JPS6247481B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は移動農機、詳しくは、自動操向可能と
した移動農機に関する。

（従来の技術） 従来圃場内で移動農機を所望の方向に自動的に
走行させて適宜農作業を行なう場合、畦畔の側面
や略耕耘方向に立壁状に形成されるガイド、或い
は規則正しく等間隔に配植された作物の切株など
の被検出物に対し検出器を圧接可能に設け、該検
出器の被検出物に対する接触圧力を検出して基準
作業方向からの偏位量を出力させ、該出力により
操向装置を制御する如くしている。

（発明が解決しようとする問題点） 所が以上の如く構成した場合、その構造が複雑
で高価になる問題があると共に、検出器を圧接す
る被検出物から異物が突出していたり、この被検
出部の一部が欠落していた場合、検出器による検
出が不安定で該検出が常時かつ確実には行なえな
い問題があつた。

本発明の目的は、簡単な構造でありながら、未
作業地と既作業地との境部を正確に検出して人力
による操作を行なうことなく自動的にかつ、正確
に農作業を行なうことができ、殊に既作業地に隣
接する未作業地を自動的に耕耘などの作業を行な
うことができる移動農機を提供する点にある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、地面から反射される赤外線の反射波
が、未作業地及び既作業地で異なることに着目し
て発明したものであつて、地面から反射される赤
外線の反射波を検知する未作業地用検出素子３０
をもつ第１検出器３２と、既作業地用検出素子３
１をもつ第２検出器３３とを備え、これら各検出
器３２，３３の出力値を比較して未作業地と既作
業地との境部を検出する境部検出装置１９２と、
この検出装置１９２からの出力信号により操向装
置を制御する制御器２とを備えていることを特徴
とするものである。

（作用） 第１検出器３２の出力値と第２検出器３３の出
力値とを比較し、これら出力値の偏差が一定又は
ない場合には所望の方向に正しく走行しているの
であるから、操向装置の制御は行なわないが、前
記出力値の偏差が正又は負に生じた場合走行方向
が所望の方向に対し未作業地側又は既作業地側に
ずれていることになるので、前記操向装置を前記
境部検出装置１９２からの出力信号を基に制御
し、走行方向の修正を行なうのであつて、この制
御により簡単な構成でありながら、機体を所望の
方向に正しく走行させて未作業地の作業を確実に
行なうことができるのである。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳記す
る。

この実施例は農用トラクタの後部に耕耘装置を
設けて耕耘機作業を行なえるようにしたので、第
２図において１は農用トラクタにおける操向装
置、２は該操向装置１を制御する制御器である。

この操向装置１は前輪（図示せず）の向きを変
え、操向制御を行なうもので、２つの油圧シリン
ダ３，４、前輪の方向変更機５などから成り、該
変更機５に油圧シリンダ３，４の各ロツド６，７
が連結され。各シリンダ３，４のピストン側室
８，９には油配管１０，１１が連結されると共
に、各シリンダ３，４のロツド側室１２，１３に
はスプリング１４が設けられ、共に大気中に開設
されている。そして、配管１０から油が流入する
とロツド６がスプリング１４に抗してシリンダ３
から進出動作する一方、スプリング１４によりロ
ツド７がシリンダ４に退入動作し前記方向変更機
５により前輪が所定角度左方向に操向されるので
あり、又配管１１から油が流入すると逆にロツド
７がシリンダ４から進出動作する一方、ロツド６
がシリンダ３に退入動作し方向変更機５により前
輪が所定角度右方向に操向されるのである。尚１
５はステアリングホイールで、方向変更機５に連
続されている。

又、前記制御器２は、電気制御回路１６、４ポ
ート３位置の電磁弁１７、ポンプ１８などから成
るもので、電気制御回路１６に負の信号が入力す
ると、電磁弁１７の第１ソレノイドＳ１にのみ制
御信号が出力して、前記電磁弁１７を左側シンボ
ル位置に切換え、又電気制御回路１６に正の信号
が入力すると、電磁弁１７の第２ソレノイドＳ２
にのみ制御信号が出力して、前記電磁弁１７を右
側シンボル位置に切換えるのであり、又、電気制
御回路１６に信号が入力していない時は電磁弁１
７の第１、第２ソレノイドＳ１，Ｓ２にはともに
制御信号が出力せず、前記電磁弁１７は第２図に
示した中立位置に位置するようになつているので
ある。

尚、第２図の如く電磁弁１７の出力ポートＡ，
Ｂには前記配管１０，１１が接続され、又入力ポ
ートＰにはポンプ１８の出力側が接続されると共
にポートＲにはタンクＴが接続されている。

そして該電磁弁１７におけるソレノイドＳ１の
みに信号を供給して励磁することによりポートＰ
及びＡ、ポートＢ及びＲがそれぞれ連通し、入力
ポートＰからの油が出力ポートＡからシリンダ３
に導かれてロツド６がスプリング１４に抗して進
出動作する一方、ロツド７がスプリング１４の圧
力によりシリンダ４に退入動作し、シリンダ４か
らの油がポートＢからタンクＴに戻されて前記し
た如く前輪を左方向に操向できるのである。又、
ソレノイドＳ２のみに信号を供給して励磁するこ
とによりポートＰ及びＢ、ポートＡ及びＲがそれ
ぞれ連通し、前記ソレノイドＳ１のみを励磁させ
た時とは逆にロツド７がシリンダ４から進出動作
しロツド６がシリンダ３に退入動作して前輪を右
方向に操向できるのである。又、両ソレノイドＳ
１，Ｓ２への信号の供給をなくし、両ソレノイド
Ｓ１，Ｓ２を消磁した時、ポートＡ，Ｂ，Ｐ，Ｒ
は何れもタンクＴに連通され両シリンダ３，４は
共に中立位置に基づいて、前輪を中立状態に保持
する如く成すのである。

しかして本発明は以上の如く構成した耕耘機に
おいて、地面から反射される赤外線の反射波を検
知して未耕地と既耕地との境部を検出する境部検
出装置１９２を形成して、該装置１９２を機体
（図示せず）前部に取付け、この検出装置１９２
からの出力信号により前記制御器２を介して前記
操向装置１を制御すべく成したのである。

前記境部検出装置１９２は、第１図に示した如
く、前記反射波を検知する未作業地用検出素子３
０をもつ第１検出器３２と、同じく前記反射波を
検知する既作業地用検出素子３１をもつ第２検出
器３３とを備え、これら各検出器３２，３３から
の出力値を比較して未作業地と既作業地の境部を
検出する如くなしたものである。

この検出装置１９２における第１及び第２検出
器３２，３３は、同じ構成から成るもので、これ
ら各検出器３２，３３における各検出素子３０，
３１を抵抗３６，４０と直列に接続して、この直
列回路をトランジスタ３４，３８と抵抗３７，４
１との各直列回路と並列に接続して直流電源に接
続すると共に、前記未作業地用検出素子３０と抵
抗３６との中間位置を前記トランジスタ３４のベ
ース側に、又、既作業地用検出素子３１と抵抗４
０との中間位置を、前記トランジスタ３８のベー
ス側にそれぞれ接続し、これら各トランジスタ３
４，３８の各エミツタ側３５，３９に、前記各検
出素子３０，３１で検知する前記反射波に対応す
る出力値を出力させると共に、これらの出力側
に、前記出力値を比較して未作業地と既作業地と
の境部を検出するのである。

前記検出素子３０，３１は、主として波長が
6500〜6700オングストローム程度の赤外線に感応
して動作する如く成すのであつて、赤外線反射波
を利用するには、例えば前記赤外線を放射される
とその放射熱量により温度上昇し、該温度上昇に
より電気抵抗などの特性値が変化する放射熱電対
や、ボロメータ、ゴレイ・セルなどの熱検出を行
なうもの、或いは硫化鉛、セレン化鉛、硫化タリ
ウム、ゲルマニウム、シリコンなどからなる光電
池、光伝導セル、ホトダイオード、ホトトランジ
スタなどの光検出を行なうものを使用するのであ
り、第１図においては検出素子３０，３１として
赤外線を受けると温度上昇して電気抵抗が減少す
る熱電対を用いており、機体前部に設けて運転す
る時には、第３図の如く未作業地Ｍと既作業地Ｎ
との境界Ｏを挾んでその各上方に位置させるよう
に成すのである。

尚、放射される太陽光線中に含まれる赤外線は
放射面に水分が多く存在する程放射量に対する該
放射面に吸収される量の割合が大きく、そして放
射量に対する該放射面から反射される量の所謂反
射率Ｋが小さくなるのであり、一般に既作業地Ｎ
に比べて未作業地Ｍの方が地表面における水量が
少ないので、この反射率Ｋは、第４図に示す如く
検出素子３０，３１が未作業地Ｍ上に位置する時
最も大きく、未作業地Ｍから既作業地Ｎに両地
Ｍ，Ｎの境界Ｏを越えて移動させると、この反射
率Ｋは徐々に小さくなり、そして既作業地Ｎ上に
位置する時最も小さくなるのである。

即ち前記トランジスタ３４，３８のエミツタ側
３５，３９から前記比較器２１に出力される出力
電圧E₂，E₃は、検出素子３０，３１への赤外線
量が多い程これら検出素子３０，３１の電気抵抗
が小さくなり、これら検出素子３０，３１に直列
に接続した抵抗３６，４０へ分圧される直流電圧
値が大きくなつて、トランジスタ３４，３８のベ
ースへの入力電圧が大きくなるのであり、従つ
て、検出素子３０，３１を未作業地Ｍ上から既作
業地Ｎ上に移動させる出力電圧E₂，E₃の値は第
４図に示す如く前記反射率Ｋと相似た変化をなす
のである。

しかして、前記第１検出器３２の抵抗３６，３
７及び第２検出器３３の抵抗４０，４１を調整す
ることにより、第１検出素子３０が未作業地Ｍ上
に又第２検出素子３１が既作業地Ｎ上にそれぞれ
正しく位置して、前輪が境界Ｏの方向に左右にふ
れることなく正しく中立状態を維持している時両
電圧E₂，E₃の差電圧（E₂−E₃）が零となつて比較
器２１からの出力信号が出力しないのであり、差
電圧（E₃−E₂）が正の時正の出力信号を出力し、
差電圧（E₃−E₂）が負の時負の出力信号を出力す
る如くなるのである。

しかして以上の如く構成した耕耘機において、
未作業地用検出素子３０が未作業地Ｍ上に、ま
た、既作業地用検出素子３１が既作業地Ｎ上にそ
れぞれ位置して耕耘運転を行なつている状態では
出力値の偏差がないので比較器２１から出力しな
いのであり、この結果、前記電磁弁１７は両ソレ
ノイドＳ１，Ｓ２が何れも励磁されず、第２図の
如く出力ポートＡ，ＢがタンクＴに開放され、前
輪は境界Ｏの方向に維持され耕耘部（図示せず）
が既作業地Ｎに隣接する未作業地Ｍを耕耘するの
である。

そして、既作業地用検出素子３１が境界Ｏ上か
ら未作業地Ｍ側に寄つた状態になると、該検出素
子３１への赤外線量が大きくなり第２検出器３２
からの出力電圧E₃が大きくなつて比較器２１か
ら正の出力信号が出力し、電磁弁１７のソレノイ
ドＳ２を励磁するので、電磁弁１７はポートＰ及
びＢ、ポートＡ及びＲがそれぞれ連通し、前輪が
方向変更機５により右方向に、即ち既作業地用検
出素子３１が既作業地Ｎ側へ戻る方向に方向変更
され、比較器２１から信号が出力せず前輪が左右
にふれない直進状態となるように方向制御される
のである。

未作業地用検出素子３０が境界Ｏ上から既作業
地Ｎ側に寄つた状態になると、該検出素子３０へ
の赤外線量が小さくなり、第１検出器３１からの
出力電圧E₂が小さくなつて比較器２１から負の
出力信号が出力し、電磁弁１７のソレノイドＳ１
を励磁するので、電磁弁１７はポートＰ及びＡ、
ポートＢ及びＲがそれぞれ連通し、前輪が方向変
更機５により左方向に、即ち未作業地用検出素子
３０が未作業地Ｍ側へ戻る方向に方向変更され比
較器２１から信号が出力せず前輪が直進状態とな
る如く方向制御されるのである。

尚、以上の説明では、電磁弁１７はオン―オフ
形の所謂電磁開閉弁を用いたが、電磁制御弁を用
いてソレノイドＳ１，Ｓ２に入力する信号の大き
さに応じて出力ポートＡ，Ｂの弁開度を変える如
くして、前輪の左方向または右方向への方向変更
量を制御する如く成してもよく、斯くすることに
より、境界Ｏに沿つて一層確実に自動耕耘運転を
行なえるのである。

又、前記制御器２として、前記電磁弁１７を用
い、前輪の操向を行なうようにしたが、その他、
後輪の制動器を動作させ、前輪の操向と共に急旋
回が行なえるようにしてもよい。

又、前記境界Ｏは直線状に形成されている場合
の他、円状角部に丸みを有する方形状、波状など
の如く曲線状であつても特別な構造を設けること
なく自動的に耕耘運転を行なえるのである。

（発明の効果） 以上の如く本発明は、地面から反射される赤外
線の反射波を検知する未作業地用検出素子３０を
もつ第１検出器３２と、既作業地用検出素子３１
をもつ第２検出器３３を備え、これら各検出器３
２，３３の出力値を比較して未作業地と既作業地
との境部を検出する境部検出装置１９２と、この
検出装置１９２からの出力信号により操向装置を
制御する制御器２とを備えていることを特徴とす
るものであるから、圃場内に特別な被検出物を設
ける必要がなく簡単な構成でありながら、所望の
方向に操向制御でき、圃場を自動的に常に確実に
耕耘することができ、その上、未作業地と既作業
地との境部は、前記反射波を検知する未作業地用
検出素子３０をもつた第１検出器３２と、同じ反
射波を検知する既作業地用検出素子３１をもつた
第２検出器３３との各出力値を比較して検出する
ものであるから、換言すると、一方の出力値を基
準値として他方の出力値を比較し、この比較をも
とに境部を検出するのであるから、基準値を設定
する基準値設定器を用いなくとも、また、圃場の
条件が変化する場合でも、その都度基準値を変更
しなくとも簡単な構成で正確に境部の検出が可能
となるのである。

従つて、境部の検出が簡単な構成で正確に行な
えるので、自動操向も簡単かつ、確実に行なえる
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す電気回路図、第
２図は操向装置と制御器との実施例を示す説明
図、第３図は圃場と検出素子との関係を示す説明
図、第４図は検出素子の位置に対する検出器の出
力電圧の関係を示す特性図である。 １…操向装置、２…制御器、３０…未作業地用
検出素子、３１…既作業地用検出素子、３２…第
１検出器、３３…第２検出器、１９２…境部検出
装置、Ｍ…未作業地、Ｎ…既作業地。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 地面からの反射赤外線を受けて信号を発する
   検出器２０をもち、未耕地と既耕地との境部を検
   出する境部検出装置１９１と、この検出装置１９
   １からの出力信号により操向装置を制御する制御
   器２とを備えていることを特徴とする移動農機。