JP7358286B2 - 農業機械 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された農業機械は、自動走行可能な農業機械であって、車体の前方の障害物を検出可能な障害物検出装置(前ライダーセンサー)と、車体の後方の障害物を検出可能な障害物検出装置(後ライダーセンサー)とを備えている。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、車体の後方にある障害物を良好に検出することができる農業機械の提供を目的とする。
好ましくは、農業機械は、前記ルーフを有するキャビンを備え、前記支持部材は、前記キャビンの後上部から斜め上後方に向けて延びている。
好ましくは、前記支持部材は、前記検出部を前記ルーフの上端よりも上方の高さに支持する長さとなる伸長状態と、前記検出部を前記伸長状態よりも低い高さに支持する長さとなる短縮状態とに長さ変更可能である。
好ましくは、前記カバーは、前記照射部からの検出波の照射及び前記受信部による検出波の受信を阻害しない位置に配置されている。
図23は、本実施形態に係る農業機械1の全体構成を示す概略側面図である。図24は、農業機械1の概略平面図である。本実施形態では、農業機械1としてトラクタが例示されている。但し、農業機械1は、トラクタの他、コンバイン、田植機等の他の農業機械(農業車両)であってもよい。
ら離れる方向のことである。幅方向外方とは反対の方向を幅方向内方として説明する。言い換えれば、幅方向内方とは、車体幅方向B3であって農業機械1の幅方向の中心に近づく方向である。
車体5の後部には連結部5aが設けられている。連結部5aは、圃場に対して作業を行う作業装置70(図25参照)を連結可能である。連結部5aは、車体5の後部に上方又は下方に揺動自在に設けられている。作業装置70は、連結部5aに着脱可能に連結される。作業装置70を連結部5aに連結することによって、車体5により作業装置70を牽引することができる。また、連結部5aを上方又は下方に揺動することにより、作業装置70を昇降することができる。図25は、作業装置70を上昇させた状態を示している。
図23、図24に示すように、農業機械1は、車体5の後部に搭載された保護機構9を有する。保護機構9は、車体5に設けられた運転席10に着座するオペレータを保護する機構である。本実施形態の場合、保護機構9はキャビンであるが、キャノピ等であってもよい。以下、保護機構9をキャビン9として説明する。キャビン9は、運転席10の上方を覆うルーフ16を有する。キャビン9の乗降ドア14の下方には、オペレータがキャビン9に乗り降りする際に足をかける乗降ステップ17が配置されている。運転席10の前方には、前輪2(2L,2R)を操作するハンドル(ステアリングホイール)11が設けられている。
図1に示すように、農業機械1は、操舵装置18を備えている。操舵装置18は、オペレータの操作によって車体5の操舵を行う手動操舵と、オペレータの操作によらずに自動的に車体5の操舵を行う自動操舵とを行うことが可能な装置である。操舵装置18は、ハンドル11と、ハンドル11の回転に伴って回転する回転軸(操舵軸)19とを有している。また、操舵装置18は、ハンドル11の操舵を補助する補助機構(パワーステアリング機構)20を有する。詳しくは、補助機構20は、油圧ポンプ21と、油圧ポンプ21から吐出した作動油が供給される制御弁22と、制御弁22により作動するステアリングシリンダ23とを含む。制御弁22は、例えば、スプール等の移動によって切り換え可能な3位置切換弁であり、回転軸19の操舵方向(回転方向)に対応して切り換わる。また、制御弁22は、制御信号に基づいて作動する電磁弁でもある。ステアリングシリンダ23は、前輪2の向きを変えるアーム(ナックルアーム)24に接続されている。
1の回転方向に対応して制御弁22の切換位置及び開度が切り換わると共に、当該制御弁22の切換位置及び開度に応じてステアリングシリンダ23のピストンロッドが左又は右に移動する。これによって、前輪2の操向方向(操舵方向)を変更することができる。つまり、車体5は、ハンドル11の手動操舵によって、進行方向を左又は右に変更することができる。なお、上述した操舵装置18は一例であり、上述した構成に限定されない。
制御装置26は、農業機械1の様々な制御を行う。制御装置26には、農業機械1の駆動状態等を検出する状態検出装置27が接続されている。状態検出装置27は、例えば、走行系の状態を検出する装置等であって、例えば、クランクセンサ、カムセンサ、エンジン回転センサ、アクセルセンサ、車速センサ、操舵角センサ等である。なお、状態検出装置27は、走行系の状態以外を検出する装置、例えば、昇降レバー検出センサ、PTO回転検出センサ等であってもよい。
図1に示すように、位置検出装置30は、受信機31と、無線機32と、慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)33とを有している。
無線機32は、アンテナ32Aを有していて既知位置に設置された基地局(基準局)と通信する。基地局は、測位衛星からの電波を受信して得た測位データ(補正情報)を位置検出装置30に送信する。位置検出装置30は、測位衛星から送信された電波(信号)と、基地局から送信された測位データ(信号)とを受信し、測位衛星からの電波を受信して得た測位データと、基地局からの測位データとに基づいて、自己の位置(緯度、経度)を検出する。
制御装置26は、農業機械1(車体5)の自動走行の制御(自動走行制御)が可能である。制御装置26は、自動走行モードと、手動走行モードとに切り換え可能である。
装置30で検出された位置)と、予め設定された走行予定ルート(走行経路)が一致するように、制御弁22の切換位置及び開度を設定する。詳しくは、自動走行モードである場合、制御装置26は、車体5の走行位置と、走行予定ルートで示された位置(走行予定位置)とを比較し、走行位置と走行予定位置とが一致している場合は、操舵装置18におけるハンドル11の操舵角及び操舵方向(前輪2の操舵角及び操舵方向)を変更せずに保持する(制御弁22の開度及び切換位置を変更せずに維持する)。また、制御装置26は、走行位置と走行予定位置とが一致していない場合は、当該走行位置と走行予定位置との偏差(ズレ量)が零となるように、操舵装置18におけるハンドル11の操舵角及び/又は操舵方向を変更する(制御弁22の開度及び/又は切換位置を変更する)。
図1に示すように、農業機械1は、車体5の周囲を監視する監視装置36を備えている。監視装置36は、車体5の走行の障害となる障害物を検出する。監視装置36は、車体5の周囲に複数設けられており、それぞれ所定の方向を監視する。監視装置36は、車体5の周辺の障害物を検出可能な障害物検出装置38を有する。本実施形態の場合、障害物検出装置38は、障害物を検出する検出波(光波)を照射するレーザスキャナを含むレーザユニット38である。レーザスキャナは、検出波(光波)によって車体5の周辺の障害物を検出する。また、監視装置36は、車体5の周辺を撮影するカメラ(撮影機、撮像装置)を含むカメラユニット39を有する。
なお、監視装置36は、障害物検出装置38としてレーザユニットに代えて或いは加えてレーザユニットとは別の測距センサを有していてもよい。例えば、監視装置36は、音波(超音波)によって車体5の周辺の障害物を検出する1つ以上のソナーを含むソナーユニット(障害物検出装置)を有していてもよい。この場合、ソナーユニットは、例えば、農業機械1の前部、後部、左側部及び右側部に設けられ、車体5付近のほぼ全周領域にわたって近距離に存在する障害物を検出する。
画像処理装置41には、カメラユニット39が接続されている。画像処理装置41は、カメラユニット39が撮影した画像を処理し、その結果を制御装置26に出力する。
監視ECU42は、CPU、電気回路、電子回路等で構成されている。監視ECU42は、制御装置26から障害物の検出結果を取得し、その障害物の検出結果に基づいて自動走行を制御する。例えば、監視装置36が障害物を検出していない場合は自動走行を継続して行い、監視装置36が障害物を検出した場合に自動走行を停止する。より具体的には、監視装置36が障害物を検出した場合に、監視ECU42は、障害物と農業機械1との距離が予め定められた距離以下である場合に、農業機械1の走行を停止することにより自動走行を停止する。
一対の前支柱46は、キャビン9の前部に位置する。一対の前支柱46は、第1前支柱46L及び第2前支柱46Rを含む。第1前支柱46Lは、キャビンフレーム44(キャビン9)の前部の車体幅方向B3の一方側(左側)に位置する。第2前支柱46Rは、キャビンフレーム44(キャビン9)の前部の車体幅方向B3の他方側(右側)に位置する。
一対の中間支柱47は、一対の前支柱46と一対の後支柱48との間に位置している。一対の中間支柱47は、第1中間支柱47L及び第2中間支柱47Rを含む。第1中間支柱47Lは、キャビンフレーム44の一側面(左側面)の前後方向A3の中途部に位置する。第2中間支柱47Rは、キャビンフレーム44の他側面(右側面)の前後方向A3の中途部に位置する。
キャビン9のルーフ16は、フロント支持フレーム49A、リヤ支持フレーム49B、第1サイド支持フレーム49L、第2サイド支持フレーム49Rに支持されている。図3、図4に示すように、ルーフ16は、インナルーフ16Aとアウタルーフ16Bを有している。インナルーフ16Aは、ルーフ16の下部に配置されており、ルーフ16の下面を構成している。アウタルーフ16Bは、インナルーフ16Aの上部を覆うように配置されており、ルーフ16の上面を構成している。アウタルーフ16Bは、上部材16B1と下部材16B2とから構成されている。上部材16B1は、アウタルーフ16Bの上面を構成している。下部材16B2は、アウタルーフ16Bの下面を構成している。
視で先細り形状となっている。
図5~図7に示すように、切欠き部90は、上部材16B1に形成された第1側内壁90a、第2側内壁90b、第1傾斜壁90cと、下部材16B2に形成された第3側内壁90d、第4側内壁90e、第2傾斜壁90fを有している。
第2側内壁90bは、切欠き部90の右側上部を形成する壁部である。第2側内壁90bは、上部材16B1の外縁部において、右上方から左下方に向かって傾斜しており壁面が左上方を向いている。第1側内壁90aと第2側内壁90bは、車体幅方向B3において離間して配置されている。
第1傾斜壁90cは、切欠き部90の前側上部を形成する壁部である。第1傾斜壁90cは、上部材16B1の上面から後下方に向かって傾斜しており、壁面が後上方を向いている。つまり、第1傾斜壁90cは、前上方から後下方に向かって傾斜している(図4参照)。第1傾斜壁90cの下端には、切欠き部90の前縁の上部を構成する第3縁部90c1が形成されている。第3縁部90c1は、車体幅方向B3に延びており、第1縁部90a1と第2縁部90b1とを連絡している。
第3側内壁90dは、切欠き部90の左側下部を形成する壁部である。第3側内壁90dは、下部材16B2の外縁部において、左上方から右下方に向かって傾斜しており、壁面が右上方を向いている。第3側内壁90dの上端には、切欠き部90の左縁の下部を構成する第4縁部90d1が形成されている。
以下、車体5の後部に設けられた監視装置36について詳しく説明する。
射する照射部と、障害物に当たって反射した検出波を受信する受信部とを含む。
監視装置36は、支持部材100によって支持されている。図4、図23等に示すように、支持部材100は、キャビン9の後上部から斜め上後方に向けて延びている。支持部材100に支持された監視装置36は、斜め下後方を向いて配置されている。具体的には、支持部材100に支持された障害物検出装置(レーザユニット)38は、検出部38aが斜め下後方に検出波を照射可能な方向を向いている。支持部材100に支持されたカメラユニット39は、車体5の斜め下後方を撮影可能な方向を向いている。
図25に示す実施形態の場合、作業装置70は、圃場に対して複数の異なる作業(耕起・砕土・播種)を行うことが可能な作業装置である。この作業装置70は、複数の異なる作業を行う部分が前後方向に並んで配置されている。このような作業装置70は、前後方向の長さが長く且つ地面からの高さが高い。具体的には、作業装置70の高さは、農業機械1の車高(地面からルーフ16の上端16aまでの高さ)の半分以上であって、後輪3の高さよりも高い。また、作業装置70の前後方向の長さは、農業機械1の前後方向の長さ(ボンネット8の前端から後輪3の後端までの長さ)の半分以上であって、後輪3の前後方向の長さよりも長い。
2と連結ステー113とを有する。第1取付板111は、取付構造体110の左端に位置している。第1取付板111は、ボルト等の取付具によって第1ブラケット131に取り付けられる。第2取付板112は、取付構造体110の右端に位置している。第2取付板112は、ボルト等の取付具によって第2ブラケット132に取り付けられる。連結ステー113は、車体幅方向B3に延びており、第1取付板111と第2取付板112とを連結している。図8、図9に示すように、連結ステー113は、リヤ支持フレーム49Bの後方に配置されている。
基部101は、連結ステー113の車体幅方向B3の中央に固定されている。基部101は、左基板101a、右基板101b、後基板101cを有する。左基板101aと右基板101bとは、車体幅方向B3に間隔をあけて平行に配置され、連結ステー113から後方に向けて延びている。後基板101cは、左基板101aの後部と右基板101bの後部とを連結している。左基板101a及び右基板101bには、幅方向内方に向けて突出する円柱状の突出ピン101dが設けられている。また、左基板101a及び右基板101bには、突出ピン101dの後方に貫通孔101eが形成されている。貫通孔101eは、略上下方向に長い長孔である(図12参照)。具体的には、貫通孔101eは、突出ピン101dの中心を中心点とした円弧状の長孔である。
左延長部102aと右延長部102bとは、車体幅方向B3に間隔をあけて平行に配置されており、基部101から斜め上後方に向けて延びている。左延長部102aの上端と右延長部102bの上端とは、上連結部102cにより連結されている。
左延長部102aの下部と右延長部102bの下部とは、下連結部102dにより連結されている。左延長部102aの上下方向の中途部と右延長部102bの上下方向の中途部とは、中間連結部102eにより連結されている。
下取付部104には、カメラユニット39が取り付けられる。下取付部104は、基部101に取り付けられている。下取付部104は、第1部材104Aと第2部材104Bとを有する。第1部材104Aは、基部101の後基板101cの後面に当接する当接部位104aと、当接部位104aの左端から後方に延びる左後延部位104bと、当接部位104aの右端から後方に延びる右後延部位104cとを有する。左後延部位104b及び右後延部位104cには、それぞれ複数の貫通孔が形成されている。当接部位104aは、溶接等によって後基板101cに固定されている。第2部材104Bは、左板部104dと右板部104eと上板部104fとを有する。左板部104dと右板部104eとは、車体幅方向B3に間隔をあけて平行に配置されている。上板部104fは、左板部104dの上端と右板部104eの上端とを連結している。左板部104dと右板部104eとの間であって且つ上板部104fの下方には、カメラユニット39が取り付けられている。カメラユニット39の上方、左方、右方は、第2部材104Bにより覆われている。
第二実施形態の支持部材100は、基部101、延長部102、上取付部103、下取付部104、カバー105、中間取付部106を有する。以下、これらの構成要素について、上述した第一実施形態と異なる点を中心に説明し、共通する点については説明を省略する。
下延長部122は、左下部材122a、右下部材122b、左中継部材122c、右中継部材122d、下連結部材122eを有する。左下部材122aと右下部材122bとは、車体幅方向B3に間隔をあけて平行に配置されている。左下部材122aの下部と右下部材122bの下部とは、下連結部材122eにより連結されている。左下部材122a及び右下部材122bの下部には、それぞれ下係止爪122fが設けられている。左下部材122aに設けられた下係止爪122fは、左基板101aに設けられた第1突出ピン101fに係止される。右下部材122bに設けられた下係止爪122fは、右基板101bに設けられた第1突出ピン101fに係止される。
cの貫通孔122iとにボルトBL12を挿通し、左板123aの後側貫通孔123hと左中継部材122cの貫通孔122jとにボルトBL13を挿通し、当該ボルトBL12,BL13にナットを螺合することにより、左下部材122aと左板123aとが左中継部材122cを介して連結される。同様に、右板123bの前側貫通孔123gと右中継部材122dの貫通孔122kとにボルトBL14を挿通し、右板123bの後側貫通孔123hと右中継部材122dの貫通孔122mとにボルトBL15を挿通し、当該ボルトBL14,BL15にナットを螺合することにより、右下部材122bと右板123bとが右中継部材122dを介して連結される。
図17の矢印X3,X4参照)。そのため、検出部38aの角度(検出波の照射方向)を所望の方向に容易に調整することができる。また、検出部38aの高さを微調整することもできる。後述する第二実施形態の支持部材100についても同様である。
16の上端16a以下の高さ(詳しくは、上端16aよりも下方の高さ)に支持する。
第三実施形態の支持部材100は、延長部102の構成の一部が上述した第二実施形態と異なっており、他の構成(基部101、上取付部103、下取付部104、カバー105、中間取付部106)は第二実施形態と共通している。以下、第三実施形態の支持部材100について、第二実施形態と異なる構成(延長部102の構成の一部)について説明し、共通する点については説明を省略する。
左板123aの内面(右面)を左下部材122aの外面(左面)に当接した状態で、左板123aの前側貫通孔123gと左下部材122aの貫通孔122iにボルトBL12を挿通し、後側貫通孔123hと貫通孔122jにボルトBL13を挿通し、当該ボルトBL12,BL13にナットを螺合する。また、右板123bの内面(左面)を右下部材122bの外面(右面)に当接した状態で、右板123bの前側貫通孔123gと右下部材122bの貫通孔122kにボルトBL14を挿通し、後側貫通孔123hと貫通孔122mにボルトBL15を挿通し、当該ボルトBL14,BL15にナットを螺合する。これにより、下延長部122に対して上延長部123を取り付けることができる。
貫通孔123g及び後側貫通孔123hに沿ってボルトBL12~BL15の位置(高さ)を変化させることによって、支持部材100の長さを変更することができる(図22参照)。これにより、第三実施形態の支持部材100は、検出部38aをルーフ16の上端よりも上方の高さに支持する長さとなる伸長状態(図22の仮想線で示す状態)と、検出部38aを伸長状態よりも低い高さに支持する長さとなる短縮状態(図22の実線で示す状態)とに長さ変更可能である。また、支持部材100の長さを、伸長状態の長さと短縮状態の長さの間の中間長さに設定することもできる。
尚、支持部材100を第1姿勢と第2姿勢とに変更可能とするための構成、及び、支持部材100を伸長状態と短縮状態とに変更可能とするための構成は、上述した構成には限定されず、他の構成を採用してもよい。例えば、支持部材100を伸長状態と短縮状態とに変更可能とするための構成は、スライドレールやねじ式の送り機構等を用いる構成であってもよい。
農業機械1は、走行可能な車体5と、車体5に設けられた運転席10の上方を覆うルーフ16と、障害物を検出可能な検出部38aを有する障害物検出装置38と、障害物検出装置38を車体5に支持する支持部材100と、を備え、支持部材100は、少なくとも検出部38aがルーフ16の上端よりも上方に位置する高さに障害物検出装置38を支持可能である。
また、農業機械1は、車体5の後部に設けられ、圃場に対して作業を行う作業装置70を車体5に対して昇降可能に連結可能な連結部5aを備え、支持部材100は、検出部38aが上昇位置にある作業装置70よりも後方にある障害物を検出可能な高さに障害物検出装置38を支持可能である。
また、農業機械1は、ルーフ16を有するキャビン9を備え、支持部材100は、キャビン9の後上部から斜め上後方に向けて延びている。
また、支持部材100は、検出部38aをルーフ16の上端よりも上方の高さに支持する第1姿勢と、検出部38aをルーフ16の上端以下の高さに支持し且つ第1姿勢に対して傾斜した第2姿勢とに姿勢変更可能である。
持部材100)が車庫等に接触したり衝突したりすることを回避することができる。
また、支持部材100は、検出部38aをルーフ16の上端よりも上方の高さに支持する長さとなる伸長状態と、検出部38aを伸長状態よりも低い高さに支持する長さとなる短縮状態とに長さ変更可能である。
また、障害物検出装置38は、障害物を検出する検出波を照射するレーザスキャナであって、検出部38aは、検出波を照射する照射部と、障害物に当たって反射した検出波を受信する受信部とを含む。
また、農業機械1は、障害物検出装置38の少なくとも検出部38aの上方を覆うカバー105を備え、カバー105は、照射部からの検出波の照射及び受信部による検出波の受信を阻害しない位置に配置されている。
5 車体
5a 連結部
9 キャビン
10 運転席
16 ルーフ
38a 検出部
38 障害物検出装置
70 作業装置
100 支持部材
105 カバー
105a 第1部位
105a1 前方領域
105a2 後方領域
105b 第2部位
105c 第3部位
105d 第4部位
105e 第5部位
S1 空間
Claims (8)
- 走行可能な車体と、
前記車体に設けられた運転席の上方を覆うルーフと、
障害物を検出可能な検出部を有する障害物検出装置と、
前記障害物検出装置を前記車体に支持する支持部材と、
を備え、
前記支持部材は、少なくとも前記検出部が前記ルーフの上端よりも上方に位置する高さに前記障害物検出装置を支持可能であり、
前記ルーフには、当該ルーフの後縁部から前方に向かって凹んでおり且つ当該ルーフの上面に達する切欠き部が形成されており、
前記支持部材は、前記切欠き部が形成する窪みを通過するように前記切欠き部の下方から上方にわたって延びており、前記障害物検出装置が取り付けられる取付部と、前記障害物検出装置の少なくとも前記検出部の上方を覆うカバーと、を備え、
前記取付部は、前記検出部の上方を覆う上板を有し、
前記カバーは、平面視にて前記上板よりも広く形成されて前記検出部の上方であって且つ前記上板の上方に配置されて前記上板の上方で前記検出部の上方を覆う第1部位を有しており、
前記第1部位の縁部には、当該縁部から下方に延びる下延部が設けられ、
前記下延部は、前記縁部のうちの後縁から下方に延びて前記上板の後方に位置する後下延部と、前記縁部のうちの左縁から下方に延びて前記上板の左方に位置する左下延部と、前記縁部のうちの右縁から下方に延びて前記上板の右方に位置する右下延部とを含む農業機械。 - 圃場に対して作業を行う作業装置を備え、
前記車体の後部には、前記作業装置を前記車体に対して昇降可能に連結可能な連結部が設けられ、
前記連結部には、前記作業装置が連結されており、
前記支持部材は、前記検出部が上昇位置にある前記作業装置よりも後方にある障害物を検出可能な高さに、前記障害物検出装置を支持可能である請求項1に記載の農業機械。 - 前記ルーフを有するキャビンを備え、
前記支持部材は、前記キャビンの後上部から斜め上後方に向けて延びている請求項1又は2に記載の農業機械。 - 前記支持部材は、前記検出部を前記ルーフの上端よりも上方の高さに支持する第1姿勢と、前記検出部を前記ルーフの上端以下の高さに支持し且つ前記第1姿勢に対して傾斜した第2姿勢とに姿勢変更可能である請求項1~3のいずれか1項に記載の農業機械。
- 前記支持部材は、前記検出部を前記ルーフの上端よりも上方の高さに支持する長さとなる伸長状態と、前記検出部を前記伸長状態よりも低い高さに支持する長さとなる短縮状態とに長さ変更可能である請求項1~4のいずれか1項に記載の農業機械。
- 前記障害物検出装置は、障害物を検出する検出波を照射するレーザスキャナであって、
前記検出部は、検出波を照射する照射部と、障害物に当たって反射した検出波を受信する受信部とを含む請求項1~5のいずれか1項に記載の農業機械。 - 前記カバーは、前記照射部からの検出波の照射及び前記受信部による検出波の受信を阻害しない位置に配置されている請求項6に記載の農業機械。
- 前記ルーフを有するキャビンを備え、
前記支持部材は、前記障害物検出装置を前記キャビンの後上部に支持し、
前記検出部は、前記車体の後方にある障害物を検出し、
前記カバーは、前記検出部の上方において、前記検出部よりも前方に延びる前方領域と、前記検出部よりも後方に延びる後方領域と、を有し、
前記後方領域は、前記前方領域に比べて前後方向の長さが長く形成されている請求項1~7のいずれか1項に記載の農業機械。
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