JPS6366482B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動ステアリング装置を有する自動
走行式刈取作業車、詳しくは、未刈側と既刈側と
の区別を検出するセンサーと、これらセンサーの
出力信号に基いて未刈側と既刈側の境界に沿つて
走行するように操向車輪をステアリングする信号
を発する倣い制御装置とを具備した自動走行式刈
取作業車に関する。

この様な刈取作業車にあつては、芝刈地までの
走行巾とか又、機体の向きを反転させるときとか
の、所謂回向時に於ては、操向車輪を大きくステ
アリングして、小さな曲率半径で回向する必要が
あるから操向車輪のステアリング可動範囲を広く
とれることが望ましい。しかし、刈取作業中の倣
い制御による走行時には、操向車輪が大きくステ
アリングすると、曲りすぎて逆方向のステアリン
グ操作を繰り返すといつたいわゆるハウンチング
をひき起しやすく、刈跡がうねつて美観を損な
う。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので
あつて、その目的は、操向車輪の可動範囲は広く
とれるものでありながら、倣い走行時には急激に
回向すること抑制し得る自動走行式刈取作業車を
提供せんとすることにある。

この目的を達成すべく、本発明による自動走行
式刈取作業車は、前記操向車輪のステアリング位
置を検出する手段と、この検出手段からの信号に
基いて操向車輪のステアリング位置を中立に戻す
信号を発する中立制御装置と、前記倣い制御装置
からの信号と前記中立制御装置からの信号とを間
欠的に切り替える手段とを備えていることを特徴
とする。

かかる特徴構成故に、短時間の間隔で回行と直
進を繰り返すという操向が可能となるものである
から、平均として大きな曲率半径で回向できて、
境界の方向に急激で大きな変化が在るときには、
なめらかにその境界に沿うように自動走行させら
れ、前述の欠点が生じ得ないだけでなく、境界の
小さな変化には、局所的には大きなスラアリング
角をとれるので、境界に常に良好に追従させるこ
ともできるのである。

以下、図面に基いて本発明の実施例を説明す
る。

第１図は、本発明による自動走行式刈取作業車
の一例としての芝刈機による芝刈作業の手順を示
し、芝刈地の外周部Ｍについて人為的に予め刈取
り作業を行い回向用地とし、その一辺に芝刈機を
配して自動走行させると、後は完全に図に示され
る様なコースをたどつて自動的に往復刈りによる
芝刈り作業を行なうように構成してある。

第３図は、機体の操向用車輪１，１のステアリ
ング用油圧回路で、この前輪１，１は油圧シリン
ダ２で操向操作される。油圧シリンダ２は電磁バ
ルブ３を介して油圧ポンプ４に連結され、この電
磁バルブ３の左右ソレノイド５，６を制御回路で
作動させる。

第２図は、右と左の倣いセンサー７，８の配置
を示し、これらセンサー７，８は対向型光センサ
ー９，１０，１１，１２により、未刈芝を検出す
るもので、光センサ９…はセンサーに光が入ると
Low信号を発生し、遮断されるとhigh信号が発
生するので、既刈地にある場合はLow₁…を未
刈地にある場合はhighレベルの信号S₁…を出力す
る。

芝刈作業をするときには、機体の既刈地側の倣
いセンサー７又は８を用い、機体中央側寄りの光
センサー１０又は１１にて未刈地を検出し、他方
の光センサー９又は１２にて既刈地検出となる状
態を基準とし、この基準に合うように機体を操向
するものである。

第４図は、制御回路を示し、この制御回路は前
記倣いセンサー７，８により検出された信号に基
いて境界に沿う様にスラアリング信号を発生する
倣い制御回路１３と、操向車輪である前輪１，１
をスラアリングの中立位置に戻す信号を発生する
中立制御回路１４と、両者の信号を間欠的に切り
替える回路１５と、芝刈地の外周既刈地で機体を
回向させるためステアリングの信号を発生する回
向制御回路１６とから構成されている。１７は表
示装置である。

前記中立制御回路１４は、前輪１に設けられス
テアリング角を電圧として出力するポテンシヨメ
ータから成るステアリング位置検出手段１８の出
力と、中立位置の基準電圧を出力する設定器１９
の出力とが差動アンプA₁に入力され、この差動
アンプA₁の出力はコンパレータA₂及びA₃に入力
されている。コンパレータA₂は差動アンプA₁の
出力が負で絶対値が一定値以上の時、一定のhigh
レベル出力を発し、一方、コンパレータA₃は差
動アンプA₁の出力が正で一定値以上の時highレ
ベル信号を発する。コンパレータA₂の出力は、
切り替え制御回路１５のANDゲートG₅₂及びOR
ゲートG₅₆を介して、電磁弁３の一方のソレノイ
ド６に入力され、他方のコンパレータA₃の出力
も同様に他方のソレノイド５に入力され、ソレノ
イド５，６を作動させる。

従つて、操向車輪１，１のステアリング角が所
定以上の時、常に操向車輪１，１のスラアリング
位置を中立に戻す様にソレノイド５，６を作動さ
せる信号が中立制御回路１４から発せられる。

一方、倣い制御回路１３は光センサー９…の信
号に基いてソレノイド５，６を作動させる信号を
ORゲートG₂₈，G₂₉から発生させる。これら信号
はORゲートG₁，G₂を通り切り換え制御回路１５
のゲートG₅₄，G₅₅に入力される。

そして、切り替え制御回路１５は、パルス発生
器PGを有し、このパルス発生器PGからの出力が
ゲートG₅₁に入力される。このゲートG₅₁は、回
向制御回路１６のゲートG₁₁の出力がhighレベル
S₁・₂・₃・₄）で閉じるので、倣い制御による
芝刈作業時にはこの出力はLowレベルで、ゲー
トG₅₁は開き前記パルス発生器PGのパルスが通過
する。

このゲートG₅₁のパルス出力がhighレベルの時
はアンドゲートG₅₂，G₅₃が開き、前記中立制御
回路１３の信号がソレノイド５，６に入力され、
この信号に基づいてソレノイド５，６が作動す
る。この時、パルスはインバータN₅₁を介してア
ンドゲートG₅₄，G₅₅に入力されているので、こ
れらゲートG₅₄，G₅₅は閉じられ、前記倣い制御
回路１３の信号は遮断される。逆に、ゲートG₅₁
のパルス出力がLowベルの時はゲートG₅₂，G₅₃
が閉じ、ゲートG₅₄，G₅₅が開くので、倣い制御
回路１３の信号がソレノイド５，６に入力される
ことになる。

以下、倣い制御回路１３及び回向制御回路１６
について説明する。

前記４つの光センサー９〜１２からの各信号論
理を反転する４つのNOT回路N₁〜N₄と、該
NOT回路N₁〜N₄の出力及び前記光センサー９〜
１２の出力を適宜入力とし、回向方向を制御する
回向制御回路１６と、走行中の未刈芝、既刈芝の
境界に対する倣いを制御する倣い制御回路１３
と、該走行制御回路１２及び前記回向制御回路１
６とより夫々出力される左右方向のステアリング
制御信号を入力とする２つのOR回路G₁，G₂と、
該OR回路G₁，G₂の論理出力により駆動される左
右の各ステアリング用ソレノイド回路５，６とに
より構成される。

前記回向制御回路１６は、前記芝地の状態を示
す論理出力、すなわち、４つの光センサー９〜１
２が全て前記回向用地Ｍにある場合HIGHレベル
を出力する第１のAND回路G₁₁と、前記芝刈機が
左側に既刈地を隣接する場合にHIGHレベルを出
力する第２のAND回路G₁₂と、前記芝刈機が右側
に既刈地を隣接する場合にHIGHレベルを出力す
る第３のAND回路G₁₃と、上記第２のAND回路
G₁₂の出力をリセツト端子Ｒに入力し、上記第３
のAND回路G₁₃の出力をセツト端子Ｓに入力し、
一対の論理出力Q₁，Q₁を発生するフリツプフロ
ツプF₁と、該フリツプフロツプF₁の上記出力Q₁，
Q₁を夫々各一方の入力とし、上記第１のAND回
路G₁₁の出力を他方の入力とするふたつの２入力
AND回路G₁₄，G₁₅とにより構成される。

よつて、左方向に回向する場合は上記AND回
路G₁₄より前記OR回路G₁を介して左ステアリン
グ用ソレノイド回路１３にHIGHレベルの信号を
出力し、右方向に回向する場合は上記AND回路
G₁₅より前記OR回路G₂を介して右ステアリング
用ソレノイド回路６にHIGHレベルの信号を出力
するのである。

倣い制御回路１３は、前記回向制御回路１６と
同様に前記光センサー９のみが既刈地にある場合
HIGHレベルを出力するAND回路G₂₁と前記光セ
ンサー１２のみが既刈地にある場合HIGHレベル
を出力するAND回路G₇₂と、全ての光センサーが
未刈地にある場合HIGHレベルを出力するAND
回路G₁₃と、右側倣いセンサー７、すなわち光セ
ンサー９及び１０が既刈地にある場合HIGHレベ
ルを出力するAND回路G₂₄と、左側倣いセンサー
８、すなわち光センサー１１及び１２が既刈地に
ある場合HIGHレベルを出力するAND回路G₂₅
と、上記AND回路G₂₁の出力をセツト端子Ｓに入
力し、上記AND回路G₂₂の出力をリセツト端子Ｒ
に入力し、前記回向制御回路１６の第１のAND
回路G₁₁の出力をトリガ入力端子Ｔに入力して、
一対の論理出力Q₂，₂を発生するフリツプフロ
ツプF₂と、該フリツプフロツプF₂の上記出力Q₂，
Q₂を夫々各一方の入力とし、上記AND回路G₂₃
の出力を他方の入力とするふたつのAND回路
G₂₆，G₂₇と、該AND回路G₂₆，G₂₇の出力を夫々
各一方の入力とし、上記AND回路G₂₄を他方の入
力とするOR回路G₂₈及び上記AND回路G₂₅を他
方の入力とするOR回路G₂₉とにより構成される。

しかして、前記芝刈機が右側に既刈地を隣接し
て走行する場合は、前記光センサー９はLOWレ
ベルを、光センサー１０〜１２はHIGHレベルを
出力するので、前記第３のAND回路G₁₃のみが
HIGHレベルを出力し、他の第１及び第２の
AND回路G₁₁，G₁₂は全てLOWレベルを出力する
ので、前記フリツプフロツプF₁はセツトされ前
記出力Q₁にHIGHレベル、出力はLOWレベル
となる。

一方、前記芝刈機が左側に既刈地を隣接して走
行する場合は、前記センサー１２はLowレベル、
センサー９〜１１はHIGHレベルを出力するの
で、前記第２のAND回路G₁₂のみがHIGHレベル
を出力し、他の第１及び第３のAND回路G₁₁，
G₁₃は全てLOWレベルを出力するので、前記フリ
ツプフロツプF₁はリセツトされ前記出力Q₁は
LOWレベル、出力₁はHIGHレベルとなる。

しかしながら、上述のごとく、前記フリツプフ
ロツプF₁の各出力Q₁，₁がいずれの状態であつ
ても、前記第１のAND回路G₁₁の出力がLOWレ
ベルであるため、前記ふたつの２入力AND回路
G₁₄，G₁₅はいずれも閉じられてLOWレベルを出
力するので、前記ソレノイド回路１３，１４はい
ずれも作動せず、芝刈機は直進する。

次に、前記芝刈機が回向用地Ｍに進入すると前
記光センサー９〜１２は全てLOWレベルを出力
するので、前記第１のAND回路G₁₁はHIGHレベ
ルを出力し、前記２つのAND回路G₁₄，G₁₅が開
かれ、上述の直進時に予め設定されたフリツプフ
ロツプF₁の出力Q₁，₁の状態、すなわち右側に
既刈地を隣接して走行した場合は、回向用地Ｍに
おいて左ステアリングさせるべくHIGHレベルと
なつている出力Q₁により左ステアリング用ソレ
ノイド回路５を作動させ、左側に既刈地を隣接し
て走行した場合は、回向用地Ｍにおいて、右ステ
アリングさせるべくHIGHレベルとなつている出
力₁により右ステアリング用ソレノイド回路１
４を作動させて芝刈機４は回向用地Ｍにおいて自
動的に正しい方向に方向転換する。

次に、前記芝刈機が上述のごとく走行方向を転
換して芝地の未刈地内に進入すると、前記光セン
サー９〜１２のいずれかがHIGHレベルを出力す
るので、前記第１のAND回路G₁₁の出力はLOW
レベルとなり、前記ふたつの２入力AND回路
G₁₄，G₁₅は閉じられ、前記ソレノイド回路５，
６はいずれも作動を停止し、芝刈機はニユートラ
ル状態となり直進する。

ところで、前記芝刈機は回向用地Ｍにおいて方
向転換した後は、直進するのであるが、このまま
では未刈地を斜めに直進し、既刈地に進入してし
まうので、前記光センサー９〜１２のうち一対と
なつている倣いセンサー７又は倣いセンサー８が
LOWレベルを検出した時に、前記倣い制御回路
１３により、回向用地Ｍにおいて方向転換した方
向とは逆方向にステアリングさせるべく、前記左
右の各ステアリング用ソレノイド回路５，６を作
動動させ、右側端の光センサー９又は左側端の光
センサー１２のみが既刈地、すなわちLOWレベ
ル、他のセンサー１０，１１，１２または９，１
０，１１は全て未刈地、すなわちHIGHレベルを
出力するように、前記倣い制御回路１３のAND
回路G₂₄，G₂₅又は前記回向制御回路１６のAND
回路G₁₁の出力により、フリツプフロツプF₂の状
態を芝刈機４が回向用地Ｍに進入する毎に反転さ
せることにより、ステアリングを制御して、必ず
左右いずれかの既刈地に隣接した未刈地の芝を刈
取る様に自動走行させるものである。

尚、第３図に例示した自動走行制御装置は、左
右一対の倣いセンサー７，８により検出される未
刈芝、既刈芝を示す論理信号をマイクロプロセツ
サー等のコンピユーターに入力して、予め記憶さ
れたプログラムに従い、ステアリング用電磁バル
ブを制御する構成とすることも可能である。更に
倣いセンサー７，８がふたつあるものに限らず、
機体の一側方に１個有するものでも又異なる構造
を有するセンサーを用いたものでもよい。

尚、第５図に示される様に各光センサー９，１
０，１１，１２は受光器ａ側に波形整形のための
積分器ｂが設けられていて、１本１本の芝に反応
するのではなく、所定時間に於ける平均値が信号
として出力されるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自動走行式刈取作業車の実
施例を例示し、第１図は刈取手順を示す図面、第
２図はステアリング用油圧回路図、第３図は倣い
センサーの配置図、第４図は制御回路図、そし
て、第５図はセンサー部の信号処理を示す図面で
ある。 １……操向車輪、９，１０，１１，１２……セ
ンサー、１３……倣い制御装置、１４……中立制
御装置、１５……切り替え制御装置、１８……ス
テアリング位置検出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 未刈側と既刈側との区別を検出するセンサー
   ９，１０，１１，１２と、これらセンサー９，１
   ０，１１，１２の出力信号に基いて未刈側と既刈
   側の境界に沿つて走行するように操向車輪１をス
   テアリングする信号を発する倣い制御装置１３と
   を具備した自動走行式刈取作業車において前記操
   向車輪１のステアリング位置を検出する手段１８
   と、この検出手段１８からの信号に基いて操向車
   輪１のステアリング位置を中立に戻す信号を発す
   る中立制御装置１４と、前記倣い制御装置１３か
   らの信号と前記中立制御装置１４からの信号とを
   間欠的に切り替える手段１５とを備えていること
   を特徴とする自動走行式刈取作業車。