JP5658901B2 - 連続整畦作業方法 - Google Patents

Description

本発明は、トラクタ等の走行機体に装着されて、走行機体の走行位置に対して側方にオフセットした位置を作業することができる畦塗り機を用いた連続整畦作業方法に関するものである。

トラクタ等の走行機体に装着され、走行機体の進行方向に沿って圃場における各種の連続直進作業を行う作業機は、農業用機械又は土木用機械として一般的に広く使われており、作業の種類に応じた各種の作業機がある。このような作業機の中で、畦塗り機、溝形成機、草刈機等は、その作業の特殊性から、走行機体の走行位置に対して側方にオフセットした位置を作業させることが出来るような構成となっており、いわゆるオフセット作業機として知られている。特に、畦塗り機は、広い圃場の全周に亘って畦を成形するものであって、従来、多大な時間と労力を要していた畦塗り作業の機械化を達成したものとして近年注目されている。

特許文献１には、オフセット作業機としてロータリ砕土装置を例示し、従来のオフセット作業機では困難であった、オフセット量を所望の範囲に調整可能にしたオフセット作業機が開示されている。また、特許文献２には、平行リンク機構を採用することによりオフセット量を調整可能にした溝堀機が開示されている。しかし、このような従来知られているオフセット作業機は、走行機体の進行に沿ってオフセット位置での直進作業を行うが、例えば、矩形の圃場において圃場の辺に沿った直進作業を行う場合に、走行機体の先端部分が圃場の端に到達した時点でその後の直進作業を行うことができなくなるという共通の問題がある。

特に、矩形圃場の周辺に沿って直線的な畦塗り作業を行う畦塗り機においては、走行機体の先端が圃場端部に達した時点で、そこから先の畦塗り作業を行うことができなくなるので、矩形圃場の四隅に必ず未作業部分が残ってしまうという問題が生じる。この問題を解決するために、本願出願人は、作業部を通常作業時とは反対側のオフセット位置に移動させると共にその前後関係を反転させ、四隅の未作業部分に対して走行機体を後進させながら作業を行う、反転リバース機構を備えた畦塗り機を提案した（特許文献３参照）。
この畦塗り機の基本構成は、走行機体の後部に装着され、走行機体からの動力が入力される入力軸を備える装着部と、入力軸からの動力を伝達する動力伝達機構を備えると共にオフセット位置での機体支持を行うオフセット機構部と、伝達された動力によってオフセット位置で畦塗り作業を行う作業部とを備え、この作業部は、旧畦の一部を切り崩して土盛りを行う前処理部と盛られた土を切り崩された旧畦上に塗りつける整畦部とからなっている。

実用新案登録第２５３７５８６号公報 実開昭５７−２２５５７号公報 特開２００１−２８９０３号公報

しかしながら、このような解決策によると、作業部を反転リバースさせるための複雑な機構を装備しなければならないので、作業機の高重量化、大型化、高価格化を招くことになる。また、残りの未作業部分に対しては走行機体を後進させて作業することになるので、作業の熟練性が要求され、特に走行性の悪い湿田等においては後進作業が非常に困難な状況になり、作業性の面で問題がある。

更には、このような反転リバースによる作業では、走行機体を停止させて畦塗り機の作業部を反転リバースさせ、走行機体の進行方向を変えて作業位置を調整した後に作業機を再始動させることになるので、連続作業を一旦中止せざるを得ず、作業能率の面で問題がある。

本発明は、このような問題に対処するためになされたものであって、走行機体に装着され、走行機体の進行に沿ってオフセット位置で作業を行う畦塗り機を用いて、連続作業を中止することなく、隣り合う辺の連続整畦作業を可能にすることを目的とするものである。

請求項１の発明の連続整畦作業方法は、走行機体の後方にこの走行機体に対して水平回動または水平移動自在に架設される伝動部材の先端に水平回動自在に装着された作業部と、前記作業部の位置及び方位を検出するセンサからの情報に基づいて前記伝動部材の水平回動または水平移動の量と前記作業部の水平回動の量を独立して無段階に制御し、前記走行機体の旋回をともなう前進動時に前記作業部を畦に沿わせたまま、その圃場の隅部付近までの直進性を維持させる制御手段とを備える畦塗り機を用いて、圃場の一辺に対し隅部付近まで直進整畦作業を行い、その終端部から隣り合う辺の始端部にかけては曲線整畦作業を行い、その後再び直進整畦作業を行うことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の連続整畦作業方法の発明において、前記伝動部材の水平回動または水平移動の量と前記作業部の水平回動の量を制御しながら前記走行機体の前進走行のみによって、作業を行うことを特徴とする。

このような連続整畦作業方法によれば、走行機体の後方にこの走行機体に対して水平回動または水平移動自在に架設される伝動部材の先端に水平回動自在に装着された作業部と、前記作業部の位置及び方位を検出するセンサからの情報に基づいて前記伝動部材の水平回動または水平移動の量と前記作業部の水平回動の量を独立して無段階に制御し、前記走行機体の旋回をともなう前進動時に前記作業部を畦に沿わせたまま、その圃場の隅部付近までの直進性を維持させる制御手段とを備える畦塗り機を用いることにより、圃場の隅部付近までの直進性を維持することができ、さらに、走行機体の旋回等に伴う走行機体の姿勢変化によって発生する作業部の位置や作業方向のずれを検知することにより作業部を所望のコースに維持するよう制御することができるため、圃場の一辺に対し直進整畦作業を行い、その終端部から隣り合う辺の始端部にかけては曲線整畦作業を行い、その後再び直進整畦作業を行うことで、隣り合う辺の連続作業が可能になる。

制御手段は、走行機体の姿勢変化に対応して、作業部の位置及び方位の情報に基づき、伝動部材の水平回動または水平移動の量と作業部の水平回動の量を独立して無段階に制御することにより、走行機体の旋回等によって作業部の位置及び方位（方向）が変化しても、作業部は所望の姿勢に維持若しくは変化して、より精度の高い作業部の姿勢に調整が可能となり、圃場の端部に至るまで高い精度で作業を継続させることができる。

制御手段は、作業部の位置及び方位を検出するセンサを備え、該センサからの検出信号により伝動部材の水平回動または水平移動の量と作業部の水平回動の量を独立して無段階に制御して作業を行うので、全自動制御や手動を含めた半自動制御により圃場の端部に至るまで直進作業を継続させることができ、より作業の精度を向上させることができる。また、畦の延びる方向に凹凸があったり、畦が湾曲した複雑な形状であっても、走行機体の姿勢変化に対応して正確な作業が確保できる。

また、伝動部材の水平回動または水平移動の量と作業部の水平回動の量を制御しながら走行機体の前進走行のみによって作業を行うことにより、圃場の隅部においても走行機体を停止させることなく、整畦作業が可能となるので、作業能率の高めることができる。

本発明に係わる連続整畦作業方法によれば、走行機体の後方にこの走行機体に対して水平回動または水平移動自在に架設される伝動部材の先端に水平回動自在に装着された作業部と、前記作業部の位置及び方位を検出するセンサからの情報に基づいて前記伝動部材の水平回動または水平移動の量と前記作業部の水平回動の量を独立して無段階に制御し、前記走行機体の旋回をともなう前進動時に前記作業部を畦に沿わせたまま、その圃場の隅部付近までの直進性を維持させる制御手段とを備える畦塗り機を用いることにより、圃場の隅部付近までの直進性を維持することができ、さらに、走行機体の旋回等に伴う走行機体の姿勢変化によって発生する作業部の位置や作業方向のずれを検知することにより作業部を所望のコースに維持するよう制御することができるため、圃場の一辺に対し直進整畦作業を行い、その終端部から隣り合う辺の始端部にかけては曲線整畦作業を行い、その後再び直進整畦作業を行うことで、隣り合う辺の連続作業が可能になる。
このため、圃場内で走行機体が旋回しているときに、作業部の直進作業を維持させ圃場の端部に至るまで直進作業を継続させることができ、したがって、前進のみの連続作業によっても圃場の端部まで作業を行うことができ、作業能率が高く、作業性が良好なオフセット作業が可能となり、圃場の一辺に対し直進整畦作業を行い、その終端部から隣り合う辺の始端部にかけては曲線整畦作業を行い、その後再び直進整畦作業を行うという前進のみでの連続整畦作業が行える。また、畦の延びる方向に凹凸があったり、畦が湾曲した複雑な形状であっても走行機体の姿勢変化に対応して作業部の位置・方位を制御するため、正確な作業を行うことができる。

このように、連続整畦作業方法によれば、これまで作業部を反転リバースさせた後に後進作業によって行っていた矩形圃場の四隅の塗り残し作業や端部の仕上げ作業を、連続した前進作業によって行うことができ、畦塗り作業の作業性と作業能率を著しく向上させることができる。

また、制御手段は、走行機体の姿勢変化に対応して、作業部の位置及び方位の情報に基づいて、伝動部材の水平回動または水平移動の量と作業部の水平回動の量を独立して無段階に制御することにより、より精度の高い作業部の位置関係調整が可能となり、圃場の端部に至るまで直進作業を高い精度で継続させることができる。

また、制御手段は、作業部の位置及び方位を検出するセンサを備え、センサからの検出信号により伝動部材の水平回動または水平移動の量と作業部の水平回動の量を独立して無段階に制御することにより、全自動制御や手動を含めた半自動制御により圃場の端部に至るまで作業の継続が可能になり、作業精度を向上させることができる。

さらに、伝動部材の水平回動または水平移動の量と作業部の水平回動の量を制御しながら走行機体の前進走行のみによって作業を行うことにより、圃場の隅部においても走行機体を停止させることなく、作業が可能であるので、作業能率の高い作業を行うことができる。

本発明の第１実施形態に係わる畦塗り機の作業状態を示す平面図である。 同畦塗り機を装着したトラクタが旋回している状態の平面図である。 同畦塗り機の作業状態を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係わる畦塗り機の作業状態を示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係わる畦塗り機の作業状態を示す平面図である。 本発明の第４実施形態に係わる畦塗り機の作業状態を示す平面図である。 本発明の第５実施形態に係わる畦塗り機の作業状態を示す平面図である。 本発明の第６実施形態に係わる畦塗り機の作業状態を示す平面図である。 本発明の第７実施形態に係わる畦塗り機の作業状態を示す平面図である。 本発明の第８実施形態に係わる畦塗り機の作業状態を示す平面図である。 本発明の第９実施形態に係わる畦塗り機の作業状態を示す平面図である。

以下、本発明に係わる畦塗り機を用いた連続整畦作業方法について、図面を参照して具体的に説明するが、本発明は、これら実施の形態や図面に記載された範囲に限定されるものではない。

本発明に係わる畦塗り機の第１の実施形態について説明する。図１は、畦塗り機の概略構成説明図である。図１において、符号２は走行機体であるトラクタを示し、トラクタ２の後部には、トップリンク及びロアリンクからなる三点リンク連結機構３が設けられている。畦塗り機５０は、本体フレーム４、オフセットアーム（伝動フレーム）５、および作業部５１とを有しており、本体フレーム４をトラクタ２の三点リンク連結機構３に連結することによりトラクタ２に装着される。本体フレーム４の中央部には、オフセットアーム５の基端部が枢支部Ａを揺動中心として水平方向に回動するように枢支され、これによりトラクタ２と作業部５１との相対位置を制御するための第一の自由度を構成している。一方、オフセットアーム５の先端部には作業部５１が枢支部Ｂを回動中心として、水平方向に回動するように枢支され、これにより作業部５１の姿勢を制御するための第二の自由度が構成されている。オフセットアーム５は作業部５１を支持すると共にトラクタ２から伝達される動力を作業部５１に伝達するための図示しない動力伝達機構を備えて構成されている。
なお、第一の自由度としては、１以上の水平回動により構成される自由度、１以上の水平移動により構成される自由度、あるいは水平回動及び水平移動の組み合わせにより構成される自由度など、種々の構成の自由度を採用することができる。第二の自由度としては、通常、水平回動のみにより構成される自由度が用いられるが、他の構成による自由度としても良い。

本体フレーム４とオフセットアーム５との間には、図示しないアクチュエータ（電動シリンダ又は油圧シリンダ）が介装されており、該アクチュエータ（電動シリンダ又は油圧シリンダ）の伸縮作動により、オフセットアーム５を枢支部Ａを揺動中心として水平方向に回動させて、オフセットアーム５の先端部に枢支された作業部５１がトラクタ２から左右方向に移動できるようになっている。

作業部５１は、オフセットアーム５の先端部の枢支部Ｂを回動中心として水平方向に回動するように枢支された支持・伝動フレーム７と、該支持・伝動フレーム７の前後に支持された前処理体１４及び整畦体１５とを有する。支持・伝動フレーム７は、枢支部Ｂを構成する垂直方向に延びる水平方向に回動する水平回動軸５３を介して水平方向に回動可能であり、その水平回動動作は、オフセットアーム５と支持・伝動フレーム７との間に介装された図示しないアクチュエータ（電動シリンダ又は油圧シリンダ）の伸縮作動により行われ、作業部５１を所望の姿勢に制御することができるようになっている。すなわち、畦塗り機５０は、２つの自由度を備えており、その自由度を後述するコントローラにより制御可能に構成されている。なお、前処理体１４及び整畦体１５は、作業部５１の支持・伝動フレーム７に対して、それぞれが別々に上下位置調節可能に支持されている。

畦塗り機５０は、トラクタ２の進行方向とほぼ直交するようにして設けられた本体フレーム４の中央部に設けられたギヤボックスから前方に向けて図示しない入力軸を突出し、該入力軸にトラクタ２のＰＴＯ軸６からユニバーサルジョイント及び伝動軸等を介して動力が伝達される。また、支持・伝動フレーム７には、オフセットアーム（伝動フレーム）５を介して動力が伝達され、該支持・伝動フレーム７から前処理体１４及び整畦体１５に動力を伝達するように構成されている。

枢支部Ｂを構成する水平回動軸５３は、作業部５１における主作業部である整畦体１５の回転中心軸線Ｓ上に設けられている。このように構成することにより、作業部５１の回動角度に対する主作業部の移動量を小さくすることができる利点がある。つまり、トラクタ２の旋回により作業部５１の姿勢（方位あるいは方向など）が変化しても、主作業部は直進作業の接線方向に移動するだけであり、ほとんど作業精度に影響を及ぼすことがない。また、作業部５１の回動動作を自動制御する場合には、作業部５１の回動角度に応じた主作業部の移動方向や移動位置の演算処理が容易となり、姿勢制御の精度を向上させることができる。
更に、手動を含めた半自動制御をトラクタ２に搭乗した作業者が遠隔操作する場合にも、主作業部の移動方向や移動位置を作業者は容易に予測することが可能になる。このため、旋回をともなうトラクタ２の前進動に対して主作業部の直進作業を正確に継続させることができる。なお、この第１実施態様においては、水平回動軸５３を主作業部である整畦体１５の回転中心軸線Ｓ上に設けたが、必ずしも整畦体１５の回転中心軸線Ｓ上に限定されるものではなく、ほぼ同様な効果を得ることが可能な範囲であれば、水平回動軸５３（枢支部Ｂ）を整畦体１５の回転中心軸線Ｓの近傍にずらして設けても良い。

畦塗り機５０の前処理体１４は、元畦１７の一部及び圃場を耕耘して元畦１７に対して畦状に盛り上げる耕耘ロ−タを備え、この耕耘ロ−タは従来周知のものを使用することができる。また、整畦体１５は、前処理体１４の耕耘ロ−タにより耕耘されて元畦１７に盛り上げられた土壌を、回転しながら畦の傾斜面を成形するドラムと、該ドラムに一体的に連結され、該ドラムにより成形された畦の頂部（天場）を平面状に成形する頂部成形ロールとからなり，これも従来周知のものを使用することができる。

水平回動軸５３（枢支部Ｂ）には、後方に向けてディスク形状をなしてコールタを兼ねるゲージホイール１８が上下位置調節可能に設けられている。そして、ゲージホイール１８により前処理体１４及び整畦体１５全体の作業深さを調節して、成形される新畦１９の高さを調節すると共に、整畦作業が安定よく行われるようにしている。

水平回動軸５３（枢支部Ｂ）の近傍には、図２に示すように、位置方位センサ２０が設けられている。この位置方位センサ２０は、畦塗り機５０の作業部５１（前処理体１４及び整畦体１５）の位置（距離）及び方位を検出するものであり、トラクタ２が旋回したときに、この位置方位センサ２０の検出した情報に基づきトラクタ２の姿勢変化に対応して、元畦１７に対して所望の新畦１９が形成されるように、前処理体１４及び整畦体１５（主作業部）の位置及び方位を予め設定したデータに基づき自動制御あるいは半自動制御ができるようにしている。すなわち、位置方位センサ２０により作業部５１（前処理体１４及び整畦体１５）の位置（距離）及び方位を検出し、トラクタ２の姿勢変化に対応して、作業部５１を、オフセットアーム５及び水平回動軸５３により水平移動及び水平回動させ、コントローラ（制御装置）若しくは手動により、所定の姿勢に調整して、前処理体１４及び整畦体１５により新畦１９を連続的に形成することができるのである。

上述したように、本発明においては、自動制御を組み合わせることで、トラクタ２が旋回しているときにも、設定した新畦を自動的若しくは半自動的に形成することができる。また、位置方位センサ２０は、ひとつに限らず、複数のセンサでもよく、その取付け位置は、水平回動軸５３の近傍に限らず、作業部５１（前処理体１４及び整畦体１５）の位置及び方位が検出できればどこでも良い。さらに、使用する位置方位センサ２０は、光学系、電子系、機械系など何れのものでもよく、例えば、ＧＰＳ、超音波、レーザ投受光器、画像処理装置、ジャイロ、ポテンショメータ、ボールネジ、パソコンを含むコントローラ（制御装置）など任意の方式のものを選択して用いることができる。

また、本発明において、自動制御を行うための構成は、センシング部、コントローラ（制御装置）部、動作（機構）部などに分かれた周知の構成とするが、画像処理装置、コントローラなどは、トラクタ２の操縦席近辺に設けることが、作業性も良く、好ましい。

センシング部では、例えば元畦１７との距離を検出する距離センサと方位センサにより作業部５１の位置と方向を検出する、元畦１７との距離を検出する距離センサと方位センサにより作業部５１の設定ラインからの位置ずれと方向を検出する、元畦１７と新畦１９との距離を検出する２つの距離センサにより畦塗り機の位置と方向を検出する、などの手段を選択する。コントローラでは、例えば２つのセンサからの信号に応じて、それぞれの設定値からのずれがゼロとなるように、アクチュエータへ連続的な動作信号を送り、２つのセンサからの信号に対しそれぞれ閾値を設定し、信号が閾値をオーバーしたときに、それぞれの変位をキャンセルする方向の動作信号をオンにし、信号が動作停止値に達したときに動作信号をオフにする、などの手段を選択する。

アクチュエータにおいては、例えば両端にピボットを有する伸縮アクチュエータ、回転アクチュエータなどを選択する。センサ機構とアクチュエータの組み合わせにより動作部を構成することも可能である。

次に、上記のように構成された畦塗り機５０による作業について、図３を参照して説明する。畦塗り機５０は、前述したように、トラクタ２の三点リンク連結機構に連結され、トラクタのＰＴＯ軸からギヤボックスに動力が伝達される。ギヤボックスに伝達された動力は、ここで変速され、変速された動力は、オフセットアーム５、作業部５１の支持・伝動フレーム７を介して前処理体１４及び整畦体１５に伝達され、これらを駆動回転させる。そして、図３（ａ）に示すように、トラクタ２の走行と共に元畦１７に沿って前処理体１４及び整畦体１５を移動させながら整畦作業が行われる。前処理体１４では、耕耘ロ−タにより元畦１７の一部及び圃場を耕耘して元畦１７に対して畦状に盛り上げ、その盛り上げられた土壌を、整畦体１５のドラムが回転して畦法面を叩いて新畦１９を成形する。また、ドラムと一体的に設けた頂部成形ロールが、畦の頂部に回転しながら接して畦の頂部を均平にして天場を形成する。

この前処理体１４及び整畦体１５により形成される新畦１９の高さ、幅等については、予めコントローラにおいて設定しておく。そして、位置方位センサ２０では、作業部５１（前処理体１４及び整畦体１５）の位置（距離）及び方位が検出され、畦塗り機５０を、オフセットアーム５及び図１に示す水平回動軸（枢支部Ｂ）により水平移動、水平回動させ、コントローラに設定した新畦１９を形成する作業位置に移動させ、前処理体１４及び整畦体１５により新畦１９を連続的に形成する。

前処理体１４及び整畦体１５が前述のような畦塗り作業を行う際、トラクタ２は以下のように作動する。水田圃場が方形（ほとんどが長方形）の場合、図３（ａ）に示す直進作業部分では、トラクタ２は元畦１７とほぼ一定間隔を保って直進走行する。そしてトラクタ２が圃場の隅部２１に来て、トラクタ２のほぼ最小旋回半径位置に達したとき、ハンドルを最小旋回状態に切って図３（ｂ）〜（ｄ）に示すようにトラクタ２を旋回させる。この間に畦塗り機５０は、オフセットアーム５及び水平回動軸（枢支部Ｂ）により作業部５１を水平移動、水平回動してトラクタ２の姿勢変化に対応させながら直進作業状態を維持しつつトラクタ２に対する支持姿勢を順次変化させていく。
そして、図３（ｅ）に示すように、オフセットアーム５が畦にほぼ直交する状態になり、畦塗り機５０がトラクタ２のほぼ後方に位置したときに、トラクタ２の旋回を停止する。本実施形態において、更に圃場の端部まで整畦するためには、作業部５１を更に隅部の方に直進移動させる必要があるが、本実施態様の畦塗り機５０においては、図３（ｆ）に示すように、トラクタ２をニュートラル状態にするか、わずかに後進させることにより、作業部５１を直進移動させて畦の端部を整畦することができる。また、本実施形態のように、第一の自由度を１つの水平回動の自由度のみで構成し、水平回動（オフセットアーム５）の回動中心よりも作業部５１が後方に位置した状態で直進作業部分を作業するように設定したときは、畦塗り機５０におけるトラクタ２への装着部（すなわち本体フレーム）と作業部５１の間隔が一定であるために、上記のような作業形態となる。

このように本実施態様の畦塗り機５０においては、２つの自由度を有しており、トラクタ２の姿勢変化に対応させて自由度を制御して畦塗り機５０の姿勢を調整することで、畦塗り機５０自体の直進性を維持しながら、トラクタ２が圃場を走行しつつ作業を行う直進作業部分（図３（ａ））からトラクタ２が図３（ｂ）〜図３（ｆ）のように順に旋回する圃場隅部２１までの整畦（仕上げ）作業を継続して行うことができる。なお、トラクタ２が圃場の隅部２１に来て最小半径で旋回する動作を停止させる旋回停止位置を、コントローラに予め設定しておき作業者に知らせるようにすると良い。

また、隣り合う辺の接続部を矩形状に形成する必要がない場合には、図３（ｇ）に示すように、圃場の一辺に対し直進整畦作業を行い、その終端部から隣り合う辺の始端部にかけては曲線整畦作業を行い、その後再び直進整畦作業を行うという前進のみでの連続整畦作業を行うこともできる。

図４は、本発明に係わる畦塗り機の第２の実施形態を示す。この第２の実施形態の畦塗り機６０は、図４（ａ）に示すように、本体フレーム４の左右中央部に伝動フレーム９の基端部が、その左右両側部に平行リンク１０，１１の基端部が、それぞれ水平回動可能に枢支されている。また、伝動・後フレーム１２には伝動フレーム９及び平行リンク１０，１１の先端部が水平回動可能に枢支され、さらに、伝動・後フレーム１２に対して、作業部支持・伝動フレーム１３を水平回動可能に枢支する構造となっている。

この畦塗り機６０は、本体フレーム４に水平回動可能に枢支された伝動フレーム９および平行リンク１０、１１と、伝動フレーム９及び平行リンク１０，１１の先端部に枢支された伝動・後フレーム１２による水平回動の自由度により、トラクタ２と作業部５１との相対位置を制御するための第一の自由度が構成されている。また、作業部５１の姿勢を制御するための第二の自由度は、伝動・後フレーム１２に対して水平回動可能に枢支された作業部支持・伝動フレーム１３により構成された水平回動の自由度である。この畦塗り機６０は、本体フレーム４と伝動フレーム９との間、及び伝動・後フレーム１２と作業部支持・伝動フレーム１３との間に、図示しない電動シリンダまたは油圧シリンダを介装したほかは、前述した第１実施形態のものとほぼ同様である。

この第２実施形態の畦塗り機６０による作業について、図４を参照して説明する。第２実施形態の畦塗り機６０においても、前述した第１実施形態の作業と同様に、伝動フレーム９、平行リンク１０，１１及び水平回動軸（ピボット）により水平移動、水平回動しながら直進作業状態を維持しつつトラクタ２に対する支持姿勢を順次変化させていく。つまりトラクタ２が圃場の隅部２１に来て旋回したときは、位置方位センサ２０の検出した情報に基づきトラクタ２の姿勢変化に対応して作業部５１を所定の姿勢に調整して新畦１９を連続的に形成することができるのである。
なお、図４（ｅ）に示すように、伝動フレーム９が畦にほぼ直交する状態になると、トラクタ２と作業部５１との間の距離が最大となる。したがって、この状態に達したときに、トラクタ２は旋回を停止する。このとき、畦塗り機６０はトラクタ２のほぼ後方に位置しており、さらに圃場の隅部２１を整畦するために作業部５１を端部に向けて直進移動するが、このときはトラクタ２をニュートラル状態にするか、わずかに後進させて（図４（ｆ））、端部まで整畦する。なお、トラクタ２が圃場の隅部２１に来て最小半径で旋回する動作を停止させる旋回停止位置を、コントローラに予め設定しておき作業者に知らせるようにすると良い。

また、隣り合う辺の接続部を矩形状に形成する必要がない場合には、圃場の一辺に対し直進整畦作業を行い、その終端部から隣り合う辺の始端部にかけては曲線整畦作業を行い、その後再び直進整畦作業を行うという前進のみでの連続整畦作業が行える。

図５は、本発明による畦塗り機の第３の実施形態を示す。この第３実施形態の畦塗り機６５では、前述した第１実施形態におけるオフセットアーム５に代えて、伝動機能を有する固定伝動アーム２２と、この固定伝動アーム２２の先端部に基端部が水平回動可能に枢支された回動伝動アーム２３とを設けたものであり、これらによる水平回動の自由度により、トラクタ２と作業部５１との相対位置を制御するための第一の自由度が構成されている。また、第１実施態様と同様に、回動伝動アーム２３の先端部に作業部支持・伝動フレーム１３を水平回動可能に枢支することにより、作業部５１の姿勢を制御するための第二の自由度が構成されている。

この畦塗り機６５は、第１実施形態のものと同様に２つの水平回動の自由度を有するものであるが、固定伝動アーム２２により、予めトラクタ２と作業部５１の間隔を所定量設定したことに特徴がある。すなわち、本実施形態においては、第１実施形態１と同様に、第一の自由度を１つの水平回動の自由度のみで構成しているが、固定伝動アーム２２を設けることにより、水平回動の回動中心よりも作業部５１が前方に位置した状態で直進作業部分を作業するように構成したものである。固定伝動アーム２２と回動伝動アーム２３との間、及び回動伝動アーム２３と作業部支持・伝動フレーム１３との間に、図示しない電動シリンダまたは油圧シリンダを介装したほかは、第１実施形態のものとほぼ同様である。

この第３実施形態の畦塗り機６５においては、図５（ａ）に示すように、直進作業部分では、例えば位置方位センサ２０の検知情報に基づいて得られるコントローラからの信号で、回動伝動アーム２３及び作業部支持・伝動フレーム１３をわずかに水平回動させるだけで畦塗り機６５の直進整畦作業が行われる。そして、トラクタ２が圃場の隅部２１に来て、図５（ｂ）〜図５（ｄ）に示すように旋回したときは、位置方位センサ２０の検出した情報に基づきトラクタ２の姿勢変化に対応して作業部５１を所定の姿勢に調整して新畦１９を連続的に形成することができるのである。このとき、後方に所定距離離れた位置に、回動伝動フレーム２３の回動支点を設けたことにより、トラクタ２の中心線よりも隅部１２の方に作業部５１が先行して移動しているため、トラクタ２を停止することなく、回動伝動フレーム２３の先端部に枢支された作業部支持・伝動フレーム１３の回動支点とトラクタ２との距離を変化させるだけで、回動伝動アーム２３はやや大きく水平回動して作業部５１がトラクタ２に接触することもなく、畦塗り機６５の直進作業を継続させ、圃場端部までの整畦（仕上げ）作業を行うことができる。
従って、この第３実施態様の畦塗り機６５によれば、トラクタ２は直進走行と旋回走行だけで、畦塗り機６５は直進作業から圃場の端部までの整畦作業を連続して行うことができる。また、畦塗り機６５が圃場の端部に達した状態（図５（ｄ））のときトラクタ２の走行と畦塗り機６５の作動を停止し、三点リンク連結機構３により畦塗り機６５を持ち上げて図５（ｅ）に示す直進作業状態にして元畦１７に沿ってセットし、トラクタ２を後進させて畦塗り機６５を圃場の端部に位置させれば、圃場の端部から直進整畦作業を継続させることができる。従って、トラクタ２は直進走行と、旋回走行と、停止と、後進走行とにより畦塗り機６５は直進作業から圃場の端部までの全整畦作業を連続して行うことができる。

また、隣り合う辺の接続部を矩形状に形成する必要がない場合には、図５（ｆ）に示す圃場の一辺に対し直進整畦作業を行い、その終端部から隣り合う辺の始端部にかけては曲線整畦作業を行い、その後再び直進整畦作業を行うという前進のみでの連続整畦作業が行える。

図６は、本発明による畦塗り機の第４の実施形態を示す。この第４実施形態の畦塗り機７０は、前述した第１実施形態における本体フレーム４に代えて、伝動機能を有する伝動オフセットアーム２４をトラクタ２の一方の側に張り出すようにして装着し、この伝動オフセットアーム２４の先端部に伝動機能を有する伝動平行リンクアーム２５の基部を水平回動可能に枢支し、該伝動平行リンクアーム２５の先端部に作業部支持・伝動フレーム１３を水平回動可能に枢支したことを特徴とするものである。

第４実施形態において、トラクタ２と作業部５１との相対位置を制御するための第一の自由度は、伝動オフセットアーム２４の先端部に伝動平行リンクアーム２５を水平回動可能に枢支した構成による水平回動の自由度と伝動平行リンクアーム２５の伸縮による水平移動の自由度の組み合わせによる自由度である。また、作業部５１の姿勢を制御するための第二の自由度は、平行リンクアーム２５の先端部に作業部支持・伝動フレーム１３を水平回動可能に枢支した構成による水平回動の自由度である。なお、伝動オフセットアーム２４と伝動平行リンクアーム２５との間に、図示しない電動シリンダまたは油圧シリンダを介装したほかは、第１実施形態のものとほぼ同様である。

この畦塗り機７０においては、直進作業部分（図６（ａ））では、第３実施形態のものと同様に、位置方位センサ２０の検知により伝動平行リンクアーム２５をわずかに水平回動させるだけで畦塗り機１の直進整畦作業が行われる。トラクタ２が圃場の隅部２１に来て図６（ｂ）〜図６（ｄ）に示すように旋回すると、位置方位センサ２０の検出した情報に基づきトラクタ２の姿勢変化に対応して作業部５１を所定の姿勢に調整して新畦１９を連続的に形成することができるのである。このとき、トラクタ２から側方に所定距離離れた位置に、伝動平行リンクアーム２５の回動支点を設けたことで、トラクタ２の中心線よりも隅部の方に作業部５１が先行して移動させることができるため、伝動平行リンクアーム２５はやや大きく水平回動して作業部５１がトラクタ２に接触することなく、畦塗り機７０の直進作業を継続させ、圃場端部までの整畦（仕上げ）作業を行う。従って、トラクタ２は第３実施形態の場合と同様に直進走行と旋回走行だけで、畦塗り機６５は直進作業から圃場の端部までの整畦作業を連続して行うことができる。

また、隣り合う辺の接続部を矩形状に形成する必要がない場合には、圃場の一辺に対し直進整畦作業を行い、その終端部から隣り合う辺の始端部にかけては曲線整畦作業を行い、その後再び直進整畦作業を行うという前進のみでの連続整畦作業が行える。

図７は、本発明による畦塗り機の第５の実施形態を示す。この第５実施形態の畦塗り機７５は、前述した第１実施形態における本体フレーム４に、オフセット方向に延びるオフセット伝動アーム２７を配設し、このオフセット伝動アーム２７の先端部に回動伝動アーム２８の基端部を水平回動可能に枢支し、該回動伝動アーム２８の先端部に作業部５１の支持・伝動フレーム７を水平回動可能に枢支している。第５実施形態において、トラクタ２と作業部５１との相対位置を制御するための第一の自由度は、オフセット伝動アーム２７による水平移動の自由度と、オフセット伝動アーム２７の先端部に枢支した回動伝動アーム２８による水平回動の自由度とから構成されている。
オフセット伝動アーム２７の動力伝達機構としては、スプラインシャフトとスリーブの組み合わせなどを採用してスライド可能にすることができる。また、作業部５１の姿勢を制御するための第二の自由度は、回動伝動アーム２８の先端部に水平回動可能に枢支した作業部５１の支持・伝動フレーム７による水平回動の自由度である。そして、オフセット伝動アーム２７と回動伝動アーム２８との間、及び回動伝動アーム２８と作業部５１の支持・伝動フレーム７との間に、図示しない電動シリンダまたは油圧シリンダを介装したほかは、第１実施形態のものとほぼ同様である。

この第５実施形態の畦塗り機７５においては、直進作業部分（図７（ａ））では、位置方位センサ２０の検知により回動伝動アーム２８及び作業部５１の支持・伝動フレーム７をわずかに水平回動させるだけで畦塗り機７５の直進整畦作業が行われる。そして、トラクタ２が圃場の隅部２１に来て図７（ｂ）〜図７（ｄ）に示すように旋回すると、位置方位センサ２０の検出した情報に基づきトラクタ２の姿勢変化に対応して作業部５１を所定の姿勢に調整して新畦１９を連続的に形成することができるのである。つまり、回動伝動アーム２８の先端部に枢支された作業部支持・伝動フレーム７の回動支点とトラクタ２との距離を変化させながら、回動伝動アーム２８はやや大きく水平回動して畦塗り機７５は直進作業から圃場の端部までの整畦作業を連続して行うことができる。
このように、第５実施形態の場合には、第一の自由度を２つの自由度で構成しているために、トラクタ２の旋回にともなって生ずるトラクタ２と整畦作業する畦との間隔の変化に対応して、畦塗り機７５におけるトラクタ２への装着部（すなわち本体フレーム）と作業部５１の間隔を任意に調整することが可能である。このため、第１実施形態のようにトラクタ２の旋回を一旦停止させたりする必要がなく、連続して作業を継続することが出来る。

また、畦塗り機７５が圃場の端部に達した状態（図７（ｄ））のときトラクタ２の走行と畦塗り機７５の作動を停止し、三点リンク連結機構３により畦塗り機７５を持ち上げて図７（ｅ）に示す直進作業状態にして元畦１７に沿ってセットし、トラクタ２を後進させて畦塗り機７５を圃場の端部に位置させれば、圃場の端部から直進整畦作業を継続させることができる。従って、トラクタ２は直進走行と、旋回走行と、停止と、後進走行とにより畦塗り機７５は直進作業から圃場の端部までの全整畦作業を連続して行うことができる。

また、隣り合う辺の接続部を矩形状に形成する必要がない場合には、図７（ｆ）に示す圃場の一辺に対し直進整畦作業を行い、その終端部から隣り合う辺の始端部にかけては曲線整畦作業を行い、その後再び直進整畦作業を行うという前進のみでの連続整畦作業が行える。

図８は、本発明による畦塗り機の第６の実施形態を示す。この第６実施形態の畦塗り機８０は、直進作業部分（図８（ａ））におけるトラクタ２に対する畦塗り機８０のオフセット位置が図７の場合と比べ前側になるように回動伝動アーム２８を位置させている。この第６実施形態において、トラクタ２と作業部５１との相対位置を制御するための第一の自由度および作業部５１の姿勢を制御するための第二の自由度は、第５実施形態のものと同様である。

この畦塗り機８０は、前述したように構成されているために、トラクタ２が直進作業部分（図８（ａ））から圃場の隅部２１に来て、図８（ｂ）〜図８（ｃ）に示すように旋回すると、位置方位センサ２０の検出した情報に基づきトラクタ２の姿勢変化に対応して作業部５１を所定の姿勢に調整して新畦１９を連続的に形成することができるのである。つまり、回動伝動アーム２８の先端部に枢支された作業部５１の支持・伝動フレーム７の回動支点とトラクタ２との距離を変化させながら、回動伝動アーム２８はやや大きく水平回動して畦塗り機８０は圃場の端部までの整畦作業を連続して行うことができる。

畦塗り機８０が圃場の端部に達した状態（図８（ｃ））のときにトラクタ２の走行と畦塗り機８０の作動を停止し、三点リンク連結機構３により畦塗り機８０を持ち上げ、図８（ｄ）に示す直進作業状態にして元畦１７に沿ってセットし、トラクタ２を後進させて畦塗り機８０を圃場の端部に位置させれば、圃場の端部から直進整畦作業を継続させることができる。従って、トラクタ２は直進走行と、旋回走行と、停止と、後進走行とにより畦塗り機８０は直進作業から圃場の端部までの全整畦作業を連続して行うことができる。第６実施形態の方が、図７に示した第５実施形態とは回転伝動アーム２８の角度が異なるため、トラクタ２の旋回が少なくても端部に到達することができるというメリットがある。

また、隣り合う辺の接続部を矩形状に形成する必要がない場合には、図８（ｅ）に示す圃場の一辺に対し直進整畦作業を行い、その終端部から隣り合う辺の始端部にかけては曲線整畦作業を行い、その後再び直進整畦作業を行うという前進のみでの連続整畦作業が行える。

図９は、本発明による畦塗り機の第７の実施形態を示す。この第７実施形態の畦塗り機８５は、前述した第１実施形態におけるオフセットアーム５を伸縮可能な構成にした伸縮・回動伝動アーム２９としたことを特徴とするものであり、その先端部に作業部支持・伝動フレーム１３を水平回動可能に枢支し、本体フレーム４と伸縮・回動伝動アーム２９との間、及び伸縮・回動伝動アーム２９と作業部支持・伝動フレーム１３との間に、図示しない電動シリンダまたは油圧シリンダを介装したほかは、第１実施例のものとほぼ同様である。オフセットアーム５は、例えば、複数の伸縮部材を入れ子式に構成して伸縮動可能に構成されている。
なお、オフセットアーム５の動力伝達機構としては、第５実施形態と同様な構成をとる。第７実施形態において、トラクタ２と作業部５１との相対位置を制御するための第一の自由度は、伸縮・回動伝動アーム２９により構成される水平移動および水平回動の２つの自由度からなり、作業部５１の姿勢を制御するための第二の自由度は、伸縮・回動伝動アーム２９の先端部に枢支された作業部支持・伝動フレーム１３による水平回動の自由度である。

この第７実施形態の畦塗り機８５においては、直進作業部分（図９（ａ））では、位置方位センサ２０の検知により伸縮・回動伝動アーム２９をわずかに伸縮（平行移動）、水平回動させるだけで畦塗り機８５の直進整畦作業が行われる。トラクタ２が圃場の隅部２１に来て図９（ｂ）〜図９（ｃ）に示すように旋回すると、位置方位センサ２０の検出した情報に基づきトラクタ２の姿勢変化に対応して作業部５１を所定の姿勢に調整して新畦１９を連続的に形成することができるのである。このとき、伸縮・回動伝動アーム２９の先端部に枢支された作業部支持・伝動フレーム１３の回動支点とトラクタ２との距離を変化させながら、伸縮・回動伝動アーム２９はやや大きく伸縮、水平回動して畦塗り機８５は直進作業から圃場の端部まで整畦作業を継続して行う。旋回作業中にトラクタ２と作業部５１が干渉する場合は、伸縮・回動伝動アーム２９を伸縮させて回避できるので、畦から近い位置をトラクタ２が走行でき、作業状態が確認しやすく運転も容易となる。
従って、トラクタ２は直進走行と、旋回走行のみで畦塗り機８５は直進作業から圃場の端部までの整畦作業を連続して行う。また、畦塗り機８５が圃場の端部に達したときトラクタ２の走行と畦塗り機８５の作動を停止し、三点リンク連結機構３により畦塗り機８５を持ち上げて直進作業状態にして元畦１７に沿ってセットし、トラクタ２を後進させて畦塗り機８５を圃場の端部に位置させれば、圃場の端部から直進整畦作業を継続させることができる。従って、トラクタ２は直進走行と、旋回走行と、停止と、後進走行とにより畦塗り機８５は直進作業から圃場の端部までの全整畦作業を連続して行うことができる。また、隣り合う辺の接続部を矩形状に形成する必要がない場合には、圃場の一辺に対し直進整畦作業を行い、その終端部から隣り合う辺の始端部にかけては曲線整畦作業を行い、その後再び直進整畦作業を行うという前進のみでの連続整畦作業が行える。

図１０は、本発明による畦塗り機の第８の実施形態を示す。この第８実施形態の畦塗り機９０は、前述した第１実施形態におけるオフセットアーム５に代えて、伝動機能を有する第一の回動伝動アーム３３と、この回動伝動アーム３３の先端部に基端部が水平回動可能に枢支された第二の回動伝動アーム３５とを設けたものであり、これらによる２つの水平回動の自由度により、トラクタ２と作業部５１との相対位置を制御するための第一の自由度が構成されている。また、第１実施形態と同様に、第二の回動伝動アーム３５の先端部に作業部の支持・伝動フレーム７を水平回動可能に枢支することにより、作業部５１の姿勢を制御するための第二の自由度が構成されている。なお、本体フレーム４と第一の伝動アーム３３との間、及び第一の回動伝動アーム３３と第二の回動伝動アーム３５との間、さらには、第二の回動伝動アーム３５と作業部の支持・伝動フレーム７との間に、図示しない電動シリンダまたは油圧シリンダを介装したほかは、第１実施形態のものとほぼ同様である。

この第８実施形態の畦塗り機９０においては、直進作業部分（図１０（ａ））では、位置方位センサ２０の検知により第一の回動伝動アーム３３、第二の回動伝動アーム３５及び作業装置の支持・伝動フレーム７をわずかに水平回動させるだけで畦塗り機９０の直進整畦作業が行われる。そして、トラクタ２が圃場の隅部２１に来て、図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）に示すように旋回すると、位置方位センサ２０の検出した情報に基づきトラクタ２の姿勢変化に対応して作業部５１を所定の姿勢に調整して新畦１９を連続的に形成することができるのである。つまり、第二の回動伝動アーム３５の先端部に枢支された作業部５１の支持・伝動フレーム７の回動支点とトラクタ２との距離を変化させながら、第一、第二の回動伝動アーム３３，３５はやや大きく水平回動して畦塗り機９０は直進作業から圃場の端部までの整畦作業を連続して行うことができる。

第８実施形態の場合には、第５、第６実施形態と同様に第一の自由度を２つの自由度で構成しているために、トラクタ２の旋回にともなって生ずるトラクタ２と整畦作業する畦との間隔の変化に対応して、畦塗り機９０におけるトラクタ２への装着部（すなわち本体フレーム４）と作業部５１の間隔を任意に調整することが可能である。このため、第１実施形態のようにトラクタ２の旋回を一旦停止させたりする必要がなく、連続して作業を継続することが出来る。また、隣り合う辺の接続部を矩形状に形成する必要がない場合には、図１０（ｅ）に示すように、圃場の一辺に対し直進整畦作業を行い、その終端部から隣り合う辺の始端部にかけては曲線整畦作業を行い、その後再び直進整畦作業を行うという前進のみでの連続整畦作業が行える。
また、トラクタ２と作業部５１との相対位置を制御するための第一の自由度を第一の回動伝動アーム３３で構成し、作業部５１の姿勢を制御するための第二の自由度をこの回動伝動アーム３３の先端部に基端部が水平回動可能に枢支された第二の回動伝動アーム３５で構成してもよい。この場合においては、第１実施形態とほぼ同様の構成となるが、第二の回動伝動アーム３５があるので、第１実施形態に比べ、前進のみでの連続整畦作業において、曲線整畦作業時の回転半径を小さくでき、非作業時の格納状態もコンパクトにできる。

図１１は、本発明による畦塗り機の第９の実施形態を示す。この第９実施形態の畦塗り機９５では、前述した第１実施形態における本体フレーム４に、オフセット方向に延びるオフセット伸縮・伝動アーム３７を装着し、このオフセット伸縮・伝動アーム３７の先端部に作業部支持・伝動フレーム１３を水平回動可能に枢支している。そして、オフセット伸縮・伝動アーム３７と作業部支持・伝動フレーム１３との間に、図示しない電動シリンダまたは油圧シリンダを介装したほかは、第１実施形態のものとほぼ同様である。

第９実施形態において、トラクタ２と作業部５１との相対位置を制御するための第一の自由度は、オフセット伸縮・伝動アーム３７により構成される水平移動の自由度からなり、作業部５１の姿勢を制御するための第二の自由度は、第１実施形態などと同様に、オフセット伸縮・伝動アーム３７の先端部に枢支された作業部支持・伝動フレーム１３による水平回動の自由度である。

この畦塗り機９５においては、直進作業部分（図１１（ａ））では、位置方位センサ２０の検知によりオフセット伸縮・伝動アーム３７をわずかに伸縮させ、作業部支持・伝動フレーム１３を水平回動させるだけで畦塗り機９５の直進整畦作業が行われる。トラクタ２が圃場の隅部２１に来て、図１１（ｂ）に示すように旋回すると、位置方位センサ２０の検出した情報に基づきトラクタ２の姿勢変化に対応して作業部５１を所定の姿勢に調整して新畦１９を連続的に形成することができるのである。つまり、オフセット伸縮・伝動アーム３７の先端部に枢支された作業部支持・伝動フレーム１３の回動支点とトラクタ２との距離を変化させながら、オフセット伸縮・伝動アーム３７はやや大きく伸縮し、また、作業部支持・伝動フレーム１３も水平回動して畦塗り機９５は直進作業から圃場の端部までの整畦作業を連続して行う。従って、トラクタ２は直進走行と、旋回走行するだけで、畦塗り機９５は直進作業から圃場の端部までの全整畦作業を連続して行うことができる。

また、隣り合う辺の接続部を矩形状に形成する必要がない場合には、圃場の一辺に対し直進整畦作業を行い、その終端部から隣り合う辺の始端部にかけては曲線整畦作業を行い、その後再び直進整畦作業を行うという前進のみでの連続整畦作業が行える。

２ トラクタ（走行機体）
５、２６ オフセットアーム（伝動フレーム）
９ 伝動フレーム
１０、１１ 平行リンク（平行リンク機構）
１４ 前処理体
１５ 整畦体（主作業部）
２０ 位置方位センサ（センサ）
２３、２８、３３、３５ 回動伝動アーム（伝動フレーム）
５０、６０，６５、７０、７５、８０、８５，９０、９５ 畦塗り機（オフセット作業機）
５１ 作業部

Claims (2)

1. 走行機体の後方にこの走行機体に対して水平回動または水平移動自在に架設される伝動部材の先端に水平回動自在に装着された作業部と、
   前記作業部の位置及び方位を検出するセンサからの情報に基づいて前記伝動部材の水平回動または水平移動の量と前記作業部の水平回動の量を独立して無段階に制御し、
   前記走行機体の旋回をともなう前進動時に前記作業部を畦に沿わせたまま、その圃場の隅部付近までの直進性を維持させる制御手段とを備える畦塗り機を用いて、
   圃場の一辺に対し隅部付近まで直進整畦作業を行い、
   その終端部から隣り合う辺の始端部にかけては曲線整畦作業を行い、
   その後再び直進整畦作業を行うことを特徴とする連続整畦作業方法。
2. 前記伝動部材の水平回動または水平移動の量と前記作業部の水平回動の量を制御しながら前記走行機体の前進走行のみによって、作業を行うことを特徴とする請求項１に記載の連続整畦作業方法。

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