JP2018068282A - 刈取作業機及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】動力源と、刈取部と、動力源から刈取部に動力を伝動する伝動機構の少なくとも一部を内装した伝動ケースとを有する刈取装置の全体を一体的に上下揺動可能に機体に支持した刈取作業機であって、刈取装置の上下揺動時でも全体の前後バランスを良好に保つことが可能な刈取作業機及びシステムを提供することを課題とする。【解決手段】走行部２を有する機体３と、該機体３の前側に配置された刈取装置４を備え、該刈取装置４は、動力源１８と、該動力源１８から前方に一体的に突出形成された伝動ケース１７と、該伝動ケース１７の前側に支持された刈取部１９とを有し、前記刈取装置４は側面視で前記動力源１８側を支点として全体が一体的に上下揺動可能に前記機体側に支持され、該機体３における上記支点よりも後方にはバランスウェイト３１が固設される。【選択図】図１

Description

この発明は、対象物を刈取る刈取作業機及びシステムに関する。

走行駆動される走行部を有する機体と、該機体の前側に配置された刈取装置とを備え、該刈取装置は、動力源と、該動力源から前方に一体的に突出形成され且つ該動力源からの動力を伝動する伝動機構の少なくとも一部が内装された伝動ケースと、該伝動ケースの前側に支持され且つ前記伝動機構を介して伝動された動力源からの動力によって刈取駆動される刈取部とを有し、該刈取装置は全体が一体的に上下揺動可能に前記機体側に支持された刈取作業機が公知になっている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０１５−４３７２５号公報

上記文献の刈取作業機は、刈高さの調整、作業高さから非作業高さへの切換又は非作業高さから作業高さへの切換等を行う場合、刈取装置全体が一体的に上下揺動されることになるため、動力源と伝動ケースとの位置関係が変化せず、伝動ケース内に収められ且つ伝動機構の少なくとも一部を構成する一又は複数の伝動部材に該位置関係の変化を許容させる融通機構等やその他の手段を設ける必要がなくなり、動力源から刈取部への動力伝動構成が簡略化される。

一方、刈取装置の全体が一体的に上下揺動されるため、前後バランスの調整が難しくなる。具体的には、刈取装置の揺動支点が側面視で走行部側に位置し、その揺動支点の後方斜め上方に動力源が配置されるとともに、該揺動支点の前方斜め上方に刈取部が配置されているため、刈取装置の上下揺動時に大きな力が機体に作用し、前後バランスを常に良好に保つことが困難になる。

本発明は、動力源と、刈取部と、動力源から刈取部に動力を伝動する伝動機構の少なくとも一部を内装した伝動ケースとを有する刈取装置の全体を一体的に上下揺動可能に機体に支持した刈取作業機であって、刈取装置の上下揺動時でも全体の前後バランスを良好に保つことが可能な刈取作業機及びシステムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の刈取作業機は、対象物を刈取る刈取作業機であって、走行駆動される走行部を有する機体と、該機体の前側に配置された刈取装置とを備え、該刈取装置は、動力源と、該動力源から前方に一体的に突出形成され且つ該動力源からの動力を伝動する伝動機構の少なくとも一部が内装された伝動ケースと、該伝動ケースの前側に支持され且つ前記伝動機構を介して伝動された動力源からの動力によって刈取駆動される刈取部とを有し、前記刈取装置は、側面視で前記動力源側を支点として、全体が一体的に上下揺動可能に前記機体側に支持され、該機体における上記支点よりも後方にはバランスウェイトが固定して設けられたことを特徴とする。

前記動力源側から後方に突出形成され且つ前記刈取装置と一体的に上下揺動されるハンドルと、前記機体側に設置され且つ上記ハンドルを介して前記刈取装置を上下揺動駆動される昇降駆動装置とを備えたものでもよい。

全体の重心の前後位置を、前記走行部の前後範囲内における前寄り部分に設定したものでもよい。

前記刈取部は上記伝動ケースの軸回りに回動可能に該伝動ケースに支持され、前記刈取部を上記伝動ケースに対して予め定めた所定の姿勢に弾性付勢する板バネが該伝動ケースの前端側に設けられたものでもよい。

前記動力源が電動モータであり、前記バランスウェイトが電動モータに電力を供給するバッテリであるものでもよい。

前記刈取部は、左右一対の刈取回転体を有し、前記伝動機構は、対象物を左右の刈取回転体の間から後方に掻込む方向に各刈取回転体を回転駆動させるように構成され、前記左右の刈取回転体の真上側には、上記後方に掻込まれる対象物を前方に倒伏させる倒伏体を設けたものでもよい。

前記走行部として左右一対のクローラ式走行装置を備え、各クローラ式走行装置は、側面視で環状をなすクローラと、該クローラを走行駆動させる駆動スプロケットと、該駆動スプロケットを回転駆動させるモータとを有し、前記モータは、上記クローラの幅方向中心よりも機体の幅方向外側寄りに配置されたものでもよい。

前記走行部として左右一対のクローラ式走行装置を備え、各クローラ式走行装置は、側面視で環状をなすクローラと、該クローラを走行駆動させる駆動スプロケットと、該駆動スプロケットを回転駆動させるモータとを有し、前記駆動スプロケットはクローラの環状内の後寄りに配置され、前記駆動スプロケットの前方には、該駆動スプロケットへの上記対象物の巻付きを防止する防止部材が配設されたものとしてもよい。

本発明の刈取作業システムは、上記刈取作業機と、該刈取作業機を無線通信によって遠隔操作する遠隔操作具とを備えた刈取作業システムであって、前記遠隔操作具は左旋回操作手段及び右旋回操作手段を有し、さらに前記遠隔操作具には、左旋回操作手段による操作時に刈取作業機を左旋回させ且つ右旋回操作手段による操作時に刈取作業機を右旋回させる往路モードと、左旋回操作手段による操作時に刈取作業機を右旋回させ且つ右旋回操作手段による操作時に刈取作業機を左旋回させる復路モードとの切替を行う切替操作手段を設けたことを特徴とする。

刈取装置の上下揺動の支点が動力源側に形成され、この支点よりも前方に刈取部が配置され、後方にバランスウェイトが固定して設けられるため、この刈取装置の上下揺動時にも全体の前後バランスを良好に保持することが可能になる。

本発明を適用した草刈作業機の側面図である。 倒伏カバーの一部を切断した状態の草刈作業機の斜視図である。 草刈装置を作業高さに下降させた状態の草刈作業機の正面図である。 草刈装置を非作業高さに上昇させた状態の草刈作業機の正面図である。 （Ａ），（Ｂ）は昇降駆動装置の側面図及び背面図である。 （Ａ）は草刈装置を作業高さに下降させた状態の側面図であり、（Ｂ）は草刈装置を作業高さと非作業高さの間に位置させた状態の側面図であり、（Ｃ）は草刈装置を非作業高さに上昇させた状態の側面図である。 草刈装置のローリング構造を示す斜視図である。 （Ａ）は刈取部が左右のクローラ式走行装置に対して左方向に下方傾斜した状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は刈取部が左右のクローラ式走行装置に対して左右方向に水平な状態を示す斜視図であり、（Ｃ）は刈取部が左右のクローラ式走行装置に対して右方向に下方傾斜した状態を示す斜視図である。 クローラ式走行装置の構造を示す平断面図である。 草刈装置の支持構造及び動力伝動構造を示す断面図である。 動力源としてエンジンを採用した構成を示す断面図である。 本発明の別実施形態に係る草刈作業機の斜視図である。 本発明の別実施形態に係る草刈作業機の背面図である。 （Ａ），（Ｂ）は図１２及び図１３に示す草刈作業機が草刈装置を作業高さに下降させた状態と、非作業高さを上昇させた状態とをそれぞれを示す側面図である。 図１２及び図１３に示す刈取作業機のクローラ式走行装置の構成を示す斜視図である。 本発明の別実施形態に係る制御ユニットの構成を示すブロック図である。

図１は本発明を適用した草刈作業機の側面図であり、図２は倒伏カバーの一部を切断した状態の草刈作業機の斜視図であり、図３は草刈装置を作業高さに下降させた状態の草刈作業機の正面図であり、図４は草刈装置を非作業高さに上昇させた状態の草刈作業機の正面図である。これらの図面に示された草刈作業機（刈取作業機）１は、予め定めた範囲又は自動的に認識した範囲内を、草（対象物）を刈取る刈取作業を行いながら自律的に自走する作業ロボットである。

この草刈作業機１は、左右一対のクローラ式走行装置（走行部）２を有する走行機体（機体）３と、該走行機体３の前側に昇降可能に連結されて刈取作業（草刈作業）を行う草刈装置（刈取装置）４と、草刈装置３側から後方に延出された操向ハンドル（ハンドル）５とを備えている。

上記クローラ式走行装置２は、前後一方側（図示する例では前側）に配置された駆動スプロケット６と、他方側に配置された従動スプロケット７と、この駆動スプロケット６と従動スプロケット７とに掛け回される環状のクローラ８とを備えている。

左右のクローラ式走行装置２，２毎に動力源である電動モータ９（図９参照）が個別に設けられ、この電動モータ９から駆動スプロケット６に伝動される回転動力は、方向切換が可能であって且つ速度も変更可能である。該構成の左右のクローラ式走行装置２，２によれば、走行機体３の前後進、左右旋回、走行速度変更が可能になる。

上記走行機体３は、左右のクローラ式走行装置２，２の非稼働部分の間に架設固定される車台フレーム１１と、車台フレーム１１の前端部及び後端部からそれぞれ上方に突設された支持フレーム１２，１３とを備えている。前後の支持フレーム１２，１３は、正面視で逆Ｕ字状に形成されている。

前後の支持フレーム１２，１３の上部には、板状の設置部材である設置台１４，１６が取付固定されている。前側の設置台１４は、前側に形成されたフラットな下段部１４ａと、後側に形成されたフラットな上段部１４ｂとを有するように、側面視でクランク状に屈曲形成された板状部材である。後側の設置台１６は、水平な板状部材である。

上記草刈装置４は、平面視で前後方向を向いた姿勢で一直線状に延びる円筒状の伝動ケース（支持フレーム）１７と、該伝動ケース１７の後端側に一体的に設置された動力源である電動モータ１８と、前記伝動ケース１７の前端側に支持された草刈部（刈取部）１９とを有している。

伝動ケース７の内部には、電動モータ１８によって発生させた回転動力を草刈部１９側に伝動する伝動機構２１（図１０参照）の少なくとも一部が収容支持されている。

草刈部１９は、左右方向に延びる筒状の横筒（横フレーム）２２と、該横筒２２の左右の各端部から下方に突出形成された縦筒（縦フレーム）２３，２３と、該左右の縦筒２３，２３の下端側にそれぞれ回転可能に支持された刈取回転体２４，２４と、左右の刈取回転体２４，２４の直上にそれぞれ設けられ且つ該刈取回転体２４，２４と共に一体で回転作動する搬送回転体２６，２６と、各刈取回転体２４，２４の直下に配置形成された接当部２７，２７と、左右の刈取回転体２４，２４及び搬送回端体２６，２６の上方をまとめてカバーする単一の刈取カバー（倒伏体）２８と、左右の搬送回端体２６，２６の真上側にそれぞれ配置され且つ該搬送回端体２６，２６及びその直下に配置された刈取回転体２４を保護してカバーする保護カバー２９，２９とを有している。

左右の縦筒２３，２３は横筒２２の左右の端部側にそれぞれ一体的に取付固定されている。この横筒２２及び左右の縦筒２３，２３は、正面視でゲート状に成形され、草刈部１９のフレームを構成している。各縦筒２３の下端側には、ユニット化された刈取回転体２４及び搬送回転体２６が該縦筒２の軸回りに回転可能に支持されている。

横筒２２の内部及び縦筒２３，２３の内部には、上述した伝動機構２１の一部がそれぞれ収容支持されている。この伝動機構２１を介して、電動モータ１８からの動力が左右の刈取回転体２４及び搬送回転体２６にそれぞれ伝動され、これらを回転駆動（草刈駆動，刈取駆動）させる。すなわち、該伝動機構２１は、電動モータ１８で発生させた動力を各刈取回転体２４及び搬送回転体２６に伝動するように構成されている。

また、前記伝動ケース１７の前端側には、横筒２２の左右方向中央部の背面側が、該伝動ケース１７の軸回りに左右回動自在に連結支持されている。すなわち、草刈部１９は、伝動ケース１７の軸回りに左右回動可能（ローリング可能）に、該伝動ケース１７に支持されている。

さらに、この草刈装置４は、側面視で電動モータ１８と重複する位置に形成された左右方向の揺動軸Ｘを支点として、全体が一体で上下揺動可能に走行機体３に支持されている。この揺動軸Ｘを支点とした上下揺動によって、草刈部１９（草刈装置４）が昇降され、刈高さの上下位置調整や、非作業高さへの上昇や、作業高さへの下降が行われる。ちなみに、該上下揺動のための支持構造の詳細については後述する。

なお、重量物である電動モータ１８を走行機体３側に位置させたことで、この草刈作業機１全体の前後バランスを良好に保持させることが容易になる。加えて、前記揺動軸Ｘの前方に配置された草刈部１９との前後バランスを保持させるため、走行機体３における該揺動軸Ｘの後方にバッテリ（バランスウェイト）３１が配設され、これによって全体の前後バランスがさらに良好になる。

このバッテリ３１は、前記電動モータ１８に電力を供給して駆動させることにより、草刈装置４を草刈駆動させる。また、バッテリ３１は車台フレーム１１における前後の支持フレーム１２，１３の間に固設されている。

各刈取回転体２４は自身の回転中心から放射状に突出形成された刈刃３２を複数有し、この複数の刈刃３２は、刈取回転体２４の回転方向に所定間隔毎に並べて配置され、草刈駆動時に一体回転する。この左右の刈取回転体２４，２４は、刈刃３２の回転軌跡が平面視で重複するように、配置構成されている。

各搬送回転体２６は自身の回転中心から放射状に突出形成された搬送部３３を複数有している。この複数の搬送部３３は搬送回転体２６の回転方向に並べて配置され、草刈駆動時に一体回転する。搬送部３３は、刈刃３２と同数設けられ、対応する刈刃３２の真上側にそれぞれ配置されている。この左右の搬送回転体２６，２６は、直下の刈取回転体２４，２４の上面に一体的に取付けられてユニット化され、刈取ユニットを構成している。そして、搬送回転体２６は、直下の刈取回転体２４と共に一体で回転駆動される。すなわち、この左右の搬送回転体２６，２６も、左右の刈取回転体２４，２４と同様、互いの間で対象物を後方に掻き込む方向に回転駆動される。

上記接当部２７は、刈取回転体２４から下方に突出形成され、草刈装置４の所定高さ以下への下降を規制し、回転中の刈取回転体２４や搬送回転体２６が土を掘ることを防止させる。

上記刈取カバー２８は、前記左右の刈取ユニットの真上側及び左右両側方をそれぞれカバーするように正面視で逆Ｕ字状に曲げ形成され、複数（図示する例では３つ）の取付ブラケット３４によって横フレーム２２にそれぞれ取付固定されている。

この刈取カバー２８の前端部は側面視で上方に向かって前方に傾斜しており、その上端は倒伏部２８ａを構成している。前進走行させながらの草刈作業時には、刈取カバー２８の倒伏部２８ａが草の中途部又は上部に接当して該草を前方に倒伏させ、左右の刈取ユニットによる後方への掻込みを促進させる。

上記保護カバー２９は、左右の刈取ユニット（刈取回転体２４及び搬送回転体２６）毎に設けられ、該刈取ユニットの上方及び外側側方をカバーするように平面視で扇状に成形されている。この保護カバー２９は、刈取カバー２８の直下に位置させた状態で、縦筒２３の下部に取付固定されている。

該構成の草刈部１９の後方に、該草刈部１９によって刈取られて後方に掻込まれた草を、さらに後方に排出する左右方向の排出ロータ３６が回転駆動可能に配置されている。この排出ロータ３６は左右のクローラ式走行装置２，２の間に配置されている。

この排出ロータ３６は放射状に突出し且つ軸方向に延びる羽根３６ａを複数有し、この複数の羽根３６ａは排出ロータ３６の回転軸３７の軸回り方向に所定間隔毎に並べて配置されている。走行機体３の前進走行中、刈取られて後方に掻込まれた草は、回転駆動されている排出ロータ３６によって、さらに後方に送られる。

上記操向ハンドル５は、走行機体３側から後方側斜め上方に延出されている。具体的には、該操向ハンドル５は、平面視で前方が開放されたコの字状に成形され、その左右の前端部が走行機体３の電動モータ１８に取付固定されている。該構成によって、この操向ハンドル５は草刈装置４と共に一体で上記揺動軸Ｘを支点に上下揺動される。

そして、草刈装置４を操向ハンドル５を介して上下揺動駆動（昇降駆動）させる昇降駆動装置３８が設けられている。この昇降駆動装置３８は、走行機体３における操向ハンドル５後端部の直下に設置されている。

次に、図１、図５及び図６に基づいて昇降駆動装置３８の構成について説明する。

図５（Ａ），（Ｂ）は昇降駆動装置の側面図及び背面図である。昇降駆動装置３８は、背面視でＵ字状に成形され且つ車台フレーム１１上にボルト固定された昇降側フレーム３９と、昇降側フレーム３９のＵ字状内に回転自在に支持されたリール４１及びリール駆動ギヤ４２と、該リール４１に巻き掛けられたワイヤー４３と、該ワイヤー４３のリール４１からの繰出し側端部を操向ハンドル５の後端側の水平部分に弾力的に連結する引張スプリング（弾性部材）４４と、昇降側フレーム３９に取付支持された電動モータ（アクチュエータ）４６と、該電動モータ４６の回転動力を昇降側フレーム３９のＵ字状内に支持されたリール駆動ギヤ４２にギヤ伝動する伝動ケース（ギヤボックス）４７を備えている。

電動モータ４６を、ワイヤー４３がリール４１から繰出される側に回転駆動させると、自重によって草刈装置４が下降される一方で、ワイヤー４３がリール４１に巻取れる側（繰り入れる側）に回転駆動させると草刈装置４が上昇される。ちなみに、この電動モータ４６は、バッテリ３１からの電力供給によって、駆動される。

図６（Ａ）は草刈装置を作業高さに下降させた状態の側面図であり、（Ｂ）は草刈装置を作業高さと非作業高さの間に位置させた状態の側面図であり、（Ｃ）は草刈装置を非作業高さに上昇させた状態の側面図である。同図（Ａ）に示す通り、昇降駆動装置３８によるワイヤー４３の繰出しによって草刈装置４を作業高さへの下降を行う。同図（Ｂ）に示す通り、昇降駆動装置３８によるワイヤー４３の繰出し及び繰入れよって草刈装置４の昇降高さ調整を行う。同図（Ｃ）に示す通り、昇降駆動装置３８によるワイヤー４３の繰入れよって草刈装置４を非作業高さへの上昇を行う。

次に、図７及び図８に基づいて、草刈装置４のローリング構造を詳述する。

図７は草刈装置のローリング構造を示す斜視図である。伝動ケース１７の前端部には、該伝動ケース１７の軸方向視で上下及び左右方向に延びる十字状の支持プレート４８が固設されている。この支持プレート４８には横筒２２（草刈部１９）がローリング可能（伝動ケース１７の軸回りに左右回動可能）に支持される他、草刈部１９を伝動ケース１７に対して予め定めた所定の姿勢（具体的には、左右方向の水平な姿勢）に弾性的に付勢する付勢機構４９が設けられている。

付勢機構４９は、平面視でＴ字状をなす板バネ（弾性部材）５１から構成されている。板バネ５１は、横筒２２の左右方向中央部から伝動ケース１７側（後方側）に突出した取付部５１ａと、該中央部から横筒２２の左右方向両側に突出して左右一対の作用部５１ｂ、５１ｂとを有している。板バネ５１は、取付部５１ａが支持プレート４８の上端部に着脱可能にボルト固定され、左右の作用部５１ｂ、５１ｂが弾性変形した状態で横筒２２の左右両側部分にそれぞれ接当し、草刈部１９を左右方向に水平な姿勢に付勢している。

図８（Ａ）は刈取部が左右のクローラ式走行装置に対して左方向に下方傾斜した状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は刈取部が左右のクローラ式走行装置に対して左右方向に水平な状態を示す斜視図であり、（Ｃ）は刈取部が左右のクローラ式走行装置に対して右方向に下方傾斜した状態を示す斜視図である。

草刈部１９を左右一方側に回動（ローリング）させた場合、他方側の作用部５１ｂがさらに弾性変形して弾性力が強まるとともに、該一方側の作業部５１ｂが無負荷状態に近い形状に復元して弾性力が弱まり、草刈部１９を左右方向に水平な姿勢に復元させる付勢力が作用する（図８（Ａ），（Ｃ）参照）。一方、草刈部１９が左右方向に水平な姿勢に切換えられている場合、左右の作用部５１ｂ、５１ｂが同程度に弾性変形して同様の弾性力が作用し、該姿勢が保持される（図８（Ｂ）参照）。

次に、図９に基づいて、クローラ式走行装置２の構成を詳述する。

図９は、クローラ式走行装置の構造を示す平断面図である。同図に示す通り、クローラ式走行装置２は、上述した駆動スプロケット６、従動スプロケット７及び電動モータ９と、該電動モータ９が収容され且つ主フレームとしても機能する前後方向の収容ボックス（駆動ケース）５２とを備えている。

電動モータ９は収容ボックス５２内の前側に設置され、該電動モータ９の出力軸９ａは収容ボックス５２の外側側方に突出している。駆動スプロケット７は、出力軸９ａの上記突出した端部に一体回転するように取付けられている。ちなみに、この電動モータ９にはバッテリ３１から電力が供給される。

収容ボックス５２内における電動モータ９の後方位置には、前記従動スプロケット７の回転軸５３を前後位置調整可能且つ軸回りに回転自在に支持する支持機構５４が設けられている。収容ボックス５２の左右の側面には回転軸５３を挿通させる挿通孔５２ａ，５２ａがそれぞれ穿設され、上述の回転軸５３は収容ボックス５２を貫通して該左右の挿通孔５２ａ，５２ａから両側方に突出している。

この支持機構５４による従動スプロケット７及び回転軸５３の前後位置調整によって、該従動スプケット７と、前記主動スプロケット６とに掛け回されたクローラ８のテンションが適切に維持される。この他、主フレームを収容ボックス５２によって構成したので、草をクローラ式走行装置１に巻込まれるような事態も効率的に防止される。ちなみに、このような回転軸５３及び従動スプロケット７の前後位置調整を許容するように、上述の挿通孔５２ａは前後方向に長く形成されている。

なお、上述した排出ロータ３６には、左右のクローラ式走行装置２の少なくとも一方の動力が伝動されて回転駆動される。具体的には、電動モータ９の出力軸９ａや、回転軸５３から回転動力が排出ロータ３６に伝動される。

また、この草刈作業機１の重心の前後位置は、左右のクローラ式走行装置１の前後範囲内における前寄り部分（具体的には、１０％程度前寄りの部分）に設定されている。このため、坂を登っている際等に走行機体３が後方に倒れることが防止される。

次に、図１、図７及び図１０に基づいて、草刈装置４の支持構造及び動力伝動構造について説明する。

図１０は、草刈装置の支持構造及び動力伝動構造を示す断面図である。図１、図７及び図１０に示す通り、刈取装置４を刈取駆動させる電動モータ１８は、モータ本体（本体）５６と、該本体５６を支持する支持ケース５７とを有している。

支持ケース５７は、その内部に本体５６の少なくとも一部が収容固定され、その前面側に伝動ケース１７の後端部が固定されている。電動モータ１８の本体５６に設けられ且つ発生させた回転動力が出力される出力軸５６ａは、前記伝動ケース１７と同一軸心をなし且つ前記支持ケース５７内において該伝動ケース１７側を向いた状態になる。

支持ケース５７の左右の側部には、揺動軸Ｘと同一軸心状をなす支持軸５８，５８がそれぞれ挿通され、各支持軸５８は軸受５９によって自身の軸回りに回動自在に支持ケース５７に取付けられている。一方、上述の支持フレーム１２のＵ字状の左右の支柱状部分には、後方突出する固定ブラケット６１，６１が溶着されている。

そして、この左右の支持軸５８，５８の拡径された鍔状の固定部５８ａ，５８ａを、対応する左右の固定ブラケット６１，６１にそれぞれ着脱可能に固定することによって、草刈装置４が走行機体３の支持フレーム１２に上下揺動可能に支持される。

続いて、草刈装置４の動力伝動構造について説明すると、上述の伝動機構２１は、伝動ケース１７内に回転自在に支持され且つ上述の出力軸５６ａと同一軸心となる前後伝動軸（伝動軸）６２と、横筒２２内に回転自在に支持された左右方向の左右伝動軸（伝動軸）６３と、左右の縦筒２３，２３内にそれぞれ回転自在に支持されて該縦筒２３，２３と同一軸心をなす刈取駆動軸６４，６４と、前後伝動軸６３から左右伝動軸６３に動力が伝動されるように互いに噛合う一対のべベルギヤ６６，６７と、左右伝動軸６３から縦伝動軸６４に動力が伝動されるように互いに噛合う一対のべベルギヤ６８，６９とを備えている。また、前後伝動軸６２は、カップリング７１によって、出力軸５６ａに一体回転するように連結固定されている。

電動モータ１８の出力軸５６ａから出力された回転動力は、前後伝動軸６２→左右伝動軸６３→左右の刈取駆動軸６４，６４と伝動され、草刈部１９を草刈駆動させる。

次に、図１乃至図４に基づいて、草刈作業機１を作業ロボットとして機能させるための構成について説明する。

設置台１６上にはマイコン等や無線通信手段やＧＰＳ等が筐体に内装された制御ユニット（制御部）７２が設置され、操向ハンドル５の後端部には取付具７３を介して情報端末７４が着脱自在に装着され、設置第１４の下段部１４ａの上面側には、可動機構７８を介して、ＬＲＦ７６及びカメラ７７がセンシング範囲を変更可能に設置されている。

情報端末７４と制御ユニット７２とは互いに無線通信されて、各部を制御する制御部を構成している。可動機構７８上には前方が開放された側面視コの字状の支持部材７９が搭載され、該支持部材７９のコの字状内に前方を向けた状態でＬＲＦ７６が設置され、該支持部材７９の上端面に前方を向けた状態でカメラ７７が設置されている。可動機構７６は、ＬＲＦ７６及びカメラ７７を支持部材７９と共に左右回動させ、そのセンシング範囲を変更させる。

また、各クローラ式走行装置２には回転センサ等から構成された図示しない走行検出手段が設けられ、草刈装置４の上下揺動位置（昇降位置）を検出する上下揺動位置検出手段が、草刈装置４の揺動支点側に設けられたポテンショメータ又はリール４１の回転数を検出する回転センサ等から構成されている。

制御部は、上述の走行検出手段で後進走行を検出した場合、草刈装置４を上昇駆動させる。これによって、例えば、バック時の慣性力によって、草刈作業機１の全体が前のめりになり、刈取部１９が接地することを効率的に防止できる。

また、制御部は、上述の走行検出手段によって左右旋回を検出した場合にも、草刈装置４を上昇駆動させる。これによって、草刈装置４が接地して高抵抗のまま左右旋回が行われてエネルギー効率が低下することも防止される。

そして、制御部は、これらのセンシング情報を利用して、予め定められた範囲又は自動的に識別した範囲の草刈作業を自動的に行う。ちなみに、制御ユニット７２に設けられた位置検出手段であるＧＰＳは必須のものではなく、ＬＲＦ７６やカメラ７７からのセンシング情報を利用して自己位置同定を行ってもよい。

一方、情報端末７４を用い、該情報端末７４と制御ユニット７２との無線通信によって、草刈作業機１を遠隔操作させることも可能であり、この場合には、ＬＲＦ７６によるセンシング結果やカメラ７７で撮影した画像を情報端末７４の表示させ、遠隔操作を行い易くすることも可能である。

以上のように構成される草刈作業機１によれば、走行機体３の前進走行中、左右一対の刈取ユニット（刈取回転体２４及び搬送回転体２６）によって後方に掻込まれながら刈取られた草は、該刈取ユニットの掻込み及び刈取カバー２８の作用により確実に前方に倒伏され、さらに排出ロータ３６によって後方に送られる。これによって背に高い草も効率的に刈取ることが可能になる。ちなみに、左右の刈取ユニットよる前倒し作用を高めるため、伝動機構２１によって前進走行速度よりも掻込み速度を速く設定している。

また、走行系の動力源としてクローラ式走行装置２，２毎に電動モータ９を設け、作業系の動力源として前記電動モータ９とは別に電動モータ１８を設けているため、動力を伝動させる構造はシンプルになる。

また、昇降駆動装置３８は、操向ハンドル５を介して、草刈装置４を昇降させるため、昇降駆動装置３８と草刈装置４を連結させる部材を別途用意する必要がなくなり、構造をシンプルにできる他、操向ハンドル５は走行機体３の後方及び左右側方をカバーして保護する部材としても機能している。

また、バッテリ３１をバランスウェイトとして機能させているため、別途前後バランス調整用の部材を設ける必要がなくなり、部品点数を減らすことが可能になる。

さらに、上述のローリング構造及び付勢機構４９の構成によって、左右傾斜面に対して草刈でも草刈部１９を適切な左右傾斜角度に切換えられるため、該左右傾斜面に生えた草も効率的に刈ることが可能になる。

なお、前後の設置台１４，１６の間にカバー体８１を架設し、走行機体３の上方側を保護させてもよい。このカバー８１の上面に上述の制御ユニット７２を設けてもよいが、このカバー体８１を筐体とし、その内部に制御ユニット７２を設けてもよい。

また、この草刈作業機１を遠隔操作させる場合には、ＬＲＦ７６は必須ではなく、カメラ７７のみで十分であるため、設置台１４の下段１４ａに設置した部材や下段１４ａ自体を省略することも可能である。また、カメラ７６は前方を撮影する姿勢でカバー体８１の上面前端部に配置してもよい。

また、昇降駆動装置３８は、上述した通り、操向ハンドル５を介して、草刈装置４を昇降駆動させるが、この昇降駆動装置３８を、揺動軸Ｘ側に直接的に設置してもよい。具体的には、揺動軸Ｘと同一軸心をなし且つ草刈装置４と一体で軸回りに回動する駆動軸を設け、電動モータ４６の出力軸を該回動軸に直接連結固定させるか、或いは、ギヤボックス４７を介して連結させる。

該構成の昇降駆動装置３８によれば、揺動軸Ｘ上に各種部材を集中配置できるため、全体をコンパクトに形成できる。

また、制御ユニット７２は、左右の走行駆動用の電動モータ９，９の駆動・駆動停止及び駆動スピードも制御可能であるが、前進側又は後進側への直進昇降時、或いは左右旋回時、左右の電動モータ９，９を同時に始動させずに、予め定めた所定の時間、始動タイミングをずれるように制御している。該制御によって、電動モータ９，９の起動負荷の低減を図り、駆動時間を延ばしている。

ちなみに、左右の電動モータ９，９の一方の始動時から他方の始動時までの時間は、走行機体３の進行方向が操作者の意図しない方向に変更されない程度の時間に設定され、本例では０．１秒である。これによって、左右の電動モータ９，９に電力を供給する単一のバッテリ３１の最大出力や電力消費を低減できる。これに加えて、旋回時は該旋回外側の電動モータ９を先に駆動させてもよい。

さらに、左右の刈取ユニットは、それぞれ走行機体３の幅方向中心側に向かて後方に変位する側に駆動されるが、これを前方に変位する側に回転駆動させ、刈った草を走行機体３の左右外側に排出するようにしてもよい。

次に、図１０及び図１１に基づいて、本発明の別実施形態について説明する。

図１１は、動力源としてエンジンを採用した構成を示す断面図である。図１０及び図１１に示されるように、上述の形態では、作業系の動力源１８として電動モータを採用したが、本形態では、該動力源１８としてエンジンを採用している。

具体的には、このエンジン１８は、エンジン本体（本体）８２と、上述の支持ケース５７とから構成されている。この支持ケース５７は、上述したものと同様である。エンジン本体８２は、モータ本体５６よりはサイズが大きいため、出力軸８２ａのみを支持ケース５７内に収容された状態のエンジン本体８２を、取付具８３によって支持ケース５に着脱自在に取付けている。ちなみに、この支持ケース５７の少なくとも一部は、支持ケース５７内に着脱可能に収容されて装着されている。この他、出力軸８２ａは、前後伝動軸６２と同一軸心をなし且つカップリング７１によって該前後伝動軸６２に一体回転可能に連結固定されている。

該構成によれば、動力源１８を電動モータからエンジンに変更する場合でも、支持ケース５７は同様のものを利用できるため、汎用性が高い。また、伝動機構２１も同様の構成で利用できる。

次に、図１２乃至図１５に基づき、本発明の別実施形態について、上述の形態と異なる点を説明する。

図１２，図１３は本発明の別実施形態に係る草刈作業機の斜視図及び背面図であり、図１４（Ａ），（Ｂ）は図１２及び図１３に示す草刈作業機が草刈装置を作業高さに下降させた状態と、非作業高さを上昇させた状態とをそれぞれを示す側面図である。上述の形態ではアクチュエータである電動モータ４６を備えた昇降機構である昇降駆動装置３８を設けたが、本形態では、この昇降駆動装置３８からアクチュエータを省いた昇降機構８４を設けている。

この昇降機構８４は、上述の形態の昇降駆動装置３８と同様、支持軸５８を走行機体３の固定ブラケット６１に固定することにより、草刈装置４を揺動軸Ｘの軸回りに上下揺動可能に走行機体３に支持している。

この草刈装置４の伝動ケース１４には取付ブラケット８６によって昇降レバー８７が取付固定されている。昇降レバー８７は、取付ブラケット８７から後方に突出形成され且つ前後中途部が下方に屈曲した側面視への字状に成形されている。この昇降レバー８７の後端部にはグリップ８７ａが形成され、このグリップ８７ａの真下側には解除レバー８８が配置されている。

この解除レバー８８は、昇降レバー８７に上下揺動操作可能に支持され、図示しない付勢部材によってグリップ８７ａから離間する側である下方側に弾性的に付勢されている。

この解除レバー８８を、グリップ８７ａとまとめて把持するように、付勢部材の弾性力に抗してグリップ８７ａ側（上方）に揺動させると、図示しない係止機構が解除され、草刈装置４を揺動軸Ｘを支点に上下揺動（昇降）させることが可能なる。一方、この解除レバー８８から手は放すと、付勢部材の弾性力によって解除レバー８８が下方に揺動され、該係止機構が係止作動し、草刈装置４がその時点での昇降高さで係止される。

また、この草刈装置４は走行機体３の支持フレーム１２と昇降レバー８７との間に架設された付勢部材であるダンパー９０によって上方に付勢され、該草刈装置４を上昇操作する際の操作力を軽減している。

ちなみに、走行機体２における車台フレーム１１よりも上方側の部分は機体カバー８９によってカバーされている。この機体カバー８９から昇降レバー８７の後端部のグリップ８７ａ及び解除レバー８８を後方に突出している。前記機体カバー８９には、草刈装置４の昇降に伴う昇降レバー８７及び解除レバー８８の揺動軸Ｘを支点とした円弧状の移動を許容するように、該昇降レバー８７及び該解除レバー８８が挿通される切欠き部８９ａが形成されている。

また、この機体カバー８９の上面における後方寄り位置には、各部の駆動を停止させる緊急用の停止ボタン９１を露出させる操作孔８９ｂが開口形成されている。

該構成の昇降機構８４によれば、刈取作業中でも、草刈装置４を無段階で連続的に昇降調整可能になる。

図１５は、図１２及び図１３に示す刈取作業機のクローラ式走行装置の構成を示す斜視図である。上述の形態では、各クローラ式走行装置２において、走行駆動用の電動モータ９は、該クローラ式走行装置２（クローラ８）の幅方向中心に対して、走行機体３の幅方向中心（左右内側）寄り箇所に配置していたが、本形態では、図１２、図１３及び図１５に示す通り、各クローラ式走行装置２において、走行駆動用の電動モータ９と、該電動モータ９からの動力を駆動スプロケット６に減速して伝動する伝動機構が内装された伝動ケース９２とを、側面視で環状をなすクローラ８の幅方向中心に対して、走行機体３の左右外側寄り箇所に配置している。この伝動ケース９２と電動モータ９とは、ユニット化されている。

この配置構成から、駆動ケース５２も、クローラ式走行装置２の幅方向中心に対して、走行機体３の左右外側寄りに配設されている。ちなみに、駆動ケース５２は、左右内側に配置された凹状ケースである固定側分割片５２ａと、左右外側に配置された凹状ケースである着脱側分割片５２ｂとを有している。

固定側分割片５２ａの凹状内面と、着脱側分割片５２ｂの凹状内面とを対向させた状態で、該着脱側分割片５２ｂを、固定側分割片５２ａに被せて着脱可能に装着することにより、駆動ケース５２内に伝動ケース９２及び電動モータ９を収容している。

ちなみに、上述の形態では、クローラ式走行装置２における側面視で環状をなすクローラ８の前寄り位置に駆動スプロケット６を配置し、後寄り位置に従動スプロケット７を配置したが、本実施形態では、この前後の位置関係が逆になるように、駆動スプロケット６及び従動スプロケット７を配置している。

具体的には、クローラ式走行装置２の後寄り位置に駆動スプロケット６を配置し、前寄り位置に従動スプロケット７を配置している。また、これに対応させて、電動モータ９及び伝動ケース９２も駆動ケース５２内（クローラ式走行装置２）の後寄り位置に配置され、伝動距離が短縮させている。

該構成のクローラ式走行装置２によれば、駆動ケース５２がクローラ８から左右内側に突出しなくなるため、草刈作業しながらの前進走行時、刈った草が該駆動ケース５２や駆動スプロケット６に引っ掛かることが確実に防止される。言換えると、左右のクローラ式走行装置２に間に、刈った草が引っ掛かることなく通過するスペースＳが形成される。

なお、このクローラ式走行装置２では、クローラ８の左右幅を広げることにより、該クローラ８が前後のスプロケット６，７から外れ難くしているため、外れ防止機構を省略可能になる。ちなみに、駆動スプロケット６はクローラ８の幅方向中心側に配置されている。

また、前後のスプロケット６，７の距離を変更してテンション調整を行う調整機構も省略しており、その構成を簡略化させている。

さらに、図１３及び図１５に隠れ線で示す通り、駆動スプロケット６の真正面側に、所定の間隔を空けて、後方に向かって左右内側に傾斜した防止プレート（防止部材）９３を配置してもよい。この防止プレート９３は、その少なくとも一部（本例では全部）が、平面視でクローラ８と重複する位置に配置され、該防止プレート９２によって、刈った草が駆動スプロケット６に巻付くことが効率的に防止される。なお、防止プレート９２は平面視で傾斜した部分の後端部から真後ろ側に延長してもよい。

次に、図１６に基づき、本発明の別実施形態について、上述の形態と異なる点を説明する。

図１６は、本発明の別実施形態に係る制御ユニットの構成を示すブロック図である。

図示する例では、制御ユニット７２の入力側には、上述した各種センサ７６、７７が接続され、出力側には、左右のクローラ式走行装置２，２にそれぞれ設けられた電動モータ９，９と、草刈装置４を駆動させる電動モータ１８とが接続されている。さらに制御ユニット７２には、無線通信手段９４が入出力可能に接続されている。

また、この草刈作業機１を、無線によって遠隔操作する遠隔操作具９６を設け、この遠隔操作具９６及び草刈作業機１によって、草刈作業システム（刈取作業システム）を構成している。

この遠隔操作具９６がマイコン等から構成された操作側制御部９７を備え、該操作側制御部９７の入力側には、草刈作業機１を前進走行操作する前進走行操作手段９８と、後進走行操作する後進走行操作手段９９と、前進時又は後進時に左旋回操作する左旋回操作手段１０１と、前進時又は後進時に右旋回操作する左旋回操作手段１０２と、切替操作手段１０３とが接続されている。また、操作側制御部９７には、入出力可能に無線通信手段１０４が接続され、この無線通信手段１０４によって、遠隔操作具９６は草刈作業機１を無線によって遠隔操作可能になる。

操作側制御部９７又は制御ユニット７２は、上述した操作手段９８，９９，１０１，１０２の操作通りに草刈作業機１を駆動させる往路モード（通常モード）と、該操作手段９８，９９，１０１，１０２の操作と反対側に草刈作業機１を駆動させる復路モード（反転モード）とを有している。

具体的には、復路モータ時、制御ユニット７２が、前進走行操作手段９８の操作時に草刈作業機１を前進走行させ、後進走行操作手段９９の操作時に草刈作業機１を後進走行させ、左旋回操作手段１０１の操作時に草刈作業機１を左旋回走行させ、右旋回操作手段１０２の操作時に草刈作業機１を右旋回走行させる。

一方、復路モータ時、制御ユニット７２が、前進走行操作手段９８の操作時に草刈作業機１を後進走行させ、後進走行操作手段９９の操作時に草刈作業機１を前進走行させ、左旋回操作手段１０１の操作時に草刈作業機１を右旋回走行させ、右旋回操作手段１０２の操作時に草刈作業機１を左旋回走行させる。

該構成によれば、操作者から草刈作業機１が遠ざかる往路時、操作者が向く方向と草刈作業機１の前進方向とが一致しているため、操作方向と、草刈作業機１の応答方向とを一致させ、復路ではこれが反転するため、操作方向と、草刈作業機１の応答方向とを逆転させ、操作性を向上させている。

なお、上述した電動モータ９，１８に代えて、油圧式等のモータその他のアクチュエータを用いてもよい。

１ 草刈作業機（刈取作業機）
２ クローラ式走行装置（走行部）
３ 走行機体（機体）
４ 草刈装置（刈取装置）
５ 操向ハンドル（ハンドル）
６ 駆動スプロケット
８ クローラ
９ 電動モータ（モータ，アクチュエータ，動力源）
１７ 伝動ケース
１８ 動力源（電動モータ，エンジン，モータ）
１９ 草刈部（刈取部）
２１ 伝動機構
２４ 刈取回転体
２８ 刈取カバー（倒伏体）
３１ バッテリ（バランスウェイト）
３８ 昇降駆動装置
５１ 板バネ
１０３ 切替操作手段

Claims (9)

1. 対象物を刈取る刈取作業機であって、
   走行駆動される走行部を有する機体と、
   該機体の前側に配置された刈取装置とを備え、
   該刈取装置は、動力源と、該動力源から前方に一体的に突出形成され且つ該動力源からの動力を伝動する伝動機構の少なくとも一部が内装された伝動ケースと、該伝動ケースの前側に支持され且つ前記伝動機構を介して伝動された動力源からの動力によって刈取駆動される刈取部とを有し、
   前記刈取装置は、側面視で前記動力源側を支点として、全体が一体的に上下揺動可能に前記機体側に支持され、
   該機体における上記支点よりも後方にはバランスウェイトが固定して設けられた
   ことを特徴とする刈取作業機。
2. 前記動力源側から後方に突出形成され且つ前記刈取装置と一体的に上下揺動されるハンドルと、
   前記機体側に設置され且つ上記ハンドルを介して前記刈取装置を上下揺動駆動される昇降駆動装置とを備えた
   請求項１に記載の刈取作業機。
3. 全体の重心の前後位置を、前記走行部の前後範囲内における前寄り部分に設定した
   請求項１又は２の何れかに記載の刈取作業機。
4. 前記刈取部は上記伝動ケースの軸回りに回動可能に該伝動ケースに支持され、
   前記刈取部を上記伝動ケースに対して予め定めた所定の姿勢に弾性付勢する板バネが該伝動ケースの前端側に設けられた
   請求項１乃至３の何れかに記載の刈取作業機。
5. 前記動力源が電動モータであり、
   前記バランスウェイトが電動モータに電力を供給するバッテリである
   請求項１乃至４の何れかに記載の刈取作業機。
6. 前記刈取部は、左右一対の刈取回転体を有し、
   前記伝動機構は、対象物を左右の刈取回転体の間から後方に掻込む方向に各刈取回転体を回転駆動させるように構成され、
   前記左右の刈取回転体の真上側には、上記後方に掻込まれる対象物を前方に倒伏させる倒伏体を設けた
   請求項１乃至５の何れかに記載の刈取作業機。
7. 前記走行部として左右一対のクローラ式走行装置を備え、
   各クローラ式走行装置は、側面視で環状をなすクローラと、該クローラを走行駆動させる駆動スプロケットと、該駆動スプロケットを回転駆動させるモータとを有し、
   前記モータは、上記クローラの幅方向中心よりも機体の幅方向外側寄りに配置された
   請求項１乃至６の何れかに記載の刈取作業機。
8. 前記走行部として左右一対のクローラ式走行装置を備え、
   各クローラ式走行装置は、側面視で環状をなすクローラと、該クローラを走行駆動させる駆動スプロケットと、該駆動スプロケットを回転駆動させるモータとを有し、
   前記駆動スプロケットはクローラの環状内の後寄りに配置され、
   前記駆動スプロケットの前方には、該駆動スプロケットへの上記対象物の巻付きを防止する防止部材が配設された
   請求項１乃至７の何れかに記載の刈取作業機。
9. 請求項１乃至８の何れかに記載の刈取作業機と、該刈取作業機を無線通信によって遠隔操作する遠隔操作具とを備えた刈取作業システムであって、
   前記遠隔操作具は左旋回操作手段及び右旋回操作手段を有し、
   さらに前記遠隔操作具には、左旋回操作手段による操作時に刈取作業機を左旋回させ且つ右旋回操作手段による操作時に刈取作業機を右旋回させる往路モードと、左旋回操作手段による操作時に刈取作業機を右旋回させ且つ右旋回操作手段による操作時に刈取作業機を左旋回させる復路モードとの切替を行う切替操作手段を設けた
   ことを特徴とする刈取作業システム。

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