JP2015165775A - 自走式草刈機 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動輪の轍が作業領域に形成されることを抑制できる自走式草刈機を提供する。【解決手段】第１走行用モータ１６及び第２走行用モータ１７の動力で駆動輪を回転させて、仕切り部材により囲まれた作業領域で草刈機本体を走行させる自走式草刈機であって、草刈機本体に設けられ、かつ、草刈機本体を帰還地点に移動させる走行経路でワイヤを検出するワイヤ検出センサ２８及び制御部２２と、草刈機本体に設けられ、かつ、ワイヤ検出センサ２８及び制御部２２によりワイヤが検出されると、帰還地点を基準とする半径に対して予め定められた関係の値を用いて走行経路での草刈機本体の挙動を設定することにより、走行経路における草刈機本体とワイヤとの距離を変化させる制御部２２と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、駆動源の動力で駆動輪を回転させて作業領域内を走行し、刈刃で草を刈る自走式草刈機に関する。

従来の自走式草刈機の例が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された自走式草刈機は、草刈機本体に搭載されたエンジンと、エンジンの動力が伝達される駆動輪と、を有する。また、草刈機本体に操舵輪が設けられており、操舵輪を動作させる操舵用モータが設けられている。また、カッティングユニットが草刈機本体に設けられており、カッティングユニットは、固定刃とリール刃とを有する。エンジンの動力で駆動される油圧ポンプが、草刈機本体に設けられており、油圧ポンプの油圧でリール刃を回転させ、固定刃とリール刃との間で芝を刈り取るようになっている。

さらに、自走式草刈機は、無人運転モードと有人運転モードとを切り替えて選択可能であり、無人運転モードは、作業者が操作することなく、エンジンの動力で駆動輪を回転させて自走式草刈機が作業領域内を走行する。自走式草刈機は、作業領域内における自走式草刈機の位置や、自走式草刈機と周囲の物体との位置関係を検出するために、各種のセンサ、例えば、ＧＰＳセンサ、対物センサ等を備えることが可能である。また、これらのセンサの検出信号が入力されるコントローラが設けられている。コントローラには記憶部が接続され、記憶部には、予め自走式草刈機の作業パターンが記憶されている。作業パターンは、作業領域内における自走式草刈機の走行経路を含む。

そして、無人運転モードが選択されると、予め設定されている作業パターンに基づいて、コントローラから制御信号が出力され、エンジン、操舵用モータ、カッティングユニット等が制御される。すると、駆動輪が回転して作業領域内を自走式草刈機が無人で走行するとともに、カッティングユニットにより芝が刈り取られる。さらに、自走式草刈機の走行経路に基づいて、操舵輪の動作が制御されると、自走式草刈機が作業領域で直進走行したり、カーブ走行したりする。

特開平８−２５６５２２号公報

上記の特許文献１に記載された自走式草刈機で無人運転モードが選択されると、予め記憶部に記憶されている走行経路を草刈機本体が走行する。このため、草刈機本体が草刈り作業を終了して帰還位置に戻る動作を複数回行うと、草刈機本体は、作業領域内で毎回同じ走行経路を通って帰還位置に戻ることとなる。その結果、作業領域に駆動輪が通った跡、つまり、轍が形成される可能性があった。

本発明の目的は、草刈機本体を帰還させる動作を複数回実行しても、作業領域に轍が残ることを抑制できる自走式草刈機を提供することにある。

一実施の形態は、駆動源の動力で駆動輪を回転させて、仕切り部材により囲まれた作業領域で草刈機本体を走行させる自走式草刈機であって、前記草刈機本体に設けられ、かつ、前記仕切り部材を検出する検出部と、前記草刈機本体に設けられ、かつ、前記草刈機本体の帰還時において、前記検出部により前記仕切り部材が検出されると、予め定められた関係の値を用いて前記帰還時における前記草刈機本体の挙動を設定することにより、前記帰還時における前記草刈機本体と前記仕切り部材との距離を変化させる挙動制御部と、を有する。

本発明の自走式草刈機によれば、草刈機本体が帰還する動作を複数回行っても、作業領域に駆動輪の轍が形成されることを抑制できる。

本発明の自走式草刈機が作業領域で移動する挙動を示す模式的な平面図である。 本発明の自走式草刈機を示す模式的な平面図である。 本発明の自走式草刈機の制御系統を示すブロック図である。 本発明の自走式草刈機で実行可能な制御例１を示すフローチャートである。 本発明の自走式草刈機が作業領域で移動する挙動を示す模式的な平面図である。 本発明の自走式草刈機が作業領域で移動する挙動を示す模式的な平面図である。 本発明の自走式草刈機が作業領域で移動する挙動を示す模式的な平面図である。 本発明の自走式草刈機で実行可能な制御例２を示すフローチャートである。 本発明の自走式草刈機が作業領域で移動する挙動を示す模式的な平面図である。 本発明の自走式草刈機が作業領域で移動する挙動を示す模式的な平面図である。 本発明の自走式草刈機が作業領域で移動する挙動を示す模式的な平面図である。 本発明の自走式草刈機が作業領域で移動する挙動を示す模式的な平面図である。 本発明の自走式草刈機が作業領域で移動する挙動を示す模式的な平面図である。

以下、本発明が適用された自走式草刈機の一例について図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１及び図２に示す自走式草刈機１０は、作業領域Ｅ１を走行して草刈りを実行する。地上には作業領域Ｅ１の外周縁に沿ってワイヤ１１が設けられている。ワイヤ１１は、例えば導電性の金属で形成されている。ワイヤ１１は、地中に埋められている構造、地上に張られている構造のいずれでもよい。図１に示されたワイヤ１１は、作業領域Ｅ１を平面視すると、互いに平行な２辺１１ａ，１１ｂと、互いに平行な２辺１１ｃ，１１ｄとを有する四角形となっている。また、地上には充電ベース１２が設けられている。図１の例では、充電ベース１２は辺１１ｄに相当する箇所で地上に配置されている。

充電ベース１２は、商用電源に接続されており、充電ベース１２は第１端子を備えている。充電ベース１２は、ワイヤ１１に通電して信号を発生させる信号発生器を備えている。信号発生器からワイヤ１１に通電されると、ワイヤ１１により磁界が形成される。

自走式草刈機１０は、草刈機本体１３と、草刈機本体１３に設けられた右駆動輪１４及び左駆動輪１５とを有する。右駆動輪１４に動力を伝達する第１走行用モータ１６と、左駆動輪１５に動力を伝達する第２走行用モータ１７が設けられている。第１走行用モータ１６及び第２走行用モータ１７は、共に電動モータであり、第１走行用モータ１６及び第２走行用モータ１７は、草刈機本体１３に同心状に搭載されている。つまり、右駆動輪１４の車軸及び左駆動輪１５の車軸の回転中心となる軸線Ｆ１は、草刈機本体１３の幅方向に配置されている。

また、草刈機本体１３に電源部１８が設けられている。電源部１８は、例えば、充電及び放電を繰り返し行うことの可能な二次電池を含む。電源部１８としては、リチウムイオン電池等を用いることができる。また、電源部１８は、草刈機本体１３に対して着脱が可能な電池パックでもよい。さらに、電源部１８は第２端子を有し、第２端子は第１端子と接続可能である。

草刈機本体１３に回転刃用モータ２０が設けられている。回転刃用モータ２０は電動モータであり、回転刃用モータ２０の回転軸にブレード刃１９が取り付けられている。ブレード刃１９は、回転刃用モータ２０の回転軸に固定された円板形状のブレードと、ブレードの外周縁に沿って設けられた複数の刃と、を有する。

ブレード刃１９は、右駆動輪１４及び左駆動輪１５が接地すると草刈機本体１３と地面との間に配置される。さらに、草刈機本体１３に補助輪２１が設けられている。補助輪２１は、軸線Ｆ１と平行な支持軸を中心として回転可能であり、また、補助輪２１は、草刈機本体１３に対して垂直方向の支持軸を中心として回転可能である。補助輪２１は、草刈機本体１３の前後方向において、右駆動輪１４及び左駆動輪１５よりも前方に配置されている。

自走式草刈機１０の制御系統を、図３を参照して説明する。草刈機本体１３に制御部２２が設けられている。制御部２２は、演算処理装置、メモリ、入出力インタフェース等を有するマイクロコンピュータである。メモリには、自走式草刈機１０の挙動及び走行経路、第１走行用モータ１６、第２走行用モータ１７、回転刃用モータ２０等を制御するために、各種のデータ、制御プログラムが記憶されている。

電源部１８は、電力供給回路２３を介して第１走行用モータ１６及び第２走行用モータ１７に接続される。電力供給回路２３は、スイッチング素子を備えたインバータ回路である。

制御部２２から出力される駆動信号が電力供給回路２３に入力されて、第１走行用モータ１６及び第２走行用モータ１７は、回転、停止、回転方向、回転数等が、それぞれ別々に制御される。さらに、電源部１８の充電量を検出する充電量検出センサ２４が設けられており、充電量検出センサ２４の出力信号は、制御部２２に入力される。さらに、右駆動輪１４の回転速度を検出する第１回転速度センサ２５が設けられ、左駆動輪１５の回転速度を検出する第２回転速度センサ２６が設けられている。第１回転速度センサ２５から出力された信号、及び第２回転速度センサ２６から出力された信号は、制御部２２に入力される。さらにまた、ブレード刃１９の回転速度を検出する第３回転速度センサ２７が設けられており、第３回転速度センサ２７の出力信号は制御部２２に入力される。

草刈機本体１３に２個のワイヤ検出センサ２８が設けられている。２個のワイヤ検出センサ２８は、草刈機本体１３の前後方向に沿った中心線Ｆ２上で異なる位置に配置されている。中心線Ｆ２は、自走式草刈機１０の平面視で軸線Ｆ１と直交する。２個のワイヤ検出センサ２８は、共に磁束検出コイルを備えており、２個のワイヤ検出センサ２８は、ワイヤ１１により形成される磁界をそれぞれ検出可能である。

さらに、草刈機本体１３に操作部２９が設けられており、作業者が操作部２９を操作することにより、自動走行モードがオンまたはオフされる。また、操作部２９を操作することにより、自動走行モードがオンされている場合において、ブレード刃１９の停止及び回転速度を設定し、自走式草刈機１０の走行速度等を設定することができる。操作部２９は、液晶ディスプレイ、押しボタン等により構成される。さらに、草刈機本体１３に表示部３０が設けられている。表示部３０には、操作部２９の操作により設定された情報が表示される。表示部３０は、液晶ディスプレイ、ランプ等により構成される。

次に、自走式草刈機１０による草刈り作業の例を説明する。作業者が操作部２９を操作して自動走行モードがオンされた後、回転刃用モータ２０が回転すると、ブレード刃１９により草を刈り取ることができる。操作部２９の操作により、自動走行モードにおける自走式草刈機１０の走行経路が設定されている場合は、その走行経路に沿って自走式草刈機１０が走行する。例えば、ワイヤ１１のうち、平行な２辺１１ａ，１１ｂの間を直線状に走行し、かつ、ワイヤ１１の手前で旋回またはカーブ走行する動作を繰り返すことにより、作業領域Ｅ１内の全体で草刈り作業を行うことが可能である。

ここで、自走式草刈機１０を自動走行モードで走行させる制御例を説明する。まず、右駆動輪１４及び左駆動輪１５が共に正回転すると、自走式草刈機１０は前進走行し、右駆動輪１４及び左駆動輪１５が共に逆回転すると自走式草刈機１０は後退走行する。また、右駆動輪１４及び左駆動輪１５が共に同じ方向に同じ回転速度で回転すると、自走式草刈機１０は直線状に走行する。

さらに、右駆動輪１４及び左駆動輪１５が共に同じ方向に回転し、かつ、右駆動輪１４の回転速度と左駆動輪１５の回転速度とが異なると、自走式草刈機１０はカーブ走行する。例えば、右駆動輪１４の回転速度が左駆動輪１５の回転速度よりも高いと、自走式草刈機１０は左側にカーブ走行する。これに対して、左駆動輪１５の回転速度が右駆動輪１４の回転速度よりも高いと、自走式草刈機１０は右側にカーブ走行する。

さらに、右駆動輪１４の回転方向と左駆動輪１５の回転方向とが異なり、かつ、右駆動輪１４の回転速度と左駆動輪１５の回転速度とが同じであると、自走式草刈機１０は旋回する。ここで、旋回とは、図２のように自走式草刈機１０を平面視した状態で、中心線Ｆ２が、基準点Ｇ１を中心として回転することを意味する。つまり、自走式草刈機１０の平面視で、自走式草刈機１０が旋回しても、基準点Ｇ１は移動しない。基準点Ｇ１は、図２に示す自走式草刈機１０の平面視で、軸線Ｆ１と中心線Ｆ２との交点である。

例えば、右駆動輪１４が正回転し、かつ、左駆動輪１５が逆回転すると、自走式草刈機１０は左側に旋回する。これに対して、左駆動輪１５が正回転し、かつ、右駆動輪１４が逆回転すると、自走式草刈機１０は右側に旋回する。

そして、自走式草刈機１０は、自動走行モードがオンされており、作業領域Ｅ１における草刈り作業が終了すると、充電ベース１２へ戻る。また、制御部２２は、電源部１８の電力が予め定められた値まで低下すると、自走式草刈機１０を充電ベース１２へ移動させ、電源部１８へ充電する制御を実行する。

（制御例１）
以下、制御部２２が、自走式草刈機１０を充電ベース１２に移動させる制御例１を、図１、図４〜図７を参照して説明する。制御部２２は、ステップＳ１において、自走式草刈機１０を所定地点Ｘ１から直進させる制御を実行する。所定地点Ｘ１は、草刈り作業が終了した地点、または、電源部１８の充電量が所定値以下まで低下したことを、制御部２２が判断した地点である。

ここで、自走式草刈機１０が所定地点Ｘ１から直進する向きは前進である。また、制御部２２は、作業領域Ｅ１における自走式草刈機１０の位置、または地点を判断するにあたり、基準点Ｇ１を用いる。制御部２２は、ステップＳ２においてワイヤ１１を検出できたか否かを判断する。制御部２２は、ワイヤ１１を検出できなければ、ステップＳ１の制御を継続する。

制御部２２は、図１のように、自走式草刈機１０が第１地点Ｈ１まで前進して、ステップＳ２でワイヤ１１を検出すると、自走式草刈機１０を一旦停止させ、ステップＳ３の処理を実行する。ステップＳ３の処理は、自走式草刈機１０を後退する距離Ａ、自走式草刈機１０を旋回する角度ｄ、自走式草刈機１０をカーブ走行する仮想円Ｒ２の半径ｒの制御値のうち、少なくとも１つの制御値を、不規則（ランダム）に設定する処理である。ここで、制御部２２は、距離Ａ、角度ｄ、半径ｒを、数式（１）及び数式（２）の関係に設定する。

ｒｂ＞ｒ＞Ａ ・・・数式（１）
０度＜ｄ＜１８０度 ・・・数式（２）
ｒｂは、充電ベース１２の中心１２ａを中心とする仮想円Ｒ１の半径である。中心１２ａは、ワイヤ１１の辺１１ｄ上に位置する。なお、半径ｒｂを基準として、距離Ａ、半径ｒを設定する意義は、後述する。

制御部２２は、ステップＳ３に次ぐステップＳ４で、自走式草刈機１０を図５のように、第１地点Ｈ１から距離Ａ分、直線状に後退させ、第２地点Ｈ２へ移動する制御を実行する。距離Ａは半径ｒｂよりも短い。つまり、自走式草刈機１０は、第１地点Ｈ１から所定地点Ｘ１に向けて後退する。

制御部２２は、ステップＳ４に次いでステップＳ５の制御を実行する。ステップＳ５の制御は、図６のように、自走式草刈機１０を第２地点Ｈ２において、角度ｄで旋回させる制御である。角度ｄは、例えば、自走式草刈機１０の旋回前における中心線Ｆ２と、自走式草刈機１０の旋回後における中心線Ｆ２とのなす角度である。図６においては、左駆動輪１５を正回転させ、右駆動輪１４を逆回転させ、かつ、左駆動輪１５及び右駆動輪１４の回転速度を同一とし、自走式草刈機１０を右側に旋回させている。なお、基準点Ｇ１の位置は、自走式草刈機１０が旋回しても移動しない。

制御部２２は、ステップＳ５に次ぐステップＳ６において、図７のように自走式草刈機１０を半径ｒでカーブ走行させる制御を実行する。自走式草刈機１０をカーブ走行させる場合の中心となる第３地点Ｈ３は、第１地点Ｈ１及び第２地点Ｈ２を通る中心線Ｆ２にある。また、第１地点Ｈ１は、第２地点Ｈ２と第３地点Ｈ３との間に位置する。つまり、自走式草刈機１０はステップＳ６の制御で左側にカーブ走行する。

制御部２２は、ステップＳ６の制御を実行中に、充電ベース１２が検出されたか否かを判断し、制御部２２は、ステップＳ７でＮｏと判断すると、ステップＳ９においてワイヤ１１が検出されたか否かを判断する。制御部２２は、ステップＳ９でＮｏと判断すると、ステップＳ６の制御を継続する。これに対して、制御部２２は、ステップＳ９でＹｅｓと判断するとステップＳ３に戻る。

上記のように、自走式草刈機１０が第１地点Ｈ１から後退する距離Ａは、仮想円Ｒ２の半径ｒ未満に設定されている。このため、自走式草刈機１０が第３地点Ｈ３を中心とする仮想円Ｒ２に沿ってカーブ走行すると、自走式草刈機１０が第２地点Ｈ２から１８０度旋回するまでの間に、ステップＳ９でワイヤ１１を検出できる。

図４の制御を実行すると、図１、図５、図７に示す例では、自走式草刈機１０が、ステップＳ２で、ワイヤ１１を検出し、次いで、自走式草刈機１０が第３地点Ｈ３を中心として左側にカーブ走行して、ステップＳ９においてワイヤ１１を検出する制御を繰り返す。このようにして、ステップＳ９において検出されるワイヤ１１の箇所が、順次、辺１１ａ，１１ｃ，１１ｂ，１１ｄへと移動し、かつ、自走式草刈機１０が後退、旋回、カーブ走行を繰り返す。つまり、自走式草刈機１０は、図１、図５、図７において、ワイヤ１１に沿って作業領域Ｅ１を、概ね時計回りに移動する。

そして、制御部２２がステップＳ７で充電ベース１２を検出すると、ステップＳ８に進み充電動作を実行し、図４の制御ルーチンを終了する。前記したステップＳ３において、仮想円Ｒ２の半径ｒは、仮想円Ｒ１の半径ｒｂ未満に設定されている。このため、制御部２２は、ワイヤ検出センサ２８がワイヤ１１の辺１１ａを検出してから、自走式草刈機１０をカーブ走行させると、ワイヤ検出センサ２８が充電ベース１２を検出できる。

制御部２２は、ステップＳ８で自走式草刈機１０を充電ベース１２に移動させて、電源部１８の第２端子と充電ベース１２の第１端子とを接続し、充電ベース１２から電源部１８に充電する。このように、図４の制御ルーチンを実行することにより、自走式草刈機１０は、図１に示す所定地点Ｘ１から、作業領域Ｅ１をワイヤ１１に沿って概ね時計回りに移動して、充電ベース１２に帰還することができる。

上記のように、制御部２２は、自走式草刈機１０が後退する距離Ａ、自走式草刈機１０が旋回する角度ｄ、自走式草刈機１０がカーブ走行する際の仮想円Ｒ２の半径ｒの制御値のうち、少なくとも１つの制御値を、不規則に設定する。このため、自走式草刈機１０を作業領域Ｅ１内で走行させて充電ベース１２に帰還させる動作を複数回行っても、自走式草刈機１０の帰還時における走行経路は毎回異なる。

したがって、作業領域Ｅ１において右駆動輪１４が同じ個所を通ることはなく、また、左駆動輪１５が同じ個所を通ることはないから、作業領域Ｅ１に轍が形成されることを抑制できる。このため、作業領域Ｅ１の見栄えや景観が損なわれることを回避できる。

また、制御部２２は、半径ｒｂに対して予め定められた関係にある距離Ａ、半径ｒを用いて後退、旋回させることに加え、自走式草刈機１０を角度ｄで旋回させることにより、自走式草刈機１０とワイヤ１１との距離が不規則に変化するように、自走式草刈機１０の走行経路を設定する。したがって、作業領域Ｅ１に轍が形成されることを確実に抑制できる。

さらに、ステップＳ３において、自走式草刈機１０が後退する距離Ａ、自走式草刈機１０が旋回する角度ｄ、自走式草刈機１０がカーブ走行する仮想円Ｒ２の半径ｒのうち、少なくとも１つの制御値を、不規則に設定する。つまり、自走式草刈機１０の走行経路の全部を不規則に設定する訳ではないから、自走式草刈機１０を所定地点Ｘ１から充電ベース１２に帰還させるまでの時間を予測でき、自走式草刈機１０の無駄な走行動作を省くことができる。

さらに、上記したステップＳ３で設定する距離Ａは、第１地点Ｈ１から自走式草刈機１０が第２地点Ｈ２まで後退した場合に、その第２地点Ｈ２でワイヤ検出センサ２８がワイヤ１１を検出できる値、または検出できない値のいずれに設定してもよい。ここで、ワイヤ検出センサ２８がワイヤ１１を検出できないとは、ワイヤ検出センサ２８の検出感度の範囲外に、ワイヤ１１が位置することを意味し、ワイヤ検出センサ２８の故障を意味しない。

前述のように、自走式草刈機１０が、第２地点Ｈ２からカーブ走行を開始した角度が１８０度に到達するまでの間に、自走式草刈機１０は、ワイヤ検出センサ２８がワイヤ１１を検出できる距離まで、ワイヤ１１に接近するからである。

（制御例２）
自走式草刈機１０を充電設備に帰還させる場合に実行可能な制御例２を、図８、図９〜図１３を参照して説明する。まず、制御部２２は、ステップＳ１１の制御を実行する。ステップＳ１１の制御は、ステップＳ１の制御と同じであり、自走式草刈機１０を、図９のように所定地点Ｘ１から前向きに直進させる制御である。制御部２２は、ステップＳ１１の制御を継続し、かつ、ステップＳ１２の判断を実行する。ステップＳ１２の判断はステップＳ２の判断と同じである。制御部２２は、ステップＳ１２でＮｏと判断すると、ステップＳ１１の制御を継続する。

制御部２２は、自走式草刈機１０が図９で第１地点Ｈ１に至り、ステップＳ１２でＹｅｓと判断すると、ステップＳ１３において、自走式草刈機１０を後退させる距離Ａ、自走式草刈機１０を旋回させる角度ｄ、自走式草刈機１０を直進走行させる距離Ｌのうち、少なくとも１つの制御値を、不規則（ランダム）に設定する。

ここで、制御部２２は、距離Ａ，Ｌ、角度ｄ、半径ｒｂを、数式（３）及び数式（４）の関係に設定する。

Ｌ＞ｒｂ＞Ａ ・・・数式（３）
０度＜ｄ＜１８０度 ・・・数式（４）
なお、制御部２２が、距離Ｌを半径ｒｂを超える値とし、かつ、距離Ａを半径ｒｂ未満に設定する意義は後述する。

制御部２２は、ステップＳ１３の処理を実行した後、ステップＳ１４の制御を実行する。ステップＳ１４の制御は、自走式草刈機１０を図１０のように、第１地点Ｈ１から距離Ａ分、直進で後退させ、第２地点Ｈ２へ移動させるものである。制御部２２は、ステップＳ１４に次いでステップＳ１５の制御を実行する。ステップＳ１５の制御は、自走式草刈機１０を図１０のように第２地点Ｈ２で角度ｄ分、右側に旋回させるものである。自走式草刈機１０は、ステップＳ１５の制御が実行されても、基準点Ｇ１は移動しない。

制御部２２は、ステップＳ１５の制御に次ぐステップＳ１６において、自走式草刈機１０を、図１１のように第２地点Ｈ２から距離Ｌ分、直進で前進させて第３地点Ｈ３へ移動させる。制御部２２は、ステップＳ１７において、自走式草刈機１０を図１２のように第３地点Ｈ３で角度ｄ分、左側に旋回させる。制御部２２は、ステップＳ１７の制御に次ぐステップＳ１８において、自走式草刈機１０を、第３地点Ｈ３から距離Ｌ分離れた第４地点Ｈ４へ向けて移動させる。制御部２２は、ステップＳ１８に次いでステップＳ１９の判断を行う。ステップＳ１９の判断は、ステップＳ９の判断と同じである。

制御部２２は、ステップＳ１９でＮｏと判断すると、ステップＳ２０で充電ベース１２が検出されたか否かを判断する。ステップＳ２０の判断は、ステップＳ７の判断と同じである。制御部２２は、ステップＳ２０でＮｏと判断すると、ステップＳ１７及びステップＳ１８の制御を実行する。つまり、制御部２２は、自走式草刈機１０を図１３のように、第４地点Ｈ４で左側に角度ｄ分だけ旋回させた後、自走式草刈機１０を第４地点Ｈ４から距離Ｌ分、前向きに直進走行させる。

そして、再度ステップＳ１９の判断を行う。すると、制御部２２は、ステップＳ１９でＹｅｓと判断し、ステップＳ１３に戻る。前記したように、自走式草刈機１０が後退する距離Ａは、半径ｒｂ未満であり、かつ、距離Ｌは半径ｒｂを超える値であるため、制御部２２が、ステップＳ２０でＮｏと判断してからステップＳ１７，Ｓ１８の制御を実行すると、ステップＳ１９でワイヤ１１を検出でき、ステップＳ１３に戻る。

さらに、制御部２２がステップＳ１３〜ステップＳ１８の制御を繰り返すと、制御部２２は、ワイヤ１１を辺１１ａ，１１ｃ，１１ｂ，１１ｄの順序で検出し、かつ、自走式草刈機１０は概ね時計回りに移動する。

その後、自走式草刈機１０が辺１１ｄ付近に位置し、制御部２２が、ワイヤ１１を検出することなく、充電ベース１２を検出すると、ステップＳ１９でＮｏと判断し、かつ、ステップＳ２０でＹｅｓと判断し、ステップＳ２１の制御を実行して図８の制御ルーチンを終了する。ステップＳ２１の制御は、ステップＳ８の制御と同じである。

このように、制御部２２が図８の制御ルーチンを実行すると、自走式草刈機１０は、図９に示す所定地点Ｘ１から走行を開始し、作業領域Ｅ１内をワイヤ１１に沿って概ね時計回りに移動して、充電ベース１２に帰還する。また、制御部２２は、ステップＳ１３において、距離Ａ、角度ｄ、距離Ｌの制御値のうち、少なくとも１つの制御値を、不規則に設定する。このため、制御部２２が、制御例２を実行した場合に得られる効果は、制御例１を実行した場合に得られる効果と同じである。

なお、図１、図５〜図７、図９〜図１３は模式図であるため、自走式草刈機１０の大きさ、自走式草刈機１０とワイヤ１１との距離、ワイヤ１１の全体の長さ、充電ベース１２の中心１２ａを基準とする半径ｒｂ、自走式草刈機１０の移動する距離Ｌ，Ａ等の値同士の大小関係は、本明細書の説明と必ずしも一致しない。

本実施形態で説明した構成と、本発明の構成との対応関係を説明すると、第１走行用モータ１６及び第２走行用モータ１７が、本発明の駆動源及び電動モータに相当し、右駆動輪１４及び左駆動輪１５が、本発明の駆動輪に相当し、充電ベース１２が、本発明の帰還地点に相当し、草刈機本体１３が、本発明の草刈機本体に相当し、自走式草刈機１０が本発明の自走式草刈機に相当する。また、ワイヤ１１が、本発明の仕切り部材に相当する。また、距離Ａ、距離Ｌ、半径ｒが、本発明における「帰還地点を基準とする半径に対して予め定められた関係にある値」に相当する。

さらに、草刈機本体１３が後退する距離、草刈機本体１３が直線走行する距離、草刈機本体１３がカーブ走行する際の半径、草刈機本体１３が旋回する角度等が、本発明における草刈機本体の挙動に含まれる。また、制御部２２が、本発明の挙動制御部、充電制御部に相当し、ワイヤ検出センサ２８及び制御部２２が、本発明の検出部及び充電ベース検出部に相当する。

本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、本発明は、制御例１または制御例２で実行するステップの制御内容を変更する制御を含む。具体的に説明すると、制御部２２は、図４のフローチャートを実行するにあたり、ステップＳ５で自走式草刈機１０を左側に旋回させ、かつ、図４のステップＳ６で自走式草刈機１０を右側にカーブ走行させることができる。このように、制御例１の一部を変更すると、自走式草刈機１０を所定地点Ｘ１から、ワイヤ１１に沿って概ね反時計回りに作業領域Ｅ１を走行させ、充電ベース１２に帰還させることができる。

一方、制御部２２は、図８フローチャートを実行するにあたり、ステップＳ１５で自走式草刈機１０を左側に旋回させ、かつ、図８のステップＳ１７で自走式草刈機１０を右側に旋回させることができる。このように、制御例２の一部を変更すると、自走式草刈機１０を所定地点Ｘ１から、ワイヤ１１に沿って概ね反時計回りに作業領域Ｅ１を走行させ、充電ベース１２に帰還させることができる。

また、自走式草刈機１０が制御例１または制御例２を開始する際の所定地点Ｘ１が、不規則に発生し、かつ、所定地点Ｘ１における自走式草刈機１０の向きも不規則である。したがって、制御例１または制御例２を実行すれば、自走式草刈機１０を所定地点Ｘ１から充電ベース１２に戻る動作を複数回実行すると、自走式草刈機１０が戻る動作を実行する回毎に、自走式草刈機１０の走行経路を異ならせることができる。

さらに、図４のステップＳ２で最初に検出されるワイヤ１１の辺は、辺１１ａとは限らず、辺１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのいずれかが、ステップＳ２で検出される可能性もある。さらに、図８のステップＳ１２で最初に検出されるワイヤ１１の辺は、辺１１ａとは限らず、辺１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのいずれかが、ステップＳ１２で検出される可能性もある。

また、作業領域Ｅ１における自走式草刈機１０の位置を判断する基準となる基準点は、軸線Ｆ１と中心線Ｆ２との交点に限らず、自走式草刈機１０の先端または後端等であってもよい。自走式草刈機１０とワイヤ１１との距離は、自走式草刈機１０の基準点からワイヤ１１までの最短距離を意味する。

本発明の駆動源は、電動モータまたはエンジンの少なくとも一方を含む。エンジンは、燃料を燃焼させてその熱エネルギを運動エネルギに変換する動力装置である。駆動源がエンジンである場合、エンジンの動力を右駆動輪及び左駆動輪に分配するトランスファが設けられる。また、駆動源がエンジンである場合、右駆動輪及び左駆動輪をそれぞれ単独で正回転または逆回転させることの可能な回転方向切り替え装置が設けられる。回転方向切り替え装置は、遊星歯車機構を有する構造、平行軸歯車構造のいずれでもよい。

本発明において、所定地点、帰還地点は、文字通り、平面上の１点を指す意味に限定されない。つまり、所定地点は、一定の面積を有する場所、箇所、位置を含み、帰還地点は、一定の面積を有する場所、箇所、位置、建物、車庫、倉庫等を含み、また、複数個所ある場合も含む。

また、本発明における仕切り部材は、地上または地中に設けるワイヤの他、地上または地中に設ける金属製や強磁性体の柱、地上に設ける金属製や強磁性体の柵枠等、磁界、電界、或いは電磁波等を生じさせることが可能な導電性部材や強磁性体材料を含む。この場合、草刈機本体に金属や磁界、電界、あるいは電磁波を検出するセンサを設けておけば、制御部は、センサの出力信号に基づいて、草刈機本体と仕切り部材との距離を検出できる。さらに、自走式草刈機が草刈り作業を行う作業領域は、平面視で略四角形に限らず、円形、楕円形、台形等どのような平面形状であってもよい。

草刈刃は、ブレード刃の他、ロータリ式の刃、リール式の刃等を含む。ロータリ式の刃は、電動モータの回転軸に、複数の刃が取り付けられている構造である。リール式の刃は、水平方向の軸線を中心として回転可能な円筒形状のリールと、リールの円周方向に沿って取り付けられた複数の刃と、を有する。

また、実施の形態で説明した右駆動輪１４及び左駆動輪１５は操舵輪としての役割を備えている。これに対して、草刈機本体に駆動輪とは別に操舵輪を設けてもよい。この場合、操舵輪の操舵角度を制御するアクチュエータを設け、制御部から出力される信号により、アクチュエータが動作する構成とする。

１０…自走式草刈機、１１…ワイヤ、１２…充電ベース、１３…草刈機本体、１４…右駆動輪、１５…左駆動輪、１６…第１走行用モータ、１７…第２走行用モータ、１８…電源部、２２…制御部、Ａ，Ｌ…距離、ｄ…角度、Ｅ１…作業領域、ｒ，ｒｂ…半径。

Claims (11)

1. 駆動源の動力で駆動輪を回転させて、仕切り部材により囲まれた作業領域で草刈機本体を走行させる自走式草刈機であって、
   前記草刈機本体に設けられ、かつ、前記仕切り部材を検出する検出部と、
   前記草刈機本体に設けられ、かつ、前記草刈機本体の帰還時において、
   前記検出部により前記仕切り部材が検出されると、予め定められた関係の値を用いて前記帰還時における前記草刈機本体の挙動を設定することにより、前記帰還時における前記草刈機本体と前記仕切り部材との距離を変化させる挙動制御部と、
   を有する、自走式草刈機。
2. 前記検出部は、前記草刈機本体を前記作業領域の所定地点から予め定めた帰還地点に帰還させる走行経路において、前記仕切り部材との距離を変化させる、請求項１に記載の自走式草刈機。
3. 前記駆動源は、電動モータを含み、
   前記草刈機本体は、前記電動モータに電力を供給する電源部を備え、
   前記帰還地点は、充電ベースを含み、
   前記草刈機本体が前記充電ベースに帰還すると、前記充電ベースから前記電源部に充電する制御を行う充電制御部が設けられている、請求項２に記載の自走式草刈機。
4. 前記充電ベースを検出する充電ベース検出部が、前記草刈機本体に設けられ、
   前記充電ベース検出部は、前記充電ベースを基準とする半径内に前記草刈機本体が位置した際に、前記充電ベースを検出する、請求項３に記載の自走式草刈機。
5. 前記挙動制御部は、前記草刈機本体を前記充電ベースに帰還させる走行経路において、前記充電ベースが検出された場合は、前記草刈機本体と前記仕切り部材との距離を変化させる制御を終了する、請求項４に記載の自走式草刈機。
6. 前記仕切り部材は、磁界、電界、或いは、電磁波を形成するワイヤを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の自走式草刈機。
7. 前記草刈機本体の挙動は、前記草刈機本体が前記作業領域で旋回することを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の自走式草刈機。
8. 前記草刈機本体の挙動は、前記帰還地点を基準とする半径よりも短い距離を前記草刈機本体が直線走行することを含む、請求項２に記載の自走式草刈機。
9. 前記草刈機本体の挙動は、前記検出部が前記作業領域の外周縁を検出できない距離まで、前記草刈機本体を前記作業領域の外周縁から離れる向きに直線走行することを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の自走式草刈機。
10. 前記草刈機本体の挙動は、前記帰還地点を基準とする半径よりも短い半径でカーブ走行することを含む、請求項２または８に記載の自走式草刈機。
11. 前記草刈機本体の挙動は、前記帰還地点を基準とする半径よりも長い直線走行を含む、請求項２、８、１０のいずれか１項に記載の自走式草刈機。

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