JPH08196105A - 自動薬剤散布機の回行角度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 散布圧力が低い場合、薬液切れの誤検出によ
る薬液ポンプの自動停止を防止する。 【構成】 薬液切れ検出手段を具備して、同薬液切れ検
出手段からの出力により薬液ポンプを作動停止するよう
にした薬剤散布機において、自動停止選択手段を設け
て、自動停止選択手段での選択操作により、薬液切れ検
出手段からの出力に関わりなく、送信機からの遠隔操作
により薬液ポンプの作動を制御可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、りんご・ぶどう・梨な
どを栽培する果樹園で薬剤散布の際に使用される薬剤散
布機の回行角度検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、図１０で示すように、果
樹園等の圃場Ｇの地下に、樹間を縫って蛇行状に走行軌
道線としての誘導ケーブルを敷設し、同誘導ケーブルが
発生する磁界を機体に設けた磁気センサで検出して、同
誘導ケーブルに沿って薬剤散布機を無人で自動走行させ
ながら果樹に薬剤を散布する薬剤散布機があり、圃場Ｇ
の端縁で薬剤散布機が回行するときには、回行外側方向
には薬剤の散布をしないように制御して、薬剤の無駄
や、隣接圃場の作物や、環境への悪影響を防止するよう
にしている。

【０００３】すなわち、機体が回行し始めて所定角度だ
け回行すると回行外側方向の薬剤散布を停止し、操向車
輪の操舵量と、車輪の回転数から算出した走行距離とに
基づく演算によって機体の回行角度を検出し、同回行角
度が、圃場Ｇの形状等に合わせて予め設定した角度に達
すると、外側方向への薬剤散布を再開することにより、
無駄な薬剤散布を防止し、かつ、圃場端縁部の果樹に
も、もれなく薬剤を散布できるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、操舵角や走
行距離を検出するセンサには、機体ごとに取付け誤差や
個体差があり、更に、上記圃場を走行する機体にはスリ
ップが不可避であるため、上記演算の基準として設定し
た直進時の舵角センサの設定値と、実際の直進時におけ
る舵角センサの検出値との間にずれが生じて、実際の操
舵量と走行距離とは異なる値に基づいて演算が行われる
ことになり、回行角度の誤差が大きくなって、正確な薬
剤散布制御が行われないという問題がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、自動走行制
御機能と自動薬剤散布制御機能とを有する制御装置を具
備して、予め圃場に設定した走行軌道線上を無人で自動
走行しながら自動薬剤散布を行い、しかも、上記走行軌
道線の回行部では、直線部とは異なる状態の自動薬剤散
布を行なうことを可能にした自動薬剤散布機において、
車輪の操向操作量を検出する舵角センサと、走行距離を
検出する走行距離センサとを設けてそれぞれ制御装置に
接続し、同舵角センサの検出値と、舵角センサに対し基
準として設定した直進時の設定値との差と、走行距離と
から左回行角度と右回行角度とを算出すると共に、制御
装置に左右バッファを設けて、左右バッファにそれぞれ
上記左回行角度と右回行角度とを所定回数分だけ記憶せ
しめ、各バッファが記憶した左右回行角度から、左回行
角度と右回行角度とのそれぞれの平均値を求め、上記左
右平均値の差に基づいて上記設定値を補正し、しかも、
上記補正の履歴を不揮発性の記録メモリに記憶させるこ
とを特徴とする自動薬剤散布機の回行角度検出装置を提
供せんとするものである。

【０００６】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

【０００７】図１〜図５に示すＡは、本発明に係る回行
角度検出装置を具備する薬剤散布機であり、同薬剤散布
機Ａは、前部ボンネット１内に設けるエンジン２と、操
向ハンドル３及び運転席４を設けた運転操作部５と、薬
液を散布する噴霧ノズル６及び送風ファン７と、走行輪
である左右側の前輪8,8 及び後輪9,9 と、薬液タンク10
と、同薬液タンク10の薬液を前記ノズル６に圧送する薬
液ポンプ11とを備え、走行しながら薬液を散布するよう
に構成している。Ｇは圃場、31は圃場Ｇの地下に敷設し
た走行軌道線であり、誘導ケーブルを使用している。

【０００８】そして、走行ハンドル３の操作によって制
御する油圧パワーステアリングシリンダ12を備え、ロッ
ド13によって連結する前後クランクアーム14,15 を介し
て前後アクスルケース16,17 に前記シリンダ12を連結さ
せ、左右側前後輪8,8,9,9 を前記シリンダ12によって四
輪操舵するように構成している。

【０００９】また、前クランクアーム14と機体との間
に、ポテンショメータ型可変抵抗器等よりなる舵角セン
サS1を介設して操舵量を検出すると共に、車輪の回転数
に比例した数のパルスを出力する走行距離センサS2を設
けて、各センサS1,S2 の出力を後述する制御装置に入力
するようにしている。

【００１０】また、上記薬剤散布機Ａは、図６に示すよ
うに、機体の前後方向中心線上に設ける支点軸18を介し
て前記噴霧ノズル６を設け、方向修正シリンダ19によっ
て噴霧ノズル６の噴霧方向を変更すると共に、左及び右
及び中噴出口20,21,22に分けて噴霧ノズル６を形成し、
散布バルブ23を介して各噴出口20,21,22を薬液ポンプ11
に接続し、機体の左側及び右側及び中央上方に向けて各
噴出口20,21,22から薬液を散布させるように構成してい
る。

【００１１】しかも、上記薬剤散布機Ａは、図７に示す
ように、エンジン２によって駆動する油圧ポンプ24と、
ハンドル３の手動操作によって切換えるパワーステアリ
ングバルブ25を備え、同バルブ25を介して油圧ポンプ24
に前記シリンダ12を接続させると共に、左右操向ソレノ
イド26,27 を有する自動操向バルブ28と、図示しない走
行クラッチ及び走行ブレーキを作動させる走行シリンダ
29と、同シリンダ29を作動制御して機体の走行及び停止
を自動的に行わせる走行制御バルブ30を備え、操舵及び
走行及び停止の各動作を各バルブ28,30 を介して自動的
に行わせるように構成している。

【００１２】さらに、上記薬剤散布機Ａは、図５及び図
８に示すように、走行軌道線31に発生させた磁界を検出
する左右一対の磁界センサである左右軌道センサ32,33
を備え、ボンネット１の前部両側に各センサ32,33 を内
設すると共に、前記軌道センサ32,33 の検出方向を修正
する姿勢制御手段である左右軌道検出姿勢ソレノイド3
4,35 を備え、中立保持バネ36,36 を介して各ソレノイ
ド34,35 を各センサ32,33 に連結し、左右側前後輪8,8,
9,9 の操舵角を検出する操舵角センサ37の検出結果に基
づき、各ソレノイド34,35 を制御して、各センサ32,33
の姿勢を自動的に修正し、各センサ32,33 のピックアッ
プコイル38,39 が走行軌道線31に対し平面視で略直交す
る方向に各センサ32,33 を支持させるもので、機体の回
行時等に走行軌道線31と左右軌道センサ32,33 とが平行
になって垂直出力が低下するのを防止することができる
ように構成している。

【００１３】また、上記薬剤散布機Ａは、図９に示すよ
うに、相互補完可能な同一仕様のマイクロコンピュータ
によって形成した第１及び第２コントローラ40,41 より
なる制御装置Ｃを備えており、両コントローラ40,41 は
それぞれタイマーT,T を内蔵している。

【００１４】第１コントローラ40には、左及び右及び中
噴出口20,21,22を開閉制御する左・右・中散布操作モー
タ42,43,44と、各モータ42〜44を手動操作する左・右・
中散布操作スイッチ45,46,47と、送風ファン７を駆動ま
たは停止させる電動送風クラッチシリンダ49と、同シリ
ンダ49を手動操作する送風クラッチスイッチ50と、薬液
ポンプ11を駆動または停止させる散布リレー51と、ボン
ネット１の前面両側に設けて前方の障害物を検出する左
右障害物感知センサ52,53 と、薬液タンク10の薬液の有
無を検出する薬液センサ54と、自動制御モードと手動操
作モードの切換を行う自動モードスイッチ55と、作業デ
ータを記録させるＥＥＰＲＯＭで形成する記録メモリ56
と、薬剤散布作業の手動操作（噴霧操作、走行停止）を
遠隔手動で行うリモートコントロール送信機60の信号を
受信入力する受信機61とを接続している。

【００１５】また、前記第２コントローラ41には、前記
自動モードスイッチ55及び受信機61と、薬剤散布作業準
備を検出するエンジン作動許可リレー62と、後進切換を
検出する主変速後進センサ63と、副変速高速切換を検出
する副変速高速センサ64と、ボンネット１の前面中央部
に設けて障害物の接触を検出するタッチセンサ65と、方
向修正シリンダ19を手動操作する散布方向変更スイッチ
66と、異常発生を知らせる異常表示ランプ67と、受信機
61の受信の有無を表示する受信ランプ68と、自動モード
スイッチ55の自動切換を表示する自動モードランプ69
と、機体回行時の角速度を検出する角速度センサ70と、
機体走行速度を検出する車速センサ71と、エンジン２の
回転数を検出するエンジン回転センサ72と、前記左右操
向ソレノイド26,27 と、操舵角センサ37と、左右軌道セ
ンサ32,33 と、左右軌道検出姿勢ソレノイド34,35 と、
舵角センサS1と、走行距離センサS2と、設定値復元スイ
ッチS3と、設定値設定スイッチS4とを接続している。

【００１６】また、図１０は、圃場Ｇの地下に敷設した
走行軌道線31の平面説明図であり、同走行軌道線31は、
前後左右幅方向にそれぞれ一定の間隔を開けて多数植生
した樹木Ｊの前後縦列間において略直線状に配置した複
数の直線部31a と、各直線部31a の端部に位置する樹木
Ｊの外側にて隣接する直線部31a,31a の端部同士を接続
する複数の平面視半円弧状の回行部31b と、走行開始側
である往路側の直線部31a の始端部と薬剤散布終了側で
ある復路側の直線部31a の終端部とを接続する接続部31
c と、圃場Ｇの周縁に沿わせて略矩形リング状に配置し
た周縁部31d とから形成しており、接続部31c と周縁部
31d とはそれぞれ発信部31e に接続して、同発信部31e
より走行軌道線31に電気信号を発信して、同走行軌道線
31の周囲に磁界を発生させるようにしている。ａは自動
走行開始位置、ｂは薬剤散布開始位置、ｃは走行経路切
替位置、ｄは薬剤散布終了位置、ｅは薬液補給路、ｆは
再作業開始位置である。

【００１７】かかる圃場Ｇにおいて、本実施例では、前
述した第１及び第２コントローラ40,41 によって、次の
ような制御を行うことができる。

【００１８】自動モードスイッチ55で手動又は自動モー
ドを選択でき、自動モードでは走行軌道線31に沿って機
体を作業速度で走行させ、直線部31a では全ノズル散布
を行い、回行部31b では、回行外側の薬剤散布を停止
し、回行内側のノズルだけ散布する散布制御を行い、し
かも、送信機60の操作で、上記走行制御と散布制御とを
可能にする自動散布制御と、薬液センサ54が薬液切れを
検出した位置を記録メモリ56に記憶して、薬液切れ位置
Ｐに本機を自動復帰させる薬液切れ位置認識制御と、薬
液センサ54が薬液切れを検出すると、薬液ポンプ11と送
風ファン７とを停止させ、機体を所定位置に自動停止さ
せる薬液切れ時移動制御と、薬液を補充した本機を、薬
液切れを起した位置に自動復帰させる自動復帰制御と、
自動散布切替制御に優先して自動散布再開制御を行なっ
て、薬剤重複散布区間が発生しないようにする自動散布
再開優先制御と、薬液ポンプ11が作動し、左・右・中散
布操作モータ42,43,44が左・右・中噴出口20,21,22を全
閉作動し、送風ファン７が作動停止し、自動散布開始ス
イッチがＯＮされているという全ての条件が成立してい
る場合にのみ、自動散布制御を許可する安全制御と、所
定回転数になるまでの立上りに時間を見越して送風ファ
ン７の作動開始を先行させるファン優先制御と、本機が
周縁部31d を走行する際に外側散布を停止し、遠隔操作
により内側散布のみを行ない、また、本機が回行部31b
を回行する際に外側散布を停止し、本機が樹木Ｊ，Ｊ間
の直線部31a を走行する際に内外側散布を行なう薬剤散
布制御とを行うことができる。

【００１９】かかる薬剤散布機Ａにおいて、本発明で
は、自動走行中の薬剤散布制御において、回行部31b で
は、回行外側の薬剤散布を停止し、回行内側のノズルだ
け散布させる制御を行うための回行角度検出を次のよう
に行っている。

【００２０】すなわち、図１１のブロックダイアグラム
で示すように、制御装置に入力した舵角センサS1からの
操舵量の検出値と、走行距離センサS2からの走行距離と
に基づいて回行角度を演算し、この演算結果を所定回数
分だけ、左回行時と右回行時とに分けてバッファに記憶
させて、それぞれ回行角度の平均値を算出し、左右平均
値の差で、予め設定した直進時の設定値を補正するよう
にしている。

【００２１】そして、上記補正の結果を薬剤散布作業の
度ごとに、前記ＥＥＰＲＯＭで形成した記録メモリ56に
記憶させて補正の履歴を集積することにより、補正の精
度向上（いわゆる学習効果）をはかっている。

【００２２】なお、図１１中、θL は左回行時の平均回
行角度、θR は右回行時の平均回行角度であって左回行
時を正、右回行時を負とする。ＶCnはｎ回目の補正後の
設定値、ＶCn+1はｎ＋１回目の補正後の設定値、Ｖは操
舵量の検出値、Ｄは走行距離センサS2からの入力パルス
数、αn 、βn は補正係数、Δ（θL ＋θR ）は変化率
を示す。

【００２３】なお、特殊な形状の圃場等において、回行
角度が左右対称的でない場合は、誤った値に設定値が変
更されて、かえって自動薬剤散布制御の精度を低下させ
るのであるが、次のようにして上記設定値の補正を行う
か否かを決定することにより、上記不具合を防止してい
る。

【００２４】すなわち、上記の特殊な形状の圃場では、
原則として自動散布制御を行わないので、図１２で示す
ように、自動モードスイッチ55で自動モードが選択され
ていないときは設定値の補正を禁止する（自動モードが
選択されたときだけ上記設定値の補正を許可する）。

【００２５】そして、設定値復元スイッチS3によって過
去の補正によって変更された設定値を工場出荷時の設定
値に復元可能にし、さらに、設定値設定スイッチS4によ
ってユーザーが指定する設定値に変更可能にしている。

【００２６】このように、自動散布制御が行われないと
きは、設定値の補正を自動的に禁止するので、設定値の
誤った補正を防止することができる。

【００２７】そして、万一、設定値が誤って補正された
ときは、設定値復元スイッチS3によって補正前の設定値
に復元して、概略正しい設定値で自動散布制御を行うこ
とができる。

【００２８】また、設定値設定スイッチS4によってユー
ザーが指定する設定値に変更することができるので、ユ
ーザーの希望に応じた自動散布制御を行うことができ
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、自動走行制御機能と自
動薬剤散布制御機能とを有する制御装置を具備して、予
め圃場に設定した走行軌道線上を無人で自動走行しなが
ら自動薬剤散布を行い、しかも、上記走行軌道線の回行
部では、直線部とは異なる状態の自動薬剤散布を行なう
ことを可能にした自動薬剤散布機において、車輪の操向
操作量を検出する舵角センサと、走行距離を検出する走
行距離センサとを設けてそれぞれ制御装置に接続し、同
舵角センサの検出値と、舵角センサに対し基準として設
定した直進時の設定値との差と、走行距離とから左回行
角度と右回行角度とを算出すると共に、制御装置に左右
バッファを設けて、左右バッファにそれぞれ上記左回行
角度と右回行角度とを所定回数分だけ記憶せしめ、各バ
ッファが記憶した左右回行角度から、左回行角度と右回
行角度とのそれぞれの平均値を求め、上記左右平均値の
差に基づいて上記設定値を補正することによって、実際
に自動散布制御を行いながら自動走行する度ごとに、上
記設定値と、舵角センサや走行距離センサの取付け誤差
や個体差及びスリップ等による実際の直進時における舵
角センサの検出値とのずれを補正することができ、正確
な直進時の設定値を基準とした精度の高い自動薬剤散布
制御を行うことができる。

【００３０】しかも、上記補正の履歴を読み書き自在の
ＥＥＰＲＯＭよりなる不揮発性の記録メモリに記憶させ
ることで、上記補正の結果を集積して自動薬剤散布作業
を重ねるにつれて、自動薬剤散布制御の精度を次第に高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回行角度検出装置を具備する薬剤
散布機の右側面図。

【図２】同薬剤散布機の左側面図。

【図３】同薬剤散布機の平面図。

【図４】同薬剤散布機の正面図。

【図５】パワーステアリングシリンダ機構の平面説明
図。

【図６】噴霧ノズル部の背面図。

【図７】操向油圧回路図。

【図８】軌道センサ部の平面説明図。

【図９】制御装置の構成を示す説明図。

【図１０】走行軌道説明図。

【図１１】設定値補正演算の手順を示すブロックダイア
グラム

【図１２】設定値補正許可条件を判別するためのフロー
チャート

【符号の説明】

Ａ 自動薬剤散布機 BL 左バッファ BR 右バッファ Ｃ 制御装置 Ｇ 圃場 S1 舵角センサ S2 走行距離センサ 31 走行軌道線 31a 直線部 31b 回行部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動走行制御機能と自動薬剤散布制御機
   能とを有する制御装置(C) を具備して、予め圃場(G) に
   設定した走行軌道線(31)上を無人で自動走行しながら自
   動薬剤散布を行い、しかも、上記走行軌道線(31)の回行
   部(31b) では、直線部(31a) とは異なる状態の自動薬剤
   散布を行なうことを可能にした自動薬剤散布機におい
   て、 車輪の操向操作量を検出する舵角センサ(S1)と、走行距
   離を検出する走行距離センサ(S2)とを設けてそれぞれ制
   御装置(C) に接続し、同舵角センサ(S1)の検出値と、舵
   角センサ(S1)に対し基準として設定した直進時の設定値
   との差と、走行距離とから左回行角度と右回行角度とを
   算出すると共に、制御装置(C) に左右バッファ(BL)(BR)
   を設けて、左右バッファ(BL)(BR)にそれぞれ上記左回行
   角度と右回行角度とを所定回数分だけ記憶せしめ、各バ
   ッファ(BL)(BR)が記憶した左右回行角度から、左回行角
   度と右回行角度とのそれぞれの平均値を求め、上記左右
   平均値の差に基づいて上記設定値を補正し、しかも、上
   記補正の履歴を不揮発性の記録メモリ(56)に記憶させる
   ことを特徴とする自動薬剤散布機の回行角度検出装置。