JPH1070911A - 農業用マニピュレータの制御方法 - Google Patents

農業用マニピュレータの制御方法

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Publication number
JPH1070911A
JPH1070911A JP23027496A JP23027496A JPH1070911A JP H1070911 A JPH1070911 A JP H1070911A JP 23027496 A JP23027496 A JP 23027496A JP 23027496 A JP23027496 A JP 23027496A JP H1070911 A JPH1070911 A JP H1070911A
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JP
Japan
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manipulator
agricultural
command value
operating
hand
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23027496A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Yukimoto
修 行本
Yosuke Matsuo
陽介 松尾
Katsuya Yuda
克也 油田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEIBUTSUKEI TOKUTEI SANGYO GIJUTSU KENKYU SUISHIN KIKO
Original Assignee
SEIBUTSUKEI TOKUTEI SANGYO GIJUTSU KENKYU SUISHIN KIKO
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Publication date
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  • Harvesting Machines For Specific Crops (AREA)
  • Lifting Devices For Agricultural Implements (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 農用トラクタのような車両に搭載し、先端に
装着したハンド部によるハンドリングのための力を、前
後、左右、上下方向に自在に作用させることができる農
業用マニピュレータ。 【解決手段】 トラクタや農用運搬車などの車両に搭載
され、先端に装着したハンド部におけるハンドリングの
ための力を3次元方向に作用させることができ、ハンド
部の近傍に設置した操作部により操作するようにし、ハ
ンド部を上下方向、または前後方向に動作させるように
操作指令を与えると、その操作指令値の大きさと、傾斜
センサや変位センサにより検出されるマニピュレータ各
部の伸縮や角度などの状態に応じて、操作指令値に比例
した速度でマニピュレータの各動作部を動作させる指令
値が演算されて、出力され、ハンド部を上下方向、また
は前後方向に直線的に動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、農用トラクタのよ
うな車両に搭載し、先端に装着したハンド部によるハン
ドリングのための力を、前後、左右、上下方向に自在に
作用させることができる農業用マニピュレータの制御方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、遠隔操作可能な車両に搭載し、先
端に装着したハンド部におけるハンドリングのための力
を、3次元方向に作用させることができる農業用マニピ
ュレータで、車両の操作とマニピュレー夕の操作を、そ
れそれ単独、あるいは同時に、ハンド部近傍に設置した
操作部によって操作できるようにした、図6に示すよう
な農業用マニピュレータが特開平7−184406号公
報により知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ハンドリング作業や運
搬においては、ハンド部を水平方向や鉛直方向に直線的
に動作させて対象物へアプローチする、あるいは対象物
を動かすことが、作業能率や位置決め操作の点で有利な
場合が多く、このハンド部の水平方向や鉛直方向への直
線的動作を容易な操作で、また搭載車両が傾斜していて
も実現できる必要がある。本発明は、上記の問題点を解
決することを目的になされたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、トラクタや農用運搬車などの車両に搭載
され、先端に装着したハンド部におけるハンドリングの
ための力を3次元方向に作用させることができる農業用
マニピュレータを、ハンド部の近傍に設置した操作部に
より操作するようにし、ハンド部を上下方向、または前
後方向に動作させるように操作指令を与えると、その操
作指令値の大きさと、傾斜センサや変位センサにより検
出されるマニピュレータ各部の伸縮や角度などの状態に
応じて、操作指令値に比例した速度でマニピュレータの
各動作部を動作させる指令値が演算されて、出力され、
ハンド部が上下方向、または前後方向に直線的に動作す
るように制御できる農業用マニピュレータであって、搭
載車両の傾斜に伴うマニピュレー夕の傾斜角を検出する
センサを備え、その検出傾斜角を考慮して、マニピュレ
ータの各動作部を動作させる指令値が演算されて、出力
され、ハンド部が絶対的な鉛直方向、または水平方向に
直線的に動作するように制御されることを特徴としてい
る。
【0005】
【作用】上記の手段によって本発明の農業用マニピュレ
ータの制御方法は、次のような作用をする。
【0006】.トラクタや農用運搬車などの車両に搭
載し、先端に装着したハンド部におけるハンドリングの
ための力を3次元方向に作用させることができる農業用
マニピュレータを、操作部で操作する場合において、マ
ニピュレータ先端のハンド部を上下方向に動作させるよ
うに操作部から操作指令を与えると、その操作指令値の
大きさとマニピュレータ各部の伸縮や角度などの状態に
応じて、マニピュレータの各動作部を動作させる指令値
が演算、出力され、マニピュレータ先端のハンド部が上
下方向に直線的に動作するように制御される。
【0007】.マニピュレータ先端のハンド部を前後
方向に動作させるように操作部から操作指令を与える
と、その操作指令値の大きさとマニピュレータ各部の伸
縮や角度などの状態に応じて、マニピュレータの各動作
部を動作させる指令値が演算、出力され、マニピュレー
タ先端のハンド部が水平方向に直線的に動作するように
制御される。
【0008】.上記.の制御において、搭載車両の
傾斜(ロール)に伴うマニピュレータの傾斜も考慮し、
マニピュレータの各動作部を動作させる指令値が演算、
出力され、マニピュレータ先端のハンド部が絶対的な鉛
直方向に直線的に動作するように制御される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
の図面に基づいて具体的に説明する。図1ないし図3に
おいて、3自由度の極座標型マニピュレータ2を、発
進、停止及び走行速度制御、操舵などの運転操作を、乗
車しての手動操作のほか、無線または有線により遠隔操
作できるトラクタや農用運搬車などの車両1に搭載す
る。マニピュレータ2は、先端に交換可能なハンド部3
を有し、そのハンド部3におけるハンドリングのための
力を3次元方向に作用させることができる、アーム伸縮
軸、鉛直回転軸、水平回転軸から構成されている。
【0010】マニピュレータ2の各軸は伸縮、回転し、
これらの伸縮、回転は電動サーボモータにより駆動され
る。各軸を駆動する電動サーボモータは、マニピュレー
タ2先端のハンド部3近傍の操作部4に設置した、図4
及び図5にも示されるジョイスティック5と、ジョイス
ティック操作信号の入力及び制御信号の出力を行うコン
トローラ、及びモータドライバにより、ジョイスティッ
ク5の操作量に比例した速度制御が行われ、同時に複数
の軸の制御が行えるようになっている。また、マニピュ
レータ2搭載車両1の遠隔操作は、同じくハンド部3近
傍に設置した操作部により行われる。
【0011】マニピュレータ先端に装着される交換可能
なハンド部3には、各種作物を収穫する収穫ハンド、各
種作物やコンテナ、資材などを拾い上げ運搬するハン
ド、抜根作業やワイヤなどを張る作業のための引っ張り
用フック、穴掘りを行うスコップハンド、杭打ち作業用
のカケヤハンドなど、各種作業を行うハンドが適用でき
る。
【0012】上記マニピュレータ2のアームには、その
傾斜角度(図3のθ)を検出するアーム傾斜角センサ
と、その傾斜方向に直角な方向の傾き角度(図3のφ)
を検出するロール角センサを設置している。また、アー
ムには、アーム長さ(図3のL)を検出する変位センサ
を設置し、これらのセンサ出力は上記コントローラに入
力される。
【0013】1)マニピュレータ2の鉛直回転軸の軸回
りにアームを動作させるようにジョィスティック5を上
下方向に操作すると、その操作量とアームの傾斜角に応
じて、アームを鉛直回転軸回りに動作させ、かつアーム
を伸縮させる制御信号が演算、出力され、マニピュレー
タ先端のハンド部3が上下方向に直線的に動作するよう
に制御される(上下制御:図4の(a))。この時、ジ
ョィスティック5の操作量に比例する鉛直回転軸回りの
動作の制御指令値をωvi、アームの傾斜角をθとする
と、鉛直回転軸回りの動作とアーム伸縮の制御指令値ω
vo,uloは、 ωvo=ωvi, ulo=ωvi・tanθ となる。
【0014】2)マニピュレータ2のアームを伸縮させ
るようにジョィスティック5を前後に操作すると、その
操作量とアームの傾斜角、及びアームの長さに応じて、
アームを伸縮させ、かつアームを鉛直回転軸回りに動作
させる制御信号が演算、出力され、マニピュレータ先端
のハンド部3が水平方向に直線的に動作するように制御
される(水平制御:図4(b))。この時、ジョィステ
ィック5の操作量に比例するアーム伸縮の制御指令値を
uli、アームの傾斜角をθ、アーム長さをLとする
と、アーム伸縮と鉛直回転軸回りの動作の制御指令値u
lo、ωvoは、 ulo=uli, ωvo=(uvi・tanθ)/L となる。
【0015】3)上記1)の上下制御において、搭載車
両の傾斜(ロール)に伴うマニピュレータの傾斜も考慮
し、鉛直回転軸の軸回りにアームを動作させるようにジ
ョィスティック5を上下方向に操作すると、その操作量
とアームの傾斜角、ロール角に応じて、アームを釦直回
転軸回りに動作させ、かつアームを伸縮させ、かつ水平
回転軸回りに動作させる制御信号が演算、出力され、マ
ニピュレータ先端のハンド部3が絶対的な鉛直方向に直
線的に動作するように制御させる(鉛直制御:図5)こ
ともできる。この時、ジョィスティック5の操作角度に
比例する鉛直回転軸回りの制御指令値をωvi、アーム
の傾斜角をθ、ロール角をφとすると、鉛直回転軸回り
の動作、アーム伸縮、及び水平回転軸回りの動作の制御
指令値ωvo,ulo,ωhoは、 ωvo=ωvi, ulo=ωvi・tanθ, ωho=(ωvi・tanφ)/cos2θ となる。
【0016】4)ジョィスティック5の操作角度に比例
して各軸が動作を行う基本制御モードと、上記1),
2)の制御を行う上下・水平制御モード、及び上記
2),3)の制御を行う鉛直・水平制御モードの3つの
制御モードは、任意に切り替えることができる。
【0017】5)マニピュレータ2を駆動するアクチュ
エータを、油圧や空気圧を動力源とするものに変更して
も、上記1)〜4)は同様に実行可能である。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明の農業用マニ
ピュレータの制御方法によれば、以下の効果を奏する。
【0019】.トラクタや農用運搬車などの車両に搭
載し、先端に装着したハンド部におけるハンドリングの
ための力を3次元方向に作用させることができる農業用
マニピュレータを、操作部で操作する場合において、マ
ニピュレータ先端のハンド部を上下方向に動作させるよ
うに操作部から操作指令を与えると、その操作指令値の
大きさとマニピュレータ各部の伸縮や角度などの状態に
応じて、マニピュレータの各動作部を動作させる指令値
が演算、出力され、マニピュレータ先端のハンド部が上
下方向に直線的に動作するように制御され、また、マニ
ピュレータ先端のハンド部を前後方向に動作させるよう
に操作部から操作指令を与えると、その操作指令値の大
きさとマニピュレータ各部の伸縮や角度などの状態に応
じて、マニピュレータの各動作部を動作させる指令値が
演算、出力され、マニピュレータ先端のハンド部が水平
方向に直線的に動作するように制御されるので、簡単な
操作で、マニピュレータ各動作部を複合的に制御してマ
ニピュレータ先端のハンド部を上下方向に、あるいは水
平方向に、直線的に動作させることができる。
【0020】.トラクタや農用運搬車などの車両に搭
載し、先端に装着したハンド部におけるハンドリングの
ための力を3次元方向に作用させることができる農業用
マニピュレータを、操作部で操作する場合において、マ
ニピュレータ先端のハンド部を上下方向に動作させるよ
うに操作部から操作指令を与えると、その操作指令値の
大きさとマニピュレータ各部の伸縮や角度などの状態に
応じ、また搭載車両の傾斜(ロール)に伴うマニピュレ
ータの傾斜も考慮し、マニピュレータの各動作部を動作
させる指令値が演算、出力され、マニピュレータ先端の
ハンド部が絶対的な鉛直方向に直線的に動作するように
制御されるので、圃場の凹凸などにより搭載車両が傾斜
しても、マニピュレータ先端のハンド部を絶対的な鉛直
方向に直線的に動作するように制御させることができ
る。
【0021】.また、上記..により、ハンドリ
ング作業や運搬作業において、ハンド部を水平方向や鉛
直方向に直線的に動作させて対象物へアプローチする、
あいは対象物を動かすことを、容易な操作によって実現
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による農業用マニピュレータの概略側面
図である。
【図2】マニピュレータ各部の動作説明図である。
【図3】検出するマニピュレータの伸縮や角度を示す側
面図(a)及び正面図(b)である。
【図4】マニピュレータの上下制御(a)及びジョイス
ティックの操作(a’)と水平制御(b)及びジョイス
ティックの操作(b’)の説明図である。
【図5】マニピュレータの鉛直制御の側面図(a)及び
正面図(b)とジョイスティックの操作(a’)の説明
図である。
【図6】周知の農業用ハンドリング装置の概略側面図で
ある。
【符号の説明】
1 遠隔操作できるトラクタや農用運搬車などの車両 2 3自由度の極座標型マニピュレータ 3 交換可能なハンド部 4 マニピュレータ、ハンド部、車両の操作部 5 ジョイスティック
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年11月29日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による農業用マニピュレータの概略側面
図である。
【図2】マニピュレータ各部の動作説明図である。
【図3】検出するマニピュレータの伸縮や角度を示す側
面図(a)及び正面図(b)である。
【図4】マニピュレータの上下制御(a)及びジョイス
ティックの操作(c)と水平制御(b)及びジョイステ
ィックの操作(d)の説明図である。
【図5】マニピュレータの鉛直制御の側面図(a)及び
正面図(b)とジョイスティックの操作(c)の説明図
である。
【図6】周知の農業用ハンドリング装置の概略側面図で
ある。
【符号の説明】 1 遠隔操作できるトラクタや農用運搬車などの車両 2 3自由度の極座標型マニピュレータ 3 交換可能なハンド部 4 マニピュレータ、ハンド部、車両の操作部 5 ジョイステイツク
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トラクタや農用運搬車などの車両に搭載
    され、先端に装着したハンド部におけるハンドリングの
    ための力を3次元方向に作用させることができる農業用
    マニピュレータを、ハンド部の近傍に設置した操作部に
    より操作するようにし、 ハンド部を上下方向、または前後方向に動作させるよう
    に操作指令を与えると、その操作指令値の大きさと、傾
    斜センサや変位センサにより検出されるマニピュレータ
    各部の伸縮や角度などの状態に応じて、操作指令値に比
    例した速度でマニピュレータの各動作部を動作させる指
    令値が演算されて、出力され、ハンド部が上下方向、ま
    たは前後方向に直線的に動作するように制御できる農業
    用マニピュレータであって、 搭載車両の傾斜に伴うマニピュレー夕の傾斜角を検出す
    るセンサを備え、その検出傾斜角を考慮して、マニピュ
    レータの各動作部を動作させる指令値が演算されて、出
    力され、ハンド部が絶対的な鉛直方向、または水平方向
    に直線的に動作するように制御されることを特徴とする
    農業用マニピュレータの制御方法。
JP23027496A 1996-08-30 1996-08-30 農業用マニピュレータの制御方法 Pending JPH1070911A (ja)

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JP23027496A JPH1070911A (ja) 1996-08-30 1996-08-30 農業用マニピュレータの制御方法

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JP (1) JPH1070911A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105746087A (zh) * 2016-04-29 2016-07-13 徐志勇 一种高效率的自动苹果采摘机
US10207412B2 (en) 2015-08-10 2019-02-19 Abb Schweiz Ag Platform including an industrial robot
JP2021023164A (ja) * 2019-08-01 2021-02-22 本田技研工業株式会社 果菜分離装置及び果菜分離方法

Cited By (3)

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US10207412B2 (en) 2015-08-10 2019-02-19 Abb Schweiz Ag Platform including an industrial robot
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