KR20180124993A

KR20180124993A - 콤바인

Info

Publication number: KR20180124993A
Application number: KR1020187031192A
Authority: KR
Inventors: 토시 후루타
Original assignee: 얀마 가부시키가이샤
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2018-11-21
Also published as: KR102394967B1; CN108777938A; WO2017170507A1; KR102252840B1; CN108777938B; KR20210055799A

Abstract

GPS를 이용하여 취득한 위치 정보에 기초하여 예취부의 높이 위치를 변경함으로써, 예취부의 파손을 방지할 수 있음과 함께, 예취 작업의 용이성과 효율성을 도모할 수 있는 콤바인을 제공한다. 자율 주행이 가능한 콤바인(1)으로서, 디바이더(23)를 구비하는 예취부(2); 기체에 대해 상기 예취부를 승강시키는 승강 실린더(27); 기체(9)의 경사 각도를 검출하는 자이로 센서(103); 기체(9)의 위치 정보를 취득하는 GPS; 및 미리 설정된 포장 정보, 인식한 상기 위치 정보 및 상기 기체의 경사 각도에 기초하여 승강 실린더(27)를 제어하여 예취부(2)의 높이 위치를 변경하는 제어 장치(80);를 구비하고, 상기 포장 정보는 콤바인(1)의 주행 경로의 정보와 포장단의 정보를 포함한다.

Description

콤바인

본 발명은 GPS를 이용하여 위치 정보를 취득하고, 자율 주행이 가능한 콤바인 중 전방 작업기의 높이 위치를 자동적으로 변경하는 구성을 구비한 콤바인에 관한 것이다.

GPS를 이용하여 취득하는 위치 정보에 기초하여 포장단(圃場端)의 위치를 기록할 수 있는 자율 작업 차량은 종래부터 공지이다(특허문헌 1 참조). 포장단의 위치를 기록하는 방법으로서는 미리 작업자가 포장단까지 그 자율 작업 차량을 이동시킨 다음 원격 조작 장치의 디스플레이를 조작함으로써, 포장단의 위치에 해당하는 위도와 경도의 정보를 제어 장치에 기억시키고 있다.

한편, 전방 작업기로서의 예취 장치의 높이 위치를 자동적으로 변경할 수 있는 무인 조종 콤바인은 종래부터 공지이다(특허문헌 2). 상기 무인 조종 콤바인에는 두렁이나 담 등의 장애물을 검출하는 장애물 검출 센서가 예취 장치의 분초체에 마련되어 있다. 상기 무인 조종 콤바인은 장애물 검출 센서가 검출하는 장애물의 높이 및 장애물까지의 거리에 기초하여 예취 장치를 승강시킨다. 이에 따라, 상기 무인 조종 콤바인은 분초체의 파손을 방지할 수 있고, 두렁 근처까지 곡간을 예취하여 수확할 수 있다.

그러나, 특허문헌 2에 기재된 장애물 검출 센서와 같은 센서에 의존하지 않고, GPS를 이용하여 취득한 위치 정보에 기초하여 예취 장치(예취부)의 높이 위치를 변경함으로써, 분초체를 포함하는 예취부가 노면에 충돌하는 것을 피하여 예취부의 파손을 방지할 수 있음과 함께, 수확 작업의 용이성과 효율성을 도모할 수 있는 콤바인이 요구되고 있다.

국제 공개 제2015/118730호 일본 특허 공개 제2016-010372호 공보

본 발명은, GPS를 이용하여 취득한 위치 정보에 기초하여 예취부의 높이 위치를 변경함으로써 예취부의 파손을 방지할 수 있음과 함께, 수확 작업의 용이성과 효율성을 모도할 수 있는 콤바인을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 콤바인은 자율 주행이 가능한 콤바인으로서, 디바이더를 구비하는 예취부; 기체(機體)에 대해 상기 예취부를 승강시키는 구동 수단; 상기 기체의 경사 각도를 검출하는 경사각 센서; 상기 기체의 위치 정보를 취득하는 GPS; 및 미리 설정된 포장 정보, 인식한 상기 위치 정보 및 상기 기체의 경사 각도에 기초하여, 상기 구동 수단을 제어하여 상기 예취부의 높이 위치를 변경하는 제어 수단을 구비하고, 상기 포장 정보는 상기 콤바인의 주행 경로의 정보 및 포장단의 정보를 포함한다.

본 발명의 콤바인에서, 상기 포장 정보는 상기 주행 경로에 미리 설정된 목표점의 정보를 포함하고, 상기 제어 수단은 상기 디바이더의 선단의 전방에서 상기 디바이더로부터 소정 간격을 두고 편차점을 설정하고, 상기 편차점과 상기 목표점이 중복될 때 상기 예취부의 높이 위치를 변경하는 것이 바람직하다.

본 발명의 콤바인에서, 상기 제어 수단은 상기 디바이더의 선단의 전방에서 상기 디바이더로부터 소정 간격을 두고 편차점을 설정하고, 상기 편차점이 상기 포장단에 위치할 때 상기 예취부의 높이 위치를 소정 높이 위치까지 상승시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 콤바인에서, 상기 예취부는 피더 하우스를 구비하고, 상기 제어 수단은 상기 기체에 대한 상기 피더 하우스의 위치 및 상기 콤바인의 주행 속도에 따라 상기 편차점 위치를 변경하는 것이 바람직하다.

본 발명의 콤바인에서, 상기 예취부는 피더 하우스를 구비하고, 상기 제어 수단은 상기 기체에 대한 상기 피더 하우스의 위치 및 상기 기체의 경사 각도에 기초하여 상기 주행 경로의 노면과 상기 예취부의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 예취부의 높이 위치를 변경하는 것이 바람직하다.

본 발명의 콤바인에서, 상기 제어 수단은, 상기 포장 정보, 상기 위치 정보 및 상기 기체의 경사 각도에 기초하여 상기 포장단에 대한 상기 디바이더의 선단의 위치를 산출하고, 상기 콤바인이 상기 주행 경로 상의 경사로로부터 포장에 진입할 때 상기 디바이더 선단이 상기 포장단에 도달하는 것을 검출하는 경우, 상기 예취부의 높이 위치를 소정 높이 위치까지 상승시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 콤바인에서, 상기 포장 정보는 선행하여 실시된 예취 작업의 정보를 포함하고, 상기 제어 수단은 포장의 미예취 영역에 상기 디바이더의 선단이 도달했을 때 상기 예취부의 높이 위치를 소정 높이까지 하강시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 콤바인에서, 상기 포장 정보는 상기 주행 경로 상의 경사로의 경사 각도를 포함하고, 상기 제어 수단은 상기 콤바인이 포장으로부터 상기 경사로까지 물러나는 경우, 상기 편차점과 상기 경사로가 중복되는 경우 상기 경사로의 상기 경사 각도에 따라 상기 예취부의 높이 위치를 변경하는 것이 바람직하다.

본 발명의 콤바인에 의하면, 센서에 의존하지 않고 GPS에 의한 위치 정보에 기초하여 예취부의 높이 위치가 변경되므로, 예취부가 노면에 충돌하는 것을 피할 수 있다. 따라서, GPS를 이용하여 취득한 위치 정보에 기초하여 예취부의 높이 위치를 변경함으로써, 예취부의 파손을 방지할 수 있음과 함께, 수확 작업의 용이성과 효율성을 도모할 수 있는 콤바인을 제공할 수 있다.

본 발명의 콤바인에 의하면, 기체의 경사 각도 및 주행 속도에 의존하지 않고 예취부의 높이 위치가 변경되므로, 예취부가 노면에 충돌하는 것을 피할 수 있다. 따라서, GPS를 이용하여 취득한 위치 정보에 기초하여 예취부의 높이 위치를 변경함으로써 예취부의 파손을 방지할 수 있음과 함께, 수확 작업의 용이성과 효율성을 도모할 수 있는 콤바인을 제공할 수 있다.

본 발명의 콤바인에 의하면, 기체의 경사 각도 및 주행 속도에 의존하지 않아, 포장 진입시 디바이더 선단의 충돌을 보다 확실히 방지할 수 있다. 따라서, 포장 진입시 디바이더 선단의 파손을 방지할 수 있음과 함께, 수확 작업의 용이성과 효율성을 도모할 수 있는 콤바인을 제공할 수 있다.

본 발명의 콤바인에 의하면, 피더 하우스의 위치 및 주행 속도에 의존하지 않고 예취부의 높이 위치가 변경되므로, 예취부가 노면에 충돌하는 것을 피할 수 있다. 따라서, GPS를 이용하여 취득한 위치 정보에 기초하여 예취부의 높이 위치를 변경함으로써 예취부의 파손을 방지할 수 있음과 함께, 수확 작업의 용이성과 효율성을 도모할 수 있는 콤바인을 제공할 수 있다.

본 발명의 콤바인에 의하면, 기체가 포장 내에 진입하지 않고 디바이더 선단이 포장단을 넘어 포장내에 진입한 경우에도, 노면과 예취부의 간격이 일정하게 유지되므로, 디바이더 선단의 충돌을 방지함과 함께 예취 작업을 적절히 실시할 수 있다. 따라서, 포장 진입시 디바이더 선단의 파손을 방지할 수 있음과 함께, 수확 작업의 용이성과 효율성을 도모할 수 있는 콤바인을 제공할 수 있다.

본 발명의 콤바인에 의하면, 디바이더 선단이 포장단에 도달한 것을 검출하는 경우 예취부가 자동적으로 상승하므로, 포장 진입시 디바이더 선단의 충돌을 방지할 수 있다. 따라서, 포장 진입시 디바이더 선단의 파손을 방지할 수 있음과 함께, 수확 작업의 용이성과 효율성을 도모할 수 있는 콤바인을 제공할 수 있다.

본 발명의 콤바인에 의하면, 포장 진입시 디바이더 선단의 충돌을 방지함과 함께, 예취 종료 영역의 지면에 남은 배출 곡간을 레이킹(raking) 하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 포장 진입시 디바이더 선단의 파손을 방지할 수 있음과 함께, 수확 작업의 용이성과 효율성을 도모할 수 있는 콤바인을 제공할 수 있다.

본 발명의 콤바인에 의하면, 경사로의 경사 각도에 따라 예취부의 높이 위치가 변경되므로, 예취부가 경사로에 충돌하는 것을 피할 수 있다. 따라서, GPS를 이용하여 취득한 위치 정보에 기초하여 예취부의 높이 위치를 변경함으로써, 예취부의 파손을 방지할 수 있음과 함께, 수확 작업의 용이성과 효율성을 도모할 수 있는 콤바인을 제공할 수 있다.

도 1은 콤바인의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 화살표(L)로부터 바라본 도면이다.
도 3은 도 1의 화살표(R)로부터 바라본 도면이다.
도 4는 콤바인의 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 5는 콤바인의 위치 정보를 취득하기 위한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6의 (A)는 콤바인에 입력되는 포장 정보의 개념을 나타내는 도면이며, (B)는 경사 각도의 정보를 나타내는 포장과 경사로의 일단면을 나타내는 도면이며, (C)는 경사 각도의 정보를 나타내는 포장과 경사로의 다른 단면을 나타내는 도면이다.
도 7은 포장 정보에 포함되는 주행 경로의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 포장 정보에 포함되는 주행 경로의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 예취부 주위의 장애물을 검출하는 레이저 스캐너에 의한 검출 범위를 나타내는 콤바인의 평면도이다.
도 10은 경사로를 주행하여 포장에 진입하는 콤바인을 나타내는 도면이다.
도 11은 포장에 진입하면서 예취 작업을 실시하는 콤바인을 나타내는 도면이다.
도 12는 포장에서 예취 종료 영역을 주행하는 콤바인을 나타내는 도면이다.
도 13은 포장에서 미예취 영역에 도달한 콤바인을 나타내는 도면이다.
도 14는 포장단 부근에서 예취 작업을 실시하는 콤바인을 나타내는 도면이다.
도 15는 포장으로부터 퇴장하면서 예취 작업을 실시하는 콤바인을 나타내는 도면이다.
도 16은 포장으로부터 퇴장하는 콤바인을 나타내는 도면이다.
도 17은 포장으로부터 퇴장하여 경사로를 주행하는 콤바인을 나타내는 도면이다.

이하, 도 1, 도 2 및 도 3을 이용하여 본 발명의 실시 형태로서의 콤바인(1)을 설명한다. 콤바인(1)은 자율 주행 및 작업이 가능한 자율 주행형 콤바인으로서, 무인으로 주행 및 작업할 수 있다. 즉, 무인 조종식 콤바인(1)은 예취 대상물이 있는 포장 내에, 포장에 접속된 경사로로부터 자율 주행하여 진입할 수 있고, 또한 자율 주행하여 포장 내로부터 포장 외로 물러날 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 콤바인(1)은 포장 내에서 자율적으로 주행, 회전 및 작업하도록 구성되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 콤바인(1)은 주로 주행부(10), 예취부(2), 반송부(3), 탈곡부(4), 선별부(5), 저장부(6) 및 동력부(7)로 구성되어 있다. 한편, 도 1에는 콤바인(1)의 전후 방향, 좌우 방향 및 상하 방향을 나타낸다. 도 2 및 도 3에는 콤바인(1)의 전후 방향 및 상하 방향을 나타낸다.

주행부(10)는 샤시(13)의 하방에 마련된다. 주행부(10)는 트랜스미션(11)과 크롤러식 주행 장치(12·12)로 구성된다. 트랜스미션(11)은 동력부(7)를 구성하는 엔진(71)의 회전 동력을 크롤러식 주행 장치(12·12)에 전달한다. 크롤러식 주행 장치(12·12)는 콤바인(1)을 전후 방향으로 주행시킨다. 또한, 크롤러식 주행 장치(12·12)는 콤바인(1)을 좌우 방향으로 선회시킨다.

주행부(10)는 도시 생략한 제동 장치를 포함한다. 제동 장치로서는 트랜스미션(11)에서 기구의 작동을 제동하는 제동 장치와, 크롤러식 주행 장치(12)의 회전을 제동하는 제동 장치가 해당된다.

예취부(2)는 주행부(10)의 전방에 마련된다. 예취부(2)는, 릴(21), 예취날(22) 및 디바이더(23)를 포함한다. 릴(21)은 포장의 곡간을 일으킨다. 또한, 릴(21)은 좌우 방향을 향한 회전축선을 중심으로 하여 회전 가능하게 구성된다. 예취날(22)은 릴(21)에 의해 일으켜진 곡간을 절단한다. 디바이더(23)는 예취날(22)의 전방에 배치된다. 디바이더(23)는 예취 프레임(24)의 좌우의 측벽(25)으로부터 전방을 향해 돌출됨으로써, 예취부(2)의 전단 및 좌우 각 단을 형성하고 있다. 예취부(2)는 전방 작업기를 구성한다.

반송부(3)는 예취부(2)의 후방에 마련된다. 반송부(3)는 오거(31) 및 컨베이어(32)를 포함한다. 오거(31)는 예취날(22)에 의해 절단된 곡간을 집합시켜 컨베이어(32)에 보낸다. 컨베이어(32)는 오거(31)에 의해 반송된 곡간을 탈곡부(4)에 보낸다.

탈곡부(4)는 반송부(3)의 후방에 마련된다. 탈곡부(4)는 로터(41)와 시브 메쉬(42)를 포함한다. 로터(41)는 반송부(3)에 의해 이송된 곡간으로부터 곡립을 탈곡한다. 또한, 로터(41)는 곡간을 반송한다. 시브 메쉬(42)는 로터(41)에 의해 반송되는 곡간을 지지함과 함께, 곡립을 체에 거른다(곡립을 낙하시킨다).

선별부(5)는 탈곡부(4)의 하방에 마련된다. 선별부(5)는 요동 장치(51) 및 송풍 장치(52)로 구성되어 있다. 요동 장치(51)는 시브 메쉬(42)로부터 낙하된 탈곡물을 체에 걸러 곡립을 선별한다. 송풍 장치(52)는 곡립과 함께 낙하된 곡간 부스러기나 요동 장치(51) 위에 남은 곡간 부스러기를 날려 버린다.

저장부(6)는 탈곡부(4) 및 선별부(5)의 측방에 마련된다. 저장부(6)는 그레인 탱크(61)와 배출 오거(62)로 구성된다. 그레인 탱크(61)는 선별부(5)로부터 반송된 곡립을 저장한다. 배출 오거(62)는 그레인 탱크(61) 내의 곡립을 배출할 때 이용되는 장치이다.

동력부(7)는 저장부(6)의 하방에 마련된다(도 3 참조). 동력부(7)는 엔진(71)으로 구성되어 있다. 엔진(71)은 연료를 연소시켜 얻은 열에너지를 회전 동력으로 변환한다.

콤바인(1)은, 작업자가 승차하여 조종하기 위한 공간을 갖는다. 즉, 그레인 탱크(61)의 전방에 캐빈(8)이 마련된다. 또한, 콤바인(1)에는 유인 조종식 콤바인과 마찬가지로 작업자에 의해 조작되는 조작 도구가 마련된다. 콤바인(1)의 각 구성은 자율적으로 자동으로 작동함에 더하여, 작업자에 의한 조작에 기초하여 작동e될 수 있다.

캐빈(8)의 내부에는 운전 좌석이 탑재되고, 운전 좌석의 전방에는 조향 조작 수단이 되는 스티어링 핸들(도시 생략)이 마련되어 있다. 예를 들면, 이 스티어링 핸들의 조작에 의해 좌우의 크롤러식 주행 장치(12·12)의 각 회전수가 조정되고, 회전을 포함하는 콤바인(1)의 조타 방향이 인위적으로 제어될 수 있다.

이와 같이 구성된 콤바인(1)은 GPS(Global Positioning System)를 이용함으로써 자신의 위치 정보를 취득한다. 또한, 콤바인(1)은 이 위치 정보에 기초하여, 진행 방위, 주행 속도의 각 정보 등을 산출함으로써, 이들 각 정보에 기초하여 소정의 경로를 따라 주행 및 작업하도록 구성된다.

다음으로, 예취부(2)와 반송부(3)의 구성에 대해 보다 상세히 설명한다.

반송부(3)의 컨베이어(32)는 피더 하우스(33)에 수용된다. 피더 하우스(33)는 기체(9)에 대하여 회전 가능하게 연결된다. 피더 하우스(33)의 후단부가 샤시(13)를 구성하는 프레임 부재의 앞부분에 지지된다. 피더 하우스(33)의 전단부는 예취 프레임(24)의 후단부를 지지한다.

한편, 콤바인(1)의 기체(基體)(9)란, 콤바인(1)의 각 구성 중 반송부(3)와 예취부(2)를 제외한 부위를 가리키며, 샤시(13)에 지지되는 부위이다. 기체(9)는, 탈곡부(4), 선별부(5), 저장부(6), 동력부(7) 및 캐빈(8)을 포함한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 피더 하우스(33)의 하부에는 유압 실린더(34)의 일단(전단)이 지지된다. 유압 실린더(34)의 타단(후단)은 샤시(13)를 구성하는 프레임 부재에 지지된다. 유압 실린더(34)의 신축에 따라 피더 하우스(33)가 기체(9)에 대하여 상하로 스윙함으로써, 예취부(2)가 기체(9)에 대하여 상하 이동한다. 피더 하우스(33)를 포함하는 반송부(3) 및 예취부(2)의 높이 위치는 설정된 최하 위치로부터 최상 위치까지 연속적으로 변경 가능하다.

예취부(2)의 릴(21)은 예취 프레임(24)에 대하여 상하 이동 가능하게 구성된다. 예취 프레임(24)에 대하여 릴(21)을 지지하는 좌우의 각 아암(26)이 예취 프레임(24)의 상부에 스윙 가능하게 지지된다. 좌우의 각 아암(26)과 예취 프레임(24)의 측벽(25) 사이에는 각각 릴 승강용 승강 실린더(27)가 마련된다. 각 승강 실린더(27)의 일단(상단)은 각 아암(26)의 후단부에 지지되고, 타단(하단)은 예취 프레임(24)의 측벽(25)에 지지된다.

유압 작동식 승강 실린더(27)의 신축에 따라 아암(26)이 예취 프레임(24)에 대하여 상하로 스윙함으로써, 아암(26)과 함께 릴(21)이 예취 프레임(24)에 대하여 상하 이동한다. 예취 프레임(24)에 대한 릴(21)의 높이 위치는 설정된 최하 위치로부터 최상 위치까지 연속적으로 변경 가능하다.

한편, 도시 생략하였으나, 콤바인(1)은 릴(21)을 예취 프레임(24)에 대하여 전후 이동시키기 위한 구성을 포함할 수 있다. 이 경우, 아암(26)이 신축 가능하게 구성될 수 있으며, 예취 프레임(24)과 릴(21) 사이에 연결되는 유압 작동식 실린더가 마련될 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 무인 조종식 콤바인(1)은 보통형 콤바인이다. 그러나, 본 발명의 실시 형태로서 콤바인(1)은 자탈형 콤바인이라도 무방하다. 자탈형 콤바인에서 예취부(2)는, 걷어올림 장치, 복수의 분초판, 예취날, 레이킹 장치 및 반송 장치를 구비한다.

도시 생략하였으나, 걷어올림 장치는 1조마다 미예취 곡간을 일으키는 복수의 일으킴 타인을 구비한다. 걷어올림 장치는 각 분초판에 의해 1조마다 분리된 곡간을 걷어올린다. 레이킹 장치는 걷어올림 장치에 의해 일으켜진 곡간의 밑동을 레이킹한다. 예취날을 포함하는 절단 장치는 레이킹 장치의 하방에 마련되어 있다. 절단 장치는 레이킹 장치에 의해 레이킹된 곡간을 절단한다.

자탈형 콤바인의 예취날(2)에 마련된 반송 장치는 곡간의 이삭 끝쪽을 파지하는 상부 반송 장치, 곡간의 밑동쪽을 파지하는 하부 반송 장치, 하부 반송 장치로부터 탈곡부(4)로 곡간을 승계하는 세로 반송 장치 및 수계(受繼) 반송 장치로 구성되어 있다.

또한, 콤바인(1)이 자탈형 콤바인인 경우에는 유압 실린더(34)가 샤시(13)와 예취부(2)의 프레임에 연결되어 있다. 유압 실린더(34)의 신축에 의해 자탈형 콤바인은 예취부(2)의 높이 위치를 변경할 수 있다.

다음으로, 콤바인(1)의 제어 장치(80)에 대해 설명한다.

콤바인(1)은 최대한의 성능을 발휘할 수 있도록 각 지점에 정보 네트워크가 설치되어 있다. 구체적으로, 동력부(7) 외에 콤바인(1)의 각 구성이 서로 정보를 공유할 수 있는 컨트롤러 에리어 네트워크(CAN)를 구성하고 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제어 장치(80)는, CPU(Central　Processing　Unit) 등의 마이크로 컴퓨터로 이루어지는 처리부(81), 및 ROM(Read　Only　Memory), RAM, 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리 등의 기억부(82)를 가지고 있다. 처리부(81)는 ROM에 저장되어 있는 프로그램 등을 RAM 상에 읽어낸 다음 이를 실행할 수 있다. 또한, 제어 장치(80)는 제어 프로그램을 처리부(81)가 실행함으로써 각종 구성 요소의 작동 제어를 한다. 구체적으로는, 통신시 정보의 송수신, 각종 입출력 제어 및 연산 처리 제어 등을 한다.

콤바인(1)은 제어 장치(80)의 입력측의 구성으로서 엔진 회전수 센서(101), 주행 속도 센서(102), 자이로 센서(103), 방위 센서(104), 조향 센서(105), 피더 하우스 각도 센서(106) 및 릴 높이 센서(107)를 구비한다. 또한, 콤바인(1)은 후술 하는 레이저 스캐너(108)를 구비한다.

엔진 회전수 센서(101)는 엔진(71)의 크랭크 샤프트(도시 생략)의 회전수를 검출한다. 주행 속도 센서(102)는 콤바인(1)의 주행 속도를 검출한다. 경사각 센서로서 자이로 센서(103)는, 콤바인(1)의 기체(9)의 변위로서 전후 방향 경사(피치)의 각속도, 좌우 방향의 경사(롤)의 각속도 및 선회(yaw)의 각속도를 검출한다. 이와 같이 하여, 자이로 센서(103)는 GPS를 이용하여 취득하는 콤바인(1)의 현재 위치에서 노면의 경사 각도(θ1)(도 10 참조)를 검출한다.

방위 센서(104)는 콤바인(1)의 진행 방향을 검출한다. 조향 센서(105)는 콤바인(1)의 조타 방향을 검출한다. 피더 하우스 각도 센서(106)는 기체(9)에 대한 피더 하우스(33)의 각도(θ2)(도 10 참조)를 검출한다. 기체(9)에 대한 피더 하우스(33)의 각도로서는 유압 실린더(34)의 신장량을 검출할 수 있다. 릴 높이 센서(107)는 예취 프레임(24)에 대한 릴(21)의 높이 위치를 검출한다. 예취 프레임(24)에 대한 릴(21)의 높이 위치로서는 승강 실린더(27)의 신장량을 검출할 수 있다.

이들 각 센서로는 공지 구성을 가지는 센서를 이용할 수 있다. 각 센서로부터의 신호는 제어 장치(80)로 송신된다. 제어 장치(80)는 이러한 정보 가운데, 자이로 센서(103) 및 방위 센서(104)로부터 취득한 신호에 기초하여 콤바인(1)의 자세(방향, 기체 전후 방향 및 기체 좌우 방향의 경사, 선회 방향)를 산출 또는 도출 등 함으로써 인식한다.

제어 장치(80)는 산출 등의 결과에 기초하여, 미리 설정된 주행 경로를 콤바인(1)이 주행함과 함께, 미리 설정된 작업의 정보에 기초하여 포장 내에서 콤바인(1)이 소정의 작업을 하도록 각 구성을 제어한다. 즉, 제어 장치(80)는 주행부(10), 예취부(2), 반송부(3), 탈곡부(4), 선별부(5), 저장부(6) 및 동력부(7)를 제어한다.

이때, 제어 장치(80)는 엔진(71) 상태를 검출하는 엔진 회전수 센서(101), 온도 센서 및 유온 센서(모두 도시 생략) 등으로부터의 입력 정보(검출 정보)에 기초하여, 엔진(71)의 운전 상태를 제어한다. 또한, 제어 장치(80)는 피더 하우스(33)의 각도를 변경함으로써 예취부(2) 및 반송부(3)의 높이를 설정 높이로 조정하거나, 릴(21)의 높이 위치를 조정하는 제어를 실행한다. 또한, 제어 장치(80)는 예취 속도의 변경에 수반하여 반송부(3)에서의 반송 속도를 변경하거나 탈곡부(4)의 로터(41)의 회전수를 처리량에 따라 변경하거나, 송풍 장치(52)의 풍량 및 시브 메쉬(42)의 개도를 처리량에 따라 변경하는 제어를 실행한다. 또한, 제어 장치(80)는, 후술하는 위치 정보, 변위 및 방위 정보, 포장 정보(fI)(도 6 참조) 등에 기초하여 조타 방향이 변경되도록 주행부(10)를 제어함과 함께, 예취부(2)의 높이 위치 및 릴(21)의 높이 위치가 변경되도록 유압 실린더(34)와 승강 실린더(27)를 제어한다.

한편, 콤바인(1)이 실시하는 작업에 필요한 각 설정값으로서는, 주행 경로를 따라 또는 주행 상태마다 각 구성의 작동이 프로그래밍된다. 콤바인(1)은 이러한 프로그램에 따라 소정의 작업을 실시할 수 있다. 또한, 콤바인(1)에서, 자율 주행 및 작업에 필요한 긴급 정지, 일시 정지, 재발진, 주행 속도의 변경, 엔진 회전수의 변경, 예취부(2)의 높이 위치의 자동 조정, 및 예취물의 반송 속도의 자동 조정 등을 위한 설정값은 미리 기억부(82)에 저장되어 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 제어 장치(80)는 통신부(83)를 갖는다. 통신부(83)는 콤바인(1)의 외부의 구성과 통신하는 기능을 갖는다. 제어 장치(80)는 통신부(83)를 통하여 다른 콤바인 등의 차량, 수확물을 운송하는 다른 차량, 휴대 단말 등과 통신 가능하다. 제어 장치(80)는 외부의 구성으로부터 송신되는 정보를 읽기 및 해석 등 함으로써 외부의 구성으로부터 필요한 정보가 입력되고, 프로그램 등이 저장된 정보의 다시쓰기에 대응할 수 있도록 구성될 수 있다.

다음으로, 콤바인(1)이 GPS를 이용하여 자신의 위치 정보를 취득하는 방법에 대해 설명한다.

도 5에 도시한 바와 같이, 콤바인(1)은 이동국이 되는 이동 통신기(91), 이동 GPS 안테나(92) 및 데이터 수신 안테나(93)를 구비한다. 또한, 기준국이 되는 고정 통신기(94), 고정 GPS 안테나(95), 데이터 송신 안테나(96)가, 두렁 등의 포장에서 작업의 방해가 되지 않는 소정 위치에 배치된다. 기준국 및 이동국의 양방에서 위상의 측정(상대 측위)이 이루어지고, 기준국의 고정 통신기(94)에서 측위 된 데이터가 데이터 송신 안테나(96)로부터 콤바인(1)의 데이터 수신 안테나(93)로 송신된다.

콤바인(1)에 배치된 이동 GPS 안테나(92)는 GPS 위성(90·90…)으로부터 신호를 수신한다. 이 신호는 이동 통신기(91)에 송신되어 측위된다. 그리고, 동시에 기준국이 되는 고정 GPS 안테나(95)가 GPS 위성(90·90…)으로부터 신호를 수신한다. 고정 통신기(94)에서 측위된 데이터가, 데이터 송신 안테나(96)로부터 데이터 수신 안테나(93)를 통하여 이동 통신기(91)로 송신된다. 콤바인(1)의 이동 통신기(91)에서는 관측된 데이터가 해석되고 이동국의 위치가 결정된다. 이와 같이 하여 얻어진 위치 정보는 콤바인(1)의 제어 장치(80)로 송신된다.

이와 같이 하여, GPS 위성(90·90…)으로부터 송신되는 신호에 기초하여, 이동 통신기(91)에서 설정 시간 간격으로 콤바인(1)의 위치 정보가 취득되고, 자이로 센서(103) 및 방위 센서(104)로부터는 콤바인(1)의 변위 정보 및 방위 정보가 검출된다.

콤바인(1)의 제어 장치(80)는 이들 위치 정보, 변위 정보 및 방위 정보에 기초하여, 미리 설정된 주행 경로를 따라 콤바인(1)이 주행하도록 주행부(10) 및 동력부(7) 등의 각 구성을 제어한다. 또한, 콤바인(1)은 제어 장치(80)가 위치 정보를 인식함으로써, 현재 위치에 따라 주행 경로를 따라 설정된 소정의 작업을 실시하거나, 또는 콤바인(1)의 주행 상태마다 설정된 작업을 실시할 수 있다.

한편, 각 설정값은 벼 또는 콩 등과 같은 2종 이상의 예취 대상물마다 다른 설정이 이루어진다. 즉, 각 설정값은 예취 대상물마다 다를 수 있다. 또는, 콤바인(1)의 제어 장치(80)는 기준이 되는 설정값을 미리 저장함과 함께, 기준의 설정에 대해서 예취 대상물의 종류에 따라 보정된 각 설정값을 예취 작업에 이용할 수 있다.

다음으로, 콤바인(1)의 제어 장치(80)에 미리 입력되어 있는 포장 정보(fI)에 대해 설명한다. 도 6에, 포장 정보(fI)의 일례를 나타낸다. 도 6의 (A)에 도시한 바와 같이, 포장 정보(fI)는 맵 형상으로 구성되어 있다.

포장 정보(fI)로서 작업 범위가 되는 포장(F)의 외주의 위치 정보(지도 정보)가 미리 설정되어 있다. 작업자가 사전에 포장(F)을 육안 등에 의해 확인함으로써 데이터화되어 있는 지도상에, 포장단(E)으로서 포장(F)의 외주를 지정한다. 또는, 위성 사진, 드론 등을 활용함으로써 육안을 대신하는 방법을 채용할 수도 있다.

또한, 도 6의 (B) 및 도 6의 (C)에 도시한 바와 같이, 포장단(E)의 외측의 경사로(SL)의 경사 각도의 정보와 포장(F) 내의 경사면의 정보가, 지도 정보의 블록(도 6의 (A) 중 격자)의 각(角)마다, 즉 지도 정보의 점마다 입력되어 있다. 이와 같이, 포장 정보(fI)는 3차원 지도 정보에 의해 구성된다.

포장(F) 내의 경사면이란, 포장(F)에서 수평 방향에 대하여 경사진 부분의 면이다. 본 예의 포장(F)은, 도 6의 (B) 및 도 6의 (C)에 도시한 바와 같이, 대략 수평면에 의해 형성되어 있다. 한편, 경사로(SL)란, 포장단(E)보다 바깥쪽에 위치하는 노면으로서, 포장(F)에 접속하는 접속로이다.

포장 정보(fI)는 주행 경로의 정보를 포함한다. 도 7에, 주행 경로의 일례를 나타낸다.

도 7에 도시한 바와 같이, 주행 경로는 포장 정보(fI)로서 지도 정보에 대응된다. 설정되는 주행 경로에는 경사로(SL)를 지나 포장(F)에 진입하는 경로, 포장(F) 내에서 주행 및 작업하는 경로 및 포장(F)으로부터 경사로(SL)로 물러나는 경로가 포함된다. 경사로(SL)를 지나 포장(F)에 진입하는 경로 및 포장(F)으로부터 경사로(SL)로 물러나는 경로는 포장단(E)에 교차하는 경로로서 설정된다. 이에 따라, 후술하는 바와 같이, 콤바인(1)의 제어 장치(80)는, 포장 정보(fI, GPS)를 이용하여 취득하는 위치 정보, 자이로 센서(103)에 의해 검출되는 경사 각도의 정보를 이용하여 주행 경로 상의 포장단(E)의 위치를 인식할 수 있다.

도 7에 도시하는 주행 경로에 의하면, 콤바인(1)은, 경사로(SL)를 주행하여 소정의 포장단(E)의 변(도면 중 하측변)을 지나 포장(F) 내로 진입한다. 콤바인(1)은, 포장(F) 내에서 직진으로 주행하면서 포장(F)의 중심을 향해 왼쪽으로 선회하면서 예취 작업을 실시한다. 그리고, 콤바인(1)은 진입한 포장단(E)의 근방으로부터 포장(F)을 벗어난다.

한편, 포장의 형상 등의 환경에 따라, 포장마다 다른 주행 경로가 설정될 수 있다. 도 8에 주행 경로의 다른 일례를 나타낸다.

도 8에 도시하는 주행 경로는, 다른 포장(Fo)에 대하여 설정된 경로이다. 이 주행 경로는, 원 안의 숫자의 순서로 포장(Fo) 내에서 콤바인(1)이 주행 및 예취 작업을 실시하도록 설정되어 있다. 콤바인(1)이 예취 작업을 실시하는 경로는 도면 중 직선의 화살표로 나타낸다. 1~10의 숫자가 기록된 경로는 포장(Fo) 내의 예취용 경로로서 콤바인(1)이 순서대로 주행하는 경로이다. 콤바인(1)이 예취 작업을 실시하지 않고 주행만 하는 경로는, 도면 중에 2점 쇄선의 화살표로 나타낸다. 이와 같이 설정된 주행 경로에 의하면, 콤바인(1)은 포장(Fo)과 그 주위의 2개의 경사로(SL)를 도면 중의 1~10의 순서로 따라가면서 나선상으로 이동한다.

콤바인(1)은 경사로(SL)를 주행하여, 2개의 포장단(E)의 변 중 일방(도면 중의 하방)을 지나 포장(Fo) 내로 진입한다. 또한, 콤바인(1)은 2개의 포장단(E)의 변 사이에서 포장(Fo) 내를 직진으로 주행하면서 예취 작업을 실시하고, 타방(도면 중의 상방)의 포장단(E)으로부터 포장(Fo)을 벗어난다. 그리고, 경사로(SL)에서 90° 왼쪽으로 회전한 후에 타방의 포장단(E)의 변을 따라 이동하고, 다시 왼쪽으로 90°회전한 다음 포장(Fo)을 향해 경사로(SL)를 주행한다. 그리고 나서, 타방의 포장단(E)으로부터 포장(Fo)에 다시 진입하여, 일방의 포장단(E)을 향해 직진으로 주행하면서 예취 작업을 실시하고, 일방의 포장단(E)으로부터 포장(Fo)를 벗어난다. 그리고, 경사로(SL)에서 90° 왼쪽으로 회전한 후에 일방의 포장단(E)의 변을 따라 이동하고, 다시 왼쪽으로 90° 회전한 다음 포장(Fo)을 향해 경사로(SL)를 주행한다. 콤바인(1)은, 다음으로 일방의 포장단(E)으로부터 포장(Fo) 내에 진입할 때, 먼저 통과한 궤적의 바로 좌측을 주행한다. 또한, 콤바인(1)은 다음으로 타방의 포장단(E)으로부터 포장(Fo) 내에 진입할 때, 먼저 통과한 궤적의 바로 우측을 주행한다.

포장(Fo)의 특징은 서로 마주 보는 2개의 포장단(E)의 변에 인접한 각 경사로(SL)의 경사 각도가 매우 완만하고, 이러한 경사로(SL)에는 콤바인(1)의 회전을 위한 공간이 크게 포함되어 있다. 수확한 곡립을 운반하는 차량(운반차)은 이러한 경사로(SL)에 인접하는 차도에 주차된다. 또한, 이 포장(Fo) 하나당 수확량은 그레인 탱크(61)(도 1 참조)의 용량을 상회한다. 따라서, 콤바인(1)은 포장(Fo) 내에서 예취 작업을 실시하고 있는 동안에 그레인 탱크(61)가 꽉 차기 전에 예취 작업을 일단 중단할 필요가 있다.

그러나, 콤바인(1)은 포장(Fo) 내의 일방과 타방의 포장단(E)의 변 사이에서 예취 작업을 실시한 다음, 포장(Fo) 외의 경사로(SL)에서, 운반차가 대기할 수 있는 차도를 따라 다음 예취용 경로로 이동할 수 있다. 그 때문에, 그레인 탱크(61)의 상한에 수확량이 가까워졌을 때 포장단(E)까지 예취 작업을 실시하고 나서 포장(Fo)으로부터 물러나, 운반차가 대기하는 위치까지 경사로(SL)를 주행한 다음, 그레인 탱크(61)로부터 곡립을 배출할 수 있다. 즉, 콤바인(1)은 예취 작업을 중단한 위치의 근방에서 곡립을 배출할 수 있으므로 예취 작업의 효율화를 도모할 수 있다.

한편, 도 8에 도시하는 주행 경로는, 그레인 탱크(61)의 상한에 수확량이 가까워질 때까지는 콤바인(1)이 경사로(SL)에 매번 올라앉지 않고, 포장단(E)의 앞에서 90˚ 왼쪽으로 회전하고, 포장(Fo) 내에서 2개의 각 포장단(E)의 변을 따라 다음의 수가 기록된 예취용 경로까지 이동하도록 설정되어 있을 수 있다. 이러한 경로에 의하면, 콤바인(1)이 경사로(SL)에 올라앉아 이곳을 주행하는 거리가 생략되므로 예취 작업의 효율화를 더욱 도모할 수 있다.

도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 콤바인(1)의 주행 경로는 상공으로부터 포장을 내려다 보는 시선에서 반시계 방향으로 설정된다. 즉, 콤바인(1)은 왼쪽으로 선회하면서 예취 작업을 실시한다. 따라서, 포장(F·Fo) 내에서 주행하는 콤바인(1)의 우측은 예취가 끝난 쪽에 해당한다. 콤바인(1)은 예취가 끝난쪽에 치우쳐 장애물을 검출하기 위한 구성을 구비한다. 이러한 장애물을 검출하기 위한 구성 또는 방법은 이하의 레이저 스캐너(108)에 한정되지 않으며, 밀리미터파 레이더를 이용한 검출일 수 있으며, 카메라 등을 이용한 화상 처리에 의하는 것일 수도 있다.

도 9에 도시한 바와 같이, 콤바인(1)은 레이저 스캐너(108)를 구비한다. 레이저 스캐너(108)는 예취부(2)의 주위에 레이저를 조사한다. 레이저 스캐너(108)는 캐빈(8)의 하방에 마련된다. 캐빈(8)은 콤바인(1)의 기체(9)에서 우측에 위치한다. 그 때문에, 레이저 스캐너(108)로부터의 레이저의 조사 범위는 예취부(2)의 우측으로 치우쳐 있다.

상세하게는, 레이저 스캐너(108)의 조사 범위의 중심, 즉, 레이저 스캐너(108)의 설치 위치는 예취부(2)의 중심 위치(C)보다 우측에 있다. 레이저 스캐너(108)로부터의 레이저의 조사 범위(각도)는 설치 위치를 중심으로 하여 전방으로 90°로 설정되어 있다. 그 때문에, 예취부(2)의 우측 부분은 좌측 부분보다 넓은 범위로 조사 범위에 수렴된다. 이와 같이, 레이저의 조사 범위는 예취가 끝난 쪽으로 치우쳐 있다.

포장(F·Fo) 내의 작업에 대해서는, 예취가 끝난 쪽에 사람이 들어가는 경우가 많을 수 있다. 콤바인(1)은 예취가 끝난 쪽에 사람이 들어가는 경우에 대비하여, 예취부(2)의 우측 부분에 치우쳐 레이저가 조사되도록 구성되어 있다. 또한, 포장(F·Fo) 내의 예취가 끝난 부분은 예취 대상물이 예취됨으로써 노면의 대부분이 노출된다. 이러한 예취 종료 부분에 대한 레이저의 조사가 차단되기 어려우므로, 예취가 끝난 쪽, 즉, 예취부(2)의 우측 부분과 그 우측에서, 사람, 동물 등의 장애물을 용이하게 검출할 수 있다.

다음으로, 콤바인(1)이 포장(F1) 내에 진입하는 경우 제어 장치(80)가 실시하는 제어에 대해, 도 10 및 도 11을 이용하여 설명한다.

도 10에 도시한 바와 같이, 포장(F1)에 접속되는 경사로(SL)를 콤바인(1)이 주행하여, 포장(F1)에 진입하는 경우에 대해 설명한다. 콤바인(1)은 포장(F1)을 향해 경사로(SL)를 주행하는 동안, 예취 작업을 위한 작동을 개시한다. 구체적으로는, 릴(21)의 회전, 예취날(22)의 작동, 컨베이어(32)(모두 도 1 참조)의 구동 등을 개시한다.

콤바인(1)은 GPS를 이용하여 포장(F1) 안팎에서의 자신의 위치 정보를 소정 시간마다 취득한다. 또한, 콤바인(1)의 자이로 센서(103)(도 4 참조)는 경사로(SL) 중, 콤바인(1)의 현재 위치의 경사 각도(θ1)를 검출한다. 또한, 위에서 설명한 바와 같이, 제어 장치(80)의 기억부(82)(도 4 참조)에는, 위에서 설명한 바와 같이 주행 경로의 정보 및 포장단(E)의 정보를 포함하는 포장 정보(fI)가 미리 입력되어 있다. 그리고, 포장 정보(fI)에서 설정되어 있는 주행 경로를 따라 주행하면서 콤바인(1)은 포장(F1)에 진입한다.

콤바인(1)은 취득하는 위치 정보에 의해, 포장(F1) 내외에서의 현재 위치를 인식할 수 있다. 콤바인(1)이 취득하는 위치 정보에 대해서, 콤바인(1)의 데이터 수신 안테나(93)(도 1 참조)의 위치가 현재 위치에 대응한다. 또한, 취득하는 위치 정보에 대해서, 소정 거리만큼 전방으로 디바이더 선단(23T)의 위치가 멀어져 있다. 그 때문에, 이 소정 거리의 정보, 즉, 데이터 수신 안테나(93)의 위치로부터 디바이더 선단(23T) 위치까지의 소정 거리의 치수 정보가 제어 장치(80)의 기억부(82)에 미리 저장되어 있다. 디바이더 선단(23T)의 위치를 나타내는 소정 거리로서는, 기체(9)에 대한 피더 하우스(33)의 각도(θ2)에 대응한 값이 미리 저장되어 있다. 또한, 디바이더 선단(23T)의 높이 위치를 나타내는 값으로서는, 기체(9)에 대한 피더 하우스(33)의 각도(θ2)에 대응한 값이 미리 저장되어 있다.

또한, 취득하는 위치 정보에 대해, 디바이더 선단(23T)보다 전방에 소정 간격(Lf)을 두고 편차점(D)이 설정되어 있다. 편차점(D)의 정보, 즉, 디바이더 선단(23T)으로부터 전방으로의 소정 간격(Lf)의 정보는, 제어 장치(80)의 기억부(82)에 미리 저장되어 있다. 이와 같이, 디바이더 선단(23T)의 위치보다 기체(9)로부터 멀어진 위치에 편차점(D)이 설정되어 있다.

이와 같이 하여, 콤바인(1)은 미리 설정된 주행 경로의 정보 및 포장단(E)의 정보를 포함하는 포장 정보(fI), GPS를 이용하여 취득하는 위치 정보 및 자이로 센서(103)에 의해 검출되는 경사 각도(θ1)의 정보를 이용하여 포장단(E)에 대한 예취부(2)의 디바이더 선단(23T)의 위치를 인식한다.

그리고, 콤바인(1)은 편차점(D)이 포장단(E)에 중복됨을 인식하는 경우, 예취부(2)의 높이 위치를 상승시킨다. 이에 따라, 콤바인(1)은 고도의 센서에 의존하지 않고 GPS에 의한 위치 정보에 기초하여 예취부(2)의 높이 위치를 변경할 수 있다. 포장단(E)은 포장 정보(fI)에 포함되는 목표점의 하나이다.

한편, 콤바인(1)은 주행 경로 상의 경사로(SL)로부터 포장(F1)에 진입할 때 디바이더 선단(23T)이 포장단(E)에 도달했을 때, 예취부(2)의 높이 위치를 상승시키도록 구성될 수 있다. 콤바인(1)의 주행 속도가 비교적 낮은 경우 등에는, 이와 같이 간단하고 쉬운 제어에 의해 예취부(2)의 높이 위치를 효과적으로 변경할 수 있다. 이에 따라, 콤바인(1)의 제어 장치(80)에 미리 입력되는 정보를 간소화할 수 있다. 이와 같이, 디바이더 선단(23T) 또는 편차점(D)이 포장단(E)에 도달한 것을 검출할 때 예취부(2)의 높이 위치가 자동적으로 상승하므로, 포장(F1) 진입시의 디바이더 선단(23T)의 충돌을 방지할 수 있다.

또한, 콤바인(1)은 도시 생략하였으나, 초음파 센서 등에 의해 구성된 그라운드 센서를 구비할 수 있다. 이러한 그라운드 센서를 더 포함하는 콤바인(1)에 의하면, 경사로(SL) 또는 포장(F1)에서 요철 노면에 예취부(2)의 하면 또는 디바이더 선단(23T)이 충돌하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 위에서 설명한 바와 같이, 피더 하우스 각도 센서(106)(도 4 참조)는 기체(9)에 대한 피더 하우스(33)의 각도(θ2)를 검출한다. 이에 따라, 콤바인(1)의 제어 장치(80)는 기체(9)에 대한 피더 하우스(33)의 위치 정보를 취득할 수 있다. 콤바인(1)은 기체(9)에 대한 피더 하우스(33)의 위치 정보(즉, 각도(θ2)) 및 자이로 센서(103)에 의해 검출되는 경사 각도(θ1)의 정보에 기초하여, 주행 경로 상의 노면과 예취부(2)의 간격이 일정하게 유지되도록 예취부(2)의 높이 위치를 변경한다.

한편, 여기서 말하는 주행 경로 상의 노면과 예취부(2)의 간격은, 예를 들면, 예취부(2)에 마련된 위에서 서술한 대지 센서와 노면의 간격이며, 노면과 예취부(2)의 충돌을 피할 수 있도록 설정된 간격이다. 주행 경로 상의 노면과 예취부(2)의 설정된 간격(Hs)을 도 11에 나타낸다.

이러한 구성에 의하면, 도 11에 도시한 바와 같이, 콤바인(1)은 포장단(E) 바로 근처의 예취 대상물을 적절히 예취하면서, 경사로(SL)로부터 포장(F1) 내로 진입할 수 있다. 즉, 기체(9)가 포장(F1) 내에 진입하고 있지 않더라도 디바이더 선단(23T)이 포장단(E)을 지나 포장(F1) 내에 진입한 경우, 디바이더 선단(23T)의 충돌을 방지함과 함께 예취 작업을 적절히 실시할 수 있다. 이와 같이 포장(F1) 내에 진입한 콤바인(1)은 이후, 제어 장치(80)에 의한 제어에 의해 주행 경로를 따라 소정의 작업을 실시한다.

다음으로, 포장(F2) 내를 콤바인(1)이 주행하는 경우 제어 장치(80)가 실시하는 제어에 대해, 도 12 및 도 13을 이용하여 설명한다. 선행하여 예취 작업이 중간까지 실시된 포장으로서 포장(F2)을 예시한다.

먼저, 콤바인(1)의 제어 장치(80)(도 4 참조)는 선행하여 실시된 예취 작업의 정보를 가지고 있다. 구체적으로는, 제어 장치(80)의 기억부(82)는 콤바인(1)보다 먼저 포장(F2) 내에 진입한 차량으로서 다른 콤바인의 주행 경로와 상기 주행 경로를 따라 실시된 작업의 정보로서, 주행 경로의 위치마다 실시된 정보를 저장하고 있다. 또는, 제어 장치(80)의 기억부(82)는 이전에 포장(F2) 내에 진입한 콤바인(1)의 주행 경로와 상기 주행 경로를 따라 실시된 작업의 정보로서, 주행 경로의 위치마다 실시된 정보를 저장하고 있다. 기억부(82)는 이러한 예취 작업의 정보를 포장 정보(fI)에 대응시켜 저장하고 있다. 다시 말하면, 포장 정보(fI)는 선행하여 실시된 예취 작업의 정보를 포함한다.

제어 장치(80)의 처리부(81)는 주행 경로 상의 위치별 작업 정보, 즉, 콤바인(1)이 주행하는 주행 경로 상의 현재 위치에서 실시된 작업 정보를 읽어낸다. 이에 따라, 제어 장치(80)는 포장(F2)에 설정되어 있는 주행 경로의 정보를 포함하는 포장 정보(fI)에 읽어낸 작업 정보를 조합함으로써, 현재 위치가 예취 종료 영역과 미예취 영역의 어느 것인지를 구별해 읽어낼 수 있다.

도 12에 도시한 바와 같이, 선행하여 예취 작업이 중간까지 실시된 결과로서, 포장(F2)은 예취 종료 영역(F21)과 미예취 영역(F22)으로 구분된다. 콤바인(1)은 포장단(E)으로부터 포장(F2) 내에 진입하는 경우, 주행 경로 상의 노면과 예취부(2)의 간격을 일정하게 유지하지 않고, 설정된 소정 높이(H1)로 예취부(2)의 높이 위치를 상승시킨다. 소정 높이(H1)는 기체(9)에 대한 피더 하우스(33)의 소정 각도(θ2s)이며, 릴(21)이 배출 곡간을 긁어 들이지 않고 디바이더(23)에 배출 곡간이 접촉하지 않도록, 예취 대상물의 종류에 따라 설정된 예취부(2)의 높이 위치이다. 이러한 구성에 의하면, 예취 종료 영역(F21)의 지면에 남은 배출 곡간의 레이킹을 방지하면서, 포장 진입시 디바이더 선단(23T)의 충돌을 방지할 수 있다.

그리고, 도 13에 도시한 바와 같이, 포장(F2)의 미예취 영역(F22)에 디바이더 선단(23T)이 도달했을 때, 다시 말하면, 예취 종료 영역(F21)과 미예취 영역(F22)의 경계점(B)에 디바이더 선단(23T)이 도달했을 때, 예취부(2)의 높이 위치를 설정된 소정 높이까지 하강시킨다. 경계점(B)은 주행 경로 상의 목표점 중 하나이다. 여기서의 소정 높이의 일례는, 기체(9)에 대한 피더 하우스(33)의 위치 정보(즉, 각도 θ2) 및 자이로 센서(103)에 의해 검출되는 경사 각도(θ1)의 정보에 기초하여, 주행 경로 상의 노면과 예취부(2)의 간격(Hs)(도 11 참조)이 일정하게 유지되도록 변경되는 높이 위치이다. 이러한 구성에 의하면, 예취 종료 영역(F21)의 지면에 남은 배출 곡간의 레이킹을 방지한 다음, 콤바인(1)은 미예취 영역(F22)의 시단(始端)으로부터 적절히 예취 작업을 실시할 수 있다. 이와 같이 포장(F2)의 미예취 영역(F22)에 도달한 콤바인(1)은 이후, 제어 장치(80)에 의한 제어에 따라 주행 경로를 따라 소정의 작업을 실시한다.

다음으로, 포장(F3) 내에서 콤바인(1)이 예취 작업하는 경우 제어 장치(80)가 실시하는 제어에 대해, 도 14를 이용하여 설명한다. 도 14에 도시한 바와 같이, 포장(F3) 내의 포장단(E) 부근에서 예취 작업을 실시하는 콤바인(1)에 대해 설명한다.

위에서 설명한 바와 같이, 콤바인(1)의 제어 장치(80)(도 4 참조)는 포장단(E)의 정보 및 포장(F) 내의 경사면의 정보를 포함하는 포장 정보(fI)(도 6의 (B) 및 도 6의 (C) 참조)를 가지고 있다. 또는, 콤바인(1)이 포장(F3) 내에 진입할 때 통과한 경사로(SL)의 경사 각도 정보 및 현재 위치에 이르기까지 통과한 주행 경로의 경사면 정보는, 자이로 센서(103)(도 4 참조)에 의한 검출 결과에 기초하여 포장 정보(fI)로서 기억부(82)에 저장되어 있다. 기억부(82)에 저장되는 경사로(SL)의 경사 각도 정보 및 주행 경로의 경사면 정보는, 포장 정보(fI)에서 지도 정보 상의 위치별로 대응된다.

콤바인(1)은 상기 서술한 각 정보를 포함하는 포장 정보(fI), GPS를 이용하여 취득하는 위치 정보 및 자이로 센서(103)에 의해 검출되는 경사 각도(θ1)의 정보에 기초하여, 디바이더 선단(23T)의 위치 및 편차점(D)의 위치를 산출한 다음, 편차점(D)의 위치를 인식할 수 있다. 그리고, 도 14에 도시한 바와 같이, 콤바인(1)은 목표점으로서의 포장단(E)에 편차점(D)이 중복됨을 인식하는 경우, 예취부(2)의 높이 위치를 변경한다. 이러한 구성에 의하면, 디바이더 선단(23T)이 포장단(E)보다 내측에 남으면서 편차점(D)이 포장단(E)을 넘어가는 사태가 생기더라도, 디바이더 선단(23T)의 충돌을 방지함과 함께 예취 작업을 적절히 실시할 수 있다. 구체적으로는, 콤바인(1)은 포장단(E)의 근방에 있는 예취 대상물을 포장(F3) 내의 다른 예취 대상물과 마찬가지로 예취할 수 있다.

이와 같이, 콤바인(1)은 상술한 각 정보를 포함하는 포장 정보(fI), GPS를 이용하여 취득하는 위치 정보 및 자이로 센서(103)에 의해 검출되는 경사 각도(θ1)의 정보에 기초하여, 예취부(2)의 높이 위치를 변경한다. 이 경우, 예취부(2)의 상승량(Mi)은 예취 대상물의 종류 및 예취 대상물의 도복(倒伏) 상태에 따라 설정되어 있는 예취 작업을 위한 높이 위치로부터, 포장(F) 내의 경사면의 정보를 고려하여 산출된다.

또한, 위에서 설명한 바와 같이, 주행 속도 센서(102)(도 4 참조)는 콤바인(1)의 주행 속도를 검출한다. 콤바인(1)은 기체(9)에 대한 피더 하우스(33)의 위치 정보(즉, 각도 θ2)와 주행 속도에 따라, 편차점(D)의 위치를 변경한다. 또한, 이 경우, 예취부(2)의 높이 위치를 변경하는 속도를 변경한다.

예를 들면, 설정된 소정 각도보다 기체(9)에 대한 피더 하우스(33)의 각도가 작은 경우에는 편차점(D)을 보다 전방에 설정함으로써, 콤바인(1)은 목표점으로부터 보다 먼 위치로부터 예취부(2)를 상승시키고, 및/또는 보다 빠른 속도로 예취부(2)를 상승시킨다. 설정된 소정 각도보다 기체(9)에 대한 피더 하우스(33)의 각도가 큰 경우에는 편차점(D)을 보다 후방에 설정함으로써, 콤바인(1)은 목표점으로부터 보다 가까운 위치로부터 예취부(2)를 상승시키고, 및/또는 보다 느린 속도로 예취부(2)를 상승시킨다. 한편, 설정된 소정 속도보다 주행 속도가 높은 경우에는 콤바인(1)은 편차점(D)을 보다 전방에 설정함으로써, 목표점으로부터 보다 먼 위치에서 예취부(2)를 상승시키거나, 및/또는 보다 빠른 속도로 예취부(2)를 상승시킨다. 설정된 소정 속도보다 주행 속도가 낮은 경우에는 편차점(D)를 보다 후방에 설정함으로써 콤바인(1)은 경사로(SL)에 의해 가까운 위치로부터 예취부(2)를 상승시키거나, 및/또는 보다 느린 속도로 예취부(2)를 상승시킨다. 이러한 구성에 의하면, 콤바인(1)은 피더 하우스(33)의 위치와 주행 속도에 의존하지 않고, 예취 잔재가 발생하지 않으며 예취 작업을 적절히 실시할 수 있음과 함께, 디바이더 선단(23T)의 노면으로의 충돌을 방지할 수 있다.

다음으로, 콤바인(1)이 포장 밖으로 물러나는 경우에 제어 장치(80)가 실시하는 제어에 대해, 도 15, 도 16 및 도 17을 이용하여 설명한다.

도 14를 이용한 설명과 마찬가지로, 콤바인(1)의 제어 장치(80)(도 4 참조)는, 포장단(E)의 정보 및 포장(F4) 내의 경사면의 정보를 포함하는 포장 정보(fI)를 가지고 있다. 특히, 포장(F4)로부터 물러나는 경우에 주행하는 경사로(SL) 상의 주행 경로로서, 포장(F4)에 진입하는 경우에 주행한 경사로(SL) 상의 주행 경로를 이용하는 경우, 콤바인(1)은 기억부(82)에 저장된 경사로(SL)의 경사 각도의 정보를 유효하게 이용할 수 있다.

먼저, 도 15에 도시한 바와 같이, 콤바인(1)은 포장(F4) 내에서 예취 작업을 실시하면서 포장단(E)을 통과하여 경사로(SL)로 물러나는 경우에 대해 설명한다. 이 경우에는, 콤바인(1)은, 상기 서술한 각 정보를 포함하는 포장 정보(fI), GPS를 이용하여 취득하는 위치 정보 및 자이로 센서(103)에 의해 검출되는 경사 각도(θ1)정보에 기초하여 디바이더 선단(23T)의 위치로서 편차점(D)의 위치를 산출한 다음, 편차점(D)의 위치를 인식할 수 있다. 그리고, 콤바인(1)은 포장단(E)보다 외측의 경사로(SL)의 경사면(Si)에 편차점(D)이 중복됨을 인식하는 경우, 예취부(2)의 높이 위치를 변경한다. 이러한 구성에 따르면, 콤바인(1)은 포장단(E)을 지나 포장(F4)으로부터 물러나면서 포장단(E)의 근방에 있는 예취 대상물을 포장(F4) 내의 다른 예취 대상물과 마찬가지로 예취할 수 있다.

한편, 콤바인(1)은 포장(F4)으로부터 물러날 때 디바이더 선단(23T)이 포장단(E)에 도달하였음을 인식하는 경우, 예취부(2)를 상승시키도록 구성되어 있을 수 있다.

도 16에 도시한 바와 같이, 콤바인(1)이 포장(F4)으로부터 경사로(SL)로 물러날 때, 경사로(SL)의 경사 각도(θ3)에 따라 예취부(2)의 높이 위치를 변경한다. 경사로(SL)의 경사 각도(θ3)의 정보는 포장 정보(fI)로서 기억부(82)에 저장되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 콤바인(1)은 포장(F4)으로부터 물러날 때 예취 잔재가 발생하지 않고 예취 작업을 적절히 실시할 수 있음과 함께, 디바이더 선단(23T)의 경사로(SL)에 대한 충돌을 방지할 수 있다.

또한, 도 14를 이용한 설명과 마찬가지로, 콤바인(1)은 기체(9)에 대한 피더 하우스(33)의 위치 정보(즉, 각도 θ2)와 주행 속도에 따라, 예취부(2)의 높이 위치를 변경하는 속도와 편차점(D)의 위치를 변경한다.

한편, 콤바인(1)의 제어 장치(80)는, 취득하는 위치 정보에 기초하여 단위시간당 콤바인(1)의 이동량을 산출함으로써, 콤바인(1)의 주행 속도를 산출할 수 있다.

포장단(E)의 외측 경사로(SL)의 경사 각도(θ3)의 정보 및 포장(F4) 내의 경사면(포장(F4)에서 대략 0°)의 정보를 포함하는 포장 정보(fI)에 의하면, 콤바인(1)은 각도(θ2)의 정보와 경사 각도(θ3)의 정보에 기초하여, 주행 경로 상의 노면에 대해 예취부(2)를 일정 간격(Hs) 유지할 수 있다. 포장(F4)에 진입할 때와 포장(F4)으로부터 물러날 때, 주행 경로 상의 노면과 예취부(2)의 각 간격(Hs)은 서로 다를 수 있다. 즉, 포장(F4)로부터 물러날 때 유지되는 간격(Hs)은 포장(F4)에 진입할 때 유지되는 간격(Hs)보다 클 수 있으며, 작을 수도 있다.

또한, 도 17에 도시한 바와 같이, 경사로(SL)에서 도중에 경사 각도가 변화되어도, 저장되는 포장 정보(fI)에는 포장단(E) 외측의 경사로(SL)의 경사 각도(θ3·θ4)의 정보가 포함되어 있다. 이와 같이, 다른 경사 각도(θ3·θ4)의 정보를 포함하는 포장 정보(fI)에 의하면, 콤바인(1)은 경사로(SL)를 주행할 때, 경사로(SL)의 경사 각도(θ3·θ4)에 따라 예취부(2)의 높이 위치를 변경할 수 있다. 따라서, 주행 경로 상의 노면의 경사 각도에 대하여 필요 이상으로 예취부(2) 및 반송부(3)의 높이 위치가 높아지지 않고, 또는 예취부(2)가 노면에 충돌하지 않고 콤바인(1)은 안전하게 포장(F4)으로부터 물러날 수 있다.

이와 같이, 경사로(SL)를 지나 포장(F4)으로부터 물러날 때, 콤바인(1)은 위에서 서술한 각 정보를 포함하는 포장 정보(fI), GPS를 이용하여 취득하는 위치 정보 및 자이로 센서(103)에 의해 검출되는 경사 각도(θ1)의 정보에 기초하여 예취부(2)의 높이 위치를 변경한다.

본 발명은, 콤바인에 이용 가능하다.

1: 콤바인 2: 예취부
3: 반송부 9: 기체
23: 디바이더 23T: 디바이더 선단
33: 피더 하우스 E: 포장단

Claims

자율 주행이 가능한 콤바인으로서,
디바이더를 구비하는 예취부;
기체에 대해 상기 예취부를 승강시키는 구동 수단;
상기 기체의 경사 각도를 검출하는 경사각 센서;
상기 기체의 위치 정보를 취득하는 GPS; 및
미리 설정된 포장 정보, 인식한 상기 위치 정보 및 상기 기체의 경사 각도에 기초하여, 상기 구동 수단을 제어하여 상기 예취부의 높이 위치를 변경하는 제어 수단을 구비하고,
상기 포장 정보는 상기 콤바인의 주행 경로의 정보 및 포장단의 정보를 포함하는, 콤바인.
제1항에 있어서,
상기 포장 정보는 상기 주행 경로에 미리 설정된 목표점의 정보를 포함하고,
상기 제어 수단은 상기 디바이더의 선단의 전방에서 상기 디바이더로부터 소정 간격을 두고 편차점을 설정하고, 상기 편차점과 상기 목표점이 중복될 때 상기 예취부의 높이 위치를 변경하는, 콤바인.
제1항에 있어서,
상기 제어 수단은 상기 디바이더의 선단의 전방에서 상기 디바이더로부터 소정 간격을 두고 편차점을 설정하고, 상기 편차점이 상기 포장단에 위치할 때 상기 예취부의 높이 위치를 소정 높이 위치까지 상승시키는, 콤바인.
제2항에 있어서,
상기 예취부는 피더 하우스를 구비하고,
상기 제어 수단은 상기 기체에 대한 상기 피더 하우스의 위치 및 상기 콤바인의 주행 속도에 따라 상기 편차점 위치를 변경하는, 콤바인.
제1항에 있어서,
상기 예취부는 피더 하우스를 구비하고,
상기 제어 수단은 상기 기체에 대한 상기 피더 하우스의 위치 및 상기 기체의 경사 각도에 기초하여 상기 주행 경로의 노면과 상기 예취부의 간격이 일정하게 유지되도록 상기 예취부의 높이 위치를 변경하는, 콤바인.
제1항에 있어서,
상기 제어 수단은, 상기 포장 정보, 상기 위치 정보 및 상기 기체의 경사 각도에 기초하여 상기 포장단에 대한 상기 디바이더의 선단의 위치를 산출하고, 상기 콤바인이 상기 주행 경로 상의 경사로로부터 포장에 진입할 때 상기 디바이더 선단이 상기 포장단에 도달하는 것을 검출하는 경우, 상기 예취부의 높이 위치를 소정 높이 위치까지 상승시키는, 콤바인.
제6항에 있어서,
상기 포장 정보는 선행하여 실시된 예취 작업의 정보를 포함하고,
상기 제어 수단은 포장의 미예취 영역에 상기 디바이더의 선단이 도달했을 때 상기 예취부의 높이 위치를 소정 높이까지 하강시키는, 콤바인.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 포장 정보는 상기 주행 경로 상의 경사로의 경사 각도를 포함하고,
상기 제어 수단은 상기 콤바인이 포장으로부터 상기 경사로까지 물러나는 경우, 상기 편차점과 상기 경사로가 중복되는 경우 상기 경사로의 상기 경사 각도에 따라 상기 예취부의 높이 위치를 변경하는, 콤바인.