JP7179638B2

JP7179638B2 - 農業機械

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Publication number: JP7179638B2
Application number: JP2019024623A
Authority: JP
Inventors: 拓也西久保
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2019-02-14
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2022-11-29
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Also published as: EP3925424A1; WO2020166163A1; US20210124365A1; CN113473839B; JP2020129995A; EP3925424A4; CN113473839A

Description

本発明は、例えば、トラクタ、コンバイン、田植機等の農業機械に関する。

従来、特許文献１に開示されたトラクタが知られている。
特許文献１に開示のトラクタは、車体を自動で運転する自動運転用の電子制御システムと、障害物の有無を検出する障害物検出モジュールと、障害物検出モジュールが障害物を検出すると車体の走行を抑制する走行抑制制御部と、探査対象領域に存在する障害物を検出する複数の障害物探査器とを備えている。

特開２０１８－１７４８９０号公報

特許文献１に開示のトラクタにあっては、複数の障害物探査器によって、車体の周囲に存在する障害物を検出することができる。近年では、トラクタにおいて、障害物探査器が車体の周囲に存在する障害物に対して精度良く検出することが、より求められている。
そこで、本発明は、より精度よく車体の周囲に存在する障害物を検出することができる農業機械を提供することを目的とする。

本発明の農業機械は、前輪及び後輪を有する車体と、障害物を検出可能な障害物検出装置と、前記障害物検出装置の位置を変更可能な位置変更機構と、を備えている。
前記位置変更機構は、前記障害物検出装置を、予め定められ位置であって障害物を検出する検出位置と、前記検出位置から前記車体に近い側に退避する退避位置とに位置変更するものであり、前記車体より当該車体の幅方向外側に延設されるように当該車体に固定される第１支持アームと、前記第１支持アームに回動自在に支持され、前記障害物検出装置が設けられる第２支持アームと、を有しており、前記第２支持アームは、前記第１支持アームに対して回動することで、前記第１支持アームから前記車体の幅方向外側に延出する第１位置と、前記第１支持アームから上方に延出する第２位置とに切り換えられるものであり、前記第２支持アームが前記第１位置にある時の前記障害物検出装置の位置を前記検出位置とし、前記第２支持アームが前記第２位置にある時の前記障害物検出装置の位置を前記退避位置としている。

前記障害物検出装置は、第１障害物検出装置及び第２障害物検出装置を含めて複数設けられており、前記第２支持アームは、互いに対向する第１端部及び第２端部を有し、前記第１端部が前記第１支持アームに枢支され、前記第２端部に前記第１障害物検出装置が設けられ、前記第１端部と前記第２端部との間の前記第２支持アームの中途部に前記第２障害物検出装置が設けられている。
前記第１障害物検出装置はレーザスキャナであり、前記第２障害物検出装置はソナーである。

前記農業機械は、前輪及び前記後輪を用いての前記農業機械の自動走行を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記障害物検出装置における障害物の検出結果に基づいて前記自動走行を制御する。

上記の構成によれば、より精度よく車体の周囲に存在する障害物を検出することができる。

トラクタの全体平面図である。トラクタの全体側面図である。トラクタの前部の拡大側面図である。トラクタの前部の拡大平面である。トラクタの正面図である。障害物検出装置の拡大図である。トラクタのブロック図である。障害物検出装置の変形例である。障害物検出装置が検出位置である場合のトラクタの正面図である。障害物検出装置が退避位置である場合のトラクタの正面図である。障害物検出装置が検出位置である場合のトラクタの側面図である。障害物検出装置が退避位置である場合のトラクタの側面図である。トラクタの右側に設けた位置変更機構の斜視図である。トラクタの右側に設けた位置変更機構の拡大斜視図である。トラクタの右側に設けた位置変更機構の詳細図である。位置変更機構の第１変形例を示す図である。位置変更機構の第２変形例を示す図である。位置変更機構の第３変形例を示す図である。ウエイトで支持アームを支持する図である。障害物検出装置を取り付けるブラケットを支持アームに引っかける図である。検出位置を制御装置等に記憶する例を示す図である。検出位置を表示装置で表示した例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、農業機械の１つであるトラクタを示している。この実施形態では、トラクタを例にとり農業機械について説明するが、農業機械は、トラクタの他、コンバイン、田植機等であってもよい。なお、説明の便宜上、図１の矢印Ｅ１の方向を前方、矢印Ｅ２の方向を後方、矢印Ｅ３の方向を幅方向という。幅方向Ｅ３において、矢印Ｅ４側を幅方向内側、矢印Ｅ５を幅方向外側ということがある。

図１、図２に示すように、トラクタ１は、走行装置７を有する車体３と、原動機４と、変速装置５とを備えている。走行装置７は、前輪７Ｆ及び後輪７Ｒを有する装置である。前輪７Ｆは、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。また、後輪７Ｒも、タイヤ型であってもクローラ型であってもよい。原動機４は、エンジン（ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン）、電動モータ等である。変速装置５は、変速によって走行装置７の推進力を切換可能であると共に、走行装置７の前進、後進の切換が可能である。車体３には、運転席１０が設けられている。運転席１０は、保護装置９により保護されている。保護装置９は、運転席１０の前方、後方、上方及び側方を取り囲むことにより当該運転席１０を保護するキャビン、少なくとも運転席１０の上方を覆うことにより当該運転席１０を保護するロプス等である。保護装置９の下方には、フェンダ１３が取り付けられており、フェンダ１３は後輪７Ｒの上部を覆っている。

車体３の後部には、３点リンク機構等で構成された連結部が設けられている。連結部には、作業装置が着脱可能である。作業装置を連結部に連結することによって、車体３によって作業装置を牽引することができる。作業装置は、耕耘する耕耘装置、肥料を散布する肥料散布装置、農薬を散布する農薬散布装置、収穫を行う収穫装置、牧草等の刈取を行う刈取装置、牧草等の拡散を行う拡散装置、牧草等の集草を行う集草装置、牧草等の成形を行う成形装置等である。

図１に示すように、車体３は、複数の車体フレーム２０を有している。複数の車体フレーム２０は、左側に設けられた車体フレーム２０Ｌと、右側に設けられた車体フレーム２０Ｒとを含んでいる。車体フレーム２０Ｌ及び車体フレーム２０Ｒは、それぞれは変速装置５側から前方に延設されていて、原動機４の下部を支持している。車体フレーム２０Ｌと車体フレーム２０Ｒとは幅方向に離間している。車体フレーム２０Ｌの前端部と車体フレーム２０Ｒの前端部とは、前連結板２０Ｆにより連結されている。車体フレーム２０Ｌの中途部と車体フレーム２０Ｒの中途部とは、中途連結板２０Ｍにより連結されている。車体フレーム２０Ｌと車体フレーム２０Ｒとは、前車軸ケース２９を支持している。前車軸ケース２９内には、前輪７Ｆを回転自在に支持する前車軸１５（図６参照）が収容されている。なお、車体フレーム２０は、前車軸ケース２９以外の構造体を支持するフレームであってもよい。

複数の車体フレーム２０の上部には、ボンネット２５が設けられている。ボンネット２５は、車体フレーム２０に沿って前後方向に延設されている。ボンネット２５は、保護装置９の幅方向の中央部に配置されている。図１、図２に示すように、ボンネット２５は、左側に設けられた左側壁２５Ｌと、右側に設けられた右側壁２５Ｒと、左側壁２５Ｌと右側壁２５Ｒとの上部を連結する上壁部２５Ｕとを有している。左側壁２５Ｌ、右側壁２５Ｒ及び上壁部２５Ｕによってエンジンルームが形成され、エンジンルームに原動機４、冷却ファン、ラジエータ、バッテリ等を収容している。左側壁２５Ｌの左側方と、右側壁２５Ｒの右側方とには、それぞれ前輪７Ｆが配置されている。

ボンネット２５の前側、即ち、車体フレーム２０Ｌ、２０Ｒの前側には、ウエイト２６が設けられている。ウエイト２６は、前連結板２０Ｆにボルト等の締結具により取付けられたウエイトブラケット２７に取付けられている。
図６に示すように、トラクタ１は、操舵装置１１を備えている。操舵装置１１は、ハンドル（ステアリングホイール）１１ａと、ハンドル１１ａの回転に伴って回転する回転軸（操舵軸）１１ｂと、ハンドル１１ａの操舵を補助する補助機構（パワーステアリング機構）１１ｃと、を有している。補助機構１１ｃは、油圧ポンプ２１と、油圧ポンプ２１から吐出した作動油が供給される制御弁２２と、制御弁２２により作動するステアリングシリンダ２３とを含んでいる。制御弁２２は、制御信号に基づいて作動する電磁弁である。制御弁２２は、例えば、スプール等の移動によって切り換え可能な３位置切換弁である。また、制御弁２２は、操舵軸１１ｂの操舵によっても切換可能である。ステアリングシリンダ２３は、前輪７Ｆの向きを変えるアーム（ナックルアーム）２４に接続されている。

したがって、ハンドル１１ａを操作すれば、当該ハンドル１１ａに応じて制御弁２２の切換位置及び開度が切り換わり、当該制御弁２２の切換位置及び開度に応じてステアリングシリンダ２３が左又は右に伸縮することによって、前輪７Ｆの操舵方向を変更することができる。なお、上述した操舵装置１１は一例であり、上述した構成に限定されない。
トラクタ１は、位置検出装置３０を備えている。位置検出装置３０は、保護装置９の天板に装着されている。なお、位置検出装置３０は、保護装置９の天板に装着されているが、車体３における装着場所は限定されず、別の場所であってもよい。また、位置検出装置３０は、作業装置に装着されていてもよい。

位置検出装置３０は、衛星測位システムによって自己の位置（緯度、経度を含む測位情報）を検出する装置である。即ち、位置検出装置３０は、測位衛星から送信された信号（測位衛星の位置、送信時刻、補正情報等）を受信し、受信した信号に基づいて位置（緯度、経度）を検出する。位置検出装置３０は、測位衛星からの信号を受信可能な基地局（基準局）からの補正等の信号に基づいて補正した位置を、自己の位置（緯度、経度）として検出してもよい。また、位置検出装置３０がジャイロセンサや加速度センサ等の慣性計測装置を有し、慣性計測装置によって補正した位置を、自己の位置として検出してもよい。以上の位置検出装置３０によれば、トラクタ１（車体３）の位置（走行位置）を位置検出装置３０によって検出することができる。

トラクタ１は、制御装置４０を備えている。制御装置４０は、ＣＰＵ、電気回路、電子回路等で構成されていて、トラクタ１の様々な制御を行う。制御装置４０には、トラクタ１の駆動状態等を検出する状態検出装置４１が接続されている。状態検出装置４１は、例えば、走行系の状態を検出する装置等であって、例えば、クランクセンサ、カムセンサ、エンジン回転センサ、アクセルセンサ、車速センサ、操舵角センサ、位置検出装置３０）等の状態を検出する。なお、状態検出装置４１は、走行系の状態以外に、昇降レバー検出センサ、ＰＴＯ回転検出センサ等であってもよい。

制御装置４０は、トラクタ１における走行系の制御、作業系の制御を行う。制御装置４０は、例えば、状態検出装置４１が検出した検出状態に基づいてエンジン回転数、車速、操舵装置１１の操舵角等を制御する。また、状態検出装置４１は、状態検出装置４１が検出した検出状態に基づいて、連結部を昇降する昇降装置の昇降、ＰＴＯ回転数等の制御を行う。

制御装置４０は、トラクタ１（車体３）の自動走行の制御（自動走行制御）が可能である。制御装置４０は、自動走行モードと、手動走行モードとに切り換え可能である。自動走行モードである場合、制御装置４０は、少なくとも車体３の走行位置（位置検出装置３０で検出された位置）と、予め設定された走行ルート（走行経路）が一致するように、即ち、車体３と走行ルートとが一致するように、制御弁２２の切換位置及び開度を設定する。言い換えれば、自動走行モードである場合、制御装置４０は、トラクタ１の走行位置と走行ルートとが一致するように、ステアリングシリンダ３５の移動方向及び移動量（前輪７Ｆの操舵方向及び操舵角）を設定する。

詳しくは、自動走行モードである場合、制御装置４０は、車体３の走行位置と、走行ルートで示された位置（走行予定位置）とを比較し、走行位置と走行予定位置とが一致している場合は、操舵装置１１におけるハンドル１１ａの操舵角及び操舵方向（前輪７Ｆの操舵角及び操舵方向）を変更せずに保持する（制御弁２２の開度及び切換位置を変更せずに維持する）。制御装置４０は、走行位置と走行予定位置とが一致していない場合、当該走行位置と走行予定位置との偏差（ズレ量）が零となるように、操舵装置１１におけるハンドル１１ａの操舵角及び／又は操舵方向を変更する（制御弁２２の開度及び／又は切換位置を変更する）。

なお、上述した実施形態では、制御装置４０は、自動走行制御において、走行位置と走行予定位置との偏差に基づいて操舵装置１１の操舵角を変更していたが、走行ルートの方位とトラクタ１（車体３）の進行方向（走行方向）の方位（車体方位）とが異なる場合、制御装置４０は、車体方位が走行ルートの方位に一致するように操舵角を設定してもよい。また、制御装置４０は、自動走行制御において、偏差（位置偏差）に基づいて求めた操舵角と、方位偏差に基づいて求めた操舵角とに基づいて、自動走行制御における最終の操舵角を設定してもよい。上述した実施形態における自動走行制御における操舵角の設定は一例であり、限定されない。

また、制御装置４０は、自動走行制御において、トラクタ１（車体３）の実際の車速が、予め設定された走行ルートに対応する車速に一致するように、走行装置７、即ち、前輪７Ｆ及び／又は後輪７Ｒの回転数を制御してもよい。
また、制御装置４０は、後述する障害物検出装置４５における障害物の検出結果に基づいて自動走行を制御する。例えば、障害物検出装置４５が障害物を検出していない場合は自動走行を継続して行い、障害物検出装置４５が障害物を検出した場合に自動走行を停止する。より具体的には、障害物検出装置４５が障害物を検出した場合に、制御装置４０は、障害物とトラクタ１との距離が予め定められた距離以下である場合に、トラクタ１を停止することで自動走行を停止する。

図１に示すように、トラクタ１は、複数の障害物検出装置４５を備えている。複数の障害物検出装置４５のそれぞれは、当該トラクタ１の周囲に存在する物体、即ち、障害物を検出可能である。複数の障害物検出装置４５のうち、少なくとも１つは、保護装置９の前方で且つボンネット２５の幅方向の外方に設けられている。即ち、トラクタ１の保護装置９の前方の領域（前方領域）Ａ１に着目した場合、少なくとも１つの障害物検出装置４５は、ボンネット２５の左側壁２５Ｌよりも幅方向の外側の領域（外側領域）Ａ２、或いは、ボンネット２５の右側壁２５Ｒよりも幅方向の外側の領域（外側領域）Ａ２に配置されている。

具体的には、前輪７Ｆにおいて、ボンネット２５の側壁（左側壁２５Ｌ、右側壁２５Ｒ）と対向する側を内側部７Ｆ１、内側部７Ｆ１と反対側を外側部７Ｆ２とした場合、障害物検出装置４５は、外側部７Ｆ２よりも幅方向外側に設けられている。言い換えれば、障害物検出装置４５は、前輪７Ｆの外側方に設けられている。障害物検出装置４５は、前輪７Ｆの前方に設けられている。

図５に示すように、障害物検出装置４５は、レーザスキャナ４５Ａ、ソナー４５Ｂ等である。レーザスキャナ４５Ａは、レーザを照射することによって物体（障害物）を検出する。レーザスキャナ４５Ａは、投受光部４５Ａ１と、筐体４５Ａ２とを含んでいる。投受光部４５Ａ１は、レーザを照射し且つ、照射したレーザが障害物に当たって反射した反射光を受光する。筐体４５Ａ２は、投受光部４５Ａ１を収容するケースである。レーザスキャナ４５Ａは、レーザの照射から受光までの時間に基づいて障害物までの距離を検出する。

ソナー４５Ｂは、音波を照射することによって物体（障害物）を検出する。ソナー４５Ｂは、投受音部４５Ｂ１と、筐体４５Ｂ２とを含んでいる。投受音部４５Ｂ１は、音波を照射し且つ、当該照射した音波が障害物に当たって反射した反射音を受ける。筐体４５Ｂ２は、投受音部４５Ｂ１を収容するケースである。ソナー４５Ｂは、音波の照射から反射音の受音までの時間に基づいて、障害物までの距離を検出する。

図１、図４に示すように、レーザスキャナ４５Ａが、前輪７Ｆの前方であって、当該前輪７Ｆの外側部７Ｆ２よりも幅方向外側に配置されている。より詳しくは、レーザスキャナ４５Ａにおいて、投受光部４５Ａ１が、前輪７Ｆの前方且つ外側部７Ｆ２よりも幅方向外側に配置されている。
レーザスキャナ４５Ａの投受光部４５Ａ１は、前輪７Ｆの上端部７Ｆ３よりも低い位置に設置されている。即ち、投受光部４５Ａ１は、ボンネット２５の上壁部２５Ｕの下方で且つ、前車軸１５の上方に位置している。

また、ソナー４５Ｂが、前輪７Ｆの前方であって、前輪７Ｆの内側部７Ｆ１とボンネット２５の側壁（左側壁２５Ｌ、右側壁２５Ｒ）との間に設けられている。より詳しくは、ソナー４５Ｂにおいて、投受音部４５Ｂ１が、前輪７Ｆの前方且つ、内側部７Ｆ１とボンネット２５の側壁との間に設けられている。言い換えれば、図３Ｂに示すように、前輪７Ｆの内側部７Ｆ１とボンネット２５の側壁（左側壁２５Ｌ、右側壁２５Ｒ）との間を、前輪７Ｆの前方に向けて投影した場合に、投影した範囲（投影範囲Ｇ１）に、ソナー４５Ｂが設けられている。

図１、図３Ｂ及び図４に示すように、障害物検出装置４５は、支持機構５０によって車体３に支持されている。支持機構５０は、障害物検出装置４５を車体３に対して位置変更不能に固定する固定機構である。支持機構５０は、車体フレーム２０Ｌの前部に取付けられ且つ前方に突出する左支持体５１と、左支持体５１から幅方向外方であって左側に延びる左支持アーム５２とを備えている。

左支持体５１は、車体フレーム２０Ｌに装着された取付プレート５１ａと、取付プレート５１ａから前方にいくにしたがって幅方向外方に移行する延設プレート５１ｂと、延設プレート５１ｂから前方に延び且つ左支持アーム５２が取り付けられる取付プレート５１ｃとを含んでいる。取付プレート５１ｃは、ウエイト２６の左の側方（左側方）に位置している。

左支持アーム５２は、角筒状に形成された金属製の部材である。左支持アーム５２の一端は取付プレート５１ｃに装着され、左支持アーム５２の他端は自由端である。左支持アーム５２の自由端側は、左の車輪７Ｆの外側部７Ｆ２側に位置していて、ブラケット５５を介してレーザスキャナ４５Ａが取り付けられている。左支持アーム５２の自由端側には、ブラケット５５が取り付けられ、当該ブラケット５５に、レーザスキャナ４５Ａの筐体４５Ａ２が取り付けられている。ここで、投受光部４５Ａ１から照射するレーザの照射ラインを「Ｌ１」とした場合、照射ラインＬ１が水平方向となるように、ブラケット５５は筐体４５Ａ２を支持している。言い換えれば、筐体４５Ａ２の上面と、左支持アーム５２の上部とが平行となるように、ブラケット５５が筐体４５Ａ２を支持している。

また、左支持アーム５２の中途部には、ブラケット５６が取り付けられ、当該ブラケット５６に、ソナー４５Ｂの筐体４５Ｂ２が取り付けられている。
以上によれば、左支持アーム５２によって、障害物検出装置４５の１つであるレーザスキャナ４５Ａを、保護装置９の前方で且つボンネット２５の幅方向の左の外方で支持し、且つ、ウエイト２６の左側方で支持している。

また、左支持アーム５２によって、レーザスキャナ４５Ａだけでなく、ソナー４５Ｂをウエイト２６の左側方で支持している。つまり、図３Ｂに示すように、左支持アーム５２は、ウエイト２６の左側方に配置され、ウエイト２６の前端部２６Ｆの後方に設けられている。また、障害物検出装置４５（レーザスキャナ４５Ａ及びソナー４５Ｂ）は、左支持アーム５２と同様に、ウエイト２６の左側方に配置され、ウエイト２６の前端部２６Ｆの後方に設けられている。より詳しくは、ウエイト２６の左側方において、ウエイト２６の前端部２６Ｆと後端部との間の領域Ａ１０に、左支持アーム５２及び障害物検出装置４５（レーザスキャナ４５Ａ及びソナー４５Ｂ）が設けられている。

また、支持機構５０は、車体フレーム２０Ｒの前部に取付けられ且つ前方に突出する右支持体５３と、右支持体５３から幅方向外方であって右側に延びる右支持アーム５４とを備えている。右支持体５３及び右支持アーム５４は、左支持体５１及び左支持アーム５２の反対側で、障害物検出装置４５を支持している。右支持体５３及び右支持アーム５４の構造は、左支持体５１及び左支持アーム５２と同じである。

右支持体５３は、車体フレーム２０Ｒに装着された取付プレート５３ａと、取付プレート５３ａから前方にいくにしたがって幅方向外方に移行する延設プレート５３ｂと、延設プレート５３ｂから前方に延び且つ右支持アーム５４が取り付けられる取付プレート５３ｃとを含んでいる。取付プレート５３ｃは、ウエイト２６の右の側方（右側方）に位置している。

右支持アーム５４は、角筒状に形成された金属製の部材である。右支持アーム５４の一端は取付プレート５３ｃに装着され、右支持アーム５４の他端は自由端である。右支持アーム５４の自由端側は、右の車輪７Ｆの外側部７Ｆ２側に位置していて、ブラケット５７を介してレーザスキャナ４５Ａが取り付けられている。右支持アーム５４の自由端側には、ブラケット５７が取り付けられ、当該ブラケット５７に、レーザスキャナ４５Ａの筐体４５Ａ２が取り付けられている。投受光部４５Ａ１における照射ラインＬ１が水平方向となるように、ブラケット５７は筐体４５Ａ２を支持している。言い換えれば、筐体４５Ａ２の上面と、右支持アーム５４の上部とが平行となるように、ブラケット５７が筐体４５Ａ２を支持している。

また、右支持アーム５４の中途部には、ブラケット５８が取り付けられ、当該ブラケット５８に、ソナー４５Ｂの筐体４５Ｂ２が取り付けられている。
以上によれば、右支持アーム５４によって、障害物検出装置４５の１つであるレーザスキャナ４５Ａを、保護装置９の前方で且つボンネット２５の幅方向の右の外方で支持し、且つ、ウエイト２６の右側方で支持している。また、右支持アーム５４によって、レーザスキャナ４５Ａだけでなく、ソナー４５Ｂをウエイト２６の右側方で支持している。つまり、図３Ｂに示すように、右支持アーム５４は、ウエイト２６の右側方に配置され、ウエイト２６の前端部２６Ｆの後方に設けられている。また、障害物検出装置４５（レーザスキャナ４５Ａ及びソナー４５Ｂ）は、右支持アーム５４と同様に、ウエイト２６の右側方に配置され、ウエイト２６の前端部２６Ｆの後方に設けられている。より詳しくは、ウエイト２６の右側方において、ウエイト２６の前端部２６Ｆと後端部との間の領域Ａ１１に、右支持アーム５４及び障害物検出装置４５（レーザスキャナ４５Ａ及びソナー４５Ｂ）が設けられている。

上述した実施形態では、左支持体５１及び右支持体５３は、車体フレーム２０に取付けられて支持アーム（左支持アーム５２、右支持アーム５４）を支持する構造であったが、ウエイト２６に取付ける構造であってもよい。図１５に示すように、ウエイト２６は、複数の個別プレート２６ａと、複数の個別プレート２６ａを連結する連結具２５０とを有している。連結具２５０は、複数の個別プレート２６ａに形成された穴に挿入可能なボルト等の棒材２５１と、棒材２５１の抜け止めを行うナット等の抜け止め具２５２とを含んでいる。左支持体５１及び右支持体５３は、棒材２５１を挿入する挿入孔を有していて、複数の個別プレート２６ａと共に共締めされることで、ウエイト２６に固定（支持）される。

また、図１６に示すように、ブラケット５５～５８は、フック型（掛止型）であってもよい。具体的には、ブラケット５５～５８は、支持アーム（左支持アーム５２、右支持アーム５４）の外面に掛止する掛止部２６０を有し、掛止部２６０には、ボルト等の締結具２６１を挿入する挿入孔が形成されている。また、支持アーム（左支持アーム５２、右支持アーム５４）には、締結具２６１を挿入して締結する締結穴が形成されている。したがって、ブラケット５５～５８の掛止部２６０を支持アームに掛止めして締結具２６１を支持アームに締結することにより簡単に、障害物検出装置４５（レーザスキャナ４５Ａ及びソナー４５Ｂ）を取付けることができる。

上述したように、農業機械は、前輪７Ｆ及び後輪７Ｒを有する車体３と、車体３の前側に設けられたボンネット２５と、車体３に設けられ且つ運転席１０を保護する保護装置９と、障害物を検出可能な障害物検出装置４５であって保護装置９の前方で且つボンネット２５の幅方向の外方に設けられた障害物検出装置４５と、を備えている。これによれば、例えば、トラクタ１等の農業機械において、保護装置９の前方に位置するボンネット２５の周辺の障害物を、障害物検出装置４５によって簡単に精度よく検出することができる。例えば、農業機械において、ボンネット２５から幅方向外側に突出している構造体が設けられている場合であったとしても、障害物検出装置４５によって、構造体の周りの状態を検出することができる。

障害物検出装置４５は、前輪７Ｆの側方、即ち、幅方向外方又は幅方向内方に設けられている。これによれば、図１に示すように、農業機械において、前輪７Ｆの側方エリアＡ２０及び前輪７Ｆの前方エリアＡ２１に存在する障害物を精度よく検出することができる。特に、障害物検出装置４５として、レーザスキャナ４５Ａを前輪７Ｆの側方に設けた場合は、車体３の前部から後部に亘る広範囲の障害物を、障害物検出装置４５によって検出することができる。

障害物検出装置４５は、前輪７Ｆの前方に設けられている。これによれば、前輪７Ｆの周囲に存在する障害物を、障害物検出装置４５によって精度よく検出することができる。例えば、前輪７Ｆの大きさが大きい場合は、前輪７Ｆよりも後方で保護装置９に装着した障害物検出装置に比べて、前輪７Ｆの周囲の障害物の検出をより行うことができる。
障害物検出装置４５は、前輪７Ｆの前方であって且つボンネット２５と前輪７Ｆとの間、即ち、前輪７Ｆの前方においてボンネット２５と前輪７Ｆとの幅方向の範囲内（投影範囲Ｇ１）に設けられている。これによれば、ボンネット２５と前輪７Ｆとの間に存在する障害物を、障害物検出装置４５によって、より正確に検出することができる。

農業機械は、ボンネット２５を支持する車体フレーム２０Ｌ、２０Ｒと、車体フレーム２０Ｌ、２０Ｒから幅方向外側に延び且つ障害物検出装置４５を支持する支持アーム（左支持アーム５２、右支持アーム５４）と、を備えている。これによれば、支持アーム（左支持アーム５２、右支持アーム５４）によって、障害物検出装置４５を強固に支持することができる。

農業機械は、ボンネット２５の前側に設けられたウエイト２６を備え、障害物検出装置４５は、ウエイト２６の幅方向の側方に設けられている。これによれば、障害物検出装置４５によって、ウエイト２６の周辺に存在する障害物を正確に検出することができる。
上述した実施形態では、障害物検出装置４５を保護装置９の前方に設けているが、保護装置９の前方以外の箇所に、障害物検出装置４５を設けてもよい。図７は、障害物検出装置４５の配置の変形例を示している。図７に示すように、保護装置９の後部にレーザスキャナ４５Ａを設けてもよいし、保護装置９の左部及び右部にソナー４５Ｂを設けてもよい。また、図７に示すように、前輪７Ｆの前方において、レーザスキャナ４５Ａの両側にソナー４５Ｂを設けてもよい。また、前輪７Ｆの前方において、当該前輪７Ｆのトレッド部７Ｆ４と対向する対向範囲Ａ２２に、レーザスキャナ４５Ａ又はソナー５４Ｂを設けてもよい。

上述した実施形態では、障害物検出装置４５を支持機構５０によって車体３に固定していたが、これにかえて、図８～図１１に示すように、トラクタ１等の農業機械は、障害物検出装置４５の位置を変更可能な位置変更機構８０を備えていてもよい。図８～図１１は、保護装置９の前方で且つボンネット２５の幅方向の外方に設けられた障害物検出装置４５の位置を変更することができる位置変更機構８０を設けた場合を示している。

位置変更機構８０は、障害物検出装置４５を、予め定められ位置であって障害物を検出する検出位置Ｑ１と、検出位置Ｑ１から車体３側に退避する退避位置Ｑ２とに位置変更する。位置変更機構８０は、トラクタ１の前部において、左側と右側とに設けられている。以下、説明の便宜上、トラクタ１の前部の右側に設けられた位置変更機構８０を例にとり説明する。なお、トラクタ１の前部の左側に設けられた位置変更機構８０は、右側に設けられた位置変更機構８０と構造は同じである。

位置変更機構８０は、第１支持アーム１０１と、第２支持アーム１０２とを有している。第１支持アーム１０１は、車体３に固定された支持アームであり、第２支持アーム１０２は、第１支持アーム１０１に対して回動自在に支持された支持アームである。即ち、位置変更機構８０は、障害物検出装置４５を支持する支持アームを備えていて、支持アームは、位置を変更可能となっている。

図１２Ａ～図１２Ｃに示すように、第１支持アーム１０１は、前板部１０１Ｆと、前板部１０１Ｆから後方に配置された後板部１０１Ｒとを有していて、前板部１０１Ｆ及び後板部１０１Ｒの左端部は、取付プレート５３ｃに固定されている。前板部１０１Ｆ及び後板部１０１Ｒには、厚み方向に貫通する貫通孔が形成されていて、当該貫通孔に回動軸１０５が挿入されている。また、前板部１０１Ｆ及び後板部１０１Ｒには、回動軸１０５が挿入される貫通孔とは別の貫通孔が形成されていて、別の貫通孔には、ロックピン１０３が挿入可能である。ロックピン１０３は、貫通孔に対して抜き差しすることができるピンである。

第２支持アーム１０２は、取付部１１０と、回動部１１１とを有している。取付部１１０は、筒状に形成された金属製の部材であって、障害物検出装置４５が取り付けられる部材である。取付部１１０の先端部（自由端側）には、ブラケット５７が設けられ、レーザスキャナ４５Ａの筐体４５Ａ２が取り付けられている。取付部１１０の中途部には、ブラケット５８が取り付けられ、当該ブラケット５８に、ソナー４５Ｂの筐体４５Ｂ２が取り付けられている。

回動部１１１は、取付部１１０に連結されていて、前板部１０１Ｆ及び後板部１０１Ｒに対して回動軸１０５の周りに回動する部分である。回動部１１１は、前板部１１１Ｆと、後板部１１１Ｒとを含んでいる。前板部１１１Ｆ及び後板部１１１Ｒの右端部には、取付部１１０が固着されている。また、前板部１１１Ｆ及び後板部１１１Ｒには、厚み方向に貫通する貫通孔が形成されていて、当該貫通孔に回動軸１０５が挿入されている。また、前板部１１１Ｆ及び後板部１１１Ｒには、回動軸１０５が挿入される貫通孔とは別の貫通孔１１５が形成されていて、別の貫通孔１１５には、ロックピン１０３が挿入可能である。

前板部１１１Ｆ及び後板部１１１Ｒにおいて、別の貫通孔１１５は、少なくとも２か所に設けられていて、一方の貫通孔１１５ａにロックピン１０３を挿入すると、回動部１１１（取付部１１０）が検出姿勢に保持され、他方の貫通孔１１５ｂにロックピン１０３を挿入すると、回動部１１１（取付部１１０）が退避姿勢に保持される。即ち、第２支持アーム１０２は、検出姿勢である場合には、第１支持アーム１０１によって水平方向に保持され、障害物検出装置４５（レーザスキャナ４５Ａ及びソナー４５Ｂ）を検出位置Ｑ１に位置させる。一方、第２支持アーム１０２は、退避姿勢である場合には、第１支持アーム１０１によって垂直方向に保持され、障害物検出装置４５（レーザスキャナ４５Ａ及びソナー４５Ｂ）を退避位置Ｑ２に位置させる。退避位置Ｑ２では、障害物検出装置４５（レーザスキャナ４５Ａ及びソナー４５Ｂ）は、前輪７Ｆの外側部７Ｆ２よりも幅方向の内側に位置している。即ち、退避位置Ｑ２では、照射ラインＬ１が縦向き（垂直方向）になっていて、障害物を検出する姿勢ではない。つまり、位置変更機構８０は、障害物検出装置４５（レーザスキャナ４５Ａ及びソナー４５Ｂ）を使用しない退避位置Ｑ２に退避させる。

なお、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示すように、位置変更機構８０は、第２支持アーム１０２の検出姿勢を検出する第１姿勢検出装置１３０と、第２支持アーム１０２の退避姿勢を検出する第２姿勢検出装置１３１とを有している。第１姿勢検出装置１３０は、前板部１０１Ｆと後板部１０１Ｒとにわたって設けられた検出板１３２が第１姿勢検出装置１３０に接触した場合に第２支持アーム１０２が検出姿勢であることを検出する。第２姿勢検出装置１３１は、取付部１１０の基端部（取付プレート５３Ｃ側）に設けられた検出板１３３が第２姿勢検出装置１３１に接触した場合に第２支持アーム１０２が退避姿勢であることを検出する。第１姿勢検出装置１３０及び第２姿勢検出装置１３１の検出情報は、制御装置４０に入力される。制御装置４０は、例えば、第１姿勢検出装置１３０及び第２姿勢検出装置１３１の検出情報を運転席１０の近傍に設けられた表示装置７０（図６参照）に表示したり、自動走行を開始する場合に検出姿勢である場合に自動走行の許可を行い、退避姿勢である場合に自動走行の許可を行わないといった制御を行う。

位置変更機構８０は、障害物検出装置４５を、予め定められ位置であって障害物を検出する検出位置Ｑ１と、検出位置Ｑ１から車体３側に退避する退避位置Ｑ２とに位置変更する。これによれば、例えば、障害物検出装置４５を、出来るだけ死角の少ない広範囲にわたって検出することができる所定の位置である検出位置Ｑ１に配置することができる一方で、邪魔にならない退避位置Ｑ２に配置することができる。即ち、障害物検出装置４５を検出位置Ｑ１と退避位置Ｑ２とに位置変更可能にすることによって、出来るだけ検出精度が良くなる位置に配置することができる。

なお、自動走行を行う場合には、位置変更機構８０によって障害物検出装置４５を検出位置Ｑ１にすることで、障害物の存在を当該障害物検出装置４５によって検知しながら自動走行を行うことができる。また、自動走行を行わない場合には、位置変更機構８０によって障害物検出装置４５を退避位置Ｑ２にすることで、障害物検出装置４５による検知を行わずに手動走行を行うことができる。

位置変更機構８０は、車体３に固定された第１支持アーム１０１と、第１支持アーム１０１に対して回動自在に支持された第２支持アーム１０２とを有している。これによれば、第１支持アーム１０１に対して第２支持アーム１０２を回動させるだけで簡単に、障害物検出装置４５を検出位置Ｑ１と退避位置Ｑ２とに位置変更することができる。
さて、上述した実施形態では、位置変更機構８０は、障害物検出装置４５を検出位置Ｑ１と退避位置Ｑ２とに位置変更しているが、障害物検出装置４５を複数の検出位置Ｑ１に位置変更してもよい。

図１３は、障害物検出装置４５を複数の検出位置Ｑ１に位置変更する位置変更機構１８０を示している。図１３では、上述した実施形態と同様に、トラクタ１の右側に設けた位置変更機構１８０を示しているが、当然の如く、位置変更機構１８０をトラクタ１の左側に設けてもよい。
位置変更機構１８０は、車体に固定された第１支持アーム２０１と、第１支持アーム２０１の長手方向に移動可能な第３支持アーム２０３とを有している。第１支持アーム２０１は、筒状に形成された金属製の部材であり、一端が取付プレート５３ｃに固定されている。

第３支持アーム２０３は、筒状に形成された金属製の部材であり、第２支持アーム１０２と同様に、ブラケット５７及びブラケット５８が取り付けられ、それぞれにレーザスキャナ４５Ａ及びソナー４５Ｂが取り付けられている。第３支持アーム２０３の一端側（自由端と反対側）は、第１支持アーム２０１に挿入されていて、第１支持アーム２０１に対する位置を変更することが可能である。詳しくは、第１支持アーム２０１に第３支持アーム２０３を挿入した状態では、第３支持アーム２０３は、レーザスキャナ４５Ａ及びソナー４５Ｂの照射ラインＬ１が略水平方向となるように、レーザスキャナ４５Ａ及びソナー４５Ｂを保持している。

第１支持アーム２０１及び第２支持アーム１０２のそれぞれには、長手方向（幅方向）に所定の間隔で複数の貫通孔２０２が形成されていて、貫通孔２０２には、ロックピン２１３が挿入可能である。
第１支持アーム２０１及び第２支持アーム１０２に形成された複数の貫通孔２０２のうち、任意の貫通孔２０２にロックピン２１３を挿入することによって、第１支持アーム２０１に対するロックピン２１３の位置を固定（保持）することができ、ロックピン２１３を挿入する貫通孔２０２を変更することにより、レーザスキャナ４５Ａ及びソナー４５Ｂの幅方向の位置、即ち、検出位置Ｑ１の位置を変更することができる。

上述した実施形態では、位置変更機構１８０は、第１支持アーム２０１に対する第３支持アーム２０３の位置をロックピン２１３によって変更する構成であったが、他の構成であってもよい。図１４Ａは、シリンダ２２０による位置変更の例を示し、図１４Ｂは、送りねじ機構２３０による位置変更の例を示している。
図１４Ａに示すように、シリンダ２２０は、空気、油圧等の媒体によって伸縮可能であり、ロッド２２０ａは、ブラケット２２１を介して第３支持アーム２０３に取付けられ、チューブ２２０ｂは、第１支持アーム２０１にブラケット２２２を介して取付けられている。これによれば、シリンダ２２０の伸縮によって障害物検出装置４５を任意の検出位置Ｑ１に位置変更することができる。

図１４Ｂに示すように、送りねじ機構２３０は、送りねじ２３１と、移動体２３２と、モータ２３３とを含んでいる。送りねじ２３１は、第１支持アーム２０１及び第３支持アーム２０３に沿って配置され、両端部が軸受２３４により回転自在に第１支持アーム２０１及び第３支持アーム２０３に取付けられている。移動体２３２は、送りねじ２３１に螺合されていて、第３支持アーム２０３に固定されている。モータ２３３は、第１支持アーム２０１に固定されていて、送りねじ２３１を回転する。これによれば、モータ２３３によって送りねじ２３１を正転又は逆転させることにより、障害物検出装置４５を任意の検出位置Ｑ１に位置変更することができる。

トラクタ１は、複数の検出位置Ｑ１が登録されていて、登録された複数の検出位置Ｑ１のうち、所定の検出位置Ｑ１を選択できるようにしてもよい。例えば、左側及び右側に障害物検出装置４５が配置されている場合、図１７Ａに示すように、制御装置４０及び表示装置７０のいずれかには、左側及び右側のそれぞれの検出位置Ｑ１が登録されている。なお、図１７Ａにおいて、Ｊ１、Ｊ２・・・は、説明の便宜上、検出位置Ｑ１を記号で示しており、記号が異なる場合は、検出位置Ｑ１が異なることを意味している。

図１７Ｂに示すように、表示装置７０には登録された検出位置Ｑ１の一覧表が表示され、オペレータは、表示装置７０を操作することによって、複数の検出位置Ｑ１を農作業、農業機械、或いは、作業装置（インプルメント）に応じて選択する。位置変更機構１８０は、表示装置７０等によって選択された検出位置Ｑ１に、障害物検出装置４５を位置させる。なお、位置変更機構１８０は、トラクタ１に装着した作業装置（インプルメント）の幅に応じて、自動的に検出位置Ｑ１を変更してもよい。

位置変更機構１８０は、障害物検出装置４５を、障害物を検出可能な複数の検出位置Ｑ１に位置変更する。これによれば、障害物検出装置４５において、検出位置Ｑ１を変更することができるため、例えば、図１に示した側方エリアＡ２０及び前輪７Ｆの前方エリアＡ２１の幅方向の位置を変更することができる。つまり、様々な状況に合わせて、側方エリアＡ２０及び前輪７Ｆの前方エリアＡ２１の幅方向の位置を変更することができ、農業機械の仕様（種類）、又は、農作業に応じて検出エリア（側方エリアＡ２０、前方エアＡ２１）を変更することで、より精度よく障害物の検出を行うことができる。

位置変更機構１８０は、車体３に固定された第１支持アーム２０１と、第１支持アーム２０１の長手方向に移動可能な第３支持アーム２０３とを有している。これによれば、支持アーム（第１支持アーム２０１、第３支持アーム２０３）によって、簡単に障害物検出装置４５の位置を変更することができる。
なお、位置変更機構８０、１８０は、ボンネット２５の側方又は前輪７Ｆに設けた障害物検出装置４５以外に設けた他の障害物検出装置４５にも適用が可能である。また、ボンネット２５の側方又は前輪７Ｆに障害物検出装置４５が設けられていないトラクタにも適用が可能である。例えば、保護装置９の周囲に障害物検出装置４５が設けられているトラクタ１に位置変更機構８０、１８０を設けてもよいし、特開２０１８－１７４８９０号公報等の従来のトラクタ１に位置変更機構８０、１８０を設けてもよい。

また、位置変更機構８０、１８０において、固定側の支持アーム（第１支持アーム１０１、２０１）を、図１５と同様にウエイト２６に装着した左支持体５１及び右支持体５３に取付けてもよい。
位置変更機構８０、１８０において、移動側の支持アーム（第２支持アーム１０２、第３支持アーム２０３）に、掛止部２６０を有するブラケット５５～５８を掛止して、締結具２６１を移動側の支持アームに取付けるようにしてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１：トラクタ
３：車体
７Ｆ：前輪
７Ｒ：後輪
９：保護装置
１０：運転席
２０：車体フレーム
２６：ウエイト
４０：制御装置
４５：障害物検出装置
５０：支持機構
８０：位置変更機構
１０１、２０１：第１支持アーム
１０２：第２支持アーム
２０３：第３支持アーム
Ｑ１：検出位置
Ｑ２：退避位置

Claims

前輪及び後輪を有する車体と、
障害物を検出可能な障害物検出装置と、
前記障害物検出装置の位置を変更可能な位置変更機構と、
を備えており、
前記位置変更機構は、
前記障害物検出装置を、予め定められた位置であって障害物を検出する検出位置と、前記検出位置から前記車体に近い側に退避する退避位置とに位置変更するものであり、
前記車体より当該車体の幅方向外側に延設されるように当該車体に固定される第１支持アームと、
前記第１支持アームに回動自在に支持され、前記障害物検出装置が設けられる第２支持アームと、
を有しており、
前記第２支持アームは、前記第１支持アームに対して回動することで、前記第１支持アームから前記車体の幅方向外側に延出する第１位置と、前記第１支持アームから上方に延出する第２位置とに切り換えられるものであり、
前記第２支持アームが前記第１位置にある時の前記障害物検出装置の位置を前記検出位置とし、
前記第２支持アームが前記第２位置にある時の前記障害物検出装置の位置を前記退避位置としている農業機械。
前記障害物検出装置は、第１障害物検出装置及び第２障害物検出装置を含めて複数設けられており、
前記第２支持アームは、互いに対向する第１端部及び第２端部を有し、前記第１端部が前記第１支持アームに枢支され、前記第２端部に前記第１障害物検出装置が設けられ、前記第１端部と前記第２端部との間の前記第２支持アームの中途部に前記第２障害物検出装置が設けられている請求項１に記載の農業機械。
前記第１障害物検出装置はレーザスキャナであり、前記第２障害物検出装置はソナーである請求項２に記載の農業機械。
前記前輪及び前記後輪を用いての前記農業機械の自動走行を制御する制御装置を備え、
前記制御装置は、前記障害物検出装置における障害物の検出結果に基づいて前記自動走行を制御する請求項１～３のいずれかに記載の農業機械。