CN108684243B - 作业车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供作业车辆，通过防止将基准线沿用到其他农田，从而能够实现作业性的提高、省力化。该作业车辆具备转向部件、位置信息获取装置、使行驶车体直行行驶的自动直行装置、获取制作直行行驶的基准线的位置坐标的位置坐标获取部件及控制装置，设置检测行驶车体行进的方位的检测部件，设置作业装置的作业状态的作业检测部件，控制装置根据基准线与当前的行驶车体的方位所成的角度来判断行驶车体从直行方向的偏离量，并检测作业装置的作业状态，根据在预定范围内行驶车体从直行方向的偏离量在预定值以上，并持续检测到作业状态，设为不能进行以基准线为基准的直行行驶的状态，不能进行以基准线为基准的直行行驶的状态持续到获取下一位置坐标为止。

Description

作业车辆

技术领域

本发明涉及作业车辆。

背景技术

以往，在一边通过行驶车体在农田内行驶一边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中具有如下功能：在作业装置接通或断开时获取作业开始和作业结束的位置信息，根据获取的作业开始位置以及作业结束位置制作基准线，转向部件沿制作的基准线自动转向(参照专利文献1)。

在上述的作业车辆，获取作业开始位置以及作业结束位置作为作业装置接通或断开的位置，所以不需要获取作业开始位置以及作业结束位置的操作。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016－21890号公报

发明内容

然而，上述的作业车辆并没有考虑在农田的作业结束后向其他的农田移动并作业的情况，所以在其他的农田的作业开始时残留有在之前的农田的作业中使用的基准线(行驶基准信息)。若以该状态使自动转向功能接通，则可能在作业中向不适于农田的方向行驶，存在作业性降低的问题。另外，机体行驶的方向是作业者未预期的方向，所以需要修正行进方向，存在作业者不得不进行额外的操作的问题。

本发明的目的在于提供作业车辆，提供防止将基准线沿用到其他的农田，从而能够实现作业性的提高、省力化。

方案1的发明为一种作业车辆，具备：行驶车体2；作业装置；对行驶车体2进行转向操作的转向部件35；获取行驶车体2的位置坐标的位置信息获取装置200；使转向部件35工作而使行驶车体2直行行驶的自动直行装置205；获取制作基准线R的位置坐标的位置坐标获取部件，该基准线R成为行驶车体2的直行行驶的基准；以及进行各部的控制的控制装置100，所述作业车辆的特征在于，设置检测行驶车体2行进的方位的检测部件，设置检测作业装置的作业状态的作业检测部件209，就控制装置100而言，根据基准线R与当前的行驶车体2的方位所成的角度来判断行驶车体2从直行方向的偏离量，并且检测作业装置的作业状态，根据在预定范围内行驶车体2从直行方向的偏离量在预定值以上，并且持续检测到作业状态，设为不能进行以基准线R为基准的直行行驶的状态，不能进行以基准线R为基准的直行行驶的状态持续到获取下一位置坐标为止。

方案2的发明在方案1的基础上，设置检测行驶车体2的行驶距离的距离检测部件，就控制装置100而言，在距离检测部件对行驶车体2行驶预定距离的情况进行检测的期间，若从直行方向的偏离量在预定值以上并且持续检测到作业状态，则设为不能进行以基准线R为基准的直行行驶的状态。

本发明具有如下效果。

根据本发明，能够防止在其他的农田的作业中使用之前农田的行驶基准信息，所以防止作业中机体向不适于农田的方向、作业者未预期的方向移动机体。由此，提高作业性，并且防止产生额外的操作，实现作业的省力化。

附图说明

图1是作业车辆的左视图。

图2是作业车辆的俯视图。

图3是表示包含转向部件的操纵部的结构的主要部位后视图。

图4是表示与各种控制相关的部件的功能框图。

图5是表示对获取的位置坐标进行修正的控制的流程图。

图6是表示自动直行装置所进行的自动直行控制的流程图。

图7是表示基于自动直行设定部件的操作获取的第一基准位置以及第二基准位置以及自动直行控制的接通或断开的流程图。

图8是表示将基准线自动删除的控制的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对作业车辆进行详细说明。此外，以下所示的实施方式并不对本发明构成限定。

参照图1以及图2对实施方式的作业车辆进行说明。以下，作为作业车辆，以在农田内行驶并栽种苗的苗移植机为例进行说明。

另外，在以下的说明中，所谓前后方向，是作业车辆(以下为苗移植机)直行时的行进方向，是从操纵席41朝向转向部件35的方向(参照图1)。

如图1、图2所示，苗移植机1在行驶车体2的后侧经由升降联杆机构3而能够升降地配备有向农田栽种苗的苗栽种部、供给种子的播种装置、或是对农田进行平整的整地装置等的作业装置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的前侧设置使机体转向的转向部件35、对无级变速装置14及作业装置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罩40，在前罩40的内部，内装有燃料水箱、电池、以及使左右的前轮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，设置与农田面接地并滑行的中央浮体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，设置作为对农田面进行平整的对地作业装置的整地装置63。去往整地装置63的驱动力由设置在左右一侧的后轮传动箱11a的整地传动轴65传动。另外，在左右一侧的后轮传动箱11a设置有使通往整地装置63的传动接通或断开的整地离合器。

在中央浮体62C设置检测中央浮体62C的转动角度的转动电位计64(参照图4)，若转动电位计64的转动角度变化预定角度以上，则判断为农田的深度变化，控制装置100使升降缸25伸缩而使升降联杆机构3上下转动，使作业装置4的上下高度即作业位置与农田的深度对应。

在农田内使用作业装置4进行苗的栽种、种子的播种作业、或是苗的发育后的追肥、除草等的作业时，一般使行驶车体2从农田的一侧朝向另一侧直行行驶。然而，存在如下情况，若因农田的耕作区域的凹凸、表层土的粘性而使车轮朝向从直行方向偏离的方向，则行驶车体2逐渐向偏离的方向移动。另外，若因作业者的操纵技术而使得行驶车体2与直行方向不一致，则将从直行向偏离的方向移动。

由此，苗的栽种、播种、除草、追肥等的作业轨迹变成斜的方向，本来能够进行苗的栽种、播种的部位成为空地，之后需要作业者手动进行栽种、播种，导致作业者产生额外的劳动、苗的栽种行间及播种行间比作业装置4的行间窄，从而导致通风不畅而产生病虫害。或者存在如下情况，在进行除草作业、追肥作业等的栽种、播种的后续工序的作业时，将苗踩坏，导致收获量降低，或是产生以不会踩坏苗方式进行操纵而使作业效率降低的问题。

为了解决这些问题，考虑搭载所谓的自动直行系统，即不通过作业者的手而使行驶车体2自动转向，维持直行行驶姿势。

首先，如图1以及图2所示，在行驶车体2设置有装配了作为位置信息获取装置的位置信息获取装置200的天线框架201。天线框架201左右的基部安装于设置在主框架15的前侧的左右的天线固定件202。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、操纵席41。

另外，天线框架201的上下高度在机体中最高。防止作业者站在底板踏板33上的状态下碰头，并且为了提高接收精度，天线框架201的上端部选为距离地表2.5～3.5m左右的位置。由此，作业者在底板踏板33上的移动容易，作业效率提高，并且能够使位置信息获取装置200从地表向上方离开，所以实现接收精度的提高。

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。

如上所述，位置信息获取装置200的安装位置在机体的前后以及左右方向的中央部附近，所以获取的机体的坐标很难从实际的机体的位置偏离，自动直行系统所进行的直行行驶位置的设定变得准确，作业精度提高。

另外，操纵席41位于天线框架201的空间部的后方，由此防止天线框架201遮挡作业者的视野，所以观察确认性提高，直行行驶前的定位变得准确，并且可以尽早看到机体前方的农田的状态、障害物，所以切换为作业者的手动操作，安全且能够抑制作业位置的偏离。

然而，若因机体的倾斜、振动的影响而使位置信息获取装置200的地上高变动，则测定到与实际的机体位置不同的坐标位置，接收精度降低，并且产生机体向从直行偏离的方向行驶的问题。

为了防止这种情况，如图4所示，除了位置信息获取装置200之外，还设置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、与从未倾斜时地表到位置信息获取装置200的高度之差，由控制装置100对位置信息获取装置200获取的位置坐标进行修正。

此外，从地表到位置信息获取装置200的高度由内置于IMU203的三轴的加速度传感器和角速度传感器对行驶车体2的倾斜等变动进行测量并计算而得出。

在此基础上，为使控制装置100更切实地判断自动直行系统所进行的机体的行驶方向是否正确，设置方位传感器204。此外，对于此时的位置坐标的修正，如图5的S101～S105所示。由此，能够根据测量的方位来决定机体的路线，所以直行行驶的精度进一步提高。

位置信息获取装置200获取的位置信息被控制装置100基于IMU203与方位传感器204所检测出的信息而修正。而且，控制装置100对当前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。

为使上述的左右的前轮10的转向或是履带等的原地转向自动化，设置通过转向驱动器206使转向部件35转动的自动直行装置205。如图6的S201～S204所示，自动直行装置205基于控制装置100所算出的当前的位置信息的X坐标与之前获取的成为基准的位置信息的X坐标的差异，使转向驱动器206的工作量变动，由此为使机体朝向直行行驶位置，将转向部件35向左右转动，并且在到达直行行驶位置后使转向驱动器206停止来使转向部件35的自动转向停止。

此外，转向驱动器206由电动、液压式的马达或是缸构成。

根据上述结构，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，能够使机体自动地与直行行驶位置一致，所以能够防止作业装置4的作业位置向左右方向偏离，难以在农田内产生没有进行作业的部位。由此，无需在没有进行作业的部位之后由人工进行作业，减轻作业者的劳动力。

另外，能够防止前工序的作业行与当前的作业行的作业位置重复，所以防止苗、种子、肥料等的作业材料额外地浪费，实现作业成本的降低，并且防止作业材料的过量供给所带来的发育不良的产生。

此外，装配了翻耕机的拖拉机、苗移植机、播种机行驶到作业行的农田端，回旋大约180度而移动到下一作业行。若在回旋行驶中自动直行系统工作，则判断为机体从应该直行行驶的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，自动直行系统需要在使机体回旋时关闭。虽然也考虑若对转向部件35进行回旋操作则使自动直行系统关闭的结构，但因为在根据农田的状态等而机体的行进方向大幅偏离、作业者为了回避障害物而对转向部件35进行超过与回旋操作同等的操作时，自动直行系统处于关闭，所以作业者不得不在直行途中使自动转向系统再次开启，增加作业者的麻烦，并且容易产生没有注意到自动直行系统处于关闭而导致机体保持作业位置偏离地直接行驶，进而作业精度降低的问题。

另外，虽然也考虑在操作转向部件35从回旋回到直行的过程中使自动直行系统开启，但在从回旋回到直行时，为使机体与下一作业行的直行位置一致，需要精细地进行转向部件35的转向操作。若在该操作中自动转向系统开启，则控制装置100判断为机体从直行行驶位置偏离，转向驱动器206工作，导致产生机体的位置不能与本来应直行行驶的位置一致的问题。

使用图4、图6以及图7，对能够防止产生这样的问题而使机体向正确的方向直行行驶并且在正确的区间内工作的自动直行系统进行说明。此外，将行驶车体2的前进后退方向的位置坐标记为Y坐标，并且将与行驶车体2的前进后退方向正交的方向即左右方向的位置坐标记为X坐标。

首先，在行驶车体2设置自动直行设定部件207，获取作为自动直行的开始点的农田的一侧与作为自动直行的结束点的农田的另一侧的坐标，并且使自动直行系统接通或断开。自动直行设定部件207至少装配有一个能够向上下方向、左右方向、按下状态、返回状态等至少两个方向操作的部件，或是装配有两个以上的操作部件。

在本实施方式中，如图3所示，虽然作为自动直行设定部件207装配能够沿上下方向操作的指推杆，但也可以使用拨动开关、按钮开关、摇杆等。由此，能够实现配件数量的减少，并且可以由同一侧的手操作自动直行设定部件207来进行基准位置(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的接通或断开操作，所以操作性提高。

如图3所示，若将自动直行设定部件207向第一方向W1、本实施方式中朝向机体上方操作，则在被操作的位置获取位置信息获取装置200，记录由控制装置100使用IMU203和方位传感器204的检测结果计算出的位置坐标。此外，自动直行设定部件207的向第一方向W1的操作相当于基准位置获取部件的操作。

在操作自动直行设定部件207时，如图7的S301～S302所示，在没有其他的位置坐标的记录时，将计算出的位置坐标记录为第一基准点A，在记录有第一基准点A时，将计算出的位置坐标纪录作第二基准点B。在记录有第一基准点A和第二基准点B时自动直行设定部件207被操作时，不记录位置坐标。

成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，若二点间的距离短，则不使用自动直行也能够大致直行行驶。另外，考虑在二点间的距离变短时，作业者无意地触碰自动直行设定部件207而导致获取第二基准点B的状况。

为防止这种问题的产生，在操作自动直行设定部件207获取第二基准点B时，当到获取第一基准点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，若再次操作自动直行设定部件207，距离获取第一基准点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B。

此外，在进入农田后最开始进行作业的作业行中，在预定位置将自动直行设定部件207向第一方向W1操作，获取上述的第一基准点A和第二基准点B的作业成为必须，所以不使用自动直行，作业者操作转向部件35，使机体直行行驶。

如上所述，若利用自动直行设定部件207的操作获取第一基准点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的线，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的线的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，由此能够实现自动直行行驶。

在记录有第一基准点A和第二基准点B的状态下，上述的自动直行行驶通过将自动直行设定部件207向第二方向W2、本实施方式中朝向机体下方操作而开始。若将自动直行设定部件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获取位置坐标的Y坐标和基准线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，开始使行驶车体2向应直行行驶位置移动的控制。此外，自动直行设定部件207的向第二方向W2的操作相当于接通或断开部件的操作。

转向部件35操作至在预定的时间内使行驶车体2回旋的角度、或自动直行设定部件207向第二方向W2被操作，则该自动转向控制结束。转向部件35的转向角度由转向角度检测部件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坐标一致的地方，则自动直行控制结束。

在从农田的一端朝向另一端的直行作业行驶以及从农田的另一端向一端直行作业行驶时需要成为上述的自动直行控制的基准的第一基准点A和第二基准点B、以及连结第一基准点A和第二基准点B的基准线R。

在作业结束后在其他的农田进行作业时，若剩余有通过之前的农田的作业而获取的基准线R等的行驶基准信息，则如果机体的行进方向与在之前的农田后去基准线R时的方位不同，则自动直行装置205使转向部件35工作，所以机体向作业者期望之外的方向行驶。由此，作业效率降低，并且作业者需要进行额外的操作。

为了防止这种情况，控制装置100进行控制，若满足预定的条件则自动地删除基准线R等的行驶基准信息。参照图8，对行驶基准信息的自动删除的控制进行说明。

此外，作为行驶基准信息，在基准线R以外，还可以删除第一基准位置A和第二基准位置B。

另外，作为检测基准线R和行驶车体2的行进方向所成的角度的检测部件，考虑根据由位置信息获取装置200获取的位置信息计算行驶路径而进行判定的方法、使用方位传感器204、倾斜传感器212(参照图4)等。

如图8所示，控制装置100检测机体是否在自动直行行驶中(步骤S1001)。控制装置100检测在机体为自动直行行驶时(步骤S1001：是)基准线R与行驶车体2的行进方向所成的角度是否为预定值(步骤S1002)，检测作业装置是否处于作业状态(步骤S1003)，并且检测是否进行机体的预定值(例：5m)以上的继续行驶(步骤S1004)。若检测到的角度在预定值以上(步骤S1002：是)，作业装置为作业状态(步骤S1003：是)，并且检测到预定值以上的继续行驶(步骤S1004：是)，则控制装置100进行删除获取的基准线R的控制(步骤S1005)。

此外，在步骤S1001的处理中，控制装置100在没有检测到机体的自动直行行驶时(步骤S1001：否)，重复该处理直到检测到自动直行行驶。另外，在步骤S1002的处理中，在检测到的角度不足预定值时(步骤S1002：否)，重复该处理直到检测到的角度成为预定值以上。另外，在步骤S1003的处理中，控制装置100在没有检测到作业装置4的作业状态时(步骤S1003：否)，重复该处理直到检测到作业状态。另外，在步骤S1004的处理中，控制装置100在没有检测到机体的预定值以上的行驶时(步骤S1004：否)，重复该处理直到检测到预定值以上的行驶。

此外，检测机体的预定值以上的行驶的检测部件能够使用后轮旋转传感器210(参照图4)等。

另外，检测部件根据作业检测部件209(参照图4)的接通或断开来检测作业装置4的作业状态。在这种情况下，作为检测作业装置4的作业状态的检测部件例如优选为检测栽种离合器的接通或断开的栽种离合器接通或断开传感器。通过使栽种离合器的接通或断开传感器成为接通，能够认识到在作为上述的作业状态而开始田垄栽种作业的状态。

另外，也可以为，在机体自动直行行驶的情况下，控制装置100通过检测部件来检测机体的直行行驶以外的行驶状态，在此基础上，若通过检测部件检测到作为作业装置4的作业中而设定的作业状态，则删除获取的基准线R。

根据该结构，检测作业装置4的作业状态，且检测机体的预定值以上的行驶，由此能够更准确地认识到作为农田的栽种作业的最终工序的对农田内的外缘进行栽种的田垄栽种作业。通过认识到田垄栽种作业，将知道不再需要作业中的农田的机体的直行行驶，因此通过删除基准线R，在向其他的农田移动中、在其他的农田作业中，能够防止朝向不适于作业中的农田的方向、非作业者的预期的方向产生自动转向，能够提高作业性。另外，由于不需要手动删除基准线R，因此能够节省手动删除基准线R的所带来麻烦。由此，能够提高操作性。

另外，控制装置100，在检测到机体从基准线R的偏离角的情况下、在检测到作业装置4的作业状态的情况下、或是在检测到这两者的情况下，删除为了检测预定值以上的行驶而设定的行驶距离。由此，能够防止删除基准线R后的作业中的错误工作。

另外，在删除基准线R的情况下，控制装置100也可以进行控制使通知装置208(参照图4)发出例如预定时间(2秒左右)的通知音。由此，能够使作业者意识到基准线R被删除。另外，在删除基准线R的情况下，控制装置100也可以进行控制例如在显示器显示文字等。由此，能够使作业者意识到基准线R被删除。

另外，在行驶车体2设置内置有位置信息获取装置200(参照图1)的GNSS单元。通过由位置信息获取装置200在时间上以预定的间隔获取坐标，GNSS单元能够每隔预定间隔而获取位置信息。另外，在GNSS单元除了位置信息获取装置200之外，还内置有利用陀螺传感器、加速度传感器的惯性导航装置和控制基板。

Claims (2)

1.一种作业车辆，具备：行驶车体(2)；作业装置；对行驶车体(2)进行转向操作的转向部件(35)；获取行驶车体(2)的位置坐标的位置信息获取装置(200)；使转向部件(35)工作而使行驶车体(2)直行行驶的自动直行装置(205)；获取制作基准线(R)的位置坐标的位置坐标获取部件，该基准线(R)成为行驶车体(2)的直行行驶的基准；以及进行各部的控制的控制装置(100)，

所述作业车辆的特征在于，

设置检测行驶车体(2)行进的方位的检测部件，设置检测作业装置的作业状态的作业检测部件(209)，

就控制装置(100)而言，根据基准线(R)与当前的行驶车体(2)的方位所成的角度来判断行驶车体(2)从直行方向的偏离量，并且检测作业装置的作业状态，

根据在预定范围内行驶车体(2)从直行方向的偏离量在预定值以上，并且持续检测到作业状态，设为不能进行以基准线(R)为基准的直行行驶的状态，

不能进行以基准线(R)为基准的直行行驶的状态持续到获取下一位置坐标为止，

控制装置(100)进行控制，若满足预定的条件则自动地删除基准线(R)的行驶基准信息。

2.根据权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，

设置检测行驶车体(2)的行驶距离的距离检测部件，

就控制装置(100)而言，在距离检测部件对行驶车体(2)行驶预定距离的情况进行检测的期间，若从直行方向的偏离量在预定值以上并且持续被检测到作业状态，则设为不能进行以基准线(R)为基准的直行行驶的状态。

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