JPH1189347A - 水田作業機の作業状態監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転者が振り向くことなく自己の後方の作業
状況を目視できて、運転操作しながら作業状態を把握す
ることができる田植機を提供する点にある。 【解決手段】 運転座席７を備えた走行機体３の後端に
昇降リンク機構９を介して苗植付装置Ａを昇降自在に取
り付けるとともに、運転部の操作パネルにカラーモニタ
を設け、昇降リンク機構９に取り付けたＣＣＤカメラ３
９からの後方視界映像をカラーモニタ上で運転をしなが
ら見ることができるように構成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水田作業機の作業
状態監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】苗載せ台上のマット状苗が少なくなると
次の苗を補給する必要があるが、このように運転者によ
る処理を必要とする特定作業状態としては、苗補給の他
に、施肥装置における肥料補給、或いは、整地フロート
による整地跡や泥押しの状態を見て昇降感度の修正、更
には、欠株や浮き苗等による植付深さの修正作業が考え
られる。従来、作業装置が運転席の後方に配置されてい
るので、このような特定作業状態の一部については、対
応する部分に検出手段を置き、ハンドルポスト部の近く
に設けられた操作パネルに液晶表示装置を嵌め込み、そ
の検出結果に基づいて液晶表示装置に運転者に注意を促
すグラフィックパターン等を点灯又は点滅させる構成を
採っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような構成を採っ
ているために、次のような不都合があった。 運転者に対しては、特定作業状態を知らせるには、
ブザー等の音響効果を併用しているので、そのブザー音
が発生するまでは、運転者は液晶表示装置を見ることは
なく、運転操作に専念している。 そして、ブザー音が発っせられると、まず、運転者
は液晶表示装置で確認するよりも先に後を振り返って、
いかなる特定作業状態に陥っているかを確認しようとす
る。 さらに、液晶表示装置の設置位置を運転に専念する
運転者の視野内に設置して常時視認できるようにする位
置を選定することが難しい面があった。 本発明の目的は、上記した従来欠点を解消し、運転座席
の後方視界を目に入れながら運転操作を行うことのでき
る水田作業機の作業状態監視装置を提供する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕請求項１にかかる本発明による特徴構成は、運
転部を備えた走行機体の後端に昇降リンク機構を介して
作業装置を取り付けるとともに、作業装置の作業状態に
対する監視用撮像装置を昇降リンク機構に取り付け、前
記監視用撮像装置より送られる映像信号を制御して運転
者用の監視モニタに送る監視制御手段を備えている点に
あり、その作用、及び、効果は次の通りである。

【０００５】〔作用〕つまり、運転者は後を振り返るこ
となく、運転者より後方の視界を監視モニタで常に目に
入れながら作業装置の状態や植付状況を把握して運転操
作を行うことができる。

【０００６】〔効果〕その結果、必要な処理を適切に行
うことができる。しかも、監視用撮像装置は昇降リンク
機構に取り付けられているので、例えば、苗植付装置以
外の他の作業装置を付け替える場合にも、撮像装置への
影響はない。

【０００７】〔構成〕請求項２にかかる本発明による特
徴構成は、運転部を備えた走行機体の後端に昇降リンク
機構を介して作業装置を取り付けるとともに、作業装置
の作業状態に対する監視用撮像装置を設け、監視用撮像
装置より送られる映像信号を制御して運転者用の監視モ
ニタに送る監視制御手段を備え、作業装置の作業状態を
検出する作業状態検出手段を設け、作業状態検出手段が
運転者による処理を必要とする特定作業状態を検出する
と、監視用撮像装置より得られる映像に優先して前記特
定作業状態を表示するグラフィックパターンを前記監視
モニタに映し出すように構成している点にあり、その作
用、及び、効果は次の通りである。

【０００８】〔作用効果〕つまり、運転者は後を振り返
ることなく、運転者より後方の視界を監視モニタで常に
目に入れながら作業装置の状態や植付状況を把握して運
転操作を行うことができる。そして、特定作業状態にな
ると、後方視界の映像がグラフィックパターンに自動的
に切り換わるので、切り換わりのタイミングを見逃すこ
とが少なく、特定作業状態を迅速に把握することができ
る。したがって、迅速に特定作業状態に対応した処理を
施すことができる。

【０００９】〔構成〕請求項３にかかる本発明による特
徴構成は、運転部を備えた走行機体の後端に昇降リンク
機構を介して作業装置を取り付けるとともに、作業装置
の作業状態に対する監視用撮像装置を昇降リンク機構に
取り付け、監視用撮像装置より送られる映像信号を制御
して運転者用の監視モニタに送る監視制御手段を備え、
監視用撮像装置を昇降リンク機構に対して昇降自在に構
成し、走行機体の変動に拘らず作業装置の対地高さを一
定に維持する第１昇降制御手段を設け、第１昇降制御手
段の作動によって昇降リンク機構の対走行機体に対する
昇降作動があった場合においては、監視用撮像装置を昇
降リンク機構に対して昇降作動させるとともに、前記第
１昇降制御手段の作動がない場合には監視用撮像装置の
昇降リンク機構に対する昇降作動を行わないように、監
視用撮像装置に対する第２昇降制御手段を設けている点
にあり、その作用、及び、効果は次の通りである。

【００１０】〔作用効果〕つまり、第１昇降制御手段が
働くと、走行機体が圃面に対して上下動すると、それに
対応して作業装置は圃面高さを一定に保持すべく走行機
体とは反対方向に上下作動する。この限りにおいては、
昇降リンク機構に取り付けてある監視用撮像装置と作業
装置、又は、圃面との高さ関係は変化することはない。
しかし、昇降リンク機構において、監視用撮像装置を取
り付けているリンク部材は基端側の軸芯を中心として揺
動するものである為に、監視用撮像装置の対圃面高さの
変化はないが、監視用撮像装置の向きが変わる為に、撮
像領域が機体前後方向に変位することになる。そこで、
第２昇降制御手段で監視用撮像装置を上下いずれかの方
向に動かして、撮像位置をもとの位置に修正するように
している。したがって、自動的に撮像対象が変動するこ
とはない。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１に示すように、ステアリング
操作される駆動型の前車輪１、及び、駆動型の後車輪２
を備えた走行機体３の前部にエンジン４を搭載すると共
に、この走行機体３の前部にエンジン４からの動力が伝
えられるベルト式の無段変速装置Ｖ、ミッションケース
５夫々を配置し、又、走行機体３の中央部にステアリン
グハンドル６と運転座席７とを有する運転部を配置し、
走行機体３の後端にリフトシリンダ８で駆動昇降するリ
ンク機構９を介し作業装置としての苗植付装置Ａ及び施
肥装置Ｂを連結して乗用型作業機としての田植機を構成
する。苗植付装置Ａは、苗載せ台１０に載置したマット
条苗Ｗの下端から植付アームを有した植付機構１１が１
株ずつ切り出して圃場面に植えつける作動を行うよう構
成されると共に、下部には複数の整地フロート１２を備
え、左右端位置には、その先端部が圃場面に突入する作
用姿勢と、圃場面から上方に離間する非作用姿勢とに切
換自在なラインマーカ１３を備えて構成されている。施
肥装置Ｂは、肥料等の粉粒体を収納する貯留タンク３
４、繰出し装置３５、流下ホース３６、作溝器３７から
なる。

【００１２】運転座席７の右側部には苗植付装置Ａの昇
降と前記ミッションケース５に内蔵した植付クラッチＣ
の制御とを行う植付クラッチレバー１６を備え、この植
付クラッチレバー１６は図３に示すように、ガイド１７
に形成された経路内の「下降」位置に設定することで苗
植付装置Ａを下降させ、「上昇」位置に設定することで
苗植付装置Ａを上昇させ、「中立」位置に設定すると苗
植付装置Ａをそのレベルに維持するよう制御系と連係
し、又、該昇降レバー１６を「入」位置に設定すると植
付クラッチＣを入り操作すると共に、苗植付装置Ａに備
えた整地フロート１２が接地する状態で所定の対圃場高
さを維持する自動昇降制御を行うよう制御系と連係し、
「切」位置に設定すると植付クラッチＣを切り操作し、
更に、該昇降レバー１６を「自動」位置に設定すると後
記する強制昇降レバー２７の操作に従って苗植付装置Ａ
の昇降を許容すると同時に苗植付装置Ａの上昇時には植
付クラッチＣを自動的な切り操作を可能にする。尚、こ
の植付クラッチレバー１６の基端部には図３に示すよう
に該昇降レバー１６の操作位置を計測するポテンショメ
ータ型のレバーセンサ１８を備えている。

【００１３】前記複数の整地フロート１２のうち左右方
向で中央位置のものは、図３に示すように、苗植付装置
Ａに対して横向き軸芯Ｐ周りで揺動自在に支持されて、
植付時の昇降制御に使用される感知フロートとして機能
すると共に、前部の上下方向への変位量から感知フロー
ト１２の揺動量を計測するフロートセンサ１９を備え、
苗植付装置Ａの自動昇降制御時にはフロートセンサ１９
からの信号と制御感度設定器２０からの信号が釣り合う
ように制御装置２３によって制御動作が設定されてい
る。つまり、走行機体３の対地高さの変動によって感知
フロート１２の受ける接地圧が変動して、感知フロート
の前後姿勢が苗植付装置Ａに対して変動するのを、苗植
付装置Ａを昇降させることによって設定された姿勢に戻
すように（前記信号が釣り合うように）制御を行うので
ある。このような制御を行う手段を第１昇降制御手段と
称する。又、図１に示すように、リンク機構８の基端部
には苗植付装置Ａが上限まで上昇したことを判別するポ
テンショメータ型のリンクスイッチ２１を備えている。
尚、植付クラッチＣはクラッチモータ２２の作動で入り
切り操作されるよう構成されている。

【００１４】図２に示すように、ステアリングハンドル
６のポスト部２６の右側面には苗植付装置Ａを強制的に
昇降させる操作具として強制昇降レバー２７を備え、こ
の強制昇降レバー２７は中立位置を基準に上方移動で苗
植付装置Ａを上限まで上昇させる上昇位置と、中立位置
を基準に下方移動で苗植付装置Ａを自動昇降制御させる
作業高さまで下降させる下降位置と、中立位置を基準に
後方移動で右側のラインマーカ１３を作用姿勢に切換え
る右マーカ位置と、中立位置を基準に前方移動で左側の
ラインマーカ１３を作用姿勢に切換える左マーカ位置と
に切換え自在に構成されている。強制昇降レバー２７が
上昇位置、下降位置に操作されたことを検出する強制昇
降スイッチ１４を備え、強制昇降レバー２７が右マーカ
位置、あるいは、左マーカ位置に操作されたことを検出
するよう一対のマーカスイッチ１５を備えている。

【００１５】ハンドルポスト部２６を抱き込む状態で設
けてある操作パネル４５において、ハンドルポスト部２
６の左側には前記した昇降用の制御感度設定器２０を設
けてあり、更に左端には主変速レバー２８を設け、ポス
ト部２６の右側にはアクセルレバー２９とベルト変速装
置用の変速操作レバー３０を設けてある。そして、ポス
ト部２６の前方に液晶式の５．２５インチ型カラーモニ
タ３１を嵌め込み固定してある。

【００１６】次に、このカラーモニタ３１を使用した制
御形態について説明する。今までの実施形態の説明にお
いては、各操作レバーに対して操作されたか否かを検出
するセンサ類を設けた点について説明してきたが、さら
に、苗植付装置Ａにおいて苗の補給を促す為に苗の残量
を検出する苗残量センサ３２、肥料残量センサ３３等を
設けて、作業状態検出手段を構成している。又、走行機
体３には、その走行機体３の前後傾斜を感知する機体前
後傾斜角センサ４０を設けてある。

【００１７】カラーモニタ３１に映像を送る撮像装置と
してのＣＣＤ式のカメラ３９の取付構造について説明す
る。図１に示すように、昇降リンク機構９の左右一対の
アッパーリンク９Ａに亘ってベースフレーム３８を架設
するとともに、ベースフレーム３８より運転座席７と苗
載せ台１０との間に支柱４１を立ち上げて、支柱先端に
カメラ３９等を取り付けてある。図示はしていないが、
カメラ３９は左右・上下・前後に位置変動可能なように
台に取付られており、左右・上下・前後用の各ＤＣモー
タで姿勢変更可能に構成してある。この姿勢変更を行う
機構をカメラ姿勢変更装置４２と称する。カメラ姿勢変
更装置４２はカメラ姿勢変更操作具４３としての遠隔操
縦装置やカラーモニタ３１近くに設けた操縦スイッチで
操作されるように構成する。

【００１８】上記構造に対して、さらに、支柱４１を伸
縮自在に構成することも可能である。図１に示すよう
に、後記する基端部４１Ｂに対してＤＣモータとウーム
減速機構を組み合わせた駆動機構４４を取り付けるとと
もに、支柱４１を相対移動可能な先端部４１Ａと基端部
４１Ｂとで構成し、先端部４１Ａにカメラ姿勢変更装置
４２とカメラ３９を取り付けてある。

【００１９】図３に示すように制御系が構成され、この
制御系ではマイクロプロセッサ（図示せず）を備えた制
御装置２３に対して、レバーセンサ１８、強制昇降スイ
ッチ１４、マーカスイッチ１５、リンクスイッチ２１、
制御感度設定器２０、フロートセンサ１９、苗残量セン
サ３２、肥料残量センサ３３、監視用のカメラ３９、機
体前後傾斜角センサ４０、カメラ姿勢変更操作具４３か
らの信号を入力するように構成するとともに、以下の入
力を受けて、植付クラッチ用のクラッチモータ２２、リ
フトシリンダ８に対する電磁弁２４、警報装置としての
アラーム２５、カラーモニタ３１、カメラ姿勢変更装置
４２に出力するように形成されている。

【００２０】カラーモニタ３１で映し出す映像は、カメ
ラ３９を走行機体３の後方部分を映し出したものであ
り、苗植付装置Ａの挙動、或いは、施肥装置Ｂの作動状
況、さらには植付跡の状態を、運転者が後を振り向くこ
となく、つぶさに目にすることができる。また、苗載せ
台１０上での苗残量が補給を必要とするまで少なくなっ
た場合等の警報が発っせられる状態になった場合には、
アラーム２５が作動するとともに作業状態を映しだす画
像から警報内容に相当するグラフィックパターン３１Ａ
が表示されることになる。

【００２１】以上記載した機器に基づいて制御を行う場
合は、つぎのような数種の制御形態を採ることができ
る。第１制御形態と第２制御形態とを組み合わせて同一
フローに表す。 （第１制御形態）図４に示すように、前記した苗残量セ
ンサ３２や肥料残量センサ３３からの信号により補給指
令が発っせられるか否かを判断して（＃１ステップ）、
補給指令等の無い場合には、モニタ３１に作業状態にか
かる画像を映し出す（＃２ステップ）。

【００２２】（第２制御形態）第２制御形態としては、
第１制御形態に対応して記載したフローの中で示すよう
に、カメラ３１用の駆動機構を操作して支柱４１を伸長
させて、カメラ３１を最上位まで持っていく（＃３ステ
ップ）。これによって、座席に着座した運転者より可な
り高い上方視点で作業状態や植付状況を判断できる。そ
して、運転者より高い位置にカメラ３１を置けるので、
カメラ３１を左右１８０°揺動させて（＃４ステッ
プ）、機体後方視界だけでなく前方視界も映し出すこと
ができ、走行操作が容易になる。つまり、視点が高くな
るとそれだけ広い範囲に渡って見渡すことができるの
で、状況の把握がし易く的確なるところから、隣接苗を
基準にして直進植付速度を高速化することも可能であ
る。第１制御形態及び第２制御形態のいずれの場合にお
いても、図４に示すフローのように、補給指令等がある
と、補給指令等に対応したグラフィックパターン３１Ａ
を映し出す（＃５ステップ）と同時に警報装置２５を作
動させるようにしてある（＃６ステップ）。

【００２３】（第３制御形態）感知フロート１２による
苗植付装置Ａの昇降制御について説明したが、苗植付装
置Ａの対地高さが変動すると、設定高さに修正すべく苗
植付装置Ａが昇降する。そうすると、昇降リンク９も昇
降するが、カメラ３１が取り付けられているアッパーリ
ンク９Ａは走行機体３の後端に連結された連結点を中心
として上下に揺動するものであるために、カメラ３１の
撮像点が変動することになる。そこで、次のような制御
を行って、撮像点の変動を抑えるような方法を採る。つ
まり、図５に示すように、昇降リンク９が昇降作動して
いるか否かをリンクスイッチ２１からの情報によって判
断し（＃１１ステップ）、昇降作動している場合には、
撮像点の変動を修正するように駆動機構４４によってカ
メラ３１を上下動させる（＃１３ステップ）。昇降リン
ク機構９の昇降作動がない場合はカメラ３１の上下動は
行わない（＃１２ステップ）。この第３制御形態では昇
降リンク機構９の昇降作動に基づいて制御する形態を示
したが、カメラ３１を上下作動させる制御としては、次
のような制御形態を採ってもよい。フローとしては表し
ていませんが、植付クラッチＣの入り切りに基づいて植
付状態か否かを判断して、植付状態であるならば、苗植
付装置Ａの上下動に応じて発生する、泥押しの状態やピ
ッチング状態の各状態に対応して、カメラ３１を上下動
させる制御を行って、その挙動を迅速に把握し、制御感
度設定器２０によって昇降制御感度を修正して、安定し
た植付状態に調整することができる。以上のように、第
１昇降制御手段の作動に対応してカメラ３１の位置を昇
降リンク機構９に対して昇降させる制御を第２昇降制御
手段と称する。

【００２４】（第４制御形態）畦際を回りながら植付け
て最後に畦を上りながら植付けを終えて圃場より退出す
るが、図８で示すように、その場合には感知フロート１
２の姿勢が、苗植付装置Ａに追従して前上がり姿勢とな
る。その為に、植付深さを一定に維持する必要性から感
知フロート１２の後端部が圃面内に沈み込むことにな
り、泥押しが発生することになる。そこで次のような制
御を行うことになる。 機体前後傾斜角センサ４０の角
度が畦に掛かって所定角度θ以上に前上がり姿勢となっ
たかどうかを判断する（＃２１ステップ）。所定角度θ
以上に前上がり姿勢となった場合には、カメラ３１での
撮影対象を感知フロート１２の後端位置に切り換える
（＃２２ステップ）、そして、泥押しが無視できない状
態となった場合には制御感度設定器２０によって昇降感
度を修正して、図７に示すように、感知フロート１２を
苗植付装置Ａに対して前下がり側に修正する（＃２３ス
テップ）。機体前後傾斜角センサ４０が所定角度以下な
らば、モニタ３１に作業状態にかかる画像を映し出す
（＃２４ステップ）。

【００２５】〔別実施の形態〕本発明は上記実施の形態
以外に、撮像装置としては、小型化されたビジコンやイ
メージオルシコン等を使用することができる。監視モニ
タ３１としては小型ブラウン管式のものや、その他のプ
ラズマディスプレイ等が使用できる。又、作業状態を検
出する手段としては、作溝器３７に設ける肥料詰まりセ
ンサ等がある。水田作業機としては、田植機以外の直播
機等が該当する。撮像装置３９からの映像をモニタ３１
に映し出す際に、中間位置に像の左右反転素子を組み込
んで、作業装置Ａを機体前後方向の後から映した画像と
して表示してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】田植機の全体側面図

【図２】操作パネルを示す平面図

【図３】制御ブロック図

【図４】特定作業状態に対応した警報が発っせられた場
合の制御フローチャート

【図５】植付時の昇降制御が作動する場合の制御フロー
チャート

【図６】植え終わり時の感知フロートに対する姿勢制御
状態を監視する制御フローチャート

【図７】植え終わり時の感知フロートの姿勢を修正した
状態を示す側面図

【図８】植え終わり時の感知フロートの姿勢修正前の状
態を示す側面図

【符号の説明】

３ 走行機体 ９ 昇降リンク機構 ２３ （監視）制御手段 ３１ 監視用モニター ３９ 監視用撮像装置 Ａ 作業装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 運転部を備えた走行機体の後端に昇降リ
   ンク機構を介して作業装置を取り付けるとともに、作業
   装置の作業状態に対する監視用撮像装置を昇降リンク機
   構に取り付け、前記監視用撮像装置より送られる映像信
   号を制御して運転者用の監視モニタに送る監視制御手段
   を備えている水田作業機の作業状態監視装置。
2. 【請求項２】 運転部を備えた走行機体の後端に昇降リ
   ンク機構を介して作業装置を取り付けるとともに、作業
   装置の作業状態に対する監視用撮像装置を設け、監視用
   撮像装置より送られる映像信号を制御して運転者用の監
   視モニタに送る監視制御手段を備え、作業装置の作業状
   態を検出する作業状態検出手段を設け、作業状態検出手
   段が運転者による処理を必要とする特定作業状態を検出
   すると、監視用撮像装置より得られる映像に優先して前
   記特定作業状態を表示するグラフィックパターンを前記
   監視モニタに映し出すように構成している水田作業機の
   作業状態監視装置。
3. 【請求項３】 運転部を備えた走行機体の後端に昇降リ
   ンク機構を介して作業装置を取り付けるとともに、作業
   装置の作業状態に対する監視用撮像装置を昇降リンク機
   構に取り付け、監視用撮像装置より送られる映像信号を
   制御して運転者用の監視モニタに送る監視制御手段を備
   え、監視用撮像装置を昇降リンク機構に対して昇降自在
   に構成し、走行機体の変動に拘らず作業装置の対地高さ
   を一定に維持する第１昇降制御手段を設け、第１昇降制
   御手段の作動によって昇降リンク機構の対走行機体に対
   する昇降作動があった場合においては、監視用撮像装置
   を昇降リンク機構に対して昇降作動させるとともに、前
   記第１昇降制御手段の作動がない場合には監視用撮像装
   置の昇降リンク機構に対する昇降作動を行わないよう
   に、監視用撮像装置に対する第２昇降制御手段を設けて
   いる水田作業機の作業状態監視装置。