JP7061793B2 - Autonomous control type mower - Google Patents
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Description
本発明は、無人で草刈り作業を行う自律制御型草刈機に関する。 The present invention relates to an autonomously controlled mowing machine that performs mowing work unmanned.
従来、芝刈りを含む草刈り作業は、有人草刈り機で実施されてきた。人件費の高騰もあり、作業の無人化が求められ、草刈機が自律的に走向しつつ草刈りを行う自律制御型草刈機が各種提案されてきた(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, mowing work including lawn mowing has been carried out with a manned mowing machine. Due to soaring labor costs, unmanned work has been required, and various autonomously controlled mowing machines have been proposed in which mowing machines autonomously strike and mow the grass (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1の図3に、刈刃(35)(括弧付き数字は、特許文献1に記載された符号を示す。以下同様)と、この刈刃(35)を鉛直軸回りに旋回する刈刃モータ(30)と、この刈刃モータ(30)を収納するモータハウジング(21)と、このモータハウジング(21)内の刈刃モータ(30)を昇降するダイヤル(20)とが開示されている。
特許文献1の図2に示されるダイヤル(20)の回転角度を調整することにより、刈刃(35)の地上高さを調節することができる。
In FIG. 3 of
By adjusting the rotation angle of the dial (20) shown in FIG. 2 of
特許文献1に開示される自走式草刈機は、芝地や自宅の庭やゴルフ場のように大きな障害物が存在しない草刈り場に好適である。
一方、果樹園の下草刈りの場合、果実樹木の間に、露出する岩や瘤が存在することが少なくない。果樹樹木の根回りは岩石が除かれるが、根から離れたところは手が加えられていないからである。
The self-propelled mowing machine disclosed in
On the other hand, in the case of mowing undergrowth in orchards, there are often exposed rocks and bumps between the fruit trees. This is because rocks are removed around the roots of fruit trees, but the parts away from the roots are untouched.
この場合、刈刃(35)が、岩や瘤に当たることがある。岩や瘤に刈刃(35)が当たると、刈刃モータ(30)が過負荷状態になり、機器保護の観点から刈刃モータ(30)が止められる。この不具合を知った管理者は、草刈機に直行し、草刈機を岩や瘤から脱出させる対策を講じる。
無人運転が特長である自走式草刈機であるにも拘わらず、管理者が頻繁に自走式草刈機を脱出させるのでは、管理者の負担が大きい。
そこで、少々のことでは、運転が中断されないような草刈機が求められる。
In this case, the cutting blade (35) may hit a rock or a bump. When the cutting blade (35) hits a rock or a bump, the cutting blade motor (30) becomes overloaded, and the cutting blade motor (30) is stopped from the viewpoint of equipment protection. Upon learning of this problem, the administrator goes straight to the mower and takes measures to get the mower out of the rocks and bumps.
Despite the fact that the self-propelled mower is characterized by unmanned operation, it is a heavy burden for the administrator if the administrator frequently escapes from the self-propelled mower.
Therefore, in a few cases, a mower that does not interrupt the operation is required.
また、特許文献1の図2に開示される自走式草刈機は、後輪(13a、13b)が駆動輪で、前輪(12a、12b)が従動輪(非駆動輪)である、後輪駆動車である。
後輪駆動車であるため、万一、刈刃(35)が岩や瘤に乗り上げ、前輪(12a、12b)は地面に接しているが、後輪(13a、13b)が地面から浮くと、走行不能となる。この場合も、管理者が自走式草刈機へ直行して脱出させるため、管理者の負担が大きい。
Further, in the self-propelled mower disclosed in FIG. 2 of
Since it is a rear-wheel drive vehicle, if the cutting blade (35) rides on a rock or bump and the front wheels (12a, 12b) are in contact with the ground, but the rear wheels (13a, 13b) float from the ground, It becomes impossible to drive. In this case as well, the burden on the administrator is heavy because the administrator goes straight to the self-propelled mower and escapes.
管理者の負担軽減を考えると、岩や瘤が存在しても、簡単には止まらないで草刈り作業を継続する自律制御型草刈機が望まれる。 Considering the reduction of the burden on the manager, an autonomously controlled mowing machine that does not stop easily and continues mowing work even if rocks or bumps are present is desired.
本発明は、岩や瘤が存在しても、簡単には止まらないで草刈り作業を継続する自律制御型草刈機を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide an autonomously controlled mowing machine that can continue mowing work without stopping easily even in the presence of rocks and bumps.
請求項1に係る発明は、機体に、刈刃を囲うカッターハウジングと、前記刈刃より前に配置される前輪と、前記刈刃より後に配置される後輪と、前記刈刃の地面からの高さを調節する刈り高さ調節機構とを備え、自律走向する自律制御型草刈機において、
前記カッターハウジングは、前リンク及び後リンクからなる平行リンクにより前記機体に吊り下げられ、
前記前リンクと前記後リンクの一方に備える制御ピンが、前記刈り高さ調節機構に連結され、
この刈り高さ調節機構に、前記制御ピンを収納すると共に前記制御ピンの径を超えて上に延びる長穴状のピン収納穴を備えており、
前記刈り高さ調節機構は、前記機体にスクリューによって昇降可能に設けられる昇降ブロックと、この昇降ブロックに揺動可能に取付けられ前記ピン収納穴を備える揺動片とを、有し、
前記ピン収納穴は、長穴を構成する2つの長辺が、互いに外へ凸になる円弧で構成されていることを特徴とする。
The invention according to
The cutter housing is suspended from the airframe by a parallel link consisting of a front link and a rear link.
A control pin provided on one of the front link and the rear link is connected to the cutting height adjusting mechanism.
The cutting height adjusting mechanism is provided with a long hole-shaped pin storage hole for accommodating the control pin and extending upward beyond the diameter of the control pin .
The cutting height adjusting mechanism has an elevating block provided on the machine body so as to be elevated by a screw, and a swinging piece swayably attached to the elevating block and provided with the pin storage hole.
The pin accommodating hole is characterized in that two long sides constituting the elongated hole are formed of an arc that is convex outward from each other .
請求項2に係る発明は、請求項1記載の自律制御型草刈機であって、
前記前輪及び前記後輪は、各々電動モータを備えている、全輪駆動車であることを特徴とする。
The invention according to
The front wheels and the rear wheels are all-wheel drive vehicles, each of which is equipped with an electric motor.
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2記載の自律制御型草刈機であって、
前記前リンク及び前記後リンクは、上端に対して下端が後ろになるように配置されていることを特徴とする。
The invention according to
The front link and the rear link are characterized in that the lower end is arranged behind the upper end.
請求項1に係る発明では、前リンクと後リンクの一方に備える制御ピンを収納するピン収納穴は、制御ピンの上方に余裕を有している。カッターハウジングや刈刃が岩や瘤に当たったときには、制御ピンの上方にある余裕分だけ、カッターハウジングや刈刃が上昇し、岩や瘤との干渉を回避する。
本発明により、岩や瘤が存在しても、簡単には止まらないで草刈り作業を継続する自律制御型草刈機が提供される。
加えて、請求項1に係る発明では、刈り高さ調節機構は、昇降ブロックと制御ピンを、揺動片で連結するようにした。昇降ブロックを制御ピンに直接連結するよりは、揺動片を介した方が、昇降ブロックの小型化及び単純化が図れる。
さらに加えて、請求項1に係る発明では、ピン収納穴は、長穴を構成する2つの長辺が、互いに外へ凸になる円弧で構成されている。通常の刈り高さ調整には一方の円弧を使用し、岩や瘤を回避するときには他方の円弧を使用する。縦長穴を左右に膨らませるだけであるから、揺動片の大形化を抑制することができる。
In the invention according to
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, there is provided an autonomously controlled mowing machine that continues mowing work without stopping easily even in the presence of rocks and bumps.
In addition, in the invention according to
Further, in the invention according to
請求項2に係る発明では、自律制御型草刈機を全輪駆動車とした。全輪駆動車であれば、凹凸や起伏に富んだ地面を継続して走行させることができ、草刈り作業を継続させることができる。
In the invention according to
請求項3に係る発明では、前リンク及び後リンクは、上端に対して下端が後ろになるように配置されている。
岩や瘤に刈刃やカッターハウジングが当たったときに、前リンクや後リンクに圧縮力が加わらないため、前リンクや後リンクのダメージを軽減することができる。
In the invention according to
When the cutting blade or cutter housing hits a rock or bump, no compressive force is applied to the front and rear links, so damage to the front and rear links can be reduced.
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings shall be viewed in the direction of the reference numerals.
図1に示すように、自律制御型草刈機(以下、草刈機という)10は、前輪11と、左後輪12Lと、右後輪12Rを備えている。また、草刈機10は、カバー13の前面中央に横長矩形の開口部14を有している。この開口部14の奥に、V字部品(図4、符号36)が配置される。
図2に示すように、前輪11と、後輪車軸15との間に、カッターハウジング16を有する。
As shown in FIG. 1, an autonomously controlled mower (hereinafter referred to as a mower) 10 includes a
As shown in FIG. 2, a
図3に示すように、底面視で、機体18に、旋回する刈刃19と、この刈刃19より前に配置される前輪11と、刈刃19より後に配置される後輪12L、12Rとを備える草刈機10において、この草刈機10は、刈刃19より前輪11側に配置される左ワイヤセンサ21L及び右ワイヤセンサ21Rを備えている。
As shown in FIG. 3, when viewed from the bottom, the swiveling
左ワイヤセンサ21L及び右ワイヤセンサ21Rは、刈刃19の旋回円22より外であれば、任意の位置に配置することができる。旋回円22から前にαだけ離れた位置で、且つ旋回円22から左に(図では右へ)βだけ離れた位置に左ワイヤセンサ21Lを配置する。同様に、旋回円22から前にαだけ離れた位置で、且つ旋回円22から右にβだけ離れた位置に右ワイヤセンサ21Rを配置する。βはαと同じであっても異なっていても差し支えない。
The
図4は、図3を反転した平面図である。
図4に示すように、刈刃19は刈刃モータ24で駆動される。この刈刃モータ24はバッテリ25から給電されると共にドライバ26を介して、制御部27で回転速度及び正転、停止、逆転が制御される。刈刃モータ24が過負荷状態になったときには逆転制御される。
FIG. 4 is an inverted plan view of FIG.
As shown in FIG. 4, the
前輪11は前輪モータ28で駆動される。この前輪モータ28はバッテリ25から給電されると共にドライバ29を介して、制御部27で回転速度及び正転、停止、逆転が制御される。
前輪11は操舵輪であり、操舵モータ31で操舵される。この操舵モータ31は、バッテリ25から給電されると共にドライバ32を介して、制御部27で直進、左操舵、右操舵の制御がなされる。
The
The
左後輪12Lは左後輪モータ33Lで駆動される。この左後輪モータ33Lはバッテリ25から給電されると共にドライバ34Lを介して、制御部27で回転速度及び正転、停止、逆転が制御される。
同様に、右後輪12Rは右後輪モータ33Rで駆動される。この右後輪モータ33Rはバッテリ25から給電されると共にドライバ34Rを介して、制御部27で回転速度及び正転、停止、逆転が制御される。
The left
Similarly, the right
本発明の草刈機10は、全輪駆動車であるため、前輪11が地面に接していれば、後輪12L、12Rが浮いたとしても、走行が継続される。結果、管理者の負担が大幅に軽減される。
Since the
また、本発明の草刈機10では、前輪11は、左右2輪であってもよいが、実施例では、1輪とした。1輪であれば、前輪モータ28、ドライバ29、操舵モータ31及びドライバ32の数が半分になり、コストダウンが図れる。
Further, in the
作図の都合で、カバー13の外に示したバッテリ25及び制御部27は、カバー13内に配置される。
カバー13の前部に、V字部品36が収納され、このV字部品36に充電端子37が設けられている。充電端子37を介して、外部からバッテリ25へ充電される。
For convenience of drawing, the
A V-shaped
以上の述べた草刈機10の作用を、図5に基づいて説明する。
図5に示すように、草刈機10は、矢印(1)のように直進し、矢印(2)のように左旋回し、矢印(3)のように右旋回し、矢印(4)のように後進する。
The operation of the
As shown in FIG. 5, the
本発明で採用した刈り高さ調節機構40の構造を図6に基づいて、説明する。
図6に示すように、機体18に前上ピン41を介して前リンク42が下げられ、この前リンク42の下端が前下ピン43でカッターハウジング16の前部を支える。
また、機体18に後上ピン45を介して後リンク46が下げられ、この後リンク46の下端が後下ピン47でカッターハウジング16の後部を支える。
The structure of the cutting
As shown in FIG. 6, the
Further, the
前リンク42と後リンク46とで、平行リンクを構成し、平行リンクでカッターハウジング16を吊るようにすると、カッターハウジング16は、ほぼ姿勢を変えることなく昇降する。
前リンク42と後リンク46は、上端に対して下端が後ろになるように配置する他、上端に対して下端が前になるように配置することもできる。
When a parallel link is formed by the
The
ただし、実施例のように、上端に対して下端が後ろになるように配置すると、岩や瘤に当たってカッターハウジング16が上へ移動するときに、前リンク42と後リンク46に圧縮力が加わらないため、前リンク42と後リンク46が傷みにくい。よって、実施例の配置が推奨される。
However, if the lower end is arranged so as to be behind the upper end as in the embodiment, no compressive force is applied to the
カッターハウジング16の上面中央に、刈刃モータ24が設けられ、この刈刃モータ24から下へ延びてカッターハウジング16内に至るモータ軸24aに刈刃19が設けられている。
A
この例では、刈刃19が前下がり(後ろ上がり)とされ、草の茎を斜めに切断することで、刈取抵抗を減らすようにされている。
なお、刈刃19が前上がり(後ろ下がり)とし、草の茎を斜めに切断することで、切断性を高めるようにしてもよい。
In this example, the
The
刈り高さ調節機構40は、機体18にスクリュー48及び摘み49によって昇降可能に設けられる昇降ブロック51と、この昇降ブロック51のブロック側ピン52に揺動可能に取付けられ揺動片53とからなる。
揺動片53は、縦に延びる長穴状のピン収納穴54を備える。ピン収納穴54は、長穴を構成する2つの長辺が、互いに外へ凸になる円弧55、56で構成されている。このようなピン収納穴54に、前リンク42側の制御ピン58が収納される。
The cutting
The
刈り高さ調節機構40の作用を、図7に基づいて説明する。
図7(a)は、図6の要部を拡大した図であり、スクリュー48を回すことにより、昇降ブロック51及びブロック側ピン52が、ある高さに設定されている。
一方、前下ピン43にはカッターハウジング等の荷重が下向きに加わっている。
制御ピン58とブロック側ピン52とは、揺動片53で機械的に連結されている。
制御ピン58の中心とブロック側ピン52の中心とを通る線59に、ほぼ沿った矢印(5)のように、制御ピン58が移動しようとすると、この制御ピン58の引き力と、揺動片53の支持力とがバランスするところで揺動片53が揺動を停止する。
The operation of the cutting
FIG. 7A is an enlarged view of a main part of FIG. 6, and the elevating
On the other hand, a load such as a cutter housing is applied downward to the front
The
When the
次に、スクリュー48を回すことにより、図7(b)に示すように、昇降ブロック51を上げる。すると、前リンク42は前上ピン41を中心に回転し、前下ピン43が高位置になる。このとき、制御ピン58はピン収納穴54の高さ方向途中にて、矢印(6)のように、揺動片53を引く。揺動片53は、力のバランスがとれた図の位置で昇降ブロック51と前リンク42とを連結する。
この状態で、前下ピン43は安定し、カッターハウジングと刈刃の高さ位置が安定する。
Next, by turning the
In this state, the
図7(a)において、ピン収納穴54の制御ピン58の上方には余裕がある。図7(b)においても、ピン収納穴54の制御ピン58の上方には余裕がある。すなわち、ピン収納穴54は、制御ピン58を収納すると共に制御ピン58の径を超えて上に延びているため、上方に余裕がある。
例えば、図6において、岩や瘤が刈刃19又はカッターハウジング16に当たることがある。
In FIG. 7A, there is a margin above the
For example, in FIG. 6, a rock or bump may hit the
このときは、図7(c)において、前下ピン43に上向き力が加わる。すると、前リ~ンク42が矢印(7)のように、図面反時計方向に回転しようとする。すると、制御ピン58が前上ピン41を中心に回転しようとする。
図7(c)のピン収納穴54において、制御ピン58の右側及び上に余裕があるため、制御ピン58は矢印(8)のように容易に移動する。結果、矢印(7)が許容され、図6の刈刃19及びカッターハウジング16が上昇する。岩や瘤との干渉が軽微であれば、刈刃19及びカッターハウジング16が上昇することにより、この干渉が回避され、草刈り作業が継続される。
At this time, in FIG. 7C, an upward force is applied to the front
In the
図8に本発明の変更例を示す。
図8に示すように、昇降ブロック51と制御ピン58とを、直接連結することは差し支えない。
ただし、ピン収納穴54は縦長に加えて横長にする必要があり、昇降ブロック51が大形になる。また、昇降ブロック51に大きな水平力が加わるため、昇降ブロック51をガイドするガイド61、61が必要となる。
FIG. 8 shows an example of modification of the present invention.
As shown in FIG. 8, the elevating
However, the
この点、図6で説明した揺動片53を採用すると、昇降ブロック51は、小型化及び軽量化が可能となる。よって、図8の構造でもよいが、図6の構造が推奨される。
In this regard, if the
実施例では、前リンク42を刈り高さ調節機構40に連結したが、刈り高さ調節機構40を後リンク46に連結してもよい。
In the embodiment, the
本発明の草刈機は、岩や瘤のある地面での草刈りに好適である。 The mowing machine of the present invention is suitable for mowing on the ground with rocks and bumps.
10…自律制御型草刈機(草刈機)、11…前輪、12L…左後輪、12R…右後輪、16…カッターハウジング、18…機体、19…刈刃、28…電動モータ(前輪モータ)、33L…電動モータ(左後輪モータ)、33R…電動モータ(右後輪モータ)、40…刈り高さ調節機構、42…前リンク、46…後リンク、48…スクリュー、51…昇降ブロック、53…揺動片、54…ピン収納穴、55、56…円弧、58…制御ピン。 10 ... Autonomous control type mower (mower), 11 ... Front wheel, 12L ... Left rear wheel, 12R ... Right rear wheel, 16 ... Cutter housing, 18 ... Aircraft, 19 ... Cutting blade, 28 ... Electric motor (front wheel motor) , 33L ... electric motor (left rear wheel motor), 33R ... electric motor (right rear wheel motor), 40 ... cutting height adjustment mechanism, 42 ... front link, 46 ... rear link, 48 ... screw, 51 ... elevating block, 53 ... swing piece, 54 ... pin storage hole, 55, 56 ... arc, 58 ... control pin.
Claims (3)
前記カッターハウジングは、前リンク及び後リンクからなる平行リンクにより前記機体に吊り下げられ、
前記前リンクと前記後リンクの一方に備える制御ピンが、前記刈り高さ調節機構に連結され、
この刈り高さ調節機構に、前記制御ピンを収納すると共に前記制御ピンの径を超えて上に延びる長穴状のピン収納穴を備えており、
前記刈り高さ調節機構は、前記機体にスクリューによって昇降可能に設けられる昇降ブロックと、この昇降ブロックに揺動可能に取付けられ前記ピン収納穴を備える揺動片とを、有し、
前記ピン収納穴は、長穴を構成する2つの長辺が、互いに外へ凸になる円弧で構成されていることを特徴とする自律制御型草刈機。 A cutter housing that surrounds the cutting blade, a front wheel that is placed before the cutting blade, a rear wheel that is placed after the cutting blade, and a cutting height that adjusts the height of the cutting blade from the ground. In an autonomously controlled mower that has an adjustment mechanism and strikes autonomously
The cutter housing is suspended from the airframe by a parallel link consisting of a front link and a rear link.
A control pin provided on one of the front link and the rear link is connected to the cutting height adjusting mechanism.
The cutting height adjusting mechanism is provided with a long hole-shaped pin storage hole for accommodating the control pin and extending upward beyond the diameter of the control pin .
The cutting height adjusting mechanism has an elevating block provided on the machine body so as to be elevated by a screw, and a swinging piece swayably attached to the elevating block and provided with the pin storage hole.
The pin storage hole is an autonomous control type mower characterized in that two long sides constituting the long hole are formed of arcs that are convex outward from each other .
前記前輪及び前記後輪は、各々電動モータを備えている、全輪駆動車であることを特徴とする自律制御型草刈機。 The autonomously controlled mower according to claim 1.
The front wheel and the rear wheel are autonomously controlled mowers, each of which is equipped with an electric motor and is an all-wheel drive vehicle.
前記前リンク及び前記後リンクは、上端に対して下端が後ろになるように配置されていることを特徴とする自律制御型草刈機。 The autonomously controlled mower according to claim 1 or 2.
The front link and the rear link are autonomously controlled mowers, characterized in that the lower end is behind the upper end.
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JP2020025494A (en) | 2020-02-20 |
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