説明

双腕型作業機械の操作装置

【課題】一般的な作業機械の操作者であっても、短時間で操作習熟でき、違和感を抱かずに操作できる双腕型作業機械の操作装置を提供する。
【解決手段】走行体と、旋回体と、多関節形式の第1の作業腕と、第2の作業腕とを備えた双腕型作業機械の操作装置であって、第1の作業腕の動作を指示する右操作装置と、第2の作業腕の動作を指示する左操作装置、及び旋回体の動作を指示する旋回操作装置とを備え、左右の各操作装置は、前後左右の操作位置および中立位置との間を傾動可能であって、当該傾動動作によって第1及び第2の作業腕の俯仰動作をそれぞれ指示する操作レバーと、各操作レバーの先端部にそれぞれ設けられ各作業具の回動動作をそれぞれ指示する作業具操作手段とを備え、旋回操作装置は、前後の操作位置および中立位置との間を傾動可能であって、旋回動作方向を指示する旋回操作レバーを備えた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、双腕型作業機械の操作装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、構造物の解体作業において発生する産業廃棄物は、それぞれをリサイクル又は廃棄処理するために、更に分別解体する必要がある。
【0003】
このような、解体分別作業に使用する作業機械として、例えば、被解体物の一方の部位を保持する第1のフロント作業機と、被解体物の他方の部位を把持可能な第2のフロント作業機とを備えた双腕型の作業機械がある(例えば、特許文献1参照)。この双腕型作業機械は、スイング操作アームと、操作レバーと、肘受けなどからなる操作装置を運転席の左右両側にそれぞれ設けている。これにより操作者が、第1のフロント作業機用の操作装置と第2のフロント作業機用の操作装置のそれぞれを同時に操作可能となり、この結果、第1及び第2のフロント作業機を同時に独立して簡単に操作することができる。
【0004】
一方、1台のフロント作業機からなる通常の油圧ショベルの操作レバー装置が、運転席の左右両側に2基設けられているものがある(例えば、特許文献2の図9参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平11−181815号公報
【特許文献2】特開平11−158931号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1に記載された双腕型作業機械の操作装置は、運転席の側方に固定された肘受けと、この肘受けに揺動中心軸線周りに左右揺動自在に取り付けられ、フロント作業機の揺動を指示するスイング操作アームと、このスイング操作アームの先端部分に前後左右に揺動自在に取り付けられた操作レバーなどから構成されている。
【0007】
操作装置を操作してフロント作業機を動かすには、操作者は、運転席に着座し、肘を肘受けに乗せ、前腕部をスイング操作アームに乗せ、掌で操作レバーを把持する。フロント作業機を左右に揺動させる場合、操作者は、自分の前腕を、肘関節を中心に揺動することでスイング操作アームを揺動させている。フロント作業機を上下前後方向に移動させる場合、操作者は、自分の掌で操作レバーを左右前後方向に変位させることでスイング操作アームを移動させている。また、フロント作業機の作業具を回動させる場合、操作者は、自分の掌で操作レバーを軸心回りに回転させることで作業具を回動させている。
【0008】
一方、特許文献2に記載された通常の油圧ショベルの操作装置は、運転席の右側に、ブームとバケットに作動指令を与える右操作レバー装置が操作レバーを上方に向けて取り付けられ、運転席の左側に、アームと旋回体に作動指令を与える左操作レバー装置が操作レバーを上方に向けて取り付けられている。
【0009】
ブームを上下に回動させる場合、操作者は、右操作レバー装置の操作レバーを後方又は前方に変位させることでブームを上下に回動させている。バケットを回動させる場合、操作者は、右操作レバー装置の操作レバーを左方又は右方に変位させることでバケットを回動させている。また、旋回体を旋回させる場合、操作者は、左操作レバー装置の操作レバーを後方又は前方に変位させることで、旋回体を左旋回又は右旋回させている。アームを回動させる場合、操作者は、左操作レバー装置の操作レバーを左方又は右方に変位させることでアームを回動させている。
【0010】
上述したように、双腕型作業機械の操作装置は、前腕部で操作するスイング操作アームや、軸心回りに回転可能な操作レバー等を備えていて、従来の油圧ショベルの操作装置にはない特別な操作を必要としている。したがって、操作者が、双腕型作業機械の操作に習熟するまでに、長時間を必要とするという課題があった。
【0011】
本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、従来の一般的な作業機械の操作者であっても、短時間で操作習熟でき、違和感を抱かずに操作できる双腕型作業機械の操作装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記の目的を達成するために、第1の発明は、走行体と、前記走行体上に旋回可能に設けた旋回体と、前記旋回体の前方に設けた運転室と、前記旋回体の前方で前記運転室の右側方に設けた第1の作業腕と、前記旋回体の前方で前記運転室を挟んで反対側に設けた第2の作業腕とを備える双腕型作業機械の操作装置であって、前記運転室内の運転席の右側に設けられ、前記第1の作業腕の動作を指示する右操作装置と、前記運転室内の運転席の左側に設けられ、前記第2の作業腕の動作を指示する左操作装置、及び前記旋回体の動作を指示する旋回操作装置とを備え、前記左右の各操作装置は、前後左右の操作位置および中立位置との間を傾動可能であって、当該傾動動作によって前記第1及び第2の作業腕の俯仰動作をそれぞれ指示する操作レバーと、前記各操作レバーの先端部にそれぞれ設けられ前記各作業具の回動動作をそれぞれ指示する作業具操作手段とを備え、前記旋回操作装置は、前後の操作位置および中立位置との間を傾動可能であって、前記旋回体の旋回動作方向を指示する旋回操作レバーを備えたものとする。
【0013】
また、第2の発明は、第1の発明において、前記旋回操作レバーは、前記左操作装置の操作レバーの外側に設けたことを特徴とする。
【0014】
更に、第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記第1の作業腕は、多関節形式に形成され、俯仰可能に設けた腕とこの腕の先端に設けた作業具とからなり、前記第2の作業腕は、揺動シリンダによって揺動可能に設けた揺動部と、前記揺動部に俯仰可能に装着した多関節形式の腕とこの腕の先端に設けた作業具とからなり、前記左操作装置の操作レバーの先端部には、前記揺動装置の揺動動作方向を指示する揺動操作手段を更に備えたことを特徴とする。
【0015】
また、第4の発明は、第1乃至第3の発明のいずれかにおいて、前記作業具操作手段は前記操作レバーの先端部上面において揺動操作可能なシーソ式スイッチで構成したことを特徴とする。
【0016】
更に、第5の発明は、第3又は第4の発明において、前記揺動操作手段は前記左操作レバーの先端部上面に2個配置した押しボタン式スイッチで構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、双腕型作業機械の操作装置において、従来の一般的な作業機械の操作者が短時間で操作習熟でき、違和感を抱かずに操作することができる。この結果、操作者への負担が減少し、操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の双腕型作業機械の操作装置の一実施の形態が適用される作業機械を示す斜視図である。
【図2】本発明の双腕型作業機械の操作装置の一実施の形態が適用される作業機械を示す側面図である。
【図3】本発明の双腕型作業機械の操作装置の一実施の形態を示す正面図である。
【図4】本発明の双腕型作業機械の操作装置の一実施の形態を示す後方斜視図である。
【図5】本発明の双腕型作業機械の操作装置の操作レバー等に割り当てられた作業を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の双腕型作業機械の操作装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
図1は本発明の双腕型作業機械の操作装置の一実施の形態が適用される作業機械を示す斜視図、図2は本発明の双腕型作業機械の操作装置の一実施の形態が適用される作業機械を示す側面図である。双腕型作業機械は、図1及び図2に示すように、走行体フレーム1aとこの走行体フレーム1aの側部にそれぞれ設けた無限軌道履帯1bとからなる走行体1と、この走行体1上に旋回可能に取り付けた旋回体2とを備えている。旋回体2の前方左側には、運転室3が取り付けられている。旋回体2の後方には、エンジンおよび油圧ポンプを含む動力源装置4とカウンタウエイト5が設けられている。
【0020】
旋回体2の前方中央部分には、第1の作業腕6が、また、旋回体2の前方左側には第2の作業腕7がそれぞれ装設されている。
第1の作業腕6は、旋回体2の前方右側にブームシリンダ61により俯仰動(上下動)可能に装着した第1ブーム62と、この第1ブーム62の先端にアームシリンダ63により回動(上下動)可能に設けた第1アーム64と、このアーム64の先端に作業具シリンダ65により回動(上下動)可能に設けた小割器である第1作業具66を備え、多関節形式の作業腕となっている。これにより、第1の作業腕6の先端の第1作業具66は、上下方向に移動可能である。
この第1の作業腕6は、例えば、廃棄物を把持して移送したり、廃棄物中の部材の引き離し(もぎとり)作業時に、部材が埋め込まれた一方の部材(廃棄物)を把持し固定保持したり、解体されたコンクリート壁を小割りしたりするために用いられる。
【0021】
次に、第2の作業腕7の基部には、旋回体2の前方左側に設けられ、左右方向に揺動する揺動装置8が設けられている。
【0022】
第2の作業腕7は、揺動装置8の前方側にブームシリンダ71によって回動可能に設けた第2ブーム72と、この第2ブーム72の先端にアームシリンダ73によって回動可能に設けた第2アーム74と、この第2アーム74の先端に作業具シリンダ75によって回動(上下動)可能に設けた第2作業具76を備え、多関節形式の作業腕となっている。
【0023】
これにより、第2の作業腕7における第2ブーム72、第2アーム74及び第2作業具76は、揺動装置8によって上下方向の軸線回りに揺動可能である。
この第2の作業腕7は、例えば、部材の引き離し(もぎとり)作業時に、廃棄物内に埋め込まれた部材を廃棄物から引き離するためや、コンクリート壁を立てた状態で把持するため等に用いられる。
【0024】
図3は本発明の双腕型作業機械の操作装置の一実施の形態を示す正面図、図4は本発明の双腕型作業機械の操作装置の一実施の形態を示す後方斜視図である。図3及び図4において、10は、オペレータが着座する運転席を示す。運転席10に着座したオペレータの右側部には、例えば第1の作業腕6の第1ブーム61(図1)を駆動するブームシリンダ61(図1)と、第1の作業腕6の第1アーム64(図1)を駆動するアームシリンダ63(図1)と、第1作業具66(図1)を駆動する作業具シリンダ65(図1)とを操作する右操作装置、すなわち、その前側に配置した右操作レバー20R等を有する右コンソール11Rを配置しており、オペレータの左側部には、例えば第2の作業腕7の第2ブーム72(図1)を駆動するブームシリンダ71(図1)と、第2の作業腕6の第2アーム74(図1)を駆動するアームシリンダ73(図1)と、第2作業具76(図1)を駆動する作業具シリンダ75(図1)と、揺動装置8を駆動する揺動シリンダ(図示せず)とを操作する左操作装置、すなわち、その前側に配置した左操作レバー20L等を有する左コンソール11Lを配置している。また、左コンソール11Lの外側には、旋回体2(図1)を駆動する旋回油圧モータ(図示せず)を操作する旋回操作レバー30が設けられている。
【0025】
右操作レバー20R及び左操作レバー20Lは、前後左右の操作位置および中立位置との間を傾動可能なように運転席10の両側に取り付けられて、傾斜角度に応じた油圧パイロット圧力あるいは電気信号が出力される。また、右操作レバー20R及び左操作レバー20Lの先端部上面には図4に示すように前後方向に揺動(押し込み)可能な右シーソ式スイッチ21Rと左シーソ式スイッチ21Lとがそれぞれ設けられていて、左操作レバー20Lの先端部上面には、さらにボタン式の前側操作スイッチ22と後側操作スイッチ23とが左シーソ式スイッチ21Lの左側方の前後に設けられている。
【0026】
右操作レバー20R、左操作レバー20L、右シーソ式スイッチ21R、左シーソ式スイッチ21L、及び操作スイッチ22、23は双腕型作業機械の第1及び第2の作業腕6,7の俯抑動作などの各種動作を制御するためのものであり、各操作位置には後述するような作業が割り当てられている。
【0027】
一方、旋回操作レバー30は前後の操作位置および中立位置との間を傾動可能なように取り付けられて、傾斜角度に応じた油圧パイロット圧力あるいは電気信号が出力される。そしてこの油圧パイロット圧力あるいは電気信号により、例えば制御弁を介して油圧モータ(図示せず)を駆動して旋回体2の旋回速度や旋回方向を制御する。
【0028】
図5は本発明の双腕型作業機械の操作装置の操作レバー等に割り当てられた作業を説明するための概念図である。
図5に示すように、右操作レバー20Rはその後前の操作位置において、ブームシリンダ61を駆動して第1の作業腕6の第1ブーム62の上げ下げ指示を行う。すなわち、右操作レバー20Rを前方に傾動することにより、図示しない制御弁が操作されて第1ブーム62を下げるようにブームシリンダ61が伸長し、右操作レバー20Rを後方に傾動することにより、第1ブーム62を上げるようにブームシリンダ61が収縮する。
【0029】
また、右操作レバー20Rの左右の操作位置においては、アームシリンダ63を駆動して第1の作業腕6の第1アーム64の押し引き指示を行う。すなわち、右操作レバー20Rを右側に傾動することにより、図示しない制御弁が操作されて第1アーム64を押し方向に移動させるようにアームシリンダ63が収縮し、右操作レバー20Rを左側に傾動することにより、図示しない制御弁が操作されて第1アーム64を引き方向に移動させるようにアームシリンダ63が伸長する。
【0030】
また、右操作レバー20Rの先端部上面に取り付けられた右シーソ式スイッチ21Rは、その前後の操作位置において、作業具シリンダ65を駆動して第1の作業腕6の第1作業具66の上げ下げ指示を行う。すなわち、右シーソ式スイッチ21Rを前方に揺動(押し込む)することにより、図示しない制御弁が操作されて第1作業具66を上げるように作業具シリンダ65が収縮し、右シーソ式スイッチ21Rを後方に揺動(押し込む)することにより、第1作業具66を下げるように作業具シリンダ65が伸長する。
【0031】
一方、左操作レバー20Lはその後前の操作位置において、ブームシリンダ71を駆動して第2の作業腕7の第2ブーム72の上げ下げ指示を行う。すなわち、左操作レバー20Lを前方に傾動することにより、図示しない制御弁が操作されて第2ブーム72を下げるようにブームシリンダ71が伸長し、左操作レバー20Lを後方に傾動することにより、第2ブーム72を上げるようにブームシリンダ71が収縮する。
【0032】
また、左操作レバー20Lの左右の操作位置においては、アームシリンダ73を駆動して第2の作業腕7の第2アーム74の押し引き指示を行う。すなわち、左操作レバー20Lを右側に傾動することにより、図示しない制御弁が操作されて第2アーム74を押し方向に移動させるようにアームシリンダ73が収縮し、左操作レバー20Lを左側に傾動することにより、図示しない制御弁が操作されて第2アーム74を引き方向に移動させるようにアームシリンダ73が伸長する。
【0033】
また、左操作レバー20Lの先端部上面に取り付けられた左シーソ式スイッチ21Lは、その前後の操作位置において、作業具シリンダ75を駆動して第2の作業腕7の第2作業具76の上げ下げ指示を行う。すなわち、左シーソ式スイッチ21Lを前方に揺動(押し込む)することにより、図示しない制御弁が操作されて第2作業具76を上げるように作業具シリンダ75が収縮し、左シーソ式スイッチ21Lを後方に揺動(押し込む)することにより、第2作業具76を下げるように作業具シリンダ75が伸長する。
【0034】
さらに、左操作レバー20Lの先端部上面に取り付けられたボタン式の前側操作スイッチ22と後側操作スイッチ23は、それらのオン位置において揺動シリンダ(図示せず)を駆動して第2の作業腕7の揺動装置8の左右揺動指示を行う。すなわち、前側操作スイッチ22を押し込むことにより、図示しない制御弁が操作されて揺動装置8を左側に揺動させるように図示しない揺動シリンダが動作し、後側操作スイッチ23を押し込むことにより、図示しない制御弁が操作されて揺動装置8を右側に揺動させるように図示しない揺動シリンダが動作する。
【0035】
また、旋回操作レバー30はその後前の操作位置において、油圧モータ(図示せず)を駆動して旋回体2の左右方向旋回指示を行う。すなわち、旋回操作レバー30を前方に傾動することにより、図示しない制御弁が操作されて旋回体2を右旋回させるように図示しない油圧モータが回転し、旋回操作レバー30を後方に傾動することにより、図示しない制御弁が操作されて旋回体2を左旋回させるように図示しない油圧モータが回転する。
【0036】
次に、上述した本発明の双腕型作業機械の操作装置の一実施の形態の動作について大略説明する。
第1の作業腕6を動かすには、操作者は運転席10に着座して、例えば右操作レバー20Rを右手で把持し右シーソ式スイッチ21Rに親指をかける。同様に、第2の作業腕7を動かすには、例えば左操作レバー20Lを左手で把持し左シーソ式スイッチ21L,前側操作スイッチ22,後側操作スイッチ23のいずれかに親指をかける。このような状態で操作者が、両手でこれらの操作装置を操作することで、第1の作業腕6と第2の作業腕7とを用いる協働動作を実行することができる。
【0037】
一方、例えば、通常の油圧ショベル等で用いられる作業機の動作と旋回動作の組み合わせ動作を本実施の形態で実施する場合には、操作者は運転席10に着座して、例えば右操作レバー20Rを右手で把持し右シーソ式スイッチ21Rに親指をかけ、左手で旋回操作レバー30を把持する。このような状態で操作者が、両手でこれらの操作装置を操作することにより、例えば、第1の作業腕6で所定の廃棄物を把持して持ち上げた後、旋回体2を旋回させて所定の貯蔵場所等の上部へ移送し、開放する等の通常の作業が適切に実施できる。
【0038】
上述した本発明の双腕型作業機械の操作装置の一実施の形態によれば、双腕型作業機械の操作装置において、従来の一般的な作業機械の操作者が短時間で操作習熟でき、違和感を抱かずに操作することができる。この結果、操作者への負担が減少し、操作性が向上する。
【0039】
また、本発明の双腕型作業機械の操作装置の一実施の形態によれば、第1及び第2の作業腕6,7の俯仰動の動作の指示を右操作レバー20R,左操作レバー20Lの手元操作で可能としている。また、右操作レバー20Rの先端部上面に右シーソ式スイッチ21Rを、左操作レバー20Lの先端部上面に左シーソ式スイッチ21L,前側操作スイッチ22,及び後側操作スイッチ23をそれぞれ配置しているので、第1及び第2の作業腕6,7の作業具の回動の動作の指示、及び第2の作業腕7の揺動動作の指示をも手元操作で可能としている。これにより、従来の双腕型作業機械の操作装置で要求されていた操作者の前腕部での操作や、操作レバーの軸心回りの回転操作等の特殊な操作を行うことなく双腕型の作業機械を動作させることができる。この結果、従来の一般的な作業機械の操作者が短時間で操作習熟でき、違和感を抱かずに操作することができる。
【0040】
さらに、本発明の双腕型作業機械の操作装置の一実施の形態によれば、左操作レバー20Lが配置されている左コンソール11Lの外側に、旋回体2を駆動する旋回電動モータの操作を指示する旋回操作レバー30が設けられているので、操作者が右手で右操作レバー20Rと右シーソ式スイッチ21Rを操作し、左手で旋回操作レバー30を操作することができる。このことにより、操作者は、通常の油圧ショベルでの操作のようにして、第1の作業腕6で所要の作業をしながら、旋回体2を所要の位置に旋回させることができる。この結果、従来の一般的な作業機械の操作者が短時間で操作習熟でき、違和感を抱かずに操作することができる。
【0041】
なお、本実施の形態において、第2の作業腕7の揺動装置8の左右揺動指示を左操作レバー20Lの先端部上面に取り付けられたボタン式の前側操作スイッチ22と後側操作スイッチ23で行う場合を説明したがこれに限るものではない。例えば、運転席10の床面に設けたペダル装置で行ってもよい。
【0042】
なお、本実施の形態において、双腕型作業機械の旋回体2を油圧モータで駆動する場合を例に説明したがこれに限るものではない。また、ブームとアームを有する作業腕を備えた双腕型作業機械に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、これ以外の関節自由度を有する作業腕を備えた双腕型作業機械にも適用可能である。
【符号の説明】
【0043】
1 走行体
2 旋回体
3 運転室
5 カウンタウエイト
6 第1の作業腕
7 第2の作業腕
8 揺動装置
10 運転席
11R 右コンソール
11L 左コンソール
20R 右操作レバー
20L 左操作レバー
21R 右シーソ式スイッチ
21L 左シーソ式スイッチ
22 前側操作スイッチ
23 後側操作スイッチ
30 旋回操作レバー

【特許請求の範囲】
【請求項1】
走行体と、前記走行体上に旋回可能に設けた旋回体と、前記旋回体の前方に設けた運転室と、前記旋回体の前方で前記運転室の右側方に設けた第1の作業腕と、前記旋回体の前方で前記運転室を挟んで反対側に設けた第2の作業腕とを備える双腕型作業機械の操作装置であって、
前記運転室内の運転席の右側に設けられ、前記第1の作業腕の動作を指示する右操作装置と、前記運転室内の運転席の左側に設けられ、前記第2の作業腕の動作を指示する左操作装置、及び前記旋回体の動作を指示する旋回操作装置とを備え、
前記左右の各操作装置は、前後左右の操作位置および中立位置との間を傾動可能であって、当該傾動動作によって前記第1及び第2の作業腕の俯仰動作をそれぞれ指示する操作レバーと、前記各操作レバーの先端部にそれぞれ設けられ前記各作業具の回動動作をそれぞれ指示する作業具操作手段とを備え、
前記旋回操作装置は、前後の操作位置および中立位置との間を傾動可能であって、前記旋回体の旋回動作方向を指示する旋回操作レバーを備えた
ことを特徴とする双腕型作業機械の操作装置。
【請求項2】
請求項1に記載の双腕型作業機械の操作装置において、
前記旋回操作レバーは、前記左操作装置の操作レバーの外側に設けた
ことを特徴とする双腕型作業機械の操作装置。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の双腕型作業機械の操作装置において、
前記第1の作業腕は、多関節形式に形成され、俯仰可能に設けた腕とこの腕の先端に設けた作業具とからなり、
前記第2の作業腕は、揺動シリンダによって揺動可能に設けた揺動部と、前記揺動部に俯仰可能に装着した多関節形式の腕とこの腕の先端に設けた作業具とからなり、
前記左操作装置の操作レバーの先端部には、前記揺動装置の揺動動作方向を指示する揺動操作手段を更に備えた
ことを特徴とする双腕型作業機械の操作装置。
【請求項4】
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の双腕型作業機械の操作装置において、
前記作業具操作手段は前記操作レバーの先端部上面において揺動操作可能なシーソ式スイッチで構成した
ことを特徴とする双腕型作業機械の操作装置。
【請求項5】
請求項3又は4に記載の双腕型作業機械の操作装置において、
前記揺動操作手段は前記左操作レバーの先端部上面に2個配置した押しボタン式スイッチで構成した
ことを特徴とする双腕型作業機械の操作装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2013−7190(P2013−7190A)
【公開日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−139878(P2011−139878)
【出願日】平成23年6月23日(2011.6.23)
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】(出願人による申告)国等の委託研究の成果に係る特許出願(平成20〜22年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「戦略的先端ロボット要素技術開発プロジェクト建設系産業廃棄物処理RTシステム(特殊環境用ロボット分野)次世代マニピュレータによる廃棄物分離・選別システムの開発」に関する委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願)
【出願人】(000005522)日立建機株式会社 (2,611)
【Fターム(参考)】