JP7298579B2 - 計測システム、空中移動装置および計測方法 - Google Patents

計測システム、空中移動装置および計測方法 Download PDF

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Description

本発明は、架線を利用して樹木の強度を計測する技術に関する。
特許文献1には、間伐材を伐採位置から荷卸し位置へ搬送する間伐材搬送システムが開示されている。この間伐材搬送システムは、作業道上の荷卸し位置の近傍に配置されているタワーヤーダと、タワーヤーダに設けられて第1ワイヤを巻く第1ウィンチと、タワーヤーダに設けられて第2ワイヤを巻く第2ウィンチと、第2ワイヤの進行経路の途中に連結され、第2ワイヤの進行方向を変換する複数の滑車と、間伐材を掛ける荷掛け具と、荷掛け具の進行経路の途中に連結され、荷掛け具の進行方向を変換する複数のジグザグ滑車とを備える。
特開2008-109918号公報
樹木の強度を計測するにあたって、計測対象の位置まで移動して計測する場合、計測対象が森林などにあると、計測対象に移動するのは容易ではなく、作業員の労力が大きくなる。
本発明の目的は、樹木の強度を計測する労力を軽減できる技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の計測システムは、複数の支柱と、支柱に支持される架線と、架線を巻き上げ可能な巻き上げ装置と、架線に連結され、巻き上げ装置により架線を巻かれることで空中を移動可能な吊り下げ装置と、吊り下げ装置に吊され、樹木を把持する把持装置と、吊り下げ装置に吊され、樹木の強度を計測可能な計測装置と、を備える。計測装置は、樹木に突き刺す計測端子を有する。計測端子は、把持装置が樹木を把持した状態で樹木に突き刺されている。
本発明の別の態様は、計測システムである。この計測システムは、複数の支柱と、支柱に支持される架線と、架線を巻き上げ可能な巻き上げ装置と、架線に連結され、巻き上げ装置により架線を巻かれることで空中を移動可能な吊り下げ装置と、吊り下げ装置に吊され、樹木の強度を計測可能な計測装置と、を備える。計測装置は、互いに平行な一対の計測端子と、計測端子の長手方向に計測端子を移動させるスライド機構と、を有する。
本発明の別の態様は、支柱に支持される架線に吊され、架線の巻きによって空中を移動可能な空中移動装置である。この装置は、伐採された樹木を把持し、架線の巻きによって樹木を搬送するための把持装置と、把持装置に取り付けられ、樹木の強度を計測可能な計測装置と、を備える。計測装置は、樹木に突き刺す計測端子と、計測端子の長手方向に計測端子を移動させるスライド機構と、を有する。計測端子は、把持装置が樹木を把持した状態で樹木に突き刺されている。
本発明のさらに別の態様は、計測方法である。この方法は、支柱に支持される架線を巻き上げ可能な巻き上げ装置と、架線に連結されて巻き上げ装置による架線の巻きによって空中を移動可能な吊り下げ装置と、吊り下げ装置に吊される把持装置と、吊り下げに吊される計測装置とを備える計測システムを用いた計測方法であって、把持装置が樹木を把持するステップと、把持装置が樹木を把持した状態で計測装置の一対の計測端子を樹木に突き刺すステップと、一方の計測端子から出力した出力波を他方の計測端子で検出して樹木の強度を計測するステップと、を含む。
本発明によれば、樹木の強度を計測する労力を軽減できる技術を提供できる。
架線利用システムについて説明するための図である。 吊り下げ装置に吊り下げられる把持装置および計測装置について説明するための図である。 計測装置の斜視図である。 図4(a)は、吊り下げ装置が樹木の近くに位置合わせされ、把持装置が樹木の根元側の位置に下降された状態を示す図である。 架線利用システムの機能構成を示す図である。 変形例の把持装置および計測装置について説明するための図である。
図1は、架線利用システム1について説明するための図である。架線利用システム1は、第1支柱10a、第2支柱10b、第3支柱10c、第4支柱10d(これらを区別しない場合「支柱10」という)、第1主索12a、第2主索12b(これらを区別しない場合「主索12」という)、第1作業索14a、第2作業索14b、第3作業索14c、第4作業索14d、第5作業索14e、第6作業索14f(これらを区別しない場合「作業索14」という)、第1移動装置16a、第2移動装置16b(これらを区別しない場合「移動装置16」という)、吊り下げ装置18、ガイド滑車22、ウインチ24および計測装置44を備える。
架線利用システム1は、いわゆるH型の架線利用システムであって、森林にて伐採された樹木を、空中に張った主索12および作業索14で吊り上げ、集材場所26付近に搬送することが可能である。これにより、道路を作成しなくても、森林から樹木を搬送できる。
また、架線利用システム1は、計測装置44を備えることで、樹木の強度を計測することが可能であり、計測システムとして機能する。樹木の強度は、樹木のヤング率を測定することで導出する。樹木の強度は、ヤング率であってよく、ヤング率をもとに導出した指標値であってよい。樹木の強度が大きいほど、曲げや圧縮等の強度が大きくなり、変形しにくくなる。樹木の強度を得ることで、資材の用途に応じた伐採の選定が可能となり、樹木の強度が大きければ、柱や壁に用いられ、樹木の強度が小さければ、間伐の対象となる。
4つの支柱10は、立木の配置や集材場所26の位置をもとに定められた架設に適した位置に立設される。支柱10は、架線利用システム1の大きさ等に応じて5メートルから10メートル程度の大きさに設定される。
主索12および作業索14は、架線として支柱10に固定され、または支柱10の滑車に掛けられる。第1主索12aは、第1支柱10aおよび第2支柱10bに固定され、第2主索12bは、第3支柱10cおよび第4支柱10dに固定され、空中でのレールとして機能する。第1主索12aおよび第2主索12bは交差しないように設けられる。主索12の長さは、300メートルから2000メートル程度である。
作業索14は、移動装置16またはウインチ24により巻き上げられる動索として機能する。第1作業索14a、第2作業索14b、第3作業索14cおよび第4作業索14dは、支柱10に設けられた滑車に掛けられ、一端が移動装置16に連結され、他端がウインチ24に連結される。第1作業索14aは、ウインチ24から第2支柱10bと第1支柱10aを介して第1移動装置16aに連結される。第2作業索14bは、ウインチ24から第2支柱10bを介して第1移動装置16aに連結される。第3作業索14cは、ウインチ24から第4支柱10dと第3支柱10cを介して第2移動装置16bに連結される。第4作業索14dは、ウインチ24から第4支柱10dを介して第2移動装置16bに連結される。第5作業索14eおよび第6作業索14fは、移動装置16と吊り下げ装置18とに連結される。
一対の移動装置16は、一対の主索12にそれぞれ支持され、主索12に沿って移動可能である。第1移動装置16aには、第1作業索14aおよび第2作業索14bと、第5作業索14eが連結され、第2移動装置16bには、第3作業索14cおよび第4作業索14dと、第6作業索14fが連結される。第5作業索14eは、第1移動装置16aと吊り下げ装置18を連結し、第6作業索14fは、第2移動装置16bと吊り下げ装置18を連結する。移動装置16は、無線での指示信号に応じて第5作業索14eおよび第6作業索14fを巻き上げおよび巻き下げる機能を有する。
吊り下げ装置18は、昇降用のワイヤによって把持装置19に連結する。把持装置19には、計測装置44が取り付けられ、吊り下げ装置18に把持装置19および計測装置44が吊り下げられる。ガイド滑車22は、掛けられた作業索14の方向を変える。ウインチ24は、作業索14をそれぞれ巻き上げるウインチとして機能し、それぞれの作業索14を巻き上げまたは巻き下げるドラムと駆動源を有する。
架線利用システム1の動作について説明する。ウインチ24は、第1作業索14aおよび第2作業索14bの一方を巻き上げて他方を巻き下げることで、第1移動装置16aを第1主索12aに沿って移動させる。また、ウインチ24は、第3作業索14cおよび第4作業索14dの一方を巻き上げて他方を巻き下げることで、第2移動装置16bを第2主索12bに沿って移動させる。これにより、吊り下げ装置18が主索12に沿って変位する。
移動装置16は、第5作業索14eおよび第6作業索14fの一方を巻き上げて他方を巻き下げることで、吊り下げ装置18が第1移動装置16aおよび第2移動装置16bの間を移動する。これにより、吊り下げ装置18が、4つの支柱10に囲まれた領域内を水平方向に移動できる。
このように、ウインチ24および移動装置16は、架線を巻き上げ可能な巻き上げ装置として機能する。巻き上げ装置は、作業索14(架線)を巻くことで、吊り下げ装置18を空中で水平方向に移動可能にする。
なお、図1に示す架線利用システム1の態様では、第5作業索14eおよび第6作業索14fを巻き上げる移動装置16が主索12に連結されているが、この態様に限られず、第5作業索14eおよび第6作業索14fをウインチ24の位置まで伸ばせば、移動装置16の巻き上げ機能はウインチ24と一体にできる。また、ウインチ24は、1箇所に集めた態様に限られず、各支柱10毎に設けられてよい。このように、巻き上げ装置は、一体でもよく、別体であってもよい。
図2は、吊り下げ装置18に吊り下げられる把持装置19および計測装置44について説明するための図である。吊り下げ装置18、把持装置19および計測装置44は、空中移動装置17を構成し、空中移動装置17は、架線の巻きによって空中を移動する。吊り下げ装置18は、第5作業索14eおよび第6作業索14fに連結されている。把持装置19は、第1ワイヤ36により吊り下げ装置18に吊り下げられている。
把持装置19は、アクチュエータ30、第1把持部32、第2把持部34、第1ワイヤ36、第2ワイヤ40、第1モータ38および第2モータ42を有する。アクチュエータ30、第1把持部32、第2把持部34、第1モータ38および第2モータ42は、遠隔で制御可能であり、後述する制御手段によって制御される。
第1ワイヤ36の一端は、アクチュエータ30に固定され、第1ワイヤ36の他端側は、巻き上げおよび巻き下げ可能にアクチュエータ30に連結されている。第1ワイヤ36は吊り下げ装置18に滑車を介して連結される。第1モータ38は、アクチュエータ30に設けられ、第1ワイヤ36を巻き上げおよび巻き下げることが可能である。第1モータ38の駆動により、把持装置19が吊り下げ装置18に対して上下方向に移動する。
第1把持部32および第2把持部34は、アクチュエータ30から第2ワイヤ40により吊り下げられる。第2ワイヤ40の一端は、アクチュエータ30に固定され、第2ワイヤ40の中途部分が第1把持部32に設けられた滑車32bを介して連結され、第2ワイヤ40の他端側は、巻き上げおよび巻き下げ可能にアクチュエータ30に連結される。第2モータ42は、アクチュエータ30に設けられ、第2ワイヤ40を巻き上げおよび巻き下げることが可能である。第2モータ42の駆動により、第1把持部32がアクチュエータ30に対して上下方向に移動する。
第1把持部32は、一対の挟持部32aおよび滑車32bを有する。一対の挟持部32aは、狭閉および拡開するように駆動可能であり、樹木の外周面を挟持する。一対の挟持部32aは、拡開した状態で樹木に向かって接近し、狭閉して樹木を挟持する。
第2把持部34は、マニピュレータであって、第2ワイヤ40に固定される。第2把持部34は、アクチュエータ30と第1把持部32の間に設けられ、第1把持部32より上方に離れて位置する。第2把持部34は、グリップ部34aおよびアーム部34bを有する。グリップ部34aは、第2把持部34の先端部に位置し、樹木の外周面を掴む。アーム部34bは、複数の関節を有し、第2ワイヤ40から離れる方向に移動して、グリップ部34aを樹木に接近させることが可能である。グリップ部34aが樹木を把持した後、アーム部34bは縮んで、グリップ部34aを第2ワイヤ40に近づける。これにより、第1把持部32が樹木に接近する。第1把持部32および第2把持部34は、伐採された樹木を把持し、巻き上げ装置の巻き上げにより樹木を空中で搬送することができる。
把持装置19は、第1モータ38の駆動でアクチュエータ30を上下に移動させることができ、第2モータ42の駆動で第1把持部32を上下に移動させることができる。これにより、第1把持部32および第2把持部34を樹木の適当な位置でそれぞれ把持させることができる。
計測装置44は、第1把持部32の下部に設けられる。計測装置44は、第1把持部32に対してスライド可能に設けられる。これにより、計測装置44の計測端子を樹木に突き刺すことが可能となる。
図3は、計測装置44の斜視図である。計測装置44は、超音波によって樹木の強度を計測する。計測装置44は、本体部44a、第1計測端子44b、第2計測端子44cおよびスライド機構44dを有する。
本体部44aは、箱状に形成され、内部に計測のための電子回路や電源などを有する。第1計測端子44bおよび第2計測端子44c(これらを区別しない場合、単に「計測端子」という)は、棒状に形成され、本体部44aから平行に突出する。第1計測端子44bおよび第2計測端子44cの先端はテーパ状に形成される。
第1計測端子44bおよび第2計測端子44cの間隔は15~25センチメートルに設定され、第1計測端子44bおよび第2計測端子44cの突出長さは20~40センチメートルに設定されてよい。なお、計測端子の大きさは、上記の大きさに限定されるものではない。
スライド機構44dは、計測装置44を第1把持部32に対してスライド可能にさせる。スライド機構44dは、第1計測端子44bおよび第2計測端子44cの長手方向にスライドする。スライド機構44dは、ラックギアとピニオンギアを有し、ラックギアが第1把持部32に固定され、ピニオンギアが本体部44aに回転可能に支持されて本体部44aに内蔵されるモータにより回転する。スライド機構44dは、第1計測端子44bおよび第2計測端子44cを水平方向に沿って移動させる。
スライド機構44dのスライドにより、第1計測端子44bおよび第2計測端子44cが樹木に突き刺さる。第1計測端子44bおよび第2計測端子44cが樹木に突き刺されたときに、第1計測端子44bおよび第2計測端子44cの間に樹木の心材が位置するよう、第1計測端子44bおよび第2計測端子44cの突出長さが設定される。
第1計測端子44bおよび第2計測端子44cが樹木に突き刺さった状態で、本体部44aが第1計測端子44bから音波を出力させ、第2計測端子44cに検出させる。計測装置44は、第2計測端子44cの検出結果をもとに樹木の強度を導出する。このように、樹木の音波の伝播速度によって樹木の強度が導出される。
挟持部32aが樹木を把持した状態で、スライド機構44dをスライドさせれば第1計測端子44bおよび第2計測端子44cの間、または第1計測端子44bおよび第2計測端子44cの延長線の間に樹木の中心が位置するように、計測装置44の第1把持部32への取付位置が設定される。例えば、計測装置44は、一対の挟持部32aの基端の上下方向に重なる位置に取り付けられる。
図4(a)、図4(b)および図4(c)は、樹木の強度を測定する架線利用システム1の動作について説明する図である。図4(a)は、吊り下げ装置18が樹木の近くに位置合わせされ、把持装置19が樹木の根元側の位置に下降された状態を示す。第2把持部34のグリップ部34aは、樹木を把持している。
把持装置19を下降させる制御、第2把持部34を樹木に把持させる制御は、予め設けられたプログラムによって実行されてよく、作業員が操作して実行されてよい。また、架線利用システム1の制御は、プログラムと、作業員の操作との組み合わせであってもよい。例えば、作業員は、吊り下げ装置18およびアクチュエータ30などに設けられたカメラから送信された画像を見ながら制御する。
図4(b)は、アーム部34bが縮むように駆動し、第1把持部32が樹木に接近した状態を示す。把持装置19は、吊り下げ装置18に対して水平方向にずれる。第1把持部32が樹木に接近したことで、一対の挟持部32aが樹木の根元側を挟持する。第1把持部32は、樹木の根元側を把持し、第2把持部34は、第1把持部32より樹木の上部を把持する。第2把持部34は、樹木の中間部分を把持してよく、樹木の樹高の半分より上部を把持してよい。これにより、第1把持部32および第2把持部34が樹木を2箇所で把持した状態となる。第1把持部32および第2把持部34の間隔は、樹木の樹高に応じて定められてよい。
図4(c)は、第1把持部32および第2把持部34が樹木を把持した状態で、計測装置44のスライド機構44dが駆動して、第1計測端子44bおよび第2計測端子44cが樹木に向かって進行し、樹木に突き刺さっている。計測装置44は、第1計測端子44bから音波を出力させて樹木の強度を計測する。計測後は、スライド機構44dが駆動して、第1計測端子44bおよび第2計測端子44cを退行させて樹木から引き抜く。
このように、樹木の強度を計測するには、把持装置19による樹木の把持、樹木への計測端子の突き刺し、音波出力による計測、計測端子の引き抜きが実行される。計測した樹木の強度は、位置情報とともにデータセンターのサーバ装置に送信され、記憶される。
このように、立木の強度を遠隔で測定することが可能であり、実際に現場で計測するしなくてよいため、作業員の労力を軽減できる。また、樹木の強度を得ることで、需要に応じた伐採の選定ができる。
樹木の強度計測は、伐採直前に実行されてよく、隔年などの所定期間毎に実行されてよい。計測装置44は、1本の樹木に対して複数の高さで計測してよい。樹木の複数箇所で計測することで、計測精度を高めることができる。
図5は、架線利用システム1の機能構成を示す。制御装置50は、制御室に設けられ、巻き上げ装置70、吊り下げ装置18、把持装置19、アクチュエータ30および計測装置44を遠隔で制御可能にする。また、制御装置50は、サーバ装置72と通信可能である。巻き上げ装置70は、ウインチ24および移動装置16を含み、制御装置50と通信可能である。
吊り下げ装置18は、位置検出部64および撮像部66を有し、制御装置50と通信可能である。位置検出部64は、衛星測位システムを用いて吊り下げ装置18の位置情報を検出する。撮像部66は、吊り下げ装置18に設けられたカメラであって、吊り下げ装置18の下方を主に撮像し、把持装置19を含む撮像画像を検出する。
把持装置19は、第1把持部32、第2把持部34、第1モータ38、第2モータ42に加えて、撮像部68を有する。撮像部68は、アクチュエータ30に設けられ、第1把持部32および第2把持部34を撮像する。アクチュエータ30、第1把持部32および第2把持部34は、制御装置50とそれぞれ通信可能であってよい。また、アクチュエータ30、第1把持部32および第2把持部34のいずれかが通信機能を有し、アクチュエータ30、第1把持部32および第2把持部34が有線または近距離無線通信で接続されていてもよい。いずれにしても、把持装置19の各装置は、制御装置50と情報のやり取りが可能である。また、計測装置44は、制御装置50と無線で通信してよく、把持装置19の通信機能を用いて通信してもよい。
制御装置50は、表示部52、処理部54、受付部56、位置取得部58、画像取得部60および制御部62を有する。位置取得部58は、吊り下げ装置18から、吊り下げ装置18の位置情報を取得する。画像取得部60は、撮像部66および撮像部68から、撮像画像をそれぞれ取得する。撮像部68は、第1把持部32および第2把持部34だけでなく、計測装置44を撮像する。なお、撮像部66および撮像部68に加えて、さらに別の撮像部が計測装置44に設けられてよい。受付部56は、タッチパネルや機械式のコントローラーであって、作業員の操作を受け付ける。
処理部54は、吊り下げ装置18の位置情報と、吊り下げ装置18および把持装置19の撮像画像とをもとに、吊り下げ装置18を所定の位置まで移動させる指示情報を生成させる。例えば、処理部54は、計測予定の樹木の位置に、吊り下げ装置18を移動させる指示情報を生成する。処理部54により生成された指示情報は、制御部62に送出され、指示情報に応じた制御が実行される。
処理部54は、吊り下げ装置18の位置情報と、吊り下げ装置18および把持装置19の撮像画像とをもとに、表示部52に表示させる表示画像を生成する。作業員は、表示部52に表示される吊り下げ装置18の位置情報や、吊り下げ装置18および把持装置19の撮像画像を見ながら、吊り下げ装置18および把持装置19を操作する。
処理部54は、把持装置19による樹木への把持が完了すると、計測装置44に計測端子を樹木に突き刺し、計測装置44に計測させ、計測端子を引き抜く指示情報を生成し、計測装置44に樹木の強度を計測させる。
このように、処理部54は、吊り下げ装置18の移動を自動的に実行し、作業員が、把持装置19の駆動を操作する。作業員は、第2把持部34と第1把持部32とが樹木を把持する工程を操作し、それ以外の計測工程を処理部54が自動で実行してもよい。また、作業員は、表示部52により計測装置44が樹木に十分に突き刺さったか確認して計測装置44に計測を開始させる操作をしてよい。なお、処理部54が全て自動で樹木の計測工程を実行してもよい。
制御部62は、処理部54からの指示情報、または受付部56に入力された作業員の操作情報をもとに、巻き上げ装置70、吊り下げ装置18、把持装置19および計測装置44を制御する。制御部62は、吊り下げ装置18を所定の位置に移動させるよう、巻き上げ装置70を制御する。制御部62は、作業員の操作に応じて把持装置19を制御する。制御部62は、処理部54によって生成された指示情報または作業員の操作に応じて計測装置44を制御する。
処理部54は、計測装置44によって計測された樹木の強度に関する情報と、位置取得部58によって取得された、計測時の吊り下げ装置18の位置情報とを関連付けてサーバ装置72に送信する。計測時の吊り下げ装置18の位置情報は、計測している樹木の位置情報を示す。サーバ装置72は、樹木の強度に関する情報と、樹木の位置情報を関連付けて保持する。これにより、樹木の強度をもとに資源管理できる。
図6は、変形例の把持装置119および計測装置44について説明するための図である。変形例の把持装置119は、図2に示す把持装置19と比べて、把持部134が1つである点が異なる。把持装置119は、アクチュエータ30、第1ワイヤ36、第1モータ38および把持部134を有する。
把持部134は、マニピュレータであって、アクチュエータ30に設けられ、アクチュエータ30から水平方向に張り出す。把持部134は、グリップ部134aおよびアーム部134bを有する。グリップ部134aは、把持部134の先端部に位置し、樹木の外周面を掴む。アーム部134bは、複数の関節を有し、アクチュエータ30から離れる方向に移動して、グリップ部34aを樹木に接近させることが可能である。グリップ部134aが樹木を把持した後、アーム部134bは縮んで、グリップ部134aをアクチュエータ30に近づける。これにより、把持部134に設けられた計測装置44が樹木に接近する。
計測装置44は、アクチュエータ30の下部に固定され、吊り下げ装置18に吊された状態にある。第1計測端子44bおよび第2計測端子44cは、スライド機構44dによって水平方向に進退可能である。
把持部134が樹木を把持してアクチュエータ30を樹木に接近させた後、計測装置44は、計測端子を樹木に突き刺して計測する。なお、把持部134で樹木に接近させる工程で、計測装置44の計測端子を樹木に突き刺してよい。この場合も、把持部134が樹木を把持した状態で、計測端子が樹木に突き刺さる。
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態はあくまでも例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
実施例の計測装置44は、音波を用いて計測する態様を示したが、この態様に限られない。例えば、樹木に2本の計測端子を突き刺して、応力波の伝播速度をもとに樹木の強度を導出することが可能である。一方の計測端子が応力波を出力し、他方の計測端子が応力波を検出することで、応力波の伝播速度が計測される。この態様では、一対の計測端子が第1把持部32の上部および下部に離れて設けられてよい。いずれにしても、計測装置44は、一方の計測端子から出力した出力波を、他方の計測端子で検出して樹木の強度を計測する。
また、第1把持部32が樹木を切断可能なカッター部を有してよい。第1把持部32および第2把持部34が樹木を把持した状態で、カッター部が樹木を水平方向に沿って回転させて樹木を切断する。これにより、樹木が切断されても、伐倒されることなく空中で把持され、そのまま搬送される。カッター部が第1把持部32の下部に設けられ、計測装置44が第1把持部32の上部に設けられる。カッター部はチェーンソーや電動のこぎりである。
また、実施例では、第1ワイヤ36を巻き上げる第1モータ38が把持装置19側に設けられる態様を示したが、この態様に限られない。例えば、吊り下げ装置18が第1ワイヤ36を巻き上げるモータを有してよい。
また、実施例では、一対の計測端子が1ユニットの計測装置44に設けられる態様を示したが、この態様に限られない。例えば、一対の計測端子の一方が第1把持部32側に設けられ、他方が第2把持部34側に設けられてよい。
1 架線利用システム、 10 支柱、 12 主索、 14 作業索、 16 移動装置、 18 吊り下げ装置、 19 把持装置、 22 ガイド滑車、 24 ウインチ、 30 アクチュエータ、 32 第1把持部、 34 第2把持部、 36 第1ワイヤ、 38 第1モータ、 40 第2ワイヤ、 42 第2モータ、 44 計測装置、 44a 本体部、 44b 第1計測端子、 44c 第2計測端子、 44d スライド機構、 50 制御装置、 70 巻き上げ装置。

Claims (6)

  1. 複数の支柱と、
    前記支柱に支持される架線と、
    前記架線を巻き上げ可能な巻き上げ装置と、
    前記架線に連結され、前記巻き上げ装置により前記架線を巻かれることで空中を移動可能な吊り下げ装置と、
    前記吊り下げ装置に吊され、樹木を把持する把持装置と、
    前記吊り下げ装置に吊され、樹木の強度を計測可能な計測装置と、を備え
    前記計測装置は、樹木に突き刺す計測端子を有し、
    前記計測端子は、前記把持装置が樹木を把持した状態で樹木に突き刺されていることを特徴とする計測システム。
  2. 複数の支柱と、
    前記支柱に支持される架線と、
    前記架線を巻き上げ可能な巻き上げ装置と、
    前記架線に連結され、前記巻き上げ装置により前記架線を巻かれることで空中を移動可能な吊り下げ装置と、
    前記吊り下げ装置に吊され、樹木の強度を計測可能な計測装置と、を備え
    前記計測装置は、
    互いに平行な一対の計測端子と、
    前記計測端子の長手方向に前記計測端子を移動させるスライド機構と、を有することを特徴とする計測システム。
  3. 前記把持装置は、
    樹木を把持するグリップ部と、
    前記グリップ部により樹木を把持した状態で、樹木に前記計測装置を接近させるアーム部と、を有することを特徴とする請求項に記載の計測システム。
  4. 前記計測装置によって計測された樹木の強度に関する情報を受信するサーバ装置をさらに備え、
    前記サーバ装置は、樹木の強度に関する情報と、樹木の位置情報を関連付けて保持することを特徴とする請求項1からのいずれかに記載の計測システム。
  5. 支柱に支持される架線に吊され、前記架線の巻きによって空中を移動可能な空中移動装置であって、
    伐採された樹木を把持し、前記架線の巻きにとって樹木を搬送するための把持装置と、
    前記把持装置に取り付けられ、樹木の強度を計測可能な計測装置と、を備え
    前記計測装置は、
    樹木に突き刺す計測端子と、
    前記計測端子の長手方向に前記計測端子を移動させるスライド機構と、を有し、
    前記計測端子は、前記把持装置が樹木を把持した状態で樹木に突き刺されていることを特徴とする空中移動装置。
  6. 支柱に支持される架線を巻き上げ可能な巻き上げ装置と、前記架線に連結されて前記巻き上げ装置による前記架線の巻きによって空中を移動可能な吊り下げ装置と、前記吊り下げ装置に吊される把持装置と、前記吊り下げに吊される計測装置とを備える計測システムを用いた計測方法であって、
    前記把持装置が樹木を把持するステップと、
    前記把持装置が樹木を把持した状態で前記計測装置の一対の計測端子を樹木に突き刺すステップと、
    一方の前記計測端子から出力した出力波を他方の計測端子で検出して樹木の強度を計測するステップと、を含むことを特徴とする計測方法。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7167813B2 (ja) * 2019-03-28 2022-11-09 トヨタ自動車株式会社 検出システムおよび検出方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020113212A1 (en) 2000-12-15 2002-08-22 Meglen Robert R. Use of a region of the visible and near infrared spectrum to predict mechanical properties of wet wood and standing trees
WO2020153848A1 (en) 2019-01-25 2020-07-30 Brookhuis Applied Technologies B.V. Automated grading of elongated wooden objects
JP2020128969A (ja) 2019-02-07 2020-08-27 株式会社坂本電機製作所 木材等用の音速測定装置
US20200307978A1 (en) 2019-03-28 2020-10-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Detection system and detecting method

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56131449U (ja) * 1980-03-10 1981-10-06
SE8304633L (sv) * 1983-08-26 1985-02-27 Osa Ab Buntkvistningsanordning
SE459221B (sv) * 1986-01-10 1989-06-19 Oesa Ab Foerfarande foer mekaniserad gallring eller blaedning av skog jaemte skoerdare och skotare foer genomfoerande av foerfarandet
JP2008109918A (ja) 2006-10-27 2008-05-15 Hokushin Mokuzai Seisan Center Kyodo Kumiai 木材搬送システム及び木材搬送ステップ
CN106406178B (zh) * 2016-10-21 2023-11-21 中国科学院南京土壤研究所 一种温室作物生长信息实时对等监测装置及监测方法
JP6277535B1 (ja) * 2017-03-22 2018-02-14 有限会社渥美文治商店 搬送装置
CN111521684A (zh) * 2020-03-31 2020-08-11 上海市建筑科学研究院有限公司 一种木材抗弯强度现场检测方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020113212A1 (en) 2000-12-15 2002-08-22 Meglen Robert R. Use of a region of the visible and near infrared spectrum to predict mechanical properties of wet wood and standing trees
WO2020153848A1 (en) 2019-01-25 2020-07-30 Brookhuis Applied Technologies B.V. Automated grading of elongated wooden objects
JP2020128969A (ja) 2019-02-07 2020-08-27 株式会社坂本電機製作所 木材等用の音速測定装置
US20200307978A1 (en) 2019-03-28 2020-10-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Detection system and detecting method

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