JP2023091607A - 水田作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】ラインマーカの作動状況を目視で確認し易いものでありながら、障害物を検知して良好に自動運転が行えるようにすることが望まれていた。
【解決手段】運転座席よりも前方における機体横側位置に、後行程用の走行目標線を圃場に形成するためのラインマーカ２４が備えられ、機体周辺の所定の領域を検知範囲として障害物を検知する障害物検知装置として、前障害物検知装置と、後障害物検知装置と、横障害物検知装置６３と、が備えられ、横障害物検知装置６３が、ラインマーカ２４よりも前方に位置する状態で、機体横側方を検知範囲とするように構成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、圃場等において機体を走行させながら作業を行う水田作業機に関する。

最近では、作業労力の軽減を図るために、畦際等では手動運転による操縦を行えるものでありながら、圃場の内部では自動で走行しながら作業を行うことが可能な水田作業機が提案されている。この種の水田作業機では、自動運転を行う際に、走行に伴って機体が外部の障害物に接触することを回避するために、機体周辺の所定の領域を検知範囲として障害物を検知する障害物検知装置が備えられている。そして、手動運転による操縦の際に、次回の作業行程における走行指標を圃場面に形成するラインマーカが、運転座席よりも後方に位置する状態で備えられていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０２１－１０８６１１号公報

上記従来構成では、ラインマーカが運転座席よりも後方に位置するので、運転者がラインマーカの作動状況を目視で確認し難い不利があった。そこで、運転者が作動状況を目視で確認し易くするために、ラインマーカを運転座席の前方に位置する状態で設ける構成が提案されている。

上述した自動運転を行うことが可能な水田作業機では、機体周辺の障害物を精度よく検出するために周辺の広い範囲にわたって検知できるようにすることが好ましい。

しかし、このような自動運転を行うことが可能な水田作業機に対して、ラインマーカを運転座席の前方に位置する状態で設ける構成を適用した場合には、障害物検知装置によってラインマーカが障害物として誤検知されてしまうおそれがある。

そこで、ラインマーカの作動状況を目視で確認し易いものでありながら、障害物を検知して良好に自動運転が行えるようにすることが望まれていた。

本発明に係る水田作業機の特徴構成は、運転座席と、前記運転座席よりも前方における機体横側位置に設けられ、後行程用の走行目標線を圃場に形成するためのラインマーカと、機体周辺の所定の領域を検知範囲として障害物を検知する障害物検知装置と、が備えられ、前記障害物検知装置として、機体前方を検知範囲とする前障害物検知装置と、機体後方を検知範囲とする後障害物検知装置と、機体横側方を検知範囲とする横障害物検知装置と、が備えられ、前記横障害物検知装置が、前記ラインマーカよりも前方に位置する状態で、機体横側方を検知範囲とするように構成されている点にある。

本発明によれば、ラインマーカが、運転座席よりも前方における機体横側位置に設けられるので、運転者がラインマーカの作動状況を目視で確認し易い。又、前障害物検知装置、後障害物検知装置、及び、横障害物検知装置の夫々によって、機体周辺の障害物を検出することができる。

横障害物検知装置は、ラインマーカよりも前方に位置する状態で、機体横側方を検知範囲とするように構成されるので、横障害物検知装置がラインマーカを障害物として検知することを回避できる。

従って、ラインマーカの作動状況を目視で確認し易いものでありながら、機体周辺の障害物を誤検知の生じない状態で良好に検出することが可能となった。

本発明においては、前記横障害物検知装置が、縦軸芯周りで揺動することにより前記検知範囲を機体横側方のうち前側寄り箇所から後寄り箇所に亘り前後に変更調整可能に構成されていると好適である。

本構成によれば、例えば、ラインマーカの姿勢切り換えに伴って位置が変化しても、横障害物検知装置の検知範囲を機体横側方のうち前側寄り箇所から後寄り箇所に亘って変更することで誤検知のおそれがより一層少なくなる。

本発明においては、前記横障害物検知装置が、水平軸芯周りで揺動することにより前記検知範囲を機体横側方のうち上側寄り箇所から下寄り箇所に亘り上下に変更調整可能に構成されていると好適である。

本構成によれば、横障害物検知装置の検知範囲を機体横側方のうち上側寄り箇所から下寄り箇所に亘って変更することで、ラインマーカに対する誤検知のおそれを少なくしながら障害物の検知を良好に行うのに適した上下向きに調整することができる。

本発明においては、前記ラインマーカが、上下方向に沿う縦軸心周りで左右揺動可能に機体に対して支持されたサポート部と、前記サポート部の先端部に設けられた水平方向に沿う横軸心周りで起伏揺動可能に支持された延出杆部と、を備え、前記サポート部が、前記縦軸心から機体横外方へ向けて延出される横向き作業姿勢と、前記縦軸心から機体前方向きに延出される前向き格納姿勢と、前記縦軸心から機体後方向きに延出される後向き格納姿勢と、に姿勢切換可能に構成されていると好適である。

本構成によれば、サポート部が、縦軸心から走行機体の横外方へ向けて延出される横向き作業姿勢の他に、前向き格納姿勢と、後向き格納姿勢と、に姿勢切換可能に構成されている。その結果、横向き作業姿勢での所期の走行目標線の形成作業を適切に行うことができ、しかも、前向き格納姿勢及び後向き格納姿勢にすることでラインマーカ全体をコンパクトに格納し得るものとなり、他物との接触を避けた状態での機体旋回を行い易い。

サポート部を後向き格納姿勢にすると、運転者が運転部ステップから運転座席に乗り込む際に、ラインマーカが邪魔になるので、自動運転を行う場合に、運転者が乗り込むことを牽制することが可能となる。

本発明においては、前記後障害物検知装置が、左右中央位置に対して左右両側に複数個ずつ振り分け配置された状態で備えられていると好適である。

水田作業機においては、機体後部に圃場に薬剤を散布するための散布用の作業装置が左右中央位置に配置される場合がある。本構成によれば、このような作業装置が設けられる場合であっても、機体後方の左右に広い領域において漏れの無い状態で良好に障害物を検知することができる。

本発明においては、機体後部に苗植付装置が備えられ、前記苗植付装置に、植付苗を載置する苗載せ台と、上下移動しながら前記苗載せ台の下端から植付苗を取り出す複数の苗植付機構と、複数の前記苗植付機構を支持する複数の植付伝動ケースと、が備えられ、複数の前記後障害物検知装置は、支持フレームを介して複数の前記植付伝動ケースに各別に支持されていると好適である。

苗植付機構及び植付伝動ケースは苗の植付条毎に複数備えられている。本構成によれば、苗植付機構を支持するために剛性が高い植付伝動ケースを有効に利用して複数の後障害物検知装置を安定的に支持することができる。

本発明においては、前記苗植付装置の左右中央位置における前記苗植付機構よりも高い位置に薬剤散布装置が備えられ、前記後障害物検知装置の検知範囲の上端が前記薬剤散布装置の下端よりも低い位置に設定されていると好適である。

本構成によれば、後障害物検知装置が薬剤散布装置を障害物として誤検知することがなく、圃場に対して良好に薬剤を散布供給することができる。

本発明においては、前記後障害物検知装置の下方に泥除けカバーが備えられていると好適である。

本構成によれば、苗植付機構による植付作業に伴って泥土が上方に跳ね上げられることがあっても、泥除けカバーによって後障害物検知装置に泥土が飛散することを防止できる。

水田作業機の全体を示す側面図である。 水田作業機の全体を示す平面図である。 走行機体の正面図である。 ラインマーカの姿勢切り換え状態を示す正面図である。 ラインマーカの支持構成を示す平面図である。 ラインマーカの支持構成を示す正面図である。 横ソナーの支持構成を示す分解斜視図である。 横ソナーの支持構成を示す横断平面図である。 横ソナーの支持構成を示す縦断側面図である。 後ソナーの支持構成を示す側面図である。 後ソナーの支持構成を示す背面図である。 障害物検知装置の配置状態を示す平面図である。 制御ブロック図である。 ソナーチェック処理のフローチャートである。 自動走行制御のフローチャートである。

本発明の実施形態を、水田作業機の一例としての乗用型の田植機に適用した場合について図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、矢印「Ｆ」の方向を「機体前側」（図１及び図２参照）、矢印「Ｂ」の方向を「機体後側」（図１及び図２参照）、矢印「Ｌ」の方向を「機体左側」（図２参照）、矢印「Ｒ」の方向を「機体右側」（図２参照）とする。
〔全体構造〕
図１～図３に示すように、田植機は、乗用型で四輪駆動形式の走行機体１を備える。走行機体１は、後部に昇降揺動可能に連結された平行四連リンク形式のリンク機構３、リンク機構３の後端部にローリング可能に連結される苗植付装置４、走行機体１の後端部領域から苗植付装置４にわたって架設されている施肥装置５、および、苗植付装置４の後端部領域に設けられる薬剤散布装置６等を備える。苗植付装置４、施肥装置５および薬剤散布装置６は、作業装置５８の一例である。

走行機体１は、走行のための機構として左右一対の操向操作自在な前車輪１Ｆ，１Ｆと、左右一対の駆動輪としての後車輪１Ｂ，１Ｂとを備え、動力源としてのエンジン７、および主変速装置である油圧式の無段変速装置８を備える。無段変速装置８は、例えばＨＳＴ（Ｈｙｄｒｏ－Ｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）であり、モータ斜板およびポンプ斜板の角度を調節することにより、エンジン７から出力される駆動力（回転数）を変速する。エンジン７および無段変速装置８は、走行機体１の前部に搭載される。エンジン７からの動力は、無段変速装置８等を介して前車輪１Ｆ、後車輪１Ｂ、作業装置等に供給される。

図１，２に示すように、苗植付装置４は、１０条植え型式であり、リンク機構３の後部に連結されている。リンク機構３の後部には、苗植付装置４の植付フレーム９の前端部が連結されている。植付フレーム９に機体横方向に一列に並べて取り付けられた１０個の苗植付機構１０と、植付フレーム９の前部の上方に設けられた苗載せ台１１と、植付フレーム９の下部に走行機体横方向に並べて取り付けられた５つの接地フロート１２と、が備えられている。

植付フレーム９には、走行機体横方向に所定間隔を隔て、前後方向に沿う姿勢で並ぶ５つの植付伝動ケース１３が連結されている。１０個の苗植付機構１０は、各植付伝動ケース１３の後端部の両横側に１つずつ支持される状態で植付フレーム９に取り付けられている。

苗載せ台１１は、マット状苗の左右幅に対応する一定ストロークで左右方向に往復移動する。１０個の苗植付機構１０は、ロータリ式であり、苗載せ台１１に載置された各マット状苗の下端から一株分の苗（植付苗とも称す）を切り取って、整地後の泥土部に植え付ける。

図１～図３に示すように、走行機体１は、その後部側領域に運転部１４を備える。運転部１４は、前輪操舵用のステアリングホイール１５、無段変速装置８の変速操作を行うことで車速を調節する主変速レバー１６等の各種操作具類、各種の情報を表示（報知）してオペレータに報知（出力）すると共に、各種の情報の入力を受け付けるタッチパネルを有する情報端末１９、および、オペレータ（運転者・オペレータ）用の運転座席２０等を備える。さらに、運転部１４の前方に、予備苗を収容する予備苗収納装置２１が予備苗支持フレーム２２に支持される状態で備えられている。

図３に示すように、予備苗収納装置２１は、予備苗支持フレーム２２における機体の左右両側に位置する左右の下端側部２２ａにて支持されている。予備苗収納装置２１は、機体の左右両側において上下方向に並ぶ状態で夫々５台ずつ備えられている。

右側の下端側部２２ａにおける予備苗収納装置２１の上側には、積層灯２３が取り付けられている。積層灯２３は、後述する無人自動走行を行っているときに、車体外部から運転制御状態を確認するためのものである。詳述はしないが、複数の色の表示灯を有し、運転状況に応じた色で表示するように構成されている。

〔ラインマーカ〕
運転座席２０よりも前方における走行機体横側位置に、後行程用の走行目標線を圃場に形成するためのラインマーカ２４が備えられている。

手動走行の際には、走行機体１の横側方の圃場面箇所にラインマーカ２４によって走行目標線を圃場面に形成する。左右のラインマーカ２４は突出向きが異なる以外は同じ構成であるから、以下、左側のラインマーカ２４について説明する。

図６に示すように、ラインマーカ２４は、走行機体１の前部の横側部位であって、運転部ステップ２５と側部ステップ２６とにわたって設けられた丸筒状の支持フレーム２７に取り付けられている。支持フレーム２７の横側面に断面Ｌ字形の取付ブラケット２８が固定され、チャンネル状の断面形状の連結ブラケット２９が、取付ブラケット２８にボルト連結にて取り付けられている。

ラインマーカ２４は、上下方向に沿う縦軸心Ｙ１周りで左右揺動可能に、走行機体１に対して支持されたサポート部３０と、サポート部３０に対して、そのサポート部３０の先端部に設けられた水平方向に沿う第一横軸心Ｘ１周りで起伏揺動可能に支持された延出杆部３１と、を備えている。サポート部３０の走行機体１側の端部が、軸部材３３を介して縦軸心Ｙ１周りで回動可能に連結ブラケット２９に支持されている。

サポート部３０は、図４及び図５に示すように、縦軸心Ｙ１から走行機体１の横外方へ向けて延出される横向き作業姿勢ＰＳと、縦軸心Ｙ１から走行機体１に沿って前方向きに延出される前向き格納姿勢ＰＦと、縦軸心Ｙ１から走行機体１の斜め後方向きに延出される後向き格納姿勢ＰＲと、に姿勢切換可能に構成されている。後向き格納姿勢ＰＲにおけるサポート部３０の斜め後方向きの姿勢は、運転部ステップ２５との干渉を避けるためである。尚、図中、符号８０は隣接マーカである。

手動走行の際に、走行機体１の横側方の圃場面箇所に走行目標線を圃場面に形成する場合には、ラインマーカ２４は、図４に示すように、横向き作業姿勢ＰＳに切り換えられる。走行目標線を圃場面に形成しない場合には、ラインマーカ２４は、前向き格納姿勢ＰＦ、あるいは、後向き格納姿勢ＰＲのいずれかに切り換えられる。

図５及び図６に示すように、サポート部３０の先端部、つまりサポート部３０において、連結ブラケット２９が備えられた側の端部とは反対側の端部に、水平方向に沿う第一横軸心Ｘ1周りで起伏揺動可能に延出杆部３１が支持されている。

延出杆部３１は、駆動モータ３４ａ付きの起伏操作機構３４に連結されている。つまり、起伏操作機構３４と延出杆部３１の基部ブラケット３５が操作バネ材３６を介して連結されており、駆動モータ３４ａの駆動により、延出杆部３１を起伏揺動させることができる。

延出杆部３１の先端部には、先端側部分が折れ曲がった形状に形成されたアーム部３７と、アーム部３７の先端部に回転自在に支持された回転マーカ３８とが備えられている。

〔ロック機構〕
ラインマーカ２４の走行機体１に連結される側の端部近くに、走行機体１に対するラインマーカ２４の選択された装着姿勢を固定、及び固定解除するためのロック機構４０が設けられている。ロック機構４０は、ラインマーカ２４のサポート部３０に取り付けられた操作レバー４１と、走行機体１の支持フレーム２７に溶接固定された位置固定部材４２と、を備えている。

操作レバー４１は、サポート部３０に対して縦軸心Ｙ１と交差する方向の第二横軸心Ｘ２回りで起伏揺動可能に装着されている。つまり、操作レバー４１を把持して、操作レバー４１を水平方向に押し引き操作することで、サポート部３０を縦軸心Ｙ１周りで旋回させると、サポート部３０と操作レバー４１とを一体的に縦軸心Ｙ１周りで旋回操作することができる。そして、把持した操作レバー４１を上下方向に揺動させると、サポート部３０に対して第二横軸心Ｘ２回りで起伏揺動する。この起伏揺動操作によって、位置固定部材４２に対して操作レバー４１を係脱することができる。操作レバー４１の先端部には握り部４３が設けられている。

操作レバー４１の中間部が位置固定部材４２の後述する係合凹部４８に対して係脱可能に構成されている。操作レバー４１を下向きに押し付け付勢して、係合凹部４８に対する係合を深める側へ揺動付勢するつる巻きバネ４４（付勢手段に相当する）が基端部に設けられている。

位置固定部材４２は、屈曲形成された板金部材で構成されている。この板金部材の下部が、平面視でＵ字状に屈曲形成された支持フレーム２７の前後方向に沿う箇所に設けられたものである。

位置固定部材４２を構成する板金部材は、平面視でチャンネル状に形成され、下端部が支持フレーム２７の前後方向に沿う箇所を跨ぐ状態で溶接固定された第一固定部材４５と、同じく平面視でチャンネル状の開放側が走行機体１の横外方に向けられ、かつ、第一固定部材４５を外側（走行機体内方側）から抱き込む状態で、第一固定部材４５の上部に溶接固定された第二固定部材４６と、平面視略三角形状に形成され、かつ、第二固定部材４６の前部側に溶接固定された第三固定部材４７と、を備えている。

位置固定部材４２の上端縁部分には、操作レバー４１の中間部と係合する複数の係合凹部４８が設けられている。これらの係合凹部４８は、操作レバー４１が入り込む深さの凹入溝によって形成され、操作レバー４１が入り込んだ係合状態で、操作レバー４１の水平方向移動を制限するものである。この操作レバー４１の水平方向移動が制限されることにより、ラインマーカ２４のサポート部３０の縦軸心Ｙ１周りで旋回が規制されたロック状態となる。係合凹部４８との係合を解除すると、ラインマーカ２４のサポート部３０の縦軸心Ｙ１周りでの旋回が許容される。

３つの姿勢のうち後向き格納姿勢ＰＲでは、操作レバー４１が第二固定部材４６の前側に形成された係合凹部４８ａと、第三固定部材４７の前側に形成された係合凹部４８ｂとの二箇所に係合してロック状態となる。他の姿勢においても同様に、操作レバー４１が係合凹部４８に係合してロック状態となる。

後向き格納姿勢ＰＲが自動運転用の格納姿勢に対応しており、第二固定部材４６の係合凹部４８ａと、第三固定部材４７の係合凹部４８ｂとにより、回動規制部４９が構成されている。そして、サポート部３０が後向き格納姿勢ＰＲに切り換えられているか否かを検出する格納状態検知手段としての格納検知センサ５０が備えられている。

格納検知センサ５０は第三固定部材４７に備えられている。格納検知センサ５０は、リミットスイッチにて構成されている。サポート部３０が係合凹部４８ｂに入り込むと、そのことを検知することができるように、格納検知センサ５０の検知片５０ａが、後向き格納姿勢ＰＲの係合凹部４８ｂに備えられている。
〔自動走行〕
自動走行により、田植機が圃場を田植作業する作業走行について説明する。

本実施形態における田植機は、手動走行および自動走行を選択的に行うことができる。手動走行と自動走行とは、運転操作パネル５１に備えられたモード切替スイッチ５２を切り替えることにより選択される。手動走行は、運転者が手動で、ステアリングホイール１５、主変速レバー１６等の操作具を操作して作業走行を行うものである。

自動走行は、あらかじめ設定された走行経路に沿って、田植機が自動制御で走行及び作業を行うものである。自動走行は、運転者の搭乗を要する有人自動走行（有人自動走行モード）と、運転者の搭乗を要しない無人自動走行（無人自動走行モード）とを行うことができる。有人自動走行は、田植機から提供されるガイダンスに沿って一部の操作を運転者が行いながら、その他の走行および作業に伴う動作を田植機が自動制御するものである。無人自動走行では、運転者が搭乗することは要しないが、無人自動走行中に運転者が搭乗していても良い。無人自動走行は、運転者が自動走行の開始操作を行うことにより、自動制御で作業走行を開始し、あらかじめ設定された作業走行を自動制御で行うものである。有人自動走行が行われる有人自動モードと無人自動走行が行われる無人自動モードとは、情報端末５５を用いて設定される。

無人自動走行を行う場合には、ラインマーカ２４は後向き格納姿勢ＰＲに切り換えた状態で実行するようになっている。ラインマーカ２４の切り換え操作は手動で行われるので、ラインマーカ２４が確実に後向き格納姿勢ＰＲに切り換えられているか否かが格納検知センサ５０により検知される。

田植機による具体的な作業走行形態について簡単に説明する。

植え付け作業を行う際には、まず、圃場の外周に沿って、運転者が手動操作で、作業を行わずに田植機を走行させる。この外周走行によって、圃場の外周形状（圃場マップ）が生成される。圃場マップが生成される際には、田植機が作業走行を行う走行経路が設定される。

有人自動走行は、少なくとも運転者が搭乗していることと、主変速レバー１６が中立位置にあることとが自動走行の開始条件である。運転者が搭乗しているか否かは、運転座席２０に備えられた図示しない着座センサによって検知される。主変速レバー１６が中立位置にあるか否かは主変速レバー１６の近傍に備えられた中立センサによって検知される。開始条件を満たした状態において、主変速レバー１６が進行方向に移動されると自動走行が開始される。有人自動走行において、苗植付装置４の昇降は自動制御により行われる。

無人自動走行は、オペレータからの開始指令により自動走行が開始され、あらかじめ設定された走行経路で自動制御により作業走行が行われる。無人自動走行においても、苗植付装置４の昇降は自動制御により行われる。
〔制御系〕
次に、田植機の制御系について説明する。

田植機の制御系の中核をなす制御ユニット５３が備えられている。制御ユニット５３は、マイクロコンピュータ等を備えて種々の制御をプログラム型式で実行するように構成されている。る。

図１３に示すように、制御ユニット５３は、自車位置を算出するための測位ユニット５４、各種設定や操作を行うと共に各種情報を表示する情報端末５５、田植機の各種状態を検出するセンサ群５６、各種操作具５７、各種作業装置５８、操舵に係る前車輪１Ｆや無段変速装置８等を含む走行機器５９等と接続される。なお、操作具５７の１つであるモード切替スイッチ５２は、手動走行を行う手動走行モード、有人で自動走行を行う有人自動走行モード、無人で自動走行を行う無人自動走行モードのいずれかを選択ためのスイッチである。センサ群５６には、格納検知センサ５０、後述する物体検知センサ６０等が含まれる。

制御ユニット５３は、田植機の走行制御や各種作業装置５８の動作制御を行う。手動走行の際には運転者が行う各種操作具５７の操作に応じて制御を行い、自動走行の際には自車位置を取得しながら、自車位置に応じた制御を行う。

測位ユニット５４は、走行機体１の位置および方位を算出するための測位データを出力する。測位ユニット５４には、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）の衛星からの電波を受信する衛星測位モジュール５４Ａと、走行機体１の三軸の傾きや加速度を検出する慣性計測モジュール５４Ｂが含まれている。

手動走行モードにおいて、制御ユニット５３は、操作具５７の操作や情報端末５５の設定状態に応じて走行機器５９を制御し、車速や操舵量を制御することにより、走行を制御する。制御ユニット５３は、操作具５７の操作や情報端末５５の設定状態に応じて作業装置５８の動作を制御する。

有人自動走行モード又は無人自動走行モードにおいて、制御ユニット５３は、測位ユニット５４から逐次送られてくる衛星測位データに基づいて、機体１の地図座標（自車位置）を算出する。制御ユニット５３は、圃場マップを取得し、圃場マップおよび情報端末５５の設定や操作に応じて走行経路を設定する。同時に、制御ユニット５３は、走行経路中の位置に応じた作業装置５８の動作を決定する。そして、制御ユニット５３は、自車位置に基づいて走行経路中の走行位置を算出し、走行経路中の走行位置および情報端末５５の設定状態に応じて、走行機器５９および作業装置５８を制御する。このようにして、制御ユニット５３は、自動走行モードでの作業走行を制御する。詳述はしないが、走行機器５９の制御には、エンジン７の回転制御、走行速度の自動調整制御、前車輪１Ｆの自動操向制御、等があり、作業装置５８の制御には、図示しない植付クラッチの入り切り、苗植付装置４の昇降操作等がある。

従って、制御ユニット５３は、測位ユニット５４の計測結果に基づいて走行機体１の位置を算出する機体位置算出部１００と、運転開始条件が成立すると自動運転制御を実行する自動運転制御部１０１と、を制御プログラムにて備えている。
〔障害物検知装置〕
自動走行による走行開始時や自動走行中に、進行方向の前方や走行機体１の周囲に障害物があると、走行や作業に問題が生じる場合がある。そのため、本実施形態の田植機は、走行機体１の周囲の障害物を検知する障害物検知装置としての物体検知センサ６０を備える。障害物の検知は、基本的には自動走行中に行われるが、手動走行中に障害物の検知が行われる構成とすることもできる。

具体的には、図１２に示すように、走行機体１の前方の領域の障害物を検知する４つの前障害物検知装置としての前ソナー６１と、走行機体１の後方の領域の障害物を検知する４つの前障害物検知装置としての後ソナー６２と、走行機体１の側方の領域の障害物を検知する横障害物検知装置としての２つの横ソナー６３と、が備えられている。前ソナー６１、後ソナー６２、及び、横ソナー６３は、超音波を発信したのち、反射波を受信することにより、障害物の存在を検知する周知構成の超音波センサにて構成されている。

〔前ソナー〕
４つの前ソナー６１のうちの左右中央側に位置する２つの前ソナー６１は、機体前部側面に走行機体１の左右方向に並んで設けられる。前ソナー６１のうちの左右外側に設けられる２つの前ソナー６１は、夫々、左右の予備苗支持フレーム２２から前方に突出するステー６４に支持される。４つの前ソナー６１の対地高さは、略同じである。

夫々の前ソナー６１の平面方向の検知範囲（平面視での検知範囲）は、前ソナー６１から扇状に広がる。前ソナー６１の前方方向の検知範囲は、最大の走行車速で走行した場合に、障害物を検知してから走行機体１が障害物の手前で停止できる長さが確保できるように調整される。前ソナー６１は、隣り合う前ソナー６１の水平方向の検知範囲の少なくとも一部が互いに重複するように配置される。

〔後ソナー〕
後ソナー６２は、苗植付装置４の左右中央位置に対して左右両側に２個ずつ振り分け配置された状態で備えられている。そして、４個の後ソナー６２は４個の植付伝動ケース１３に各別に支持されている。

説明を加えると、図１０及び図１１に示すように、最も左側の植付伝動ケース１３及びそれに右側に隣接する植付伝動ケース１３の夫々から上方に向けて側面視Ｕ字状の支持フレームとしての支持杆６５が固定延設されている。その２つの支持杆６５の上部同士に亘って架設される状態で連結部材６６が備えられている。その連結部材６６に左側に位置する２つの後ソナー６２が取り付けられている。右側に位置する２つの後ソナー６２も同様に、最も右側の植付伝動ケース１３及びそれに左側に隣接する植付伝動ケース１３に支持杆６５を介して支持された連結部材６６に取り付けられている。

後ソナー６２は、主に後進時の障害物を検知する。図１２に示すように、後ソナー６２の平面方向の検知範囲は、後ソナー６２から扇状に広がる。そして、苗植付装置４の左右中央位置に対して左右両側に振り分け配置された２個の後ソナー６２は、左右外側に位置するほど検知範囲が左右方向外方側に向かう状態で備えられている。すなわち、４個の後ソナー６２のうち左右方向中央側に位置する２個の後ソナー６２は検知範囲が略真後ろを向く状態で配置され、左右方向外方側に位置する２個の後ソナー６２は、検知範囲はやや外向きに偏っている。複数の後ソナー６２の水平方向の検知範囲は、互いに一部で重複しながら、広範囲に設けられる。

苗植付装置４の左右中央位置における苗植付機構１０よりも高い位置に薬剤散布装置６が備えられている。薬剤散布装置６は、中央の植付伝動ケース１３とそれに隣接する植付伝動ケース１３から上方に向けて延設された支持アーム６７により支持されている。そして、後ソナー６２の検知範囲の上端が薬剤散布装置６の下端よりも低い位置に設定されている。これにより後ソナー６２が、薬剤散布装置６を障害物として誤検知することを回避できる。

後ソナー６２の下方には泥除けカバー６８が備えられている。泥除けカバー６８は、４個の後ソナー６２の夫々に対応して４個備えられている。各泥除けカバー６８は、植付伝動ケース１３から上方に向けて延びる支持ステー６９により支持されている。泥除けカバー６８によって、苗植付機構１０の植付作動に伴って跳ね飛ばされる泥土が後ソナー６２に降りかかるのを防止することができる。

〔横ソナー〕
横ソナー６３は、ラインマーカ２４よりも前方に位置する状態で、機体横側方を検知範囲とするように構成されている。横ソナー６３は、検知範囲を前後に変更調整可能に構成されている。さらに、横ソナー６３は、検知範囲を上下に変更調整可能に構成されている。

説明を加えると、図７～図９に示すように、横ソナー６３は支持フレーム２７に支持されている。支持フレーム２７に溶接にて固定される状態で台座部７０が備えられている。横ソナー６３は中継部材７１を介して台座部７０に支持されている。中継部材７１は、水平姿勢の底面部７１Ａと、底面部７１Ａの中央に溶接にて固定されて立設された縦面部７１Ｂと、を備えている。

中継部材７１の底面部７１Ａが台座部７０の上部面に略前後に並ぶ２つのボルト７２により連結されている。底面部７１Ａにおける２つのボルト挿通孔７３が並び方向と直交する方向に沿って長い長孔に形成されている。

中継部材７１の縦面部７１Ｂに、横ソナー６３の支持部材７４が上下に並ぶ２つのボルト７５により連結されている。縦面部７１Ｂにおける２つのボルト挿通孔７６が並び方向と直交する方向に沿って長い長孔に形成されている。

支持部材７４は、横ソナー６３を位置固定状態で支持すると共に、中継部材７１の縦面部７１Ｂにボルト連係される取付部７４Ａと、取付部７４Ａから一連に延びる状態で設けられ、横ソナー６３の機体横外側方及び上方を覆うカバー部７４Ｂと、を備えている。

底面部７０Ａを台座部７０に連結する２つのボルト７２を緩めて、ボルト挿通孔７３の長孔の範囲内で横ソナー６３及び支持部材７４を一体的に縦軸芯周りで所定範囲内において回動させることができ、その姿勢変更により、横ソナー６３の検知範囲を前後に変更調整させることができる。

又、支持部材７４を縦面部７１Ｂに連結する２つのボルト７５を緩めて、ボルト挿通孔７６の長孔の範囲内で支持部材７４を水平軸芯周りで所定範囲内で回動させることができ、その姿勢変更により、横ソナー６３の検知範囲を上下に変更調整させることができる。

すなわち、物体検知センサ６０は、上述のように特定の検知範囲内に存在する物体を検知する。また、圃場の泥面が検知範囲に存在すると、物体検知センサ６０は泥面を障害物として検知してしまう。泥面が障害物として検知されると、自動走行が開始されず、走行が継続されない。そのため、物体検知センサ６０の検知範囲は、泥面を検知しないように調整される。

〔制御動作〕
自動運転制御部１０１は、運転開始条件が成立すると、自動運転制御の一例として、物体検知センサ６０に動作不良が生じていないかどうかをチェックするセンサチェック処理を実行するように構成されている。センサチェック処理では、オペレータが田植機の周囲を、疑似障害物となる反射体を持って歩く。ここでのソナーチェック処理は、物体検知センサ６０に泥や水滴などの異物が付着することによる動作不良を見つけ出し、異物が付着していれば、オペレータは付着した異物を除去する。故障であれば、交換が必要となる。

又、自動運転制御部１０１は、運転開始条件が成立していれば、自動運転制御の他の例として、有人で自動走行を行う有人自動走行制御、及び、無人で自動走行を行う無人自動走行制御等を実行するように構成されている。

しかし、自動運転制御部１０１は、格納検知センサ５０にて格納状態であることが検出されていなければ、自動運転制御を実行しないように構成されている。すなわち、操作レバー４１が後向き格納姿勢ＰＲに格納されていることが、運転開始条件の１つとして設定されている。

図１４を参照しながら、自動運転制御部１０１によりソナーチェックを行う場合の動作について説明する。

最初に、田植機を起動させるため、メインスイッチがＯＮにされる（＃Ｓ０１）。これにより、制御系の初期処理が行われ、動作確認フラグに「０」をセットする（＃Ｓ０２）。次に、初期ソナーチェック要求指令を出力し（＃Ｓ０３）、情報端末５５の表示画面を通じて、ソナーチェックを実施するかどうかを、オペレータに問う（＃Ｓ０４）。オペレータがソナーチェックを行うことが指示されると（＃Ｓ０４Ｙｅｓ分岐）、そのとき、格納検知センサ５０により、ラインマーカ２４のサポート部３０が後向き格納姿勢ＰＲに切り換えられている格納状態であるか否かを確認する（＃Ｓ０５）。格納状態であることが確認されると（＃Ｓ０５Ｙｅｓ分岐）、ソナーチェック処理を実行する（＃Ｓ０６）。このとき、ソナーチェック処理が完了すると（＃Ｓ０７）、動作確認フラグに「１」をセットする（＃Ｓ０８）。

格納検知センサ５０により格納状態であることが確認されなければ（＃Ｓ０５Ｎｏ分岐）、ソナーチェック処理を行わない。この場合には、ラインマーカ２４が格納状態でないことを情報端末５５の表示画面に表示してオペレータに報知する（＃Ｓ０９）。

ソナーチェック処理については、詳述しないが、オペレータが、田植え機の周囲を移動しながら、物体検知センサ６０における前ソナー６１、後ソナー６２、横ソナー６３の夫々について、正常に検知処理を実行するか否かを順次、検査する。そして、その検査結果を情報端末５５の表示部に表示する。

次に、図１５を参照しながら、自動運転制御部１０１により無人走行制御を行う場合の動作について説明する。

モード切替スイッチ５２により無人自動走行モードが選択されると（＃Ｓ１０）、動作確認フラグが「１」であること、すなわち、ソナーチェック処理が完了していることを確認する（＃Ｓ１１）。そして、情報端末５５あるいは他の指令操作具等によりオペレータが自動運転の開始が指令されると（＃Ｓ１２）、格納検知センサ５０により、ラインマーカ２４のサポート部３０が後向き格納姿勢ＰＲに切り換えられている格納状態であるか否かを確認する（＃Ｓ１３）。格納状態であることが確認されると（＃Ｓ１３Ｙｅｓ分岐）、自動走行制御を実行する（＃Ｓ１５）。しかし、格納状態であることが確認されなければ（＃Ｓ１３Ｎｏ分岐）、自動走行制御を実行しない。この場合には、ラインマーカ２４が格納状態でないことを情報端末５５の表示画面に表示してオペレータに報知する（＃Ｓ１４）。
〔別実施形態〕

（１）上記実施形態では、前ソナー６１が４個、後ソナー６２が４個、横ソナー６３が左右に１個ずつ備えられる構成としたが、この構成に代えて、個数は適宜変更してもよく、障害物の検知が行えるものであえば、個数は１個あるいは２個以上備えるものであればよい。

（２）上記実施形態では、横ソナー６３が、検知範囲を前後に変更調整可能に構成されるものを示したが、この構成に代えて、前後に位置固定される状態で設置するものでよい。

（３）上記実施形態では、横ソナー６３が、検知範囲を上下に変更調整可能に構成されるものを示したが、この構成に代えて、上下に位置固定される状態で設置するものでよい。

（４）上記実施形態では、物体検知センサ６０（障害物検知センサ）として、超音波式のソナーを用いるようにしたが、この構成に代えて、撮像装置（カメラ）、温度検知センサ、ミリ波レーダ、レーザースキャナ等を用いることができる。

（５）上記実施形態では、ラインマーカ２４のサポート部３０が、横向き作業姿勢ＰＳ、前向き格納姿勢ＰＦ、後向き格納姿勢ＰＲの夫々に姿勢切換可能に構成されるものを示したが、この構成に代えて、横向き作業姿勢ＰＳに固定される構成、横向き作業姿勢ＰＳと前向き格納姿勢ＰＦとに切り換える構成、横向き作業姿勢ＰＳと後向き格納姿勢ＰＲとに切り換える構成等、種々の構成を採用することができる。

（６）上記実施形態では、予備苗収納装置２１が、機体の左右両側において上下方向に並ぶ状態で夫々５台ずつ備えられる構成としたが、この構成に代えて、積層灯２３が備えられる側、上述の実施形態では右側において、積層灯２３による重量バランスの乱れを防止するために、予備苗収納装置２１を４台備える構成としてもよい。

本発明は、苗植付装置を備えた水田作業機の他、直播装置を備えた水田作業機にも利用可能である。

４ 苗植付装置
６ 薬剤散布装置
１０ 苗植付機構
１１ 苗載せ台
１３ 植付伝動ケース
２０ 運転座席
２４ ラインマーカ
３０ サポート部
３１ 延出杆部
６０ 障害物検知装置
６１ 前ソナー（前障害物検知装置）
６２ 後ソナー（後障害物検知装置）
６３ 横ソナー（横障害物検知装置）
６８ 泥除けカバー

Claims (8)

1. 運転座席と、前記運転座席よりも前方における機体横側位置に設けられ、後行程用の走行目標線を圃場に形成するためのラインマーカと、機体周辺の所定の領域を検知範囲として障害物を検知する障害物検知装置と、が備えられ、
   前記障害物検知装置として、機体前方を検知範囲とする前障害物検知装置と、機体後方を検知範囲とする後障害物検知装置と、機体横側方を検知範囲とする横障害物検知装置と、が備えられ、
   前記横障害物検知装置が、前記ラインマーカよりも前方に位置する状態で、機体横側方を検知範囲とするように構成されている水田作業機。
2. 前記横障害物検知装置が、縦軸芯周りで揺動することにより前記検知範囲を機体横側方のうち前側寄り箇所から後寄り箇所に亘り前後に変更調整可能に構成されている請求項１に記載の水田作業機。
3. 前記横障害物検知装置が、水平軸芯周りで揺動することにより前記検知範囲を機体横側方のうち上側寄り箇所から下寄り箇所に亘り上下に変更調整可能に構成されている請求項１又は２に記載の水田作業機。
4. 前記ラインマーカが、上下方向に沿う縦軸心周りで左右揺動可能に機体に対して支持されたサポート部と、前記サポート部の先端部に設けられた水平方向に沿う横軸心周りで起伏揺動可能に支持された延出杆部と、を備え、
   前記サポート部が、前記縦軸心から機体横外方へ向けて延出される横向き作業姿勢と、前記縦軸心から機体前方向きに延出される前向き格納姿勢と、前記縦軸心から機体後方向きに延出される後向き格納姿勢と、に姿勢切換可能に構成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の水田作業機。
5. 前記後障害物検知装置が、左右中央位置に対して左右両側に複数個ずつ振り分け配置され、
   左右両側に振り分け配置された前記複数個の前記後障害物検知装置は、左右外側に位置するほど前記検知範囲が左右方向外方側に向かう状態で備えられている請求項１から４のいずれか一項に記載の水田作業機。
6. 機体後部に苗植付装置が備えられ、
   前記苗植付装置に、植付苗を載置する苗載せ台と、上下移動しながら前記苗載せ台の下端から植付苗を取り出す複数の苗植付機構と、複数の前記苗植付機構を支持する複数の植付伝動ケースと、が備えられ、
   複数の前記後障害物検知装置は、支持フレームを介して複数の前記植付伝動ケースに各別に支持されている請求項５に記載の水田作業機。
7. 前記苗植付装置の左右中央位置における前記苗植付機構よりも高い位置に薬剤散布装置が備えられ、
   前記後障害物検知装置の検知範囲の上端が前記薬剤散布装置の下端よりも低い位置に設定されている請求項６に記載の水田作業機。
8. 前記後障害物検知装置の下方に泥除けカバーが備えられている請求項６又は７に記載の水田作業機。
   

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