JP3989307B2 - Spraying machine - Google Patents

Spraying machine Download PDF

Info

Publication number
JP3989307B2
JP3989307B2 JP2002170286A JP2002170286A JP3989307B2 JP 3989307 B2 JP3989307 B2 JP 3989307B2 JP 2002170286 A JP2002170286 A JP 2002170286A JP 2002170286 A JP2002170286 A JP 2002170286A JP 3989307 B2 JP3989307 B2 JP 3989307B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spraying
chemical
work
chemical solution
boom
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002170286A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004009027A (en
Inventor
俊樹 南石
隆史 山田
昭博 久保
健二 門前
和登 安藤
雄司 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yanma Agricultural Equipment Co Ltd
Yanmar Co Ltd
Original Assignee
Yanma Agricultural Equipment Co Ltd
Yanmar Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yanma Agricultural Equipment Co Ltd, Yanmar Co Ltd filed Critical Yanma Agricultural Equipment Co Ltd
Priority to JP2002170286A priority Critical patent/JP3989307B2/en
Publication of JP2004009027A publication Critical patent/JP2004009027A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3989307B2 publication Critical patent/JP3989307B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Special Spraying Apparatus (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、GPS(グローバル・ポジショニング・システム)と、方位センサや傾斜センサ、車速センサなどの内界センサと、株倣いセンサとを搭載し、自律的に作業を行う散布作業機の走行作業管理の技術に関する。詳細には、自律走行中に散布していた薬液が無くなり、作業を中断した位置をGPSにより計測・記憶しておき、薬液補充後、自律走行により作業を中断した位置に復帰して、作業を再開する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、既に作物が栽培されている圃場において、GPSやセンサ類を備え、自律的に走行・作業を行う農業用作業車が知られている。該農業用作業車の例としては、散布機を搭載した散布作業機などが挙げられる。このような農業用作業車は、圃場内の作業開始地点まではオペレータが農業用作業車を運転する。そして、オペレータは作業開始地点に到達後、該作業車から降りて圃場の外に退出し、作業車は自律走行・作業を開始する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の水田への薬液散布作業においては、オペレータが散布作業機に搭乗して手動で運転・散布作業を行っていた。そして、該散布作業中に薬液タンク内の薬液が無くなった場合、オペレータは一時圃場端部まで該散布作業機を移動させ、薬液を補充した後、薬液タンク内の薬液が無くなった場所まで散布作業機を移動させ、薬液散布作業を再開していた。このとき、圃場内における薬液タンク内の薬液が無くなった場所はオペレータの記憶に頼っていたため、実際の位置と作業を再開させた位置とがずれて、薬液を一度も散布していない場所(未散布領域)や、薬液を複数回散布する場所(重複散布領域)が生じる原因となっていた。この重複散布は薬剤の無駄な使用となるばかりでなく、薬害にも通じてしまう。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【0005】
請求項1においては、GPS(グローバル・ポジショニング・システム)の移動局ユニットと、散布作業機を自律走行させる上で必要な情報を検知するセンサである内界センサと、薬液タンクを搭載し、自律的に走行しながら散布作業を行う散布作業機において、該薬液タンクに薬液量計測手段である液面レベル検知手段を設け、単位走行距離または単位走行時間当たりの散布量を算出し、薬液タンクの薬液が無くなる、または予め設定した量を下回るまでの走行距離、または走行時間を計算及び表示し、前記移動局ユニットに設けた制御手段となる処理部内に自律走行プログラムを格納し、該自律走行プログラムにより作成した自律走行経路は、薬液を散布しながら走行する散布工程と、薬液散布を行わずに走行している移動工程とを交互に繋いだ工程とし、前記自律走行プログラムに基づいて散布作業中、次の散布工程において薬液が無くなる、または予め設定した量を下回ることが計算により予測される場合は現在の散布工程終了後、圃場端部に移動・待機するものである。
【0006】
請求項2においては、請求項1記載の散布作業機において、前記薬液タンクへの薬液補充時に、圃場の未散布領域に散布するために必要な薬液の量を計算及び表示するものである。
【0007】
請求項3においては、請求項1記載の散布作業機において、前記必要な薬液の量と、該薬液の希釈倍率から、薬液タンクへ薬液補充時に必要な薬剤量を表示するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【0009】
図1は本発明の散布作業機の側面図、図2は本発明の散布作業機の平面図、図3はブーム部の薬液配管経路を示す図、図4は本発明における自律走行システムの模式図である。
【0010】
図5は移動局ユニットを示す図、図6は基準局ユニットを示す図、図7は本機コントローラと自律走行コントローラの接点部を示す模式図、図8はPDA表示部の表示例を示す模式図、図9は本発明の散布作業機による自律走行経路の第一実施例を示す模式図である。
【0011】
図10は本発明における自律走行のフローチャート図、図11は本発明の散布作業機による自律走行経路の第二実施例を示す模式図である。
【0012】
図12は中幅散布領域を含む圃場における自律走行経路の実施例を示す模式図、図13は薬液タンクの後面図、図14は薬液配管系統を示す模式図、図15は薬液補充用の自律誘導経路の実施例を示す図、図16は薬液補充作業のフローチャート図である。
【0013】
図17は薬液補充用の自律誘導経路の別実施例を示す図、図18は薬液補充作業の別実施例におけるフローチャート図、図19は圃場角地の散布作業の第一実施例を示す模式図、図20は圃場角地の散布作業の第二実施例を示す模式図、図21は圃場角地の散布作業の第三実施例を示す模式図である。
【0014】
まず、本発明に係る散布作業機101について、図1及び図2を用いて説明する。散布作業機101は乗用型の走行車両22と、該走行車両22の前部及び側部に配設されたブーム部35と、該走行車両の後部に配設されたポンプ部36と、該ポンプ部36の前部に配設された薬液タンク24等で構成されている。
【0015】
前記走行車両22の前端より後方へ向けて、左右一対のメインフレーム6L・6Rが平行に水平方向に延設され、該メインフレーム6L・6Rの前部下方にはフロントアクスルケース92Fを介して前輪7・7が支承され、後部下方にはリアアクスルケース92Rを介して後輪8・8が支承されている。また、メインフレーム6L・6R上であって走行車両22前部にはエンジン9を被覆するボンネット10が配設されている。該ボンネット10後方のカバー上に操作パネル11が設けられており、該操作パネル11の上方には操向ハンドル12が設けられて、操作パネル11及び操向ハンドル12等で散布作業機101の操縦部を構成している。
【0016】
また、メインフレーム6L・6R後部上には、薬液タンク24が配設されており、該薬液タンク24の前部中央には運転席14が形成されて、該薬液タンク24によって側部と後部を取り囲まれるように載置されている。そして、薬液タンク24とボンネット10の間にはステップ13が設けられ、該ステップ13に乗降するための乗降ステップ56・56がメインフレーム6L・6Rに取り付けられている。
【0017】
前記ブーム部35は、薬液を散布するための複数のノズル23・23・・・を有するブーム40と、該ブーム40の昇降や展開を行うための機構より構成されている。ブーム40は走行車両22の前方に位置する前方ブーム41と、該前方ブーム41の両端に枢支され、折畳み可能に側方に延設されている左右の側方ブーム42L・42Rから構成されている。そして、該ブーム40には薬液を散布するための複数のノズル23・23・・・が一定間隔をおいて配設されている。そして、前方ブーム41と側方ブーム42L・42Rの間には、それぞれブーム開閉用シリンダ43・43が介装され、該ブーム開閉用シリンダ43・43を伸縮させることによって、側方ブーム42L・42Rを前方ブーム41と略一直線となるよう左右水平方向へ延設した作業位置と、前後方向で後ろ上がりに位置させた収納位置に回動可能としている。
【0018】
また、平行リンクにより前方ブーム41とメインフレーム6L・6Rの前部の間が連結され、該平行リンクの一方とメインフレーム6L・6Rの間にブーム昇降用シリンダ38・38を介装し、該ブーム昇降用シリンダ38・38を伸縮させることによってブーム40を上下昇降可能とした昇降リンク機構37が構成されている。さらに、前方ブーム41の左右略中央が昇降リンク機構37に対して左右傾倒可能に支持され、該前方ブーム41と昇降リンク機構37の間にブーム水平制御用シリンダ39を介装して、走行車両22が傾いてもブーム40が略水平姿勢を保持するようブーム40を水平制御する構成としている。
【0019】
前記ポンプ部36は、エンジン9から動力を得て薬液タンク24内の薬液をノズル23・23・・・へ圧送する噴霧ポンプ4と、該噴霧ポンプ4から吐出される薬液の制御に関わる散布量制御装置3等で構成されている。噴霧ポンプ4は、走行車両22の後部に延設したサブフレーム52L・52R上に支持部材を介して該噴霧ポンプ4のクランクケースに内装されたクランク軸が車両前後方向に位置するよう配設され、該クランクケースの右上部にはエアチャンバや安全弁等が設けられている。また、散布量制御装置3は、流量制御弁や、該流量制御弁の開閉に関わるモータ等より構成され、噴霧ポンプ4のクランクケース周囲に配設されている。
【0020】
上述の如く構成される散布作業機101は、ブーム40を広げた状態で走行車両22により圃場を走行すると同時に、薬液タンク24内の薬液が、ポンプ部36により調量されるとともにブーム部35に圧送されてブーム40に設けられたノズル23・23・・・から散布され、薬液散布作業を行う。
【0021】
図3に示すように、配管175はポンプ部36にその一端が接続され、他端側は三つに分岐してそれぞれ散布開閉バルブ176・177・178に接続される。電磁バルブ等より構成される散布開閉バルブ176・177・178は互いに独立して開閉可能に構成され、その開閉動作は本機コントローラ169と接続して制御される。配管179は右側方ブーム42Rに沿って配設され、その一端はフレキシブルホース179aにより散布開閉バルブ176に接続される。そして、配管179の他端側は閉塞されており、中途部に複数のノズル23が設けられている。同様に、配管180は前方ブーム41に沿って配設され、その一端はフレキシブルホース180aにより散布開閉バルブ177に接続される。そして、配管180の他端側は閉塞されており、中途部に複数のノズル23が設けられている。配管181は左側方ブーム42Lに沿って配設され、その一端はフレキシブルホース181aにより散布開閉バルブ178に接続される。
【0022】
エンジン9からの動力は、主クラッチ173を介してミッションケース174に伝達され、該ミッションケース174にて変速され、前後のアクスルケース92F・92R(図1に図示)を介して前輪7・7および後輪8・8を駆動する。このとき、エンジン9からの動力をミッションケース174に動力を伝達・遮断する主クラッチ173を動作させる主クラッチ用アクチュエータ182(後述する自律操作手段124の一つである)は、本機コントローラ169に接続されており、該本機コントローラ169により動作が制御される。主クラッチ173が「切」(エンジン9の動力は遮断され、ミッションケース174に伝達されない)のとき、散布開閉バルブ176・177・178は全て閉止状態になるよう構成される。また、側方ブーム42L・42Rが閉じられて収納位置に配置されたときも、閉じられた方の側方ブームに対応する散布開閉バルブが閉じるように構成されている。
【0023】
このように構成することにより、散布作業機101の発進・停止に連動して、薬液散布系統の開閉が行われる。結果として、停車時に局所的に薬液散布量が多くなったり、逆に発進時すぐに散布されず、薬液散布が行われない場所が生じることがなく、散布作業を確実に行うことが可能である。なお、本機コントローラ169は前述した如く散布開閉バルブ176・177・178および主クラッチ用アクチュエータ182を操作するのみならず、ブームの昇降・開閉やその他のアクチュエータを搭乗時・遠隔操作時に操作するためのものである。他の機能については後で詳述する。
【0024】
そして、散布作業機101は、操縦者が車両に搭乗して操向ハンドル12や操作レバー等を操作して走行・作業する手動操縦モードと、操縦者が車両に搭乗せずにGPS(グローバル・ポジショニング・システム)を利用して車両の位置情報を得て自律走行プログラムにより圃場を走行しながら薬液散布作業を行う自動操縦モードを運転席14近傍または無線操作手段133に設けた切換手段で選択することが可能に構成されている。
【0025】
次に、本発明の散布作業機におけるGPSについて説明する。GPS(グローバル・ポジショニング・システム)とは、元来航空機・船舶等の航法支援用として開発されたシステムであって、上空約二万キロメートルを周回する二十四個のGPS衛星(六軌道面に四個ずつ配置)、GPS衛星の追跡と管制を行う管制局、測位を行うための利用者の受信機で構成される。GPSを用いた測量方法としては、単独側位、相対側位、DGPS(ディファレンシャルGPS)側位、RTK−GPS(リアルタイムキネマティック−GPS)側位など種々の方法が挙げられる。
【0026】
単独側位とは、GPS衛星から送信される衛星の位置や時刻などの情報を一台のアンテナで受信する方法である。衛星から電波が発信されてから受信機に到達するまでに要した時間を測り、該時間と電波の速度から距離を求めるこのとき、位置の判っているGPS衛星を動く基準点とし、四個以上の衛星から観測点までの距離を同時に知ることにより観測点の位置を決定する。
【0027】
相対側位とは、二台以上の受信機を使い、同時に四個以上の同じGPS衛星を観測する方法であり、GPS衛星の位置を基準として、GPS衛星からの電波信号それぞれの受信機に到達する時間差(電波の位相差)を測定して、二点(二台の受信機)間の相対的な位置関係を求める。各測定点で同じ衛星の電波を受信し、衛星から発射された電波が同じような気象条件の中を通過してくることから、二点(二台の受信機)間の観測値の差を取ることにより、観測値に含まれる衛星の位置誤差や対流圏・電離層遅延量などの誤差を解消することができる。
【0028】
DGPS(ディファレンシャルGPS)側位、RTK−GPS(リアルタイムキネマティック−GPS)側位は、位置が判っている基準局と、位置を求めようとする観測点とで同時にGPS観測を行い、基準局で観測したデータを無線等の方法で観測点にリアルタイムで送信し、基準局の位置成果に基づいて観測点の位置をリアルタイムに求める方法である。DGPS(ディファレンシャルGPS)側位は、基準局と観測点の両点で単独側位を行い、基準局において位置成果と観測された座標値の差を求め、観測点に補正情報として送信する。RTK−GPS(リアルタイムキネマティック−GPS)側位は、基準局と観測点の両点で位相の測定(相対側位)を行い、基準局で観測した位相データを観測点に送信する、観測点のGPS受信機では、受信データと基準局から送信されたデータとをリアルタイムで解析することにより、観測点の位置を決定する。
【0029】
本発明においては、測定精度の高いRTK−GPS側位方式が採用されているが、前記他の方式を用いてもよく、限定されない。
【0030】
図4に示すように、本発明におけるGPSユニット102は、主に、散布作業機101本体に搭載される移動局ユニット103と、水田などの圃場の近くに設置される基準局側ユニット104からなる。該基準局ユニット104は地面に固定された基準局の役割を果たし、移動局側ユニット103は位置を求めようとする移動局(観測点)として機能する。図5に示すように、散布作業機101本体上面の運転席14の後部から正面視門型のフレーム105が立設されている。フレーム105の横架部105aおよび立設部105b・105bで囲まれる部分には収納部106が設けられ、該収納部106に移動局ユニット103の内、GPSアンテナ108を除く部材が収納される。GPSアンテナ108はフレーム105の横架部105a上面に固設される。
【0031】
移動局ユニット103は、GPSアンテナ108の他、GPS受信部109、CPUやRAMやROM等を備える制御手段となる処理部110、操作部111、表示部112、無線部113などで構成される。GPSアンテナ108で受信されたGPS衛星からの電波信号は、ケーブルでGPS受信部109を経て処理部110に送信される。操作部111は後述する自律走行の設定や、GPSの初期設定などを行うためのインターフェースであり、処理部110にケーブル接続されている。表示部112は処理部110にケーブル接続されており、処理部110におけるデータ処理の状況や、操作部111により入力された各種設定を表示する。無線部113は基準局ユニット104およびオペレータが携帯する無線操作手段133と、移動局ユニット103とが無線交信するためのものである。また、無線操作手段133からの制御信号を受信し、該無線操作手段133からの作動確認信号が途絶えたときは散布作業機101の自律走行を停止させるための受信部107が設けられている。
【0032】
なお、本実施例においては移動局ユニット103をフレーム105に固設しているが、例えばGPSアンテナ108以外の移動局ユニット103を構成する他の部材はボンネット9に収納し、運転席14の前に位置する操縦部の操作パネル11に、操作部111および表示部112を組み込む構成としても良い。また、操作部111はキーボードやスイッチ、レバー、押しボタン、ダイアルなどオペレータが入力操作可能であればよく、その形式は限定されない。さらに、操作部111と表示部112をタッチパネルとし、一体化してもよい。また、処理部110、操作部111および表示部112として、既存のパソコンを使用してもよい。
【0033】
基準局ユニット104も移動局ユニット103と略同じ構成であり、GPSアンテナ114、GPS受信部115、処理部116、操作部117、表示部118、無線部119などで構成される。
【0034】
図5に示すように、基準局ユニット104のGPSアンテナ114は支柱114aにより地面より立設される。基準局ユニット104を構成するGPSアンテナ114以外の部材は筐体120に収納可能に構成される。なお、基準局ユニット104は本発明の散布作業機101を使用する圃場の近傍に常設してもよく、あるいは使用後撤去可能な構成としても良い。
【0035】
次に、本発明の散布作業機101における自律走行システムについて、図4を用いて説明する。該自律走行システムは、前述のGPSユニット102の他、自律走行プログラム121や、散布作業機101の種々の情報を検出する内界センサ122、株倣いセンサ123、自律走行・作業をするための自律操作手段124などからなる。
【0036】
ある時刻に発信されたGPS衛星125からの電波信号は、散布作業機101に設けられた移動局ユニット103のGPSアンテナ108により受信され、GPS受信部109を経て処理部110に送信される。
【0037】
一方、前記GPS衛星125から同時刻に発信された電波信号は、圃場付近に設置された基準局ユニット104のGPSアンテナ114によっても受信され、GPS受信部115を経て処理部116に送信される。さらに、無線部119から無線部113を経て処理部110に無線送信される。
【0038】
処理部110では、前記基準局ユニット104において受信された電波信号と、移動局ユニット103において受信された電波信号とを比較対照し、同時刻に発信された電波信号がGPSアンテナ108およびGPSアンテナ114で受信されたときの位相差や、複数の衛星からの電波信号情報に基づき、移動局ユニット103と基準局ユニット104との相対位置を計算し、移動局ユニット103の位置計算を行う。上記の計算は処理部110に格納された自律走行プログラム121により行われる。
【0039】
このように構成することにより、散布作業機101と基準局ユニット104との三次元の相対位置、すなわち、圃場内における散布作業機101の位置(高さ方向のデータを含む)を高精度かつリアルタイムで測定可能である。
【0040】
内界センサ122は、速度、姿勢、エンジン回転数、ステアリングの操舵角など、散布作業機101を自律走行させる上で必要な情報を検知するためのセンサ類を指す。より具体的には、エンジン回転数センサ、車速センサ、操舵角センサ、方位センサ、ロール傾斜センサ、ピッチ傾斜センサなどである。これら内界センサ122からの検知信号は、処理部110に送信される。なお、本実施例においては、内界センサ122のうち、方位センサ、ロール傾斜センサ、ピッチ傾斜センサなどは移動局ユニット103と同じ収納部106内に配設されているが、これらのセンサ類の配設位置については特に限定されない。
【0041】
株倣いセンサ123は、散布作業機101の機体前部下面(前輪7・7前方)に配設される。株倣いセンサ123は散布作業機101が作物を車輪で踏んだりしないように、圃場に所定の間隔を空けて植わっている作物を検知し、該散布作業機101の走行方向を制御するために用いられる。株倣いセンサ123からの検知信号も処理部110に送信される。
【0042】
内界センサ122、株倣いセンサ123からの検知信号、およびGPSユニット102による散布作業機101の位置情報に基づき、処理部110内に格納された自律走行プログラム121によって散布作業機101の速度、姿勢、エンジン回転数、ステアリングの操舵角などを自律操作するための信号が自律操作手段124に送信される。該自律操作手段124は、より具体的には、ステアリング駆動アクチュエータやステアリング駆動電磁弁(図示せず)、ブーム昇降用パワーシリンダ(ブーム昇降用シリンダ38に相当)、ブーム開閉用パワーシリンダ(ブーム開閉用シリンダ43に相当)、ブーム水平制御用パワーシリンダ(ブーム水平制御用シリンダ39に相当)、アクセルアクチュエータ、主クラッチ用アクチュエータなどである。なお、本実施例においては、GPSユニット102から得られる散布作業機101の位置情報は高さ方向に対しても高い精度を持つ。そのため、自律作業中に圃場からブーム40までの高さが略一定となるようブーム昇降用シリンダ38を制御し、薬液の散布状態を略一定にすることが可能である。
【0043】
無線操作手段133はオペレータが携帯し、散布作業機101から離れた位置から各種の操作を行う複数のスイッチ等を備えたものである。図4に示すように、本実施例の無線操作手段133は内部に合計六点の接点スイッチを備え、それぞれ第一ボタン163、第二ボタン164、第三ボタン165、第四ボタン166、第五ボタン167、第六ボタン168によりオン・オフされる。自律走行時においてオペレータが行う遠隔操作としては、次の十種類の操作が挙げられる。すなわち、(1)非常時の緊急停止(エンジン停止)は第一ボタン163、(2)散布作業機の発進・停車は第二ボタン164、(3)ブーム上昇は第四ボタン166、(4)ブーム下降は第六ボタン168、(5)右側方ブーム開は第三ボタン165+第四ボタン166、(6)右側方ブーム閉は第三ボタン165+第六ボタン168、(7)左側方ブーム開は第五ボタン167+第四ボタン166、(8)左側方ブーム閉は第五ボタン167+第六ボタン168、(9)株倣いセンサ上昇は第三ボタン165+第五ボタン167+第四ボタン166、(10)株倣いセンサ下降は第三ボタン165+第五ボタン167+第六ボタン168、である。このように一つまたは複数のボタンを組み合わせて押すことにより、操作性を損なわず、無線操作手段133に設けられた接点スイッチの個数(本実施例においては六個)よりも多い種類(本実施例では十種類)の操作を可能としている。
【0044】
図7に示すように、無線部113に備えられる受信機202は1チャンネルから6チャンネルまで計六個の接点スイッチを有しており、それぞれ無線操作手段133の第一ボタン163、第二ボタン164、第三ボタン165、第四ボタン166、第五ボタン167、第六ボタン168を操作することにより各ボタンに対応する接点スイッチが作動し、自律走行コントローラである処理部110に無線操作手段133からの操作信号を送信する。処理部110の接点出力部にはそれぞれ、ブーム上昇、ブーム下降などそれぞれの操作に対応する接点出力が備えられている。
【0045】
例えば、ブームを上昇させようとして、無線操作手段133を操作する(ボタン166を押す)と、受信機202において、該操作に対応する4チャンネルの接点スイッチがオンとなって、処理部110にボタン166が押されたことを示す信号が送信される。前述したように、本実施例においては第四ボタン166を使用する遠隔操作が四種類存在する。具体的には、ブーム上昇(第四ボタン166)、右側方ブーム開(第三ボタン165+第四ボタン166)、左側方ブーム開(第五ボタン167+第四ボタン166)、株倣いセンサ上昇(第三ボタン165+第五ボタン167+第四ボタン166)である。処理部110は、第四ボタン166に対応する4チャンネルからのみ信号が送信されていることを確認し、ブーム上昇を行うための出力接点203より信号を出し、遠隔操作リレー204を作動させる。結果として、ブーム上昇を行うための本機コントローラ169側の入力接点205に信号が送信される。また、遠隔操作リレー204とは並列に手動スイッチ206が設けられており、オペレータが散布作業機101に搭乗時、手動によってもブーム上昇が可能に構成されている。該手動スイッチ206は運転席14近傍に配置される。本機コントローラ169はブームシリンダ制御リレーに送信し、ブーム40を上昇させる。このように、入力接点203、遠隔操作リレー204、出力接点205、手動スイッチ206からなるブーム上昇リレー部207が自律走行コントローラである処理部110と本機コントローラ169の間に形成されている。また、ブーム上昇リレー部207と略同じ構成であり、ブーム下降、ブーム開閉など他の遠隔操作にそれぞれ対応するリレー部が処理部110と本機コントローラ169の間に併設される(図示せず)。
【0046】
以上の如く、自律走行中においてもブームの上昇・下降や散布作業機の発信・停止を遠隔操作可能に構成することにより、圃場中に看板や鉄塔脚が立設されていたり、圃場周囲に木立がある場合でも、これらと散布作業機101とが接触しないようにオペレータが遠隔操作にて回避することが可能である。
【0047】
また、圃場外に、図4に示す遠隔監視モニタ161を設置することもできる。該遠隔監視モニタ161は、自律走行コントローラである移動局ユニット103の処理部110と無線LANで接続可能に構成され、散布作業機101の諸情報を表示部161aに表示したり、制御パラメータを遠隔で変更することが可能である。
【0048】
さらに、前記遠隔監視モニタ161として、PDA(Personal Digital Assistance)162を使用することも可能である。該PDA162は、自律走行コントローラである移動局ユニット103の処理部110と無線LAN接続可能に構成され、前記無線操作手段133と同様の指示を散布作業機101に対して行うことができる。さらに散布作業機101の諸情報を該PDA162の表示部162aに表示したり、制御パラメータを遠隔で変更することが可能である。すなわち、PDA162はサイズが小さくオペレータが携帯可能であり、表示部162a、タッチパネルやボタンなどの入力手段、および通信機能を備えるので、前記無線操作手段133と遠隔監視モニタ161の機能を併せ持つものである。
【0049】
図8にPDA162の表示部162aの表示例を示す。該表示部162aには散布作業機101の情報(例えば、GPSユニット102により得られる位置情報、当該圃場の薬液必要量や薬液タンク24内の薬液残量、薬液散布速度(単位時間当たりの散布量)から予想される薬液補給までの時間)が表示される情報ウインドウ170、当該圃場の形状および圃場内の散布作業機位置171a、自律走行経路および薬液補充位置171bを示す平面図171、および前記無線操作手段133のボタンに相当するコマンドボタン172・172・・・などが表示される。なお、表示部162aの表示方法などは限定されるものではなく、前記情報ウインドウ170、平面図171、コマンドボタン172の表示を順に切替えられる構成とするなどしてもよい。
【0050】
続いて、散布作業方法の第一実施例を図9および図10を用いて説明する。例えば図9に示すような平面視長方形の圃場である水田126で散布作業を行う場合、水田126内に均一に、言い換えれば、一度も散布されていない場所(未散布領域)や複数回散布される場所(重複散布領域)が生じないように薬液を散布することが重要である。よって、散布作業を行う散布作業機101が左右の側方ブーム42L・42Rを車体側方に伸ばした時の横幅(以後「全幅」と呼ぶ。10メートル程度)と略同じ幅を持つ水田126の外縁部126a(図9における斜線部)を残し、該外縁部126aの内側に位置する作業開始地点128(または作業開始地点131)から散布作業を開始する。最後に外縁部126aを一周しながら散布作業して作業終了地点129(または作業終了地点132)から散布作業機101が水田126の外に退出する。すなわち、図9において実線および点線で示された経路に沿って散布作業機101が走行しつつ、散布作業を行うのである。このとき、図9に示される散布作業機101の走行経路のうち、実線で示された部分は薬液散布作業を行いつつ走行する工程(以後「散布工程」と呼ぶ)を示し、点線で示された部分は薬液散布作業を行わずに走行する工程(以後、「移動工程」と呼ぶ)を示している。
【0051】
本発明の散布作業機101における散布作業の場合、水田126端部の任意の地点である作業車進入地点127までオペレータが散布作業機101を運転し、作業車進入地点127(圃場内)で停車させて散布作業機101から降りる。次に、オペレータは携帯している無線操作手段133により、散布作業機101の自律走行を開始させる(自律走行開始ボタンを押す)。散布作業機101は作業直前に水田126の外縁部126aを周回し、GPSユニット102から得られた水田126の形状を処理部110に記憶し、自律走行プログラム121により、水田126の形状に関する情報を基に作業経路を自動作成しておくか、予め圃場毎の作業経路データを作成しておき、処理部110に記憶しておく。
【0052】
散布作業機101は処理部110内に格納されている自律走行プログラム121により、水田126の形状に関する情報を基に作業車進入地点127から作業開始地点128までの作業車誘導経路を自動作成する。散布作業機101は前記作業車誘導経路(作業車進入地点127から作業開始地点128まで)を自律走行後、停車することなく薬液散布作業を開始し、GPSユニット102による位置情報を基に自律走行を続ける。最後に作業終了地点129まで到達すると、散布作業機101は自動的に自律走行を終了し、停車する。
【0053】
なお、散布作業機101の自律走行経路は幾通りも作成することが可能であるが、作業速度の観点から見れば、走行経路が最も短い経路を選択することが望ましい。ただし、実際には圃場内に障害物(看板・鉄塔脚など)が存在したり、圃場の特定箇所が軟弱地盤であったり、あるいは作業車が圃場に進入できる地点が特定の場所に制約されるなど、種々の状況が考えられる。また、散布作業機101が一度散布作業を行った場所を再び通過することは、薬液散布による害虫駆除・防除効果の観点から見て好ましいことではない。よって、処理部110に予め諸条件を入力するか、記憶させておくとともに、これらの諸条件を加味した上で最適の走行経路を選択可能に自律走行プログラム121を構成することが重要である。
【0054】
次に、散布作業方法の第二実施例を図11を用いて説明する。第一実施例と同じ水田126に散布作業を行う場合でも、作成し得る自律走行経路は幾つもある。第一実施例では水田126の外縁部126aを全周残して内部から散布作業を行う経路を採用したが、第二実施例では、四方ある圃場端部のうち、一端のみに隣接する外縁部126b(図11における斜線部)を残し、作業開始地点184から散布作業を開始し、最後に該外縁部126bを通って作業車進入地点183に戻ってくる。なお、第二実施例では、作業車進入位地点183と作業終了地点185とを同じ場所としたが、圃場端部の別の地点に作業終了地点を配置しても良い。
【0055】
水田126は、平面視略長方形であり、その長辺が全幅の偶数倍に略同じであったが、図12示す水田186は、平面視略長方形であり、その長辺が全幅の略奇数倍である。前述したように、散布作業機101が一度散布作業を行った場所を再び通過することは、薬液散布による害虫駆除・防除効果の観点から見て好ましいことではない。しかし、圃場周囲の状況などにより散布作業機101の作業車進入経路が限定され、作業車進入地点187と作業終了地点189とを一致させなければならない場合、薬液が既に散布された場所を通らないように作業経路を作成するのは困難である。そこで、水田186の左右縁部近傍を中幅作業領域186a(図12中の斜線部)とし、該作業領域を走行時は左右の側方ブーム42L・42Rの一方(本実施例では右側方ブーム42R)を収納位置に回動させた状態で自律走行・散布作業を行う。なお、本実施例では右側方ブーム42Rを収納位置に回動させた状態で自律走行・散布作業を行っているが、逆に左側方ブーム42Lを収納位置に回動させた状態でも同様の効果を奏する。
【0056】
本実施例の散布作業機101のブーム部であるブーム40は、前方ブーム41および左右の側方ブーム42L・42Rからなり、それぞれについて独立して薬液の供給・停止を行う散布開閉バルブ176・177・178が設けられている。よって、本実施例においては前方ブーム41のみ(短幅散布)、前方ブーム41+左右どちらかの側方ブーム42(中幅散布)、全てのブーム(全幅散布)、というように種々の薬液散布形態を選択することが可能である。従って、圃場のサイズに合わせて散布作業機101の散布幅を変更し、圃場に均一に(未散布領域や重複散布領域を生じることなく)薬液散布を行うとともに、既に薬液を散布した場所を通らない走行経路を選択することが可能である。なお、本実施例ではブームが三分割(前方ブーム41と左右の側方ブーム42L・42R)構造であったが、例えば五分割構造とし、それぞれのブームに薬液散布配管、ノズルおよび散布開閉バルブを設けることにより、散布幅を圃場により精密に合わせた状態で散布作業を行うことが可能である。
【0057】
次に、自律走行中における薬液タンク24内の薬液量の管理、および薬液が無くなった場合の散布作業機101の挙動について説明を行う。本実施例の散布作業機101の薬液タンク24は運転席14を側面及び後面から覆う形状を有している。該薬液タンク24内には、図14に示すように薬液量計測手段である液面レベル検知手段190が設けられる。該液面レベル検知手段190は静電容量式、光学式、超音波式などのレベルセンサまたは液面センサであり、薬液タンク24内の薬液量を検知し、本機コントローラ169に送信可能に構成される。このとき、液面レベル検知手段190は液面の上限および下限を検知する形式としても、液面レベルを精度良く計測する形式としてもよい。
【0058】
図13に示す如く、薬液タンク24後部下面の左右略中央には該薬液タンク24から薬液を送り出す吸水口24aが設けられていて、該吸水口24aから噴霧ポンプ4の薬液流入口まではホース46を介して連通接続されている。そして、同じく薬液タンク24の背面下部には、ポンプ部36から薬液タンク24へ還流される薬液の戻り口94a・95a・96a・97aが前記吸水口24aを中心として左右に二つずつ設けられている。これらの戻り口94a・95a・96a・97aは薬液タンク24の下部に設けられて、該戻り口94a・95a・96a・97aより薬液タンク24へ還流される薬液の流圧を利用して薬液タンク24内の薬液を撹拌する構成とされている。
【0059】
図14に示す如く、薬液は薬液タンク24の吸水口24aからホース46を介して三方切換コック77へ流入し、ストレーナ78で異物を除去された後、噴霧ポンプ4内に流入する。
【0060】
噴霧ポンプ4のクランクケースには、エアチャンバ及び安全弁が前後に配されており、ピストンの往復動で圧送された薬液を蓄圧して吐出口より一定圧力で吐出することが可能である。また、前記噴霧ポンプ4の吐出口から吐出された薬液のうち、設定圧力以上の余水は安全弁79からホース94を経て、薬液タンク24背面に設けられた戻り口94aに還流される。
【0061】
一方、設定圧力以下の薬液はホース45を通じて散布量制御装置3へと導かれる。散布量制御装置3は、二つの流量制御弁(噴霧側バルブ91、戻し側バルブ90)によって、ブーム40のノズル23・23・・・に圧送する薬液の量を制御している。該散布量制御装置3はモータ30により開閉され、該モータ30は、本機コントローラ169により作動する構成となっている。該本機コントローラ169への指令は、運転席14付近に設けられた手動スイッチによっても、自律走行コントローラである制御部110によっても行うことが可能である。噴霧ポンプ4からホース45を介して分岐管32に流入した薬液は、ここで、噴霧側経路と薬液タンク戻り側経路に分岐される。該分岐管32の薬液タンク戻り側経路であるホース95の中途部には戻し側バルブ90が配設されており、該戻し側バルブ90が開いているときは、薬液はホース95を経て、薬液タンク24の背面下部に設けられた戻り口95aより薬液タンク24へ還流する。
【0062】
一方、分岐管32から噴霧側経路へ送られた薬液は、ホース99を通って噴霧側バルブ91へ導かれる。噴霧側バルブ91は、散布作業時には開かれて、該噴霧側バルブ91の開放具合によって、ブーム40に設けられたノズル23・23・・・より噴出する薬液の量を制御する。
【0063】
噴霧側バルブ91を通過した薬液は、さらに、撹拌分岐管33に流入する。該撹拌分岐管33には二つの撹拌排出口96b・97bが設けられており、夫々の撹拌排出口96b・97bには薬液タンク後下部に設けられた戻り口96a・97aへ接続されるホース96・97が連結されている。撹拌排出口96b・97bから圧送された薬液は、薬液タンク24へ還流して該薬液タンク24内の薬液を撹拌する。従って、前述の二つのタンク戻り口94a・95aと合わせて、合計四つの戻り口94a・95a・96a・97aから薬液タンク24内へ送られる薬液の流れを利用して、薬液は防除作業中は常に撹拌され、薬液の濃度に偏りが発生したり、沈殿等が生じたりしないように構成される。
【0064】
また、前記撹拌分岐管33には流量センサ57が設けられている。従って、該流量センサ57によって、ブーム40のノズル23・23・・・に圧送される薬液量を検知することが可能である。また、流量センサ57に替わり、圧力センサを設けることも可能である。該流量センサ57は本機コントローラ169に接続され、流量に関するデータを送信可能に構成される。前記撹拌分岐管33を通過した薬液は吐出バルブ31に到達し、該吐出バルブ31が開放されているときはブーム40に設けられたノズル23・23・・・へ配管175を通って送られる。配管175から下流側の構成については、図3に示す通りである。
【0065】
自律走行時における薬液量管理方法は、以下に挙げる二種類が考えられる。
【0066】
第一の薬液量管理方法について図15および図16を用いて説明する。自律走行中において薬液タンク24内の薬液が無くなった時点(より厳密には、薬液タンク24内の薬液が完全に無くなるまでポンプ部36の運転を続けると、噴霧ポンプ4が故障する恐れがあるため、液面レベル検知手段190により薬液タンク24下限付近に液面があることが検知された時点が好ましい)でポンプ部36の運転を停止すると共に、薬液散布バルブ176・177・178や噴霧側バルブ91を閉じる。そして、薬液タンク24内の薬液が無くなった時点の圃場内における散布作業機101の位置208(以後「散布作業中断地点」と呼ぶ)に関する情報をGPSユニット102から得ると共に、処理部110に記憶する。
【0067】
続いて、散布作業中断地点208から薬液補充地点209(オペレータが圃場内に足を踏み入れることなく薬液補充が可能な圃場端部)までの自律誘導経路を自律走行プログラム121により作成する。このとき、該自律誘導経路は極力未散布領域を通過するように構成することが好ましい。そして散布作業機101は該薬液補充地点209まで自律走行で戻り、停車する。オペレータが薬液タンク24に薬液を補充後、無線操作手段133やPDA162などで再開ボタン(無線操作手段133においては発進・停車用の第二ボタン164に相当し、PDA162においてはコマンドボタンの一つである「作業再開」ボタンに相当する)を押すと、散布作業機101は散布作業中断地点208まで自律走行し、該散布作業中断地点208に到達した時点で散布作業を再開する。
【0068】
このように構成することにより、散布作業中断地点をオペレータの記憶に頼らず、位置精度の高いGPSユニットによる位置情報を基に、散布作業機は散布作業中断地点と薬液補充地点との間の誘導経路を自動作成し、自律走行で散布作業中断地点と薬液補充地点との間を往復し、薬液を補充して散布作業を再開するので、既に薬液散布を行った場所と、これから散布を行う場所の境界である散布作業中断地点に精度良く復帰し、圃場内に未散布領域や重複散布領域を生じることなく、均一かつ確実な散布作業を行うことが可能である。また、オペレータは散布作業中断地点と薬液補充地点との間を手動運転する必要がなく、薬液補充地点(圃場端部)で待機しておき、薬液を補充するだけで良いので作業性に優れる。
【0069】
第二の薬液量管理方法について、図17および図18を用いて説明する。自律走行中において、流量センサ57から薬液流量(単位時間当たりの薬液散布量)、液面レベル検知手段190から薬液タンク24内の薬液残量に関する情報が本機コントローラ169を経て処理部110に送信される。処理部110内に格納された自律走行プログラム121では、前記情報に基づいて現在の薬液タンク24内の薬液量や薬液が無くなる(薬液タンク24下限付近に液面が来たことが検知される)時点までの予想走行距離(または予想走行時間)が計算される。この予想走行距離(または時間)はPDA162の表示部162aや遠隔監視モニタ161の表示部161aに表示される。自律走行プログラム121により作成された自律走行経路は、薬液を散布しながら走行する部分(散布工程)と、薬液散布を行わずに走行している部分(移動工程)が交互に繋がった構成となっている。
【0070】
ある散布工程途中において薬液タンク24内の薬液が無くなるかどうかは、前述した予想走行距離(または予想走行時間)と比較することにより判断することが可能である。例えば、図17中の散布工程210の途中にある予想散布中断地点211において、薬液が無くなる(薬液タンク24下限付近に液面が来たことが検知される)ことが計算により予測されるとする。この場合、散布作業機101はその一つ前の散布工程212の終了地点212aから圃場端部の薬液補充地点213(オペレータが圃場内に足を踏み入れることなく薬液補充が可能な圃場端部)までの自律誘導経路および薬液補充地点213から散布工程210の開始地点210aまでの自律誘導経路を自律走行プログラム121にて作成し、該自律誘導経路に沿って該薬液補充地点213まで自律走行し、停車する。
【0071】
オペレータが薬液を補充後、無線操作手段133やPDA162などで再開ボタン(例えば無線操作手段133においては発進・停車用の第二ボタン164に相当し、PDA162においてはコマンドボタンの一つである「作業再開」ボタンに相当する)を押すと、散布作業機101は次の散布工程である散布工程210の開始地点210aまで自律走行し、該開始地点210aに到達した時点で散布作業を再開する。
【0072】
このように構成することにより、流量センサや液面レベル検知手段からの情報に基づき、薬液タンク内の薬液が無くなる前に薬液補充を行うことが可能であり、作業効率が向上する。例えば、薬液補充地点からの距離が大きい場所で薬液が無くなり、長い距離の自律誘導経路を往復する薬液補充作業となることを回避し、総走行距離が極力短い自律走行経路を作成することが容易となる。また、薬液タンク内の薬液残量を常にモニタリングしているので、手動作業時においても、薬液が無くなる時点をオペレータが把握することが容易であり作業性に優れる。
【0073】
さらに、薬液補充時に、当該圃場の残りの未散布領域に散布するために必要な薬液量が計算により判るので、これを機体備え付けの表示手段あるいはPDA162や遠隔監視モニタ161の表示部に表示することもできる。このように構成することにより、オペレータは補充する薬液量を必要最小限とし、経済的な散布作業を行うことが可能である。また、薬液は通常、大量の水を薬液タンク24に給水し、次いで薬剤の原液などを添加し、溶解・攪拌して生成するが、液面レベル検知手段190により給水量が正確に把握されるので、所定の希釈倍率を自律走行プログラム121に記憶させておき、該希釈倍率および給水量から添加する薬剤の原液などの量を計算し、機体備え付けの表示手段あるいはPDA162や遠隔監視モニタ161の表示部に表示することもできる。このように構成することにより、薬液補充時にオペレータが給水量を測定し、希釈倍率から薬剤の添加量を計算する作業を省略することが可能であり、作業性に優れる。
【0074】
また、商品として出荷する作物への農薬散布は、収穫日の所定日数前から以後は禁じられているが、本発明では、散布日時、散布場所、散布作業経路、単位面積当たりの薬液散布量、散布した薬液の種類、および希釈倍率などの作業情報を処理部110に記憶しておくことが可能である。そのため、該作業情報を商品として出荷する作物の生育情報として添付することにより、作物の信頼性が向上する。また、次回の散布作業計画を立てる際にも該作業情報を活用することが可能である。
【0075】
続いて、圃場の角地を旋回しながら散布作業を行う際の散布作業機101の動作について図19から図21を用いて説明する。本発明の散布作業機101は、通常走行作業時後退できない構成となっている。従って、特に角地で旋回しながら散布作業を行う場合は、未散布領域を極力小さくするために走行経路、ブームの散布幅および姿勢を工夫することが重要である。
【0076】
本発明においては角地の旋回方法として三種類の旋回方法を用意し、本機側の手動スイッチまたはPDA162のコマンドボタン172の一つである「旋回方法選択」を押すことにより任意の旋回方法を選択可能に構成した。前記三種類の旋回方法は(A)時間優先旋回、(B)中幅均一旋回、(C)全幅均一旋回、である。なお、以後は散布作業機101の右側面が圃場191の端部に沿った状態で前進して角地191aに進入し、左(平面視反時計回り)に90度旋回して、該角地191aから退出するケースを例に説明を行う。
【0077】
まず、(A)の時間優先旋回について説明する。図19に示すように、作業散布機101は、左右の側方ブーム42L・42Rを側方に延出し、全幅散布(左右の側方ブーム42L・42Rが機体の左右に延出し、散布幅が最も大きい状態での薬液散布)を行いつつ、圃場191の角地191aに進入する。そして、自律走行経路上の旋回開始点192に到達した時点で左側方ブーム42Lに設けられた配管181への薬液供給を制御する散布開閉バルブ178を閉じ、左側方ブーム42Lからの薬液散布をオフにする。散布作業機101は90度左に旋回し、全幅散布再開地点193までは前方ブーム41および右側方ブーム42Rからの薬液散布を行う。続いて散布作業機101は全幅散布再開地点193に到達した時点で前記散布開閉バルブ178を開き、再び全幅散布を行いつつ角地191aから退出する。この旋回方法は旋回に要する時間が短いため、作業時間の観点から見て優れているが、図19中の斜線部で示す未散布領域194の面積が三種類の旋回方法の中で最も大きくなるという問題がある。
【0078】
次に、(B)の中幅均一旋回について説明する。図20に示すように、作業散布機101は、右側方ブーム42Rを閉じて収納位置に配置し、左側方ブーム42Lは左側方に延出した中幅散布(左側方ブーム42Lと前方ブーム41とを併せた長さとなる散布幅での薬液散布)を行いつつ、圃場191の角地191aに進入する。そして、自律走行経路上の旋回開始点195に到達した時点で左側方ブーム42Lに設けられた配管181への薬液供給を制御する散布開閉バルブ178を閉じ、左側方ブーム42Lからの薬液散布をオフにする。散布作業機101は90度左に旋回し、短幅散布再開地点193までは前方ブーム41からのみの短幅散布を行う。続いて散布作業機101は中幅散布再開地点193に到達した時点で前記散布開閉バルブ178を開き、再び中幅散布を行いつつ角地191aから退出する。この旋回方法は図20中の斜線部で示す未散布領域197の面積が、(A)の時間優先旋回における未散布領域194より小さく、後述する(C)の全幅均一旋回における未散布領域201よりやや大きい。また、作業幅が(A)の時間優先旋回よりも小さい中幅であるため、自律走行経路の全長が(A)の時間優先旋回の場合に比べて増加し、作業時間はやや長くなる。
【0079】
続いて、(C)の全幅均一旋回について説明する。図21に示すように、作業散布機101は、左右の側方ブーム42L・42Rを側方に延出した全幅散布を行いつつ、圃場191の角地191aに進入する。そして、散布作業機101の進入方向前方の圃場端部直近にある自律走行経路上の旋回開始点199に到達した時点で、右側方ブーム42Rを閉じて収納位置に配置すると共に、散布開閉バルブ176・177・178を全て閉じて、全てのブームからの薬液散布をオフにする。散布作業機101は左旋回後続けて右旋回するS字型の走行経路を経て全幅散布再開地点200に到達するまでは薬液を全く散布せずに自律走行する。続いて、散布作業機101は全幅散布再開地点200に到達した時点で、右側方ブーム42Rを開いて作業位置に配置すると共に、散布開閉バルブ176・177・178を全て開いて、全てのブームからの薬液散布をオンにし、再び全幅散布を行いつつ角地191aから退出する。この旋回方法は、旋回作業の過程でブームを開閉するなどやや複雑な動作を伴い、旋回に要する時間は(A)の時間優先旋回より長いが、自律走行経路の全長は(A)の時間優先旋回よりやや長くなるだけであり、全体の作業時間で見れば(A)の時間優先旋回と略同じである。また、図21中の斜線部で示す未散布領域201の面積が三種類の旋回方法の中で最も小さく、均一散布を行う上では最も優れている。
【0080】
以上の如く構成することにより、自律走行時において、それぞれ特徴の異なる三種類の旋回方法を使用状況に応じて選択し、オペレータのニーズに適した散布作業を行うことが可能である。また、後退不可能な構成の散布作業機において自律走行作業を行う場合でも、角地に至るまで略均一な散布作業を行うことが可能である。
【0081】
なお、本実施例においては、散布作業機101の本機コントローラ169と自律走行コントローラである処理部110とは別体であり、これらの間をケーブルで接続する構成としたが、これらを一体化して、CPUやRAMやROM等を備える一つの制御手段により制御する構成としても良い。
【0082】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【0083】
請求項1に示す如く、GPS(グローバル・ポジショニング・システム)の移動局ユニットと、散布作業機を自律走行させる上で必要な情報を検知するセンサである内界センサと、薬液タンクを搭載し、自律的に走行しながら散布作業を行う散布作業機において、該薬液タンクに薬液量計測手段である液面レベル検知手段を設け、単位走行距離または単位走行時間当たりの散布量を算出し、薬液タンクの薬液が無くなる、または予め設定した量を下回るまでの走行距離、または走行時間を計算及び表示し、前記移動局ユニットに設けた制御手段となる処理部内に自律走行プログラムを格納し、該自律走行プログラムにより作成した自律走行経路は、薬液を散布しながら走行する散布工程と、薬液散布を行わずに走行している移動工程とを交互に繋いだ工程とし、前記自律走行プログラムに基づいて散布作業中、次の散布工程において薬液が無くなる、または予め設定した量を下回ることが 計算により予測される場合は現在の散布工程終了後、圃場端部に移動・待機するので、薬液タンク内の薬液が無くなる前に薬液補充を行うことが可能であり、作業効率が向上するのである。
【0087】
請求項2に示す如く、前記薬液タンクへの薬液補充時に、圃場の未散布領域に散布するために必要な薬液の量を計算及び表示するので、オペレータは補充する薬液量を必要最小限とし、経済的な散布作業を行うことが可能となったのでである。
【0088】
請求項3に示す如く、前記必要な薬液の量と、該薬液の希釈倍率から、薬液タンク(24)へ薬液補充時に必要な薬剤量を表示するので、薬液補充時にオペレータが給水量を測定し、希釈倍率から薬剤の添加量を計算する作業を省略することが可能であり、作業性に優れるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の散布作業機の側面図。
【図2】 本発明の散布作業機の平面図。
【図3】 ブーム部の薬液配管経路を示す図。
【図4】 本発明における自律走行システムの模式図。
【図5】 移動局ユニットを示す図。
【図6】 基準局ユニットを示す図。
【図7】 本機コントローラと自律走行コントローラの接点部を示す模式図。
【図8】 PDA表示部の表示例を示す模式図。
【図9】 本発明の散布作業機による自律走行経路の第一実施例を示す模式図。
【図10】 本発明における自律走行のフローチャート図。
【図11】 本発明の散布作業機による自律走行経路の第二実施例を示す模式図。
【図12】 中幅散布領域を含む圃場における自律走行経路の実施例を示す模式図。
【図13】 薬液タンクの後面図。
【図14】 薬液配管系統を示す模式図。
【図15】 薬液補充用の自律誘導経路の実施例を示す図。
【図16】 薬液補充作業のフローチャート図。
【図17】 薬液補充用の自律誘導経路の別実施例を示す図。
【図18】 薬液補充作業の別実施例におけるフローチャート図。
【図19】 圃場角地の散布作業の第一実施例を示す模式図。
【図20】 圃場角地の散布作業の第二実施例を示す模式図。
【図21】 圃場角地の散布作業の第三実施例を示す模式図。
【符号の説明】
23 ノズル
24 薬液タンク
40 ブーム
41 前方ブーム
42L・42R 側方ブーム
101 農業用作業機
102 GPSユニット
103 移動局ユニット
104 基準局ユニット
108 GPSアンテナ
122 内界センサ
123 株倣いセンサ
176・177・178 散布開閉バルブ
190 液面レベル検知手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention is equipped with a GPS (global positioning system), an internal sensor such as an orientation sensor, a tilt sensor, and a vehicle speed sensor, and a stock scanning sensor, and performs autonomous work.Spraying machineIt is related with the technique of driving work management. Specifically, medicinal solution sprayed during autonomous running is gone, the position where work was interrupted is measured and memorized by GPS, and after replenishing medicinal solution, it returns to the position where work was interrupted by autonomous running, It relates to the technology to resume.
[0002]
[Prior art]
  2. Description of the Related Art Conventionally, agricultural work vehicles that are equipped with GPS and sensors and autonomously run and work in a field where crops are already cultivated are known. Examples of the agricultural work vehicle include a spreader machine equipped with a spreader. In such an agricultural work vehicle, the operator drives the agricultural work vehicle up to the work start point in the field. Then, after reaching the work start point, the operator gets out of the work vehicle and exits the field, and the work vehicle starts autonomous traveling and work.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
  In conventional chemical spraying operations on paddy fields, the operatorFor sprayerI was on board and manually operated and sprayed. When the chemical solution in the chemical solution tank runs out during the spraying operation, the operator goes to the end of the temporary field.Spraying machineTo the place where the chemical in the chemical tank is exhaustedSpraying machineIt was moved and the chemical spraying operation was resumed. At this time, the place where the chemical solution in the chemical tank disappeared in the field relied on the memory of the operator, so the actual position and the position where the work was resumed deviated, and the place where the chemical solution has not been sprayed (not yet) (Spreading area) and places where chemicals are sprayed multiple times (overlapping spraying area). This double spraying not only wastes use of the drug but also leads to drug damage.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
  The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
[0005]
  In claim 1,A GPS (Global Positioning System) mobile station unit, an internal sensor that detects information necessary for autonomously running the spraying machine, and a chemical tank, spraying while traveling autonomously In the spraying machine that performs the work, the chemical tank is provided with a liquid level detecting means that is a chemical quantity measuring means, and the spray amount per unit travel distance or unit travel time is calculated, and the chemical liquid in the chemical tank disappears, or in advance Autonomous travel route created by the autonomous travel program by calculating and displaying the travel distance or travel time until it falls below the set amount, storing the autonomous travel program in the processing unit serving as the control means provided in the mobile station unit Is a process that alternately connects a spraying process that travels while spraying chemicals and a moving process that travels without spraying chemicals. During spraying operations based on autonomous program, drug solution eliminated in subsequent spraying step, or if the advance to be less than the set amount is predicted by calculation after the current spraying step is completed, move-wait field endIs.
[0006]
  In claim 2,2. The spraying work machine according to claim 1, wherein when the chemical solution is replenished to the chemical solution tank, the amount of the chemical solution necessary for spraying the unsprayed area of the field is calculated and displayed.Is.
[0007]
  In claim 3,2. The spray working machine according to claim 1, wherein the amount of the chemical required when the chemical solution is replenished to the chemical solution tank is displayed from the amount of the necessary chemical solution and the dilution ratio of the chemical solution.Is.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Next, embodiments of the invention will be described.
[0009]
  Figure 1The spraying machine of the present inventionSide view, Fig. 2Scatter working machine of the present inventionFIG. 3 is a diagram showing a chemical solution piping path of the boom portion, and FIG. 4 is a schematic diagram of the autonomous traveling system in the present invention.
[0010]
  FIG. 5 is a diagram showing a mobile station unit, FIG. 6 is a diagram showing a reference station unit, FIG. 7 is a schematic diagram showing a contact portion between the main unit controller and an autonomous running controller, and FIG. 8 is a schematic diagram showing a display example of a PDA display unit. FIG. 9 shows the present invention.By spraying machineIt is a schematic diagram which shows the 1st Example of an autonomous running route.
[0011]
  FIG. 10 is a flowchart of autonomous driving in the present invention, and FIG.For sprayerIt is a schematic diagram which shows the 2nd Example of the autonomous running route by.
[0012]
  12 is a schematic diagram showing an example of an autonomous traveling route in a field including a medium-width spraying region, FIG. 13 is a rear view of the chemical solution tank, FIG. 14 is a schematic diagram showing a chemical solution piping system, and FIG. The figure which shows the Example of a guidance path | route, FIG. 16 is a flowchart figure of a chemical | medical solution replenishment operation | work.
[0013]
  FIG. 17 is a diagram showing another embodiment of the autonomous guiding path for chemical solution replenishment, FIG. 18 is a flowchart in another embodiment of the chemical solution replenishing operation, and FIG. 19 is a schematic diagram showing a first embodiment of the spraying operation on the field corner, FIG. 20 is a schematic diagram showing a second embodiment of the field corner spraying operation, and FIG. 21 is a schematic diagram showing a third embodiment of the field corner spraying operation.
[0014]
  First, in the present inventionSpreading machine 1011 and 2It explains using.The spreading work machine 101 includes a riding-type traveling vehicle 22, a boom portion 35 disposed at the front and side portions of the traveling vehicle 22, a pump portion 36 disposed at the rear portion of the traveling vehicle, and the pump. It is comprised by the chemical | medical solution tank 24 etc. which were arrange | positioned at the front part of the part 36. FIG.
[0015]
  A pair of left and right main frames 6L and 6R extend horizontally in parallel from the front end of the traveling vehicle 22 to the rear, and a front wheel is provided below the front portion of the main frames 6L and 6R via a front axle case 92F. 7 and 7 are supported, and rear wheels 8 and 8 are supported via a rear axle case 92R below the rear part. A bonnet 10 that covers the engine 9 is disposed on the main frames 6L and 6R and at the front of the traveling vehicle 22. An operation panel 11 is provided on a cover behind the bonnet 10, a steering handle 12 is provided above the operation panel 11, and the spraying work machine 101 is controlled by the operation panel 11 and the steering handle 12. Part.
[0016]
  Further, a chemical tank 24 is disposed on the rear part of the main frames 6L and 6R, and a driver's seat 14 is formed in the center of the front part of the chemical tank 24. It is placed so as to be surrounded. And step 13 is provided between the chemical | medical solution tank 24 and the bonnet 10, and boarding steps 56 * 56 for getting on / off to this step 13 are attached to main frame 6L * 6R.
[0017]
  The boom portion 35 includes a boom 40 having a plurality of nozzles 23, 23,... For spraying a chemical solution, and a mechanism for moving the boom 40 up and down. The boom 40 includes a front boom 41 positioned in front of the traveling vehicle 22 and left and right side booms 42L and 42R that are pivotally supported at both ends of the front boom 41 and extend sideways so as to be foldable. Yes. The boom 40 is provided with a plurality of nozzles 23, 23,. Boom opening / closing cylinders 43 and 43 are interposed between the front boom 41 and the side booms 42L and 42R, respectively. By extending and retracting the boom opening and closing cylinders 43 and 43, the side booms 42L and 42R are provided. Can be rotated to a work position that extends in the horizontal direction so as to be substantially in line with the front boom 41 and a storage position that is positioned rearwardly upward in the front-rear direction.
[0018]
  Further, the front boom 41 and the front part of the main frames 6L and 6R are connected by a parallel link, and boom lifting cylinders 38 and 38 are interposed between one of the parallel links and the main frames 6L and 6R. A lifting link mechanism 37 that allows the boom 40 to be moved up and down by extending and retracting the boom lifting cylinders 38 is formed. Further, a substantially horizontal center of the front boom 41 is supported so as to be tiltable to the left and right with respect to the lifting / lowering link mechanism 37, and a boom horizontal control cylinder 39 is interposed between the front boom 41 and the lifting / lowering link mechanism 37. Even if 22 inclines, it is set as the structure which controls the boom 40 so that the boom 40 may maintain a substantially horizontal attitude | position.
[0019]
  The pump unit 36 obtains power from the engine 9 and pumps the chemical liquid in the chemical liquid tank 24 to the nozzles 23, 23..., And the spray amount related to the control of the chemical liquid discharged from the spray pump 4. It consists of a control device 3 and the like. The spray pump 4 is disposed on the subframes 52L and 52R extending at the rear portion of the traveling vehicle 22 so that the crankshaft built in the crankcase of the spray pump 4 is positioned in the vehicle front-rear direction via a support member. An air chamber, a safety valve, and the like are provided in the upper right part of the crankcase. The spray amount control device 3 includes a flow rate control valve, a motor related to opening and closing of the flow rate control valve, and the like, and is disposed around the crankcase of the spray pump 4.
[0020]
  The spraying machine 101 configured as described above travels on the field by the traveling vehicle 22 with the boom 40 spread, and at the same time, the chemical solution in the chemical solution tank 24 is metered by the pump unit 36 and is applied to the boom unit 35. It is sprayed and sprayed from the nozzles 23, 23,...
[0021]
  As shown in FIG. 3, one end of the pipe 175 is connected to the pump unit 36, and the other end is branched into three and connected to the spray opening / closing valves 176, 177, and 178, respectively. The spray opening / closing valves 176, 177, and 178 configured by electromagnetic valves and the like are configured to be openable and closable independently of each other, and the opening and closing operations thereof are connected to and controlled by the main controller 169. The pipe 179 is disposed along the right boom 42R, and one end thereof is connected to the spray opening / closing valve 176 by a flexible hose 179a. And the other end side of the piping 179 is obstruct | occluded, and the some nozzle 23 is provided in the middle part. Similarly, the pipe 180 is disposed along the front boom 41, and one end thereof is connected to the spray opening / closing valve 177 by a flexible hose 180a. And the other end side of the piping 180 is obstruct | occluded, and the some nozzle 23 is provided in the middle part. The pipe 181 is disposed along the left boom 42L, and one end thereof is connected to the spray opening / closing valve 178 by a flexible hose 181a.
[0022]
  The power from the engine 9 is transmitted to the transmission case 174 via the main clutch 173, and is shifted in the transmission case 174. The front wheels 7 and 7 and the front wheels 7 and 7 are connected to the front and rear axle cases 92F and 92R (shown in FIG. 1). Drive the rear wheels 8, 8. At this time, the main clutch actuator 182 (which is one of the autonomous operation means 124 described later) that operates the main clutch 173 that transmits / cuts the power from the engine 9 to the transmission case 174 is sent to the controller 169 of this machine. Connected and the operation is controlled by the controller 169. When the main clutch 173 is “disengaged” (the power of the engine 9 is cut off and not transmitted to the mission case 174), the spray opening / closing valves 176, 177, and 178 are all closed. Further, even when the side booms 42L and 42R are closed and disposed at the storage position, the spray opening / closing valve corresponding to the closed side boom is closed.
[0023]
  With this configuration, the chemical spraying system is opened and closed in conjunction with the start / stop of the spraying machine 101. As a result, it is possible to reliably carry out spraying work without locally increasing the chemical spray amount when the vehicle is stopped, or conversely, the spray solution is not sprayed immediately when starting, and there is no place where chemical spray is not performed. . The machine controller 169 not only operates the spray opening / closing valves 176, 177, 178 and the main clutch actuator 182 as described above, but also operates the boom up / down / opening / closing and other actuators during boarding / remote operation. belongs to. Other functions will be described in detail later.
[0024]
  The spreader machine 101 includes a manual operation mode in which a pilot rides on a vehicle and operates and operates the steering handle 12 and an operation lever, and a GPS (global Positioning system) is used to obtain vehicle position information, and an automatic operation mode in which a chemical solution spraying operation is performed while traveling in the field by an autonomous traveling program is selected by the switching means provided in the vicinity of the driver's seat 14 or in the wireless operation means 133 It is configured to be possible.
[0025]
  Next, the present inventionSpraying machineWill be described. GPS (Global Positioning System) is a system originally developed for navigation support of aircraft, ships, etc., and it has 24 GPS satellites (six orbital planes) that orbit about 20,000 kilometers above the sky. It is composed of a control station for tracking and controlling GPS satellites, and a user receiver for positioning. As a surveying method using GPS, various methods such as a single side position, a relative side position, a DGPS (differential GPS) side position, an RTK-GPS (real time kinematic-GPS) side position, and the like can be given.
[0026]
  The single side position is a method of receiving information such as the position and time of a satellite transmitted from a GPS satellite with a single antenna. Measure the time required to reach the receiver after the radio wave is transmitted from the satellite, and obtain the distance from the time and the speed of the radio wave. At this time, the GPS satellite whose position is known is used as a moving reference point, and four or more The position of the observation point is determined by knowing the distance from the satellite to the observation point at the same time.
[0027]
  Relative side is a method of using two or more receivers and observing four or more of the same GPS satellites at the same time. Using the GPS satellite position as a reference, each radio signal from the GPS satellite reaches each receiver. Measure the time difference (phase difference of radio waves) to determine the relative positional relationship between the two points (two receivers). Since the radio waves from the same satellite are received at each measurement point, and the radio waves emitted from the satellite pass through similar weather conditions, the difference in the observed values between the two points (two receivers) By taking this, errors such as satellite position errors and troposphere / ionosphere delays included in the observed values can be eliminated.
[0028]
  The DGPS (differential GPS) side and the RTK-GPS (real-time kinematics-GPS) side were observed at the reference station by simultaneously performing GPS observations at the reference station whose position was known and the observation point where the position was to be obtained. In this method, data is transmitted in real time to an observation point by a method such as wireless, and the position of the observation point is obtained in real time based on the position result of the reference station. The DGPS (differential GPS) side position performs independent side positions at both the reference station and the observation point, obtains the difference between the position result and the observed coordinate value at the reference station, and transmits it to the observation point as correction information. The RTK-GPS (real-time kinematics-GPS) side measures the phase at both the reference station and the observation point (relative side), and transmits the phase data observed at the reference station to the observation point. The receiver determines the position of the observation point by analyzing the received data and the data transmitted from the reference station in real time.
[0029]
  In the present invention, the RTK-GPS side system with high measurement accuracy is adopted, but the other system may be used and is not limited.
[0030]
  As shown in FIG. 4, the GPS unit 102 according to the present invention mainly includes a mobile station unit 103 mounted on the main body of the spreading work machine 101 and a reference station side unit 104 installed near an agricultural field such as a paddy field. The reference station unit 104 serves as a reference station fixed to the ground, and the mobile station side unit 103 functions as a mobile station (observation point) that seeks a position. As shown in FIG. 5, a front gate-type frame 105 is erected from the rear part of the driver's seat 14 on the upper surface of the spray work machine 101 main body. A storage portion 106 is provided in a portion surrounded by the horizontal portion 105 a and the standing portions 105 b and 105 b of the frame 105, and members other than the GPS antenna 108 in the mobile station unit 103 are stored in the storage portion 106. The GPS antenna 108 is fixed on the upper surface of the horizontal portion 105 a of the frame 105.
[0031]
  In addition to the GPS antenna 108, the mobile station unit 103 includes a GPS receiving unit 109, a processing unit 110 serving as a control unit including a CPU, a RAM, a ROM, and the like, an operation unit 111, a display unit 112, a wireless unit 113, and the like. A radio wave signal from a GPS satellite received by the GPS antenna 108 is transmitted to the processing unit 110 via the GPS receiving unit 109 by a cable. The operation unit 111 is an interface for performing setting for autonomous driving and initial setting for GPS, which will be described later, and is connected to the processing unit 110 with a cable. The display unit 112 is cable-connected to the processing unit 110 and displays the data processing status in the processing unit 110 and various settings input by the operation unit 111. The wireless unit 113 is used for wireless communication between the reference station unit 104 and the wireless operation means 133 carried by the operator and the mobile station unit 103. In addition, a receiving unit 107 is provided for receiving a control signal from the wireless operation unit 133 and stopping the autonomous traveling of the spraying work machine 101 when the operation confirmation signal from the wireless operation unit 133 is interrupted.
[0032]
  In this embodiment, the mobile station unit 103 is fixed to the frame 105. However, for example, other members constituting the mobile station unit 103 other than the GPS antenna 108 are housed in the hood 9 and in front of the driver's seat 14. It is good also as a structure which incorporates the operation part 111 and the display part 112 in the operation panel 11 of the control part located in FIG. In addition, the operation unit 111 may be any input operation by an operator such as a keyboard, a switch, a lever, a push button, or a dial, and the form thereof is not limited. Furthermore, the operation unit 111 and the display unit 112 may be integrated as a touch panel. An existing personal computer may be used as the processing unit 110, the operation unit 111, and the display unit 112.
[0033]
  The reference station unit 104 has substantially the same configuration as the mobile station unit 103, and includes a GPS antenna 114, a GPS receiving unit 115, a processing unit 116, an operation unit 117, a display unit 118, a wireless unit 119, and the like.
[0034]
  As shown in FIG. 5, the GPS antenna 114 of the reference station unit 104 is erected from the ground by a column 114a. Members other than the GPS antenna 114 constituting the reference station unit 104 are configured to be housed in the housing 120. In addition, the reference station unit 104 may be permanently installed in the vicinity of the field using the spraying machine 101 of the present invention, or may be configured to be removable after use.
[0035]
  Next, the autonomous traveling system in the scattering work machine 101 of the present invention will be described with reference to FIG. In addition to the GPS unit 102 described above, the autonomous traveling system includes an autonomous traveling program 121, an internal sensor 122 that detects various types of information on the spreading work machine 101, a stock scanning sensor 123, and autonomous for performing autonomous traveling and work. Operation means 124 and the like are included.
[0036]
  A radio wave signal transmitted from a GPS satellite 125 transmitted at a certain time is received by the GPS antenna 108 of the mobile station unit 103 provided in the spreading work machine 101 and transmitted to the processing unit 110 via the GPS receiving unit 109.
[0037]
  On the other hand, the radio signal transmitted from the GPS satellite 125 at the same time is also received by the GPS antenna 114 of the reference station unit 104 installed near the farm field, and transmitted to the processing unit 116 via the GPS receiving unit 115. Further, it is wirelessly transmitted from the wireless unit 119 to the processing unit 110 via the wireless unit 113.
[0038]
  The processing unit 110 compares and contrasts the radio signal received by the reference station unit 104 with the radio signal received by the mobile station unit 103, and the radio signal transmitted at the same time is received by the GPS antenna 108 and the GPS antenna 114. The relative position between the mobile station unit 103 and the reference station unit 104 is calculated based on the phase difference when received and radio signal information from a plurality of satellites, and the position of the mobile station unit 103 is calculated. The above calculation is performed by the autonomous traveling program 121 stored in the processing unit 110.
[0039]
  By configuring in this way, the three-dimensional relative position between the spraying work machine 101 and the reference station unit 104, that is, the position (including the data in the height direction) of the spraying work machine 101 in the field can be obtained with high accuracy and in real time. It can be measured.
[0040]
  The inner world sensor 122 refers to sensors for detecting information necessary for autonomously running the scattering work machine 101, such as speed, posture, engine speed, and steering angle. More specifically, an engine speed sensor, a vehicle speed sensor, a steering angle sensor, a direction sensor, a roll tilt sensor, a pitch tilt sensor, and the like. Detection signals from these internal sensors 122 are transmitted to the processing unit 110. In the present embodiment, among the internal sensors 122, the azimuth sensor, the roll tilt sensor, the pitch tilt sensor, and the like are disposed in the same storage unit 106 as the mobile station unit 103. The arrangement position is not particularly limited.
[0041]
  The stock copy sensor 123 is disposed on the lower surface of the front side of the machine body (in front of the front wheels 7 and 7) of the spraying work machine 101. The stock copy sensor 123 is used to detect a crop planted at a predetermined interval in the field so that the sprayer 101 does not step on the crop with a wheel, and to control the traveling direction of the sprayer 101. It is done. A detection signal from the stock copy sensor 123 is also transmitted to the processing unit 110.
[0042]
  Based on the detection signal from the internal sensor 122 and the stock copy sensor 123, and the position information of the spraying work machine 101 by the GPS unit 102, the speed and posture of the spraying work machine 101 by the autonomous traveling program 121 stored in the processing unit 110. A signal for autonomously operating the engine speed, steering angle, etc. is transmitted to the autonomous operating means 124. More specifically, the autonomous operation means 124 includes a steering drive actuator, a steering drive solenoid valve (not shown), a boom lifting power cylinder (corresponding to the boom lifting cylinder 38), a boom opening / closing power cylinder (boom opening / closing). And the like, a boom horizontal control power cylinder (equivalent to the boom horizontal control cylinder 39), an accelerator actuator, a main clutch actuator, and the like. In the present embodiment, the position information of the spreader working machine 101 obtained from the GPS unit 102 has high accuracy in the height direction. Therefore, it is possible to control the boom raising / lowering cylinder 38 so that the height from the farm field to the boom 40 is substantially constant during autonomous work, and to make the chemical solution spray state substantially constant.
[0043]
  The wireless operation means 133 is carried by an operator and includes a plurality of switches and the like for performing various operations from a position away from the spraying machine 101. As shown in FIG. 4, the wireless operation means 133 according to the present embodiment includes a total of six contact switches, and includes a first button 163, a second button 164, a third button 165, a fourth button 166, and a fifth button, respectively. The button 167 and the sixth button 168 are turned on / off. The following ten types of operations are listed as remote operations performed by the operator during autonomous traveling. That is, (1) emergency stop (engine stop) in case of emergency is the first button 163, (2) start and stop of the spreader is the second button 164, (3) the boom rise is the fourth button 166, (4) Boom descending is the sixth button 168, (5) right side boom opening is the third button 165 + fourth button 166, (6) right side boom closing is the third button 165 + sixth button 168, (7) left side boom opening is Fifth button 167 + fourth button 166, (8) Fifth button 167 + sixth button 168 when the left side boom is closed, (9) Third button 165 + fifth button 167 + fourth button 166, (10) The stock scanning sensor lowering is a third button 165 + a fifth button 167 + a sixth button 168. By pressing one or a plurality of buttons in combination as described above, the operability is not impaired, and the number of contact switches provided in the wireless operation means 133 (six in this embodiment) is larger (this embodiment). In the example, 10 types of operations are possible.
[0044]
  As shown in FIG. 7, the receiver 202 provided in the wireless unit 113 has a total of six contact switches from 1 channel to 6 channels, and the first button 163 and the second button 164 of the wireless operation means 133, respectively. By operating the third button 165, the fourth button 166, the fifth button 167, and the sixth button 168, the contact switch corresponding to each button is operated, and the processing unit 110, which is an autonomous running controller, is connected to the processing unit 110 from the wireless operation means 133. Send the operation signal. Each contact output unit of the processing unit 110 is provided with a contact output corresponding to each operation such as a boom up and a boom down.
[0045]
  For example, when the wireless operation unit 133 is operated (the button 166 is pressed) to raise the boom, the 4-channel contact switch corresponding to the operation is turned on in the receiver 202, and the button is displayed on the processing unit 110. A signal indicating that 166 has been pressed is transmitted. As described above, in this embodiment, there are four types of remote operation using the fourth button 166. Specifically, the boom is raised (fourth button 166), the right side boom is opened (third button 165 + fourth button 166), the left side boom is opened (fifth button 167 + fourth button 166), and the stock scanning sensor is raised (first button). 3 button 165 + 5th button 167 + 4th button 166). The processing unit 110 confirms that a signal is transmitted only from the four channels corresponding to the fourth button 166, outputs a signal from the output contact 203 for raising the boom, and activates the remote control relay 204. As a result, a signal is transmitted to the input contact 205 on the machine controller 169 side for raising the boom. In addition, a manual switch 206 is provided in parallel with the remote control relay 204, and the boom can be raised manually when the operator gets on the spraying work machine 101. The manual switch 206 is disposed in the vicinity of the driver's seat 14. This machine controller 169 transmits to the boom cylinder control relay to raise the boom 40. As described above, the boom raising relay unit 207 including the input contact 203, the remote operation relay 204, the output contact 205, and the manual switch 206 is formed between the processing unit 110 that is an autonomous traveling controller and the main unit controller 169. Further, the configuration is substantially the same as that of the boom raising relay unit 207, and relay units corresponding to other remote operations such as boom lowering and boom opening / closing are provided between the processing unit 110 and the controller 169 (not shown). .
[0046]
  As described above, even during autonomous driving, the boom can be raised and lowered and the spreader machine can be remotely controlled to enable remote control, so that signs and steel tower legs are erected in the field and trees around the field. Even if there is, it is possible for the operator to avoid it by remote control so that these do not come into contact with the spreading work machine 101.
[0047]
  Moreover, the remote monitoring monitor 161 shown in FIG. 4 can also be installed outside the field. The remote monitoring monitor 161 is configured to be connectable to the processing unit 110 of the mobile station unit 103, which is an autonomous running controller, via a wireless LAN, and displays various information of the spreading work machine 101 on the display unit 161a, and remotely displays control parameters. It is possible to change with.
[0048]
  Furthermore, a PDA (Personal Digital Assistance) 162 can be used as the remote monitoring monitor 161. The PDA 162 is configured to be able to connect to the processing unit 110 of the mobile station unit 103 which is an autonomous travel controller so as to be connected to the wireless LAN, and can give instructions similar to those of the wireless operation means 133 to the spreading work machine 101. Furthermore, it is possible to display various information of the spreader machine 101 on the display unit 162a of the PDA 162 and to change the control parameters remotely. That is, the PDA 162 is small in size and can be carried by an operator, and has a display unit 162a, input means such as a touch panel and buttons, and a communication function, and thus has the functions of the wireless operation means 133 and the remote monitoring monitor 161. .
[0049]
  FIG. 8 shows a display example of the display unit 162 a of the PDA 162. The display unit 162a includes information on the spraying work machine 101 (for example, position information obtained by the GPS unit 102, a required amount of the chemical solution in the field, a remaining amount of the chemical solution in the chemical solution tank 24, a chemical solution spray rate (spray amount per unit time). ) To an estimated time from chemical solution replenishment), a plan view 171 showing the shape of the field and the spraying machine position 171a in the field, the autonomous traveling route and the chemical solution replenishment position 171b, and the wireless Command buttons 172, 172, etc. corresponding to the buttons of the operation means 133 are displayed. The display method of the display unit 162a is not limited, and the display of the information window 170, the plan view 171, and the command button 172 may be switched in order.
[0050]
  Subsequently, a first embodiment of the spraying method will be described with reference to FIGS. 9 and 10. For example, when performing a spraying operation in a paddy field 126 that is a rectangular field as shown in FIG. 9, the paddy field 126 is evenly sprayed in the paddy field 126. It is important to spray the chemicals so that there is no place (overlapping spray area). Accordingly, the paddy field 126 having a width substantially the same as the horizontal width (hereinafter referred to as “full width”, about 10 meters) when the spraying work machine 101 performing the spraying work extends the left and right side booms 42L and 42R to the side of the vehicle body. The outer edge portion 126a (the hatched portion in FIG. 9) is left, and the spraying operation is started from the work start point 128 (or the work start point 131) located inside the outer edge portion 126a. Finally, the spraying work is performed while making a round around the outer edge portion 126 a, and the spraying work machine 101 moves out of the paddy field 126 from the work end point 129 (or the work end point 132). That is, the spreading work is performed while the spreading work machine 101 travels along the path indicated by the solid line and the dotted line in FIG. 9. At this time, in the travel route of the spraying machine 101 shown in FIG. 9, the part indicated by the solid line indicates a process of traveling while performing the chemical solution spraying work (hereinafter referred to as “spreading process”), and is indicated by the dotted line. The portion indicates a process of traveling without performing the chemical solution spraying operation (hereinafter referred to as “moving process”).
[0051]
  In the case of the spraying work in the spraying work machine 101 of the present invention, the operator operates the spraying work machine 101 to the work vehicle entry point 127 which is an arbitrary point at the end of the paddy field 126, and stops at the work vehicle entry point 127 (in the field). And get off the spraying machine 101. Next, the operator starts the autonomous traveling of the spraying work machine 101 by the portable wireless operation means 133 (presses the autonomous traveling start button). The spreading work machine 101 circulates around the outer edge 126a of the paddy field 126 immediately before the work, stores the shape of the paddy field 126 obtained from the GPS unit 102 in the processing unit 110, and uses the autonomous traveling program 121 to obtain information on the shape of the paddy field 126. The work route is automatically created based on the work route, or work route data for each field is created in advance and stored in the processing unit 110.
[0052]
  The spreader work machine 101 automatically creates a work vehicle guidance route from the work vehicle entry point 127 to the work start point 128 based on information on the shape of the paddy field 126 by the autonomous traveling program 121 stored in the processing unit 110. The spraying machine 101 autonomously travels on the work vehicle guidance route (from the work vehicle entry point 127 to the work start point 128) and then starts the chemical spraying operation without stopping, and autonomously travels based on the position information by the GPS unit 102. Continue. Finally, when reaching the work end point 129, the spraying work machine 101 automatically ends autonomous traveling and stops.
[0053]
  In addition, although it is possible to create many autonomous traveling routes of the spreading work machine 101, it is desirable to select the route having the shortest traveling route from the viewpoint of work speed. However, there are actually obstacles (signboards, steel tower legs, etc.) in the field, a specific part of the field is soft ground, or a point where the work vehicle can enter the field is restricted to a specific place. Various situations are conceivable. In addition, it is not preferable that the spraying machine 101 passes through the place where the spraying work is once performed from the viewpoint of the pest control / control effect by spraying the chemical solution. Therefore, it is important to configure the autonomous traveling program 121 so that various conditions are input or stored in the processing unit 110 in advance and the optimum traveling route can be selected in consideration of these various conditions.
[0054]
  Next, a second embodiment of the spraying work method will be described with reference to FIG. Even when spraying work is performed on the same paddy field 126 as in the first embodiment, there are several autonomous traveling routes that can be created. In the first embodiment, a path for carrying out the spraying operation from the inside leaving the outer edge portion 126a of the paddy field 126 is adopted, but in the second embodiment, the outer edge portion 126b adjacent to only one end among the four field end portions. (The hatched portion in FIG. 11) is left, the spraying operation is started from the work start point 184, and finally returns to the work vehicle entry point 183 through the outer edge portion 126b. In the second embodiment, the work vehicle entry position point 183 and the work end point 185 are the same place, but the work end point may be arranged at another point on the end of the field.
[0055]
  The paddy field 126 is substantially rectangular in plan view, and its long side is substantially the same as an even multiple of the full width. However, the paddy field 186 shown in FIG. 12 is generally rectangular in plan view, and the long side is a substantially odd multiple of the full width. It is. As described above, it is not preferable that the spraying machine 101 passes through the place where the spraying work is once performed from the viewpoint of the pest control / control effect by spraying the chemical solution. However, when the work vehicle approach path of the spraying work machine 101 is limited depending on the situation around the farm field and the work vehicle entry point 187 and the work end point 189 must be matched, the work solution does not pass through the place where the chemical solution has already been sprayed. Thus, it is difficult to create a work route. Therefore, the left and right edge portions of the paddy field 186 are defined as a medium-width work area 186a (shaded area in FIG. 12), and one of the left and right side booms 42L and 42R (in this embodiment, the right-hand side boom) when traveling. The autonomous running / dispersing work is performed in a state in which 42R) is rotated to the storage position. In the present embodiment, the autonomous traveling / spraying operation is performed with the right-hand boom 42R rotated to the storage position. Conversely, the same effect can be obtained even when the left-hand boom 42L is rotated to the storage position. Play.
[0056]
  The boom 40, which is the boom portion of the spraying machine 101 according to the present embodiment, includes a front boom 41 and left and right side booms 42L and 42R, and spray spray opening and closing valves 176 and 177 that supply and stop the chemicals independently of each other. -178 is provided. Therefore, in this embodiment, only the front boom 41 (short width spraying), the front boom 41 + the left or right side boom 42 (medium width spraying), all the booms (full width spraying), and the like are various chemical spraying modes. Can be selected. Therefore, the spraying width of the spraying machine 101 is changed in accordance with the size of the field, the chemical solution is sprayed uniformly (without generating unsprayed areas and overlapping sprayed areas), and the place where the chemical liquid has already been sprayed is passed. It is possible to select no travel route. In this embodiment, the boom has a three-divided structure (front boom 41 and left and right side booms 42L and 42R). For example, the boom has a five-divided structure, and each boom has a chemical spray pipe, a nozzle, and a spray opening / closing valve. By providing, it is possible to perform the spraying operation in a state where the spraying width is precisely matched to the field.
[0057]
  Next, the management of the amount of the chemical solution in the chemical solution tank 24 during autonomous traveling and the behavior of the spray work machine 101 when the chemical solution is exhausted will be described. The chemical liquid tank 24 of the spraying work machine 101 of the present embodiment has a shape that covers the driver's seat 14 from the side surface and the rear surface. In the chemical liquid tank 24, as shown in FIG. 14, a liquid level detecting means 190 which is a chemical quantity measuring means is provided. The liquid level detection means 190 is a capacitance type, optical type, ultrasonic type level sensor or liquid level sensor, and is configured to detect the amount of chemical in the chemical tank 24 and transmit it to the controller 169 of this machine. Is done. At this time, the liquid level detecting means 190 may be of a form for detecting the upper limit and the lower limit of the liquid level or a form of measuring the liquid level with high accuracy.
[0058]
  As shown in FIG. 13, a water suction port 24 a for sending out the chemical liquid from the chemical liquid tank 24 is provided at the center of the left and right of the rear lower surface of the chemical liquid tank 24, and a hose 46 extends from the water suction port 24 a to the chemical liquid inlet of the spray pump 4. It is connected through communication. Similarly, two chemical liquid return ports 94a, 95a, 96a, and 97a that are recirculated from the pump unit 36 to the chemical liquid tank 24 are provided on the lower back side of the chemical liquid tank 24 on the left and right sides with the water intake port 24a as the center. Yes. These return ports 94a, 95a, 96a, and 97a are provided in the lower part of the chemical solution tank 24, and a chemical solution tank is utilized by using the flow pressure of the chemical solution that is returned to the chemical solution tank 24 from the return ports 94a, 95a, 96a, and 97a. The chemical solution in 24 is agitated.
[0059]
  As shown in FIG. 14, the chemical solution flows from the water inlet 24 a of the chemical solution tank 24 to the three-way switching cock 77 through the hose 46, and after the foreign matter is removed by the strainer 78, the chemical solution flows into the spray pump 4.
[0060]
  The crankcase of the spray pump 4 is provided with an air chamber and a safety valve at the front and rear, and can accumulate the chemical liquid pumped by the reciprocating motion of the piston and discharge it at a constant pressure from the discharge port. Further, of the chemical liquid discharged from the discharge port of the spray pump 4, surplus water equal to or higher than the set pressure is returned from the safety valve 79 through the hose 94 to the return port 94 a provided on the back surface of the chemical liquid tank 24.
[0061]
  On the other hand, the chemical solution having a pressure equal to or lower than the set pressure is guided to the spray amount control device 3 through the hose 45. The spray amount control device 3 controls the amount of the chemical liquid fed to the nozzles 23, 23,... Of the boom 40 by two flow control valves (spray side valve 91, return side valve 90). The spray amount control device 3 is opened and closed by a motor 30, and the motor 30 is configured to be operated by a main unit controller 169. The command to the machine controller 169 can be issued by a manual switch provided near the driver's seat 14 or by the control unit 110 which is an autonomous running controller. The chemical liquid flowing into the branch pipe 32 from the spray pump 4 via the hose 45 is branched into a spray side path and a chemical liquid tank return side path. A return valve 90 is disposed in the middle of the hose 95 that is the return path of the chemical tank in the branch pipe 32. When the return valve 90 is open, the chemical passes through the hose 95 and passes through the hose 95. The liquid is returned to the chemical liquid tank 24 through a return port 95 a provided at the lower back of the tank 24.
[0062]
  On the other hand, the chemical solution sent from the branch pipe 32 to the spray side path is guided to the spray side valve 91 through the hose 99. The spray side valve 91 is opened during the spraying operation, and controls the amount of the chemical liquid ejected from the nozzles 23, 23... Provided in the boom 40 according to the opening state of the spray side valve 91.
[0063]
  The chemical liquid that has passed through the spray side valve 91 further flows into the stirring branch pipe 33. The agitation branch pipe 33 is provided with two agitation discharge ports 96b and 97b, and the agitation discharge ports 96b and 97b are connected to return ports 96a and 97a provided at the lower rear portion of the chemical tank.・ 97 is connected. The chemical solution pumped from the stirring discharge ports 96b and 97b is returned to the chemical solution tank 24 and agitates the chemical solution in the chemical solution tank 24. Therefore, using the flow of the chemical solution sent from the total of the four return ports 94a, 95a, 96a, and 97a into the chemical solution tank 24 together with the two tank return ports 94a and 95a, the chemical solution is being controlled during the control operation. It is always stirred and configured so that the concentration of the chemical solution is not biased and precipitation or the like does not occur.
[0064]
  The stirring branch pipe 33 is provided with a flow sensor 57. Therefore, the flow rate sensor 57 can detect the amount of the chemical liquid fed to the nozzles 23 of the boom 40. Further, instead of the flow rate sensor 57, a pressure sensor may be provided. The flow sensor 57 is connected to the machine controller 169 and configured to be able to transmit data relating to the flow. The chemical solution that has passed through the stirring branch pipe 33 reaches the discharge valve 31, and when the discharge valve 31 is open, it is sent through the pipe 175 to the nozzles 23, 23,. The configuration on the downstream side from the pipe 175 is as shown in FIG.
[0065]
  The following two types of chemical liquid amount management methods during autonomous running are conceivable.
[0066]
  The first chemical liquid amount management method will be described with reference to FIGS. 15 and 16. When the chemical liquid in the chemical liquid tank 24 runs out during autonomous traveling (more strictly speaking, if the operation of the pump unit 36 is continued until the chemical liquid in the chemical liquid tank 24 runs out completely, the spray pump 4 may break down. When the liquid level detecting means 190 detects that there is a liquid level in the vicinity of the lower limit of the chemical tank 24), the operation of the pump unit 36 is stopped, and the chemical spraying valves 176, 177, 178 and the spray side valves are stopped. 91 is closed. Then, information on the position 208 (hereinafter referred to as “spraying work interruption point”) of the spraying machine 101 in the field at the time when the chemical liquid in the chemical tank 24 is exhausted is obtained from the GPS unit 102 and stored in the processing unit 110. .
[0067]
  Subsequently, the autonomous traveling program 121 creates an autonomous guidance route from the spraying operation interruption point 208 to the chemical solution replenishment point 209 (the end of the field where the chemical solution can be replenished without the operator stepping on the field). At this time, it is preferable that the autonomous guidance path is configured to pass through the unsprayed region as much as possible. Then, the spraying machine 101 returns autonomously to the chemical solution replenishment point 209 and stops. After the operator refills the chemical tank 24 with the chemical solution, the wireless operation means 133, the PDA 162, etc., restart button (corresponding to the second button 164 for starting and stopping in the wireless operation means 133, and one of the command buttons on the PDA 162 When the button is pressed, the spraying machine 101 autonomously travels to the spraying work interruption point 208 and restarts the spraying work when the spraying work interruption point 208 is reached.
[0068]
  By configuring in this way, the spraying work machine does not depend on the operator's memory for the spraying work interruption point, and the spreading work machine guides between the spraying work interruption point and the chemical solution replenishment point based on the position information by the GPS unit with high positional accuracy. Since the route is automatically created and the traveling is reciprocated between the spraying work interruption point and the chemical solution replenishment point by autonomous traveling, the chemical solution is replenished and the spraying work is resumed. It is possible to return to the spraying work interruption point which is the boundary of the above with high accuracy, and to perform a uniform and reliable spraying work without generating an unsprayed area or an overlapping sprayed area in the field. In addition, the operator does not need to manually operate between the spraying operation interruption point and the chemical solution replenishment point, and only has to wait at the chemical solution replenishment point (farm field end) and replenish the chemical solution, so that the workability is excellent.
[0069]
  The 2nd chemical | medical solution amount management method is demonstrated using FIG. 17 and FIG. During autonomous traveling, information on the chemical flow rate (a chemical spray amount per unit time) from the flow sensor 57 and information on the remaining amount of chemical in the chemical tank 24 from the liquid level detection means 190 are transmitted to the processing unit 110 via the controller 169. Is done. In the autonomous running program 121 stored in the processing unit 110, the current amount of the chemical solution and the chemical solution in the chemical solution tank 24 disappear based on the above information (it is detected that the liquid level has come near the lower limit of the chemical solution tank 24). The expected travel distance (or expected travel time) up to the time is calculated. The estimated travel distance (or time) is displayed on the display unit 162a of the PDA 162 or the display unit 161a of the remote monitoring monitor 161. The autonomous traveling route created by the autonomous traveling program 121 has a configuration in which a portion that travels while spraying chemical liquid (spraying process) and a portion that travels without spraying chemical liquid (moving process) are alternately connected. ing.
[0070]
  Whether or not the chemical liquid in the chemical liquid tank 24 runs out during a certain spraying process can be determined by comparing with the above-described predicted travel distance (or predicted travel time). For example, it is assumed that the calculation predicts that the chemical solution will disappear at the expected application interruption point 211 in the middle of the application step 210 in FIG. . In this case, the spraying machine 101 extends from the end point 212a of the immediately preceding spraying step 212 to the chemical solution replenishment point 213 at the field end (the field end where the operator can replenish the chemical without stepping into the field). The autonomous traveling route is created by the autonomous traveling program 121 from the autonomous guidance route and the chemical solution replenishment point 213 to the start point 210a of the spraying process 210, and autonomously travels to the chemical solution supplement point 213 along the autonomous guidance route, and stops. To do.
[0071]
  After the operator replenishes the chemical solution, the wireless operation means 133, the PDA 162 or the like restarts the button (for example, the wireless operation means 133 corresponds to the start / stop second button 164, and the PDA 162 is one of the command buttons "work" When the button is pressed, the spraying machine 101 autonomously travels to the start point 210a of the spraying process 210, which is the next spraying process, and restarts the spraying work when the start point 210a is reached.
[0072]
  With this configuration, it is possible to replenish the chemical solution before the chemical solution in the chemical solution tank runs out based on information from the flow sensor and the liquid level detection means, and work efficiency is improved. For example, it is easy to create an autonomous travel route with the shortest total travel distance by avoiding the chemical solution replenishment work that reciprocates along the long-distance autonomous guidance route when there is no chemical solution in a place where the distance from the chemical solution replenishment point is large It becomes. In addition, since the remaining amount of the chemical solution in the chemical solution tank is constantly monitored, it is easy for the operator to grasp the point at which the chemical solution runs out even during manual operation, and the workability is excellent.
[0073]
  Further, when the chemical solution is replenished, the amount of the chemical solution necessary for spraying the remaining unsprayed area of the field can be determined by calculation, and this is displayed on the display means provided on the body or the display unit of the PDA 162 or the remote monitoring monitor 161. You can also. By configuring in this way, the operator can perform an economical spraying operation while minimizing the amount of chemical solution to be replenished. In addition, the chemical solution is usually generated by supplying a large amount of water to the chemical solution tank 24, then adding a stock solution of the drug, and dissolving / stirring, but the liquid level detecting means 190 can accurately grasp the amount of water supply. Therefore, a predetermined dilution rate is stored in the autonomous traveling program 121, the amount of the stock solution of the medicine to be added is calculated from the dilution rate and the amount of water supply, and the display means provided on the body or the display of the PDA 162 or the remote monitoring monitor 161 is displayed. It can also be displayed on the section. By configuring in this way, it is possible to omit the work of the operator measuring the amount of water supplied at the time of replenishing the chemical solution and calculating the addition amount of the medicine from the dilution factor, and the workability is excellent.
[0074]
  In addition, the application of agricultural chemicals to crops shipped as products is prohibited from a predetermined number of days before the harvest date, but in the present invention, the application date and time, application location, application work route, chemical application amount per unit area, Work information such as the type of sprayed chemical and the dilution rate can be stored in the processing unit 110. Therefore, the reliability of the crop is improved by attaching the work information as the growth information of the crop shipped as a product. Also, the work information can be used when the next spraying work plan is made.
[0075]
  Subsequently, the operation of the spraying machine 101 when performing the spraying work while turning the corner of the farm field will be described with reference to FIGS. 19 to 21. The spreader machine 101 of the present invention is configured so that it cannot be retracted during normal traveling work. Therefore, particularly when performing the spraying operation while turning in corners, it is important to devise the travel route, the boom spraying width, and the posture in order to make the unsprayed area as small as possible.
[0076]
  In the present invention, three kinds of turning methods are prepared as corner turning methods, and an arbitrary turning method is selected by pressing a “turning method selection” which is one of the manual switch on the machine side or the command button 172 of the PDA 162. Configured to be possible. The three types of turning methods are (A) time priority turning, (B) medium width uniform turning, and (C) full width uniform turning. In addition, after that, the right side surface of the spraying work machine 101 moves forward along the end portion of the farm 191 and enters the corner 191a, and turns 90 degrees to the left (counterclockwise in plan view), from the corner 191a. The case of leaving will be described as an example.
[0077]
  First, the time priority turning of (A) will be described. As shown in FIG. 19, the work spreader 101 extends the left and right side booms 42L and 42R to the side and spreads the entire width (the left and right side booms 42L and 42R extend to the left and right of the machine body, It enters the corner 191a of the field 191 while performing the chemical solution spraying in the largest state. When the turning start point 192 on the autonomous traveling route is reached, the spray opening / closing valve 178 that controls the supply of the chemical solution to the pipe 181 provided in the left side boom 42L is closed, and the chemical solution spray from the left side boom 42L is turned off. To. The spraying machine 101 turns 90 degrees to the left and sprays the chemical solution from the front boom 41 and the right boom 42R up to the full width spraying restart point 193. Subsequently, the spraying machine 101 opens the spray opening / closing valve 178 when it reaches the full width spraying restart point 193, and retreats from the corner 191a while spraying the full width again. This turning method is excellent from the viewpoint of work time because the time required for turning is short, but the area of the unsprayed region 194 indicated by the hatched portion in FIG. 19 is the largest among the three types of turning methods. There is a problem.
[0078]
  Next, the middle width uniform turning of (B) will be described. As shown in FIG. 20, the work spreader 101 closes the right side boom 42R and arranges it at the storage position, and the left side boom 42L extends to the left side with a medium width spreader (the left side boom 42L and the front boom 41). The chemical enters the corner 191a of the farm 191 while performing the chemical solution spraying with a spraying width that is a combined length. When the turning start point 195 on the autonomous traveling route is reached, the spray opening / closing valve 178 that controls the supply of the chemical solution to the pipe 181 provided in the left side boom 42L is closed, and the chemical solution spray from the left side boom 42L is turned off. To. The spraying machine 101 turns 90 degrees to the left and performs short-width spraying only from the front boom 41 up to the short-width spraying restart point 193. Subsequently, the spraying machine 101 opens the spray opening / closing valve 178 when it reaches the medium width spraying restart point 193, and retreats from the corner 191a while performing the medium width spraying again. In this turning method, the area of the non-sprayed area 197 indicated by the hatched portion in FIG. 20 is smaller than the non-sprayed area 194 in the time-priority turning in (A), and from the non-sprayed area 201 in the full-width uniform turning described later. Somewhat big. Moreover, since the work width is a medium width smaller than the time-priority turn of (A), the total length of the autonomous traveling route is increased compared to the case of the time-priority turn of (A), and the work time becomes slightly longer.
[0079]
  Next, the full width uniform turning of (C) will be described. As shown in FIG. 21, the work spreader 101 enters the corner 191a of the farm 191 while performing full width spreading with the left and right side booms 42L and 42R extending laterally. Then, when reaching the turning start point 199 on the autonomous traveling path in the immediate vicinity of the farm field end in the forward direction of the spraying work machine 101, the right boom 42R is closed and disposed at the storage position, and the spray opening / closing valve 176 is disposed.・ Close all 177 and 178 and turn off spraying from all booms. The spraying machine 101 travels autonomously without spraying any chemical until it reaches the full-width spraying restart point 200 via an S-shaped travel route that turns right after the left turn. Subsequently, when the spraying work machine 101 reaches the full width spraying resumption point 200, the right side boom 42R is opened and disposed at the work position, and the spraying opening / closing valves 176, 177, 178 are all opened, The chemical solution spraying is turned on and the corner 191a is exited while spraying the full width again. This turning method involves somewhat complicated operations such as opening and closing the boom during the turning work, and the time required for turning is longer than the time-priority turning in (A), but the total length of the autonomous traveling route is given priority in time (A). This is only slightly longer than the turn, and is substantially the same as the time-priority turn in (A) when viewed from the overall work time. In addition, the area of the unsprayed area 201 indicated by the hatched portion in FIG. 21 is the smallest among the three types of turning methods, and is the best in performing uniform spraying.
[0080]
  By configuring as described above, during autonomous running, it is possible to select three types of turning methods having different characteristics according to the usage situation and perform a spraying operation suitable for the needs of the operator. Moreover, even when autonomous traveling work is performed on a spraying work machine having a configuration that cannot be retracted, it is possible to perform a substantially uniform spraying work up to a corner.
[0081]
  In the present embodiment, the main unit controller 169 of the spraying work machine 101 and the processing unit 110 that is an autonomous traveling controller are separate from each other and are configured to be connected by a cable. However, these are integrated. Thus, the control may be performed by a single control unit including a CPU, a RAM, a ROM and the like.
[0082]
【The invention's effect】
  Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[0083]
  As shown in claim 1A GPS (Global Positioning System) mobile station unit, an internal sensor that detects information necessary for autonomously running the spraying machine, and a chemical tank, spraying while traveling autonomously In the spraying machine that performs the work, the chemical tank is provided with a liquid level detecting means that is a chemical quantity measuring means, and the spray amount per unit travel distance or unit travel time is calculated, and the chemical liquid in the chemical tank disappears, or in advance Autonomous travel route created by the autonomous travel program by calculating and displaying the travel distance or travel time until it falls below the set amount, storing the autonomous travel program in the processing unit serving as the control means provided in the mobile station unit Is a process that alternately connects a spraying process that travels while spraying chemicals and a moving process that travels without spraying chemicals. During spraying operations based on autonomous program, to be less than the amount set chemical is eliminated in the next spraying process, or in advance If predicted by calculation, move to standby at field edge after current application processTherefore, the chemical solution can be replenished before the chemical solution in the chemical solution tank runs out, and work efficiency is improved.
[0087]
  As shown in claim 2,Calculate and display the amount of chemicals required for spraying in the unsprayed areas of the field when the chemical tank is refilledAs a result, the operator can reduce the amount of the chemical solution to be replenished to the minimum and perform an economical spraying operation.
[0088]
  As shown in claim 3,Based on the amount of the necessary chemical solution and the dilution ratio of the chemical solution, the chemical amount required when the chemical solution is replenished is displayed in the chemical solution tank (24).Therefore, it is possible to omit the operation of measuring the amount of water supplied by the operator at the time of replenishing the chemical solution and calculating the amount of the drug to be added from the dilution ratio, and the workability is excellent.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]Scatter working machine of the present inventionSide view.
[Figure 2]Scatter working machine of the present inventionFIG.
FIG. 3 is a diagram showing a chemical solution piping path of a boom part.
FIG. 4 is a schematic diagram of an autonomous traveling system according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a mobile station unit.
FIG. 6 is a diagram showing a reference station unit.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a contact portion between the machine controller and the autonomous running controller.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a display example of a PDA display unit.
FIG. 9 shows the present invention.Spraying machineThe schematic diagram which shows the 1st Example of the autonomous running route by.
FIG. 10 is a flowchart of autonomous running in the present invention.
FIG. 11 shows the present invention.For sprayerThe schematic diagram which shows the 2nd Example of the autonomous running route by.
FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of an autonomous traveling route in a farm field including a medium-width spraying region.
FIG. 13 is a rear view of the chemical tank.
FIG. 14 is a schematic diagram showing a chemical liquid piping system.
FIG. 15 is a diagram showing an example of an autonomous guidance route for chemical solution replenishment.
FIG. 16 is a flowchart of chemical solution replenishment work.
FIG. 17 is a diagram showing another embodiment of the autonomous guidance route for chemical solution replenishment.
FIG. 18 is a flowchart in another embodiment of the chemical solution replenishment operation.
FIG. 19 is a schematic diagram showing a first embodiment of a field corner spraying operation.
FIG. 20 is a schematic diagram showing a second embodiment of a field corner spraying operation.
FIG. 21 is a schematic diagram showing a third embodiment of a field corner spraying operation.
[Explanation of symbols]
  23 nozzles
  24 chemical tank
  40 boom
  41 Forward boom
  42L / 42R Side boom
  101 Agricultural work machines
  102 GPS unit
  103 Mobile station unit
  104 Reference station unit
  108 GPS antenna
  122 Inside sensor
  123 stock scanning sensor
  176 ・ 177 ・ 178 Spreading valve
  190 Liquid level detection means

Claims (3)

GPS(グローバル・ポジショニング・システム)の移動局ユニットと、散布作業機を自律走行させる上で必要な情報を検知するセンサである内界センサと、薬液タンクを搭載し、自律的に走行しながら散布作業を行う散布作業機において、該薬液タンクに薬液量計測手段である液面レベル検知手段を設け、単位走行距離または単位走行時間当たりの散布量を算出し、薬液タンクの薬液が無くなる、または予め設定した量を下回るまでの走行距離、または走行時間を計算及び表示し、前記移動局ユニットに設けた制御手段となる処理部内に自律走行プログラムを格納し、該自律走行プログラムにより作成した自律走行経路は、薬液を散布しながら走行する散布工程と、薬液散布を行わずに走行している移動工程とを交互に繋いだ工程とし、前記自律走行プログラムに基づいて散布作業中、次の散布工程において薬液が無くなる、または予め設定した量を下回ることが計算により予測される場合は現在の散布工程終了後、圃場端部に移動・待機することを特徴とすることを特徴とする散布作業機。A GPS (Global Positioning System) mobile station unit, an internal sensor that detects information necessary for autonomously running the spraying machine, and a chemical tank, spraying while traveling autonomously In the spraying machine that performs the work, the chemical tank is provided with a liquid level detecting means that is a chemical quantity measuring means, and the spray amount per unit travel distance or unit travel time is calculated, and the chemical liquid in the chemical tank disappears, or in advance Autonomous travel route created by the autonomous travel program by calculating and displaying the travel distance or travel time until the amount falls below the set amount, storing the autonomous travel program in the processing unit serving as the control means provided in the mobile station unit Is a process that alternately connects a spraying process that travels while spraying chemicals and a moving process that travels without spraying chemicals. During the spraying operation based on the autonomous running program, if it is predicted by calculation that the chemical solution will run out or fall below the preset amount in the next spraying process, move to the end of the field and wait for the current spraying process A spraying machine characterized by that. 請求項1記載の散布作業機において、前記薬液タンクへの薬液補充時に、圃場の未散布領域に散布するために必要な薬液の量を計算及び表示することを特徴とする散布作業機。The spraying work machine according to claim 1, wherein when the chemical liquid is replenished to the chemical liquid tank, the amount of the chemical liquid necessary for spraying the unsprayed area of the field is calculated and displayed. 請求項1記載の散布作業機において、前記必要な薬液の量と、該薬液の希釈倍率から、薬液タンクへ薬液補充時に必要な薬剤量を表示することを特徴とする散布作業機。2. The spraying machine according to claim 1, wherein the amount of the chemical required when the chemical liquid is replenished to the chemical liquid tank is displayed from the amount of the necessary chemical liquid and the dilution rate of the chemical liquid.
JP2002170286A 2002-06-11 2002-06-11 Spraying machine Expired - Fee Related JP3989307B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002170286A JP3989307B2 (en) 2002-06-11 2002-06-11 Spraying machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002170286A JP3989307B2 (en) 2002-06-11 2002-06-11 Spraying machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004009027A JP2004009027A (en) 2004-01-15
JP3989307B2 true JP3989307B2 (en) 2007-10-10

Family

ID=30436598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002170286A Expired - Fee Related JP3989307B2 (en) 2002-06-11 2002-06-11 Spraying machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3989307B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015112070A (en) * 2013-12-12 2015-06-22 株式会社クボタ Field work machine

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5909910B2 (en) * 2011-07-28 2016-04-27 井関農機株式会社 Control machine
CN102589509B (en) * 2012-01-20 2013-11-13 深圳市朗赛尔科技有限公司 Agricultural machine working area measuring method
JP5991896B2 (en) * 2012-09-28 2016-09-14 松山株式会社 Agricultural machine
JP5999197B2 (en) * 2012-12-10 2016-09-28 日本電気株式会社 Farming support device, farming support system, farming support method and program
CN110703785A (en) * 2014-02-06 2020-01-17 洋马株式会社 Autonomous travel operation system
AU2017320593B2 (en) * 2016-08-29 2021-10-28 Crinklaw Farm Services Robotic agricultural system and method
CN107631756B (en) * 2017-10-09 2023-12-15 江苏大学 Vehicle-mounted information system of self-propelled boom sprayer and operation quality visualization method
US11003167B2 (en) * 2018-03-23 2021-05-11 Topcon Positioning Systems, Inc. Method and apparatus for distribution device refill planning
JP2023009078A (en) * 2020-06-10 2023-01-19 ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 remote control system
JP2022183959A (en) 2021-05-31 2022-12-13 ヤンマーホールディングス株式会社 Automatic travel method, automatic travel system and automatic travel program
CN114289223B (en) * 2021-12-30 2023-08-01 苏州酷虫环境科技有限公司 Indoor formaldehyde removal device for building based on formaldehyde is eliminated in photocatalyst decomposition
WO2023180885A1 (en) * 2022-03-23 2023-09-28 Ricoh Company, Ltd. Information processing system, autonomous traveling body, information processing apparatus, method for controlling autonomous traveling body and recording medium

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015112070A (en) * 2013-12-12 2015-06-22 株式会社クボタ Field work machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004009027A (en) 2004-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3989307B2 (en) Spraying machine
JP3814230B2 (en) Agricultural sprayer
JP3877301B2 (en) Agricultural work vehicle
JP2005176741A (en) Agricultural working vehicle
KR102340161B1 (en) Parallel travel work system
US12018461B2 (en) Shovel
KR20160118331A (en) Method for setting travel path of autonomous travel work vehicle
JP4553097B2 (en) Paddy field machine
JP7439053B2 (en) Excavators and shovel management devices
US20220304215A1 (en) Automatic Travel System for Work Vehicle
KR102659076B1 (en) shovel
US11686065B2 (en) Shovel
EP4026414A1 (en) Agricultural machine
US20220408630A1 (en) Autonomous Traveling Control System
JP6508232B2 (en) Scattering system
US20240011241A1 (en) Shovel and control device for shovel
JP7034056B2 (en) Paddy field planting work machine and automatic running control system for paddy field planting work machine
US10316491B2 (en) Machine control system having multi-blade position coordination
US20240026651A1 (en) Display device for shovel, and shovel
JP2004016010A (en) Agricultural working vehicle
US20240026653A1 (en) Shovel and control device for shovel
US20240018750A1 (en) Display device for shovel, shovel, and assist device for shovel
JP2022085683A (en) Implement
CN114174595A (en) Shovel and control device for shovel
JP7450002B2 (en) Autonomous driving system for work vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041109

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070302

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070313

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070510

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070710

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070717

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100727

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100727

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100727

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110727

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110727

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120727

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130727

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130727

Year of fee payment: 6

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130727

Year of fee payment: 6

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees