JP2590015Y2 - 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】

【発明の属する技術分野】本考案は、誘導経路に沿って
配設した誘導ケーブルから発生する交番磁界を、走行車
両に設けた磁気センサにて検出して、その誘導ケーブル
に沿って走行車両を走行させるための誘導経路装置に関
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（実開平２−
７０２１３号公報参照）。

【０００３】この場合、少なくとも誘導経路の終端部に
おいて、走行車両が自動的に停止することが好ましく、
そのためには、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、誘導経路の終端部には、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
スイッチ装置とを設け、該スイッチ装置を、前記終端部
に走行車両が存在することに応動して作動可能とし、終
端部でその区域の誘導ケーブルへの交番電流を遮断する
ように制御することが考えられる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
構成では、前記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】また、電気信号発生装置から導線を介して
誘導ケーブルの始端部と終端部とに接続して、誘導ケー
ブルに所定の交番電流を流すようにしており、この導線
の中途部を誘導経路から離れた位置に敷設すると、当該
導線の全長が長くなり、コストが高くなる。さらに、別
途の導線の敷設のための土地の面積も多く必要とすると
いう問題があった。この問題を解決するため、導線をそ
の中途部が誘導経路における誘導ケーブルを交差して跨
ぐように敷設すると、誘導ケーブルと導線との交差点に
おいて、走行車両に搭載した磁気センサが導線から発生
する交番磁界を検出してしまい、誘導ケーブルから外れ
て導線の伸びる方向に走行車両が誤って誘導されてしま
うという問題があった。

【０００６】本考案は、これらの問題を解決し、簡単な
構成にて安全且つ確実に誘導経路の終端部に走行車両を
停止させることができ、且つ誘導経路の中途部において
も導線方向に誤誘導されないように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
本考案は、誘導経路に沿って配設された誘導ケーブルの
始端部と終端部とにそれぞれ導線を介して電気信号発生
装置を接続し、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誘導経路装置であっ
て、誘導ケーブルの少なくとも終端部において導線を前
記誘導ケーブルの軸線に対して、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る一方、前記導線の中
途部を誘導ケーブルの中途部に対して交差するように跨
いで配置するに際して、導線を前記誘導ケーブルの軸線
に対して、走行車両の進行方向に対して鋭角状で且つ左
右対称状に交差させて配置したものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】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
施形態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。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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Ａ
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Ｂの少なくとも二種類に切換えできる。

【００１９】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Ａ，Ｂ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Ａ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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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
な誘導経路に沿って敷設（配設）した誘導ケーブル１７
で、誘導経路においては走行車両１は走行出発点（始端
部）５２から矢印Ｘ１方向に前進し、終端部５３にて走
行停止する。

【００２４】そして、前記始端部５２及び終端部５３に
おいて、誘導ケーブル１７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した後、誘導ケーブル１７の両端を
導線５４，５５を介して電気信号発生装置５０に接続す
るものである（図６参照）。この電気信号発生装置５０
から、前記磁気センサ１１ａ等で検出できる周波数（実
施例では1.5kHz) の交番電流を誘導ケーブル１７に付与
するものである。

【００２５】このように構成すると、前記終端部５３の
誘導ケーブル１７が鋭角状に屈曲された箇所では、終端
部５３の前方に行くに従って当該誘導ケーブル１７から
発生する交番磁界が極端に減少したり、交番磁界の強さ
が左右に著しく偏倚する等の異常な交番磁界状態となる
ので、走行車両１における前部磁気センサ１１ａ，１１
ｂ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を停止させるようにセットしておけば、前記終端部
５３にて走行車両１を停止させる遠隔操作をし忘れた
り、その操作のタイミングを誤っても、この終端部５３
にて走行車両１は確実に停止し、誘導ケーブル１７から
外れて暴走する等の事故を防止できる。また、そのため
の構成も、誘導ケーブル１７を屈曲させるだけの簡単な
ものであるから、設備費用も至極安価となる。

【００２６】なお、図７に示すように、果樹園の誘導経
路に沿って敷設された誘導ケーブル１７の終端部５３と
電気信号発生装置５０とを接続するための導線６０は、
前記終端部５３において、誘導ケーブル１７の軸線に対
して走行車両１の進行方向の後向きに鋭角状に屈曲配置
されると、前述の実施例と同じくこの終端部５３にて交
番磁界の強さが左右に著しく偏倚する等の異常な交番磁
界状態となるので、走行車両１における前部磁気センサ
１１ａ，１１ｂによる検出結果が異常と判断されて、走
行車両１を停止させることができる。そして、当該導線
６０の中途部を、前記誘導ケーブル１７の中途部におい
て交差させる場合、走行車両１の進行方向（矢印Ｘ２）
に対して６０度〜４５度の鋭角（θ１）で、誘導ケーブ
ル１７の軸線に対して左右対称状に交差させると、誘導
ケーブル１７と導線６０との交差部において、走行車両
における磁気センサ１１ａ，１１ｂにより検出する交流
磁界の強さは左右に偏倚することがなく、また、その交
差部の過ぎると、導線６０側から発生している交流磁界
に対する磁気センサの感度が急速に低下するから、走行
車両１が誤って導線６０の軸線方向に沿うような誘導誤
りも防止できる。

【００２７】なお、前記各実施例において、誘導ケーブ
ル１７と導線５４，５５，６０とは一体連続的な電気導
体ケーブルにて構成して良い。また、図示しないが複数
の誘導経路にそれぞれ誘導ケーブルを配設し、この複数
の誘導ケーブルの各端子を、これに交番電流を付与する
ため、１つの電気信号発生装置５０に接続させることで
設備を低減しようとすることがある。この場合、前記電
気信号発生装置５０の出力端子から出力される交番電流
値が１通りであって、他方、前記複数の誘導ケーブルの
それぞれの電気抵抗値が相違すると、各誘導ケーブルか
ら発生する交番磁界の強さが異なる結果、走行車両１に
設けた磁気センサの感度を通過すべき誘導経路ごとに調
節する必要がある。

【００２８】この不便さを解消するため、電気抵抗値の
小さい側の誘導ケーブルに可変抵抗器を直列に接続して
全ての誘導ケーブルの電気抵抗値を同一に揃えると良
い。なお、この場合、前記電気信号発生装置５０に電気
抵抗値を測定するための測定装置を備えることが好まし
い。

【００２９】

【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、誘
導経路の終端部にて誘導ケーブルの軸線に対して導線
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、走行車両における前部磁気セン
サによる検出結果が異常と判断されるときには、走行車
両を停止させるようにセットしておけば、前記終端部に
て走行車両を停止させる遠隔操作をし忘れたり、その操
作のタイミングを誤っても、この終端部にて走行車両は
確実に停止し、誘導ケーブルから外れて暴走する等の事
故を防止できる。また、そのための構成も、導線を屈曲
配置させるだけの簡単なものであるから、設備費用も至
極安価となるという効果を奏するのである。

【００３０】さらに、前記導線の中途部を誘導ケーブル
の中途部に対して交差するように跨いで配置するに際し
て、導線を前記誘導ケーブルの軸線に対して、走行車両
の進行方向に対して鋭角状で且つ左右対称状に交差させ
て配置したから、誘導ケーブ ルと導線との交差部におい
て、走行車両における左右一対の磁気センサにより検出
する交流磁界の強さは左右に偏倚することがなく、ま
た、その交差部の過ぎると、導線側から発生している交
流磁界に対する磁気センサの感度が急速に低下するか
ら、走行車両が誤って導線の軸線方向に沿うような誘導
誤りも防止できるという効果を奏する。

【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】誘導経路の図である。

【図７】誘導経路の他の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１ 走行車両 １１ａ，１１ｂ 前部磁気センサ １７ 誘導ケーブル ５０ 電気信号発生装置 ５２ 始端部 ５３ 終端部 ５４，５５，６０ 導線

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G05D 1/00 - 1/12 A01B 69/00 - 69/08 A01M 7/00

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘導経路に沿って配設された誘導ケーブ
   ルの始端部と終端部とにそれぞれ導線を介して電気信号
   発生装置を接続し、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誘導経路装置
   であって、誘導ケーブルの少なくとも終端部において導
   線を前記誘導ケーブルの軸線に対して、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る一方、前記導
   線の中途部を誘導ケーブルの中途部に対して交差するよ
   うに跨いで配置するに際して、導線を前記誘導ケーブル
   の軸線に対して、走行車両の進行方向に対して鋭角状で
   且つ左右対称状に交差させて配置し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。