JPS62278905A - 移動農機の自動走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 （ａｌ技術分野 この発明は、農地内の畦間を走行して農作業を行う移動
農機に関し、特に移動農機を畦間に自動走行させる自動
走行制御装置に関する。

ｆｂ１発明の概要 この発明に係る移動農機の自動走行制御装置は、車体の
左右方向の傾きを検出するローリング検出手段と、車体
の前後方向の傾きを検出するピッチング検出手段とを備
え、車体が左右に傾いた際に前後輪に同一角度かつ同一
方向の操舵角を与える同一方向操舵手段と、車体が前後
および左右に傾いた際に、同一方向操舵手段により前輪
に与えられた操舵角を増減する操舵角変更手段とを設げ
、移動農機を畦に沿って自動走行させるようにしたもの
である。

（Ｃ１従来技術とその欠点 野菜や果樹を列状に植えて栽培する農地では、多数の直
線状の畦を等間隔に形成し、いわゆる畦間温源が行われ
ている。このような農地において行われる農作業として
薬剤散布が挙げられる。この薬剤散布には、薬剤を収納
したタンクと噴霧装置を搭載した移動農機が用いられる
。この移動農機を畦間に走行させながら、噴霧装置から
薬剤を作物に散布する。ところが、散布される薬剤は人
体に及ぼす悪影響が大きく、移動農機を手動走行させる
ことはオペレータを薬害の危険にさらすことになる。

このため従来は、■移動農機に搭載した記憶装置に予め
動作プログラムを記憶させておき、この動作プログラム
に従って駆動装置を制御するプログラムコント・−ル亮
移動農機の走行路に誘導用ケーブルを埋設するとともに
、これに磁界を形成し、移動農機にこの磁界を検出する
受信機を備え、磁界により誘導するケーブル誘導などを
用いて移動農機を自動走行させるようにしている。

しかしながら、■プログラムコントロールでは、農地面
が平滑でないことに起因して走行中に車輪が微動し、進
行方向に誤差を生じることが多く、プログラムされた動
作が忠実に再現されない欠点があった。また、■ケーブ
ル誘導では、ケーブルを埋設するための設備や作業が必
要となり、作業コストが上昇する欠点があった。近年、
移動農機の走行路にケーブルを部分的に埋設し、各ケー
ブルの間では移動農機に設けた制御装置により走行方向
を制御することも考えられている。しかしながら、この
ような移動農機でも有効な制御装置がなく、各ケーブル
の間において走行方向に誤差を生じる場合がある。この
ように走行方向に誤差が生じた場合には、車体が畦に乗
り上げ、作物を損傷したり、車体の転覆により作業が中
断する欠点があった。

ｆｄ１発明の目的 この発明の目的は上記従来の欠点に鑑み、畦間を走行す
る移動農機が走行進路に誤差を生じ、車輪が畦の傾斜面
に乗り上げ車体が傾いた際に、傾斜状態に応じて走行方
向および進路を変更し、車体が畦に乗り上げて作物に損
傷を与えること、および、車体の転覆による作業の中断
を防止し、安価かつ確実に移動農機を自動走行させるこ
とができる自動走行制御装置を提供することにある。

（ｅ）発明の構成および効果 この発明の移動農機の自動走行制御装置は、前後輪のそ
れぞれに独立した操舵手段を備えた移動農機を、畦間に
自動走行させる自動走行制御装置において、車体の左右
方向の傾きを検出するローリング検出手段と、車体の前
後方向の傾きを検出するピッチング検出手段と、ローリ
ング検知手段が傾きを検出した際に前後の操舵手段に同
一角度で傾き方向の操舵角を設定する同一方向操舵手段
と、ローリング検出手段とピッチング検出手段とが同時
に傾きを検出した際に同一方向操舵手段により前側の操
舵装置に設定される操舵角を、ピッチング検出手段の検
出した車体の前後傾に応じて減増する操舵角変更手段と
、をＩＪｉｉｆえたことを特徴とする。

以上のように構成することにより、車体に左右方向の傾
きを生じた際には、ローリング検知手段がこれを検出し
、同一方向操舵手段により前後の操舵手段には同一角度
かつ同一方向の操舵角が設定される。これによって、前
後輪には同一角度かつ同一方向の操舵角が与えられる。

また、車体が左右および前後方向に傾きを生じた際には
、ローリング検知手段とピッチング検知手段とがこれを
検出する。このとき操舵角変更手段によりピッチング検
知手段の検出値に応じて、前傾時には前輪操舵角を小さ
くし、後傾時には前輪操舵角を大きくする。

以上のようにしてこの発明によれば、車体の走行進路に
誤差を生じ、車輪が畦の傾斜面に乗り上げて左右方向の
傾きを生じた場合には、ローリング検知手段によりこれ
を検出する。ローリング検知手段が傾きを検出すると、
同一方向操舵手段により前後の車輪に同一角度かつ同一
方向の操舵角が与えられるため、車体は進行方向を変更
することなく走行進路を変える。しかも、前後輪の操舵
方向は車体の傾斜方向と同一であるため、車体は走行方
向に前進しつつ傾斜面から外れるように進路を変える。

車輪が斜め方向に畦の傾斜面に乗り上げ、車体に左右方
向および前後方向の傾きを生じた場合には、ローリング
検知手段に加えてピッチング検知手段がオンし、同一方
向操舵手段により前輪に与えられている操舵角が、操舵
角変更手段により変更される。これにより車体は最小の
時間、最短の距離で畦の傾斜面から退避する。以上の動
作により全ての車輪が畦間の平坦地に接地すると傾斜検
出手段が傾きを検出しなくなり、前後輪に与えられてい
た操舵角が解除される。これによって、移動農機は畦間
を畦に沿って走行することができ、農作業を確実に行う
ことができる。

（ｆｌ実施例 以下に移動農機としてスピードスプレアを用いてこの発
明の詳細な説明する。

第２図は、この発明の実施例である自動操舵機能を有す
るスピードスプレアの外観図である。

スピードスプレア本体１の前部には操縦席２が形成され
ている。スピードスプレア本体１を自動操舵させるため
には、走行パターンをティーチングする。このティーチ
ング作業時および農地以外を走行する際には作業者が操
縦席２内に座ってステアリング８を操舵する。スピード
スプレア本体１は前端４および後輪５の回転により走行
する。

前端３および後輪５は左右一対のバルーンタイヤからな
る。

スピードスプレア本体１の後半部にはタンク６が積載さ
れている。このタンク６は樹木などに散布する薬剤を収
納している。タンク６の後方には、噴霧装置９およびフ
ァン７が備えられている。

噴霧装置９はタンク６内に収納された薬剤をファン７か
らの送風により外部に噴霧する。スピードスプレア本体
１の前端部にはバンパ３が直進方向に伸縮自在にして備
えられている。

第３図（Ａ）および（Ｂ）は、上記スピードスプレアの
走行状態を示す外観図である。

スピードスプレア本体１が有する前端４および後輪５は
それぞれ独立した操舵装置を備えている。第３図（Ａ）
に示すように前輪４および後輪５を同方向に同じ角度だ
け操舵すると、矢印Ａ方向に直進移動する。

一方、同図（Ｂ）に示すように、前端４および後輪５を
互いに異なる方向に同じ角度だけ操舵するとスピードス
プレア本体１は矢印Ｂ方向に旋回する。

第１図は、上記スピードスプレアの構成を示す図であり
、各装置と制御部との関係を示しているスピードスプレ
ア本体１が有する前端４および後輪５はそれぞれ油圧操
舵装置１４．１５を備えている。油圧操舵装！１４．１
５のそれぞれは、オイルバルブ２２．２．３の動作によ
り前端４およ−び後輪５に矢印ＣまたはＤ方向の操舵角
を与えるスピードスプレア本体１の前端部においてバン
パ３はエキスパンダ２１を介して取り付けられており、
矢印ＥまたはＦ方向に伸縮自在にされている。スピード
スプレア本体１のほぼ中央部には、ピッチング検知手段
であるピッチングセンサ１２およびローリング検知手段
であるローリングセンサ１）が設けられている。ローリ
ングセンサ１）およびピッチングセンサ１２は、いずれ
も鉛直方向に対する車体の傾きを検出し、それぞれ左右
方向および前後方向について検出する。

制ｉｎ部のＣＰＵ３１にはＩ１０インターフェイス３４
を介してローリングセンサ１）およびビンリューム１３
および油圧操舵装置１４．１５に設けられた操舵角ボリ
ュームの検出データも入力される。ＣＰＵ３１にはＲＯ
Ｍ３２およびＲＡＭ３３が備えられている。ＣＰＵ３１
に入力された検出データはＲＡＭ３３のそれぞれのメモ
リエリアに記憶されるとともに、制御データを用いて油
圧操舵装置１４．１５の操舵角を求める際のワーキング
エリアにされる。

第５図（Ａ）〜（Ｃ）は、上記自動走行制御装置の動作
を示すフローチャートである。

スピードスプレア本体１が畦間を走行中に左右方向の（
頃きを生じるとｎｉｌでローリングセンサ１）がオンし
、ｎ１２に進む。ｎ１２ではローリングセンサ１）の検
出した傾斜角から前後輪に与えるべき操舵角θを求める
。次いで、ｎ１３でピッチングセンサ１２がオンしてい
るか否かの判別が行われる。ｎ１３においてピッチング
センサ１２がオンしていない場合にはｎ２１に進み、傾
斜方向の判別がなされる。ｎ２１において車体が左側に
傾斜している場合、すなわち右側の車輪が左側の車輪よ
りも上側にあるときｎ２２に進み、前輪４および後輪５
に左方向にθ度の操舵角を与える。また、ｎ２１におい
て右側に傾斜している場合にはｎ２３で前輪４および後
輪５に右方向にθ度の操舵角を与える。

車体が左右方向のみでなく前後方向にも傾いている場合
には、ｎ１３でピッチングセンサ１２がオンし、ｎ１４
に進む。ｎ１４ではピッチングセンサ１２が検出してい
る傾斜角に応じて前側の車輪４の操舵角を増減すべき角
度αを求める。次いで、ｎ１５で車体の左右方向の傾斜
方向を検出する。ｎ１５において車体が左方向に傾斜し
ている場合にはｎ１６に進む。ｎ１６では、車体が前後
方向のいずれに傾斜しているかの判別がなされる、ｎ１
６において前方向に傾斜している場合にはｎ１７に進み
、前輪４に（θ−α）度の操舵角を、後輪５にはθ度の
操舵角をそれぞれ左方向に与える。ｎ１６において車体
が後傾している場合にはｎ１８に進み、前輪４に（θ＋
α）度の操舵角を、後輪５にはθ度の操舵角をそれぞれ
左方向に与える。

車体が右方向に傾いている場合にはｎ１５からｎ３１に
スキップし、車体が前傾しているか否かの判別がなされ
る。ｎ３１において車体が前傾している場合にはｎ３２
に進み、前輪４に（θ−α）度の操舵角を、後輪５には
θ度の操舵角をそれぞれ右方向に与える。車体が後傾し
ている場合にはｎ３３に進み、前輪４に（θ＋α）度の
操舵角を、後輪５にはθ度の操舵角をそれぞれ右方向に
与える。

ｎ１７．ｎ１８．ｎ２２．ｎ２３．ｎ３２．ｎ３３から
はｎｉｌに戻る。ｎｉｌにおいてローリングセンサ１）
がオンしない場合にはｎ１９に進み、前輪４および後輪
５をニュートラル状態に戻す。以上においてｎ２１〜ｎ
２３がこの発明の同一方向操舵手段に対応し、ｎ１６〜
ｎ１８およびｎ３ｌ−ｎ３３が同じく操舵角変更手段に
対応する。

以上説明した動作により、第４図（Ａ）に示すように、
右側の車輪４ａ、５ａが畦４１の傾斜面４３に乗り上げ
、スピードスプレア本体１が左方向に傾（と、同図＋Ｄ
ｌに示すようにｎｉｌ〜ｎ１３＋ｎ２１−”ｎ２２によ
り前輪４および後輪５に左方向にθ度の操舵角が与えら
れる。これによって、スピードスプレア本体１は矢印Ａ
方向に移動し、走行方向を変えることなく進路変更し、
車輪の全てが畦間４２に位置するように直線的に移動す
る。

同図（Ｂ）に示すように、右側の車輪４ａ、５ａが後傾
しなから畦４１の傾斜面４３に乗り上げると、ローリン
グセンサ１）およびピッチングセンサ１２が傾きを検出
する。したがって、ｎｉｌ〜ｎ１６→ｎ１８により、前
輪４には（θ＋α）度、後輪５にはθ度の操舵角がそれ
ぞれ左方向に与えられる。これによって、スピードスプ
レア本体１は矢印Ｃ方向に回転移動し、車輪の全てが畦
間４２に接地するように移動する。

同図（Ｃ）に示すように、右側の車輪４ａおよび５ａが
前傾しながら畦４１の傾斜面４３に乗り上げると、ロー
リングセンサ１）およびピッチングセンサ１２が傾きを
検出する。このとき、同図（Ｆ）に示すように、前輪４
には（θ−α）度、後輪５にはθ度の操舵角がそれぞれ
左方向に与えられる。これによって、スピードスプレア
本体１は矢印り方向に回転移動し、車輪の全てが畦間４
２に接地するように移動する。

以上のようにこの実施例によれば、スピードスプレア本
体ｌの傾き状態に応じて前輪および後輪に与える操舵角
を設定する。すなわち、車体が横方向にのみ傾いている
場合には前後輪に同一方向かつ同一角度の操舵角を与え
、車体が前傾しつつ横方向に傾いている場合には前輪の
操舵角を小さくし、後傾しつつ横方向に傾いている場合
には前輪の操舵角を太き（する。したがって、畦間を走
行するスピードスプレアの走行進路に誤差を生じた場合
および走行方向に誤差生じた場合のいずれについても確
実にこれらを矯正することができるなお、本実施例は移
動農機としてスピードスプレアを用いて説明したが、畦
間を走行する他の移動農機についても同様にこの発明を
実施することができる。また、本発明は、移動農機を遠
隔制御する場合やケーブルにより誘導する場合の直進走
行において補助的に用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である自動走行制御装置を有
する移動農機の構成を示す図であり、移動農機を構成す
る各装置と制御部との関係を示している。第２図は同移
動農機の外観図、第３図（Ａ）および（Ｂ）は同移動農
機の動作を示す外観図である。第４図（Ａ）〜（Ｆ）は
同移動農機の作用を示す図であり、同図（Ａ）〜（Ｃ）
は正面の略図、同図（Ｄ）〜（Ｆ）は平面の略図である
。第５図は（Ａ）〜（Ｃ）は同自動走行制御装置の動作
を示すフローチャートである。 １−スピードスプレア本体、 １）−ローリングセンサ、 １２−ピッチングセンサ、 １４．１５＝操舵装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）前後輪のそれぞれに独立した操舵手段を備えた移
   動農機を、畦間に自動走行させる自動走行制御装置にお
   いて、 車体の左右方向の傾きを検出するローリング検出手段と
   、 車体の前後方向の傾きを検出するピッチング検出手段と
   、 ローリング検出手段が傾きを検出した際に前後の操舵手
   段に同一角度で傾き方向の操舵角を設定する同一方向操
   舵手段と、 ローリング検出手段とピッチング検出手段とが同時に傾
   きを検出した際に同一方向操舵手段により前側の操舵装
   置に設定された操舵角を、ピッチング検出手段の検出し
   た車体の前後傾に応じて減増する操舵角変更手段と、 を備えてなる移動農機の自動走行制御装置。