JP6066487B2 - 電動作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、左右一対の駆動輪と、それぞれの駆動輪を駆動する左右一対の走行モータと、作業をするための作業部と、作業部を駆動するための作業モータと、自律走行をするための自律走行プログラムを格納した制御部とを備え、自律走行で作業が可能な電動作業車両に関する。

特許文献１には、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波信号を利用して自律走行する電動ローンモアを用いた自律走行作業システムの一例が開示されている。この文献では、基地局と電動ローンモアとの間で無線通信を行いながら自律走行にて芝刈りを行うことができるシステムが開示されている。

特開２０１２−１０５５５７号公報

しかし、このような自律走行して作業をする電動作業車両は、作業者の誤操作によって自律走行を一旦開始すると、作業者が乗車していないために、電動作業車両の自律走行を停止させるのが容易ではない。そして、自律走行している電動作業車両は、その挙動が予測できず、作業者が電動作業車両に近づいて停止させることが危険であるという問題がある。そこで、この発明は、作業者の誤操作による自律走行の開始を防止することで安全性が向上する電動作業車両を提供することにある。

このため請求項１に記載の発明は、
左右一対の駆動輪と、
該それぞれの駆動輪を駆動する左右一対の走行モータと、
作業をするための作業部と、
該作業部を駆動するための作業モータと、
自律走行をするための自律走行プログラムを格納した制御部とを備え、自律走行で作業が可能な電動作業車両であって、
電波を送受信して現在位置を確認するための通信手段を備えるユニットを着脱自在に備えるとともに、
前記ユニットの車両への着脱を検出する着脱検出部を備え、
前記制御部は、前記着脱検出部が前記ユニットの車両への装着を検出する場合に自律走行可能とすることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動作業車両において、
前記ユニットは、自律走行を強制的に停止させる非常停止手段を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電動作業車両において、
前記ユニットは、自律走行プログラムのパラメータを記憶する記憶手段を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の電動作業車両において、
前記ユニットを車両に装着するのに対応して、前記ユニットと前記制御部とを電気的に接続する接続手段を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の電動作業車両において、
前記左右の走行モータの回転をそれぞれ操作する一対の走行レバーと、
該走行レバーを操作する際に着席する運転席とを備え、
運転者が乗車して作業を行うか、自律走行で作業を行うかを選択可能であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の電動作業車両において、
前記作業部を芝刈りに使用する電動作業車両であって、
該作業部が、
前記作業モータに取り付けられたモアブレードと、
該モアブレードを覆うように備えるモアデッキとで構成されることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、左右一対の駆動輪と、該それぞれの駆動輪を駆動する左右一対の走行モータと、作業をするための作業部と、該作業部を駆動するための作業モータと、自律走行をするための自律走行プログラムを格納した制御部とを備え、自律走行で作業が可能な電動作業車両であって、電波を送受信して現在位置を確認するための通信手段を備えるユニットを着脱自在に備えるとともに、前記ユニットの車両への着脱を検出する着脱検出部を備え、前記制御部は、前記着脱検出部が前記ユニットの車両への装着を検出する場合に自律走行可能とする。

したがって、作業者の誤操作による自律走行の開始を防止することで安全性が向上する電動作業車両を提供することができる。ここで、自律走行を開始するには、ユニットを車両に装着した後、自律走行開始の指示を行うという２段階の操作が必要であり、ユニットが車両に装着されていない場合には自律走行をすることができない。このような構成のため、誤操作による自律走行の開始を防止することができる。また、このユニットを複数の電動作業車両に流用することが可能であるため、経済性がよい。

請求項２に記載の発明によれば、前記ユニットは、自律走行を強制的に停止させる非常停止手段を備えるので、電動作業車両が自律走行中に異常事態、すなわち、何らかの原因で走行不能や制御不能となった場合に、電動作業車両を非常停止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、前記ユニットは、自律走行プログラムのパラメータを記憶する記憶手段を備えるので、ユニットを持ち運び、任意の場所でユニットが備える記憶部に自律走行プログラムのパラメータなどを記憶することができ、自律走行プログラムのパラメータなどの入力や変更が容易となる。

請求項４に記載の発明によれば、前記ユニットを車両に装着するのに対応して、前記ユニットと前記制御部とを電気的に接続する接続手段を備える。

したがって、ユニットの車両への着脱と、このユニットと制御部との電気的な接続および切断とが同時に行えるため、電動作業車両の組立性が向上し、自律走行への移行が容易となり、作業時間を短縮することが可能である。

請求項５に記載の発明によれば、前記左右の走行モータの回転をそれぞれ操作する一対の走行レバーと、該走行レバーを操作する際に着席する運転席とを備え、運転者が乗車して作業を行うか、自律走行で作業を行うかを選択可能である。

したがって、運転者が多忙なときや他の作業を行いたいときなどに自律走行を選択することができるとともに、複雑で注意を要するような地形や作業エリアを作業するときには、運転者が乗車して作業をするというように、作業状況や作業者の都合に合わせて、自律走行と乗車走行とを選択することができる。さらに、乗車走行時にはユニットを必要とせず、乗車走行時の電動作業車両の重量を低減することができ、乗車走行時の消費電力を低減させることができる。

請求項６に記載の発明によれば、前記作業部を芝刈りに使用する電動作業車両であって、該作業部が、前記作業モータに取り付けられたモアブレードと、該モアブレードを覆うように備えるモアデッキとで構成されるので、安全性が向上する自律走行によって芝刈り作業を行う電動作業車両を提供することができる。

この発明の電動作業車両の一例としての、電動ローンモアの平面図である。 電動ローンモアの側面図である。 バッテリの取り付け部近傍の概略側面図である。 電動ローンモアを構成するシャーシの斜視図である。 モアデッキユニットの構成を説明するための図であり、（ａ）はモアデッキユニットの底面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視背面図である。 運転席、デッキ昇降ペダルのペダル部および走行操作レバーのレバー部を取り外した電動ローンモアの平面図である。 右フェンダーの一部拡大斜視図である。 自律走行する際のカウルカバーを取り付けた電動ローンモアの平面図である。 自律走行する際のカウルカバーを取り付けた電動ローンモアの側面図である。 カウルカバーの上方斜視図である。 カウルカバーの平面図である。 カウルカバーの側面図である。 カウルカバーの下方斜視図である。 カウルカバーの取り付けを説明すための一部拡大断面図図である。 ＧＰＳ衛星を用いた電動ローンモアの自律走行システムを説明するための図である。

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

電動ローンモア（電動作業車両）１０は、シャーシ（車体フレーム）１１と、該シャーシ１１の前側下方に一対の前タイヤ１２、後側下方に一対の後タイヤ（駆動輪）１３などを備える。また、前タイヤ１２と後タイヤ１３との間には、モアデッキユニットＭＵを備える。

モアデッキユニットＭＵは、モアデッキ１４と、２つのモアモータ（作業モータ）１５，１５と、芝を刈るためのモアブレード（作業部）などで構成される。モアデッキ１４の後部の側面は、刈った芝を後方に排出するために開放されている。モアブレードは、モアデッキ１４の内側に、左右に２つ並べて備える。この２つのモアブレードは、それぞれモアモータ１５，１５によって回動駆動する。

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

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

前述の２つのモアモータ１５および２つの走行モータ１６の電力は、バッテリー２５から供給される。バッテリー２５は、機体の後部に備える。詳しくは、バッテリー２５は、後タイヤ１３，１３のアクスル間で、かつ、シャーシ１１の後端に着脱自在に配置される。このバッテリー２５には、４つの従動式車輪を備え、バッテリー２５を取り外して作業者が押したり引いたりして移動させることができるように構成されている。なお、バッテリー２５にはカバーを備え、カバーの蓋を開けると給電口が露出する。

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

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

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

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

走行操作レバー２２は傾動可能に設けられ、運転者がこれを前に倒すと走行モータ１６が前進方向に回転する。一方、走行操作レバー２２が後に倒されると走行モータ１６は後進方向に回転する。さらに、走行操作レバー２２の傾動度合いによって走行モータ１６の回転速度が変化する。すなわち、走行操作レバー２２を大きく前（後）に倒すと、走行モータ１６が前進（後進）方向により早く回転し、走行操作レバー２２を小さく前（後）に倒すと、走行モータ１６が前進（後進）方向にゆっくりと回転する。運転者は、走行操作レバー２２，２２を前後に適宜操作することで、直後進、左右折、旋回などを行うことができる。なお、走行操作レバー２２は、本体カバー２０の内方に位置する支持機構と、本体カバー２０の外方に位置する運転者が握るレバー部とから構成される。レバー部は、支持機構に着脱自在に取り付けられる。

そして、運転席２１の右側の右フェンダー２０ＦＲには、不図示の操作系のボタンなどを備える。例えば、モアデッキ１４内の２つのモアブレードの回転をＯＮ、ＯＦＦする芝刈スイッチや、モアデッキ１４の高さ調節ボタンなどを設ける。芝刈スイッチはリミット型のスイッチで、運転者が指で押下するとＯＮとなり、再度押下するとＯＦＦとなる。また、右フェンダー２０ＦＲには、後述する自律走行時に用いるユニットと制御部とを電気的に接続するカプラを備える。カプラは、接続口が上方を向く状態で固定されている。また、この接続口は、カバーによって覆われている。運転席２１の左側の左フェンダー２０ＦＬには、カップフォルダや小物を置くためのトレイなどを備える。

なお、符号２４は、モアデッキ１４を昇降するためのデッキ昇降ペダルである。デッキ昇降ペダル２４は、ペダル部とアーム部とから構成される。運転者が足をかけて踏み込むペダル部は、アーム部の一端に着脱自在に固定される。アーム部の他端は、モアデッキ１４を昇降する昇降機構に連結される。デッキ昇降ペダル２４を右足で操作しながら、上述の高さ調節ボタンを押すことで、モアデッキ１４の高さを調節することができる。

運転席２１の前方には、運転者が乗車時や乗降時に足を載せるためのステップＳＴを備える。ステップＳＴは、シャーシの形状に追随するように形成された本体カバー２０の平坦面状の部分である。そして、ステップＳＴの両側には、一段高くなった左右側部ＬＳ，ＲＳを連続して備える。この左右側部ＬＳ，ＲＳは、後述するシャーシ１１の左右段部１１Ｌ，１１Ｒに追随するように形成される。

図３には、バッテリー２５とシャーシ（機体）１１との取り付けの詳細を示す。バッテリー２５にはその両側面に回動部２９を備え、その両側の回動部２９を連結するようにハンドル（把持部）３０を取り付ける。そして、回動部２９には係止ピン２９Ａを抜き差し自在に取り付ける。一方、シャーシ１１の両側の後端には、それぞれブラケット４９を取り付ける。このブラケット４９には、係止ピン２９Ａを貫通させるための貫通孔を形成する。係止ピン２９Ａを一旦、回動部２９から抜き、ブラケット４９の貫通孔と回動部２９の貫通孔とを合わせる。そして、係止ピン２９Ａを差し込んでシャーシ１１の後端にバッテリー２５を取り付ける（したがって、バッテリー２５はシャーシ１１に対して着脱自在である）。

図４にはシャーシ１１の斜視図を示す。シャーシ１１は、略矩形の金属板の両側を折り曲げて形成される。シャーシ１１の左右１１Ｌ，１１Ｒはともに断面視で略門型に折り曲げられて形成される。シャーシ１１上には箱型フレーム４０を取り付ける。この箱型フレーム４０内には、制御部、モアモータ１５および走行モータ１６のドライバやその他の電装品類を収納する。

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

図５は、モアデッキユニットＭＵの構成を説明するための図である。２つのモアモータ１５，１５は、モアデッキ１４の上面に取り付けられる。２つのモアモータ１５，１５の出力軸１５Ａ，１５Ａの先端には、それぞれモアブレード４５Ｌ，４５Ｒが取り付けられている。

ここで、図５（ａ）のモアデッキユニットＭＵの底面図に示すように、モアデッキ１４の内側には、左右のモアブレード４５Ｌ，４５Ｒを隣接して備える。また、モアブレード（一方のモアブレード）４５Ｌは、モアブレード（他方のモアブレード）４５Ｒのやや斜め前方となるように配置している（モアブレード４５Ｒをモアブレード４５Ｌのやや斜め前方となるように配置してもよい）。２つのモアブレード４５Ｒ，４５Ｌの先端は、回転軌跡ＴＲ，ＴＬを描き、この回転軌跡ＴＲ，ＴＬ間には、わずかな隙間がある。また、モアブレード４５Ｌの回転軌跡ＴＬとモアブレード４５Ｒの回転軌跡ＴＲとは背面視にて所定の距離だけ重なるように配置される。したがって、モアブレード４５Ｒの回転軌跡ＴＲの右側端部とモアブレード４５Ｌの回転軌跡ＴＬの左側端部との間の幅Ｗ１の領域の芝を刈ることができる。

モアデッキ１４の裏面側で、電動ローンモア１０の前進方向Ｆで、さらに、モアブレード４５Ｒ，４５Ｌの回転軌跡ＴＲ，ＴＬの外側には、一定の距離をもって一対の案内板４６Ｒ，４６Ｌを設け、それぞれ溶接などによってモアデッキ１４に固定する。

案内板４６Ｒ、案内板４６Ｌはモアデッキ１４内でモアブレード４５Ｒ，４５Ｌが回転することで形成される風Ｗの流れを所望の方向に案内するためのものであり、この例では、モアデッキ１４の略後方に向けて風Ｗが形成されることを補助するために設けられるものである。ちなみに、底面視においてモアブレード４５Ｒは時計回りに回転し、モアブレード４５Ｌは反時計回りに回転する。

また、モアデッキ１４後部には、後部案内板４７Ｒ，４７Ｌを溶接などによってモアデッキ１４に固定する。後部案内板４７Ｒ，４７Ｌを設けることで、モアデッキ１４内に形成される合成風ＷＳの流れをいっそう正確に案内することができる。なお、合成風ＷＳは、モアブレード４５Ｌが形成する風Ｗと、モアブレード４５Ｒが形成する風Ｗとが合成されたもので、モアデッキ１４の後方に向かう風である。

作業者は、上述の構成の電動ローンモア１０に乗車し、走行操作レバー２２などを操作することで、乗車走行で芝刈り作業を行うことが可能である。

次に、この電動ローンモア１０を自律走行させる方法について説明する。電動ローンモア１０を自律走行させる場合、図６に示すように、運転席２１、デッキ昇降ペダル２４のペダル部および走行操作レバー２２のレバー部を取り外す。図７に示すように、右フェンダー２０ＦＲには、カバー６０が配置される。カバー６０は、ヒンジ６１を介して回動自在に取り付けられている。カバーの下方には、接続口が上方を向く状態でカプラ６２を備える。つまり、カバー６０は、カプラ６２の接続口を覆っている。カプラ６２は、ケーブルを介して後述する制御部と接続している。このカバー６０を開き、カプラ６２の接続口を露出させる。

そして、図８および図９に示すように、カウルカバー７０を上方から本体カバー２０に取り付ける。カウルカバー７０は、前方のフランジ部７１および後方のフランジ部７２をボルトＢＴ２で固定して本体カバー２０に取り付ける。カウルカバー７０は、本体カバー２０の運転席２１の取り付け部およびその前方を上方から覆うものであり、ステップＳＴ、左右側部ＬＳ，ＲＳ、右フェンダー２０ＦＲに設けた操作系のボタン、左フェンダー２０ＦＬのトレイ、走行操作レバー２２の取り付け部などを上方から覆う。

図１０〜図１３には、カウルカバー７０の詳細を示す。カウルカバー７０の上面には、前後方向の中央部のやや後方に、内方（下方）に突出する凹部７３を備える。凹部７３は、底部を有する筒状形状であり、内方（下方）に向けて縮径している。凹部７３の底部は平坦面であり、この底部には貫通穴を設ける。また、カウルカバー７０の上面には、前後方向の中央部のやや後方の左右両側に、外方（上方）に突出する凸部７４，７４を備える。凸部７４は、天部を有する筒状形状であり、外方（上方）に向けて縮径している。凸部７４の天部は平坦面であり、この天部には貫通穴を設ける。

凹部７３の底部の上面には、上部が上方に突出した半球面状の収容部材７５を取り付ける。収容部材７５内には、後述する自律走行時に使用する通信ユニット８０を収納する。通信ユニット８０と接続するケーブル８１は、凹部７３の底部の貫通穴を貫通し、カウルカバー７０の内方に配置されている。ケーブル８１は、カウルカバー７０の内側面に沿って配索され、カプラ６３に接続する。ケーブル８１は、不図示のテープなどの支持部材でカウルカバー７０の内側面に取り付けることによって配索されるが、配索の構成は特に限定されるものではない。カプラ６３は、取り付け部材６４を介してカウルカバー７０の内側面に固定される。カプラ６３の接続口は下方を向いている。カプラ６３は、上述のカプラ６２と接続するものである。そして、カプラ６２とカプラ６３とが接続することにより、それぞれのカプラ６２，６３に接続されたケーブルを電気的に接続するものである。

凸部７４，７４の天部の上面には、非常停止手段である非常停止部８２，８２をそれぞれ備える。非常停止部８２は、押しボタン式のスイッチであり、ボタンを押下することで、電動ローンモア１０を強制的に停止させることができる。なお、非常停止部８２は、電動ローンモア１０を強制的に停止させることができればよく、その形式は押しボタン式のスイッチによるものに限定されない。非常停止部８２と接続するケーブル８３は、凸部７４の天部の貫通穴を貫通し、カウルカバー７０の内方に配置されている。ケーブル８３は、カウルカバー７０の内側面に沿って配索され、上述のカプラ６３に接続する。ケーブル８３は、不図示のテープなどの支持部材でカウルカバー７０の内側面に取り付けることによって配索されるが、配索の構成は特に限定されるものではない。

また、カウルカバー７０の左右の側面の底部には、把持部７６，７６を設ける。把持部７６は、内方に突出する凹部である。把持部７６は、カウルカバー７０の底部から上方に向けて、作業者の手が入る程度の大きさである。なお、把持部７６の形状は、上述の形状に限定されるものではなく、作業者が手を入れ、カウルカバー７０を支持することができる形状であればよい。

作業者は、カウルカバー７０を着脱する際、左右の把持部７６に手を挿入し、この把持部７６を持つことで、カウルカバー７０を支持することができ、カウルカバー７０の着脱を容易に行える。

上述のように、カウルカバー７０、通信ユニット８０、非常停止部８２は、電動ローンモア１０に着脱可能な一つのユニットとして構成されている。このような構成とするとことで、複数の部品を１つにまとめて外観を向上させることができる。また、電動ローンモア１０が、自律走行状態であることを周囲へ明示告知することが容易にできる。ここで、電動ローンモアの外観が自律走行時と乗車走行時とで同じ場合には、電動ローンモアが異常走行しているのか、自律走行しているのかの周囲から判断することが難しい。したがって、自律走行状態であることを周囲へ明示告知することで、周囲への安全性を向上することが可能である。

図１４には、カウルカバー７０取り付け時のカプラ６２とカプラ６３との接続を示す。カプラ６２とカプラ６３は、互いに接続することにより、それぞれのカプラ６２，６３に接続したケーブルを電気的に接続するものである。つまり、カプラ６２とカプラ６３は、後述する制御部に接続するケーブル８４と、通信ユニット８０に接続するケーブル８１および非常停止部８２に接続するケーブル８３とを電気的に接続するものである。

カプラ６２は、取り付け部材６５を介して本体カバー２０の内側面に固定される。カプラ６２の接続口は上方を向いている。このカプラ６２の接続口に対応する位置の本体カバー２０には、貫通穴が設けられている。したがって、本体カバー２０の外方からカプラ６２の接続口が露出する状態で、カプラ６２は本体カバー２０に取り付けられている。なお、カプラ６２の接続を行わない場合は、カバー６０を閉じ、カプラ６２の接続口が外方に露出することを防止する。

カプラ６３は、取り付け部材６４を介してカウルカバー７０の内側面に固定される。カプラ６３の接続口は下方を向いている。また、カプラ６２とカプラ６３は、カウルカバー７０を本体カバー２０に取り付けるのに対応して、カプラ６２とカプラ６３とが接続する位置にそれぞれ配設されている。つまり、カウルカバー７０を本体カバー２０に上方から取り付ける際、その取り付けに対応して、カプラ６２とカプラ６３とが接続しする。したがって、カウルカバー７０の着脱と、カプラ６２とカプラ６３の接続および切断とを同時に行えるため、電動ローンモア１０の組立性が向上し、電動ローンモア１０の自律走行への移行が容易となり、作業時間を短縮することが可能である。また、一対のカプラを接続することで、複数の部材（通信ユニットおよび非常停止部）を制御部に電気的に接続することができ、部品点数を減らせるとともに、組立作業性が向上する。

なお、カプラ６２とカプラ６３は、それぞれのカプラ６２，６３に接続するケーブル同士を電気的に接続するものであればよく、その形式は限定されるものではない。また、カプラ６２とカプラ６３の配設構成は、上述のように、カウルカバー７０の取り付けと、カプラ６２とカプラ６３の接続とを同時に行える構成に限定されるものではない。例えば、カプラ６３はカウルカバー７０に固定せず、カプラ６２とカプラ６３を接続した後、カウルカバー７０の取り付ける構成としてもよい。

また、カウルカバー７０の形状は、上述の形状に限定されるものではない。カウルカバー７０の形状は、上述の通信ユニット８０や非常停止部８２などを取り付けることができ、一つのユニットして電動ローンモア１０に着脱可能な形状であればよい。例えば、本体カバー２０の運転席２１の取り付け部と左右のフェンダー２０ＦＲ，ＦＬを上方から覆うとともに、ステップＳＴや左右側部ＬＳ，ＲＳは覆わないカバーとしてもよい。

次に、自律走行による芝刈り作業について説明する。自律走行による芝刈り作業は、図１５に示すように、複数のＧＰＳ衛星を用いた自律走行システムにて無人で行う。

自律走行システムは、電動ローンモア１０に加えて、電動ローンモア１０と通信可能な操作端末１２０、複数のＧＰＳ衛星１３０，１３０にて構成される。

電動ローンモア１０は、ＣＰＵやＲＡＭやＲＯＭ等を備える制御手段としての制御部１１０、警報部１１１、着脱検出部１１２などを備える。また、電動ローンモア１０には、ＧＰＳ受信部１０１や通信部１０２などを備える通信ユニット８０、非常停止手段としての非常停止部８２などから構成される着脱ユニット（カウルカバー７０、通信ユニット８０、非常停止部８２）１００が取り付けられている。通信ユニット８０および非常停止部８２は、カプラ６２，６３を介して制御部１１０にケーブル接続されている。

ＧＰＳ衛星１３０からの電波信号は、ＧＰＳ受信部１０１で受信し、ケーブルを介して制御部１１０に送信される。制御部１１０には、自律走行プログラムを格納する。通信手段である通信部１０２は、外部からの電波信号を受信したり、外部へ電波信号を送信する。操作端末１２０からの電波信号は、通信部１０２で受信し、ケーブルを介して制御部１１０に送信される。

着脱検出部１１２は、着脱ユニット１００の電動ローンモア１０への装着を検出するものである。

本体センサ１１３は、自律走行時の、自律走行プログラムの処理状況、走行モータ１６およびモアモータ１５の作動状況など、電動ローンモア１０の各種の情報を検出するものである。

本体センサ１１３が異常を検出したとき（すなわち、自律走行で作業が不可能となったとき）は、警報手段である警報部１１１によって、周囲に異常を知らせる。警報部１１１は、周囲に異常を知らせることが可能なものであればよく、例えば、警報音発生装置やランプ点滅装置などである。

制御部１１０には、警報部１１１、着脱検出部１１２、本体センサ１１３、走行モータ１６、モアモータ１５などが接続されている。走行モータ１６、モアモータ１５、警報部１１１などは、制御部１１０の制御下で動作する。

操作端末１２０は、ＣＰＵやＲＡＭやＲＯＭ等を備える制御手段としての制御部１２１、通信手段としての通信部１２２、操作部１２３、表示部１２４などを備える。

通信手段である通信部１２２は、外部からの電波信号を受信したり、外部へ電波信号を送信する。この通信部１２２と電動ローンモア１０に装着された着脱ユニット１００の通信部１０２とによって、操作端末１２０と電動ローンモア１０とを通信可能とする。

操作部１２３は、後述する自律走行の設定や、ＧＰＳの初期設定、遠隔操作などを行うためのインターフェースであり、制御部１２１にケーブル接続されている。

表示部１２４は、制御部１２１にケーブル接続されており、操作部１２３により入力された各種設定などを表示する。

なお、操作部１２３は、キーボードやスイッチ、レバー、押しボタン、ダイアルなどオペレータが入力操作可能であればよく、その形式は限定されない。さらに、操作部１２３と表示部１２４をタッチパネルとし、一体化してもよい。また、操作部１２３によって、電動ローンモア１０を遠隔操作できる構成としてもよい。

このような構成の自律走行システムにおいて、ある時刻に発信されたＧＰＳ衛星１３０からの電波信号は、電動ローンモア１０に装着された着脱ユニット１００のＧＰＳ受信部１０１により受信され、カプラ６２，６３を介して制御部１１０に送信される。

制御部１１０では、ＧＰＳ受信部１０１で受信された複数のＧＰＳ衛星１３０からの電波信号情報に基づき、電動ローンモア１０の位置計算を行う。上記の計算は、制御部１１０に格納された自律走行プログラムにより行われる。

このように構成することにより、芝刈り作業エリアにおける電動ローンモア１０の位置を測定することができる。

本体センサ１１３は、電動ローンモア１０の走行速度、３次元的な姿勢、走行モータ１６およびモアモータ１５の回転数など、自律走行にて芝刈り作業させる上で必要な情報を検知するためのセンサ類の総称である。

より具体的には、左右の走行モータ１６，１６の回転数センサ、左右のモアモータ１５，１５の回転数センサ、車両方位センサ、車両傾斜センサなどである（例えば、３次元的な姿勢を検知し、電動ローンモア１０が走行上不安定な姿勢となったときは、これを制御部１１０にて走行速度を遅くしたりすることもできる）。これら本体センサ１１３からの検知信号は、制御部１１０に送信される。

本体センサ１１３からの検知信号、および複数のＧＰＳ衛星１３０からの電波信号によって算出する電動ローンモア１０の位置情報に基づき、制御部１１０内に格納された自律走行プログラムによって、電動ローンモア１０の走行モータ１６の回転、モアモータ１５の回転を制御する。また、電動ローンモア１０の走行速度が遅くなる（走行モータ１６の回転数が小さくなる）と、モアモータ１５の回転数を小さくするように制御する。一方、電動ローンモア１０の走行速度が速くなる（走行モータ１６の回転数が大きくなる）と、モアモータ１５の回転数を大きくするように制御する。このようにして、電動ローンモア１０の走行速度に係らず、芝の刈り取り量を常に一定に制御している。

次に、電動ローンモア１０の自律走行の手順を説明する。まず、操作端末１２０の通信部１２２によって、芝刈り作業エリアの位置情報および各地点での作業パターンなどの自律走行プログラムのパラメータを電動ローンモア１０へ送信する。電動ローンモア１０は、通信部１０２によってこのパラメータを受信し、制御部１１０に格納する。

操作端末１２０の操作部１２３における自律走行開始ボタンを押下することで、通信部１２２によって電動ローンモア１０へ自律走行開始の電波信号を送信する。電動ローンモア１０は、通信部１０２によってこの電波信号を受信し、回路をＯＮにすることで始動する。

この際、電動ローンモア１０の着脱検出部１１２によって、着脱ユニット１００の電動ローンモア１０への着脱を検出する。着脱ユニット１００が電動ローンモア１０に装着されている場合には、自律走行を開始する。着脱ユニット１００が電動ローンモア１０に装着されていない場合には、自律走行を開始しない。

このような構成にすることで、作業者の誤操作による自律走行の開始を防止でき、安全性を向上させることができる。

なお、着脱検出部１１２は、着脱ユニット１００の電動ローンモア１０への着脱を検出するものであればよく、例えば、カプラ６２，６３が接続されることによる通信ユニット８０への通電によって検出するものであってもよい。また、着脱ユニット１００の電動ローンモア１０との接合部（本体カバー２０とカウルカバー７０との接合部等）に設けたセンサによって検出するものであってもよい。なお、こられら２つの方法による検出によって、電動ローンモア１０への着脱を検出するものであることが望ましい。

着脱検出部１１２は、着脱ユニット１００の電動ローンモア１０への装着を検出すると、制御部１１０内に格納されている自律走行プログラム、芝刈り作業エリアの位置情報および各地点での作業パターンなどのパラメータを基に、電動ローンモア１０は、自律走行によって芝刈り作業を開始する。このとき、電動ローンモア１０はＧＰＳ衛星１３０から定期的に電波を受信する。ここで、作業パターンは、電動ローンモア１０の走行速度情報、モアデッキユニットＭＵの動作情報の動作情報である。

作業終了地点に到達すると、電動ローンモア１０は自動的に自律走行を終了し、停車する。自律走行が終了したら、操作端末１２０の操作部１２３を操作し、自律走行開始時と同様に、電動ローンモア１０へ自律走行終了の電波信号を送信し、回路をＯＦＦにする。

ここで、着脱ユニット１００は、非常停止手段である非常停止部８２を備える。つまり、図８に示すように、カウルカバー７０が装着された電動ローンモア１０は、上面の左右両側に非常停止部８２を備える。したがって、作業員は、電動ローンモア１０に右側もしくは左側から近寄って非常停止部８２であるボタンを押下して、自律走行中の電動ローンモア１０を強制的に停止できる。

また、電動ローンモア１０が自律走行中に異常事態、すなわち、何らかの原因で走行不能となったり、モアモータ１５などが回転不能となったりしたときには、これらを本体センサ１１３が感知して、制御部１１０からの信号に基づいて警報部１１１を作動させて周囲に電動ローンモア１０の異常を認識可能とする。

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

ここで、着脱ユニット１００が備える、通信ユニット８０および非常停止部８２は、自律走行で作業を行う際に必要なものであって、乗車走行で作業を行う際には使用しないものである。乗車走行で作業を行う際は、着脱ユニット１００を取り外す（カウルカバー７０を取り外す）。したがって、乗車走行での作業時における電動ローンモア１０の重量を軽減でき、作業効率が良なる。また、着脱ユニット１００を複数の電動ローンモアに流用できるため、経済性がよい。なお、着脱ユニット１００は、自律走行で作業を行う際に必要なものであって、乗車走行で作業を行う際には使用しないものを備える構成であればよく、警報部１１１、操作端末１２０の操作手段１２３や表示部１２４などを備える構成であってもよい。

また、着脱ユニット１００は、自律走行プログラムのパラメータなどを記憶する記憶手段である記憶部を備える構成であってもよい。このような構成にすることで、取り外した着脱ユニット１００を持ち運び、任意の場所で着脱ユニット１００の記憶部に自律走行プログラムのパラメータなどを記憶することができ、自律走行プログラムのパラメータなどの入力や変更が容易となる。

また、着脱ユニット１００は、電動ローンモア１０が備える制御部１１０とは別に制御部を備え、この制御部内に自律走行プログラムを格納する構成であってよい。このような構成にすることで、自律走行プログラムの変更が容易になるとともに、電動ローンモア１０が備える制御部１１０の制御動作の負荷を軽減することが可能である。また、既存の電動ローンモアの構成を大きく変更することなく、この着脱ユニット１００を取り付けることにより、自律走行を可能とすることができる。

また、電動ローンモア１０もしくは着脱ユニット１００が操作部１２３や表示部１２４を備える構成であってもよい。このような構成にすることで、操作端末１２０は不要となり、自律走行システムの構成が簡略化される。

また、自律走行で作業をする際、運転席２１、デッキ昇降ペダル２４のペダル部および走行操作レバー２２のレバー部の取り外しを行わない構成としてもよい。例えば、運転席２１は、上方に延設した背もたれ部を前方に折り畳みが可能な構成とする。走行操作レバー２２のレバー部は、内側に折り畳みが可能な構成とする。そして、カウルカバー７０は、ステップＳＴや左右側部ＬＳ，ＲＳを覆わない形状とし、折り畳まれた運転席２１や走行操作レバー２２のレバー部をカウルカバーの内部に収容する構成としてもよい。このような構成にすることで、自律走行と乗車走行との切り換えが容易となり、作業効率を向上することが可能である。

なお、自律走行をする際には、乗車走行をする際に使用する運転席２１や走行操作レバー２２などがない構成とするのが望ましい。電動ローンモア１０が、自律走行をするのか、乗車走行をするかの周囲からの識別が容易となり、周囲への安全性を向上することが可能である。

また、芝刈り作業を行うエリアに、ＧＰＳ受信部、通信手段などを有する基準局ユニットを複数設置し、電動ローンモア１０が基準局ユニットと通信する構成としてもよい。上述の構成では、ＧＰＳ衛星１３０からの電波信号情報に基づき、電動ローンモア１０の位置計算を行う構成である。電動ローンモア１０の位置は、ＧＰＳ衛星１３０と電動ローンモア１０との位置関係によってのみ算出される。しかし、基準局ユニットを複数設置する構成にすることで、ＧＰＳ衛星１３０と電動ローンモア１０との位置関係、ＧＰＳ衛星１３０と移動局ユニットとの位置関係、移動局ユニットと電動ローンモア１０との位置関係によって、電動ローンモア１０の位置が算出されるため、電動ローンモア１０の位置をより正確に算出することができる。したがって、高精度で電動ローンモア１０の自律走行による芝刈り作業を行うことが可能である。

また、電動ローンモア１０の自律走行による芝刈り作業を開始する前に、電動ローンモア１０によって作業エリア内をマッピングさせてもよい。電動ローンモア１０もしくは着脱ユニット１００がレーザスキャナを備える構成とし、作業エリア内をマッピング走行させ、レーザスキャナによって作業エリア内の地形情報を読取る。読取った地形情報を基に作業パターンを修正し、電動ローンモア１０の自律走行による芝刈り作業を開始する。このような構成にすることで、高精度で電動ローンモア１０の自律走行による芝刈り作業を行うことが可能である。

また、電動ローンモア１０もしくは着脱ユニット１００が赤外線センサを備える構成としてもよい。電動ローンモア１０の自律走行時の際に、前方に向けて赤外線を照射するとともに反射する赤外線を検出する。このような構成にすることで、走行方向の前方にある障害物を検出することが可能となる。障害物と接触する前に、電動ローンモア１０を停止させたり、障害物を回避するように走行させることができ、電動ローンモア１０の故障などを防止することができる。

また、電動ローンモア１０がモアデッキユニットＭＵを昇降させるためのモータを備える構成としてよい。このような構成にすることで、モアデッキユニットＭＵが刈り取る芝の刈り取り高さを一定ではなく、複数の刈り取り高さに設定することができる。また、作業者によるモアデッキユニットＭＵ高さ調整がが不要となるため、作業者の負荷が軽減されるとともに、芝刈り作業の効率が良くなる。

また、電動ローンモア１０もしくは着脱ユニット１００が周囲の状況を撮像するカメラを備える構成としてもよい。例えば、図１１に示す収容部材７５を透明な部材で構成し、この収容部材７５内にカメラを備える。このような構成にすることで、撮像した映像を操作端末１２０に送信し、表示部１２４に表示させることが可能となり、離れた場所でも電動ローンモア１０の周囲の状況が把握できる。また、収容部材７５をカウルカバー７０に取り付けることにより、通信ユニット８０とカメラとを同時にカウルカバー７０に取り付けることが可能であり、生産性が向上する。なお、上述の自律走行プログラムのパラメータなどを記憶する記憶手段である記憶部や、電動ローンモア１０が備える制御部１１０とは別の制御部、レーザスキャナ、赤外線センサなどを着脱ユニット１００に設ける際、収容部材７５内に設ける構成としても同様の効果が得られる。

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

この発明の電動作業車両は、芝刈り作業を行うものに限定されるものではなく、あらゆる作業に使用する電動作業車両に適用しうる。

１０ 電動ローンモア（電動作業車両）
１３ 後タイヤ（駆動輪）
１５ モアモータ（作業モータ）
１６ 走行モータ
４５ モアブレード（作業部）
８０ 通信ユニット（通信手段）
１００ 着脱ユニット（ユニット）
１１０ 制御部
１１２ 着脱検出部

Claims (6)

1. 左右一対の駆動輪と、
   該それぞれの駆動輪を駆動する左右一対の走行モータと、
   作業をするための作業部と、
   該作業部を駆動するための作業モータと、
   自律走行をするための自律走行プログラムを格納した制御部とを備え、自律走行で作業が可能な電動作業車両であって、
   電波を送受信して現在位置を確認するための通信手段を備えるユニットを着脱自在に備えるとともに、
   前記ユニットの車両への着脱を検出する着脱検出部を備え、
   前記制御部は、前記着脱検出部が前記ユニットの車両への装着を検出する場合に自律走行可能とすることを特徴とする、電動作業車両。
2. 前記ユニットは、自律走行を強制的に停止させる非常停止手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電動作業車両。
3. 前記ユニットは、自律走行プログラムのパラメータを記憶する記憶手段を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の電動作業車両。
4. 前記ユニットを車両に装着するのに対応して、前記ユニットと前記制御部とを電気的に接続する接続手段を備えることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の電動作業車両。
5. 前記左右の走行モータの回転をそれぞれ操作する一対の走行レバーと、
   該走行レバーを操作する際に着席する運転席とを備え、
   運転者が乗車して作業を行うか、自律走行で作業を行うかを選択可能であることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の電動作業車両。
6. 前記作業部を芝刈りに使用する電動作業車両であって、
   該作業部が、
   前記作業モータに取り付けられたモアブレードと、
   該モアブレードを覆うように備えるモアデッキとで構成されることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の電動作業車両。

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