれのストローク長の検出値）に応じて規定されるフロント作業機構１００の全体の姿勢状態（リアルタイムの姿勢状態）を示す画像を逐次更新しつつ生成し、該画像（以降、作業機構状態画像という）をディスプレイ４４の一部の画面領域に表示させる。

これにより、例えば、図４Ａ又は図５Ａ又は図６Ａ又は図７Ａに例示する如き作業機構状態画像がディスプレイ４４に表示される。該作業機構状態画像は、作業機械１０による作業中に、ディスプレイ４４に本来的に表示される画像の一部である。ここで、図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ及び図７Ａのそれぞれに例示する作業機構状態画像は、フロント作業機構１００を例えば側面視で示す画像である。ただし、作業機構状態画像は、例えば、作業機械１０の運転室１４ａ側から見たフロント作業機構１００の斜視図等であってもよい。また、作業機構状態画像におけるフロント作業機構１００の各部の画像は、任意にデフォルメした画像であってもよい。

さらに、作業機構状態画像には、例えば図７Ａに例示する如く、フロント作業機構１００に含まれるアクチュエータ（油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａ）の配置態様を表すダイヤグラム１１ａｂ，１２ａｂ，１３ａｂが含まれていてもよい。なお、フロント作業機構１００に含まれるアクチュエータ（油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａ）の配置態様を表すダイヤグラム１１ａｂ，１２ａｂ，１３ａｂに代わりに、又は該ダイヤグラム１１ａｂ，１２ａｂ，１３ａｂに加えて、アタッチメント１１、アーム１２及びブーム１３の配置態様を表すダイヤグラム（例えば、アタッチメント１１、アーム１２及びブーム１３のそれぞれに対応する線分を連接させた形態のダイヤグラム）が、作業機構状態画像に付加されていてもよい。

また、マスタ側制御装置４７の出力情報制御部４７ａは、作業機械１０による作業中に、作業機側制御装置２５から送信される動作状態検出器２２の検出情報のうち、負荷検知部２２ａによるフロント作業機構１００の各油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷の検出情報を逐次監視する。

そして、出力情報制御部４７ａは、各油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷の検出情報に応じて、作業機機構状態画像の少なくとも一部の明度、彩度及び透明度のいずれか１つ以上の状態量を変化させるように、作業機構状態画像をディスプレイ４４に表示させる。以下に、各油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷に応じた作業機構状態画像の表示形態の例をいくつか説明する。

（第１例）
図４Ａ〜図４Ｃを参照して第１例を説明する。各油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が、いずれも所定値以下の小さい負荷になっている低負荷状態では、図４Ａに例示する如く、作業機構状態画像の全体が、標準的な一定の明度、彩度及び透明度でディスプレイ４４に表示される。なお、上記所定値は、それ以上の負荷で各油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａを継続的に作動させると、各油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの耐久性の低下や作動不良を生じる虞が高まる値としてあらかじめ実験等に基づいて設定され得る。

そして、いずれかの油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が所定値よりも大きくなると、図４Ｂ及び図４Ｃに例示する如く、作業機構状態画像の全体の透明度が、低負荷状態（図４Ａ）よりも低くなり、且つ、当該負荷（＞所定値）が大きいほど、当該透明度が低くなるように、作業機構状態画像の全体に所定色のマスキング色が重畳される。この場合、該マスキング色としては、オペレータの注意を喚起しやすい色、例えば赤色が使用される。また、図４Ｃは、図４Ｂよりもいずれかの油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷がより大きい状況であり、作業機構状態画像の全体の透明度が図４Ｂよりも図４Ｃの方が低くなる。

これにより、オペレータは、作業機械１０の搭乗せずに該作業機械１０を運転しながら、いずれかの油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が大きくなった場合に、そのことと、該負荷の大きさの高低度合いとを容易に視覚的に認識することができる。ひいては、オペレータ３は、各油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が過大にならないように、フロント作業機構１００の動かし方を修正することを適切なタイミングで行うことが可能となる。その結果、フロント作業機構１００の故障等の不調の発生を適切に予防することができる。

なお、第１例において、いずれかの油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が所定値よりも大きくなった場合に、作業機構状態画像の全体の透明度を、当該負荷が大きいほど、低くすることの代わりに、あるいは、これに加えて、作業機構状態画像の全体の明度及び彩度の一方又は両方を当該負荷に応じて変化させるようにしてもよい。例えば、当該負荷が大きいほど、作業機構状態画像の全体の明度及び彩度の一方又は両方を低くするようにしてもよい。

（第２例）
次に、図５Ａ〜図５Ｃを参照して第２例を説明する。各油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が、いずれも所定値以下の小さい負荷になっている低負荷状態（図５Ａ）では、第１例と同様に、作業機構状態画像の全体が、標準的な一定の明度、彩度及び透明度でディスプレイ４４に表示される。そして、いずれかの油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が所定値よりも大きくなると、作業機構状態画像のうち、負荷が所定値よりも大きくなった油圧シリンダ１１ａ又は１２ａ又は１３ａ（以降、負荷増大油圧シリンダＸという）の画像の透明度が、低負荷状態（図５Ａ）よりも低くなり、且つ、当該負荷増大油圧シリンダＸの負荷（＞所定値）が大きいほど、当該透明度が低くなるように、当該負荷増大油圧シリンダＸの画像に所定色のマスキング色（例えば赤色）が重畳される。

例えば、図５Ｂ及び図５Ｃは、油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａのうちの油圧シリンダ１２ａの負荷が所定値よりも大きくなり、且つ、図５Ｂよりも図５Ｃの方が、油圧シリンダ１２ａの負荷がより高くなっている状況を示している。これらの状況では、負荷増大油圧シリンダＸとしての油圧シリンダ１２ａの画像を包含する領域ａ１にマスキング色が重畳されることで、油圧シリンダ１２ａの画像の透明度が低負荷状態（図５Ａ）よりも低くなる。また、図５Ｂよりも図５Ｃの方が、油圧シリンダ１２ａの負荷がより高いため、油圧シリンダ１２ａの画像の透明度は、図５Ｂよりも図５Ｃの方が低くなる。なお、負荷増大油圧シリンダＸが複数である場合には、該複数の負荷増大油圧シリンダＸのそれぞれの画像に対してマスキング色が重畳される。

これにより、オペレータ３は、作業機械１０の搭乗せずに該作業機械１０を運転しながら、いずれかの油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が大きくなった場合に、そのことと、該負荷の大きさの高低度合いとを容易に視覚的に認識することができる。加えて、オペレータ３は、当該負荷増大油圧シリンダＸがいずれの油圧シリンダ１１ａ又は１２ａ又は１３ａであるのかを容易に視覚的に認識することができる。ひいては、オペレータ３は、当該負荷増大油圧シリンダＸの負荷を低下させるように、フロント作業機構１００の動かし方を的確に修正することを適切なタイミングで行うことが可能となる。その結果、フロント作業機構１００の故障等の発生を適切に予防することができる。

なお、第２例において、いずれかの油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が所定値よりも大きくなった場合に、負荷増大油圧シリンダＸの画像の透明度を、該負荷増大油圧シリンダＸの負荷が大きいほど、低くすることの代わりに、あるいは、これに加えて、該負荷増大油圧シリンダＸの明度及び彩度の一方又は両方を該負荷増大油圧シリンダＸの負荷に応じて変化させるようにしてもよい。例えば、負荷増大油圧シリンダＸの負荷が大きいほど、負荷増大油圧シリンダＸの画像の明度及び彩度の一方又は両方を低くするようにしてもよい。

（第３例）
次に、図６Ａ〜図６Ｃを参照して第３例を説明する。各油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が、いずれも所定値以下の小さい負荷になっている低負荷状態（図６Ａ）では、第１例と同様に、作業機構状態画像の全体が、標準的な一定の明度、彩度及び透明度でディスプレイ４４に表示される。そして、いずれかの油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が所定値よりも大きくなると、作業機構状態画像のうち、負荷が所定値よりも大きくなった負荷増大油圧シリンダＸによる駆動される被動部（アタッチメント１１又はアーム１２又はブーム１３。以降、負荷増大被動部Ｙという）の画像が所定色（例えば赤色）に色付けされると共に、該負荷増大被動部Ｙの画像の明度又は彩度が、低負荷状態（図６Ａ）よりも高くなり、且つ、当該負荷増大油圧シリンダＸの負荷（＞所定値）が大きいほど、負荷増大被動部Ｙの明度又は彩度が高くなるように、該負荷増大被動部Ｙの画像がディスプレイ４４に表示される。

例えば、図６Ｂ及び図６Ｃは、油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａのうちの油圧シリンダ１２ａの負荷が所定値よりも大きくなり、且つ、図６Ｂよりも図６Ｃの方が、油圧シリンダ１２ａの負荷がより高くなっている状況を示している。これらの状況では、負荷増大油圧シリンダＸとしての油圧シリンダ１２ａに対応する負荷増大被動部Ｙであるアーム１２の画像の明度又は彩度が低負荷状態（図６Ａ）よりも高くなる。また、図６Ｂよりも図６Ｃの方が、油圧シリンダ１２ａの負荷がより高いため、アーム１２（負荷増大被動部Ｙ）の画像の明度又は彩度は、図６Ｂよりも図６Ｃの方が高くなる。なお、負荷増大油圧シリンダＸが複数である場合には、該複数の負荷増大油圧シリンダＸのそれぞれに対応する負荷増大被動部Ｙのそれぞれの画像の明度又は彩度が上記の如く設定される。

これにより、オペレータ３は、作業機械１０の搭乗せずに該作業機械１０を運転しながら、いずれかの油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が大きくなった場合に、そのことと、該負荷の大きさの高低度合いとを容易に視覚的に認識することができる。加えて、オペレータ３は、当該負荷増大油圧シリンダＸに対応する負荷増大被動部Ｙがアタッチメント１１、アーム１２及びブーム１３のいずれの被動部であるのかを視覚的に容易に認識することができる。ひいては、オペレータ３は、当該負荷増大被動部Ｙを駆動する負荷増大油圧シリンダＸの負荷を低下させるように、フロント作業機構１００の動かし方を的確に修正することを適切なタイミングで行うことが可能となる。その結果、フロント作業機構１００の故障等の発生を適切に予防することができる。

なお、第３例において、いずれかの油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が所定値よりも大きくなった場合に、負荷増大被動部Ｙの画像の明度又は彩度を、該負荷増大被動部Ｙに対応する負荷増大油圧シリンダＸの負荷が大きいほど、低くするようにしてもよい。

また、負荷増大被動部Ｙの画像の明度又は彩度を、該負荷増大被動部Ｙに対応する負荷増大油圧シリンダＸの負荷が大きいほど、高くする（又は低くする）ことの代わりに、あるいは、これに加えて、該負荷増大被動部Ｙの画像の透明度を、該負荷増大被動部Ｙを駆動する負荷増大油圧シリンダＸの負荷に応じて変化させるようにしてもよい。例えば、負荷増大油圧シリンダＸの負荷が大きいほど、負荷増大被動部Ｙの画像の透明度を低くするようにしてもよい。

（第４例）
次に、図７Ａ〜図７Ｃを参照して第３例を説明する。各油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が、いずれも所定値以下の小さい負荷になっている低負荷状態（図７Ａ）では、第１例と同様に、作業機構状態画像の全体が、標準的な一定の明度、彩度及び透明度でディスプレイ４４に表示される。なお、第４例では、作業機構状態画像には、フロント作業機構１００に含まれるアクチュエータ（油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａ）の配置態様を表すダイヤグラム１１ａｂ，１２ａｂ，１３ａｂが含まれる。

そして、いずれかの油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が所定値よりも大きくなると、作業機構状態画像のうち、負荷が所定値よりも大きくなった負荷増大油圧シリンダＸに対応するダイヤグラム１１ａｂ又は１２ａｂ又は１３ａｂ（以降、負荷増大ダイヤグラムＤという）の画像の透明度が、低負荷状態（図７Ａ）よりも低くなり、且つ、当該負荷増大油圧シリンダＸの負荷（＞所定値）が大きいほど、該負荷増大ダイヤグラムＤの画像の透明度が低くなるように、該負荷増大ダイヤグラムＤの画像に所定色のマスキング色（例えば赤色）が重畳される。

例えば、図７Ｂ及び図７Ｃは、油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａのうちの油圧シリンダ１２ａの負荷が所定値よりも大きくなり、且つ、図５Ｂよりも図５Ｃの方が、油圧シリンダ１２ａの負荷がより高くなっている状況を示している。これらの状況では、負荷増大油圧シリンダＸとしての油圧シリンダ１２ａに対応するダイヤグラム１２ａｂの画像を包含する領域ａ２にマスキング色が重畳されることで、該ダイヤグラム１２ａｂの画像の透明度が低負荷状態（図７Ａ）よりも低くなる。また、図７Ｂよりも図７Ｃの方が、油圧シリンダ１２ａの負荷がより高いため、油圧シリンダ１２ａに対応するダイヤグラム１２ａｂの画像の透明度は、図７Ｂよりも図７Ｃの方が低くなる。なお、負荷増大油圧シリンダＸが複数である場合には、該複数の負荷増大油圧シリンダＸのそれぞれに対応する負荷増大ダイヤグラムＤの画像に対してマスキング色が重畳される。

これにより、オペレータ３は、前記第２例と同様に、作業機械１０の搭乗せずに該作業機械１０を運転しながら、いずれかの油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が大きくなった場合に、そのことと、該負荷の大きさの高低度合いとを容易に視覚的に認識することができる。加えて、オペレータ３は、当該負荷増大油圧シリンダＸがいずれの油圧シリンダ１１ａ又は１２ａ又は１３ａであるのかを容易に視覚的に認識することができる。ひいては、オペレータ３は、当該負荷増大油圧シリンダＸの負荷を低下させるように、フロント作業機構１００の動かし方を的確に修正することを適切なタイミングで行うことが可能となる。その結果、フロント作業機構１００の故障等の発生を適切に予防することができる。

なお、第４例において、いずれかの油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が所定値よりも大きくなった場合に、負荷増大油圧シリンダＸに対応する負荷増大ダイヤグラムＤの画像の透明度を、該負荷増大油圧シリンダＸの負荷が大きいほど、低くすることの代わりに、あるいは、これに加えて、該負荷増大油圧シリンダＸに対応する負荷増大ダイヤグラムＤの明度及び彩度の一方又は両方を該負荷増大油圧シリンダＸの負荷に応じて変化させるようにしてもよい。例えば、負荷増大油圧シリンダＸの負荷が大きいほど、負荷増大油圧シリンダＸに対応する負荷増大ダイヤグラムＤの画像の明度及び彩度の一方又は両方を高くする（又は低くする）ようにしてもよい。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図８を参照して説明する。なお、本実施形態は、マスタ側制御装置４７の出力情報制御部４７ａの一部の制御処理だけが第１実施形態と相違するものであるので、第１実施形態と同一の事項については説明を省略する。

本実施形態では、出力情報制御部４７ａは、フロント作業機構１００のいずれかのアクチュエータ（油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａ）の負荷が所定値よりも大きくなった場合に、ディスプレイ４４での作業機構状態画像の表示を前記第１実施形態の如く制御することに加えて、あるいは、当該表示制御の代わりに、スピーカ４３から警報音を出力させると共に、加振器４１ａを介してシート４１を振動させる。さらにこの場合、出力情報制御部４７ａは、負荷増大油圧シリンダＸの負荷の大きさに応じて、警報音とシート４１の振動とのそれぞれについての周波数及び強度の両方又は一方を変化させる。なお、警報音は、単なる音響出力に限らず、音声（例えば、「油圧シリンダ○の負荷が大きいです。」というような音声）であってもよい。

具体的には、図８を参照して、出力情報制御部４７ａは、フロント作業機構１００のいずれかのアクチュエータ（油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａ）の負荷が所定値Ｘ０よりも大きくなった場合に、スピーカ４３から警報音を出力させると共に、例えば図８の実線のグラフで示す如く、負荷増大油圧シリンダＸの負荷が大きいほど、警報音の強度（音量）を高くするようにスピーカ４３を制御する。あるいは、出力情報制御部４７ａは、例えば図８の破線のグラフで示す如く、負荷増大油圧シリンダＸの負荷が大きいほど、警報音の周波数を高くするようにスピーカ４３を制御する。

加えて、出力情報制御部４７ａは、シート４１の振動の周波数又は強度を、警報音と同様に（例えば、図８の実線のグラフ又は破線のグラフで示す如く）、負荷増大油圧シリンダＸの負荷の大きさの応じて変化させるように加振器４１ａを制御する。

本実施形態では、フロント作業機構１００のいずれかのアクチュエータ（油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａ）の負荷が所定値よりも大きくなった場合に、上記の如くスピーカ４３から警報音を出力させると共に、シート４１を振動させる。

これにより、オペレータ３は、作業機械１０の搭乗せずに該作業機械１０を運転しながら、いずれかの油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が大きくなった場合に、そのことと、該負荷の大きさの高低度合いとを容易に聴覚的に、又は体感的に認識することができる。ひいては、オペレータ３は、当該負荷増大油圧シリンダＸの負荷を低下させるように、フロント作業機構１００の動かし方を修正することを適切なタイミングで行うことが可能となる。その結果、フロント作業機構１００の故障等の発生を適切に予防することができる。

なお、スピーカ４３から上記の如く警報音を出力させる場合、その直前のタイミング等において、油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａのうちのどの油圧シリンダの負荷が大きくなったのかを示す音声情報をスピーカ４３から出力させるようにしてもよい。

また、警報音の周波数又は強度（音量）を負荷増大油圧シリンダＸの負荷に応じて変化させる処理では、上記と逆に、負荷が大きいほど、警報音の周波数又は強度（音量）を低くするようにしてもよい。このことは、シート４１の振動の周波数又は強度についても同様である。

また、フロント作業機構１００のいずれかのアクチュエータ（油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａ）の負荷が所定値よりも大きくなった場合に、警報音の出力と、シート４１の振動とのうちのいずれか一方だけを実行するようにしてもよい。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図９Ａ〜図９Ｂを参照して説明する。なお、本実施形態は、マスタ側制御装置４７の出力情報制御部４７ａの一部の制御処理だけが第１実施形態と相違するものであるので、第１実施形態と同一の事項については説明を省略する。

本実施形態では、出力情報制御部４７ａは、作業機械１０による作業中に、作業機械１０のカメラ２３により撮影された旋回体１４の前方の撮影画像（フロント作業機構１００の撮影画像を含む。以降、単に前方撮影画像という）をオペレータ３の前方のディスプレイ４４に連続的に表示させる。例えば、図９Ａに例示する如く、前方撮影画像（図示例では、運転室１４ａ内のカメラ２３による前方撮影画像）がディスプレイ４４に表示される。

そして、出力情報制御部４７ａは、このように前方撮影画像をディスプレイ４４に表示させた状態で、フロント作業機構１００のいずれかのアクチュエータ（油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａ）の負荷が所定値よりも大きくなったことが、該負荷の検出情報から検知された場合に、前方撮影画像の少なくとも一部の明度、彩度及び透明度のいずれかの状態量を変化させるように、ディスプレイ４４の表示制御を行う。

この場合、前方撮影画像に対する表示制御は、前記第１実施形態で説明した作業機構状態画像に対する表示制御と同様に行われる。例えば、いずれかの油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が所定値よりも大きくなると、前方撮影画像に含まれるフロント作業機構１００の撮影画像のうち、負荷が所定値よりも大きくなった負荷増大油圧シリンダＸによる駆動される負荷増大被動部Ｙ（アタッチメント１１又はアーム１２又はブーム１３）の撮影画像が所定色（例えば赤色）に色付けされると共に、該負荷増大被動部Ｙの撮影画像の明度又は彩度が、低負荷状態（図９Ａ）よりも高くなり、且つ、当該負荷増大油圧シリンダＸの負荷（＞所定値）が大きいほど、負荷増大被動部Ｙの明度又は彩度が高くなるように、該負荷増大被動部Ｙの撮影画像がディスプレイ４４に表示される。

例えば、図９Ｂ及び図９Ｃは、油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａのうちの油圧シリンダ１２ａの負荷が所定値よりも大きくなり、且つ、図９Ｂよりも図９Ｃの方が、油圧シリンダ１２ａの負荷がより高くなっている状況を示している。これらの状況では、負荷増大油圧シリンダＸとしての油圧シリンダ１２ａに対応する負荷増大被動部Ｙであるアーム１２の撮影画像の明度又は彩度が低負荷状態（図９Ａ）よりも高くなる。また、図９Ｂりも図９Ｃの方が、油圧シリンダ１２ａの負荷がより高いため、アーム１２（負荷増大被動部Ｙ）の撮影画像の明度又は彩度は、図９Ｂよりも図９Ｃの方が高くなる。なお、負荷増大油圧シリンダＸが複数である場合には、該複数の負荷増大油圧シリンダＸのそれぞれに対応する負荷増大被動部Ｙのそれぞれの画像の明度又は彩度が上記の如く設定される。

これにより、オペレータ３は、作業機械１０の搭乗せずに該作業機械１０を運転しながら、いずれかの油圧シリンダ１１ａ，１２ａ，１３ａの負荷が大きくなった場合に、そのことと、該負荷の大きさの高低度合いとを容易に視覚的に認識することができる。加えて、オペレータ３は、当該負荷増大油圧シリンダＸに対応する負荷増大被動部Ｙがアタッチメント１１、アーム１２及びブーム１３のいずれの被動部であるのかを視覚的に容易に認識することができる。ひいては、オペレータ３は、当該負荷増大被動部Ｙを駆動する負荷増大油圧シリンダＸの負荷を低下させるように、フロント作業機構１００の動かし方を的確に修正することを適切なタイミングで行うことが可能となる。その結果、フロント作業機構１００の故障等の発生を適切に予防することができる。

なお、負荷増大被動部Ｙの撮影画像の明度及び彩度の両方を負荷増大油圧シリンダＸの負荷の大きさに応じて変化させてもよい。また、負荷増大被動部Ｙの撮影画像の明度及び彩度の一方又は両方を負荷増大油圧シリンダＸの負荷の大きさに応じて変化させることに加えて、あるいは、これの代わりに、負荷増大被動部Ｙの撮影画像の透明度を変化させたり、もしくは、負荷増大油圧シリンダＸの明度、彩度及び透明度の１つ以上の状態量を負荷増大油圧シリンダＸの負荷の大きさに応じて変化させるようにしてもよい。

あるいは、例えば、前方撮影画像の全体の明度、彩度及び透明度の１つ以上の状態量を負荷増大油圧シリンダＸの負荷の大きさに応じて変化させるようにしてもよい。

また、前方撮影画像の少なくとも一部の明度、彩度及び透明度のいずれかの状態量を、負荷増大油圧シリンダＸの負荷の大きさに応じて変化させることに加えて、例えば前記第２実施形態と同様に、スピーカ４３から出力させる警報音、あるいは、シート４１の振動を制御するようにしてもよい。

以上、本発明の第１〜第３実施形態を説明したが、本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態を採用することもできる。例えば、前記実施形態では、作業機械１０として油圧ショベルを例示したが、本発明における作業機械は、クレーン、林業機械等の作業機械であってもよい。また、作業機械１０は、遠隔操作専用の作業機械であってもよい。

また、前記実施形態では、作業機械１０の遠隔操作システム１を例示したが、本発明は、ば、オペレータが搭乗で操縦する作業機械についても適用することができる。

１０…作業機械、１００…フロント作業機構（動作機構）、１１…アタッチメント（被動部）、１２…アーム（被動部）、１３…ブーム（被動部）、１１ａ，１２ａ，１３ａ…油圧シリンダ（アクチュエータ）、２２ａ…負荷検知部（負荷検知要素）、４７ａ…出力情報制御部（制御要素）、４３…スピーカ（情報出力装置）、４４…ディスプレイ（情報出力装置）、４６ａ…加振器（情報出力装置）。

Claims (4)

1. 動作機構と、
   前記動作機構にかかっている負荷を検知する負荷検知要素と、
   オペレータに対して画像、音声及び振動のうち少なくとも１つを出力する情報出力装置と、
   前記負荷検知要素により検知された前記動作機構の負荷の大小に応じて、前記情報出力装置により出力される画像の少なくとも一部の彩度、明度および透明度のうち少なくとも１つの高低を制御することと、前記情報出力装置により出力される音声の強さおよび周波数の高低のうち少なくとも１つを制御することと、前記情報出力装置により出力される振動の強さおよび周波数の高低のうち少なくとも１つを制御することとのうちの１つ以上の制御を実行する制御要素と、を備えていることを特徴とする作業機械。
2. 請求項１記載の作業機械において、
   前記制御要素が、前記負荷検知要素により検知された前記動作機構の負荷が大きくなるにつれて、前記情報出力装置により出力される画像のうち、本来的に表示されている画像に少なくとも部分的に重複している領域の透明度が低くなるように制御することを特徴とする作業機械。
3. 請求項１記載の作業機械において、
   前記動作機構は、アクチュエータと該アクチュエータにより動かされる被動部とを含む機構であり、
   前記負荷検知要素により検知された前記動作機構の負荷の大小に応じて、前記情報出力装置により出力される画像のうち前記アクチュエータ及び前記被動部の少なくとも一方に相当する画像部分の彩度、明度および透明度のうち少なくとも１つの高低を制御することを特徴とする作業機械。
4. 請求項１記載の作業機械において、
   前記制御要素が、前記作業機械における複数の前記動作機構のそれぞれの配置態様を示すダイヤグラムを前記情報出力装置に出力させ、
   前記負荷検知要素により検知された前記複数の動作機構のそれぞれの負荷の大小に応じて、前記情報出力装置により出力される前記ダイヤグラムのうち、前記複数の動作機構のそれぞれに相当する部分の彩度、明度および透明度のうち少なくとも１つの高低を制御することを特徴とする作業機械。