JP2013122675A

JP2013122675A - 電動作業車両

Info

Publication number: JP2013122675A
Application number: JP2011270630A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yasaka; 賢史八坂; Tomoyuki Ebihara; 智幸海老原; Kazuma Moriguchi; 和磨森口
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2013-06-20

Abstract

【課題】自律走行で作業が可能な電動作業車両を提供する。
【解決手段】左右一対の後タイヤ１３と、それぞれの後タイヤ１３を駆動する左右一対の走行モータ１６と、芝刈りをするためのモアブレードと、モアブレードを駆動するためのモアモータ１５とを備え、自律走行で作業が可能な電動ローンモア１０であって、さらに、自律走行をするために、電波を送受信して現在位置を確認するための無線通信手段ＳＥと、自律走行プログラムを格納した制御部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、左右一対の駆動輪と、該それぞれの駆動輪を駆動する左右一対の走行モータと、作業をするための作業部と、該作業部を駆動するための作業モータとを備える電動作業車両に関する。

従来、ローンモア（作業車両）は、モアデッキ内に略水平に回転自在に備えられた２つのモアブレードをエンジン動力にて回転させて芝（草）を刈っていた。そして、刈った芝を後方に向かって排出するように構成されていた。

特表平１１−５０９７９８号公報

近年、地球環境問題の観点から、温室効果ガスを含む排気ガスを規制する動きが社会的潮流となってきた。この動きに対する対応は自動車産業において顕著であり、ハイブリッドカー、電気自動車など、いわゆるエコカーの開発が進められている。特に、近年、バッテリーを電源とした電気自動車に対する技術開発が活発化している。

しかし、このような技術開発は、作業車両の分野においてはさほど活発ではない。特に、ローンモアの分野においては実施可能レベルの技術開発が十分になされていないのが現状である。したがって、電動によるローンモアを開発することは重要な意義を持っている。

一方、運転者が乗車せずに作業を行う、いわゆる自律走行によって芝刈り作業を行う電動作業車両の技術も十分には確立されていない。そこでこの発明は、自律走行で作業が可能な電動作業車両を提供することにある。

このため請求項１に記載の発明は、左右一対の駆動輪と、
該それぞれの駆動輪を駆動する左右一対の走行モータと、
作業をするための作業部と、
該作業部を駆動するための作業モータとを備え、自律走行で作業が可能な電動作業車両であって、
さらに、
自律走行をするために、
電波を送受信して現在位置を確認するための無線通信手段と、
自律走行プログラムを格納した制御部とを備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動作業車両において、前記自律走行が不可能となったときに遠方より認識可能な報知手段を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電動作業車両において、前記左右の走行モータの回転をそれぞれ操作する一対の走行操作レバーと、
該走行操作レバーを操作する際に着席する運転席とを備え、
運転者が乗車して作業を行うか、自律走行で作業を行うかを選択可能であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電動作業車両において、前記運転席の後方に前記無線通信手段をとりつけるための取付部を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電動作業車両において、前記無線通信手段に加えて、前記報知手段を前記取付部に取り付けることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の電動作業車両において、ＧＰＳ衛星を用いて現在位置を確認し、自律走行で作業を行うことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、左右一対の駆動輪と、該それぞれの駆動輪を駆動する左右一対の走行モータと、作業をするための作業部と、該作業部を駆動するための作業モータとを備え、自律走行で作業が可能な電動作業車両であって、さらに、自律走行をするために、電波を送受信して現在位置を確認するための無線通信手段と、自律走行プログラムを格納した制御部とを備える。

したがって、自律走行で作業が可能な電動作業車両を提供することができる。また、自律走行によって芝刈り作業を行う電動作業車両の技術の確立に寄与することができる。さらに、運転者を必要としないで作業を行うことができ、作業要員の省力化をすることができる。

請求項２に記載の発明によれば、前記自律走行で作業が不可能となったときに遠方より認識可能な報知手段を備えるので、作業エリア近傍にいなくても、電動作業車両で作業が不可能となったことをリアルタイムで認識することができる。これによって、作業不能時間を短縮することができ、電動作業車両の稼働率を上げることができる。

請求項３に記載の発明によれば、前記左右の走行モータの回転をそれぞれ操作する一対の走行操作レバーと、該走行操作レバーを操作する際に着席する運転席とを備え、運転者が乗車して作業を行うか、自律走行で作業を行うかを選択可能であるので、運転者が多忙なときや他の作業を行いたいときなどに自律走行を選択することができるとともに、複雑で注意を要するような地形や作業エリアを作業するときには、運転者が乗車して作業をするというように、作業状況や作業者の都合に合わせて、作業モードを選択することができる。

請求項４に記載の発明によれば、前記運転席の後方に前記無線通信手段をとりつけるための取付部を備えるので、送受信状況に応じて無線通信手段を適切な位置に配置することを可能にする。

請求項５に記載の発明によれば、前記無線通信手段に加えて、前記報知手段を前記取付部に取り付けるので、１つの取付部に送受信部と報知手段をともに取り付けることができる。

請求項６に記載の発明によれば、ＧＰＳ衛星を用いて現在位置を確認し、自律走行で作業を行うので、現在位置を精度よく認識することができる。また、既存のＧＰＳ衛星を使用することで、現在位置を把握するための手段を別途、設ける必要がない。

この発明の電動作業車両の一例としての、電動ローンモアの平面図である。電動ローンモアの側面図である。支持フレーム付近の背面図である。電動ローンモアを構成するシャーシの斜視図である。バッテリーの左前方からの斜視図である。バッテリーの右後方からの斜視図である。回動部の拡大斜視図である。（ａ）は円筒部周辺の概略図、（ｂ）は係止軸の概略図、（ｃ）は抜止ピンの斜視図である。機体後部の斜視図である。その要部拡大図である。図９の別の要部拡大図である。バッテリーを機体の後部に取り付ける様子を説明するための図である。バッテリーを機体の後部に取り付ける様子を説明するための要部拡大説明図である。ＧＰＳ衛星を用いた電動ローンモアの自律走行システムを説明するための図である。この発明の別の例の平面図である。その側面図である。

以下、図面を参照しつつ、この発明を実施するための最良の形態について詳述する。なお、この明細書において、「前」とは電動作業車両の前進方向を、「後」とは後進方向を、「左右」とはそれぞれ、前進方向に向かって「左右」を、「上下」とはそれぞれ、電動作業車両の「上下」方向を意味するものとする。図１には、この発明の電動作業車両の一例としての、電動ローンモア１０の平面図を、図２には、その平面図を示す。

電動ローンモア（電動作業車両）１０は、シャーシ（車体フレーム）１１と、該シャーシ１１の前側下方に一対の前タイヤ１２、後側下方に一対の後タイヤ（駆動輪）１３などを備える。また、前タイヤ１２と後タイヤ１３との間には、モアデッキ１４を備える。モアデッキ（作業部）１４の後部の側面は刈った芝を後方に排出するために開放されている。モアデッキ１４の内側には、不図示のモアブレード（作業部）を、左右に２つ並べて備える。このモアブレードの回転中心には、それぞれモアモータ（作業モータ）１５，１５を取り付ける（モアモータ１５によってモアブレードを回転させて芝を刈る）。なお、右側のモアブレードの回転中心は、左側のそれと比べて、直進方向やや後方となる。

シャーシ１１の上には、本体カバー（カウル）２０を被せる。本体カバー２０は、シャーシ１１全体を覆うものである。後タイヤ１３のやや前方で本体カバー２０上には、運転席２１を設ける。運転席２１の左右側方には、電動ローンモア１０の走行操作をするための走行操作レバー２２，２２をそれぞれ備える。

なお、電動ローンモア１０は、草刈りに加えて、走行も電動モータによってまかなうものであり、一対の後タイヤ１３，１３の内側にそれぞれ走行モータ１６を備え、この走行モータ１６によって後タイヤ１３，１３をそれぞれ単独で駆動させる（なお、後タイヤ１３，１３のホイール内にそれぞれインホイールモータを備えてもよい）。

前述の２つのモアモータ１５および２つの走行モータ１６の電力は、バッテリー２５から供給される。バッテリー２５は、機体の後部に備える。

運転席２１の下方には、後述する制御部を備える。この制御部は、電動ローンモア１０の走行モータ１６の回転方向および回転速度を制御する。制御部は、走行モータ１６の制御に加えて、モアモータ１５の回転制御、さらにバッテリー２５の微小な電圧の変動を補正する役割も担っている。また、制御部には、後述する、自律走行プログラムも格納されている。

なお、制御部にて、モアモータ１５の回転数は走行モータ１６の回転数と連動するように制御される。すなわち、走行スピードを速めると、モアブレードの回転数も速まり、走行スピードを落とすと、モアブレードの回転数も遅くなる。

前タイヤ１２，１２はそれぞれ、シャフトを介して前タイヤブラケット１７に回転自在に取り付けられている（すなわち、前タイヤ１２は前タイヤブラケット１７に対して従動回転する）。前タイヤブラケット１７は門型形状に形成され、天面部の中央には貫通孔を設ける。貫通孔にはボルトを上向きに貫通させ、円筒状の前タイヤポスト１８内にて固定する。これによって、前タイヤブラケット１７は、前タイヤポスト１８に対して回転自在となる。

左右の前タイヤポスト１８の側面は、それぞれフロントフレーム１９の端部に固定する。フロントフレーム１９は両側端が円弧状に形成されている。

右側の前タイヤ１２のやや後方には、モアデッキ１４を昇降するためのデッキ昇降ペダル２４を備える。デッキ昇降ペダル２４を足で踏み込みながら、高さ調節ボタン（右フェンダー２０ＦＲに備える。後述。）を操作することで、モアデッキ１４の高さを調節することができる。

走行操作レバー２２は傾動可能に設けられ、運転席２１に着席した状態で運転者がこれを前に倒すと走行モータ１６が前進方向に回転する。一方、走行操作レバー２２が後に倒されると走行モータ１６は後進方向に回転する。さらに、走行操作レバー２２の傾動度合いによって走行モータ１６の回転速度が変化する。すなわち、走行操作レバー２２を大きく前（後）に倒すと、走行モータ１６が前進（後進）方向により早く回転し、走行操作レバー２２を小さく前（後）に倒すと、走行モータ１６が前進（後進）方向にゆっくりと回転する。運転者は、走行操作レバー２２，２２を前後に適宜操作することで、直後進、左右折、旋回などを行うことができる。

そして、右フェンダー２０ＦＲには、不図示の操作系のボタンなどを備え、例えば、モアデッキ１４内の２つのモアブレードの回転をＯＮ、ＯＦＦする草刈スイッチや、モアデッキ１４の高さ調節ボタン、また、後述する自律走行開始ボタン（乗車走行と自律走行を選択するボタン）などを設ける。草刈スイッチはリミット型のスイッチで、運転者が指で押下するとＯＮとなり、再度押下するとＯＦＦとなる。また、右フェンダー２０ＦＲには、小物などを収納するための収納部を備え、この収納部は蓋ＬＤによって開閉自在に構成される。一方、左フェンダー２０ＦＬには、ドリンクホルダーを備える。

運転席２１のやや後方には、支持フレーム（取付部）ＳＦを備える。支持フレームＳＦは、角筒状で門型に加工されている。その両下端は、シャーシ１１の後部にボルトなどで固定される。支持フレームＳＦは、左右フェンダー２０ＦＬ，２０ＦＲを貫通して設けられる。

図３に示すように、支持フレームＳＦの上端中央部（横梁部）には無線通信手段ＳＥをボルトなどで固定する（図３は、支持フレームＳＦを電動ローンモア１０の後方より見た図である）。また、支持フレームＳＦの両側（縦梁部）の上部には、一対の警告ランプ（報知手段）ＬＴ，ＬＴをボルトなどで固定する。警告ランプＬＴは、遠方より認識可能な適切な明るさを有するものとする。

図４にはシャーシ１１の斜視図を示す。シャーシ１１上には箱型フレーム４０を取り付ける。この箱型フレーム４０内には、制御部やその他の電装品類を収納する。これら収納されるものは、上述の制御部、モアモータ１５および走行モータ１６のドライバ、電動ローンモア１０が自律走行するための移動局ユニット（図１４にて後述する符号１０３）などである。なお、無線通信手段ＳＥも移動局ユニットを構成する一部である。

シャーシ１１の後端付近には、走行モータ１６，１６の一端を取り付け、走行モータ１６にはミッションケースを介してそれぞれ後タイヤ１３を取り付ける。シャーシ１１の左右前端にはボルトＢＴ１によってブラケット（フロント連結部）３１，３１を固設する。ブラケット３１の先端はフロントフレーム１９と溶接などで連結される。支持フレームＳＦの両下端はそれぞれ、シャーシ１１後部の両側部に固定される。

図５，６には、バッテリー２５の詳細を示す。バッテリー２５は、不図示のコードにて電動ローンモア１０の本機側と電気的に接続可能であり、モアモータ１５、走行モータ１６などの電源として機能する。バッテリー２５は、カバー２６によって上方より覆われている。カバー２６は、ヒンジ２６Ｃを介してカバー本体２６Ａと蓋部２６Ｂが連結されてなる。カバー本体２６Ａは硬質の樹脂製で、バッテリー本体２７を上方から覆うようにしてバッテリー本体２７に取り付けられている。蓋部２６Ｂはカバー本体２６Ａと同様の樹脂製であり、ヒンジ２６Ｃを支点としてカバー本体２６Ａに対して回動自在である。なお。蓋部２６Ｂの下端には凹部２６ＢＦが設けられている。一方、カバー本体２６Ａの、凹部２６ＢＦに接する箇所には、凹部２６ＡＦが設けられている。凹部２６ＢＦは、蓋部２６Ｂを開閉する際に、作業者が手を掛けやすいように形成されており、また、凹部２６ＡＦは、蓋部２６Ｂを開閉する際に、凹部２６ＢＦに手を掛ける際の逃げとなっている。

蓋部２６Ｂの下端には不図示の金属板が２箇所取り付けられており、カバー本体２６Ａには、蓋部２６Ｂを閉じたときに、この金属板が当接する箇所に磁石が取り付けられている。したがって、蓋部２６Ｂがカバー本体２６Ａに一定の力で固定されるようになっている。蓋部２６Ｂを開けるとバッテリー本体２７の上部が露出する。バッテリー本体２７の上部には、バッテリー本体２７を充電する際にプラグを差し込むための給電口２８を備える。給電口２８には、家庭の電源に接続した電気コードを差し込んでバッテリー２５を充電するためのプラグと、このプラグよりも大口径の急速充電用のプラグの２種類を備える。バッテリー２５とプラグとの間にはＡＣアダプタおよび充電装置を適宜備える。

バッテリー本体２７の両側面２７Ｓには、補強部４０Ｓ，４０Ｓが形成される。補強部４０は、側面２７Ｓを構成する金属板を打ち出すことで形成され、側面２７Ｓを補強するものである。補強部４０Ｓにはそれぞれ回動部２９を配置する（回動部２９は補強部４０Ｓの内側にて適宜、バッテリー本体２７と連結されている）。回動部２９にはそれぞれ、把持部３０の両端を溶接などで固定する。把持部３０は金属パイプを折り曲げて略門型状に形成される。把持部３０は、バッテリー本体２７に対して回動部２９を中心として回動する（回動部２９の詳細は後述）。なお、回動部２９の回動支点は、バッテリー本体２７の重心付近とすることが望ましい。バッテリー本体２７の下部の両側面２７Ｓには、それぞれ取付板３１を介して車輪フレーム３２を取り付ける。取付板３１は車輪フレーム３２に溶接などで固定される。この取付板３１はボルトによって、側面２７Ｓに固定される。

車輪フレーム３２は四角筒状で、略コの字に折り曲げて形成される。車輪フレーム３２の両端には、前輪ブラケット３３，３３を溶接などで固定する。前輪ブラケット３３は金属板を略直角に２度折り曲げて門型状に形成される。両側には貫通孔を形成し、前輪３４をボルトなどを介して回転自在に取り付ける。一方、車輪フレーム３２の中央部分には、取付部３５，３５を溶接などで固定する。取付部３５には円筒部３６の側面を固設する。円筒部３６には、後輪ブラケット３７を旋回自在に取り付ける。後輪ブラケット３７は門型形状に形成され、天面部の中央には貫通孔を設ける。貫通孔にはボルトを上向きに貫通させ、円筒部３６内にて固定する。これによって、後輪ブラケット３７は、円筒部３６に対して回転自在に支持される。後輪ブラケット３７は金属板を略直角に２度折り曲げて門型状に形成される。両側には貫通孔を形成し、後輪３８をボルトなどを介して回転自在に取り付ける。このように、後輪３８は、円筒部３６の周りに回動することができる。

バッテリー本体２７の背面２７Ｂの上部中央には取付ブラケット（バッテリー側固定部）３９を固設する。取付ブラケット３９は一対の金属板で構成され、それぞれの中央に貫通孔３９Ｈを備える。背面２７Ｂには、一対の補強部４０Ｂ，４０Ｂを上下方向に延びるように形成する。補強部４０は、背面２７Ｂを構成する金属板を打ち出すことで形成される。

バッテリー本体２７の両側面２７Ｓに備える回動部２９は、図７、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、回動軸（回動支点）７２、回動軸７２に固設されたブラケット７６、ブラケット７６、ブラケット７６に対して抜き差し可能な係止軸（バッテリー側連結部）７４、ブラケット７６の内側に固設された円筒部７３（回動軸７２は円筒部７３に対して回動自在である）、ブラケット７６の外側に固設された円筒状のガイド部７５（ガイド部７５はその内側に係止軸７４を抜き差し自在に挿入可能である）などで構成される。したがって、係止軸７４は回動軸７２に対して偏心した位置にある。

円筒部（ロック機構）７３には、同一径の貫通孔７３Ａおよび貫通孔７３Ｂが直径方向に貫通するように形成されている。一方、回動軸７２には、貫通孔７３Ａ，７３Ｂと略同一径の貫通孔が直径方向に貫通するように形成されている。貫通孔７３Ａ，７３Ｂおよび回動軸７２の貫通孔には抜止ピン（ロック機構）ＰＮ２が挿入可能である（図８（ａ），（ｂ）では、抜止ピンＰＮ２が貫通孔７３Ａに挿入されている状態で、後述する搬送位置と称す）。また、ガイド部７５には貫通孔７５Ａが直径方向に貫通するように形成されている。また、係止軸７４にも貫通孔７５Ａと略同一の貫通孔が直径方向に貫通するように形成されている。ガイド部７５の貫通孔７３Ａと係止軸７４の貫通孔には抜止ピンＰＮ２を挿入可能である。抜止ピンＰＮ２は頭部と差込部ＰＮ２Ｂで構成され、頭部に掛止部ＰＮ２Ａを回動自在に取り付ける。回動軸７２は回動支持部７１に回動自在に支持される。回動支持部７１はボルトによってバッテリー本体２７に取り付けられる。係止軸７４は後述するブラケット５０のガイド部５０Ｇに挿入可能である。なお、円筒部７３と抜止ピンＰＮ２とを合わせてロック機構と称す。

図９〜１１に示すように、シャーシ１１，１１の後端には、ブラケット（機体側連結部）５０，５０をボルトで固定する。ブラケット５０の後端には貫通孔を形成し、円筒状のガイド部５０Ｇを挿入して溶接などで固定する。シャーシ１１，１１の後部には当接部５１を渡し掛けるようにしてボルトで固定する。当接部５１は金属板を加工して形成し、その主要部は前進方向に向けて傾くように形成された平面で、この平面部分にバッテリー２５をもたせ掛けて当接させる（なお、当接部５１はこの形状に限定されるものではなく、バッテリー２５の背面２７Ｂを持たせかけることができる形状であればよく、複数の部材で構成されていてもよい）。当接部５１の表面には不図示のゴム板（緩衝部）が貼り付けてあり、バッテリー２５をもたせ掛けて当接させるときの衝撃を緩和するようになっている。当接部５１の上には取付部５２を備え、取付部５２の両側には、一対のブラケット５３，５３を取り付ける。ブラケット５３の上側には、コイルバネ（緩衝部）５４をそれぞれ取り付ける。ブラケット５３，５３の間には、ブラケット５５を介して取付ブラケット（機体側固定部）５６を固設する。なお、緩衝部はコイルバネ５４に限定されるものではなく、あらゆる弾性部材を適用しうる。

取付ブラケット５６は一対の金属板で構成され、それぞれの中央に貫通孔を形成し、そこに円筒状のガイド部５６Ｇを挿入して溶接などで固定する。このガイド部５６Ｇには係止ロッド５７を挿入する。係止ロッド５７は金属棒で形成され、その一端を平頭として抜け止めを施す。また、他端には、貫通孔を半径方向に形成する。この貫通孔には、固定ピンＰＮ１を嵌めつける。固定ピンＰＮ１の頭部には、引き抜く際に指などを引掛けるための円環を備える。なお、取付ブラケット５６，５６間の間隔は、バッテリー２５に備える取付ブラケット（バッテリー側固定部）３９，３９間の間隔よりも広く形成され、取付ブラケット（バッテリー側固定部）３９，３９が取付ブラケット５６，５６間に配置されるように構成する。また、取付ブラケット３９に形成された貫通孔３９Ｈは、係止ロッド５７が抜き差し自在となる程度の大きさに形成する。

当接部５１の下方には、横フレーム５８をシャーシ１１，１１間に固定して配置し、横フレーム５８には、一対のブラケット５９，５９を固設する。ブラケット５９には、それぞれ、ローラ（当接促進部）６０を回転自在に取り付ける。ローラ６０はゴム製のタイヤ部とそれを内側から支持するホイール部とで構成される。ホイール部の中心には貫通孔が形成され、支持軸６１が挿入される。ローラ６０は支持軸６１の周りに従動回転自在である。支持軸６１の一端はブラケット５９に固設され、他端は、受部６２に固設される。受部６２は、横フレーム５８に固設される。ローラ６０は、後述するように、バッテリー２５を当接部５１に持たせかける動作を容易にするためのものである。なお、当接促進部はローラ６０に限定されるものではなく、同様の効果が得られるものであれば、どのような形状であってもよい。

このように構成された電動ローンモア１０では、バッテリー２５を取りはずして単独で移動させて、充電することができる。充電し終えたバッテリー２５を電動ローンモア１０の本機に取り付ける方法について次に説明する。図１２に示すように、バッテリー２５の把持部３０を掴みながらバッテリー２５を押して、電動ローンモア１０の本機に近づける。次に、図１３に示すように、把持部３０を搬送位置から取付位置へと回動する（図７、図８（ａ）〜（ｃ）も参照のこと）。詳しくは、円筒部７３に挿入してある抜止ピンＰＮ２の掛止部ＰＮ２Ａを回動させて差込部ＰＮ２Ｂから離すと、抜止ピンＰＮ２のロックが解除され、抜止ピンＰＮ２を円筒部７３の貫通孔７３Ａから抜く。

これによって、把持部３０が回動軸７２の周りに回動可能となり、把持部３０を前側に回動させる。そして、回動軸７２の貫通孔と円筒部７３の貫通孔７３Ｂとを合わせて、抜止ピンＰＮ２の差込部ＰＮ２Ｂを差し込む。さらに、掛止部ＰＮ２Ａを差込部ＰＮ２Ｂ近傍まで回動させて、抜止ピンＰＮ２を円筒部７３に対して抜けないようにする。このようにして、把持部３０が、図１３に示すような取付位置となる（図１３において、一点鎖線は把持部３０が搬送位置にある状態を示す）。

そして、バッテリー２５をさらに本機に向けて接近させる。次に、係止軸７４に挿入してある抜止ピンＰＮ２の掛止部ＰＮ２Ａを回動させて差込部ＰＮ２Ｂから離し、抜止ピンＰＮ２をガイド部７５および係止軸７４から抜く。さらに、係止軸７４をブラケット７６およびガイド部７５から抜き出す。この状態で、本機側のブラケット５０がバッテリー側のブラケット７６の間に位置するようにバッテリー２５を近づける。さらに、ガイド部７５とガイド部５０Ｇとを合わせ、係止軸７４を両者に挿入する。そして、再び、ガイド部７５および係止軸７４に抜止ピンＰＮ２を差し込んで、係止軸７４の抜け止めをする。このようにして、バッテリー２５が電動ローンモア１０のシャーシ（機体）１１に連結される。

次に、把持部３０を図中で反時計まわりに回動させる。すると、バッテリー２５の前輪３４が浮き上がるとともに、バッテリー本体２７の背面２７Ｂがローラ６０に当接する。このとき、ローラ６０のタイヤ部はゴム製であるので、当接によるバッテリー本体２７への衝撃を和らげることができる。この状態では、バッテリー２５の重心は、把持部３０の回動中心よりも後方に位置する。

把持部３０をさらに反時計まわりに回動させると、バッテリー本体２７の背面２７Ｂがローラ６０に当接しながら動く。ローラ６０は回転自在であるので、バッテリー本体２７が動くのを容易にする。バッテリー２５はローラ６０に当接しながら係止軸（バッテリー２５と機体の連結部）７４を支点として回動する。この際、２つのローラ６０，６０が当接する位置に補強部４０Ｂ，４０Ｂを形成するので、ローラ６０によって背面２７Ｂが変形することを防止することができる。

さらに、把持部３０を反時計まわりに回動して、バッテリー本体２７の背面２７Ｂが当接部５１に当接させることで、バッテリー２５の電動ローンモア１０の機体への持たせかけ動作を完了する。このとき、当接部５１の表面に配置されたゴム板（緩衝部）とコイルバネ（緩衝部）５４がバッテリー２５の背面２７Ｂを受け止めるので、背面２７Ｂが当接部５１に当接する際の衝撃を緩和することができる（緩衝部は備えなくてもよい。また、緩衝部として、ゴム板またはコイルバネ５４のいずれか一方を配置するだけであってもよい）。

なお、バッテリー２５を機体に取り付ける作業を開始する前（または作業の途中で）に、機体後部に取り付けられた取付ブラケット（機体側固定部）５６，５６に挿入されている係止ロッド５７を予め抜いておく。詳しくは、係止ロッド５７の先端に直径方向に挿入された固定ピンＰＮ１を抜いて、掛け止めを解除したのち、係止ロッド５７を取付ブラケット５６から抜く。そして、バッテリー本体２７の背面２７Ｂが当接部５１に当接する際、取付ブラケット（バッテリー側固定部）３９を取付ブラケット５６の間に配置させ、貫通孔３９Ｈとガイド部５６Ｇとを合わせて、係止ロッド５７を挿入する。挿入し終えたら、係止ロッド５７の先端に固定ピンＰＮ１を挿入して掛け止めをする。これによって、バッテリー２５が機体に固定される。

この状態では、バッテリー２５の重心は把持部３０の回動中心を乗り越えて前方に位置するため、バッテリー２５は安定する。なお、バッテリー２５側、機体側のそれぞれにカップラーを有するコードが備えられており、両者のカップラーを連結することでバッテリー２５の電力を機体側に供給可能となる。

芝刈り作業は、図１４に示すように、ＧＰＳ衛星１２５を用いた自律走行システムにて無人で行う。自律走行システムは、移動局ユニット１０３を有する電動ローンモア１０に加えて、ＧＰＳ衛星１２５、芝刈り作業を行うエリア（例えば、ゴルフ場など）に設置される基準局ユニット１０４にて構成される（基準局ユニット１０４は、作業後に撤去してもよい）。

移動局ユニット１０３は、ＧＰＳアンテナ１０８、ＧＰＳ受信部１０９、ＣＰＵやＲＡＭやＲＯＭ等を備える制御手段としての制御部１１０、操作部１１１、表示部１１２、無線部１１３などを備える。ＧＰＳアンテナ１０８で受信されたＧＰＳ衛星１２５からの電波信号は、ケーブルでＧＰＳ受信部１０９を経て制御部１１０に送信される。制御部１１０には自律走行プログラムを格納する。

操作部１１１は、後述する自律走行の設定や、ＧＰＳの初期設定などを行うためのインターフェースであり、制御部１１０にケーブル接続されている。表示部１１２は、制御部１１０にケーブル接続されており、制御部１１０におけるデータ処理の状況や、操作部１１１により入力された各種設定を表示する。無線部１１３は、移動局ユニット１０３と基準局ユニット１０４とが無線交信するためのものである。本体センサ１２２は、自律走行時の、自律走行プログラムの処理状況、走行モータ１６およびモアモータ１５の作動状況など、電動ローンモア１０の各種の情報を検出するものである。本体センサ１２２が異常を検出したとき（すなわち、自律走行で作業が不可能となったとき）は、警報ランプＬＴを点滅させて、周囲に異常を知らせる。

なお、操作部１１１はキーボードやスイッチ、レバー、押しボタン、ダイアルなどオペレータが入力操作可能であればよく、その形式は限定されない。さらに、操作部１１１と表示部１１２をタッチパネルとし、一体化してもよい。操作部１１１、表示部１１２は、右側のフェンダー２０ＦＲに備える。また、ＧＰＳアンテナ１０８、ＧＰＳ受信部１０９、無線部１１３は、図１，２の無線通信手段ＳＥを構成する。

基準局ユニット１０４も移動局ユニット１０３と略同じ構成であり、ＧＰＳアンテナ１１４、ＧＰＳ受信部１１５、処理部１１６、操作部１１７、表示部１１８、無線部１１９などで構成される。

基準局ユニット１０４のＧＰＳアンテナ１１４は地面に略鉛直に立てて設置される。基準局ユニット１０４を構成するＧＰＳアンテナ１１４以外の部材はケースに収納される。

次に、電動ローンモア１０で芝刈り作業を行う際の自律走行システムについて説明する。自律走行システムは、本体センサ１２２、走行モータ１６，モアモータ１５などで構成される。

ある時刻に発信されたＧＰＳ衛星１２５からの電波信号は、移動局ユニット１０３のＧＰＳアンテナ１０８により受信され、ＧＰＳ受信部１０９を経て制御部１１０に送信される。

ＧＰＳ衛星１２５から同時刻に発信された電波信号は、基準局ユニット１０４のＧＰＳアンテナ１１４にも受信され、ＧＰＳ受信部１１５を経て処理部１１６に送信される。さらに、無線部１１９から無線部１１３を経て制御部１１０に無線送信される。

制御部１１０では、基準局ユニット１０４において受信された電波信号と、移動局ユニット１０３において受信された電波信号とを比較対照し、同時刻に発信された電波信号がＧＰＳアンテナ１０８およびＧＰＳアンテナ１１４で受信されたときの位相差や、複数の衛星からの電波信号情報に基づき、移動局ユニット１０３と基準局ユニット１０４との相対位置を計算し、移動局ユニット１０３の位置計算を行う。上記の計算は制御部１１０に格納された自律走行プログラムにより行われる。

このように構成することにより、芝刈り作業エリアにおける電動ローンモア１０の位置を高精度に、かつ、リアルタイムで測定することができる。

動作センサ１２２は、電動ローンモア１０の走行速度、３次元的な姿勢、走行モータおよびモアモータの回転数など、自律走行にて芝刈り作業させる上で必要な情報を検知するためのセンサ類の総称である。より具体的には、左右の走行モータ１６，１６の回転数センサ、左右のモアモータ１５，１５の回転数センサ、車両方位センサ、車両傾斜センサなどである（例えば、３次元的な姿勢を検知し、電動ローンモア１０が走行上不安定な姿勢となったときは、これを制御部１１０にて走行速度を遅くしたりすることもできる）。これら動作センサ１２２からの検知信号は、制御部１１０に送信される。

動作センサ１２２からの検知信号、およびＧＰＳユニット１０２による電動ローンモア１０の位置情報に基づき、制御部１１０内に格納された自律走行プログラムによって、電動ローンモア１０の走行モータ１６の回転および、モアモータ１５の回転を制御する。また、電動ローンモア１０の走行速度が遅くなる（走行モータ１６の回転数が小さくなる）と、モアモータ１５の回転数を小さくするように制御する。一方、電動ローンモア１０の走行速度が速くなる（走行モータ１６の回転数が大きくなる）と、モアモータ１５の回転数を大きくするように制御する。このようにして、電動ローンモア１０の走行速度に係らず、芝の刈り取り量を常に一定に制御している。

次に、電動ローンモア１０の自律走行の手順を説明する。まず、右フェンダー２０ＦＲに配置されている操作系ボタンのなかの、自律走行開始ボタンを押下して回路をＯＮにする。

すると、制御部１１０内に格納されている自律走行プログラムおよび芝刈り作業エリアの位置情報を基に電動ローンモア１０は自律走行にて芝刈り作業を開始する。このとき、電動ローンモア１０はＧＰＳ衛星１２５から定期的に電波を受信するとともに、基準局１０４と手危機的に電波を送受信する。

作業終了地点に到達すると、電動ローンモア１０は自動的に自律走行を終了し、停車する。自律走行が終了したら、右フェンダー２０ＦＲに配置されている操作系ボタンのなかの、自律走行開始ボタンを再び押下して回路をＯＦＦとする。なお、右フェンダー２０ＦＲ、左フェンダー２０ＦＬにそれぞれ非常停止ボタンを備え、作業員が電動ローンモア１０に近寄って非常停止ボタンを押下して、自律走行中の電動ローンモア１０を強制的に停止できるようにしてもよい。

なお、電動ローンモア１０の自律走行経路は複数通り作成することが可能であるが、作業効率の観点から、走行経路が最も短い経路を選択することが望ましい。ただし、芝刈り作業エリア内に障害物（看板・鉄塔脚など）が存在したり、芝刈り作業エリアの特定箇所が軟弱地盤であったり、あるいは電動ローンモア１０が芝刈り作業エリアに進入できる地点が特定の場所に制約されるなど、種々の状況を考慮して決定されるようにしてもよい。

電動ローンモア１０が自律走行中に異常事態、すなわち、何らかの原因で走行不能となったり、モアモータ１５が回転不能となったりしたときには、これを動作センサ１２２が感知して、制御部からの信号に基づいて警告ランプＬＴを点滅させて、遠方より電動ローンモア１０の異常を認識可能とする。

図１５，１６にはこの発明の別の例を示す。この例では、運転席２１および走行操作レバー２２を備えていない。また、本体カバー２０の後部が、カバー中央部２０Ｍとその左側に左フェンダー２０ＦＬ、右側に右フェンダー２０ＦＲで構成されている。カバー中央部２０Ｍの略中央には、無線通信手段ＳＥ´が突設されている。また、カバー中央部２０Ｍの後部には、警告ランプＬＴ´を備える。無線通信手段ＳＥ´は、前述の例の無線通信手段ＳＥに相当し、警告ランプＬＴ´は前述の例の警告ランプＬＴに相当する。その他の構成・作用は、前述の例と同様である。

なお、報知手段は、警報ランプＬＴに限定されるものではなく、例えば、音声で異常を報知する音声警報機を用いてもよい。また、電動ローンモア１０に報知手段を備えなくてもよい。

この発明は上述の例に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内であらゆる形態を取ることができる。

この発明の電動作業車両は、上述の例の電動ローンモアに限定されるものではなく、あらゆる作業に使用する電動作業車両に適用しうる。

１０電動ローンモア（電動作業車両）
１３後タイヤ（駆動輪）
１５モアモータ（作業モータ）
１６走行モータ
１２５ＧＰＳ衛星
ＬＴ，ＬＴ´ 警告ランプ（警告手段）
ＳＥ，ＳＥ´ 無線通信手段

Claims

左右一対の駆動輪と、
該それぞれの駆動輪を駆動する左右一対の走行モータと、
作業をするための作業部と、
該作業部を駆動するための作業モータとを備え、自律走行で作業が可能な電動作業車両であって、
さらに、
自律走行をするために、
電波を送受信して現在位置を確認するための無線通信手段と、
自律走行プログラムを格納した制御部とを備えることを特徴とする、電動作業車両。
前記自律走行で作業が不可能となったときに遠方より認識可能な報知手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電動作業車両。
前記左右の走行モータの回転をそれぞれ操作する一対の走行操作レバーと、
該走行操作レバーを操作する際に着席する運転席とを備え、
運転者が乗車して作業を行うか、自律走行で作業を行うかを選択可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載の電動作業車両。
前記運転席の後方に前記無線通信手段をとりつけるための取付部を備えることを特徴とする、請求項３に記載の電動作業車両。
前記無線通信手段に加えて、前記報知手段を前記取付部に取り付けることを特徴とする、請求項４に記載の電動作業車両。
ＧＰＳ衛星を用いて現在位置を確認し、自律走行で作業を行うことを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の電動作業車両。