JP2013048585A - 薬液散布作業車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】薬液タンク18からの薬液を圃場に散布するセンターブーム43と左右のサイドブーム44と操舵角センサ7の旋回角度が所定値になると自動的に旋回外側のブーム44の上昇を行い、次いで旋回角度がさらに所定値になる自動的に旋回外側のブーム44の下降を行う制御とブーム44の上昇時間と下降時間を区別して設定し、記憶しておく制御装置100を備えた車両であり、ブーム44の上昇時間に応じた上昇量に合わせたブーム44の下降時間を設定できるので、操縦者の車両操縦能力に応じた薬液散布のタイミングを決めることができ、旋回終了してない間にブーム44が下降完了したものとして薬液散布を始めること、ブーム44が下降完了してない間に車両が直進する領域を作る等の不具合がなくなる。
【選択図】図10
Description
しかし、上記特許文献1記載の薬剤散布作業車両の左右に拡げたサイドブームから薬液を圃場に散布する途中で、該作業車両が畦際で旋回する場合には旋回外側のサイドブームが畦畔に接触しないように上げ操作していた。ところが、薬剤散布作業車両の操縦その他の作業中に畦際に近づくと、旋回外側のサイドブームを畦に接触させないように手動で上げ操作することが面倒で、うっかり忘れてサイドブームが畦に接触して損傷することもあった。そこで、本出願人は、旋回時又は旋回終了時に旋回外側のサイドブームを自動的に上昇又は下降させる制御を安全性を考慮して行える薬剤散布作業車両の開発を行い、それに関する特許出願を行っている。
本発明の課題は、さらに自動的に上昇又は下降させる制御を安全に行える薬剤散布作業車両を提供することである。
請求項1記載の発明は、薬液を貯留する薬液タンク(18)と、該薬液タンク(18)からの薬液を圃場に散布するセンターブーム(43)と該センターブームの左右に配置したサイドブーム(44)と、車速検出手段(5,6)と、左右のサイドブーム(44)の上下動をそれぞれ行うための上下シリンダ(29)と、左右の車輪(12)の切れ角を検出する操舵角センサ(7)と、薬液タンク(18)と薬液散布ブーム(43,44)との間の薬液流路に設けた薬液を吐出する防除ポンプ(65)と、該防除ポンプ(65)の設置箇所より後流側の薬液流路に設けた薬液の吐出圧力を調整する薬液流量調節弁(73)を設け、薬液流量調節弁(73)の開閉を行う流量制御モータ(10)と、車速と予め設定された単位面積当たりの薬液散布量(A)との関係から防除ポンプ(65)の吐出圧力を計算し、該吐出圧力計算値に一致するように前記流量制御モータ(10)による薬液流量調節弁(73)の開度調整を行う薬剤散布作業車両において、操舵角センサ(7)の旋回角度が所定値(例;7度)に達すると自動的に旋回外側のサイドブーム(44)の上昇を行い、一旦直進走行の後(又は操舵角センサが略0度になった後、ブーム(44)が長いため一旦直進走行が入ることになる。)、再び操舵角センサ(7)の旋回角度が所定値(例;7度)に達すると自動的に旋回外側のサイドブーム(44)の下降を行う制御構成と、旋回時におけるサイドブーム44の上昇時間と下降時間を区別して設定し、記憶しておく制御構成を有する制御装置(100)を備えたことを特徴とする薬剤散布作業車両である。
図1に薬剤散布装置を前部に取り付けた薬剤散布作業車の側面図を示し、図2には薬剤散布作業装置部分の平面図を示す。なお、本明細書では薬剤散布作業車の前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右という。
なお、図2では薬液タンク18の上面が略コの字形状の略直方体形状のものを図示しているが、これに限定されず、タンク側ステップ50を有する形状であれば任意の形状にすることができる。
サイドブーム44はシリンダ取付支柱26を介してセンターブーム43に取り付けられているが、サイドブーム44はセンターブーム43に設けられた開閉シリンダ30により開閉される。サイドブーム44の開閉角度は開閉シリンダ30の基部に設けたブーム角度右センサ138aとブーム角度左センサ138b(図4)によって検出される。また、サイドブーム44は図示しない装置によって長手方向に伸縮可能である。
また、この薬剤散布作業車は、サイドブーム44,44を自動的に水平に動作させるための自動水平制御機能を有する制御装置100を備えている。ここで自動水平制御動作とは、開閉シリンダ30,30によりサイドブーム44,44をセンターブーム43の延長線上の水平方向(機体の進行方向に向かって左右方向)に開き、さらに上下シリンダ29,29であるローリングシリンダを用いてサイドブーム44,44が前記水平状態になるように制御することをいう。すなわち、機体が左右方向に傾斜してもサイドブーム44,44を水平に維持する制御である。サイドブーム44と一体で傾斜するリフトリンク3にサイドブーム44の傾斜を検出するリンク傾斜センサ82が設けられているので、機体が左右方向に傾斜するとリンク傾斜センサ82が傾斜の検出を開始するが、直ぐにリンク傾斜センサ82の傾斜が無くなる(0度検出)ように、前記上下シリンダ29,29を作動させてサイドブーム44を水平に維持する。もちろん、このとき機体は傾斜した状態である。
この制御ブロック図に示すように、制御装置(CPU)100には薬剤散布作業車の車速を検出する車速センサ(車速検出手段)6、左右の前輪12,12の操舵角θ(旋回方向も検出)を検出する操舵角センサ(操舵角検出手段)7、薬剤散布の入り・切り用のポンプスイッチ(ポンプスイッチセンサ)8、ブーム昇降用の上下シリンダ29,29のストロークセンサ9、薬液の散布圧力を検出する圧力センサ11、薬液の流量を制御する流量制御弁73の弁開度センサ16、GPSアンテナ(受信機)81からの信号を受信する入力回路などが接続し、操舵装置(ハンドル14や車輪操舵用の油圧シリンダと該シリンダ作動用のソレノイド等からなる)のソレノイド(本実施例の薬剤散布作業車はFWS、4WS、RWSを装備しており、4輪全て油圧シリンダで動く構成である。)、昇降ソレノイド32(シリンダ29用)、水平ソレノイド34(開閉シリンダ30用)、ブザー36、表示部122への出力回路等が接続している。
なお、図4には全てのセンサ、スイッチ類を表示していない。
図5に示すように、薬剤散布作業車(本機)のコントローラ100と薬液タンク18と薬剤散布用ブーム43,44と薬液ホース61,66などとその流量制御弁73などから構成される防除機B(図6)のコントローラ101から本実施例のコントローラは構成され、本機のコントローラ100にはGPS受信機81が接続される。該GPS受信機81は複数のGPS衛星からの信号を受信し、本機の現在位置データとして記憶すると共に、時計回路で計測する所定時間毎に現在位置データを更新しながら移動距離を算出し、該時計回路による所定時間おきに速度、即ち車速を本機コントローラ100にある車速算出手段5により算出する構成としている。また、本機コントローラ100には車軸の回転数から車速を検出する車速センサ6からも入力がある。
従って、GPSから位置情報と速度情報を受信できるGPS受信機81に基づきコントローラ100の車速算出手段5による算出車速と車輪12、13のいずれかの車軸の回転数を検出する車速センサ6からの検出車速のいずれか又は車速算出手段5及び車速センサ6による両方の車速の平均値などを実車速とすることができる。
また、この薬剤散布作業車は、薬液タンク18からの給水路(ホース)61に給水コック62を設け、該給水コック62より下流の給水路(ホース)61に設けたサクションフィルタ64の出口部に防除ポンプ65を設けている。該防除ポンプ65の出口部には吐水ホース66を接続し、該吐水ホース66の先端は薬液路67を介して噴霧コック69の設置部に接続している。前記吐水ホース66と薬液路67の間に上流側から順に安全弁70とエアチャンバー71と流量制御弁73と流量センサ74が設置されている。
GPS受信機81からの速度データや位置データを本機コントローラ100で受信し、該速度、位置データを演算して車速算出手段5により速度を算出し、得られた値を速度信号に変換した後、防除機コントローラ101にシリアル通信で車速算出手段5による車速(第1車速(VG))として送信する。また、前述のように本機には車軸の回転数を車速パルスで計測する車速センサ6が設けられており、該車速センサ6からも車速(第2車速(Vs))を得ることができる。こうしてGPS受信機81から得られる車速算出手段5に基づく第1車速(VG)と本機に設けた車速センサ6から得られる第2車速(Vs)を本機側のコントローラ100で計算し、CAN通信により防除機コントローラ101に速度データを送り、薬剤散布制御に利用する構成(薬剤散布機能)とすることもできる。 通常は、車両の発進直後と停止直前は車速センサ6に基づく第2車速(Vs)を車速とし、安定走行時にはGPSによる第1車速(VG)を車速とする場合が多い。
まず、オペレータが10アール当たりの散布量A(リットル/10アール)を決定し、次いで薬剤散布作業を開始すると、GPSに基づく第1車速(VG)と本機に設けた車速センサ6から得られる第2車速(Vs)がそれぞれ車速V(m/s)を検知する。そして制御装置100,101が前記第1車速(VG)と第2車速(Vs)(以下、単に車速(VG)、車速(Vs)と言う。)の中のどちらかの車速又は両方の車速に基づく10アール当たりの設定薬剤散布量Aに対応した薬液噴霧圧力を計算し、該計算圧力値と実際の吐水ホース66の圧力Pが一致するように流量制御弁73を制御して、ブーム43,44のノズル45a,45bからの薬剤散布量を変化させ、10アール当たりの薬剤散布量Aを設定して作業すれば、車速(VG,Vs)の変動があっても薬液流量が制御され、設定散布量通りに圃場に均一に薬液を散布できる。
このとき得られる車速として図7に示すように前記GPSで得られた車速算出手段5に基づく車速(VG)と本機の車速センサ6から得られる車速(Vs)の平均化を行い、その平均化された車速を防除機Bの車速とすることができる。
また、車速センサ6から得られた車速(Vs)が一定値(例えば0.3〜0.4m/s)以下のときは、GPSから得られた車速(VG)は防除機Bの薬剤散布量の算出用の制御に使用しないようにする。例えば、走行開始時の車速変化が不安定なときは、車速センサ6から得られた車速(Vs)を圃場10アール当たりの設定薬剤散布量Aに対応した薬剤散布圧力値の計算に利用して、GPSによる車速(VG)は利用しないようにすることで薬剤散布量の変動を抑えることができる。
なお、走行開始後に車速センサ6で得られた車速(Vs)が一定値(例えば(0.3〜0.4m/s)を超えると、GPSによる車速(VG)に基づいて薬剤散布量を決めて散布を実行する。
この場合におけるサイドブーム44の昇降制御のフローチャートを図8に示す。
このような制御構成により、路上走行等での高速走行時に自動ブーム昇降制御構成によるサイドブーム44の破損等の不具合を防止できる。
そこで、制御装置100は、操舵角センサ7の旋回角度が所定値(例;7度)に達すると自動的に旋回外側のサイドブーム44の上昇を行い、次いで前記旋回角度が所定値(例;7度)に下がると、自動的に旋回外側のサイドブーム44の下降を行う制御構成と、前記サイドブーム44の上昇と下降の経過時間を区別して設定し、記憶しておく制御構成を設けている。この制御のフローチャートを図10に示す。
こうして、旋回外側のサイドブーム44の上昇時間と下降時間とが区別して設定され、記憶されるので、サイドブーム44の上昇時間に応じた上昇量に合わせたサイドブーム44の下降時間を設定でき、オペレータの車両操縦能力に応じた薬液散布のタイミングを決めることができる。そのため、旋回終了してない間にサイドブーム44が下降完了したものとしてから薬液散布をはじめるなどの不具合がなくなる。また、前記サイドブーム44が下降完了してない間に車両が直進する領域を作るような不具合もなくなる。また、圃場の状況、即ち旋回外側の畦等の障害物が低い場合などにおいては、旋回外側のサイドブームを上昇させすぎないようにすることで、下降する時間も早くなるので、速やかに次工程の散布作業を開始可能となる。
自動昇降入切設定スイッチ145でサイドブーム44の昇降を自動的に行うか否かをオペレータは自由に設定可能になり、また前記自動昇降入切設定スイッチ145の入切状態をモニタ画面41で該スイッチ145自体の点灯などにより目視できるので薬液散布作業性に優れた走行車両が得られる。
この場合の制御のフローチャートを図13に示すが、薬剤散布作業車両が薬液散布中であって、旋回する前にサイドブーム44をオペレータが手動で上昇操作すると、その上昇時間をカウントし、上昇時間が所定時間(例2〜3秒)以上続くと、手動上昇フラグをセットして旋回が始まっても、手動上昇フラグがオンである限り、旋回外側のサイドブーム44の自動的な上昇制御を行わないようにする。こうして車両の旋回時に旋回外側のサイドブーム44が上昇し過ぎることを防ぐことができる。
これは旋回開始から180度の旋回が終了すると確実に上昇フラグをクリアとしてその後の薬液散布作業時のサイドブーム44の自動上昇降が行われないようにするためである。この制御のフローチャートを図15に示す。
この制御のフローチャートを図16に示す。ここでは、
旋回終了後の自動下降時間=自動上昇時間+累計手動上昇時間×K
となる。
この制御のフローチャートを図17に示す。
ここでは
旋回終了後の自動下降時間
=(自動上昇時間+累計手動上昇時間)×K−累計手動下降時間
となる。
また、畦際などでのサイドブーム44の前記自動上昇中と自動上昇後の両方で手動操作があると、180度の旋回終了時(復路での作業走行開始時)に、サイドブーム44を自動下降させるときの自動下降時間として、自動上昇時間に所定の係数(K)を乗算した値に該サイドブーム44の自動上昇中に操作した時間(上昇中補正値)と自動上昇後に操作した時間(上昇後補正値)を加えた値を用いる。
こうして180度の旋回制御のサイドブーム44の適切な下降時間の設定が出来る。 この制御のフローチャートを図19に示す。
従って、180度の旋回終了時(復路での作業走行開始時)に確実に自動上昇フラグをクリアすることができる、以後の旋回時にサイドブーム44の誤動作を防止できる。この制御のフローチャートを図21に示す。
3 リフトリンク 4 ヒッチブラケット
5 車速算出手段 6 車速センサ
7 操舵角センサ 8 ポンプスイッチ
9 ストロークセンサ 10 流量制御モータ
11 圧力センサ 12 前輪
13 後輪 14 ステアリングハンドル
15 ボンネット 16 弁開度センサ
17 操縦席
18 薬液タンク 19 散布ブーム
23 支柱 24 アッパリンク
25 ロワリンク 27 昇降シリンダ
26 シリンダ取付支柱
28 油圧タンク付ソレノイドバルブ
29 上下シリンダ(ローリングシリンダ)
30 開閉シリンダ 32 ブーム昇降ソレノイド
34 ブーム水平ソレノイド 36 ブザー
40 サイドブーム受け
43 センターブーム 44 サイドブーム
45(45a,45b) 噴霧ノズル
50 タンク側ステップ 51 傾斜部
53 本機側ステップ
54 フロア 55 梯子部材
56 本機ダッシュパネル 59 ハンドルポスト
61 給水路(ホース)
62 給水コック 64 サクションフィルタ
65 防除ポンプ 66 吐水ホース
67 薬液路 69 噴霧コック
70 安全弁 71 エアチャンバー
73 流量制御弁 74 流量センサ
75 余水ホース 79 攪拌ホース
81 GPS受信機 82 リンク傾斜センサ
83 リンク傾斜角速度センサ 100 本機コントローラ
101 防除機コントローラ 102 メモリ
120 コントローラパネル 122 ディスプレイ
122a インジケータ 123 散布設定表示
124 圧力表示 125 流量表示
126 流量累計表示
128 表示切換ボタン 129 自動スイッチ
130 パイロットランプ 131 散布設定スイッチ
132、133 増減ボタンスイッチ
134 累計リセットスイッチ
136 散布量スイッチ 137 圧力スイッチ
138a ブーム角度右センサ 138b ブーム角度左センサ
140 下降時間設定スイッチ 142 手動昇降スイッチ
145 自動昇降スイッチ
Claims (5)
- 薬液を貯留する薬液タンク(18)と、該薬液タンク(18)からの薬液を圃場に散布するセンターブーム(43)と該センターブームの左右に配置したサイドブーム(44)と、車速検出手段(5,6)と、左右のサイドブーム(44)の上下動をそれぞれ行うための上下シリンダ(29)と、左右の車輪(12)の切れ角を検出する操舵角センサ(7)と、薬液タンク(18)と薬液散布ブーム(43,44)との間の薬液流路に設けた薬液を吐出する防除ポンプ(65)と、該防除ポンプ(65)の設置箇所より後流側の薬液流路に設けた薬液の吐出圧力を調整する薬液流量調節弁(73)を設け、薬液流量調節弁(73)の開閉を行う流量制御モータ(10)と前記車速センサ(6)により得られる車速と予め設定された単位面積当たりの薬液散布量(A)との関係から防除ポンプ(65)の吐出圧力を計算し、該吐出圧力計算値に一致するように前記流量制御モータ(10)による薬液流量調節弁(73)の開度調整を行う薬剤散布作業車両において、
操舵角センサ(7)の旋回角度が所定値に達すると自動的に旋回外側のサイドブーム(44)の上昇を行い、一旦直進走行の後、再び操舵角センサ(7)の旋回角度が所定値に達すると、自動的に旋回外側のサイドブーム(44)の下降を行う制御構成と、旋回時におけるサイドブーム44の上昇時間と下降時間を区別して設定し、記憶しておく制御構成を有する制御装置(100)を備えたことを特徴とする薬剤散布作業車両。 - 操舵角センサ(7)の旋回角度が所定値に達すると自動的に旋回外側のサイドブーム(44)の上昇を行い、一旦直進走行の後、再び操舵角センサ(7)の旋回角度が所定値に達すると自動的に旋回外側のサイドブーム(44)の下降を行い、その後操舵角センサ(7)が略0度となり旋回開始から180度の旋回が終了すると作業での直進走行に入る構成とし、前記旋回外側のサイドブーム(44)を下降させる場合に、サイドブーム(44)の上昇時間に定数(K)を乗算した値を下降時間として設定する制御構成を制御装置(100)が備えていることを特徴とする請求項1記載の薬剤散布作業車両。
- 旋回外側のサイドブーム(44)の下降時間としてサイドブーム(44)の上昇時間に定数(K)を乗算した値として設定したときに、前記定数(K)を変更して新たな下降時間の設定が可能な制御構成を制御装置(100)が備えていることを特徴とする請求項2記載の薬剤散布作業車両。
- 操舵角センサ(7)の旋回角度に基づき自動的に行う旋回外側のサイドブーム(44)の昇降制御の入り切りを設定可能にするサイドブーム昇降制御の入切設定手段(22)と、該入切設定手段(22)により設定されたサイドブーム(44)の昇降状態を目視できるモニタ画面に画像を表示する画像表示手段(41)を制御装置(100)が備えていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の薬剤散布作業車両。
- 操舵角センサ(7)による旋回検知前に旋回外側のサイドブーム(44)を手動で上昇操作が行われると、前記手動操作時間が一定時間以上継続する場合は、操舵角センサ(7)により旋回が検知されても、旋回外側のサイドブーム(44)を自動的に上昇させない制御構成を制御装置(100)が備えていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の薬剤散布作業車両。
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