KR20130092451A

KR20130092451A - 무인주행 작업차의 유도장치

Info

Publication number: KR20130092451A
Application number: KR1020130012226A
Authority: KR
Inventors: 마코토 야마무라; 도시아키 가와카미; 아츠시 모로이; 겐타 가와니시
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2013-08-20
Also published as: EP2626759A2; US8983693B2; EP2626759A3; EP2626759B1; US20130211645A1; CN103246285B; CN103246285A; JP2013164741A; JP5859870B2; KR101462760B1

Abstract

본 발명은, 차체에 탑재되어 배터리로부터 통전되는 전동 모터에 의해 작업기를 구동하여 작업시키도록 한 무인주행 작업차에 있어서, 배터리 충전을 위해 충전기로 귀환할 때에 작업차를 충전기에 적정하게 유도하도록 한 무인주행 작업차의 유도장치를 제공한다. 배터리로부터 통전되는 전동 모터와 원동기를 구비하고, 원동기로 차륜을 구동하여 에리어 와이어(72)로 규정되는 작업 에리어를 주행하면서 전동 모터에 의해 작업기를 구동하여 작업하며, 에리어 와이어(72)의 자계 강도를 좌우의 자기 센서(34)로 검출하면서 주행하여 배터리 충전을 위해 에리어 와이어 상에 배치된 충전기(84)로 귀환하도록 한 무인주행 작업차(10)의 유도장치에 있어서, 에리어 와이어를 평면에서 보아 좌우 어느 한 방향으로 오프셋시키고, 이에 따라 작업차가 충전기에 접속될 때, 직진자세로부터 오프셋 방향으로 선회하여, 이어서 직진자세로 되돌아가도록 유도하는 것이다.

Description

무인주행 작업차의 유도장치{GUIDANCE DEVICE FOR UNMANNED TRAVELLING VEHICLE}

본 발명은 무인주행 작업차의 유도장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작업 에리어를 무인주행하고 탑재 작업기에 작업을 행하게 한 작업차를 충전기로 유도하는 장치에 관한 것이다.

작업 에리어를 무인주행하고 잔디 깎기 작업용 블레이드 등의 탑재 작업기에 작업을 행하도록 한 무인주행 작업차는 여러 가지 제안되어 있고, 그 예로서 아래의 특허문헌 1 기재의 공보의 기술을 예로 들 수 있다.

특허문헌 1 기재의 기술에 있어서는 작업차의 전단에 장착된 자기 센서로 작업 에리어의 둘레 가장자리에 배치된 에리어 와이어의 자계 강도를 검출하여 작업 에리어를 인식하고, 인식된 작업 에리어에 있어서 전동 모터가 탑재된 잔디 깎기 작업용 블레이드를 포함하는 작업기를 구동하여 작업시키고 있다.

특허문헌 1 기재의 기술에 따른 작업차의 전동 모터는 탑재된 배터리로부터 통전(通電)되어 동작하는데, 배터리의 충전을 위해 에리어 와이어 상에 충전기를 설치하고, 배터리의 잔량이 저하되었을 때, 작업차는 자기 센서에 의해 에리어 와이어를 따라가 충전기까지 귀환하도록 제어된다.

특허문헌 1 : 국제 공개 공보 WO2005/074362호 공보

특허문헌 1 기재의 작업차는 상기한 바와 같이 배터리의 잔량이 저하되었을 때에는 에리어 와이어 상에 설치된 충전기로 귀환하여 충전하도록 구성했는데, 이 때 작업차를 충전기로 적정하게 유도해야 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 과제를 해결하고, 차체에 탑재되어 배터리로부터 통전되는 전동 모터에 의해 작업기를 구동하여 작업시키도록 한 무인주행 작업차에 있어서, 배터리 충전을 위하여 충전기로 귀환할 때에 작업차를 충전기로 적정하게 유도하도록 한 무인주행 작업차의 유도장치를 제공하는 것에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 따른 무인주행 작업차의 유도장치에 있어서는, 차체에 탑재되어 배터리로부터 통전되는 전동 모터와 상기 차체에 탑재되는 원동기를 구비하고, 상기 원동기로 차륜을 구동하여 에리어 와이어로 규정되는 작업 에리어를 주행하면서 상기 전동 모터에 의해 상기 차체에 탑재되는 작업기를 구동하여 작업하며, 상기 에리어 와이어의 자계 강도를 상기 차체에 배치되는 자기 센서로 검출하면서 주행하여 상기 배터리 충전을 위해 상기 에리어 와이어 상에 배치된 충전기로 귀환하도록 한 무인주행 작업차에 있어서, 상기 에리어 와이어를 평면에서 보아 좌우 어느 한 방향으로 오프셋시키고, 따라서 상기 작업차가 상기 충전기에 접속될 때, 상기 작업차가 직진자세로부터 상기 오프셋 방향으로 선회하며, 이어서 상기 직진자세로 되돌아가도록 상기 작업차를 유도하도록 구성했다.

청구항 2에 따른 무인주행 작업차의 유도장치에 있어서는, 상기 자기 센서는 상기 차체의 양측에 배치되는 좌우의 자기 센서로 이루어지고, 상기 에리어 와이어는, 상기 좌우의 자기 센서의 배치위치의 중심점과 상기 차체의 진행방향 중심선을 연결하는 선에 대하여 상기 오프셋 방향으로 소정값만큼 오프셋되도록 구성했다.

청구항 3에 따른 무인주행 작업차의 유도장치에 있어서는, 상기 소정값은, 자기 센서의 배치위치의 중심점과 상기 차체의 진행방향 중심선을 연결하는 선에 대하여 상기 오프셋 방향으로 일측의 자기 센서의 배치위치까지의 거리 이상의 값이 되도록 구성했다.

청구항 4에 따른 무인주행 작업차의 유도장치에 있어서는, 상기 작업차는 전륜과 후륜을 포함하고, 상기 원동기로 상기 후륜이 구동되는 후륜 구동형이 되도록 구성했다.

청구항 5에 따른 무인주행 작업차의 유도장치에 있어서는, 상기 작업차는, 상기 충전기에 접속 가능한 충전 단자를 전방부에 구비하도록 구성했다.

청구항 6에 따른 무인주행 작업차의 유도장치에 있어서는, 상기 작업기는, 잔디 깎기 기계를 포함하도록 구성했다.

청구항 7에 따른 무인주행 작업차의 유도장치에 있어서는, 상기 충전기에는 코일이 배치되고, 상기 코일은 상기 충전기를 중심으로 하는 충전기 검출 에리어를 형성하는 자계를 발생시키도록 구성했다.

청구항 1에 따른 무인주행 작업차의 유도장치에 있어서는, 배터리로부터 통전되는 전동 모터와 원동기를 구비하고, 원동기로 차륜을 구동하여 에리어 와이어로 규정되는 작업 에리어를 주행하면서 전동 모터에 의해 작업기를 구동하여 작업하며, 에리어 와이어의 자계 강도를 차체에 배치되는 자기 센서로 검출하면서 주행하여 배터리 충전을 위해 에리어 와이어 상에 배치된 충전기로 귀환하도록 한 무인주행 작업차에 있어서, 에리어 와이어를 평면에서 보아 좌우 어느 한 방향으로 오프셋시키고, 이에 따라 작업차가 충전기에 접속될 때, 작업차가 직진자세로부터 오프셋 방향으로 선회하며, 이어서 직진자세로 되돌아가도록 작업차를 유도하도록 구성했기 때문에, 작업차를 충전기에 적정하게 유도할 수 있다.

즉, 작업차는, 자기 센서의 출력으로부터 자차의 전방부가 작업 에리어의 안, 밖, 안, 밖…에 위치하도록 미세하게 요잉 운동하면서 에리어 와이어를 따라 주행하는데, 상기한 바와 같이 에리어 와이어를 설치함으로써, 충전기에 접근했을 때, 직진자세로부터 오프셋 방향으로 선회시킴으로써 구동측의 차축을 충전기의 중심 부근까지 접근시킬 수 있다. 이어서 작업차를 다시 직진자세로 되돌리도록 유도함으로써, 작업차를 충전기에 적정하게 유도할 수 있고, 상호 충전 단자를 정확하게 접속시킬 수 있다.

청구항 2에 따른 무인주행 작업차의 유도장치에 있어서는, 자기 센서가 차체의 양측에 배치되는 좌우의 자기 센서로 이루어지고, 에리어 와이어가, 좌우의 자기 센서의 배치위치의 중심점과 상기 차체의 진행방향 중심선을 연결하는 선에 대하여 오프셋 방향으로 소정값만큼 오프셋되도록 구성했기 때문에, 작업차를 오프셋 방향으로 효과적으로 선회시켜 구동측의 차축을 충전기의 중심 부근까지 접근시킬 수 있다.

청구항 3에 따른 무인주행 작업차의 유도장치에 있어서는, 소정값은, 자기 센서의 배치위치의 중심점과 차체의 진행방향 중심선을 연결하는 선에 대하여 오프셋 방향으로 일측의 자기 센서의 배치위치까지의 거리 이상의 값이 되도록 구성했기 때문에, 작업차를 오프셋 방향으로 한층 더 효과적으로 선회시켜 구동측의 차축을 충전기의 중심 부근까지 접근시킬 수 있다.

청구항 4에 따른 무인주행 작업차의 유도장치에 있어서는, 작업차가 전륜과 후륜을 포함하고, 원동기로 상기 후륜이 구동되는 후륜 구동형이 되도록 구성했기 때문에, 작업차를 오프셋 방향으로 선회시킬 때, 구동측의 차축을 충전기의 중심 부근까지 접근시킬 수 있고, 전륜은 종동륜인 것이므로, 작업차를 다시 직진자세로 되돌리도록 한층 더 확실하게 유도할 수 있다.

청구항 5에 따른 무인주행 작업차의 유도장치에 있어서는, 상기 작업차는, 상기 충전기에 접속 가능한 충전 단자를 전방부에 구비하도록 구성했기 때문에, 상기한 효과에 더하여, 배터리 충전을 한층 더 용이하게 할 수 있다.

청구항 6에 따른 무인주행 작업차의 유도장치에 있어서는, 상기 작업기는, 잔디 깎기 기계를 포함하도록 구성했기 때문에, 상기한 효과에 더하여, 잔디 깎기 기계를 충전기에 적절하게 유도할 수 있다.

청구항 7에 따른 무인주행 작업차의 유도장치에 있어서는, 상기 충전기에는 코일이 배치되고, 상기 코일은 상기 충전기를 중심으로 하는 충전기 검출 에리어를 형성하는 자계를 발생시키도록 구성했기 때문에, 상기한 효과에 더하여, 충전기를 용이하게 검출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인주행 작업차의 유도장치를 전체적으로 보여주는 무인주행 작업차의 측면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 무인주행 작업차의 평면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 무인주행 작업차에 탑재되는 기기의 입출력 관계를 보여주는 블럭도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 무인주행 작업차가 작업을 예정한 작업 에리어의 평면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 충전 ST(스테이션)의 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 충전 ST에서의 충전을 보여주는 설명도이다.
도 7은 도 4에 나타낸 작업 에리어에 매설되는 에리어 와이어의 자계를 보여주는 설명도이다.
도 8은 도 1에 나타낸 무인주행 작업차의 유도장치의 구성을 보여주는 에리어 와이어의 평면도이다.
도 9는 도 1에 나타낸 무인주행 작업차의 유도장치의 동작 구성을 보여주는 에리어 와이어의 설명도이다.

이하, 첨부도면에 의거하여 본 발명에 따른 무인주행 작업차의 유도장치를 실시하기 위한 형태에 관하여 설명한다.

[실시예]

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인주행 작업차의 유도장치를 전체적으로 보여주는 무인주행 작업차의 측면도이고, 도 2는 이 무인주행 작업차의 평면도이며, 도 3은 이 무인주행 작업차에 탑재되는 기기의 입출력 관계를 보여주는 블럭도이고, 도 4는 이 무인주행 작업차가 작업을 예정한 작업 에리어의 평면도이다.

도 1과 도 2에 나타낸 바와 같이, 부호 10은 무인주행 작업차(이하 “작업차”라고 함)를 나타낸다. 작업차(10)는 차체(12)와 차륜(14)을 구비한다. 차체(12)는 섀시(12a)와 이에 장착되는 프레임(12b)을 포함한다. 차륜(14)은 섀시(12a)의 전단측에 스테이(12a1)를 통해 고정되는 비교적 소직경의 좌우의 전륜(14a)과 섀시(12a)에 직접 장착되는 비교적 대직경의 좌우의 후륜(14b)을 포함한다.

작업차(10)의 섀시(12a)의 중앙위치 부근에는 잔디 깎기 작업용의 블레이드(로터리 블레이드. 작업기)(16)가 장착되고, 그 상부에는 전동 모터(20)가 배치된다. 블레이드(16)는 전동 모터(20)에 접속되고, 전동 모터(이하, “작업 모터”라고 함)(20)에 의해 회전 구동된다.

블레이드(16)에는 사용자가 수동조작 가능한 블레이드 높이 조정 기구(22)가 접속된다. 블레이드 높이 조정 기구(22)는 나사(미도시)를 구비하고, 이 나사를 사용자가 손으로 돌림으로써 블레이드(16)의 접지면(GR)으로부터의 높이가 조정 가능하게 구성된다.

또한 작업차(10)의 섀시(12a)에는, 블레이드(16)의 후단측에 2개의 전동 모터(원동기. 이하, “주행 모터”라고 함)(24)가 장착된다. 주행 모터(24)는 좌우의 후륜(14b)에 접속되며, 전륜(14a)을 종동륜, 후륜(14b)을 구동륜으로 하여 좌우 독립적으로 정회전(전진방향으로의 회전) 또는 역회전(후진방향으로의 회전)시킨다. 블레이드(16), 작업 모터(20), 주행 모터(24) 등은 프레임(12b)으로 피복된다.

작업차(10)의 후방부에는 충전 유닛(AC/DC 변환기를 포함)(26)과 배터리(30)가 보관되고, 프레임(12b)에는 충전 단자(32)가 2개, 전방으로 돌출하도록 장착된다. 충전 단자(32)는 안쪽에 접점(32a)을 구비한다.

충전 단자(32)는 충전 유닛(26)에 배선을 통해 접속되고, 충전 유닛(26)은 배터리(30)에 배선을 통해 접속된다. 작업 모터(20)와 주행 모터(24)는 배터리(30)에 배선을 통해 접속되어, 배터리(30)로부터 통전되도록 구성된다. 도 1, 도 2에서는 배선의 도시를 생략한다.

이와 같이 작업차(10)는 4륜의 전동식의 무인주행 작업차(잔디 깎기 작업차)로서 구성되고, 예컨대 전체 길이 600 ㎜, 전폭 300 ㎜, 높이 300 ㎜ 정도의 크기를 갖는다.

작업차(10)의 전단에는 좌우 2개의 자기 센서(자기 검출 수단)(34)가 배치된다. 또한 프레임(12b)에는 접촉 센서(36)가 장착된다. 접촉 센서(36)는, 장해물이나 이물과의 접촉에 의해 프레임(12b)이 섀시(12a)에서 떨어질 때, ON 신호를 출력한다.

작업차(10)의 중앙위치 부근에는 수납박스가 설치되고, 그 내부에 수납된 기판(40) 상에는 CPU, ROM, RAM 등을 구비하는 마이크로컴퓨터를 포함하는 전자제어유닛(Electronic Control Unit. 제어장치. 이하, "ECU" 라고 함)(42)이 배치되며, 이에 근접하여 작업차(10)의 무게중심 위치의 z축 둘레로 생기는 각속도(요 레이트)를 나타내는 출력을 발생시키는 Yaw 센서(각속도 센서)(44)와, 작업차(10)에 작용하는 x, y, z(3축) 방향의 가속도(G)를 나타내는 출력을 발생시키는 G 센서(가속도 센서)(46)가 배치된다.

후륜(구동륜)(14b)의 부근에는 후륜(14b)의 차륜 속도를 나타내는 출력을 발생시키는 차륜 속도 센서(50)가 배치되며, 섀시(12a)와 프레임(12b)의 사이에는 리프트 센서(52)가 배치되고, 사용자 등에 의해 프레임(12b)이 섀시(12a)로부터 리프트되어졌을(들어올려졌을)때, ON 신호를 출력한다.

또한 배터리(30)에는 전류·전압 센서(54)가 배치되어, 배터리(30)의 잔량(State of Charge)을 나타내는 출력을 발생시킨다. 작업차(10)에는 메인 스위치(56)와 비상정지 스위치(60)가 사용자가 조작 가능하게 설치된다.

상기한 자기 센서(34), 접촉 센서(36), Yaw 센서(44), G 센서(46), 차륜 속도 센서(50), 리프트 센서(52), 전류·전압 센서(54), 메인 스위치(56), 및 비상정지 스위치(60)의 출력은, ECU(42)에 보내진다.

작업차(10)의 프레임(12b)은 상면에서 크게 절결되고, 거기에 디스플레이(62)가 설치된다. 디스플레이(62)는 ECU(42)에 접속되고, ECU(42)의 명령에 따라 작업 모드 등을 표시한다.

이어서, 작업차(10)가 주행하는 작업 에리어(70)를 설명하면, 작업 에리어(70)는 도 4에 도시한 바와 같이 대략 직사각형 형상을 띤다. 작업 에리어(70)는 토지(L)의 둘레 가장자리(경계)에 에리어 와이어(전선)(72)가 매설(배치)됨으로써 구획된다. 에리어 와이어(72) 상에는 충전 ST(스테이션)(74)가 배치된다. 도 4에서 작업차(10)의 크기는 과장하여 나타냈다.

또한 충전 ST(74)에는 ST 코일(76)이 배치된다. ST 코일(76)로부터 발생되는 자계에 의해 충전 ST(74)를 중심으로 하여 반경 1 m 정도의 원 안에 충전기 검출 에리어(76a)가 형성된다.

충전 ST(74)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상용전원(80)에 콘센트(82)를 통해 접속되는 충전기(84)와, 충전기(84)에 접속되고, 작업차(10)의 충전 단자(32)의 접점(32a)과 접점을 통해 접속 가능한 충전 단자(86)를 구비한다. 도 6에 충전 단자(86)를 나타낸다(접점의 도시생략).

충전기(84)는, AC/AC 변환기(84a)와, AC/AC 변환기(84a)의 동작을 제어하며 ECU(42)와 마찬가지로 마이크로컴퓨터를 포함하는 ECU(전자제어유닛)(84b)와, 에리어 와이어(72)와 ST 코일(76)에 교류를 통전하여 신호를 발생시키는 신호 발생기(84c)를 구비한다.

충전 ST(74)에 있어서 상용전원(80)으로부터 콘센트(82)를 통하여 보내지는 교류는 충전기(84)의 AC/AC 변환기(84a)에서 적절한 전압으로 강압(降壓)되고, 귀환한 작업차(10)가 충전 단자(32, 86)를 통해 충전 ST(74)에 접속되었을 때, 작업차(10)로 보내져 충전 유닛(26)을 통해 배터리(30)를 충전하도록 구성된다.

작업 에리어(70)의 검출에 관하여 설명하면, 신호 발생기(84c)에 의한 통전에 의해 에리어 와이어(72)에는 자계가 발생한다. 자계 강도는 에리어 와이어(72)의 전체 길이에 따라 달라지고, 도 7에 나타낸 바와 같이, 에리어 와이어(72)로부터의 이격거리(d)에 따라 달라진다.

에리어 와이어(72)의 자계 강도는, 작업차(10)에 장착된 자기 센서(34)에 의해 검출되어 ECU(42)에 보내진다. ECU(42)는 검출값으로부터 자차[작업차(10)]의 에리어 와이어(72)에 대한 위치[즉, 자차가 작업 에리어(70)의 안과 밖 중 어디에 있는지]와, 에리어 와이어(72)[작업 에리어(70)의 경계]로부터의 이격거리(d)를 검출한다.

보다 구체적으로는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 자차가 작업 에리어(70)를 안쪽에서 바깥쪽을 향하여 화살표 a로 나타낸 방향으로 이동할 때, 에리어 와이어(72)에 대한 이격거리가 감소(접근)함에 따라, 자계 강도는 플러스측에서 서서히 증가한 후에 반전되어 저하되고, 에리어 와이어(72) 상에서 영이 되며, 이어서 에리어 와이어(72)로부터의 이격거리가 증가함에 따라, 마이너스측에서 동일한 특성을 나타낸다. 자차가 작업 에리어(70)를 안쪽에서 바깥쪽을 향하여 화살표 b로 나타낸 방향으로 이동할 때도 동일한 특성을 나타낸다.

작업차(10)의 작업에 관해서 설명하면, 작업 에리어(70)의 잔디의 생육 상황에 따라 사용자에 의해 블레이드(16)의 높이가 블레이드 높이 조정 기구(22)를 통해 수동으로 조정되어 메인 스위치(56)가 ON이 되고, ON 신호가 출력되었을 때, ECU(42)는 동작을 시작하여 작업 모드로 들어가고, 잔디 깎기 작업을 한다.

ECU(42)는 작업 모드에 있어서, 차륜 속도 센서(50)로부터 검출되는 차속이 소정의 값이 되도록 통전 제어값을 산출하고 드라이버(24a)를 통하여 주행 모터(24)에 공급하여 작업차(10)를 주행시키며, 블레이드(16)의 회전수가 소정의 값이 되는 통전 제어값을 산출하고 드라이버(20a)를 통하여 작업 모터(20)에 공급하여 블레이드(16)에 작업시킨다.

보다 구체적으로는, ECU(42)는 작업 모드에 있어서, 작업 에리어(70)의 안쪽에서 랜덤하게(또는 작업 패턴에 따라) 주행시켜 작업시키며, 자기 센서(34)의 출력으로부터 작업차(10)가 작업 에리어(70)의 밖으로 나갔다고 판단될 때는 Yaw 센서(44)의 출력으로부터 검출되는 진행방향을 소정 각도 변경하여 작업 에리어(70)의 안쪽으로 복귀시킨다.

또한, 좌우의 후륜(구동륜)(14b)은 좌우의 주행 모터(24)로 독립적으로 정ㆍ역 양방향으로 구동 가능하게 구성된 것이므로, 좌우의 주행 모터(24)를 동일 회전수로 정회전시키면, 작업차(10)는 직진하고, 다른 회전수로 정회전시키면, 작업차(10)는 회전수가 적은 방향으로 선회한다. 좌우의 주행 모터(24) 중 일측을 정회전, 타측을 역회전시키면 , 좌우의 후륜(14b)도 그 방향으로 회전하기 때문에, 작업차(10)는 제자리 선회(소위 초신지 선회)한다.

이와 같이 하여 ECU(42)는 작업 모드에 있어서 주행(작업)하여 영역에 도달할 때마다 랜덤한 방향으로 자차의 진행을 변경하면서, 작업 에리어(70) 안을 주행시키고, 블레이드(16)를 구동하여 작업시킨다.

또한, ECU(42)는 작업 모드에 있어서 전류·전압 센서(54)의 출력으로부터 배터리(30)의 잔량을 감시하고, 잔량이 소정값까지 저하되면, 충전 ST(74)로 귀환 주행하여 충전기(84)로 배터리(30)를 충전하는 귀환 모드로 이행한다.

또한, ECU(42)는 작업 모드 또는 귀환 모드에 있어서 접촉 센서(36)와 리프트 센서(52)와 비상정지 스위치(60) 중 어느 하나에서 ON 신호가 출력되었을 때, 작업 모터(20)와 주행 모터(24)를 정지시켜 주행과 작업을 정지한다.

ECU(42)는, 귀환 모드에 있어서는, 좌우의 자기 센서(34)의 출력으로부터 자차의 전방부가 작업 에리어(70)의 안, 밖, 안, 밖…에 위치함으로써 미세하게 요잉 운동하도록, P항 등의 피드백 제어측을 이용하여 주행 모터(24)로의 통전량을 제어하고 자차를 에리어 와이어(72) 상을 주행시키도록 제어한다.

도 8은 이 실시예에 따른 무인주행 작업차의 유도장치의 구성을 구체적으로 보여주는 에리어 와이어의 설치수단이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 이 실시예에 있어서는, 에리어 와이어(72)를 평면에서 보아 좌우 어느 한 방향, 도시예의 경우는 좌측 방향으로 오프셋되도록 설치한다. 즉, 에리어 와이어(72)는 좌우 어느 한 방향(좌측 방향) 크게 오프셋되는 제1 오프셋 부위(72a1)와 그에 이어서 제1 오프셋 부위(72a1)에 비하여 오프셋량이 적은 제2 오프셋 부위(72a2)를 구비한다.

구체적으로는 도 9에 나타낸 바와 같이 제1, 제2 오프셋 부위(72a1, 72a2)는, 차체(12)의 양측에 배치되는 좌우의 자기 센서(34)의 배치위치의 중심점(34c)과 차체(12)의 장축 중심선을 연결하는 선(12c)에 대하여 오프셋된다. 보다 구체적으로, 제1 오프셋 부위(72a1)는 이 선(12c)에 대하여 소정 거리(do1)만큼 오프셋되고, 제2 오프셋 부위(72a2)는 소정 거리(do2)만큼 오프셋된다.

소정 거리(do1)는, 자기 센서(34)의 배치위치의 중심점(34c)과 차체의 장축 중심선을 연결하는 선(12c)에 대하여 오프셋 방향으로 일측(도시예에서는 좌측)의 자기 센서(34)의 배치위치까지의 거리에 거의 동등한 소정 거리(do2) 이상의 값으로 한다.

이에 따라, 도 9에 나타낸 바와 같이 작업차(10)가 에리어 와이어(72) 상을 주행하여 충전 ST(74)의 충전기(84)에 접속될 때, 작업차(10)가 직진자세로부터 오프셋 방향(좌측방향)으로 크게 선회하고, 이어서 직진자세로 되돌아가도록 작업차(10)를 유도할 수 있고, 작업차(10)를 충전 ST(74)의 충전기(84)에 적정하게 유도할 수 있다.

즉, 작업차(10)는, 충전기(84)로 귀환할 때, 좌우의 자기 센서(34)의 출력으로부터 자차의 전방부가 작업 에리어(70)의 안, 밖, 안, 밖…에 위치하도록 미세하게 요잉 운동하면서 에리어 와이어(72)를 따라 주행하는데, 상기한 바와 같이 에리어 와이어(72)를 설치함으로써, 충전기(84)에 접근했을 때, 제1 오프셋 부위(72a1)를 통해 직진자세로부터 오프셋 방향으로 선회시킴으로써 후륜(구동륜)(14b) 측의 차축을 충전기(84)의 중심 부근까지 접근시킬 수 있다.

이어서, 에리어 와이어(72)는 제2 오프셋 부위(72a2)를 통해 작업차(10)를 다시 직진자세로 되돌아가도록 유도하기 때문에, 작업차(10)를 충전 ST(74)의 충전기(84)로 적정하게 유도할 수 있어, 상호 충전 단자(32, 86)를 정확하게 접속시킬 수 있다.

또한, 도 8에 있어서는 파선으로 나타낸 바와 같이, 에리어 와이어(72)를 평면에서 보아 우측방향으로 오프셋되도록 설치해도 된다. 또한, 실시예에서는 작업차(10)를 후륜 구동형으로 했는데, 전륜 구동형이어도 좋은 것은 물론이다.

상기한 바와 같이, 이 실시예에 따른 무인주행 작업차(10)의 유도장치에 있어서는, 차체(12)에 탑재되어 배터리(30)로부터 통전되는 전동 모터(20)와 상기 차체에 탑재되는 원동기(전동 모터)(24)를 구비하고, 상기 원동기로 차륜을 구동하여 에리어 와이어(72)로 규정되는 작업 에리어(70)를 주행하면서 상기 전동 모터(20)로 상기 차체에 탑재되는 작업기(블레이드)(16)를 구동하여 작업하며, 상기 에리어 와이어(72)의 자계 강도를 상기 차체의 양측에 배치되는 좌우의 자기 센서(34)로 검출하면서 주행하여 상기 배터리 충전을 위해 상기 에리어 와이어 상에 배치된 충전기[충전 ST(74)(충전기(84))]로 귀환하도록 한 무인주행 작업차(10)에 있어서, 상기 에리어 와이어(72)를 평면에서 보아 좌우 어느 한 방향으로[제1, 제2 오프셋 부위(72a1, 72a2)를 통해]오프셋시키고, 이에 따라 상기 작업차(10)가 상기 충전기(84)에 접속될 때, 상기 작업차(10)가 직진자세로부터 상기 오프셋 방향으로 선회하며, 이어서 상기 직진자세로 되돌아가도록 상기 작업차(10)를 유도하도록 구성했기 때문에, 작업차(10)를 충전기(84)에 적정하게 유도할 수 있다.

즉, 작업차(10)는 귀환할 때, 좌우의 자기 센서(34)의 출력으로부터 자차의 전방부가 작업 에리어(70)의 안, 밖, 안, 밖…에 위치하도록 미세하게 요잉 운동하면서 에리어 와이어(72)를 따라 주행하는데, 상기한 바와 같이 에리어 와이어(72)를 설치함으로써, 충전기(84)에 접근했을 때, 직진자세로부터 오프셋 방향으로 선회시킴으로써 구동측의 차축[후륜(14b)의 차축]을 충전기(84)의 중심 부근까지 접근시킬 수 있다. 이어서 작업차(10)를 다시 직진자세로 되돌아가도록 유도함으로써, 작업차(10)를 충전기(84)에 적정하게 유도할 수 있어, 상호 충전 단자(32, 86)를 정확하게 접속시킬 수 있다.

또한, 상기 자기 센서(34)는 상기 차체의 양측에 배치되는 좌우의 자기 센서로 이루어지고, 상기 에리어 와이어(72)는, 상기 좌우의 자기 센서(34)의 배치위치의 중심점(34c)과 상기 차체(12)의 장축 중심선을 연결하는 선(12c)에 대하여 상기 오프셋 방향으로 소정 거리(do1)만큼 오프셋되도록 구성했기 때문에, 작업차(10)를 오프셋 방향으로 효과적으로 선회시켜 후륜(구동륜)(14b)의 차축을 충전기(84)의 중심 부근까지 접근시킬 수 있다.

또한, 상기 소정 거리(do1)는, 자기 센서(34)의 배치위치의 중심점(34c)과 상기 차체(12)의 장축 중심선을 연결하는 선(12c)에 대하여 상기 오프셋 방향으로 일측의 자기 센서(34)의 배치위치까지의 거리에 거의 동등한 거리(do2) 이상의 값이 되도록 구성했기 때문에, 작업차(10)를 오프셋 방향으로 한층 더 효과적으로 선회시켜 후륜(구동륜)(14b)의 차축을 충전기(84)의 중심 부근까지 접근시킬 수 있다.

또한, 상기 작업차(10)가 전륜(14a)과 후륜(14b)을 포함하고, 상기 원동기(전동 모터)(24)로 상기 후륜(14b)이 구동되는 후륜 구동형이 되도록 구성했기 때문에, 작업차(10)를 오프셋 방향으로 선회시킬 때, 후륜(14b)의 차축을 충전기(84)의 중심 부근까지 접근시킬 수 있으며, 전륜(14a)은 종동륜인 것이므로, 작업차(10)를 다시 직진자세로 되돌리도록 한층 더 확실하게 유도할 수 있다.

또한, 상기 작업차는, 상기 충전기[충전 ST(74)(충전기(84))]에 접속 가능한 충전 단자(32)를 전방부에 구비하도록 구성했기 때문에, 상기한 효과에 더하여, 배터리 충전을 한층 더 용이하게 할 수 있다.

또한, 상기 작업기는, 잔디 깎기 기계(블레이드)(16)를 포함하도록 구성했기 때문에, 상기한 효과에 더하여, 잔디 깎기 기계를 충전기에 적절하게 유도할 수 있다.

또한, 상기 충전기에는 코일[ST 코일(76)]이 배치되고, 상기 코일은 상기 충전기를 중심으로 하는 충전기 검출 에리어(76a)를 형성하는 자계를 발생시키도록 구성했기 때문에, 상기한 효과에 더하여, 충전기를 용이하게 검출할 수 있다.

또한, 상기에 있어서 원동기로서 전동 모터를 개시했는데, 이에 한정되는 것은 아니고, 엔진(내연기관) 또는 엔진과 전동 모터의 하이브리드이어도 된다.

작업기로서 잔디 깎기 작업용의 블레이드를 나타냈는데, 이에 한정되는 것은 아니고 작업 에리어의 미관이 요구되는 것이면, 어떠한 것이어도 된다.

10 : 무인주행 작업차(작업차) 12 : 차체
12a : 섀시 14 : 차륜
14a : 전륜(종동륜) 14b : 후륜(구동륜)
16 : 블레이드(작업기) 20 : 전동 모터(작업 모터)
22 : 블레이드 높이 조정 기구 24 : 전동 모터(주행 모터. 원동기)
26 : 충전 유닛 30 : 배터리
32 : 충전 단자 34 : 자기 센서(자기 검출 수단)
42 : ECU(전자제어유닛) 44 : Yaw 센서
46 : G 센서 50 : 차륜 속도 센서
54 : 전류·전압 센서 70 : 작업 에리어
72 : 에리어 와이어 72a1, 72a2 : 제1, 제2 오프셋 부위
74 : 충전 ST(스테이션) 76 : ST 코일
76a : 충전기 검출 에리어 84 : 충전기
86 : 충전 단자

Claims

차체에 탑재되어 배터리로부터 통전되는 전동 모터와 상기 차체에 탑재되는 원동기를 구비하고, 상기 원동기로 차륜을 구동하여 에리어 와이어로 규정되는 작업 에리어를 주행하면서 상기 전동 모터에 의해 상기 차체에 탑재되는 작업기를 구동하여 작업하며, 상기 에리어 와이어의 자계 강도를 상기 차체에 배치되는 자기 센서로 검출하면서 주행하여 상기 배터리 충전을 위해 상기 에리어 와이어 상에 배치된 충전기로 귀환하도록 한 무인주행 작업차의 유도장치에 있어서, 상기 에리어 와이어를 평면에서 보아 좌우 어느 한 방향으로 오프셋시키고, 이에 따라 상기 작업차가 상기 충전기에 접속될 때, 상기 작업차가 직진자세로부터 상기 오프셋 방향으로 선회하며, 이어서 상기 직진자세로 되돌아가도록 상기 작업차를 유도하도록 한 것을 특징으로 하는 무인주행 작업차의 유도장치.
제1항에 있어서, 상기 자기 센서는 상기 차체의 양측에 배치되는 좌우의 자기 센서로 이루어지고, 상기 에리어 와이어는, 상기 좌우의 자기 센서의 배치위치의 중심점과 상기 차체의 진행방향 중심선을 연결하는 선에 대하여 상기 오프셋 방향으로 정해진 값만큼 오프셋되는 것을 특징으로 하는 무인주행 작업차의 유도장치.
제2항에 있어서, 상기 정해진 값은, 자기 센서의 배치위치의 중심점과 상기 차체의 진행방향 중심선을 연결하는 선에 대하여 상기 오프셋 방향으로 일측의 자기 센서의 배치위치까지의 거리 이상의 값인 것을 특징으로 하는 무인주행 작업차의 유도장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작업차는 전륜과 후륜을 포함하고, 상기 원동기로 상기 후륜이 구동되는 후륜 구동형인 것을 특징으로 하는 무인주행 작업차의 유도장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작업차는, 상기 충전기에 접속 가능한 충전 단자를 전방부에 구비하는 것을 특징으로 하는 무인주행 작업차의 유도장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작업기는, 잔디 깎기 기계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인주행 작업차의 유도장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충전기에는 코일이 배치되고, 상기 코일은 상기 충전기를 중심으로 하는 충전기 검출 에리어를 형성하는 자계를 발생시키는 것을 특징으로 하는 무인주행 작업차의 유도장치.