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技術 コンバインの自動走行制御装置

出願人 井関農機株式会社
発明者 松澤宏樹
出願日 2018年2月26日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-032087
公開日 2019年9月5日 (7ヶ月経過) 公開番号 2019-146506
状態 未査定
技術分野 収穫機本体(4)(コンバイン) 収穫機本体(6)(機枠、駆動) 農業機械一般(3)操向
主要キーワード 揺動レバ パルス信号入力 移動設定 地上位置 方向走行 自動方向制御 ブレーキ作動信号 接近度合い
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年9月5日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

本発明は、圃場穀稈を回り刈りするコンバインで、刈取開始位置を自動で最適位置に移動設定してその後の回り刈り操縦を容易にすることを課題とする。

解決手段

GPS受信器30で計測する機体位置情報から機体の地図上位置を認識する制御装置2を設けたコンバインKにおいて、事前に取得した田植機Tの植付軌跡T1情報を参照してコンバインKの刈取予定地図THを作成し、該刈取予定地図THに示される機体の位置情報に従ってコンバインKの刈取経路K1を作成することを特徴とするコンバインの自動走行制御装置とする。

概要

背景

コンバインの刈取作業は、操縦席に座った作業者圃場植生した穀稈列に沿って機体走行させながら機体前部の刈取装置を駆動して穀稈を株元から刈り取る。

圃場に植生する穀稈は、移植する田植機が走行方向(条方向)に一定のピッチ(約15cm)で、走行方向に直交する幅方向には広いピッチ(約30cm)で植え付けているために、そのようなピッチで植生している。

このために、コンバインの自動走行制御装置は、機体最先端の刈取装置の分草杆に穀稈の株元を検出する株検出センサを設け、この株検出センサが穀稈の植生列を追跡検出して直進走行するように走行装置を制御している。

しかし、コンバインの刈取作業は、圃場の周囲から平面視で四角状に回り刈りしながら行われるので、条方向刈取とこれに直交する幅方向刈取が交互に繰り返されることになり、幅方向刈取は穀稈の植生間隔が広いために株検出センサが穀稈を見失って走行方向が乱れることがある。

このために、特許文献1に記載の技術では、通常の植付間隔よりも広い疎植を判定する手段を設け、疎植(幅方向刈取)になるとコンバインの操縦者手動操縦操作をするようにしている。

概要

本発明は、圃場の穀稈を回り刈りするコンバインで、刈取開始位置を自動で最適位置に移動設定してその後の回り刈り操縦を容易にすることを課題とする。GPS受信器30で計測する機体の位置情報から機体の地上位置を認識する制御装置2を設けたコンバインKにおいて、事前に取得した田植機Tの植付軌跡T1情報を参照してコンバインKの刈取予定地THを作成し、該刈取予定地THに示される機体の位置情報に従ってコンバインKの刈取経路K1を作成することを特徴とするコンバインの自動走行制御装置とする。

目的

本発明は、圃場の穀稈を回り刈りするコンバインで、刈取開始位置を自動で最適位置に移動設定してその後の回り刈り操縦を容易にすることを課題とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

GPS受信器(30)で計測する機体位置情報から前記機体の地図上位置を認識する制御装置(2)を設けたコンバイン(K)において、事前に取得した田植機(T)の植付軌跡(T1)情報を参照して前記コンバイン(K)の刈取予定地図(TH)を作成し、該刈取予定地図(TH)に示される前記機体の位置情報に従って前記コンバイン(K)の刈取経路(K1)を作成することを特徴とするコンバインの自動走行制御装置

請求項2

前記田植機(T)の前記植付軌跡(T1)と植付幅(H)を前記制御装置(2)に記憶し、前記植付幅(H)の右端位置に前記コンバイン(K)が未刈穀稈(15)を検出する分草杆(26)の穀稈センサ(1b)が位置するように移動走行させて、前記コンバイン(K)の刈取を開始するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のコンバインの自動走行制御装置。

請求項3

分草杆(26)に設けた穀稈センサ(1b)で所定走行距離間に検出する株数で条方向刈取と幅方向刈取を判定し、前記幅方向刈取の走行速度を前記条方向刈取の走行速度より速くしたことを特徴とする請求項1に記載のコンバインの自動走行制御装置。

技術分野

0001

本発明は、圃場植立する穀稈を刈り取って穀粒脱穀して収穫するコンバイン自動走行制御装置に関する。

背景技術

0002

コンバインの刈取作業は、操縦席に座った作業者が圃場に植生した穀稈列に沿って機体走行させながら機体前部の刈取装置を駆動して穀稈を株元から刈り取る。

0003

圃場に植生する穀稈は、移植する田植機が走行方向(条方向)に一定のピッチ(約15cm)で、走行方向に直交する幅方向には広いピッチ(約30cm)で植え付けているために、そのようなピッチで植生している。

0004

このために、コンバインの自動走行制御装置は、機体最先端の刈取装置の分草杆に穀稈の株元を検出する株検出センサを設け、この株検出センサが穀稈の植生列を追跡検出して直進走行するように走行装置を制御している。

0005

しかし、コンバインの刈取作業は、圃場の周囲から平面視で四角状に回り刈りしながら行われるので、条方向刈取とこれに直交する幅方向刈取が交互に繰り返されることになり、幅方向刈取は穀稈の植生間隔が広いために株検出センサが穀稈を見失って走行方向が乱れることがある。

0006

このために、特許文献1に記載の技術では、通常の植付間隔よりも広い疎植を判定する手段を設け、疎植(幅方向刈取)になるとコンバインの操縦者手動操縦操作をするようにしている。

先行技術

0007

特開2010−75126号公報

発明が解決しようとする課題

0008

本発明は、圃場の穀稈を回り刈りするコンバインで、刈取開始位置を自動で最適位置に移動設定してその後の回り刈り操縦を容易にすることを課題とする。

課題を解決するための手段

0009

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。

0010

請求項1の発明は、GPS受信器30で計測する機体の位置情報から機体の地図上位置を認識する制御装置2を設けたコンバインKにおいて、事前に取得した田植機Tの植付軌跡T1情報を参照してコンバインKの刈取予定地図THを作成し、該刈取予定地図THに示される機体の位置情報に従ってコンバインKの刈取経路K1を作成することを特徴とするコンバインの自動走行制御装置とする。

0011

請求項2の発明は、田植機Tの植付軌跡T1と植付幅Hを制御装置2に記憶し、植付幅Hの右端位置にコンバインKが未刈穀稈15を検出する分草杆26の穀稈センサ1bが位置するように移動走行させて、コンバインKの刈取を開始するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のコンバインの自動走行制御装置とする。

0012

請求項3の発明は、分草杆26に設けた穀稈センサ1bで所定走行距離間に検出する株数で条方向刈取と幅方向刈取を判定し、幅方向刈取の走行速度を条方向刈取の走行速度より速くしたことを特徴とする請求項1に記載のコンバインの自動走行制御装置とする。

発明の効果

0013

請求項1の発明で、圃場の穀稈の植生列は田植機Tが植え付けた苗の植付列に従って成長しているので、コンバインKが刈取収穫作業を行う際に、GPS受信器30で計測するコンバインKの位置を田植機Tの植付軌跡T1に従って制御装置2で刈取走行させることで、コンバインKの操縦を安全で容易に行うことが可能になる。

0014

請求項2の発明で、請求項1の効果に加えて、分草杆26に設けた穀稈センサ1bが植生する未刈穀稈15を検出する位置に移動するので、コンバインKの操縦者が以後の刈取操縦を容易に出来る。

0015

請求項3の発明で、請求項1の効果に加えて、穀稈の植生間隔の広い幅方向刈取の場合に穀稈の植生間隔が狭い条方向刈取の場合より速く走行することで、脱穀装置に供給する穀稈の量を均等化して収穫作業を速く出来る。

図面の簡単な説明

0016

コンバインの刈取作業の平面図である。
自動刈走行制御ブロック図である。
コンバインの刈取走行軌跡を示す平面図である。

実施例

0017

以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。なお、実施例の説明においては、機体の前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右といい、前進方向を前、後進方向を後というが、本発明の構成を限定するものでは無い。

0018

コンバインKは、図1に示すように、既刈側である機体右側操作席10やグレンタンク11を備え、同操作席10の前側で機体本体部12の前端位置に昇降可能に刈取部13を配置して構成され、この刈取部13の刈取幅の左側と右側位置に穀稈の株元を検出する左右穀稈センサ1a,1bを配置する。また、14は脱穀部であり、前記刈取部13で刈り取った穀稈を脱穀選別するものであり、この脱穀選別された穀粒は刈取走行に伴って順次グレンタンク11に送られ、積み替えまでの間一時的に貯留される。

0019

コンバインの自動方向制御は、刈取部13の左穀稈センサ1aと右穀稈センサ1bと、その検出信号によって機体の進行方向を調節するために変速伝動機の左右のサイドクラッチと左右のブレーキを作動させて入り切り制御する制御装置2とから構成される。

0020

左穀稈センサ1aと右穀稈センサ1bは、未刈穀稈をその片側方の所定の検出範囲内で接触揺動する接触子により検出する接触式センサである。左穀稈センサ1aは、刈取部13の左側から中央方向に張り出して刈取幅内の未刈穀稈15を検出し、また、右穀稈センサ1bは、機体の既刈側から中央方向に張り出して刈取幅の最も右側の穀稈16を検出する。

0021

また、穀稈センサ1a,1bによる距離の検出は、揺動レバーの揺動角度と対応する電圧値を出力する角度センサを使用し、そのセンサ値が所定の電圧範囲内に入るように、検出対象株の穀稈までの接近度合いに応じて旋回角度を出力することにより、検出センサ位置への寄り過ぎを防止し、高精度の追従を可能とする。

0022

自動方向制御の制御ブロック構成は、図2の構成図に示すように、制御装置2の入力側には、方向制御行選択の方向制御実行スイッチ3、穀稈センサ1a,1b、左右の方向センサ4a,4b、パワステ左右ポジションセンサ5、車速検出センサ6等の信号、及びGPS受信器30からの機体の地形位置情報を入力するべく接続し、出力側には、コンバインの旋回のために旋回内側となる左右駆動輪駆動動力を調節する変速伝動機のサイドクラッチ左出力信号7aとサイドクラッチ右出力信号7b、圃場の状態を示すパネル表示信号21、ブレーキ作動信号22等を出力する。

0023

制御装置2の内部構成は、各種のデジタル信号入力処理部8とデジタル信号入力処理部8とパルス信号入力処理部17を備えてデジタル情報アナログ情報、および、車速パルス情報の信号処理をし、これらの情報により進行方向を決定する方向制御手段18、その方向制御出力に基づいて左右の旋回駆動指令を出力する左右の旋回出力処理部19a,19bとブレーキ出力処理部24と圃場判定処理部23、車速パルスを車速情報に変換する車速パルスカウント手段20等から構成する。

0024

制御装置2の記憶部31には収穫圃場における田植機Tの植付軌跡T1と植付幅Hが記憶され、コンバインKが圃場に入って刈取作業を開始する際に、図3の如く、植付軌跡T1の植付幅H右端がコンバインKの右穀稈センサ1bが位置するようにGPS受信器30からの機体位置を方向制御手段18で誘導する。

0025

図3は記憶部31に記憶した刈取予定地図THを示し、田植機Tの植付軌跡T1を表示してコンバインKの刈取経路K1を追加表示する。田植機Tの機体中心の植付軌跡T1と植付幅Hが記憶されており、植付幅Hの右端に刈取部13の右穀稈センサ1bが位置するように方向制御手段18でコンバインKが刈取開始位置に移動制御される。

0026

田植機Tの植付軌跡T1は、田植機Tの植付作業時に記憶し、その植付軌跡T1のデータをコンバインKの記憶部31に移しておくのである。

0027

なお、田植機Tの植付軌跡T1は、機体中心とすることなく、植付幅Hの右端位置或いは左端の植付軌跡T1として記憶しても良く、コンバインKの刈取開始を植付軌跡T1の終端からとしても良い。植付幅Hの左端を植付軌跡T1として記憶した場合は、コンバインKは右回りに旋回して刈取作業を行う。

0028

制御装置2による自動方向制御については、方向制御選択スイッチ3がオンの場合に、方向制御手段18が左右いずれかの穀稈センサ1a,1bの検出信号により、機体進行方向に続く未刈穀稈列追従走行するべく左右の旋回方向を決定し、これと対応して左右の旋回出力処理部19a,19bとブレーキ出力処理部24が自動方向制御処理を行い、穀稈センサ1a,1bが株に接触する時間と走行速度から算出する株間隔で判定する条方向か幅方向かの判定結果をパネル表示信号21として出力する。

0029

穀稈の刈取作業は、操作席10に座った操縦者が穀稈列に沿って機体を走行することで開始し、方向制御実行スイッチ3のオン操作自動走行が開始される。

0030

まず、条方向の走行か幅方向の走行かは、所定距離走行することで左穀稈センサ1aが検出する未刈穀稈15の株数を圃場判定処理部23で判定するが、植生ピッチの狭い条方向走行の場合は株数が多くなり、植生ピッチの広い幅方向走行は株数が少なくなる。

0031

条方向の走行の場合は、未刈穀稈15の植生ピッチが狭く短時間の走行で穀稈を感知できるので、従来通りに中央穀稈センサ1aからの左右穀稈感知で方向制御手段18を条方向にして刈取走行し、幅方向の走行は、左穀稈センサ1aの穀稈検出を無視して右穀稈センサ1bが最右穀稈16の存在を検出するように方向制御手段18を幅方向に制御すると共に条方向の走行よりも速く走行させる。

0032

なお、幅方向走行時に右穀稈センサ1bが最右穀稈16の存在を長く検出できなくなると走行方向が右にそれている可能性があるので、左に修正する。

0033

なお、右穀稈センサ1bの左右に接触子を設けると、中央穀稈センサ1aと同様に未刈穀稈15の植生した圃場を横切る中割刈り取り時に刈取走行を直進に制御できる。

0034

また、右穀稈センサ1bとして穀稈までの距離を検出するミリ波レーダセンサにし、このミリ波レーダセンサが穀稈を所定距離内に検出できるようにすると、中央穀稈センサ1aが不要になり、右穀稈センサ1bのみで条刈と幅刈が出来る。

0035

H植付幅
Kコンバイン
K1 刈取経路
T田植機
T1 植付軌跡
TH 刈取予定地図
1b穀稈センサ
2制御装置
15未刈穀稈
26 分草杆

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