JPS6334489Y2 - - Google Patents

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JPS6334489Y2
JPS6334489Y2 JP1979174094U JP17409479U JPS6334489Y2 JP S6334489 Y2 JPS6334489 Y2 JP S6334489Y2 JP 1979174094 U JP1979174094 U JP 1979174094U JP 17409479 U JP17409479 U JP 17409479U JP S6334489 Y2 JPS6334489 Y2 JP S6334489Y2
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JP
Japan
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steering
sensor
aircraft
land
cultivated land
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Landscapes

  • Guiding Agricultural Machines (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]

本考案は自動操向機能を備えたトラクタ等の作
業用車輛に関し、更に詳述すれば自動操向の倣い
ガイドとする既耕地と未耕地との境界を検出する
操向センサを機体の前部に、機体の幅内で左右方
向への移動可能に取付け、ロータリ耕耘、プラウ
耕起等に適した作業用車輛を提案したものであ
る。 以下本考案をトラクタにおける実施例を示す図
面に基いて詳述する。 第1図は本考案に係るトラクタの一部破断左側
面図、第2図は自動操向制御システムの模式図、
第3図はロータリ耕耘時の状態を示す平面図、第
4図はプラウ耕起時の状態を示す平面図である。
このトラクタは、既耕地CTDと未耕地UCTとの
境界INTを自動操向の倣いガイドとして自動操
向を行うようにしてある。ボンネツト11の前上
部には操向センサ1を案内支持するための略コ字
形をしたガイドレール13が中央の長寸部分をボ
ンネツト11の正面上端部に対向させ、その長手
方向が機体左右方向になるように、相対向する短
寸部分夫々の内方への屈曲端部をボンネツト11
の左右両側面に、夫々回動可能に枢着されて、水
平支架されている。而して上記長寸部分の長さ
は、左右の前輪2,2間寸法(トレツド)よりも
稍々長寸としてある。操向センサ1はこのガイド
レール13に、左右方向への移動と、所望移動位
置での係止が可能なように嵌着されたブラケツト
12に上下方向への首振可能に枢着されている。
また、ガイドレール13のボンネツト11に対す
る枢着もガイドレール13の上下方向への首振が
可能なようになつており、操向センサ1のブラケ
ツト12に対する首振位置、ガイドレール13の
ボンネツト11に対する首振位置は機体振動によ
つては変動しないように、適当な強さでこれらの
枢着が行われている。操向センサ1は既耕地
CTDと未耕地UCTとの境界INTと機体との相対
的位置関係を捉えるためのものであつて、赤外線
発光素子、同受光素子を内蔵し、前者から発せら
れた赤外線を被検物に投射し、該被検物からの反
射赤外線を後者にて捉え、これを電気信号に変換
出力する光学センサを3個並設してなるものであ
つて、操向センサ1を構成する3つの光学センサ
1a,1b,1cは機体右方から左方に、この順
に位置するよう横方向に並設されている。各光学
センサ1a,1b,1cの検知面はガイドレール
13の上下方向への首振り位置、操向センサ1自
体のブラケツト12に対する上下方向への首振り
位置を調節して、前輪2,2の各着地点を結ぶ直
線2aの数10cm前方の地点を臨むようにセツトさ
れ、また左右方向についてみると、光学センサ1
a又は1cの検知面は機体前方より稍々右(又は
左)方へ向けており、光学センサ1bの検知面は
機体の真直ぐ前方へ向けている。操向センサ1は
前述したようにガイドレール13上を移動させ得
るが、第3図に示すようにロータリ耕耘を行つて
おり、機体左側に既耕地CTDが在る場合は操向
センサ1又はブラケツト12はガイドレール13
の左縁に寄せ、中央の光学センサ1bが前輪軌跡
の前方よりも少し左方に位置するような第1ポジ
シヨンにセツトする。逆にロータリ耕耘を行つて
おり機体右側に既耕地CTDが在る場合は、上述
したところとは逆に操向センサ1又はブラケツト
12をガイドレール13の右縁に寄せて、第3図
に2点鎖線で示す如き第2ポジシヨンにセツトす
る。更に、第4図に示すように耕土を右側へ反転
するプラウ20を取付けてプラウ耕起を行つてい
る場合において既耕地CTDが右側に在る場合
(但しロータリ耕耘の場合と異り、この場合には
既耕地CTDと未耕地UCTとの境界INTは機体中
心線CLと右側の車輪との間、例えばボンネツト
11の縁部近傍にある)は操向センサ1を光学セ
ンサ1bがこの境界INTに臨む、ボンネツト右
縁近傍の第3ポジシヨンにセツトし、逆に耕土を
左側へ反転するプラウを取付けてプラウ耕起を行
つており、既耕地CTDが左側に在る場合は、第
4図に2点鎖線で示すようにボンネツト11左縁
近傍の第4ポジシヨンにセツトする。 第2図ではロータリ耕耘による既耕地CTDが
左側に在る場合において自動操向が理想的に行わ
れている状態下における操向センサ1の3個の光
学センサ1a,1b,1cと圃面との相対的位置
関係を示しているが、左側の光学センサ1cは、
既耕地CTDのみを、また右側の光学センサ1a
は未耕地UCTのみを夫々検知対象としているの
に対し、中間の光学センサ1bは未耕地UCT及
び既耕地CTDを半分ずつ検知対象とするように
なつている。このような光学センサ1bの状態は
ロータリ耕耘による既耕地CTDが機体の右側に
在る場合、プラウ耕起による既耕地CTDが機体
の左、右側に在る場合においても同様であるが、
光学センサ1a,1bについては既耕地CTDが
機体の左右いずれに在るかによつて異ることにな
るのは勿論である。さて光学センサ1a,1b,
1cが圃面からの反射赤外線を捉えて出力する電
気信号はアナログスイツチ群9を経てアナログの
信号処理回路3へ入力されるようにしてある。即
ち光学センサ1a又は1cの出力はアナログスイ
ツチ91a又は92cを介して信号処理回路3の
入力端子3Aへ入力され、また光学センサ1c又
は1aの出力はアナログスイツチ91c又は92
aを介して入力端子3cへ入力され得るようにし
てある。光学センサ1bが圃面からの反射赤外線
を捉えて出力する電気信号は直接信号処理回路3
の端子3Bへ入力されるようにしてある。 10はセレクトスイツチであつて、既耕地
CTDが機体左側に在る場合、即ち操向センサ1
を第1又は第4ポジシヨンにセツトする場合は、
第1位置が、また既耕地CTDが機体右側に在る
場合、即ち操向センサ1を第2又は第3ポジシヨ
ンにセツトする場合には第2位置が夫々選択さ
れ、第1位置が選択された場合にはアナログスイ
ツチ91a,91cのみをオンとし、第2位置が
選択された場合にはアナログスイツチ92a,9
2cのみをオンとし、他のアナログスイツチは
夫々オフとするようにしてある。 而して未耕地の草の生育状態、凹凸、濡れ具合
等により差異はあるものの、一般に未耕地は既耕
地よりも反射率が高いから、各センサ夫々の受光
量、換言すれば夫々の出力信号のレベルは未耕地
に臨むもの(セレクトスイツチ10を第1位置と
する場合には1a、第2位置とする場合には1
c)が最も高く、未耕地及び既耕地の双方に臨む
もの1bがこれに次ぎ、既耕地に臨むもの(第1
位置とする場合には1c、第2位置とする場合に
は1a)が最も低くなる。従つてセレクトスイツ
チ10とアナログスイツチ群9とを上述した如く
連繋させることとしたので、いずれにしても高レ
ベルの信号が端子3Aに、中間レベルの信号が端
子3Bに、また低レベルの信号が端子3Cに夫々
入力されることになる。 入力端子3A,3B,3Cに各センサから入力
される信号を夫々A,B,Cとするとこれらの信
号A,B,Cは信号処理回路3にてA−B,B−
C,A−Cの各減算処理が行われ、更にP=(A
−B)−(B−C)が求められる。さて第2図に示
すように端子3Bに接続される光学センサ1bの
検知域が未耕地UCTと既耕地との半分ずつに亘
つている場合はB=(A+C)/2となるのでP
=0となるが機体が未耕地〔又は既耕地〕寄りの
位置を移動している状態では未耕地〔又は既耕
地〕が光学センサ1b等の検知域のより多くの部
分を占めるのでB>(A+C)/2〔B<(A+
C)/2〕となる。従つてP<0〔又はP>0〕
となり、しかもPの絶対値は例えば第2図に模式
的に示した状態からの偏りの大きさに応じて定ま
るので、要するにPは1bと自動操向の倣いガイ
ドとなる境界線INTとの偏位量を表わす信号と
なつている。 4は舵取角センサであつて、機体の中心線CL
に対する左右の前輪2,2の水平回動角度、即ち
舵取角を検出すべく、左右の前輪2,2を連動さ
せて水平回動させ得べく支持しているナツクルア
ーム等の部材に付設されたものであり、具体的に
はポテンシオメータを利用している。舵取角セン
サ4の出力信号Dは信号処理回路3へ入力され
る。但しセレクトスイツチ10を第1位置へ投入
した場合は右側への舵取角を正、左側への舵取角
を負とし、また第2位置へ投入した場合は左側へ
の舵取角を正、右側への舵取角を負とするよう
に、換言すれば、未耕地側への舵取角を正、既耕
地側への舵取角を負とするように、セレクトスイ
ツチ10の操作状態に応じて信号処理回路3の内
部回路が切換えられるようにしてある。そしてこ
の出力信号Dは前述の偏位量検出信号Pと共に信
号処理回路3内の差動アンプへ入力され、両者の
差E=P−Dに相当する信号を得るようにしてあ
る。この差信号Eは操向センサと境界との偏位量
から実舵取角を差引いたものであるから、要する
に所要の舵取量(現状状態よりも更に必要とされ
る舵取量)を表わす信号となつている。例えば第
2図に示す例において、機体が直進している(D
=0)にも拘らずP>0〔又はP<0〕となつた
場合はE>0(又はE<0)となり、その絶対値
に応じた量だけ機体を右側、即ち未耕側(又は左
側、即ち既耕側)へ寄せる必要性を意味すること
になる。またP>0(又はP<0)であつてもそ
れまでの自動操向制御その他によりD=Pとなつ
た場合にはそれ以上の舵取を要しないことを意味
することになる。そして理想的な操向状態が継続
されている場合はE=P=D=0となることは勿
論である。 6はデイジタルのデータ処理装置であつて
CPU〔例えば日本電気(株)製マイクロプロセツサ
μPD556D〕、A/D変換器、メモリ、入出力イン
ターフエース等を備えた所謂マイクロコンピユー
タである。前記信号処理回路3の出力信号Eはデ
ータ処理装置6の入力インターフエースにて所定
の変換処理を施され、適宜のサンプリング周期
で、そのレベルに応じたデイジタルデータとして
CPUに取込まれる。例えばEのレベルを7段階
に分離識別する処理を行つてCPUへ取込むこと
としている。データ処理装置6のCPUは主とし
て前記信号Eに基く操向制御を行い、油圧駆動に
よつて前輪2,2を水平回動させ舵取を行わせ
る。データ処理装置6への入力信号Eのレベルと
舵取との関係は、表1のとおりである。
The present invention relates to a work vehicle such as a tractor equipped with an automatic steering function.More specifically, the present invention relates to a work vehicle such as a tractor equipped with an automatic steering function. The present invention proposes a working vehicle that can be mounted so as to be movable in the left and right directions within the width of the machine, and is suitable for rotary tilling, plowing, etc. The present invention will be described in detail below with reference to drawings showing an embodiment of the invention on a tractor. Fig. 1 is a partially cutaway left side view of the tractor according to the present invention, Fig. 2 is a schematic diagram of the automatic steering control system,
FIG. 3 is a plan view showing the state during rotary tilling, and FIG. 4 is a plan view showing the state during plowing.
This tractor is configured to perform automatic steering using the boundary INT between the cultivated land CTD and the uncultivated land UCT as a guide for automatic steering. At the front upper part of the bonnet 11, a substantially U-shaped guide rail 13 for guiding and supporting the steering sensor 1 has a central long portion facing the front upper end of the bonnet 11, and its longitudinal direction extends in the left-right direction of the aircraft. The inwardly bent ends of the opposing short portions are connected to the bonnet 11 so that
It is rotatably pivoted and horizontally supported on both the left and right sides. The length of the long portion is slightly longer than the distance between the left and right front wheels 2 (tread). The steering sensor 1 is pivoted to the guide rail 13 so as to be swingable in the vertical direction to a bracket 12 which is fitted onto the guide rail 13 so as to be movable in the left and right directions and to be locked at a desired position. .
Furthermore, the pivoting of the guide rail 13 to the bonnet 11 is such that the guide rail 13 can swing in the vertical direction, and the swing position of the steering sensor 1 with respect to the bracket 12 and the swing position of the guide rail 13 with respect to the bonnet 11 are adjusted. These pivots are connected with appropriate strength so that the swing position does not change due to vibrations of the aircraft. Steering sensor 1 is cultivated land
This device is designed to capture the relative positional relationship between the boundary INT between the CTD and the uncultivated UCT and the aircraft.It has a built-in infrared light emitting element and a light receiving element, and projects the infrared light emitted from the former onto the test object. The latter captures reflected infrared rays from the test object, converts it into an electrical signal, and outputs it. Three optical sensors are arranged in parallel, and the three optical sensors 1a constitute the steering sensor 1. , 1b, and 1c are arranged side by side in this order from the right side to the left side of the fuselage. The detection surface of each optical sensor 1a, 1b, 1c is adjusted by adjusting the vertical swing position of the guide rail 13 and the vertical swing position of the steering sensor 1 itself relative to the bracket 12. It is set so that it faces a point several tens of centimeters in front of the straight line 2a connecting each landing point, and when looking in the left and right direction, the optical sensor 1
The detection surface of a or 1c is directed slightly to the right (or left) from the front of the aircraft, and the detection surface of optical sensor 1b is directed straight ahead of the aircraft. The steering sensor 1 can be moved on the guide rail 13 as described above, but as shown in Fig. 3, when rotary tilling is performed and there is a cultivated field CTD on the left side of the aircraft, the steering sensor 1 or the bracket is moved. 12 is the guide rail 13
the center optical sensor 1b is positioned slightly to the left of the front wheel trajectory. Conversely, if rotary tilling is being performed and the cultivated land CTD is on the right side of the machine, move the steering sensor 1 or bracket 12 to the right edge of the guide rail 13, contrary to what was described above, and move the steering sensor 1 or bracket 12 to the right edge of the guide rail 13, Set to the second position as shown by the dotted line. Furthermore, as shown in Fig. 4, when the plow 20 that flips the cultivated soil to the right side is installed and plowing is performed, and the cultivated land CTD is on the right side (however, unlike in the case of rotary tillage, in this case The boundary INT between the cultivated land CTD and the uncultivated land UCT is between the aircraft centerline CL and the right wheel (for example, near the edge of the bonnet 11), and the steering sensor 1 and the optical sensor 1b are connected to this boundary INT. The plow is set in the third position near the right edge of the bonnet facing the field, and a plow is attached to flip the cultivated soil to the left. It is set in the fourth position near the left edge of the bonnet 11 as shown by the dotted chain line. In Fig. 2, the three optical sensors 1a, 1b, 1c of the steering sensor 1 and the field surface under a state where automatic steering is ideally performed in a case where the CTD of cultivated land by rotary tilling is on the left side. The optical sensor 1c on the left side is
Only the cultivated land CTD, and the optical sensor 1a on the right
The optical sensor 1b detects only the uncultivated land UCT, whereas the intermediate optical sensor 1b detects half the uncultivated land UCT and half the cultivated land CTD. This state of the optical sensor 1b is the same when the cultivated land CTD by rotary tilling is on the right side of the aircraft body, and when the cultivated land CTD by plow cultivation is on the left or right side of the aircraft body,
Of course, the optical sensors 1a and 1b differ depending on whether the cultivated land CTD is located on the left or right side of the aircraft. Now, the optical sensors 1a, 1b,
An electric signal outputted by 1c capturing reflected infrared rays from the field surface is inputted to an analog signal processing circuit 3 via an analog switch group 9. That is, the output of the optical sensor 1a or 1c is input to the input terminal 3A of the signal processing circuit 3 via the analog switch 91a or 92c, and the output of the optical sensor 1c or 1a is input to the input terminal 3A of the signal processing circuit 3 via the analog switch 91c or 92c.
It is arranged so that it can be inputted to the input terminal 3c via a. The optical sensor 1b captures the reflected infrared rays from the field surface and outputs an electrical signal directly to the signal processing circuit 3.
It is configured so that it is input to terminal 3B. 10 is a select switch, and it is used for cultivated land.
If the CTD is on the left side of the aircraft, that is, steering sensor 1
When setting to the 1st or 4th position,
If the first position is the cultivated land CTD, and if the cultivated land CTD is on the right side of the aircraft, that is, if the steering sensor 1 is set to the second or third position, the second position is selected, and the first position is selected. When the second position is selected, only the analog switches 91a and 91c are turned on, and when the second position is selected, the analog switches 92a and 92a are turned on.
Only analog switch 2c is turned on, and the other analog switches are turned off. Although there are differences depending on the grass growth condition, unevenness, wetness, etc. of uncultivated land, generally uncultivated land has a higher reflectance than cultivated land, so the amount of light received by each sensor, in other words, the output signal of each level facing uncultivated land (1a when the select switch 10 is in the first position, 1a when in the second position)
c) is the highest, followed by 1b, which faces both uncultivated and cultivated land, and 1b, which faces cultivated land (1st
The lowest position is 1c when the position is set, and 1a) is the lowest when the second position is set. Therefore, since the select switch 10 and the analog switch group 9 are connected as described above, in any case, a high level signal is sent to the terminal 3A, an intermediate level signal is sent to the terminal 3B, and a low level signal is sent to the terminal 3B. The signals are respectively input to the terminals 3C. If the signals input from each sensor to the input terminals 3A, 3B, and 3C are A, B, and C, respectively, these signals A, B, and C are converted into A-B, B- by the signal processing circuit 3.
Each subtraction process of C, A-C is performed, and further P=(A
-B)-(B-C) is obtained. Now, as shown in Figure 2, if the detection area of the optical sensor 1b connected to the terminal 3B covers half of the uncultivated land UCT and half of the cultivated land, then B=(A+C)/2, so P
= 0, but when the aircraft is moving near uncultivated land (or cultivated land), the uncultivated land (or cultivated land) occupies a larger portion of the detection area of the optical sensor 1b, etc., so B>( A+C)/2[B<(A+
C)/2]. Therefore P<0 [or P>0]
Moreover, since the absolute value of P is determined depending on the magnitude of deviation from the state schematically shown in Figure 2, in short, P is the deviation between 1b and the boundary line INT, which serves as a tracing guide for automatic steering. It serves as a signal that represents the amount of energy. 4 is a steering angle sensor, which measures the centerline CL of the aircraft.
In order to detect the horizontal rotation angle of the left and right front wheels 2, 2, that is, the steering angle, the left and right front wheels 2, 2 are attached to a member such as a knuckle arm that supports the left and right front wheels 2, 2 so that they can be horizontally rotated in conjunction with each other. Specifically, it uses a potentiometer. The output signal D of the steering angle sensor 4 is input to the signal processing circuit 3. However, when the select switch 10 is turned to the first position, the steering angle to the right is positive and the steering angle to the left is negative, and when the select switch 10 is turned to the second position, the steering angle to the left is positive. The select switch 10 is operated so that the steering angle to the right side is negative, in other words, the steering angle to the uncultivated land side is positive, and the steering angle to the cultivated land side is negative. The internal circuit of the signal processing circuit 3 can be switched accordingly. This output signal D is inputted to the differential amplifier in the signal processing circuit 3 together with the above-mentioned deviation amount detection signal P to obtain a signal corresponding to the difference between the two, E=PD. Since this difference signal E is obtained by subtracting the actual steering angle from the deviation amount between the steering sensor and the boundary, it basically represents the required steering amount (a steering amount that is required more than the current state). It has become a signal. For example, in the example shown in Figure 2, the aircraft is traveling straight (D
= 0), if P > 0 [or P < 0], then E > 0 (or E < 0), and the aircraft will be moved to the right side, that is, the uncultivated side (or This means that it is necessary to move it to the left side (that is, the already cultivated side). Further, even if P>0 (or P<0), if D=P due to automatic steering control or other factors up to that point, it means that no further steering is required. Of course, if the ideal steering condition continues, E=P=D=0. 6 is a digital data processing device;
It is a so-called microcomputer equipped with a CPU (for example, a microprocessor μPD556D manufactured by NEC Corporation), an A/D converter, a memory, an input/output interface, and the like. The output signal E of the signal processing circuit 3 is subjected to a predetermined conversion process at the input interface of the data processing device 6, and is converted into digital data according to its level at an appropriate sampling period.
Incorporated into CPU. For example, the level of E is separated and identified into seven levels and then imported into the CPU. The CPU of the data processing device 6 mainly performs steering control based on the signal E, and uses hydraulic drive to horizontally rotate the front wheels 2, 2 to perform steering. Table 1 shows the relationship between the level of the input signal E to the data processing device 6 and steering.

【表】 回
[Table] Times

【表】 位 きく旋回
但し E>E>E>0
なお表1はD=0とした場合についての機体進
行状況を表わしているが前述した如くE=P−D
であり、Pは未耕側への偏位が負、既耕側への偏
位が正、またDは既耕側への舵取量が負、未耕側
への舵取量が正となるように定めているので、機
体進行域が既耕側へ大きく偏位(Pは大きい)場
合においても、舵取が未耕側へ大きく行われてい
る(Dが大きい)ときは、必ずしもEE3とは
ならずE1>E>−E1のような状態となり得、そ
れ以上の舵取を行わせず現状のままを維持させる
こととする。けだし、既に未耕側への舵取が十分
に行われた状態にあり、そのままの状態を継続し
ても既耕側への偏位を解消する方向へ機体が旋回
進行していくからである。 次にA−Cについてみると、この差は未耕地か
らの反射光と既耕地からの反射光との差を表わし
ている。而して、これらの反射光の差は前述した
如き圃面条件によつて異ることになるが、この圃
面条件によつてPが変動することを防止するため
に、即ち光学センサ1bにおける未耕地及び既耕
地夫々からの受光の割合が同一である限り、圃面
条件によつて定まる受光量の絶対レベルとは無関
係に一定のPの値が得られるように、信号処理回
路3中のPの増幅回路のゲインをA−Cによりコ
ントロールすることとしている。更にA−C0
となつた場合(例えば全ての光学センサが既耕地
又は未耕地からの反射光を受光する状態となつた
場合)には信号処理回路3内でこれを検出して検
出不能状態を報じるランプ(図示せず)を点灯さ
せ、またA−Cをそのままデータ処理装置6へ入
力することとして、データ処理装置6によりA−
C0となる状態が、所定時間(数秒程度)持続
した場合に、手動操向モードへの切換を促すため
のランプ(図示せず)を点滅させることとしてい
る。 さて、油圧回路7はデータ処理装置6によつて
電磁切換弁を作動させ、油路を切換えることによ
り複数シリンダのロツドを進出、退入せしめる。
このロツドは左右の前輪2の支持部材に連動連結
されており、ロツドの進出、退入に応じて左右の
前輪2,2は左、右方向へ連動して水平回動す
る。而して、舵取量の大小制御は複動シリンダへ
の圧油供給を断続的に行わせることとし、この断
続的圧油供給サイクルのデユーテイ比を大小に異
らせることによつて実現している。例えば、E
E3である場合はロツドの進出方向への圧油供給
を大きなデユーテイ比で行い、−E1E−E2
ある場合はロツドの退入方向への圧油供給を小さ
なデユーテイ比で行うようにしてある。 8は入力操作部であつて、データ処理装置6へ
の電源投入、自動−手動操向の切換、その他自動
操向に必要とされる各種データ、信号の入力を行
うために運転者用の座席9の前方にあるフロント
パネル10に設けられている。この入力操作部8
の操作によつて手動操向モードが選択された場合
はデータ処理装置6による油圧回路7の制御は行
われず、フロントパネル10から突出させたステ
アリングコラムの上端に固定された操舵輪5の回
動操作により操向が行えるようにしてある。即
ち、この操舵輪5の回動により油圧回路7中の前
記電磁切換弁を機械的に切換動作させて、複動シ
リンダの進出、退入を行わせ、データ処理装置6
による場合と同様に油圧力によつて旋回を行わせ
ることにしている。 叙上の如く構成された本考案に係るトラクタに
よりロータリ耕耘を行う場合はまず最初の一行程
を手動操向にて耕耘し、次の行程からは先行行程
にて形成された既耕地と未耕地との間の境界
INTを倣いガイドとしての自動操向を行わせる。
而して第2図及び第3図に示すように既耕地
CTDが機体の左側に在るような場合には操向セ
ンサ1を第1ポジシヨンにセツトし、またセレク
トスイツチ10を第1位置として操向センサ1の
3個の光学センサ1a,1b,1cの出力信号を
信号処理回路3の各端子3A,3B,3Cへ入力
させる。これにより機体は光学センサ1bが境界
INTに倣う走行を行うことになる。逆に既耕地
CTDが機体の右側に在るような場合には操向セ
ンサ1を第2ポジシヨンにセツトし、またセレク
トスイツチ10を第2位置として操向センサ1r
の3個の光学センサ1a,1b,1cの出力信号
を信号処理回路3の各端子3C,3B,3Aへ入
力させる。これにより機体は光学センサ1bが境
界INTに倣う走行を行うことになる。なお圃場
を一側から他側へ往復する耕耘を行う場合は既耕
地は往路と復路とで左右に反転するから、その都
度操向センサ1を第1ポジシヨンと第2ポジシヨ
ンとの間で、またセレクトスイツチ10を第1位
置、第2位置の間で切換える必要があることは言
うまでもない。また圃場の外縁から時計回りに
(又は反時計回りに)回行して耕耘を行う場合は
セレクトスイツチ10は常時第1位置(又は第2
位置)に固定しておけばよい。なおこのような耕
耘作業を行う場合には手動操向にて圃場の四周に
既耕地を形成した後に自動操向に切換えることを
要するのは勿論である。 次にプラウ耕起を行う場合について説明する。 第4図に示すように右側へ耕土を反転するプラ
ウ20を用いる場合には、圃場を反時計回りに回
行しながらの耕起作業を行う。まず最初には手動
操向により圃場外縁を1周して既耕地CTDを形
成する。その後は自動操向に切換え、また操向セ
ンサ1を第3ポジシヨンにセツトし、更にセレク
トスイツチ10は第2位置にして光学センサ1
a,1b,1cの出力信号を信号処理回路3の端
子3C,3B,3Aへ入力させる。これにより機
体はセンサ1bが機体の中心線CLよりも右側に
ある境界INTに倣う走行を行うことになり、こ
の境界より左側の未耕地はプラウ20によつて右
側へ耕土を反転するようにして耕起されてゆくこ
とになる。左側へ耕土を反転するプラウを用いる
場合は上述したところと左右勝手を逆にし、即ち
操向センサ1を第4ポジシヨンにセツトし、また
セレクトスイツチを第1位置とすればよい。更に
圃場を一側から他側へ往復する耕起作業を行う場
合には、往路と復路とで既耕地が左右に反転する
のでプラウとしては丘墾プラウ等、耕土反転方向
を変更し得るものを用い、行程毎にその変更と、
操向センサ1の第3、第4ポジシヨン間での切換
えと、セレクトスイツチ10の第2位置、第1位
置間での切換操作を行えばよい。 以上詳述したように本考案に係る作業用車輌
は、検知対象に対して光を投射し、検知対象から
の反射光を捉えて、反射光のレベルに応じた電気
信号を出力する光学センサを少なくとも3個、上
下方向の首振り可能に、また投受光面を圃面にむ
け得、且つ一体的又は個々に左右方向への移動可
能に、また任意位置での係止可能に機体前部にお
いて左右方向に延設したトレツドより長いガイド
レールにとりつけてなり、これらの光学センサが
出力する電気信号に基いて自動操向を行わせるよ
うに構成したことを特徴とするものであるのでロ
ータリ耕耘、プラウ耕起のいずれをも自動操向に
よつて行うことが可能となり、運転者の労力負担
の軽減、作業能率の向上に実益がある。また操向
センサ1のブラケツト12に対する、またガイド
レール13のボンネツト11に対する各上下方向
の首振りを可能としたので必要に応じて光学セン
サ1a,1b,1cの圃面に対する投受光域及び
光学センサと圃面間の距離を変更して最適感度を
得ることができる。また、上述の実施例では光学
センサ1a,1b,1cは一体的にガイドレール
13により案内移動されるように構成したが各別
にガイドレール13に嵌着したブラケツトに取付
け、個々に左右方向への移動を行わせ得るように
してもよいことは勿論である。
[Table] Position Turning However, E 3 > E 2 > E 1 > 0
Table 1 shows the progress status of the aircraft when D=0, but as mentioned above, E=P-D.
, P means that the deviation toward the uncultivated side is negative and the deviation toward the tilled side is positive, and D means that the amount of steering toward the tilled side is negative and the amount of steering toward the uncultivated side is positive. Therefore, even if the aircraft travel range deviates significantly toward the plowed side (P is large), when the steering is largely performed toward the uncultivated side (D is large), EE is not necessarily 3 , but a situation such as E 1 >E > -E 1 may occur, and the current state will be maintained without further steering. This is because the aircraft has already been sufficiently steered towards the uncultivated side, and even if it continues in that state, the aircraft will continue to turn in a direction that eliminates the deviation towards the plowed side. . Next, looking at A-C, this difference represents the difference between the reflected light from uncultivated land and the reflected light from cultivated land. Therefore, the difference between these reflected lights will vary depending on the field conditions as described above, but in order to prevent P from changing due to the field conditions, in other words, the difference in the optical sensor 1b is As long as the proportion of light received from uncultivated land and cultivated land is the same, the signal processing circuit 3 The gain of the P amplifier circuit is controlled by A-C. Furthermore, A-C0
If this occurs (for example, if all optical sensors receive reflected light from cultivated or uncultivated land), the signal processing circuit 3 detects this and sends a lamp (Fig. (not shown) is turned on, and A-C is input to the data processing device 6 as it is, so that the data processing device 6 inputs A-C to the data processing device 6.
When the state of C0 continues for a predetermined period of time (about several seconds), a lamp (not shown) for prompting a switch to manual steering mode is made to blink. Now, the hydraulic circuit 7 operates the electromagnetic switching valve by the data processing device 6, and switches the oil passages to advance and retract the plural cylinder rods.
This rod is interlocked and connected to support members for the left and right front wheels 2, and as the rod advances and retreats, the left and right front wheels 2, 2 are interlocked and horizontally rotated in the left and right directions. Therefore, the magnitude control of the steering amount is achieved by intermittently supplying pressure oil to the double-acting cylinder and by varying the duty ratio of this intermittent pressure oil supply cycle. ing. For example, E
If E 3 , pressure oil is supplied in the rod's advancing direction at a large duty ratio, and -E 1 E-E 2 , pressure oil is supplied in the rod's retracting direction at a small duty ratio. It is set as. Reference numeral 8 denotes an input operation unit, which is installed on the driver's seat in order to turn on power to the data processing device 6, switch between automatic and manual steering, and input various data and signals required for automatic steering. It is provided on the front panel 10 in front of the camera 9. This input operation section 8
When the manual steering mode is selected by the operation of It is designed so that it can be steered by operation. That is, the rotation of the steering wheel 5 mechanically switches the electromagnetic switching valve in the hydraulic circuit 7 to advance and retract the double-acting cylinder.
As in the case where the robot is turned, the turning is performed by hydraulic pressure. When rotary tilling is performed using the tractor according to the present invention constructed as described above, the first stroke is first tilled by manual steering, and from the next stroke, the cultivated land and uncultivated land formed in the previous stroke are cultivated. the boundary between
Make automatic steering follow the INT and act as a guide.
As shown in Figures 2 and 3, cultivated land
When the CTD is located on the left side of the aircraft, the steering sensor 1 is set to the first position, and the select switch 10 is set to the first position and the three optical sensors 1a, 1b, 1c of the steering sensor 1 are set to the first position. The output signal is inputted to each terminal 3A, 3B, and 3C of the signal processing circuit 3. As a result, the aircraft has optical sensor 1b as the boundary.
The vehicle will be driven in a manner similar to INT. On the other hand, cultivated land
If the CTD is on the right side of the aircraft, set the steering sensor 1 to the second position, and set the select switch 10 to the second position and set the steering sensor 1r to the second position.
The output signals of the three optical sensors 1a, 1b, and 1c are input to each terminal 3C, 3B, and 3A of the signal processing circuit 3. This causes the aircraft to travel so that the optical sensor 1b follows the boundary INT. When plowing a field back and forth from one side to the other, the cultivated land is reversed left and right on the outbound and return trips, so the steering sensor 1 must be moved between the first and second positions each time. Needless to say, it is necessary to switch the select switch 10 between the first position and the second position. In addition, when cultivating by going clockwise (or counterclockwise) from the outer edge of the field, the select switch 10 is always in the first position (or second position).
(position). It goes without saying that when performing such tillage work, it is necessary to use manual steering to form cultivated land around the four circumferences of the field, and then switch to automatic steering. Next, the case of plowing will be explained. When using the plow 20 that turns the cultivated soil to the right as shown in FIG. 4, the plowing work is performed while going around the field counterclockwise. First, manually steer the machine around the outer edge of the field to form the cultivated field CTD. Thereafter, the steering is switched to automatic steering, the steering sensor 1 is set to the third position, and the select switch 10 is set to the second position, and the optical sensor 1 is set to the second position.
The output signals of a, 1b, and 1c are input to terminals 3C, 3B, and 3A of the signal processing circuit 3. As a result, the aircraft will travel along the boundary INT where the sensor 1b is located to the right of the center line CL of the aircraft, and the uncultivated land to the left of this boundary will be turned over to the right by the plow 20. It will be tilled. When using a plow that turns the cultivated soil to the left, the left and right hands may be reversed as described above, that is, the steering sensor 1 may be set to the fourth position and the select switch may be set to the first position. Furthermore, when carrying out plowing work that goes back and forth from one side of the field to the other, the cultivated land will be flipped left and right on the outbound and return trips, so use a plow that can change the direction of the tilled soil, such as a hill plow. Use, change it for each process,
The steering sensor 1 may be switched between the third and fourth positions, and the select switch 10 may be switched between the second and first positions. As detailed above, the work vehicle according to the present invention includes an optical sensor that projects light onto a detection target, captures the reflected light from the detection target, and outputs an electrical signal according to the level of the reflected light. At least 3 units are installed at the front of the machine so that they can be swung vertically, their light emitting and receiving surfaces can face the field, they can be moved integrally or individually in the left and right directions, and they can be locked at any position. It is characterized by being attached to a guide rail that is longer than the tread that extends in the left and right direction, and configured to perform automatic steering based on the electrical signals output by these optical sensors. All plowing can be done by automatic steering, which has practical benefits in reducing the driver's labor burden and improving work efficiency. In addition, since it is possible to swing the steering sensor 1 in the vertical direction with respect to the bracket 12 and the guide rail 13 with respect to the bonnet 11, the light emitting and receiving areas of the optical sensors 1a, 1b, 1c and the optical sensor can be adjusted as necessary. Optimum sensitivity can be obtained by changing the distance between the field and the field. Further, in the above embodiment, the optical sensors 1a, 1b, and 1c are constructed so as to be guided and moved integrally by the guide rail 13, but they are each attached to a bracket fitted to the guide rail 13 and individually moved in the left and right direction. Of course, it is also possible to allow movement.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本考案の実施例を示すためのものであつ
て、第1図は本考案に係るトラクタの一部破断左
側面図、第2図は自動操向制御システムの模式
図、第3図はロータリ耕耘時の状態を示す平面
図、第4図はプラウ耕起時の状態を示す平面図で
ある。 1……操向センサ、1a,1b,1c……光学
センサ、3……信号処理回路、6……データ処理
装置、12……ブラケツト、13……ガイドレー
ル。
The drawings are for showing an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a partially cutaway left side view of the tractor according to the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of the automatic steering control system, and FIG. 3 is a schematic diagram of the automatic steering control system. FIG. 4 is a plan view showing the state during rotary tilling, and FIG. 4 is a plan view showing the state during plowing. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Steering sensor, 1a, 1b, 1c... Optical sensor, 3... Signal processing circuit, 6... Data processing device, 12... Bracket, 13... Guide rail.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 検知対象に対して光を投射し、検知対象からの
反射光を捉えて、反射光のレベルに応じた電気信
号を出力する光学センサを少なくとも3個、上下
方向の首振り可能に、また投受光面を圃面にむけ
得、且つ一体的又は個々に左右方向への移動可能
に、また任意位置での係止可能に機体前部におい
て左右方向に延設したトレツドより長いガイドレ
ールに取り付けてなり、これらの光学センサが出
力する電気信号に基いて自動操向を行わせるよう
に構成したことを特徴とする作業用車輌。
At least three optical sensors that project light onto the detection target, capture the reflected light from the detection target, and output electrical signals according to the level of the reflected light, can be oscillated in the vertical direction, and are capable of projecting and receiving light. It is attached to a guide rail that is longer than the tread that extends in the left and right direction at the front of the machine so that its surface can face the field, and it can be moved in the left and right directions either integrally or individually, and can be locked at any position. A work vehicle is characterized in that it is configured to perform automatic steering based on electrical signals output by these optical sensors.
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