JP5570430B2 - 飼料移動のための無人走行車両 - Google Patents
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Description
別々の駆動手段により、別々に駆動することができる二つの車輪と、車輪間で異なるトル
クを調整するトルク差異調整手段と、車両を制御し、走行方向に車両を移動させる制御装
置と、飼料を水平方向に移動させる飼料移動手段とを備える無人走行車両に関する。
知の無人走行車両の問題点は、制御に全く柔軟性がないことである。特に、無人走行車両
の動作の制御は、受動的であり、使用条件あるいはユーザーの要求にこの動作を適合させ
ることが極めて困難なことである。
提供することである。
調整する調整手段を備える無人走行車両によって達成される。この調整手段は、その最下
点が無人走行車両の中心線の少なくとも外に配置されるように設けられた車両傾斜装置を
備える。飼料移動手段の最下点をその中心線の外に調整可能にすることで、無人走行車両
がより柔軟な制御可能に構成されている。規定された最下点が中心線に沿って前方にある
公知の無人走行車両の場合、この無人走行車両に設けられた飼料移動手段は、回転方向が
より早く遭遇した飼料により規定されていないとき、原理的には二つの方向に回転するこ
とが可能である。回転方向は、抵抗が働くその場所に依存する。しかし、本発明の無人走
行車両により、飼料の高さを徐々に大きくするような第1の遭遇が所望の側で確実に起こるよう、飼料移動手段を特にその最下点に調整することが可能である。
この場合、最下点は、原理的に同じ高さで、中心線に配置されるように続いており、多少
の柔軟性がある。
。調整手段は高さ調整部を有する。その高さ調整部により、飼料移動手段の最下点の高さ
を調整することができる。地面との隙間は、平らでない地面、畝がある場合など実際に応
じて調整される。飼料の種類によって最下点を調整するような飼料移動手段の調整も可能
である。細かい粉体状の飼料は、粒子の粗い飼料よりも低い最下点が必要となる。
他の地域に移動することが可能となる。この場合、飼料移動手段は、二つの地域の間の地
面から離れて維持される。これにより、地面をきれいにできる。逆に、他の地域に最下点
を変位させて、飼料を圧縮したり、信頼性のある変位をさせることができる。
輪を備える。このため、この無人走行車両は、もはや、飼料移動手段の最下点で支持され
る必要がない。多少地面との隙間があるので、磨耗などを制限することができる。また、
それにより制御性も改善される。
ように設けられている。このため、飼料移動手段の最下点を左から右に移動させると共に
、最下点の高さを調整することが可能となる。3つの有効支持点に対し、一つの調整機能
が与えられるが、もちろん、高さの調整機能もまた複数の車輪、および/又は、複数の支
持点に対し設けられる。
面に一定の圧力を作用させるように自動的に高さ調整するために設けられる。これは、飼料移動手段の可能性のある磨耗を制御する。もう一方では、地面との距離があり、圧力がゼロの場合は、調整手段は、一定の地面との隙間を保証するように設けられている。この目的のため、調整手段は、圧力センサ、抵抗センサ、あるいは、隙間又は距離センサのような、最下点から地面の距離を測定する適当なセンサ装置、例えば、飛行時間スキャナとかレーザースキャナを備える。
識するセンサ手段が設けられる。このようなセンサ手段からの信号により、制御装置が、
飼料移動手段を自動的に調整することが可能となる。従って、無人走行車両は、地面の種
類又は状態を認識するセンサ手段と、そのセンサ手段からの信号により、飼料移動手段の
高さ及び/又は位置、特に、それの最下点を調整するよう配置された制御装置とを備える
。センサ手段は、例えば、画像認識を有するカメラや、金属検知器のような導電率計を備
える。その代わりに、超音波距離メータを適用してもよい。
段を備え、動作中、壁までの距離測定手段により測定された距離が、壁部までの初期設定
された最小距離より大きい又は等しくなるよう、この無人走行車両が保たれるように制御
装置がプログラムされている。これにより、無人走行車両は、壁部に沿ったきちっとした
道筋を確実に追うことができるようになり、原理的に、飼料を平均して等しい距離に位置
決めすることが可能となる。超音波センサは距離計として機能する。
差異を測定するためのトルク差測定手段を備える。この場合、好ましいのは、制御装置が
、動作中、無人走行車両の駆動可能な車輪が、トルク差測定手段により測定されたトルク
差を示すようプログラムされているならば、その差は初期設定された最大トルクより小さ
いか、等しい。トルク差を基に無人走行車両を制御することは、そのトルク差が正確に反
映され、飼料のある量を移動するため必要とされる力に比例するので、その無人走行車両
が、その飼料の量と少なくとも等しい量を水平に確実に移動させることになる。
線の向きを測定するための方向測定手段を備え、制御部が、動作中、壁部に関して方向測
定手段により測定された、且つ、初期設定の向きと等しい向きに、無人走行車両の中心線
が維持されるようプログラムされて、実現される。
接触力又は接触圧力による信号を制御装置に供給するように設けられた接触保護部をさら
に備える。このような保護部によって、無人走行車両は、周り、特に、人間にとってより
安全になる。この保護部は、導体部を有するリング部を備え、この導体部の抵抗値は、力
または圧力の作用によって、例えば、二つの導体部が互いに接近することによって、変化
する。この抵抗の変化を測定することにより、信号を測定することが可能となる。このよ
うにして、制御装置が生成された信号、例えばその寸法に応じたある動作を実行すること
が可能となる。
を逆にするように構成される。閾値を超えるということは、車両の機械的な抵抗が非常に
大きくなったことを意味し、それは、牛や人間のように移動できない障害物の存在を示し
ている。この場合、走行の向き、方向を逆にすることは、危険性を減らす。
するよう、制御装置に信号を供給するように設けられたセンサを備える。この信号によっ
て、好ましい道筋に沿って無人走行車両を制御することが可能になり、あるいは、動作す
る区域、又は、無人走行車両は接近すべきでない、人間が居る領域のように、安全な領域
の境界を示すことが可能となる。
あるいは着色された表面のような光学検出手段で構成される。このようなセンサと手段に
よって、道筋又は領域の限界設定とその変更が、非常に効果的な方法で実行可能となる。
以前に述べたように、地面の種類や状態を認識するセンサ手段にこのセンサを組み合わせ
ることも可能である。光学カメラで、境界や道筋だけでなく、飼料の種類や地面のタイプ
を認識することが可能である。
れた距離に初期設定の最小距離を組み合わせて、無人走行車両の制御の特性が与えられる
ように、プログラムされている。これにより、無人走行車両が地面に置かれた少ない飼料
の場合に壁部に接近しすぎることを防止できる。特に、壁部が雌牛のような動物が居る飼
料フェンス25であるとき、動物に接近しすぎることは、動物を十分に休息させることが
できなくなる。さらに、壁部との小さすぎる距離により、飼料を想定以上に積み重ねてし
まうことになる。
能であり、特に、無人走行車両から壁部への距離が設定される。調整方法は、例えば、一
日の時刻、無人走行車両が同じ位置にある経過時間、動物又は飼料フェンスのような壁部
にある個々の動物の種類によって異なる。本発明の無人走行車両の実施例において、初期
設定された最大トルク差および/又は初期設定された向きが、動作中に調整可能である。
無人走行車両の外周を形成する。この場合、自在に回転可能な環状、特に円形の要素が、
飼料自身により(摩擦による係合によって)駆動されるので、飼料移動手段の分離された
駆動機構は不要である。もし必要があれば、環状の要素の外周面は、一つ又はそれ以上の
摩擦増加層および/又は要素を設ける。信頼性のある飼料の水平移動を実現するため、本
発明による無人走行車両の実施例は、環状の、特に円形の要素が、無人走行車両の走行方
向で地面に最も近くに配置されるように傾斜されていることを特徴とする。環状の要素と
地面により囲まれた角度が、調整可能であるならば、飼料の異なる種類が無人走行車両の
走行方向を横断するように正確に移動されるように、無人走行車両が調整することが可能
である。
とも一つのすべりを検出する手段を備えることは、有効である。
両の動作に不利になるかもしれないほど、その車両の内部に蓄積されることを防止される
。
管コンテナと、地面に向かって飼料を排出する排出装置とを備えるなら、飼料を供給する
ことが可能となる。この保管コンテナは、飼料を混合する混合手段を備える。この場合、
制御装置が、距離測定装置および/又はトルク差測定手段からのデータ、および/又は無
人走行車両の速度および/又は保管コンテナの重量低減を基に、排出装置の動作を制御す
ることは、有効である。その代わりに、無人走行車両が、(例えば、無人走行車両の所有
者および/又は操作者の注意をひくために)信号を供給する信号手段と、距離測定手段お
よび/又はトルク差測定手段からのデータを基に信号手段の操作を制御する制御装置とを
備えてもよい。
るための無人走行車両1を示す。固体、液体またはその混合の飼料3は、知られた方法、
例えば、トラクターなどによって飼料フェンス2に積み上げられている。本発明が、動物
に飼料を与えるために、他の装置にも適用可能であることは、明確であり、図2に示され
た飼料フェンスは、飼料が積み上げられた近くの壁部の多くの例の一つにすぎない。本発
明において、「壁部」の用語のより、開かれた構造を有するかどうかに係らず、分離する
要素の全ての形のものが規定され、壁部として、多くの異なる、湾曲したものとか、直線
で囲まれたものとか、角度のあるものとか、考えられる。
られており、従って、ここでは詳細に説明しない。無人走行車両のエネルギ供給の自動チ
ャージと、車両に設けられたコンテナへの、からの他の材料の自動積載・荷降はよく知ら
れている。次の特許文献を参照:US2966256、DE1109441、DE118
3301、EP0382693、DE4425924、US5309592、EP014
2594、DE4444508、GB2313190、US5109566、GB231
3191、US3273038、NL7416427、US5341540、US564
6494、EP093235、EP1369010、EP1360912およびEP13
68017。
の、ジャイロスコープのような向き測定手段9を備える。電子コンパスや画像認識装置を
有するカメラのような、前述の特許文献に記載されたセンサのようにこの分野で公知の全
てのセンサが、向きの測定に使用される。
さらに備える。駆動手段4、5からのデータを用いるトルク差測定手段は、よく知られて
いる。このようなトルク差測定手段は、車輪の一つの滑りを検出するために用いられ、検
出したとき、正しい動作(回転数を下げ、操作者に警報を送る)を行う。
の制御装置11は、電線を介し、必要ならば無線で、距離測定手段6、トルク差測定手段
10および車輪4´、5´の駆動手段4、5に接続され、データが交換される。
材料で構成され、リング15に圧力が加わると、電気抵抗が変化する。この抵抗の変化は
、向きVの逆向きになるような適合動作を実行するために、制御装置11により使用され
る。リング15の高さは、想定される障害物により選択され、飼料3の考えられる最大高
さも考慮される。ちなみに、リング15の感度は、飼料3により加えられる最大の機械的
な抵抗が車両を転倒させないように選択される。
ように、あるいは、全ての車輪について等しくしてもよい。その結果、最下点19は中心
線の外に変位される。図2において、左の車輪を持ち上げることで、あるいは、右の車輪
を下げることにより、最下点19は、右に変位されている。
ンスに対し異なる距離に亘り異なる高さに積まれている。動物が単純に欲しい飼料の量を
いつも得ることができるように、飼料フェンス2に沿って無人走行車両を常時移動させら
れるように、図2に概略に示すように、飼料を飼料フェンスに向かって確実に移動させる
。無人走行車両1を正しく制御するように、制御装置11は、動作中、無人走行車両1が
飼料フェンス2と距離を保つよう、プログラムされ、その距離は、距離測定手段6により
測定され、飼料フェンスへの初期設定の最小距離より大きいか、あるいは、等しい。動作
中、無人走行車両の中心線14は、飼料フェンス2に対し向き測定手段9により決定され
た、初期設定された向きと等しい向きに維持される。動作中、無人走行車両1の駆動可能
な車輪4´、5´は、トルク差測定手段10により測定されたトルク差を示し、そのトル
ク差は、初期設定の最大トルクより小さいか、又は、等しい。これは、無人走行車両1が
、飼料フェンス2に対し常に正しい向きに維持され、無人走行車両1が、飼料フェンス2
から最小の距離以下にならないことを意味し、多すぎる飼料の量により動かされた無人走
行車両1の場合、トルク差が非常に大きくなり、多すぎる飼料が積み重ねられないことを
確実にする。
合わせて特性が与えられるように、無人走行車両1を制御するようプログラムされる。
この調整は、一日の時刻、無人走行車両が同じ位置にあるときから経過した期間、動物の
種類あるいは飼料フェンスにいる個別の動物に応じる。好ましい無人走行車両の実施例に
おいて、初期設定の最大トルク及び/又は初期設定の方向領域も、動作中に調整可能であ
る。
し充電可能な(図示しない)エネルギ供給装置を備える。誘導手段のような、エネルギ供
給装置を充電するほかの方法は、前述の特許文献に記載されている。
制御されるようにすることができる。このような制御は、無人走行車両を、飼料が置かれ
た地域あるいは飼料が置かれるべき地域を離れるとき、行われる。この地域を離れるとき
、飼料移動手段を持ち上げることが好ましい。地面に対しより大きく距離を取るため、無
人走行車両が、よりきれいにし、又は、グリッドあるいは敷居のようなあまり平らでない
地面にも対応できる。この目的のため、画像認識装置を有するカメラのような機能を備え
る付加センサ(図示しない)を設けてもよい。代替として、センサ20も同じように構成
してもいいし、超音波検出器6を地面に向かって回転可能に形成することもできる。誘導
センサや光学センサの構成センサ20と検出帯21の補助により、調整が必要な地域を示
すことが可能となる。
のため、無人走行車両1には、飼料を収容するための保管コンテナと、地面に向かって飼
料を排出するための排出装置を設けてもよい。この保管コンテナは、飼料を混合するため
の混合手段を備えるとよい。この場合、制御装置が、距離測定手段及び/又はトルク差測
定手段からのデータを基に、そして/あるいは無人走行車両の速度及び/又は保管コンテ
ナの重量の減少を基に、排出装置の動作を制御することもよい。これにより、飼料の均一
な量を供給することが可能となる。飼料フェンスへの或る距離で、トルク差が特定の値(
例えば、制御装置の記憶部に記録された検索テーブルにある値のような)以下になるとき
、飼料の量は、特定の値以下に減少している。これらのデータを基に、排出装置が、地面
のその位置に飼料の或る量を積み上げることができる。代替あるいは追加として、無人走
行車両1には、信号(例えば、無人走行車両の所有者および/又は運転者の注意を喚起す
るため)を供給する信号手段(適当な制御伝達回路を有する伝送アンテナ)を備え、制御
手段11が距離測定手段および又はトルク差測定手段からのデータを基に、信号手段の動作を制御するのもいい。この制御は、トルク差の大きさが、無人走行車両が移動している間、地面に置かれた飼料の量に依存している点を基にし、このトルク差が、無人走行車両を正しく制御するために、距離と向きを測定と同時に用いられる。
Claims (18)
- 地面に置かれた飼料を水平方向に移動させるための無人走行車両において、
別々の駆動手段によりそれぞれ駆動される二つの車輪と、
前記車輪の間のトルク差を調整するトルク差調整手段と、
走行の方向に移動するよう前記無人走行車両を制御する制御装置と、
前記飼料を水平方向に移動させる、自在に回転可能な環状要素を備えた、飼料移動手段と、
前記環状要素の最下点の高さ及び/又は位置を調整する調整手段と、を備え、
前記調整手段には、前記環状要素の回転による前記飼料の水平方向の移動の際に前記環状要素の最下点を前記無人走行車両の中心線の外に位置付けるように、車両傾斜装置が設けられていることを特徴とする無人走行車両。 - 特にスライドシュー又は第3の車輪である付加支持点をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の無人走行車両。
- 前記調整手段が、車輪と前記付加支持点の内の少なくとも一つの高さを調整する高さ調整部を備えることを特徴とする請求項2記載の無人走行車両。
- 前記調整手段が、前記飼料移動手段が地面に一定の圧力を及ぼすように自動に高さ調整をすることを特徴とする請求項1−3のいずれか1項に記載の無人走行車両。
- 壁部に対する前記無人走行車両の前記中心線の向きを測定する向き測定手段を備え、前記制御装置が、前記無人走行車両の動作中に、前記中心線が、初期設定の向きと等しい、前記向き測定手段により測定された前記壁部に対する向きに維持されるように、プログラムされていることを特徴とする請求項1−4のいずれか1項に記載の無人走行車両。
- 接触力又は接触圧力による信号を前記制御装置に供給する、前記無人走行車両の外側の周りに延在する接触保護部を備えることを特徴とする請求項1−5のいずれか1項に記載の無人走行車両。
- 前記制御装置は、前記信号が特定の閾値を超えたとき、壁部に対する前記無人走行車両の前記中心線の向きを変化させるよう設けられていることを特徴とする請求項6記載の無人走行車両。
- 前記地面の上、又は、中に配置された検出手段を認識するように、前記制御装置に信号を供給するセンサをさらに備えることを特徴とする請求項1−7のいずれか1項に記載の無人走行車両。
- 前記センサが誘導センサまたは光学センサを備え、前記検出手段が誘導、磁気検出手段または着色された面のような光学検出手段を備えることを特徴とする請求項8に記載の無人走行車両。
- 前記地面の種類または状態を認識するセンサ手段をさらに備え、前記調整手段が、前記
センサ手段からの信号により、前記飼料移動手段の前記高さ及び/又は位置を調整することを特徴とする請求項1−9のいずれか1項に記載の無人走行車両。 - 初期設定可能な距離が、動作中に調整でき、そして、前記距離は、前記無人走行車両から壁部までの距離であることを特徴とする請求項1−10のいずれか1項に記載の無人走行車両。
- 初期設定可能な向きが、動作中に調整でき、そして、前記向きが、壁部に対する前記無人走行車両の前記中心線の向きであることを特徴とする請求項1−11のいずれか1項に記載の無人走行車両。
- 前記環状要素が、前記無人走行車両の外側周囲を形成する外周を有することを特徴とする請求項1−12のいずれか1項に記載の無人走行車両。
- 前記環状要素が、前記最下点を前記地面に最も接近して配置するように、少なくとも前記無人走行車両の走行方向に傾斜されていることを特徴とする請求項13記載の無人走行車両。
- 飼料を収容する保管コンテナと、前記地面に向かって飼料を排出する排出装置とを備え、前記制御装置が、距離測定手段及び/若しくはトルク差測定手段からのデータ並びに/又は前記無人走行車両の速度並びに/又は前記保管コンテナの重量の減少とを基に、前記排出装置の動作を制御することを特徴とする請求項1−14のいずれか1項に記載の無人走行車両。
- 前記制御装置は、前記信号が特定の閾値を超えたとき、前記壁部に対する前記無人走行車両の前記中心線の向きを逆にするよう設けられていることを特徴とする請求項7記載の無人走行車両。
- 前記制御装置が、前記センサ手段からの信号により、前記飼料移動手段の前記環状要素の最下点の高さ及び/又は位置を調整することを特徴とする請求項10に記載の無人走行車両。
- 前記環状要素が、円形であることを特徴とする請求項13に記載の無人走行車両。
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