JPH0585206U - 自走式芝刈機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エネルギー効率が高く、長寿命で、騒音によ
る環境への影響が少なく、かつ無人化が可能な自走式芝
刈機を提供することを目的としている。 【構成】 地面に固設された誘導体を検知して設定され
た経路を走行し、刈取作業量に応じて経路を１周するに
要する時間が増減する自走式芝刈機において、走行経路
一周のような設定距離を走行する時間あるいは走行経路
中の一定点から走行経路を一周して定点に戻るまでにか
かる時間を測定して、その時間が設定時間より少ない場
合に、刈刃、動輪駆動用電動モータを一定時間停止する
制御装置を備えている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は地面に固設され誘導電波を発する誘導電線等の誘導体に沿って走行す る自走式芝刈機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の自走式芝刈機は、スイッチオフの操作で作動を停止するようになってい る。関連技術として実開昭５７−６７５０５号がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

作業終了後、上記のようにスイッチオフの操作をしない場合には、次のような 課題が残る。 （１）芝草が刈取られた箇所を再度走行することになるため、無駄な刈取り作業 を行なうことになり、無駄なエネルギーを消費する。 （２）機械の寿命が短かくなる。 （３）騒音等による環境への影響が増加する。 （４）作業の終了を人がチェックし、オフの操作をしなければならない。

【０００４】

【考案の目的】

そこで芝草が刈取りを必要としない様な状態に刈取られた場合に、刈取り作業 時間が短くなることに着目し、それを検知して無駄な刈取り作業を行なわなくす ることにより、エネルギー効率が高く、長寿命で、騒音による環境への影響が少 なく、かつ無人化が可能な自走式芝刈機を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決し、目的を達成するために、地面に固設された誘導体を検知し て設定された経路を走行し、刈取作業量に応じて経路を１周するに要する時間が 増減する自走式芝刈機において、本願請求項１記載の考案は、走行速度に応じて ＯＮ−ＯＦＦの頻度を変化させる動輪駆動用電動モータの電圧を検知するモニタ ー装置を備え、設定距離と該設定距離に対する設定時間を記憶したメモリと走行 時間を計測するタイマーを有し、該タイマーにより計測している走行時間と上記 モニター装置により検知した電圧とから走行距離を積算し、積算走行距離が設定 距離に至るまでに要した時間が設定時間より小さい時に、動輪及び刈刃の駆動装 置に対してそれらを一定時間停止する停止信号を発する制御装置を備えたことを 特徴としている。

【０００６】 請求項２記載の考案は、経路中の一定点を芝刈機が通過したことを検出する定 点検知センサーと、定点通過時点からの走行時間を計測するタイマーを有し、上 記定点を再度通過するまでの時間が設定時間以内であった時に、動輪及び刈刃の 駆動装置に対してそれらを一定時間停止する停止信号を発する制御装置を備えた ことを特徴としている。

【０００７】 請求項３記載の考案は、請求項１又は２記載の考案の自走式芝刈機において、 制御装置内の作業時間帯をセットできるタイマーを有し、一定時間停止後、タイ マーにセットされた作業時間帯である時のみ作動を再開するようにしたことを特 徴としている。

【０００８】 請求項４記載の考案は、請求項１又は２記載の考案の自走式芝刈機において、 制御装置内の作業開始時刻をセットするタイマーを有し、一定時間停止後、タイ マーにセットされた作業開始時刻になってから作動を再開するようにしたことを 特徴としている。

【０００９】

【作用】

請求項１記載の考案による自走式芝刈機においては、芝地一周分の走行経路を 設定距離としてメモリに記憶させておき、該一周分の走行経路を一周するのに要 する最小時間かあるいはそれより少し長い時間を設定時間としてメモリに記憶さ せておく。そして実際に刈取り作業を行なう場合において、走行距離を走行速度 と経過時間とから積算し、上記一周分走行した時点での経過時間と設定時間とを 比較し、設定時間より速く一周しておれば、刈刃、動輪の駆動装置を停止して、 刈取りが必要な状態まで芝草が延びる期間停止状態を保つ。

【００１０】 請求項２記載の考案による自走式芝刈機においては、走行経路中に、邪魔にな らない箇所を定めてたとえば反射板を備え、該定点から走行経路を一周して定点 に戻るまでに要する最小時間かあるいはそれより少し長い時間を設定時間として メモリに記憶させておく。そして実際に刈取り作業を行なう場合において、定点 から定点まで一周する時間を測定し、その経過時間と設定時間とを比較し、設定 時間よりの早く一周しておれば、刈刃、動輪の駆動装置を停止して、刈取りが必 要な状態まで芝草が延びる期間停止状態を保つ。

【００１１】 また請求項３又は４記載の考案を適用することにより、一定時間経過後再作動 する時点として、都合のよくない時間を避けることができる。

【００１２】

【実施例１】 図１、図２及び図３は請求項１及び３記載の考案を適用した自走式芝刈機を示 しており、水平断面図を示す図１において、本体ベース１の前側に左右１対の走 行用動輪２，３を備え、後側に左右１対の従動輪４を備えている。左側の動輪２ は左側減速ギヤ機構５を介して左側の動輪駆動用電動モータ６に連動連結され、 右側の動輪３は右側減速ギヤ機構７を介して右側の動輪駆動用電動モータ８に連 動連結されている。

【００１３】 本体ベース１の前後方向の中間部には、左右に刈刃駆動用電動モータ１０，１ １が固定され、該電動モータ１０，１１の各回転軸１２，１３は本体ベース１を 貫通して下方に延びてそれぞれ刈刃（ブレード）１４，１５を備えている。両刈 刃駆動用電動モータ１０，１１は互いに前後方向にずれた位置に配置されており 、これにより両刈刃１４，１５の刈幅を左右方向内で一部オーバーラップ（Ｓ） させている。刈刃駆動用電動モータ１０，１１間にはバッテリー２０が搭載され 、前記各走行用電動モータ６，８および刈刃駆動用電動モータ１０，１１に接続 されている。

【００１４】 本体ベース１の前部には芝草の有無を感知する光電センサー３０が配置され、 該光電センサー３０は発光素子３０ａと受光素子３０ｂからなり、両素子３０ａ ，３０ｂは左右方向に一定間隔を隔てて対向状に配置されると共に刈刃１４，１ ５より高い位置に高さ調節自在に設置されている。発光素子３０ａからの光を受 光素子３０ｂで受光しており、両素子３０ａ，３０ｂ間に芝草が位置すると上記 光が遮断され、それにより芝草の存在を感知する。

【００１５】 図１の一部切欠き側面図を示す図２において、本体ベース１を覆う本体ケース ３６は前後２段重ね状の球面部３６ａ，３６ｂを一体に備えており、それらの表 面には太陽電池Ｔが略全面に貼り付けられ、該太陽電池Ｔはバッテリー２０に接 続して、発電した電力をバッテリー２０に蓄えるようになっている。

【００１６】 本体ベース１の下面には芝刈機が所定の進路上を走行するように誘導する誘導 電波検知センサー４０が備えられている。図３において、電波検知センサー４０ は芝刈機の左右方向の一方端側に左右１対備えられ、一方地面には芝刈機の進路 に予め誘導用電線Ｑが敷設されており、該電線Ｑには一定の周波数をもつ電流が 流され、これにより一定強さの電波が発生している。両電波検知センサー４０は 、芝誘導用電線Ｑから発せられる電波の強弱を検知する。

【００１７】 各動輪駆動用電動モータ６，８にはそれらの電圧値を測定するモニター装置３ ７，３８が備えられており、その通電時間は走行距離に対応しており、従って各 電圧値を測定することにより通電時間を走行距離の関数として算出できるように なっている。

【００１８】 制御装置３２のブロック図を示す図４において、制御装置３２はＣＰＵ５０と 、各種入力信号を供給する入力インターフェイス５１と、各種制御信号を各種の 制御対象に供給する出力インターフェイス５２と、各種情報を記憶するメモリ５ ３と、タイマー５４を有し、入力インターフェイス５１には、各電動モータ６， ８，１０，１１の停止制御用として電圧モニター装置３７，３８からの入力信号 が入力され、刈刃駆動用電動モータ１０，１１のオン．オフ制御用として光電セ ンサー３０からの入力信号が入力され、操舵制御用の入力信号として、電波検知 センサー４０からの入力信号が入力される。

【００１９】 メモリー５３には走行経路一周分に相当する設定距離Ｌ0 と、該設定距離Ｌ0 を一周するのに要する最小の時間よりもやや長い目の時間を設定時間Ｔ0 として 記憶している。ＣＰＵ５０は、上記モニター装置３７，３８からの通電時間によ り走行距離を積算し、積算走行距離Ｌが上記設定距離Ｌ0 に達した時に積算をリ セットする。タイマー５４は、リセットした時点で前回のリセット時からの経過 時間Ｔを上記設定時間Ｔ0 と比較して設定時間Ｔ0 よりも小さい時に各動輪駆動 用電動モータ６，８及び刈刃駆動用電動モータ１０，１１を停止する出力信号を 発するように制御装置３２はプログラムされている。 またタイマー５４は上記停止後その停止状態を一定時間保つようにもセットさ れている。

【００２０】 さらに制御装置３２内には作業時間帯設定用のタイマー５９も内蔵されており 、該タイマー５９は図２に示すように、本体ケース３６内の操作盤６７に接続さ れ、操作盤６７の操作により、任意に設定した時間帯のみ各電動モータ６，８， １０，１１の作動が可能となるようにセットできるようになっている。操作盤６ ７の上側は開閉自在なカバー６６が設けられている。

【００２１】 ＣＰＵ５０からの制御信号は出力インターフェイス５２から出力されるが、制 御信号としては上記停止信号の他に次のような各種信号が出される。 光電センサー３０からの入力信号に対して各刈刃駆動用電動モータ１０，１１ を刈刃用タイマー３５を介してオン，オフ制御する刈刃制御信号と、電波検知セ ンサー４０からの入力信号により動輪駆動用電動モータ６，８に対して操舵制御 用信号等が出力される。

【００２２】 刈刃のオン，オフ制御系に関し、光電センサー３０の光が遮断された時に両刈 刃駆動用モータ１０，１１を作動とし、芝草の感知終了時には、タイマー３５に より、上記光の遮断が終了してから少くともＬ／Ｖの時間が経過した後に刈刃駆 動用電動モータ１０，１１を停止するようになっている。上記Ｌは図２において 、光電センサー３０の位置から後方の刈刃１４の後端までの距離であり、Ｖは芝 刈機の走行速度である。

【００２３】 操舵制御系に関し、制御装置３２内で左右電波センサー４０からの入力値を比 較し、それらの差が０となるように左右の動輪駆動用電動モータ６，８に制御信 号を出力する。たとえば右側の電波センサー４０の入力信号が左側の電波センサ ー４０の入力信号より弱い場合には、右側電波センサー４０が誘導線路Ｑから右 側へ遠避かっていることであるので、信号の強弱の差に応じて、右側動輪駆動用 電動モータ８の回転速度を左側動輪駆動用電動モータ６の回転速度よりも大きく し、左方向へと操舵するようになっている。

【００２４】 図６のフローチャートに基づいて作動の停止制御について説明すると、ステッ プ１において、作動を開始することにより、積算走行距離Ｌ及び走行時間Ｔが共 に０となるようにリセットされ、ステップ２に進む。

【００２５】 ステップ２においてタイマー５４により走行時間Ｔが積算されると共に、ステ ップ３において電圧モニター装置３７，３８で検知した通電時間から走行距離Ｌ が積算され、ステップ４に進む。

【００２６】 ステップ４において、積算走行距離Ｌが設定距離Ｌ0 より大きくなっているか 否かを判別し、ＮＯの場合にはステップ２に戻り、ＹＥＳの場合は設定距離Ｌ0 に達したものとしてステップ５に進む。

【００２７】 ステップ５において、積算走行距離Ｌが上記設定距離Ｌ0 に達した走行時間Ｔ が設定時間Ｔ0 よりも小さいか否かを判別し、ＮＯの場合は設定時間Ｔよりも多 く時間がかかっていることなので、ステップ１に戻って積算がリセットされる。 ＹＥＳの場合は刈取り作業にあまり時間がかからなかっということであり、続け て作業を行なう必要がないため、ステップ６に進む。

【００２８】 ステップ６において、各電動モータ６，８，１０，１１に停止信号を発してそ れらを停止し、ステップ７に進む。

【００２９】 ステップ７において、一定時間が経過したか否かを判別し、ＮＯであれば再度 ステップ７に戻り、ＹＥＳであればステップ８に進む。

【００３０】 ステップ８において、作業時間帯用のタイマー５９によりセットされている作 業時間帯であるか否かを判別してＮＯであれば、再度ステップ８に戻り、ＹＥＳ であればステップ９に進んで刈刃、動輪駆動用電動モータ６，８，１１，１２を 作動させると共にステップ１へとリターンする。

【００３１】 すなわちリセット後の走行距離が設定された走行経路一周分に達すると、積算 走行距離をリセットすると共に、リセットした時点で前回のリセット時からの経 過時間を算出し、該経過時間が設定時間内であれば、続けて刈取り作業を行なう 必要がないものと判断して、刈刃、動輪駆動用電動モータ６，８，１０，１１を 停止する。そして一定時間経過後、作動時間帯である場合のみ作業を再開し、睡 眠時間帯等を避けて作業を再開するのである。

【００３２】 走行中における操舵制御については、図３において、両電波センサー４０によ り誘導電線Ｑから発せられる電波をそれぞれ検知し、両電波の強弱に差があれば 、その差を０とするように、左右の動輪駆動用電動モータ６，８の回転速度を制 御する。それによって常に左右の電波センサー４０，４０間の中央位置に電線Ｑ が位置するように操舵される。

【００３３】 走行中における刈刃の制御については、図２において、光電センサー３０が芝 草を感知している時は刈刃駆動用電動モータ１０，１１を駆動して芝刈作業を行 ない、光電センサー３０の感知完了後も、前記Ｌ／Ｖの間は刈刃は駆動し、刈り 残しをなくす。刈刃が駆動している時は駆動していない時に比べて速度が低下す る。即ち芝草の背丈が高くてかつ密度が大の芝地状態では一周するのに時間がか かり、繰返して刈取り作業を行なうが、芝草の背が低くて密度が小さい場合には 、一周する時間が短くなる。

【００３４】

【実施例２】 図５は請求項１記載の考案のみを適用した場合のフローチャートを示しており 、図６における作動時間帯内であるか否かの判断をするステップ８を除いただけ で、その他の流れは図６と同様である。

【００３５】

【実施例３】 図７〜図９は請求項２記載及び請求項４記載の考案を適用した自走式芝刈機を 示しており、前記図１〜図３の実施例におけるモニター装置３７，３８及び作業 時間帯のプログラムに関する事項以外は同様の構造を備えており、同じ部品には 同じ符号を付し、それらの詳しい説明は省略する。

【００３６】 図７において、本体ベース１の前端部の中央部には反射式の定点検知用光電セ ンサー６０が下向きに備えられており、一方図９の走行経路の一箇所には定点と して反射板６１が設定され、定点検知用光電センサー６０により反射板６１の通 過を検知できるようになっている。

【００３７】 図１０は制御装置３２に関するブロック図を示しており、ＣＰＵ５０、入力イ ンターフェイス５１、出力インターフェイス５２、メモリ５３及びタイマー５４ ，６４等を有している。 メモリ５３には定点通過時から再度定点を通過するまで走行経路を一周するの に要する最小時間あるいはそれよりすこし長い時間が設定時間Ｔ0 として記憶さ れている。定点検知用光電センサー６０が定点を検知し、それが入力されること によりタイマー５４はカウントを開始する。 そして次に定点を検知するまでの時間を積算して、該積算時間Ｔがメモリ５３ に記憶されている設定時間Ｔ0 よりも小であれば、出力インターフェンス５２を 介して刈刃、動輪駆動用電動モータ６，８，１０，１１に停止信号を発するよう にプログラムされている。 またタイマー５４は上記停止後その停止状態を一定時間保つようにセットされ ている。

【００３８】 さらに制御装置３２内には上記のように作動開始時刻設定用のタイマー６４も 内蔵されており、該タイマー６４は図８に示すように、本体ケース３６内の操作 盤６７に接続され、操作盤６７の操作により、任意に設定した時刻のみ各電動モ ータ６，８，１０，１１，の作動が可能となるようにセットできるようになって いる。操作盤６７の上側は開閉自在なカバー６６が設けられている。

【００３９】 図１２のフローチャートに基づいて動作を説明すると、ステップ１において、 定点検知用光電センサー６０により定点を通過したか否かを判断し、ＮＯであれ ば再度ステップ１に戻り、ＹＥＳであればステップ２に進む。

【００４０】 ステップ２においてタイマー５４がリセットされ、続いてステップ３に進んで タイマー５４により経過時間を積算し、ステップ４に進む。

【００４１】 ステップ４において、定点を再度通過したか否かを判別し、ＮＯであればステ ップ３に戻つて経過時間Ｔの積算を続け、ＹＥＳであればステップ５に進む。

【００４２】 ステップ５において、再度定点を通過した時点での積算時間Ｔが、予めメモリ ５３に記憶してある設定時間Ｔ0 より小であるか否かを判別し、ＮＯであればス テップ２に戻り再度リセットされる。ＹＥＳあればステップ６に進み、刈刃、動 輪駆動用電動モータ６，８，１０，１１に停止信号を送り、作動を停止し、ステ ップ７に進む。

【００４３】 ステップ７において、タイマー５４のカウントによる一定時間が経過したか否 かを判別し、ＮＯであれば再度ステップ７に戻り、ＹＥＳであればステップ８に 進む。

【００４４】 ステップ８において、作業開始時刻設定用タイマー６４によりセットされてい る作業開始時刻であるか否かを判別してＮＯであれば、再度ステップ８に戻り、 ＹＥＳであればステップ９に進んで刈刃、動輪駆動用電動モータ６，８，１１， １２を作動させると共にステップ１へとリターンする。

【００４５】 すなわち定点を通過した後、再度定点まで一周する間の時間を積算し、該積算 時間が設定時間内であれば、続けて刈取り作業を行なう必要がないものと判断し て、刈刃、動輪駆動用電動モータ６，８，１０，１１を停止する。そして一定時 間経過後、作動開始時刻である場合のみ作業を再開し、これにより作業開始に都 合のよくない時刻を避けて作業を再開するのである。

【００４６】

【その他の実施例】

（１）図１１は請求項２記載の考案のみを適用した場合のフローチャートを示し ており、図１２における作動開始時刻であるか否かの判断をするステップ８を除 いただけで、その他の流れは図１２と同様である。 （２）走行距離の算出には、動輪駆動用電動モータの通電時間だけではなく、電 圧と電流の両方を測定し、動輪駆動用電動モータ６，８の回転速度の変化も判断 材料に入れると精度が向上する。

【００４７】

【考案の効果】

以上説明したように本願請求項１または２記載の考案によると、走行経路一周 のような設定距離を走行する時間あるいは走行経路中の一定点から走行経路を一 周して定点に戻るまでにかかる時間を測定して、その時間が設定時間より少ない 場合に、刈刃、動輪駆動用電動モータを一定時間停止するようにしているので、 芝草が刈取りを必要としない状態等の時に、無駄な刈取り作業が行なわれるのを 防止できる。これにより無駄なエネルギーの消費を節約でき、エネルギー効率が 高く、長寿命で、騒音による環境への影響が少なく、かつ無人化が可能な自走式 芝刈機を提供するできる。

【００４８】 また請求項２記載の考案によると、上記効果に加え、定点で停止できるので、 一定時間の停止を精度よく、決められた場所で行なうことができ、邪魔にならな い停止場所を選定できる。

【００４９】 さらに請求項３又は４記載の考案のように、作動再開する時点を選定できるよ うにすることにより、作動開始に都合のよくない時間、たとえば睡眠時間帯、ス プリンクラー作動時等を避けることができ、環境への影響を一層減らすことがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願請求項１及び３記載の考案を適用した自
走式芝刈機の水平断面図である。

【図２】 図１の一部切欠き側面図である。

【図３】 図１の自走式芝刈機の前面図である。

【図４】 図１に対応する制御装置に関するブロック図
である。

【図５】 請求項１記載の考案に対応するフローチャー
ト図である。

【図６】 請求項３記載の考案に対応するフローチャー
ト図である。

【図７】 本願請求項２及び４記載の考案を適用した自
走式芝刈機の水平断面図である。

【図８】 図７の一部切欠き側面図である。

【図９】 図７の自走式芝刈機の前面図である。

【図１０】 図７に対応する制御装置に関するブロック
図である。

【図１１】 請求項３記載の考案に対応するフローチャ
ート図である。

【図１２】 請求項４記載の考案に対応するフローチャ
ート図である。

【符号の説明】

１ 本体ベース ２ 左側動輪 ３ 右側動輪 ６，８ 動輪駆動用電動モータ １０，１１ 刈刃駆動用電動モータ １４，１５ 刈刃 ２０ バッテリー ３２ 制御装置 ３７ モニター装置 ３８ モニター装置 ４０ 誘導電波検知センサー ５３ メモリ ５４ タイマー ５９ タイマー ６０ 定点検知用光電センサー ６４ タイマー

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 地面に固設された誘導体を検知して設定
   された経路を走行し、刈取作業量に応じて経路を１周す
   るに要する時間が増減する自走式芝刈機において、動輪
   駆動用電動モータの通電時間を検知するモニター装置を
   備え、設定距離と該設定距離に対する設定時間を記憶し
   たメモリと走行時間を計測するタイマーを有し、該タイ
   マーにより計測している走行時間と上記モニター装置に
   より検知した通電時間とから走行距離を積算し、積算走
   行距離が設定距離に至るまでに要した時間が設定時間よ
   り小さい時に、動輪及び刈刃の駆動装置に対してそれら
   を一定時間停止する停止信号を発する制御装置を備えた
   ことを特徴とする自走式芝刈機。
2. 【請求項２】 地面に固設された誘導体を検知して設定
   された経路を走行し、刈取作業量に応じて経路を１周す
   るに要する時間が増減する自走式芝刈機において、経路
   中の一定点を芝刈機が通過したことを検出する定点検知
   センサーと、定点通過時点からの走行時間を計測するタ
   イマーを有し、上記定点を再度通過するまでの時間が設
   定時間以内であった時に、動輪及び刈刃の駆動装置に対
   してそれらを一定時間停止する停止信号を発する制御装
   置を備えたことを特徴とする自走式芝刈機。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の自走式芝刈機にお
   いて、制御装置に作動時間帯をセットしたタイマーを備
   え、一定時間停止後、タイマーにセットされた作動時間
   帯であった時のみ作動を再開するようにしたことを特徴
   とする自走式芝刈機。
4. 【請求項４】 請求項１又は２記載の自走式芝刈機にお
   いて、制御装置に作動開始時間をセットしたタイマーを
   備え、一定時間停止後、タイマーにセットされた作動開
   始時間になってから作動を再開するようにしたことを特
   徴とする自走式芝刈機。