JP2021040534A - Boom sprayer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブームスプレーヤに関する。 The present invention relates to a boom sprayer.
ブームスプレーヤは、一度の走行で広範囲に対する防除を行うためにブーム装置を備える。ブームスプレーヤは、防除作業を行うときはブーム装置をすべて展開し、圃場間を移動する際にはブーム装置を車両に格納する。また、圃場で畝を変えて作業する際、ブームが圃場に隣接する道路や、隣接する他の圃場の上空を横切らないように、ブーム装置を格納して枕地等を移動する場合もある。 The boom sprayer is equipped with a boom device for controlling a wide area in one run. The boom sprayer deploys all the boom devices when performing control work and stores the boom devices in the vehicle when moving between fields. In addition, when working with different ridges in a field, the boom device may be stored to move the headland or the like so that the boom does not cross the road adjacent to the field or the sky above other adjacent fields.
特許文献1に記載されたブームスプレーヤは、センターブームと伸縮ブームとを備える。センターブームは、ブームスプレーヤの左右方向に延びている。伸縮ブームは、センターブームの端部に設けられており、ブームスプレーヤの側部に沿う閉位置と左右方向に延びる開位置とに変更可能となっている。また、ブームスプレーヤは、開センサ装置と縮センサ装置とを有する。開センサ装置は、伸縮ブームが閉位置から開位置になったことを検出し、伸縮ブームを伸長状態にするように油圧モータを作動させる。縮センサ装置は、伸縮ブームが縮小状態になったことを検出し、伸縮ブームを閉位置にするように油圧シリンダを作動させる。 The boom sprayer described in Patent Document 1 includes a center boom and a telescopic boom. The center boom extends in the left-right direction of the boom sprayer. The telescopic boom is provided at the end of the center boom, and can be changed to a closed position along the side of the boom sprayer and an open position extending in the left-right direction. Further, the boom sprayer has an open sensor device and a contraction sensor device. The open sensor device detects that the telescopic boom has changed from the closed position to the open position, and operates the hydraulic motor so as to bring the telescopic boom into the extended state. The contraction sensor device detects that the telescopic boom is in the contracted state, and operates the hydraulic cylinder so as to close the telescopic boom.
ブーム装置は、上記したブームの開閉や伸縮の他にも、ブーム全体の高さを変える機構(昇降機構またはリフト)、および、傾斜地において全ブームの対地高さを均一にしたり、圃場に点在する障害物を避けたりするためにブームを傾ける機構(傾動機構またはチルト)等を備える。これらの機構は油圧装置または電気モータによって駆動されており、多くの機種では、油圧電磁バルブを介して、トグルスイッチまたはレバースイッチ等の入力装置により操作される。従来においては、ブームの展開および格納作業は、ユーザが必要なときに、リフト、開閉、チルト、または伸縮に対応するスイッチを操作することで行われていた。 In addition to the above-mentioned opening / closing and expansion / contraction of the boom, the boom device has a mechanism (elevating mechanism or lift) that changes the height of the entire boom, and makes the ground height of all booms uniform on slopes, and is scattered in the field. It is equipped with a mechanism (tilting mechanism or tilt) that tilts the boom to avoid obstacles. These mechanisms are driven by a hydraulic device or an electric motor, and in many models, they are operated by an input device such as a toggle switch or a lever switch via a hydraulic solenoid valve. Conventionally, the operation of deploying and retracting the boom has been performed by operating a switch corresponding to lift, open / close, tilt, or expansion / contraction when the user needs it.
上述した従来のブームの操作は、ユーザが、左右のブームの状態を見ながら行っていた。そのため、一度に操作できる機構は1〜2箇所に留まる、次の作業に移るまで時間を要する、あるいは、操作するスイッチが多いため操作の負担が高い等といった種々の問題があった。このような問題点を背景として、ボタン1つでブームの格納および展開ができる技術も開発されている。しかし、ブームを用いての作業状態は、ユーザによって異なる。たとえば、作物の高さに合わせてブームの高さを調整する場合等は、そのときのユーザによる操作なくして、最終的な作業状態に適切に移行させることはできない。また、畝を変えて作業するとき等に昇降位置を毎回調整する必要があると、ユーザは、却って煩わしさを感じるかも知れない。 The above-mentioned conventional boom operation is performed by the user while observing the state of the left and right booms. Therefore, there are various problems such as the number of mechanisms that can be operated at one time is limited to one or two, it takes time to move to the next work, or the burden of operation is high because there are many switches to be operated. Against this background, technologies have been developed that allow the boom to be stored and deployed with the touch of a button. However, the working condition using the boom differs depending on the user. For example, when adjusting the height of the boom according to the height of the crop, it is not possible to appropriately shift to the final working state without the operation by the user at that time. In addition, the user may find it annoying if the elevating position needs to be adjusted each time when working with different ridges.
そこで本発明は、防除作業時におけるブームの操作を半自動化することにより、ユーザの負担軽減と作業時間の短縮を図ることができるブームスプレーヤを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a boom sprayer capable of reducing the burden on the user and shortening the working time by semi-automating the operation of the boom during the control work.
本発明は、ブームの開閉、傾動、伸縮、および昇降の少なくとも1つ以上の動作が可能なブーム装置(4)を備えるブームスプレーヤ(1)であって、少なくとも1つ以上のブームの動作に関してユーザが行った操作を入力すると共に、操作に応じてブーム装置(4)を制御する制御装置(200)を備え、制御装置(200)が、ユーザが行った操作に基づいて動作に関する情報を含む教示データを生成する教示データ生成部(211)と、教示データ生成部(211)によって生成された教示データを記憶する記憶部(213)と、ユーザによる特定の操作に応じて教示データを再生しその動作を行わせるようブーム装置(4)を駆動制御する教示データ再生部(212)と、を有する。 The present invention is a boom sprayer (1) comprising a boom device (4) capable of opening / closing, tilting, expanding / contracting, and raising / lowering a boom, and the user with respect to the operation of at least one boom. A control device (200) for inputting an operation performed by the user and controlling the boom device (4) according to the operation, and the control device (200) includes information on the operation based on the operation performed by the user. A teaching data generation unit (211) that generates data, a storage unit (213) that stores teaching data generated by the teaching data generation unit (211), and a storage unit (213) that reproduces the teaching data in response to a specific operation by the user. It has a teaching data reproduction unit (212) that drives and controls a boom device (4) so as to perform an operation.
このブームスプレーヤ(1)によれば、制御装置(200)の教示データ生成部(211)が、動作に関する情報を含む教示データを生成し、その教示データが記憶部(213)に記憶される。教示データ再生部(212)によって、教示データが再生され、ブーム装置(4)が駆動制御されて、所望の動作が行われる。このように教示データに所望の動作を登録しておくことができ、その教示データを再生するだけで、ブーム装置(4)に、ブームの開閉、傾動、伸縮、または昇降といった動作を行わせることができる。したがって、防除作業時におけるブームの操作が半自動化され、それによってユーザの負担軽減と作業時間の短縮を図ることができる。 According to the boom sprayer (1), the teaching data generation unit (211) of the control device (200) generates teaching data including information on the operation, and the teaching data is stored in the storage unit (213). The teaching data reproduction unit (212) reproduces the teaching data, drives and controls the boom device (4), and performs a desired operation. In this way, a desired operation can be registered in the teaching data, and the boom device (4) is made to perform an operation such as opening / closing, tilting, expanding / contracting, or raising / lowering the boom simply by reproducing the teaching data. Can be done. Therefore, the operation of the boom during the control work is semi-automated, which can reduce the burden on the user and the work time.
上記ブームスプレーヤ(1)において、教示データ生成部(211)は、複数種類の動作を1つのシーケンスに含めるように教示データを生成し、教示データ再生部(212)は、1つのシーケンスに含まれた複数種類の動作を同時に行わせるようブーム装置(4)を駆動制御してもよい。この場合、ブームの開閉、傾動、伸縮、および昇降のうちの複数種類の動作が、同時に行われる。同時に複数の動作が行われることで、作業時間を短縮することができる。また指示する動作箇所または種類が多い場合でも、操作の負担が少ない。たとえば、ブーム装置(4)が左右のブームを有する場合であれば、左ブームに対する操作と右ブームに対する操作のそれぞれを行わずとも、左右のブームを同時に自動的に動作させることができる。 In the boom sprayer (1), the teaching data generation unit (211) generates teaching data so as to include a plurality of types of operations in one sequence, and the teaching data reproduction unit (212) is included in one sequence. The boom device (4) may be driven and controlled so that a plurality of types of operations can be performed at the same time. In this case, a plurality of types of operations such as opening / closing, tilting, expanding / contracting, and raising / lowering the boom are performed at the same time. By performing a plurality of operations at the same time, the working time can be shortened. Moreover, even if there are many operation points or types to be instructed, the burden of operation is small. For example, when the boom device (4) has the left and right booms, the left and right booms can be automatically operated at the same time without performing the operation for the left boom and the operation for the right boom.
上記ブームスプレーヤ(1)において、教示データ生成部(211)は、複数のシーケンスのそれぞれに1つ又は複数の動作を含めるように教示データを生成し、教示データ再生部(212)は、シーケンスのそれぞれに含まれた1つ又は複数の動作をシーケンス毎に段階的に行わせるようブーム装置(4)を駆動制御してもよい。この場合、予め登録したシーケンスの順番に従って、教示データ再生部の制御により、1つ又は複数の動作が段階的に行われる。よって、動作の種類に応じて動作が順次行われ、トータルで効率の良い作業を行うことができる。操作の負担も少なく、また教示データの作成時に、予め複数のシーケンスのそれぞれに動作を登録しておけばよいので、動作の種類やステップ(シーケンス)が多い場合でも、煩わしさが低減され、御操作等も防止できる。 In the boom sprayer (1), the teaching data generation unit (211) generates teaching data so as to include one or a plurality of operations in each of the plurality of sequences, and the teaching data reproduction unit (212) is a sequence. The boom device (4) may be driven and controlled so that one or a plurality of operations included in each may be performed stepwise for each sequence. In this case, one or a plurality of operations are stepwise performed under the control of the teaching data reproduction unit according to the order of the sequences registered in advance. Therefore, the operations are sequentially performed according to the type of operation, and the total efficient work can be performed. The burden of operation is small, and since it is sufficient to register the operation in each of a plurality of sequences in advance when creating the teaching data, even if there are many types of operations and steps (sequences), the troublesomeness is reduced. Operation etc. can also be prevented.
本発明によれば、防除作業時におけるブームの操作が半自動化され、それによってユーザの負担軽減と作業時間の短縮を図ることができる。 According to the present invention, the operation of the boom during the control work is semi-automated, whereby the burden on the user can be reduced and the work time can be shortened.
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。便宜上、実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。説明に際しては、図面に示されたXYZ直交座標系を参照する場合がある。なお、X方向を前後方向とし、Y方向を左右方向又は幅方向とし、Z方向を上下方向として説明する場合がある。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. For convenience, substantially the same elements may be designated by the same reference numerals and the description thereof may be omitted. In the description, the XYZ Cartesian coordinate system shown in the drawings may be referred to. In some cases, the X direction is the front-rear direction, the Y direction is the left-right direction or the width direction, and the Z direction is the up-down direction.
図1は、本実施形態のブームスプレーヤを斜め前方から見た斜視図である。ブームスプレーヤは、圃場において農地または作物に薬液散布を行う、自走式の乗用管理機である。ブームスプレーヤ1は、機体フレームを有する走行機体3と、走行機体3の前部に取り付けられたブーム装置4とを備える。ブーム装置4は、走行機体3に支持された昇降装置30と、昇降装置30に支持されたセンターブーム(ブーム)5と、センターブーム5の両端に連結された一対のサイドブーム(ブーム)6,6とを含んでいる。センターブーム5及びサイドブーム6は、複数のノズルが設けられた薬液散布用の送液管46a,51(図3参照)を有する。薬液散布を行う場合、サイドブーム6は、センターブーム5に対して一直線状となるように広げられる。サイドブーム6は、薬液散布を行わないときには折り畳まれた状態で格納されている。
FIG. 1 is a perspective view of the boom sprayer of the present embodiment as viewed diagonally from the front. A boom sprayer is a self-propelled passenger management machine that sprays chemicals on farmland or crops in the field. The boom sprayer 1 includes a
本実施形態のサイドブーム6は、センターブーム5に接続された基端ブーム61と、スライド機構によって基端ブーム61に沿ってスライド移動する先端ブーム65とを含む伸縮ブームである。一例として、先端ブーム65は、基端ブーム61に設けられた伸縮モータ(伸縮装置)110(図7参照)の動作によって、基端ブーム61に沿ってスライド移動する。サイドブーム6は、伸縮モータ110が動作することによって、先端ブーム65が最も基端側に位置する縮小(縮退)状態と、先端ブーム65が最も先端側に位置する伸長状態との間を移行することができる。
The
走行機体3の前部には、作業者が着座する空間を形成するキャビン7が設けられている。走行機体3の後部には、エンジンを収容するエンジンルーム8が設けられている。キャビン7とエンジンルーム8との間には、センターブーム5及びサイドブーム6から散布される薬液を収容する薬液タンク9が設けられている。走行機体3は、一対の前輪11と、一対の後輪12とを含んでいる。
A
ブームスプレーヤ1は、乗降性を向上させるために、サイドフロア20を更に備えている。サイドフロア20は、走行機体3の左右両側縁部から側方に張り出した部分であり、キャビン7の側方から走行機体3の後端まで延びている。
The boom sprayer 1 is further provided with a side floor 20 in order to improve the ease of getting on and off. The side floor 20 is a portion that projects laterally from the left and right side edges of the traveling
サイドフロア20の上方には、格納されたサイドブーム6を支持するための一対のブーム受け2が設けられている。ブーム受け2は、走行機体3に固定されており、サイドブーム6が格納されるときに、サイドブーム6の先端部を下側から支持する。
Above the side floor 20, a pair of
図2を参照して、ブームスプレーヤ1の走行機体3における伝動系統について説明する。走行機体3では、噴霧ポンプ22による薬液の噴霧や走行機体3の走行に必要な動力をエンジン21の動力でまかなう。エンジン21と噴霧ポンプ22との間には、噴霧ポンプ22をオンオフ操作するための電磁クラッチ28が設けられる。エンジン21の前方には、たとえばギア式の減速機24が設置されている。減速機24とエンジン21の間には、エンジン21の動力を減速機24に伝達するための静油圧式変速機(Hydraulic Static Transmission、以下、HSTという)25が設けられている。HST25は、エンジン21の動力を用いて油圧を発生させ、その油圧により前輪11および後輪12に回転駆動力を供給して、走行機体3を走行させる機構である。HST25と、減速機24と、リアアクスル14に取り付けられた伝達装置であるリアデフ16とを介して、ナックル14aにエンジン21の回転動力が伝達される。また、減速機24からさらに前後方向に延びるユニバーサルシャフト29と、フロントアクスル13に取り付けられた伝達装置であるフロントデフ15とを介して、ナックル13aにエンジン21の回転動力が伝達される。減速機24には、走行機体3の速度を計測するための車速センサ24aが設けられている。
The transmission system in the traveling
図3を参照して、ブームスプレーヤ1における配管系統について説明する。薬液タンク9と噴霧ポンプ22とを接続する第1供給ラインL1には、送液バルブ44、ドレンプラグ48、およびストレーナ49がこの順に設けられている。噴霧ポンプ22の吐出側に接続された第2供給ラインL2には、噴霧ポンプ22による噴霧圧力を調整するための調圧装置43が設けられている。この調圧装置43は、噴霧圧力を計測する圧力センサ43aと、噴霧流量を計測する流量センサ43bと、噴霧圧力を調整するための調圧モータ43cとを有する。調圧装置43には、センターブーム5の送液管46aにつながるセンター送液ラインL3と、サイドブーム6の送液管51につながる一対のサイド送液ラインL4,L4とが接続されている。送液管46aおよび送液管51には、薬剤を噴霧するための複数の噴霧ノズル52が取り付けられている。また、調圧装置43は、第1戻りラインL5および第2戻りラインL6を介して薬液タンク9に接続されている。第1戻りラインL5にはコック45aが設けられている。第2戻りラインL6は、ジェットポンプ45の吐出側に接続されている。第2戻りラインL6にはフート弁45bが設けられる。ジェットポンプ45の吐出側であってフート弁45bの上流側に、第1戻りラインL5が合流している。
The piping system in the boom sprayer 1 will be described with reference to FIG. A
続いて、ブーム装置4について詳細に説明する。図4は、ブーム装置4を斜め後方から見た斜視図である。図5は、ブーム装置4の平面図である。図6は、ブーム装置4の正面図である。図4〜図6に示すブーム装置4では、いずれもサイドブーム6が開状態、すなわち、センターブーム5と直線上に左右方向に並んだ状態が示されている。なお、いずれの図面においても、縮小状態のサイドブーム6が示されている。
Subsequently, the
ブーム装置4では、センターブーム5およびサイドブーム6の昇降、開閉、傾動、および伸縮の少なくとも1つ以上の動作が可能となっている。本実施形態では、ブーム装置4は、昇降、開閉、傾動、および伸縮のそれぞれに関わる機構を備える。ブーム装置4は、サイドブーム6を開閉させる開閉装置47と、サイドブーム6を傾動させる傾動装置57と、サイドブーム6を伸縮させる伸縮装置110と、センターブーム5およびサイドブーム6を昇降させる昇降装置30とを含む。
In the
まず昇降機構について説明すると、図4および図5に示されるように、昇降装置30は、走行機体3に対するセンターブーム5の高さ位置を移動させ得る。昇降装置30は、左右一対の平行リンク部31と、平行リンク部31同士を接続する接続片32A,32B,32Cと、油圧シリンダである昇降シリンダ37とを有している。平行リンク部31は、上下方向に延びる縦部材33と、縦部材33の上部に軸止された横部材34と、縦部材33の下部に軸止された横部材35と、横部材34,35の先端に軸止された縦部材36とを含む。縦部材33は、走行機体3に固定されている。接続片32Aは、左右一対の横部材34同士を接続している。接続片32Bは、左右一対の横部材35同士を接続している。接続片32Cは、左右一対の縦部材36同士を上下方向の中央で接続している。昇降シリンダ37は、接続片32Bと接続片32Cとを互いに接続している。このような昇降装置30では、昇降シリンダ37が伸縮することによって、縦部材36の高さ位置を変動させることができる。
First, the elevating mechanism will be described. As shown in FIGS. 4 and 5, the elevating
センターブーム5は、昇降装置30を介して走行機体3の前部に設けられており、走行機体3の左右方向に沿って延びている。昇降装置30の前部には水平制御装置38が設けられており、この水平制御装置38にセンターブーム5が支持されている。水平制御装置38は、例えば左右一対のバンパーの作用によって、センターブーム5が水平な状態となるように昇降装置30に対してセンターブーム5を揺動させ得る。
The
サイドブーム6は、左右方向において走行機体3よりも外側に張り出すことができるブームである。サイドブーム6の基端は、センターブーム5の両端部に接続されている。センターブーム5の両端部にブラケット62が設けられている(図8参照)。ブラケット62には、ブラケット63がさらに設けられており、サイドブーム6の基端ブーム61は、このブラケット63に接続されている。
The
ブラケット62は、センターブーム5の端部に対して上下方向に延びる回動中心軸によって回動可能に支持されている。ブラケット63およびブラケット62は、水平方向に延びる回動中心軸63cによって連結されている。このような構成により、サイドブーム6は、センターブーム5に対して旋回可能、且つ、傾動可能に接続される。
The
開閉機構について説明すると、ブーム装置4は、センターブーム5と直線状に左右方向に並ぶ開位置と走行機体3の側方に折り畳まれる閉位置との間でサイドブーム6を旋回させる開閉シリンダ(開閉装置)47を有する。油圧シリンダである開閉シリンダ47の他端は、例えば水平制御装置38に軸止されていてよい。このような構成では、開閉シリンダ47が伸縮することによって、センターブーム5に支持されたブラケット62、ブラケット63及びサイドブーム6の旋回位置を変動させることができる。
Explaining the opening / closing mechanism, the
次に傾動機構について説明すると、ブーム装置4は、サイドブーム6の先端がセンターブーム5の高さよりも高い高位置と、高位置の状態よりもサイドブーム6の先端が低い低位置と、の間でサイドブーム6を傾動させる傾動シリンダ(傾動装置)57を有する。ブラケット62に傾動シリンダ57の一端が軸止されている。油圧シリンダである傾動シリンダ57の他端は、基端ブーム61の下部に軸止されている。このような構成では、傾動シリンダ57が伸縮することによって、ブラケット62に支持されたブラケット63及びサイドブーム6の傾動位置を変動させることができる。
Next, the tilting mechanism will be described. In the
図7を参照して伸縮機構について説明すると、サイドブーム6を駆動するための駆動機構100は、基端ブーム61の基端部61aに設けられたスプロケット101と、基端ブーム61の先端部61bに設けられたワイヤローラ102と、スプロケット101に係合するチェーン103と、ワイヤローラ102に掛けられたワイヤ104とを有する。チェーン103の基端103aは、ターンバックル107を用いて先端ブーム65の基端部65aに連結されている。チェーン103の先端103bとワイヤ104の基端104aとは、ジョイント106を用いて連結されている。ワイヤ104の先端104bは、基端部65aに固定されている。
Explaining the expansion / contraction mechanism with reference to FIG. 7, the
スプロケット101には、基端ブーム61の基端部61aに設けられた伸縮モータ110の出力軸が接続されており、伸縮モータ110によって、スプロケット101は回転する。伸縮モータ110が駆動力を発生させることにより、先端ブーム65が進出または後退する。これにより、サイドブーム6が伸長または縮退する。
The output shaft of the
以上のとおり、ブーム装置4は、ブームの昇降、開閉、傾動、および伸縮のそれぞれに関わる機構を備えている。ブームスプレーヤ1は、これらの動作を行わせるためにユーザによって操作される操作部160(図9参照)と、これらの動作に伴うブームの変位量を検出する複数のセンサ130,140,150,120と、操作部160および各センサ130,140,150,120からの入力信号に基づいてブーム装置4の各機構を駆動制御する電子制御装置200(図10参照)とを備えている。ここで、変位とは、位置および角度を含む概念である。操作部160は、たとえばユーザが着座する運転席の前方における、ユーザの手が届く範囲に設置される。電子制御装置200は、走行機体3内に設置される。特に、電子制御装置200の表示装置220およびタッチパネル230は、たとえば操作部160の近傍に設置される。
As described above, the
図10に示されるように、ブーム装置4は、昇降センサ130(図4参照)、開閉センサ140(図6参照)、傾動センサ150(図5,図8参照)および伸縮センサ120(図6,図7参照)を備える。これらの昇降センサ130、開閉センサ140、傾動センサ150、および伸縮センサ120は、それぞれ、各機構部の変位を検出するためのセンサ類(リミットスイッチ、ポテンショメータ、およびマイクロスイッチ等)を備えており、これらのセンサ類が可動部に取り付けられることにより、各機構部の変位を検出可能になっている。これらのセンサとしては、防除機の技術分野における公知のものが用いられてよい。
As shown in FIG. 10, the
以下、各センサについて、一例としての構成を説明するが、各センサの構成は以下の構成に限られない。図4に示されるように、昇降センサ130は、たとえば平行リンク部31の縦部材33と横部材35とに取り付けられたリミットスイッチおよびカムからなる。昇降センサ130は、昇降装置30によって移動したセンターブーム5の高さ位置を検出する。たとえば、2組のリミットスイッチおよびカムが用いられ、一方の組が平行リンク部31の左側に、他方の組が平行リンク部31の右側に取り付けられる。一方のリミットスイッチは、センターブーム5の高さ位置が所定の高さ範囲の下限よりも高いときに信号を出力し、センターブーム5の高さ位置が所定の高さ範囲の下限よりも低くなると信号を停止する。また他方のリミットスイッチは、センターブーム5の高さ位置が所定の高さ範囲の上限よりも低いときに信号を出力し、センターブーム5の高さ位置が所定の高さ範囲の上限よりも高くなると信号を停止する。
Hereinafter, the configuration of each sensor as an example will be described, but the configuration of each sensor is not limited to the following configuration. As shown in FIG. 4, the elevating
図6に示されるように、開閉センサ140は、たとえばセンターブーム5の両端部と左右のサイドブーム6,6の基端部とに取り付けられたリミットスイッチおよびカムからなる。開閉センサ140は、開閉シリンダ47によって旋回した左右それぞれのサイドブーム6の旋回位置を検出する。たとえば、サイドブーム6の基端部に、開位置用のカムおよび閉位置用のカムが回動中心に関して90度異なる位置に取り付けられる。サイドブーム6が開状態となっているときに、開位置用のカムがリミットスイッチに当接し、リミットスイッチから信号が出力される。サイドブーム6が閉状態となっているときに、閉位置用のカムがリミットスイッチに当接し、リミットスイッチから信号が出力される。開閉センサ140は、サイドブーム6の旋回角度を検出するため、角度計測用リンクおよびポテンショメータを備えてもよい。
As shown in FIG. 6, the open /
図6および図7に示されるように、伸縮センサ120は、基端ブーム61に対して取付けられたロータリーエンコーダ111およびリミットスイッチ112からなる。伸縮センサ120は、伸縮モータ110によってスライドする左右それぞれのサイドブーム6の状態を検出する。基端部61aには、先端ブーム65がもっとも後退した初期位置に位置することを検出するためのリミットスイッチ(初期位置センサ)112が取り付けられている。伸縮モータ110には、基端ブーム61に対する先端ブーム65の変位量を検出するためのロータリーエンコーダ(変位量センサ)111が取り付けられている。リミットスイッチ112およびロータリーエンコーダ111は、それぞれ、検出結果を示す信号を出力する。リミットスイッチ112は、先端ブーム65が完全に後退したことを検出する。なお、初期位置センサとして、近接センサ等が用いられてもよい。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
ロータリーエンコーダ111は、伸縮モータ110の回転を検出することにより、基端ブーム61に対する先端ブーム65の変位量を検出する。ロータリーエンコーダ111は、先端ブーム65の変位量を検出するためのパルスを出力する。1パルスあたりの先端ブーム65の変位は、伸縮モータ110からスプロケット101までの減速比と、スプロケット101の歯数およびチェーン103のリンク長さによって一意に決まる。電子制御装置200のコントローラ210(図10参照)は、伸縮モータ110を駆動させた方向にパルス数を積算(加算または減算)することで、初期状態(先端ブーム65が初期位置に位置した時点)から現在までに変化したサイドブーム6の長さを把握することができる。先端ブーム65の初期位置からの変位量は、先端ブーム65の進出量に相当する。なお、変位量センサとして、スプロケット101の歯を検出する近接センサ等が用いられてもよい。
The
図5および図8に示されるように、傾動センサ150は、たとえばセンターブーム5の両端部と左右のサイドブーム6,6の基端部とに取り付けられた角度計測用リンク151およびポテンショメータ152からなる。傾動センサ150は、傾動シリンダ57によって傾動したサイドブーム6の傾動位置および傾動角度を検出する。角度計測用リンク151の一端が、基端ブーム61の基端部に取り付けられ、角度計測用リンク151の他端が、ブラケット62に取り付けられたポテンショメータ152に連結される。角度計測用リンク151の一端および関節は、回動中心軸63cと同じ水平方向に延びる回動軸線を有しており、サイドブーム6の傾動に従って回動する。ポテンショメータ152は、サイドブーム6の傾動角度に関する信号を出力する。
As shown in FIGS. 5 and 8, the
図10に示されるように、開閉センサ140、傾動センサ150、伸縮センサ120、および昇降センサ130は、それぞれ、出力した検出信号を電子制御装置200へと送信する。
As shown in FIG. 10, the open /
続いて、図9を参照して、ブームスプレーヤ1に設けられた操作部160の一例について説明する。図9に示されるように、操作部160は、上述したブーム装置4の各種の動作に関する操作を行うための複数のスイッチを備える。複数のスイッチは、それぞれ、斜め上方に向けられるようにして操作部160の操作面に立設されている。操作部160は、左のサイドブーム6の開閉および傾動を操作するための左操作レバー161と、右のサイドブーム6の開閉および傾動を操作するための右操作レバー162とを含む。これらの左操作レバー161および右操作レバー162は、たとえばレバースイッチであるが、押しボタンやスライドスイッチ等のその他のスイッチであってもよい。操作部160は、さらに、センターブーム5の昇降を操作するための昇降スイッチ163と、左のサイドブーム6の伸縮を操作するための左伸縮スイッチ164と、右のサイドブーム6の伸縮を操作するための右伸縮スイッチ165とを含む。昇降スイッチ163、左伸縮スイッチ164および右伸縮スイッチ165は、たとえばトグルスイッチであるが、押しボタンやスライドスイッチ等のその他のスイッチであってもよい。
Subsequently, an example of the
以下の説明において、昇降を「リフト」とも言い、傾動を「チルト」とも言い、伸縮を「スライド」とも言う。また、スイッチの操作に関して「上」「下」「左」「右」の各方向は、操作部160の操作面を正面から見た場合(ユーザの視線)を基準として用いられる。
In the following description, raising and lowering is also referred to as "lift", tilting is also referred to as "tilt", and expansion and contraction is also referred to as "slide". Further, regarding the operation of the switch, each of the "up", "down", "left", and "right" directions is used with reference to the case where the operation surface of the
各スイッチの操作方法および機能について説明する。左操作レバー161および右操作レバー162のそれぞれは、上下に倒されることで、サイドブーム6を上下に傾動させる。また左操作レバー161は、左に倒されることで左のサイドブーム6を開き(展開し)、右に倒されることで左のサイドブーム6を閉じる(格納する)。右操作レバー162は、右に倒されることで右のサイドブーム6を開き(展開し)、左に倒されることで右のサイドブーム6を閉じる(格納する)。
The operation method and function of each switch will be described. Each of the
昇降スイッチ163は、上下に倒されることで、センターブーム5を昇降させる。また左伸縮スイッチ164は、左に倒されることで左のサイドブーム6を伸長させ、右に倒されることで左のサイドブーム6を縮退させる。右伸縮スイッチ165は、右に倒されることで右のサイドブーム6を伸長させ、左に倒されることで右のサイドブーム6を縮退させる。
The elevating
上記した各種スイッチを操作することで、電子制御装置200が、ブーム装置4のリフト、開閉、チルト、スライドを駆動制御可能になっている。本実施形態のブームスプレーヤ1では、さらに、操作部160の操作および電子制御装置200による制御によって、ユーザに応じたブーム装置4の半自動制御が可能となっている。すなわち、ユーザに応じて、ブームスプレーヤ1が作業を行う圃場は異なり、すなわち使用条件または使用状況がことなる。そのような場合でも、ユーザが電子制御装置200を用いてそれらの条件・状況に応じた教示データを作成しておくことで、従来行っていたような逐次の操作が不要になっている。
By operating the various switches described above, the electronic control device 200 can drive and control the lift, open / close, tilt, and slide of the
教示データ再生スイッチ166は、コントローラ210に予め記憶された教示データを再生させるためのスイッチである。教示データ再生スイッチ166は、たとえばトグルスイッチであるが、押しボタンやスライドスイッチ等のその他のスイッチであってもよい。教示データ再生スイッチ166は、電子制御装置200は、教示データ再生スイッチ166がオフであると、上記した各種の操作に応じて、ブーム装置4を制御する。すなわち、電子制御装置200の通常の動作としては、入力スイッチがいったん電子制御装置200に入り、スイッチの状態に応じて出力装置202が設定されるプログラムとなっている。たとえば、左操作レバー161が左のサイドブーム6を開く方向に操作された場合、そのスイッチがオンになっている間、左のサイドブーム6を開くための油圧電磁バルブがオンするよう、電子制御装置200の出力がオンになる。
The teaching
一方で、電子制御装置200は、教示データ再生スイッチ166がオンであると、コントローラ210に記憶された教示データを再生し、教示データに含まれるシーケンスに従って、ブーム装置4を駆動制御する。
On the other hand, when the teaching
図10に示されるように、電子制御装置200は、入力装置201と、コントローラ210と、出力装置202とを備える。入力装置201は、上記した各スイッチからの操作信号を入力する。コントローラ210は、演算装置であるCPUと、記憶装置であるROMおよびRAMとを含むコンピュータである。コントローラ210は、ブーム装置4のリフト、開閉、チルト、スライドを駆動制御するための制御信号を出力する。この場合の制御信号は、教示データを再生する際には、その教示データを含み得る。出力装置202は、ブーム装置4のリフト、開閉、チルト、スライドを駆動制御するための制御信号を出力する。表示装置220は、たとえば液晶表示装置であり、現在のブーム操作が通常操作であるか、教示データに基づく操作であるかを示す。タッチパネル230は、表示装置220と共に、教示データの入力に用いられる。
As shown in FIG. 10, the electronic control device 200 includes an
コントローラ210について詳細に説明すると、教示データ生成部211は、ユーザが行った各スイッチの操作に基づいて教示データを生成する。記憶部213は、教示データ生成部211によって生成された教示データを記憶する。記憶部213は、特に、複数の教示データを記憶する。たとえば上記したタッチパネル230において、複数の教示データのいずれか1つを選択できるようになっている。教示データ再生部212は、ユーザによる特定の操作に応じて、教示データを再生しブーム装置4を駆動制御する。この特定の操作とは、具体的には、教示データ再生スイッチ166のオン操作、および、タッチパネル230における教示データの選択操作である。
Explaining the
図11〜図13を参照して、教示データのデータ構造および教示データの作成(登録)手順について説明する。図11に示されるように、教示データは、教示データの番号と、教示データのシーケンス数と、各シーケンスで操作(制御)する対象と動作条件とを含んでいる。教示データの番号は、記憶部213に複数の教示データが記憶されている場合に、教示データを選択するために用いられる。1つの教示データは、複数のシーケンスを含む。1つのシーケンスは、複数の動作すなわち操作(制御)を含んでよい。このように、教示データは、シーケンスと操作対象とを入れ子にした可変長の配列データで管理されている。
The data structure of the teaching data and the procedure for creating (registering) the teaching data will be described with reference to FIGS. 11 to 13. As shown in FIG. 11, the teaching data includes the number of the teaching data, the number of sequences of the teaching data, the target to be operated (controlled) in each sequence, and the operating conditions. The teaching data number is used to select the teaching data when a plurality of teaching data are stored in the
本実施形態の電子制御装置200による制御は、2段階の動作によって実現される。すなわち、1段階目の動作は、ユーザによるティーチング、すなわち教示データの作成(登録)である。2段階目の動作は、実際の作業時の動作、すなわち教示データの再生である。以下、ブーム装置4の制御例について説明する。
The control by the electronic control device 200 of this embodiment is realized by a two-step operation. That is, the first stage operation is teaching by the user, that is, creation (registration) of teaching data. The second stage operation is an operation during actual work, that is, reproduction of teaching data. Hereinafter, a control example of the
最初に、ユーザは、高い頻度で実施する操作をコントローラ210に記憶させる。高い頻度で実施する操作とは、たとえば、背景技術において述べたような、防除作業時にブーム装置4を展開し、圃場間を移動する際にはブーム装置4を格納する操作である。
First, the user stores the frequently performed operations in the
図12および図13に示された手順において、タッチパネル230には、たとえば、「登録完了」「シーケンスを通知」「計測値/時間」「制御対象を削除」「次のシーケンス」「前のシーケンス」の6つのボタンが表示されている。図12に示されるように、まずユーザは、タッチパネル230を用いて、これからのブーム操作が教示データであることを電子制御装置200に通知する(ステップ1)。電子制御装置200は、すべてのシーケンスの登録が完了して(図13のステップ10)タッチパネル230において「登録完了」が押されるまで、スイッチ操作の状態とブーム装置4の各装置の変位状態(角度あるいは長さ/位置)を時間と共に記録する。
In the procedure shown in FIGS. 12 and 13, for example, "registration completed", "notify sequence", "measured value / time", "delete control target", "next sequence", and "previous sequence" are displayed on the
ユーザは、ブーム装置4の動作を電子制御装置200のコントローラ210に登録させていく。登録は、図12,13に示されるように、シーケンス単位で行われる。シーケンス1では、まず左のサイドブーム6のチルトをやや上昇させる(ステップ2)。これは、格納状態のブーム装置4はブーム受け2に収まっており、格納状態から直接ブーム開の操作ができないためである。次に、右のサイドブーム6のチルトをやや上昇させる(ステップ3)。このとき、ユーザがサイドブーム6の位置を過剰に操作してしまった場合、反対側の操作で位置を修正することができる。これは、たとえば、不必要にチルトを上昇させてしまった場合にチルト下降操作で修正する、あるいは、最初の操作で間違えてチルト下を操作してしまった場合に、その後でチルト上を操作する等、である。
The user registers the operation of the
シーケンス1での操作が完了したら、シーケンス1の登録操作を行う。すなわち、ユーザは、「シーケンスを通知」ボタンを押す。コントローラ210に記録されるのは、操作した出力と目標値(現在のセンサによる計測角度/長さ)、および/または動作時間である。たとえば、ステップ2,3では、動作時間として「2秒」が記録されている。なお、上記したように反対側の操作で位置(値)を修正した場合、出力は、最終的に駆動装置が移動した方向になり、動作時間は、両者の差を取った値となる。
When the operation in sequence 1 is completed, the registration operation of sequence 1 is performed. That is, the user presses the "notify sequence" button. Recorded in
シーケンス1と同様にして、シーケンス2(ステップ4および5)、シーケンス3(ステップ6〜9)、シーケンス4(ステップ10)の登録操作を行う。シーケンス1〜3に示されるように、教示データ生成部211は、複数種類の動作を1つのシーケンスに含めるように、教示データを生成する。
In the same manner as in sequence 1, the registration operations of sequence 2 (
すべてのシーケンスの登録が完了したら、「登録完了」ボタンを押し、教示データの入力完了を電子制御装置200に通知する。これにより、電子制御装置200のコントローラ210は、登録された教示データを記憶部213(具体的にはROM領域)に記憶し、いつでも再生できるようにする。また、この操作により、電子制御装置200は通常の動作に戻る。以上の一連の操作は、いわゆるティーチングである。
When the registration of all the sequences is completed, the "registration completed" button is pressed to notify the electronic control device 200 of the completion of inputting the teaching data. As a result, the
ユーザは、ティーチング中の状態を除く任意のタイミングで、教示データ再生スイッチ166をオン操作することで、教示した一連の動作を再生することができる。教示データ再生部212によって教示データの再生が開始されると、シーケンス1から順に(すなわち設定された順番に従って)、すべてのシーケンスが実行される。複数種類の動作が1つのシーケンスに含められている場合、教示データ再生部212は、これらの複数種類の動作を同時に行わせるよう、ブーム装置4を駆動制御する。すなわち、教示データの作成地(登録時)には個別に行われた各駆動装置の動作が、教示データの再生時には、同時に駆動される。具体的には、シーケンス1には、左のサイドブーム6に対するチルト上出力と右のサイドブーム6に対するチルト上出力をそれぞれ2秒間出力するデータが含まれている。よって、教示データ再生部212により、左のサイドブーム6に対するチルト上動作と右のサイドブーム6に対するチルト上動作とが、それぞれ2秒間、同時に実行される。
The user can reproduce the teaching series of operations by turning on the teaching
また、シーケンス2には、左のサイドブーム6の開出力と、右のサイドブーム6の開出力をそれぞれ作業状態(目標角度0°)になるまで出力するデータが含まれている。よって、教示データ再生部212により、左のサイドブーム6に対して開動作が実行され、これと同時に、右のサイドブーム6に対して開動作が実行され、その結果、左右のサイドブーム6が作業状態(目標角度0°)になる。なお、実際の機械では、配管の差、油圧機器の個体差、傾斜地での操作における抵抗の違い等により、開始から終了までの時間が左右で異なり得る。そのため、たとえば先に左のサイドブーム6が目標角度に達した場合、教示データ再生部212は、右のサイドブーム6が目標角度に達するまで、左のサイドブーム6への出力(制御)を停止してもよい。教示データ再生部212は、すべての制御対象出力が目標値に達した、あるいは指定される動作時間経過したら、次のシーケンスに移る。教示データ再生部212は、最後のシーケンスが完了するまで、これらの制御を繰り返す。
Further, the
本実施形態のブームスプレーヤ1によれば、電子制御装置200の教示データ生成部211が、動作に関する情報を含む教示データを生成し、その教示データが記憶部213に記憶される。教示データ再生部212によって、教示データが再生され、ブーム装置4が駆動制御されて、所望の動作が行われる。このように教示データに所望の動作を登録しておくことができ、その教示データを再生するだけで、ブーム装置4に、ブームの開閉、傾動、伸縮、または昇降といった動作を行わせることができる。したがって、防除作業時におけるブームの操作が半自動化され、それによってユーザの負担軽減と作業時間の短縮が図られている。
According to the boom sprayer 1 of the present embodiment, the teaching
図14に示されるように、従来のブームスプレーヤでは、ブーム装置4の展開動作においても(図14(a)参照)、ブーム装置4の格納動作においても(図14(b)参照)、操作部160を用いた逐次の操作が必要であった。これに対し、本実施形態のブームスプレーヤ1では、作業性および作業効率が格段に向上している。 As shown in FIG. 14, in the conventional boom sprayer, the operation unit is used both in the deploying operation of the boom device 4 (see FIG. 14A) and in the retracting operation of the boom device 4 (see FIG. 14B). Sequential operations using 160 were required. On the other hand, in the boom sprayer 1 of the present embodiment, workability and work efficiency are remarkably improved.
教示データ生成部211は、複数種類の動作を1つのシーケンスに含めるように教示データを生成し、教示データ再生部212は、1つのシーケンスに含まれた複数種類の動作を同時に行わせるようブーム装置4を駆動制御する。この場合、ブームの開閉、傾動、伸縮、および昇降のうちの複数種類の動作が、同時に行われる。同時に複数の動作が行われることで、作業時間を短縮することができる。また指示する動作箇所または種類が多い場合でも、操作の負担が少ない。たとえば、ブーム装置4が左右のブームを有する場合であれば、左のサイドブーム6に対する操作と右のサイドブーム6に対する操作のそれぞれを行わずとも、左右のサイドブーム6を同時に自動的に動作させることができる。
The teaching
教示データ生成部211は、複数のシーケンスのそれぞれに1つ又は複数の動作を含めるように教示データを生成し、教示データ再生部212は、シーケンスのそれぞれに含まれた1つ又は複数の動作をシーケンス毎に段階的に行わせるようブーム装置4を駆動制御してもよい。この場合、予め登録したシーケンスの順番に従って、教示データ再生部212の制御により、1つ又は複数の動作が段階的に行われる。よって、動作の種類に応じて動作が順次行われ、トータルで効率の良い作業を行うことができる。操作の負担も少なく、また教示データの作成時に、予め複数のシーケンスのそれぞれに動作を登録しておけばよいので、動作の種類やステップ(シーケンス)が多い場合でも、煩わしさが低減され、御操作等も防止できる。
The teaching
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。たとえば、ブームスプレーヤは、自走式のものに限られず、牽引式のものであってもよいし、トラクタ搭載式のものであってもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the boom sprayer is not limited to a self-propelled type, and may be a tow type or a tractor-mounted type.
教示データ生成部は、1つの教示データに、1つのシーケンスのみを含めてもよい。 The teaching data generation unit may include only one sequence in one teaching data.
ブーム装置4が、ブームの昇降、開閉、傾動、および伸縮のうちのいずれか一部の動作のみを可能とするものであってもよい。ブーム装置4が、ブームの昇降、開閉、傾動、および伸縮の少なくとも1つの動作を可能とするものであれば、当該動作に対して本発明を適用することができる。たとえば、可能な動作が開閉の1種類のみであった場合でも、左右のサイドブーム6に対して、上述した教示データの生成および再生を行うことができ、ユーザの負担軽減と作業時間の短縮を図ることができる。
The
1…ブームスプレーヤ、3…走行機体、4…ブーム装置、5…センターブーム(ブーム)、6…サイドブーム(ブーム)、30…昇降装置、37…昇降シリンダ、47…開閉シリンダ、57…傾動シリンダ、61…基端ブーム、65…先端ブーム、110…伸縮モータ(伸縮装置)、120…伸縮センサ、130…昇降センサ、140…開閉センサ、150…傾動センサ、160…操作部、166…教示データ再生スイッチ、200…電子制御装置(制御装置)、210…コントローラ、211…教示データ生成部、212…教示データ再生部、213…記憶部。 1 ... Boom sprayer, 3 ... Traveling machine, 4 ... Boom device, 5 ... Center boom (boom), 6 ... Side boom (boom), 30 ... Lifting device, 37 ... Lifting cylinder, 47 ... Open / close cylinder, 57 ... Tilt cylinder , 61 ... Base end boom, 65 ... Tip boom, 110 ... Telescopic motor (expansion / contraction device), 120 ... Expansion / contraction sensor, 130 ... Elevation sensor, 140 ... Open / close sensor, 150 ... Tilt sensor, 160 ... Operation unit, 166 ... Teaching data Playback switch, 200 ... Electronic control device (control device), 210 ... Controller, 211 ... Teaching data generation unit, 212 ... Teaching data playback unit, 213 ... Storage unit.
Claims (3)
前記少なくとも1つ以上の前記ブームの動作に関してユーザが行った操作を入力すると共に、前記操作に応じて前記ブーム装置(4)を制御する制御装置(200)を備え、
前記制御装置(200)が、
前記ユーザが行った操作に基づいて前記動作に関する情報を含む教示データを生成する教示データ生成部(211)と、
前記教示データ生成部(211)によって生成された教示データを記憶する記憶部(213)と、
前記ユーザによる特定の操作に応じて前記教示データを再生し前記動作を行わせるよう前記ブーム装置(4)を駆動制御する教示データ再生部(212)と、を有する、ブームスプレーヤ。 A boom sprayer (1) comprising a boom device (4) capable of opening / closing, tilting, expanding / contracting, and raising / lowering the boom.
A control device (200) for inputting an operation performed by the user with respect to the operation of the at least one or more booms and controlling the boom device (4) in response to the operation is provided.
The control device (200)
A teaching data generation unit (211) that generates teaching data including information about the operation based on an operation performed by the user, and a teaching data generation unit (211).
A storage unit (213) for storing the teaching data generated by the teaching data generation unit (211), and a storage unit (213).
A boom sprayer having a teaching data reproduction unit (212) that drives and controls the boom device (4) so as to reproduce the teaching data and perform the operation in response to a specific operation by the user.
前記教示データ再生部(212)は、前記1つのシーケンスに含まれた前記複数種類の動作を同時に行わせるよう前記ブーム装置(4)を駆動制御する、請求項1に記載のブームスプレーヤ。 The teaching data generation unit (211) generates the teaching data so as to include a plurality of types of operations in one sequence.
The boom sprayer according to claim 1, wherein the teaching data reproduction unit (212) drives and controls the boom device (4) so as to simultaneously perform the plurality of types of operations included in the one sequence.
前記教示データ再生部(212)は、前記シーケンスのそれぞれに含まれた前記1つ又は複数の動作をシーケンス毎に段階的に行わせるよう前記ブーム装置(4)を駆動制御する、請求項1または2に記載のブームスプレーヤ。 The teaching data generation unit (211) generates the teaching data so as to include one or a plurality of operations in each of the plurality of sequences.
The teaching data reproduction unit (212) drives and controls the boom device (4) so that the one or more operations included in each of the sequences are performed stepwise for each sequence. 2. The boom sprayer according to 2.
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