JP2021094039A - 作業車 - Google Patents

Abstract

【課題】走行機体の自動操向制御を用いて作業装置による作業を正確に行うことが可能となる作業車を提供する。【解決手段】走行装置Ａを有する走行機体Ｃと、走行装置Ａを操向可能な操向ユニットＵと、衛星測位システムにより位置情報を取得する受信装置６３と、走行機体Ｃの傾きを検出する副慣性計測装置６４と、位置情報に基づいて、操向ユニットＵを制御する制御部と、が備えられ、受信装置６３と副慣性計測装置６４と、が走行機体における同じ箇所に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、走行機体の自動操向制御が可能な作業車に関する。

従来の作業車が、例えば、下記特許文献１に記載されている。この作業車には、走行装置（特許文献１では「前車輪」「後車輪」）を有する走行機体と、圃場に対する作業を行う作業装置（特許文献１では「苗植付作業装置」）と、走行装置を操向可能な操向ユニット（特許文献１では「パワステバルブ」「パワステシリンダ」「自動制御弁」等）と、が備えられている。さらに、この作業車には、衛星測位システムにより位置情報を取得する受信装置（特許文献１では「ＧＰＳ受信機」）と、取得される位置情報に基づいて走行機体が直進走行するように、操向ユニットを制御する制御部（特許文献１では「コントローラ」）と、が備えられている。この作業車は、受信装置で取得される位置情報のみに基づいて操向ユニットを制御し、走行機体の自動操向制御を行うようになっている。

また、下記特許文献２には、衛星測位システムにより位置情報を取得する受信装置と慣性情報を計測する慣性計測装置とが一体となった計測ユニットが記載されている。

特開２００１−１６１１１２号公報 米国特許第７３４６４５２号明細書（Ｆｉｇ．１）

しかし、衛星測位システムにより受信装置から取得される位置情報は、実際の位置とのズレが大きくなる場合もあり、そのような場合、上記特許文献１に記載の作業車では、走行機体の自動操向制御を用いて作業装置による作業を正確に行うことが難しくなっていた。

また、電波障害等が生じやすい状況下では、受信装置により取得される位置情報の情報量が不十分となり、走行機体の自動操向制御を行うこと自体が難しくなっていた。

このため、上記特許文献１に記載の作業車に、上記特許文献２に記載のように、衛星測位システムにより位置情報を取得する受信装置と慣性情報を計測する慣性計測装置とが一体となった計測ユニットを搭載し、受信装置により取得される位置情報と、慣性計測装置により計測される慣性情報と、に基づいて、走行機体の自動操向制御を行い、作業装置による作業の正確性をより向上させることが検討された。

本発明の目的は、走行機体の自動操向制御を用いて作業装置による作業を正確に行うことが可能となる作業車を提供することにある。

本発明の作業車は、走行装置を有する走行機体と、前記走行装置を操向可能な操向ユニットと、衛星測位システムにより位置情報を取得する受信装置と、前記走行機体の傾きを検出する副慣性計測装置と、前記位置情報に基づいて、前記操向ユニットを制御する制御部と、が備えられ、前記受信装置と前記副慣性計測装置と、が前記走行機体における同じ箇所に配置されている。
また、本発明の作業車は、走行装置を有する走行機体と、圃場に対する作業を行う作業装置と、前記走行装置を操向可能な操向ユニットと、衛星測位システムにより位置情報を取得する受信装置と、慣性情報を計測する慣性計測装置と、前記走行機体を走行させる目標ラインを生成する生成部と、前記位置情報、及び、前記慣性情報に基づいて、前記走行機体が前記目標ラインに沿って走行するように、前記操向ユニットを制御する制御部と、が備えられ、前記受信装置と、前記慣性計測装置と、が前記走行機体における異なる箇所に配置されているものである。

本発明によると、衛星測位システムにより位置情報を取得する受信装置と、慣性情報を計測する慣性計測装置と、が走行機体における異なる箇所に配置されている。
このため、例えば、受信装置を揺れが比較的大きくなる箇所に配置して、受信装置の位置情報の取得精度を向上できるとともに、慣性計測装置を揺れが比較的小さくなる箇所に配置して、慣性計測装置により計測される慣性情報の誤差を少なくできる。つまり、受信装置により取得される位置情報の精度と慣性計測装置により計測される慣性情報の精度との両方が向上し、受信装置と慣性計測装置との特性が両方とも生かすことが可能になる。
これにより、高精度の位置情報及び慣性情報を用いて操向ユニットの操向制御を行うことが可能になり、走行機体及び作業装置が目標ラインに沿って走行するように走行機体を正確に自動操向制御できるものとなる。
したがって、本発明によれば、走行機体の自動操向制御を用いて作業装置による作業を正確に行うことが可能となる。

上記構成において、
前記慣性計測装置が、前記走行機体及び前記作業装置の前後方向における全長のうち前後方向中心の近傍の箇所に配置されていると好適である。

本構成によれば、走行機体及び作業装置の前後方向における全長のうち前後方向中心の近傍の箇所は、例えば、走行機体及び作業装置の全体の旋回中心となるヨー軸の近傍に位置する箇所となっている。このような箇所に慣性計測装置を配置することにより、慣性計測装置により計測される慣性情報の誤差が小さくなり、慣性情報の正確な計測を行いやすくなる。

上記構成において、
前記慣性計測装置が、前記走行装置の後車軸の近傍に位置する取付部材に取り付けられていると好適である。

本構成によれば、走行装置の後車軸の近傍に位置する取付部材は、走行機体の走行中に揺れが生じにくくなっている。このような取付部材に慣性計測装置を取り付けることにより、慣性計測装置により計測される慣性情報の誤差が小さくなり、慣性情報の正確な計測を行いやすくなる。

上記構成において、
前記作業装置が、圃場に対する苗の植え付けが可能な苗植付装置であり、
前記苗植付装置に補給するための予備苗を載置可能な複数の予備苗台と、
前記予備苗台を支持する左右一対の予備苗フレームと、
左右の前記予備苗フレームの上部に亘って連結される連結フレームと、が備えられ、
前記受信装置が、前記連結フレームに取り付けられていると好適である。

本構成によれば、予備苗台を支持する左右の予備苗フレームを連結する、ある程度高い箇所に設置される連結フレームに受信装置が取り付けられているので、電波を遮る遮蔽物の少ない箇所に受信装置を配置できる。これにより、受信装置により取得される位置情報に途切れが生じにくくなる。また、走行中に予備苗フレームや連結フレームは揺れが比較的生じやすいので、例えば、受信装置により取得される位置情報に基づく走行機体が進行する方向の方位の検出精度を向上できる。

上記構成において、
前記連結フレームは、前記受信装置が前記予備苗フレームの上端部よりも上方に位置する使用状態と、前記使用状態に対して上下反転し、前記受信装置が前記予備苗フレームの上端部よりも下方に位置する格納状態と、に状態変更可能となっていると好適である。

本構成によれば、連結フレームを使用状態にすることにより、受信装置を予備苗フレームの上端部よりも高い箇所に位置するものとなるので、受信装置の使用時の電波の受信感度を向上できる。一方、連結フレームを格納状態にすることにより、予備苗フレームの上端部よりも低い箇所に位置するものとなるので、例えば、走行機体を納屋等に収容する際に、受信装置が邪魔にならず、例えば、納屋の入口上部等に受信装置をぶつけてしてしまう等の不都合を回避できる。

上記構成において、
前記連結フレームが、左右方向に沿った左右軸心周りに回動可能、且つ、前記使用状態と前記格納状態で位置固定可能に、左右の前記予備苗フレームに支持されていると好適である。

本構成によれば、連結フレームが左右軸心周りに回動可能となっているので、連結フレームを、受信装置を使用する使用状態と、受信装置を格納する格納状態と、に状態変更をしやすいものとなる。

上記構成において、
前記連結フレームが、左右の前記予備苗フレームに対して着脱可能となっていると好適である。

本構成によれば、連結フレームが着脱可能となっているので、受信装置を使用しない場合には、使用状態の連結フレームを予備苗フレームから取り外して、連結フレームを格納状態にして予備苗フレームに取り付けておくことができる。

上記構成において、
前記受信装置に、ハーネスを接続するコネクタ部が備えられ、
前記コネクタ部が、前記受信装置から左右方向外側に延びていると好適である。

本構成によれば、受信装置においてハーネスを接続するコネクタ部が、受信装置から左右方向外側に延びているので、例えば、コネクタ部を受信装置から前側に延ばす場合に比べて、走行中に前方から接近する木の枝等の障害物に受信装置のコネクタ部をぶつけにくくなる。

上記構成において、
前記受信装置に、ハーネスを接続するコネクタ部が備えられ、
前記コネクタ部を保護するガード部材が備えられていると好適である。

本構成によれば、走行中に木の枝等の障害物がコネクタ部に衝突しないようにガード部材により好適に保護されるものとなる。

田植機を示す側面図である。 田植機を示す上面図である。 田植機を示す前面図である。 操向ユニットを模式的に示す模式図である。 自動操向制御に係る制御構成を示すブロック図である。 自動操向制御の動作を説明する上面視の説明図である。 目標ラインの生成等について説明する上面視の説明図である。 別実施形態を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態の一例を、図面に基づいて説明する。
図１〜図３に示されるように、農作業車のうちの植播系水田作業車である乗用型の田植機（「作業車」の一例）には、走行装置Ａを有する走行機体Ｃと、圃場に対する作業を行う作業装置と、が備えられている。田植機の作業装置は、圃場に対する苗の植え付けが可能な苗植付装置Ｗである。なお、図２に示す矢印Ｆが走行機体Ｃの「前」、矢印Ｂが走行機体Ｃの「後」、矢印Ｌが走行機体Ｃの「左」、矢印Ｒが走行機体Ｃの「右」である。

図１に示されるように、走行装置Ａとしては、左右一対の前車輪１０と左右一対の後車輪１１とが備えられている。走行機体Ｃには、走行装置Ａにおける左右の前車輪１０を操向可能な操向ユニットＵが備えられている。

図１〜図３に示されるように、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内には、エンジン１３が備えられている。ボンネット１２の先端位置には、指標ラインＬＮ（図６参照）を確認するための棒状のセンターマスコット１４が備えられている。図１、図３に示されるように、走行機体Ｃには、前後方向に沿って延びる枠状の機体フレーム１５が備えられている。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。

〔苗植付装置について〕
図１に示されるように、苗植付装置Ｗは、油圧シリンダで構成される昇降シリンダ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。

図１、図２に示されるように、苗植付装置Ｗには、４個の伝動ケース２２、各伝動ケース２２の後部の左側部及び右側部に回転自在に支持された回転ケース２３、各回転ケース２３の両端部に備えられた一対のロータリ式の植付アーム２４、圃場の田面を整地する複数の整地フロート２５、植え付け用のマット状苗が載置される苗載せ台２６等が備えられている。つまり、苗植付装置Ｗは、８条植え型式に構成されている。

このように構成された苗植付装置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。

〔予備苗台について〕
図１〜図３に示されるように、走行機体Ｃにおけるボンネット１２の左右側部には、苗植付装置Ｗに補給するための予備苗を載置可能な複数（例えば４つ）の通常予備苗台２８（「予備苗台」の一例）、苗植付装置Ｗに補給するための予備苗を載置可能な１つのレール式予備苗台２９（「予備苗台」の一例）が備えられている。また、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とレール式予備苗台２９とを支持する左右一対の予備苗フレーム３０と、左右の予備苗フレーム３０の上部に亘って連結される連結フレーム３１と、が備えられている。連結フレーム３１は、前面視で、Ｕ字状の形状となっている。連結フレーム３１の左右端部は、それぞれ、連結ブラケット３２を介して、左右の予備苗フレーム３０の上部に連結されている。

〔マーカ装置について〕
図１に示されるように、苗植付装置Ｗの左右側部には、それぞれ、圃場の田面に指標ラインＬＮ（図６、図７参照）を形成するためのマーカ装置３３が備えられている。左右のマーカ装置３３は、それぞれ、圃場の田面に接地して走行機体Ｃの走行に伴い圃場の田面に指標ラインＬＮを形成する作用姿勢、及び、圃場の田面から上方に離れた格納姿勢に操作自在に構成されている。

図１に示されるように、左右のマーカ装置３３には、それぞれ、上下に揺動自在に苗植付装置Ｗに支持されたマーカアーム３４と、マーカアーム３４の先端部に自由回転自在に支持された周方向に複数の凸部体を有する回転体３５と、が備えられている。また、左右右のマーカ装置３３を作用姿勢及び格納姿勢に操作するマーカ用電動モータ（図示なし）が備えられている。各マーカ装置３３は、作用姿勢にすることにより、走行機体Ｃの操向に伴って回転体３５が地面を転動して、上面視で、点線状の指標ラインＬＮ（図６参照）を形成するようになっている。

〔運転部について〕
図１〜図３に示されるように、走行機体Ｃの中央部には、各種の運転操作が行われる運転部４０が備えられている。運転部４０には、運転者が着座可能な運転座席４１、操縦塔４２、前車輪１０の手動の操向操作用のステアリングホイールにより構成される操向ハンドル４３、前後進の切り換え操作や走行速度を変更操作が可能な主変速レバー４４、操作レバー４５等が備えられている。運転座席４１は、走行機体Ｃの中央部に備えられている。操縦塔４２に、操向ハンドル４３、主変速レバー４４、操作レバー４５等が操作自在に備えられている。運転部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の左右の外側位置には、補助ステップ４７が設けられている。ボンネット１２の左右両側には、搭乗ステップ４６に段差なく連なる乗降通路としての乗降ステップ４８が設けられている。乗降ステップ４８の横外側に、左右の予備苗フレーム３０がそれぞれ配置されている。

〔操作レバーについて〕
図２、図３に示される操作レバー４５は、操向ハンドル４３の下側の右横側に備えられている。詳細な図示はしないが、操作レバー４５は中立位置から、上方の上昇位置、下方の下降位置、後方の右マーカ位置、及び、前方の左マーカ位置、の十字方向に操作自在に構成され、中立位置に付勢されている。

操作レバー４５を上昇位置に操作すると、植付クラッチ（図示なし）が遮断状態に操作されて、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、植付クラッチ（図示なし）が遮断状態に操作され、左右のマーカ装置３３が格納姿勢に操作され、苗植付装置Ｗが下降する。中央の整地フロート２５が圃場の田面に接地すると、苗植付装置Ｗが圃場の田面に接地して停止した状態となる。

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。

運転部４０の操縦塔４２には、押圧操作式の自動操向スイッチ５０（図５参照）が備えられている。自動操向スイッチ５０は、操向ユニットＵの自動操向の入り切りの切り換え操作を行うことが可能に構成されている。また、主変速レバー４４には、操向ユニットＵの自動操向制御に用いるティーチング方向ＴＡ（図６参照）を登録するための登録スイッチ５２（図５参照）が備えられている。登録スイッチ５２には、押圧操作式の第一登録ボタン５２Ａと、押圧操作式の第二登録ボタン５２Ｂと、が備えられている。

〔操向ユニットについて〕
図４に示されるように、操向ユニットＵには、上述の操向ハンドル４３、操向ハンドル４３に連動連結されるステアリング操作軸５４、ステアリング操作軸５４の回動に伴って揺動するピットマンアーム５５、ピットマンアーム５５に連動連結される左右の連繋機構５６、ステアリングモータ５８、ステアリング操作軸５４にステアリングモータ５８を連動連結するギヤ機構５７等が備えられている。

ステアリング操作軸５４は、ピットマンアーム５５、左右の連繋機構５６を介して、左右の前車輪１０に、それぞれ、連動連結されている。ステアリング操作軸５４の回転量は、ステアリング操作軸５４の下端部に備えられるロータリエンコーダからなる操向角センサ６０（図５参照）により検出されるようになっている。

操向ユニットＵの手動操向を行う場合には、運転者が操向ハンドル４３を操作する操作力に、ステアリングモータ５８による操向ハンドル４３の操作に応じた補助力を付与してステアリング操作軸５４を回動操作し、前車輪１０の操向角度を変更するようになっている。一方、操向ユニットＵの自動操向を行う場合には、ステアリングモータ５８を駆動して、ステアリングモータ５８の駆動力によりステアリング操作軸５４を回動操作し、前車輪１０の操向角度を変更するようになっている。

〔受信装置を有する計測ユニットと慣性計測装置について〕
図１〜図３、図５に示されるように、走行機体Ｃには、衛星測位システムにより位置情報を取得する受信装置６３及び主に、走行機体Ｃの傾き（ピッチ角、ロール角）を検出可能な副慣性計測装置６４を有する計測ユニット６１と、慣性情報を計測する主慣性計測装置６２（「慣性計測装置」に相当）と、が備えられている。

主慣性計測装置６２、及び、副慣性計測装置６４は、それぞれ、ＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）により構成されている。

受信装置６３及び副慣性計測装置６４を有する計測ユニット６１と、主慣性計測装置６２と、は走行機体Ｃにおける異なる箇所に配置されている。また、受信装置６３及び副慣性計測装置６４を有する計測ユニット６１と、主慣性計測装置６２と、は走行機体Ｃにおける左右中心線ＣＬ上に配置されている。

上述の衛星測位システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）には、その代表的なものとしてＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が挙げられる。ＧＰＳは、地球の上空を周回する複数のＧＰＳ衛星や、ＧＰＳ衛星の追跡と管制を行う管制局や、測位を行う対象（走行機体Ｃ）が備える受信装置６３を使用して受信装置６３の位置を計測するものである。受信装置６３は、衛星測位システムにより走行機体Ｃの位置情報を取得するために用いられる。

図１〜図３に示されるように、受信装置６３を有する計測ユニット６１は、板状の支持プレート６５を介して、連結フレーム３１に取り付けられている。受信装置６３を有する計測ユニット６１は、走行機体Ｃの前部位置（特に、前車輪１０よりも前側）に配置されている。このため、走行機体Ｃが進行方位を変更した場合には、走行機体Ｃの後端位置と比較して走行機体Ｃの前部位置の方が左右方向への変位量が大きく、受信装置６３により取得される走行機体Ｃの自機位置ＮＭの変化を高感度で検知できる。

図３等に示されるように、連結フレーム３１は、受信装置６３を有する計測ユニット６１が予備苗フレーム３０の上端部よりも上方に位置する使用状態Ｓ１と、使用状態Ｓ１に対して上下反転し、受信装置６３が予備苗フレーム３０の上端部よりも下方に位置する格納状態Ｓ２と、に状態変更可能となっている。説明を加えると、連結フレーム３１は、左右方向に沿った左右軸心Ｘ周りに回動可能、且つ、連結ブラケット３２により、使用状態Ｓ１と格納状態Ｓ２の各状態で位置固定可能に、左右の予備苗フレーム３０に支持されている。

図１、図３等に示されるように、連結フレーム３１を使用状態Ｓ１にすることにより、受信装置６３が、連結フレーム３１と予備苗フレーム３０とにより、高い箇所に支持されるものとなるので、走行機体Ｃの走行に伴い、予備苗フレーム３０と連結フレーム３１の撓みにより、受信装置６３が揺れやすく、受信装置６３により取得される位置情報に基づく走行機体Ｃの自機位置ＮＭや自機方位ＮＡの検出を精度よく行うことができる。さらに、連結フレーム３１を使用状態Ｓ１にすることにより、受信装置６３が走行機体Ｃにおける最上位の箇所に位置するものとなるため、受信装置６３の電波の受信感度を高めることができ、受信装置６３に電波障害が生じにくいものとなる。

図２、図３に示されるように、計測ユニット６１の受信装置６３には、ハーネス６６を接続するコネクタ部６７が備えられている。コネクタ部６７は、計測ユニット６１の受信装置６３から左右方向外側に延びている。ハーネス６６は、連結フレーム３１、予備苗フレーム３０に沿わせて配索されている。さらに、コネクタ部６７を保護するガード部材６８が備えられている。ガード部材６８は、支持プレート６５に取り付けられている。ガード部材６８は、コネクタ部６７の前側を保護するようになっている。

図１に示されるように、主慣性計測装置６２は、走行機体Ｃ及び苗植付装置Ｗの前後方向における全長のうち前後方向中心の近傍の箇所に配置されている。説明を加えると、主慣性計測装置６２は、走行機体Ｃの進行方向の旋回中心（走行機体Ｃのヨー軸の軸心）の近傍に配置されている。

具体的には、走行機体Ｃの後部には、後車輪１１に駆動力を伝達する後車軸７２を回動自在に支持する後車軸フレーム７３（「取付部材」に相当）が備えられている。後車軸フレーム７３は、走行装置Ａの後車軸７２の近傍に位置する剛性を有する部材となっている。主慣性計測装置６２は、この後車軸フレーム７３に取り付けられている。

説明を加えると、図１、図２に示されるように、主慣性計測装置６２は、苗植付装置Ｗの近傍に位置している。また、主慣性計測装置６２は、運転座席４１の後側下方に位置している。

図５に示されるように、主慣性計測装置６２には、主に、走行機体Ｃのヨー角度（走行機体Ｃの旋回角度）の角速度を検出可能なジャイロセンサ７０と、互いに直交する３軸方向の加速度を検出可能な加速度センサ７１と、が備えられている。つまり、主慣性計測装置６２により計測される慣性情報には、ジャイロセンサ７０により検出される方位変化情報と、加速度センサ７１により検出される位置変化情報と、が含まれている。上述のように、主慣性計測装置６２を、走行機体Ｃの進行方向の旋回中心の近傍に配置していることから、ジャイロセンサ７０に生じる方位変化情報の積算誤差を小さく抑えることが可能になるとともに、加速度センサ７１による位置変化情報の検出精度が高いものとなる。

〔制御構成について〕
図５に示されるように、走行機体Ｃには、操向ユニットＵの自動操向についての制御を行う制御装置７５が備えられている。制御装置７５には、情報記憶部７６と、ティーチング記憶部７７と、旋回検出部７８と、開始判定部７９と、情報補正部８０と、走行機体Ｃを走行させる目標ラインＬＭを生成する生成部８１と、状態検出部８２と、位置情報、及び、慣性情報に基づいて、走行機体Ｃが目標ラインＬＭに沿って走行するように、操向ユニットＵを制御する制御部８３と、が備えられている。

制御装置７５には、受信装置６３と、副慣性計測装置６４と、主慣性計測装置６２におけるジャイロセンサ７０、加速度センサ７１、操向角センサ６０、自動操向スイッチ５０、登録スイッチ５２等の情報が入力されている。

情報記憶部７６は、受信装置６３から取得される位置情報を、時間毎に記憶していくように構成されている。

ティーチング記憶部７７は、登録スイッチ５２の操作に基づいて、情報記憶部７６に記憶された位置情報のうち２点の位置情報を用いて、ティーチング方向ＴＡを算出するように構成されている。

旋回検出部７８は、操向角センサ６０から入力される操向ユニットＵのステアリング操作軸５４の操向角情報に基づいて、走行機体Ｃの旋回開始、及び、走行機体Ｃの旋回終了を検出するように構成されている。

開始判定部７９は、走行機体Ｃの自動操向制御を開始するか否かの判定を行うように構成されている。

情報補正部８０は、走行機体Ｃの自動操向制御の開始毎に、主慣性計測装置６２により計測される慣性情報のうちジャイロセンサ７０により検出される情報の積算誤差を、受信装置６３により取得される位置情報、及び、副慣性計測装置６４により計測される情報と、に基づいて補正処理を行うように構成されている。

生成部８１は、ティーチング方向ＴＡと、走行機体Ｃの自動操向制御の開始時の自機位置ＮＭ、及び、自機方位ＮＡに基づいて、目標ラインＬＭを生成するように構成されている。

状態検出部８２は、走行機体Ｃの自動操向制御中に、走行機体Ｃの自機位置ＮＭと目標ラインＬＭとの距離偏差（ズレ距離）と、走行機体Ｃの自機方位ＮＡとティーチング方向ＴＡとの角度偏差（ズレ角度）と、を検出するように構成されている。

制御部８３は、状態検出部８２から入力される情報に基づいて、操向ユニットＵのステアリングモータ５８の駆動を制御するように構成されている。

〔自動操向制御について〕
一例として、上面視で四角形の水田において苗の植え付け作業を行う場合について説明する。
図６に示されるように、まず、走行機体Ｃを圃場内の畦際の或る第一位置Ｑ１に位置させ、登録スイッチ５２の第一登録ボタン５２Ａ（図５参照）を操作する。そして、苗植付装置Ｗを上昇させ、且つ、整地フロート２５を接地させた状態で、第一位置Ｑ１から側部側の畦際の直線形状に沿って、走行機体Ｃを直進走行させ、反対側の畦際近くの第二位置Ｑ２まで移動させてから、登録スイッチ５２の第二登録ボタン５２Ｂ（図５参照）を操作する。これにより、第一位置Ｑ１において受信装置６３により取得された位置情報と第二位置Ｑ２において受信装置６３により取得された位置情報とから、第一位置Ｑ１と第二位置Ｑ２とを結ぶ方向であるティーチング方向ＴＡが生成される。

次に、図６に示されるように、操向ハンドル４３の操作により、走行機体Ｃを手動で旋回させる。操向角センサ６０により、走行機体Ｃの旋回開始が検出されると、苗植付装置Ｗ、整地フロート２５、マーカ装置３３とが、圃場の田面から自動的に上昇される。走行機体Ｃの旋回が終了すると、走行機体Ｃの旋回終了位置Ｑ３が、操向角センサ６０の検出結果に基づいて検出される。

走行機体Ｃの旋回終了位置Ｑ３が検出されてから一定時間が経過するまで、且つ、自機方位ＮＡとティーチング方向ＴＡとのズレ角度が所定範囲内となるまで、自動操向スイッチ５０の操作入力を受け付けない不感帯が設定されている。つまり、走行機体Ｃの状態が不感帯にある間は、自動操向スイッチ５０が操作されても、自動操向制御は開始されない。走行機体Ｃの状態が不感帯にある間に、運転者は、センターマスコット１４の先端部を見る目線の先に、指標ラインＬＮが合致するように、操向ユニットＵを手動操向して、走行機体Ｃの位置合わせを行うことができる。

そして、走行機体Ｃの状態が不感帯を抜けると、自動操向スイッチ５０の操作入力が受け付けられ、自動操向スイッチ５０が操作されると、制御開始位置Ｑ４において受信装置６３における位置情報い基づく走行機体Ｃの自機位置ＮＭ、自機方位ＮＡが記憶される。
そして、受信装置６３が設置されている位置から、走行機体Ｃの自機方位ＮＡの方向に所定距離離れた箇所から、ティーチング方向ＴＡと平行な直線状の目標ラインＬＭが生成される。これとともに、主慣性計測装置６２により計測される情報が、受信装置６３により取得された自機位置ＮＭの位置情報、及び、受信装置６３により取得された自機位置ＮＭの位置情報と直前位置の位置情報に基づいて算出された自機方位ＮＡに基づいて補正される。

なお、図６では、図示の都合上、マーカ装置３３により形成された指標ラインＬＮと、目標ラインＬＭとを少しずらしてあるが、実際は、運転者の目線が、センターマスコット１４の先端部と指標ラインＬＮとが一致するように、手動の位置合わせが行われるので、指標ラインＬＮと略一致するように目標ラインＬＭが生成される。

そして、これとともに、主に主慣性計測装置６２に基づく、走行機体Ｃの自動操向制御が開始される。つまり、自動操向制御においては、主慣性計測装置６２が主に用いられ、受信装置６３が主慣性計測装置６２の補正用に用いられる。具体的には、制御開始位置Ｑ４における受信装置６３により取得された位置情報に基づく自機位置ＮＭと自機方位ＮＡと、主慣性計測装置６２のジャイロセンサ７０により計測される角速度を積分処理して求められる方位変化情報と、主慣性計測装置６２の加速度センサ７１により計測される加速度を積分処理して求められる位置変化情報と、に基づいて、現在の自機位置ＮＭや自機方位ＮＡを求める。そして、現在の自機位置ＮＭや自機方位ＮＡが、目標ラインＬＭ、ティーチング方向ＴＡと合致するように操向ユニットＵの自動操向が行われ、走行機体Ｃの自動操向制御が行われる。

走行機体Ｃの自動操向制御中に、自機方位ＮＡとティーチング方向ＴＡとの角度偏差（ズレ角度）がなく、自機位置ＮＭと目標ラインＬＭとの距離偏差（ズレ距離）がない場合、操向ユニットＵは操向制御されない。
また、走行機体Ｃの自動操向制御中に、自機方位ＮＡとティーチング方向ＴＡとの角度偏差（ズレ角度）があり、自機位置ＮＭと目標ラインＬＭとの距離偏差（ズレ距離）がない場合、操向ユニットＵは、自機方位ＮＡとティーチング方向ＴＡとの角度偏差（ズレ角度）をなくす方向に操向制御される。
また、走行機体Ｃの自動操向制御中に、自機方位ＮＡとティーチング方向ＴＡとの角度偏差（ズレ角度）があり、自機位置ＮＭと目標ラインＬＭとの距離偏差（ズレ距離）がある場合には、操向ユニットＵは、自機方位ＮＡとティーチング方向ＴＡとの角度偏差（ズレ角度）をなくす方向に操向制御される。
また、走行機体Ｃの自動操向制御中に、自機方位ＮＡとティーチング方向ＴＡとの角度偏差（ズレ角度）がなく、自機位置ＮＭと目標ラインＬＭとの距離偏差（ズレ距離）がある場合、操向ユニットＵは、自機位置ＮＭと目標ラインＬＭとの距離偏差（ズレ距離）をなくす方向に操向制御される。
これにより、走行機体Ｃが、目標ラインＬＭに沿って正確に走行するものとなる。

このように、走行機体Ｃの自動操向制御中には、受信装置６３により取得される位置情報が必須ではないので、仮に、走行機体Ｃの自動操向制御中に、受信装置６３に電波障害等が発生した場合であっても、主慣性計測装置６２により計測される慣性情報に基づいて走行機体Ｃの自動操向制御を継続でき、苗植付装置Ｗによる苗の植え付けを目標ラインＬＭに沿って正確に行うことができる。

そして、走行機体Ｃが畦際に接近すると、運転者が自動操向スイッチ５０を操作することにより、走行機体Ｃの自動操向制御が停止され、手動操向に切り換わる。そして、畦際で同様に旋回操作を行い、同様の操作を繰り返して、圃場への苗の植え付けを行ってゆく。これにより、運転者は、苗植付装置Ｗによる圃場への苗の植え付け中に操向ハンドル４３の手動操作を行う必要がなく、苗の植え付け作業を、より正確に、より簡単に行うことができる。

〔自機位置の設定について〕
図７に示されるように、受信装置６３は、走行機体Ｃの前部に配置されているが、データ処理の基準となる自機位置ＮＭは、受信装置６３の実際の設置位置ではなく、主慣性計測装置６２の近傍位置に設定されている。データ処理の基準となる自機位置ＮＭの設定は、受信装置６３と自機位置ＮＭとする箇所までの距離、及び、受信装置６３や主慣性計測装置６２に基づいて算出される自機方位ＮＡに基づいて求められるようになっている。目標ラインＬＭに沿って正確に走行させたいのは、苗植付装置Ｗであるので、自機位置ＮＭを、このように、苗植付装置Ｗの近傍に設定することにより、苗植付装置Ｗが目標ラインＬＭに沿って正確に走行するように、走行機体Ｃの自動操向制御が行うことができるものとなる。

〔予備苗フレーム、通常予備苗台、レール式予備苗台、の関係について〕
図３に示されるように、左右の予備苗フレーム３０には、それぞれ、支持支柱フレーム１６に固定される固定部８５と、固定部８５から上向きに延びて左右内側に向けて傾斜する傾斜部８６と、傾斜部８６から上向きに延びる縦部８７と、が備えられている。つまり、予備苗フレーム３０の縦部８７は、支持支柱フレーム１６、及び、予備苗フレーム３０の固定部８５に対して、左右内側に所定距離Ｄだけオフセットしている。

図１〜図３に示されるように、複数の通常予備苗台２８は、それぞれ、予備苗フレーム３０の縦部８７に設けられる前後方向に沿いつつ前方に向かうにつれて左右内側に傾斜した前後軸心Ｙ周りに揺動可能に予備苗フレーム３０に支持されている。通常予備苗台２８は、横姿勢Ｅ１と、縦姿勢Ｅ２と、に姿勢変更可能に構成されている。

図１〜図３に示されるように、通常予備苗台２８を、横姿勢Ｅ１にすると、通常予備苗台２８の載置面が略水平な状態となる。一方、通常予備苗台２８を、横姿勢Ｅ１から縦姿勢Ｅ２にする際には、各通常予備苗台２８を前後軸心Ｙ周りに揺動して縦向きにする。これにより、縦姿勢Ｅ２の各通常予備苗台２８が、予備苗フレーム３０の縦部８７側に寄った左右方向にコンパクトな状態となる。

図１〜図３に示されるレール式予備苗台２９には、前載置台８８と、中央載置台８９と、後載置台９０と、が備えられている。中央載置台８９は、一対の支持ブラケット９１を介して、支持支柱フレーム１６に固定されている。前載置台８８は、左右方向に沿った前横軸心Ｐ１周りに揺動可能に中央載置台８９の前端部に連結されている。後載置台９０は、左右方向に沿った後横軸心Ｐ２周りに揺動自在に中央載置台８９の後端部に連結されている。図１に示されるように、レール式予備苗台２９は、展開状態Ｆ１と、折り畳み状態Ｆ２とに状態変更可能に構成されている。レール式予備苗台２９を展開状態Ｆ１にすると、中央載置台８９を中心にして、中央載置台８９の前側に前載置台８８が展開され、中央載置台８９の後側に後載置台９０が展開される。つまり、レール式予備苗台２９を展開状態Ｆ１にすると、前載置台８８と、中央載置台８９と、後載置台９０と、が前後に順に並ぶ状態となる。

図１に示されるように、レール式予備苗台２９を展開状態Ｆ１から折り畳み状態Ｆ２にする際には、中央載置台８９の前端に位置する前横軸心Ｐ１周りに前載置台８８を揺動させて、中央載置台８９の上側に前載置台８８を折り畳んで位置させ、中央載置台８９の後端に位置する後横軸心Ｐ２周りに後載置台９０を揺動させて、中央載置台８９の上側に後載置台９０を位置させる。これにより、レール式予備苗台２９を前後方向にコンパクトな折り畳み状態Ｆ２とすることができる。

図１に示されるように、複数の通常予備苗台２８は、縦並びで配置され、レール式予備苗台２９は、最下段の通常予備苗台２８の下方に配置されている。

すなわち、図１〜図３から理解されるように、予備苗フレーム３０の縦部８７を、支持支柱フレーム１６、及び、予備苗フレーム３０の固定部８５に対して、左右内側に所定距離Ｄだけオフセットさせていることに加え、複数の通常予備苗台２８を予備苗フレーム３０の縦部８７側に寄った左右方向にコンパクトな状態となった縦姿勢Ｅ２に姿勢変更して左右内側にオフセット可能にしていることにより、レール式予備苗台２９を、予備苗フレーム３０や通常予備苗台２８に干渉することなく、展開状態Ｆ１から折り畳み状態Ｆ２に支障なく状態変更できるようになっている。また、複数の通常予備苗台２８の方を左右内側にオフセット可能にしていることにより、例えば、レール式予備苗台２９を左右外側にオフセットさせるよりも、走行機体Ｃの全体の左右幅を小さくできる。

〔別実施形態〕
以下、本発明の別実施形態について説明する。下記の各別実施形態は、矛盾が生じない限り、複数組み合わせて上記実施形態に適用してもよい。なお、本発明の範囲は、これら実施形態の内容に限定されるものではない。

（１）上記実施形態では、主に、主慣性計測装置６２により計測される慣性情報に基づいて走行機体Ｃの自動操向制御を行い、主慣性計測装置６２により計測される慣性情報を受信装置６３により取得される位置情報に基づいて補正するものが例示されているが、これに限られない。例えば、主に、受信装置６３により取得される位置情報に基づいて走行機体Ｃの自動操向制御を行い、受信装置６３により取得される位置情報を、主慣性計測装置６２により計測される慣性情報に基づいて補正するようにしてもよい。

（２）上記実施形態では、連結フレーム３１が、左右方向に沿った左右軸心Ｘ周りに回動可能、且つ、使用状態Ｓ１と格納状態Ｓ２で位置固定可能に、左右の予備苗フレーム３０に支持されているものが例示されているが、これに限られない。例えば、左右の予備苗フレーム３０に対して着脱可能となっていてもよい。この場合、使用状態Ｓ１の連結フレーム３１を、予備苗フレーム３０から取り外し、上下反転させて、予備苗フレーム３０に再び取り付けることにより、連結フレーム３１が格納状態Ｓ２になる。

（３）上記実施形態では、受信装置６３を一定の箇所に固定しているものが例示されているが、これに限られない。例えば、図８に示されるように、予備苗フレーム３０に取り付け固定され、走行機体Ｃの前後方向に沿って延びるレール部材１００上に、前後方向に沿って移動可能な状態で受信装置６３が配置されていてもよい。これにより、受信装置６３を、レール部材１００上の２点間を移動させることにより、走行機体Ｃが停止したまま、走行機体Ｃの自機方位ＮＡ、受信装置６３により取得される２点の位置情報に基づいて求めることができる。

（４）上記実施形態では、受信装置６３を一つだけ備えているものが例示されているが、これに限られない。例えば、受信装置６３が二つ以上備えられていてもよい。このようにすることで、走行機体Ｃが停止中においても、一つの受信装置６３により取得される位置情報と、他の受信装置６３により取得される位置情報と、に基づいて、走行機体Ｃの自機方位ＮＡを求めることが可能となる。

（５）上記実施形態では、コネクタ部６７が、受信装置６３の側面部から左右方向外側に延びているものが例示されているが、これに限られない。例えば、コネクタ部６７が、受信装置６３の上面部から上方に延びていたり、受信装置６３の下面部から下方に延びていたり、受信装置６３の前面部から前方に延びていたり、受信装置６３の後面部から後方に延びていたりしてもよい。この場合、コネクタ部６７を保護するガード部材６８も、コネクタ部６７の箇所に設けてあると好ましい。

（６）上記実施形態では、ガード部材６８が支持プレート６５に取り付けられているものが例示されているが、これに限られない。例えば、ガード部材６８が受信装置６３自体に取り付けられていてもよい。

（７）上記実施形態では、作業装置として、苗植付装置Ｗが備えられているものが例示されているが、これに限られない。例えば、作業装置として、苗植付装置Ｗに加えて、施肥装置や薬剤散布装置等が備えられていてもよい。

本発明は、作業装置として苗植付装置を備える上記乗用型の田植機以外にも、例えば、作業装置として播種装置を備える植播系水田作業車である乗用型の直播機、作業装置としてプラウ等を備えるトラクタ、若しくは、作業装置として刈取部等を備えるコンバイン等の農作業車、または、作業装置としてバケット等を備える建設作業車等の種々の作業車に利用できる。

２８ ：通常予備苗台（予備苗台）
２９ ：レール式予備苗台（予備苗台）
３０ ：予備苗フレーム
３１ ：連結フレーム
６２ ：主慣性計測装置（慣性計測装置）
６３ ：受信装置
６６ ：ハーネス
６７ ：コネクタ部
６８ ：ガード部材
７２ ：後車軸
７３ ：後車軸フレーム（取付部材）
８１ ：生成部
８３ ：制御部
Ａ ：走行装置
Ｃ ：走行機体
Ｕ ：操向ユニット
Ｗ ：苗植付装置（作業装置）
Ｓ１ ：使用状態
Ｓ２ ：格納状態
ＬＭ ：目標ライン
Ｘ ：左右軸心

Claims (4)

1. 走行装置を有する走行機体と、
   前記走行装置を操向可能な操向ユニットと、
   衛星測位システムにより位置情報を取得する受信装置と、
   前記走行機体の傾きを検出する副慣性計測装置と、
   前記位置情報に基づいて、前記操向ユニットを制御する制御部と、が備えられ、
   前記受信装置と前記副慣性計測装置と、が前記走行機体における同じ箇所に配置されている作業車。
2. 前記受信装置と前記副慣性計測装置とが、ユニット化されている請求項１に記載の作業車。
3. 慣性情報を計測する主慣性計測装置を備え、
   前記制御部が、前記位置情報、及び、前記慣性情報に基づいて、前記走行機体が目標ラインに沿って走行するように、前記操向ユニットを制御し、
   前記受信装置と、前記主慣性計測装置と、が前記走行機体における異なる箇所に配置されている請求項１又は２に記載の作業車。
4. 前記受信装置を支持可能な支持部材が設けられ、
   前記支持部材が、使用状態と、前記使用状態よりも低い箇所に前記受信装置を位置させた格納状態と、に状態変更可能に前記受信装置を支持する請求項１〜３のいずれか一項に記載の作業車。

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