(57)【要約】【課題】作業車両のメンテナンスを容易に行うことが可能な基地局を提供する。【解決手段】自律走行しながら作業を行う作業車両が作業終了後に戻る基地局１００は、作業車両に搭載され、作業を行う作業ユニットに対して放水するシャワーユニット２１と、シャワーユニット２１が放水した後に、作業ユニットに対して空気を吹き付けるエアブローユニット２２と、作業車両の帰着を検出する帰着検出部２３と、帰着検出部２３により作業車両の帰着が検出された際に、直ちにシャワーユニット２１とエアブローユニット２２との運転を制御して作業ユニットを清掃させる制御部２４と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律走行しながら作業を行う作業車両が作業終了後に戻る基地局であって、
前記作業車両に搭載され、前記作業を行う作業ユニットに対して放水するシャワーユニットと、
前記シャワーユニットが放水した後に、前記作業ユニットに対して空気を吹き付けるエアブローユニットと、
前記作業車両の帰着を検出する帰着検出部と、
前記帰着検出部により前記作業車両の帰着が検出された際に、直ちに前記シャワーユニットと前記エアブローユニットとの運転を制御して前記作業ユニットを清掃させる制御部と、
を備える基地局。
【請求項２】
帰着した前記作業車両の作業ユニットを撮像した撮像画像を取得する撮像画像取得部と、
前記撮像画像取得部により取得された撮像画像に基づいて、前記作業ユニットを構成する部品のうち、交換を要する部品を診断する診断部と、
前記診断部の診断結果をユーザに報知する報知部と、
を更に備える請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記作業ユニットを構成する部品を格納しておく格納部と、
前記診断部により交換を要すると診断された部品を前記作業ユニットから取り外す取り外し部と、
取り外した部品を前記格納部に搬送すると共に、当該取り外した部品と交換する部品を前記格納部から前記作業ユニットに搬送する搬送部と、
前記格納部から搬送されてきた部品を前記作業ユニットに装着する装着部と、
を更に備える請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
前記報知部は、前記作業ユニットの部品が交換されたことを示す交換情報も前記ユーザに報知する請求項２又は３に記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行しながら作業を行う作業車両が作業終了後に戻る基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両を自律走行させる技術が利用されてきた。このような自律走行する車両の一例として、例えば広大な圃場で所定の作業（例えば芝刈り）を行いながら無人で走行する作業車両がある。この種の技術として例えば特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
特許文献１に記載の無人走行作業車は、車体に搭載されてバッテリから通電される電動モータと、車体に搭載される原動機とを備えて構成され、原動機で車輪を駆動して作業エリアを走行しつつ、電動モータで車体に搭載される作業機を駆動して作業を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１６４７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の無人走行作業車（作業車両）は、作業機が車体における作業面に対向する側（底側）に設けられる。このため、ユーザが作業機のメンテナンスを行うことが容易ではない。また、作業は、ユーザの目が届かない場所で行うことがあり、更には周囲にユーザがいない状態で行うこともある。このため、ユーザが作業機の状態を容易に把握することができない。
【０００６】
そこで、作業車両のメンテナンスを容易に行うことが可能な基地局が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る基地局の特徴構成は、自律走行しながら作業を行う作業車両が作業終了後に戻る基地局であって、前記作業車両に搭載され、前記作業を行う作業ユニットに対して放水するシャワーユニットと、前記シャワーユニットが放水した後に、前記作業ユニットに対して空気を吹き付けるエアブローユニットと、前記作業車両の帰着を検出する帰着検出部と、前記帰着検出部により前記作業車両の帰着が検出された際に、直ちに前記シャワーユニットと前記エアブローユニットとの運転を制御して前記作業ユニットを清掃させる制御部と、を備える点にある。
【０００８】
このような特徴構成とすれば、作業車両が基地局に戻った際に、人手を掛けずに、自動で作業ユニットを清掃できる。したがって、作業ユニットを常に綺麗な状態に維持することができるので、作業ユニットの性能を高く保つことができる。また、本構成によれば、シャワーで清掃した後、エアブローで水分を吹き飛ばすため防水性を維持することができる。このように本構成によれば、作業車両のメンテナンスを容易に行うことが可能となる。
【０００９】
また、前記基地局は、帰着した前記作業車両の作業ユニットを撮像した撮像画像を取得する撮像画像取得部と、前記撮像画像取得部により取得された撮像画像に基づいて、前記作業ユニットを構成する部品のうち、交換を要する部品を診断する診断部と、前記診断部の診断結果をユーザに報知する報知部と、を更に備えると好適である。
【００１０】
このような構成とすれば、画像診断により作業ユニットを構成する部品のうち、メンテナンスが必要な部品を特定し、当該部品のメンテナンスのタイミングをユーザに自動で報知することができる。したがって、ユーザの管理上の手間を取り除くことができる。
【００１１】
また、前記基地局は、前記作業ユニットを構成する部品を格納しておく格納部と、前記診断部により交換を要すると診断された部品を前記作業ユニットから取り外す取り外し部と、取り外した部品を前記格納部に搬送すると共に、当該取り外した部品と交換する部品を前記格納部から前記作業ユニットに搬送する搬送部と、前記格納部から搬送されてきた部品を前記作業ユニットに装着する装着部と、を更に備えると好適である。
【００１２】
このような構成とすれば、作業ユニットを構成する部品の交換タイミングを自動で判断し、ユーザが自ら確認することなく、当該部品を交換することができる。したがって、知識や経験が無くても適切な交換タイミングで部品を交換することが可能となる。また、部品の交換にネジを利用する場合には、ネジの締め付けを機械化しているため、締め付けトルクを一定に維持することができる。
【００１３】
また、前記報知部は、前記作業ユニットの部品が交換されたことを示す交換情報も前記ユーザに報知すると好適である。
【００１４】
このような構成とすれば、ユーザに部品が交換されたことを把握させることができる。したがって、ユーザは格納部に格納する交換用部品の補充をしておくだけで良いので、ユーザの手間を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】作業車両の側面図である。
【図２】作業車両の平面図である。
【図３】バッテリの充電について示した図である。
【図４】基地局の構成を示した図である。
【図５】刈り刃の交換について示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る基地局は、作業車両のメンテナンスを容易に行うことができるように構成されている。基地局は、自律走行しながら作業を行う作業車両が作業終了後に戻るものであるが、以下では、作業車両が行う作業として、作業地に生えている芝を刈る芝刈り作業を例に挙げて説明する。ここで、本実施形態に係る「自律走行」とは、作業車両に搭載されるデバイスの出力（例えばセンサの出力やカメラによる撮像画像等）に基づいて設定された走行経路に沿って、物体（例えば障害物等）を避けながら走行することを言う。このような作業車両は、所謂自律型ロボットに相当する。
【００１７】
図１には、本実施形態に係る基地局１００（図３参照）に戻る作業車両１の側面図が示され、図２には、作業車両１の平面図が示される。図１及び図２に示されるように、作業車両１は、車輪２と機体３とを備えて構成される。車輪２は、車体の車長方向の一端側の第１車輪２Ａ、及び車長方向の他端側の第２車輪２Ｂから構成される。第１車輪２Ａ及び第２車輪２Ｂは、夫々、車体の幅方向に沿って左右一対で設けられる。本実施形態では、第１車輪２Ａが作業車両１の進行方向後側に設けられる駆動輪且つ操舵輪として構成され、後述する走行制御装置１０によって駆動される。第２車輪２Ｂは作業車両１の進行方向前側に設けられる所謂キャスター輪として構成される。したがって、第１車輪２Ａの左右の車輪が等速で同一方向に回転している場合には直進走行を行い、第１車輪２Ａの左右の車輪が互いに異なる速度で同一方向に回転している場合には、第１車輪２Ａの左右の車輪のうち速度が遅い側に操舵されている状態となる。更には、第１車輪２Ａの左右の車輪が等速で互いに異なる方向に回転している場合には、作業車両１はその場で回転することが可能となる。なお、第１車輪２Ａ及び第２車輪２Ｂは車体の幅方向に沿って左右一対で設けられるとして説明したが、これは一例であり、例えば車体の大きさに応じて、第１車輪２Ａ及び第２車輪２Ｂの夫々の数が異なるように構成することも可能であるし、夫々１つ或いは３つ以上で構成することも可能である。
【００１８】
機体３には、第１車輪２Ａの動力源である一対のモータ４、モータ４及び作業車両１が有する電気機器に電力供給する電力が蓄電されるバッテリ５、作業車両１の走行を制御する走行制御装置１０、バッテリ５から供給される電力に基づき駆動され、芝刈りに使用する刈り刃５４を有する芝刈装置５３（作業ユニットの一例）を駆動するモータ６を備えている。
【００１９】
また、機体３には、ＧＮＳＳモジュールとして構成されている衛星測位モジュール９９が設けられている。この衛星測位モジュール９９は、ＧＰＳ信号やＧＮＳＳ信号（本実施形態では「ＧＰＳ信号」とする）を受信するための衛星用アンテナを有している。なお、衛星測位モジュール９９には、衛星航法を補完するために、ジャイロ加速度センサや磁気方位センサを組み込んだ慣性航法モジュールを含めることができる。もちろん、慣性航法モジュールは、衛星測位モジュール９９とは別の場所に設けてもよい。衛星測位モジュール９９により取得されたＧＰＳ信号は、上述した作業車両１の自律走行に利用される。
【００２０】
図３には、作業車両１のバッテリ５の充電形態が示される。図３に示されるように、基地局１００には、作業車両１の前端部に設けられた充電端子７と接続可能な接続端子２０１が設けられる。作業車両１が基地局１００に進行方向前側から進入することで、充電端子７と接続端子２０１とが接続されるように構成される。充電端子７と接続端子２０１とが接続されると、基地局１００は接続端子２０１を介してバッテリ５の蓄電量を検出し、当該蓄電量が所定量以下である時にはバッテリ５が充電される。
【００２１】
図４には、基地局１００における作業車両１の車輪２が接地する接地面１０１の平面図と共に、基地局１００の模式図が示される。図４に示されるように、基地局１００は、シャワーユニット２１、エアブローユニット２２、帰着検出部２３、制御部２４、撮像画像取得部２５、診断部２６、報知部２７が備えられる。
【００２２】
シャワーユニット２１は、作業車両１に搭載され、芝刈り作業を行う芝刈装置５３に対して放水する。芝刈装置５３は、上述したように、作業車両１の機体３における底面に設けられる。シャワーユニット２１は、基地局１００の接地面１０１から芝刈装置５３へ放水できるように、接地面１０１において上方に向けて設けられる。これにより、芝刈装置５３の刈り刃５４に付着した芝や土等を洗い流すことが可能となる。なお、作業車両１は、シャワーユニット２１により放水されるので、作業車両１の各部（例えば電気部品等）は防水性を高めておくと良い。
【００２３】
エアブローユニット２２は、シャワーユニット２１が放水した後に、芝刈装置５３に対して空気を吹き付ける。シャワーユニット２１により放水された芝刈装置５３（特に刈り刃５４）は、水が付着（残存）している可能性があり、そのまま放置すると錆の原因となったり、埃が付着し易くなったりする。そこで、エアブローユニット２２は、基地局１００の接地面１０１から芝刈装置５３へ空気を吹き付けることができるように、接地面１０１において上方に向けて設けられる。これにより、芝刈装置５３の刈り刃５４を乾燥させることが可能となる。
【００２４】
ここで、刈り刃５４は上面視が円形状に構成される。そこで、図４に示されるように、シャワーユニット２１とエアブローユニット２２とが一体的に単一の円形状を構成するように、刈り刃５４と同軸芯上に交互に配置すると良い。これにより、洗い流し漏れや乾燥漏れを防止することができる。もちろん、シャワーユニット２１で単一の円形状を構成するように配置し、当該シャワーユニット２１の径方向外側或いは径方向内側においてエアブローユニット２２が単一の円形状を構成するように配置しても良い。
【００２５】
帰着検出部２３は、基地局１００への作業車両１の帰着を検出する。作業車両１の帰着とは、作業車両１が、芝刈り作業を終了し、基地局１００における予め設定された停車位置に戻ってきたことをいう。帰着検出部２３は、このような停車位置に作業車両１が戻ってきたことを検出する。このような帰着は、例えば上述した作業車両１の充電端子７と基地局１００の接続端子２０１とが接続されたことにより検出することが可能である。もちろん、他の方法（例えば帰着した際に車輪２でスイッチを押下して検出したり、画像認識により検出したりする等）で検出することも可能である。帰着検出部２３の検出結果は後述する制御部２４に伝達される。
【００２６】
制御部２４は、帰着検出部２３により作業車両１の帰着が検出された際に、直ちにシャワーユニット２１とエアブローユニット２２との運転を制御して芝刈装置５３を清掃させる。制御部２４には、帰着検出部２３の検出結果が伝達される。この検出結果が作業車両１の基地局１００への帰着を示すものである場合には、制御部２４に対してシャワーユニット２１に対して芝刈装置５３に放水するように指示し、更に、シャワーユニット２１による放水の終了後に、エアブローユニット２２に対して、芝刈装置５３に空気を吹き付けるように指示する。これにより、基地局１００への作業車両１の帰着に合わせて、自動的に芝刈装置５３を清掃することが可能となる。
【００２７】
撮像画像取得部２５は、基地局１００に帰着した作業車両１の芝刈装置５３を撮像した撮像画像を取得する。撮像画像取得部２５により取得される撮像画像は、後述するように芝刈装置５３の状態を確認するために用いられる。このため、接地面１０１から見上げた状態で芝刈装置５３を撮像するようにカメラ（図示せず）を設け、撮像画像取得部２５はこのカメラが撮像した撮像画像を取得すると良い。この撮像画像は、静止画であっても動画であっても良い。撮像画像取得部２５により取得された撮像画像は、後述する診断部２６に伝達される。
【００２８】
診断部２６は、撮像画像取得部２５により取得された撮像画像に基づいて、芝刈装置５３を構成する部品のうち、交換を要する部品を診断する。撮像画像取得部２５により取得された撮像画像は診断部２６に伝達され、当該撮像画像には接地面１０１から撮像した芝刈装置５３が含まれる。診断部２６は、この撮像画像に対して画像認識処理を行い、損傷や劣化している部品があるか否かを診断する。具体的には、例えば芝刈装置５３の筐体が破損したり、凹んだりしていないか否かを診断したり、刈り刃５４が破損や摩耗していないか否かを診断する。診断部２６は、撮像画像取得部２５から伝達された撮像画像と、夫々の部品の交換限度状態を示した交換限度画像とを比較し、夫々の部品が交換限度状態よりも劣化（摩耗や損傷）している場合には、当該部品は交換を要すると診断する。診断部２６の診断結果は、後述する報知部２７に伝達される。
【００２９】
報知部２７は、診断部２６の診断結果をユーザに報知する。報知部２７には、診断部２６から診断結果が伝達される。報知部２７は、診断部２６の診断結果が交換を要する部分があることを示すものである場合に、ユーザに報知する。報知部２７による報知は、ユーザに直接報知しても良いし、ユーザが有する端末（図示せず）に通知するように報知しても良い。また、報知部２７は、音を出力して報知するように構成することも可能であるし、光を出力して報知するように構成しても良い。もちろん、音と光の双方を用いて報知するように構成することも可能である。また、この報知は、交換する必要がある部品についても明示するように構成することも可能である。
【００３０】
このように構成することで、作業車両１の基地局１００への帰着に合わせて、視認し難い作業車両１の底面に配置されている芝刈装置５３であっても、自動的に、ユーザに対して交換する必要がある部品があることを報知し、認識させることが可能となる。
【００３１】
ここで、上述したように交換する部品があることを報知されたユーザは、自身で部品を交換しても良いが、芝刈り作業を行う作業車両１にあっては、刈り刃５４が摩耗し、交換対象の部品となることが多いことから、本実施形態に係る基地局１００では、刈り刃５４を自動的に交換できるように構成されている。図５は、このような刈り刃５４の交換に係る形態を示した模式図である。
【００３２】
図５に示されるように、基地局１００には、上記機能部に加えて、格納部２８、取り外し部２９、搬送部３０、装着部３１が備えられる。
【００３３】
格納部２８は、芝刈装置５３を構成する部品が格納される。本実施形態では、芝刈装置５３を構成する部品とは、刈り刃５４である。もちろん、格納部２８には、刈り刃５４以外の部品を格納しておくことも可能である。図５の例では、格納部２８には、複数の刈り刃５４が夫々、トレー３２に載置された状態で積層して格納される。
【００３４】
取り外し部２９は、診断部２６により交換を要すると診断された部品を芝刈装置５３から取り外す。診断部２６により交換を要すると判断された部品は、本実施形態では刈り刃５４である。取り外し部２９は、基地局１００に帰着した作業車両１の芝刈装置５３から刈り刃５４を取り外す。ここで、刈り刃５４は、芝刈り作業中、回転軸を回転中心として回転する。本実施形態では、刈り刃５４は、この回転軸とネジ５９により締結固定されている。そこで、取り外し部２９は、診断部２６により刈り刃５４が交換を要すると判断されると、トルクリミッタ機能の付いたドリル３３が基地局１００から出てきて、取り外し部２９が刈り刃５４を支持した状態でネジ５９を回転させる（緩める）。ドリル３３がネジ５９を緩め終えると、ドリル３３の下降と同時に、取り外し部２９が交換を要すると判断された刈り刃５４を芝刈装置５３から取り外す。
【００３５】
搬送部３０は、取り外した部品を格納部２８に搬送する。取り外した部品とは、取り外し部２９により芝刈装置５３から取り外された刈り刃５４である。取り外された刈り刃５４は、搬送部３０により格納部２８に搬送される。本実施形態では、搬送部３０は、アーム部からなる。このアーム部が所定の回動軸を中心に回動することで、作業車両１と格納部２８との間で刈り刃５４を搬送する。芝刈装置５３から取り外された刈り刃５４はトレー３２に載置され、格納部２８の所定の位置（使用済み刈り刃置き場）に移動され、格納される。なお、図５では、格納部２８内におけるトレー３２の移動及び移動機構は省略している。
【００３６】
次に、搬送部３０は、取り外した部品と交換する部品を格納部２８から芝刈装置５３に搬送する。取り外した部品と交換する部品とは、未使用の刈り刃５４である。搬送部３０は、格納部２８から未使用の刈り刃５４が載置されたトレー３２を取り出し、芝刈装置５３に搬送する。これにより、未使用の刈り刃５４を作業車両１に向けて搬送することが可能となる。なお、未使用の部品は、搬送部３０が格納部２８から選択して取り出しても良いし、搬送部３０が格納部２８の所定の位置（例えば最上段）に使用済みの部品を置くと、格納部２８の前記所定の位置とは異なる別の所定の位置（例えば最下段）に未使用の部品が現れるように構成することも可能である。
【００３７】
装着部３１は、格納部２８から搬送されてきた部品を芝刈装置５３に装着する。格納部２８から搬送されてきた部品とは、未使用の刈り刃５４である。装着部３１は未使用の刈り刃５４を支持した状態で、芝刈装置５３における刈り刃５４の装着位置で待機する。すると、ドリル３３が上昇し、当該ドリル３３がネジ５９をリミットトルクまで締め、未使用の刈り刃５４が芝刈装置５３の回転軸に締結固定される。これにより、刈り刃５４が摩耗している場合には、自動的に未使用の刈り刃５４に交換することが可能となる。装着部３１は、トルクリミッタの作動と画像診断により刈り刃５４が適切に装着されたことを確認するように構成すると好適である。なお、図５の例では、取り外し部２９と装着部３１とは同一の部品で構成されているように示しているが、互いに異なる部品で構成しても良い。
【００３８】
なお、このように自動で刈り刃５４を交換した場合には、例えば装着部３１が上述した報知部２７に芝刈装置５３の刈り刃５４が交換されたことを示す交換情報を伝達し、報知部２７は、当該交換情報もユーザに報知するように構成すると好適である。これにより、ユーザが格納部２８から使用済みの刈り刃５４を取り出し、未使用の刈り刃５４を補充することが可能となる。
【００３９】
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、撮像画像取得部２５が基地局１００に帰着した作業車両１の芝刈装置５３を撮像した撮像画像を取得し、当該撮像画像に基づいて、診断部２６が芝刈装置５３を構成する部品のうち、交換を要する部品を診断するとして説明したが、基地局１００は、撮像画像取得部２５と診断部２６とを備えずに構成することも可能である。この場合には、報知部２７も設けずに構成すると良い。
【００４０】
上記実施形態では、基地局１００は、診断部２６により交換を要すると診断された部品の交換を行う一連の作業を行うために、格納部２８、取り外し部２９、搬送部３０、装着部３１が備えられているとして説明したが、交換を要すると診断された部品の交換を例えばユーザが行う場合には、格納部２８、取り外し部２９、搬送部３０、装着部３１を備えずに基地局１００を構成することも可能である。
【００４１】
上記実施形態では、報知部２７は芝刈装置５３の部品が交換されたことを示す交換情報をユーザに報知するとして説明したが、報知部２７は当該交換情報をユーザに報知しないように構成することも可能である。
【００４２】
上記実施形態では、作業が芝刈り作業であるとして説明したが、他の作業であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、自律走行しながら作業を行う作業車両が作業終了後に戻る基地局に用いることが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１：作業車両
２１：シャワーユニット
２２：エアブローユニット
２３：帰着検出部
２４：制御部
２５：撮像画像取得部
２６：診断部
２７：報知部
２８：格納部
２９：取り外し部
３０：搬送部
３１：装着部
５３：芝刈装置（作業ユニット）
１００：基地局
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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