JP2580672Y2 - 電磁誘導式走行車両に対する誘導経路装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、１つの誘導経路ごとに
１本の誘導ケーブルを配設し、その誘導経路を複数設置
し、そのうちの一方の誘導経路に沿って誘導されている
走行車両を、誘導経路の切換区間を介して他方の誘導経
路に導くための誘導経路装置に関するものである。

【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）等の無人走行車両に
おいては、作業経路に沿って地面等に埋設した誘導ケー
ブルに例えば交番電流を流し、この誘導ケーブルから発
生する交番磁界の強度の変化を走行車両の前部や後部等
の適宜箇所に装着した左右一対のコイル等の磁気センサ
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）とを求めて、
これらの演算結果から、走行車両における操舵車輪の向
きを制御して、走行車両が誘導ケーブルに沿って走行す
るように操舵制御することが行われている（特公昭３６
−２１６５７号公報参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】この場合、誘導経路を
複数設け、走行車両を一つの誘導経路から他の誘導経路
に選択的に移行できるように切換えるため、前記先行技
術においては、走行車両に左右一対のパルス信号等の信
号発振装置を搭載する一方、誘導経路を多方面に分岐す
る複数の区域に分け、一つの区域から他の区域への移行
部の始端部と終端部とには、前記信号発振装置からのパ
ルス信号を受信（感応）する感知コイルとこの感知コイ
ルにより作動するリレー等のスイッチ装置を設け、該各
スイッチ装置を、前記各移行部に走行車両が存在するこ
とに応動して作動可能とし、且つ前記始端部でその区域
の誘導ケーブルに電流を供給し、終端部でその区域の誘
導ケーブルへの電流を遮断するように制御して、希望す
る区域に走行車両を導くようにする誘導経路の制御装置
が提案されている。

【０００４】この構成では、前記始端部及び終端部に設
ける感知コイルが誘導ケーブルから発振する交番磁界の
信号を受信しないように、つまり信号の混信による誤動
作が発生しないように走行車両に搭載する信号発振装置
のパルス信号の周波数を、誘導ケーブルから発生する周
波数と異なるように配慮しなければならず、しかも走行
車両ごとに信号発振装置を搭載するための設置費用が高
くなるという欠点があった。

【０００５】本考案は、この問題を解決し、簡単な構成
にて安全且つ確実に誘導経路を切換できるようにするこ
とを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本考案は、複数の誘導経路のそれぞれに個別に配設され
た誘導ケーブルから発生する交番磁界を、走行車両に設
けた左右対の磁気センサにて検出して、誘導ケーブルに
略沿うように制御する一方、前記一方の誘導経路から他
方に誘導経路を切換える切換区間には、前記各誘導経路
に対応する誘導ケーブルを並行状に敷設すると共にその
切換区間内を走行車両が通過中には少なくとも当該切換
区間内の全ての誘導ケーブルに交番電流を供給するよう
に構成する一方、前記切換区間の終端部にて前記一方の
誘導ケーブルを、走行車両の進行方向に対して後向きに
鋭角状に屈曲させたものである。

【０００７】

【実施例】次に本考案の操舵制御装置を自動走行型の薬
剤散布機（スピードスプレヤ）に適用した実施例につい
て説明すると、スピードスプレヤである走行車両１は、
車体２の前部にハンドル３を備えた運転操作部を有し、
車体２の後部には薬液タンク４とその後部に噴霧部５と
を備えている。

【０００８】噴霧部５は、車体２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（図示せず）が装
着され、前記噴霧ノズル６は車体２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７，７は左右前
輪、符号８，８は左右後輪であり、これらの４輪は、図
３に示すように、エンジン１３からの動力が走行変速機
構１４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、さらに前後４輪とも、前部操舵装置９と
後部操舵装置１０により各々その車輪の向きを左右に回
動変更できるいわゆる４輪操舵型である。

【０００９】前部操舵装置９とハンドル３とは従来周知
のステアリング機構介して連結されている。このステア
リング機構は機械的または油圧系統を含む機構である。
前部操舵装置９は、そのステアリング機構に取付く複動
式の油圧シリンダ１５の作動にて左右前輪７，７の向き
を変更させることができる。同様に後部操舵装置１０に
おいても、そのステアリング機構に取付く左右一対の油
圧シリンダ１６の作動にて左右前輪８，８の向きを変更
させることができる。

【００１０】図３に示す油圧回路２１は、油圧ポンプ２
２から電磁制御弁２３を介して前記前部操舵装置９にお
ける油圧シリンダ１５及び電磁制御弁２４を介して後部
操舵装置１０における油圧シリンダ１６に各々作動油を
送るものであり、符号２５は前輪７の操舵角度を検出で
きる操舵角度センサ、符号２６は後輪８の操舵角度を検
出できる操舵角度センサである。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。

【００１１】他方、図２に示すように、車体２の下面に
は、その前部に左右一対の前部磁気センサ１１ａ，１１
ｂを、後部に左右一対の後部磁気センサ１２ａ，１２ｂ
を各々設ける。これらの磁気センサは、導体をコイル状
に巻いたものでも良いし、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、後述す
る電気信号発生装置５０にて付与した交番電流により誘
導ケーブル１７の周囲に発生する交番磁界の強度を検出
することができるものである。誘導ケーブル１７は地面
１９上に直接敷設しても良いし、溝２０等に埋設しても
良いのである。

【００１２】なお、前記誘導ケーブル１７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
して磁界を発生させても良い。さらに、誘導ケーブル１
７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。図４（ａ）は単線式の誘導ケーブル１７
から発生する交番磁界を、走行車両１に設けた左右一対
のコイル型磁気センサＬａ，Ｌｂで感知する場合を模式
で示したものであり、この場合、図４（ｂ）に示すよう
に、前記交番磁界の強さに対応して右のコイル型磁気セ
ンサＬａで発生させた電圧の絶対値｜e ₁ ｜と、前記交番
磁界の強さに対応して左のコイル型磁気センサＬｂで発
生させた電圧の絶対値｜e₂｜との差（e ＝｜e₁｜−｜e₂
｜）を縦軸に取り、誘導ケーブル１４に対する走行車両
１の横ずれ距離（ｍ）を横軸に取って、その両者の変化
の関係を示したものである。

【００１３】この図から判るように、横ずれの方向（右
または左）および横ずれ偏位量の両者を判断することが
できる。図５は本考案の操舵制御装置のブロック図を示
し、中央処理装置２７には、読み書き可能メモリ（ＲＡ
Ｍ）２８及び読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）２９が接続
されており、下記の各種入力装置及び出力装置に対する
入出力信号は、入出力インターフェイス（図示せず）及
びデータ及び制御信号伝達のバス（同じく図示せず）を
介して実行するものとする。

【００１４】また、中央処理装置１７には、前部磁気セ
ンサ１１ａ，１１ｂ、後部磁気センサ１２ａ，１２ｂか
らの検出信号をＡ／Ｄ変換した後入力し、誘導ケーブル
１７の軸線に対する走行車両１の中心線の横ずれの偏位
量や、走行車両の前後の向きの偏位量を中央処理装置２
７にて演算するのである。つまり、一対の前部磁気セン
サ１１ａ，１１ｂの検出信号を演算すれば、車体２の前
部における誘導ケーブル１７に対する横ずれの偏位量を
求めることと、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。

【００１５】また、一対の後部磁気センサ１２ａ，１２
ｂの検出信号の演算から、車体２の後部における誘導ケ
ーブル１７に対する横ずれの偏位量を求めることおよび
横ずれの方向（右または左）を判別することができ、さ
らに、前部の横ずれ方向と横ずれの偏位量並びに後部の
横ずれ方向と横ずれの偏位量との演算から、誘導ケーブ
ル１７に対して車体２全体が右又は左に横ずれしている
か、左右に向きが大きくずれているか等の車体の向きの
姿勢及び向きずれ角度をも知ることができる。

【００１６】なお、本実施例では、前部磁気センサ１１
ａ，１１ｂの検出・演算結果から前部操舵装置９を作動
する一方、後部磁気センサ１２ａ，１２ｂの検出・演算
結果から後部操舵装置１０を作動するものであるが、走
行車両１の前進時には前記前部磁気センサ１１ａ，１１
ｂの検出結果のみを利用し、後退時には、後部磁気セン
サ１２ａ，１２ｂの検出結果のみを利用するように構成
しても良い。

【００１７】符号３０は操舵を手動で実行するときと、
自動で実行するときに切換える自動・手動切換えスイッ
チ、符号３１は前記自動操舵制御中において実行でき
る、操舵モード切換えスイッチであり、前輪７の向きと
後輪８の向きとが同方向に向かう同位相操舵モードと、
前後輪７，８が互いに反対向きとなる逆位相操舵モード
の少なくとも二種類に切換えできる。

【００１８】符号３２は前記手動操作中において、前記
二種類の操舵モードを選択することができる選択切換え
スイッチである。回転半径設定器３３は、前記同位相操
舵モードに切換えた状態にて、前輪７，７の舵取り角度
に対して後輪８，８の舵取り角度の比率（ステアリング
比）を変えることにより、走行車両が同位相操舵モード
のにおいても適宜の旋回半径にて転回できるようにする
ものであり、該回転半径設定器３３にて旋回半径の大小
をセットすることができる。

【００１９】そして回転半径設定器３３にてステアリン
グ比を１にセットすると、前輪７と後輪８との舵取り角
度が同一となり、走行車両１は同一姿勢のまま斜め方向
に平行移動できる。符号３４は走行車両１を前進状態に
セットしているか後退状態にセットしているかを判別す
るための、前進後退ポジションセンサである。

【００２０】前述のセンサ類およびスイッチ類は中央処
理装置２７におけるインターフエイスの入力端子に接続
する。中央処理装置２７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、前部操舵装置９
における油圧シリンダ１５の各々に油圧を抽送する電磁
切換弁２３の電磁ソレノイドをＯＮ・ＯＦＦする励磁回
路であって、符号３７は前部操舵装置９にて右舵取りす
る場合の前右舵励磁回路、符号３８は左舵取りする場合
の前左舵励磁回路である。

【００２１】また、後部操舵装置１０について前記と同
様の油圧シリンダ１６に対する電磁切換弁２４の電磁ソ
レノイドの後右舵励磁回路３９および後左舵励磁回路４
０を接続する。符号４１は走行用ミッションケース内の
走行変速機構１４に関連させた前進・後退切換えアクチ
ェータ、符号４２は同じく走行変速機構に関連させた高
速・低速切換えのための変速アクチェータ、符号４３は
前輪７，後輪８の制動のためのブレーキ用アクチェー
タ、符号４４は前進時と後退時とで、前記前部操舵装置
９および後部操舵装置１０の各油圧シリンダへの油圧の
抽送方向を切換えるための油圧方向切換え電磁弁の励磁
回路である。

【００２２】さらに、噴霧部５からの薬液散布量を調節
するための薬量調節駆動手段４５にて薬液散布のＯＮ・
ＯＦＦも実行できる。符号４６は各種警報装置への出力
端子である。図６は、本考案に従う誘導経路の切換装置
を示し、果樹園内の総ての立木５１に薬液散布ができる
ような第１誘導経路に沿って敷設（配設）した第１誘導
ケーブル１７ａ（図６の実線参照）と、果樹園の外周を
巡る第２誘導経路に沿って敷設（配設）した第２誘導ケ
ーブル１７ｂ（図６の一点鎖線参照）とからなり、第１
誘導経路においては走行車両１は走行出発点Ａから矢印
Ｘ１方向に前進し、第２誘導経路においては、走行車両
１が矢印Ｘ２方向に前進するものとする。

【００２３】符号５２は第１誘導経路から第２誘導経路
への切換区間を示し、この切換区間５２では、前記第１
誘導ケーブル１７ａと第２誘導ケーブル１７ｂとを並行
状に配置してあり、切換区間５２の終端部（走行車両の
進行方向前側端部）５３において、第１誘導ケーブル１
７ａを走行車両１の進行方向と逆向きに略４５度等の鋭
角（θ）に屈曲させて適宜長さだけ延ばすように配設す
る（図６参照）。

【００２４】次に、この２本の誘導ケーブルと、これに
交番電流を付与するための電気信号発生装置５０との接
続構造について、図６に従って説明する。誘導ケーブル
が２本の場合にはその端部が４つとなる。しかも、後述
するように、両誘導ケーブルに対して同位相の交番電流
を付与するため、電気信号発生装置５０の所定のＨ端子
及びＬ端子に対して前記誘導ケーブルの４の端部の接続
ミスが発生しないように接続する必要がある。

【００２５】そこで、この第１誘導ケーブル１７ａの一
方の端部と第２誘導ケーブル１７ｂの一方の端部とを互
いに外れないように、Ｂ点においてカシメ連結させてお
き、この連結端部を電気信号発生装置５０におけるＬ端
子に接続する。他方、前記両誘導ケーブル１７ａ，１７
ｂの他方の端部は電気信号発生装置５０におけるＨ端子
側のスイッチ回路５４に接続する。このＨ端子及びＬ端
子への前記第１誘導ケーブル１７ａと第２誘導ケーブル
１７ｂの端部の接続は、両誘導ケーブルに交番電流を同
時に流したとき、前記切換区間５２にて発生する交番磁
界が強め合うように、換言すると、交番電流の位相が同
位相となるようにセットするものである。

【００２６】前記スイッチ回路５４は、走行車両１が前
記切換区間５２を前進通過中には、両誘導ケーブル１７
ａ，１７ｂに交番電流を付与し、走行車両１が切換区間
５２に入る前では第１誘導ケーブル１７ａにのみ交番電
流を付与し、切換区間５２の通過後には、第２誘導ケー
ブル１７ｂにのみ交番電流を付与するように切換るもの
である。

【００２７】この切換えの動作は、作業者の手動による
場合と、自動による場合がある。手動切換えの場合に
は、前記第１センサ５５及び第２センサ５６を設置しな
いで、作業者の目視により走行車両１が切換区間に入っ
たと判断したとき、図示しない無線操作器等にて、電気
信号発生装置５０に指令信号を送り、第１及び第２誘導
ケーブル１７ａ，１７ｂへの交番電流の付与を実行し、
切換区間５２の終端部５３の箇所を走行車両１が前進通
過する前に第１誘導ケーブル１７ａへの交番電流の付与
停止し、且つ第２誘導ケーブル１７ｂへの付与は継続す
るというように、電気信号発生装置５０からスイッチ回
路５４に制御信号を送るものである。

【００２８】自動切換えによる場合には、交番電流が付
与された第１誘導ケーブル１７ａに沿って前進する走行
車両１が、切換区間５２の始端側の地面に配置した第１
センサ５５の箇所を通過すると当該第１センサ５５の検
出信号にて第１及び第２誘導ケーブル１７ａ，１７ｂへ
の交番電流の付与を実行し、切換区間５２の終端部５３
よりも適宜距離だけ手前に配置した第２センサ５６の箇
所を走行車両１が通過すると、この第２センサ５６にて
検出信号にて第１誘導ケーブル１７ａへの交番電流の付
与停止し、第２誘導ケーブル１７ｂへの付与は継続する
というように、電気信号発生装置５０からスイッチ回路
５４に制御信号を送るものである。

【００２９】この構成により、前記第１誘導経路に沿っ
て前進走行する走行車両１が切換区間５２に入ると、第
１誘導ケーブル１７ａ及び第２誘導ケーブル１７ｂの両
者に付与された交番電流を、走行車両１の前部磁気セン
サ１１ａ，１１ｂにて検出しつつ走行し、切換区間５２
の終端部５３の手前の箇所では第２誘導ケーブル１７ｂ
にのみ交番電流が付与されるから、走行車両１が第２誘
導経路に沿うように誘導経路が切換えられるのである。

【００３０】しかしながら、前記手動切換え操作の場
合、切換区間５２の終端部５３手前での第１誘導ケーブ
ル１７ａへの交番電流の付与停止操作が遅れたり、付与
停止操作を忘れると、前記終端部５３の箇所で、走行車
両１における前部磁気センサ１１ａ，１１ｂが第１誘導
経路１７ａから発生する交番磁界をも検出するが、この
終端部５３で第１誘導経路１７ａを進行方向後向きに鋭
角（θ）に屈曲させているので、前記両磁気センサによ
る検出結果が異常と判断されるときには、走行車両１を
停止させることができ、誘導経路の切換え操作の失敗に
て走行車両１が誘導経路を逸れて暴走する等の自己を未
然に防止することができるのである。

【００３１】前記自動切換え操作の場合においても、第
２センサ５６の故障等により、当該第２センサ５６によ
る検出が不良であったり、不能となっても、前記終端部
５３で第１誘導経路１７ａを進行方向後向きに鋭角
（θ）に屈曲させておけば、前述の手動切換え操作の場
合と同様に走行車両１の暴走を防止できるのである。な
お、前記第１誘導ケーブル１７ａの屈曲部で磁気センサ
１１ａ，１１ｂによる検出結果が正常であると判断する
ときには、前記誘導経路の切換は円滑に実行され、走行
車両１は第２誘導経路に移って走行できるのである。ま
た、３つ以上の誘導経路の一部を切換区間で重複交叉す
るように設定する場合は、その３本以上の誘導ケーブル
を前記切換区間にて並行状に配置し、切換区間に乗り入
れる側の２本の誘導ケーブルを前記切換区間の終端部で
前記実施例と同様にに鋭角状に屈曲させておくと、切換
区間から先に延びる他の１本の誘導経路に沿って走行車
両を走行させることができる。

【００３２】

【考案の作用・効果】以上に説明したように、本考案の
電磁誘導式走行車両に対する誘導経路装置によれば、複
数の誘導経路のそれぞれに個別に配設された誘導ケーブ
ルから発生する交番磁界を、走行車両に設けた左右対の
磁気センサにて検出して、誘導ケーブルに略沿うように
制御する一方、前記一方の誘導経路から他方に誘導経路
を切換える切換区間には、前記各誘導経路に対応する誘
導ケーブルを並行状に敷設すると共にその切換区間内を
走行車両が通過中には少なくとも当該切換区間内の全て
の誘導ケーブルに交番電流を供給するように構成する一
方、前記切換区間の終端部にて前記一方の誘導ケーブル
を、走行車両の進行方向に対して後向きに鋭角状に屈曲
させたものであるから、前記誘導経路の切換え操作のタ
イミングがおくれたり、操作し忘れても、走行車両は停
止するか、もしくは正常に切換えられた誘導経路に移る
ことができるという効果を奏する。

【００３３】また、誘導経路切換えのための構成も誘導
ケーブルを切換区間の終端部で鋭角状に屈曲させるだけ
で至極簡単となり、コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１図は走行車両の斜視図である。

【図２】走行車両の下面図である。

【図３】操舵装置と油圧回路の図である。

【図４】（ａ）は走行車両と誘導ケーブルとの関係を示
す図、（ｂ）は横ずれと磁気センサの検出電位差との関
係を示す図である。

【図５】制御装置の機能ブロック図である。

【図６】切換部を有する誘導経路の図である。

【符号の説明】

１ 走行車両 １１ａ，１１ｂ 前部磁気センサ １７，１７ａ，１７ｂ 誘導ケーブル ５０ 電気信号発生装置 ５２ 切換区間 ５３ 終端部 ５４ スイッチ回路 ５５ 第１センサ ５６ 第２センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05D 1/02 A01B 69/00 303 A01M 7/00

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の誘導経路のそれぞれに個別に配設
   された誘導ケーブルから発生する交番磁界を、走行車両
   に設けた左右対の磁気センサにて検出して、誘導ケーブ
   ルに略沿うように制御する一方、前記一方の誘導経路か
   ら他方に誘導経路を切換える切換区間には、前記各誘導
   経路に対応する誘導ケーブルを並行状に敷設すると共に
   その切換区間内を走行車両が通過中には少なくとも当該
   切換区間内の全ての誘導ケーブルに交番電流を供給する
   ように構成する一方、前記切換区間の終端部にて前記一
   方の誘導ケーブルを、走行車両の進行方向に対して後向
   きに鋭角状に屈曲させたことを特徴とする電磁誘導式走
   行車両に対する誘導経路装置。