JP2009213400A - Traveling vehicle for unleveled ground - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、山林で伐採した材木の運搬又は植林用苗木の運搬等に使用する不整地用走行車両に係り、より詳しくは、走行部に左右の脚体を介して作業機体を支持して、森林を構成する樹木の間を移動させる不整地用走行車両に関するものである。 The present invention relates to a traveling vehicle for rough terrain used for transportation of timber harvested in a mountain forest or planting seedlings, and more specifically, supporting a work machine body via left and right legs on a traveling part, The present invention relates to a traveling vehicle for rough terrain that moves between trees constituting a forest.
この種の不整地用走行車両は、特許文献１に示されているように、左右の前側走行部と、左右の後側走行部とを備え、左右の前側走行部及び左右の後側走行部にリンク機構を介してボディ（作業機体）を支持させていた。なお、オペレータ等が搭乗する運転キャビン（作業機体）を水平に保持する技術も公知である（特許文献２参照）。一方、特許文献３に示されているように、画像認識部によって走行方向の環境を撮像し、マップ作成部によってマップ（経路）を形成する車両用運転支援装置がある。また、特許文献４に示されているように、不整地移動ロボットの自律走行システムにおいて、外界センサの情報から環境を認識する環境認識部と、車両の自己位置を認識する自己位置認識部とを備える技術がある。
ところで、山地等の不整地で作業機体を移動させるときに、森林を構成する樹木の位置及び太さ等に加えて、放置されている間伐材（倒木）や切り株等の障害物、又は走行路面（接地地面）の傾斜角度や傾斜方向等の走行路面状況（作業機体の外部環境）が複雑に変化するから、次回の間伐計画又は植林計画又は伐採計画等に利用可能な森林情報マップを簡単に形成できない等の問題がある。また、遠隔操縦器を利用して作業機体の移動等を遠隔操作することによって、作業機体やそれを支持する走行部等を小型化できるが、樹木又は地形等が邪魔になって、走行路面（地面）の状況や自己位置の認識等が不確実になる場合もあり、遠隔操縦器を利用して作業機体の移動等を簡単に遠隔操作できない等の問題がある。 By the way, when moving the work aircraft on rough terrain such as mountains, in addition to the position and thickness of the trees that make up the forest, obstacles such as neglected thinned wood (fallen trees) and stumps, or running road surface Since the road surface condition (external environment of the work aircraft) such as the inclination angle and direction of the (ground ground) changes in a complex manner, it is easy to create a forest information map that can be used for the next thinning plan or afforestation plan or logging plan, etc. There is a problem that it cannot be formed. In addition, by remotely controlling the movement of the work machine body using a remote control, the work machine body and the traveling unit that supports the work machine can be reduced in size, but the road surface ( There are cases in which the recognition of the situation of the ground) and the self-position are uncertain, and there is a problem that it is not possible to easily remotely control the movement of the work machine using a remote control.
本発明の目的は、次回の間伐計画又は植林計画又は伐採計画等に利用可能な森林情報マップを形成でき、間伐作業又は伐採作業又は植林作業等の作業性を向上できるようにした不整地用走行車両を提供するものである。 The purpose of the present invention is to create a forest information map that can be used for the next thinning plan, afforestation plan, or logging plan, etc., and to improve the workability of thinning, logging, or afforestation, etc. A vehicle is provided.
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明の不整地用走行車両は、前走行部を有する左右の前走行機体と、後走行部を有する左右の後走行機体と、左右の前後走行機体に作業機体を支持する脚機構とを備えてなる走行車両において、地面に押付けられた前記脚機構の関節の折曲げ角度を検出する角度センサを備える構造であって、水平制御機構を介して支持された前記作業機体に、３次元的に森林情報を検出する３次元検出手段と、前記３次元検出手段からの３次元データ出力を処理する３次元データ処理手段とを配置し、前記３次元検出手段によって樹木の位置及び太さ等が測定された３次元データと、前記角度センサの検出結果に基づいて算出された地面の傾斜角度とによって、森林情報マップを形成するように構成したものである。 In order to achieve the above object, the rough terrain vehicle according to the first aspect of the invention includes left and right front traveling bodies having a front traveling section, left and right rear traveling bodies having a rear traveling section, and left and right front and rear traveling bodies. And a leg mechanism that supports the work machine body, and a structure including an angle sensor that detects a bending angle of a joint of the leg mechanism pressed against the ground, and is supported via a horizontal control mechanism. A three-dimensional detection means for three-dimensionally detecting forest information and a three-dimensional data processing means for processing a three-dimensional data output from the three-dimensional detection means are arranged on the work machine, and the three-dimensional detection is performed. The forest information map is formed by the three-dimensional data in which the position and thickness of the tree are measured by the means and the ground inclination angle calculated based on the detection result of the angle sensor.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の不整地用走行車両において、前記３次元検出手段によって森林情報が検出されるときに、その森林情報の検出と関連させて前記作業機体の外部環境を検出する外部環境センサを備え、前記森林情報マップを形成する森林情報データの一部として前記作業機体の外部環境を記録可能に構成する一方、前記森林情報マップに基づき前記作業機体の移動等を遠隔操作する遠隔操縦器を備え、前記外部環境センサの検出結果に基づき、前記遠隔操縦器の表示部に表示される前記森林情報マップ上の前記作業機体の現在位置を補正可能に構成したものである。 According to a second aspect of the present invention, in the rough terrain vehicle according to the first aspect, when forest information is detected by the three-dimensional detection means, the work machine body is associated with detection of the forest information. An external environment sensor that detects an external environment is configured to record the external environment of the work machine as part of the forest information data forming the forest information map, while the work machine moves based on the forest information map Remote control for remotely operating the remote control, etc., and based on the detection result of the external environment sensor, the current position of the work machine body on the forest information map displayed on the display unit of the remote control can be corrected Is.
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の不整地用走行車両において、２次元映像として前記作業機体の周辺の森林情報を検出する２次元検出手段と、前記２次元検出手段の２次元データ出力によって前記３次元検出手段の３次元データ出力を補完して表示処理する表示データ処理手段とを、水平制御機構を介して支持された前記作業機体に配置する一方、前記森林情報マップに基づき前記作業機体の移動等を遠隔操作可能な遠隔操縦器を備え、前記２次元検出手段からの２次元データによって補正された前記森林情報マップ又は前記作業機体の現在位置を、前記遠隔操縦器に表示可能に構成したものである。 According to a third aspect of the present invention, in the rough terrain vehicle according to the first aspect, two-dimensional detection means for detecting forest information around the work machine body as a two-dimensional image, and two of the two-dimensional detection means. Display data processing means for performing display processing by complementing the three-dimensional data output of the three-dimensional detection means by means of three-dimensional data output is arranged on the work machine body supported through a horizontal control mechanism, while the forest information map Based on the forest information map corrected by the two-dimensional data from the two-dimensional detection means or the current position of the work machine in the remote controller. It is configured to be displayable.
請求項１に係る発明によれば、前走行部を有する左右の前走行機体と、後走行部を有する左右の後走行機体と、左右の前後走行機体に作業機体を支持する脚機構とを備えてなる走行車両において、地面に押付けられた前記脚機構の関節の折曲げ角度を検出する角度センサを備える構造であって、水平制御機構を介して支持された前記作業機体に、３次元的に森林情報を検出する３次元検出手段と、前記３次元検出手段からの３次元データ出力を処理する３次元データ処理手段とを配置し、前記３次元検出手段によって樹木の位置及び太さ等が測定された３次元データと、前記角度センサの検出結果に基づいて算出された地面の傾斜角度とによって、森林情報マップを形成するように構成したものであるから、樹木とその周辺の地面の傾斜角度を関連させて前記森林情報マップとして記録できる。樹木の周辺の地形データ（等高線等）を前記森林情報マップに付加することによって、前記森林情報マップの信頼性を向上できる。前記作業機体の移動距離及び作業量等の作業実績を把握できる。次回の間伐計画又は植林計画又は伐採計画の検討等に前記森林情報マップを活用できる。例えば経験が豊富な作業者が間伐又は伐採又は植林を予め計画し、その計画に基づき他の作業者が間伐作業又は伐採作業又は植林作業等を実行できる。したがって、間伐作業又は伐採作業又は植林作業等の作業性を向上できるものである。 According to the first aspect of the present invention, the vehicle includes left and right front traveling bodies having a front traveling portion, left and right rear traveling bodies having a rear traveling portion, and leg mechanisms that support the work body on the left and right front and rear traveling bodies. In the traveling vehicle, the structure includes an angle sensor that detects a bending angle of the joint of the leg mechanism pressed against the ground, and three-dimensionally on the work machine body supported via a horizontal control mechanism. A three-dimensional detection means for detecting forest information and a three-dimensional data processing means for processing three-dimensional data output from the three-dimensional detection means are arranged, and the position and thickness of the tree are measured by the three-dimensional detection means. Since the forest information map is formed by the three-dimensional data obtained and the inclination angle of the ground calculated based on the detection result of the angle sensor, the inclination angle of the tree and the surrounding ground is determined. In association it can be recorded as the forest information map. The reliability of the forest information map can be improved by adding terrain data (such as contour lines) around the tree to the forest information map. It is possible to grasp work results such as the movement distance and work amount of the work machine body. The forest information map can be used for examining the next thinning plan, afforestation plan or logging plan. For example, a worker who has abundant experience plans thinning or logging or planting in advance, and another worker can execute thinning, logging or planting based on the plan. Therefore, workability such as thinning work, thinning work or afforestation work can be improved.
請求項２に係る発明によれば、前記３次元検出手段によって森林情報が検出されるときに、その森林情報の検出と関連させて前記作業機体の外部環境を検出する外部環境センサを備え、前記森林情報マップを形成する森林情報データの一部として前記作業機体の外部環境を記録可能に構成する一方、前記森林情報マップに基づき前記作業機体の移動等を遠隔操作する遠隔操縦器を備え、前記外部環境センサの検出結果に基づき、前記遠隔操縦器の表示部に表示される前記森林情報マップ上の前記作業機体の現在位置を補正可能に構成したものであるから、樹木のレイアウト（樹木の密度）や、樹木の直径（樹齢）等の森林情報を高精度でデータ化できる。前記森林情報マップの精度を高めてその信頼性を向上できる。また、前記森林情報マップに基づく前記遠隔操縦器の遠隔操作によって、例えば走行路面の凹部又は切り株又は倒木等を避けて、前記作業機体を移動させることができる。間伐作業又は伐採作業又は植林作業等における作業者の労力を低減できる。間伐作業又は伐採作業又は植林作業等の作業性を向上できるものである。 According to the invention according to claim 2, when forest information is detected by the three-dimensional detection means, an external environment sensor that detects an external environment of the work machine in association with detection of the forest information is provided, A remote controller for remotely controlling the movement of the work machine based on the forest information map, while configuring the external environment of the work machine as part of the forest information data forming the forest information map, Based on the detection result of the external environment sensor, the current position of the work machine on the forest information map displayed on the display unit of the remote control can be corrected. ) And forest information such as tree diameter (tree age) can be converted into data with high accuracy. The accuracy of the forest information map can be improved to improve its reliability. Further, the remote control of the remote control device based on the forest information map can move the work machine body while avoiding, for example, a recess on the road surface or a stump or fallen tree. Workers' labor in thinning, logging or afforestation can be reduced. It can improve workability such as thinning, thinning or afforestation.
請求項３に係る発明によれば、２次元映像として前記作業機体の周辺の森林情報を検出する２次元検出手段と、前記２次元検出手段の２次元データ出力によって前記３次元検出手段の３次元データ出力を補完して表示処理する表示データ処理手段とを、水平制御機構を介して支持された前記作業機体に配置する一方、前記森林情報マップに基づき前記作業機体の移動等を遠隔操作可能な遠隔操縦器を備え、前記２次元検出手段からの２次元データによって補正された前記森林情報マップ又は前記作業機体の現在位置を、前記遠隔操縦器に表示可能に構成したものであるから、前記森林情報マップの表示に基づき、前記作業機体が樹木の間を移動可能か否かが、前記作業機体から離れた場所の作業者によって適正に判断できる。例えば倒木又は切り株又は走行路面の凹部等を避けて、前記作業機体を移動させることができる。前記遠隔操縦器の遠隔操作によって、間伐作業又は伐採作業又は植林作業等における作業者の労力を低減できる。間伐作業又は伐採作業又は植林作業等の作業性を向上できるものである。 According to the third aspect of the present invention, two-dimensional detection means for detecting forest information around the work machine as a two-dimensional image, and the three-dimensional detection means by the two-dimensional data output of the two-dimensional detection means. Display data processing means that complements the data output and performs display processing is arranged on the work machine supported by a horizontal control mechanism, and the movement of the work machine can be remotely controlled based on the forest information map Since the remote control is provided, and the forest information map corrected by the two-dimensional data from the two-dimensional detection means or the current position of the work machine is configured to be displayed on the remote control, the forest Based on the display of the information map, whether or not the work machine can move between trees can be appropriately determined by an operator away from the work machine. For example, the work machine body can be moved while avoiding fallen trees, stumps, or recesses on the road surface. By the remote operation of the remote controller, it is possible to reduce the labor of the worker in the thinning work, the thinning work or the afforestation work. It can improve workability such as thinning, thinning or afforestation.
以下、本発明の実施の形態を、不整地用走行車両としての材木運搬車に適用した場合の図面について説明する。図１は材木運搬車の斜視図、図２は材木運搬車１の側面図、図３は同平面図、図４は後側走行部２ａ，２ｂ及び前側走行部３ａ，３ｂの斜視図、図５は脚体５ａ，５ｂの側面図、図６は左右の脚体５ａ，５ｂを上方から視た斜視図、図７は左右の脚体５ａ，５ｂを下方から視た斜視図である。なお、以下の説明では、材木運搬車１の前進方向に向かって左側を単に左側と称し、同じく前進方向に向かって右側を単に右側と称する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, drawings when an embodiment of the present invention is applied to a timber transport vehicle as a rough terrain vehicle will be described. 1 is a perspective view of a timber transporter, FIG. 2 is a side view of the timber transporter 1, FIG. 3 is a plan view thereof, and FIG. 4 is a perspective view of
図１乃至図３に示されるように、材木運搬車１は、左右の後側走行部２ａ，２ｂと、左右の前側走行部３ａ，３ｂと、後述する駆動源としてのエンジン２０、油圧機器２１、及び作業機としての丸太握持アーム２２等を配置する作業機体４と、後側走行部２ａ，２ｂ及び前側走行部３ａ，３ｂに作業機体４を支持する左右の脚体５ａ，５ｂとを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the timber transport vehicle 1 includes a left and right
図２に示されるように、作業機体４には、オペレータが搭乗する運転キャビン２３と、丸太扼持アーム２２によって丸太２４を載せる荷台２５とを備える。運転キャビン２３は、オペレータが座乗する操縦座席２６と、左の前側走行部２ａ及び後側走行部３ａと右の前側走行部２ｂ及び後側走行部３ｂとを差動させて進路を変更操作（舵取り）する操縦ハンドル２７と、左右の後側走行部２ａ，２ｂ及び左右の前側走行部３ａ，３ｂの駆動速度の変更（車速の変速）と回転方向の変更（前進と後進の切換）とを操作する走行変速レバー２８と、左右の後側走行部２ａ，２ｂ又は左右の前側走行部３ａ，３ｂを制動操作するブレーキペダル２９とを有する。また、運転キャビン２３内の設置台９８に遠隔操縦器９９を取外し可能に配置する。材木運搬車１は、主として遠隔操縦器９９によって操縦して、材木の積み下ろし及び運搬等の作業を実行するが、オペレータが操縦座席２６に座乗して材木を積み下ろしたり運搬できるように構成している。
As shown in FIG. 2, the work machine body 4 includes an
図３及び図４に示されるように、左右の後側走行部２ａ，２ｂ及び左右の前側走行部３ａ，３ｂは、複数のトラックローラ３０を軸支したトラックフレーム３１と、トラックフレーム３１に回動可能に配置した駆動スプロケット３２と、トラックフレーム３１にテンション調節機構３３を介して配置したテンションローラ３４と、駆動スプロケット３２を駆動する走行駆動油圧モータ３５と、合成ゴム製の履帯形状の走行クローラ３６とを有する。駆動スプロケット３２と、テンションローラ３４と、複数のトラックローラ３０とを介して、トラックフレーム３１に走行クローラ３６を支持している。走行駆動油圧モータ３５によって走行クローラ３６が前進方向又は後進方向に駆動されることになる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the left and right
図５乃至図７に示されるように、左右の脚体５ａ，５ｂは、第１乃至第１０の複数の軸によって、個別に折り曲げてそれぞれの姿勢を変更可能に構成している。即ち、第１軸及び第２軸として後述する左右の股関節軸７と、第３軸及び第４軸として後述する左右の膝関節軸６と、第５軸及び第６軸として後述する左右の足首関節軸５と、第７軸及び第８軸として後述する左右の後側足関節軸１０と、第９軸及び第１０軸として後述する左右の前側足関節軸１１とを備えている。
As shown in FIGS. 5 to 7, the left and
図５乃至図７に示されるように、左右の脚体５ａ，５ｂは、それぞれ水平方向（横方向）に延びる足首関節軸５と、膝関節軸６と、股関節軸７とを有する。左右の脚体５ａ，５ｂに足首関節軸５を介して左右の後側走行部２ａ，２ｂ及び左右の前側走行部３ａ，３ｂを連結する。左右の脚体５ａ，５ｂに股関節軸７を介して作業機体４を連結する。膝関節軸６を介して左右の脚体５ａ，５ｂが側面視でく形状に折り曲がるように構成している。
As shown in FIGS. 5 to 7, the left and
図５乃至図７に示されるように、左右の脚体５ａ，５ｂは、第１乃至第１０の複数のフレームによって、個別に折り曲げてそれぞれの姿勢を変更可能に構成している。即ち、第１フレーム及び第２フレームとして後述する左右の後側足フレーム８ａ，８ｂと、第３フレーム及び第４フレームとして後述する左右の前側足フレーム９ａ，９ｂと、第５フレーム及び第６フレームとして後述する左右の足根フレーム１２ａ，１２ｂと、第７フレーム及び第８フレームとして後述する左右の脛フレーム１３ａ，１３ｂと、第９フレーム及び第１０フレームとして後述する左右の大腿フレーム１４ａ，１４ｂとを備えている。
As shown in FIGS. 5 to 7, the left and
図５乃至図７に示されるように、左右の脚体５ａ，５ｂは、左右の後側走行部２ａ，２ｂを支持する左右の後側足フレーム８ａ，８ｂと、左右の前側走行部３ａ，３ｂを支持する左右の前側足フレーム９ａ，９ｂと、左右の後側足フレーム８ａ，８ｂの前端側（左右の前側足フレーム９ａ，９ｂの後端側）に左右の後側足関節軸１０（前側足関節軸１１）を介して後端側（前端側）を連結する左右の足根フレーム１２ａ，１２ｂと、左右の足根フレーム１２ａ，１２ｂの前後幅の中間の上端側に左右の足首関節軸５を介して下端側を連結する左右の脛フレーム１３ａ，１３ｂと、左右の脛フレーム１３ａ，１３ｂの上端側に左右の膝関節軸６を介して下端側を連結する左右の大腿フレーム１４ａ，１４ｂとを有している。左右の脚体５ａ，５ｂは、左右対称の構造に構成されている。
As shown in FIGS. 5 to 7, the left and
図２乃至図５に示されるように、左右の前側走行部３ａ，３ｂと、左右の後側走行部２ａ，２ｂと、駆動源としてのエンジン２０及び作業機としての丸太握持アーム２２を配置する作業機体４と、前側走行部３ａ，３ｂ及び後側走行部２ａ，２ｂに作業機体４を支持する左右の脚体５ａ，５ｂとを備える。左右の脚体５ａ，５ｂは、足首関節軸５と、膝関節軸６と、股関節軸７とを有し、左右の脚体５ａ，５ｂに足首関節軸５を介して左右の前側走行部３ａ，３ｂ及び左右の後側走行部２ａ，２ｂを連結し、左右の脚体５ａ，５ｂに股関節軸７を介して作業機体４を連結し、膝関節軸６を介して左右の脚体５ａ，５ｂが折り曲がるように構成している。したがって、左右の前側走行部３ａ，３ｂ及び左右の後側走行部２ａ，２ｂを接地させた状態で、前後方向、左右方向、上下方向に機体重心を移動でき、作業機体４の地上高を簡単に変更できる。また、左右の脚体５ａ，５ｂを互い違いにして、前後の走行部２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂの前後方向の最大接地幅を簡単に大きくすることができ、進行方向の幅が大きなくぼ地を簡単に乗り越えることができる。
As shown in FIGS. 2 to 5, left and right
図５乃至図７に示されるように、作業機体４は坐フレーム１５を有し、左右の脚体５ａ，５ｂの各大腿フレーム１４ａ，１４ｂの上下幅の中間に股関節軸７を介して坐フレーム１５の前後幅の中間を連結している。股関節軸７回りに坐フレーム１５が回動することによって、坐フレーム１５の前端側（後端側）が上動（下動）又は下動（上動）し、坐フレーム１５の前後方向の傾斜角が変更されることになる。
As shown in FIGS. 5 to 7, the working machine body 4 has a
図５乃至図７に示されるように、左右の脚体５ａ，５ｂは、第１乃至第１０の複数の油圧シリンダによって、個別に折り曲げてそれぞれの姿勢を変更可能に構成している。即ち、第１油圧シリンダ及び第２油圧シリンダとして後述する左右の股関節油圧シリンダ４４ａ，４４ｂと、第３油圧シリンダ及び第４油圧シリンダとして後述する左右の膝関節油圧シリンダ４８ａ，４８ｂと、第５油圧シリンダ及び第６油圧シリンダとして後述する左右の足首関節油圧シリンダ５２ａ，５２ｂと、第７油圧シリンダ及び第８油圧シリンダとして後述する左右のかかと関節油圧シリンダ５６ａ，５６ｂと、第９油圧シリンダ及び第１０油圧シリンダとして後述する左右のつま先関節油圧シリンダ６０ａ，６０ｂとを備えている。
As shown in FIGS. 5 to 7, the left and
股関節軸７に側面視Ｌ形状の中間を回動可能に被嵌したピッチアーム４０と、坐フレーム１５の前後方向の傾斜角を調節するための水平機構としてのピッチ油圧シリンダ１６とを備える。坐フレーム１５の前端側に軸体４１を介してピッチ油圧シリンダ１６を連結する。ピッチ油圧シリンダ１６のピストン１６ａの先端側に軸体４２を介してピッチアーム４０のＬ形状の一端側を連結する。また、左右の大腿フレーム１４ａ，１４ｂの下端側に軸体４３を介して左右の股関節油圧シリンダ４４ａ，４４ｂを連結する。股関節油圧シリンダ４４ａ，４４ｂのピストン４５の先端側に軸体４６を介してピッチアーム４０のＬ形状の他端側を連結する。
A
その結果、ピッチ油圧シリンダ１６によって股関節軸７回りに坐フレーム１５を回動して、坐フレーム１５の前後方向の傾斜を修正して前後方向に水平に支持することになる。また、左右の股関節油圧シリンダ４４ａ，４４ｂによって股関節軸７回りに坐フレーム１５が回動して、坐フレーム１５と左右の大腿フレーム１４ａ，１４ｂとの相対的な連結角度を変更することになる。
As a result, the
即ち、左右の股関節油圧シリンダ４４ａ，４４ｂを作動させながら、ピッチ油圧シリンダ１６を作動させることによって、坐フレーム１５の前後方向の傾斜が略水平に維持された状態で、坐フレーム１５と左右の大腿フレーム１４ａ，１４ｂとの相対角度が変更されることになる。なお、左右の股関節油圧シリンダ４４ａ，４４ｂを各別に作動することによって、坐フレーム１５に対する左右の大腿フレーム１４ａ，１４ｂの相対角度は独立してそれぞれ変更される。
That is, by operating the pitch
図２乃至図５に示されるように、左右の脚体５ａ，５ｂは、足根フレーム１２ａ，１２ｂに足首関節軸１１を介して連結する脛フレーム１３ａ，１３ｂと、脛フレーム１３ａ，１３ｂに膝関節軸６を介して連結する大腿フレーム１４ａ，１４ｂとを有し、作業機体４は坐フレーム１５を有し、左右の脚体５ａ，５ｂの各大腿フレーム１４ａ，１４ｂに股関節軸７を介して坐フレーム１５を連結し、坐フレーム１５の前後方向の傾斜角を調節するための水平機構としてのピッチ油圧シリンダ１６を備え、坐フレーム１５を水平に支持するように構成している。したがって、作業機体４の地上高を確保しながら、作業機体４の左右方向及び前後方向の傾斜角を簡単に変更でき、作業機体４を安定した姿勢で支持できる。
As shown in FIGS. 2 to 5, the left and
左右の大腿フレーム１４ａ，１４ｂの上端側には、左右の軸体４７を介して、左右の膝関節油圧シリンダ４８ａ，４８ｂをそれぞれ連結する。左右の膝関節油圧シリンダ４８ａ，４８ｂのピストン４９の先端側には、左右の軸体５０を介して、脛フレーム１３ａ，１３ｂの中間をそれぞれ連結する。その結果、左右の膝関節油圧シリンダ４８ａ，４８ｂを作動することによって、左右の膝関節軸６回りに左右の大腿フレーム１４ａ，１４ｂが回動して、左右の脛フレーム１３ａ，１３ｂと左右の大腿フレーム１４ａ，１４ｂとの相対的な連結角度がそれぞれ変更されることになる。なお、左右の膝関節油圧シリンダ４８ａ，４８ｂを各別に作動することによって、左右の脛フレーム１３ａ，１３ｂに対する左右の大腿フレーム１４ａ，１４ｂの相対角度は独立してそれぞれ変更される。
Left and right knee joint
左右の脛フレーム１３ａ，１３ｂの上端側には、左右の軸体５１を介して、左右の足首関節油圧シリンダ５２ａ，５２ｂをそれぞれ連結する。左右の足首関節油圧シリンダ５２ａ，５２ｂのピストン５３の先端側には、左右の軸体５４を介して、左右の足根フレーム１２ａ，１２ｂの前端側をそれぞれ連結する。その結果、左右の足首関節油圧シリンダ５２ａ，５２ｂを作動することによって、左右の足首関節軸５回りに左右の脛フレーム１３ａ，１３ｂが回動して、左右の足根フレーム１２ａ，１２ｂと左右の脛フレーム１３ａ，１３ｂとの相対的な連結角度がそれぞれ変更されることになる。なお、左右の足首関節油圧シリンダ５２ａ，５２ｂを各別に作動することによって、左右の足根フレーム１２ａ，１２ｂに対する左右の脛フレーム１３ａ，１３ｂの相対角度は独立してそれぞれ変更される。
Left and right ankle joint
左右の足根フレーム１２ａ，１２ｂの後端側には、左右の軸体５５を介して、左右のかかと関節油圧シリンダ５６ａ，５６ｂをそれぞれ連結する。左右のかかと関節油圧シリンダ５６ａ，５６ｂのピストン５７の先端側には、左右の軸体５８を介して、左右の後側足フレーム８ａ，８ｂの後端側をそれぞれ連結する。その結果、左右のかかと関節油圧シリンダ５６ａ，５６ｂを作動することによって、左右の後側足関節軸１０回りに左右の後側足フレーム８ａ，８ｂが回動して、左右の後側足フレーム８ａ，８ｂと左右の足根フレーム１２ａ，１２ｂとの相対的な連結角度がそれぞれ変更されることになる。なお、左右のかかと関節油圧シリンダ５６ａ，５６ｂを各別に作動することによって、左右の足根フレーム１２ａ，１２ｂに対する左右の後側足フレーム８ａ，８ｂの相対角度は独立してそれぞれ変更される。
Left and right heel joint
左右の足根フレーム１２ａ，１２ｂの前端側には、左右の軸体５９を介して、左右のつま先関節油圧シリンダ６０ａ，６０ｂをそれぞれ連結する。左右のつま先関節油圧シリンダ６０ａ，６０ｂのピストン６１の先端側には、左右の軸体６２を介して、左右の前側足フレーム９ａ，９ｂの前端側をそれぞれ連結する。その結果、左右のつま先関節油圧シリンダ６０ａ，６０ｂを作動することによって、左右の前側足関節軸１１回りに左右の前側足フレーム９ａ，９ｂが回動して、左右の前側足フレーム９ａ，９ｂと左右の足根フレーム１２ａ，１２ｂとの相対的な連結角度がそれぞれ変更されることになる。なお、左右のつま先関節油圧シリンダ６０ａ，６０ｂを各別に作動することによって、左右の足根フレーム１２ａ，１２ｂに対する左右の前側足フレーム９ａ，９ｂの相対角度は独立してそれぞれ変更される。
Left and right toe joint
図２乃至図５に示されるように、左右の脚体５ａ，５ｂは、前側走行部３ａ，３ｂを支持する前側足フレーム９ａ，９ｂと、後側走行部２ａ，２ｂを支持する後側足フレーム８ａ，８ｂとを有し、前側足フレーム９ａ，９ｂに前側足関節軸１１を介して足根フレーム１２ａ，１２ｂを連結し、後側足フレーム８ａ，８ｂに後側足関節軸１０を介して足根フレーム１２ａ，１２ｂを連結している。したがって、前側走行部３ａ，３ｂの前側又は後側走行部２ａ，２ｂの後側を上下方向に移動して迎え角を大きくすることができるから、大きな段差地を簡単に移動できる。また、前側走行部３ａ，３ｂの前側と後側走行部２ａ，２ｂの後側とを同時に下方向に移動して足根フレーム１２ａ，１２ｂを持上げることができるから、左右の脚体５ａ，５ｂの全長より高く作業機体４を上昇できる。また、前側走行部３ａ，３ｂの前側と後側走行部２ａ，２ｂの後側とを同時に上方向に移動して前後の接地幅を小さくすることができるから、狭小場所でもＵターン又は信地旋回等の方向転換を簡単に実行できる。
As shown in FIGS. 2 to 5, the left and
図８は本実施形態における材木運搬車１（不整地用走行車両）の油圧回路７０を示している。材木運搬車１の油圧回路７０は、左右の後側走行部２ａ，２ｂ及び左右の前側走行部３ａ，３ｂの出力可変容量形の各走行駆動油圧モータ３５をそれぞれ駆動する走行用油圧ポンプ７１と、油圧機器２１の各部にチャージ圧油を供給するチャージ用油圧ポンプ７２と、左の脚体５ａの各油圧シリンダ４４ａ，４８ａ，５２ａ，５６ａ，６０ａを作動する出力可変容量形の右側脚体用油圧ポンプ７３と、右の脚体５ｂの各油圧シリンダ４４ｂ，４８ｂ，５２ｂ，５６ｂ，６０ｂを作動する出力可変容量形の左側脚体用油圧ポンプ７４とを備える。走行用油圧ポンプ７１と、チャージ用油圧ポンプ７２と、右側脚体用油圧ポンプ７３と、左側脚体用油圧ポンプ７４とは、エンジン２０の回転力により作動する。なお、油圧回路７０には、リリーフ弁や流量調整弁、チェック弁、オイルクーラ、オイルフィルタ等を備えている。
FIG. 8 shows a
また、右側脚体用油圧ポンプ７３には、分流弁７５ａと、右の股関節制御弁７６ａとを介して右の股関節油圧シリンダ４４ａを接続している。右側脚体用油圧ポンプ７３には、分流弁７７ａと、右の膝関節制御弁７８ａとを介して右の膝関節油圧シリンダ４８ａを接続している。右側脚体用油圧ポンプ７３には、分流弁７９ａと、右の足首関節制御弁８０ａとを介して右の足首関節油圧シリンダ５２ａを接続している。右側脚体用油圧ポンプ７３には、分流弁８１ａと、右のつま先関節制御弁８２ａとを介して右のつま先関節油圧シリンダ５６ａを接続している。右側脚体用油圧ポンプ７３には、分流弁８３ａと、右のかかと関節制御弁８４ａとを介して右のかかと関節油圧シリンダ６０ａを接続している。右側脚体用油圧ポンプ７３には、分流弁８５と、ピッチ制御弁８６（電磁比例油圧制御弁）とを介してピッチ油圧シリンダ１６を接続している。
The right leg
また、上述した右側脚体用油圧ポンプ７３と同様に、左側脚体用油圧ポンプ７４には、分流弁７５ｂと、左の股関節制御弁７６ｂとを介して左の股関節油圧シリンダ４４ｂを接続している。右側脚体用油圧ポンプ７３には、分流弁７７ｂと、左の膝関節制御弁７８ｂとを介して左の膝関節油圧シリンダ４８ｂを接続している。右側脚体用油圧ポンプ７３には、分流弁７９ｂと、左の足首関節制御弁８０ｂとを介して左の足首関節油圧シリンダ５２ｂを接続している。右側脚体用油圧ポンプ７３には、分流弁８１ｂと、左のつま先関節制御弁８２ｂとを介して左のつま先関節油圧シリンダ５６ｂを接続している。右側脚体用油圧ポンプ７３には、分流弁８３ｂと、左のかかと関節制御弁８４ｂとを介して左のかかと関節油圧シリンダ６０ｂを接続している。
Similarly to the right leg
上述した各油圧シリンダ４４ａ，４８ａ，５２ａ，５６ａ，６０ａ，４４ｂ，４８ｂ，５２ａｂ，５６ｂ，６０ｂには、それらの作動油圧をそれぞれ検出する油圧センサ８７を取付けている。また、各油圧シリンダ４４ａ，４８ａ，５２ａ，５６ａ，６０ａ，４４ｂ，４８ｂ，５２ａｂ，５６ｂ，６０ｂの各ピストン４５，４９，５３，５７，６１には、それらの進退位置（進出量）を検出する位置センサ４５ａ，４９ａ，５３ａ，５７ａ，６１ａ，４５ｂ，４９ｂ，５３ｂ，５７ｂ，６１ｂがそれぞれ連結されている。ピッチ油圧シリンダ１６のピストン１６ａには、その進退位置（進出量）を検出する位置センサ１６ｂが連結されている。なお、上述した各制御弁７６ａ，７８ａ，８０ａ，８２ａ，８４ａ，７６ｂ，７８ｂ，８０ｂ，８２ｂ，８４ｂは、電磁式方向流量制御油圧切換弁にて形成し、位置制御及び力制御（インピーダンス制御）によって、各油圧シリンダに供給する作動油の印加方向及び印加流量を制御可能に構成している。
Each of the
さらに走行用油圧ポンプ７１には、左前変速制御弁８８ａを介して左前走行駆動油圧モータ３５を接続する。左前走行駆動油圧モータ３５の出力（回転速度）を変更する操向油圧シリンダ８９を備える。左前変速制御弁８８ａに操向制御弁９０ａを介して操向油圧シリンダ８９を接続している。走行用油圧ポンプ７１には、右前変速制御弁８８ｂを介して右前走行駆動油圧モータ３５を接続する。右前走行駆動油圧モータ３５の出力（回転速度）を変更する操向油圧シリンダ８９を備える。右前変速制御弁８８ｂに操向制御弁９０ｂを介して操向油圧シリンダ８９を接続している。
Further, the left front travel drive
また、走行用油圧ポンプ７１には、左後変速制御弁８８ｃを介して左後走行駆動油圧モータ３５を接続する。左後走行駆動油圧モータ３５の出力（回転速度）を変更する操向油圧シリンダ８９を備える。左後変速制御弁８８ｃに操向制御弁９０ｃを介して操向油圧シリンダ８９を接続している。走行用油圧ポンプ７１には、右後変速制御弁８８ｄを介して右後走行駆動油圧モータ３５を接続する。右後走行駆動油圧モータ３５の出力（回転速度）を変更する操向油圧シリンダ８９を備える。右後変速制御弁８８ｄに操向制御弁９０ｄを介して操向油圧シリンダ８９を接続している。各走行駆動油圧モータ３５の出力軸の回転速度を検出する左前車速センサ９１、右前車速センサ９１、左後車速センサ９１、右後車速センサ９１を備える。
Further, the left rear travel drive
次に、本実施形態の材木運搬車１の走行制御について説明する。図９は、材木運搬車１の走行制御手段の機能ブロック図であり、マイクロコンピュータ等の走行コントローラ１００は、制御プログラムを記憶したＲＯＭと各種データを記憶したＲＡＭとを備える。図９に示されるように、走行コントローラ１００の入力側には、坐フレーム１５の左右方向の傾斜角を検出するロールセンサ１０１と、坐フレーム１５の左右方向の傾斜角速度を検出するロール角速度センサ１０２と、坐フレーム１５の前後方向の傾斜角を検出するピッチセンサ１０３と、右側脚体５ａの縮小（坐フレーム１５の右側の下動）リミット位置を検出する左下限センサ１０４と、左側脚体５ｂの縮小（坐フレーム１５の左側の下動）リミット位置を検出する右下限センサ１０５と、上述した各油圧センサ８７と、オペレータが操作する操縦ハンドル２７の切り角（左旋回操作量及び右旋回操作量）を検出する操舵角センサ１０６と、走行変速レバー２８の操作位置（前進操作位置及び後進操作位置）を検出する走行変速センサ１０７と、上述した各車速センサ９１とを接続している。また、操舵角センサ１０６と、走行変速センサ１０７とは、遠隔操縦器９９からの無線操縦信号を受信するように構成している。
Next, traveling control of the timber transport vehicle 1 of the present embodiment will be described. FIG. 9 is a functional block diagram of the travel control means of the timber transport vehicle 1. The
また、図９に示されるように、走行コントローラ１００の入力側には、位置センサ１６ｂ，４５ａ，４９ａ，５３ａ，５７ａ，６１ａ，４５ｂ，４９ｂ，５３ｂ，５７ｂ，６１ｂがそれぞれ連結されている。一方、走行コントローラ１００の出力側には、上述した左右の脚体５ａ，５ｂの姿勢を制御する各制御弁７６ａ，７８ａ，８０ａ，８２ａ，８４ａ，７６ｂ，７８ｂ，８０ｂ，８２ｂ，８４ｂと、坐フレーム１５の前後傾きを制御するピッチ制御弁８６と、上述した左右の後側走行部２ａ，２ｂ及び左右の前側走行部３ａ，３ｂの各走行駆動油圧モータ３５を制御する各制御弁８８ａ，８８ｂ，８８ｃ，８８ｄ，９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄとを接続している。
9,
上記の構成により、材木運搬車１が前進方向又は後進方向に移動している場合、ロール角速度センサ１０２の検出結果に基づき、各制御弁７６ａ，７８ａ，８０ａ，８２ａ，８４ａ，７６ｂ，７８ｂ，８０ｂ，８２ｂ，８４ｂが作動して、左下限センサ１０４及び右下限センサ１０５によって制限される高さ以上で、左右の脚体５ａ，５ｂを各別に伸縮させるための制御を開始する。ロールセンサ１０１の検出結果に基づき、各制御弁７６ａ，７８ａ，８０ａ，８２ａ，８４ａ，７６ｂ，７８ｂ，８０ｂ，８２ｂ，８４ｂの作動を中止して、坐フレーム１５の左右方向の傾斜を修正する。また、ピッチセンサ１０３の検出結果に基づき、ピッチ制御弁８６を作動して、坐フレーム１５の前後方向の傾斜を修正する。
With the above configuration, when the timber transport vehicle 1 is moving in the forward or reverse direction, the
その結果、坐フレーム１５は、左右の脚体５ａ，５ｂを介して略水平に保持される。また、左右の脚体５ａ，５ｂ（坐フレーム１５）を水平制御中、油圧センサ８７の検出結果に基づき、各油圧シリンダ４４ａ，４８ａ，５２ａ，５６ａ，６０ａ，４４ｂ，４８ｂ，５２ａｂ，５６ｂ，６０ｂの駆動速度を制御して、走行部２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂから左右の脚体５ａ，５ｂに伝達される路面からの衝撃力を吸収する。走行部２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂからの衝撃力が、坐フレーム１５に伝わるのを防止できる。
As a result, the
また、材木運搬車１外でオペレータが遠隔操縦器９９を操作したり、材木運搬車１にオペレータが搭乗して操縦ハンドル２７又は走行変速レバー２８を操作することによって、材木運搬車１が前進方向又は後進方向に移動している場合、オペレータによって遠隔操縦器９９又は操縦ハンドル２７又は走行変速レバー２８が操作されることによって、操舵角センサ１０６又は走行変速センサ１０７の検出結果に基づき、各制御弁８８ａ，８８ｂ，８８ｃ，８８ｄ又は各制御弁９０ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄが作動して、各走行駆動油圧モータ３５の駆動油圧又は出力回転速度を制御する。その結果、左右の後側走行部２ａ，２ｂの各走行クローラ３６及び左右の前側走行部３ａ，３ｂの各走行クローラ３６が各別に駆動制御され、前進移動又は後進移動又はＵターン又はスピンターン（信地旋回）等が実行され、オペレータが希望する方向に希望する速度で移動できる。
In addition, when the operator operates the
一方、上記のように、作業機体４が移動中、位置センサ４５ａ，４９ａ，５３ａ，５７ａ，６１ａ，４５ｂ，４９ｂ，５３ｂ，５７ｂ，６１ｂによって、各油圧シリンダ４４ａ，４８ａ，５２ａ，５６ａ，６０ａ，４４ｂ，４８ｂ，５２ａｂ，５６ｂ，６０ｂの各ピストン４５，４９，５３，５７，６１の進退位置（進出量）がそれぞれ検出される。位置センサ５３ａ，５７ａ，６１ａ，５３ｂ，５７ｂ，６１ｂの検出結果に基づき、左右の後側走行部２ａ，２ｂ及び左右の前側走行部３ａ，３ｂの各走行クローラ３６が着地している地面（走行路面）の傾斜角度が算出される。作業機体４の姿勢制御が実行される。
On the other hand, as described above, when the work machine body 4 is moving, the
即ち、前側走行部３ａ，３ｂを有する左右の前走行機体としてのトラックフレーム３１と、後側走行部２ａ，２ｂを有する左右の後走行機体としてのトラックフレーム３１と、左右の前後トラックフレーム３１に作業機体４を支持する脚機構としての脚体５ａ，５ｂとを備える。また、脚体５ａ，５ｂの関節のうち、地面に押付けられた関節としての後側足フレーム８ａ，８ｂ及び前側足フレーム９ａ，９ｂの折曲げ角度を検出する角度センサとしての位置センサ５７ａ，５７ｂ，６１ａ，６１ｂを備える。前側走行部３ａ，３ｂの後端側が浮上り前端側だけが着地した状態、又は後側走行部２ａ，２ｂの前端側が浮上り後端側だけが着地した状態の少なくともいずれか一方の着地状態になった場合、位置センサ５７ａ，５７ｂ，６１ａ，６１ｂの検出結果に基づき、前側走行部３ａ，３ｂの前端側と後側走行部２ａ，２ｂの後端側が着地しているときの地面の傾斜角度を算出するように構成している。従来の制御構造等に比べ、作業機体４の目標姿勢の演算によって累積される演算誤差を低減できる。したがって、作業機体４の目標姿勢の演算が発散するのを防止でき、作業機体４の姿勢制御機能を向上できる。なお、従来の制御構造では、前側走行部３ａ，３ｂと後側走行部２ａ，２ｂを連結したフレーム１２ａ，１２ｂの傾斜角度、具体的には、前後の走行部の足首関節の折り曲げ角度（足首関節軸５回りの足根フレーム１２ａ，１２ｂの回動角度）に基づき、前側走行部３ａ，３ｂ及び後側走行部２ａ，２ｂが着地している地面（走行路面）の傾斜角度を算出していた。
That is, the
換言すると、前側走行部３ａ，３ｂ及び後側走行部２ａ，２ｂの進行方向の傾斜角度を検出する走行部傾斜角度センサとしての位置センサ５３ａ，５３ｂと、前側走行部３ａ，３ｂの接地角度を検出する前接地角度センサとしての位置センサ６１ａ，６１ｂと、後側走行部２ａ，２ｂの接地角度を検出する後接地角度センサとしての位置センサ５７ａ，５７ｂとを備える。前側走行部３ａ，３ｂ及び後側走行部２ａ，２ｂの進行方向の傾斜角度が、前側走行部３ａ，３ｂの後端側が浮上り前端側だけが着地した状態、又は後側走行部２ａ，２ｂの前端側が浮上り後端側だけが着地した状態の少なくともいずれか一方の着地状態になった場合、前側走行部３ａ，３ｂ及び後側走行部２ａ，２ｂが着地している地面（走行路面）の傾斜角度として、前側走行部３ａ，３ｂの前端側と後側走行部２ａ，２ｂの後端側を結ぶ直線の傾斜角度を算出するように構成している。前側走行部３ａ，３ｂ及び後側走行部２ａ，２ｂが着地している地面（走行路面）の傾斜角度を高精度で推定できる。前記作業機体４の目標姿勢の演算誤差を間単に低減でき、作業機体４の姿勢制御の精度を向上できる。
In other words, the
本発明の実施形態では、前記脚体５ａ，５ｂには、第１制御手段（いわゆる足首関節制御手段）としての足首関節油圧シリンダ５２ａ，５２ｂ及び第１角度センサ（いわゆる足首角度センサ）としての位置センサ５３ａ，５３ｂと、第２制御手段（いわゆるつま先制御手段）としてのつま先関節油圧シリンダ６０ａ，６０ｂ及び第２角度センサ（いわゆるつま先角度センサ）としての位置センサ６１ａ，６１ｂと、第３制御手段（いわゆるかかと制御手段）としてのかかと関節油圧シリンダ５６ａ，５６ｂ及び第３角度センサ（いわゆるかかと角度センサ）としての位置センサ５７ａ，５７ｂとが設けられている。足根フレーム１２ａ，１２ｂの傾斜角度を検出する位置センサ５３ａ，５３ｂの検出結果と、前側走行部３ａ，３ｂの進行方向の傾斜角度を検出する位置センサ６１ａ，６１ｂの検出結果と、後側走行部２ａ，２ｂの進行方向の傾斜角度を検出する位置センサ５７ａ，５７ｂの検出結果とに基づき、前側走行部３ａ，３ｂ及び後側走行部２ａ，２ｂが着地している地面（走行路面）の傾斜角度を算出するように構成している。したがって、足根フレーム１２ａ，１２ｂの傾斜角度と、実際の地面（走行路面）の傾斜角度とが相違していても、前側走行部３ａ，３ｂの位置センサ６１ａ，６１ｂの出力と、後側走行部２ａ，２ｂの位置センサ５７ａ，５７ｂの出力とによって、それらの差を高精度に補正でき、前側走行部３ａ，３ｂ及び後側走行部２ａ，２ｂが着地している地面の傾斜角度を高精度に算出できる。
In the embodiment of the present invention, the
即ち、前側走行部３ａ，３ｂの後端側が浮上り前端側だけが着地した状態、又は後側走行部２ａ，２ｂの前端側が浮上り後端側だけが着地した状態の少なくともいずれか一方の着地状態になった場合であっても、足根フレーム１２ａ，１２ｂの傾斜角度を検出する位置センサ５３ａ，５３ｂの出力と、前側走行部３ａ，３ｂの位置センサ６１ａ，６１ｂの出力と、後側走行部２ａ，２ｂの位置センサ５７ａ，５７ｂの出力とによって、前側走行部３ａ，３ｂ及び後側走行部２ａ，２ｂが着地している地面の傾斜角度を高精度で推定できる。地面（走行路面）の傾斜角度の算出によって求められた作業機体４の目標姿勢と現在の作業機体４の姿勢との演算誤差を簡単に低減でき、前記作業機体４の姿勢制御機能を向上できる。
That is, at least one of the landings in which the rear end side of the front traveling
なお、従来の制御構造のように、足首関節軸５回りの足根フレーム１２ａ，１２ｂの回動角度（足根フレーム１２ａ，１２ｂの前後方向の傾斜角度）に基づき、前側走行部３ａ，３ｂ及び後側走行部２ａ，２ｂが着地している地面（走行路面）の傾斜角度を算出していたのでは、前側走行部３ａ，３ｂの後端側が浮上り前端側だけが着地した状態、又は後側走行部２ａ，２ｂの前端側が浮上り後端側だけが着地した状態の少なくともいずれか一方の着地状態になった場合、足根フレーム１２ａ，１２ｂの前後方向の傾斜角度と、前側走行部３ａ，３ｂ及び後側走行部２ａ，２ｂが着地している地面（走行路面）の傾斜角度とに差が生じる。したがって、従来のように、足根フレーム１２ａ，１２ｂの前後方向の傾斜角度に基づき、地面（走行路面）の傾斜角度を算出していたのでは、作業機体４の目標姿勢の演算によって演算誤差が累積され、作業機体４の目標姿勢の演算が発散する不具合があった。
As in the conventional control structure, based on the rotation angle of the foot frames 12a and 12b around the ankle joint axis 5 (the inclination angle in the front-rear direction of the foot frames 12a and 12b), the
次に、本実施形態の材木運搬車１を利用した森林情報マップの形成制御について説明する。図１０は、森林情報マップの形成制御手段の機能ブロック図であり、制御プログラムを記憶したＲＯＭと各種データを記憶したＲＡＭとを有するマイクロコンピュータ等によって構成された三次元データ処理コントローラ１１１と表示データ処理コントローラ１１２とを備える。上記の走行コントローラ１００と、三次元データ処理コントローラ１１１と、表示データ処理コントローラ１１２とは、キャン通信線によってそれぞれ接続されている。
Next, the formation control of the forest information map using the timber transport vehicle 1 of this embodiment will be described. FIG. 10 is a functional block diagram of the forest information map formation control means. The three-dimensional data processing controller 111 and the display data are constituted by a microcomputer having a ROM storing a control program and a RAM storing various data. A
図１０に示されるように、三次元データ処理コントローラ１１１の入力側には、作業機体４の周辺の森林（樹木等）を複数台のカメラ（図示省略）によって三次元的に撮像して三次元画像データとして検出するステレオカメラ１１５と、作業機体４の周辺の森林（樹木等）をレーザー距離センサ（図示省略）によって三次元的に検出する三次元距離画像センサ１１６と、人口衛星を利用して地上の作業機体４の位置を認識するＧＰＳ受信機１１７と、作業機体４の進行方向（方位）を検出する方位計１１８と、作業機体４の標高を計測する高度計１１９を接続している。また、自動的に水平姿勢に支持される作業機体４の左右幅中央にセンサフレーム１７を設ける。センサフレーム１７に、ステレオカメラ１１５、三次元距離画像センサ１１６、ＧＰＳ受信機１１７、方位計１１８、高度計１１９が、水平姿勢に支持されるように配置されている。
As shown in FIG. 10, on the input side of the three-dimensional data processing controller 111, the forest (trees, etc.) around the work machine 4 is three-dimensionally imaged by a plurality of cameras (not shown). Using a
三次元データ処理コントローラ１１１において、ステレオカメラ１１５又は三次元距離画像センサ１１６の少なくともいずれか一方又は両方の三次元画像出力と、ＧＰＳ受信機１１７の作業機体４の現在位置出力と、方位計１１８の作業機体４の進行方向出力と、高度計１１９の作業機体４の標高出力が、互いに関連して記録されるように構成している。換言すると、ステレオカメラ１１５又は三次元距離画像センサ１１６の少なくともいずれか一方又は両方の三次元画像出力と、ＧＰＳ受信機１１７の作業機体４の現在位置出力と、方位計１１８の作業機体４の進行方向出力と、高度計１１９の作業機体４の標高出力が、三次元データ処理コントローラ１１１に、図１１に示す三次元森林情報マップ１２０として形成されて記録されるように構成している。
In the three-dimensional data processing controller 111, the three-dimensional image output of at least one or both of the
図１１に示す森林情報マップ１２０には、森林を構成する樹木（○印実線）、等高線（破線細線）、自車位置（進行方向を示す矢印実線）、間伐予定樹木（破断線が入った○印実線）、切り株（○印細線）が記録されるように構成している。なお、森林を構成する樹木、間伐予定樹木、切り株は、着色によって区別できるように構成してもよい。
In the
即ち、図１０から明らかなように、水平制御機構としてのピッチ油圧シリンダ１６を介して支持された作業機体４に、３次元的に森林情報を検出する３次元検出手段としてのステレオカメラ１１５又は三次元距離画像センサ１１６と、ステレオカメラ１１５又は三次元距離画像センサ１１６からの３次元データ出力を処理する３次元データ処理手段としての三次元データ処理コントローラ１１１とを配置する。森林を構成する樹木の位置及び太さ等を３次元データとして測定して、三次元森林情報マップ１２０を形成するように構成している。次回の間伐計画又は植林計画又は伐採計画等に森林情報マップ１２０を利用できる。森林情報マップ１２０に基づき、樹木を特定して、その太さ又は曲がり具合等や、間伐又は伐採の要否等を適正に判断できる。作業機体４の復路のナビゲーションができる。作業機体４の移動距離又は作業量等の作業実績を把握できる。間伐作業又は伐採作業又は植林作業等の作業性を向上できる。
That is, as apparent from FIG. 10, the
また、図１０から明らかなように、ステレオカメラ１１５又は三次元距離画像センサ１１６によって３次元的に森林情報が検出されるときに、作業機体４の外部環境を検出する外部環境センサとしてのＧＰＳ受信機１１７又は方位計１１８又は高度計１１９を備え、ＧＰＳ受信機１１７又は方位計１１８又は高度計１１９の検出結果に基づき、ステレオカメラ１１５又は三次元距離画像センサ１１６の３次元データ出力を補完するように構成している。三次元データ処理コントローラ１１１によって処理される３次元データの信頼性を向上できる。樹木のレイアウト（樹木の密度）や、樹木の直径（樹齢）等を高精度でデータ化できる。
Further, as is apparent from FIG. 10, when the stereo information is detected three-dimensionally by the
図８、図９、図１０から明らかなように、地面に押付けられた関節としての後側足フレーム８ａ，８ｂ又は前側足フレーム９ａ，９ｂの折曲げ角度を検出する角度センサとしての位置センサ５７ａ，５７ｂ又は位置センサ６１ａ，６１ｂを備える構造であって、水平制御機構としてのピッチ油圧シリンダ１６を介して支持された前記作業機体４に、３次元的に森林情報を検出する３次元検出手段としてのステレオカメラ１１５又は三次元距離画像センサ１１６と、ステレオカメラ１１５又は三次元距離画像センサ１１６からの３次元データ出力を処理する３次元データ処理手段としての三次元データ処理コントローラ１１１とを配置し、ステレオカメラ１１５又は三次元距離画像センサ１１６によって樹木の位置及び太さ等が測定された３次元データと、位置センサ５７ａ，５７ｂ又は位置センサ６１ａ，６１ｂの検出結果に基づいて算出された地面の傾斜角度とによって、森林情報マップ１２０を形成するように構成している。樹木とその周辺の地面の傾斜角度を関連させて前記森林情報マップ１２０として記録できる。樹木の周辺の地形データ（等高線等）を前記森林情報マップ１２０に付加することによって、前記森林情報マップ１２０の信頼性を向上できる。前記作業機体の移動距離及び作業量等の作業実績を把握できる。次回の間伐計画又は植林計画又は伐採計画の検討等に前記森林情報マップ１２０を活用できる。例えば経験が豊富な作業者が間伐又は伐採又は植林を予め計画し、その計画に基づき他の作業者が間伐作業又は伐採作業又は植林作業等を実行できる。したがって、間伐作業又は伐採作業又は植林作業等の作業性を向上できるものである。
As is apparent from FIGS. 8, 9, and 10, a
図１０に示されるように、表示データ処理コントローラ１１２の入力側には、作業機体４の周辺を３６０度の範囲で撮像して二次元画像データとして検出する３６０°カメラ（全周囲カメラ）１２５を接続している。なお、３６０°カメラ１２５に代えて、全方位を認識できるように配置した複数のカメラ（目視用カメラ）を設けてもよい。また、上述した遠隔操縦器９９には、液晶画面を有するモニタ１２６を備えている。表示データ処理コントローラ１１２と遠隔操縦器９９との間で、送受信機１２７，１２８を介してそれぞれのデータを無線でやり取りするように構成している。
As shown in FIG. 10, on the input side of the display
即ち、図１０から明らかなように、２次元映像として作業機体４の周辺の森林情報を検出する２次元検出手段としての３６０°カメラ１２５（もしくは全方位を認識できるように配置した複数のカメラ）と、３６０°カメラ１２５の２次元データ出力によってステレオカメラ１１５又は三次元距離画像センサ１１６の３次元データ出力を補完して表示処理する表示データ処理手段としての表示データ処理コントローラ１１２とを、水平制御機構としてのピッチ油圧シリンダ１６を介して支持された作業機体４に配置している。一方、森林情報マップ１２０に基づき作業機体４の移動等を遠隔操作可能な遠隔操縦器９９を備え、３６０°カメラ１２５（もしくは全方位を認識できるように配置した複数のカメラ）からの２次元データによって補正された森林情報マップ１２０又は作業機体４の現在位置を、遠隔操縦器９９に表示可能に構成している。したがって、森林情報マップ１２０の表示に基づき、作業機体４が樹木の間を移動可能か否かが、作業機体４から離れた場所の作業者によって適正に判断できる。遠隔操縦器９９の遠隔操作によって、間伐作業又は伐採作業又は植林作業等の作業性を向上できる。
That is, as is apparent from FIG. 10, a 360 ° camera 125 (or a plurality of cameras arranged so that all directions can be recognized) as a two-dimensional detection means for detecting forest information around the work machine 4 as a two-dimensional image. And a display
また、図１０から明らかなように、遠隔操縦器９９によって作業機体４の移動等を遠隔操作可能に構成し、作業機体４を後進（後退）させるときには、森林情報マップ１２０を利用する。２次元検出手段としての３６０°カメラ１２５（もしくは全方位を認識できるように配置した複数のカメラ）の検出結果に基づき、遠隔操縦器９９の表示部としてのモニタ１２６に表示される森林情報マップ１２０画面上の作業機体４の現在位置を補正するように構成している。森林情報マップ１２０の表示に基づき、作業機体４が樹木の間を移動可能か否かが、遠隔地の作業者によって適正に判断できる。遠隔操縦器９９の遠隔操作によって、間伐作業又は伐採作業又は植林作業等の作業性を向上できる。
As apparent from FIG. 10, the
一方、図１０から明らかなように、前記３次元検出手段としてのステレオカメラ１１５又は三次元距離画像センサ１１６によって森林情報が検出されるときに、その森林情報の検出と関連させて作業機体４の外部環境を検出する外部環境センサとしてのＧＰＳ受信機１１７又は方位計１１８又は高度計１１９を備え、森林情報マップ１２０を形成する森林情報データの一部として作業機体４の外部環境を記録可能に構成する一方、森林情報マップ１２０に基づき作業機体４の移動等を遠隔操作する遠隔操縦器９９を備え、ＧＰＳ受信機１１７又は方位計１１８又は高度計１１９の検出結果に基づき、遠隔操縦器９９の表示部に表示される森林情報マップ１２０上の作業機体４の現在位置を補正可能に構成している。樹木のレイアウト（樹木の密度）や、樹木の直径（樹齢）等の森林情報を高精度でデータ化して森林情報マップ１２０を形成できる。森林情報マップ１２０の精度を高めてその信頼性を向上できる。また、森林情報マップ１２０に基づく遠隔操縦器９９の遠隔操作によって、例えば走行路面の凹部又は切り株又は倒木等を避けて、作業機体４を移動させることができる。間伐作業又は伐採作業又は植林作業等における作業者の労力を低減できる。間伐作業又は伐採作業又は植林作業等の作業性を向上できる。
On the other hand, as apparent from FIG. 10, when forest information is detected by the
２ａ，２ｂ 後側走行部
３ａ，３ｂ 前側走行部
４ 作業機体
５ａ，５ｂ 脚体（脚機構）
１６ ピッチ油圧シリンダ（水平制御機構）
３１ トラックフレーム（走行機体）
１１１ 三次元データ処理コントローラ（３次元データ処理手段）
１１２ 表示データ処理コントローラ（表示データ処理手段）
１１５ ステレオカメラ（３次元検出手段）
１１６ 三次元距離画像センサ（３次元検出手段）
１１７ ＧＰＳ受信機（外部環境センサ）
１１８ 方位計（外部環境センサ）
１１９ 高度計（外部環境センサ）
１２０ 森林情報マップ
１２５ ３６０°カメラ（２次元検出手段）
１２６ モニタ（表示部）
2a, 2b Rear
16 pitch hydraulic cylinder (horizontal control mechanism)
31 Track frame (running aircraft)
111 3D data processing controller (3D data processing means)
112 Display data processing controller (display data processing means)
115 Stereo camera (three-dimensional detection means)
116 Three-dimensional distance image sensor (three-dimensional detection means)
117 GPS receiver (external environment sensor)
118 Compass (external environmental sensor)
119 Altimeter (External environmental sensor)
120
126 Monitor (display unit)
Claims (3)
地面に押付けられた前記脚機構の関節の折曲げ角度を検出する角度センサを備える構造であって、水平制御機構を介して支持された前記作業機体に、３次元的に森林情報を検出する３次元検出手段と、前記３次元検出手段からの３次元データ出力を処理する３次元データ処理手段とを配置し、前記３次元検出手段によって樹木の位置及び太さ等が測定された３次元データと、前記角度センサの検出結果に基づいて算出された地面の傾斜角度とによって、森林情報マップを形成するように構成したことを特徴とする走行車両。 In a traveling vehicle comprising left and right front traveling bodies having a front traveling section, left and right rear traveling bodies having a rear traveling section, and a leg mechanism for supporting a working body on the left and right front and rear traveling bodies,
A structure including an angle sensor for detecting a bending angle of a joint of the leg mechanism pressed against the ground, and detecting forest information three-dimensionally on the work machine body supported through a horizontal control mechanism 3 A three-dimensional data in which a three-dimensional data processing means for processing a three-dimensional data output from the three-dimensional detection means is arranged, and the position and thickness of the tree are measured by the three-dimensional detection means; A traveling vehicle configured to form a forest information map based on the inclination angle of the ground calculated based on the detection result of the angle sensor.
Two-dimensional detection means for detecting forest information around the work machine body as a two-dimensional image, and a display for performing display processing by complementing the three-dimensional data output of the three-dimensional detection means with the two-dimensional data output of the two-dimensional detection means The data processing means is disposed on the work machine supported by a horizontal control mechanism, and includes a remote controller capable of remotely controlling the movement of the work machine based on the forest information map, and the two-dimensional detection The traveling vehicle according to claim 1, wherein the forest information map corrected by the two-dimensional data from the means or the current position of the work machine body can be displayed on the remote control.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008060724A JP2009213400A (en) | 2008-03-11 | 2008-03-11 | Traveling vehicle for unleveled ground |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2008060724A JP2009213400A (en) | 2008-03-11 | 2008-03-11 | Traveling vehicle for unleveled ground |
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| JP2009213400A true JP2009213400A (en) | 2009-09-24 |
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ID=41185979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2008060724A Pending JP2009213400A (en) | 2008-03-11 | 2008-03-11 | Traveling vehicle for unleveled ground |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2009213400A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015177079A1 (en) * | 2014-05-19 | 2015-11-26 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Apparatus and method for the automated detection of trees |
| KR20200069334A (en) * | 2017-10-13 | 2020-06-16 | 코너트 일렉트로닉스 리미티드 | Automatically parking a vehicle in a parking area |
| JP2022030949A (en) * | 2020-08-07 | 2022-02-18 | 株式会社藤興業 | Virtual space formation method of cutting direction of thinning lumber or the like |
-
2008
- 2008-03-11 JP JP2008060724A patent/JP2009213400A/en active Pending
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| KR102335309B1 (en) | 2017-10-13 | 2021-12-08 | 코너트 일렉트로닉스 리미티드 | to automatically park a vehicle in a parking lot |
| JP2022030949A (en) * | 2020-08-07 | 2022-02-18 | 株式会社藤興業 | Virtual space formation method of cutting direction of thinning lumber or the like |
| JP7218941B2 (en) | 2020-08-07 | 2023-02-07 | 株式会社藤興業 | Virtual space formation method in felling direction of thinned wood |
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