JPH11220902A - 無人走行作業車の障害物検知用センサ支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業機を上昇させても障害物検知用センサの
視界を妨げることがない、無人走行作業車の障害物検知
用センサ支持構造を提供する。 【解決手段】 本発明による障害物検知用センサ支持構
造１００においては、障害物検知用センサＳを、作業機
１５よりも進行方向前方にかつ作業機１５に対して昇降
可能に支持する、作業機１５に取り付けられたセンサ支
持手段２０と、作業機１５が降下したときには障害物検
知用センサＳを上昇させるが作業機１５が上昇したとき
には障害物検知用センサＳを降下させ、無人走行作業車
１５の走行路面Ｇに対して障害物検知用センサＳを所定
の高さに保つ、センサ支持手段２０に取り付けられたセ
ンサ昇降手段３０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばゴルフ場等
において芝刈り作業を行う無人走行作業車の障害物検知
用センサを支持する構造に関し、より詳しくは、芝刈り
作業用の作業機を昇降させてもセンサの邪魔になること
がないように、センサを支持する構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ゴルフ場においては、ゴルフクラ
ブを搬送したり芝刈り作業を行ったりする、種々の形式
の無人走行作業車が用いられているが、これらの作業車
のなかには、光センサや超音波センサによって走行方向
前方の障害物を検知し、障害物との衝突を回避する機能
を有したものがある。

【０００３】このような障害物検知用センサを搭載した
無人走行作業車の一例を、図８を参照して説明すると、
この無人走行作業車１は、左右一対の前輪２および左右
一対の後輪３を回転駆動する４輪駆動車で、かつ前記左
右一対の後輪３を転舵することにより進行方向を変える
ようになっている。また、車体４から後方に向かって延
びる支持アーム５の先端には、第１の芝刈り作業機６ａ
が懸架されるとともに、前記支持アーム５の長手方向中
央部から前記車体４の幅方向に延びる左右一対の支持ア
ーム７，７の先端には、第２および第３の芝刈り作業機
６ｂ，６ｃがそれぞれ懸架されている。さらに、車体４
の後面４ａには、左右一対の障害物検知用センサ８が取
り付けられている。そしてこの無人走行作業車１は、ゴ
ルフ場の芝刈り作業を行う際には合計３個の前記芝刈り
作業機６ａ〜６ｃを前側にして、すなわち図８において
図示左方向に後退し低速走行するが、芝刈り作業を行う
ホール間を移動する際には、図８において図示右方向に
前進し高速走行するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の無人
走行作業車１においては、図９に示したように、芝刈り
作業機６ａ〜６ｃを地面Ｇに接地させた芝刈り作業の際
にのみ、左右一対の障害物検知用センサ８用いて走行方
向前方の障害物を検知するようになっている。

【０００５】ところで、上述の無人走行作業車１が芝刈
り作業機６ａ〜６ｃを上昇させてホール間を移動する際
にも、障害物検知用センサ８を用いることができれば、
無人走行作業車１が後退走行する際の安全性をさらに向
上させることができる。

【０００６】しかしながら、障害物検知用センサ８を単
に車体４の後面４ａに取り付けたのでは、図１０および
図１１に示したように、芝刈り作業機６ａ〜６ｃが障害
物検知用センサ８の視界を妨げ、その作動に支障を来し
てしまう。また、無人走行作業車１の車体４に多数の障
害物検知用センサ８を取り付け、芝刈り作業機６ａ〜６
ｃの昇降に合わせて使用する障害物検知用センサ８を切
り換えたのでは、製造コストの上昇を招いてしまう。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上述した従来の
無人走行作業車が有する問題点を解消し、芝刈り作業機
を上昇させた状態においても障害物検知用センサを用い
て安全に走行することが可能な、無人走行作業車の障害
物検知用センサ支持構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、進行方向前方に向けた障
害物検知用センサを用いて無人走行可能であり、かつ進
行方向前方に配置した作業機が昇降可能な無人走行作業
車の障害物検知用センサ支持構造であって、前記障害物
検知用センサを、前記作業機よりも進行方向前方にかつ
前記作業機に対して昇降可能に支持する、前記作業機に
取り付けられたセンサ支持手段と、前記作業機が降下し
たときには前記障害物検知用センサを上昇させ、前記作
業機が上昇したときには前記障害物検知用センサを降下
させ、前記無人走行作業車の走行路面に対して前記障害
物検知用センサを所定の高さに保つ、前記センサ支持手
段に取り付けられたセンサ昇降手段とを備える。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、進行方向
前方に向けた障害物検知用センサを用いて無人走行可能
であり、かつ進行方向前方に配置した左右一対の作業機
が昇降可能な無人走行作業車の障害物検知用センサ支持
構造であって、進行方向に対して左右に配置された一対
の前記作業機の間に架け渡されるとともに前記作業機の
昇降に連動して伸縮する展開トラスに、前記障害物検知
用センサを取り付けたことを特徴とする。なお、ここで
いう展開トラスとは、複数のリンクを互いに相対変位可
能に結合することにより、その全体形状を伸縮変形可能
とするとともに、一部のリンクを操作して相対変位させ
ることにより、トラス全体を短縮させて折り畳んだ状態
とトラス全体を伸張させて展開した状態とを取り得るよ
うに構成したものであり、例えば、遠くの物をつかみ取
るためのマジックハンドや、人工衛星に搭載された、パ
ラボラアンテナを展開する展開トラスと同種のものであ
る。

【００１０】すなわち、請求項１に記載の発明において
は、作業機に取り付けたセンサ支持手段によって障害物
検知用センサを作業機よりも進行方向前方に支持するの
で、無人走行作業車の車体に障害物検知用センサを固定
的に取り付けた場合のように、障害物検知用センサの視
界が作業機の上昇によって妨げられ、その作動に支障を
来すことがない。そして、作業機の昇降に応じてセンサ
を昇降させるセンサ昇降手段を用いて障害物検知用セン
サを昇降させることにより、障害物検知用センサを無人
走行作業車の走行路面に対して所定の高さに保つことが
できるから、障害物検知用センサは、無人走行作業車の
車体に支持した場合と同様の機能を果たすことができ
る。

【００１１】また、請求項２に記載の発明においては、
左右一対の作業機の間に架け渡した展開トラスによって
障害物検知用センサを支持するので、無人走行作業車の
車体に障害物検知用センサを固定的に取り付けた場合の
ように、障害物検知用センサが作業機の上昇によって邪
魔され、その作動に支障を来すことがない。そして、展
開トラスは作業機の昇降動作に連動して自動的に伸縮変
形するので、障害物検知用センサを昇降させるアクチュ
エータ等の作動手段を必要としない。加えて、展開トラ
スの構造を適切に設定すれば、展開トラスの左右中央部
に取り付けた障害物検知用センサを、無人走行作業車の
走行路面に対して所定の高さに保つことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による無人走行作業
車のセンサ支持構造の各実施形態を、図１乃至図７を参
照して詳細に説明する。ここで、図１は本発明に係る第
１実施形態の無人走行作業車の障害物検知用センサ支持
構造を作業機が接地した状態で示す要部拡大側面図、図
２は図１に示したセンサ支持構造を作業機が上昇した状
態で示す要部拡大側面図、図３は図１および図２に示し
たセンサ支持構造を適用した無人走行作業車が芝刈り作
業を行っている状態を示す全体側面図、図４は図３に示
した無人走行作業車が作業機を上昇させて走行する状態
を示す全体側面図、図５は本発明に係る第２実施形態の
無人走行作業車の障害物検知用センサ支持構造を示す正
面図、図６は図５に示したセンサ支持構造を作業機が半
分上昇した状態で示す正面図、図７は図５に示したセン
サ支持構造を、作業機が完全に上昇した状態で示す正面
図である。

【００１３】第１実施形態 まず最初に図１乃至図４を参照し、本発明の請求項１に
対応する、第１実施形態の無人走行作業車の障害物検知
用センサ支持構造について詳細に説明する。

【００１４】図１乃至図４に示した、本第１実施形態の
センサ支持構造１００を適用する無人走行作業車１０
は、図８に示した従来の無人走行作業車１とほぼ同様の
構造を有している。すなわち、この無人走行作業車１０
はゴルフ場の芝を刈る自律走行型の芝刈り作業車で、Ｇ
ＰＳ航法と地磁気センサ、および車輪の回転数を測定す
るエンコーダ等を用いた位置認識と、刈り跡センサによ
る倣い走行、および走行プログラムによる走行路選択等
の組み合わせにより、無人で、かつ自動的にゴルフ場の
各ホールの芝を刈ることができるようになっている。ま
た、この無人走行作業車１０は、左右一対の前輪１１お
よび後輪１２を回転駆動する４輪駆動車で、前記後輪１
２を転舵することにより進行方向を変えるようになって
いる。さらに、車体１３の後面から後方に突出する支持
アーム１４には、図８に示した従来の無人走行作業車１
の作業機６ａ〜６ｃと同様に配置された、合計３個の作
業機１５が昇降可能に懸架されている。なお、図３およ
び図４には、図示の都合上、前記支持アーム１４の先端
に懸架された作業機１５のみ示している。

【００１５】前記支持アーム１４の先端に懸架された作
業機１５には、障害物検知用センサＳを、作業機１５よ
りも進行方向前方に、かつ作業機１５に対して昇降可能
に支持するためのセンサ支持体（センサ支持手段）２０
が取り付けられている。このセンサ支持体２０は、作業
機１５の前後および上方を囲むフレーム状に構成され、
作業機１５上に載置されるように作業機１５に取り付け
られている。これにより、このセンサ支持体２０は、支
持アーム１４の上下動に伴って作業機１５と一体に昇降
可能であるが、作業機１５が降下して地面Ｇに接近する
と、そのフレーム２１の下端に設けた走行車輪２２が接
地し、それ以上には降下しないようになっている。一
方、作業機１５が接地した状態から上昇するときには、
センサ支持体２０は、作業機１５が上昇してフレーム２
１に当接して初めて、作業機１５と一体に上昇するよう
になっている。

【００１６】また、このセンサ支持体２０の進行方向前
方の縦フレーム２３には、障害物検知用センサＳが、セ
ンサ支持体２０に対して相対的に昇降自在に取り付けら
れている。さらに、前記縦フレーム２３の上下両端部に
は、障害物検知用センサＳの最大上昇位置および最大下
降位置を規制する、上側ストッパ２４および下側ストッ
パ２５がそれぞれ突設されている。これにより、障害物
検知用センサＳは、縦フレーム２３に沿って上側ストッ
パ２４および下側ストッパ２５の間でセンサ支持体２０
に対して昇降することができる。

【００１７】さらに、前記センサ支持体２０には、作業
機１５の昇降に連動して前記センサＳを昇降させるセン
サ昇降手段３０が取り付けられている。このセンサ昇降
手段３０は、本第１実施形態においては、前記縦フレー
ム２３の上端部において、水平にかつ無人走行作業車１
０の進行方向に対して左右方向に延びる支軸３１によっ
て回転自在に軸支されたプーリ３２と、このプーリ３２
に巻き回されるとともに、一端が作業機１５にかつ他端
が障害物検知用センサＳにそれぞれ接続されたケーブル
３３とを備えている。

【００１８】次に、上述のように構成された、本第１実
施形態における障害物センサ支持構造１００の作動につ
いて説明する。

【００１９】図１および図３に示したように、無人走行
作業車１０の支持アーム１４が降下し、作業機１５が地
面Ｇに接地する芝刈り作業時には、センサ支持体２０は
車輪２２を介して地面Ｇに接地し、作業機１５と一体に
走行する。このとき、作業機１５は、センサ支持体２０
に対して相対的に最も降下し、ケーブル３３の作業機１
５側の端部を引き下げる。すると、ケーブル３３の障害
物検知用センサＳ側の端部は上昇するので、障害物検知
用センサＳはケーブル３３によって引き上げられ、上側
ストッパ２４に当接して停止する。これにより、障害物
検知用センサＳは、地面Ｇに対して所定の高さに維持さ
れる。

【００２０】これに対して、図２および図４に示したよ
うに、無人走行作業車１０の支持アーム１４を上昇させ
て作業機１５を持ち上げる移動走行時には、センサ支持
体２０は作業機１５によって持ち上げられ、作業機１５
上に載置された状態となる。このとき、作業機１５はセ
ンサ支持体２０に対して相対的に最も上昇し、ケーブル
３３の障害物検知用センサＳ側の端部が最も降下するこ
とを許容する。すると、障害物検知用センサＳは、自ら
の重量により縦フレーム２３に沿って降下し、下側スト
ッパ２５に当接して停止する。したがって、支持アーム
１４の上昇量を調節することにより、障害物検知用セン
サＳの地面Ｇに対する高さを、所定の高さに維持するこ
とが出来る。

【００２１】すなわち、本第１実施形態の無人走行作業
車１０の障害物検知用センサ支持構造１００において
は、障害物検知用センサＳが作業機１５に対して進行方
向前方に位置するので、作業機１５の昇降によって障害
物検知用センサＳの視界が妨げられ、その作動に支障を
来すことがない。また、作業機１５の昇降にかかわら
ず、障害物検知用センサＳの地面Ｇに対する高さを所定
の高さに維持することができる。これにより、障害物検
知用センサＳを無人走行作業車１０の車体１３に取り付
けた場合と全く同様に、進行方向前方に位置する障害物
を確実に認識し、無人走行作業車１０の走行の安全性を
確保することができる。

【００２２】第２実施形態 次に、図５乃至図７を参照し、本発明の請求項２に対応
する、第２実施形態の無人走行作業車の障害物検知用セ
ンサ支持構造について詳細に説明する。

【００２３】図５に示した無人走行作業車１０は、前述
した第１実施形態における無人走行作業車１０と同一で
あり、かつ車体１３から進行方向（図示する紙面に対し
て垂直上向き方向）に突出する支持アーム１４の先端に
は、図８に示した従来の無人走行作業車１の作業機６ａ
と同様に、芝刈り用の第１の作業機１５が懸架されてい
る。また、前記支持アーム１４の長手方向中央部から前
記車体１３の幅方向（図示する紙面左右方向）に延びる
左右一対の支持アーム１６の先端には、芝刈り用の第２
および第３の作業機１７Ｌ，１７Ｒがそれぞれ懸架され
ている。

【００２４】また、前記第２および第３の作業機１７
Ｌ，１７Ｒの間には、進行方向に対して左右方向に延び
る展開トラス４０が架け渡されている。前記展開トラス
４０は、多数の棒状部材を互いにピン結合することによ
りその全体形状を伸縮変形可能に構成したトラスであ
り、その左右両端部４１，４２が第２および第３の作業
機１７Ｌ，１７Ｒにそれぞれ取り付けられるとともに、
その中間部４３には障害物検知用センサＳが取り付けら
れている。

【００２５】次に、上述のように構成された本第２実施
形態の無人走行作業車の障害物検知用センサ支持構造２
００の作動について説明する。

【００２６】図５に示したように、第２および第３の作
業機１７Ｌ，１７Ｒを接地させた芝刈り作業状態では、
展開トラス４０は最大限に伸張し、障害物検知用センサ
Ｓを地面Ｇに対して所定の高さに保持する。これに対し
て、図６に示したように、第２および第３の作業機１７
Ｌ，１７Ｒを徐々に上昇させると、展開トラス４０は短
縮を開始する。そして、図７に示したように、第２およ
び第３の作業機１７Ｌ，１７Ｒを最も上昇させた格納状
態では、展開トラス４０は完全に短縮した折り畳み状態
となるが、その中間部４３は障害物検知用センサＳを地
面Ｇに対して所定の高さに保持する。これにより、第２
および第３の作業機１７Ｌ，１７Ｒを接地させた芝刈り
作業状態、および第２および第３の作業機１７Ｌ，１７
Ｒを最も上昇させた格納状態の両方において、障害物検
知用センサＳは、地面Ｇに対して等しい高さに保持され
る。

【００２７】すなわち、本第２実施形態の無人走行作業
車の障害物検知用センサ支持構造２００においては、障
害物検知用センサＳが、第１乃至第３の作業機１５，１
７Ｌ，１７Ｒによってその視界が妨げられない位置に常
に位置するので、障害物検知用センサＳの作動に支障を
来すことがない。また、第１乃至第３の作業機１５，１
７Ｌ，１７Ｒが接地した状態と格納された状態の両方の
状態において、障害物検知用センサＳの地面Ｇに対する
高さを所定の高さに維持することができる。これによ
り、障害物検知用センサＳを無人走行作業車１０の車体
１３に取り付けた場合と全く同様に、進行方向前方に位
置する障害物を確実に認識し、無人走行作業車１０の走
行の安全性を確保することができる。

【００２８】以上、本発明に係る無人走行作業車の障害
物検知用センサ支持構造について詳しく説明したが、本
発明は上述した実施形態によって限定されるものではな
く、種々の変更が可能であることは言うまでもない。例
えば、上述した第１実施形態においては、センサ支持手
段と作業機との上下方向の相対位置変化を用いて障害物
検知用センサを昇降させているが、作業機と支持アーム
との相対角度変化を用いて障害物検知用センサを昇降さ
せることもできる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の無人走行作業車の障害物検知用センサ支持構造は、障
害物検知用センサを無人走行作業車の車体によってでは
なく作業機によって支持するものであるから、作業機の
昇降によって障害物検知用センサの視界が妨げられるこ
とがなく、障害物検知用センサの作動に支障を来すこと
がない。また、本発明の無人走行作業車の障害物検知用
センサ支持構造によれば、障害物検知用センサを地面に
対して所定の高さに保つことができるので、障害物検知
用センサを無人走行作業車の車体に取り付けた場合と全
く同様に、進行方向前方に位置する障害物を確実に認識
し、無人走行作業車の走行の安全性を確保することがで
きる。また、多数の障害物検知用センサを設ける必要が
ないから、無人走行作業車の製造コストの上昇を抑える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の無人走行作業車の
障害物検知用センサ支持構造を、作業機が接地した状態
で示す要部拡大側面図である。

【図２】図１に示したセンサ支持構造を作業機が上昇し
た状態で示す要部拡大側面図である。

【図３】図１および図２に示したセンサ支持構造を適用
した無人走行作業車が、芝刈り作業を行っている状態を
示す全体側面図である。

【図４】図３に示した無人走行作業車が、作業機を上昇
させて走行する状態を示す全体側面図である。

【図５】本発明に係る第２実施形態の無人走行作業車の
障害物検知用センサ支持構造を示す正面図である。

【図６】図５に示したセンサ支持構造を、作業機が半分
上昇した状態で示す正面図である。

【図７】図５に示したセンサ支持構造を、作業機が完全
に上昇した状態で示す正面図である。

【図８】従来の無人走行作業車の構造を示す平面図であ
る。

【図９】図８に示した無人走行作業車を、作業機が接地
した状態で示す正面図である。

【図１０】図８に示した無人走行作業車を、作業機が上
昇した状態で示す正面図である。

【図１１】図８に示した無人走行作業車を、作業機が上
昇した状態で示す全体側面図である。

【符号の説明】

Ｇ 地面 Ｓ 障害物検知用センサ １ 従来の無人走行作業車 ２ 前輪 ３ 後輪 ４ 車体 ５ 支持アーム ６ 芝刈り作業機 ７ 支持アーム ８ 障害物検知用センサ １０ 無人走行作業車 １１ 前輪 １２ 後輪 １３ 車体 １４，１６ 支持アーム １５，１７ 作業機 ２０ センサ支持体 ２１ フレーム ２２ 車輪 ２３ 縦フレーム ２４ 上側ストッパ ２５ 下側ストッパ ３０ センサ昇降手段 ３１ 支軸 ３２ プーリ ３３ ケーブル ４０ 展開トラス ４１，４２ 左右両端部 ４３ 中間部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】進行方向前方に向けた障害物検知用センサ
   を用いて無人走行可能であり、かつ進行方向前方に配置
   した作業機が昇降可能な無人走行作業車の障害物検知用
   センサ支持構造であって、 前記障害物検知用センサを、前記作業機よりも進行方向
   前方にかつ前記作業機に対して昇降可能に支持する、前
   記作業機に取り付けられたセンサ支持手段と、 前記作業機が降下したときには前記障害物検知用センサ
   を上昇させ、前記作業機が上昇したときには前記障害物
   検知用センサを降下させ、前記無人走行作業車の走行路
   面に対して前記障害物検知用センサを所定の高さに保
   つ、前記センサ支持手段に取り付けられたセンサ昇降手
   段と、を備えることを特徴とする無人走行作業車の障害
   物検知用センサ支持構造。
2. 【請求項２】進行方向前方に向けた障害物検知用センサ
   を用いて無人走行可能であり、かつ進行方向前方に配置
   した左右一対の作業機が昇降可能な無人走行作業車の障
   害物検知用センサ支持構造であって、 進行方向に対して左右に配置された一対の前記作業機の
   間に架け渡されるとともに前記作業機の昇降に連動して
   伸縮する展開トラスに、前記障害物検知用センサを取り
   付けたことを特徴とする無人走行作業車の障害物検知用
   センサ支持構造。