JP2013116049A - 乗用管理機 - Google Patents

Abstract

【課題】
薬液を散布する乗用管理機が旋回するときに、旋回内側のブームが散布済み領域に入り込み、重複して薬液を散布する不具合が生じるのを防止する。
【解決手段】
走行車両（１）が枕地（Ｍ）で旋回して走行する第一旋回区間（Ｓ１）で旋回外側のブームを上昇させ、第一旋回区間（Ｓ１）か通過後の直進側向きに変更して走行する枕地直進区間（Ｓ２）では旋回内側のブーム（３ｂ）を散布姿勢に保ちながら旋回外側のブーム（３ａ）を上昇位置の姿勢に保つ制御を行い、枕地直進区間（Ｓ２）通過後の第二旋回区間（Ｓ３）では旋回内側のブーム（３ｂ）を散布姿勢に保ちながら旋回外側のブーム（３ａ）を散布位置まで下降する制御を行う。
【選択図】 図６

Description

本発明は、圃場に薬液を散布する乗用管理機に関する。

特許文献１には、乗用管理機の旋回制御について記載されている。特許文献１によると、薬液を散布済みの圃場から枕地でステアリングハンドルを設定角度以上切を操作すると、旋回開始時に旋回内側のブームの姿勢が散布姿勢を保ったまま、旋回外側のブームを上昇させ、ステアリングハンドルを設定角度以上切状態を維持したまま走行車両１を旋回させ、旋回終了時にブームが下降する技術が開示されている。

特許３６３７６２０号公報

特許文献１においては、走行車両を単に旋回させるだけなので、走行車両の左右幅よりはるかに長いブームにより、旋回内側のブームが散布済み領域に入り込み、重複して薬液を散布する不具合が生じる。

本発明は、乗用管理機に適した旋回を行うことで、上記不具合を解消することを課題とする。また、旋回時の動作を円滑に行うことを課題とする。

本発明はかかる技術的課題を解決するために次のような技術的手段を講じる。

請求項１記載の発明は、走行車両（１）の左右方向にそれぞれ延びた姿勢で薬液を散布するブーム（３）を備えた乗用管理機において、ブーム（３）を散布姿勢で薬液を散布しながら走行した走行車両（１）が枕地（Ｍ）で旋回して走行する第一旋回区間（Ｓ１）と、第一旋回区間（Ｓ１）から走行車両（１）の向きを直進側向きに変更して走行する枕地直進区間（Ｓ２）と、枕地直進区間（Ｓ２）から第一旋回走行（Ｓ１）と同じ方向に旋回して走行する第二旋回区間（Ｓ３）を通過すべく、ステアリングハンドル（９）を操作することにより、散布済圃場から隣接する未散布圃場へ移動するものであって、 第一旋回区間（Ｓ１）では旋回内側のブーム（３ｂ）を散布姿勢に保ちながら旋回外側のブーム（３ａ）を上昇させる制御を行い、直進旋回区間（Ｓ２）では旋回内側のブーム（３ｂ）を散布姿勢に保ちながら旋回外側のブーム（３ａ）を上昇位置の姿勢に保つ制御を行い、第二旋回区間（Ｓ３）では旋回内側のブーム（３ｂ）を散布姿勢に保ちながら旋回外側のブーム（３ａ）を散布位置まで下降する制御を行う制御部（１３）を備えたことを特徴とする乗用管理機とする。

請求項２記載の発明は、走行車両（１）が旋回であること検出する手段は、ステアリングハンドル（９）の設定角度以上の切り操作を検出するステアリングハンドル操作検出手段、又は、走行車輪の設定角度以上の切れ角を検出する走行車輪切れ角検出手段とし、制御部（１３）は、第一旋回区間（Ｓ１）の旋回情報を記憶し、一旦、ステアリングハンドル操作検出手段（４１）、又は、走行車輪切れ角検出手段（４２）が枕地直進区間（Ｓ２）の走行情報を検出した後、次の第一旋回区間（Ｓ１）と同じ方向の設定角度以上のステアリングハンドル（９）の切操作の検出又は、設定角以上の走行車輪の切れ角を検出するまでは旋回外側のブーム（３ａ）を上昇位置の姿勢に保つ制御を行うことを特徴とする請求項１記載の乗用管理機とする。

請求項３記載の発明は、第一旋回区間（Ｓ１）で旋回外側のブーム（３ａ）を上昇させるのは、ブーム（３）の自動昇降制御スイッチ（３１）と、薬液を散布状態にするポンプスイッチ（３０）がいずれもＯＮであることを条件とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の乗用管理機とする。

請求項４記載の発明は、第一旋回区間（Ｓ１）と枕地直進区間（Ｓ２）と第二旋回区間（Ｓ３）においては、旋回内側のブーム（３ｂ）を水平姿勢を維持する制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項３記載の乗用管理機とする。

請求項５記載の発明は、散布時にブーム（３）を水平姿勢に維持する制御を行う自動水平制御スイッチ（３２）を設け、自動水平スイッチ（３２）がＯＦＦ状態であっても第一旋回区間（Ｓ１）と枕地直進区間（Ｓ２）と第二旋回区間（Ｓ３）においては、旋回内側のブーム（３ｂ）を水平姿勢に維持する制御を行うことを特徴とする請求項４記載の乗用管理機とする。

本発明により、重複して圃場に薬液を散布することを防止することができる。また、畦畔にブームが接触してブームが破損することを防止できる。さらに、凹凸の多い枕地では旋回内側のブームの姿勢を水平に維持することで旋回内側のブームが作物等に接触することを防止することができる。

乗用管理機の側面図 乗用管理機の平面図 正面から見た乗用管理機の薬液散布を示す図 乗用管理機の薬液散布機構図 フローチャート 乗用管理機の旋回動作を示す図 乗用管理機の旋回時のブームの動作を示す図 乗用管理機の操作盤１１を示す斜視図 正面から見た乗用管理機のブームの水平制御動作を示す図 平面から見た薬液タンク２及びブーム受けを示す図 背面から見た薬液タンク２及びブーム受けを示す図 正面から見たブームを縮小させていることを示す図 正面から見たブームを拡張させていることを示す図 制御部を示すブロック図

本発明の実施の形態の乗用管理機について以下説明する。この実施例においては走行車両１の進行方向を前側と呼び、正面から見て左右と呼ぶ。

本実施の形態の乗用管理機は、走行車両１に薬液を貯留する薬液タンク２と薬液を散布するブーム３を搭載している。

走行車両１は前輪４ａと後輪４ｂからなる走行車輪４を機体フレーム５に取り付け、前部にエンジン６を搭載してボンネット７で覆っている。ボンネット７の後方にはステップ８及びステアリングハンドル９を設け、ステアリングハンドル９の後方には運転座席１０を設けている。運転座席１０の後方には薬液タンク２を搭載し、運転座席１０の左右一側には操作盤１１を設け、運転座席１０の正面側にはメータパネル１２を設けている。操作盤１１の内部には各種制御を行う制御部１３を内蔵している。

走行車両１の左右両側にはそれぞれ左ブーム３ａと右ブーム３ｂを設け、走行車両１の前側には中央ブーム３ｃを設けている。左ブーム３ａと右ブーム３ｂは図３に示すようにそれぞれ走行車両１の左右両側に広げて薬液を散布する薬液散布姿勢と、図１と図２に示すように薬液タンク２の後方に備えるブーム受け１４に後ろ上がり傾斜姿勢で収納する路上走行姿勢とに変更できる構成である。ブーム３の動作は、左ブーム３ａ及び右ブーム３ｂのブームの上下方向の姿勢を変更するための第一シリンダ１５と、ブーム３の左右方向の姿勢を変更する第二シリンダ１６とを散布姿勢のブーム３を水平姿勢に維持するための第二シリンダ１７と、散布姿勢のブームの左右長さを伸縮調節する伸縮モータ（図示せず）とで行う。

薬液散布機構及び動力機構について図４に基づいて説明する。

薬液タンク２の薬液をブーム３に供給するホース１８を設け、ホース１８の途中には薬液を繰り出す防除ポンプ１９や、流量を調節する流量調節弁２０や、左ブーム３ａ，右ブーム３ｂ，中央ブーム３ｃそれぞれに薬液を供給するか否かを選択する手動の噴霧コック２１（左ブーム用噴霧コック２１ａ，右ブーム用噴霧コック２１ｂ，中央ブーム用噴霧コック２１ｃを設けている。エンジン６の動力は入力軸２２からミッション機構２３を経て走行系出力軸２４と、防除ポンプ用出力軸２５に出力される。

操作盤１１について図８に基づいて説明する。

操作盤１１は薬液の散布及びブーム３の動作用の操作具を備えている。ブーム３の左右方向動作及び上下方向動作を操作するブーム用動作レバー２６（左ブーム用動作レバー２６ａ及び右ブーム用動作レバー２６ｂ）を設ける。また、左ブームの収納姿勢と散布姿勢を切り換える左ブーム用姿勢変更レバー２７ａ、同様に右ブーム用姿勢変更レバー２７ｂ、左ブーム及び右ブームを共に姿勢を切り換えるブーム姿勢変更レバー２７ｃを設ける。

また、薬液をブーム３から散布するか停止するかを操作する噴霧コック２１（左ブーム用噴霧コック２１ａと中央ブーム用噴霧コック２１ｃと右ブーム用噴霧コック２１ｂ）を設ける。また、散布量を表示する表示計２８と散布量の増減を設定する散布量設定スイッチ２９を設ける。また、防除ポンプ１９をＯＮ・ＯＦＦするポンプスイッチ３０と、詳細は後述するが、散布作業中の走行車両１が旋回動作を行うときに自動に旋回外側のブーム３（本実施の形態では左ブーム３ａ）を昇降動作する制御を行う自動昇降制御スイッチ３１と、走行車両１の左右姿勢が傾いてもブーム３を水平姿勢に維持する制御を行う自動水平制御スイッチ３２を設けている。

図５から図７に基づいて本実施の形態の乗用管理機の基本的な走行及び散布動作について説明する。

オペレータは運転座席１０に着座して、エンジン６を始動して走行を開始する。圃場に入ってブーム姿勢変更レバー２７ｃを操作すると、走行姿勢の左右のブームが走行車両１の左右両側に広がり、散布姿勢となる。自動昇降制御スイッチ３１をＯＮにし、自動水平制御スイッチ３２をＯＦＦの状態とし、ブーム３の噴霧コック２１を開に操作して、ポンプスイッチ３０をＯＮにして直進走行を開始すると、図３に示すように左ブーム３ａ及び中央ブーム３ｃ及び右ブーム３ｂそれぞれに多数設けるノズル３３から薬液が散布される。

畦畔に近づき、いわゆる枕地Ｍの領域で、オペレータが旋回動作をすべくステアリングハンドル９を設定角度以上切ると、旋回内側のブーム３（本実施の形態では３ｂ）が散布姿勢を保ちつつ旋回外側のブーム３（３ａ）が上昇を開始する（第一旋回区間Ｓ１）。略９０度の旋回動作を行い、オペレータがステアリングハンドル９を直進状態になるまで戻すと、走行車両１は旋回外側のブーム３（３ａ）が上昇姿勢のままで直進方向に走行する（枕地直進区間Ｓ２）。そして、直進走行から隣接する次の散布領域に入るタイミングでオペレータが再度同じ方向にステアリングハンドル９を設定角度以上切ると、上昇していた旋回外側のブーム３（３ａ）が下降して散布姿勢となる（第二旋回区間Ｓ３）。そして、走行車両１は直進方向に走行する姿勢となり次の散布領域に向かって散布しながらの走行を開始する。第一旋回区間Ｓ１から枕地直進区間Ｓ２を経て第二旋回区間Ｓ３を走行中は、自動水平制御スイッチ３２をＯＦＦにしていても旋回内側のブーム３（３ｂ）の自動水平制御を行う。

本実施の形態では、ブーム３による散布及び停止はオペレータが噴霧コック２１を手動で行うように構成しているが、旋回動作を認識すると自動的に旋回外側のブーム（３ａ）の散布を停止する構成としても良い。

制御部１３は旋回開始時のステアリングハンドル９の設定角度以上の切り操作情報を読み込むと旋回外側のブーム３（３ａ）を上昇させると共に、当該ステアリングハンドル９の切り操作情報を記憶しておき、２回目の同じ方向への設定角度以上のステアリングハンドル９の切り操作情報を読み込むと、旋回外側のブーム３（３ａ）の下降を開始する。当該２回目のステアリングハンドル９の切り操作情報を得るまでは、条合わせ等のための一時的な後進操作情報や、設定角度以下のステアリング切り操作情報を読み込んでも旋回外側のブーム３（３ａ）を上昇した姿勢を維持する。

旋回動作の判定は、前述の通りステアリングハンドル９の切り角度を検出するステアリングハンドル操作検出センサ４１の検出結果に基づくものでも良いし、走行車輪の切れ角度を検出する走行車輪切れ角度検出センサ４２の検出結果に基づくものでも良い。

旋回時に旋回外側のブーム３（３ａ）の上昇をどこまで上昇させるかは、いくつかの方法が考えられる。まず、上昇を開始してから設定時間（例えば１０秒）上昇させる構成にしても良いし、設定角度まで検出したことを検出するブーム上昇角度検出センサ（図示せず）の検出結果に基づくものでも良い。

前述の旋回時におけるブームの自動昇降制御は、自動昇降制御スイッチ３１がＯＮで、かつポンプスイッチ３０もＯＮの時に制御動作をする構成としている。

また、旋回時には通常、オペレータはポンプスイッチ３０をＯＮの状態のままで、旋回外側のブーム３（３ａ）の噴霧コック２１（２１ａ）を閉状態に操作することで、第一旋回区間Ｓ１から枕地直進区間Ｓ２を経て第二旋回区間Ｓ３に至るまで、旋回内側のブーム３（３ｂ）と中央ブーム３ｃは薬液の散布は継続している。そして隣接する未散布の圃場で散布を開始するときにオペレータは旋回外側のブーム３（３ａ）の噴霧コック２１（２１ａ）を開く操作を行うことで、全てのブーム３から薬液散布が再開される。

本実施の形態の乗用管理機の旋回動作の特徴を説明する。

トラクタや田植機の旋回動作は、通常、旋回開始から旋回終了までステアリングハンドル９を切り続けて一度に１８０度の旋回をする。これに対し、本実施の形態の乗用管理機の旋回動作では、ステアリングハンドル９を切って旋回動作を開始し、第一旋回区間Ｓ１で略９０度の旋回を行うと、一旦、ステアリングハンドル９を直進位置まで戻し、枕地直進区間Ｓ２を走行してから再度、ステアリングハンドル９を切って略９０度旋回する第二旋回区間Ｓ３を経ると隣接する未散布領域に向かう姿勢となるところに大きな差異がある。すなわち、１８０度旋回をするまでに２回の旋回動作（操作）を行う。

すなわち、乗用管理機においては、散布姿勢時のブーム３が左右に走行車両１の幅よりはるかに長く、単に旋回しただけでは旋回内側のブーム３（３ｂ）が散布済の領域に入り込んで、重複して薬液を作物に散布してしまうためである。本実施の形態にように旋回時に枕地直進区間Ｓ２を設けることで、図６に示すように、旋回内側のブーム３（３ｂ）が散布済の圃場と重複しないで散布することが可能となる。

また、自動水平制御スイッチ３２をＯＦＦの状態においても、自動昇降制御スイッチ３１がＯＮの場合で、かつ薬液散布中に旋回動作を開始すると旋回内側のブーム３（３ｂ）の水平制御を行うようにしている。

図９は水平制御の状態を説明する図であり、圃場面Ｇの凹凸に走行車輪４が当接して走行車両体が傾いているときにブーム３を水平姿勢に維持する状態を説明している。通常、直進して薬液を散布する領域は圃場面が均平な状態に耕耘されていることが多く、ブーム３の自動水平制御をＯＮにすると、かえって、ブーム３のハンチングによる散布姿勢に乱れが起こる等の不具合が起こる場合がある。 一方、枕地Ｍにおいては圃場面Ｇに凹凸が多く、走行車両１の左右姿勢が乱れやすい。特に旋回内側のブーム３（３ｂ）の先端の対地面高さ位置が振動により低くなりすぎ作物に当接する等の不具合が起こる場合がある。本実施の形態では直進して薬液を散布する時にはブーム３の自動水平制御をＯＦＦにしても、旋回時に、旋回内側のブーム３（３ｂ）の自動水平制御を行うことで、上記不具合が起こることを防止し、スムーズな散布及び旋回を行うことができる。

次に、旋回時におけるブーム３の自動昇降制御を規制する条件について以下列挙する。

第一には、自動昇降制御スイッチ３１がＯＦＦ状態の場合である。このときにはオペレータは、枕地Ｍでの旋回時に、ブーム３を上昇させる必要があるときにはブーム用動作レバー２６（２６ａ）を操作して旋回外側のブーム３（３ａ）を上昇させる。

第二には、走行中にポンプスイッチ３０がＯＦＦになっている場合である。この場合には、制御部１３は薬液を散布していない単なる走行と判断し、オペレータが旋回操作を行っても旋回外側のブーム３（３ａ）は上昇しない。この構成によると、予期しないでブーム３が上昇することによる不具合を防止することができる。また、この場合には、流量検出センサ３６が薬液の流量が流れていないことを検出すると同様に昇降制御しない構成でも良い。

第三には、ブーム３がブーム受け１４に収納されていることをブーム受け検出センサ１４ａが検出すると、制御部１３は薬液を散布していない単なる走行と判断し、オペレータが旋回操作を行っても旋回外側のブーム３（３ａ）は上昇しない。

この構成によると、倉庫内に搬入時の旋回操作により、不意に上昇することによる倉庫の壁面や倉庫内の他の載置物にブーム３が衝突して破損等を防止することができる。

なお、前述の第二の場合と、第三の場合について、自動昇降制御スイッチ３１がＯＮの状態であっても昇降制御しない構成とすることで、自動昇降制御スイッチ３１の切り忘れ時に不意にブーム３が昇降動作をすることを防止することができる。

第四として、自動昇降スイッチがＯＮで、ポンプスイッチ３０もＯＮの場合において、旋回時に設定車速以上を車速センサ４３で検出すると旋回外側のブーム３（３ａ）の昇降制御を規制するように制御しても良い。というのも、散布した圃場から別の未散布の圃場へ移動するときに、自動昇降スイッチがＯＮでかつポンプスイッチ３０をＯＮの状態にしたままで噴霧コック２１を切にして移動する場合がある。そのため、設定車速以上の場合には、散布状態ではないと判断してブーム３の昇降制御を規制することで、旋回時に不意にブーム３が上昇することによる不具合を防止することができる。この場合に、走行レバー４４で作業速と走行速を切換操作できる構成の場合には、走行レバー４４を走行速に操作すると、ブーム３の自動昇降制御を行わない構成にしても良い。

次に、ブーム３の点検モードについて説明する。

この点検モードは、前述の旋回時の自動昇降制御や、旋回時の水平制御が動作できるかを確認するためのモードで、薬液を散布しない状態でこれら制御を行えることを特徴としている。点検モードにするには操作盤１１の点検スイッチ３７をＯＮにする。そして、自動昇降制御スイッチ３１をＯＮにして走行すると、ポンプスイッチ３０をＯＦＦにして薬液を散布しない状態で直進走行から旋回操作を行うと、前述の自動昇降制御及び水平制御がなされる。

これにより、薬液を散布することなく、旋回時の自動昇降制御及び自動水平制御の動作確認を行うことができる。

１ 走行車両
３ ブーム
３ａ 左ブーム
３ｂ 右ブーム
９ ステアリングハンドル
１３ 制御部
３１ 自動昇降制御スイッチ
３２ 自動水平制御スイッチ
４１ ステアリングハンドル操作検出センサ４１の検出結果に基づくものでも良
４２ 走行車輪切れ角度検出センサ
Ｍ 枕地
Ｓ１ 第一旋回区間
Ｓ２ 枕地直進区間
Ｓ３ 第二旋回区間

Claims (5)

1. 走行車両の左右方向にそれぞれ延びた姿勢で薬液を散布するブームを備えた乗用管理機において、
   ブームを散布姿勢で薬液を散布しながら走行した走行車両が枕地で旋回して走行する第一旋回区間と、第一旋回区間から走行車両の向きを直進側向きに変更して走行する枕地直進区間と、枕地直進区間から第一旋回走行と同じ方向に旋回して走行する第二旋回区間を通過すべく、ステアリングハンドルを操作することにより、散布済圃場から隣接する未散布圃場へ移動するものであって、
   第一旋回区間では旋回内側のブームを散布姿勢に保ちながら旋回外側のブームを上昇させる制御を行い、直進旋回区間では旋回内側のブームを散布姿勢に保ちながら旋回外側のブームを上昇位置の姿勢に保つ制御を行い、第二旋回区間では旋回内側のブームを散布姿勢に保ちながら旋回外側のブームを散布位置まで下降する制御を行う制御部を備えたことを特徴とする乗用管理機。
2. 走行車両が旋回であること検出する手段は、ステアリングハンドルの設定角度以上の切り操作を検出するステアリングハンドル操作検出手段、又は、走行車輪の設定角度以上の切れ角を検出する走行車輪切れ角検出手段とし、制御部は、第一旋回区間の旋回情報を記憶し、一旦、ステアリングハンドル操作検出手段、又は、走行車輪切れ角検出手段が枕地直進区間の走行情報を検出した後、次の第一旋回区間と同じ方向の設定角度以上のステアリングハンドルの切操作の検出又は、設定角以上の走行車輪の切れ角を検出するまでは旋回外側のブームを上昇位置の姿勢に保つ制御を行うことを特徴とする請求項１記載の乗用管理機。
3. 第一旋回区間で旋回外側のブームを上昇させるのは、ブームの自動昇降制御スイッチと、薬液を散布状態にするポンプスイッチがいずれもＯＮであることを条件とすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の乗用管理機。
4. 第一旋回区間と枕地直進区間と第二旋回区間においては、旋回内側のブームを水平姿勢を維持する制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項３記載の乗用管理機。
5. 散布時にブームを水平姿勢に維持する制御を行う自動水平制御スイッチを設け、自動水平スイッチがＯＦＦ状態であっても第一旋回区間と枕地直進区間と第二旋回区間においては、旋回内側のブームを水平姿勢に維持する制御を行うことを特徴とする請求項４記載の乗用管理機とする。

Images