JP7133918B2

JP7133918B2 - 農作業車

Info

Publication number: JP7133918B2
Application number: JP2017225545A
Authority: JP
Inventors: 和央阪口; 友彦佐野; 脩吉田; 隆志中林; 賢丸尾
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2017-11-24
Publication date: 2022-09-09
Anticipated expiration: 2037-11-24
Also published as: JP2019092452A

Description

本発明は、圃場を走行する農作業車に関する。

上記のような農作業車として、例えば、特許文献１に記載のものが既に知られている。この農作業車（特許文献１では「コンバイン」）は、ＧＰＳ衛星から受信した信号に基づいて圃場を自動走行するように構成されていると共に、グレンタンク内の穀粒量を検出する穀粒量検出手段を備えている。そして、この農作業車は、穀粒量検出手段による検出値が設定値以上になると、グレンタンクから穀粒を排出するために、刈取作業を中断してトラックの近傍へ自動的に移動する。

特開２００１－６９８３６号公報

特許文献１に記載の農作業車のように、圃場を走行する農作業車においては、圃場表面の性質によっては、旋回時にスリップが起こったり、旋回時に車体が大きく振動する等の不都合が生じることがある。

例えば、農作業車が、圃場の中で湿田状態となっている箇所において旋回する場合、スリップが起こりがちである。また、農作業車が、畝圃場において旋回する場合、圃場表面の凹凸により、車体が大きく振動しがちである。

本発明の目的は、圃場表面の性質に起因する旋回時の不都合が生じにくい農作業車を提供することである。

本発明の特徴は、
圃場内の外周部分において周回作業走行を行った後、前記外周部分よりも圃場内側の領域である作業対象領域において自動で作業走行を行い、且つ、前記作業対象領域での作業走行を行うに際して前記外周部分にて自動で旋回走行するクローラ式の農作業車であって、
圃場表面の性質を示す情報である圃場表面情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部により取得された前記圃場表面情報に基づいて旋回速度を制御する旋回速度制御部と、を備え、
前記圃場表面情報に、圃場における各位置の湿田傾向を示す情報が含まれており、
前記湿田傾向を示す情報は、前記周回作業走行中に検知された土壌水分量に基づいて生成され、
前記作業対象領域での作業走行の際、前記旋回速度制御部は、前記外周部分のうち前記湿田傾向が相対的に大きい位置において旋回走行する場合、前記外周部分のうち前記湿田傾向が相対的に小さい位置において旋回走行する場合に比べて旋回速度を自動的に減少させることにある。

本発明であれば、圃場表面の性質に応じて農作業車の旋回速度を制御することが可能となる。これにより、圃場表面の性質に起因する旋回時の不都合が生じにくくなる。
また、本発明であれば、農作業車が、圃場の中で湿田傾向が大きい箇所において旋回する場合、比較的低い速度で旋回することとなる。これにより、スリップが起こりにくくなる。
本発明の別の特徴は、
圃場表面の性質を示す情報である圃場表面情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部により取得された前記圃場表面情報に基づいて旋回速度を制御する旋回速度制御部と、を備え、
前記圃場表面情報に、圃場が畝圃場であるか否かを示す情報が含まれており、
前記旋回速度制御部は、畝圃場を走行する場合、畝圃場でない圃場を走行する場合に比べて旋回速度を減少させることにある。
本発明であれば、圃場表面の性質に応じて農作業車の旋回速度を制御することが可能となる。これにより、圃場表面の性質に起因する旋回時の不都合が生じにくくなる。
また、本発明であれば、農作業車が畝圃場において旋回する場合、比較的低い速度で旋回することとなる。これにより、圃場表面の凹凸による車体の振動を低減することができる。

さらに、本発明において、
前記圃場表面情報に、圃場における各位置の湿田傾向を示す情報が含まれており、
前記旋回速度制御部は、前記湿田傾向が相対的に大きい位置において旋回走行する場合、前記湿田傾向が相対的に小さい位置において旋回走行する場合に比べて旋回速度を減少させると好適である。

この構成によれば、農作業車が、圃場の中で湿田傾向が大きい箇所において旋回する場合、比較的低い速度で旋回することとなる。これにより、スリップが起こりにくくなる。

さらに、本発明において、
前記情報取得部は、農作業車を管理する管理サーバと通信可能に構成されており、
前記情報取得部は、前記管理サーバから前記圃場表面情報を取得すると好適である。

圃場表面の性質を示す情報である圃場表面情報を取得する情報取得部と、情報取得部により取得された圃場表面情報に基づいて旋回速度を制御する旋回速度制御部と、を備える農作業車において、圃場表面の性質を検知するための検知装置を設けることが考えられる。この場合、検知装置による検知結果が圃場表面情報であり、この検知結果が情報取得部へ送られることにより、情報取得部は、圃場表面情報を取得することができる。

しかしながら、この場合、農作業車が検知装置を備える必要があるため、農作業車の製造コストが増大しがちである。

ここで、上記の構成によれば、情報取得部は、管理サーバから圃場表面情報を取得する。そのため、農作業車は、上述のような検知装置を備える必要がない。

従って、上記の構成によれば、農作業車の製造コストの増大を抑制することが可能となる。

コンバインの左側面図である。コンバインの自動走行の概要を示す図である。情報取得部及び旋回速度制御部に関する構成を示すブロック図である。畝圃場でない圃場におけるコンバインの走行を示す図である。畝圃場におけるコンバインの走行を示す図である。

本発明を実施するための形態について、図面に基づき説明する。尚、以下の説明においては、図１に示す矢印Ｆの方向を「前」、矢印Ｂの方向を「後」とする。また、図１に示す矢印Ｕの方向を「上」、矢印Ｄの方向を「下」とする。

〔コンバインの全体構成〕
図１及び図２に示すように、普通型のコンバイン１（本発明に係る「農作業車」に相当）は、クローラ式の走行装置１１、運転部１２、脱穀装置１３、穀粒タンク１４、収穫装置Ｈ、搬送装置１６、穀粒排出装置１８、衛星測位モジュール８０を備えている。また、コンバイン１は、エンジン５１及び変速装置５２を備えている。

図１に示すように、走行装置１１は、コンバイン１における下部に備えられている。また、エンジン５１の駆動力は、変速装置５２を介して変速され、走行装置１１へ伝達される。この構成により、コンバイン１は、走行装置１１によって自走可能である。

また、運転部１２、脱穀装置１３、穀粒タンク１４は、走行装置１１の上側に備えられている。運転部１２には、コンバイン１の作業を監視する監視者が搭乗可能である。尚、監視者は、コンバイン１の機外からコンバイン１の作業を監視していても良い。

穀粒排出装置１８は、穀粒タンク１４の上側に設けられている。また、衛星測位モジュール８０は、運転部１２の上面に取り付けられている。

収穫装置Ｈは、コンバイン１における前部に備えられている。そして、搬送装置１６は、収穫装置Ｈの後側に設けられている。また、収穫装置Ｈは、刈取部１５及びリール１７を有している。

刈取部１５は、圃場の植立穀稈を刈り取る。また、リール１７は、回転駆動しながら収穫対象の植立穀稈を掻き込む。この構成により、収穫装置Ｈは、圃場の穀物を収穫する。そして、コンバイン１は、収穫装置Ｈによって圃場の穀物を収穫しながら走行装置１１によって走行する収穫走行が可能である。

刈取部１５により刈り取られた刈取穀稈は、搬送装置１６によって脱穀装置１３へ搬送される。脱穀装置１３において、刈取穀稈は脱穀処理される。脱穀処理により得られた穀粒は、穀粒タンク１４に貯留される。穀粒タンク１４に貯留された穀粒は、必要に応じて、穀粒排出装置１８によって機外に排出される。

また、図１及び図２に示すように、運転部１２には、通信端末４が配置されている。本実施形態において、通信端末４は、運転部１２に固定されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、通信端末４は、運転部１２に対して着脱可能に構成されていても良いし、通信端末４は、コンバイン１の機外に位置していても良い。

〔自動走行に関する構成〕
図３に示すように、コンバイン１は、自車位置算出部２１、走行経路設定部２２、走行制御部２３を備えている。

また、図２に示すように、衛星測位モジュール８０は、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）で用いられる人工衛星ＧＳからのＧＰＳ信号を受信する。そして、図３に示すように、衛星測位モジュール８０は、受信したＧＰＳ信号に基づいて、測位データを自車位置算出部２１へ送る。

自車位置算出部２１は、衛星測位モジュール８０から受け取った測位データに基づいて、コンバイン１の位置座標を算出する。算出されたコンバイン１の位置座標は、走行制御部２３へ送られる。

また、走行経路設定部２２は、圃場における走行経路を設定する。設定された走行経路は、走行制御部２３へ送られる。

そして、走行制御部２３は、自車位置算出部２１から受け取ったコンバイン１の位置座標と、走行経路設定部２２から受け取った走行経路と、に基づいて、コンバイン１の走行を制御する。より具体的には、走行制御部２３は、走行経路設定部２２によって設定された走行経路に沿ってコンバイン１が走行するように制御する。

以上の構成により、本実施形態におけるコンバイン１は、圃場において自動走行が可能であるように構成されている。このコンバイン１によって圃場での収穫作業を行う場合の手順は、以下に説明する通りである。

まず、監視者は、コンバイン１を手動で操作し、図２に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように収穫走行を行う。これにより既刈地となった領域は、外周領域ＳＡとして設定される。そして、外周領域ＳＡの内側に未刈地のまま残された領域は、作業対象領域ＣＡとして設定される。

また、このとき、外周領域ＳＡの幅をある程度広く確保するために、監視者は、コンバイン１を３～４周走行させる。この走行においては、コンバイン１が１周する毎に、コンバイン１の作業幅分だけ外周領域ＳＡの幅が拡大する。即ち、３～４周の走行が終わると、外周領域ＳＡの幅は、コンバイン１の作業幅の３～４倍程度の幅となる。

外周領域ＳＡは、作業対象領域ＣＡにおいて収穫走行を行うときに、コンバイン１が方向転換するためのスペースとして利用される。また、外周領域ＳＡは、収穫走行を一旦終えて、穀粒の排出場所へ移動する際や、燃料の補給場所へ移動する際等の移動用のスペースとしても利用される。

尚、図２に示す運搬車ＣＶは、コンバイン１が穀粒排出装置１８から排出した穀粒を収集し、運搬することができる。穀粒排出の際、コンバイン１は運搬車ＣＶの近傍へ移動した後、穀粒排出装置１８によって穀粒を運搬車ＣＶへ排出する。

外周領域ＳＡ及び作業対象領域ＣＡが設定されると、図４及び図５に示すように、作業対象領域ＣＡにおける走行経路が設定される。この走行経路は、走行経路設定部２２により設定される。

そして、走行経路が設定されると、走行制御部２３がコンバイン１の走行を制御することにより、コンバイン１は、走行経路に沿って自動走行を行う。図１及び図２に示すように、コンバイン１の自動走行は、監視者によって監視される。

〔情報取得部及び旋回速度制御部に関する構成〕
図３に示すように、コンバイン１は、情報取得部５３及び旋回速度制御部５４を備えている。情報取得部５３は、コンバイン１を管理する管理サーバ５５と通信可能に構成されている。

管理サーバ５５には、コンバイン１が収穫作業を行う圃場に関する圃場表面情報が格納されている。圃場表面情報とは、圃場表面の性質を示す情報である。そして、圃場表面情報には、圃場における各位置の湿田傾向を示す情報が含まれている。また、圃場表面情報には、圃場が畝圃場であるか否かを示す情報が含まれている。

尚、本実施形態において、圃場表面情報は、収穫作業の前に監視者によって入力されたデータに基づいて生成されると共に、管理サーバ５５に格納される。

情報取得部５３は、管理サーバ５５から圃場表面情報を取得する。そして、取得された圃場表面情報は、旋回速度制御部５４へ送られる。

このように、コンバイン１は、圃場表面の性質を示す情報である圃場表面情報を取得する情報取得部５３を備えている。

図３に示すように、衛星測位モジュール８０は、受信したＧＰＳ信号に基づいて、測位データを旋回速度制御部５４へ送る。そして、旋回速度制御部５４は、情報取得部５３から受け取った圃場表面情報と、衛星測位モジュール８０から受け取った測位データと、に基づいて、エンジン５１及び変速装置５２を制御する。

以下では、図４及び図５を参照し、旋回速度制御部５４によるコンバイン１の旋回速度の制御について説明する。

〔湿田傾向が大きい位置において旋回走行する場合〕
図４は、畝圃場でない圃場におけるコンバイン１の走行を示す図である。図４においては、コンバイン１の走行が矢印で示されている。また、図４においては、コンバイン１は、第１旋回走行Ｔ１及び第２旋回走行Ｔ２の２回の旋回走行を行っている。

図４に示す圃場には、湿田箇所Ｗが存在する。湿田箇所Ｗは、湿田傾向が相対的に大きい。また、この圃場における湿田箇所Ｗ以外の部分は、湿田傾向が相対的に小さい。そして、第１旋回走行Ｔ１は、湿田箇所Ｗ以外の部分における旋回走行である。また、第２旋回走行Ｔ２は、湿田箇所Ｗにおける旋回走行である。

旋回速度制御部５４は、湿田傾向が相対的に大きい位置においてコンバイン１が旋回走行する場合、湿田傾向が相対的に小さい位置においてコンバイン１が旋回走行する場合に比べて旋回速度を減少させるように、エンジン５１及び変速装置５２を制御する。

より具体的には、旋回速度制御部５４は、湿田傾向が相対的に大きい位置においてコンバイン１が旋回走行する場合、湿田傾向が相対的に小さい位置においてコンバイン１が旋回走行する場合に比べてエンジン５１の回転速度を減少させる。

また、旋回速度制御部５４は、湿田傾向が相対的に大きい位置においてコンバイン１が旋回走行する場合、湿田傾向が相対的に小さい位置においてコンバイン１が旋回走行する場合に比べて減速比が大きくなるように、変速装置５２を制御する。

即ち、図４に示すコンバイン１の走行において、第２旋回走行Ｔ２でのエンジン５１の回転速度は、第１旋回走行Ｔ１でのエンジン５１の回転速度よりも低い。また、第２旋回走行Ｔ２での変速装置５２の減速比は、第１旋回走行Ｔ１での変速装置５２の減速比よりも大きい。

これにより、第２旋回走行Ｔ２での旋回速度は、第１旋回走行Ｔ１での旋回速度よりも低くなっている。尚、図４においては、第２旋回走行Ｔ２での旋回速度が比較的低くなっていることが点線によって示されている。

このように、旋回速度制御部５４は、湿田傾向が相対的に大きい位置において旋回走行する場合、湿田傾向が相対的に小さい位置において旋回走行する場合に比べて旋回速度を減少させる。

〔畝圃場において旋回走行する場合〕
図５は、畝圃場におけるコンバイン１の走行を示す図である。図５においては、コンバイン１の走行が矢印で示されている。また、図５においては、コンバイン１は、第３旋回走行Ｔ３及び第４旋回走行Ｔ４の２回の旋回走行を行っている。

旋回速度制御部５４は、コンバイン１が畝圃場を走行する場合、コンバイン１が畝圃場でない圃場を走行する場合に比べて旋回速度を減少させるように、エンジン５１及び変速装置５２を制御する。

より具体的には、旋回速度制御部５４は、コンバイン１が畝圃場を走行する場合、コンバイン１が畝圃場でない圃場を走行する場合に比べてエンジン５１の回転速度を減少させる。

また、旋回速度制御部５４は、コンバイン１が畝圃場を走行する場合、コンバイン１が畝圃場でない圃場を走行する場合に比べて減速比が大きくなるように、変速装置５２を制御する。

即ち、図５に示すコンバイン１の走行において、第３旋回走行Ｔ３及び第４旋回走行Ｔ４でのエンジン５１の回転速度は、図４に示す第１旋回走行Ｔ１でのエンジン５１の回転速度よりも低い。また、第３旋回走行Ｔ３及び第４旋回走行Ｔ４での変速装置５２の減速比は、図４に示す第１旋回走行Ｔ１での変速装置５２の減速比よりも大きい。

これにより、第３旋回走行Ｔ３及び第４旋回走行Ｔ４での旋回速度は、第１旋回走行Ｔ１での旋回速度よりも低くなっている。尚、図５においては、第３旋回走行Ｔ３及び第４旋回走行Ｔ４での旋回速度が比較的低くなっていることが点線によって示されている。

このように、旋回速度制御部５４は、畝圃場を走行する場合、畝圃場でない圃場を走行する場合に比べて旋回速度を減少させる。また、コンバイン１は、情報取得部５３により取得された圃場表面情報に基づいて旋回速度を制御する旋回速度制御部５４を備えている。

以上で説明した構成によれば、圃場表面の性質に応じてコンバイン１の旋回速度を制御することが可能となる。これにより、圃場表面の性質に起因する旋回時の不都合が生じにくくなる。

尚、以上に記載した実施形態は一例に過ぎないのであり、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜変更が可能である。

〔その他の実施形態〕
（１）走行装置１１は、ホイール式であっても良いし、セミクローラ式であっても良い。

（２）上記実施形態においては、圃場表面情報は、収穫作業の前に監視者によって入力されたデータに基づいて生成されると共に、管理サーバ５５に格納される。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、圃場表面情報は、その圃場で過去に行われた農作業において、農作業車の備える種々のセンサ類により検知されたスリップや車体の傾斜等のデータに基づいて生成されても良い。

（３）上記実施形態においては、情報取得部５３は、管理サーバ５５から圃場表面情報を取得するように構成されている。しかしながら、本発明はこれに限定されず、情報取得部５３は、コンバイン１において生成された圃場表面情報を取得するように構成されていても良い。例えば、コンバイン１がカメラを備えると共に、圃場における収穫作業の開始時にカメラで圃場を撮影し、人工知能を利用した画像処理を行って圃場表面情報を生成し、この圃場表面情報を情報取得部５３が取得するように構成されていても良い。また、コンバイン１が土壌水分センサを備えると共に、圃場内の外周部分を周回するように収穫走行する際、土壌水分センサにより圃場表面の土壌水分量を検知し、検知された土壌水分量に基づいて、圃場における各位置の湿田傾向を示す情報を生成するように構成されていても良い。また、コンバイン１がサーモカメラを備えると共に、サーモカメラを利用して圃場表面の土壌水分量を推定し、推定された土壌水分量に基づいて、圃場における各位置の湿田傾向を示す情報を生成するように構成されていても良い。

（４）旋回速度制御部５４は、エンジン５１及び変速装置５２のうち、何れか一方のみを制御するように構成されていても良い。また、旋回速度制御部５４は、旋回速度を制御するために、エンジン５１及び変速装置５２以外の要素を制御するように構成されていても良い。

（５）圃場表面情報に、圃場が畝圃場であるか否かを示す情報が含まれていなくても良い。

（６）圃場表面情報に、圃場における各位置の湿田傾向を示す情報が含まれていなくても良い。

（７）自車位置算出部２１、走行経路設定部２２、走行制御部２３は、何れも設けられていなくても良い。即ち、本発明に係る「農作業車」は、自動走行が可能なものでなくても良い。

（８）上記実施形態においては、監視者は、コンバイン１を手動で操作し、図２に示すように、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように収穫走行を行う。しかしながら、本発明はこれに限定されず、コンバイン１が自動で走行し、圃場内の外周部分において、圃場の境界線に沿って周回するように収穫走行を行うように構成されていても良い。

本発明は、普通型のコンバインだけでなく、自脱型のコンバインにも利用可能である。また、トウモロコシ収穫機、ジャガイモ収穫機、ニンジン収穫機、サトウキビ収穫機等の収穫機、田植機、トラクタ等の種々の農作業車にも利用できる。

１コンバイン（農作業車）
５３情報取得部
５４旋回速度制御部
５５管理サーバ
ＣＡ作業対象領域

Claims

圃場内の外周部分において周回作業走行を行った後、前記外周部分よりも圃場内側の領域である作業対象領域において自動で作業走行を行い、且つ、前記作業対象領域での作業走行を行うに際して前記外周部分にて自動で旋回走行するクローラ式の農作業車であって、
圃場表面の性質を示す情報である圃場表面情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部により取得された前記圃場表面情報に基づいて旋回速度を制御する旋回速度制御部と、を備え、
前記圃場表面情報に、圃場における各位置の湿田傾向を示す情報が含まれており、
前記湿田傾向を示す情報は、前記周回作業走行中に検知された土壌水分量に基づいて生成され、
前記作業対象領域での作業走行の際、前記旋回速度制御部は、前記外周部分のうち前記湿田傾向が相対的に大きい位置において旋回走行する場合、前記外周部分のうち前記湿田傾向が相対的に小さい位置において旋回走行する場合に比べて旋回速度を自動的に減少させる農作業車。
圃場表面の性質を示す情報である圃場表面情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部により取得された前記圃場表面情報に基づいて旋回速度を制御する旋回速度制御部と、を備え、
前記圃場表面情報に、圃場が畝圃場であるか否かを示す情報が含まれており、
前記旋回速度制御部は、畝圃場を走行する場合、畝圃場でない圃場を走行する場合に比べて旋回速度を減少させる農作業車。
前記圃場表面情報に、圃場における各位置の湿田傾向を示す情報が含まれており、
前記旋回速度制御部は、前記湿田傾向が相対的に大きい位置において旋回走行する場合、前記湿田傾向が相対的に小さい位置において旋回走行する場合に比べて旋回速度を減少させる請求項２に記載の農作業車。
前記情報取得部は、農作業車を管理する管理サーバと通信可能に構成されており、
前記情報取得部は、前記管理サーバから前記圃場表面情報を取得する請求項２または３に記載の農作業車。