(57)【要約】【課題】林内作業の機械化が進みにくい最大の原因は、現場の環境が千差万別であり、その殆どが傾斜地であるところにある。【解決手段】各種のセンサ、PCを使用して、フレーム中央から地面との基準距離と、各車輪の接地面との距離がホイール軸受けアームを別個に制御して上下させることにより、フレーム上面の前後左右を水平に保持しつつ、進行最終地点付近に平行に固定された２本のワイヤーロープを車輪とは回転関連性の無いホイールを回転させてワイヤーロープを巻き込みながらその摩擦力により前後進を駆動させるもので、重心がフレーム中央部付近にある急斜面昇降走行車を提供する。【選択図】図１
2011016501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム側面に左右対称、複数個取り付けられた各ホイール軸受けアームがPCからの指令値でフレーム上面から地面までの距離に各軸別個のアクチェータにより上下移動して、フレーム上面が前後左右に水平を保持しつつ傾斜地を昇降走行するもので、駆動方法は、進行最終地点付近に平行に固定された２本のワイヤーロープを車輪とは別々に動くホイールに巻きつけ、ホイールを回転させてワイヤーロープを巻き込みながら摩擦力により昇降進行する急斜面昇降走行車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、急勾配の斜面を安全に昇降走行する作業車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
林内作業の生産性を高めるには機械化を進める必要があるが、山林には大小の勾配があり、急斜面で林業機械を移動するには作業道の造成などが必要であり、現場が多種多様な条件のため林内作業の機械化が難しく、林内作業の機械化の普及が進まないという欠点があった。
【０００３】
機械化の主役は建設機械を応用したものが多く、重心位置などの関係で登坂角度、作業範囲には限度がある。（通常、最大３０度程度）また、４５度程度の角度まで登坂可能なモノレール方式などがあるが、剛性を考慮すると重量物の移動には適さない。
【０００４】
これらの問題を解決して急斜面において、重量の重いものでも水平に、かつ重心を保持しつつ移動し、安全、簡単操作、安価な林内作業する昇降走行作業車の開発が望まれている。
【０００５】
この解決策の１つとして、急勾配斜面の上限地にウインチを設置してワイヤーを林内作業車の一部に連結し、下部走行体（クローラ部）を傾斜面に沿わせ、油圧シリンダーの使用で上部フレームに取り付けられた運転部とエンジン部の水平を保ちながら急斜面での作業を行う作業車が発表されているが、実現性、安全性などにいま一つの問題点があると考察される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１６０９４８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】林業機械化協会著  「最新の林業機械  平成２０年版」林業機械化協会  ２００９年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、林内作業機械、または林内作業装置を搭載した作業車のフレームが、前後、左右に水平で、重心をフレーム中央部付近に保ちながら、安定して急斜面を昇降走行する作業車を提供するものである。図１。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、フレームの中央部からの接地点の距離と、フレームの側面に左右対称、複数個が配置されているホイール軸受けアームに装着された回転の関連性の無い車輪の接地点との距離を制御して、フレーム上面が前後、左右に水平になるようにするもので、各ホイール軸受けアームの移動量は、各々の距離センサからの入力値をPCに送り、PCで演算し、移動量を各々のホイール軸受けアームに装着したアクチェータ制御器に通信し、アクチェータを作動させて各々のホイール軸受けアームを上または下に移動させることで実現する。また、最終進行地点にワイヤーロープを２本、ホイールの間隔で平行に固定して設置し、左右のホイールに巻きつけ、左右のホイールがワイヤーロープを巻き取りその摩擦力で、フレームを前後進させて急斜面を昇降走行可能とする車両であることを主要な特徴としているものである。図２、図３、図５。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の急斜面昇降走行車は、フレームが前後左右に水平を保持しているので、重心がフレーム中央付近にあるため積載物を安定して急斜面を昇降、あるいは停止することが可能であり、重量のある各種の林内作業機械、および林内作業機械装置の運搬が容易となり、伐採、集木、枝打ち、植林、運材など林内作業機械化がより簡便になり、林内作業の生産性向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は急斜面走行車の走行状態を示した側面図である。
【図２】図２は急斜面走行車が傾斜のない地点での側面図である。
【図３】図３は急斜面走行車が傾斜のない地点での正面図である。
【図４】図４は急斜面走行車の制御用センサの配置を示した下面図である。
【図５】図５は急斜面走行車のワイヤーロープの巻き方を示した上面図である。
【図６】図６は急斜面走行車とワイヤーロープと走行コースの確定の位置関係を示した上面図である。（実施例１）
【図７】図７はホイール軸受けアームの移動点を求める方法である。
【図８】図８はホイールと車輪との断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の構成部品についての説明をする。図２の１は、フレームで左右に複数個のホイール軸受けアーム用のスライダー部を持ち、下面にはスライダー部の前後に距離センサがあり、中心部にはパワーパックを具備している。２は、電動あるいは油圧アクチェータにより上下に移動するホイール軸受けアーム、３は、ホイールとは回転の関連していない車輪、４は、内燃機関、発電機、PC、シーケンサ、制御機器、無線受発信機、燃料タンクなどを具備したパワーパック、図３の５は、ワイヤーを巻き取るホイール、６は、減速ギアーユニット、７は、無励磁作動ブレーキ付可変電動機、図４の８は、距離検出用メインセンサ、９は、進行方向距離センサ、１０は、反進行方向距離センサ、１１は、走行方向感知用メイン磁気センサ、１２は、走行方向限界感知用磁気センサ、図６の１４は磁性体、１５はワイヤーロープである。
【００１３】
フレームの前後左右の水平を実現にする手段としては、フレームの下部中央のパワーパックカバーに取り付けられた距離検出用メインセンサ、各ホイール軸受けアームの前後に取り付けた進行方向距離センサ、反進行方向距離センサで高さを検出して、これをPCに通信し、距離検出用メインセンサの数値とフレーム下面のセンサ表面までの距離から車輪の半径を引いたものを基準の数値としてPCに通信、進行方向距離センサ、反進行方向距離センサの検出した数値からホイール軸受けアームに装着した車輪の接地点の高さを演算して、アクチェータに指令をして各ホイール軸受けアームを上下させて、フレームの前後左右の水平を可能とする。図７において、各ホイール軸受けアームの数値の決定について説明する。点Aは進行方向距離センサのフレーム下面からの距離、点Bは反進行方向距離センサのフレーム下面からの距離、点Cは点Aから水平に引いた線の交点とする。これらの３点が求められれば、角度Dも容易に確定ができる。A点からC点までは、センサの間隔が一定の故、一定値であり、B点からC点の距離の変化で角度Dが変化をする。Eはホイール軸受けアームおよび車輪の中心の垂直線であり、車輪の中心点はこの線上を垂直に上下する。A点とB点を結ぶ弦ABと車輪の外径との接点から、垂直線E上の車輪の半径の長さとの交点がF点であり、この数値が各軸の指令値となる。また、基準点の数値は、距離検出用メインセンサから接地面までの距離から車輪の半径を引いて、フレーム下のセンサ面から距離検出用メインセンサ面までの距離を足したものである。
【００１４】
フレームの前後進を駆動させる手段としては、進行最終部付近に２本の平行なワイヤーロープを、間隔がホイールの間隔にあわせて固定し、走行車の出発場所まで並行に配置してそれぞれのホイールに巻きつけ、ホイールを回転させることによりその摩擦力により前後進の駆動を可能とするもので、この時、各電動機の負荷が違うとワイヤーの弛みや、空回りを起こす恐れが生じるで、各電動機の回転を制御することにより各電動機の負荷が一定になるようにする。また、２本のワイヤーロープの中心に一定のピッチで磁性を持った線状のものを埋め込む。走行距離が長くなると走行方向がずれてくるので、走行方向感知用メイン磁気センサで走行方向を監視して、走行方向限界感知用磁気センサが感知をしてきたら該当する左右の片側のホイールの回転を停止して、走行方向の修正をして、走行コースから走行車が外れるのを制御する。図４、図５、図６。
【００１５】
ワイヤーは２本使用しているので同時に切断する可能性は少なく、一本が切断した場合、切断したワイヤーを巻き取っている方の電動機は極端に負荷が減少するので、この時は、全ホイールの電動機の電源を遮断して、制動をかけ、走行車を現位置で停止させる。このため、ワイヤーは一本でも全重量に耐えるものを使用する必要がある。
【００１６】
本走行車は、構造上と安全性確保のため、有線または無線でリモートコントロールして運転操作をするものである。
【００１７】
車輪とホイールとは外径が違うので、間にベアリングなどを使用して、それぞれ回転の関連性の無いものとする。図８。
【００１８】
接地面に車輪を使用しているのでクローラ式と違い、湿地などでは車輪が地面に食い込む可能性はあるが、ワイヤーを引っ張って駆動する構造により、移動性は確保できる。図６。
【００１９】
本走行車を運材作業など、単純な作業に使用する場合、PCへのプログラムで自動運転をすることも可能である。
【実施例１】
【００２０】
図６の実施例は、進行最終地点に２本のワイヤーロープ、その中心位置に磁性体を固定して、フレームはPCの制御により車輪を上下して前後左右の水平を保ちつつ、ホイールでワイヤーを巻き取り磁気センサで方向を監視しながら、進んで行く状態を表すものである。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
林業分野のみの使用だけでなく、起伏面の多い地点間の物資の自動輸送、勾配のある斜面での物資の輸送などに適用できる。
【符号の説明】
【００２２】
１    フレーム
２    ホイール軸受けアーム
３    車輪
４    パワーパック
５    ホイール
６    減速ギアーユニット
７    無励磁作動ブレーキ付可変電動機
８    距離検出用メインセンサ
９    進行方向距離センサ
１０  反進行方向距離センサ
１１  走行方向感知用メイン磁気センサ
１２  走行方向限界感知用磁気センサ
１４  磁性体
１５  ワイヤーロープ
【図１】
2011016501.tif 000003
【図２】
2011016501.tif 000004
【図３】
2011016501.tif 000005
【図４】
2011016501.tif 000006
【図５】
2011016501.tif 000007
【図６】
2011016501.tif 000008
【図７】
2011016501.tif 000009
【図８】
2011016501.tif 000010