WO2012153783A1 - 集電装置付運搬車両 - Google Patents

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WO2012153783A1
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pantograph
current collector
overhead line
dump truck
control device
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雅徳 遠嶋
公一 山下
須藤　次男
幸司 竹田
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株式会社小松製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a transport vehicle with a current collector.
  • the motor is driven by the electric power generated by the engine generator mounted on the vehicle, and the vehicle runs on its own, collecting power from a trolley wire (overhead wire) installed above the ground by a pantograph mounted on the vehicle in some sections, such as uphill roads, A trolley-assisted transport vehicle that drives an electric motor instead of a generator power supply is described (Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide a transport vehicle with a current collector that suppresses damage to the current collector when collecting current from an overhead wire.
  • the present invention comprises: a vessel for loading a load; a current collector that extends and receives power from an overhead line; and that is retracted and spaced apart from the overhead line; power from the current collector; and a self-propelled drive source. At least one drive wheel is driven to rotate, a vehicle body on which the vessel is placed, a pantograph position detector that detects a relative position between the current collector and the overhead wire, and the relative position is the current collector And a control device that controls a traveling direction of the vehicle main body so as to be connected to the overhead line, or instructs information that can recognize a direction in which the vehicle main body should be operated.
  • a transport vehicle with a current collector is
  • the vehicle main body includes an obstacle detector that detects an obstacle on a traveling road, and the control device detects the obstacle when the obstacle detector detects an obstacle on the traveling road. It is preferable to degenerate the electrical device.
  • control device degenerates the current collector when the pantograph position detector detects that the current collector is disconnected from the overhead line.
  • pantograph position detector when the pantograph position detector recognizes the relative position between the current collector and the overhead line when the overhead line is on a travel path on which the vehicle body is to travel, It is preferable to extend the apparatus and receive power from the overhead wire.
  • the vehicle body is a manned transport vehicle and the recognizable information is displayed on a display unit.
  • the present invention can suppress damage to the current collector when collecting current from an overhead wire.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a dump truck using the current collector according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which the current collector of FIG. 1 is extended.
  • FIG. 3 is a top view of FIG.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a self-propelled drive source of the dump truck according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a control block of the dump truck according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a traveling path of the dump truck according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of a control procedure of the dump truck according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a dump truck using the current collector according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which the current collector of FIG. 1 is extended.
  • FIG. 3 is a top view of FIG.
  • FIG. 4
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of a control procedure of the dump truck according to the present embodiment.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of the traveling path information of the dump truck according to the present embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing another example of the control procedure of the dump truck according to the present embodiment.
  • FIG. 11 is a side view showing a dump truck using the current collector according to the present embodiment.
  • FIG. 12 is an explanatory view showing a state where the current collector of FIG. 11 is extended.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a dump truck using the current collector according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which the current collector of FIG. 1 is extended.
  • FIG. 3 is a top view of FIG.
  • the dump truck 1 is a so-called trolley assist type transport vehicle with a current collector that drives a motor by rotating an electric motor with electric power supplied from the current collector in a section with an overhead line.
  • the dump truck 1 includes a vehicle main body 3 including wheels 31, drive wheels 32, and a chassis 30, a vessel 5 placed on the chassis 30 of the vehicle main body 3, a pantograph 7, and an input / output device group 9. It is a transport vehicle with a current collector.
  • the dump truck 1 is an unmanned dump truck that does not include a driver's cab and travels as an unmanned transport vehicle.
  • the vehicle body 3 is a so-called hybrid vehicle that generates power using fuel and generates power using electric power, and can travel by transmitting the generated power to the drive wheels 32. .
  • Wheels 31 and drive wheels 32 are attached to the chassis 30.
  • the dump truck 1 is used in, for example, a mine.
  • the vessel 5 is a loading platform for loading luggage, and is arranged on the chassis 30 of the vehicle body 3.
  • the vessel 5 is loaded with ore, or earth such as rocks and earth as luggage.
  • the vessel 5 is tilted by a hydraulic cylinder and can discharge the loaded luggage.
  • the vessel 5 may be configured to be detachable from the chassis 30 of the vehicle body 3.
  • the pantograph 7 is a current collector that receives power from the overhead line 8.
  • the pantograph 7 includes a slider 71, a first arm 72, a second arm 73, a pantograph control actuator 74, and a pantograph joint 75.
  • the pantograph 7 has two overhead lines 8 and includes two pantographs 7.
  • the slider 71 is a current collecting member that is attached to the end of the first arm 72 and that is in sliding contact with the overhead wire 8 and receives power from the overhead wire 8.
  • the first arm 72 and the second arm 73 are connected by a pantograph joint 75 and have a joint structure capable of following the change in the height of the overhead wire 8.
  • the second arm 73 is attached to the pantograph control actuator 74.
  • the pantograph 7 can be extended and receive power from the overhead line 8 by the operation of the pantograph control actuator 74. In addition, the pantograph 7 is retracted and folded by the operation of the pantograph control actuator 74 and stored below the vessel 5.
  • the degenerated pantograph 7 is arranged on the inner side of a dotted line showing the outer shape of the vessel 5 shown in FIG. Accordingly, when loading or discharging a load such as ore on the vessel 5, the degenerated pantograph 7 is covered with the vessel 5. That is, the degenerated pantograph 7 is hidden by the vessel 5 in a top view.
  • the possibility that the luggage from the vessel 5 falls and the luggage contacts the pantograph 7 is reduced.
  • a loading machine such as a hydraulic excavator used for loading a load such as ore on the vessel 5 is likely to collide with the pantograph 7 because the pantograph 7 is covered with the vessel 5. Is reduced. As a result, the risk of damage to the pantograph 7 can be reduced.
  • the dump truck 1 often operates outdoors or is parked outdoors. In the dump truck 1, the degenerated pantograph 7 is hidden by the vessel 5 in a top view, and therefore, the influence on the pantograph 7 due to rain or the like can be suppressed. As a result, the dump truck 1 can reduce the possibility of failure of the pantograph 7. Further, the dump truck 1 does not have a driver's cab, and the vessel 5 can cover the vehicle body 3. For this reason, the vessel 5 serves as a hangar. As a result, the possibility of failure of the vehicle body 3 can also be reduced.
  • the pantograph 7 has a structure in which the first arm 72 is folded on the second arm 73.
  • the second arm 73 has a recess, and the first arm 72 can be accommodated in the recess.
  • the pantograph 7 has less protrusion when stored.
  • the dump truck 1 since the dump truck 1 has no cab, it is easy to secure an area for storing the pantograph 7 below the vessel 5.
  • the pantograph 7 is disposed at least on the front side in the traveling direction of the chassis 30. Further, it is more preferable that the pantograph 7 is also disposed on the rear side in the traveling direction of the chassis 30. That is, the pantograph 7 is disposed on both sides of the vehicle body 3 in a direction parallel to the direction in which the vehicle body 3 travels. Thereby, when the vehicle main body 3 travels on a hill, the pantograph 7 on the upper slope of the hill can be extended to receive power from the overhead line 8 without performing an operation of inverting the vehicle main body 3. As a result, even if the load falls from the vessel 5 due to the slope of the slope, the possibility that the load will collide with the pantograph 7 is reduced.
  • the pantograph 7 may be disposed on at least one of the vehicle body 3 in the direction in which the vehicle body 3 travels and in the direction perpendicular to the vehicle body 3, and may be preferably disposed on both sides.
  • the input / output device group 9 includes a pantograph position detector 91 that detects the position of the pantograph 7, an obstacle detector 92 that detects an obstacle on the traveling path of the vehicle body 3, and a vehicle that measures the current position of the vehicle body 3.
  • a main body position measuring device 95 and a communication device 93 that performs wireless communication with a later-described central management control facility are provided.
  • the pantograph position detector 91 is an imaging device such as a camera.
  • the pantograph position detector 91 may be a laser positioning device or an ultrasonic positioning device. It is preferable that they are arranged at a plurality of locations with a predetermined interval. Thereby, the contact state of the overhead wire 8 and the slider 71 of the pantograph 7 can be grasped.
  • the obstacle detector 92 is a millimeter wave radar device, for example, and can detect the position of the obstacle by transmitting a millimeter wave band radio wave and receiving a reflected wave reflected by the obstacle.
  • the vehicle body position measuring device 95 is a position measuring device such as GPS (Global Positioning System).
  • the dump truck 1 stores travel path information holding the traveling direction on the map information, speed information, and the like in a memory in the control device described later.
  • the dump truck 1 travels by determining the traveling direction and speed based on the travel path information and the current position information acquired from the vehicle body position measuring device 95.
  • the dump truck 1 can also be an autonomous unmanned dump truck that can stand on the basis of information from the input / output device group 9 and determine the traveling conditions.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a self-propelled drive source of the dump truck according to the present embodiment.
  • the vehicle body 3 includes a control device 4, a generator 35, an engine 34 that is an internal combustion engine, a steering 36, and a motor 33 on a chassis 30.
  • the generator 35 is a free-running drive source that is connected to the engine 34 and generates electric power by the power of the engine 34.
  • control device 4 transmits the electric power from the generator 35 to the motor 33 and the steering 36.
  • the motor 33 is an in-wheel motor disposed in the drive wheel 32.
  • the motor 33 may also be disposed on the wheel 31 so that the wheel 31 serves as a driving wheel, and the vehicle body 3 is driven by four wheels.
  • Steering 36 has, for example, an electric motor and steers the direction of the wheels 31 according to the control of the control device 4.
  • the control device 4 transmits the electric power from the above-described pantograph 7 to the motor 33 and the steering 36.
  • the control device 4 causes the vehicle main body 3 to travel on its own by supplying electric power from the generator 35 to the motor 33.
  • the control device 4 can also make the vehicle body 3 run by collecting current from the overhead line 8 by the pantograph 7 and supplying power from the pantograph 7 to the motor 33 instead of the generator 35. Further, the control device 4 can also collect the current from the overhead line 8 by the pantograph 7 and supply the electric power from the pantograph 7 to the motor 33 together with the electric power of the generator 35 to run the vehicle body 3.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a control block of the dump truck according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a traveling path of the dump truck according to the present embodiment.
  • 7 and 8 are flowcharts showing an example of the control procedure of the dump truck according to the present embodiment.
  • the control device 4 is connected to a pantograph position detector 91, an obstacle detector 92, a vehicle body position measuring device 95, a communication device 93, a motor 33, a steering 36, and a pantograph control actuator 74. Yes.
  • the control device 4 is a computer system including a CPU (Central Processing Unit) and a memory.
  • the control device 4 includes a travel route information generating unit 41, a travel control unit 42, a pantograph control unit 43, and a communication control unit 44.
  • the traveling path of the dump truck 1 shown in FIG. 6 includes, for example, a section T with an overhead line in which the overhead line 8 is laid, and self-running sections E1 and E2 in which the overhead line 8 is not laid.
  • the dump truck 1 loads the cargo 50 by the loading machine 59 at the loading site 51.
  • the dump truck 1 self-propels in the self-propelled section E2 and reaches the section T with an overhead line.
  • the dump truck 1 extends the pantograph 7 on the upper slope of the slope in the section T with an overhead line, receives electric power from the overhead line 8 and travels in the direction of arrow V.
  • the dump truck 1 self-propels in the self-propelled section E2, and the vessel 5 is tilted by the hydraulic cylinder at the earth discharging site 52 as the destination, and the luggage 50 is discharged.
  • the central management control facility 6 located at a location remote from the travel path of the dump truck 1 has a central control device 61 and a communication device 62.
  • the central controller 61 is operated by an operator and manages the operation status of the dump truck 1.
  • the communication device 62 performs radio communication of the radio wave W between the central control device 61 and the dump truck 1, and transmits and receives various types of information. Thereby, the dump truck 1 and the central management control facility 6 become a transportation system. As a result, the operation status of the dump truck 1 is managed by the central management control facility 6. This transport system can reduce operator personnel.
  • the control procedure shown in FIG. 7 will be described below.
  • the central management control facility 6 can acquire the operation status information of the dump truck 1.
  • the transport system controls the map information calculated by the central control device 61 of the central management control facility 6 based on the operation status information of the dump truck 1 via the communication device 62 and the communication device 93. Can be sent to device 4.
  • the travel route information generating means 41 of the control device 4 generates travel route information based on the map information acquired from the communication device 93 or already stored (step S1).
  • the travel route information includes map information and information on a travel route that is a course on which the dump truck 1 is scheduled to travel.
  • the travel route information is generated as a travel route by adding identification information between a section with an overhead line in which the overhead line 8 is laid on the map information and a self-propelled section in which the overhead line 8 is not laid.
  • the travel route information is, for example, information on the travel route on which the dump truck 1 identified as the section T with overhead lines shown in FIG. 6 and the self-propelled sections E1 and E2 travels.
  • the control device 4 stores the travel route information in the memory. Next, the traveling control means 42 of the control device 4 determines the traveling direction and speed based on the traveling path information, and controls the motor 33 and the steering 36. When the position information from the vehicle body position measuring device 95 is acquired by the control device 4, it is transmitted to the central management control facility 6 via the communication device 62 and the communication device 93.
  • the control device 4 compares the travel path information with the current position information of the dump truck 1 of the vehicle body position measuring device 95. When the current position of the dump truck 1 is not in the section T with an overhead line (step S2, No), the control device 4 controls the pantograph control means 74 to control the pantograph control actuator 74 so that the pantograph 7 is lowered (step S3). To do. As a result, the actuator 74 is retracted, folded, and stored under the vessel 5.
  • the traveling control means 42 controls the motor 33 and the steering 36 by the self-propelled driving source based on the traveling path information. Thereby, the dump truck 1 travels (step S4).
  • the position information from the vehicle body position measuring device 95 is acquired by the control device 4, it is transmitted to the central management control facility 6 via the communication device 62 and the communication device 93.
  • the control device 4 compares the travel path information with the current position information of the dump truck 1 of the vehicle body position measuring device 95, and if the destination, for example, the earth removal site 52 is not reached (step S5, No), the step Return to 2. When the control device 4 reaches the destination (step S5, Yes), the operation of the dump truck 1 is ended.
  • step S6 When it is assumed that the current position of the dump truck 1 is the section T with an overhead line (step S2, Yes), the control device 4 confirms the position of the overhead line 8 with the pantograph position detector 91 (step S6).
  • the traveling control means 42 controls the steering 36 (step S7), and controls the traveling direction of the vehicle so that the pantograph 7 is below the overhead line 8.
  • the pantograph control means 43 controls the pantograph control actuator 74 so that the pantograph 7 rises (step S8), and the pantograph 7 extends to receive power from the overhead line 8.
  • the dump truck 1 can automatically extend the pantograph 7 and receive power from the overhead line 8.
  • the traveling control means 42 performs trolley assist traveling that controls the motor 33 and the steering 36 with electric power from the overhead line 8 based on the traveling route information (step S9).
  • the control device 4 acquires the relative position between the pantograph 7 and the overhead line 8 from the pantograph position detector 91 and recognizes it with an image.
  • the traveling control means 42 operates the steering 36 in a direction that reduces the amount of deviation between the slider 71 of the pantograph 7 and the overhead line 8 so that the pantograph 7 catches the overhead line 8 and the pantograph 7 does not come off the overhead line 8. Thereby, in the section T with an overhead line, the rate at which the pantograph 7 of the dump truck 1 catches the overhead line 8 is improved, and the use of a self-propelled drive source can be suppressed.
  • the operation of the steering 36 by the travel control means 42 described above may be always performed after the pantograph 7 catches the overhead wire 8, or when a predetermined deviation amount is set in advance. You may make it perform.
  • the position of the overhead line 8 is substantially constant, there is a possibility that the position of the overhead line 8 such as wind may be displaced.
  • the dump truck 1 captures the positional deviation of the overhead line 8 as a relative position between the pantograph 7 and the overhead line 8, and the control device 4 corrects the steering 36 of the vehicle body 3, thereby correcting the position of the pantograph 7.
  • the rate at which the pantograph 7 captures the overhead line 8 is improved. Since the pantograph position detector 91 always recognizes the relative position between the pantograph 7 and the overhead line 8, the control device 4 corrects the relative position between the pantograph 7 and the overhead line 8 before the pantograph 7 catches the overhead line 8.
  • the steering 36 can be controlled.
  • FIG. 8 shows an example of a dump truck control procedure for explaining step 10 in more detail.
  • the obstacle detector 92 detects an obstacle (step S101).
  • the control device 4 transmits obstacle information to the central management control facility 6 via the communication device 62 and the communication device 93.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example of the traveling road information of the dump truck according to the present embodiment.
  • the dump truck 1 in the travel route information generated in step S1, the dump truck 1 is scheduled to travel in the section T with overhead lines from the travel position P1 to the travel position P3 through the fault occurrence section H.
  • the obstacle detector 92 detects an obstacle in the obstacle occurrence section H (step S101).
  • the obstacle information is acquired by the control device 4, it is transmitted to the central management control facility 6 via the communication device 62 and the communication device 93.
  • the control device 4 determines whether or not the detected obstacle is on the course scheduled to travel, and if the obstacle is not on the course scheduled to travel (No in step S102), the obstacle detection is performed.
  • the device 92 continues to detect the obstacle in step S101.
  • the control device 4 determines that the control device 4 has an obstacle (step S103, Yes).
  • the control device 4 determines that the pantograph 7 does not capture the overhead line 8 (step S10, Yes), and proceeds to step S11.
  • the control device 4 recreates the travel route information of the detour position P2 shown in FIG. 9 (step S11).
  • the central control device 61 may have a fault (step S103, Yes) and send fault information to the dump truck 1.
  • the control device 4 receives the failure information from the central control device 61 via the communication device 62 and the communication device 93, and the pantograph 7 does not capture the overhead line 8 (step S10, Yes), and proceeds to step S11. .
  • the control device 4 lowers the pantograph 7 (step 3).
  • the pantograph control means 43 controls the pantograph control actuator 74, and the pantograph 7 is lowered (step S3).
  • the pantograph 7 is in a state of being contracted and folded and stored below the vessel 5.
  • the traveling control means 42 controls the motor 33 and the steering 36 by the self-propelled driving source based on the traveling path information recreated in step S11. Thereby, the dump truck 1 travels (step S4).
  • the dump truck 1 can travel to avoid obstacles and to prevent the pantograph 7 from catching the overhead line 8. .
  • the dump truck 1 can continue traveling even under conditions that are not judged by the operator.
  • the position information from the vehicle body position measuring device 95 is acquired by the control device 4, it is transmitted to the central management control facility 6 via the communication device 62 and the communication device 93.
  • the control device 4 compares the travel path information with the current position information of the dump truck 1 of the vehicle body position measuring device 95, and if the destination, for example, the earth removal site 52 is not reached (step S5, No), the step Return to 2.
  • step S2 When the travel position P3 is acquired by the control device 4 as the position information from the vehicle body position measuring device 95, the control device 4 compares the travel path information with the travel position P3 that is the current position information, and there is an overhead line. Suppose that it is the section T (step S2, Yes). Thereafter, the steps after step S6 are repeated.
  • FIG. 10 is a flowchart showing another example of the dump truck control procedure according to the present embodiment.
  • the flowchart of FIG. 10 shows another example of the dump truck control procedure for explaining step S10 in more detail.
  • the pantograph position detector 91 detects the position of the pantograph 7 (step S111). Thereby, the connection state between the slider 71 of the pantograph 7 and the overhead wire 8 is detected.
  • the control device 4 transmits information on the connection state between the slider 71 of the pantograph 7 and the overhead wire 8 to the central management control facility 6 via the communication device 62 and the communication device 93.
  • the control device 4 detects the position of the pantograph 7 in the pantograph position detector 91 in step S111. Continue.
  • step S112 If the connection state between the slider 71 of the pantograph 7 and the overhead wire 8 is disconnected by image analysis or the like (step S112, Yes), the control device 4 assumes that there is a failure (step S113). As a result, the control device 4 determines that the pantograph 7 does not capture the overhead line 8 (step S10, Yes), and proceeds to step S11.
  • the control device 4 recreates the travel route information of the detour position P2 shown in FIG. 9 (step S11). Alternatively, the control device 4 recreates the travel route information with the failure occurrence section H shown in FIG. 9 as the self-run section (step S11).
  • step S113 when the connection state between the slider 71 of the pantograph 7 and the overhead wire 8 is disconnected due to strong wind in the failure occurrence section H shown in FIG. 9 (step S112, Yes), the control device 4 has a failure (step S113). ).
  • the central control device 61 may have a fault (step S103, Yes) and send fault information to the dump truck 1.
  • the control device 4 receives the failure information from the central control device 61 via the communication device 62 and the communication device 93, and the pantograph 7 does not capture the overhead line 8 (step S10, Yes), and proceeds to step S11. .
  • the pantograph control means 43 controls the pantograph control actuator 74, and the pantograph 7 is lowered (step S3). As a result, the pantograph 7 is in a state of being contracted and folded and stored below the vessel 5.
  • the traveling control means 42 controls the motor 33 and the steering 36 by the self-propelled driving source based on the traveling path information recreated in step S11. Thereby, the dump truck 1 travels (step S4).
  • the dump truck 1 can travel while avoiding the abnormality of the overhead line 8 even if the vehicle body 3 is an unmanned transport vehicle without a driver's cab. That is, the dump truck 1 can continue traveling even under conditions that are not judged by the operator.
  • the position information from the vehicle body position measuring device 95 is acquired by the control device 4, it is transmitted to the central management control facility 6 via the communication device 62 and the communication device 93.
  • the control device 4 compares the travel path information with the current position information of the dump truck 1 of the vehicle body position measuring device 95, and if the destination, for example, the earth removal site 52 is not reached (step S5, No), the step Return to 2.
  • the control device 4 compares the travel path information with the travel position P3 that is the current position information, and there is an overhead line. Suppose that it is the section T (step S2, Yes). Thereafter, the steps after step S6 are repeated.
  • the extension of the pantograph 7 is based on the fact that the vehicle body position measuring device 95 such as GPS detects that the dump truck 1 has come under the overhead line 8 without using the pantograph position detector 91 which is a pantograph position detecting means. You may make it operate
  • FIG. 11 is a side view showing a dump truck using the current collector according to the present embodiment.
  • FIG. 12 is an explanatory view showing a state where the current collector of FIG. 11 is extended.
  • the dump truck 2 is a manned dump truck having a cab 38 in the chassis 30. For this reason, the vehicle body 3 of the dump truck 2 is a manned transport vehicle.
  • the same members as those described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the dump truck 2 is used in, for example, a mine.
  • the pantograph 70 is arranged on the upper part of the cab 38 shown in FIG. Further, as shown in FIG. 12, the pantograph 70 can be extended and receive power from the overhead wire 8 by the operation of the pantograph control actuator 74. In addition, as shown in FIG. 11, the pantograph 70 is retracted and folded by the operation of the pantograph control actuator 74 and stored below the vessel 5.
  • the degenerated pantograph 70 is arranged inside the outer shape of the vessel 5 as viewed from above as shown in FIG. Thereby, when a load is loaded on the vessel 5, the pantograph 7 is covered with the vessel 5, and the possibility that the pantograph 7 is damaged due to the fall of the load from the vessel 5 can be reduced. That is, the degenerated pantograph 7 is hidden by the vessel 5 in a top view.
  • the pantograph 70 is disposed at least on the front side in the traveling direction of the chassis 30. Further, it is more preferable that the pantograph 70 is also disposed on the rear side in the traveling direction of the chassis 30. Thereby, when the vehicle main body 3 travels on a hill, the pantograph 70 on the upper slope of the hill can be extended to receive power from the overhead line 8 without performing an operation of inverting the vehicle main body 3. As a result, even if the load falls from the vessel 5 due to the slope of the slope, the possibility that the load will collide with the pantograph 70 is reduced. Further, the dump truck 2 often operates outdoors or is parked outdoors.
  • the dump truck 2 can suppress the influence of rain or the like on the pantograph 70 because the degenerated pantograph 70 is hidden in the vessel 5 in a top view. As a result, the dump truck 2 can reduce the possibility of failure of the pantograph 70.
  • the pantograph 70 may be disposed on at least one of the vehicle main body 3 in the direction in which the vehicle main body 3 travels and in the direction perpendicular to the vehicle main body 3, and may preferably be disposed on both sides.
  • pantograph 70 may be automatically extended by a pantograph position detector 91 that is a pantograph position detecting unit, like the dump truck 1 described above. Further, the pantograph 70 may be stretched by detecting that the dump truck 2 has come under the overhead line 8 with a vehicle body position measuring device 95 such as GPS. Alternatively, the extension of the pantograph 70 may be operated when the dump truck 2 receives an operation signal from the central controller 61.
  • control device 4 acquires the relative position between the slider 71 of the pantograph 70 and the overhead line 8 from the pantograph position detector 91 and recognizes it with an image.
  • the control device 4 instructs the operator of the cab so that the direction in which the steering should be operated can be recognized so that the pantograph 70 captures the overhead line 8 and the pantograph 70 does not deviate from the overhead line 8.
  • This instruction may be always performed after the pantograph 70 is caught by the overhead line 8, or may be performed when a predetermined shift amount is set in advance.
  • control device 4 gives a voice to the operator of the cab 38 or a monitor (display unit) provided on the cab so that the pantograph 70 catches the overhead line 8 and the pantograph 70 does not come off the overhead line 8.
  • the direction to control the steering is indicated by an arrow mark or letters.
  • the rate at which the pantograph 70 of the dump truck 1 catches the overhead line 8 is improved, and the use of the self-propelled drive source can be suppressed.
  • the position of the overhead line 8 is substantially constant, there is a possibility that the positional deviation of the overhead line 8 such as wind may occur.
  • the dump truck 2 captures the positional deviation of the overhead line 8 as a relative position between the pantograph 70 and the overhead line 8, and the control device 4 instructs the vehicle body 3 to travel, whereby the position of the pantograph 70 is corrected.
  • the rate at which the pantograph 70 captures the overhead wire 8 is improved. Since the pantograph position detector 91 always recognizes the relative position between the pantograph 70 and the overhead line 8, the control device 4 corrects the relative position between the pantograph 70 and the overhead line 8 before the pantograph 70 catches the overhead line 8. It is possible to give an instruction to travel.
  • control device 4 displays not the arrow mark or the character, but the data (image etc.) captured by the pantograph position detector 91 which is a pantograph position detecting means on the monitor (display unit). May be instructed. Even in this case, the operator can recognize the relative position of the pantograph 70 and the overhead line 8 from the information displayed on this screen, and can correct the positional deviation.
  • the dump truck 2 includes an obstacle detector 92 that detects an obstacle on the travel path by the vehicle body 3, as in the dump truck 1 described above. Then, when the obstacle detector 92 detects an obstacle on the travel path, the control device 4 may degenerate the pantograph 70 that is a current collector.
  • the dump truck 2 includes a pantograph position detector 91 in the same manner as the dump truck 1 described above.
  • the control device 4 may degenerate the pantograph 70 when the pantograph position detector 91 detects that the pantograph 70 has deviated from the overhead line 8.
  • the control device 4 allows the pantograph position detector 91 to detect the relative relationship between the pantograph 70 and the overhead line 8 when the overhead line 8 is on the travel path on which the vehicle body is to travel.
  • the pantograph 70 may be extended to receive power from the overhead line 8.
  • the dump truck 2 can automatically receive power from the overhead line 8. As a result, the load on the operator is reduced.

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Abstract

　集電装置付運搬車両であるダンプトラック１は、荷物を積載するベッセル５と、延伸して架線８から電力を受け、縮退して架線８から離隔配置するパンタグラフ７と、パンタグラフ７からの電力と、自走駆動源と、の少なくとも１つにより駆動輪３２を回転駆動し、ベッセル５を載置する車両本体３と、パンタグラフ７と架線８との相対位置を検出するパンタグラフ位置検出器９１と、パンタグラフ７と架線８とが接続される位置となるように車両本体３の走行方向を制御し、又は、車両本体３の操作すべき方向が認識できる情報を指示する制御装置４と、を含む。

Description

集電装置付運搬車両
　本発明は、集電装置付運搬車両に関する。
　通常は車両搭載のエンジン発電機による電力で電動機を駆動して自力走行し、登坂路等の一部区間において車両に搭載したパンタグラフにより地上上方に架設したトロリ線（架線）から集電し、エンジン発電機電源に代わって電動機を駆動するトロリーアシスト方式の運搬車両が記載されている（特許文献１）。
実開昭６０－１８１１０４号公報
　パンタグラフ（集電装置）は、架線と接触しているが架線に引っかかり、破損のおそれがある。本発明は、架線からの集電にあたり集電装置の破損を抑制する集電装置付運搬車両を提供することを目的とする。
　本発明は、荷物を積載するベッセルと、延伸して架線から電力を受け、縮退して前記架線から離隔配置する集電装置と、前記集電装置からの電力と、自走駆動源と、の少なくとも１つにより駆動輪を回転駆動し、前記ベッセルを載置する車両本体と、前記集電装置と前記架線との相対位置を検出するパンタグラフ位置検出器と、前記相対位置が前記集電装置と前記架線とが接続する位置となるように、前記車両本体の走行方向を制御し、又は、前記車両本体の操作すべき方向が認識できる情報を指示する制御装置と、を含むことを特徴とする集電装置付運搬車両である。
　本発明において、前記車両本体は、走行路上の障害物を検出する障害物検出器を備え、前記制御装置は、前記障害物検出器が前記走行路上の障害物を検出した場合には、前記集電装置を縮退させることが好ましい。
　本発明において、前記制御装置は、前記集電装置が前記架線から外れたことを前記パンタグラフ位置検出器が検出した場合には、前記集電装置を縮退させることが好ましい。
　本発明において、前記制御装置は、前記車両本体が走行する予定の走行路に前記架線がある場合に、前記パンタグラフ位置検出器が前記集電装置と前記架線との相対位置を認識したら前記集電装置を延伸させて前記架線から電力を受けることが好ましい。
　本発明において、前記車両本体が有人運搬車両であり、前記認識できる情報は表示部に表示されることが好ましい。
　本発明は、架線からの集電にあたり集電装置の破損を抑制することができる。
図１は、本実施形態に係る集電装置を用いたダンプトラックを示す斜視図である。 図２は、図１の集電装置を延伸した状態を示す説明図である。 図３は、図１の上面図である。 図４は、本実施形態に係るダンプトラックの自走駆動源の一例を示す説明図である。 図５は、本実施形態に係るダンプトラックの制御ブロックの一例を示す説明図である。 図６は、本実施形態に係るダンプトラックの走行パスの一例を示す説明図である。 図７は、本実施形態に係るダンプトラックの制御手順の一例を示すフローチャートである。 図８は、本実施形態に係るダンプトラックの制御手順の一例を示すフローチャートである。 図９は、本実施形態に係るダンプトラックの走行路情報の一例を示す説明図である。 図１０は、本実施形態に係るダンプトラックの制御手順の他の例を示すフローチャートである。 図１１は、本実施形態に係る集電装置を用いたダンプトラックを示す側面図である。 図１２は、図１１の集電装置を延伸した状態を示す説明図である。
　本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
＜無人ダンプトラック＞
　図１は、本実施形態に係る集電装置を用いたダンプトラックを示す斜視図である。図２は、図１の集電装置を延伸した状態を示す説明図である。図３は、図１の上面図である。ダンプトラック１は、架線あり区間では集電装置により給電された電力によって電動機を駆動して駆動輪を回転駆動する、いわゆるトロリーアシスト方式の集電装置付運搬車両である。
　ダンプトラック１は、車輪３１と駆動輪３２と車台３０とを含む車両本体３と、車両本体３の車台３０上に載置されたベッセル５と、パンタグラフ７と、入出力機器群９と、を含む集電装置付運搬車両である。また、ダンプトラック１は、運転台を備えず、無人運搬車両として走行する無人ダンプトラックである。車両本体３は、燃料を使用して動力を発生させると共に、電力を使用して動力を発生させる、いわゆるハイブリッド車両であり、発生した動力を駆動輪３２に伝達することで走行可能となっている。車台３０には、車輪３１と、駆動輪３２とが取り付けられている。ダンプトラック１は、例えば鉱山等で使用される。
　ベッセル５は、荷物を積載する荷台であり、車両本体３の車台３０上に配置されている。このベッセル５には、荷物として、鉱石、あるいは岩、土等の排土が積載される。ベッセル５は、油圧シリンダにより傾動され、積載した荷物を排出できる。なお、ベッセル５は、車両本体３の車台３０に対し着脱可能な構成にしてもよい。
　パンタグラフ７は、架線８から電力を受ける集電装置である。例えば、パンタグラフ７は、スライダ７１と、第１のアーム７２と、第２のアーム７３と、パンタグラフ制御アクチュエータ７４と、パンタグラフ関節部７５とを含んでいる。本実施形態のダンプトラック１では、パンタグラフ７は、架線８が２つあり、２つのパンタグラフ７を備えている。
　スライダ７１は、第１のアーム７２の端部に取り付けられ、架線８と摺接し架線８から電力を受ける集電部材である。第１のアーム７２と第２のアーム７３とは、パンタグラフ関節部７５で連結され、架線８の高さの変化に追随可能な関節構造となっている。第２のアーム７３は、パンタグラフ制御アクチュエータ７４に取り付けられている。
　パンタグラフ７は、パンタグラフ制御アクチュエータ７４の動作により、延伸して架線８から電力を受けることができる。また、パンタグラフ７は、パンタグラフ制御アクチュエータ７４の動作により、縮退して折り畳まれてベッセル５の下方に格納される。縮退したパンタグラフ７は、図３に示すベッセル５の上面視の外形を示す点線よりも内側に配置されている。これにより、ベッセル５に鉱石等の荷物を積載する又は排土する場合、縮退したパンタグラフ７がベッセル５で覆われている。つまり、縮退したパンタグラフ７は、上面視でベッセル５に隠れている状態となる。
　このため、ベッセル５からの荷物が落下し、荷物がパンタグラフ７に接触するおそれが低減される。また、後述する積荷場において、ベッセル５に鉱石等の荷物を積載するために使用される油圧ショベル等の積込機械は、パンタグラフ７がベッセル５で覆われているので、パンタグラフ７に衝突するおそれが低減される。その結果、パンタグラフ７に損傷が生じるおそれを低減できる。また、ダンプトラック１は、屋外で稼働し、又は屋外に駐車することが多い。ダンプトラック１は、縮退したパンタグラフ７が上面視でベッセル５に隠れているため、パンタグラフ７への雨等による影響を抑制することができる。その結果、ダンプトラック１は、パンタグラフ７の故障のおそれを低減できる。また、ダンプトラック１は、運転台がなく、ベッセル５が車両本体３覆うことができる。このためベッセル５が格納庫代わりになる。その結果、車両本体３の故障のおそれも低減できる。
　パンタグラフ７は、第１のアーム７２が第２のアーム７３に折り畳まれる構造とすることが好ましい。第２のアーム７３は、凹部を有しており、この凹部に第１のアーム７２を収容できる。これにより、パンタグラフ７は、格納時に突出が少なくなる。また、ダンプトラック１は、運転台がないので、パンタグラフ７をベッセル５の下方に格納する領域を確保しやすい。
　パンタグラフ７は、少なくとも車台３０の進行方向の前方側に配設されている。また、パンタグラフ７は、車台３０の進行方向の後方側にも配設されているとより好ましい。つまり、パンタグラフ７は、車両本体３が進行する方向と平行な方向における車両本体３の両側にそれぞれ配置される。これにより、車両本体３が坂道を走行する場合、車両本体３を反転する動作をしなくても坂道の傾斜上側のパンタグラフ７を延伸し、架線８から電力を受けることができる。その結果、坂道の傾斜により、ベッセル５からの荷物の落下が仮に生じても、荷物がパンタグラフ７に衝突するおそれが低減される。なお、パンタグラフ７は、車両本体３が進行する方向と直行する方向における車両本体３の少なくとも一方に配置されていてもよく、好ましくは両側にそれぞれ配置されてもよい。
　入出力機器群９は、パンタグラフ７の位置を検出するパンタグラフ位置検出器９１と、車両本体３の走行路上の障害物を検出する障害物検出器９２と、車両本体３の現在位置を計測する車両本体位置計測器９５と、後述する中央管理制御設備との間で無線通信を行う通信装置９３とを備えている。
　パンタグラフ位置検出器９１は、例えばカメラ等の撮像装置である。あるいは、パンタグラフ位置検出器９１は、レーザ測位装置、超音波測位装置であってもよい。所定間隔をあけて複数箇所に配置されていることが好ましい。これにより、架線８と、パンタグラフ７のスライダ７１との接触状態を把握することができる。
　障害物検出器９２は、例えばミリ波レーダ装置であり、ミリ波帯の電波を発信し、障害物に反射する反射波を受信することで障害物の位置を検出することができる。車両本体位置計測器９５は、ＧＰＳ（Global　Positioning　System）等の位置計測機器である。
　ダンプトラック１は、地図情報上の進行方向や速度情報等を保持した走行路情報を後述する制御装置内のメモリに記憶する。ダンプトラック１は、走行路情報と車両本体位置計測器９５から取得する現在位置情報とに基づいて進行方向や速度を決定し、走行する。また、ダンプトラック１は、入出力機器群９の情報に基づいて自立して走行条件を決定できる自律式無人ダンプとすることもできる。
＜自走駆動源＞
　図４は、本実施形態に係るダンプトラックの自走駆動源の一例を示す説明図である。図４に示したように、車両本体３は、車台３０上に、制御装置４と、発電機３５と、内燃機関であるエンジン３４と、ステアリング３６と、モータ３３とを含んでいる。そして、発電機３５は、エンジン３４と接続され、エンジン３４の動力により電力を発生する自走駆動源である。
　また、制御装置４は、発電機３５からの電力をモータ３３及びステアリング３６へ伝達する。モータ３３は、駆動輪３２内に配置されたインホイールモータである。また、モータ３３は、車輪３１にも配置し車輪３１を駆動輪とし、車両本体３が４輪駆動となってもよい。
　ステアリング３６は、例えば電動モータを有し、制御装置４の制御に従って車輪３１の方向を操舵する。また、制御装置４は、上述したパンタグラフ７からの電力をモータ３３及びステアリング３６へ伝達する。制御装置４は、発電機３５からの電力をモータ３３に供給することで車両本体３を自力走行させる。
　また、制御装置４は、パンタグラフ７により架線８から集電し、発電機３５に代えてパンタグラフ７からの電力をモータ３３に供給することで車両本体３を走行させることもできる。さらに、制御装置４は、パンタグラフ７により架線８から集電し、発電機３５の電力と共に、パンタグラフ７からの電力をモータ３３に供給することで車両本体３を走行させることもできる。
＜ダンプトラックの制御＞
　図５は、本実施形態に係るダンプトラックの制御ブロックの一例を示す説明図である。図６は、本実施形態に係るダンプトラックの走行路の一例を示す説明図である。図７及び図８は、本実施形態に係るダンプトラックの制御手順の一例を示すフローチャートである。制御装置４は、パンタグラフ位置検出器９１と、障害物検出器９２と、車両本体位置計測器９５と、通信装置９３と、モータ３３と、ステアリング３６と、パンタグラフ制御アクチュエータ７４と、に接続されている。制御装置４は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit：中央演算装置）とメモリとを含むコンピュータシステムである。制御装置４は、走行路情報生成手段４１と、走行制御手段４２と、パンタグラフ制御手段４３と、通信制御手段４４とを含んでいる。
　図６に示すダンプトラック１の走行路は、例えば、架線８が敷設されている架線あり区間Ｔと、架線８が敷設されていない自走区間Ｅ１、Ｅ２とがある。例えば、ダンプトラック１は、積荷場５１で積込機械５９により荷物５０を積載する。
　ダンプトラック１は、自走区間Ｅ２を自走し、架線あり区間Ｔへ到達する。ダンプトラック１は、架線あり区間Ｔにおいて坂道の傾斜上側のパンタグラフ７を延伸し、架線８から電力を受け矢印Ｖ方向に走行する。次に、ダンプトラック１は、自走区間Ｅ２を自走し、目的地である排土場５２で、上述したベッセル５を油圧シリンダにより傾動し、荷物５０を排出する。
　ダンプトラック１の走行路から遠隔の地にある中央管理制御設備６は、中央制御装置６１と、通信装置６２とを有している。中央制御装置６１は、オペレータによって操作され、ダンプトラック１の運転状況を管理する。通信装置６２は、中央制御装置６１とダンプトラック１との間で電波Ｗの無線通信を行っており、各種情報の送受信を行っている。これにより、ダンプトラック１と、中央管理制御設備６とは運搬システムとなる。その結果、ダンプトラック１は、中央管理制御設備６により、運転状況が管理されている。この運搬システムは、オペレータの人員を抑制することができる。
　図７に示す制御手順について、以下説明する。車両本体位置計測器９５からの位置情報は、制御装置４に取得されると、通信装置６２及び通信装置９３を介して、中央管理制御設備６へ送信される。その結果、中央管理制御設備６は、ダンプトラック１の運転状況情報を取得できる。また、運搬システムは、ダンプトラック１の運転状況情報に基づいて、中央管理制御設備６の中央制御装置６１で演算した地図情報を、通信装置６２及び通信装置９３を介して、ダンプトラック１の制御装置４に送出できる。
　制御装置４の走行路情報生成手段４１は、通信装置９３より取得した又は、既に記憶している地図情報に基づいて、走行路情報を生成する（ステップＳ１）。走行路情報は、地図情報と、地図上のダンプトラック１が走行する予定のコースとなる走行路の情報と、を含んでいる。また走行路情報は、地図情報に架線８が敷設されている架線あり区間と、架線８が敷設されていない自走区間との識別情報を付して走行路として生成する。走行路情報は、例えば、上述した図６に示す架線あり区間Ｔと、自走区間Ｅ１、Ｅ２とに識別されたダンプトラック１が走行する予定の走行路の情報である。
　制御装置４は、走行路情報をメモリに記憶する。次に、制御装置４の走行制御手段４２は、走行路情報に基づいて進行方向や速度を決定し、モータ３３及びステアリング３６を制御する。車両本体位置計測器９５からの位置情報は、制御装置４に取得されると、通信装置６２及び通信装置９３を介して、中央管理制御設備６へ送信される。
　制御装置４は、走行路情報と、車両本体位置計測器９５のダンプトラック１の現在位置情報とを比較する。制御装置４は、ダンプトラック１の現在位置が架線あり区間Ｔではないとする場合（ステップＳ２、Ｎｏ）、パンタグラフ制御手段４３がパンタグラフ制御アクチュエータ７４を制御して、パンタグラフ７が下降（ステップＳ３）する。その結果、アクチュエータ７４は、縮退して折り畳まれてベッセル５の下方に格納されている状態となる。
　走行制御手段４２は、走行路情報に基づいて、自走駆動源によりモータ３３及びステアリング３６を制御する。これにより、ダンプトラック１は走行する（ステップＳ４）。車両本体位置計測器９５からの位置情報は、制御装置４に取得されると、通信装置６２及び通信装置９３を介して、中央管理制御設備６へ送信される。
　制御装置４は、走行路情報と、車両本体位置計測器９５のダンプトラック１の現在位置情報とを比較し、目的地、例えば、排土場５２に到達しない場合（ステップＳ５、Ｎｏ）、ステップ２へ戻る。制御装置４は、目的地に到達する場合（ステップＳ５、Ｙｅｓ）、ダンプトラック１の作業終了をさせる。
　制御装置４は、ダンプトラック１の現在位置が架線あり区間Ｔであるとする場合（ステップＳ２、Ｙｅｓ）、パンタグラフ位置検出器９１により、架線８の位置を確認する（ステップＳ６）。
　次に、走行制御手段４２は、ステアリング３６を制御し（ステップＳ７）、パンタグラフ７を架線８の下となるように車両の走行の方向を制御する。次に、パンタグラフ制御手段４３がパンタグラフ制御アクチュエータ７４を制御して、パンタグラフ７が上昇し（ステップＳ８）、パンタグラフ７が延伸して架線８から電力を受ける状態とする。これにより、ダンプトラック１は、自動的にパンタグラフ７を延伸させて架線８から電力を受けることができる。走行制御手段４２は、走行路情報に基づいて、架線８から電力によりモータ３３及びステアリング３６を制御するトロリーアシスト走行を行う（ステップＳ９）。
　ここで、制御装置４は、パンタグラフ位置検出器９１からパンタグラフ７と架線８との相対位置を取得し、画像で認識している。パンタグラフ７が架線８を捕らえかつパンタグラフ７が架線８から外れないように、走行制御手段４２はパンタグラフ７のスライダ７１と架線８とのずれ量を低減する方向にステアリング３６を動作させる。これにより、架線あり区間Ｔでは、ダンプトラック１のパンタグラフ７が架線８を捕らえる割合が向上し、自走駆動源の使用を抑制することができる。なお、上述の走行制御手段４２によるステアリング３６の動作は、パンタグラフ７が架線８を捕えたのち、常時行うようにしてもよく、また、予め設定された所定のずれ量をうわまわった場合に、行うようにしてもよい。
　例えば、架線８の位置はほぼ一定であるものの、風等の架線８の位置ずれが生じるおそれがある。ダンプトラック１は、架線８の位置ずれをパンタグラフ７と架線８との相対位置として捕らえ、制御装置４が車両本体３のステアリング３６の修正をすることで、パンタグラフ７の位置が補正される。その結果、パンタグラフ７が架線８を捕らえる割合が向上する。パンタグラフ７と架線８との相対位置をパンタグラフ位置検出器９１が常に認識しているので、パンタグラフ７が架線８を引っかける前に、制御装置４は、パンタグラフ７と架線８との相対位置を修正するようステアリング３６を制御することができる。
　また、制御装置４は、パンタグラフ７が架線８を捕らえるとする場合（ステップＳ１０、Ｎｏ）、トロリーアシスト走行を継続する（ステップＳ９）。
　図８のフローチャートでは、ステップ１０をより詳細に説明するダンプトラックの制御手順の一例が示されている。例えば、障害物検出器９２が障害物を検出する（ステップＳ１０１）。制御装置４は、通信装置６２及び通信装置９３を介して、障害物の情報を中央管理制御設備６へ送信する。ここで、図９は、本実施形態に係るダンプトラックの走行路情報の一例を示す説明図である。
　図９において、例えば、ステップＳ１において生成した走行路情報では、ダンプトラック１が走行位置Ｐ１から障害発生区間Ｈを介して走行位置Ｐ３まで、架線あり区間Ｔを走行する予定であった。障害物検出器９２が障害発生区間Ｈにおいて障害物を検出する（ステップＳ１０１）。この障害物の情報は、制御装置４に取得されると、通信装置６２及び通信装置９３を介して、中央管理制御設備６へ送信される。
　制御装置４は、検出された障害物が、走行予定のコース上であるか否かの判定をし、障害物は走行予定のコース上ではない（ステップＳ１０２、Ｎｏ）とする場合、障害物検出器９２は、ステップＳ１０１の障害物の検出を続ける。制御装置４は、障害物が走行予定のコース上である（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）場合、制御装置４が障害あり（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）とする。その結果、制御装置４は、パンタグラフ７が架線８を捕らえない（ステップＳ１０、Ｙｅｓ）とし、ステップＳ１１へ進む。制御装置４は、図９に示す迂回位置Ｐ２の走行路情報の再作成をする（ステップＳ１１）。
　あるいは、中央制御装置６１が障害あり（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）とし、ダンプトラック１へ障害情報を送信してもよい。この場合、制御装置４は、中央制御装置６１からの障害情報を通信装置６２及び通信装置９３を介して受信し、パンタグラフ７が架線８を捕らえない（ステップＳ１０、Ｙｅｓ）とし、ステップＳ１１へ進む。
　迂回位置Ｐ２は、架線８がなく自走区間Ｅ３であるので、制御装置４は、パンタグラフ７を下降（ステップ３）させる。パンタグラフ制御手段４３がパンタグラフ制御アクチュエータ７４を制御して、パンタグラフ７が下降（ステップＳ３）する。その結果、パンタグラフ７は、縮退して折り畳まれてベッセル５の下方に格納されている状態となる。走行制御手段４２は、ステップＳ１１において再作成した走行路情報に基づいて、自走駆動源によりモータ３３及びステアリング３６を制御する。これにより、ダンプトラック１は走行する（ステップＳ４）。このように、ダンプトラック１は、車両本体３が運転台のない無人運搬車両であっても、障害物を回避すること、及びパンタグラフ７が架線８を捕らえないことを両立するように、走行できる。つまり、ダンプトラック１は、オペレータの判断がない条件でも走行を継続することができる。車両本体位置計測器９５からの位置情報は、制御装置４に取得されると、通信装置６２及び通信装置９３を介して、中央管理制御設備６へ送信される。
　制御装置４は、走行路情報と、車両本体位置計測器９５のダンプトラック１の現在位置情報とを比較し、目的地、例えば、排土場５２に到達しない場合（ステップＳ５、Ｎｏ）、ステップ２へ戻る。
　車両本体位置計測器９５からの位置情報として走行位置Ｐ３が、制御装置４に取得されると、制御装置４は、走行路情報と、現在位置情報である走行位置Ｐ３とを比較し、架線あり区間Ｔであるとする（ステップＳ２、Ｙｅｓ）。以下、ステップＳ６以降のステップを繰り返す。
　図１０は、本実施形態に係るダンプトラックの制御手順の他の例を示すフローチャートである。図１０のフローチャートでは、ステップＳ１０をより詳細に説明するダンプトラックの制御手順の他の例が示されている。例えば、パンタグラフ位置検出器９１がパンタグラフ７の位置検出をする（ステップＳ１１１）。これにより、パンタグラフ７のスライダ７１と架線８との接続状態が検出される。
　制御装置４は、通信装置６２及び通信装置９３を介して、パンタグラフ７のスライダ７１と架線８との接続状態の情報を中央管理制御設備６へ送信する。制御装置４は、画像解析等により、パンタグラフ７のスライダ７１と架線８との接続状態が外れていないとする場合（ステップＳ１１２、Ｎｏ）、ステップＳ１１１のパンタグラフ位置検出器９１がパンタグラフ７の位置検出を続ける。
　制御装置４は、画像解析等により、パンタグラフ７のスライダ７１と架線８との接続状態が外れているとする場合（ステップＳ１１２、Ｙｅｓ）、障害あり（ステップＳ１１３）とする。その結果、制御装置４は、パンタグラフ７が架線８を捕らえない（ステップＳ１０、Ｙｅｓ）とし、ステップＳ１１へ進む。制御装置４は、図９に示す迂回位置Ｐ２の走行路情報の再作成をする（ステップＳ１１）。または、制御装置４は、図９に示す障害発生区間Ｈを自走区間として走行路情報の再作成をする（ステップＳ１１）。
　制御装置４は、例えば、図９に示す障害発生区間Ｈにおいて強風によりパンタグラフ７のスライダ７１と架線８との接続状態が外れているとする場合、（ステップＳ１１２、Ｙｅｓ）、障害あり（ステップＳ１１３）とする。
　あるいは、中央制御装置６１が障害あり（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）とし、ダンプトラック１へ障害情報を送信してもよい。この場合、制御装置４は、中央制御装置６１からの障害情報を通信装置６２及び通信装置９３を介して受信し、パンタグラフ７が架線８を捕らえない（ステップＳ１０、Ｙｅｓ）とし、ステップＳ１１へ進む。
　次に、パンタグラフ制御手段４３がパンタグラフ制御アクチュエータ７４を制御して、パンタグラフ７が下降（ステップＳ３）する。その結果、パンタグラフ７は、縮退して折り畳まれてベッセル５の下方に格納されている状態となる。
　走行制御手段４２は、ステップＳ１１において再作成した走行路情報に基づいて、自走駆動源によりモータ３３及びステアリング３６を制御する。これにより、ダンプトラック１は走行する（ステップＳ４）。このように、ダンプトラック１は、車両本体３が運転台のない無人運搬車両であっても、架線８の異常を回避しつつ、走行できる。つまり、ダンプトラック１は、オペレータの判断がない条件でも走行を継続することができる。車両本体位置計測器９５からの位置情報は、制御装置４に取得されると、通信装置６２及び通信装置９３を介して、中央管理制御設備６へ送信される。
　制御装置４は、走行路情報と、車両本体位置計測器９５のダンプトラック１の現在位置情報とを比較し、目的地、例えば、排土場５２に到達しない場合（ステップＳ５、Ｎｏ）、ステップ２へ戻る。
　車両本体位置計測器９５からの位置情報として走行位置Ｐ３が、制御装置４に取得されると、制御装置４は、走行路情報と、現在位置情報である走行位置Ｐ３とを比較し、架線あり区間Ｔであるとする（ステップＳ２、Ｙｅｓ）。以下、ステップＳ６以降のステップを繰り返す。なお、パンタグラフ７の延伸は、パンタグラフ位置検出手段であるパンタグラフ位置検出器９１によらず、ダンプトラック１が架線８の下に来たことをＧＰＳ等の車両本体位置計測器９５で検出したことで動作するようにしてもよい。また、パンタグラフ７の延伸は、ダンプトラック１が中央制御装置６１からの動作信号を受信することによって動作するようにしてもよい。以上説明した実施形態は、運転台のないダンプトラック１で説明したが、運転台を含む無人運搬車両であってもよく、後述する有人運搬車両である有人ダンプトラックであってもよい。
＜有人ダンプトラック＞
　図１１は、本実施形態に係る集電装置を用いたダンプトラックを示す側面図である。図１２は、図１１の集電装置を延伸した状態を示す説明図である。ダンプトラック２は、運転台３８を車台３０に有する有人ダンプトラックである。このため、ダンプトラック２の車両本体３は、有人運搬車両となる。上述したものと同じ部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。ダンプトラック２は、例えば鉱山等で使用される。
　パンタグラフ７０は、図１１に示す運転台３８の上部に配置されている。また、図１２に示すように、パンタグラフ７０は、パンタグラフ制御アクチュエータ７４の動作により、延伸して架線８から電力を受けることができる。また、図１１に示すようにパンタグラフ７０は、パンタグラフ制御アクチュエータ７４の動作により、縮退して折り畳まれてベッセル５の下方に格納される。縮退したパンタグラフ７０は、図１１に示すようにベッセル５の上面視の外形よりも内側に配置されている。これにより、ベッセル５に荷物が積載される場合、パンタグラフ７がベッセル５で覆われ、ベッセル５からの荷物の落下によりパンタグラフ７の損傷が生じるおそれを低減できる。つまり、縮退したパンタグラフ７は、上面視でベッセル５に隠れている状態となる。
　パンタグラフ７０は、少なくとも車台３０の進行方向の前方側に配設されている。また、パンタグラフ７０は、車台３０の進行方向の後方側にも配設されているとより好ましい。これにより、車両本体３が坂道を走行する場合、車両本体３を反転する動作をしなくても坂道の傾斜上側のパンタグラフ７０を延伸し、架線８から電力を受けることができる。その結果、坂道の傾斜により、ベッセル５からの荷物の落下が仮に生じても、荷物がパンタグラフ７０に衝突するおそれが低減される。また、ダンプトラック２は、屋外で稼働し、又は屋外に駐車することが多い。ダンプトラック２は、縮退したパンタグラフ７０が上面視でベッセル５に隠れているため、パンタグラフ７０への雨等による影響を抑制することができる。その結果、ダンプトラック２は、パンタグラフ７０の故障のおそれを低減できる。なお、パンタグラフ７０は、車両本体３が進行する方向と直行する方向における車両本体３の少なくとも一方に配置されていてもよく、好ましくは両側にそれぞれ配置されてもよい。
　次に、ダンプトラック２の手順について、説明する。オペレータは、ダンプトラック２の現在位置と架線８の位置を確認する。
　次に、オペレータは、ステアリング３６を操作しパンタグラフ７を架線８の下となるように車両を運転する。次に、オペレータは、パンタグラフ７０が架線８の下となったと判断した後、パンタグラフ制御アクチュエータ７４の動作スイッチを操作してパンタグラフ７０を上昇させ、パンタグラフ７０が延伸して架線８から電力を受ける状態とする。なお、パンタグラフ７０の延伸は、上述のダンプトラック１のように、パンタグラフ位置検出手段であるパンタグラフ位置検出器９１によって自動的に動作するようにしてもよい。また、パンタグラフ７０の延伸は、ダンプトラック２が架線８の下に来たことをＧＰＳ等の車両本体位置計測器９５で検出したことで行うようにしてもよい。または、パンタグラフ７０の延伸は、ダンプトラック２が中央制御装置６１からの動作信号を受信することによって動作するようにしてもよい。
　ここで、制御装置４は、パンタグラフ位置検出器９１からパンタグラフ７０のスライダ７１と架線８との相対位置を取得し、画像で認識している。制御装置４は、パンタグラフ７０が架線８を捕らえかつパンタグラフ７０が架線８から外れないように、運転台のオペレータにステアリングの操作すべき方向が認識できる情報を指示する。なお、この指示は、パンタグラフ７０が架線８に捕えたのち、常時行うようにしてもよく、また、予め設定された所定のずれ量をうわまわった場合に、行うようにしてもよい。
　例えば、制御装置４は、パンタグラフ７０が架線８を捕らえかつパンタグラフ７０が架線８から外れないように、運転台３８のオペレータに音声、あるいは運転台に設けられたモニタ（表示部）の画面上にステアリングを制御する方向を矢印のマークや文字等で指示する。これにより、架線あり区間Ｔでは、ダンプトラック１のパンタグラフ７０が架線８を捕らえる割合が向上し、自走駆動源の使用を抑制することができる。例えば、架線８の位置はほぼ一定であるものの、風等の架線８の位置ずれが生じるおそれがある。
　ダンプトラック２は、架線８の位置ずれをパンタグラフ７０と架線８との相対位置として捕らえ、制御装置４が車両本体３の走行の指示をすることで、パンタグラフ７０の位置が補正される。その結果、パンタグラフ７０が架線８を捕らえる割合が向上する。パンタグラフ７０と架線８との相対位置をパンタグラフ位置検出器９１が常に認識しているので、パンタグラフ７０が架線８を引っかける前に、制御装置４は、パンタグラフ７０と架線８との相対位置を修正するように走行の指示をすることができる。なお、制御装置４は、走行の方向の指示を矢印のマークや文字等ではなく、パンタグラフ位置検出手段であるパンタグラフ位置検出器９１で取り込んだデータ（画像等）をモニタ（表示部）に表示して、指示するようにしてもよい。この場合においても、オペレータは、この画面に表示される情報より、パンタグラフ７０と架線８の相対位置を認識することができ、位置ずれを修正することができる。
　ダンプトラック２は、上述したダンプトラック１と同様に、車両本体３が走行路上の障害物を検出する障害物検出器９２を備えている。そして、制御装置４は、障害物検出器９２が走行路上の障害物を検出した場合には、集電装置であるパンタグラフ７０を縮退させるようにしてもよい。
　ダンプトラック２は、上述したダンプトラック１と同様に、パンタグラフ位置検出器９１を備えている。そして、制御装置４は、パンタグラフ７０が架線８から外れたことをパンタグラフ位置検出器９１が検出した場合には、パンタグラフ７０を縮退させるようにしてもよい。
　ダンプトラック２において、上述したダンプトラック１と同様に、制御装置４は、車両本体が走行する予定の走行路に架線８がある場合に、パンタグラフ位置検出器９１がパンタグラフ７０と架線８との相対位置を認識したらパンタグラフ７０を延伸させて架線８から電力を受けるようにしてもよい。これにより、ダンプトラック２は、自動で電力を架線８から受けることができる。その結果、オペレータの負荷が軽減される。
１、２　ダンプトラック
３　車両本体
４　制御装置
５　ベッセル
６　中央管理制御設備
７、７０　パンタグラフ（集電装置）
８　架線
９１　パンタグラフ位置検出器
９２　障害物検出器

Claims (5)

  1. 　荷物を積載するベッセルと、
    　延伸して架線から電力を受け、縮退して前記架線から離隔配置する集電装置と、
    　前記集電装置からの電力と、自走駆動源と、の少なくとも１つにより駆動輪を回転駆動し、前記ベッセルを載置する車両本体と、
    　前記集電装置と前記架線との相対位置を検出するパンタグラフ位置検出器と、
    　前記相対位置が前記集電装置と前記架線とが接続する位置となるように、前記車両本体の走行方向を制御し、又は、前記車両本体の操作すべき方向が認識できる情報を指示する制御装置と、
    　を含むことを特徴とする集電装置付運搬車両。
  2. 　前記車両本体は、走行路上の障害物を検出する障害物検出器を備え、
    　前記制御装置は、前記障害物検出器が前記走行路上の障害物を検出した場合には、前記集電装置を縮退させる請求項１に記載の集電装置付運搬車両。
  3. 　前記制御装置は、前記集電装置が前記架線から外れたことを前記パンタグラフ位置検出器が検出した場合には、前記集電装置を縮退させる請求項１に記載の集電装置付運搬車両。
  4. 　前記制御装置は、前記車両本体が走行する予定の走行路に前記架線がある場合に、前記パンタグラフ位置検出器が前記集電装置と前記架線との相対位置を認識したら前記集電装置を延伸させて前記架線から電力を受ける請求項２又は３に記載の集電装置付運搬車両。
  5. 　前記車両本体が有人運搬車両であり、前記認識できる情報は表示部に表示される請求項１から４のいずれか１項に記載の集電装置付運搬車両。
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