JP6999471B2 - 圃場作業機 - Google Patents

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Description

本発明は、圃場作業機に関する。
近年、圃場における農作業を支援するための種々の圃場作業支援システムが用いられている。特に、効率的に作業を行えるように作業者を支援する圃場作業支援システムを搭載した圃場作業機が、広く用いられている。
このような圃場作業支援システムを備えた圃場作業機として、たとえば、特許文献1には、タッチパネル式液晶ディスプレイを有する圃場作業支援端末を備えたトラクタが開示されている。このトラクタによれば、作業者は、圃場作業支援端末を通じて、圃場経営情報、土壌情報、インターネット情報、自律走行情報、などの種々の情報を得ることによって、圃場作業の支援を受けることができる。このような支援は、農作業を省力化する観点において、有利である。
特開2002-186309号公報
ところで、特許文献1のような技術では、各種情報を表示するためには、初期画面としてのメインメニュー画面から、作業者が所望する表示画面を選択する必要があった。このような構成は、表示される各種情報を、圃場作業を行いながら随時確認する必要がある場合に、操作性および視認性が劣る場合があった。
そこで、作業中に確認する頻度が高い情報を簡単に表示することができる圃場作業機の実現が望まれる。
本発明に係る圃場作業機は、走行機体と、圃場作業装置と、表示部と、制御部と、を備え、前記圃場作業装置は、圃場に対し農用資材である苗を植え付ける苗植付け作業を行う苗植付装置を含み、前記制御部は、前記苗植付装置により前記圃場に植え付けられる前記苗の株間距離に関する株間距離情報、前記苗植付装置により前記圃場に植え付けられる前記苗の植付け深さに関する植付深さ情報、および、前記苗植付装置による植付作業の単位動作ごとに前記圃場に植え付けられる前記苗の量である苗取量に関する苗取量情報、からなる群から選ばれる少なくとも1つの情報を前記表示部に表示するものであり、
前記圃場作業装置は、前記圃場に農用資材である粉粒状農用資材を供給する粉粒体供給装置をさらに含み、
前記制御部は、前記走行機体、前記圃場作業装置、前記制御部、および、前記表示部、に対する設定事項のうち、畔際における旋回後に自動的に苗植付作業を再開する位置である植え始め位置に関する設定、前記表示部に備えたモニタの輝度に関する設定、前記粉粒体供給装置の繰出部が詰まったと判断する感度に関する設定、前記粉粒体供給装置の肥料ホッパーに貯留された肥料の残量を検出するセンサの感度に関する設定、および、前記繰出部の回転数に関する設定、に関する変更を入力可能な設定変更画面を前記表示部に表示し、前記表示部に前記設定変更画面を表示しているときは、作業者からの人為操作に従って前記設定事項の設定を変更することができることを特徴とする。
また、本発明は、走行機体と、圃場作業装置と、表示部と、制御部と、を備え、前記圃場作業装置は、圃場に対し粉状の農用資材を供給する粉粒体供給装置を含み、前記制御部は、前記粉粒体供給装置により前記圃場に供給される前記農用資材の前記圃場の単位面積あたりの量に関する情報を前記表示部に表示することを特徴とする圃場作業機でもある。
これらの構成によれば、圃場作業機に装備されている圃場作業装置の種類に応じて、作業中に確認する頻度が高い情報を表示部に表示することができる。
以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。
本発明に係る圃場作業機は、一態様として、前記制御部は、前記粉粒体供給装置により前記圃場に供給される前記粉粒状農用資材の前記圃場の単位面積あたりの供給量に関する粉粒状農用資材供給量情報を前記表示部にさらに表示することが好ましい。
この構成によれば、苗植付装置および粉粒体供給装置を備える圃場作業機において、苗植付に関わる情報および粉粒体供給に関わる情報を、表示部に表示することができる。
本発明に係る圃場作業機は、一態様として、前記制御部は、前記走行機体の走行距離に関する走行距離情報、前記圃場作業装置により作業が行われる幅に関する作業幅情報、および、前記圃場作業装置に搭載された前記農用資材の残量に関する資材量情報、を取得し、前記走行距離情報と前記作業幅情報とに基づいて前記作業が既に行われた作業済領域の面積に関する作業済面積情報を演算し、前記資材量情報と前記作業済面積情報とに基づいて、前記作業済領域に対する前記農用資材の単位面積あたりの供給量に関する供給済資材量情報を演算し、当該供給済資材量情報を前記表示部に表示することが好ましい。
この構成によれば、単位面積あたりの資材供給量を、作業中に随時演算し、表示させることができるので、作業を実施するのと同時に作業実績を確認することができる。また、確認した作業実績をもとに、農用資材を補充したり、その後の作業における農用資材の供給量を調整したりすることができる。
本発明に係る圃場作業機は、一態様として、前記制御部は、前記走行機体または前記圃場作業装置に何らかの異常が発生したときには、当該異常の内容について報知する異常報知画面を、当該異常が発生した時に前記表示部に表示されている現表示画面に替える、前記現表示画面に重ねる、および、前記現表示画面と並べる、のうちの少なくとも1つの態様で、前記表示部に表示することが好ましい。
この構成によれば、作業者が、走行機体または圃場作業機に発生した異常の内容を速やかに認識することができる。
本発明に係る圃場作業機は、一態様として、前記制御部は、前記異常報知画面を前記表示部に表示する原因となった前記異常が解消したときは、前記異常報知画面の表示を停止することが好ましい。
この構成によれば、異常報知画面の表示を停止するための人為操作を要しないので、作業性が向上する。また、作業者が、異常が解消したことを認識しやすい。
本発明に係る圃場作業機は、一態様として、前記制御部は、前記異常が、進行中の作業を中断して対処すべき重度異常であるのか、または、当該作業の中断を要しない軽度異常であるのか、を判断し、前記重度異常または前記軽度異常の区別を前記異常報知画面に表示することが好ましい。
この構成によれば、発生した異常の重大性をすぐに認識することができるため、作業を中断するべきか否かの判断を速やかに行うことができる。
本発明に係る圃場作業機は、一態様として、前記異常が前記重度異常に該当する場合は、前記異常報知画面を前記表示部に表示する原因となった前記異常が解消した場合を除き、いかなるときも前記異常報知画面の表示を停止することができないように構成することが好ましい。
この構成によれば、重大な異常を確実に作業者に伝えることができる。また、異常の重大性に応じて異なる表示を行うことで、作業者に対して異常の重大性を効果的に伝えることができる。
本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。
本発明に係る圃場作業機の側面図。 本発明に係る圃場作業機における動力伝達の概略図 本発明に係る圃場作業機における制御系の概略図 本発明に係る圃場作業機における表示画面
本発明に係る圃場作業機の実施形態について、図1~4を参照して説明する。本実施形態では、本発明に係る圃場作業機が、圃場における田植作業を行う田植機100である場合を例として説明する。なお、本発明に係る圃場作業機は田植機に限定されず、たとえば、トラクタ、コンバイン、乗用管理機などであってもよい。
〔田植機100の基本構成〕
以下では、本実施形態に係る田植機100の基本構成について説明する(図1)。田植機100は、走行機体1、圃場作業装置としての苗植付装置2および施肥装置3(粉粒体供給装置の例)、ならびに、制御部4、を備える。
走行機体1は、エンジン11と、それぞれ左右一対の前輪12aおよび後輪12bからなる車輪12と、作業者が着座し各種の運転操作を行うことができる運転座席13と、を備え、運転座席13の前方には、モニタ14a(表示部の例)を含むメータパネル14、および、操作部15、が設けられている。また、走行機体1は、主変速装置16および副変速装置17、株間変速装置18、ならびに、植付クラッチ19、を有する。なお、以降の説明の中で、運転座席13に着座した作業者を基準に、作業者の正面方向を「前方」、作業者の背面方向を「後方」、作業者の右手側を「右方」、作業者の左手側を「左方」と定義する。
図2に示すように、エンジン11の動力は、主変速装置16によって変速された後に、第1動力と第2動力とに分岐される。第1動力は、さらに副変速装置17によって変速された後に、車輪12に伝達される走行動力と、施肥装置3に伝達される施肥動力とに分岐される。一方第2動力は、株間変速装置18および植付クラッチ19を介して苗植付装置2に伝達される。
ここで、主変速装置16は、油圧式の無段変速装置であって、操作部15に設けられた主変速レバー15aにより、中立位置、前進側、後退側に無段階に変速自在に構成されている。一方、副変速装置17は、ギア変速形式の変速装置であって、操作部15に設けられた副変速レバー15bにより、中立位置、走行速位置、作業速位置、に変速可能に構成されている。
苗植付装置2は、図1に示すように、圃場に対して苗を植え付ける苗植付部21と、苗植付部21によって圃場に植え付けられる苗を載置する苗載台22と、を有し、苗植付装置2の昇降動作を行う昇降用油圧シリンダ23およびリンク機構24を介して走行機体1に連結されている。苗載台22は、主変速装置16を介してエンジン11から伝達される第2動力によって駆動され、左右方向往復横送り駆動および上下方向の縦送り駆動が可能である。また、苗載台22の往復横送り駆動に連動して苗植付部21が動作し、圃場に対して苗を植え付ける。苗植付装置2は、昇降用油圧シリンダ23を縮めると上昇し、昇降用油圧シリンダ23を伸ばすと圃場面に向けて下降するように構成されており、苗植付装置2が最も上昇した位置においては、リンク機構24が水平の姿勢を取る。また、苗植付装置2を下降させて苗植付部21のフロート21aが圃場面に接する姿勢を取ると、苗植付作業を実施できる。
苗植付装置2による苗植付作業において圃場に植え付けられる苗は、複数の苗を束ねた「株」単位で植え付けられる。株の一単位あたりに含まれる苗の量(苗取量)は、苗載台22の往復横送り駆動および縦送り駆動の駆動幅によって制御される。また、苗植付装置2による苗植付作業において圃場に植え付けられる株どうしの間隔(株間距離)は、株間変速装置18によって制御される。さらに、苗植付装置2による苗植付作業において圃場に植え付けられる苗(株)の植付深さは、苗植付装置2が保持される高さの高低によって制御される。当該高さは、昇降用油圧シリンダ23の伸縮により制御される。これらの制御は、制御部4が発する信号によって、または、作業者の人為操作によって、実施される。
施肥装置3は、図1に示すように、粉粒状の肥料(粉粒状農用資材の例)を貯留する肥料ホッパー31、肥料ホッパー31から肥料を繰り出す繰出部32、繰出部32から繰り出された肥料を搬送するための送風を行うブロア33、繰出部32から圃場面に肥料を供給する経路となるホース34、および、繰出量調整機構(不図示)、を有する。第1動力から分岐された施肥動力は、繰出量調整機構による変速を受けた後に繰出部32に入力し、繰出部32を駆動する。圃場に供給される肥料の圃場の単位面積あたりの供給量、すなわち施肥量の制御は、制御部4が発する信号によって、または、作業者の人為操作によって、繰出量調整機構を制御することによって行われる。
〔田植機100の制御系〕
図3に示すように、制御部4は、走行機体1の制御を行う走行機体制御部41と、苗植付装置2の制御を行う苗植付装置制御部42と、施肥装置3の制御を行う施肥装置制御部43と、を有する。各部制御部41~43は、それぞれ対応する制御対象1~3に関する情報を取得するとともに、それぞれ対応する制御対象1~3を制御するための信号を発する。また制御部4は、モニタ14aに表示する画面表示の内容を制御する表示制御部44、制御に係る各種演算を行う演算部45、田植機100の各部に関する異常を検出する異常検出部46、および、田植機100の各部に関する各種設定を制御する設定部47、を有する。
走行機体制御部41は、車輪12の回転数に係る回転数情報を取得する。演算部45は、あらかじめ走行機体制御部41に記憶された車輪12の周長に係る情報と、取得した回転数情報と、に基づいて、走行機体1の走行距離情報を演算する。
苗植付装置制御部42は、操作部15を介して、作業者が希望する苗の植付状態に関する設定値、すなわち、株間距離、植付深さ、および、苗取量、についての入力を受ける。そして苗植付装置制御部42は、入力された設定値に基づいて苗植付装置2を制御するための信号を発する。また、表示制御部44は、これらの設定値を集約したホーム画面D1をモニタ14aに表示する(図4)。
施肥装置制御部43は、操作部15を介して、作業者が希望する施肥量の設定値の入力を受ける。そして施肥装置制御部43は、入力された設定値に基づいて施肥装置3を制御するための信号を発する。また表示制御部44は、当該設定値をモニタ14aに表示する。
また、苗植付装置制御部42は、苗植付装置2の作業幅に関する作業幅情報を取得する。また田植機100による作業が行われている間にわたって、苗載台22に載置された苗の残量に関する苗残量情報(資材量情報の例)を取得する。同様に、施肥装置制御部43は、作業が行われている間にわたって、肥料ホッパー31に貯留された肥料の残量に関する肥料残量情報(資材量情報の例)を取得する。なお、苗載台22および肥料ホッパー31には、資材量情報を取得するために必要な公知のセンサ(不図示)が設けられている。
演算部45は、走行機体1の走行距離情報および苗植付装置2の作業幅情報に基づいて、作業が既に行われた作業済領域の面積に関する作業済面積情報を演算する。また演算部45は、演算された作業済面積情報と、苗残量情報および肥料残量情報の推移と、に基づいて、作業済領域に対して植え付けられた苗の単位面積あたりの量(供給済資材量情報の例)、および、作業済領域に対して供給された肥料の単位面積あたりの量(供給済資材量情報の例)、を演算する。表示制御部44は、このように演算された作業済面積情報および供給済資材量情報を、面積系情報表示画面D4としてモニタ14aに表示する(図4)。
異常検出部46は、走行機体1、苗植付装置2、および、施肥装置3、についての監視を行う。異常検出部46が監視対象1~3のいずれかについての異常を検出すると、表示制御部44は、当該異常の内容について報知する異常報知画面D7をモニタ14aに表示する。このとき、モニタ14aに表示されている表示画面がどのようなものであっても、当該表示画面に替えて異常報知画面を表示する。一例として、繰出部32に肥料が詰まったことを検出したときは、「肥料が詰まりました」との文言がモニタ14aに表示される。他例として、苗載台22に載置された苗の量があらかじめ定められた基準値を下回ったことを検出したときは、「苗を補給してください」との文言がモニタ14aに表示される。
表示制御部44によるモニタ14aへの異常報知画面の表示は、当該異常報知画面を表示する原因となった異常が解消したときは、自動的に停止される。たとえば前述の例の場合において、繰出部32に詰まった肥料を取り除いたときは、モニタ14aへの「肥料が詰まりました」との文言の表示が停止される。
また、異常検出部46は、検出した異常が、進行中の作業を中断して対処すべき重度異常であるのか、または、当該作業の中断を要しない軽度異常であるのか、を判断する。たとえば、繰出部32に肥料が詰まったときは、これを放置して作業を継続すると施肥がなされないまま作業が進行してしまうので、異常検出部46はこれを重度異常であると判断する。このとき表示制御部44は、警告画面D7aをモニタ14aに表示する(図4)。
一方、苗載台22に載置された苗の量があらかじめ定められた基準値を下回ったときは、苗が完全になくなるまでは作業を継続できるので、異常検出部46はこれを軽度異常であると判断する。このとき表示制御部44は、お知らせ画面D7bをモニタ14aに表示する(図4)。
さらに、異常が重度異常に該当するときは、当該異常が解消した場合を除き、いかなるときも警告画面D7aの表示を停止することができない。一方、異常が軽度異常に該当するときは、操作部15を介した人為操作により、お知らせ画面D7bの表示を一時的に停止することができる。このように、異常の重大性に応じて異なる挙動を取ることで、作業者に対して異常の重大性を効果的に伝えることができる。
設定部47を起動すると、表示制御部44は、設定部47において設定変更が可能な項目を表示する設定変更画面D6をモニタ14aに表示する(図4)。そして、操作部15を介した人為操作によって、各項目の設定を変更することができる。かかる項目としては、たとえば、畔際における旋回後に自動的に苗植付作業を再開する位置である植え始め位置に関する設定、モニタ14aの輝度に関する設定、繰出部32が詰まったと判断する感度に関する設定、肥料ホッパー31に貯留された肥料の残量を検出するセンサの感度に関する設定、および、繰出部32の回転数に関する設定、などが挙げられる。設定変更画面D6において設定変更が可能な項目は変更頻度が低いものであるので、通常作業時は表示しないようにするとともに、必要なときには一括してモニタ14aに表示することができる。
また、表示制御部44は、操作部15を介した人為操作に応答して、端寄せ支援機能設定画面D2、自動直進機能設定画面D3、モンロー設定画面D5、の各表示画面を、モニタ14aに表示することができる。
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係る圃場作業機のその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。
上記の実施形態では、本発明に係る圃場作業機が苗植付装置2および施肥装置3を備える田植機100である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、圃場作業装置として、苗植付装置、粉粒体供給装置、および、液体供給装置、のいずれか1つを備える圃場作業機であってもよく、これらの圃場作業装置を複数備える圃場作業機であってもよい。また、本発明に係る圃場作業機は田植機に限定されず、トラクタ、コンバイン、乗用管理機などの圃場作業機であってもよい。圃場作業機がトラクタである場合は、圃場作業装置として、畝立装置、畝立播種装置、マルチ作業装置、肥料散布装置、ブームスプレーヤ装置などの種々の圃場作業装置などを装着可能である。
前段落で掲げた他の実施形態のうち、液体供給装置を備える実施形態においては、当該液体供給装置により圃場に供給される液状の農用資材は特に限定されず、たとえば、液状肥料、液状除草剤、などであってよい。
上記の実施形態では、本発明に係る圃場作業機が、粉粒体供給装置として施肥装置3を備える構成を例として説明した。しかし、本発明に係る圃場作業機が備える粉粒体供給装置は、上記の構成に限定されず、たとえば、圃場に種もみ(粉粒状農用資材の例)を播種する播種装置(粉粒体供給装置の例)であってよく、圃場に除草剤(粉粒状農用資材の例)を散布する薬剤散布装置(粉粒体供給装置の例)であってよい。また、本発明に係る圃場作業機は、粉粒体供給装置を1つのみ備える構成に限られず、たとえば、播種装置と、施肥装置および薬剤散布装置の少なくとも一方と、を備えた圃場作業機であってよい。
上記の実施形態では、モニタ14aに異常報知画面D7を表示するにあたり、モニタ14aに表示されている表示画面がどのようなものであっても、当該表示画面に替えて異常報知画面D7を表示する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、異常報知画面を表示するにあたり、当該表示画面に重ねて表示してもよく、当該表示画面と並べて表示してもよい。
その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。
本発明は、たとえば田植機に利用することができる。
100 :田植機
1 :走行機体
11 :エンジン
12 :車輪
12a :前輪
12b :後輪
13 :運転座席
14 :メータパネル
14a :モニタ
15 :操作部
15a :主変速レバー
15b :副変速レバー
16 :主変速装置
17 :副変速装置
18 :株間変速装置
19 :植付クラッチ
2 :苗植付装置
21 :苗植付部
21a :フロート
22 :苗載台
23 :昇降用油圧シリンダ
24 :リンク機構
3 :施肥装置
31 :肥料ホッパー
32 :繰出部
33 :ブロア
34 :ホース
4 :制御部
41 :走行機体制御部
42 :苗植付装置制御部
43 :施肥装置制御部
44 :表示制御部
45 :演算部
46 :異常検出部
47 :設定部
D1 :ホーム画面
D2 :支援機能設定画面
D3 :自動直進機能設定画面
D4 :面積系情報表示画面
D5 :モンロー設定画面
D6 :設定変更画面
D7 :異常報知画面
D7a :警告画面
D7b :お知らせ画面

Claims (8)

  1. 走行機体と、圃場作業装置と、表示部と、制御部と、を備え、
    前記圃場作業装置は、圃場に対し農用資材である苗を植え付ける苗植付け作業を行う苗植付装置を含み、
    前記制御部は、前記苗植付装置により前記圃場に植え付けられる前記苗の株間距離に関する株間距離情報、前記苗植付装置により前記圃場に植え付けられる前記苗の植付け深さに関する植付深さ情報、および、前記苗植付装置による植付作業の単位動作ごとに前記圃場に植え付けられる前記苗の量である苗取量に関する苗取量情報、からなる群から選ばれる少なくとも1つの情報を前記表示部に表示するものであり、
    前記圃場作業装置は、前記圃場に農用資材である粉粒状農用資材を供給する粉粒体供給装置をさらに含み、
    前記制御部は、前記走行機体、前記圃場作業装置、前記制御部、および、前記表示部、に対する設定事項のうち、畔際における旋回後に自動的に苗植付作業を再開する位置である植え始め位置に関する設定、前記表示部に備えたモニタの輝度に関する設定、前記粉粒体供給装置の繰出部が詰まったと判断する感度に関する設定、前記粉粒体供給装置の肥料ホッパーに貯留された肥料の残量を検出するセンサの感度に関する設定、および、前記繰出部の回転数に関する設定、に関する変更を入力可能な設定変更画面を前記表示部に表示し、前記表示部に前記設定変更画面を表示しているときは、作業者からの人為操作に従って前記設定事項の設定を変更することができる圃場作業機。
  2. 前記制御部は、前記粉粒体供給装置により前記圃場に供給される前記粉粒状農用資材の前記圃場の単位面積あたりの供給量に関する粉粒状農用資材供給量情報を前記表示部にさらに表示する請求項1に記載の圃場作業機。
  3. 前記制御部は、
    前記走行機体の走行距離に関する走行距離情報、前記圃場作業装置により作業が行われる幅に関する作業幅情報、および、前記圃場作業装置に搭載された前記農用資材の残量に関する資材量情報、を取得し、
    前記走行距離情報と前記作業幅情報とに基づいて前記作業が既に行われた作業済領域の面積に関する作業済面積情報を演算し、
    前記資材量情報と前記作業済面積情報とに基づいて、前記作業済領域に対する前記農用資材の単位面積あたりの供給量に関する供給済資材量情報を演算し、
    当該供給済資材量情報を前記表示部に表示する請求項1または2に記載の圃場作業機。
  4. 前記制御部は、前記走行機体または前記圃場作業装置に何らかの異常が発生したときには、当該異常の内容について報知する異常報知画面を、当該異常が発生した時に前記表示部に表示されている現表示画面に替える、前記現表示画面に重ねる、および、前記現表示画面と並べる、のうちの少なくとも1つの態様で、前記表示部に表示する請求項1~3のいずれか1項に記載の圃場作業機。
  5. 前記制御部は、前記異常報知画面を前記表示部に表示する原因となった前記異常が解消したときは、前記異常報知画面の表示を停止する請求項4に記載の圃場作業機。
  6. 前記制御部は、前記異常が、進行中の作業を中断して対処すべき重度異常であるのか、または、当該作業の中断を要しない軽度異常であるのか、を判断し、前記重度異常または前記軽度異常の区別を前記異常報知画面に表示する請求項4または5に記載の圃場作業機。
  7. 前記異常が前記重度異常に該当する場合は、前記異常報知画面を前記表示部に表示する原因となった前記異常が解消した場合を除き、いかなるときも前記異常報知画面の表示を停止することができない請求項6に記載の圃場作業機。
  8. 前記粉粒体供給装置は、圃場に対し粉状の農用資材を供給する請求項1~7のいずれか1項に記載の圃場作業機。
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