JPH04166004A - 農用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〕 本発明は畝間に沿って自動的に走行するように、操向用
車輪を自動的に操向操作するように構成した農用作業車
の操向制御装置に関する。

〔従来の技術〕

」二記農用作業車において、従来、第７図に示すように
、操向用車輪（１）の支持部材（３５）と、畝（Ａ）に
接触作用する接触センサー（４０ａ）または（４０ｂ）
とを、走行機体（８）に軸芯（Ｙ）周りで揺動するよう
に取付けると共に連動して揺動するように連結すること
により、接触センサーを採用しての自動走行制御を可能
にされたものかあった。

すなわち、接触センサー（４０ａ）、　（４０ｂ）が畝
（Ａ）に対する非接触状態に在ると、操向用車輪（１）
が直進用の操向状態に在り、接触センサー（４０ａ）。

（４０ｂ）か畝（Ａ）に接触すると、その接触反力によ
り、支持部材（３５）か揺動して操向用車輪（１）か走
行向き変更用の操向状態に揺動するのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、接触センサーに作用する接触反力をして操向用車
輪の操向操作をすることから、センサーと畝の接触時に
、畝に比較的強い押圧力か作用して畝崩れが発生し易く
なっていた。

本発明の目的は、接触センサーを採用しながらも畝崩れ
を回避し易い状態で自動走行させ得るものを提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による農用作業車の操向制御装置にあっては、目
的達成のために、畝に接触作用すると共に走行機体の散
開に対する機体横方向位置を検出する接触センサーを、
畝に対する非接触時に位置する通常位置と、この通常位
置より機体内側の位置とに機体横方向に移動自在に前記
走行機体に取付けると共に、前記接触センサーを前記通
常位置に移動付勢する付勢手段を設け、前記走行機体の
操向用車輪を操向操作する駆動機構を設けると共に、前
記接触センサーからの情報に基いて前記接触センサーか
前記通常位置になる状態に前記駆動機構を自動操作する
操向制御手段を設けてある。そして、その作用及び効果
は次のとおりである。

〔作　用〕

機体か散開に対して位置ずれし、接触センサーか畝に接
触して通常位置より機体内側に移動すると、操向制御手
段か駆動機構を自動操作し、操向用車輪が駆動機構によ
る駆動力のために操向作動し、走行機体が所定位置に復
元して接触センサーか通常位置に戻るように、走行機体
を操向操作する。すなわち、接触センサーか付勢手段に
よる移動付勢力に抗して通常位置から機体内側に移動す
ることを可能にするに足る比較的弱い接触力か畝に作用
するたけて自動操向制御か行われる。

〔発明の効果〕

接触センサーを採用した自動操向制御の作用によって散
開を自動操向させて楽に作業できるものをセンサー面か
ら比較的安価に得られるようになった。しかも、制御開
始後、機体か正常位置に復帰するまで、たとえ接触セン
サーか畝に接触しても、センサー自体か揺動回避して畝
には過大な反力が作用しないので、接触センサーの作用
にかかわらず畝崩れか発生しにくいように有利に作業で
きるにようにてきた。

〔実施例〕

次に実施例を示す。

第１図に示すように、１つの遊転型面車輪（１）、左右
の一対の駆動後車輪（２）、　（２）、操縦ハンドル（
３）等を有した走行機体の前部に噴霧ブーム（４）を付
設すると共に、前記走行機体の後部にホースリール（５
）を付設して、防除機を構成しである。この防除機は主
としてハウス内で耕作物に薬液を散布するのに使用する
もので、第５図に示す如くハウス外等の適当箇所に設置
された定置型薬液供給装置（６）に接続したホース（７
）を繰出したり巻き取り収容しながら、かつ、薬液供給
装置（６）からホース（７）を介して供給される薬液を
噴霧ブーム（４）か複数個の噴霧ノズル（４ａ）・・・
から噴出しなから散開を自動的に往復走行するように構
成してあり、詳しくは次の如く構成しである。

第１図、第２図及び第４図に示すように、機体フレーム
（８）の後部フレーム部分（８ａ）に電動走行モータ（
Ｍｌ）を取付けると共に、この走行モータ（Ｍｌ）が伝
動チェーン（９）、中間伝動軸（１０）、走行うラッチ
（１１）及び伝動チェーン（１２）を介して後車軸（１
３）に回動力を伝達して左右後輪（２）。

（２）を前進駆動したり、後進駆動するように構成する
ことにより、機体が前後進側いずれにも自走することに
を可能にすると共に、走行モータ（Ｍｌ）の正逆回転切
換えをすることによって前後進切換えができるようにし
である。

ホースリール（５）は、ホースリール（５）の全体か機
体側面視て後車輪（２）と重複してホースリール自体及
び収容ホースの重心か極力低レベルに位置するように、
かつ、機体の全長や横「１］が大になることを防止しな
がらホース収容容積を大にできるように、左右後輪（２
）、　（２）の間に後車軸芯と同芯状に配置して後車軸
（１３）に相対回動自在に取付けである。ホースリール
（５）の駆動のための一対のローラ（１４）、　（１４
）を回転支軸（１５）及び取付はフレーム（１６）を介
して前記中間伝動軸（１０）に取付け、取付はフレーム
（１６）に作用するスプリング（１７）か取付はフレー
ム（１６）を中間伝動軸（１０）の軸芯周りで揺動付勢
することによって一対のリール駆動ローラ（１４）、　
（１４）をホースリール（５）の左右側壁の周部に各別
に摩擦伝動可能に圧接付勢するように構成すると共に、
前記中間伝動軸（１０）の回動力を伝動機構（Ｅ）によ
って回転軸（１５）に伝達するように構成することによ
り、走行モータ（Ｍｌ）によるホースリール（５）の駆
動を可能にしである。回転支軸（１５）の正転回動力と
逆転回動力の一方のみをリール駆動ローラ（１４）に伝
動する一方面クラッチ（１８）をリール駆動ローラ（１
４）と回転支軸（１５）の間に設けることにより、後進
時にのみ走行モータ（Ｍｌ）かホースリール（５）を駆
動するように構成しである。

つまり、畝の走行開始側においてホース（７）を地面等
の適当箇所に固定しておくことにより、機体前進によっ
てホース（７）に張力が発生してホースリール（５）の
回動操作力となることにより、前進時には、ホースリー
ル（５）か繰出し回転方向に自由に回転して巻き収容し
ているホース（７）をガイド輪（１９）から機体後方に
繰出して畝間の地面上に置いて行くのである。後進時に
は、走行モータ（Ｍｌ）かホースリール（５）を前進時
とは逆の巻き取り回転方向に駆動することにより、ホー
スリール（５）か前進時に繰出したホース（７）を地面
上から引き上げると共に巻き取り収容して行くのである
。

走行モータ（Ｍｌ）によるホースリール（５）の巻き取
り駆動は、ホースリール（５）のホース巻き径が最小径
になる箇所における周速と後車輪（２）の周速とが同一
またはほぼ同一になる状態で行われるように、伝動比の
設定をしである。この伝動比設定にかかわらず、ホース
リール（５）のホース巻き径が前記最小径より大になっ
た場合にも単位時間当たりのホース巻き取り長さと機体
走行距離か同一またほぼは同一になるようにホースリー
ル（５）と後車輪（２）とを同期駆動させるための摩擦
伝動ディスク（２０ａ）、　（２０ｂ）を有する摩擦伝
動装置を前記伝動機構（Ｅ）に備えである。すなわち、
摩擦伝動装置を構成するに、第４図に示すように、回転
支軸（１５）に付設の受動ギア（２１）に咬合する伝動
ギア（２２）を中間伝動軸（ｌＯ）に相対回動可能に取
付け、この伝動ギア（２２）の両側に各別に位置する一
対の摩擦伝動ディスク（２０ａ）、　（２０ｂ）を中間
伝動軸（１０）に一体回動可能に取付けると共に、一方
の伝動ディスク（２０ａ）及び伝動ギア（２２）を他方
の伝動ディスク（２０ｂ）にスプリング（２３）により
押圧付勢して、中間伝動軸（１０）か付与する伝動ディ
スク（２Ｏａ）及び（２０ｂ）の回動力を伝動ギア（２
２）に摩擦伝達するようにしである。つまり、ホース巻
き取り長さと走行距離とに誤差が発生すると、この誤差
発生によってホース（７）に生しる張力のために伝動デ
ィスク（２０ａ）及び（２０ｂ）と伝動ギア（２２）と
の間にスリップか発生し、ホースリール（５）の回動速
度がホース巻き取り長さと機体走行距離とかほぼ同一に
なる速度になるのである。

前記ガイド輪（１９）の支持部材（２４）を後部フレー
ム部分（８ａ）に付設の横送り軸（２５）に付設し、こ
の横送り軸（２５）を伝動チェーン（２Ｇ）によって後
車軸（１３）から伝達する回動力によって回動駆動する
ように構成すると共に、横送り軸（２５）か回動すると
、横送り軸（２５）の螺旋溝（２５ａ）による送り作用
と、支持部材（２４）に付設のローラ（２４ａ）に接当
して支持部材（２４）を横送り軸（２５）と共回りしな
いように回り止めしなから案内するガイドレール（２７
）の作用とのために、支持部材（２４）か機体左右方向
に往復移動するように構成することにより、機体の前後
進移動に伴ってガイド輪（１９）が機体左右方向に往復
移動するように構成しである。すなわち、ホースリール
（５）がホース（７）を巻き取り収容する際、ホースリ
ール（５）のホース巻き嵩が軸芯方向で均一になるよう
に、ガイド輪（１９）かホース（７）をホースリール（
５）の回転軸芯方向に移送案内するようにしである。

機体前進走行距離を検出するためのカウンター（２８）
をホースリール（５）によるホース繰出し長さに基つい
て検出するように前記支持部材（２４）に付設し、第６
図に示すように、カウンター　（２８）に距離検出手段
（２９）を介して制御手段（３０）を連係させると共に
、この制御手段（３０）にスタートスイッチ（３１）、
リターン設定スイッチ（３２）、距離記憶手段（３３）
及び駆動手段（３４）を連係させて、機体が自動的に往
復走行することを可能にしである。

すなわち、カウンター（２８）は、カイト輪（１９）の
特定箇所に備えである検出対象部（図示せず）かガイド
輪（１９）のホース繰出しに伴なう回転のためにカウン
ター（２８）に対向する検出位置に到達すると、その都
度、ホースリール（５）か単位ホース長さの繰出しをし
たと検出すると共にパルス信号を発信するように構成し
である。距離検出手段（２９）は、カウンター（２８）
のパルス発信回数を計測し、この計測発信回数と前記単
位ホース長さとに基いてホース繰出し全長を算出すると
共に、この算出繰出し全長に基いて前進走行距離を検出
するように構成しである。スタートスイッチ（３１）を
入り操作して前進走行を開始させた後にターン設定スイ
ッチ（３２）を入り操作すると、このスイッチ操作時点
て距離検出手段（２９）が検出している検出前進走行距
離を距離記憶手段（３３）が自動的にターン用走行距離
として入力すると共に記憶するように構成しである。

このようにターン設定をすると、機体の前進走行に伴っ
て距離検出手段（２９）が検出する前進走行距離が距離
記憶手段（３３）の記憶するターン用走行距離に達する
と、制御手段（３０）がそれまでの前進信号に替えて後
進信号を駆動手段（３４）に出力することによって走行
モータ（Ｍｌ）を前進駆動から後進駆動に自動的に切換
えるように構成しである。

第１図に示すように、前車輪（１）の支持部材（３５）
を前輪軸芯（Ｘ）より機体前方側に位置すれした機体上
下方向の軸芯（Ｙ）周りで回動するように機体フレーム
（８）の前部フレーム部分（８ｂ）に取付けると共に、
支持部材（３５）に伝動チェーン（３６）及びクラッチ
装置（３７）を介して連動させた電動操向サーボモータ
（Ｍ２）か支持部材（３５）を回動操作することによっ
て、前車輪（１）を軸芯（Ｙ）周りで揺動操向操作した
り、前車輪（１）の機体に対する取付けを、前輪軸芯（
Ｘ）か前記軸芯（Ｙ）より機体後方側に位置する前進用
取付は状態と、前輪軸芯（Ｘ）が前記軸芯（Ｙ）より機
体前方側に位置する後進用取付は状態とに切換え操作す
るように構成しである。操向モータ（Ｍ２）の停止状態
で支持部材（３５）が２〜５°を自由に回動することを
許容する伝動融通を前記クラッチ装置（３７）に備えで
ある。つまり、前車輪（１）を２〜５°の範囲内では自
由に軸芯（Ｙ）周りで揺動するところのキャスタ型車輪
で、かつ、操向モータ（Ｍ２）によって操向操作すると
ころの操向用車輪に構成し、操向モータ（Ｍ２）の操作
をすることによって機体の操向操作ができるように、か
つ、前後進時のいずれにおいても、操向車輪としての前
車輪（１）かキャスタ型になるようにし１　貴 である。

前記モータ（Ｍｌ）及び（Ｍ２）等の電源としてのバッ
テリー（Ｂ）を収納するバッテリーケース（３８）を回
動式の取付は軸（３９）を介して機体フレーム（８）の
支持フレーム部分（８ｃ）に取付けて、取付は軸（３９
）の支持フレーム部分（８ｃ）に対する回動のためにバ
ッテリーケース（３８）か走行機体に対して機体前後方
向の軸芯（Ｚ）周りで揺動じ得るように構成することに
より、後車輪（２）及びホースリール（５）の下部を囲
繞して保護するように第２図に示す矩形環状に形成して
バッテリーケース（３８）に連結しであるガード用フレ
ーム（４０）の左右一対の機体前後方向のフレーム部分
（４０ａ）、　（４０ｂ）を機体の軟量に対する機体横
方向での位置を検出する左右一対の接触センターに兼用
しである。すなわち、フレーム部分（４０ａ）及び（４
０ｂ）の前端側にバッテリーケース（３８）を介してロ
ーラを付設して、前進時に畝側面に接触作用する前作用
部（４Ｏｆ）を形成すると共に、フレーム部分（４０ａ
）及び（４０ｂ）の後端側にローラを付設して、後進時
に畝側面に接触作用する後作用部（４Ｏｒ）を形成して
あり、機体か畝間に対して左側または右側に設定範囲を
越えて位置すれすると、いずれか一方の前作用部（４Ｏ
ｆ）またはいずれか一方の後作用部（４Ｏｒ）か畝側面
に接触してその接触反力のためにフレーム（４０）がバ
ッテリーケース（３８）と共に軸芯（Ｚ）周りで揺動じ
、フレーム部分（４０ａ）及び（４０ｂ）が畝（Ａ）に
対する非接触時に位置するところの第３図に示す通常位
置（Ｎ）からこの通常位置（Ｎ）より機体内側の位置に
移動し、機体か畝間の設定位置に復元すると、前作用部
（４０ｆ）及び後作用部（４Ｏｒ）の畝側面に対する接
触か解消してフレーム（４０）かバッテリー（Ｂ）の自
重による付勢作用のために揺動復元し、フレーム部分（
４０ａ）及び（４０ｂ）か前記通常位置（Ｎ）に復元す
ることにより、フレーム部分（４０ａ）及び（４０ｂ）
の揺動角と揺動方向とを知ることによって機体の畝間に
対する位置を判断できるのである。そして、前記取付は
軸（３９）の後端側にポテンショメータ（Ｐ、）を連動
させ、このポテンショメータ（Ｐｌ）により、フレーム
部分（４０ａ）及び（４０ｂ）による検出結果を電気信
号として取出すように構成しである。

第６図に示すように、前記ポテンショメータ（Ｐｌ）を
操向角設定手段（４１）を介して操向制御手段（４２）
に連係させると共に、この操向制御手段（４２）を前記
駆動手段（３４）及び制御手段（３０）に連係させ、そ
して、第１図に示す如く前車輪（１）の操向角及び取付
は状態を支持部材（３５）の回動角に基づいて検出する
ように支持部材（３５）の上端側に連動させた前輪ポテ
ンショメータ（Ｐ２）に操向制御手段（４２）を連係さ
せて、機体が前後進時いずれにも畝間に沿って走行する
ように自動操向制御することを可能にしである。

すなわち、操向制御手段（４２）は制御手段（３０）か
らの進行方向の情報と、前輪ポテンショメータ（Ｐ２）
からのフィードバック情報とに基づいて自動的に駆動手
段（３４）に所定のモータ操作用信号を出力することに
より、前進時には操向モータ（Ｍ２）が前車輪（１）を
前記前進用取付は状態に切換え、後進時には操向モータ
（Ｍ２）が前車輪（１）を前記後進用取付は状態に切換
えるように、操向モータ（Ｍ２）を自動操作するように
構成しである。そして、前後進時において、操向角設定
手段（旧）かポテンショメータ（Ｐｌ）からの情報に基
づいて自動的に制御目標操向角を設定するように構成し
、操向制御手段（４２）が操向角設定手段（４１）及び
ポテンショメータ（Ｐ２）からの情報に基ついて自動的
に駆動手段（３４）に所定のモータ操作用信号を出力す
ることにより、操向角設定手段（４１）による設定制御
目標操向角と、前輪ポテンショメータ（Ｐ２）による検
出操向角とか同一またほぼは同一になる操向状態に操向
モータ（Ｍ２）か前車輪（１）を操向操作するように、
操向モータ（Ｍ２）を自動操作するように構成しである
。

前後進時のいずれにもおいて、操向用車輪になるところ
の前車輪（１）かキャスタ型車輪になることと、前作用
部（４Ｏｆ）か後車輪（２）より前方箇所に位置し、後
作用部（４０ｒ）か後車輪（２）より後方箇所に位置す
ることとにより、後車輪（２）の畝側面への乗り上がり
による横転が生じにくいように配慮しである。すなわち
、機体が畝間に対して左向きや右向きになって畝側面に
寄っていくと、前進時には前作用部（４Ｏｆ）が、後進
時には後作用部（４０ｒ）が夫々、後車輪（２）に先行
して畝側面に接当し、この接当反力とキャスタ機能との
ために前車輪（１）が若干、畝側面側とは反対方向の操
向状態に揺動し、後車輪（２）が畝側面に乗り上がる前
に機体が畝間の中央に戻るように構成しである。

バッテリーケース（３８）はバッテリー（Ｂ）を前車輪
（１）と後車輪（２）の間の低レベル箇所に収納するよ
うに形成しである。すなわち、バッテリー（Ｂ）を搭載
しなからも機体全体の重心が比較的低レベルに位置する
ようにバッテリー重量による重心位置のアップを抑制し
、横倒れしにくいように安定的に走行するように配慮し
である。

ブーム（４）は第１図に示すように、前記取付は軸（３
９）に一体に回動するように取付けて、走行機体の左右
傾斜にかかわらず耕作物に対する薬液散布具合に変化か
生しにくいように配慮しである。すなわち、バッテリー
（Ｂ）かブーム（／１）に作用する重錘になり、走行機
体か左右に傾斜しても走行機体に対して軸芯（Ｚ）周り
で揺動じてブーム（４）を鉛直姿勢に維持するように構
成しである。

作業機全体の重心（Ｇ）を前車輪（１）と後車輪（２）
の間の前車軸芯（Ｘ）よりも後車軸芯の方に近い箇所に
配置設定しである。すなわち、操縦ハンドル（３）の操
作によって機体を前車輪（１）か対地浮上するように後
車軸芯の周りで傾斜操作して機体旋回操作をする際に、
機体前端側の持」二げか比較的楽にてきるように配慮し
である。

第２図に示す一対のクラッチレバ−（４３）、　（／１
３）の一方は、走行うラッチ（１１）を切りに操作し、
左右後輪（２）、　（２）を遊転状態に切換えるための
ものであり、他方のクラッチレバ−（４３）は、クラッ
チ装置（３７）を切りに操作し、前車輪（１）を軸芯（
Ｙ）周りで３６０°にわたって自由に揺動するキャスタ
型に切換えるためのものである。

第６図に示す前後進スイッチ（４４）は、人為操作によ
って走行モータ（Ｍｌ）を駆動操作し、後車輪（２）を
前進駆動させたり後進駆動させるものである。第１安全
スイツチ（４５）は前バンパ（４６）の障害物に対する
接当を検出すると共に、この接当検出に伴って機体前進
を後進に自動的に切換えるためのものである。第２安全
スイツチ（４７）は機体後部の障害物に対する接当を検
出すると共に、この接当検１」贋こ伴って機体後進を自
動的に停止させるためのものである。表示ランプ（４８
）は制御手段（３０）による自動制御の作動を点灯や点
滅によって表示するものである。切換スイッチ（４９）
は操向角設定手段（４１）を予備の入力端子（５０）に
これから入力信号に基ついて作動するように接続切換え
するものであり、入力端子（５０）は、機体とその両横
側の畝側面との距離を超音波によって検出し、この検出
結果に基づいて機体の畝間に対する位置を検出する超音
波式検出装置を接続するためのものである。散布切換え
スイッチ（５１）は人為操作によって電磁噴霧バルブ（
５２）を駆動手段（３４）の一対の散布操作系に接続切
換えし、前後進時のいずれにも薬液散布を行わせる往復
散布と、後進時にのみ薬液散布を行わせる復路散布とを
選択するものである。液圧スイッチ（５３）はブーム（
４）への供給液圧をホースリール（５）とブーム（４）
の間で検出し、供給液圧か設定圧以下になると自動制御
による走行を自動的に停止させるものである。バッテリ
ー電圧判定手段（５４）は、バッテリー（Ｂ）の電圧か
設定電圧に低下すると自動制御による走行を不能にする
ものである。

〔別実施例〕

フレーム部分（４０ａ）、　（４０ｂ）をセンサーに兼
用する他に、専用のセンサーを設けて実施してもよいの
であり、これらを接触センサー（４０ａ）。

（４０ｂ）　と称する。

接触センサーを通常位置（Ｎ）に移動付勢するに、重力
による付勢力を採用したり、バッテリー（Ｂ）を重錘に
兼用する他、専用の重錘を設けたり、付勢バネを採用し
てもよいのであり、これらを付勢手段（Ｂ）と総称する
。

操向モータ（Ｍ２）に替えてシリンダー等を採用しても
よく、これらを駆動機構（Ｍ２）と総称する。

防除作業の他、散水作業等、各種の農作業を行う作業車
にも本発明は適用できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すか、該記入により本発明は添付図面の構成
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農用作業車の操向制御装置の実施例
を示し、第１図は防除機全体の一部切欠き側面図、第２
図は防除機全体の一部切欠き平面図、第３図はセンサー
の後面図、第４図は伝動系統図、第５図は防除機使用要
領の説明図、第６図は制御系のブロック図である。第７
図は従来操向手段の概略図である。 （１）・・・・・・操向用車輪、（４０ａ）、　（４０
ｂ）・・・接触センサー、（４２）・・・・・・操向制
御手段、（Ａ）・・畝、（Ｂ）・・・・付勢手段、（Ｎ
）・・・・・・通常位置、（Ｍ２）・・・・・・駆動機
構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 畝（Ａ）に接触作用すると共に走行機体の畝間に対する
   機体横方向位置を検出する接触センサー（４０ａ）、（
   ４０ｂ）を、畝（Ａ）に対する非接触時に位置する通常
   位置（Ｎ）と、この通常位置（Ｎ）より機体内側の位置
   とに機体横方向に移動自在に前記走行機体に取付けると
   共に、前記接触センサー（４０ａ）、（４０ｂ）を前記
   通常位置（Ｎ）に移動付勢する付勢手段（Ｂ）を設け、 前記走行機体の操向用車輪（１）を操向操作する駆動機
   構（Ｍ＿２）を設けると共に、前記接触センサー（４０
   ａ）、（４０ｂ）からの情報に基いて前記接触センサー
   （４０ａ）、（４０ｂ）が前記通常位置（Ｎ）になる状
   態に前記駆動機構（Ｍ＿２）を自動操作する操向制御手
   段（４２）を設けてある農用作業車の操向制御装置。