JPH088412Y2 - 角度検出器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、主として汎用形コンバインなどの自動走行
作業機に用いる角度検出器に関する。

（従来の技術） 従来、この種自動走行作業機は、磁気方位センサーを
機体の一部に取付け、該磁気方位センサーで前記機体の
角度を検出し、この検出結果に基づき前記機体の方向制
御を行つて自動走行させるようにしている。

また、以上のように使用される磁気方位センサーは、
後述するように、２つの出力部を備え、該各出力部から
の出力値をそれぞれ角度に対し異ならしめるようにして
おり、斯くすることにより前記各出力部の出力値に基づ
く角度をそれぞれ検出し、この検出結果により前記機体
の方向制御を出来るだけ正確に行うようにしている。

（考案が解決しようとする課題） ところで前記磁気方位センサーは、作業機のボティを
構成する鉄板などの金属構成部材に取付けられているこ
とから、この金属構成部材による影響を受けて、前記磁
気方位センサーの特性が変化するのである。

第６図は、縦軸に前記磁気方位センサーの出力電圧
（Ｖ）を、横軸に角度（θ）をとった前記磁気方位セン
サーの特性を示しており、該図において実線で示すグラ
フは、地磁気による前記磁気方位センサーの特性を、ま
た点線で示すグラフは、前記磁気方位センサーが鉄板な
どの金属構成部材で影響を受けた特性をそれぞれ示して
いる。

以上の第６図から明らかなごとく、前記磁気方位セン
サーの地磁気による特性は、該磁気方位センサーの各出
力部からの出力値（A,B）に基づいて角度（θ１）が検
出されるのであるが、前記磁気方位センサーの特性は、
前記金属構成部材による影響で、点線で示したように変
化してしまっているために、前記各出力部の出力値（A,
B）に基づいて検出される実際の角度は（θ1,θ２）と
なる。

従って以上のような磁気方位センサーでは、正確な角
度検出が困難で、これに伴い前記機体の正確な方向制御
も出来なかったのである。

要するに、従来の磁気方位センサーは、鉄板を用いた
機体に取付けられるから、該機体の影響を受け、そのセ
ンサ出力が絶対方位と対応しないため、一定の方位を記
憶させてその方向を保つような制御には適するが、機体
を一定角度に回行させるための制御には使用できないの
である。

本考案は以上のような問題点に鑑みてなしたものであ
り、その目的は、たとえ前記磁気方位センサーが鉄板な
どの金属構成部材に取付けられて、前記磁気方位センサ
ーの特性が変化するようなことがあっても、正確な角度
を簡易に検出することができて、しかも、金属構成部材
等への組付性を向上することができる角度検出器を提供
しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案では、静止部材に
支持軸（10）を介して回転自在に支持される回転台
（６）と、この回転台（６）に支持された磁気方位セン
サー（５）及びモータ（71）と、前記静止部材における
前記支持軸（10）の周りに固定される固定ギヤ（77）
と、前記モータ（71）に連動して回転し、かつ、前記固
定ギヤ（77）に噛合して公転する公転ギヤ（76）と、前
記磁気方位センサー（５）の出力が予め設定するセット
値になるように前記モータ（71）に駆動指示を与える駆
動指示手段（８）と、前記回転台（６）の回転角度を検
出する角度検出手段（９）とを備えていることを特徴と
するものである。

（作用） 静止部材に支持軸（10）を介して回転自在に支持され
る回転台（６）に、磁気方位センサー（５）と、該磁気
方位センサー（５）の出力が予め設定するセット値にな
るように前記回転台（６）を回転させるモータ（71）と
を支持するから、煩雑なスリップリングなどを用いるこ
となく、磁気方位センサー（５）からの出力値を簡易に
検出でき、検出器全体の構造を簡単にできて、コストを
低減できるのである。

しかも、磁気方位センサー（５）とモータ（71）と駆
動指示手段（８）とを予めユニットにできる上、更に、
静止部材に固定ギヤ（77）を固定すると共に、モータ
（71）に連動して回転し、かつ、前記固定ギヤ（77）に
噛合して公転する公転ギヤ（76）を設けて、前記回転台
（６）を回転させるから、コンバインなどの自動走行作
業機に組付ける場合でも、固定ギヤ（77）と前記ユニッ
トの支持軸（10）とを静止部材に支持するだけの簡単な
作業で組付けることができ、組付け性を向上できて、自
動走行作業機のコストを低減し得るのである。

また、以上の如く構成する角度検出器を前記自動走行
作業機に適用する場合、機体を次のように制御できる。

即ち、前記自動走行作業機により作業を開始する場
合、先ず、機体を進行したい方向に向けると共に、所定
方向に向いたときにセットボタンを押すなどの操作によ
り、このときのセンサ出力値をセット値として記憶させ
る。このセット値は前記機体の構成部材による影響をも
とに設定される。

そして、自動走行時において、機体の進行方向が、作
業初期に予め設定したセット方向からずれたときには、
前記磁気方位センサー（５）の出力値が前記セット値に
対し変化するのであり、このとき前記駆動指示手段
（８）から前記モータ（71）に駆動指示信号が出力され
て、該モータ（71）を介して前記回転台（６）が、前記
磁気方位センサー（５）の出力値が前記セット値と同一
となるように角度修正される。

そして、前記モータ（71）による前記回転台（６）の
修正角度が前記角度検出手段（９）で検出され、この検
出値に基づいて前記機体が正確に方向制御されるのであ
る。

即ち、例えば機体を予めセットしたセット方向に直進
させる場合には、前記角度検出手段（９）で検出される
回転角度がゼロになるように機体の走行部を制御するの
である。

また、例えば機体を左へ90°回転させる制御を行う場
合には、機体を回転させた後の前記角度検出手段（９）
で検出される回転角度が、左へ90°になるように、前記
機体の走行部を制御するのである。

このように、自動走行作業機に適用する場合、機体に
よる影響に拘わらず、機体の角度検出を行うことができ
るのである。

（実施例） 実施例について、図面を参照して説明する。

第４図は本考案角度検出器を用いる適用例として、自
動走行形、汎用形コンバインの全体構造を示しており、
機体（１）の下部で左右両側に、それぞれ走行装置
（２）を設けると共に、前記機体（１）の上部に鉄板な
どの金属カバー（3a）で覆われた脱穀装置（３）を搭載
する一方、前記機体（１）の前方部に、掻込リール（4
1）と掻込ドラム（42）及び刈刃（43）などを備えた刈
取装置（４）を設けている。

また、前記脱穀装置（３）における前記金属カバー
（3a）の上部位置には、磁気方位センサー（５）を取付
け、該センサー（５）で方位角を検出し、この検出値に
基づいて前記コンバインを作業地の外周などに沿って自
動走行させるようにしている。

しかして以上のような汎用形コンバインにおいて、第
３図及び第４図に示すように、前記磁気方位センサー
（５）を、前記金属カバー（3a）から成る静止部材にベ
アリング（11）及び支持軸（10）を介して回転自在に支
持された回転台（６）の上面に取付け、該回転台（６）
と前記金属カバー（3a）との間に、前記回転台（６）を
駆動回転させるモータ（71）をもった駆動手段（７）を
介装すると共に、前記磁気方位センサー（５）からの出
力値が予め設定するセット値になるように前記駆動手段
（７）のモータ（71）に駆動指示信号を出力する駆動指
示手段（８）を設ける一方、前記金属カバー（3a）の内
部に、前記回転台（６）の回転角度を検出する角度検出
手段（９）を設けたのである。

尚、前記セット値は、前記金属カバー（3a）の影響で
変化する出力を基準に角度が算出できるように設定する
のである。

具体的には、第３図で詳しく示したごとく、前記回転
台（６）の中央部下面に、下方に向けて突出する前記支
持軸（10）を一体に取付け、この支持軸（10）を前記金
属カバー（3a）にベアリング（11）を介して支持するこ
とにより、前記回転台（６）を前記金属カバー（3a）の
上部側に所定空間をおいて回転可能に支持させる。

また、前記回転台（６）の駆動手段（７）は、第３図
で明らかなごとく、前記回転台（６）の上面に前記磁気
方位センサー（５）と横方向に間隔を隔てて対向状に支
持された前記モータ（71）と、該モータ（71）のモータ
軸（72）に固定された傘歯車から成る駆動ギヤ（73）
と、前記金属カバー（3a）の上面で前記支持軸（10）の
外周部位に一体状に固定された固定ギヤ（77）と、前記
駆動ギヤ（73）に噛合する従動ギヤ（74）を上端部にも
ち、かつ、前記回転台（６）に上下方向に向けて貫通支
持された連動軸（75）と、該連動軸（75）の下端部に取
付けられ、前記固定ギヤ（77）に噛合して公転する公転
ギヤ（76）とから成り、前記モータ（71）の駆動に伴い
前記駆動ギヤ（73）及び従動ギヤ（74）を介して前記公
転ギヤ（76）を回転させることにより、この公転ギヤ
（76）を前記第４ギヤ（77）の外周囲に沿って公転さ
せ、これに伴い前記回転台（６）を前記モータ（71）の
駆動力で回転させるようにしている。

更に、前記角度検出手段（９）としては、例えばポテ
ンショメータ（91）を使用し、このポテンショメータ
（91）を前記金属カバー（3a）の下部側で前記支持軸
（10）の突入外周部位に取付けた被覆カバー（92）に内
装し、該カバー（92）内に突入される前記支持軸（10）
の回転で、前記ポテンショメータ（91）の電圧変化を検
出して、前記回転台（６）の回転角度を検出するように
なすのである。

しかして、第１図で明らかにしたごとく、コンピュー
タにおける中央処理装置（CPU）の入力側に、前記磁気
方位センサー（５）と前記ポテンショメータ（91）から
成る角度検出手段（９）とをそれぞれ接続すると共に、
前記中央処理装置（CPU）の出力側に、前記駆動手段
（７）のモータ（71）に駆動指示信号を出力する前記駆
動指示手段（８）と、前記左右走行装置（２）を操向制
御するソレノイド（SoL−Ｒ）（SoL−Ｌ）とをそれぞれ
接続する一方、前記駆動指示手段（８）の出力側に前記
駆動手段（７）を接続させる。

次に、以上のごときコンバインの制御態様を、第２図
のフローチャートに基づいて説明する。

前記コンバインを作業地の外周などに沿って自動走行
させる場合には、先ずスタート時に、前記コンバインを
作業地の外周に合わせて、その信号方向を定め、機体が
その進行方向に向いたとき、セットボタン（10）を操作
して、このときの前記センサー（５）から出力する出力
値をセット値として記憶させる。このセット値は、前記
磁気方位センサー（５）が取付けられる前記金属カバー
（3a）による影響をもとに設定される。そして、前記走
行装置（２）を駆動して自動走行させるとき、予め記憶
しているセット値に対し、前記磁気方位センサー（５）
の出力値が大であるか否かが、前記中央処理装置（CP
U）において判断され、イエスの場合、即ち前記磁気方
位センサー（５）からの出力値が前記セット値に対して
大であるときには、前記駆動指示手段（８）から前記駆
動手段（７）のモータ（71）に、前記出力値がセット値
に対し小となるような駆動指示信号が出力されて、前記
駆動手段（７）を介して前記回転台（６）が回転され、
これに伴い前記磁気方位センサー（５）の出力値が前記
セット値と同一となるように修正される。

また、前記中央処理装置（CPU）で判断される結果が
ノーの場合には、前記磁気方位センサー（５）の出力値
が前記セット値に対し小であるか否かが判断されて、ノ
ーの場合にはリターンされ、イエスの場合には、つまり
前記磁気方位センサー（５）からの出力値が前記セット
値に対して小であるときには、前記駆動指示手段（８）
から前記駆動手段（７）のモータ（71）に、前記出力値
がセット値に対し大となるような駆動指示信号が出力さ
れて、前記駆動手段（７）を介して前記回転台（６）が
回転され、これに伴い前記磁気方位センサー（５）の出
力値が前記セット値と同一となるように修正される。

更に、第５図に基づいて詳しく説明すると、前記コン
バインの作業地における自動走行時に、該作業地の外周
（Ｅ）に対し前記機体（１）の角度が変位して、同図の
実線矢印で示したように、前記外周（Ｅ）に対し平行と
なるようにセットされた前記磁気方位センサー（５）の
セット位置に対して、該磁気方位センサー（５）が点線
矢印で示したように回転位置されたときには、前記磁気
方位センサー（５）の出力値が、予め設定された前記セ
ット値に対し変化するのであり、従って、このとき前記
駆動指示手段（８）から前記駆動手段（７）のモータ
（71）に駆動指示信号が出力されて、該駆動手段（７）
を介して前記回転台（６）が前記機体（１）の変位方向
と逆方向に回転され、前記磁気方位センサー（５）が前
記セット位置（実線矢印位置）となるように角度修正さ
れるのである。

そして、前記駆動手段（７）による前記回転台（６）
の修正角度が、前記角度検出手段（９）のポテンショメ
ータ（91）で検出され、この検出値に基づいて前記左右
各走行装置（２）のソレノイド（SoL−Ｒ）（SoL−Ｌ）
が制御され、前記機体（１）の方向修正が行われる。

（考案の効果） 以上説明したように本考案は、静止部材に支持軸（1
0）を介して回転自在に支持される回転台（６）に、磁
気方位センサー（５）と、該磁気方位センサー（５）の
出力が予め設定するセット値になるように前記回転台
（６）を回転させるモータ（71）とを支持するから、煩
雑なスリップリングなどを用いることなく、磁気方位セ
ンサー（５）からの出力値を簡易に検出でき、検出器全
体の構造を簡単にできて、コストを低減できるのであ
る。

しかも、磁気方位センサー（５）とモータ（71）と駆
動指示手段（８）とを予めユニットにできる上、更に、
静止部材に固定ギヤ（77）を固定すると共に、モータ
（71）に連動して回転し、かつ、前記固定ギヤ（77）に
噛合して公転する公転ギヤ（76）を設けて、前記回転台
（６）を回転させるから、コンバインなどの自動走行作
業機に組付ける場合でも、固定ギヤ（77）と前記ユニッ
トの支持軸（10）とを静止部材に支持するだけの簡単な
作業で組付けることができ、組付け性を向上できて、自
動走行作業機のコストを低減し得るのであり、更に、た
とえ前記磁気方位センサー（５）が鉄板などの金属構成
部材に取付けられて、前記磁気方位センサー（５）の特
性が変化していても、正確な角度を検出できるのであっ
て、例えばコンバインなどの自動走行作業機に適用した
場合、この作業機の角度検出により、正確な方向制御を
行い得るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる角度検出器の制御ブロック図、
第２図はフローチャート図、第３図は本考案角度検出器
の一実施例を示す一部切欠側面図、第４図は本考案角度
検出器を適用する汎用形コンバインの側面図、第５図は
第４図に示した作業機の制御態様を示す説明図、第６図
は磁気方位センサーの出力特性図である。 （５）……磁気方位センサー （６）……回転台 （７）……駆動手段 （８）……駆動指示手段 （９）……角度検出手段 （10）……支持軸 （71）……モータ （76）……公転ギヤ （77）……固定ギヤ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】静止部材に支持軸（10）を介して回転自在
   に支持される回転台（６）と、この回転台（６）に支持
   された磁気方位センサー（５）及びモータ（71）と、前
   記静止部材における前記支持軸（10）の周りに固定され
   る固定ギヤ（77）と、前記モータ（71）に連動して回転
   し、かつ、前記固定ギヤ（77）に噛合して公転する公転
   ギヤ（76）と、前記磁気方位センサー（５）の出力が予
   め設定するセット値になるように前記モータ（71）に駆
   動指示を与える駆動指示手段（８）と、前記回転台
   （６）の回転角度を検出する角度検出手段（９）とを備
   えていることを特徴とする角度検出器。