JP2554133Y2 - 自動走行車両における非常停止装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、果樹園等における自動
走行型の薬剤散布機（スピードスプレヤ）等の自動走行
車両における非常停止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、果樹園等における自動走行型
の薬剤散布機（スピードスプレヤ）等においては、作業
経路（誘導経路）に沿って地中に埋設した誘導ケーブル
に交流電流を流し、この誘導ケーブルから発生する交流
磁界の強度の変化を走行車両の前部等に装着した左右一
対のピックアップコイル等の磁気センサーにて検出し、
この誘導ケーブルに対する走行車両の横ずれの大きさに
対応して発生する左右一対の磁気センサーでの出力値
（電圧値）の差を取って、横ずれの大きさ（偏位量）と
横ずれの方向（右か左かの判別）とを求め、これらの検
出結果から走行車両を誘導ケーブルに沿って走行するよ
うに、走行車両における操舵車輪の向きを変えて操舵制
御することが行われている（実開平２−８４９０９号公
報参照）。

【０００３】また、別の先行技術としての特開昭６２−
１９６７０９号公報では、自動走行車両において、エン
ジンからの動力を左右一対の操向クラッチ及び操向ブレ
ーキを介して左右一対の走行クローラ式走行装置に伝達
すると共に、前記左右一対の操向クラッチ及び操向ブレ
ーキを左右の操向用油圧シリンダを介して操作すると、
先ず操向クラッチが切れ、次いで操向ブレーキが作動し
て操向できるように構成し、前記一対の操向用油圧シリ
ンダを油圧回路の制御弁にて制御する構成を開示してい
る。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところで、走行装置が
四輪式等の車輪の場合には、操舵装置（ステアリング装
置）と、エンジンからの動力を継断する走行クラッチ装
置と、走行車両の前進（後退）を停止させるブレーキ装
置とを備えているのが通常である。これら３つの装置を
油圧回路により作動するように構成する場合において、
従来の技術においては、この走行車両を所定の作業開始
位置まで移動させるときには作業者が乗って通常のいわ
ゆる手動操作にて操舵操作・走行クラッチの継断操作・
ブレーキ操作を実行するが、自動走行時には、走行速度
を略一定状態のまま操舵のみ自動制御するのが通常であ
り、障害物を検出する等して非常停止するとき、従来の
技術では、自動操舵装置で障害物を回避するように制御
しながら、エンジンを停止させる措置をとっていた。こ
のような措置では、走行の惰性で進行が停止する迄の距
離が長くなり、障害物に衝突する危険性がある。この不
都合を解消するため、前記緊急停止するため、ブレーキ
をも緊急作動させると、制御が複雑になる。

【０００５】また、前記ブレーキ用の油圧シリンダを緊
急作動させるには、その油圧シリンダへの油量を充分に
確保することが必要であるから、前記操舵装置に対する
油圧シリンダと、クラッチ装置に対する油圧シリンダ
と、ブレーキ装置に対する油圧シリンダの３つを、油圧
ポンプから並列的な油圧回路にて連結しなければなら
ず、油圧ポンプの容量も大きくしなければならなくな
る。

【０００６】本考案は、簡単な構成でこれらの技術的問
題を解決して安全に走行制御を実行できる自動走行車両
を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本考案では、走行車体に搭載した動力源から走行装
置への動力伝達を継断するための走行クラッチ装置と、
走行装置を停止させるブレーキ装置と、操舵装置とを備
え、これら三者を油圧回路にて作動させるように構成し
てなる自動走行車両において、前記クラッチ装置及びブ
レーキ装置のための制御弁を、誘導経路に沿って走行車
体が進行するように前記操舵装置を制御する自動操舵用
制御弁よりも前記油圧回路の上流側に連結したものであ
る。

【０００８】

【実施例】次に本考案を自動走行型の薬剤散布機（スピ
ードスプレヤ）に適用した実施例について説明する。ス
ピードスプレヤの走行車体１の前部側にハンドル３を備
えた運転操作部２を有し、走行車体１には平面視略Ｌ字
状の薬液タンク４とその後部に噴霧部５とを備えてい
る。

【０００９】噴霧部５は、走行車体１の下面を除く外周
面に適宜間隔で半径外向きに臨ませた多数の噴霧ノズル
６と、その半径外向きに風を送る送風機７が装着され、
前記噴霧ノズル６は走行車体１の左右及び上面との３区
画若しくは左右２区画ごとに噴霧の作業を実行するよう
に散布制御できるものである。符号８，８は左右前輪、
符号９，９は左右後輪であり、これらの４輪はエンジン
１０からの動力が走行変速機構１１を介して各々伝達さ
れて駆動できるいわゆる４輪駆動型であり、エンジン１
０からの動力を別の動力伝達機構１２を介して送風機７
を回転させ、また噴霧ノズル６に対する動力ポンプ１３
を駆動させる。

【００１０】ハンドル３付き操舵装置１４は、図３に示
すような機械的または油圧系統を含むパワーステアリン
グ機構１５であり、このパワーステアリング機構１５は
油圧回路１６における複動式の油圧シリンダ１７にて作
動し、油圧シリンダ１７が伸長するとき、平面視Ｗ字状
のベルクランク１８を介して後輪９，９を左向きに変更
すると共に、連結ロッド１９及び平面視Ｖ字状のベルク
ランク２０を介して前輪８，８を右向きに変更する（油
圧シリンダ１７が縮小するときには前輪は左向き後輪は
右向きに変更される）というように、前後４輪ともに向
きを変えて左右に回動変更できるいわゆる４輪操舵型で
ある。

【００１１】その油圧回路１６を図４に示し、符号２８
は、自動操舵用の油圧シリンダ１７に対する電磁ソレノ
イド式の制御弁であり、符号２９は走行クラッチ及びブ
レーキ作動のための油圧シリンダ３０を制御する電磁ソ
レノイド式の制御弁、符号２３は手動操舵操作の場合に
使用する制御弁である。制御弁２９、２８は、油圧ポン
プ２２からの作動油送りの場合に前記手動操舵用の制御
弁２３よりも上流から分岐した油圧管３１に接続し、し
かも、走行クラッチ及びブレーキ作動用の制御弁２９
は、自動操舵用の制御弁２８よりも上流側になるよう直
列状に連結する。

【００１２】従って、走行クラッチ及びブレーキを作動
させるべく、制御弁２９を中立位置以外の位置に作動さ
せるときには、その油圧シリンダ３０が優先的に作動
し、操舵用の油圧シリンダ１７の作動は二次的となる。
なお、手動操舵のときには、油圧ポンプ２２から送られ
てきた油が制御弁２３を介して油圧モータ２１に送ら
れ、この油圧モータ２１からの油送り量をハンドル３の
回動角度に比例するように作動させ、この油を前記ステ
アリング機構１５に取付く複動式の油圧シリンダ１７に
送る。自動操舵制御のときには油圧ポンプ２２から制御
弁２９の中立位置及び電磁ソレノイド式制御弁２８を介
して油圧シリンダ１７に作動油を送る。

【００１３】符号２５は前輪８の操舵角度を検出できる
ポテンショメータ等の操舵角度センサーであり、この場
合、左右車輪の向き角度の平均値を求めて検出しても良
い。なお、前輪と後輪とを別々の油圧シリンダ式パワー
ステアリング機構を介して連結して、前輪と後輪とを個
別的に操舵制御するようにしても良い。走行車体１の下
面には、その前部に左右一対の磁気センサー２６ａ，２
６ｂを設ける。この磁気センサー２６ａ，２６ｂは、導
体をコイル状に巻いたピックアップコイルであっても良
いし、ホール素子、ホールＩＣ、磁気抵抗素子、磁気ト
ランジスタであっても良く、交流電流発生装置にて誘導
ケーブル２７に印加された適宜周波数の交流電流によ
り、当該誘導ケーブル２７の周囲に発生する交流磁界の
強度を検出することができるものである。誘導ケーブル
２７は果樹園の作業経路である誘導経路に沿って形成し
た溝内に敷設するか、または地中に埋設する。

【００１４】なお、前記誘導ケーブル２７にパルス的に
直流電流を流したり、直流電流にパルス信号を載せる等
して交流磁界を発生させても良い。さらに、敷設する誘
導ケーブル２７は、一本（単線）であっても良いし、左
右に適宜隔てて平行状に敷設する、いわゆるステレオ型
であっても良い。誘導ケーブル２７の形状は通常の断面
円形のワイヤ状又は偏平な帯状であっても良い。

【００１５】図５〜図８に示す符号６０は、前記走行変
速機構１１に関連して設けた走行クラッチ（図示せず）
のためのクラッチペタル、符号６１は、従来から公知の
油圧式などのブレーキ機構に対するブレーキペタルを示
し、これらペタルは操縦部に設ける。前記ブレーキペタ
ル６１の基部を固着したボス６４を、位置固定的な軸受
け筒６２に回動自在に嵌挿した支軸６３の一端に被嵌し
たピン６５にて固着して一体的に回動するように構成す
る。前記軸受け筒６２の他端から延びる支軸６３に回動
可能に被嵌した筒体６６に前記クラッチペタル６０の基
部を固着し、前記筒体６６を挟んで軸受け筒６２と反対
側において支軸６３に被嵌したボス６７をピン６８を介
して固着し、ボス６７に固着したアーム６９には緩衝ば
ね７０を介してブレーキ用の作動杆７１を取り付ける。

【００１６】また、前記クラッチペタル６０が取付く筒
体６６に突出させたアーム７２には走行クラッチ機構
（図示せず）に連結する作動杆７３を連結する。符号７
４は筒体６６と支軸６３とを一体的に回動させるときに
連結する結合ピンで、筒体６６の外周面に突設した断面
Ｌ字状のブラケット７６に結合ピン７４を摺動自在に装
着し、結合ピン７４の先端側に固着した鍔片７７とブラ
ケット７６との間に介挿した付勢ばね７５にて、結合ピ
ン７４の先端部７４ａが筒体６６における支持孔７８か
ら支軸６３に穿設した結合孔７９に向かって前進して、
支軸６３と筒体６６、ひいてはブレーキペタル６１また
はクラッチペタル６０のいずれか一方の踏み込み動作に
て、走行クラッチ及びブレーキが略同時に作動（動力遮
断と制動）するように構成する。

【００１７】前記ブラケット７６の外面に設けたボス８
０には、結合ピン７４の軸部に貫通させた係合ピン８１
が嵌合する凹溝８２を形成し、結合ピン７４を後退（先
端部７４ａが結合孔７９から抜け出す方向に移動）させ
て、係合ピン８１が凹溝８２から抜け出した状態で結合
ピン７４をその軸線廻りに回動させてボス８０の外面に
接当させる（図８の一点鎖線参照）と、当該結合ピン７
４の先端部７４ａが結合孔７９から外れた状態に保持で
きる構成である。符号８３は、前記結合ピン７４にて支
軸６３と筒体６６とが一体的に回動するように結合され
ている状態を検出するためのリミットスイッチなどのセ
ンサーで、鍔片７７がセンサー８３に接近（当接）した
ときを前記結合状態であると検知する。

【００１８】前記クラッチ及びブレーキを一体的に略同
時に作動させるための油圧シリンダ３０のピストンロッ
ド３０ａは、クラッチペタル６０の作動杆６０ａに突設
した係合軸８４にブラケット８５を介して回動可能に取
付き、油圧シリンダ３０の基端は固定枠８６に回動軸８
７を介して回動可能に装着されている。これにより、前
記結合ピン７４の差し込みによる結合状態で油圧シリン
ダ３０を作動させると、支軸６３及び筒体６６を一体的
に、且つ強制的に回動駆動することになり、走行クラッ
チにて動力遮断と制動とが略同時に実行される。なお、
結合孔７９の孔径を結合ピン７４の先端部７４ａの直径
より大きく（少なくとも結合ピン７４の軸線廻りの回動
方向に大きく）形成することにより、筒体６６が適宜角
度回動したのち支軸６３がつれ廻りするので、走行クラ
ッチのオフ（動力遮断）が制動動作よりも若干先行する
ことができ、急制動時（緊急停止時）のエンジンストッ
プを防止することができる。

【００１９】図９は、前記の制御をマイクロコンピュー
タのソフトにより実行する場合の制御装置３２の機能ブ
ロック図を示し、マイクロコンピュータ等の中央処理装
置３３には、読み書き可能メモリ（ＲＡＭ）３４及び読
み出し専用メモリ（ＲＯＭ）３５が接続されている。ま
た、中央処理装置３３には、前記磁気センサー２６ａ，
２６ｂからの検出信号をＡ／Ｄ変換器３６，３６でデジ
タル信号に変換した後入力し、誘導ケーブル２７の軸線
に対する走行車体１の中心線の横ずれの偏位量や、車体
の横ずれ方向が左右いずれであるかを中央処理装置３３
にて演算するのである。

【００２０】つまり、一対の磁気センサー２６ａ，２６
ｂの検出信号を演算すれば、車体の前部における誘導ケ
ーブル２７に対する横ずれの偏位量を求めることおよび
横ずれの向き（右または左）を判別することができる。
なお、走行車体１の前後に各々左右対の磁気センサーを
設けて、前部対の磁気センサーの検出・演算結果から前
部操舵装置を作動する一方、後部磁気センサーの検出・
演算結果から後部操舵装置を作動するように構成しても
良い。

【００２１】符号４０は薬液タンク４内の薬液レベル
（水面高さ）を検出するための電気抵抗式等のレベルセ
ンサー、符号４１は噴霧時の薬液消費量を検出するため
の流量検出センサーを示し、これらと、前記結合検出用
のセンサー８３と、図示しない無線操作機器（ラジオコ
ントローラ）による緊急停止用信号入力部８８等は中央
処理装置３３におけるインターフエイスの入力端子に接
続する。

【００２２】中央処理装置３３におけるインターフエイ
スの出力端子には次のものを接続する。即ち、薬液タン
ク４から噴霧ノズル６に薬液を送る動力ポンプ１３の電
磁クラッチ用駆動回路４３と、薬液流通管の途中に設け
て液の流通量を調節し，遮断することが可能な調節バル
ブ４４の駆動回路４５と、前記自動操舵用の制御弁２８
の右操舵用電磁ソレノイド２８Ｒの電気式駆動回路４６
と左操舵用電磁ソレノイド２８Ｌの電気式駆動回路４７
と、前記薬液タンク４内の薬液レベルが最低になったと
き、点灯する表示ランプ４８と、走行車体１の走行ブレ
ーキ及びクラッチに対する油圧シリンダ３０の制御弁２
９における電磁ソレノイドを作動させるアクチェータの
駆動回路５０等を接続する。

【００２３】そして、中央処理装置３３にて、前記走行
車体１に設けた左右一対の磁気センサー２６ａ，２６ｂ
で検出した誘導ケーブル２７に対する横ずれ量を演算
し、この検出横ずれ量と操舵角度センサー２５の検出値
とから、前記横ずれ量が小さくなるように操舵制御する
ための操舵修正指令量信号を求めて、電気式駆動回路４
６，４７に駆動パルス信号を与える。

【００２４】この検出値に基づいて、誘導ケーブル２７
に略沿うような操舵制御、いわゆる電磁誘導操舵制御を
実行するのである。この構成において、走行車体１を無
人走行させて薬剤散布作業を実行するには、まず、運転
操作部に座った作業者がエンジン１０を始動し、誘導ケ
ーブル２７に沿うようにして作業開始位置に走行車体１
を位置させる。次いで、結合ピン７４を支軸６３におけ
る結合孔７９に差し込み、走行クラッチとブレーキとが
略同時に作動できるようにセットし、駆動回路５０を作
動させて油圧シリンダ３０のピストンロッド３０ａを突
出させ、制動が作動した状態、つまり、走行車体１の位
置停止状態を保持している。

【００２５】次いで、自動走行スイッチ（図示せず）を
オンにし、走行速度、薬剤散布方向等の初期設定を実行
した後、送風フアン７のクラッチをオンにして回転させ
た後、作業者は走行車体１から下り、前記駆動回路５０
を作動し、走行クラッチ解除ブレーキ解除にして、走行
車体１を前進させる。このようにして走行車体１を誘導
ケーブル２７に沿うように自動操舵制御させつつ噴霧作
業を実行する。緊急停止させたいとき、遠隔操作用の無
線操作機器（ラジオコントローラ）から停止信号を発信
し、この停止信号を緊急停止用信号入力部８８で受ける
と、油圧回路における操舵用制御弁２８よりも上流側に
設けた制御弁２９を作動させるので、操舵用制御弁２８
が回行制御中であっても、前記油圧シリンダ３０を作動
させるべく制御弁２９を優先的に制御することができ、
操舵制御の実行・不実行のいかんにかかわらず走行車両
の進行を確実に停止させることができると共にエンジン
の停止も防止できる。

【００２６】また、制御弁２９と制御弁２８とは直列的
に連結されているので、緊急停止の場合に、油圧ポンプ
を瞬間的に大きく回転させなくても、ブレーキ等の走行
車体１停止用の制御弁２９を確実且つ先に作動させるこ
とができ、油圧ポンプの負担もすくなくて済む。なお、
緊急停止用信号入力部８８に代えて、障害物検知用の光
センサー、超音波センサー８９等からの検出信号を中央
処理装置３３で演算して障害物ありと判断したとき、前
記制御弁２９を作動させるようにしても良いのである。

【００２７】本考案は、薬剤散布機に限らず、その他の
作業用の自動走行車両に適用できることはいうまでもな
い。

【００２８】

【考案の作用及び効果】本考案では、走行クラッチと、
走行装置を停止させるブレーキ装置と、操舵装置とを備
え、これら三者を油圧回路にて作動させるように構成し
てなる自動走行車両において、前記クラッチ装置及びブ
レーキ装置のための制御弁を、誘導経路に沿って走行車
体が進行するように前記操舵装置を制御する自動操舵用
制御弁よりも前記油圧回路の上流側に連結したので、ク
ラッチ作動及びブレーキを一体的に、且つ優先的に的に
確実に作動させることができ、安全である。しかも、緊
急停止時に油圧ポンプに負担をかけることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】薬剤散布機の側面図である。

【図２】薬剤散布機の平面図である。

【図３】操舵装置１４の概略平面図である。

【図４】操舵装置の制御油圧回路図である。

【図５】走行クラッチおよびブレーキに対するペタルの
連結機構を示す斜視図である。

【図６】ペタルの連結機構の一部断面で示す平面図であ
る。

【図７】図６のVII −VII 矢視側面図である。

【図８】図５の VIII −VIII矢視拡大断面図である。

【図９】制御装置の機能ブロック図である。

【符号の説明】

１ 走行車体 ３ ハンドル ６ 噴霧ノズル ７ 送風機 ８，８ 前輪 ９，９ 後輪 １０ エンジン １１ 走行変速機構 １２ 動力伝達機構 １３ 動力ポンプ １４ 操舵装置 １６ 油圧回路 １７ 油圧シリンダ ２２ 油圧ポンプ ２３ 制御弁 ２５ 操舵角度センサー ２６ａ，２６ｂ 磁気センサー ２７ 誘導ケーブル ２８ 自動操舵用制御弁 ２９ 制御弁 ３０ 油圧シリンダ ３２ 制御装置 ３３ 中央処理装置 ４６，４７ 駆動回路 ６０ クラッチペタル ６１ ブレーキペタル ６３ 支軸 ６６ 筒体 ７４ 結合ピン ８３ センサー

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行車体に搭載した動力源から走行装置
   への動力伝達を継断するための走行クラッチ装置と、走
   行装置を停止させるブレーキ装置と、操舵装置とを備
   え、これら三者を油圧回路にて作動させるように構成し
   てなる自動走行車両において、前記クラッチ装置及びブ
   レーキ装置のための制御弁を、誘導経路に沿って走行車
   体が進行するように前記操舵装置を制御する自動操舵用
   制御弁よりも前記油圧回路の上流側に連結したことを特
   徴とする自動走行車両における非常停止装置。