JP2661873B2 - 遠隔操縦式建設車両およびその非常時運行方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人が立入ることのでき
ない危険地帯で無線により遠隔操縦されるブルドーザ、
油圧ショベル等の建設車両による無人化施工において、
これらの車両が正常に機能しなくなった場合に、その車
両を安全地帯へ脱出させることが可能の遠隔操縦式建設
車両およびその非常時運行方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】人が立入ることのできない危険地帯で
は、無線または有線により遠隔操縦されるブルドーザ、
油圧ショベル等の建設車両により無人化施工が行われて
いる。

【０００３】例えば、図８に示されるようなブルドーザ
を無線操縦する場合、図９に示されるように、その車両
１には受信装置２と、インターフェース３と、アクチュ
エータ４とが搭載されている。

【０００４】前記受信装置２は、操縦者にて操作される
送信装置５からの無線指令信号を受ける信号受信機と、
その指令信号を処理して次のインターフェース３に指示
を出すリレー等の電気、電子部品とからなる。送信装置
５および受信装置２は、ラジオコントロール（以下、ラ
ジコンという）用の無線装置を構成している。

【０００５】前記インターフェース３は、電磁バルブに
代表されるもので、受信装置２からの電気信号によりバ
ルブを切換え、アクチュエータ４へ供給される流体を制
御するものである。

【０００６】前記アクチュエータ４は、図８に示される
ブルドーザの例では、作業装置（ブレード6a、リッパ6
b）、ブレーキ6c、その他車両の操作操縦に必要な装置
を作動する油圧シリンダ、油圧モータ、油圧バルブまた
は空圧バルブ等であり、例えば、ブレード用リフトシリ
ンダ4a、リッパ用リフトシリンダ4b等に代表される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】車両１に搭載された受
信装置２には電子部品が多用されており、建設車両特有
の振動、衝撃等の過酷な稼働条件下では、故障する可能
性が高い。また、遠隔操縦で人が乗らないこともあり、
無理に車両が動かされたり、また、過大な負荷により車
両本体の故障を誘発することもある。そして、エンジン
が止まると、アクチュエータ４を動かす圧油の供給も止
まり、車両１は動かなくなり操縦不能となる。

【０００８】このような非常時においては、作業装置
（ブレード6a、リッパ6b）が牽引不可能な状態（土を被
っている状態）になっている場合もあり、また、フェー
ルセーフ思想により車両が動かないようにブレーキ6cが
かかった状態となるので、他の車両で、故障車両を牽引
して修理場所まで動かすこともできない。

【０００９】無線による遠隔操縦は、人の近寄れない高
温、有毒ガス、地形不良等の環境の悪い所での車両の稼
働を大きな目的としているので、場合によっては、高価
な車両を放置せざるを得ない状況にもなる。

【００１０】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、ブルドーザ、油圧ショベル等の建設車両の無線に
よる遠隔操縦制御において、無線装置の故障、車両本体
の故障等の不具合で非常事態が発生し、通常の無線装置
では遠隔操作が不能になった場合でも、車両を迅速に作
業者の立入りが制限される無人化施工地帯から脱出させ
ることが可能の遠隔操縦式建設車両およびその非常時運
行方法を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、無線により受信した指令信号に基づいて遠隔操縦さ
れ無人化施工に供される建設車両において、前記指令信
号を受信する通常の受信装置に加えて、非常用の受信装
置を搭載するとともに、通常の動力源に加えて、非常用
の受信装置を通じて制御される非常用の動力ユニットを
搭載した遠隔操縦式建設車両である。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
遠隔操縦式建設車両において、非常用の動力ユニット
を、非常用の受信装置からの指令信号により制御される
インターフェースを通じて、建設車両に装備された作業
装置を作動するアクチュエータの作業装置開放側と、ブ
レーキの解除側とに接続した構成である。

【００１３】請求項３に記載の発明は、無線により受信
した指令信号に基づいて遠隔操縦され無人化施工に供さ
れる建設車両の運行方法において、通常の送信装置から
送信された無線指令信号を、車両に搭載された通常の受
信装置で受けて車両の運行を制御し、通常の受信装置に
トラブルが生じた場合は、非常用の指令機から送信され
た無線指令信号を、車両に搭載された非常用の受信装置
で受けて車両の運行を制御し、車両を安全位置まで移動
させる遠隔操縦式建設車両の非常時運行方法である。

【００１４】請求項４に記載の発明は、無線により受信
した指令信号に基づいて遠隔操縦され無人化施工に供さ
れる建設車両の運行方法において、通常の送信装置から
送信された無線指令信号を、車両に搭載された通常の受
信装置で受けて車両の運行を制御し、エンジンを中心と
する通常の動力源にトラブルが生じた場合は、非常用の
指令機から送信された無線指令信号により、車両に搭載
された非常用の受信装置を経て、車両に搭載された非常
用の動力ユニットを稼働し、この非常用の動力ユニット
から供給される動力により、車両に装備された作業装置
を車両移動を妨げない開放姿勢まで作動するとともに、
ブレーキを解除し、無線により遠隔操縦される牽引車両
により、トラブル発生車両を安全位置まで牽引する遠隔
操縦式建設車両の非常時運行方法である。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項４記載の
遠隔操縦式建設車両の非常時運行方法において、牽引車
両に装着された牽引部をトラブル発生車両に係合して、
トラブル発生車両を安全な場所まで牽引移動する方法で
ある。

【００１６】

【作用】請求項１に記載の発明は、通常の動力源が停止
してその車両を動かせない状態においては、非常用の動
力ユニットを駆動して、車両を安全位置まで退避させ
る。

【００１７】請求項２に記載の発明は、通常の動力源が
停止してその車両を動かせない状態においては、非常用
の動力ユニットを駆動して、作業装置を地面から開放す
るとともにブレーキを解除し、他の車両により当該車両
を押圧移動または牽引移動できるようにする。

【００１８】請求項３に記載の発明は、平常は、通常の
送信装置から送信された無線指令信号を、車載の通常の
受信装置で受けて車両の運行を制御するが、通常の受信
装置にトラブルが生じた場合は、非常用の指令機から非
常用の無線指令信号を車載の非常用受信装置に送り、車
両を安全位置まで移動して、トラブルに対処する。

【００１９】請求項４に記載の発明は、エンジン等にト
ラブルが生じた場合は、非常用の指令機から送信された
非常用の無線指令信号により、車載の非常用の受信装置
を経て非常用の動力ユニットを稼働し、車両に装備され
た作業装置を車両移動を妨げない開放姿勢まで作動する
とともに、ブレーキを解除する。そして、無線により遠
隔操縦される牽引車両により、トラブル発生車両を安全
位置まで牽引して、トラブル箇所を点検、修理する。

【００２０】請求項５に記載の発明は、ブルドーザを改
良して牽引車両とし、その牽引部をトラブル発生車両に
係合して、安全な場所まで牽引し、点検、修理する。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を図１乃至図７に示される実施
例を参照して詳細に説明する。

【００２２】図１に示されるように、無線により遠隔操
縦され無人化施工に供されるブルドーザ、油圧ショベル
等の建設車両11に、通常の送信装置12からの無線指令信
号を受ける通常の受信装置13に加えて、非常用の指令機
14からの無線指令信号を受ける非常用の受信装置15を搭
載するとともに、通常の動力源16に加えて、非常用の受
信装置15を通じて制御される非常用の動力ユニット17を
搭載する。

【００２３】通常の動力源16は、主エンジン18とこのエ
ンジンにより駆動される油圧ポンプ等からなる油圧源19
とにより構成され、通常の受信装置13からの指令信号に
より制御されるインターフェース21を通じて、建設車両
に装備された作業装置22を作動するアクチュエータ23や
ブレーキ24に作動油を供給する。

【００２４】また、非常用の動力ユニット17は、車両に
搭載されたバッテリ25を電源として駆動される油圧源で
あり、非常用の受信装置15からの指令信号により制御さ
れるインターフェース21を通じて、車両に装備された作
業装置22を作動するアクチュエータ23の作業装置開放側
と、ブレーキ24の解除側とに作動油を供給する。前記バ
ッテリ25は補助エンジンで代用してもよい。

【００２５】図２は、非常事態でのブルドーザを遠隔操
縦する非常用の指令機14の操作パネル14a を示し、上段
部に、ホーンスイッチ31、エンジン始動スイッチ32、ブ
レーキオン／オフスイッチ33、リッパ上げスイッチ34、
ブレード上げスイッチ35、車両左旋回スイッチ36、車両
前進スイッチ37、車両右旋回スイッチ38がそれぞれ設け
られ、また、下段部に、非常用ブレード上げスイッチ3
9、非常用ブレーキ解除スイッチ40、非常用リッパ上げ
スイッチ41、リッパ下げスイッチ42、ブレード下げスイ
ッチ43、ガバナ高／低切換スイッチ44、車両後進スイッ
チ45がそれぞれ設けられ、さらに、中段部に、ブレーキ
解除表示ランプ46、エンジン停止スイッチ47、選局スイ
ッチ48、電池消耗表示ランプ49、電源ランプ50、電源入
れスイッチ51、電源切りスイッチ52、ガバナ高状態表示
ランプ53がそれぞれ設けられている。

【００２６】前記非常用ブレード上げスイッチ39、非常
用ブレーキ解除スイッチ40、非常用リッパ上げスイッチ
41は、エンジン停止時に車両を牽引するために必要な操
作スイッチである。

【００２７】図３に示されるように、通常の動力源16
は、通常の受信装置13からの指令信号により制御される
電磁バルブ61を経て、ブルドーザのブレード用リフトシ
リンダ23a およびリッパ用リフトシリンダ23b に接続さ
れ、また、非常用の動力ユニット17は、バッテリ25によ
り駆動される電動モータ62と、この電動モータ62により
駆動される油圧ポンプ63と、この油圧ポンプ63から吐出
される油圧を設定値に制御するリリーフ弁64とにより構
成され、油圧ポンプ63の吐出口は、チェックバルブ69よ
り管路65を経て、各リフトシリンダ23a ，23b のロッド
側に接続され、また各リフトシリンダ23a ，23b のヘッ
ド側は、管路66を経て電磁バルブ67に接続され、さらに
タンク68に接続されている。

【００２８】そして、前記電磁バルブ67が図３に示され
た閉じ位置にあると、非常用の動力ユニット17が駆動さ
れても、リフトシリンダ23a ，23b からの排油がなされ
ないので、リフトシリンダ23a ，23b は動作しない。こ
のとき、油圧ポンプ63から吐出された作動油はリリーフ
弁64を経て低圧側へ戻る。

【００２９】一方、非常用の受信装置15から電磁バルブ
67のソレノイドに指令信号が入って電磁バルブ67が開く
と、非常用の動力ユニット17から供給される作動油によ
りリフトシリンダ23a ，23b のロッドが引込む方向に作
動して、図４に示されるブルドーサの作業装置としての
ブレード22a およびリッパ22b を地面から浮上させ、車
両移動を妨げない開放姿勢とする。

【００３０】このとき、履帯71を駆動する動力伝達機構
72に設けられたブレーキ24（図１）も、非常用の動力ユ
ニット17から図示されない管路を経て供給される作動油
によりブレーキ解除されている。

【００３１】図４は、トラブルの生じた車両Ａを牽引車
両Ｂで牽引して移動する状態を示す一例である。牽引車
両Ｂは、ブルドーザをベースマシンとして、ブレード用
リフトシリンダ81により上下動されるブレード取付フレ
ーム82に本来のブレードの替りに牽引部としての牽引フ
レーム83を取付けたもので、この牽引フレーム83をトラ
ブル発生車両Ａのリッパ22b の下側から挿入してこのリ
ッパ22b に引掛け、車両Ａを安全な場所まで牽引する。

【００３２】図５に示されるように、牽引車両Ｂの牽引
フレーム83は、Ｖ形に形成された牽引フレーム本体83a
の基端をピン84により、ブレード取付フレーム82の前面
に溶接付けされた取付板85に軸着し、ブレード取付フレ
ーム82の上面に溶接付けされたブラケット86と、牽引フ
レーム83の上面に溶接付けされたブラケット87とをステ
ー88により連結してほぼ水平に保持し、この牽引フレー
ム83の先端部にフック89を溶接付けしたものである。

【００３３】このような牽引フレーム83の先端部内側面
83b を前記のようにトラブル発生車両Ａのリッパ22b と
係合して牽引する。また、先端のフック89は、トラブル
発生車両の他の部分と係合する。

【００３４】例えば、この牽引車両Ｂ自体がエンジント
ラブルにより動けなくなったときも、他の牽引車両Ｂに
より牽引するが、その際に、一方の牽引フレーム83の先
端部内側面83b と他方の牽引フレーム83の先端フック89
とを相互に係合すれば、一方の牽引車両Ｂにより他方の
牽引車両Ｂを牽引できる。さらには、この先端のフック
89を、エンジントラブルの発生した油圧ショベルのバケ
ット先端に引掛けて牽引するようにしてもよい。

【００３５】次に、図６に示されるフローチャートを参
照して、本発明に係る遠隔操縦式建設車両の非常時運行
方法を説明する。なお、この図において、丸数字は処理
手順のステップ番号を示す。

【００３６】通常の送信装置12および受信装置13が正常
に機能している間は、通常の運転を継続し（ステップ１
および２）、また、通常の送信装置12および受信装置13
が正常ではないが車両を移動することは可能である場合
は、車両を安全な地点まで移動して修理を行う（ステッ
プ３および４）。

【００３７】通常の送信装置12のみが故障して車両を動
かすことができない故障レベル１では（ステップ５）、
通常の送信装置12を予備のものと交換し（ステップ
６）、この予備の送信装置により引続き車両を運行制御
する（ステップ２）。

【００３８】通常の受信装置13のみが故障して車両を動
かすことができない故障レベル２では（ステップ７）、
非常用の指令機14をオンにするとともに通常の送信装置
12をオフにし、非常用の指令機14からの非常用指令信号
を非常用の受信装置15で受け、その信号をインターフェ
ース21に指令し、通常の動力源16でアクチュエータ23を
駆動して、車両を自力で安全な場所まで移動させ（ステ
ップ８）、故障箇所を修理する（ステップ９）。

【００３９】一方、車両本体の故障によりエンジン18を
始動できない等の動力源16のトラブルにより車両Ａを動
かすことができない故障レベル３では（ステップ10）、
非常用の指令機14および非常用の受信装置15を使用し
て、車両に搭載されたバッテリ25により非常用の動力ユ
ニット17を駆動し、車両に装備された作業装置としての
ブレード22a およびリッパ22b をリフトシリンダ23a ，
23b により車両移動を妨げない地面からの開放姿勢まで
浮上作動するとともに、ブレーキ24を解除した上で、無
線により遠隔操縦される別の牽引車両Ｂにより、トラブ
ル発生車両Ａを安全位置まで牽引し（ステップ11）、故
障箇所を修理する（ステップ９）。

【００４０】最後に、前記故障レベル１，２および３の
いずれにも該当しない重大なトラブルが生じた場合、例
えば、バッテリが消耗したり、作動油が抜けてしまった
り、車両自体が壊れてしまった場合は、安全な環境が確
保されるまで、その車両を故障した場所に放置せざるを
得ない。

【００４１】図７は、本発明の他の例を示したもので、
油圧ショベルａの通常の動力源にトラブルが生じた場合
は、非常用の指令機から送信された無線指令信号によ
り、油圧ショベルａに搭載された非常用の受信装置を経
て、油圧ショベルａに搭載された非常用の動力ユニット
を稼働し、油圧ショベルａのフロント作業機91を地面か
ら上げるとともに走行系のブレーキを解除する。そし
て、無線により遠隔操縦されるブルドーザｂを牽引車両
とし、そのブレード93の上部をフロント作業機91のバケ
ット92の下側よりバケット92の先端に引掛けて、ブルド
ーザｂにより油圧ショベルａを安全位置まで牽引する。

【００４２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、通常の
動力源が停止してその車両を動かせない状態であって
も、非常用の動力ユニットを駆動して、車両を安全位置
まで退避させることができる。

【００４３】請求項２に記載の発明によれば、非常用の
動力ユニットを駆動して、作業装置を地面から開放する
とともにブレーキを解除することにより、ブルドーザや
油圧ショベル等の地面に対する作業装置を有する建設車
両でも、他の車両により容易に移動できる。

【００４４】請求項３に記載の発明によれば、通常の受
信装置にトラブルが生じた場合でも、非常用の指令機と
車載された非常用の受信装置とを用いて車両を安全位置
まで移動でき、受信装置のトラブルに対処できる。

【００４５】請求項４に記載の発明によれば、車両のエ
ンジン等にトラブルが生じた場合でも、非常用の無線指
令信号により非常用の動力ユニットを稼働して、車両の
作業装置を車両移動を妨げない開放姿勢まで作動すると
ともにブレーキを解除することにより、他の遠隔操縦さ
れる牽引車両でこのトラブル発生車両を安全位置まで牽
引でき、トラブル箇所を点検、修理できる。

【００４６】請求項５に記載の発明によれば、ブルドー
ザに設けられた牽引部をトラブル発生車両に係合して、
安全な場所まで確実に牽引することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の遠隔操縦式建設車両における非常時運
行システムの一実施例を示すブロック図である。

【図２】同上車両を遠隔操縦する非常用の指令機の操作
パネルを示すスイッチ類の配置図である。

【図３】同上車両の非常時運行システムに係る油圧回路
の回路図である。

【図４】同上車両のトラブル発生時の被牽引状態を示す
説明図である。

【図５】同上トラブル発生車両を牽引する牽引車両にお
ける牽引フレームを示す斜視図である。

【図６】同上車両の非常時運行方法を示すフローチャー
トである。

【図７】同上車両のトラブル発生時の他の牽引例を示す
説明図である。

【図８】一般的なブルドーザを示す説明図である。

【図９】一般的な無線装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

12 通常の送信装置 13 通常の受信装置 14 非常用の指令機 15 非常用の受信装置 16 通常の動力源 17 非常用の動力ユニット 18 エンジン 21 インターフェース 22 作業装置 23 アクチュエータ 24 ブレーキ 82 ブレード取付フレーム 83 牽引部としての牽引フレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小西 保 東京都港区虎ノ門一丁目20番10号 西松 建設株式会社内 (72)発明者 石井 正典 東京都港区虎ノ門一丁目20番10号 西松 建設株式会社内 (72)発明者 三宅 晋 東京都中央区日本橋小舟町10番９号 山 ▲さき▲建設株式会社内 (72)発明者 益子 久男 東京都中央区日本橋小舟町10番９号 山 ▲さき▲建設株式会社内 (72)発明者 岡本 直樹 東京都中央区日本橋小舟町10番９号 山 ▲さき▲建設株式会社内 (72)発明者 村瀬 達也 東京都世田谷区用賀四丁目10番１号 新 キャタピラー三菱株式会社内 (72)発明者 山口 滋 東京都世田谷区用賀四丁目10番１号 新 キャタピラー三菱株式会社内 (72)発明者 仲地 恵 神奈川県横浜市港北区新横浜一丁目２番 地の１ 神奈川キャタピラー三菱建機販 売株式会社内 (72)発明者 小田切 正樹 神奈川県横浜市港北区新横浜一丁目２番 地の１ 神奈川キャタピラー三菱建機販 売株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−290830（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−20000（ＪＰ，Ａ) 西松建設技報 ＶＯＬ18 ＰＰ93− 100（1995) 日本機械学会ロボティクス・メカトロ ニクス講演会論文集 ＶＯＬ1995 ＰＰ 1224−1227（1995)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線により受信した指令信号に基づいて
   遠隔操縦され無人化施工に供される建設車両において、 前記指令信号を受信する通常の受信装置に加えて、非常
   用の受信装置を搭載するとともに、通常の動力源に加え
   て、非常用の受信装置を通じて制御される非常用の動力
   ユニットを搭載したことを特徴とする遠隔操縦式建設車
   両。
2. 【請求項２】 非常用の動力ユニットを、非常用の受信
   装置からの指令信号により制御されるインターフェース
   を通じて、建設車両に装備された作業装置を作動するア
   クチュエータの作業装置開放側と、ブレーキの解除側と
   に接続したことを特徴とする請求項１記載の遠隔操縦式
   建設車両。
3. 【請求項３】 無線により受信した指令信号に基づいて
   遠隔操縦され無人化施工に供される建設車両の運行方法
   において、 通常の送信装置から送信された無線指令信号を、車両に
   搭載された通常の受信装置で受けて車両の運行を制御
   し、 通常の受信装置にトラブルが生じた場合は、非常用の指
   令機から送信された無線指令信号を、車両に搭載された
   非常用の受信装置で受けて車両の運行を制御し、車両を
   安全位置まで移動させることを特徴とする遠隔操縦式建
   設車両の非常時運行方法。
4. 【請求項４】 無線により受信した指令信号に基づいて
   遠隔操縦され無人化施工に供される建設車両の運行方法
   において、 通常の送信装置から送信された無線指令信号を、車両に
   搭載された通常の受信装置で受けて車両の運行を制御
   し、 エンジンを中心とする通常の動力源にトラブルが生じた
   場合は、非常用の指令機から送信された無線指令信号に
   より、車両に搭載された非常用の受信装置を経て、車両
   に搭載された非常用の動力ユニットを稼働し、この非常
   用の動力ユニットから供給される動力により、車両に装
   備された作業装置を車両移動を妨げない開放姿勢まで作
   動するとともに、ブレーキを解除し、 無線により遠隔操縦される牽引車両により、トラブル発
   生車両を安全位置まで牽引することを特徴とする遠隔操
   縦式建設車両の非常時運行方法。
5. 【請求項５】 牽引車両に装着された牽引部をトラブル
   発生車両に係合して、トラブル発生車両を安全な場所ま
   で牽引移動することを特徴とする請求項４記載の遠隔操
   縦式建設車両の非常時運行方法。