JP2023148058A - 農作業車の安全走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、農道を走行する農作業車が農道を踏み外して転倒することが無いようにすることを課題とする。【解決手段】機体前方の走行路Ｒを監視する路面監視装置４０と左右走行装置２，１４のトレッド幅を変更するトレッド幅変更装置２Ｔ，１４Ｔを設け、路面監視装置４０で監視する走行路Ｒの道幅と左右走行装置２，１４の走行可能トレッド幅を制御装置２１で比較し、走行可能トレッド幅が走行路Ｒの道幅より狭いと判断される場合には、トレッド幅変更装置２Ｔ，１４Ｔを駆動してトレッド幅を狭く変更制御する農作業車の安全走行制御装置とする。【選択図】図２

Description

本発明は、圃場の周囲に設ける農道を安全に走行できるようにする農作業車の走行制御装置に関する。

特許文献１に、測位衛星で機体位置を認識して自動操縦で圃場内の耕耘等の農作業を行う自立走行作業車の制御システムが記載されて、トラクタ等の農作業車を自動制御で操縦して農作業を行うアイデアがある。

ＷＯ２０１６／１２９６７１号再公表特許

前記の自立走行作業車は、複数の圃場で農作業を行うために道幅の狭い農道を通って圃場間を移動することがあるが、農道は道幅の狭い箇所や崩れた箇所があるために自立走行作業車の走行装置が農道を踏み外さないようにしなければならない。

本発明は、農道を走行する農作業車が農道を踏み外して転倒することが無いようにすることを課題とする。

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。

請求項１の発明は、機体前方の走行路Ｒを監視する路面監視装置４０と左右走行装置２，１４のトレッド幅を変更するトレッド幅変更装置２Ｔ，１４Ｔを設け、路面監視装置４０で監視する走行路Ｒの道幅と左右走行装置２，１４の走行可能トレッド幅を制御装置２１で比較し、走行可能トレッド幅が走行路Ｒの道幅より狭いと判断される場合には、トレッド幅変更装置２Ｔ，１４Ｔを駆動してトレッド幅を狭く変更制御することを特徴とする農作業車の安全走行制御装置とする。

請求項２の発明は、トレッド幅変更装置２Ｔ，１４Ｔで走行トレッド幅を狭く制御すると共に前輪１４，１４の操舵角を小さく規制し、かつ走行速度を遅く規制することを特徴とする請求項１に記載の農作業車の安全走行制御装置とする。

請求項３の発明は、路面監視装置４０で検出した走行路Ｒの道幅が走行可能トレッド幅より広くなるとトレッド幅変更装置２Ｔ，１４Ｔを駆動して正規の左右走行装置２，１４のトレッド幅に戻すことを特徴とする請求項１に記載の農作業車の安全走行制御装置とする。

請求項１の発明で、制御装置２１で路面監視装置４０が監視する機体前面の走行路Ｒの道幅が左右走行装置２，１４の走行可能トレッド幅より狭いと判断するとトレッド幅変更装置２Ｔ，１４Ｔを駆動して左右走行装置２，１４のトレッド幅を適宜に狭く変更制御することで、左右走行装置２，１４が走行路Ｒの狭い部分を踏破することが可能になって、踏み外して機体が転倒することが無く、安全に走行することが可能になる。

請求項２の発明で、制御装置２１がトレッド幅変更装置２Ｔ，１４Ｔを駆動してトレッド幅を狭くした際には走行速度を遅く操舵角を小さくすることで、左右走行装置２，１４が狭い走行路Ｒから外れることを防ぎ、低速で慎重に走行するので安全である。

請求項３の発明で、路面監視装置４０が監視する走行路Ｒの道幅が走行可能トレッド幅より充分広くなると左右走行装置２，１４の走行トレッド幅が正規に戻って安定した走行を行える。

本発明における実施の形態の農作業車の農道走行状態の平面図である。 本発明における実施の形態の農作業車の走行トレッド幅の制御状態を示す平面図である。 本発明における実施の形態の農作業車の機体前方を写した映像である。 本発明における実施の形態の農作業車の自動制御のブロック図である。 本発明における実施の形態の農作業車としてのトラクタの右側面図である。 本発明における実施の形態の農作業車としてのトラクタの背面図である。 本発明における実施の形態の農作業車のリアアクスルケースの一部背断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例で説明する。なお、実施例の説明においては、機体の前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右といい、前進方向を前、後進方向を後というが、本発明の構成を限定するものでは無い。

本発明は、図１に示すように、複数の圃場Ａ,Ｂの側に設ける走行路Ｒである農道を走行して移動するトラクタ９等の農作業車に関するもので、狭い箇所Ｒ１を通過することもある。

図２に示すように、トラクタ９は操向用の前輪１４，１４と走行駆動用の車輪である後輪２，２からなる左右走行装置で機体を支持し、路面監視装置４０で走行路Ｒを監視し、左右前輪１４，１４を前輪トレッド幅変更装置１４Ｔで走行トレッド幅を変更し、左右後輪２，２を後輪トレッド幅変更装置２Ｔで走行トレッド幅を変更して道幅の狭い箇所Ｒ１を通過する際に走行トレッド幅を狭くするが、前輪１４，１４は走行トレッド幅を狭く設定して走行トレッド幅を固定し、後輪２，２の走行トレッド幅のみを変更する構成にすることもある。

図３は、機体の前下方に向けたカメラ等の路面監視装置４０で写す映像で、その映像を制御部（コントローラ）である制御装置２１に取り込み、画像解析により走行路Ｒの道幅を認識し、その道幅が左右前後輪の正規の走行可能道幅よりも狭いと、前輪トレッド幅変更装置１４Ｔと後輪トレッド幅変更装置２Ｔを駆動して走行トレッド幅を狭く変更して走行するようにする。

トラクタ９の機体に設ける制御装置２１は、カメラ等の路面監視装置４０からの路面映像が図３の如く入力すると、その映像を画像解析して機体直前の道幅を左右前輪１４，１４の走行トレッド幅と左右後輪２，２の走行トレッド幅と比較し、走行可能道幅よりも狭いと判断すると前輪トレッド幅変更装置１４Ｔと後輪トレッド幅変更装置２Ｔを駆動して走行トレッド幅を走行可能幅まで狭くして走行するようにする。

図４は、自動制御のブロック図で、路面監視装置４０から機体前下方の映像が制御装置２１に入力し、走行路Ｒの狭くなった箇所Ｒ１の道幅が走行可能トレッド幅よりも狭いと判断されると、前輪トレッド幅変更装置１４Ｔと後輪トレッド幅変更装置２Ｔを駆動して左右前輪１４，１４と左右後輪２，２のトレッド幅を狭くすると同時に、ミッションケース１２内の変速装置２２を低速に変更し、エンジン１１の出力を低下させて低速で走行する。

以下、農業用トラクタの後輪トレッド幅変更装置２Ｔの実施例を具体的に説明する。なお、この農業用トラクタは、左右前輪１４，１４のトレッド幅が左右後輪２，２のトレッド幅を狭くしている。

まず、トラクタ９は、図５と図６に示すように、前部のボンネット１０内にエンジン１１を搭載し、このエンジン１１の後部に主クラッチを内装するクラッチハウジング、ギヤ式変速装置２２を内装するミッションケース１２を一体に連結して設けている。そして、前記ミッションケース１２の左右両側にトレッド調節可能なリアアクスルケース１３を設け、左右両側の同ケース、すなわち、リアアクスルケース１３の端部に後輪２，２を軸架して設けている。

また、前記エンジン１１の下方には、フロントアクスルケースを前後軸心周りにローリング自在に設けると共に、この両側端に前輪１４，１４を操向自在に設けている。

そして、キャビン１６で覆った操縦席１５下方に制御装置２１を設け、キャビン１６の前に前下方に向けた路面監視装置４０を設けている。

また、図５において、前記ミッションケース１２の後方上部には、作業機昇降用の油圧シリンダを内装したシリンダケース２３を設けている。そして、リフトアーム２４は、上記シリンダケース２３内の油圧シリンダのピストンを伸縮することによって上下に回動し、これに連結している後部のロータリー耕耘装置２５を昇降する構成としている。また、前記リフトアーム２４の一方には作業機の高さを検出するポテンショメータ式のリフトアーム角センサが設けられ、作業機昇降用レバーのポテンショメータの検出位置と、上記リフトアーム２４の回転設定位置とが一致するように、前記した昇降制御用のコントローラによる制御信号で油圧回路内の作業機上昇、又は下降用の切替制御弁が切り替えられる構成となっている。

つぎに、後輪トレッド幅変更装置２Ｔについて説明する。

まず、図７において、中央に配置した後輪デフ機構２７から左右に延長された駆動軸２８，２８は、ブレーキ装置２９，２９と、減速装置３０，３０とを介してそれぞれ左右伝動筒３１，３１に走行動力が伝動される構成となっている。一方、後輪２，２は、図面に示すように、それぞれホイールシャフト３２，３２に軸着されており、更に、そのホイールシャフト３２，３２がホイール支持ケース３３，３３に軸受け支持された構成となっている。

そして、前記ホイールシャフト３２，３２は、図７から解るように、機体１側にある前記伝動筒３１，３１に対して、先端部（外側）の後輪２，２が左右伸縮自在になるようにスプライン嵌合して摺動自由とし、前記後輪デフ機構２７から走行動力が後輪２，２まで伝動できる構成としている。そして、トレッド調節用の油圧シリンダ３，３は、シリンダロット３５をハウジングケース３７（伝動筒３１側）に固着し、前記伝動筒３１，３１とホイール支持ケース３３，３３との間に設け、シリンダ左室３Ｌとシリンダ右室３Ｒからなり、両室であるシリンダ左室３Ｌ，シリンダ右室３Ｒの間における伸縮作動によってトレッド調節ができる構成としている。

この場合、左右の油圧バルブ４，４は、図７に示すように、それぞれオイルタンクＴ（ポンプＰ）と油圧シリンダ３，３側のシリンダ左室３Ｌ，シリンダ右室３Ｒとに配管５，５で接続し、シリンダ左室３Ｌは、左側の配管５から、シリンダ右室３Ｒは、右側の配管５からそれぞれ給排油が行われ、伸縮する構成となっている。

以上のように構成した後輪トレッド幅変更装置２Ｔで、通常は最大の走行トレッド幅に設定して走行するが、路面監視装置４０で道幅の狭い箇所Ｒ１を発見すると走行トレッド幅を狭く変更してその箇所Ｒ１を通過し、広い道幅なると走行トレッド幅を最大幅に戻して走行する。

Ｒ 走行路
２ 走行装置（前輪）
１４ 走行装置（後輪）
２Ｔ 前輪トレッド幅変更装置
１４Ｔ 後輪トレッド幅変更装置
２１ 制御装置
４０ 路面監視装置

Claims (3)

1. 機体前方の走行路（Ｒ）を監視する路面監視装置（４０）と左右走行装置（２，１４）のトレッド幅を変更するトレッド幅変更装置（２Ｔ，１４Ｔ）を設け、路面監視装置（４０）で監視する走行路（Ｒ）の道幅と左右走行装置（２，１４）の走行可能トレッド幅を制御装置（２１）で比較し、走行可能トレッド幅が走行路（Ｒ）の道幅より狭いと判断される場合には、トレッド幅変更装置（２Ｔ，１４Ｔ）を駆動してトレッド幅を狭く変更制御することを特徴とする農作業車の安全走行制御装置。
2. トレッド幅変更装置（２Ｔ，１４Ｔ）で走行トレッド幅を狭く制御すると共に前輪（１４，１４）の操舵角を小さく規制し、かつ走行速度を遅く規制することを特徴とする請求項１に記載の農作業車の安全走行制御装置。
3. 路面監視装置（４０）で検出した走行路（Ｒ）の道幅が走行可能トレッド幅より広くなるとトレッド幅変更装置（２Ｔ，１４Ｔ）を駆動して正規の左右走行装置（２，１４）のトレッド幅に戻すことを特徴とする請求項１に記載の農作業車の安全走行制御装置。

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