JPH0779502A - 走行車両のコ−ドリ−ル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】園芸用ハウス内を走行する走行車両の電源とし
て、一般家庭用電源又は発電機等から電源用コードの接
続により直接供給を受けるようにする。 【構成】走行用の車輪１を有して園芸用ハウス内を走行
する走行車両２において、この走行車両２の車輪１間の
同軸心位置に、別系統の駆動により電源用コード３を繰
り出し又は巻取るコードリール４を回動可能に支承して
なる走行車両のコードリール装置の構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、走行車両のコ−ドリ
−ル装置に関し、園芸用ハウス内を走行する走行車両に
おいて電源用コ−ドによつて電源を供給するもの等に利
用できる。

【０００２】

【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】従
来、園芸用ハウス内を走行する走行車両の電源は殆どバ
ッテリによつて供給されているが、近時、アクチユエ−
タ等の増加による電力量の増大によつて短時間で充電を
余儀なくされ、その結果として頻繁にバッテリの交換を
必要とするので、これを避けるためにバッテリの容量を
増大するとか、個数を増加させる等の対応が考えられる
が、これとても重量の加重による走行性能の低下とコス
トアップを招くのみで本質的な対応とはならず、バッテ
リの充電又は交換という大変面倒な手間を必要とすると
共に、作業能率を著しく阻害されるものであった。

【０００３】そこでこの発明は、園芸用ハウス内を走行
する走行車両の電源として、一般家庭用電源又は発電機
等から電源用コ−ドの接続により直接供給を受けられる
ようにしようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、走行用の車
輪１を有して園芸用ハウス内を走行する走行車両２にお
いて、この走行車両２の車輪１間の同軸心位置に、別系
統の駆動により電源用コ−ド３を繰り出し又は巻取るコ
−ドリ−ル４を回動可能に支承してなる走行車両のコ−
ドリ−ル装置の構成とする。

【０００５】

【作用、及び発明の効果】走行車両２の車輪１間に支承
して、車輪１の回転とは別系統の動力により回動制御さ
せるドラム状のコ−ドリ−ル４に収納した電源用コ−ド
３を、例えば一般家庭用電源又はハウス近傍に位置させ
た発電機等に接続して電力の供給を受けるょうにすると
共に、この走行車両２の走行に伴つて、電源コ−ド３を
コ−ドリ−ル４から必要量繰り出し又は巻取ることがで
きる。

【０００６】このように、園芸用ハウス内を走行する走
行車両２の電源を、一般家庭用電源又は発電機等から電
源コ−ド３により直接供給することにより、従来の如
く、使用時間に制限を受けたり、バッテリの充電や交換
を行う必要がないので大変面倒な手間を必要としたり、
作業能率を阻害されるようなことがない。また、大量の
電力を供給するための多数のバッテリを搭載したり、そ
のスペ−スを確保する必要がないので、小形化、軽量化
を図ることができる。また、供給電圧が高くなるので、
アクチュエ−タ自体を小形化することが可能となり全体
の構成を小形化することができる。

【０００７】

【実施例】以下に、この発明の実施例を、走行車両２と
してのキュウリ収穫ロボットについて説明する。車台５
に仮りに前後位置を設定し、この車台５の下側前部に左
右一対の前輪１ａと、下側後部に左右一対の後輪１ｂと
からなる車輪１を設け、該左右一対の前輪１ａの外側
（又は内側）には各々左右の車輪従動スプロケット６を
固設すると共に、各左右側の適宜位置に配設した左右の
車輪駆動モータ７に軸止した左右の車輪駆動スプロケッ
ト８との間に各々左右の車輪伝動チエン９を巻掛け張設
して構成する。なお、該左右の車輪伝動チエン９の外側
には各々左右のチエンカバー１０を設ける。

【０００８】該左右一対の後輪１ｂは該前輪１ａより小
径で、該前輪１ａの駆動により遊転可能なるよう支承
し、該各後輪１ｂの内側には入力信号をＣＰＵの内部コ
ードに変換する左右のエンコーダ１１を各々接続固定す
る。該左右の後輪１ｂにはステアリング機構（図示省
略）を設け、該ステアリング機構を作動するステアリン
グ作動モータ１２を連結して構成する。

【０００９】該左右一対の前輪１ａと同軸心上でその内
側間に、キャブタイヤケーブル等による電源コード３を
適当長さ巻付け収納する左右端部に各々フランヂ４ａを
設けたコードリール４を回動可能に支承し、このコード
リール４の左側フランヂ４ａの外側にリール従動スプロ
ケット１３を固設すると共に、左側の適宜位置に配設し
たリール駆動モータ１４に軸止したリール駆動スプロケ
ット１５との間にリール伝動チエン１６を巻掛け張設す
る。該左のフランヂ４ａと該リール従動スプロケット１
３との間に、該電源コード３の繰り出し又は巻取りを順
序よく案内させる案内駆動ギヤ１７を固定すると共に、
この案内駆動ギヤ１７と噛合い連動する案内従動ギヤ１
８を設け、この案内従動ギヤ１８に軸固定される案内軸
１９を該コードリール４のフランヂ４ａ外径より外側位
置に全巾に亘って回動可能に支承し、この案内軸１９に
設けた往復リード溝１９ａに噛合って、該案内軸１９の
回動に伴って該電源用コード３をその下側に設けたガイ
ド孔２０ａを通して左右側に案内する案内具２０を該案
内軸１９に遊嵌支承して構成する。

【００１０】走行車両２の走行関係をＣＰＵを主体とし
て演算制御を行う制御装置２１を前記車台５の適宜位置
に設け、この演算装置２１の入力側へ、前記左右のエン
コーダ１１と、左右の後輪１ｂのステアリング機構の操
作角を検出する操作角度センサ２２とを各々接続すると
共に、出力側へ前記左右の車輪駆動モータ７とリール駆
動モータ１４及びステアリング作動モータ１２とを各々
接続して構成する。

【００１１】また、前記車台５の上側前部には、前カバ
ー２３で防護されたマニピュレータ２４を搭載する円錐
状の旋回カバー２５を旋回可能に設けると共に、後部に
収穫したキュウリを運搬するための多数個のキャリア２
６を格納してタイムリーに供給するキャリア供給装置２
７を配設し、このキャリア供給装置２７の後側面にキュ
ウリ収穫ロボットを操作制御する操作装置２８を設けて
構成する。

【００１２】該マニピュレータ２４は多関節によって人
間の腕と手先の動きに近い作用を行わせるため、その基
部側から先端側にかけて各関節ごとに各々ショルダモー
タ２４ａ、エルボモータ２４ｂ、リストモータ２４ｃ、
ハンド部２９とを相互に連動連結させて構成する。該マ
ニピュレータ２４を昇降させるボールネジ等からなるス
ライダ３０を該旋回カバー２５の傾斜に沿ってその内部
に設け、該マニピュレータ２４と旋回カバー２５とを共
に旋回させるウエストモータ３１を該旋回カバーの中心
位置となる該車台５上に固定し、このウエストモータ３
１と該スライダ３０及び旋回カバー２５とを旋回可能に
接続すると共に、該マニピュレータ２４の基部を、該ス
ライダ３０に該旋回カバー２５の防塵ゴム２５ａ摺動溝
を貫通させて昇降可能に支承するスライドガイド３２を
設け、該スライダ３０部分に該マニピュレータ２４を昇
降させるスライドモータ３３を連動連結して構成する。

【００１３】該マニピュレータ２４のハンド部２９近傍
にキュウリの画像を撮像してキュウリの存在する方向と
距離を検出するＣＣＤカメラ等による視覚部３４を装着
して設けると共に、該ハンド部２９にはキュウリを把持
するための把持モータ２９ａと、把持したキュウリの果
柄を切断する切断モータ２９ｂと、キュウリを検出する
検出センサ２９ｃとを設けて構成する。

【００１４】次に、以上の構成による作用について説明
する。園芸用ハウスに設けた一般家庭用又はハウス近傍
に位置させた発電機等による電源に、走行車両２の電源
用コード３のプラグを接続し、左右の車輪駆動モータ７
を駆動させ、この駆動により左右の車輪駆動スプロケッ
トから左右の車輪伝動チエン９を介して左右の車輪従動
スプロケット６を駆動させ、これにより仮リの前後設定
による左右の前輪１ａを各別に駆動回転させ、この前輪
１ａの回転によって左右の後輪１ｂを遊転させて走行車
両２を前後何れかの方向に走行させる。

【００１５】図１に示す如く、畝溝Ａに該後輪１ｂから
先に進入し、該前輪１ａの車輪間に支承したコードリー
ル４を、リール駆動モータ１４の駆動によりリール駆動
スプロケット１５からリール伝動チエン１６を介してリ
ール従動スプロケット１３によって回動させ、この回動
により電源用コード３を繰り出して走行を行う。畝溝Ａ
の終端部で折返し走行を行う際は、この走行に伴い今度
は該コードリール４を逆回動させて該電源用コード３を
巻取りながら走行を行う。

【００１６】このような該電源用コード３の繰り出し又
は巻取りの際に、案内具２０のガイド孔２０ａに案内さ
れた該電源用コード３は、該コードリール４の案内駆動
ギア１７により案内従動ギア１８を噛合い連動させて、
この案内従動ギア１８によって案内軸１９を回動させ、
この案内軸１９の往復リード溝１９ａによって該案内具
２０を左右側に案内させ、この案内により該電源用コー
ド３を縺れさせずに順序よく繰り出し又は巻取りを行わ
せるようにし、このような作用の繰り返しにより園芸用
ハウス内において、固定された外部の電源から電力の供
給を受けて円滑に作業を行うことができる。

【００１７】また、これらの作業時に、該コードリール
４の回動速度が一定しているときは、該コードリール４
に巻取られている量が少量の場合には、一周長の繰り出
し又は巻取り量が少くなり、繰り出し時には該電源用コ
ード３を引張って無理をしたり、逆の巻取り時には弛ん
で絡んだりするので、このようなときには制御装置２１
の演算制御によって、該コードリール４の回動速度を増
速させて該電源用コード３の円滑な繰り出し又は巻取り
が行えるようにする。

【００１８】また、前記左右の前輪１ａがスリップして
該車輪駆動モータ７の駆動力に対して走行距離が少くな
るときは、該コードリール４の回動により繰り出された
該電源用コード３が弛んで絡んだり、引摺って表皮に損
傷を与えたり、逆の巻取り時には引張って無理をするの
で、このようなときには前記左右の後輪１ｂに設けたエ
ンコーダ１１の信号を該制御装置２１に送って演算制御
を行い、実際の走行距離を把握して該コードリール４の
回動速度を減速させて該電源用コード３の円滑な繰り出
し又は巻取りが行えるようにする。

【００１９】また、走行車両２が畝溝Ａに進入する際に
は、該左右の後輪１ｂをステアリング作動モータ１２に
より舵取操作すると共に、該左右の前輪１ａのうち旋回
内側となる前輪１ａをロック又は減速して旋回を行う
が、この旋回時に該左右の後輪１ｂのうち回転速度の高
い方を選択して、この後輪１ｂのエンコーダ１１の信号
を該制御装置２１に送り演算制御を行って該コードリー
ル４の回動速度を制御することにより、該電源用コード
３の繰り出し量が少なくて畝の角に該電源用コード３を
引っ掛けて畝を崩すようなことがなく、畝溝Ａへの出入
りを円滑に行うことができる。

【００２０】また、走行車両２は前記車台５上の前部に
マニピュレータ２４を、後部にキャリア供給装置２７と
操作装置２８とを設けているため、該マニピュレータ２
４とこれを操作するオペレータとは前後に離れており、
該マニピュレータ２４の旋回可動領域にオペレータが入
るようなことがなく安全である。収穫作業時におけるオ
ペレータの該マニピュレータ２４への接近については、
図１０に示す如く、前側からの接近に対しては前カバー
２３で、後側からの接近に対してはキャリア供給装置２
７で、左右側からの接近に対してはキュウリ栽培棚Ｂに
よって各々防護されているので、該マニピュレータ２４
の稼動時における旋回可動領域への不用意な侵入を防止
することができる。

【００２１】また、該マニピュレータ２４のハンド部２
９近傍の視覚部３４つまりＣＣＤカメラによってキュウ
リの画像を撮像し、図１１のフローチャートに示す如
く、この画像から得られるキュウリの存在する方向と距
離によってその位置を算出し、この位置に対する同一軌
跡上を該ハンド部２９を移動させる。この位置が、図１
２に示す如く、仮りに距離検出精度がＬ±αである場
合、Ｌ−α＞ＬｍｉｎとＬ＋α＜Ｌｍａｘを設定する。
そこでＬ＝Ｌｍｉｎとして算出されるＰ２位置まで該ハ
ンド部２９を高速移動させ、その後Ｌ＝Ｌｍａｘとして
算出されるＰ３位置まで低速でゆっくりと移動させつつ
キュウリを検出する検出センサ２９ＣのＯＮにより停止
させ、キュウリを把持モータ２９ａの作用により把持
し、切断モータ２９ｂの作用により果柄を切断する。も
し、距離の検出精度が悪い場合でもキュウリは算出位置
に対する同一軌跡であるＰ２〜Ｐ３間に存在するため把
持できないことはない。

【００２２】従来では、図１３に示す如く、Ｐ２位置と
ＰＢ位置とは水平状態で設定されているため、仮りに検
出距離の誤差がＰＢ−ＰＡだけ存在すれば把持できない
ことになる。また、キュウリはイボを潰すと商品価値が
下がるため、把持位置は果柄から３０±１０ｍｍの範囲
を確保する必要があり、検出距離の精度は極めて高い水
準が要求されるが、水平移動の場合では要求される精度
の確保は難しい。これらのことにより、仮りに距離検出
の不具合により距離が検出できない場合は把持困難とな
り摘果作業を中止せざるを得ない。

【００２３】このため、図１４に示す如く、仮りに距離
検出精度がＬ±αである場合、Ｌ−α＞ＬｍｉｎとＬ＋
α＜Ｌｍａｘを設定する。そこで該ハンド部２９でキュ
ウリの上端部からキュウリ長の１０％下側位置（約３０
ｍｍ）を把持した際のキュウリの上端位置を基準点Ｐ１
として予め設定しておき、Ｐ１がＰ１→Ｐ２、Ｐ２→Ｐ
３と移動するように該マニピュレータ２４を制御する。
Ｐ１→Ｐ２では該ハンド部２９を高速移動させ、Ｐ２→
Ｐ３は低速でゆっくり移動させつつ該検出センサ２９Ｃ
のＯＮにより停止してキュウリを把持する。

【００２４】また、前記視覚部３４によりキュウリの画
像を撮像する際に、距離の検出条件が不適合であった
り、前記マニピュレータ２４の関節部の変位量を検出す
る距離センサの不具合等によって、キュウリまでの距離
が検出できないときは、図１５のフローチャートに示す
如く、ＬｍｉｎとＬｍａｘを設定してキュウリの位置算
出を行うが、この算出は、走行車両２の畝に対する並走
精度による該視覚部３４とキュウリ栽培棚Ｂとの水平距
離のバラツキ、栽培棚の仕立て精度、キュウリの方向等
により設定される。図１６に示す如く、Ｌ＝Ｌｍｉｎ−
α（α＝数ｃｍ）として算出される検出距離範囲最小値
の数ｃｍ手前のＰ２位置まで該ハンド部２９を高速移動
させ、その後Ｌ＝Ｌｍａｘとして算出されるＰ３位置ま
で低速でゆっくり移動させつつ該検出センサ２９ＣのＯ
Ｎにより停止してキュウリを把持する。これにより正常
時よりも少し時間は必要となるが、キュウリの把持が可
能であるため摘果残しがなく、後で人による補収穫の手
間を省くことができる。

【００２５】また、キュウリの収穫可否を判断する基準
をキュウリの大きさによって行うものにおいて、図１７
のフローチャートに示す如く、該視覚部３４で得た画像
並びにキュウリまでの検出距離によりキュウリの大きさ
を算出する。もしこの距離が検出不能のときは検出距離
範囲内の最大値Ｌｍａｘを検出距離としてキュウリの大
きさを算出する。この距離検出不能時には、実際は近く
にあっても遠くにあると算出するので未熟キュウリに対
しても該ハンド部２９をアプローチさせる。このため該
ハンド部２９の検出センサ２９Ｃによりキュウリを検出
したときは、このハンド部２９の位置により前記マニピ
ュレータ２４の距離センサによってキュウリまでの実距
離を検出し、この実距離によって、図１８に示す如く、
キュウリの大きさ（長さ）を表すＫ値を再算出し、この
再算出したＫ値が基準値（１７０ｍｍ程度）よりも大き
い場合に収穫可と判断する。該距離センサの不具合等に
よりＬが検出できない場合はＬ＝Ｌｍａｘとして算出す
る。これにより前記と同様に摘果残しによる人の補収穫
を極力少なくすることができる。

【００２６】なお、この実施例では収穫対象物をキュウ
リに限定して説明したが、本発明の要旨はキュウリ以外
の他の果実にも適応できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】走行車両の作業形態を示す概略平面図。

【図２】走行車両の走行部関係を示す側面図。

【図３】走行車両の伝動配置関係を示す平面図。

【図４】走行車両のコードリール装置関係の正面図。

【図５】走行車両のコードリール装置関係の側面図。

【図６】走行車両の走行及びコードリール関係の制御回
路を示すブロック図。

【図７】走行車両の全体を示す平面図。

【図８】走行車両の全体を示す正面図。

【図９】走行車両の全体を示す側面図。

【図１０】走行車両の作業状態を示す概略正面図。

【図１１】走行車両の収穫部の収穫手順を示すフローチ
ャート。

【図１２】走行車両の収穫部の収穫状態を示す作用側面
図。

【図１３】走行車両の収穫部の収穫状態を示す作用側面
図。

【図１４】走行車両の収穫部の収穫状態を示す作用側面
図。

【図１５】走行車両の収穫部の収穫手順を示すフローチ
ャート。

【図１６】走行車両の収穫部の収穫状態を示す作用側面
図。

【図１７】走行車両の収穫部の収穫手順を示すフローチ
ャート。

【図１８】走行車両の収穫部の視覚部により撮像した収
穫対象物の画像図。

【符号の説明】

１ 車輪 ２ 走行車両 ３ 電源用コード ４ コードリール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行用の車輪１を有して園芸用ハウス内
   を走行する走行車両２において、この走行車両２の車輪
   １間の同軸心位置に、別系統の駆動により電源用コ−ド
   ３を繰り出し又は巻取るコ−ドリ−ル４を回動可能に支
   承してなる走行車両のコ−ドリ−ル装置。