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連結自走車両の追従制御システム

国内特許コード P04A005951
整理番号 機械・加工・装置-148
掲載日 2005年2月16日
出願番号 特願2002-216574
公開番号 特開2004-058717
登録番号 特許第3735716号
出願日 平成14年7月25日(2002.7.25)
公開日 平成16年2月26日(2004.2.26)
登録日 平成17年11月4日(2005.11.4)
発明者
  • 行本 修
  • 重田 一人
  • 建石 邦夫
  • 黎 文
出願人
  • 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
発明の名称 連結自走車両の追従制御システム
発明の概要 【課題】収穫作業中は収穫機等の牽引車両(親機)に対して一定の位置関係を維持しながら自動追従走行を行い、収穫物搬出時は自走機能により単独で移動可能な運搬車等の被牽引車両(子機)について、簡潔なシステムで高精度な自動追従走行を行わせる。
【解決手段】追従制御牽引桿Bは、親機車両Mに親機側端部を回動可能に連結し、子機Sには子機側端部を所定の範囲に限って伸縮と水平面上の回転ができるよう柔軟に取付ける。子機Sは、追従制御牽引桿Bの伸縮量に応じた変速制御と水平面上の回転角に応じた操向制御を行うことによって、親機Mに対して一定の位置関係を維持しながら自動追従走行を行うように構成した。
【選択図】     図2
従来技術、競合技術の概要



従来より、子機は非自走式の牽引車両を用い、牽引力の伝達のみを機能とする牽引桿によって、親機の牽引力に応じて子機が牽引されるものが用いられている。この場合、子機の牽引抵抗によって軟弱地盤では親機がスリップし、時には走行不能に陥るケースも見られ、かつ子機は収穫物搬出等の場合にあっても親機による牽引を必要とし、作業能率の向上にとって阻害要因となっていた。





また近年、親機と子機の相対位置関係を検出して、自走車両である子機を適切な位置関係を維持するように自動追従制御する研究例が(次世代農業機械開発のための基礎技術開発、生物系特定産業技術研究推進機構、P59-73、2001.3)(無人追走方式の研究(第3報)、農業機械学会誌第63巻第4号、P80-84、2001.7)などがみられるが、検出機器をはじめ子機制御のためのコントローラやアクチュエータなどの装備が必要となり、子機がハイコストになることが懸念されている。子機のコストを抑えるために、親機と自走車両である子機の走行クラッチ機構とをワイヤで連結し、親機と子機の相対距離が増せば子機の走行クラッチが入りとなり、減ずれば切りとなる機構も提案(生物系特定産業技術研究推進機構・農業機械化研究所、平成12年度事業報告、P134-135、2001.2)されているが、この例では加速制御、制動、操向制御が行われないので、利用範囲が限定されている。

産業上の利用分野



本発明は、葉菜類の収穫機等の自走する作業車両(親機)に収穫物運搬車等の自走可能な車両(子機)、もしくは子機群が同時に作業を行う場合において、親機と子機の相対位置及び相対進行方向を計測し、子機の走行及び操舵機構を制御して自動的に親機に追従走行させる装置及び方法(システム)に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
先行する自走車両Mと、この自走車両Mに追従制御桿Bを介して連結されて、前記自走車両Mに対し自動追従走行を行う自走車両Sとを備え、
前記追従制御桿Bは、前記自走車両Sに対して所定の範囲Ltの間を伸縮自在に取り付けられ、その伸縮量Lによって前記自走車両Mに対する前記自走車両Sの相対位置を検出し、
前記伸縮量Lが、前記所定範囲Lt内のブレーキ作動範囲L1,走行クラッチ制御範囲L2,加速制御範囲L3に入った際に、前記自走車両Sの走行状態を前記各範囲に応じて制御し、
前記ブレーキ作動範囲L1では、ブレーキシステムが作動又は左右の操向クラッチレバーが同時に作動することを特徴とする連結自走車両の追従制御システム。

【請求項2】
前記追従制御桿Bは、前記自走車両Sに対して所定の回動範囲αtの間を回動自在に取り付けられ、その回動量である回転角度αによって前記自走車両Mに対する前記自走車両Sの相対進行方向を検出し、
前記回転角度αが、前記回動範囲αt内の左右の操向制御範囲αl,αrに入った際に、前記自走車両Sの操向状態を前記各範囲に応じて制御することを特徴とする請求項1に記載された連結自走車両の追従制御システム。

【請求項3】
前記伸縮量Lと前記回転角度αの一方又は両方に関するパラメータを用いて制御値を決定し、前記自走車両Sの走行状態又は操向状態を変更するアクチュエータの制御を行うことを特徴とする請求項2記載の連結自走車両の追従制御システム。

【請求項4】
前記伸縮量Lと前記回転角度αの一方又は両方を、前記追従制御桿Bに連結されたワイヤまたはリンクなどの運動伝達機構を介して、直接、走行クラッチ、変速機構、スロットルなどの速度制御手段又は操舵機構、操向クラッチなどの操向制御手段に伝達して、これを操作することを特徴とする請求項2記載の連結自走車両の追従制御システム。

【請求項5】
前記追従制御桿Bの伸縮量Lが前記走行クラッチ制御範囲L2に入ったときに走行クラッチの入り/切り動作を行い、前記追従制御桿Bの伸縮量Lが、前記加速制御範囲L3に入ったときにスロットル又は変速機構を加速させるように作動させることを特徴とする請求項4記載の連結自走車両の追従制御システム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2002216574thum.jpg
出願権利状態 登録


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