JP2011067103A - Device and method for controlling agricultural implement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、農機具の制御装置及び方法に関し、特に、農薬散布器及び農業用刈り払い機のスイング速度に応じて散布農薬の量又は刃先の回転速度を制御するための新規な改良に関する。 The present invention relates to a control device and method for agricultural equipment, and more particularly, to a novel improvement for controlling the amount of sprayed agricultural chemical or the rotational speed of a blade edge in accordance with the swing speed of an agricultural chemical sprayer and an agricultural mower.
従来、用いられいたこの種の慣制センサを用いて動作を制御する技術としては、例えば、後述の特許文献1に開示された可動体の位置及び姿勢検出方法を挙げることができる。
この特許文献1の方法は、図3及び図4に示されるように構成されていた。
すなわち、図3は、位置及び姿勢検出装置10の構成を示すブロック図である。図4は、ロボット20及び複数のカメラ13A,13B,13Cを模式的に示す図である。位置及び姿勢検出装置(以後、単に「位置姿勢検出装置」と表記する。)10は、産業用ロボットなどのロボット20の手首24に連結されるツール30などの可動体に設定された基準点の位置及びツール30の姿勢を検出して、ツール30のスライド変位及び角変位を制御する。
As a technique for controlling the operation using this type of inertial sensor that has been conventionally used, for example, a position and orientation detection method of a movable body disclosed in Patent Document 1 described later can be cited.
The method of Patent Document 1 is configured as shown in FIGS. 3 and 4.
That is, FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the position and orientation detection device 10. FIG. 4 is a diagram schematically showing the robot 20 and the plurality of
ロボット20は、例えば6軸垂直多関節ロボットである。ロボット20は、ベース部21、下部アーム22、上部アーム23及び手首24を有する。ベース部21は、鉛直方向に延びる第1軸線J1まわりに旋回可能である。下部アーム22は、水平方向に延びる第2軸線J2まわりに角変位可能にしてベース部21に連結される。上部アーム23は、その基端部が水平方向に延びる第3軸線J3まわりに角変位可能にして下部アーム22の上端部に連結される。手首24は、上部アーム23の軸線に平行に延びる第4軸線J4まわりに角変位可能、かつ前記第4軸線J4に垂直な第5軸線J5まわりに角変位可能にして上部アーム23の先端部に連結される。手首24は、第5軸線J5に垂直な第6軸線J6まわりに角変位可能なフランジ25を有する。ハンド、溶接トーチ及びセンサなどのツール30は、フランジ25に設けられるツールチェンジャー(図示せず)などを介してフランジ25に連結される。
The robot 20 is, for example, a 6-axis vertical articulated robot. The robot 20 includes a
位置姿勢検出装置10は、ターゲットユニット11、LED駆動部12、カメラ13、画像処理部14、ジャイロセンサ15、加速度センサ16、信号処理部17、演算部18及びロボット制御部19を含んで構成されている。
The position / orientation detection apparatus 10 includes a
前述の方法は周知の慣性センサを用いてロボット等の姿勢を検出するだけの方法であるが、一般の農薬散布および草刈りの装置の場合、左右にスイングさせて用い、広範囲に薬剤を散布させる場合には大きく動かし、狭い範囲に散布する場合は小さく左右に動かし、薬剤の塗出量は常に一定であった。
また、草刈り装置の場合、刈り取る草の量が多い場合には、左右にスイングさせる速度は遅くなり、草が少ない場合には、そのスイング速度を早くさせ、刃先の回転速度は一定であった。
The above method is only a method for detecting the posture of a robot etc. using a known inertial sensor, but in the case of general agricultural chemical spraying and mowing equipment, it is used by swinging left and right to spread medicines over a wide range In the case of spraying in a narrow area, the amount of drug applied was always constant.
Further, in the case of the mowing apparatus, when the amount of grass to be cut is large, the swing speed to the left and right is slow, and when there is little grass, the swing speed is increased and the rotation speed of the blade edge is constant.
従来の農機具の制御装置及び方法は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の特許文献1に開示された慣性センサによるロボット等の位置等検出方法においては、農機具等への制御方法の適用が何ら開示されておらず、農機具は作業者の作業状態によって手動で制御するしか方法は存在しなかった。
そのため、農業用刈り払い装置においては、刃先の回転速度は回転駆動部のアクセル開度に応じて決まることにより、草の量に応じて作業者がアクセル調整を手動で行わなくてはならず、作業者の負担が増加していた。
また、農薬散布装置においても、同様に、スイング動作の速度に拘わらず薬剤塗出量が一定であると、薬剤の散布分布にバラツキが生じていた。
Since the conventional control device and method for agricultural equipment are configured as described above, the following problems exist.
That is, in the method for detecting the position of a robot or the like by the inertial sensor disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, no application of the control method to the farm equipment or the like is disclosed, and the farm equipment is manually operated according to the work state of the worker. There was no way but to control.
Therefore, in the agricultural mower, the rotation speed of the blade edge is determined according to the accelerator opening of the rotation drive unit, the operator must manually adjust the accelerator according to the amount of grass, The burden on workers has increased.
Similarly, in the agricultural chemical spraying apparatus, when the amount of the medicine applied is constant regardless of the speed of the swing operation, the medicine spraying distribution varies.
本発明による農機具の制御装置は、先端に作動体を有する本体の左右動のスイング速度を慣性センサで計測し、前記スイング速度に応じて前記作動体の作動状態を制御装置によって制御する構成であり、また、前記作動体は、農薬散布器よりなり、前記本体には前記慣性センサが設けられ、前記本体は信号線及びホースを介して農薬タンクに接続されている構成であり、また、前記作動体は、農業用刈り払い機の刃先よりなり、前記本体の基部は回転駆動部に接続され、前記回転駆動部には、前記慣性センサ及び制御装置が設けられている構成であり、また、本発明による農機具の制御方法は、先端に作動体を有する本体の左右動のスイング速度を慣性センサで計測し、前記スイング速度に応じて前記作動体の作動状態を制御装置によって制御する方法であり、また、前記作動体は、農薬散布器よりなり、前記本体には前記慣性センサが設けられ、前記本体は信号線及びホースを介して農薬タンクに接続されている方法であり、また、前記作動体は、農業用刈り払い機の刃先よりなり、前記本体の基部は回転駆動部に接続され、前記回転駆動部には、前記慣性センサ及び制御装置が設けられている方法である。 The control device for an agricultural implement according to the present invention is configured to measure a swing speed of a left-right motion of a main body having an operating body at a tip with an inertial sensor, and to control an operating state of the operating body according to the swing speed by the control device. Further, the operating body is composed of a pesticide sprayer, the main body is provided with the inertial sensor, and the main body is connected to a pesticide tank via a signal line and a hose, and the operation The body is composed of a cutting edge of an agricultural mower, the base of the main body is connected to a rotation drive unit, and the rotation drive unit is provided with the inertial sensor and a control device. The method for controlling an agricultural implement according to the invention measures the swing speed of a left-right motion of a main body having an operating body at the tip by an inertial sensor, and controls the operating state of the operating body by a control device according to the swing speed. The operating body is a pesticide sprayer, the main body is provided with the inertial sensor, and the main body is connected to the pesticide tank via a signal line and a hose. Further, the operating body comprises a cutting edge of an agricultural mower, the base portion of the main body is connected to a rotation driving unit, and the inertial sensor and the control device are provided in the rotation driving unit. .
本発明による農機具の制御装置及び方法は、以上のように構成されていたため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、先端に作動体を有する本体の左右動のスイング速度を慣性センサで計測し、前記スイング速度に応じて前記作動体の作動状態を制御装置によって制御することにより、スイング速度に応じて塗出量又は回転数等の作動状態を制御でき、作業者の作業性を向上させることができる。
また、前記作動体は、農薬散布器よりなり、前記本体には前記慣性センサが設けられ、前記本体は信号線及びホースを介して農薬タンクに接続されていることにより、作業者のスイング速度に応じて農薬の散布量を自動的に制御できる。
また、前記作動体は、農業用刈り払い機の刃先よりなり、前記本体の基部は回転駆動部に接続され、前記回転駆動部には、前記慣性センサ及び制御装置が設けられていることにより、作業者のスイング速度に応じて刃先の回転速度を自動的に制御することができる。
Since the control device and method for agricultural machinery according to the present invention are configured as described above, the following effects can be obtained.
That is, the swing speed of the left-right movement of the main body having the operating body at the tip is measured by an inertial sensor, and the operating state of the operating body is controlled by the control device according to the swing speed, so that the painting is performed according to the swing speed. The operating state such as the amount or the rotational speed can be controlled, and the workability of the operator can be improved.
Further, the operating body is composed of a pesticide sprayer, and the inertia sensor is provided in the main body, and the main body is connected to the pesticide tank via a signal line and a hose, so that the swing speed of the operator can be increased. The amount of pesticide sprayed can be automatically controlled accordingly.
Further, the operating body is composed of a cutting edge of an agricultural mower, the base of the main body is connected to a rotation drive unit, and the rotation drive unit is provided with the inertia sensor and a control device. The rotational speed of the cutting edge can be automatically controlled according to the swing speed of the operator.
本発明は、農薬散布器および農業用刈り払い機のスイング速度に応じて散布農薬の量又は刃先の回転速度を制御するようにした農機具の制御装置及び方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the control apparatus and method of an agricultural tool which controls the quantity of an agricultural chemical sprayed, or the rotational speed of a blade edge according to the swing speed of an agricultural chemical sprayer and an agricultural mower.
以下、図面と共に本発明による農機具の制御装置及び方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図1において、符号41で示されるものは液体の農薬41aが貯蔵されている農薬タンクであり、この農薬タンク41内の農薬41aは、この農薬タンク41に設けられたポンプ42及びホース43を経て本体44の先端側の作動体45を介して外部に散布できるように構成されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an agricultural equipment control device and method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to a part the same as that of a prior art example, or an equivalent part.
In FIG. 1, reference numeral 41 denotes a pesticide tank in which liquid pesticide 41 a is stored. The pesticide 41 a in the pesticide tank 41 passes through a pump 42 and a hose 43 provided in the pesticide tank 41. The main body 44 is configured so that it can be sprayed to the outside through the operating body 45 on the distal end side.
前記作動体45は、多孔型の周知のジョロと同じ構造の農薬散布器45aより構成され、前記本体44には、周知のジャイロセンサと加速度計とからなる慣性センサ40が設けられている。
The actuating body 45 is composed of a
前記農薬タンク41には制御装置50が設けられ、この制御装置50と慣性センサ40との間は信号線51で接続されると共に、この制御装置50の出力線52は前記ポンプ42に接続されてポンプ42の制御を行うことができるように構成されている。
The agrochemical tank 41 is provided with a control device 50, and the control device 50 and the
前述の図1の構成による農薬散布装置60において、作業者が前記本体44を手で持って左右にスイングさせると、このスイング動作時のスイング速度が慣性センサ40で検出され、その慣性検出信号40aが信号線51を介して制御装置50に取り込まれる。
In the agrochemical spraying device 60 having the configuration shown in FIG. 1, when an operator swings the main body 44 left and right by hand, the swing speed at the time of the swing operation is detected by the
前記制御装置50では、前記スイング速度に応じてポンプ42の吐出量を制御し、スイング速度が速い時は農薬41aの吐出量を大とし、スイング速度が遅い時は吐出量を小とすることにより、散布分布のバラツキを平坦化することができ、作業効率及び農業の散布効率を向上させることができる。 The control device 50 controls the discharge amount of the pump 42 according to the swing speed, and increases the discharge amount of the agricultural chemical 41a when the swing speed is fast, and decreases the discharge amount when the swing speed is slow. The dispersion of the distribution can be flattened, and the working efficiency and agricultural application efficiency can be improved.
次に、図2の構成においては、農業用刈り払い機70を示しており、図1と同一又は同等部分には同一符号を付し、その説明は省略すると共に、異なる部分についてのみ説明する。
本体44の伝達機構71Aの先端には、刃先45bからなる作動体45が回転自在に設けられており、この本体44は、エンジン又はモータ等からなる回転駆動部71に接続され、この回転駆動部71の回転は伝達機構71Aを介して作動体45を回転することができるように構成されている。
前記回転駆動部71には制御装置50及び慣性センサ40が設けられており、この本体44のスイング速度に応じて前記回転駆動部71の回転速度を制御し、スイング速度が速い時は刃先45bを高速回転とし、遅い時は刃先45bを低速として、操作性及び作業性の向上を得ることができる。
Next, in the configuration of FIG. 2, an agricultural mower 70 is shown. The same or equivalent parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and only different parts will be described.
At the tip of the transmission mechanism 71A of the main body 44, an operating body 45 including a
The rotation drive unit 71 is provided with a control device 50 and an
本発明による農機具の制御装置及び方法は、農機具だけではなく、各種食品、薬品等の製造装置の一部に材料供給制御の一部として適用することができる。 The control device and method for an agricultural tool according to the present invention can be applied not only to an agricultural tool but also to a part of a manufacturing apparatus for various foods, medicines, etc. as part of material supply control.
40 慣性センサ
41 農薬タンク
42 ポンプ
43 ホース
41a 農薬
44 本体
45 作動体
45a 農薬散布器
45b 刃先
50 制御装置
51 信号線
52 出力線
60 農薬散布装置
70 農業用刈り払い機
71 回転駆動部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
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JP2009218934A JP2011067103A (en) | 2009-09-24 | 2009-09-24 | Device and method for controlling agricultural implement |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013146230A (en) * | 2012-01-20 | 2013-08-01 | Hitachi Koki Co Ltd | Bush cutter |
WO2014046372A1 (en) * | 2012-09-20 | 2014-03-27 | Lee Myung-No | Automatic solution sprayer and portable agricultural chemical spraying apparatus comprising same |
JP5719076B1 (en) * | 2014-10-20 | 2015-05-13 | 井上 時子 | Mower |
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2009
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