JPH06246656A - 農作業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種の農作業を行う作業機をきわめて自由度
の高い位置決め動作が可能な状態で支持し、異形，変形
農地に対しては勿論のこと、農地に傾斜があったり凹凸
があってもそのような農地に適合し、しかも、種々高さ
の異なる作業位置における各種の農作業のための運動
を、支持した作業機に行わせることが可能な農作業用ロ
ボットを提供すること。 【構成】 地上又は軌条に沿って移動可能に形成した台
車に、平行リンク機構等を利用して折畳，伸縮自在に形
成したア−ム機構を、そのア−ム構造の根元側において
旋回自在、かつ、起伏自在に立設し、該ア−ム機構にお
ける先端側ア−ムの先端に、各種農作業を行う作業機を
着脱可能に吊下支持するようにしたことにより農作業ロ
ボットを構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、作業機械等を吊下支持
して当該作業機を自由度の高い位置決め運動可能に支持
し、様々な平面形状の農地，圃場において種々異なる高
さでの作業を合理的に行なわせることができるようにし
た農作業用ロボットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】これまでにも農作業用ロボットと称され
る装置は様々な様式のものが提案されている。従来提案
されているタイプのものは、平面形状が方形で平坦な農
地や圃場に対しては適用し易いが、方形でない異形，変
形の農地が多い我国の農地には容易に適用できないとい
う問題がある。

【０００３】また、上記のような農作業用ロボットを適
用したい農地や圃場が仮に方形であったとしても、農作
業自体は作物によって地上から区々の高さの位置で行わ
れること、或は、農地自体が傾斜したり凹凸がある場合
が多々あることに鑑みると、単に農作業用ロボットが水
平に移動できるだけでは、上記の異形農地に対する場合
と同様に容易には適用できないいという問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明が解決
しようとする課題は、各種の農作業を行う作業機をきわ
めて自由度の高い位置決め動作が可能な状態で支持し、
異形，変形農地に対しては勿論のこと、農地に傾斜があ
ったり凹凸があってもそのような農地に適合し、しか
も、種々高さの異なる作業位置における各種の農作業の
ための運動を、支持した作業機に行わせることが可能な
農作業用ロボットを提供する点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的としてなされた本発明の主な構成は、地上又は軌
条に沿って移動可能に形成した台車に、平行リンク機構
等を利用して折畳，伸縮自在に形成したア−ム機構を、
そのア−ム構造の根元側において旋回自在、かつ、起伏
自在に立設し、該ア−ム機構における先端側ア−ムの先
端に、各種農作業を行う作業機を着脱可能に吊下支持す
るようにしたことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】折畳伸縮可能なア−ム機構に農作業機を吊下支
持したことにより、農作業機を台車に関して農地の前後
方向及び上下方向において任意の位置に位置付けること
ができる。そして、このア−ム機構は移動可能な台車に
旋回自在に載架されているため、農地に対する作業機が
カバ−できる平面形状は、異形，変形農地に対してもそ
のほぼ全域を任意にカバ−することができる。そして、
農地或は作物に対する作業機の高さもア−ム機構の変形
可能な範囲内であれば任意に自由に対応することができ
る。

【０００７】

【実施例】次に本発明の実施の一例を図に拠り説明す
る。図１は本発明ロボットの要部を示す正断面図、図２
は使用状態の一例を示す斜視図である。

【０００８】図において、１は農地、２は該農地に敷設
した軌条、３は該軌条２に沿って移動できるように車輪
3aを介して載架した台車で、ここでは、車輪3aにモ−タ
3bの回転動力を伝動し自走できるように形成している。

【０００９】４は上記台車３の上面に、モ−タ4aによる
回転動力が伝達されて正，逆自在に旋回，固定できるよ
うに載架したタ−ンテ−ブルであり、この実施例におい
ては上記タ−ンテ−ブル４の上に、２台のア−ム機構Ａ
が台車３の走行方向に関し左，右に向けて設けられてい
る。次に上記ア−ム機構Ａの構成例について説明する。

【００１０】上記タ−ンテ−ブル４の図における右半側
には、モ−タ6aを介した旋回軸６の上にブラケット状を
なす機筺５が載架されている。この機筺５には、平行四
辺形リンクを構成する２本の第１，第２ア−ム7a，7b並
びに両ア−ム7a，7bを連結する２本の連結リンク7c，7d
により形成されるパントグラフ利用のア−ム７が、第１
ア−ム7aの後端71と２本の連結リンク7c，7d同士の連結
点72において、前記機筺５に設けた垂直ガイド８と水平
ガイド９とに、夫々にスライド自在に支持されることに
よって、装着されている。なお、8a，9aはガイド８，９
を通して掛回したチェ−ンを走行させるためのモ−タを
主体とした駆動部である。

【００１１】上記構成によって、第２ア−ム7bの先端73
が、前記ア−ム後端71とリンク同士の連結点72がガイド
８，９上でのスライド動作を拡大した形態により、機筺
５に関し前後（図示の左右）及び上下に移動可能にな
る。本発明ロボットに用いるア−ム機構Ａは上記構成を
基本構造とするが、この実施例においては、２本のア−
ム7a，7bに平行同長の副ア−ム7a'，7b'が連結駒部材74
を介して設けられている。なお、75は副ア−ム7b'の先
端である。

【００１２】10は上記ア−ム7b，7b'の先端73，75に枢
着した取付台、11はモ−タ11aを介して取付台10の下面
側に旋回自在に取付けた支持座、12は上記支持座11の下
面においてモ−タ12aを介し軸12bを中心に揺動可能に取
付けた第一揺動台、13は第一揺動台12にモ−タ13aを介
し軸13bを中心に揺動可能に取付けた第二揺動台で、こ
の第二揺動台13はこの実施例では作業機14の装着部とし
て機能する。

【００１３】従って、装着部13に装着された作業機14
は、ア−ム機構Ａにおけるア−ム7b，7b'の先端におい
て、その場所でＺ軸回りにモ−タ11aにより旋回自在で
あると共に、軸12b，13bにより平面上のＸ軸，Ｙ軸回り
に、夫々にモ−タ12a，13aにより旋回角位置決め自在で
ある。更に、上記ア−ム7b，7b'の先端は、先にも述べ
たように、機筺５、つまり台車３に対し、前後（図の左
右）及び上下方向において任意の位置に移動，位置決め
可能なのである。

【００１４】図１に示した本発明の実施例においては、
図示しないが、タ−ンテ−ブル４の左側にも右側のア−
ム機構Ａと同じ構造のア−ム機構Ａが図の左向きに配置
されて、本発明ロボットの一例に形成されている。

【００１５】なお、本発明においては、ア−ム機構Ａは
タ−ンテ−ブル４の左，右いずれか一方の側にのみ設
け、他方の側にはカウンタ−ウェイトを設けたタイプの
ものであってもよい。このタイプは、いわゆる段々畑の
ような左右翼の狭い畑地等で使用する場合に向いてい
る。また、上記例においては、軌条２は単軌条のものを
挙げたが、本発明においては複式軌条によって台車１を
走行させる型式のものでも勿論よい。更に、走行方式も
モ−タ3bの回転力による車輪3aのころがりによるものの
ほか、ラックピニオン式、或は、ワイヤやチェ−ン牽引
式の走行方式であってもよい。

【００１６】上記のように構成される本発明農作業ロボ
ットは、その作業機装着部13に耕うん，整地を主体とす
る土壌形成用の作業機から播種，移植等の作業機、或
は、施肥，除草，中耕等の中間管理用の作業機、そし
て、堀起し，刈り取り等の種々の収穫用の作業機を時節
に応じて選択的に装着し、特定農作物に対する農作業を
ほぼ自動的に逐行できるものである。なお、上記作業機
のほか、ホ−スやセンサ等の器具、或は、各種機測装置
も上記装着部13に支持させて使用することは任意であ
る。

【００１７】上記実施例において、本発明農作業ロボッ
トは、農地１の平面形状や凹凸などの地形情報を、軌条
２上における走行始端から終端までの間で、例えば自動
計測により又は手動操作により、予め数値デ−タでア−
ム機構Ａの作動制御部（図示せず）を始めとする制御部
に記憶させておき、この記憶デ−タによって、作業機14
のＸ，Ｙ軸上での位置やＺ軸上での位置を、前記ア−ム
機構Ａの姿勢や向きを変えつつ軌条２上を走行し乍ら、
つまり、作業を行い乍ら自動位置決め制御することがで
きる。

【００１８】即ち、例えば、Ｘ軸上の位置は台車３の移
動制御により、Ｙ軸上の位置は、ガイド９内におけるリ
ンク連結部72の位置制御により、そして、Ｚ軸上の位置
は作業機の高さとしてガイド８内のア−ム端部71の位置
制御により行うのである。この作動の場合において、本
発明作業機では、タ−ンテ−ブル３の旋回機能、或は、
ア−ム機構Ａにおける機筺５の旋回機能が併用されるこ
とがある。

【００１９】次に、本発明ロボットは、図２に例示する
ように、物品載置台車20を、その台車３に連結するか、
又は、連結しない状態で具備している。この台車20は、
現在使用している作業機14に代えて次の作業で使用する
作業機や、肥料，燃料等の必要機材の載置用と、植付け
時や収穫時期等においては種や苗、或は、収穫物を載置
するためのものとを、２台以上連結したり、連接させた
りして具備する。

【００２０】そして、収穫物の載置台車20の場合には、
図３に例示すように、一例として少なくとも２台を具備
し、２台の台車20，20の間でパレット21の積替え機能を
付与したものを使用することが望ましい。即ち、図３に
於て、22はスイングア−ム22aを介して台車20の前後と
中間において、当該台車の幅方向両側に設けた昇降自在
かつ拡幅自在のガイドロ−ラ、23は台車20の上面に少し
露出させて設けた固定ロ−ラであって、収穫物Ｍが図の
右側の台車20のレット21上に載荷されると、幅を変えな
いでスイングア−ム22aが回転し各ガイドロ−ラ22を上
昇させる。次の台車20（図の左側）には、空パレット21
がガイドロ−ラ22を降下させた状態で該ロ−ラ22と固定
ロ−ラ23とに支持されている。なお、24は台車20の走行
輪である。

【００２１】従って、図３の左側の台車20の空パレット
21をの右側の台車20の固定ロ−ラ23に支持させるには、
上昇位置にある載荷パレット21の下に押進させることに
より、空パレットを右側の台車20に移す。一方、空パレ
ット21を右側の台車20に移して空になった左側の台車20
はそのガイドロ−ラ22を前記ア−ム22aの回転により上
昇させて、右側台車20の載架パレット21を支持している
ガイドロ−ラ22と同じレベルにしてやり、そこに当該載
架パレット移動させ、しかるのち、左側のガイドロ−ラ
22を降下させるのである。なお、各ガイドロ−ラ22はパ
レット21の正面幅の両側を支持しているので、右側台車
20のガイドロ−ラ22は降下するとき、その幅を拡げて下
にあるパレット21との干渉を避け、該パレット21の下に
位置したとき幅を元に戻して当該パレット21を下から支
えるようになっている。

【００２２】

【発明の効果】上記のように本発明農作業ロボットで
は、作業機を適宜アタッチメント方式で着け替えること
ができるのみならず、各作業機等を農地や作物に対して
好適な向き，高さに位置決めできることによって、殆ん
どの農作業を、従来の人手や人が操作する農業機械によ
る作業に代わって実行できるので、農作業の省力化，自
動化に寄与すること絶大である。

【００２３】特に、本発明農作業ロボットは、作業機
を、折畳，伸縮自在なア−ム機構に吊下支持させそれを
移動させるようにしたので、軌条さえ設ければ、不整地
や山間部、或は、水田などのように圃場環境が異なった
り、厳しい場所であると使用できないことが多かった従
来の車輪のころがり走行、或は、クロ−ラ走行による移
動手段しか具備しなかった農作業機に比べ、飛躍的に利
用範囲が拡大し、きわめて汎用性に豊むものである。

【００２４】従って、本発明農作業ロボットは、農業従
事者が減少する一途である農業分野における省力型自動
機としてきわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ロボットの要部を示す正断面図。

【図２】使用状態の一例を示す斜視図。

【符号の説明】

１ 農地 ２ 軌条 ３ 台車 ４ タ−ンテ−ブル ５ 機筺 ６ 旋回軸 ７ ア−ム 7a 第１ア−ム 7b 第２ア−ム 7c 連結リンク 7d 連結リンク ８ 垂直ガイド ９ 水平ガイド 10 取付台 11 支持座 12 第一揺動台 13 第二揺動台 14 作業機

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【手続補正書】

【提出日】平成５年７月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ロボットの要部を示す正断面図。

【図２】使用状態の一例を示す斜視図。

【図３】収穫物の載置台車の使用状態の一例を示す側面
図。

【符号の説明】 １ 農地 ２ 軌条 ３ 台車 ４ ターンテーブル ５ 機筐 ６ 旋回軸 ７ アーム ７ａ 第１アーム ７ｂ 第２アーム ７ｃ 連結リンク ７ｄ 連結リンク ８ 垂直ガイド ９ 水平ガイド １０ 取付台 １１ 支持座 １２ 第一揺動台 １３ 第二揺動台 １４ 作業機

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地上又は軌条に沿って移動可能に形成し
   た台車に、平行リンク機構等を利用して折畳，伸縮自在
   に形成したア−ム機構を、そのア−ム構造の根元側にお
   いて旋回自在、かつ、起伏自在に立設し、該ア−ム機構
   における先端側ア−ムの先端に、各種農作業を行う作業
   機を着脱可能に吊下支持するようにしたことを特徴とす
   る農作業用ロボット。
2. 【請求項２】 台車はその前部又は後部若しくは前後
   に、物品載置台車を一体に具備するか、又は、該物品載
   置台車を連結した請求項１の農作業用ロボット。
3. 【請求項３】 ア−ム機構は台車の走行方向に関し左右
   両側に折畳，伸縮可能な２つのア−ム機構を具備した請
   求項１又は２の農作業用ロボット。
4. 【請求項４】 ア−ム機構は台車の走行方向に関し左右
   いずれかの側に折畳，伸縮可能なア−ム機構を設け、前
   記台車において該ア−ム機構が設けられない側にはカウ
   ンタ−ウェイトを設けた請求項１又は２の農作業用ロボ
   ット。
5. 【請求項５】 ア−ム機構の先端に吊下支持される作業
   機や作業器具は、その作業部が農地面、又は、農作物に
   対し所望の向き及びその向きでの角度において保持する
   目的で前記吊下支持する向きと角度を位置決め自在にし
   てア−ム機構の先端に吊下支持した請求項１〜４の農作
   業用ロボット。
6. 【請求項６】 ア−ム機構は、その作動制御部に予め記
   憶させた農地の地形情報に基づいてア−ム機構の姿勢を
   変化させるようにした請求項１〜５の農作業用ロボッ
   ト。
7. 【請求項７】 ア−ム機構は、ア−ム機構の先端に吊下
   支持した作業機等の高さを所望高さに位置決めするため
   の高さセンサを具備した請求項１〜６の農作業用ロボッ
   ト。