JP2018167599A - 作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】操向ステアリングに所定値を越える回転トルクが付加されると自動操舵が解除される作業機において、自動操舵時の操縦姿勢安定化を図りつつ、目標走行経路上に障害物が存在する場合等の際に迅速に走行停止を行える作業機を提供する。
【解決手段】本発明に係る作業機は、操縦席に着座した状態の操縦者が把持可能な把持部材と、前記把持部材に設けられ、人為操作に応じて駆動輪への動力伝達を停止させる緊急停止スイッチとを備える。好ましくは、緊急停止スイッチは、上下方向に関し操縦席の座面より上方で、前後方向に関し操縦席の背面より前方且つ操向ステアリングより後方の領域内に配置される。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動操舵機能を備えた田植機、播種機及び施肥機等の作業機に関する。

測位衛星を用いて測位する測位ユニットによって計測された位置情報に基づき、実際の走行経路が目標走行経路に沿うように操向ステアリングを自動操舵させる自動操舵機能を備えた作業機は公知である（例えば、下記特許文献１参照）。

前記特許文献１に記載の作業機は、自動操舵状態時において、予め定められている自動操舵解除条件に該当する状態になったことを検知すると、自動操舵状態を解除して、操縦者による操向ステアリングの人為操作に応じて操舵輪を操舵させる人為操舵状態へ移行させるように構成されている。

前記特許文献１には、前記自動操舵解除条件の例示として、操縦者が操向ステアリングから手を離している状態から再度握ったこと（以下、操向ステアリング再把持という）が挙げられている。

前記特許文献１は、操向ステアリング再把持が、自動操舵状態から人為操舵状態への移行を望む操縦者の意思表示であるとして、操舵状態切替スイッチへの人為操作を要することなく、自動操舵状態から人為操舵状態への切替を行うものであり、これにより、自動操舵に関する操作性を向上することができるとされている。

しかしながら、前記特許文献１に記載の構成において自動操舵状態を維持したい場合には、操縦者は操向ステアリングを把持することができず、自動操舵状態時において操縦姿勢の安定化を図る為には操縦者に過度の負荷が掛かるという問題がある。
特に、自動操舵状態は大きな振動を招く圃場での作業時に選択されることが多く、このような場合、操縦者に掛かる負荷も大きくなる。

また、自動操舵状態時に、目標走行経路上に障害物が存在する場合等、作業機を緊急停止させる必要がある場合について、前記特許文献１に記載の作業機は十分な考慮がなされていない。

特開２０１６−０１１０２４号公報

本発明は、斯かる従来技術に鑑みなされたものであり、自動操舵状態時に操向ステアリングに所定値を越える回転トルクが付加されると自動操舵状態から人為操舵状態へ移行される作業機において、自動操舵状態時における操縦者の操縦姿勢安定化を図りつつ、自動操舵状態時に迅速に走行停止させることが可能な作業機の提供を目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、目標走行経路に沿うように操向ステアリングを自動操舵させる自動操舵状態を現出可能で、且つ、自動操舵状態時に前記操向ステアリングに所定値を越える回転トルクが加わると自動操舵状態から人為操舵状態へ移行するように構成された作業機であって、操縦者が着座可能で且つ着座状態において前記操向ステアリングの操舵が可能なように配置されている操縦席の近傍に、操縦者が当該操縦席に着座した状態で把持可能に設けられた把持部材と、前記把持部材に設けられ、人為操作に応じて駆動輪への動力伝達を停止させる緊急停止スイッチとを備えた作業機を提供する。

好ましくは、前記緊急停止スイッチは、上下方向に関し前記操縦席の座面より上方で、前後方向に関し前記操縦席の背面より前方且つ前記操向ステアリングより後方の領域内に位置するように、前記把持部材に設けられる。

より好ましくは、自動操舵状態を現出させる為の自動操舵スイッチが前記領域内に位置するように、前記把持部材に設けられる。

本発明に係る作業機は、自動操舵状態を現出可能で、且つ、自動操舵状態時に操向ステアリングに所定値を越える回転トルクが加わると自動操舵状態から人為操舵状態へ移行するように構成されることで自動操舵状態から人為操舵状態への移行を迅速に行うことを可能とした上で、操縦者が操縦席に着座した状態で把持可能な把持部材と、前記把持部材に設けられ、人為操作に応じて駆動輪への動力伝達を停止させる緊急停止スイッチとが備えられているので、自動操舵状態時には操縦者は前記把持部材を把持することによって操縦姿勢安定化を図ることができ、さらに、自動操舵状態時に目標走行経路上に障害物が存在する場合等の緊急時には前記把持部材に設けられた前記緊急停止スイッチを操作することによって迅速に作業機の走行を停止することができる。

図１は、本発明の一実施の形態に係る作業機の平面図である。 図２は、前記作業機の側面図である。 図３は、前記作業機の制御ブロック図である。 図４は、前記作業機における操縦席近傍の拡大側面図である。

以下、本発明に係る作業機の好ましい一実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１及び図２に、それぞれ、本実施の形態に係る作業機１の平面図及び側面図を示す。

前記作業機１は、操縦者が搭乗した状態で操縦可能な走行本機１０と、前記走行本機１０に連結された作業装置９０とを有している。
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る作業機１は、前記作業装置９０として植付装置を有する田植機とされているが、当然ながら、本発明は、田植機に限定されるものでは無く、播種機及び施肥機等、種々の作業機に適用可能である。

図１及び図２に示すように、前記走行本機１０は、車体フレーム２０と、前記車体フレーム２０に支持された左右一対の前輪２５Ｆ及び左右一対の後輪２５Ｒと、前記車体フレーム２０に支持された操縦席３０と、操舵輪となる前輪２５Ｆを操舵する操向ステアリング３５と、前記車体フレーム２０に支持されたエンジン５０と、前記エンジン５０から回転動力を入力して変速するトランスミッション６０とを備え、前記トランスミッション６０によって変速された回転動力が主駆動輪として作用する後輪２５Ｒ及び副駆動輪として作用する前輪２５Ｆに伝達されるようになっている。

前記操向ステアリング３５は、前記操縦席３０に着座した操縦者が操作し得るように前記操縦席３０の前方においてステアリングシャフトに支持されており、前記ステアリングシャフトはステアリングポスト４０に軸線回り回転自在に支持されている。
前記ステアリングポスト４０と前記操縦席３０との間がフロア４５を形成している。
前記ステアリングポスト４０の周辺には、表示パネル４１や変速操作部材等の操作部材４２が設けられている。

前記植付装置９０は、前記走行本機１０に昇降リンク機構を介して昇降可能に連結されており、前記トランスミッション２０によって変速された回転動力によって作動的に駆動される。

本実施の形態に係る前記作業機１は自動操舵機能を有している。
図３に、前記作業機１の制御ブロック図を示す。

図３に示すように、前記作業機１は、衛生測位システムを用いて当該作業機１の現在位置を検出する測位装置１１０と、自動操舵モードを有する制御装置１００と、人為操作可能な自動操舵スイッチ１２０とを備えている。

前記自動操舵スイッチ１２０への人為操作が無い通常状態（即ち、人為操舵状態）においては、電動パワーステアリング装置、油圧パワーステアリング装置又は油圧・電動複合型パワーステアリング装置等のパワステアクチュエータ（図示せず）が、前記操向ステアリング３５の人為操舵角に応じた角度だけ操舵輪を操舵軸回りに揺動させ、これにより、人為操舵に応じて作業機１が直進又は旋回する。

前記制御装置１００は、前記自動操舵スイッチ１２０がＯＮ操作され且つその時点で前記作業機１が自動操舵モード起動許可条件を満たしていれば自動操舵モードを起動して自動操舵状態を現出させ、前記自動操舵スイッチ１２０がＯＦＦ操作されるか、又は、前記作業機１が自動操舵モード解除条件に合致する状態になると自動操縦モードを解除して、通常状態（人為操舵状態）となる。

自動操舵状態においては、前記制御装置１００は、前記測位装置１１０によって検出される作業機１の現在位置が目標走行経路上に位置するように、前記操向ステアリング３５に作動連結された電動モータ等の操舵アクチュエータ１３０の作動制御を行う。

詳しくは、図３に示すように、前記作業機１は、前記操向ステアリング３５に作動連結された電動モータ等の前記操舵アクチュエータ１３０と、前記操舵アクチュエータ１３０及び前記ハンドルシャフトの間に介挿された電磁クラッチ１４０とを備えている。

前記制御装置１００は、自動操舵モード起動時には前記電磁クラッチ１４０を係合（ＯＮ）させて、前記操舵アクチュエータ１３０の駆動力が前記ハンドルシャフトに伝達される状態を現出させつつ、自動操舵モードの解除時には前記電磁クラッチ１４０を解除（ＯＦＦ）させて、前記操向ステアリング３５が人為操舵によって前記操舵アクチュエータ１３０に干渉されること無く操作可能な状態を現出させる。

前記自動操舵モード起動許可条件には、作業機１が作業圃場の所定基準位置に位置しているか否か、作業機１が停止状態か否か等が含まれる。

前記制御装置１００は、例えば、下記手順によって前記目標走行経路を設定する。
操縦者は、前記作業機１を前記所定基準位置に位置させて前記自動操舵スイッチ１２０をＯＮ操作して自動操舵モードを起動させた状態で、前記作業機１を前記所定基準位置から第１行程だけ人為操舵する。

前記制御装置１００は、この人為操舵された第１行程を基準行程として記憶し、前記基準行程とは略直交する方向に所定距離だけ離間され且つ前記基準行程に平行な行程を次の目標走行経路として算出し、以降順次、同様の処理を繰り返すことで作業圃場全域に亘って目標走行経路を設定する。

これに代えて、前記制御装置１００に、予め、作業圃場毎に前記所定基準位置からの目標走行経路を記憶させておくことも可能である。
この場合には、前記制御装置１００は、前記作業機１が前記所定基準位置に位置され且つ前記自動操舵スイッチ１２０がＯＮ操作されることによって自動操舵モードを起動した時点で、記憶している当該作業圃場の目標走行経路を読み出す。

本実施の形態に係る前記作業機１は、前記操向ステアリング３５に所定値を越える回転トルクが付加されたことを、自動操舵モード解除条件の一つとしている。

詳しくは、図３に示すように、前記作業機１には、前記操向ステアリング３５及び前記ハンドルシャフトに作用する回転トルクを検出するトルクセンサ１５０が設けられている。

前記制御装置１００は、自動操舵状態時に前記トルクセンサ１５０の検出値が所定値を越えると、操縦者が前記操向ステアリング３５の人為操舵を希望していると判断して、自動操舵モードを解除して、自動操舵状態から通常状態（人為操舵状態）への切替を行う。

このように前記操向ステアリング３５に付加される回転トルクが所定値を越えたことが前記自動操舵モード解除条件の一つとされている作業機１において自動操舵状態を継続する為には、操縦者は前記操向ステアリング３５から手を離しておく必要があり、手をフリーな状態で自己の操縦姿勢を維持しなければならない。

特に、自動操舵モードは比較的大きな振動を伴う圃場での作業走行時に選択されることが一般的であり、従って、操縦者は、何ら把持すること無く、作業走行に伴う大きな振動に抗して操縦姿勢を維持しなければならず、操縦者には大きな負担となる。

本実施の形態に係る前記作業機１はこの点に鑑み、下記構成を備えている。
図４に、前記操縦席３０近傍の拡大側面図を示す。

図４に示すように、前記作業機１は、前記操縦席３０に着座した操縦者が把持可能なように前記操縦席３０の近傍に設置された把持部材７０を備えており、操縦者は、前記操向ステアリング３５とは別の前記把持部材７０を把持することによって自動操舵状態時の操縦姿勢の安定化を図り得るようになっている。

前記作業機１は、さらに、前記把持部材７０に設けられた緊急停止スイッチ１６０を有している。
図３に示すように、前記緊急停止スイッチ１６０は前記制御装置１００に電気的に接続されており、前記制御装置１００は、前記緊急停止スイッチ１６０が人為操作されると作業機１の走行を緊急停止させるように構成されている。

作業機１の走行の緊急停止とは、前記エンジン５０から駆動輪への動力伝達の停止を意味し、例えば、前記エンジン５０への燃料供給を停止させて前記エンジン５０の出力を停止させる態様や、前記エンジン５０から前記駆動輪へ至る走行系伝動経路における動力伝達を遮断させる態様が例示される。

走行系伝動経路における動力伝達の遮断は、例えば、走行系伝動経路に介挿されているメインクラッチ６５（図３参照）の遮断、前記トランスミッション６０が油圧式無段変速装置を有する場合においては前記トランスミッション６０の出力がゼロとなるように前記油圧式無段変速装置の出力制御を行うことによって現出される。

斯かる構成を備えた前記作業機１によれば、操縦者は自動操舵状態時に前記把持部材７０を把持することによって操縦姿勢安定化を図りつつ、自動操舵状態時に目標走行経路上に障害物が存在する場合等の緊急時には前記把持部材７０に設けられた前記緊急停止スイッチ１６０を操作することによって迅速に作業機１の走行を停止することができる。

なお、前記制御装置１００は、前記緊急停止スイッチ１６０が操作された際に、作業機１の走行の緊急停止に加えて、自動操舵モードの解除を行うものとされる。
斯かる構成によれば、自動操舵モード起動状態のままで、作業機１の走行が再開されることを有効に防止することができる。

好ましくは、前記緊急停止スイッチ１６０は、上下方向に関し前記操縦席３０の座面より上方で、前後方向に関し前記操縦席３０の背面より前方且つ前記操向ステアリング３５より後方に位置するように前記把持部材７０に設けることができる。
斯かる構成によれば、前記緊急停止スイッチ１６０の操作性を向上することができる。

図１、図２及び図４に示すように、本実施の形態においては、前記把持部材７０は、前記操縦席３０の側方に配置されたアシストバー７１を有している。

図４に示すように、前記アシストバー７１は、略上下に延びる前側上下延在部７２と、前記前側上下延在部７２から後方に離間された位置で略上下に延びる後側上下延在部７３と、前後方向に延びるように前記前側上下延在部７２及び前記後側上下延在部７３を連結する前後延在部７４とを有している。

そして、前記緊急停止スイッチ１６０は、前記操縦席３０の座面の高さＨ１より上方で、前記操縦席３０の背面の前後位置Ｌ１より前方且つ前記操向ステアリング３５の前後位置Ｌ２より後方の領域Ｓ内に位置するように、前記前後延在部７４に設けられている。
当然ながら、前記領域Ｓ内に位置するように前記緊急停止スイッチ１６０を前記前側上下延在部７２に設けることも可能である。

より好ましくは、前記緊急停止スイッチ１６０は、前記操向ステアリング３５の高さＨ２より下方に設置される。

また、好ましくは、前記把持部材７０に前記自動操舵スイッチ１２０を配置させることができる。
斯かる構成によれば、操縦者は前記把持部材７０を把持した安定姿勢状態で自動操舵を開始することができる。

本実施の形態においては、前記自動操舵スイッチ１２０は前記領域Ｓ内に位置するように、前記前側上下延在部７２に設けられている。
当然ながら、前記領域Ｓ内に位置するように前記自動操舵スイッチ１２０を前記前後延在部７４に設けることも可能である。

なお、本実施の形態においては、前記把持部材７０が前記アシストバー７１によって形成される構成を例に説明したが、前記把持部材７０を前記操縦席３０の側方に設けられるアームレストによって形成することも可能である。

１ 作業機
３０ 操縦席
３５ 操向ステアリング
７１ アシストバー（把持部材）
１２０ 自動操舵スイッチ
１６０ 緊急停止スイッチ
Ｓ 領域

Claims (3)

1. 目標走行経路に沿うように操向ステアリングを自動操舵させる自動操舵状態を現出可能で、且つ、自動操舵状態時に前記操向ステアリングに所定値を越える回転トルクが加わると自動操舵状態から人為操舵状態へ移行するように構成された作業機であって、
   操縦者が着座可能で且つ着座状態において前記操向ステアリングの操舵が可能なように配置されている操縦席の近傍に、操縦者が当該操縦席に着座した状態で把持可能に設けられた把持部材と、
   前記把持部材に設けられ、人為操作に応じて駆動輪への動力伝達を停止させる緊急停止スイッチとを備えることを特徴とする作業機。
2. 前記緊急停止スイッチは、上下方向に関し前記操縦席の座面より上方で、前後方向に関し前記操縦席の背面より前方且つ前記操向ステアリングより後方の領域内に位置するように、前記把持部材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の作業機。
3. 自動操舵状態を現出させる為の自動操舵スイッチが前記領域内に位置するように、前記把持部材に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の作業機。

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