JP4553097B2

JP4553097B2 - 水田作業機

Info

Publication number: JP4553097B2
Application number: JP2003135254A
Authority: JP
Inventors: 裕之新山; 孝志池田; 公明藤岡
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2023-05-14
Also published as: JP2004337031A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、圃場内を自動制御で走行する水田作業機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圃場内で農作業機を自動走行させるための技術として、特開平７−２８１７４３号公報には誘導用ビーム光を投射するビーム光投射手段を圃場の適所に設け、このビーム光投射手段が投射するビーム光を作業車に搭載した光センサで受光しながら、作業車を誘導用ビーム光に沿って誘導するように制御する方法が開示されている。しかし、この方法は誘導用ビーム光を投射するビーム光投射手段を圃場の適所に設ける必要があることから、本出願人はこのような設備を設けること無く圃場内で農作業機を自動走行させる農作業機として、次のような自動走行農作業機を開発して特許出願した。
【０００３】
すなわち、作業を行う圃場内で予め直進走行した条件に従って、その走行の軌跡と同じ方向で同じ距離だけ走行させる直進制御と、作業を行う圃場内で予め旋回した条件に従って、その旋回の軌跡と同じ半径で同じ位相だけ旋回させる旋回制御とを行う制御装置を備えた農作業機の発明である（特願２００２−２１５６０４号）。
【０００４】
【特許文献１】
特願２００２−２１５６０４号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平７−２８１７４３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記本出願人の発明になる農作業機を用いて、水田での農作業などを容易に行うことができるようになった。しかし、旋回制御において、予め旋回した条件に従って作業を行う圃場内で、その旋回の軌跡と同じ半径で同じ位相だけ旋回させる旋回制御では走行する圃場内の状態が硬軟とり混ぜて種々あり、実際の圃場での農作業を経験していないと農作業機の圃場内での旋回開始タイミングがとれないことが多かった。
また、圃場に水が多くて水田作業機の走行速度が大きすぎて苗が倒れている場合、又は、泥によって苗が倒れている泥押し状態である場合は、良好な作業あるいは栽培が行えない。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、作業条件が悪くても、自動旋回が容易に行える旋回制御装置を備えた水田作業機を提供することである。更に、本発明の課題は、過剰な苗の泥押しや既作業域への走行による悪影響を防止して、整地性を保ちながら良好な作業あるいは栽培が行えるようにすることができる水田作業機を提供することである。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は次の構成とした。
すなわち、請求項１記載の発明は、左右一対の前輪（１０）及び後輪（１１）を備えた走行車体（２）と、該走行車体（２）の後側に昇降可能に設けられた苗植付部（４）と、前記走行車体（２）に設けられ、隣接条の苗を映像として写し出して感知する苗センサ（Ｓ８）と、前記走行車体（２）の前進方向に向かって、該走行車体（２）の側方に設けられ、畦までの距離を測定する畦検出センサ（Ｓ９）と、前記走行車体（２）の前方に設けられ、該走行車体（２）から前方の畦までの距離を測定する前方畦検出手段（Ｓ１０）と、前記苗センサ（Ｓ８）により苗が倒れているのを感知すると、前記走行車体（２）の走行速度を減速させる減速制御機能を有する制御装置（８１）とを設け、更に、前記走行車体（２）にエンジン（１３）と、前記前輪（１０）を操向操作する操向ハンドル（１６）と、前記前輪（１０）を操向する操向装置の油圧回路（Ａ）と、該油圧回路（Ａ）に設けられ、前記制御装置（８１）により制御される自動操向バルブ（７６）と、前記エンジン（１３）の回転動力を変速する油圧式無段変速装置（１４）と、該油圧式無段変速装置（１４）を操作する変速レバー（１７）と、前記エンジン（１３）のエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ（Ｓ２）と、前記変速レバー（１７）の操作位置を検出する変速レバーセンサ（Ｓ３）と、前記走行車体（２）の進行方向を検出する磁気方位センサ（Ｓ４）と、前記操向ハンドル（１６）の操作量を検出するハンドル切れ角センサ（Ｓ５）とを設け、前記制御装置（８１）は、予め作業一行程分を前記操向ハンドル（１６）や変速レバー（１７）の手動操作により直線走行及び旋回させた場合の直線走行時の前記エンジン回転数センサ（Ｓ２）と変速レバーセンサ（Ｓ３）の検出値に基づく直線走行距離と磁気方位センサ（Ｓ４）の検出値からの演算に基づく直線走行方位、及びハンドル切れ角センサ（Ｓ５）の検出値から演算される旋回時の操向量と前記エンジン回転数センサ（Ｓ２）と変速レバーセンサ（Ｓ３）から演算される旋回時の変速値を記憶させる第１の手段と、前記第１の手段により記憶された直線走行距離及び直線走行方位で走行するように前記自動操向バルブ（７６）に出力して直線走行させると共に、該直線走行時でも前記畦検出センサ（Ｓ９）により測定される畦までの距離である残りの作業域幅（Ｗ２）が前記走行車体（２）の条数に基づく作業一行程の作業域幅（Ｗ１）の２倍未満であれば前記自動操向バルブ（７６）に出力して畦に追従させる第２の手段と、前記前方畦検出手段（Ｓ１０）により測定される距離が所定値以下であって、前記磁気方位センサ（Ｓ４）の測定値が１８０度未満の所定値の範囲内であると、磁気方位センサ（Ｓ４）の測定値に基づいて前記第１の手段により記憶された旋回時の操向量及び旋回時の変速レバー（１７）の操作位置である前記旋回時の変速値となるように前記自動操向バルブ（７６）と前記油圧式無段変速装置（１４）に出力して前記走行車体（２）を旋回させると共に磁気方位センサ（Ｓ４）の測定値に基づく旋回角度が１８０度に近い所定値になると、前記苗センサ（Ｓ８）の隣接条の苗の感知に基づいて先に植え付けた苗と所定の間隔を保って新しい条の苗を植え付けることができるように前記自動操向バルブ（７６）に出力して前記走行車体（２）を旋回させる第３の手段と、前記第３の手段による旋回が完了すると、前記苗植付部（４）を下降させると共に、前記エンジン回転数センサ（Ｓ２）及び変速レバーセンサ（Ｓ３）により走行距離を計測し、該走行距離が所定値に達すると、前記苗植付部（４）の植付作動の入り切りを行う植付クラッチを入りにして植え付け作業を再開させて前記第１の手段により記憶された直線走行方位で走行するように前記自動操向バルブ（７６）に出力して直線走行させる第４の手段とを有し、更に、前記前方の畦からの旋回する設定距離を変更可能な調節装置（２９）を設けた水田作業機である。
【００１０】
請求項１記載の発明により、圃場に水が多かったり水田作業機の走行速度が大きすぎたりして苗が倒れている場合、水田作業機の走行速度を減速側に制御する。
また、水田作業機は、制御装置（８１）により記憶された旋回時の操向量となるように旋回し、旋回角度が１８０度に近い所定値になると、苗センサ（Ｓ８）の隣接条の苗の感知に基づいて先に植え付けた苗と所定の間隔を保って新しい条の苗を植え付ける。
【００１１】
更に、畦検出センサ（Ｓ９）の畦検知により畦に沿って自動走行で苗を植え付ける。
そして、水田作業機の旋回が完了すると、苗植付部（４）を下降させて走行距離の計測を開始し、走行距離が所定値に達すると植付作業を再開する。また、圃場内の畦までの距離が所定値になったら水田作業機の自動旋回が可能になり自動操縦性が高まる。更に旋回作動を開始する畦までの設定距離を変更設定可能としている。
【００１２】
請求項１記載の発明により、圃場に水が多かったり水田作業機の走行速度が大きすぎたりして苗が倒れている場合、水田作業機の走行速度を減速側に制御して、過剰な泥押しを防止でき、整地性を保ちながら良好な作業あるいは栽培が行えるようにすることができる。また、苗センサ（Ｓ８）の隣接条の苗の感知に基づいて先に植え付けた苗と所定の間隔を保って新しい条の苗を植え付けるため、旋回して次の条に苗を植え付ける場合には、旋回の程度を正確にして次条に苗を植え付けることができる。
【００１３】
更に、畦検出センサ（Ｓ９）の畦検知により畦に沿って自動走行で苗を植え付けることができる。
そして、水田作業機の自動旋回による作業性が向上すると共に、畦までの距離に基づいて自動旋回するので、枕地の幅の適正化が図れる。更に前記旋回開始をするための所定距離を変更することにより、枕地の幅を任意に変更でき、圃場の状況に応じて自動操作性が高まる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
図１の全体側面図及び図２の全体平面図に示す水田作業機１は乗用施肥田植機であって、走行車体２の後側に昇降リンク装置３を介して苗植付部４が昇降可能に装着され、さらに走行車体２の後部に施肥装置５の肥料タンク６０等が設けられている。走行車体２の前部左右両側には、複数段づつの予備苗枠６、…が設けられている。
【００１５】
走行車体２は、駆動輪である各左右一対の前輪１０、１０及び後輪１１、１１を備えた四輪駆動車両であって、機体の前部にミッションケース１２、その後方にエンジン１３が設けられている。該エンジン１３の回転動力は、油圧式無段変速装置１４を介してミッションケース１２へ伝達される。そして、ミッションケース１２内の図示しない主変速装置で変速された後、前輪１０、１０及び後輪１１、１１と、苗植付部４及び施肥装置５の各駆動部とに伝達される。
【００１６】
オペレータが座る座席１５は、エンジン１３の上側に設置されている。この座席１５の下には、オペレータが座っているか否かを検出するシートセンサＳ１が設けられている。そして、座席１５の前方に操向車輪である前輪１０、１０の操向ハンドル１６が設けられ、また、その右側方に油圧式無段変速装置１４を操作する変速レバー１７が設けられている。１８は自動走行時に使用するティーチングスイッチである。なお、エンジン回転数をエンジン回転数センサＳ２、変速レバー１７の操作位置を変速レバーセンサＳ３、機体の進行方向を磁気方位センサＳ４でそれぞれ検出するようになっている。
【００１７】
また、走行車体２の前部左右両側の線引きマーカ２０にはカメラからなる苗センサＳ８と、音波による畦検出センサＳ９が設けられ、走行車体２の最前部には前方畦検出センサＳ１０（図１、２、７参照）が設けられている。また、座席１５の前進方向右側には植付・昇降レバー３７が設けられている。また、該植付・昇降レバー３７の作動があると植付・昇降レバーセンサ（図示せず）が作動する。
【００１８】
図３は操向装置の機構を示す図である。操向ハンドル１６に加えられた操作力は、電磁クラッチ２１を介して油圧操向機構２２に伝えられ、該油圧操向機構２２によってパワステユニット２３内のパワステシリンダ２４を作動させるようになっている。パワステユニット２３の出力軸２３ａにはピットマンアーム２５が前向きに取り付けられ、そのピットマンアーム２５の先端部と前輪支持ケース２６、２６に固着したナックルアーム２７、２７とがタイロッド２８、２８によって連結されている。これにより、パワステシリンダ２４を作動させると、その作動量に応じて前輪１０、１０が操向される。操向ハンドル１６の操作量はハンドル切れ角センサＳ５で、前輪１０、１０の操向量は操向量センサＳ６でそれぞれ検出する。
【００１９】
また、図４及び図５は後輪制動の機構を示す斜視図と平面図である。パワステユニット２３の出力軸２３ａには、前記ピットマンアーム２５と一体の連動アーム３０が後向きに取り付けられている。この連動アーム３０の後端部に連動プレート３１が回動自在に支持され、該連動プレート３１の左右端部とミッションケース内のサイドクラッチ３２、３２を操作するシフタアーム３４、３４とが操作ロッド３５、３５を介して連結されている。出力軸２３ａが回動すると、連動アーム３０に設けたローラ３６に案内させながら連動プレート３１が左右に移動し、それにより、出力軸２３ａの回動方向（旋回内側）の操作ロッド３５が引かれて、同じ側のシフタアーム３４が回動する。したがって、旋回時には、旋回内側のサイドクラッチ３２が自動的に「切」になる。
【００２０】
昇降リンク装置３は、前端側で回動自在に支持された互いに平行な１本の上リンク４０と左右一対の下リンク４１、４１の後端部とに連結枠４２が連結されており、該連結枠４２に苗植付部４がローリング自在に装着されている。昇降シリンダ４３を作動させることにより、各リンクが上下に回動し、苗植付部４がほぼ一定姿勢のまま昇降する。また、ローリングシリンダ４４を作動させることにより、走行車体２に対して苗植付部４がローリングする。
【００２１】
苗植付部４は６条植の構成で、フレームを兼ねる伝動ケース５０、苗を載せて左右往復動し、苗を一株づつ各条の苗取出口５１ａ、…に供給する苗載台５１、苗取出口５１ａ、…に供給された苗を圃場に植付ける苗植付装置５２、…等を備えている。苗植付部４の下部には中央にセンターフロート５５、その左右両側にサイドフロート５６、５６がそれぞれ設けられており、植付作業時には、各フロート５６、５６が泥面を整地しつつ滑走し、その整地跡に苗植付装置５２、…が苗を植付ける。
【００２２】
施肥装置５は、肥料タンク６０内の肥料を肥料繰出部６１、…によって一定量づつ下方に繰り出し、その繰り出された肥料を施肥ホース６２、…を通して施肥ガイド６３、…まで移送し、該施肥ガイド６３、…の前側に設けた作溝体６４、…によって苗植付条の側部近傍に形成される施肥溝内に落とし込むようになっている。
【００２３】
この水田作業機１の油圧装置は図６に示す構成となっている。油タンク７０の油を送り出す２個の油圧ポンプ７１、７２を備え、一方の油圧ポンプ７１で送り出される圧力油は昇降シリンダ４３に供給され、他方の油圧ポンプ７２で送り出される圧力油は分流弁７３によって２系統に分流され、ローリングシリンダ４４とパワステシリンダ２４を作動させる操向油圧回路Ａとにそれぞれ供給される。
操向油圧回路Ａには、手動操向バルブである前記油圧操向機構２２、自動操向バルブ７６、手動自動切替バルブ７７、その他のバルブ等が設けられている。
【００２４】
油圧操向機構２２は、操向ハンドル１６の操作に連動するポンプと方向制御バルブとを組み合わせて構成したもので、操向ハンドル１６が中立位置にあるときは、手動自動切替バルブ７７を経由して供給される圧力油をそのまま油タンク７０に戻し、操向ハンドル１６を中立位置よりも右に回すと、その操作量に相当する流量の油をパワステシリンダ２４の左シリンダ室２４ａに供給し、操向ハンドル１６を中立位置よりも左に回すとその操作量に相当する流量の圧力油をパワステシリンダ２４の右シリンダ室２４ｂに供給するようになっている。
【００２５】
自動操向バルブ７６は３位置４ポートの比例ソレノイドバルブで、ソレノイド７６ａが励磁されると、圧力油がパワステシリンダ２４の左シリンダ室２４ａに供給されるとともに、右シリンダ室２４ｂからの戻り油を手動自動切替バルブ７７に送るようになり、またソレノイド７６ｂが励磁されると、圧力油がパワステシリンダ２４の右シリンダ室２４ｂに供給されるとともに、左シリンダ室２４ａからの戻り油は手動自動切替バルブ７７に送られるようになっている。自動操向バルブ７６が中立位置にあるときは、圧力制御バルブ７８が開き、圧力油は自動操向バルブ７６を経由せず手動自動切替バルブ７７に送られる。
【００２６】
手動自動切替バルブ７７は２位置４ポートの比例ソレノイドバルブで、常態では油圧ポンプ７２からの圧力油を油圧操向機構２２に供給し、ソレノイド７７ａが励磁されると油圧ポンプ７２からの圧力油もしくはパワステシリンダ２４からの戻り油を油タンク７０に戻すようになっている。
【００２７】
図７は圃場内で自動走行させる自動走行制御装置のブロック図である。ティーチングスイッチ１８及び各センサＳ１〜Ｓ９からの信号が入力インターフェース８０を介してＣＰＵ８１に入力され、これらの情報に基づき、ＣＰＵ８１から出力インターフェース８２を介して油圧式無段変速装置１４を変速作動させる電動モータ１４ａ、電磁クラッチ２１のソレノイド２１ａ、自動操向バルブ７６のソレノイド７６ａ、７６ｂ、手動自動切替バルブ７７のソレノイド７７ａ、ブザー８３及び植付・昇降モータ８４に出力信号が出される。
【００２８】
自動走行制御は図８のフローチャートに示す流れで行われる。まず、自動走行スイッチ（ティーチングスイッチ）１８をＯＮにして、一行程分を手動操作でティーチング走行する。例えば、圃場の端部で折り返しながら往復作業する場合は、往復の直線走行と圃場端部での左右の旋回とで一行程とする。直線走行では、エンジン回転数センサＳ２及び変速レバーセンサＳ３から演算される変速値に基づく走行距離と、磁気方位センサＳ４による走行方位とを記憶する。また、直線走行距離と共に、旋回準備のための畦までの設定距離を記憶し、さらに、旋回走行では、ハンドル切れ角センサＳ５の値に相当する操向量と、エンジン回転数センサＳ２及び変速レバーセンサＳ３から演算される変速値とを記憶する。図９は、ティーチング時における磁気方位センサ値、操向量、変速値の変化の一例を示すグラフである。
【００２９】
次いで、自動走行スイッチ１８をＯＦＦにすると、前記ティーチング走行で記憶した直線走行方位に走行するように直進制御をする。この直進制御中にハンドル操作があった場合は、制御を中断してハンドル操作に応じて操向する。ティーチング走行で記憶した前記直線走行距離に到達する前に、旋回準備のため畦までの距離が設定値に達すると、下記の旋回制御に移行する。
【００３０】
また、前記畦からの旋回する設定距離は変更可能な調節装置（旋回距離調節ダイアル２９）を設けておき、畦までの設定距離の寸法を変更することによって畦際植付条と畦との間の距離（枕地の寸法）の調節を任意に変更することができる。これは、オペレータにより枕地での最後の苗植え付け位置が異なるので、各オペレータで任意に枕地の寸法の調節を行えるようにしたものである。
【００３１】
このとき、オペレーターが苗の補給モードをセットしていると、植付・昇降モータが「植付切」を出力し、畦際まで走行して停止し、作業開始のための操作があると、旋回制御に移る。
【００３２】
旋回制御では、ティーチング走行で記憶した旋回時操向量及び旋回時変速位置となるように旋回制御する。この旋回制御中においても、ハンドル操作があった場合は、制御を中断してハンドル操作に応じて操向する。そして、１８０度旋回すると、直進制御に復帰する。
【００３３】
本実施例では、図８のステップＢに示す直進走行時の変速制御のルーチンを図１０のフローチャートに示す。
本実施例の水田作業機には線引きマーカ２０の先端に隣接条の苗を感知できる苗センサＳ８を設けている。該苗センサＳ８により映像として写し出される苗は、図１１（ａ）に示すように狭い撮影範囲に限定される。そこで隣接条の苗が正常に植え付けられていると苗全部を苗センサＳ８は写し出すが、図１１（ｂ）に示すように苗が大きく傾いているときは、苗センサＳ８は苗の一部しか写し出さない。図１１（ｂ）に示す状態に苗があると、圃場に水が多くて水田作業機の走行速度が大きすぎて苗が倒れている場合、又は、泥によって苗が倒れているといえるので、苗センサＳ８は泥押しを検知するセンサとしての機能を果たすことになる。
【００３４】
苗センサＳ８で図１１（ｂ）に示すように、苗が泥押し状態であると判断されると、本実施例では水田作業機の走行速度を減速側に制御して、泥又は水による苗の押し具合を見ながら、最適な走行速度制御をすることで水田作業機の側方への過剰な泥押しを防止する。こうして、既作業域への水田作業機の走行による悪影響を防止して、整地性を保ちながら良好な作業あるいは栽培が行えるようにすることができる。
【００３５】
前述のように、矩形の圃場では直進走行と畦際での旋回走行で自動走行ができるが、図１２に示すように変形圃場での苗植え付け時には、条間が平行になるように植え付けできない最後の植え付け条のみは、前記ティーチングの結果と超音波によって畦までの距離を測定する畦検出センサＳ９の畦検知により畦に沿って自動走行で苗を植え付けることができる。
【００３６】
図８のステップＡに示すように、自動走行により直進している水田作業機が畦検出センサＳ９により畦までの距離を測定しながら直進走行距離、方位などがティーチングされているので、機体の条数（６条）に基づく作業一行程の作業幅Ｗ１と畦検出センサＳ９に基づく残りの作業域幅Ｗ２との関係から、Ｗ２＜Ｗ１×２となれば畦際の植付作業であるということが判断できる。このとき自動操向バルブ７６が作動して畦に追従して旋回する。そして、予めティーチングしてある最後の条分の走行距離と方位に基づき、直進走行して苗の植えじまいをする。
【００３７】
本実施例では、図１３の圃場での苗の植え付け状態を示す平面図に示すように、苗センサＳ８により前の条で植え付けた苗の最端部の条の苗を検知できるので、旋回時操向量と共に前記苗検知により旋回の程度を正確に制御できる。そのため、次のような図１４に示すフローにしたがって植え付け苗の各条の間隔を揃えることができる。
【００３８】
これは、図８のステップＣである「旋回時の操向量、変速値に基づいて旋回制御」のフローである。
直進走行距離がティーチングした値に到達したとき、植付・昇降レバーセンサＳ７が自動的に「切」になり、同時に植付・昇降モータ８４が苗植付部４を自動的に上昇させ、旋回を始める。
【００３９】
次いで磁気方位センサＳ４の測定値が１８０度未満の所定範囲内であると、方位センサＳ４の測定値に基づいて自動操向バルブ７６とＨＳＴ変速装置１４の電動モータ１４ａへ所定量の出力がなされ、旋回しながら前進する。そして磁気方位センサＳ４の測定値が１８０度未満であるが１８０度に近い所定値になると、苗センサＳ８の先に植えた隣接苗の検知により自動操向バルブ７６へ出力して、苗センサＳ８の中央に先に植えた隣接苗の中の一番端の条の苗を検出したかどうかを見る。苗センサＳ８の中央に苗を検出すると、１８０度の旋回が完了して、しかも先に植え付けた苗と所定の間隔を保って新しい条の苗を植え付けることができると判断される。そこで植付・昇降モータ８４により苗植付部４を下げて走行距離の計測を開始する。走行距離が所定値に達すると水田作業機の苗植付部４が先に植え付けた条の最後の苗の横に位置することになるので、このとき植付・昇降モータ８４の作動により植付クラッチ（図示せず）を「入」にして植付作業を再開する。
【００４０】
こうして、本実施例では植え付けた苗を検知できる苗センサＳ８を設けているので、旋回して次の条に苗を植え付ける場合には、旋回の程度を正確にして次条に苗を植え付けることができる。
【００４１】
また、走行車体２上に２個以上のＧＰＳレシーバー８６ａ、８６ｂを設け、前記１８０度旋回後の植え付け条間制御およびさらに直進走行制御を行うこともできる。
【００４２】
前工程で走行した位置を記憶させ、次工程で同じ軌跡上をＧＰＳレシーバー８６ａ、８６ｂが通過するように操行装置を制御させて走行する。このとき図１５に示すように図１３の苗センサＳ８に代えてＧＰＳレシーバー８６ａ、８６ｂにて前の条の最後の植え付けた苗時の位置を左右のＧＰＳレシーバー８６ａ、８６ｂで検知し、反転後のＧＰＳレシーバー８６ａ、８６ｂの位置が反転前のこれらの位置に対して直進走行線上にあるかどうかを確認しながら、これが左右にずれていると操向装置を用いて操向量を制御することもできる。
【００４３】
これにより、前工程の走行経路を基準にＧＰＳレシーバー８６ａ、８６ｂが同じ位置を通過するように次工程で機体を走行させるようにでき、前工程と次工程とで互いに隣接する植付条間隔を適正に維持することができ、植付後の栽培を良好に行える。また、前工程でＧＰＳレシーバー８６ａ、８６ｂが通過した軌跡上を次工程のＧＰＳレシーバー８６ａ、８６ｂが通過するように直進制御をすればよいので、制御部での演算回路（または制御プログラム）を簡素化でき、コストダウンが図れると共に、操行装置を作動させることによる直進制御の応答性も向上し、精度良く直進制御を行える。従来、機体の左右中央にレシーバーを設け、予め設定した圃場内の走行経路を予め設定する必要があり、コントローラ等の制御部が複雑な構成となったり、あるいはこの走行経路の設定の精度が悪いと前工程と次工程との位置関係が不適正になり、植付後の栽培に悪影響を与えるおそれがある。また、機体の左右中央にＧＰＳレシーバーを設け、前工程でＧＰＳレシーバーが走行した経路から所定量未作業側へオフセットした経路を次工程の設定経路とし、次工程でこの設定経路上をＧＰＳレシーバーが走行するように直進制御することが考えられるが、前工程の経路に基づいて制御部にて次工程の設定経路を演算する必要があるので、コントローラ等の制御部が複雑な構成となったり、それに伴って直進制御の応答性が低下したりするおそれがあり、直進制御の精度が悪くなるおそれがある。
【００４４】
また、図１６（ａ）、図１６（ｂ）に水田作業機１の平面略図に示すように走向直進性を維持するために、苗植付部４と後輪１１の車軸との間にシリンダ８９を設け、前後方向にローリングする構成にし、植付作業中に走行車体２が直進方向からずれても植付部４の直進性は維持できるようにすることができる。
【００４５】
このとき、図１７の苗植付部４の要部側面図に示すように、苗植付部４をラジアルボールベアリング（軸受）９０により上下方向の軸周りに回動可能に支持して前後方向にローリング可能にする。
【００４６】
水田作業機１が植付作業中に走行車体２が直進方向からずれた場合、シリンダ８９によって植付部の直進性は維持できるようにする。走行車体２と苗植付部４の直進性の検出は前記ＧＰＳレシーバー８６ａ、８６ｂによって行うことができる。
【００４７】
これは、走行車体２が直進方向からずれると、苗植付部４も直進方向からずれてしまい植付苗の条が乱れるので、これを防ぎ、走行車体２が直進方向から多少ずれてもできるだけ苗が直線的に植え付けられるようにするためである。
【００４８】
図１８には、上記苗植付部４の直進制御のフローを示す。このように苗植付部４のローリングによる直進性の制御は走行車体２が旋回などの操向制御中に苗植え付部４が不規則的に左右いずれかの方向にふれることがあるので、ＧＰＳレシーバー８６ａ、８６ｂによる位置検出により苗植付部４を前後方向にローリングさせることが望ましい。
【００４９】
これらの制御中、オペレータが座席１５から離れていることをシートセンサＳ１が検出すると、変速装置１４の電動モータ１４ａに出力して所定の車速まで減速させるようになっている。このため、苗補給作業を安全に行うことができる。
【００５０】
また、ティーチングした直線走行距離に近づく（例えば５ｍ手前）と、ブザー８３に出力してオペレータに知らせるようになっている。このため、間もなく旋回が始まることを事前に察知することができ、苗補給作業を行っていても適切に対処でき安全である。
【００５１】
さらに、センサの断線等により異常が生じた場合は、ブザー８３に出力して警報を発するとともに、油圧式無段変速装置１４を最低速まで減速させるように電動モータ１４ａに出力する。これにより、オペレータが座席１５から離れた位置にいたとしても、作業があまり進まないうちに適正な対策をとることができ、植付不良の領域を最小限に抑えられる。油圧式無段変速装置１４を最低速まで減速させる代わりに、エンジン１３を停止させるようにしてもよい。なお、異常発生時の警報音は直線走行距離に近づいた時の警報音と異ならせておくのが好ましい。
【００５２】
走行時、油圧装置は以下のように作動する。
まず、ティーチング走行時（通常の手動走行時も含む）については、ソレノイド７７ａが励磁しておらず、手動自動切替バルブ７７はポンプポートとシリンダポートとが連通している。自動操向バルブ７６は中立位置のまま保持される。したがって、油圧ポンプ７２からの圧力油は、圧力制御バルブ７８及び手動自動切替バルブ７７を通って油圧操向機構２２に供給される。この状態で操向ハンドル１６を操作すると、「入」状態にある電磁クラッチ２１を介して油圧操向機構２２が駆動され、操向ハンドル１６の操作方向及び操作量に応じて前輪１０、１０が操向される。
【００５３】
一方、自動走行時には、ソレノイド７７ａが励磁し、手動自動切替バルブ７７がポンプポートとタンクポートとが連通するように切り替わるとともに、ソレノイド２１ａが励磁し、電磁クラッチ２１が「切」になる。そして、ＣＰＵ８１からの指令に基づき、自動操向バルブ７６のソレノイド７６ａ、７６ｂに出力する。このとき、油圧ポンプ７２からの圧力油が全量パワステシリンダ２４に流れるので、パワステシリンダ２４の作動が安定している。また、パワステシリンダ２４からの戻り油が全量油タンク７０へ戻るので、自動操向バルブ７６に背圧がかからず、当該バルブ７６の作動負荷を低く抑えられることにより、自動操向制御の精度を良好に維持できる。このとき電磁クラッチ２１が「切」になっているので、前輪１０、１０が地面から受ける力によって操向ハンドル１６は動かない。
【００５４】
以上説明した自動走行制御では、所定距離だけ直線走行すると自動的に旋回を開始するようになっているが、苗補給作業中に不意に旋回が開始される危険を回避するために、オペレータが行うスイッチ操作により直進制御から旋回制御に移行するように構成してもよい。その場合、直進制御から旋回制御に移行させるスイッチ操作具として、例えば図２に二点鎖線で示すように、操向ハンドル１６の近傍に指操作式の旋回レバー１９Ｌ、１９Ｒを設けるのが好適である。旋回レバー１９Ｌを操作すると左旋回を開始し、旋回レバー１９Ｒを操作すると右旋回を開始する。
【００５５】
上記のようなオペレータのスイッチ操作で旋回を開始する構成においては、ティーチングした直線走行距離に近づく（例えば５ｍ手前）と、ブザー８３に出力するとともに、電動モータ１４ａに出力して所定の車速まで減速させるようにするとよい。もっと近づいても（例えば３ｍ手前）旋回レバー１９Ｌ、１９Ｒいずれの操作もない場合には、エンジン１３を停止させるようにしてもよい。
【００５６】
また、図１９（ａ）の側断面図で示す補助苗枠９０の構成を採用して、補助苗枠９０に載っている苗箱９１が空になると、補助苗枠９０のレバー９２を引くと空の一以上の苗箱９１が畦方向（前方）に飛び出す構成（図１９（ｂ））にすると、補助苗枠から補助者が空の苗箱９１を補助苗枠９０から取り出す作業をしなくて済む。従来は畦にいる補助者が補助苗枠から空の苗箱を畦へ取り出したり、オペレータが機体から畦へ降りて補助苗枠９０にある空の苗箱を畦へ取り出したりする必要がある。補助苗枠９０の苗箱載置部の下方にスプリング９３付きのレバー９２とそのリンク機構９５を設けておき、レバー９２を図１９（ｂ）のように矢印方向に回すと、スプリング９３がリンク機構９５からはずれて排出ガイド９６により苗箱がはじき出される構成になっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の水田作業機の側面図である。
【図２】図１の水田作業機の平面図である。
【図３】図１の水田作業機の操向装置の機構を示す側面図である。
【図４】図１の水田作業機の後輪制動の機構を示す斜視図である。
【図５】図１の水田作業機の後輪制動の機構を示す平面図である。
【図６】図１の水田作業機の油圧回路図である。
【図７】図１の水田作業機の自動走行制御装置のブロック図である。
【図８】図１の水田作業機の自動走行制御のフローチャートである。
【図９】図１の水田作業機のティーチング時における磁気方位センサ値、操向量、変速値の変化の一例を示すグラフである。
【図１０】図１の水田作業機の直進自動走行制御のフローチャートである。
【図１１】図１の水田作業機の泥押しセンサ（苗センサ）の苗の検出範囲を説明する図である。
【図１２】図１の水田作業機の自動走行時の圃場内の苗植付状況を説明する図である。
【図１３】図１の水田作業機の自動旋回走行制御時の機体と植付苗の関係を説明する図である。
【図１４】図１の水田作業機の旋回自動走行制御のフローチャートである。
【図１５】図１の水田作業機の自動旋回走行制御時の機体と植付苗の関係を説明する図である。
【図１６】図１の水田作業機の平面略図である。
【図１７】図１の水田作業機の平面略図である。
【図１８】図１の水田作業機の旋回自動走行制御のフローチャートである。
【図１９】図１の水田作業機の補助苗枠からの空の苗箱飛び出し機構図である。
【符号の説明】
１水田作業機２走行車体
３昇降リンク装置４苗植付部
５施肥装置６予備苗枠
１０前輪１１後輪
１２ミッションケース１３エンジン
１４油圧式無段変速装置１４ａ電動モータ
１５座席１６操向ハンドル
１７変速レバー１８ティーチングスイッチ（自動走行スイッチ）
１９Ｌ、１９Ｒ旋回レバー
２０線引きマーカ２１電磁クラッチ
２１ａソレノイド２２油圧操向機構
２３パワステユニット２３ａ出力軸
２４パワステシリンダ２４ａ左シリンダ室
２４ｂ右シリンダ室２５ピットマンアーム
２６前輪支持ケース２７ナックルアーム
２８タイロッド２９旋回距離調節ダイアル
３０連動アーム３１連動プレート
３２サイドクラッチ３４シフタアーム
３５操作ロッド３６ローラ
３７植付・昇降レバー４０上リンク
４１下リンク４２連結枠
４３昇降シリンダ４４ローリングシリンダ
５０伝動ケース５１苗載台
５１ａ苗取出口５２苗植付装置
５５センターフロート５６サイドフロート
６０肥料タンク６１肥料繰出部
６２施肥ホース６３施肥ガイド
６４作溝体７０油タンク
７１、７２油圧ポンプ７３分流弁
７６自動操向バルブ７６ａ、７６ｂソレノイド
７７手動自動切替バルブ
７７ａソレノイド７８圧力制御バルブ
８０入力インターフェース
８１制御装置（ＣＰＵ）８２出力インターフェース
８３ブザー８４植付・昇降モータ
８６ａ、８６ｂＧＰＳレシーバー
８９シリンダ９０ラジアルボールベアリング（補助苗枠）
９１苗箱９２レバー
９３スプリング９５リンク機構
９６排出ガイド
Ａ操向油圧回路Ｓ１シートセンサ
Ｓ２エンジン回転数センサ
Ｓ３変速レバーセンサ
Ｓ４磁気方位センサＳ５ハンドル切れ角センサ
Ｓ６操向量センサＳ７植付・昇降レバーセンサ
Ｓ８泥押しセンサ（苗センサ）
Ｓ９畦検出センサＳ１０前方畦検出センサ

Claims

左右一対の前輪（１０）及び後輪（１１）を備えた走行車体（２）と、
該走行車体（２）の後側に昇降可能に設けられた苗植付部（４）と、
前記走行車体（２）に設けられ、隣接条の苗を映像として写し出して感知する苗センサ（Ｓ８）と、
前記走行車体（２）の前進方向に向かって、該走行車体（２）の側方に設けられ、畦までの距離を測定する畦検出センサ（Ｓ９）と、
前記走行車体（２）の前方に設けられ、該走行車体（２）から前方の畦までの距離を測定する前方畦検出手段（Ｓ１０）と、
前記苗センサ（Ｓ８）により苗が倒れているのを感知すると、前記走行車体（２）の走行速度を減速させる減速制御機能を有する制御装置（８１）とを設け、
更に、前記走行車体（２）にエンジン（１３）と、前記前輪（１０）を操向操作する操向ハンドル（１６）と、前記前輪（１０）を操向する操向装置の油圧回路（Ａ）と、該油圧回路（Ａ）に設けられ、前記制御装置（８１）により制御される自動操向バルブ（７６）と、前記エンジン（１３）の回転動力を変速する油圧式無段変速装置（１４）と、該油圧式無段変速装置（１４）を操作する変速レバー（１７）と、前記エンジン（１３）のエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ（Ｓ２）と、前記変速レバー（１７）の操作位置を検出する変速レバーセンサ（Ｓ３）と、前記走行車体（２）の進行方向を検出する磁気方位センサ（Ｓ４）と、前記操向ハンドル（１６）の操作量を検出するハンドル切れ角センサ（Ｓ５）とを設け、
前記制御装置（８１）は、予め作業一行程分を前記操向ハンドル（１６）や変速レバー（１７）の手動操作により直線走行及び旋回させた場合の直線走行時の前記エンジン回転数センサ（Ｓ２）と変速レバーセンサ（Ｓ３）の検出値に基づく直線走行距離と磁気方位センサ（Ｓ４）の検出値からの演算に基づく直線走行方位、及びハンドル切れ角センサ（Ｓ５）の検出値から演算される旋回時の操向量と前記エンジン回転数センサ（Ｓ２）と変速レバーセンサ（Ｓ３）から演算される旋回時の変速値を記憶させる第１の手段と、
前記第１の手段により記憶された直線走行距離及び直線走行方位で走行するように前記自動操向バルブ（７６）に出力して直線走行させると共に、該直線走行時でも前記畦検出センサ（Ｓ９）により測定される畦までの距離である残りの作業域幅（Ｗ２）が前記走行車体（２）の条数に基づく作業一行程の作業域幅（Ｗ１）の２倍未満であれば前記自動操向バルブ（７６）に出力して畦に追従させる第２の手段と、
前記前方畦検出手段（Ｓ１０）により測定される距離が所定値以下であって、前記磁気方位センサ（Ｓ４）の測定値が１８０度未満の所定値の範囲内であると、磁気方位センサ（Ｓ４）の測定値に基づいて前記第１の手段により記憶された旋回時の操向量及び旋回時の変速レバー（１７）の操作位置である前記旋回時の変速値となるように前記自動操向バルブ（７６）と前記油圧式無段変速装置（１４）に出力して前記走行車体（２）を旋回させると共に磁気方位センサ（Ｓ４）の測定値に基づく旋回角度が１８０度に近い所定値になると、前記苗センサ（Ｓ８）の隣接条の苗の感知に基づいて先に植え付けた苗と所定の間隔を保って新しい条の苗を植え付けることができるように前記自動操向バルブ（７６）に出力して前記走行車体（２）を旋回させる第３の手段と、
前記第３の手段による旋回が完了すると、前記苗植付部（４）を下降させると共に、前記エンジン回転数センサ（Ｓ２）及び変速レバーセンサ（Ｓ３）により走行距離を計測し、該走行距離が所定値に達すると、前記苗植付部（４）の植付作動の入り切りを行う植付クラッチを入りにして植え付け作業を再開させて前記第１の手段により記憶された直線走行方位で走行するように前記自動操向バルブ（７６）に出力して直線走行させる第４の手段とを有し、
更に、前記前方の畦からの旋回する設定距離を変更可能な調節装置（２９）を設けたことを特徴とする水田作業機。