JPH0448647Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案は、例えば果樹園の中耕を行うようなオ
フセツト量を調節可能にした作業機を具備する中
耕装置に適用して、超音波を利用することにより
非接触で樹幹位置を検出し、作業機のオフセツト
量を自動的に調節するようにしたオフセツト作業
機のオフセツト量調節装置に関するものである。

【従来の技術】

走行車体から側方に作業機をオフセツトし、こ
の作業機のオフセツト量をシリンダ機構を介して
調節可能とし、さらに作業機の端部に障害物と接
触してこれを感知するセンサを設け、このセンサ
によりシリンダ機構を作動させて作業機のオフセ
ツト量を調節するようにしたものが例えば実開昭
57−94307号公報によつて知られている。

【考案が解決しようとする問題点】

ところで、上記センサは障害物（例えば果樹の
樹幹）と接触してこれを感知するものであり、セ
ンサが直接障害物と接触するので損傷を受け易く
故障の原因となる問題点があり、また、障害物が
幼木や柔い作物であると、センサの接触によりこ
れらを傷めることがあるなどの問題点があつた。

【問題点を解決するための手段】

上記の問題点を解決するために本考案は、走行
車体から側方に作業機をオフセツトし、この作業
機のオフセツト量をシリンダ機構を介して調節可
能としたオフセツト作業機において、前記オフセ
ツト作業機には、その前方に設けられ、オフセツ
ト作業機の外側方に向け超音波を発して樹幹等の
障害物を検出したとき電磁弁を作動させてシリン
ダ機構によつてオフセツト作業機のオフセツト量
を所定量収縮させる第１の超音波センサと、オフ
セツト作業機の後端部に設けられ、オフセツト作
業機から前方に向け超音波を発して樹幹等の障害
物を検出する第２の超音波センサ、およびオフセ
ツト作業機から外側に向け超音波を発して第２の
超音波センサが樹幹等の障害物を検出しない状態
で樹幹等の障害物を検出したとき電磁弁を作動さ
せてシリンダ機構によつてオフセツト作業機のオ
フセツト量を元の状態に復帰させる第３の超音波
センサとを有することを特徴とするものである。

【作用】

上記の構成によつて本考案は、非接触で障害物
を検知してシリンダ機構を作動させて、作業機は
障害物位置を回避して連続した作業を行うことが
でき、しかも、果樹の樹幹のような障害物と雑草
とを識別することができ、精度の高い障害物検知
作業を行うことができる。

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の一実施例につい
て説明する。 第１図において、符号１は乗用車４輪形式のト
ラクタで、このトラクタ１の左右の一側部には側
部ヒツチ２が設けられ、この側部ヒツチ２の先端
部に作業機としての中耕装置３が装着されてい
る。 側部ヒツチ２は、基端をトラクタ１側に枢着し
た平行リンク４の先端に作業機支持杆５を枢着
し、作業機支持杆５とトラクタ１との間に、平行
リンク４と交叉するように油圧シリンダ６を設
け、この油圧シリンダ６を収縮したとき平行リン
ク４を回動させて作業機支持杆５はトラクタ１か
ら側方への張出し量（オフセツト量）を大きく
し、油圧シリンダ６を伸長したとき張出し量が小
さくなるようになつている。そして、作業機支持
杆５の先端には上下調節機構７を介して中耕装置
３が装着されると共に、トラクタ１の側部に設け
られたPTO軸８からユニバーサルジヨイント、
伸縮可能の伝道軸からなる伝道機構９を介して回
転動力が中耕装置３に伝達されるようになつてい
る。中耕装置３には、耕深調節を兼ねるキヤスタ
状の支持車輪１０が、車輪支持杆１１に支持され
て中耕装置本体２ａの前後に各１個、側方に１個
の計３個設けられている。 中耕装置３には、第２図に示すように、車輪支
持杆１１の先端部に第１の超音波センサ１２が、
中耕装置本体２ａの外側部後端に第２の超音波セ
ンサ１３が、中耕装置本体２ａの後端部外側位置
に第３の超音波センサ１４がそれぞれ装着されて
いる。第１の超音波センサ１２および第３のセン
サ１４は機体の外側方を向いており、また、第２
のセンサ１３は機体の斜め前方を向いており、各
センサ１２〜１４は、地面から35cmの高さに取付
けられていて、地表の凹凸や雑草の影響を少くし
ている。 各センサ１２〜１４では、電磁式油圧方向制御
弁（以下電磁弁という）を作動させて油圧シリン
ダ６を伸縮させ、中耕装置２のオフセツト量を調
節するようになつているが、第１のセンサ１２で
は、果樹の樹幹Ｔ等の障害物を検出したとき電磁
弁により油圧シリンダ６を所定量伸長させて中耕
装置本体２ａが樹幹Ｔと衝突するのを回避し、樹
幹Ｔの検出範囲から出てもそのまま保持し、第３
のセンサ１４は、樹幹Ｔ等を検出して検出範囲を
出たとき電磁弁を介して油圧シリンダ６を元の収
縮状態に復帰させる働きをし、第２のシリンダ１
３は、安全装置として設けられたものであり、そ
の検出範囲に樹幹Ｔ等がある場合は、第３のセン
サ１４が樹幹Ｔ等を検出して検出範囲から出ても
油圧シリンダ６を作動して中耕装置２のオフセツ
ト量が拡大しないようにしてある。即ち、、第３
のセンサ１４は、第２のセンサ１３が樹幹Ｔ等の
障害物を検出しない状態で樹幹Ｔ等を検出したと
き電磁弁を作動させて油圧シリンダ６を収縮さ
せ、中耕装置２のオフセツト量を元の状態に戻す
のである。 第１ないし第３の超音波センサ１２〜１４は、
第３図に示すように、送信側コーン１５と受信側
コーン１６とによつて、雑草や地表の凹凸の影響
を避けるため、検出角度を小さくして指向性を高
めるようにして超音波を送・受信するようにして
いる。送信側コーン１５は、直径16mm、長さ50mm
の基端から先端まで同径の円筒体で、また、受信
側コーン１６は、基端が16mm、先端が32mmで光軸
が20度の広がりを有し、長さが40mmのメガホン状
の筒体からなるものであり、両コーン１５，１６
の軸心距離は30mmに設定されている。この両コー
ンの形状、長さは、多種類の試作コーンを用いて
実験した結果、最も望ましいものを選定したもの
である。 また、超音波センサ１２〜１４は、回避すべき
樹幹Ｔ等の障害物と雑草とを識別する必要がある
が、第４図に示すようにに、直径が32mmの木製丸
棒と雑草についてセンサからの出力信号波形を比
較してみると、両電圧レベルにグラフに示すよう
な明らかな差があることが判明した。本考案にお
いては、この差を利用して樹幹Ｔ等と雑草とを識
別できる見通しが得られたので、制御回路にはこ
の両者の電圧を比較して雑草と樹幹Ｔ等を識別す
る機能を持たせた。 このような構成のオフセツト作業機のオフセツ
ト量調節装置においては、第１図に示すように、
トラクタ１に側部ヒツチ２を介して中耕装置３が
オフセツト量を調節可能に装着され、果樹園等の
中耕作業を行う。このとき、通常は側部ヒツチ２
が側方に最も突出した、つまり中耕装置３のオフ
セツト量を最も大きくした状態で作業する。 そして、第５図に示すように、第１の超音波セ
ンサ１２がイのように樹幹Ｔを検出すると、電磁
弁を介して油圧シリンダ６が伸長して平行リンク
４を回動させ、中耕装置２のオフセツト量を小さ
くしてロのように中耕装置本体２ａに樹脂Ｔが衝
突するのを回避し、そのままの状態で中耕作業が
続けられ、ハのように第３のセンサ１４が同じ樹
幹Ｔを検出して検出範囲を通過したとき電磁弁を
介して油圧シリンダ６が収縮して中耕装置本体２
ａはニのように元の状態に戻る。 このようにして、中耕装置２は、果樹の樹幹Ｔ
間を中耕しながら樹幹Ｔ位置ではこれに衝突する
ことなく回避して連続した中耕作業を行うことが
でき、従つて能率よい作業が実施できる。また、
樹間が接近していたり、樹間に他の障害物がある
場合などには、第２の超音波センサ１３が検出し
て第３のセンサ１４の作動を阻止するので安全な
作業が行われる。

【考案の効果】

以上説明したように、本考案のオフセツト作業
機のオフセツト量調節装置によれば、オフセツト
作業機のオフセツト量調節動作を、３つの超音波
センサを用いて樹幹等の障害物を自動的に回避し
て作業できるようにしたので、樹間の中耕作業を
行うような作業機において樹を傷めることなく連
続して能率のよい作業を行うことができる。しか
も、樹幹等の障害物と雑草とを確実に識別して作
業し得て誤作動が防止でき、完全な自動化が達成
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す全体の平面
図、第２図は超音波センサを設けた中耕装置の平
面図、第３図は超音波センサのコーンの断面図、
第４図はセンサからの出力信号の波形を示すグラ
フ、第５図イ〜ニは作用説明図である。 １……トラクタ、２……側部ヒツチ、３……中
耕装置、４……平行リンク、５……作業機支持
杆、６……油圧シリンダ、７……上下調節機構、
８……PTO軸、９……伝動機構、１０……支持
車輪、１１……車輪支持杆、１２……第１の超音
波センサ、１３……第２の超音波センサ、１４…
…第３の超音波センサ、１５……送信側コーン、
１６……受信側コーン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 走行車体から側方に作業機をオフセツトし、
   この作業機のオフセツト量をシリンダ機構を介
   して調節可能としたオフセツト作業機におい
   て、 前記オフセツト作業機には、その前方に設け
   られ、オフセツト作業機の外側方に向け超音波
   を発して樹幹等の障害物を検出したとき電磁弁
   を作動させてシリンダ機構によつてオフセツト
   作業機のオフセツト量を所定量収縮させる第１
   の超音波センサと、オフセツト作業機の後端部
   に設けられ、オフセツト作業機から前方に向け
   超音波を発して樹幹等の障害物を検出する第２
   の超音波センサ、およびオフセツト作業機から
   外側に向け超音波を発して第２の超音波センサ
   が樹幹等の障害物を検出しない状態で樹幹等の
   障害物を検出したとき電磁弁を作動させてシリ
   ンダ機構によつてオフセツト作業機のオフセツ
   ト量を元の状態に復帰させる第３の超音波セン
   サとを有することを特徴とするオフセツト作業
   機のオフセツト量調節装置。 (2) 前記超音波センサは、その出力信号波形の電
   圧レベルを比較して雑草と樹幹等の障害物を識
   別するようにしたことを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第１項記載のオフセツト作業機の
   オフセツト量調節装置。