JP2023024520A - 作業車 - Google Patents
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Abstract
【課題】不適切な状況下で自動操向制御が実行されることを回避できる作業車を提供する。【解決手段】走行機体を走行させる走行装置と、対地作業を行うことが可能な作業装置と、測位情報に基づいて目標ラインに沿って走行機体を走行させるように走行装置を自動操向する自動操向オン状態と、走行装置を自動操向しない自動操向オフ状態と、を切り換え可能な自動操向制御部78と、自動操向制御部78を自動操向オフ状態から自動操向オン状態へ手動操作に基づいて切り換え可能な切換操作具50と、作業装置による対地作業に不適な条件の存否を判定する判定部79と、判定部79により条件が存在しないと判定されている場合に切換操作具50に対する手動操作が行われることにより、自動操向制御部78自動操向オン状態となり自動操向制御が開始される。【選択図】図4
Description
本発明は、自動操向制御を行うこと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、走行機体を走行させる走行装置(同文献では「前輪」「後輪」)と、対地作業を行うことが可能な作業装置(同文献では「苗植付装置」)と、が備えられている。さらに、この作業車には、測位情報に基づいて目標ライン(同文献では「目標走行経路」)に沿って走行機体を走行させるように走行装置を自動操向する自動操向オン状態と、走行装置を自動操向しない自動操向オフ状態と、を切り換え可能な自動操向制御部(同文献では「制御ユニット」)が備えられている。さらに、この作業車には、自動操向制御部を自動操向オフ状態から自動操向オン状態へ手動操作に基づいて切り換え可能な切換操作具(同文献では「切替スイッチ」)と、が備えられている。
しかし、上記従来の技術では、作業装置による対地作業に不適な条件が存在している場合であっても、切換操作具が手動操作されると、自動操向オフ状態から自動操向オン状態となって自動操向制御が実行されるようになっている。このため、例えば、切換操作具の誤操作により、不適切な状況下で自動操向制御が実行されるおそれがあった。
上記実情に鑑み、本発明の目的は、不適切な状況下で自動操向制御が実行されることを回避できる作業車を提供することにある。
本発明の作業車は、走行機体を走行させる走行装置と、対地作業を行うことが可能な作業装置と、測位情報に基づいて目標ラインに沿って前記走行機体を走行させるように前記走行装置を自動操向する自動操向オン状態と、前記走行装置を自動操向しない自動操向オフ状態と、を切り換え可能な自動操向制御部と、前記自動操向制御部を前記自動操向オフ状態から前記自動操向オン状態へ手動操作に基づいて切り換え可能な切換操作具と、前記作業装置による対地作業に不適な条件の存否を判定する判定部と、前記判定部により前記条件が存在しないと判定されている場合に前記切換操作具に対する手動操作が行われることにより、前記自動操向制御部が前記自動操向オン状態となり自動操向制御が開始される。
また、本発明の作業車は、走行機体を走行させる走行装置と、対地作業を行うことが可能な作業装置と、測位情報に基づいて目標ラインに沿って前記走行装置を走行させるように前記走行装置を自動操向する自動操向オン状態と、前記走行装置を自動操向しない自動操向オフ状態と、を切り換え可能な自動操向制御部と、前記自動操向制御部を前記自動操向オフ状態から前記自動操向オン状態へ手動操作に基づいて切り換え可能な切換操作具と、前記作業装置による対地作業に不適な条件の存否を判定する判定部と、前記判定部により前記条件が存在すると判定されている場合に、前記切換操作具の操作による前記自動操向オフ状態から前記自動操向オン状態への切り換えを禁止する切換禁止部と、が備えられているものである。
また、本発明の作業車は、走行機体を走行させる走行装置と、対地作業を行うことが可能な作業装置と、測位情報に基づいて目標ラインに沿って前記走行装置を走行させるように前記走行装置を自動操向する自動操向オン状態と、前記走行装置を自動操向しない自動操向オフ状態と、を切り換え可能な自動操向制御部と、前記自動操向制御部を前記自動操向オフ状態から前記自動操向オン状態へ手動操作に基づいて切り換え可能な切換操作具と、前記作業装置による対地作業に不適な条件の存否を判定する判定部と、前記判定部により前記条件が存在すると判定されている場合に、前記切換操作具の操作による前記自動操向オフ状態から前記自動操向オン状態への切り換えを禁止する切換禁止部と、が備えられているものである。
本発明によると、作業装置による対地作業に不適な条件が存在している場合には、切換操作具を手動操作しても、自動操向オフ状態から自動操向オン状態に切り換わらない。このため、自動操向制御を行うのに適切な状況下でのみ、切換操作具の手動操作により自動操向オン状態にすることが可能となる。
したがって、本発明であれば、不適切な状況下で自動操向制御が実行されることを回避できる。
したがって、本発明であれば、不適切な状況下で自動操向制御が実行されることを回避できる。
上記構成において、
前記条件として、前記作業装置が上昇非作業状態であることが含まれていると好適である。
前記条件として、前記作業装置が上昇非作業状態であることが含まれていると好適である。
本構成によれば、作業装置が上昇非作業状態である場合には作業装置による対地作業を行わないため、切換操作具を手動操作しても、自動操向オン状態に切り換わらないようになっている。これにより、不適切なタイミングで自動操向制御が行われることを回避できる。
上記構成において、
前記条件として、前記走行機体の旋回完了後に所定の走行距離を走行していないことが含まれていると好適である。
前記条件として、前記走行機体の旋回完了後に所定の走行距離を走行していないことが含まれていると好適である。
本構成によれば、走行機体の旋回完了の直後は、走行機体がふら付いて自機方位が安定しない場合が多いので、切換操作具を手動操作しても、自動操向オン状態に切り換わらないようになっている。これにより、自動操向制御の開始時に、不安定な操向制御が行われることを回避できる。
上記構成において、
前記条件として、前記目標ラインに沿った目標方位と前記走行機体の進行方向である自機方位とのズレ量が所定量以上であることが含まれていると好適である。
前記条件として、前記目標ラインに沿った目標方位と前記走行機体の進行方向である自機方位とのズレ量が所定量以上であることが含まれていると好適である。
本構成によれば、目標方位に対する走行機体の自機方位とのズレ量が大きい場合には、自動操向制御における操向モータの制御量が大きくなるので、切換操作具を手動操作しても、自動操向オン状態に切り換わらないようになっている。これにより、自動操向制御の開始時に、急激な進路変更が行われることを回避できる。
上記構成において、
前記条件として、前記走行機体の車速を所定値以上としうる変速状態となっていることが含まれていると好適である。
前記条件として、前記走行機体の車速を所定値以上としうる変速状態となっていることが含まれていると好適である。
本構成によれば、例えば、圃場内を移動走行する場合には、走行機体の車速を所定値以上としうる変速状態にすることが多い。そのような場合に、切換操作具が手動操作されても、自動操向オン状態に切り換わらないようになっている。これにより、移動走行中に誤って自動走行制御が行われることを回避できる。
上記構成において、
前記作業装置が下降作業状態から上昇非作業状態になると、前記自動操向制御部を前記自動操向オフ状態にする強制切換部が備えられていると好適である。
前記作業装置が下降作業状態から上昇非作業状態になると、前記自動操向制御部を前記自動操向オフ状態にする強制切換部が備えられていると好適である。
本構成によれば、作業装置が対地作業を行うことが可能な下降作業状態から対地作業を行わない上昇非作業状態になると、自動操向オン状態になっていても強制的に自動操向オフ状態になる。これにより、例えば、特別な人為操作を行わなくても自動操向オフ状態とすることが可能となり、畦際等における旋回へスムーズに移行できるものとなる。
上記構成において、
前記判定部により前記条件が存在すると判定されている場合に、オペレータに自動操向不可の旨を報知する報知制御部が備えられていると好適である。
前記判定部により前記条件が存在すると判定されている場合に、オペレータに自動操向不可の旨を報知する報知制御部が備えられていると好適である。
本構成によれば、切換操作具を手動操作しても自動操向オン状態に切り換えられない場合に、オペレータにその旨が報知されるので、オペレータは、自動操向を開始しうるように迅速に調整を行うことができる。
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2に示すように、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、走行機体Cを走行させる走行装置Aと、圃場に対する対地作業を行うことが可能な作業装置と、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、図2に示すように、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、走行機体Cを走行させる走行装置Aと、圃場に対する対地作業を行うことが可能な作業装置と、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に示すように、走行装置Aとしては、左右一対の前輪10と左右一対の後輪11とが備えられている。走行機体Cには、走行装置Aにおける左右の前輪10を操向可能なステアリング機構Uが備えられている。
図1、図2に示すように、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、棒状のセンターマスコット14が備えられている。図1に示すように、走行機体Cには、前後方向に沿って延びる枠状に組まれた機体フレーム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。
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。
図1に示すように、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に示すように、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。
図1、図2に示すように、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の予備苗台28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、各予備苗台28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。
図1に示すように、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5参照)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、図2に示すように、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ステアリングハンドル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、走行速度を変更可能な副変速レバー44A、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、ステアリングハンドル43、主変速レバー44、副変速レバー44A、操作レバー45等が操作自在に備えられている。
図1、図2に示す操作レバー45は、ステアリングハンドル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、操作レバー45を下降位置に再度操作すると、植付クラッチ(図示なし)が伝動状態に操作される。
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。
図1、図2に示す運転部40の操縦塔42には、人為操作可能な切換操作具50(図4参照)が備えられている。切換操作具50は、ステアリング機構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となっている。切換操作具50は、例えば、押圧操作式のボタンスイッチで構成され、主変速レバー44の握り部に配置されている。また、運転部40には、ステアリング機構Uの自動操向制御に用いる基準となるティーチング方向T(図5参照)を登録するために、押圧操作式の始点登録スイッチ52A及び押圧操作式の終点登録スイッチ52B(図4参照)が備えられている。
〔ステアリング機構について〕
図3に示すように、ステアリング機構Uには、ステアリングハンドル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、ギヤ機構57等が備えられている。ステアリングハンドル43は、ステアリング操作軸54に連動連結され、手動操作に基づいてステアリング機構Uを操作可能となっている。電動モータである操向モータ58は、ギヤ機構57を介して、ステアリング操作軸54に連動連結され、制御信号に基づいてステアリング機構Uを操作可能となっている。
図3に示すように、ステアリング機構Uには、ステアリングハンドル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、ギヤ機構57等が備えられている。ステアリングハンドル43は、ステアリング操作軸54に連動連結され、手動操作に基づいてステアリング機構Uを操作可能となっている。電動モータである操向モータ58は、ギヤ機構57を介して、ステアリング操作軸54に連動連結され、制御信号に基づいてステアリング機構Uを操作可能となっている。
図3に示すように、エンジン13の動力は、伝動ベルト36を介して静油圧式の無段変速装置37、及び、ミッションケース38に伝達され、ミッションケース38の内部の副変速装置から、前輪10のデフ機構(図示せず)及び前車軸ケース39の内部の伝動軸(図示せず)を介して、左右の前輪10に伝達される。ミッションケース38の動力は、苗植付装置Wにも伝達される。
図1、図2、図4に示す上述の主変速レバー44は、中立位置を挟んで前進位置と後進位置とに揺動操作自在になっている。主変速レバー44の操作位置に応じて、無段変速装置37の変速状態が無段階に変化するようになっている。主変速レバー44を中立位置に操作すると、無段変速装置37が動力を出力しない状態となる。主変速レバー44を前進位置側に操作すると、操作量に応じて無段変速装置37が前進動力を出力する状態となる。主変速レバー44を後進位置側に操作すると、操作量に応じて無段変速装置37が後進動力を出力する状態となる。
また、図1、図2、図4に示す上述の副変速レバー44Aは、作業位置と移動位置とに切り換え操作自在になっている。副変速レバー44Aを作業位置にすると、ミッションケース38から低速動力を出力する状態となる。副変速レバー44Aを移動位置にすると、ミッションケース38が高速動力を出力する状態となる。副変速レバー44Aを移動位置にし、かつ、主変速レバー44を所定位置よりも前側の前進位置にすると、走行機体Cの車速を所定値以上としうる変速状態(高速移動状態)となる。
図3に示すように、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切れ角センサ60(図4参照)により検出されるようになっている。言い換えると、切れ角センサ60は、ステアリングハンドル43の切れ角を検出可能となっている。
図3、図4に示すように、操向モータ58は、制御装置75からの制御信号に基づいてステアリング機構Uを操作可能となっている。また、操向モータ58は、制御信号に基づく出力結果としてのモータ回転角を検出するレゾルバ58Aを有している。
図3に示すように、ステアリング機構Uの手動操向を行う場合には、運転者がステアリングハンドル43を操作する操作力に、操向モータ58によるステアリングハンドル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、前輪10の切れ角を変更するようになっている。一方、ステアリング機構Uの自動操向を行う場合には、操向モータ58を駆動して、操向モータ58の駆動力によりステアリング操作軸54を回動操作し、前輪10の切れ角を変更するようになっている。
〔受信装置を有するアンテナユニットと慣性計測装置について〕
図1、図2、図4に示すように、走行機体Cには、衛星測位システムを用いて走行機体Cに関する位置情報を取得可能な受信装置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を有するアンテナユニット61と、慣性情報を計測する主慣性計測装置62と、が備えられている。
図1、図2、図4に示すように、走行機体Cには、衛星測位システムを用いて走行機体Cに関する位置情報を取得可能な受信装置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を有するアンテナユニット61と、慣性情報を計測する主慣性計測装置62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。
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衛星から受信装置63で位置情報を受信し、受信装置63を搭載した走行機体Cの自機位置等を算出するために用いられる。
図1、図2に示すように、受信装置63を有するアンテナユニット61は、連結フレーム31に取り付けられている。受信装置63は、衛星測位システムを用いて走行機体Cに関する位置情報を取得可能で、位置情報の取得の可否等を自己検出可能な自己検出部を有している。また、受信装置63は、位置情報に紐付けて時間情報を取得可能に構成されている。
本実施形態では、図4に示すように、受信装置63において複数のGPS衛星から直接受信したデータを、受信装置63において基準局を介して複数のGPS衛星から受信したデータで補正する、いわゆるデファレンシャルGPS測位方式が採用されている。
図4に示す副慣性計測装置64は、走行機体Cの前後方向の傾き(ピッチ角)、走行機体Cの左右方向の傾き(ローリング角)を検出する。副慣性計測装置64で検出されたピッチ角及びローリング角に基づいて、受信装置63の位置情報を補正するようになっている。
図4に示すように、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スコープ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計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、ジャイロスコープ70により検出される方位変化情報と、加速度計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、ジャイロスコープ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、加速度計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4に示すように、走行機体Cには、ステアリング機構Uの自動操向や報知等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、位置方位算出部76と、ライン設定部77と、自動操向制御部78と、判定部79と、切換禁止部80と、強制切換部81と、報知制御部82と、が備えられている。
図4に示すように、走行機体Cには、ステアリング機構Uの自動操向や報知等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、位置方位算出部76と、ライン設定部77と、自動操向制御部78と、判定部79と、切換禁止部80と、強制切換部81と、報知制御部82と、が備えられている。
位置方位算出部76は、アンテナユニット61及び主慣性計測装置62から取得する情報に基づいて、図5に示すように、走行機体Cの自機位置NM及び自機方位NAを算出するように構成されている。
ライン設定部77は、始点登録スイッチ52Aの操作時にアンテナユニット61で取得されている始点の位置情報、及び、終点登録スイッチ52Bの操作時にアンテナユニット61で取得されている終点の位置情報に基づいて、始点と終点を通るティーチング方向T(図5参照)を設定するようになっている。
また、ライン設定部77は、切換操作具50の操作に基づいて、走行機体Cを自動操向制御するためのティーチング方向Tと平行な直線状の目標ラインLMを設定するように構成されている(図5参照)。
自動操向制御部78は、測位情報に基づいて目標ラインLM(図5参照)に沿って走行装置Aを走行させるように走行装置Aを自動操向する自動操向オン状態と、走行装置Aを自動操向しない自動操向オフ状態と、を切り換え可能となっている。自動操向制御部78は、切換操作具50の操作に基づいて、自動操向オン状態と自動操向オフ状態を切り換え可能になっている。具体的には、自動操向制御部78は、切換操作具50の手動操作に基づいて、自動操向オフ状態から自動操向オン状態への切り換えと、自動操向オン状態から自動操向オフ状態への切り換えを両方行うことができる。自動操向オフ状態では、操向モータ58による自動操向は行わない。自動操向オン状態になると、操向モータ58に制御信号を出力して、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モータ58を制御し、ステアリング機構Uの自動操向を行う。
判定部79は、苗植付装置Wによる対地作業に不適な条件の存否を判定するようになっている。対地作業に不適な条件としては、苗植付装置Wが上昇非作業状態であること、走行機体Cの旋回完了後に所定の走行距離を走行していないこと、目標ラインLMに沿った目標方位と走行機体Cの進行方向である自機方位NAとのズレ量が所定量以上であること、走行機体Cの車速を所定値以上としうる変速状態となっていること等が含まれている。
切換禁止部80は、判定部79により対地作業に不適な条件が存在すると判定されている場合に、自動操向制御部78に禁止信号を出力して、切換操作具50の操作による自動操向オフ状態から自動操向オン状態への切り換えを禁止するようになっている。
強制切換部81は、作業装置である苗植付装置Wが下降作業状態から上昇非作業状態になると、自動操向制御部78に強制切換信号を出力して、自動操向制御部78を自動操向オフ状態にするようになっている。また、強制切換部81は、切れ角センサ60の検出結果により、ステアリングハンドル43の切れ角が所定角度以上になって旋回が開始されると、自動操向制御部78に強制切換信号を出力して、自動操向制御部78を自動操向オフ状態にするようになっている。
報知制御部82は、判定部79により対地作業に不適な条件が存在すると判定されている場合に、オペレータに自動操向不可の旨を報知するようになっている。報知制御部82は、運転部40に備えられる報知装置84によりオペレータに対する報知を行う。報知装置84としては、例えば、光で情報を報知可能なランプ84A、セグメントディスプレイによるエラーコード表示が可能な表示パネル84B、音で情報を報知可能なブザー84C等が備えられている。
〔自動操向制御について〕
一例として、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5に示すように、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、始点登録スイッチ52A(図4参照)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、終点登録スイッチ52B(図4参照)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、始点となる第一位置Q1と終点となる第二位置Q2とを結ぶ方向であるティーチング方向Tが設定される。
一例として、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5に示すように、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、始点登録スイッチ52A(図4参照)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、終点登録スイッチ52B(図4参照)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、始点となる第一位置Q1と終点となる第二位置Q2とを結ぶ方向であるティーチング方向Tが設定される。
次に、ステアリングハンドル43の操作により、走行機体Cを手動で旋回させる。切れ角センサ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し、非作業状態となる。走行機体Cの旋回が終了すると、走行機体Cの旋回完了位置Q3が、切れ角センサ60の検出結果に基づいて検出される。
なお、図5に示すように、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の自動操向制御を行うことができるものとなる。
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の自動操向制御を行うことができるものとなる。
切換操作具50が操作されると、受信装置63における位置情報に基づく走行機体Cの自機位置NM、自機方位NAが記憶される。そして、目標ラインLMを、切換操作具50により自動操向オフ状態から自動操向オン状態に切り換えられた際の受信装置63の位置に基づいて目標ラインLMが設定される。
なお、図5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、目標ラインLMは、指標ラインLNと略一致するように設定される。
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の慣性情報が主に用いられ、受信装置63の位置情報が主慣性計測装置62の慣性情報の補正用に用いられる。具体的には、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のジャイロスコープ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の加速度計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が逐次算出される。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Tと合致するようにステアリング機構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T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、ステアリング機構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T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、ステアリング機構Uは、自機方位NAとティーチング方向T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T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、ステアリング機構Uは、自機方位NAとティーチング方向T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T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、ステアリング機構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。
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T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、ステアリング機構Uは、自機方位NAとティーチング方向T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T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、ステアリング機構Uは、自機方位NAとティーチング方向T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T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、ステアリング機構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、苗植付装置Wによる苗の植付作業を行いながら走行機体Cを自動操向制御で直進走行させ(作業走行)、走行機体Cが畦際に接近すると、運転者が切換操作具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、畦際において同様に非作業状態で旋回操作を行い、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。
〔自動操向のオンオフの切り換えについて〕
図6に示すように、自動操向オフ状態の場合に、切換操作具50が操作されると(♯1:はい)、対地作業に不適な条件の有無が判定される(♯2)。対地作業に不適な条件としては、苗植付装置Wが上昇非作業状態であること、走行機体Cの旋回完了後に所定の走行距離を走行していないこと、目標ラインLMに沿った目標方位と走行機体Cの進行方向である自機方位NAとのズレ量が所定量以上であること、走行機体Cの車速を所定値以上としうる変速状態となっていること等が含まれている。対地作業に不適な条件が存在しない場合(♯2;いいえ)、自動操向オン状態に切り換えられる(♯4)。一方、対地作業に不適な条件が存在する場合(♯2;はい)、自動操向オフ状態が維持されると共に、オペレータに自動操向不可の旨が報知される(♯3)。その後、対地作業に不適な条件が存在しなくなってから、切換操作具50が操作されると(♯2;はい)、自動操向オフ状態から自動操向オン状態に切り換わる(♯4)。
図6に示すように、自動操向オフ状態の場合に、切換操作具50が操作されると(♯1:はい)、対地作業に不適な条件の有無が判定される(♯2)。対地作業に不適な条件としては、苗植付装置Wが上昇非作業状態であること、走行機体Cの旋回完了後に所定の走行距離を走行していないこと、目標ラインLMに沿った目標方位と走行機体Cの進行方向である自機方位NAとのズレ量が所定量以上であること、走行機体Cの車速を所定値以上としうる変速状態となっていること等が含まれている。対地作業に不適な条件が存在しない場合(♯2;いいえ)、自動操向オン状態に切り換えられる(♯4)。一方、対地作業に不適な条件が存在する場合(♯2;はい)、自動操向オフ状態が維持されると共に、オペレータに自動操向不可の旨が報知される(♯3)。その後、対地作業に不適な条件が存在しなくなってから、切換操作具50が操作されると(♯2;はい)、自動操向オフ状態から自動操向オン状態に切り換わる(♯4)。
そして、自動操向オン状態において、苗植付装置Wが上昇非作業状態に切り換わると(♯5;はい)、強制的に、自動操向オフ状態に切り換えられる(♯6)。また、自動操向オン状態において、切換操作具50が操作されると(♯7;はい)、自動操向オフ状態に切り換えられる(♯6)。また、自動操向オン状態において、切換操作具50が操作されなくとも、ステアリングハンドル43の切れ角が所定角度以上になって旋回が開始されると、強制的に、自動操向オフ状態に切り換えられる。
このように、適切な状況下でのみ自動操向制御を行うことができるようにしてあるので、オペレータの誤操作に基づいて不適な状況下で、オペレータの意図しない自動操向制御が開始されることを回避できる。
〔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。
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、自動操向オフ状態で切換操作具50が操作された際に対地作業に不適な条件が存在すると、オペレータに自動操向不可の旨の報知を行うものを例示しているが、これに限られない。例えば、自動操向オフ状態で対地作業に不適な条件が存在していると、切換操作具50の操作に関わらず、オペレータに自動操向不可の旨の報知を行い続けるものであってもよい。また、一方で、例えば、オペレータに自動操向不可の旨の報知を行わないものであってもよい。
(2)上記実施形態では、対地作業に不適な条件として、苗植付装置Wが上昇非作業状態であることが含まれているものを例示しているが、これに限られない。例えば、対地作業に不適な条件に、苗植付装置Wが上昇非作業状態であることが含まれていなくてもよい。
(3)上記実施形態では、対地作業に不適な条件として、走行機体Cの旋回完了後に所定の走行距離を走行していないことが含まれているものを例示しているが、これに限られない。例えば、対地作業に不適な条件として、走行機体Cの旋回完了後に所定の走行距離を走行していないことが含まれていなくてもよい。
(4)上記実施形態では、対地作業に不適な条件として、走行機体Cの車速を所定値以上としうる変速状態となっていることが含まれているものを例示しているが、これに限られない。例えば、対地作業に不適な条件として、走行機体Cの車速を所定値以上としうる変速状態となっていることが含まれていなくてもよい。
(5)上記実施形態では、切換操作具50の操作に基づいて、自動操向オン状態から自動操向オフ状態への切り換えを行うことができるものを例示しているが、これに限られない。例えば、切換操作具50の操作に基づいて、自動操向オン状態から自動操向オフ状態への切り換えを行わないものであってもよい。その場合は、苗植付装置Wが下降作業状態から上昇非作業状態になることにより、自動操向オン状態から自動操向オフ状態への切り換えを行うことができる。また、ステアリングハンドル43の切れ角が所定角度以上になって旋回が開始されることにより、自動操向オン状態から自動操向オフ状態への切り換えを行うことができる。
(6)上記実施形態では、苗植付装置Wが下降作業状態から上昇非作業状態になると、自動操向制御部78を自動操向オフ状態にするものを例示しているが、これに限られない。
例えば、苗植付装置Wが下降作業状態から上昇非作業状態になっても、自動操向制御部78を自動操向オン状態に維持するものであってもよい。
例えば、苗植付装置Wが下降作業状態から上昇非作業状態になっても、自動操向制御部78を自動操向オン状態に維持するものであってもよい。
(7)上記実施形態では、走行機体Cの車速を所定値以上としうる変速状態として、副変速レバー44Aを移動位置にし、かつ、主変速レバー44を所定位置よりも前側の前進位置にした場合を例示しているが、これに限られない。例えば、主変速レバー44の操作位置に関わらず、副変速レバー44Aを移動位置にすれば、走行機体Cの車速を所定値以上としうる変速状態になったものとしてもよい。
(8)上記実施形態では、デファレンシャルGPS測位方式を例示しているが、これに限られない。例えば、RTK測位方式等の他の測位方式であってもよい。
(9)上記実施形態では、自動操向制御において、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ものを例示しているが、これに限られない。例えば、自動操向制御において、受信装置63の位置情報が主に用いられ、主慣性計測装置62の慣性情報が受信装置63の位置情報の補正用に用いられるものであってもよい。
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。
50 :切換操作具
78 :自動操向制御部
79 :判定部
80 :切換禁止部
81 :強制切換部
82 :報知制御部
A :走行装置
C :走行機体
W :苗植付装置(作業装置)
78 :自動操向制御部
79 :判定部
80 :切換禁止部
81 :強制切換部
82 :報知制御部
A :走行装置
C :走行機体
W :苗植付装置(作業装置)
Claims (3)
- 走行機体を走行させる走行装置と、
対地作業を行うことが可能な作業装置と、
測位情報に基づいて目標ラインに沿って前記走行機体を走行させるように前記走行装置を自動操向する自動操向オン状態と、前記走行装置を自動操向しない自動操向オフ状態と、を切り換え可能な自動操向制御部と、
前記自動操向制御部を前記自動操向オフ状態から前記自動操向オン状態へ手動操作に基づいて切り換え可能な切換操作具と、
前記作業装置による対地作業に不適な条件の存否を判定する判定部と、
前記判定部により前記条件が存在しないと判定されている場合に前記切換操作具に対する手動操作が行われることにより、前記自動操向制御部が前記自動操向オン状態となり自動操向制御が開始される作業車。 - 前記自動操向オン状態において、前記作業装置が下降作業状態から上昇非作業状態に切り換えられると、前記自動操向制御部が前記自動操向オフ状態に切り換えられる請求項1に記載の作業車。
- 前記自動操向オン状態において、ステアリングハンドルの切れ角が所定角度以上になると、前記自動操向制御部が前記自動操向オフ状態に切り換えられる請求項1又は2に記載の作業車。
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