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JP2021070544A - Cable yarding system - Google Patents

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JP2021070544A
JP2021070544A JP2019196630A JP2019196630A JP2021070544A JP 2021070544 A JP2021070544 A JP 2021070544A JP 2019196630 A JP2019196630 A JP 2019196630A JP 2019196630 A JP2019196630 A JP 2019196630A JP 2021070544 A JP2021070544 A JP 2021070544A
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grapple device
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timber
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Minoru Ariyoshi
実 有吉
秀信 舞草
Hidenobu Maikusa
秀信 舞草
和志 大沢
Kazushi Osawa
和志 大沢
裕樹 遠藤
Hiroki Endo
裕樹 遠藤
佐藤 敏幸
Toshiyuki Sato
敏幸 佐藤
智也 鎌田
Tomoya Kamata
智也 鎌田
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Iwafuji Industrial Co Ltd
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Iwafuji Industrial Co Ltd
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Abstract

To provide a cable yarding system which no manual loading/unloading works are required at a logging area and a wood collecting area, and moreover, capable of reducing the number of personnel required for collecting woods.SOLUTION: A cable yarding system (100) comprises a grapple device (3) and a cable yarder (1) to move the grapple device (3), and transports the cut woods from a logging area to a wood collection area. The cable yarding system (100) has a driving control part (31) to control the driving of the grapple device (3) and the cable yarder (1), an imaging part (3s) to capture an image below the grapple device (3), and an image recognition part (32) to recognize the woods in the image. The driving control part (31) controls the driving of the grapple device (3) and the cable yarder (1) according to the recognized result by the image recognition part (32).SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、架線集材システムに関し、特にグラップル装置を用いた架線集材システムに関する。 The present invention relates to an overhead wire collecting system, and more particularly to an overhead wire collecting system using a grapple device.

従来、木材の伐採を行う木材伐採地から木材の集材を行う木材集材地へ伐採された木材を搬送する架線集材システムが知られている(例えば特許文献1参照)。この特許文献1には、搬器を索条(ワイヤ)に沿って移動させることによって、この搬器に吊り下げた木材を木材集材地まで搬送することが記載されている。 Conventionally, there is known an overhead wire collecting system for transporting felled timber from a timber logging area where timber is logged to a timber logging area where timber is collected (see, for example, Patent Document 1). This Patent Document 1 describes that the timber suspended from the carrier is transported to the timber collecting area by moving the carrier along a wire.

この特許文献1に記載の架線集材システムでは、木材集材地での木材の荷下ろし作業を容易に行うことが可能になっている。しかし、木材伐採地での木材の荷掛け作業を人手によって行わなければならなかった。加えて、荷掛け作業を行うには、例えば険しい山道等を登って木材伐採地まで行く必要があり、荷掛け作業は、作業者にとって煩わしく危険な作業となっていた。 In the overhead wire collecting system described in Patent Document 1, it is possible to easily perform the unloading work of timber at the timber collecting area. However, the timber loading work in the logging area had to be done manually. In addition, in order to carry out the loading work, for example, it is necessary to climb a steep mountain road or the like to reach the timber logging area, and the loading work has been troublesome and dangerous for the worker.

その一方で、木材伐採地での人手による荷掛け作業を不要にするために、木材を機械的に掴むことが可能なグラップル装置を用いて、木材を搬送することも検討されている。しかし、この場合、グラップル装置に駆動源を搭載する必要があり、グラップル装置の大型化や重量増加が懸念される。また、そのようなグラップル装置をワイヤに沿って円滑に移動させることは困難であった。 On the other hand, in order to eliminate the need for manual loading work in the logging area, it is also considered to transport the timber using a grapple device capable of mechanically grasping the timber. However, in this case, it is necessary to mount the drive source on the grapple device, and there is a concern that the grapple device becomes large in size and weight increases. Also, it has been difficult to smoothly move such a grapple device along the wire.

また、木材の荷掛けから搬送および荷下ろしまでグラップル装置を用いて作業を行う際には、グラップル装置の操作を行う作業者を木材伐採地や木材集材地に配置して、伐採された木材の位置等を視認しながら作業を行う必要があった。 In addition, when performing work using the grapple device from loading, transporting, and unloading timber, the workers who operate the grapple device are assigned to the timber logging area or timber logging area, and the felled timber is used. It was necessary to work while visually recognizing the position of.

特許第4360935号公報Japanese Patent No. 4360935

本発明は、上述したような実情を考慮してなされたものであって、木材伐採地と木材集材地での人手による荷掛け作業および荷下ろし作業が不要であり、しかも、木材の集材に必要な人員を削減することが可能な架線集材システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and does not require manual loading and unloading work at the timber logging area and the timber collecting area, and moreover, the timber collecting area is not required. The purpose is to provide an overhead wire collecting system that can reduce the number of personnel required for the operation.

上記課題を解決するために本発明の架線集材システムは、グラップル装置と、前記グラップル装置を移動させる架線集材機を備え、木材伐採地から木材集材地へ伐採された木材を搬送する架線集材システムであって、前記グラップル装置および前記架線集材機の駆動を制御する駆動制御部と、前記グラップル装置の下方の画像を撮像する撮像部と、前記画像中の前記木材を認識する画像認識部とを有し、前記駆動制御部は、前記画像認識部の認識結果に応じて前記グラップル装置および前記架線集材機の駆動を制御することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the overhead wire collecting system of the present invention includes a grapple device and an overhead wire collecting machine for moving the grapple device, and is an overhead wire for transporting the felled timber from the timber logging area to the timber logging area. An image that recognizes the wood in the logging system, a drive control unit that controls the driving of the grapple device and the overhead wire collecting machine, an imaging unit that captures an image below the grapple device, and an image that recognizes the wood in the image. It has a recognition unit, and the drive control unit controls the drive of the grapple device and the overhead wire collecting machine according to the recognition result of the image recognition unit.

このような本発明の架線集材システムでは、画像認識部の認識結果に応じてグラップル装置および前記架線集材機の駆動を制御するため、木材伐採地と木材集材地での人手による荷掛け作業および荷下ろし作業が不要であり、しかも、木材の集材に必要な人員を削減することが可能となる。 In such an overhead wire collecting system of the present invention, in order to control the drive of the grapple device and the overhead wire collecting machine according to the recognition result of the image recognition unit, manual loading at the timber logging area and the timber collecting area is performed. No work or unloading work is required, and the number of personnel required for collecting timber can be reduced.

また本発明の一態様では、前記駆動制御部は、前記画像中に前記木材が含まれない場合には前記グラップル装置の位置を変化させ、前記画像中に前記木材が含まれる場合には前記グラップル装置が前記木材を掴む把持動作を実施する。 Further, in one aspect of the present invention, the drive control unit changes the position of the grapple device when the wood is not included in the image, and the grapple when the wood is included in the image. The device performs a gripping operation for grasping the wood.

また本発明の一態様では、前記駆動制御部は、前記木材の把持動作を機械強化学習する。 Further, in one aspect of the present invention, the drive control unit performs mechanical reinforcement learning of the gripping operation of the wood.

また本発明の一態様では、前記駆動制御部は、前記把持動作の後に、前記グラップル装置を前記木材集材地まで移動させ、前記木材集材地で前記グラップル装置が前記木材を離す配置動作を実施する。 Further, in one aspect of the present invention, the drive control unit moves the grapple device to the timber collecting area after the gripping operation, and the grapple device releases the timber at the timber collecting area. carry out.

また本発明の一態様では、前記グラップル装置は、本体部と、前記本体部の下方に設けられたグラップルアームとを有し、前記撮像部、前記画像認識部および前記駆動制御部は、前記本体部に設けられている。 Further, in one aspect of the present invention, the grapple device has a main body portion and a grapple arm provided below the main body portion, and the image pickup unit, the image recognition unit, and the drive control unit are the main body. It is provided in the department.

また本発明の一態様では、前記グラップル装置は、加速度センサ部を備え、前記駆動制御部は、前記加速度センサ部の検出結果に基づいて、前記画像において鉛直下方位置を特定する。 Further, in one aspect of the present invention, the grapple device includes an acceleration sensor unit, and the drive control unit identifies a vertically downward position in the image based on the detection result of the acceleration sensor unit.

また本発明の一態様では、スカイライン、エンドレスライン、およびリフチングラインを少なくとも有するエンドレスタイラー式の構成を備え、前記グラップル装置が、前記リフチングラインのワイヤに沿って移動可能に設けられている。 Further, in one aspect of the present invention, the grapple device is provided so as to be movable along the wire of the lifting line, which comprises an endless styler type configuration having at least a skyline, an endless line, and a lifting line.

本発明では、木材伐採地と木材集材地での人手による荷掛け作業および荷下ろし作業が不要であり、しかも、木材の集材に必要な人員を削減することが可能な架線集材システムを提供することができる。 The present invention provides an overhead wire collecting system that does not require manual loading and unloading work in timber logging and timber collecting areas, and can reduce the number of personnel required for timber collecting. Can be provided.

本発明の実施形態に係るグラップル装置を備えた架線集材システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the overhead wire collecting system provided with the grapple device which concerns on embodiment of this invention. 図1の架線集材システムの集材範囲の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the collecting range of the overhead wire collecting system of FIG. 図1の架線集材システムに備えられた架線集材機を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the overhead wire collecting machine provided in the overhead wire collecting system of FIG. 図3の架線集材機の油圧回路の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the hydraulic circuit of the overhead wire collecting machine of FIG. グラップル駆動装置を備えたグラップル装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the grapple device including the grapple drive device. 図5のグラップル装置のグラップルアームの開閉動作を示す図である。It is a figure which shows the opening and closing operation of the grapple arm of the grapple device of FIG. 架線集材システム100の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the overhead wire collecting system 100. 架線集材システム100の自動制御による木材の荷掛け、搬送、荷下ろし動作について模式的に示した図である。It is a figure which showed typically the loading, transporting, and unloading operation of the wood by the automatic control of the overhead wire collecting system 100. 自動制御開始からの制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control from the start of automatic control. 図9に続く制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control which follows FIG. 図10に続く制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control which follows FIG. 図11に続く制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control which follows FIG. 撮像部3sによってグラップル装置3の下方領域を撮像した画像の一例を示し模式図である。It is a schematic diagram showing an example of the image which imaged the lower region of the grapple device 3 by the image pickup unit 3s.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施形態に係るグラップル装置3を備えた架線集材システム100の概略構成を示す図である。図2は、図1の架線集材システム100の集材範囲R1の一例を示す平面図である。図3は、図1の架線集材システム100に備えられた架線集材機1を示す斜視図である。図4は、図3の架線集材機1の油圧回路の概略構成を示す図である。図5は、本発明の実施形態に係るグラップル駆動装置を備えたグラップル装置3の概略構成を示す図である。図6は、図5のグラップル装置3の一対のグラップルアーム(以下、トングと言う。)3cの開閉動作を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an overhead wire collecting system 100 including a grapple device 3 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing an example of the collection range R1 of the overhead wire collection system 100 of FIG. FIG. 3 is a perspective view showing an overhead wire collecting machine 1 provided in the overhead wire collecting system 100 of FIG. FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a hydraulic circuit of the overhead wire collecting machine 1 of FIG. FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a grapple device 3 including a grapple drive device according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing an opening / closing operation of a pair of grapple arms (hereinafter referred to as tongs) 3c of the grapple device 3 of FIG.

まず、架線集材システム100の概略構成について、図1、図2を参照して説明する。本実施形態では、架線集材システム100は、エンドレスタイラー式の架線集材システムとして構成されている。図1、図2に示すように、架線集材システム100は、架線集材機1、搬器(キャリッジ)2、グラップル装置3、スカイライン(主索)SKL、エンドレスライン(エンドレス索)ELL、リフチングライン(荷上索)LFL、ホールバックライン(引戻索)HBL等から構成されている。 First, the schematic configuration of the overhead wire collecting system 100 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the present embodiment, the overhead wire collecting system 100 is configured as an endless styler type overhead wire collecting system. As shown in FIGS. 1 and 2, the overhead wire collecting system 100 includes an overhead wire collecting machine 1, a carrier (carriage) 2, a grapple device 3, a skyline (main line) SKL, an endless line (endless line) ELL, and lifting. It is composed of a line (loading line) LFL, a hole back line (pulling line) HBL, and the like.

スカイラインSKLは、元柱位置P4と、木材伐採地P3よりも遠い位置に設けられた先柱位置P2との間に架け渡されている。スカイラインSKLは、略一直線状に延びており、例えば、スカイラインSKLの一端は木材集材地P1外の元柱位置P4の樹木等に接続され、スカイラインSKLの他端が先柱位置P2の樹木等に連結されている。 The skyline SKL is bridged between the original pillar position P4 and the leading pillar position P2 provided at a position farther than the timber logging area P3. The skyline SKL extends substantially in a straight line. For example, one end of the skyline SKL is connected to a tree or the like at the original pillar position P4 outside the timber collecting area P1, and the other end of the skyline SKL is connected to a tree or the like at the front pillar position P2. Is connected to.

なお、木材集材地P1は架線集材システム100における木材の荷下ろし位置であり、この木材集材地P1は限定された一箇所だけでなく、木材集材地P1は先柱位置P2と元柱位置P4の間に架け渡されているスカイラインSKLの真下近傍になるところであればよく、特に限定されるものでもない。 The timber collecting area P1 is the unloading position of the timber in the overhead wire collecting system 100, and this timber collecting area P1 is not only a limited one place, but the timber collecting area P1 is the tip pillar position P2 and the original. The location is not particularly limited as long as it is located directly below the skyline SKL that is bridged between the pillar positions P4.

スカイラインSKLには、搬器2が滑車Sを介して走行可能に取り付けられている。搬器2には、無限軌道を構成するエンドレスラインELLの両端部が連結されている。エンドレスラインELLは、複数の滑車E、および架線集材機1のエンドレスライン用ウインチ10Eのウインチドラム11Eに掛け渡されている。この場合、滑車Eは、木材集材地P1内に、先柱位置P2の近傍、架線集材機1の近傍等に設置されている。 A carrier 2 is attached to the skyline SKL so as to be able to travel via the pulley S. Both ends of the endless line ELL forming the endless track are connected to the carrier 2. The endless line ELL is hung on the plurality of pulleys E and the winch drum 11E of the winch 10E for the endless line of the overhead wire collecting machine 1. In this case, the pulley E is installed in the timber collecting area P1, in the vicinity of the tip pillar position P2, in the vicinity of the overhead wire collecting machine 1, and the like.

架線集材機1に備えられたエンドレスライン用ウインチ10EによってエンドレスラインELLを走行させることにより、搬器2をスカイラインSKLに沿って移動させることが可能になっている。具体的には、エンドレスラインELLをE1方向へ繰り出すように、エンドレスライン用ウインチ10Eのウインチドラム11Eを駆動することにより、搬器2がスカイラインSKLに沿ってS1方向へ移動する。逆に、エンドレスラインELLをE2方向へ繰り出すように、ウインチドラム11Eを駆動することにより、搬器2がスカイラインSKLに沿ってS2方向へ移動する。 By running the endless line ELL with the endless line winch 10E provided in the overhead wire collecting machine 1, the carrier 2 can be moved along the skyline SKL. Specifically, by driving the winch drum 11E of the endless line winch 10E so as to extend the endless line ELL in the E1 direction, the carrier 2 moves in the S1 direction along the skyline SKL. On the contrary, by driving the winch drum 11E so as to extend the endless line ELL in the E2 direction, the carrier 2 moves in the S2 direction along the skyline SKL.

搬器2には、一対の滑車La,Laがワイヤ等の連結部材を介して吊り下げられており、これら一対の滑車La,La間には、架線集材機1から引き出されたリフチングラインLFLの中間部分が架け渡されている。一対の滑車La,La間に位置するリフチングラインLFLの中間部分には、グラップル装置3が設けられている。グラップル装置3は、一対の滑車Lb,Lbを介してリフチングラインLFLに吊り下げられている。 A pair of pulleys La and La are suspended from the carrier 2 via a connecting member such as a wire, and a lifting line LFL drawn from the overhead wire collecting machine 1 is sandwiched between the pair of pulleys La and La. The middle part of is bridged. A grapple device 3 is provided at an intermediate portion of the lifting line LFL located between the pair of pulleys La and La. The grapple device 3 is suspended from the lifting line LFL via a pair of pulleys Lb and Lb.

リフチングラインLFLの一端は、例えば先柱位置P2の樹木等に連結されている。リフチングラインLFLの他端は、架線集材機1のリフチングライン用ウインチ10Lのウインチドラム11Lに巻回されている。リフチングラインLFLは、上述した一対の滑車La,La、一対の滑車Lb,Lb、木材集材地P1の近傍に設けられた滑車L、架線集材機1の近傍に設けられた滑車L等に掛け渡されている。 One end of the lifting line LFL is connected to, for example, a tree at the front pillar position P2. The other end of the lifting line LFL is wound around a winch drum 11L of the lifting line winch 10L of the overhead wire collecting machine 1. The lifting line LFL includes a pair of pulleys La, La, a pair of pulleys Lb, Lb, a pulley L provided in the vicinity of the wood collecting area P1, a pulley L provided in the vicinity of the overhead wire collecting machine 1, and the like. Has been handed over to.

架線集材機1に備えられたリフチングライン用ウインチ10Lのウインチドラム11LへのリフチングラインLFLの巻き取り・繰り出しを行うことにより、グラップル装置3を昇降させることが可能になっている。具体的には、リフチングラインLFLをウインチドラム11LからL1方向へ繰り出すように、ウインチドラム11Lを駆動することにより、一対の滑車La,La間に位置するリフチングラインLFLの中間部分の長さが大きくなってグラップル装置3が下降する。逆に、リフチングラインLFLをウインチドラム11Lに巻き取るように、ウインチドラム11Lを駆動することにより、上述したリフチングラインLFLの中間部分の長さが小さくなってグラップル装置3が上昇する。 The grapple device 3 can be raised and lowered by winding and unwinding the lifting line LFL to the winch drum 11L of the lifting line winch 10L provided in the overhead wire collecting machine 1. Specifically, by driving the winch drum 11L so as to extend the lifting line LFL from the winch drum 11L in the L1 direction, the length of the intermediate portion of the lifting line LFL located between the pair of pulleys La, La Increases and the grapple device 3 descends. On the contrary, by driving the winch drum 11L so as to wind the lifting line LFL around the winch drum 11L, the length of the intermediate portion of the lifting line LFL described above becomes smaller and the grapple device 3 rises.

グラップル装置3の側面には、架線集材機1から引き出されたホールバックラインHBLの一端が連結されている。ホールバックラインHBLの他端は、架線集材機1のホールバックライン用ウインチ10Hのウインチドラム11Hに巻回されている。ホールバックラインHBLは、スカイラインSKLから離れた位置に設けられた滑車Ha、この滑車Haの近傍に設けられた滑車H、架線集材機1の近傍に設けられた滑車H等に掛け渡されている。ここで、上述した一対の滑車Lb,Lbがグラップル装置3の上側部分(本体部)3aに設けられており、ホールバックラインHBLがグラップル装置3の側面に連結されている。グラップル装置3の上側部分3aとグラップル装置3の下側部分3bとは、十字継手(自在継手)3dを介して連結されており、下側部分3bが上側部分3aに対してローテータ3rを介して旋回可能に設けられている。 One end of the hole back line HBL drawn from the overhead wire collecting machine 1 is connected to the side surface of the grapple device 3. The other end of the hole back line HBL is wound around the winch drum 11H of the hole back line winch 10H of the overhead wire collecting machine 1. The hole back line HBL is hung on a pulley Ha provided at a position away from the skyline SKL, a pulley H provided near the pulley Ha, a pulley H provided near the overhead wire collecting machine 1, and the like. There is. Here, the pair of pulleys Lb and Lb described above are provided on the upper portion (main body portion) 3a of the grapple device 3, and the hole back line HBL is connected to the side surface of the grapple device 3. The upper portion 3a of the grapple device 3 and the lower portion 3b of the grapple device 3 are connected via a cross joint (universal joint) 3d, and the lower portion 3b is connected to the upper portion 3a via a rotator 3r. It is provided so that it can turn.

グラップル装置3の下側部分3bには、トング3cが設けられており、トング3cを閉じることによって木材を左右両側から掴みとり、この状態で木材集材地P1へ搬送することが可能になっている。また、トング3cを開くことによって掴んだ木材を離して、木材集材地P1へ降ろすことが可能になっている。グラップル装置3およびこのグラップル装置3を駆動するためのグラップル駆動装置の詳細については後述する。 A tongs 3c is provided on the lower portion 3b of the grapple device 3, and by closing the tongs 3c, it is possible to grab the wood from both the left and right sides and transport it to the wood collecting area P1 in this state. There is. Further, by opening the tongs 3c, it is possible to release the grasped timber and lower it to the timber collecting area P1. The details of the grapple device 3 and the grapple drive device for driving the grapple device 3 will be described later.

架線集材機1に備えられたホールバックライン用ウインチ10Hのウインチドラム11HへのホールバックラインHBLの巻き取り・繰り出しを行うことにより、グラップル装置3をスカイラインSKLの架け渡し方向に交差する横方向に移動させることが可能になっている。この場合、ホールバックライン用ウインチ10Hのウインチドラム11Hの駆動を、上述したリフチングライン用ウインチ10Lのウインチドラム11Lの駆動に同調して行うことによって、グラップル装置3が吊り下げられているリフチングラインLFLの張力が調整されるようになっている。 By winding and unwinding the hole back line HBL to the winch drum 11H of the winch 10H for the hole back line provided in the overhead wire collecting machine 1, the grapple device 3 intersects the skyline SKL in the lateral direction. It is possible to move to. In this case, the grapple device 3 is suspended by driving the winch drum 11H of the winch 10H for the hole back line in synchronization with the drive of the winch drum 11L of the winch 10L for the lifting line described above. The tension of the line LFL is adjusted.

具体的には、リフチングラインLFLをウインチドラム11LからL1方向へ繰り出すように、ウインチドラム11Lを駆動することにより、一対の滑車La,La間に位置するリフチングラインLFLの中間部分の長さが大きくなって、グラップル装置3がスカイラインSKLから離れた横方向へ移動可能になる。この場合、ホールバックラインHBLをウインチドラム11Hに巻き取るように、ウインチドラム11Hを同調して駆動することにより、グラップル装置3が上述した滑車Haへ近づく方向に引っ張られ、スカイラインSKLから離れた横方向へグラップル装置3が移動する。 Specifically, by driving the winch drum 11L so as to extend the lifting line LFL from the winch drum 11L in the L1 direction, the length of the intermediate portion of the lifting line LFL located between the pair of pulleys La, La Becomes larger so that the grapple device 3 can move laterally away from the skyline SKL. In this case, by synchronously driving the winch drum 11H so as to wind the hole back line HBL around the winch drum 11H, the grapple device 3 is pulled in the direction approaching the pulley Ha described above, and is laterally separated from the skyline SKL. The grapple device 3 moves in the direction.

逆に、リフチングラインLFLをウインチドラム11Lに巻き取るように、ウインチドラム11Lを駆動することにより、上述したリフチングラインLFLの中間部分の長さが小さくなって、グラップル装置3がスカイラインSKLへ近づく方向へ引っ張られるようになる。この場合、ホールバックラインHBLをウインチドラム11HからH1方向へ繰り出すように、ウインチドラム11Hを同調して駆動することにより、スカイラインSKLへ近づく方向にグラップル装置3が移動する。 On the contrary, by driving the winch drum 11L so as to wind the lifting line LFL around the winch drum 11L, the length of the intermediate portion of the lifting line LFL described above becomes smaller, and the grapple device 3 moves to the skyline SKL. It will be pulled in the approaching direction. In this case, the grapple device 3 moves in the direction approaching the skyline SKL by synchronously driving the winch drum 11H so as to extend the hole back line HBL from the winch drum 11H in the H1 direction.

このようなホールバックラインHBLの繰り出し・巻き取りにより、グラップル装置3をスカイラインSKLの真下だけではなく、スカイラインSKLから離れた横方向へ移動させることが可能になっている。そして、このようなグラップル装置3の移動により、例えば、図2に示すような集材範囲R1の木材を集材することが可能になっている。この場合、集材範囲R1は、上述した滑車Haの設置位置を調整することによって、木材伐採地P3を含むような任意の範囲に変更することが可能になっている。なお、ホールバックラインHBLの繰り出し・巻き取りは、上述したエンドレスラインELLの走行による搬器2の移動時や、リフチングラインLFLの繰り出し・巻き取りによるグラップル装置3の昇降時にも同調して行うことが可能になっている。 By extending and winding the hole back line HBL in this way, it is possible to move the grapple device 3 not only directly under the skyline SKL but also in the lateral direction away from the skyline SKL. Then, by moving the grapple device 3 in this way, for example, it is possible to collect wood in the collection range R1 as shown in FIG. In this case, the lumber collection range R1 can be changed to an arbitrary range including the timber logging area P3 by adjusting the installation position of the pulley Ha described above. It should be noted that the feeding / winding of the hole back line HBL shall be performed in synchronization with the movement of the carrier 2 due to the running of the endless line ELL described above and the raising / lowering of the grapple device 3 by the feeding / winding of the lifting line LFL. Is possible.

架線集材機1は、図1、図3、図4に示すように、3つのウインチ(エンドレスライン用ウインチ10E、リフチングライン用ウインチ10L、およびホールバックライン用ウインチ10H)と、これら3つのウインチ10E,10L,10Hの駆動源であるエンジン21とを備えた3胴型油圧集材機として構成されている。つまり、架線集材機1には、エンドレスラインELLの巻き取り・繰り出しを行うエンドレスライン用ウインチ10E、リフチングラインLFLの巻き取り・繰り出しを行うリフチングライン用ウインチ10L、およびホールバックラインHBLの巻き取り・繰り出しを行うホールバックライン用ウインチ10Hが搭載されている。 As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the overhead wire collecting machine 1 includes three winches (endless line winch 10E, lifting line winch 10L, and hole back line winch 10H) and these three winches. It is configured as a three-body type hydraulic material collector equipped with an engine 21 which is a drive source for winches 10E, 10L, and 10H. That is, the overhead wire collecting machine 1 includes an endless line winch 10E for winding and feeding the endless line ELL, a lifting line winch 10L for winding and feeding the lifting line LFL, and a hole back line HBL. A winch 10H for a hole back line that winds up and unwinds is installed.

各ウインチ10E,10L,10Hを回転駆動するためのウインチ駆動装置の構成部品が、ウインチ本体であるフレームASSY(フレームアッセンブリ)12に搭載されている。フレームASSY12は、エンジン21を内蔵するエンジンフレーム21aと一体的に設けられている。フレームASSY12およびエンジンフレーム21aは、地上に設置されるベースフレーム16上に設けられている。また、リフチングライン用ウインチ10Lおよびホールバックライン用ウインチ10Hの側方には、ウインチカバー17が取り付けられている。 The components of the winch drive device for rotationally driving the winches 10E, 10L, and 10H are mounted on the frame ASSY (frame assembly) 12 which is the main body of the winch. The frame ASSY 12 is integrally provided with the engine frame 21a in which the engine 21 is built. The frame ASSY 12 and the engine frame 21a are provided on the base frame 16 installed on the ground. A winch cover 17 is attached to the side of the lifting line winch 10L and the hole back line winch 10H.

ホールバックライン用ウインチ10Hは、架線集材機1の前端部に設けられている。ホールバックライン用ウインチ10Hは、ウインチドラム11HがフレームASSY12に回転自在に支持された構成になっている。ウインチドラム11Hの回転軸は左右方向に沿って延びている。本実施形態では、ホールバックライン用ウインチ10Hのウインチドラム11Hが、フレームASSY12を構成する一対の壁部間に回転自在に支持されている。フレームASSY12の一対の壁部は、左右方向に所定の間隔を隔てて互いに平行に配置されている。ホールバックライン用ウインチ10Hは、ウインチドラム11Hの回転軸方向の両端に、一対の油圧モータ13H,13Hが対向して配置された構成になっており、一対の油圧モータ13H,13Hによって、ウインチドラム11Hを駆動する構成になっている。 The hole back line winch 10H is provided at the front end of the overhead wire collecting machine 1. The winch 10H for the hole back line has a configuration in which the winch drum 11H is rotatably supported by the frame ASSY 12. The rotation axis of the winch drum 11H extends in the left-right direction. In the present embodiment, the winch drum 11H of the winch 10H for the hole back line is rotatably supported between the pair of wall portions constituting the frame ASSY 12. The pair of wall portions of the frame ASSY 12 are arranged parallel to each other with a predetermined interval in the left-right direction. The winch 10H for the hole back line has a configuration in which a pair of hydraulic motors 13H and 13H are arranged to face each other at both ends of the winch drum 11H in the rotation axis direction, and the winch drum is provided by the pair of hydraulic motors 13H and 13H. It is configured to drive 11H.

ホールバックライン用ウインチ10Hの後方側にリフチングライン用ウインチ10Lが設けられている。リフチングライン用ウインチ10Lは、ウインチドラム11LがフレームASSY12に回転自在に支持された構成になっている。ウインチドラム11Lの回転軸は左右方向に沿って延びている。本実施形態では、リフチングライン用ウインチ10Lのウインチドラム11Lが、フレームASSY12を構成する一対の壁部間に回転自在に支持されている。リフチングライン用ウインチ10Lは、ホールバックライン用ウインチ10Hと同様、ウインチドラム11Lの回転軸方向の両端に、一対の油圧モータ13L,13Lが対向して配置された構成になっており、一対の油圧モータ13L,13Lによって、ウインチドラム11Lを駆動する構成になっている。 A lifting line winch 10L is provided on the rear side of the hole back line winch 10H. The winch 10L for the lifting line has a configuration in which the winch drum 11L is rotatably supported by the frame ASSY 12. The rotation axis of the winch drum 11L extends in the left-right direction. In the present embodiment, the winch drum 11L of the lifting line winch 10L is rotatably supported between the pair of wall portions constituting the frame ASSY 12. Like the winch 10H for the hole back line, the winch 10L for the lifting line has a configuration in which a pair of hydraulic motors 13L and 13L are arranged to face each other at both ends of the winch drum 11L in the rotation axis direction. The winch drum 11L is driven by the hydraulic motors 13L and 13L.

リフチングライン用ウインチ10Lの後方側にエンドレスライン用ウインチ10Eが設けられている。エンドレスライン用ウインチ10Eは、ウインチドラム11EがフレームASSY12に回転自在に支持された構成になっている。ウインチドラム11Eの回転軸は左右方向に沿って延びている。本実施形態では、エンドレスライン用ウインチ10Eのウインチドラム11Eが、フレームASSY12を構成する一対の壁部のうち、一方の壁部の側方に設けられている。エンドレスライン用ウインチ10Eは、ホールバックライン用ウインチ10Hおよびリフチングライン用ウインチ10Lとは異なり、上記一方の壁部に支持された油圧モータ13によって、ウインチドラム11Eを駆動する構成になっている。本実施形態では、油圧モータ13は、3連モータによって構成されている。 An endless line winch 10E is provided on the rear side of the lifting line winch 10L. The winch 10E for the endless line has a configuration in which the winch drum 11E is rotatably supported by the frame ASSY 12. The rotation axis of the winch drum 11E extends in the left-right direction. In the present embodiment, the winch drum 11E of the winch 10E for the endless line is provided on the side of one of the pair of wall portions constituting the frame ASSY 12. Unlike the winch 10H for the hole back line and the winch 10L for the lifting line, the winch 10E for the endless line is configured to drive the winch drum 11E by the hydraulic motor 13 supported on one of the wall portions. In the present embodiment, the hydraulic motor 13 is composed of a triple motor.

架線集材機1は、例えば図4に示すような油圧回路20を備えている。この油圧回路20を介して、3つのウインチ10E,10L,10Hの油圧モータ13,13L,13Hに供給する作動油を制御することによって、3つのウインチ10E,10L,10Hの駆動制御が行われるようになっている。本実施形態では、図示しない操作レバー等を操作することや、後述する駆動制御部からの制御信号によって、3つのウインチ10E,10L,10Hの駆動制御をそれぞれ独立して行うことが可能になっている(単独制御)。また、図示しない操作レバー等を操作することや、後述する駆動制御部からの制御信号によって、上述したように、エンドレスライン用ウインチ10Eや、リフチングライン用ウインチ10Lと同調して、ホールバックライン用ウインチ10Hの駆動制御を行うことが可能になっている(同調制御)。 The overhead wire collecting machine 1 includes, for example, a hydraulic circuit 20 as shown in FIG. By controlling the hydraulic oil supplied to the hydraulic motors 13, 13L, 13H of the three winches 10E, 10L, 10H via the hydraulic circuit 20, the drive control of the three winches 10E, 10L, 10H is performed. It has become. In the present embodiment, it is possible to independently perform drive control of the three winches 10E, 10L, and 10H by operating an operation lever or the like (not shown) or by a control signal from a drive control unit described later. Yes (independent control). Further, as described above, the hole back line is synchronized with the endless line winch 10E and the lifting line winch 10L by operating an operation lever or the like (not shown) or by a control signal from a drive control unit described later. It is possible to control the drive of the winch 10H (tuned control).

油圧回路20には、主に、作動油を貯留する作動油タンク22、エンジン21によって駆動される油圧ポンプ部23、各ウインチ10E,10L、10Hを駆動するウインチ駆動部24、切換制御部25、同調制御部26、張力制御部27等が備えられている。油圧ポンプ部23には、3つの油圧ポンプ(エンドレスライン用ポンプ23E、リフチングライン用ポンプ23L、およびホールバックライン用ポンプ23H)が備えられている。油圧ポンプ部23は、これら3つの油圧ポンプ23E,23L,23Hが、エンジン21の出力軸に直結されている3連直結型油圧ポンプとして構成されている。本実施形態では、エンジン21側から順に、ホールバックライン用ポンプ23H、エンドレスライン用ポンプ23E、およびリフチングライン用ポンプ23Lが、直列に配置されている。 The hydraulic circuit 20 mainly includes a hydraulic oil tank 22 for storing hydraulic oil, a hydraulic pump unit 23 driven by an engine 21, a winch drive unit 24 for driving winches 10E, 10L, and 10H, and a switching control unit 25. A tuning control unit 26, a tension control unit 27, and the like are provided. The hydraulic pump unit 23 is provided with three hydraulic pumps (endless line pump 23E, lifting line pump 23L, and hole back line pump 23H). The hydraulic pump unit 23 is configured as a triple direct connection type hydraulic pump in which these three hydraulic pumps 23E, 23L, and 23H are directly connected to the output shaft of the engine 21. In the present embodiment, the hole back line pump 23H, the endless line pump 23E, and the lifting line pump 23L are arranged in series in order from the engine 21 side.

油圧ポンプ部23の各ポンプ23E,23L,23Hは、例えば斜板の傾斜角度を調整することによってポンプ流量(吐出量)を変更可能な可変容量型油圧ポンプとして構成されており、エンジン21の駆動力によって、各ポンプ23E,23L,23Hをそれぞれ駆動可能になっている。この場合、各ポンプ23E,23L,23Hに内蔵された斜板の傾斜角度を調整することによって、各ポンプ23E,23L,23Hの吐出量をそれぞれ独立して制御することが可能になっている。具体的には、各ポンプ23E,23L,23Hの斜板の傾斜角度を0°(中立状態)とすることによって、エンジン21が駆動していたとしても、作動油を吐出しない空転状態に、各ポンプ23E,23L,23Hをそれぞれ独立して制御することが可能になっている。また、各ポンプ23E,23L,23Hの斜板の傾斜角度を正側(プラス側)に制御することによって、正側の油路へ作動油を吐出する正転状態に、各ポンプ23E,23L,23Hをそれぞれ独立して制御することが可能になっている。逆に、各ポンプ23E,23L,23Hの斜板の傾斜角度を負側(マイナス側)に制御することによって、負側の油路へ作動油を吐出する逆転状態に、各ポンプ23E,23L,23Hをそれぞれ独立して制御することが可能になっている。 Each of the pumps 23E, 23L, and 23H of the hydraulic pump unit 23 is configured as a variable displacement hydraulic pump whose pump flow rate (discharge amount) can be changed by, for example, adjusting the inclination angle of the swash plate, and drives the engine 21. The pumps 23E, 23L, and 23H can be driven by force. In this case, by adjusting the inclination angle of the swash plate built in each of the pumps 23E, 23L, 23H, it is possible to independently control the discharge amount of each of the pumps 23E, 23L, 23H. Specifically, by setting the inclination angle of the swash plate of each pump 23E, 23L, 23H to 0 ° (neutral state), even if the engine 21 is driven, it is in an idling state in which hydraulic oil is not discharged. The pumps 23E, 23L, and 23H can be controlled independently. Further, by controlling the inclination angle of the swash plate of each pump 23E, 23L, 23H to the positive side (plus side), the hydraulic oil is discharged to the oil passage on the positive side in a normal rotation state, and each pump 23E, 23L, 23L, It is possible to control each of the 23Hs independently. On the contrary, by controlling the inclination angle of the swash plate of each pump 23E, 23L, 23H to the negative side (minus side), the hydraulic oil is discharged to the oil passage on the negative side, and each pump 23E, 23L, 23L, It is possible to control each of the 23Hs independently.

油圧ポンプ部23は、切換制御部25、同調制御部26、張力制御部27等を介して、ウインチ駆動部24に接続されている。切換制御部25には、油圧回路20の油路の切り換えを行うためのバルブ等が備えられている。同調制御部26には、上述したホールバックライン用ウインチ10Hの同調制御を行うためのバルブ等が備えられている。張力制御部27には、エンドレスラインELL、リフチングラインLFL、およびホールバックラインHBLの張力を所定値に保持するためのバルブ等が備えられている。 The hydraulic pump unit 23 is connected to the winch drive unit 24 via a switching control unit 25, a tuning control unit 26, a tension control unit 27, and the like. The switching control unit 25 is provided with a valve or the like for switching the oil passage of the hydraulic circuit 20. The tuning control unit 26 is provided with a valve or the like for tuning control of the above-mentioned hole back line winch 10H. The tension control unit 27 is provided with a valve for holding the tension of the endless line ELL, the lifting line LFL, and the hole back line HBL at a predetermined value.

ウインチ駆動部24は、3つのウインチ駆動部(エンドレスライン用ウインチ駆動部24E、リフチングライン用ウインチ駆動部24L、およびホールバックライン用ウインチ駆動部24H)が備えられている。エンドレスライン用ウインチ駆動部24Eは、エンドレスライン用ポンプ23Eに接続されており、エンドレスライン用ポンプ23Eから吐出された作動油がエンドレスライン用ウインチ駆動部24Eの油圧モータ13へ供給されるようになっている。エンドレスライン用ポンプ23Eの駆動状態(正転状態、中立状態、および逆転状態)に応じて、油圧モータ13の駆動状態(正転状態、中立状態、および逆転状態)が切り換えられる。また、エンドレスライン用ポンプ23Eの吐出量に応じて、油圧モータ13の回転速度が制御される。 The winch drive unit 24 is provided with three winch drive units (endless line winch drive unit 24E, lifting line winch drive unit 24L, and hole back line winch drive unit 24H). The endless line winch drive unit 24E is connected to the endless line pump 23E, and the hydraulic oil discharged from the endless line pump 23E is supplied to the hydraulic motor 13 of the endless line winch drive unit 24E. ing. The drive state (normal rotation state, neutral state, and reverse rotation state) of the hydraulic motor 13 is switched according to the drive state (normal rotation state, neutral state, and reverse rotation state) of the endless line pump 23E. Further, the rotation speed of the hydraulic motor 13 is controlled according to the discharge amount of the endless line pump 23E.

リフチングライン用ウインチ駆動部24Lは、リフチングライン用ポンプ23Lに接続されており、リフチングライン用ポンプ23Lから吐出された作動油がリフチングライン用ウインチ駆動部24Lの第1、第2の油圧モータ13L,13Lへ同時に供給されるようになっている。リフチングライン用ポンプ23Lの駆動状態(正転状態、中立状態、および逆転状態)に応じて、リフチングライン用ウインチ駆動部24Lの第1、第2の油圧モータ13L,13Lの駆動状態(正転状態、中立状態、および逆転状態)が同時に切り換えられる。また、リフチングライン用ポンプ23Lの吐出量に応じて、リフチングライン用ウインチ駆動部24Lの第1、第2の油圧モータ13L,13Lの回転速度が同時に制御される。つまり、リフチングライン用ウインチ駆動部24Lの第1、第2の油圧モータ13L,13Lが、同一方向、且つ同一の回転速度で回転し、この第1、第2の油圧モータ13L,13Lの回転によって、リフチングライン用ウインチ10Lのウインチドラム11Lが駆動するように構成されている。 The lifting line winch drive unit 24L is connected to the lifting line pump 23L, and the hydraulic oil discharged from the lifting line pump 23L is the first and second of the lifting line winch drive unit 24L. It is designed to be supplied to the hydraulic motors 13L and 13L at the same time. Depending on the driving state (normal rotation state, neutral state, and reverse rotation state) of the lifting line pump 23L, the driving states (positive) of the first and second hydraulic motors 13L and 13L of the lifting line winch drive unit 24L. The rolling state, the neutral state, and the reverse state) are switched at the same time. Further, the rotation speeds of the first and second hydraulic motors 13L and 13L of the lifting line winch drive unit 24L are simultaneously controlled according to the discharge amount of the lifting line pump 23L. That is, the first and second hydraulic motors 13L and 13L of the winch drive unit 24L for the lifting line rotate in the same direction and at the same rotation speed, and the rotation of the first and second hydraulic motors 13L and 13L. It is configured to drive the winch drum 11L of the winch 10L for the lifting line.

ホールバックライン用ウインチ駆動部24Hは、ホールバックライン用ポンプ23Hに接続されており、ホールバックライン用ポンプ23Hから吐出された作動油がホールバックライン用ウインチ駆動部24Hの第1、第2の油圧モータ13H,13Hへ同時に供給されるようになっている。ホールバックライン用ポンプ23Hの駆動状態(正転状態、中立状態、および逆転状態)に応じて、ホールバックライン用ウインチ駆動部24Hの第1、第2の油圧モータ13H,13Hの駆動状態(正転状態、中立状態、および逆転状態)が同時に切り換えられる。また、ホールバックライン用ポンプ23Hの吐出量に応じて、ホールバックライン用ウインチ駆動部24Hの第1、第2の油圧モータ13H,13Hの回転速度が同一に制御される。つまり、ホールバックライン用ウインチ駆動部24Hの第1、第2の油圧モータ13H,13Hが、同一方向、且つ同一の回転速度で回転し、この第1、第2の油圧モータ13H,13Hの回転によって、ホールバックライン用ウインチ10Hのウインチドラム11Hが駆動するように構成されている。 The hole back line winch drive unit 24H is connected to the hole back line pump 23H, and the hydraulic oil discharged from the hole back line pump 23H is the first and second of the hole back line winch drive unit 24H. It is designed to be supplied to the hydraulic motors 13H and 13H at the same time. The drive states (positive) of the first and second hydraulic motors 13H and 13H of the hole back line winch drive unit 24H according to the drive states (normal rotation state, neutral state, and reverse rotation state) of the hole back line pump 23H. The rolling state, the neutral state, and the reverse state) are switched at the same time. Further, the rotation speeds of the first and second hydraulic motors 13H and 13H of the hole back line winch drive unit 24H are controlled to be the same according to the discharge amount of the hole back line pump 23H. That is, the first and second hydraulic motors 13H and 13H of the winch drive unit 24H for the hole back line rotate in the same direction and at the same rotation speed, and the first and second hydraulic motors 13H and 13H rotate. Is configured to drive the winch drum 11H of the winch 10H for the hole back line.

本実施形態では、グラップル装置3に搭載されたバッテリー3jに充電された電力により油圧シリンダ3pを作動させることによって、トング3cを駆動するようにしている。以下、グラップル装置3およびこのグラップル装置3を駆動するためのグラップル駆動装置について、図5および図6を参照して説明する。 In the present embodiment, the tongs 3c are driven by operating the hydraulic cylinder 3p with the electric power charged in the battery 3j mounted on the grapple device 3. Hereinafter, the grapple device 3 and the grapple drive device for driving the grapple device 3 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

グラップル装置3においては、上述したように、本体部である上側部分3aが、十字継手3dを介して、アーム部である下側部分3bに連結されている。グラップル装置3の上側部分3aには、一対の滑車Lb,Lb、増速機構3e、情報処理部3f、オルタネータ(発電機)3h、バッテリー(蓄電器)3j、パワーユニット(油圧駆動装置)3k、撮像部3s等が搭載されている。パワーユニット3kには、電動モータ3l、油圧ポンプ3m、油圧バルブ3n等が備えられている。また、グラップル装置3の下側部分3bには、トング3c、油圧シリンダ3p、リンク機構3q等が搭載されている。グラップル装置3の上側部分3aと下側部分3bとの間には、十字継手3d、ローテータ(旋回機構)3r等が設けられている。 In the grapple device 3, as described above, the upper portion 3a, which is the main body portion, is connected to the lower portion 3b, which is the arm portion, via the cross joint 3d. On the upper portion 3a of the grapple device 3, a pair of pulleys Lb, Lb, a speed increasing mechanism 3e, an information processing unit 3f, an alternator (generator) 3h, a battery (storage device) 3j, a power unit (hydraulic drive device) 3k, and an imaging unit 3s etc. are installed. The power unit 3k is provided with an electric motor 3l, a hydraulic pump 3m, a hydraulic valve 3n, and the like. Further, a tongs 3c, a hydraulic cylinder 3p, a link mechanism 3q and the like are mounted on the lower portion 3b of the grapple device 3. A cross joint 3d, a rotator (swivel mechanism) 3r, and the like are provided between the upper portion 3a and the lower portion 3b of the grapple device 3.

グラップル装置3の上側部分3aに設けられたオルタネータ3hは、発電リレー3iを介して、バッテリー3jに電気的に接続されており、オルタネータ3hによって発電された電力がバッテリー3jに充電されるようになっている。本実施形態では、一対の滑車Lb,Lbの回転エネルギーをオルタネータ3hによって電気的エネルギーに変換する回生発電を行うようにしている。詳細には、グラップル装置3がリフチングラインLFLに沿って移動すると、一対の滑車Lb,Lbが回転し、この回転が増速機構3eによって増速される。そして、増速機構3eによって増速された回転が、オルタネータ3hに伝達されることによって、オルタネータ3hによる発電が行われる。オルタネータ3hは、一対の滑車Lb,Lbが一方向側へ回転する場合にも発電可能であり、その反対方向側へ回転する場合にも発電可能になっている。例えば、上述したようにグラップル装置3の上昇時および下降時の両方の場合に、オルタネータ3hによる発電が可能になっている。また、エンドレスラインELLに沿って搬器2を移動する場合にも発電が可能であり、この場合の方が多く発電できる。オルタネータ3hによって発電された電力は、発電リレー3iを介してバッテリー3jに充電される。 The alternator 3h provided on the upper portion 3a of the grapple device 3 is electrically connected to the battery 3j via the power generation relay 3i, and the electric power generated by the alternator 3h is charged to the battery 3j. ing. In the present embodiment, regenerative power generation is performed in which the rotational energy of the pair of pulleys Lb and Lb is converted into electrical energy by the alternator 3h. Specifically, when the grapple device 3 moves along the lifting line LFL, the pair of pulleys Lb and Lb rotate, and this rotation is accelerated by the speed increasing mechanism 3e. Then, the rotation accelerated by the speed increasing mechanism 3e is transmitted to the alternator 3h, so that power is generated by the alternator 3h. The alternator 3h can generate electricity even when the pair of pulleys Lb and Lb rotate in one direction, and can also generate electricity when the pair of pulleys Lb and Lb rotate in the opposite direction. For example, as described above, the alternator 3h can generate electricity both when the grapple device 3 is raised and when the grapple device 3 is lowered. Further, power can be generated even when the carrier 2 is moved along the endless line ELL, and more power can be generated in this case. The electric power generated by the alternator 3h is charged to the battery 3j via the power generation relay 3i.

バッテリー3jは、情報処理部3fおよび電動モータ3lに電気的に接続されており、バッテリー3jの電力が、情報処理部3f、撮像部3sおよび電動モータ3lにそれぞれ供給される。パワーユニット3kでは、油圧ポンプ3mおよび油圧バルブ3nが電動モータ3lによって駆動されるようになっている。 The battery 3j is electrically connected to the information processing unit 3f and the electric motor 3l, and the electric power of the battery 3j is supplied to the information processing unit 3f, the imaging unit 3s, and the electric motor 3l, respectively. In the power unit 3k, the hydraulic pump 3m and the hydraulic valve 3n are driven by the electric motor 3l.

グラップル装置3の下側部分3bに設けられたトング3cは、油圧シリンダ3pによって開閉駆動される。バッテリー3jの電力によってパワーユニット3kの電動モータ3lが駆動され、パワーユニット3kの油圧ポンプ3mおよび油圧バルブ3nが作動すると、パワーユニット3kを介して油圧シリンダ3pに作動油が供給される。これにより、油圧シリンダ3pが伸縮動作し、この油圧シリンダ3pの伸縮動作がリンク機構3qを介して伝達されることによって、トング3cが開閉動作する。具体的には、油圧シリンダ3pの収縮動作により、トング3cが開く方向に動作する。逆に、油圧シリンダ3pの伸張動作により、トング3cが閉じる方向に動作する。本実施形態では、トング3cは、図6の実線で示す開放位置と、2点鎖線で示す閉鎖位置との間で動作可能になっている。 The tongs 3c provided on the lower portion 3b of the grapple device 3 are opened and closed by the hydraulic cylinder 3p. When the electric motor 3l of the power unit 3k is driven by the electric power of the battery 3j and the hydraulic pump 3m and the hydraulic valve 3n of the power unit 3k are operated, hydraulic oil is supplied to the hydraulic cylinder 3p via the power unit 3k. As a result, the hydraulic cylinder 3p expands and contracts, and the expansion and contraction operation of the hydraulic cylinder 3p is transmitted via the link mechanism 3q, so that the tongs 3c open and close. Specifically, the tongs 3c operate in the opening direction due to the contraction operation of the hydraulic cylinder 3p. On the contrary, the extension operation of the hydraulic cylinder 3p causes the tongs 3c to operate in the closing direction. In the present embodiment, the tongs 3c can operate between the open position shown by the solid line in FIG. 6 and the closed position shown by the alternate long and short dash line.

そして、トング3cが開いており、トング3c間に木材が位置している状態で、油圧シリンダ3pを伸張動作させることによって、トング3cが徐々に閉じていき、トング3cにより左右両側から木材が掴まれる(挟み込まれる)。トング3cで木材を掴んだ状態で、架線集材機1を駆動することによって木材を上方へ持ち上げ、さらには、木材を木材集材地P1まで搬送することが可能になっている。また、木材集材地P1まで搬送した木材をトング3cで掴んだ状態で、架線集材機1を駆動することによって木材を下方へ降下させることが可能になっている。 Then, with the tongs 3c open and the wood located between the tongs 3c, the tongs 3c are gradually closed by extending the hydraulic cylinder 3p, and the tongs 3c grab the wood from both the left and right sides. (Pinched). While the timber is grasped by the tongs 3c, the timber can be lifted upward by driving the overhead wire collecting machine 1, and further, the timber can be transported to the timber collecting place P1. Further, the timber can be lowered downward by driving the overhead wire collecting machine 1 in a state where the timber transported to the timber collecting place P1 is grasped by the tongs 3c.

逆に、トング3cで木材を掴んだ状態で、油圧シリンダ3pを収縮動作させると、トング3cが徐々に開いていき、トング3cから木材が解放される。これにより、木材集材地P1まで搬送された木材を所定位置で降ろすことが可能になっている。 On the contrary, when the hydraulic cylinder 3p is contracted while the wood is grasped by the tongs 3c, the tongs 3c gradually open and the wood is released from the tongs 3c. This makes it possible to unload the timber transported to the timber collecting area P1 at a predetermined position.

グラップル装置3の上側部分3aと下側部分3bとの間に設けられたローテータ3rは、バッテリー3jの電力でパワーユニット3kを駆動することによって駆動される。つまり、バッテリー3jの電力によってパワーユニット3kの電動モータ3lが駆動され、これにより、パワーユニット3kの油圧ポンプ3mおよび油圧バルブ3nが作動することで、ローテータ3rに作動油が供給される。これにより、ローテータ3rが回転動作し、ローテータ3rの回転動作に応じて、グラップル装置3の上側部分3aに対し、下側部分3bが旋回される。 The rotator 3r provided between the upper portion 3a and the lower portion 3b of the grapple device 3 is driven by driving the power unit 3k with the electric power of the battery 3j. That is, the electric power of the battery 3j drives the electric motor 3l of the power unit 3k, which operates the hydraulic pump 3m and the hydraulic valve 3n of the power unit 3k to supply hydraulic oil to the rotator 3r. As a result, the rotator 3r rotates, and the lower portion 3b is rotated with respect to the upper portion 3a of the grapple device 3 according to the rotational operation of the rotator 3r.

本実施形態では、増速機構3eは、図5に示すように、2段階の増速機構として構成されている。つまり、増速機構3eは、一対の第1増速機構および第2増速機構を備えており、一対の滑車Lb,Lbの回転が、2段階に増速されてオルタネータ3hに入力されるようになっている。 In the present embodiment, the speed-up mechanism 3e is configured as a two-stage speed-up mechanism as shown in FIG. That is, the speed-increasing mechanism 3e includes a pair of first speed-increasing mechanism and a second speed-increasing mechanism, so that the rotation of the pair of pulleys Lb and Lb is accelerated in two stages and input to the alternator 3h. It has become.

本実施形態では、上述したように、グラップル装置3には、架線集材システム100のリフチングラインLFLに沿って移動するための一対の滑車Lb,Lbと、木材を掴むためのトング3cと、トング3cの開閉動作を行うための油圧シリンダ3pと、一対の滑車Lb,Lbの回転により発電を行うオルタネータ3hと、オルタネータ3hによって発電された電力を充電するバッテリー3jと、バッテリー3jの電力により作動する油圧ポンプ3mおよび油圧バルブ3nを有するパワーユニット3kが設けられている。そして、バッテリー3jの電力でパワーユニット3kを駆動し、パワーユニット3kの油圧により油圧シリンダ3pを作動させることによって、トング3cが駆動される。つまり、バッテリー3jの電力がパワーユニット3kによって油圧に変換され、パワーユニット3kによって変換された油圧によりトング3cが駆動されるように構成されている。 In the present embodiment, as described above, the grapple device 3 includes a pair of pulleys Lb and Lb for moving along the lifting line LFL of the overhead wire collecting system 100, a tongue 3c for grasping wood, and the like. Operated by the power of a hydraulic cylinder 3p for opening and closing the tongue 3c, an alternator 3h that generates electricity by rotating a pair of pulleys Lb and Lb, a battery 3j that charges the power generated by the alternator 3h, and a battery 3j. A power unit 3k having a hydraulic pump 3m and a hydraulic valve 3n is provided. Then, the power unit 3k is driven by the electric power of the battery 3j, and the hydraulic cylinder 3p is operated by the hydraulic pressure of the power unit 3k to drive the tongs 3c. That is, the electric power of the battery 3j is converted into an electric power by the power unit 3k, and the tongs 3c is driven by the electric power converted by the power unit 3k.

本実施形態によれば、グラップル装置3がリフチングラインLFLに沿って移動すると、一対の滑車Lb,Lbが回転し、一対の滑車Lb,Lbの回転によりオルタネータ3hで発電された電力がバッテリー3jに充電される。バッテリー3jに充電された電力によりパワーユニット3kが駆動され、パワーユニット3kの油圧によりトング3cが駆動される。本実施形態では、グラップル装置3にオルタネータ3hおよびバッテリー3jの両方を搭載しているので、トング3cを駆動するための駆動源として、大容量のバッテリー3jを搭載しなくてもよくなる。これにより、バッテリー3jの小型化および軽量化を図ることができる。 According to the present embodiment, when the grapple device 3 moves along the lifting line LFL, the pair of pulleys Lb and Lb rotate, and the electric power generated by the alternator 3h due to the rotation of the pair of pulleys Lb and Lb is the battery 3j. To be charged. The power unit 3k is driven by the electric power charged in the battery 3j, and the tongs 3c are driven by the oil pressure of the power unit 3k. In the present embodiment, since both the alternator 3h and the battery 3j are mounted on the grapple device 3, it is not necessary to mount the large-capacity battery 3j as a drive source for driving the tongs 3c. This makes it possible to reduce the size and weight of the battery 3j.

また、木材伐採地P3において、グラップル装置3に搭載されたバッテリー3jの電力でパワーユニット3kを駆動することによって、トング3cを駆動し、トング3cによって木材を左右両側から機械的に容易に掴むことができる。そして、トング3cによって木材を掴んだ状態で、木材伐採地P3から木材集材地P1まで容易に搬送することができる。また、木材集材地P1において、バッテリー3jの電力でパワーユニット3kを駆動することによって、トング3cを駆動し、トング3cによって掴まれた木材を解放して、木材集材地P1の所定の位置に容易に降ろすことができる。これにより、木材伐採地P3での人手による荷掛け作業、および木材集材地P1での人手による荷下ろし作業を不要とすることができ、架線集材システム100によって木材伐採地P3から木材集材地P1へ木材を容易に搬送することができる。この場合、荷掛け作業を行うために、例えば険しい山道等を登って木材伐採地まで行く必要がなくなり、作業者にとって煩わしく危険な作業である荷掛け作業を行わなくてもよくなる。 Further, in the timber logging area P3, the tongs 3c can be driven by driving the power unit 3k with the electric power of the battery 3j mounted on the grapple device 3, and the tongs 3c can easily mechanically grasp the wood from both the left and right sides. it can. Then, while the timber is grasped by the tongs 3c, it can be easily transported from the timber logging area P3 to the timber collecting area P1. Further, in the timber collecting area P1, the power unit 3k is driven by the electric power of the battery 3j to drive the tongs 3c, and the timber grasped by the tongs 3c is released to a predetermined position of the timber collecting area P1. It can be easily lowered. As a result, it is possible to eliminate the need for manual loading work at the timber logging area P3 and manual unloading work at the timber logging area P1, and the overhead wire collecting system 100 makes it possible to collect timber from the timber logging area P3. Wood can be easily transported to the ground P1. In this case, it is not necessary to climb a steep mountain road or the like to reach the timber logging area in order to carry out the loading work, and it is not necessary to carry out the loading work, which is a troublesome and dangerous work for the worker.

また、本実施形態では、一対の滑車Lb,Lbの回転が、増速機構3eを介してオルタネータ3hへ伝達されるので、オルタネータ3hによる回生発電を効率よく行うことができる。この場合、増速機構3eが、多段階の増速機構として構成されているので、オルタネータ3hによる回生発電をさらに効率よく行うことができる。 Further, in the present embodiment, since the rotations of the pair of pulleys Lb and Lb are transmitted to the alternator 3h via the speed increasing mechanism 3e, the regenerative power generation by the alternator 3h can be efficiently performed. In this case, since the speed-up mechanism 3e is configured as a multi-stage speed-up mechanism, regenerative power generation by the alternator 3h can be performed more efficiently.

また、本実施形態では、トング3cが搭載された下側部分3bが、一対の滑車Lb,Lbが搭載された上側部分3aに対し、ローテータ3rによって旋回可能に設けられている。そして、バッテリー3jに充電された電力によりパワーユニット3kが駆動され、パワーユニット3kによってバッテリー3jの電力が油圧に変換され、パワーユニット3kの油圧によりローテータ3rが駆動される。これにより、木材伐採地P3において、グラップル装置3に搭載されたバッテリー3jの電力でパワーユニット3kを駆動することによって、ローテータ3rを駆動して、下側部分3bを上側部分3aに対して旋回させることによって、トング3cの向きを、伐採された木材を左右両側から掴めるような向きに変更することができる。このように、木材伐採地P3で伐採された木材の向きに応じてトング3cの向きを容易に変更することができ、トング3cによって木材を容易に掴むことができる。 Further, in the present embodiment, the lower portion 3b on which the tongs 3c is mounted is provided so as to be rotatable by the rotator 3r with respect to the upper portion 3a on which the pair of pulleys Lb and Lb are mounted. Then, the power unit 3k is driven by the electric power charged in the battery 3j, the electric power of the battery 3j is converted into the electric power by the power unit 3k, and the rotator 3r is driven by the electric power of the power unit 3k. As a result, in the timber logging area P3, the rotator 3r is driven by driving the power unit 3k with the electric power of the battery 3j mounted on the grapple device 3, and the lower portion 3b is swiveled with respect to the upper portion 3a. Therefore, the orientation of the tongs 3c can be changed so that the felled timber can be grasped from both the left and right sides. In this way, the orientation of the tongs 3c can be easily changed according to the orientation of the timber logged in the timber logging area P3, and the timber can be easily grasped by the tongs 3c.

撮像部3sは、グラップル装置3に設けられたカメラ等の装置であり、グラップル装置3の下方領域を撮像して、撮像した画像データを情報処理部3fに送信する。図5および図6では、撮像部3sをグラップル装置3の上側部分3aに設けた例を示したが、下側部分3bに設けるとしてもよい。また、撮像部3sとしては、複数のカメラ等を用いてもよく、複数のカメラで異なる方向を撮像して合成して一つの画像を生成するとしてもよい。 The image capturing unit 3s is a device such as a camera provided in the grapple device 3, captures an image of a lower region of the grapple device 3, and transmits the captured image data to the information processing unit 3f. Although FIGS. 5 and 6 show an example in which the imaging unit 3s is provided on the upper portion 3a of the grapple device 3, it may be provided on the lower portion 3b. Further, as the image pickup unit 3s, a plurality of cameras or the like may be used, or a plurality of cameras may capture images in different directions and combine them to generate one image.

情報処理部3fは、無線通信を介してコントローラ3gおよび架線集材機1との間で相互に情報通信可能に接続されている。また、情報処理部3fは、発電リレー3i、バッテリー3j、撮像部3sおよび電動モータ3lに接続されている。コントローラ3gは、グラップル装置3から離れた位置にある操作装置(図示省略)に設けられており、例えば木材集材地P1付近の作業者が、この操作装置を操作することによって、グラップル装置3の遠隔操作や撮像部3sが撮像した画像の表示が可能になっている。 The information processing unit 3f is connected to each other via wireless communication so that information communication is possible between the controller 3g and the overhead wire collecting machine 1. Further, the information processing unit 3f is connected to the power generation relay 3i, the battery 3j, the imaging unit 3s, and the electric motor 3l. The controller 3g is provided in an operating device (not shown) located at a position away from the grapple device 3. For example, an operator near the timber collecting area P1 operates the operating device to obtain the grapple device 3. Remote control and display of images captured by the imaging unit 3s are possible.

グラップル装置3をコントローラ3gで遠隔操作する場合、木材集材地P1付近の作業者が操作装置を操作すると、操作信号がコントローラ3gから送信され、情報処理部3fによって受信される。情報処理部3fは操作信号に応じて、各部に対して制御信号を送出する。これにより、バッテリー3jの充電制御や、パワーユニット3kによるトング3cの駆動制御、パワーユニット3kによるローテータ3rの駆動制御、架線集材機1の駆動制御を、遠隔操作によって行うことが可能になっている。なお、情報処理部3fおよびコントローラ3g以外の通信手段によって、グラップル装置3の遠隔操作を行ってもよい。 When the grapple device 3 is remotely controlled by the controller 3g, when an operator near the timber collecting area P1 operates the operation device, an operation signal is transmitted from the controller 3g and received by the information processing unit 3f. The information processing unit 3f sends a control signal to each unit in response to the operation signal. As a result, it is possible to remotely control the charge control of the battery 3j, the drive control of the tongs 3c by the power unit 3k, the drive control of the rotator 3r by the power unit 3k, and the drive control of the overhead wire collecting machine 1. The grapple device 3 may be remotely controlled by a communication means other than the information processing unit 3f and the controller 3g.

後述するように、グラップル装置3を情報処理部3fが自動制御する場合には、作業者はコントローラ3gを用いて自動制御の開始や停止、手動操作への切り替え、自動操作時の映像確認等を行うことができる。自動制御時には、情報処理部3fが生成する制御信号に応じて、各部が自動制御されるほか、搬送のみを自動で行う半自動制御も行うことができる。 As will be described later, when the information processing unit 3f automatically controls the grapple device 3, the operator uses the controller 3g to start and stop the automatic control, switch to the manual operation, check the image during the automatic operation, and the like. It can be carried out. At the time of automatic control, each unit is automatically controlled according to the control signal generated by the information processing unit 3f, and semi-automatic control in which only the transfer is automatically performed can be performed.

次に、グラップル装置3の自動制御について図7〜図13を用いて詳細に説明する。図7は、架線集材システム100の構成を示すブロック図である。図7に示すように、架線集材システム100は、グラップル装置3と架線集材機1とコントローラ3gとが相互に情報通信可能に接続されている。また、グラップル装置3には情報処理部3fと撮像部3s、駆動部40が含まれており、情報処理部3fは駆動制御部31、画像認識部32、機械強化学習部33、加速度センサ部34を備えている。 Next, the automatic control of the grapple device 3 will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 13. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the overhead wire collecting system 100. As shown in FIG. 7, in the overhead wire collecting system 100, the grapple device 3, the overhead wire collecting machine 1 and the controller 3g are connected to each other so as to be able to communicate with each other. Further, the grapple device 3 includes an information processing unit 3f, an imaging unit 3s, and a drive unit 40, and the information processing unit 3f includes a drive control unit 31, an image recognition unit 32, a machine reinforcement learning unit 33, and an acceleration sensor unit 34. It has.

情報処理部3fは、予め記録されたプログラムや機械強化学習によって情報処理を行い、架線集材システム100の各部との間で情報通信をする装置である。情報処理部3fの構成は限定されず、中央演算処理装置(CPU:Central Processing Unit)やメモリ、外部記憶装置、情報通信手段等を備えた公知のコンピュータ装置を用いることができる。 The information processing unit 3f is a device that performs information processing by a program recorded in advance or machine reinforcement learning, and communicates information with each unit of the overhead wire collecting system 100. The configuration of the information processing unit 3f is not limited, and a known computer device including a central processing unit (CPU), a memory, an external storage device, an information communication means, and the like can be used.

駆動制御部31は、情報処理部3fの一部として構成された部分であり、画像認識部32、機械強化学習部33および加速度センサ部34の出力に基づいて架線集材機1と駆動部40の駆動を制御する。駆動制御部31が架線集材機1の駆動を制御することで、グラップル装置3の集材範囲R1内での移動や上昇動作、下降動作が行われる。また、駆動制御部31が駆動部40の駆動を制御することで、グラップル装置3においてトング3cの開閉動作や下側部分3bの旋回動作が行われる。駆動制御部31による自動制御の詳細については後述する。 The drive control unit 31 is a part configured as a part of the information processing unit 3f, and is an overhead wire collecting machine 1 and a drive unit 40 based on the outputs of the image recognition unit 32, the machine reinforcement learning unit 33, and the acceleration sensor unit 34. Control the drive of. By controlling the drive of the overhead wire collecting machine 1 by the drive control unit 31, the grapple device 3 is moved, raised, and lowered within the collecting range R1. Further, when the drive control unit 31 controls the drive of the drive unit 40, the grapple device 3 performs an opening / closing operation of the tongs 3c and a turning operation of the lower portion 3b. The details of the automatic control by the drive control unit 31 will be described later.

画像認識部32は、撮像部3sが撮像した画像を取得し、画像に含まれる木材やその他の構造物について形状やサイズ、位置、向きなどを認識する。画像認識部32による画像認識の技術としては公知の技術を用いることができる。 The image recognition unit 32 acquires an image captured by the image pickup unit 3s, and recognizes the shape, size, position, orientation, and the like of the wood and other structures included in the image. As a technique of image recognition by the image recognition unit 32, a known technique can be used.

機械強化学習部33は、駆動制御部31による駆動部40と架線集材機1の制御と、荷掛け作業および荷下ろし作業の結果とを照らし合わせて、機械強化学習を実行することで駆動制御部31による制御効率を向上させる。機械強化学習部33による機械強化学習としては、多層のニューラルネットワーキングを用いた深層学習等の公知の技術を用いることができる。 The machine reinforcement learning unit 33 compares the control of the drive unit 40 and the overhead wire collecting machine 1 by the drive control unit 31 with the results of the loading work and the unloading work, and executes the machine reinforcement learning to control the drive. The control efficiency by the unit 31 is improved. As the machine reinforcement learning by the machine reinforcement learning unit 33, a known technique such as deep learning using multi-layer neural networking can be used.

加速度センサ部34は、グラップル装置3の各部の移動や向き、加速度を検出する部分である。加速度センサ部34は複数の加速度センサで構成されていてもよく、グラップル装置3の上側部分3a、下側部分3b、撮像部3sのそれぞれについて位置や向き、加速度を検出するとしてもよい。 The acceleration sensor unit 34 is a portion that detects the movement, orientation, and acceleration of each portion of the grapple device 3. The acceleration sensor unit 34 may be composed of a plurality of acceleration sensors, and may detect the position, orientation, and acceleration of each of the upper portion 3a, the lower portion 3b, and the imaging unit 3s of the grapple device 3.

駆動部40は、グラップル装置3の各部を機械的に駆動するための部分であり、図5に示した例ではバッテリー3j、電動モータ3l、油圧ポンプ3m、油圧バルブ3n、ローテータ3r、油圧シリンダ3pを含んでいる。駆動部40は、駆動制御部31からの制御信号に基づいて駆動制御されることで、トング3cの開閉動作や下側部分3bの旋回動作を実現する。 The drive unit 40 is a part for mechanically driving each part of the grapple device 3, and in the example shown in FIG. 5, the battery 3j, the electric motor 3l, the hydraulic pump 3m, the hydraulic valve 3n, the rotator 3r, and the hydraulic cylinder 3p. Includes. The drive unit 40 is driven and controlled based on a control signal from the drive control unit 31 to realize an opening / closing operation of the tongs 3c and a turning operation of the lower portion 3b.

図8は、架線集材システム100の自動制御による木材の荷掛け、搬送、荷下ろし動作について模式的に示した図である。図8に示した例では、木材をトング3cで掴むまでをコントローラ3gで手動操作し、その後に自動制御を開始した例を示している。 FIG. 8 is a diagram schematically showing the loading, transporting, and unloading operations of wood by the automatic control of the overhead wire collecting system 100. In the example shown in FIG. 8, an example is shown in which the controller 3g manually operates the wood until it is grasped by the tongs 3c, and then the automatic control is started.

架線集材システム100の自動制御では、駆動制御部31の制御によって、図8にA〜I段階に示したよう動作を繰り返し行う。A段階の巻上げ工程では、LFLを正方向に回転させるとともにLFLカウンタで巻上げ長さを計測し、HBLを同調して動作させる。B段階の搬送工程では、ELLを正方向に回転させるとともにELLカウンタで移動距離を計測し、HBLを同調して動作させる。また、搬送工程でグラップル装置3を移動させている間は、画像認識部32で画像認識を実行し木材集材地P1の検出を行う。C段階の巻下げ工程では、LFLを逆方向に回転させるとともにLFLカウンタで巻下げ長さを計測し、HBLを同調して動作させる。また、巻下げ工程中にも画像認識部32での画像認識と、加速度センサ部34での距離検知を行い、地上高の検出を行う。D段階の荷下ろし工程では、トング3cを開き、木材集材地P1で木材を離す配置動作を実行する。 In the automatic control of the overhead wire collecting system 100, the operation is repeated as shown in the stages A to I in FIG. 8 under the control of the drive control unit 31. In the winding step of the A stage, the LFL is rotated in the positive direction, the winding length is measured by the LFL counter, and the HBL is operated in synchronization. In the transfer step of the B stage, the ELL is rotated in the positive direction, the moving distance is measured by the ELL counter, and the HBL is operated in synchronization. Further, while the grapple device 3 is being moved in the transport process, the image recognition unit 32 executes image recognition to detect the wood collecting area P1. In the winding step of the C stage, the LFL is rotated in the opposite direction, the winding length is measured by the LFL counter, and the HBL is operated in synchronization. Further, even during the winding process, the image recognition unit 32 performs image recognition and the acceleration sensor unit 34 detects the distance to detect the ground clearance. In the unloading step of the D stage, the tongs 3c are opened and the arrangement operation of releasing the timber at the timber collecting area P1 is executed.

E段階の巻上げ工程では、LFLを正方向に回転させるとともにLFLカウンタで巻上げ長さを計測し、HBLを同調して動作させる。F段階の空搬器送り工程では、ELLを逆方向に回転させるとともにELLカウンタで移動距離を計測し、HBLを同調して動作させる。また、空搬器送り工程でグラップル装置3を移動させている間は、画像認識部32で画像認識を実行し集材範囲R1内で木材の検出を行う。G段階の引込工程では、LFLを逆方向に回転させるとともにLFLカウンタで巻下げ長さを計測し、HBLを同調して動作させる。また、引込工程中にも画像認識部32での画像認識で木材の位置や向きを検出し、下側部分3bの旋回動作も行う。 In the winding step of the E stage, the LFL is rotated in the positive direction, the winding length is measured by the LFL counter, and the HBL is operated in synchronization. In the F-stage air carrier feed process, the ELL is rotated in the opposite direction, the moving distance is measured by the ELL counter, and the HBL is operated in synchronization. Further, while the grapple device 3 is being moved in the air carrier feeding process, the image recognition unit 32 executes image recognition to detect wood within the material collecting range R1. In the pull-in step of the G stage, the LFL is rotated in the opposite direction, the winding length is measured by the LFL counter, and the HBL is operated in synchronization. Further, even during the pull-in process, the position and orientation of the wood are detected by image recognition by the image recognition unit 32, and the lower portion 3b is also swiveled.

H段階の巻下げ工程では、LFLを逆方向に回転させるとともにLFLカウンタで巻下げ長さを計測し、HBLを同調して動作させる。また、巻下げ工程中にも画像認識部32での画像認識と、加速度センサ部34での距離検知を行い、地上高の検出を行う。I段階の荷掛け工程では、トング3cを閉じて木材の把持動作を実行する。また、荷掛け工程中にも画像認識部32での画像認識をして、木材やトング3cを認識する。 In the winding step of the H stage, the LFL is rotated in the opposite direction, the winding length is measured by the LFL counter, and the HBL is operated in synchronization. Further, even during the winding process, the image recognition unit 32 performs image recognition and the acceleration sensor unit 34 detects the distance to detect the ground clearance. In the loading step of the I stage, the tongs 3c are closed and the wood gripping operation is performed. Further, the image recognition unit 32 also recognizes the wood and the tongs 3c during the loading process.

次に、図9〜図12を用いて、架線集材システム100の自動制御による木材の荷掛け、搬送、荷下ろし動作について、さらに詳細に説明する。図9は、自動制御開始からの制御を示すフローチャートである。図10は、図9に続く制御を示すフローチャートである。図11は、図10に続く制御を示すフローチャートである。図12は、図11に続く制御を示すフローチャートである。 Next, with reference to FIGS. 9 to 12, the loading, transporting, and unloading operations of wood by the automatic control of the overhead wire collecting system 100 will be described in more detail. FIG. 9 is a flowchart showing control from the start of automatic control. FIG. 10 is a flowchart showing the control following FIG. FIG. 11 is a flowchart showing the control following FIG. FIG. 12 is a flowchart showing the control following FIG.

はじめに、撮像部3sが撮像してコントローラ3gに表示されているグラップル装置3の下方領域の画像見ながら、作業者はコントローラ3gでグラップル装置3と架線集材機1を遠隔操作して手動で荷掛け動作を実行する。ここではA段階の巻上げ工程から自動運転を開始した例を示すが、他の工程まで手動操作を行って任意の段階から自動運転を実行することができる。 First, while viewing the image of the lower region of the grapple device 3 captured by the imaging unit 3s and displayed on the controller 3g, the operator manually operates the grapple device 3 and the overhead wire collecting machine 1 with the controller 3g to manually load the load. Execute the hanging operation. Here, an example in which the automatic operation is started from the winding process of the A stage is shown, but the automatic operation can be executed from an arbitrary stage by manually operating the other processes.

自動運転を開始すると、駆動制御部31は架線集材機1に対して制御信号を送ってA段階の巻上げ工程を実行する。巻上げ工程を実行中にはトング3cが木材を掴んでいるかを判断し、木材を掴んでいないと判断した場合には、木材が脱落したと判断して段階Eの巻上げ工程における巻上げ停止動作に移行する。木材を掴んでいると判断した場合には、巻上げ限度位置まで巻上げられたかを判断し、NOの場合には巻上げ工程を継続し、YESの場合にはLFLの回転を止めて巻上げ停止動作に移行する。巻上げ停止動作の後に、B段階の搬送工程に移行する。 When the automatic operation is started, the drive control unit 31 sends a control signal to the overhead wire collecting machine 1 to execute the winding step of the A stage. During the winding process, it is determined whether the tongs 3c is grasping the wood, and if it is determined that the tongs 3c is not grasping the wood, it is determined that the wood has fallen off and the operation shifts to the winding stop operation in the winding process of stage E. To do. If it is determined that the wood is being gripped, it is determined whether the wood has been wound up to the winding limit position. If NO, the winding process is continued. If YES, the rotation of the LFL is stopped and the winding stop operation is started. To do. After the hoisting stop operation, the process proceeds to the B-stage transfer process.

ここで、木材をトング3cが掴んでいるかの判断は、別途設けられた荷重センサが計測した荷重量の変化や、撮像部3sが撮像した画像を画像認識部32での木材の認識によって判断することができる。また、巻上げ限度位置までの巻上げかの判断は、LFLカウンタでの計測結果や、別途設けられた高度計やGPS装置、レーザセンサによる地上との距離測定等を用いることができる。 Here, whether or not the tongs 3c is grasping the wood is determined by the change in the load amount measured by the separately provided load sensor and the recognition of the wood by the image recognition unit 32 of the image captured by the image pickup unit 3s. be able to. Further, the determination of winding up to the winding limit position can be made by using the measurement result by the LFL counter, the distance measurement from the ground by an altimeter, the GPS device, or the laser sensor provided separately.

巻上げ停止動作後には、駆動制御部31は架線集材機1に対して制御信号を送ってB段階の搬送工程を実行し、グラップル装置3を木材集材地P1方向に移動させる。搬送工程を実行中にはグラップル装置3が集材限度位置にまで到達していないかを判断し、到達した場合には搬送方向が木材集材地P1となるように搬送方向の再設定を行い、搬送工程を継続する。集材限度位置にまで達していない場合には、荷下ろし位置まで到達したかを判断し、荷下ろし位置でない場合には搬送工程を継続し、荷下ろし位置の場合にはELLの回転を止めて搬送停止動作に移行する。搬送停止動作の後に、C段階の巻下げ工程に移行する。 After the winding stop operation, the drive control unit 31 sends a control signal to the overhead wire collecting machine 1 to execute the transfer step of the B stage, and moves the grapple device 3 in the direction of the timber collecting place P1. During the transfer process, it is determined whether the grapple device 3 has reached the lumber collection limit position, and if it does, the transport direction is reset so that the transport direction is the wood collection site P1. , Continue the transport process. If it has not reached the material collection limit position, it is judged whether it has reached the unloading position, if it is not the unloading position, the transport process is continued, and if it is the unloading position, the rotation of the ELL is stopped. It shifts to the transport stop operation. After the transport stop operation, the process shifts to the winding step of the C stage.

ここで、グラップル装置3が集材限度位置にまで到達したかの判断は、ELLカウンタでの計測結果や別途設けられたGPS装置等で位置を算出して、予め設定された集材限度位置であるかを判断する。また、グラップル装置3が荷下ろし位置であるかの判断は、ELLカウンタでの計測結果や、撮像部3sで撮像した画像の認識により行う。荷下ろし位置の画像認識には、予め木材集材地P1に二次元バーコード等のマークを配置しておくことなどを用いてもよい。 Here, to determine whether the grapple device 3 has reached the material collection limit position, the position is calculated by the measurement result of the ELL counter or a separately provided GPS device, and the position is calculated at the preset material collection limit position. Determine if there is. Further, whether or not the grapple device 3 is in the unloading position is determined based on the measurement result of the ELL counter and the recognition of the image captured by the imaging unit 3s. For image recognition of the unloading position, it may be used to arrange a mark such as a two-dimensional bar code on the timber collecting area P1 in advance.

搬送停止動作後には、駆動制御部31は架線集材機1に対して制御信号を送ってC段階の巻下げ工程を実行する。巻下げ工程を実行中にはグラップル装置3の下端が地上高に到達しているかを判断し、地上高でない場合には巻下げ工程を継続し、地上高の場合には巻下げ停止動作に移行する。巻下げ停止動作の後に、D段階の荷下ろし工程に移行する。 After the transport stop operation, the drive control unit 31 sends a control signal to the overhead wire collecting machine 1 to execute the winding step of the C stage. While the winding process is being executed, it is determined whether the lower end of the grapple device 3 has reached the ground clearance, if it is not the ground clearance, the winding process is continued, and if it is above the ground clearance, the winding stop operation is started. To do. After the unwinding stop operation, the process proceeds to the D-stage unloading process.

ここで、グラップル装置3の下端が地上高であるかの判断は、LFLカウンタでの計測結果や、別途設けられた高度計やGPS装置、レーザセンサによる地上との距離測定等を用いることができる。 Here, for determining whether the lower end of the grapple device 3 is the ground clearance, the measurement result by the LFL counter, the distance measurement to the ground by a separately provided altimeter, GPS device, laser sensor, or the like can be used.

巻下げ停止動作後には、駆動制御部31は駆動部40に対して制御信号を送ってD段階の荷下ろし工程を実行する。荷下ろし工程では、木材集材地P1まで移動したグラップル装置3において、駆動制御部31からの制御信号に応じて油圧シリンダ3pが駆動されてトング3cが開き、把持していた木材を離す配置動作が実行される。配置動作の実施後にはE段階の巻上げ工程に移行する。 After the unwinding stop operation, the drive control unit 31 sends a control signal to the drive unit 40 to execute the unloading step of the D stage. In the unloading process, in the grapple device 3 that has moved to the timber collecting area P1, the hydraulic cylinder 3p is driven in response to the control signal from the drive control unit 31 to open the tongs 3c, and the gripped timber is released. Is executed. After the placement operation is performed, the process proceeds to the E-stage winding process.

配置動作後には、駆動制御部31は架線集材機1に対して制御信号を送ってE段階の巻上げ工程を実行する。このとき、トング3cは開状態でよいが、必要に応じてトング3cを閉じた後に巻上げ工程を実行するとしてもよい。巻上げ工程を実行中にはグラップル装置3が巻上げ限度位置に到達しているかを判断し、巻上げ限度位置でない場合には巻上げ工程を継続し、巻上げ限度位置の場合にはLFLの回転を止めて巻上げ停止動作に移行する。巻上げ停止動作後の後に、F段階の空搬器送り工程に移行する。 After the arrangement operation, the drive control unit 31 sends a control signal to the overhead wire collecting machine 1 to execute the winding step of the E stage. At this time, the tongs 3c may be in the open state, but if necessary, the winding step may be executed after the tongs 3c are closed. During the winding process, it is determined whether the grapple device 3 has reached the winding limit position, if it is not the winding limit position, the winding process is continued, and if it is the winding limit position, the rotation of the LFL is stopped and the winding is performed. Shift to stop operation. After the hoisting stop operation, the process shifts to the F-stage empty carrier feed process.

ここで、グラップル装置3が巻上げ限度位置であるかの判断は、LFLカウンタでの計測結果や、別途設けられた高度計やGPS装置、レーザセンサによる地上との距離測定等を用いることができる。 Here, the determination of whether or not the grapple device 3 is at the winding limit position can be made by using the measurement result of the LFL counter, the distance measurement to the ground by an altimeter, the GPS device, or the laser sensor provided separately.

巻上げ停止動作後には、駆動制御部31は架線集材機1に対して制御信号を送ってF段階の空搬器送り工程を実行し、グラップル装置3を集材範囲R1内の木材伐採地P3方向に移動させる。空搬器送り工程を実行中にはグラップル装置3が集材限度位置にまで到達していないかを判断し、到達した場合には搬送方向が木材伐採地P3となるように空搬器を送る方向の再設定を行い空搬器送り工程を継続する。集材限度位置にまで達していない場合には、撮像部3sが撮像する下方領域の画像を画像認識部32で認識し木材が存在するかを判断する。画像中に木材が存在しない場合には空搬器送り工程を継続し、木材が存在した場合にはELLの回転を止めて空搬器送り停止動作に移行する。空搬器送り停止動作の後に、G段階の引込工程に移行する。 After the hoisting stop operation, the drive control unit 31 sends a control signal to the overhead wire collecting machine 1 to execute the F-stage air carrier feeding process, and causes the grapple device 3 to move in the direction of the timber logging area P3 within the logging range R1. Move to. During the execution of the air carrier feeding process, it is determined whether the grapple device 3 has reached the lumber collection limit position, and if it does, the air carrier is fed so that the transport direction is the timber logging area P3. Reset and continue the empty carrier feeding process. When the material collection limit position has not been reached, the image recognition unit 32 recognizes the image of the lower region captured by the image pickup unit 3s and determines whether or not the wood exists. If there is no wood in the image, the empty carrier feed process is continued, and if wood is present, the rotation of the ELL is stopped and the operation shifts to the empty carrier feed stop operation. After the empty carrier feed stop operation, the process shifts to the G-stage lead-in process.

ここで、空搬器送り工程でグラップル装置3の移動先とされる木材伐採地P3としては、前回の荷掛け工程を実行した位置やその周辺を設定してもよく、その他の位置を新たに設定するとしてもよい。また、画像認識部32で木材を認識する際には、トング3cにより把持できるサイズや向き、重なりであるかについて、機械強化学習部33を用いて判断し、把持できないサイズや向き、重なりである場合にも空搬器送り工程を継続するとしてもよい。 Here, as the timber logging area P3 to which the grapple device 3 is moved in the air carrier feeding process, the position where the previous loading process was executed or its surroundings may be set, and other positions may be newly set. You may do so. Further, when the image recognition unit 32 recognizes the wood, the machine reinforcement learning unit 33 is used to determine whether the size, orientation, and overlap can be grasped by the tongs 3c, and the size, orientation, and overlap cannot be grasped. In some cases, the empty carrier feeding process may be continued.

空搬器送り停止動作後には、駆動制御部31は架線集材機1および駆動部40に対して制御信号を送ってG段階の引込工程を実行する。引込工程を実行中には、画像認識部32は撮像部3sで撮像した下方領域の画像を認識し木材が存在するかを判断し、木材が存在しない場合には引込工程を継続する。画像に木材が存在する場合には、駆動制御部31は当該木材がグラップル装置3の鉛直下方に位置するかを判断し、鉛直下方でない場合には引込工程を継続する。木材がグラップル装置3の鉛直下方に位置する場合には、駆動制御部31はLFLの回転を停止して引込停止動作に移行する。 After the air carrier feed stop operation, the drive control unit 31 sends a control signal to the overhead wire collecting machine 1 and the drive unit 40 to execute the pull-in step of the G stage. During the drawing step, the image recognition unit 32 recognizes the image of the lower region captured by the imaging unit 3s, determines whether or not the wood exists, and continues the pulling step if the wood does not exist. When the wood is present in the image, the drive control unit 31 determines whether the wood is located vertically below the grapple device 3, and if it is not vertically below, the pull-in process is continued. When the wood is located vertically below the grapple device 3, the drive control unit 31 stops the rotation of the LFL and shifts to the pull-in stop operation.

ここで、画像認識部32で木材を認識する際には、トング3cにより把持できるサイズや向き、重なりであるかについて、機械強化学習部33を用いて判断し、把持できるサイズや向き、重なりの場合にのみ木材が存在すると判断するとしてもよい。また、木材がグラップル装置3の鉛直下方に位置するかを判断する際には、加速度センサ部34の検出結果によりグラップル装置3や撮像部3sの向きや傾きを特定し、撮像部3sが撮像した画像においてどの位置が鉛直下方位置であるかを特定する。 Here, when the image recognition unit 32 recognizes the wood, the machine reinforcement learning unit 33 is used to determine whether the size, orientation, and overlap can be grasped by the tongs 3c, and the size, orientation, and overlap that can be gripped. It may be determined that wood is present only in some cases. Further, when determining whether the wood is located vertically below the grapple device 3, the orientation and inclination of the grapple device 3 and the imaging unit 3s are specified from the detection result of the acceleration sensor unit 34, and the imaging unit 3s takes an image. Identify which position in the image is the vertically downward position.

引込停止動作後には、駆動制御部31はローテータ3rを駆動してグラップル装置3の下側部分3bを回転させてトング3cの向きを調整するトング旋回動作に移行する。トング旋回動作中にも、駆動制御部31はトング3cと目的とする木材とが交差する方向となっているかを判断し、交差しない場合にはトング旋回動作を継続し、交差する場合にはローテータ3rを停止してトング旋回停止動作に移行する。トング旋回停止動作の後に、H段階の巻下げ工程に移行する。 After the pull-in stop operation, the drive control unit 31 drives the rotator 3r to rotate the lower portion 3b of the grapple device 3 to shift to the tongs turning operation for adjusting the direction of the tongs 3c. Even during the tongs turning operation, the drive control unit 31 determines whether the tongs 3c and the target wood are in the intersecting direction, and if they do not intersect, the tongs turning operation is continued, and if they intersect, the rotator 3r is stopped and the tongs turn stop operation is started. After the tongs turning stop operation, the process shifts to the H-step winding process.

図13は、撮像部3sによってグラップル装置3の下方領域を撮像した画像の一例を示し模式図である。図13に示した例では、複数のカメラで撮像した画像を合成して一枚の画像を生成しており、画像中央にグラップル装置3の下側部分3bがあり、中央近傍に斜め方向に伸びる木材が配置されている。この図において、グラップル装置3の鉛直下方位置は画像の上下左右における中央であり、鉛直下方に木材が存在していると判断される。また、木材の配置方向とトング3cの向きが交差する方向であると判断される。 FIG. 13 is a schematic view showing an example of an image in which the lower region of the grapple device 3 is captured by the imaging unit 3s. In the example shown in FIG. 13, images captured by a plurality of cameras are combined to generate one image, and the lower portion 3b of the grapple device 3 is located in the center of the image and extends diagonally near the center. Wood is placed. In this figure, the vertically downward position of the grapple device 3 is the center in the vertical and horizontal directions of the image, and it is determined that the wood exists vertically below. Further, it is determined that the arrangement direction of the wood and the direction of the tongs 3c intersect.

トング旋回停止動作後には、駆動制御部31は架線集材機1に対して制御信号を送ってH段階の巻下げ工程を実行する。巻下げ工程を実行中にはグラップル装置3の下端が地上高に到達しているかを判断し、地上高でない場合には巻下げ工程を継続し、地上高の場合には巻下げ停止動作に移行する。巻下げ停止動作の後に、I段階の荷掛け工程に移行する。 After the tongs turning stop operation, the drive control unit 31 sends a control signal to the overhead wire collecting machine 1 to execute the H-step winding step. While the winding process is being executed, it is determined whether the lower end of the grapple device 3 has reached the ground clearance, if it is not the ground clearance, the winding process is continued, and if it is above the ground clearance, the winding stop operation is started. To do. After the unwinding stop operation, the process proceeds to the I-stage loading process.

ここで、グラップル装置3の下端が地上高であるかの判断は、LFLカウンタでの計測結果や、別途設けられた高度計やGPS装置、レーザセンサによる地上との距離測定等を用いることができる。 Here, for determining whether the lower end of the grapple device 3 is the ground clearance, the measurement result by the LFL counter, the distance measurement to the ground by a separately provided altimeter, GPS device, laser sensor, or the like can be used.

巻下げ停止動作後には、駆動制御部31は駆動部40に対して制御信号を送ってI段階の荷掛け工程を実行する。荷掛け工程では、駆動制御部31は油圧シリンダ3pを駆動してトング3cを閉じ、木材を掴む把持動作を行う。このとき、トング3cと木材との位置関係は図13に示したようにトング旋回動作によって互いに交差する方向とされており、H段階の巻下げ工程でグラップル装置3の下端が地上高となっているため、トング3cを閉じるだけで木材をトング3cの間に挟み込むことができる。荷掛け工程の後には再びA段階の巻上げ工程に移行し、自動制御による木材の集材を繰り返し実行する。 After the unwinding stop operation, the drive control unit 31 sends a control signal to the drive unit 40 to execute the loading process of the I stage. In the loading process, the drive control unit 31 drives the hydraulic cylinder 3p to close the tongs 3c and performs a gripping operation for grasping the wood. At this time, the positional relationship between the tongs 3c and the wood is set to intersect each other by the tongs turning motion as shown in FIG. 13, and the lower end of the grapple device 3 becomes the ground clearance in the H-step winding process. Therefore, the wood can be sandwiched between the tongs 3c simply by closing the tongs 3c. After the loading process, the process shifts to the A-stage winding process again, and the timber collection by automatic control is repeatedly executed.

以上に述べた自動制御において、駆動制御部31は機械強化学習部33を用いて画像中の木材の画像認識、把持できる木材の判断、木材とトング3cとの交差方向、把持動作や配置動作におけるトング3cの開閉動作等について機械強化学習を行って、動作の最適化を図る。 In the automatic control described above, the drive control unit 31 uses the machine reinforcement learning unit 33 to recognize the image of the wood in the image, determine the wood that can be gripped, the crossing direction between the wood and the tongs 3c, and the gripping operation and the arrangement operation. Machine reinforcement learning is performed on the opening and closing operation of the tongs 3c to optimize the operation.

以上に述べたように、本実施形態の架線集材システム100では、撮像部3sでグラップル装置3の下方の画像を撮像し、画像認識部32で画像中の木材を認識して、認識結果に応じて駆動制御部31がグラップル装置3および架線集材機1の駆動を制御する。これにより、自動制御で木材伐採地P3から木材集材地P1へ伐採された木材を搬送することができる。よって、人手による荷掛け作業および荷下ろし作業が不要であり、しかも、木材の集材に必要な人員を削減することが可能なとなる。 As described above, in the overhead wire collecting system 100 of the present embodiment, the image pickup unit 3s captures an image below the grapple device 3, and the image recognition section 32 recognizes the wood in the image, and the recognition result is obtained. The drive control unit 31 controls the drive of the grapple device 3 and the overhead wire collecting machine 1 accordingly. As a result, the timber that has been logged can be transported from the timber logging area P3 to the timber logging area P1 by automatic control. Therefore, manual loading and unloading work is not required, and the number of personnel required for collecting timber can be reduced.

また、駆動制御部31が機械強化学習部33を用いて木材の把持動作等を機械強化学習することで、荷掛け、搬送、荷下ろしの作業効率を向上させることができる。また、グラップル装置3が加速度センサ部34を備え、加速度センサ部34の検出結果に基づいて、撮像部3sが撮像した画像における鉛直下方位置を特定するため、グラップル装置3が揺れる状況や傾斜した状態であっても、木材や木材集材地P1を適切に認識して、把持動作や配置動作を実施することができる。 Further, the drive control unit 31 uses the machine reinforcement learning unit 33 to perform machine reinforcement learning such as a gripping operation of wood, so that the work efficiency of loading, transporting, and unloading can be improved. Further, the grapple device 3 is provided with the acceleration sensor unit 34, and the grapple device 3 is in a swaying state or an inclined state in order to specify a vertically downward position in the image captured by the imaging unit 3s based on the detection result of the acceleration sensor unit 34. Even so, it is possible to appropriately recognize the timber and the timber collecting area P1 and carry out the gripping operation and the arranging operation.

上記実施形態では、架線集材システム100の自動制御による木材の集材中に、機械強化学習部33が最適な動作を学習するとしたが、予め縮小サイズの模型や学習用データ画像を用いて機械強化学習を実行してから実物でさらに機械強化学習を繰り返すとしてもよい。 In the above embodiment, the machine reinforcement learning unit 33 learns the optimum operation during the collection of wood by the automatic control of the overhead wire collection system 100, but the machine uses a reduced size model and learning data image in advance. After executing reinforcement learning, machine reinforcement learning may be repeated in real life.

上記実施形態では、グラップル装置3の上側部分(本体部)に、増速機構3e、情報処理部3f、オルタネータ3h、バッテリー3j、パワーユニット3k等の構成部品を配置したが、これに限らず、これらの構成部品のうち一部または全部を、グラップル装置3の下側部分(アーム部)に設ける構成としてもよい。 In the above embodiment, components such as a speed increasing mechanism 3e, an information processing unit 3f, an alternator 3h, a battery 3j, and a power unit 3k are arranged on the upper portion (main body portion) of the grapple device 3, but the present invention is not limited to these. A part or all of the constituent parts of the above may be provided in the lower portion (arm portion) of the grapple device 3.

上記実施形態では、エンドレスタイラー式の架線集材システム100に備えられたグラップル装置3を駆動するグラップル駆動装置に本発明を適用した場合について説明した。しかし、これに限らず、上記以外の方式の架線集材システム100に用いられるグラップル駆動装置に本発明を適用してもよい。例えば架線集材システム100が、リフチングラインLFL以外のワイヤに沿ってグラップル装置3が移動可能な構成であってもよい。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the grapple driving device for driving the grapple device 3 provided in the endless styler type overhead wire collecting system 100 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a grapple drive device used in the overhead wire collecting system 100 of a method other than the above. For example, the overhead wire collecting system 100 may have a configuration in which the grapple device 3 can be moved along a wire other than the lifting line LFL.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、グラップル装置を用いた架線集材システムに利用することができる。 The present invention can be used in an overhead wire collecting system using a grapple device.

100…架線集材システム
P1…木材集材地
P2…先柱位置
P3…木材伐採地
P4…元柱位置
R1…集材範囲
1…架線集材機
2…搬器
3…グラップル装置
10E…エンドレスライン用ウインチ
10H…ホールバックライン用ウインチ
10L…リフチングライン用ウインチ
11E,11H,11L…ウインチドラム
13…油圧モータ
13L、13H…油圧モータ
16…ベースフレーム
17…ウインチカバー
20…油圧回路
21…エンジン
21a…エンジンフレーム
22…作動油タンク
23…油圧ポンプ部
23E…エンドレスライン用ポンプ
23H…ホールバックライン用ポンプ
23L…リフチングライン用ポンプ
24…ウインチ駆動部
24E…エンドレスライン用ウインチ駆動部
24H…ホールバックライン用ウインチ駆動部
24L…リフチングライン用ウインチ駆動部
25…切換制御部
26…同調制御部
27…張力制御部
31…駆動制御部
32…画像認識部
33…機械強化学習部
34…加速度センサ部
3a…上側部分
3b…下側部分
3c…トング
3d…十字継手
3e…増速機構
3f…情報処理部
3g…コントローラ
3h…オルタネータ
3i…発電リレー
3j…バッテリー
3k…パワーユニット
3l…電動モータ
3m…油圧ポンプ
3n…油圧バルブ
3p…油圧シリンダ
3q…リンク機構
3r…ローテータ
3s…撮像部
40…駆動部
100 ... Overhead wire collecting system P1 ... Wood collecting site P2 ... Tip pillar position P3 ... Wood felling site P4 ... Original pillar position R1 ... Collecting range 1 ... Overhead wire collecting machine 2 ... Carrier 3 ... Grapple device 10E ... For endless line Winch 10H ... Winch 10L for hole back line ... Winch 11E, 11H, 11L for lifting line ... Winch drum 13 ... Hydraulic motor 13L, 13H ... Hydraulic motor 16 ... Base frame 17 ... Winch cover 20 ... Hydraulic circuit 21 ... Engine 21a ... Engine frame 22 ... Hydraulic oil tank 23 ... Hydraulic pump unit 23E ... Endless line pump 23H ... Hole back line pump 23L ... Lifting line pump 24 ... Winch drive unit 24E ... Endless line winch drive unit 24H ... Hall back line Winch drive unit 24L ... Winch drive unit for lifting line 25 ... Switching control unit 26 ... Tuning control unit 27 ... Tension control unit 31 ... Drive control unit 32 ... Image recognition unit 33 ... Machine strengthening learning unit 34 ... Acceleration sensor unit 3a ... Upper part 3b ... Lower part 3c ... Tongue 3d ... Cross joint 3e ... Acceleration mechanism 3f ... Information processing unit 3g ... Controller 3h ... Alternator 3i ... Power generation relay 3j ... Battery 3k ... Power unit 3l ... Electric motor 3m ... Flood control pump 3n ... Hydraulic valve 3p ... Hydraulic cylinder 3q ... Link mechanism 3r ... Rotator 3s ... Imaging unit 40 ... Drive unit

Claims (7)

グラップル装置と、前記グラップル装置を移動させる架線集材機を備え、木材伐採地から木材集材地へ伐採された木材を搬送する架線集材システムであって、
前記グラップル装置および前記架線集材機の駆動を制御する駆動制御部と、
前記グラップル装置の下方の画像を撮像する撮像部と、
前記画像中の前記木材を認識する画像認識部とを有し、
前記駆動制御部は、前記画像認識部の認識結果に応じて前記グラップル装置および前記架線集材機の駆動を制御することを特徴とする架線集材システム。
An overhead wire collecting system equipped with a grapple device and an overhead wire collecting machine for moving the grapple device, and transporting the felled timber from a logging area to a timber collecting area.
A drive control unit that controls the drive of the grapple device and the overhead wire collecting machine,
An imaging unit that captures an image below the grapple device,
It has an image recognition unit that recognizes the wood in the image, and has an image recognition unit.
The drive control unit is an overhead wire collecting system characterized in that the drive of the grapple device and the overhead wire collecting machine is controlled according to a recognition result of the image recognition unit.
請求項1に記載の架線集材システムにおいて、
前記駆動制御部は、前記画像中に前記木材が含まれない場合には前記グラップル装置の位置を変化させ、前記画像中に前記木材が含まれる場合には前記グラップル装置が前記木材を掴む把持動作を実施することを特徴とする架線集材システム。
In the overhead wire collecting system according to claim 1,
The drive control unit changes the position of the grapple device when the wood is not included in the image, and when the wood is included in the image, the grapple device grips the wood. An overhead wire collecting system characterized by carrying out.
請求項2に記載の架線集材システムにおいて、
前記駆動制御部は、前記木材の把持動作を機械強化学習することを特徴とする架線集材システム。
In the overhead wire collecting system according to claim 2,
The drive control unit is an overhead wire collecting system characterized in that the gripping operation of the wood is mechanically strengthened and learned.
請求項2または3に記載の架線集材システムにおいて、
前記駆動制御部は、前記把持動作の後に、前記グラップル装置を前記木材集材地まで移動させ、前記木材集材地で前記グラップル装置が前記木材を離す配置動作を実施することを特徴とする架線集材システム。
In the overhead wire collecting system according to claim 2 or 3.
After the gripping operation, the drive control unit moves the grapple device to the timber collecting area, and the grapple device performs an arrangement operation of releasing the timber at the timber collecting area. Timber collection system.
請求項1から4の何れか一つに記載の架線集材システムにおいて、
前記グラップル装置は、本体部と、前記本体部の下方に設けられたグラップルアームとを有し、
前記撮像部、前記画像認識部および前記駆動制御部は、前記本体部に設けられていることを特徴とする架線集材システム。
In the overhead wire collecting system according to any one of claims 1 to 4.
The grapple device has a main body portion and a grapple arm provided below the main body portion.
An overhead wire collecting system characterized in that the image pickup unit, the image recognition unit, and the drive control unit are provided in the main body unit.
請求項1から5の何れか一つに記載の架線集材システムにおいて、
前記グラップル装置は、加速度センサ部を備え、
前記駆動制御部は、前記加速度センサ部の検出結果に基づいて、前記画像において鉛直下方位置を特定することを特徴とする架線集材システム。
In the overhead wire collecting system according to any one of claims 1 to 5,
The grapple device includes an acceleration sensor unit and includes an acceleration sensor unit.
The drive control unit is an overhead wire collecting system characterized in that a vertically downward position is specified in the image based on a detection result of the acceleration sensor unit.
請求項1から6の何れか一つに記載の架線集材システムにおいて、
スカイライン、エンドレスライン、およびリフチングラインを少なくとも有するエンドレスタイラー式の構成を備え、
前記グラップル装置が、前記リフチングラインのワイヤに沿って移動可能に設けられていることを特徴とする架線集材システム。
In the overhead wire collecting system according to any one of claims 1 to 6.
With an endless styler configuration with at least a skyline, an endless line, and a lifting line,
An overhead wire collecting system, wherein the grapple device is provided so as to be movable along a wire of the lifting line.
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