JPH052211U - 電磁誘導式走行システムにおける誘導ケーブルの断線検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】走行車両を電磁誘導するため、地中に埋設した
誘導ケーブル１７の断線箇所の特定を簡単にできるよう
にする。 【構成】誘導経路に沿って地中に埋設された誘導ケーブ
ル１７の適宜長さごとに分岐配線５５を地上に向けて延
長し、各分岐配線５５の先端に取付く接続カプラー５７
を地表近傍に配設し、各接続カプラー５７の開口部を防
水蓋５８にて着脱自在に覆っておく。このうちの任意の
２つの接続カプラー５７における分岐配線５５にテスタ
ー６６を接続して電気抵抗値を検出すれば、その間の誘
導ケーブル１７が断線しているか否かを容易に確認する
ことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、誘導経路に沿って地中に埋設された誘導ケーブルから発生する交流 磁界の強度を検出しつつ、当該誘導ケーブルに沿って走行車両を無人走行させる ように制御するシステムにおいて、この誘導ケーブルの断線箇所や電気的接続不 良箇所（以下単に断線箇所という）を検出ための装置に関する。

【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 においては、作業経路に沿って地中に埋設した誘導ケーブルに交流電流を流し、 この誘導ケーブルから発生する交流磁界の強度の変化を走行車両の前部等に装着 した左右一対のピックアップコイル等の磁気センサーにて検出し、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 サーでの出力値（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、これらの検出結果から、走行車両における操 舵車輪の向きを制御して、走行車両を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２−７０２１１号公報参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、誘導経路に沿って配設した誘導ケーブルの一端と他端とを、ターミ ナル箇所で所定の周波数の交流電流発生装置に接続して、当該誘導ケーブルの全 長にわたって交流磁界を発生させるようにするものである。 しかし、モグラ等に土地が荒らされて、誘導ケーブルの途中で断線し、または 接続箇所での電気的接続不良箇所（以下まとめて断線箇所という）があると、誘 導ケーブルから交流磁界を発生させることができないし、誘導ケーブルが地中に 埋設されているので、その断線箇所の特定は容易でない。

【０００４】 本考案は、前記技術的課題に鑑み、誘導ケーブルの断線箇所を容易に検出でき る装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するため、本考案では、前記誘導経路に沿って地中に埋設した 誘導ケーブルから発生する交流磁界の検出にて走行車両の走行を誘導するシステ ムにおいて、前記誘導経路の適宜区間ごとに誘導ケーブルから分岐するように接 続した分岐配線を地上方向に延長し、該分岐配線の先端に取付く接続カプラを誘 導経路の地表近傍に配設し、該接続カプラの開口部を防水蓋にて着脱自在に覆っ たものである。

【０００６】

【実施例】

次に本考案装置を自動走行型の薬剤散布機（スピードスプレヤ）を誘導するシ ステムに適用した実施例について説明する。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。

【０００７】 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。

【０００８】 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の作動にて左右後輪８，８の向きを変更させることができる 。

【０００９】 車体２の下面には、その前部に左右一対の磁気センサー１１ａ，１１ｂを設け る。この磁気センサー１１ａ，１１ｂは、導体をコイル状に巻いたピックアップ コイルであっても良いし、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、交流電流発生装置５０にて誘導ケーブル１７に印加され た適宜周波数の交流電流により、当該誘導ケーブル１７の周囲に発生する交流磁 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は果樹園の作業経路である誘導経路の地中に埋設する。通常、 地面１９からの深さは約３０cm程度である。

【００１０】 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交流磁界を発生させても良い。さらに、敷設する誘導ケ ーブル１７は、一本（単線）であっても良いし、左右に適宜隔てて平行状に敷設 する、いわゆるステレオ型であっても良い。誘導ケーブル１７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。

【００１１】 図２に示す制御油圧回路２１は、油圧ポンプ２２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２ ５は前輪７の操舵角度を検出できる操舵角度センサー、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ーである。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】 図３は操舵制御装置１２のブロック図を示し、マイクロコンピュータ等の中央 処理装置２７には、読み書き可能メモリ（ＲＡＭ）２８及び読み出し専用メモリ （ＲＯＭ）２９が接続されている。 また、中央処理装置２７には、前記磁気センサー１１ａ，１１ｂ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、走行車両の横ずれ方向が左右いずれであるかを中央処 理装置２７にて演算するのである。

【００１３】 つまり、一対の磁気センサー１１ａ，１１ｂの検出信号を演算すれば、車体の 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。 なお、走行車両の前後に各々左右対の磁気センサーを設けて、前部対の磁気セ ンサーの検出・演算結果から前部操舵装置９を作動する一方、後部磁気センサー の検出・演算結果から後部操舵装置１０を作動するように構成しても良い。

【００１４】 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（図４参照）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（図５参照）の少なくとも二種類に切換えできる。

【００１５】 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。

【００１６】 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３５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ーである。

【００１７】 また、符号４７は前記一対の磁気センサー１１ａ，１１ｂの検出感度について のオフセット量設定器であって、走行車両１の中心線ＣＴが誘導ケーブル１７の 軸線に対して横ずれしている偏位量が所定のオフセット量（β１）以下であると きには操舵修正を実行させない、いわゆる基準値を設定するものである。 そしてこのオフセット量設定器４７におけるオフセット量（β１）は、作業者 が任意に変更させることができる。前述のセンサー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。

【００１８】 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。

【００１９】 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４０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。

【００２０】 さらに、符号４５は噴霧部５からの薬液散布量を調節するための薬量調節駆動 手段であり、こ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は果樹園内の立木に薬液散布ができ、且つ走行車両１が走行出発点から出 てループ状に回航し、元の走行出発点に戻るような２つの誘導経路Ｒ１とＲ２と を示す。

【００２１】 前記各誘導経路Ｒ１、Ｒ２に沿って各々誘導ケーブル１７を配設し、各誘導ケ ーブル１７の始端と終端とを経路切換スイッチ装置５１を介して交流電流発生装 置５０に接続する。この交流電流発生装置５０に対して図示しないバッテリ（蓄 電池）や商業用交流電源や発電機等の電源を接続している。誘導ケーブル１７に 発生させる交流磁界の周波数は１．５Ｋヘルツ〜１０Ｋヘルツ程度である。

【００２２】 なお、図６における経路切換スイッチ装置５１は、その切換ソレノイド５２を 受信機５３にて作動できるように構成し、該受信機５３に無線操作機器５４から 発信する操作信号にて、誘導経路Ｒ１，Ｒ２のいずれかに切り換えるするもので ある。 次に、図６〜図８に基づいて、各誘導ケーブル１７の断線検出装置について説 明する。符号５５は、各誘導経路Ｒ１，Ｒ２の適宜長さ（Ｌ）の区間ごとに誘導 ケーブル１７から分岐するように接続した分岐配線を示す。分岐配線５５の先端 を地上方向に延長し、該分岐配線５５の先端を、ねじ込み式の接続コネクタ５６ を介して上面開放状の金属製等の接続カプラー５７に接続する。この場合、接続 コネクタ５６の上端は接続カプラー５７の筒内に位置し、接続コネクタ５６の上 端面から前記分岐配線５５の先端部５５ａが突出するものとする。

【００２３】 この接続カプラー５７はその上端外周のフランジ部５７ａが地面１９と略同一 面に位置するように誘導経路の地表近傍に配設する。符号５８は前記接続カプラ ー５７の上面の開口部覆うための防水蓋であって、ねじ部５９にてねじ込み式に 構成する。符号６０，６１，６２は各々の箇所での水密を保持するためのオーリ ングである。また、防水蓋５８の下面と、前記接続カプラー５７内で上向き突出 する接続コネクタ５６の上面との間には可撓ゴム等の防水性のキャップ６３及び 付勢ばね６４を着脱自在に介挿し、該キャップ６３にて分岐配線先端５５ａを防 水及び防錆するように保護する。また前記防水蓋５８の上面は地面１９より上に 露出するようにしてあり、且つ遠い箇所から存在確認できるように、蛍光色等の 彩色を施す。符号５８ａは防水蓋５８を回すための工具孔、符号６９は接続コネ クタ５６の防水シール部である。

【００２４】 このような構成において、誘導ケーブル１７の断線箇所を検出するには、図７ で示すように、隣接する等した２つの接続カプラー５７，５７箇所の防水蓋５８ ，５８、キャップ６３及び付勢ばね６４を取り去った箇所において、テスター６ ６に接続した配線６７，６８先端のコネクタ６７ａ，６８ａを前記接続コネクタ ５６における分岐配線先端５５ａに電気的に接続し、次いで両分岐配線５５、５ ５間に検査用の電圧を印加して、両分岐配線５５、５５と誘導ケーブル１７との 間の抵抗値を測定すれば良い。誘導ケーブル１７が断線しているときには、抵抗 値が無限大になるなど、異常値を示すので、容易に断線した区間を特定すること ができる。

【００２５】 なお、前記誘導経路を変更する方式として、個々の誘導経路ごとに固有の周波 数を割り当てて、その誘導経路ごとに配設した誘導ケーブルに前記固有の周波数 の交流電流を印加する。他方、誘導経路の分岐点にはマグネットを設置し、走行 車両に取付けられたリードスイッチにより前記分岐点のマグネット磁界を検出す ると、走行車両に設けたピックアップコイルのタンク回路のコンデンサを切り換 える等してピックアップコイルによる検知周波数を変更する方式がある。この方 式では、２つ以上の誘導経路が重複する長さの部分に変更すべきルートの数だけ 誘導ケーブルが配設されることになり、誘導ケーブルの敷設費用が膨大となるし 、異なる周波数の数だけ交流電流発生装置も必要となるから設置費用が増大する という問題がある。

【００２６】 また、先行技術の特公昭３６−２１６５７号公報に開示されているように、誘 導経路の分岐点に誘導ケーブルの接続関係を切り換える無線式等の遠隔操作式の 分岐点切換装置を設け、この誘導経路を変更するときには、不必要な誘導経路の 誘導ケーブルに対して交流電流が流れないように制御する方式も考えられたが、 この方式であると、前記分岐点切換装置設置費用が高くなるという問題があった 。

【００２７】 これに代えて、図６に示し、且つ前述したように、各誘導経路ごとに誘導ケー ブル１７を配置し、ひとつの交流電流発生装置５０から経路切換えスイッチ装置 ５１を介して経路の選択を実行するように構成すれば、設置費用を逓減できる効 果を有する。また、この経路切換えスイッチ装置５１を無線操作装置で遠隔地か ら操作するようにすれば、一層作業効率が向上する。誘導ケーブルの平面視湾曲 状のコーナー部を設置するのに適宜のゲージを使用すると、一定半径で設置でき る。

【００２８】

【考案の作用及び効果】

本考案では、走行車両が操舵誘導される誘導経路の適宜区間ごとに誘導ケーブ ルから分岐するように接続した分岐配線を地上方向に延長し、該分岐配線の先端 に取付く接続カプラーを誘導経路の地表近傍に配設し、該接続カプラーの開口部 を防水蓋にて着脱自在に覆ったものであるから、このうちの任意の２つの接続カ プラーにテスターを接続して電気抵抗値を検出すれば、その間の誘導ケーブルが 断線しているか否かを容易に確認することができ、誘導ケーブルの全長にわたっ て地中から掘り返す必要がなくなるという効果を奏する。

【００２９】 また、適宜間隔で誘導経路の地面に、接続カプラーの開口部を覆う防水蓋が露 出しているので、概略の誘導ケーブル埋設方向も簡単に推察できるという効果を 奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】薬剤散布機の斜視図である。

【図２】操舵装置およびその制御油圧回路図である。

【図３】操舵制御装置のブロック図である。

【図４】前後車輪同位相操舵モードの態様を示す図であ
る。

【図５】前後車輪の逆位相操舵モードの態様を示す図で
ある。

【図６】誘導経路を示す図である。

【図７】誘導ケーブルと、分岐配線と、接続カプラーと
の位置関係をしめす図である。

【図８】図７の接続カプラーの要部拡大一部切欠き断面
図である。

【符号の説明】 １ 走行車両 ２ 車体 ７，７ 前輪 ８，８ 後輪 ９ 前部操舵装置 １０ 後部操舵装置 １１ａ，１１ｂ 前部磁気センサー １２ 操舵制御装置 １７ 誘導ケーブル １９ 地面 ２７ 中央処理装置 ５０ 交流電流発生装置 ５１ 経路切換スイッチ装置 ５２ 切換ソレノイド ５５ 分岐配線 ５６ 接続コネクタ ５７ 接続カプラー ５８ 防水蓋 ５９ ねじ部 ６０，６１，６２ オーリング ６３ 防水キャップ ６６ テスター ６７，６８ 配線 Ｒ１，Ｒ２ 誘導経路

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 前記誘導経路に沿って地中に埋設した誘
   導ケーブルから発生する交流磁界の検出にて走行車両の
   走行を誘導するシステムにおいて、前記誘導経路の適宜
   区間ごとに誘導ケーブルから分岐するように接続した分
   岐配線を地上方向に延長し、該分岐配線の先端に取付く
   接続カプラーを誘導経路の地表近傍に配設し、該接続カ
   プラーの開口部を防水蓋にて着脱自在に覆ったことを特
   徴とする電磁誘導式走行システムにおける誘導ケーブル
   の断線検出装置。