JP2024048887A - 作業車両 - Google Patents

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浩喜 三宅
Hiroki Miyake
和之 藤本
Kazuyuki Fujimoto
宏一 影浦
Koichi Kageura
裕志 近藤
Hiroshi Kondo
光 小佐野
Hikari Osano
学 高橋
Manabu Takahashi
崇 河原田
Takashi Kawarada
悠太 鈴木
Yuta Suzuki
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Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
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Abstract

【課題】自動運転の利便性や作業性が向上する作業車両を提供する。【解決手段】圃場Fの少なくとも一部に沿ったティーチング走行を行うことにより自動走行基準データを取得し、前記自動走行基準データに基づいて自動植付け走行を行う作業車両であって、所定の一辺の反対側の辺へ向かって行われる自動往路直進走行、所定の一辺へ向かって行われる自動復路直進走行、を備え、前記自動往路直進走行または、前記自動復路直進走行の開始位置で、機体が停止することを特徴とする。【選択図】図2

Description

本発明は、自動運転を行うことが可能な田植機、トラクターなどの農業用の作業車両に関するものである。
特許文献1には、ステアリングモータを駆動してステアリングホイールの舵角を調整し、自動運転を行うことが可能な作業車両が開示されている。以下、作業車両のことを単に「車両」ともいう。
作業車両には、自動運転を行う間、特に、無人の状態で作業車両が自動運転を行う車両は、ある程度遠隔操作できることが望ましい。
特開2021-108595号公報
しかしながら、自動運転から遠隔操作へ切り替え作業が煩わしいことや、遠隔操作を行う場面が少ない方が作業性は良い。
したがって、本発明は、自動運転の利便性や作業性が向上する作業車両を提供することを目的とするものである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る作業車両(1)は、圃場(F)の少なくとも一部に沿ったティーチング走行を行うことにより自動走行基準データを取得し、前記自動走行基準データに基づいて自動植付け走行を行う作業車両であって、
所定の一辺の反対側の辺へ向かって行われる自動往路直進走行、所定の一辺へ向かって行われる自動復路直進走行、を備え、
前記自動往路直進走行または、前記自動復路直進走行の開始位置で、機体が停止することを特徴とする。
本発明に係る作業車両によれば、例えば、機体の後方に備えた作業装置へ作業資材を補給する際に、遠隔操作具で機体を操作し停止等の操作をする必要がないため、作業性が向上する。また、補充作業をスムーズに行うことができ、作業性が向上する。また、自動運転から遠隔操作への切り替えが不要であるため、作業性や利便性が良い。
本発明における実施の形態の田植え機の左側面図 (a)本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図(その一)、(b)本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図(その二) 本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図(その三) 本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図(その四) 本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図(その五) 本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図(その六) 本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図(その七) 本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図(その八) (a)本発明における実施の形態のロボット田植え機の走行経路の説明図(その一)、(b)本発明における実施の形態のロボット田植え機の走行経路の説明図(その二)、(c)本発明における実施の形態のロボット田植え機の走行経路の説明図(その三)、 (a)本発明における実施の形態のロボット田植え機の走行経路の説明図(その四)、(b)本発明における実施の形態のロボット田植え機の走行経路の説明図(その五)、(c)本発明における実施の形態のロボット田植え機の走行経路の説明図(その六)、(d)本発明における実施の形態のロボット田植え機の走行経路の説明図(その七) 本発明における実施の形態の直進制御における圃場診断およびフィードバック制御の説明図
図面を参照しながら、本発明における実施の形態について詳細に説明する。
以下同様であるが、いくつかの構成要素は図面において示されていないこともあり、透視的にまたは省略的に示されていることもある。
(1)はじめに、図1を参照しながら、本発明における実施の形態の田植え機の構成および動作について具体的に説明する。
ここに、図1は、本発明における実施の形態の田植え機の左側面図である。
本実施の形態の田植え機の動作について説明しながら、制御機構600などにより実現される、本発明に関連した発明の作業車両動作制御方法についても説明する。
本実施の形態の田植え機は、操舵装置230における手動操縦操作または自動操縦操作に基づいた制御機構600の制御に応じて、左右一対の前輪221および後輪222を有する走行装置220で車体100を走行させながら、ローター261およびフロート262を有する整地装置260により圃場Fの整地を行って苗植付け具241を有する苗植付け装置240により圃場Fへの苗植付けを行うとともに施肥装置250により圃場Fへの施肥を行うための田植え機である。
走行装置220ならびに苗植付け装置240、施肥装置250および整地装置260は、HSTである主変速装置および副変速装置を有する変速機構を介して伝達されるエンジン210の動力により駆動される。
本実施の形態の田植え機は、圃場Fの外周の少なくとも一部に沿ったティーチング走行を行うことにより自動走行基準データを取得し、自動走行基準データに基づいて自動植付け走行を行う作業車両であって、本発明における作業車両の具体的な例である。
(2)つぎに、図2(a)および2(b)、3、4および5、ならびに6、7および8を主として参照しながら、本発明における実施の形態の田植え機の構成および動作についてより具体的に説明する。
ここに、図2(a)および2(b)、3、4および5、ならびに6、7および8は、本発明における実施の形態の田植え機の苗植付け作業の説明図(その一から八)である。
図2(a)においては往路行程および復路行程を有する往路復路行程のための自動直進走行経路が説明されており、図2(b)においては内周行程のための内周走行経路が説明されている。図3においては台形の圃場Fが説明されており、図4においてはサブ経路が作成される圃場Fが説明されており、図5においては苗補給側に張出し形状がある圃場Fが説明されている。図6、7および8においては、自動範囲判定エリアが説明されている。
ティーチング走行は、多角形の所定の一辺以外の辺で構成されたティーチング経路に沿って行われる。
つまり、手動運転によるティーチング走行は、手動運転モードからティーチングモードへの切替えの後に、外周の三辺の植付けを行いながら圃場形状を認識させるための行程により、田植え機へのユーザー搭乗をともなって行われる。植残しが発生しないように、圃場Fの三辺の畦に沿う移動が手動運転による植付けとともに行われる。作業機である苗植付け装置240の昇降は手動で行われ、ユーザーが苗補給に利用したい辺、およびユーザーが最後に植付けを行いたい辺においては、苗植付け装置240を下降させての植付けなしの走行が行われる。
多角形の内側エリアが、圃場エリアとして設定される。
ティーチング走行が最後に行われた、多角形の最後の一辺が、自動直進走行基準経路として設定される。自動直進走行基準経路と平行な経路が、自動直進走行経路として設定される。
ティーチング経路の内側の経路が、内周走行経路として設定される。
つまり、外周の三辺の植付け作業が終了すると、自動運転モードへの切替えが行われ、圃場Fの作業経路が自動で計算されることにより、往路復路行程(図2(a)参照)および内周行程(図2(b)参照)における自動運転走行が準備される。
自動直進走行経路に沿って所定の一辺の反対側の辺へ向かって行われる自動往路直進走行、自動直進走行経路に沿って所定の一辺へ向かって行われる自動復路直進走行、自動往路直進走行が停止された後に反対側の辺の近傍で行われる第一の自動旋回走行、自動復路直進走行が停止された後に所定の一辺へ向かって行われる手動遠隔操作直進走行、および手動遠隔操作直進走行が停止された後に所定の一辺の近傍で行われる第二の自動旋回走行が、繰返して行われる。自動往路直進走行、自動復路直進走行、および第一の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、圃場エリアが利用される。
つまり、自動運転による往路復路行程の走行は、つぎのように行われる、すなわち、苗および肥料の補給が必要に応じて行われ、搭乗ユーザーの降車の後に、自動運転がボタン操作で開始される。つぎの往路復路行程への移行は自動旋回により行われるが、およそ1メートルの後進が旋回に先立って必要である。往路行程の田植えが自動で行われ、圃場Fの端への到達にともなう自動旋回は苗植付け装置240の自動昇降とともに行われる。復路行程の植付けは自動で行われ、補給路側の畦までの距離がおよそ3メートルの地点で自動停止が行われ、畦寄せがボタン操作で行われる。苗補給は、苗植付け装置240が上昇されている状態で必要に応じて行われる。
(2a)はじめに、ロボット田植え機の経路データの破棄について説明する。
自動走行基準データは、圃場Fにおける全ての自動植付け走行が終了した後に破棄される。
以下においては、このようなロボット田植え機の経路データの破棄について詳細に説明する。
自動走行基準データは、圃場エリアの外での手動植付け走行が開始された後に所定の走行距離で破棄される。
具体的には、ティーチング走行による経路データの生成が行われた後に、車体100が生成されたエリア外に存在する場合において、たとえば、5メートルの所定距離にわたる植付け作業が植付けクラッチオンで連続的に行われたとき、経路データを破棄する、エリア外での作業の検知による構成が、考えられる。別の圃場Fへの移動が行われて通常の植付け作業が行われたとき、経路データを破棄することができる。
なお、自動走行基準データは、内周走行経路に沿った自動植付け走行が終了したタイミングで破棄されてもよい。
具体的には、ティーチング走行による経路データの生成が行われた後に、内周行程作業が終了したとき、自動走行が再開されても走行が行われない箇所についての経路データを破棄する、内周行程の認識による構成が、考えられる。経路データは圃場作業終了後も保持されているので、圃場内の移動が行われているとき、または最終行程の植仕舞い部分の作業が行われているとき、自動走行開始操作が行われると、自動走行が開始され、植付けがすでに行われた箇所に向かっての走行および植付けが行われることがある。圃場作業が終了したとき、自動で経路データを破棄することにより、誤操作に起因する自動走行の発生を抑制することができる。
また、自動走行基準データは、自動直進走行経路に沿った自動植付け直進走行が終了し、自動直進走行基準経路となす角度があらかじめ定められた角度を超える直進走行経路に沿った手動植付け直進走行が開始された後に所定の走行距離で破棄されてもよい。
具体的には、ティーチング走行による経路データの生成が行われた後に、手動走行モードが選択されており、自動走行が行われていない場合において、ティーチングの最後で走行が行われた辺を基準線として生成された往路復路行程の経路方位に対して、プラスマイナス45度以上異なる方位において、たとえば、5メートルの所定距離にわたる植付け作業が植付けクラッチオンで連続的に行われた(図3参照)とき、経路データを破棄する、いわゆる横走りなどの検知による構成が、考えられる。上述された構成において、サブ経路の植付けが行われる(図4参照)前に、経路データが破棄される恐れがある。最後の植仕舞い行程を自動で検知し、経路データを破棄することができる。サブ経路の植付けを行う前の不適切な経路データの破棄などを抑制することができる。
また、自動走行基準データは、搭乗者による手動植付け走行が開始された後に所定の走行距離で破棄されてもよい。
具体的には、ティーチング走行による経路データの生成が行われた後に、人の搭乗、すなわち、シートスイッチオンが検知されている状態において、たとえば、5メートルの所定距離にわたる植付け作業が植付けクラッチオンで連続的に行われたとき、経路データを破棄する、搭乗をともなう植付け作業の検知による構成が、考えられる。人の搭乗をともなう手動での植付け作業が検知されたとき、経路データを破棄することができる。
上述された構成において、経路データの自動消去の入切りがモニター操作などで切替え可能であり、コントローラー内部の不揮発メモリでの経路データ記憶が行われる構成も、考えられる。圃場形状およびユーザーによる使用の態様に応じて経路データの自動消去の入切りを行うことができる。
(2b)つぎに、ロボット田植え機の圃場逸脱検知エリアの切替えについて説明する。
第二の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、所定の一辺があらかじめ定められた距離に応じて拡大されたまたは縮小された圃場エリアが利用される。
具体的には、上述された構成において、圃場内エリア判定の範囲については、リモートコントローラー操作による畦寄せ時と自動走行時との間で切替えを行う構成が、考えられる。ロボット走行において、苗補給側の畦での自動的な停車は、たとえば、畦までの距離が3メートルである地点で行われる。その後に、手動の畦寄せによる任意の位置での停車がリモートコントローラー操作で行われ、資材補給および旋回が行われる。これは、圃場形状がしばしば厳密な意味での直線で囲まれた多角形形状でなく、ティーチング走行が行われなかった資材補給側の畦形状の直線近似が行われると、畦への衝突が発生する(図5参照)恐れがあるためである。変形圃場である圃場Fにおいても、畦の前での自動的な停車が行われ、走行は人の監視をともなうリモートコントローラー操作で行われる。安全性が確保されており、出張った箇所における畦寄せがリモートコントローラー操作で行われたとき、車体位置が圃場外の位置であると判定されて意図しない停車が行われないように、苗補給側の畦に関しては、圃場内エリア判定が、たとえば、畦側への10メートルの延長処理が行われた後に行われる(図6、7および8参照)。このような延長エリアについては、圃場外での自動的な停車による安全性を重要視し、安全性を確保することができる、人の監視をともなうリモートコントローラー操作時における圃場内エリア判定の範囲と、自動走行時における圃場内エリア判定で圃場内エリア判定の範囲と、の間での区別により、状況に応じた適切な圃場逸脱判定を行うことができる。
上述された構成において、圃場内エリア判定の範囲について、リモートコントローラー操作による畦寄せ時の範囲を、たとえば、畦側への10メートルの延長処理が行われた後に固定する構成も、考えられる。安全性を確保することができる、人の監視をともなうリモートコントローラー操作時においては、このような圃場内エリア判定を行うことにより、無意味な作業中断の発生を抑制することができる。
上述された構成において、圃場内エリア判定の範囲について、ティーチング経路から生成された直線近似による圃場エリアに従って、自動走行時の範囲を確定する構成も、考えられる。上述された範囲の拡張を自動走行時において行わないことにより、安全性を確保することができる。
なお、第二の自動旋回走行が行われるときの自動範囲判定エリアとしては、所定の一辺が手動遠隔操作直進走行による車体到達位置に応じて拡大されたまたは縮小された圃場エリアが利用されてもよい。
具体的には、上述された構成において、ティーチング経路から生成された直線近似による圃場エリアと比べて、車体100がリモートコントローラー操作による畦寄せ操作で苗補給側の畦へ向かって進入した場合において、畦側への侵入距離に応じて、自動走行時における苗補給側の圃場内エリア判定の範囲を畦側へ拡張する構成が、考えられる。範囲の拡張が行われない態様においては、ティーチングにより生成された圃場形状を畦寄せ操作で畦側へ寄せた後に、自動走行操作が再び行われると、車体位置が圃場外の位置であると判定され、走行を開始することができないことがある。安全性を確保することができる、人の監視をともなうリモートコントローラー操作による車体進入が行われた部分においては、自動走行時における苗補給側の畦の圃場内エリアを拡張することにより、走行をより確実に開始することができる。もちろん、車体100が自動走行時においてイレギュラーに圃場外へ逸脱した場合においては、適切な安全機能により停止を行うことができる。
上述された構成において、リモートコントローラー操作による畦寄せ操作での車体進入が自動走行のための元々の圃場エリアを超えないように行われた場合においては、自動走行時における苗補給側の圃場内エリア判定の範囲の変更なしに、ティーチング経路から生成された直線近似による圃場エリアに従って、自動走行時の範囲を確定する構成も、考えられる。車体100がリモートコントローラー操作による畦寄せで十分に畦から離れて停止した場合においては、圃場範囲がエリア更新で小さくなることがあるが、ティーチング経路から生成された直線近似による圃場エリアを採用することにより、圃場範囲は不必要に小さくならない。
上述された構成において、畦寄せ操作にともなう圃場エリアの拡張処理を畦寄せ操作ごとに行う、毎回のエリア更新による構成も、考えられる。変形田などの場合においては、元々の直線近似による圃場エリアから畦までのズレ程度が変化するので、直近の畦寄せ距離に基づいてエリアを確定することにより、圃場逸脱を安全に検知することができる。
上述された構成において、畦寄せ操作での車体進入が自動走行のための元々の圃場エリアを超えるように行われた場合においてのみ、畦寄せ操作にともなう圃場エリアの拡張処理を行う、エリア最大領域更新による構成も、考えられる。毎回のエリア更新が行われると、元々の直線近似による圃場エリアから畦までのズレ程度が大きい場合において、車体位置が圃場内の位置であるにもかかわらず、車体位置が圃場外の位置であるという判定が行われ、無意味な車体停止が行われる恐れがある。畦寄せの最大量に基づいて圃場エリアの拡張処理を行うことにより、このような誤検知に起因する走行停止の発生はしばしば抑制されやすい。
(3)つぎに、本発明における実施の形態の田植え機の構成および動作についてさらにより具体的に説明する。
(3a)はじめに、図9(a)、9(b)および9(c)、ならびに10(a)、10(b)、10(c)および10(d)を主として参照しながら、ロボット田植え機の走行経路について説明する。
ここに、図9(a)、9(b)および9(c)、ならびに10(a)、10(b)、10(c)および10(d)は、本発明における実施の形態のロボット田植え機の走行経路の説明図(その一から七)である。
ロボット田植え機の走行経路において、植えながら出口に向かうように走行を行う構成が、考えられる(図9(a)、9(b)および9(c)参照)。ロボット田植え経路において、出口付近で植付け条を横切るように植付けが行われてもよいが(図10(a)、10(b)、10(c)および10(d)参照)、植えながら出口に向かうことで、美的な植仕舞いを実現することができる。
ロボット田植え機の走行経路において、植えながら出口に向かうように走行を行い、畦際の第1番目の辺に沿う行程、第2および3番目の辺に沿う行程、および第4番目の辺に沿う行程の三つの行程を全て手動で行う構成も、考えられる。これらの三つの行程を自動で行うと、畦際で障害物と衝突することがあるが、三つの行程を手動で行うことにより、安全性を確保しながら、美的な植仕舞いを実現することができる。
ロボット田植え機の走行経路において、植えながら出口に向かうように走行を行い、上述された三つの行程について、畦際の第1番目の辺に沿う行程を手動で行い、第2および3番目の辺に沿う行程を自動で行い、第4番目の辺に沿う行程を手動で行う構成も、考えられる。両辺の植付け条で挟まるように囲まれた部分においてはGNSSシステムが利用されるので、搭乗者が左右の側条を気遣いながら走行を行う必要はなく、労力軽減を実現することができる。
(3b)つぎに、図11を主として参照しながら、直進制御における圃場診断およびフィードバック制御について説明する。
ここに、図11は、本発明における実施の形態の直進制御における圃場診断およびフィードバック制御の説明図である。
直進制御における直進アシスト行程において、ステアリング角度、主変速レバー位置、後輪回転数、GNSS車速、およびGNSSヨー角速度を記録する構成が、考えられる。
上述された構成において、直進アシスト走行時において決められた距離ごとに、上述されたパラメーター状態のそれぞれの記録データを、第1番目の記録番号の記録データ、第2番目の記録番号の記録データ、…、および第n番目の記録番号の記録データとして、つぎの行程まで保持する構成も、考えられる。
上述された構成において、ステアリング角度およびGNSS車速から車体100の理想角速度を算出し、GNSSヨー角速度との差を検出し、ヨー角のスリップしやすさとして記録する構成も、考えられる。
上述された構成において、新しい行程での直進作業が行われるとき、新しい行程での記録番号と逆向きに付与されている前行程での対応する記録番号の記録データ、およびその記録番号プラスマイナス1の記録番号の記録データ、ならびに現在の理想角速度および現在のGNSSヨー角速度から、現在のヨー角のスリップしやすさを判定する構成も、考えられる。たとえば、新しい行程の第1番目の記録番号の記録データのみならず、前行程の第n番目の記録番号の記録データ、および第(n-1)番目の記録番号の記録データのような前行程の情報が、近接する位置での記録データの平均値を求めるために利用される。同様に、新しい行程の第2番目の記録番号の記録データのみならず、前行程の第n番目の記録番号の記録データ、第(n-1)番目の記録番号の記録データ、および第(n-2)番目の記録番号の記録データのような前行程の情報が、近接する位置での記録データの平均値を求めるために利用される。最初の一区間については前行程の記録データは存在しないので、最初の一区間の二箇所の記録データのみが利用される。
上述された構成において、ヨー角のスリップしやすさに応じて最大車速を低減する構成も、考えられる。これは、スリップしやすい箇所において車速を低減することが望ましいためである。
上述された構成において、ヨー角のスリップしやすさに応じて植付け部リンク角度を低減する構成も、考えられる。これは、スリップしやすい箇所においては、たとえば、夾雑物などが存在する、または表土が湿りなどで軟弱であると考えられるので、植付けが深くなるようにリンク角度を変化させることが望ましいためである。
上述された構成において、後輪回転数およびGNSS車速からスリップ率を算出して記録する構成も、考えられる。これは、後輪回転から理想車速を求めてGNSS車速と比較することが望ましいためである。
上述された構成において、新しい行程での直進作業が行われるとき、新しい行程での記録番号と逆向きに付与されている前行程での対応する記録番号の記録データ、およびその記録番号プラスマイナス1の記録番号の記録データ、ならびに現在の後輪回転数および現在のGNSS車速から、現在のスリップ率を判定する構成も、考えられる。これは、GNSS車速が後輪回転に対して小さい場合において、スリップの発生が多いと判定することが望ましいためである。
上述された構成において、スリップ率に応じて施肥量を低減する構成も、考えられる。これは、電動施肥型式の場合において、スリップ率に応じて施肥量を変更させることが望ましいためである。
上述された構成において、HSTレバー位置および現在の後輪回転数から圃場抵抗を算出して記録する構成も、考えられる。これは、HSTレバー位置から理想車速を求めて後輪回転数と比較することが望ましいためである。
上述された構成において、新しい行程での直進作業が行われるとき、新しい行程での記録番号と逆向きに付与されている前行程での対応する記録番号の記録データ、およびその記録番号プラスマイナス1の記録番号の記録データ、ならびに現在のHSTレバー位置および現在の後輪回転数から、現在の圃場抵抗を判定する構成も、考えられる。
上述された構成において、HSTレバー位置に対し、後輪回転数が小さい場合において、圃場抵抗が大きいと判定する構成も、考えられる。これは、後輪222がHSTレバー位置に応じて回転していない場合において、抵抗が大きいと判定することが望ましいためである。
(3c)つぎに、ロボット田植え機の畦クラッチ条切り処理について説明する。
苗植付け装置240においては、植付け伝動ケースの各後端部の両側に設けられている2つのロータリーケースごとに、それらのロータリーケースおよび苗植付け具241への駆動力の伝動を入切する部分条クラッチとも呼ばれる畦クラッチが設けられている。すなわち、2条ごとに苗の植付け動作の要否を選択することができる。
そして、正逆転可能なモーターによって回転する切替えカムを複数の切替えアームに段階的に接触させ、2条分の苗植付け装置240への伝動を入切りする部分条クラッチを左右何れかの外側端部から順に入切りする。
電動畦クラッチユニットで、たとえば、8条植えの田植え機の場合において、全条入り、右2条切り、右4条切り、右6条切り、右8条切り、左2条切り、左4条切り、左6条切り、および左8条切りの9パターンの条入切りポジションがあるが、これに加えて、右側についてのスタンバイ、すなわち、全条入りから右2条切りへのスタンバイ、右2条切りから右4条切りへのスタンバイ、右4条切りから右6条切りへのスタンバイ、右6条切りから右8条切りへのスタンバイ、右8条切りから右6条切りへのスタンバイ、右6条切りから右4条切りへのスタンバイ、右4条切りから右2条切りへのスタンバイ、および右2条切りから全条入りへのスタンバイ、ならびに左側についての同様なスタンバイが想定されるので、これらの16パターンのスタンバイなどを想定することにより、スタンバイポジションを追加する構成が、考えられる。ロボット走行において、条切り動作は車体100が停止させられた後に行われ、条切り動作が完了すると、走行が再び行われる。これは、モーターにより畦クラッチケーブルを動かすための時間が必要であるので、走りながらケーブルが動作させられると、狙いの条切り処理が行われていないにもかかわらず、走行をともなう植付け作業が行われやすいためである。しかしながら、車体停車が条切り動作のたびに行われると、作業効率が悪化することがある。スタンバイポジションを追加することにより、つぎの条切り動作を速やかに行うことができる。
電動畦クラッチユニットで、自動走行時において、現在の走行経路で条切り動作が必要である場合において、畦クラッチモーターを先行的に狙いの位置の前まで動作させる構成も、考えられる。たとえば、全条入りから右2条切りを経て右4条切りへの条切り動作を行いたい場合において、右2条切り位置の前の位置から右2条切り位置への条切り動作、右2条切り位置から右4条切り位置の前の位置への条切り動作、右4条切り位置の前の位置から右4条切り位置への条切り動作が行われ、モーターが動いてから条切り位置が切替わるまでの時間が低減される。ロボット田植え機においては、条切り位置を含む経路データの生成があらかじめ行われているので、つぎの条切り動作が行われることはあらかじめ決められている。畦クラッチモーターを先行的に狙いの位置の前まで動作させることにより、条切り動作のための停車なしに、走行しながら条切り動作を行うことができるので、作業効率が向上される。
上述された構成において、施肥畦クラッチについても同様に発想を展開する構成も、考えられる。畦クラッチユニットが施肥畦クラッチと連結されている構成のみならず、施肥畦クラッチが独立的である構成も、考えられる。両方について同様な構成を採用する、すなわち、畦クラッチについてのみではなく、施肥畦クラッチについても同様な構成を採用することにより、畦クラッチおよび施肥畦クラッチの連結動作をともなう構成を実現することができ、また、ユニット独立タイプについては施肥についても、動作タイミングの整合性を実現することができる。
苗補給路に対して車体後方(薬剤補給口の方向)を向けている往路工程にて、ロボット動作で一時停止中に、リモコン(遠隔操作具)RCで薬剤補充を指示することができる構成である。ユーザーのリモコン操作により同状態になるよう移動させることができるが操作が煩雑である。よって、薬剤の補充が容易になり、作業性が向上する。煩雑な操作を行わなくてよくなり作業効率が向上する。
リモコン(遠隔操作具)RCにより、薬剤補充を予約する予約ボタンを有する構成としても良い。自動往路直進走行または、前記自動復路直進走行の開始位置で、機体が停止することで、補充作業が容易に行え、自動運転の利便性や作業性が良い。
リモコン(遠隔操作具)RCとロボット田植機との距離に応じて無線通信の方式を高速通信モードと遠距離の通信が可能なモードとで自動的に切り替える構成としても良い。
また、実在する風景にバーチャルの視覚情報を重ねて表示することで、目の前にある世界を仮想的に拡張するAR機能を備え、水車マーカの通過跡を1本の線で表示する構成としても良い。水車マーカが展開された地点から、機体長さを考慮した地点に目標となる旗を立てることができる構成としても良い。
また、田植機のモニタパネルまたはリモコンRCで、植え始め位置を何cm前後させるか調整することができる構成としても良い。
また、複数個のリレーを片側がL字曲げになって開放された丸棒に挿し込んで吊ることで、組付けが容易になり組立工数の削減ができる。また、植付部を切り離して付け替えることができる多目的田植機において、ハーネスのガイドをL字ピンを互い違いに配置した構成にすることで、通常時はハーネスのガイドとして機能し、植付部切り離し時には容易にハーネスをガイドから外すことができる構成としても良い。
また、秋落ち防止の為、管理作業の時に硫化水素の検知、対応を行う。同時にクロロフィル蛍光を撮影し、稲の光合成状態(健康状態)を数値的に評価する。日照に対してクロロフィル蛍光が弱い場合には、稲自体の健康状態悪化をアラートし、同時に硫化水素が発生する場合には圃場の健康状態悪化(老朽化)をアラートする。アイガモロボットの上部にカメラをケーシング内部に硫化水素のセンシング部を設け、稲の健康状態が悪く、硫化水素が発生している圃場では掻き込み部の回転数を上げる(酸化を促す)構成としても良い。
また、田植機に硫化水素の検知部を設け、その検知結果に応じ植付深さを変化させても良い。硫化水素が多く出ているときには浅植え側とする(できる限り表層の酸化層に寄せる 還元層から遠ざける)構成としても良い。
また、ロボット操舵量調整をユーザが選択することで行っているが、これを自動化させるため、一定区間での操舵量が規定値以上か以下かでロボット操舵量を変化させる、改善されない場合はもとに戻す構成としても良い。例えばロボット操舵量3で自動運転を行っていてずれが多い場合にはロボット操舵量4に自動で切り替えを行い、改善効果を見て、改善されていなければ3に戻し再度判定する。改善されている場合でもまだずれが多い時には5に切り替え判定する構成としても良い。切り替える時は方位ずれ、位置ずれが一定値以下のタイミングで切り替えを行うこととする。
また、後輪回転数による算出距離がGNSSセンサーによる算出距離より長い場合は苗取り量を少なくし後輪回転数による算出距離がGNSSセンサーによる算出距離より短い場合は苗取り量を多くするよう制御する構成としても良い。
また、畦よせにて予備苗枠が収納されていないとバック操作できない安全装備を備えても良い。また、畦よせにて車体角度が前上がりで上限に達した場合はエンジンはストップしない制御を備えても良い。また、苗取量において、連動アームに穴を複数設け、最大、最小取量をさらに数mm余分に動かせるようにし、蜜播にも大苗にも対応可能にする構成としても良い。
また、植付部下げ時には、その油圧モーターで充電する構成としても良い。また、畦植え時、内側となる車輪のトルク配分を大きくして、直進性を向上させても良い。
また、植付深さ調整をモーターにより行う構成において、圃場状態に応じ自動調整を行う構成としても良い。圃場のスリップ率を実走行距離(GNSS利用などによる)と機械駆動回転によってわりだし、スリップ率が高い場合は深く、低い場合には浅く植えるとする。
また、走行駆動と植付駆動をメカ連動させながらも調整できるようにすることで走行時スリップが発生しても、目的とする植付が行えるようにする。スリップ検出手段として基本的にはGNSSを利用し、ロスト状態となった場合はそれまでの走行状態データから推定したスリップ率で植付を行う。基本的には位置情報を取得することでスリップ率の算定を行うが、直前一定時間内の平均スリップ率で代用する。
また、走行駆動と植付駆動をメカ連動させながらも調整できるようにすることで走行時スリップが発生しても、目的とする植付が行えるようにする。スリップ検出手段としてGNSSを利用する。位置情報の変化と駆動回転数を比較することでスリップ率を割り出す
走行速が変化する場面(植えはじめ、植え終わり地点)を避ける構成としても良い。
また、直進植付1工程目の植付傾向をトレースする。2工程目からもトレースする。GNSSシステムによって位置情報と植付駆動回転情報とを結びつけ1工程目の株間と一致するよう2工程目の植付を行う。90度向きを変える枕地の植付で、植付位置を揃える構成としても良い。
また、前輪車軸部から、ポテンショメータを持つアームで連結されたフロートを、圃場の土壌部におろし、ポテンショメータの値とアームの長さから車体の基準位置から土壌面までの距離を算出する構成としても良い。また、現行機で測定した水面までの距離と合わせ水深を算出する構成でもよい。
また、ドローンに、植え付け部と、植え付け部が移動するフレームと、苗箱が取り付けられた構成を用いても良い。
また、可変施肥タッチアプリの作業実績の作成画面において、施薬剤の基本使用量単位が「g/箱」のとき、再計算ボタンを押すと苗使用枚数×基本使用量の結果を使用総量部に入力できる。また、可変施肥タッチアプリの作業実績の作成画面において、除草剤の基本使用量単位が「kg/10a」、「m?/10a」、「?/10a」のとき、再計算ボタンを押すと植付面積(単位:10a)×基本使用量の結果を使用総量部に入力できる。
また、可変施肥アプリにおいて、比重(設定値)の入力方法を提供する。田植機の比重(設置値)の値をアプリで変更することができる。「可変施肥設定」画面、「可変施肥作業」画面から、比重の変更画面へ遷移することができる。設定値の変更方法は2つある。1)スライダーを使った調節(おおまかに素早く目的の数値に調節できる。)増減ボタンを使った調節(0.01ずつ細かく調節することができる。)
なお、本発明に関連した発明のプログラムは、上述された本発明に関連した発明の作業車両動作制御方法の全部または一部のステップ(または工程、動作および作用など)の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
また、本発明に関連した発明の記録媒体は、上述された本発明に関連した発明の作業車両動作制御方法の全部または一部のステップ(または工程、動作および作用など)の全部または一部の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であり、読取られたプログラムがコンピュータと協働して利用されるコンピュータ読取り可能な記録媒体である。
なお、上述された「一部のステップ(または工程、動作および作用など)」は、それらの複数のステップの内の一つまたはいくつかのステップを意味する。
また、上述された「ステップ(または工程、動作および作用など)の動作」は、上述されたステップの全部または一部の動作を意味する。
また、本発明に関連した発明のプログラムの一利用形態は、インターネット、光、電波または音波などのような伝送媒体の中を伝送され、コンピュータにより読取られ、コンピュータと協働して動作するという形態であってもよい。
また、記録媒体としては、ROM(Read Only Memory)などが含まれる。
また、コンピュータは、CPU(Central Processing Unit)などのような純然たるハードウェアに限らず、ファームウェア、OS(Operating System)、そしてさらに周辺機器を含んでもよい。
なお、上述されたように、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現されてもよいし、ハードウェア的に実現されてもよい。
本発明における作業車両は、自動動作制御機能を利用するための作業者の負担を軽減することができ、田植え機などのような作業車両に利用する目的に有用である。
100 車体
210 エンジン
220 走行装置
221 前輪
222 後輪
230 操舵装置
240 苗植付け装置
241 苗植付け具
250 施肥装置
260 整地装置
261 ローター
262 フロート
600 制御機構
F 圃場
RC リモコン

Claims (3)

  1. 圃場の少なくとも一部に沿ったティーチング走行を行うことにより自動走行基準データを取得し、前記自動走行基準データに基づいて自動植付け走行を行う作業車両であって、
    所定の一辺の反対側の辺へ向かって行われる自動往路直進走行、所定の一辺へ向かって行われる自動復路直進走行、を備え、
    前記自動往路直進走行または、前記自動復路直進走行の開始位置で、機体が停止することを特徴とする作業車両。
  2. 前記機体へ遠隔操作を行う遠隔操作具を備え、遠隔操作具により前記自動往路直進走行または、前記自動復路直進走行の開始位置で、機体が停止する停止予約の操作を行うことができる請求項1に記載の作業車両。
  3. 前記遠隔操作具に表示機能を備え、前記停止予約により機体が停止したことを前記表示機能により作業者へ知らせることを特徴とする請求項2に記載の作業車両。
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