專利名稱：無人行駛作業(yè)車的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無人行駛作業(yè)車的控制裝置，更詳細(xì)地說涉及在作業(yè)區(qū)域中無人行駛并使搭載作業(yè)機(jī)進(jìn)行作業(yè)的無人行駛作業(yè)車的控制裝置。
背景技術(shù)：
已提出了多種在作業(yè)區(qū)域進(jìn)行無人行駛并使割草作業(yè)用刀片等搭載作業(yè)機(jī)進(jìn)行作業(yè)的無人行駛作業(yè)車的控制裝置，作為例子，可舉出下述專利文獻(xiàn)I所述的技術(shù)。在專利文獻(xiàn)I所述的技術(shù)中，利用安裝在作業(yè)車前端的磁傳感器對配置在作業(yè)區(qū)域周邊的區(qū)域纜線的磁場強(qiáng)度進(jìn)行檢測來識別作業(yè)區(qū)域，在所識別的作業(yè)區(qū)域內(nèi)驅(qū)動由搭載有電動機(jī)的割草作業(yè)用刀片構(gòu)成的作業(yè)機(jī)進(jìn)行作業(yè)。專利文獻(xiàn)I所述的技術(shù)中的作業(yè)車的電動機(jī)由所搭載的電池通電后進(jìn)行動作，為了對電池進(jìn)行充電在區(qū)域纜線上設(shè)置充電器，在電池的余量降低時，控制作業(yè)車?yán)么艂鞲衅餮刂鴧^(qū)域纜線返回到充電器。專利文獻(xiàn)1:日本國際公開公報W02005/074362號公報但是，作業(yè)區(qū)域是各種各樣的，根據(jù)情況可分為面積不同的多個主、副區(qū)域，也存在其間用窄路連接的作業(yè)區(qū)域，還具有在主區(qū)域中定期地進(jìn)行作業(yè)、另一方面在副區(qū)域中不定期地進(jìn)行即可的情況。這即使在作業(yè)區(qū)域為一個區(qū)域的情況下也是同樣的，還具有打算僅在其一部分中進(jìn)行作業(yè)的情況。另一方面，如在專利文獻(xiàn)I記載的技術(shù)中提出的那樣，構(gòu)成為，當(dāng)電池的余量降低時，作業(yè)車?yán)么艂鞲衅餮刂鴧^(qū)域纜線返回到充電器，所以當(dāng)使區(qū)域纜線獨(dú)立而劃分作業(yè)區(qū)域時，必須針對每個作業(yè)區(qū)域設(shè)置充電 器。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為了解決所述的課題，本發(fā)明的目的是提供無人行駛作業(yè)車的控制裝置，在利用搭載于車體并從電池通電的電動機(jī)對作業(yè)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動而進(jìn)行作業(yè)的無人行駛作業(yè)車的控制裝置中，結(jié)構(gòu)簡易，并且在作業(yè)區(qū)域的一部分中不進(jìn)行作業(yè)。為了達(dá)成所述目的，在第I方面的無人行駛作業(yè)車的控制裝置中，采用如下結(jié)構(gòu):該無人行駛作業(yè)車具備搭載于車體上并從電池通電的電動機(jī)和搭載于所述車體的原動機(jī)，利用所述原動機(jī)對車輪進(jìn)行驅(qū)動而在區(qū)域纜線所規(guī)定的作業(yè)區(qū)域內(nèi)行駛，并且利用所述電動機(jī)對搭載于所述車體上的作業(yè)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動而進(jìn)行作業(yè)，同時檢測所述區(qū)域纜線的磁場強(qiáng)度而返回到配置在所述區(qū)域纜線上的充電器以進(jìn)行所述電池的充電，該控制裝置具備行駛控制單元，該行駛控制單元以如下的方式控制所述無人行駛作業(yè)車的行駛:通過使所述區(qū)域纜線在任意的位置以預(yù)定的相距間隔折返而形成折返部位，能夠?qū)⑺鲎鳂I(yè)區(qū)域劃分為多個，并且在所述無人行駛作業(yè)車為了所述作業(yè)而行駛時，禁止通過所述折返部位。在第2方面的無人行駛作業(yè)車的控制裝置中，采用如下結(jié)構(gòu):該控制裝置設(shè)定用于所述充電器的配置位置檢測的充電器檢測區(qū)域，并且，所述行駛控制單元以如下方式進(jìn)行控制:所述無人行駛作業(yè)車檢測所述區(qū)域纜線的磁場強(qiáng)度而向所述充電器返回時，如果已到達(dá)所述充電器檢測區(qū)域則進(jìn)行圓弧行駛，然后朝所述區(qū)域纜線行駛，被引導(dǎo)至所述充電器。在第3方面的無人行駛作業(yè)車的控制裝置中，采用如下結(jié)構(gòu):所述行駛控制單元在所述無人行駛作業(yè)車向所述充電器返回行駛時，使每次返回時進(jìn)入所述充電器的方向不同。在第4方面的無人行駛作業(yè)車的控制裝置中，采用如下結(jié)構(gòu):所述折返部位的預(yù)定的相距間隔是根據(jù)所述區(qū)域纜線的磁場強(qiáng)度決定的。在第5方面的無人行駛作業(yè)車的控制裝置中，采用如下結(jié)構(gòu):所述原動機(jī)由從搭載在所述車體上的電池通電的第2電動機(jī)構(gòu)成。在第6方面的無人行駛作業(yè)車的控制裝置中，采用如下結(jié)構(gòu):所述作業(yè)機(jī)由割草機(jī)構(gòu)成。在第7方面的無人行駛作業(yè)車的控制裝置中，采用如下結(jié)構(gòu):所述作業(yè)機(jī)具備在前部的可以和所述充電器于所述區(qū)域纜線上連接的充電端子。在第8方面的無人行駛作業(yè)車的控制裝置中，采用如下結(jié)構(gòu):所述充電器具備發(fā)出形成于所述充電器周邊的充電器檢測區(qū)域的磁場的線圈。發(fā)明的效果在第I方面中，該無人行駛作業(yè)車具備搭載于車體從電池通電的電動機(jī),一邊在區(qū)域纜線所規(guī)定的作業(yè)區(qū)域中行駛一邊驅(qū)動作業(yè)機(jī)進(jìn)行作業(yè)，并且檢測區(qū)域纜線的磁場強(qiáng)度為了電池充電而返回在區(qū)域纜線上配置的充電器，構(gòu)成為，該無人行駛作業(yè)車以如下的方式控制行駛，通過使區(qū)域纜線在任意的位置以預(yù)定的相距間隔進(jìn)行折返來形成折返部位，能將作業(yè)區(qū)域切分為多個，并且在無人行駛作業(yè)車為了作業(yè)行駛時禁止通過折返部位，所以可通過形成折返部位來使無人 行駛作業(yè)車在作業(yè)區(qū)域的一部分中不進(jìn)行作業(yè)。另外，僅局部地折返區(qū)域纜線即可，不需要追加充電器或其它設(shè)備，所以即使在結(jié)構(gòu)中也是簡易的。在第2方面的無人行駛作業(yè)車的控制裝置中，構(gòu)成為，設(shè)定用于充電器的配置位置檢測的充電器檢測區(qū)域，并且控制為在無人行駛作業(yè)車檢測區(qū)域纜線的磁場強(qiáng)度而向充電器返回時，如果已到達(dá)所述充電器檢測區(qū)域則使其進(jìn)行圓弧行駛，然后使其向所述區(qū)域纜線行駛，引導(dǎo)至充電器，所以除了上述的效果之外，還能夠縮短為了電池充電而返回充電器時的行駛距離。在第3方面的無人行駛作業(yè)車的控制裝置中，構(gòu)成為，當(dāng)無人行駛作業(yè)車向充電器返回行駛時，使在每次返回時進(jìn)入充電器的方向不同，所以除了上述的效果之外，還能減少在區(qū)域纜線上由于作業(yè)車的車輪而形成車轍的情況。在第4方面的無人行駛作業(yè)車的控制裝置中，構(gòu)成為，根據(jù)區(qū)域纜線的磁場強(qiáng)度來決定折返部位的預(yù)定相距間隔，所以除了上述的效果之外，在檢測區(qū)域纜線的磁場強(qiáng)度而沿著區(qū)域纜線行駛時，也沒有因為抵消纜線彼此間的磁場而無法檢測磁場強(qiáng)度的情況，所以不會給行駛帶來障礙。在第5方面的無人行駛作業(yè)車的控制裝置中，原動機(jī)由從搭載在車體上的電池通電的第2電動機(jī)構(gòu)成，所以除了上述的效果之外，還能夠比由發(fā)動機(jī)構(gòu)成的情況降低噪音。
在第6方面的無人行駛作業(yè)車的控制裝置中，所述作業(yè)機(jī)由割草機(jī)構(gòu)成，所以除了上述的效果之外，在進(jìn)一步要求作業(yè)結(jié)束后的作業(yè)區(qū)域的美觀的割草作業(yè)中還能夠減少在區(qū)域纜線上由于作業(yè)車的車輪而形成車轍的情況，并且不會過度傷害草地。在第7方面的無人行駛作業(yè)車的控制裝置中，構(gòu)成為，所述作業(yè)機(jī)具備在前部的可以和所述充電器于所述區(qū)域纜線上連接的充電端子，所以除了上述的效果之外，能夠更容易給充電器充電。在第8方面的無人行駛作業(yè)車的控制裝置中，構(gòu)成為，所述充電器具備發(fā)出形成于所述充電器周邊的充電器檢測區(qū)域的磁場的線圈，所以除了上述的效果之外，能夠容易檢測充電器。


圖1是整體地示出本發(fā)明實施例的無人行駛作業(yè)車的控制裝置的無人行駛作業(yè)車側(cè)視圖。圖2是圖1所示的無人行駛作業(yè)車的俯視圖。圖3是示出在圖1所示的無人行駛作業(yè)車上搭載的設(shè)備的輸入輸出關(guān)系的框圖。圖4是圖1所示的無人行駛作業(yè)車計劃作業(yè)的作業(yè)區(qū)域的俯視圖。圖5是示出圖1所示的充電ST (站)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖6是示出圖5所示的充電ST處的充電的說明圖。圖7是示出在圖4所示的作業(yè)區(qū)域內(nèi)埋設(shè)的區(qū)域纜線的磁場的說明圖。圖8是圖1所示的 無人行駛作業(yè)車的控制裝置的動作的流程圖，更具體地說是示出圖4的返回行駛軌跡(I)時的控制的流程圖。圖9是圖1所示的無人行駛作業(yè)車的控制裝置的動作的流程圖，更具體地說是示出圖4的返回行駛軌跡(2)時的控制的流程圖。圖10是圖1所示的無人行駛作業(yè)車的控制裝置的動作的流程圖，更具體地說是示出圖4的返回行駛軌跡(3)時的控制的流程圖。標(biāo)號說明10無人行駛作業(yè)車(作業(yè)車)；12車體；12a底盤；14車輪；14a前輪(從動輪)；14b后輪(驅(qū)動輪)；16刀片(作業(yè)機(jī))；20電動機(jī)(作業(yè)電機(jī))；22刀片高度調(diào)整機(jī)構(gòu)；24電動機(jī)(行駛電機(jī)。原動機(jī))；26充電單元；30電池；32充電端子；34磁傳感器(磁檢測單元)；42E⑶(電子控制單元)；44Yaw傳感器；46G傳感器；50車輪速度傳感器；54電流/電壓傳感器；70作業(yè)區(qū)域；72區(qū)域纜線；72a折返部位；74充電ST (站)；76ST線圈；76a充電器檢測區(qū)域；84充電器；86充電端子。
具體實施例方式以下，參照附圖來說明用于實施本發(fā)明的無人行駛作業(yè)車的控制裝置的方式。實施例圖1是整體地示出本發(fā)明實施例的無人行駛作業(yè)車的控制裝置的無人行駛作業(yè)車側(cè)視圖，圖2是該無人行駛作業(yè)車的俯視圖，圖3是示出該無人行駛作業(yè)車上搭載的設(shè)備的輸入輸出關(guān)系的框圖，圖4是該無人行駛作業(yè)車計劃作業(yè)的作業(yè)區(qū)域的俯視圖。
如圖1和圖2所示，標(biāo)號10表示無人行駛作業(yè)車(以下稱為“作業(yè)車”)。作業(yè)車10具備車體12和車輪14。車體12由底盤12a和安裝在該底盤上的框架12b構(gòu)成。車輪14由經(jīng)由撐條12al固定在底盤12a的前端側(cè)的直徑較小的左右的前輪14a和直接安裝在底盤12a上的直徑較大的左右的后輪14b構(gòu)成。在作業(yè)車10的底盤12a的中央位置附近安裝有割草作業(yè)用的刀片(旋轉(zhuǎn)刀片。作業(yè)機(jī))16，在其上部配置有電動機(jī)20。刀片16與電動機(jī)20連接，通過電動機(jī)(以下稱為“作業(yè)電機(jī)”)20進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。刀片16與用戶可自由手動操作的刀片高度調(diào)整機(jī)構(gòu)22連接。刀片高度調(diào)整機(jī)構(gòu)22具有螺桿(未圖示)，構(gòu)成為，用戶用手旋轉(zhuǎn)該螺桿，能夠調(diào)整刀片16相對于接地面GR的高度。另外，在作業(yè)車10的底盤12a上，在刀片16的后端側(cè)安裝有2個電動機(jī)(原動機(jī)。以下稱為“行駛電機(jī)”)24。行駛電機(jī)24與左右的后輪14b連接，使前輪14a作為從動輪、后輪14b作為驅(qū)動輪而左右獨(dú)立地正轉(zhuǎn)(前進(jìn)方向的旋轉(zhuǎn))或者反轉(zhuǎn)(后退方向的旋轉(zhuǎn))。刀片16、作業(yè)電機(jī)20、行駛電機(jī)24等被框架12b覆蓋。在作業(yè)車10的后部收納了充電單元(包含AC/DC轉(zhuǎn)換器)26和電池30，并且在框架12b上以向前方突出的方式安裝有兩個充電端子32。充電端子32在內(nèi)側(cè)具有觸點(diǎn)32a。充電端子32經(jīng)由布線與充電單元26連接，并且充電單元26經(jīng)由布線與電池30連接。作業(yè)電機(jī)20以及行駛電機(jī)24構(gòu)成為經(jīng)由布線與電池30連接，并從電池30通電。在圖1、2中省略布線的圖示。這樣，作業(yè)車10構(gòu)成為4輪電動式的無人行駛作業(yè)車(割草作業(yè)車)，例如具有全長600_、全寬300_、高度300_左右的大小。

在作業(yè)車10的前端配置有左右兩個磁傳感器(磁檢測單元)34。另外，在框架12b上安裝有接觸傳感器36。接觸傳感器36在框架12b由于與障礙物或異物的接觸而和底盤12a分尚時,輸出接通信號。在作業(yè)車10的中央位置附近設(shè)置有收納箱，在收納于其內(nèi)部的基板40上配置有由具備CPU、R0M、RAM等的微型計算機(jī)構(gòu)成的電子控制單元(Electronic Control Unit?？刂蒲b置。以下稱為“E⑶”)42，并且在其附近配置有Yaw傳感器(角速度傳感器)44和G傳感器(加速度傳感器)46，該Yaw傳感器44生成表示作業(yè)車10的重心位置的繞Z軸產(chǎn)生的角速度(偏航率)的輸出，該G傳感器46表示作用于作業(yè)車10的x、y、z (3軸)方向的加速度G的輸出。在后輪(驅(qū)動輪)14b的附近配置有產(chǎn)生表示后輪14b的車輪速度的輸出的車輪速度傳感器50，并且在底盤12a與框架12b之間配置有提升傳感器52，在由用戶等將框架12b從底盤12a提升(提起)時，輸出接通信號。另外，在電池30上配置有電流/電壓傳感器54，產(chǎn)生表示電池30的余量(Stateof Charge:充電狀態(tài))的輸出。主開關(guān)56和緊急停止開關(guān)60以用戶可自如操作的方式設(shè)置在作業(yè)車10上。所述的磁傳感器34、接觸傳感器36、Yaw傳感器44、G傳感器46、車輪速度傳感器50、提升傳感器52、電流/電壓傳感器54、主開關(guān)56以及緊急停止開關(guān)60的輸出被發(fā)送到ECU42。
作業(yè)車10的框架12b在上表面形成有較大的切口，在此處設(shè)置有顯示器62。顯示器62與E⑶42連接，根據(jù)E⑶42的指令顯示作業(yè)模式等。接下來，說明作業(yè)車10行駛的作業(yè)區(qū)域70，如圖4所示，作業(yè)區(qū)域70呈大致矩形狀，并且在圖中呈如下這樣的形狀，在下方大幅度地向內(nèi)側(cè)后退，在圖中由左側(cè)的區(qū)域1(主區(qū)域)和右側(cè)的區(qū)域2 (副區(qū)域)構(gòu)成，兩方用窄路進(jìn)行連接。在土地L的周邊(邊界)埋設(shè)(配置)區(qū)域纜線(電線)72來劃出作業(yè)區(qū)域70，并且在區(qū)域纜線72上配置有充電ST (站)74。另外，在充電ST74中配置ST線圈76。通過從ST線圈76發(fā)出的磁場，以充電ST74為中心在半徑Im左右的圓內(nèi)形成充電器檢測區(qū)域76a。如圖5所示，充電ST74具備:充電器84，其經(jīng)由插座82與商用電源80連接；以及充電端子86，其與充電器84連接，并且與作業(yè)車10的充電端子32的觸點(diǎn)32a自由連接。圖6示出充電端子86 (省略觸點(diǎn)的圖示)。充電器84具備:AC/AC轉(zhuǎn)換器84a ;EOT(電子控制單元)84b，其控制AC/AC轉(zhuǎn)換器84a的動作，與ECU42同樣地由微型計算機(jī)構(gòu)成；以及信號發(fā)生器84c，其向區(qū)域纜線72與ST線圈76提供交流來產(chǎn)生信號。在充電ST74中構(gòu)成為，從商用電源80經(jīng)由插座82送出的交流電被充電器84的AC/AC轉(zhuǎn)換器84a降低至適當(dāng)?shù)碾妷?，在返回的作業(yè)車10經(jīng)由充電端子32、86與充電ST74連接時，發(fā)送至作業(yè)車10，經(jīng)由充電單元26對電池30進(jìn)行充電。如圖4所示，構(gòu)成為，區(qū)域纜線70在任意的位置，更具體地說在連接區(qū)域I和區(qū)域2的窄路的位置以預(yù)定的相距間隔w進(jìn)行折返而形成折返部位72a，由此可將作業(yè)區(qū)域70劃分為多個區(qū)域，圖示例的情況下可為左右兩個區(qū)域。另外，如后所述，構(gòu)成為，在作業(yè)車10為了作業(yè)進(jìn)行而行駛時以禁止通過折返部72a的方式控制作業(yè)車10的行駛，在作業(yè)區(qū)域70的一部分(區(qū)域2)中不作業(yè)。
·
說明作業(yè)區(qū)域70的檢測，通過信號發(fā)生器84c的通電，在區(qū)域纜線72中產(chǎn)生磁場。磁場強(qiáng)度根據(jù)區(qū)域纜線72的全長而不同，并且如圖7所示，根據(jù)與區(qū)域纜線72間的相距距離d而不同。利用安裝在作業(yè)車10上的磁傳感器34檢測區(qū)域纜線72的磁場強(qiáng)度并發(fā)送至ECU42。ECU42根據(jù)檢測值來檢測本車(作業(yè)車10)相對于區(qū)域纜線72的位置(即，本車是處于作業(yè)區(qū)域70內(nèi)還是處于作業(yè)區(qū)域70外)和與區(qū)域纜線72 (作業(yè)區(qū)域70的邊界)間的相距距離。更具體地說，如圖7所示，當(dāng)本車在作業(yè)區(qū)域70中從內(nèi)側(cè)向外側(cè)以箭頭a所示的方向移動時，隨著本車與區(qū)域纜線72間的相距距離減少(接近)，磁場強(qiáng)度在正側(cè)緩緩增加之后反轉(zhuǎn)降低，在區(qū)域纜線72上成為零，然后隨著本車與區(qū)域纜線72間的相距距離增加，磁場強(qiáng)度在負(fù)側(cè)表現(xiàn)出同樣的特性。當(dāng)本車在作業(yè)區(qū)域70中從內(nèi)側(cè)向外側(cè)以箭頭b所示的方向移動時也表現(xiàn)出同樣的特性。此外，在圖4中，區(qū)域纜線72的折返部位72a的預(yù)定的相距間隔w是根據(jù)區(qū)域纜線72的磁場強(qiáng)度來決定的。即，為了避免區(qū)域纜線72的磁場相互抵消而使得不能檢測，在折返部位72a中設(shè)定為適宜的相距間隔例如200_。對作業(yè)車10的作業(yè)進(jìn)行說明，用戶根據(jù)作業(yè)區(qū)域70的草的生長狀況經(jīng)由刀片高度調(diào)整機(jī)構(gòu)22手動地調(diào)整刀片16的高度，然后接通主開關(guān)56輸出接通信號，此時ECU42開始動作，進(jìn)入作業(yè)模式，進(jìn)行割草作業(yè)。ECU42在作業(yè)模式中以使由車輪速度傳感器50檢測到的車速成為預(yù)定值的方式計算通電控制值，然后，經(jīng)由驅(qū)動器24a提供給行駛電機(jī)24，使作業(yè)車10行駛，并且計算使刀片16的轉(zhuǎn)速成為預(yù)定值的通電控制值，經(jīng)由驅(qū)動器20a提供給作業(yè)電機(jī)20，利用刀片16進(jìn)行作業(yè)。更具體地說，E⑶42在作業(yè)模式中，使作業(yè)車10在作業(yè)區(qū)域70的內(nèi)側(cè)隨機(jī)地(或者按照作業(yè)圖案)行駛進(jìn)行作業(yè)，并且在根據(jù)磁傳感器34的輸出判斷為作業(yè)車10到達(dá)作業(yè)區(qū)域70以外時，將根據(jù)YAW傳感器44的輸出檢測到的行進(jìn)方向變更預(yù)定角度，使作業(yè)車10返回到作業(yè)區(qū)域70的內(nèi)側(cè)。此外，因為左右的后輪(驅(qū)動輪)14b構(gòu)成為可利用左右的行駛電機(jī)24獨(dú)立地朝正反兩方向進(jìn)行驅(qū)動，所以當(dāng)使左右的行駛電機(jī)24以同一轉(zhuǎn)速進(jìn)行正轉(zhuǎn)時，作業(yè)車10直線前進(jìn)，當(dāng)以不同的轉(zhuǎn)速進(jìn)行正轉(zhuǎn)時，作業(yè)車10朝轉(zhuǎn)速小的方向轉(zhuǎn)向。當(dāng)使左右的行駛電機(jī)24中的一方正轉(zhuǎn)、另一方反轉(zhuǎn)時，左右的后輪14b也朝該方向旋轉(zhuǎn)，所以作業(yè)車10在原地進(jìn)行轉(zhuǎn)向(所謂的原地轉(zhuǎn)向)。這樣，E⑶42在作業(yè)模式中行駛(作業(yè))每當(dāng)?shù)竭_(dá)區(qū)域時朝隨機(jī)的方向變更本車的行進(jìn)，并且在作業(yè)區(qū)域70內(nèi)行駛，驅(qū)動刀片16進(jìn)行作業(yè)。另外，E⑶42在作業(yè)模式中根據(jù)電流/電壓傳感器54的輸出來監(jiān)視電池30的余量，當(dāng)余量降低到預(yù)定值時，轉(zhuǎn)移至返回模式，該返回模式是返回行駛到充電ST74，然后利用充電器84對電池30進(jìn)行充電。圖·4中的(I) (4)示出返回模式時的返回行駛軌跡的例子。此外，(I) (4)只是例子，顯然，除此以外，根據(jù)狀況，還存在各種軌跡。此外，在(圖4所示的)作業(yè)區(qū)域70的俯視觀察時，每當(dāng)返回時，E⑶42在CW(Clockwise。右旋轉(zhuǎn))與CCW(Counterclockwise。左旋轉(zhuǎn))之間交替地變更進(jìn)入充電ST74的進(jìn)入方向。具體地說，這是通過對E⑶42的RAM設(shè)置適當(dāng)?shù)臉?biāo)志來進(jìn)行的。此外，E⑶42在作業(yè)模式或者返回模式中，當(dāng)從接觸傳感器36、提升傳感器52和緊急停止開關(guān)60中的任意一方輸出了接通信號時，停止作業(yè)電機(jī)20和行駛電機(jī)24，停止行駛和作業(yè)。圖8 圖10是E⑶42的動作的流程圖，更具體地說是示出與圖4的返回行駛軌跡(I) (3)對應(yīng)的動作(控制)的流程圖。圖8是與其中的返回行駛軌跡⑴對應(yīng)的流程圖。圖示的處理是將作業(yè)限定在區(qū)域I時的處理。以下進(jìn)行說明，圖示的處理從在充電ST74中作業(yè)車10與充電器84對接而進(jìn)行電池充電的狀態(tài)開始(SlO)，當(dāng)該充電結(jié)束時，使作業(yè)車10后退之后進(jìn)行轉(zhuǎn)向(S12、S14)，轉(zhuǎn)移至作業(yè)模式，使作業(yè)車10在作業(yè)區(qū)域70中隨機(jī)地行駛，進(jìn)入割草作業(yè)(S16)，在判斷為電池30的余量(成為預(yù)定閾值以下)降低之前，持續(xù)進(jìn)行作業(yè)(S16、S18)。此外，E⑶42在作業(yè)中利用電動機(jī)24對車輪14進(jìn)行驅(qū)動，使作業(yè)車10在作業(yè)區(qū)域70中行駛并且通過電動機(jī)20對刀片16進(jìn)行驅(qū)動而進(jìn)行作業(yè)，而且根據(jù)磁傳感器34的輸出將區(qū)域纜線72的折返部位72a判斷為作業(yè)區(qū)域70的內(nèi)、外、內(nèi)。在此情況下，E⑶42通過將在作業(yè)模式中將作業(yè)區(qū)域70判斷為外的時間與適當(dāng)?shù)拈撝颠M(jìn)行比較，以禁止通過(橫穿)折返部位72a的方式控制作業(yè)車10的行駛，在區(qū)域2中不進(jìn)行作業(yè)。當(dāng)在S18中判斷為電池30的余量降低時，停止作業(yè)，利用行駛電機(jī)24進(jìn)行直線前進(jìn)行駛(S20)，根據(jù)左右的磁傳感器34的輸出來檢測區(qū)域纜線72，并控制為一旦到達(dá)作業(yè)區(qū)域70之外后停止(S22)。在軌跡⑴的情況下，由于返回到充電ST74時的進(jìn)入方向被設(shè)定為CCW，所以重新開始行駛并且按照CCW方向轉(zhuǎn)向(S24)，根據(jù)磁傳感器34的輸出來檢測區(qū)域纜線72，在確認(rèn)為進(jìn)入作業(yè)區(qū)域70的內(nèi)側(cè)之前(S26)，重復(fù)所述的處理。接下來，根據(jù)檢測到的區(qū)域纜線72的磁場強(qiáng)度來控制行駛電機(jī)24的動作，在區(qū)域纜線72上行駛(S28)。具體地說，E⑶42根據(jù)左右的磁傳感器32的輸出，采用P項等的反饋控制法則控制行駛電機(jī)24的通電量，使本車的前部位于作業(yè)區(qū)域70的內(nèi)、外、內(nèi)、外…從而小幅地進(jìn)行擺頭運(yùn)動，從而控制為使本車沿著區(qū)域纜線72行駛。然后，利用磁傳感器34檢測從ST線圈76輸出的微弱的磁場強(qiáng)度，與適當(dāng)?shù)拈撝颠M(jìn)行比較，由此判斷是否檢測到充電ST74、即所述的充電器檢測區(qū)域(S30)，只要是否定，則返回S28，重復(fù)所述的處理。另一方 面，在S30中為肯定時，降低行駛速度，直接從CCW方向進(jìn)入充電ST74，使作業(yè)車10的充電端子32與充電端子86連接(對接)，對作業(yè)車10的電池30進(jìn)行充電(S32)。圖9是與圖4的行駛軌跡⑵對應(yīng)的流程圖。進(jìn)行以下說明，從在充電ST74進(jìn)行電池充電的狀態(tài)開始(S100)，接著，使作業(yè)車10后退之后進(jìn)行圓弧行駛(S102、S104)，按照軌跡a在區(qū)域纜線72上行駛，移動到區(qū)域2(S106)。接著，判斷是否已到達(dá)區(qū)域2的目標(biāo)位置(S108)。目標(biāo)位置例如是能夠根據(jù)在開始S102的后退之后行駛預(yù)定距離的位置等和車輪速度傳感器50的輸出來識別的位置。然后，進(jìn)行轉(zhuǎn)向并轉(zhuǎn)移至作業(yè)模式，使作業(yè)區(qū)域70隨機(jī)地行駛，進(jìn)入割草作業(yè)，在判斷為電池30的余量降低之前持續(xù)進(jìn)行作業(yè)(S110 S114)。此外，E⑶42在S112的作業(yè)模式中以禁止通過(橫穿)折返部位72a的方式控制作業(yè)車10的行駛，在區(qū)域I中不進(jìn)行作業(yè)。當(dāng)在S114中判斷為電池30的余量降低時停止作業(yè)，利用行駛電機(jī)24進(jìn)行前進(jìn)行駛(SI 16)，并根據(jù)左右磁傳感器34的輸出來檢測區(qū)域纜線72，控制為一旦到達(dá)作業(yè)區(qū)域70之外后停止(SI 18)。在軌跡⑵的情況下，將返回充電ST74時的進(jìn)入方向設(shè)定為CW，所以重新開始行駛，使其按照CW方向轉(zhuǎn)向(S120)，根據(jù)磁傳感器34的輸出來檢測區(qū)域纜線72，在確認(rèn)為已進(jìn)入作業(yè)區(qū)域70的內(nèi)側(cè)之前(S122)，重復(fù)所述的處理。接著，根據(jù)檢測到的區(qū)域纜線72的磁場強(qiáng)度來控制行駛電機(jī)24的動作，按照軌跡b在區(qū)域纜線72上行駛，直至檢測到充電ST74為止(S124)。這里，應(yīng)該留意的是，在圖示的控制中，返回路線的軌跡b是與前往路線的軌跡a同樣地設(shè)定。S卩，為了返回到充電SI74，在圖4中還可以通過區(qū)域纜線的上側(cè)(形成折返部位72a的一側(cè))，但會繞遠(yuǎn)，行駛距離變長。因此，在移動至分離的區(qū)域(區(qū)域I)時，再次遵循與前往路線相同的軌跡。當(dāng)檢測到充電ST74時，如圖所示，進(jìn)行圓弧行駛(S128)，然后檢測區(qū)域纜線72在到達(dá)作業(yè)區(qū)域70之外后停止(S130)，在檢測到區(qū)域纜線72之前朝充電ST74的方向進(jìn)行CCW轉(zhuǎn)向(S132、S134)，并使其從CCW方向進(jìn)入充電ST74，使作業(yè)車10的充電端子32與充電端子86連接(對接)而對作業(yè)車10的電池30進(jìn)行充電(S136)。即，如果到達(dá)充電器檢測區(qū)域76a則使其進(jìn)行圓弧行駛，然后使其朝區(qū)域纜線72行駛，引導(dǎo)至充電器84。圖10是與圖4的行駛軌跡(3)對應(yīng)的流程圖。當(dāng)進(jìn)行以下說明時，從S200到S220進(jìn)行與圖8流程圖的SlO S30同樣(除了轉(zhuǎn)向方向)的處理，當(dāng)檢測到充電ST74時，與圖9流程圖的S128 S136同樣進(jìn)行圓弧行駛(S222)，然后在到達(dá)作業(yè)區(qū)域70之外后停止(S224)，在檢測到區(qū)域纜線72之前朝充電ST74的方向進(jìn)行CCW轉(zhuǎn)向(S226、S228)，并使其從CCW方向進(jìn)入充電ST74，使作業(yè)車10的充電端子32與充電端子86連接而對電池30進(jìn)行充電(S230)。此外，圖8至圖10所示的處理例如按照該順序重復(fù)。由此，可使區(qū)域2的作業(yè)降低至區(qū)域I的作業(yè)的一半次數(shù)。如上所述，在該實施例的無人行駛作業(yè)車10的控制裝置(E⑶42)中，無人行駛作業(yè)車10具備搭載于車體12上并從電池30進(jìn)行通電的電動機(jī)20和搭載于所述車體上的原動機(jī)72 (電動機(jī))24，利用所述原動機(jī)來對車輪14進(jìn)行驅(qū)動而在區(qū)域纜線72規(guī)定的作業(yè)區(qū)域70中行駛，并且利用所 述電動機(jī)來驅(qū)動搭載于所述車體上的作業(yè)機(jī)(刀片)16而進(jìn)行作業(yè)，同時檢測所述區(qū)域纜線的磁場強(qiáng)度而返回到配置在所述區(qū)域纜線上的充電器(充電ST74(充電器84))以進(jìn)行所述電池的充電，該控制裝置具備行駛控制單元(S16、S112、S206)，構(gòu)成為，該行駛控制單元以如下的方式控制所述無人行駛作業(yè)車的行駛:通過使所述區(qū)域纜線72在任意的位置以預(yù)定的相距間隔折返而形成折返部位72a，能夠?qū)⑺鲎鳂I(yè)區(qū)域劃分為多個(區(qū)域1、區(qū)域2)，并且在所述無人行駛作業(yè)車為了所述作業(yè)而行駛時，禁止通過所述折返部位，所以通過形成折返部位72a，作業(yè)車10可在作業(yè)區(qū)域70的一部分中不進(jìn)行作業(yè)。另外，僅局部地折返區(qū)域纜線72即可，不需要追加充電器84或其它設(shè)備，因此在結(jié)構(gòu)上也是簡易的。另外，構(gòu)成為，該控制裝置設(shè)定用于所述充電器的配置位置檢測的充電器檢測區(qū)域76a，并且，所述行駛控制單元以如下方式進(jìn)行控制:所述無人行駛作業(yè)車檢測所述區(qū)域纜線的磁場強(qiáng)度而向所述充電器返回時，如果已到達(dá)所述充電器檢測區(qū)域則進(jìn)行圓弧行駛，然后朝所述區(qū)域纜線行駛，被引導(dǎo)至所述充電器(S124 S136、S218 S230)，所以除了上述的效果之外，還能夠縮短為了電池充電而返回到充電器84時的行駛距離。另外，構(gòu)成為，所述行駛控制單元在所述無人行駛作業(yè)車向所述充電器(充電SI74(充電器84))返回行駛時，使每次返回時進(jìn)入所述充電器的方向不同，所以除了上述的效果之外，可減少在區(qū)域纜線72上由于作業(yè)車10的車輪而形成車轍的情況。另外，構(gòu)成為，所述折返部位72a的預(yù)定相距間隔w是根據(jù)所述區(qū)域纜線72的磁場強(qiáng)度來決定的，所以除了上述的效果之外，在檢測區(qū)域纜線72的磁場強(qiáng)度而沿著區(qū)域纜線72行駛時，也沒有因為出現(xiàn)纜線彼此間的磁場抵消而無法檢測磁場強(qiáng)度的情況，所以不會給行駛帶來障礙。另外，所述原動機(jī)由從搭載在所述車體上的電池30通電的第2電動機(jī)24構(gòu)成，所以除了上述的效果，還能夠比由發(fā)動機(jī)構(gòu)成的情況降低噪音。另外，所述作業(yè)機(jī)由割草機(jī)(刀片)16構(gòu)成，所以除了上述的效果之外，在進(jìn)一步要求作業(yè)結(jié)束后的作業(yè)區(qū)域70的美觀的割草作業(yè)中，可減少在區(qū)域纜線72、72a上由于作業(yè)車10的車輪14而形成車轍的情況，并且不會過度地傷害草地。另外，構(gòu)成為，所述作業(yè)機(jī)具備在前部的可以和所述充電器(充電ST74 (充電器84))于所述區(qū)域纜線72上連接的充電端子32，所以除了上述的效果之外，能夠更容易給充電器充電。另外，構(gòu)成為，所述充電器(充電ST74 (充電器84))具備發(fā)出形成于所述充電器周邊的充電器檢測區(qū)域76a的磁場的線圈76，所以除了上述的效果之外，能夠容易檢測充電器。此外，在所述中公開了將電動機(jī)作為原動機(jī)，但不限于此，也可以是發(fā)動機(jī)(內(nèi)燃機(jī))或者發(fā)動機(jī)與電動機(jī)的混合機(jī)。雖然作為作業(yè)機(jī)示出了割草作業(yè)用的刀片，但不限于此，只要是要求作業(yè)區(qū)域的美觀的作業(yè)機(jī)，則 可以是任何作業(yè)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種無人行駛作業(yè)車的控制裝置，該無人行駛作業(yè)車具備搭載于車體上并從電池通電的電動機(jī)和搭載于所述車體的原動機(jī)，利用所述原動機(jī)對車輪進(jìn)行驅(qū)動而在區(qū)域纜線所規(guī)定的作業(yè)區(qū)域內(nèi)行駛，并且利用所述電動機(jī)對搭載于所述車體上的作業(yè)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動而進(jìn)行作業(yè)，同時檢測所述區(qū)域纜線的磁場強(qiáng)度而返回到配置在所述區(qū)域纜線上的充電器以進(jìn)行所述電池的充電，該無人行駛作業(yè)車的控制裝置的特征在于， 該控制裝置具備行駛控制單元，該行駛控制單元以如下的方式控制所述無人行駛作業(yè)車的行駛:通過使所述區(qū)域纜線在任意的位置以預(yù)定的相距間隔折返而形成折返部位，能夠?qū)⑺鲎鳂I(yè)區(qū)域劃分為多個，并且在所述無人行駛作業(yè)車為了所述作業(yè)而行駛時，禁止通過所述折返部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人行駛作業(yè)車的控制裝置，其特征在于， 該控制裝置設(shè)定用于所述充電器的配置位置檢測的充電器檢測區(qū)域，并且，所述行駛控制單元以如下方式進(jìn)行控制:所述無人行駛作業(yè)車檢測所述區(qū)域纜線的磁場強(qiáng)度而向所述充電器返回時，如果已到達(dá)所述充電器檢測區(qū)域則進(jìn)行圓弧行駛，然后朝所述區(qū)域纜線行駛，被引導(dǎo)至所述充電器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無人行駛作業(yè)車的控制裝置，其特征在于， 所述行駛控制單元在所述無人行駛作業(yè)車向所述充電器返回行駛時，使每次返回時進(jìn)入所述充電器的方向不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人行駛作業(yè)車的控制裝置，其特征在于， 所述折返部位的預(yù)定的相距間隔是根據(jù)所述區(qū)域纜線的磁場強(qiáng)度決定的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人行駛作業(yè)車的控制裝置，其特征在于， 所述原動機(jī)由從搭載在所述車體上的電池通電的第2電動機(jī)構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人行駛作業(yè)車的控制裝置，其特征在于， 所述作業(yè)機(jī)由割草機(jī)構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人行駛作業(yè)車的控制裝置，其特征在于， 所述作業(yè)機(jī)具備在前部的可以和所述充電器于所述區(qū)域纜線上連接的充電端子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人行駛作業(yè)車的控制裝置，其特征在于， 所述充電器具 備發(fā)出形成于所述充電器周邊的充電器檢測區(qū)域的磁場的線圈。
全文摘要
本發(fā)明提供無人行駛作業(yè)車的控制裝置，利用搭載于車體從電池通電的電動機(jī)驅(qū)動作業(yè)機(jī)進(jìn)行作業(yè)，在該無人行駛作業(yè)車的控制裝置中，結(jié)構(gòu)簡易，并且在作業(yè)區(qū)域的一部分中不進(jìn)行作業(yè)。該無人行駛作業(yè)車(10)具備從電池通電的電動機(jī)，在區(qū)域纜線(72)所規(guī)定的作業(yè)區(qū)域(70)中行駛并且驅(qū)動作業(yè)機(jī)(刀片)進(jìn)行作業(yè)，同時檢測區(qū)域纜線的磁場強(qiáng)度，為了電池充電而返回到在區(qū)域纜線上配置的充電器(84)，其中通過使區(qū)域纜線(72)在任意的位置以預(yù)定的相距間隔進(jìn)行折返來形成折返部位(72a)，能將作業(yè)區(qū)域切分為多個(區(qū)域1、區(qū)域2)，并且在作業(yè)車為了作業(yè)而行駛時禁止通過折返部位。
文檔編號G05D1/02GK103246287SQ20131004947
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者山村誠, 川上俊明, 小林浩, 木全隆一 申請人:本田技研工業(yè)株式會社