JPS63152903A - 作業車の操向制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、畝に沿って列状に植立された樹木に沿って自
動走行させるように操向制御する操向制御手段を設けて
ある作業車の操向制御装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の作業車の操向制御装置において、従来では
、機体に対して横方向に位置する樹木　　。

列に対する距離を検出する超音波センサ等を用いた測距
手段を設け、その測距手段による検出情報に基づいて樹
木に対する接近度を判別するように構成してあった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来構成においては、樹木に対する
距離を検出するようにしてあったので、以下に示すよう
な不都合があり、改善の余地があった。

すなわち、樹木が生い茂った状態にある場合や樹木間隔
が狭い場合には、その技や葉が作業車の通路側にまで突
き出した状態となり、突き出した技や葉によって測距手
段が誤動作する就れがあった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、機体側に突き出した枝や葉がある場合でも、
樹木列に対する接近度を的確に検出できるようにするこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による作業車の操向制御装置の特徴構成は、前記
畝に対する接近度を検出する畝接近度検出手段を設ける
と共に、前記操向制御手段を、前記畝接近度検出手段に
よる検出情報に基づいて操向制御すべく構成してある点
にあり、その作用並びに効果は以下の通りである。

〔作　用〕

すなわち、一般的に樹木が生えている地面と主幹との境
界部分に畝が形成される状態で育成されていることから
、その畝に対する接近度を検出することにより、樹木の
主幹に対する接近度を検出することができる。又、地面
に近い部分は、枝や葉が殆ど無い状態であることから、
畝検出に際して、地面近くの枝や葉が邪魔になることも
ない、つまり、畝に対する接近度を検出し、その検出し
た接近度の情報に基づいて操向制御すれば、樹木が生い
茂っていたり樹木の間隔が狭く機体側に技や葉が突き出
すような状態となって、その主幹に対する接近度を直接
的に検出し難い状態となっていても、機体を樹木に沿っ
て的確に走行させることができる。

〔発明の効果〕

従って、樹木の畝に対する接近度を検出することにより
、樹木の枝や葉に影響されることなく、樹木に対する接
近度を検出できると共に、その検出情報に基づいて的確
に操向制御できるに至った。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図及び第４図に示すように、機体（Ｖ）の後方側に
、外装カバー（２ａ）を備えた薬剤タンク（２）を搭載
すると共に、前記機体（Ｖ）の下部に設けたポンプ（４
）によって前記薬剤タンク（２）から供給される薬剤を
多数のノズル（５）から噴出させ、且つ、プロア（６）
による送風によって飛散させる薬剤散布装置（７）を、
前記薬剤タンク（２）の後方側に付設してあり、もって
、果樹園等において、畝（Ｂ）に沿って列状に植立され
た樹木（Ａ）に沿って自動走行させながら薬剤散布を行
うための樹木間走行作業車を構成してある。尚、第３図
中、（１）は搭乗操縦部、（［Ｅ）はエンジン、（Ｈ）
は搭乗操縦用のステアリングハンドルである。

前記機体（Ｖ）の走行系の構成について説明すれば、第
１図及び第３図に示すように、左右一対の前輪（３Ｆ）
及び左右一対の後輪（３Ｒ）を設けると共に、それら一
対の前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）を各別に操作するス
テアリング用油圧シリンダ（８Ｆ）　。

（８Ｒ）、及び、それに対する電磁操作式の制御弁（９
Ｆ）　、　（９Ｒ）を設けてある。

前後進切り換え自在で且つ前進変速並びに後進変速自在
な油圧式無段変速装置（１０）を、前記エンジン（Ｅ）
に連動連結すると共に、前記変速装置（ｌＯ）の出力に
て、前記前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）を同時に駆動す
るように構成してある。そして、搭乗操縦用の変速ペダ
ル（１１）及び自動走行用の変速モータ（１２）を、そ
の何れによっても変速操作可能に、前記変速装置（１０
）の変速アーム（１３）に連動連結してある。

前記一対の前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）を向き変更し
て操向させるに、前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）を同一
方向に向き変更して機体（Ｖ）を平行移動させる平行ス
テアリング形式、前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）を逆方
向に向き変更して機体（Ｖ）を急旋回させる４輪ステア
リング形式、前輪（３Ｆ）のみを向き変更する２輪ステ
アリング形式を選択使用できるように構成してある。

そして、自動走行時には、前記平行ステアリング形式と
４輪ステアリング形式とを自動的に切り換えると共に、
搭乗操縦時には、前記３種類のステアリング形式を選択
できるようにしてある。

又、搭乗操縦時の目標ステアリング角度を検出する目標
ステアリング角度検出用ポテンショメータ（Ｒｏ）を、
前記ステアリングハンドル（Ｈ）にて回動操作するよう
に設けると共に、前記前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）夫
々のステアリング角度を検出するステアリング角度検出
用ポテンシッメータ（Ｒ１）　、　（Ｒ１）を設けてあ
る。又、変速位置検出用ポテンシヨメータ（Ｒ１）を、
前記変速アーム（１３）の回動操作に連動するように設
けてある。

又、第１図及び第４図に示すように、前記機体前部に設
けられたバンパ（８）の前面側に、走行前方側の障害物
に対する距離を検出する超音波センサ（Ｓ、）の３個を
設けてある。但し、左右両端に位置する一対の超音波セ
ンサ（Ｓｌ）、　（Ｓｌ）は、それらの障害物検出作用
範囲が前記機体（Ｖ）に対して横外方側に拡がる状態で
設けてあり、走行前方側の障害物存否を検出すると共に
、その障害物感知距離に基づいて前記樹木（Ａ）に対す
る接近度を判別できるようにしてある。尚、中央に位置
する超音波センサ（Ｓ、）は、設定距離（１ｍ）以内の
障害物存否のみを検出するようにしてある。

又、第１図及び第３図に示すように、地磁気を感知する
ことにより、前記機体（Ｖ）の向きを絶対方位として検
出する方位センサ（Ｓ２）を設けてあり、前記列状に並
ぶ樹木（Ａ）の長手方向に沿って予め設定された基準方
位に対する機体（Ｖ）の向きを検出できるようにしてあ
る。

又、第３図〜第５図に示すように、前記畝（Ｂ）に対す
る機体（Ｖ）の接近度を検出する畝接近度検出手段（１
０１）としてのローリングセンサ（Ｓ、）を、前記バン
パ（８）の左右両端部の夫々に設けてある。

前記ローリングセンサ（Ｓ、）について説明を加えれば
、第６図に示すように、その先端部に前記畝ＣＢ）に接
触作用するキャスタ式の遊転輪（１６）を取り付けた接
触片（１５）を、前記バンパ（８）の左右両端部を枢支
点として、前記機体（Ｖ）に対して上下方向に揺動自在
に枢支すると共に、スプリング（１４）にて下方に向け
て付勢する状態で設けると共に、前記接触片（１５）が
設定角度以上上方に向かって揺動するに伴って、ＯＮす
る常時閉成型のスイッチ（１７）を、前記棒状体（１５
）の基端部に接当してＯＦＦ状態に維持されるように設
けてある。但し、前記接触片（１５）及び遊転輪（１６
）が前記機体（Ｖ）の走行の邪魔にならないように、前
記接触片（１５）を前記機体（Ｖ）に対して斜め後方側
で且つ下方に向かって突出する状態で枢支してある。

つまり、前記機体（Ｖ）が樹木（＾）に接近するに伴っ
て、前記遊転輪（１６）が前記畝（Ｂ）に乗り上げて前
記接触片（１５）が上方に揺動される状態となって、前
記接触片の揺動を検出するスイッチ（１７）がＯＦＦ状
態からＯＮ状態に変化し、一方、前記機体（Ｖ）が樹木
（＾）から離れるに伴って、前記遊転輪（１６）が走行
路面側に下がって前記接触片（１５）が前記スプリング
（１４）の付勢力で下方に揺動される状態となって、前
記スイッチ（１７）がＯＦＦすることとなる。

そして、第１図に示すように、前記各センサ（Ｓｌ）　
、　（ｓｔ）　、　（Ｓｓ）の検出信号、及び、各ポテ
ンシヨメータ（Ｒｏ）〜（Ｒ５）の検出信号を、自動走
行時における操向制御手段（１００）並びに搭乗操縦用
の操向制御手段を構成するマイクロコンピュータ利用の
制御装置（１８）に入力してある。但し、この制御装置
（１８）は、自動走行時には、変速モータ（１２）を作
動させる速度制御の処理等、各種の処理を行うことにな
る。

尚、第１図中、（１９）は自動走行と搭乗操縦を選択す
るための操縦モード選択用スイッチ、（２０）は搭乗操
縦時におけるステアリング形式選択用スイッチ、（Ｓ＃
）は単位走行距離毎に所定個数のパルス信号を出力する
距離センサであって、第３図に示すように、前記機体（
Ｖ）の後部に設けられた従動輪（２１）によって回転駆
動されるようにしてある。

つまり、自動走行時には、ステアリング角度検出用ボテ
ンシッメータ（Ｒ＋）　、（Ｒｔ）の検出情報、予め設
定された情報、前記左右一対の超音波センサ（Ｓυ、（
Ｓｌ）の検出情報、前記ローリングセンサ（Ｓ、）の検
出情報、及び、前記方位センサ（Ｓ２）の検出情報に基
づいて、前記ステアリング用油圧シリンダ（８Ｆ）　、
　（８Ｒ）の制御弁（９Ｆ）　、　（９Ｒ）の作動を制
御することにより、前記機体（Ｖ）が前記樹木（Ａ）に
沿って自動走行するように操向制御することとなる。　
　。

但し、搭乗操縦用の操向制御手段は、前記ステアリング
形式選択用スイッチ（２０）の情報、ステアリング角度
検出用ポテンシッメータ（Ｒｔ）。

（Ｒ２）の検出情報、及び、前記目標ステアリング角度
検出用ポテンショメータ（Ｒｏ）の情報に基づいて、前
記ステアリング用油圧シリンダ（８Ｆ）。

（８Ｒ）の制御弁（９Ｆ）　、　（９Ｒ）の作動を制御
して、前記前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）を指示された
ステアリング形式で、且つ、前記ステアリングハンドル
（Ｈ）による目標ステアリング角度に操作することとな
る。

以下、自動走行用の操向制御手段（１００）について説
明を加える。

先ず、自動走行の概略を説明すれば、機体（Ｖ）の左右
両側に樹木（Ａ）が位置する状態で、樹木（Ａ）の間を
一端側から他端側に向けて直進させると共に、その端部
に達するに伴って、隣接する次の樹木間の始端部に向け
て直線行程の端部に位置する樹木の外側を回向させるこ
とにより、各直線状の作業行程を往復走行させて所定範
囲の薬剤散布作業を自動的に行うこととなる。

従って、作業が開始される前に、前記機体（Ｖ）が走行
する予定行程数を、前記直線行程の個数として入力する
と共に、直線行程の向きを基準方位として設定し、且つ
、その直線行程の長さを基準走行距離として夫々設定す
ることとなる。

そして、走行が開始されるに伴って、前記距離センサ（
Ｓ４）による検出情報に基づいて検出された走行距離が
、前記初期設定された基準走行距離に達したか否かを判
別することにより、前記機体（Ｖ）が直線行程の端部に
達したか否かを判別しながら、前記機体（Ｖ）が樹木（
Ａ）に沿って走行するように操向制御する。

基準走行距離に達するに伴って、次Ｑ直線行程の始端部
に向けて１８０度方向転換させると共に、前記距離セン
サ（Ｓ４）による走行距離の計測を再開し、そして、走
行した行程数と前記予定行程数とを比較することにより
、全作業行程が終了したか否かを判別し、全行程を終了
している場合は、走行を停止して作業を終了することと
なる。

但し、現在までに走行した行程数が、予定行程数に達し
ていない場合は、上述の如く、走行距離の計測、並びに
、操向制御を繰り返すことにより、前記機体（Ｖ）が樹
木（＾）に沿って走行するように制御することとなる。

次に、第２図に示すフローチャートに基づいて、前記制
御装置（１８）の動作を説明しながら、操向制御手段（
１００）について詳述する。

すなわち、前記方位センサ（Ｓ２）の検出情報に基づい
て、前記機体（Ｖ）の向きが前記基準方位に対して設定
許容差内にあるか否かを判別することにより、方位ずれ
があるか否かを検出する。

方位ずれがある場合は、前記前後輪（３Ｆ）　、　（３
Ｒ）を逆方向に設定角度向き変更する４輪ステアリング
形式にて機体（Ｖ）の向きつまり方位を修正した後、前
記左右一対の超音波センサ（Ｓｌ）、　（Ｓｌ）による
検出情報に基づいて、前記機体（Ｖ）が前記“樹木（Ａ
）の間に位置する状態にあるか否か、つまり、前記樹木
（Ａ）に対して機体横幅方向の位置が適正範囲内にある
か否かを判別する。

つまり、前記左右一対の超音波センサ（Ｓｌ）。

（Ｓｌ）の障害物感知距離が共に前記設定距離（１ｍ）
以上あるか否かを判別し、設定距離（１ｍ）以上ある場
合には、それらの障害物感知距離の差等に基づいて、前
記機体（Ｖ）の横幅方向の位置が左右両側に位置する樹
木（Ａ）に対して左右何れの側にずれているかを判別し
、そのずれ方向に応じて前記前後輪（３Ｆ）　、　（３
Ｒ）を同一方向に設定角度向き変更する平行ステアリン
グ形式で樹木（Ａ）に対する機体横幅方向の位置を修正
することとなる。

但し、前記左右一対の超音波センサ（Ｓｌ）、（Ｓｌ）
の障害物感知距離が共に前記設定距離（１ｍ）内にある
場合は、前記ローリングセンサ（Ｓ、）がＯＮしている
か否かを判別することにより、前記機体（Ｖ）が樹木（
＾）に接近しすぎているか否かを検出し、左右何れのロ
ーリングセンサ（Ｓ、）がＯＮしたかに基づいて、前記
機体ｍが前記樹木（Ａ）から離れる方向に向けて、前記
平行ステアリング形式にて平行移動させて、機体横幅方
向の位置を修正することとなる。

つまり、前記左右一対の超音波センサ（Ｓｌ）。

（Ｓｌ）の検出情報に基づいて操向制御できない場合は
、前記ローリングセンサ（Ｓｓ）　、（Ｓ３）の検出情
報を用いて操向制御を継続するのである。尚、前記左右
一対の超音波センサ（Ｓｌ）、（Ｓυが共に設定距離（
ｉｍ）以内に障害物を感知し、且つ、前記左右のローリ
ングセンサ（Ｓり　、　（５２）の何れもがＯＦＦ状態
にある場合は、走行不能であると判断して非常停止させ
ることとなる。

〔別実施例〕

上記実施例では、畝接近度検出手段（１０１）を、畝（
Ｂ）に直接接触作用して直接的に接近度を検出するロー
リングセンサ（Ｓ３）にて構成した場合を例示したが、
例えば機体（Ｖ）の傾きを検出する傾斜センサ等を用い
て、畝（Ｂ）に対する接近度を間接的に検出するように
してもよい。

つまり、前記機体（Ｖ）が前記樹木（Ａ）に接近するに
伴って、前記前輪（３Ｆ）又は後輪（３Ｒ）が、前記樹
木（Ａ）の根元側に形成されている畝（Ｂ）に乗り上げ
る状態となって、機体（Ｖ）が前記樹木（Ａ）の畝（Ｂ
）の間に位置する状態にある場合よりも傾くこととなる
。従って、傾斜センサにて機体（Ｖ）の傾きを検出すれ
ば、前記畝（Ｂ）に対する接近度を間接的に検出できる
。

又、上記実施例では、畝（Ｂ）に対する接近度を検出す
るに、設定距離内に接近したか否かを２値的に検出する
ようにした場合を例示したが、連続的に検出するように
構成してもよく、畝接近度検出手段（１０１）の具体構
成は各種変更できる。

又、上記実施例では、基準方位と基準走行距離とを人為
設定するようにした場合を例示したが、例えば、作業行
程を予め人為的な操縦により一往復させると共に、その
間の機体向きや走行距離を検出し、それら検出情報に基
づいて基準方位と基準走行距離とをティーチングするよ
うにしてもよい。

又、上記実施例では、操向制御手段（１００）を、前記
左右一対の超音波センサ（Ｓｌ）　、　（Ｓｌ）の検出
情報及び機体（Ｖ）の向きを検出する方位センサ（Ｓｔ
）の検出情報の両方を用いてステアリング形式を切り換
えながら前後輪（３Ｆ）　、　（３Ｒ）の両方を操向操
作し、且つ、前記超音波センサ（Ｓｌ）、（Ｓｌ）が樹
木（＾）に対する接近度を検出不能になるに伴って、前
記超音波センサ（ｓ＋）、（Ｓｔ）の検出情報に代えて
、前記畝接近度検出手段（１０１）の検出情報を用いて
操向制御するように構成した場合を例示したが、超音波
センサ（Ｓｌ）、（Ｓｌ）を用いることなく、畝接近度
検出手段（１０１）のみに基づいて操向制御するように
構成してもよい。

又、前輪（３Ｆ）のみを操向操作するようにしてもよく
、操向制御手段（１００）の具体構成は各種変更できる
。

又、上記実施例では、作業車を薬剤散布作業車に構成し
、搭乗操縦と自動走行とを切り換え使用できるようにし
た場合を例示したが、搭乗操縦及び自動走行に加えて、
無線誘導等にて遠隔操縦できるように構成してもよく、
作業車の各部の具体構成は、各種変更できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る作業車の操向制御装置の実施例を示
し、第１図は制御構成を示すブロック図、第２図は制御
装置の動作を示すフローチャート、第３゜図は作業車の
全体側面図、第４図は同平面図、第５図は同正面図、第
６図は畝接近度検出手段の構成を示す要部正面図である
。 （Ａ）・・・・・・樹木、（Ｂ）・・・・・・畝、（Ｖ
）・・・・・・機体、（１５）・・・・・・接触片、（
１７）・・・・・・接触片位置検出用のセンサ、（１０
０）・・・・・・操向制御手段、（１０１）・・・・・
・畝接近度検出手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、畝（Ｂ）に沿って列状に植立された樹木（Ａ）に沿
   って自動走行させるように操向制御する操向制御手段（
   １００）を設けてある作業車の操向制御装置であって、
   前記畝（Ｂ）に対する接近度を検出する畝接近度検出手
   段（１０１）を設けると共に、前記操向制御手段（１０
   ０）を、前記畝接近度検出手段（１０１）による検出情
   報に基づいて操向制御すべく構成してある作業車の操向
   制御装置。 ２、前記畝接近度検出手段（１０１）が、機体（Ｖ）の
   横幅方向に出退自在で且つ下方に付勢された接触片（１
   ５）と、その接触片（１５）の突出位置を検出するセン
   サ（１７）とから構成されている特許請求の範囲第１項
   に記載の作業車の操向制御装置。