JP2019110816A - 植播系作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】整地フロートによらず、植播系作業装置の対地姿勢制御を行う。【解決手段】走行機体Ｃと、走行機体Ｃに支持され、植付け作業及び播種作業のうちの少なくとも何れかを行う植播系作業装置Ｗと、植播系作業装置Ｗの対地姿勢制御を行う対地姿勢制御手段と、走行機体Ｃの方位を検出する方位検出手段と、を備え、対地姿勢制御手段が、方位検出手段の出力に基づいて、植播系作業装置Ｗの対地高さを制御する昇降制御を行う。【選択図】図８

Description

本発明は、走行機体と、前記走行機体に支持され、植付け作業及び播種作業のうちの少なくとも何れかを行う植播系作業装置と、前記植播系作業装置の対地姿勢制御を行う対地姿勢制御手段と、を備える植播系作業機に関する。

この種の植播系作業機では、安定した植付け作業及び播種作業を行うためには、植播系作業装置が地面から一定の距離を保っていることが必要であるが、地面状態等の影響を受けて走行機体が前傾又は後傾するなど車体姿勢が変化した場合には、植播系作業装置と地面との距離が変動してしまうため、対地姿勢制御手段により植播系作業装置の対地高さを制御して、植播系作業装置と地面との距離を一定範囲内に維持するようにしている。

この種の植播系作業装置では、制御遅れが生じないように、車体姿勢の変化に迅速に対応して植播系作業装置を制御して、植播系作業装置の対地高さを所期のものに維持することが必要とされる。

本発明に係る植播系作業機は、
走行機体と、
前記走行機体に支持され、植付け作業及び播種作業のうちの少なくとも何れかを行う植播系作業装置と、
前記植播系作業装置の対地姿勢制御を行う対地姿勢制御手段と、
前記走行機体の方位を検出する方位検出手段と、を備え、
前記対地姿勢制御手段が、前記方位検出手段の出力に基づいて、前記植播系作業装置の対地高さを制御する昇降制御を行う。

走行機体がどの向きを向いているかの方位は車体姿勢を表すものといえる。そこで、この構成では、方位検出手段の出力（検出方位）に基づいて、植播系作業装置の対地高さを制御する昇降制御を行うので、車体姿勢の変化に応じて植播系作業装置の対地高さを変更でき、これにより、植播系作業装置と地面との距離を一定範囲内に維持することができる。このように、車体姿勢の変化そのものを検知するので、制御遅れを効果的に抑制して、車体姿勢の変化に迅速に対応することができる。

１つの態様として、前記対地姿勢制御手段が、前記方位検出手段の出力に基づいて得られる前記走行機体のピッチング方向の姿勢変化に基づいて、前記昇降制御を行うと好適である。

ピッチング方向の姿勢変化（例えば前傾・後傾）は植播系作業装置の対地高さの変化に直結するものであるので、この構成によれば、ピッチング方向の姿勢変化に基づいて植播系作業装置の昇降制御を行うことにより、より確度高く植播系作業装置と地面との距離を一定範囲内に維持することができる。

１つの態様として、フロートを備えないフロートレスタイプであると好適である。

この構成によれば、植播系作業装置の対地姿勢制御を行いながら、フロートレスとできるので、全体の装置構成を簡素なものとできる。

１つの態様として、衛星測位手段と、目標経路に沿って前記走行機体を自動で走行させる自動走行制御手段とを、更に備え、前記自動走行制御手段が、前記衛星測位手段の測位結果と前記方位検出手段の出力とに基づいて、自動走行制御を行うと好適である。

この構成によれば、植播系作業装置の対地姿勢制御に用いる方位検出手段を自動走行制御にも兼用するから、全体の装置構成を簡素なものとできる。

田植機の全体側面図である。 田植機の全体平面図である。 田植機の正面図である。 自動走行制御における制御構成を示すブロック図である。 自動走行制御の動作を示す田面全体での平面視の説明図である。 目標移動経路に沿う自動走行制御に関する平面視の説明図である。 対地姿勢制御における制御構成を示すブロック図である。 対地姿勢制御の一例を示す説明図である。

〔植播系作業機の基本構成〕
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ここでは、本発明の植播系作業機の一例として乗用型田植機を例に挙げて説明する。なお、図２に示されているように、本実施形態では、矢印Ｆが走行機体Ｃの機体前部側、矢印Ｂが走行機体Ｃの機体後部側、矢印Ｌが走行機体Ｃの機体左側、矢印Ｒが走行機体Ｃの機体右側である。

図１乃至図３に示されているように、乗用型田植機には、左右一対の操舵車輪１０と、左右一対の後車輪１１とを有する走行機体Ｃと、走行機体に支持され、圃場に対する苗の植付け作業を行う植播系作業装置としての苗植付装置Ｗと、が備えられている。左右一対の操舵車輪１０は、走行機体Ｃの機体前側に設けられて走行機体Ｃの向きを変更操作自在なように構成され、左右一対の後車輪１１は、走行機体Ｃの機体後側に設けられている。苗植付装置Ｗは、昇降用油圧シリンダ２０の伸縮作動により昇降作動するリンク機構２１を介して、走行機体Ｃの後端に昇降自在に連結されている。

走行機体Ｃの前部には、開閉式のボンネット１２が備えられている。ボンネット１２の先端位置には、マーカ装置３３によって圃場に描かれる指標ライン（不図示）に沿って走行するための目安となる棒状のセンターマスコット１４が備えられている。走行機体Ｃには、前後方向に沿って延びる機体フレーム１５が備えられ、機体フレーム１５の前部には支持支柱フレーム１６が立設されている。

ボンネット１２内には、エンジン１３が備えられている。詳述はしないが、エンジン１３の動力が、機体に備えられた変速装置を介して操舵車輪１０及び後車輪１１に伝達され、変速後の動力が電動モータ駆動式の植付クラッチ（不図示）を介して苗植付装置Ｗに伝達される。

図１及び図２に示されているように、苗植付装置Ｗに、四個の伝動ケース２２と、八個の回転ケース２３と、苗載せ台２６と、マーカ装置３３と、が備えられている。回転ケース２３は、各伝動ケース２２の後部の左側部及び右側部に、夫々回転自在に支持されている。夫々の回転ケース２３の両端部に、一対のロータリ式の植付アーム２４が備えられている。苗載せ台２６に、植え付け用のマット状苗が載置される。マーカ装置３３は、苗植付装置Ｗの左右側部に備えられ、圃場の田面に指標ライン（不図示）を形成する。このように、苗植付装置Ｗではフロートは設けられておらず、乗用型田植機はフロートを備えないフロートレスタイプとなっている。

苗植付装置Ｗは、苗載せ台２６を左右に往復横送り駆動しながら、伝動ケース２２から伝達される動力により各回転ケース２３を回転駆動して、苗載せ台２６の下部から各植付アーム２４により交互に苗を取り出して圃場の田面に植え付けるようになっている。苗植付装置Ｗは、八個の回転ケース２３に備えられた植付アーム２４により苗を植え付ける八条植え型式に構成されている。なお、苗植付装置Ｗは、四条植え型式であったり、六条植え型式であったり、七条植え型式であったり、十条植え型式であったりしても良い。

詳述はしないが、マーカ装置３３は、作用姿勢と格納姿勢とに切換え可能なように構成されている。作用姿勢の状態で、マーカ装置３３は、走行機体Ｃの走行に伴って圃場の田面に接地して次回の作業行程に対応する田面に指標ライン（不図示）を形成する。格納姿勢の状態で、マーカ装置３３は圃場の田面から上方に離れる。マーカ装置３３の姿勢切換えは電動モータ（不図示）により行われる。

図１乃至図３に示されているように、走行機体Ｃにおけるボンネット１２の左右側部には、複数（例えば四つ）の通常予備苗台２８と、予備苗台２９と、が備えられている。通常予備苗台２８は、苗植付装置Ｗに補給するための予備苗を載置可能なように構成されている。予備苗台２９は、苗植付装置Ｗに補給するための予備苗を載置可能なレール式に構成されている。走行機体Ｃにおけるボンネット１２の左右側部には、各通常予備苗台２８と予備苗台２９とを支持する背高のフレーム部材としての左右一対の予備苗フレーム３０が備えられ、左右の予備苗フレーム３０の上部同士が連結フレーム３１にて連結されている。

図１乃至図３に示されているように、走行機体Ｃの中央部には、各種の運転操作が行われる搭乗部４０が備えられている。搭乗部４０には、運転座席４１と、操向操舵ユニットＵに設けられた操向操作具としての操向ハンドル４３と、主変速レバー４４と、操作レバー４５と、が備えられている。運転座席４１は、走行機体Ｃの中央部に備えられ、搭乗者が着席可能なように構成されている。操向ハンドル４３は、人為操作によって操舵車輪１０の操向操作を可能なように構成されている。主変速レバー４４は、前後進の切換え操作や走行速度の変更操作が可能なように構成されている。苗植付装置Ｗの昇降操作と、左右のマーカ装置３３の切換えと、が操作レバー４５によって行われる。操向ハンドル４３、主変速レバー４４、操作レバー４５等は、運転座席４１の機体前部側に位置する操縦塔４２の上部に備えられている。搭乗部４０の足元部位には、搭乗ステップ４６が設けられている。搭乗ステップ４６はボンネット１２の左右両側にも延びている。

操作レバー４５を上昇位置に操作すると、植付クラッチ（不図示）が切り操作されて苗植付装置Ｗに対する伝動が遮断され、昇降用油圧シリンダ２０を作動して苗植付装置Ｗが上昇し、左右のマーカ装置３３（図１参照）が格納姿勢に操作される。操作レバー４５を下降位置に操作すると、苗植付装置Ｗが下降して田面に接地して停止した状態となる。この下降状態で操作レバー４５を右マーカ位置に操作すると、右のマーカ装置３３が格納姿勢から作用姿勢になる。操作レバー４５を左マーカ位置に操作すると、左のマーカ装置３３が格納姿勢から作用姿勢になる。

搭乗者は、田植え作業を開始するときは、操作レバー４５を操作して苗植付装置Ｗを下降させると共に、苗植付装置Ｗに対する伝動を開始させて田植え作業を開始する。そして、田植え作業を停止するときは、操作レバー４５を操作して苗植付装置Ｗを上昇させると共に、苗植付装置Ｗに対する伝動を遮断する。

搭乗部４０の操縦塔４２の上部の操作パネル４７に、種々の情報を表示可能な表示部４８が備えられている。表示部４８は、例えばタッチパネル式の液晶表示器であっても良い。また、表示部４８の右側には、押し操作式の始点設定スイッチ４９Ａが備えられ、表示部４８の左側には、押し操作式の終点設定スイッチ４９Ｂが備えられている。始点設定スイッチ４９Ａ及び終点設定スイッチ４９Ｂの機能については後述する。

主変速レバー４４の握り部には、押し操作式の自動走行スイッチ５０（操作具）が備えられている。自動走行スイッチ５０は、自動復帰型に設けられ、搭乗者が自動走行スイッチ５０を押し操作することによって操作信号が出力され、自動走行制御の入り切りの切換えを指令する。自動走行スイッチ５０は、主変速レバー４４の握り部を手で握った状態で、例えば、親指で押すことができる位置に配置されている。

操向操舵ユニットＵの自動操向を行う場合には、操向モータ５７（図４参照）を駆動することによって操向ハンドル４３を回動操作し、操舵車輪１０の操向角度を変更するようになっている。自動操向を行わない場合には、操向操舵ユニットＵは、操向ハンドル４３の人為操作により回動操作することができる。

〔自動走行制御の構成〕
次に、自動走行制御を行うための構成について説明する。
走行機体Ｃに、衛星からの電波を受信して機体の位置を検出する衛星測位用システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の一例として、周知の技術であるＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して、機体の位置を求める衛星測位ユニット（衛星測位手段の一例）７０が備えられている。本実施形態では、衛星測位ユニット７０は、ＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ＧＰＳ：相対測位方式）を利用したものであるが、ＲＴＫ−ＧＰＳ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ＧＰＳ：干渉測位方式）を用いることも可能である。

具体的には、位置検出手段として、衛星測位ユニット７０が測位を行う対象（走行機体Ｃ）に備えられている。衛星測位ユニット７０は、地球の上空を周回する複数の航法衛星から発信される電波を受信するアンテナ７１付きの受信装置７２を有する。航法衛星から受信する電波の情報に基づいて、受信装置７２すなわち衛星測位ユニット７０の位置が測位される。

図１乃至図３に示されているように、衛星測位ユニット７０は、走行機体Ｃの前部に位置する状態で、板状の支持プレート７３を介して連結フレーム３１に取り付けられている。図１及び図３に示されているように、受信装置７２が、連結フレーム３１と予備苗フレーム３０とによって、高い箇所に支持されるものとなる。これにより、受信装置７２に受信障害が生じるおそれが少なく、受信装置７２における電波の受信感度を高めることができる。

衛星測位ユニット７０の他に、走行機体Ｃの方位を検出する方位検出手段として、例えばＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）７４Ａを有する慣性計測ユニット７４が、走行機体Ｃに備えられている。慣性計測ユニット７４は、ＩＭＵ７４Ａに代えてジャイロセンサや加速度センサを有する構成であっても良い。図示はしないが、慣性計測ユニット７４は、例えば、運転座席４１の後側下方位置であって走行機体Ｃの横幅方向中央の低い位置に設けられている。慣性計測ユニット７４は、走行機体Ｃの旋回角度の角速度を検出可能であり、角速度を積分することで機体の方位変化角を求めることができる。従って、慣性計測ユニット７４により計測される計測情報には走行機体Ｃの方位情報が含まれている。詳述はしないが、慣性計測ユニット７４は、走行機体Ｃの旋回角度の角速度の他、走行機体Ｃの左右傾斜角度、走行機体Ｃの前後傾斜角度の角速度等も計測可能である。

図４に示されているように、走行機体Ｃに制御装置７５が備えられている。制御装置７５は、目標経路に沿って走行機体Ｃを自動で走行させる自動走行制御手段として機能し、自動走行制御が実行される自動走行モードと、自動走行制御が実行されない手動走行モードと、に切換え可能なように構成されている。

図４は制御装置７５のうち自動走行制御手段としての機能に着目したものであり、制御装置７５は、経路設定部７６と、方位算定部７７と、自動走行制御部７８と、距離算定部７９と、を有する。経路設定部７６は、走行機体Ｃが走行すべき目標移動経路ＬＭ（図５参照）を設定する。方位算定部７７の詳細は後述する。自動走行制御部７８は、衛星測位ユニット７０の測位結果としての走行機体Ｃの測位データと、慣性計測ユニット７４の出力としての走行機体Ｃの方位情報と、に基づいて、走行機体Ｃが目標移動経路ＬＭに沿って走行するように、操向モータ５７や変速モータ５８を制御する。具体的には、制御装置７５は、マイクロコンピュータを備えており、自動走行制御を行うために、経路設定部７６と方位算定部７７と自動走行制御部７８と距離算定部７９とが制御プログラムにて構成されている。

自動走行制御に用いる目標移動経路ＬＭをティーチング処理によって設定するための設定スイッチ４９が備えられている。設定スイッチ４９には、始点位置Ｔｓを設定する始点設定スイッチ４９Ａと、終点位置Ｔｆを設定する終点設定スイッチ４９Ｂと、が備えられている。上述したように、始点設定スイッチ４９Ａは表示部４８の右側に備えられ、終点設定スイッチ４９Ｂは表示部４８の左側に備えられている。

制御装置７５に、衛星測位ユニット７０、慣性計測ユニット７４、自動走行スイッチ５０、始点設定スイッチ４９Ａ、終点設定スイッチ４９Ｂ、操向角センサ６０、車速センサ６２、障害物検知部６３（検知手段）等の情報が入力される。車速センサ６２は、例えば、後車輪１１に対する伝動機構中の伝動軸の回転速度により車速を検出するように構成されている。障害物検知部６３は、走行機体Ｃの前部及び左右両側部に備えられ、例えば、光波測距式の距離センサであったり、画像センサであったりして、圃場の畦際や圃場内の鉄塔等を検知可能なように構成されている。また、障害物検知部６３の検知信号は距離算定部７９（距離算定手段）に入力され、走行機体Ｃと障害物との距離が算出される。障害物検知部６３によって障害物が検知されると、例えばブザーや音声案内である報知部５９によって搭乗者に検知状態が報知される。制御装置７５は報知部５９と接続され、報知部５９は、例えば車速やエンジン回転数等の状態を報知するように構成されている。報知部５９は、表示部４８に表示される構成であったりしても良いし、センターマスコット１４に備えられたＬＥＤ照明の点滅パターンが変わる構成であったりしても良い。

始点設定スイッチ４９Ａ及び終点設定スイッチ４９Ｂの操作に基づくティーチング処理によって、自動走行すべき目標経路に対応するティーチング経路が、経路設定部７６によって設定される。

方位算定部７７は、慣性計測ユニット７４にて検出される走行機体Ｃの検出方位と、目標移動経路ＬＭにおける目標方位ＬＡと、の角度偏差、即ち方位ずれを算定する。そして、制御装置７５が自動走行モードに設定されているとき、自動走行制御部７８は、角度偏差が小さくなるように、操向モータ５７を制御する。即ち、衛星測位ユニット７０及び慣性計測ユニット７４によって検出される走行機体Ｃの検出位置が、目標移動経路ＬＭ上の位置になるように、操向モータ５７が操作される。

〔目標移動経路〕
水田において田植機は、直線状の条植付けの経路に沿って田植え作業を伴う作業走行と、畦際付近で次の条植付けの経路に移動するための畦際旋回走行と、を交互に繰り返す。図５に、ティーチング経路ＬＴに沿って並列する複数の目標移動経路ＬＭが示されている。本実施形態では、夫々の目標移動経路ＬＭ（１）〜ＬＭ（６）は、経路設定部７６によって、以下の手順で設定される。

まず、搭乗者は、走行機体Ｃを圃場内の畦際付近の始点位置Ｔｓに位置させ、始点設定スイッチ４９Ａを操作する。このとき、制御装置７５は手動走行モードに設定されている。そして、搭乗者が手動操縦しながら、始点位置Ｔｓから側部側の畦際の直線形状に沿って走行機体Ｃを走行させ、反対側の畦際近くの終点位置Ｔｆまで移動させてから終点設定スイッチ４９Ｂを操作する。これにより、ティーチング処理が実行される。つまり、始点位置Ｔｓにおいて衛星測位ユニット７０により取得された測位データに基づく位置座標と、終点位置Ｔｆにおいて衛星測位ユニット７０により取得された測位データに基づく位置座標と、から始点位置Ｔｓと終点位置Ｔｆとを結ぶティーチング経路ＬＴが設定される。このティーチング経路ＬＴに沿う方向が基準となる目標方位ＬＡとして設定される。なお、終点位置Ｔｆにおける位置座標は、衛星測位ユニット７０による測位データのみならず、車速センサ６２に基づく始点位置Ｔｓからの距離と、慣性計測ユニット７４に基づく走行機体Ｃの方位情報と、に基づいて算出される構成であっても良い。また、始点位置Ｔｓと終点位置Ｔｆとに亘る走行機体Ｃの走行は、田植え作業を伴う作業走行であっても良いし、非作業状態の走行であっても良い。

ティーチング経路ＬＴの設定完了後、ティーチング経路ＬＴに隣接する条植付けの経路に移動するための畦際旋回走行が行われ、本実施形態では、始点位置Ｌｓ（１）に走行機体Ｃが移動する。畦際旋回走行は、搭乗者が手動で操向ハンドル４３を操作することによって行われるものであっても良いし、制御装置７５による自動旋回制御によって行われるものであっても良い。このとき、制御装置７５は、走行機体Ｃの検出方位が反転することにより、走行機体Ｃの旋回が行われたことを判別できる。走行機体Ｃの検出方位の反転は、衛星測位ユニット７０や慣性計測ユニット７４によって検知可能である。

走行機体Ｃの旋回は、走行機体Ｃの検出方位の反転以外に、各種機器の動作によって判別されるものであっても良い。各種機器の動作として、例えば、苗植付装置Ｗ、整地ロータ（不図示）等の上昇動作であったり、サイドクラッチ（不図示）が切られることであったり、苗植付装置Ｗに対する伝動の遮断であったりしても良い。また、走行機体Ｃの始点位置Ｌｓ（１）への到達が、衛星測位ユニット７０によって判別されるものであっても良い。

走行機体Ｃの旋回完了が判別された後、制御装置７５の手動走行モードは継続し、人為操作による走行が継続する。この間、制御装置７５は、方位算定部７７によって算定される走行機体Ｃの検出方位の方位ずれや、操舵車輪１０の向き、操向ハンドル４３の操舵角等の判別条件を確認し、自動走行モードに切換え可能な状態であるかどうかを判定する。そして、自動走行モードに切換え可能な状態であれば、人為操作によって、又は、自動的に、経路設定部７６によって目標移動経路ＬＭ（１）が設定され、制御装置７５が手動走行モードから自動走行モードに切換えられる。そして、目標移動経路ＬＭ（１）に沿う自動走行制御が開始される。目標移動経路ＬＭ（１）は、ティーチング経路ＬＴに隣接した状態で、目標方位ＬＡの方位に沿って設定され、ティーチング処理後に走行機体Ｃが最初に作業走行を行う目標移動経路ＬＭである。

自動走行制御は、目標移動経路ＬＭ（１）の始点位置Ｌｓ（１）の位置する側の反対側にある終点位置Ｌｆ（１）の付近まで継続し、障害物検知部６３による畦際の検知に基づいて自動走行制御が終了するが、苗植付装置Ｗの上昇や走行機体Ｃの畦際旋回が検知されることによって自動走行制御が終了する構成であっても良い。

走行機体Ｃが目標移動経路ＬＭ（１）の終点位置Ｌｆ（１）に到達すると、目標移動経路ＬＭ（１）の未作業領域側に隣接する目標移動経路ＬＭ（２）が設定される。そして、搭乗者は、目標移動経路ＬＭ（１）の未作業領域側に操向ハンドル４３を操作して畦際旋回走行を行い、走行機体Ｃは始点位置Ｌｓ（２）に移動する。なお、当該畦際旋回走行は、制御装置７５による自動旋回制御によって行われるものであっても良い。

以後、前回の目標移動経路ＬＭ（１）と同様に、旋回後に判別条件が成立したのちに、人為操作によって、又は、自動的に、目標移動経路ＬＭ（２）に沿って自動走行制御が開始され、走行機体Ｃが作業走行する。走行機体Ｃが目標移動経路ＬＭ（２）の終点位置Ｌｆ（２）に到達した後、目標移動経路ＬＭ（３），ＬＭ（４），ＬＭ（５），ＬＭ（６）の順番で、畦際旋回走行後の目標移動経路ＬＭの設定と、作業走行と、が繰り返される。つまり、夫々の目標移動経路ＬＭは、一つずつ設定される。更に、全ての目標移動経路ＬＭに沿った作業走行が完了すると、圃場の畦際に沿って周回走行しながら田植え作業が行われ、一つの圃場における田植え作業が完了する。

〔目標移動経路に沿う自動走行制御について〕
図６に示されるように、圃場の田植え作業は、夫々の目標移動経路ＬＭに沿う作業走行と、隣接する目標移動経路ＬＭに移動する際の畦際旋回走行と、を繰り返しながら行われる。始点位置Ｌｓ及び終点位置Ｌｆは、圃場の畦際から距離Ｌ１（第二設定距離）だけ離間し、目標移動経路ＬＭにおける田植え作業が完了する箇所である。始点位置Ｌｓ及び終点位置Ｌｆよりも圃場内側に位置する領域は、作業走行領域Ａ１であり、複数の目標移動経路ＬＭが設定され、走行機体Ｃが夫々の目標移動経路ＬＭに沿って作業走行を行う領域である。始点位置Ｌｓ及び終点位置Ｌｆよりも畦際側に位置する領域は、最後の周回走行で田植え作業が行われる枕地領域Ａ２であり、次の目標移動経路ＬＭ（２）に移動する場合に、枕地領域Ａ２で旋回走行が行われる。

図６の目標移動経路ＬＭ（ｎ）に示されているように、夫々の目標移動経路ＬＭは、経路ｌｍ１，ｌｍ２，ｌｍ３によって構成されている。経路ｌｍ１は、制御装置７５が手動走行モードから自動走行モードに切換えられる前に走行機体Ｃが走行する経路であって、始点位置Ｌｓと、始点位置Ｌｓから圃場内側に距離Ｒ１だけ離間した位置と、に亘って設定される。経路ｌｍ２は、制御装置７５が自動走行モードに切換えられた状態で自動走行制御が行われる経路である。経路ｌｍ３は、走行機体Ｃが圃場の畦際に接近した状態における走行機体Ｃの走行経路であり、終点位置Ｌｆ付近の畦際から距離Ｌ２だけ離間した位置と、終点位置Ｌｆと、に亘って設定される。図７に示される他の目標移動経路ＬＭ（ｎ−１），ＬＭ（ｎ＋１）においても、同様の構成となっている。

圃場の畦際旋回は、基本的に運転者が操向ハンドル４３を操作することによって行われ、制御装置７５で畦際旋回の判定処理が行われる。このとき、走行機体Ｃの向きが反転したことや、走行機体Ｃが次の目標移動経路ＬＭ（ｎ）の始点位置Ｌｓに到達したこと等が判定されると、苗植付装置Ｗが下降して田植え作業が開始される構成であっても良い。

走行機体Ｃが畦際旋回して目標移動経路ＬＭ（ｎ−１）から次の目標移動経路ＬＭ（ｎ）の始点位置Ｌｓに移動した後、自動走行制御のための条件が整うと自動走行制御が開始される。制御装置７５が人為操作によって手動走行モードから自動走行モードに切換えられる場合、制御装置７５が自動走行モードに切換え可能な状態であるかどうかは、報知部５９によって報知される。そして、報知部５９によって報知された状態で、搭乗者が自動走行スイッチ５０を操作することによって自動走行制御が開始される。自動走行制御の開始の条件は、以下の通りである。

まず、次の目標移動経路ＬＭ（ｎ）の始点位置Ｌｓから、予め設定された距離に亘って人為操作による走行機体Ｃの走行が行われる第一条件となる。即ち、図６において、目標移動経路ＬＭ（ｎ）の始点位置Ｌｓから圃場内側に距離Ｒ１だけ離間した位置Ｐ１までの経路ｌｍ１に沿って人為操作による走行が行われ、制御装置７５は手動走行モードとなっている。この状態で、機体の前進方向が目標移動経路ＬＭの目標方位ＬＡと一致又は略一致する状態で、操向ハンドル４３のステアリング角度が予め設定された範囲内（直進位置も含まれる）にあることが第二条件となる。自動走行制御の開始の条件は、上述の第一条件と第二条件が必要であり、更に、この状態で衛星測位ユニット７０の測位データに基づいて算出される自機位置ＮＭと、畦際旋回の直前で測位された位置座標と、の作業幅方向における相対距離が、苗植付装置Ｗの作業幅と略一致することが条件に含まれていても良い。

この状態で、搭乗者が自動走行スイッチ５０を操作することによって、制御装置７５が手動走行モードから自動走行モードに切換えられる。また、自動走行スイッチ５０の操作に限定されず、例えば、始点設定スイッチ４９Ａや終点設定スイッチ４９Ｂの操作、植付クラッチ（不図示）の入り操作、サイドクラッチ（不図示）の入り操作、苗植付装置Ｗの下降操作、マーカ装置３３の作用操作、ポンパレバー（不図示）の操作等によって、モードの切換えが行われる構成であっても良い。

〔苗植付装置Ｗの対地姿勢制御について〕
本実施形態に係る乗用型田植機では、上記の自動走行制御に加えて、走行機体Ｃの姿勢変化に基づく苗植付装置Ｗの対地姿勢制御も実行可能になっている。つまり、走行機体Ｃの走行中に、地面状態等の影響を受けて走行機体Ｃが前傾又は後傾するなど車体姿勢が変化した場合には、苗植付装置Ｗの地面に対する姿勢、特に、苗植付装置Ｗと地面との距離（対地高さ）が変動してしまうため、苗植付装置Ｗの対地姿勢制御を実行することにより、苗植付装置Ｗの対地高さを目標高さに維持するようになっている。

具体的には、制御装置７５は、苗植付装置Ｗの対地姿勢制御を行う対地姿勢制御手段として機能し、制御装置７５は、対地姿勢制御手段としての機能に着目すると、図７に示すように、基準位置算出部８０と、車体角度算出部８１と、対地姿勢制御部８２と、を有するものとなっている。基準位置算出部８０は、衛星測位ユニット７０の対地姿勢制御開始時の測位データに基づいて、対地姿勢制御における苗植付装置Ｗの基準位置を算出する。車体角度算出部８１は、方位検出手段としての慣性測位ユニット７４の出力に基づいて、走行機体Ｃの車体角度を算出する。特に、本実施形態では、車体角度算出部８１は、走行機体Ｃのピッチング方向の姿勢変化を算出するようになっており、具体的には、慣性測位ユニット７４は走行機体Ｃの前後傾斜角度の角速度を慣性量として計測し、車体角度算出部８１では、走行機体Ｃの前後傾斜角度の角速度を積分することで、走行機体Ｃのピッチング方向の姿勢変化としてピッチング方向における車体角度を算出するようになっている。対地姿勢制御部８２は、車体角度算出部８１で算出された車体角度に基づき、苗植付装置Ｗの対地高さ変化を求めて、基準位置算出部８０で算出された基準位置と対地高さ変化とに基づいて、苗植付装置Ｗの対地高さが目標高さとなるように、昇降用油圧シリンダ２０を制御する。具体的には、対地姿勢制御部８２は、車体角度が前傾方向に変化した場合は、苗植付装置Ｗの対地高さが大きくなる方向に変化することとなるので、その変化量に応じて苗植付装置Ｗを下降させるように昇降用油圧シリンダ２０を制御し、車体角度が後傾方向に変化した場合は、苗植付装置Ｗの対地高さが小さくなる方向に変化することとなるので、その変化量に応じて苗植付装置Ｗを上昇させるように昇降用油圧シリンダ２０を制御するようになっている。なお、車体角度と苗植付装置Ｗの対地高さ変化とを予め対応付けておくことにより車体角度から対地高さ変化を求めてもいいし、走行機体Ｃの全長などの条件に基づいて計算により苗植付装置Ｗの対地高さ変化を求めるようにしてもよく、種々の方法を用いればよい。

このように、制御装置７５は、慣性測位ユニット７４の出力に基づいて、苗植付装置Ｗの対地高さを制御する昇降制御を行うようになっており、特に、本実施形態では、慣性測位ユニット７４の出力に基づいて得られる走行機体のピッチング方向の姿勢変化に基づいて、昇降制御を行うようになっている。特に、本実施形態の苗植付装置Ｗの対地姿勢制御はフロートを用いずに行うものとなっているので、フロートの角度変化に基づく制御により生じうる不都合（制御遅れやフロートによる泥押しや水押しなど）を回避できるようになっている。また、フロートレスタイプとすることで、例えば整地ロータを用いる場合には、フロートも併せて用いている場合に比べ、整地用ロータのサイズ・配置を柔軟に設定することができ、これにより整地性も向上させることができる。

図８を用いて、苗植付装置Ｗの対地姿勢制御の概要について説明すると、図中の中央の状態が対地姿勢制御を開始したときの状態であり、そのときの基準位置算出部８０からの測位データに基づいて、対地姿勢制御における基準位置が決定される。そして、そこから地面状態等の影響を受けて、図中左側のように走行機体Ｃが前傾する場合には、対地姿勢制御により前傾に伴って苗植付装置Ｗを下降させ、また、図中右側のように走行機体Ｃが後傾する場合には、対地姿勢制御により後傾に伴って苗植付装置Ｗを上昇させるようになっており、これにより、苗植付装置Ｗの対地高さを目標高さに維持するようになっている。

〔別実施形態〕
本発明は、上述した実施形態に例示された構成に限定されるものではなく、以下、本発明の代表的な別実施形態を例示する。

〔１〕上述した実施形態において、対地姿勢制御として、走行機体Ｃのピッチング方向の姿勢変化に基づいて昇降制御を行い、苗植付装置Ｗの対地高さを目標高さに維持されるように構成されているが、上述した実施形態に限定されない。つまり、走行機体Ｃのピッチング方向の姿勢変化に基づいて苗植付装置Ｗの対地高さを制御するのみならず、これに加えて走行機体Ｃの他の方向の姿勢変化に基づいて苗植付装置Ｗの対地姿勢を変化させるようにしてもよい。例えば、苗植付装置Ｗをローリング方向に回転可能にして、走行機体Ｃのローリング方向の姿勢変化（例えば右傾、左傾）に基づき、走行機体Ｃが右傾した場合には、その分苗植付装置Ｗを左傾したり、走行機体Ｃが左傾した場合には、その分苗植付装置Ｗを右傾するなど、対地姿勢制御により苗植付装置Ｗをローリング方向に回転させるようにしてもよい。

〔２〕上述した実施形態において、衛星測位ユニット７０（衛星測位手段）の対地姿勢制御開始時の測位データを用いて苗植付装置Ｗの基準位置を算出するとともに、慣性測位ユニット７４（方位測位手段）の出力を用いて走行機体Ｃの姿勢変化を算出して、その結果に基づき対地姿勢制御を行うように構成されているが、上述の実施形態に限定されない。衛星測位ユニット７０は基準位置を算出するのに用いるのみならず、対地姿勢制御中の測位データも用い、慣性測位ユニット７４の出力と衛星測位ユニット７０の測位データとを組み合わせて姿勢変化を算出するようにしてもよい。このように衛星測位ユニット７０の測位データを併用して姿勢変化を算出することで、精度を向上させることができる。

〔３〕上述した実施形態では、植播系作業機が自動走行制御を行う構成を例に説明したが、上述した実施形態に限定されない。例えば、自動走行制御を行わず、手動による運転に合わせて対地姿勢制御を行うようにしてもよいし、自動走行制御を方位検出手段を用いずに行うようにしてもよい。

〔４〕上述した実施形態では、フロートを備えないフロートレスタイプの植播系作業機を示したが、フロートを備えたものとしてもよい。

〔５〕上述した田植機のみならず、本発明は、植播系作業装置として播種作業を行う直播機等を含むその他の植播系作業機に適用可能である。

〔６〕その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。従って、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。

本発明は、植付け作業及び播種作業のうちの少なくとも何れかを行う植播系作業機に利用することができる。

７０ ：衛星測位ユニット（衛星測位手段）
７４ ：慣性測位ユニット（方位検出手段）
７５ ：制御装置（対地姿勢制御手段，自動走行制御手段）
Ｃ ：走行機体
Ｗ ：苗植付装置（植播系作業装置）

Claims (4)

1. 走行機体と、
   前記走行機体に支持され、植付け作業及び播種作業のうちの少なくとも何れかを行う植播系作業装置と、
   前記植播系作業装置の対地姿勢制御を行う対地姿勢制御手段と、
   前記走行機体の方位を検出する方位検出手段と、を備え、
   前記対地姿勢制御手段が、前記方位検出手段の出力に基づいて、前記植播系作業装置の対地高さを制御する昇降制御を行う植播系作業機。
2. 前記対地姿勢制御手段が、前記方位検出手段の出力に基づいて得られる前記走行機体のピッチング方向の姿勢変化に基づいて、前記昇降制御を行う請求項１に記載の植播系作業機。
3. フロートを備えないフロートレスタイプの請求項１又は２に記載の植播系作業機。
4. 衛星測位手段と、
   目標経路に沿って前記走行機体を自動で走行させる自動走行制御手段とを、更に備え、
   前記自動走行制御手段が、前記衛星測位手段の測位結果と前記方位検出手段の出力とに基づいて、自動走行制御を行う請求項１〜３のいずれか一項に記載の植播系作業機。

Images