JP6683056B2

JP6683056B2 - 自走式作業機

Info

Publication number: JP6683056B2
Application number: JP2016149802A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　達也; 達也伊藤; 西河　智雅; 智雅西河; 高野　信宏; 信宏高野
Original assignee: Koki Holdings Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2020-04-15
Anticipated expiration: 2036-07-29
Also published as: JP2018014963A

Description

本発明は、電動モータを駆動源とし作業機器を動作させることによって、作業領域内を
自律的に走行しながら目的とする作業を行う自走式作業機に関する。

磁界を発生するワイヤーや壁で区画された作業領域内を自動的に走行して様々な作業を
行う自走式作業機が知られている。この自走式作業機を草刈り作業に適用したのが自走式
草刈機である。自走式草刈機は、ワイヤー等で区画された草刈領域内を自動的に走行しな
がら草を刈り取るもので、車輪を駆動するための車輪モータと、草刈用の刈刃を駆動する
刈刃用のモータを独立して設け、これらモータに電力を供給する二次電池を搭載して制御
装置にて自律走行を制御する。このような自走式草刈機として特許文献１に示す技術が知
られている。ここで従来の自走式草刈機の使用例を図１３を用いて説明する。図１３にお
いて家屋２００に隣接する庭２１０に芝生（図示せず）が植えられており、そこが草刈り
を行う対象たる草刈領域２９０である。草刈領域２９０には芝生の上に自走式の草刈機３
０１が配置される。草刈領域２９０には、草刈機３０１を充電するための充電ステーショ
ン２７０が配置される。充電ステーション２７０は、芝刈り領域の隅に設置され、ケーブ
ル２６０によってＡＣアダプタ２５０に接続される。ＡＣアダプタ２５０は、商用交流電
源等のコンセント（図示せず）に接続され、コンセントから供給される交流電圧（例えば
２３０Ｖ）を、直流電圧（例えば２１Ｖ）に変換する。充電ステーション２７０は直流出
力端子（正極、負極）を有し、草刈機３０１が充電ステーション２７０の充電位置に到達
すると、草刈機３０１の受電端子（図示せず）が充電ステーション２７０の直流出力端子
（図示せず）に接触するようにして停止し、充電ステーション２７０側から草刈機３０１
側への電力の供給が行われ、草刈機３０１は搭載された二次電池の充電を行う。

草刈機３０１の自律走行を助けるために、庭２１０内の草刈領域２９０とその他の領域
との境界部分には、境界ケーブルや、柵や、無線や光等を用いた境界報知手段が予め配置
される。図１３では境界報知手段としてループ状に形成されたガイドワイヤ（誘導ワイヤ
ー）２８０が配設（例えば埋設）される。ガイドワイヤ２８０の配設は草刈機３０１の使
用者が草刈り前に予め行うもので、自走式の草刈機３０１はガイドワイヤ２８０を外縁と
する内側の領域にて草刈作業を行う。ガイドワイヤ２８０には充電ステーション２７０内
の誘導信号発生器（図示せず）が接続され、所定間隔でパルス状の電流が流される。草刈
機３０１は、ガイドワイヤ２８０に流れる電流により発生した磁界を検知することにより
、ガイドワイヤ２８０の内側にいるか外側にいるかを判別し、自動かつ自律的に走行しな
がら草刈作業を行う。

特開２０１５−１５９２２号公報

草刈機の走行する草刈領域２９０は、障害物の無い平坦な領域であるとは限らないため
、縁石や置物等にぶつかることがある。自走式の作業機においては、前進／後退中に障害
物と接触した場合には、制御装置がその接触を検知し、衝突方向と反対方向に移動させる
ことによって障害物を回避するように制御する。また、本体カバーが障害物に衝突しなが
ら乗り上げることにより、本体カバーが本体シャーシに対して上側に移動してしまうこと
や、人の手によって走行中の草刈機を持ち上げられた場合には、草刈り作業が阻害される
ため作業機器たる刈刃の回転を即座に停止させ、場合によっては走行用のモータも停止さ
せる。このように草刈機の異物への接触を検知するための接触検知機構を設けて、接触後
に適切な回避動作、又は、正常作業への復帰行動を取るようにしている。接触検知機構を
実現するために、従来の自走式草刈機では、本体シャーシの上側に被される本体カバーを
、板バネ等の緩衝材を介して所定の範囲だけ可動状態にて保持するようにした。そして、
本体カバー側にマグネットを設け、本体シャーシ側に磁気検出素子を設けて、これらによ
って本体カバーが何らかの物体に接触したかを検出する接触検知機構を実現した。

本発明の目的は、本体への異物の接触を検知する接触検知機構による接触検知を精度良
く行うことができる自走式作業機を提供することにある。
本発明の他の目的は、複数の接触検知機構を用いた接触検知処理において、モータの制
御状況に応じて検知のための閾値を変更することにより精度良く接触検知を行うようにし
た自走式作業機を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、複数組のマグネットと磁気センサを用いて、直進時の衝突
状態に加えて、旋回時の衝突状態も精度良く検知できるようにした自走式作業機を提供す
ることにある。

本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。
本発明の一つの特徴によれば、車輪を駆動する走行用モータと、作業機器を駆動する作
業用モータと、これらのモータに電力を供給する二次電池と、走行用モータと作業用モー
タの制御を行う制御装置と、本体への異物の接触を検知する接触検知機構と、を備え、作
業領域を自律的に走行しながら作業を行う自走式作業機において、接触検知機構によって
検知された出力から接触と判定するための閾値を変更可能とした。また、自走式作業機は
、走行用モータと作業用モータを保持する本体シャーシと、これらを覆う本体カバーを有
し、接触検知機構は本体カバーに加わる外力を検知し、制御装置は、接触検知機構によっ
て検知された出力から接触と判定するための閾値を少なくとも二つ有するようにした。こ
れらの閾値は、走行用モータ、及び／又は、作業用モータの制御状況に応じて制御装置に
よって変更され、例えば、本体の直進時と旋回時で閾値が変更される。

本発明の他の特徴によれば、走行用モータは、右車輪駆動用と左車輪駆動用の独立した
２つのモータを有し、直進時には２つのモータを同期回転させ、旋回時には２つのモータ
を非同期で回転させる。この非同期とは、一方のモータだけ回転させて片方のモータを停
止させる場合、一方のモータを回転させ他方のモータを逆回転に回転させる場合、双方の
モータを異なる速度で同方向に回転させる場合のいずれの場合をも含む。また、制御装置
は、接触検知機構によって走行時に接触が生じたと判断した場合には、衝突時の自走式作
業機の移動方向と反対方向にわずかに走行させて接触状態を回避するように制御する。本
体カバーは、本体シャーシに対して板バネ等の緩衝材を介して可動状態で保持され、本体
カバーと本体シャーシに一対のセンサを設け、一対のセンサの一方を用いて前方側への接
触の検出を行い、他方を用いて後方側への接触の検出を行い、両方のセンサの検出結果を
用いてリフト状態の検出を行うようにした。一対のセンサは、本体シャーシに取り付けら
れる磁気検出素子と、本体カバーに設けられるマグネットによって構成され、磁気検出素
子の出力は制御装置に伝達される。

本発明によれば、前後方向の衝突を検出するセンサと、左右方向の衝突を検出するセン
サを共通としながらも、本体カバーへの異物の接触を精度良く検知できる接触検知機構を
実現できる。
また、自走式作業機の直進時と旋回時にそれぞれ接触検知機構の検出閾値を変更するよ
うにしたので、走行モードや作業モード等の自走式作業機動作モードに合わせた最適な接
触検知を行うことができる。
本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明
らかになるであろう。

本発明の実施例に係る自走式の草刈機１の通常時の側面図（カバー部分のみ縦断面図）である。本発明の実施例に係る草刈機１の本体カバー２を持ち上げた状態における側面図（カバー部分のみ縦断面図）である。本発明の実施例に係る草刈機１の本体シャーシ１０の上面図である。草刈機１の本体カバー２が前方より接触した状態を示す上面図である。草刈機１の本体カバー２が後方より接触した状態を示す上面図である。草刈機１の本体カバー２が右方より接触した状態を示す上面図である。草刈機１の本体カバー２が左方より接触した状態を示す上面図である。本発明の実施例に係る草刈機１のブロック図である。草刈機１の接触状態及びリフト状態を検出する制御手順を示すフローチャートである。草刈機１の直進時（第一の動作状態）におけるホールセンサの出力と閾値の関係を示す図である。草刈機１の旋回時（第二の動作状態）におけるホールセンサの出力と閾値の関係を示す図である。本発明の第二の実施例に係る自走式の草刈機１０１の縦断面図である。従来技術における草刈機３０１の動作概要を説明するための図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において自走式作業
機の例として自走式の草刈機１を用いるものとし、同一の部分には同一の符号を付し、繰
り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後左右、上下の方向は図中に示
す方向であるとして説明する。

図１は本発明の実施例に係る草刈機１の側面図であり、本体カバー２だけ断面図で図示
している。草刈機１は、走行方向に沿って揺動可能に設けられる小径の前輪１２と、駆動
輪である大径の後輪１３が本体シャーシ１０の左右にそれぞれ設けられ、草刈機１は合成
樹脂製の本体カバー２によって上方全体及び側方の大部分が覆われる。草刈機１の電源は
、着脱可能な電池パック（後述）であって、制御装置に含まれるマイクロコンピュータ（
以下、「マイコン」と称する）によって車輪モータ（図示せず）が駆動され自律的に走行
する。本体シャーシ１０の中央付近には、図示しない刈刃用のモータが配置され、鉛直方
向に延びる刈刃用のモータの回転軸の下端には、回転する刈刃３５が設けられる。刈刃３
５は、合成樹脂製の円盤部３５ａの外周側の複数箇所に揺動可能な刃部３５ｂが配置され
たもので、刈刃用のモータの取り付け位置を上下方向に移動させることによって刃部３５
ｂの地面からの高さ、即ち、草の刈り込み高さを調整することができる。刈刃３５は、草
刈機１が走行している時に回転されることにより、走行と草刈り作業が同時に行われる。
本体カバー２の前方下端は所定の隙間を有し、この隙間から本体カバー２の内部に入りこ
んだ草が、本体シャーシ１０の下側に配置される刈刃３５によって刈り取られる。

本体カバー２は、金属製の緩衝材たる板バネ１６ｂ、１８ｂ等を介して本体シャーシ１
０から浮いた状態にて可動状態で保持される。板バネ１６ｂの下端は上下方向に所定範囲
で可動可能な取付け部材１７ｂに保持され、上端は本体カバー２の内周側に形成された支
持部材４ａに固定される。図１では図示されない板バネ１６ａ（後述）側での固定方法も
同様である。同様して板バネ１８ｂの上端は本体カバー２の内周側に形成された支持部材
４ｃに固定される。このように板バネ１６ｂ、１８ｂが変形することにより本体カバー２
が本体シャーシ１０に対して前後方向に移動可能とされる。ここでは本体シャーシ１０の
前方側の左右両側に板バネ１６ａ、１６ｂ（１６ａは図３で後述）が配置され、後方側の
左右両側に板バネ１８ａ、１８ｂ（１８ａは図３で後述）が配置される。板バネ１６ａ、
１６ｂ、１８ａ、１８ｂの形状は面が前後方向に向くような板状としている。このように
緩衝材を介して本体カバー２を保持することにより、本体カバー２が何らかの物体に衝突
したり、外部から本体カバー２を持ち上げるような外力を受けた場合には、本体カバー２
が本体シャーシ１０から瞬時に相対移動する。この本体カバー２と本体シャーシ１０との
相対移動を制御装置にて検出するために接触検知機構が設けられる。接触検知機構は、本
体カバー２と本体シャーシ１０の相対位置関係の変化を検知することにより本体カバー２
が何らかの外部物体と接触したこと、又は、本体カバー２に何らかの衝撃が加えられたこ
とを検知するものであり、ここではマグネットとホールセンサ（磁気検出素子）を用いて
構成される。本体カバー２側にマグネット６、７（６は後述）が設けられ、本体シャーシ
１０側にホールセンサ４６、４７（４６は後述）が設けられ、マグネット６、７はホール
センサ４６、４７に隣接するように、しかも非接触状態で配置される。本体カバー２の内
壁面において上壁部分から下壁部分に延び、その断面形状が長方形の筒状とされたマグネ
ットホルダ２ｃが形成され、その内周壁面にマグネット６、７が配置される。ホールセン
サ４６、４７は長方形のセンサ基板３６、３７（図ではセンサ基板３６は見えない）に搭
載されるもので、センサ基板３６、３７は、本体シャーシ１０側に保持される前方視で略
台形状に形成される支持部材３８の左側面と右側面に固定される。

本体カバー２の上側には、大きな開口部が形成され、その開口部を覆うようにして開閉
カバー３が設けられる。開閉カバー３は前方側の回動軸を中心にヒンジ３ａにて開閉可能
に構成され、開閉センサ２１によって開放状態にあるか否かが検出される。開閉カバー３
は、例えば半透明の樹脂部材により構成され、後方側に配置されるストップボタン９を押
すことにより開閉カバー３の後方側ロックが解除されるので、開閉カバー３を開けること
ができる。ストップボタン９は、草刈機１の緊急停止用ボタンであって、作業者がこれを
押すことによって走行用のモータと作業用（刈刃用）のモータを瞬時に停止させることが
できる。また、ストップボタン９は開閉カバー３のロックを解除する機能をも兼任する。
開閉カバー３を開けると、作業者は刈刃用のモータの上下位置を調整するダイヤル２０と
、後述するキーボードとディスプレイに対してアクセス可能となる。本体カバー２の前方
には前面視で横方向に細長い略長方形の開口部５が設けられる。開口部５は、草刈機１が
充電ステーション２７０に到達した際に、草刈機１の図示しない受電端子と充電ステーシ
ョン２７０の送電端子を接触可能とするために設けられる開口である。

本体シャーシ１０の後方側には電池パックを収容する容器部２２が設けられる。容器部
２２は、前方側のヒンジ２３により上方の蓋部分が開閉可能である。マイコンを含む制御
回路が搭載されるメイン基板は、本体シャーシ１０の容器部２２の内側又はその近傍付近
に設けられる。電池パックは、インパクトドライバ等の電動工具で広く使用されているも
のと互換性を有し、その内部には複数の二次電池セル（図示せず）が収容される。

図示しない刈刃モータはモータ筒部３４の内部に収容され、励磁コイルが巻かれたステ
ータ（図示せず）の内側にて、永久磁石を有するロータコア（図示せず）が回転するブラ
シレスＤＣモータが用いられる。モータ筒部３４の内側であって、刈刃モータの上側には
円形の回路基板（図示せず）が設けられ、そこに複数のホールＩＣ（図示せず）と、イン
バータ回路（図示せず）が搭載される。インバータ回路は、ＦＥＴ（電界効果トランジス
タ）やＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等の複数のスイッチング回路を有
して構成される公知のインバータ回路である。

図２は草刈機１の本体カバー２の前方側が持ち上げられた状態を示す図である。ここで
、本体カバー２が持ち上げられた状態とは、人の手によって本体カバー２が矢印２８ａの
ように上方に持ち上げられる場合もあるし、本体カバー２の前方下端が石等の障害物に乗
り上げて矢印２８ａのような力が加わった場合もある。本体カバー２の前方側では上下方
向に所定範囲で可動可能な取付け部材１７ａ、１７ｂ（１７ａは見えない）にて板バネ１
６ａ、１６ｂ（１６ａは見えない）を保持するため、取付け部材１７ｂが矢印２８ｂのよ
うに上方向に一杯に延びた状態である。このため、本体シャーシ１０に固定されるホール
センサ４７に対してマグネット７が上方に大きく移動している。取付け部材１７ａ、１７
ｂ（１７ａは見えない）は本体シャーシ１０の図示しない穴部に差し込まれた両端に抜け
防止用のフランジが形成された円筒状の部材であって、上部側に板バネ１６ａ、１６ｂ（
１６ａは見えない）が固定される。本体カバー２に矢印２８ａのような外力が加わってい
ないときには、重力によって上側フランジ部分が本体シャーシ１０に接触する位置（図１
に示す位置）にある。以上説明したように、本体カバー２は地面側を除いて本体シャーシ
１０のほぼ全体を覆う形状であって、バネ等によって本体シャーシ１０に対して浮いた状
態で保持されることにより、前後左右及び上下方向に僅かに移動可能である。本体カバー
２は岩や突起、壁などの障害物にぶつかることがあり、その際の本体カバー２の相対的な
位置変動が、ホールセンサとマグネットを用いた後述する接触検知機構で検出される。

図３は、本発明の実施例に係る草刈機１の本体シャーシ１０部分の上面図である。ここ
では本体カバー２の外縁位置を点線にて示すと共に、本体カバー２側に設けられるマグネ
ットホルダ２ｃとそれに取り付けられるマグネット６、７を断面図で示している。本体シ
ャーシ１０は先端が凸状であって上面視で三角形に絞り込まれ、その斜面から左右両側に
は車輪の取付アーム１１（１１ａ、１１ｂ）が前方外側に向かって伸びるように設けられ
る。取付アーム１１ａ、１１ｂには前輪１２（１２ａ、１２ｂ）が鉛直方向に延びる回転
軸により回動自在に軸支され、草刈機１の移動方向に応じて車輪の向きが追従可能なよう
にそれぞれ保持される。本体シャーシ１０の後方側には後輪１３（１３ａ、１３ｂ）が設
けられる。ここでは後輪１３に大径の車輪を用いて、それぞれを独立した走行用の車輪モ
ータ（右車輪モータ１５ａ、左車輪モータ１５ｂ）で駆動するように構成した。２つの車
輪モータは、同期して又は非同期に駆動することにより制御装置に含まれるマイコンによ
る操舵制御を可能としている。車輪モータ１５ａの回転軸は右車輪１３ａに直結され、車
輪モータ１５ｂの回転軸は左車輪１３ｂに直結される。尚、車輪モータと車輪１３ａ、１
３ｂは減速機構を介して回転させるようにしても良い。この構造において、後輪１３ａ、
１３ｂを同期して同方向に回転させることにより草刈機１が前方又は後方に直進する。一
方、後輪１３ａ、１３ｂに回転差を生じさせるように回転させることにより、草刈機１を
特定方向に旋回させる転舵操作が可能となる。右車輪モータ１５ａ、左車輪モータ１５ｂ
は、例えばブラシレスＤＣモータが用いられ、図示しないインバータ回路を介して駆動さ
れる。

取付アーム１１ａ、１１ｂの本体シャーシ１０の付け根付近には、板バネ１６ａ、１６
ｂを保持するため、上下方向に限定された範囲で摺動可能に保持される取付け部材１７ａ
、１７ｂが設けられる。取付け部材１７ａ、１７ｂは、プラスチック等の合成樹脂の部品
であって、取付アーム１１ａ、１１ｂから抜け落ちないように保持される。同様にして本
体シャーシ１０の後方両側には、板バネ１８ａ、１８ｂを保持するため、取付け部材１９
ａ、１９ｂが設けられる。取付け部材１９ａ、１９ｂも上下方向に限定された範囲で摺動
可能に保持されるようにしても良いが、ホールセンサ４６，４７等の接触検知機構とは離
れた位置にあるため、取付け部材１９ａ、１９ｂが本体シャーシ１０に対して上下方向に
相対移動しないように固定しても良い。

本体シャーシ１０の中央付近に設けられる容器部２２の上面には、液晶表示パネル等の
ディスプレイ２４と、メインスイッチ２５と、キーボード２６が設けられる。作業者はキ
ーボード２６を操作して草刈りスケジュールの設定等を行うことができる。容器部２２の
前方側には、回転式のダイヤル２０が設けられる。ここではダイヤル２０の回転操作によ
り刈刃３５の地面からの高さ調整を行うことができ、ダイヤル目盛りでの数値に示すよう
に、刃部３５ｂと地面との距離（刈り込み高さ）を２０〜６０ｍｍの範囲で設定できる。

本体シャーシ１０の前端近くであって、ダイヤル２０の前方側には、２つのホールセン
サ（右ホールセンサ４６と左ホールセンサ４７）が設けられる。右ホールセンサ４６と左
ホールセンサ４７は、小型のセンサ基板を介して本体シャーシ１０に固定されるもので、
本体シャーシ１０の左右中心鉛直面から面対称となる位置に配置される。右ホールセンサ
４６と左ホールセンサ４７の出力は配線を介して後述する制御装置に接続される。一方、
本体カバー２の内壁部分には、断面形状が長方形の筒状の部材たるマグネットホルダ２ｃ
が上壁部分から本体シャーシ１０に近接する位置まで延びるように配置される。マグネッ
トホルダ２ｃの内側には２つのマグネット６、７が固定される。マグネット６、７は、右
ホールセンサ４６と左ホールセンサ４７と中心高さが一致するように配置されるが、前後
方向にみて右側のマグネット６が右ホールセンサ４６に比べて前寄りに配置され、左側の
マグネット７が左ホールセンサ４７に比べて後寄りに配置される。このように右側のマグ
ネット６と左側のマグネット７をホールセンサ４６，４７に対して前後方向にずらしてオ
フセット配置したので、本体カバー２に受ける接触方向の検知（前方向からの衝突か、後
ろ方向からの衝突か）を精度良くおこなうことができる。

図４は草刈機１の本体カバー２が前方より接触した状態を示す上面図である（状態１）
。ここでは前方向直進中の草刈機１が何らかの異物に対して衝突した場合の状態を示して
いる。前方に直進中の草刈機１が異物に衝突した場合は、矢印５６のように本体カバー２
を後方側に押すような外力が加わる。矢印５６の力に反して本体シャーシ１０に設けられ
た後輪１３（１３ａ、１３ｂ）が駆動しているため、本体カバー２は本体シャーシ１０に
対して後方側に相対的に移動することになる。この際のマグネットホルダ２ｃは、矢印２
８ｃのようにダイヤル２０に近づく方向に移動する。（２）は（１）の接触検知機構部分
の部分拡大図である。（２）に示すように、マグネットホルダ２ｃが本体シャーシ１０の
後方側に相対移動するため、右ホールセンサ４６と左ホールセンサ４７の前後方向中心位
置に対して、右側のマグネット６の中心位置は距離５６ａだけ後方に離れるが、右ホール
センサ４６の軸線上にマグネット６が位置しているため、右ホールセンサ４６の出力低下
はほとんど無い。一方、左側のマグネット７の中心位置は、距離５６ｂのように左ホール
センサ４７の軸線よりも後方側に大きく離れることになる。よって左ホールセンサ４７の
軸線上にはマグネット７が位置しないことになり、左ホールセンサ４７の出力信号が大き
く低下する。

ここで、図１０を用いて右ホールセンサ４６と左ホールセンサ４７の出力関係について
説明する。草刈機１で用いられるマグネット６、７は、例えば一方の面と他方の面で逆の
極性を有するフェライト磁石である。用いられるマグネット６、７は、フェライト磁石だ
けに限られずに磁極を有する任意の磁石でも良い。右ホールセンサ４６と左ホールセンサ
４７は、特定の極性が近づくことにより例えば４．４Ｖの出力をし、磁石が離反して磁界
の影響が無くなると例えば２．７Ｖ程度の出力電圧まで降下する。この特性から、右ホー
ルセンサ４６と左ホールセンサ４７の出力電圧を監視することにより、制御回路に含まれ
るマイコンは、右ホールセンサ４６と左ホールセンサ４７に対してマグネット６、７が対
向しているかどうかと、電圧によりその距離を判定できる。しかしながら、距離がどの程
度離れているかは判定できるが、どの方向に離れているかは判定できない。そこで本実施
例では２つのマグネット６、７を前後方向にずらして配置して、前方向から又は後方向か
らの衝突が発生した際に、一方側のホールセンサの出力が低下するように構成することに
より、本体カバー２の前後方向の相対移動を検出できるようにした。

図１０において横軸は右ホールセンサ４６の出力電圧（単位Ｖ）であり、縦軸は左ホー
ルセンサ４７の出力である。黒丸７０は、図３に示したように本体カバー２が本体シャー
シ１０に対して基準位置にあるときの状態、つまり本体カバー２に異物等が何ら衝突又は
接触していない状態である。この場合は図３で示すように、右ホールセンサ４６と左ホー
ルセンサ４７の軸線上にマグネット６、７が隣接して対向するため、右ホールセンサ４６
と左ホールセンサ４７の出力は共に４．４Ｖ程度となるため、それらをプロットすると黒
丸７０になる。この状態から図４（１）に示すように本体カバー２が本体シャーシ１０に
対して後方側に相対移動すると、図４（２）に示すように左ホールセンサ４７とマグネッ
ト７の距離５６ｂが離れるため左ホールセンサ４７の出力が２．７Ｖ程度まで落ち込む。
一方、右ホールセンサ４６とマグネット７の前後方向に見た距離５６ａはさほど離れてい
ないため、右ホールセンサ４６の出力は約４．４Ｖ程度のままである。これをプロットす
ると図１０の黒丸７１のようになり、プロット位置が黒丸７０から黒丸７１の位置に移動
したことになる。ここで、本実施例では直進時（前進、後退）における本体カバー２の接
触状態か接触していないかを判定する閾値として、右ホールセンサ４６と左ホールセンサ
４７の出力を３．０Ｖに設定した。右ホールセンサ４６と左ホールセンサ４７の出力のい
ずれかが閾値電圧未満に低下した場合は、マイコンは本体カバー２が接触したものとして
判定する。つまり、黒丸７１の状態は領域８２ａの範囲内にあるので、マイコンは前方側
から衝突したものと判定する。

図５は草刈機１の本体カバー２が後方より接触した状態を示す上面図である（状態２）
。ここでは後方に向けて直進中に何らかの異物に対して草刈機１が衝突した場合の状態を
示しており、（１）が上面図である。ここでは後退中なので右前輪１２ａと左前輪１２ｂ
が取付アーム１１ａ、１１ａの前方側に位置して従動している。後方に直進中の草刈機１
が異物に衝突した場合は、矢印５７のように本体カバー２を前方側に押すような外力が加
わる。すると矢印５７の力に反して本体シャーシ１０に設けられた後輪１３が後退してい
るため、本体カバー２は本体シャーシ１０に対して前方側に相対的に移動することになる
。この際のマグネットホルダ２ｃは、矢印２８ｄ付近の位置関係でわかるようにダイヤル
２０から離れる方向に移動する。また（２）の部分拡大図のように、マグネットホルダ２
ｃが本体シャーシ１０の前方側に相対移動するため、右ホールセンサ４６と左ホールセン
サ４７の前後方向中心位置に対して、右側のマグネット６の中心位置が距離５７ａのよう
に大きく前方側に離れ、左側のマグネット７の中心位置は距離５７ｂのように前方側にわ
ずかに離れることになる。従って、このときの右ホールセンサ４６と左ホールセンサ４７
の出力の関係は図１０の黒丸７０から黒丸７２の位置に移動する。黒丸７２の位置は右ホ
ールセンサ４６の閾値電圧３．０Ｖよりも低下した状態であるので領域８２ｂの内部に属
し、マイコンは本体カバー２が後方から衝突したものとして判定する。

以上のように、２つのホールセンサ４６、４７を用いることによって草刈機１が前方側
から衝突する場合と、後方側から衝突する場合を容易に識別することができる。尚、図４
の矢印５６のような外力、図５の矢印５７のような外力は、相対的なものであるためほぼ
停止中の草刈機１（但し刈刃モータ３０は可動）に対して移動してきた異物が矢印５６、
５７の方向に衝突した場合もマイコンは同様の検出を行う。本実施例では、マグネット６
、７を前後方向にずらして配置することにより、前側又は後側の衝突を効率良く検出する
ことができた。尚、この検出手法は、リフト状態が発生しているかを判別することにも適
用できる。マグネット６と７は、前後方向にずらして配置されるものの、高さ方向はホー
ルセンサ４６、４７の高さに合わせて配置される。従って図２に示すように作業者が本体
カバー２を持ち上げた場合は、マグネット６、７が共に上方向にずれるように構成される
ので、２つのホールセンサ４６、４７の軸線から上方向に離れることになり、ホールセン
サ４６、４７の双方の出力が約２．７Ｖまで低下する。この時の出力電圧をプロットした
のが図１０の黒丸７３である。領域８３においては双方のホールセンサ４６、４７の出力
が閾値以下なので、本体カバー２がリフト状態として判定される。本実施例では前後方向
の衝突を検出するホールセンサと、左右方向の衝突を検出するホールセンサが共通であっ
て、両方のホールセンサ４６、４７の検出結果を用いてプロットされた黒丸位置がどの領
域（８２ａ、８２ｂ、８３）に移動したかによって、衝突状態とリフト状態を判定するの
で、ホールセンサ４６、４７を用いた接触検出機構は、前後方向の接触検知だけで無くリ
フトセンサとしての役割も果たすことができる。

以上説明したように、草刈機１が前方側又は後方側にまっすぐ進んでいる状態（直進状
態）において２つのホールセンサ４６、４７を用いて接触を検出するようにしたが、２つ
の駆動輪の回転差を用いて旋回操舵を行う草刈機１の場合には、旋回時に衝突した場合に
その衝突状態を感度良く検出できない恐れがあった。そこで、本実施例では直進状態（第
一の状態）におけるホールセンサ４６、４７の検出閾値と、旋回状態（第二の状態）にお
けるホールセンサ４６、４７の検出閾値を切り替えるようにして、草刈機１の動作状況に
応じて接触検知機構を適切に稼働させるようにした。言い換えれば、草刈機１は、ホール
センサ４６、４７の検出値を判断するテーブルを動作状況に応じて複数備えている。

図６は、旋回時の草刈機１が、右方に接触した状態を示す上面図である。この状態は左
車輪モータ１５ｂが前進方向に回転し、右車輪モータ１５ａが停止又は後退方向に回転す
ることにより、草刈機１が右方向に旋回している状態であって、その時に旋回方向にある
障害物に衝突した状態を示している。この駆動状態は、右前輪１２ａと左前輪１２ｂの位
置により認識でき、その旋回中心が右前輪１２ａと左前輪１２ｂの中心付近である。この
旋回中に衝突すると矢印５８のように右側から本体カバー２に対して外力を受けることに
なる。すると、本体カバー２が本体シャーシ１０に対して左側に移動し、矢印２８ｅ付近
の位置関係からわかるようにマグネットホルダ２ｃが本体シャーシ１０の左右中心線より
も左寄りに移動することになる。（２）の部分拡大図に示すように、マグネットホルダ２
ｃは前後方向に見て、本体シャーシ１０とはほとんど相対移動していないが、左右方向に
みて左側に移動することになる。この結果、マグネット６とホールセンサ４６は接近（又
は衝突）する一方で、マグネット７とホールセンサ４７は離反することになる。このよう
にホールセンサ４６、４７の軸線方向に対するマグネット６，７の位置の変化によってホ
ールセンサ４７の出力電圧が低下して、ホールセンサ４６の出力電圧がやや上昇する。

ここで、図１１を用いて右ホールセンサ４６と左ホールセンサ４７の出力関係について
説明する。縦軸と横軸の関係は図１０で説明したとおりであるが、図１で示す関係ではホ
ールセンサ４６、４７の閾値電圧が変更されている。黒丸７０が基準時の出力信号であり
、右ホールセンサ４６と左ホールセンサ４７の出力は共に４．４Ｖ程度にある。この状態
から図６で示す衝突が発生すると左ホールセンサ４７の出力が低下するが、右ホールセン
サ４６の出力はほとんど変わらないため、その位置をプロットすると黒丸７３になる。右
ホールセンサ４６の出力がほとんど変わらないのは、図３で示す基準位置にてすでに検出
磁界が飽和量に到達しているためである。ここでは旋回時における右ホールセンサ４６と
左ホールセンサ４７の閾値電圧を共に４．０Ｖとして、これらのいずれかを下回った際に
マイコンは接触状態が発生したと判断する。図１１においてマイコンは、領域８６の狭い
範囲内にある場合だけ“接触無し”と判断し、領域８７ａの範囲内にあるときは右方向か
ら“接触した”と判断し、領域８７ｂの範囲内にあるときは左方向から“接触した”と判
断する。“接触した”と判断されると、マイコンは車輪モータ１５の回転方向を反転させ
るようにして、草刈機１の衝突状態を解消する。尚、プロットされた黒丸が領域８８の範
囲に入ったときはマイコンは“リフト状態にある”と判断する。

図７は、旋回時の草刈機１が、左方に接触した状態を示す上面図である。この状態は右
車輪モータ１５ａが前進方向に回転し、左車輪モータ１５ｂが停止又は後退方向に回転す
ることにより、草刈機１が左方向に旋回している状態であって、その時に旋回方向にある
障害物に衝突した状態を示している。この際、矢印５９のように左側から本体カバー２に
対して外力を受けることになる。すると、本体カバー２が本体シャーシ１０に対して右側
に移動し、矢印２８ｆ付近の位置関係からわかるようにマグネットホルダ２ｃが本体シャ
ーシ１０の左右中心線よりも右寄りに移動することになる。（２）の部分拡大図に示すよ
うに、マグネットホルダ２ｃは前後方向に見て、本体シャーシ１０とはほとんど相対移動
しないが、左右方向に相対移動する。この結果、マグネット７とホールセンサ４７は接近
（又は衝突）する一方、マグネット６とホールセンサ４６は離反することになる。前後方
向にみた位置関係は、右ホールセンサ４６とマグネット６の中心位置は距離５９ａで、左
ホールセンサ４７とマグネット７の中心位置は距離５９ｂで、いずれも前後方向に見てホ
ールセンサ４６、４７の軸線上からマグネット６，７が逸脱していない。この位置関係に
よってホールセンサ４６の出力電圧はわずかに低下して、左ホールセンサ４７の出力電圧
はほぼ同一電圧を保つ。

この状態を図１１で示すと、黒丸７０から右ホールセンサ４６の出力だけ低下し、左ホ
ールセンサ４７の出力は変わらないため、プロット位置が黒丸７０から黒丸７４に移動す
る。従って、黒丸７４の位置が右ホールセンサ４６の閾値を下回って領域８７ｂの領域に
位置するので、マイコンは接触状態が発生したとして車輪モータ１５の回転方向を反転さ
せるようにして、衝突状態を解消するようにした。以上説明したように、マイコンは車輪
モータの操舵を直進から旋回に変更する際、又は、旋回から直進に変更する際に、ホール
センサ４６、４７の検出用の閾値を切り替えるようにしたので、旋回時における衝突を精
度良く検出できるようになった。

図８は草刈機１の本体シャーシ１０に装備される各種機能部品を示すブロック図である
。草刈機１の動作を制御する制御装置５０は、メイン回路基板に搭載される。制御装置５
０は、マイコンや図示しない記憶装置、充電回路、その他の電子素子を含んで構成される
。制御装置５０のマイコンには、充電ステーション２７０の２つの送電端子（正極、負極
）に接続可能な正極端子と負極端子を有する受電端子４１と、電池取付部に装着された電
池パックの端子と着脱自在に接続する電池ターミナル２９が接続される。メインスイッチ
２５は電池ターミナル２９と制御装置５０の接続線路に挿入されるもので、制御装置５０
やモータ等への電源の供給スイッチである。制御装置５０には、刈刃モータ３０と車輪用
モータ（右車輪モータ１５ａ、左車輪モータ１５ｂ）が、駆動電力がモータ駆動回路２７
ａ〜２７ｃを介して接続される。モータ駆動回路２７ａ〜２７ｃはインバータ回路が含ま
れ、制御装置５０によって制御されるＰＷＭ制御信号に応じて直流電圧から三相交流の励
磁電流を生成して刈刃モータ３０、右車輪モータ１５ａ、左車輪モータ１５ｂを回転させ
る。制御装置５０に含まれるマイコンは、刈刃モータ３０を回転させることにより刈刃３
５を回転させる。また、制御装置５０は、右車輪モータ１５ａと左車輪モータ１５ｂを同
速度で回転させることにより草刈機１を直進させ、異なる速度で回転させることにより草
刈機１を旋回させる。さらに、制御装置５０はモータ駆動回路２７ａ〜２７ｃに流れる刈
刃モータ３０、右車輪モータ１５ａ、及び左車輪モータ１５ｂの負荷電流を夫々検出する
ことにより、各モータに係る負荷の大きさを検出する。

制御装置５０にはディスプレイ・キーボード基板４３、ストップスイッチ４９が接続さ
れるとともに、第１ガイドワイヤセンサ４４、第２ガイドワイヤセンサ４５、右ホールセ
ンサ４６、左ホールセンサ４７、傾斜センサ４８等の各種センサの出力が入力される。第
１及び第２ガイドワイヤセンサ４４、４５は、ガイドワイヤ２８０（図１３参照）により
発生する磁界の変化を検出するコイルを有し、コイルにより検出された信号は制御装置５
０に出力される。制御装置５０は、２つのガイドワイヤセンサ４４、４５の出力から草刈
り領域の境界を識別して、草刈機１の駆動や操舵制御等を行う。ストップスイッチ４９は
手動停止手段であり、本体カバー２の後端側上部の操作しやすい位置にストップボタン９
（図１参照）が設けられ、ユーザは手動操作で自動走行中若しくは草刈り中の草刈機１を
停止させることができる。ディスプレイ・キーボード基板４３は、草刈りに関する情報の
出力装置である液晶式のディスプレイ２４（図３参照）と、操作者が手動操作可能とする
入力装置であるキーボード２６（図３参照）を保持するための回路基板である。

右ホールセンサ４６と左ホールセンサ４７は、草刈機１の本体カバー２が何らかの物体
に衝突したことを検知すると共に、草刈機１の本体カバー２が持ち上げられた状態を検知
するために用いられる。左右の一方側のホールセンサを接触センサとして、他方側のホー
ルセンサをリフトセンサとして用いるようにしても良いが、本実施例では２つのホールセ
ンサをうまく組み合わせることによって、リフト状態や接触状態を精度良く検出できるよ
うに構成した。傾斜センサ４８は草刈機１が地面に対してどの程度傾斜しているかを検出
するセンサであり、草刈機１が所定角度以上傾斜したときに、マイコンは右車輪モータ１
５ａ、左車輪モータ１５ｂを逆回転させることにより、大きな傾斜面に草刈機１が侵入す
ることを回避する。

以上の構成において、草刈機１は運転プログラムに従って充電ステーション２７０から
離脱し、自律走行プログラムに沿って草刈り作業を行う。草刈り作業中に、図４〜図７に
示したような接触状態を検出した場合は、車輪モータ１５ａ、１５ｂの回転を反転させる
ことにより衝突状態を回避した後に旋回して移動方向を変え、その後の草刈り作業を継続
する。草刈機１は要求された草刈り時間が終了したとき、又は電池パックの電圧が低下し
たときに充電ステーション２７０に自律的に帰還する。次に、図９のフローチャートを用
いて草刈機１の草刈作業中における、接触状態及びリフト状態を検出する制御手順を説明
する。ここでは本体シャーシ１０に設けられた右ホールセンサ４６と左ホールセンサ４７
の出力を用いて、制御装置５０にあらかじめ格納されたプログラムをマイコンが実行する
ことにより図９に示す手順をソフトウェア的に実行する。

図９において、草刈機１は運転を開始する際に、右ホールセンサ４６と左ホールセンサ
４７の検出閾値の初期値を設定する（ステップ６１）。本実施例では、草刈機１が前方向
に直進（前進）するとき、又は、後ろ方向に直進（後退）する時の第一の状態と、草刈機
１が右方向又は左方向に旋回する時の第二の状態における閾値を切り替えるようにした。
草刈機１の車輪モータ（１５ａ、１５ｂ）は、制御装置５０に含まれるマイコンがモータ
駆動回路２７ｂ、２７ｃを制御することによって駆動する。従って、マイコンは、走行状
態が前方向又は後方向の直進状態（第一の状態）にあるか、旋回状態（第二の状態）にあ
るかを常に認識している。ここで旋回状態とは、本実施例では右車輪モータ１５ａと左車
輪モータ１５ｂとを異なる回転数にて駆動させることで実現する。例えば、右車輪モータ
１５ａを正転させて、左車輪モータ１５ｂを同じ速度にて逆転させることにより、右車輪
１３ａと左車輪１３ｂの中間位置を軸心に、素早く旋回させることができる。尚、片側車
輪を停止させて、他方側車輪を回転させることにより旋回させても良いし、２つの車輪を
同方向に異なる回転速度で回転させることにより緩やかに旋回させるようにしても良い。
いずれの旋回状態においても、マイコンが２つの車輪モータ１５ａ、１５ｂの回転制御を
行うために、草刈機１が直進状態にあるか、旋回状態にあるかを識別することができる。

ステップ６２において、マイコンは車輪モータ１５ａ、１５ｂを駆動する。この際、刈
刃モータ３０も同様に駆動することにより、刈刃３５による草刈り作業を行うことができ
る。次に、マイコンはプログラム運転における草刈り作業が終了したか、又は、ストップ
ボタン９の操作による作業者からの停止指示があったか、あるいはその他の何らかの理由
による草刈り作業を終了すべき事態が発生したかどうかを検出し、終了の場合は車輪モー
タ１５ａ、１５ｂと刈刃モータ３０を停止させて、処理を終了する（ステップ６３）。ス
テップ６３にて終了で無い場合は、マイコンは右ホールセンサ４６と左ホールセンサ４７
の出力を検出し（ステップ６４）、その出力が、設定された閾値を超えているかどうかを
判定する（ステップ６５）。ここで、右ホールセンサ４６と左ホールセンサ４７の一方が
設定された閾値を超えた場合は、衝突状態が発生したので回復操作を行う。衝突状態が発
生した場合は車輪モータ１５ａ、１５ｂの駆動方向を反対側にする反転操作を行ったのち
に別の方向に旋回して作業を継続してステップ６７に進む（ステップ６６）。また、右ホ
ールセンサ４６と左ホールセンサ４７の双方が設定された閾値を超えた場合は、リフト状
態が発生したので、直ちに刈刃モータ３０を停止させる。停止された刈刃モータ３０は、
リフト状態が解消したら再起動すると良い。

ステップ６７では、マイコンは走行モードの変更が伴うか否かを判定する。例えば、直
進中に何らかの物体に衝突した場合は、ステップ６５〜６６によって後退して障害物から
一旦離れる。その後、旋回操作をおこなった上で、再び直進状態にて車輪モータ１５ａ、
１５ｂを駆動する。この旋回操作を行う際に、走行状態が直進状態から旋回状態に切り替
わるため、閾値を変更後の状態用の閾値に切り替えてからステップ６２に戻る（ステップ
６７、６８）。ステップ６７にて直進状態から旋回状態へ、又は旋回状態から直進状態へ
のモード変更を伴わない場合は、ステップ６２に戻る。このようにしてステップ６２〜６
８を繰り返すことにより、制御装置５０に含まれるマイコンは、操舵状態に応じた右ホー
ルセンサ４６と左ホールセンサ４７の適切な閾値を設定することにより精度の高い衝突検
知とリフト状態の検知を行うことができる。

以上のように、本実施例では走行用モータと作業用モータの制御を行う制御装置が、直
進時と旋回時における接触検知機構によって接触と判断する閾値を切り替えるようにした
ので、走行用のモータの制御状況に応じて精度良く接触検知ができるようになった。ここ
では直進時と旋回時という２つの状態（動作モード）で閾値を変更するようにしたが、さ
らに細かく分けて、前方直進時、後方直進時、右旋回時、左旋回時の４つの状態に分けて
それぞれの閾値を設定しても良い。また、草刈機１の走行速度に応じて閾値を変えるよう
に構成しても良い。例えば高速直進時と低速直進時において、図１０（１）で示す領域８
２ａ、８２ｂを決める閾値の値を変更するようにしても良い。さらに、それぞれの状態に
おいて右ホールセンサと左ホールセンサの閾値を別の値に設定するようにしても良い。

本実施例においては、右ホールセンサと左ホールセンサの閾値を変更するという電気的
な制御に加えて、衝突時又はリフト時におけるマグネット６、７の特定の方向への移動を
助けるための誘導傾斜面を本体シャーシ１０に設けるようにしても良い。本実施例では本
体シャーシ１０に前方視で台形状の支持部材３８を形成しているが、本体カバー２が図６
、図７のように衝突した際にはマグネットホルダ２ｃの壁部分が支持部材３８の傾斜面に
接触させることにより、特に接触した側のマグネットが上方向に移動するように案内して
も良い。このように、物理的移動距離を大きくさせるような誘導傾斜面を本体シャーシ側
に設けることにより、ホールセンサによる検出をし易くすることができる。また、２つの
マグネットのオフセット位置は、ホールセンサに対して前後方向だけでなく、上下方向に
もオフセットするように配置しても良い。以上のように、右ホールセンサと左ホールセン
サによるリフト状態の検知を容易にするために、旋回時のマグネットホルダ２ｃを特定方
向（特に上方向）に移動させるように導く誘導傾斜面を本体シャーシ１０に設ければ、マ
グネットホルダ２ｃ部分を大きく移動させることができるので、ホールセンサによる検出
精度を向上できる。

次に図１２を用いて本発明の第二の実施例を説明する。第二の実施例の草刈機１０１に
おいては、ホールセンサ４６、４７とマグネット６、７を用いた接触検知機構に加えて、
本体カバー２に加速度センサ１６２を付加したものである。加速度センサ１６２はＸＹＺ
軸の３方向の加速度を測定するＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉ
ｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）技術を用いた公知の衝撃センサである。加速度センサ１６２は
センサ基板１６１上に搭載され、加速度が加わったときの位置変化を電気エネルギーに変
換して制御装置５０（図８参照）に出力する。センサ基板１６１は本体カバー２の一番衝
撃が伝わりやすい箇所、例えば前方の開口部５の上側の内壁部分に設けられ、センサ基板
１６１から制御装置５０までリード線１６３により配線される。

発明者らの検証によると、加速度センサ１６２を用いて衝突状態を検知する場合、検出
感度が良いため通常の走行時における路面のでこぼこ等に起因する振動を拾ってしまう。
そのため検出のための閾値レベルを下げて、感度を鈍くすることが有効であるが、その場
合は、旋回時における衝突等をうまく検出できない恐れがある。そこで、第二の実施例で
は加速度センサ１６２を単に併用するだけで無く、加速度センサ１６２の検出閾値をもモ
ータの制御状況や自走式作業機の動作モードに応じて切り替えできるように構成した。例
えば、加速度センサ１６２の検出感度を、直進方向に前進又は後退する場合は感度を低め
に設定し、旋回する際には感度を高めるように変更して旋回時の衝突を検出しやすく設定
する。このように自走式作業機の動作モードに応じて、接触検知機構における検出感度（
閾値）を切り替えるという本発明の考えは、種々の検出センサを用いる自走式作業機に幅
広く応用できる。尚、直進方向に前進又は後退する場合はホールセンサとマグネットによ
る接触検知を行い、旋回時にだけホールセンサとマグネットによる接触検知に加えて、又
は替えて、加速度センサ１６２による接触検出を用いるように制御しても良い。また、ホ
ールセンサの閾値と加速度センサ１６２の閾値を走行速度を考慮して変更するようにして
も良い。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるもの
ではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、自走式作業
機は、直進時と旋回時の動作モードの違いに応じて検出閾値を変更するように構成したが
、草刈り作業時と充電ステーションへの帰還時で検出閾値を変更するようにしてもよい。
また、直進時における前進時と後退時、または、旋回時における右旋回時と左旋回時でそ
れぞれ検出閾値を変更するようにしてもよい。また、作業者によるキーボード等の操作に
よって、作業内容に応じて任意に変更するようにしてもよい。さらに、自走式作業機に用
いられる接触検知機構は、上記のものだけに限られずにその他の接触センサや、振動セン
サ等の異なる検出方式を有する少なくとも２種類のセンサを用いて実現しても良く、その
場合であっても直進時と旋回時等の動作モードに応じて検出閾値を変更するように構成す
ると良い。また、自走式作業機は草刈機だけに限られずに、掃除機や床磨き機など、自走
しながらモータの動力を用いて所定の作業を行う作業機器であれば任意の機器でも良い。

１草刈機２本体カバー２ｃマグネットホルダ３開閉カバー
３ａヒンジ４ａ、４ｃ支持部材５開口部６、７マグネット
９ストップボタン１０本体シャーシ
１１、１１ａ、１１ｂ取付アーム１２前輪１２ａ右前輪
１２ｂ左前輪１３後輪１３ａ右車輪１３ｂ左車輪
１５車輪モータ１５ａ右車輪モータ１５ｂ左車輪モータ
１６ａ、１６ｂ板バネ１７ａ、１７ｂ取付け部材
１８ａ、１８ｂ板バネ１９ａ、１９ｂ取付け部材
２０ダイヤル２１開閉センサ２２容器部２３ヒンジ
２４ディスプレイ２５メインスイッチ２６キーボード
２７ａ〜２７ｃモータ駆動回路２９電池ターミナル３０刈刃モータ
３４モータ筒部３５刈刃３５ａ円盤部３５ｂ刃部
３６、３７センサ基板３８支持部材４１受電端子
４３ディスプレイ・キーボード基板４４第１ガイドワイヤセンサ
４５第２ガイドワイヤセンサ４６（右）ホールセンサ
４７（左）ホールセンサ４８傾斜センサ４９ストップスイッチ
５０制御装置１０１草刈機１０２本体カバー
１０２ｃマグネットホルダ１６１センサ基板１６２加速度センサ
１６３リード線２００家屋２１０庭２５０アダプタ
２６０ケーブル２７０充電ステーション２８０ガイドワイヤ
２９０草刈領域３０１草刈機

Claims

車輪を駆動する走行用モータと、作業機器を駆動する作業用モータと、これらのモータに電力を供給する二次電池と、前記走行用モータと前記作業用モータの制御を行う制御装置と、本体への異物の接触を検知する接触検知機構と、を備え、作業領域を自律的に走行しながら作業を行う自走式作業機であって、
前記制御装置は、前記接触検知機構によって検知された出力から接触と判定するための閾値を少なくとも二つ有し、前記制御装置は、前記本体の直進時と旋回時で前記閾値を変更することを特徴とする自走式作業機。
前記走行用モータは、右車輪駆動用と左車輪駆動用の独立した２つのモータを有し、
直進時には２つの前記モータを同期回転させ、旋回時には２つの前記モータを非同期で回転させることを特徴とする請求項１に記載の自走式作業機。
前記制御装置は、前記接触検知機構によって走行時に接触が生じたと判断した場合には、衝突時の前記自走式作業機の移動方向と反対方向に走行させることを特徴とする請求項２に記載の自走式作業機。
前記走行用モータと前記作業用モータを保持する本体シャーシと、これらを覆う本体カバーを有し、
前記接触検知機構は、前記本体シャーシと前記本体カバーとの相対移動から、前記本体カバーに加わる外力を検知することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の自走式作業機。
前記本体カバーは、前記本体シャーシに対して可動状態で保持され、
前記接触検知機構は離間した箇所に２組設けられ、
それぞれの前記接触検知機構は、前記本体シャーシに取り付けられる磁気検出素子と、前記本体カバーに設けられるマグネットによって構成され、
２つの前記磁気検出素子の出力は前記制御装置に伝達されることを特徴とする請求項４に記載の自走式作業機。
一方の前記磁気検出素子の出力を用いて前方側への接触の検出を行い、他方の前記磁気検出素子の出力を用いて後方側への接触の検出を行い、両方の前記磁気検出素子の検出結果を用いてリフト状態の検出を行うことを特徴とする請求項５に記載の自走式作業機。
車輪を駆動する走行用モータと、作業機器を駆動する作業用モータと、これらのモータに電力を供給する二次電池と、前記走行用モータと前記作業用モータを保持する本体シャーシと、これらの周囲を覆う本体カバーを有し、作業領域を自律的に走行しながら作業を行う自走式作業機であって、
前記本体カバーは前記本体シャーシに対して可動状態に保持され、
前記本体カバーの前記本体シャーシに対する可動状態を検出する接触検知機構を設け、
前記自走式作業機が直進又は後退している際と、前記自走式作業機が旋回している際の、前記接触検知機構における検出のための閾値を切り替えるようにしたことを特徴とする自走式作業機。
前記接触検知機構は、前記本体シャーシ又は前記本体カバーの一方に設けられた磁石と、他方に設けられ前記磁石に近接する磁気検出素子であって、
前記走行用モータと前記作業用モータを駆動する制御装置は、前記磁気検出素子が前記磁石の接近又は離反に伴って変化する電圧の変化を前記閾値と比較することにより、前記本体カバーに対する異物の接触の有無を検出することを特徴とする請求項７に記載の自走式作業機。
前記走行用モータによる前方又は後方への直進時の前記磁気検出素子による検出感度を、旋回時の前記磁気検出素子の検出感度よりも低く設定することを特徴とする請求項８に記載の自走式作業機。
前記磁石と前記磁気検出素子を、前記本体シャーシの左右位置において左右方向に対向するように２組設け、
一方側の前記磁石を前記磁気検出素子よりも前側にオフセット配置し、他方側の前記磁石を前記磁気検出素子よりも後側にオフセット配置することを特徴とする請求項９に記載の自走式作業機。