茶園管理機
【目的】 本発明は、茶畝を跨いで走行し、該走行方向を自動操舵することができ、特に、感知機構を固定状として、後進も良好にできるとともに、簡易な構成にできること。
【構成】 茶畝９０を跨いだ前側門型フレーム２Ａ及び後側門型フレーム２Ｂの左右下端に走行装置１，１を備え、茶畝に沿って作業を行う茶園管理機におけること。前側門型フレーム２Ａの対向する内側に、平面的に見て左右茶畝側面９１，９１に接触しつつ中央箇所が茶畝９０側に膨出する弧状感知板５と、この内部に設けられた圧力センサとを有する前進用茶樹感知手段Ａが備えられていること。左右の弧状感知板５，５に加わる茶畝側面９１，９１からの接触圧力を測定して、左右それぞれの接触圧力が均等となるよう自動走行制御部Ｃにて制御して茶畝９０に沿って前進自動走行するようにしてなること。
【構成】 茶畝９０を跨いだ前側門型フレーム２Ａ及び後側門型フレーム２Ｂの左右下端に走行装置１，１を備え、茶畝に沿って作業を行う茶園管理機におけること。前側門型フレーム２Ａの対向する内側に、平面的に見て左右茶畝側面９１，９１に接触しつつ中央箇所が茶畝９０側に膨出する弧状感知板５と、この内部に設けられた圧力センサとを有する前進用茶樹感知手段Ａが備えられていること。左右の弧状感知板５，５に加わる茶畝側面９１，９１からの接触圧力を測定して、左右それぞれの接触圧力が均等となるよう自動走行制御部Ｃにて制御して茶畝９０に沿って前進自動走行するようにしてなること。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
従来から門型フレームと、この脚部に設けられた走行装置と、この門型フレーム内側中央に、摘採機や剪枝機等の茶刈機や、肥料散布機、防除機などの管理機ユニットを備えて、茶畝を跨ぎながら走行する茶園管理機が普及している。この茶園管理機の進路の変更等は運転者による操縦ハンドルによって制御される。前記茶畝は一直緑に配列されているとは限らず、地形や区画あるいは茶畝内のそれぞれの茶樹の生育状況によって少なからず湾曲していることが多々あり、このまま進行方向を変えずに進めると茶園管理機が茶樹を傷付けたり、古葉の混入、浅摘み、深摘みが生じていた。
【０００２】
そのため、運転者は、常に目視によって繰縦ハンドルを微妙に操作しなければならず、運転に熟練が必要であった。そこで、茶園管理機に対する茶畝の相対的位置を検出し、この情報を基に茶園管理機の進行方向を制御し、茶畝に沿って正確に走行を行う自動操舵機構を備えた茶園管理機が特許文献1 や特許文献2 等で提案されている。
【０００３】
特許文献１では、茶畝の両側端部の位置検出を行うため、茶畝側面に当接した茶園管理機の幅方向内側に延びた一対の感知板が、門型フレームの両側の脚部に設けられた上下に延びる回動中心軸線を回動中心として回動自在である回転軸に取り付けられ、回転軸の回転角度を基に進行方向を制御している。また、特許文献２では物理的接触方法ではなく光センサにより茶畝の間隔を検知し、それを基に進行方向を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９―３２２６２８号公報
【特許文献２】特開２００４−２２２５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１のような茶園管理機の内側を運動する前記感知板は、管理作業を実施する前進方向で使用することを前提としており、簡単に説明すると、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示す通りである。つまり、茶畝の変更移動等の茶園管理機を後進する場合は、茶畝に当接している感知板側端部は茶畝に逆らって移動することになり、感知板が移動の障害になるという重大な欠点があった。そのため、後進する操作をする前に、感知板及び揺動リンクＬが揺動しないように門型フレームに固定する作業を行わなければならず、後進操作は、自動ではなく作業者による操作が必要となっていた。
【０００６】
また、感知板が回転軸を中心に回動できる領域を機体内側および外側に必要とするため、特に、小型タイプでは、回動領域内にその他の部品を配置不能となり、機体のレイアウトが限定されてしまう。一方、特許文献２では、茶畝側端形状の凸凹を過敏に検出してしまい、滑らかな自動走行とはならない。また、茶畝の間まで茶葉が覆いかぶさるような茶園では、畝間の判断が狂い、自動走行に支障が生じることもある。
【０００７】
そこで、茶畝の間隔に影響をうけにくい物理的接触法で、障害なく前進、後進可能な茶園管理機の提供をすると共に、簡易且つ安価にできる茶園管理機が求められており、このため、本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的等）は、これらを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、茶畝を跨いだ前側門型フレーム及び後側門型フレームの左右下端に走行装置を備え、茶畝に沿って作業を行う茶園管理機において、前記前側門型フレームの対向する内側に、平面的に見て左右茶畝側面に接触しつつ中央箇所が茶畝側に膨出する弧状感知板と、該弧状感知板内に設けられた圧力センサとを有する前進用茶樹感知手段が備えられ、左右の弧状感知板に加わる茶畝側面からの接触圧力を測定して、左右それぞれの接触圧力が均等となるよう自動走行制御部にて制御して茶畝に沿って前進自動走行するようにしてなることを特徴とする茶園管理機としたことにより、前記課題を解決した。
【０００９】
請求項２の発明を、請求項１において、前記後側門型フレームの対向する内側にも、前記前側門型フレームと同様に前記弧状感知板及び圧力センサとを有する後進用茶樹感知手段が備えられ、後進時において左右それぞれの接触圧力が均等となるよう自動走行制御部にて制御して茶畝に沿って自動走行するようにしてなることを特徴とする茶園管理機としたことにより、前記課題を解決した。
【００１０】
請求項３の発明を、請求項１又は２において、前記左右走行装置が油圧モータにより駆動されると共に、前記自動走行制御部にて左右側の油圧モータヘの作動油流量制御を行うことによって、自動走行制御を行うことを特徴とする茶園管理機としたことにより、前記課題を解決した。請求項４の発明を、請求項１，２又は３のいずれか１項において、前記左右走行装置が電動モータにより駆動されると共に、左右電動モータの電気的制御を行うことによって、自動走行制御を行うことを特徴とする茶園管理機置としたことにより、前記課題を解決した。請求項５の発明を、請求項１，２，３又は４のいずれか１項において、前記圧力センサはロードセルとしてなることを特徴とする茶園管理機としたことにより、前記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明では、常に茶園管理機の中心と、茶畝の中心とを一致させながら走行を実施可能とすることに加え、茶樹感知手段の可動範囲がないことで、弧状感知板が茶樹に引っ掛かることによる破損等のトラブルを回避できる。また、茶樹感知手段の可動範囲がないことは、小型の茶園管理機にも十分に取付可能であり、取付位置の自由度を増加することができる利点がある。請求項２の発明では、特に、前進用だけでなく後進用の自動走行装置の装着を容易に可能としたり、後進時に走行の障害とならないように前進用の回動する感知板を固定するという煩雑な作業をすることなく操作可能にでき、作業者の負担を著しく軽減できる。請求項３の発明では、茶園管理機を油圧モータにて制御できる。請求項４の発明では、茶園管理機を電動モータにて制御できる。請求項５の発明では、安価な部材にて良好に対応できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（Ａ）は前進用茶樹感知手段を備えた茶園管理機の斜視図、（Ｂ）は前進用茶樹感知手段及び後進用茶樹感知手段を備えた茶園管理機の下側から見た一部斜視図である。
【図２】（Ａ）は本発明の要部分解斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の一部断面とした平面図、（Ｃ）は（Ｂ）の要部拡大平面図である。
【図３】本発明の実施形態の自動走行装置に用いられる油圧回路及び制御回路図。
【図４】（Ａ）は左曲がり状態とならんとする略示平面図、（Ｂ）は（Ａ）の状態の油圧回路図である。
【図５】本発明の実施形態の自動走行装置に用いられる油圧制御回路のブロック図。
【図６】本発明の実施形態の自動走行装置に用いられる電子制御回路構成を示したブロック図である。
【図７】茶園端に山林などが存在する場合の茶園上に茶園管理機の作業状態を示す略示図である。
【図８】（Ａ）は本発明にて茶畝の前進、後進ができる状態の略示図、（Ｂ）は（Ａ）の（ア）部の複数の要部拡大図である。
【図９】(Ａ)は従来技術にて前進ができるが、後進ができない状態の略示図、（Ｂ）は（Ａ）の（イ）部の複数の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明すると、図１(Ａ)は、走行型の乗用の茶園管理機の斜視図であって、適宜の間隔（茶畝９０）をおいて設けられたクローラ型の走行装置１，１が、この前後の前側門型フレーム２Ａ及び後側門型フレーム２Ｂを介して，作業者等が乗用等して作業等する機台部材３に固着され、躯体及び走行部が構成されている。前記走行装置１，１の間隔は適宜調整可能にされ、茶畝９０の幅に対応可能に設けられることもある。本実施例では茶刈機７を装着しているが、他の肥料散布機や防除機などの管理機ユニットを装着した茶園管理機とすることもある。
【００１４】
前記前側門型フレーム２Ａの左右側には、図１（Ａ）に示すように、茶畝９０の両茶畝側面９１，９１に適宜接触する前進用茶樹感知手段Ａ，Ａがそれぞれ設けられている。該前進用茶樹感知手段Ａは、圧力にて電気信号を発するロードセル４と、該ロードセル４を前記前側門型フレーム２Ａの柱箇所に取り付けるための取付ブラケット４１，第２取付ブラケット４３及び取付アングル４４と、弧状感知板５と、該弧状感知板５と前記ロードセル４とを接触状態に備える支持具４２とから構成されている。
【００１５】
前記ロードセル４は、図２(Ａ)乃至(Ｃ)に示すように、方形状をなし、内部に瓢箪状の空隙が形成され、支持具４２箇所に圧力が加えられると、僅かに変形などしてそのひずみが電気信号に変換されその圧力測定が制御手段にて測定される。前記取付ブラケット４１は、前記ロードセル４を取り付けるヘ字状部４１ａと端部立ち上り縁４１ｂ，４１ｃが形成されており、該端部立ち上り縁４１ｃには係止孔４１ｄが形成されている。前記取付ブラケット４１のヘ字状部４１ａの端部は、前記取付アングル４４に固定され、該取付アングル４４は前側門型フレーム２Ａにビスにて固着されている。
【００１６】
前記第２取付ブラケット４３は前記取付ブラケット４１の背面側に固着されている。何れにしても、前記ロードセル４及び弧状感知板５を前記前側門型フレーム２Ａの内方（茶畝側）に取り付けることができれば、その部材の形状・構造には制限されない。特に、後進用茶樹感知手段Ｂ，Ｂを前記後側門型フレーム２Ｂに取り付けるにも同様であるが、ガソリンエンジン用又は油圧モータ用の油タンク８などを利用することもある。
【００１７】
前記支持具４２は、断面がＺ字状をなし、取付片４２ａが前記ロードセル４端に固着され、他片の接触片４２ｂが前記弧状感知板５に接触するように構成されている。前記弧状感知板５は、平面的に見ると湾曲形成され、茶畝９０の両茶畝側面９１，９１に図４（Ａ）及び図８（Ａ）のように接触し、特に、茶園管理機が前進する場合は勿論のこと、後進（バック走行）したときでも、両茶畝側面９１，９１の茶樹には食い込んだり、傷つけたりしないように弧状面で接触するように形成されている。
【００１８】
具体的には、図２に示すように、一端の取付平坦面５２と該取付平坦面５２に連続して適宜の曲率半径よりなる円弧状面５１が形成され、該円弧状面５１端より係止部５３が一体形成されている。前記前進用茶樹感知手段Ａの弧状感知板５の前側から見ると、該弧状感知板５の係止部５３が、前記取付ブラケット４１の係止孔４１ｄに係止されて、前記弧状感知板５の後側は前記第２取付ブラケット４３の後部に固着されている。或いは、前記走行装置１の直上でしかも前記機台部材３などに固着されることもある。
【００１９】
このように前記弧状感知板５は、一般的には、平面的に見て一方側のみを固着し、且つ前記弧状感知板５と前記支持具４２の間隔は僅かな隙間が形成されている。これによって、図２（Ｃ）に示すように、前記弧状感知板５の円弧状面５１に適宜な接触圧が加わった場合には、該円弧状面５１の僅かな変移が支持具４２を押圧して該変移を前記ロードセル４に伝達して正確な接触圧が測定できる。物理的には、僅かな変位が生ずるが、外観構造的には、リンクなど存在しない固定構造として存在している。
【００２０】
また、前進用茶樹感知手段Ａ，Ａは、左右対称であり、同一の構成部材が設けられ、圧力感知の電気信号はロードセル４で構成されているが、圧力センサにて構成することもある。さらに、後進用茶樹感知手段Ｂ，Ｂも、後側門型フレーム２Ｂに設けられている。その後進用茶樹感知手段Ｂ，Ｂの部品及び構造は、前記前進用茶樹感知手段Ａ，Ａの部品及び構造と同一であり、その説明を省略する。実施形態では、前進用茶樹感知手段Ａ，Ａ及び後進用茶樹感知手段Ｂ，Ｂは、前側門型フレーム２Ａ，後側門型フレーム２Ｂに設けられているが、茶畝の側面が測定できる構成であればこれに限定されない。
【００２１】
図３に示した回路図は、油圧回路及び自動走行制御回路図である。自動走行制御部Ｃは、左右側の前進用茶樹感知手段Ａ，Ａ及び左右側の後進用茶樹感知手段Ｂ，Ｂに接続され、前進の場合は、前進用茶樹感知手段Ａ，Ａが、後進の場合は、後進用茶樹感知手段Ｂ，Ｂがそれぞれ動作するように切換スイッチＳにて切り換えられる。また、左右側の油圧閉回路は、駆動用オイルを供給する可変噴出型ポンプ６４及びオイルポンプ６５と、前記走行装置（クローラ）１，１を駆動させる油圧モータ６１，６１が設けられている。さらに、回転用方向切替弁６２，６２が備えられており、該回転用方向切替弁６２は前記油圧モータ６１に供給する油量を制御する電磁弁である。
【００２２】
前記回転用方向切替弁６２に連通する油路中には、絞り弁６３（チェック弁）が設けられており、ポートの連通状態が切り替えられて油路が連通した際には、油圧モータ６１ へのオイル供給量が減少するようになっている。前記回転用方向切替弁６２は、まっすぐに直進する場合には、図３に示すように、通常絞り弁を有する油路の連通を遮断しており、この場合、前記オイルポンプ６５で制御された油圧モータ６１ は所定の回転数で回転する。
【００２３】
前記左右側の前進用茶樹感知手段Ａ，Ａ又は左右側の後進用茶樹感知手段Ｂ，Ｂは、ＣＰＵによる自動走行制御部Ｃに接続され、圧カセンサとしてのロードセル４ による電気信号が数値化されてこの左右側の圧力差が自動走行制御部Ｃにて平均化するように制御される。左右対称形状の茶畝９０の左右におかれた弧状感知板５，５と茶畝９０の茶畝側面９１，９１ と接触する圧力の数値が左右均等になるように制御される。
【００２４】
前進走行中に、図４に示すように、左側に曲がる場合、進行方向に対して茶畝９０の左茶畝側面９１と接触する圧力が、茶畝９０の右茶畝側面９１と接触する圧力より強いことが、左右側の前進用茶樹感知手段Ａ，Ａの孤状感知板５内のロードセル４を介して自動走行制御部Ｃに入力された場合、進行方向左側の回転用方向切替弁６２が動作してポートが変わり〔図４（Ｂ）参照〕、バイパス回路を開けて、オイルをタンクに戻すようにして、前記油圧モータ６１ヘのオイルの供給量を減少させるように油圧モータ６１を制御する。
【００２５】
前述の説明は、左側に曲がった場合であるが、右側に曲がる場合は前述とは反対の制御となる。さらに、後進（バック走行）の場合は、前進の場合と同様に、後進用茶樹感知手段Ｂ，Ｂなどを使って制御する。後進（バック走行）は、図７に示すように、茶園の端部において、山林、河川、道路などが存在して、本発明の茶園管理機を反転できるスペースが少ない場合には、特に有効にできる。このように、回転方向切替弁６２ が動作すると、オイルの一部をリークさせるので、前進又は後進走行するためのオイルが減少するため、走行するための油圧モータ６１の回転数を低下して、速度も減少する。
【００２６】
本発明では、特に、図８（Ａ）に示すように、前進する場合は勿論のこと、後進（バック走行）であっても、前進用茶樹感知手段Ａ又は後進用茶樹感知手段Ｂは、弧状感知板５にて覆われているため、茶畝に食い込んだりして邪魔になるようなことは一切生じない。このことは、従来においては、リンクＬの揺動にて圧力測定して制御していたために、図９（Ｂ）に示すように、茶畝に引掛って破損などすることがあるが、本発明では、確実に回避できる。
【００２７】
図５は、自動走行装置の回路構成を示したブロック図である。自動走行制御部Ｃの入力側には前進用茶樹感知手段Ａ，後進用茶樹感知手段Ｂが設けられ、前進、後進に対応する。図６は、自動走行装置の回路構成を示したブロック図であって、電子制御にした別の実施例である。この場合、駆動源を前記の油圧制御の油圧モータ６１に換えて、電動モータ６７とする場合である。電動モータ６７のための走行コントローラ６６が必要となる。この場合は、茶園管理機を乗用型とせず、無人型として、無線操縦する場合がある。
【符号の説明】
【００２８】
Ａ…前進用茶樹感知手段、Ｂ…後進用茶樹感知手段、Ｃ…自動走行制御部、
１…走行装置、４…ロードセル、５…弧状感知板、６１…油圧モータ、
６７…電動モータ、２Ａ…前側門型フレーム、２Ｂ…後側門型フレーム、
９０…茶畝、９１…茶畝側面。
【背景技術】
【０００１】
従来から門型フレームと、この脚部に設けられた走行装置と、この門型フレーム内側中央に、摘採機や剪枝機等の茶刈機や、肥料散布機、防除機などの管理機ユニットを備えて、茶畝を跨ぎながら走行する茶園管理機が普及している。この茶園管理機の進路の変更等は運転者による操縦ハンドルによって制御される。前記茶畝は一直緑に配列されているとは限らず、地形や区画あるいは茶畝内のそれぞれの茶樹の生育状況によって少なからず湾曲していることが多々あり、このまま進行方向を変えずに進めると茶園管理機が茶樹を傷付けたり、古葉の混入、浅摘み、深摘みが生じていた。
【０００２】
そのため、運転者は、常に目視によって繰縦ハンドルを微妙に操作しなければならず、運転に熟練が必要であった。そこで、茶園管理機に対する茶畝の相対的位置を検出し、この情報を基に茶園管理機の進行方向を制御し、茶畝に沿って正確に走行を行う自動操舵機構を備えた茶園管理機が特許文献1 や特許文献2 等で提案されている。
【０００３】
特許文献１では、茶畝の両側端部の位置検出を行うため、茶畝側面に当接した茶園管理機の幅方向内側に延びた一対の感知板が、門型フレームの両側の脚部に設けられた上下に延びる回動中心軸線を回動中心として回動自在である回転軸に取り付けられ、回転軸の回転角度を基に進行方向を制御している。また、特許文献２では物理的接触方法ではなく光センサにより茶畝の間隔を検知し、それを基に進行方向を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９―３２２６２８号公報
【特許文献２】特開２００４−２２２５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１のような茶園管理機の内側を運動する前記感知板は、管理作業を実施する前進方向で使用することを前提としており、簡単に説明すると、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示す通りである。つまり、茶畝の変更移動等の茶園管理機を後進する場合は、茶畝に当接している感知板側端部は茶畝に逆らって移動することになり、感知板が移動の障害になるという重大な欠点があった。そのため、後進する操作をする前に、感知板及び揺動リンクＬが揺動しないように門型フレームに固定する作業を行わなければならず、後進操作は、自動ではなく作業者による操作が必要となっていた。
【０００６】
また、感知板が回転軸を中心に回動できる領域を機体内側および外側に必要とするため、特に、小型タイプでは、回動領域内にその他の部品を配置不能となり、機体のレイアウトが限定されてしまう。一方、特許文献２では、茶畝側端形状の凸凹を過敏に検出してしまい、滑らかな自動走行とはならない。また、茶畝の間まで茶葉が覆いかぶさるような茶園では、畝間の判断が狂い、自動走行に支障が生じることもある。
【０００７】
そこで、茶畝の間隔に影響をうけにくい物理的接触法で、障害なく前進、後進可能な茶園管理機の提供をすると共に、簡易且つ安価にできる茶園管理機が求められており、このため、本発明が解決しようとする課題（技術的課題又は目的等）は、これらを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、茶畝を跨いだ前側門型フレーム及び後側門型フレームの左右下端に走行装置を備え、茶畝に沿って作業を行う茶園管理機において、前記前側門型フレームの対向する内側に、平面的に見て左右茶畝側面に接触しつつ中央箇所が茶畝側に膨出する弧状感知板と、該弧状感知板内に設けられた圧力センサとを有する前進用茶樹感知手段が備えられ、左右の弧状感知板に加わる茶畝側面からの接触圧力を測定して、左右それぞれの接触圧力が均等となるよう自動走行制御部にて制御して茶畝に沿って前進自動走行するようにしてなることを特徴とする茶園管理機としたことにより、前記課題を解決した。
【０００９】
請求項２の発明を、請求項１において、前記後側門型フレームの対向する内側にも、前記前側門型フレームと同様に前記弧状感知板及び圧力センサとを有する後進用茶樹感知手段が備えられ、後進時において左右それぞれの接触圧力が均等となるよう自動走行制御部にて制御して茶畝に沿って自動走行するようにしてなることを特徴とする茶園管理機としたことにより、前記課題を解決した。
【００１０】
請求項３の発明を、請求項１又は２において、前記左右走行装置が油圧モータにより駆動されると共に、前記自動走行制御部にて左右側の油圧モータヘの作動油流量制御を行うことによって、自動走行制御を行うことを特徴とする茶園管理機としたことにより、前記課題を解決した。請求項４の発明を、請求項１，２又は３のいずれか１項において、前記左右走行装置が電動モータにより駆動されると共に、左右電動モータの電気的制御を行うことによって、自動走行制御を行うことを特徴とする茶園管理機置としたことにより、前記課題を解決した。請求項５の発明を、請求項１，２，３又は４のいずれか１項において、前記圧力センサはロードセルとしてなることを特徴とする茶園管理機としたことにより、前記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明では、常に茶園管理機の中心と、茶畝の中心とを一致させながら走行を実施可能とすることに加え、茶樹感知手段の可動範囲がないことで、弧状感知板が茶樹に引っ掛かることによる破損等のトラブルを回避できる。また、茶樹感知手段の可動範囲がないことは、小型の茶園管理機にも十分に取付可能であり、取付位置の自由度を増加することができる利点がある。請求項２の発明では、特に、前進用だけでなく後進用の自動走行装置の装着を容易に可能としたり、後進時に走行の障害とならないように前進用の回動する感知板を固定するという煩雑な作業をすることなく操作可能にでき、作業者の負担を著しく軽減できる。請求項３の発明では、茶園管理機を油圧モータにて制御できる。請求項４の発明では、茶園管理機を電動モータにて制御できる。請求項５の発明では、安価な部材にて良好に対応できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（Ａ）は前進用茶樹感知手段を備えた茶園管理機の斜視図、（Ｂ）は前進用茶樹感知手段及び後進用茶樹感知手段を備えた茶園管理機の下側から見た一部斜視図である。
【図２】（Ａ）は本発明の要部分解斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の一部断面とした平面図、（Ｃ）は（Ｂ）の要部拡大平面図である。
【図３】本発明の実施形態の自動走行装置に用いられる油圧回路及び制御回路図。
【図４】（Ａ）は左曲がり状態とならんとする略示平面図、（Ｂ）は（Ａ）の状態の油圧回路図である。
【図５】本発明の実施形態の自動走行装置に用いられる油圧制御回路のブロック図。
【図６】本発明の実施形態の自動走行装置に用いられる電子制御回路構成を示したブロック図である。
【図７】茶園端に山林などが存在する場合の茶園上に茶園管理機の作業状態を示す略示図である。
【図８】（Ａ）は本発明にて茶畝の前進、後進ができる状態の略示図、（Ｂ）は（Ａ）の（ア）部の複数の要部拡大図である。
【図９】(Ａ)は従来技術にて前進ができるが、後進ができない状態の略示図、（Ｂ）は（Ａ）の（イ）部の複数の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明すると、図１(Ａ)は、走行型の乗用の茶園管理機の斜視図であって、適宜の間隔（茶畝９０）をおいて設けられたクローラ型の走行装置１，１が、この前後の前側門型フレーム２Ａ及び後側門型フレーム２Ｂを介して，作業者等が乗用等して作業等する機台部材３に固着され、躯体及び走行部が構成されている。前記走行装置１，１の間隔は適宜調整可能にされ、茶畝９０の幅に対応可能に設けられることもある。本実施例では茶刈機７を装着しているが、他の肥料散布機や防除機などの管理機ユニットを装着した茶園管理機とすることもある。
【００１４】
前記前側門型フレーム２Ａの左右側には、図１（Ａ）に示すように、茶畝９０の両茶畝側面９１，９１に適宜接触する前進用茶樹感知手段Ａ，Ａがそれぞれ設けられている。該前進用茶樹感知手段Ａは、圧力にて電気信号を発するロードセル４と、該ロードセル４を前記前側門型フレーム２Ａの柱箇所に取り付けるための取付ブラケット４１，第２取付ブラケット４３及び取付アングル４４と、弧状感知板５と、該弧状感知板５と前記ロードセル４とを接触状態に備える支持具４２とから構成されている。
【００１５】
前記ロードセル４は、図２(Ａ)乃至(Ｃ)に示すように、方形状をなし、内部に瓢箪状の空隙が形成され、支持具４２箇所に圧力が加えられると、僅かに変形などしてそのひずみが電気信号に変換されその圧力測定が制御手段にて測定される。前記取付ブラケット４１は、前記ロードセル４を取り付けるヘ字状部４１ａと端部立ち上り縁４１ｂ，４１ｃが形成されており、該端部立ち上り縁４１ｃには係止孔４１ｄが形成されている。前記取付ブラケット４１のヘ字状部４１ａの端部は、前記取付アングル４４に固定され、該取付アングル４４は前側門型フレーム２Ａにビスにて固着されている。
【００１６】
前記第２取付ブラケット４３は前記取付ブラケット４１の背面側に固着されている。何れにしても、前記ロードセル４及び弧状感知板５を前記前側門型フレーム２Ａの内方（茶畝側）に取り付けることができれば、その部材の形状・構造には制限されない。特に、後進用茶樹感知手段Ｂ，Ｂを前記後側門型フレーム２Ｂに取り付けるにも同様であるが、ガソリンエンジン用又は油圧モータ用の油タンク８などを利用することもある。
【００１７】
前記支持具４２は、断面がＺ字状をなし、取付片４２ａが前記ロードセル４端に固着され、他片の接触片４２ｂが前記弧状感知板５に接触するように構成されている。前記弧状感知板５は、平面的に見ると湾曲形成され、茶畝９０の両茶畝側面９１，９１に図４（Ａ）及び図８（Ａ）のように接触し、特に、茶園管理機が前進する場合は勿論のこと、後進（バック走行）したときでも、両茶畝側面９１，９１の茶樹には食い込んだり、傷つけたりしないように弧状面で接触するように形成されている。
【００１８】
具体的には、図２に示すように、一端の取付平坦面５２と該取付平坦面５２に連続して適宜の曲率半径よりなる円弧状面５１が形成され、該円弧状面５１端より係止部５３が一体形成されている。前記前進用茶樹感知手段Ａの弧状感知板５の前側から見ると、該弧状感知板５の係止部５３が、前記取付ブラケット４１の係止孔４１ｄに係止されて、前記弧状感知板５の後側は前記第２取付ブラケット４３の後部に固着されている。或いは、前記走行装置１の直上でしかも前記機台部材３などに固着されることもある。
【００１９】
このように前記弧状感知板５は、一般的には、平面的に見て一方側のみを固着し、且つ前記弧状感知板５と前記支持具４２の間隔は僅かな隙間が形成されている。これによって、図２（Ｃ）に示すように、前記弧状感知板５の円弧状面５１に適宜な接触圧が加わった場合には、該円弧状面５１の僅かな変移が支持具４２を押圧して該変移を前記ロードセル４に伝達して正確な接触圧が測定できる。物理的には、僅かな変位が生ずるが、外観構造的には、リンクなど存在しない固定構造として存在している。
【００２０】
また、前進用茶樹感知手段Ａ，Ａは、左右対称であり、同一の構成部材が設けられ、圧力感知の電気信号はロードセル４で構成されているが、圧力センサにて構成することもある。さらに、後進用茶樹感知手段Ｂ，Ｂも、後側門型フレーム２Ｂに設けられている。その後進用茶樹感知手段Ｂ，Ｂの部品及び構造は、前記前進用茶樹感知手段Ａ，Ａの部品及び構造と同一であり、その説明を省略する。実施形態では、前進用茶樹感知手段Ａ，Ａ及び後進用茶樹感知手段Ｂ，Ｂは、前側門型フレーム２Ａ，後側門型フレーム２Ｂに設けられているが、茶畝の側面が測定できる構成であればこれに限定されない。
【００２１】
図３に示した回路図は、油圧回路及び自動走行制御回路図である。自動走行制御部Ｃは、左右側の前進用茶樹感知手段Ａ，Ａ及び左右側の後進用茶樹感知手段Ｂ，Ｂに接続され、前進の場合は、前進用茶樹感知手段Ａ，Ａが、後進の場合は、後進用茶樹感知手段Ｂ，Ｂがそれぞれ動作するように切換スイッチＳにて切り換えられる。また、左右側の油圧閉回路は、駆動用オイルを供給する可変噴出型ポンプ６４及びオイルポンプ６５と、前記走行装置（クローラ）１，１を駆動させる油圧モータ６１，６１が設けられている。さらに、回転用方向切替弁６２，６２が備えられており、該回転用方向切替弁６２は前記油圧モータ６１に供給する油量を制御する電磁弁である。
【００２２】
前記回転用方向切替弁６２に連通する油路中には、絞り弁６３（チェック弁）が設けられており、ポートの連通状態が切り替えられて油路が連通した際には、油圧モータ６１ へのオイル供給量が減少するようになっている。前記回転用方向切替弁６２は、まっすぐに直進する場合には、図３に示すように、通常絞り弁を有する油路の連通を遮断しており、この場合、前記オイルポンプ６５で制御された油圧モータ６１ は所定の回転数で回転する。
【００２３】
前記左右側の前進用茶樹感知手段Ａ，Ａ又は左右側の後進用茶樹感知手段Ｂ，Ｂは、ＣＰＵによる自動走行制御部Ｃに接続され、圧カセンサとしてのロードセル４ による電気信号が数値化されてこの左右側の圧力差が自動走行制御部Ｃにて平均化するように制御される。左右対称形状の茶畝９０の左右におかれた弧状感知板５，５と茶畝９０の茶畝側面９１，９１ と接触する圧力の数値が左右均等になるように制御される。
【００２４】
前進走行中に、図４に示すように、左側に曲がる場合、進行方向に対して茶畝９０の左茶畝側面９１と接触する圧力が、茶畝９０の右茶畝側面９１と接触する圧力より強いことが、左右側の前進用茶樹感知手段Ａ，Ａの孤状感知板５内のロードセル４を介して自動走行制御部Ｃに入力された場合、進行方向左側の回転用方向切替弁６２が動作してポートが変わり〔図４（Ｂ）参照〕、バイパス回路を開けて、オイルをタンクに戻すようにして、前記油圧モータ６１ヘのオイルの供給量を減少させるように油圧モータ６１を制御する。
【００２５】
前述の説明は、左側に曲がった場合であるが、右側に曲がる場合は前述とは反対の制御となる。さらに、後進（バック走行）の場合は、前進の場合と同様に、後進用茶樹感知手段Ｂ，Ｂなどを使って制御する。後進（バック走行）は、図７に示すように、茶園の端部において、山林、河川、道路などが存在して、本発明の茶園管理機を反転できるスペースが少ない場合には、特に有効にできる。このように、回転方向切替弁６２ が動作すると、オイルの一部をリークさせるので、前進又は後進走行するためのオイルが減少するため、走行するための油圧モータ６１の回転数を低下して、速度も減少する。
【００２６】
本発明では、特に、図８（Ａ）に示すように、前進する場合は勿論のこと、後進（バック走行）であっても、前進用茶樹感知手段Ａ又は後進用茶樹感知手段Ｂは、弧状感知板５にて覆われているため、茶畝に食い込んだりして邪魔になるようなことは一切生じない。このことは、従来においては、リンクＬの揺動にて圧力測定して制御していたために、図９（Ｂ）に示すように、茶畝に引掛って破損などすることがあるが、本発明では、確実に回避できる。
【００２７】
図５は、自動走行装置の回路構成を示したブロック図である。自動走行制御部Ｃの入力側には前進用茶樹感知手段Ａ，後進用茶樹感知手段Ｂが設けられ、前進、後進に対応する。図６は、自動走行装置の回路構成を示したブロック図であって、電子制御にした別の実施例である。この場合、駆動源を前記の油圧制御の油圧モータ６１に換えて、電動モータ６７とする場合である。電動モータ６７のための走行コントローラ６６が必要となる。この場合は、茶園管理機を乗用型とせず、無人型として、無線操縦する場合がある。
【符号の説明】
【００２８】
Ａ…前進用茶樹感知手段、Ｂ…後進用茶樹感知手段、Ｃ…自動走行制御部、
１…走行装置、４…ロードセル、５…弧状感知板、６１…油圧モータ、
６７…電動モータ、２Ａ…前側門型フレーム、２Ｂ…後側門型フレーム、
９０…茶畝、９１…茶畝側面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
茶畝を跨いだ前側門型フレーム及び後側門型フレームの左右下端に走行装置を備え、茶畝に沿って作業を行う茶園管理機において、前記前側門型フレームの対向する内側に、平面的に見て左右茶畝側面に接触しつつ中央箇所が茶畝側に膨出する弧状感知板と、該弧状感知板内に設けられた圧力センサとを有する前進用茶樹感知手段が備えられ、左右の弧状感知板に加わる茶畝側面からの接触圧力を測定して、左右それぞれの接触圧力が均等となるよう自動走行制御部にて制御して茶畝に沿って前進自動走行するようにしてなることを特徴とする茶園管理機。
【請求項２】
請求項１において、前記後側門型フレームの対向する内側にも、前記前側門型フレームと同様に前記弧状感知板及び圧力センサとを有する後進用茶樹感知手段が備えられ、後進時において左右それぞれの接触圧力が均等となるよう自動走行制御部にて制御して茶畝に沿って自動走行するようにしてなることを特徴とする茶園管理機。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記左右走行装置が油圧モータにより駆動されると共に、前記自動走行制御部にて左右側の油圧モータヘの作動油流量制御を行うことによって、自動走行制御を行うことを特徴とする茶園管理機。
【請求項４】
請求項１，２又は３のいずれか１項において、前記左右走行装置が電動モータにより駆動されると共に、左右電動モータの電気的制御を行うことによって、自動走行制御を行うことを特徴とする茶園管理機置。
【請求項５】
請求項１，２，３又は４のいずれか１項において、前記圧力センサはロードセルとしてなることを特徴とする茶園管理機。
【請求項１】
茶畝を跨いだ前側門型フレーム及び後側門型フレームの左右下端に走行装置を備え、茶畝に沿って作業を行う茶園管理機において、前記前側門型フレームの対向する内側に、平面的に見て左右茶畝側面に接触しつつ中央箇所が茶畝側に膨出する弧状感知板と、該弧状感知板内に設けられた圧力センサとを有する前進用茶樹感知手段が備えられ、左右の弧状感知板に加わる茶畝側面からの接触圧力を測定して、左右それぞれの接触圧力が均等となるよう自動走行制御部にて制御して茶畝に沿って前進自動走行するようにしてなることを特徴とする茶園管理機。
【請求項２】
請求項１において、前記後側門型フレームの対向する内側にも、前記前側門型フレームと同様に前記弧状感知板及び圧力センサとを有する後進用茶樹感知手段が備えられ、後進時において左右それぞれの接触圧力が均等となるよう自動走行制御部にて制御して茶畝に沿って自動走行するようにしてなることを特徴とする茶園管理機。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記左右走行装置が油圧モータにより駆動されると共に、前記自動走行制御部にて左右側の油圧モータヘの作動油流量制御を行うことによって、自動走行制御を行うことを特徴とする茶園管理機。
【請求項４】
請求項１，２又は３のいずれか１項において、前記左右走行装置が電動モータにより駆動されると共に、左右電動モータの電気的制御を行うことによって、自動走行制御を行うことを特徴とする茶園管理機置。
【請求項５】
請求項１，２，３又は４のいずれか１項において、前記圧力センサはロードセルとしてなることを特徴とする茶園管理機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２３４６２３（Ｐ２０１１−２３４６２３Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０５９９９（Ｐ２０１０−１０５９９９）
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（５０１２０３３４４）独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 (827)
【出願人】（０００１４５１１６）株式会社寺田製作所 (90)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（５０１２０３３４４）独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 (827)
【出願人】（０００１４５１１６）株式会社寺田製作所 (90)
【Ｆターム（参考）】
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