JP2018071700A - 作業車両 - Google Patents

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【課題】作業部高さ調節機構の防振性を向上させるようにした作業車両を提供する。【解決手段】シャシ12aに登載される原動機22に連結される作業部のシャシに対する重力軸方向の高さを調節可能な作業部高さ調節機構24を備えた作業車両において、作業部高さ調節機構が、筒状形状を呈するフレーム部80と、フレーム部の内部に挿入可能で、内側ハウジング82aと外側ハウジング82bからなる原動機ハウジング82と、外側ハウジングの径方向に周方向において異なる位置に形成される1組の凸部82b1,82b2とフレーム部の径方向に周方向の対応する位置に形成される1個の凸部801で形成される空間841にそれぞれ配置可能な複数個のガイドプレート84と、ガイドプレートと外側ハウジングの間に配置されて外側ハウジングをガイドプレートに向けて付勢する付勢部材86とを備える。【選択図】図5

Description

この発明は作業車両に関し、より詳しくは作業部高さ調節機構を備えた作業車両に関する。
作業車両として、シャシに搭載される原動機の出力軸に連結される作業部と、原動機を収容するハウジングをシャシに形成された筒状のフレーム部の内部に重力軸方向の高さを調節可能に挿入してなる作業部高さ調節機構とを備え、シャシに取り付けられた駆動輪で作業空間を自律走行するように構成されたものが知られており、その例として特許文献1記載の技術を挙げることができる。
この種の作業車両は凹凸路面を有する不整地での走行が多いことから、作業部高さ調節機構は、例えば原動機ハウジングの一端(一箇所)に形成されたガイドをフレーム部に形成されたガイドレールに嵌合させると共に、他端に配置された板ばねで一端側に付勢することで所期位置に固定して防振性を高めるように構成している。また、ガイドやガイドキャリッジなどに樹脂材を用いることで防振性をさらに高めることも行われている。
特開2016−81434号公報
しかしながら、不整地での路面の凹凸状態によっては上記した従来の防振構造では必ずしも十分ではなく、がたつきや引きずりによる異音が生じたりする不都合があった。
従って、この発明の課題は上記した不都合を解消し、作業部高さ調節機構の防振性を向上させるようにした作業車両を提供することにある。
上記した課題を解決するため、この発明は、シャシに搭載される原動機の出力軸に連結される作業部と、前記作業部の前記シャシに対する重力軸方向の高さを調節可能な作業部高さ調節機構とを備え、前記シャシに取り付けられた駆動輪で作業エリアを走行する作業車両において、前記作業部高さ調節機構が、前記シャシに設けられると共に、前記重力軸方向に延びる筒状形状を呈するフレーム部と、前記原動機を収容して前記フレーム部の内部に挿入可能であると共に、内側ハウジングと前記内側ハウジングに螺合される外側ハウジングとからなる原動機ハウジングと、前記作業部の前記高さを調節可能な高さ調節部と、前記フレーム部と外側ハウジングの一方の径方向に周方向において、異なる位置に形成される1組の凸部と前記フレーム部と外側ハウジングの他方の径方向に周方向において前記1組の凸部に対応する位置に形成される1個の凸部との少なくともいずれかで形成される空間にそれぞれ配置可能な複数個のガイドプレートと、前記フレーム部と前記外側ハウジングの間に配置されて前記外側ハウジングを前記ガイドプレートに向けて付勢する少なくとも1個の付勢部材とを備える如く構成した。
この発明に係る作業車両にあっては、作業部高さ調節機構が、シャシに設けられる筒状形状を呈するフレーム部と原動機ハウジングの一方の周方向において、異なる位置に形成される1組の凸部と他方の1組の凸部の対応位置に形成される1個の凸部との少なくともいずれかで形成される空間にそれぞれ配置可能な複数個のガイドプレートと、フレーム部と外側ハウジングの間に配置されて外側ハウジングをガイドプレートに向けて付勢する少なくとも1個の付勢部材とを備える如く構成したので、作業部高さ調節機構の防振性を向上させることができる。
即ち、従来の防振構造が原動機ハウジングの一端に形成されたガイドをフレーム部に形成されたガイドレールに嵌合させると共に、他端に配置された板ばねで一端側に付勢するように構成されていたのに比し、この発明にあっては、周方向において異なる位置に凸部で形成される空間に配置される複数個のガイドプレートを備えると共に、それらガイドプレートに向けて外側ハウジングを少なくとも1個の付勢部材で付勢するように構成したので、複数個のガイドプレートで外側ハウジングを確実に固定することができ、よって作業部高さ調節機構の防振性を向上させることができる。
この発明の実施形態に係る作業車両を全体的に示す概念図である。 図1の作業車両の上面図である。 図1の作業車両の作業エリアなどの説明図である。 図1の車両の作業部高さ調節機構を含む、シャシの側面図である。 図4のV−V線断面図である。 図5のV1−VI線断面図である。 図4の作業部高さ調節機構の模式的側面図である。 図4の作業部高さ調節機構の固定手法の説明図である。 図4の作業部高さ調節機構の固定手法の説明図である。
図1はこの発明の実施形態に係る作業車両を全体的に示す概念図、図2は図1の作業車両の上面図、図3は図1の作業車両が自律走行する作業エリアの平面図である。
図1などにおいて符号10は作業車両(以下「車両」という)を示す。車両10は具体的には芝刈り機からなる。車両10の車体12はシャシ(車体フレーム)12aとシャシに変位可能に取り付けられるカバー12bとからなる。
車両10は、前後方向においてシャシ12aの前側にステー12cを介して固定される比較的小径の左右2個の前輪14を備えると共に、後側にシャシ12aに直接取り付けられる比較的大径の左右の後輪16を備える。
車両10のシャシ12aの中央位置付近には芝刈り作業用の作業部(ブレード、具体的にはロータリブレード)20が取り付けられると共に、その上部には電動モータ(原動機。以下「作業モータ」という)22が配置される。作業部20は作業モータ22に接続され、作業モータ22によって回転駆動される。
作業部20にはユーザの手動操作自在な作業部高さ調節機構24が連結される。作業部高さ調節機構24はユーザの操作可能なハンドルなどの調節部24a(図4と図7に示す)を備え、ユーザがその調節部24aを手で廻すことで作業部20の接地面GRからの上下方向の高さが調節可能に構成される。尚、作業部高さ調節機構24の詳細は後述する。
車両10のシャシ12aには、作業部20の後端側で2個の電動モータ(原動機。以下「走行モータ」という)26L,26Rが取り付けられる。走行モータ26L,26Rは左右の後輪16に接続され、前輪14を従動輪、後輪16を駆動輪として左右独立に正転(前進方向への回転)あるいは逆転(後進方向への回転)させる。作業部20と作業モータ22と走行モータ26などはカバー12bで被覆される。
この実施形態において、車両10はユーザが運搬可能な重量と寸法を有し、例えば全長(前後方向長さ)71cm程度、全幅55cm程度、高さ30cm程度の寸法を有する。
車両10の後部には搭載充電ユニット30とそれに接続される搭載電池(バッテリ)32とが格納されると共に、シャシ12aには一対の電池充電端子34が前端位置の前方に突出するように取り付けられる。電池充電端子34は搭載充電ユニット30に接続される。作業モータ22と走行モータ26も搭載電池32に接続され、搭載電池32から通電される。
車両10において車体12の前側には左右2個の磁気センサ36L,36Rが配置されると共に、後側には1個の磁気センサ36Cが配置され、それぞれ磁界の大きさ(磁界強度)を示す信号を出力する。
また、車体12には、車両10が障害物や異物との接触によるシャシ12aとカバー12bの間の変位を検出する接触センサ40が取り付けられる。
シャシ12aの中央位置付近には収納ボックスが設けられると共に、その内部に収納された回路基板42上にはCPUと、I/Oと、メモリ(ROM,EEPROM,RAM)などを備えたマイクロコンピュータからなる電子制御ユニット(Electronic Control Unit。制御装置。以下「ECU」という)44が搭載される。
また、回路基板42上には、ECU44に近接して車両10の重心位置のz軸(重力軸)回りの角速度(ヨーレート)を示す出力を生じる角速度センサ46と、車両10に作用するx,y,z軸の直交3軸方向の加速度を示す出力を生じる加速度センサ50と、地磁気に応じた絶対方位を示す出力を生じる方位センサ52と、GPS衛星からの電波を受信して車両10の現在位置を示す出力を生じるGPSセンサ54が設けられる。
また、車両10の左右の後輪16の付近には左右の後輪16の車輪速を示す出力を生じる車輪速センサ56が配置されると共に、シャシ12aとカバー12bの間にはユーザなどによってカバー12bがシャシ12aからリフトされた(持ち上げられた)ことを検出するリフトセンサ60が配置される。搭載電池32には搭載電池32の消費電流を示す出力を生じる電流センサ62が配置される。
また、車両10には、作業の動作開始などを指令するメインスイッチ64と非常停止を指令する非常停止スイッチ66がユーザの操作自在に設けられる。さらに、カバー12bは上面で大きく切り欠かれてそこにユーザの指令などの入力のためのキーボードやタッチパネルなどの入力機器68が設けられると共に、それに隣接してディスプレイ70が設けられる。入力機器68とディスプレイ70はECU44に接続され、ディスプレイ70にはECU44の指令に応じて作業モードなどの各種の情報が表示される。
磁気センサ36、接触センサ40、角速度センサ46などのセンサ類の出力とメインスイッチ64などのスイッチ類の出力はECU44に送られる。ECU44は、それらの出力に基づき、搭載電池32から走行モータ26に通電すると共に、制御値を出力して走行モータ26の動作を制御することで車両10の走行を制御する。
また、ECU44は磁気センサ36の出力から作業エリア(作業領域)ARを検出(認識)し、それに基づいて作業モータ22に通電して作業エリアARで作業する。
図3に示す如く、作業エリアARは、その周縁の配置されるエリアワイヤ(電線)72によって区画される。作業エリアARには車両10の搭載電池32を充電するための充電ステーション74が配置される(図3では車両10などの大きさを誇張して示す)。
この発明の特徴は上記した構成を備えた車両10の作業部高さ調節機構24の構造にあるので、以下それについて図4以降を参照して説明する。
図4は図1に示す車両10の作業部高さ調節機構24を含むシャシ12aの側面図、図5は図4のV−V線断面図、図6は図5のVI−VI線断面図、図7は図4の作業部高さ調節機構24の模式的側面図、図8は図5などに示す作業部高さ調節機構24の固定手法の説明図、図9はこの発明に係る作業部高さ調節機構24の固定手法の変形例を示す、図8と同様の説明図である。
以下説明すると、図4から図8に示す如く、この発明に係る作業部高さ調節機構24は、フレーム部80と原動機ハウジング82とガイドプレート84と付勢部材86を備える。
フレーム部80はシャシ12aにシャシ12aと一体的に設けられると共に、重力軸方向、より詳しくは重力軸方向から少し傾斜した上下方向に延びる筒状形状、より具体的には図5に示すように平面視円筒形状を呈する。
尚、この明細書において「重力軸方向」は、図1に示す如く、車両10が接地面GR上に置かれたときの直交座標系における重力軸方向(鉛直軸方向。z軸方向)を意味する。
原動機ハウジング82は、作業モータ22を収容してフレーム部80の内部に挿入可能であると共に、内側ハウジング82aと内側ハウジング82aに螺合される外側ハウジング82bとからなる。
即ち、内側ハウジング82aの外周にはおねじが螺刻されると共に、外側ハウジング82bの内周にはめねじが螺刻され、内側ハウジング82aと外側ハウジング82bはそれらおねじとめねじからなるねじ82cで螺合される。図6と図7に示す如く、内側ハウジング82aは外側ハウジングに比し、軸方向の長さが短くされる。
フレーム部80と外側ハウジング82bの一方、図示例では外側ハウジング82bの径方向には1組の凸部82b1,82b2が周(円周)方向において、異なる位置に2ケ所で形成されると共に、フレーム部80と外側ハウジング82bの他方、即ち、フレーム部80の径方向には周(円周)方向において、外側ハウジング82bの1組の凸部82b1,82b2に対応する位置にはそれぞれ1個の凸部801が形成される。
ガイドプレート84は、それら1組の凸部82b1,82b2と1個の凸部801とによって周方向において異なる位置に2ケ所で形成される2個(複数個)の空間841にそれぞれ配置可能な2個(複数個)のプレートからなる。尚、ガイドプレート84は3個以上であっても良い。
このように、2個のガイドプレート84は周方向において異なる位置、より具体的には図8に示すように外側ハウジング82bを挟持可能な位置に形成される。具体的には、2個のガイドプレート84は外側ハウジング82bを周方向において異なる位置で挟持するように2個の空間841にそれぞれ配置される。
外側ハウジング82bの径方向に形成される1組の凸部82b1,82b2は、図5に示すように平面視において矩形状を呈する。一方、フレーム部の径方向に形成される1個の凸部801は欧字Uを倒立させた形状を呈すると共に、図6に示すように側面視において矩形状を呈する。
また、ガイドプレート84も図5の拡大部Aに示すようにそれぞれ平面視において欧字Uを倒立させた形状を呈すると共に、図6に示すように側面視において矩形状を呈する。ガイドプレート84は樹脂材からなる。フレーム部80と原動機ハウジング82も樹脂材からなる。
ガイドプレート84は、周方向の角部842が面取りされてなると共に、ガイドプレート84が配置される空間841を形成する1個の凸部801は、周方向の角部においてボス部8011が形成される。
図5の拡大部Bと図6の拡大部Aに良く示す如く、フレーム部80と外側ハウジング82bの間には、外側ハウジング82bをガイドプレート84に向けて付勢する少なくとも1個、より具体的には2個の付勢部材86が配置(弾装)される。付勢部材86は具体的にはトルクばね(ねじりコイルばね)からなり、支持具86aで図示位置に配置される。
図6に示す如く、ガイドプレート84と付勢部材86は、フレーム部80にその軸方向(重力軸方向にほぼ相当)において同一あるいはその近傍の高さに配置される。尚、図6で作業モータ22の図示を省略した。
図8に示す如く、2個の付勢部材86はそれらの付勢力(荷重方向)が原動機ハウジング82の上面視における中心82dあるいはその近傍で直交するようにフレーム部80のガイドプレート84の形成位置と対向する位置に配置される。
尚、図9に示す如く、付勢部材86はフレーム部80と外側ハウジング82bの間に配置されて外側ハウジング82bをガイドプレート84に向けて付勢する少なくとも1個からなる付勢部材であっても良い。
図7に示す如く、作業モータ22の出力軸22aには取り付け具22bを介して作業部20が取り付けられる。
尚、図示の如く、調節部24aと内側ハウジング82aの間には弾性材からなるシールホルダ90が設けられて調節部24aの軸部24a1の偏心を抑制すると共に、その間をシールする。
また、シールホルダ90とフレーム部80の間には弾性材からなるOリング92が防止されてその間をシールすると共に、フレーム部80と原動機ハウジング82の間にはゴム材からなるブーツ94が設けられ、その間からの水分の浸入を阻止する。
次いで、図7を参照してこの発明に係る作業部高さ調節機構24の動作(作用)を説明する。
ユーザは作業領域の芝の生育状況などから作業部20の高さを変更する必要があると判断すると、調節部24aを手動で右(あるいは左)に回転させる。
調節部24aは原動機ハウジング82の内側ハウジング82aに取り付けられているので、内側ハウジング82aは調節部24aの回転につれ、ねじ82c1,82c2を介して螺合される外側ハウジング82b、換言すればシャシ12aに対して大略重力軸方向に上昇(あるいは下降)する。それによって作業部20の接地面GRからの上下方向の高さが調節される。
上記した如く、この実施形態にあっては、シャシ12aに搭載される原動機(作業モータ)22の出力軸22aに連結される作業部(ブレード)20と、前記作業部の前記シャシに対する重力軸方向の高さを調節可能な作業部高さ調節機構24とを備え、前記シャシに取り付けられた駆動輪(走行モータ26で駆動される駆動輪16)で作業エリアARを走行する作業車両10において、前記作業部高さ調節機構24が、前記シャシ12aに設けられると共に、前記重力軸方向に延びる筒状形状を呈するフレーム部80と、前記原動機22を収容して前記フレーム部80の内部に挿入可能であると共に、内側ハウジング82aと前記内側ハウジングに螺合される外側ハウジング82bとからなる原動機ハウジング82と、前記作業部20の前記高さを調節可能な調節部24aと、前記フレーム部80と外側ハウジング82bの一方、より具体的には外側ハウジング82bの径方向に周方向において異なる位置に形成される1組の凸部82b1,82b2と前記フレーム部80と外側ハウジング82bの他方、より具体的にはフレーム部80の径方向に周方向において前記1組の凸部に対応する位置に形成される1個の凸部801との少なくともいずれかで形成される空間841にそれぞれ配置可能な複数個のガイドプレート84と、前記フレーム部80と前記外側ハウジング82bの間に配置されて前記外側ハウジングを前記ガイドプレート84に向けて付勢する少なくとも1個の付勢部材86とを備える如く構成したので、作業部高さ調節部材24の防振性を向上させることができる。
即ち、従来の防振構造が原動機ハウジングの一端(一箇所)に形成されたガイドをフレーム部に形成されたガイドレールに嵌合させると共に、他端に配置された板ばねで一端側に付勢するように構成されていたのに比し、この実施形態にあっては、周方向において異なる位置に凸部82b1,82b2,801で形成される空間841に複数個のガイドプレート84を備えると共に、それらガイドプレート84に向けて外側ハウジング82bを少なくとも1個の付勢部材86で付勢するように構成したので、複数個のガイドプレート84で外側ハウジング82bを確実に固定することができ、よって作業部高さ調節機構24の防振性を向上させることができる。
また、前記複数個のガイドプレート84は前記外側ハウジング82bを前記周方向において異なる位置で挟持するように複数個の空間841にそれぞれ配置される如く構成したので、複数個のガイドプレート84で外側ハウジング82bを一層確実に固定することができ、よって作業部高さ調節機構24の防振性を向上させることができる。
また、前記付勢部材86が少なくとも2個の付勢部材からなると共に、前記2個の付勢部材はそれらの付勢力が前記原動機ハウジング82の中心82dあるいはその近傍で直交するように前記フレーム部80と外側ハウジング82bの間に配置されるように構成したので、付勢部材86で均等に付勢力を作用させつつ、複数個のガイドプレート84で外側ハウジング82bを一層確実に固定することができ、よって作業部高さ調節機構24の防振性を一層向上させることができる。
また、前記ガイドプレート84は、前記周方向の角部842が面取りされてなる如く構成したので、上記した効果に加え、組み付け作業が容易となる。また、作業部20の高さが調節されているとき、ガイドプレート84の角が他の部材に接触することがないので、引き摺り抵抗を抑制でき、結果として耐久性を向上させることができる。
また、前記ガイドプレート84と付勢部材86は、前記フレーム部80に軸方向において同一あるいはその近傍の高さに配置される如く構成したので、上記した効果に加え、付勢部材86の付勢力をガイドプレート84に向けて効果的に作用させることができ、防振性を向上させることができる。
また、前記ガイドプレート84が配置される空間841を形成する1個の凸部801は、前記周方向の角部においてボス部8011が形成される如く構成したので、上記した効果に加え、ガイドプレート84を所期位置に確実に固定することができる。
また、前記フレーム部80と前記原動機ハウジング82は、平面視円筒形状を呈する如く構成したので、上記した効果に加え、作業部高さ調節機構24において原動機ハウジング82の占有スペースを小さくすることができる。
また、前記ガイドプレート84が樹脂材からなる如く構成したので、上記した効果に加え、樹脂材の素材を適宜選定することで、作業部高さ調節機構24の防振性を一層向上させることができる。
尚、上記において、車両10として作業エリアARの周縁に配置されるエリアワイヤ72の磁界を検出しながら走行して作業する自律走行車両を例示したが、車両10は、その種の自律走行車両に限られるものではなく、作業する車両であればどのようなものでも良い。
また、作業部20として芝刈り用のブレードを開示したが、作業部はそれに限られるものではなく、シャシ12aからの高さ調節が必要な機器であれば、どのようなものであっても良い。
また、作業部高さ調節機構24はユーザが調節部24aを手動で操作することにより作業部20の高さが調節されるようにしたが、作業部20の高さを電動モータで調整するようにしても良い。
10 作業車両(車両)、12 車体、12a シャシ、12b カバー、14 前輪、16 後輪、20 作業部(ブレード)、22 電動モータ(作業モータ)、24 作業部高さ調節機構、24a 調節部、26 電動モータ(走行モータ)、30 搭載充電ユニット、32 搭載電池、34 電池充電端子、36 磁気センサ、40 接触センサ、44 電子制御ユニット(ECU)、46 角速度センサ、50 加速度センサ、52 方位センサ、54 GPSセンサ、56 車輪速センサ、60 リフトセンサ、62 電流センサ、68 入力機器、70 ディスプレイ、72 エリアワイヤ、74 充電ステーション、80 フレーム部、801 凸部、8011 ボス部、82 原動機ハウジング、82a 内側ハウジング、82b 外側ハウジング、82b1,82b2 凸部、82c ねじ、82d 中心、84 ガイドプレート、841 空間、842 角部、86付勢部材(トルクばね)、AR 作業エリア

Claims (8)

  1. シャシに搭載される原動機の出力軸に連結される作業部と、前記作業部の前記シャシに対する重力軸方向の高さを調節可能な作業部高さ調節機構とを備え、前記シャシに取り付けられた駆動輪で作業エリアを走行する作業車両において、前記作業部高さ調節機構が、
    前記シャシに設けられると共に、前記重力軸方向に延びる筒状形状を呈するフレーム部と、
    前記原動機を収容して前記フレーム部の内部に挿入可能であると共に、内側ハウジングと前記内側ハウジングに螺合される外側ハウジングとからなる原動機ハウジングと、
    前記作業部の前記高さを調節可能な調節部と、
    前記フレーム部と外側ハウジングの一方の径方向に周方向において、異なる位置に形成される1組の凸部と前記フレーム部と外側ハウジングの他方の径方向に周方向において前記1組の凸部に対応する位置に形成される1個の凸部との少なくともいずれかで形成される空間にそれぞれ配置可能な複数個のガイドプレートと、
    前記フレーム部と前記外側ハウジングの間に配置されて前記外側ハウジングを前記ガイドプレートに向けて付勢する少なくとも1個の付勢部材と、
    を備えることを特徴とする作業車両。
  2. 前記複数個のガイドプレートは前記外側ハウジングを前記周方向において異なる位置で挟持するように複数個の空間にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項1記載の作業車両。
  3. 前記付勢部材が少なくとも2個の付勢部材からなると共に、前記2個の付勢部材はそれらの付勢力が前記原動機ハウジングの中心あるいはその近傍で直交するように前記フレーム部と前記外側ハウジングの間に配置されることを特徴とする請求項1または2記載の作業車両。
  4. 前記ガイドプレートは、前記周方向の角部が面取りされてなることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の作業車両。
  5. 前記ガイドプレートと付勢部材は、前記フレーム部に軸方向において同一あるいはその近傍の高さに配置されることを特徴とする請求項1または2記載の作業車両。
  6. 前記ガイドプレートが配置される空間を形成する1個の凸部は、前記周方向の角部においてボス部が形成されてなることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の作業車両。
  7. 前記フレーム部と前記原動機ハウジングは、平面視円筒形状を呈することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の作業車両。
  8. 前記ガイドプレートが樹脂材からなることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の作業車両。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111981278A (zh) * 2020-08-31 2020-11-24 李乐东 一种高低可调带缓冲水泵安装辅助支撑架

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