以下、本願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。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. In the following description, the left side in the forward direction of the timber transport vehicle 1 is simply referred to as the left side, and the right side in the forward direction is also simply referred to as the right side.
（１）．材木運搬車の概要
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。
(1). Outline of the Timber Transport Vehicle As shown in FIGS. 1 to 3, the timber transport vehicle 1 includes left and right rear traveling units 2a and 2b, left and right front traveling units 3a and 3b, and an engine as a drive source to be described later. 20, a working machine body 4 in which a hydraulic equipment 21 and a log gripping arm 22 as a working machine are arranged, and left and right legs that support the working machine body 4 in the rear traveling units 2a and 2b and the front traveling units 3a and 3b. 5a, 5b.
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 operation cabin 23 on which an operator gets on, and a loading platform 25 on which a log 24 is placed by a log holding arm 22. The driving cabin 23 is configured to change the course by making the control seat 26 on which the operator sits, the left front traveling unit 2a and the rear traveling unit 3a, the right front traveling unit 2b and the rear traveling unit 3b differential. (Steering) the steering handle 27, the driving speed of the left and right rear traveling units 2a, 2b and the left and right front traveling units 3a, 3b (change in vehicle speed) and the rotation direction (switching between forward and reverse) And a brake pedal 29 for braking the left and right rear running portions 2a and 2b or the left and right front running portions 3a and 3b. Further, the remote controller 99 is detachably disposed on the installation table 98 in the operation cabin 23. The timber transport vehicle 1 is mainly operated by the remote controller 99 to perform operations such as loading and unloading of timber, but the operator can sit on the control seat 26 to load and unload timber. Yes.
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 rear running units 2 a and 2 b and the left and right front running units 3 a and 3 b rotate around the track frame 31 and a track frame 31 that supports a plurality of track rollers 30. A drive sprocket 32 movably disposed, a tension roller 34 disposed on the track frame 31 via a tension adjusting mechanism 33, a travel drive hydraulic motor 35 for driving the drive sprocket 32, and a crawler-shaped travel crawler made of synthetic rubber 36. A travel crawler 36 is supported on the track frame 31 via a drive sprocket 32, tension rollers 34, and a plurality of track rollers 30. The travel crawler 36 is driven in the forward direction or the reverse direction by the travel drive hydraulic motor 35.
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 right legs 5 a and 5 b are configured to be individually bent by a plurality of first to tenth shafts to change their postures. That is, left and right hip joint shafts 7 described later as first and second axes, left and right knee joint shafts 6 described later as third and fourth axes, and left and right ankles described later as fifth and sixth axes. It includes a joint shaft 5, left and right rear foot joint shafts 10 to be described later as seventh and eighth axes, and left and right front foot joint shafts 11 to be described later as ninth and tenth axes.
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 right legs 5 a and 5 b each have an ankle joint shaft 5, a knee joint shaft 6, and a hip joint shaft 7 extending in the horizontal direction (lateral direction). The left and right rear running portions 2a and 2b and the left and right front running portions 3a and 3b are connected to the left and right legs 5a and 5b via the ankle joint shaft 5, respectively. The work machine body 4 is connected to the left and right legs 5a, 5b via the hip joint shaft 7. The left and right legs 5a and 5b are configured to be bent in a side view through the knee joint shaft 6.
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 right legs 5 a and 5 b are configured to be individually bent by a plurality of first to tenth frames and change their postures. That is, left and right rear foot frames 8a and 8b, which will be described later as first and second frames, left and right front foot frames 9a and 9b, which will be described later as third and fourth frames, and fifth and sixth frames. Left and right foot frames 12a and 12b, which will be described later, left and right shin frames 13a and 13b which will be described later as seventh and eighth frames, and left and right thigh frames 14a and 14b which will be described later as ninth and tenth frames, respectively. It has.
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 right legs 5 a and 5 b include left and right rear foot frames 8 a and 8 b that support the left and right rear running portions 2 a and 2 b, and left and right front running portions 3 a and Left and right front foot frames 9a and 9b that support 3b, and left and right rear foot joint shafts 10 (on the rear end sides of the left and right front foot frames 9a and 9b) on the front end sides of the left and right rear foot frames 8a and 8b. The left and right foot frames 12a and 12b that connect the rear end side (front end side) via the front foot joint shaft 11) and the left and right ankle joints at the upper end in the middle of the front and rear width of the left and right foot frames 12a and 12b Left and right tibial frames 13a, 13b connecting the lower end side via the shaft 5, and left and right thigh frames 14a connecting the lower end side via the left and right knee joint shafts 6 to the upper end side of the left and right tibial frames 13a, 13b, 14b. The left and right legs 5a and 5b are configured in a symmetrical structure.
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 front running units 3a and 3b, left and right rear running units 2a and 2b, an engine 20 as a drive source, and a log gripping arm 22 as a working machine are arranged. And the left and right legs 5a and 5b for supporting the work machine body 4 on the front side travel parts 3a and 3b and the rear side travel parts 2a and 2b. The left and right legs 5a, 5b have an ankle joint axis 5, a knee joint axis 6, and a hip joint axis 7. The left and right front running parts 3a are connected to the left and right legs 5a, 5b via the ankle joint axis 5. , 3b and the left and right rear running portions 2a, 2b, the left and right legs 5a, 5b are connected to the work machine body 4 via the hip joint shaft 7, and the left and right legs 5a, 5k are connected via the knee joint shaft 6. 5b is configured to be bent. Therefore, the center of gravity of the machine body can be moved in the front-rear direction, the left-right direction, and the up-down direction with the left and right front running units 3a and 3b and the left and right rear running units 2a and 2b being grounded, and the ground height of the work machine 4 can be easily Can be changed. In addition, the left and right legs 5a and 5b are staggered so that the maximum ground contact width in the front-rear direction of the front and rear traveling portions 2a, 2b, 3a, 3b can be easily increased, and the depression in which the width in the traveling direction is large. Can be easily overcome.
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 seat frame 15, and the seat frame is interposed between the upper and lower widths of the thigh frames 14 a and 14 b of the left and right legs 5 a and 5 b via the hip joint shaft 7. The middle of 15 front and rear widths are connected. By rotating the seat frame 15 around the hip joint axis 7, the front end side (rear end side) of the seat frame 15 moves upward (downward) or downward (upward), and the seat frame 15 tilts in the front-rear direction. The corner will be changed.
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 right legs 5 a and 5 b are configured to be individually bent by a plurality of first to tenth hydraulic cylinders to change their postures. That is, left and right hip joint hydraulic cylinders 44a and 44b, which will be described later as first and second hydraulic cylinders, left and right knee joint hydraulic cylinders 48a and 48b, which will be described later as third and fourth hydraulic cylinders, and a fifth hydraulic pressure. Left and right ankle joint hydraulic cylinders 52a and 52b, which will be described later as cylinders and sixth hydraulic cylinders, left and right heel joint hydraulic cylinders 56a and 56b, which will be described later as seventh hydraulic cylinders and eighth hydraulic cylinders, ninth hydraulic cylinders and tenth hydraulic cylinders Left and right toe joint hydraulic cylinders 60a and 60b, which will be described later, are provided as hydraulic cylinders.
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 pitch arm 40 that is fitted to the hip joint shaft 7 so as to be rotatable in the middle of the L shape in a side view and a pitch hydraulic cylinder 16 as a horizontal mechanism for adjusting the tilt angle in the front-rear direction of the seat frame 15 are provided. A pitch hydraulic cylinder 16 is connected to the front end side of the seat frame 15 via a shaft body 41. The L-shaped one end side of the pitch arm 40 is connected to the tip end side of the piston 16 a of the pitch hydraulic cylinder 16 via the shaft body 42. In addition, left and right hip joint hydraulic cylinders 44a and 44b are connected to the lower ends of the left and right thigh frames 14a and 14b via a shaft body 43. The other end side of the L-shape of the pitch arm 40 is connected to the tip end side of the piston 45 of the hip joint hydraulic cylinders 44 a and 44 b via the shaft body 46.
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 seat frame 15 is rotated around the hip joint axis 7 by the pitch hydraulic cylinder 16, and the tilt of the seat frame 15 in the front-rear direction is corrected and horizontally supported in the front-rear direction. Further, the seat frame 15 is rotated around the hip joint axis 7 by the left and right hip joint hydraulic cylinders 44a and 44b, and the relative connection angle between the seat frame 15 and the left and right thigh frames 14a and 14b is changed.
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 hydraulic cylinder 16 while operating the left and right hip joint hydraulic cylinders 44a, 44b, the seat frame 15 and the left and right thighs are maintained in a state where the tilt in the front-rear direction of the seat frame 15 is maintained substantially horizontal. The relative angle with the frames 14a and 14b is changed. By operating the left and right hip joint hydraulic cylinders 44a and 44b separately, the relative angles of the left and right thigh frames 14a and 14b with respect to the seat frame 15 are independently changed.
なお、第１乃至第１０の複数の油圧シリンダ４４ａ，４４ｂ，４８ａ，４８ｂ，５２ａ，５２ｂ，５６ａ，５６ｂ，６０ａ，６０ｂと、ピッチ油圧シリンダ１６とは、特許請求の範囲に記載した関節油圧シリンダに相当する。
The first to tenth hydraulic cylinders 44a, 44b, 48a, 48b, 52a, 52b, 56a, 56b, 60a, 60b and the pitch hydraulic cylinder 16 are the joint hydraulic cylinders recited in the claims. It corresponds to.
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 right legs 5 a and 5 b have tibial frames 13 a and 13 b that are connected to the foot frames 12 a and 12 b via the ankle joint shaft 11, and knees to the tibial frames 13 a and 13 b. The working machine body 4 has a seat frame 15 and is connected to the thigh frames 14a and 14b of the left and right legs 5a and 5b via the hip joint shaft 7. The seat frame 15 is connected, and a pitch hydraulic cylinder 16 is provided as a horizontal mechanism for adjusting the tilt angle of the seat frame 15 in the front-rear direction, and is configured to support the seat frame 15 horizontally. Therefore, while ensuring the ground clearance of the work machine body 4, the tilt angles in the left-right direction and the front-rear direction of the work machine body 4 can be easily changed, and the work machine body 4 can be supported in a stable posture.
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 hydraulic cylinders 48a and 48b are connected to upper end sides of the left and right thigh frames 14a and 14b via left and right shaft bodies 47, respectively. Intermediate portions of the shin frames 13a and 13b are connected to the distal end sides of the pistons 49 of the left and right knee joint hydraulic cylinders 48a and 48b via left and right shaft bodies 50, respectively. As a result, by operating the left and right knee joint hydraulic cylinders 48a and 48b, the left and right thigh frames 14a and 14b rotate around the left and right knee joint axes 6, and the left and right tibial frames 13a and 13b and the left and right thigh frames are rotated. The relative connection angles with the frames 14a and 14b are respectively changed. By operating the left and right knee joint hydraulic cylinders 48a and 48b separately, the relative angles of the left and right thigh frames 14a and 14b with respect to the left and right tibial frames 13a and 13b are independently changed.
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 hydraulic cylinders 52a and 52b are connected to upper end sides of the left and right shin frames 13a and 13b via left and right shaft bodies 51, respectively. The front end sides of the left and right foot frames 12a and 12b are connected to the distal end sides of the pistons 53 of the left and right ankle joint hydraulic cylinders 52a and 52b via left and right shaft bodies 54, respectively. As a result, by operating the left and right ankle joint hydraulic cylinders 52a and 52b, the left and right tibial frames 13a and 13b rotate around the left and right ankle joint axes 5, and the left and right foot frames 12a and 12b The relative connection angles with the shin frames 13a and 13b are respectively changed. By operating the left and right ankle joint hydraulic cylinders 52a and 52b separately, the relative angles of the left and right shin frames 13a and 13b with respect to the left and right foot frames 12a and 12b are independently changed.
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 hydraulic cylinders 56a and 56b are connected to the rear end sides of the left and right foot frames 12a and 12b via left and right shaft bodies 55, respectively. The left and right rear foot frames 8a and 8b are connected to the front ends of the pistons 57 of the left and right heel joint hydraulic cylinders 56a and 56b via left and right shaft bodies 58, respectively. As a result, by operating the left and right heel joint hydraulic cylinders 56a and 56b, the left and right rear foot frames 8a and 8b rotate around the left and right rear foot joint shafts 10, and the left and right rear foot frames 8a. , 8b and the right and left foot frames 12a, 12b are respectively changed in relative connection angle. By operating the left and right heel joint hydraulic cylinders 56a and 56b separately, the relative angles of the left and right rear foot frames 8a and 8b with respect to the left and right foot frames 12a and 12b are independently changed.
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 hydraulic cylinders 60a and 60b are connected to the front end sides of the left and right foot frames 12a and 12b via left and right shaft bodies 59, respectively. The front end sides of the left and right front foot frames 9a and 9b are connected to the distal ends of the pistons 61 of the left and right toe joint hydraulic cylinders 60a and 60b via the left and right shaft bodies 62, respectively. As a result, by operating the left and right toe joint hydraulic cylinders 60a and 60b, the left and right front foot frames 9a and 9b rotate around the left and right front foot joint shafts 11, and the left and right front foot frames 9a and 9b The relative connection angles with the left and right foot frames 12a and 12b are respectively changed. By operating the left and right toe joint hydraulic cylinders 60a and 60b separately, the relative angles of the left and right front foot frames 9a and 9b with respect to the left and right foot frame 12a and 12b are independently changed.
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 right legs 5a and 5b are composed of front foot frames 9a and 9b that support the front traveling portions 3a and 3b, and rear foot that support the rear traveling portions 2a and 2b. Frames 8a and 8b, and the foot frames 12a and 12b are connected to the front foot frames 9a and 9b via the front foot joint shaft 11, and the rear foot joint shaft 10 is connected to the rear foot frames 8a and 8b. The foot frames 12a and 12b are connected. Therefore, since the angle of attack can be increased by moving the front side of the front side traveling parts 3a, 3b or the rear side of the rear side traveling parts 2a, 2b in the vertical direction, it is possible to easily move a large level difference. Further, since the front side of the front running parts 3a, 3b and the rear side of the rear running parts 2a, 2b can be simultaneously moved downward to lift the foot frames 12a, 12b, the left and right legs 5a, The work machine body 4 can be raised higher than the total length of 5b. Moreover, since the front side of the front traveling units 3a and 3b and the rear side of the rear traveling units 2a and 2b can be simultaneously moved upward to reduce the front and rear contact width, the U-turn or the belief can be reduced even in a narrow place. The direction change such as turning can be executed easily.
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 hydraulic circuit 70 of the timber transport vehicle 1 (a rough terrain vehicle) according to this embodiment. The hydraulic circuit 70 of the timber transport vehicle 1 includes a traveling hydraulic pump 71 that drives each of the left and right rear traveling units 2a and 2b and the left and right front traveling units 3a and 3b. For the right leg of the output variable capacity type that operates the hydraulic cylinders 44a, 48a, 52a, 56a, 60a of the left leg 5a and the charge hydraulic pump 72 for supplying the charge pressure oil to each part of the hydraulic equipment 21 The hydraulic pump 73 and an output variable displacement left leg hydraulic pump 74 that operates the hydraulic cylinders 44b, 48b, 52b, 56b, 60b of the right leg 5b are provided. The traveling hydraulic pump 71, the charging hydraulic pump 72, the right leg hydraulic pump 73, and the left leg hydraulic pump 74 are operated by the rotational force of the engine 20. The hydraulic circuit 70 includes a relief valve, a flow rate adjustment valve, a check valve, an oil cooler, an oil filter, and the like.
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と電磁比例流量制御弁構造のピッチ制御弁８６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 hydraulic pump 73 is connected to the right hip joint hydraulic cylinder 44a via a diversion valve 75a and a right hip joint control valve 76a. A right knee joint hydraulic cylinder 48a is connected to the right leg hydraulic pump 73 via a diversion valve 77a and a right knee joint control valve 78a. A right ankle joint hydraulic cylinder 52a is connected to the right leg hydraulic pump 73 via a diversion valve 79a and a right ankle joint control valve 80a. A right toe joint hydraulic cylinder 56a is connected to the right leg hydraulic pump 73 via a diversion valve 81a and a right toe joint control valve 82a. A right heel joint hydraulic cylinder 60a is connected to the right leg hydraulic pump 73 via a diversion valve 83a and a right heel joint control valve 84a. The pitch hydraulic cylinder 16 is connected to the right leg hydraulic pump 73 via a flow dividing valve 85 and a pitch control valve 86 having an electromagnetic proportional flow control valve structure.
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 hydraulic pump 73 described above, the left leg hydraulic pump 74 is connected to the left hip joint hydraulic cylinder 44b via the diversion valve 75b and the left hip joint control valve 76b. Yes. A left knee joint hydraulic cylinder 48b is connected to the right leg hydraulic pump 73 via a diversion valve 77b and a left knee joint control valve 78b. The left ankle joint hydraulic cylinder 52b is connected to the right leg hydraulic pump 73 via a diversion valve 79b and a left ankle joint control valve 80b. A left toe joint hydraulic cylinder 56b is connected to the right leg hydraulic pump 73 via a diversion valve 81b and a left toe joint control valve 82b. A left heel joint hydraulic cylinder 60b is connected to the right leg hydraulic pump 73 via a diversion valve 83b and a left heel joint control valve 84b.
上述した各油圧シリンダ４４ａ，４８ａ，５２ａ，５６ａ，６０ａ，４４ｂ，４８ｂ，５２ｂ，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，５２ｂ，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，８６は、電磁比例流量制御弁（電磁比例制御弁とスプール形の方向切換弁とを組み合わせた弁）構造のものであり、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４４ａ，４８ａ，５２ａ，５６ａ，６０ａ，４４ｂ，４８ｂ，５２ｂ，５６ｂ，６０ｂ，１６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。当該各制御弁７６ａ，７８ａ，８０ａ，８２ａ，８４ａ，７６ｂ，７８ｂ，８０ｂ，８２ｂ，８４ｂ，８６は、特許請求の範囲に記載した電磁比例制御弁に相当する。
Each of the hydraulic cylinders 44a, 48a, 52a, 56a, 60a, 44b, 48b, 52b, 56b, and 60b is provided with a hydraulic sensor 87 that detects their hydraulic pressures. The pistons 45, 49, 53, 57, 61 of the hydraulic cylinders 44a, 48a, 52a, 56a, 60a, 44b, 48b, 52b, 56b, 60b detect their advance / retreat positions (advance amounts). Position sensors 45a, 49a, 53a, 57a, 61a, 45b, 49b, 53b, 57b and 61b are connected to each other. A position sensor 16b is connected to the piston 16a of the pitch hydraulic cylinder 16 to detect its advance / retreat position (advance amount). Each of the control valves 76a, 78a, 80a, 82a, 84a, 76b, 78b, 80b, 82b, 84b, 86 described above is an electromagnetic proportional flow control valve (combining an electromagnetic proportional control valve and a spool-type direction switching valve). Of hydraulic fluid supplied to each hydraulic cylinder 44a, 48a, 52a, 56a, 60a, 44b, 48b, 52b, 56b, 60b, 16 by position control and force control (impedance control). The application direction and the application flow rate can be controlled. The control valves 76a, 78a, 80a, 82a, 84a, 76b, 78b, 80b, 82b, 84b, 86 correspond to the electromagnetic proportional control valves described in the claims.
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 hydraulic motor 35 is connected to the travel hydraulic pump 71 via a left front shift control valve 88a. A steering hydraulic cylinder 89 that changes the output (rotational speed) of the left front travel drive hydraulic motor 35 is provided. A steering hydraulic cylinder 89 is connected to the left front shift control valve 88a via a steering control valve 90a. A right front travel drive hydraulic motor 35 is connected to the travel hydraulic pump 71 via a right front shift control valve 88b. A steering hydraulic cylinder 89 that changes the output (rotational speed) of the right front travel drive hydraulic motor 35 is provided. A steering hydraulic cylinder 89 is connected to the right front shift control valve 88b via a steering control valve 90b.
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９１ａ、右前車速センサ９１ｂ、左後車速センサ９１c、右後車速センサ９１dを備える。
Further, the left rear travel drive hydraulic motor 35 is connected to the travel hydraulic pump 71 via the left rear shift control valve 88c. A steering hydraulic cylinder 89 that changes the output (rotational speed) of the left rear traveling drive hydraulic motor 35 is provided. A steering hydraulic cylinder 89 is connected to the left rear shift control valve 88c via a steering control valve 90c. A right rear traveling drive hydraulic motor 35 is connected to the traveling hydraulic pump 71 via a right rear shift control valve 88d. A steering hydraulic cylinder 89 that changes the output (rotational speed) of the right rear traveling drive hydraulic motor 35 is provided. A steering hydraulic cylinder 89 is connected to the right rear shift control valve 88d via a steering control valve 90d. A left front vehicle speed sensor 91a, a right front vehicle speed sensor 91b, a left rear vehicle speed sensor 91c, and a right rear vehicle speed sensor 91d that detect the rotational speed of the output shaft of each travel drive hydraulic motor 35 are provided.
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９１a〜ｄ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 control means of the timber transport vehicle 1. A travel controller 100 such as a microcomputer includes a ROM storing a control program and a RAM storing various data. As shown in FIG. 9, on the input side of the travel controller 100, a roll sensor 101 that detects the horizontal tilt angle of the seat frame 15 and a roll angular velocity sensor 102 that detects the horizontal tilt angular velocity of the seat frame 15. A pitch sensor 103 that detects the tilt angle of the seat frame 15 in the front-rear direction, a left lower limit sensor 104 that detects a limit position for reducing the right leg 5a (downward movement on the right side of the seat frame 15), and a left leg 5b. Reduction (downward movement of the left side of the seat frame 15), a lower right limit sensor 105 for detecting a limit position, the hydraulic sensors 87 described above, and a turning angle of the steering handle 27 operated by the operator (a left turn operation amount and a right turn). A steering angle sensor 106 for detecting the operation amount), and a travel shift sensor 1 for detecting the operation position (forward operation position and reverse operation position) of the travel shift lever 28. 7, and it connects the respective vehicle speed sensors 91a~d described above. In addition, the steering angle sensor 106 and the traveling speed change sensor 107 are configured to receive a radio control signal from the remote controller 99.
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, position sensors 16b, 45a, 49a, 53a, 57a, 61a, 45b, 49b, 53b, 57b, 61b are connected to the input side of the travel controller 100, respectively. On the other hand, on the output side of the travel controller 100, the control valves 76a, 78a, 80a, 82a, 84a, 76b, 78b, 80b, 82b, 84b for controlling the postures of the left and right legs 5a, 5b described above, A pitch control valve 86 for controlling the front / rear inclination of the frame 15 and the control valves 88a, 88b for controlling the left and right rear running units 2a, 2b and the left and right front running units 3a, 3b. , 88c, 88d, 90a, 90b, 90c, and 90d.
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。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。
With the above configuration, when the timber transport vehicle 1 is moving in the forward or reverse direction, the control valves 76a, 78a, 80a, 82a, 84a, 76b, 78b, and 80b are based on the detection results of the roll angular velocity sensor 102. , 82b, 84b are activated, and control for expanding and contracting the left and right legs 5a, 5b separately is started at a height that is not less than the height limited by the left lower limit sensor 104 and the right lower limit sensor 105. Based on the detection result of the roll sensor 101, the operation of each control valve 76a, 78a, 80a, 82a, 84a, 76b, 78b, 80b, 82b, 84b is stopped, and the horizontal inclination of the seat frame 15 is corrected. Further, based on the detection result of the pitch sensor 103, the pitch control valve 86 is operated to correct the inclination of the seat frame 15 in the front-rear direction. As a result, the seat frame 15 is held substantially horizontally via the left and right legs 5a and 5b.
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，５２ｂ，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。
Further, during horizontal control of the left and right legs 5a, 5b (seat frame 15), based on the detection result of the hydraulic sensor 87, each hydraulic cylinder 44a, 48a, 52a, 56a, 60a, 44b, 48b, 52b, 56b, 60b. Is controlled to absorb the impact force from the road surface transmitted from the running portions 2a, 2b, 3a, 3b to the left and right legs 5a, 5b. It is possible to prevent the impact force from the traveling parts 2a, 2b, 3a, 3b from being transmitted to the seat frame 15.
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を操作したりすることによって、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り、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。
Further, when the operator operates the remote controller 99 outside the timber transport vehicle 1 or when the operator gets on the timber transport vehicle 1 and operates the control handle 27 or the travel shift lever 28, the timber transport vehicle 1 is When moving in the forward direction or the reverse direction, the operator operates the remote controller 99, the steering handle 27, or the traveling speed change lever 28, and based on the detection result of the steering angle sensor 106 or the traveling speed change sensor 107, Each control valve 88a, 88b, 88c, 88d or each control valve 90a, 90b, 90c, 90d is operated to control the drive hydraulic pressure or output rotational speed of each travel drive hydraulic motor 35. As a result, the traveling crawlers 36 of the left and right rear traveling units 2a, 2b and the traveling crawlers 36 of the left and right front traveling units 3a, 3b are driven and controlled separately to move forward, reverse, U-turn or spin-turn ( And the like, and the operator can move in a desired direction at a desired speed.
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。そして、当該算出結果に基づいて作業機体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 position sensors 45a, 49a, 53a, 57a, 61a, 45b, 49b, 53b, 57b, 61b allow the hydraulic cylinders 44a, 48a, 52a, 56a, 60a, The advance / retreat positions (advance amounts) of the pistons 45, 49, 53, 57, 61 of 44b, 48b, 52ab, 56b, 60b are respectively detected. Based on the detection results of the position sensors 53a, 57a, 61a, 53b, 57b, 61b, the ground on which the traveling crawlers 36 of the left and right rear traveling units 2a, 2b and the left and right front traveling units 3a, 3b are landed (traveling) The inclination angle of the (road surface) is calculated. Then, posture control of the work machine body 4 is executed based on the calculation result.
即ち、前側走行部３ａ，３ｂを有する前側のトラックフレーム３１と、後側走行部２ａ，２ｂを有する後側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。このため、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 front track frame 31 having the front traveling portions 3a and 3b, the rear track frame 31 having the rear traveling portions 2a and 2b, and the leg mechanism that supports the work machine body 4 on the left and right front and rear track frames 31. Leg bodies 5a and 5b. Further, of the joints of the legs 5a and 5b, position sensors 57a and 57b as angle sensors for detecting the bending angles of the rear foot frames 8a and 8b and the front foot frames 9a and 9b as joints pressed against the ground. , 61a, 61b. At least one of the landing states in which the rear end side of the front traveling units 3a and 3b is lifted and landed only on the front end side, or the front end side of the rear traveling units 2a and 2b is lifted and landed only on the rear end side. In this case, based on the detection results of the position sensors 57a, 57b, 61a, 61b, the inclination angle of the ground when the front end side of the front traveling units 3a, 3b and the rear end side of the rear traveling units 2a, 2b are landing. Is calculated. For this reason, compared with the conventional control structure etc., the calculation error accumulated by the calculation of the target posture of the work machine body 4 can be reduced. Therefore, it is possible to prevent the calculation of the target posture of the work machine body 4 from being diverged, and the posture control function of the work machine body 4 can be improved. In the conventional control structure, the inclination angle of the frames 12a and 12b connecting the front traveling parts 3a and 3b and the rear traveling parts 2a and 2b, specifically, the bending angle of the ankle joints of the front and rear traveling parts (ankles) Based on the rotation angles of the foot frames 12a and 12b around the joint axis 5, the inclination angle of the ground (traveling road surface) on which the front traveling units 3a and 3b and the rear traveling units 2a and 2b are landing is calculated. It was.
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 position sensors 53a and 53b as the traveling unit inclination angle sensors for detecting the inclination angles in the traveling direction of the front traveling units 3a and 3b and the rear traveling units 2a and 2b, and the ground contact angles of the front traveling units 3a and 3b. Position sensors 61a and 61b as front grounding angle sensors to be detected, and position sensors 57a and 57b as rear grounding angle sensors to detect the grounding angle of the rear traveling units 2a and 2b are provided. The inclination angle of the traveling direction of the front traveling units 3a, 3b and the rear traveling units 2a, 2b is such that the rear end side of the front traveling units 3a, 3b is lifted and only the front end side is landed, or the rear traveling units 2a, 2b When the front end side is at least one of the states where only the rear end side is lifted and landed, the ground on which the front traveling units 3a and 3b and the rear traveling units 2a and 2b land (traveling road surface) As the inclination angle, the inclination angle of a straight line connecting the front end side of the front traveling units 3a and 3b and the rear end side of the rear traveling units 2a and 2b is calculated. The inclination angle of the ground (traveling road surface) on which the front traveling units 3a and 3b and the rear traveling units 2a and 2b are landing can be estimated with high accuracy. The calculation error of the target attitude of the work machine body 4 can be easily reduced, and the attitude control accuracy of the work machine body 4 can be improved.
本願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 legs 5a and 5b are provided with positions as ankle joint hydraulic cylinders 52a and 52b as first control means (so-called ankle joint control means) and a first angle sensor (so-called ankle angle sensor). Sensors 53a, 53b, toe joint hydraulic cylinders 60a, 60b as second control means (so-called toe control means), position sensors 61a, 61b as second angle sensors (so-called toe angle sensors), and third control means ( Heel joint hydraulic cylinders 56a and 56b as so-called heel control means) and position sensors 57a and 57b as third angle sensors (so-called heel angle sensors) are provided. Detection results of position sensors 53a and 53b that detect inclination angles of the foot frames 12a and 12b, detection results of position sensors 61a and 61b that detect inclination angles in the traveling direction of the front traveling portions 3a and 3b, and rear traveling Based on the detection results of the position sensors 57a and 57b that detect the inclination angle of the traveling direction of the portions 2a and 2b, the ground (traveling road surface) on which the front traveling portions 3a and 3b and the rear traveling portions 2a and 2b are landing. The tilt angle is calculated. Therefore, even if the inclination angles of the foot frames 12a and 12b are different from the inclination angles of the actual ground (traveling road surface), the outputs of the position sensors 61a and 61b of the front traveling parts 3a and 3b and the rear traveling The difference between the position sensors 57a and 57b of the parts 2a and 2b can be corrected with high accuracy, and the inclination angle of the ground on which the front traveling parts 3a and 3b and the rear traveling parts 2a and 2b are landing can be increased. It can be calculated accurately.
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 units 3a and 3b is landed only on the front end side of the floating or the front end side of the rear traveling units 2a and 2b is landed only on the rear end side of the rising surface. Even in this state, the outputs of the position sensors 53a and 53b that detect the inclination angles of the foot frames 12a and 12b, the outputs of the position sensors 61a and 61b of the front running portions 3a and 3b, and the rear running With the outputs of the position sensors 57a and 57b of the parts 2a and 2b, the inclination angle of the ground on which the front traveling parts 3a and 3b and the rear traveling parts 2a and 2b are landing can be estimated with high accuracy. The calculation error between the target posture of the work machine body 4 obtained by calculating the inclination angle of the ground (traveling road surface) and the current posture of the work machine body 4 can be easily reduced, and the posture control function of the work machine body 4 can be improved.
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 front running portions 3a and 3b and In calculating the inclination angle of the ground (traveling road surface) on which the rear traveling units 2a and 2b have landed, the rear end side of the front traveling units 3a and 3b has been lifted and only the front end side has landed. When the front end side of the side running parts 2a, 2b is at least one of the landing states where only the rear end side is lifted, the inclination angles in the front-rear direction of the foot frames 12a, 12b and the front running part 3a , 3b and the inclination angle of the ground (traveling road surface) on which the rear traveling units 2a and 2b are landed. Therefore, if the inclination angle of the ground (traveling road surface) is calculated based on the inclination angle in the front-rear direction of the foot frames 12 a and 12 b as in the conventional case, the calculation error is caused by the calculation of the target posture of the work machine body 4. There is a problem that the calculation of the target posture of the work machine body 4 is diverged.
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、ＣＡＮ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 processing controller 112. The travel controller 100, the three-dimensional data processing controller 111, and the display data processing controller 112 are connected to each other by a CAN communication line.
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 stereo camera 115 that detects as image data, a three-dimensional distance image sensor 116 that three-dimensionally detects forests (trees, etc.) around the work machine 4 with a laser distance sensor (not shown), and an artificial satellite A GPS receiver 117 that recognizes the position of the work machine body 4 on the ground, an azimuth meter 118 that detects the traveling direction (azimuth) of the work machine body 4, and an altimeter 119 that measures the altitude of the work machine body 4 are connected. Further, a sensor frame 17 is provided at the center of the left and right width of the work machine body 4 that is automatically supported in a horizontal posture. A stereo camera 115, a three-dimensional distance image sensor 116, a GPS receiver 117, an azimuth meter 118, and an altimeter 119 are arranged on the sensor frame 17 so as to be supported in a horizontal posture.
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 stereo camera 115 and the three-dimensional distance image sensor 116, the current position output of the work machine 4 of the GPS receiver 117, and the compass 118 The traveling direction output of the work machine body 4 and the altitude output of the work machine body 4 of the altimeter 119 are configured to be recorded in association with each other. In other words, the three-dimensional image output of at least one or both of the stereo camera 115 and the three-dimensional distance image sensor 116, the current position output of the work machine 4 of the GPS receiver 117, and the progress of the work machine 4 of the compass 118. The direction output and the altitude output of the work machine 4 of the altimeter 119 are formed and recorded in the three-dimensional data processing controller 111 as a three-dimensional forest information map 120 shown in FIG.
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、及び切り株は、着色によって区別できるように構成してもよい。
In the forest information map 120 shown in FIG. 11, trees constituting the forest (solid circles), contour lines (dashed thin lines), the position of the vehicle (solid solid line indicating the direction of travel), trees to be thinned (circles with break lines entered) A solid line) and a stump (circle line) are recorded. In addition, you may comprise so that the tree which comprises a forest, the thinning plan tree, and a stump can be distinguished by coloring.
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 stereo camera 115 or the tertiary as the three-dimensional detection means for three-dimensionally detecting the forest information on the work machine body 4 supported via the pitch hydraulic cylinder 16 as the horizontal control mechanism. An original distance image sensor 116 and a three-dimensional data processing controller 111 as a three-dimensional data processing means for processing three-dimensional data output from the stereo camera 115 or the three-dimensional distance image sensor 116 are arranged. A three-dimensional forest information map 120 is formed by measuring the position and thickness of trees constituting the forest as three-dimensional data. The forest information map 120 can be used for the next thinning plan or afforestation plan or logging plan. Based on the forest information map 120, a tree can be identified, and its thickness or degree of bending, etc., whether thinning or thinning is necessary, etc. can be judged appropriately. Navigation of the return path of the work machine 4 can be performed. The work results such as the movement distance or work amount of the work machine body 4 can be grasped. Workability such as thinning, thinning or afforestation can be improved.
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 stereo camera 115 or the three-dimensional distance image sensor 116, GPS reception is performed as an external environment sensor that detects the external environment of the work machine body 4. Device 117 or azimuth meter 118 or altimeter 119, and configured to complement the three-dimensional data output of stereo camera 115 or three-dimensional distance image sensor 116 based on the detection result of GPS receiver 117 or azimuth meter 118 or altimeter 119. is doing. The reliability of the three-dimensional data processed by the three-dimensional data processing controller 111 can be improved. Tree layout (tree density), tree diameter (tree age), etc. can be converted into data with high accuracy.
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 position sensor 57a as an angle sensor that detects the bending angle of the rear foot frames 8a and 8b or the front foot frames 9a and 9b as joints pressed against the ground. , 57b or position sensors 61a, 61b, as a three-dimensional detection means for three-dimensionally detecting forest information on the working machine body 4 supported via a pitch hydraulic cylinder 16 as a horizontal control mechanism. A stereo camera 115 or a three-dimensional distance image sensor 116, and a three-dimensional data processing controller 111 as a three-dimensional data processing means for processing three-dimensional data output from the stereo camera 115 or the three-dimensional distance image sensor 116, A tertiary where the position and thickness of the tree are measured by the stereo camera 115 or the three-dimensional distance image sensor 116. Data, position sensors 57a, 57 b or position sensor 61a, by the inclination angle of the ground calculated based on the 61b of the detection result, and configured to form a forest information map 120. The forest information map 120 can be recorded in association with the inclination angle of the tree and the surrounding ground. The reliability of the forest information map 120 can be improved by adding terrain data (such as contour lines) around the tree to the forest information map 120. It is possible to grasp work results such as the movement distance and work amount of the work machine body. The forest information map 120 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.
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 data processing controller 112, there is a 360 ° camera (all-around camera) 125 that detects the periphery of the work machine 4 in a range of 360 degrees and detects it as two-dimensional image data. Connected. Instead of the 360 ° camera 125, a plurality of cameras (viewing cameras) arranged so as to recognize all directions may be provided. Further, the remote controller 99 described above includes a monitor 126 having a liquid crystal screen. The display data processing controller 112 and the remote controller 99 are configured to exchange each data wirelessly via the transceivers 127 and 128.
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 data processing controller 112 as a display data processing means for performing display processing by complementing the three-dimensional data output of the stereo camera 115 or the three-dimensional distance image sensor 116 with the two-dimensional data output of the 360 ° camera 125. It arrange | positions at the working machine body 4 supported via the pitch hydraulic cylinder 16 as a mechanism. On the other hand, a two-dimensional data from a 360 ° camera 125 (or a plurality of cameras arranged so as to be able to recognize all directions) provided with a remote control 99 capable of remotely controlling the movement of the work machine 4 based on the forest information map 120. The current position of the forest information map 120 or the work machine body 4 corrected by the above is configured to be displayed on the remote controller 99. Therefore, based on the display of the forest information map 120, whether or not the work machine 4 can move between trees can be appropriately determined by an operator away from the work machine 4. By remote control of the remote controller 99, workability such as thinning work, thinning work, or afforestation work can be improved.
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 remote controller 99 is configured so that the movement of the work machine body 4 can be remotely controlled, and the forest information map 120 is used when the work machine body 4 is moved backward (retracted). The forest information map 120 displayed on the monitor 126 as the display unit of the remote control 99 based on the detection result of the 360 ° camera 125 (or a plurality of cameras arranged so that all directions can be recognized) as the two-dimensional detection means. The current position of the work machine 4 on the screen is corrected. Based on the display of the forest information map 120, whether or not the work machine 4 can move between trees can be appropriately determined by a worker at a remote location. By remote control of the remote controller 99, workability such as thinning work, thinning work, or afforestation work can be improved.
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 stereo camera 115 or the three-dimensional distance image sensor 116 as the three-dimensional detection means, the work machine body 4 is associated with the detection of the forest information. A GPS receiver 117 or an azimuth meter 118 or an altimeter 119 as an external environment sensor for detecting the external environment is provided, and the external environment of the work machine 4 can be recorded as part of the forest information data forming the forest information map 120. On the other hand, a remote controller 99 for remotely controlling the movement of the work machine 4 based on the forest information map 120 is provided, and the display unit of the remote controller 99 is based on the detection result of the GPS receiver 117 or the azimuth meter 118 or the altimeter 119. The current position of the work machine 4 on the displayed forest information map 120 is configured to be correctable. Forest information map 120 can be formed by converting forest information such as tree layout (tree density) and tree diameter (tree age) into data with high accuracy. The accuracy of the forest information map 120 can be improved and its reliability can be improved. Further, the remote control of the remote controller 99 based on the forest information map 120 allows the work machine body 4 to be moved while avoiding, for example, a recess or stump or fallen tree on the road surface. Workers' labor in thinning, logging or afforestation can be reduced. Workability such as thinning, thinning or afforestation can be improved.
次に、図９、図１２及び図１３を参照しながら、本実施形態における水平姿勢制御の一例について説明する。
Next, an example of horizontal posture control in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9, 12 and 13.
制御手段の一例としての走行コントローラ１００は、通常作動時の指令電流Ｉａより大きい初期指令電流Ｉｉｎを一時的に各制御弁７６ａ，７８ａ，８０ａ，８２ａ，８４ａ，７６ｂ，７８ｂ，８０ｂ，８２ｂ，８４ｂ，８６に出力すると共に、各油圧シリンダ４４ａ，４８ａ，５２ａ，５６ａ，６０ａ，４４ｂ，４８ｂ，５２ｂ，５６ｂ，６０ｂ，１６の目標位置Ｘａを微分処理して、当該微分値Ｖａ（＝ｄＸａ／ｄｔ）に基づいて各制御弁７６ａ，７８ａ，８０ａ，８２ａ，８４ａ，７６ｂ，７８ｂ，８０ｂ，８２ｂ，８４ｂ，８６を作動させるというフィードフォワード制御を実行するものである。
The travel controller 100 as an example of the control means temporarily supplies an initial command current Iin larger than the command current Ia during normal operation to each control valve 76a, 78a, 80a, 82a, 84a, 76b, 78b, 80b, 82b, 84b. , 86, and differential processing of the target position Xa of each hydraulic cylinder 44a, 48a, 52a, 56a, 60a, 44b, 48b, 52b, 56b, 60b, 16 and the differential value Va (= dXa / dt ), Feedforward control is performed to operate the control valves 76a, 78a, 80a, 82a, 84a, 76b, 78b, 80b, 82b, 84b, 86.
本実施形態の水平姿勢制御において、各制御弁７６ａ，７８ａ，８０ａ，８２ａ，８４ａ，７６ｂ，７８ｂ，８０ｂ，８２ｂ，８４ｂ，８６と、各油圧シリンダ４４ａ，４８ａ，５２ａ，５６ａ，６０ａ，４４ｂ，４８ｂ，５２ｂ，５６ｂ，６０ｂ，１６とに対する指令態様は、基本的に同じである。そこで、以下に、ピッチ制御弁８６とピッチ油圧シリンダ１６とを例にとった制御態様について説明する。
In the horizontal posture control of the present embodiment, the control valves 76a, 78a, 80a, 82a, 84a, 76b, 78b, 80b, 82b, 84b, 86 and the hydraulic cylinders 44a, 48a, 52a, 56a, 60a, 44b, The command modes for 48b, 52b, 56b, 60b and 16 are basically the same. Therefore, a control mode taking the pitch control valve 86 and the pitch hydraulic cylinder 16 as an example will be described below.
ここで、図示を省略しているが、ピッチ油圧シリンダ１６における目標位置Ｘａの微分値Ｖａ（ｄＸａ／ｄｔ）と、ピッチ制御弁８６への指令電流Ｉａとの関係は、例えばマップ形式又は関数表形式にて、走行コントローラ１００（例えばＲＯＭ等）に予め記憶されている。目標位置Ｘａの微分値Ｖａ（ｄＸａ／ｄｔ）は、ピッチ油圧シリンダ１６の移動速度に対応するものである。なお、微分値Ｖａと指令電流Ｉａとの対のデータを、テーブルマップとして走行コントローラ１００に記憶させてもよい。
Here, although not shown, the relationship between the differential value Va (dXa / dt) of the target position Xa in the pitch hydraulic cylinder 16 and the command current Ia to the pitch control valve 86 is, for example, a map format or a function table. The format is stored in advance in the travel controller 100 (for example, ROM). The differential value Va (dXa / dt) of the target position Xa corresponds to the moving speed of the pitch hydraulic cylinder 16. Note that data of a pair of the differential value Va and the command current Ia may be stored in the travel controller 100 as a table map.
また、走行コントローラ１００（例えばＲＯＭ等）には、ピッチセンサ１０３の前後方向の基準水平角θｓ（以下、前後基準水平角θｓという）も予め記憶されている。ピッチセンサ１０３の前後基準水平角θｓは、坐フレーム１５が重力方向（鉛直方向）に対して略水平な姿勢のときの値を示すものである。
The travel controller 100 (for example, a ROM) also stores in advance a reference horizontal angle θs in the front-rear direction of the pitch sensor 103 (hereinafter referred to as a front-rear reference horizontal angle θs). The front-rear reference horizontal angle θs of the pitch sensor 103 indicates a value when the seat frame 15 is in a substantially horizontal posture with respect to the direction of gravity (vertical direction).
図１２のフローチャートに示すように、まずは水平姿勢制御のスタートに続いて、ピッチセンサ１０３の検出値θと、ピッチ油圧シリンダ１６用の位置センサ１６ｂの検出値Ｘと、走行コントローラ１００に予め記憶された前後基準水平角θｓとを読み込み（ステップＳ１）、前後基準水平角θｓとピッチセンサ１０３の検出値θとから、座フレーム１５が水平姿勢か否かを判別する（ステップＳ２）。
As shown in the flowchart of FIG. 12, first, following the start of the horizontal attitude control, the detected value θ of the pitch sensor 103, the detected value X of the position sensor 16 b for the pitch hydraulic cylinder 16, and the travel controller 100 are stored in advance. The front-rear reference horizontal angle θs is read (step S1), and it is determined from the front-rear reference horizontal angle θs and the detected value θ of the pitch sensor 103 whether or not the seat frame 15 is in a horizontal posture (step S2).
坐フレーム１５が水平姿勢のとき（Ｓ２：ＹＥＳ）はそのままリターンする。坐フレーム１５が水平姿勢でないとき（Ｓ２：ＮＯ）は、ピッチセンサ１０３の検出値θと前後基準水平角θｓと位置センサ１６ｂの検出値Ｘとから、ピッチ油圧シリンダ１６の目標位置Ｘａ及びその微分値Ｖａを求め（ステップＳ３）、走行コントローラ１００に予め記憶されたマップ又は関数表と微分値Ｖａとに基づき、ピッチ制御弁８６への指令電流Ｉａを演算する（ステップＳ４）。
When the seat frame 15 is in the horizontal position (S2: YES), the process returns as it is. When the seat frame 15 is not in the horizontal posture (S2: NO), the target position Xa of the pitch hydraulic cylinder 16 and its differential are determined from the detected value θ of the pitch sensor 103, the front and rear reference horizontal angle θs, and the detected value X of the position sensor 16b. A value Va is obtained (step S3), and a command current Ia to the pitch control valve 86 is calculated based on a map or function table stored in advance in the travel controller 100 and the differential value Va (step S4).
次いで、通常作動時の指令電流Ｉａより小さい待機指令電流Ｉｗａを一旦、ピッチ制御弁８６に出力してから（ステップＳ５）、通常作動時の指令電流Ｉａより大きい初期指令電流Ｉｉｎを一時的（例えば設定時間Ｔだけ）に、ピッチ制御弁８６に出力する（ステップＳ６、図１３参照）。実施形態では、初期指令電流Ｉｉｎの出力時間である設定時間Ｔが極めて短い時間（例えば５０ｍｓ程度）に設定されている。そして、設定時間Ｔが経過した後は、ステップＳ４にて求められた指令電流Ｉａをピッチ制御弁８６に出力するのである（ステップＳ７）。
Next, a standby command current Iwa smaller than the command current Ia during normal operation is temporarily output to the pitch control valve 86 (step S5), and then an initial command current Iin larger than the command current Ia during normal operation is temporarily (for example, At the set time T), the pitch is output to the pitch control valve 86 (see step S6, FIG. 13). In the embodiment, the set time T, which is the output time of the initial command current Iin, is set to an extremely short time (for example, about 50 ms). Then, after the set time T has elapsed, the command current Ia obtained in step S4 is output to the pitch control valve 86 (step S7).
以上の制御によると、ピッチ油圧シリンダ１６を目標位置Ｘａまで伸縮作動させるに際して、走行コントローラ１００が通常作動時の指令電流Ｉａより大きい初期指令電流Ｉｉｎを一時的（例えば設定時間Ｔだけ）に、ピッチ制御弁８６に出力するから、ピッチ制御弁８６におけるスプールの目標開度が小さくても、作動初期の段階では、スプールを通過する作動油量を一時的に多くして、スプールの移動速度を増速できる。このため、ピッチ制御弁８６における作動初期の立ち上がり特性が速やかに変化して、ピッチ制御弁８６が機敏に応答することになる。その結果、ピッチ油圧シリンダ１６の作動応答が迅速になり、水平姿勢制御機能を向上できるのである。
According to the above control, when the pitch hydraulic cylinder 16 is expanded and contracted to the target position Xa, the initial command current Iin larger than the command current Ia during normal operation of the travel controller 100 is temporarily (for example, set time T) temporarily. Since it is output to the control valve 86, even if the spool target opening of the pitch control valve 86 is small, the amount of hydraulic oil passing through the spool is temporarily increased at the initial stage of operation to increase the moving speed of the spool. I can speed it. For this reason, the rising characteristic at the initial stage of operation of the pitch control valve 86 is quickly changed, and the pitch control valve 86 responds quickly. As a result, the operation response of the pitch hydraulic cylinder 16 becomes quick and the horizontal posture control function can be improved.
特に、実施形態では、走行コントローラ１００がピッチ油圧シリンダ１６の目標位置Ｘａを微分処理して、当該微分値Ｖａ（＝ｄＸａ／ｄｔ）に基づいてピッチ制御弁８６を作動させるというフィードフォワード制御を実行するから、電源電圧やソレノイド抵抗の変動といった外乱要因の影響を早くなくして、指令電流Ｉａ，Ｉｗａ，Ｉｉｎを過渡域で安定的に制御でき、ピッチ制御弁８６、ひいてはピッチ油圧シリンダ１６の良好な作動応答性を維持できる。
In particular, in the embodiment, the feed controller 100 executes feed-forward control in which the travel controller 100 differentiates the target position Xa of the pitch hydraulic cylinder 16 and operates the pitch control valve 86 based on the differential value Va (= dXa / dt). Therefore, it is possible to stably control the command currents Ia, Iwa, and Iin in the transitional range by quickly eliminating the influence of disturbance factors such as fluctuations in the power supply voltage and solenoid resistance, and the pitch control valve 86 and thus the pitch hydraulic cylinder 16 can be improved. Operation responsiveness can be maintained.
また、実施形態では、ピッチ油圧シリンダ１６が作動していない状態で微分値Ｖａが零でない場合に、通常作動時の指令電流Ｉａより小さい待機指令電流Ｉｉｎをピッチ制御弁８６に出力するから（ステップＳ５参照）、ピッチ制御弁８６には、その作動（スプールの移動）に先立って待機指令電流Ｉｉｎが通電されることになる。このため、通電していない状態から指令電流Ｉａを流す場合（図１３の破線参照）に比べて、ピッチ制御弁８６のスプールが目標開度まで迅速に移動できる。その結果、ピッチ制御弁８６、ひいてはピッチ油圧シリンダ１６の作動応答性を簡単に向上できるのである。
Further, in the embodiment, when the differential value Va is not zero when the pitch hydraulic cylinder 16 is not operated, a standby command current Iin smaller than the command current Ia during normal operation is output to the pitch control valve 86 (step) The pitch control valve 86 is energized with the standby command current Iin prior to its operation (spool movement) (see S5). For this reason, the spool of the pitch control valve 86 can move quickly to the target opening as compared with the case where the command current Ia is supplied from a state where current is not supplied (see the broken line in FIG. 13). As a result, the operation responsiveness of the pitch control valve 86 and hence the pitch hydraulic cylinder 16 can be easily improved.
本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。例えば前述の水平姿勢制御は、ピッチ制御弁８６及びピッチ油圧シリンダ１６に限らず、各制御弁７６ａ，７８ａ，８０ａ，８２ａ，８４ａ，７６ｂ，７８ｂ，８０ｂ，８２ｂ，８４ｂ、及び、各油圧シリンダ４４ａ，４８ａ，５２ａ，５６ａ，６０ａ，４４ｂ，４８ｂ，５２ｂ，５６ｂ，６０ｂにも用いることが可能である。その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied in various forms. For example, the horizontal posture control described above is not limited to the pitch control valve 86 and the pitch hydraulic cylinder 16, but the control valves 76a, 78a, 80a, 82a, 84a, 76b, 78b, 80b, 82b, 84b, and the hydraulic cylinders 44a. 48a, 52a, 56a, 60a, 44b, 48b, 52b, 56b, 60b. In addition, the configuration of each unit is not limited to the illustrated embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
