JPH0810821Y2 - 作業用走行車の自動操行装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、農用トラクタ等の作業用走行車の自動操行
装置に関するものである。

［従来技術及び考案が解決しようとする課題］ 一般に、この種作業用走行車において、例えばこれが
農用トラクタである場合、ハウス内作業のように換気が
不充分であるため排気ガスや土埃が充満しやすく、また
騒音も大きくなつて作業環境が著しく悪化した部所での
作業が強いられることがある。

そしてこの様な作業は、無人作業が好ましいが、そこ
で、通常の手動操作用のステアリングホイールに無人操
行手段を設け、これを例えば無線操縦や架線操縦により
作動させて自動操行することが提唱される。しかるに従
来のものは、無人操作手段をステアリングホイールに一
体的に連結してしまうため、その着脱が面倒かつ煩雑
で、手動−自動の迅速な変更が難しく、圃場でトラブル
が生じたような場合には、緊急の脱出すら難しいという
問題が有る。

［課題を解決する手段］ 本考案は、上記の如き実情に鑑み、これらの欠点を一
掃することができる作業用走行車の自動操行装置を提供
することを目的として創案されたものであつて、手動操
行用のステアリングホイールの手動操作で通常の手動操
行ができるように構成された作業用走行車に、該作業用
走行車を自動操行させるために取付けられる自動操行手
段であつて、該自動走行手段を、装置本体に対して上下
起倒自在に軸支した伝動ケースと、該伝動ケースの先端
部に揺動自在に設けられ、伝動ケースの倒伏姿勢でステ
アリングホイール側に係止する係止部が設けられた作動
ブラケツトとを用い、該作動ブラケツトを、伝動ケース
に内装した伝動機構を介して自動操行用アクチユエータ
に連動連結して構成したことを特徴とするものである。

そして本考案は、この構成によつて、手動操作用ステ
アリングホイールに自動操行手段を設けるものでありな
がら、その着脱連結を簡単かつ確実に行うことができる
様にしたものである。

［実施例］ 次に、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。
図面において、１は乗用型の農用トラクタの走行機体で
あつて、該走行機体１の運転座席部２に無人作業走行用
の制御機構が内装された無人操作部がアツシーとして組
付けられている。つまり無人操作部を構成するケース３
は、左右両下端部が機体１のステツプ部1aにボルト3aに
よつて固定され、上端部が取付けブラケツト3bによつて
ステアリング軸カバー4aに固定されることで、三点支持
された状態で簡易的に組み込まれる構成になつている。
そしてケース３には、ステアリングホイール４の制御を
行うアクチユエータ５、クラツチペダル６の制御を行う
アクチユエータ７、作業機の昇降用レバー８の制御を行
うアクチユエータ９、左右ブレーキペダル10L、10Rの制
御を行うアクチユエータ11L、11R、スロツトルレバー12
の制御を行うアクチユエータ13等の無人走行をする場合
に必要な操作具を作動させるための各種アクチユエータ
類が設けられており、これら各アクチユエータ類は、マ
イクロコンピユータを用いて構成された制御部14から出
力される制御信号に基づいて必要な作動をする構成にな
つている。

因みに本実施例では、機体フレーム1aの前部に設けた
補助フレーム15に、前部PTO軸1bによつて駆動するエア
コンプレツサ16、圧縮空気を貯蔵するエアタンク17が搭
載されており、ここで生じた圧縮空気を用いてアクチユ
エータの作動をする構成になつている。

前記ステアリングホイール用のアクチユエータ５は、
ケース３の上部に支軸18aを介して上下揺動自在に軸支
された伝動ケース18の基端部に一体取付けされている
が、該伝動ケース18の先端部には、上記アクチユエータ
５にチエン伝動19によつて動力伝動された作動ブラケツ
ト20の中央部が揺動自在に取付けられており、この作動
ブラケツト20の両端部に係止具21が設けられている。そ
して伝動ケース18を起立姿勢から下方前方のステアリン
グホイール４に向けて倒して、係止具21をステアリング
ホイール４の径方向に延びるホイールステー4aに係止す
ることにより、作動ブラケツト20とステアリングホイー
ル４とが一体係止し、そしてアクチユエータ５の作動に
伴う作動ブラケツト20の揺動によつてステアリング作動
ができる構成になつている。

また、作業機昇降用アクチユエータ９とスロツトルレ
バー用アクチユエータ13については次のような配慮が成
されている。つまりケース３の上部には筒軸3cが一体的
に固定されており、この筒軸3cの内周部には、作動筒軸
22が軸芯回りに回動自在に軸支されると共に、該作動筒
軸22の内周部には作動軸23の軸芯回りに回動自在に軸支
されている。そして作動軸23は、下端部が連結アーム23
aを介して作動機昇降用アクチユエータ９に、上端部が
連結リンク23bを介してスロツトルレバー12に連動連結
されており、該アクチユエータ13の伸縮作動に基づいて
スロツトルレバー12が揺動作動してエンジン回転数の制
御ができる構成になつている。一方、作動筒軸22は、下
端部が連結アーム22aを介して作業機昇降用アクチユエ
ータ９に連動連結され、上端部が連結リンク22bを介し
て作業機の昇降用レバー８に連動連結されており、該ア
クチユエータ９の伸縮作動に基づいて作業部の昇降制御
ができる構成になつている。さらに残りのアクチユエー
タ類は適宜構成されるリンク機構等の連結手段を用いて
対応する操作具類に連結される構成になつているが、こ
れらについてここで詳述することは省略する。

一方、24は機体フレーム1aの前部左右中央に立設した
支持マストであつて、該支持マスト24の上端部には支持
ポール25が軸芯回りに回動自在に取付けられており、さ
らに支持ポール25の上端に設けたアームブラケツト25a
に支軸25bを介して揺動アーム26の基端部が上下揺動自
在に軸支されているが、該揺動アーム26の先端（後端）
には軸芯が縦方向を向いた筒軸27が一体的に設けられ、
さらにこの筒軸27に、ガイドローラ28が軸支されたロー
ラブラケツト28aが縦軸回りに回動自在に支持されてい
る。そしてガイドローラ28は、ハウス等の作業現場に予
め架設された架線29に弾機26aの付勢力によつて下側か
ら弾圧状に接当してここを転動するよう構成されてお
り、走行機体１の進行方向が架線29の方向からずれた場
合に、揺動アーム26の支持ポール25を支点とした左右方
向の揺動と、ガイドローラ28自体の筒軸27を支点とした
左右方向の揺動とによつて、ガイドローラ28は常に架橋
29に対して正規の転動姿勢に維持される構成となつてい
る。

また、前記制御部14には、次のようなセンサ類からの
信号が入力するよう設定されている。つまり、制御部14
には、エンジンＥの回転数検知をするエンジン回転数検
知センサ30、走行機体の傾斜状態を検知する機体傾斜検
知センサ31、前記ステアリングホイール４の操行角検知
をする操行角検知センサ32、支持ポール33の基準位置Ｐ
からのずれ角、つまり揺動アーム26のセンター軸Ｘに対
する左右方向のずれ角αを検知するアームずれ角検知セ
ンサ34、揺動アーム20の上下方向揺動角を検知するアー
ム上下揺動角検知センサ35、ガイドローラ28の揺動アー
ム26に対する左右方向のずれ角βを検知するローラずれ
角検知センサ36、ガイドローラ22の回転速度を検知する
ローラ回転速度検知センサ37等のセンサ類からの検知信
号が入力すると共に、自動−手動切換えスイツチ38等の
スイツチ類からの信号が入力するようになつている。

そして制御部14は、これら入力した検知信号に基づい
て演算し、前記各アクチユエータに必要な制御信号を出
力して操行制御等の制御を行うようになつているが、制
御部14にはハーネス39が設けられており、このハーネス
39に、前記ガイドローラ28側の設けたアームずれ角検知
センサ34、ローラずれ角検知センサ36、ローラ回転速度
検知センサ37等の架線29に関連したハーネス40と、機体
に設けた無線受信器41に接続されたハーネス41との何れ
かを選択して接続される構成になつている。これらハー
ネス間の接続において、本実施例では次のような配慮が
成されている。つまり制御部14には、所定の電圧が常時
印加された第一と第二の制御切換え判別回路が設けらさ
れ、一方、架線側ハーネス40と無線側ハーネス41とにも
これに対応した回路が設けられている。そして制御部側
ハーネス39に何れのハーネス40、41も接続しない場合
に、制御部14の判別回路入力端子には、第一、第二の入
力回路に何れも印加電圧に応じた高い（H,H）切換え信
号が入力するようになつている。これに対し、制御部側
ハーネス39に架線側ハーネス40を接続した場合に、第一
の入力回路に接続するものをアースして制御部に入力す
る電圧を低くすることで、制御部14の第一、第二の判別
回路入力端子には低い、高い（L,H）の判別信号が入力
し、一方、制御部側ハーネス39に無線側ハーネス41を接
続した場合に、架線側ハーネス40を接続した場合とは逆
に第一、第二の判別回路入力端子に高い、低い（H,L）
の判別信号が入力し、さらに接続違いや短絡等の異常が
あつた場合に、第一、第二の両判別回路入力端子は何れ
も低い（L,L）の判別信号が入力するよう設定され、こ
れら判別信号を入力した制御部14は、それに対応した制
御を行うことになる。

次ぎに、その制御手順をフローチヤートに基づいて説
明すると、前記自動−手動切換えスイツチ38が自動側に
切換えられていた場合に、制御部14は自動制御モードを
選択することになるが、この場合に、前記第一、第二の
判別信号が前記四種類のうちどのケースであるかの判別
をする。そして第一、第二の判別信号が（H,H）、（L,
H）、（H,L）である場合には、制御モードをそれぞれ
「手動モード」、「無線モード」、「架線モード」に切
換えて対応する制御を行うが、（L,L）の場合には、異
常であるという制御モードを「手動モード」に切換えて
手動での制御は確保されるが、異常メツセージを与えて
オペレータにモニターして報知する構成になつている。
尚、モニターとしては、操縦パネル41に設けることが好
ましいことは勿論であるが、前記異常判別をした場合に
は、警報を鳴らす等して積極的に報知するよう構成する
ことが好ましい。

そして制御部14は、前述した判別回路からの入力に従
つて自動操縦、無線操縦、さらには手動による操縦がで
きる構成になつているが、架線式の自動操縦についてそ
の原理を簡単に説明すると、制御部14は、前記ガイドロ
ーラ28側の設けたアームずれ角検知センサ34とローラず
れ角検知センサ36とのずれ角検知により、機体が架線29
に対してどのようにずれているか、つまり機体１の架線
29に対するずれには、架線29に対して機体１が左右横方
向に位置ずれしている「位置のずれ」と、機体が架線29
に対して向きがずれている「向きのずれ」とがあり、こ
のずれ検知から機体の架線29に対する姿勢を判断し、前
述したステアリング用アクチユエータ５に対してずれを
補正する方向に制御指令を出力し、これによつて架線29
に追従した自動操行ができる構成になつている。そして
作業走行する場合、機体停止する場合、作業部を昇降す
る場合、PTO軸を駆動する場合クラツチを断続する場
合、走行変速（前後進切換えも含む）する場合等、種々
の作動に対し、制御部14は必要な制御信号を出力して対
応するアクチユエータの作動を行う構成になつている。

叙述のごとく構成された本考案の実施例において、走
行機体１を手動走行作業から自動走行作業に変更する場
合に、無人操作部を走行機体１に組付けると共に、それ
ぞれのアクチユエータ類を対応する操作具類に連結すれ
ば良いが、特にステアリングホイール４の自動操行をす
るためには、伝動ケース18を起立姿勢から倒伏姿勢に揺
動させ、ケース先端に設けられた作動ブラケツト20に固
着される係止具21をステアリングホイール４のステー4a
に係止させれば良く、これによつてステアリングホイー
ル４は、作動ブラケツト20と一体連結せしめられること
になる。そしてステアリング用アクチユエータ５を無線
操縦、あるいは架線操縦によつて自動作動させて、必要
な操行作業を行うことができる。

この様に、本考案が実施されたものにおいては、手動
操作用のステアリングホイール４に自動操行手段を後付
け的に取付けるものであるが、その場合に、起倒自在に
設けられた伝動ケース18の先端部にある係止具21、伝動
ケース18を起立姿勢から倒伏姿勢にすることによりステ
アリングホイール４側に係止せしめるのみで良く、これ
によつてステアリング用アクチユエータ５の作動に基づ
いた自動操行ができ、またこれを解除するには、伝動ケ
ース18を持ち上げて起立姿勢に復帰させるこで簡単にで
きる。従つて、手動−自動の切換えが迅速かつ簡単で、
面倒かつ煩雑な変更のための作業が強いられることはな
い。この結果、圃場で自動走行中にトラブルを起こした
ような場合であつても、直ちに手動走行に切換えて緊急
脱出することが可能となる。

尚、本考案は、前記実施例のものに限定されないもの
であることは勿論であり、係止部のステアリングホイー
ル側への係止において、適宜止め手段（例えばホツクや
バツクル等の止め手段）を用いてより係止が確実になる
ようにしてもよいことは勿論である。

［作用効果］ 以上要するに、本考案は叙述の如く構成されたもので
あるから、通常の手動操行をするためのステアリングホ
イールに自動操行手段を設けるにあたり、起倒自在な伝
動ケースの先端部に配される係止部を、伝動ケースを倒
伏せしめてステアリングホイール側に係止させれば良
く、これによつてステアリングホイールは、自動操行手
段に連動連結される。この結果、通常の手動操行用のス
テアリングホイールの自動操行化への変更が簡単にでき
る許りでなく、自動操行中にトラブルがあつて手動操行
に切換えることも、伝動ケースを起立させて、係止具の
ステアリングホイールに対する係止を解除することで簡
単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案に係る作業用走行車の自動操行装置の実
施例を示したものであつて、第１図は農用トラクタの全
体側面図、第２図は同上平面図、第３図はステアリング
ホイール用操作装置の斜視図、第４図はスロツトルレバ
ー及び作業部昇降用操作装置斜視図、第５図は同上断面
図、第６図は制御機構のブロツク回路図、第７図はハー
ネスの接続状態を示す作用説明図、第８図A,B,C,Dは各
制御モードの状態を示す説明図、第９図は制御モードの
切換え手順を示すフローチヤート図である。 図中、１は走行機体、３はケース、４はステアリングホ
イール、５はステアリングホイール用アクチユエータ、
18は伝動ケース、20は作動ブラケツト、21は係止具であ
る。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】手動操行用のステアリングホイールの手動
   操作で通常の手動操行ができるように構成された作業用
   走行車に、該作業用走行車を自動操行させるため取付け
   られる自動操行手段であつて、該自動走行手段を、装置
   本体に対して上下起倒自在に軸支した伝動ケースと、該
   伝動ケースの先端部に揺動自在に設けられ、伝動ケース
   の倒伏姿勢でステアリングホイール側に係止する係止部
   が設けられた作動ブラケツトとを用い、該作動ブラケツ
   トを、伝動ケースに内装した伝動機構を介して自動操行
   用アクチユエータに連動連結して構成したことを特徴と
   する作業用走行車の自動操行装置。