JP2018000005A - Remote steering device of farm work vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圃場の農作業車を使った農作業において、機体から離れた作業者が農作業車の操縦を行えるようにした農作業車のリモート操縦装置に関する。 The present invention relates to a remote control device for a farm vehicle that enables a worker away from the machine body to control the farm vehicle in farm work using a farm vehicle in a field.
圃場内での農作業を行う農作業車のリモート操縦装置が特許文献1に記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2004-228688 discloses a remote control device for a farm vehicle that performs farm work in a farm field.
特許文献1には、機体を走行させながら農作業を行う農作業機において、機体に搭乗して作業者が操縦する搭乗操作モードと機体から離れた位置でリモートコントロールにより操縦するリモコン操作モードを設け、機体側に設けた選択スイッチにより両操作モ−ドの切り替えが可能となるよう構成している。
リモコン操作モードは、機体から離れた作業者が機体の走行状態を眺めながらリモートコントローラで機体の操縦装置を制御するが、機体から離れているために圃場内の障害物に気付き難く、障害物に乗り上げて機体が傾いて危険な状態になることがある。 In remote control operation mode, an operator who is away from the aircraft controls the aircraft's control device with a remote controller while watching the running state of the aircraft, but because it is away from the aircraft, it is difficult to notice obstacles in the field. The aircraft may lean over and become dangerous.
本発明は、圃場外にいる作業者がリモートコントローラで農作業車を操縦しながら農作業を行えるようにした農作業車のリモート操縦装置において、安全に農作業車を操縦出来るようにすることを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to enable a farm vehicle to be safely operated in a remote control device for a farm vehicle in which an operator outside the field can perform farm work while manipulating the farm vehicle with a remote controller.
上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。 The problems of the present invention are solved by the following technical means.
請求項1に記載の発明は、作業者が車体1に搭乗して搭乗操作装置HMを操作して操縦することも車体1から離れてリモコン操作装置RCを操作して車体1の操縦装置30を制御して操縦することも可能にした農作業車において、農作業車に車体1の周囲を映す監視装置78を設け、該監視装置78の映す映像をリモコン操作装置RCに送信してモニタRMに映し、該モニタRMを見ながら車体1の操縦を可能にすると共に、リモコン操作装置RCでの操作が所定基準を超える場合に操縦装置30の制御を所定範囲を超えないようにしたことを特徴とする農作業車のリモート操縦装置とする。
According to the first aspect of the present invention, an operator can get on the
請求項2に記載の発明は、リモコン操作装置RCに設ける変速入力具S11と操舵入力具S10L,S10Rは、所定間隔でパルス信号を出力し、該パルス信号を受けて操縦装置30の変速速度と旋回速度を制御することを特徴とする請求項1に記載の農作業車のリモート操縦装置とする。
According to the second aspect of the present invention, the shift input tool S11 and the steering input tools S10L and S10R provided in the remote controller operating device RC output a pulse signal at a predetermined interval and receive the pulse signal to determine the shift speed of the
請求項3に記載の発明は、車体1の前部と後部にリモコン操作装置RCからの電波を受信するフロント通信アンテナ80Fとリア通信アンテナ80Rを設けたことを特徴とする請求項1に記載の農作業車のリモート操縦装置とする。
The invention described in
請求項4に記載の発明は、車体1とリモコン操作装置RCの距離を検出する離間検出手段Fとリモコン操作装置RCに対する車体1の高度を検出する高度検出手段Eを設け、リモコン操作装置RCが車体1よりも高い場合は、所定間隔以内で車体1をリモコン操作装置RCに向けて走行させないことを特徴とする請求項1に記載の農作業車のリモート操縦装置とする。
The invention described in
請求項5に記載の発明は、車体1側でリモコン操作装置RCからの受信感度を監視し、受信が困難になると走行を停止或いはエンジン10を停止することを特徴とする請求項1に記載の農作業車のリモート操縦装置とする。
The invention according to
請求項1に記載の発明で、作業者が車体1に搭乗して直接圃場を見ながら搭乗操作装置HMで操縦することも車体1から離れて監視装置78に移された映像をモニタMに表示しながら車体1の周囲を確認してリモコン操作装置RCで車体1の操縦装置30を制御して操縦することも可能であって、リモコン操作装置RCで操縦する場合は、作業者が直接操縦する場合よりもモニタMで表示される車体1周囲の視界が狭められるが、例え作業者がリモコン操作装置RCで急な変速や旋回を行っても、走行速度や旋回速度等の変化が操縦装置30で所定より早くならないので、リモコン操作装置RCの誤操作による暴走や転倒の危険性が少なくなる。
According to the first aspect of the present invention, the operator can board the
請求項2に記載の発明で、リモコン操作装置RCに設ける変速入力具と操舵入力具を作業者が素早く操作することがあっても所定間隔でパルス信号を出力するので、そのパルス信号を受ける操縦装置30は、所定の変速速度と旋回速度で車体1を操縦するので、安全である。
According to the second aspect of the present invention, a pulse signal is output at a predetermined interval even when an operator quickly operates a speed change input tool and a steering input tool provided in the remote controller operating device RC. The
請求項3に記載の発明で、リモコン操作装置RCからの送信電波を車体1の前と後に放れたフロント通信アンテナ80Fとリア通信アンテナ80Rで受信するので、直物や建物等の障害物で通信が遮られることが少なく、安定したリモート操縦を行える。
According to the third aspect of the present invention, since the transmission radio wave from the remote controller operating device RC is received by the
請求項4に記載の発明で、車体1がリモコン操作装置RCすなわち作業者よりも高い位置にあって間隔が所定間隔よりも近い場合は、車体1をリモコン操作装置RC側に向けて走行させないので、傾斜地で車体1が不測に滑り落ちて作業者が危険な状態になるのを防ぐ。
In the invention according to
請求項5に記載の発明で、リモコン操作装置RCからの操縦信号が車体1の操縦装置30に届かなくなって暴走することを防ぐことが出来る。
According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to prevent the control signal from the remote controller operating device RC from reaching the
以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。なお、実施例の説明においては、機体の前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右といい、前進方向を前、後進方向を後というが、本発明の構成を限定するものでは無い。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to examples shown in the drawings. In the description of the embodiment, the left and right directions in the forward direction of the aircraft are referred to as left and right, respectively, the forward direction is referred to as forward, and the backward direction is referred to as rear. However, the configuration of the present invention is not limited.
図1及び図2は、農作業車の一例として8条植田植機を示すものであり、車体1の前後には走行車輪としての左右一対の前輪2,2及び後輪3,3が架設されている。車体上前部には上面に操作パネル4aを有する操作ボックス4及びステアリングハンドル5等を有する操縦装置30が設置され、また、車体後方部には昇降可能な苗植付部6が装備されている。操縦装置の後側に運転席9が設置され、運転席9の下側に田植機の各部に動力を伝達するエンジン10が搭載されている。
FIGS. 1 and 2 show an 8-row Ueda transplanter as an example of an agricultural work vehicle. A pair of left and right
前記ステアリングハンドル5は、これの回動操作によりステアリング軸16から減速回転される出力軸17、ピットマンアーム18及び操向ロッド19等を介して左右の前輪2,2を操向させ操舵するようになっている。
The
エンジン10の回転動力は、ベルト31を介して油圧ポンプ22の駆動軸であるカウンタ軸32に伝えられ、更に、該カウンタ軸32からベルト33を介して油圧式無段変速装置(HST)23の入力軸35に伝えられ、HST23の出力軸36からベルトを介してミッションケース24のミッション入力軸34に伝えられるようになっている。また、前記ミッション入力軸34上にはメインクラッチ37が設けられている。
The rotational power of the
なお、前記前輪2,2は、ミッションケース24の側方に変向可能に設けた前輪支持ケース25,25に軸支され、後輪3,3は、ローリング支持杆26の左右両端部に取り付けた後輪支持ケース27,27に軸支され、前記ミッションケース24内のミッション装置から後輪伝動軸38を介して動力伝達されるようになっている。ローリング支持杆26は、左右のメインフレーム28,28の後端を繋ぐ横フレーム28aに軸受保持されたローリング軸29に左右傾動自在に軸支されている。
The
運転席9の横側部にはHSTレバー39が配置され、このHSTレバー39の前後方向の操作でHST23を駆動し機体の前進及び後進制御を司るように構成されている。
An
苗植付部6は、車体の後部に昇降リンク機構7を介して昇降可能に装着され、昇降用油圧シリンダ8の伸縮作動により昇降する構成としている。昇降用油圧シリンダ8は油圧昇降バルブ20によって伸縮制御される。昇降リンク機構7の回動角は昇降リンクセンサ21によって検出されるようになっている。
The
また、この苗植付部6には、左右に往復動する苗載タンク11、1株分の苗を切取って土中に植込む植込杆12を有する2条分植付装置13,13,…、苗植付面を滑走しながら整地するフロート(サイドフロート)14,14、センサフロート(センタフロート)14S,14S等を備えている。
In addition, the
前記苗載タンク11には各2条分植付装置13,13…に対応する位置においてマット苗を植込側に向けて送る苗送りベルト11a…を備えている。
The seedling loading tank 11 is provided with seedling feeding belts 11a for feeding the mat seedlings toward the planting side at positions corresponding to the two-
苗植付部6への植付伝動軸41は、施肥装置15への施肥駆動ケース42の動力を分岐して該苗植付部に伝達すべく連動構成している。
The
ステアリングハンドル5の下方に配置されたフインガアップレバー43は、これを上下方向に操作すると、レバースイッチが作動され、制御部から出力される植付クラッチモータ44の作動により、施肥駆動ケース42内に設けられた施肥装置15及び苗植付部6への施肥・植付クラッチを入切り操作できるように構成されると共に、制御部の苗植付部昇降手段により、油圧昇降バルブ20を操作して手動にて苗植付部を上下動できるように構成されている。
When the finger up
なお、45はメインクラッチペダルで、このメインクラッチペダル45の踏み込み操作により機体の走行及び苗植付部6の駆動を停止するように構成している。45aは前記メインクラッチレバー45と連動して機体の走行を停止する降車クラッチレバーで、操作ボックス4の前側下部に設けられ、作業者は車体から降りた状態でも機体前方より簡単に操作することができ、トラックヘの積み込み時や畦越え時の利用に便利である。46はサイドクラッチペダル、47はアクセルレバーを示す。また、48はセンターマスコットで、車体の前端部左右中央位置に設けられている。
また、図4に示すように、HST23は、HSTレバー39の操作回動角を検出するHSTレバーセンサ40の検出結果に応じてHSTモータ49を回転駆動し、該モータのピニオンギヤ49aと、このピニオンギヤ49aと噛合する扇形ギヤ50aを有したトラニオン操作アーム50を介してHSTトラニオン軸23aを駆動操作する構成としている。
Further, as shown in FIG. 4, the
また、田植機は、GPS(Global Positioning System)によって田植機の位置情報を取得するGPS制御装置70(図5参照)を備えており、車体1には、GPS制御装置70を構成する受信アンテナ71が配設されている。この受信アンテナ71は、所定の時間的な間隔でGPS座標を取得することにより、地球上での位置情報を所定間隔で取得する位置情報取得装置として設けられている。この受信アンテナ71は、運転席9を前後に囲む支柱であるアンテナフレーム72の上部に取り付けられている。
The rice transplanter includes a GPS control device 70 (see FIG. 5) that acquires the position information of the rice transplanter by GPS (Global Positioning System). The
図14は、アンテナフレーム72の側面図である。車体1の前端左右から立設する前支柱73に門型の前上フレーム74を伸縮取付部74aで連結し、車体1の左右中央に立設する後支柱75に伸縮取付部75aで取り付けたアンテナフレーム72を前上フレーム74の左右中央に連結している。
FIG. 14 is a side view of the
前支柱73は、操作ボックス4の取付部から前上方に延ばす補強フレーム76で支持し、右前支柱73の上部でHSTレバー39の前側に車体1の位置を表示するモニタ77を取り付けている。
The
車体1の周囲を見る監視装置78として、アンテナフレーム72の前側には車体1の前側を映すフロントカメラ78Fを設け、左右側部に車体1の左右側部を映すサイドカメラ78S、78Sを設け、後部に車体1の後部で施肥装置15と苗植付部6を映すリアカメラ78Rを設けている。フロントカメラ78Fとサイドカメラ78Sとリアカメラ78Rが映す映像は後述するリモコン操作装置RCに送信してそのモニタMに映し出される。
As a
また、アンテナフレーム72の前側にはフロント通信アンテナ80Fを設け、後側にリア通信アンテナ80Rを設けることで、物陰でリモコン操作装置RCとの通信が途絶えることが少なくなるようにしている。
In addition, the
前上フレーム73の伸縮取付部73aと後支柱75の伸縮取付部75aを上下に調整することによって受信アンテナ71の高さを変えて受信感度を調整出来、受信アンテナ71を低くすることで田植え機1を納屋に収納し易く出来る。
The height of the receiving
以上のように、機体を走行させながら農作業を行う農作業機において、機体に搭乗して作業者が操縦する搭乗操作装置HMの操作により、つまり、例えば、HSTレバー39の操作で、HSTモータ49によりHST23を駆動して機体の前後進を制御し、また、フインガアップレバー43の操作で、昇降用油圧シリンダ8を駆動して苗植付部の昇降及び植付クラッチモータ44を駆動して植付クラッチを入切制御する搭乗操作手段Aが制御装置51に備えられている。
As described above, in an agricultural machine that performs farm work while traveling the aircraft, the
また、機体から離れた位置でリモートコントロールにより操作するリモコン操作装置RC(図7)の操作により、前記搭乗操作手段Aと同じ制御対象とする機体の前後進制御と走行速度制御と旋回制御、及び苗植付部の昇降制御及び植付クラッチの入切制御等を行うリモコン操作手段Bが制御装置51に備えられている。
Further, by operating a remote control device RC (FIG. 7) operated by remote control at a position away from the aircraft, forward / reverse control, traveling speed control, turning control of the aircraft to be controlled in the same manner as the boarding operation means A, and The
更に、この制御装置51(図5)には、機体側に設けたモード選択スイッチ52により搭乗操作モードとリモコン操作モードとに切り替えるモード選択手段Cが制御プログラム形式で備えられている。また、前記モード選択スイッチ52によってリモコン操作モードに選択されているとき、搭乗操作装置HMが操作されるとその操作を優先する手動優先手段Dが備えられている。従って、かかる制御手段は、手動優先になっているため、リモコン操作時であっても、危険を感じたときには、人為操作によって即座に対応することができる。つまり、リモコン操作で走行中、危険を感じた時には、HSTレバー39を中立に戻して機体を停止するか、また、メインクラッチペダル45或は降車クラッチレバー45aを操作して急停止することができる。
Further, the control device 51 (FIG. 5) is provided with mode selection means C in the form of a control program for switching between a boarding operation mode and a remote control operation mode by a
また、制御装置51には、GPS制御装置70で車体1の高度を認識する高度検出手段Eを備え、リモコン操作装置RCが独自に備えるGPS制御装置で検出するリモコン操作装置RCの高度と比較して車体1のリモコン操作装置RCに対する高度を判定する。さらに、制御装置51には、リモコン操作装置RCからの電波の強弱で車体1とリモコン操作装置RCとの間隔を検出する離間検出手段Fを設けている。
Further, the
なお、図8には、リモコン操作装置RCの表示パネル例が示されている。走行前進スイッチS1を押すと機体は前進し、走行中立スイッチS2を押すと機体は停止し、走行後進スイッチS3を押すと機体は後進し、右旋回スイッチS10Rを押すと車体1が右に旋回し、左旋回スイッチS10Lを押すと車体1が左に旋回し、速度ダイヤルS11を回すと走行速度が変速する。植付上げスイッチS4を押すと苗植付部6が上昇し、植付下げスイッチS5を押すと苗植付部6が下降する。また、植付入りスイッチS6を押せば苗植付クラッチが入りとなり、植付切りスイッチS7を押すと苗植付クラッチが切りとなるようになっている。
FIG. 8 shows an example of a display panel of the remote control device RC. Press the travel forward switch S1 to advance the aircraft, press the travel neutral switch S2 to stop the aircraft, press the reverse travel switch S3 to reverse the aircraft, and press the right turn switch S10R to turn the
左旋回スイッチS10Lと右旋回スイッチS10Rを押すことで車体1は左右に旋回し、速度ダイヤルS11で走行速度が変速されるが、旋回速度は車体1が不安定にならない程度に旋回角度と旋回速度が抑制され、変速走行速度も低速に抑制される。その旋回速度と走行速度は搭乗操作装置HMを操作した場合よりも低速で、左旋回スイッチS10Lや右旋回スイッチS10Rや速度ダイヤルS11の操作では急激な旋回や走行速度の急激な増減を行わないので、車体1から離れた作業者がリモコン操作装置RCで操縦しても安定して車体1を走行出来る。
By pressing the left turn switch S10L and the right turn switch S10R, the
なお、左旋回スイッチS10Lと右旋回スイッチS10Rと速度ダイヤルS11から出力されるパルス信号は一定で、そのパルス信号を受けた制御装置51が走行速度を急激に上昇させたり高速旋回を行わないようにしたりするようにすることも出来る。
The pulse signals output from the left turn switch S10L, the right turn switch S10R, and the speed dial S11 are constant, so that the
また、左旋回スイッチS10Lと右旋回スイッチS10Rと速度ダイヤルS11を左右或いは前後に傾けることで操作入力を行う構成にした場合にも、傾ける速さで走行側や旋回角度や旋回速度が変更されないようにする。 Even when the left turn switch S10L, the right turn switch S10R, and the speed dial S11 are tilted left and right or back and forth, the operation side, the turn angle, and the turn speed are not changed at the tilting speed. Like that.
また、制御装置51は、離間検出手段Fでリモコン操作装置RCとの間隔が自動制御で一定距離以内に近づかないように制御するが、高度検出手段Eで車体1がリモコン操作装置RCよりも高い位置にある場合には、リモコン操作装置RCに近づかない距離を長くして、坂道で車体1が作業者側にずり落ちる危険を排除する。
Further, the
また、車体1の走行速度が制御装置51で制御する走行速度を越えると緊急自動停止するようにする。この緊急自動停止時に走行開始操作するとブザーを鳴らして警告する。
Further, when the traveling speed of the
図6に示すように、リモコン操作モードに切り替えた時には、センターマスコット48の識別(橙・緑)又は点滅パターンを変えて判り易くし、近くにいる人に対してリモコンモードで操作していることを報知するようにしている。
As shown in FIG. 6, when switching to the remote control operation mode, the identification (orange / green) or blinking pattern of the
また、機体にローリング傾斜センサ53を設け、リモコン操作中に車体1が一定角度以上に傾斜すると、ローリング傾斜センサ53の検出結果によりブザー54又はホーンで警報を発するようにして転倒防止を図るようにしている。機体上に搭乗して人為操作している時は、機体の傾斜を感じることができるので、危険な状態かどうかがある程度わかるが、リモコン操作の場合はそれがよくわからず、危険な状態を招くことがある。従って、上記警報によって転倒を未然に防止することができる。
Further, a rolling
尚、この転倒警報を搭乗操作モード及びリモコン操作モードの何れであっても作動させる構成とし、ローリング傾斜センサ53の検出に基づいて、リモコン操作モードのときは搭乗操作モード時より小さい傾斜角で警報する構成としてもよい。これにより、危険性が判断しにくいリモコン操作モード時に早めに転倒警報を行うことができ、安全性を高めることができる。尚、上述のものはリモコン操作モードと搭乗操作モードとで、警報する傾斜角を異ならせる構成としたが、傾斜角が所定値以上で所定時間以上経過したとき転倒警報する構成としたものにおいて前記所定時間を異ならせるようにしたり、傾斜角の変化を別途角速度センサ等を設けて検出してこの角速度が所定値以上となるとき警報する構成としたものにおいて前記所定値を異ならせるようにしてもよい。すなわち、転倒警報制御の制御感度が搭乗操作モード時よりリモコン操作モード時の方が敏感になるようにすればよいのである。
The fall alarm is configured to operate in either the boarding operation mode or the remote control operation mode, and based on the detection of the rolling
また、制御装置51は、前記の離間検出手段Fで車体1がリモコン操作装置RC側に向かって一定距離に近づくと走行を停止するようにするが、高度検出手段Eで車体1が高くリモコン操作装置RCに向かって傾斜している場合には、車体1がリモコン操作装置RC側に向かって走行する距離を長くして車体1がずり落ちる危険を回避できるようにする。
Further, the
また、車体1の傾斜角度検出は、走行速度や旋回速度の規制に利用出来る。
In addition, the detection of the tilt angle of the
次に、ステアリングハンドルの所定以上の旋回操作により、旋回内側のサイドクラッチを切って機体を急旋回する構成について図9、図10に基づいて説明する。 Next, a configuration in which the vehicle body is turned sharply by turning the side clutch inside the turn by turning the steering handle more than a predetermined amount will be described with reference to FIGS.
左右のサイドクラッチを入切するサイドクラッチシフタアーム60は、左右端部が軸61を支点として前後に往復回動する操作回動体63に左右のシフタロッド64,64を介して連動連結してあり、操作回動体63は、サイドクラッチ操作モータ65の回転駆動によってモータピニオン65a、扇形ギヤ部63aを介して回動操作される構成である。操作回動体63にはモータ位置センサ66が設けられ、また、ピットマンアーム18にはハンドル5の操舵角、つまり、ハンドルの左右旋回操作による切れ角を検出するハンドル切れ角センサ67が設けられている。
The side
通常の操向制御時は、ステアリングハンドル5の左右旋回操作で左右の前輪2,2を操舵しながら走行する。そして、機体を急旋回する時には、ステアリングハンドルを所定角以上旋回操作すると、ハンドル切れ角センサ67の検出結果に基づき、サイドクラッチモータ65が駆動され、これによって左右後輪3,3の旋回方向内側のサイドクラッチシフタアーム60が引かれて左サイドクラッチ(又はブレーキ)又は右サイドクラッチ(又はブレーキ)を切りにし機体は急旋回することになる。
During normal steering control, the vehicle is traveling while steering the left and right
このようにステアリングハンドル5の旋回操作に連動して左右のサイドクラッチを入切して機体を急旋回するものにおいて、機体側に前後傾斜センサ68及び傾斜角度設定ダイヤル69を設置し、機体の前後傾斜が設定値以上になると、ステアリングハンドルを操作してもサイドクラッチが切れないようにし、本機の傾斜角度により連動を入り切りすることで、安全性を図るように構成している。
In this way, in order to turn the aircraft suddenly by turning on and off the left and right side clutches in conjunction with the turning operation of the
つまり、畦越え時やトラックに積み降しする時などにおいては、機体が大きく傾斜した場合にハンドル操作をすると、車輪がスリップして危険である。このような時、例えば、図11の制御ブロック図及び図12のフローチャートで示すように、前後傾斜センサ68によるセンサ値が傾斜角度設定ダイヤル69の設定値より大きくなった場合には、モータ位置センサ66の値が中立復帰するようモータ65を回転させてサイドクラッチを切らないように制御する構成としている。
In other words, when over the ridge or when loading / unloading on a truck, if the steering wheel is operated when the aircraft is tilted greatly, the wheels may slip and be dangerous. In such a case, for example, as shown in the control block diagram of FIG. 11 and the flowchart of FIG. 12, when the sensor value by the front /
また、リモコン操作装置RCによる旋回時にも、左サイドクラッチ(又はブレーキ)又は右サイドクラッチ(又はブレーキ)を切りにし機体は急旋回することはできないようにする。 In addition, the left side clutch (or brake) or the right side clutch (or brake) is disengaged even when turning by the remote control device RC so that the aircraft cannot make a sudden turn.
1 車体
30 操縦装置
80F フロント通信アンテナ
80R リア通信アンテナ
HM 搭乗操作装置
RC リモコン操作装置
RM モニタ
S10L,S10R 操舵入力具
S11 変速入力具
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