特許 7573963 樹木処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-18

(45)【発行日】2024-10-28

(54)【発明の名称】樹木処理システム

(51)【国際特許分類】

   A01G 23/00 20060101AFI20241021BHJP

【ＦＩ】

A01G23/00 551F

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019207091

(22)【出願日】2019-11-15

(65)【公開番号】P2021078374

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2022-06-29

【審判番号】

【審判請求日】2023-10-03

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成３０年１１月１８日～１９日、第４２回全国育樹祭記念行事 ２０１８森林・林業・環境機械展示実演会にて公開

(73)【特許権者】

【識別番号】508150337

【氏名又は名称】イワフジ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】有吉 実

(72)【発明者】

【氏名】舞草 秀信

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 大樹

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 裕樹

【合議体】

【審判長】居島 一仁

【審判官】有家 秀郎

【審判官】加藤 範久

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１８６５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－４２１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２９４２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

A01G23/00-23/14

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

伐採された樹木の処理を行って木材に加工する樹木処理装置と、
前記処理の実施時に前記木材を計測して、前記木材の長さ、直径および重量を含む木材データを取得する情報計測部と、
前記処理を実施した位置を計測し、位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記木材データに前記位置情報を加えて記録する記録部と、を備え、
樹木の伐採を行う作業エリアに点在する複数の木材の集積領域から、出荷時に要求された規格を満たす木材を選別して再集荷する際に用いる、前記木材データに前記位置情報を加えたデータを、前記樹木処理装置による前記処理時に生成することを特徴とする樹木処理システム。

【請求項2】

請求項１に記載の樹木処理システムであって、
樹木種別を含む指示情報を入力する入力部を有し、
前記記録部は、前記木材データに前記樹木種別を加えて記録することを特徴とする樹木処理システム。

【請求項3】

請求項２に記載の樹木処理システムであって、
前記記録部に記録された複数の木材データを情報処理して統計データを生成する情報処理部と、
前記統計データを表示させる表示部と、を備えることを特徴とする樹木処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹木処理システムに関し、特に樹木処理装置を用いた樹木処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、樹木用ハーベスタあるいはプロセッサ等と呼ばれる樹木処理装置が提案されている（例えば、特許文献１，２を参照）。これらの樹木処理装置は、機体から延びる作業アームの先端に取り付けられ、伐採された樹木を把持して搬送することが可能である。また樹木処理装置では、樹木を把持しながら枝を切断する枝払いの機能や、樹木を所定の長さで切断する機能が備えられている。

【0003】

このような樹木処理装置では、無限軌道装置を備えて走行する機体から作業アームが伸びており、作業アーム先端に取り付けられた樹木処理装置で樹木の把持、枝払い、切断が行われる。このとき、把持体を有するグリッパで樹木を把持しながら、クローラで樹木を送り出し、カッタで枝を切断し、カットソウで樹木を所定長さで切断する。このように樹木処理装置を用いることで、作業者は機体に搭乗したままで機体と作業アームおよび樹木処理装置を操作して、集荷領域まで樹木を運搬しながら枝払いと切断作業をして木材として集積することができる。

【0004】

しかし、樹木処理装置を用いて樹木を処理して木材として集荷領域に集積しても、広大な作業エリアの複数カ所で樹木処理を行った場合には、複数カ所の集荷領域に木材を集積することになる。集積された木材は、各集荷領域に隣接する伐採地で伐採されたものであり、樹木種別や直径、長さ等が様々であることから、出荷時に要求された規格を満たす木材を選別して再集荷する必要があった。

【0005】

しかし、広大な作業エリアに点在する集荷領域を全て探索し、出荷規格に該当する木材を選択して再集荷する工程は労力と時間が必要であった。また、全ての処理された木材の数量やサイズ等を把握して管理することも困難であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０００－１５７０７５号公報

【文献】特許第５２１５０７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

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、樹木処理装置を用いて処理した木材を適切に管理することが可能な樹木処理システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために本発明の樹木処理システムは、伐採された樹木の処理を行って木材に加工する樹木処理装置と、前記樹木処理装置が実施した前記処理の内容を計測する情報計測部と、前記情報計測部が計測した結果を木材データとして記録する記録部を備えることを特徴とする。

【0009】

このような本発明の樹木処理システムでは、樹木処理装置が実施した内容を計測して木材データとして記録部に記録するため、多数の処理済み木材のデータを正確に把握し、適切に管理することが可能となる。

【0010】

また本発明の一態様では、前記情報計測部は、前記処理の実施時に前記木材の長さおよび直径を計測する。

【0011】

また本発明の一態様では、前記樹木処理装置は、前記処理を実施した際の位置情報を取得する位置情報取得部を備え、前記記録部は前記木材データに前記位置情報を加えて記録する。

【0012】

また本発明の一態様では、前記処理の内容を入力する入力部と、前記処理の結果を表示する表示部を有するコントローラを備え、前記記録部は前記コントローラに設けられている。

【0013】

また本発明の一態様では、前記入力部から樹木種別を入力して、前記記録部は前記木材データに前記樹木種別を加えて記録する。

【0014】

また本発明の一態様では、前記コントローラは、前記記録部に記録された複数の木材データを情報処理して統計データを生成し、前記表示部に前記統計データを表示させる情報処理部を備えている。

【発明の効果】

【0015】

本発明では、樹木処理装置を用いて処理した木材を適切に管理することが可能な樹木処理システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態における樹木処理装置４０を備えた樹木処理システム１００の概略構成を示す図である。

【図2】本発明の実施形態における樹木処理システム１００の概要を示すブロック図である。

【図3】コントローラ６０の表示部６１および入力部６２の一例を示す模式図である。

【図4】コントローラ６０の表示部６１に統計データを表示した例を示す模式図であり、図４（ａ）は統計データの種類選択や設定内容表示を行う画面であり、図４（ｂ）は樹木５０を処理して得られた木材の蓄積データを表示する画面であり、図４（ｃ）は樹木種別に積算加工量を示す画面である。

【図5】出力部６５から出力された木材データ、位置情報および統計データの一例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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おける樹木処理装置４０を備えた樹木処理システム１００の概略構成を示す図である。樹木処理システム１００は、機体１０と、無限軌道装置２０と、作業アーム３０と、樹木処理装置４０と、樹木５０と、コントローラ６０を備える。

【0018】

機体１０は、操作者が搭乗する座席を備えた筐体であり、無限軌道装置２０、作業アーム３０、樹木処理装置４０およびコントローラ６０が取り付けられている。機体１０に搭乗した操作者は、機体１０内の操作機器を操作することで、無限軌道装置２０、作業アーム３０および樹木処理装置４０の動作を制御して、樹木５０を処理して木材に加工し運搬する。

【0019】

無限軌道装置２０は、駆動輪で履帯を循環させて走行するための装置であり、機体１０の下部に設けられて伐採地において機体１０を移動させる。ここでは機体１０の移動手段として無限軌道装置２０を例として挙げたが、木材の伐採地や集荷領域の地形に応じて適切な移動手段を用いることができ、車輪や脚移動装置等を用いるとしてもよい。

【0020】

作業アーム３０は、機体１０から延びて屈曲動作および伸長動作を行う多関節アームであり、先端に樹木処理装置が取り付けられている。作業アーム３０は、油圧制御や電力制御で動作し、樹木処理装置４０の位置を変更するとともに、樹木処理装置４０の向きや動作を制御する機構を備えている。

【0021】

樹木処理装置４０は、作業アーム３０の先端に取り付けられ、樹木５０を把持するとともに、樹木５０を長手方向に送り出す装置である。また、樹木処理装置４０は、樹木５０の枝を切断する枝払いの機能や、樹木５０を所定長さで切断する切断機能が備わっている。樹木処理装置４０の具体的な構造は限定されないが、例えば上述した特許文献１，２のようにグリッパ、クローラ、カッタ、カットソウを備えたものを用いることができる。

【0022】

樹木５０は、山間部などの伐採地で伐採された各種樹木であり、伐採されたまま枝や樹皮が残留した状態である。図１に示すように、樹木５０は樹木処理装置４０によって把持されて運搬され、枝払いや切断等の処理を施されて木材に加工される。

【0023】

コントローラ６０は、機体１０の操作者が搭乗する座席付近に配置された装置である。後述するようにコントローラ６０では、樹木処理装置４０が処理した樹木と加工した木材の情報を記録、表示および出力をする。

【0024】

図２は、本発明の実施形態における樹木処理システム１００の概要を示すブロック図である。図２に示すように、樹木処理装置４０は、情報計測部４１と、位置情報取得部４２と、情報通信部４３と、制御部４４と、グリッパ４５と、クローラ４６と、カッタ４７と、カットソウ４８を備えている。また、コントローラ６０は、表示部６１と、入力部６２と、情報処理部６３と、記録部６４と、出力部６５と、情報通信部６６を備えている。

【0025】

情報計測部４１は、樹木処理装置４０が実施した樹木５０に対する処理の内容を計測する部分である。情報計測部４１としては、加工後の木材について直接計測する計測装置を用いてもよいが、制御部４４が各部を制御するために用いた制御信号から算出するとしてもよい。情報計測部４１が計測する対象としては、木材の直径や長さ、重量等である。より具体的な例としては、制御部４４が駆動制御したグリッパ４５の稼働量から直径を計測し、クローラ４６の回転量とカットソウ４８の動作から長さを計測する。情報計測部４１が計測した測定値は、情報通信部４３を介してコントローラ６０に伝達される。

【0026】

位置情報取得部４２は、樹木を処理した位置の情報を取得する部分であり、全地球測位システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等を用いることができる。位置情報取得部４２が取得した位置情報は、情報通信部４３を介してコントローラ６０に伝達される。図２に示した例では樹木処理装置４０に位置情報取得部４２を設けた例を示したが、樹木を処理した位置を取得できればよく、機体１０や作業アーム３０、コントローラ６０に位置情報取得部４２を設けるとしてもよい。

【0027】

情報通信部４３は、情報計測部４１および位置情報取得部４２と接続されて、コントローラ６０側の情報通信部６６との間で、情報計測部４１および位置情報取得部４２が取得した情報を通信する。情報通信部４３は有線通信技術を用いても無線通信技術を用いてもよいが、樹木処理装置４０で樹木５０の枝払いや切断の処理を行うことから、配線切断のおそれが無い無線通信技術を用いることが好ましい。

【0028】

制御部４４は、樹木処理装置４０に備えられた各部の機械的制御を行う部分であり、グリッパ４５、クローラ４６、カッタ４７、カットソウ４８を制御して動作させる。制御部４４からは、前述した各部に対して制御信号が送出され、各部が制御信号に応じて機械的に動作する。また、制御部４４が各部に送出した制御信号は、情報計測部４１に伝達され、制御信号に基づいて樹木５０の処理内容が計測される。

【0029】

グリッパ４５は、開閉動作が可能な複数の把持体を備えて、樹木５０を把持する部分である。グリッパ４５は、制御部４４から送出される制御信号に応じて動作するため、樹木５０を把持するまでの制御信号の履歴によって、情報計測部４１は樹木５０の直径を計測することができる。

【0030】

クローラ４６は、グリッパ４５に把持された樹木５０を長手方向に送出する部分である。クローラ４６は、制御部４４から送出される制御信号に応じて回転され、クローラ４６の回転によって樹木５０が送出される。したがって、制御部から送出される制御信号の履歴によって、情報計測部４１はクローラ４６の回転数から樹木５０の送出長さを計測することができる。また、前回の樹木５０の切断位置と送出長さから、次回に樹木５０を切断して得られる木材の長さを計測することができる。

【0031】

カッタ４７は、グリッパ４５で把持された樹木５０の枝を切断して枝払いする部分である。カッタ４７は、制御部４４から送出される制御信号に応じて回転されるとしてもよいが、クローラ４６の制御に連動して動作するとしてもよい。また、加工後の木材における長さや直径は、カッタ４７での樹木５０を枝払い処理の状況は関連しないが、カッタ４７の負荷を制御部４４および情報計測部４１でモニタしておき、加工後の木材に含まれる枝の痕跡数を計測するとしてもよい。

【0032】

カットソウ４８は、グリッパ４５の一端側に取り付けられた切断装置であり、グリッパ４５で把持されてクローラ４６で所定長さに送出された樹木５０を切断して玉切りする部分である。カットソウ４８は、制御部４４から送出される制御信号に応じて切断動作が実行される。また、カットソウ４８の負荷を制御部４４および情報計測部４１でモニタしておき、切断開始から切断終了までの時間やカットソウ４８の回転角度を計測して、樹木５０の切断面の直径を計測するとしてもよい。

【0033】

以上に述べたように、情報計測部４１および制御部４４は、前回および今回のカットソウ４８に対する切断指示の制御信号の間に、クローラ４６が送出した樹木５０の長さを積算することで、玉切りして得られた木材の長さを計測することができる。また、情報計測部４１および制御部４４は、グリッパ４５が樹木５０を把持している間のグリッパ４５の開閉角度等をモニタすることで、玉切りして得られた木材の直径を計測することができる。

【0034】

表示部６１は、コントローラ６０に備えられて映像等を表示する部分であり、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いたインジケータや、液晶表示装置等のハードウェアを用いることができる。表示部６１は、情報処理部６３が処理した結果をハードウェア上で表示する。当該表示のために表示形式等の情報を処理する機能は、表示部６１に備えているとしてもよく、情報処理部６３で行うとしてもよい。

【0035】

入力部６２は、コントローラ６０に備えられて操作者が指示を入力する部分であり、物理的なスイッチを操作することでの入力や、表示部６１をタッチパネルで構成して所定の画像領域への接触による入力を用いることができる。入力部６２で入力された指示は、指示情報として情報処理部６３に伝達される。入力部６２から入力される指示情報としては、日時や樹木５０の種類、処理後の木材の長さ設定、記録部６４に保存する情報のファイル名、樹木処理装置４０による樹木５０の処理方法、樹木処理装置４０を制御する制御方法の選択等が挙げられる。

【0036】

情報処理部６３は、予め記録されたプログラムに従って情報の処理を行う装置である。情報処理部６３は、表示部６１、入力部６２、記録部６４、出力部６５および情報通信部６６と接続されて、各部との間で情報伝達を行うとともに、各部の動作を制御する。また情報処理部６３は、記録部６４に記録された複数の木材データを情報処理して統計データを生成する。さらに情報処理部６３は、得られた統計データを記録部６４に記録し、表示部６１に統計データを表示させる。情報処理部６３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。

【0037】

記録部６４は、情報処理部６３が処理した情報を記録する部分であり、磁気記録媒体や半導体記憶装置、不揮発性メモリ等を用いることができる。記録部６４に記録される情報としては、情報計測部４１が計測した樹木５０の処理結果や、樹木５０を処理した後の木材の長さや重量、直径、体積、数量等の加工量を含む木材データ、位置情報取得部４２が取得した位置情報、入力部６２から入力された指示情報等が挙げられる。

【0038】

出力部６５は、記録部６４に保存された情報を外部の記憶装置に転送する部分であり、公知の情報インターフェースを用いることができる。出力部６５を介して外部の記憶装置に記録部６４に保存された情報を転送することで、コントローラ６０とは異なる情報処理装置を用いてさらに詳細に情報の分析や加工を行うことができる。

【0039】

情報通信部６６は、樹木処理装置４０側の情報通信部４３との間で、情報を伝達する部分である。情報通信部４３は有線通信技術を用いても無線通信技術を用いてもよいが、樹木処理装置４０で樹木５０の枝払いや切断の処理を行うことから、配線切断のおそれが無い無線通信技術を用いることが好ましい。

【0040】

次に、樹木処理装置４０を用いた樹木処理システム１００の動作について説明する。操作者は、機体１０に搭乗して操作用装置を用いて作業アーム３０や樹木処理装置４０、無限軌道装置２０等を操作する。樹木５０を処理する場合には、コントローラ６０を用いて樹木５０の種類や樹木処理装置４０の処理内容を入力する。

【0041】

樹木処理装置４０は、上述したようにグリッパ４５、クローラ４６、カッタ４７およびカットソウ４８を制御部４４が制御して、樹木５０の把持、運搬、枝払い、玉切りを行う。このとき情報計測部４１は、制御部４４が各部に送出する制御信号をモニタし、各部の動作履歴や負荷の大きさ等から樹木５０を加工した後の木材について、長さ、直径および重量を計測して木材データを取得する。同時に、位置情報取得部４２は、樹木５０の処理を行った位置を計測し、位置情報を取得する。

【0042】

樹木処理装置４０での処理内容は、情報通信部４３を用いて情報通信部６６に随時伝達され、情報通信部６６を介して情報処理部６３は木材データと位置情報を取得する。情報処理部６３では、木材データと位置情報を記録部６４に保存し、表示部６１に木材データと位置情報を表示させる。複数の伐採地と集荷領域において、操作者が複数の樹木５０の処理を繰り返すと、その間に処理された木材データ、位置情報が記録部６４に蓄積される。

【0043】

情報処理部６３では、記録部６４に蓄積された複数の木材データと位置情報を統計処理して統計データを生成し、記録部６４に統計データを記録する。情報処理部６３は、必要に応じて表示部６１に統計データを表示することもできる。

【0044】

図３は、コントローラ６０の表示部６１および入力部６２の一例を示す模式図である。図３に示した例では、タッチパネル式の表示部６１に仮想的なスイッチ画像を表示して、部分的に入力部６２としての機能をもたせている。また、入力部６２として機械的なスイッチも複数備えている。図３に示したように、機体１０に搭乗した操作者は、表示部６１に表示された樹木５０の処理内容を随時確認して樹木５０の処理を行い、必要に応じて入力部６２から指示情報の入力を行う。

【0045】

図４は、コントローラ６０の表示部６１に統計データを表示した例を示す模式図であり、図４（ａ）は統計データの種類選択や設定内容表示を行う画面であり、図４（ｂ）は樹木５０を処理して得られた木材の蓄積データを表示する画面であり、図４（ｃ）は樹木種別に積算加工量を示す画面である。

【0046】

上述したように、コントローラ６０の記録部６４には、現在処理している樹木５０の加工情報だけではなく、過去に処理して得られた木材のデータが統計データとして記録されている。したがって、表示部６１に統計データを表示させることで、樹木５０の処理によって得られた木材の加工量等を操作者はリアルタイムで知ることができる。これにより、必要なサイズの木材を処理し終えたかや、不足しているサイズの木材は何か等について逐次把握して、不足分の木材を優先的に加工するなどの判断に用いて、処理された木材の数量やサイズ等を把握して管理することができる。

【0047】

また、記録部６４には木材データとともに位置情報が記録されているため、目的とする種類とサイズの木材が何処の伐採地と集荷領域に配置されているかを容易に把握して集荷でき、集荷の効率を向上させることができる。また、木材の種類やサイズについてラベルを貼り付ける等の作業をせずとも、樹木処理装置を用いて処理した木材を適切に管理することが可能となる。

【0048】

図５は、出力部６５から出力された木材データ、位置情報および統計データの一例を示す模式図である。図５に示したように、出力部６５から出力されたデータは、コントローラ６０の外部で適宜加工することができる。

【0049】

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。

【産業上の利用可能性】

【0050】

本発明は、樹木処理装置を用いた樹木処理システムに利用することができる。

【符号の説明】

【0051】

１００…樹木処理システム
１０…機体
２０…無限軌道装置
３０…作業アーム
４０…樹木処理装置
５０…樹木
６０…コントローラ
４１…情報計測部
４２…位置情報取得部
４３…情報通信部
４４…制御部
４５…グリッパ
４６…クローラ
４７…カッタ
４８…カットソウ
６１…表示部
６２…入力部
６３…情報処理部
６４…記録部
６５…出力部
６６…情報通信部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】