(57)【要約】【課題】茶葉摘採機が茶畝を跨っていないときの摘採機の進行方向が特定方向になるのを規制する。【解決手段】茶葉摘採機１は、茶畝Ｃを跨ぐ乗用車体フレーム３の両端部に走行モータにより駆動可能な左走行装置１０及び右走行装置２０を有して走行可能である。フレームに連結された乗車板５の左右両端部には検出光センサ４０、４０’が設けられる。これらのセンサは茶畝Ｃの両側端部の上方位置に茶畝幅方向に所定間隙を有して配置された第１光センサ４１及び第２光センサ４２を有する。検出光センサ４０、４０’間には茶畝Ｃの有無検出を行なう第３光センサ４３が設けられる。コントローラは、第１光センサ４１及び第２光センサ４２により茶畝Ｃの側端部が非検出され、且つ第３光センサ４３により茶畦Ｃが非検出されると、側端部を非検出した第１光センサ４１及び第２光センサ４２が該側端部の内側方向へ移動するような走行モータの作動制御を中止する。【選択図】  図１
2005021090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
茶畝を跨ぐようにして配置され、前記茶畝の両側端部のそれぞれの外側に接地して走行モータにより走行可能な第１走行装置及び第２走行装置を有してなる走行体と、
前記茶畝の前記両側端部の少なくともいずれか一方の側端部の位置を検出するため、該側端部の上方位置にくるように前記走行体の幅方向に所定の間隙を有して配設され、前記側端部側に出射した光の戻り光の光量に応じて前記茶畝の前記側端部の有無を検出する第１光センサ及び第２光センサと、
前記第１走行装置及び前記第２走行装置間に前記茶畝が存在するか否かを検出するため、前記走行体の幅方向の内側位置に配設され、前記茶畦側に出射した光の戻り光の光量に応じて前記茶畝の有無を検出する第３光センサと、
前記第１光センサ及び前記第２光センサにより前記茶畝の前記側端部が非検出され、且つ前記第３光センサにより前記茶畦が検出されると、該側端部を非検出した前記第１光センサ及び前記第２光センサが該側端部の内側方向へ移動するように前記走行モータの作動を制御し、
前記第１光センサ及び前記第２光センサにより前記茶畝の前記側端部が非検出され、且つ前記第３光センサにより前記茶畦が非検出されると、該側端部を非検出した前記第１光センサ及び前記第２光センサが該側端部の内側方向へ移動するような前記走行モータの作動制御を中止するモータ作動制御手段と
を有することを特徴とする自走茶園管理機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自走茶園管理機に関し、特に、茶畝の幅方向の両側の側端部のそれぞれの外側に配置される第１走行装置及び第２走行装置を有し、茶畝を跨いた状態で第１走行装置及び第２走行装置を駆動させて茶畝に沿って走行可能な自走茶園管理機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような自走茶園管理機（以下、「管理機」と記す。）は茶畝を跨ぐようにして配置されて走行するため、管理機の進行方向と茶畝の延びる方向とがずれると、茶畝を形成する茶樹に管理機が当接して、茶樹が傷つく虞が生じる。このため、管理機には、管理機に対する茶畝の相対位置を検出して、この茶畝の位置情報に応じて管理機の進行方向を制御して管理機が茶畝に沿って自動走行するように構成されたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この管理機は、茶畝の両側端部の位置検出を行なうため茶畝の両側端部のそれぞれの外側に対向配置される一対の感知板と、これら感知板からの位置情報に応じて管理機が茶畝に沿うように走行モータの作動を制御するコントローラを有して構成される。感知板は、走行体の幅方向の両側部に配設されて前後方向に揺動自在であるとともに、ばね等の付勢手段により管理機の内側方向に付勢されている。管理機が茶畝を跨るように配置されて前進動すると、感知板は付勢手段に抗して前後方向に揺動して茶樹の側面をなぞるようにして前側に移動する。このとき、茶畝に対する管理機の位置に応じて感知板の回転角度が変化する。この回転角度変化を感知板に設けられた回転角度センサで検出し、この回転角度センサからの検出値に応じて、コントローラが、管理機が茶畝に沿って移動するように走行モータの作動を制御する。
【０００４】
しかしながら、管理機が傾斜地で作業をする場合、感知板が自重で揺動する場合があり、感知板が自重で揺動すると、管理機に対する茶畝の相対位置検出が不正確になり、管理機が茶畝の茶樹に接触して、茶樹が傷つくという問題が生じる。
【０００５】
そこで、管理機に、管理機の幅方向に所定間隔を有して配置されて、茶畝の側端部側に出射した光の戻り光の光量に応じて茶畝の側端部の有無を検出する第１光センサ及び第２光センサを設け、これらの光センサから有無検出信号に応じて、管理機が茶畝に沿って移動するよう走行モータの作動制御を行なうように構成された管理機が考えられる。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２７６０９７０号公報（第３−４頁、第１図、第３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この第１光センサ及び第２光センサを有した管理機において、第１光センサ及び第２光センサにより茶畝の側端部が非検出されると、第１光センサ及び第２光センサが茶畝の側端部の内側方向へ移動するように走行モータの作動を制御すると、管理機が茶畝を跨っているときに管理機が茶畝から離反した位置にあると、管理機は茶畝に接近する側に移動するので、問題は生じない。しかしながら、管理機が茶畝を跨っていないときに、第１光センサ及び第２光センサにより茶畝の側端部が非検出されると、管理機は、第１光センサ及び第２光センサが設けられた位置の内側方向に移動する。このため、管理機の進行方向が常に斜め方向になり、管理機を所望の方向に移動させることができないという問題が生じる。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、茶畝の側端部を検出するための２つの光センサを備えた自走茶園管理機において、管理機が茶畝を跨っていないときに、管理機の進行方向が特定の方向に固定されることのない自走茶園管理機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係わる発明は、茶畝を跨ぐようにして配置され、茶畝の両側端部のそれぞれの外側に接地して走行モータ（例えば、実施形態における左走行モータ１６、右走行モータ２１）により走行可能な第１走行装置（例えば、実施形態における左走行装置１０）及び第２走行装置（例えば、実施形態における右走行装置２０）を有してなる走行体と、茶畝の両側端部の少なくともいずれか一方の側端部の位置を検出するため、該側端部の上方位置にくるように走行体の幅方向に所定の間隙を有して配設され、側端部側に出射した光の戻り光の光量に応じて茶畝の側端部の有無を検出する第１光センサ及び第２光センサと、第１走行装置及び第２走行装置間に茶畝が存在するか否かを検出するため、走行体の幅方向の内側位置に配設され、茶畦側に出射した光の戻り光の光量に応じて茶畝の有無を検出する第３光センサと、第１光センサ及び第２光センサにより茶畝の側端部が非検出され、且つ第３光センサにより茶畦が検出されると、該側端部を非検出した第１光センサ及び第２光センサが該側端部の内側方向へ移動するように走行モータの作動を制御し、第１光センサ及び第２光センサにより茶畝の側端部が非検出され、且つ第３光センサにより茶畦が非検出されると、該側端部を非検出した第１光センサ及び第２光センサが該側端部の内側方向へ移動するような走行モータの作動制御を中止するモータ作動制御手段（例えば、実施形態におけるコントローラ４５）を有する。
【００１０】
上記構成の自走茶園管理機によれば、茶畝の側端部の有無検出を行なう第１光センサ及び第２光センサと、第１走行装置及び第２走行装置間に茶畝が存在するか否かを検出する第３光センサと、第１光センサ及び第２光センサにより茶畝の側端部が非検出され、且つ第３光センサにより茶畦が検出されると、該側端部を非検出した第１光センサ及び第２光センサが該側端部の内側方向へ移動するように走行モータの作動を制御し、第１光センサ及び第２光センサにより茶畝の側端部が非検出され、且つ第３光センサにより茶畦が非検出されると、該側端部を非検出した第１光センサ及び第２光センサが該側端部の内側方向へ移動するような走行モータの作動制御を中止するモータ作動制御手段を有することで、自走茶園管理機が茶畝を跨っていない場合、第１光センサ及び第２光センサが茶畝の側端部を非検出し、第３光センサが茶畦を非検出して、モータ作動制御手段は、第１光センサ及び第２光センサが茶畝の側端部の内側方向へ移動するような走行モータの作動制御を中止する。従って、管理機の進行方向が特定方向に固定される事態を未然に防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。なお、本実施の形態は、茶葉を摘み取って収容する自走茶園管理機の一例である茶葉摘採機について説明する。なお、説明の都合上、図１及び図２に示す矢印が示す方向を上下方向、左右方向及び前後方向として、以下説明する。
【００１２】
茶葉摘採機１は、図１（正面図）に示すように、茶畝Ｃを跨いでその両側の畝間を走行する左右一対のクローラ型の左走行装置１０及び右走行装置２０を有して走行可能である。これら一対の左走行装置１０及び右走行装置２０（以下、「一対の走行装置１０、２０」と記す。）の上部には、正面視において門型の乗用車体フレーム３が設けられている。乗用車体フレーム３は、一対の走行装置１０、２０の前側上部に固着されて上方へ延びる一対の脚部材４と、これらの脚部材４の上部間を繋ぐ乗車板５を有する。なお、左走行装置１０、右走行装置２０及び乗用車体フレーム３を併せて、以下、走行体７と記す。
【００１３】
左走行装置１０及び右走行装置２０は、図２（側面図）に示すように、後部に駆動輪１１、前部に従動輪１２を配置し、これらにゴムクローラ１３を巻装してなる。駆動輪１１と従動輪１２との間には補強フレーム１４が連結される。この補強フレーム１４には複数の転輪１５が枢支されている。左走行装置１０の駆動輪１１には図４に示す左走行モータ１６が連結され、右走行装置２０の駆動輪１１には図４に示す右走行モータ２１が連結されている。これら図４に示す左走行モータ１６及び右走行モータ２１により駆動輪１１、１１が回転駆動される。左走行モータ１６及び右走行モータ２１は、図４に示すように、油圧回路５０内に設けられ、図２に示す乗用車体フレーム３に搭載されたエンジンＥからの駆動力を受けて回転駆動する油圧ポンプ（図示せず）から吐出する作動油の供給を受けて回転動する。左走行モータ１６及び右走行モータ２１は、油圧回路５０内に設けられた作動制御弁５１、５２の作動油給排制御により、その動作が制御される。作動制御弁５１、５２の作動油給排制御の詳細については後述する。
【００１４】
図１及び図２に示すように、乗車板５の右側には、操縦席（図示省略）と操縦部８が配備され、乗車板５の中央後部には送風機２５が搭載されている。また乗用車体フレーム３の後部には、摘採茶葉を収容するコンテナ２６が上下昇降動可能に搭載される。このコンテナ２６と乗車板５との間には、茶葉を摘採する茶葉摘採装置３０が配設されている。茶葉摘採装置３０は、茶畝Ｃの畝巾方向に沿って所要長さを有して前後に開口した摘採機枠（図示せず）に取り付けられた刈取部３１と、刈取部３１により摘採された茶葉を刈取部３１の後側に入口を臨ませた搬送ダクト３２内に空気流で送り込む送風ダクト３３を備える。
【００１５】
乗車板５の下面の左右両端部には、図１に示すように、第１光センサ４１及び第２光センサ４２からなる検出光センサ４０、４０’が左右方向に位置調整可能に取り付けられている。第１光センサ４１及び第２光センサ４２は、茶畝Ｃの左右方向の側端部の位置を検出するため、走行体７の幅方向に所定の間隙を有して配置されている。第１光センサ４１及び第２光センサ４２は、茶畝Ｃの側端部側に光を出射してこの出射した光の戻り光の光量に応じて茶畝Ｃの側端部の有無を検出する。第１光センサ４１は、第２光センサ４２よりも走行体７の内側に配設されている。第１光センサ４１及び第２光センサ４２から出射される光の方向は略垂直方向である。これらのセンサは感度調整が可能であり、具体的には、被検出物（茶葉、茶樹）を検出可能な距離設定が可能である。このため、第１光センサ４１及び第２光センサ４２から被検出物までの距離ＬをＸに設定した場合、センサから距離Ｘの位置に被検出物が存在すると、センサは被検出物が存在する旨の有検出信号を出力し、また被検出物までの距離ＬがＸよりも小さいとき、又は大きいときには、センサは被検出物が存在しない旨の無検出信号を出力する。
【００１６】
従って、走行体７が茶畝Ｃを跨ぐようにして畝間の地面に載置された状態で、茶畝Ｃの両側端部の上方位置に検出光センサ４０、４０’を配置するとともに、茶畝Ｃの側端部が検出できるように感度調整（検出距離の設定）を行なうことで、検出光センサ４０、４０’により茶畝Ｃの両側端部の有無検出を行なうことができる。
【００１７】
ここで、左右一対の検出光センサ４０、４０’の取り付け位置についてさらに詳述する。図３（ａ）（正面図）に示すように、図１に示す走行体７が茶畝Ｃを跨ぐようにして畝間の地面に載置された状態において、左右一対の第１光センサ４１、４１のそれぞれが茶畝Ｃの側端部を検出すると、左右一対の第２光センサ４２、４２が側端部を非検出する状態になるように、第１光センサ４１及び第２光センサ４２を配置する。さらに、図３（ｂ）に示すように、左右一対の第１光センサ４１、４１のいずれか一方が茶畝Ｃの側端部を検出し、いずれか他方が茶畝Ｃの側端部を非検出した状態になると、左右一対の第２光センサ４２、４２が側端部を非検出する状態になり、又は一方側の第２光センサ４２が側端部を検出し、他方側の第２光センサ４２が側端部を非検出する状態になるように、第１光センサ４１及び第２光センサ４２を配置する。
【００１８】
検出光センサ４０及び検出光センサ４０’の間の中間位置には、茶畝Ｃの有無を検出する第３光センサ４３が設けられている。第３光センサ４３は、図１に示すように、左右方向に延びる乗車板５の略中央位置の下面に取り付けられ、下方に向けて光を出射する。第３光センサ４３は、前述した第１光センサ４１及び第２光センサ４２と同様の機能を有し、出射した光の反射光の光量により茶畝Ｃの有無を検出し、感度調整が可能である。
【００１９】
第３光センサ４３の取り付け位置は、図３（ｂ）に示すように、検出光センサ４０及び検出光センサ４０’の間の中間位置に限るものではなく、左右一対の第１光センサ４１、４１のいずれか一方が茶畝Ｃの側端部を非検出した状態にあるときに、茶畝Ｃの有無検出が可能な位置、例えば、左右一対の第１光センサ４１、４１間のいずれかの位置であってもよい。
【００２０】
第１光センサ４１、第２光センサ４２及び第３光センサから出力される茶畝Ｃの有無検出信号は、図４に示すコントローラ４５に送られる。コントローラ４５は、図４に示すように、検出光センサ４０、４０’を構成する第１光センサ４１及び第２光センサ４２からの有無検出信号に応じて、図１に示す走行体７が茶畝Ｃに沿って走行動するように左走行モータ１６及び右走行モータ２１の回転速度を制御する。
【００２１】
さらに詳細には、図５（ａ）（部分正面図）に示すように、茶畝Ｃの幅方向内側に配置された第１光センサ４１により茶畝Ｃの側端部が検出され、且つ第１光センサ４１よりも外側に配置された第２光センサ４２により茶畝Ｃの側端部が非検出されると、図４に示すコントローラ４５は、走行体７が直進動するように図４に示す左走行モータ１６及び右走行モータ２１に繋がる作動制御弁５１、５２の作動油給排制御をコントロールする。なお、このとき、第３光センサ４３から茶畦Ｃが存在する旨の有検出信号が出力されるが、コントローラ４５は、この信号を無視してもよいし、走行体７を直進動させるための作動制御の条件にしてもよい。
【００２２】
また、図５（ｂ）（部分正面図）に示すように、第１光センサ４１及び第２光センサ４２により茶畝Ｃの側端部が検出されると、図４に示すコントローラ４５は、この側端部を検出したこれらの第１光センサ４１及び第２光センサ４２（検出光センサ４０）が茶畝Ｃの側端部の外側方向（図５の右側方向）へ移動するように、図４に示す左走行モータ１６及び右走行モータ２１に繋がる作動制御弁５１、５２の作動油給排制御をコントロールする。なお、このとき、第３光センサ４３から茶畦が存在する旨の有検出信号が出力されるが、図４に示すコントローラ４５は、この信号を無視してもよいし、走行体７を外側方向に走行させるための作動制御の条件にしてもよい。
【００２３】
さらに、図５（ｃ）（部分正面図）に示すように、第１光センサ４１及び第２光センサ４２により茶畝Ｃの側端部が非検出され、且つ第３光センサ４３により茶畦が検出されると、図４に示すコントローラ４５は、該側端部を非検出したこれらの第１光センサ４１及び第２光センサ４２が該側端部の内側方向（図５の左側方向）へ移動するように図４に示す左走行モータ１６及び右走行モータ２１に繋がる作動制御弁５１、５２の作動油給排制御をコントロールする。
【００２４】
また、図６（部分正面図）に示すように、第１光センサ４１及び第２光センサ４２により茶畝の側端部が非検出され、且つ第３光センサ４３により茶畦が非検出されると、図４に示すコントローラ４５は、該側端部を非検出した第１光センサ４１及び第２光センサ４２が該側端部の内側方向へ移動するように図４に示す左走行モータ１６及び右走行モータ２１に繋がる作動制御弁５１、５２の作動油給排制御を中止する。
【００２５】
なお、図１に示す走行体７の右側に配設された検出光センサ４０’と第３光センサ４３の作動は、前述した走行体７の左側に配設された検出光センサ４０と第３光センサ４３の作動に準じるので、その説明は省略する。
【００２６】
このように、図１に示すように、走行体７の前側に検出光センサ４０、４０’を設けることで、走行体７と茶畝Ｃの左右方向の相対位置関係を略一定に保ちながら走行体７を前進動させることができ、走行体７を茶畝Ｃに沿って前側に自動走行させることができる。
【００２７】
また、図６に示すように、茶葉摘採機１が茶畝を跨っていない場合において、茶葉摘採機１に第３光センサ４３が設けられていないと、図４に示すコントローラ４５は、第１光センサ４１及び第２光センサ４２から出力される茶畝の側端部の無検出信号に応じて、茶葉摘採機１が内側方向に移動するように図４に示す作動制御弁５１、５２の作動を制御する。その結果、茶葉摘採機１の進行方向は内側方向に固定されて円運動する虞がある。このため、茶葉摘採機１を所望の方向に移動させることができなくなる。
【００２８】
そこで、茶葉摘採機１に前述した第３光センサ４３を設け、走茶摘採機１が茶畝を跨っていない場合には、第１光センサ４１及び第２光センサ４２からの茶畝Ｃの側端部が無い旨の非検出信号と、第３光センサ４３からの茶畦Ｃが無い旨の非検出信号に基づいて、図４に示すコントローラ４５は、該側端部を非検出した第１光センサ４１及び第２光センサ４２が該側端部の内側方向へ移動するような図４に示す走行モータの作動制御を中止する。このため、本発明に係わる茶葉摘採機１は、走茶摘採機１が茶畝Ｃを跨っていない場合、特定方向にのみ移動する事態を未然に防止することができる。
【００２９】
なお、図２に示すように、走行体７の後側の片側又は左右両端部に検出光センサ４０、４０’を設置してもよく、また、検出光センサ４０、４０’を走行体７の前後の両端部の少なくともいずれか一方側に設置してもよい。
【００３０】
また、前述した実施の形態では自走茶園管理機の一態様として乗用型の茶葉摘採機１を示したが、茶園管理機は、作業者が畝間を歩行しながら走行装置が走行する簡易自走式タイプのものでもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる自走茶園管理機によれば、茶畝の側端部の有無検出を行なう第１光センサ及び第２光センサと、第１走行装置及び第２走行装置間に茶畝が存在するか否かを検出する第３光センサと、第１光センサ及び第２光センサにより茶畝の側端部が非検出され、且つ第３光センサにより茶畦が非検出されると、該側端部を非検出した第１光センサ及び第２光センサが該側端部の内側方向へ移動するような走行モータの作動制御を中止するモータ作動制御手段を有することで、自走茶園管理機が茶畝を跨っていない場合、第１光センサ及び第２光センサは茶畝の側端部を非検出し、第３光センサは茶畦を非検出するので、モータ作動制御手段は、第１光センサ及び第２光センサが茶畝の側端部の内側方向へ移動するような走行モータの作動制御を中止する。従って、管理機の進行方向が特定方向にのみ固定される事態を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係わる茶葉摘採機の正面図を示す。
【図２】本発明の一実施の形態に係わる茶葉摘採機の側面図を示す。
【図３】検出光センサの取り付け位置を説明するための検出光センサと茶畝との位置関係を示す図である。
【図４】走行モータの作動制御手段を示したブロック図である。
【図５】第１光センサ及び第２光センサによる茶畝の側端部の有無検出動作を説明するための茶葉摘採機の部分正面図である。
【図６】第３光センサによる茶畝の有無検出動作を説明するための茶葉摘採機の部分正面図である。
【符号の説明】
１  茶葉摘採機（自走茶園管理機）
７  走行体
１０  左走行装置（第１走行装置）
１６  左走行モータ（走行モータ）
２０  右走行装置（第２走行装置）
２１  右走行モータ（走行モータ）
４１  第１光センサ
４２  第２光センサ
４３  第３光センサ
４５  コントローラ（モータ作動制御手段）
Ｃ  茶畝
【図１】
2005021090.tif 000003
【図２】
2005021090.tif 000004
【図３】
2005021090.tif 000005
【図４】
2005021090.tif 000006
【図５】
2005021090.tif 000007
【図６】
2005021090.tif 000008