CN108777938B - 联合收割机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种联合收割机，其基于利用GPS获取的位置信息而对割取部的高度位置进行变更，由此能够防止割取部破损，并且，能够实现收割作业的容易化和高效化。一种能够自主行驶的联合收割机(1)，具备：割取部(2)，其具备分禾器(23)；升降缸(27)，其使所述割取部相对于机体进行升降；陀螺传感器(103)，其对机体(9)的倾斜角度进行检测；GPS，其获取机体(9)的位置信息；以及控制装置(80)，其基于预先设定的田地信息、判断出的所述位置信息以及所述机体的倾斜角度，对升降缸(27)进行控制而变更割取部(2)的高度位置，所述田地信息包括联合收割机(1)的行驶路径的信息以及农田地端的信息。

Description

联合收割机
技术领域
本发明涉及能够利用GPS获取位置信息而进行自主行驶的联合收割机中的、具备自动地对前方作业机的高度位置进行变更的结构的联合收割机。
背景技术
以往，众所周知如下自主作业车辆，该自主作业车辆能够基于利用GPS获取的位置信息而对农田地端的位置进行记录(参照专利文献1)。作为对农田地端的位置进行记录的方法，操作者提前使该自主作业车辆移动至农田地端，自此基础上，对远程操作装置的显示器进行操作，由此，使控制装置对与农田地端的位置相应的纬度和经度的信息进行存储。
另一方面，以往，众所周知如下无人操纵联合收割机，该无人操纵联合收割机能够自动地对作为前方作业机的割取装置的高度位置进行变更(专利文献2)。在该无人操纵联合收割机中，对田畦、篱笆等障碍物进行检测的障碍检测传感器设置于割取装置的分禾体。该无人操纵联合收割机基于障碍检测传感器检测出的障碍物的高度、以及距障碍物的距离而使割取装置进行升降。由此，该无人操纵联合收割机能够防止分禾体破损，此外，直至田畦附近为止，能够以割取的方式收割穗秆。
但是，期望如下联合收割机，该联合收割机不依赖于专利文献2中记载的障碍检测传感器那样的传感器，基于利用GPS获取的位置信息而对割取装置(割取部)的高度位置进行变更，由此能够避免包含分禾体在内的割取部与路面碰撞，从而能够防止割取部破损，并且，还能够实现收割作业的容易化和高效化。
专利文献
专利文献1：国际公开第2015/118730号
专利文献2：日本特开2016－10372号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种联合收割机，该联合收割机基于利用GPS获取的位置信息而对割取部的高度位置进行变更，由此能够防止割取部破损，并且，还能够实现收割作业的容易化和高效化。
本发明的联合收割机是能够自主行驶的联合收割机，其具备：割取部，该割取部具备分禾器；驱动单元，该驱动单元使所述割取部相对于机体进行升降；倾斜角传感器，该倾斜角传感器对所述机体的倾斜角度进行检测；GPS，该GPS获取所述机体的位置信息；以及控制单元，该控制单元基于预先设定的田地信息、判断出的所述位置信息以及所述机体的倾斜角度，对所述驱动单元进行控制而变更所述割取部的高度位置，所述田地信息包括所述联合收割机的行驶路径的信息、以及农田地端的信息。
在本发明的联合收割机中，优选地，所述田地信息包括预先设定于所述行驶路径的目标点的信息，在所述分禾器的前端的前方，与所述分禾器隔开规定间隔地设定偏差点，当所述偏差点和所述目标点重叠时，所述控制单元对所述割取部的高度位置进行变更。
在本发明的联合收割机中，优选地，在所述分禾器的前端的前方，与所述分禾器隔开规定间隔地设定偏差点，当所述偏差点位于所述农田地端时，所述控制单元使所述割取部的高度位置上升至规定高度位置。
在本发明的联合收割机中，优选地，所述割取部具备供料室，所述控制单元根据所述供料室相对于所述机体的位置、以及所述联合收割机的行驶速度而对所述偏差点位置进行变更。
在本发明的联合收割机中，优选地，所述割取部具备供料室，所述控制单元基于所述供料室相对于所述机体的位置、以及所述机体的倾斜角度而对所述割取部的高度位置进行变更，以使得所述行驶路径的路面与所述割取部之间的间隔保持恒定。
在本发明的联合收割机中，优选地，所述控制单元基于所述田地信息、所述位置信息以及所述机体的倾斜角度而对所述分禾器的前端相对于所述农田地端的位置进行计算，当检测出所述联合收割机从所述行驶路径上的倾斜路进入田地时所述分禾器的前端到达所述农田地端时，使所述割取部的高度位置上升至规定高度位置。
在本发明的联合收割机中，优选地，所述田地信息包括此前实施的割取作业的信息，当所述分禾器的前端到达田地中的未割取区域时，所述控制单元使所述割取部的高度位置下降至规定高度。
在本发明的联合收割机中，优选地，所述田地信息包括所述行驶路径上的倾斜路的倾斜角度，当所述偏差点和所述倾斜路在所述联合收割机从田地退出到所述倾斜路时重叠时，所述控制单元根据所述倾斜路的所述倾斜角度而对所述割取部的高度位置进行变更。
根据本发明的联合收割机，能够提供如下联合收割机，其不依赖于传感器地基于利用GPS获得的位置信息而对割取部的高度位置进行变更，因此，能够避免割取部与路面碰撞。因此，基于利用GPS获取的位置信息而对割取部的高度位置进行，由此能够防止割取部破损，并且，能够实现收割作业的容易化和高效化。
根据本发明的联合收割机，能够提供如下联合收割机，其不依赖于机体的倾斜角度以及行驶速度地对割取部的高度位置进行变更，因此，能够避免割取部与路面碰撞。因此，基于利用GPS获取的位置信息而对割取部的高度位置进行变更，由此能够防止割取部破损，并且，能够实现收割作业的容易化和高效化。
根据本发明的联合收割机，能够提供如下联合收割机，其不依赖于机体的倾斜角度以及行驶速度，能够更可靠地防止进入田地时的分禾器前端的冲入。因此，能够防止进入田地时分禾器前端破损，并且，能够实现收割作业的容易化和高效化。
根据本发明的联合收割机，能够提供如下联合收割机，其不依赖于供料室的位置以及行驶速度地对割取部的高度位置进行变更，因此，能够避免割取部与路面碰撞。因此，基于利用GPS获取的位置信息而对割取部的高度位置进行变更，由此能够防止割取部破损，并且，能够实现收割作业的容易化和高效化。
根据本发明的联合收割机，能够提供如下联合收割机，即便在分禾器前端越过农田地端并进入田地内而机体未进入田地内的情况下，也能将路面与割取部之间的间隔保持恒定，因此，能够防止分禾器前端冲入，并且，能够适当地实施割取作业。因此，能够防止进入田地时分禾器前端破损，并且，能够实现收割作业的容易化和高效化。
根据本发明的联合收割机，能够提供如下联合收割机，当检测出分禾器前端已到达农田地端时，割取部自动地上升，因此，能够防止进入田地时的分禾器前端的冲入。因此，能够防止进入田地时分禾器前端破损，并且，能够实现收割作业的容易化和高效化。
根据本发明的联合收割机，能够提供如下联合收割机，其能够防止进入田地时的分禾器前端的冲入，并且，能够防止对残留于割取完毕区域的地面的排出秸秆进行耙拢。因此，能够防止进入田地时分禾器前端破损，并且，能够实现收割作业的容易化和高效化。
根据本发明的联合收割机，能够提供如下联合收割机，其根据倾斜路的倾斜角度而对割取部的高度位置进行变更，因此，能够避免割取部与倾斜路碰撞。因此，基于利用GPS获取的位置信息而对割取部的高度位置进行变更，由此能够防止割取部破损，并且，能够实现收割作业的容易化和高效化。
附图说明
图1是联合收割机的外观立体图。
图2是从图1中的箭头L的方向观察的图。
图3是从图1中的箭头R的方向观察的图。
图4是表示联合收割机的控制系统的框图。
图5是表示用于获取联合收割机的位置信息的结构的框图。
图6(A)是表示向联合收割机输入的田地信息的概念的图，图6(B)是表示示出了倾斜角度的信息的田地和倾斜路的一个截面的图，图6(C)是表示示出了倾斜角度的信息的田地和倾斜路的另一截面的图。
图7是表示田地信息中包含的行驶路径的一例的图。
图8是表示田地信息中包含的行驶路径的另一例的图。
图9是示出对割取部周围的障碍物进行检测的激光扫描仪的检测范围的联合收割机的俯视图。
图10是表示在倾斜路上行驶而进入田地的联合收割机的图。
图11是表示一边进入田地一边实施割取作业的联合收割机的图。
图12是表示在田地的割取完毕区域中行驶的联合收割机的图。
图13是表示到达田地中的未割取完毕区域的联合收割机的图。
图14是表示在农田地端附近实施割取作业的联合收割机的图。
图15是表示一边离开田地一边实施割取作业的联合收割机的图。
图16是表示离开田地的联合收割机的图。
图17是表示离开田地而在倾斜路上行驶的联合收割机的图。
具体实施方式
以下，利用图1、图2及图3，对作为本发明的实施方式的联合收割机1进行说明。联合收割机1是能够自主地行驶并执行作业的自主行驶型联合收割机，其能够在无人状态下行驶并执行作业。即，无人操纵式的联合收割机1构成为：能够从与田地连接的倾斜路自主地行驶而进入割取对象物所处的田地内，另外，能够自主地行驶而从田地内向田地外退出。此外，联合收割机1构成为：在田地内自主地行驶、转弯以及执行作业。
如图1所示，联合收割机1构成为主要包括行驶部10、割取部2、输送部3、脱粒部4、筛选部5、贮存部6以及动力部7。此外，图1中示出了联合收割机1的前后方向、左右方向以及上下方向。图2和图3中示出了联合收割机1的前后方向以及上下方向。
行驶部10设置于底盘13的下方。行驶部10由传动装置(transmission)11以及履带式行驶装置12、12构成。传动装置11将构成动力部7的发动机71的旋转动力向履带式行驶装置12、12传递。履带式行驶装置12、12使得联合收割机1沿前后方向行驶。另外，履带式行驶装置12、12使得联合收割机1在左右方向上回旋。
行驶部10包括未图示的制动装置。作为制动装置，包括对传动装置11的机构的动作进行制动的制动装置、以及对履带式行驶装置12的旋转进行制动的制动装置。
割取部2设置于行驶部10的前方。割取部2包括拨禾轮21、割刀22以及分禾器23。拨禾轮21将田地中的穗秆扶起。另外，拨禾轮21构成为：能够以朝向左右方向的旋转轴线为中心而自如地旋转。割刀22将由拨禾轮21扶起的穗秆切断。分禾器23配置于割刀22的前方。分禾器23从割取框架24的左右的侧壁25朝向前方突出，由此形成割取部2的前端及左右各端。割取部2构成前方作业机。
输送部3设置于割取部2的后方。输送部3包括绞龙31以及输送机32。绞龙31使由割刀22切断的穗秆汇聚并将它们向输送机32送入。输送机32将由绞龙31送入的穗秆向脱粒部4送入。
脱粒部4设置于输送部3的后方。脱粒部4包括转动件(rotor)41以及筛网42。转动件41对由输送部3送入的穗秆进行脱粒而使得谷粒从穗秆脱离。另外，转动件41对穗秆进行输送。筛网42对由转动件41输送的穗秆进行支撑，并且，对谷粒进行过筛(使谷粒向下降落)。
筛选部5设置于脱粒部4的下方。筛选部5构成为包括摆动装置51以及送风装置52。摆动装置51对从筛网42向下降落的脱粒物进行过筛而对谷粒进行筛选。送风装置52将与谷粒一同向下降落的穗秆屑、以及残留于摆动装置51上的穗秆屑吹飞。
贮存部6设置于脱粒部4以及筛选部5的侧方。贮存部6构成为包括谷粒箱61以及排出绞龙62。谷粒箱61对从筛选部5输送来的谷粒进行贮存。排出绞龙62是在将谷粒箱61内的谷粒排出时使用的装置。
动力部7设置于贮存部6的下方(参照图3)。动力部7由发动机71构成。发动机71将燃料燃烧而得到的热能转变为旋转动力。
联合收割机1具有供操作者乘坐、操纵的空间。即，在谷粒箱61的前方设置有驾驶室8。另外，联合收割机1设置有与有人操纵式的联合收割机同样地由操作者操作的操作部件。联合收割机1的各结构可以在自主且自动地执行动作的基础上，还基于操作者的操作而执行动作。
在驾驶室8内部载置有驾驶坐席，在驾驶坐席的前方设置有作为转向操作单元的转向方向盘(未图示)。例如，可以通过对该转向方向盘的操作而对左右的履带式行驶装置12、12各自的转速进行调整，从而以人工方式对包括转弯在内的联合收割机1的转向方向进行控制。
这样构成的联合收割机1利用GPS(全球定位系统)而获取自身的位置信息。此外，联合收割机1构成为：基于该位置信息而对行进方位、行驶速度的各信息进行计算等，由此，基于上述各信息而沿着规定的路径行驶并执行作业。
接下来，对割取部2和输送部3的结构进行更详细的说明。
输送部3的输送机32收纳于供料室33。供料室33旋转自如地与机体9连结。供料室33的后端部支撑于构成底盘13的框架部件的前部。供料室33的前端部对割取框架24的后端部进行支撑。
应予说明，联合收割机1的机体9是指联合收割机1的各结构中的、除了输送部3和割取部2以外的部位，且是支撑于底盘13的部位。机体9包括脱粒部4、筛选部5、贮存部6、动力部7以及驾驶室8。
如图3所示，液压缸34的一端(前端)支撑于供料室33的下部。液压缸34的另一端(后端)支撑于构成底盘13的框架部件。供料室33与液压缸34的伸缩相应地相对于机体9进行上下摆动，由此，割取部2相对于机体9进行上下移动。包括供料室33在内的输送部3以及割取部2的高度位置从所设定的最下方位置连续且自如地变更至最上方位置。
割取部2的拨禾轮21构成为：相对于割取框架24而上下移动自如。相对于割取框架24而言，对拨禾轮21进行支撑的左右的各臂26摆动自如地支撑于割取框架24的上部。在左右的各臂26与割取框架24的侧壁25之间分别设置有拨禾轮升降用的升降缸27。各升降缸27的一端(上端)支撑于各臂26的后端部，另一端(下端)支撑于割取框架24的侧壁25。
臂26与液压工作式的升降缸27的伸缩相应地相对于割取框架24而上下摆动，由此，拨禾轮21与臂26一同相对于割取框架24进行上下移动。拨禾轮21相对于割取框架24的高度位置能够从所设定的最下方位置连续且自如地变更至最上方位置。
应予说明，虽未图示，但是，联合收割机1还可以包括用于使拨禾轮21相对于割取框架24进行前后移动的结构。在该情况下，臂26可以构成为伸缩自如，也可以设置与割取框架24和拨禾轮21之间连结的液压工作式的缸体。
如图1～图3所示，无人操纵式的联合收割机1是普通型联合收割机。但是，作为本发明的实施方式，联合收割机1也可以是自脱型联合收割机。对于自脱型的联合收割机而言，割取部2具备扶起装置、多个分禾板、割刀、耙拢装置以及输送装置。
虽未图示，但是，扶起装置具备使得每一垄未割取穗秆立起的多个扶起尖齿。扶起装置将借助各分禾板而以每一垄为单位分离的穗秆扶起。耙拢装置对由扶起装置扶起的穗秆的根部进行耙拢。包括割刀在内的切断装置设置于耙拢装置的下方。切断装置将由耙拢装置耙拢后的穗秆切断。
自脱型联合收割机的设置于割取部2的输送装置构成为包括：对穗秆的穗稍侧进行把持的上部输送装置；对穗秆的根部侧进行把持的下部输送装置；以及将穗秆从下部输送装置交接至脱粒部4的纵向输送装置和接收输送装置。
另外，在联合收割机1是自脱型联合收割机的情况下，液压缸34与底盘13和割取部2的框架连结。自脱型联合收割机能够通过液压缸34的伸缩而对割取部2的高度位置进行变更。
接下来，对联合收割机1的控制装置80进行说明。
联合收割机1的信息网络布设于各处位置，以便能够发挥最大限度的性能。具体而言，除了动力部7以外，联合收割机1的各部件构成彼此能够共享信息的控制器局域网(CAN)。
如图4所示，控制装置80具有：由CPU(Central Processing Unit)等微型计算机构成的处理部81；以及ROM(ReadOnly Memory)、RAM、硬盘驱动器、闪存等存储部82。处理部81能够将ROM中储存的程序等读取到RAM上，然后执行该程序。此外，控制装置80的处理部81执行控制程序，由此进行各种结构要素的动作控制。具体而言，进行通信时的信息的收发、各种输入输出控制以及运算处理的控制等。
对于联合收割机1而言，作为控制装置80的输入侧的结构，具备发动机转速传感器101、行驶速度传感器102、陀螺传感器103、方位传感器104、转向传感器105、供料室角度传感器106以及拨禾轮高度传感器107。此外，联合收割机1具备后述的激光扫描仪108。
发动机转速传感器101对发动机71的曲轴(未图示)的转速进行检测。行驶速度传感器102对联合收割机1的行驶速度进行检测。作为倾斜角传感器的陀螺传感器103，对作为联合收割机1的机体9的位移的、前后方向的倾斜(斜度，pitch)的角速度、左右方向的倾斜(转动，roll)的角速度以及回旋(偏转，yaw)的角速度进行检测。由此，陀螺传感器103对利用GPS获取的联合收割机1的当前位置处的路面的倾斜角度θ1(参照图10)进行检测。
方位传感器104对联合收割机1的行进方向进行检测。转向传感器105对联合收割机1的转向方向进行检测。供料室角度传感器106对供料室33相对于机体9的角度θ2(参照图10)进行检测。作为供料室33相对于机体9的角度，可以对液压缸34的伸长量进行检测。拨禾轮高度传感器107对拨禾轮21相对于割取框架24的高度位置进行检测。作为拨禾轮21相对于割取框架24的高度位置，可以对升降缸27的伸长量进行检测。
上述这些传感器可以采用具有公知结构的传感器。来自各传感器的信号向控制装置80发送。控制装置80基于这些信息中的、从陀螺传感器103以及方位传感器104获取的信号，通过计算或推导等而判断联合收割机1的姿势(朝向、机体前后方向以及机体左右方向上的倾斜、回旋方向)。
控制装置80对各构成进行控制，以便基于通过计算等获得的结果而使联合收割机1沿预先设定的行驶路径行驶，并且，基于预先设定的作业的信息而使联合收割机1在田地内实施规定的作业。即，控制装置80对行驶部10、割取部2、输送部3、脱粒部4、筛选部5、贮存部6以及动力部7进行控制。
此时，控制装置80基于来自对发动机71的状态进行检测的发动机转速传感器101、温度传感器以及油温传感器(均未图示)等的输入信息(检测信息)而对发动机71的运转状态进行控制。另外，控制装置80执行如下控制：通过对供料室33的角度进行变更而将割取部2及输送部3的高度调整为设定高度，或者对拨禾轮21的高度位置进行调整。另外，控制装置80执行如下控制：随着割取速度的变更而对输送部3的输送速度进行变更，或者根据处理量而对脱粒部4的转动件41的转速进行变更，或者根据处理量而对送风装置52的风量以及筛网42的开度进行变更。此外，控制装置80基于后述的位置信息、位移以及方位信息、田地信息fI(参照图6)等并以变更转向方向的方式而对行驶部10进行控制，并且，以变更割取部2的高度位置以及拨禾轮21的高度位置的方式对液压缸34和升降缸27进行控制。
此外，作为联合收割机1实施的作业所需的各设定值，沿着行驶路径或者根据每种行驶状态而对各结构的动作进行编程。联合收割机1能够按照这种程序而实施规定的作业。另外，在联合收割机1中，用于自主的行驶及作业所需的紧急停止、暂时停止、再起步、行驶速度的变更、发动机转速的变更、割取部2的高度位置的自动调整以及割取物的输送速度的自动调整等的设定值预先储存于存储部82。
如图5所示，控制装置80具有通信部83。通信部83具有与联合收割机1的外部结构进行通信的功能。控制装置80能够通过通信部83而与其他联合收割机等车辆、运送收割物的其他车辆、便携终端等自如地进行通信。控制装置80可以构成为：对由外部结构发送的信息进行读取及解析等，由此能够从外部结构输入所需的信息而应对程序等所储存的信息的改写。
接下来，对联合收割机1利用GPS而获取自身的位置信息的方法进行说明。
如图5所示，联合收割机1具备作为移动站点的移动通信机91、移动GPS天线92以及数据接收天线93。另外，作为基站的固定通信机94、固定GPS天线95以及数据发送天线96配置于田畦等田地中不会对作业造成妨碍的规定位置。针对基站及移动站点的双方而进行相位的测定(相对测位)，由基站的固定通信机94测定所得的数据从数据发送天线96向联合收割机1的数据接收天线93发送。
配置于联合收割机1的移动GPS天线92接收来自GPS卫星90、90…的信号。该信号向移动通信机91发送而进行测位。并且，与此同时，作为基站的固定GPS天线95接收来自GPS卫星90、90…的信号。由固定通信机94测定所得的数据经由数据发送天线96和数据接收天线93而向移动通信机91发送。在联合收割机1的移动通信机91中，对观测所得的数据进行解析，由此确定移动站点的位置。这样得到的位置信息向联合收割机1的控制装置80发送。
这样，基于由GPS卫星90、90…发送的信号，在移动通信机91中以设定时间间隔而获取联合收割机1的位置信息，由陀螺传感器103及方位传感器104对联合收割机1的位移信息及方位信息进行检测。
联合收割机1的控制装置80基于上述位置信息、位移信息以及方位信息而对行驶部10及动力部7等各结构进行控制，以使得联合收割机1沿着预先设定的行驶路径而行驶。另外，对于联合收割机1而言，控制装置80对位置信息进行判断，从而能够根据当前位置而实施沿着行驶路径设定的规定的作业，或者实施根据联合收割机1的每种行驶状态而设定的作业。
此外，关于各设定值，对水稻或豆类等2种以上的各割取对象物分别进行不同的设定。即，各设定值可以根据各割取对象物而不同。或者，联合收割机1的控制装置80可以预先对成为基准的设定值进行储存，并且，针对基准的设定而将根据割取对象物的种类进行校正后的各设定值用于割取作业。
接下来，对预先向联合收割机1的控制装置80输入的田地信息fI进行说明。图6中示出了田地信息fI的一例。如图6(A)所示，田地信息fI构成为映射状。
作为田地信息fI，预先设定构成作业范围的田地F的外周的位置信息(地图信息)。操作者事先通过目视等方式对田地F进行确认，由此，在数据化的地图上指定田地F的外周作为农田地端E。或者，还可以采用通过灵活运用卫星照片、绘制等而取代目视的方法。
另外，如图6(B)及图6(C)所示，针对地图信息中的方块(图6(A)中的格子)的各角、即地图信息中的各点，而将农田地端E的外侧的倾斜路SL的倾斜角度的信息、以及田地F内的倾斜面的信息输入。这样，由三维的地图信息构成田地信息fI。
田地F内的倾斜面是指田地F中相对于水平方向而倾斜的部分的面。如图6(B)及图6(C)所示，本例的田地F由近似水平面形成。另一方面，倾斜路SL是指位于比农田地端E更靠外侧的位置的路面，且是与田地F连接的连接路。
田地信息fI包括行驶路径的信息。图7中示出了行驶路径的一例。
如图7所示，行驶路径与作为田地信息fI的地图信息相对应。设定的行驶路径中包括：通过倾斜路SL而进入田地F的路径；在田地F内行驶并执行作业的路径；以及从田地F向倾斜路SL退出的路径。通过倾斜路SL而进入田地F的路径、以及从田地F向倾斜路SL退出的路径设定为与农田地端E交叉的路径。由此，如后所述，联合收割机1的控制装置80可以利用田地信息fI、利用GPS而获取的位置信息、由陀螺传感器103检测出的倾斜角度的信息，来对行驶路径上的农田地端E的位置进行判断。
根据图7所示的行驶路径，联合收割机1在倾斜路SL上行驶，并通过规定的农田地端E的边(图中的下侧边)而进入田地F内。联合收割机1在田地F内以直行状而行驶，且朝向田地F的中心而向左回旋，与此同时，实施割取作业。然后，联合收割机1从进入的农田地端E的附近退出田地F。
此外，可以根据田地的形状等环境来设定根据田地而不同的行驶路径。图8中示出了行驶路径的另一例。
图8所示的行驶路径是针对其他田地Fo而设定的路径。该行驶路径设定为：联合收割机1按照由圆圈包围的数字的顺序而在田地Fo内实施行驶及割取作业。联合收割机1实施割取作业的路径在图中由直线状的箭头表示。作为田地Fo内的割取用的路径，标记有1～10的数字的路径是联合收割机1按顺序依次行驶的路径。联合收割机1不实施割取作业而仅行驶的路径在图中由双点划线的箭头表示。根据这样设定的行驶路径，联合收割机1按照图中的1～10的顺序而在田地Fo及其周围的两条倾斜路SL上行驶，并以螺旋状而移动。
联合收割机1在倾斜路SL上行驶，并通过两个农田地端E的边中的一方(图中的下方)而进入田地Fo内。此外，联合收割机1在两个农田地端E的边之间以直行状在田地Fo内行驶，与此同时，实施割取作业，并从另一方(图中的上方)的农田地端E退出田地Fo。然后，在倾斜路SL上向左转弯90°之后沿着另一方的农田地端E的边而移动，并在再次向左转弯90°之后在倾斜路SL上朝向田地Fo行驶。然后，从另一方的农田地端E再次进入田地Fo，一边朝向一方的农田地端E以直行状行驶、一边实施割取作业，并从一方的农田地端E退出田地Fo。然后，在倾斜路SL上向左转弯90°，然后沿着一方的农田地端E的边而移动，并在再次向左转弯90°之后，在倾斜路SL上朝向田地Fo行驶。联合收割机1在下一次从一方的农田地端E进入田地Fo内时，在紧邻此前通过的轨迹的左侧行驶。另外，联合收割机1在下一次从另一方的农田地端E进入田地Fo内时，在紧邻此前通过的轨迹的右侧行驶。
田地Fo的特征在于：与彼此对置的两个农田地端E的边相邻的各倾斜路SL的倾斜角度极其平缓，在这些倾斜路SL中包含较大的联合收割机1转弯用的空间。对收割的谷粒进行输送的车辆(输送车)在与这些倾斜路SL相邻的车道上停车。另外，每一块该田地Fo的收获量都超过谷粒箱61(参照图1)的容量。因此，在联合收割机1在田地Fo内实施割取作业的期间，在谷粒箱61装满之前，需要暂时中断割取作业。
但是，联合收割机1可以在田地Fo内的一方和另一方的农田地端E的边之间实施割取作业之后，在田地Fo外的倾斜路SL上沿着能够供输送车等待的车道而向下一条割取用的路径移动。因此，可以构成为：在收割量接近谷粒箱61的上限时，实施割取作业至农田地端E为止，然后从田地Fo退出，在倾斜路SL上行驶至输送车等待的位置为止，然后从谷粒箱61排出谷粒。即，联合收割机1可以在中断割取作业的位置的附近排出谷粒，因此，能够实现割取作业的高效化。
此外，图8所示的行驶路径可以设定为：直至收获量接近谷粒箱61的上限为止，并非每次都使联合收割机1驶入倾斜路SL，而是使联合收割机1在农田地端E的近前侧向左转弯90°，并使其在田地Fo内沿着两个农田地端E的边而移动至标记有下一个数字的割取用的路径。根据这种路径，省却了联合收割机1驶入倾斜路SL并在该倾斜路上行驶的距离，因此，能够进一步实现割取作业的高效化。
如图7和图8所示，在从上空俯视田地的视线下，联合收割机1的行驶路径设定为逆时针方向。即，联合收割机1一边向左回旋一边实施割取作业。因此，在田地F、Fo内行驶的联合收割机1的右侧相当于割取完毕的那侧。联合收割机1具有用于偏向割取完毕的那侧而对障碍物进行检测的结构。这种用于对障碍物进行检测的结构或方法并不限定于以下的激光扫描仪108，也可以是使用毫米波雷达的检测，还可以是利用照相机等的图像处理。
如图9所示，联合收割机1具备激光扫描仪108。激光扫描仪108向割取部2的周围照射激光。激光扫描仪108设置于驾驶室8的下方。驾驶室8在联合收割机1的机体9中位于右侧。因此，来自激光扫描仪108的激光的照射范围偏向割取部2的右侧。
详细而言，激光扫描仪108的照射范围的中心、即激光扫描仪108的设置位置，比割取部2的中心位置C更靠右侧。来自激光扫描仪108的激光的照射范围(角度)设定为以设置位置为中心而朝向前方的90°的范围。因此，割取部2的右侧部分以比左侧部分更大的范围而落入照射范围内。由此，激光的照射范围偏向割取完毕的那侧。
对于田地F、Fo内的作业，可以认为：多数情况下人处于割取完毕的那侧。联合收割机1构成为：在人处于割取完毕的一侧的情况下，偏向割取部2的右侧部分而照射激光。另外，关于田地F、Fo内的割取完毕的部分，因对割取对象物进行割取而使得路面的大部分露出。激光对这种割取完毕的部分的照射难以受到遮挡，因此，在割取完毕的那侧、即割取部2的右侧部分及其右方，能够容易地检测出人、动物等障碍物。
接下来，利用图10和图11对联合收割机1进入田地F1内的情况下控制装置80所实施的控制进行说明。
如图10所示，对联合收割机1在与田地F1连接的倾斜路SL上行驶而进入田地F1的情形进行说明。在联合收割机1在倾斜路SL上朝向田地F1行驶的期间，开始割取作业用的动作。具体而言，开始拨禾轮21的旋转、割刀22的动作、输送机32(均参照图1)的驱动等。
联合收割机1利用GPS在每段规定时间内获取自身在田地F1的内外的位置信息。另外，联合收割机1的陀螺传感器103(参照图4)对倾斜路SL上的、联合收割机1的当前位置的倾斜角度θ1进行检测。此外，如上所述，预先向控制装置80的存储部82(参照图4)输入如上所述包括行驶路径的信息以及农田地端E的信息在内的田地信息fI。并且，联合收割机1一边沿着田地信息fI中设定的行驶路径行驶、一边进入田地F1。
联合收割机1能够根据获取的位置信息而对田地F1内外的当前位置进行判断。对于联合收割机1获取的位置信息，联合收割机1的数据接收天线93(参照图1)的位置与当前位置对应。另外，对于获取的位置信息，分禾器前端23T的位置与规定距离相应地向前方离开。因此，该规定距离的信息、即从数据接收天线93的位置至分禾器前端23T的位置的规定距离的尺寸的信息预先储存于控制装置80的存储部82中。作为表示分禾器前端23T的位置的规定距离，预先储存有与供料室33相对于机体9的角度θ2对应的值。另外，作为表示分禾器前端23T的高度位置的值，预先储存有与供料室33相对于机体9的角度θ2对应的值。
此外，对于获取的位置信息，在比分禾器前端23T更靠前方的位置隔开规定间隔Lf而设定偏差点D。偏差点D的信息、即从分禾器前端23T朝向前方的规定间隔Lf的信息，预先储存于控制装置80的存储部82中。这样，将偏差点D设定于比分禾器前端23T的位置进一步远离机体9的位置处。
由此，联合收割机1利用包括预先设定的行驶路径的信息以及农田地端E的信息在内的田地信息fI、利用GPS而获取的位置信息以及由陀螺传感器103检测出的倾斜角度θ1的信息，对割取部2的分禾器前端23T相对于农田地端E的位置进行判断。
并且，联合收割机1在判断为偏差点D与农田地端E重叠时使割取部2的高度位置上升。由此，联合收割机1能够不依赖于高度的传感器地基于利用GPS获得的位置信息而对割取部2的高度位置进行变更。农田地端E是田地信息fI中包含的目标点之一。
此外，联合收割机1可以构成为：在从行驶路径上的倾斜路SL进入田地F1而分禾器前端23T到达农田地端E时，使得割取部2的高度位置上升。在联合收割机1的行驶速度较低等的情况下，能够通过这种简单的控制而有效地对割取部2的高度位置进行变更。由此，能够使联合收割机1的控制装置80中预先输入的信息简化。这样，在检测出分禾器前端23T或偏差点D已到达农田地端E时，割取部2的高度位置自动地上升，因此，能够防止分禾器前端23T在进入田地F1时冲入。
另外，虽未图示，但是，联合收割机1可以具备由超声波传感器等构成的对地传感器。根据还包括这种对地传感器的联合收割机1，能够有效地防止割取部2的下表面或分禾器前端23T与倾斜路SL或田地F1中的凹凸的路面碰撞。
此外，如上所述，供料室角度传感器106(参照图4)对供料室33相对于机体9的角度θ2进行检测。由此，联合收割机1的控制装置80能够获取供料室33相对于机体9的位置的信息。联合收割机1基于供料室33相对于机体9的位置的信息(即，角度θ2)、以及由陀螺传感器103检测出的倾斜角度θ1的信息而对割取部2的高度位置进行变更，以使得行驶路径上的路面与割取部2之间的间隔保持恒定。
应予说明，此处所说的行驶路径上的路面与割取部2之间的间隔例如是设置于割取部2的上述对地传感器与路面之间的间隔，且是设定为能够避免路面与割取部2碰撞的间隔。图11中示出了针对行驶路径上的路面与割取部2而设定的间隔Hs。
根据这种结构，如图11所示，联合收割机1能够一边适当地对农田地端E附近的割取对象物进行割取、一边从倾斜路SL进入田地F1内。即，在即便机体9未进入田地F1内而分禾器前端23T也越过农田地端E而进入田地F1内的情况下，能够防止分禾器前端23T冲入，并且，能够适当地实施割取作业。这样进入田地F1内的联合收割机1，在此后与控制装置80的控制相应地沿着行驶路径而实施规定的作业。
接下来，利用图12和图13，对联合收割机1在田地F2内行驶的情况下由控制装置80实施的控制进行说明。作为此前实施割取作业且实施至中途的田地，举例示出了田地F2。
首先，联合收割机1的控制装置80(参照图4)保有此前实施的割取作业的信息。具体而言，控制装置80的存储部82储存有作为比联合收割机1先进入田地F2内的车辆的另一联合收割机的行驶路径、以及沿着该行驶路径而实施的作业的信息，该信息是针对行驶路径中的每处位置而实施的信息。或者，控制装置80的存储部82储存有以前进入田地F2内的联合收割机1的行驶路径、以及沿着该行驶路径而实施的作业的信息，该信息是针对行驶路径中的每处位置而实施的信息。存储部82对这种割取作业的信息以与田地信息fI对应的方式进行储存。换言之，田地信息fI包括此前实施的割取作业的信息。
控制装置80的处理部81读取行驶路径上的每处位置的作业的信息、即在联合收割机1行驶的行驶路径上的当前位置所实施的作业信息。由此，控制装置80将读取出的作业信息与包含针对田地F2而设定的行驶路径的信息的田地信息fI进行对照，由此，能够读取出当前位置、且区分当前位置处于割取完毕区域还是处于未割取区域。
如图12所示，作为此前实施割取作业且实施至中途的结果，将田地F2区分为割取完毕区域F21和未割取区域F22。在联合收割机1从农田地端E进入田地F2内的情况下，不将行驶路径上的路面与割取部2之间的间隔保持恒定，而是使割取部2的高度位置上升到设定的规定高度H1。规定高度H1是供料室33相对于机体9的规定角度θ2s，且是根据割取对象物的种类而设定的割取部2的高度位置，该规定高度H1使得拨禾轮21不会对排出秸秆进行耙拢、且使得排出秸秆不会与分禾器23接触。根据这种结构，能够防止对残留于割取完毕区域F21的地面的排出秸秆进行耙拢，并且，能够防止分禾器前端23T在进入田地时冲入。
并且，如图13所示，在分禾器前端23T到达田地F2中的未割取区域F22时，换言之，在分禾器前端23T到达割取完毕区域F21与未割取区域F22的边界点B时，使割取部2的高度位置下降至设定的规定高度。边界点B是行驶路径上的目标点之一。此处的规定高度的一例是基于供料室33相对于机体9的位置的信息(即，角度θ2)、以及由陀螺传感器103检测出的倾斜角度θ1的信息进行变更以使行驶路径上的路面与割取部2之间的间隔Hs(参照图11)保持恒定的高度位置。根据这种结构，能够防止对残留于割取完毕区域F21的地面的排出秸秆进行耙拢，在此基础上，联合收割机1还能够从未割取区域F22的起始端开始适当地实施割取作业。这样到达田地F2的未割取区域F22的联合收割机1在此后与控制装置80的控制相应地沿着行驶路径而实施规定的作业。
接下来，利用图14，对联合收割机1在田地F3内进行割取作业的情况下由控制装置80实施的控制进行说明。如图14所示，对在田地F3内的农田地端E附近实施割取作业的联合收割机1进行说明。
如上所述，联合收割机1的控制装置80(参照图4)保有包括农田地端E的信息以及田地F内的倾斜面的信息在内的田地信息fI(参照图6(B)及图6(C))。或者，对于联合收割机1进入田地F3内时所通过的倾斜路SL的倾斜角度的信息、以及通过之后到达当前位置的行驶路径的倾斜面的信息，基于陀螺传感器103(参照图4)的检测结果并作为田地信息fI而将它们储存于存储部82。存储部82中储存的倾斜路SL的倾斜角度的信息以及行驶路径的倾斜面的信息与田地信息fI中的地图信息上的每处位置对应。
联合收割机1能够基于包括上述各信息在内的田地信息fI、利用GPS获取的位置信息以及由陀螺传感器103检测出的倾斜角度θ1的信息而对分禾器前端23T的位置以及偏差点D的位置进行计算，并在此基础上对偏差点D的位置进行判断。然后，如图14所示，联合收割机1在判断为偏差点D与作为目标点的农田地端E重叠时，对割取部2的高度位置进行变更。根据这种结构，即便产生分禾器前端23T残留于比农田地端E更靠内侧的位置、且偏差点D越过农田地端E的事态，也能够防止分禾器前端23T冲入，并且，能够适当地实施割取作业。具体而言，联合收割机1能够与田地F3内的其他割取对象物同样地对位于农田地端E的附近的割取对象物进行割取。
这样，联合收割机1基于包含上述各信息在内的田地信息fI、利用GPS获取的位置信息以及由陀螺传感器103检测出的倾斜角度θ1的信息，对割取部2的高度位置进行变更。根据与割取对象物的种类以及割取对象物的倒伏状态相应地设定的割取作业用的高度位置并考虑田地F内的倾斜面的信息，而对此时的割取部2的上升量Mi进行计算。
另外，如上所述，行驶速度传感器102(参照图4)对联合收割机1的行驶速度进行检测。联合收割机1根据供料室33相对于机体9的位置的信息(即，角度θ2)以及行驶速度而对偏差点D的位置进行变更。此外，在该情况下，变更对割取部2的高度位置进行变更的速度。
例如，在供料室33相对于机体9的角度小于设定的规定角度的情况下，将偏差点D设定为更靠前方，由此，联合收割机1使割取部2从距目标点更远的位置开始上升，并且/或者使割取部2以更快的速度上升。在供料室33相对于机体9的角度大于设定的规定角度的情况下，将偏差点D设定为更靠后方，由此，联合收割机1使割取部2从距目标点更近的位置开始上升，并且/或者使割取部2以更慢的速度上升。另一方面，在行驶速度高于设定的规定速度的情况下，联合收割机1将偏差点D设定为更靠前方，由此，使割取部2从距目标点更远的位置开始上升，并且/或者使割取部2以更快的速度上升。在行驶速度低于设定的规定速度的情况下，将偏差点D设定为更靠后方，由此，联合收割机1使割取部2从距倾斜路SL更近的位置开始上升，并且/或者使割取部2以更慢的速度上升。根据这种结构，联合收割机1能够不依赖于供料室33的位置和行驶速度、且不产生漏割而适当地实施割取作业，并且，能够防止分禾器前端23T冲入路面。
接下来，利用图15、图16及图17，对联合收割机1向田地外退出的情况下由控制装置80实施的控制进行说明。
与利用图14的说明相同，联合收割机1的控制装置80(参照图4)保有包括农田地端E的信息以及田地F4内的倾斜面的信息在内的田地信息fI。特别地，作为从田地F4退出的情况下行驶的倾斜路SL上的行驶路径，在利用进入田地F4的情况下行驶的倾斜路SL上的行驶路径的情况下，联合收割机1能够有效地利用存储部82中储存的倾斜路SL的倾斜角度的信息。
首先，如图15所示，对联合收割机1一边在田地F4内实施割取作业、一边从农田地端E通过并向倾斜路SL退出的情形进行说明。在该情况下，联合收割机1能够基于包括上述各信息在内的田地信息fI、利用GPS获取的位置信息以及由陀螺传感器103检测出的倾斜角度θ1的信息，计算出偏差点D的位置而作为分禾器前端23T的位置，然后，能够对偏差点D的位置进行判断。并且，联合收割机1在判断为偏差点D与比农田地端E更靠外侧的倾斜路SL的倾斜面Si重叠时，对割取部2的高度位置进行变更。根据这种结构，联合收割机1能够一边从农田地端E通过而从田地F4退出，一边与田地F4内的其他割取对象物同样地对位于农田地端E的附近的割取对象物进行割取。
此外，联合收割机1可以构成为：在判断为从田地F4退出时分禾器前端23T到达农田地端E时，使割取部2上升。
如图16所示，在联合收割机1从田地F4向倾斜路SL退出时，根据倾斜路SL的倾斜角度θ3而对割取部2的高度位置进行变更。倾斜路SL的倾斜角度θ3的信息作为田地信息fI而储存于存储部82中。根据这种结构，联合收割机1能够在从田地F4退出时不产生漏割而适当地实施割取作业，并且，能够防止分禾器前端23T冲入倾斜路SL。
另外，与利用图14的说明相同，联合收割机1根据供料室33相对于机体9的位置的信息(即，角度θ2)以及行驶速度，变更对割取部2的高度位置进行变更的速度、以及偏差点D的位置。
此外，联合收割机1的控制装置80可以基于获取的位置信息而对每单位时间的联合收割机1的移动量进行计算，由此计算出联合收割机1的行驶速度。
根据包括农田地端E的外侧的倾斜路SL的倾斜角度θ3的信息、以及田地F4内的倾斜面(田地F4中大致为0°)的信息在内的田地信息fI，联合收割机1能够基于角度θ2的信息以及倾斜角度θ3的信息而将割取部2相对于行驶路径上的路面保持为恒定间隔Hs。在进入田地F4时和从田地F4退出时，行驶路径上的路面与割取部2的各间隔Hs可以互不相同。即，从田地F4退出时所保持的间隔Hs可以大于进入田地F4时所保持的间隔Hs，也可以小于进入田地F4时所保持的间隔Hs。
此外，如图17所示，即便倾斜角度在倾斜路SL的中途发生变化，储存的田地信息fI中也包括农田地端E的外侧的倾斜路SL的倾斜角度θ3、θ4的信息。这样，根据包括不同的倾斜角度θ3、θ4的信息的田地信息fI，联合收割机1能够在倾斜路SL上行驶时根据倾斜路SL的倾斜角度θ3、θ4而对割取部2的高度位置进行变更。因此，相对于行驶路径上的路面的倾斜角度而言，割取部2及输送部3的高度位置不会升高至所需高度以上，或者，割取部2不会与路面碰撞，联合收割机1能够安全地从田地F4退出。
这样，在从倾斜路SL通过而从田地F4退出时，联合收割机1基于包括上述各信息在内的田地信息fI、利用GPS获取的位置信息以及由陀螺传感器103检测出的倾斜角度θ1的信息，对割取部2的高度位置进行变更。
产业上的可利用性
本发明能够用于联合收割机。
附图标记说明
1 联合收割机
2 割取部
3 输送部
9 机体
23 分禾器
23T 分禾器前端
33 供料室
E 农田地端

Claims (8)

1.一种联合收割机，其能够自主行驶，其中，
所述联合收割机具备：
割取部，该割取部具备分禾器；
驱动单元，该驱动单元使所述割取部相对于机体进行升降；
倾斜角传感器，该倾斜角传感器对所述机体的倾斜角度进行检测；
GPS，该GPS获取所述机体的位置信息；以及
控制单元，该控制单元基于预先设定的田地信息、判断出的所述位置信息以及所述机体的倾斜角度，对所述驱动单元进行控制而变更所述割取部的高度位置，
所述田地信息包括所述联合收割机的行驶路径的信息、以及农田地端的信息。
2.根据权利要求1所述的联合收割机，其中，
所述田地信息包括预先设定于所述行驶路径的目标点的信息，
在所述分禾器的前端的前方，与所述分禾器隔开规定间隔地设定偏差点，当所述偏差点和所述目标点重叠时，所述控制单元对所述割取部的高度位置进行变更。
3.根据权利要求1所述的联合收割机，其中，
在所述分禾器的前端的前方，与所述分禾器隔开规定间隔地设定偏差点，当所述偏差点位于所述农田地端时，所述控制单元使所述割取部的高度位置上升至规定高度位置。
4.根据权利要求2所述的联合收割机，其中，
所述割取部具备供料室，
所述控制单元根据所述供料室相对于所述机体的位置、以及所述联合收割机的行驶速度而对所述偏差点位置进行变更。
5.根据权利要求1所述的联合收割机，其中，
所述割取部具备供料室，
所述控制单元基于所述供料室相对于所述机体的位置、以及所述机体的倾斜角度而对所述割取部的高度位置进行变更，以便使得所述行驶路径的路面与所述割取部之间的间隔保持恒定。
6.根据权利要求1所述的联合收割机，其中，
所述控制单元基于所述田地信息、所述位置信息以及所述机体的倾斜角度而对所述分禾器的前端相对于所述农田地端的位置进行计算，当检测出所述联合收割机从所述行驶路径上的倾斜路进入田地时的所述分禾器的前端到达所述农田地端时，使所述割取部的高度位置上升至规定高度位置。
7.根据权利要求6所述的联合收割机，其中，
所述田地信息包括此前实施的割取作业的信息，
当所述分禾器的前端到达田地中的未割取区域时，所述控制单元使所述割取部的高度位置下降至规定高度。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的联合收割机，其中，
所述田地信息包括所述行驶路径上的倾斜路的倾斜角度，
在所述分禾器的前端的前方，与所述分禾器隔开规定间隔地设定偏差点，
当所述偏差点和所述倾斜路在所述联合收割机从田地退出到所述倾斜路时重叠时，所述控制单元根据所述倾斜路的所述倾斜角度而对所述割取部的高度位置进行变更。
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