JPH1161887A - 建設機械用遠隔操縦装置 - Google Patents

建設機械用遠隔操縦装置

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JPH1161887A
JPH1161887A JP9228339A JP22833997A JPH1161887A JP H1161887 A JPH1161887 A JP H1161887A JP 9228339 A JP9228339 A JP 9228339A JP 22833997 A JP22833997 A JP 22833997A JP H1161887 A JPH1161887 A JP H1161887A
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JP
Japan
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control device
construction machine
lever
actuator
driver
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Application number
JP9228339A
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English (en)
Inventor
Yukinobu Yamamoto
幸信 山本
Kiichirou Tanaka
暉一郎 田中
Hiroaki Watanabe
博明 渡辺
Toshio Nakamura
俊男 中村
Mikiya Higuchi
幹也 樋口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Obayashi Corp
Original Assignee
Obayashi Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 改造を伴うことなく建設機械の遠隔操縦を可
能にすること。 【解決手段】 遠隔操縦装置は、テレビカメラ54と、
スロットルアクチュエータ56と、右走行アクチュエー
タ58と、左走行アクチュエータ60と、左操作レバー
アクチュエータ62と、右操作レバーアクチュエータ6
4と、傾斜計66と、制御機器68および操縦装置70
とを有している。各アクチュエータ56〜64および傾
斜計66,制御機器68は、運転室30の運転席32を
挟むようにして設置される基台71に配設されている。
各アクチュエータ56〜64は、対応する走行,操作レ
バーに着脱自在に装着されている。エンジンの始動状態
で、操縦装置70側でビデオモニタ80を視認しなが
ら、制御機器68に走行および操作用の無線制御信号を
送出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、建設機械用遠隔
操縦装置に関し、特に、バックホウなどの汎用建設機械
を殆ど改造することなく、遠隔操縦を可能にする技術に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】土石流災害や崩落事故現場などで二次災
害の恐れがある場合の復旧工事においては、遠隔操縦が
可能な建設機械を現場に投入して、緊急に対応すること
が望まれている。
【0003】このような現場に適応できる遠隔操縦が可
能な建設機械は、既に開発されているが、提供されてい
る遠隔操縦が可能な建設機械は、遠隔操縦装置用受信機
や電磁比例弁などを建設機械本体に固定的に取付けた構
造であって、本体を大幅に改造した専用機である。
【0004】ところが、このような形態の遠隔操縦可能
な建設機械には、以下に説明する課題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、遠隔操縦が
可能な専用建設機械は、その数が限られているので、復
旧工事に必要な台数を確保することが困難であるととも
に、被災地へ輸送するにしても、機械の解体,組立てが
必要となり、緊急時に早急に対応することが非常に難し
い。
【0006】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、建設機械
の操作レバーや操作スイッチなどを改造することなく遠
隔操縦を可能する建設機械用遠隔操縦装置を提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、エンジンの始動スイッチおよびスロット
ルレバーと、車両の走行ペダルないしは走行レバーと、
前記車両に付設されたブーム,アームおよびバケットの
上下移動動作などを行わせる操作レバーとを備えた建設
機械において、前記建設機械の運転席に回動および傾動
移動自在に設置されたテレビカメラと、前記スロットル
レバー,走行ペダルまたは走行レバーおよび操作レバー
に、それぞれ作動部が着脱自在に装着される複数のアク
チュエータと、前記建設機械側に搭載され、前記テレビ
カメラおよびアクチュエータの駆動を制御する制御機器
と、前記制御機器に接続された受信回路と、前記建設機
械と離間した遠隔個所に設置される操縦装置と、前記操
縦装置に接続された送信回路と、前記送信および受信回
路を介して前記テレビカメラに接続されるテレビモニタ
とを備え、前記エンジンの始動状態で、前記操縦装置側
で前記モニタ回路を視認しながら、前記操縦装置から前
記制御機器に走行および操作用の無線制御信号を送出す
るようにした。このように構成した遠隔操縦装置によれ
ば、スロットルレバー,走行ペダルまたは走行レバーお
よび運転操作レバーに、アクチュエータの作動部が着脱
自在に装着されるので、既存の建設機械を殆ど改造する
ことなく、遠隔操縦が可能になる。前記複数のアクチュ
エータは、前記建設機械の運転席に装着される基台に設
置され、かつ、前記アクチュエータの設置位置を対応す
る操作レバーなどに適合するようにすることができる。
この構成によれば、基台を運転席に装着すると、アクチ
ュエータと対応する操作レバーなどを簡単に結合するこ
とができる。前記テレビカメラは、前記建設機械の運転
者の目の高さ位置に所定の水平間隔を隔てて一対設置す
ることができる。この構成によれば、テレビモニタの映
像が立体的になるので、遠隔操作する際の視認性が向上
する。本発明の遠隔操縦装置は、例えば、操作方式が統
一されている汎用機械であるバックホウに適用すると、
基台に対するアクチュエータの設置位置を統一すること
ができ、緊急時に迅速に対応することが容易になり、有
用性が非常に大きくなる。前記建設機械の運転室内に傾
斜計を設置し、前記傾斜計の検出信号に基づいて、当該
建設機械が所定確度以上傾斜した際に、前記制御機器に
停止信号を送出することができる。この構成によると、
建設機械の転倒を防ぐことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1か
ら図6は、本発明にかかる建設機械用遠隔操縦装置の一
実施例を示している。
【0009】同図に示した操縦装置は、本発明を汎用建
設機械であるバックホウ10に適用した場合を例示して
いる。バックホウ10は、図7にその全体を示すよう
に、車両12と、車両12に揺動自在に取付けられたブ
ーム14と、ブーム14に揺動自在に支持されたアーム
16およびアーム16の先端に揺動自在に支持されたバ
ケット18とを備えている。
【0010】車両12は、その両側下部に配置された一
対の右,左クローラ20,22により前後方向に走行す
るようになっている。ブーム14は、ブームジャッキ2
4の伸縮駆動により、先端側が上下方向への移動動作を
する。
【0011】アーム16は、アームジャッキ26の伸縮
駆動により、前方側に押す動作と、手前側に引く動作を
する。バケット18は、バケットジャッキ28の伸縮駆
動により、掘削動作と、ダンプ動作(払い出し)とを行
う。
【0012】バックホウ10の運転室30内には、この
ような動作や車体の走行を制御するための各種操作レバ
ーおよびスイッチが配置されている。図8,9は、操作
方式の統一化が促進されているバックホウ10の運転室
30を示している。
【0013】同図に示した運転室30には、運転者31
が着座する運転席32が取付けられ、運転席32の前方
には、着座した運転者31が両足で操作する右および左
走行ペダル34,36が運転室30の床面上に突出する
ように設けられている。
【0014】また、同図に示した例では、右,左走行ペ
ダル34,36にそれぞれ連動する右および左走行レバ
ー38,40が併設されている。右走行ペダル34ない
しは右走行レバー38を前方に倒すと、右クローラ20
が前進するとともに、右走行ペダル34ないしは右走行
レバー38を手前に倒すと、右クローラ20が後退す
る。
【0015】左走行ペダル36ないしは左走行レバー4
0を同様に操作すると、左クローラ22が同様に前進ま
たは後退する。運転席32に着座した運転者31の左右
には、支持台35上に突出する一対の右および左操作レ
バー42,44が配置されている。
【0016】これらの操作レバー42,44は、二次元
方向に操作するものであって、右操作レバー42を前方
に移動させると、ブーム14の先端が下方に移動し、レ
バー42を後方に移動させると、ブーム14の先端が上
方に移動する。
【0017】右操作レバー42を左側に移動すると、バ
ケット18が掘削動作を行い、同レバー42を右に移動
すると、バケット18がダンプ(払い出し)動作を行
う。左操作レバー44を前方に移動させると、アーム1
6を前方に押出す動作が行われるとともに、レバー44
を後方に移動させると、アーム16を手前に引き寄せる
動作が行われる。
【0018】左操作レバー44を左側に移動させると、
ブーム14や運転室30を含むクローラ20,22の上
部側が一体的に左旋回するとともに、レバー44を右側
に移動させると、運転室30が右旋回する。そして、右
操作レバー42の後方の支持台35上には、スロットル
レバー46とエンジン48の始動スイッチ50が設けら
れている。
【0019】このようなレバー操作に基づくブーム14
などの動作は、油圧制御装置52にレバー操作が伝達さ
れ、これを受けた油圧制御装置52から各ジャッキ2
4,26,28やエンジン48などに制御信号が送出さ
れて、所定の動作が行われる。
【0020】以上のようなバックホウ10としての基本
的な構成は、従来のこの種の装置と同じであるが、本実
施例の遠隔操縦装置は、以下に説明する点に顕著な特徴
がある。
【0021】すなわち、本実施例の遠隔操縦装置は、テ
レビカメラ54と、スロットルアクチュエータ56と、
右走行アクチュエータ58と、左走行アクチュエータ6
0と、左操作レバーアクチュエータ62と、右操作レバ
ーアクチュエータ64と、傾斜計66と、制御機器68
および操縦装置70とを有している。
【0022】これらの各アクチュエータ56〜64およ
び傾斜計66,制御機器68は、運転室30の運転席3
2を挟むようにして設置される基台71に配設されてい
る。基台71は、運転席32の両側方に配置された上,
下および中間板71a,71b,71cを有していて、
上板71aは、基台71の設置状態で支持台35とほぼ
面一になるようになっている。
【0023】そして、中間板71cの上面側に右,左走
行アクチュエータ58,60が配置され、上板71aの
上面側に右,左操作レバーアクチュエータ62,64
と、スロットルアクチュエータ56とが配置されてい
る。また、傾斜計66は、中間板71c上に配置される
とともに、制御機器68は、下板71b上に配置されて
いる。
【0024】本実施例の場合には、基台71に設置され
た複数のアクチュエータ56〜64は、バックホウ10
の運転席30に設けられているスロットルレバー46,
右,左走行レバー38,40,右,左操作レバー42,
44に適合するように配置されている。
【0025】すなわち、図2,3を見ると明らかなよう
に、運転席32に着座した運転者31が、手足を使って
右,左走行レバー38,40,右,左操作レバー42,
44を操作する状態と、ほぼ同じ状態になるように複数
のアクチュエータ56〜64が、基台71に位置決めさ
れて配置されている。
【0026】この構成によれば、基台71を運転席32
に装着すると、アクチュエータ56〜64と対応する操
作レバーなどを簡単に結合することができるテレビカメ
ラ54は、バックホウ10の運転室30の運転席32に
着座した運転者31の目の高さ位置に設置され、水平方
向に所定の間隔(人間の目の間隔にほぼ等しい)を隔て
て一対設けられている。
【0027】また、このテレビカメラ54は、雲台72
により支持されていて、雲台72に内蔵されている駆動
部74を制御機器68で制御することにより、一対が同
時に、水平面内で左右に回動するとともに、垂直面内で
上下方向に傾動するようになっている。
【0028】スロットルアクチュエータ56は、スロッ
トルレバー46の近傍に位置していて、油圧駆動のサー
ボ機構56aを備えており、このサーボ機構56aの伸
縮プランジャ56bの先端がスロットルレバー46に着
脱自在に取付けられている。
【0029】この着脱自在な取付け構造の一例を図4に
示している。同図に示した取付け構造は、プランジャ5
6bの先端にスロットルレバー46を挟み込む凹部56
cを設け、凹部56cに挟み込んだレバー46をネジ5
6dで固定している。このような取付け状態において
は、ネジ56dを緩めると、アクチュエータ56の作動
部であるプランジャ56bをレバー46から簡単に取り
外すことができる。
【0030】右,左走行アクチュエータ58,60は、
実質的に同一構成のものであって、スロットルアクチュ
エータ56と同様に、油圧駆動のサーボ機構58a,6
0aを備えている。
【0031】各サーボ機構58a,60aの伸縮プラン
ジャ58b,60bは、先端側が相互離間するように屈
曲していて、最先端は、プランジャ56bと同様な取付
け構造により、右および左走行レバー38,40に着脱
自在に取付けられている。
【0032】右,左操作レバーアクチュエータ62,6
4は、実質的に同一構成のものが用いられており、その
詳細を図5,6に示している。同図に示したアクチュエ
ータ62は、右操作レバー42用のものであって、操作
レバー42の外周に設置される正方形の支持枠62a
と、前後移動枠62bと、左右移動枠62cと、前後移
動サーボ機構62dと、左右移動サーボ機構62eとを
有している。
【0033】支持枠62aは、基台71の上板71aに
一端が固設された張出板62fに支持されていて、操作
レバー42を中心に挿通して、その外周を取囲むように
して設置される。
【0034】前後移動枠62bは、支持枠62aの対向
する2つの内面に設けられたガイド溝62g内に両端側
を嵌合することで、前後方向に移動可能に設置されてい
る。左右移動枠62cは、前後移動枠62bから所定の
間隔を隔てた上方にあって、支持枠62aの対向する2
つの内面に設けられたガイド溝62h内に両端側を嵌合
することで、左右方向に移動可能に設置されている。
【0035】各移動枠62b,62cの中心には、操作
レバー42が挿通されている。前後および左右サーボ機
構62d,62eは、支持枠62aの側面に固設され、
各サーボ機構62d,62eの伸縮プランジャが前後お
よび左右移動枠62b,62cの側面に固設されてい
る。
【0036】このように構成された右操作レバーアクチ
ュエータ62によれば、前後および左右サーボ機構62
d,62eを個別に駆動することにより、右操作レバー
42を前後ないしは左右方向に移動させることができ
る。
【0037】また、アクチュエータ62,64を操作レ
バー42,44から取り外すこともできる。
【0038】運転室30に設置された制御機器68は、
テレビカメラ54の雲台駆動部74と、スロットルアク
チュエータ56と、右走行アクチュエータ58と、左走
行アクチュエータ60と、左操作レバーアクチュエータ
62と、右操作レバーアクチュエータ64とを制御する
ものであって、図1に制御系のブロック図を示してい
る。
【0039】制御機器68には、前記アクチュエータ5
6〜64および雲台駆動部74,傾斜計66がそれぞれ
接続されるとともに、インターフェイス76を介して受
信回路77が接続されている。
【0040】また、テレビカメラ54には、送信回路7
9が接続されている。一方、操縦装置70は、バックホ
ウ10と離間した遠隔個所に設置されていて、送信回路
78,ビデオモニタ80,受信回路81,インターフェ
イス82を備えている。
【0041】ビデオモニタ80には、受信回路81が接
続されている。送信回路78には、インターフェイス8
2を介してレバー入力器84およびスイッチ入力器86
が接続されている。
【0042】ビデオモニタ80は、テレビカメラ54か
らの映像信号を受信および送信回路79,81を介して
受信し、バックホウ10の運転室30から見た画面を常
時映し出す。
【0043】レバー入力器84は、例えば、ジョイステ
ック形式のものであって、二次元方向に操作することが
できる。スイッチ入力器86は、制御モードを切替える
ものであって、テレビカメラ54の移動モード,車両1
2の走行モード,操作レバー42,44の操作モードな
どが設定されている。
【0044】以上のように構成された遠隔操縦装置によ
るバックホウ10の遠隔操縦について説明する。バック
ホウ10を遠隔操縦する際には、まず、始動スイッチ5
0をオン状態にし、制御機器68や油圧制御装置52な
どを作動可能状態にする。
【0045】そして、ビデオモニタ80を視認しなが
ら、スイッチ入力器86を走行モードとして、レバー入
力器84を操作する。
【0046】走行モードでは、右,左走行アクチュエー
タ58,60の選択も可能になっているので、これらの
いずれかを選択してレバー入力器84を操作することも
できるし、これらのアクチュエータ58,60を同時に
選択することもできる。
【0047】レバー入力器84を操作すると、その操作
量に対応した無線信号が送,受信回路78,77を介し
て制御機器68に伝達され、この信号を受けた制御機器
68は、スイッチ入力器86で選択された右,左走行ア
クチュエータ58,60を駆動させる。
【0048】右,左走行アクチュエータ58,60が駆
動されると、サーボ機構58a,60aが作動し、右,
左走行レバー38,40が、前方ないしは手前側に倒さ
れ、これに対応して、右,左クローラ20,22が前進
ないしは後退する。
【0049】このような操作を行うことによりバックホ
ウ10が所定の場所まで走行すると、スイッチ入力器8
6を操作モードに切替えて、レバー入力器84を操作す
る。
【0050】操作モードでは、右,左操作レバーアクチ
ュエータ62,64の選択が行われ、いま例えば、右操
作レバーアクチュエータ62が選択されたとすると、レ
バー入力器84の操作量に対応した無線信号が送,受信
回路77,78を介して制御機器68に伝達され、この
信号を受けた制御機器68は、右操作アクチュエータ6
2を駆動させる。
【0051】右操作レバーアクチュエータ62が駆動さ
れると、前後ないしは左右移動サーボ機構62d,62
eの何れがが作動し、この作動に伴って右操作レバー4
2が移動する。
【0052】この右操作レバー42の移動についてより
具体的に説明すると、いま例えば、レバー入力器84
が、前方に移動されたとすると、これに伴って、前後サ
ーボ移動機構62dが伸長し、この伸長動作に伴って右
操作レバー42が前方に移動して、ブーム14の先端が
下方に移動する。
【0053】レバー入力器84を後方に移動させると、
前後移動サーボ機構62dの収縮により、右操作レバー
42が後方移動して、ブーム14の先端が上方に移動す
る。
【0054】また、レバー入力器84を左に移動する
と、左右移動サーボ機構62eの収縮により、右操作レ
バー42が左側に移動して、バケット18の掘削動作が
行われる。
【0055】さらに、レバー入力器84を右に移動する
と、左右移動サーボ機構62eの伸長により、右操作レ
バー42が右移動して、バケット18がダンプ(払い出
し)動作を行う。
【0056】操作モードで左操作レバーアクチュエータ
64を選択した場合には、アーム16を前方に押出す動
作と手前に引き寄せる動作、および、運転室30を左な
いしは右旋回させることができる。
【0057】以上のように走行および操作モードの過程
においては、ビデオモニタ80を視認しながら行われる
が、ビデオモニタ80の視認方向は、テレビカメラ54
の移動モードを適宜選択して、雲台駆動部74を作動さ
せて視認方向を変えながら行うこともできる。
【0058】また、本実施例の場合には、運転室30に
傾斜計66が設置されているので、傾斜計66の検出信
号を制御機器68に取込み、車両12の傾斜角度が所定
値以上になった時に、バックホウ10の走行や操作を停
止する信号を送出することができる。
【0059】さて、以上のように構成された遠隔操縦装
置によれば、スロットルレバー46,走行レバー38,
40および操作レバー42,44にそれぞれ装着される
アクチュエータ56〜64が着脱式なので、既存の建設
機械を改造することなく、遠隔操縦を可能にすることが
できる。
【0060】また、本実施例の場合には、テレビカメラ
54は、建設機械の運転者の目の高さ位置に所定の水平
間隔を隔てて一対設置しているので、テレビモニタ80
の映像が立体的になるので、遠隔操作する際の視認性が
向上する。
【0061】さらに、本実施例の場合には、建設機械の
運転室30内に傾斜計66を設置し、傾斜計66の検出
信号に基づいて、当該建設機械が所定角度以上傾斜した
際に、制御機器68に停止信号を送出するので、建設機
械の転倒を防ぐことができる。
【0062】なお、上記実施例では、右および左走行ア
クチュエータ56,58を右および左走行レバー38,
40に着脱自在に装着した場合を例示したが、これらの
アクチュエータ56,58は、右,左走行ペダル34,
35に装着してもよい。
【0063】また、上記実施例では、本発明をバックホ
ウ10に適用した場合を例示したが、本発明の実施は、
これに限定されることはなく、他の建設機械にも適用す
ることができる。
【0064】
【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる建設機械用遠隔操縦装置によれば、既存
の建設機械に改造を伴うことなく、遠隔操縦を可能にす
るので、災害時の緊急対策に役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる遠隔操縦装置の全体構成のブロ
ック図である。
【図2】図1に示した遠隔操縦装置を運転室に設置した
状態の上面図である。
【図3】図1に示した遠隔操縦装置を運転室に設置した
状態の側面図である。
【図4】図1に示した遠隔操縦装置のスロットルアクチ
ュエータをスロットルレバーに取付けた状態の要部上面
図である。
【図5】図1に示した遠隔操縦装置の操作レバーアクチ
ュエータの上面図である。
【図6】図5の縦断面図である。
【図7】図1に示した遠隔操縦装置が適用されるバック
ホウの側面図である。
【図8】図7に示したバックホウの運転室の上面図であ
る。
【図9】図7に示したバックホウの運転室の側面図であ
る。
【符号の説明】
10 バックホウ 12 車両 14 ブーム 16 アーム 18 バケット 20,22 右,左クローラ 30 運転室 32 運転席 38,40 右,左走行レバー 42,44 右,左操作レバー 46 スロットルレバー 54 テレビカメラ 56 スロットルアクチュエータ 58,60 右,左走行アクチュエータ 62,64 右,左操作レバーアクチュエータ 66 傾斜計 68 制御機器 70 操縦装置 77 受信回路 78 送信回路 80 ビデオモニタ 84 レバー入力器 86 スイッチ入力器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 俊男 東京都千代田区神田司町2−3 株式会社 大林組東京本社内 (72)発明者 樋口 幹也 東京都千代田区神田司町2−3 株式会社 大林組東京本社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの始動スイッチおよびスロット
    ルレバーと、車両の走行ペダルないしは走行レバーと、
    前記車両に付設されたブーム,アームおよびバケットの
    上下移動動作などを行わせる操作レバーとを備えた建設
    機械において、 前記建設機械の運転席に回動および傾動移動自在に設置
    されたテレビカメラと、 前記スロットルレバー,走行ペダルまたは走行レバーお
    よび操作レバーにそれぞれ作動部が着脱自在に装着され
    る複数のアクチュエータと、 前記建設機械側に搭載され、前記テレビカメラおよびア
    クチュエータの駆動を制御する制御機器と、 前記制御機器に接続された受信回路と、 前記建設機械と離間した遠隔個所に設置される操縦装置
    と、 前記操縦装置に接続された送信回路と、 前記送信および受信回路を介して前記テレビカメラに接
    続されるテレビモニタとを備え、 前記エンジンの始動状態で、前記操縦装置側で前記モニ
    タ回路を視認しながら、前記操縦装置から前記制御機器
    に走行および操作用の無線制御信号を送出することを特
    徴とする建設機械用遠隔操縦装置。
  2. 【請求項2】 前記複数のアクチュエータは、前記建設
    機械の運転席に装着される基台に設置され、かつ、前記
    アクチュエータの設置位置を対応する前記操作レバーな
    どに適合するようしたことを特徴とする請求項1記載の
    建設機械用遠隔操縦装置。
  3. 【請求項3】 前記テレビカメラは、前記建設機械の運
    転者の目の高さ位置に所定の水平間隔を隔てて一対設置
    したことを特徴とする請求項1記載の建設機械用遠隔操
    縦装置。
  4. 【請求項4】 前記建設機械がバックホウであることを
    特徴とする請求項1から3のいずれか1記載の建設機械
    用遠隔操縦装置。
  5. 【請求項5】 前記建設機械の運転室内に傾斜計を設置
    し、前記傾斜計の検出信号に基づいて、当該建設機械が
    所定角度以上傾斜した際に、前記制御機器に停止信号を
    送出することを特徴とする請求項1から4のいずれか1
    項記載の建設機械用遠隔操縦装置。
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