JP6896435B2 - 水田作業機 - Google Patents
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これにより運転者は、表示装置を目視して、走行機体の位置と作業走行ラインとの位置関係を認識しながら、ステアリング操作をすることにより、走行機体を作業走行ラインに沿って走行させることができる。
本発明は水田作業機において、田面の整地が適切に行われるようにすることを目的としている。
走行機体に昇降自在に支持されて田面に資材を供給する作業を行う作業装置と、
田面に接地して整地する整地位置及び田面から上方に上昇した非整地位置に昇降自在な整地部とが備えられて、
前記走行機体の位置を検出する測位部と、前記走行機体が走行する作業走行ラインを取得する作業走行ライン取得部とが備えられ、
前記作業装置を停止状態として前記走行機体を水田における入口から最初に作業を開始する作業スタート位置までの経路を走行させる非作業走行を判別する判別部と、
前記走行機体を水田における入口から最初に作業を開始する作業スタート位置までの経路を走行させる際に、前記整地部を前記整地位置に自動的に下降させる制御部とが備えられている。
このように作業走行の開始前に行われる非作業走行に着目して、非作業走行で整地部による整地が行われるようにすることにより、田面の整地が適切に行われるようになって、作業装置の作業が精度よく行われるようになる。
前記判別部は、
前記走行機体の位置と前記作業走行ラインとに基づいて、前記非作業走行を判別すると好適である。
前記整地部が、前記作業装置の下部に設けられたフロートであり、
前記制御部は、
前記非作業走行であると、前記作業装置の停止状態で前記作業装置を田面に下降させることにより、前記整地部を前記整地位置に下降させると好適である。
本発明によると、非作業走行において、作業装置の停止状態で作業装置が田面に下降操作されて、フロートが田面に接地して田面を整地するのであり、既存の部材と言ってもよいフロートを有効に使用することができる。
前記整地部が、左右方向の横軸芯周りで整地体を回転駆動する整地装置であり、
前記整地部を前記整地位置及び前記非整地位置に昇降駆動する整地部昇降装置が備えられて、
前記判別部は、
前記非作業走行、及び、前記作業装置を作動状態として前記走行機体を畦に沿って畦際を走行させる回り作業走行を判別し、
前記制御部は、
前記非作業走行及び前記回り作業走行であると、前記整地部昇降装置により前記整地部を前記整地位置に下降させると好適である。
本発明によると、非作業走行において、整地装置が整地位置に下降操作されて、整地装置により田面が整地される。
本発明によると、回り作業走行において、整地装置が整地位置に下降操作されて、整地装置により田面が整地されながら、作業走行が行われるので、田面が荒れた畦際でも作業装置の作業が精度よく行われるようになる。
前記走行機体の位置に基づいて、前記走行機体が前記作業走行ラインに沿って走行するように、前記走行機体の自動操縦を行う自動走行制御部が備えられていると好適である。
前記非作業走行に、
資材を補給する為に作業を中断して畦際の所定位置に走行する状態、及び、資材の補給を終了して畦際の前記所定位置から作業を再開する位置に走行する状態が含まれると好適である。
本発明の実施形態における前後方向及び左右方向は、特段の説明がない限り、以下のように記載している。走行機体50の走行時における前進側の進行方向が「前」であり、後進側の進行方向が「後」である。前後方向での前向き姿勢を基準として右側に相当する方向が「右」であり、左側に相当する方向が「左」である。
図1及び図2に示すように、乗用型田植機は、右及び左の前輪1、右及び左の後輪2を備えた走行機体50の後部に、リンク機構3及びリンク機構3を昇降駆動する油圧シリンダ4が備えられ、リンク機構3の後部に苗植付装置5(作業装置に相当)が支持されている。
図1及び図3に示すように、走行機体50の前部に備えられたエンジン31の動力が、伝動ベルト32を介して静油圧式の無段変速装置33、及びミッションケース34に伝達され、ミッションケース34の内部の副変速装置(図示せず)から、前輪デフ機構(図示せず)及び前車軸ケース35の内部の伝動軸(図示せず)を介して、右及び左の前輪1に伝達される。
これにより、右及び左の前輪1、左の後輪2(旋回外側)(左のサイドクラッチ40の伝動状態)に動力が伝達され、右の後輪2(旋回中心側)(右のサイドクラッチ40の遮断状態)が自由回転する状態で、走行機体50は右に旋回する。
これにより、右及び左の前輪1、右の後輪2(旋回外側)(右のサイドクラッチ40の伝動状態)に動力が伝達され、左の後輪2(旋回中心側)(左のサイドクラッチ40の遮断状態)が自由回転する状態で、走行機体50は左に旋回する。
図1及び図4に示すように、ミッションケース34において、副変速装置の直前から分岐した動力が、植付クラッチ26及びPTO軸25を介して苗植付装置5に伝達されており、植付クラッチ26を伝動及び遮断状態に操作する電動モータ28が備えられている。
図1に示すように、苗植付装置5の前部に、整地装置71(整地部に相当)が支持されている。
後述するように、苗植付装置5が田面に下降操作されて、フロート9が田面に接地した状態において、整地装置71が整地位置に下降操作されると、整地体73は田面に接地するのであり、整地装置71が非整地位置に上昇操作されると、整地体73は田面から上方に離れる。
苗植付装置5が田面から上昇操作されて、フロート9が田面から上方に離れると、整地装置71が整地位置に下降操作されても、整地体73は田面に接地せずに田面から上方に離れている。
図4に示すように、苗植付装置5の横軸芯P1周りに、中央のフロート9の後部が上下に揺動自在に支持されて、苗植付装置5に対する中央のフロート9の高さを検出するポテンショメータ型式の高さセンサー22が備えられており、高さセンサー22の検出値が制御装置23に入力されている。走行機体50の進行に伴って中央のフロート9が田面に接地追従するのであり、高さセンサー22の検出値により、田面(中央のフロート9)から苗植付装置5までの高さを検出することができる。
図1,2,4に示すように、操縦ハンドル20の下側の右の横側に操作レバー12が備えられて、操作レバー12が右の横外側に延出されている。操作レバー12は中立位置N1から上側の第1上昇位置UU1、第2上昇位置UU2、下側の第1下降位置DD1、第2下降位置DD2、後側の右マーカー位置MR及び前側の左マーカー位置MLの十字方向に操作自在に構成されて、中立位置N1に付勢されており、操作レバー12の操作位置が制御装置23に入力されている。
図4に示すように、操作レバー12を第2上昇位置UU2に操作すると、植付クラッチ26が遮断状態に操作され、苗植付装置5の自動昇降制御が停止状態となり、右及び左のマーカー19が格納姿勢に操作され、制御弁24が上昇位置に操作されて、油圧シリンダ4が収縮作動して苗植付装置5が上昇する。苗植付装置5が上限位置に達したことが角度センサー29により検出されると、制御弁24が中立位置に操作されて、油圧シリンダ4が停止する。
図1及び図2に示すように、走行機体50の前部の右部及び左部に右及び左の支持フレーム16が備えられており、支持フレーム16に予備苗のせ台15が支持されている。右及び左の支持フレーム16の上部に亘って、支持フレーム17が連結されている。
慣性計測装置48及び計測装置30の慣性計測は、IMU(Inertial Measurement Unit)により構成されている。
これにより、計測装置30及び慣性計測装置48によって、走行機体50の位置及び走行機体50の方位が検出される。
図1,2,4に示すように、変速レバー45の操作位置が制御装置23に入力されている。走行機体50の前部において平面視で走行機体50の左右中央CLの位置に、センターマスコット14が備えられている。操縦ハンドル20(操向部材41)を操作する操向モータ51が備えられ、変速レバー45を操作する変速モータ53が備えられている。
図5に示すように、例えば畦B1,B2,B3,B4を備えた水田において、畦B1〜B4の畦際ラインB11,B21,B31,B41の位置データ、及び、水田の出口B23の位置データを、例えば以下の(1)〜(5)に示す方法のうちのいずれか一つ(又は複数)によって事前に得て、コンピュータ49に記憶しておく。
図5に示すように、乗用型田植機が水田の近傍に到着すると(走行機体50の位置K1)、畦際ラインB11〜B41の位置データ及び水田の出口B23の位置データがコンピュータ49からスマートフォン46に送信される。畦際ラインB11〜B41の位置データ及び水田の出口B23の位置データが、スマートフォン46からWi−Fiユニット47に送信されて、Wi−Fiユニット47から制御装置23に送られる。
図5に示すように、畦際ラインB11,B21から走行機体50(苗植付装置5)の横幅だけ水田の中央側の位置に、畦際ラインB11,B21に沿って枕地ラインLA1,LA2が設定される。畦際ラインB31,B41から走行機体50(苗植付装置5)の横幅だけ水田の中央側の位置に、畦際ラインB31,B41に沿って枕地ラインLB1,LB2が設定される。
図8に示すように、走行機体50が位置K1に位置した状態において、運転者が操作部18を操作すると、計測装置30による走行機体50の位置及び慣性計測装置48による慣性情報により、変速モータ53(変速レバー45)及び操向モータ51(操縦ハンドル20)が操作されて、走行機体50が位置K1を発進し、経路LC1に沿って走行して、最初に作業を開始する作業スタート位置としての位置K2で停止する。
図7及び図8に示すように、作業開始位置C1〜C7及び作業終了位置D1〜D7、作業走行ラインL01〜L07、旋回ラインLL1〜LL6が設定された状態において、運転者が操作部18を操作することにより、自動走行制御部62によって、以下に示す操作が行われる。
自動走行制御部62は、変速レバー45(変速モータ53)及び操縦ハンドル20(操向モータ51)を操作するのにあたり、前述の状態に適した制御機能が備えられている。
自動旋回制御部64は、変速レバー45(変速モータ53)及び操縦ハンドル20(操向モータ51)を操作するのにあたり、前述の状態に適した制御機能が備えられている。
図8に示すように、走行機体50が位置K2に位置した状態において、運転者が操作部18を操作すると、作業モードに切り換えられる。
この場合、走行機体50の位置と作業走行ラインL01〜L07とにより、判別部54によって作業走行であると判別されて、制御部60により整地装置71は非整地位置に維持される。
図9に示すように、苗植付装置5(植付アーム8)が作業終了位置D1に達すると、植付クラッチ26が遮断状態に操作されて(苗の植え付けの停止)、右のマーカー19が格納姿勢に操作される。
これにより、運転者は、表示装置27を目視する同時に、センターマスコット14と、前述の作業走行ラインL02に対応する田面の位置の指標とを目視することによって、走行機体50が作業走行ラインL02に沿って走行することを確認することができる。
図11に示すように、走行機体50が作業走行ラインL07から作業終了位置D7に達して、作業走行ラインL01〜L07に沿っての走行を終了すると、走行機体50は作業終了位置D7で停止する。
図11に示すように、走行機体50が位置K6に位置した状態において、運転者が操作部18を操作すると、苗植付装置5が田面に下降操作され、苗植付装置5の自動昇降制御が作動状態となり(植付クラッチ26の遮断状態)、右及び左のマーカー19は作用姿勢に操作されずに格納姿勢に保持される。苗植付装置5が田面に下降操作されたことが、表示装置27に表示される。
これにより、図11に示すように、走行機体50が畦際ラインB41及び枕地ラインLB2に沿って走行しながら、苗の植え付けが行われる(回り作業走行LD1)。
制御部60により、昇降モータ75が作動して整地装置71が整地位置に下降操作されて、整地クラッチが伝動状態に操作されるのであり、整地装置71が整地位置に下降操作されたことが、表示装置27に表示される。これにより、フロート9及び整地装置71(整地体73)によって、回り作業走行LD1の田面が整地される。
次に運転者が操作部18を操作すると、旋回モードにより、走行機体50の向きの修正及び前後進が行われて、走行機体50が位置K7で停止する。
これにより、図11に示すように、走行機体50が畦際ラインB21及び枕地ラインLA2に沿って走行しながら、苗の植え付けが行われる(回り作業走行LD2)。
制御部60により、昇降モータ75が作動して整地装置71が整地位置に下降操作されて、整地クラッチが伝動状態に操作されるのであり、整地装置71が整地位置に下降操作されたことが、表示装置27に表示される。これにより、フロート9及び整地装置71(整地体73)によって、回り作業走行LD2,LD3,LD4の田面が整地される。
作業走行ラインL01〜L07及び旋回ラインLL1〜LL6や、回り作業走行LD1〜LD4において、苗のせ台10の苗が少なくなった場合、運転者は、図1及び図2に示す予備苗のせ台15から苗を取り出して苗のせ台10に補給する。
予備苗のせ台15の各々に苗の存否を検出する苗センサー(図示せず)が備えられて、苗センサーの検出信号が制御装置23に入力されており、苗センサーの検出信号に基づいて、予備苗のせ台15に残る苗の数を検出することができる。
苗残量演算部66による前述の演算は、作業走行ラインL01〜L07の各々において行われている。
図4に示すように、非作業走行制御部67がソフトウェアとして制御装置23に備えられており、前述の(畦際の所定位置への走行)(その1)に記載の状態のように、作業終了位置D3で走行機体50が停止した状態において、運転者が操作部18を操作すると、予備苗のせ台15に苗を補給すべき状態となったことにより、判別部54によって非作業走行であると判別されるのであり、制御部60及び非作業走行制御部67により以下の説明のような操作が行われる。
図13に示すように、畦B4に補給位置B24が事前に設定されており、補給位置B24に苗や燃料等が事前に置かれて準備されている。
前述の(作業走行ライン及び旋回ラインの設定)(その1)に記載のように、畦際ラインB11〜B41の位置データ及び水田の出口B23の位置データがコンピュータ49から送信される際、補給位置B24に隣接する畦際の所定位置K12の位置データも含まれており、畦際の所定位置K12の位置データが畦位置取得部52に取得されて記憶されている。
施肥装置(図示せず)や薬剤散布装置(図示せず)を搭載した乗用型田植機であれば、補給位置B24の肥料や薬剤を走行機体50に補給すればよい。
図13に示すように、経路LC3,LC4が、作業走行ラインL01〜L07の位置を避けるように、畦B1,B4に沿って設定されており、作業走行ラインL01〜L07の田面が、できるだけ荒らされないようにしている。
図14に示すように、例えば走行機体50が作業走行ラインL03の途中に位置している状態(位置K11)において、このまま走行を続行して次の作業走行ラインL04に入った場合、作業走行ラインL04の途中で予備苗のせ台15の全ての苗を消費してしまう状態であると、苗残量演算部66において演算されたとする。
又は、例えば走行機体50が作業走行ラインL03の途中に位置している状態(位置K11)において、予備苗のせ台15の全ての苗を消費してしまったとする。
走行機体50の位置や苗残量演算部66による演算によって、判別部54が非作業走行を判別するのではなく、操作レバー12が第2上昇位置UU2に操作されて苗植付装置5が上限位置に上昇操作された状態、前輪1が右(左)の設定角度A2を越えて右(左)の操向限度側に操向操作された状態、右又は左のサイドクラッチ40が遮断状態に操作された状態等に基づいて、判別部54が非作業走行を判別するようにしてもよい。
整地装置71を苗植付装置5に支持させるのではなく、リンク機構3とは別の整地部リンク機構、昇降モータ75や昇降シリンダ(整地部昇降装置に相当)(図示せず)を、走行機体50の後部に備え、整地部リンク機構に整地装置71を支持して、昇降モータ75や昇降シリンダにより整地部リンク機構を昇降駆動するようにしてもよい。
整地装置71を備えないようにしてもよい。この構造によると、苗植付装置5を田面に下降操作した状態が、フロート9が整地位置に下降した状態となる。
図13及び図14に示す経路LC3〜LC6において、運転者が操縦ハンドル20及び変速レバー45を手動で操作することによって、走行機体50を走行させるようにしてもよい。この構造によると、図13及び図14に示す経路LC3〜LC6ではなく、運転者の任意の経路を走行することができる。
作業走行ライン設定部61及び旋回ライン設定部63を、制御装置23に備えなくてもよい。
この場合、作業走行ライン設定部61及び旋回ライン設定部63を、ソフトウェアとして、走行機体50とは別に設置されるコンピュータ等(例えば図4に示すコンピュータ49等)に備える。
自動走行制御部62により変速レバー45(変速モータ53)及び操縦ハンドル20(操向モータ51)が操作されるのではなく、運転者が変速レバー45を手動で操作して、走行機体50の走行速度を任意に設定し、自動走行制御部62により操縦ハンドル20(操向モータ51)が操作されるようにしてもよい。
自動走行制御部62を備えなくてもよい。この場合、走行機体50の位置と、作業走行ラインL01〜L07(回り作業走行LD1〜LD4)とを表示装置27に表示することにより、運転者が表示装置27を目視しながら操縦ハンドル20及び変速レバー45を手動で操作して、走行機体50の作業走行ラインL01〜L07に沿っての走行、及び回り作業走行LD1〜LD4を行う。
この場合、本発明は、苗ばかりではなく、種子や肥料、薬剤、燃料等の資材を補給する必要が生じた場合にも適用できる。
9 整地部、フロート
30 測位部
50 走行機体
54 判別部
55 作業走行ライン取得部
60 制御部
62 自動走行制御部
71 整地部、整地装置
73 整地体
75 整地部昇降装置
B1〜B4 畦
B22 入口
K2 作業スタート位置
K12 畦際の所定位置
LC1 経路
L01〜L07 作業走行ライン
LD1〜LD4 回り作業走行
P4 横軸芯
Claims (6)
- 走行機体に昇降自在に支持されて田面に資材を供給する作業を行う作業装置と、
田面に接地して整地する整地位置及び田面から上方に上昇した非整地位置に昇降自在な整地部とが備えられて、
前記走行機体の位置を検出する測位部と、前記走行機体が走行する作業走行ラインを取得する作業走行ライン取得部とが備えられ、
前記作業装置を停止状態として前記走行機体を水田における入口から最初に作業を開始する作業スタート位置までの経路を走行させる非作業走行を判別する判別部と、
前記走行機体を水田における入口から最初に作業を開始する作業スタート位置までの経路を走行させる際に、前記整地部を前記整地位置に自動的に下降させる制御部とが備えられている水田作業機。 - 前記判別部は、
前記走行機体の位置と前記作業走行ラインとに基づいて、前記非作業走行を判別する請求項1に記載の水田作業機。 - 前記整地部が、前記作業装置の下部に設けられたフロートであり、
前記制御部は、
前記非作業走行であると、前記作業装置の停止状態で前記作業装置を田面に下降させることにより、前記整地部を前記整地位置に下降させる請求項1又は2に記載の水田作業機。 - 前記整地部が、左右方向の横軸芯周りで整地体を回転駆動する整地装置であり、
前記整地部を前記整地位置及び前記非整地位置に昇降駆動する整地部昇降装置が備えられて、
前記判別部は、
前記非作業走行、及び、前記作業装置を作動状態として前記走行機体を畦に沿って畦際を走行させる回り作業走行を判別し、
前記制御部は、
前記非作業走行及び前記回り作業走行であると、前記整地部昇降装置により前記整地部を前記整地位置に下降させる請求項1又は2に記載の水田作業機。 - 前記走行機体の位置に基づいて、前記走行機体が前記作業走行ラインに沿って走行するように、前記走行機体の自動操縦を行う自動走行制御部が備えられている請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の水田作業機。
- 前記非作業走行に、
資材を補給する為に作業を中断して畦際の所定位置に走行する状態、及び、資材の補給を終了して畦際の前記所定位置から作業を再開する位置に走行する状態が含まれる請求項1〜5のうちのいずれか一項に記載の水田作業機。
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