JP3106240B2 - 緩停止構造を具えたレール走行式茶園管理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は茶畝両脇に敷設され
るレール軌道上を茶畝に沿って移動し得る走行架台に対
し、実質的な茶園管理作業を行う茶園管理装置を搭載し
て成る自走式のレール走行式の茶園管理装置に関するも
のであって、特に茶園管理装置が、比較的高速で戻り走
行している際等に茶畝端部で確実に減速停止できるよう
にした新規な機構に係るものである。

【０００２】

【発明の背景】茶枝葉の摘採、剪枝といった茶刈作業や
茶枝葉を害虫から守る目的で行う防虫、除虫作業等の茶
園管理作業を自動化するものとしてレール上を各機器を
無人走行させるレール走行式茶園管理装置がある。この
ものは門形の作業台車に全面自動摘採機、剪枝装置、防
除装置等の茶園管理機を搭載したものを、複数列の茶畝
の側脇に敷設したレール上を茶畝を跨ぐようにして無人
走行させ茶葉の摘採等を自動的に行わせるものである。
このようなレール走行式茶園管理装置は、レールの始端
側と終端側に設けられたレールストッパに、レール走行
式茶園管理装置の前端と後端に設けられたリミットスイ
ッチが当接することにより方向転換や走行停止を行って
いる。

【０００３】ところでこの方向転換や走行停止時に、レ
ール走行式茶園管理装置がそのままの速度で衝突するの
ではレールストッパに衝突するときの衝撃が強すぎる場
合もある。このような衝突は摘採等の茶畝管理作業を行
うため茶畝始端から終端に向かって走行する往路では、
通例はレール走行式茶園管理装置の走行速度も低いこと
もあってさしたる問題はなかった。しかし復路の戻り時
には、レール走行式茶園管理装置の走行速度も通例速い
上、レール始端側の枕地を移動する地面に固定されてい
ない不安定な横移動台車上のレールストッパに衝接させ
て停止させるため、充分の減速がなされない場合には確
実な停止が図られない場合があった。このようなことか
らレール走行式茶園管理装置の損傷や安全面等を考慮
し、走行速度が比較的大きい例えば戻り走行時にはいっ
たん減速した上で停止するように緩停止構造が従来から
採られている。

【０００４】この具体的な緩停止構造としては例えば以
下のようなものがあった。例えば第一の手段として、レ
ールの始端側から終端までの走行距離を、往路において
車輪の回転数等をカウントすることなどによって計測記
憶し、戻り時にこの走行距離の少し手前に到達したら走
行速度を低速とすることが行われている。この手段にあ
っては、レールが濡れていたり、圃場が急斜面であった
りすると、車輪がスリップを起こし、走行距離の計測に
狂いが生じるという問題があった。また他の第二の手段
として、図７に示すようにレール走行式茶園管理装置
１′にマグネットセンサＭＡを取り付け、一方、横移動
台車５′に被検出マグネットＭＢを取り付ける手段があ
る。この手段によると、レール走行式茶園管理装置１′
のマグネットセンサＭＡが被検出マグネットＭＢの上部
を通過してレールストッパＲＳに接近したことを検知す
ると走行速度が低速とされる。しかしこの手段にあって
は、作業者が横移動台車５′を横移動させながら手作業
でレールＲ１′に接続している関係上、横移動台車５′
の接続態様によってはマグネットセンサＭＡと被検出マ
グネットＭＢとの間隔が、可能検出距離以上に長くなっ
てしまうことがあり、検出されずに緩停止構造が不作動
となることがあった。

【０００５】以上のように従来の緩停止構造にあって
は、茶畝始端側のレールストッパに接近したことを検知
するにあたっては、レール及びレールストッパのみに目
を向け、被検出体としては大きく検出が容易である茶畝
が、レールストッパに接近したことの検出ファクタとな
り得るという知見を得ていなかった。このためレール及
びレールストッパ以外の新たな検出ファクタを見出すこ
とにより緩停止構造は作動の確実性を更に向上させる余
地が未だ残されていた。

【０００６】

【開発を試みた技術的課題】本発明はこのような背景か
らなされたものであって、レール走行式茶園管理装置が
茶畝端部で確実に緩停止できるようにすることを技術課
題とするものであり、特にレール走行式茶園管理装置と
レール始端側の横移動台車上のレールストッパとの緩衝
が精度よく行われることを主要技術課題とした新規な緩
停止構造を具えたレール走行式茶園管理装置の開発を試
みたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち請求項１記載の
緩停止構造を具えたレール走行式茶園管理装置は、茶畝
の両側脇に敷設されるレール上に跨がって自走する作業
台車と、この作業台車に搭載される茶園管理機とを具備
して成り、茶園管理作業を自動で行うレール走行式茶園
管理装置において、茶畝の存在を検出する非接触式セン
サを適用した茶畝センサと、この茶畝センサの茶畝の非
存在検出信号に基づき走行台車の走行速度を遅くする速
度制御装置とを設けて成ることを特徴として成るもので
ある。この発明によれば、茶畝センサが茶畝の存在を検
出しているときには、中速または高速等の通常のプログ
ラムどおりの走行を行い、茶畝が途切れたときには茶畝
センサが茶畝の非存在検出信号を制御盤に出力し、走行
速度が遅くされる。このためレールストッパとの衝突が
緩衝突となり、作業台車や茶園管理機あるいはレールに
損傷を与えない。装置寿命が延び、メンテナンスのイン
ターバルも長くすることができる。更に従来と比べて作
業台車等の装置強度をそれほど必要としなくなるため、
装置の軽量化も行い得る。また従来のように被検出体を
別途レール等に設けるものではないため、製作コストの
上昇を抑えることができ、被検出体のメンテナンスも必
要としない。また被検出体が茶畝であり検出対象が大き
いため、検出が確実に行われ、不作動や誤作動が大幅に
なくなる。また茶畝センサが茶樹に接触しないため、茶
樹を傷つけることがない。また非接触であるため、茶樹
に引っ掛かってしまい、作業台車の脱線や損傷を招くよ
うな心配もない。更に引っ掛かって故障するようなこと
もないためメンテナンスや点検をそれほど必要としな
い。

【０００８】更に請求項２記載の緩停止構造を具えたレ
ール走行式茶園管理装置は、前記要件に加え、前記茶畝
センサの茶畝の非存在検出信号は、レール走行式茶園管
理装置がレールを戻り走行して茶畝の始端に到達した際
に、出力されるものであることを特徴として成るもので
ある。この発明によれば、横移動台車のレールストッパ
を検知するような従来の緩停止構造では、横移動台車の
設置位置が毎回微妙に変わることなどに起因して、不作
動などの問題が生じていたが、茶畝の存在を検出する緩
停止構造により不作動の問題がほぼなくなる。

【０００９】更に請求項３記載の緩停止構造を具えたレ
ール走行式茶園管理装置は、前記請求項２記載の要件に
加え、前記茶畝センサは作業台車の後部側に設けられる
ことを特徴として成るものである。この発明によれば、
いち早く茶畝が途切れて始端側に到達したことを知るこ
とができ、早めのスローダウンが行い得る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明を図示の実施の形態に
基づき説明する。まず緩停止構造を具えたレール走行式
茶園管理装置の具体的な説明の前に、緩停止構造を具え
たレール走行式茶園管理装置を用いた茶園管理システム
全体について説明する。図４は圃場Ｈを示す平面図であ
って、符号Ａが茶畝であり、この茶畝Ａの両脇に一例と
して角鋼管のレールＲ１が敷設されている。図４におい
て上方をレールＲ１並びに茶畝Ａの終端側とし、下方を
始端側とする。また茶畝Ａを跨ぐようにして両脇のレー
ルＲ１上を走行するのが、本発明に係るレール走行式茶
園管理装置１である。なおレール走行式茶園管理装置１
の前後は、図４において上側を前部とし、下側を後部と
する。また図４中、茶畝Ａの下端側をいわゆる枕地Ｇ
（他畝横移動用地）としており、ここに横移動ガイドレ
ール４が設けられ、横移動台車５がこれに沿って走行す
るようにしている。横移動台車５の上部にもレールＲ２
が二本載置されており、前記茶畝Ａ側脇のレールＲ１と
連結される。また茶畝Ａ側脇のレールＲ１の終端と横移
動台車５上のレールＲ２の始端にはレールストッパＲＳ
が設けられている。

【００１１】レール走行式茶園管理装置１について説明
する。レール走行式茶園管理装置１は、茶畝Ａを跨いで
レールＲ１、Ｒ２上を走行する作業台車１０と、この作
業台車１０に搭載されて作業を行う茶園管理機２とに大
別され、本発明の特徴として茶畝Ａの存在を検出する茶
畝センサ３と、この茶畝センサ３の茶畝Ａの非存在検出
信号に基づき走行台車の走行速度を遅くする速度制御装
置とから成る緩停止構造が設けられて成る。なお実際に
は速度制御装置は速度制御回路を具えた制御盤２０が担
うもので、制御盤２０はその他通常の往復走行、高速後
退走行等の走行制御や茶園管理機２の制御も行う。以下
各部材について具体的に説明する。

【００１２】作業台車１０について説明する。作業台車
１０は本実施の形態では一例として四輪タイプのものを
適用する。具体的には作業台車１０は角鋼管等のフレー
ム１１により全体として門形に形成され、後方に駆動輪
１２を具え、前方に従動輪１３を具えている。駆動輪１
２の上方には駆動モ−タＭが設けられ、チェーン１４を
介して駆動伝達が行われる。なお駆動モータＭにはイン
バータ１５が接続され回転数を変速し得るように構成さ
れている。また作業台車１０の前端には、オートリター
ンスイッチ１６が設けられ、これがレールＲ１終端のレ
ールストッパＲＳに当接すると、駆動輪が逆回転して自
動で戻り走行をする。また後端にはオートストップスイ
ッチ１７が設けられ、これが横移動台車５のレールスト
ッパＲＳに当接すると、自動で走行を停止する。なお四
輪タイプのもののほか、三輪タイプのものであっても構
わないし、車輪も図１（ｂ）に示すように両端にフラン
ジを有した形状のものでも構わない。なお符号１９は発
電機であり、符号２０は制御盤である。

【００１３】また作業台車１０の前端には一例としてレ
ールＲ１終端側の緩停止構造としてレールストッパ検出
センサ１８が設けられる。このものは本出願人が特願平
８−１３１３０９号ですでに出願に及んでいる緩停止構
造で、一例としてレールストッパ検出センサ１８として
超音波センサを用いている。レールストッパ検出センサ
１８がレールＲ１終端のレールストッパＲＳを検出する
と、制御盤２０に検出信号が出力され、制御盤２０は前
記インバータ１５に出力信号を出し、駆動モータＭの回
転数が下がり、走行速度が遅められる。

【００１４】以上のような作業台車１０に茶園管理作業
を自動で行う茶園管理機２が搭載される。茶園管理機２
は本実施の形態では一例として全面摘採機を適用してい
る。その他具体的には防除装置、剪枝機、カルチベー
タ、肥料散布機及び裾刈機等種々のものを茶園管理機２
として搭載することが可能である。

【００１５】そして本発明の特徴として茶畝センサ３が
図１に示すように前記作業台車１０の後部側の縦フレー
ム１１ａに設けられ、これが前記制御盤２０に接続され
ている。茶畝センサ３は茶畝Ａの側部を検出するように
横方向を検出するよう角度設定されている。なお茶畝セ
ンサ３は一例として超音波センサを用いるものであり、
茶畝Ａが途切れて反射波が途絶えると制御盤２０に非存
在検出信号（ＯＦＦ信号）を出力する。

【００１６】本発明は以上のようにして成り、これを使
用するときには、茶畝Ａの側脇のレールＲ１を走行して
いるときには、茶畝センサ３が茶畝Ａの存在を検出し、
従来どおりの中速や高速の通常の走行を行っている。そ
して図１、２に示すようにレールＲ１を戻り走行して、
始端側において茶畝Ａが途絶えると、茶畝センサ３が茶
畝Ａの非存在検出信号を制御盤２０に送信する。制御盤
２０はこの信号に基づき、作業台車１０のインバータ１
５に出力信号を出し、駆動モータＭの回転数を遅くする
ように制御する。作業台車１０は例えば走行速度が遅め
られ低速度とされるため、レールストッパＲＳに衝突し
たとき緩衝突となり、レール走行式茶園管理装置１は損
傷等のダメージを受けない。なお茶畝センサ３は、レー
ル走行式茶園管理装置１の出発時にも茶畝Ａを検出しな
いため、そのままでは出発時の速度から遅く制御されて
しまう。従って制御盤２０によるインバータ１５への制
御は、例えばオートリターンスイッチ１６の検出信号の
入力後の非存在検出信号についてのみ行うようにし、例
えばオートストップスイッチ１７の検出信号によって、
リセットされるようにする。もちろんその他タイマ、駆
動輪１２の回転方向、あるいは走行距離等を検出するこ
とにより、戻り走行時の茶畝センサ３の非存在検出信号
についてのみ走行速度を遅めるようにすることが可能で
ある。

【００１７】なお本発明に係る茶畝センサを用いる緩停
止構造に加え、従来からある緩停止構造を併用すること
が二重の安全手段として働くため好ましい。この従来の
緩停止構造としては、例えば往路のレールＲ１終端側へ
の走行距離を、車輪の回転数等をカウントすることなど
によって計測し、往路の戻り時にこの走行距離の少し手
前に到達したら走行速度を低速とする緩停止構造を用い
ることができる。

【００１８】

【他の実施の形態】本発明は以上のものを基本とする
が、その他種々の改変が行い得る。すなわち前記実施の
形態にあっては、茶畝センサ３として超音波センサを用
いたものであるが、その他赤外線センサ等種々の茶畝Ａ
を検出し得るセンサを適用できる。更に茶畝センサ３の
茶畝Ａの検出方式は、図５のように茶畝Ａに当接した反
射波や反射光をとらえる反射形のほか、図５（ａ）に示
すような投光器３Ａと受光器３Ｂとから成る茶畝Ａによ
り超音波や赤外線等の光を遮断することにより検出を行
う透過形を適用できる。なお透過形としては図５（ｂ）
に示すような対向する縦フレーム１１ａ側に反射板３ａ
や反射シールを貼り付けるようにしてもよい。更にセン
サの取り付け位置としては、図１に示すように縦フレー
ム１１ａに設けるほか、図５（ｃ）に示すように横フレ
ーム１１ｂに設け、茶畝Ａの上面を検出することも可能
である。また茶畝センサ３としては非接触式センサのほ
か、レバースイッチ式等の適宜の接触式センサの茶畝セ
ンサ３を適用することも構わない。

【００１９】なお本発明に係る茶畝センサ３をレールＲ
１終端側の緩停止構造として適用することも可能であ
る。図６はレールＲ１を延長して敷設し、作業台車１０
の前部側にも茶畝センサ３を設けた実施の形態を示すも
のである。

【００２０】

【発明の効果】請求項１記載の緩停止構造を具えたレー
ル走行式茶園管理装置によれば、茶畝Ａの存在を検出す
る非接触式センサを適用した茶畝センサ３と、この茶畝
センサ３の茶畝Ａの非存在検出信号に基づき走行台車の
走行速度を遅くする速度制御装置とが設けられている。
このためレールストッパＲＳとの衝突が緩衝突となり、
作業台車１０や茶園管理機２あるいはレールＲ１、Ｒ２
に損傷を与えない。また装置寿命が延び、メンテナンス
のインターバルも長くすることができる。更に従来と比
べて作業台車１０等の装置強度をそれほど必要としなく
なるため、装置の軽量化も行い得る。また従来のように
被検出体を別途レールＲ１、Ｒ２等に設けるものではな
いため、製作コストの上昇を抑えることができ、被検出
体のメンテナンスも必要としない。また被検出体が茶畝
Ａであり、検出対象が大きいため検出が確実に行われ、
不作動や誤作動が大幅になくなる。また茶畝センサ３は
非接 触式センサであるため、茶樹を傷つけることがな
い。また非接触であるため、茶樹に引っ掛かってしま
い、作業台車１０の脱線や損傷を招くような心配もな
い。更に引っ掛かって故障するようなこともないためメ
ンテナンスや点検をそれほど必要としない。

【００２１】請求項２記載の緩停止構造を具えたレール
走行式茶園管理装置によれば、レール走行式茶園管理装
置１が、レールＲ１を戻り走行して茶畝Ａの始端に到達
した際に、茶畝センサ３の茶畝Ａの非存在検出信号が出
力されるものである。このため横移動台車５のレールス
トッパＲＳを検知するような従来の緩停止構造では、横
移動台車５の設置位置が毎回微妙に変わることなどに起
因して、不作動などの問題が生じていたが、茶畝Ａの存
在を検出する緩停止構造により不作動の問題がほぼなく
なる。

【００２２】請求項３記載の緩停止構造を具えたレール
走行式茶園管理装置によれば、前記茶畝センサ３は作業
台車１０の後部側に設けられるため、いち早く茶畝Ａが
途切れて始端側に到達したことを知ることができ、早め
のスローダウンが行い得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の緩停止構造を具えたレール走行式茶園
管理装置の実施の形態を示す斜視図である。

【図２】同上平面図である。

【図３】同上背面図である。

【図４】本発明の緩停止構造を具えたレール走行式茶園
管理装置を用いた茶園管理システム全体の説明図であ
る。

【図５】茶畝センサの三種の他の実施の形態を示す背面
図である。

【図６】茶畝センサをレール終端側の緩停止構造として
適用する他の実施の形態を示す平面図である。

【図７】従来のマグネットセンサを用いたレール走行式
茶園管理装置の緩停止構造を示す側面図である。

【符号の説明】

１ レール走行式茶園管理装置 ２ 茶園管理機 ３ 茶畝センサ ３Ａ 投光器 ３Ｂ 受光器 ３ａ 反射板 ４ 横移動ガイドレール ５ 横移動台車 １０ 作業台車 １１ フレーム １１ａ 縦フレーム １１ｂ 横フレーム １２ 駆動輪 １３ 従動輪 １４ チェーン １５ インバータ １６ オートリターンスイッチ １７ オートストップスイッチ １８ レールストッパ検出センサ １９ 発電機 ２０ 制御盤 Ａ 茶畝 Ｇ 枕地 Ｈ 圃場 Ｍ 駆動モータ ＭＡ マグネットセンサ ＭＢ 被検出マグネット Ｒ１ レール Ｒ２ レール ＲＳ レールストッパ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 茶畝の両側脇に敷設されるレール上に跨
   がって自走する作業台車と、この作業台車に搭載される
   茶園管理機とを具備して成り、茶園管理作業を自動で行
   うレール走行式茶園管理装置において、茶畝の存在を検
   出する非接触式センサを適用した茶畝センサと、この茶
   畝センサによる茶畝の非存在検出信号に基づき走行台車
   の走行速度を遅くする速度制御装置とを設けて成ること
   を特徴とする緩停止構造を具えたレール走行式茶園管理
   装置。
2. 【請求項２】 前記茶畝センサの茶畝の非存在検出信号
   は、レール走行式茶園管理装置がレールを戻り走行して
   茶畝の始端に到達した際に、出力されるものであること
   を特徴とする請求項１記載の緩停止構造を具えたレール
   走行式茶園管理装置。
3. 【請求項３】 前記茶畝センサは作業台車の後部側に設
   けられることを特徴とする請求項２記載の緩停止構造を
   具えたレール走行式茶園管理装置。