(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの駆動車輪と、カッティングシステムと、それらを駆動するモーターと、電子的操作及び制御システムと、再充電可能なバッテリとを具備する電動式自動芝刈機に於いて、
全所要電力が120W以下であり；
その芝刈経路が、少なくとも、芝刈りすべき領域の境界及び障害物の存在、カッティング抵抗、及び、装置の進行方向のスロープを検知するデテクタの出力に基づいて、マイクロプロセッサに記録され実行されるアルゴリズムによって決定され；
芝刈り動作を行うか否かは、再充電可能なバッテリの充電状態及び／又は芝生の湿り具合を検知するデテクタの出力に基づいて、マイクロプロセッサに記録され実行されるアルゴリズムによって決定され；
上記マイクロプロセッサは、芝刈り動作中及び停止中、連続的に作動せしめられ；
これにより、芝刈り領域内に放置されている期間中は長期にわたり永続的に稼働状態を保ち、完全に自律的に作動するよう構成されたこと；
を特徴とする上記の電動式自動芝刈機。
【請求項２】
再充電可能なバッテリが芝刈すべき領域の上又は近傍に設けた電源により充電され、芝刈機は、予めマイクロプロセッサに記録され実行されるアルゴリズムに従って、上記バッテリの電圧低下に応じて、自動的に当該電源へ向けて移動し、充電が行われることを特徴とする請求項１に記載の芝刈機。
【請求項３】
再充電可能なバッテリに給電し得る光電セルが搭載されており、バッテリの電圧及び日照が予め定められたスレッショルド値以下となったときは、全ての走行と芝刈作業が中断され、装置は待機状態となることを特徴とする請求項１に記載の芝刈機。
【請求項４】
芝刈経路が、とりわけカッティングシステムによって消費されるエネルギーを検知するデテクタの出力に基づいて、マイクロプロセッサに記録され実行されるアルゴリズムによって決定されることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一に記載の芝刈機。
【請求項５】
カッティングシステムが、延長されたブレードによりカバーされる地表と同一の大きさを有しかつカッタの有効長に等しい距離だけ中心が後方にオフセットしている、円板形の下部プレート及び上部プレートとを具備することを特徴とする請求項１ないし４の何れか一に記載の芝刈機。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一に記載の装置を、少なくとも数日の間芝生に載置し、自律的に作動させることを特徴とする、芝生の刈り取り方法。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか一に記載の装置を、少なくとも数日の間芝生に載置し、自律的に作動させることを特徴とする、芝生を常時刈り取られた状態に保持する方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、完全に自律的かつ自動的に作動する芝生保守装置に関する。
ここで自律的かつ自動的という表現は芝刈期間中の全部又は一部に於いて、人手の介在を必要とせず、かつ障害物の識別、刈り取るべき領域の探索、走行順序の決定及び刈り取るべき領域の境界の評価を行うことにある。
好都合なことに、この装置はエネルギ源からの燃料補給を必要としない。
芝生の連続的な保守という用語は、この装置が芝刈り期間中、幾つかの機能について、連続的に活動を継続できるということを意味し、そして特に刈り取った草の収集問題を解決することができる、ということを意味する。
芝刈機は長い発展の歴史を有することが知られている。現在広く受け入れられている自動推進モデルは、使用者の労力を大幅に軽減した。然しながら、人間の介在は必要であった。芝刈作業を部分的に又は全面的に自動化するために様々な試みがなされたが、現在もなお完全な解決はなされていない。
アメリカ特許第4777785号は、芝生の刈り取られた部分と、まだ刈り取られていない部分を識別し、そして既に刈り取られた芝生の境界に沿って移動し、まだ刈り取られていない芝生を自動的に刈り取るロボット芝刈モデルを開示している。然しながら、このシステムは完全に自動的なものではない。これは芝刈りの都度機械の置き換えが必要であり、また障害物の回避にも人手を必要とした。
フランス特許第2631466号は、完全に自動的なシステムを開示している。然しながら、このシステムを使用するときは、前以って一連の特別な機能ケーブルを敷設せねばならず、かなりな工事を必要とする。
先行技術として提案された他の同様なシステムは、人手の介在（アメリカ特許第3425197号、第3924389号、第4133404号、第4545453号）、又は、地下ケーブルの埋設（アメリカ特許第3550714号、第3577227号）のいずれかが必要であった。その上これらの装置は重く、複雑であり、かつ動力が自動的に供給されないものであった。
更に又、芝生の上の予め定められたルート上を動く、予めプログラムされた装置が公知である。然しながら、これらは予め与えられたコースから突然に逸脱することがあり、その上コースを傷めた。又、これらは芝刈りを開始するときは常に人手による機械の設定を必要とした。
前述のシステムは全て、予め定められた期間−−芝刈機の休止期間によって区切られている−−毎の芝刈り操作、規則正しい芝刈作業を必要とした。
本発明の目的は、前述の不都合がなく、特に大掛かりな地下構築物、事故の危険性、芝刈機を始動時の設定や取り片付けなどに人手の介在を必要とせず、そして連続操業が可能である上、刈り取った草を収集する必要のない、自動的かつ自律的に作動する装置を提供することにある。
本発明に係る芝刈機は、従来公知のシステムに比べると重量が大幅に軽減されており、少容量のモータで駆動でき、そのため安全に作動し、静粛である。
驚くべきことに、この装置は100W以下の非常に小さな電源で充分駆動できることが確認された。
本発明の望ましい実施例に於いては、電力は光電セルから供給される。用いられるエネルギの源は、太陽エネルギである。装置が低電力であるために芝刈期間の全部又は一部に於いて、稼働は殆ど永続的に行われ、そのため芝生は常に刈られた状態に保たれる。
本発明は、使用するモータによって用いられる全電力が100W以下であること、芝刈りすべき地表の境界にある障害物及び上記の地表の部分的な条件に対応し、マイクロプロセッサによって記録され、操作されるアルゴリズムに応じてルートが決定されること、を特徴とする電気的に操作され、制御されるシステムと、少なくとも一つの駆動車輪とを有し、再充電可能なバッテリの充電状態及び／又は日照及び／又は芝生の湿り具合に関係する要素によって連続的に活性化されることを特徴とする、自律的に作動する芝刈機を提供する。
本明細書に於いては、芝刈りという用語は、芝刈りを必要とするような高く伸びた草を刈り取ること、及び、芝生を刈り取られた状態に保っておくことの両方の意味に用いられる。本発明は、その本質及びその手段から、芝生を刈り取られた状態に保つため、より良く適合せしめられている。
この装置のパワーが極めて限定されたものであるため、芝生の草が既に余りにも高く成長している芝生の最初の刈り取り作業は、本発明に係る装置の正常な作用を遅らせる。ある種の芝刈機は上記のような芝刈りを行なうための装置である。
以下に述べる装置は、特に芝生の芝刈りを行うために特に用いられるものである。本発明の範囲に於いて、芝刈機は、一般的には8cm以下、望ましくは2cm以下の予め定められた高さで、周期的又は連続的に刈り込むことによって保守される他の全ての植物の植えられている場所の手入れに用いられる。本発明に係る装置は、場合により連続した下生えの刈り取りに応用される。それ故、芝という用語は、草以外の幾つかの植物を包含する。
本発明の範囲に於いては、“車輪”という用語は、キャタピラや他の全ての同種の推進手段を包含する。
連続的に活動できるということは、この装置が周囲のパラメータ又はバッテリの充電状態に対応できるということ、それ故、使用者の介在なしに始動することができるということを表わす。本発明の望ましい実施例によれば、電気回路及びマイクロプロセッサは装置が休止状態にあるとき、再充電又は待機の状態にあるときでさえも連続的に稼働しているものである。
望ましいモードによれば、この芝刈機は光電セルによって再充電されるバッテリを有する。
一つの変更実施例によれば、再充電可能なバッテリは、刈り取られる地表、又は、その近くに設けられた電源によって充電することができ、芝刈機は予め定められたアルゴリズムに従って、前述のバッテリの充電状態に応じて、その回りを自動的に移動する。
本発明の一つのアスペクトによれば、その芝刈機は、その全所要電力が10ないし120ワット、望ましくは15乃至60Wの間にあることによって特徴づけられる。
本発明の他のアスペクトによれば、その芝刈機は、その再充電可能なバッテリの容量が5A/h、望ましくは2A/h以下であることによって特徴づけられる。
本発明の他のアスペクトによれば、バッテリの充電状態又は日照が基準値よりも小さくなったときには、全ての走行と全ての刈取作業が中断され、装置は待機の状態又は再充電の状態の何れかになる。
本発明の更に他のアスペクトによれば、その芝刈機はカッティングシステムによって発生した力が計測され、その結果により運行ルートが決定されるということによって特徴づけられる。
本発明の更に他のアスペクトによれば、その芝刈機は、各駆動車輪にそれぞれ一つの独立したモータが取り付けられていることによって特徴づけられる。
本発明の更に他のアスペクトによれば、その芝刈機は、それぞれの駆動車輪にチャージデテクタが取り付けられていることによって特徴づけられる。
本発明の更に他のアスペクトによれば、その芝刈機は、低電流が供給される一本又は複数本のケーブルによって画定された領域の限界を、シャーシの前部に設けたフィールドデテクタによって検出することにより特徴づけられる。
本発明の更に別のアスペクトによれば、その芝刈機は、望ましくは光電セルを有する上部プレートと下部シャーシとの相対運動を解析することによって障害物を検出し、迂回するということによって特徴づけられる。
この衝撃解析システムは、障害物の存在による衝撃と回避する必要のない地表の凹凸（穴又は突起）によるショックとを簡単に識別できる。マイクロプロセッサによって実行されるアルゴリズムは、例えば公知の数値スクリーニングによって、地表の凹凸によるショックに基づく振動の影響を除去し得る。
本発明の他のアスペクトによれば、その芝刈機は、その再充電可能なバッテリの重量が5kg以下望ましくは1kg以下であるという特徴を有する。
本発明は、更に上記の装置を、少なくとも数日の間、芝生上で、自律的作動状態に置かれることを特徴とする芝生の芝刈方法に関する。
本発明方法は、より具体的には、芝生を常時刈り込んだ状態に保持するために応用され、装置は少なくとも数日間、若し可能であれば数週間、又は数ヶ月に及ぶ刈込期間中、自律的な作動状態に置かれる。
本発明は、更に下記のエレメントを単独、又は、結合して具備する芝生のための刈込装置を提供する：−
光電セルからの直接的な電力供給が可能な電力消費の少ないカッティングシステム；−
光電セルによる電力供給；−
電子制御システム；
カッティングシステムで発生する力を計測し、刈り取るべき草地を識別すること；−
装置の推進システムと、前述の検出装置と、マイクロコンピュータの相互作用による刈り取るべき草地の探索；−
装置の上部プレートとそのシャーシとの相対的な運動の解析による障害物の検出；−
二つの障害物間の間隔の解析による刈り取るべき地表の境界の検出、本来の障害物（植物、金網、低い障壁、境界花壇など）によって区画されていない刈り取るべき区域の境界は、一定の最大間隔をおいて地上に設けられたコンタクトスタッド、又は、地上又は地下に設けたケーブルによって検出される；−
各駆動車輪毎に設けたチャージデテクタの使用に基づく安全装置；−
グラウンド及び／又は使用者の所有する電線からの距離を計測することによる盗難防止装置。
本発明の特に創造的な特徴は、この装置がシーズンの始めに刈り込むべき地表に設置されるということ、そして周囲の光エネルギが一定のスレッショルドを越えるや否やその作動が開始されるということにある。
そのため、この装置は、少なくとも数日間刈り取るべき地表の上に置かれ、更に数ヶ月又は全刈取期間にわたって自律的に作動し得る。
望ましい実施例に於いては、作動中、この装置は刈り取るべき地表の上を連続的に移動し、そのカッティングヘッド（即ち、カッティングシステム。以下同様。）を進行方向の左右に旋回運動させながら刈り取るべき地表の上を連続的に移動する。
装置のヘッドの旋回運動により、二つの障害物の間の距離を検出することができる。例えば、左側に一つの障害物を検出したとき、その装置はヘッドを右に旋回させ、そしてその右側にも予めプログラムされた一定の距離以内に一つの障害物を検出したときは、コンピュータは刈り取るべき地表の境界に達したと判断し、装置を引き返させる。
本発明の更に他の望ましい特徴は、この装置が既に芝刈り済の領域に達し、そのカッティングヘッドの負荷が減少したときには、その減少がコントロールコンピュータによって検出され、芝刈りをすべき領域に遭遇するまで、より多くの電力が駆動車輪に送られることである。
コントロールコンピュータのアルゴリズムは、この探索の効果を可能な限り高くし、かつ刈り取り作業を計画的にする。コンピュータは、望ましくはオペレーティングアルゴリズムをインタロゲイトするクロックを有する。
本発明の実施例の特別なモードでは、障害物に遭遇したとき、装置の光電セルが取り付けられている上部プレートがその障害物と接触する。上部プレートは、下部のプレートに相対運動可能なよう柔軟に取り付けられており、下部プレートに対して相対的に移動する。ムーブメントデテクタは、その相対的運動を検出し、それから障害物と装置の相対的な位置が検出される。その情報はコンピュータに送られ、コンピュータは、その駆動車輪を停止させ、障害物を迂回させるか又は引き返すよう制御する。
本発明に係る装置は、日陰の領域を芝刈りするときや、光電流の供給が途絶する夜の間中、幾つかのパラメータ、例えばバッテリの充電状態、周囲及び日照の状態のようなパラメータに応じて装置を連続的に活性化するためのオペレーティングシステムと電子コントロール装置の連続的な電力供給を常時確保するために必要な、再充電可能なバッテリを有する。
日陰の領域を検出し、そして幾つかのパラメータ、例えば、バッテリの充電電圧、時間、草の高さなどの幾つかのパラメータを考慮し、その結果を芝刈りの作業計画に反映させる装置を有する。
本発明に望ましい実施例によれば、この装置はシャーシを有し、その上にそれぞれ一つのモータによって駆動される二つの別々の駆動車輪又はキャタピラが設けられる。それぞれの回転速度を別々に制御することによって装置の操縦が行われる。装置はその前面に一つ又は二つのフリーホイールを有する。これらの車輪は三角形又は台形に配置され、シャーシを支持する。カッティングヘッドはシャーシに取り付けられ、かつ、低電圧、低容量のモータと、小さな直径と高い回転効率を有するカッティングディスクとを具備する。
光電セルを支持するプレートは、シャーシにしなやかに取り付けられる。
装置は更に
コントロールコンピュータと、
光電セルプレートの動きのセンサと、
カッティングヘッドと、二つの駆動車輪と、音声信号発生器とを制御する電源回路と、
光電セルからの電流の制御回路と、
カッティング装置に消費されたエネルギを計測する回路と、
を具備した電子装置を有する。
望ましくは、三個の（又は、一つの車輪毎に各一個の）チャージデテクタが上記の電子装置に結合される。
本発明に係る装置は、40kgもある公知のバッテリ駆動型自動芝刈機に比べると遙かに軽量な構造、例えば4kgを示しており、かつ非常に効率の良いカッティングユニット、及び、刈り取るべき領域の探索、日陰の部分の検出と迂回、障害物の検出、刈り取るべき土地の境界の検出、土地の異常（スロープやハンプ）の処理及び芝の湿度の検出などが可能なデータプロセッシングプログラムと結合している。
本発明に係る装置は、ベルギーと同じ緯度にある1000m2の面積の芝生を25Wの平均消費電力でもって保守することができる。
本発明は、非限定的な実施例を示すここに添付した第１図乃至第14図によってより詳細に説明される。
第１図は、非円形プロフィルを有する本発明に係る装置の一実施例の一部破断上面図である。
第２図は、第１図に示した装置の断面図を示す。
第3a、3b、3c図は、それぞれ、後部が持ち上げられた状態、装置が坂を登っている状態、及び、ヒンジにより完全に折り畳まれた状態を示す側面図である。
第４図は、カッティングヘッドの断面図である。
第5a図及び第5b図は、それぞれカッティングヘッドの二つの実施例を示す上面図である。
第６図はこの装置の幾つかのエレメントと電子コントロールシステムとの関係を示すブロックダイヤグラムである。
第７図は、制御プログラムの簡単なブロックダイヤグラムである。
第８図乃至第11図は、本発明に応用できるカッティングアルゴリズムを示す平面図である。
第12図及び第13図は、それぞれ待機状態にあるときのバッテリの放電と、モータの作動中、リミットデテクタ、例えばフィールドデテクタのレベルに於ける磁気的障害とを回避するため用いられる電子回路図である。
第１図及び第２図に於いて、ビームシャーシ１は、以下に詳細に説明される電子制御回路、駆動車輪15の二つの駆動モータ、並びに、光が照射されていない間及び光電セルから電流が供給されていない間、回路を休止状態に保持するような非常に低容量（例えば、1A/h）のバッテリ18を支持している。シャーシは光電セル10がモザイクのように並べられているパネル９を支持している。シャーシ１は、更にパネル９の相対的な運動ができるように二つの駆動車輪15の軸Ａ−A'に取り付けられるしなやかなコネクタ２を支持している。
この実施例に於いては、44.2W（ピーク）の100×100mmPSC100H（京セラ）の電池が34個用いられている。
しなやかなコネクタ２は、パネル９が長手方向には運動できるが、横方向には運動できないようにパネル９を支持する。この装置は軸Ａ−A'に直角な方向に動く。
コネクタ２の両側に設けられた接点３は、パネル９の平行移動及び回転運動を検出し、コントロールコンピュータ19の援助によって、障害物の位置を決定する。この接点は、他の電子的な運動及び位置デテクタによって置き換えることができる。
二つのフリーホイール４は、ビームシャーシの前面に取付けられ、機械的に結合される。カッティングヘッド５は、ビームシャーシと二つの車輪の間に懸架される。
図示されている実施例に於いては、カッティングヘッドは草の刈取高さを調整するためのねじを切ったロッドによって、二つの細長いガーダ６から吊り下げられる。
他の方法によれば、平行四辺形（第２図の７）が形成されるように、カッティングヘッドは一対の中空管状体により細長いガーダに結合される。その上部の長手方向の一辺は、シャーシの一部品と一体に形成され、角にはヒンジが設けられる。装置の前進運動を妨げることなくカッティングヘッドの高さを調節するためにストッパが設けられる。
装置が後進するとき、地面の凹凸に合わせてカッティングヘッドが持ち上げられるという利点がある。一方において装置が前進するとき、車輪が阻止されたときには、装置の前部が持ち上がるので、障害物をカッティングヘッドに引き込むことなしに障害物を回避することができる。
図面には示されていないが、カッティングヘッドと上部にクレーンとの間に機械的なカップリングを設けることができる。そのようにすると装置のフロントガード17の高さを自動的にカッティング高さに合わせることができる。
装置の前部にはフィールドデテクタ８が設けられる。
このデテクタとして他の形式のもの、例えば磁気的、光学的なものなどを採用することができる。
光電池10を支持するパネル９はコネクタ２及びピボットコネクタ11によってシャーシに取り付けられる。
第２図及び第3a図に示されているように、パネル９はヒンジ12により結合される二つの部分から成る。
分割型パネルは本発明に係る装置を実際に使用する際発生する幾つかの問題点を解決する。
このパネルの後部の構造は装置の高さを減少させ、そしてかなりのスロープを乗り越えさせ、そして充分なパネルの表面積を確保させ、そしてさらに駆動車輪の上の荷重のバランスを適切にする。
装置の適切なバランスは、後部にある片持梁の負荷を軽くする。装置が傾き始めたときは、パネルの後部は地面に物理的に接触し、そしてヒンジの周りに回転するので、装置の通過が可能となる。
さらにパネルは180度折り畳めるので、例えば装置の休止状態において、装置を輸送するような場合、装置の長さを半分に減少させることができる。
第3b図及び第3c図は装置がスロープを登るとき及び装置が休止状態にあるとき完全に折り畳まれた形でで輸送される間のパネルの位置を示している。
パネルの回転角度が一定の限界に達すると装置が停止するように接点14が装置回転レベルに設けられている。
装置の前部が引っ繰り返ったようなとき、又は緊急の場合には、人手によって後部を持ち上げられれば、装置は自動的に停止する。
ヒンジのストレスを減少させるために、パネルの垂直運動を妨げないで、周囲のストレスを減少させるために一つの支柱が設けられる。支柱16のサポートは運搬用のハンドルとして用いることができる。
使用者が装置を完全に停止したり、あるいはそのコントロールコンピュータにデータ（暗証コード、作業用のパラメータ）等を入力するために用いられるコントロールパネル13がビームシャーシ１の後部に取り付けられる。
駆動車輪15はそれに垂直な陸によって阻止され、走行方向に対する良好な追従性能が与えられるような構造を用意し、かつ定格電力２乃至10Wのギアモータによってそれぞれ個別に駆動される。例えばその中空の構造は重量の大幅な軽減とギアモータの出力軸に対する片持ち梁の負荷を軽減する。
本発明に係る装置のカッティングヘッドは、４種類の動力損失に対して最適の解決を提案する；
カッティングツールの動きによる草の運搬
カッティングツールの動きによる空気の吸い込み
摩擦
実際のカッティング抵抗。
装置のカッティングシステムは、カバーの下で草を刈り取り、刈り取られた草はシステムの回転によって運ばれる。
古典的な刈り取り作業中に用いられるエネルギの大部分はカッティングブレードによって跳ね飛ばされる草の運動エネルギとして消費されるものであった。
以下に説明される本発明の実施態様を形成する装置は、回転するシステムと草との接触を大幅に減少させる。
実際にはカッティングヘッドはフランジ21（第１図）によって上部プレート22（第４図）に取り付けられるプレート20を有する。そしてその形状はこれら二つのプレートの間に非常に僅かな間隙23を残すように形成されている。
ディスク24は、引込み可能な少なくとも２枚のブレード25を有し、この２枚のブレード25は、シャフト26の周りに回転し、そしてディスク24の内部に戻ることができるようになっている。モータ27によって駆動され、ディスク24の回転が始まると、ブレード25は遠心力によって動かされ、そして二枚の固定プレート20、22の間の隙間23を通って外方へ飛び出す。
草と接触する可動部分は非常に小さく、システムの回転によって草が運ばれるよう最小限に構成する。
ディスクの回転に伴って生じる空気の順環28はディスクのこの形状と二つの固定プレートの間の間隙が小さいために最小限度に保たれ、そしてカッティングヘッドやブレードの間隙部分に空気が入るのを防止する。芝刈りすべき正面の抵抗は下部のプレート20によって軽減され、刈り取られた草による抵抗は空気28のサーキュレーションによって低減される。
非常に薄いブレード25は非常に効率のよい芝刈りを可能とし、スプリングシステムはその交換を容易にする。
ショックを受けたり、モータのパワーが非常に低下したような場合、ブレードの慣性が極めて低いのでブレードはたやすくディスクの内部に戻る。これは特に使用中の安全に寄与する。
第5a図及び第5b図は特に都合の良い本発明に係るカッティングヘッドの実施例を示している。ブレードの長さに対応するブレード32の二つの有効なパスの間を機械が前進運動するとき、既に刈り取られた草によって引き起こされるカッティングディスクに及ぼされるブレーキ効果が最小限になるものである。
機械のスピードとブレードのスピードの間の関係は次の式で定められる。
機械のスピード＝Ｎ×１×ｎ
ここで、Ｎ＝一秒間当たりの回転数
１＝ブレードの有効長さ
ｎ＝ブレードの数
である。
第5a図に示された機械の軸の配置は古典的な構成を示している。Ａにおいて草を刈り取っているブレードは次のカッティングブレードが通過するときにはプレートの下のB'にあるであろう。一方、Ｂに於いて草を刈り取っているブレードはB'に到達する前にずっと草と接触しており、そのため特に有効な草刈りを行うことなしに草と接触していてカッタのブレーキになるものである。
より実用的な上記の特別のモードによれば、第5b図に示されたように、飛び出したブレードによってカバーされる表面と同じ大きさを有し、かつカッタの有効な長さと等しい距離だけその中心が後部にオフセットされた上部及び下部のサーキュラープレート31が用いられる。
草の葉はカッティングブレードと接触している範囲は機械の軸の相対的な位置に応じて一定となる。
本発明によるときは上記のカッティングヘッドの実施例のモードにより実現されたエネルギの効果的な使用が可能となる。
カッティングヘッドは好ましくはブラシレスの直流モータにより駆動される。この選択は、装置の所要動力の寿命及び効率に対する要求によるものである。一つの実施例によれば定格12V、15WのSELアルカテルモータ、形式BG29が好適である。
整流子モータの作動は消去することが困難な突然の磁界変動を引き起こす。これは上記のフィールドデテクタ８の作動を妨げる。
回路（第13図）はこのタイプの使用に伴う騒音の影響を有効に軽減する。この目的のために、デテクタ120、音響発生回路121、制御器122への結合端子、トランジスタ123  T1、容量（C1及びC2）及びカッティングモータ用電源が設けられる。
モータ制御器から発信される信号は、差動回路c1及びc2の入力端子に供給され、モータのコミュティション毎に正のインパルスが得られるように変換される。これらのインパルスは、モータのコミュティション中は、デテクタからの信号をカットするトランジスタT1に送られる。これによってS/N比は通常10倍程度に改善される。
第６図に示す如く、芝刈器の制御は、そのメモリに芝刈器制御プログラムをロードしたマイクロコントローラ102を有する電子制御回路に依って行われる。更に、103は電源制御装置、104はモータ制御装置、105は光電セル、106はバッテリである。
マイクロコントローラは、環境情報（101）、即ち、−
光電セルの端子電圧−
各車輪の速度−
カッティングヘッドの消費電流又は回転速度−
外部ショックの記録−
装置の前方の電界強度−
湿り度デテクタの出力−
を受入れ、そしてこれらのデータから以下のパラメータ、即ち、
−日照：光電セルの端子に於ける電圧と電流の計測値により、予め知られた光電セルの特性とに基づいて−
−スロープ又は障害物の存在：所要電力と車輪のスピードの計測により−
−草の高さ：カッティングヘッドの消費電流と前進速度の解析により−
−デテクタ８の端子で計測された信号の解析によって得られる、微弱な交流電流が流されている電線や金属（例えば、チエーン）により決定された土地の区画の境界との間の距離−
−一定の走行距離走行毎の日照の変化の解析による日陰領域の検知−
−地面の状態：シャーシに設けた接点に対する水はねの解析による−
を算出する。
マイクロコントローラは、その指令を電力制御ユニット及び３個のモータ107、108、109を駆動する制御回路104に送り、装置を稼働させる。
制御プログラムの一例は、ブロックダイヤグラムとして第７図に示されている。
プログラムには二つの基本ループ、即ち、
−マイクロプロセッサのハードウエアによって、４ミリセカンド毎に発信される周期的信号によって駆動されるループ。このループは、二つの駆動車輪のスピードメータを別々にインクリメントし、‘ウオッチドッグ’をチエックし、衝突デテクタの出力を解析し、主ループで使用すべきクロックと遅延を更新する−
−100ミリセカンド毎に環境データを捕捉し、外部パラメータを解析し、さまざまな状態に於いて装置により実行される作業、即ち：
刈り取り作業−
照度が余りにも低いときの作業停止−
草が湿り過ぎているときの作業停止−
再充電のための作業停止−
警報発生（事故、車輪拘束）−
を制御する。
本発明は、以下に述べる主な作動モードの追加説明により更に良く理解されよう。
多数の案内システムを応用し得る。刈り取りに必要な力の解析によるガイダンスは、特に有効であることが照明されている。
カッティングヘッドにより供給される力は、常時計測され、刈り取るべき草の密度と高さの値が制御システムに送られる。
マイクロコントローラは適切な速度が保持されるよう装置の速度を調節する。カッティングの抵抗が余りにも微弱であるとき（既に刈り取られた領域内にあるとき）は、装置が未だ刈り取られていない領域に速やかに移動できるよう、制御器は駆動車輪に最大の動力を供給する。速度は例えば１乃至5Km/hの範囲で変えられる。
第８図に示されているように、制御システムが、刈り取るべき領域82内の未だ刈り取られていない領域81を検出したときは、本発明に係る装置80は、その内部に一定の距離Ｘだけ進入し、出来るだけ長い間その高いカッティング抵抗（草の相当の高さと密度）を示す領域に留まり得るようスパイラル状に走行する。装置が強い抵抗と遭遇することなしに予め定められた距離走行したときは、装置は未だ余り刈り取られていない新しい領域に達する迄、駆動車輪に最大の電力を供給し、直線ラインを走行する。
本発明の特定のモードによれば、日陰91（第９図）の検出システムが設けられる。
日陰検出システムの目的は、装置が長時間日陰に留まることがないようにすることである。日陰は日中太陽の位置に応じて常時移動するので、太陽が出ていればそれに照らされている間に、芝生表面82の略全域に渡って芝刈りを行うことができる。度々日陰になるのは、日陰になるため照度のコントラストのない曇天によるものか、又は通常の作業中の日陰の領域への一時的な進入によるものである。
制御システムは、影を検出するため、装置が一定の距離、即ち、光電セルの長さに等しい距離走行する毎に、光電セルが受けるエネルギーの比較を行う。制御システムはその値をその直前の測定値と比較する。一連の光電セルが日向から日陰に入ると、エネルギーの低下が記録される。この低下が予め定めた値を越えるときは、それは日陰領域に入ったシグナルと考えられる。装置はそれから日の陰りが一時的なものであるのかどうか確認するために距離ZZ′の間移動を継続する。若し受けるエネルギがその低いレベルに留まるときは、装置は陽の当たる領域に戻るため引き返す。
本発明の他のアスペクトによるときは、障害物92（第10図）の検出装置が設けられる。
装置はシャーシに対する上部パネルの相対運動を連続的に解析する。接点３及び／又は他の同等機能を有するデテクタにより相対運動が記録されると、システムは、装置を停止させ、制御プログラムによって決定された迂回運動を実行すため後退する。
本発明のこの実施例の独特のモードによれば、装置は停止し、区間XXだけ後退し、再び前進する前に角度αだけ回転する。
本発明の他のモードによれば、障害物の周囲にフリースペースがあることを確認するため、装置はショックと反対方向に旋回する。そのスペースが装置の横幅より広ければ、装置は再び前進するが、若しそうでないときは、それは連続的な障害物、例えば芝刈すべき領域の境界であると判断し、後退しそして引き返す。
本発明の他のアスペクトによれば、スロープや地表の凹凸の検出システムが設けられる。
このシステムは、前進抵抗を計算するため、二つの駆動車輪に供給される電力と、それらのスピードの相関関係を連続的に解析する。
このパラメータと制御プログラムからのデータの組合せは、駆動車輪に対する障害を識別し、例えば一連の回避運動（方向転換、旋回・・・）を実行させる。
それは又、大きなスロープを識別する。その場合、プログラムは、必要なエネルギを軽減するため、装置がスロープを斜めに登攀するように、予め限定された角度、装置を旋回させる。そして車輪を駆動するモータは光電力の直接供給と同等の電力と負荷で用いられることになる。
装置の他のアスペクトによれば、第11図に示したように、障害を形成する本来の境界が存在しない場合でも地表の境界を検出し得るシステムが設けられる。
芝刈りすべき土地の境界が、バリアや、フェンス、境界花壇、ポスト（コンタクトスタッド）などの本来の障害物によって仕切られていないときは、所望の境界線に沿って敷設され、低電圧（数mV）の交流電流（例えば5KHz）が流れている電線93が用いられる。この技術は自動装置を案内するため良く知られている。この装置への電力供給は、例えば電線の端末に設けた固定式の光電セルによることができる。光電セルからの直流電流は、所望の周波数の交流に変換される。
その他、電線の不測の切断によるサービス中断が起こり得ないようにするため、全ての電力供給システムと無関係な、より信頼度の高い受動的システムを採用することができる。
例えば、地上に置かれた金属製のチェーンを用いることができる。前部センサはインダクタンスの変化によって金属製物体の存在を検知する。
全ての場合、システムは、センサのシグナルを解析し、装置と境界の距離を測定し、境界に接近したことが知られると、直ちに引き返す。この障害物との間の距離が予めプログラムされた距離よりも小さくなると、装置はその距離がプログラムされたものより大きくなる迄旋回する。
ある方向まで旋回したとき、装置が境界から遠ざかることなく、境界により近づくことになる場合には、制御システムは自動的に旋回方向を変える。一つまたはそれ以上の理由により、装置が境界に接近し過ぎたときは、制御システムは上記の衝突回避操作（後退し、旋回する）を始める。
本発明の更に他のアスペクトによれば、エネルギ管理システムが設けられる。
エネルギ管理ユニットは、二つの機能−−即ち、バックアップバッテリの充電状態管理機能、及び、夜間と、装置が最小の電力消費で待機状態に置かれている期間の検出機能−−を有するマイクロコントローラによって操作される。
バッテリは、闇夜に於いても幾つかの回路を常時作動状態に保持し、電子回路の作動を可能にするために設けられる。それは、日陰領域や曇天の間でも、日常の作業中光電セルのエネルギが途絶えたときでも、芝刈機がある程度作動し得るように常時充分に充電されていなければならない。
制御システムはバッテリ端子の電圧を連続的に測定し、所定の期間毎にその平均値を算出する。平均電圧がプログラムされている最低限界値以下となったときは、制御システムは上記の如くにして、装置が日陰領域に存在していないことを確認する。その確認ができない場合は、装置は、電圧が許容し得る値に達するまで停止され、待機せしめられる。
日陰領域にあることが確認されると、装置は停止することなく予定の作業を切上げ、日陰領域を脱出する。
光電セルからの電流は、夜になると減少し、暗くなると途絶し、バッテリから逆流する放電電流によりマイナスにさえなる。
この現象を避けるため、光電セルとバッテリの間に直列に、逆流防止用の外部ダイオードを挿入することが望ましい。
然しながら、このダイオードは、電圧降下を生じさせ、電力効率の低下をもたらす。
本発明の一つのアスペクトによれば、このダイオードによる電圧降下は、マイクロコントローラーにより制御され、正常（日中）の作業中は、ダイオードを短絡するスイッチ（リレー又はトランジスタ）によって解消される。
第12図には、コントローラ111、アナログ／デジタルコンバータ112、接点113、ダイオード114、モータ制御ユニット115、光電セル116、電流測定用抵抗117及びバッテリ118から成るこのアスペクトが図示されている。
この回路では、光電セルからの電流が連続的に測定されており、電流が零になったことが検出されると、光電セルとバッテリ間に設けられたスイッチが自動的に遮断される。これは又、装置を待機状態にする。
光電セルの電圧が再びバッテリの電圧を越え、ダイオードの逆電圧が解消すると、スイッチに並列に接続されたダイオードが再び導通する。然るときは、装置は再始動され、マイクロコントローラは接点を閉じ、ダイオードを短絡する。
装置には、望ましくは、公知の湿度デテクタを設ける。湿度が一定のスレッショルド以上であるときは、芝刈器は待機の状態に置かれる。湿度が一定の限界値以下に低下すると、他のパラメータの許す範囲で装置の操作が再開される。雨が降っているときや、芝が湿り過ぎているときは作業が効率的でなく、障害（泥濘、水たまり）に遭遇しやすいので、そのようなときの作業は回避される。
装置の案内システムは、叙上のものに限定されるものでなく、他とは異なったアルゴリズムによることを得る。
本発明によるときは、芝刈りすべき地表と既に芝刈りが済んだ領域との境界と、それぞれの単位領域毎に以前に芝刈りしたときのカッティング力を記憶することが可能な“マッピングシステム”を設けることが可能である。これにより草がより早く成長する領域を、そうでない領域より頻繁に装置を通過させることにより、芝刈りルートを一層効率的なものにすることが可能となる。
“マッピング”により、各単位領域には、メモリ基準点が割り当てられ、パラメータ“カッティング力−境界障害物”が記憶され、これによりカバーすべき地表のマップが作成できるようになる。装置は土地の境界を示す障害物に関する知識を前もって得ることにより作業経路を見い出すことができる。この技術自体は公知である。各駆動車輪の速度の測定値は、距離と方向を教示する。
又、土地の境界に設けられた発信器（光学的、超音波又は高周波その他）の正確で定期的な位置測定に基づき、システムの配置や再配置が行われる。
充分に強固で、光電セルに効率的な保護を与える上部パネルを構成する問題の解決案は、以下に述べる通りである。
第14図に示す如く、光電セル44はモールド45の底部に敷かれた弾性物質から成るシート41の上に配置される。モールド45と弾性シート41の、光電セルの下側に当たる部位には孔42が明けられる。光電セル44を弾性シート41に押圧するモールド45の下側には、キャビティ43が形成される。光電セルは相互に電気的に結合され、モールディング材（硬質ポリウレタンフォーム）がモールド45の内部に射出され、光電セルが樹脂の内部に埋め込まれる。硬化と離型の後、パネルの外面−−多少コンベックスとなっていることが望ましい−−には、全ての外部ショック、特に雨滴の衝撃から光電セルを保護するため、透明なプラスチック被覆を施す。
本発明は、上記実施例の特定のモードに限定されるものでなく、その構造と細部には、自由に設計変更を加えることが可能である。
【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図１】
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【図２】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【図１４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図９】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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