DE1438914C - Steuersystem für eine bewegliche Einheit - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Steuersystem für eine stehen, und zwar dadurch, daß der Führungsleiter

bewegliche Einheit, die in einer umgrenzten Fläche eingegraben werden muß und daß sich dieser Füh-

willkürliche, die Fläche in zunehmendem Maß voll- rungsleiter längs des Wegs erstrecken muß, dem der

ständig überdeckende Bewegungen ausführen kann Rasenmäher zu folgen hat.

und die sowohl umsteuerbare Antriebseinrichtungen 5 Ein üblicher Rasenmäher hat aber eine begrenzte

als auch Lenkeinrichtungen aufweist, die von Signa- Schnittbreite, und daraus ergibt sich, daß der Mäher

len steuerbar sind, die von einer eine Grenze bestim- beim Schneiden des Rasens eine Anzahl von Schnit-

menden, Signale abstrahlenden Einrichtung kommen. ten durchführen muß, die nebeneinander liegen und

Als fernsteuerbare bewegliche Einheit ist bereits die sich etwas überlappen. Es müssen also in dem eine sogenannte künstliche Schildkröte bekannt, die io Rasen sehr dicht beieinanderliegende Führungsleiter

vor Hindernissen ausweichen kann und die dem eingegraben werden, und dies hat dazu geführt, daß

Licht zustrebt, jedoch die Blendung meidet. Diese man vom Einbau der Einrichtung Abstand genom-

Schildkröte lernte, bestimmte Hemmungen auf ihrem men hat.

Weg nach einigen Zusammenstößen zu umgehen. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Diese künstliche Schildkröte ist jedoch nicht in der 15 solches Steuersystem zu schaffen, mit dem in einfach-Lage, auf einer umgrenzten Fläche willkürliche, die ster Weise sichergestellt werden kann, daß die beFläche in zunehmendem Maß vollständig überdek- wegliche Einheit Bahnen durchläuft, die in zunehkende Bewegungen auszuführen. mendem Maß vollständig eine gewünschte Fläche

Aus der deutschen Patentschrift 728 025 ist es fer- bedecken.

ner bekannt, ein Flugzeug innerhalb eines gewählten 20 Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß Bereichs ohne Beibehaltung einer besonders aufge- ein elektrischer Leiter, der Hochfrequenzsignale abzwungenen Richtung zu halten bzw. beim Verlassen gibt, die Fläche einschließt, daß an der beweglichen des Flugzeugs aus diesem Bereich dasselbe wieder Einheit Empfangsspulen vorgesehen sind, die aus den zur Rückkehr in den gewählten Bereich zu zwingen. vom Leiter abgestrahlten Signalen Steuersignale er-Es handelt sich hierbei um eine Steuerung von 25 zeugen, die sich mit der Stellung der beweglichen Modellflugzeugen, wobei ein von einer Sendeantenne Einheit relativ zum Leiter verändern, daß auf diese herrührendes Strahlungsfeld größerer räumlicher Steuersignale ansprechende Relais vorgesehen sind, Ausdehnung einen Flugraum schafft, innerhalb wel- welche die Lenkanordnung steuern, und daß die erchem bei ausreichender Empfangsenergie das Flug- zeugten Steuersignale den Relais derart zugeführt zeug fliegen kann, wobei bei Austritt aus diesem 30 werden, daß diese die bewegliche Einheit in eine Strahlungsfeld bei zu geringer Empfangsenergie das Richtung lenken, die vom Leiter wegführt. In vorteil-Seitenruder des Flugzeugs in Ausschlagstellung ge- hafter Weise erfolgt hierdurch eine statistische Verbracht wird, so daß das Flugzeug unmittelbar wieder teilung der Bewegungen der beweglichen Einheit über in den durch das Strahlungsfeld festgelegten Flug- die Fläche hinweg, die derart ist, daß mit zunehmenraum zurückkehrt. Mit einer derartigen Steuerung 35 der Bewegungsdauer die Überdeckungsdichte der Bekann jedoch eine fernsteuerbare bewegliche Einheit wegungsbahnen auf der Fläche derart groß wird, daß nicht innerhalb einer Grenze gehalten werden. Es ist die Fläche praktisch vollständig bedeckt wird,
immer möglich, daß diese Einheit eine vorbestimmte Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung Grenze überschreitet und erst nach Überschreitung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung dieser Grenze zur Umkehr gezwungen wird. 40 erläutert werden. Es zeigt

In der Technik tritt nun häufig das Problem auf, F i g. 1 eine Grundrißdarstellung einer Fläche, die

eine derartige fernsteuerbare bewegliche Einheit der- von einem Führungsleiter umschlossen wird und in

art zu steuern, daß diese Einheit in einer durch eine der eine bewegliche Einheit angeordnet ist, L

vorherbestimmbare Grenze umgrenzten Fläche will- Fig. 2 ein Schaltschema eines Steuersystems zur ψ

kürliche, die Fläche in zunehmendem Maß vollstän- 45 Führung der beweglichen Einheit und

dig überdeckende Bewegungen ausführen kann. Fig. 3A bis 3D schematische Darstellungen,

Insbesondere erfordern bestimmte Arbeitsaufga- welche Bewegungsbahnen darstellen, wie sie von dem

ben, wie beispielsweise der Pflanzenanbau-und Ernte- in Fig. 2 dargestellten Steuersystem eingestellt ;

betrieb und auch das Schneiden von Wiesen, daß die werden.

Oberfläche eines bestimmten Gebiets wiederholt von 5° Wie Fig. 1 zeigt, ist eine als Rasenmäher ausge-

einem kraftbetriebenen Fahrzeug oder einem kraft- bildete bewegliche Einheit 10 vorgesehen, die über

betriebenen Gerät derart überquert wird, daß im eine Fläche 11 innerhalb der Grenzen bewegt werden

wesentlichen die gesamte Oberfläche überquert wird. kann, die durch einen Leiter 12 bestimmt werden. An

Da das Beispiel des Rasenschneidens das geläufigste diesen Leiter 12. ist ein Oszillator 13 oder eine andere

ist, soll die Erfindung in Anwendung auf dieses 55 Einrichtung zur Erzeugung von elektromagnetischen

Gebiet, ohne Einschränkung darauf, erläutert Signalen angeschlossen,

werden. Der Rasenmäher 10 weist eine Schneideinrichtung

In der USA.-Patentschrift 2 339 291 wird eine Ein- auf, eine Steuereinrichtung 28, ein Paar vordere I richtung zum Schneiden von Rasen beschrieben, bei Steuerräder 16 und ein Paar Hinterräder 17 und weider ein Leiter in den Boden eingegraben ist, der 6° terhin ein vorderes Abtastgerät 18, welches in der Kursbestimmungssignale abstrahlt, die ein Führungs- Nähe der Vorderseite des Rasenmähers angeordnet system des beweglichen Geräts empfängt. Das Gerät ist, und eine hintere Abtastspule 20, die an der Rück- j wird längs des Leiters bewegt. Eine verbesserte Aus- seite des, Rasenmähers oder der Einheit angeordnet führungsform des Führungssystems ist in der USA.- ist. Begrenzungsschalter 45, 46 (Fig. 2) sind vorge-Patentschrift 3 009 525 beschrieben. Derartige Ein- 65 sehen, um zu verhindern, daß die Steuerräder des | richtungen konnten sich jedoch nicht allgemein Fahrzeugs über zu große Winkelbereiche gedreht j durchsetzen, und zwar wegen der Kosten und der werden. Weiterhin sind Auslenkschalter 43, 44. j Nachteile, die durch die Störung der Landschaft ent- (Fig· 2) vorgesehen und den Steuerrädern benach-

bart angeordnet, um den Rasenmäher im wesentlichen längs eines geraden Kurses zu führen, wenn einmal eine Bewegungsbahn bestimmt ist, wie es im folgenden eingehend beschrieben werden soll. Das in F i g. 2 dargestellte Steuersystem, welches, wie in F i g. 1 gezeigt, am beweglichen Gerät 10 angeordnet sein kann, weist eine Steuereinrichtung 28 auf, die mit den Abtastspulen 18 a, 18 b verbunden ist, um Steuersignale zu liefern, die Kennungen aufweisen, die sich auf die Lage des beweglichen Geräts gegenüber dem Leiter beziehen. Die Steuersignale der Steuereinrichtung werden zwei auf die Signale ansprechenden Relais 25, 26 zugeleitet, die ihre Kontakte 25 a bis 25 g, 26 a bis 26 g betätigen, um die Antriebsvorrichtung des Mähers in Betrieb zu setzen und zu steuern. Diese Antriebsvorrichtung wird durch einen Antriebsmotor 30 für Vorwärtsantrieb und durch einen Motor 31 für umgekehrten Antrieb gebildet, und die Steuerungseinrichtung weist einen Linkssteuermotor 32 und einen Rechtssteuermotor 33 auf. Es ist zu erkennen, daß als Antriebsmotor ein einzelner Motor vorgesehen sein kann, der wahl-

Φ weise derart betrieben werden kann, daß eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Mähers erzeugt wird. In gleicher Weise können der Links- und Rechtssteuermotor zu einer einzigen elektrischen Einheit zusammengefaßt sein. Zum Zweck der Erläuterung ist es jedoch erforderlich, die Antriebs- und Steuereinrichtungen als Einzelelemente darzustellen. In F i g. 2 sind Empfangsspulen 18 α und 18 b dargestellt, die praktisch eine Seitwärtsversetzungsspule und eine Bezugsspule sind.

Ein Zweistellungsschalter 29 ist zwischen den Ausgang der Steuereinrichtung 28 und den Relais 25, 26 eingeschaltet. Dieser Schalter bewirkt in einer Stellung (Führungsstellung) den Anschluß der Relais in der Weise, daß eine Bewegung der beweglichen Einrichtung in bekannter Weise längs des Wegs erzielt wird, der durch den Führungsleiter bestimmt wird. Dieser Schalter 29 kann in eine zweite Stellung (willkürliche Steuerung) gebracht werden, um die Relais 25, 26 in solcher Weise anzuschließen, daß eine kontinuierliche Abkehrbewegung vom Führungsleiter er-

) zielt wird.

Zur Erläuterung sei angenommen, daß bei der vorliegenden Einrichtung der Schalter 29 sich in der »Führungsstellung« befindet/In dieser Stellung folgt die bewegliche Einheit dem Führungsleiter 12. Die Kontakte α und c sind, wie in F i g. 2 dargestellt, geschlossen, und wenn ein Signal von den Spulen 18 a und 18 b empfangen wird, welches anzeigt, daß sich die bewegliche Einrichtung auf der rechten Seite des Führungsleiters 12 befindet und daß deshalb das Fahrzeug nach links gedreht werden soll, wird ein Signal über die Leitung Y dem Relais 26 zugeleitet. Wie später noch im einzelnen gezeigt werden soll, wirkt das Relais 26 derart, daß das Fahrzeug nach links, in Richtung auf den Weg zu gedreht wird. In ähnlicher Weise wird, wenn die Abtasteinrichtung 18 feststellt, daß sich das bewegliche Fahrzeug auf der linken Seite des Führungsleiters befindet, von der Steuereinrichtung 28 ein Signal über den Leiter X

: dem Relais 25 zugeleitet, welches bewirkt, daß das

^: Gerät derart gesteuert wird, daß sich dieses nach

rechts in Richtung auf den Weg dreht.

Wenn sich der Schalter 29 in der Stellung »willkürliche Steuerung« befindet, sind die Kontakte b und d geschlossen. Wenn die Abtasteinrichtung 18 feststellt, daß sich die Einheit rechts vom Leiter befindet, erzeugen die Abtastspulen und die Steuereinrichtungen 28 ein Signal, welches dem Leiter Y zugeführt wird. Da sich jedoch der Schalter 29 in der Stellung »willkürliche Steuerung« befindet, wird das Signal nunmehr dem Relais 25 zugeleitet, und die Steuereinrichtung dreht nach rechts, und zwar vom Führungsleiter weg. In gleicher Weise wird, wenn die Abtastspulen feststellen, daß sich das bewegliche Gerät links vom

ίο Leiter befindet, von der Abtasteinrichtung 18 und von der Steuereinrichtung 28 ein Signal über den Leiter X wie zuvor abgegeben. Da sich jedoch der Schalter 29 in der Stellung »willkürliche Steuerung« befindet, wird das Signal nun dem Relais 26 zugeführt, und die Steuereinrichtung dreht nach links vom Führungsleiter weg, anstatt zum Führungsleiter hin.

Es sind Schalteinrichtungen vorgesehen, die auf eine senkrechte Annäherung des Rasenmähers an den Führungsleiter ansprechen und die den Vor-

ao wärtsantrieb abschalten und den Rückwärtsantrieb einschalten und die gleichzeitig einen der Steuermotoren einschalten, um den Rasenmäher von der Grenze wegzuführen und um dem Fahrzeug eine Orientierung zu geben, die gegenüber der Orientierung des Führungsleiters verschieden ist. Wenn nun der Rasenmäher wieder derart betrieben wird, daß sich dieser in Vorwärtsrichtung bewegt, so ist seine Orientierung geändert, und der Rasenmäher bewegt sich vom Führungsleiter 12 in abgedrehter Richtung weg. Als Sicherheitsvorkehrung kann eine Ausfallsicherung vorgesehen sein, die, wenn der Rasenmäher in irgendeiner Weise unmittelbar längs einer Linie senkrecht zum Führungsleiter zurückversetzt wird, den Rasenmäher anhält, wenn die hintere Abtastspule 20 sich dem Führungsleiter 12 nähert.

Wie F i g. 2 zeigt, weist das Steuersystem eine gemeinsame Speiseleitung 35 auf, die mit dem positiven Anschluß einer Spannungsquelle verbunden ist, und Kontakte, um wahlweise die gemeinsame Speiseleitung an den Vorwärtsantriebsmotor 30 und an den Rückwärtsantriebsmotor 31 und an die Links- und Rechtssteuermotoren 32 und 33 anzuschließen. Ein Startschalter 27, der ein handbetätigter Schalter sein kann, ein ferngesteuertes Relais oder ein ähnlicher Schalter, weist einen Kontakt 27 a auf, der einen Stromkreis für den Vorwärtsantriebsmotor 30 schließen kann. Dieser Kreis führt vom Leiter 35 über Kontakte 27 a, 25 a, 25 b des »Rechtsdreh«-Relais 25 und ebenso über parallelgeschaltete Kontakte 26 a, 26 b des »Linksdreh«-Relais zum Vorwärtsantriebsmotor 30 und zur Erde. Wenn kein anderer Steuerbetrieb eingeleitet ist, schließt deshalb der Schalter 27 einen Stromkreis für den Vorwärtsantriebsmotor 30, um den Rasenmäher aus seiner Ruhestellung in Vorwärtsrichtung zu bewegen.

Die Wicklung des Relais 42 ist zum Vorwärtsantriebsmotor 30 parallel geschaltet, so daß, wenn der Motor 30 gespeist wird, das Relais 42 ebenfalls erregt ist, um den Kontakt 42 a zu schließen. Da-

durch wird Spannung vom Leiter 35 über die Kontakte 27 a, den Leiter 41 und den Kontakt 42 a einem Kontakt zugeleitet, der von den Rechtsdreh- und Linksdreh-Relais 25, 26 gesteuert wird. Wenn sich der Schalter 29 in seiner Stellung »willkürliche Steuerung« befindet und wenn sich die Steuereinrichtung 28 weit genug entfernt vom Einflußbereich des Führungsleiters 12 befindet, nehmen die Kontakte die Stellung ein, die in F i g. 2 dargestellt ist, und die

Spannung wird weiter den Ablenkungsschaltern 43 und 44 für die Steuerräder 16 zugeleitet. Wenn nun die Steuerräder richtig stehen, bleiben die Ablenkungsschalter 43 und 44, wie dargestellt, geöffnet, und das Fahrzeug bewegt sich längs eines geradlinigen Kurses. Wenn die Einheit von einem Kurs abkommt, wird einer der Ablenkungsschalter 43, 44 in Abhängigkeit von der Richtung der Abtrift wirksam, um den entsprechenden Steuermotor einzuschalten, damit die Abweichung korrigiert wird.

Die Steuermotorkreise sind weiterhin über Linksund Rechtsbegrenzungsschalter 45 und 46 geführt und über eine Leitung 29 zur Erde. Die Begrenzungsschalter werden wirksam, um den Stromkreis für einen Steuermotor zu unterbrechen, wenn die Steuerräder über einen vorbestimmten Winkel hinaus verdreht werden.

Wie bereits angedeutet und wie noch ausführlich dargelegt werden soll, wird die Speisung des Linkssteuermotors 32 und des Rechtssteuermotors 33 wahlweise durch die Relais 25, 26 gesteuert, die ihrerseits durch die Abtasteinrichtung 18 und den Steuerkreis 28 gesteuert werden. Wie noch gezeigt werden soll, betätigen, wenn sich der Schalter 29 in der Stellung »Führung« befindet, die Abtasteinrichtung 18 und der Steuerkreis 28 die Relais 25, 26 und deren Kontakte 25 d bis 25/, 26 d bis 26/, um die Steuermotoren 32, 33 derart zu steuern, daß sich das bewegliche Gerät längs des Wegs bewegt, der durch den Führungsleiter 12 bestimmt wird. Wenn sich der Schalter 29 in der Stellung »willkürliche Steuerung« befindet und wenn sich die bewegliche Einheit genügend nahe einem Abschnitt des Führungsleiters 12 genähert hat, damit die Abtasteinrichtung 18 ein abgestrahltes Signal empfangen kann, wird das entsprechende der Relais 25, 26 betätigt, um den Linksoder Rechtssteuermotor 32 oder 33 zu speisen, wodurch sich die bewegliche Einrichtung von dem Abschnitt des Führungsleiters 12, der der beweglichen Einrichtung benachbart ist, wegbewegt.

Falls sich die bewegliche Einheit bei willkürlicher Steuerung einem Abschnitt des Führungsleiters längs eines im wesentlichen senkrechten Wegs nähert, werden beide Relais 25 und 26 betätigt, und es wird ein Kreis geschlossen, der zum Umkehrmotor 31 und gleichzeitig zum Rechtssteuermotor 33 führt.

Die hintere Abtastspule 20 ist, wie dargestellt, mit der Wicklung eines Relais 47 verbunden, welches einen normalerweise geschlossenen Kontakt 47 a aufweist. Dieser Kontakt ist in den Stromkreis des Rückwärtsantriebsmotors 31 eingeschaltet. Wenn, wie bereits ausgeführt, beide Relais 25 und 26 gleichzeitig erregt werden und wenn das Relais 47 nicht erregt ist, wird ein Stromkreis für den Rückwärtsantriebsmotor 31 geschlossen. Wenn sich jedoch der Rasenmäher rückwärts bewegt und die hintere Abtastspule 20 sich einem Abschnitt des Führungsdrahts nähert, wird das dadurch abgetastete Signal wirksam, um das Relais 47 zu erregen und um den Kontakt 47 α zu öffnen, so daß der Stromkreis für den Rückwärtsantriebsmotor 31 unterbrochen wird. Dadurch wird das Fahrzeug angehalten.

Für die vorstehende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung soll die Betriebsweise nun in Verbindung mit den Fig. 3 A bis 3D beschrieben werden. Um auf verschiedene Abschnitte des Führungsleiters 12 Bezug nehmen zu können, sind die Seiten des Rechtecks oder Quadrats, welches vom Leiter umschlossen wird, mit 12 a, 12 b, 12 c und 12 d bezeichnet. Aus der Erläuterung der Betriebsweise geht hervor, daß die Erfindung nicht auf einen Führungsleiter begrenzt ist, der in einer bestimmten Konfiguration geführt ist. Die Erfindung arbeitet gleichgut, wenn der eingeschlossene Bereich durch irgendeine reguläre oder irreguläre Figur gebildet wird oder durch irgendeine im wesentlichen geschlossene Grenzlinie.

Falls ein willkürliches Schneiden durchgführt werden soll, wird der Schalter 29 in die Stellung »willkürliche Steuerung« umgelegt, um die Kontakte 29 a und 29 c zu öffnen und um die Kontakte 29 b, 29 d, 29 e und 29/ zu schließen.

Es sei angenommen, daß der Mäher 10 sich in der Stellung befindet, wie sie in F i g. 3 A dargestellt ist, wenn der Starter 27 betätigt wird, um den Kontakt 27 a zu schließen. Der Speisekreis für den Vorwärtsantriebsmotor 30 und das Relais 12 werden geschlossen. Der Vorwärtsantriebsmotor 30 dreht sich, um den Rasenmäher in der Richtung des Pfeils anzutreiben, wie es in F i g. 3 A dargestellt ist. Gleichzeitig wird das Steuerrelais 42 betätigt, und seine Kontakte 42 a leiten eine positive Betriebsspannung dem Kreis zu, der von den Kontakten der Linksdreh- und Rechtsdreh-Steuerrelais 25, 26 und auch von den Kontakten 43, 44 der Ablenksteuerschalter gesteuert wird. Demgemäß wird der Rasenmäher 10 in der Richtung, die durch den Pfeil in F i g. 3 A dargestellt ist, bewegt, so daß sich dieser dem Abschnitt 12a des Führungsleiters 12 nähert. Wenn das Fahrzeug den Punkt A (F i g. 3 B) erreicht, wird von der Abtasteinrichtung 18 ein Signal aufgenommen und der Steuereinrichtung 28, die in F i g. 2 dargestellt ist, zugeleitet. Da sich der Abschnitt 12 a auf der linken Seite des Rasenmähers befindet, bewirken die Abtasteinheit 18 und der Steuerkreis 28 eine Speisung des Relais 25 über den Leiter Y und die Kontakte 29 a.

Das Relais 25 wird erregt, und dessen Kontakte 25 a, 256 öffnen einen Teil des Stromkreises des Vorwärtsantriebsmotors 30. Dieser Kreis wird nichtsdestoweniger über die Kontakte 26 a, 26 b des Steuerrelais 26 geschlossen gehalten. Die Kontakte 25 a,

25 c schließen einen Teil eines Stromkreises für den Rechtssteuermotor 33, wobei der Kreis am Kontakt

26 g unterbrochen ist. Die Kontakte 25 α" und 25/ des Relais 25 schließen einen Stromkreis für den Rechtssteuermotor 33, der die Steuerräder des Rasenmähers 10 verschwenkt, um das Fahrzeug nach rechts zu drehen, wenn der Vorwärtsantriebsmotor 30 den Antrieb des Mähers nach vorn fortsetzt. Über den Kontakt 25 g schließt das Relais 25 einen Teil eines Stromkreises für den Rückwärtsantriebsmotor 31, welcher zu der Zeit unwirksam ist, da der Stromkreis bei den Kontakten 26 a, 26 c des Steuerrelais 26 unterbrochen ist. Demgemäß wird der Rechtssteuermotor 33 gespeist, um die Steuerräder nach rechts zu verschwenken, wodurch der Mäher gezwungen wird, sich längs eines Bogens zu drehen, der zwischen den Punkten A und B in F i g. 3 B dargestellt ist. Wenn sich der Mäher dreht, vom Führungsdraht 12 wegbewegt, vermindert sich der Pegel des in der Spule 18 empfangenen Signals und die Steuerung 28 bewirkt den Abfall des Steuerrelais 25.

Wenn die Steuerräder gedreht werden, um den Rasenmäher 10 über den Bogen A B in F i g. 3 B zu führen, werden diese Steuerräder nach rechts ausge-

lenkt, und der Kontakt 44 wird dadurch geschlossen. Das Schließen dieses Kontakts ist jedoch anfangs unwirksam, da die Kontakte 25 d, 25 e in der Zeit offen sind, in der das Relais 25 von dem durch die Abtasteinrichtung 18 empfangenen Signal erregt gehalten wird. Wenn nun der Rasenmäher den Punkt B erreicht und wenn sich das Führungssteuersignal derart vermindert hat, daß das Relais 25 abfällt, werden die Kontakte 25 d, 25 e geschlossen, und ein Stromkreis für den linken Steuermotor 32 wird geschlossen, der sich vom positiven Anschluß über den Kontakt 27 α, den Leiter 41, die Kontakte 42 a, 25 d, 25 e und 44 zum linken Steuermotor 32 erstreckt. Demgemäß wird nun der Linkssteuermotor gespeist, um die Steuerräder in die Mittelstellung zurückzudrehen. Durch Öffnen des Kontakts 44 wird angezeigt, wenn die Räder eine Stellung erreichen, in der die Achsen der Räder im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Fahrzeugs 10 verlaufen. Das Fahrzeug 10 wird nun längs einer im wesentlichen geraden Linie zum Abschnitt 12 c des Grenzführungsleiters hin gerichtet und setzt seine Bewegung längs dieses Weges fort, bis das Fahrzeug einen Punkt erreicht, der ausreichend dicht am Abschnitt 12 c liegt, so daß die Abtasteinrichtung 18 wieder ein Signal auffangen kann und dieses der Steuereinrichtung 28 zuleitet.

Wenn sich der Rasenmäher dem gegenüberliegenden Abschnitt 12 c des Umfangsführungsleiters bis zum Punkt C (F i g. 3 C) nähert, hat das von der Abtasteinheit 18 empfangene Signal einen ausreichenden Pegel, um die Steuereinrichtung 28 zu betätigen. Es sei bemerkt, daß die Orientierung des Mähers gegenüber dem Abschnitt 12 c zu dieser Zeit derart ist, daß der Führungsleiter 12 c näher bei der rechten Seite des Mähers liegt, und deshalb ist das von der Abtasteinrichtung 18 aufgenommene Signal derart, daß die Steuereinrichtung 28 so betrieben wird, daß das Relais 26 erregt wird, um ein Kommando »Linksdrehen« zu erzeugen.

Wenn das Relais 26 erregt ist, unterbrechen dessen Kontakte 26 a, 26 δ einen Teil des Stromkreises für den Vorwärtsantriebsmotor 30, der jedoch über die Kontakte 25 a, 256 des Steuerrelais 25 gespeist bleibt. Mit den Kontakten 26 a, 26 c schließt das Relais 26 einen Teil eines Stromkreises für den Rückwärtsantriebsmotor 31. Dieser Kreis bleibt am Kontakt 2Sg des Steuerrelais 25 unterbrochen. Mit den Kontakten 26 d, 26/ schließt das Relais 26 einen Stromkreis für den Linkssteuermotor 32. Mit den Kontakten 26 g schließt das Relais 26 einen Teil eines Stromkreises für den Rechtssteuermotor 33, wobei jedoch dieser Kreis an den Kontakten 25 α, 25 c des Steuerrelais 25 unterbrochen bleibt.

Nachdem der Rasenmäher etwa die Hälfte der Bogenbahn CD durchlaufen hat, empfängt die Abtasteinrichtung 18 das Signal vom Leiterabschnitt 126 des Umfangsführungsleiters. Dadurch wird die Steuerbetätigung fortgesetzt, welche den Rasenmäher durch den Rest des Bogens bis zum Punkt D führt. Wenn sich der Rasenmäher bei seiner Drehung vom Leiterabschnitt 12 6 entfernt, nimmt das von der Abtasteinrichtung 18 empfangene Signal ab, und das Steuerrelais 26 fällt ab. Die Steuerräder werden wieder geradegerichtet, um das Fahrzeug längs des gezeigten Weges zu einem Führungsleiterabschnitt 12 d zu führen. Die Steuerräder des Rasenmähers werden am Punkte verschwenkt, und der Kontakt43 wird geschlossen. Jedoch war dieses Schließen für die Zeit unwirksam, in der die Kontakte 26 d, 26 e durch die Erregung des Relais 26 unterbrochen sind. Wenn jedoch der Rasenmäher den Punkt D erreicht und wenn das von der vorderen Abtastspule 18 empfangene Signal sich ausreichend vermindert hat, um das Abfallen des Relais 26 zu bewirken, schließen sich die Kontakte 26 d, 26 e, um zusammen mit dem Kontakt 43 einen Stromkreis für den Rechtssteuermotor 33 zu schließen. Dieser Rechtssteuermotor 33 dreht

ίο die Steuerräder in die Mittellage zurück, und dadurch wird das Fahrzeug auf einen im wesentlichen geradlinigen Kurs gehalten.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu erkennen, daß der Rasenmäher oder das Fahrzeug immer von einem Leiterabschnitt weg auf einen Kurs gelenkt wird, der fast, jedoch nicht vollständig, senkrecht zu einem Leiterabschnitt verläuft. Dadurch ist das Steuersystem immer wirksam, um den Rasenmäher von dem Führungsleiterabschnitt wegzudrehen, dem

ao sich der Rasenmäher nähert. In dem unwahrscheinlichen Fall, daß sich der Rasenmäher einen Teil des Führungsleiters längs eines senkrechten Kurses nähern sollte, sind Einrichtungen vorgesehen, um das Fahrzeug anzuhalten oder dessen Kurs zu ändern.

Eine derartige Einrichtung soll nun beschrieben werden.

Wie F i g. 3 D zeigt, nähert sich das Fahrzeug einem Abschnitt, wie beispielsweise 12 d, auf einem senkrechten Kurs. Das Fahrzeug erreicht einen Punkt, wie beispielsweise den Punkts, indem das Signal, welches von der Abtasteinrichtung 18 der Steuereinrichtung 28 zugeleitet wird, derart ist, daß kein Unterschied zwischen dem Rechtsdreh- und Linksdrehanteil des Signals besteht. Dadurch werden beide Steuerrelais 25 und 26 erregt, um drei getrennte Steuerfunktionen durchzuführen.

Die erste auf diese Weise bewirkte Steuerfunktion bei der Erregung der Relais 25 und 26 ist das gleichzeitige Öffnen der Kontakte 25 a, 256 und der Kontakte 26 a, 266, um den Vorwärtsantriebsmotor 30 abzuschalten. Die zweite Funktion ist das Anschalten des Rückwärtsantriebsmotors 31 über einen Kreis, der die Kontakte 26 a, 26 c des Relais 26, den Kontakt 47a der hinteren Abtastspule 47 und den Kontakt 25 g des Relais 25 umfaßt. Dadurch wird der Rückwärtsantriebsmotor gespeist, und das Fahrzeug bewegt sich vom Abschnitt 12 d weg zurück. Die dritte Steuerfunktion ist die Speisung des Rechtssteuermotors 33 über einen Kreis, der vom positiven Anschluß über Kontakte 25 a, 27 a, 25 c, 26 g und die Leitung 40 zum Rechtssteuermotor 33 führt und über den Begrenzungsschalter 46 zur Erde. Demzufolge wird, sobald der Rasenmäher vom Führungsleiterabschnitt 12 d zurückbewegt wird, der Rechts-Steuermotor 33 betätigt, um die Orientierung des Rasenmähers gegenüber dem Führungsleiter zu ändern, so daß bei einer anschließenden Einschaltung des Vorwärtsantriebsmotors 30 das Signal, das von der Abtasteinheit 18 aufgefangen wird und das die Steuereinrichtung 28 betätigt, derart ist, daß dieses Signal das eine oder andere der Steuerrelais 25, 26 erregt und nicht beide Relais.

Wenn sich der Rasenmäher rückwärts bewegt, wie es in F i g. 3 D gestrichelt dargestellt ist, und zwar zum Punkt F in Fig. 3D hin, befindet sich die rechte Seite des Rasenmähers näher am Führungsleiterabschnitt 12 d. Dadurch wird das Relais 26 weiterhin erregt, und das Steuerrelais 25 fällt ab. Beim

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Abfall des Relais 25 öffnet sich der Kontakt 25 g, um den Stromkreis für den Rückwärtsantriebsmotor zu unterbrechen. Die Kontakte 25 a, 25 c öffnen sich, um den Kreis für den Rechtsdrehmotor 33 zu unterbrechen, und die Kontakte 25 a, 25 b werden wieder geschlossen, um den Stromkreis für den Vorwärtsantriebsmotor 30 zu schließen. Das Relais 42 mit dem Kontakt 42 a und das Relais 26 mit den Kontakten 26/ und 26 d schließen den Stromkreis, um eine Vorwärtsbewegung hervorzurufen, wobei eine Linksdrehung stattfindet, bis die Abtastspule aus dem Einflußbereich des Leiterabschnitts 12 d herausbewegt ist, und ein neuer Kurs wird, wie oben beschrieben, eingestellt.

Es ist lediglich erforderlich, daß sich der Rasenmäher über eine kurze Zusatzstrecke von dem Leiterabschnitt zurückbewegt, um eine ausreichende Unabgeglichenheit in der Abtasteinrichtung 18 hervorzurufen, damit lediglich eines der Steuerrelais 25, 26 betätigt wird. Dadurch ist es sehr unwahrscheinlich, daß das Fahrzeug ausreichend weit zurückbewegt wird, um sich einem; anderen Leiterabschnitt zu nähern und um aus der Fläche 11 herauszutreten. Sollte dies jedoch auftreten, so ist eine hintere Abtastspule 20 vorgesehen, welche die Annäherung des Geräts an den benachbarten Leiterabschnitt anzeigt und die Betätigung des'. Relais 47 bewirkt, wodurch der Kontakt 47 a geöffnet wird und der Stromkreis für den Rückwärtsantriebsmotor 31 unterbrochen wird. Wenn zu dieser: Zeit der Stromkreis für den Vorwärtsantriebsmotor : ebenfalls unterbrochen ist, und zwar wegen der senkrechten Ausfluchtung des Rasenmähers gegenüber dem Führungsleiter, dann können wahlweise Steuereinstellvorrichtungen 36 betätigt werden, um wahlweise einen der Steuermotoren zu betreiben und um eine Orientierung des Rasenmähers hervorzurufen/ die außerhalb dieser senkrechten Lage liegt. Dadurch wird der Kreis des Vorwärtsantriebsmotors 30: -geschlossen, und der Rasenmäher führt seinen automatischen Betrieb innerhalb der Fläche 11 weiterhin, durch.

Es ist klar, daß durch die Erfindung ein bedeutender und erheblicher wirtschaftlicher Fortschritt gegenüber den bisher bekannten Methoden des Antriebs eines kraftbetriebenen Fährzeugs innerhalb eines vorbestimmten Bereichs in einer Weise, daß dieses Fahrzeug im wesentlichen die gesamte Fläche überquert, erzielt wird. Die Erfindung ist nicht auf ein Führungssystem beschränkt, bei welchem die Grenze von einem elektrisch gespeisten Leiter bestimmt wird. Es ist klar, daß andere, eine Grenze bestimmende Einrichtungen oder Mittel, wie beispielsweise radioaktive Substanzen, Lichtquellen u. dgl., ebenfalls verwendet werden können, wobei an dem kraftbetriebenen Gerät entsprechende Empfänger vorgesehen sind, welche eine Annäherung an derartige, eine Grenze bestimmende Mittel oder Einrichtungen abtasten und anzeigen. Wenn einige natürliche Hindernisse vorhanden sind, beispielsweise eine kleine Bucht oder ein großer Raum, so müssen die Mittel oder Einrichtungen, welche die Umfangsgrenze bestimmen, nicht vollständig den Bereich umschließen, der vom Fahrzeug überquert werden soll, da die abgestrahlte Energie, und zwar entweder die elektromagnetische Energie, die optische Energie, die radioaktive Energie oder andere Energiearten, über einen derartigen Raum übertragen werden kann, um in wirksamer Weise die Grenze zu bestimmen, gegebenenfalls zu umschließen, auch wenn der körperliche Einschluß des Bereichs, der zu überqueren ist, nicht vollständig ist.

Von Bedeutung ist die willkürliche Steuerung des Geräts innerhalb des Flächenbereichs, da es dadurch nicht mehr erforderlich ist, den Flächenbereich aufzugraben und ein Leitersystem unter diese Flächen einzugraben, wonach die Oberfläche des Flächenbereichs wieder eingeebnet und hergestellt werden muß. Dieser wesentliche Vorteil ist durch die willkürliche Steuerung des Geräts innerhalb eines Bereichs möglich, der durch einen einzelnen Führungsleiter umschlossen wird, welcher ein Signal erzeugt, das anfangs verwendet werden kann, um das kraftbetriebene Fahrzeug um den Umfang des Bereichs herumzuführen, wobei anschließend durch eine einfache Umschaltung der Abtasteinrichtung des Fahrzeugs das Fahrzeug innerhalb des Bereichs, der vom Führungsleiter umschlossen wird, von diesem abgewiesen wird. Zusätzlich zu den durch die Erfindung erzielten wirtschaftlichen Vorteilen ist es häufig auch von ästhetischer Bedeutung, ein derartiges Steuersystem für ein Gerät vorzusehen, bei welchem es nicht erforderlich ist, eine Oberfläche aufzugraben, auf der sich erhebliche gärtnerische Anlagen befinden oder die in irgendeiner Art und Weise bearbeitet und hergerichtet ist.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Steuersystem für eine bewegliche Einheit, die in einer umgrenzten Fläche willkürliche, die Fläche in zunehmendem Maß vollständig überdeckende Bewegungen ausführen kann und die sowohl umsteuerbare Antriebseinrichtungen als auch Lenkeinrichtungen aufweist, die von Signalen steuerbar sind, die von einer eine Grenze bestimmenden, Signale abstrahlenden Einrichtung kommen, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Leiter (12), der Hochfrequenzsignale abgibt, die Fläche einschließt, daß an der beweglichen Einheit (10) Empfangsspulen (18 α, 18 b) vorgesehen sind, die aus den vom Leiter (12) abgestrahlten Signalen Steuersignale erzeugen, die sich mit der Stellung der beweglichen Einheit (10) relativ zum Leiter (12) verändern, daß auf diese Steuersignale ansprechende Relais (25, 26) vorgesehen sind, welche die Lenkanordnung (32, 33) steuern, und daß die erzeugten Steuersignale den Relais (25, 26) derart zugeführt werden, daß diese die bewegliche Einheit (10) in eine Richtung lenken, die von dem Leiter (12) wegführt.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsspulen (18 a, 18 b) mit einer Steuereinrichtung (28) verbunden sind, die über zwei Leitungen (X, Y) mit einem Rechtsdrehrelais (25) und einem Linksdrehrelais (26) verbunden ist, und daß die Steuereinrichtung (28) bei der Feststellung, daß sich die Einheit links vom Leiter (12) befindet, ein Steuersignal an das Linksdrehrelais (26) und bei der Feststellung, daß sich die Einheit (10) rechts vom Leiter (12) befindet, ein Steuersignal an das Rechtsdrehrelais (25) abgibt.

3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Relaiskontakte (25 a, 256, 26 a, 26 b, 26 c, 25 g) der Rechtsdrehr und

Linksdrehrelais (25, 26) in den Antriebsmotorstromkreis zur Schaltung eines Vorwärts- (30) oder Rückwärtsantriebs (31) eingeschaltet sind.

4. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontakt (26 g) des Linksdrehrelais (26) in den Stromkreis (40) für den Rechtsdrehantrieb (33) der Steuerräder eingeschaltet ist.

5. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontakt (47 a) einer Rückanschlagsteuerung (20, 47) in den Stromkreis für den Rückwärtsantrieb (31) eingeschaltet ist.

6. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, daurch gekennzeichnet, daß in die Speiseleitung (37, 40) für den Rechtsdrehantrieb (33) und den Linksdrehantrieb (32) Kontakte (26 e, 26/, 25 e, 25/) der Rechtsdreh- und Linksdrehrelais (25, 26) sowie Ablenkungsschalter (43, 44) und Begrenzungsschalter (45, 46) eingeschaltet sind.

7. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Relais (42) parallel zum Vorwärtsantrieb (30) geschaltet ist, dessen Kontakt (42 a) in Serie in den Stromkreis (37, 40) der Drehantriebe (32, 33) eingeschaltet ist.

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