JP2023144791A - 作業車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】小物やアイテムを収納することができ、利便性が向上する作業車両を提供する。【解決手段】走行車体(2)に取り付けられた作業機と、前記走行車体(2)の位置情報を取得する受信アンテナ(130)と、前記受信アンテナ(130)を支持するフレームと、前記受信アンテナ(130)を覆うアンテナカバー(50)と、を備えた作業車両において、前記フレームの上部に、収納スペースを備えたことを特徴とする。【選択図】図1
Description
本発明は、自動運転を行うことが可能な田植機、トラクターなどの農業用の作業車両に関するものである。
特許文献1には、ステアリングモータを駆動してステアリングホイールの舵角を調整し、自動運転を行うことが可能な作業車両が開示されている。以下、作業車両のことを単に「車両」ともいう。
作業車両には、自動運転を行う間、特に、無人の状態で作業車両が自動運転を行う間に車両上にある小物やアイテムが収納できることが望ましい。
しかしながら、フロアステップや、座席に小物やアイテム置くことはできるが、利便性が良くない。
したがって、本発明は、小物やアイテムを収納することができ、利便性が向上する作業車両を提供することを目的とするものである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る作業車両(1)は、走行車体(2)と、
前記走行車体(2)に取り付けられた作業機と、
前記走行車体(2)の位置情報を取得する受信アンテナ(130)と、
前記受信アンテナ(130)を支持するフレームと、
前記受信アンテナ(130)を覆うアンテナカバー(50)と、を備えた作業車両において、
前記フレームの上部に、収納スペースを備えたことを特徴とする。
前記走行車体(2)に取り付けられた作業機と、
前記走行車体(2)の位置情報を取得する受信アンテナ(130)と、
前記受信アンテナ(130)を支持するフレームと、
前記受信アンテナ(130)を覆うアンテナカバー(50)と、を備えた作業車両において、
前記フレームの上部に、収納スペースを備えたことを特徴とする。
本発明に係る作業車両によれば、受信アンテナを支持するフレームを利用して収納スペースを設けることができ、アイテムや小物を収納することで、利便性が向上する。
以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施態様につき、詳細に説明を加える。
図1は、本発明の好ましい実施態様にかかる作業車両1の模式的左側面図であり、図2は、図1に示された作業車両1のブロックダイアグラムである。
また、図3は、図1に示される主変速レバーの拡大図であり、図4は、作業車両1を遠隔操作するリモートコントローラを示す図面である。
本明細書においては、図1に矢印で示されるように、作業車両1の進行方向となる側を前方とし、特に断りがない限り、作業車両1の進行方向に向かって左側を「左」といい、その反対側を「右」という。
本実施態様にかかる作業車両1は、圃場に稲の苗を植え付ける田植機であり、図1に示されるように、走行車体2(以下、単に「車体」ともいう。)と、走行車体2の後部に取り付けられた苗植付部63と、作業車両1の状態を表示する状態表示灯55と、圃場に肥料を供給する施肥装置26と、苗を植え付けながら走行する際の走行位置の目安となるラインを圃場上に形成する左右一対の線引きマーカー40と、走行車体2の前部に設けられた受信アンテナ130と、走行車体2の向く方位を検出する方位センサ80と、走行車体2の前部に設けられ、苗植付部63に供給される苗を収容する補助苗枠74と、外部から作業車両1を遠隔操作するリモートコントローラ44(図2及び図4参照)を備えている。
受信アンテナ130および方位センサ80は、図1に示されるアンテナカバー50に覆われている。苗植付部63は、本発明にかかる「作業機」の一例である。
受信アンテナ130はGNSS衛星からの電波を受け取るアンテナであり、車体の位置情報を取得することができる。取得した位置情報は走行車体2に設けられた制御部87のナビゲーションECU70に送信される(図2参照)。位置情報の取得にはRTK-GNSSが用いられており、補正情報を受信することにより高精度な位置情報を取得できる。
本実施態様においては、補正情報の入力インターフェイスとしてBluetooth(登録商標)のSPP(Serial Port Profile)を使用しており、携帯電話やBluetooth(登録商標)変換機がデバイス名で接続されて入力される。
リモートコントローラ44は、作業車両1を遠隔操作するものであり、作業開始指示や前後進、停車等の指示を車両に設けられたリモコンアンテナ52に送信することができる。リモートコントローラ44と作業車両1が通信距離以上に離間すると、作業車両1は安全のため自動的に停車するように構成されている。
図1に示されるように、走行車体2は、フロントカバー47に覆われた制御部87と、走行車体2の略中央に配置されたメインフレーム3と、メインフレーム3の後端部に取り付けられ、作業車両1の幅方向に延びる後部フレーム6と、メインフレーム3の上方に配置されたフロアステップ60と、フロアステップ60の上方に設けられた操縦席48と、操縦部49と、操縦席48の下方に設けられたエンジン7と、走行車輪としての左右一対の前輪8(操舵輪)および左右一対の後輪9と、エンジン7の動力を左右一対の前輪8および後輪9に伝達するミッションケース30などの伝達機構とを備えている。
操縦部49は、走行車体2の前後進と車速を変更する主変速レバー35と、左右一対の前輪8を操舵するステアリングホイール56を含む操舵機構43と、ステアリングホイール56の左側近傍に設けられた直進アシストレバー79と、操作スイッチを有するモニタ61と、作業車両1を操作するための種々の操作スイッチが設けられた操作部54を備えている。
直進アシストレバー79は、走行車体2の位置情報を取得する際と、自動運転の一つである直進制御を開始または停止させる際に揺動操作される。
操舵機構43は、ステアリングホイール56の他、ステアリングシャフト83、ピットマンアームおよびタイロッド(不図示)を備えている。
本実施態様にかかる作業車両1は、手動運転モードと、ティーチングモード(教示運転モード)と、無人自動運転モードと、有人自動運転モードと、遠隔運転モードの計5つのモードのうちのいずれかに設定された状態で走行可能であり、リモートコントローラ44又は車体の前部に設けられたモニタ61上でモードの切り換え操作ができるよう構成されている。
手動運転モードは、車両に搭乗した作業者が、主変速レバー35を操作して車速を調整しつつ、ステアリングホイール56を回転(回動)させて操舵輪である前輪8を操舵するモードである。
ティーチングモードは、作業者の操縦により圃場の外周を走行する間に、受信アンテナ130を用いて圃場の形状情報と直進制御に用いられる基準線を読み取るモードである。本実施態様においては、圃場形状の読み取りは、植付けが行われている間、又は苗植付部63が、後に詳述する作業位置にある間のみ行われ、直進アシストレバー79(図1参照)が下方に揺動操作されることによって、基準線の始点と終点並びに圃場の輪郭の位置情報が各々取得される。ティーチングモードにより取得された圃場の形状情報および基準線の情報はエンジン7が切られても消えないが、別の圃場でティーチングが行われると前の圃場の形状情報および基準線は消去されるよう構成されている。
無人自動運転モードは、制御部87の制御に基づき、HSTサーボモータ150を駆動して作業車両1の車速を自動的に調整しつつ、ステアリングモータ57を駆動してステアリングホイール56を自動操舵する(自動的に回転させる)モードであり、ティーチングモードにより取得された圃場の形状情報に基づき自動作成された走行経路(作業経路)に沿うように、作業車両1が自動運転による走行を行い、発進、停止、減速、加速および旋回が自動的に行われる。
無人自動運転モードで最初に植える行程は、無人自動運転モードに移行したときに、距離と方位が最も近い行程であり、したがって、エンジンを切るなどして作業を中断した場合でも、作業の再開が可能である。
なお、GNSSの受信状況が「RTK-FIX」以外の場合や、車体が15°以上傾いた場合、ティーチングした圃場の作業範囲から車体が逸脱した場合には、自動停止するよう構成されている。
有人自動運転モードは、制御部87の制御に基づき、ステアリングホイール57が自動的に回転され、かつ、車速の調整が作業車両1に搭乗した作業者の操作により行われるモードであり、本実施態様においては、いわゆる直進アシストである直進制御と旋回制御(自動旋回、旋回アシスト)とが行われる。
本実施態様においては、旋回制御の開始についても作業者の操作に基づいて行われる。
また、本実施態様においては、車速の調整は主変速レバー35の手動操作により行われるが、ペダルの踏み込み操作により行われるよう構成してもよい。
遠隔運転モードは、リモートコントローラ44を用いて離れた場所から作業車両1を遠隔操作するモードある。圃場への進入やトラックへの積み込み・積み下ろし、狭い車庫での出し入れなどに遠隔運転モードを用いることができる。
制御部87は、図2に示されるように、ナビゲーションECU70と操舵ECU71を備えている。
ナビゲーションECU70は、GNSS衛星からの位置情報並びに圃場の形状情報に基づき、作業時の自動運転による走行(自動運転走行)の経路を算出し、その走行に合わせた適切な操舵情報を操舵ECU71に伝達する。
また、リモコンアンテナ52がリモートコントローラ44から操作信号を受信すると、ナビゲーションECU70に操作信号が伝達されるよう構成されており、ナビゲーションECU70は、リモートコントローラ44から取得した操作情報に基づき、HSTサーボモータ150を駆動して車速を変更したり、油圧機器の制御を行う。
操舵ECU71は、自動運転時にナビゲーションECU70から出力された情報に基づき、ステアリングモータ57を制御する。手動運転モード時には、ステアリングホイール56の操舵角に基づきステアリングモータ57を駆動するステアバイワイヤ方式が採用されている。
一方、エンジン7から出力された駆動力は、図1に示されるように、フロアステップ60の下方に設けられたベルト式動力伝達機構4および静油圧式無段変速機(HST)25を介してミッションケース30に伝動される。
静油圧式無段変速機25は、トラニオン軸(図示せず)を備え、主変速レバー35が操作されると、トラニオン軸の開度がHSTサーボモータ150(図2参照)の駆動によって調整されて、ミッションケース30への出力が変更され、車速が調整されるように構成されており、前進する場合、すなわち、図3(b)に示される前進領域に主変速レバー35が位置する場合に、主変速レバー35がより前方の位置に操作されるほど、車速が高く調整される。
ミッションケース30に伝達された動力は、その内部で変速されて、左右一対の前輪8および左右一対の後輪9への走行用の動力と、苗植付部63を駆動するための動力(駆動用の動力)とに分けて伝動される。
走行用の動力は、前輪ファイナルケース13および前輪車軸31(図1参照)を介して、左右一対の前輪8に伝達される他、図1に示される左右一対の後輪伝動軸14、左右一対の後輪ギアケース51および車軸82を介して、左右一対の後輪9に伝達される。
一方、駆動用の動力は、走行車体2の後部に設けられた植付クラッチ(図示せず)まで伝達され、植付クラッチが入れられた際に、さらに苗植付部63へ伝達される。
苗植付部63は、図1に示されるように、昇降リンク装置5を介して、走行車体2に取り付けられている。昇降リンク装置5は、上部リンクアーム85および左右一対の下部リンクアーム86を備え、苗植付部63を昇降可能に構成されている。
上部リンクアーム85および下部リンクアーム86の前側の端部は、後部フレーム6に固定されたリンクベースフレーム10に取り付けられ、他端は苗植付部63の下部に位置する上下リンクアーム11に取り付けられている。
ここで、制御部87によって電子油圧バルブ88(図2参照)が制御されて、図1に示される昇降油圧シリンダ12が油圧で縮められると、上部リンクアーム85が後ろ上がりに回動され、苗植付部63が非作業位置まで上昇されるように構成されている。苗植付部63が非作業位置にあるときには、その下端部がメインフレーム3の底部と略同一の高さに位置する。
これに対して、昇降油圧シリンダ12が油圧で伸ばされると、上部リンクアーム85が後ろ下がりに回動され、苗植付部63が、苗の植付け作業が可能な作業位置(図1に示された位置)まで下降される。
図1および図2に示されるように、苗植付部63は、土付きのマット状の苗(以下、「苗マット」という。)を立て掛ける台65と、台65の後方かつ下方に設けられた複数の植付装置64と、苗植付部63の下部に設けられたセンターフロート38と、センターフロート38の左右に配置されたサイドフロート39を備えている。
複数の植付装置64は作業車両1の幅方向に並べて設けられ、各植付装置64は、前後方向に並ぶ左右二対の植付具69を備えている。植付クラッチが入れられて、図1に示される駆動軸67が回転されると、図1に示される前側の植付具69と後ろ側の植付具69とが、駆動軸67まわりに回転しつつ、交互に台65の下端部に位置する苗を取出し、圃場に植え付けるように構成されている。
センターフロート38およびサイドフロート39はそれぞれ、作業車両1が走行するのに伴って、圃場上を滑走し、整地するように構成され、各フロート38,39によって整地された圃場に、各植付装置64によって苗が植え付けられる。センターフロート38およびサイドフロート39はそれぞれ、圃場の凹凸に合わせて揺動される。
図1に示される左右一対の線引きマーカー40はそれぞれ、走行車体2が走行する際に、圃場上を転動して線を形成する線引き体41と、線引き体41と走行車体2とを結ぶ正面視L字状のマーカーロッド42を備え、線引き体41が圃場に接触する作用姿勢と、線引き体41が圃場に接触しない非作用姿勢との間で切り換え可能に構成されている。
作業車両1が圃場上を直進走行しつつ、苗を植え付けるときに、左右一対の線引きマーカー40のうち、次に苗を植付けする(旋回後の)列の方の線引きマーカー40が作用姿勢にある状態で直進走行することによって、旋回後に直進走行する際の走行位置の目安となるラインが圃場上に形成される。なお、図1には、作用姿勢にある左側の線引きマーカー40と、非作用姿勢にある右側の線引きマーカー40が示されている。
図1、図2および図5に示されるように、作業車両1の前部かつ幅方向中央部には、センターマスコット18が設けられており、作業車両1が圃場上を旋回し、次の列上を直進走行するときに、線引きマーカー40によって形成されたライン上を、センターマスコット18が通過するように、ステアリングホイール56を操作しつつ、直進走行することによって、適切な位置に苗を植え付けることができる。
補助苗枠74は、台65に補充する苗マットを収容するため、図1に示されるように、補助苗枠74を支持するフレーム77を介して、走行車体2の前部に取り付けられている。
図2に示されるように、作業車両1の制御系は、作業車両1全体の動作を制御する制御部87と、時間を計測するタイマー105を備えている。
制御部87は、CPU(Central Processing Unit)を有する処理部と、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)を有する記憶部を備え、記憶部には、作業車両1を制御する種々のプログラムおよびデータが格納されている。
図2に示されるように、作業車両1の検出系は、ステアリングホイール56の舵角を検出するピットマンセンサ58と、ステアリングモータ57に設けられ、ステアリングモータ57の回転位置と回転速度を検出するステアリングセンサ45と、エンジン7の回転数を検出するエンジン回転センサ96と、リンクベースフレーム10に対する上部リンクアーム85の相対角度を検出するリンクセンサ89と、人工衛星からの電波を受信する受信アンテナ130と、左右一対の後輪9に連結された左右の各車軸82の回転数をカウントする後輪回転センサ29と、センターフロート38前部の上下位置を検出するフロートセンサ33と、方位センサ80と、走行車体2の傾きを検出する傾斜検知センサ37と、操縦席48への着座を検出するシートスイッチ110を備えている。
ピットマンセンサ58は、本実施態様においてはピットマンアームに取り付けられているが、ステアリングシャフト83等に設けられてもよい。
フロートセンサ33は、センターフロート38の前部が圃場の凹凸に合わせて揺動される際に、センターフロート38前部の上下位置を検出し、制御部87に出力するように構成されている。
図2に示されるように、作業車両1の入力系は、作業車両1の前後進および車速を変更する主変速レバー35(図1および図3参照)の操作位置を検出する主変速レバーセンサ36と、走行車体2の位置情報を取得する際、又は直進制御を開始し、あるいは停止する際に、上下一方に揺動操作される直進アシストレバー79の操作を検知する直進アシストレバーセンサ81と、苗植付部63の昇降を行うフィンガーレバー23の揺動操作を検知するフィンガーレバーセンサ16と、苗の植付作業の入切の切り換え操作を行う植付入切スイッチ19と、図8に示されるモニタ61と、左右の各線引きマーカー40の姿勢の切り換え操作を行うマーカースイッチ28と、旋回制御を設定する旋回制御スイッチ17を備えている。マーカースイッチ28および旋回制御スイッチ17は操作部54に設けられている。また、フィンガーレバー23と植付入切スイッチ19は、図3に示される主変速レバー35に設けられている。
本実施態様においては、直進アシストレバー79は上方および下方に揺動操作が可能であり、上下いずれかの方向に揺動操作された後には、スプリングによって自動的に元の上下位置に戻るように構成されている。
図2に示されるように、作業車両1の駆動系は、操縦席48の下方に設けられたエンジン7の吸気量を調節するスロットルモータ97と、苗植付部35が昇降される際に昇降油圧シリンダ12を伸縮させる電子油圧バルブ88と、静油圧式無段変速機25内のトラニオン軸の開度を調整し、作業車両1の前後進および車速を変更するHSTサーボモータ150と、ステアリングシャフト83およびステアリングホイール56を回動させるステアリングモータ57と、後輪9のサイドクラッチを入切する電磁バルブ103と、パワーステアリング108と、植付クラッチを作動させる植付クラッチモータ27と、左右一対の各線引きマーカー40を揺動させるマーカーモータ34と、施肥装置26による圃場への施肥量を調節する施肥量調節モータ66を備えている。
ステアリングモータ57は、直進制御および旋回制御並びに無人自動運転モードにおいて自動的にステアリングホイール56を回転させることを目的として制御部87により制御される。
また、制御部87は、リンクセンサ89からの出力信号に基づいて苗植付部35の現在の高さ(上下位置)を算出可能に構成されている。
加えて、作業車両1が苗を植え付けつつ、圃場上を走行しているときには、制御部87は、フロートセンサ33からの検出信号に基づき、電子油圧バルブ88を制御して、図1に示された昇降油圧シリンダ12を伸縮させ、図1に示された苗植付部63を昇降させることにより、圃場への苗の植付深さを一定に維持することができる。
図5は、図1に示された状態表示灯55の近傍の略正面図であり、図6は、上下方向に延びる姿勢をとった状態表示灯55の近傍の拡大斜視図であり、図7は、水平方向に延びる姿勢をとった状態表示灯55の近傍の拡大斜視図である。
図5の吹き出し内には状態表示灯55を支持する支持部材90の拡大正面図が示されており、図6および図7は、右斜め前方から見た状態表示灯55の近傍が示されている。なお、図6および図7においては、後に詳述する小物入れが省略されている。
また、図8は、右斜め後方から見た状態表示灯55の近傍の拡大斜視図であり、図9は、左前斜め下方から見た状態表示灯55の近傍の拡大斜視図である。
図6および図8に示されるように、状態表示灯55は上下方向に並ぶ第一のランプ121、第二のランプ122および第三のランプ123を備えた積層灯として構成されており、第一のランプ121は桃色の光を、第二のランプ122は緑色の光を、第三のランプ123は青色の光を各々発光(点灯)させることができる。
ここで、第一のランプ121のみ点灯している場合は異常発生による一時停止(停車)状態を示し、第三のランプ123のみ点灯している場合は自動運転により走行中であることを示し、第一ないし第三のランプ121,122,123がいずれも点灯している場合は自動運転による走行が開始可能な状態を示し、第一ないし第三のランプ121,122,123がいずれも消灯している場合は手動運転モード又は有人自動運転モードであることを示している。したがって、作業者が作業車両1に搭乗して操縦している間に、状態表示灯55が点灯してチカチカと目障りになることがない。
無人自動運転モードに設定されている場合には、状態表示灯55の何れかのランプ121ないし123が点灯される。
作業車両1の状態を表示する状態表示灯55は、図1および図5に示されるように、受信アンテナ130(図1参照)を覆うアンテナカバー50の真横(右方)で、且つ、車両で最も高い位置に配置されている。
受信アンテナ130およびアンテナカバー50を支持するアンテナフレーム100は、図5および図8に示されるように、走行車体2のフロアステップ60の下部に固定された左右一対の固定フレーム75,76と、一対の固定フレーム75,76をそれらの上端部で連結し、且つ、アンテナカバー50が取り付けられた取付フレーム77を備えている。
本実施態様においては、状態表示灯55は支持部材90に取り付けられ、支持部材90により支持されている。
支持部材90は、図5の吹き出し内に示されるように、正面視で、L字を上下逆さにした逆L字状をなす取付プレート92とU字状をなすステー91とを有しており、支持部材90のステー91の右部がボルト93により取付フレーム77へ固定されている。
状態表示灯55の使用時(図1、図5、図6、図7および図8に示された使用状態)には、取付プレート92とステー91が図6に示されるノブボルト58および段付きボルト59により連結されている。
具体的には、取付プレート92に形成された前側のネジ孔94をステー91に形成された前側のネジ孔98に、取付プレート92に形成された後側の孔95をステー91に形成された後側の孔99に各々重ね、各前側のネジ孔94,98にノブボルト58を挿入・螺合させ、各後側の孔95,99に段付きボルト59を挿入し、ナットで内側(左方)から留めることにより、取付プレート92とステー91を連結させている。段付きボルト59は、左右方向(車両幅方向)に挿入されている。
ここで、ノブボルト58のみが取付プレート92およびステー91から取り外されると、左右方向に延びる段付きボルト59を回動支点に取付プレート92及び取付プレート92が固定された状態表示灯55を後方へ回動させて、図7に示される収納状態(収納姿勢)に切り換えることができる。
本実施態様においては、取付プレート92および状態表示灯55が後方へ回動されると、状態表示灯55全体(全部)がアンテナカバー50の上端部よりも下方に位置するよう構成されている。
したがって、たとえば作業車両1をトラック等に積載して運搬するときなどに、作業者は、ノブボルト58を取付プレート92とステー91から取り外し、取付プレート92および状態表示灯55を後方(操縦席48側)へ回動させることにより、車両の全高を低くすることができ、運搬中に状態表示灯55が外部(たとえばトンネル)等に接触し、破損してしまうことを防止できる。
さらに、本実施態様においては、前側のネジ孔94、98への挿通にノブボルト58が用いられているから、工具レスにノブボルト58を取付プレート92およびステー91から取り外し、取付プレート92および状態表示灯55を回動させることができ、利便性が高い。
また、本実施態様においては、図5に示されるように、支持部材90の取付プレート92が逆L字状をなしており、取付プレート92におけるステー91に連結された部分より上方の部分の一部113が、車両幅方向内側(センターマスコット18の側)に延びている。この車両幅方向内側に向けて延びる部分の上面に状態表示灯55が取り付けられている。
このように構成することにより、状態表示灯55がアンテナカバー50の側方に(隣接して)配置された場合でも、状態表示灯55の位置を車両幅方向(左右方向)中央側に配置することができるから、状態表示灯55が作業者の動線の妨げになることを抑制できる。加えて、図7に示されるように、取付プレート92および状態表示灯55が後方に回動されると、ボルト93および段付きボルト59の取り外しが容易となる。
なお、状態表示灯55を使用しないときに、取付プレート92および状態表示灯55を、図7に示された状態から、さらに下方へ回動させ、状態表示灯55が下方を向いた状態(第三のランプ123の下方に第二のランプ122が位置する状態であり、図6に示された状態から略180°だけ状態表示灯55が下方へ回動された状態)へ切り換えてもよい。
この場合にも、状態表示灯55の全体がアンテナカバー50の上端部よりも下方に位置するため、状態表示灯55が外部と接触してしまう事態を防止できるとともに、ボルト93および段付きボルト59の取り外しが容易となる。また、状態表示灯55を下方へ延びる状態(姿勢)に切り換えた場合には、状態表示灯55が後方の操縦席48側へ延びていないため、作業者の邪魔になりにくい。
また、状態表示灯はアンテナカバー50の下方の位置に、横向き((第三のランプの側方に第一のランプが位置する向き)の姿勢で配置されてもよく、この場合にも、状態表示灯が受信アンテナの妨げにならず、作業中の車両の全高を抑えることができ、見栄えが良好であるとともに、操縦席48からも状態表示灯を容易に確認できる。
図10は、図8に示された小物入れ53の内面を示す拡大斜視図である。
図5、図8、図9および図10に示されるように、アンテナカバー50の下方(受信アンテナ130の下方)には小物入れ53が設けられており、小物入れ53の左右に取り付けられた一対のプレート68(図10参照)を用いてボルト93によりステー91、取付フレーム77とともに伴締めされている。
図8に示されるように、小物入れ53の後部には開口78が形成されており、受信アンテナ130による位置情報の取得や作業者の視界を妨げることなく、ネットワーク型のRTK-GPSサービス(VRS)用の端末などの精密機器やそのコード類を小物入れ53に収納することができる。
図10に示されるように、小物入れ53の内側の底面にはゴム板84が張り付けられており、小物入れ53内に収納された精密機器への振動伝達・衝撃伝達の抑制が図られている。
図9に示されるように、小物入れ53の上端部とアンテナカバー50の底面(GNSSプレート)104との間には、開口78を除いて隙間がないように小物入れ53が底面に密着した状態で固定されており、開口78以外の部分からの水やゴミの侵入を防止できるとともに、見栄え良く形成できる。また、小物入れ53の底面には左右方向に延びるスリット101が形成されているため、小物入れ53内に水やゴミが溜まることを防止できる。
図8,図9および図10に示されるように、小物入れ53の後部には、20mm程度の長さの返し(返り)106が設けられており、小物入れ53内に収納されたものが外に落下してしまうことを防止できる。また、小物入れとして、GNSSプレート(支持部材)104の上に収納するスペースを備えても良い。つまり、GNSSプレート(支持部材)104に小物やアイテムを載置し収納できる小物入れとしても良い。
また、GNSSプレート(支持部材)104が小物入れを構成するための一部として利用される構成としても良い。また、受信アンテナ130を支持するのは、専用のアンテナフレーム100以外でも可、例えば、補助苗枠74を支持するフレーム77でも良い。受信アンテナ130を支持するフレームに沿って、コード類が配策されている。このコード類は、ネットワーク型のRTK-GPSサービス(VRS)用の端末などの精密機器等のコードである。
図10に「折り返し」として示されるように、返し106の後端部は外側の面に密着するように下側へ折り返されており、バリカエリによる怪我を防止できる。
以上のように構成された本実施態様にかかる作業車両1は、以下のように苗の植付作業が行われる。
<作業の流れと役割>
図11は、田植え作業の流れを示す図面である。
図11は、田植え作業の流れを示す図面である。
本実施態様にかかる田植え作業は、ティーチング行程、往復行程、内周行程、仕上げ行程の4行程からなっている。最初のティーチング行程は、ティーチングモードにより外周の3辺(苗供給を行う1辺を除く辺)を運転者が乗車して田植えを行い、田植機に圃場の形を認識させる行程である。往復行程、内周行程は、作成した作業経路に沿った自動運転走行での田植えを行う行程である。最後の仕上げ行程は、残った外周の1辺を運転者が乗車して田植えを行うことで田植作業を完了させる行程である。
<始動>
作業車両1のメインスイッチが回され、全システムが起動し、受信アンテナ130を用いた位置情報の取得が開始される。
作業車両1のメインスイッチが回され、全システムが起動し、受信アンテナ130を用いた位置情報の取得が開始される。
<方位角の認識>
作業車両1のメインスイッチを始動まで回してエンジン7を掛け、約2m作業車両1を走行させる。これにより、作業車両1が車体の向きを認識する。この作業は前進、後進どちらでも可能で、2m程度で完了する。そのため、通常通りに圃場へ進入するなどすれば認識は完了する。なお、「RTK-FIX」でなくなった状態で走行すると、方位角の認識状態が解除されるため、「RTK-FIX」後に再度、方位角の認識操作を行う必要がある。
作業車両1のメインスイッチを始動まで回してエンジン7を掛け、約2m作業車両1を走行させる。これにより、作業車両1が車体の向きを認識する。この作業は前進、後進どちらでも可能で、2m程度で完了する。そのため、通常通りに圃場へ進入するなどすれば認識は完了する。なお、「RTK-FIX」でなくなった状態で走行すると、方位角の認識状態が解除されるため、「RTK-FIX」後に再度、方位角の認識操作を行う必要がある。
<圃場への進入とティーチングまでの準備>
圃場への進入からティーチング開始位置(作業開始位置)までの移動は、通常の田植機と同じである。なお、遠隔運転モードを利用することで、トラックからの積み降ろしや圃場への進入をリモコン操作で行うこともできる。
圃場への進入からティーチング開始位置(作業開始位置)までの移動は、通常の田植機と同じである。なお、遠隔運転モードを利用することで、トラックからの積み降ろしや圃場への進入をリモコン操作で行うこともできる。
植付深さの調節や苗のかき取り量の調節も通常の田植機と同様である。ティーチング行程では実際に苗を植え付けるため、作業開始前に苗の枚数や肥料・除草剤の量を確認する必要がある。
<ティーチング>
図12は、ティーチングの行程を示す図面である。
図12は、ティーチングの行程を示す図面である。
作業車両1に乗車して外周3辺を植え付けながら圃場の形を認識させる行程である。ティーチングは、手動運転モードからティーチングモードに切り替えて行う。
まず、ティーチングモードに切り替える。
次いで、圃場の3辺を畦に沿って、手動運転で植えながら移動します。作業機の上げ下げは手動で行い、植え残しがないように作業を行います。なお、苗補給に利用したい辺や最後に植えたい辺は、苗植付部63を下ろして植えずに走行する。
外周3辺の植付作業が終了したら、作業者により無人自動運転モードに切り替えられる。このとき、圃場一筆分の作業経路が自動で計算される。本実施態様においては、無人自動運転モードに切り換えられるための条件として、図4に示されるリモートコントローラ44条で、丸Fスイッチと開始+丸Fスイッチが同時に押圧操作されることが必要である。これにより、無人自動運転走行(往復行程、内周行程)が可能となる。
<往復行程(自動運転)>
図13は、無人自動運転モードによる往復行程を示す図面である。
図13は、無人自動運転モードによる往復行程を示す図面である。
まず、必要に応じて苗、肥料を補給する。
降車後、作業者は、リモートコントローラ44を用いて自動運転走行を開始する。
次いで、自動的に旋回して次の往復行程に入る。なお、旋回前に1mほど後進する。
往路行程の田植えが自動的に行われた後に、圃場の端まで達すると、自動で旋回走行が行われる。このとき、苗植付部63の上げ下げも自動で行うように構成されている。
次いで、復路行程の田植えが自動で行われ、補給路側の畦の手前3mで自動停止する。このとき、リモートコントローラ44を用いて畦寄せが行われる。苗を補給する場合には、リモートコントローラ44の操作により、苗植付部63が上昇される。
往復行程においては、以上の手順を繰り返すことで往復しながら自動運転走行により田植作業が行われる。
<植え幅の自動調整>
図14は、往復行程中の植え幅の自動調整を示す図面である。
図14は、往復行程中の植え幅の自動調整を示す図面である。
圃場の大きさによって、終わりから2番目の往復行程では、条止めや空走行が行われる場合がある。
終わりから2番目の往路または復路で、自動的に条止め作業を行って植え幅の調節を行うよう構成されている。
往路で条止め作業が行われた場合、復路は1行程飛ばして空走行が行われる。その後に、最後の往復行程の作業が行われる。
<内周行程(自動運転走行)>
図15は、無人自動運転モードによる内周行程を示す図面である。
図15は、無人自動運転モードによる内周行程を示す図面である。
往復行程終了後、ティーチング行程と往復行程の間に残った内周行程を自動で植え付けていく。
まず、必要に応じて、苗・肥料の補給と枕地ロータの設定が行われる。
降車後、リモートコントローラ44から送信される操作信号に基づき、自動運転による走行が開始される。
以後、自動で内周行程にて苗の植え付けが行われる。
こうして、内周行程が行われた後に、補給路と自動植えが行われた間(図15における図面下部)を手動運転モードにより苗の植付が行われる。
<圃場外への退出>
作業終了後は、作業車両1が後進で圃場から退出される。
作業終了後は、作業車両1が後進で圃場から退出される。
<有人自動運転モード>
有人自動運転モードにおいては、制御部87の制御に基づき、直進制御と旋回制御を交互に行いつつ、往復行程を走行する。
有人自動運転モードにおいては、制御部87の制御に基づき、直進制御と旋回制御を交互に行いつつ、往復行程を走行する。
具体的には、ティーチングモードにより直進制御における基準線の始点と終点の情報と、圃場形状とが取得された後に、直進アシストレバー79が上方に揺動操作されると、制御部87による直進制御が開始される。直進制御が開始される条件は、圃場上の各直進行程(往復行程)を直進走行する際の目標線(走行すべき位置を指す仮想の線であり、基準線に平行な線)と、走行車体2の向き(車体2の方位)との角度差が30°未満である状態で、直進アシストレバー79が上方に揺動操作されることである。
直進制御においては、制御部87は、作業車両1が、ティーチングモードにより位置情報が取得された始点と終点とを結ぶ基準線に対して平行な線に沿って直進走行するように、受信アンテナ130および方位センサ80から出力された検出信号に基づいて、ステアリングモータ57を駆動し、操舵輪としての左右一対の前輪8を操舵するように構成されている。作業車両1が枕地に近付くと、作業者によって直進アシストレバー79が上方に揺動操作されて、制御部87による直進制御が終了され、旋回制御の開始操作が行われる。
本実施態様においては、主変速レバー35が前進位置(車両が前進する位置)にあり、かつ、フィンガーレバー23(図3参照)が上方に揺動操作されると、制御部87による旋回制御が開始されるように構成されている。
自動運転の一つである旋回制御においては、たとえば特開2021-069293号公報の図4に示されるように、ステアリングホイール56の舵角と、車体の方位と、車輪の回転数により、ステアリングホイール56の舵角が順次変更されることにより、目標の旋回位置に旋回することができる。
旋回制御による車両1の旋回が終了すると、直進制御を開始する直進アシストレバー79が操作されることなしに、自動的に直進制御に移行する(直進制御を開始する)ように構成されている。
直進制御のもとに、作業車両1が枕地に近付くと、作業者によって直進アシストレバー79が上方に揺動操作されて、制御部87による直進制御が終了され、旋回制御の開始操作が行われる。その結果、制御部87による旋回制御が開始される。
以下、同様にして、作業車両1は、有人自動運転モードにより、苗の植付けを伴う直進走行と、旋回制御による旋回(図5に二点鎖線で図示)とを繰り返しながら、往復行程を走行する。
なお、直進制御および旋回制御においては、単純に、圃場の形状情報に基づき自動作成された走行経路(作業経路)に沿って作業車両1が走行するように、ステアリングモータ57を自動的に駆動するよう構成してもよい。
また、上述のように、直進制御、旋回制御において、ステアリングホイールが自動的に回転される間、車速の調整は作業者による主変速レバー35の操作により行われる。
<直進バック機能>
一方、本実施態様においては、往復行程中の各直進行程において、直進制御が行われているときであって、植付クラッチが入りになっているときに、主変速レバー35が後進位置(車両1が後進する操作位置)に操作されると、主変速レバー35が後進位置にある間、基準線の平行線(目標線)に沿って真っ直ぐに後進するように、制御部87が自動的にステアリングホイール56の舵角を制御するよう構成されている。以下、このような制御を「直進バック制御」という。
一方、本実施態様においては、往復行程中の各直進行程において、直進制御が行われているときであって、植付クラッチが入りになっているときに、主変速レバー35が後進位置(車両1が後進する操作位置)に操作されると、主変速レバー35が後進位置にある間、基準線の平行線(目標線)に沿って真っ直ぐに後進するように、制御部87が自動的にステアリングホイール56の舵角を制御するよう構成されている。以下、このような制御を「直進バック制御」という。
直進バック制御が行われている間、制御部87は苗植付部63の高さを最高点より低い位置まで上昇させ、停止させるよう構成されている。
さらに、その後に、主変速レバー35が前進位置(車両1が前進する操作位置)に操作されると、制御部87は、自動的に直進制御を開始(再開)するよう構成されている。
また、直進制御の開始と同時に、制御部87は、苗植付部63を作業位置まで自動的に下降させ、その後に、直進バック制御が行われている間の後輪9の回転数と同一の回転数だけ後輪9が回転した時点で自動的に植付クラッチを入れ、苗の植付けを自動的に再開するよう構成されている。後輪9の回転数は、後輪回転センサ29により検出される。
したがって、たとえば、苗植付部63の異常を畔際にいる人に確認してもらうときなどに、畔際に向けて後進し、その後に前進して苗の植付けを再開する場合に、真っ直ぐに後進および前進できるとともに、畔際にいる人に確認してもらう前に植え付けられた苗の列上に新たに苗を自動的に植え付けることができ、非常に利便性が高い。
なお、後輪回転センサ29により後進時(直進バック制御時)の距離を検出するよう構成することは必ずしも必要でなく、たとえば、受信アンテナ130により取得される位置情報に基づき、直進バック制御時の距離を検出し、その距離だけ前進した時点で苗の植付けを再開するよう構成してもよい。
さらに、旋回制御が行われている間に、植付クラッチが入りになっている状態で、主変速レバー35が後進位置に操作されると、基準線の平行線(目標線)に沿って真っ直ぐに後進するように、制御部87が自動的にステアリングホイール56の舵角を制御するよう構成してもよい。このように構成することにより、いわゆる「ドン付きバック」時に、車両1を真っ直ぐに後方へ走行させることができ、畔際まで前進した際に植え付けた苗を走行車輪8,9により踏んでしまうことを防止できる。
直進制御を実行可能なとき、すなわち、圃場上の各直進行程(往復行程)を直進走行する際の目標線(走行すべき位置を指す仮想の線であり、基準線に平行な線)と、走行車体2の向き(車体2の方位)との角度差が30°未満であるときに、主変速レバー35が後進位置(車両1が後進する位置)に操作されると、目標線に沿って直進しながら後進するよう構成してもよく、直進制御が行われている間に、主変速レバー35が後進位置に操作されたことを条件として、真っ直ぐに後進するようにステアリングホイール56を自動的に回転させるよう構成してもよい。
<シートスイッチ制御>
図16は、操縦席48への着座の有無により一時停止し又は報知する手順を示すフローチャートである。
図16は、操縦席48への着座の有無により一時停止し又は報知する手順を示すフローチャートである。
図16に示されるように、無人自動運転モードに設定された場合で、シートスイッチ110により操縦席48への着座が検出された状態で自動運転による走行が開始される(ステップs3)と、走行中に、常時、着座状態にあるか否か(操縦席48に着座しているか否か)の判定が繰り返され(ステップs4)、着座状態にない場合には、モニタ61上で「離席中」という表示が行われるとともに、スピーカー112により、離席中である旨の音声がスピーカー112から出力され、報知される。
このように、自動運転走行中に作業者の離席が検出されたときでも、報知のみで、強制的な停車は行われないよう構成されているから、自動運転により走行している間に苗の補給等の作業を行うことができ、利便性を損なわない。
一方、有人自動運転モードに設定された状態で、自動運転による走行を開始する操作(ステアリングホイール56が自動的に回転される直進制御又は旋回制御の開始操作であり、具体的には直進アシストレバー79又はフィンガーレバー23の揺動操作)が行われると、制御部87は、シートスイッチ110の出力信号に基づき、着座状態にあるか否かを判定する(ステップs9)。
判定の結果、着座状態にある場合(シートスイッチ110により作業者の着座が検出された場合)には、制御部87は、自動運転による走行、すなわち、直進制御又は旋回制御を開始し(ステップs10)、着座していない場合には、HSTサーボモータ150を駆動し、走行を一時停止(停車)させる(ステップs12)。
このように、有人自動運転モードに設定された場合で、着座していない状態で自動運転による走行を開始する操作、すなわち、直進制御又は旋回制御の開始操作が行われると、走行を一時停止し、自動運転による走行(自動運転走行)を行わないよう構成されているから、たとえば車両が揺れたときや、旋回時などに、離席中の作業者が車両から投げ出されてしまう等の事態を防止し、安全性を確保することができる。
さらに、本実施態様においては、有人自動走行モードにおいて、自動運転、すなわち、直進制御又は旋回制御が開始された後(自動運転走行中)に、着座していないことが検出された場合には、本発明に係る「報知手段」の一つであるモニタ61上で「離席中」という表示が行われるとともに、本発明に係る「報知手段」の他の一つであるスピーカー112により、離席中である旨の音声がスピーカー112から出力されることにより、作業者に報知される(ステップs13)。このとき、強制的な停車は行われない。
このように、着座した状態で無人自動運転モード又は有人自動運転モードでの自動運転走行が開始された後に、座席を離れると、作業者に対して離席中である旨の報知が行われるよう構成されているから、作業者に注意を促し、安全性を確保できる。
なお、本実施態様においては、無人自動運転モードにより自動運転走行中に、操縦席への着座が検出されている間に限り、有人自動運転モードや手動運転モードに切り換え操作が可能に構成されており、利便性が良好であるとともに、着座していない状態で有人自動運転モードや手動運転モードに切り換わることが防止され、安全性を確保できる。
図17(a)は、圃場進入口がない場合の退出方法を示す図面であり、図17(b)は、圃場進入口がある場合の退出方法を示す図面である。
進入口がなく、どこからでも退出できる圃場の場合は、旋回しながら後進により退出が行われる。
これに対し、圃場の端に進入口がある場合には、まず、進入口の周りを手動運転モードにより植付けする。
次いで、作業車両1を圃場進入時と同じ向きにし、後進により退出する。
<進入口から前進退出をしたい場合>
図18は、前進退出する場合の第1ないし第4行程を示す図面であり、図19は、前進退出する場合の第5ないし第7行程を示す図面であり、図20は、前進退出する場合の第8ないし第11行程を示す図面である。
図18は、前進退出する場合の第1ないし第4行程を示す図面であり、図19は、前進退出する場合の第5ないし第7行程を示す図面であり、図20は、前進退出する場合の第8ないし第11行程を示す図面である。
手順はやや煩雑となるが、圃場進入口から前進での退出も可能である。この作業手順はティーチングの段階から異なるため、予めどちらの方式で退出するのかを決めておく必要がある。
まず、ティーチングモードに切り替えられる。
次いで、圃場の1辺目を手動運転で植えずに走行し、残りの2辺は植えながら走行する。なお、植えずに走行するときは苗植付部63を下ろさないと認識されない。
次いで、手動運転モードに切り替えられ、その後に、圃場の隅に手動で植付が行われる。
次いで、1行程目の近くで作業者が降車して、リモートコントローラ44を用いて無人自動運転モードに切り換えられ、その後に、自動運転走行が開始される。
往復行程が終了したら作業者が乗車し、手動運転モードに切り替えられる。
その後に、手動運転で苗補給側の辺に苗の植付けが行われる。
内周行程の開始位置に移動して、リモートコントローラ44を用いて無人自動運転モードに切り換えられる。その後に、苗植付部63が下降されて、無人での自動運転走行が開始される。
内周行程が終了すると、今度は手動運転モードに切り替えられる。
次いで、ティーチングの1辺目の植えずに走行をした辺に、手動運転で苗の植付けが行われる。
最後に、作業車両1が前進で圃場外に退出される。
<植え始め位置の調節>
図21は、植え始め位置の調節を示す図面である。
図21は、植え始め位置の調節を示す図面である。
畦際に電柱や給水栓などの障害物がある場合、畦寄せによって植付開始位置が変化するため、旋回後に植え残しが発生する場合がある。この場合、以下の手順で植え残しを防止することができる。
まず、旋回終了後に植付けが開始されると、リモートコントローラ44を用いて作業車両1を停止させる。
次いで、リモートコントローラ44を用いて植付けを開始したい位置まで作業車両1を後退させ、苗植付部63を下降させ、無人での自動運転走行を再開させる。
<除草剤の補給>
図22は、除草剤の補給の手順を示す図面である。
図22は、除草剤の補給の手順を示す図面である。
除草剤は、苗や肥料と異なり後方からの補給が必要であるため、圃場に入らずに除草剤を補給したい場合は以下の手順で補給を行う必要がある。
まず、旋回終了後に苗植付部63の下降が開始されると、作業車両1を停止させる。
次いで、リモートコントローラ44を用いて畔際まで車両を後退させ、苗植付部63を下降させた後に、除草剤を補給する。
その後に、リモートコントローラ44を用いて苗植付部63を上昇させ、最後に無人での自動運転走行を再開させる。
図23は、変形田での作業を示す図面であり、図23(a)は、三角形圃場での作業を示す図面であり、図23(b)は、多角形圃場での作業を示す図面であり、図23(c)は、湾曲圃場での作業を示す図面である。
<三角形圃場>
三角形圃場の場合には、2辺をティーチングすれば作業が可能となる。
三角形圃場の場合には、2辺をティーチングすれば作業が可能となる。
<多角形圃場>
多角形圃場の場合、32角形まで対応可能に構成されている。
多角形圃場の場合、32角形まで対応可能に構成されている。
<湾曲圃場>
湾曲部は自動的に多角形で近似され、ティーチング行程との境界に植え残しが発生しないようにオーバーラップ量が自動的に計算される。なお、生成された多角形が32角形までであれば対応可能に構成されている。
湾曲部は自動的に多角形で近似され、ティーチング行程との境界に植え残しが発生しないようにオーバーラップ量が自動的に計算される。なお、生成された多角形が32角形までであれば対応可能に構成されている。
<ティーチングの周回方向と経路生成>
図24は、ティーチング時の走行順序と往復植えの方向との関係を示す図面であり、図24(a)は、右回りにティーチングした場合の走行順序と往復植えの方向との関係を示す図面であり、図24(b)は、左回りにティーチングした場合の走行順序と往復植えの方向との関係を示す図面である。
図24は、ティーチング時の走行順序と往復植えの方向との関係を示す図面であり、図24(a)は、右回りにティーチングした場合の走行順序と往復植えの方向との関係を示す図面であり、図24(b)は、左回りにティーチングした場合の走行順序と往復植えの方向との関係を示す図面である。
変形田では、同じ圃場でもティーチング行程の走行順が異なると往復植えの方向が大きく変わる。これは、「ティーチングモードで最後に走行した辺」を基準として、往復行程の経路が生成されるためである。
まず、右回りの場合には、ティーチング最後の辺と平行に往復するため、図24(a)に示される台形圃場を右回りにティーチングした場合、往復方向は補給路と直角方向となる。
これに対し、左回りの場合には、ティーチング最後の辺と平行に往復するため、図24(b)に示される台形圃場を左回りにティーチングした場合、往復方向は斜めになる。
<苗補給位置の考慮>
図25(a)は、逆台形圃場での苗補給作業を示す図面であり、図25(b)は、軽微な逆台形圃場での苗補給作業を示す図面である。
図25(a)は、逆台形圃場での苗補給作業を示す図面であり、図25(b)は、軽微な逆台形圃場での苗補給作業を示す図面である。
本実施態様においては、苗補給路側の辺よりも、その対辺の方が広い逆台形圃場でも作業が可能である。ただし、通常の補給路以外の辺でも補給作業が必要となる。
まず、逆台形圃場の場合、図25(a)に示されるように、ティーチング1辺目での苗補給が必要であるため、ティーチングで植えた苗を荒らしてしまう。したがって、ティーチングの1行程目は植えずに走行する。このとき、苗植付部63を下降させないと圃場形状が認識されないため、注意が必要である。なお、植えずにティーチングした辺には内周行程の生成が行われない。
一方、軽微な逆台形圃場の場合、具体的には、図25(b)に示されるように、対辺の張り出し長さがおおむね10m以内の場合、1行程目を植えても苗補給に影響が生じない。この場合、通常通りにティーチングすれば、3辺に内周行程が生成される。
<ティーチング終了位置の制約>
図26(a)は、サブ経路の生成を示す図面であり、図26(b)は、サブ経路を生成しないための1つ目の対策を示す図面であり、図26(c)は、サブ経路を生成しないための2つ目の対策を示す図面である。
図26(a)は、サブ経路の生成を示す図面であり、図26(b)は、サブ経路を生成しないための1つ目の対策を示す図面であり、図26(c)は、サブ経路を生成しないための2つ目の対策を示す図面である。
往復行程では、ティーチング終了位置からティーチング開始位置に向かって旋回が行われる。このため、植えられない領域ができる場合があり、このような圃場では、メイン経路と接続されていないサブ経路(メイン経路とは別色で図示)が生成される。
サブ経路での作業を行うためには、手動運転モードまたは遠隔運転モードでサブ経路上に移動してから自動運転モードに切り替える必要がある。
1つ目の対策としては、図26(a)の上側の辺で苗補給可能な場合、図26(a)に示されるようにティーチングを行えば、サブ経路が生成されず連続作業が可能となる。
2つ目の対策としては、図26(b)の下側でしか苗補給ができない場合に、ティーチングの周回方向を変更すれば、サブ経路が生成されずに連続作業が可能となる。ただし、逆台形の場合と同様に、張り出し長さがおおむね10m以上の場合には、最初の2辺を植えずにティーチングすることが望ましく、これにより、張り出し部分でも苗補給が可能となる。
<往復不可能な形状>
図27(a)は、往復行程を2分割する圃場においてサブ経路が生成される様子を示す図面であり、図27(b)は、図27(a)に示される圃場でサブ経路の生成を防止するティーチング経路を示す図面である。
図27(a)は、往復行程を2分割する圃場においてサブ経路が生成される様子を示す図面であり、図27(b)は、図27(a)に示される圃場でサブ経路の生成を防止するティーチング経路を示す図面である。
図27(a)に示されるように、往復行程を2つに分割するような形状の圃場では、メイン経路と接続されていないサブ経路(別色で図示)が生成されてしまう。サブ経路での作業を行うためには手動運転モードまたは遠隔運転モードでサブ経路上に移動してから自動運転モードに切り替える必要がある。
サブ経路を生成させない対策としては、たとえば、図27(b)に示されるように、右の辺で苗補給を行うようにティーチングすれば、サブ経路が生成されずに連続作業することが可能になる。
<両側での苗補給>
図28は、巨大な圃場などで両側から苗補給する場合のティーチング経路を示す図面である。
図28は、巨大な圃場などで両側から苗補給する場合のティーチング経路を示す図面である。
1辺が100mを超えるような長大な圃場などで両側から苗補給をしたい場合は、図28に示されるように、対辺を植えずにティーチングすることが望ましい。苗を植え付けずにティーチングした辺に接触する走行経路には畦寄せが挿入され、苗補給が可能となる。
なお、植えずにティーチングをした場合、内周行程がサブ経路(別色で図示)となる場合があり、これは、植えずにティーチングした辺には内周行程が生成されないためである。例えば図28の場合、2辺目に内周行程が生成されないため、3辺目がサブ経路となる。
<補給路の張り出し>
図29(a)は、苗補給側の辺に3m以上張り出した障害物に作業車両1が衝突する様子を示す図面であり、図29(b)は、図29(a)に示された障害物の張り出し形状を認識させるティーチング経路を示す図面である。
図29(a)は、苗補給側の辺に3m以上張り出した障害物に作業車両1が衝突する様子を示す図面であり、図29(b)は、図29(a)に示された障害物の張り出し形状を認識させるティーチング経路を示す図面である。
図29(a)に示されるように、苗補給側の辺に3m以上張り出した障害物がある場合、作業車両1が障害物に衝突してしまうおそれがある。
この場合、図29(b)に示されるように、始めに苗補給側の辺を植えずにティーチングを行うことにより、張り出し形状を認識させることができる。
<進入口の影響>
図30(a)は、進入口の影響により植え残しが発生する様子を示す図面であり、図30(b)は、進入口の分を残してティーチングを行う様子を示す図面であり、図30(b)は、残りの部分に手動運転により植付けを行う様子を示す図面である。
図30(a)は、進入口の影響により植え残しが発生する様子を示す図面であり、図30(b)は、進入口の分を残してティーチングを行う様子を示す図面であり、図30(b)は、残りの部分に手動運転により植付けを行う様子を示す図面である。
幅が狭い圃場の場合、進入口の長さ分だけ、農道側の辺の角度を誤って認識してしまい、進入口の影響によって植え残しが発生する場合がある。
このような場合には、図30(b)に示されるように、進入口の長さ分を残してティーチングを終了し、図30(c)に示されるように、残りの部分に手動運転モードにより植付けを行うことが望ましい。
<モニタ表示>
図31は、図1および図5に示されるモニタ61に表示される画面を示す図面である。
図31は、図1および図5に示されるモニタ61に表示される画面を示す図面である。
モニタ61には、生成された作業経路や田植機の状態などが表示され、リモートコントローラ44上の表示だけでは分かりにくい情報を、様々なアイコンによって分かりやすく表示するよう構成されている。モニタ61は車体から取り外し可能である。
ディスプレイはタッチスクリーンにより構成され、マルチタッチに対応し、表示位置の移動や拡大・縮小、回転などが可能である。ディスプレイの側方に配置されたボタンを操作する事でも拡大・縮小や、現在位置への復帰、方位の固定などが可能である。
図31に示されるように、自動運転モード時に、次の苗補給位置までの植え付け距離が表示されるよう構成され、植えずに走行が行われる距離はカウントされないよう構成されている。したがって、苗補給のタイミングや、作業車両1に搭乗して苗補給を行うか否かの判断に役立てることができる。
<地図上のアイコン>
図32は、モニタ61に表示される苗補給位置を示す図面であり、図33は、各作業行程がモニタ61上で色分けされて表示される様子を示す図面である。
図32は、モニタ61に表示される苗補給位置を示す図面であり、図33は、各作業行程がモニタ61上で色分けされて表示される様子を示す図面である。
図32に示されるように、モニタ61に表示される地図上の苗のマーク(丸に囲まれた苗のマーク)により、次の苗補給位置(畔寄せ位置)が表示されている。したがって、作業者は、苗補給までの距離表示(図31参照)と併せて苗補給の参考にすることができる。
なお、丸の内側に矢印が記載されたマークは、メイン経路や各サブ経路の始点を示し、メイン経路と接続されていないサブ経路の作業開始点を把握するために使用する。各径路には走行方向が反転したサブ経路が生成されるため、これらの始点も表示される。なお、自動運転は始点以外からでも開始できる。
<作業行程の表示色>
図33に示されるように、現在の行程から接続されている行程は緑色、サブ経路など現在の行程から接続されていない行程は赤色で表示され、同一の経路でもすでに作業済みの行程は赤色で表示されるよう構成されている。
図33に示されるように、現在の行程から接続されている行程は緑色、サブ経路など現在の行程から接続されていない行程は赤色で表示され、同一の経路でもすでに作業済みの行程は赤色で表示されるよう構成されている。
本実施態様によれば、状態表示灯55を支持する支持部材90が、走行車体2の位置情報を取得する受信アンテナ130を支持するアンテナフレーム100の上部に固定されており、図5に示されるように、使用状態(使用姿勢)において、状態表示灯55の一部がアンテナカバー50の上端部よりも上方に位置するから、車両から離れた場所からでも状態表示灯55を目立たせることができ、したがって、車両の外にいる作業者が、状態表示灯55に表示される車両の状態を容易に確認することができる。
さらに、本実施態様によれば、図6および図7に示されるように、状態表示灯55を支持する支持部材90が、状態表示灯55を回動させる機構であって、取付プレート92とステー91よりなる状態表示灯55の回動機構を備え、状態表示灯55の全体がアンテナカバー100の上端部よりも下方に位置する収納状態に切り換えることができるから、作業車両1をトラックに積載した際などに、状態表示灯55が外部と接触してしまう事態を防止することができる。
また、本実施態様によれば、状態表示灯55を支持する支持部材90が、アンテナフレームの上部に固定されたステー91と、状態表示灯55が固定された取付プレート92とを備え、使用状態において、取付プレート92は、ステー91に連結された部分よりも上方の部分の一部113(図5参照)が、作業車両1の幅方向内側(図6において左側であり、図5においてセンターマスコット18の側)に延びる形状を有し、この幅方向内側に延びる部分113に状態表示灯55が固定されているから、アンテナカバー50に隣接する状態表示灯55が車両幅方向外側(図6においては右側)に出っ張らず、作業者の邪魔になりにくい。
さらに、本実施態様によれば、作業車両1に搭乗した作業者の操作により車速が調整される有人自動運転モードに設定された場合には、状態表示灯55が点灯しないように構成されているから、作業者が操縦する間に、状態表示灯55が点灯してチカチカと目障りになることがない。
また、本実施態様によれば、有人自動運転モードに設定された場合で、着座していない状態で自動運転による走行を開始する操作、すなわち、直進制御又は旋回制御を開始する操作が行われると、図16に示されるように、シートスイッチ110により作業者の着座が検出されたことを条件として、自動運転による走行が開始されるよう構成されているから、作業者が離席している状態で自動運転、すなわち、直進制御又は旋回制御が開始され、離席中の作業者が車両から投げ出されてしまう等の事故を防止し、安全性を確保することができる。
さらに、本実施態様によれば、無人自動運転モードと有人自動運転モードのいずれに設定された場合にも、自動運転による走行中に作業者が離席したときには、モニタ61およびスピーカー112により離席中である旨を作業者に報知するよう構成されているから、作業者に注意を促し、安全性を確保できるとともに、作業効率を損なわない。なお、離席中である旨とともに、又は離席中である旨に代えて、注意喚起する内容の報知を行うよう構成してもよい。
また、本実施態様によれば、無人自動運転モードに設定された状態で自動運転による走行中は、シートスイッチ110により操縦席48への着座が検出されている間に限り、有人自動運転モード又は手動運転モードに切り換え可能に構成されているから、利便性が良好であるとともに、着座していない状態で有人自動運転モードや手動運転モードに切り換わることが防止され、安全性を確保することができる。
図34は、本発明の他の好ましい実施態様にかかる作業車両1の略斜視図である。
本実施態様においては、作業車両1は作業者への日差しを遮るサンバイザー107を備えている。受信アンテナ130を支持するアンテナフレーム100は、サンバイザー107を支持するバイザー支持フレーム109に取り付けられており、アンテナフレーム100の左右両端部に各々、状態表示灯55を支持する支持部材90のステー91がボルトにより固定されている。
各ステー91には取付プレート92が段付きボルト59およびノブボルト58(図7参照)により取り付けられており、ノブボルト58が取り外されたときに、段付きボルト59を中心に取付プレート92並びに取付プレート92に固定された状態表示灯55が後方又はさらに下方にまで回動可能に構成されている。
状態表示灯55が後方又は下方に回動されると、前記実施態様と同様に、状態表示灯55全体がアンテナカバー50の上端部よりも下方に位置するよう構成されており、外部との接触を防止することができる。
このように、本実施態様においては、アンテナフレーム100の左右に各々状態表示灯55が設けられているから、全方位より状態表示灯55を確認することができる。
また、本実施態様においては、既存のサンバイザー付きの作業車両1にも設けられているバイザー支持フレーム109に状態表示灯55が取り付けられるため、部品点数を抑制できる。
図35は、図34に示された実施態様において、リモコンアンテナ52に対するリモートコントローラ44の相対位置の3つのパターンを示す模式的平面図である。
本実施態様においては、リモコンアンテナ52が、リモートコントローラ44までの距離を検知可能に構成されており、リモートコントローラ44がリモコンアンテナ52から所定の距離範囲内にある状態で、遠隔運転モードにより自動走行中に、シートスイッチ110により離席が検知されると、制御部87は、走行を一時停止させるよう構成されている。
このように構成することにより、作業者が搭乗した状態で操縦席48に着座していないか、又は車両の外から遠隔操作中に作業者が車両に接近した場合に、走行を一時停止し、安全性を確保することができる。
さらに、本実施態様においては、リモートコントローラ44がリモコンアンテナ52から所定の距離範囲外にある状態で、かつ、シートスイッチ110により着座が検知されているときには、制御部87は、リモートコントローラ44による操作を受け付けないように構成されている。
このように構成することにより、作業者が乗車している状態で、車両の外から第三者が操作を行い、意図しない発進や停止による事故を防止することができる。
また、本実施態様においては、リモートコントローラ44がリモコンアンテナ52から所定の距離範囲内にある状態で、かつ、シートスイッチ110により着座が検知されていない(離席中である)ときには、制御部87は、リモートコントローラ44による操作および自動運転走行開始の操作を受け付けないよう構成されている。
このように構成することにより、作業者が搭乗しているにも拘わらず着座がしないか、又は車両の外から遠隔操作中に作業者が車両に接近している状態で、車両が発進してしまうことを防止でき、安全性を確保することができる。
なお、本実施態様にかかる作業車両1は、サンバイザー107および状態表示灯55の数並びに取り付け位置と、リモートコントローラ44までの距離に基づく事故防止の構成を除き、前記実施態様と同様に構成されている。
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、図1ないし図35に示された各実施態様においては、作業車両1は、田植え機として構成されているが、トラクターやコンバインなどの他の作業車両として構成してもよい。
また、図1ないし図35に示された各実施態様においては、有人自動運転モードが設定されているときに、直進制御と旋回制御が行われるよう構成されているが、直進制御と旋回制御のいずれか一方のみが行われるように構成してもよい。
さらに、図1ないし図35に示された各実施態様においては、図16に示されるように、無人自動運転モード、有人自動運転モードのいずれにおいても、着座検知された状態で有人又は無人での自動運転走行が開始された後に、作業者の離席が検出された場合に、作業者への報知のみを行う(ステップs5、s13)よう構成されているが、着座検知された状態で無人自動運転モード又は有人自動運転モードでの自動運転走行が開始された後に、作業者の離席が検出された場合に、走行を一時停止するよう構成してもよく、この場合には、より一層の安全性を確保することができる。
また、図1ないし図35に示された各実施態様においては、図5に示されるように、状態表示灯55の一部がアンテナカバー50の上端部よりも上方に位置するように構成されているが、状態表示灯55の全体がアンテナカバー50の上端部よりも上方に位置するよう構成してもよい。
加えて、図1ないし図33に示された実施態様においては、状態表示灯55を支持する支持部材90のステー91の右部がボルト93により取付フレーム77へ固定されているが、支持部材90のステー91が、ボルト93により取付フレーム77及び右側の固定フレーム76とともに伴締めされてもよく、この場合には、ボルト等の部品点数を減少させることができる。
1 作業車両
2 走行車体
3 メインフレーム
4 ベルト式動力伝達機構
5 昇降リンク装置
6 後部フレーム
7 エンジン
8 前輪
9 後輪
10 リンクベースフレーム
11 上下リンクアーム
12 昇降油圧シリンダ
13 前輪ファイナルケース
14 後輪伝動軸
15 動力伝達機構
16 フィンガーレバーセンサ
17 旋回制御スイッチ
18 センターマスコット
19 植付入切スイッチ
20 副変速機構
21 前輪回転センサ
23 フィンガーレバー
24 副変速レバー
25 静油圧式無段変速機
26 施肥装置
27 植付クラッチモータ
28 マーカースイッチ
29 後輪回転センサ
30 ミッションケース
31 前輪車軸
32 ディスプレイ
33 フロートセンサ
34 マーカーモータ
35 主変速レバー
36 主変速レバーセンサ
37 傾斜検知センサ
38 センターフロート
39 サイドフロート
40 線引きマーカー
41 線引き体
42 マーカーロッド
43 操舵機構
44 リモートコントローラ
45 ステアリングセンサ
46 フレーム
47 フロントカバー
48 操縦席
49 操縦部
50 アンテナカバー
51 後輪ギアケース
52 リモコンアンテナ
53 小物入れ(収納スペース)
54 操作部
55 状態表示灯
56 ステアリングホイール
57 ステアリングモータ
58 ノブボルト
59 段付きボルト
60 フロアステップ
61 モニタ
62 操作スイッチ
63 苗植付部
64 植付装置
65 台
66 施肥量調節モータ
67 駆動軸
68 プレート
69 植付具
70 ナビゲーションECU
71 操舵ECU
72 ナット
73 ナット
74 補助苗枠
75 左側の固定フレーム
76 右側の固定フレーム
77 取付フレーム
78 開口
79 直進アシストレバー
80 方位センサ
81 直進アシストレバーセンサ
82 後輪車軸
83 ステアリングシャフト
84 ゴム板
85 上部リンクアーム
86 下部リンクアーム
87 制御部
88 電子油圧バルブ
89 リンクセンサ
90 支持部材
91 ステー
92 取付プレート
93 ボルト
94 前側のネジ孔
95 後側のネジ孔
96 エンジン回転センサ
97 スロットルモータ
98 前側のネジ孔
99 後側のネジ孔
100 アンテナフレーム
101 スリット
102 インジケータ
103 電磁バルブ
104 GNSSプレート(支持部材)
105 タイマー
106 返し
107 サンバイザー
108 パワーステアリング
109 バイザー支持フレーム
110 シートスイッチ
111 トルクセンサ
112 スピーカー
113 車両中央側へ延びる取付プレートの部分
121 第一のランプ
122 第二のランプ
123 第三のランプ
130 受信アンテナ
150 HSTサーボモータ
2 走行車体
3 メインフレーム
4 ベルト式動力伝達機構
5 昇降リンク装置
6 後部フレーム
7 エンジン
8 前輪
9 後輪
10 リンクベースフレーム
11 上下リンクアーム
12 昇降油圧シリンダ
13 前輪ファイナルケース
14 後輪伝動軸
15 動力伝達機構
16 フィンガーレバーセンサ
17 旋回制御スイッチ
18 センターマスコット
19 植付入切スイッチ
20 副変速機構
21 前輪回転センサ
23 フィンガーレバー
24 副変速レバー
25 静油圧式無段変速機
26 施肥装置
27 植付クラッチモータ
28 マーカースイッチ
29 後輪回転センサ
30 ミッションケース
31 前輪車軸
32 ディスプレイ
33 フロートセンサ
34 マーカーモータ
35 主変速レバー
36 主変速レバーセンサ
37 傾斜検知センサ
38 センターフロート
39 サイドフロート
40 線引きマーカー
41 線引き体
42 マーカーロッド
43 操舵機構
44 リモートコントローラ
45 ステアリングセンサ
46 フレーム
47 フロントカバー
48 操縦席
49 操縦部
50 アンテナカバー
51 後輪ギアケース
52 リモコンアンテナ
53 小物入れ(収納スペース)
54 操作部
55 状態表示灯
56 ステアリングホイール
57 ステアリングモータ
58 ノブボルト
59 段付きボルト
60 フロアステップ
61 モニタ
62 操作スイッチ
63 苗植付部
64 植付装置
65 台
66 施肥量調節モータ
67 駆動軸
68 プレート
69 植付具
70 ナビゲーションECU
71 操舵ECU
72 ナット
73 ナット
74 補助苗枠
75 左側の固定フレーム
76 右側の固定フレーム
77 取付フレーム
78 開口
79 直進アシストレバー
80 方位センサ
81 直進アシストレバーセンサ
82 後輪車軸
83 ステアリングシャフト
84 ゴム板
85 上部リンクアーム
86 下部リンクアーム
87 制御部
88 電子油圧バルブ
89 リンクセンサ
90 支持部材
91 ステー
92 取付プレート
93 ボルト
94 前側のネジ孔
95 後側のネジ孔
96 エンジン回転センサ
97 スロットルモータ
98 前側のネジ孔
99 後側のネジ孔
100 アンテナフレーム
101 スリット
102 インジケータ
103 電磁バルブ
104 GNSSプレート(支持部材)
105 タイマー
106 返し
107 サンバイザー
108 パワーステアリング
109 バイザー支持フレーム
110 シートスイッチ
111 トルクセンサ
112 スピーカー
113 車両中央側へ延びる取付プレートの部分
121 第一のランプ
122 第二のランプ
123 第三のランプ
130 受信アンテナ
150 HSTサーボモータ
Claims (4)
- 走行車体と、
前記走行車体に取り付けられた作業機と、
前記走行車体の位置情報を取得する受信アンテナと、
前記受信アンテナを支持するフレームと、
前記受信アンテナを覆うアンテナカバーと、を備えた作業車両において、
前記フレームの上部に、収納スペースを備えたことを特徴とする作業車両。 - 前記受信アンテナの底面に板状の支持部材を設け、
前記支持部材により前記受信アンテナと前記アンテナカバーは支持され、
前記支持部材により前記収納スペースが構成されていることを特徴とする請求項1に記載の作業車両。 - 前記収納スペースは、前記受信アンテナの下方に位置してい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。
- 前記フレーム上部に、位置情報取得するための精密機器やそのコード類が配置され、
コード類は、前記フレームに沿って配策することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の作業車両。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022051932A JP2023144791A (ja) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 作業車両 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022051932A JP2023144791A (ja) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 作業車両 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023144791A true JP2023144791A (ja) | 2023-10-11 |
Family
ID=88253052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022051932A Pending JP2023144791A (ja) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 作業車両 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023144791A (ja) |
-
2022
- 2022-03-28 JP JP2022051932A patent/JP2023144791A/ja active Pending
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