JP2017189134A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】苗植付け施肥走行における肥料切れの事態を回避して作物の生育を安定化させるとともに、効率の良い肥料補給を可能とする作業車両を提供する。
【解決手段】作業車両は、肥料を散布する施肥装置と、走行位置を検出するＧＰＳ(１ｐ)と、マップ機能付き端末(Ｒ)とを備えて構成され、前記施肥装置に肥料残量センサ(８ｓ)を設け、前記ＧＰＳによる施肥走行距離と肥料残量の経過情報から、前記マップ機能による圃場の現在位置に続く往復行程の圃場走行によって見込まれる見込残量を算出し、この見込残量が０以下の場合に警報を発する制御を前記端末(Ｒ)に備えることにより、オペレータが肥料切れを事前に認識可能となることから、肥料切れの事前対応によって、作業効率の確保を図るものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、施肥装置を搭載して圃場を施肥走行する作業車両に関する。

特許文献１に記載の作業車両は施肥装置を備える苗移植機であり、圃場で苗の植付けと並行して施肥作業を可能とする。

特開２０１３−４２７４７号公報

しかしながら、従来の施肥装置では、ホッパ残量分による施肥可能距離を知ることができないので、苗植付け施肥走行に際して、走行操作と植付確認の作業負荷下において作業者が肥料切れに気付かないことがあり、その結果、施肥不足による作物の生育上の問題を生じるのみならず、植付け施肥走行を再開するためには、直近の畦位置に肥料の供給タンクを手配して施肥装置に肥料を補給する必要があることから、植付け作業の効率低下とともに、植付け作業スケジュールの混乱を招くという問題があった。

本発明の目的は、苗植付け施肥走行における肥料切れの事態を回避して作物の生育を安定化させるとともに、効率の良い肥料補給を可能とする作業車両を提供することにある。

請求項１に係る発明は、肥料を散布する施肥装置(８)と、走行位置を検出するＧＰＳ(１ｐ)と、マップ機能付き端末(Ｒ)とを備える作業車両において、前記施肥装置(８)に肥料残量センサ(８ｓ)を設け、前記ＧＰＳ(１ｐ)による施肥走行距離と肥料残量の経過情報から、前記マップ機能による圃場における機体の現在位置に続く圃場の往復行程の施肥走行によって見込まれる見込残量を算出し、この見込残量が０以下の場合に警報を発する制御を前記端末(Ｒ)に備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、圃場に苗を植付ける植付部(６)と、この植付部(６)に苗を供給する苗ホッパ(６ｔ)と、この苗ホッパ(６ｔ)内の苗の減少を検知する苗減少センサ(６ｓ)とを設け、この苗減少センサ(６ｓ)が検知した時の機体位置を設定の走行経路とともに前記端末(Ｒ)に記録することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る発明において、予備の苗を載せる複数段の苗枠(９ｆ)を前後展開作動によって苗搬入可能に構成した予備苗枠(９)を設け、この予備苗枠(９)の前後展開時の機体位置を前記ＧＰＳ(１ｐ)による走行経路とともに前記端末(Ｒ)に記録することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３の何れかに係る発明において、走行および作業の動力源である原動機(Ｅ)に燃料を供給する燃料タンク(３)と、この燃料タンク(３)の燃料残量センサ(３ｓ)とを設け、前記原動機(Ｅ)の停止時に機体位置が圃場内で畦近接の判定で、かつ燃料残量が要補給の判定の場合に、前記機体位置を記録することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４の何れかに係る発明において、前記端末(Ｒ)は、補給対象の前記作業資材別の補給量を作業圃場別に保持可能に構成し、前記補給量を前記補給位置別に前記マップ機能により表示可能に構成することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５の何れかに係る発明において、補給対象の前記作業資材の保管場所及び保管数量を前記端末(Ｒ)から更新可能にネットワークサーバーに保持するとともに、必要とする作業資材とその数量の問合せによって、該当する保管場所及び保管数量をマップ機能により表示することを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６の何れかに係る発明において、前記端末(Ｒ)にバーコードリーダ機能を設け、バーコードによって特定される照会対象の作業資材の情報を表示するとともに、圃場作業に採択した作業資材を記録することを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７の何れかに係る発明において、車速の加減速調節を可能とする無段変速機(Ｔ)と、肥料形態の不揃いの程度をカメラ判定する肥料形態判定処理機構(Ｊ)とを備え、肥料形態が不揃いの判定の場合は、施肥散布量を増加するとともに、変速時の加減速を抑えて走行調節することを特徴とする。

請求項１に係る発明により、肥料残量について、走行位置情報による走行距離と残量変化との関係を算出し、圃場の現在位置からマップ機能に基づく圃場往復距離の施肥による見込残量が０以下となる場合の警報制御により、機体の走行操作や作業確認等の圃場作業下にあっても、オペレータが肥料切れを事前に認識可能となることから、肥料切れの事前対応によって、作業効率を確保することができる。

請求項２に係る発明により、請求項１に係る発明の効果に加え、苗減少センサ(６ｓ)が検知した機体位置の記録によって苗補給の必要位置が特定されることから、翌年からの作業について、その手前の畦に補給用の苗箱を準備することができるので、作業効率の向上が可能となる。

請求項３に係る発明により、請求項１または請求項２に係る発明の効果に加え、予備苗枠(９)の前後展開時の機体位置の記録によって苗の補給位置が特定されることから、次年度からの作業について、補給用の苗箱を準備することができるので、作業効率の向上が可能となる。

請求項４に係る発明により、請求項１から請求項３の何れかに係る発明の効果に加え、燃料残量が要補給判定で、かつ機体位置が畦近接判定を条件として原動機停止時の機体位置を記録することにより、燃料補給位置が特定されることから、次年度からの作業について、補給用の燃料を必要な位置に準備することができるので、作業効率の向上が可能となる。

請求項５に係る発明により、請求項１から請求項４の何れかに係る発明の効果に加え、各圃場について、保持された作業資材別の補給量を端末(Ｒ)のマップ機能により補給位置別に端末表示することにより、次年度の作業の目安になり作業効率が向上する。

請求項６に係る発明により、請求項１から請求項５の何れかに係る発明の効果に加え、作業資材の保管について、保管場所と数量がネットワークサーバーに更新可能に保持され、問合せにより端末(Ｒ)のマップ機能によって保管場所及び保管数量を知ることができるので作業効率が向上するとともに、作業資材の在庫管理が容易となる。

請求項７に係る発明により、請求項１から請求項６の何れかに係る発明の効果に加え、バーコードリーダによって照会された作業資材の情報が端末(Ｒ)上に表示されることから、倉庫等で長期間保管されていた肥料を使用する場合や、紛らわしい類似品についても、無登録農薬、失効農薬、使用禁止農薬等の必要情報を容易に確認することができるので、誤用を防ぐことができる。また、圃場作業に採択した作業資材を記録することで、次年度の使用における混乱を防止することができる。

請求項８に係る発明により、請求項１から請求項７の何れかに係る発明の効果に加え、有機肥料のように肥料形態が不揃いであっても、施肥散布量の増加と車速連動制御される散布量の急変が緩和されることにより、肥料の排出性を確保することができる。

実施対象の苗移植機の側面図（ａ）および平面図（ｂ） 肥料切れ監視のシステム構成図 肥料切れの事前報知制御のフローチャート 圃場端位置の肥料補給判定のフローチャート 苗補給走行例のフローチャート 苗補給走行例に基づく苗補給作業のフローチャート 展開式苗枠使用の苗補給走行例のフローチャート 展開式苗枠使用の苗補給走行例に基づく苗補給作業のフローチャート 燃料補給走行例のフローチャート 燃料補給走行例に基づく燃料補給作業のフローチャート 肥料外観による加減速制御のフローチャート 隣接距離によるステアリング制御のフローチャート 予測雨量に基づく水門制御のフローチャート

上記技術思想に基づいて具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。なお、説明においては、機体の前進方向Ｆを基準に、前後、左右という。

図１は本実施の適用対象となる苗移植機１の側面図（ａ）と平面図（ｂ）である。この苗移植機１は、圃場を走行可能に機体を支持する走行部である左右の前輪２ａ，２ａおよび左右の後輪２ｂ，２ｂと、機体後部に昇降可能に支持した植付部６と、この植付部６の植付け位置近傍に肥料を排出する施肥装置８、予備苗を保持する左右の予備苗枠９，９等を備えるほか、作業者が携帯操作可能なタブレット端末Ｒにより、植付走行における肥料の補給から、苗、燃料等の作業資材の合理的な取扱いを可能に構成する。

（肥料補給）
タブレット端末Ｒには、植付走行中の肥料切れ回避のために、事前の肥料補給を可能とするべく、施肥装置８の残量減少を作業者に知らせるための警報システムを構成する。

詳細には、システム構成図を図２に示すように、機体の走行位置を検出するＧＰＳ１ｐと、機体の走行位置を圃場地図上に反映するマップ機能Ｒとをタブレット端末Ｒに内臓するとともに、施肥装置８の肥料を収容する肥料ホッパ８ｈに残量センサ８ｓを設けて残量データをタブレット端末Ｒに受け、所定の条件に該当すると警報を出す警告装置Ｗとして構成する。

警告装置としての具体的な制御処理は、肥料切れの事前報知のフローチャートを図３に示すように、残量センサ８ｓの検出開始の第一の処理ステップ（以下において、「Ｓ１」の如く略記する。）により、機体の現在位置取得（Ｓ２）と、圃場形状の取得（Ｓ３）による圃場長さの算出（Ｓ４）により、肥料切れ前に圃場端まで走行可能の判定（Ｓ５）に非該当であれば、タブレット端末Ｒによって警告出力（Ｓ６）を行う。

このように、肥料残量について、走行位置情報による走行距離と残量変化との関係に基づいて、圃場における現在位置からマップ機能に基づく圃場往復距離の施肥による見込残量が０以下となる場合に発報制御することにより、機体の走行操作や植付け確認等の圃場作業下にあっても、オペレータが肥料切れの事前認識が可能となることから、肥料切れの事前対応によって、作業効率を確保することができる。

また、圃場端位置における肥料補給判定のフローチャートを図４に示すように、圃場の行程長さ（Ｓ１１）と肥料残量（Ｓ１２）とにより、次行程の片道分の施肥所要量について残量と対比（Ｓ１３）することにより、残量が片道行程の所要量を満たす場合は、機体の後退と旋回とを経て隣接行程の施肥走行の発進（Ｓ１３ａ）に入り、また、残量が片道行程の所要量に満たない場合は肥料補給（Ｓ１３）を行う。
このように、圃場端位置で肥料補給の要否判定をすることによっても、肥料切れの事前対応が可能となる。

（苗補給１）
次に、苗ホッパによる苗補給例について説明すると、植付部６の苗ホッパ６ｔに苗減少センサ６ｓを設け、苗補給走行例のフローチャートを図５に示すように、苗移植走行中の機体位置を検出（Ｓ２１）するとともに苗減少センサ６ｓを監視（Ｓ２２）し、苗補給を要する程度の苗減少を検出した際の機体位置を記録（Ｓ２３）する。

また、苗補給走行例に基づく苗補給作業のフローチャートを図６に示すように、苗移植走行中の機体位置を検出（Ｓ３１）するとともに前記記録された位置との関係を監視（Ｓ３２）し、接近が判定された時に知らせる（Ｓ３３）ことから、この知らせを作業者が受けて、事前に準備されている苗を補給することにより、確実かつ円滑に植付作業を進めることができる。

このように、苗補給を要する程度の苗減少位置の記録に基づいて、翌年の苗植付に際して、補給するための苗を記録された機体位置の手前の畦位置に事前に準備することができ、また、前年の走行記録に基づいて苗補給のタイミングを作業者に知らせることによって作業者が効率よく苗補給作業を進めることができる。

（苗補給２）
次に、予備苗枠９による苗補給例について説明すると、苗移植機に展開式予備苗枠９を備える場合において、展開式予備苗枠使用の苗補給走行例のフローチャートを図７に示すように、予備苗レール回動検知（Ｓ４２）のタイミング、すなわち、展開式予備苗枠９の展開作動による苗補給の際の機体位置を記録することができるので、展開式苗枠使用の苗補給走行例に基づく苗補給作業のフローチャートを図８に示すように、上記記録に基づいて苗補給位置を作業者に知らせる（Ｓ５２，Ｓ５３）ことにより、事前準備の苗による効率的な補給作業が可能となる。

（燃料補給）
次に、燃料補給について説明すると、燃料タンク３に燃料レベルセンサ３ｓを設け、燃料補給走行例のフローチャートを図９に示すように、苗移植走行中の機体位置を検出（Ｓ６１）するとともに燃料レベルセンサ３ｓを監視（Ｓ６２）し、燃料補給を要する程度のレベル減少を検出した時に、原動機の停止検出（Ｓ６３）を条件に、機体位置を記録（Ｓ６４）する。この機体位置の記録によって圃場内における燃料補給位置が特定されることから、補給すべき燃料を事前に準備することができる。この場合、必要により、畦近接の条件を加重する。

また、燃料補給走行例に基づく燃料補給作業のフローチャートを図１０に示すように、苗移植走行中の機体位置が先の記録による位置に達した時（Ｓ７２）に、その旨を作業者に知らせる（Ｓ７３）ことにより、圃場に事前に準備された燃料を補給して、円滑に植付作業を進めることができる。

（作業資材の保管マップ表示）
走行例による上記記録に基づいて、補給対象となる苗、肥料等の作業資材の準備場所と必要数量を圃場別にマップ表示することにより、次年度の作業の目安となり、また、植付作業の際は、マップ表示にしたがって、植付け作業に先行して、確実かつ効率よく圃場に作業資材を配置することができる。

また、補給対象の作業資材について、それぞれの保管場所及び保管数量を端末Ｒから更新可能にネットワークサーバーに保持するとともに、作業に必要となる作業資材とその数量の問合せによって、該当する保管場所及び保管数量をマップ機能により表示可能に構成することにより、作業資材について問合せすると端末Ｒのマップ機能によって保管場所及び数量を知ることができるので作業効率が向上するとともに、作業資材の在庫管理が容易となる。

（バーコード照会）
端末Ｒにバーコードリーダ機能を設けて照会対象の作業資材の情報を表示することにより、バーコード照会によって特定された作業資材の情報が端末Ｒ上に表示されることから、倉庫等で長期間保管されていた肥料を使用する場合や、紛らわしい類似品についても、使用上の注意をはじめ、無登録農薬、失効農薬、使用禁止農薬等の必要情報を容易に確認することができ、誤用を防ぐことができる。また、バーコード照会により、圃場作業に採択した作業資材の正確な名称を記録することができるので、次年度の使用における混乱を防止することができる。

（肥料形態対応）
次に、肥料形態の不揃いによる肥料の排出性低下を補うために、肥料形態の不揃いの程度をカメラ判定する肥料形態判定処理機構Ｊとを設けて無段変速機Ｔによって車速の加減速調節制御行う。

詳細には、肥料形態判定処理機構の肥料外観による加減速制御のフローチャートを図１１に示すように、肥料外観のカメラ画像（Ｓ８１）から肥料の不揃いを検出（Ｓ８２）した場合に、見た目の不揃いの程度に応じて無段変速機Ｔの変速動作を緩和（Ｓ８３）することにより、肥料形態が不揃いの場合の加減速を抑えて走行調節する制御を構成することにより、有機肥料のように肥料形態が不揃いであっても、車速連動する施肥散布量の急変が緩和され、必要により散布量を増加することにより、肥料の排出性を確保することができる。

（操舵制御）
次に、植付走行におけるステアリング制御について説明すると、そのフローチャートを図１２に示すように、機体前方に臨むカメラ等の測定装置による前方画像（Ｓ９１）を解析し、画像内の畦または隣接条から所定の距離を確保して操舵制御（Ｓ９２，Ｓ９３）することにより、往復行程間の植付条間を確保することができる。

（潅水量調節）
次に、圃場水門の開閉制御による潅水量調節について説明すると、水門制御のフローチャートを図１３に示すように、略称アメダス等の気象予報の雨量予測データ（Ｓ１０１）に基づいて、雨量が無い場合は入口水門を開き（Ｓ１０２ｂ）、また、雨量があれば入口水門を閉じ（Ｓ１０２ａ）るとともに、上記雨量が所定値以上であれば出口水門を開く（Ｓ１０３，Ｓ１０４）ことにより、苗株の安定育成のための圃場の灌水管理が可能となる。

また、深度センサによる植付深さ、カメラによる植え付け本数、欠株、株間等の植付け条件の記録に対し、重量センサやカメラ等によって得られる収量、形状、場所、時間等の収穫時の記録データの解析に基づいて得られる安定育成条件を翌年の植付け計画に活かすことができる。

（技術的ポイント）
上記構成の作業車両の技術的ポイントをまとめると、次のとおりである。
施肥装置８に肥料残量センサ８ｓを設け、ＧＰＳ１ｐによる施肥走行距離と肥料残量の経過情報から、マップ機能による圃場の現在位置に続く圃場の往復行程の走行によって見込まれる見込残量を算出し、この見込残量が０以下の場合に警報を発する制御を端末Ｒに備えることにより、機体の走行操作や作業確認等の圃場作業下にあっても、オペレータが肥料切れを事前に認識可能となることから、肥料切れの事前対応によって、作業効率を確保することができる。

圃場に苗を植付ける植付部６と、この植付部６に苗を供給する苗ホッパ６ｔと、この苗ホッパ６ｔ内の苗の減少を検知する苗減少センサ６ｓとを設け、この苗減少センサ６ｓが検知した時の機体位置を設定の走行経路とともに端末Ｒに記録することにより、苗補給の必要位置が特定されることから、翌年からの作業について、その手前の畦に補給用の苗箱を準備することができるので、作業効率の向上が可能となる。

予備の苗を載せる複数段の苗枠９ｆを前後展開作動によって苗搬入可能に構成した予備苗枠９を設け、この予備苗枠９の前後展開時の機体位置をＧＰＳ１ｐによる走行経路とともに端末Ｒに記録することにより、苗の補給位置が特定されることから、次年度からの作業について、補給用の苗箱を準備することができるので、作業効率の向上が可能となる。

走行および作業の動力源である原動機Ｅに燃料を供給する燃料タンク３と、この燃料タンク３の燃料残量センサ３ｓとを設け、原動機Ｅの停止時に機体位置が圃場の畦近接判定で、かつ燃料残量が少判定の場合に、機体位置を記録することにより、燃料補給位置が特定されることから、次年度からの作業について、補給用の燃料を必要な位置に準備することができるので、作業効率の向上が可能となる。

端末Ｒは、補給対象の作業資材別の補給量を作業圃場別に保持可能に構成し、補給量を補給位置別にマップ機能により表示可能に構成することにより、次年度の作業の目安になり作業効率が向上する。

補給対象の作業資材の保管場所及び保管数量を端末Ｒから更新可能にネットワークサーバーに保持するとともに、必要とする作業資材とその数量の問合せによって、該当する保管場所及び保管数量をマップ機能により表示することにより、作業効率が向上するとともに、作業資材の在庫管理が容易となる。

端末Ｒにバーコードリーダ機能を設けて照会対象の作業資材の情報を表示するとともに、圃場作業に採択した作業資材を記録することによりバーコードリーダによって照会された作業資材の情報が端末Ｒ上に表示されることから、倉庫等で長期間保管されていた肥料を使用する場合や、紛らわしい類似品についても、無登録農薬、失効農薬、使用禁止農薬等の必要情報を容易に確認することができるので、誤用を防ぐことができる。また、圃場作業に採択した作業資材を記録することで、次年度の使用における混乱を防止することができる。

車速の加減速調節を可能とする無段変速機Ｔと、肥料形態の不揃いの程度をカメラ判定する肥料形態判定処理機構Ｊとを備え、肥料形態が不揃いの場合は、散布量を増加するとともに、加減速を抑えて走行調節することにより、有機肥料のように肥料形態が不揃いの場合について、肥料の排出性を確保することができる。

１ 作業車両
３ 燃料タンク
３ｓ 燃料残量センサ
６ 植付部
６ｓ 苗減少センサ
６ｔ 苗ホッパ
８ 施肥装置
８ｓ 肥料残量センサ
９ 予備苗枠
９ｆ 苗枠
Ｅ 原動機
Ｊ 肥料形態判定処理機構
Ｒ 端末
Ｔ 無段変速機

Claims (8)

1. 肥料を散布する施肥装置(８)と、走行位置を検出するＧＰＳ(１ｐ)と、マップ機能付き端末(Ｒ)とを備える作業車両において、
   前記施肥装置(８)に肥料残量センサ(８ｓ)を設け、前記ＧＰＳ(１ｐ)による施肥走行距離と肥料残量の経過情報から、前記マップ機能による圃場における機体の現在位置に続く圃場の往復行程の施肥走行によって見込まれる見込残量を算出し、この見込残量が０以下の場合に警報を発する制御を前記端末(Ｒ)に備えることを特徴とする作業車両。
2. 圃場に苗を植付ける植付部(６)と、この植付部(６)に苗を供給する苗ホッパ(６ｔ)と、この苗ホッパ(６ｔ)内の苗の減少を検知する苗減少センサ(６ｓ)とを設け、この苗減少センサ(６ｓ)が検知した時の機体位置を設定の走行経路とともに前記端末(Ｒ)に記録することを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 予備の苗を載せる複数段の苗枠(９ｆ)を前後展開作動によって苗搬入可能に構成した予備苗枠(９)を設け、この予備苗枠(９)の前後展開時の機体位置を前記ＧＰＳ(１ｐ)による走行経路とともに前記端末(Ｒ)に記録することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の作業車両。
4. 走行および作業の動力源である原動機(Ｅ)に燃料を供給する燃料タンク(３)と、この燃料タンク(３)の燃料残量センサ(３ｓ)とを設け、前記原動機(Ｅ)の停止時に機体位置が圃場内で畦近接の判定で、かつ燃料残量が要補給の判定の場合に、前記機体位置を記録することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の作業車両。
5. 前記端末(Ｒ)は、補給対象の前記作業資材別の補給量を作業圃場別に保持可能に構成し、前記補給量を前記補給位置別に前記マップ機能により表示可能に構成することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の作業車両。
6. 補給対象の前記作業資材の保管場所及び保管数量を前記端末(Ｒ)から更新可能にネットワークサーバーに保持するとともに、必要とする作業資材とその数量の問合せによって、該当する保管場所及び保管数量をマップ機能により表示することを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の作業車両。
7. 前記端末(Ｒ)にバーコードリーダ機能を設け、バーコードによって特定される照会対象の作業資材の情報を表示するとともに、圃場作業に採択した作業資材を記録することを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の作業車両。
8. 車速の加減速調節を可能とする無段変速機(Ｔ)と、肥料形態の不揃いの程度をカメラ判定する肥料形態判定処理機構(Ｊ)とを備え、肥料形態が不揃いの判定の場合は、施肥散布量を増加するとともに、変速時の加減速を抑えて走行調節することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の作業車両。