JPH04107710A - 作業用走行車の架線式自動走行装置 - 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、農用トラクタ等の作業用走行車の架線式自動
走行装置に関するものである。

［従来技術及び発明が解決しようとする課題］一般に、
この種作業用走行車のなかには、予め圃場に配設される
架線に倣って走行機体を自動走行せしめる架線式自動走
行装置を備えるものがある。しかるに従来の架線式自動
走行装置は、常時架線に接触して架線に対する走行機体
のずれを検知する機体ずれ検知手段を用いて構成される
ため、架線を、直線的な作業走行経路だけでなく、旋回
経路も含めた全走行経路に応じて一筆書き状に配設する
必要があり、このため架線を配設するための資材が多く
なる許りでなく、架線の配設作業が極めて煩雑となる欠
点があった。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、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架線式自動走行装置を提
供することを目的として創案されたものであって、走行
機体に自動走行用アクチュエータを備えてなる作業用走
行車において、前記走行機体に、作業行程に準して圃場
に予め配設される架線に接触して架線に対する走行機体
のずれを検出する機体ずれ検知手段と、該機体ずれ検知
手段の検知に基づいて走行機体が架線に沿って走行する
よう前記自動走行用アクチュエータに対して自動走行指
令を出力する自動走行制御手段と、予め設定される旋回
位置を検知する旋回位置検知手段と、該旋回位置検知手
段の検知に基づいて前記自動走行制御を解除すると共に
自動走行用アクチュエータに対して自動旋回指令を出力
する自動旋回制御手段と、さらに上記自動旋回制御を解
除して再び機体ずれ検知手段の検知に基づいた自動走行
制御状態に復帰させるための旋回解除手段とを設けたこ
とを特徴とするものである。

そして本発明は、この構成によって、架線の直線的な配
設を可能にして、必要な資材の大幅な削減および架線配
設作業の簡略化を計ることができるようにしたものであ
る。

［実施例］ 次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図
面において、１はトラクタの走行機体であって、該走行
機体１の後部には、昇降リンク機構２を介してロータリ
耕耘式の作業機３が連結され、そして作業機３は、油圧
シリンダ４の作動に伴うリフトアーム５の揺動によって
昇降するが、これらの構成は従来通りである。

６は走行機体１の運転席足元部に装着される無人操作装
置であって、該無人操作装置６は、ステアリングコラム
７に予め取付けられるブラケット８に対して固定される
ものであるが、このものには、アクチュエータの作動に
基づいてステアリングホイール９、左右ブレーキペダル
１０、クラッチペダル１１．スロットルレバー１２、作
業部昇降レバー１３をそれぞれ無人操作する各種無人操
作機構が組み込まれている。

１４はワイヤ検知装置であって、該ワイヤ検知装置１ｆ
１４は、前記ブラケット８に固定される支持アーム１５
に対し、一対の平行リンク１６を介して上下動自在に設
けられると共に、上記平行リンク１６部に設けられる弾
機１７によって常時上方に向けて付勢されている、 １８はワイヤ検知装置１４に設けられるワイヤガイドで
あって、該ワイヤガイド１８は、左右に長い円弧状ガイ
ド部１８ａと、円弧状ガイド部１８ａの中心部から前方
に突出する前方ガイド部１８ｂとで形成さ九るが、円弧
状ガイド部１８ａの左右両端部および前方ガイド部１８
ｂは、圃場に予め配設されるワイヤＫに接触した際に、
前記弾機１７の付勢力に抗してワイヤ検知装置１４をワ
イヤに下方に導くべく傾斜状（外方はど低位となる傾斜
）に形成されている。

１９はワイヤ検知装Ｗ１４を構成する揺動アームであっ
て、該揺動アーム１９は、フレーム１４ａに左右揺動自
在に支持され、連杆２０およびクランク２１を介して連
繋されるモータ２２の駆動によって左右揺動するが、そ
の先端部（揺動中心から距離１を存した位置）には、ワ
イヤＫ（もしくは後述するマーカＭ）との接触を検知す
る可倒式の検知スイッチ２３が設けられる一方、基端部
には、揺動アーム１９の揺動角度を検知するアーム角検
知センサ２４が連繋されている。即ち、ワイヤ検知装置
１４は、ワイヤにと検知スイッチ２３の接触および該接
触した際のアーム角度θを検知することによってワイヤ
Ｋに対する走行機体１のずれを検知するようになってお
り、そして後述する自動走行制御部２５のワイヤ倣い制
御において、偏位量ΔＬ（ΔＬ＝ｌｓｉｎθ）を算出し
、この偏位量ΔＬをＯとするべく前記ステアリング操作
機構を作動制御することにより走行機体１をワイヤＫに
倣って走行させるようになっている。

また、ワイヤ検知装置１４は、その左右中心（揺動アー
ム１９の揺動中心）が機体中心に対して所定距離だけ左
側に偏倚するよう配設されている。つまり、作業機３の
作業幅をＷ、重複作業幅をＣとした場合に、Ｗ／２−Ｃ
／２で算出される所定距離だけワイヤ検知装置１４を機
体中心から偏寄させることによって、同一ワイヤＫに倣
って走行機体ｌを往復走行させることを可能としている
。

一方、２６は前記無人操作装置６の右側部に突設される
柱検知装置であって、該柱検知装置２６は、無人操作装
置６のブラケット６ａに固定される支持フレーム２７に
、左右平行移動する一対の平行リンク２８を介して検知
バー２９を設けると共に、該検知バー２９を、前側リン
ク２８の基端に一体固定されるプレート３０と支持フレ
ーム２７との間に設けられる弾機３１によって常時外側
方に向けて付勢すべく構成されるが、圃場に配設される
柱Ｐとの接当によって変位する検知バー２９の変位量を
、一対の検知スイッチ３２．３３で検知することにより
走行機体１と柱Ｐとの間隔を検知できるようになってい
る。

ところで、前記自動走行制御部２５は、マイクロコンピ
ュータ等を用いて構成されるが、このものは、前記ワイ
ヤ検知装置１４に設けられる検知スイッチ２３およびア
ーム角検知センサ２４、柱検知装置２６に設けられる検
知スイッチ３２．３３等からの入力信号に基づいて、無
人操作装置６に組込まれる各種無人操作機構に対して作
動指令を８力するようになっている。

次に、自動走行制御部２５の制御手順を第１０図〜第１
２図に基づいて説明するが、圃場には、複数のワイヤＫ
を２Ｗ−Ｃ（柱Ｐが介在する場合はＷ＋Ｄ）の間隔を存
して直線的に並設し、またワイヤにの所定設定位置には
、マーカ取付具３４によってマーカＭを三種のパターン
（ワイヤにの左側に取付けた左旋回パターンと、右側に
取付けた右旋回パターンと、左右両側に取付けた作業機
下降パターン）で取付けるものとする。

さて、自動走行制御部２５では、初期設定を行った後、
前述したワイヤ倣い制御、マーカ判別制御、旋回制御等
の制御を繰返し行うが、マーカ判別制御においては、ま
ず揺動アーム１９が一回揺動（−往）する間に検知スイ
ッチ２３が何度ＯＮしたかをスイッチカウンタに格納す
ると共に、検知スイッチ２３がＯＮＬだ際のアーム角デ
ータを格納する。そして、揺動アーム１９の揺動が一回
終わると、スイッチカウンタが「１」、「２」、「３」
の何れであるかを判断して以降の制御を分岐するが、ス
イッチカウンタが上記以外、っまり「０」である場合に
は、走行機体１がワイヤＫから逸れたと判断してクラッ
チＯＦＦにより走行機体１を一時停止（実施例では、揺
動アーム１９が一回揺動するのに１秒要するのに対して
クラッチＯＦＦ作動に２秒要するため、次回揺動におい
てワイヤＫを検知すれば走行機体１は実質的に走行停止
することはない。）するようになっている。

一方、スイッチカウンタが「３」である場合には、ワイ
ヤにの左右両側にマーカＭが取付けられていると判断し
て、直ちに作業機３を下降作動すると共に、作業機ダウ
ンフラグのセットおよび旋回予想フラグのリセットを行
うようになっている。また、スイッチカウンタが「２」
である場合は、旋回パターンのマーカＭが取付けられて
いると判断して二つのアーム角データ１．２を格納する
と共に、旋回予想フラグをセットするが、第１４図Ｃに
示すように作業機下降パターンのマーカ取付部において
スイッチカウンタが「２」となるケースがあるため１作
業機ダウンフラグがリセット状態であることを確認した
後、旋回予想フラグのセットを行うようになっている。

さらに、スイッチカウンタが「１」である場合には、ま
ず旋回予想フラグがセット状態であるか否かが判断され
る。ここでリセット状態であると判断されると、必要に
応じて作業機ダウンフラグのリセットを行うと共に、ア
ーム角データ■の格納を行うが、旋回予想フラグがセッ
ト状態である場合には、マーカＭがワイヤにの左右何れ
に取付けられているかを判断して左旋回フラグもしくは
右旋回フラグをセットするようになっている。即ち、旋
回予想フラグがセット状態であると判断すると、今回の
アーム角データをアーム角データ■として格納すると共
に、前記アーム角データ■とアーム角データ■の平均値
を算出する。次に、マーカ位置りを算出するが、マーカ
位置しは、スイッチカウンタが「２」となったときに格
納されたデータ１．２の和がらアーム角データ■とアー
ム角データ■の平均値を減じることで算出（アーム角デ
ータ■とアーム角データ、のを平均してワイヤ位置の近
似値を求め、該近似値をデータ１．２の和から減じるこ
とでマーカ位置が算出される。）され、そして算出した
マー力位ＩＬを、アーム角データ、刀とアーム角データ
つの平均値（ワイヤ位置）と大小比較することでマーカ
ＭがワイヤＫに対して左右何れに設けられているかを判
別するようになっている。また、上記マーカ位置りとワ
イヤ位置の大小比較においては、認識不能域が±αの幅
で設定されているが、これはマーカ位置りとワイヤ位置
が近接している場合に、ワイヤにの揺れに伴う誤った検
知、あるいは検知スイッチ２３の誤検知であると判断す
るたものものであり、そしてこの場合には危険回避のた
めに走行機体１を停止させるようになっている。

さらに、マーカ判別制御に続く旋回制御においては、始
めに左旋回フラグもしくは右旋回フラグがセットされて
いるか否かが判断される。ここで左旋回フラグがセット
状態であると判断すると、タイマ１フラグのセットおよ
びタイマ１のＯＮを行い、しかる後、左ブレーキを操作
すると共に、ステアリングを左旋回操作することで走行
機体１を左旋回させ、またタイマ１＝０に基づいて左ブ
レーキを解除すると共に、ステアリングを直進操作し、
さらにタイマ１フラグおよび左旋回フラグをリセットす
ることで左旋回を終了するようになっている。一方、右
旋回フラグがセットされている場合は、上記左旋回時と
左右逆の操作で走行機体１を右旋回させるが、右ブレー
キの操作は前記柱検知装置２６の検知パー２９位置に基
づいて行われるようになっている。つまり、右旋回にお
いては旋回中心に柱Ｐが存在する場合があるため、検知
スイッチ３２．３３のＯＮ−ＯＦＦに基づいて検知バー
２９が「イ」の範囲に位置すると判断した場合に、旋回
半径を小さくすべく右ブレーキを操作し、検知バー２９
が「口」の範囲に位置すると判断した場合に、旋回半径
を大きくすべく右ブレーキを解除することで、柱Ｐと所
定の間隔を維持しながら走行機体１を右旋回させるよう
になっているが、仮りに検知バー２９が「ハ」の範囲ま
で達した場合には、走行機体１が柱Ｐに衝突することが
予測されるため、クラッチ操作により走行機体１を停止
させるようになっている。尚、旋回フラグがセットされ
た状態では、ワイヤ倣い制御を解除するものとする。

叙述の如く構成された本発明の実施例において、予め圃
場には、所定間隔を存してワイヤＫを並設すると共に、
ワイヤにの所定位置にはマーカＭを三種のパターンで取
付ける。そして走行機体１を作業スタート位置にセット
して自動走行を開始すると、走行機体１は、ワイヤ検知
装置１４の検知に基づくワイヤ倣い制御によってワイヤ
Ｋに倣って走行するが、左旋回パターンのマーカ取付位
置に達すると、左ブレーキ操作およびステアリング左旋
回操作を所定時間行うことによって左旋回し、そして旋
回完了後は同一ワイヤＫに倣って復路を走行することに
なる。さらに、同一ワイヤＫに倣った往復走行が終わり
右旋回パターンのマーカ取付位置に達すると、右ブレー
キ操作およびステアリング右旋回操作を所定時間行うこ
とによって右旋回することになるが、このときワイヤ検
知装置１４は、ワイヤＫから一端離間し、旋回終了時に
次列のワイヤＫに再び接触することになる。また。

右旋回時に旋回中心に柱Ｐが存在する場合には、柱検知
装置２６の検知に基づいて右ブレーキを０Ｎ−ＯＦＦす
ることによって柱Ｐと所定の間隔に存して旋回すること
になる。

この様に、本発明にあっては、予め圃場に配設されるワ
イヤＫに倣って走行機体１を自動走行せしめるものであ
るが、機体旋回は、ワイヤ検知装置１４の検知に基づい
たワイヤ倣い制御を解除し、ブレーキおよびステアリン
グを所定時間操作することによって行われるため、旋回
軌跡に沿ったワイヤにの配設を不要とすることができる
。従って、圃場には所定間隔を存してワイヤＫを直線的
に並設すれば良いこととなり、この結果、ワイヤＫを配
設するための資材を大幅に削減することができる許りか
、ワイヤにの配設作業も著しく簡略化することができる
。

しかも、ワイヤ検知装置１４を機体中心から偏倚させて
設けているので、同一ワイヤＫに倣った走行機体１の往
復走行が可能となり、この結果。

ワイヤにの必要長を大幅に短縮してさらに必要な資材を
削減することができる。

さらに、ワイヤ検知装置１．４および柱検知装置２６を
、無人操作装置６に対して取付けるようにしたので、脱
着作業を容易にすることができる詐りか、走行機体１の
改造を不要とできる。

またさらに、ワイヤ検知装置１４がワイヤＫから逸れた
場合に、直ちに走行機体１を停止すべく構成されている
ので、走行機体１の暴走を防止することができ、また機
体停止位置の設定をワイヤにの取外しのみで行うことが
できる。

［作用効果］ 以上要するに、本発明は叙述の如く構成されたものであ
るから、予め圃場に配設される架線に倣って走行機体を
自動走行せしめるものでありながら、走行機体の旋回は
、機体ずれ検知手段の検知に基づいた自動走行制御を解
除して、架線とは無関係に行われることになるため、旋
回軌跡に沿つて配設される架線を不要にすることができ
る。従って、圃場には、従来のように一筆書き状に架線
を配設することなく、所定間隔を存して架線をを直線的
に並設すれば良いこととなり、この結果、架線を配設す
るための資材を大幅に削減することができる詐りか、架
線の配設作業も著しく簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る作業用走行車の架線式自動走行装
置の実施例を示したものであって、第１図はトラクタの
側面図、第２図は同上平面図、第３図はワイヤ検知装置
の側面図、第４図Ａ、Ｂはそれぞれワイヤ検知装置の平
面図、正面図、第５図Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれマーカ取付
部の側面図。 平面図、正面図、第６図は旋回状態を示すトラクタの平
面図、第７図は柱検知装置の平面図、第８図は柱検知装
置の作用説明図、第９図は作用を示す圃場の平面図、第
１０図はメイン制御を示すフローチャート、第１１図は
マーカ判別制御を示すフローチャート、第１２図は旋回
制御を示すフローチャート、第１３図はワイヤ検知装置
の作用を示すマーカ取付部の平面図、第１４図Ａ、Ｂ、
Ｃはそれぞれワイヤ検知装置の作用を示す右旋回マーカ
、左旋回マーカ、作業機下降マーカの平面図、第１５図
は制御機構の概略を示すブロック図である。 図中、１は走行機体、３は作業機、６は無人操作装置：
１４はワイヤ検知装置、２５は自動走行制御部、２６は
柱検知装置、Ｋはワイヤ、Ｍはマーカ、Ｐは柱である。 特許　出　願人　三菱農機株式会社 ＝７ 第１０図 第１５図 第１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 走行機体に自動走行用アクチュエータを備えてなる作業
   用走行車において、前記走行機体に、作業行程に準じて
   ■場に予め配設される架線に接触して架線に対する走行
   機体のずれを検出する機体ずれ検知手段と、該機体ずれ
   検知手段の検知に基づいて走行機体が架線に沿つて走行
   するよう前記自動走行用アクチュエータに対して自動走
   行指令を出力する自動走行制御手段と、予め設定される
   旋回位置を検知する旋回位置検知手段と、該旋回位置検
   知手段の検知に基づいて前記自動走行制御を解除すると
   共に自動走行用アクチュエータに対して自動旋回指令を
   出力する自動旋回制御手段と、さらに上記自動旋回制御
   を解除して再び機体ずれ検知手段の検知に基づいた自動
   走行制御状態に復帰させるための旋回解除手段とを設け
   たことを特徴とする作業用走行車の架線式自動走行装置
   。