JP2020048585A - Work vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業車両に関し、より詳細には、作物が複数の列を成して栽植される圃場に用いられる作業車両に関する。 The present invention relates to a work vehicle, and more particularly, to a work vehicle used in a field where crops are planted in a plurality of rows.
お茶や、ワインの原料としてのブドウなどにおいて、育成や管理における効率化、日照や風通しなどの育成条件の向上などの観点から、圃場に複数の列を成して栽植される場合がある。このような圃場での管理作業、例えば施肥、剪定、防除、収穫などは、隣接する列の間(畝間)を列に沿って移動しながら行われる。そして、生産効率の観点などから経路となる畝間の幅を作業者がすれ違うことができる程度に狭くすることがあり、大型機械の導入が困難な場合がある。そこで、このような圃場に適用できる作業車両が提案されている。 In some cases, such as grapes as a raw material of tea or wine, a plurality of rows are planted in a field from the viewpoint of increasing efficiency in growing and managing and improving growing conditions such as sunshine and ventilation. Such management work in the field, for example, fertilization, pruning, pest control, harvesting, and the like are performed while moving between adjacent rows (ridges) along the rows. Then, from the viewpoint of production efficiency and the like, the width between the ridges serving as paths may be so narrow that the workers can pass each other, and it may be difficult to introduce a large-sized machine. Therefore, a work vehicle applicable to such a field has been proposed.
例えば、特許文献1には、正面視門型に形成された車体フレームの左右両脚部に左右一対のクローラ走行装置を備え、茶畝を跨いでその両側の畝間を自走できる腰高の茶園用乗用型作業機が開示されている。 For example, Patent Literature 1 discloses a passenger seat for a tea garden with a waist high, which includes a pair of left and right crawler traveling devices on both left and right legs of a body frame formed in a front view portal type, and straddles a tea ridge and can run by itself between ridges on both sides. A mold working machine is disclosed.
ここで、特許文献1における茶園用乗用型作業機は、正面視門型に形成された車体フレームの上部にエンジン、エンジンによって駆動する油圧ポンプ、及び運転席などが配設されて重心が高い構成である。したがって、果樹園等の傾斜地を多く有する圃場では安定して走行できない場合がある。 Here, the riding work machine for tea garden disclosed in Patent Literature 1 has a structure in which an engine, a hydraulic pump driven by the engine, a driver's seat, and the like are arranged above a body frame formed in a front view portal type and has a high center of gravity. It is. Therefore, it may not be possible to drive stably in a field having many slopes such as an orchard.
そこで、本発明の目的は、畝間が狭く傾斜地を有する圃場においても、低重心化が図られ、地面に対する滑りなどによる意図しない旋回が防止され、安定した走行ができる作業車両を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a work vehicle capable of achieving a low center of gravity, preventing unintentional turning due to slipping on the ground, and stable traveling even in a field having a narrow ridge and an inclined land. .
上記課題を解決するために、本発明は、
各々のモータで駆動される一対のクローラ走行装置と、
前記クローラ走行装置を制御する制御部と、
進行方向を検出する方向センサと、
前記モータの回転数を検出する回転センサと、を備え、
前記制御部は、前記方向センサと前記回転センサの検出値に基づいて一対の前記クローラ走行装置の走行速度を同調させるように前記モータを制御することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides
A pair of crawler traveling devices driven by respective motors,
A control unit for controlling the crawler traveling device;
A direction sensor for detecting a traveling direction;
A rotation sensor that detects the number of rotations of the motor,
The control unit controls the motor such that the traveling speeds of the pair of crawler traveling devices are synchronized based on the detection values of the direction sensor and the rotation sensor.
更に、前記作業車両は、一対の前記クローラ走行装置を連結させる連結フレームを備え、
前記方向センサは、前記連結フレームの左右方向の略中央に配置されることを特徴とする。
Further, the work vehicle includes a connection frame that connects the pair of crawler traveling devices,
The direction sensor is disposed substantially at the center in the left-right direction of the connection frame.
更に、前記クローラ走行装置は、バッテリを内蔵し、
前記モータは、電動モータであることを特徴とする。
Further, the crawler traveling device has a built-in battery,
The motor is an electric motor.
更に、前記作業車両は、エンジンと発電機とを備え、
前記発電機で発電された電力を前記バッテリに蓄電することを特徴とする。
Further, the work vehicle includes an engine and a generator,
The power generated by the generator is stored in the battery.
更に、前記クローラ走行装置は、エンジンとポンプとを備え、
前記モータは、圧力モータであることを特徴とする。
Further, the crawler traveling device includes an engine and a pump,
The motor is a pressure motor.
更に、前記クローラ走行装置は、上方と左右の両側方とを覆うカバーを備え、
前記カバーの上部に作業者が着座するシートが取り付けられることを特徴とする。
Further, the crawler traveling device includes a cover that covers the upper side and both left and right sides,
A seat on which an operator sits is attached to an upper portion of the cover.
更に、自律走行または遠隔操作ができるように構成されることを特徴とする。 Furthermore, it is characterized in that it is configured to be capable of autonomous traveling or remote operation.
本発明によれば、各々のモータで駆動される一対のクローラ走行装置と、前記クローラ走行装置を制御する制御部と、進行方向を検出する方向センサと、前記モータの回転数を検出する回転センサと、を備え、前記制御部は、前記方向センサと前記回転センサの検出値に基づいて一対の前記クローラ走行装置の走行速度を同調させるように前記モータを制御する構成によれば、畝間が狭く傾斜地を有する圃場においても、前記クローラ走行装置の地面に対する滑りなどによる意図しない旋回が防止され、安定した走行ができる作業車両を提供することができる。 According to the present invention, a pair of crawler traveling devices driven by respective motors, a control unit for controlling the crawler traveling device, a direction sensor for detecting a traveling direction, and a rotation sensor for detecting a rotation speed of the motor According to the configuration in which the control unit controls the motor to synchronize the traveling speeds of the pair of crawler traveling devices based on the detection values of the direction sensor and the rotation sensor, the ridge is narrow. Even in a field having a sloping land, an unintended turn due to the slippage of the crawler traveling device with respect to the ground or the like can be prevented, and a work vehicle that can run stably can be provided.
更に、前記作業車両は、一対の前記クローラ走行装置を連結させる連結フレームを備え、前記方向センサは、前記連結フレームの左右方向の略中央に配置される構成によれば、より安定した走行が可能となる。 Further, the work vehicle includes a connection frame that connects the pair of crawler traveling devices, and the direction sensor is disposed substantially at the center of the connection frame in the left-right direction, so that more stable traveling is possible. Becomes
更に、前記クローラ走行装置は、バッテリを内蔵し、前記モータは、電動モータである構成によれば、畝間が狭く傾斜地を有する圃場においても、低重心化が図られて安定した走行ができる作業車両を提供することができる。 Further, according to the configuration, the crawler traveling device has a built-in battery, and the motor is an electric motor. Therefore, even in a field having a narrow ridge and a sloping land, the work vehicle has a low center of gravity and can stably travel. Can be provided.
更に、前記作業車両は、エンジンと発電機とを備え、前記発電機で発電された電力を前記バッテリに蓄電する構成によれば、長時間の連続運転が可能となる。 Furthermore, according to the configuration in which the work vehicle includes an engine and a generator, and the electric power generated by the generator is stored in the battery, long-time continuous operation is possible.
更に、前記クローラ走行装置は、エンジンとポンプとを備え、前記モータは、圧力モータである構成によれば、畝間が狭く傾斜地を有する圃場においても、低重心化が図られて安定した走行ができる作業車両を提供することができる。 Further, the crawler traveling device includes an engine and a pump, and the motor is a pressure motor. Therefore, even in a field having a narrow ridge and a sloping land, the center of gravity is reduced and stable traveling can be performed. A work vehicle can be provided.
更に、前記クローラ走行装置は、上方と左右の両側方とを覆うカバーを備え、前記カバーの上部に作業者が着座するシートが取り付けられる構成によれば、作業者の座位での作業姿勢が保たれたままで畝間を走行することができ、例えば手摘みによる収穫作業での作業者の負荷を低減することができる。 Further, the crawler traveling device includes a cover that covers the upper side and the left and right sides, and according to the configuration in which the seat on which the operator sits is mounted on the upper portion of the cover, the worker can maintain the working posture in the sitting position. It is possible to travel in the furrows while being leaned, and it is possible to reduce the load on the operator in the harvesting operation by hand picking, for example.
更に、自律走行または遠隔操作ができるように構成されるので、管理作業における省人化が図れ、例えば、自律走行によって除草したり、施肥したり、収穫物を運搬したりする車両などとして使用することができて使い勝手が良い。 Furthermore, since it is configured to be capable of autonomous traveling or remote control, it is possible to save labor in management work, and for example, it is used as a vehicle for weeding, fertilizing, and transporting crops by autonomous traveling. It is easy to use.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は本発明の実施形態の一例としての作業車両1が示された概略側面図であり、図2は図1の作業車両1の概略平面図であり、図3は図1の作業車両1の概略正面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1における左側を進行前方向とし、進行前方向に対して直交して、かつ水平である図1における奥側を右方向、手前側を左方向とし、進行前方向に対して直交して、かつ鉛直である図1における上側を上方向、下側を下方向とする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a schematic side view showing a work vehicle 1 as an example of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view of the work vehicle 1 in FIG. 1, and FIG. 3 is a work vehicle 1 in FIG. FIG. In the following description, for convenience of explanation, the left side in FIG. 1 is referred to as a forward direction, the far side in FIG. 1 which is orthogonal and horizontal to the forward direction is defined as a right direction, and the near side is referred to as a left direction. The upper side in FIG. 1 which is perpendicular to the front direction and which is vertical is defined as an upper direction, and the lower side is defined as a lower direction.
図1、図2、図3に示されるように、作業車両1は、左右一対のクローラ走行装置10L,10Rと、左右一対のクローラ走行装置10L,10Rを連結させる連結フレーム11とを備え、略前後及び左右対称に構成されている。また、作業車両1は、右のクローラ走行装置10Rに取り付けられたシート12と、連結フレーム11に取り付けられた方向センサ13と、ここでは図示せぬコントローラや制御部などを備える。左右のクローラ走行装置10L,10Rは、それぞれ上方と左右の両側方がカバー14によってそれぞれ覆われている。そして、詳細については後述するが、左右のクローラ走行装置10L,10Rは、それぞれ駆動源としてのモータやバッテリなどを含む重量物を内蔵しており、単独で走行(駆動)可能に構成されている。また、作業車両1は、連結フレーム11の上部には重量物が取り付けられてない構成であり、低重心化が図られている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the work vehicle 1 includes a pair of left and right crawler traveling devices 10 </ b> L and 10 </ b> R and a
連結フレーム11は、円筒状のパイプなどの複数の鋼材を溶接などによって結合して構成される。連結フレーム11は、正面視において所定の高さを有する門型状に形成され、左右のクローラ走行装置10L,10Rの間には、前端から後端にかけて地面まで延びて貫通する正面視で略長方形の空間15が形成されている。なお、詳細については後述するが、所定の高さは、作業車両1が使用される圃場で栽培される作物よりも高いものである。
The
より詳細には、連結フレーム11は、平面視で略四角環状の上部フレーム16と、上部フレーム16の各頂点から下方へ向けて延びる4つの支柱フレーム17,17,17,17とを有する。各支柱フレーム17,17,17,17の下端は、右のクローラ走行装置10Rのカバー14の前側及び後側の上部と、左のクローラ走行装置10Lのカバー14の前側及び後側の上部に固定されている。そして、左右のクローラ走行装置10L,10Rは、連結フレーム11によって連結されている。また、上部フレーム16と支柱フレーム17,17,17,17と左右のクローラ走行装置10L,10Rとによって囲われ、作業車両1の前端から後端にかけて地面まで延びて貫通する正面視で略長方形の空間15が形成されている。
More specifically, the
なお、連結フレーム11は上述の構成に限定されるものではなく、左右のクローラ走行装置10L,10Rを連結するとともに、所定の高さを有する門型状に形成され、前端から後端にかけて地面まで延びて貫通する空間15が形成される構成であれば良い。連結フレーム11は、カバー14の側部に支柱フレーム17が固定される構成であっても良く、複数の板状部材で構成されても良く、側面視で略三角形状や台形状に形成されても構わない。
Note that the
上部フレーム16の前部の左右方向の略中央には、方向センサ13が取り付けられている。方向センサは、作業車両1の進行方向を検出するセンサである。なお、センサの種類は特に限定されるものではなく、例えば磁気センサやジャイロセンサやGNSS(Global Navigation Satellite System)を用いた検出器やこれらを組み合わせた検出器などを用いことができる。また、方向センサ13の配置や数は限定されるものではない。
A
右のクローラ走行装置10Rのカバー14の上部には、左側方を向いたシート12が取り付けられている。また、シート12が取り付けられている右のクローラ走行装置10Rには、カバー14の左右の両側部の下端に、水平方向へ延びて左右両側の外方へ突出するフットプレート18が取り付けられている。なお、フットプレート18は、カバー14の側部に沿うように上方へ回転することができるように取り付けられている。そして、作業者は、シート12に着座し、フットプレート18に足を載置して、左側方を向いた状態で乗車し、図示せぬコントローラによって走行操作を行う。
A
ここで、シート12は、カバー14に上下方向を軸にして回動可能に取り付けられている。したがって、作業車両1は、カバー14に対するシート12の向きを変更することで、乗車時の作業者の向きを変更できるように構成されており、作業者は、右側方を向いて乗車したり、カバー14を跨ぐようにして前方や後方を向いて乗車したりできる。なお、作業者が足を載置しないフットプレート18は、カバー14の側部に沿うように収納することができ、作業車両1のコンパクト化が図れる。
Here, the
シート12は、上述の構成に限定されるものではなく、肘掛けを有する構成であっても良く、背もたれがない構成であっても良い。また、シート12は、カバー14の上部に固定されても良く、カバー14の上部に前後方向にスライド可能に取り付けられても良く、左のクローラ走行装置10Lのカバー14の上部に取り付けられても良い。また、作業車両1は、複数のシート12を備える構成であっても良く、シート12を備えない構成であっても良く、作業者がカバー14に直接着座して乗車する構成であっても良い。
The
次に、左右一対のクローラ走行装置10L,10Rについて詳述する。なお、左右のクローラ走行装置10L,10Rは略左右対称の構成であるため、以下では左のクローラ走行装置10Lを取り上げて説明を行う。図4は、クローラ走行装置10の構成を説明する概略側面図である。ここで、図4には左のクローラ走行装置10Lが示されており、カバー14などの記載は省略されている。
Next, the pair of right and left
クローラ走行装置10Lは、駆動輪19と、従動輪20と、8つの転輪21a〜21hと、クローラベルト22と、トラックフレーム23と、2つのイコライザアーム24,25と、クローラ走行装置10Lを駆動する駆動源としてのモータ26などを備える。トラックフレーム23は、駆動輪19と、従動輪20と、8つの転輪21a〜21hを支持しており、ここでは図示せぬカバー14も取り付けられる。駆動輪19は前端に、従動輪20は後端に、2つの転輪21a,21bは駆動輪19と従動輪20よりも上方に、6つの転輪21c,21d,21e,21f,21g,21hは駆動輪19と従動輪20よりも下方に配設されている。2つの転輪21e,21fはイコライザアーム24を介してトラックフレーム23に取り付けられ、2つの転輪21g,21hはイコライザアーム25を介してトラックフレーム23に取り付けられる。このイコライザアーム24,25によって、走行時の衝撃を吸収することができ、走行性や乗り心地が向上する。クローラベルト22は、駆動輪19、従動輪20、及び8つの転輪21a〜21hに外接するように掛け回されている。そして、クローラ走行装置10Lは、駆動輪19、従動輪20、4つの転輪21a,21b,21c,21dを頂点とした側面視で略六角形状に構成されている。
The
トラックフレーム23は、上方に位置する2つの転輪21a,21bの間に下方へ向けて窪む凹部27を有する。凹部27には、冷却装置としてのファン28、インバータ29、制御部30、バッテリ31などが配設されている。なお、凹部27に配設されるものは特に限定されるものではなく、適宜設計することができ、例えば工具などを凹部27に収容させても良い。また、冷却装置はファン28に限定されるものではなく、冷却水を用いるものであっても構わない。
The
モータ26は、駆動輪19にインホイール状に配設されており、モータ26の駆動力によって駆動輪19が回転してクローラ走行装置10Lが駆動するように構成されている。なお、クローラ走行装置10Lは、トラックフレーム23に対する従動輪20の位置を移動させることでクローラベルト22のテンションを調節する図示せぬテンション調節装置、駆動輪19の回転を止める図示せぬブレーキ装置、モータ26の回転数を検出する図示せぬ回転センサなども備える。
The
クローラ走行装置10Lを駆動するモータ26は、バッテリ31の電力によって駆動する電動モータであり、制御部30によって制御される。ここで、クローラ走行装置10Lには、駆動源としてのモータ26とともに、ファン28、インバータ29、制御部30、バッテリ31などの重量を有する重量物が内蔵されている。そして、クローラ走行装置10Lは単独で走行(駆動)可能に構成されている。なお、制御部30は、左右のクローラ走行装置10L,10Rのそれぞれのモータ26を制御するように構成されており、左のクローラ走行装置10Lのみに配設されている。
The
なお、クローラ走行装置10Lは、駆動源としてのモータ26含む重量物が内蔵されて単独で走行可能な構成であれば良く、駆動輪19、従動輪20、転輪21、モータ26などの配置や転輪21の数などは限定されるものではない。例えば、クローラ走行装置10Lは、側面視で略逆等脚台形状に構成されても良く、イコライザアーム24,25を備えない構成であっても良い。また、モータ26は、インホイール状ではなく、モータ26の出力軸がチェーンやギヤなどの動力伝達部材などを介して駆動輪19の軸に連動連結される構成であっても良い。
Note that the
以上のような構成の作業車両1は、左右のクローラ走行装置10L,10Rにそれぞれ駆動源としてのモータ26を含むファン28、インバータ29、制御部30、バッテリ31などが内蔵されるとともに、連結フレーム11、特に上部フレーム16に重量物が配設されない構成である。したがって、作業車両1は、左右のクローラ走行装置10L,10Rに重量物が集約されて低重心化が図られた構成であり、傾斜地においても安定した走行が可能である。
In the work vehicle 1 having the above-described configuration, the right and left
なお、作業車両1は、連結フレーム11などに管理作業に用いる各種装置や用具などを取り付けて使用することができるように構成されている。例えば図5に示されるように、収穫物を収容する収容箱32を連結フレーム11に装着させて用いることもできる。ここで、図5は図1の作業車両1に収容箱32が取り付けられた状態の一例が示された概略側面図である。収容箱32は、上面に開口を有する直方体状の箱であり、側面には外方へ突出したフランジ部33を有する。そして、収容箱32は、略四角環状の上部フレーム16に上方から嵌め込まれて連結フレーム11に取り付けられている。なお、安定性の観点から、連結フレーム11の上部には重量物を配置しないことが好ましく、連結フレーム11に取り付ける各種装置などは、その重心が連結フレーム11の上端である上部フレーム16よりも上方に位置しないように取り付けることが好ましい。
The work vehicle 1 is configured so that various devices and tools used for management work can be attached to the
次に、本実施形態に係る作業車両1の制御系統について詳述する。図6は、作業車両1の制御系統の一例が示された要部ブロック図である。作業車両1は、上述したように制御部30を備え、この制御部30によって左右のクローラ走行装置10L,10Rの動作が制御され、左右のクローラ走行装置10L,10Rの地面に対する滑りを補正して目標とする進行方向へ走行するように構成されている。
Next, a control system of the work vehicle 1 according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 6 is a main part block diagram illustrating an example of a control system of the work vehicle 1. The work vehicle 1 includes the
制御部30は、種々の設定値や、各種センサによる検出値などの入力信号を読み込むとともに、制御信号を出力することによって、作業車両1の動作を制御するように構成されている。制御部30としては、演算処理および制御処理を行うCPU(Central Processing Unit)、データが格納される主記憶装置、タイマ、入力回路、出力回路、並びに電源回路などの含まれたマイクロコンピュータが例示される。ROM(Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)に例示される主記憶装置には、本実施形態に係る動作を実行するための制御プログラムや、各種データが格納されている。なお、これらの各種プログラムやデータなどは、外部の記憶装置に格納され、制御部30が読み出す形態とされていても良い。
The
また、制御部30の構成は特に限定されるものではない。作業車両1は、複数の制御部、例えば、左のクローラ走行装置10と右のクローラ走行装置10Rにそれぞれ制御部を備え、CAN(Controller Area Network)通信等の作業車両1における通信によってそれぞれが相互に通信可能な構成であっても良い。図6には、1つの制御部30によって左右のクローラ走行装置10L,10Rの動作を制御する構成が例示されている。
Further, the configuration of the
制御部30には、方向センサ13と、作業者によって操作される入力装置としてのコントローラ34と、右のクローラ走行装置10Rのモータ26Rの回転数を検出する回転センサ35Rと、右のクローラ走行装置10Rのモータ26Rと、左のクローラ走行装置10Lのモータ26Lの回転数を検出する回転センサ35Lと、左のクローラ走行装置10Lのモータ26Lなどが電気的に接続されている。また、制御部30には、図6に例示された構成以外の各種装置、センサ、スイッチ、例えばバッテリ31の電圧や電流を検出するバッテリセンサ、車速を検出する車速センサ、車速を所定の速度に制限させる車速制限スイッチなどが電気的に接続されている。
The
回転センサ35L,35Rは、モータ26L,26Rの回転数を検出することができれば良く、センサの種類は特に限定されるものではなく、例えばポテンショメータやエンコーダなどを用いることができる。また、回転センサ35L,35Rは、駆動輪19や従動輪20の回転数や、クローラベルト22の周回数を検出するものであっても構わない。
The
そして、制御部30は、例えば、コントローラ34からの操作信号に基づいて、左右のクローラ走行装置10L,10Rのモータ26L,26Rへ制御信号を出力し、作業車両1の走行速度の変更や旋回走行を実行するように構成されている。また、制御部30は、方向センサ13と2つの回転センサ35R,35Lの検出値に基づいて、左右のクローラ走行装置10L,10Rの走行速度(クローラベルト22の周回速度)を同調させるように、モータ26L,26Rを制御するように構成されている。
The
例えばコントローラ34から所定の速度で直進走行をするような操作信号が制御部30に入力されている場合、制御部30は、モータ26L,26Rへ所定の回数で回転するような制御信号を出力する。ここで、左右のクローラ走行装置10L,10Rの地面に対する滑り(空回り)などが生じた場合、左右のクローラ走行装置10L,10Rの走行速度(クローラベルト22の周回速度)に差異が生じて作業車両1は、旋回することがある。そこで、制御部30は、このような左右のクローラ走行装置10L,10Rの滑りに対する補正を行い、左右のクローラ走行装置10L,10Rの走行速度を同調させてコントローラ34から操作信号に沿う走行となるように、モータ26L,26Rを制御するように構成されている。したがって、作業車両1は、クローラ走行装置10L,10Rの地面に対する滑りなどによる意図しない旋回が防止され、安定した走行が可能となる。
For example, when an operation signal that causes the vehicle to travel straight at a predetermined speed is input to the
より詳細には、制御部30は、コントローラ34からの操作信号に対する方向センサ17と回転センサ35L,35Rの検出値によって、左右のクローラ走行装置10L,10Rの滑りの有無を判定し、滑りが生じている場合には、その滑りを防止するように補正された制御信号を、モータ26L,26Rへ出力するように構成されている。
More specifically, the
なお、制御部30による左右のクローラ走行装置10L,10Rの制御構成は、上述の構成に限定されるものではなく、左右のクローラ走行装置10L,10Rの地面に対する滑りを補正して目標とする進行方向へ走行するように構成されていれば良い。例えば、制御部30は、方向センサ13と回転センサ35L,35Rの検出値とともに、車速センサの検出値に基づいて、クローラ走行装置10L,10Rの走行速度を同調させる構成であっても良い。このような構成にすることで、より高い確度で走行速度を同調させることができ、作業車両1は、クローラ走行装置10L,10Rの地面に対する滑りなどによる意図しない旋回などの走行がより確実に防止され、安定した走行が可能となる。
Note that the control configuration of the left and right
また、確度を向上させる観点から、方向センサ13は、作業車両1の左右方向の中央に配置することが好ましく、複数の方向センサ13を配置することが好ましく、意図しない旋回などの走行がより確実に防止され、安定した走行が可能となる。
In addition, from the viewpoint of improving the accuracy, the
次に、作業車両1を用いた管理作業について説明する。以下では、管理作業の一つである作物の収穫作業を取り上げて説明する。図7は、作物の一例としてのブドウが栽植される圃場50の一例が示された概略平面図であり、図8は、ブドウの栽植状態を説明するためのブドウの垣根51の概略側面図である。なお、図7における矢印は作業車両1の圃場50での経路の一部を示す。
Next, a management operation using the work vehicle 1 will be described. The following describes a crop harvesting operation, which is one of the management operations. FIG. 7 is a schematic plan view showing an example of a
ワインの原料として用いられるブドウは、育成や管理における効率化、日照や風通しなどの育成条件の向上などの観点から、図7、図8に示されるように、圃場50に垣根状に複数の列を成して栽植される場合がある。このように列を成すブドウの垣根51は、複数の杭52やロープ53などを用いて形成される。杭52は、圃場50に略等間隔で直線状に配置される。隣接する杭52の間には、高さの異なる複数のロープ53が張られる。ブドウの木54は、杭52の列に沿って略等間隔で植えつけられる。それぞれのブドウの木54の幹は、図8に示すように、下方に位置するロープ53に固定されるとともに、このロープ53に沿って伸びるように育成される。そして、ブドウの垣根51は、ブドウの木54の幹から伸びるつるを他のロープ53に這わせることによって形成される。
As shown in FIGS. 7 and 8, the grapes used as a raw material for wine are arranged in a plurality of rows in a
ブドウの木54は、土壌Gから所定の高さ、例えば500mm〜1000mmの位置に、果実としてのブドウの房55が上下二段の列を形成してなるように剪定などがなされて育成される。つまり、ブドウの房55は、椅子などに着座した状態で手元附近に位置するような高さになる。また、複数の列を形成しているブドウの垣根51の間(畝間)は、生産効率の観点などから、例えば作業者がすれ違うことができる程度、1000mm〜1500mmに形成される。
The
なお、杭52やロープ53などは特に限定されるものではないが、土壌Gへの影響が少ないものを用いることが好ましく、例えば、杭52には丸太などの材木を用い、ロープ53には生分解性プラスチックから形成されるものを用いることが好ましい。
The
そして、上述のようにブドウが栽植される圃場50において、作業車両1は、左右のクローラ走行装置10L,10Rをそれぞれ隣接する畝間に位置させ、左右のクローラ走行装置10L,10Rの間に形成される空間15にブドウの垣根51を通過させながら走行する。つまり、作業車両1は、ブドウの垣根51を跨ぐようにして走行する。なお、連結フレーム11は、ブドウの垣根51よりも高く、上部フレーム16はブドウの垣根51の上端より上方に位置している。したがって、ブドウの垣根51は作業車両1に当接すること無く、空間15を通過する。
In the
シート12は、右のクローラ走行装置10Rに左側方を向いて取り付けられているので、乗車した作業者は、空間15を通過するブドウの垣根51の右側面に正対した状態となる。そして、作業者は、座位にて目の前にあるブドウの房55の果柄を切断器具としてのはさみなどで切断して、ブドウの房55を摘み取る。なお、摘み取られたブドウの房55は、例えば図5に示される連結フレーム11に取り付けられた収容箱32に収容したり、圃場50に配置された図示せぬ収容箱などに収容したりする。
Since the
ここで、作業車両1は、作業者の座位での作業姿勢が保たれたままで畝間を走行することができるので、作業者への負担は低く、収穫作業の効率が向上する。また、作業車両1は、カバー14に対するシート12の向きを変更することができるので、圃場50の状況に応じて乗車時の作業者の向きを変更することができ、使い勝手が良い。例えば、シート12の向きを進行方向(前方)とし、作業者がカバー14を跨ぐようにして進行方向に正対して着座すれば、空間15を通過するブドウの垣根51と右側方に位置するブドウの垣根51になるブドウの房55を同時に収穫することができ、収穫作業の効率が向上する。
Here, since the work vehicle 1 can travel in the furrows while maintaining the work posture of the worker in the sitting position, the burden on the worker is low, and the efficiency of the harvest work is improved. Further, the work vehicle 1 can change the direction of the
また、作業車両1は、一つの畝間に一つのクローラ走行装置10が配置され、ブドウの垣根51を跨ぐようにして走行する。したがって、畝間の幅は、少なくともクローラ走行装置10の左右方向の幅よりも広く形成されていれば良く、作業車両1は、大型機械が走行できないような狭い畝間であっても走行することができる。
In addition, the work vehicle 1 has one crawler traveling device 10 disposed between one ridge and travels across a
また、作業車両1は、左右のクローラ走行装置10L,10Rに駆動源としてのモータ26L,26Rを含む重量物が集約されて低重心化が図られた構成であるので、圃場50が傾斜地を有する場合においても安定した走行が可能である。
In addition, since the work vehicle 1 has a configuration in which heavy objects including the
また、制御部30は、方向センサ13と2つの回転センサ35L,35Rの検出値に基づいて、左右のクローラ走行装置10L,10Rの走行速度(クローラベルト22の周回速度)を同調させるように、モータ26L,26Rを制御する。したがって、作業車両1は、クローラ走行装置10L,10Rの地面に対する滑りなどに起因する意図しない旋回などの走行が防止され、安定した走行ができる。そして、作業者は、作業車両1の走行操作以外の作業であるブドウの房55の摘み取り作業により集中することができ、収穫作業の効率が向上する。
Further, the
また、作業車両1は、略前後対称の構造であり、作業者は作業車両1の側方を向いた座位で乗車できるので、前後進を切り換えた際の操作性が低下しにくく、例えば、前後進を切り換えて旋回するスイッチバック方式の旋回を容易にできる。 Further, the work vehicle 1 has a substantially symmetric structure in the front-rear direction, and the operator can get on the vehicle in a sitting position facing the side of the work vehicle 1, so that the operability when switching between forward and backward is hardly reduced. A switch-back type turn, which turns while switching the forward direction, can be facilitated.
ここで、本実施形態は、上述の構成に限定されるものではなく、バッテリ31の他にエンジンを備える構成であっても良く、例えば図9、図10に示される作業車両2であっても良い。図9は別の実施形態に係る作業車両2の一例が示された概略側面図であり、図10は図9の作業車両2の概略平面図である。なお、作業車両2は、上述の作業車両1が更にエンジン60や、連結フレーム11に替わって上下方向に伸縮可能な連結フレーム111などを備える構成である。そして、作業車両2は、エンジン60や支持フレーム111などに関する構成以外は上述の作業車両1と同様の構成であり、その説明は適宜省略する。
Here, the present embodiment is not limited to the above-described configuration, and may be configured to include an engine in addition to the
作業車両2は、左右一対のクローラ走行装置10L,10Rと、左右一対のクローラ走行装置10L,10Rを連結させる連結フレーム111と、右のクローラ走行装置10Rに取り付けられたシート12と、連結フレーム111に取り付けられた方向センサ13と、エンジン60と、エンジン60によって駆動される発電機61と、燃料タンク62と、図示せぬコントローラなどを備える。
The
左右のクローラ走行装置10L,10Rには、それぞれカバー14が取り付けられ、右のクローラ走行装置10Rのカバー14は、フットプレート18を有する。また、左右のクローラ走行装置10L,10Rには、駆動源としての図示せぬモータ、ファン、インバータ、制御部、バッテリなどの重量を有する重量物が内蔵されている。
A
エンジン60、発電機61、及び燃料タンク62は、左のクローラ走行装置10Lのカバー14の上部に配設される。発電機61によって発電された電気は、左右のクローラ走行装置10L,10Rに内蔵されたバッテリに充電される。したがって、作業車両2は、長時間の連続運転が可能となり、管理作業の効率が向上する。また、エンジン60、発電機61、及び燃料タンク62などの重量物は、連結フレーム111ではなく、左のクローラ走行装置10Lに配設されて低重心化が図られているので、傾斜地においても安定した走行が可能である。
The
なお、エンジン60と発電機61は、作業者の操作によって作動する構成であっても良く、バッテリの充電量に応じて作動する構成であっても構わない。また、エンジン60、発電機61、燃料タンク62の配置や数は特に限定されるものではなく、右のクローラ走行装置10Rに取り付け、左のクローラ走行装置10Lにシート12を取り付ける構成であっても良い。また、エンジン60や発電機61は、クローラ走行装置10に内蔵させても良く、左右のクローラ走行装置10L,10Rがそれぞれエンジン60や発電機61を備える構成であっても構わない。
Note that the
連結フレーム111は、正面視において所定の高さを有する門型状に形成され、左右のクローラ走行装置10L,10Rの間には、前端から後端にかけて地面まで延びて貫通する正面視で略長方形の空間が形成されている。より詳細には、連結フレーム111は、平面視で略四角環状の上部フレーム116と、上部フレーム116の各頂点から下方へ向けて延びる4つの支柱フレーム117,117,117,117とを有する。支柱フレーム117は、伸縮自在な棒状部材であり、ここではボールねじやモータなどを備えた電動シリンダが例示されている。なお、支柱フレーム117は、伸縮自在な棒状部材であれば良く、例えば2つの筒状部材を組み合わせて構成され、一方の筒状部材を他方の筒状部材に挿入して伸縮自在としたアームであっても良い。
The
以上のような構成の連結フレーム111は、4つの支柱フレーム117,117,117,117の長さを変えることによって上下方向に伸縮可能であり、上部フレーム116の位置を上下方向に移動させることができる。つまり、作業車両2は、連結フレーム111によって、左右のクローラ走行装置10L,10Rの間に形成される空間の大きさを変更できる。したがって、作業車両2は、上述の圃場50のように作物が列を成して植えられた圃場において、作物の上下方向の大きさに応じて左右のクローラ走行装置10L,10Rの間に形成される空間の上下方向の大きさを変更できるため、使用できる圃場への提供範囲が拡大し、使い勝手が良い。
The connecting
なお、連結フレーム111は、左右方向に伸縮自在な構成であっても構わない。このような構成としては、上部フレーム116の左右方向に延びる部材を、支柱フレーム117と同様に、伸縮自在な棒状部材とした構成が例示できる。このような構成にすることで、上述の圃場50のように作物が列を成して植えられた圃場において、隣接する畝間の距離、つまり作物の左右方向の大きさに応じて左右のクローラ走行装置10L,10Rの間に形成される空間の左右方向の大きさを変更できるため、使用できる圃場への提供範囲が拡大し、使い勝手が良い。
Note that the
ここで、クローラ走行装置10を駆動するモータは、電動モータに限定されるものではなく、例えば、流体の圧力によって駆動する圧力モータであっても良い。圧力モータによってクローラ走行装置10を駆動する場合には、上述の作業車両2のようにエンジンを備えるとともに、このエンジンによって駆動するポンプを備える構成とする。そして、このポンプによって圧力モータを作動させてクローラ走行装置10を駆動させる。このような構成であっても、上述の作業車両1や作業車両2と同様の効果が得られる。
Here, the motor that drives the crawler traveling device 10 is not limited to an electric motor, and may be, for example, a pressure motor that is driven by the pressure of a fluid. When the crawler traveling device 10 is driven by the pressure motor, the engine is provided like the
また、本実施形態は、自律走行、遠隔操作、その両方ができる構成であっても良く、例えば、図11、図12、図13に示されるように、作業者が着座するシートを備えないとともに、薬液を散布する薬液散布装置70などを備える作業車両3であっても良い。図11は別の実施形態に係る作業車両3の一例が示された概略側面図であり、図12は図11の作業車両3の概略平面図であり、図13は図11の作業車両3の概略正面図である。なお、作業車両3は、上述の作業車両1において、シート12を取り外すとともに、薬液散布装置70や撮像装置80などを更に備える構成である。そして、作業車両3は、薬液散布装置70や撮像装置80などに関する構成以外は上述の作業車両1と同様の構成であり、その説明は適宜省略する。
In addition, the present embodiment may be configured to be capable of autonomous traveling, remote operation, or both. For example, as shown in FIGS. 11, 12, and 13, the present embodiment does not include a seat on which an operator sits. Alternatively, the working
作業車両3は、左右一対のクローラ走行装置10L,10Rと、左右一対のクローラ走行装置10L,10Rを連結させる連結フレーム11と、連結フレーム11に取り付けられた方向センサ13と、薬液を散布する薬液散布装置70と、連結フレーム11に取り付けられた撮像装置80などを備える。
The
左右のクローラ走行装置10L,10Rには、それぞれカバー14が取り付けられている。また、左右のクローラ走行装置10L,10Rには、駆動源としての図示せぬモータ、ファン、インバータ、制御部、バッテリなどの重量を有する重量物が内蔵されている。
A
薬液散布装置70は、薬液を貯留する薬液タンク71と、薬液を圧送するポンプ72と、ポンプ72を駆動する散布モータ73と、薬液を吐出するノズル74が設けられた配管75などを備える。薬液タンク71、ポンプ72、散布モータ73は、左のクローラ走行装置10Lのカバー14の上部に着脱自在に配設されている。ポンプ72は、図示せぬ配管によって薬液タンク71と配管75とに接続している。散布モータ73は、電動モータであって、クローラ走行装置10に内蔵される制御部によって制御される。ノズル74の吐出口は、薬液を霧状に吐出することが可能である。配管75は、複数の管を組み合わせて構成され、連結フレーム11と同様に、正面視で門型状に形成され、連結フレーム11の内部に懸架されるように着脱自在に取り付けられる。
The
配管75は、正面視で門型状に形成され、前部と、後部と、前後方向の中央部に配置された3つの配管75a,75b,75cと、前後方向に延びて3つの配管75a,75b,75cを連結させる5つの配管75d,75e,75f,75g,75hとを有する。3つの配管75a,75b,75cには、複数のノズル74が取り付けられている。ノズル74は、内方であって、左右のクローラ走行装置10L,10Rの間に形成される空間115へ向けて薬液を吐出するように配設されている。
The
そして、散布モータ73によってポンプ72を駆動することで、ノズル74から薬液が散布される。なお、薬液の散布量は、散布モータ73が作動する時間や散布モータ73の回転速度を制御部によって制御することで調節することができ、薬液の連続散布や間欠散布が可能である。また、ノズル74の開度によっても薬液の散布量を調節できる。薬液は特に限定されるものではなく、水や消毒液などであっても良い。
The chemical liquid is sprayed from the
ここで、作業車両3は、作業車両1や作業車両2と同様に、連結フレーム11が門型状であって左右のクローラ走行装置10L,10Rの間に空間115が形成されるため、上述の圃場50のように作物が列を成して植えられた圃場において、作物がこの空間115を通るように作物を跨いで走行することができる。この際に、作業車両3は、薬液散布装置70によって薬液を散布することで、跨いだ作物に上方及び左右の両側方から薬液を散布することができるので、薬液の使用量を低減させた効果的な散布をすることができる。また、薬液散布装置70は連結フレーム11などに着脱自在に取り付けられるため、作業車両3を薬液散布以外の用途、例えば上述の作業車両1のように収穫作業で作業者が乗車する車両としても用いることができ、使い勝手が良い。
Here, in the
また、薬液タンク71、ポンプ72、散布モータ73などの重量物は、連結フレーム11ではなく、左のクローラ走行装置10Lに配設されている。また、配管75は、連結フレーム11の内部に懸架されるように取り付けられており、その重心は連結フレーム11の上下方向の略中央である。したがって、作業車両3は、薬液散布装置70を備えるものの、低重心化が図られており、傾斜地においても安定した走行が可能である。
Heavy objects such as the
なお、薬液散布装置70は上述の構成に限定されるものではなく、左右のクローラ走行装置10L,10Rの間に形成される空間115へ向けて薬液を吐出するように構成されていれば良い。例えば、薬液散布装置70は、配管75の上方と左右の両側方を外方から覆うカバーを備える構成であっても良い。このような構成にすることで、薬液が空気中に拡散することを防止してより効果的な散布が可能となる。また、このようなカバーを備えるとともに、空間115内において空気中を浮遊する薬液を吸引する吸引装置を備える構成であっても良く、配管75の下方に余分な薬液を収集する受け皿を備える構成であっても良い。
The
上部フレーム16の前部の左右方向の略中央には、作業車両3の前方を撮像する撮像装置80が取り付けられている。そして、作業車両3は、撮像装置80によって撮像された画像に基づいて列を成して植えられた作物を検出し、この作物の列に沿って自律走行するように構成されている。
An
撮像装置80は、例えばCCD(Charge Coupled Device)カメラであり、進行方向の前方を撮像する。なお、撮像装置80は、進行方向の前方を撮像できる構成であれば良く、その配置や数は適宜設計でき、例えば、上部フレーム16の前部と後部とに設け、前方及び後方を撮像できる構成であっても良い。
The
ここで、クローラ走行装置10に内蔵される制御部は、撮像装置80によって作業車両3の前方が撮像された画像に所定の処理を行うことで、作物の列を検出する検出部を有する。検出部は、例えばプログラムによって構成される。検出部が行う所定の処理とは、フィルタリング処理や統計処理などであり、作物の列を検出することができる構成であれば特に限定されるものではない。例えば、検出部は、撮像装置80によって撮像された画像に作物の色に基づくフィルタリング処理を施して作物であると仮定される領域を抽出し、この抽出された領域に統計処理を施して作物の列を検出するように構成される。そして、制御部は、この検出した作物の列に沿って走行するように、左右のクローラ走行装置10L,10Rを制御する。
Here, the control unit built in the crawler traveling device 10 has a detection unit that detects a row of crops by performing a predetermined process on an image of the front of the
このように自律走行が可能な構成であれば、作業者に薬液が降りかかったり、作業者が薬液を吸引したりすることなく薬液の散布ができ、作業者への負担を軽減できる。また、管理作業における省人化が図れるとともに、作業者の作業車両を操作する負担が軽減され、作業効率が向上する。 With such a configuration capable of autonomous traveling, the chemical liquid can be sprayed without the chemical liquid falling on the worker or the worker sucking the chemical liquid, and the burden on the worker can be reduced. In addition, manpower can be saved in the management work, and the burden on the worker of operating the work vehicle is reduced, and work efficiency is improved.
なお、作業車両3を自律走行させる構成は、上述の構成に限定されるものではない。例えば、検出部が撮像装置80によって撮像された画像から作物の両側に位置する畝間(地面)の色に基づくフィルタリング処理を施して畝間であると仮定される領域を抽出し、この抽出された領域に統計処理を施して畝間を検出するように構成されても良い。このような構成の場合には、作業車両3は畝間に沿って自律走行するように構成する。このような構成であっても同様の効果が得られる。
The configuration in which the
また、図示による説明は省略するが、例えば作業車両3は、GNSSを利用して自律走行が可能な構成であっても良い。このような構成としては、例えば作業車両3において、更に、GNSS衛星からの電波信号を受信するGNSS受信装置、制御部の記憶部に予め格納された、走行経路情報や作業車両3が自律走行するための自律走行プログラム、作業車両3が自律走行する上で必要な情報、例えば作業車両3の走行速度や3次元的な姿勢などを検知するためのセンサなどを備える。そして、作業車両3は、制御部によって、GNSS衛星からの電波信号に基づいて作業車両3の位置を算出し、算出された位置と走行経路との偏差を算出し、作業車両3が走行経路に沿うように、左右のクローラ走行装置10L,10Rの動作を制御することで、経路に沿った自律走行が可能となる。なお、このGNSSとともに、撮像装置80によって撮像された画像に基づく作物の検出とを組み合わせた自律走行であっても良い。このような構成にすること、より正確に作物の列に沿った自律走行ができる。
Although illustration is omitted, for example, the
また、作業車両3が左右のクローラ走行装置10L,10Rの間の空間115を通過する作物を検出する検出センサを備え、この検出センサの検出値に基づいて自律走行する軌跡の誤差を補正する構成であっても良い。検出センサとしては、接触また非接触のセンサ、例えば、赤外線センサや超音波センサなどを用いることができる。そして、制御部は、検出センサの検出値に基づいて左右のクローラ走行装置10L,10Rの間の空間115を通過する作物の位置を識別し、この位置に基づいて自律走行する軌跡の誤差を補正する構成であっても良い。
Further, a configuration is provided in which the
また、作業車両3が備える装置は、圃場の管理に用いられるものであれば良く、薬液散布装置70に限定されるものではない。例えば除草に用いるレーキを左右のクローラ走行装置10L,10Rの後部に取り付ける構成であっても良く、薬液散布装置70の配管75と同様に配置されて空間115を通過する作物を剪定する刈り取り装置を備える構成や、施肥機を備える構成や、収穫物を運搬する台車が連結される構成などであっても良い。また、作業車両3は、外部と情報を送受信する通信装置を更に設け、自律走行ではなく、作業車両3を作業者が外部の操作装置によって遠隔操作できる構成であっても良い。
Further, the device provided in the
本実施形態に係る作業車両1,2,3にはサイズによる限定はない。作業車両1,2,3は、例えば全長が約2500mm、幅が約1500mm、高さ約2000mmとすることができる。このような大きさの場合、クローラ走行装置10は、全長が約2500mm、幅が約500mm、高さ約600mmとすることができ、クローラ走行装置10の内部に形成される凹部27は、前後方向の長さが約1500mm、左右方向の幅が約300mm、高さが約250mmとすることができる。
There is no limitation on the size of the
また、以上に説明がなされた本実施形態に係る作業車両1,2,3などは、矛盾の生じない範囲で自由に組み合わせることができる。例えば、作業車両1が、連結フレーム11に替わって、作業車両2の連結フレーム111を備える構成としても良く、作業車両1が作業車両3の撮像装置80を備えて自律走行可能な構成としても良い。
Further, the
本発明の作業車両は、田畑や果樹園などのあらゆる圃場における作物、例えば、ブドウ、梨、イチゴ、トマト、さくらんぼなどの果実の収穫作業を行う作業車両に適用することができ、特に、列を成して植えられた作物の果実の収穫作業に有用である。 The work vehicle of the present invention can be applied to a work vehicle for harvesting fruits such as crops in all fields such as fields and orchards, for example, grapes, pears, strawberries, tomatoes, cherries, etc. It is useful for harvesting fruits of grown and planted crops.
1,2,3 作業車両
10 クローラ走行装置
11,111 連結フレーム
12 シート
13 方向センサ
14 カバー
26 モータ(駆動源)
30 制御部
31 バッテリ
35 回転センサ
60 エンジン
61 発電機
70 薬液散布装置
1, 2, 3 Work vehicle 10
Claims (7)
前記クローラ走行装置を制御する制御部と、
進行方向を検出する方向センサと、
前記モータの回転数を検出する回転センサと、を備え、
前記制御部は、前記方向センサと前記回転センサの検出値に基づいて一対の前記クローラ走行装置の走行速度を同調させるように前記モータを制御することを特徴とする、作業車両。 A pair of crawler traveling devices driven by respective motors,
A control unit for controlling the crawler traveling device;
A direction sensor for detecting a traveling direction;
A rotation sensor that detects the number of rotations of the motor,
The work vehicle, wherein the control unit controls the motor so as to synchronize the traveling speeds of the pair of crawler traveling devices based on the detection values of the direction sensor and the rotation sensor.
前記方向センサは、前記連結フレームの左右方向の略中央に配置されることを特徴とする、
請求項1に記載の作業車両。 The work vehicle includes a connection frame that connects the pair of crawler traveling devices,
The direction sensor is disposed substantially at the center in the left-right direction of the connection frame,
The work vehicle according to claim 1.
前記モータは、電動モータであることを特徴とする、
請求項1または2に記載の作業車両。 The crawler traveling device has a built-in battery,
The motor is an electric motor,
The work vehicle according to claim 1.
前記発電機で発電された電力を前記バッテリに蓄電することを特徴とする、
請求項3に記載の作業車両。 The work vehicle includes an engine and a generator,
Storing the electric power generated by the generator in the battery,
The work vehicle according to claim 3.
前記モータは、圧力モータであることを特徴とする、
請求項1または2に記載の作業車両。 The crawler traveling device includes an engine and a pump,
The motor is a pressure motor,
The work vehicle according to claim 1.
前記カバーの上部に作業者が着座するシートが取り付けられることを特徴とする、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の作業車両。 The crawler traveling device includes a cover that covers the upper side and both left and right sides,
A seat on which an operator sits is attached to an upper portion of the cover,
The work vehicle according to claim 1.
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の作業車両。 Characterized in that it is configured to be capable of autonomous driving or remote control,
The work vehicle according to any one of claims 1 to 6.
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