CN108605481A - 作业车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供作业车辆，能够在机体接近目标位置时，在进行不必要的作业、行驶之前提醒作业者。该作业车辆，具备：对机体进行转向操作的转向部件；获取机体的位置坐标的位置信息获取装置；以及使所述转向部件工作而使机体直行行驶的自动直行装置，在所述作业车辆中，作为直行行驶的基准的基准位置的获取、所获取的基准位置的删除和自动直行装置的开启或关闭由一个操作部件进行，若将操作部件向第一方向操作，则获取基准位置，若将操作部件向第二方向操作，则自动直行装置被开启或关闭。

Description

作业车辆

技术领域

本发明涉及在农田内行驶并通过装配于行驶车体的作业装置进行对地作业的作业车辆。

背景技术

在以往的作业车辆中，已知如下技术，分别获取作为作业开始位置以及作业结束位置的坐标，当机体到达与各作业行的作业开始位置、以及作业结束位置一致的坐标时，则使通知装置工作，向作业者通知到达作业开始位置以及作业结束位置(专利文献1)。

专利文献

专利文献1：日本特开2016－7196号公报

发明内容

然而，专利文献1的作业车辆在到达作业结束位置时通知装置进行工作，所以若作业者不注意通知装置的工作，则机体越过作业结束位置一边对地作业一边行驶。

在作业结束位置，使作业装置的作业停止，为使机体移动至下一个作业行而开始回旋行驶，而若超过作业结束位置，则作业进行到比应该结束作业的位置更靠农田端侧(枕地)。

由此，产生如下问题，在农田端进行作业行驶时，对已经进行了作业的部位在此进行作业，额外浪费作业材料。

另外，为了使回旋前的作业结束位置和回旋后的作业开始位置对齐，需要使机体后退至作业结束位置，暂时停止后进行回旋行驶，所以存在需要额外的行驶、作业时间变长的问题。

本发明的目的在于提供作业车辆，能够解决上述的问题，在机体接近目标位置时，在进行不需要的作业、行驶前提醒作业者。

方案1所记载的发明为一种作业车辆，具备：对机体进行转向操作的转向部件35；获取机体的位置坐标的位置信息获取装置200；使所述转向部件35工作而使机体直行行驶的自动直行装置205；以及进行机体各部的控制的控制装置100，所述作业车辆的特征在于，作为直行行驶的基准的基准位置的获取和所述自动直行装置205的开启或关闭由一个操作部件207进行。

方案2的发明在方案1的基础上，若将所述操作部件207向第一方向W1操作，则获取基准位置，若将所述操作部件207向第二方向W2操作，则所述自动直行装置205被开启或关闭，控制装置100通过以获取了基准位置的状态将操作部件207向第二方向W2操作，能够使自动直行装置205工作。

方案3的发明在方案1或方案2的基础上，控制装置100通过操作所述操作部件207来删除所获取到的基准位置。

本发明具有如下的效果。

通过方案1以及方案2的发明，能够基于操作操作部件207而获取的基准位置使机体自动直行，因此行驶轨迹直线状地对齐，作业精度提高。

另外，不需要操作转向部件35来维持直行行驶，所以减轻作业者的劳力。

另外，基准位置的获取和自动直行装置205的开启或关闭由一个操作部件207进行，所以实现配件数量的减少。

根据方案3的发明，在方案1或方案2的发明效果之外，能够使删除基准位置的操作简洁，因此自动直行行驶的基准位置的变更变得容易，作业精度提高。

附图说明

图1是苗移植机的侧视图。

图2是苗移植机的俯视图。

图3是包含转向部件的操纵部的主要部分后视图。

图4是表示与各种控制相关联的部件的方框图。

图5是表示将获取的位置坐标修正为与机体的倾斜等一致的控制的流程图。

图6是表示自动直行装置的自动直行控制的流程图。

图7是表示基于操作部件的操作的第一基准位置以及第二基准位置的获取和自动直行控制的开启或关闭的流程图。

图8是表示第一基准位置以及第二基准位置的删除操作的流程图。

图9是表示通过第一基准位置获取后的转向部件操作来删除第一基准位置的控制的流程图。

图10是表示第一基准位置、第二基准位置、基准线，同时表示目标位置的作业的示意图。

图11是表示不进行通知装置的工作和在通知装置工作后不进行自动直行装置的停止操作时的自动减速控制的流程图。

具体实施方式

基于附图对本发明的实施方式进行说明。

如图1以及图2所示，作为本申请作业车辆的一例的插秧机，在行驶车体2的后侧经由升降联杆装置3而能够升降地配备有栽种苗的苗栽种部、供给种子的播种装置等作业装置4。

在行驶车体2的主框架15设置有变速箱13、将从发动机30供给的驱动力向变速箱13输出的无级变速装置14。

如图1、图2所示，在行驶车体2的前侧设置有：对机体进行转向的转向部件35；对无级变速装置14和作业装置4进行操作的变速操作杆36；操作对行驶车体2的行驶传动进行切换的副变速切换装置(省略图示)的副变速操作杆37；以及在上部具备进行机体各部的操作的操纵面板38的发动机盖39。在发动机盖39的前侧设置能够开闭的前面罩40，在前面罩40的内部，内装有使左右的前轮10以及左右的前轮传动箱10a的下部侧向转向部件35的转向转动的连动机构(省略图示)。

另外，如图1、图2所示，在作业装置4的下方设置与农田面接地而滑行的中央浮体62C和左右的侧浮体62L、62R，并且在比中央浮体62C和左右的侧浮体62L、62R靠机体前侧，设置有作为对农田面进行整地的对地作业装置的整地装置63。向整地装置63的驱动力利用设置在左右一侧的后轮传动箱11a的整地传动轴65而传动。在上述后轮传动箱11a设置对向整地装置63的传动进行开启或关闭的整地离合器。

此外，整地装置63将对中央浮体62C的前方进行整地的中心辊63a的左右两端部和对左右的侧浮体62L、62R的前方进行整地的左右的侧辊63b的机体内侧端部由整地传动箱67分别连结而成。

使用作业装置4进行苗的栽种、种子的播种作业或者苗的发育后的追肥、除草等作业时，从农田的一侧朝向另一侧直行行驶。然而，存在因农田的凹凸、表土的粘性而向从直行方向偏离的方向移动的情况。另外，存在因作业者的操纵而从行进方向偏离的情况。

由此，作业轨迹变斜，能够进行苗的栽种、播种的部位变成空地，之后不得不进行栽种作业、播种作业，存在如下问题：需要额外的劳动力，栽种行间、播种行间比作业装置4的行间窄，容易产生病虫害。或者，在进行除草作业、追肥作业等栽种、播种后工序的作业时，存在苗被破坏，导致产量降低，或者为了避开苗而进行慎重操作而使作业效率降低的问题。

为了解决上述问题，可以搭载使行驶车体2自动转向，维持直行行驶姿势的、所谓自动直行系统。

如图1、图2所示，在行驶车体2设置装配接收GPS的信号的位置信息获取装置200的、正面观察为门型的天线框架201。天线框架201在设置于主框架15的前侧的左右的天线固定件202装配左右的基部，此外，在门型的天线框架201的空间部的后方配置发动机盖39、操纵座席41。

另外，天线框架201的上下高度在机体中最高。为防止作业者的头与其接触并且提高接收精度，天线框架201的上端部位于距地表2.5～3.5m左右。

由此，作业者在底部踏板33上容易移动，提高作业效率，并且通过使位置信息获取装置200向上方离开，从而接收精度提高。

此外，位置信息获取装置200的装配位置在发动机盖39与操纵座席41的前后间附近，在行驶车体2的前后方向的中央部附近。

位置信息获取装置200配置在机体的前后以及左右方向的中央部附近，由此行驶车体2的坐标的获取精度提高，所以自动直行系统的直行行驶位置的设定变得合适，作业精度提高。

另外，操纵座席41位于天线框架201的空间部的后方，由此防止遮挡作业者的视野，观察确认性提高，直行行驶前的对位变得准确，并且可以尽早地看到机体前方的农田的异常、障碍物，所以能够切换为手动操作来确保安全，抑制从作业位置的偏离。

如图4所示，在位置信息获取装置200之外，设置IMU(惯性测量装置)203。IMU203基于从行驶车体2成为倾斜姿势时的地表到位置信息获取装置200的高度与不倾斜时从地表到位置信息获取装置200的高度之差，使控制装置100修正位置信息获取装置200所获取的位置坐标。

此外，从地表到位置信息获取装置200的高度通过由内置于IMU203的三轴的加速度传感器和角速度传感器测量行驶车体2的倾斜等举动而计算出。

在此之外，为使控制装置100可靠地判定自动直行系统的机体的行驶方向是否正确，设置方位传感器204。

关于此时的位置坐标的修正，如图5的S1到S5所示。

由此，能够因方位而决定机体的前进道路，因此进一步提高直行行驶的精度。

位置信息获取装置200所获取的位置信息被控制装置100基于IMU203和方位传感器204所检测出的信息而修正。而且，控制装置100对现在的位置信息和之前获取的位置信息进行比较，若位置信息的差异超过允许范围，则为使机体返回直行行驶位置而使左右的前轮10向左右方向转向。

为使上述左右的前轮10的转向自动化，设置由转向驱动器206使转向部件35转动的自动直行装置205。如图6的S6～S9所示，自动直行装置205基于控制装置100计算出的现在的位置信息的X坐标与之前获取的作为基准的位置信息的X坐标的差异，通过控制转向驱动器206的工作量，为使机体朝向直行行驶位置而将转向部件35向左右切换，并且在到达直行行驶位置后使转向驱动器206停止来停止转向部件35的自动转向。

如上所述，转向部件35与计算出的位置信息的X坐标的差异一致地自动转向，能够使机体自动地移动至直行行驶位置，所以防止作业装置4的作业位置向左右方向偏离，防止产生未进行作业的部位。由此，不需要之后人手进行作业，减轻作业者的劳动力。

另外，能够防止前工序的作业行与现在的作业行的作业位置重复，所以能够防止浪费额外的苗、种子、肥料等作业材料，实现作业成本的降低，并且能够防止作业材料的过剩供给而产生的发育不良。

作业车辆行驶到作业行的农田端，约180度回旋而移动至下一作业行。若回旋行驶中自动直行系统工作，则判断为机体从应直行行驶位置偏离而使转向驱动器206工作，存在打乱回旋轨迹的隐患。因此，自动直行系统在使机体回旋时需要关闭。若对转向部件35进行回旋操作，则也考虑使自动直行系统关闭，但在机体的行进方向因农田的状态等而大幅偏离、为了回避障碍物而较大地操作转向部件35时，因为自动直行系统被关闭，所以不得不在直行途中使自动转向系统再度打开，增加作业者的操作量，并且若没有注意到自动直行系统被关闭，则产生机体保持从作业位置偏离的状态行驶，作业精度降低的问题。

另外，考虑在操作转向部件35从回旋返回到直行的操作中使自动直行系统打开，但在从回旋返回到直行时，为使机体与下一作业行的直行位置一致，需要细致地进行转向部件35的转向操作。若该操作中自动转向系统打开，则控制装置100判断为机体从直行行驶位置偏移而转向驱动器206工作，从而导致机体的位置不能与本来应直行行驶位置一致的问题。

使用图4以及图6至图9对能够防止该问题的产生，使机体向合适的方向直行行驶，并且在合适的区间进行工作的自动直行系统进行说明。

此外，以行驶车体2的前进后退方向的位置坐标为Y坐标，并且以与行驶车体2的前进后退方向正交的方向即左右方向的位置坐标为X坐标。

首先，在行驶车体2设置操作部件207，来获取作为自动直行的开始点的农田的一侧和作为自动直行的结束点的农田另一侧的坐标，并且使自动直行系统开启或关闭。操作部件207至少装配有一个能够向上下方向、左右方向、按入状态以及返回状态等至少两个方向操作的部件，或者装配有两个以上的操作部件。

在本申请中，如图3所示，作为操作部件207，装配能够向上下方向操作的指推杆，但也可以使用拨动开关、按钮开关、摇杆开关等。

由此，实现配件数量的减少，并且基准位置(第一基准位置A、第二基准位置B)的获取操作和自动直行装置205的开启或关闭操作由同侧的单手来操作操作部件207即可，所以操作性提高。

如图3所示，若将操作部件207向第一方向W1、本申请中机体上方操作，则在被操作的位置，位置信息获取装置200进行获取，使用IMU203和方位传感器204的检测结果，记录控制装置100计算出的位置坐标。此外，操作部件207向第一方向W1的操作与基准位置获取部件的操作相当。

在操作操作部件207时，在没有其他的位置坐标的记录时，将计算出的位置坐标作为第一基准点A而记录，在记录第一基准点A时，将计算出的位置坐标作为第二基准点B而记录。而在记录第一基准点A和第二基准点B时操作部件207被操作时，不记录位置坐标。

此外，在农田内的作业途中，在不能高精度地自动直行时等，需要更正第一基准点A以及第二基准点B，所以如图8所示，可以设定为若此时将操作部件207在预定时间(例：2～3秒)内向第一方向W1操作，则删除被记录的第一基准点A以及第二基准点B。或者，也可以设置若进行操作，则删除第一基准点A以及第二基准点B的记录删除用按钮(省略图示)。

作为自动直行系统的直行行驶的基准位置的第一基准点A以及第二基准点B距离越近X坐标的偏离越小，二点间的距离越短，则即使不使用自动直行也能够大致直行行驶。另外，二点间的距离变短时，作业者将无意地触碰操作部件207，考虑获取第二基准点B的状况。

为防止该问题的产生，在操作操作部件207获取第二基准点B时，在到获取第一基准点A的位置的距离不足预定距离例如不足8～12m时，控制装置100删除第二基准点B，不进行记录。之后，再度操作操作部件207，到获取第一基准点A的位置的距离在预定距离以上，则控制装置100记录第二基准点。

此外，也可以构成为，如图9所示，在获取了第一基准点A的状态下，不获取第二基准点B地将转向部件35在预定时间内操作预定量以上，使行驶车体2回旋时，控制装置100删除记录的第一基准点A。之后，若操作部件207向第一方向W1被操作，则控制装置100将由位置信息获取装置200获取的其位置的位置坐标作为第一基准点A记录，也可以防止连结第一基准点A的Y坐标与第二基准点B的Y坐标的线没有成为直线状。

由此，能够在农田的一端和另一端的预定位置、例如结束直行行驶而行驶车体2开始回旋的位置和在回旋结束后使作业装置4下降而开始直行行驶的位置设定第一基准点A和第二基准点B，在使作业装置4下降而直行行驶的位置使自动直行系统工作，作业位置不会相对于进行方向向左右方向偏移，能够进行高精度的作业。

另外，能够防止因作业者的误操作而使第二基准点B与实际应设定的位置不同，所以在下一作业行无需更正第一基准点A和第二基准点B，增加使用自动直行的作业行，能够进一步提高农田内的作业精度。

此外，在进入农田后进行最初作业的作业行中，必须在预定位置将操作部件207向第一方向W1操作，获取上述第一基准点A和上述第二基准点B的作业，所以不使用自动直行，而是作业者操作转向部件35，使机体进行直行行驶。

如上所述，若通过操作部件207的操作来获取第一基准点A和第二基准点B，则连结第一基准点A和第二基准点B的各Y坐标的基准线R成为自动直行的标准线，判定行驶中的机体的位置坐标的X坐标是否与成为自动直行的标准线的X坐标一致，若不一致，则通过自动直行装置205使转向部件35向一致的方向自动转向，由此实现自动直行行驶。

在记录了第一基准点A和第二基准点B的状态下，通过将操作部件207向第二方向W2、本申请中向机体下方操作来开始上述自动直行行驶。若将操作部件207向第二方向W2操作，则控制装置100对位置信息获取装置200所获取的位置坐标的Y坐标与基准线R的Y坐标进行比较，使转向驱动器206工作而使转向部件35向左右方向旋转，从而开始使行驶车体2向应直行行驶位置移动的控制。此外，操作部件207向第二方向W2的操作与开启或关闭部件的操作相当。

该自动转向控制在转向部件35在预定的时间内被操作至使行驶车体2回旋的角度、或操作部件207向第二方向W2被操作时结束。转向部件35的转向角度由电位计35a检测。

此外，也可以构成为，若行驶车体2到达与第一基准点A或第二基准点B的Y坐标一致的位置，则结束自动直行控制。

如上所述，自动直行控制通过对转向部件35进行回旋操作或到达农田端的回旋行驶的开始地点附近而结束。行驶车体2进行回旋行驶的位置是靠近农田端的位置，所以若保留自动直行控制而作业者进行操纵以外的作业，则回旋操作迟滞而在预定外的位置进行苗的栽种并且行驶车体2移动至农田端，需要后退到进行回旋的位置，产生作业效率降低的问题。

此外，图10是表示第一基准位置A、第二基准位置B、基准线R、以及目标位置与现在的机体的位置的示意图。

为了防止该问题，如图4以及图11所示，设置对整地离合器的接通(工作)以及断开(停止)所带来的整地装置63的开启或关闭进行检测的作业检测部件209，作业检测部件209检测到整地装置63的接通(工作)时，控制装置100获取作为行驶车体2的位置坐标(X坐标以及Y坐标)的目标位置坐标(结束基准位置)。此外，目标位置坐标能够至少同时保存在控制装置100、或者控制装置100附带的存储区域这两处。

此外，也可以构成为，作业检测部件209进行目标位置坐标(结束基准位置)的获取除了整地装置63的开启或关闭以外，也可以以作业装置4的上升或下降、向作业装置4的传动的接通或断开、转向部件35的回旋开始转向或回旋结束转向等为条件。

而且，在获取位置坐标的作业行的下一作业行，在使自动直行装置205工作而使行驶车体2自动直行行驶时，控制装置100依次计算出从位置信息获取装置200所获取的现在位置坐标的Y坐标到在之前的作业行(最近的作业行)获取的目标位置坐标的Y坐标的距离。此时，也可以构成为，控制装置100将目标位置坐标的X坐标修正为现在位置坐标的X坐标。

而且，若行驶车体2到达从现在位置坐标到目标位置坐标的距离成为第一预定距离例如8～12m的通知位置，则为了将行驶车体2接近农田端、需要将操作部件207向第二方向W2操作来使自动直行控制结束的情况通知作业者，蜂鸣器、灯、或者在图像上显示数值、文字的通知装置208进行工作。

此外，在通知装置208显示数值、文字可以考虑在行驶车体2设置显示面板(省略图示)的结构或向作业者手持的信息终端发送信息并显示的结构。

此外，在未获取目标位置坐标的作业行中，由于不能算出行驶车体2到目标位置的距离，所以作业者需要通过目视观察来确认农田端，在判断为不需要自动直行控制的位置对操作部件207进行操作。

对于从现在位置坐标到目标位置坐标的距离，设置对向左右的后轮11的、左右的驱动轴42的旋转进行检测的后轮转速传感器210，以从整地装置63接通的位置开始后轮转速传感器210所检测到的转速为基础，控制装置100计算出移动距离，并计算出移动距离到使整地装置63接通的位置的Y坐标位置为止的距离，若在第一预定距离以内则使通知装置208工作。此外，后轮转速传感器210为距离检测部件的一例。

然而，即使通知装置208工作，若作业者没有注意到且使自动直行控制结束，则不能使行驶车体2在合适的位置回旋。为了对应此种情况，在通知装置208工作后在第二预定距离(例如，2～5m)内，操作部件207没有向第二方向W2被操作而行驶车体2前进行驶时，控制装置100使无级变速装置14的耳轴14a转动，使行驶车体2减速。

或者，不用距离，在通知装置208工作后在预定时间(例如，2～5秒间)内，操作部件207没有向第二方向W2被操作而行驶车体2前进行驶时，控制装置100使无级变速装置14的输出降低，使行驶车体2减速。

上述行驶车体2的减速通过如下方式进行，使经由耳轴臂(省略图示)而使无级变速装置14的耳轴14a转动的控制马达211工作，从而使耳轴14a向减速侧转动。

由此，若接近农田端，则行驶车体2的行驶速度降低，所以作业者能够意识到靠近农田端的回旋位置，从而以合适的轨迹进行回旋行驶。因此，防止作业装置4在农田的外周的四边所谓的枕地重复进行对地作业，防止浪费额外的作业材料(苗、肥料、药剂等)。

另外，能够使在回旋后使整地装置63接通而开始整地作业的位置与回旋前结束整地作业的位置一致，所以能够防止不能进行整地装置63的整地作业的部位的产生，以及防止不能进行作业装置4的对地作业的部位的产生。由此，防止在没有进行整地作业的部位苗的栽种深度混乱、肥料的浸透程度不同的行驶混乱的问题的产生，并且对于没有进行对地作业的位置无需作业者手工进行作业，能够减轻作业者的劳动力。

上述自动减速若构成为通过经过时间而使行驶速度递减而缓慢地减速，则能够防止作业装置4的对地作业精度以及整地装置63的整地精度降低、作业者被摇晃。

或者，若控制构成为在自动减速的开始后进行一次或每隔预定时间进行多次急速的减速，则通过行驶车体2的摇晃，作业者容易注意到接近农田端。

另外，也可以构成为，若在进行自动减速控制的预定时间(第二预定时间)内，操作操作部件207来解除自动直行控制，则控制装置100维持该时刻的行驶速度。由此，作业行驶不停止，所以能够快速过度至在农田端的回旋行驶，防止作业效率的降低。

或者，也可以构成为，为了变速为预先设定的行驶速度、或自动减速开始的时刻的行驶速度，控制装置100使无级变速装置14的控制马达211工作，使耳轴14a向增速侧转动。

通过行驶速度自动地增速，从而作业者不需要操作变速操作杆36来使行驶速度增加，所以操作性提高。

在通知装置208的工作之外，可以期待通过上述行驶车体2的自动减速控制来意识到行驶车体2在农田端、具体来说农田端附近的回旋位置，但假定作业者投入其他的作业或者作业者走神等没有意识到行驶速度的自动减速的可能性。

因此，行驶车体2的自动减速控制进行到无级变速装置14成为前进、后退的任一行驶速度均不增减的中立状态。此时，发动机30不停止。由此，能够在这种情况下使行驶车体2停止，因此防止前进至机体与农田端所谓田垄接触，从而抑制机体的破损、为了进行作业回复而使机体后退的距离。

在行驶车体2的行驶因向农田端的接近而自动停止时，操作行驶车体2的行驶速度的增减以及前进后退的变速操作杆36回到中立位置后，控制装置100成为接受无级变速装置14的行驶速度的增减操作的状态。在此基础上，若将变速操作杆36向前进侧操作，则行驶车体2的行驶再次开始。当然，在将副变速操作杆37操作至中立位置，驱动力不能传动至行驶系统的状态下，将副变速操作杆37操作至进行行驶传动的位置，行驶也不会开始。

Claims (3)

1.一种作业车辆，具备：对机体进行转向操作的转向部件(35)；获取机体的位置坐标的位置信息获取装置(200)；以及使所述转向部件(35)工作而使机体直行行驶的自动直行装置(205)，

所述作业车辆的特征在于，

作为直行行驶的基准的基准位置的获取和所述自动直行装置(205)的开启或关闭由一个操作部件(207)进行。

2.根据权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，

若将所述操作部件(207)向第一方向(W1)操作，则获取基准位置，若将所述操作部件(207)向第二方向(W2)操作，则所述自动直行装置(205)被开启或关闭。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的作业车辆，其特征在于，

获取到的基准位置的删除通过操作所述操作部件(207)来进行。