JP2015222521A - Conveyance unit, and long item conveyance system including the conveyance unit - Google Patents

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文彦 福島
Fumihiko Fukushima
文彦 福島
玄 遠藤
Gen Endo
玄 遠藤
泰之 山田
Yasuyuki Yamada
泰之 山田
隆治 村上
Takaharu Murakami
隆治 村上
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NAKAIKEGAMI KOUBOU CO Ltd
Tokyo Institute of Technology NUC
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel long item conveyance system which makes it possible to efficiently convey a long heavy item by less manpower.SOLUTION: There is provided a long item conveyance system in which two or more conveyance units 100A, 100B are connected, in which each conveyance unit includes: a body part 10 including traveling means by drive wheels; a long item fixing part for fixing a long item; freely extensible/contractible connecting means provided in a freely oscillating manner in right/left for a front part in a traveling direction of the body part; measuring means for measuring an oscillation angle and a length of the connecting means; a control part which controls rotation of the drive wheels; and a connecting means fixing part which is provided for a rear part in a traveling direction of the body part in order to fix a tip end part of the connecting means of another conveyance unit, in which each control part of each conveyance unit estimates a position track of a leader based on the oscillation angle and the length of its own connecting means, and controls the traveling means such that the position of the conveyance unit gradually approaches on the estimated position track.

Description

本発明は、長物運搬システムに関し、より詳細には、森林整備時に発生する間伐材の運搬に適した長物運搬システムに関する。   The present invention relates to a long material transport system, and more particularly to a long material transport system suitable for transporting thinned wood generated during forest maintenance.

森林保全のために間伐作業が不可欠であるところ、森林の奥まった場所から間伐材を作業道まで運び出す方法が問題となる。現状では、間伐材をトラクターなどの小型作業車を使用して運び出したり、複数の作業者が担いで運び出したりするケースが多く、間伐材の運搬に多くの時間と労力を要していた。   Where thinning work is indispensable for forest conservation, the problem is how to carry thinned wood from the deep part of the forest to the working road. At present, there are many cases where thinned wood is carried out using a small work vehicle such as a tractor or carried by a plurality of workers, and it takes a lot of time and labor to carry the thinned wood.

一方、本発明者は、人間に代わって重労働や危険作業を行う作業ロボットの開発において、テザーで連結された先導者(人間やロボット)を自動追従するロボットシステムを検討してきた。   On the other hand, the present inventor has studied a robot system that automatically follows a leader (human or robot) connected by a tether in the development of a working robot that performs heavy labor or dangerous work on behalf of a human.

福島 E. 文彦、広瀬茂男 他、「ハイパー・テザーの提案」、第15回日本ロボット学会学術講演会予稿集、一般社団法人日本ロボット学会、平成9年9月12日、p453-454Fukushima E. Fumihiko, Hirose Shigeo et al., "Proposal of Hyper Tether", Proceedings of the 15th Annual Conference of the Robotics Society of Japan, The Robotics Society of Japan, September 12, 1997, p453-454 遠藤玄、福島 E. 文彦 他、「在宅酸素療法患者の外出を支援する追従型搬送移動体の開発」、日本ロボット学会誌、一般社団法人日本ロボット学会、平成24年10月15日、Vol.30、No8Endo Gen, Fukushima E. Fumihiko et al., “Development of Follow-up Conveyance Vehicle to Support Out-of-Home Oxygen Therapy Patients”, Journal of the Robotics Society of Japan, The Robotics Society of Japan, October 15, 2012, Vol. 30, No8

本発明は、上記従来技術における課題に鑑みてなされたものであり、本発明は、長尺の重量物を少ない人手で効率的に運搬することを可能にする新規な長物運搬システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and the present invention provides a novel long material transport system that enables a long heavy object to be efficiently transported with few human hands. With the goal.

本発明者は、長尺の重量物を少ない人手で効率的に運搬することを可能にする長物運搬システムの構成につき鋭意検討するなかで、本発明者が考案した自動追従機構を運搬システムに適用する着想を得て、本発明に至ったのである。   The present inventor applied the automatic tracking mechanism devised by the present inventor to the transport system while earnestly examining the configuration of the long material transport system that enables efficient transport of long heavy objects with a small number of hands. The idea to do this was obtained and the present invention was achieved.

すなわち、本発明によれば、2台以上の運搬ユニットが連結されてなる長物運搬システムであって、各前記運搬ユニットは、駆動輪よる走行手段を備える胴体部と、前記長物を固定するための長物固定部と、前記胴体部の進行方向前部に左右揺動自在に設けられる伸縮自在の連結手段と、前記連結手段の揺動角度および長さを計測するための計測手段と、前記走行手段を制御する制御部と、他の前記運搬ユニットの前記連結手段の先端部を固定するために前記胴体部の進行方向後部に設けられる連結手段固定部と、を含み、各前記運搬ユニットの各前記制御部が、自身の前記連結手段の揺動角度および長さに基づいて先導者の位置軌道を推定し、推定した該位置軌道上に該運搬ユニットの位置が漸近するように前記走行手段を制御する、長物運搬システムが提供される。   That is, according to this invention, it is a long material conveyance system by which two or more conveyance units are connected, Comprising: Each said conveyance unit is for a trunk | drum part provided with the driving means by a drive wheel, and for fixing the said long material A long object fixing portion; a telescopic connecting means provided on the front portion in the direction of travel of the body portion; and a measuring means for measuring a swing angle and length of the connecting means; and the traveling means. And a connecting means fixing portion provided at a rear portion in the advancing direction of the body portion for fixing the tip end portion of the connecting means of the other transport unit, and each of the transport units. The control unit estimates the position trajectory of the leader based on the swing angle and length of the connecting means of itself, and controls the traveling means so that the position of the transport unit asymptotically approaches the estimated position trajectory. To do, long Transportable system is provided.

上述したように、本発明によれば、長尺の重量物を少ない人手で効率的に運搬することを可能にする新規な長物運搬システムが提供される。   As described above, according to the present invention, there is provided a new long material transport system that enables a long heavy object to be efficiently transported with a small number of hands.

第1実施形態の運搬ユニットを示す図。The figure which shows the conveyance unit of 1st Embodiment. 第1実施形態の運搬ユニットを示す図。The figure which shows the conveyance unit of 1st Embodiment. 連結手段を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating a connection means. 第1実施形態の運搬ユニットの内部構成を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the internal structure of the conveyance unit of 1st Embodiment. 第1実施形態の運搬ユニットを連結してなる長物運搬システムを示す図。The figure which shows the long material conveyance system formed by connecting the conveyance unit of 1st Embodiment. 運搬ユニットの制御アルゴリズムを説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the control algorithm of a conveyance unit. 第2実施形態の運搬ユニットを示す図。The figure which shows the conveyance unit of 2nd Embodiment. 第2実施形態の運搬ユニットを連結してなる長物運搬システムを示す図。The figure which shows the long material conveyance system formed by connecting the conveyance unit of 2nd Embodiment. 第2実施形態の運搬ユニットを連結してなる長物運搬システムを示す図。The figure which shows the long material conveyance system formed by connecting the conveyance unit of 2nd Embodiment. 第2実施形態の運搬ユニットを連結してなる長物運搬システムを示す図。The figure which shows the long material conveyance system formed by connecting the conveyance unit of 2nd Embodiment. 第3実施形態の運搬ユニットの内部構成を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the internal structure of the conveyance unit of 3rd Embodiment. 運搬ユニットの制御アルゴリズムを説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the control algorithm of a conveyance unit. 第3実施形態の長物運搬システムを示す図。The figure which shows the long material conveyance system of 3rd Embodiment. 第3実施形態の長物運搬システムを示す図。The figure which shows the long material conveyance system of 3rd Embodiment. 第4実施形態の運搬ユニットを示す図。The figure which shows the conveyance unit of 4th Embodiment. 第4実施形態の長物運搬システムを示す図。The figure which shows the long material conveyance system of 4th Embodiment. 運搬ユニットに電源を供給するための構成を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the structure for supplying a power supply to a conveyance unit.

以下、本発明を図面に示した実施の形態をもって説明するが、本発明は、図面に示した実施の形態に限定されるものではない。なお、以下に参照する各図においては、共通する要素について同じ符号を用い、適宜、その説明を省略するものとする。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments shown in the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings. In the drawings referred to below, the same reference numerals are used for common elements, and the description thereof is omitted as appropriate.

本発明の長物運搬システムは、少なくとも2台以上の運搬ユニットの連結により構築される。本発明の長物運搬システムは、長物の運搬の用に供され、特に、木材に代表されるような長尺重量物を運搬するのに非常に適している。以下においては、間伐材を運搬するケースを例にとって本発明を説明する。   The long material transport system of the present invention is constructed by connecting at least two transport units. The long material transport system of the present invention is used for transporting long materials, and is particularly suitable for transporting long heavy materials represented by wood. In the following, the present invention will be described by taking as an example a case for carrying thinned wood.

(第1実施形態)
最初に、2台以上の運搬ユニットで間伐材を支えて運搬する長物運搬システムについて説明する。図1は、第1実施形態の長物運搬システムを構成する運搬ユニット100を示す。なお、図1(a)は運搬ユニット100の正面図を示し、図1(b)は運搬ユニット100の側面図を示し、図1(c)は運搬ユニット100の上面図を示す。
(First embodiment)
First, a long material transport system that supports and transports thinned wood with two or more transport units will be described. FIG. 1 shows a transport unit 100 constituting the long material transport system of the first embodiment. 1A shows a front view of the transport unit 100, FIG. 1B shows a side view of the transport unit 100, and FIG. 1C shows a top view of the transport unit 100.

図1に示すように、運搬ユニット100は、大きく分けて、胴体部10と長物固定部20からなる。胴体部10は、走行手段として、左右に独立駆動する駆動輪12a,12bを具備している。また、胴体部10の進行方向前部には、先導者(他の運搬ユニットまたは作業者)に連結するための連結手段であるテザー13が設けられおり、テザー13の先端には、外れ止め金具付きのフック13aが固定されている。さらに、胴体部10の進行方向後部には、他の運搬ユニット100のテザー13(フック13a)を固定するためのリング14が設けられている。   As shown in FIG. 1, the transport unit 100 is roughly divided into a body part 10 and a long object fixing part 20. The body portion 10 includes driving wheels 12a and 12b that are independently driven left and right as traveling means. Further, a tether 13 which is a connecting means for connecting to a leader (another transport unit or an operator) is provided at the front part in the traveling direction of the body part 10, and a stopper metal is attached to the tip of the tether 13. The attached hook 13a is fixed. Furthermore, a ring 14 for fixing a tether 13 (hook 13a) of another transport unit 100 is provided at the rear part in the traveling direction of the body part 10.

一方、胴体部10の上には、間伐材の重さを支えて固定するための長物固定部20が接続されており、長物固定部20は、把持部22と、首部23を介して把持部22に接続される回転台座部24で構成されている。把持部22は、図2(a)に示すように、薄い半円筒22a,22bを蝶番で係止した構造を備えており、運搬に際しては、半円筒22aの上に間伐材の一端を載せた状態で半円筒22bを閉じ、かんぬき25を掛けることによって間伐材を固定する。一方、回転台座部24は、図2(a)に示すように、胴体部10の上面に軸受けを介して嵌合されており、図2(b)に示すように、接地面の略垂直方向を回転軸として回転自在に構成されている。   On the other hand, a long object fixing part 20 for supporting and fixing the weight of the thinned lumber is connected on the body part 10. The long object fixing part 20 is connected to the holding part 22 and the grip part via the neck part 23. The rotating pedestal 24 is connected to the rotating pedestal 24. As shown in FIG. 2 (a), the gripping portion 22 has a structure in which thin semi-cylinders 22a and 22b are locked by hinges, and one end of the thinned material is placed on the semi-cylinder 22a during transportation. In the state, the half-cylinder 22b is closed, and the thinned wood is fixed by hanging the yoke 25. On the other hand, as shown in FIG. 2A, the rotary pedestal 24 is fitted to the upper surface of the body 10 via a bearing, and as shown in FIG. Is configured to be rotatable about the rotation axis.

ここで、本実施形態におけるテザー13について説明する。本実施形態におけるテザー13は、図3に示すように、バックテンション機構を備えたウィンチ構造15に収納されている。図3に拡大して示すように、テザー13を収納するウィンチ構造15において、テザー13の端部は、巻き取り軸15aに固定されており、普段は、巻き取り軸15aに巻き取られた状態で筐体15b内に収納されている。テザー13に引っ張る力が加わると、巻き取り軸15aが回転し、テザー13が筐体15bに形成されたガイド部15cに沿って繰り出される。このとき、巻き取り軸15aが図示しない付勢手段によってテザー13を巻き取る方向に付勢されているため、テザー13は、常に一定のテンションが掛かった状態で伸縮自在となる。   Here, the tether 13 in the present embodiment will be described. As shown in FIG. 3, the tether 13 in this embodiment is housed in a winch structure 15 having a back tension mechanism. As shown in an enlarged view in FIG. 3, in the winch structure 15 that houses the tether 13, the end of the tether 13 is fixed to the take-up shaft 15 a and is usually taken up by the take-up shaft 15 a. In the housing 15b. When a pulling force is applied to the tether 13, the take-up shaft 15a rotates and the tether 13 is fed out along the guide portion 15c formed in the housing 15b. At this time, since the take-up shaft 15a is urged in a direction to take up the tether 13 by an urging means (not shown), the tether 13 can be expanded and contracted in a state where a constant tension is always applied.

一方、筐体15bには揺動軸15dが固定されており、筐体15bは、揺動軸15dを介して胴体部10に揺動自在に軸支されている。その結果、テザー13が左右に引っ張られることに連動して、ガイド部15cが接地面に略平行な平面上で左右に揺動し、ガイド部15cの揺動に連動して揺動軸15dが回動するように構成されている。   On the other hand, a swing shaft 15d is fixed to the housing 15b, and the housing 15b is pivotally supported by the body portion 10 via the swing shaft 15d. As a result, the guide portion 15c swings left and right on a plane substantially parallel to the ground surface in conjunction with the tether 13 being pulled left and right, and the swing shaft 15d is interlocked with the swing of the guide portion 15c. It is configured to rotate.

続いて、運搬ユニット100の内部構成を図4(a)に基づいて説明する。図4(a)に示すように、運搬ユニット100の内部には、右側の駆動輪12aを回転駆動するモータ16aと、左側の駆動輪12bを回転駆動するモータ16bと、モータ16aおよび16bの回転を制御する制御部であるマイクロコンピュータ17(以下、マイコン17という)が搭載されている。さらに、運搬ユニット100の内部には、先に説明したウィンチ構造15に対して、巻き取り軸15aの回転量(方向および角度)を計測するための計測手段18と、揺動軸15dの回転量(方向および角度)を計測するための計測手段19が設けられている。本実施形態では、計測手段18,19をロータリーエンコーダーで構成することができる。   Then, the internal structure of the conveyance unit 100 is demonstrated based on Fig.4 (a). As shown in FIG. 4A, inside the transport unit 100, a motor 16a that rotationally drives the right drive wheel 12a, a motor 16b that rotationally drives the left drive wheel 12b, and rotations of the motors 16a and 16b. A microcomputer 17 (hereinafter referred to as a microcomputer 17), which is a control unit for controlling the above, is mounted. Further, inside the transport unit 100, the measuring means 18 for measuring the rotation amount (direction and angle) of the winding shaft 15a with respect to the winch structure 15 described above, and the rotation amount of the swing shaft 15d. A measuring means 19 for measuring (direction and angle) is provided. In the present embodiment, the measuring means 18 and 19 can be constituted by a rotary encoder.

マイコン17は、計測手段18から入力される回転量に基づいてテザー13の揺動角度θを導出する。ここでいう揺動角度θとは、駆動輪12a,12bの回転軸の垂直方向を基準とした左右の相対角度を意味する。さらに、マイコン17は、計測手段19から入力される回転量に基づいてテザー13の繰り出し量を計算し、テザー13の長さlを導出する。ここでいう長さlとは、揺動軸15dからテザー13の先端までの直線距離を意味する。   The microcomputer 17 derives the swing angle θ of the tether 13 based on the rotation amount input from the measuring means 18. Here, the swing angle θ means the left and right relative angles with respect to the direction perpendicular to the rotation axis of the drive wheels 12a and 12b. Further, the microcomputer 17 calculates the feed amount of the tether 13 based on the rotation amount input from the measuring means 19 and derives the length l of the tether 13. Here, the length l means a linear distance from the swing shaft 15d to the tip of the tether 13.

なお、本発明は、テザー13の揺動角度θおよび長さlを計測するための計測手段を上述した構成に限定するものではなく、他の適切な代替手段で構成してもよい。また、本発明は、連結手段をテザーに限定するものではなく、胴体部10に対して左右揺動自在に設けることができ、且つ、伸縮自在の部材であれば、他の適切な代替手段で構成してもよい。例えば、連結手段として、図4(b)に示すような多段伸縮式のブーム11を採用してもよい。この場合、ブーム11の揺動角度θは、揺動軸11aの回転量をロータリーエンコーダーで計測することによって導出することができ、ブーム11の長さは、ブーム11内部に設置した測距センサの計測値に基づいて導出することができる。   In the present invention, the measuring means for measuring the swing angle θ and the length l of the tether 13 is not limited to the above-described configuration, and may be configured by other appropriate alternative means. In the present invention, the connecting means is not limited to the tether, and any other suitable alternative means can be used as long as the connecting means can be provided so as to be able to swing left and right with respect to the body portion 10 and can be extended and contracted. It may be configured. For example, a multi-stage telescopic boom 11 as shown in FIG. In this case, the swing angle θ of the boom 11 can be derived by measuring the rotation amount of the swing shaft 11a with a rotary encoder, and the length of the boom 11 is determined by the distance measuring sensor installed inside the boom 11. It can be derived based on the measured value.

以上、運搬ユニット100の構成について説明してきたが、本発明の長物運搬システムは、少なくとも2台の運搬ユニット100を用意し、連結することで構築することができる。図5は、そのようにして構築された長物運搬システム1000を使用して間伐材600を運搬する様子を示す。なお、図5(a)は運搬の様子を横から見た図を示し、図5(b)は運搬の様子を横から見た図を示す。   Although the configuration of the transport unit 100 has been described above, the long material transport system of the present invention can be constructed by preparing and connecting at least two transport units 100. FIG. 5 shows a state in which the thinned wood 600 is transported using the long material transport system 1000 constructed as described above. FIG. 5 (a) shows a view of the state of transport from the side, and FIG. 5 (b) shows a view of the state of transport from the side.

長物運搬システム1000は、2台の運搬ユニット100A,100Bを連結して構築されている。間伐材600の運搬に際し、作業者は、まず、運搬ユニット100Aの把持部22に間伐材600の一方の端部を載せ、運搬ユニット100Bの把持部22に間伐材600の他方の端部を載せた後、かんぬき25で固定する。続いて、作業者は、進行方向後側の運搬ユニット100Bのテザー13を繰り出し、そのフック13aを進行方向前側の運搬ユニット100Aのリング14に固定する。最後に、作業者は、運搬ユニット100Aのテザー13のフック13aを適切な持ち手30に固定した状態で、持ち手30を引きながら前に進む。   The long material transport system 1000 is constructed by connecting two transport units 100A and 100B. When transporting the thinned material 600, the operator first places one end of the thinned material 600 on the grip 22 of the transport unit 100A, and places the other end of the thinned material 600 on the grip 22 of the transport unit 100B. After that, fix with the bolt 25. Subsequently, the operator feeds out the tether 13 of the transport unit 100B on the rear side in the traveling direction, and fixes the hook 13a to the ring 14 of the transport unit 100A on the front side in the traveling direction. Finally, the operator moves forward while pulling the handle 30 with the hook 13a of the tether 13 of the transport unit 100A fixed to the appropriate handle 30.

このとき、運搬ユニット100Aに搭載されたマイコン17は、自身のテザー13の揺動角度θおよび長さlに基づいてフック13aの位置軌道(すなわち、作業者の位置軌道)を推定し、推定した位置軌道上に運搬ユニット100Aの位置が漸近するように自身の駆動輪12a,12b(すなわち、モータ16a,モータ16b)を独立制御する。その結果、運搬ユニット100Aは、作業者の進行軌道を正確に辿って追尾する。同じく、運搬ユニット100Bに搭載されたマイコン17は、自身のテザー13の揺動角度θおよび長さlに基づいてフック13aの位置軌道(すなわち、運搬ユニット100Aの位置軌道)を推定し、推定した位置軌道上に運搬ユニット100Bの位置が漸近するように自身の駆動輪12a,12b(すなわち、モータ16a,モータ16b)を独立制御する。この間、運搬ユニット100Aおよび100Bは、間伐材600を介して相互に拘束されることになるが、それぞれの把持部22(回転台座部24)が接地面の垂直方向を回転軸として回転することで自由度が確保され、運搬ユニット100Bは、運搬ユニット100Aの進行軌道を正確に辿って追尾する。   At this time, the microcomputer 17 mounted on the transport unit 100A estimates and estimates the position trajectory of the hook 13a (that is, the position trajectory of the operator) based on the swing angle θ and the length l of its own tether 13. The drive wheels 12a and 12b (that is, the motor 16a and the motor 16b) are independently controlled so that the position of the transport unit 100A asymptotically approaches the position trajectory. As a result, the transport unit 100A tracks the operator's traveling trajectory accurately. Similarly, the microcomputer 17 mounted on the transport unit 100B estimates the position trajectory of the hook 13a (that is, the position trajectory of the transport unit 100A) based on the swing angle θ and the length l of the own tether 13 and estimates the same. The own drive wheels 12a and 12b (that is, the motor 16a and the motor 16b) are independently controlled so that the position of the transport unit 100B asymptotically approaches the position trajectory. During this time, the transport units 100A and 100B are mutually restrained via the thinning material 600, but each gripping part 22 (rotating pedestal part 24) rotates around the vertical direction of the ground plane as the rotation axis. The degree of freedom is ensured, and the transport unit 100B accurately tracks the traveling path of the transport unit 100A.

以上、説明したように、本実施形態においては、運搬ユニット100Aが作業者の進行軌道を辿るように追尾し、また、運搬ユニット100Bが運搬ユニット100Aの進行軌道を辿るように追尾するので、作業者は、テザー13を引きながらただ前を向いて進むだけでよく、運搬ユニット100Aと運搬ユニット100Bは、作業者の走行経路を正確に辿って追尾しながら、間伐材600を周囲の立木に衝突させることなく運搬する。   As described above, in this embodiment, since the transport unit 100A tracks so as to follow the traveling trajectory of the worker, and the transport unit 100B tracks so as to follow the travel trajectory of the transport unit 100A, The worker only needs to move forward while pulling the tether 13, and the transport unit 100A and the transport unit 100B collide the thinned wood 600 with surrounding trees while following the operator's travel route accurately. Carry without letting.

なお、図5では、一本の間伐材を2台の運搬ユニット100で運搬する態様を示したが、本実施形態によれば、一本の間伐材を3台以上の運搬ユニット100で運搬してもよい。また、4台以上の運搬ユニット100をテザー13で数珠繋ぎに連結することで一人の作業者が複数の間伐材を運搬するようにしてもよい。その場合、先導者(運搬ユニット100または作業者)との衝突を回避するために、各運搬ユニット100のマイコン17を、テザー13の長さlが所定の閾値を下回ったことに応答して運搬ユニット100の駆動輪12a,12bの回転を停止制御するように構成することが好ましい。   In addition, in FIG. 5, although the aspect which conveys one thinning material with the two conveyance units 100 was shown, according to this embodiment, one thinning material is conveyed with the three or more conveyance units 100. May be. Moreover, you may make it one worker convey a some thinning material by connecting the four or more conveyance units 100 by the tether 13 in a daisy chain. In that case, in order to avoid a collision with the leader (transport unit 100 or worker), the microcomputer 17 of each transport unit 100 is transported in response to the length l of the tether 13 falling below a predetermined threshold. It is preferable that the rotation of the drive wheels 12a and 12b of the unit 100 is controlled to be stopped.

以上、本発明の運搬機構について説明したが、この運搬機構を実現するためには、先導者の通った経路を後続の運搬ユニットに正確にトレースさせる必要がある。以下、そのための制御アルゴリズムを図6に基づいて説明する。   The transport mechanism of the present invention has been described above, but in order to realize this transport mechanism, it is necessary to accurately trace the route taken by the leader to the subsequent transport unit. Hereinafter, a control algorithm for this purpose will be described with reference to FIG.

本アルゴリズムは、連結手段(以下、便宜上、テザーという)の先端の移動軌跡を一定期間蓄えることで、先導者(運搬ユニットまたは作業者)の移動軌跡を後続の運搬ユニットに精度よくトレースさせることを特徴とする。   This algorithm stores the movement trajectory of the tip of the connecting means (hereinafter referred to as tether for convenience) for a certain period of time so that the movement trajectory of the leader (transport unit or operator) can be accurately traced to the subsequent transport unit. Features.

本アルゴリズムでは、デッドレコニング法により慣性座標系Σから見た運搬ユニットUの位置と姿勢を逐次推定・記録することによって、運搬ユニットUの移動軌跡を取得するとともに、同じ慣性座標系Σから見たテザー先端Tの移動軌跡を取得し、取得したテザー先端Tの移動軌跡に応じて、運搬ユニットUの目標移動方向φを以下の手順(ステップ1〜4)で得る。なお、以下の説明においては、テザー先端Tの軌道を、T(s)とし、運搬ユニットUの軌道を、P(s)とし、s、sをそれぞれの軌道の媒介変数とする。 In this algorithm, by the position and orientation of the conveying units U sequentially estimated and recorded as seen from the inertial coordinate system sigma g by dead reckoning method, obtains the movement trajectory of the transport unit U, the same inertial frame of sigma g The movement trajectory of the viewed tether tip T is acquired, and the target movement direction φ of the transport unit U is obtained by the following procedure (steps 1 to 4) according to the acquired movement trajectory of the tether tip T. In the following description, the trajectory of the tether tip T is T (s t ), the trajectory of the transport unit U is P (s r ), and s t and s r are the parameters of the respective trajectories. .

ステップ1:デッドレコニング法により運搬ユニットUの位置を推定する。   Step 1: The position of the transport unit U is estimated by the dead reckoning method.

運搬ユニットUの目標移動方向をφとすると、運搬ユニットUの並進速度Vおよび角速度Ωは、それぞれ、下記式(1)および下記式(2)で得られる。 When the target moving direction of the transport unit U is φ, the translation speed V r and the angular speed Ω r of the transport unit U are obtained by the following formula (1) and the following formula (2), respectively.

上記式(1)(2)において、lは実測テザー長を表し、lは目標テザー長を表し、Kは速度ゲインを表し、wは運搬ユニットUの車幅を表す。ここで、実測テザー長lは、図4(a)に示す実施形態では計測手段18の計測値に基づいて導出されるテザー13の長さlに相当する。 In the above formula (1) (2), l m represent measured tether length, l d denotes the target tether length, K p represents a speed gain, w r denotes the vehicle width of the conveying units U. Here, the measured tether length l m corresponds to the length l of the tether 13 derived based on the measurement value of the measuring means 18 in the embodiment shown in FIG.

ここで、時間tにおける運搬ユニットUの並進速度および角速度を、それぞれ、VおよびΩとし、左右の駆動輪に与えられる角速度指令を、それぞれ、w、wとし、V=[w]とし、q=[VΩ]とした場合、下記式(3)が成り立つ。 Here, the translation speed and the angular speed of the transport unit U at time t are V r and Ω r , respectively, and the angular speed commands given to the left and right drive wheels are w L and w R , respectively, and V = [w L When w R ] T and q = [V r Ω r ], the following equation (3) holds.

ここで、運搬ユニットUの駆動輪の半径をrとした場合、上記式(3)における行列Aは下記式(4)で表される。   Here, when r is the radius of the driving wheel of the transport unit U, the matrix A in the above equation (3) is expressed by the following equation (4).

上記式(4)において、rは駆動輪の半径を表し、wは運搬ユニットUの車幅を表す。 In the above formula (4), r represents the radius of the drive wheel, and w r represents the vehicle width of the transport unit U.

次に、慣性座標系Σに対する運搬ユニットUの向きΓを下記式(5)に基づいて導出する。 Next, derived based orientation Γ of conveying units U for the inertial coordinate system sigma g the following equation (5).

次に、運搬ユニットUの移動距離Δsを下記式(6)に基づいて導出する。 Next, the movement distance Δs r of the transport unit U is derived based on the following formula (6).

次に、運搬ユニットUの位置P(s)を下記式(7)に基づいて更新する。 Next, the position P (s r ) of the transport unit U is updated based on the following formula (7).

上記式(7)において、ΘはΣから見たテザーの方向であり、下記式(8)を満たす。ここで、Θ=Γ+θであり、θは、図4(a)に示す実施形態では計測手段19の計測値に基づいて導出される揺動角度θに相当する。 In the above formula (7), theta is the direction of the tether as viewed from the sigma g, satisfy the following formula (8). Here, Θ = Γ + θ, and θ corresponds to the swing angle θ derived based on the measurement value of the measuring means 19 in the embodiment shown in FIG.

ステップ2:テザー先端Tの位置T(s+Δs)を下記式(9)に基づいて導出する。 Step 2: The position T (s t + Δs t ) of the tether tip T is derived based on the following formula (9).

ステップ3:テザー先端Tの移動距離を下記式(10)に基づいて導出する。   Step 3: The moving distance of the tether tip T is derived based on the following formula (10).

ステップ4:運搬ユニットUの目標移動方向φを導出する。   Step 4: The target moving direction φ of the transport unit U is derived.

運搬ユニットUの位置P(s+Δs)から最短距離ρに位置するテザー先端Tの軌道上の点stminを探索し、距離δ進んだ位置T(stmin+δ)までに運搬ユニットUの位置がテザー先端Tの軌道に漸近的に収束するような操舵指令(すなわち、左右の駆動輪の角速度指令)を導出する。 A point s tmin on the trajectory of the tether tip T located at the shortest distance ρ from the position P (s r + Δs r ) of the transport unit U is searched, and the transport unit reaches a position T (s tmin + δ) advanced by a distance δ. A steering command (that is, an angular velocity command for the left and right drive wheels) is derived so that the position of U asymptotically converges on the trajectory of the tether tip T.

具体的には、運搬ユニットUの目標移動方向φを下記式(11)に基づいて求める。
Specifically, the target movement direction φ of the transport unit U is obtained based on the following formula (11).

上記式(11)において、Φは慣性座標系Σから見た運搬ユニットUの目標移動方向を表す。 In the above formula (11), [Phi represents a target moving direction of the conveying units U as viewed from the inertial coordinate system sigma g.

最後に、上記式(11)で求めた目標移動方向φを上記式(1)(2)(3)に投入することによって、左右の駆動輪に与えるべき角速度指令(w、w)を導出する。 Finally, by inputting the target movement direction φ obtained by the above equation (11) into the above equations (1), (2), and (3), the angular velocity commands (w L , w R ) to be given to the left and right drive wheels are obtained. To derive.

マイコン17は、上述したアルゴリズムを実装したプログラムによって、先導者を追従するための操舵信号(モータ16a,モータ16bの制御信号)を自動生成する。なお、上述したアルゴリズムは、制御方法の一例であって、種々の設計変更が可能であることはいうまでもない。   The microcomputer 17 automatically generates a steering signal (control signals for the motor 16a and the motor 16b) for following the leader by a program that implements the algorithm described above. Note that the above-described algorithm is an example of a control method, and it goes without saying that various design changes are possible.

なお、上述した実施形態では、説明の都合上、運搬ユニットにつき、最も単純な構成(2つの駆動輪、アーティキュレイテッドステアリング)を例にとって説明したが、本発明においては、運搬ユニットを3輪以上の車輪を有する自立走行型のユニットとして構成とすることが好ましく、走行手段として、駆動輪にクローラベルトを巻き回したクローラ構造を採用してもよい。また、その操舵機構についても、他の方式(アッカーマン・ステアリングや全輪独立操舵方式など)を採用しうることはいうまでもない。   In the above-described embodiment, for convenience of explanation, the simplest configuration (two drive wheels, articulated steering) is described as an example for the transport unit. However, in the present invention, three or more transport units are used. It is preferable that the unit is a self-traveling unit having a plurality of wheels, and a crawler structure in which a crawler belt is wound around a driving wheel may be employed as a traveling unit. Further, it goes without saying that other methods (Ackermann steering, all-wheel independent steering method, etc.) can be adopted for the steering mechanism.

(第2実施形態)
次に、2台以上の運搬ユニットで間伐材を吊って運搬する長物運搬システムについて説明する。図7は、第2実施形態の長物運搬システムを構成する運搬ユニット200を示す。なお、図7(a)は運搬ユニット200の正面図を示し、図7(b)は運搬ユニット200の側面図を示し、図7(c)は運搬ユニット200の上面図を示す。なお、以下の説明においては、専ら、第1実施形態との相異点について説明し、第1実施形態と共通する内容については、適宜、その説明を省略するものとする。
(Second Embodiment)
Next, the long material conveyance system which suspends and conveys thinned wood with two or more conveyance units will be described. FIG. 7 shows a transport unit 200 constituting the long material transport system of the second embodiment. 7A shows a front view of the transport unit 200, FIG. 7B shows a side view of the transport unit 200, and FIG. 7C shows a top view of the transport unit 200. In the following description, only differences from the first embodiment will be described, and description of contents common to the first embodiment will be omitted as appropriate.

図7に示すように、運搬ユニット200は、大きく分けて、胴体部10と長物固定部40からなる。胴体部10は、左右に独立駆動するクローラ52a,52bを具備している。   As shown in FIG. 7, the transport unit 200 is roughly divided into a body part 10 and a long object fixing part 40. The body portion 10 includes crawlers 52a and 52b that are independently driven to the left and right.

一方、胴体部10の上には、間伐材の重さを支えて固定するための長物固定部40が接続されており、長物固定部40は、間伐材を吊るための支柱を架設するための架設台部42と、架設台部42に接続される回転台座部44で構成されている。図7(a)に示すように、架設台部42には、2台の運搬ユニット200の架設台部42を接続するための支柱を挿嵌するための孔42aと、間伐材を吊るための支柱を挿嵌するための2つの孔42b,42cが形成されている。また、回転台座部44は、図7(b)に示すように、胴体部10の上面に軸受けを介して嵌合されており、図7(c)に示すように、胴体部10に対して接地面の略垂直方向を回転軸として回転自在に接続されている。   On the other hand, a long object fixing part 40 for supporting and fixing the weight of the thinned material is connected on the body part 10, and the long object fixing part 40 is used for constructing a column for hanging the thinned material. The gantry 42 includes a gantry 42 and a rotating pedestal 44 connected to the gantry 42. As shown to Fig.7 (a), in the installation base part 42, the hole 42a for inserting the support | pillar for connecting the installation base part 42 of the two conveyance units 200, and for suspending a thinning material Two holes 42b and 42c for inserting the support columns are formed. Further, as shown in FIG. 7B, the rotating pedestal portion 44 is fitted to the upper surface of the body portion 10 via a bearing, and as shown in FIG. It is connected rotatably about a substantially vertical direction of the ground plane as a rotation axis.

図8は、2台の運搬ユニット200を連結して構築された長物運搬システム2000を上から見た図である。図8に示すように、本実施形態では、運搬ユニット200Aおよび200Bのそれぞれの架設台部42の孔42aに支柱62aが挿嵌・固定される形で架設される。さらに、運搬ユニット200Aおよび200Bのそれぞれの架設台部42において、支柱62bが孔42bに挿嵌・固定される形で架設される。一方、支柱62cは、孔42cに挿嵌される形で架設されて回転自在に固定され、その後端はプーリー機構を介して運搬ユニット200B上に設置された回転モータ64に接続される。その結果、本実施形態においては、支柱62cを巻き取り軸とする複数のウィンチ構造が構築され、支柱62bと支柱62cの間に渡されたロープ66が支柱62cの回転によって巻き取られる。   FIG. 8 is a top view of a long material transport system 2000 constructed by connecting two transport units 200. As shown in FIG. 8, in this embodiment, the support columns 62a are installed in the holes 42a of the installation table portions 42 of the transport units 200A and 200B. Further, in each erection base portion 42 of the transport units 200A and 200B, the support column 62b is installed in a form of being inserted and fixed in the hole 42b. On the other hand, the support column 62c is installed in a manner to be inserted into the hole 42c and is rotatably fixed. A rear end of the support column 62c is connected to a rotation motor 64 installed on the transport unit 200B via a pulley mechanism. As a result, in the present embodiment, a plurality of winch structures having the column 62c as the winding shaft are constructed, and the rope 66 passed between the column 62b and the column 62c is wound by the rotation of the column 62c.

本実施形態においては、間伐材600の運搬に際し、作業者は、まず、図9(a)に示すように、支柱62bと支柱62cの間に渡された複数のロープ66を横断するように(1本あるいは複数本の)間伐材600を置く。次に、作業者は、回転モータ64を駆動してロープ66を巻き上げ、間伐材600を支柱62bと支柱62cに吊り下げる形で固定する。続いて、作業者は、図9(b)に示すように、進行方向後側の運搬ユニット200Bのテザー13を繰り出し、そのフック13aを進行方向前側の運搬ユニット200Aのリング14に固定する。最後に、作業者は、図10(a)(b)に示すように、運搬ユニット200Aのテザー13のフック13aを適切な持ち手30に固定した状態で、持ち手30を引きながら前に進む。   In the present embodiment, when transporting the thinned wood 600, the operator first crosses the ropes 66 passed between the columns 62b and 62c as shown in FIG. Place one or more thinned wood 600. Next, the operator drives the rotary motor 64 to wind up the rope 66, and fixes the thinned material 600 in a manner to be suspended from the support 62b and the support 62c. Subsequently, as shown in FIG. 9 (b), the operator feeds out the tether 13 of the transport unit 200B on the rear side in the traveling direction, and fixes the hook 13a to the ring 14 of the transport unit 200A on the front side in the traveling direction. Finally, as shown in FIGS. 10A and 10B, the operator moves forward while pulling the handle 30 in a state where the hook 13a of the tether 13 of the transport unit 200A is fixed to the appropriate handle 30. .

ここで、運搬ユニット200Aおよび200Bは、支柱62a〜62cを介して相互に拘束されることになるが、それぞれの架設台部42(回転台座部44)が接地面の垂直方向を回転軸として回転することで自由度が確保されるので、運搬ユニット200Bは、運搬ユニット200Aの進行軌道を正確に辿ることが可能になる。なお、第2実施形態においても、同様に、必要な数だけ運搬ユニット200を連結して使用することができることはいうまでもない。   Here, the transport units 200 </ b> A and 200 </ b> B are mutually constrained via the support columns 62 a to 62 c, but each erection base part 42 (rotary base part 44) rotates about the vertical direction of the ground plane as a rotation axis. Since the degree of freedom is ensured by doing so, the transport unit 200B can accurately follow the traveling trajectory of the transport unit 200A. In the second embodiment as well, it goes without saying that the necessary number of transport units 200 can be connected and used in the same manner.

以上、長物を吊って運ぶ第2実施形態について説明してきたが、第2実施形態によれば、小径の間伐材をまとめて運ぶことが可能になる。なお、上述した説明では、理解を容易にするために、複数のロープで間伐材を吊り上げる態様を示したが、他の部材(鎖、帯、ネットなど)を用いて間伐材を吊り上げてもよい。また、図10では、2台の運搬ユニット200で間伐材600を運搬する態様を示したが、3台以上の運搬ユニット200で間伐材600を運搬してもよい。   As mentioned above, although 2nd Embodiment which suspends and conveys a long thing has been demonstrated, according to 2nd Embodiment, it becomes possible to carry a thin diameter thinning material collectively. In the above description, in order to facilitate understanding, a mode in which the thinned material is lifted by a plurality of ropes has been shown. However, the thinned material may be lifted using other members (chains, bands, nets, etc.). . Moreover, in FIG. 10, although the aspect which conveys the thinning material 600 with the two conveyance units 200 was shown, you may convey the thinning material 600 with the three or more conveyance units 200. FIG.

上述した第1および第2実施形態では、協働して間伐材を運搬する2台以上の運搬ユニットのそれぞれが等価なインテリジェンスを持ち、各自がテザー13で繋がれた先導者の進行軌道を判断してこれを辿るように自身の走行を制御する構成について示した。続いて、協働して間伐材を運搬する2台以上の運搬ユニットのうち、先頭の運搬ユニットのみがインテリジェンスを持ち、これに後続する他の運搬ユニットの走行を遠隔制御する実施形態について説明する。   In the first and second embodiments described above, each of two or more transport units that cooperate to transport thinned wood has equivalent intelligence, and each of them determines the traveling trajectory of the leader who is connected by the tether 13. Then, the configuration for controlling its own running so as to follow this was shown. Subsequently, of the two or more transport units that cooperate to transport the thinned wood, only the top transport unit has intelligence, and an embodiment in which the travel of other transport units subsequent thereto is remotely controlled will be described. .

(第3実施形態)
図11は、第3実施形態の長物運搬システム3000を構成する運搬ユニット300および運搬ユニット320の内部構成を示す。なお、図11においては、先に説明した図4と等価な要素について同じ符号を用い、適宜、その説明を省略するものとする。
(Third embodiment)
FIG. 11 shows the internal configuration of the transport unit 300 and the transport unit 320 that constitute the long object transport system 3000 of the third embodiment. In FIG. 11, the same reference numerals are used for elements equivalent to those in FIG. 4 described above, and the description thereof is omitted as appropriate.

長物運搬システム3000の先頭ユニットである運搬ユニット300は、図4に示した運搬ユニット100を独立二輪操舵方式に変更したものに相当し、左右の駆動輪12a,12bは、モータ16a,16bによって独立して駆動されるとともに、操舵アクチュエータ26a,26bによって独立して操舵されるように構成されている。一方、運搬ユニット320は、運搬ユニット300と同等の独立二輪操舵を備えるものの、ウィンチ構造15(テザー13および計測手段18,19を含む)とマイコン17を搭載しておらず、その代わりに、運搬ユニット300から送信される制御信号を受信するための信号入力I/F28を搭載しており、信号入力I/F28は、運搬ユニット300のマイコン17と信号ケーブル27を介して接続されている。   The transport unit 300, which is the leading unit of the long material transport system 3000, corresponds to the transport unit 100 shown in FIG. 4 changed to an independent two-wheel steering system, and the left and right drive wheels 12a, 12b are independent by motors 16a, 16b. And is steered independently by the steering actuators 26a and 26b. On the other hand, the transport unit 320 has independent two-wheel steering equivalent to the transport unit 300, but does not have the winch structure 15 (including the tether 13 and the measuring means 18, 19) and the microcomputer 17, and instead transports the transport unit 320. A signal input I / F 28 for receiving a control signal transmitted from the unit 300 is mounted, and the signal input I / F 28 is connected to the microcomputer 17 of the transport unit 300 via the signal cable 27.

ここで、運搬ユニット300のマイコン17は、計測手段18,19から入力される計測値に基づいて、適切なアルゴリズムにより、運搬ユニット300の位置がテザー13の先端の軌道に漸近的に収束するような操舵指令(すなわち、モータ16a,16bに対する角速度指令と操舵アクチュエータ26a,26bに対する舵角指令)を導出してモータ16a,16bおよび操舵アクチュエータ26a,26bを駆動制御する。   Here, the microcomputer 17 of the transport unit 300 causes the position of the transport unit 300 to converge asymptotically to the trajectory of the tip of the tether 13 by an appropriate algorithm based on the measurement values input from the measuring means 18 and 19. A steering command (that is, an angular velocity command for the motors 16a and 16b and a steering angle command for the steering actuators 26a and 26b) is derived to drive and control the motors 16a and 16b and the steering actuators 26a and 26b.

さらに、運搬ユニット300のマイコン17は、運搬ユニット320の制御信号(すなわち、運搬ユニット320に搭載されるモータ16a,16bの角速度制御信号と操舵アクチュエータ26a,26bの舵角制御信号)を生成し、それを信号ケーブル27を介して運搬ユニット320に出力し、運搬ユニット320に搭載されるモータ16a,16bおよび操舵アクチュエータ26a,26bを遠隔制御する。その結果、後続する運搬ユニット320は、先頭の運搬ユニット300の進行軌道を辿る。   Further, the microcomputer 17 of the transport unit 300 generates a control signal of the transport unit 320 (that is, an angular velocity control signal of the motors 16a and 16b mounted on the transport unit 320 and a steering angle control signal of the steering actuators 26a and 26b), This is output to the transport unit 320 via the signal cable 27, and the motors 16a and 16b and the steering actuators 26a and 26b mounted on the transport unit 320 are remotely controlled. As a result, the subsequent transport unit 320 follows the traveling path of the leading transport unit 300.

なお、第3実施形態においては、運搬ユニット300および運搬ユニット320の胴体部10の上に設ける長物固定部は、長物固定部20(図1参照)または長物固定部40(図7参照)のいずれであってもよい。なお、本実施形態では、駆動輪12a,12bの操舵機構により自由度が確保されるので、胴体部10と長物固定部を固定してもかまわない。   In addition, in 3rd Embodiment, the long thing fixing | fixed part provided on the trunk | drum 10 of the conveyance unit 300 and the conveyance unit 320 is either the long thing fixing | fixed part 20 (refer FIG. 1) or the long thing fixing | fixed part 40 (refer FIG. 7). It may be. In the present embodiment, since the degree of freedom is secured by the steering mechanism of the drive wheels 12a and 12b, the body portion 10 and the long object fixing portion may be fixed.

ここで、運搬ユニット300のマイコン17が運搬ユニット320の制御信号を生成するアルゴリズムを図12に基づいて説明する。   Here, an algorithm in which the microcomputer 17 of the transport unit 300 generates a control signal of the transport unit 320 will be described with reference to FIG.

協働して間伐材の運搬を実行する複数の運搬ユニットのうち、先頭の運搬ユニットUは、慣性座標系Σにおいて、自身の位置Pがテザー先端Tの軌道T(s)に漸近的に収束するように自身の操舵制御を実施する。その結果、運搬ユニットUの位置Pは、軌道P(s)を描く。この点は、図6の説明において既に述べた通りである。 Among a plurality of transport units to perform transportation of thinned wood cooperate leading transport unit U of, in the inertial coordinate system sigma g, asymptotically track T (s t) of the position P tether tip T own The steering control is performed so as to converge. As a result, the position P of the transport unit U draws a trajectory P (s r ). This point is as already described in the description of FIG.

一方、本実施形態では、その間に、運搬ユニットUが現在時刻から時間Δtが経過した時点(時刻t+Δt)における自身の位置Pの軌道P(s)上の座標(x(P),y(P))を推定するとともに、後続の運搬ユニットU’の位置P’が軌道P(s)を辿るという条件で、時刻t+Δtにおける運搬ユニットU’の位置P’の座標(x(P’),y(P’))を探索する。本実施形態においては、例えば、運搬ユニットUと運搬ユニットU’の距離Lcalcを下記式(12)で誘導し、下記式(13)で収束を判定しながら運搬ユニットU’の位置P’(x(P’),y(P’))を探索する。 On the other hand, in the present embodiment, during this time, the transport unit U has coordinates (x (P), y () on the trajectory P (s r ) of its own position P at the time (time t + Δt) when the time Δt has elapsed from the current time. P)) and the coordinates (x (P ′)) of the position P ′ of the transport unit U ′ at time t + Δt, provided that the position P ′ of the subsequent transport unit U ′ follows the trajectory P (s r ). , Y (P ′)). In the present embodiment, for example, the distance L calc between the transport unit U and the transport unit U ′ is derived by the following formula (12), and the position P ′ ( Search for x (P ′), y (P ′)).

上記式(13)において、“L”は、運搬ユニットUの位置Pと運搬ユニットU’の位置P’の距離を示す。運搬ユニットUと運搬ユニットU’が協働して間伐材を運搬する場合、両者の距離は固定されるため“L”は定数となる。本実施形態においては、事前に適切な方法で取得した“L”をマイコン17にパラメータとしてセットしておく。なお、“0.99”、“1.01”は若干の収束誤差を許容するための許容誤差定数である。   In the above equation (13), “L” indicates the distance between the position P of the transport unit U and the position P ′ of the transport unit U ′. When the transport unit U and the transport unit U ′ transport thinned wood in cooperation, “L” is a constant because the distance between them is fixed. In the present embodiment, “L” acquired in advance by an appropriate method is set in the microcomputer 17 as a parameter. “0.99” and “1.01” are allowable error constants for allowing a slight convergence error.

最後に、運搬ユニットUは、現在時刻から時間Δt経過後(時刻t+Δt)に、運搬ユニットU’の位置P’が探索した座標(x(P’),y(P’))に到達するために必要な運搬ユニットU’の駆動輪の角速度と舵角を計算し、それらに対応する制御信号を生成する。   Finally, the transport unit U reaches the coordinates (x (P ′), y (P ′)) searched for by the position P ′ of the transport unit U ′ after the time Δt has elapsed from the current time (time t + Δt). The angular speed and the steering angle of the driving wheel of the transport unit U ′ necessary for the calculation are calculated, and control signals corresponding to them are generated.

図13(a)(b)は、長物運搬システム3000を使用して間伐材600を運搬する様子を示す。なお、図13が示す例では、運搬ユニット300および運搬ユニット320は、その胴体部10の上に長物固定部20(図1参照)を固設した構成を備えている。   FIGS. 13A and 13B show a state in which the thinned material 600 is transported using the long material transport system 3000. FIG. In the example illustrated in FIG. 13, the transport unit 300 and the transport unit 320 have a configuration in which the long object fixing unit 20 (see FIG. 1) is fixed on the body unit 10.

本実施形態では、図13(a)(b)に示すように、作業者がテザー13のフック13aを固定した持ち手30を引きながら前に進むと、これを受けて、運搬ユニット300は、作業者の進行軌道を判断してこれを辿るように追尾する。同時に、運搬ユニット300は、信号ケーブル27を介して制御信号を送信し、これを受けて、運搬ユニット320は、運搬ユニット300の進行軌道を辿る。なお、運搬ユニット300と運搬ユニット320の間の制御信号の送受信は、有線に限らず、無線通信や光通信であってもよい。   In this embodiment, as shown in FIGS. 13A and 13B, when the operator moves forward while pulling the handle 30 to which the hook 13a of the tether 13 is fixed, the transport unit 300 receives this, The worker's traveling trajectory is judged and tracked to follow this. At the same time, the transport unit 300 transmits a control signal via the signal cable 27, and in response to this, the transport unit 320 follows the traveling path of the transport unit 300. In addition, transmission / reception of the control signal between the conveyance unit 300 and the conveyance unit 320 is not limited to wired communication, and may be wireless communication or optical communication.

図14は、本実施形態の長物運搬システム3000が3本の間伐材600を運搬する様子を示す。図14に示す例では、運搬ユニット300と運搬ユニット320が2台1組でサブシステムを構成しており、3つのサブシステムを伸縮自在のテザー13を介して非拘束に連結することで長物運搬システム3000が構築されている。長物運搬システム3000では、各サブシステムの先頭ユニット(300A,300B,300C)は、テザー13で繋がれた先導者(作業者,320A,320B)の進行軌道を判断してこれを辿るように非同期的に追尾する。一方、各サブシステムの先頭ユニットに間伐材600を介して拘束されている後続ユニット(320A,320B,320C)は、先頭ユニットが生成する制御信号よってその走行が制御される結果、先頭ユニット(300A,300B,300C)の進行に同期して、先頭ユニットの進行軌道を辿る。   FIG. 14 shows a state in which the long material transport system 3000 according to the present embodiment transports three thinned wood 600. In the example shown in FIG. 14, the transport unit 300 and the transport unit 320 constitute a subsystem as a pair, and the three subsystems are connected unconstrained via the telescopic tether 13 to transport a long object. A system 3000 has been built. In the long material transport system 3000, the head unit (300A, 300B, 300C) of each subsystem is asynchronous so as to determine and follow the traveling trajectory of the leader (worker, 320A, 320B) connected by the tether 13. Tracking. On the other hand, the subsequent units (320A, 320B, 320C) restrained by the head unit of each subsystem through the thinning material 600 are controlled by the control signal generated by the head unit, so that the head unit (300A) is controlled. , 300B, 300C), the traveling trajectory of the head unit is followed.

以上、第3実施形態について説明した。第3実施形態では、独立した2つの操舵輪を走行手段とする場合を例にとって説明したが、本発明においては、運搬ユニットを3輪以上の車輪を有する自立走行型のユニットとして構成とすることが好ましく、また、その操舵機構についても、他の方式(アッカーマン・ステアリングやアーティキュレイテッドステアリングなど)を採用しうることはいうまでもない。   The third embodiment has been described above. In the third embodiment, the case where two independent steered wheels are used as travel means has been described as an example. However, in the present invention, the transport unit is configured as a self-sustained travel type unit having three or more wheels. In addition, it is needless to say that other methods (such as Ackerman steering and articulated steering) can be adopted for the steering mechanism.

(第4実施形態)
先に第2実施形態として、2台以上の運搬ユニットで間伐材を吊って運搬する長物運搬システムについて説明したが、ここでは、間伐材を吊って運搬するもうひとつの形態を第4実施形態として説明する。
(Fourth embodiment)
As a second embodiment, a long material transport system that suspends and transports thinned timber with two or more transport units has been described previously, but here, another embodiment that suspends and transports thinned timber is referred to as a fourth embodiment. explain.

図15は、第4実施形態の長物運搬システムを構成する運搬ユニット400,420を示す。なお、図15(a)は運搬ユニット400の正面図と上面図を示し、図15(b)は運搬ユニット400,420の側面図を示す。なお、以下の説明においては、これまで第3実施形態と共通する内容については、適宜、その説明を省略するものとする。   FIG. 15 shows transport units 400 and 420 constituting the long material transport system of the fourth embodiment. 15A shows a front view and a top view of the transport unit 400, and FIG. 15B shows a side view of the transport units 400 and 420. In the following description, the description common to the third embodiment will be omitted as appropriate.

図15に示すように、運搬ユニット400は、胴体部32と、鉛直方向を回転軸として胴体部32の底面に回動自在に軸支される足部33a,33bと、足部33a,33bの端部に固定されるモーター34a,34bを具備している。本実施形態においては、左右の駆動輪12a,12bが、モータ34a,34bによって独立して駆動されるとともに、操舵アクチュエータ35a,35bによって独立して操舵されるように構成されており、運搬ユニット400に搭載されるマイコン(図示せず)がモータ34a,34bおよび操舵アクチュエータ35a,35bを制御するように構成されている。一方、運搬ユニット420は、運搬ユニット400と同等の構成を備えるものの、テザー13が連結されるウィンチ構造ならびにマイコンを搭載していない。   As shown in FIG. 15, the transport unit 400 includes a body portion 32, foot portions 33 a and 33 b that are pivotally supported on the bottom surface of the body portion 32 about the vertical direction as a rotation axis, and foot portions 33 a and 33 b. Motors 34a and 34b fixed to the ends are provided. In the present embodiment, the left and right drive wheels 12a, 12b are independently driven by the motors 34a, 34b and are steered independently by the steering actuators 35a, 35b. A microcomputer (not shown) mounted on the motor is configured to control the motors 34a and 34b and the steering actuators 35a and 35b. On the other hand, the transport unit 420 has the same configuration as the transport unit 400, but does not have a winch structure and a microcomputer to which the tether 13 is connected.

つまり、運搬ユニット400と運搬ユニット420の内部構成は、第3実施形態のそれと同等に構成されており、運搬ユニット400のマイコン17は、モータ34a,34bおよび操舵アクチュエータ35a,35bを駆動制御するとともに、運搬ユニット320の制御信号を生成し、それを信号ケーブル27を介して運搬ユニット420に出力して運搬ユニット320の走行を遠隔制御するように構成されている。   That is, the internal configurations of the transport unit 400 and the transport unit 420 are the same as those of the third embodiment, and the microcomputer 17 of the transport unit 400 drives and controls the motors 34a and 34b and the steering actuators 35a and 35b. The control signal of the transport unit 320 is generated and output to the transport unit 420 via the signal cable 27 so that the travel of the transport unit 320 is remotely controlled.

ここで、運搬ユニット400,420は、長物固定部として、各胴体部32の底面から長物を吊り上げるための機構を備える。具体的には、運搬ユニット400,420には、その胴体部32の底面から垂れ下がる形で鋼鉄製ケーブル36が設けられており、鋼鉄製ケーブル36が胴体部32の内部に設けられる電動ウィンチ機構37によって巻き上げられるように構成されている。本実施形態においては、図15(a)に示すように、間伐材600を縛ったロープ等に鋼鉄製ケーブル36の先端のフックをかけた後、電動ウィンチ機構37で鋼鉄製ケーブル36を巻き上げることで間伐材600を吊り上げることができる。ただし、図15に示した吊り上げ機構はあくまで例示であって、その他の適切な機構(例えば、帯やネットなどを用いて吊り上げる機構)を採用してもよいことはいうまでもない。   Here, the transport units 400 and 420 include a mechanism for lifting the long object from the bottom surface of each body part 32 as a long object fixing part. Specifically, the transport units 400 and 420 are provided with a steel cable 36 that hangs down from the bottom surface of the body portion 32, and the electric winch mechanism 37 in which the steel cable 36 is provided inside the body portion 32. It is comprised so that it can wind up. In this embodiment, as shown in FIG. 15 (a), after hooking the tip of the steel cable 36 to a rope or the like tied to the thinned wood 600, the steel cable 36 is wound up by the electric winch mechanism 37. You can lift the thinned wood 600. However, it is needless to say that the lifting mechanism shown in FIG. 15 is merely an example, and other appropriate mechanisms (for example, a lifting mechanism using a band, a net, or the like) may be adopted.

なお、本実施形態においては、運用時には、運搬ユニット400と運搬ユニッ420の間に支柱を架け渡して両者を連結することが好ましく、運搬ユニット400,420の各胴体部32の天井面には支柱を取り付けるための固定具38が形成されている。   In the present embodiment, during operation, it is preferable to bridge the struts between the transport unit 400 and the transport unit 420 and connect them to each other. A fixing tool 38 is formed for attaching the.

図16(a)(b)は、運搬ユニット400と運搬ユニット420からなる長物運搬システム4000を使用して間伐材600を運搬する様子を示す。図16(a)(b)に示すように、運搬ユニット400と運搬ユニッ420の間に支柱39を架け渡し、これを固定具38で固定することによって、長物運搬システム4000の走行が安定する。なお、支柱39は、木材の長さに応じてその長さを自在に伸縮しうる機構を備えることが好ましい。また、両者を連結するための部材は、適切な形状を持つ剛体であればよく、支柱の他、枠体や板状体などであってもよい。   FIGS. 16A and 16B show a state in which the thinned material 600 is transported using the long material transport system 4000 including the transport unit 400 and the transport unit 420. As shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b), when the support 39 is bridged between the transport unit 400 and the transport unit 420 and is fixed by the fixture 38, the traveling of the long material transport system 4000 is stabilized. In addition, it is preferable that the support | pillar 39 is equipped with the mechanism which can expand-contract the length freely according to the length of wood. Moreover, the member for connecting both may be a rigid body having an appropriate shape, and may be a frame body or a plate-like body in addition to the support.

本実施形態においては、作業者がテザー13のフック13aを固定した持ち手30を引きながら前に進むと、これを受けて、運搬ユニット400は、作業者の進行軌道を判断してこれを辿るように追尾する。同時に、運搬ユニット400は、信号ケーブル27を介して制御信号を送信し、これを受けて、運搬ユニット420は、運搬ユニット400の進行軌道を辿る。なお、運搬ユニット400と運搬ユニット420の間の制御信号の送受信は、有線に限らず、無線通信や光通信であってもよい。   In the present embodiment, when the operator moves forward while pulling the handle 30 to which the hook 13a of the tether 13 is fixed, the transport unit 400 receives this and determines and follows the traveling trajectory of the operator. To track. At the same time, the transport unit 400 transmits a control signal via the signal cable 27, and in response to this, the transport unit 420 follows the traveling path of the transport unit 400. In addition, transmission / reception of the control signal between the conveyance unit 400 and the conveyance unit 420 is not limited to wired communication, and may be wireless communication or optical communication.

以上、第4実施形態について説明した。第4実施形態では、独立した2つの操舵輪を走行手段とする場合を例にとって説明したが、本発明においては、運搬ユニットを3輪以上の車輪を有する自立走行型のユニットとして構成とすることが好ましく、また、その操舵機構についても、他の方式(アッカーマン・ステアリングやアーティキュレイテッドステアリングなど)を採用しうることはいうまでもない。また、第4実施形態では、運搬ユニット400のみがインテリジェンスを持ち、これに後続する運搬ユニット420の走行を遠隔制御する態様について説明したが、先に述べた第1および第2実施形態のように、2台以上の運搬ユニット400をテザー13で連結し、各ユニットが自身の判断で先導者の進行軌道を辿るように構成することもできる。   The fourth embodiment has been described above. In the fourth embodiment, the case where two independent steered wheels are used as travel means has been described as an example. However, in the present invention, the transport unit is configured as a self-sustained travel type unit having three or more wheels. In addition, it is needless to say that other methods (such as Ackerman steering and articulated steering) can be adopted for the steering mechanism. Further, in the fourth embodiment, only the transport unit 400 has intelligence, and the mode of remotely controlling the travel of the transport unit 420 subsequent thereto has been described. However, as in the first and second embodiments described above, It is also possible to connect two or more transport units 400 with the tether 13 so that each unit follows the traveling path of the leader at its own judgment.

以上、第1実施形態乃至第4実施形態に基づいて本発明を説明してきたが、本発明の長物運搬システムにおいては、長時間の作業に備えて、各運搬ユニットに電源を供給するための構成を付加することが好ましい。この点につき、図17に基づいて説明する。   As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on 1st Embodiment thru | or 4th Embodiment, in the long material conveyance system of this invention, the structure for supplying power to each conveyance unit in preparation for a long-time operation | work. It is preferable to add. This point will be described with reference to FIG.

図17は、作業者が2台の運搬ユニット500Aおよび500Bと電源供給ユニット500Cを連結して間伐材600を運搬している様子を示す。図17に示す運搬ユニット500A,500Bは、第1実施形態の運搬ユニット100の駆動輪12をクローラ52に置き換えた上に、電力をリレー伝送するための電源ユニット70を付加した構成を備えている。一方、電源供給ユニット500Cは、運搬ユニット500Aの胴体部10の上面を荷台に置き換えた構成を備えており、荷台の上に発電機80を搭載している。図17に示すシステム構成では、発電機80と運搬ユニット500Bの電源ユニット70と運搬ユニット500Aの電源ユニット70が電源ケーブル90を介して接続されており、発電機80が発電する電力が電源ユニット70を介して運搬ユニット500Aおよび500Bにリレー伝送されるように構成されている。   FIG. 17 shows a state where an operator is transporting the thinned material 600 by connecting the two transport units 500A and 500B and the power supply unit 500C. The transport units 500A and 500B shown in FIG. 17 have a configuration in which the drive wheel 12 of the transport unit 100 of the first embodiment is replaced with a crawler 52 and a power supply unit 70 for relaying power is added. . On the other hand, the power supply unit 500C has a configuration in which the upper surface of the body portion 10 of the transport unit 500A is replaced with a cargo bed, and a generator 80 is mounted on the cargo bed. In the system configuration shown in FIG. 17, the generator 80, the power supply unit 70 of the transport unit 500 </ b> B, and the power supply unit 70 of the transport unit 500 </ b> A are connected via the power cable 90, and the power generated by the generator 80 is the power supply unit 70. Is configured to be relay-transmitted to the transport units 500A and 500B.

なお、本発明においては、運搬ユニット間を連結する連結手段と電力伝送路を一体化してもよい。また、運搬ユニットの駆動輪を駆動する電気モータに回生ブレーキの機能を設けることで、上り区間で使用した電力を下り区間で回収するように構成してもよい。   In addition, in this invention, you may integrate the connection means and power transmission path which connect between conveyance units. Moreover, you may comprise so that the electric power used in the up section may be collect | recovered in a down section by providing the function of a regenerative brake in the electric motor which drives the drive wheel of a conveyance unit.

以上、説明したように、本発明の長物運搬システムによれば、少ない人手で効率的に間伐材を運搬することが可能になる。また、本発明によれば、周りの樹木や地面を傷めることなく、間伐材を運び出すことが可能になる。   As described above, according to the long material transport system of the present invention, it is possible to transport thinned wood efficiently with a small number of hands. Further, according to the present invention, it is possible to carry out the thinned material without damaging surrounding trees or the ground.

以上、本発明の長物運搬システムについて、間伐材の運搬に利用するケースを例にとって説明してきたが、本発明の用途は、間伐材の運搬に限定されるものではなく、あらゆる長物の運搬に適用することができることはいうまでもない。また、本発明の運搬ユニットの構成は、上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の設計変更が可能であることはいうまでもない。例えば、上述した長物固定部の形状は、長物の一端を把持した状態で支持することができる形状、または、長物を吊すことができる形状であれば、他の適切な形状を採用してもよい。その他、駆動輪をエンジン駆動にすることになど、当業者が推考しうる実施態様の範囲内において、本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。   As described above, the long material transport system of the present invention has been described by taking the case of using the thinned wood as an example, but the use of the present invention is not limited to the transport of the thinned wood, and is applicable to the transport of all long materials. It goes without saying that you can do it. Moreover, the structure of the conveyance unit of this invention is not limited to the structure of embodiment mentioned above, It cannot be overemphasized that a various design change is possible. For example, as long as the shape of the long object fixing portion described above is a shape that can be supported while holding one end of the long object, or a shape that can suspend a long object, other appropriate shapes may be adopted. . In addition, the present invention is included in the scope of the present invention as long as the functions and effects of the present invention are exhibited within the scope of embodiments that can be conceived by those skilled in the art, such as driving the drive wheels to the engine.

なお、上述したマイコン17の機能は、C、C++、C#、Java(登録商標)などで記述された装置実行可能なプログラムにより実現でき、本実施形態のプログラムは、ハードディスク装置、CD−ROM、MO、DVD、フレキシブルディスク、EEPROM、EPROMなどの装置可読な記録媒体に格納して頒布することができ、また他装置が可能な形式でネットワークを介して伝送することができる。   The function of the microcomputer 17 described above can be realized by a device executable program described in C, C ++, C #, Java (registered trademark), and the like. The program of this embodiment includes a hard disk device, a CD-ROM, It can be stored and distributed in a device-readable recording medium such as MO, DVD, flexible disk, EEPROM, EPROM, etc., and can be transmitted over a network in a format that other devices can.

10…胴体部、11…ブーム、12a,12b…駆動輪、13…テザー、13a…フック、14…リング、15…ウィンチ構造、15a…巻き取り軸、15b…筐体、15c…ガイド部、15d…揺動軸、16a,16b…モータ、17…マイクロコンピュータ、18…計測手段、19…計測手段、20…長物固定部、22…把持部、23…首部、24…回転台座部、25…かんぬき、26a,26b…操舵アクチュエータ、27…通信ケーブル、28…信号入力I/F、30…持ち手、32…胴体部、33a,33b…足部、34a,34b…モーター、35a,35b…操舵アクチュエータ、36…鋼鉄製ケーブル、37…電動ウィンチ機構、38…固定具、39…支柱、40…長物固定部、42…架設台部、44…回転台座部、52…クローラ、62a,62b,62c…支柱、64…回転モータ、65…回転モータ、66…ロープ、70…電源ユニット、80…発電機、100,200,300,320,400,420,500…運搬ユニット、600…間伐材、1000,2000,3000,4000…長物運搬システム   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Body part, 11 ... Boom, 12a, 12b ... Drive wheel, 13 ... Tether, 13a ... Hook, 14 ... Ring, 15 ... Winch structure, 15a ... Winding shaft, 15b ... Housing, 15c ... Guide part, 15d Oscillating shaft, 16a, 16b ... motor, 17 ... microcomputer, 18 ... measuring means, 19 ... measuring means, 20 ... long object fixing part, 22 ... gripping part, 23 ... neck part, 24 ... rotating pedestal part, 25 ... pinning 26a, 26b ... steering actuator, 27 ... communication cable, 28 ... signal input I / F, 30 ... handle, 32 ... trunk, 33a, 33b ... foot, 34a, 34b ... motor, 35a, 35b ... steering actuator 36 ... Steel cable, 37 ... Electric winch mechanism, 38 ... Fixing tool, 39 ... Post, 40 ... Long object fixing part, 42 ... Installation base part, 44 ... Rotating base part, 52 ... Roller, 62a, 62b, 62c ... support, 64 ... rotation motor, 65 ... rotation motor, 66 ... rope, 70 ... power supply unit, 80 ... generator, 100,200,300,320,400,420,500 ... transport unit , 600 ... Thinned wood, 1000, 2000, 3000, 4000 ... Long material transport system

Claims (26)

2台以上の運搬ユニットが連結されてなる長物運搬システムであって、
各前記運搬ユニットは、
駆動輪よる走行手段を備える胴体部と、
前記長物を固定するための長物固定部と、
前記胴体部の進行方向前部に左右揺動自在に設けられる伸縮自在の連結手段と、
前記連結手段の揺動角度および長さを計測するための計測手段と、
前記走行手段を制御する制御部と、
他の前記運搬ユニットの前記連結手段の先端部を固定するために前記胴体部の進行方向後部に設けられる連結手段固定部と、
を含み、
各前記運搬ユニットの各前記制御部が、自身の前記連結手段の揺動角度および長さに基づいて先導者の位置軌道を推定し、推定した該位置軌道上に該運搬ユニットの位置が漸近するように前記走行手段を制御する、
長物運搬システム。
A long material transport system in which two or more transport units are connected,
Each said transport unit is
A body portion provided with traveling means by drive wheels;
A long object fixing portion for fixing the long object;
Stretchable connecting means provided on the front part of the body part in the direction of travel so as to swing left and right;
Measuring means for measuring the swing angle and length of the connecting means;
A control unit for controlling the traveling means;
A connecting means fixing portion provided at a rear portion in the advancing direction of the body portion in order to fix the tip end portion of the connecting means of the other transport unit;
Including
Each control unit of each transport unit estimates the position trajectory of the leader based on the swing angle and length of its connection means, and the position of the transport unit asymptotically approaches the estimated position trajectory. To control the travel means,
Long material handling system.
前記連結手段を介して連結される2台の前記運搬ユニットの各前記長物固定部は、前記長物の一端を把持した状態で支持するための把持部を備える、請求項1に記載の長物運搬システム。   2. The long material transport system according to claim 1, wherein each of the long material fixing portions of the two transport units connected via the connection means includes a gripping portion for supporting the long material in a state where one end of the long material is gripped. . 前記連結手段を介して連結される2台の前記運搬ユニットの各前記長物固定部は、前記長物を吊るための支柱を架設するための架設台部を備え、各該架設台部の間に前記支柱が架設される、請求項1に記載の長物運搬システム。   Each of the long object fixing portions of the two transporting units connected via the connecting means includes an erection base part for laying a column for suspending the long object, and between the erection base parts, The long article conveyance system according to claim 1, wherein a support is installed. 前記長物固定部は、前記胴体部の底面から前記長物を吊り上げるための機構である、請求項1に記載の長物運搬システム。   The long object transport system according to claim 1, wherein the long object fixing unit is a mechanism for lifting the long object from a bottom surface of the body part. 前記連結手段として、バックテンション機構を備えたウィンチ構造に接続されて伸縮自在とされるテザーを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の長物運搬システム。   The long material conveyance system according to any one of claims 1 to 4, comprising a tether that is connected to a winch structure including a back tension mechanism and is extendable as the coupling means. 前記連結手段として、多段伸縮式のブームを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の長物運搬システム。   The long material conveyance system according to any one of claims 1 to 4, comprising a multistage telescopic boom as the connection means. 前記走行手段として、前記胴体部の左右に独立駆動する1以上の駆動輪を備え、
前記長物固定部は、前記胴体部の上に回転自在に接続され、
前記制御部は、前記駆動輪の回転を制御する、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の長物運搬システム。
The traveling means includes one or more driving wheels that are independently driven on the left and right of the body portion,
The long object fixing part is rotatably connected to the body part,
The control unit controls rotation of the drive wheel.
The long material conveyance system as described in any one of Claims 1-6.
前記駆動輪にクローラベルトを巻き回したクローラ構造を備える、
請求項7に記載の長物運搬システム。
A crawler structure in which a crawler belt is wound around the drive wheel;
The long material transport system according to claim 7.
前記走行手段として、前記胴体部の左右に1以上の操舵輪を備え、
前記制御部は、前記操舵輪の回転と舵角を制御する、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の長物運搬システム。
As the traveling means, provided with one or more steering wheels on the left and right of the body part,
The control unit controls the rotation and steering angle of the steered wheels.
The long material conveyance system as described in any one of Claims 1-6.
各前記制御部は、前記連結手段の長さが所定の閾値を下回ったことに応答して前記駆動輪の回転を停止制御する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の長物運搬システム。   Each said control part stops and controls rotation of the said driving wheel in response to the length of the said connection means having fallen below the predetermined threshold value, The long material conveyance system as described in any one of Claims 1-9. . 前記駆動輪は電気モータで駆動され、
前記胴体部に発電機を搭載してなるユニットが少なくとも1つの前記運搬ユニットに前記連結手段を介して連結され、各前記運搬ユニットが該発電機の発電電力をリレー伝送するための構成を備える、請求項1〜10のいずれか一項に記載の長物運搬システム。
The drive wheel is driven by an electric motor,
A unit comprising a generator mounted on the body is connected to at least one transport unit via the connecting means, and each transport unit has a configuration for relaying the generated power of the generator. The long material conveyance system as described in any one of Claims 1-10.
前記駆動輪は電気モータで駆動され、該電気モータが回生ブレーキとして機能する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の長物運搬システム。   The long-wheel conveyance system according to any one of claims 1 to 11, wherein the driving wheel is driven by an electric motor, and the electric motor functions as a regenerative brake. 2台以上の運搬ユニットが連結されてなる長物運搬システムを構成する該運搬ユニットであって、
駆動輪よる走行手段を備える胴体部と、
前記長物を固定するための長物固定部と、
前記胴体部の進行方向前部に左右揺動自在に設けられる伸縮自在の連結手段と、
前記連結手段の揺動角度および長さを計測するための計測手段と、
前記走行手段を制御する制御部と、
他の前記運搬ユニットの前記連結手段の先端部を固定するために前記胴体部の進行方向後部に設けられる連結手段固定部と、
を含み、
各前記運搬ユニットの各前記制御部が、自身の前記連結手段の揺動角度および長さに基づいて先導者の位置軌道を推定し、推定した該位置軌道上に該運搬ユニットの位置が漸近するように前記走行手段を制御する、
運搬ユニット。
The transport unit constituting a long material transport system in which two or more transport units are connected,
A body portion provided with traveling means by drive wheels;
A long object fixing portion for fixing the long object;
Stretchable connecting means provided on the front part of the body part in the direction of travel so as to swing left and right;
Measuring means for measuring the swing angle and length of the connecting means;
A control unit for controlling the traveling means;
A connecting means fixing portion provided at a rear portion in the advancing direction of the body portion in order to fix the tip end portion of the connecting means of the other transport unit;
Including
Each control unit of each transport unit estimates the position trajectory of the leader based on the swing angle and length of its connection means, and the position of the transport unit asymptotically approaches the estimated position trajectory. To control the travel means,
Transport unit.
第1の運搬ユニットとこれに後続する1台以上の第2の運搬ユニットからなる長物運搬システムであって、
前記第1の運搬ユニットは、
駆動輪よる走行手段を備える胴体部と、
前記長物を固定するための長物固定部と、
前記胴体部の進行方向前部に左右揺動自在に設けられる伸縮自在の連結手段と、
前記連結手段の揺動角度および長さを計測するための計測手段と、
前記連結手段の揺動角度および長さに基づいて先導者の位置軌道を推定し、推定した該位置軌道上に前記第1の運搬ユニットの位置が漸近するように前記走行手段を制御する制御部と、
を含み、
前記第2の運搬ユニットは、
駆動輪よる走行手段を備える胴体部と、
前記長物を固定するための長物固定部と、
を含み、
前記第1の運搬ユニットの前記制御部は、
前記第2の運搬ユニットの位置が前記第1の運搬ユニットの位置から所定距離離間した状態で該第1の運搬ユニットの位置軌道を辿るように、該第2の運搬ユニットの前記走行手段を制御する、
長物運搬システム。
A long material transport system comprising a first transport unit and one or more second transport units following the first transport unit,
The first transport unit is
A body portion provided with traveling means by drive wheels;
A long object fixing portion for fixing the long object;
Stretchable connecting means provided on the front part of the body part in the direction of travel so as to swing left and right;
Measuring means for measuring the swing angle and length of the connecting means;
A controller that estimates the position trajectory of the leader based on the swing angle and length of the connecting means, and controls the traveling means so that the position of the first transport unit is asymptotic to the estimated position trajectory. When,
Including
The second transport unit is
A body portion provided with traveling means by drive wheels;
A long object fixing portion for fixing the long object;
Including
The controller of the first transport unit is
The traveling means of the second transport unit is controlled so that the position of the second transport unit follows the position trajectory of the first transport unit in a state where the position of the second transport unit is separated from the position of the first transport unit by a predetermined distance. To
Long material handling system.
各前記長物固定部は、前記長物の一端を把持した状態で支持するための把持部を備える、請求項14に記載の長物運搬システム。   15. The long object transportation system according to claim 14, wherein each of the long object fixing parts includes a grip part for supporting the long object in a state where one end of the long object is gripped. 各前記長物固定部は、前記長物を吊るための支柱を架設するための架設台部を備え、各該架設台部の間に前記支柱が架設される、請求項14に記載の長物運搬システム。   15. The long material transport system according to claim 14, wherein each of the long object fixing portions includes an erection base part for erection of a column for suspending the long object, and the column is erected between the erection base parts. 前記長物固定部は、前記胴体部の底面から前記長物を吊り上げるための機構である、請求項14に記載の長物運搬システム。   The long object transport system according to claim 14, wherein the long object fixing part is a mechanism for lifting the long object from a bottom surface of the body part. 前記連結手段は、バックテンション機構を備えたウィンチ構造に接続されて伸縮自在とされるテザーである、請求項14〜17のいずれか一項に記載の長物運搬システム。   The long connection system according to any one of claims 14 to 17, wherein the connecting means is a tether that is connected to a winch structure including a back tension mechanism to be extendable. 前記連結手段は、多段伸縮式のブームである、請求項14〜17のいずれか一項に記載の長物運搬システム。   18. The long material transport system according to claim 14, wherein the connecting means is a multistage telescopic boom. 各前記走行手段として、前記胴体部の左右に独立駆動する1以上の駆動輪を備え、
各前記長物固定部は、前記胴体部の上に回転自在に接続され、
前記制御部は、各前記走行手段の前記駆動輪の回転を制御する、
請求項14〜19のいずれか一項に記載の長物運搬システム。
Each of the traveling means includes one or more drive wheels that are independently driven on the left and right of the body part,
Each long object fixing portion is rotatably connected to the body portion,
The control unit controls the rotation of the driving wheels of each of the traveling means.
The long material conveyance system as described in any one of Claims 14-19.
前記駆動輪にクローラベルトを巻き回したクローラ構造を備える、
請求項20に記載の長物運搬システム。
A crawler structure in which a crawler belt is wound around the drive wheel;
The long article conveyance system according to claim 20.
各前記走行手段として、前記胴体部の左右に1以上の操舵輪を備え、
前記制御部は、各前記走行手段の前記操舵輪の回転と舵角を制御する、
請求項14〜19のいずれか一項に記載の長物運搬システム。
As each of the traveling means, one or more steering wheels are provided on the left and right of the body part,
The control unit controls the rotation and the steering angle of the steered wheels of each of the travel means;
The long material conveyance system as described in any one of Claims 14-19.
前記制御部は、前記連結手段の長さが所定の閾値を下回ったことに応答して各前記走行手段の前記駆動輪の回転を停止制御する、請求項14〜22のいずれか一項に記載の長物運搬システム。   23. The control unit according to any one of claims 14 to 22, wherein the control unit stops and controls the rotation of the driving wheels of each of the traveling units in response to the length of the coupling unit being less than a predetermined threshold value. Long material transport system. 前記駆動輪は電気モータで駆動され、該電気モータが回生ブレーキとして機能する、請求項14〜23のいずれか一項に記載の長物運搬システム。   The long material transport system according to any one of claims 14 to 23, wherein the driving wheel is driven by an electric motor, and the electric motor functions as a regenerative brake. 前記駆動輪は電気モータで駆動され、
前記第2の運搬ユニットが前記胴体部の進行方向後部に連結手段固定部を含み、
前記第1の運搬ユニットの前記胴体部に発電機を搭載してなるユニットの前記連結手段の先端部が少なくとも1つの前記第2の運搬ユニットの前記連結手段固定部に連結され、各前記運搬ユニットが該発電機の発電電力をリレー伝送するための構成を備える、請求項14〜24のいずれか一項に記載の長物運搬システム。
The drive wheel is driven by an electric motor,
The second transport unit includes a connecting means fixing portion at a rear portion in the traveling direction of the body portion;
A tip end portion of the connecting means of a unit in which a generator is mounted on the body portion of the first transport unit is connected to the connecting means fixing portion of at least one second transport unit, and each of the transport units The long material conveyance system according to any one of claims 14 to 24, comprising: a configuration for relay transmission of power generated by the generator.
請求項14〜25のいずれか一項に記載の長物運搬システムをサブシステムとして複数備え、各サブシステムを構成する前記第2の運搬ユニットが前記胴体部の進行方向後部に連結手段固定部を含み、サブシステムを構成する前記第1の運搬ユニットの前記連結手段の先端部が他のサブシステムを構成する前記第2の運搬ユニットの前記連結手段固定部に連結されることを特徴とする、長物運搬システム。   A plurality of the long material conveyance systems according to any one of claims 14 to 25 are provided as a subsystem, and the second conveyance unit constituting each subsystem includes a coupling means fixing portion at a rear portion in the traveling direction of the body portion. The long end of the connecting means of the first transport unit constituting the subsystem is connected to the connecting means fixing portion of the second transport unit constituting the other subsystem. Conveying system.
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