JPS58217012A - 障害物検出センサ−付走行車輌 - 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】 本発明は障害物検出センサー付走行車輌に関する。

従来の障害物検出センサー付走行車輌、例えば、無人走
行芝刈咋業車等の無人走行車輌においては、危険防止や
衝突防止の点から走行車体前方の障害物を感知して車体
の走行を停止させる等手段が必要であり、この様な手段
にば、障害物を確実に感知すると共に誤動作のないセン
サーが不可欠である。　そして、この様なセンサーとし
て、フォトセンサーや超音波センサーなどの非接触セン
サー、又は、バンパーや触角バー全利用して機械的に障
害物を検出する接触式センサーが考えられている。　　
しかしながら、上記従来の各センサーにｄ以下に示す欠
点があった。

即ち、非接触式センサーにあっては、障害物検出から車
体停止に至るまでの制ｗＪＪＶＣ要する安全距離を十分
確保する之めに、ま之、その８！成上障害物検出可能範
囲に幅が設けであるため、不必要に遠方において障害物
を検出して車体が停止してしまう場合が有って作業効率
が低下することが有つ之。

また、接触式センサーにあっては、その構成上、機械的
に障害物に接当することによって障害物を感知するもの
であるから、車速が速い場合は障害物に接当しても車体
が直ちＶＣｌ−ｊ停止しないので非常に危険であり、ま
た障害物接当時の衝撃吸収を安全に行なう之めには構造
が複雑となるばかりか、そのｉｔ人に接触し友場合は非
常に危険であつ之。

本発明に、上記実情に鑑みてなされ友ものであって、そ
の目的に、障害物の感知範囲を広くとれるとともに、人
に接触しても安全に停止でき、かつ、作業効率もよｈ障
害物センサーを備え定走行車輌を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明による障害物検出センサ
ー付走行車輌は、車体の前部に非接触式障害物検出セン
サーおよび接触式障害物検出センサーの両方を設け、前
記非接触式障害物検出センサーが障害物を検出したとき
に、予め設定され之車速から所定の車速へ目動的に減速
し、かつ、この減速中に前記センサーが障害物を検しな
くなつｔときＶＣＶ′ｉ前記予じめ設定された車速へ自
動的に復帰すべく車速を制御するとともに、前記接触式
障害物検出センサーによって障害物を検出したときＶＣ
は直ちに自動的に走行停止すべく制御する車速制御装置
を設けである、という特徴を備えている。

上記特徴８！成故に、下記の如き優れた効果が発揮され
るに至った。

即ち、例えば、人や動物等のように移！ｔｌＪ　ｆる障
害物を感知しても、直ちに停止するのではなく万一接当
しても安全な速変に一旦減速し、この間に障害物が感知
範囲外に移動すると初期の走行速変に自動的に復帰する
ので作業効率が落ちることが無く、ま之、たとえ万一障
害物に接当しても直ちに停止可能な速変に減速しである
ので、その接当衝撃は非常に小さく、この障害物ま之は
車体を傷つけることがないから安全性が十分に確保でき
るに至つ友のである。

しかも、障害物が人の場合に、一旦減速するので、恐怖
感を与えることも少なくなるという効果も有る。

以下、本発明の実施例を図面に基ｒて説明するり ｉｌ１図に示すように、車体ｆｉ＋の前輪１２）と後輪
（３）の中間部にディスク型刈刃全内装し之芝刈装置（
４）が上下動自在に懸架され、車体ｔｌ＋の前部に後記
４！成になる非接触式障害物検出センサーとしての超音
波センサー（Ｎおよび接触式障害物検出センサーとして
のパンパル兼用の接触センサー　ＣＢ）を設け、もって
、無人走行可能な走行車輌としての芝刈作業車ｔｓｉｉ
しである。

前記超音波センサー（Ａ）は超音波を車体前方に向って
間歇的に送信する発信器で５）と、障害物（Ｃ）からの
反射波を受信する受信器（６）とによって構成してあり
、この受信器（６）の反射波受信結果に基いて前記車体
（１）の前方に有る障害物全感知するのである。

前記接触センサー（Ｂ）は、バンパ一部材（７）の略中
央部（Ｄ）に支持フレーム（８）が車体方向に固着され
、この支持フレーム（８）が軸芯（Ｘ）および軸芯（豹
周りに夫々回動自在に一端を車体に軸支された平行リン
ク部材＋９＋　１ｆｌＯｉの各他端において軸芯（Ｐ）
および（ｐ）周りに回動自在に軸支されるとともに、前
記リンク部材（１０１の軸芯（わがリンク部材（９）の
軸芯（Ｘ）より上方に設けである構成となっている口 そして、前記バンパ一部材（７）に障害物（Ｃ）が接当
すると、前記各軸芯（Ｘ）・（Ｘり・（Ｐ）・（Ｆ／）
において前記支持フレーム（８）および平行リンク部材
・９１＋（１０１が相対的に回動して、バンパー（７）
がほぼ直線とみなされる長楕円軌道で、後方へ移動して
、衝撃を吸収するとともに、障害物（Ｃ）　を感知する
のである。

この障害物感知機構は、第２図および％８図に示す工う
に、バンパー材（７）のダンパー兼用の下記構成のスイ
ッチ機構（Ｓ）により構成しである。

即ち、バンパ一部材（７）の前面（障害物接当面）に、
防護用の薄い金属被膜ｉｕｌ　Ｉｃ前面全カバーされｔ
導電ゴム（１２１とこの導電ゴムＨに面接当している分
割され足型極面（３す・・を備えた電極プレート０謁と
を、前記金属被膜（１１）と電極プレート（１濁トによ
って導電ゴム＋１２１　’ｉサンドインチ状態に保持す
る状態で設けてあり、かつ、この導電ゴムａ２１２前記
金属被膜（１１）を介して電気的に接地するとともに、
前記電極プレートＱｌの各電極面（Ｓ′）・・に抵抗（
Ｒ）・・を介して電源電圧（Ｖｃｃ）が加えてあり、も
って、この導電ゴム０匈と電極プレート０特がスイッチ
機構（Ｓ）を構成している〇そして、前記金属被膜（！
ｌ）の前面に障害物（Ｃ）が接当すると、その接当に伴
う圧力によって前記バンパ一部材（７）が全体に後方へ
移動して衝撃吸収するとともに、その接当部分の裏面に
位置する導電ゴム０２にも部分的に圧力が加わって、そ
の部分において導電ゴム０２の抵抗値が低下する。

よって、この部分の電極面（８つが前記導電ゴム０匂の
低抵抗値部分を介して等測的に接地されて、その電位が
低下して、障害物（Ｃ）　’ｅ感知するのであるが、前
述し之ように、′ｆＩｉ極プレート（１（至）は車体左
右方向に複数分割しであるから、車体前方のどの位置に
障害物ｔｃ）が有るか判別することも可能である。

また、スイッチ機４１１　（Ｓ）の接点として導電ゴム
ａ’ａｅ採用しであるから、スイッチ機構が極めて藺単
になるとともに、可動部が無いので故障が櫃めて少なく
、かつ、信頼性も高くなる。　さらに、導電ゴム０乃が
弾性体であるから接触センサー（Ｂ）のダンパ一部材と
しても機能するので衝撃吸収性もよくなる効果が有る。

次に、前記構成になる各センサーｌＡ）・（Ｂ）からの
障害物検出結果に基いて車速の制御を行なう制御機構に
ついて説明する。

車速制御に、エンジン（Ｅ）からの動力を油圧式無段変
速装置０４を介して前記前輪（２）、後輪（３）の一方
ま友は両方に伝達すべく１１ｉ成しである動力伝達機構
のこの変速装置ｔ１４１の変速レバー−をＤＣモータα
→によって揺動操作することによって行なわれる。　そ
して、前記変速レバー（国に汀ポテンショメータを用い
た速度検出器＋Ｉ７）　７％　設けてあり、このレバー
＋１５１の位置丁なわち車速に応じた電位（ｖｔ）’を
出力すべく構成しである。

一方、所望の基準車速（ｖｔ）ｉ設定するための作業車
速設定器０榎が設けてあり、車速に対応する基準電圧（
ｖｚ）を発生ｆるとともに、減速時の基準車速（ｖｚ）
ｉ設定する之めの減速速度定器四が設けてあり、前記同
様に減速時の車速に対応する基準電圧（Ｖ３）を発生す
る。

そして、制御装置＠け、前記各電位（ｖｌ）・（ｖ、’
）・（Ｖ、）および各センサー（Ａ）Ｉ（Ｂ）からの障
害物検出信ｅ（Ｓｌ）・（Ｓ２）に基いて、増幅器しυ
を介して所定の車速となるようにＤＣモータ（１→を作
動させるべく構成しである。

以下、この制御装置−の構成および動作を詳細に説明す
る。

制御装置（イ）げコつのアナログスイッチ（ｓｗ＋）’
（８％）、１つの差動増幅器（Ａり・（Ａ２）、および
入力電位が一定の電位を超え友時に入力電位と同極の電
位全発生するコンパレータ゛（Ａ３）によって構成しで
ある。

そして、前記速度検出器ｔＪ？）の出力電圧（Ｖｌ　）
　ｎ第１の差動増幅器（Ａ１）の一方の入力端子（−９
、および一方の入力端子（→を接地しである４Ｊｐ！Ｊ
コの差動増幅器（Ａ２）の他方の入力端子（＋）Ｋ、夫
々入力しである。

前記作業速変成定器α樽および減速速度設定器Ｈカラ出
力される各電圧（Ｖ２）’（Ｖｓ）Ｖ′ｉ、前記非接触
センサー（Ａ）の受信器（６）の出力信号（Ｓｌ）Ｋよ
って制御される第１のアナログスイッチ（ＳＷＩ）Ｊ”
介して前記＠ｌの差動増幅器（Ａｌ）の他方の入力端子
（＋）に択一的に入力されるべく構成しである。

前記第１１％コの差動増幅器（ＡＩ）・（Ａいの各出力
は前記接触センサー（Ｂ）の各電極（Ｓ′）・・の出力
ｉ　ＮＯＲ回路（Ｇ）　ｅ介して出力される出力信号（
５２）Ｉｃよって制御される第２のアナログスイッチ（
ＳＷｇ）を介して前記コンパレータ（Ａ３）に択一的に
入力すべく構成しである。

以上の構成になる制御装置圀に以下に示す動作を行なう
ものである。

通常の作業状態、即ち、前記両センサー人）・（Ｂ）と
もに障害物（Ｃ）を検出しない場合は、前記作業車速設
定器０榎によって設定した電圧（Ｖ２）と車速検出器ａ
ηからの電圧（ｖｌ）の差電圧（ＶｇＹ＋）が第１の差
動増幅器（Ａ１）により前記コンパレータ（Ａ３）に入
力されて、この差電圧（Ｖ２−Ｖｌ）と同極の電圧が増
幅器＠１１介してモータ（１橢に伝達されて、このモー
タ（＋１が前記差電圧（Ｖ２ＶＩ）がゼロに近づく方向
に回転して、前記変速レバーａＩｌｉｌ全揺動して、そ
の結果、車体ｆｉｌげ設定速／ｆ　（ｖｌ）で定速走行
するのである。

次に、走行中に、前記非接触センサー（Ａ）によって障
害物（Ｃ）が感知されると、前記受信器（６）かうＨ１
ｇｈレベルの信号（Ｓｌ）が出力されて、前記＠／のス
イッチ（ＳＷ、知１第１の差動増幅器（Ａ１）の入力電
圧を切換える。　そして、この差動増幅器（Ａ、）は前
記減速車速設定器（１鴫の出力電圧（ｖ３）と前記速／
ｆ検出器（ｌηの出力電圧（Ｖ＋）との差電圧（ＶｓＶ
ｌ）を出力する。　よって、前記モータα→はこの差電
圧（ＶＳＶ＋）がゼロに近づく方向に回転して、その結
果、走行速度が前記設定速度（ｖｌ）から減速速度（ｖ
ｚ）に減速されるのであるが、前記センサー（Ａ）がこ
の間に障害物（Ｃ）を検出しなくなると、前記スイッチ
（ＳＷｌ）＃−を作業車速設定器（１１１９側に自動的
に復帰して、車速は自動的にもとの設定速／Ｉ’　（Ｖ
、）に復帰するのである。

一方、前記接触センサー（Ｂ）　ＶＣよって障害物（Ｃ
）を検出すると、前記スイッチ機構ｔｓｌのいずれの電
極面（８′）が接地されるので前記ＮＯＲ回路（Ｇ）よ
ｔ）　Ｈｉｇｈ　レベルの信−！”）（Ｓ２）が出力さ
れて、前記第コのスイッチ（ＳＷ、）が切換えられて、
コンバレー　タ（Ａ３）に礪コの差動増幅器（Ａ２）の
出力が入力されて、前記モータ〇四がこの増幅器（Ａ２
）の出力によって作動される。

前記増幅器（Ａ２）げ一方の入力端子（−）が接地され
ているのでその出力電圧は略前記速変検出器（１７）の
出力電圧（Ｖ、）と一致して、この電圧（ｖｌ）がゼロ
に近づく方向にモータ０輸が回転して、もって無条件に
前記変速レバーｌｌｌ５）がニュートラル位置、すなわ
ち走行停止位置まで復帰されるので車体ｆｉ＋は停止す
る。

尚、実施例では前記速賓検出器０ηの出力電圧（Ｖ＋）
がゼロで車速ゼロ、すなわち走行停止として説明し友が
、変速袋＋１０４１が後進方向へ切換可能であって、中
立位置において前記電圧（ｖｌ）が停止位＋ｔを示す所
定の電圧（Ｖ′）を出力するｉ成であれば、前記第２の
差動増幅器（Ａ２）の入力端子（−）を接地するのでは
なく、この電圧（Ｖ′）と同電位の電圧を入力するよう
にしておけば、制御装置（イ）は前述と全く同一の動作
が可能である。

【図面の簡単な説明】

図面に本発明に係る障害物検出センサー付走行車輌の実
施の態様を例示し、第１図に全体側面図、第２図は接触
センサー（Ｂ）の平断面図、第８回灯スイッチ機構（Ｓ
）の斜視図、そして、第４図は制御機構のブロック図で
ある。 （１）・・・・・・車体、―・・・・・・制御装置、（
Ａ）・・・山非接触センサー、（Ｂ）・・・・・・接触
センサー、（Ｖ＋）・・・・・・設定車速、（ｖ２）・
・・・・・減速車速。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車体ｉｌ＋の前部に非接触式障害物検出センサー（Ａ）
   および接触式障害物検出センサ−（Ｂ）の両方を設け、
   前記非接触式障害物検出センサー（Ａ）が障害物全検出
   したときに、予め設定され定車速（ｖ、）から所定の車
   速（ｖｌ）へ自動的に減速し、かつ、この減速中に前記
   センサー囚が障害物を検しなくなつ友ときには前記子じ
   め設定されｔ車速（ｖ、）へ自動的に復帰丁べく車速全
   制御するとともに、前記接触式障害物検出センサー（Ｂ
   ）によって障害物全検出し定ときには直ちに自動的に走
   行停止すべく制御する車速制御装置ＣＡを設けであるこ
   とを特徴とする障害物検出センサー付走行車輌。