JPH08309247A - スピードスプレーヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直線路とともに曲線路でのスピードスプレー
ヤの誘導走行を確実にし、誘導線からの逸脱を防止して
確実な無人走行を可能にする。 【解決手段】 車体底部の中心線上に中心線に直交する
向きに支持プレート１８を固定し、該支持プレート１８
の両端に各々ガイドセンサ１０ａ、１０ｂを支持する一
対のセンサーステー１６ａ、１６ｂを回動自在に取り付
け、連結ステー２２により前記センサーステー１６ａ、
１６ｂに後退角を設けて各々のセンサーステー１６ａ、
１６ｂを連繋し、車体の操舵機構３２と前記センサース
テー１６ａ、１６ｂとを連繋機構２４により連繋するこ
とにより操舵角に応じて前記センサーステー１６ａ、１
６ｂを回動可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスピードスプレーヤ
に関し、より詳細には誘導線に沿って自動走行するスピ
ードスプレーヤの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】農薬等の散布に使用するスピードスプレ
ーヤでは圃場内を無人で走行させ、農薬等を自動散布す
る機構が最近検討されている。スピードスプレーヤを無
人走行させる方法にはいくつかあるが本願は走行路に沿
って誘導線を敷設し、この誘導線に沿ってスピードスプ
レーヤを走行させるものである。その誘導方法は誘導線
に交流電流を流し、スピードスプレーヤには前記誘導線
によって誘導電流が誘起されるコイルを備えたガイドセ
ンサを設置して誘導するものである。ガイドセンサは誘
導線を挟む両側に一つずつ配置され、スピードスプレー
ヤが誘導線から位置ずれするとガイドセンサに誘導電流
の差があらわれることから、この差を打ち消すように制
御することによってスピードスプレーヤを誘導するもの
である。

【０００３】図８に誘導線５とコイルセンサ６ａ、６ｂ
による誘導原理を示す。図８(a) は誘導線５を挟んで均
等位置にコイルセンサ６ａ、６ｂがある状態、図８(b)
はコイルセンサ６ａ、６ｂが誘導線５に対して一方に偏
位した状態を示す。このようにコイルセンサ６ａ、６ｂ
が誘導線５に対して偏位すると各々のコイルセンサ６
ａ、６ｂの誘導電流に差が生じるからこの差を打ち消す
ようにすることで誘導線５に沿って誘導することができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】誘導線とガイドセンサ
を用いたスピードスプレーヤの無人走行は上記のような
原理によってなされるが、誘導線に沿って確実にスピー
ドスプレーヤを追従させて走行させるためには各々のガ
イドセンサの誘導電流に差が生じた場合にその差をすぐ
に打ち消すことができるように制御する必要がある。図
２はスピードスプレーヤが直線路から曲線路に進んでい
く状態を示すが、実際にはこのように直線路から曲線路
に進んでいく際に誘導線からガイドセンサがかなり位置
ずれすることが生じる。

【０００５】誘導線に対してガイドセンサが位置ずれす
るひとつの理由は、ガイドセンサが誘導線から位置ずれ
したことを早めに検知して進行方向を修正できるように
するため、ガイドセンサを前車軸よりも前に取り付けて
いることにある。このようにガイドセンサを配置すると
曲線路を走行している際は外側のガイドセンサは常に曲
線よりも外側にはみ出して移動し、内側のガイドセンサ
はほとんど誘導線の直上に位置して移動するといったア
ンバランスが生じる。

【０００６】スピードスプレーヤの誘導は前述したよう
に２つのガイドセンサに生じる誘導電流の大小を比較し
て行うものであるから、このように一方のガイドセンサ
が誘導線の直上位置の近傍まで位置ずれすると、他方の
ガイドセンサは磁界がきわめて弱い位置にくることにな
り、誘導線による誘起電流がきわめて小さくなることか
ら、一対のガイドセンサの誘導電流の差が補正されず、
的確な誘導制御ができなくなるといったことが生じる。

【０００７】このように、従来の誘導線によるスピード
スプレーヤの誘導方法ではガイドセンサの取り付け位置
等から車体が誘導線に的確に追従することができす、誘
導線から逸脱してしまって制御不能になるといったこと
があった。本発明は誘導線およびガイドセンサを用いた
スピードスプレーヤの走行、とくに曲線路における誘導
走行を確実にし、スピードスプレーヤの確実な無人走行
を可能にすることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、車体の前車軸よ
りも前側の車体底部に、圃場に敷設した誘導線を誘導電
流によって検知するガイドセンサを取り付けたスピード
スプレーヤにおいて、前記ガイドセンサを前記車体の中
心線を挟む対向位置に一対配置し、曲線路走行時に車体
の操舵角に連動して回転外側のガイドセンサを車体の旋
回中心方向に向けて回動させる操舵機構とガイドセンサ
との連繋手段を設けたことを特徴とする。また、車体の
中心線を挟む対向位置に一対配置するガイドセンサを直
線路走行時に前記中心線に直交する向きに対し各々後退
角を設けて設置し、車体の操舵機構の操舵角に連動して
回転外側のガイドセンサを回動させる連繋手段を設けた
ことを特徴とする。また、車体底部の中心線上に中心線
に直交する向きに支持プレートを取り付け、該支持プレ
ートの両端に各々ガイドセンサを支持する一対のセンサ
ーステーを回動自在に取り付け、連結ステーにより前記
センサーステーに後退角を設けて各々のセンサーステー
を連繋し、車体の操舵機構と前記センサーステーとを連
繋機構により連繋することにより操舵角に応じて前記セ
ンサーステーを回動可能としたことを特徴とする。ま
た、車体フレームの左右に各別に支持プレートを取り付
け、該支持プレートの各々にガイドセンサを支持するセ
ンサーステーを回動自在に取り付け、連結ステーにより
前記センサーステーに後退角を設けて各々のセンサース
テーを連繋し、車体の操舵機構と前記センサーステーと
を連繋機構により連繋することにより操舵角に応じて前
記センサーステーを回動可能としたことを特徴とする。
また、操舵機構のステアリングベルクランクとセンサー
ステーとをプッシュプルケーブルあるいはプッシュロッ
ドを介して連繋したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明に係るスピードスプレーヤは直線路走行
中においては一対のガイドセンサによって誘導線からの
位置ずれを検知し、誘導線からの位置ずれを修正しなが
ら誘導線に沿ってスピードスプレーヤを誘導走行し、曲
線路走行においては車体の操舵角に連動して回転外側の
ガイドセンサが旋回中心に向くことによって回転外側の
ガイドセンサが誘導線から離れて感知性が低下すること
を補い好適なセンシングを可能にする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
つき添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る
スピードスプレーヤに取り付けたガイドセンサ１０ａ、
１０ｂの平面配置を示す。ガイドセンサ１０ａ、１０ｂ
は従来例と同様に前車軸よりも前側に車体１２の中心線
を挟む対向位置に等距離で配置する。なお、従来例では
ガイドセンサを取り付ける場合は誘導電流が最も効率的
に感知できる配置として車体１２の中心線に直交する向
きに配置したが、本実施形態では中心線に対し後退角と
して１０°程度ガイドセンサ１０ａ、１０ｂを傾けて配
置することを特徴とする。

【００１１】図２はこのようにガイドセンサ１０ａ、１
０ｂを配置したスピードスプレーヤを直線路から曲線路
に進ませる状態を説明的に示している。ガイドセンサ１
０ａ、１０ｂを上記のように後退角をもたせて配置した
のは、スピードスプレーヤが曲線路を進行する際に外側
のガイドセンサ（この図の場合はガイドセンサ１０ａ）
が回転中心を向くようにするためである。この場合、ガ
イドセンサ１０ａ、１０ｂはスピードスプレーヤの車体
１２を曲線路に沿って旋回させる操舵機構に連動してそ
の向きが変わるように設定される。すなわち、操舵機構
の動きによって外側のガイドセンサ１０ａはほぼ回転中
心に向くように動き、内側のガイドセンサ１０ｂは初期
設定した後退角よりもさらに深く後退傾斜するように動
く。

【００１２】ガイドセンサ１０ａ、１０ｂの配置を初期
設定であらかじめ後退角をもたせるようにしているの
は、スピードスプレーヤが曲線路を進行する際に車体の
操舵機構に連動して外側に外れたガイドセンサが回転中
心を向くようにするためであり、誘導線１４に対しこの
外側のガイドセンサを直交向きにすることによって誘導
電流を感知しやすくするためである。一方、内側のガイ
ドセンサについてはほぼ誘導線１４の近傍にあるから誘
導線１４の接線方向に対して直交させず傾けておいても
十分に誘導電流を感知することが可能である。

【００１３】本実施形態のガイドセンサ１０ａ、１０ｂ
の配置および制御方法はスピードスプレーヤが曲線路を
通過する際に内側のガイドセンサと外側のガイドセンサ
で生じる誘導電流の差を小さくし、ガイドセンサ１０
ａ、１０ｂの誘導電流の変動を的確に検知できるように
し、その検知結果に基づいて車体１２を的確に誘導でき
るようにする点にある。そして、実施形態ではスピード
スプレーヤの操舵機構にガイドセンサ１０ａ、１０ｂの
動きを連動させることによって誘導線１４からのガイド
センサ１０ａ、１０ｂのずれを的確に検知できるように
するとともに、スピードスプレーヤの操舵機構を簡易に
かつ確実にできるようにしている。

【００１４】図３はガイドセンサ１０ａ、１０ｂの取り
付け部分を拡大して示す斜視図である。１６ａ、１６ｂ
はガイドセンサ１０ａ、１０ｂを支持するセンサーステ
ーである。センサーステー１６ａ、１６ｂは平面形状を
略Ｌ字状に形成した板体であり、支持プレート１８の両
端部に各々支持軸２０ａ、２０ｂを介して水平面内で回
動自在に支持する。センサーステー１６ａ、１６ｂは支
持プレート１８に取り付けた状態で中心線に対して対称
配置とする。支持プレート１８は車体１２に固定設置
し、ガイドセンサ１０ａ、１０ｂは車体１２の中心線に
対して対称に配置する。

【００１５】２２はセンサーステー１６ａ、１６ｂを相
互に連繋して支持するための連結ステーである。連結ス
テー２２は支持プレート１８の一方の側縁側から延出す
るセンサーステー１６ａ、１６ｂの延出片１７ａ、１７
ｂの各々にピン止めし、センサーステー１６ａ、１６ｂ
を互いに連繋して回動可能としている。連結ステー２２
は延出片１７ａ、１７ｂを支持する支持間隔を適宜設定
することによって、センサーステー１６ａ、１６ｂの後
退角を任意に設定できる。実施形態ではセンサーステー
１６ａ、１６ｂの後退角を１０°程度としている。ガイ
ドセンサ１０ａ、１０ｂはセンサーステー１６ａ、１６
ｂの下面に固定され連結ステー２２の作用により連動し
て回動移動することになる。

【００１６】２４は車体の操舵機構に連動してセンサー
ステー１６ａ、１６ｂを回動させるプッシュプルケーブ
ルである。プッシュプルケーブル２４はその作動端がセ
ンサーステー１６ａの延出片１７ａに係止され、プッシ
ュプルケーブル２４によって延出片１７ａが押動される
ことによってセンサーステー１６ａが回動し、それとと
もに連結ステー２２を介してセンサーステー１６ｂが回
動する。２６はプッシュプルケーブル２４を支持するケ
ーブル固定金具である。

【００１７】図４に実施形態のスピードスプレーヤの操
舵機構の概略図を示す。同図で３０は油圧シリンダ、３
１は油圧ホース、３２はステアリングベルクランク、３
４はタイロッド、３６はナックルアームである。３８は
右フロントタイヤ、４０は左フロントタイヤである。こ
れらの操舵機構は有人の場合にはハンドルを回転駆動す
ることにより油圧シリンダ３０を介してステアリングベ
ルクランク３２が回動し、タイロッド３４を介してナッ
クルアーム３６が回動しタイヤ回動するという作用にな
る。

【００１８】実施形態ではセンサーステー１６ａの延出
片１７ａに一端を係止したプッシュプルケーブル２４の
他端をステアリングベルクランク３２に係止し、ステア
リングベルクランク３２の回動に連動してセンサーステ
ー１６ａ、１６ｂを回動するよう構成している。すなわ
ち、スピードスプレーヤの操舵機構に連動してガイドセ
ンサ１０ａ、１０ｂの向きが変わる。これらプッシュプ
ルケーブル２４、ステアリグベルクランク３２、センサ
ーステー１６ａ、１６ｂ等が連繋機構を構成する。

【００１９】図２は実施形態のスピードスプレーヤが無
人走行する様子を示す。上述したように実施形態のスピ
ードスプレーヤでは車体１２の操舵機構に連動してセン
サーステー１６ａ、１６ｂが回動移動するよう構成して
いるから、図のように車体１２が直線路から曲線路に進
んでいきガイドセンサ１０ａ、１０ｂによって誘導線１
４からの位置ずれが検知されると操舵機構によって車体
１２が旋回方向に駆動され、それとともにプッシュプル
ケーブル２４によってセンサーステー１６ａ、１６ｂが
回動して誘導線１４の外側にあるガイドセンサが回転中
心に向き誘導線１４による誘導電流を感知しやすい状態
とし、曲線路においても的確な誘導走行を可能にする。

【００２０】なお、無人の誘導走行においては、ガイド
センサ１０ａ、１０ｂからの検知信号が制御ユニットに
入力され、電磁比例弁が作動され、油圧シリンダ３０か
らステアリングベルクランク３２に駆動力が伝達されて
車体１２の進行方向が制御される。ガイドセンサ１０
ａ、１０ｂによって随時誘導線１４との位置ずれがチェ
ックされることによってスピードスプレーヤの進行方向
が修正されて確実な誘導走行がなされる。

【００２１】ガイドセンサ１０ａ、１０ｂの向きは車体
１２の操舵機構の動きに連動しているから曲線路におけ
る旋回半径によって操舵角も異なり、したがってセンサ
ーステー１６ａ、１６ｂの回動角も異なるものであり、
異なる旋回半径の場合には必ずしもガイドセンサ１０
ａ、１０ｂが正確に中心に向くとは限らない。しかしな
がら、車体の操舵角が小さい場合にはガイドセンサ１０
ａ、１０ｂの回動角も小さく、車体の操舵角が大きい場
合にはガイドセンサ１０ａ、１０ｂの回動角が大きくな
るという操舵角に追従する作用によって好適な誘導性能
を発揮することが可能になる。

【００２２】通常、圃場でスピードスプレーヤを無人で
誘導する場合はおよその旋回半径を設定して行うから、
使用しようとするスピードスプレーヤの操舵機構とのか
ねあいでガイドセンサ１０ａ、１０ｂの後退角や曲線路
を通過する際におけるガイドセンサ１０ａ、１０ｂの回
動角を適宜設定するようにすればよい。ガイドセンサ１
０ａ、１０ｂの後退角としては５°〜２０°程度が適当
である。後退角をあまり大きくとり過ぎると直線路の走
行で誘導線１４からの誘導電流の感知性能が劣化するか
らである。ガイドセンサ１０ａ、１０ｂに後退角を設け
ることは直線路での誘導性を若干犠牲にするが、その分
曲線路における誘導走行性を高めて全体として好適な誘
導走行を可能にする。

【００２３】なお、上記実施形態ではガイドセンサ１０
ａ、１０ｂを回動させる連繋機構としてスピードスプレ
ーヤの操舵機構に機械的にセンサーステー１６ａ、１６
ｂを連繋する構成としたが、連繋機構は機械的方法に限
らず電気的制御によって操舵機構と連動してガイドセン
サ１０ａ、１０ｂの回動を制御するように構成してもよ
い。実施形態の構成は従来のガイドセンサ１０ａ、１０
ｂを設置したスピードスプレーヤに対して容易に適用で
きるという点で有効である。

【００２４】図５〜７は上記実施形態と同様に一対のガ
イドセンサ１０ａ、１０ｂを利用してスピードスプレー
ヤを誘導走行させる他の実施形態を示す。ガイドセンサ
１０ａ、１０ｂを誘導線を跨いでその両側に配置するこ
と、ガイドセンサ１０ａ、１０ｂをスピードスプレーヤ
の進行方向に対し１０°程度の後退角をもたせて配置す
ること、スピードスプレーヤの操舵機構に連動してガイ
ドセンサ１０ａ、１０ｂの向きを可変に構成したことは
上記実施形態と同様である。

【００２５】本実施形態で特徴とする点は、上記実施形
態では一つの支持プレート１８の両端にガイドセンサ１
０ａ、１０ｂを軸支したのに対し、車体フレーム５０の
右サイドと左サイドに各別に支持プレート１８ａ、１８
ｂを取り付け、各々の支持プレート１８ａ、１８ｂにガ
イドセンサ１０ａ、１０ｂを回動可能に取り付けた点に
ある。支持プレート１８ａ、１８ｂには支持軸２０ａ、
２０ｂを介してセンサーステー１６ａ、１６ｂを取り付
け、センサーステー１６ａ、１６ｂにガイドセンサ１０
ａ、１０ｂを支持する。センサーステー１６ａ、１６ｂ
は連結ステー２２によって相互に連結され、これによっ
てセンサーステー１６ａ、１６ｂが連動して回動する。

【００２６】ガイドセンサ１０ａ、１０ｂと操舵機構と
の連動は、図５に示すように、ステアリングベルクラン
ク３２とプッシュロッド２４ａ、２４ｂを介してセンサ
ーステー１６ａを連繋することによる。図７に示すよう
にセンサーステー１６ａと回動ステー５２とは支持軸２
０ａの両端に固定され、センサーステー１６ａと回動ス
テー５２とは支持軸２０ａを介して一体に回動する。プ
ッシュロッド２４ａは回動ステー５２に連結しているか
ら、プッシュロッド２４ａの押動操作により回動ステー
５２が回動駆動され、これと連動してセンサーステー１
６ａが回動し、連結ステー２２を介して他方のセンサー
ステー１６ｂが回動する。

【００２７】このように、本実施形態においてステアリ
ングベルクランク３２の回動操作に連動してセンサース
テー１６ａ、１６ｂが回動し、ガイドセンサ１０ａ、１
０ｂの向きが自動的に調節される構成は前述した実施形
態と同様である。本実施形態では、前述したように車体
フレーム５０の左右のフレームに支持プレート１８ａ、
１８ｂを取り付ける構成としたが、このように構成する
と、前述した実施形態のように単独の支持プレート１８
にガイドセンサを取り付ける方法にくらべてガイドセン
サの搭載位置を変更したりガイドセンサの取り付け間隔
を変更したりすることが容易にできるという利点があ
る。これによって、車体幅が異なる他機種への搭載も容
易になる。実際、支持プレート１８ａ、１８ｂの設置間
隔を変える場合は最低、連結ステー２２のみを交換する
だけで済ませられる。

【００２８】ガイドセンサ１０ａ、１０ｂに生じる誘導
電流は、ガイドセンサ１０ａ、１０ｂが設置される地上
高によって影響されるから、ガイドセンサ１０ａ、１０
ｂの設置間隔は、ガイドセンサ１０ａ、１０ｂの地上高
が低い場合には狭くでき、ガイドセンサ１０ａ、１０ｂ
の地上高が高い場合には広くする必要がある。本実施形
態の場合は、このようにガイドセンサ１０ａ、１０ｂの
設置間隔を調節する場合にも好適に適用することができ
るという利点がある。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係るスピードスプレーヤは、上
述したように、スピードスプレーヤの操舵機構に連動し
てガイドセンサの向きを変える連繋手段を設けたことに
より、誘導線に対して的確にスピードスプレーヤを走行
させることが可能になる。とくに曲線路での誘導線に対
する追従性を向上させることができ、誘導路からの逸脱
を確実に防止することが可能になる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスピードスプレーヤでのガイドセ
ンサの平面配置を示す説明図。

【図２】本発明に係るスピードスプレーヤの走行状態を
示す説明図。

【図３】ガイドセンサの取り付け部分の構造を示す斜視
図。

【図４】スピードスプレーヤの操舵機構とガイドセンサ
との連繋機構を示す説明図。

【図５】スピードスプレーヤの操舵機構とガイドセンサ
との連繋機構の他の実施形態の平面図。

【図６】スピードスプレーヤの操舵機構とガイドセンサ
との連繋機構の他の実施形態の側面図。

【図７】スピードスプレーヤの操舵機構とガイドセンサ
との連繋機構の他の実施形態の斜視図。

【図８】誘導線とコイルセンサによる誘導原理を示す説
明図。

【符号の説明】

１０ａ、１０ｂ ガイドセンサ １２ 車体 １４ 誘導線 １６ａ、１６ｂ センサーステー １７ａ、１７ｂ 延出片 １８、１８ａ、１８ｂ 支持プレート ２０ａ、２０ｂ 支持軸 ２２ 連結ステー ２４ プッシュプルケーブル ２４ａ、２４ｂ プッシュロッド ３０ 油圧シリンダ ３２ ステアリングベルクランク ３４ タイロッド ３６ ナックルアーム ５０ 車体フレーム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体の前車軸よりも前側の車体底部に、
   圃場に敷設した誘導線を誘導電流によって検知するガイ
   ドセンサを取り付けたスピードスプレーヤにおいて、 前記ガイドセンサを前記車体の中心線を挟む対向位置に
   一対配置し、 曲線路走行時に車体の操舵角に連動して回転外側のガイ
   ドセンサを車体の旋回中心方向に向けて回動させる操舵
   機構とガイドセンサとの連繋手段を設けたことを特徴と
   するスピードスプレーヤ。
2. 【請求項２】 車体の中心線を挟む対向位置に一対配置
   するガイドセンサを直線路走行時に前記中心線に直交す
   る向きに対し各々後退角を設けて設置し、 車体の操舵機構の操舵角に連動して回転外側のガイドセ
   ンサを回動させる連繋手段を設けたことを特徴とする請
   求項１記載のスピードスプレーヤ。
3. 【請求項３】 車体底部の中心線上に中心線に直交する
   向きに支持プレートを取り付け、 該支持プレートの両端に各々ガイドセンサを支持する一
   対のセンサーステーを回動自在に取り付け、 連結ステーにより前記センサーステーに後退角を設けて
   各々のセンサーステーを連繋し、 車体の操舵機構と前記センサーステーとを連繋機構によ
   り連繋することにより操舵角に応じて前記センサーステ
   ーを回動可能としたことを特徴とする請求項１記載のス
   ピードスプレーヤ。
4. 【請求項４】 車体フレームの左右に各別に支持プレー
   トを取り付け、 該支持プレートの各々にガイドセンサを支持するセンサ
   ーステーを回動自在に取り付け、 連結ステーにより前記センサーステーに後退角を設けて
   各々のセンサーステーを連繋し、 車体の操舵機構と前記センサーステーとを連繋機構によ
   り連繋することにより操舵角に応じて前記センサーステ
   ーを回動可能としたことを特徴とする請求項１記載のス
   ピードスプレーヤ。
5. 【請求項５】 操舵機構のステアリングベルクランクと
   センサーステーとをプッシュプルケーブルあるいはプッ
   シュロッドを介して連繋したことを特徴とする請求項３
   または４記載のスピードスプレーヤ。