JP2017169539A - コンバイン - Google Patents

Abstract

【課題】作業性を向上させるとともに、簡易な設備により自律走行可能なコンバインを提供すること。【解決手段】実施形態に係るコンバイン１は、超音波センサ２１０と、制御部２００とを備える。超音波センサ２１０は、コンバイン１の周囲に存在する物体を検出する。制御部２００は、超音波センサ２１０によって検出した物体が、穀稈である場合、穀稈が検出された方向へコンバイン１を自動的に移動させる。【選択図】図１０

Description

本発明は、コンバインに関する。

従来、ＧＰＳ（Global Positioning System（全地球測位システム））を利用して機体の位置を検出し、設定した経路に沿って作業車両を走行させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

これにより、作業の無人化ないし省力化を図るものである。

特開２０１５−１９１５９２号公報

しかしながら、従来の作業車両では、設定した経路に沿って移動するため、経路の設定などの手間がかかり、またＧＰＳを利用するための設備が必要となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、経路の設定などの手間を省き作業性を向上させるとともに、簡易な設備により自律走行可能なコンバインを提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載のコンバイン（１）は、コンバイン（１）の周囲に存在する物体を検出する超音波センサ（２１０）と、前記超音波センサ（２１０）によって検出した前記物体が、穀稈である場合、前記穀稈が検出された方向へ前記コンバイン（１）を自動的に移動させる制御部（２００）とを備える。

請求項２に記載のコンバイン（１）は、請求項１に記載のコンバイン（１）において、前記穀稈の特徴を記憶した記憶部（２００）を備え、前記制御部（２００）は、前記超音波センサ（２１０）によって検出した前記物体が前記記憶部（２００）に記憶した前記穀稈の特徴に基づいて前記穀稈であると判定された場合、前記物体が検出された方向へ前記コンバイン（１）を自動的に移動させる構成とした。

請求項３に記載のコンバイン（１）は、請求項１または２に記載のコンバイン（１）において、前記コンバイン（１）の周囲に存在する前記物体の色を検出する色検出部（２０６）を備え、前記制御部（２００）は、前記色検出部（２０６）によって検出された前記物体の色が前記穀稈の色である場合、前記穀稈の色が検出された前記物体の方向へ前記コンバイン（１）を自動的に移動させる構成とした。

請求項４に記載のコンバイン（１）は、請求項１から３のいずれか１項に記載のコンバイン（１）において、方位を検出する方位センサ（２２１）を備え、前記制御部（２００）は、前記方位センサ（２２１）によって検出した前記方位に基づいて、前記コンバイン（１）を自動的に移動させる構成とした。

請求項５に記載のコンバイン（１）は、請求項１から４のいずれか１項に記載のコンバイン（１）において、動力源（２０）と、前記穀稈を脱穀する脱穀装置（５）と、前記穀稈を刈り取る刈取装置（７）と、前記動力源（２０）から前記脱穀装置（５）への動力伝達を遮断可能な脱穀クラッチ（８１）と、前記動力源（２０）から前記刈取装置（７）への動力伝達を遮断可能な刈取クラッチ（２３５）とを備え、前記制御部（２００）は、前記コンバイン（１）の前進方向が決まった場合、前記コンバイン（１）の前進を開始する前に、前記脱穀クラッチ（８１）、及び前記刈取クラッチ（２３５）を自動的に接続させる構成とした。

請求項６に記載のコンバイン（１）は、請求項１から５のいずれか１項に記載のコンバイン（１）において、前記穀稈を刈り取る刈取装置（７）と、前記刈取装置（７）に設けられ、前記穀稈を検出する穀稈センサ（２１７）とを備え、前記制御部（２００）は、前記穀稈の刈取りを開始した後に、前記穀稈センサ（２１７）によって前記穀稈が検出されない場合、前記コンバイン（１）を自動的に停止させる構成とした。

請求項７に記載のコンバイン（１）は、請求項６に記載のコンバイン（１）において、前記制御部（２００）は、前記穀稈センサ（２１７）によって前記穀稈が検出されず、前記コンバイン（１）を自動的に停止した後に、前記コンバイン（１）を自動的に後進させる構成とした。

請求項８に記載のコンバイン（１）は、請求項７に記載のコンバイン（１）において、前記制御部（２００）は、前記穀稈センサ（２１７）によって前記穀稈が検出されず、前記コンバイン（１）を自動的に停止した後、前記コンバイン（１）を自動的に後進させた場合に、前回の前進時に前記穀稈を検出していた方向と同じ方向に前記穀稈が検出された場合、前回の前進時に前記穀稈を検出していた方向へ前記コンバイン（１）を自動的に旋回させた後に、前記コンバイン（１）を自動的に前進させる構成とした。

請求項９に記載のコンバイン（１）は、請求項１から８のいずれか１項に記載のコンバイン（１）において、前記超音波センサ（２１０）によって検出された前記物体の位置及び前記物体の形状を画像として表示する表示部（２０７）を備え、前記制御部（２００）は、前記表示部（２０７）に表示された前記画像に基づいて、前記コンバイン（１）の進行方向が指示されると、この指示された方向に向けて前進を開始する構成とした。

請求項１０に記載のコンバイン（１）は、請求項９に記載のコンバイン（１）において、前記表示部（２０７）は、前記コンバイン（１）の機体に脱着可能であり、前記制御部（２００）は、前記表示部（２０７）における操作に基づいて、前記コンバイン（１）の前進を開始させる構成とした。

請求項１に記載のコンバインによれば、超音波センサによって穀稈を検出すると、穀稈がある方向へコンバインが自動的に移動する。これにより、コンバインの走行経路の設定を行うことなく、コンバインを自律走行させ、コンバインによる刈取り作業を行うことができる。また、超音波センサにより穀稈を検出して、コンバインを自動的に移動させることで、簡易な設備によって、コンバインを自律走行させ、コンバインによる刈取り作業を自動的に行うことができる。

請求項２に記載のコンバインによれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、予め穀稈の特徴を制御部に記憶することで、超音波センサによる穀稈の検出を容易、かつ正確に行うことができる。

請求項３に記載のコンバインによれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加えて、色検出部によって、物体の色を検出し、色に基づいて穀稈を検出することで、穀稈をさらに正確に検出することができる。

請求項４に記載のコンバインによれば、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、方位センサによって検出した方位に基づいて、コンバインを移動させることで、コンバインの向きをより正確に制御することができる。例えば、障害物を回避する場合など、方位センサによって検出した方位に基づいて障害物を回避するので、回避後のコンバインの向きを、元の向きに正確に戻すことができる。また、例えば、コンバインがスリップした場合でも、方位センサによって検出した方位に基づいて、スリップによるずれを検出し、ずれに応じてコンバインを制御することで、スリップ前のコンバインの向きに正確に戻すことができる。

請求項５に記載のコンバインによれば、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、コンバインの前進方向が決まった場合、コンバインを前進させる前に、脱穀クラッチ、及び刈取クラッチを接続することで、コンバインが前進し、穀稈の刈取りを開始する際に、穀稈の刈取りを素早く開始することができる。また、コンバインの前進直後に未刈領域が圃場に発生することを抑制することができる。

請求項６に記載のコンバインによれば、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、穀稈センサにより穀稈が検出されない場合には、コンバインを停止させることで、穀稈を刈り取らない状態で、コンバインが走行する距離を短くし、燃費を向上させることができる。

請求項７に記載のコンバインによれば、請求項６に記載の発明の効果に加えて、穀稈センサにより穀稈が検出されない場合には、コンバインを後進させることで、刈り取られていない穀稈を新たに探索し、刈取り作業を継続させることができる。

請求項８に記載のコンバインによれば、請求項７に記載の発明の効果に加えて、穀稈が検出されず、コンバインを後進させた場合、前回の前進時に穀稈を検出していた方向と同じ方向に穀稈が検出された場合には、その方向へコンバインを旋回させ、コンバインを前進させる。これにより、刈り取られていない穀稈に向けてコンバインを前進させることができ、刈取り作業を継続することができる。

請求項９に記載のコンバインによれば、請求項１から８のいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、表示部に、超音波センサなどによって検出した、物体の位置、及び物体の形状を画像として表示し、その画像に基づいてコンバインの進行方向が指示されると、その方向へ向けてコンバインを前進させる。これにより、コンバインへの前進指示を容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。

請求項１０に記載のコンバインによれば、請求項９に記載の発明の効果に加えて、表示部をコンバインの機体に脱着可能とすることで、コンバインの操縦部の内外から、コンバインを操作することができ、作業者の作業負荷を低減することができる。

図１は、第１実施形態に係るコンバインの側面図である。 図２は、同上のコンバインの平面図である。 図３は、同上のコンバインの内部構造の一部を側面視で示す説明図である。 図４は、同上のコンバインの内部構造を平面視で示す説明図である。 図５は、同上のコンバインの内部構造の一部を側面視で示す説明図である。 図６は、第１実施形態に係るコンバインの動力伝達経路の一部を示す模式図である。 図７は、図６に示すギヤボックスの詳細図である。 図８は、第１実施形態のコントローラのブロック図である。 図９は、モニターユニットに表示される表示例を示す図である。 図１０は、第１実施形態のコンバインの走行制御を説明するフローチャートである。 図１１は、第１実施形態の障害物回避制御を説明するフローチャートである。 図１２は、第２実施形態のコントローラのブロック図である。 図１３は、第２実施形態の障害物回避制御を説明するフローチャートである。 図１４は、変形例におけるコンバインの側面図である。 図１５は、変形例におけるコンバインの平面図である。

以下に、本発明に係るコンバインの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、かつ、容易なもの、或いは実質的に同一のものいわゆる均等の範囲のものが含まれる。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るコンバイン１の側面図、図２は、同コンバイン１の平面図である。なお、以下の説明では、コンバイン１の通常の使用態様時における前後方向、左右方向、上下方向を、各部位におけるそれぞれの前後方向、左右方向、上下方向として説明する。すなわち、前後方向はコンバイン１の長さ方向、左右方向は幅方向、上下方向は高さ方向である。このうち、前方は、刈り取り作業時におけるコンバイン１の進行方向であり、左方は、前方に向かって左手方向であり、下方は、重力が作用する方向である。なお、これらの方向は、説明をわかりやすくするために便宜上定義したものであり、これらの方向によって本発明が限定されるものではない。本実施形態のコンバイン１は、詳しくは後述する、超音波センサ２１０などを用いて自律走行可能であるが、作業者の操作により作業を行うことも可能である。

＜コンバイン１の全体構成＞
コンバイン１は、図１に示すように、機体フレーム２と、機体フレーム２の前方側に取り付けられた刈取装置７と、機体フレーム２の下方側に取り付けられた走行装置３と、機体フレーム２の後方側に取り付けられた脱穀装置５とを備える。また、コンバイン１には、動力源となるエンジン２０（図６参照）が搭載される。また、コンバイン１は、コントローラ２００（図８参照）を備える。

＜走行装置３＞
走行装置３は、エンジン２０から動力が伝達される左右一対の履帯４を備える。履帯４は、エンジン２０から動力が伝達されることで周回し、周回する左右一対の履帯４によりコンバイン１は走行する。

＜刈取装置７＞
刈取装置７は、穀稈を分草する分草杆７ａと、分草された穀稈を引き起こす引起し装置７ｂと、引き起こされた穀稈の根元を切断する刈刃７ｃとを備える。刈取装置７は、圃場に立毛する穀稈を分草杆７ａで分草し、分草した穀稈を引起し装置７ｂで引き起こし、引き起こした穀稈を刈刃７ｃで刈り取る。分草杆７ａには、穀稈との距離を検出するためのマーカー（図示せず）が取り付けられている。マーカーは、例えば、超音波センサ２１０によって発信された超音波に反応し易い（反射し易い）部材である。なお、マーカーは、超音波センサ２１０によって発信された超音波に反応し難い（反射し難い）部材であってもよい。すなわち、マーカーが反射する反射波に対し、超音波センサ２１０が、マーカー特有の反射波を受信できればよい。

また、刈取装置７には、刈刃７ｃの上方の後方側に、刈刃７ｃによって刈り取った穀稈を搬送する刈取穀稈搬送装置１５が配設される。この刈取穀稈搬送装置１５は、刈り取った穀稈の株元側を搬送する株元搬送装置１５ａと、穀稈の穂先側を搬送する穂先搬送装置１５ｂとを備える。また、刈取穀稈搬送装置１５の後方には、穀稈を搬送する穀稈搬送装置１０が配設される。すなわち、刈刃７ｃで刈り取り、刈取穀稈搬送装置１５で搬送された穀稈は、穀稈搬送装置１０により脱穀装置５に向けて搬送される。この穀稈搬送装置１０は、機体フレーム２の幅方向における左端寄りの位置に配設される。

刈取装置７の後方側において左右方向の一方側、具体的には、刈取装置７の後方側における右側には、操縦室となるキャビン６が設けられている。キャビン６には、図２に示すように、運転席６Ｓと、運転席６Ｓの前方側に設けられた走行操作レバー６Ｈ（図１参照）及び操作パネル等の操作装置６Ｃと、各種情報を表示可能なモニタ６Ｄとが設けられる。また、キャビン６には、図示しない各種操作レバー及び計器類が配設される。

＜脱穀装置５＞
図３は、コンバイン１の内部構造の一部を側面視で示す説明図、図４は同コンバイン１の内部構造を平面視で示す説明図である。脱穀装置５は、穀稈搬送装置１０により穀稈が後方に搬送される過程で、刈取装置７により刈り取った穀稈から穀粒を切離し、藁等の夾雑物と穀粒とを分離する装置である。

脱穀装置５は、図３に示すように、脱穀部５ａと、脱穀部５ａの下方に配置された選別部５ｂとを備える。このうち、脱穀部５ａは、図４に示すように、前部左側に配置された扱室５Ｉと、扱室５Ｉの右方に配置された第二処理室５Ｋと、第二処理室５Ｋの後方に配置された排塵処理室５Ｅとを含んで構成される。扱室５Ｉは、キャビン６の左方に位置しており、この扱室５Ｉには、前後方向に延在する回転軸を中心に回転可能な円柱形状の扱胴５Ｒが配置される。扱胴５Ｒは、回転動作により、扱室５Ｉ内に搬送されてきた穀稈の穂先部から穀粒を脱粒する。また、第二処理室５Ｋには二番処理胴５Ｈが、排塵処理室５Ｅには排塵処理胴５Ｄが、それぞれ前後方向に延在する回転軸を中心に回転可能に配置される。

一方、選別部５ｂは、図３に示すように、扱室５Ｉの下方に揺動可能に配置された選別棚５Ｃと、選別棚５Ｃの下方空間にそれぞれ配置された唐箕５Ｆと、唐箕５Ｆの後方に配置された第２唐箕５Ｍと、一番回収部５Ｇ及び二番回収部５Ｊと、選別棚５Ｃの後方に配置された排塵ファン５Ｌとを含んで構成される。

選別部５ｂは、脱穀部５ａで脱粒された穀粒を含む被処理物（扱胴５Ｒが脱穀したもの）から夾雑物を除去して、穀粒を回収する。すなわち、選別棚５Ｃの揺動運動と、唐箕５Ｆ及び第２唐箕５Ｍによる選別風、及び排塵ファン５Ｌによる吸引の作用とにより、脱穀部５ａから送られてきた被処理物から穀粒を選別し、一番回収部５Ｇ及び二番回収部５Ｊで回収する。回収した穀粒は、グレンタンク８（図２）に搬送されて貯蔵される。なお、脱穀装置５を通過し、穀粒が扱ぎ取られた穀稈（排藁）は、穀稈搬送装置１０の後方側に配置された排藁搬送装置（図示省略）によって、コンバイン１の後方側に配置されている排藁切断装置１２へ搬送される。排藁切断装置１２は、排藁搬送装置に投入された排藁を切断し、例えば、圃場に放出する。

＜グレンタンク８、穀粒排出オーガ９＞
図２に示すように、キャビン６の後方側には、脱穀装置５が脱穀した穀粒を一時的に貯蔵するためのグレンタンク８が配置される。グレンタンク８の後方側には、図１及び図２に示すように、内部に貯蔵された穀粒を外部へ排出する穀粒排出オーガ９が設けられる。穀粒排出オーガ９は、グレンタンク８に接続された揚穀筒９ａ（図１）と、揚穀筒９ａに接続された伸縮可能な搬送筒９ｂと、グレンタンク８、揚穀筒９ａ及び搬送筒９ｂの内部に設けられた複数の螺旋軸（図示省略）とを備える。搬送筒９ｂの先端部には、穀粒を排出する排出口が設けられる。穀粒排出オーガ９は、搬送筒９ｂを適宜伸縮させつつ、昇降及び旋回させることで、排出口を所定の場所に位置させる。そして、穀粒排出オーガ９は、複数の螺旋軸を回転させることで、グレンタンク８の内部から揚穀筒９ａへ穀粒を搬送し、揚穀筒９ａから搬送筒９ｂへ穀粒を搬送することで、搬送筒９ｂへ搬送された穀粒を、搬送筒９ｂに設けられた排出口を介して外部に排出することができる。

＜穀稈搬送装置１０＞
図５は、コンバイン１の内部構造の一部を側面視で示す説明図である。穀稈搬送装置１０は、刈取装置７から脱穀装置５へ向けて刈り取った穀稈を搬送する。また、穀稈搬送装置１０は、グレンタンク８（図２）が配置されている側とは反対側、すなわち、左側部に配置される。穀稈搬送装置１０は、挟扼杆１１（図１）と、フィードチェン１３（図４、図５）とを含んで構成される。

穀稈搬送装置１０は、刈取装置７によって刈り取った穀稈を、挟扼杆１１とフィードチェン１３との間に送り込む。フィードチェン１３は、扱胴５Ｒの回転中心軸と交差する方向で、かつ、扱室５Ｉの左側に配置される。一方、挟扼杆１１は、フィードチェン１３における穀稈を搬送する側の部位に対向する位置に配設されており、コイルスプリング（図示省略）によって、フィードチェン１３側へ向けて付勢されるように配設される。かかる構造により、挟扼杆１１は、穀稈にフィードチェン１３へ向かう力を付与することができる。このため、挟扼杆１１とフィードチェン１３との間に送り込まれた穀稈は、挟扼杆１１とフィードチェン１３とに挟み込まれ、フィードチェン１３によって脱穀装置５に搬送される。

＜動力伝達経路＞
次に、コンバイン１の動力伝達経路について説明する。図６は、図１に示すコンバイン１の動力伝達経路の一部を示す模式図である。

動力源であるエンジン２０には、出力軸２０Ｓが設けられ、出力軸２０Ｓには、複数のエンジン出力プーリ２０Ｐが取り付けられる。複数のエンジン出力プーリ２０Ｐからは、走行装置３（図１参照）、脱穀装置５、刈取装置７、穀粒排出オーガ９及び穀稈搬送装置１０を駆動するための動力が出力される。

図示するように、コンバイン１は、脱穀装置５へ動力を伝達するための脱穀動力伝達シャフト３８を有する。脱穀動力伝達シャフト３８には、一端側（図６における左側）から順に、複数の入力プーリ３８ａ、処理胴出力プーリ３８ｂ、複数の扱胴出力プーリ３８ｃ、刈取出力プーリ３８ｆ、回収部出力プーリ３８ｄ、及び唐箕出力プーリ３８ｅが取り付けられる。

複数のエンジン出力プーリ２０Ｐと複数の入力プーリ３８ａとには、それぞれ無端のベルトである複数の第１伝達ベルト３７が掛け回される。このため、エンジン２０から発生した動力は、各エンジン出力プーリ２０Ｐと各第１伝達ベルト３７と各入力プーリ３８ａとを介して、脱穀動力伝達シャフト３８に伝達される。

各エンジン出力プーリ２０Ｐと各入力プーリ３８ａとの間には、脱穀クラッチ８１が設けられる。脱穀クラッチ８１を接続すると、エンジン出力プーリ２０Ｐと入力プーリ３８ａとの間で動力が伝達され、脱穀クラッチ８１の接続を解除すると、エンジン出力プーリ２０Ｐと入力プーリ３８ａとの間における動力の伝達が遮断される。

二番処理胴５Ｈ及び排塵処理胴５Ｄは、処理胴出力プーリ３８ｂから伝達される動力で駆動される。処理胴出力プーリ３８ｂには、無端の第２伝達ベルト６０を介して、処理胴駆動プーリ６１ａが連結されている。処理胴駆動プーリ６１ａは、処理胴駆動シャフト６１の一端部に取り付けられる。処理胴駆動シャフト６１の他端部には、第１傘歯車６１ｂが取り付けられており、第１傘歯車６１ｂは、第２傘歯車６２ａと噛み合っている。第２傘歯車６２ａは、処理胴回転シャフト６２に取り付けられ、処理胴回転シャフト６２には、二番処理胴５Ｈ及び排塵処理胴５Ｄが取り付けられる。このため、脱穀動力伝達シャフト３８に伝達されたエンジン２０の動力は、処理胴出力プーリ３８ｂ、第２伝達ベルト６０、処理胴駆動プーリ６１ａ、処理胴駆動シャフト６１、第１傘歯車６１ｂ、第２傘歯車６２ａ及び処理胴回転シャフト６２を介して、二番処理胴５Ｈ及び排塵処理胴５Ｄに伝達される。こうして、二番処理胴５Ｈ及び排塵処理胴５Ｄが回転する。このように、二番処理胴５Ｈ及び排塵処理胴５Ｄは、エンジン２０の動力が直接伝達されるため、コンバイン１の走行速度に関わらず一定の速度（回転速度）で駆動されることになる。

扱胴５Ｒは、扱胴出力プーリ３８ｃから伝達される動力で駆動される。扱胴出力プーリ３８ｃには、無端の第３伝達ベルト６３を介して、扱胴駆動プーリ６４ａが連結される。扱胴駆動プーリ６４ａは、第１扱胴駆動シャフト６４の一端部に取り付けられる。第１扱胴駆動シャフト６４の他端部には、第１減速ギヤ６４ｂが取り付けられており、第１減速ギヤ６４ｂは、第２減速ギヤ６５ａと噛み合っている。第２減速ギヤ６５ａは、第２扱胴駆動シャフト６５の一端部に取り付けられる。第２扱胴駆動シャフト６５の他端部には、第３傘歯車６５ｂが取り付けられており、第３傘歯車６５ｂは、第４傘歯車６６ａと噛み合っている。第４傘歯車６６ａは、扱胴回転シャフト６６に取り付けられ、扱胴回転シャフト６６には、扱胴５Ｒが取り付けられる。このため、脱穀動力伝達シャフト３８に伝達されたエンジン２０の動力は、扱胴出力プーリ３８ｃ、第３伝達ベルト６３、扱胴駆動プーリ６４ａ、第１扱胴駆動シャフト６４、第１減速ギヤ６４ｂ、第２減速ギヤ６５ａ、第２扱胴駆動シャフト６５、第３傘歯車６５ｂ、第４傘歯車６６ａ及び扱胴回転シャフト６６を介して、扱胴５Ｒに伝達される。こうして、扱胴５Ｒが回転する。このように、扱胴５Ｒも、エンジン２０の動力が直接伝達されるため、コンバイン１の走行速度に関わらず一定の速度（回転速度）で駆動されることになる。

唐箕５Ｆは、唐箕出力プーリ３８ｅから伝達される動力で駆動される。唐箕出力プーリ３８ｅには、無端の第４伝達ベルト６７を介して、唐箕駆動プーリ６８ａが連結される。唐箕駆動プーリ６８ａは、唐箕回転シャフト６８の一端部に取り付けられており、唐箕回転シャフト６８には、唐箕５Ｆが取り付けられる。このため、脱穀動力伝達シャフト３８に伝達されたエンジン２０の動力は、唐箕出力プーリ３８ｅ、第４伝達ベルト６７、唐箕駆動プーリ６８ａ、唐箕回転シャフト６８を介して、唐箕５Ｆに伝達される。こうして、唐箕５Ｆが回転する。このように、唐箕５Ｆは、エンジン２０の動力が直接伝達されるため、コンバイン１の走行速度に関わらず一定の速度（回転速度）で駆動されることになる。

一番回収部５Ｇ及び二番回収部５Ｊは、回収部出力プーリ３８ｄから伝達される動力で駆動される。回収部出力プーリ３８ｄには、無端の第５伝達ベルト９０を介して、一番回収部駆動プーリ９１ａ及び二番回収部駆動プーリ９２ａが連結される。一番回収部駆動プーリ９１ａは、一番回収部５Ｇを駆動するための一番回収部駆動シャフト９１に取り付けられる。二番回収部駆動プーリ９２ａは、二番回収部５Ｊを駆動するための二番回収部駆動シャフト９２に取り付けられる。このため、脱穀動力伝達シャフト３８に伝達されたエンジン２０の動力は、回収部出力プーリ３８ｄ、第５伝達ベルト９０、一番回収部駆動プーリ９１ａ及び一番回収部駆動シャフト９１を介して、一番回収部５Ｇに伝達される。こうして、一番回収部５Ｇが駆動する。また、脱穀動力伝達シャフト３８に伝達されたエンジン２０の動力は、回収部出力プーリ３８ｄ、第５伝達ベルト９０、二番回収部駆動プーリ９２ａ、二番回収部駆動シャフト９２を介して、二番回収部５Ｊに伝達され、二番回収部５Ｊを駆動する。

また、一番回収部駆動プーリ９１ａと二番回収部駆動プーリ９２ａとの間には、第２唐箕駆動プーリ９３ａが設けられ、第２唐箕駆動プーリ９３ａは、第５伝達ベルト９０に連結される。第２唐箕駆動プーリ９３ａは、第２唐箕回転シャフト９３に取り付けられ、第２唐箕回転シャフト９３には、第２唐箕５Ｍが取り付けられる。このため、脱穀動力伝達シャフト３８に伝達されたエンジン２０の動力は、回収部出力プーリ３８ｄ、第５伝達ベルト９０、第２唐箕駆動プーリ９３ａ及び第２唐箕回転シャフト９３を介して、第２唐箕５Ｍに伝達される。こうして、第２唐箕５Ｍが回転する。

ここで、一番回収部駆動シャフト９１には、搬送駆動プーリ９１ｂが取り付けられ、搬送駆動プーリ９１ｂからは、穀稈搬送装置１０を駆動するための動力が取り出される。搬送駆動プーリ９１ｂは、第６伝達ベルト９５を介して、ギヤボックス１００の変速入力プーリ１０１ａに連結される。

＜ギヤボックス１００＞
図７は、図６に示すギヤボックス１００の詳細図である。ギヤボックス１００は、エンジン２０からの動力を変速してフィードチェン１３へ向けて出力するフィードチェン変速装置として機能するとともに、エンジン２０からの動力を遮断可能なクラッチとして機能する。

ギヤボックス１００は、第６伝達ベルト９５に連結された変速入力プーリ１０１ａを有し、変速入力プーリ１０１ａは、ギヤボックス入力軸１０１の一端部に取り付けられる。ギヤボックス入力軸１０１の他端部には、入力ギヤ１０１ｂが取り付けられており、入力ギヤ１０１ｂは、排塵ファン出力ギヤ１０２ａと噛み合っている。排塵ファン出力ギヤ１０２ａは、排塵ファン回転シャフト１０２に取り付けられ、排塵ファン回転シャフト１０２には、排塵ファン５Ｌが取り付けられる。このため、一番回収部駆動シャフト９１に伝達されたエンジン２０の動力は、搬送駆動プーリ９１ｂ、第６伝達ベルト９５、変速入力プーリ１０１ａ、ギヤボックス入力軸１０１、入力ギヤ１０１ｂ、排塵ファン出力ギヤ１０２ａ及び排塵ファン回転シャフト１０２を介して、排塵ファン５Ｌに伝達される。こうして、排塵ファン５Ｌが回転する。このように、排塵ファン５Ｌも、エンジン２０の動力が直接伝達されるため、コンバイン１の走行速度に関わらず一定の速度（回転速度）で駆動されることになる。

また、排塵ファン出力ギヤ１０２ａは、変速入力ギヤ１０３ａと噛み合っている。変速入力ギヤ１０３ａは、変速軸１０３の一端部に取り付けられる。この変速軸１０３には、高速側伝動ギヤ１０３ｂと低速側伝動ギヤ１０３ｃとが回転自在に取り付けられる。高速側伝動ギヤ１０３ｂは、変速入力ギヤ１０３ａ側に設けられ、低速側伝動ギヤ１０３ｃは、高速側伝動ギヤ１０３ｂを挟んで、変速入力ギヤ１０３ａの反対側に設けられる。高速側伝動ギヤ１０３ｂと低速側伝動ギヤ１０３ｃとの間の変速軸１０３には、移動体１０３ｄが設けられ、移動体１０３ｄは、変速軸１０３と一体的に回転するように取り付けられる一方で、変速軸１０３の軸方向に移動可能となっている。

高速側伝動ギヤ１０３ｂの軸方向の移動体１０３ｄと対向する面には、高速側クラッチ爪１０４が設けられ、低速側伝動ギヤ１０３ｃの軸方向の移動体１０３ｄと対向する面には、低速側クラッチ爪１０５が設けられる。また、移動体１０３ｄの軸方向の高速側伝動ギヤ１０３ｂと対向する面には、高速側クラッチ爪１０４に係合可能な第１クラッチ爪１０６が設けられ、移動体１０３ｄの軸方向の低速側伝動ギヤ１０３ｃと対向する面には、低速側クラッチ爪１０５に係合可能な第２クラッチ爪１０７が設けられる。

このため、移動体１０３ｄが高速側伝動ギヤ１０３ｂ側の高速側変速位置に移動すると、高速側クラッチ爪１０４と第１クラッチ爪１０６とが係合状態となる一方で、低速側クラッチ爪１０５と第２クラッチ爪１０７とが非係合状態となり、高速側伝動ギヤ１０３ｂは、移動体１０３ｄ及び変速軸１０３と一体となって回転する。

他方、移動体１０３ｄが低速側伝動ギヤ１０３ｃ側の低速側変速位置に移動すると、低速側クラッチ爪１０５と第２クラッチ爪１０７とが係合状態となる一方で、高速側クラッチ爪１０４と第１クラッチ爪１０６とが非係合状態となり、低速側伝動ギヤ１０３ｃは、移動体１０３ｄ及び変速軸１０３と一体となって回転する。

なお、移動体１０３ｄが高速側変速位置と低速側変速位置との間の中立位置に位置すると、移動体１０３ｄの第１クラッチ爪１０６及び第２クラッチ爪１０７は、高速側クラッチ爪１０４及び低速側クラッチ爪１０５と非係合状態となるため、変速軸１０３からの動力は、高速側伝動ギヤ１０３ｂ及び低速側伝動ギヤ１０３ｃへ伝達されずに遮断される。

変速軸１０３に取り付けられる高速側伝動ギヤ１０３ｂは、高速側出力ギヤ１１２ａと噛み合っている。また、高速側伝動ギヤ１０３ｂと同様に変速軸１０３に取り付けられる低速側伝動ギヤ１０３ｃは、低速側出力ギヤ１１２ｂと噛み合っている。高速側出力ギヤ１１２ａ及び低速側出力ギヤ１１２ｂは、ギヤボックス出力軸１１３に一体に設けられている。このように、高速側出力ギヤ１１２ａまたは低速側出力ギヤ１１２ｂに動力が伝達されることで、ギヤボックス出力軸１１３が回転する。

ギヤボックス１００のギヤボックス出力軸１１３には、フィードチェン駆動プーリ１１３ａが取付けられる。フィードチェン駆動プーリ１１３ａには、フィードチェン１３が巻き掛けられる。このため、ギヤボックス１００のギヤボックス入力軸１０１に伝達されたエンジン２０の動力は、ギヤボックス１００において変速され、変速された動力は、ギヤボックス出力軸１１３からフィードチェン１３に伝達される。こうして、フィードチェン１３は駆動（周回）する。

また、図６に示すように、刈取装置７と引継搬送装置１６は、刈取出力プーリ３８ｆから伝達される動力で駆動される。刈取出力プーリ３８ｆには、無端の第７伝達ベルト１２０を介して、無段変速入力プーリ１３２が連結される。無段変速入力プーリ１３２は、無段変速装置１３０の入力軸である無段変速入力軸１３１の一端部に取り付けられる。この無段変速装置１３０は、ＨＳＴ（Hydraulic Static Transmission）等からなる無段変速機構を有し、無段変速入力軸１３１から入力された駆動力を、任意の変速比により無段階で変速して、無段変速出力軸１３３やシンクロ出力軸１３５から出力することが可能である。

このうち、無段変速出力軸１３３には、一端に無段変速出力プーリ１３４が取り付けられており、無段変速出力プーリ１３４は、刈取装置７が有する刈取入力プーリ１３８に、無端の第８伝達ベルト１２５を介して連結される。この刈取入力プーリ１３８は、刈取装置７の入力軸である刈取入力軸１３７の一端に取り付けられる。このため、無段変速装置１３０に伝達されたエンジン２０の動力は、無段変速装置１３０で無段階に変速され、変速された動力は、無段変速出力軸１３３から刈取入力軸１３７に伝達される。こうして、刈取装置７が駆動する。

他方、シンクロ出力軸１３５には、引継搬送装置１６のシンクロチェン１７に対して駆動力を伝達するシンクロスプロケット１３６が一端に取り付けられる。これにより、無段変速装置１３０に入力された駆動力は、引継搬送装置１６に対して出力することができる。このため、無段変速装置１３０に伝達されたエンジン２０の動力は、無段変速装置１３０で無段階に変速され、変速された動力は、シンクロ出力軸１３５からシンクロチェン１７に伝達される。こうして、シンクロチェン１７が駆動（周回）する。

また、複数のエンジン出力プーリ２０Ｐのうち、一部のエンジン出力プーリ２０Ｐは、走行装置３が有する走行用ミッション１４０の入力軸に取り付けられる走行用入力プーリ１４１に第９伝達ベルト１４５を介して連結される。これにより、エンジン２０で発生した動力の一部は、走行用ミッション１４０に伝達可能となる。このため、走行用ミッション１４０に伝達されたエンジン２０の動力は、コンバイン１の走行状態に応じて走行用ミッション１４０で変速されて走行用ミッション１４０から出力され、履帯４を回転させる。このように、エンジン２０で発生した動力の一部はコンバイン１の走行用の動力として用いられる。

また、エンジン２０は、出力軸２０Ｓが配設される側の反対側に、第２出力軸２０Ｔを備えており、エンジン２０で発生した動力は、この第２出力軸２０Ｔからも出力可能である。図示するように、穀粒排出オーガ９は、第２出力軸２０Ｔから出力される動力により駆動可能に構成される。

＜コントローラ２００＞
図８は、コンバイン１に搭載されたコントローラ２００のブロック図である。コントローラ２００は、制御ユニット２０１と、走行・旋回制御ユニットＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０２と、刈取・脱穀制御ユニットＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０３と、本機制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０４と、エンジン制御ユニットＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０５とを備える。制御ユニット２０１、各ＥＣＵ２０２〜２０５は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信によってそれぞれ接続されている。コントローラ２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などによって構成され、記憶されたプログラムをＣＰＵが読み出すことで、コントローラ２００の各機能が発揮される。

制御ユニット２０１には、超音波センサ２１０、及び補助センサユニット２０６が接続され、これらから信号を受信する。

超音波センサ２１０は、図１、図２に示すように、コンバイン１の上方の四隅に４つ設けられる、第１超音波センサ２１０ａ、第２超音波センサ２１０ｂ、第３超音波センサ２１０ｃ、及び第４超音波センサ２１０ｄによって構成される。

第１超音波センサ２１０ａは、キャビン６の右前上方に設けられる。第１超音波センサ２１０ａは、コンバイン１の右前方に向けて超音波を発信し、コンバイン１の右前方に存在する物体から反射波を受信する。

第２超音波センサ２１０ｂは、穀粒排出オーガ９の先端側、つまりコンバイン１の左前上方に設けられる。第２超音波センサ２１０ｂは、コンバイン１の左前方に向けて超音波を発信し、コンバイン１の左前方に存在する物体から反射波を受信する。

第３超音波センサ２１０ｃは、コンバイン１の後方側に設けた排藁切断装置１２の右上方に設けられる。第３超音波センサ２１０ｃは、コンバイン１の右後方に向けて超音波を発信し、コンバイン１の右後方に存在する物体から反射波を受信する。

第４超音波センサ２１０ｄは、排藁切断装置１２の左上方に設けられる。第４超音波センサ２１０ｄは、コンバイン１の左後方に向けて超音波を発信し、コンバイン１の左後方に存在する物体から反射波を受信する。

各超音波センサ２１０ａ〜２１０ｄは、超音波を発信し、物体などにより反射した反射波を受信し、受信した反射波を電気信号に変換して制御ユニット２０１に送信する。

制御ユニット２０１は、超音波センサ２１０が受信した反射波による信号に基づいて、コンバイン１の周囲に存在する物体に対し、物体の位置、及び物体の形状を検出する。

物体とは、例えば、穀稈や、畔や、障害物や、人などである。物体の形状とは、物体のおおまかな形状であり、例えば、穀稈のまとまり（穀稈群）や、穀稈列のうねりや、畔の形状（圃場と畔との境界）などである。

制御ユニット２０１は、超音波の発信から反射波の受信までの受信時間に基づいて、物体の位置、及び物体の形状を検出する。例えば、制御ユニット２０１は、予め、コンバイン１に搭載した超音波センサ２１０によって、穀稈、畔、圃場などの物体に、超音波を発信し、各物体からの反射波を超音波センサ２１０によって受信し、物体毎の反射波の受信時間を求め、物体毎の受信時間を記憶している。そして、記憶した受信時間と、実際の受信時間とを比較することで、物体の位置、及び物体の形状を検出する。物体毎の受信時間は、予め実験などにより求めてもよく、また、作業を行う圃場で作業前に求めてもよい。

穀稈は、超音波センサ２１０と、圃場の表土面、または畔との間に位置する。そのため、穀稈により反射された反射波の受信時間は、圃場、または畔により反射された反射波の受信時間よりも短い。このように、物体毎の反射波の受信時間が異なるため、受信時間に基づいて、物体の位置、及び物体の形状を検出することができる。

補助センサユニット２０６は、コンバイン１の周囲に存在する物体の色を識別する。補助センサユニット２０６は、カメラ２３０、例えば、ＣＣＤカメラによってコンバイン１の周囲を撮影し、撮影して得られた画像に関する画像データに対し、画像処理を行い、画像内の色、つまり、コンバイン１の周囲に存在する物体の色を識別する。カメラ２３０は、複数配置されており、コンバイン１の周囲を撮影することができる。

制御ユニット２０１には、物体の色、例えば、穀稈の色や、圃場の表土の色や、畔の色などが記憶されている。制御ユニット２０１は、記憶した色と、画像データから得られた物体の色とを比較することで、コンバイン１の周囲に存在する物体に対し、物体の位置、及び物体の形状を検出することができる。

走行・旋回制御ユニットＥＣＵ２０２には、旋回レバー（図示せず）の操作角度を検出するレバーセンサ２１１と、コンバイン１の車速を検出する車速センサ２１２と、ＨＳＴを変速操作する操作レバー（図示せず）の角度を検出する変速レバーセンサ２１３と、が接続されている。走行・旋回制御ユニットＥＣＵ２０２は、走行装置３が有する左側の履帯４への回転の伝達を制御する左サイドクラッチ２３１の接続、または接続の解除を制御する。走行・旋回制御ユニットＥＣＵ２０２は、走行装置３が有する右側の履帯４への回転の伝達を制御する右サイドクラッチ２３２の接続、または接続の解除を制御する。走行・旋回制御ユニットＥＣＵ２０２は、左サイドクラッチ２３１、及び右サイドクラッチ２３２のうち接続を解除した側へブレーキをかける旋回ブレーキ２３３を制御する。走行・旋回制御ユニットＥＣＵ２０２は、ＨＳＴなどの無段変速装置１３０を制御する。

刈取・脱穀制御ユニットＥＣＵ２０３には、刈取装置７の昇降レバー（図示せず）の操作量を検出する刈取昇降センサ２１４と、機体フレーム２に対する刈取装置７の昇降位置を検出する刈取位置センサ２１５と、刈取脱穀レバー（図示せず）の操作位置を検出する刈取脱穀センサ２１６と、が接続されている。刈取・脱穀制御ユニットＥＣＵ２０３は、油圧シリンダ（図示せず）への油圧を制御し、刈取装置７を昇降させる。刈取・脱穀制御ユニットＥＣＵ２０３は、油圧回路（図示せず）の油圧立ち上げを行うアンロードバルブ２３４を制御する。刈取・脱穀制御ユニットＥＣＵ２０３は、第１電動モータ（図示せず）によって刈取クラッチ２３５を接続し、または接続を解除する。刈取・脱穀制御ユニットＥＣＵ２０３は、第２電動モータ（図示せず）によって脱穀クラッチ８１を接続し、または接続を解除する。刈取・脱穀制御ユニットＥＣＵ２０３は、刈取脱穀レバーが操作され、「ＯＮ」となると、第１電動モータ、及び第２電動モータを制御し、刈取クラッチ２３５、及び脱穀クラッチ８１を接続する。

本機制御ＥＣＵ２０４は、モニターユニット２０７と、刈取装置７に設けられた穀稈センサ２１７が接続される。

モニターユニット２０７は、制御ユニット２０１によって検出した、コンバイン１の周囲に存在する物体に関する情報を表示する。モニターユニット２０７には、例えば、図９に示すように、コンバイン１の周囲で、穀稈が存在する領域（図９中、ハッチング領域）と、穀稈が存在しない領域（図９中、白抜き領域）とを表示する。図９は、モニターユニット２０７に表示される表示例である。モニターユニット２０７は、タッチパネル式であり、例えば、図９のような画面において、作業者がコンバイン１を進行させたい方向の画面を押す（タッチする）ことで、その信号が走行・旋回制御ユニットＥＣＵ２０２に伝達されて、コンバイン１がその方向へ前進する。モニターユニット２０７は、コンバイン１に脱着可能である。作業者は、コンバイン１のキャビン６内からでも、キャビン６外からでも、モニターユニット２０７によって、コンバイン１の走行方向について、指示することができる。

エンジン制御ユニットＥＣＵ２０５には、エンジン２０の出力軸２０Ｓの回転速度を検出するエンジン回転速度センサ２１８と、排気ガスを浄化するＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）（図示せず）に設けられた、圧力センサ２１９と温度センサ２２０とが接続される。

なお、コントローラ２００は、コンバイン１の走行や、穀稈の刈取りなどを、作業者の操作によらず行う自律走行が可能であり、上記した機能の一部を、作業者の操作によらず、実行可能である。

＜コンバイン走行制御＞
次に、本実施形態のコンバイン１の走行制御について、図１０を用いて説明する。図１０は、コンバイン１の走行制御を説明するフローチャートである。

ステップＳ１００では、コントローラ２００は、コンバイン１の周囲に存在する物体を検出する。具体的には、以下の方法により、コントローラ２００は、コンバイン１の周囲に存在する物体を検出する。

コントローラ２００は、超音波センサ２１０によって、超音波を発信し、コンバイン１の周囲に存在する物体からの反射波を受信する。そして、コントローラ２００は、超音波を発信してから、反射波を受信するまでの受信時間を算出する。

コントローラ２００は、受信時間に基づいて、コンバイン１の周囲に存在する物体に対し、物体の位置、及び物体の形状を検出する。具体的には、コントローラ２００は、予め記憶している物体毎の受信時間と、検出した受信時間とに基づいて、コンバイン１の周囲に存在する物体に対し、物体の位置、及び物体の形状を検出する。

例えば、第１超音波センサ２１０ａによって、コンバイン１の右前方に向けて発信した超音波の反射波が、穀稈による反射波と、穀稈による反射波から遅れた圃場による反射波との２つを含む場合、コントローラ２００は、コンバイン１の右前方に、穀稈と穀稈が刈り取られた圃場とが存在すると判定する。また、第２超音波センサ２１０ｂによって、コンバイン１の左前方に向けて発信した超音波の反射波が、穀稈による反射波のみである場合、コントローラ２００は、コンバイン１の左前方に穀稈が存在すると判定する。

そして、コントローラ２００は、コンバイン１に対し、例えば、図９で示すように、コンバイン１の前方、及び左方に穀稈が存在し、右方に、穀稈が刈り取られた圃場が存在すると判定する。このようにして、超音波センサ２１０によって、コンバイン１の周囲に存在する物体に対し、物体の位置、及び物体の形状を検出する。

また、コントローラ２００は、カメラ２３０によってコンバイン１の周囲を撮影する。そして、コントローラ２００は、撮影して得られた画像データに基づいて、画像内の色を識別する。具体的には、コントローラ２００は、得られた画像データに基づいて検出した物体の色が、記憶された穀稈の色と略一致する場合には、色が略一致する箇所を穀稈であると判定する。コントローラ２００は、カメラ２３０によって撮影した画像に基づいて、コンバイン１の周囲に存在する物体に対し、物体の位置、及び物体の形状を検出する。

ステップＳ１０１では、コントローラ２００は、コンバイン１の前方に穀稈があるかどうか判定する。例えば、コントローラ２００は、超音波センサ２１０からの信号に基づいてコンバイン１の前方に穀稈が検出され、さらに、カメラ２３０からの画像データに基づいてコンバイン１の前方に穀稈が検出された場合には、コンバイン１の前方に穀稈があると判定する。コントローラ２００は、コンバイン１の前方に穀稈があると判定した場合、処理をステップＳ１０２に移す。一方、コントローラ２００は、コンバイン１の前方に穀稈がないと判定した場合、処理をステップＳ１０４に移す。

ステップＳ１０２では、コントローラ２００は、刈取クラッチ２３５を接続するとともに、脱穀クラッチ８１を接続する。

ステップＳ１０３では、コントローラ２００は、コンバイン１を前進させる。これにより、コンバイン１による穀稈の刈取りが開始される。コントローラ２００は、例えば、マーカーによる超音波の反射波と、穀稈による超音波の反射波とに基づいて、コンバイン１を走行させる。コントローラ２００は、これらの反射波の受信時間の差が一定差、すなわち超音波センサ２１０に対する、マーカーの距離と穀稈との距離の差が一定距離差となるように、コンバイン１を走行させる。これにより、超音波センサ２１０に対する、マーカーと穀稈との相対位置が一定となり、穀稈に合わせてコンバイン１を前進させ、穀稈を刈り取ることができる。

なお、コンバイン１を前進させている場合には、ステップＳ１０２、及びステップＳ１０３を省略する。

ステップＳ１０４では、コントローラ２００は、穀稈センサ２１７からの信号に基づいて、穀稈センサ２１７により穀稈が検出されているかどうか判定する。すなわち、コントローラ２００は、刈取装置７によって穀稈を刈り取っているかどうか判定する。コントローラ２００は、穀稈が検出されている場合には、今回の処理を終了する。一方、コントローラ２００は、穀稈が検出されていない場合には、処理をステップＳ１０５に移す。

ステップＳ１０５では、コントローラ２００は、穀稈が検出されずにコンバイン１が走行した距離を計測する。

ステップＳ１０６では、コントローラ２００は、穀稈が検出されずにコンバイン１が走行した距離が第１所定距離となったかどうか判定する。第１所定距離は、予め設定された距離であり、コンバイン１が、穀稈がない箇所を走行していると判断可能な距離である。コントローラ２００は、穀稈が検出されずにコンバイン１が走行した距離が第１所定距離となった場合には、処理をステップＳ１０７に移す。一方、コントローラ２００は、穀稈が検出されずにコンバイン１が走行した距離が第１所定距離とはなっていない場合には、処理をステップＳ１０５に戻す。

ステップＳ１０７では、コントローラ２００は、コンバイン１を停止させ、コンバイン１を停止させた時間をカウントする。例えば、コントローラ２００は、タイマによってコンバイン１を停止させた時間をカウントする。なお、コンバイン１が走行（前進、または後進）した場合には、コントローラ２００は、タイマをリセットする。

ステップＳ１０８では、コントローラ２００は、コンバイン１の周囲に存在する障害物を検出する。具体的な検出方法は、ステップＳ１００と同様である。障害物とは、穀稈、及び圃場以外の物体であり、例えば、畔や、人などである。

ステップＳ１０９では、コンバイン１の後方に障害物が存在するかどうか判定する。コントローラ２００は、コンバイン１の後方に障害物が存在すると判定した場合には、処理をステップＳ１０７に戻す。一方、コントローラ２００は、コンバイン１の後方に障害物が存在しないと判定した場合、処理をステップＳ１１０に移す。

ステップＳ１１０では、コントローラ２００は、コンバイン１を停止させた時間が所定時間となったかどうか判定する。所定時間は、予め設定された時間である。つまり、コントローラ２００は、コンバイン１の後方に障害物が検出されず、その状態が所定時間継続したかどうか判定する。コントローラ２００は、コンバイン１を停止させた時間が所定時間となった場合には、処理をステップＳ１１１に移す。一方、コントローラ２００は、コンバイン１を停止させた時間が所定時間となっていない場合には、処理をステップＳ１０７に戻す。

ステップＳ１１１では、コントローラ２００は、コンバイン１を後進させる。

ステップＳ１１２では、コントローラ２００は、コンバイン１の周囲に存在する物体を検出する。すなわち、コントローラ２００は、コンバイン１を後進させながら、コンバイン１の周囲に存在する物体を検出する。物体の検出方法は、ステップＳ１００と同じである。

ステップＳ１１３では、コントローラ２００は、コンバイン１が第２所定距離、後進したかどうか判定する。第２所定距離は予め設定された距離であり、第１所定距離よりも長く設定されている。すなわち、穀稈センサ２１７によって穀稈が検出されなくなった距離より、長い距離後進させることで、穀稈が検出されていた箇所まで、コンバイン１が後進する。コントローラ２００は、コンバイン１が第２所定距離、後進した場合には、処理をステップＳ１１４に移す。一方、コントローラ２００は、コンバイン１が第２所定距離、後進していない場合には、処理をステップＳ１１１に戻す。

ステップＳ１１４では、コントローラ２００は、コンバイン１を停止させる。

ステップＳ１１５では、コントローラ２００は、同一方向に穀稈が存在するかどうか判定する。具体的には、コントローラ２００は、左右方向において、前回の前進時に穀稈を検出していた方向と同じ方向に穀稈が存在するかどうか判定する。例えば、前回の前進時に、コンバイン１の左方に穀稈を検出していた場合、後進中にコンバイン１の左方に穀稈が存在したかどうか判定する。コントローラ２００は、同一方向に穀稈が存在する場合には、処理をステップ１１６に移す。一方、コントローラ２００は、同一方向に穀稈が存在しない場合には、今回の処理を終了する。

ステップＳ１１６では、コントローラ２００は、コンバイン１を、ステップＳ１１５によって穀稈が存在すると判定された方向に旋回させる。例えば、コントローラ２００は、コンバイン１を予め設定した、所定時間、または第３所定距離（所定角度）旋回させる。コンバイン１による穀稈の刈取りは、例えば、圃場が矩形状である場合、圃場の四隅から渦巻き状にコンバイン１を移動させながら、穀稈の刈取りを行う。このような場合には、コンバイン１を旋回させる、上記所定時間、または第３所定距離は、コンバイン１が９０°旋回するように設定されている。なお、これに限られることはなく、所定時間、または第３距離は、任意に設定することができる。

ステップＳ１１７では、コントローラ２００は、コンバイン１を前進させる。これにより、コンバイン１は、穀稈の刈取りを再開する。なお、コントローラ２００は、コンバイン１を旋回させながら、前進させてもよい。

このように、コンバイン１は、自律走行により穀稈の刈取りを自動で行う。

なお、ここでは、ステップＳ１１３では、コントローラ２００は、距離に基づいて、コンバイン１を後進させたが、時間に基づいて、コンバイン１を後進させてもよい。この場合、コントローラ２００は、穀稈センサ２１７が、穀稈を検出しない時間をカウントし、時間に基づいて、少なくとも穀稈センサ２１７によって穀稈が検出されていた箇所まで、後進させる。

また、ステップＳ１１５において、同一方向に穀稈が検出されない場合に、コントローラ２００は、再度、コンバイン１を後進させて、同一方向に穀稈があるかどうか判定してもよい。この場合、コントローラ２００は、再度、コンバイン１を後進させても同一方向に穀稈が存在しないと判定すると、コンバイン１を、逆方向へ旋回させてもよい。例えば、コントローラ２００は、前回の前進時にコンバイン１の左方に穀稈を検出していた場合には、コンバイン１を右へ旋回させる。これにより、穀稈の探索を行うことができる。コントローラ２００は、コンバイン１を、逆方向へ旋回する場合には、例えば、同一方向への旋回と同様に、所定時間、または第３所定距離（所定角度）、コンバイン１を旋回させる。なお、これに限られることはなく、任意に設定可能である。

また、穀稈センサ２１７によって穀稈が検出されなくなった場合に、コントローラ２００は、予め設定された所定の脱穀時間、刈取クラッチ２３５、及び脱穀クラッチ８１を接続し、所定の脱穀時間が経過した後に、刈取クラッチ２３５、及び脱穀クラッチ８１の接続を解除してもよい。これにより、脱穀が終わっていない穀稈が、コンバイン１に残ることを防止することができる。

また、穀稈センサ２１７によって穀稈が検出されない場合には、コントローラ２００は、コンバイン１を直ぐに停止させてもよい。これにより、穀稈が検出されない状態でコンバイン１が走行することを抑制し、燃費を向上させることができる。

＜障害物回避制御＞
次に、本実施形態の障害物回避制御について、図１１を用いて説明する。図１１は、障害物回避制御を説明するフローチャートである。

ステップＳ２００では、コントローラ２００は、コンバイン１の周囲に存在する物体を検出する。物体の検出方法は、「コンバイン走行制御」におけるステップＳ１００と同じである。

ステップＳ２０１では、コントローラ２００は、モニターユニット２０７を介して、作業者からの操作情報を取得する。操作情報とは、コンバイン１の前進方向についての作業者の指示情報である。

ステップＳ２０２では、コントローラ２００は、基準前進方向が設定されているかどうか判定する。基準前進方向とは、コンバイン１による刈取り作業開始時におけるコンバイン１の前進方向であり、例えば、作業者により、モニターユニット２０７によって設定される。コントローラ２００は、基準前進方向が設定されている場合には、処理をステップＳ２０３に進める。一方、コントローラ２００は、基準前進方向が設定されていない場合、すなわち、作業者によって刈取り作業の開始が指示されていない場合には、今回の処理を終了する。

なお、上記した「コンバイン走行制御」においても、基準前進方向の設定の有無に応じて、コンバイン１による作業を開始してもよい。

ステップＳ２０３では、コントローラ２００は、コンバイン１の前方に障害物が存在するかどうか判定する。具体的には、コントローラ２００は、ステップＳ２００による検出で、コンバイン１の前方に障害物が検出されたかどうか判定する。コントローラ２００は、コンバイン１の前方に障害物が存在すると判定した場合には、処理をステップＳ２０４に移す。一方、コントローラ２００は、コンバイン１の前方に障害物が存在しないと判定した場合には、処理をステップＳ２０５に移す。

ステップＳ２０４では、コントローラ２００は、コンバイン１が障害物を回避するように、コンバイン１を制御する。具体的には、コンバイン１による穀稈の刈取りを行っている場合に、障害物が検出されると、コントローラ２００は、コンバイン１による刈取りを行いながら、障害物を回避する。その際、コントローラ２００は、障害物の周囲で、穀稈が刈り取られていない未刈領域の面積が小さくなるように、コンバイン１の走行速度を低減させるなどの制御を同時に行う。また、コンバイン１を前進させていない場合には、コントローラ２００は、刈取クラッチ２３５を接続するとともに、脱穀クラッチ８１を接続し、コンバイン１の前進を開始しながら、障害物を回避させる。また、障害物が検出されると、コントローラ２００は、例えば、警告をモニターユニット２０７に表示してもよい。

ステップＳ２０５では、コントローラ２００は、コンバイン１の前方に穀稈があるかどうか判定する。判定方法は、「コンバイン走行制御」におけるステップＳ１０１と同じである。コントローラ２００は、コンバイン１の前方に穀稈が存在すると判定すると、処理をステップＳ２０６に移す。一方、コントローラ２００は、コンバイン１の前方に穀稈が存在しないと判定すると、今回の処理を終了する。なお、コントローラ２００は、「コンバイン走行制御」におけるステップＳ１０４以降の処理を行ってもよい。

ステップＳ２０６では、コントローラ２００は、刈取クラッチ２３５を接続するとともに、脱穀クラッチ８１を接続する。

ステップＳ２０７では、コントローラ２００は、基準前進方向に基づいて、コンバイン１を前進させる。これにより、コンバイン１による、穀稈の刈取りが開始される。

なお、コンバイン１を前進させている場合には、ステップＳ２０６、及びステップＳ２０７を省略する。

このようにして、コンバイン１は、障害物を回避しながら自律走行し、穀稈の刈取りを自動で行う。

なお、コンバイン１の前進中に、作業者から、モニターユニット２０７を介してコンバイン１の前進方向について指示があった場合には、コントローラ２００は、その方向に向けて、コンバイン１を前進させてもよい。

＜効果＞
本実施形態のコンバイン１は、超音波センサ２１０によって穀稈を検出すると、穀稈がある方向へ自動的に移動する。そのため、コンバイン１の走行経路の設定を行うことなく、コンバイン１を自律走行させ、コンバイン１による刈取り作業を行うことができる。また、超音波センサ２１０により穀稈を検出して、コンバイン１を自動的に移動させることで、簡易な設備によって、コンバイン１を自律走行させ、コンバイン１による刈取り作業を自動的に行うことができる。

予め穀稈の特徴をコントローラ２００に記憶することで、超音波センサ２１０による穀稈の検出を容易、かつ正確に行うことができる。

補助センサユニット２０６によって、物体の色を検出し、色に基づいて穀稈を検出することで、穀稈をさらに正確に検出することができる。

コンバイン１の前進方向が決まった場合、コンバイン１を前進させる前に、脱穀クラッチ８１、及び刈取クラッチ２３５を接続することで、コンバイン１が前進し、穀稈の刈取りを開始する際に、穀稈の刈取りを素早く開始することができる。また、コンバイン１の前進直後に未刈領域が圃場に発生することを抑制することができる。

穀稈センサ２１７により穀稈が検出されない場合には、コンバイン１を停止させることで、穀稈を刈り取らない状態で、コンバイン１が走行する距離を短くし、燃費を向上させることができる。

穀稈センサ２１７により穀稈が検出されない場合には、コンバイン１を後進させることで、刈り取られていない穀稈を新たに探索し、刈取り作業を継続させることができる。

穀稈が検出されず、コンバイン１を後進させた場合、前回の前進時に穀稈を検出していた方向と同じ方向に穀稈が検出された場合には、その方向へコンバイン１を旋回させ、コンバイン１を前進させる。これにより、刈り取られていない穀稈に向けてコンバイン１を前進させることができ、刈取り作業を継続することができる。

モニターユニット２０７に、超音波センサ２１０などによって検出した、物体の位置、及び物体の形状を画像として表示し、その画像に基づいてコンバイン１の進行方向が指示されると、その方向へ向けてコンバイン１を前進させる。これにより、コンバイン１への前進指示を容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。

モニターユニット２０７をコンバイン１に脱着可能とすることで、コンバイン１の内外から、コンバイン１を操作することができ、作業者の作業負荷を低減することができる。

＜第２実施形態＞
次に第２実施形態について説明する。ここでは、第１実施形態とは異なる箇所を中心に説明する。

＜コントローラ２００＞
図１２は、第２実施形態のコントローラ２００のブロック図である。第２実施形態の補助センサユニット２０６には、方位センサ２２１が接続され、方位センサ２２１から信号を受信する。

補助センサユニット２０６は、方位センサ２２１から受信する信号に基づいて、コンバイン１が向いている方位、すなわちコンバイン１の前進方向を検出する。

補助センサユニット２０６は、例えば、スリップなどにより、コンバイン１が進行方向からずれた場合に、方位センサ２２１からの信号に基づき、ずれ量（ずれ角）を検出する。また、補助センサユニット２０６は、コンバイン１が旋回する際に、旋回前にコンバイン１が向いている方位と、旋回中、及び旋回後にコンバイン１が向いている方位を検出する。そして、その信号を制御ユニット２０１、走行・旋回制御ユニットＥＣＵ２０２に送信する。

走行・旋回制御ユニットＥＣＵ２０２は、方位センサ２２１に基づいた補助センサユニット２０６からの信号に基づき、コンバイン１の進行方向を制御する。

＜障害物回避制御＞
次に、方位センサ２２１を用いたコンバイン１の走行制御について説明する。

図１３は、第２実施形態におけるコンバイン１の走行制御を説明するフローチャートである。ここでは、「障害物回避制御」を一例として説明するが、「コンバイン走行制御」に適用してもよい。

ステップＳ３００〜ステップ３０２までの処理は、第１実施形態の「障害物回避制御」におけるステップＳ２００〜ステップＳ２０２までの処理と同じであり、ここでの説明は省略する。

ステップＳ３０３では、コントローラ２００は、コンバイン１の前進方向の方位を方位センサ２２１によって検出し、記憶する。例えば、基準前進方向が設定された場合には、コントローラ２００は、基準前進方向の方位を検出し、記憶する。また、コンバイン１が旋回した場合には、コントローラ２００は、旋回後にコンバイン１が向いている方位を検出し、記憶する。すなわち、コンバイン１が旋回した場合には、記憶された方位が更新される。

ステップＳ３０４では、コントローラ２００は、コンバイン１の前方に障害物が存在するかどうか判定する。具体的には、コントローラ２００は、ステップＳ３００による検出で、コンバイン１の前方に障害物が検出されたかどうか判定する。コントローラ２００は、コンバイン１の前方に障害物が存在すると判定した場合には、処理をステップＳ３０５に移す。一方、コントローラ２００は、コンバイン１の前方に障害物が存在しないと判定した場合には、コントローラ２００は、処理をステップＳ３０７に移す。

ステップＳ３０５では、コントローラ２００は、コンバイン１が向いている方位を方位センサ２２１によって検出する。

ステップＳ３０６では、コントローラ２００は、コンバイン１が障害物を回避するように、コンバイン１を制御する。具体的な回避方法は、第１実施形態の「障害物回避制御」におけるステップＳ２０４と同じである。ここでは、コントローラ２００は、障害物回避前にコンバイン１が向いている方位と、障害物回避後にコンバイン１が向いている方位とが一致するように、障害物を回避する。

ステップＳ３０７では、コントローラ２００は、コンバイン１の前方に穀稈が存在するかどうか判定する。判定方法は、「コンバイン走行制御」におけるステップＳ１０１と同じである。コントローラ２００は、コンバイン１の前方に穀稈が存在すると判定した場合には、処理をステップＳ３０８に移す。一方、コントローラ２００は、コンバイン１の前方に穀稈が存在しないと判定した場合には、今回の処理を終了する。なお、コントローラ２００は、「コンバイン走行制御」におけるステップＳ１０４以降の処理を行ってもよい。

ステップＳ３０８では、コントローラ２００は、刈取クラッチ２３５を接続するとともに、脱穀クラッチ８１を接続する。

ステップＳ３０９では、コントローラ２００は、基準前進方向に基づいて、コンバイン１を前進させる。これにより、コンバイン１による、穀稈の刈取りが開始される。

なお、コンバイン１を前進させている場合には、ステップＳ３０７、及びステップＳ３０８を省略する。

ステップＳ３１０では、コントローラ２００は、コンバイン１が向いている方位を方位センサ２２１によって検出する。

ステップＳ３１１では、コントローラ２００は、コンバイン１が向いている方位が、ステップＳ３０３によって記憶した方位からずれていないかどうか判定する。すなわち、コントローラ２００は、コンバイン１の前進方向が、設定された方向からずれていないかどうか判定する。例えば、コンバイン１がスリップした場合には、設定された方向に対し、コンバイン１の前進方向がずれることがある。コントローラ２００は、このようなずれを方位センサ２２１からの信号に基づいて検出する。コントローラ２００は、コンバイン１の前進方向が、設定された前進方向からずれている場合には、処理をステップＳ３１２に進める。一方、コントローラ２００は、コンバイン１の前進方向が、設定された前進方向からずれていない場合には、今回の処理を終了する。

ステップＳ３１２では、コントローラ２００は、前進方向に対するずれが修正されるようにコンバイン１を制御する。これにより、コンバイン１が設定された前進方向に沿って、コンバイン１は前進する。

このようにして、コンバイン１は、方位センサ２２１からの信号に基づいて、障害物を回避するとともに、設定された方向に沿って走行する。なお、コンバイン１を旋回させる場合にも、方位センサ２２１からの信号に基づいて、コンバイン１を旋回させることで、コンバイン１を正確に旋回させることができる。

＜効果＞
方位センサ２２１によって検出した方位に基づいて、コンバイン１を移動させることで、コンバイン１の向きをより正確に制御することができる。例えば、障害物を回避する場合など、方位センサ２２１によって検出した方位に基づいて障害物を回避するので、回避後のコンバイン１の向きを、元の向きに正確に戻すことができる。また、例えば、コンバイン１がスリップした場合でも、方位センサ２２１によって検出した方位に基づいて、スリップによるずれを検出し、ずれに応じてコンバイン１を制御することで、スリップ前のコンバイン１の向きに正確に戻すことができる。

＜変形例＞
上記実施形態では、第１超音波センサ２１０ａ〜第４超音波センサ２１０ｄによって超音波センサ２１０を構成したが、これに限られず、コンバイン１の周囲の物体に対し、超音波による物体の位置検出、及び物体の形状検出が可能となるように配置されればよい。例えば、図１４、図１５に示すように、コンバイン１の中心付近に上方に突出する突出部２５０を備え、その先端に３６０°の範囲で物体を検出可能な超音波センサ２１０を設けてもよい。図１４は、変形例のコンバイン１の側面図である。図１５は、変形例のコンバイン１の平面図である。これにより、上記実施形態と同様に、超音波センサ２１０によって、コンバイン１の周囲に存在する物体を検出することができる。

また、制御ユニット２０１は、反射波の強弱に基づいて、物体の位置、及び物体の形状を検出してもよい。例えば、穀稈に超音波が当たると、穀稈は隙間などが多いため、超音波センサ２１０は、穀稈からの反射波として、弱い反射波を受信する。一方、畔や、圃場に超音波が当たると、超音波センサ２１０は、畔などの反射波として、強い反射波を受信する。そのため、制御ユニット２０１は、予め、コンバイン１に搭載した超音波センサ２１０によって、各物体に超音波を発信し、各物体からの反射波を受信し、物体毎の反射波の強さを記憶する。そして、制御ユニット２０１は、記憶した反射波の強さと、実際の反射波の強さとを比較することで、物体の位置、及び物体の形状を検出することができる。

なお、制御ユニット２０１は、反射波を受信するまでの時間などに加えて、反射波の強さに基づいて、物体の位置、及び物体の形状を検出してもよい。

上記実施形態では、マーカーを分草杆７ａに設けたが、マーカーをコンバイン１の後方にも設けてもよい。例えば、下方に位置するコンバイン１の既存の部材に設けてもよく、マーカーを別部材としてコンバイン１の下方に設けてもよい。これにより、穀稈に対して、コンバイン１の前進方向を正確に制御することができる。

また、障害物走行制御において、コントローラ２００が、障害物が畔であると判定し、予め設定された所定前進距離の間、畔がコンバイン１の前進方向と平行となっている場合には、コントローラ２００は、畔に沿うようにコンバイン１の前進方向を決定し、コンバイン１を走行させてもよい。これにより、畔への衝突を回避しつつ、畔に沿った刈取りを行うことができる。

また、後方に障害物を検出した場合には、障害物の手前まで後進した後に、コンバイン１を停止してもよい。これにより、障害物との衝突を回避しつつ、コンバイン１を後進させて穀稈の探索を行うことができる。

また、枕地が、コンバイン１の旋回幅よりも狭い場合には、コントローラ２００は、枕地における未刈領域の面積が小さくなるように、コンバイン１を通常の旋回速度よりも遅くしてもよい。これにより、枕地における未刈領域を少なくすることができ、作業効率を向上させることができる。また、コンバイン１の畔への接触を抑制することができる。

また、コンバイン１を後進させる際に、コンバイン１を旋回させながら、後進してもよい。この場合、コンバイン１の後方左右に物体（例えば、畔と穀稈）がある場合には、左右の物体間の距離を計測し、この距離に基づいて、旋回を開始する後進距離を変更する。これにより、物体に接触することなく、コンバイン１を後進させつつ、旋回させることができる。

コントローラ２００においては、更に複数のＥＣＵによって構成してもよく、また複数のＥＣＵを統合してもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細、及び代表的な実施形態に限定されるものではない。従って、添付の特許請求の範囲、及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ コンバイン
５ 脱穀装置
７ 刈取装置
２０ 動力源
８１ 脱穀クラッチ
２００ コントローラ（制御部、記憶部）
２０１ 制御ユニット（制御部、記憶部）
２０２ 走行・旋回制御ユニットＥＣＵ（制御部）
２０３ 刈取・脱穀制御ユニットＥＣＵ（制御部）
２０４ 本機制御ＥＣＵ（制御部）
２０５ エンジン制御ユニットＥＣＵ（制御部）
２０６ 補助センサユニット（色検出部、記憶部）
２０７ モニターユニット（表示部）
２１０ 超音波センサ
２１７ 穀稈センサ
２２１ 方位センサ
２３５ 刈取クラッチ

Claims (10)

1. コンバインの周囲に存在する物体を検出する超音波センサと、
   前記超音波センサによって検出した前記物体が穀稈である場合、前記穀稈が検出された方向へ前記コンバインを自動的に移動させる制御部と
   を備えるコンバイン。
2. 前記穀稈の特徴を記憶した記憶部
   を備え、
   前記制御部は、
   前記超音波センサによって検出した前記物体が前記記憶部に記憶した前記穀稈の特徴に基づいて前記穀稈であると判定された場合、前記物体が検出された方向へ前記コンバインを自動的に移動させる構成とした請求項１に記載のコンバイン。
3. 前記コンバインの周囲に存在する前記物体の色を検出する色検出部
   を備え、
   前記制御部は、
   前記色検出部によって検出された前記物体の色が前記穀稈の色である場合、前記穀稈の色が検出された前記物体の方向へ前記コンバインを自動的に移動させる構成とした請求項１または２に記載のコンバイン。
4. 方位を検出する方位センサ
   を備え、
   前記制御部は、
   前記方位センサによって検出した前記方位に基づいて、前記コンバインを自動的に移動させる構成とした請求項１から３のいずれか１項に記載のコンバイン。
5. 動力源と、
   前記穀稈を脱穀する脱穀装置と、
   前記穀稈を刈り取る刈取装置と、
   前記動力源から前記脱穀装置への動力伝達を遮断可能な脱穀クラッチと、
   前記動力源から前記刈取装置への動力伝達を遮断可能な刈取クラッチと
   を備え、
   前記制御部は、
   前記コンバインの前進を開始する前に、前記脱穀クラッチ、及び前記刈取クラッチを自動的に接続させる構成とした請求項１から４のいずれか１項に記載のコンバイン。
6. 前記穀稈を刈り取る刈取装置と、
   前記刈取装置に設けられ、前記穀稈を検出する穀稈センサと
   を備え、
   前記制御部は、
   前記穀稈の刈取りを開始した後に、前記穀稈センサによって前記穀稈が検出されない場合、前記コンバインを自動的に停止させる構成とした請求項１から５のいずれか１項に記載のコンバイン。
7. 前記制御部は、
   前記穀稈センサによって前記穀稈が検出されず、前記コンバインを自動的に停止した後に、前記コンバインを自動的に後進させる構成とした請求項６に記載のコンバイン。
8. 前記制御部は、
   前記穀稈センサによって前記穀稈が検出されず、前記コンバインを自動的に停止した後、前記コンバインを自動的に後進させた場合に、前回の前進時に前記穀稈を検出していた方向と同じ方向に前記穀稈が検出された場合、前回の前進時に前記穀稈を検出していた方向へ前記コンバインを自動的に旋回させた後に、前記コンバインを自動的に前進させる構成とした請求項７に記載のコンバイン。
9. 前記超音波センサによって検出された前記物体の位置及び前記物体の形状を、画像として表示する表示部
   を備え、
   前記制御部は、
   前記表示部に表示された前記画像に基づいて、前記コンバインの進行方向が指示されると、この指示された方向に向けて前進を開始する構成とした請求項１から８のいずれか１項に記載のコンバイン。
10. 前記表示部は、
    前記コンバインの機体に脱着可能であり、
    前記制御部は、
    前記表示部における操作に基づいて、前記コンバインの前進を開始させる構成とした請求項９に記載のコンバイン。

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