JPH08277550A - 制御パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キーボードを見ずに作業を迅速に制御する。 【解決手段】 建設機械に使用される制御パネル１０
は、スクリーン３８と、それを保持するハウジング２４
とを具備する。ハウジング２４には様々なキー４０が配
列される。制御信号発生器を作動するキー４０は、幾何
学的な位置に関して、寸法に関して、作動方向に関し
て、又は作動の際の抵抗に関して、相異なる。それゆえ
個々のキーは触覚的に認識可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械に使用さ
れる制御パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】掘削ユニット、掘削ハンマ及びそのよう
なものである、従来の建設機械は、一般には掘削機に使
用される型式のキャタピラ車両である、車両上に配列さ
れる。建設機械のオペレータの運転室内には、車両の動
作及び作業ユニットの様々な機能を制御するために、様
々な制御レバーが提供される。

【０００３】上述された型式のオペレータの場所は複数
の制御レバーを有し、そのことは、視界の明瞭さ及びオ
ペレーションの容易さにおいて好ましくない。

【０００４】記憶されたプログラム制御システムが様々
なサーボモータの制御に使用される場合には、一般に、
よりすっきりしたオペレータの場所の構想が可能にされ
た。そのような構成では、記憶されたプログラム制御シ
ステムと共に通常使用される型式の入力ユニット、つま
りモニタ及び複数の入力キー又はアナログ入力手段を、
オペレータの場所に提供するだけで十分であった。オペ
レータの場所のそのような構想によって得られる更なる
効果として、オペレータの運転室内に配列されなければ
ならない多数の線は、電気線を少なくして、減らされる
ことが可能であった。オペレータの運転室にかさばる油
圧線を配列する必要性は存在しない。スクリーンの使用
により、様々なエラーメッセージを出力することが可能
にされ、更にオペレータに示されたエラーを修復するた
めの指針を明快に示すことも可能にされた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
モニタ、及びキーボード又はタッチパネル制御手段のよ
うな通常の入力手段は、建設機械であまり良好に適合さ
れて使用されていない。従来のキーボードの使用では、
キーボードを見ずに作業を迅速に制御することはできな
い。しかしながら、オペレータは、建設機械によって連
続して実施される作業を視覚的に制御しなければならな
いために、建設機械を見ることはできない。これらの理
由のために、タッチパネル入力手段は、通常の作業で制
御されなければならない、機械のこれらの作業機能には
使用不可能である。

【０００６】それゆえ、本発明の目的は、建設機械に使
用される制御ターミナルを提供し、その制御ターミナル
は、一方では、様々な制御作業に柔軟に適合し、更に少
数の制御要素を使用する多数の様々な機能を制御可能で
あり、他方では、視覚的な制御なしで作動可能な構想を
有する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に関し、この目的
は、請求項１に示される特徴部分を具備する、建設機械
に使用される制御パネルによって達成される。

【０００８】本発明に関する制御パネルでは、複数の制
御要素は、モニタハウジングの様々な場所に配列され
る。これらの場所は、固定されて決定され、更にユーザ
ーによって容易に認識可能な場所に関して異なり、その
結果、制御パネルを見ない制御が可能にされる。特有の
作業を達成するために、標準的な機能と異なる特有の機
能は、制御パネルに結合された制御ユニットによって様
々な制御要素に結合可能である。そのような場合には、
どの機能がどの制御要素に結合されているかを示す適切
な情報が、スクリーンに表示される。

【０００９】本発明の効果的な更なる改良は、従属の請
求項に限定される。

【００１０】請求項２〜６に関する更なる改良は、オペ
レータによって現在作動されている制御要素をより明確
に触覚によって確認する点から見て効果的である。

【００１１】請求項７〜９に関する制御パネルでは、更
なる音情報は、オペレータがどの制御要素を動かそうと
しているかをオペレータに示して出力される。

【００１２】請求項１０の更なる改良は、各制御要素に
結合された制御機能の認識を容易にする。

【００１３】請求項１１に関する更なる改良は、ほとん
ど使用される必要がない、非常に多くの制御機能が使用
可能である点で効果的である。この効果は、制御パネル
に結合された制御ユニットによって再びプログラムを作
成されなければならない基本的な制御機能に結合された
制御要素の必要なく、達成される。

【００１４】請求項１２の更なる改良は、制御パネルの
使用の容易さ及び人間工学の点で効果的である。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１に、制御パネルは全体として
１０で示される。制御パネル１０は、建設機械の移動可
能な基部の様々な動作を制御するために、及び掘削機に
保持される掘削ユニットの又は掘削機に保持される杭打
ちハンマの機能である、建設機械の作業機能を制御する
ために、使用される。制御パネル１０は、データケーブ
ル１２によって制御ユニット１４に結合される。制御ユ
ニット１４は、建設機械の複数の様々な作業を制御す
る。そのような作業の例として、４／３電磁弁（4way/3
position電磁弁）１６が示され、それは、選択的に油圧
発動機１８の液体穴を圧力管路２０及び戻り管路２２に
結合し、油圧発動機１８をそれぞれ動作の二方向のうち
一方に回転させる。

【００１６】制御パネル１０は、全体として２４で示さ
れかつ、下部壁２６と、後部壁２８と、側壁３０、３２
と、机形状の傾斜された頂部壁部分３４と、横の階段状
頂部壁部分３６とを有する、ハウジングを具備する。

【００１７】頂部壁部分３４の上側領域はスクリーン３
８を保持し、そのスクリーン３８は、実際には、液晶表
示デバイス（ＬＣＤ）ディスプレー、超ねじれネマチッ
ク（ＳＴＮ）ディスプレー又はＴＦＴ(thin film tran
sitor)ディスプレーであることが可能である。

【００１８】頂部壁部分３６の下側領域は、二つのキー
４０−１、４０−２を保持し、それらのキーは、例えば
マイクロスイッチ８４である、図１には詳細に示されな
い、位置センサと協働する。

【００１９】階段状の頂部壁部分３６の水平部分には、
複数の対の近接するキー４０−３と４０−４、４０−５
と４０−６、４０−７と４０−８、及び４０−９と４０
−１０が存在する。

【００２０】図面に概略にのみ示された近接センサ４２
は、各キー４０に結合され、それぞれのキー上に置かれ
た指に反応する。

【００２１】キー４０協働する位置センサと、近接セン
サ４２と、スクリーン３８を制御するドライバ回路４４
とは、データケーブル１２によって制御ユニット１４に
結合される。一般的に、制御ユニット１４は、スクリー
ンの左手部分４６に、図式又は文字数字式の情報を出力
する。この情報は、オペレータに、実際の作業状況を、
及び偶発的には、発生したエラー及びこれらのエラーに
適切な補修を知らせる。更に制御ユニット１４は、スク
リーン３８上に限定されたソフトキー領域４８を制御す
る。図面に示された実施形態では、キー４０−３〜４０
−８に結合された機能は、整列されたソフトキー領域４
８に表示される。キー４０−１、４０−２、４０−９及
び４０−１０に関し、説明のために、それらは、常に同
様な制御機能に結合され、その結果、頂部壁部分３４、
３６により伝えられる常設情報によってこれらのキーの
機能は説明される。

【００２２】更にスクリーン３８はタッチパネル領域５
０及び５２を具備し、スクリーンの情報出力に関し、タ
ッチパネル領域は、例外的な場合にのみ必要とされる、
建設機械の特別な機能の制御に使用される。

【００２３】スクリーンのハウジング２４は、壁部分６
４以外は図示されていないが、建設機械のオペレータの
運転室の固定された壁部分６４に、三つの自在継ぎ手５
４、５６、５８及び配置アーム６０、６２によって結合
される。自在継ぎ手は摩擦ブレーキを、又は手動で制御
されるブレーキを具備することが可能であり、各オペレ
ータは、個々の方法で制御パネル１０を配置可能であ
り、その結果、様々な制御要素を作動する際に最大級の
快適性を有する。

【００２４】キー作動式スイッチ６６は側壁３２に配置
され、キー作動式スイッチは、キーに結合された位置セ
ンサ及びスクリーン３８と同様の方法である、データケ
ーブル１２によって、制御ユニット１４に結合される。
キー作動式スイッチ６６は、制御ユニットへ特別な制御
コマンド信号を入力する場合に使用される。その場合と
は、制御ユニット１４が例外的に特有の機能を遂行しな
ければならない場合、つまりは、緊急停止又は重大なエ
ラーの発生の後に制御ユニットが自動的に入った、制御
ユニットの固定された状態を無効にしなければならない
場合、あるいは特に危険な作業と関連して実行される常
に閉じる状態を一時的に無効にしなければならない場合
である。

【００２５】上述されたハウジング２４の頂部壁の構想
により、ユーザーは、触覚によって異なるキーを認識可
能であり、その結果、オペレータによる制御パネル１０
の手さぐりのオペレーションによって、オペレータの指
が、あるキーから他のキーに不注意で移動することはな
い。

【００２６】付加的な安全性のために、キーに接触する
少し前に、又はキーに接触するまさに最初の段階に、音
信号が発生され、その信号は、このキーの機能に個々に
結合される。このことは、以下、一つのキーに関して、
図６を参照してより詳細に説明される。

【００２７】図６に見られるように、好適には光学セン
サである、非接触近接センサ４２は、特有の複数のＡＮ
Ｄゲート６８の一つの入力部に結合される。ＡＮＤゲー
ト６８は、複数のデータ入力部を有し、各入力部は、多
心データ線７０によって、音質調節信号発生器７２の出
力端子の一つに結合される。音質調節信号発生器７２の
入力端子は、先決されたプログラムに従って制御ユーザ
ー１４のオペレーションを制御する処理装置７４のイン
ターフェースの一つに結合される。特には、処理装置７
４の定義として、建設機械と作業機能の処理装置は、あ
る瞬間、キー４０の処理装置に結合される。作業機能と
キーとが対応されると共に、処理装置７４により、音質
信号発生器７２は、重要な作業機能と対応するその出力
端子の一つに、一つの特有のデジタル音質制御信号が供
給される（音質信号制御発生器は、各キーにちょうど一
つの出力端子を有する）。重要なキーに結合されたＡＮ
Ｄゲート６８が、実際にはキーの表面に指が接近する時
に発生する、近接センサ４２からの、信号出力によって
つながれる際に、このデジタル音質制御信号は、制御可
能なデジタル音質信号発生器７６の制御端子に供給され
る。デジタル音質信号発生器７６は、デジタル制御可能
な周波数発生器であることが可能であり、受け取られる
異なるデジタル制御信号に関する発生器は、異なる調子
の音質、又は異なる調子の音質の結合、及び／又は異な
る音色、及び／又は異なるリズムをもたらす。一方で
は、音質信号発生器７６は、音質制御信号によって選択
的に作動可能でありかつデジタル形式の様々な話された
メッセージを記憶可能である、複数のメモリ領域を有す
る大きいＲＯＭによって形成可能である。

【００２８】音質信号発生器７６によって製造される音
質信号は、増幅器７８によって増幅され、更に続いてス
ピーカー８０を駆動し、そのスピーカーは、制御パネル
１０上に配列可能である、あるいはオペレータの運転室
の天井に配置可能である。一方では、音質信号は、図示
されないイヤホンに供給可能であり、イヤホンは、線８
２を介して建設機械のオペレータによって保持される。

【００２９】図６から更に見られるように、処理装置７
４は、更に重要なキーに結合された終わりのソフトキー
領域４８を制御する。処理装置７４の入力部の一つは、
重要なキーに結合された、及びキーの押動の際に閉じら
れる、スイッチ８４（つまりは上述された位置センサ）
に結合される。このキーが閉じられる際に、処理装置７
４は、重要なキーに結合された機能を遂行するために、
例えば図１の電磁弁１６の作動位置の一つを設置するた
めに、ルーチンを始動する。

【００３０】制御コマンドの入力に関し、図６に示され
る制御ユニットは、以下のように作動する。

【００３１】指の先端がキー４０の一つに接近する際
に、ＡＮＤゲート６８はＯＮに切り換えられ、更に音質
制御信号発生器７２の出力端子の結合された一つの位置
に供給された、及びそれぞれのキーに結合された建設機
械の作業機能を表す、デジタル信号は、音質信号発生器
７６の制御入力端子に供給される。続いてオペレータ
は、それぞれのキーの機能を示す音信号を聴く。様々な
音信号の意味は、短く続くフレーズの後に、オペレータ
に認識される。（続いてキーを作動する）更なる指の動
作の際にもたらされる作業機能が、本当に必要とされる
機能である場合には、そのような信号から、指の位置を
視覚的に制御することなく、オペレータは認識可能であ
る。

【００３２】必要な場合には、非接触近接センサ４２の
代わりに、更なるスイッチ８６は、破線で示されるよう
に提供可能であり、そのスイッチは、キーのストローク
の最初の部分で作動され、スイッチ８４は、開いた状態
のままである。

【００３３】図１及び２に示される実施形態では、制御
パネル１０の様々なキーの触感による認識は、頂部壁部
分３６の階段状幾何学形状によって容易にされる。図３
に示される実施形態では、機能的に同等な構成要素は、
同一の参照番号によって同一視され、様々なキー４０
は、明らかに異なる空間的な配置の点で、相異なり、そ
の配置において、キーは、それぞれハウジング２４の前
側及び後ろ側に提供される。より詳細には、下部壁２６
の下側面のそれぞれの端部には、二つのキーのみが提供
され、それらは、明確に空間的に分離されているため
に、容易に認識可能である。同じことは、頂部壁の下側
の異なる端部に沿って配列されたキーに適用される。

【００３４】オペレータの人指し指による、後部壁の下
側表面に配列されたキーの容易なオペレーションのため
に、ハウジング２４は、オペレータの手の親指の支持部
を形成する周囲のフランジ８８を有する。

【００３５】このハウジングの実施形態では、ハウジン
グの後ろ側に配置されたこれらのキー４０は、異なる休
止位置復元力を備えた異なるキーを構想することによっ
て、付加的に認識可能である。例えば、ある構想が採用
可能であり、その構想により、端部に沿って連続するキ
ー、及びそれゆえハウジングの角部に近接するキーは、
異なる大きさの作動力に反応する。

【００３６】図４に示される制御パネル１０は、本質的
に、図１の制御パネルに相当するが、キーの対を形成す
る二つのキーは、机形状の頂部壁部分３４の異なる側部
に配列される。つまり、ハウジングは、二つの鏡像の階
段状の頂部壁部分３６で形成される。

【００３７】図５に関し、様々な制御要素を安全に及び
容易に触覚で認識することが可能な方法が、以下説明さ
れ、その方法は、様々な作動方向によって制御要素を認
識する。

【００３８】図５の制御パネルに関し、上述された構成
要素は、再び同一の参照番号によって同一視され、詳細
には再び説明されない。

【００３９】図５の制御パネルでは、二つのキーが二つ
の回転可能な制御ホイール４０−３及び４０−４によっ
て置き換えられ、二つの制御ホイールは、回転のため
に、図５の水平方向に延長する二つの軸に関して結合さ
れる。制御ホイール４０−３及び４０−４はロータリエ
ンコーダと協働し、ロータリエンコーダは、スイッチ８
４の代わりに、処理装置７４の結合された一つの入力端
子に結合される。更にキーは作動レバー４０−５及び４
０−６によって置き換えられ、作動レバー４０−５及び
４０−６は、図５では図面の面に垂直な方向に延長する
軸のまわりに回転可能である。制御レバー４０−５及び
４０−６はロータリエンコーダと協働し、ロータリエン
コーダは、ハウジング２４の内部に配列されかつ図面に
は示されない。

【００４０】更に、ハウジング２４の下側表面は再びキ
ー４０−７及び４０−８を保持し、キー４０−７及び４
０−８は、ハウジングの前側の方にキーを押動すること
によって、ハウジングの後部から作動可能である。スク
リーン３８の下方に配置されたキー４０−１及び４０−
２は、逆方向に、つまりハウジングの前側から後ろ側に
延長する方向に、作動される。

【００４１】更にハウジング２４の前部壁は、横方向に
移動可能で、滑動可能な制御要素４０−９及び４０−１
０を保持する。

【００４２】それゆえオペレータの一方の手で作動され
る全ての制御要素は、異なる作動方向を有し、そのこと
によって、触覚による様々な制御要素の容易な認識が可
能にされる。

【００４３】更に、制御要素は、明らかに異なる寸法及
び幾何学形状であり、そのことは、触覚によって容易に
確認可能である。

【００４４】上述された制御パネルの共通の特徴とし
て、安全な方法で、及び制御要素の作動の視覚的な制御
なしで、建設機械の非常に多種の作業機能の制御が可能
にされる。それでもなお、制御パネルは、全体として小
さな寸法であり、建設機械によって実際の作業が行われ
ている用地に向けられているオペレータの視野に影響を
及ぼさない。

【００４５】オペレータの運転室内には、電気ケーブ
ル、つまりケーブル１２のみが配列されればよい。油圧
線は、制御ユニット１４に近接して配列された弁組立品
から様々な油圧作業装置及び発動機まで延長可能であ
る。それゆえ、制御ユニット及び弁ブロックが、良好に
アクセス可能な位置に配列可能なために、建設機械の構
造及びその修理は簡略化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、建設機械に使用される制御パネルの平
面図と、制御パネルと協働しかつ建設機械の様々なサー
ボモータを制御する制御ユニットのブロック図である。

【図２】図２は、図１に示された制御パネルの側面図で
ある。

【図３】図３は、図１と類似するが、変更された制御パ
ネルを示す図面である。

【図４】図４は、図１と類似するが、変更された制御パ
ネルを示す図面である。

【図５】図５は、図１と類似するが、変更された制御パ
ネルを示す図面である。

【図６】図６は、図１に示された制御ユニットのブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１０…制御パネル ２４…ハウジング ３８…スクリーン ４０…キー

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリーン（３８）と、該スクリーン
   （３８）を保持するハウジング（２４）と、結合された
   制御信号発生器（８４）と協働する制御要素（４０）と
   を具備し、更に建設機械の作業機能を制御する制御ユニ
   ット（１４）に結合可能である、建設機械に使用される
   制御パネルにおいて、前記制御要素（４０）は、触覚に
   よって認識可能な位置に前記スクリーン（３８）を保持
   することを特徴とする制御パネル。
2. 【請求項２】 前記制御要素（４０）又は前記制御要素
   のサブグループは、ハウジング（２４）の異なる壁（２
   ６、２８、３０、３２）に配列されることを特徴とする
   請求項１に記載の制御パネル。
3. 【請求項３】 前記制御要素（４０）の少なくとも一部
   分は、前記ハウジング（２４）の階段状部分（３４）に
   配列されることを特徴とする請求項２に記載の制御パネ
   ル。
4. 【請求項４】 前記制御要素（４０）の少なくともいく
   つかは、作動方向が異なることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれか一つの項に記載の制御パネル。
5. 【請求項５】 前記制御要素（４０）の少なくともいく
   つかは、寸法が異なることを特徴とする請求項１〜４の
   いずれか一つの項に記載の制御パネル。
6. 【請求項６】 前記制御要素（４０）の少なくともいく
   つかは、前記制御要素の作動に抗する抵抗が異なること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか一つの項に記載の
   制御パネル。
7. 【請求項７】 近接センサ（４２）は前記制御要素（４
   ０）に結合され、それぞれの前記制御要素（４０）に結
   合された前記制御信号発生器（８４）が作動動作に反応
   する前に、前記結合された制御要素の作動サイクル内
   で、前記近接センサは出力信号を供給することを特徴と
   する請求項１〜６のいずれか一つの項に記載の制御パネ
   ル。
8. 【請求項８】 前記近接センサは、スイッチ（８６）又
   は非接触センサ（４２）で形成されることを特徴とする
   請求項７に記載の制御パネル。
9. 【請求項９】 制御可能な音質信号発生器（７６）を具
   備し、該音質信号発生器（７６）からの音質信号出力の
   特徴は、前記近接センサ（４２）からの信号出力によっ
   て制御されることを特徴とする請求項７又は８に記載の
   制御パネル。
10. 【請求項１０】 前記スクリーン（３８）は、それぞれ
    前記制御要素（４０）の一つに結合されたソフトキー領
    域（４８）を有することを特徴とする請求項１〜９のい
    ずれか一つの項に記載の制御パネル。
11. 【請求項１１】 前記スクリーン（３８）はタッチパネ
    ル作動領域（５０、５２）を具備することを特徴とする
    請求項１〜１０のいずれか一つの項に記載の制御パネ
    ル。
12. 【請求項１２】 前記ハウジング（２４）は、調節可能
    な（５４〜５８）リンク（６０、６２）によって車両の
    固定された部分（６４）に保持されることを特徴とする
    請求項１〜１１のいずれか一つの項に記載の制御パネ
    ル。