JP7422909B2 - 作業車両 - Google Patents
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Description
具体的には、キャビンルーフの上側面部のうち、車体のトレッド幅の略中心部位置の前後方向線と、ホイルベースの略中心部位置の横方向線との交差する部位に、キャビンルーフの上面よりも高位置で略水平面状の取付け座を有する取付けステーが形成され、この取付けステーの取付け座にGPSアンテナが取付けられている。
また、GPSアンテナとして、ジャイロセンサを有するGPSアンテナを使用した場合には、キャビンルーフの傾斜角度をも検出することができる。
しかしながら、上述の自動走行システムでは、例えば、作業車両に対して各種の指示を行う無線通信端末や作業車両の位置情報を取得するための基地局等、作業車両とは別に各種の外部装置が備えられている。
そのため、作業車両の自動走行等を実際に行うにあたっては、GPSアンテナだけでなく、作業車両と外部装置との間で通信するための各種のアンテナ機器を作業車両に効率良く搭載する必要があり、この面において上述の従来技術には改善の余地がある。
図1、図2に示す自動走行システムは、目標走行経路を生成し、その生成された目標走行経路に沿って作業車両としてのトラクタ1を自動走行可能に構成されている。この自動走行システムでは、自動走行可能なトラクタ1に加えて、トラクタ1に対して各種の指示等を行う無線通信端末30と、トラクタ1の位置情報を取得するための基準局40とが備えられている。
このトラクタ1は、後方側に対地作業機(図示省略)を装着可能な機体部2を備え、機体部2の前部が左右一対の前輪3で支持され、機体部2の後部が左右一対の後輪4で支持されている。機体部2の前部にはボンネット5が配置され、そのボンネット5内に駆動源としてのエンジン6が収容されている。ボンネット5の後方側には、運転者が搭乗するためのキャビン7が備えられ、そのキャビン7内には、運転者が操向操作するためのステアリングハンドル8、運転者の運転座席9等が備えられている。
対地作業機としては、耕耘装置、プラウ、施肥装置等が含まれる。
尚、アンテナユニット50の具体的な内部配置構造及び取付け構造については、自動走行システムの説明後において詳述する。
図6は、アンテナユニット50を前方側から見たときの縦断面図、図7は、アンテナユニット50を後方側から見たときの縦断面図、図8は、アンテナユニット50を右側から見たときの横断面図、図9は、ユニットカバー51の上側カバー体53を分離したときの斜視図を示す。
アンテナユニット50のユニットカバー51は、前進方向に対して機体部2の左右幅方向が長手方向となる姿勢でトラクタ1に装備されている。ユニットカバー51は、図6~図9に示すように、上方に開口する平面視略長方形状の樹脂製の下側カバー体52と、下方に開口する平面視略長方形状の樹脂製の上側カバー体53とを有する。上側カバー体53の開口接合部は、下側カバー体52の開口接合部に対して脱着自在に水密状態で外嵌接合されている。上側カバー体53の開口接合部と下側カバー体52の開口接合部とは、図9に示すように、左右の側壁の各1箇所及び後壁における左右方向の2箇所においてそれぞれネジ54にて固定連結されている。
図6、図7に示すように、ベースプレート55の下面における長手方向中央部の前端側部位(トラクタ1への取付け時に機体部2の前方側となるベースプレート55の前端側部位)の左右2箇所には、機体前方を撮影するカメラ78(図3、図9参照)を取付けるための筒状の第2ねじ部材93が固着され、各第2ねじ部材93の下端部は、下側カバー体52の底板部52Aを貫通して下方に少し突出する。第2ねじ部材93の下端部に配置されるカメラ78(図3、図9参照)の取付けブラケット(図示省略)は、第2ねじ部材93に下方から螺合するボルト(図示省略)で固定連結される。この固定連結状態では、下側カバー体52の底板部52Aの下面とカメラ78の取付けブラケットの上面との間に空隙が設けられ、下側カバー体52にカメラ78側の荷重が掛からないように構成されている。
詳しくは、慣性計測装置25のハウジング25Aは、図6、図7に示すように、それの左右方向中心位置がベースプレート55の長手方向中央位置に位置する状態でベースプレート55に第3ボルト58にて固定連結されている。
他方、GNSSアンテナ26のハウジング26Aは、図6、図7に示すように、それの左右方向中心位置がベースプレート55の長手方向中央位置に位置する状態で、金属製のハット形の第1ブラケット60を介してベースプレート55に取付けられている。第1ブラケット60は、慣性計測装置25のハウジング25Aの上方をベースプレート55の長手方向に沿って迂回するハット形に形成されている。このハット形の第1ブラケット60の両脚部60aは、ベースプレート55に第4ボルト61にて固定連結されている。ハット形の第1ブラケット60の前後方向(機体の前後方向でもある)の幅は、慣性計測装置25のハウジング25Aの前後方向幅よりも少し大なる寸法に構成され、且つ、第1ブラケット60の前端縁には、図6に示すように、慣性計測装置25の前方側を覆う前側板60bが折り曲げ形成されている。この構成により、第1ブラケット60は後述する無線通信ユニット27との間を遮蔽する遮蔽壁部に構成されている。
また、図6、図7に示すように、第1ブラケット60に取付けられたGNSSアンテナ26とユニットカバー51の上側カバー体53における長手方向中央部の内面53aとの間の第1所定距離L1が30mm以上に設定されている。
さらに、上述の配置構成により、図6、図7に示すように、GNSSアンテナ26の上方には樹脂製の上側カバー体53のみが存在するだけであり、電波遮蔽物が存在しない。そのため、例えば、GNSSアンテナ26の上方に慣性計測装置25を配置する場合のように、慣性計測装置25がGNSSアンテナ26の受信障害物になることがなく、所定数の測位衛星45からの搬送波位相(衛星測位情報)を確実に受信することができる。
また、上述のように、GNSSアンテナ26とユニットカバー51の上側カバー体53の内面53aとの間の第1所定距離L1を30mm以上に設定してあるので、GNSSアンテナ26とユニットカバー51の内面53aとが近接することによる電波干渉を抑制して、GNSSアンテナ26の受信信号から取得するトラクタ1の現在位置情報の検出精度の向上を図ることができる。
さらに、慣性計測装置25の外周は、コネクタ等を除く多くの部分が金属製のハウジング25Aで遮蔽され、且つ、無線通信ユニット27と慣性計測装置25との間に位置する金属製のハット形の第1ブラケット60が遮蔽壁部として機能するから、無線通信ユニット27と慣性計測装置25との間での電波干渉を抑制することができる。
しかも、基地局アンテナ29は、基部29Aに設けたマグネット65の磁力で金属製の嵩上げブラケット96に簡単に取付けることができる。さらに、基地局アンテナ29の上端部は、嵩上げブラケット96による嵩上げ分だけ高所に配置することができ、長尺な基地局アンテナ29を用いる場合に比較して、トラクタ1の走行振動等に起因する基地局アンテナ29の揺れ動きによる折損を抑制しながら、基準局40の基準局無線通信装置41に対して受信性能の向上を図ることができる。
図6~図9に示すように、ユニットカバー51の上側カバー体53の長手方向一端側(前進方向に対して機体部2の左右方向の右端側)の前半部には、当該上側カバー体53の長手方向中央部の上面位置及び無線通信ユニット27の両無線通信用アンテナ28の上端位置よりも上方に突出する膨出部53Aが形成されている。そして、図6、図8に示すように、膨出部53Aの内面53bと無線通信用アンテナ28の上端との間の第2所定距離L2は30mm以上に設定されている。
無線通信用アンテナ28の上端と上側カバー体53の膨出部53Aの内面53bとの間に形成される第2所定距離L2により、無線通信用アンテナ28とユニットカバー51の内面53bとが近接することによる電波干渉を抑制して、無線通信ユニット27と無線通信端末30の無線通信装置31との間での通信精度の向上を図ることができる。
図1、図3~図5に示すように、アンテナユニット50の支持フレーム100の両端部は、キャビンフレーム200を構成する左右の前支柱201に設けられたミラー取付け部150に亘って固定連結されている。
左右のミラー取付け部150の各々は、図3~図5に示すように、前支柱201の上側部に、平面視略「コ」の字状に構成された取付け基材151が溶接等で固着され、この取付け基材151に、バックミラー110の支持アーム111を回動自在に支持するヒンジ部を備えたミラー取付け部材152がボルト(図示省略)で固定連結されている。
左右の取付け基材151と左右のミラー取付け部材152との間の各々には、機体側面視において上方(具体的には直上方)に延設される第2ブラケット112がボルトで共締め固定されている。各第2ブラケット112は、取付け基材151とミラー取付け部材152との間から上方に延設される縦向き支持板部112aと、縦向き支持板部112aの上端から水平面に沿って折り曲げられる取付け板部112bと、これら両者で形成される折り曲げ角部に固着される補強板部112cと、を備えている。
支持フレーム100の両取付け板102は、取付け基材151とミラー取付け部材152との間で共締め固定されている左右の第2ブラケット112の取付け板部112bの上面に載置されている。この載置された支持フレーム100の両取付け板102と両第2ブラケット112の取付け板部112bとは、それぞれ第7ボルト104・第7ナット105で固定連結されている。
しかも、取付け基材151とミラー取付け部材152との間で共締め固定されている左右の第2ブラケット112の取付け板部112bの取付け上面と、支持フレーム100の両取付け板102の取付け下面とが共に水平面に形成されているため、パイプ状支持材101の中間部を左右方向に沿って水平に配置することが容易となり、当該パイプ状支持材101の水平中間部に取付けられるアンテナユニット50の取付け誤差を抑制することができる。
パイプ状支持材101の水平中間部には、図3~図5に示すように、アンテナユニット50の左右一対の両連結部材91を支持する機体側面視で略「L」字状の左右一対の第3ブラケット120が固着されている。機体部2の左右幅方向で互いに近接して対面するアンテナユニット50側の両連結部材91の垂直連結板部91bと支持フレーム100側の両第3ブラケット120とは、機体部2の左右幅方向に沿う水平な2本の第8ボルト121・第8ナット122で固定連結されている。
支持フレーム100側の両第3ブラケット120に対して、アンテナユニット50側の両連結部材91の垂直連結板部91bが2組の2本の第8ボルト121・第8ナット122で固定連結された状態では、アンテナユニット50は、それに装備された基地局アンテナ29が鉛直方向に向く作業位置(作業姿勢)にある。
そして、図4に示すように、アンテナユニット50が作業位置にある状態で、前方側の第8ボルト121を撤去し、後方側の第8ボルト121を緩み操作する。この状態で、アンテナユニット50と一緒に後方側の第8ボルト121を両第3ブラケット120の第2ボルト挿通長孔123に沿って前端位置まで前方に移動操作し、アンテナユニット50を第8ボルト121の軸芯周りで下方に回動操作する。この前方低位側に回動操作した状態では、アンテナユニット50は第8ボルト121を枢支軸として垂下し、アンテナユニット50側の両連結部材91の前端側の第1ボルト挿通孔126と支持フレーム100側の両第3ブラケット120の第2ボルト挿通孔124とが合致する(図16参照)。この合致した第1ボルト挿通孔126と第2ボルト挿通孔124とに亘って、撤去していた第8ボルト121を挿通し、各第8ボルト121を締め付け側に螺合操作して、アンテナユニット50側の両連結部材91と支持フレーム100側の両第3ブラケット120とを固定連結する。この固定連結状態では、アンテナユニット50は、図12に示すように、それに装備された基地局アンテナ29が前方側の水平方向に向く前方低位の非作業位置(非作業姿勢)にある。
本実施形態においては、アンテナユニット50の非作業位置は、図12、図13に示すように、作業位置から前方に第2ボルト挿通長孔123のボルト可動範囲内で前方側に最大限に移動し、且つ、第2ボルト挿通長孔123の前端位置に当接した第8ボルト121周りで下方に90度の低位側に回動した位置であり、この非作業位置では、上述のように基地局アンテナ29が水平方向の前方に突出する姿勢にある。
上述の自動走行牽制部46により、アンテナユニット50が作業位置あるときにのみ、自動走行制御の開始が可能となり、慣性計測装置25及びGNSSアンテナ26で取得した正確な情報に基づいて機体を目標走行経路に沿って精度良く、且つ、安全に自動走行させることができる。
ハーネス80が配線されるキャビンフレーム200は、図14、図15に示すように、運転座席9(図1参照)の前方に位置する左右一対の前支柱201と、運転座席9の後方に位置する左右一対の後支柱202と、前支柱201同士の上端部間を連結する前梁部材203と、後支柱202同士の上端部間を連結する後梁部材204と、前後に並ぶ前支柱201と後支柱202との上端部間を連結する左右の側梁部材205と、を備えた略箱枠状に構成されている。
図14に示すように、フェンダフレーム207は筒状のフレーム材から構成されている。そのうち、キャビン7の右側に位置するフェンダフレーム207の前端下部は、キャビン7の外部の下方に開口し、右側に位置するフェンダフレーム207の内部空間は、キャビン7の内部と外部とを連通する内外連通路210に構成されている。このフェンダフレーム207の内外連通路210には、エアコン内の結露水をキャビン7の外部に放出するドレンホース(図示省略)が配設されている。
上述の実施形態では、支持フレーム100の両第3ブラケット120の第2ボルト挿通長孔123を、前後方向に沿って一直線状に形成したが、図16に示すように、第2ボルト挿通長孔123の前後方向の両端部に、第1ボルト挿通孔126と第2ボルト挿通孔124とに亘って挿通された第8ボルト121が下方に入り込む凹部123aを形成して実施してもよい。
そして、アンテナユニット50を作業位置から前方低位側の非作業位置に変更するとき、先ず、前方側の第8ボルト121を撤去し、後方側の第8ボルト121を緩み操作する。この状態で、第2ボルト挿通長孔123の後端側の凹部123a内に位置する第8ボルト121を引き上げて、アンテナユニット50と一緒に前方に移動操作する。移動操作された第8ボルト121を第2ボルト挿通長孔123の前端側の凹部123a内に落とし込み、アンテナユニット50を第8ボルト121の軸芯周りで下方に回動操作する。このとき、第8ボルト121は、第2ボルト挿通長孔123の前端側の凹部123a内で確実に位置保持されているため、アンテナユニット50を第8ボルト121の軸芯周りで容易に回動操作することができる。
前方低位側に回動操作した状態では、アンテナユニット50は第8ボルト121を枢支軸として垂下し、アンテナユニット50側の両連結部材91の前端側の第1ボルト挿通孔126と支持フレーム100側の両第3ブラケット120の第2ボルト挿通孔124とが合致する。この合致した第1ボルト挿通孔126と第2ボルト挿通孔124とに亘って、撤去していた第8ボルト121を挿通し、各第8ボルト121を締め付け側に螺合操作して、アンテナユニット50側の両連結部材91と支持フレーム100側の両第3ブラケット120とを固定連結する。この固定連結状態では、アンテナユニット50は、それに装備された基地局アンテナ29が前方側の水平方向に向く前方低位の非作業位置(非作業姿勢)にある。
(1)上述の実施形態では、無線通信ユニット27の無線通信用アンテナ28をアンテナユニット50のユニットカバー51内に収めたが、必要に応じて、無線通信用アンテナ28を、上側カバー体53に形成される貫通孔から外部の上方に突出させてもよい。
第1態様に係るトラクタは、キャビンを備えたトラクタであって、キャビンフレームの左右の両側部から上方に延設されたブラケットに、前記キャビンの外部の上部位置において左右幅方向に沿う支持フレームを固定し、前記支持フレームには、前記トラクタの位置情報を受信する受信装置を有するアンテナユニットが取付けられており、前記アンテナユニットは、前記支持フレームに対して作業位置から前方低位側の非作業位置に位置変位可能に取付けられている。
第2態様に係るトラクタは、第1態様において、前記アンテナユニットは、軸芯周りで回動することにより、前記作業位置から前記非作業位置に位置変位する。
第3態様に係るトラクタは、第2態様において、前記軸芯は、前記キャビンの上方にある。
第4態様に係るトラクタは、第1~3のいずれかの態様において、前記アンテナユニットを前記作業位置と前記非作業位置との間において移動案内するガイド部が設けられている。
第5態様に係るトラクタは、第1~4のいずれかの態様において、前記アンテナユニットは、前記非作業位置において、前記キャビンの上面の最高部位と同じ高さ位置又はそれよりも低い位置に前記アンテナユニットの中心が位置するように、配設されている。
また、本発明の第1特徴構成は、キャビンを備えた作業車両であって、
キャビンフレームの左右の両側部から上方に延設されたブラケットに、前記キャビンの外部の上部位置において左右幅方向に沿う支持フレームを固定し、前記支持フレームには、慣性計測装置とGNSSアンテナと無線通信装置が組付けられたアンテナユニットを、前記慣性計測装置及びGNSSアンテナが機体の左右幅方向の略中心位置に配置する状態で取付けてある点にある。
また、アンテナユニットに組付けられている無線通信装置により、例えば、無線通信端末等の外部装置との間で各種の信号を無線通信することが可能となる。
しかも、アンテナユニットが取付けられる支持フレームは、キャビンフレームの左右の両側部から上方に延設されたブラケットに取付けられ、その取付け状態では、支持フレームは、キャビンの外部の上部位置において左右幅方向に沿う姿勢で剛性の高いキャビンフレームに固定される。これにより、支持フレーム及び両ブラケットをキャビンフレームと一体化した強固な支持構造に構成することができる。
さらに、キャビンフレームはキャビンルーフ近くに及ぶ高さを有し、且つ、キャビンフレームの左右の両側部から上方にブラケットが延設されているため、簡素な支持構造で支持フレームの取付け位置をキャビンフレームの上部側に設定することができ、慣性計測装置とGNSSアンテナと無線通信装置がそれぞれ適切に機能する高さ位置にアンテナユニットを容易に配置することができる。
しかも、アンテナユニットを作業位置から非作業位置に位置変位させる際、アンテナユニットをガイド部に沿って前方側に移動させるので、アンテナユニットをキャビンの前方上部の広い空間を利用して非作業位置に容易に配置することができる。
7 キャビン
25 慣性計測装置
26 GNSSアンテナ
27 無線通信装置(無線通信ユニット)
29 無線通信装置(基地局アンテナ)
46 自動走行牽制部
50 アンテナユニット
100 支持フレーム
112 ブラケット(第2ブラケット)
125 ガイド部
190a 最高部位
200 キャビンフレーム
Claims (4)
- キャビンを備えた作業車両であって、
前記キャビンの外部の上部位置において左右幅方向に沿う支持フレームに、前記左右幅方向に離間した一対のブラケットを介して取り付けられ、前記作業車両の位置情報を受信するためのアンテナユニットと、
前記左右幅方向において前記一対のブラケットの間に配置されるカメラと、を備え、
前記アンテナユニットは、前記支持フレームに対して作業位置から前方低位側の非作業位置に位置変位可能に取付けられており、
前記作業車両は、前記位置情報に基づいて自動走行可能に構成されており、
前記作業位置は、前記作業車両の自動走行時用の位置である、
作業車両。 - 前記アンテナユニットが前記作業位置にある状態で、前記カメラは、上方から見て、少なくとも一部が前記アンテナユニットと重複するように、前記アンテナユニットの下方に位置する、
請求項1に記載の作業車両。 - 前記アンテナユニットが前記作業位置にある状態で、前記アンテナユニットと前記カメラとの間には空隙が設けられている、
請求項2に記載の作業車両。 - 前記アンテナユニットが前記非作業位置にある状態で、前記カメラは前記アンテナユニットよりも後方側に位置する、
請求項1~3のいずれか1項に記載の作業車両。
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