JP2524689Y2 - 作業用走行車の架線式自動走行装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、農用トラクタ等の作業用走行車の架線式自
動走行装置に関するものである。

［従来技術及び考案が解決しようとする課題］ 一般に、この種作業用走行車のなかには、予め圃場に
配設される架線に倣つて走行機体を自動走行せしめる架
線式自動走行装置を備えるものがあるが、作業用走行車
を自動走行せしめる場合には、作業機の昇降等を所定位
置で自動的に行うために、架線の所定位置にマーカを取
付け、該マーカの検知に基づいて作業機の昇降を行う等
の必要がある。しかるに従来では、マーカ検知を、架線
検知部近傍に固定取付けした検知スイツチによつて行う
ようにしていたため、複数のマーカを検知するようにし
た場合には、検知スイツチ数が殊更多くなつて部品数点
の増加が問題となる。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、上記の如き実情に鑑みこれらの欠点を一掃
することができる作業用走行車の架線式自動走行装置を
提供することを目的として創案されたものであつて、予
め圃場に配設される架線に接触して架線に対する走行機
体の左右位置を検知する機体位置検知装置と、該機体位
置検知装置の検知に基づいて走行機体の自動走行用アク
チユエータに差動指令を出力する自動走行制御装置とを
備えてなる作業用走行車において、前記機体位置検知装
置を、走行機体の直進方向に対して左右方向に設定され
る所定幅間を移動して架線との接触を検知する架線検知
体と、該架線検知体が架線に接触した位置を検知する検
知体位置手段とで構成する一方、自動走行制御装置に
は、架線検知体が前記所定幅間を移動する間に複数の検
知信号を出力した場合に、検知信号の出力パターンに基
づいて架線に並設された制御指令用のマーカとの接触で
あるか否かを判別し、マーカであると判別した場合に予
め設定される制御を行うマーカ判別手段を設けたことを
特徴とするものである。

そして本考案は、この構成によつて、マーカ検知を、
架線を検知するために設けられる検知スイツチを利用し
て行うことによりスイツチ数の削減を計ることができる
ようにしたものである。

［実施例］ 次に、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。
図面において、１はトラクタの走行機体であつて、該走
行機体１の後部には、昇降リンク機構２を介してロータ
リ耕耘式の作業機３が連結され、そして作業機３は、油
圧シリンダ４の作動に伴うリフトアーム５の揺動によつ
て昇降するが、これらの構成は従来通りである。

６は走行機体１の運転席足元部に装着される無人操作
装置であつて、該無人操作装置６は、ステアリングコラ
ム７に予め取付けられるブラケツト８に対して固定され
るものであるが、このものには、アクチユエータの作動
に基づいてステアリングホイール９、左右ブレーキペダ
ル10、クラツチペダル11、ストロトルレバー12、作業部
昇降レバー13をそれぞれ無人操作する各種無人操作機構
が組み込まれている。

14はワイヤ検知装置であつて、該ワイヤ検知装置14
は、前記ブラケツト８に固定される支持アーム15に対
し、一対の平行リンク16を介して上下動自在に設けられ
ると共に、上記平行リンク16部に設けられる弾機17によ
つて常時上方に向けて付勢されている。

18はワイヤ検知装置14に設けられるワイヤガイドであ
つて、該ワイヤガイド18は、左右に長い円弧状ガイド部
18aと、円弧状ガイド部18aの中心部から前方に突出する
前方ガイド部18bとで形成されるが、円弧状ガイド部18a
の左右両端部および前方ガイド部18bは、圃場に予め配
設されるワイヤＫに接触した際に、制御弾機17の付勢力
に抗してワイヤ検知装置14をワイヤＫ下方に導くべく傾
斜状（外方ほど低位となる傾斜）に形成されている。

19はワイヤ検知装置14を構成する揺動アームであつ
て、該揺動アーム19は、フレーム14aに左右揺動自在に
支持され、連杆20およびクランク21を介して連繋される
モータ22の駆動によつて左右揺動するが、その先端部
（揺動中心から距離１を存した位置）には、ワイヤＫ
（もしくは後述するマーカＭ）との接触を検知する可倒
式の検知スイツチ23が設けられる一方、基端部には、揺
動アーム19の揺動角度を検知するアーム角検知センサ24
が連繋されている。即ち、ワイヤ検知装置14は、ワイヤ
Ｋと検知スイツチ23の接触および該接触したアーム角度
θを検知することによつてワイヤＫに対する走行機体１
のずれを検知するようになつており、そして後述する自
動走行制御部25のワイヤ倣い制御において、偏位量ΔＬ
（ΔＬ＝lsinθ）を算出し、この偏位量ΔＬを０とする
べく前記ステアリング操作機構を作動制御することによ
り走行機体１をワイヤＫに倣つて走行させるようになつ
ている。

また、ワイヤ検知装置14は、その左右中心（揺動アー
ム19の揺動中心）が機体中心に対して所定距離だけ左側
に偏倚するよう配設されている。つまり、作業機３の作
業幅をＷ、重複作業幅をＣとした場合に、W/2-C/2で算
出される所定距離だけワイヤ検知装置14を機体中心から
偏寄させることによつて、同一ワイヤＫに倣つて走行機
体１を往復走行させることを可能としている。

一方、26は前記無人操作装置６の右側部に突設される
柱検知装置であつて、該柱検知装置26は、無人操作装置
６のブラケツト6aに固定される支持フレーム27に、左右
平行移動する一対の平行リンク28を介して検知バー29を
設けると共に、該検知バー29を、前側リンク28の基端に
一体固定されるプレート30と支持フレーム27との間に設
けられる弾機31によつて常時外側方に向けて付勢すべく
構成されるが、圃場に配設される柱Ｐとの接当によつて
変位する検知バー29の変位量を、一対の検知スイツチ3
2、33で検知することにより走行機体１と柱Ｐとの間隔
を検知できるようになつている。

ところで、前記自動走行制御部25は、マイクロコンピ
ユータ等を用いて構成されるが、このものは、前記ワイ
ヤ検知装置14に設けられる検知スイツチ23およびアーム
角検知センサ24、柱検知装置26に設けられる検知スイツ
チ32、33等からの入力信号に基づいて、無人操作装置６
に組込まれる各種無人操作機構に対して作動指令を出力
するようになつている。

次に、自動走行制御部25の制御手順を第10図〜第12図
に基づいて説明するが、圃場には、複数のワイヤＫを2W
-C（柱Ｐが介在する場合はＷ＋Ｄ）の間隔を存して直線
的に並設し、またワイヤＫの所定設定位置には、マーカ
取付具34によつてマーカＭを三種のパターン（ワイヤＫ
の左側に取付けた左旋回パターンと、右側に取付けた右
旋回パターンと、左右両側に取付けた作業機下降パター
ン）で取付けるものとする。

さて、自動走行制御部25では、初期設定を行つた後、
前述したワイヤ倣い制御、マーカ判別制御、旋回制御等
の制御を繰返し行うが、マーカ判別制御においては、ま
ず揺動アーム19が一回揺動（一往）する間に検知スイツ
チ23が何度ONしたかをスイツチカウンタに格納すると共
に、検知スイツチ23がONした際のアーム角データを格納
する。そして、揺動アーム19の揺動が一回終わると、ス
イツチカウンタが「１」、「２」、「３」の何れである
かを判断して以降の制御を分岐するが、スイツチカウン
タが上記以外、つまり「０」である場合には、走行機体
１がワイヤＫから逸れたと判断してクラツチOFFにより
走行機体１を一時停止（実施例では、揺動アーム19が一
回揺動するのに１秒要するのに対してクラツチOFF作動
に２秒要するため、次回揺動においてワイヤＫを検知す
れば走行機体１は実質的に走行停止することはない。）
するようになつている。一方、スイツチカウンタが
「３」である場合には、ワイヤＫの左右両側にマーカＭ
が取付けられていると判断して、直ちに作業機３を下降
作動すると共に、作業機ダウンフラグのセツトおよび旋
回予想フラグのリセツトを行うようになつている。ま
た、スイツチカウンタが「２」である場合は、旋回パタ
ーンのマーカＭが取付けられていると判断して二つのア
ーム角データ１、２を格納すると共に、旋回予想フラグ
をセツトするが、第14図Ｃに示すように作業機下降パタ
ーンのマーカ取付部においてスイツチカウンタが「２」
となるケースがあるため、作業機ダウンフラグがリセツ
ト状態であることを確認した後、旋回予想フラグのセツ
トを行うようになつている。さらに、スイツチカウンタ
が「１」である場合には、まず旋回予想フラグがセツト
状態であるか否かが判断される。ここでリセツト状態で
あると判断されると、必要に応じて作業機ダウンフラグ
のリセツトを行うと共に、アーム角データの格納を行
うが、旋回予想フラグがセツト状態である場合には、マ
ーカＭがワイヤＫの左右何れに取付けられているかを判
断して左旋回フラグもしくは右旋回フラグをセツトする
ようになつている。即ち、旋回予想フラグがセツト状態
であると判断すると、今回のアーム角データをアーム角
データとして格納すると共に、前記アーム角データ
とアーム角データの平均値を算出する。次に、マーカ
位置Ｌを算出するが、マーカ位置Ｌは、スイツチカウン
タが「２」となつたときに格納されたデータ１、２の和
からアーム角データとアーム角データの平均値を減
じることで算出（アーム角データとアーム角データ
を平均してワイヤ位置の近似値を求め、該近似値をデー
タ１、２の和から減じることでマーカ位置が算出され
る。）され、そして算出したマーカ位置Ｌを、アーム角
データとアーム角データの平均値（ワイヤ位置）と
大小比較することでマーカＭがワイヤＫに対して左右何
れに設けられているかを判別するようになつている。ま
た、上記マーカ位置Ｌとワイヤ位置の大小比較において
は、認識不能域が±αの幅で設定されているが、これは
マーカ位置Ｌとワイヤ位置が近接している場合に、ワイ
ヤＫの揺れに伴う誤つた検知、あるいは検知スイツチ23
の誤検知であると判断するためのものであり、そしてこ
の場合には危険回避のために走行機体１を停止させるよ
うになつている。

さらに、マーカ判別制御に続く旋回制御においては、
始めに左旋回フラグもしくは右旋回フラグがセツトされ
ているか否かが判断される。ここで左旋回フラグがセツ
ト状態であると判断すると、タイマ１フラグのセツトお
よびタイマ１のONを行い、しかる後、左ブレーキを操作
すると共に、ステアリングを左旋回操作することで走行
機体１を左旋回させ、またタイマ１＝０に基づいて左ブ
レーキを解除すると共に、ステアリングを直進操作し、
さらにタイマ１フラグおよび左旋回フラグをリセツトす
ることで左旋回を終了するようになつている。一方、右
旋回フラグがセツトされている場合は、上記左旋回時と
左右逆の操作で走行機体１を右旋回させるが、右ブレー
キの操作は前記柱検知装置26の検知バー29位置に基づい
て行われるようになつている。つまり、右旋回において
は旋回中心に柱Ｐが存在する場合があるため、検知スイ
ツチ32、33のON-OFFに基づいて検知バー29が「イ」の範
囲に位置すると判断した場合に、旋回半径を小さくすべ
く右ブレーキを操作し、検知バー29が「ロ」の範囲に位
置すると判断した場合に、旋回半径を大きくすべく右ブ
レーキを解除することで、柱Ｐと所定の間隔を維持しな
がら走行機体１を右旋回させるようになつているが、仮
りに検知バー29が「ハ」の範囲まで達した場合には、走
行機体１が柱Ｐに衝突することが予測されるため、クラ
ツチ操作により走行機体１を停止させるようになつてい
る。尚、旋回フラグがセツトされた状態では、ワイヤ倣
い制御を解除するものとする。

叙述の如く構成された本考案の実施例において、予め
圃場には、所定間隔を存してワイヤＫを並設すると共
に、ワイヤＫの所定位置にはマーカＭを三種のパターン
で取付ける。そして走行機体１を作業スタート位置にセ
ツトして自動走行を開始すると、ワイヤ検知装置14は、
揺動アーム19の左右揺動に伴つてワイヤＫを検知し、該
検知時における揺動アーム19の角度データを出力する。
そしてこの角度データを入力した自動走行制御部25がワ
イヤ倣い制御に基づいてワイヤＫに倣つた走行機体１の
自動走行を行うことになるが、ワイヤ検知装置14の検知
スイツチ23がワイヤＫに並列状に取付けられるマーカＭ
に接触すると、自動走行制御部25は、入力される複数の
角度データに基づいてマーカＭがワイヤＫに対して左右
何れに取付けられているか、もしくは左右両側に取付け
られているかを判別し、そして対応する無人操作機構に
対して作動指令を出力することにより左旋回、右旋回、
作業機下降等の予め設定される制御を行うことになる。

この様に、本考案にあつては、予め圃場に配設される
ワイヤＫに倣つて走行機体１を自動走行せしめるもので
あるが、機体旋回や作業機下降を行うためにワイヤＫの
所定設定位置に並設されるマーカＭは、ワイヤＫを検知
するべく左右揺動する揺動アーム19に設けられた検知ス
イツチ23で検知され、そして検知スイツチ23が検知作動
したときのアーム角度に基づいてワイヤＫの左右何れに
設けられているか、また左右両側に設けられているかが
判別されることになる。従つて、ワイヤＫの左右に並設
したマーカＭを、殊更専用に設けた検知スイツチで検知
することなく、ワイヤＫを検知するために設けられる揺
動アーム19の検知スイツチ23によつて検知し得ることと
なり、この結果、検知スイツチ数を減らして部品点数の
大幅な削減並びに構造の簡略化を計ることができる。

しかも、必要に応じてマーカＭの取付けパターンを増
やしたとしても、従来の様に検知スイツチの増設を行う
ことなく、自動走行制御部25における制御プログラムの
書き換えのみで対応し得るので、汎用性も著しく向上さ
せることができる。

さらに、実施例においては、検知スイツチ23が一回の
揺動中に複数の検知信号を出力した場合に直ちにマーカ
検知であると判断することなく、前後の検知信号も参照
して判断するので、ワイヤＫの揺れ等に伴う誤検知をそ
のままマーカ検知であると誤つて判断するような不具合
を確実に防止することができ、もつて極めて精度の高い
マーカ検知を行うことができる。

尚、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば機体位置検知装置の架線検知体は、走行機体の直
進方向に対して左右方向に設定される所定幅間を移動し
て架線との接触を検知するものであれば良いのであるか
ら、前記実施例のように左右揺動するものに限らず、左
右に直線往復移動するものや、円運動するものであつて
もよいものである。

［作用効果］ 以上要するに、本考案は叙述の如く構成されたもので
あるから、予め圃場に配設される架線に倣つて走行機体
を自動走行せしめるものであるが、作業機の昇降を行う
ために架線の設定位置に並設されるマーカは、架線を検
知するべく左右所定幅間を移動する架線検知体で検知さ
れることになる。そして架線検知体が左右所定幅間を移
動する間に複数の検知信号を出力した場合には、検知信
号の出力パターンに基づいて自動走行制御装置がマーカ
検知であるか否かを判別して所定の制御を行うことにな
る。従つて、架線に並設したマーカを、殊更専用に設け
た検知スイツチで検知することなく、架線を検知するた
めに設けられる架線検知体によつて検知し得ることとな
り、この結果、検知スイツチ数を減らして部品点数の大
幅な削減を計ることができる。しかも、マーカ数を増や
す必要が生じた場合は、従来の様に検知スイツチの増設
を行うことなく、自動走行制御装置における制御ソフト
の書き換え等で容易に対応し得るので、汎用性の向上も
計ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案に係る作業用走行車の架線式自動走行装
置の実施例を示したものであつて、第１図はトラクタの
側面図、第２図は同上平面図、第３図はワイヤ検知装置
の側面図、第４図A,Bはそれぞれワイヤ検知装置の平面
図、正面図、第５図A,B,Cはそれぞれマーカ取付部の側
面図、平面図、正面図、第６図は旋回状態を示すトラク
タの平面図、第７図は柱検知装置の平面図、第８図は柱
検知装置の作用説明図、第９図は作用を示す圃場の平面
図、第10図はメイン制御を示すフローチヤート、第11図
はマーカ判別制御を示すフローチヤート、第12図は旋回
制御を示すフローチヤート、第13図はワイヤ検知装置の
作用を示すマーカ取付部の平面図、第14図A,B,Cはそれ
ぞれワイヤ検知装置の作用を示す右旋回マーカ、左旋回
マーカ、作業機下降マーカの平面図、第15図は制御機構
の概略を示すブロツク図である。 図中、１は走行機体、３は作業機、６は無人操作装置、
14はワイヤ検知装置、19……揺動アーム、23は検知スイ
ツチ、25は自動走行制御部、26は柱検知装置、Ｋはワイ
ヤ、Ｍはマーカ、Ｐは柱である。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】予め圃場に配設される架線に接触して架線
   に対する走行機体の左右位置を検知する機体位置検知装
   置と、該機体位置検知装置の検知に基づいて走行機体の
   自動走行用アクチユエータに作動指令を出力する自動走
   行制御装置とを備えてなる作業用走行車において、前記
   機体位置検知装置を、走行機体の直進方向に対して左右
   方向に設定される所定幅間を移動して架線との接触を検
   知する架線検知体と、該架線検知体が架線に接触した位
   置を検知する検知体位置検知手段とで構成する一方、自
   動走行制御装置には、架線検知体が前記所定幅間を移動
   する間に複数の検知信号を出力した場合に、検知信号の
   出力パターンに基づいて架線に並設された制御指令用の
   マーカとの接触であるか否かを判別し、マーカであると
   判別した場合に予め設定される制御を行うマーカ判別手
   段を設けたことを特徴とする作業用走行車の架線式自動
   走行装置。